JPH1154048A

JPH1154048A - プラズマディスプレイパネル及びその製造方法

Info

Publication number: JPH1154048A
Application number: JP9207527A
Authority: JP
Inventors: Masaki Aoki; 正樹青木; Shigeo Suzuki; 茂夫鈴木; Hiroyoshi Tanaka; 博由田中
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1997-08-01
Filing date: 1997-08-01
Publication date: 1999-02-26

Abstract

(57)【要約】【課題】プラズマディスプレイパネルの誘電体ガラス
層上の保護膜において、放電電圧の低減と輝度の向上を
図り、加えて、その製造方法を提供することを目的とす
る。【解決手段】プラズマディスプレイパネルを形成する
誘電体ガラス層１３上にプラズマＣＶＤ法やプラズマト
ーチＣＶＤ法を用いて、ダイヤモンド状カーボン保護層
１４を形成することによって保護層の２次電子放出係数
を向上することにより、放電電圧の低減とパネル輝度を
向上させることが出来る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、表示デバイスなど
に用いられ、特に、プラズマディスプレイパネルの放電
開始電圧の低圧化を図り、パネルの高品位化を実現する
プラズマディスプレイパネル及びその製造方法に関する
ものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、ハイビジョンをはじめとする高品
位で大画面のテレビに対する期待が高まっている中で、
ＣＲＴ，液晶ディスプレイ（以下、ＬＣＤと記載す
る），プラズマディスプレイパネル（Plasma Display P
anel, 以下ＰＤＰと記載する）といった各ディスプレイ
の分野において、これに適したディスプレイの開発が進
められている。

【０００３】従来からテレビのディスプレイとして広く
用いられているＣＲＴは、解像度・画質の点で優れてい
るが、画面の大きさに伴って奥行き及び重量が大きくな
る点で４０インチ以上の大画面には不向きである。ま
た、ＬＣＤは、消費電力が少なく、駆動電圧も低いとい
う優れた性能を有しているが、大画面を作製するのに技
術上の困難性があり、視野角にも限界がある。

【０００４】これに対して、ＰＤＰは、小さい奥行きで
も大画面を実現することが可能であって、既に４０イン
チクラスの製品も開発されている。

【０００５】ＰＤＰは、大別して直流型（ＤＣ型）と交
流型（ＡＣ型）とに分けられるが、現在では大型化に適
したＡＣ型が主流となっている。

【０００６】従来の一般的な交流面放電型ＰＤＰの概略
構成は、フロントカバープレート上に一対の表示電極
（放電電極）が配設され、その上を鉛ガラス［ＰｂＯ−
Ｂ₂Ｏ₃−ＳｉＯ₂ガラス］からなる誘電体ガラス層およ
びＭｇＯからなる保護膜で覆われている。

【０００７】また、バックプレート上には、アドレス電
極が配され、その上に前記誘電体ガラス層と同じ組成の
誘電体ガラス層と隔壁と、赤または緑または青の紫外線
励起蛍光体からなる蛍光体層とが配設され、誘電体ガラ
ス層，隔壁に囲まれた放電空間内には放電ガスが封入さ
れている。なお、表示電極とアドレス電極とは通常、直
交して設けられている。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】このようなＰＤＰにお
いて、以下に述べるように、輝度及び放電電圧（回路の
駆動電圧）に対する課題がある。

【０００９】４０〜４２インチクラスのテレビ用のＰＤ
Ｐにおいて、ＮＴＳＣの画素レベル（画素６４０×４８
０個，セルピッチ０．４３ｍｍ×１．２９ｍｍ，１セル
の面積０．５５ｍｍ²）の場合、現在１５０〜２５０ｃ
ｄ／ｍ²程度の画面輝度が獲られている（機能材料１９
９６年２月号Ｖol．１６，Ｎｏ．２ページ７参照）。

【００１０】これに対して、近年期待されているフルス
ペックの４２インチクラスのハイビジョンテレビでは、
画素数が１９２０×１１２５で、セルピッチは０．１５
ｍｍ×０．４８ｍｍとなる。この場合、１セルの面積は
０.０７２ｍｍ²であって、ＮＴＳＣの場合と比べて１／
７〜１／８となるため、４２インチのハイビジョンテレ
ビ用のＰＤＰを、従来通りのセル構成で作製した場合、
画面の輝度は３０〜４０ｃｄ／ｍ²程度に低下すること
が予想される。

【００１１】従って、４２インチのハイビジョンテレビ
用のＰＤＰにおいて、現行のＮＴＳＣのＣＲＴ並の明る
さ（５００ｃｄ／ｍ²）を得ようとすれば、各セルの輝
度を１２〜１５倍程度に向上させることが必要となる。
又、放電開始電圧もセル面積が小さくなるに従って上昇
して行く。

【００１２】このような背景のもとで、ＰＤＰのセルの
輝度向上および放電開始電圧を低減させる技術が望まれ
ている。

【００１３】ＰＤＰの発光原理は、基本的に蛍光灯と同
様であって、放電に伴って放電ガスから紫外線が放出さ
れ、この紫外線によって赤，緑，青の蛍光体が励起発光
されるが、放電エネルギの紫外線への変換効率や、蛍光
体における可視光への変換効率が低いので、蛍光灯のよ
うに高い輝度を得ることは難しい。

【００１４】この点に関して、応用物理Ｖｏｌ．５１，
Ｎｏ．３１９８２年ページ３４４〜３４７には、Ｈ
ｅ−Ｘｅ，Ｎｅ−Ｘｅ系のガス組成のＰＤＰにおいて、
電気エネルギーの約２％しか紫外線放射に利用されてお
らず、最終的に可視光に利用されるのは０．２％程度と
いうことが記載されている（光学技術コンタクトＶｏ
ｌ．３４，Ｎｏ．１１９９６年ページ２５，ＦＬＡ
ＴＰＡＮＥＬＤＩＳＰＬＡＹ９６’ Ｐａｒｔ５
−３，ＮＨＫ技術研究第３１巻第１号昭和５４年
ページ１８参照）。

【００１５】ところで、前述した誘電体ガラス層の保護
層としては、耐スパッタリング性に優れたものであるこ
とが必要であるが、放電エネルギーの紫外線への変換効
率を上げるためには又放電電圧を低くするためにも、そ
の２次電子放出係数が高いことも重要である。

【００１６】従来からこのような条件をある程度満たす
ものとしてＭｇＯが広く用いられている（例えば特開平
５−２１１０３１号公報）が、更に、２次電子放出係数
の高いものとして結晶質ダイヤモンドを用いたＰＤＰが
検討されている（例えば、特開平８−３３９７６７号公
報）。

【００１７】そこで本発明は、保護層の２次電子放出係
数を向上させることによって、放電電圧を低くし、か
つ、発光輝度に優れたプラズマディスプレイパネルを提
供し、加えて、その製造方法を提供することを目的とし
てなされたものである。

【００１８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、第１の電極及び誘電体ガラス層が配設さ
れたフロントカバープレートと、第２の電極及び蛍光体
層が配設されたバックプレートとが、前記誘電体ガラス
層及び蛍光体層を対向させた状態で配され、前記フロン
トカバープレート及びバックプレートの間に隔壁で仕切
られた放電空間が形成されたプラズマディスプレイパネ
ルであって、前記誘電体ガラス層には、ダイヤモンド状
カーボン（非晶質ダイヤモンド）から成る保護層が被覆
されていることを特徴とする。

【００１９】ここでダイヤモンド状カーボン（ＤＬＣ）
あるいは、非晶質ダイヤモンドというのは、Ｘ線的には
ダイヤモンド構造をしていない非晶質のカーボン原子の
集りであるが、例えばフーリエ変換型の赤外吸収スペク
トル（ＦＴＩＲ）等の分析によると、局所的にダイヤモ
ンド状の結晶構造を持っているカーボン原子の集合体の
ことである。したがって、ダイヤモンドの結晶より硬度
は、落ちるがダイヤモンドより柔軟性に富んだ膜を形成
できる。

【００２０】当該構成を有するプラズマディスプレイパ
ネルは、第１の電極及び誘電体ガラス層が配設されたフ
ロントカバープレートの誘電体ガラス層に、ダイヤモン
ド状カーボン（非晶質ダイヤモンド）保護層を形成する
第１ステップと、非晶質状ダイヤモンド保護層が形成さ
れたフロントカバープレートと、第２の電極及び蛍光体
層が配設されたバックプレートとを対向して配すると共
に、前記フロントカバープレート及びバックプレートの
間に形成される放電空間内にガス媒体を封入する第２ス
テップとを備える方法で製造することができる。

【００２１】また、上記目的を達成するために、第１の
電極及び誘電体ガラス層が配設されたフロントカバープ
レートと、第２の電極及び蛍光体層が配設されたバック
プレートとが、前記誘電体ガラス層及び蛍光体層を対向
させた状態で配され、前記フロントカバープレート及び
バックプレートの間に隔壁で仕切られた放電空間が形成
されたプラズマディスプレイパネルであって、前記誘電
体ガラス層には、燐（Ｐ），ホウ素（Ｂ），窒素（Ｎ）
が添加（ドーピング）されたダイヤモンド状カーボンか
ら成る保護層が被覆されていることを特徴とする。

【００２２】この構成のプラズマディスプレイパネル
は、第１の電極及び誘電体ガラス層が配設されたフロン
トカバープレートの誘電体ガラス層に、プラズマＣＶＤ
法やプラズマトーチＣＶＤ法によるダイヤモンド状カー
ボン（非晶質ダイヤモンド）保護層を形成する第１ステ
ップと、前記ダイヤモンド状カーボン保護層が形成され
たフロントカバープレートと、第２の電極及び蛍光体層
が配設されたバックプレートとを対向して配すると共
に、フロントカバープレート及びバックプレートの間に
形成される放電空間内にガス媒体を封入する第２ステッ
プとを備える方法によって製造することができる。

【００２３】

【発明の実施の形態】

〔はじめに〕はじめに、本発明について概説する。まず
保護層の２次電子放出係数を向上させる一般的な方法
は、真空蒸着法にてＭｇＯ層を形成することである。本
発明はダイヤモンド状カーボン膜を保護層にすることに
よって、従来のＭｇＯ保護層より２次電子放出率が向上
し、したがって、放電開始電圧が低下する。その理由
は、一般に結晶質ダイヤモンドは、負性電子親和力を持
っており、二次電子放出係数が大きいと考えられている
からである（例えば応用物理，第６６巻，第３号，１
９９７年，ＰＰ２３６〜２３８，表面科学Ｖｏｌ．１
７，Ｎｏ．２，ＰＰ７２４〜７３０，１９９６年）。

【００２４】したがって、表示電極と放電空間との間に
ダイヤモンドが介在すると、電界によって二次電子が放
電空間に多量に放出され、放電開始電圧が下る（例え
ば、特開平８−３３９７６７号公報）。

【００２５】しかしながら従来例の結晶質のダイヤモン
ドは、硬度が高くビッカース硬度で１００００以上あっ
て、硬いがもろい。又、その熱膨張係数が４５×１０^-6
／℃と低いため。ＰＤＰに用いられているソーダガラス
や高歪点ガラス（例えばＰＤ−２００，旭ガラス
（株）製）の熱膨張係数８４×１０^-6／℃の約１／２で
あるため、誘電体ガラス層（熱膨張係数８０〜８２×１
０^-7／℃）上に成膜されると、熱歪により誘電体膜また
は、ダイヤモンド膜上にクラックが入ってしまい、放電
開始電圧（Ｖｆ）の低下度合が高々１５ボルト程度でし
かない（クラックのため下地誘電体中の酸化鉛が析出す
るため、放電開始電圧があまり下らない（例えば、特開
平８−３３９７６７号公報））。

【００２６】一方、ダイヤモンド状カーボン（非晶質ダ
イヤモンド）膜は、結晶性ダイヤモンド膜と比べて非晶
質（アモルファス）状になっているため、ダイヤモンド
膜ほど硬くはなく（ビッカース硬度５０００〜６００
０）、非晶質であるため結晶質ダイヤモンドのように結
晶の異方性もなく、膜に柔軟性がありしかも、熱膨張係
数が５０〜６０×１０^-7／℃と結晶質ダイヤモンドより
も高いために、誘電体ガラス層の保護膜として使用して
もクラックが入ることがない。

【００２７】又非常に局所的には（ミクロには）ダイヤ
モンド構造の結合を持っているために、二次電子の放出
係数が大きく、したがって従来の結晶性ダイヤモンド膜
よりも放電開始電圧が低下する。特に燐（Ｐ），ホウ素
（Ｂ），窒素（Ｎ）を添加した、ダイヤモンド状カーボ
ン膜は二次電子の放出率が大きいためより放電開始電圧
が低下する。

【００２８】以下、本発明の実施の形態について図面を
参照しながら説明する。〔実施の形態１〕（ＰＤＰの全体的な構成及び製法）図１は、本実施の形
態に係る交流面放電型ＰＤＰの概略断面図である。な
お、図１ではセルＣＬが１つだけ示されているが、赤，
緑，青の各色を発光するセルが多数配列されてＰＤＰが
構成されている。

【００２９】このＰＤＰは、前面ガラス基板（フロント
カバープレート）１１上に放電電極（表示電極）１２と
誘電体ガラス層１３が配された前面パネル１０と、背面
ガラス基板（バックプレート）２１上にアドレス電極２
２，誘電体ガラス層２３，隔壁２４，蛍光体層２５が配
された背面パネル２０とを張り合わせ、前面パネル１０
と背面パネル２０の間に形成される放電空間３０内に放
電ガスが封入された構成となっており、以下に示すよう
に作製される。なお、図１では便宜上断面で示している
が、放電電極１２とアドレス電極２２とは実際には直交
して設けられている。

【００３０】前面パネル１０の作製：前面パネル１０
は、前面ガラス基板１１上に放電電極（表示電極）１２
を形成し、その上を鉛系の誘電体ガラス層１３で覆い、
更に誘電体ガラス層１３の表面上にダイヤモンド状カー
ボン保護層１４を形成することによって作製する。

【００３１】本実施の形態では、放電電極１２は銀電極
であって、銀電極用のペーストをスクリーン印刷した後
に焼成する方法で形成する。また、鉛系の誘電体ガラス
層１３の組成は、酸化鉛［ＰｂＯ］７５重量％，酸化硼
素［Ｂ₂Ｏ₃］１５重量％，酸化硅素［ＳｉＯ₂］１０重
量％であって、スクリーン印刷法と焼成によって形成す
る。

【００３２】保護層１４は、ダイヤモンド状カーボンか
ら成りアモルファス（非晶質）状をした膜構造となって
いる。

【００３３】本実施の形態では、プラズマＣＶＤ法ある
いは、プラズマトーチＣＶＤ法を用いてダイヤモンド状
カーボンから成る保護層を形成する。具体的なＣＶＤ法
による保護層の形成方法については、後述する。

【００３４】背面パネル２０の作製：背面ガラス基板２
１上に、銀電極用のペーストをスクリーン印刷しその後
焼成する方法によってアドレス電極２２を形成し、その
上に前面パネル１０の場合と同様にスクリーン印刷法と
焼成によって鉛系の誘電体ガラス層２３を形成する。

【００３５】そして、ガラス製の隔壁２４を所定のピッ
チで固着する。そして、隔壁２４に挟まれた各空間内
に、赤色蛍光体，緑色蛍光体，青色蛍光体の中の１つを
配設することによって蛍光体層２５を形成する。各色の
蛍光体としては、一般的にＰＤＰに用いられている蛍光
体を用いることができるが、ここでは次の蛍光体を用い
る。

【００３６】「赤色蛍光体」：（Ｙ_XＧｄ_1-X）ＢＯ₃：Ｅｕ³⁺ 「緑色蛍光体」：ＢａＡｌ₁₂Ｏ₁₉：Ｍｎ「青色蛍光体」：ＢａＭｇＡｌ₁₀Ｏ₁₇：Ｅｕ²⁺ パネル１０及び２０張り合わせによるＰＤＰの作製：次
に、前述のように作製した前面パネル１０と背面パネル
２０とを封着用ガラスを用いて放電電極とアドレス電極
とが直交するように張り合せると共に隔壁２４で仕切ら
れた放電空間３０内を高真空（８×１０^-7Ｔｏｒｒ）に
排気した後、所定の組成の放電ガスを所定の圧力で封入
することによってＰＤＰを作製する。

【００３７】なお、本実施の形態では、ＰＤＰのセルサ
イズは、４０インチクラスのハイビジョンテレビに適合
するよう、セルピッチを０．２ｍｍ以下、放電電極１２
の電極間距離ｄを０．１ｍｍ以下に設定する。

【００３８】また、封入する放電ガスの組成は、従来か
ら用いられているＮｅ−Ｘｅ系であるが、Ｘｅの含有量
を５体積％以上に設定するとともに、封入圧力は５００
に設定することによりＸｅの濃度を高め、セルの発光輝
度の向上を図っている。

【００３９】（プラズマＣＶＤ法による保護層１４の形
成について）図２は、保護層１４を形成する際に用いる
ＣＶＤ装置４０の概略図である。

【００４０】このＣＶＤ装置４０は、プラズマＣＶＤを
行うことができるものであって、ＣＶＤ装置本体４５の
中には、ガラス基板４７（図１における放電電極１２及
び誘電体ガラス層１３を形成した前面ガラス基板１１）
を加熱するヒータ部４６が設けられ、プラズマＣＶＤ装
置本体４５内は排気装置４９で減圧にすることができる
ようになっている。また、プラズマＣＶＤ装置本体４５
の中にプラズマを発生させるための高周波電源４８が設
置されている。

【００４１】Ｈ₂ガスボンベ４１は、反応ガスである水
素［Ｈ₂］ガスを、ＣＶＤ装置本体４５に供給するもの
である。

【００４２】気化器４２は、ダイヤモンド状カーボンの
原料（ソース）となるメタン，エチレン，メタノールの
いづれか一種を蓄えるガスボンベであり、これらのガス
の少なくとも１種のガスをＣＶＤ装置本体４５に供給す
るものである。又、気化器４４は添加剤（不純物イオ
ン）である窒素，燐，硼素の原料となるＮ₂，ＰＨ₃，Ｂ
Ｈ₃のうちのいずれか一種のガスを蓄えるボンベであ
り、これらのガスの少なくとも一種のガスをＣＶＤ装置
本体４５に供給するものである。

【００４３】（１）プラズマＣＶＤ法上記構成のＣＶＤ装置４０を用いて、プラズマＣＶＤを
行う場合も、ヒータ部４６によるガラス基板４７の加熱
温度は２５０〜３００℃程度（以下各表の「ガラス基板
の加熱温度」の欄を参照。）に、排気装置４９を用いて
１０〜３００Ｐａに減圧し、高周波電源４８を駆動し
て、例えば、１３．５６ＭＨｚの高周波電界を印加する
ことにより、ＣＶＤ装置本体４５内にプラズマを発生さ
せガスを流しながら、ダイヤモンド状カーボンからなる
保護層１４を形成する。

【００４４】気化器４２,４４から供給するソースとし
ては、例えば、メタン（ＣＨ₄），エチレン（Ｃ₂Ｈ₄）,
メタノール（ＣＨ₃ＯＨ）の原料ガスおよび、不純物イ
オンの添加剤としての窒素（Ｎ₂）,フォスフィン（ＰＨ
₄），ジボラン（ＢＨ₄）を挙げることが出来る。

【００４５】このようなソースを用いて、プラズマＣＶ
Ｄ法で保護層を形成することにより、ダイヤモンド状カ
ーボン（非晶質ダイヤモンド）から成る保護層が形成さ
れる。ここで、ガス圧を前記のように１０〜３００Ｐ
ａという圧力にコントロールすることによりダイヤモン
ド状カーボン膜が効率良く、誘電体ガラス上に析出し、
二次電子の放出率の高い保護層を形成することが出き
る。

【００４６】なお、二次電子放出率の高いダイヤモンド
状カーボン膜を得るには、ダイヤモンドカーボン膜の成
長初期に安定核が均一にガラス基板に付着するような反
応条件に設定することが望ましいと考えられ、このよう
な反応条件としてはＣＶＤ装置４０の反応容器内の圧力
を上記のような圧力に設定する他、原料のＨ₂に対する
濃度，ガラス基板を載置する反応容器内の温度あるいは
反応時間などの条件が挙げられる。

【００４７】また、不純物イオンとしての添加量は、１
０ｐｐｍ〜１０００ｐｐｍが望ましく、１０ｐｐｍ以下
では放電開始電圧の低減効果が少なく、１０００ｐｐｍ
をこえると、ダイヤモンド状カーボン膜の絶縁性が低下
してしまい、電子の放出量が少なくなり、したがって放
電電圧の低下が見られなくなるので好ましくない。

【００４８】（２）（プラズマトーチＣＶＤ法につい
て）図３は前記保護層１４を形成する際に用いるプラズマト
ーチＣＶＤ装置の概略図である。このプラズマトーチＣ
ＶＤ装置は、プラズマトーチ４０６の高温中での化学反
応を利用して、ダイヤモンド状カーボン膜を形成するも
のである。なお、ＰＤＰパネルの隔壁を形成する際に
は、プラズマ溶射装置をもちいればよい。

【００４９】図３において、４０１は陰極、４０２は陽
極、４０３は電源、４０４は直流アーク、４０５は原料
ガス導入口、４０６はプラズマトーチ、４０７はノズ
ル、４０８はガラス基板、４０９は誘電体ガラスであ
る。

【００５０】先づ、背面ガラス基板４０８上にアドレス
電極（銀電極）を銀ペーストを用いて、スクリーン印刷
法にて印刷し、その後焼成することによりアドレス電極
を形成する。

【００５１】次に陰極４０１と陽極４０２の間に電源４
０３を用いて、電界を印加しながら直流アーク４０４を
発生させ、原料ガス（メタン，エチレン，エタノールの
うちいずれか一種と水素の混合ガス）を原料ガス導入口
４０５から流して、プラズマトーチ４０６を生成させ
る。

【００５２】（保護層１４による効果）従来の真空蒸着
法（ＥＢ法）によって形成した保護層は、Ｘ線解析によ
ると、ＭｇＯ結晶が（１１１）面配向となっている。

【００５３】これに比べ、前記のようにガス圧を１０Ｐ
ａ〜３００Ｐａでコントロールしメタン，メチレン，メ
タノールのいづれか一種と水素の混合ガスを流して作成
したダイヤモンド状カーボン保護層あるいは、同じガス
をプラズマトーチ中に流して作成したダイヤモンド状カ
ーボン保護層は、すべて非晶質（アモルファス）である
が非常にミクロに見れば（局所的には）カーボン原子が
ダイヤモンド構造であるＳＰ３結合を形成している。し
たがって、非晶質であるがミクロに見ればダイヤモンド
状カーボンは、負性電子親和力を持っており、したがっ
て二次電子放出係数が大きい。又、燐（Ｐ），ホウ素
（Ｂ），窒素（Ｎ）を添加することにより一層二次電子
放出係数が大きくなると考えられる。

【００５４】このことがＰＤＰの放電電圧（放電開始電
圧や放電維持電圧）の低下及び発光輝度の向上に大きく
寄与するものと言える。

【００５５】（保護層１４による理論的な根拠）保護層
の２次電子放出係数γを大きくすれば、セルの発光輝度
を向上させることができ、かつ、放電電圧を低くするこ
とができるこを以下理論的に説明する。

【００５６】まず、放電電圧Ｖｆ（ここでは放電開始電
圧）と保護増の２次電子放出係数γとの間に次式のよう
な関係がある点に着眼した。

【００５７】

【数１】

【００５８】この式(１)は、放電開始電圧（Ｖｆ）が封
入ガスとカソード材（ダイヤモンド状カーボンやＭｇＯ
等）のプラズマ中のイオン衝撃による２次電子放出係数
γに依存していることを示すＶｆとγの関係式である。

【００５９】この式(１)からγが大きければ大きいほど
Ｖｆは小さくなる（例えばプラズマディスプレイ，共立
出版１９８３年ｐｐ４３）ことが分かる。なお、こ
の式(１)は、放電維持電圧に関しても同様に成立する。

【００６０】つまり、誘電体ガラス表面に被覆されてい
る保護層のγ値を大きくすることにより、発光輝度を向
上させ、かつ、放電開始電圧Ｖｆを低下させることがで
きる。

【００６１】

【実施例】

［実施例１〜１０］

【００６２】

【表１】

【００６３】（表１）に示した試料Ｎｏ．１〜１０のＰ
ＤＰは、上記実施の形態１に基づいて作製したダイヤモ
ンド状カーボン保護層を有するものであって、ＰＤＰの
セルサイズは、４２インチのハイビジョンテレビ用のデ
ィスプレイに合わせて、隔壁２４の高さは０．１５ｍ
ｍ、隔壁２４の間隔（セルピッチ）は０．１５ｍｍに設
定し、放電電極１２の電極間距離ｄは０．０５ｍｍに設
定した。

【００６４】鉛系の誘電体ガラス層１３は、７５重量％
の酸化鉛［ＰｂＯ］と１５重量％の酸化硼素［Ｂ₂Ｏ₃］
と１０重量％の酸化硅素［ＳｉＯ₂］と有機バインダー
［α−ターピネオールに１０％のエチルセルローズを溶
解したもの］とを混合してなる組成物を、スクリーン印
刷法で塗布した後、５２０℃で１０分間焼成することに
よって形成し、その膜厚は２０μｍに設定した。

【００６５】放電ガスにおけるＮｅとＸｅの比率及び封
入圧力は、（表１）の各該当欄に示す条件に設定した。

【００６６】ダイヤモンド状カーボン保護層の形成方法
については、試料Ｎｏ．１〜６では保護層をプラズマＣ
ＶＤ法で形成し、試料Ｎｏ．７〜１０では保護層をプラ
ズマトーチＣＶＤ法で形成した。

【００６７】又、試料Ｎo.１，４，７，１０ではＣＨ₄
（メタン）を、試料Ｎo.２，５，８ではＣ₂Ｈ₄（エチレ
ン）を、試料Ｎo.３，６，９ではＣＨ₃ＯＨ（エタノー
ル）をソースとして用いた。

【００６８】また、気化器の温度、ガラス基板４７の加
熱温度は、（表１）の各欄に示す条件に設定して作製し
た。

【００６９】尚、プラズマＣＶＤ法の場合、反応容器の
圧力を１０Ｐａ〜３００Ｐａとし、ＣＨ₄，Ｃ₂Ｈ₄，Ｃ
Ｈ₃ＯＨガスの流量は１Ｌ／分、水素の流量は２Ｌ／
分、不純物ガスの流量は０．２ｃｃ／分〜４ｃｃ／分と
して、共に１分間流し、膜形成速度は１．０μｍ／分に
調整し、ダイヤモンド状カーボン保護膜の厚さは１．０
μｍに設定した。

【００７０】プラズマトーチＣＶＤ法の場合、反応容器
の圧力を常圧（１０万Ｐａ）としＣＨ₄，Ｃ₂Ｈ₄，ＣＨ₃
ＯＨガスの流量は１Ｌ／分、水素の流量は２Ｌ／分、不
純物ガスの流量は０．２ｃｃ／分〜４ｃｃ／分として共
に１分間流し、電源電力の印加は３ＫＷで１分間行い、
膜形成速度は０．９μｍ／分に調整し、形成するダイヤ
モンド状カーボン保護層の厚さは０．９μｍに設定し
た。

【００７１】このような形成した試料Ｎｏ１〜１０の保
護層をＸ線解析した結果、試料すべてアモルファスであ
るが、ＦＴＩＲの解析結果すべてＳＰ³のダイヤモンド
構造が形成されていることが確認された。

【００７２】試料Ｎｏ．１１，１２は比較例のＰＤＰで
あって、試料Ｎｏ．１１はＭｇＯ保護層を表１に示すよ
うに形成したものである。試料Ｎｏ．１２は従来結晶性
ダイヤモンドを形成したものである。

【００７３】（パネルの放電開始電圧Ｖｆ，放電維持電
圧Ｖおよびパネル輝度の測定）パネルの放電開始電圧Ｖ
ｆは放電電極（表示電極）間に交流電源を接続し、電圧
を除々に印加し、放電が開始する時の電圧であり、また
放電維持電圧Ｖは、放電開始後に電圧を下げていき、放
電が消滅する直前の電圧である。

【００７４】また、パネル輝度については、パネル全面
が点灯している時の放電維持電圧で測定し、周波数３０
ＫＨｚで駆動させた時の輝度を測定した。これらの結果
は表１に示されている。

【００７５】本発明に係る試料Ｎｏ．１〜１０のＰＤＰ
は、放電開始電圧Ｖｆ及び放電維持電圧Ｖ何れものが比
較例の試料Ｎｏ．１１，１２のＰＤＰよりも低く、又パ
ネル輝度も向上しているのがわかる。

【００７６】これは試料Ｎｏ．１〜１０のＰＤＰで２次
電子放出量が多くなったことを裏付けている。

【００７７】尚、上記各プラズマディスプレイパネルに
画像を表示する手段、例えば駆動回路や映像信号処理回
路等を少なくとも備えて画像表示装置を構成することも
可能である。

【００７８】

【発明の効果】以上説明したように本発明のプラズマデ
ィスプレイパネルは、第１の電極及び誘電体ガラス層が
配設されたフロントカバープレートと、第２の電極及び
蛍光体層が配設されたバックプレートとが、前記誘電体
ガラス層及び蛍光体層を対向させた状態で配され、前記
フロントカバープレート及びバックプレートの間に隔壁
で仕切られた放電空間が形成され、前記誘電体ガラス層
上には、ダイヤモンド状カーボンから成る保護層が被覆
されていることを特徴とする。

【００７９】これによって、保護層の２次電子放出係数
を向上させることで放電電圧を低下させ、かつ、パネル
輝度の向上を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態に係る交流面放電型ＰＤ
Ｐの概略断面図

【図２】保護層を形成する際に用いるプラズマＣＶＤ装
置の概略図

【図３】保護層を形成する際に用いるプラズマトーチＣ
ＶＤ装置の概略図

【符号の説明】

１０前面パネル１１前面ガラス基板（フロントカバープレート）１２放電電極（表示電極）１３誘電体ガラス層１４ダイヤモンド状カーボン保護層２０背面パネル２１背面ガラス基板（バックプレート）２２アドレス電極２３誘電体ガラス層２４隔壁２５蛍光体３０放電空間４０プラズマＣＶＤ装置４１水素ガスボンベ４２気化器（メタン，エチレン，メタノールのいづれ
か一種）４４添加剤用ガスボンベ（Ｎ₂，ＰＨ₃，ＢＨ₃のいづ
れか一種）４５プラズマＣＶＤ装置本体４６基板加熱ヒータ４７誘電体ガラス層が形成されたガラス基板４８高周波電源４９排気装置４０１陰極４０２陽極４０３電源４０４直流アーク４０５原料ガス導入口４０６プラズマトーチ４０７ノズル４０８ガラス基板４０９誘電体ガラス

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】第１の電極及び誘電体ガラス層が配設され
たフロントカバープレートと、第２の電極及び蛍光体層
が配設されたバックプレートとが、前記誘電体ガラス層
及び蛍光体層を対向させた状態で配され、前記フロント
カバープレート及びバックプレートの間に隔壁で仕切ら
れた放電空間が形成されたプラズマディスプレイパネル
であって、前記誘電体ガラス層は、ダイヤモンド状カーボン（非晶
質状ダイヤモンド）から成る保護層で被覆されているこ
とを特徴とするプラズマディスプレイパネル。
【請求項２】第１の電極及び誘電体ガラス層が配設され
たフロントカバープレートと、第２の電極及び蛍光体層
が配設されたバックプレートとが、前記誘電体ガラス層
及び蛍光体層を対向させた状態で配され、前記フロント
カバープレート及びバックプレートの間に隔壁で仕切ら
れた放電空間が形成されたプラズマディスプレイパネル
であって、前記誘電体ガラス層は、不純物イオンとして、窒素
（Ｎ），燐（Ｐ），硼素（Ｂ）の不純物イオンを含むダ
イヤモンド状カーボン（非晶質状ダイヤモンド）から成
る保護層が被覆されていることを特徴とするプラズマデ
ィスプレイパネル。
【請求項３】第１の電極及び誘電体ガラス層が配設され
たフロントカバープレートの誘電体ガラス層に、プラズ
マＣＶＤ法またはプラズマトーチＣＶＤ法により、ダイ
ヤモンド状カーボン（非晶質状ダイヤモンド）保護層を
形成する第１ステップと、前記ダイヤモンド状カーボン（非晶質状ダイヤモンド）
保護層が形成されたフロントカバープレートと、第２の
電極及び蛍光体層が配設されたバックプレートとを対向
して配すると共に、前記フロントカバープレート及びバ
ックプレートの間に形成される放電空間内にガス媒体を
封入する第２ステップとを備えることを特徴とするプラ
ズマディスプレイパネルの製造方法。
【請求項４】前記第１のステップは、１０Ｐａ〜３００
Ｐａの反応容器内圧力でのプラズマ化学蒸着法（プラズ
マＣＶＤ法）またはプラズマトーチＣＶＤ法により、メ
タン（ＣＨ₄），エチレン（Ｃ₂Ｈ₄），メタノール（Ｃ
Ｈ₃ＯＨ）のいずれか一種と水素（Ｈ₂）の混合ガスを用
いて保護層を形成することを特徴とする請求項３記載の
プラズマディスプレイパネルの製造方法。
【請求項５】前記第１ステップは、１０Ｐａ〜３００Ｐ
ａの反応容器内圧力でのプラズマＣＶＤ法又は、プラズ
マトーチＣＶＤ法により、メタン（ＣＨ₄），エチレン
（Ｃ₂Ｈ₄），メタノール（ＣＨ₃ＯＨ）のいづれか一種
とフォスフィン（ＰＨ₄），ジボラン（ＢＨ₄），窒素
（Ｎ₂）のいづれか一種および水素（Ｈ₂）の３元混合ガ
スを用いて保護層を形成することを特徴とする請求項３
記載のプラズマディスプレイパネルの製造方法。
【請求項６】第１の電極及び誘電体ガラス層が配設され
たフロントカバープレートの誘電体ガラス層に、燐
（Ｐ），ホウ素（Ｂ），窒素（Ｎ）の不純物イオンが含
有されたダイヤモンド状カーボン（非晶質ダイヤモン
ド）保護層を形成する第１ステップと、前記ダイヤモンド状カーボン保護層が形成されたフロン
トカバープレートと、第２の電極および蛍光体層が配置
されたバックプレートとを対向して配すると共に、前記
フロントカバープレート及びバックプレートの間に形成
される放電空間内に、ガス媒体を封入する第２ステップ
とを備えることを特徴とするプラズマディスプレイパネ
ルの製造方法。
【請求項７】ダイヤモンド状カーボン（非晶質状ダイヤ
モンド）から成る保護層で被覆された誘電体ガラス層及
び第１の電極が配設されたフロントカバープレートと、
第２の電極及び蛍光体層が配設されたバックプレートと
が、前記誘電体ガラス層及び蛍光体層を対向させた状態
で配され、前記フロントカバープレート及びバックプレ
ートの間に隔壁で仕切られた放電空間が形成されたプラ
ズマディスプレイパネルと、前記プラズマディスプレイ
パネルに画像を表示する手段を少なくとも備えた画像表
示装置。
【請求項８】不純物イオンとして、窒素（Ｎ），燐
（Ｐ），硼素（Ｂ）の不純物イオンを含むダイヤモンド
状カーボン（非晶質状ダイヤモンド）から成る保護層が
被覆された誘電体ガラス層及び第１の電極が配設された
フロントカバープレートと、第２の電極及び蛍光体層が
配設されたバックプレートとが、前記誘電体ガラス層及
び蛍光体層を対向させた状態で配され、前記フロントカ
バープレート及びバックプレートの間に隔壁で仕切られ
た放電空間が形成されたプラズマディスプレイパネル
と、前記プラズマディスプレイパネルに画像を表示する
手段を少なくとも備えた画像表示装置。