WO2009113171A1 - プラズマディスプレイパネルおよびその製造方法 - Google Patents

プラズマディスプレイパネルおよびその製造方法 Download PDF

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protective film
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plasma display
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聡一 亘理
哲好 冨岡
大平　浩史
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株式会社日立製作所
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    • H01J11/00—Gas-filled discharge tubes with alternating current induction of the discharge, e.g. alternating current plasma display panels [AC-PDP]; Gas-filled discharge tubes without any main electrode inside the vessel; Gas-filled discharge tubes with at least one main electrode outside the vessel
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    • H01J11/40—Layers for protecting or enhancing the electron emission, e.g. MgO layers
    • H—ELECTRICITY
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    • H01J11/10—AC-PDPs with at least one main electrode being out of contact with the plasma
    • H01J11/12—AC-PDPs with at least one main electrode being out of contact with the plasma with main electrodes provided on both sides of the discharge space
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J9/00—Apparatus or processes specially adapted for the manufacture, installation, removal, maintenance of electric discharge tubes, discharge lamps, or parts thereof; Recovery of material from discharge tubes or lamps
    • H01J9/02—Manufacture of electrodes or electrode systems

Definitions

  • the present invention relates to a plasma display panel (hereinafter referred to as PDP) and a manufacturing method thereof, and more particularly, to a PDP having a protective film on the innermost layer of one substrate and a manufacturing method thereof.
  • PDP plasma display panel
  • an AC drive type three-electrode surface discharge type PDP is known.
  • This PDP has a structure in which a discharge space is formed between a front substrate assembly and a back substrate assembly, and a discharge gas is sealed in the discharge space.
  • a plurality of main electrode pairs for display discharge are formed in the row or column direction on the inner surface of the front substrate structure, and the main electrode pairs are covered with a dielectric layer.
  • the dielectric layer is covered with a protective film.
  • the protective film is made of a material of magnesium oxide (MgO) and is formed by a vapor deposition method.
  • an address electrode in a direction intersecting with the main electrode and a partition partitioning the discharge space are formed, and a phosphor layer is provided in the cell partitioned by the partition.
  • the cell is formed at the intersection of the address electrode and the main electrode pair, and the phosphor layer in the cell is made to emit light by the ultraviolet light generated by the surface discharge between the two main electrodes forming the pair, thereby performing color display. .
  • the protective film is, for example, an MgO film in which crystals are unidirectionally oriented in the ⁇ 111> orientation, an MgO film in which crystals in the ⁇ 111> orientation and ⁇ 110> orientation are mixed, or the like. It is formed by forming a film using a PVD method such as a sputtering method or an ion plating method or a CVD method (see Patent Document 1).
  • the crystal column of the MgO film formed by such a vapor deposition method grows perpendicularly to the film surface direction, but depending on the film formation conditions, a constant inclination angle ⁇ with respect to the film thickness direction To grow with.
  • the MgO film having a constant inclination angle with respect to the film thickness direction is formed in this way, the secondary electron emission ratio ⁇ when the surface discharge is generated in the main electrode pair forming the cell is increased. It is known that discharge delay can be improved.
  • FIG. 10 and 11 are explanatory views showing the positional relationship between the film formation target and the vapor deposition source.
  • FIG. 10 shows a state in which the film formation target moves with respect to the vapor deposition source as viewed from the side
  • FIG. 11 shows a state in which the film formation target moves with respect to the vapor deposition source as viewed from the rear.
  • the film is formed while conveying the substrate (film forming target) in order to improve tact.
  • This film formation method is referred to as pass film formation in this specification.
  • the substrate (film formation target) K moves in the direction indicated by the arrow D1
  • the distance from the vapor deposition source G to the substrate K changes with the movement. Therefore, the growth rate of the crystal column changes with the passage of time.
  • the substrate (film formation target) K moves in the rear direction in the drawing indicated by the arrow D2, but the film formation surface of the substrate is flat.
  • the substrate (film formation target) K moves in the rear direction in the drawing indicated by the arrow D2
  • the film formation surface of the substrate is flat.
  • the inclination angle of the protective film crystal column varies depending on the substrate transport speed and the positional relationship of the evaporation source.
  • the discharge characteristics of the plurality of cells forming the display surface vary. If this discharge characteristic varies, a delay time from when a voltage is applied to the main electrode pair forming the cell until the sustain discharge actually occurs in the cell in the display surface (in this specification, the sustain discharge delay Variation).
  • the present invention has been made in view of such circumstances, and by suppressing the relative variation in the inclination angle of the crystal column of the protective film, the variation in the sustain discharge intensity of each cell within the display surface of the PDP. This is intended to suppress display unevenness.
  • the present invention provides a plasma display in which a discharge space is formed between a pair of substrates arranged opposite to each other, and a protective film made of MgO is formed on the surface of one substrate in contact with the discharge space by a vapor deposition method.
  • the crystal column of the protective film has a constant column tilt angle with respect to the film thickness direction, and the variation in the display surface of the panel tilt angle is a display surface when the panel is turned on.
  • the plasma display panel has a range of ⁇ 1.5 deg such that the overall chromaticity difference is 0.007 or less.
  • the present invention by suppressing the variation in the tilt angle of the crystal column of the protective film within a certain range, it is possible to suppress the uneven lighting display of the cells in the display surface of the PDP.
  • the pair of substrates includes substrates such as glass, quartz, and ceramics, and substrates on which desired components such as electrodes, insulating films, dielectric layers, and protective films are formed. .
  • An electrode may be formed on the substrate.
  • Various electrodes known in the art can be applied to this electrode.
  • materials used for these electrodes include transparent conductive materials such as ITO and SnO 2 and metal conductive materials such as Ag, Au, Al, Cu, and Cr.
  • As a method for forming the electrode various methods known in the art can be applied. For example, it may be formed using a thick film forming technique such as printing, or may be formed using a thin film forming technique including a physical deposition method or a chemical deposition method. Examples of the thick film forming technique include a screen printing method.
  • examples of physical deposition methods include vapor deposition and sputtering.
  • the chemical deposition method include a thermal CVD method, a photo CVD method, and a plasma CVD method.
  • the dielectric layer can be formed using various materials and methods known in the art.
  • the dielectric layer can be formed by applying a glass paste made of a low-melting glass frit (glass powder), a binder resin, and a solvent by a screen printing method and baking it.
  • a glass paste made of a low-melting glass frit (glass powder), a binder resin, and a solvent by a screen printing method and baking it.
  • it can be formed by pasting and baking a green sheet (unsintered dielectric sheet) of glass powder.
  • the dielectric layer can also be formed by forming a thin film such as a SiO 2 film.
  • the protective film protects, for example, a dielectric layer under the protective film from damage caused by ion collision caused by surface discharge between the electrodes.
  • the protective film can be formed using magnesium oxide by a thin film forming process known in the art.
  • the protective film for example, an MgO film in which crystals are unidirectionally oriented in the ⁇ 111> orientation, an MgO film in which crystals in the ⁇ 111> orientation and ⁇ 110> orientation are mixed, or the like is used.
  • the film can be formed by using a PVD method or a CVD method such as sputtering, ion plating, or the like.
  • the variation in the inclination angle of the crystal column of the protective film is preferably within a range of ⁇ 0.8 deg so that the chromaticity difference of the entire display surface when the panel is lit is 0.005 or less. Further, it is desirable that the crystal of the protective film has a ⁇ 111> orientation and the tilt angle of the crystal column is 0.1 to 3.0 deg.
  • the present invention is also a manufacturing method for manufacturing the above-described plasma display panel, and in forming the protective film, a shielding plate covering the film formation target is disposed between the vapor deposition source and the film formation target.
  • a shielding plate covering the film formation target is disposed between the vapor deposition source and the film formation target.
  • an opening is provided in the shielding plate, film formation is performed while moving the film formation target through the opening, and the shape of the opening of the shielding plate is parallel to the moving direction of the film formation target.
  • the column tilt angle formed with respect to the thickness direction has a certain angle
  • the dimension of the column tilt angle within the display surface of the panel is set to a dimension within a certain range with respect to the film thickness direction.
  • FIG. 1A and 1 (b) are explanatory views showing the configuration of an embodiment of the PDP of the present invention.
  • FIG. 1A is a perspective view showing the entire panel
  • FIG. 1B is a partially exploded perspective view of FIG.
  • This PDP is an AC drive type three-electrode surface discharge type for color display and a reflection type panel structure in which a phosphor layer is provided on the back side.
  • the PDP is composed of a front side substrate structure and a back side substrate structure.
  • the front substrate structure is obtained by forming various components that function as a PDP on the front substrate 11.
  • the back side substrate structure is obtained by forming various components that function as a PDP on the back side substrate 21.
  • a translucent glass substrate is used as the substrate 11 on the front side and the substrate 21 on the back side, but in addition to the glass substrate, a quartz substrate, a ceramic substrate, or the like can also be used.
  • display electrodes X and display electrodes Y are alternately arranged at equal intervals in the horizontal direction.
  • the display line L is entirely between the adjacent display electrode X and display electrode Y.
  • Each of the display electrodes X and Y is made of a wide transparent electrode 12 such as ITO or SnO 2 and, for example, Ag, Au, Al, Cu, Cr, and a laminated body thereof (for example, a laminated structure of Cr / Cu / Cr).
  • a narrow bus electrode 13 made of metal.
  • a thick film forming technique such as screen printing is used for Ag and Au
  • a thin film forming technique such as a vapor deposition method and a sputtering method, and a sand blasting and etching technique are used for others. It can be formed with the number, thickness, width and spacing.
  • This PDP is a so-called ALIS structure PDP in which the display electrodes X and the display electrodes Y are alternately arranged at equal intervals and the display lines L are all between the adjacent display electrodes X and Y.
  • the present invention can also be applied to a PDP having a structure in which the pair of display electrodes X and Y are arranged with an interval (non-discharge gap) where no discharge occurs.
  • a dielectric layer 17 for AC driving made of low melting point glass or the like is formed so as to cover the display electrodes X and Y.
  • a protective film 18 is formed on the dielectric layer 17 to protect the dielectric layer 17 from damage caused by ion collision caused by discharge during display.
  • This protective film is made of magnesium oxide (MgO).
  • the protective film can be formed by a thin film forming process known in the art, such as an electron beam evaporation method or a sputtering method. Details of this protective film will be described later.
  • a plurality of address electrodes A are formed in a direction intersecting the display electrodes X and Y in plan view, and a dielectric layer 24 is formed to cover the address electrodes A. .
  • the address electrode A generates an address discharge for selecting a light emitting cell at the intersection with the display electrode Y, and is formed in a three-layer structure of Cr / Cu / Cr.
  • the address electrode A can be formed of Ag, Au, Al, Cu, Cr, or the like.
  • the address electrode A uses a thick film forming technique such as screen printing for Ag and Au, and a thin film forming technique such as vapor deposition and sputtering and an etching technique for the other. Thus, it can be formed with a desired number, thickness, width and interval.
  • the dielectric layer 24 can be formed using the same material and the same method as the dielectric layer 17 on the front substrate side.
  • the address electrode A can be arranged on the front substrate 11 side together with the display electrodes X and Y. In this case, the address electrode A is arranged between the dielectric layer 17 for AC driving and the protective film 18.
  • the partition walls 29 can be formed by a sand blast method, a photo etching method, or the like.
  • a sand blasting method a glass paste made of glass frit, binder resin, solvent, etc. is applied on a dielectric layer and dried, and then a cutting mask having rib pattern openings is provided on the glass paste layer. Then, the cutting particles are sprayed to cut the glass paste layer exposed at the opening of the mask, followed by firing.
  • a photosensitive resin is used as the binder resin, and it is formed by baking after exposure and development using a mask.
  • Phosphor layers 28R and 28G that generate visible light of red (R), green (G), and blue (B) by being excited by ultraviolet rays on the side surfaces and bottom surfaces of the regions (grooves) divided by the partition walls 29, respectively. , 28B are repeatedly formed in order.
  • a discharge space 30 is formed by the partition wall 29 and surrounded by the protective film 18 on the front substrate and the phosphor layers 28R, 28G, and 28B on the rear substrate.
  • a phosphor paste containing phosphor powder, a binder resin, and a solvent is applied to the cells surrounded by the partition walls 29 by screen printing or a method using a dispenser. It is formed by firing after repeating for each color.
  • the phosphor layers 28R, 28G, and 28B can be formed by a photolithography technique using a sheet-like phosphor layer material (so-called green sheet) containing phosphor powder, a photosensitive material, and a binder resin.
  • a phosphor sheet of each color can be formed in the corresponding cell by applying a sheet of a desired color to the entire display area on the substrate, exposing and developing, and repeating this for each color. it can.
  • the front side substrate structure and the back side substrate structure described above are arranged so that the display electrodes X, Y and the address electrodes A intersect each other, and the periphery is sealed with a sealing material such as glass frit.
  • the discharge space 30 surrounded by 29 is filled with a discharge gas containing Xe and Ne.
  • the discharge space 30 at the intersection of the display line between the display electrode X and the display electrode Y and the address electrode A is one cell (unit light emitting region) which is the minimum unit of display.
  • One pixel is composed of three cells, R, G, and B.
  • FIG. 2 is an explanatory view showing a crystal column of the protective film.
  • the protective film 18 is formed on the dielectric layer 17 for AC driving so as to cover the dielectric layer 17.
  • the protective film 18 is made of magnesium oxide (MgO), for example, an MgO film in which crystals are unidirectionally oriented in the ⁇ 111> orientation, an MgO film in which ⁇ 111> oriented crystals and ⁇ 110> oriented crystals are mixed, or the like.
  • the film is formed by using a PVD method or a CVD method such as an electron beam evaporation method, a sputtering method, or an ion plating method.
  • an MgO film is formed by a vapor deposition method by so-called passing film formation while transporting a substrate, an MgO crystal column is formed with a certain inclination angle as shown in the figure.
  • FIG. 3 is an enlarged explanatory view of the crystal column of the MgO film.
  • the MgO film is formed by the vapor deposition method by the passing film formation.
  • the MgO crystal column is formed with a constant inclination angle ⁇ with respect to the film thickness direction.
  • the variation in the display surface of the tilt angle of the MgO crystal column is controlled to be constant. In this way, by defining the allowable range of variation in the inclination angle of the crystal column, variation in the sustain discharge delay of the cells in the display surface is suppressed, thereby suppressing variation in the sustain discharge intensity of each cell.
  • an allowable range of inclination is defined for each orientation.
  • a ⁇ 111> -oriented MgO film was formed as a protective film.
  • the inclination angle ⁇ of the crystal column of the formed MgO film is, for example, 3.0 deg ⁇ 1.5 deg, although it depends on various film forming conditions.
  • FIG. 4 is a graph showing the relationship between the variation in the tilt angle of the crystal column of the MgO film and the chromaticity difference of the display surface.
  • This graph is a graph showing the dependence of the all-white display chromaticity difference ⁇ xy on the crystal column inclination angle difference ⁇ with reference to the portion that looks green most when the panel is turned on.
  • FIG. 5 is an explanatory diagram showing a visual state of display unevenness of the chromaticity difference when the portion that looks green most when the panel is lit is used as a reference.
  • display unevenness can be suppressed.
  • the chromaticity difference ⁇ xy ⁇ 0.005 and the inclination angle difference ⁇ ⁇ 0.8 deg. Is desirable.
  • the precise control of the tilt angle difference of the crystal column increases the load on the film forming process of the MgO film, and accordingly, the degree of suppression of display unevenness is appropriately set in consideration of the film forming process. It is desirable.
  • the variation in the tilt angle of the crystal column of the MgO film was controlled, but from the viewpoint of the sustain discharge delay variation, by defining the allowable range of the tilt angle of the crystal column of the MgO film itself, it is possible to maintain the entire cell panel. It is possible to adjust the chromaticity of the entire panel by controlling the discharge timing.
  • the crystal column of the MgO film is not a linear column as shown in FIG. 3, but a column that draws an arc, XRD rocking curve measurement is performed and the peak position may be regarded as the column inclination angle. .
  • n ⁇ 2d sin ⁇
  • d a crystal plane interval
  • the film formation is controlled so that the peak position of the growth rate distribution of the MgO film is the same in the substrate.
  • FIG. 6 and 7 are explanatory views showing a method for forming the MgO film of the plasma display panel of the present invention.
  • FIG. 6 is a perspective view
  • FIG. 7 shows a state in which the substrate is viewed from the side in the transport direction.
  • the MgO film is formed by vapor deposition by passing film formation.
  • a shielding plate 31 having an opening 31 a is disposed between the vapor deposition source G and the substrate (film formation target) 11.
  • the vapor S generated from the vapor deposition source G is applied to the substrate 11 through the opening 31 a of the shielding plate 31, and an MgO film is formed on the substrate 11.
  • the shape of the opening 31a is a rectangle composed of a short side in a direction parallel to the moving direction of the substrate 11 and a long side having a dimension corresponding to the width of the substrate 11 in a direction orthogonal to the moving direction of the substrate 11.
  • the dimension of the short side is such that the column inclination angle of the crystal column of the protective film has a constant angle, and the variation in the display surface of the panel inclination angle is within a certain range with respect to the film thickness direction.
  • the MgO film is formed with a film thickness of about 400 to 1500 nm under conventionally known film formation conditions except that the shielding plate 31 is disposed. This is because, when the thickness of the entire protective film is 400 nm or less, the protective film is sputtered during surface discharge between the display electrode X and the display electrode Y, but the sputtering affects the life of the protective film. Because. Further, when the entire protective film is formed with a thickness of 1500 nm or more, the manufacturing cost increases.
  • the opening width of the opening 31a in the substrate movement direction is W1
  • the opening angle of the opening viewed from the deposition source G is ⁇ 1.
  • Deposition distance L About 600mm Opening width W1: about 320mm Opening angle ⁇ 1: about 30 degrees.
  • the deposition distance L is assumed to be that MgO vapor is generated in the vertical direction.
  • the vapor deposition source is installed at the center of the opening width.
  • the opening angle ⁇ 2 is about half of the conventional angle.
  • the dimension of the opening width W1 is related to the moving speed of the substrate 11 and has a relationship such as (film forming speed ⁇ film thickness), (moving speed / film forming speed) ⁇ inclination angle, and therefore the opening width W1.
  • the inclination angle of the crystal column of the MgO film can be set to 0 deg ⁇ 1.5 deg.
  • the inclination angle ⁇ changes depending on the positional relationship between the vapor deposition source and the opening, and the inclination angle difference ⁇ also changes depending on the angle of the opening angle ⁇ 1. However, it is not completely 1: 1.
  • FIG. 8 and 9 are comparative examples, and are examples when a film is formed using a shielding plate having a large opening.
  • FIG. 8 is a perspective view
  • FIG. 9 shows a state in which the substrate is viewed from the side surface in the transport direction.
  • the opening 31a of the shielding plate 31 is enlarged. That is, the size of the opening 31a is set to the same size as when the shielding plate 31 is not used.
  • the opening width of the opening 31a in the substrate moving direction is W2
  • the opening angle of the opening viewed from the deposition source G is ⁇ 2.
  • Deposition distance L About 600mm Opening width W2: about 700mm Opening angle ⁇ 2: about 60 degrees.
  • the inclination angle ⁇ of the crystal column of the MgO film is 0 deg ⁇ 3.0 deg.
  • the chromaticity difference ⁇ xy includes a region where the display unevenness tolerance threshold value 0.007 is exceeded.
  • the shielding plate provided with an opening and performing vapor deposition at a specific opening angle, the relative variation in the crystal column inclination angle of the MgO film is suppressed to a certain range, and thereby, within the display surface of the PDP Display unevenness.
  • the chromaticity of the PDP can be adjusted by defining the inclination angle of the crystal column of the MgO film.

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Abstract

　保護膜の結晶カラムの傾斜角の相対的なバラつきを抑制することにより、ＰＤＰの表示面内の表示ムラの抑制を図る。 　対向して配置された一対の基板間に放電空間が形成され、一方の基板の放電空間と接する側の表面にＭｇＯからなる保護膜が気相成膜法で形成されたプラズマディスプレイパネルであって、保護膜の結晶カラムは、膜厚方向となすカラム傾斜角が一定の角度を有し、かつそのカラム傾斜角のパネルの表示面内におけるバラつきが、パネル点灯時の表示面全体の色度差が０．００７以下となるような±１．５ｄｅｇの範囲である構成とする。

Description

プラズマディスプレイパネルおよびその製造方法
　本発明は、プラズマディスプレイパネル（以下ＰＤＰ）及びその製造方法に関し、さらに詳しくは、一方の基板の内面の最上層に保護膜を有するＰＤＰ及びその製造方法に関する。
　ＰＤＰとして、ＡＣ駆動方式の３電極面放電型のＰＤＰが知られている。このＰＤＰは、前面側基板構体と背面側基板構体との間に放電空間が形成され、放電空間に放電ガスが封入された構成となっている。
　汎用の反射型パネル構造において、前面側基板構体の内面には、行又は列方向に複数の表示放電（維持放電）用の主電極対が形成され、その主電極対が誘電体層で覆われ、その誘電体層が保護膜で覆われている。保護膜は、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）の材料が多く用いられ、気相成膜法で形成される。
　背面側基板構体の内面には、主電極と交差する方向のアドレス電極、放電空間を区画する隔壁が形成され、隔壁で区画されたセル内に蛍光体層が設けられている。セルはアドレス電極と主電極対との交差部に形成され、対をなす２本の主電極間の面放電による紫外光でセル内の蛍光体層を発光させてカラー表示を行うようにしている。
　このＰＤＰでは、保護膜は、例えば結晶が〈１１１〉配向で単一配向したＭｇＯ膜や、〈１１１〉配向の結晶と〈１１０〉配向の結晶が混合したＭｇＯ膜などを、電子ビーム蒸着法やスパッタリング法、イオンプレーティング法といったＰＶＤ法やＣＶＤ法を用いて成膜することにより形成される（特許文献１参照）。
　通常、このような気相成膜法で成膜されたＭｇＯ膜の結晶カラムは、膜面方向に対して垂直に成長するが、成膜条件によっては膜厚方向に対して一定の傾斜角θを持って成長する。このように膜厚方向に対して一定の傾斜角を持ったＭｇＯ膜を形成した場合には、セルを形成する主電極対で面放電が発生される際の二次電子放出比γを高くすることができ、放電遅れを改善することができることが知られている。
　図１０および図１１は成膜対象と蒸着源との位置関係を示す説明図である。図１０は成膜対象が蒸着源に対して移動する様子を側面から見た状態を示し、図１１は成膜対象が蒸着源に対して移動する様子を後方から見た状態を示している。
　ＭｇＯ膜を気相成膜法で形成する場合、タクト向上のため、基板（成膜対象）を搬送しながら成膜を行う。この成膜方法を本明細書では通過成膜と呼ぶ。このため、図１０に示す側面から基板を見た場合、基板（成膜対象）Kは、矢印D１で示す方向に移動するが、その移動につれて、蒸着源Gから基板Kまでの距離が変化するため、結晶カラムの成長速度は、時間の経過によって変化する。
　また、図１１に示す後方から基板を見た場合、基板（成膜対象）Kは、矢印D２で示す図の奥方向に移動するが、基板の成膜面が平坦であるので、成膜面全体をみると、蒸着源Gからの距離が近い箇所と遠い箇所が生じる。このため、結晶カラムの成長は基板上において場所依存性を持つ。この傾向は、大面積の基板上に高速成膜を行う場合は特に顕著になる。
特開２００１－１１８５１８号公報
　上述した保護膜の結晶カラムの傾斜角は、例えば電子ビーム蒸着法であれば基板の搬送速度や蒸着源の位置関係によって変化する。成膜した結晶カラムの傾斜角が基板面内においてバラつきを生じると、表示面を形成する複数のセルの放電特性にバラつきが生じる。この放電特性にバラつきがあると、セルを形成する主電極対に電圧を印加してから、実際に表示面内のセルで維持放電が発生するまでの遅延時間（本明細書では維持放電遅れと呼称する）のバラつきが大きくなる。この表示面内におけるセルの維持放電遅れのバラつきが大きくなると、ＰＤＰ装置上の制約として駆動電圧波形にリンギングが含まれているために、各セルの維持放電発生時の駆動電圧（放電電圧）にもバラつきが発生し、各セルの維持放電強度に差が生じる。セルごとの維持放電強度に差が生じると、表示色の赤・緑・青のカラーバランスが崩れ、表示ムラの原因となる。したがって、このような観点からの表示ムラの防止策が望まれていた。
　本発明は、このような事情を考慮してなされたもので、保護膜の結晶カラムの傾斜角の相対的なバラつきを抑制することにより、ＰＤＰの表示面内における各セルの維持放電強度のバラツキをなくし表示ムラの抑制を図るものである。
　本発明は、対向して配置された一対の基板間に放電空間が形成され、一方の基板の放電空間と接する側の表面にＭｇＯからなる保護膜が気相成膜法で形成されたプラズマディスプレイパネルであって、前記保護膜の結晶カラムは、膜厚方向となすカラム傾斜角が一定の角度を有し、かつそのカラム傾斜角のパネルの表示面内におけるバラつきが、パネル点灯時の表示面全体の色度差が０．００７以下となるような±１．５ｄｅｇの範囲であるプラズマディスプレイパネルである。
　本発明によれば、保護膜の結晶カラムの傾斜角のバラつきを一定の範囲に抑えることで、ＰＤＰの表示面内におけるセルの点灯表示ムラを抑制することができる。
本発明のＰＤＰの一実施形態の構成を示す説明図である。 保護膜の結晶カラムを示す説明図である。 ＭｇＯ膜の結晶カラムを拡大した説明図である。 ＭｇＯ膜の結晶カラムの傾斜角のバラつきと表示面の色度差との関係を示すグラフである。 パネル点灯時に最も緑色に見える箇所を基準としたときの色度差の表示ムラの目視状態を示す説明図である。 本発明のプラズマディスプレイパネルのＭｇＯ膜の成膜方法を示す説明図である。 本発明のプラズマディスプレイパネルのＭｇＯ膜の成膜方法を示す説明図である。 開口部が大きい遮蔽板を用いて成膜した場合の比較例である。 開口部が大きい遮蔽板を用いて成膜した場合の比較例である。 成膜対象と蒸着源との位置関係を示す説明図である。 成膜対象と蒸着源との位置関係を示す説明図である。
符号の説明
　１１　前面側の基板
　１２　透明電極
　１３　バス電極
　１７，２４　誘電体層
　１８　保護膜
　２１　背面側の基板
　２８Ｒ，２８Ｇ，２８Ｂ　蛍光体層
　２９　隔壁
　３０　放電空間
　３１　遮蔽板
　３１ａ　開口部
　Ａ　アドレス電極
　Ｇ　蒸着源
　Ｓ　蒸気
　Ｘ，Ｙ　表示電極
　本発明において、一対の基板としては、ガラス、石英、セラミックス等の基板や、これらの基板上に、電極、絶縁膜、誘電体層、保護膜等の所望の構成要素を形成した基板が含まれる。
　上記の基板上には、電極が形成されていてもよい。この電極は、当該分野で公知の各種の電極を適用することができる。これらの電極に用いられる材料としては、例えば、ＩＴＯ、ＳｎＯ2などの透明な導電性材料や、Ａｇ、Ａｕ、Ａｌ、Ｃｕ、Ｃｒなどの金属の導電性材料が挙げられる。電極の形成方法としては、当該分野で公知の各種の方法を適用することができる。たとえば、印刷などの厚膜形成技術を用いて形成してもよいし、物理的堆積法または化学的堆積法からなる薄膜形成技術を用いて形成してもよい。厚膜形成技術としては、スクリーン印刷法などが挙げられる。薄膜形成技術の内、物理的堆積法としては、蒸着法やスパッタ法などが挙げられる。化学的堆積方法としては、熱ＣＶＤ法や光ＣＶＤ法、あるいはプラズマＣＶＤ法などが挙げられる。
　誘電体層は、当該分野で公知の各種の材料と方法を用いて形成することができる。たとえば、誘電体層は、低融点ガラスフリット（ガラス粉末）、バインダー樹脂、および溶媒からなるガラスペーストをスクリーン印刷法で塗布して、焼成することで形成することができる。あるいは、ガラス粉末のグリーンシート（未焼結の誘電体シート）を貼り付けて、焼成することで形成することができる。誘電体層は、この他に、ＳｉＯ2膜のような薄膜を成膜することで形成することもできる。
　保護膜は、上記電極間の面放電により生じるイオンの衝突による損傷から、保護膜の下層にある例えば誘電体層などを保護するものである。保護膜は、酸化マグネシウムを用いて、当該分野で公知の薄膜形成プロセスによって形成することができる。具体的には、保護膜は、例えば結晶が〈１１１〉配向で単一配向したＭｇＯ膜や、〈１１１〉配向の結晶と〈１１０〉配向の結晶が混合したＭｇＯ膜などを、電子ビーム蒸着法やスパッタリング法、イオンプレーティング法といったＰＶＤ法やＣＶＤ法を用いて成膜することで形成することができる。
　保護膜の結晶カラムの傾斜角のバラつきは、パネル点灯時の表示面全体の色度差が０．００５以下となるような±０．８ｄｅｇの範囲であることが望ましい。また、保護膜の結晶は〈１１１〉配向を有し、かつ結晶カラムの傾斜角は０．１～３．０ｄｅｇであることが望ましい。
　本発明は、また、上記したプラズマディスプレイパネルを製造するための製造方法であって、前記保護膜の形成に際し、蒸着源と成膜対象との間に、成膜対象を覆う遮蔽板を配置するとともに、その遮蔽板に開口部を設けて、その開口部を介して成膜対象を移動させながら成膜を行い、前記遮蔽板の開口部の形状を、成膜対象の移動方向と平行な方向の短辺と、成膜対象の移動方向と直交する方向でかつ成膜対象の幅に対応する寸法の長辺からなる長方形とし、前記短辺の寸法を、前記保護膜の結晶カラムが、膜厚方向となすカラム傾斜角が一定の角度を有し、かつそのカラム傾斜角のパネルの表示面内におけるバラつきが、膜厚方向に対して一定範囲の角度となるような寸法に設定してなるプラズマディスプレイパネルの製造方法である。
　以下、図面に示す実施形態に基づいて本発明を詳述する。なお、本発明はこれによって限定されるものではなく、各種の変形が可能である。
　図１（ａ）および図１（ｂ）は本発明のＰＤＰの一実施形態の構成を示す説明図である。図１（ａ）はパネル全体を示す斜視図であり、図１（ｂ）は図１（ａ）の部分分解斜視図である。このＰＤＰはカラー表示用のＡＣ駆動方式の３電極面放電型でかつ蛍光体層を背面側に設けた反射型パネル構造のＰＤＰである。
　ＰＤＰは、前面側基板構体と背面側基板構体とで構成されている。前面側基板構体は、前面側の基板１１にＰＤＰとして機能する各種の構成要素が形成されたものである。背面側基板構体は、背面側の基板２１にＰＤＰとして機能する各種の構成要素が形成されたものである。前面側の基板１１と背面側の基板２１としては、透光性のガラス基板を用いているが、ガラス基板以外に、石英基板、セラミックス基板等も使用することができる。
　前面側の基板１１の内側面には、水平方向に表示電極Ｘと表示電極Ｙが交互に等間隔で配置されている。隣接する表示電極Ｘと表示電極Ｙとの間が全て表示ラインＬとなる。各表示電極Ｘ，Ｙは、ＩＴＯ、ＳｎＯ2などの幅の広い透明電極１２と、例えばＡｇ、Ａｕ、Ａｌ、Ｃｕ、Ｃｒ及びそれらの積層体（例えばＣｒ／Ｃｕ／Ｃｒの積層構造）等からなる金属製の幅の狭いバス電極１３から構成されている。表示電極Ｘ，Ｙは、Ａｇ、Ａｕについてはスクリーン印刷のような厚膜形成技術を用い、その他については蒸着法、スパッタ法等の薄膜形成技術と、サンドブラストやエッチング技術を用いることにより、所望の本数、厚さ、幅及び間隔で形成することができる。
　なお、本ＰＤＰでは、表示電極Ｘと表示電極Ｙが交互に等間隔で配置され、隣接する表示電極Ｘと表示電極Ｙとの間が全て表示ラインＬとなる、いわゆるＡＬＩＳ構造のＰＤＰとなっているが、対となる表示電極Ｘ，Ｙが放電の発生しない間隔（非放電ギャップ）を隔てて配置された構造のＰＤＰであっても、本発明を適用することができる。
　表示電極Ｘ，Ｙの上には、表示電極Ｘ，Ｙを覆うように低融点ガラス等からなるＡＣ駆動のための誘電体層１７が形成されている。
　誘電体層１７の上には、表示の際の放電により生じるイオンの衝突による損傷から当該誘電体層１７を保護するための保護膜１８が形成されている。この保護膜は酸化マグネシウム（ＭｇＯ）で形成されている。保護膜は、電子ビーム蒸着法やスパッタ法のような、当該分野で公知の薄膜形成プロセスによって形成することができる。この保護膜の詳細については後述する。
　背面側の基板２１の内側面には、平面的にみて表示電極Ｘ，Ｙと交差する方向に複数のアドレス電極Ａが形成され、そのアドレス電極Ａを覆って誘電体層２４が形成されている。アドレス電極Ａは、表示電極Ｙとの交差部で発光セルを選択するためのアドレス放電を発生させるものであり、Ｃｒ／Ｃｕ／Ｃｒの３層構造で形成されている。このアドレス電極Ａは、その他に、例えばＡｇ、Ａｕ、Ａｌ、Ｃｕ、Ｃｒ等で形成することもできる。アドレス電極Ａも、表示電極Ｘ，Ｙと同様に、Ａｇ、Ａｕについてはスクリーン印刷のような厚膜形成技術を用い、その他については蒸着法、スパッタ法等の薄膜形成技術とエッチング技術を用いることにより、所望の本数、厚さ、幅及び間隔で形成することができる。誘電体層２４は、前面基板側の誘電体層１７と同じ材料、同じ方法を用いて形成することができる。
　なお、アドレス電極Ａを前面側の基板１１側に表示電極Ｘ，Ｙと共に配置することも可能で、この場合アドレス電極ＡはＡＣ駆動用の誘電体層１７と保護膜１８との間に配置される。
　隣接するアドレス電極Ａとアドレス電極Ａとの間の誘電体層２４上には、放電空間を表示電極Ｘ，Ｙの延伸方向にセルごとに区画するストライプ状の隔壁２９が形成されている。隔壁２９は、サンドブラスト法、フォトエッチング法等により形成することができる。例えば、サンドブラスト法では、ガラスフリット、バインダー樹脂、溶媒等からなるガラスペーストを誘電体層上に塗布して乾燥させた後、そのガラスペースト層上にリブパターンの開口を有する切削マスクを設けた状態で切削粒子を吹きつけて、マスクの開口に露出したガラスペースト層を切削し、さらに焼成することにより形成する。また、フォトエッチング法では、切削粒子で切削することに代えて、バインダー樹脂に感光性の樹脂を使用し、マスクを用いた露光及び現像の後、焼成することにより形成する。
　各隔壁２９で区分けされた領域（溝）の側面及び底面には、紫外線により励起されて赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の可視光をそれぞれ発生する蛍光体層２８Ｒ，２８Ｇ，２８Ｂが順番に繰り返し形成されている。この隔壁２９により隔てられ、前面側の基板の保護膜１８と背面側の基板の蛍光体層２８Ｒ，２８Ｇ，２８Ｂで囲われて放電空間３０が形成されている。蛍光体層２８Ｒ，２８Ｇ，２８Ｂは、蛍光体粉末とバインダー樹脂と溶媒とを含む蛍光体ペーストを隔壁２９で囲まれたセル内にスクリーン印刷、又はディスペンサーを用いた方法などで塗布し、これを各色毎に繰り返した後、焼成することにより形成している。この蛍光体層２８Ｒ，２８Ｇ，２８Ｂは、蛍光体粉末と感光性材料とバインダー樹脂とを含むシート状の蛍光体層材料（いわゆるグリーンシート）を使用し、フォトリソグラフィー技術で形成することもできる。この場合、所望の色のシートを基板上の表示領域全面に貼り付けて、露光、現像を行い、これを各色毎に繰り返すことで、対応するセル内に各色の蛍光体層を形成することができる。
　ＰＤＰは、上記した前面側基板構体と背面側基板構体とを、表示電極Ｘ，Ｙとアドレス電極Ａとが交差するように対向配置し、周囲をガラスフリット等のシール材により封着し、隔壁２９で囲まれた放電空間３０にＸｅとＮｅとを含む放電ガスを充填することにより作製されている。このＰＤＰでは、表示電極Ｘと表示電極Ｙとの間の表示ラインとアドレス電極Ａとの交差部の放電空間３０が、表示の最小単位である１つのセル（単位発光領域）となる。１画素はＲ、Ｇ、Ｂの３つのセルで構成される。
　図２は保護膜の結晶カラムを示す説明図である。この図は保護膜の断面を拡大した図である。保護膜１８は、前述したように、ＡＣ駆動用の誘電体層１７の上に、誘電体層１７を覆うように形成されている。保護膜１８は、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）を用いて、例えば結晶が〈１１１〉配向に単一配向したＭｇＯ膜や、〈１１１〉配向の結晶と〈１１０〉配向の結晶が混合したＭｇＯ膜などを、電子ビーム蒸着法やスパッタリング法、イオンプレーティング法といったＰＶＤ法やＣＶＤ法を用いて成膜することにより形成している。基板を搬送しながら、いわゆる通過成膜によって、気相成膜法でＭｇＯ膜を形成すると、図に示すように、ＭｇＯの結晶カラムが一定の傾斜角を持って形成される。
　図３はＭｇＯ膜の結晶カラムを拡大した説明図である。本実施形態においては、通過成膜により、気相成膜法でＭｇＯ膜を形成している。これにより、図に示すように、ＭｇＯの結晶カラムが、膜厚方向に対して一定の傾斜角θを持って形成される。
　ＭｇＯの結晶カラムの傾斜角の表示面内におけるバラつきは一定に制御している。このように、結晶カラムの傾斜角のバラつきの許容範囲を規定することで、表示面内におけるセルの維持放電遅れのバラつきを抑制し、これにより各セルの維持放電強度のバラつきを抑制する。ＭｇＯ膜が２種類以上の配向を持つ場合には、それぞれの配向について傾きの許容範囲を規定する。
　本実施形態においては、保護膜として、〈１１１〉配向のＭｇＯ膜を形成した。形成したＭｇＯ膜の結晶カラムの傾斜角θは、諸成膜条件に依存するが，例えば３．０ｄｅｇ±１．５ｄｅｇである。
　図４はＭｇＯ膜の結晶カラムの傾斜角のバラつきと表示面の色度差との関係を示すグラフである。このグラフは、パネル点灯時に最も緑色に見える箇所を基準としたときの結晶カラム傾斜角差Δθに対する全白表示色度差Δｘｙの依存性についてのグラフである。
　図５はパネル点灯時に最も緑色に見える箇所を基準としたときの色度差の表示ムラの目視状態を示す説明図である。図４及び図５に示すように、表示ムラの目視判定結果は、色度差Δｘｙの値とほぼ対応しており、色度差Δｘｙ＝０．００７を閾値として、それ以上の色度差を持つ場合に明確な表示ムラとして視認される。
　したがって、表示面内の表示ムラを抑制するためには、色度差Δｘｙ＝０．００７の閾値を超えないように、結晶カラムの傾斜角差を抑える。具体的には、傾斜角度差Δθ＜１．５ｄｅｇ．にする。これにより表示ムラの抑制が可能である。表示ムラをさらに抑制する場合には、色度差Δｘｙ＜０．００５とし、傾斜角度差Δθ＜０．８ｄｅｇ．とすることが望ましい。しかしこの場合、結晶カラムの傾斜角度差の精密制御は、ＭｇＯ膜の成膜プロセス面での負荷が増大するので、成膜プロセス面との兼ね合いで、表示ムラの抑制の程度を適切に設定することが望ましい。
　上記では、ＭｇＯ膜の結晶カラムの傾斜角のバラつきを制御したが、維持放電遅れバラつきの観点から、ＭｇＯ膜の結晶カラムの傾斜角そのものの許容範囲を規定することで、セルのパネル全体における維持放電タイミングを制御し、パネル全体の色度調整を行うことができる。ＭｇＯ膜の結晶カラムが、図３に示したような直線的な柱状ではなく、弧を描くような柱状である場合には、ＸＲＤロッキングカーブ測定を行い、ピーク位置をカラム傾斜角とみなせばよい。すなわち、目的とするＭｇＯ膜の結晶面がブラッグの回折条件式ｎλ=２ｄ ｓｉｎθを満たす角度θの２倍となるように検出器と入射Ｘ線の角度を固定して、試料基板面と入射X線の角度のみを変化させて回折を得る。ここで、ｎは任意の整数、λはX線波長、ｄは結晶面間隔である。同測定においては、結晶面が同じ方向を持つ結晶が多いほど強度が強くなる為、ピーク位置がカラムにおける結晶面と基板との傾斜角であると見做せる。
　上述した、ＭｇＯ膜の結晶カラムの傾斜角そのものを一定の角度に制御するには、ＭｇＯ膜の成長速度分布のピーク位置が基板内で同じになるように成膜を制御する。
　図６及び図７は本発明のプラズマディスプレイパネルのＭｇＯ膜の成膜方法を示す説明図である。図６は斜視図、図７は基板を搬送方向の側面から見た状態を示している。
　これらの図に示すように、ＭｇＯ膜の成膜に際しては、通過成膜により、気相成膜法でＭｇＯ膜を形成する。そしてその際、蒸着源Ｇと基板（成膜対象）１１との間に、開口部３１ａを設けた遮蔽板３１を配置する。そして、遮蔽板３１の開口部３１ａを介して、蒸着源Ｇから発生した蒸気Ｓを基板１１に当て、基板１１に対してＭｇＯ膜の成膜を行う。
　開口部３１ａの形状は、基板１１の移動方向と平行な方向の短辺と、基板１１の移動方向と直交する方向でかつ基板１１の幅に対応する寸法の長辺からなる長方形とする。また、短辺の寸法は、保護膜の結晶カラムのカラム傾斜角が一定の角度を有し、かつそのカラム傾斜角のパネルの表示面内におけるバラつきが、膜厚方向に対して一定範囲の角度となるような寸法に設定する。
　ＭｇＯ膜は、遮蔽板３１を配置すること以外は、従来公知の成膜条件で、４００～１５００ｎｍ程度の膜厚で形成する。これは、保護膜全体の膜厚を４００ｎｍ以下にした場合には、保護膜は、表示電極Ｘと表示電極Ｙ間の面放電時にスパッタされるが、そのスパッタにより保護膜の寿命に影響を与えるからである。また、保護膜全体を１５００ｎｍ以上の膜厚で成膜する場合には、製造コストの上昇を招くからである。
　蒸着源Ｇから基板１１までの蒸着距離をＬ、開口部３１ａの基板移動方向における開口幅をＷ１、蒸着源Ｇからみた開口部の開口角をθ１とすると、
　　　蒸着距離Ｌ：約６００ｍｍ
　　　開口幅Ｗ１：約３２０ｍｍ
　　　開口角θ１：約３０度
である。
　蒸着距離Ｌは、ＭｇＯの蒸気が鉛直方向に対して発生するものとしている。また、簡単の為、蒸着源は開口幅の中央に設置する。開口角θ２は従来の約半分とする。開口幅Ｗ１と開口角θ１は、Ｗ１＝２ｔａｎ（θ１／２）×Ｌの関係がある。開口幅Ｗ１の寸法は、基板１１の移動速度に関係し、（成膜速度∝膜厚）、（移動速度／成膜速度）∝傾斜角のような関係を有しているので、開口幅Ｗ１の寸法は、基板１１の移動速度に応じて適切に設定する。
　上記の条件で成膜を行うことで、ＭｇＯ膜の結晶カラムの傾斜角を０ｄｅｇ±１．５ｄｅｇとすることができる。蒸着源と開口部の位置関係に依存して傾斜角θは変化し、開口角θ１の角度に依存して、傾斜角差Δθも変化する。ただし、完全に１対１ではない。
　図８及び図９は比較例であり、開口部が大きい遮蔽板を用いて成膜した場合の例である。図８は斜視図、図９は基板を搬送方向の側面から見た状態を示している。この比較例では、遮蔽板３１の開口部３１ａを大きくしている。つまり、開口部３１ａの大きさを、遮蔽板３１を用いていないのと同じ程度の大きさとしている。
　蒸着源Ｇから基板１１までの蒸着距離をＬ、開口部３１ａの基板移動方向における開口幅をＷ２、蒸着源Ｇからみた開口部の開口角をθ２とすると、
　　　蒸着距離Ｌ：約６００ｍｍ
　　　開口幅Ｗ２：約７００ｍｍ
　　　開口角θ２：約６０度
である。この比較例の条件で成膜を行った場合、ＭｇＯ膜の結晶カラムの傾斜角θは０ｄｅｇ±３．０ｄｅｇとなる。この比較例によれば、図４を参照して明らかなように色度差Δｘｙが表示ムラ許容範囲の閾値０．００７を超える領域を含むことになる。これにより、図６及び図７で示した開口部を設けた遮蔽板を用いて成膜することが有効であることがわかる。
　このように、開口部を設けた遮蔽板を用い、特定の開口角で蒸着を行うことにより、ＭｇＯ膜の結晶カラム傾斜角の相対バラツキを一定の範囲に抑え、これにより、ＰＤＰの表示面内の表示ムラを抑制する。また、ＭｇＯ膜の結晶カラムの傾斜角を規定することで、ＰＤＰの色度調整を行うことができる。
　保護膜を有するＰＤＰに対して幅広く適用することができる。

Claims (4)

  1. 　対向して配置された一対の基板間に放電空間が形成され、一方の基板の放電空間と接する側の表面にＭｇＯからなる保護膜が気相成膜法で形成されたプラズマディスプレイパネルであって、
    　前記保護膜の結晶カラムは、膜厚方向となすカラム傾斜角が一定の角度を有し、かつそのカラム傾斜角のパネルの表示面内におけるバラつきが、パネル点灯時の表示面全体の色度差が０．００７以下となるような±１．５ｄｅｇの範囲であるプラズマディスプレイパネル。
  2. 　前記保護膜の結晶カラムの傾斜角のバラつきが、パネル点灯時の表示面全体の色度差が０．００５以下となるような±０．８ｄｅｇの範囲である請求項１記載のプラズマディスプレイパネル。
  3. 　前記保護膜の結晶が〈１１１〉配向を有し、かつ結晶カラムの傾斜角が０．１～３．０ｄｅｇである請求項１または請求項２記載のプラズマディスプレイパネル。
  4. 　請求項１記載のプラズマディスプレイパネルを製造するための製造方法であって、
    　前記保護膜の形成に際し、蒸着源と成膜対象との間に、成膜対象を覆う遮蔽板を配置するとともに、その遮蔽板に開口部を設けて、その開口部を介して成膜対象を移動させながら成膜を行い、
    　前記遮蔽板の開口部の形状を、成膜対象の移動方向と平行な方向の短辺と、成膜対象の移動方向と直交する方向でかつ成膜対象の幅に対応する寸法の長辺からなる長方形とし、
    　前記短辺の寸法を、前記保護膜の結晶カラムが、膜厚方向となすカラム傾斜角が一定の角度を有し、かつそのカラム傾斜角のパネルの表示面内におけるバラつきが、膜厚方向に対して一定範囲の角度となるような寸法に設定してなるプラズマディスプレイパネルの製造方法。
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