(57)【要約】【課題】剥離がなく耐スパッタ性の高い保護膜を実現し高輝度で長寿命なＰＤＰを提供する。【解決手段】前面ガラス基板１１上に表示電極１２と誘電体層１３と第一の保護膜１４と第二の保護膜１５とを備えた前面板１０と、背面ガラス基板２１上にアドレス電極２２と下地誘電体層２３と隔壁２４と蛍光体層２５とを備えた背面板２０とが、放電空間３０を介して対向配置され、第一の保護膜１４の膜密度と第二の保護膜１５の膜密度とを異ならせている。【選択図】図１
2006172859.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第一のガラス基板上に第一の電極と第一の誘電体層と第一の保護膜と第二の保護膜とを備えた第一の基板と、第二のガラス基板上に第二の電極と隔壁と蛍光体層とを備えた第二の基板とが、放電空間を介して対向配置されたプラズマディスプレイパネルであって、前記第一の保護膜の膜密度と前記第二の保護膜の膜密度とが異な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】
第一の保護膜は、第一の誘電体層と第二の保護膜との間に配置され、前記第一の保護膜の膜密度が、前記第二の保護膜の膜密度より小さいことを特徴とする請求項１に記載のプラズマディスプレイパネル。
【請求項３】
第一の保護膜の厚さが、前記第一の保護膜の厚さと第二の保護膜の厚さとの合計の１／３以下であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のプラズマディスプレイパネル。
【請求項４】
第一のガラス基板上に第一の電極と第一の誘電体層とを形成し、蒸発源にエネルギビームを照射して蒸発させ、第一の成膜条件にて前記第一の誘電体層上に第一の保護膜を形成し、前記第一の成膜条件と異なる第二の成膜条件にて前記第一の保護膜上に第二の保護膜を形成して第一の基板を製造し、第二のガラス基板上に第二の電極と隔壁と蛍光体層とを形成して第二の基板を製造し、前記第一の基板と前記第二の基板とを放電空間を介して対向配置させ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５】
第一の保護膜と第二の保護膜を形成する際に酸素ガスを導入し、第一の成膜条件での酸素ガス導入量が、第二の成膜条件での酸素ガス導入量より多いことを特徴とする請求項４に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】
第一の保護膜と第二の保護膜を形成する際に水素ガスを導入し、第一の成膜条件での水素ガス導入量が、第二の成膜条件での水素ガス導入量より少ないことを特徴とする請求項４に記載のプラズマディスプレイパネルの製造方法。
【請求項７】
第一の保護膜と第二の保護膜を形成する際に水蒸気を導入し、第一の成膜条件での水蒸気導入量が、第二の成膜条件での水蒸気導入量より少ないことを特徴とする請求項４に記載のプラズマディスプレイパネルの製造方法。
【請求項８】
第一の保護膜と第二の保護膜を形成する際に、第一の電極と第一の誘電体層とが形成された第一のガラス基板を加熱し、第一の成膜条件での前記第一のガラス基板の温度が、第二の成膜条件での前記第一のガラス基板の温度より低いことを特徴とする請求項４から請求項７のいずれかに記載のプラズマディスプレイパネルの製造方法。
【請求項９】
第一のガラス基板上に第一の電極と第一の誘電体層とを形成し、前記第一の誘電体層に第一の保護膜と第二の保護膜よりなる保護膜を形成し、真空蒸着法にて前記第一の誘電体層上に前記保護膜の厚さの２／３以上の前記第一の保護膜を形成し、スパッタ法にて前記第一の保護膜上に第二の保護膜を形成して第一の基板を製造し、第二のガラス基板上に第二の電極と隔壁と蛍光体層とを形成して第二の基板を製造し、前記第一の基板と前記第二の基板とを放電空間を介して対向配置させ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１０】
第一のガラス基板上に第一の電極と第一の誘電体層とを形成し、前記第一の誘電体層に第一の保護膜と第二の保護膜をプラズマの存在する状態でＲＦバイアスを印加しながら形成する際に、前記第一の保護膜を形成する際のＲＦバイアス電力が前記第二の保護膜を形成する際のＲＦバイアス電力より低い状態で形成し、前記第一の保護膜上に前記第二の保護膜を形成して第一の基板を製造し、第二のガラス基板上に第二の電極と隔壁と蛍光体層とを形成して第二の基板を製造し、前記第一の基板と前記第二の基板とを放電空間を介して対向配置させ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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プラズマディスプレイパネルとその製造方法に関し、特に前面板の保護膜の構成とその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の一般的なＡＣ型で面放電型のプラズマディスプレイパネル（以下ＰＤＰと称する）の構成を図面を用いて説明する。図８は従来のＰＤＰのセル構造を示す断面図である。図８に示すように、ＰＤＰは前面板８０と背面板８１とで形成され、放電空間８２に放電ガスが封入されている。前面板８０は、ガラス基板８３上に、複数の対になった平行な表示電極８４、誘電体層８５、ＭｇＯからなる保護膜８６を順に積層させたものであり、背面板８１は、ガラス基板８７上に、複数の平行なデータ電極８８、誘電体層８９、隔壁９０、蛍光体層９１を形成したものである。
【０００３】
ＰＤＰが画像を表示する動作は以下のとおりである。まず背面板８１のデータ電極８８と前面板８０の表示電極８４との間で予備放電を発生させて放電させる放電セルを選択し、次に、対になった表示電極８４間に電圧をかける。表示電極８４間に電圧をかけると放電セル内のＸｅとＮｅなどの混合ガスが電離してプラズマ放電が発生し、そのプラズマから発生した紫外線が蛍光体層９１を発光させることで画像を表示することができる。
【０００４】
ＭｇＯからなる保護膜８６は、プラズマ放電によって誘電体層８５が削られて放電が不安定になるのを防ぐために設けられているものである。
【０００５】
近年ＰＤＰの輝度を向上するため、ＰＤＰ内でプラズマを発生させるガスのＸｅ分圧を上げることが必要とされるようになってきた。ところがＸｅ分圧が上がると、ＭｇＯからなる保護膜８６のスパッタが加速されて短期間で保護膜が削られ、ＰＤＰの寿命が短くなるという課題が発生してきた。これらの課題を解決するために、ＭｇＯ保護膜の膜密度を大きくしてプラズマ放電によるスパッタが起こりにくい（以下「耐スパッタ性が高い」と表現）保護膜を形成することが試みられてきた。膜密度の大きい保護膜を形成する方法としては成膜中の酸素分圧と基板温度を調整して保護膜を形成する方法が提案されている（例えば特許文献１）。また成膜中の加熱電流を調整して膜密度の大きい保護膜を成膜する方法も提案されている（例えば特許文献２）。
【特許文献１】特開２０００−２７７００９号公報
【特許文献２】特開平９−２７２９６６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、前記特許文献１、２に示されているＭｇＯからなる保護膜のように全膜厚方向にわたって膜密度の大きい保護膜は、耐スパッタ性には優れるものの内部応力が大きく剥離しやすいという問題点があった。保護膜の剥離は基板と膜の間で発生する。密度の大きい保護膜はその内部応力で変形し付着力の弱い部分が剥がれることとなる。この問題を解決するに基板にプラズマクリーニングなどの前処理を行い、保護膜の基板に対する付着力を上げるという方法も考えられるが基板自体に無理な応力がかかり変形や局所的な破壊の原因となり別の問題を引き起こすこととなる。
【０００７】
本発明は、このような課題を解決するもので、剥離がなく、耐スパッタ性が高い保護膜を形成することにより、高輝度で長寿命なＰＤＰを提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するために、本発明のＰＤＰは、第一のガラス基板上に第一の電極と第一の誘電体層と第一の保護膜と第二の保護膜とを備えた第一の基板と、第二のガラス基板上に第二の電極と隔壁と蛍光体層とを備えた第二の基板とが、放電空間を介して対向配置されたＰＤＰであって、第一の保護膜の膜密度と第二の保護膜の膜密度とが異なることを特徴としている。
【０００９】
このような構成によれば、誘電体との剥離強度と耐スパッタ性を両立させることができる保護膜が得られ、高輝度で長寿命なＰＤＰを実現することができる。
【００１０】
さらに、第一の保護膜を第一の誘電体層と第二の保護膜との間に配置し、第一の保護膜の膜密度を第二の保護膜の膜密度より小さくしてもよい。このような構成によれば、膜密度の小さい第一の保護膜は容易に変形するので第一誘電体層に膜密度の大きい第二の保護膜が及ぼす力を緩和することができ、第一の誘電体層と第二の保護膜との剥離を防ぐことができる。従って膜密度の大きい第二の保護膜を厚く形成でき、パネル内での放電によって保護膜がスパッタされる影響を低減してパネルの寿命を延ばすことができる。
【００１１】
さらに、第一の保護膜の厚さが、第一の保護膜の厚さと第二の保護膜の厚さとの合計の１／３以下であってもよい。このような構成によれば、膜密度の小さい第一の保護層は応力緩和作用を発揮するに十分な厚さを有し、膜密度の大きい第二の保護層はパネルの寿命を伸ばすのに十分な厚さを有する。
【００１２】
また、本発明のＰＤＰの製造方法は、第一のガラス基板上に第一の電極と第一の誘電体層とを形成し、蒸発源にエネルギビームを照射して蒸発させ、第一の成膜条件にて前記第一の誘電体層上に第一の保護膜を形成し、第一の成膜条件と異なる第二の成膜条件にて第一の保護膜上に第二の保護膜を形成して第一の基板を製造し、第二のガラス基板上に第二の電極と隔壁と蛍光体層とを形成して第二の基板を製造し、第一の基板と前記第二の基板とを放電空間を介して対向配置させることを特徴としている。
【００１３】
このような製造方法によれば、誘電体との剥離強度と耐スパッタ性を両立させることができる保護膜が得られ、高輝度で長寿命なＰＤＰを実現することができる。
【００１４】
さらに、第一の保護膜と第二の保護膜を形成する際に酸素ガスを導入し、第一の成膜条件での酸素ガス導入量を、第二の成膜条件での酸素ガス導入量より多くしてもよい。このような製造方法によれば、第一の保護膜の膜密度を第二の保護膜の膜密度より小さくすることができ、しかも酸素ガス流量は流量制御装置で容易に制御できるので信頼性の高い保護膜を形成することができる。
【００１５】
さらに、第一の保護膜と第二の保護膜を形成する際に水素ガスを導入し、第一の成膜条件での水素ガス導入量を、第二の成膜条件での水素ガス導入量より少なくしてもよい。このような製造方法によれば、第一の保護膜の膜密度を第二の保護膜の膜密度より小さくすることができ、しかも保護膜の膜密度は酸素ガス流量より水素ガス流量に敏感であるから膜密度の異なる膜を容易に形成することができる。
【００１６】
さらに、第一の保護膜と第二の保護膜を形成する際に水蒸気を導入し、第一の成膜条件での水蒸気導入量を、第二の成膜条件での水蒸気導入量より少なくしてもよい。このような製造方法によれば、第一の保護膜の膜密度を第二の保護膜の膜密度より小さくすることができ、しかも水素より安全に、酸素より確実に膜密度の異なる層を形成できる。
【００１７】
さらに、第一の保護膜と第二の保護膜を形成する際に、第一の電極と第一の誘電体層とが形成された第一のガラス基板を加熱し、第一の成膜条件での前記第一のガラス基板の温度を、第二の成膜条件での前記第一のガラス基板の温度より低くしてもよい。このような製造方法によれば、第一の保護膜の膜密度を第二の保護膜の膜密度より小さくすることができ、しかも保護膜の膜密度は基板温度で広範囲に変わるので確実に膜密度の違う層を形成することができる。
【００１８】
また、本発明のＰＤＰの製造方法は、第一のガラス基板上に第一の電極と第一の誘電体層とを形成し、第一の誘電体層に第一の保護膜と第二の保護膜よりなる保護膜を形成し、真空蒸着法にて第一の誘電体層上に保護膜の厚さの２／３以上の第一の保護膜を形成し、スパッタ法にて第一の保護膜上に第二の保護膜を形成して第一の基板を製造し、第二のガラス基板上に第二の電極と隔壁と蛍光体層とを形成して第二の基板を製造し、第一の基板と第二の基板とを放電空間を介して対向配置させることを特徴としている。
【００１９】
このような製造方法によれば、第一の保護膜の膜密度を第二の保護膜の膜密度より小さくすることができ、膜密度の小さい第一の保護膜により第一誘電体層と膜密度の大きい第二の保護層との間の応力を緩和することができ、第一の誘電体層と第二の保護膜との剥離を防ぐことができる。従って膜密度の大きい第二の保護膜を厚く形成でき、パネル内での放電によって保護膜がスパッタされる影響を低減してパネルの寿命を延ばすことができる。
【発明の効果】
【００２０】
以上のように、本発明のＰＤＰによれば、誘電体との剥離強度と耐スパッタ性を両立させることができる保護膜が得られ、高輝度で長寿命なＰＤＰを実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
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。
【００２２】
図１は本発明の実施の形態におけるＰＤＰの部分断面斜視図であり、図２は図１における矢印Ａ方向からみた放電セルの部分断面図である。図１および図２において、ＰＤＰ１００は、第一の基板である前面板１０と第二の基板である背面板２０とが放電空間３０を介して対向配置された構成となっている。前面板１０は、第一のガラス基板である前面ガラス基板１１上に対になった互いに平行な複数の第一の電極である表示電極１２と発光時のコントラストを高めるためのブラックストライプと呼ばれる複数の光吸収層１６が形成され、それらを覆うように第一の誘電体層である誘電体層１３と、ＭｇＯからなる第一の保護膜１４と、同じくＭｇＯからなる第二の保護膜１５とが形成されている。背面板２０は、第二のガラス基板である背面ガラス基板２１上に表示電極１２と直交する複数の第二の電極であるアドレス電極２２が形成され、それを覆うように第二の誘電体層である下地誘電体層２３が形成され、下地誘電体層２３上にアドレス電極２２と平行な複数の隔壁２４が形成され、さらに隔壁２４と下地誘電体層２３上には蛍光体層２５が形成されている。
【００２３】
第一の保護膜１４は、誘電体層１３と第二の保護膜１５との間に配置され、さらに第一の保護膜１４の膜密度は第二の保護膜１５の膜密度より小さく、第一の保護膜１４の厚さは第一の保護膜１４の厚さと第二の保護膜１５の厚さとの合計の１／３以下という構成になっている。
【００２４】
隔壁２４で区切られた放電空間３０には、Ｎｅ−Ｘｅの混合ガスなどからなる放電ガスが、５３２００Ｐａ〜７９８００Ｐａの圧力で封入されている。放電空間３０において表示電極１２とアドレス電極２２との交点が放電セルを形成している。
【００２５】
このような構成において、まず表示電極１２とアドレス電極２２の間に電圧をかけるとこの間で小さな書き込み放電が生じ、その後、対になった表示電極１２間で主放電が生じる。放電は放電セル内のＸｅとＮｅの混合ガスが電離したプラズマ放電であるが、そのプラズマから発生した紫外線が蛍光体層２５に照射され、蛍光体層２５が発光することで画像が表示される。
【００２６】
保護膜はプラズマによって誘電体層がスパッタされるのを防ぐために設けている層であり、材料として耐スパッタ性に優れるＭｇＯを用いている。しかし保護膜自体もまたプラズマによって僅かづつではあるがスパッタされる。一方で、ＰＤＰの輝度を向上するためには、プラズマを発生させる放電ガスのＸｅ分圧を上げる必要があるが、Ｘｅ分圧を上げると保護膜のスパッタが一層加速されてしまうという課題がある。これを防ぐためにはＭｇＯ保護膜の密度を大きくし膜厚を厚く形成することが効果的である。しかしこの場合、保護膜の大きな内部応力によって保護膜が剥離してしまうという問題があり、従来は膜密度が大きい保護膜を厚く形成することは困難であった。
【００２７】
本発明におけるＰＤＰでは、保護膜を２層構成とし、誘電体層１３と、膜密度を大きくし膜厚を厚く形成した第二の保護膜１５との間に、膜密度を小さくし膜厚を薄く形成した第一の保護膜１４を配置することにより、放電空間に対向する保護膜の耐スパッタ性を向上させるとともに、誘電体層１３と第二の保護層１５との間に発生する応力を第一保護膜１４で緩和させ保護膜が剥離することを防ぐことができる。すなわち剥離がなく耐スパッタ性の高く、長時間のプラズマ放電に耐える保護膜を得ることができ、高輝度で長寿命なＰＤＰが実現できる。
【００２８】
（第１の実施の形態）
図３は本発明の第１の実施の形態におけるＰＤＰの製造方法に用いる保護膜製造装置の概略図である。図３において、真空チャンバ４１は真空ポンプ４２によって排気されている。真空チャンバ４１には成膜に使用されるガスの供給配管４３が接続されている。ガス供給配管は酸素ガス、水素ガス、水蒸気を適宜供給できるように構成されている。ＭｇＯ保護膜４４を形成する基板４５は真空チャンバ４１内を蒸発源４６と対向しながら矢印Ｂの方向に搬送される。搬送のために必要な機構は図示していない。蒸発源４６にはＭｇＯペレットが敷き詰められており、ＥＢガン４７で加速された電子によって加熱される。加熱されたＭｇＯペレットからはＭｇＯが蒸発しＭｇＯの蒸気４８が基板４５に付着することで成膜が行われる。真空チャンバ４１はチャンバ隔壁によって２つのチャンバに分けられている。図３において右側チャンバ５０において膜密度の小さい第一の保護膜を、左側チャンバ５１において膜密度の大きい第二の保護膜を形成する。また、それぞれのチャンバには基板４５を加熱するためのランプヒータ５２が設置されている。
【００２９】
次にその動作に関して説明する。チャンバ４１は真空ポンプ４２によって１０−６Ｐａ程度の真空に排気される。その後、真空ポンプ４２で排気しながらガス供給配管４３により酸素ガスまたは水素ガスまたは水蒸気を導入する。これらのガスはマスフローコントローラー（図示せず）を通じて一定の流量に保たれる。
【００３０】
酸素ガス流量を制御して膜密度の異なる保護膜を形成する際には、右側チャンバ５０では１００ｓｃｃｍ〜１０００ｓｃｃｍ、左側チャンバ５１では０ｓｃｃｍ〜１０ｓｃｃｍの酸素ガス流量に保つ。また、水素ガス流量を制御して膜密度の異なる保護膜を形成する際には、右側チャンバでは０ｓｃｃｍ〜１０ｓｃｃｍ、左側チャンバでは１０ｓｃｃｍ〜１００ｓｃｃｍの水素ガス流量に保つ。さらに、水蒸気流量を制御して膜密度の異なる保護膜を形成する際は、右側チャンバでは０ｓｃｃｍ〜１０ｓｃｃｍ、左側チャンバでは１０ｓｃｃｍ〜１００ｓｃｃｍの水蒸気流量に保つ。このようにすることによって、いずれの場合も、誘電体層１３に製膜される第一の保護膜１４は膜密度が小さく、第一の保護膜上に形成され、放電に曝される第二の保護膜１５は第一の保護膜１４よりも大き膜密度を得ることができる。
【００３１】
また、誘電体層１３が形成された基板４５の温度を制御することでも膜密度を制御することが可能である。すなわち、第一の保護膜１４が成膜される際の右側チャンバ５０のランプヒータ５２を制御して基板温度を１００〜２００℃に制御し、第二の保護膜１５が成膜される際の左側チャンバ５１のランプヒータ５２を制御して基板温度を２００℃〜４００℃に保つことで実現できる。
【００３２】
電子ビーム蒸着法でこれらの保護膜を成膜する際には、ＥＢガン４７で１０ｋＶ〜２０ｋＶで加速された電子を偏向コイル（図示せず）により破線５３のように変更させてＭｇＯペレットの表面に照射している。ＭｇＯペレットは電子の持つエネルギーで加熱されて蒸発し、蒸気流４８が基板４５に付着することで保護膜を形成している。
【００３３】
このような条件でＥＢ電流値または基板４５の搬送速度を調整することで、基板４５上に膜密度が３．１ｇ／ｃｍ３〜３．２５ｇ／ｃｍ３と小さい第一の保護膜を１００ｎｍ形成し、その上に膜密度が３．３ｇ／ｃｍ３〜３．３５ｇ／ｃｍ３と大きい第二の保護膜を９００ｎｍで積層することができる。膜密度が３．３ｇ／ｃｍ３〜３．３５ｇ／ｃｍ３と大きい保護膜を単独で１０００ｎｍで成膜した場合は保護膜の剥離が発生するが、本実施の形態のように膜密度の小さい保護膜と膜密度の大きい保護膜を積層した場合は保護膜の剥離は観測されなかった。これは、基板４５側の膜密度の小さい保護膜が変形し、膜密度の大きい保護膜の応力を吸収したためであると考えられる。ただし膜密度の小さい層が３．１ｇ／ｃｍ３よりさらに膜密度が低下すると、膜密度の小さい層の中で破壊が発生し剥離が生じた。
【００３４】
図７はプラズマ放電によるイオン衝撃によるスパッタ消耗量を計測するシステムにより、ＭｇＯ保護膜の密度と耐スパッタ性の関係を調べたグラフである。保護膜の厚さが１０００ｎｍの場合、単層では膜密度を３．２５ｇ／ｃｍ３以下にしなければ剥離が発生するが、本実施の形態のように２層構造にすることにより膜密度を３．３５ｇ／ｃｍ３以上に形成しても剥離を押さえることができる。本実施の形態で得られる膜密度３．３５ｇ／ｃｍ３の保護膜は、膜密度３．２５ｇ／ｃｍ３の保護膜に比べ約２０％耐スパッタ性が向上する結果が得られた。すなわち本発明の保護膜を使えば大幅にパネルの寿命を向上できることが確認された。
【００３５】
また、膜密度の小さい第一の保護膜１４の厚さが、第一の保護膜１４の厚さと膜密度の大きい第二の保護膜１５の厚さとの合計の１／３以下である場合が、誘電体層１３との剥離強度と耐スパッタ性を両立させるのに適した構成であることが分かった。また第一の保護膜１４の厚さが、第一の保護膜１４の厚さと膜密度の大きい第二の保護膜１５の厚さとの合計の１／９〜１／１０以下である場合が最も適した構成である結果を得た。
【００３６】
（第２の実施の形態）
図４は本発明の第２の実施の形態におけるＰＤＰの製造方法に用いる保護膜製造装置の概略図である。なお図４において図３と同じ構成部については同じ符号を用い説明を省略する。第１の実施の形態においては、真空チャンバ４１内を二つのチャンバに分ける構成であったが、第２の実施の形態においては、図４に示すように搬送の前半部分と後半部分に独立制御できる蒸着源４６またはランプヒータ５２を配置した構成とし、一つのチャンバ内において成膜条件を変えるようにしたものである。この装置により、基板温度によって膜密度差を有する保護膜を形成することができる。ＰＤＰなど大面積への成膜において、製造装置の大きさを小さくできるという利点がある。
【００３７】
（第３の実施の形態）
図５は本発明の第３の実施の形態におけるＰＤＰの製造方法に用いる保護膜製造装置の概略図である。なお図５において図３と同じ構成部については同じ符号を用いている。図５において、真空チャンバ４１は真空ポンプ４２によって排気されている。真空チャンバ４１には成膜に使用されるガス供給配管４３が接続されている。ガス供給配管４３はアルゴンガス、酸素ガス、水素ガス、水蒸気を適宜供給する。ＭｇＯ保護膜４４を形成する基板４５は真空チャンバ４１内をスパッタ源５５と対向して配置される。スパッタ源５５はＭｇＯまたはＭｇのターゲット５６が高電圧のかかるスパッタ電極５７上に置かれた構成となっている。スパッタ電極５７にはスパッタ電源５８が繋がれている。基板４５の成膜面と反対側にはＲＦ電力を印加することができるバイアス電源５９に接続されたバイアス電極６０が配置されている。
【００３８】
次に動作に関して説明する。チャンバ４１は真空ポンプ４２によって１０−５Ｐａ程度に真空排気される。その後真空ポンプ４２で排気しながらガス供給配管４３によりアルゴンガス、酸素ガスを導入し、チャンバ内の圧力を０．１Ｐａ〜１０Ｐａに保つ。次に、スパッタ電源５８によりスパッタ電極５７に−１０００ｖ〜−５０００ｖの交流または直流の高電圧を印加する。この電圧によりチャンバ内にプラズマが発生し、プラズマ中のイオンがターゲット５６表面に衝突する。その際、ターゲット５６のＭｇＯがスパッタリングされスパッタ粒子６１として飛び出し基板４５に付着する。これによって基板４５上に保護膜４４を成膜することができる。スパッタ電極５７に高電圧を印加している最中にバイアス電源５９によってバイアス電極６０にＲＦ電力を印加することでプラズマ中のイオンを保護膜４４に照射することができる。保護膜４４に照射するイオンのエネルギーによって、基板４５に到達したスパッタ粒子の動きを活発化できるので、ＲＦバイアス電源６０で印加する電力によって膜密度をコントロールできる。本実施の形態では、まず成膜開始から１６秒の間４ｋｗ／ｍ２のＲＦバイアス電力を印加し、次の１７秒間に４ｋｗ／ｍ２〜１５ｋｗ／ｍ２まで徐々にＲＦバイアス電力を印加し、最後の３３８秒間に１５ｋｗ／ｍ２のＲＦバイアス電力を印加した。これにより基板側に膜密度が３．２５ｇ／ｃｍ３〜３．３ｇ／ｃｍ３と小さい保護膜を５０ｎｍとその上に膜密度が３．３ｇ／ｃｍ３〜３．４ｇ／ｃｍ３と中程度の保護膜を５０ｎｍを積層し、さらにその上に膜密度が３．４ｇ／ｃｍ３〜３．４５ｇ／ｃｍ３と大きい保護膜を９００ｎｍを積層した。
【００３９】
膜密度が３．３ｇ／ｃｍ３〜３．３５ｇ／ｃｍ３と大きい保護膜を単独で１０００ｎｍで成膜した場合は保護膜の剥離が発生したが、本実施の形態のように膜密度の小さい保護膜と膜密度が中程度の保護膜と膜密度の大きい保護膜とを積層し３層構造とした場合は膜密度を３．４５ｇ／ｃｍ３以上に形成しても剥離を押さえることができる。これは、基板側の膜密度の小さい層および中程度の層が変形し、膜密度の大きい層の応力を緩和したためであると考えられる。図７に示すように膜密度３．４５ｇ／ｃｍ３の保護膜は、膜密度３．２５ｇ／ｃｍ３の保護膜に比べ約３０％耐スパッタ性が向上するので、この製造方法により大幅にパネルの寿命を向上させることができる。これらはＲＦバイアス電力を制御することで保護膜の膜密度を変化させた例であるが、アルゴンガスの圧力を成膜初期に１０Ｐａ、成膜中期に１０Ｐａ〜０．５Ｐａと変化させ、成膜最終期に０．５Ｐａに保つ場合でも、アルゴンガスに散乱されながら基板に到達する粒子のエネルギーが徐々に高くなるため、前記と同様に保護膜の膜密度を変化させることができる。
【００４０】
（第４の実施の形態）
図６は本発明の第４の実施の形態におけるＰＤＰの製造方法に用いる保護膜製造装置の概略図である。なお図６において図３、図５と同じ構成部については同じ符号を用いて説明を省略する。第４の実施の形態が第１の実施の形態と異なるのは左側チャンバ５１でスパッタ源による成膜を行うことである。右側チャンバ５０の蒸着源４６による成膜は第１の実施の形態と同様であり、左側チャンバ５１のスパッタ源５５による成膜の動作は、第３の実施の形態と同様である。成膜の初期に蒸着による成膜を行い、その後スパッタによる成膜を行う。ＥＢ蒸着においては基板に到達するＭｇＯ粒子４８のエネルギーが１〜５ｅｖと低いため基板側に膜密度の小さい層を形成することができ、その後のスパッタ成膜においては基板に到達するＭｇＯ粒子６１のエネルギーが１０ｅＶ以上あるため基板に飛来したＭｇＯ粒子の動きが活発となり膜密度の大きい層を作ることができる。保護膜の膜密度は成膜方法の差で広範囲に変わるので確実に膜密度の違う層を形成することができる。ここでは、蒸着成膜の後にスパッタ成膜を行う方法を説明したが、蒸着成膜ののちホロカソードプラズマガンを用いた成膜を行ってもよい。ホロカソードプラズマガンを用いた成膜は、基板に飛来するＭｇＯ粒子のエネルギーが５〜１０ｅｖとスパッタよりは低いものの、成膜速度が速いという利点がある。
【産業上の利用可能性】
【００４１】
本発明に用いたＰＤＰの保護膜とその製造方法は、イオン衝撃から基材を保護する効果があるので、プラズマディスプレイに限らず様々な照明機器の電極保護膜として有用である。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】本発明の実施の形態におけるＰＤＰの部分断面斜視図
【図２】図１における矢印Ａ方向からみたＰＤＰセルの部分断面図
【図３】本発明の第１の実施の形態におけるＰＤＰの製造方法に用いる保護膜製造装置の概略図
【図４】本発明の第２の実施の形態におけるＰＤＰの製造方法に用いる保護膜製造装置の概略図
【図５】本発明の第３の実施の形態におけるＰＤＰの製造方法に用いる保護膜製造装置の概略図
【図６】本発明の第４の実施の形態におけるＰＤＰの製造方法に用いる保護膜製造装置の概略図
【図７】保護膜のＭｇＯ密度と耐スパッタ性の関係を示す図
【図８】従来のＰＤＰのセル構造を示す断面図
【符号の説明】
【００４３】
１０    前面板
１１    前面ガラス基板
１２    表示電極
１３    誘電体層
１４    第一の保護膜
１５    第二の保護膜
２０    背面板
２１    背面ガラス基板
２２    アドレス電極
２３    下地誘電体層
２４    隔壁
２５    蛍光体層
３０    放電空間
４１    真空チャンバ
４２    真空ポンプ
４３    ガス供給配管
４４    ＭｇＯ保護膜
４５    基板
４６    蒸発源
４７    ＥＢガン
４８    蒸気流
４９    チャンバ隔壁
５０    右側チャンバ
５１    左側チャンバ
５２    ランプヒータ
５５    スパッタ源
５６    ターゲット
５７    スパッタ電極
５８    スパッタ電源
５９    バイアス電源
６０    バイアス電極
６１    スパッタ粒子
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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