(57)【要約】【課題】放電ガスと接する内壁面の耐スパッタリング性を高め、表示機能の長寿命化を図る。【解決手段】放電ガスと主放電のための電極とを絶縁する被覆層を有し、少なくとも前記被覆層のうちの前記放電ガスと接する表層が厚さ１μｍ以下の酸化マグネシウム膜であるプラズマディスプレイパネルの製造において、前記酸化マグネシウム膜を、主放電用電極が形成された基板の温度を２５０〜３５０℃、蒸着圧力を５×１０-6〜５×１０-5Ｔｏｒｒの条件で蒸着することにより、膜密度を表す厚さ方向の平均の光学屈折率が波長５００ｎｍの光に対して１．７以上の酸化マグネシウム膜に形成する。【選択図】図３
2006351555.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
放電ガスと主放電のための電極とを絶縁する被覆層を有し、少なくとも前記被覆層のうちの前記放電ガスと接する表層が厚さ１μｍ以下の酸化マグネシウム膜であるプラズマディスプレイパネルの製造方法において、
前記酸化マグネシウム膜を、主放電用電極が形成された基板の温度を２５０〜３５０℃、蒸着圧力を５×１０-6〜５×１０-5Ｔｏｒｒの条件で蒸着することにより、膜密度を表す厚さ方向の平均の光学屈折率が波長５００ｎｍの光に対して１．７以上の酸化マグネシウム膜に形成する
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、ＡＣ型のプラズマディスプレイパネル（ＰＤＰ）の製造方法に関する。
【０００２】
近年、ＰＤＰは、カラー画面の実用化を機にテレビジョン映像やコンピュータのモニターなどの用途で広く用いられるようになってきた。ハイビジョン用の大画面フラット型デバイスとしても注目されている。いっそうの普及には、画質の向上に加えて長寿命化と低価格化とを図る必要がある。
【背景技術】
【０００３】
ＡＣ型ＰＤＰでは、主放電のための一対の電極が低融点ガラスからなる厚さ数十μｍの誘電体層で被覆され、さらに誘電体層の表面に放電時のイオン衝撃によるスパッタリングを軽減するための耐熱性の保護膜（厚さは１μｍ程度）が設けられている。保護膜は放電ガスと接することから、その材質及び膜質が放電特性に大きな影響を与える。一般に、保護膜材料として酸化マグネシウム（ＭｇＯ：マグネシア）が用いられている。ＭｇＯは耐スパッタリング性に優れ且つ二次電子放出係数の大きい絶縁物である。つまり、ＭｇＯを用いることにより放電開始電圧が下がって駆動が容易になる。
【０００４】
一般に、ＰＤＰの製造において、ＭｇＯ膜の形成には真空蒸着法が用いられている。真空蒸着は工業的に実績があり公知の他の成膜手法（有機酸金属塩の吹き付け、微粉末の塗布など）と比べて総合的に優れている。すなわち、吹き付けでは１回の作業で２０００〜３０００Åの膜厚しか得られず、生産性に劣る。塗布では空隙が発生し易く信頼性に劣る。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述したとおり厚さ１μｍ程度のＭｇＯ膜で誘電体層を被覆することにより、１００００時間の寿命が実現されている。しかし、寿命はより長い方が望ましい。また、高精細化を図ろうとすると、放電ギャップの縮小にともなってイオン衝撃が増大するので、ＭｇＯ膜のスパッタリングの進行が速まって寿命が短くなる。寿命を延ばすにはＭｇＯ膜を厚くすればよい。しかし、真空蒸着では、膜厚が１μｍを越えるとクラックの発生率が大幅に増大し、歩留りが低下してしまう。
【０００６】
ところで、真空蒸着によるＭｇＯ膜の成膜においては、下地が低融点ガラスであることから、下地付近はアモルファス相となり、膜厚が増大するにつれて徐々に結晶性が高まる。結晶構造は柱状であり、結晶どうしの間に膜厚方向に延びる空隙が存在し易い構造である。結晶の密度が小さいほど、イオンが空隙を通って膜に奥深く入り込み易く、スパッタリングの進行が速い。スパッタリングがアモルファス相にまで達すると、放電開始電圧が急激に上昇して駆動不能になる。つまり、ＰＤＰの寿命はＭｇＯ膜の結晶密度に依存する。
【０００７】
本発明は、放電ガスと接する内壁面の耐スパッタリング性を高め、表示機能の長寿命化を図ることを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明においては、以下の根拠に基づき、放電ガスと接する膜として単結晶塊（バルク）に近い密度の酸化マグネシウム膜を設ける。
【０００９】
互いに異なる条件で酸化マグネシウム膜を成膜し、それぞれの耐スパッタリング性を調べた。その結果、膜密度と相関する物性値である光学屈折率が一定値以上の膜は他の膜よりも大幅に耐スパッタリング性に優れていることが分かった。光学屈折率と膜密度との関係は（１）式で表される。
【００１０】
Ｎ＝（１−Ｐ）Ｎｖ＋ＰＮｓ    …（１）
Ｎ  ：膜の屈折率
Ｎｓ：バルクの屈折率
Ｎｖ：空隙の屈折率
Ｐ  ：充填率
具体的には、波長５００ｎｍの光に対する“実効表面位置”の光学屈折率が１．７以上の膜、及び波長５００ｎｍの光に対する“平均の光学屈折率”が１．７以上の膜は、耐スパッタリング性に優れている。なお、バルクにおける波長５００ｎｍの光に対する光学屈折率は１．７４５である。
【００１１】
ここで、“実効表面位置”とは、図３に示される厚さ方向の屈折率分布の表面側変曲点ａ，ｂ，ｃに対応した厚さ方向の位置である。厚さが５０００〜１００００Å程度であるＰＤＰの酸化マグネシウム膜において、表面側変曲点から最上端までの部分（その厚さは１００〜５００Å程度）は表面起伏部分である。酸化マグネシウム膜の厚さは小さいものの、特に表面側の膜質は耐久性に大きく影響すると考えられる。また、“平均の光学屈折率”とは、成膜中の偶発的又は意図的な成膜条件の微小変化による厚さ方向及び膜面方向の屈折率の不均一性を加味して膜密度を評価する指標であり、膜全体からサンプリングした複数の位置の光学屈折率を平均化した値である。
【００１２】
請求項１の発明の方法は、放電ガスと主放電のための電極とを絶縁する被覆層を有し、少なくとも前記被覆層のうちの前記放電ガスと接する表層が厚さ１μｍ以下の酸化マグネシウム膜であるプラズマディスプレイパネルの製造方法において、前記酸化マグネシウム膜を、主放電用電極が形成された基板の温度を２５０〜３５０℃、蒸着圧力を５×１０-6〜５×１０-5Ｔｏｒｒの条件で蒸着することにより、膜密度を表す厚さ方向の平均の光学屈折率が波長５００ｎｍの光に対して１．７以上の酸化マグネシウム膜に形成するものである。
【発明の効果】
【００１３】
請求項１の発明によれば、放電ガスと接する内壁面の耐スパッタリング性を高め、表示機能の長寿命化を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
図１は本発明に係るＰＤＰ１の内部構造を示す分解斜視図である。
【００１５】
例示のＰＤＰ１は面放電形式のＡＣ型ＰＤＰである。前面側のガラス基板１１の内面に、マトリクス表示のライン毎に一対のサステイン電極Ｘ，Ｙが配列されている。サステイン電極Ｘ，Ｙは、それぞれが透明導電膜４１と金属膜４２とからなり、ＡＣ駆動のための厚さが５０μｍ程度の誘電体層１７によって放電空間３０に対して被覆されている。誘電体層１７の材料はＰｂＯ系低融点ガラス（誘電率は約１０）である。誘電体層１７の表面には保護膜として本発明に特有のＭｇＯ膜１８が形成されている。誘電体層１７とＭｇＯ膜１８とを合わせた積層体が本発明における絶縁層である。なお、十分に厚いＭｇＯ膜１８を設け、誘電体層１７を省略してもよい。
【００１６】
背面側のガラス基板２１の内面には、アドレス電極Ａ、隔壁２９、及びカラー表示のための３色（Ｒ，Ｇ，Ｂ）の蛍光体層２８Ｒ，２８Ｇ，２８Ｂが設けられている。隔壁２９によって放電空間３０がライン方向にサブピクセルＥＵ毎に区画され、且つ放電空間３０の間隙寸法が一定値に規定されている。放電空間３０には、ネオンに微量のキセノンを混合した放電ガスが充填されている。
【００１７】
表示の１ピクセル（画素）ＥＧは、ライン方向に並ぶ３つのサブピクセルＥＵからなる。隔壁２９の配置パターンがストライプパターンであることから、放電空間３０のうちの各列に対応した部分は、全てのラインに跨がって列方向に連続している。各列内のサブピクセルＥＵの発光色は同一である。ＰＤＰ１では、サブピクセルＥＵの点灯（発光）／非点灯の選択（アドレッシング）に、アドレス電極Ａとサステイン電極Ｙとが用いられる。すなわち、ライン順次に画面走査が行われ、サステイン電極Ｙと表示内容に応じて選択されたアドレス電極Ａとの間での放電によって所定の帯電状態が形成される。アドレッシングの後、サステイン電極Ｙとサステイン電極Ｘとに交互に所定波高値のサステインパルスを印加すると、アドレッシング終了時点で所定量の壁電荷が存在したセルで、基板面に沿った面放電（表示の輝度を確保する主放電）が生じる。面放電で発生した紫外線により蛍光体層２８Ｒ，２８Ｇ，２８Ｂが局部的に励起されて発光する。蛍光体層２８Ｒ，２８Ｇ，２８Ｂで発光しガラス基板１１を透過する可視光が表示光となる。
【００１８】
以上の構造のＰＤＰ１は、各ガラス基板１１，２１について別個に所定の構成要素を設ける工程、ガラス基板１１，２１を対向配置して周囲を封止する工程、及び放電ガスを封入する工程を経て製造される。その際、ガラス基板１１側の製造において、ＭｇＯ膜１８は例えば真空蒸着法によって成膜される。
【００１９】
以下、ＭｇＯ膜１８の形成方法の具体例を説明する。
〔実施例〕
複数のソーダライムガラス基板１１を用意し、それぞれにサステイン電極Ｘ，Ｙ及び誘電体層１７を順に形成した後、真空蒸着装置を用いて互いに異なる条件でＭｇＯ膜を成膜した。条件の範囲は次のとおりである。
【００２０】
蒸着圧力：５×１０-6〜５×１０-5Ｔｏｒｒ
基板温度：２５０〜３５０℃
膜の厚さ：５０００〜７５００Å
〔比較例〕
複数のソーダライムガラス基板１１を用意し、それぞれにサステイン電極Ｘ，Ｙ及び誘電体層１７を順に形成した後、真空蒸着装置を用いて互いに異なる条件でＭｇＯ膜を成膜した。条件の範囲は次のとおりである。
【００２１】
蒸着圧力：５×１０-5〜５×１０-4Ｔｏｒｒ
基板温度：１００〜１５０℃
膜の厚さ：５０００〜７５００Å
実施例及び比較例の各試料について、ＭｇＯ膜の光学屈折率を測定した。測定にはＪ．Ａ．Ｗｏｏｌｌｍａｎ社製の分光エリプソメトリ装置を用いた。また、ＧＲＡＤＥＤ  ＩＮＤＥＸ  ＭＯＤＥＬを用いて解析し、測定の適否を確認した。Ｐｓｉ、Ｄｅｌｔａの両項目において測定値と理論値とがほぼ一致する結果を得た。波長５００ｎｍの光に対する表面（有効表面位置）の光学屈折率及び平均の光学屈折率の測定結果を表１，２に示す。表２は代表的な試料の成膜条件と測定結果とを示している。
【００２２】
【表１】
2006351555.tif 000003
【００２３】
【表２】
2006351555.tif 000004
【００２４】
なお、ＭｇＯは光学的に等方性であり、ＭｇＯ膜の厚さは薄膜特有の異方性を無視することができる極めて小さい値である。つまり、光学屈折率の差異は光学的異方性によるものではない。
【００２５】
また、各試料の耐スパッタリング性を評価するため、真空チャンバ内に配置した試料のＭｇＯ膜をイオンガンを用いて一定時間にわたって一定出力でエッチングし、エッチングの深さ（スパッタ深さ）を測定した。
【００２６】
図１は表面の光学屈折率とスパッタ深さとの関係を示すグラフ、図２は平均の光学屈折率とスパッタ深さとの関係を示すグラフである。
【００２７】
表面の光学屈折率が１．７以上のものでは、スパッタ深さは１．７未満のものの概ね半分である。平均の光学屈折率についても同様である。このように耐スパッタリング性に差異が生じるのは、光学屈折率（すなわち膜密度）が一定値以上となるような条件で成膜を行うと、柱状結晶の割合が減って単結晶に近い構造になるためであると考えられる。ＳＥＭ（走査型電子顕微鏡）による膜断面及び表面の観察を行ったところ、光学屈折率が小さいものでは特に表面側で明瞭な柱状構造が見られ、表面の凹凸が顕著であった。これに対して、光学屈折率が大きいものでは表面側に柱状に見える部分が存在するものの、その厚さ範囲は光学屈折率が小さいものよりも小さく、表面は比較的に平坦であった。
【００２８】
なお、光学屈折率が１．７以上の試料と同一の条件でＭｇＯ膜を設けたガラス基板１１を用いてＰＤＰ１を組み立てて動作確認を行った。放電特性は従来例と同等であった。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明に係るＰＤＰの内部構造を示す分解斜視図である。
【図２】表面の光学屈折率とスパッタ深さとの関係を示すグラフである。
【図３】平均の光学屈折率とスパッタ深さとの関係を示すグラフである。
【図４】表面側変曲点を説明するための厚さ方向の屈折率分布の代表例を示す図である。
【符号の説明】
【００３０】
１    ＰＤＰ（プラズマディスプレイパネル）
１８    ＭｇＯ膜（酸化マグネシウム膜）
３０    放電空間（放電ガスの封入された空間）
Ｘ，Ｙ    サステイン電極（電極）
【図１】
2006351555.tif 000005
【図２】
2006351555.tif 000006
【図３】
2006351555.tif 000007
【図４】
2006351555.tif 000008