(57)【要約】【課題】ＰＤＰの各色の蛍光体を同時処理することによって、紫外線照射による劣化を防止する手段を提供する。【解決手段】真空チャンバ１と、真空チャンバに接続された真空ポンプ２と、真空チャンバ内に配置され、その上にＰＤＰ基板３が置かれる処理台４と、処理台の上面を加熱するためのヒータ５と、真空チャンバ内において処理台の上方に間隔をあけて配置され、処理台上のＰＤＰ基板に対してプラズマを照射するプラズマ照射ヘッド６と、プラズマ照射ヘッドおよび処理台を相対移動させる移動機構１４と、プラズマ照射ヘッドに処理ガスを供給するガス供給源１２と、プラズマ照射ヘッドに対し、処理ガスを励起するためのマイクロ波を供給するマイクロ波発生源１３を備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
真空チャンバと、
前記真空チャンバに接続された真空ポンプと、
前記真空チャンバ内に配置され、その上に処理すべきＰＤＰ基板が置かれる処理台と、
前記処理台の上面を加熱するためのヒータ手段と、
前記真空チャンバ内において前記処理台の上方に間隔をあけて配置され、前記処理台上の前記ＰＤＰ基板に対して下向きにプラズマを照射するプラズマ照射ヘッドと、
前記プラズマ照射ヘッドおよび前記処理台を相対移動させる移動機構と、
前記プラズマ照射ヘッドに処理ガスを供給するガス供給源と、
前記プラズマ照射ヘッドに対し、前記処理ガスを励起するためのマイクロ波を供給するマイクロ波発生源と、を備えたＰＤＰ基板製造用マイクロ波プラズマ処理装置。
【請求項２】
前記プラズマ照射ヘッドは、ライン状のプラズマを照射することを特徴とする請求項１に記載のＰＤＰ基板製造用マイクロ波プラズマ処理装置。
【請求項３】
前記ＰＤＰ基板上には、アドレス電極および隔壁が設けられ、隣接する隔壁間の間隙に赤色、緑色および青色のそれぞれの蛍光体層が設けられていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のＰＤＰ基板製造用マイクロ波プラズマ処理装置。
【請求項４】
前記赤色の蛍光体は、（Ｙ，Ｇｄ）ＢＯ３Ｅｕ３＋またはＹ２Ｏ３Ｅｕ３＋またはＹ（Ｐ，Ｖ）Ｏ４Ｅｕ３＋であり、前記緑色の蛍光体は、Ｚｎ２ＳｉＯ４Ｍｎ２＋またはＢａＭｇＡｌ１０Ｏ１７Ｍｎ２＋またはＢａＭｇＡｌ１０Ｏ１７Ｍｎ２＋またはＬａＰＯ４Ｃｅ３＋Ｔｂ３＋であり、前記青色の蛍光体は、ＢａＭｇＡｌ１０Ｏ１７Ｅｕ２＋またはＣａＭｇＳｉ２Ｏ６Ｅｕ２＋であることを特徴とする請求項３に記載のＰＤＰ基板製造用マイクロ波プラズマ処理装置。
【請求項５】
前記ガス供給源が供給する前記処理ガスは、０．０５体積％以上の水素ガスを含有する希ガスであることを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれかに記載のＰＤＰ基板製造用マイクロ波プラズマ処理装置。
【請求項６】
前記処理台の上面は、前記ヒータ手段によって２００〜４００℃に加熱されることを特徴とする請求項１〜請求項５のいずれかに記載のＰＤＰ基板製造用マイクロ波プラズマ処理装置。
【請求項７】
前記真空チャンバの内部は、１〜４０Ｔｏｒｒの圧力に保持されることを特徴とする請求項１〜請求項６のいずれかに記載のＰＤＰ製造用マイクロ波プラズマ処理装置。
【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（以下、「ＰＤＰ」とする。）を形成する基板、特に、ＰＤＰを形成する一対の基板のうち、アドレス電極および隔壁が設けられ、隣接する隔壁間の間隙に赤色、緑色および青色のそれぞれの蛍光体層が設けられた基板（背面基板）を製造するためのマイクロ波プラズマ処理装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ＰＤＰは、ＬＣＤと比べて、自発光であること及びカラーフィルタを必要としないことから高輝度であり、また、物理的なシャッターが不要なことから応答が高速である、という長所を有している。
【０００３】
図３（ｂ）は、ＰＤＰの構造を示す概略断面図である。図３（ｂ）を参照して、ＰＤＰは、対向配置された前面基板２５および背面基板２０を備えている。前面基板２０上には表示電極（図示されない）が設けられる。背面基板２０上には、アドレス電極２１および隔壁２２が設けられ、隣接する隔壁２２間の間隙（セル）に各色（赤色、緑色、青色）の蛍光体層２３ａ〜２３ｃが設けられる。
【０００４】
前面基板２５は背面基板２０の隔壁２２上に密着せしめられ、２枚の基板２０、２５の間に、希ガス（例えばネオンガスとキセノンガスの混合ガス）からなる放電ガスが封入された状態で封止材料２４によって封止される。そして、セル内の電極に高電圧を印加して放電させると、放電ガスがプラズマ化して紫外線が放射され、この紫外線が蛍光体に当たると、蛍光体は赤色、緑色又は青色に発光し、それによってカラー表示を行うことができる。
【０００５】
ところが、従来のＰＤＰにおいては、蛍光体、特に、青色および緑色の蛍光体が紫外線照射によって劣化し、輝度が低下するという問題があり、蛍光体の紫外線照射による劣化を防止する方法がこれまでに提案されているが、赤色、緑色および青色の蛍光体を同時処理することによって、紫外線照射による劣化を防止する方法はこれまでなかった（例えば、特許文献１参照）。
【０００６】
【特許文献１】特開２００５−１４４３１８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
したがって、本発明の課題は、ＰＤＰの各色の蛍光体を同時処理することによって、紫外線照射による劣化を防止する手段を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するため、本発明は、真空チャンバと、前記真空チャンバに接続された真空ポンプと、前記真空チャンバ内に配置され、その上に処理すべきＰＤＰ基板が置かれる処理台と、前記処理台の上面を加熱するためのヒータ手段と、前記真空チャンバ内において前記処理台の上方に間隔をあけて配置され、前記処理台上の前記ＰＤＰ基板に対して下向きにプラズマを照射するプラズマ照射ヘッドと、前記プラズマ照射ヘッドおよび前記処理台を相対移動させる移動機構と、前記プラズマ照射ヘッドに処理ガスを供給するガス供給源と、前記プラズマ照射ヘッドに対し、前記処理ガスを励起するためのマイクロ波を供給するマイクロ波発生源と、を備えたＰＤＰ基板製造用マイクロ波プラズマ処理装置を構成したものである。
【０００９】
上記構成において、前記プラズマ照射ヘッドは、ライン状のプラズマを照射することが好ましい。
また、前記ＰＤＰ基板上には、アドレス電極および隔壁が設けられ、隣接する隔壁間の間隙に赤色、緑色および青色のそれぞれの蛍光体層が設けられていることが好ましく、さらに、前記赤色の蛍光体は、（Ｙ，Ｇｄ）ＢＯ３Ｅｕ３＋またはＹ２Ｏ３Ｅｕ３＋またはＹ（Ｐ，Ｖ）Ｏ４Ｅｕ３＋であり、前記緑色の蛍光体は、Ｚｎ２ＳｉＯ４Ｍｎ２＋またはＢａＭｇＡｌ１０Ｏ１７Ｍｎ２＋またはＢａＭｇＡｌ１０Ｏ１７Ｍｎ２＋またはＬａＰＯ４Ｃｅ３＋Ｔｂ３＋であり、前記青色の蛍光体は、ＢａＭｇＡｌ１０Ｏ１７Ｅｕ２＋またはＣａＭｇＳｉ２Ｏ６Ｅｕ２＋であることが好ましい。
【００１０】
上記構成において、前記ガス供給源が供給する前記処理ガスは、０．０５体積％以上の水素ガスを含有する希ガスであることが好ましく、前記処理台の上面は、前記ヒータ手段によって２００〜４００℃に加熱されることが好ましく、前記真空チャンバの内部は、１〜４０Ｔｏｒｒの圧力に保持されることが好ましい。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、赤色、緑色及び青色の各蛍光体を同時処理して紫外線照射による劣化を防止することができ、そして、処理後のＰＤＰ基板を用いて、長時間使用しても発光強度が低下することのないＰＤＰを製造することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
図1は、本発明の１実施例によるＰＤＰ基板製造用マイクロ波プラズマ処理装置の構造を示す概略断面図であり、図２は、図１の装置のプラズマ照射ヘッドの構造を示す概略斜視図である。
図１および図２を参照して、本発明によれば、真空チャンバ１と、真空チャンバ１に接続された真空ポンプ２と、真空チャンバ１内に配置され、その上に処理すべきＰＤＰ基板３が置かれる処理台４が備えられる。処理台４には、その上面を加熱するためのヒータ５が組み込まれている。
【００１３】
また、真空チャンバ１内には、処理台４の上方に間隔をあけてプラズマ照射ヘッド６が配置され、処理台４上のＰＤＰ基板３に対して下向きにプラズマを照射するようになっている。図２を参照して、プラズマ照射ヘッド６は、縦長の導波管７および放電管８を有している。放電管８は、石英ガラスやセラミックス等の誘電体から構成され、断面逆Ｕ字形状を有している。放電管８は、その細長い開口部８ａが下向きになるようにして、導波管７の内部に埋め込まれた状態で、ブロック９によって導波管７に取付けられている。放電管８の開口部８ａは、プラズマ放出口として機能する。
【００１４】
ブロック９は、放電管８の長手方向に沿ってのびており、ブロック９の内部には、ガス導入路１０が形成され、さらに、ブロック９の放電管開口部側の壁面には、ガス導入路１０に連通する多数のガス噴出口１１が設けられている。
ガス導入路１０には、プラズマ照射ヘッド６に処理ガスを供給するガス供給源１２が接続されている。ガス供給源１２は、水素ガスとアルゴン等の希ガスとの混合ガスであって０．０５体積％以上の水素ガスを含むもの、あるいは１００％水素ガスからなるガスを供給するようになっている。
【００１５】
また、プラズマ照射ヘッド６には、処理ガスを励起するためのマイクロ波を供給するマイクロ波発生源１３が接続されている。
【００１６】
真空チャンバ１の内部には、プラズマ照射ヘッド６を処理台４に対して移動させる移動機構１４が設けられ、プラズマ照射ヘッド６はこの移動機構１４に取付けられることにより、水平面内において放電管８の長手方向に直角な方向に移動し得るようになっている。
【００１７】
次に本発明の装置の動作について説明する。まず、処理台４上にプラズマ処理すべきＰＤＰ基板３が置かれる。図３（ａ)は、ＰＤＰ基板の一例の概略断面図である。図３（ａ)を参照して、ＰＤＰ基板３は、一般に背面基板とも呼ばれ、矩形状のガラス板２０に、アドレス電極２１および隔壁２２を設け、隣接する隔壁２２間の間隙に赤色、緑色および青色のそれぞれの蛍光体層２３ａ〜２３ｃを設けたものからなっている。蛍光体層２３ａ〜２３ｃは、赤色、緑色または青色を発色する蛍光体のペーストを塗布、焼成することによって形成される。
赤色蛍光体としては、例えば、（Ｙ，Ｇｄ）ＢＯ３Ｅｕ３＋またはＹ２Ｏ３Ｅｕ３＋またはＹ（Ｐ，Ｖ）Ｏ４Ｅｕ３＋が使用され、緑色蛍光体としては、Ｚｎ２ＳｉＯ４Ｍｎ２＋またはＢａＭｇＡｌ１０Ｏ１７Ｍｎ２＋またはＢａＭｇＡｌ１０Ｏ１７Ｍｎ２＋またはＬａＰＯ４Ｃｅ３＋Ｔｂ３＋が使用され、青色蛍光体としては、ＢａＭｇＡｌ１０Ｏ１７Ｅｕ２＋またはＣａＭｇＳｉ２Ｏ６Ｅｕ２＋が使用される。
【００１８】
ＰＤＰ基板３は、４辺のうちの一対の対辺が放電管８の長手方向に平行になるように、かつ各色の蛍光体層２３ａ〜２３ｃを備えた面が上を向くように配置される。
そして、真空ポンプ２が作動せしめられ、真空チャンバ１が所定の低圧状態、すなわち１Ｔｏｒｒ〜大気圧、好ましくは、１Ｔｏｒｒ〜４０Ｔｏｒｒにされる。その後、ガス供給源１２からガス導入路１０内に処理ガスが導入され、ガス噴出口１１から放電管８の内部空間に噴出される。
【００１９】
また、マイクロ波発生源１３から導波管７内にマイクロ波が供給される。このとき、マイクロ波は主として放電管８の周壁を透過して放電管８の内部空間に漏れ出し、それによって、ガス噴出口１１から放電管８の内部空間に噴出された処理ガスが励起され、プラズマ化され、生成されたプラズマが放電管８の開口部８ａから下向きにライン状に放出され、ＰＤＰ基板３上に照射される。
【００２０】
さらに、処理台４のヒータ５が作動せしめられ、ＰＤＰ基板３が２００℃〜４００℃の温度に加熱される。
【００２１】
そして、プラズマ照射ヘッド６からＰＤＰ基板３に対してプラズマを照射させつつ、移動機構１４によってプラズマ照射ヘッド６が移動せしめられ、ＰＤＰ基板３一端側から他端側までプラズマが照射される。照射されるプラズマ密度は１×１０１２〜１０１４ｃｍ−３、プラズマの電子温度は１ｅＶ〜３ｅＶ程度である。
【００２２】
プラズマ照射終了後、ＰＤＰ基板３が真空チャンバ１から取り出され、図３（ｂ）に示すように、ＰＤＰ基板３上に前面基板２５が密着せしめられ、内部にキセノンガスとネオンガスの混合ガス等の放電ガスが封入された状態で、低融点ガラス等の封止材料２４によって封止され、ＰＤＰが得られる。
【００２３】
本発明によれば、ＰＤＰ基板を高温加熱しながら、水素ガスを含む処理ガスを用いて発生せしめたプラズマに晒したことによって、ＰＤＰ基板上に設けられた赤色、緑色および青色の各色の蛍光体の紫外線照射による劣化が防止され、ＰＤＰを長時間使用しても、発光強度は低下することがない。
【００２４】
次に、本発明の装置により製造したＰＤＰの性能を評価する試験を行った。試験では、同一の構成を有するＰＤＰ基板を２種類用意し、一方のＰＤＰ基板を、本発明の装置を使用して、３００℃に加熱して、５％の水素ガスを含むアルゴンガスを処理ガスとして、発生させたプラズマに１０分間晒した後、当該ＰＤＰ基板を用いてＰＤＰを作製した。他方のＰＤＰ基板は、比較例として、プラズマに晒さずに、従来の熱処理のみを行った後、当該ＰＤＰ基板を用いてＰＤＰを作製した。
【００２５】
作製した２種類のＰＤＰを駆動させ、駆動時間に対する発光強度維持率を測定した。測定結果をプロットし、図４および図５のグラフを得た。図４および図５のグラフは、それぞれ、本発明の装置によってプラズマに晒したＰＤＰ基板を用いたＰＤＰのグラフと、プラズマに晒さなかったＰＤＰ基板を用いたＰＤＰのグラフである。なお、各グラフ中、Ｒは赤色蛍光体、Ｇは緑色蛍光体、Ｂは青色蛍光体の測定データを表す。図４および図５のグラフの比較から、本発明の装置によってプラズマ処理を行ったＰＤＰ基板を使用することによって、長時間駆動しても、ＰＤＰの発光強度の低下が殆ど生じないことがわかる。
【００２６】
本発明による装置は、ＰＤＰ基板上での各色の蛍光体の焼成工程にも使用することができる。この場合には、処理ガスとして、酸素ガスを含むＨｅやＡｒ等の希ガスが使用される。そして、本発明の装置によれば、例えば、真空チャンバ内の圧力を５００Ｔｏｒｒとし、各色の蛍光体ペーストを塗布したＰＤＰ基板を３００℃に加熱した状態で、酸素ガスを５０体積％含むＨｅガスを処理ガスとして使用し、ＰＤＰ基板にプラズマを照射することによって、５〜１０分間で従来よりも低温かつ短時間で焼成を行うことができる（従来法では、例えば、蛍光体ペーストを塗布したＰＤＰ基板を、常圧で、５００℃の温度で３時間加熱する。）
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の１実施例によるＰＤＰ基板製造用マイクロ波プラズマ処理装置の構造を示す概略断面図である。
【図２】図１の装置のプラズマ照射ヘッドの構造を示す概略斜視図である。
【図３】（ａ)はＰＤＰ基板（背面基板）の一例の構造を示す概略断面図であり、（ｂ）はＰＤＰの構造を示す概略断面図である。
【図４】本発明の装置によるプラズマ処理を行った基板を用いたＰＤＰの駆動時間と発光強度維持率の関係を示すグラフである。
【図５】プラズマ処理をしない基板を用いたＰＤＰの駆動時間と発光強度維持率の関係を示すグラフである。
【符号の説明】
【００２８】
１  真空チャンバ
２  真空ポンプ
３  ＰＤＰ基板
４  処理台
５  ヒータ
６  プラズマ照射ヘッド
７  導波管
８  放電管
８ａ  開口部
９  ブロック
１０  ガス導入路
１１  ガス噴出口
１２  ガス供給源
１３  マイクロ波発生源
１４  移動機構
【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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