(57)【要約】  プラズマディスプレイパネル(1)の前面板(10)は、電極(X,Y)が配列されたガラス基板(11)の上に、化学的気相堆積装置(300)によって第１成膜速度で薄く二酸化珪素を堆積させ、引き続いて第１成膜速度よりも大きい第２成膜速度で厚く二酸化珪素を堆積させる工程で形成された第１および第２の二酸化珪素層(171,172)の積層体(17)をＡＣ駆動のための誘電体として備える。
2007125600.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
放電ガス空間を挟んで前面板と背面板とが貼り合わさったプラズマディスプレイパネルであって、
前記前面板は、ガラス基板と、前記ガラス基板の内面に配列された電極と、前記電極と接し且つ前記電極を覆うように前記ガラス基板の内面に被着する第１の二酸化珪素層と、前記第１の二酸化珪素層上に積層され前記第１の二酸化珪素層よりも厚い第２の二酸化珪素層とを備える
ことを特徴とするプラズマディスプレイパネル。
【請求項２】
プラズマディスプレイパネルの前面板であって、
ガラス基板と、前記ガラス基板の内面に配列された電極と、前記電極と接し且つ前記電極を覆うように前記ガラス基板の内面に被着する第１の二酸化珪素層と、前記第１の二酸化珪素層上に積層され前記第１の二酸化珪素層よりも厚い第２の二酸化珪素層とを備える
ことを特徴とするプラズマディスプレイパネルの前面板。
【請求項３】
プラズマディスプレイパネルの前面板の製造方法であって、
電極が配列されたガラス基板の上に、化学的気相堆積装置によって第１成膜速度で薄く二酸化珪素を堆積させ、引き続いて前記化学的気相堆積装置によって前記第１成膜速度よりも大きい第２成膜速度で厚く二酸化珪素を堆積させる
ことを特徴とするプラズマディスプレイパネルの前面板の製造方法。
【請求項４】
前記化学的気相堆積装置として平行平板型のプラズマ化学的気相堆積装置を用い、
前記第１成膜速度での成膜におけるプラズマ発生のための高周波出力を、前記第２成膜速度での成膜における高周波出力よりも低くする
請求項３に記載のプラズマディスプレイパネルの前面板の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、放電ガス空間の前面側に電極および誘電体が配置されたプラズマディスプレイパネル、および電極および誘電体を備える前面板の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
カラー映像の表示に有用な面放電型のプラズマディスプレイパネルは、面放電を生じさせるために平行に配列された表示電極、表示電極を被覆する誘電体層、表示電極と交差するアドレス電極、セル間の放電障壁である隔壁、およびカラー再現のための蛍光体を備える。一般に、表示電極および誘電体層は前面板に配置され、アドレス列電極、隔壁、および蛍光体は背面板に配置される。蛍光体を背面板に配置する反射型と呼ばれる形式は、前面板に配置する透過型と呼ばれる形式よりも高輝度化の上で有利である。【０００３】
誘電体層はＡＣ駆動に必須のパネル構成要素である。一般に、誘電体層は低融点ガラスからなり、ガラスフリット層を焼成する厚膜法によって画面全体にわたるように形成される。【０００４】
近年、誘電体層の形成方法として化学的気相堆積（Chemical Vapor Deposition : CVD）の採用が検討されている。化学的気相堆積によれば、薄くて厚さの均一な誘電体層を得ることができるとともに、電極間容量の低減に有利な比誘電率の小さい物質からなる誘電体層を厚膜法よりも低い温度で形成することができる。加熱温度の低いことは、基板の湾曲や歪みを低減する上で望ましい。【０００５】
先行技術文献として特許３４８１１４２号公報がある。同公報には、二酸化珪素または有機酸化珪素からなる誘電体層をプラズマ化学的気相堆積によって形成することが記載されている。
【特許文献１】特許３４８１１４２号公報
【発明の開示】
【０００６】
プラズマ化学的気相堆積による誘電体層の形成には、生産性を高めるために成膜速度を大きくすると誘電体層の可視光波長域の透過率が低下するという問題があった。透過率の低下によって表示の輝度が下がる。
【０００７】
本発明の目的は、透明性に優れた誘電体層をもつプラズマディスプレイパネルの生産性を高めることである。
【０００８】
上記目的を達成するプラズマディスプレイパネルは、放電ガス空間を挟さむ互いに貼り合わさった前面板と背面板とを備える。そして、前面板は、ガラス基板と、ガラス基板の内面に配列された電極と、電極と接し且つ電極を覆うようにガラス基板の内面に被着する第１の二酸化珪素層と、第１の二酸化珪素層上に積層され且つ第１の二酸化珪素層よりも厚い第２の二酸化珪素層とを備える。
【０００９】
前面板の製造においては、電極が配列されたガラス基板の上に、化学的気相堆積装置によって第１成膜速度で薄く二酸化珪素を堆積させ、引き続いて化学的気相堆積装置によって第１成膜速度よりも大きい第２成膜速度で厚く二酸化珪素を堆積させる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】プラズマディスプレイパネルのセル構造を示す分解斜視図である。
【図２】誘電体層の積層構造を示す断面図である。
【図３】プラズマＣＶＤ装置の構成を示す図である。
【図４】成膜速度の切り替えの一例を示す図である。
【図５】誘電体層の可視光波長域の透過率を示す図である。
【図６】誘電体層の屈折率を示す図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
図１のように、プラズマディスプレイパネル１は、前面板１０、背面板２０、および図示しない放電ガスによって構成される。図１ではマトリクス表示の１行中の３列に対応した３個のセルを含む部分が描かれ、内部構造を解り易くするために前面板１０と背面板２０とが分離されている。実際には前面板１０と背面板２０とが放電ガス空間を挟んで貼り合わさっている。【００１２】
前面板１０は、ガラス基板１１、第１の行電極Ｘ、第２の行電極Ｙ、誘電体層１７、および保護膜１８を備える。背面板２０は、ガラス基板２１、列電極Ａ、誘電体層２２、複数の隔壁２３、赤（Ｒ）の蛍光体２４、緑（Ｇ）の蛍光体２５、および青（Ｂ）の蛍光体２６を備える。【００１３】
行電極Ｘおよび行電極Ｙは面放電を生じさせる表示電極としてガラス基板１１の内面に配列され、後述の誘電体層１７およびマグネシアからなる厚さ０．５μｍ程度の保護膜１８によって被覆されている。行電極Ｘおよび行電極Ｙのそれぞれは、パターニングされた厚さ数千Å程度の透明導電膜１３と厚さ数μｍ程度の金属膜１４の積層体である。例示において、透明導電膜１３はセルに１つずつ配置された略Ｔ字状の放電部を有する。【００１４】
誘電体層１７は、薄い第１の二酸化珪素層１７１とその上に積層された厚い第２の二酸化珪素層１７２とで構成される複層構造の透明な絶縁体である。図２に示されるように、第１の二酸化珪素層１７１の厚さＴ１は、第２の二酸化珪素層１７２の厚さＴ２と比べて極端に小さい。例えば厚さＴ２が駆動に必要な量の壁電荷を帯電させるために５〜１５μｍ程度に選定されているのに対して、厚さＴ１は０．０２〜０．０５μｍ程度である。第１の二酸化珪素層１７１は、均質で透明性の良好な第２の二酸化珪素層１７２を形成するための下地である。【００１５】
このような二酸化珪素からなる誘電体層１７は化学的気相堆積法（ＣＶＤ法）によって形成される。このため、誘電体層１７の表面（図２における下面）は、行電極Ｘ，Ｙの厚さに対応した段差をもった凹凸面となっている。【００１６】
なお、行電極の配列は広く知られる２つの形態のどちらでもよい。１つは、図１のように行ごとに一対ずつ配列し、隣接する行の間の電極間隙を各行における電極間隙（面放電ギャップ）よりも広くするものである。他の１つは、行電極を等間隔に配列し、各行電極を隣接する２行に対応させるものである。【００１７】
以上の構成をもつプラズマディスプレイパネル１は、前面板１０および背面板２０を別個に作製し、その後に封止用ガラス材によって貼り合わす手順で製造される。一般に、前面板１０の作製にはガラス基板１１の２倍以上の面積をもつマザーガラス板が用いられ、複数個の前面板１０が一括に作製される。同様に複数個の背面板２０もマザーガラス板を用いて一括に作製される。マザーガラス板は前面板１０と背面板２０の貼り合わせに先立って分割される。【００１８】
前面板１０の作製は、フォトリソグラフィによって透明導電膜１３および金属膜１４を順に形成する工程、誘電体層１７を形成する工程、および例えば電子ビーム蒸着によって保護膜１８を形成する工程を含む。【００１９】
以下、誘電体層１７の形成方法を説明する。【００２０】
前面板１０の作製において、誘電体層１７の形成には図３に示す平行平板型のプラズマＣＶＤ装置３００を用いる。複数のガラス基板１１を包含するマザーガラスのような比較的に大きな物体への成膜には平行平板型が適している。【００２１】
図３において、プラズマＣＶＤ装置３００は、金属製容器からなるチャンバ（反応室）３１０、材料ガスを広範囲に噴き出すシャワー３２０、成膜対象物であるマザーガラス１１１を支持する可動ベース３３０、およびマザーガラス１１１を押さえるフレーム７３を備える。シャワー３２０は多数の孔が形成されたプレート３２５をもち、プラズマ発生のための上側電極を兼ねる。プレート３２５の下面がガス噴出面である。下側電極を兼ねる可動ベース３３０にはマザーガラス１１１を加熱するヒータが組み込まれている。【００２２】
チャンバ３１０の内部において、シャワー３２０のプレート３２５と可動ベース３３０との間に、行電極群４０の形成されたマザーガラス１１１が載置され、行電極群４０とプレート３２５との間の空間でプラズマが発生する。【００２３】
可動ベース３３０は上下に移動可能なリフト式である。マザーガラス１１１の搬入時および搬出時には可動ベース３３０は下がり、固定配置されたフレーム７３から離れる。チャンバ３１０にはインタロック機能をもった搬入・搬出のための機構が組み付けられている。【００２４】
成膜工程の概要は次のとおりである。【００２５】
マザーガラス１１１を搬入したチャンバ３１０の内部を例えば２７０〜５３０Ｐａ程度の圧力に減圧し、マザーガラス１１１を３００〜４５０℃程度の温度に加熱した状態で、シャワー３２０の上部中央に設けられた導入孔３２１からチャンバ３１０内に材料ガスが導入される。二酸化珪素（ＳｉＯ2）を堆積させるため、例えばシラン（ＳｉＨ4）と亜酸化窒素（Ｎ2Ｏ）が導入される。導入された材料ガスはプレート３２５からマザーガラス１１１の全体に向かって均等に噴出する。【００２６】
材料ガスの導入と並行して、可動ベース３３０の下方に位置する主排気孔３１１を介してチャンバ３１０に対する排気が行われる。チャンバ３１０には図示しない真空計が設けられており、その出力に応じて排気系のバルブを制御することによってチャンバ３１０の真空度が一定に保たれる。【００２７】
一定量の材料ガスが供給されるチャンバ３１０の内部では、上下の電極を介して与えられる高周波電力によってプラズマが発生する。プラズマは材料ガスを活性化し、化学反応を促進させる。そして、化学反応で生じた膜材料がマザーガラス１１１の成膜面Ｓ１に堆積し、誘電体層を形成する。本例での成膜面Ｓ１とは、行電極群４０の形成されたマザーガラス１１１の上面である。【００２８】
誘電体層１７の形成においては、図４のように成膜速度を段階的に切り換えて、第１の二酸化珪素層１７１と第２の二酸化珪素層１７２とを連続的に積層する。すなわち、十分に小さい成膜速度で薄く二酸化珪素を堆積させ、引き続いて量産に適した十分に大きい成膜速度で厚く二酸化珪素を堆積させる。
【実施例１】
【００２９】
具体的には、まず、成膜速度を０．０７μｍ／ｍｉｎ．とし、３０秒間の成膜を行う。これにより厚さが約０．０３μｍの第１の二酸化珪素層１７１が得られる。このときの成膜の条件は次のとおりである。【００３０】
高周波電力：２ｋＷ
導入ガス／流量：シラン（ＳｉＨ4）／８００ｓｃｃｍ
導入ガス／流量：亜酸化窒素（Ｎ2Ｏ）／２００００ｓｃｃｍ
次に、成膜速度を１．５μｍ／ｍｉｎ．に上げて、４００秒間の成膜を行う。これにより厚さが約１０μｍの第２の二酸化珪素層１７２が得られる。このときの成膜の条件は次のとおりである。【００３１】
高周波電力：１７ｋＷ
導入ガス／流量：シラン（ＳｉＨ4）／８０００ｓｃｃｍ
導入ガス／流量：亜酸化窒素（Ｎ2Ｏ）／１０８０００ｓｃｃｍ
このように成膜速度を切り換えることによって、図５に示される光透過特性をもつ前面板が得られた。ただし、図５における透過率は誘電体層１７の形成を終え、保護膜１８を被着させる前の状態での測定値である。図５の鎖線は、最初から最後まで成膜速度１．５μｍ／ｍｉｎ．で厚さ１０μｍの成膜を行った比較例の特性を示している。【００３２】
図５において、実施例の透明性は可視光波長範囲（３６０〜８３０ｎｍ）の一部では比較例と同等であるものの、概ね比較例よりも良好である。３８０〜６４０ｎｍの波長範囲では実施例の透過率が比較例の透過率を上回り、特に波長４１０ｎｍでは実施例の透過率と比較例の透過率との差が＋３％を超えている。【００３３】
また、図６は実施例の誘電体層１７における複数箇所のそれぞれの屈折率を、上記比較例における複数箇所のそれぞれの屈折率とともに示している。実施例では屈折率のばらつきが比較例での屈折率のばらつきと比べて格段に軽微である。これは、実施例の誘電体層１７が均質であることを意味する。【００３４】
透明性が改善される理由として、成膜の開始時点の成膜速度を小さくすることより、特に高周波電力を低くすることにより、化学反応が緩やかであって、成膜を乱す比較的に大きな生成物（粗い粒子）が生じにくくなると考えられる。化学反応が安定した後は、成膜速度を大きくしても粗い粒子が生じにくいと考えられる。電界を加えるプラズマＣＶＤでは、成膜面の一部を構成する導体（行電極群）が薄く覆われてプラズマ発生空間と絶縁されることで、化学反応が安定するとも考えられる。【００３５】
なお、上記実施例では二層の誘電体層構造について説明したが、三層以上とすることも可能で、その場合は三層目が最下層（一層目）と同一にするのが望しい。【００３６】
また、下層（第１の二酸化珪素）に代えて酸化窒化珪素（ＳｉＯＮ）、窒化珪素（ＳｉＮ）、有機酸化珪素（ＲＳｉＯ、Ｒはアルキル基、アリル基）を使用可能である。
【産業上の利用可能性】
【００３７】
本発明は、放電ガス空間の前面側に誘電体層をもつプラズマディスプレイパネルの輝度を損なうことなく生産性を向上させるのに貢献する。
【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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【国際調査報告】
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