(57)【要約】  プラズマディスプレイパネルは、複数のセルからなる画面(50)および画面の全域にわたる誘電体層(17)を有し、各セルが、放電ガスの封入された放電空間(31)と、放電空間(31)で放電を生じさせるための一対の電極(X,Y)と、誘電体層(17)の一部であって放電空間(31)と電極(X,Y)との間に介在する誘電体とを含む。誘電体層(17)は、画面の中央部で最も薄く、中央部から画面の周辺部に向かうにつれて徐々に厚くなる厚さ分布をもつ。誘電体層の厚さ分布はセル間の放電遅れのばらつきを顕著にし、放電電流の集中を緩和する。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のセルからなる画面および前記画面の全域にわたる誘電体層を有し、各セルが、放電ガスの封入された放電空間と、前記放電空間で放電を生じさせるための一対の電極と、前記誘電体層の一部であって前記放電空間と前記電極との間に介在する誘電体とを含むプラズマディスプレイパネルであって、
前記誘電体層が、前記画面の中央部で最も薄く、前記中央部から前記画面の周辺部に向かうにつれて徐々に厚くなる厚さ分布をもつ
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】
請求項１に記載の構造を備えるプラズマディスプレイパネルの製造方法であって、
前記電極が配列された基板に化学的気相堆積によって前記誘電体層を形成し、その際に前記基板における前記画面の中央部に対応する領域に供給される材料ガスが最も少なく、前記基板における前記画面の中央部に対応する領域から前記画面の周辺部に対応する領域に向かうにつれて徐々に供給量が増えるように、材料ガスの供給量を不均一にする
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。
【請求項３】
化学的気相堆積によって膜を形成する成膜装置であって、
膜の支持体を収容する反応室と、前記反応室に材料ガスを噴出する多数の孔が配列されたガス噴出面をもつシャワーとを備え、
前記ガス噴出面の中央部における材料ガスの噴出量が最も少なく、前記中央部から周辺部に向かうにつれて噴出量が増えるように、前記孔のそれぞれの通気におけるコンダクタンスが前記ガス噴出面内の当該孔の配置位置に応じてが定められている
ことを特徴とする成膜装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電極を被覆する誘電体層を有したプラズマディスプレイパネル、プラズマディスプレイパネルの製造方法および製造に用いる成膜装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
カラー映像の表示に有用なＡＣ型のプラズマディスプレイパネルは、電極を被覆する誘電体層を有する。誘電体層は電極と放電空間との間に介在し、誘電体層には壁電荷と呼ばれる電荷が帯電する。ＡＣ型のプラズマディスプレイパネルによる表示は壁電荷の帯電により生じる壁電圧を利用する。【０００３】
表示に際しては、画面にマトリクス配列されたセルのうちの点灯すべきセルの壁電圧を他のセルの壁電圧よりも高く形成する線順次走査形式のデータ書込み動作（アドレッシング）が行われ、その後に壁電圧を利用して表示データの階調値に応じた回数の表示放電を生じさせる点灯維持動作（サステイン）が行われる。一般に、画面全体のアドレッシングを終えた後にサステインが開始され、アドレッシングとサステインとが時間的に分離される。【０００４】
プラズマディスプレイパネルによる表示では、放電電流が１μｓ程度の短時間に集中して流れる。例えば画素数１０２４×１０２４のカラー画面（セル数は画素数の３倍）では、放電電流のピーク値はアンペアオーダーの値に達する。表示には放電電流のピーク値に相応する駆動用集積回路および電源回路が必要であるので、駆動装置の低価格化および軽量化の上で放電電流のピーク値の小さいことが望ましい。【０００５】
放電電流のピーク値の低減に関する先行技術文献として特開平７−２９４９８号公報がある。同公報では、画面の一端から他端に向かうにつれて誘電体層の厚さが徐々に大きくなるパネル構造が開示されている。このパネル構造によれば、誘電体層の厚いセルの放電開始電圧は誘電体層の薄いセルの放電開始電圧よりも高いので、電圧印加に呼応する放電の放電開始にばらつきが生じる。すなわち、放電電流の集中が緩和され、電流波形がブロードになる。【０００６】
一方、従来において、画面の周辺部の輝度低下が中央部の輝度低下と比べて目立たないという知覚に関する経験則を消費電力の低減に応用することが提案されている。特開２００１−５７１５８号公報は、放電の規模を決める電極面積が画面の中央から周辺に向かうにつれて小さくなるパネル構造を開示している。電気抵抗をもつ電極面積の縮小分だけ電圧降下による電力損失が減る。輝度も低下するものの、画面の周辺部での輝度低下は多少は許容される。特開２００３−３４５２９７号公報は、表示データに信号処理を加えることによって画面の周辺部の輝度を下げるプラズマディスプレイ装置を開示している。【０００７】
さらに、近年、誘電体層の形成方法として、低融点ガラスペーストを印刷して焼成する厚膜法に代わって、化学的気相堆積（Chemical Vapor Deposition : CVD）が注目されている。例えば、特許３４８１１４２号公報には、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ＣＶＤによって形成することが記載されている。
【特許文献１】特開平７−２９４９８号公報
【特許文献２】特開２００１−５７１５８号公報
【特許文献３】特開２００３−３４５２９７号公報
【特許文献４】特許３４８１１４２号公報
【発明の開示】
【０００８】
上記先行技術のように画面の一端から他端に向かうにつれて誘電体層が厚くなるプラズマディスプレイパネルでは、画面の一端から他端に向かうにつれて輝度が低い不自然な輝度分布が生じる。また、一端と他端とでセルの放電特性が大きく異なるので、駆動電圧の許容範囲（マージン）が狭く、安定した表示の実現が難しい。
【０００９】
本発明の第１の目的は放電電流のピーク値が低く且つセル間の輝度のばらつきが目立たないプラズマディスプレイパネルを提供することである。第２の目的は、第１の目的を達成するプラズマディスプレイパネルの量産に適した製造方法および装置を提供することである。
【００１０】
上記第１の目的を達成するプラズマディスプレイパネルは、複数のセルからなる画面および前記画面の全域にわたる誘電体層を有する。各セルは、放電ガスの封入された放電空間と、前記放電空間で放電を生じさせるための一対の電極と、前記誘電体層の一部であって前記放電空間と前記電極との間に介在する誘電体とを含む。そして、前記誘電体層は、前記画面の中央部で最も薄く、前記中央部から前記画面の周辺部に向かうにつれて徐々に厚くなる厚さ分布をもつ。
【００１１】
誘電体層の厚いセルの放電開始電圧は誘電体層の薄いセルの放電開始電圧よりも高いので、誘電体層の厚さが画面内の位置によって異なる構造では、誘電体層の厚さが画面全体にわたって一様な構造と比べて、セル間の放電開始時期のばらつきが顕著である。放電開始時期のばらつきは放電電流の集中を緩和する。全セルに同じ電圧を印加するとき、放電開始電圧の低いセル（すなわち画面の中央部のセル）では、放電開始電圧の高いセル（すなわち画面の周辺部のセル）と比べて強い放電が生じるので、輝度が高い。つまり、表示に際して誘電体層の厚さに対応した輝度分布が生じる。基本的には輝度が画面内で均一であるのが望ましいが、表示を見る人が視線を向ける頻度の多い画面中央付近の輝度が高くて周辺に向かうにつれて輝度が下がる輝度分布は目立たない。
【００１２】
上記第２の目的を達成する製造方法は、電極が配列された基板に化学的気相堆積によって誘電体層を形成する成膜過程を含む。成膜の際に、前記基板における画面の中央部に対応する領域に供給される材料ガスが最も少なく、前記基板における前記画面の中央部に対応する領域から前記画面の周辺部に対応する領域に向かうにつれて徐々に供給量が増えるように、材料ガスの供給量を不均一にする。基板に堆積する物質の量は材料ガスの供給量に対応するので、材料ガスの供給量の分布に応じた厚さの分布をもつ誘電体層が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】プラズマディスプレイパネルの全体構成を示す正面図である。
【図２】典型的な画面の色配列を示す図である。
【図３】典型的な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４】プラズマディスプレイパネルの要部断面構造の模式図である。
【図５】成膜装置の構成の模式図である。
【図６】成膜装置のシャワーのガス噴出面の模式図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
表示放電を起こすための第１および第２の電極の双方が１つの誘電体層で被覆される面放電型のプラズマディスプレイパネルは本発明の実施に好適である。【００１５】
プラズマディスプレイパネルは、図１のように前面板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、縦横に並ぶセル（発光素子）からなる画面５０を有する。例えば、画面サイズが対角４２インチである場合、プラズマディスプレイパネルはおよそ９９４ｍｍ×５８５ｍｍの大きさをもつ。前面板１０および背面板２０はともに画面５０よりも大きい厚さ３ｍｍ程度のガラス基板に電極を含む複数の層が固着した部材である。前面板１０および背面板２０は重ね合わせるように対向配置され、互いに重なり合う領域の周辺部に配置された平面視枠状の封着材３５によって接合されている。前面板１０と背面板２０と封着材３５とで密封された内部空間（放電空間）に、放電ガスが封入されている。【００１６】
図２のように画面５０は行（ｒｏｗ）および列（ｃｏｌｕｍｎ）に配列された多数のセルからなる。図では３つのセル５１，５２，５３を含む行の一部と、３つのセル５４，５５，５６を含む行の一部とが示されている。画面５０における色配列は、各列に属するセルの発光色が同一で、隣り合う列と発光色が異なるストライプ配列である。水平方向に沿って並ぶ３個のセルが画像の１画素に対応する。【００１７】
典型的なプラズマディスプレイパネルは図３に示される面放電セル構造をもつ。図３では２行中の３列に対応した６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。【００１８】
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。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透明導電膜１２と金属膜１４の積層体である。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。【００１９】
面放電を生じさせる表示電極としてガラス基板１１の内面に交互に配列された行電極Ｘおよび行電極Ｙは、誘電体層１７および薄い保護膜１８によって被覆されている。誘電体層１７はＡＣ型のプラズマディスプレイパネルに必須の要素である。誘電体層１７で被覆することにより、誘電体層１７に蓄積する壁電荷を利用して面放電を繰り返し起すことができる。保護膜１８は誘電体層１７に対するスパッタリングを防ぐ。【００２０】
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３のように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、全ての行電極間隙を等しくするものである。【００２１】
図４のプラズマディスプレイパネル１の基本構成は図１〜図３のとおりである。図４では構造の理解を容易にするため、プラズマディスプレイパネル１の構成要素に図１〜図３と共通の符合を付してある。また、保護膜１８の図示を省略してある。図４（Ａ）は図３中の矢印ｂ，ｃに対応した断面の構造を示し、図４（Ｂ）は図３中の矢印ａ，ｃに対応した断面の構造を示す。【００２２】
プラズマディスプレイパネル１は、複数のセルからなる画面５０および画面５０の全域にわたる誘電体層１７を有する。各セルは、放電ガスの封入された放電空間３１と、放電空間３１で面放電を生じさせるための一対の行電極Ｘ，Ｙと、アドレッシングのための列電極Ａと、誘電体層１７の一部であって放電空間３１と行電極対との間に介在する誘電体とを含む。【００２３】
プラズマディスプレイパネル１において、誘電体層１７は画面５０の中央部で最も薄く、中央部から画面５０の周辺部に向かうにつれて徐々に厚くなる厚さ分布をもつ。例えば画面５０のサイズが対角４２インチの場合において、画面５０の中央部における誘電体層１７の厚さｄ１は１０μｍ程度であり、画面５０の列方向の端部における誘電体層１７の厚さｄ２は１２μｍ程度であり、画面５０の行方向の端部における誘電体層１７の厚さｄ３は１５μｍ程度である。図では厚さの差異が誇張されている。【００２４】
このような厚さ分布をもつ誘電体層１７の形成にはＣＶＤ法が好適である。ガラスペーストのスクリーン印刷においても、スキージの押圧力を加減することにより印刷厚さを変化させることは可能ではあるが、中央が窪んだ膜を印刷するのは極めて困難であり、スクリーン印刷による量産は現実的ではない。【００２５】
プラズマディスプレイパネル１のガラス基板１１のような比較的に大きな物体への成膜には、平行平板型のプラズマＣＶＤ装置が適している。【００２６】
図５において、平行平板型のプラズマ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、成膜対象物であるガラス基板１１を支持する可動ベース３３０、およびガラス基板１１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にはガラス基板１１を加熱するヒータが組み込まれている。【００２７】
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の形成されたガラス基板１１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。【００２８】
可動ベース３３０は上下に移動可能なリフト式である。ガラス基板１１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。【００２９】
プラズマＣＶＤ装置３００の重要な特徴は、プレート３２５がもつ多数の孔のそれぞれの通気におけるコンダクタンスが、ガス噴出面の中央部から周辺部に向かうにつれて噴出量が増えるように選定されていることである。図６のとおりプレート３２５においては、ガス噴出面が幾何中心の周りに同心円状の境界線を描くように複数の領域に区画され、領域間で孔の径が異なる。幾何中心を含む第１の領域に配置された孔４０１の径が最も小さく、幾何中心から遠くなるにつれて、第２、第３、第４の領域の孔４０２，４０３，４０４の径が大きくなる。本例では孔４０１〜４０４の配列ピッチはガス噴出面の全域で均等である。【００３０】
成膜工程の概要は次のとおりである。【００３１】
ガラス基板１１を搬入したチャンバ３１０の内部を例えば３３０〜４７０Ｐａ程度の圧力に減圧し、ガラス基板１１を２００℃〜４００℃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）からなる誘電体層１７を形成する場合には、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からガラス基板１１の全体に向かって噴出する。このとき、噴出量は均等ではなく、上述のとおりガス噴出面の中央部における噴出量が最も少なく、周辺部に近いほど噴出量が多い。【００３２】
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。【００３３】
このようにして一定量の原料ガスが供給されるチャンバ３１０の内部では、１．５ｋＷ〜２．５ｋＷの高周波電力の印加により発生したプラズマが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ガラス基板１１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の形成されたガラス基板１１の上面である。【００３４】
このような成膜において、膜厚の分布はプレート３２５のコンダクタンスの設定に依存する。プレート３２５とガラス基板１１との間のプラズマ発生空間に供給される材料ガスが多いほど、材料ガスから生成される膜材料が多く、成膜レートが大きい。プレート３２５のコンダクタンスは中央から周辺に向かって供給量が増大するように設定されているので、図４で示した厚さ分布をもつ誘電体層１７が得られる。【００３５】
以上の実施形態において、材料ガスの供給量を意図的に不均一にする手法は、孔４０１〜４０４の径を異ならせる手法に限らず、材料ガスを噴出する孔の配列密度をガス噴出面内の位置に応じて連続的または段階的に異ならせる手法であってもよい。【００３６】
プラズマディスプレイパネル１の構成は、本発明の趣旨に沿う範囲内で適宜変更することができる。構成要素の材質、寸法および形状は例示に限らない。プラズマディスプレイパネル１は面放電型に限らず、対向放電型でもよい。誘電体層１７の形成に用いる成膜装置は平行平板型のプラズマＣＶＤ装置に限らない。熱ＣＶＤまたは光ＣＶＤによって成膜してもよい。
【産業上の利用可能性】
【００３７】
本発明は、面放電型および対向放電型のＡＣプラズマディスプレイパネルを備えた表示装置に利用することができ、駆動回路に対する電流供給能力の要求を緩和する。
【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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