(57)【要約】【課題】アドレス放電が安定であり、低電圧駆動が可能な高画質のプラズマディスプレイパネルを提供する。【解決手段】前面ガラス基板３上に少なくとも表示電極６と誘電体層７と保護層８とが形成された前面板１と、背面ガラス基板９上に少なくともアドレス電極１０と隔壁１２と蛍光体層１３とが形成された背面板２とを対向配置するとともに周囲を封着して放電空間１４を形成したプラズマディスプレイパネルの製造方法であって、放電空間１４に１％以上の濃度の水素ガスと５％以上の濃度のキセノンガスとを含む放電ガスを封入する工程と、放電ガスが封入されたプラズマディスプレイパネルをエージングする工程とを含んでいる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガラス基板上に少なくとも電極と誘電体ガラス層と保護層とが形成された前面板と、基板上に少なくとも電極と隔壁と蛍光体層とが形成された背面板とを対向配置するとともに周囲を封着して放電空間を形成したプラズマディスプレイパネルの製造方法であって、
前記放電空間に１％以上の濃度の水素ガスを含む放電ガスを封入する工程と、前記放電ガスが封入された前記プラズマディスプレイパネルをエージングする工程とを含む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２】
前記水素ガスの濃度を１％以上１５％以下とすることを特徴とする請求項１記載のプラズマディスプレイパネルの製造方法。
【請求項３】
前記プラズマディスプレイパネルを２００℃以上５００℃以下に加熱しながら前記放電ガスを封入す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の製造方法。
【請求項４】
前記放電ガスが５％以上の濃度のキセノンガスを含むことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の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、表示デバイスなどに用いるプラズマディスプレイパネルの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
プラズマディスプレイパネル（以下、ＰＤＰと呼ぶ）は、基本的には、前面板と背面板とで構成されている。前面板は、ガラス基板と、その一方の主面上に形成されたストライプ状の透明電極とバス電極とで構成される表示電極と、この表示電極を覆ってコンデンサとしての働きをする誘電体層と、この誘電体層上に形成された酸化マグネシウム（ＭｇＯ）からなる保護層とで構成されている。
【０００３】
ガラス基板としては大面積化が容易で平坦性に優れたフロート法により製造されたガラス基板を用いている。表示電極は、薄膜プロセスにより形成した透明電極上に導電性を確保するために銀（Ａｇ）材料を含むペーストを所定のパターンで形成し、その後、焼成することによりバス電極を形成している。そして透明電極とバス電極とにより構成された表示電極を覆うように誘電体ペーストを塗布し焼成することにより誘電体層を形成している。最後に誘電体層上にＭｇＯからなる保護層を薄膜プロセスを用いて形成している。
【０００４】
一方、背面板は、ガラス基板と、その一方の主面上に形成されたストライプ状のアドレス電極と、アドレス電極を覆う誘電体層と、誘電体層上に形成された隔壁と、各隔壁間に形成された赤色、緑色および青色それぞれに発光する蛍光体層とで構成されている。
【０００５】
前面板と背面板とはその電極形成面側を対向させて気密封着され、隔壁によって仕切られた放電空間にネオン（Ｎｅ）（９５％）−キセノン（Ｘｅ）（５％）の放電ガスが４００Ｔｏｒｒ〜６００Ｔｏｒｒの圧力で封入されている。ＰＤＰは、表示電極に映像信号電圧を選択的に印加することによって放電させ、その放電によって発生した紫外線が各色蛍光体層を励起して赤色、緑色、青色の発光をさせてカラー画像表示を実現している。また、このようなＰＤＰを表示させるには、１フレームの画像を複数のサブフィールド（ＳＦ）に分割することによって階調表現をする方式が用いられている。この方式では、放電を制御するため１ＳＦを初期化期間、アドレス期間、維持期間、消去期間に分割している。
【０００６】
このようなＰＤＰにおいては、放電を安定的に発生させること、放電電圧を低電圧化することが要望され、そのために、保護層であるＭｇＯを還元雰囲気下で活性化する方法や、還元雰囲気下で蛍光体層を活性化する方法などが開示されている（例えば、特許文献１、２、３、４参照）。
【特許文献１】特開２００３−２５７３１６号公報
【特許文献２】特開２００４−２２０９６８号公報
【特許文献３】特開２００３−８６１０１号公報
【特許文献４】特開２００４−１４６２３１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、近年は、ハイビジョンをはじめとする高精細、高階調でしかも低消費電力の画像表示装置に対する期待が高まっている。特に、近年期待されているフルスペックの４２インチクラスのハイビジョンテレビでは、画素数が１９２０×１１２５で、セルピッチは０．１５ｍｍ×０．４８ｍｍと小さくなっている。このような高精細のＰＤＰにおいては、輝度と効率の低下が特に顕在化するという課題が発生する。
【０００８】
そこで、ＰＤＰ内の放電ガス中のＸｅ濃度を、従来に比べて高い５％以上に設定したり、井桁状の隔壁を使用したりすることで輝度と効率の向上を図る施策が取られている。しかし、高輝度化のためにＰＤＰ内の放電ガス中のＸｅ濃度を５％以上にする場合や、井桁状の隔壁を使用する場合には、駆動電圧が大幅に上昇しアドレス放電がより不安定になり、高品質の画像が得られないという課題が発生する。また、Ｘｅ濃度が増加すると、Ｘｅイオンの量も増大し、ＭｇＯがスパッタされ易くなり保護層の寿命が短くなるという課題も発生する。
【０００９】
駆動電圧が上昇し、放電が不安定になる課題に対して、保護層であるＭｇＯを還元雰囲気下で活性化する方法や、還元雰囲気下で蛍光体層を活性化する方法などによって、ＭｇＯや蛍光体層上に付着している不純物を分解あるいはエッチングすることによって除去する方法がある。
【００１０】
しかしながら、実際のＰＤＰでは、これらの方法によって駆動電圧は若干低下するが、アドレス期間の長い高精細ＰＤＰでは、低い放電電圧の維持やアドレス放電の安定を図ることができないという課題がある。特に、Ｘｅ濃度を５％以上に高めた高精細ＰＤＰにおいては、アドレス期間のアドレス放電を初期化期間の初期化放電で誘電体層上に帯電した電荷（壁電荷）を利用して点灯させようとすると、アドレス放電のミスの発生がより顕著になるという課題が発生し、アドレス放電の安定化と動作電圧の低減とを同時に解決することが困難であった。
【００１１】
本発明は高精細、高輝度のＰＤＰにおいても、動作電圧が低く長期間安定した駆動を実現できるＰＤＰを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記した課題を解決するために、本発明のＰＤＰの製造方法は、ガラス基板上に少なくとも電極と誘電体ガラス層と保護層とが形成された前面板と、基板上に少なくとも電極と隔壁と蛍光体層とが形成された背面板とを対向配置するとともに周囲を封着して放電空間を形成したＰＤＰの製造方法であって、放電空間に１％以上の濃度の水素ガスを含む放電ガスを封入する工程と、放電ガスが封入されたＰＤＰをエージングする工程とを含んでいる。
【００１３】
このような製造方法によれば、アドレス放電のミスの発生がなく、動作電圧が低く長期間安定した駆動を実現できるＰＤＰを提供することができる。
【００１４】
さらに、水素ガスの濃度を１％以上１５％以下とすることが望ましく、水素ガスを保護層、蛍光体層あるいは隔壁などに十分吸蔵させ、特にＭｇＯの保護層に吸蔵された水素がバッファとなって保護層のスパッタを抑制して長期間の安定した駆動を実現できる。
【００１５】
さらに、ＰＤＰを２００℃以上５００℃以下に加熱しながら放電ガスを封入することが望ましく、水素ガスが保護層、蛍光体層あるいは隔壁などへ十分に吸蔵するのを助長して、保護層のスパッタを抑制して長期間の安定した駆動を実現できる。
【００１６】
さらに、放電ガスが５％以上の濃度のキセノンガスを含むことが望ましく、高輝度表示でアドレス放電のミスの発生が少ないＰＤＰを実現できる。
【発明の効果】
【００１７】
以上のように、本発明によれば、アドレス放電のミスの発生がなくて、高輝度表示で動作電圧が低く、しかも長期間安定した駆動を実現できるＰＤＰを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明の実施の形態におけるＰＤＰの製造方法について図面を用いて説明する。
【００１９】
（実施の形態）
図１は本発明の実施の形態におけるＰＤＰの製造方法によって製造されたＰＤＰの主要構成を示す断面斜視図である。また、図２は図１のＡ−Ａ線断面図である。図１に示すように、ＰＤＰは放電空間が形成されるように互いに対向配置した前面板１と背面板２とにより構成される。
【００２０】
まず、前面板１について説明する。前面ガラス基板３の背面板２側の面上に、ストライプ状の走査電極４と維持電極５とを面放電ギャップを挟んで配列し表示電極６を形成している。走査電極４および維持電極５は、酸化インジウム（ＩＴＯ）や酸化スズ（ＳｎＯ２）などの透明導電性材料によって形成された透明電極４ａ、５ａと、その上に形成された、透明電極４ａ、５ａよりも幅が狭く導電性に優れたバス電極４ｂ、５ｂとで構成されている。バス電極４ｂ、５ｂは、例えばＡｇ厚膜（厚み：２μｍ〜１０μｍ）、アルミニウム（Ａｌ）薄膜（厚み：０．１μｍ〜１μｍ）またはクロム／銅／クロム（Ｃｒ／Ｃｕ／Ｃｒ）積層薄膜（厚み：０．１μｍ〜１μｍ）などをスクリーン印刷法やフォトリソ法などによりパターンニングして形成している。
【００２１】
表示電極６を形成した前面ガラス基板３上に、表示電極６を覆うように、例えば、ＰｂＯ−ＳｉＯ２−Ｂ２Ｏ３−ＺｎＯ−ＢａＯ系のガラス組成を有する誘電体ガラス材料からなる誘電体層７が形成され、さらに誘電体層７上の全域にわたって保護層８が積層形成されている。保護層８としては、例えば、ＭｇＯなどが真空蒸着法やイオンプレーティングによって形成されている。
【００２２】
次に背面板２について説明する。背面ガラス基板９の前面板１側の面上に、複数のアドレス電極１０がストライプ状に形成されている。さらにアドレス電極１０を覆うように誘電体層１１が形成されている。誘電体層１１上には、例えばストライプ状の隔壁１２がアドレス電極１０の間に位置するように配設されている。隔壁１２と誘電体層１１とで形成されるストライプ状の凹部には、正帯電性の（Ｙ、Ｇｄ）ＢＯ３：Ｅｕや、Ｙ２Ｏ３：Ｅｕからなる赤色蛍光体層１３Ｒ、負帯電性のＺｎ２ＳｉＯ４：Ｍｎや正帯電性の（Ｙ，Ｇｄ）ＢＯ３：Ｔｂからなる緑色蛍光体層１３Ｇおよび正帯電性のＢａＭｇＡｌ１０Ｏ１７：Ｅｕからなる青色蛍光体層１３Ｂがセルピッチ０．１６ｍｍ（４２インチのＨＤ−ＴＶの場合）で規則的に配置、形成されている。また、井桁状隔壁を形成する場合には、ストライプ状隔壁に垂直に横隔壁を表示電極間の非放電部に設ける。
【００２３】
このような構成の前面板１と背面板２とを、図１に示すように、アドレス電極１０と表示電極６とが直交するように対向させて配置し、隔壁１２および各色蛍光体層１３Ｒ、１３Ｇ、１３Ｂで構成されたストライプ状凹部と、保護層８とで囲まれた放電空間１４を形成する。前面板１および背面板２の外周縁部を封着ガラスで封止するとともに、放電空間１４に放電ガスを充填してＰＤＰを完成させている。したがって、表示電極６とアドレス電極１０とが交差する領域が、画像表示にかかわる放電セルを形成している。なお、放電空間１４には、放電ガスが２００Ｔｏｒｒ〜６００Ｔｏｒｒ程度の圧力で充填されている。
【００２４】
なお、本発明の実施の形態では、放電ガスとして１％以上の濃度の水素（Ｈ２）ガスと５％以上の濃度のキセノン（Ｘｅ）ガスとを含む放電ガスを封入し、さらに、キセノン濃度に応じて放電電圧を調整するために充填圧力を２００Ｔｏｒｒ〜６００Ｔｏｒｒとしている。
【００２５】
放電ガスが充填されたＰＤＰを、表示電極に印加電圧１９５Ｖで、周波数４５ｋＨｚの交番電圧を印加することによって放電を発生させて約２時間程度のエージングをしている。
【００２６】
エージングが終了したＰＤＰは、表示電極に映像信号電圧（維持電極に１７５Ｖのパルス電圧）を選択的に印加することによって、各放電セルにおいて短波長の紫外線（波長約１４７ｎｍの共鳴線や１７２ｎｍの分子線）が発生し、この紫外線によって各色蛍光体層１３Ｒ、１３Ｇ、１３Ｂが励起発光することにより画像表示を行うことができる。
【００２７】
ここで、放電空間１４に封入する放電ガスについてさらに詳細に説明する。放電空間１４に充填するガスとしては、ヘリウム（Ｈｅ）、ネオン（Ｎｅ）、アルゴン（Ａｒ）の中から選ばれる少なくとも一つと、キセノンと水素とを含むものが良い。特にキセノンの濃度は、５％以上とすることによってＰＤＰの輝度向上の効果がある。一方、水素の濃度は、１％以上１５％以下の範囲が有効であり、１％以下では水素を添加する効果が発現せず、１５％以上では逆にＰＤＰの輝度が低下してしまう。
【００２８】
放電ガス中のキセノンの濃度を高くすることで高輝度化を実現することができるが、キキセノンの濃度を高めると放電電圧が上昇して、回路部品やＰＤＰの構造に対して高耐電圧対策が必要となり、消費電力の上昇、コストの上昇の要因となる。
【００２９】
上述のように、本発明の実施の形態におけるＰＤＰの製造方法により製造されたＰＤＰでは、放電ガスとしてキセノンを５％以上、特に水素を１％〜１５％、残りを主にネオンとし、これらのガスを充填後にＰＤＰをエージングしている。その結果、エージング中に生じた水素ラジカル（励起状態で活性度の高い水素）の作用によって、水素ガスが上記ＭｇＯ保護層、蛍光体層、隔壁に十分安定に吸蔵され放電ガス中の水素が十分に吸蔵された状態を形成することができる。特に、ＭｇＯの保護層に水素が吸蔵されると保護層を長期にわたって電子放出性能を高めるとともに、耐スパッタ性を高めて電子放出性能の劣化を抑制することができる。その結果、放電ガスとして高濃度のキセノンを用いてＰＤＰの高輝度化を実現し、維持電圧の低電圧化やアドレス放電の安定化を図ることができる。
【００３０】
従来の保護層であるＭｇＯを還元雰囲気下で活性化する方法や、還元雰囲気下で蛍光体層を活性化する方法などでは、放電中の水素によって保護層表面の不純物がスパッタされ、スパッタされた時に保護層表面の有機物や炭酸塩が分解して純粋なＭｇＯ表面層になるため、電子放出性能を高めることができると考えられている。しかしながら、これらの方法では、ＭｇＯや蛍光体表面の不純物を一時的に取り除くだけである。すなわち、一旦還元性のガスを排気した後に、新たに水素を含まない放電ガス（Ｎｅ−Ｘｅ）をＰＤＰ内に充填している。そのため、還元性のガスを排気した時にＰＤＰ内に吸蔵されている水素ガスが取り除かれて、放電を繰り返しているうちにＰＤＰ内の絶対水素量が不足し、隔壁、蛍光体、ＭｇＯの内部からの不純ガスが徐々に放出される。その結果、水素ラジカルによるクリーニング効果が薄れて、ＭｇＯや蛍光体の性能を悪化させると考えられる。
【００３１】
さらに、本発明の実施の形態におけるＰＤＰの製造方法では、所定量の水素ガスをＰＤＰ内に充填している。水素（Ｈ）は、原子半径がＭｇ、Ｏのそれよりも小さく軽い、さらに放電空間中は特に活性な水素ラジカルも発生するため、ＭｇＯ結晶格子中を比較的すばやく移動することができる。そのため、ＭｇＯ結晶中に取り込まれた水素がバッファとなってＭｇＯのスパッタを抑制することができると考えられる。特に本発明の実施の形態のように、放電ガス中のキセノン濃度が５％以上と高くなると、放電中のキセノンイオンの濃度も上昇し保護層のスパッタ率が大きくなるが、そのスパッタを添加した水素によって抑制することが可能となり、放電ガスとしての高濃度キセノンガスの場合に水素ガスを添加することがより有効である。
【００３２】
本発明の実施の形態におけるＰＤＰの製造方法によってＰＤＰサンプルを製造し、その性能を評価した結果を表１に示す。表１には、作製した試料（サンプル）の各作製条件と評価結果を試料番号１〜１５として示している。なお、試料番号１２〜１５は本発明との比較例である。また、表１において、放電ガス中の水素ガスの濃度を１％〜１５％、キセノンガスの濃度を１０％〜９０％、ネオンガスをバランスとしている。
【００３３】
また、試料番号２〜７のＰＤＰサンプルでは、放電ガスを封入する際にＰＤＰを２００℃〜５００℃に加熱することによってＰＤＰ構成要素への水素ガスの吸蔵を促進させ、試料番号９〜１１のＰＤＰサンプルでは放電ガスを封入する際にＰＤＰの前面板側から紫外線を照射して、水素ラジカルの発生を促してＰＤＰ構成要素への水素ガスの吸蔵を促進させている。なお、ＰＤＰを加熱する際には、２００℃以上に加熱することによって水素ガスが吸蔵するための活性化を促し、構成要素が熱的にダメージを受けないようにするために５００℃以下としている。
【００３４】
【表１】
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【００３５】
また、これらのＰＤＰの評価項目として、アドレス放電での安定性を評価した。アドレス放電での放電ミスが発生すると本来点灯すべき画素が放電しなくなるため、画質劣化を引き起こす原因となる。アドレス放電の安定性については次のように評価している。◎印はアドレス放電が非常に安定で放電ミスがなく、ＰＤＰの表示画面にちらつきがまったくない状態、○印はアドレス放電が安定で放電ミスがほとんど生じないが、ＰＤＰの表示画面のちらつきが通常の視聴では問題にならない状態、△印はアドレス放電が若干不安定で放電ミスが時々発生して表示画面のちらつきが問題となる。
【００３６】
また、評価項目として維持放電に必要な放電電圧Ｖｆと、長時間点灯後の変化を放電電圧の変化を評価した。長時間点灯は、放電電圧１８０Ｖ、周波数２００ｋＨｚの放電維持パルスを１０００時間連続して印加して印加前後の放電電圧（Ｖｆ）を測定し、その変化率をもとめた。
【００３７】
本発明の実施の形態におけるＰＤＰの製造方法で製造したＰＤＰサンプル、すなわち放電ガスとしてキセノンを５％以上、水素を１％〜１５％充填した後にエージングを行ったサンプルは試料番号１〜１１である。表１の結果より、これらのＰＤＰでは、アドレス放電時の放電ミスが少なく、維持電圧１８０Ｖで１０００時間連続点灯後の放電電圧の変化も０．５％〜１．２％と小さいことが判る。一方、従来の、放電ガス組成のＸｅが５％以上で、水素ガス濃度の含有量が０．５％以下のＰＤＰである試料番号１２、１３、１５のＰＤＰでは、ＰＤＰ内からの水素の供給がなくなるため、アドレス放電の放電ミスが発生し易く、放電電圧Ｖｆが１８０Ｖ〜１９８Ｖと高く、さらに、連続点灯後の放電維持電圧の上昇率が４．５％〜９．８％と大きくなるのが判る。
【００３８】
一方、水素ガスの濃度が２５％と特に多いサンプルである試料番号１４のＰＤＰは、アドレス放電が不安定になるとともに放電電圧Ｖｆが１９５Ｖと高く、連続点灯後の放電維持電圧の上昇率も１．７％とやや大きいのが判る。
【００３９】
以上のように、ＰＤＰの製造方法として１％以上の濃度の水素ガスと５％以上の濃度のキセノンガスとを含む放電ガスを封入する工程と、放電ガスが封入されたＰＤＰをエージングする工程とを含むことによって、アドレス放電のミスの発生がなく、動作電圧が低く長期間安定した駆動を実現できるＰＤＰを提供することができる。
【００４０】
なお、以上の説明では、平面反射型といわれる構造のＰＤＰを用いて説明したが、対向型構造のＰＤＰやチューブアレイ型のＰＤＰ（Ｔ．Ｓｈｉｎｏｄａ  ｅｔ  ａｌ，“Ｎｅｗ  ａｐｐｒｏａｃｈ  ｆｏｒ  ｗａｌｌ  ｄｉｓｐｌａｙ  ｗｉｔｈ  ｆｉｎｅ  ｔｕｂｅ  ａｒｒａｙｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ”、ＳＩＤ  Ｓｙｍｐｏｓｉｕｍ  ２００２）に対しても同様に適用でき、６０インチを超える大型ＰＤＰなどの低電力化と高画質化向けて一層有効な手段となる。
【産業上の利用可能性】
【００４１】
以上述べたように本発明のＰＤＰの製造方法は、アドレス放電を安定化して、かつ安定な駆動を可能とし、高輝度、高画質なプラズマディスプレイ装置などに有用である。
【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の製造方法により製造されたＰＤＰの主要構成を示す断面斜視図
【図２】図１のＡ−Ａ線断面図
【符号の説明】
【００４３】
１    前面板
２    背面板
３    前面ガラス基板
４    走査電極
４ａ，５ａ    透明電極
４ｂ，５ｂ    バス電極
５    維持電極
６    表示電極
７，１１    誘電体層
８    保護層
９    背面ガラス基板
１０    アドレス電極
１２    隔壁
１３    蛍光体層
１３Ｒ    （赤色）蛍光体層
１３Ｇ    （緑色）蛍光体層
１３Ｂ    （青色）蛍光体層
１４    放電空間
【図１】
2007080607.tif 000004
【図２】
2007080607.tif 000005