(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に配列された電極を被覆し放電ガス空間に露出する絶縁体層を有したプラズマディスプレイパネルの製造方法であって、
前記基板の上に前記絶縁体層を設けた後に、当該絶縁体層の表面を一様にカップリング剤と接触させる疎水化処理を行う
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】
基板上に配列された電極を被覆し且つ少なくとも放電ガス空間と接触する表層部がアルカリ土類金属酸化物又はアルカリ土類金属複酸化物からなる絶縁体層を有したプラズマディスプレイパネルの製造方法であって、
前記基板の上に前記絶縁体層を設けた後に、当該絶縁体層の表面を一様にカップリング剤と接触させる疎水化処理を行う
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】
前記疎水化処理の前処理として、前記絶縁体層に紫外線を照射する
請求項２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】
前記疎水化処理の前処理として、前記絶縁体層を酸素プラズマに晒す
請求項２記載のプラズマディスプレイパネルの製造方法。
【請求項５】
前記絶縁体層の前記表層部を真空蒸着によって形成し、その後に大気に晒すことなく前記疎水化処理を行う
請求項２記載のプラズマディスプレイパネルの製造方法。
【請求項６】
前記疎水化処理として、前記絶縁体層が配置された真空容器内にカップリング剤が分散した不活性ガスを導入する
請求項５記載のプラズマディスプレイパネルの製造方法。
【請求項７】
前記疎水化処理を行い、前記基板と他の基板とを対向配置して対向領域の周縁部を封止した後、酸素雰囲気中での加熱処理によって内部空間を清浄化する
請求項６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】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、放電特性に係わる絶縁体層を有したプラズマディスプレイパネル（ＰＤＰ）に関する。
【０００２】
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デバイスとしても注目されている。しかし、いっそうの普及には低価格化を図る必要がある。
【０００３】
【従来の技術】
ＰＤＰは、放電空間を挟んで対向する基板対を支持体とする薄型表示デバイスである。壁電荷を利用して点灯状態を維持するＡＣ型の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。
【０００４】
保護膜材料の代表例はＭｇＯ（マグネシア）である。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。なお、他の保護膜材料としては、ＣａＯ、ＳａＯなどのアルカリ土類金属酸化物、ＣａＳｒＯ2 に代表されるアルカリ土類金属複酸化物がある。
【０００５】
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。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
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、ＭｇＯ膜はその表面エネルギーが大きく親水性であるので、真空蒸着槽から取り出されて大気に触れると、即座に水酸化物となり、その水酸化物が徐々に炭酸化物となる。ＭｇＯの表面の不純物は放電開始電圧を大幅に上昇させてしまう。したがって、ＰＤＰの製造においては、一対の基板を一体化する組み立てを終えた後、基板対を加熱したり内部で放電を生じさせたりして不純物をＭｇＯ膜から遊離させて真空排気する清浄化処理が必要である。特に炭酸化物は水酸化物よりも吸着力が大きく遊離しにくい。そのため、従来では清浄化が２０時間以上にもわたるという問題があった。大気に暴露しないのが理想であるが、組み立てやそれまでの一時ストックを不活性雰囲気中で行おうとすると設備が大掛かりになる。
【０００７】
本発明は、放電ガスを充填する内部空間の清浄化の所要時間を短縮し、生産性を高めることを目的としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明においては、電極を被覆する絶縁体層に対して、大気中の水分との反応を抑える表面処理（疎水化）を行う。すなわち、絶縁体層の表面エネルギーを小さくする。例えば、絶縁体層の表層がＣａ，Ｓｒ，Ｂａ，ＲａにＢｅ，Ｍｇを含めたアルカリ土類金属の酸化物又は複酸化物であるとき、表面のアルカリ土類金属に、水酸基より極性の小さい分子を結合させる。表面エネルギーが小さいと水は反発するので、炭酸化物の化学的吸着を招く水酸化物の生成が防止される。また、疎水化は模式的には絶縁体層を単分子厚の膜で覆うようなものではあるが、絶縁体層の上に重ねて耐水性被膜を設ける場合と比べて、組み立て後に不要となる不純物の総量が極めて少なく、不純物の除去が容易である。加えて、耐水性被膜を設ける場合には薄くするほど絶縁体層の被覆性の確保が難しくなり、被覆されない部分が生じ易くなるのに対して、疎水化では比較的に絶縁体層の表面全体を一様に処理するのが容易である。
【０００９】
疎水化には、例えばヘキサメチルジシラザン〔(CH3)3SiNSi(CH3)3 〕に代表されるカップリング剤を用いる。カップリング剤を混合した不活性キャリアガスの吹きつけ、カップリング液の滴下などの適当な手法でカップリング剤を絶縁体層と接触させる。紫外線照射による有機系汚れの除去や酸素プラズマによる活性化は疎水化の前処理として有効である。
【００１０】
請求項１の発明の方法は、基板上に配列された電極を被覆し放電ガス空間に露出する絶縁体層を有したプラズマディスプレイパネルの製造方法であって、前記基板の上に前記絶縁体層を設けた後に、当該絶縁体層の表面を一様にカップリング剤と接触させる疎水化処理を行うものである。
【００１１】
請求項２の発明の方法は、基板上に配列された電極を被覆し且つ少なくとも放電ガス空間と接触する表層部がアルカリ土類金属酸化物又はアルカリ土類金属複酸化物からなる絶縁体層を有したプラズマディスプレイパネルの製造方法であって、前記基板の上に前記絶縁体層を設けた後に、当該絶縁体層の表面を一様にカップリング剤と接触させる疎水化処理を行うものである。
【００１２】
請求項３の発明の方法は、前記疎水化処理の前処理として、前記絶縁体層に紫外線を照射するものである。
請求項４の発明の方法は、前記疎水化処理の前処理として、前記絶縁体層を酸素プラズマに晒すものである。
【００１３】
請求項５の発明の方法は、前記絶縁体層の前記表層部を真空蒸着によって形成し、その後に大気に晒すことなく前記疎水化処理を行うものである。
請求項６の発明の方法は、前記疎水化処理として、前記絶縁体層が配置された真空容器内にカップリング剤が分散した不活性ガスを導入するものである。
【００１４】
請求項７の発明の方法は、前記疎水化処理を行い、前記基板と他の基板とを対向配置して対向領域の周縁部を封止した後、酸素雰囲気中での加熱処理によって内部空間を清浄化するものである。
【００１５】
【発明の実施の形態】
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。
例示のＰＤＰ１は３電極面放電構造のＡＣ型カラーＰＤＰであり、一対の基板構体１０，２０からなる。画面ＥＳを構成する各セル（表示素子）において、主電極である一対のサステイン電極Ｘ，Ｙと第３の電極であるアドレス電極Ａとが交差する。サステイン電極Ｘ，Ｙは、前面側のガラス基板１１の内面に配列されており、それぞれが透明導電膜４１と金属膜４２とからなる。サステイン電極Ｘ，Ｙを被覆するように誘電体層１７として厚さ５０μｍ程度のＰｂＯ系低融点ガラス層が設けられ、誘電体層１７の表面には保護膜１８としてＭｇＯ膜が被着されている。誘電体層１７と保護膜１８とを合わせた積層体１６が本発明における絶縁体層である。なお、ＡＣ駆動に十分な厚さのＭｇＯ膜を設け、誘電体層１７を省略してもよい。
【００１６】
アドレス電極Ａは、背面側のガラス基板２１の内面上に配列されており、厚さ１０μｍ程度の誘電体層２４で覆われている。誘電体層２４の上に平面視直線帯状の隔壁２９が等間隔に配置され、これら隔壁２９によって放電ガス空間３０が行方向（画面の水平方向）にセル毎に区画されている。放電ガスは、ネオンに微量のキセノンを混合したペニングガスである。
【００１７】
カラー表示のためのＲ，Ｇ，Ｂの３色の蛍光体層２８Ｒ，２８Ｇ，２８Ｂは、アドレス電極Ａの上方及び隔壁２９の側面を含めて背面側の内面を覆うように設けられている。表示の１ピクセルは行方向（画面の水平方向）に並ぶ３個のサブピクセルで構成され、列方向（画面の垂直方向）に並ぶサブピクセルの発光色は同一である。各サブピクセル内の構造体がセルである。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、放電ガス空間３０のうちの各列に対応した部分は全ての行に跨がって列方向に連続している。
【００１８】
ＰＤＰ１では、各セルの点灯（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、ｍ本（ｍは行数）のサステイン電極Ｙに対して１本ずつ順にスキャンパルスを印加することによって画面走査が行われ、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との間で生じる対向放電（アドレス放電）によって、行毎に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Ｘとサステイン電極Ｙ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、アドレッシングの終了時点で適量の壁電荷が存在したセルにおいて、基板面に沿った面放電が生じる。面放電時に放電ガスの放つ紫外線によって蛍光体層２８Ｒ，２８Ｇ，２８Ｂが局部的に励起されて発光する。蛍光体層２８Ｒ，２８Ｇ，２８Ｂが放つ可視光のうち、ガラス基板１１を透過する光が表示に寄与する。
【００１９】
以上の構成の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て前面側及び背面側の基板構体１０，２０を作製する工程、両基板構体１０，２０を重ね合わせて対向間隙の周縁を封止する工程（組み立て）、及び内部の清浄化と放電ガスの充填とを行う工程を経て製造される。排気及びガス充填は背面側のガラス基板２１に設けられた通気孔が用いられる。
【００２０】
前面側の基板構体１０の作製に際して、保護膜１８は例えば電子ビーム加熱方式の真空蒸着によって成膜される。そして、組み立て工程に進むまでに保護膜１８に対して本発明に特有の疎水化処理が行われる。
【００２１】
以下、疎水化処理及びその前処理の具体例を説明する。
〔実施例１〕
ソーダライムガラス基板１１の上にサステイン電極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ＭｇＯ膜を成膜した。条件の範囲は次のとおりである。
【００２２】
蒸着圧力：５×１０-5〜５×１０-4Ｔｏｒｒ
基板温度：１００〜１５０℃
膜の厚さ：５０００〜７５００Å
成膜に続いて、次の条件で高圧水銀ランプによる紫外線照射を行った。
【００２３】
基板温度：１５０〜３５０℃
照射強度：５００ｍＷ／ｃｍ2 
照射時間：１８０ｓ
そして、この紫外線照射による膜表面の活性化の後、直ちに膜表面の全体をヘキサメチルジシラザン（hexamethyldisilazane: ＨＭＤＳ）と接触させた。
【００２４】
また、初期評価を行うために、ガラス板の上にＭｇＯを蒸着して試料を作製し、同様に紫外線照射及びＨＭＤＳによる疎水化を行った。試料に水を吹きつけて溌水状態を観察した。ＭｇＯ膜の表面全体での溌水を確認した。基板温度が高いほど、溌水効果が大きかった。
〔実施例２〕
ソーダライムガラス基板１１の上にサステイン電極Ｘ，Ｙ及び誘電体層１７を順に形成した後、実施例１と同じ条件でＭｇＯ膜を成膜した。続いて、次の条件の酸素プラズマ処理を行った。
【００２５】
基板温度：１５０℃
印加電力：３００〜１０００Ｗ
処理時間：４０ｍｉｎ
そして、この酸素プラズマ処理の後、直ちに膜表面の全体をヘキサメチルジシラザンと接触させた。
【００２６】
また、実施例１と同様に初期評価のための試料を作製して溌水状態を観察した。印加電力が５００Ｗ以下の場合に表面全体での溌水を確認したが、５００Ｗを越える場合には部分的に溌水が見られなかった。
〔比較例１〕
実施例１と同じ条件でＭｇＯ膜を成膜して前面側の基板構体１０を作製した。これは従来の製造方法に相当する。
〔比較例２〕
ソーダライムガラス基板１１の上にサステイン電極Ｘ，Ｙ及び誘電体層１７を順に形成した後、実施例１と同じ条件でＭｇＯ膜を成膜した。そして、真空蒸着槽から取り出して直ちに膜表面の全体をヘキサメチルジシラザンと接触させた。ＭｇＯ膜が大気に触れた時間は数分である。
【００２７】
実施例１，２及び比較例１，２に係る計４種の基板構体１０のそれぞれと、別途に作製した背面側基板構体２０とを大気中で重ね合わせて封止ガラスの融着で一体化し、図１の構造のＰＤＰを組み立てた。そして、各ＰＤＰについて面放電電圧の経時変化を測定した。
【００２８】
図２は放電電圧の経時変化を示すグラフである。
放電ガスの導入と排気とを並行して行いながら連続的に面放電を生じさせるエージングを行うと、時間の経過とともに内部の清浄度が高まり、面放電の開始電圧が低下する。
【００２９】
比較例１，２では、２０時間を越えないと放電開始電圧がほぼ一定にならないのに対し、実施例１，２では１０時間のエージングで放電開始電圧がほぼ一定になる。つまり、疎水化によってエージングの所要時間を従来の１／２に短縮することができる。初期の放電開始電圧が比較例１，２より実施例１，２の方が低いことから、疎水化が不純物の低減に有効であることが判る。熱分析（ＴＤＳ分析）によっても実施例１，２では化学的吸着水の少ないことを確認できた。
【００３０】
本発明は、面放電型以外のＰＤＰにも適用可能である。疎水化に用いるカップリング剤はＨＭＤＳに限らない。なお、組み立てが終わって不要となったＨＭＤＳやそれが分解して生じるメチルなどの不純物は、酸素雰囲気中での３５０℃程度の加熱で容易に除去することができる。
【００３１】
【発明の効果】
請求項１乃至請求項７の発明によれば、放電ガスを充填する内部空間の清浄化の所要時間を短縮し、生産性を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【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】放電電圧の経時変化を示すグラフである。
【符号の説明】
１  ＰＤＰ（プラズマディスプレイパネル）
１１  ガラス基板（基板）
Ｘ，Ｙ  サステイン電極（電極）
３０  放電ガス空間
１６  積層体（絶縁体層）
１８  保護膜（絶縁体層の表層部）
【図１】
0003982568.tif 000002
【図２】
0003982568.tif 000003