(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に電極および誘電体層を順次形成し、前記基板を加熱し、前記誘電体層の上に第一保護膜を形成し、前記基板を冷却した後、前記第一保護膜の上に、前記第一保護膜よりもスパッタされやすい第二保護膜を形成し、前記基板および別の基板を放電空間を挟んで対向配置して封着し、前記放電空間に放電ガスを封入してプラズマディスプレイパネルを構成し、前記プラズマディスプレイパネルをエージングすることによって前記第二保護膜を除去して前記第一保護膜を露出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製造方法。
【請求項２】
基板上に電極および誘電体層を順次形成し、酸素を含む雰囲気中で前記誘電体層の上に第一保護膜を形成し、酸素を含む雰囲気中で前記第一保護膜の上に前記第一保護膜よりもスパッタされやすい第二保護膜を形成し、前記第二保護膜の形成時の雰囲気中の酸素分圧が、前記第一保護膜の形成時の雰囲気中の酸素分圧よりも高く設定されており、その後、前記基板および別の基板を放電空間を挟んで対向配置して封着し、前記放電空間に放電ガスを封入してプラズマディスプレイパネルを構成し、前記プラズマディスプレイパネルをエージングすることによって前記第二保護膜を除去して前記第一保護膜を露出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製造方法。
【請求項３】
基板上に電極および誘電体層を順次形成し、ターゲットが設けられた成膜室で前記誘電体層の上に第一保護膜を形成し、前記成膜室または前記成膜室とは別のターゲットが設けられた成膜室で、前記第一保護膜の上に前記第一保護膜よりもスパッタされやすい第二保護膜を形成し、前記基板の表面の中心と前記ターゲットの表面とを結ぶ線分と、前記基板の中心軸とのなす角度を形成角度とするとき、前記第一保護膜の形成時の前記形成角度が、前記第二保護膜の形成時の前記形成角度よりも小さく設定されており、その後、前記基板および別の基板を放電空間を挟んで対向配置して封着し、前記放電空間に放電ガスを封入してプラズマディスプレイパネルを構成し、前記プラズマディスプレイパネルをエージングすることによって前記第二保護膜を除去して前記第一保護膜を露出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製造方法。
【請求項４】
基板上に電極および誘電体層を順次形成し、ターゲットが設けられた成膜室で前記基板を前記ターゲットの上方で搬送することによって、前記誘電体層の上に第一保護膜および前記第一保護膜よりもスパッタされやすい第二保護膜を順次連続して形成し、前記基板の表面の中心と前記ターゲットの表面とを結ぶ線分と、前記基板の中心軸とのなす角度を形成角度とするとき、前記第一保護膜の形成時の前記形成角度が、前記第二保護膜の形成時の前記形成角度よりも小さく設定されており、その後、前記基板および別の基板を放電空間を挟んで対向配置して封着し、前記放電空間に放電ガスを封入してプラズマディスプレイパネルを構成し、前記プラズマディスプレイパネルをエージングすることによって前記第二保護膜を除去して前記第一保護膜を露出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製造方法。
【請求項５】
基板上に電極および誘電体層を順次形成し、前記誘電体層の上に酸化マグネシウム膜からなる第一保護膜を形成し、前記第一保護膜を形成するときの雰囲気よりも高圧の雰囲気中で、前記第一保護膜の上に前記第一保護膜よりもスパッタされやすい酸化マグネシウム膜からなる第二保護膜を形成し、前記基板および別の基板を放電空間を挟んで対向配置して封着し、前記放電空間に放電ガスを封入してプラズマディスプレイパネルを構成し、前記プラズマディスプレイパネルをエージングすることによって前記第二保護膜を除去して前記第一保護膜を露出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製造方法。
【請求項６】
第一保護膜が酸化マグネシウム膜であることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか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７】
第一保護膜を電子ビーム蒸着またはスパッタリングによって形成することを特徴とする請求項１ないし６のいずれか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】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、テレビまたはコンピュータ等の画像表示に用いるプラズマディスプレイパネル（以下ＰＤＰという）の製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来のＡＣ型ＰＤＰの製造工程は前面基板の形成工程、背面基板の形成工程およびこれらの組立工程に大別される。前面基板の形成工程は、走査電極および維持電極の形成工程と、誘電体層の形成工程と、保護膜の形成工程とからなる。一方、背面基板の形成工程は、データ電極の形成工程と、隔壁の形成工程と、蛍光体の形成工程とからなる。組立工程は、封着工程と、排気工程と、放電ガス封入工程と、エージング工程とからなり、エージング工程が終了するとパネルとして完成する。
【０００３】
保護膜の形成工程は、放電によるイオン衝突から誘電体層を保護するために、誘電体層の上に保護膜を形成する工程である。保護膜の材料としては、電子ビーム蒸着などで形成された酸化マグネシウム（ＭｇＯ）が用いられる。所定の条件下で電子ビーム蒸着などによって形成されたＭｇＯ膜は結晶性が高く緻密な膜であるので、走査電極または維持電極上に形成された誘電体層が放電中にイオンの衝突を受けてスパッタされ消耗することを、ＭｇＯ膜によって防止することができる。また、放電ガスとしてはヘリウム（Ｈｅ）、ネオン（Ｎｅ）、アルゴン（Ａｒ）およびキセノン（Ｘｅ）などの希ガスのうち２種以上混合したものが一般的に使用されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような従来のＡＣ型ＰＤＰの製造方法においては、エージング工程に長時間を要するという課題があった。すなわち、耐スパッタ性に優れた膜であることが要求される保護膜は、最終工程であるエージング工程で容易に清浄化されない。特にＭｇＯ膜を保護膜として用いた場合、放電ガス封入工程までの間にＭｇＯ膜が空気中の水分、二酸化炭素（ＣＯ2）などと反応して、水酸化マグネシウム（Ｍｇ（ＯＨ）2）、炭酸マグネシウム（ＭｇＣＯ3）などの化合物がＭｇＯ膜の表面に析出する。エージングを行う目的はこのような化合物を除去し、清浄なＭｇＯ面をＭｇＯ膜の表面に露出させることにあるが、ＡＣ型ＰＤＰの動作中の耐スパッタ性を高めることを主眼とした従来の製造方法で形成されたＭｇＯ膜では、エージング工程に長時間要していた。
【０００５】
本発明は、このような課題を解決するためになされたもので、エージング工程に要する時間が短縮され、かつＰＤＰの動作中の耐スパッタ性に優れた、すなわち長寿命のＡＣ型プラズマディスプレイパネルの製造方法を得ることを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、基板上に電極および誘電体層を順次形成し、前記基板を加熱し、前記誘電体層の上に第一保護膜を形成し、前記基板を冷却した後、前記第一保護膜の上に、前記第一保護膜よりもスパッタされやすい第二保護膜を形成し、前記基板および別の基板を放電空間を挟んで対向配置して封着し、前記放電空間に放電ガスを封入してプラズマディスプレイパネルを構成し、前記プラズマディスプレイパネルをエージングすることによって前記第二保護膜を除去して前記第一保護膜を露出させることを特徴とする。この製造方法により、第二保護膜はエージングによってスパッタされやすい膜となるので、エージング工程にかかる時間が短く、かつ長寿命のＡＣ型プラズマディスプレイパネルを得ることができる。
【０００７】
また、本発明による他のプラズマディスプレイパネルの製造方法は、基板上に電極および誘電体層を順次形成し、ターゲットが設けられた成膜室で前記基板を前記ターゲットの上方で搬送することによって、前記誘電体層の上に第一保護膜および前記第一保護膜よりもスパッタされやすい第二保護膜を順次連続して形成し、前記基板の表面の中心と前記ターゲットの表面とを結ぶ線分と、前記基板の中心軸とのなす角度を形成角度とするとき、前記第一保護膜の形成時の前記形成角度が、前記第二保護膜の形成時の前記形成角度よりも小さく設定されており、その後、前記基板および別の基板を放電空間を挟んで対向配置して封着し、前記放電空間に放電ガスを封入してプラズマディスプレイパネルを構成し、前記プラズマディスプレイパネルをエージングすることによって前記第二保護膜を除去して前記第一保護膜を露出させることを特徴とする。この製造方法により、第一保護膜および第二保護膜の形成時間を短縮することができる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を用いて説明する。
【０００９】
ＡＣ型ＰＤＰには、種々の構造のものがあるが、本発明の実施の形態では面放電ＡＣ型ＰＤＰを例にあげて説明する。
【００１０】
図１は、本発明による面放電ＡＣ型ＰＤＰの製造工程を示したものであり、前面基板の形成工程、背面基板の形成工程およびこれらの組立工程に大別される。前面基板の形成工程は、走査電極／維持電極の形成工程ａと、誘電体層の形成工程ｂと、第一保護膜の形成工程ｃと第二保護膜の形成工程ｄとからなる。一方、背面基板の形成工程は、データ電極の形成工程ｅと、隔壁の形成工程ｆと、蛍光体の形成工程ｇとからなる。組立工程は、封着工程ｈと、排気工程ｉと、放電ガス封入工程ｊと、エージング工程ｋとからなり、エージング工程ｋが終了するとパネルとして完成する。
【００１１】
図２はエージング工程ｋに移る前の時点でのＡＣ型ＰＤＰの部分破断斜視図である。
【００１２】
ガラスなどの透明材料からなる前面基板１上には、対を成す帯状の走査電極２および維持電極３が互いに平行に複数対形成されており、走査電極２および維持電極３を覆ってガラスなどの誘電体層４が形成され、その上に第一保護膜５、第二保護膜６が順次形成されている。
【００１３】
ガラスなどからなる背面基板７上には、走査電極２および維持電極３と直交する方向に、帯状のデータ電極８が互いに平行に形成されている。この各々のデータ電極８の間には、隔壁９が互いに平行に形成され、データ電極８上から隔壁９の側面にかけて蛍光体１０が形成されている。
【００１４】
前面基板１および背面基板７の周縁部はガラスフリットで封着されており、前面基板１と背面基板７との間に形成される放電空間１１にはヘリウム（Ｈｅ）、ネオン（Ｎｅ）およびアルゴン（Ａｒ）のうち少なくとも１種とキセノン（Ｘｅ）との混合ガスが封入されている。
【００１５】
このように構成されたＡＣ型ＰＤＰをエージングすることによって第二保護膜６はスパッタされてしまい、完成したＡＣ型ＰＤＰでは第一保護膜５が露出している。
【００１６】
第一保護膜５としては、電子ビーム蒸着などで形成された酸化マグネシウム（ＭｇＯ）膜が用いられる。こうして形成されたＭｇＯ膜は、結晶性が高く緻密な膜となるため、ＡＣ型ＰＤＰの動作中の放電によるイオン衝突から誘電体層４を保護し、誘電体層４がイオン衝突によってスパッタされて消耗することを防止できる。
【００１７】
このＡＣ型ＰＤＰは表示面側である前面基板１側から画像表示を見るようになっており、放電空間１１内における走査電極２と維持電極３との間の放電により発生する紫外線が蛍光体１０を励起し、この蛍光体１０からの可視光を表示発光に利用するものである。
【００１８】
次に第一保護膜５および第二保護膜６の形成方法について、図を参照しながら詳細に説明する。
【００１９】
（実施の形態１）
図３は本発明によるＰＤＰの保護膜を形成する方法を説明する断面図である。前面基板１上に形成された走査電極２および維持電極３や誘電体層４等は省略している。以降に示す製造方法を説明する図においても同様である。図３において、ＭｇＯ膜形成装置２０は、基板加熱室２１、第一成膜室２２、冷却室２３および第二成膜室２４から構成されている。誘電体層４等が形成された前面基板１は、まず基板加熱室２１においてヒータ２５によって２００℃以上の温度に加熱され、第一成膜室２２へ送られる。第一成膜室２２では電子ビーム蒸着等の方法で、誘電体層４上に約５０００Åの厚さのＭｇＯ膜からなる第一保護膜５が蒸着源（ターゲット）２６により形成される。ＭｇＯ膜形成の間、前面基板１の温度（以下基板温度という）は２００℃以上に保たれるので、ＭｇＯ膜は緻密で、結晶性のよいものとなる。
【００２０】
続いて、前面基板１は冷却室２３において室温まで冷却された後、第二成膜室２４に入り、蒸着源２７により第一保護膜５上に第二保護膜６が形成される。第二成膜室２４では、基板温度はほぼ室温に保たれるので、第二保護膜６のＭｇＯ膜は結晶性が悪く、膜質も粗いものになる。このため、第二保護膜６はエージングによってスパッタされやすい膜となる。
【００２１】
このようにして完成した前面基板１は背面基板７と組み合わされ、放電ガスが封入された後、エージングが行なわれる。
【００２２】
ＭｇＯ膜は、基板温度２００℃以上で５０００Å程度形成すれば、５万時間以上の動作寿命（ＭｇＯ膜が放電によってスパッタされ、消耗するまでの時間）が得られることが知られている。一方、エージングでは通常動作の１０倍程度の負荷をかけるので、エージングによるＭｇＯ膜の減少速度は約１Å／時と推定される。従来の技術では２０時間程度のエージング時間が必要なので、エージングによって除去すべきＭｇＯ膜の厚みは約２０Åである。これはＭｇＯ膜が大気に晒されることによって変質を受ける層の厚さと考えることができる。したがって、前述のような方法によって、第一保護膜５よりもスパッタされやすい第二保護膜６を第一保護膜５上に約２０Åの厚みで形成すれば、従来より短時間のエージングによって清浄でかつスパッタされにくい第一保護膜５を露出させることができる。
【００２３】
本発明者らの実験によれば、前面基板１の基板温度を３０〜４０℃に保って電子ビーム蒸着で形成した第二保護膜６は、２〜３時間程度エージングを行うことで除去され第一保護膜５を完全に露出させることができた。図４は、本実施の形態にもとづいて作製したＡＣ型ＰＤＰのエージング時間と動作電圧との関係を、従来例の場合とともに示した図である。実線２８は本実施の形態の場合であり、実線２９は従来例の場合である。エージングは、ＡＣ型ＰＤＰの動作電圧が一定値に収束することをもって、完了するものとする。従来例の場合ではエージングに２０時間以上を要していたのに対して、本実施の形態の場合では３時間以内でエージングが終了することがわかる。
【００２４】
（実施の形態２）
図５は本発明の第２の実施の形態による保護膜の形成方法を示すもので、ＭｇＯ膜形成装置３０は、基板加熱室２１、成膜室３１および冷却室３２から構成されている。
【００２５】
誘電体層４等が形成された前面基板１は、まず基板加熱室２１においてヒータ２５によって２００℃以上の温度に加熱され、成膜室３１へ送られる。成膜室３１では蒸着源３３により誘電体層４上に第一保護膜５が５０００Å程度の厚みで形成された後、前面基板１は一旦、冷却室３２へ送られ、室温にまで冷却される。続いて再び成膜室３１で、蒸着源３３により第一保護膜５上に第二保護膜６を約２０Åの厚みで形成する。この場合、成膜室３１における前面基板１の搬送速度を、第一保護膜５を形成する場合の前面基板１の搬送速度にくらべて速く設定する。
【００２６】
第二保護膜６を形成した後は、基板加熱室２１を経ずに前面基板１を取り出し、前面基板の形成工程が終了する。
【００２７】
以上のように本実施の形態においては、エージングによって容易に除去することができる第二保護膜６を２０Å程度の厚さで形成することができるため、エージング時間が大幅に短縮されるとともに、長寿命なＡＣ型ＰＤＰを得ることができる。
【００２８】
（実施の形態３）
本発明の第３の実施の形態は、実施の形態１と同様な図３に示したＭｇＯ膜形成装置を用いるが、第一保護膜５および第二保護膜６の形成条件が異なる。
【００２９】
すなわち、本実施の形態では第二成膜室２４の雰囲気を第一成膜室２２の雰囲気よりも高圧にすることで、第一保護膜５よりもスパッタされやすい第二保護膜６を形成するものである。通常、ＭｇＯ膜は減圧雰囲気（〜１×１０-6ｔｏｒｒのａｉｒ）で成膜するが、ＡＣ型ＰＤＰの保護膜形成においては、ＭｇＯ膜のストイキオメトリを１近くに保つため、若干の酸素を導入する。この酸素分圧を所定の値（約１×１０-3ｔｏｒｒ）以上に高くした雰囲気で形成されるＭｇＯ膜はポーラスな膜となり、エージングによって容易に除去されるものとなる。
【００３０】
なお、本実施の形態においても、実施の形態１と同様に、第二保護膜６の形成時には前面基板１の基板温度を室温程度まで冷却することで、第二保護膜６の耐スパッタ性をさらに低下させることができる。
【００３１】
（実施の形態４）
図６は、本発明の第４の実施の形態による保護膜の形成方法を説明する断面図であり、ＭｇＯ膜形成装置３４は、図６に示すように、防着板３５ａ、３５ｂおよび３５ｃと蒸着源３６とを備えた成膜室３７と基板加熱室２１とから構成されている。蒸着源３６は防着板３５ａと防着板３５ｂとの間に設けられたスリット３８ａの鉛直下方に設けられており、防着板３５ｂと防着板３５ｃとの間にはスリット３８ｂが設けられている。
【００３２】
誘電体層４が形成された前面基板１は、まず基板加熱室２１においてヒータ２５によって２００℃以上の温度に加熱され、成膜室３７へ送られる。成膜室３７では、電子ビーム蒸着などの方法でＭｇＯ膜を形成するが、まず、スリット３８ａの上方を前面基板１が通過するときに、蒸着源３６により誘電体層４上にＭｇＯ膜からなる第一保護膜５が約５０００Åの厚さに形成される。この間、前面基板１は連続的に搬送されるが、スリット３８ａの上方を通過した前面基板１は、防着板３５ｂによって蒸着源３６と隔離され、一旦ＭｇＯ膜の堆積は停止する。この後、前面基板１はスリット３８ｂの上方を通過し、第一保護膜５上にＭｇＯ膜からなる第二保護膜６が形成されることになる。第二保護膜６は、蒸着源３６を見込む角度が浅い状態で成膜されるので、結晶粒界の隙間が大きな膜となる。このようなＭｇＯ膜は、スリット３８ａの上方で形成された緻密な膜にくらべて耐スパッタ性に劣るため、エージングによって容易に除去することができるので、エージングを短時間で終了することができる。
【００３３】
また、本実施の形態では、第一保護膜５の形成と第二保護膜６の形成との間で、前面基板１を冷却する必要がないため、第一保護膜５および第二保護膜６の形成時間を短縮することができる。さらに、単一の成膜室３７内で第一保護膜５および第二保護膜６を形成できるので、生産効率を高めることができる。
【００３４】
本実施の形態では、図７に示すように、前面基板１の表面の中心４０と蒸着源３６の表面とを結ぶ線分４１と、前面基板１の中心軸４２とのなす角度θを形成角度とするとき、第一保護膜５の形成時の形成角度θが、第二保護膜６の形成時の形成角度θよりも小さく設定されているので、第二保護膜６は第一保護膜５にくらべ結晶粒界の隙間が大きくスパッタされやすい膜となる。前述の説明では同じ成膜室３７内で第一保護膜５と第二保護膜６とを連続して形成しているが、図３で示した第二成膜室２４内で形成角度θを大きくして第二保護膜６を形成することも可能である。
【００３５】
なお、本発明の各実施の形態において、保護膜を電子ビーム蒸着によって形成する方法を示したがスパッタリングなどを採用してもよい。また、保護膜の材料としてＭｇＯの例を示したが、酸化カルシウム（ＣａＯ）や酸化ストロンチウム（ＳｒＯ）などＭｇＯ以外の材料を用いることもできる。
【００３６】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明は電極を覆っている誘電体層の上に第一保護膜を形成し、第一保護膜の上に、第一保護膜よりもスパッタされやすい第二保護膜を形成することより、エージング時間を大幅に短縮し、かつ動作寿命の長いＡＣ型プラズマディスプレイパネルを得るための製造方法を提供することができるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のプラズマディスプレイパネルの製造方法の工程図
【図２】本発明のエージング工程前のプラズマディスプレイパネルの部分破断斜視図
【図３】本発明の実施の形態１による保護膜の形成工程を説明する断面図
【図４】本発明および従来の製造方法によるプラズマディスプレイパネルのエージング時間と動作電圧との関係を示す図
【図５】本発明の実施の形態２による保護膜の形成工程を説明する断面図
【図６】本発明の実施の形態４による保護膜の形成工程を説明する断面図
【図７】本発明の実施の形態４における保護膜形成時の形成角度を説明する断面図
【符号の説明】
１  前面基板
２  走査電極
３  維持電極
４  誘電体層
５  第一保護膜
６  第二保護膜
７  背面基板
８  データ電極
９  隔壁
１０  蛍光体
１１  放電空間
２０、３０、３４  ＭｇＯ膜形成装置
２１  基板加熱室
２２  第一成膜室
２３、３２  冷却室
２４  第二成膜室
２６、２７、３３、３６  蒸着源
３１、３７  成膜室
３５ａ、３５ｂ、３５ｃ  防着板
３８ａ、３８ｂ  スリット
４０  前面基板の表面の中心
４２  前面基板の中心軸
【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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【図７】
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