JP2000011888A - プラズマディスプレイパネルおよびその製造方法 - Google Patents

プラズマディスプレイパネルおよびその製造方法

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JP2000011888A
JP2000011888A JP17332098A JP17332098A JP2000011888A JP 2000011888 A JP2000011888 A JP 2000011888A JP 17332098 A JP17332098 A JP 17332098A JP 17332098 A JP17332098 A JP 17332098A JP 2000011888 A JP2000011888 A JP 2000011888A
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film
display panel
plasma display
mgo film
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JP17332098A
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English (en)
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Eiji Matsuzaki
永二 松崎
Kazuo Suzuki
和雄 鈴木
Nobuyuki Ushifusa
信之 牛房
Akira Yabushita
明 薮下
Makoto Fukushima
誠 福島
Naoto Yanagihara
直人 柳原
Shigeaki Suzuki
重明 鈴木
Kazuhiro Mochida
和博 餅田
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Hitachi Ltd
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Hitachi Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 プラズマディスプレイパネルのMgO膜に起
因した放電特性の劣化を抑制し、かつ、パネル組立工程
(封着工程)時のMgO膜のクラック発生を防止するた
め、MgO膜内の水分や炭酸ガスの含有量を低減し、膜
の緻密化を図る。 【解決手段】 MgO膜を形成している基板を300℃
〜400℃の温度で熱処理し、MgO膜の加熱脱ガスに
よる緻密化を行ってから、前面板と背面板を組み立て
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、プラズマディスプ
レイパネルおよびその製造方法に係り、特に、表示電極
上の誘電体層に対する保護膜とその形成方法に関する。
【0002】
【従来の技術】プラズマディスプレイパネルの1例を、
図7と図8に示す。図7は、プラズマディスプレイパネ
ルの構造を示す斜視図であるが、見やすくするため、前
面板1を背面板2と放電空間3より離して図示した。
【0003】前面板1は、前面ガラス基板4上に、IT
O(Indium Tin Oxide)などの透明導電材料からなる表
示電極6と、バス電極7と、低融点ガラス等からなる誘
電体層8と、MgO(酸化マグネシウム)などの材料か
らなる保護膜9とが形成された構造となっている。背面
板2は、背面ガラス基板5上に、アドレス電極10と、
バリアリブ11と、蛍光体層12とが形成された構造と
なっている。そして、前面板1と背面板2を、表示電極
6とアドレス電極10がほぼ直交するように張り合わせ
ることにより、前面板1と背面板2の間に放電空間3を
形成している。
【0004】図8は、図7に示したプラズマディスプレ
イパネルのアドレス電極10に平行な要部断面図であ
り、パネルの断面構造をわかりやすくしたものである。
図7と図8に示したMgO膜からなる保護膜9は、誘電
体層8を放電時のイオン衝撃から保護するために設けら
れているが、2次電子放出係数が大きいため、放電電圧
を低下させ、駆動を容易にしている。このようなMgO
膜の形成には、基本的に、膜材料をたとえば電子ビーム
加熱などによって蒸発させて、誘電体層の表面に結晶成
長の形で堆積させる蒸着法が用いられている。
【0005】かような一般的なプラズマディスプレイパ
ネルの構造や製造方法については、たとえば、フラット
パネルディスプレイ1997年号(日経BP社編、日経
マイクロデバイス別冊、1996年)の202頁から2
07頁に記載されている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来技術によるプラズマディスプレイパネルでは、放電開
始電圧が高く発光の頻度が少ない放電セルが存在した
り、使用時間が長くなると放電開始電圧が高くなり動作
が不安定になることがあった。この原因については、す
べてが明白になってはいないが、誘電体層8の保護膜9
は、放電空間に接することから、放電特性に大きな影響
を与えることが考えられる。
【0007】また、前面板1と背面板2の封着工程にお
いて、保護膜9として設けたMgO膜にクラックが発生
することがあった。
【0008】誘電体層8の保護膜9として用いるMgO
膜の膜質については、結晶配向性、可視光透過率、表面
形態以外は、ほとんど考慮されていない。しかし、酸素
ガスを導入した雰囲気中で電子ビーム蒸着法で形成した
MgO膜には、図5と図6に示すように、膜質的な問題
があることが考えられる。
【0009】図5は、加熱によるMgO膜からのガス放
出の様子を示したものである。この図からわかるよう
に、100℃〜150℃の加熱温度でH2O (水分)が
放出され、300℃近傍の加熱温度でCO、CO2 (炭
酸ガス)が放出されている。このようにな放出ガスは、
パネル組み立て後の放電特性に影響を与え、動作を不安
定にする可能性が高い。
【0010】図6は、シリコンウェハー上に形成したM
gO膜の熱応力挙動を示したものである。MgO膜の膜
応力は、圧縮応力で、300℃の温度までの変化はほと
んどないが、それより高くなると急激に引張応力側に変
化することがわかる。シリコンウェハーの熱膨張係数
が、プラズマディスプレイパネルに用いるガラス板より
著しく小さいことを考えると、実際のパネル組み立て工
程では、大きな引張応力がMgO膜に発生する。このた
め、MgO膜にクラックが発生する確率が高くなる。
【0011】本発明は、上記従来技術のもつ問題点に鑑
みてなされたものであり、プラズマディスプレイパネル
のMgO膜に起因した放電特性の劣化を抑制するため
に、MgO膜への水分や炭酸ガスの含有量を低減し、ま
た、パネル組立工程(封着工程)時のMgO膜のクラッ
ク発生を防止するために、MgO膜内に発生する引張応
力の低減を図ることを目的とするものである。
【0012】
【課題を解決するための手段】上記目的は、前面板と背
面板の組み立てに先立って、誘電体層上に設けたMgO
膜からなる保護膜に熱処理を行い、MgO膜を緻密化さ
せることにより達成される。特に、本発明の効果を高め
るためには、上記熱処理の温度を300〜400℃とす
るのが好ましい。以下、この理由について述べる。
【0013】蒸着法で形成したMgO膜内には、水や水
酸化物、炭酸塩として水分や炭酸ガス成分が含まれてい
る。これらは、図5に示したように、熱処理によってH
2OやCO、CO2 として放出される。従って、組み立
てに先立って熱処理を行うことによって、これらを除去
できる。水分だけの除去が目的であれば、150℃程度
の熱処理でも有効であるが、炭酸ガス成分まで除去する
ためには、300℃以上の加熱温度が必要となる。しか
し、誘電体層8を構成している低融点ガラスのガラス転
移点を越えることは望ましくなく、熱処理温度を400
℃以下とすることが良い。このように、熱処理によりM
gO膜内に含有されているガス放出源を無くせるので、
組み立てた後に内部から放出するガスを著しく低減でき
る。また、水分や炭酸ガス成分が放出されることによっ
て、膜が緻密化されるので、その後に新たに吸蔵される
ガス成分も著しく低減される。
【0014】図6に示したように、組み立て工程におい
て大きな引張応力が発生するのは、熱工程でのガス放出
による膜質変化が起こっているからである。これも、大
きな引張応力が発生しない温度での熱処理による緻密化
を行うことによって、MgO膜の熱膨張係数をガラス板
や誘電体層に近づけることができ、パネル組み立て工程
での引張応力の発生を低減でき、従って、クラックの発
生を防止できる。
【0015】
【発明の実施の形態】本発明の1実施形態を図1により
説明する。この図は、本発明を適用したプラズマディス
プレイパネルの製造工程を要部断面図で示したものであ
る。
【0016】まず、前面板の製造工程について説明す
る。ソーダガラス等からなる前面ガラス基板4を受け入
れて(工程S1)、これを洗浄し、SiO2 膜(図示せ
ず)を形成する。次に、ITO膜をスパッタリング法等
により成膜し、公知のフォトエッチング法によりパター
ニングを行い、表示電極パターン6を形成する(工程S
2)。次に、Cr/Cu/Cr積層膜をスパッタリング
法等により成膜し、公知のフォトエッチング法によりパ
ターニングを行い、バス電極パターン7を形成する(工
程S3)。続いて、低融点ガラスを印刷で塗着し、乾燥
・焼成を行い、誘電体層8を形成する(工程S4)。次
に、印刷法等によりシール層(図示せず)を形成し(工
程S5)、電子線蒸着法等によりMgO膜の蒸着を行
い、膜厚が0.5マイクロメートルの保護層9を形成す
る(工程S6)。これで前面板1が完成する。
【0017】次に、背面板の製造工程について説明す
る。ソーダガラス等からなる背面ガラス基板5を受け入
れて(工程S11)、これを洗浄し、SiO2 膜(図示
せず)を形成する。次に、Cr/Cu/Cr積層膜をス
パッタリング法等により成膜し、公知のフォトエッチン
グ法によりパターニングを行い、アドレス電極パターン
10を形成する(工程S12)。続いて、アドレス電極
10の保護層(図示せず)を印刷法等により形成し、次
に、バリアリブ材料を印刷法等により塗着し、乾燥を行
う。そして、ドライフィルムを用いた公知のフォトリソ
グラフィー法とサンドブラスト法により、バリアリブ1
1を形成する(工程S13)。次に、蛍光体層12を印
刷法等により塗着し、乾燥・焼成を行う(工程S1
4)。次いで、シール層(図示せず)を印刷法等により
形成して(工程S14)、背面板2が完成する。
【0018】前面板1と背面板2との貼り合わせ工程の
前に、前面板1の熱処理を行い(工程S7)、然る後、
前面板1と背面板2を貼り合わせて組み立て、封着を行
う(工程S21)。次に、パネル内を真空排気し、Ne
とXeからなる放電ガスを封入する(工程S22)。最
後にエージングを行って(工程S23)、これにより、
パネルが完成する。
【0019】本実施形態において特徴的なところは、前
面板1と背面板2を組み立てる前に、前面板1を熱処理
した点である。この熱処理条件は、パネルに合わせて適
正化すればよいが、熱処理温度は300℃〜400℃の
間で行うのがよい。これにより、上述したように、水分
のみでなく炭酸ガス源も除去できるからである。熱処理
時間は、ガス放出の状況を調べて適正化するのが良い。
【0020】この本発明の特徴となる熱処理によるMg
O膜の膜質変化を、図2〜図4によって説明する。図2
は、MgO膜の赤外吸収曲線である。(a)は水分に関
係した吸収ピーク(水酸化物、吸着水)を示し、(b)
は炭酸ガスに関係した吸収ピーク(炭酸塩)を示してい
る。従来法によるMgO膜に比べて、本発明によるMg
O膜の吸収ピークが著しく低くなっていることがわか
る。
【0021】本発明によるMgO膜を加熱した場合のガ
ス放出の状況を示したものが、図3である。同図に示す
ように、本発明の適用によって、ガス放出量が著しく低
減されたことがわかる。このため、組立・封着後の排気
時間の短縮が可能になり、また、MgO膜からの放出ガ
スによる放電特性の劣化を防止できる。さらに、MgO
膜が熱処理で緻密化する(膜密度が上がり、屈折率も大
きくなる)ので、再付着する水分や炭酸ガスの吸収も少
なくなる効果も得られている。
【0022】図4は、シリコンウェハー上に形成した本
発明によるMgO膜の膜応力の温度変化を示したもので
ある。本発明によるMgO膜の膜応力は、引張応力とな
っているが、温度上昇とともに圧縮側に変化し、400
℃の温度になっても大きな引張応力は発生していない。
誘電体層8や前面ガラス基板4の熱膨張係数は、シリコ
ンウエハーよりはるかに大きいが、本発明の適用によっ
て、MgO膜(保護膜9)と、誘電体層8や前面ガラス
基板4との熱膨張係数差を小さくできることが、この図
からわかる。その結果、組立時(封着工程)でのMgO
膜のクラックをほとんど無くすことができるようになっ
た。また、本実施形態の場合、MgO膜からなる保護層
9の膜厚を0.5マイクロメートルとしているが、これ
に限定されるものではなく、保護層としての働きや製造
プロセスから考えて0.2〜2マイクロメートルの範囲
で設定するのが実際的である。
【0023】なお、本発明は、上記した実施形態のみに
限定されるものではなく、誘電体を保護するためにMg
O膜が形成されていれば、どのような構造のプラズマデ
ィスプレイパネルでも差し支えない。
【0024】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、MgO膜
からのガス放出が極力抑えられるので、誘電体層を保護
するためのMgO膜に起因した放電特性の劣化や経時変
化を抑制でき、かつ、放電ガス封入の前の真空排気時間
を短縮できる。また、MgO膜内に発生する引張応力が
低減されるので、パネル組立工程(封着工程)時のMg
O膜のクラック発生を防止できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の1実施形態に係るプラズマディスプレ
イパネルの製造工程を、要部断面図で示した工程フロー
図である。
【図2】本発明の適用によるMgO膜の水分と炭酸ガス
の含有量の減少を示す赤外吸収スペクトルを表わした説
明図である。
【図3】本発明によるMgO膜からのガス放出を示す説
明図である。
【図4】本発明によるMgO膜の膜応力の温度変化を示
す説明図である。
【図5】従来法によるMgO膜からのガス放出を示す説
明図である。
【図6】従来法によるMgO膜の膜応力の温度変化を示
す説明図である。
【図7】プラズマディスプレイパネルの1例を示す斜視
図である。
【図8】図7に示したプラズマディスプレイパネルの要
部断面図である。
【符号の説明】
1 前面板 2 背面板 3 放電空間 4 前面ガラス基板 5 背面ガラス基板 6 表示電極(透明電極) 7 バス電極 8 誘電体層 9 保護層(MgO膜) 10 アドレス電極 11 バリアリブ 12 蛍光体層
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 牛房 信之 神奈川県横浜市戸塚区吉田町292番地 株 式会社日立製作所生産技術研究所内 (72)発明者 薮下 明 神奈川県横浜市戸塚区吉田町292番地 株 式会社日立製作所生産技術研究所内 (72)発明者 福島 誠 神奈川県横浜市戸塚区吉田町292番地 株 式会社日立製作所生産技術研究所内 (72)発明者 柳原 直人 神奈川県横浜市戸塚区吉田町292番地 株 式会社日立製作所情報メディア事業本部内 (72)発明者 鈴木 重明 神奈川県横浜市戸塚区吉田町292番地 株 式会社日立製作所情報メディア事業本部内 (72)発明者 餅田 和博 神奈川県横浜市戸塚区吉田町292番地 株 式会社日立製作所情報メディア事業本部内 Fターム(参考) 5C027 AA07 5C040 BB04 DD11

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 表示を行うための主放電を発生させる表
    示電極を形成した前面板と、表示セルを選択するための
    アドレス電極を形成した背面板とが互いに平行かつ対向
    して配設され、上記前面板と上記背面板の間にバリアリ
    ブによって分離された放電空間を有する複数個の放電セ
    ルが存在し、該放電セル中に少なくとも1種類以上の発
    光色を示す蛍光面が形成されてなるプラズマディスプレ
    イパネルにおいて、 上記表示電極を被覆するように可視光に対して透明な誘
    電体層が形成され、該誘電体層上に、熱処理を施された
    MgOを主成分とする保護膜が形成されていることを特
    徴とするプラズマディスプレイパネル。
  2. 【請求項2】 請求項1に記載のプラズマディスプレイ
    パネルにおいて、 上記保護膜の熱処理温度を300〜400℃としたこと
    を特徴とするプラズマディスプレイパネル。
  3. 【請求項3】 請求項1または2に記載のプラズマディ
    スプレイパネルにおいて、 上記熱処理を施されたMgOを主成分とする保護膜の膜
    厚を、0.2〜2マイクロメートルとしたことを特徴と
    するプラズマディスプレイパネル。
  4. 【請求項4】 請求項1または2または3に記載のプラ
    ズマディスプレイパネルを作製するための製造方法であ
    って、 上記前面板と上記背面板を張り合わせるのに先立って、
    MgOを主成分とする保護膜を形成した前面板を熱処理
    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。
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