JP2000021304A - ガス放電表示デバイスの製造方法 - Google Patents
ガス放電表示デバイスの製造方法Info
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Abstract
放電表示デバイスの製造を可能にすることを目的とす
る。 【解決手段】基板11上に配列された電極X,Yを覆っ
て表示領域の全域に拡がる誘電体層17を有したガス放
電表示デバイス1の製造において、電極X,Yの配列を
終えた段階以降の基板構体の表面に、誘電体層17とし
てプラズマ気相成長法によって成膜の下地面を等方的に
覆う層を形成する。
Description
などの放電のための電極群及びそれを覆う誘電体層を有
したガス放電表示デバイスの製造方法に関する。
面のテレビジョン映像やコンピュータ出力の表示デバイ
スとして普及しつつある。市場ではより大画面でより高
品位のデバイスが求められている。
構造のAC型PDPが商品化されている。これは、マト
リクス表示の行(ライン)毎に点灯維持のための一対の
主電極(第1及び第2の電極)が配置され、列毎にアド
レス電極(第3の電極)が配置されたものである。AC
型であるので、表示に際しては主電極を覆う誘電体層の
メモリ機能が利用される。すなわち、線走査形式で表示
内容に応じた帯電状態を形成するアドレッシングを行
い、その後に全ての主電極対に対して一斉に交番極性の
点灯維持電圧Vsを印加する。これにより、壁電荷の存
在するセルのみにおいて実効電圧(セル電圧ともいう)
Veffが放電開始電圧Vfを越えて基板面に沿った面
放電が生じる。点灯維持電圧Vsの印加周期を短くすれ
ば、見かけの上で連続した点灯状態が得られる。
めの蛍光体層を主電極対を配置した基板と対向する他方
の基板上に設けることによって、放電時のイオン衝撃に
よる蛍光体層の劣化を軽減し、長寿命化を図ることがで
きる。蛍光体層を背面側の基板上に配置したものは“反
射型”と呼称され、逆に前面側の基板上に配置したもの
は“透過型”と呼称されている。発光効率に優れるの
は、蛍光体層における前面側表面が発光する反射型であ
る。
は、低融点ガラスペーストをベタ膜状に印刷して焼成す
る厚膜手法によって形成されていた。なお、主電極間の
静電容量を低減するため、低融点ガラスよりも比誘電率
の小さい材料からなる誘電体層の形成が検討されてお
り、その例として特開平9−35641号公報にポリイ
ミドをスクリーン印刷し、又はスピナーで塗布する旨の
記載がある。
誘電体層では、焼成時に気泡が発生し、画面の全体にわ
たって膜質を均一にするのが難しいという問題があっ
た。気泡は主電極とアドレス電極との間の耐圧を低下さ
せる。加えて、気泡によって透明性が低下するので、誘
電体層が放電空間の前面側に位置する反射型のPDPで
は、誘電体層によって輝度が損なわれていた。
とから電極間の静電容量の充電に多くの電力を費やすと
いう問題、及び焼成時に基板に熱歪みが生じるという問
題もあった。電極間の静電容量については誘電体層を薄
くすることが考えられるが、薄くすると塗布むらが生じ
易くなり、放電特性のばらつきが顕著になるとともに電
極群の一部が露出するおそれが高まる。
式的に示す図8のように、スクリーン印刷やスピンコー
トによる誘電体層17pの上面は、下地面の起伏に係わ
らずほぼ平坦になる。このため、対をなす主電極Xp,
Ypのそれぞれが透明導電膜41pとその一部に重なる
金属膜42pとからなる反射型においては、誘電体層1
7pのうちの金属膜42pを覆う部分が透明導電膜41
pを覆う部分より薄くなるので、放電ギャップから遠い
にも係わらず金属膜42pの上方で強い放電が起こる。
この放電は、それによる発光が金属膜42pで遮光され
るので、表示に寄与しない無駄な電力消費となる。
よって誘電体層を形成する試みがなされたが、蒸着法及
び常圧CVD法ではクラックを生じさせずに十分な厚さ
の成膜を行うことができなかった。
層を有したガス放電表示デバイスの製造を可能にするこ
とを目的としている。
体層の形成にプラズマ気相成長法(プラズマCVD法)
を用いる。成膜条件を適切に選定して膜の応力を制御す
ることにより、クラック耐性の高い所定厚さの層を得る
ことができる。焼成によらないので誘電体層を低融点ガ
ラス以外の物質からなる層とすることもでき、例えば二
酸化珪素(SiO2 )、酸化窒化珪素(SiON)、窒
化珪素(SiN)などの珪素化合物、又は有機酸化珪素
(RSiO:Rはアルキル基、アリル基を示す)の層と
すれば、低融点ガラス層の場合よりも比誘電率は大幅に
小さくなる。
に対して等方的に堆積が進行するので、電極の上面に段
差があっても電極の覆う誘電体層の厚さは均等になる。
したがって、電極が透明導電膜と金属膜との積層構造で
ある場合に、金属膜の上方での無用の放電を抑えること
ができる。
れた電極を覆って表示領域の全域に拡がる誘電体層を有
したガス放電表示デバイスの製造方法であって、前記電
極の配列を終えた段階以降の基板構体の表面に、前記誘
電体層としてプラズマ気相成長法によって成膜の下地面
を等方的に覆う層を形成するものである。
電膜に金属膜を重ねた複層構造の主電極が面放電を生じ
させるための電極対を構成するように配列され、前記主
電極を覆って表示領域の全域に拡がる誘電体層を有した
ガス放電表示デバイスの製造に適用される。
域以上の大きさの板状の支持体と他の少なくとも1種の
デバイス構成要素とからなる構造体を意味する。すなわ
ち、支持体としての基板に複数種のデバイス構成要素を
順に形成していく製造過程において、最初のデバイス構
成要素の形成を終えた後の各段階の基板を主体とする仕
掛品は基板構体である。
記誘電体層の形成以前に、前記電極のそれぞれを部分的
に覆う絶縁体層を形成する。請求項4の発明の製造方法
においては、前記誘電体層の形成以前に、前記表示領域
のうちの放電間隙を除いた電極間部分に遮光層を設け
る。
記誘電体層として珪素化合物からなる層を形成する。請
求項6の発明の製造方法においては、前記誘電体層とし
て圧縮応力を有した層を形成する。
係るPDP1の電極配列を示す平面図である。
の主電極X,Yが平行配置され、各セルCにおいて主電
極X,Yと第3の電極としてのアドレス電極Aとが交差
する3電極面放電構造のAC型PDPである。主電極
X,Yはともに画面の行方向(水平方向)に延び、一方
の主電極Yはアドレッシングに際して行単位にセルCを
選択するためのスキャン電極として用いられる。アドレ
ス電極Aは列方向(垂直方向)に延びており、列単位に
セルCを選択するためのデータ電極として用いられる。
基板面のうちの主電極群とアドレス電極群とが交差する
範囲が表示領域(画面)ESとなる。
造を示す分解斜視図である。PDP1は反射型であっ
て、一対の基板構体10,20からなる。PDP1にお
いて、主電極X,Yは前面側の基板構体10の基材であ
るガラス基板11の内面に、行毎に一対ずつ配列されて
いる。行は水平方向のセル列である。主電極X,Yは、
それぞれが透明導電膜41と金属膜(バス導体)42と
からなり、厚さ10μm程度の誘電体層17で被覆され
ている。誘電体層17の表面にはマグネシア(MgO)
からなる厚さ数千オングストロームの保護膜18が設け
られている。アドレス電極Aは、背面側の基板構体20
の基材であるガラス基板21の内面に配列されており、
誘電体層24によって被覆されている。誘電体層24の
上には、高さ150μmの平面視直線帯状の隔壁29が
各アドレス電極Aの間に1つずつ設けられている。これ
らの隔壁29によって放電空間30が行方向にサブピク
セル(単位発光領域)毎に区画され、且つ放電空間30
の間隙寸法が規定されている。そして、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被覆
するように、カラー表示のためのR,G,Bの3色の蛍
光体層28R,28G,28Bが設けられている。放電
空間30には主成分のネオンにキセノンを混合した放電
ガスが充填されており、蛍光体層28R,28G,28
Bは放電時にキセノンが放つ紫外線によって局部的に励
起されて発光する。表示の1ピクセル(画素)は行方向
に並ぶ3個のサブピクセルで構成される。各サブピクセ
ル内の構造体がセル(表示素子)C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
電空間30のうちの各列に対応した部分は全ての行Lに
跨がって列方向に連続している。
面構造の模式図である。同図では誘電体層17の形状の
理解を容易にするため、PDP1の前面側を図の下側と
してある。また、保護膜の図示を省略してある。後述す
る他の実施形態に係るPDPの要部断面構造についても
図示の要領は同様である。
41における面放電ギャップと反対の側の端部に寄せて
配置されている。誘電体層17は、このような主電極
X,Yを等方的に覆うように形成されており、圧縮応力
Fを有している。誘電体層17の厚さが均等であるの
で、面放電ギャップから遠い金属膜42の上方での不要
の放電は起こりにくい。したがって、駆動電圧の選定に
よって放電範囲を適正化するのが容易である。また、圧
縮応力Fによりクラックの発生が抑制されている。
1,21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を作製し、両基板構体
10,20を重ね合わせて対向間隙の周縁を封止し、内
部の排気及び放電ガスの充填を行う一連の工程によって
製造される。その際、基板構体10の構成要素である誘
電体層17は薄膜形成法の一種であるプラズマCVD法
によって形成される。
概略図である。プラズマCVD装置100は平行平板型
である。真空チャンバ内に主電極X,Yの配列を終えた
段階の基板構体10’を配置し、プラズマを発生させて
下地面sに所定の物質を堆積させる。下地面sは主電極
X,Y及びガラス基板11の露出面である。例えば、ソ
ースガスとしてテトラエトキシシラン〔TEOS:Si
(C2 H5 O)4 〕を導入するとともに反応ガスとして
と酸素(O2 )とを導入し、SiO2 からなる誘電体層
17を形成する。 〔実施例1〕平行平板型のプラズマCVD装置100を
用い、シリコン基板とソーダライムガラス基板とにそれ
ぞれ次の条件でSiO2 膜を成膜した。
09 dyn/cm2 、ソーダライムガラス基板では−
1.9×109 dyn/cm2 の圧縮応力を有してお
り、比誘電率は4.1であった。
主電極からなる基板構体に厚さ10μmのSiO2 膜を
成膜した。
た状態で凸状に約5mm反った。SiO2 膜の上に厚さ
0.5μmのMgO膜を蒸着法によって成膜し、それに
より得られた基板構体と別途に作製した背面側の基板構
体とを張り合わせてPDPを完成させた。発光効率の測
定結果は1.5lm/Wであった。 〔実施例2〕平行平板型のプラズマCVD装置100を
用い、シリコン基板とソーダライムガラス基板とにそれ
ぞれ次の条件でSiO2 膜を成膜した。
09 dyn/cm2 の引張応力を有し、ソーダライムガ
ラス基板では−0.2×109 dyn/cm2の圧縮応
力を有しており、比誘電率は4.1であった。
ガラス基板及び主電極からなる基板構体に、厚さ10μ
mのSiO2 膜を成膜した。成膜により基板構体は成膜
面を上側に向けた状態で凸状に約1mm反った。SiO
2 膜の上に厚さ0.5μmのMgO膜を蒸着法によって
成膜して得られた基板構体と、別途に作製した背面側の
基板構体とを張り合わせてPDPを完成させた。発光効
率の測定結果は1.5lm/Wであった。 〔実施例3〕平行平板型のプラズマCVD装置100を
用い、試料基板に次の条件で有機酸化珪素膜(CH3 S
iO)を成膜した。
ガラス基板及び主電極からなる基板構体に、厚さ10μ
mのCH3 SiO膜を成膜した。このCH3 SiO膜の
上に厚さ0.5μmのMgO膜を蒸着法によって成膜し
て得られた基板構体と、別途に作製した背面側の基板構
体とを張り合わせてPDPを完成させた。発光効率の測
定結果は1.7lm/Wであった。 〔比較例1〕常圧CVD装置100を用い、シリコン基
板とソーダライムガラス基板とにそれぞれ次の条件でS
iO2 膜(熱CVD膜)を成膜した。
09 dyn/cm2 、ソーダライムガラス基板では+
2.3×109 dyn/cm2 の引張応力を有してい
た。
ガラス基板及び主電極とからなる基板構体に、厚さ10
μmのSiO2 膜を成膜した。膜面に多数のクラックが
発生し、PDPを組み立てることができなかった。 〔比較例2〕平行平板型のプラズマCVD装置100を
用い、シリコン基板とソーダライムガラス基板とにそれ
ぞれ次の条件でSiO2 膜を成膜した。
09 dyn/cm2 の引張応力を有し、ソーダライムガ
ラス基板では−4.6×109 dyn/cm2の圧縮応
力を有していた。
ガラス基板及び主電極とからなる基板構体に、厚さ10
μmのSiO2 膜を成膜した。成膜により基板構体は成
膜面を上側に向けた状態で凸状に約12mm反った。反
りが過大であるため、背面側の基板構体と張り合わせる
ことができなかった。 〔比較例3〕従来の厚膜手法により誘電体層を形成し
た。すなわち、実施例1と同じ表1の材質のガラス基板
及び主電極とからなる基板構体に、PbO−BO−Si
O系フリットガラスをロールコータで30μmの厚さに
印刷し、コンベア炉を用いて大気雰囲気で焼成した(5
80℃,60min)。得られた低融点ガラス層は無数
の泡を含んでおり、比誘電率の測定値は12.0であっ
た。低融点ガラス層の上に厚さ0.5μmのMgO膜を
蒸着法によって成膜し、得られた基板構体と別途に作製
した背面側の基板構体とを張り合わせてPDPを完成さ
せた。発光効率の測定結果は0.8lm/Wであった。 〔第2実施形態〕図5は第2実施形態に係るPDPの要
部断面構造の模式図である。
の上に透明導電膜41bと金属膜42bとを順に設けて
主電極Xb,Ybを形成した後、薄膜手法で誘電体層1
7bを成膜する以前に、金属膜42bの上に絶縁体層5
0が設けられている。これにより、主電極Xb,Ybの
うちの金属膜42bの重なる部分を被覆する層が他の部
分より厚くなるので、金属膜42bの上方での不要の放
電が抑えられて発光効率が高まる。 〔第3実施形態〕図6は第3実施形態に係るPDPの要
部断面構造の模式図である。図7は第3実施形態に係る
PDPの表示領域の平面図である。
11cの上に透明導電膜41cと金属膜42cとを順に
設けて主電極Xc,Ycを形成した後、薄膜手法で誘電
体層17cを成膜する以前に、金属膜42cと逆スリッ
トS1とを覆うように暗色の絶縁体層55が設けられて
いる。逆スリットS1は隣接する行どうしの電極配列間
隙であり、面放電ギャップである行内の電極配列間隙
(スリット)S1より幅広である。絶縁体層55によ
り、図7のように表示領域EScの全体ではストライプ
状の遮光パターンが形成され、行間において蛍光体層が
隠れて表示のコントラストが高まる。加えて、主電極X
c,Ycのうちの金属膜42cの重なる部分を被覆する
層が他の部分より厚くなるので、金属膜42cの上方で
の不要の放電が抑えられて発光効率が高まる。
い温度で誘電体層17,17b,17cを設けることが
でき、基板の熱歪みを低減することができる。また、誘
電体層17,17b,17cの比誘電率が従来の低融点
ガラス層より低いので電極間容量が低減されて消費電力
が少なくなる。さらに、誘電体層17,17b,17c
が鉛、亜鉛などの金属を含まないので、製造の作業安全
性が高まり、リサイクル性に優れたPDP1,2,3が
得られる。
比誘電率の小さい均質な誘電体層を有したガス放電表示
デバイスの製造が可能になる。
り確実に抑制することができる。請求項4の発明によれ
ば、不要の放電をより確実に抑制することができるとと
もに、表示のコントラストを高めることができる。
ある。
解斜視図である。
式図である。
る。
式図である。
式図である。
である。
Claims (6)
- 【請求項1】基板上に配列された電極を覆って表示領域
の全域に拡がる誘電体層を有したガス放電表示デバイス
の製造方法であって、 前記電極の配列を終えた段階以降の基板構体の表面に、
前記誘電体層としてプラズマ気相成長法によって成膜の
下地面を等方的に覆う層を形成することを特徴とするガ
ス放電表示デバイスの製造方法。 - 【請求項2】基板上に透明導電膜に金属膜を重ねた複層
構造の主電極が面放電を生じさせるための電極対を構成
するように配列され、前記主電極を覆って表示領域の全
域に拡がる誘電体層を有したガス放電表示デバイスの製
造方法であって、 前記電極の配列を終えた段階以降の基板構体の表面に、
前記誘電体層としてプラズマ気相成長法によって成膜の
下地面を等方的に覆う層を形成することを特徴とするガ
ス放電表示デバイスの製造方法。 - 【請求項3】前記誘電体層の形成以前に、前記電極のそ
れぞれを部分的に覆う絶縁体層を形成する請求項2記載
のガス放電表示デバイスの製造方法。 - 【請求項4】前記誘電体層の形成以前に、前記表示領域
のうちの放電間隙を除いた電極間部分に遮光層を設ける
請求項2記載のガス放電表示デバイスの製造方法。 - 【請求項5】前記誘電体層として珪素化合物からなる層
を形成する請求項1乃至請求項4のいずれかに記載のガ
ス放電表示デバイスの製造方法。 - 【請求項6】前記誘電体層として圧縮応力を有した層を
形成する請求項1乃至請求項5のいずれかに記載のガス
放電表示デバイスの製造方法。
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