【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、表面及びその形成方法と、テレビやコンピュータ等の画像表示に用いられるプラズマディスプレイ装置（以下「ＰＤＰ」と称す）及びそ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の場合、その製造工程は、前面基板の形成工程、背面基板の形成工程及びこれらの組立工程に大別され、特に前面基板の形成工程は、電極の形成工程と、誘電体層の形成工程と、誘電体保護層の形成工程からなる。
【０００３】
この前面基板の構造の一例を図７に示す。ガラス基板１上に電極２、誘電体層３を形成し、その上に、放電によるイオン衝突から誘電体層３を保護するとともに、２次電子放出による蛍光体の発光を促進する目的で、誘電体保護層４が形成されている。この誘電体保護層は、一般的には耐スパッタ性能に優れかつ２次電子放出係数の高い酸化マグネシウム（ＭｇＯ）が広く用いられている。
【０００４】
しかし、ＭｇＯ膜は、形成後に大気に曝され、大気中の水分（Ｈ２Ｏ）や二酸化炭素（ＣＯ２）と反応して水酸化マグネシウム、炭酸マグネシウムなどの化合物を生成し、その化合物がＭｇＯ膜の表面に析出する。その表面に存在する化合物層１６の影響のため、初期放電特性のばらつきや劣化を招いたり、エージング工程に多量の時間を要したりするなどの問題が生じている。
【０００５】
特許文献１では、誘電体保護層の第２保護層として、フッ化物材料を主成分とするガス吸収防止膜を形成する方法が提案されている。
【０００６】
また、特許文献２では、誘電体保護層であるＭｇＯ表面をプラズマエッチングすることで、ＭｇＯの２次電子放出係数を向上させ、ＰＤＰの発光効率を改善する方法が提案されている。
【０００７】
【特許文献１】
特開２０００−３４８６２６号公報
【特許文献２】
特開平１０−３３４８１１号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来例のＰＤＰでは、誘電体保護層の２次電子放出係数が所望の値に制御しきれないという問題点があった。
【０００９】
特許文献１に示されたＰＤＰでは、フッ化物材料を主成分とするガス吸収防止膜の存在により、水分や二酸化炭素の吸着が抑制され、誘電体保護層の特性は安定化するものの、フッ化物そのものの２次電子放出係数がＭｇＯ本来の２次電子放出係数よりも小さいため、放電開始電圧が高くなってしまうという問題点があった。
【００１０】
また、特許文献２に示されたＰＤＰでは、ピラミッド状の微細な凹凸から２次電子が放出されやすくなるものの、誘電体保護層の表面積が極めて大きいために、水分や二酸化炭素などの吸着の影響が大きく、誘電体保護層の特性が安定しないという問題点があった。また、単にＭｇＯ表面をスパッタリングしているだけであり、２次電子放出係数を高められるほど十分に大きな凹凸形状が得られるとは考えられない。
【００１１】
本発明は、上記従来の問題点に鑑み、２次電子放出係数を所望の値に制御できる表面及びその形成方法と、良好な特性が安定して得られるディスプレイ装置及びその製造方法を提供することを目的としている。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本願の第１発明の凹凸表面を有する物体は、微小な凹凸が設けられ、かつ、マグネシウム、酸素、フッ素を主成分とする凹凸表面を有する物体であって、凹凸の算術平均粗さをＲａ、凹凸の平均間隔をＳｍとしたとき、０．１μｍ＜Ｒａ＜０．４μｍ、０．３＜Ｒａ／Ｓｍ＜１０なる関係を満たすことを特徴とする。
【００１３】
本願の第２発明の凹凸表面を有する物体は、微小な凹凸が設けられ、かつ、マグネシウム、酸素、フッ素を主成分とする層とマグネシウム、酸素を主成分とする層の２層からなる凹凸表面を有する物体であって、凹凸の算術平均粗さをＲａ、凹凸の平均間隔をＳｍとしたとき、０．１μｍ＜Ｒａ＜０．４μｍ、０．３＜Ｒａ／Ｓｍ＜１０なる関係を満たすことを特徴とする。
【００１４】
本願の第３発明の凹凸表面を有する物体の形成方法は、フッ素を含む気相中でマグネシウム、酸素、フッ素を主成分とする薄膜を堆積するステップと、パターンの大きさが平均で０．１μｍ以上１．３μｍ以下のマスクをパターニングするステップと、マスクされた部分以外をエッチングするステップと、マスクを除去するステップとを含むことを特徴とする。
【００１５】
本願の第４発明の凹凸表面を有する物体の形成方法は、フッ素を含む気相中でマグネシウム、酸素、フッ素を主成分とする薄膜を堆積するステップと、大きさが平均で０．０１μｍ以上１．３μｍ以下の粒子を分散塗布するステップと、粒子で覆われた部分以外をエッチングするステップと、粒子を除去するステップとを含むことを特徴とする。
【００１６】
本願の第３または第４発明の凹凸表面を有する物体の形成方法において、好適には、フッ素を含む気相中でマグネシウム、酸素、フッ素を主成分とする薄膜を堆積するステップにおいて、Ｆ２ガスを含む雰囲気中で酸化マグネシウムを真空蒸着することが望ましい。或いは、フッ素を含む気相中でマグネシウム、酸素、フッ素を主成分とする薄膜を堆積するステップにおいて、Ｆ２ガスを含む雰囲気中で酸化マグネシウムをスパッタリングしてもよい。或いは、フッ素を含む気相中でマグネシウム、酸素、フッ素を主成分とする薄膜を堆積するステップにおいて、Ｆを含むガスのプラズマ中で酸化マグネシウムをスパッタリングしてもよい。
【００１７】
また、好適には、エッチングするステップにおいて、エッチング深さが０．１μｍ以上０．４μｍ以下であることが望ましい。
【００１８】
本願の第５発明の凹凸表面を有する物体の形成方法は、マグネシウム、酸素を主成分とする薄膜を堆積するステップと、パターンの大きさが平均で０．１μｍ以上１．３μｍ以下のマスクをパターニングするステップと、マスクされた部分以外をエッチングするステップと、マスクを除去するステップと、フッ化するステップとを含むことを特徴とする。
【００１９】
本願の第６発明の凹凸表面を有する物体の形成方法は、マグネシウム、酸素を主成分とする薄膜を堆積するステップと、大きさが平均で０．０１μｍ以上１．３μｍ以下の粒子を分散塗布するステップと、粒子で覆われた部分以外をエッチングするステップと、粒子を除去するステップと、フッ化するステップとを含むことを特徴とする。
【００２０】
本願の第５または第６発明の凹凸表面を有する物体の形成方法において、好適には、マグネシウム、酸素を主成分とする薄膜を堆積するステップにおいて、酸化マグネシウムを真空蒸着することが望ましい。或いは、マグネシウム、酸素を主成分とする薄膜を堆積するステップにおいて、酸化マグネシウムをスパッタリングしてもよい。
【００２１】
また、好適には、エッチングするステップにおいて、エッチング深さが０．１μｍ以上０．４μｍ以下であることが望ましい。
【００２２】
また、好適には、フッ化するステップにおいて、Ｆ２ガスを含む雰囲気中で凹凸表面を１００℃以上４００℃以下の温度に保つことが望ましい。或いは、フッ化するステップにおいて、Ｆを含むガスのプラズマ中に曝してもよい。
【００２３】
本願の第７発明のディスプレイ装置は、２つの平行に配置された基板の間に、電極、誘電体層、誘電体保護層、隔壁及び蛍光体層が形成されたプラズマディスプレイ装置であって、誘電体保護層が、微小な凹凸が設けられ、かつ、マグネシウム、酸素、フッ素を主成分とする凹凸表面を有し、凹凸の算術平均粗さをＲａ、凹凸の平均間隔をＳｍとしたとき、０．１μｍ＜Ｒａ＜０．４μｍ、０．３＜Ｒａ／Ｓｍ＜１０なる関係を満たすことを特徴とする。
【００２４】
本願の第８発明のディスプレイ装置は、２つの平行に配置された基板の間に、電極、誘電体層、誘電体保護層、隔壁及び蛍光体層が形成されたプラズマディスプレイ装置であって、誘電体保護層が、微小な凹凸が設けられ、かつ、マグネシウム、酸素、フッ素を主成分とする層とマグネシウム、酸素を主成分とする層の２層からなる凹凸表面を有し、凹凸の算術平均粗さをＲａ、凹凸の平均間隔をＳｍとしたとき、０．１μｍ＜Ｒａ＜０．４μｍ、０．３＜Ｒａ／Ｓｍ＜１０なる関係を満たすことを特徴とする。
【００２５】
本願の第９発明のディスプレイ装置の製造方法は、２つの平行に配置された基板の間に、電極、誘電体層、誘電体保護層、隔壁及び蛍光体層が形成されたプラズマディスプレイ装置の製造方法であって、誘電体保護層を形成する工程が、フッ素を含む気相中でマグネシウム、酸素、フッ素を主成分とする薄膜を堆積するステップと、パターンの大きさが平均で０．１μｍ以上１．３μｍ以下のマスクをパターニングするステップと、マスクされた部分以外をエッチングするステップと、マスクを除去するステップとを含むことを特徴とする。
【００２６】
本願の第１０発明のディスプレイ装置の製造方法は、２つの平行に配置された基板の間に、電極、誘電体層、誘電体保護層、隔壁及び蛍光体層が形成されたプラズマディスプレイ装置の製造方法であって、誘電体保護層を形成する工程が、フッ素を含む気相中でマグネシウム、酸素、フッ素を主成分とする薄膜を堆積するステップと、大きさが平均で０．０１μｍ以上１．３μｍ以下の粒子を分散塗布するステップと、粒子で覆われた部分以外をエッチングするステップと、粒子を除去するステップとを含むことを特徴とする。
【００２７】
本願の第９または第１０発明のディスプレイ装置の製造方法において、好適には、フッ素を含む気相中でマグネシウム、酸素、フッ素を主成分とする薄膜を堆積するステップにおいて、Ｆ２ガスを含む雰囲気中で酸化マグネシウムを真空蒸着することが望ましい。或いは、フッ素を含む気相中でマグネシウム、酸素、フッ素を主成分とする薄膜を堆積するステップにおいて、Ｆ２ガスを含む雰囲気中で酸化マグネシウムをスパッタリングしてもよい。或いは、フッ素を含む気相中でマグネシウム、酸素、フッ素を主成分とする薄膜を堆積するステップにおいて、Ｆを含むガスのプラズマ中で酸化マグネシウムをスパッタリングしてもよい。
【００２８】
また、好適には、エッチングするステップにおいて、エッチング深さが０．１μｍ以上０．４μｍ以下であることが望ましい。
【００２９】
本願の第１１発明のディスプレイ装置の製造方法は、２つの平行に配置された基板の間に、電極、誘電体層、誘電体保護層、隔壁及び蛍光体層が形成されたプラズマディスプレイ装置の製造方法であって、誘電体保護層を形成する工程が、マグネシウム、酸素を主成分とする薄膜を堆積するステップと、パターンの大きさが平均で０．１μｍ以上１．３μｍ以下のマスクをパターニングするステップと、マスクされた部分以外をエッチングするステップと、マスクを除去するステップと、フッ化するステップとを含むことを特徴とする。
【００３０】
本願の第１２発明のディスプレイ装置の製造方法は、２つの平行に配置された基板の間に、電極、誘電体層、誘電体保護層、隔壁及び蛍光体層が形成されたプラズマディスプレイ装置の製造方法であって、誘電体保護層を形成する工程が、マグネシウム、酸素を主成分とする薄膜を堆積するステップと、大きさが平均で０．０１μｍ以上１．３μｍ以下の粒子を分散塗布するステップと、粒子で覆われた部分以外をエッチングするステップと、粒子を除去するステップと、フッ化するステップとを含むことを特徴とする。
【００３１】
本願の第１１または第１２発明のディスプレイ装置の製造方法において、好適には、マグネシウム、酸素を主成分とする薄膜を堆積するステップにおいて、酸化マグネシウムを真空蒸着することが望ましい。或いは、マグネシウム、酸素を主成分とする薄膜を堆積するステップにおいて、酸化マグネシウムをスパッタリングしてもよい。
【００３２】
また、好適には、エッチングするステップにおいて、エッチング深さが０．１μｍ以上０．４μｍ以下であることが望ましい。
【００３３】
また、好適には、フッ化するステップにおいて、Ｆ２ガスを含む雰囲気中で凹凸表面を１００℃以上４００℃以下の温度に保つことが望ましい。或いは、フッ化するステップにおいて、Ｆを含むガスのプラズマ中に曝してもよい。
【００３４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の第１実施形態について、図１乃至図２を参照して説明する。
【００３５】
図１は、本発明の第１実施形態における、プラズマディスプレイ装置の製造方法を示す。
【００３６】
図１（ａ）において、プラズマディスプレイ装置の構成要素である２つの平行に配置された基板のうち、表面板と呼ばれる、ディスプレイを鑑賞する人に近い側のガラス基板１上に、電極２、誘電体層３、誘電体保護層４が形成されている。隔壁及び蛍光体層は、図示されていない裏面板（ディスプレイを鑑賞する人に遠い側のガラス基板）上に形成される。誘電体保護層４を形成する工程は、図２に示す真空蒸着装置を用いて行われる（後述）。
【００３７】
次に、図１（ｂ）において、パターンの面方向の大きさが０．４μｍのレジストマスクを形成する。レジストマスクはスピンコータやディスペンサなどを用いて全面に塗布され、その後、フォトリソ技術を用いて、露光・現像・ベーキングを行うことで、図１（ｂ）のような状態を得ることができる。次いで、図１（ｃ）に示すように、ドライエッチングにより、マスクされた部分以外の誘電体保護層４を０．４μｍの深さだけエッチングする。次に、マスク５を除去することで、図１（ｄ）に示すような微小な凹凸状の表面を得ることができる。
【００３８】
図２は、誘電体保護層４を形成するための真空蒸着装置の断面図である。図２において、真空容器６内に、基板１が載置される。ガス供給装置７から所定のガスを導入することができ、また、ポンプ８によって真空容器６内を排気することができる。蒸着源９には酸化マグネシウムのペレットが入れられており、電子銃１０から蒸着源９に電子線を照射することにより、酸化マグネシウム粒子が飛び出す。このとき、ガス供給装置からＦ２ガスを供給しつつ、ポンプ８によって真空容器６内を排気した状態で蒸着を行うと、基板１上に堆積する薄膜内にフッ素が取り込まれ、基板１上にマグネシウム、酸素、フッ素を主成分とする薄膜が堆積する。
【００３９】
このようにして得られた表面板において、ディスプレイ装置として駆動される際にプラズマに接することになる誘電体保護層４は、微細な凹凸形状を有するため２次電子が放出されやすくなり、かつ、水分や二酸化炭素の吸着が抑制され、誘電体保護層としての特性が安定であった。すなわち、誘電体保護層４の２次電子放出係数を所望の値に制御でき、かつ、良好な特性が安定して得られるディスプレイ装置及びその製造方法を提供することができた。
【００４０】
次に、本発明の第２実施形態について、図３乃至図４を参照して説明する。
【００４１】
図３は、本発明の第２実施形態における、プラズマディスプレイ装置の製造方法を示す。
【００４２】
図３（ａ）において、プラズマディスプレイ装置の構成要素である２つの平行に配置された基板のうち、表面板と呼ばれる、ディスプレイを鑑賞する人に近い側のガラス基板１上に、電極２、誘電体層３、誘電体保護層４が形成されている。隔壁及び蛍光体層は、図示されていない裏面板（ディスプレイを鑑賞する人に遠い側のガラス基板）上に形成される。誘電体保護層４を形成する工程は、図４に示すスパッタリング装置を用いて行われる（後述）。次に、図３（ｂ）において、平均の大きさが０．４μｍの微粒子１１を分散塗布する。微粒子１１は、静電気を用いて分散塗布してもよいし、ペーストに混合させて塗布した後、ペーストを熱またはプラズマで除去してもよい。微粒子１１の材質としては、ガラス、セラミックなどの誘電体を用いてもよいし、ニッケル、アルミなどの金属を用いてもよい。次いで、図３（ｃ）に示すように、ドライエッチングにより、粒子１１で覆われた部分以外の誘電体保護層４を０．４μｍの深さだけエッチングする。次に、粒子１１を除去することで、図３（ｄ）に示すような微小な凹凸状の表面を得ることができる。
【００４３】
図４は、誘電体保護層４を形成するためのスパッタリング装置の断面図である。
【００４４】
図４において、真空容器６内に、基板１が載置される。ガス供給装置７から所定のガスを導入することができ、また、ポンプ８によって真空容器６内を排気することができる。ターゲット１２は酸化マグネシウム製であり、電源１３から高周波電力をターゲットに供給することにより、真空容器６内にプラズマが発生する。このとき、ガス供給装置からＡｒガスとＦ２ガスの混合ガスを供給しつつ、ポンプ８によって真空容器６内を排気した状態でスパッタリングを行うと、基板１上に堆積する薄膜内にフッ素が取り込まれ、基板１上にマグネシウム、酸素、フッ素を主成分とする薄膜が堆積する。
【００４５】
なお、ターゲット１２の裏には磁石１４が配置され、スパッタリング速度を高められるように構成されている。
【００４６】
このようにして得られた表面板において、ディスプレイ装置として駆動される際にプラズマに接することになる誘電体保護層４は、微細な凹凸形状を有するため２次電子が放出されやすくなり、かつ、水分や二酸化炭素の吸着が抑制され、誘電体保護層としての特性が安定であった。すなわち、誘電体保護層４の２次電子放出係数を所望の値に制御でき、かつ、良好な特性が安定して得られるディスプレイ装置及びその製造方法を提供することができた。
【００４７】
次に、本発明の第３実施形態について、図５を参照して説明する。
【００４８】
図５は、本発明の第３実施形態における、プラズマディスプレイ装置の製造方法を示す。
【００４９】
図５（ａ）において、プラズマディスプレイ装置の構成要素である２つの平行に配置された基板のうち、表面板と呼ばれる、ディスプレイを鑑賞する人に近い側のガラス基板１上に、電極２、誘電体層３、誘電体保護層４が形成されている。隔壁及び蛍光体層は、図示されていない裏面板（ディスプレイを鑑賞する人に遠い側のガラス基板）上に形成される。誘電体保護層４を形成する工程は、図２に示す真空蒸着装置を用いて行われ、ガスを供給せずに蒸着することで、酸素とマグネシウムを主成分とする薄膜が形成される。
【００５０】
次に、図５（ｂ）において、パターンの面方向の大きさが０．４μｍのレジストマスクを形成する。レジストマスクはスピンコータやディスペンサなどを用いて全面に塗布され、その後、フォトリソ技術を用いて、露光・現像・ベーキングを行うことで、図５（ｂ）のような状態を得ることができる。次いで、図５（ｃ）に示すように、ドライエッチングにより、マスクされた部分以外の誘電体保護層４を０．４μｍの深さだけエッチングする。次に、マスク５を除去することで、図５（ｄ）に示すような微小な凹凸状の表面を得ることができる。次に、Ｆ２ガスを含む雰囲気中で表面を１５０℃に２０分間保つことにより表面がフッ化され、図５（ｅ）に示すように、微小な凹凸が設けられ、かつ、マグネシウム、酸素、フッ素を主成分とする層１５とマグネシウム、酸素を主成分とする層４の２層からなる表面を得ることができる。
【００５１】
このようにして得られた表面板において、ディスプレイ装置として駆動される際にプラズマに接することになる誘電体保護層４は、微小な凹凸が設けられ、かつ、マグネシウム、酸素、フッ素を主成分とする層１５とマグネシウム、酸素を主成分とする層４の２層からなるため、２次電子が放出されやすくなり、かつ、水分や二酸化炭素の吸着が抑制され、誘電体保護層としての特性が安定であった。すなわち、誘電体保護層４の２次電子放出係数を所望の値に制御でき、かつ、良好な特性が安定して得られるディスプレイ装置及びその製造方法を提供することができた。
【００５２】
なお、本実施形態で得られた誘電体保護層４は、本発明の第１、第２実施形態における誘電体保護層よりも優れた点がある。それは、誘電体保護層としての特性の、累積駆動時間依存性が小さいことである。マグネシウム、酸素、フッ素を主成分とする薄膜は、同じ表面形状であればマグネシウム、酸素を主成分とする薄膜よりも２次電子放出係数が小さい。本実施形態では、表面形状を微小な凹凸とすることで、２次電子放出係数を高めている。累積駆動時間が長くなるにつれ、プラズマへの曝露によって誘電体保護層４は徐々にスパッタリングされていき、微小な凹凸が次第に消失していく。一方で、徐々にフッ素含有率の低い部分が最表面に現れてくるため、微小な凹凸の消失による２次電子放出係数の低下を補う効果が発現し、結果として、安定した２次電子放出係数が得られることになる。
【００５３】
次に、本発明の第４実施形態について、図６を参照して説明する。
【００５４】
図６は、本発明の第４実施形態における、プラズマディスプレイ装置の製造方法を示す。
【００５５】
図６（ａ）において、プラズマディスプレイ装置の構成要素である２つの平行に配置された基板のうち、表面板と呼ばれる、ディスプレイを鑑賞する人に近い側のガラス基板１上に、電極２、誘電体層３、誘電体保護層４が形成されている。隔壁及び蛍光体層は、図示されていない裏面板（ディスプレイを鑑賞する人に遠い側のガラス基板）上に形成される。誘電体保護層４を形成する工程は、図４に示すスパッタリング装置を用いて行われ、ガスを供給せずに蒸着することで、酸素とマグネシウムを主成分とする薄膜が形成される。次に、図６（ｂ）において、平均の大きさが０．４μｍの微粒子１１を分散塗布する。微粒子１１は、静電気を用いて分散塗布してもよいし、ペーストに混合させて塗布した後、ペーストを熱またはプラズマで除去してもよい。微粒子１１の材質としては、ガラス、セラミックなどの誘電体を用いてもよいし、ニッケル、アルミなどの金属を用いてもよい。
【００５６】
次いで、図６（ｃ）に示すように、ドライエッチングにより、粒子１１で覆われた部分以外の誘電体保護層４を０．４μｍの深さだけエッチングする。次に、粒子１１を除去することで、図６（ｄ）に示すような微小な凹凸状の表面を得ることができる。次に、Ｆ２ガスを含む雰囲気中で表面を１５０℃に２０分間保つことにより表面がフッ化され、図６（ｅ）に示すように、微小な凹凸が設けられ、かつ、マグネシウム、酸素、フッ素を主成分とする層１５とマグネシウム、酸素を主成分とする層４の２層からなる表面を得ることができる。
【００５７】
このようにして得られた表面板において、ディスプレイ装置として駆動される際にプラズマに接することになる誘電体保護層４は、微小な凹凸が設けられ、かつ、マグネシウム、酸素、フッ素を主成分とする層１５とマグネシウム、酸素を主成分とする層４の２層からなるため、２次電子が放出されやすくなり、かつ、水分や二酸化炭素の吸着が抑制され、誘電体保護層としての特性が安定であった。すなわち、誘電体保護層４の２次電子放出係数を所望の値に制御でき、かつ、良好な特性が安定して得られるディスプレイ装置及びその製造方法を提供することができた。
【００５８】
なお、本実施形態で得られた誘電体保護層４は、本発明の第１、第２実施形態における誘電体保護層よりも優れた点がある。それは、誘電体保護層としての特性の、累積駆動時間依存性が小さいことである。マグネシウム、酸素、フッ素を主成分とする薄膜は、同じ表面形状であればマグネシウム、酸素を主成分とする薄膜よりも２次電子放出係数が小さい。本実施形態では、表面形状を微小な凹凸とすることで、２次電子放出係数を高めている。累積駆動時間が長くなるにつれ、プラズマへの曝露によって誘電体保護層４は徐々にスパッタリングされていき、微小な凹凸が次第に消失していく。一方で、徐々にフッ素含有率の低い部分が最表面に現れてくるため、微小な凹凸の消失による２次電子放出係数の低下を補う効果が発現し、結果として、安定した２次電子放出係数が得られることになる。
【００５９】
以上述べた本発明の実施形態において、プラズマディスプレイ装置の表面板を例示したが、２次電子放出係数の安定性と可視光線に対する透明性が必要とされる他の表面にも、本発明は適用可能である。
【００６０】
また、以上述べた本発明の実施形態において、微小な凹凸の算術平均粗さＲａは、エッチング深さと同一で０．４μｍ、凹凸の平均間隔Ｓｍは、レジストマスクまたは微粒子の大きさの２倍で０．８μｍであったが、凹凸の寸法はこれに限定されるものではない。凹凸の算術平均粗さをＲａ、凹凸の平均間隔をＳｍとしたとき、０．１μｍ＜Ｒａ＜０．４μｍ、０．３＜Ｒａ／Ｓｍ＜１０なる関係を満たす場合に、本発明は有効である。Ｒａが０．１μｍより小さいと、十分な２次電子放出が得られず、Ｒａが０．４μｍより大きいと、保護層に必要とされる可視光線に対する透明性が失われるとともに、凹凸を形成する時間が大きくなるという問題が生ずる。また、Ｒａ／Ｓｍが０．３より小さいと、十分な２次電子放出が得られず、Ｒａ／Ｓｍが１０より大きいものを得るには、酸化マグネシウムのエッチング速度のマスクまたは微粒子のエッチング速度に対する比を極めて大きくする必要があり、現実的ではない。
【００６１】
また、レジストマスクのパターンの大きさが０．４μｍである場合を例示したが、平均で０．１μｍ以上１．３μｍ以下のマスクをパターニングして用いることが可能である。０．１μｍより小さいパターンニングは極めて高いコストがかかり、現実的ではない。また、１．３μｍより大きいパターンニングでは、十分な２次電子放出が得られない。
【００６２】
また、微粒子の大きさが平均で０．４μｍである場合を例示したが、粒子の大きさとして平均で０．０１μｍ以上１．３μｍであるものを用いることが可能である。０．０１μｍより小さい粒子は価格が高く、現実的ではない。また、１．３μｍより大きい粒子を用いては、十分な２次電子放出が得られない。
【００６３】
また、Ｆ２ガスを含む雰囲気中で酸化マグネシウムを真空蒸着する場合、Ｆ２ガスを含む雰囲気中で酸化マグネシウムをスパッタリングする場合を例示したが、フッ素を含む気相中でマグネシウム、酸素、フッ素を主成分とする薄膜を堆積する方法を用いることが可能で、その他の方法として、例えばＣｘＦｙ（ｘ、ｙは自然数）やＳＦ６などのＦを含むガスのプラズマ中で酸化マグネシウムをスパッタリングする方法を用いてもよい。
【００６４】
また、エッチング深さが０．４μｍである場合を例示したが、エッチング深さが０．１μｍ以上０．４μｍ以下である場合に本発明は格別の効果を奏する。エッチング深さが０．１μｍよりも小さいと、十分な２次電子放出が得られず、また、エッチング深さが０．４μｍよりも大きいと、保護層に必要とされる可視光線に対する透明性が失われるとともに、凹凸を形成する時間が大きくなるという問題が生ずる。
【００６５】
また、ドライエッチングを行う場合を例示したが、ウエットエッチングを用いてもよい。
【００６６】
また、フッ化するステップにおいて、Ｆ２ガスを含む雰囲気中で表面を１５０℃にて２０分保持する場合を例示したが、１００℃以上４００℃以下の温度に保つことで同様の効果を得ることが可能である。フッ化時の温度が１００℃より低いと、十分な吸着抑制効果が得られず、また、フッ化時の温度が４００℃より高いと、酸化マグネシウム薄膜の剥がれが生じる場合があり、好ましくない。
【００６７】
また、フッ化するステップにおいて、Ｆを含むガスのプラズマ中に曝すことも可能である。この場合、例えばＣｘＦｙ（ｘ、ｙは自然数）やＳＦ６などのＦを含むガスを用いることができる。
【００６８】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本願の第１発明の凹凸表面を有する物体によれば、微小な凹凸が設けられ、かつ、マグネシウム、酸素、フッ素を主成分とする凹凸表面を有する物体であって、凹凸の算術平均粗さをＲａ、凹凸の平均間隔をＳｍとしたとき、０．１μｍ＜Ｒａ＜０．４μｍ、０．３＜Ｒａ／Ｓｍ＜１０なる関係を満たすため、２次電子放出係数を所望の値に制御できる凹凸表面を有する物体を提供することができる。
【００６９】
また、本願の第２発明の凹凸表面を有する物体によれば、微小な凹凸が設けられ、かつ、マグネシウム、酸素、フッ素を主成分とする層とマグネシウム、酸素を主成分とする層の２層からなる凹凸表面を有する物体であって、凹凸の算術平均粗さをＲａ、凹凸の平均間隔をＳｍとしたとき、０．１μｍ＜Ｒａ＜０．４μｍ、０．３＜Ｒａ／Ｓｍ＜１０なる関係を満たすため、２次電子放出係数を所望の値に制御できる凹凸表面を有する物体を提供することができる。
【００７０】
また、本願の第３発明の凹凸表面を有する物体の形成方法によれば、フッ素を含む気相中でマグネシウム、酸素、フッ素を主成分とする薄膜を堆積するステップと、パターンの大きさが平均で０．１μｍ以上１．３μｍ以下のマスクをパターニングするステップと、マスクされた部分以外をエッチングするステップと、マスクを除去するステップとを含むため、２次電子放出係数を所望の値に制御できる凹凸表面を有する物体を提供することができる。
【００７１】
また、本願の第４発明の凹凸表面を有する物体の形成方法によれば、フッ素を含む気相中でマグネシウム、酸素、フッ素を主成分とする薄膜を堆積するステップと、大きさが平均で０．０１μｍ以上１．３μｍ以下の粒子を分散塗布するステップと、粒子で覆われた部分以外をエッチングするステップと、粒子を除去するステップとを含むため、２次電子放出係数を所望の値に制御できる凹凸表面を有する物体を提供することができる。
【００７２】
また、本願の第５発明の凹凸表面を有する物体の形成方法によれば、マグネシウム、酸素を主成分とする薄膜を堆積するステップと、パターンの大きさが平均で０．１μｍ以上１．３μｍ以下のマスクをパターニングするステップと、マスクされた部分以外をエッチングするステップと、マスクを除去するステップと、フッ化するステップとを含むため、２次電子放出係数を所望の値に制御できる凹凸表面を有する物体を提供することができる。
【００７３】
また、本願の第６発明の凹凸表面を有する物体の形成方法によれば、マグネシウム、酸素を主成分とする薄膜を堆積するステップと、大きさが平均で０．０１μｍ以上１．３μｍ以下の粒子を分散塗布するステップと、粒子で覆われた部分以外をエッチングするステップと、粒子を除去するステップと、フッ化するステップとを含むため、２次電子放出係数を所望の値に制御できる凹凸表面を有する物体を提供することができる。
【００７４】
また、本願の第７発明のディスプレイ装置によれば、２つの平行に配置された基板の間に、電極、誘電体層、誘電体保護層、隔壁及び蛍光体層が形成されたプラズマディスプレイ装置であって、誘電体保護層が、微小な凹凸が設けられ、かつ、マグネシウム、酸素、フッ素を主成分とする凹凸表面を有し、凹凸の算術平均粗さをＲａ、凹凸の平均間隔をＳｍとしたとき、０．１μｍ＜Ｒａ＜０．４μｍ、０．３＜Ｒａ／Ｓｍ＜１０なる関係を満たすため、良好な特性が安定して得られるディスプレイ装置を提供することができる。
【００７５】
また、本願の第８発明のディスプレイ装置によれば、２つの平行に配置された基板の間に、電極、誘電体層、誘電体保護層、隔壁及び蛍光体層が形成されたプラズマディスプレイ装置であって、誘電体保護層が、微小な凹凸が設けられ、かつ、マグネシウム、酸素、フッ素を主成分とする層とマグネシウム、酸素を主成分とする層の２層からなる凹凸表面を有し、凹凸の算術平均粗さをＲａ、凹凸の平均間隔をＳｍとしたとき、０．１μｍ＜Ｒａ＜０．４μｍ、０．３＜Ｒａ／Ｓｍ＜１０なる関係を満たすため、良好な特性が安定して得られるディスプレイ装置を提供することができる。
【００７６】
また、本願の第９発明のディスプレイ装置の製造方法によれば、２つの平行に配置された基板の間に、電極、誘電体層、誘電体保護層、隔壁及び蛍光体層が形成されたプラズマディスプレイ装置の製造方法であって、誘電体保護層を形成する工程が、フッ素を含む気相中でマグネシウム、酸素、フッ素を主成分とする薄膜を堆積するステップと、パターンの大きさが平均で０．１μｍ以上１．３μｍ以下のマスクをパターニングするステップと、マスクされた部分以外をエッチングするステップと、マスクを除去するステップとを含むため、良好な特性が安定して得られるディスプレイ装置を提供することができる。
【００７７】
また、本願の第１０発明のディスプレイ装置の製造方法によれば、２つの平行に配置された基板の間に、電極、誘電体層、誘電体保護層、隔壁及び蛍光体層が形成されたプラズマディスプレイ装置の製造方法であって、誘電体保護層を形成する工程が、フッ素を含む気相中でマグネシウム、酸素、フッ素を主成分とする薄膜を堆積するステップと、大きさが平均で０．０１μｍ以上１．３μｍ以下の粒子を分散塗布するステップと、粒子で覆われた部分以外をエッチングするステップと、粒子を除去するステップとを含むため、良好な特性が安定して得られるディスプレイ装置を提供することができる。
【００７８】
また、本願の第１１発明のディスプレイ装置の製造方法によれば、２つの平行に配置された基板の間に、電極、誘電体層、誘電体保護層、隔壁及び蛍光体層が形成されたプラズマディスプレイ装置の製造方法であって、誘電体保護層を形成する工程が、マグネシウム、酸素を主成分とする薄膜を堆積するステップと、パターンの大きさが平均で０．１μｍ以上１．３μｍ以下のマスクをパターニングするステップと、マスクされた部分以外をエッチングするステップと、マスクを除去するステップと、フッ化するステップとを含むため、良好な特性が安定して得られるディスプレイ装置を提供することができる。
【００７９】
また、本願の第１２発明のディスプレイ装置の製造方法によれば、２つの平行に配置された基板の間に、電極、誘電体層、誘電体保護層、隔壁及び蛍光体層が形成されたプラズマディスプレイ装置の製造方法であって、誘電体保護層を形成する工程が、マグネシウム、酸素を主成分とする薄膜を堆積するステップと、大きさが平均で０．０１μｍ以上１．３μｍ以下の粒子を分散塗布するステップと、粒子で覆われた部分以外をエッチングするステップと、粒子を除去するステップと、フッ化するステップとを含むため、良好な特性が安定して得られるディスプレイ装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態におけるプラズマディスプレイ装置の製造方法を示す断面図
【図２】本発明の第１実施形態で用いた真空蒸着装置の断面図
【図３】本発明の第２実施形態におけるプラズマディスプレイ装置の製造方法を示す断面図
【図４】本発明の第２実施形態で用いたスパッタリング装置の断面図
【図５】本発明の第３実施形態におけるプラズマディスプレイ装置の製造方法を示す断面図
【図６】本発明の第４実施形態におけるプラズマディスプレイ装置の製造方法を示す断面図
【図７】従来例におけるプラズマディスプレイ装置の断面図
【符号の説明】
１ 基板
２ 電極
３ 誘電体層
４ 誘電体保護層
５ マスク[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a surface and a method for forming the same, a plasma display device (hereinafter, referred to as “PDP”) used for displaying images on a television or a computer, and a method for manufacturing the same.
[0002]
[Prior art]
In the case of a conventional AC type PDP, its manufacturing process is roughly divided into a front substrate forming process, a rear substrate forming process, and an assembling process. In particular, the front substrate forming process includes an electrode forming process, a dielectric It comprises a layer forming step and a dielectric protective layer forming step.
[0003]
FIG. 7 shows an example of the structure of the front substrate. An electrode 2 and a dielectric layer 3 are formed on a glass substrate 1, and the dielectric layer 3 is protected on the dielectric layer 3 from ion bombardment due to electric discharge, and the dielectric layer 3 is formed on the glass substrate 1 in order to promote light emission of the phosphor by secondary electron emission. A body protection layer 4 is formed. For this dielectric protective layer, generally, magnesium oxide (MgO) having excellent sputter resistance and a high secondary electron emission coefficient is widely used.
[0004]
However, the MgO film is exposed to the atmosphere after formation, and the moisture (H 2 O) and carbon dioxide (CO 2 ) To produce compounds such as magnesium hydroxide and magnesium carbonate, which are deposited on the surface of the MgO film. Due to the effect of the compound layer 16 present on the surface, problems such as variations and deterioration of the initial discharge characteristics and a large amount of time required for the aging process are caused.
[0005]
Patent Literature 1 proposes a method of forming a gas absorption prevention film containing a fluoride material as a main component as a second protection layer of a dielectric protection layer.
[0006]
Patent Document 2 proposes a method of improving the luminous efficiency of a PDP by improving the secondary electron emission coefficient of MgO by plasma etching the surface of the MgO that is a dielectric protection layer.
[0007]
[Patent Document 1]
JP 2000-348626 A
[Patent Document 2]
JP-A-10-334811
[0008]
[Problems to be solved by the invention]
However, the conventional PDP has a problem that the secondary electron emission coefficient of the dielectric protection layer cannot be controlled to a desired value.
[0009]
In the PDP disclosed in Patent Document 1, although the absorption of moisture and carbon dioxide is suppressed by the presence of the gas absorption prevention film containing a fluoride material as a main component, the characteristics of the dielectric protection layer are stabilized, Since the secondary electron emission coefficient of itself is smaller than the original secondary electron emission coefficient of MgO, there is a problem that the discharge starting voltage is increased.
[0010]
Further, in the PDP disclosed in Patent Document 2, although secondary electrons are easily emitted from pyramid-shaped fine irregularities, the surface area of the dielectric protection layer is extremely large, so that the influence of adsorption of moisture, carbon dioxide, and the like is exerted. And the characteristics of the dielectric protective layer are not stable. In addition, the sputtering is merely performed on the MgO surface, and it is not considered that a sufficiently large concavo-convex shape is obtained to increase the secondary electron emission coefficient.
[0011]
The present invention has been made in view of the above-described conventional problems, and provides a surface capable of controlling a secondary electron emission coefficient to a desired value, a method of forming the surface, a display device capable of stably obtaining good characteristics, and a method of manufacturing the same. It is an object.
[0012]
[Means for Solving the Problems]
The object having an uneven surface according to the first invention of the present application is an object provided with minute unevenness and having an uneven surface mainly composed of magnesium, oxygen, and fluorine, and the arithmetic average roughness of the unevenness is Ra, When the average interval between the irregularities is Sm, the relationship of 0.1 μm <Ra <0.4 μm and 0.3 <Ra / Sm <10 is satisfied.
[0013]
The object having an uneven surface according to the second invention of the present application is provided with minute unevenness, and has an uneven surface composed of two layers of a layer mainly containing magnesium, oxygen, and fluorine and a layer mainly containing magnesium and oxygen. When the arithmetic average roughness of the irregularities is Ra and the average interval between the irregularities is Sm, the relations of 0.1 μm <Ra <0.4 μm and 0.3 <Ra / Sm <10 are satisfied. It is characterized by.
[0014]
The method for forming an object having an uneven surface according to the third invention of the present application includes the steps of: depositing a thin film containing magnesium, oxygen, and fluorine as main components in a gas phase containing fluorine; The method includes a step of patterning a mask of 1.3 μm or less, a step of etching a portion other than the masked portion, and a step of removing the mask.
[0015]
According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a method for forming an object having an uneven surface, comprising the steps of: depositing a thin film containing magnesium, oxygen, and fluorine as main components in a gas phase containing fluorine; .3 μm or less, a step of dispersing and applying particles, a step of etching a portion other than a portion covered with the particles, and a step of removing the particles.
[0016]
In the method for forming an object having an uneven surface according to the third or fourth aspect of the present invention, preferably, in the step of depositing a thin film containing magnesium, oxygen, and fluorine as main components in a gas phase containing fluorine, 2 It is desirable to perform vacuum deposition of magnesium oxide in an atmosphere containing a gas. Alternatively, in the step of depositing a thin film containing magnesium, oxygen and fluorine as main components in a gas phase containing fluorine, 2 Magnesium oxide may be sputtered in an atmosphere containing a gas. Alternatively, in the step of depositing a thin film containing magnesium, oxygen, and fluorine as main components in a gas phase containing fluorine, magnesium oxide may be sputtered in a plasma of a gas containing F.
[0017]
Preferably, in the etching step, the etching depth is 0.1 μm or more and 0.4 μm or less.
[0018]
In the method for forming an object having an uneven surface according to the fifth invention of the present application, a step of depositing a thin film containing magnesium and oxygen as main components and patterning a mask having a pattern size of 0.1 μm or more and 1.3 μm or less on average. And etching the portion other than the masked portion, removing the mask, and fluorinating.
[0019]
In the method of forming an object having an uneven surface according to the sixth invention of the present application, a step of depositing a thin film containing magnesium and oxygen as main components and dispersing and coating particles having a size of 0.01 μm or more and 1.3 μm or less on average are performed. A step of etching a portion other than the portion covered with the particles, a step of removing the particles, and a step of fluorinating.
[0020]
In the method for forming an object having an uneven surface according to the fifth or sixth aspect of the present invention, preferably, in the step of depositing a thin film containing magnesium and oxygen as main components, it is desirable to perform vacuum deposition of magnesium oxide. Alternatively, magnesium oxide may be sputtered in the step of depositing a thin film containing magnesium and oxygen as main components.
[0021]
Preferably, in the etching step, the etching depth is 0.1 μm or more and 0.4 μm or less.
[0022]
Preferably, in the step of fluorinating, F 2 It is desirable to maintain the uneven surface at a temperature of 100 ° C. or more and 400 ° C. or less in an atmosphere containing a gas. Alternatively, in the step of fluorinating, it may be exposed to plasma of a gas containing F.
[0023]
A display device according to a seventh invention of the present application is a plasma display device in which an electrode, a dielectric layer, a dielectric protection layer, a partition, and a phosphor layer are formed between two parallel substrates. When the body protective layer is provided with fine irregularities and has an irregular surface mainly composed of magnesium, oxygen, and fluorine, and the arithmetic average roughness of the irregularities is Ra and the average interval between the irregularities is Sm, 0 .1 μm <Ra <0.4 μm, and 0.3 <Ra / Sm <10.
[0024]
The display device of the eighth invention of the present application is a plasma display device in which an electrode, a dielectric layer, a dielectric protective layer, a partition, and a phosphor layer are formed between two parallel arranged substrates, The body protective layer is provided with fine irregularities, and has an irregular surface composed of two layers, a layer mainly composed of magnesium, oxygen and fluorine, and a layer mainly composed of magnesium and oxygen. When the roughness is Ra and the average interval between the irregularities is Sm, the following relationships are satisfied: 0.1 μm <Ra <0.4 μm and 0.3 <Ra / Sm <10.
[0025]
The method for manufacturing a display device according to the ninth aspect of the present invention is a method for manufacturing a plasma display device in which an electrode, a dielectric layer, a dielectric protection layer, a partition, and a phosphor layer are formed between two substrates arranged in parallel. In the method, the step of forming a dielectric protective layer includes the step of depositing a thin film containing magnesium, oxygen, and fluorine as a main component in a gas phase containing fluorine, and the pattern has an average size of 0.1 μm or more. The method includes a step of patterning a mask of 1.3 μm or less, a step of etching a portion other than the masked portion, and a step of removing the mask.
[0026]
The method for manufacturing a display device according to the tenth aspect of the present invention is a method for manufacturing a plasma display device in which an electrode, a dielectric layer, a dielectric protective layer, a partition, and a phosphor layer are formed between two substrates arranged in parallel. In the method, the step of forming the dielectric protective layer includes the steps of: depositing a thin film containing magnesium, oxygen, and fluorine as main components in a gas phase containing fluorine; The method is characterized by including a step of dispersing and coating particles having a size of 3 μm or less, a step of etching a portion other than a portion covered with the particles, and a step of removing the particles.
[0027]
In the method for manufacturing a display device according to the ninth or tenth aspect of the present invention, preferably, in the step of depositing a thin film containing magnesium, oxygen, and fluorine as main components in a gas phase containing fluorine, 2 It is desirable to perform vacuum deposition of magnesium oxide in an atmosphere containing a gas. Alternatively, in the step of depositing a thin film containing magnesium, oxygen and fluorine as main components in a gas phase containing fluorine, 2 Magnesium oxide may be sputtered in an atmosphere containing a gas. Alternatively, in the step of depositing a thin film containing magnesium, oxygen, and fluorine as main components in a gas phase containing fluorine, magnesium oxide may be sputtered in a plasma of a gas containing F.
[0028]
Preferably, in the etching step, the etching depth is 0.1 μm or more and 0.4 μm or less.
[0029]
The method for manufacturing a display device according to the eleventh aspect of the present invention is a method for manufacturing a plasma display device in which an electrode, a dielectric layer, a dielectric protection layer, a partition, and a phosphor layer are formed between two substrates arranged in parallel. In the method, the step of forming a dielectric protection layer includes the step of depositing a thin film containing magnesium and oxygen as main components, and patterning a mask having an average pattern size of 0.1 μm or more and 1.3 μm or less. A step of etching a portion other than the masked portion, a step of removing the mask, and a step of fluorinating.
[0030]
The method of manufacturing a display device according to the twelfth aspect of the present invention is a method of manufacturing a plasma display device in which an electrode, a dielectric layer, a dielectric protection layer, a partition, and a phosphor layer are formed between two substrates arranged in parallel. In the method, the step of forming a dielectric protection layer includes the steps of depositing a thin film containing magnesium and oxygen as main components, and dispersing and coating particles having a size of 0.01 μm or more and 1.3 μm or less on average. And etching a portion other than the portion covered with the particles, removing the particles, and fluorinating.
[0031]
In the method for manufacturing a display device according to the eleventh or twelfth aspect of the present invention, preferably, in the step of depositing a thin film containing magnesium and oxygen as main components, it is desirable to perform vacuum deposition of magnesium oxide. Alternatively, magnesium oxide may be sputtered in the step of depositing a thin film containing magnesium and oxygen as main components.
[0032]
Preferably, in the etching step, the etching depth is 0.1 μm or more and 0.4 μm or less.
[0033]
Preferably, in the step of fluorinating, F 2 It is desirable to maintain the uneven surface at a temperature of 100 ° C. or more and 400 ° C. or less in an atmosphere containing a gas. Alternatively, in the step of fluorinating, it may be exposed to plasma of a gas containing F.
[0034]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
[0035]
FIG. 1 shows a method for manufacturing a plasma display device according to the first embodiment of the present invention.
[0036]
In FIG. 1A, an electrode 2 and a dielectric material are placed on a glass substrate 1 called a surface plate, which is closer to a viewer of the display, of two parallelly arranged substrates which are components of the plasma display device. A body layer 3 and a dielectric protection layer 4 are formed. The partition walls and the phosphor layer are formed on a back plate (a glass substrate far from a viewer of the display) (not shown). The step of forming the dielectric protection layer 4 is performed using a vacuum deposition apparatus shown in FIG. 2 (described later).
[0037]
Next, in FIG. 1B, a resist mask having a pattern size of 0.4 μm in the plane direction is formed. The resist mask is applied to the entire surface using a spin coater, a dispenser, or the like, and is then exposed, developed, and baked using a photolithographic technique, whereby a state as shown in FIG. 1B can be obtained. Next, as shown in FIG. 1C, the dielectric protection layer 4 other than the masked portion is etched by a depth of 0.4 μm by dry etching. Next, by removing the mask 5, a fine uneven surface as shown in FIG. 1D can be obtained.
[0038]
FIG. 2 is a cross-sectional view of a vacuum evaporation apparatus for forming the dielectric protection layer 4. In FIG. 2, the substrate 1 is placed in a vacuum container 6. A predetermined gas can be introduced from the gas supply device 7, and the inside of the vacuum vessel 6 can be evacuated by the pump 8. Magnesium oxide pellets are put in the evaporation source 9, and when the electron gun 10 irradiates the evaporation source 9 with an electron beam, magnesium oxide particles fly out. At this time, F 2 When vapor deposition is performed while the inside of the vacuum vessel 6 is evacuated by the pump 8 while supplying gas, fluorine is taken into the thin film deposited on the substrate 1, and magnesium, oxygen, and fluorine are mainly contained on the substrate 1. A thin film is deposited.
[0039]
In the surface plate obtained in this manner, the dielectric protective layer 4 that comes into contact with plasma when driven as a display device has fine irregularities, so that secondary electrons are easily emitted, and Adsorption of moisture and carbon dioxide was suppressed, and the characteristics as the dielectric protective layer were stable. That is, it was possible to provide a display device capable of controlling the secondary electron emission coefficient of the dielectric protective layer 4 to a desired value and stably obtaining good characteristics, and a method of manufacturing the same.
[0040]
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
[0041]
FIG. 3 shows a method for manufacturing a plasma display device according to the second embodiment of the present invention.
[0042]
In FIG. 3A, an electrode 2 and a dielectric material are placed on a glass substrate 1, which is called a surface plate and is close to a viewer of the display, of two parallel substrates that are components of the plasma display device. A body layer 3 and a dielectric protection layer 4 are formed. The partition walls and the phosphor layer are formed on a back plate (a glass substrate far from a viewer of the display) (not shown). The step of forming the dielectric protection layer 4 is performed using a sputtering apparatus shown in FIG. 4 (described later). Next, in FIG. 3B, fine particles 11 having an average size of 0.4 μm are dispersed and applied. The fine particles 11 may be dispersed and applied using static electricity, or may be mixed with a paste and applied, and then the paste may be removed by heat or plasma. As a material of the fine particles 11, a dielectric such as glass or ceramic may be used, or a metal such as nickel or aluminum may be used. Next, as shown in FIG. 3C, the dielectric protection layer 4 other than the portion covered with the particles 11 is etched to a depth of 0.4 μm by dry etching. Next, by removing the particles 11, a fine uneven surface as shown in FIG. 3D can be obtained.
[0043]
FIG. 4 is a sectional view of a sputtering apparatus for forming the dielectric protection layer 4.
[0044]
In FIG. 4, the substrate 1 is placed in a vacuum container 6. A predetermined gas can be introduced from the gas supply device 7, and the inside of the vacuum vessel 6 can be evacuated by the pump 8. The target 12 is made of magnesium oxide. By supplying high frequency power from the power supply 13 to the target, plasma is generated in the vacuum vessel 6. At this time, Ar gas and F 2 When sputtering is performed in a state where the inside of the vacuum vessel 6 is evacuated by the pump 8 while supplying a mixed gas of gas, fluorine is taken into a thin film deposited on the substrate 1, and magnesium, oxygen, and fluorine are deposited on the substrate 1. A thin film as a main component is deposited.
[0045]
Note that a magnet 14 is disposed on the back of the target 12 so that the sputtering rate can be increased.
[0046]
In the surface plate obtained in this manner, the dielectric protective layer 4 that comes into contact with plasma when driven as a display device has fine irregularities, so that secondary electrons are easily emitted, and Adsorption of moisture and carbon dioxide was suppressed, and the characteristics as the dielectric protective layer were stable. That is, it was possible to provide a display device capable of controlling the secondary electron emission coefficient of the dielectric protective layer 4 to a desired value and stably obtaining good characteristics, and a method of manufacturing the same.
[0047]
Next, a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
[0048]
FIG. 5 shows a method for manufacturing a plasma display device according to the third embodiment of the present invention.
[0049]
In FIG. 5A, an electrode 2 and a dielectric material are placed on a glass substrate 1, which is called a surface plate and is closer to a viewer of the display, of two parallelly arranged substrates that are components of the plasma display device. A body layer 3 and a dielectric protection layer 4 are formed. The partition walls and the phosphor layer are formed on a back plate (a glass substrate far from a viewer of the display) (not shown). The step of forming the dielectric protection layer 4 is performed using a vacuum deposition apparatus shown in FIG. 2, and a thin film containing oxygen and magnesium as main components is formed by vapor deposition without supplying a gas.
[0050]
Next, in FIG. 5B, a resist mask having a pattern size of 0.4 μm in the plane direction is formed. The resist mask is applied to the entire surface using a spin coater, a dispenser, or the like, and is then exposed, developed, and baked using a photolithographic technique, whereby a state as shown in FIG. 5B can be obtained. Next, as shown in FIG. 5C, the dielectric protection layer 4 other than the masked portion is etched to a depth of 0.4 μm by dry etching. Next, by removing the mask 5, a fine uneven surface as shown in FIG. 5D can be obtained. Next, F 2 By keeping the surface at 150 ° C. for 20 minutes in an atmosphere containing a gas, the surface is fluorinated, and as shown in FIG. 5 (e), fine irregularities are provided, and magnesium, oxygen, and fluorine are main components. A surface composed of two layers, ie, the layer 15 to be formed and the layer 4 containing magnesium and oxygen as main components can be obtained.
[0051]
In the surface plate obtained in this way, the dielectric protective layer 4 that comes into contact with plasma when driven as a display device is provided with minute unevenness, and contains magnesium, oxygen, and fluorine as main components. And the layer 4 containing magnesium and oxygen as main components, secondary electrons are easily emitted, adsorption of moisture and carbon dioxide is suppressed, and characteristics as a dielectric protective layer are improved. It was stable. That is, it was possible to provide a display device capable of controlling the secondary electron emission coefficient of the dielectric protective layer 4 to a desired value and stably obtaining good characteristics, and a method of manufacturing the same.
[0052]
Note that the dielectric protection layer 4 obtained in the present embodiment is superior to the dielectric protection layers in the first and second embodiments of the present invention. That is, the dependence of the characteristics as a dielectric protection layer on the cumulative driving time is small. A thin film containing magnesium, oxygen, and fluorine as main components has a smaller secondary electron emission coefficient than a thin film containing magnesium and oxygen as main components if the surface shape is the same. In the present embodiment, the secondary electron emission coefficient is increased by making the surface shape minute irregularities. As the cumulative driving time becomes longer, the dielectric protection layer 4 is gradually sputtered by exposure to plasma, and the fine irregularities gradually disappear. On the other hand, since a portion having a low fluorine content gradually appears on the outermost surface, an effect of compensating for a decrease in the secondary electron emission coefficient due to disappearance of minute unevenness is exhibited, and as a result, a stable secondary electron emission coefficient is obtained. Is obtained.
[0053]
Next, a fourth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
[0054]
FIG. 6 shows a method for manufacturing a plasma display device according to the fourth embodiment of the present invention.
[0055]
In FIG. 6A, of two parallelly arranged substrates which are components of the plasma display device, an electrode 2 and a dielectric are provided on a glass substrate 1 called a surface plate, which is closer to a viewer of the display. A body layer 3 and a dielectric protection layer 4 are formed. The partition walls and the phosphor layer are formed on a back plate (a glass substrate far from a viewer of the display) (not shown). The step of forming the dielectric protection layer 4 is performed using a sputtering apparatus shown in FIG. 4, and a thin film containing oxygen and magnesium as main components is formed by vapor deposition without supplying a gas. Next, in FIG. 6B, fine particles 11 having an average size of 0.4 μm are dispersed and applied. The fine particles 11 may be dispersed and applied using static electricity, or may be mixed with a paste and applied, and then the paste may be removed by heat or plasma. As a material of the fine particles 11, a dielectric such as glass or ceramic may be used, or a metal such as nickel or aluminum may be used.
[0056]
Next, as shown in FIG. 6C, the dielectric protection layer 4 other than the portion covered with the particles 11 is etched by a depth of 0.4 μm by dry etching. Next, by removing the particles 11, a fine uneven surface as shown in FIG. 6D can be obtained. Next, F 2 By maintaining the surface at 150 ° C. for 20 minutes in an atmosphere containing a gas, the surface is fluorinated, and as shown in FIG. 6E, fine irregularities are provided, and magnesium, oxygen, and fluorine are mainly used. A surface composed of two layers, ie, the layer 15 to be formed and the layer 4 containing magnesium and oxygen as main components can be obtained.
[0057]
In the surface plate obtained in this way, the dielectric protective layer 4 that comes into contact with plasma when driven as a display device is provided with minute unevenness, and contains magnesium, oxygen, and fluorine as main components. And the layer 4 containing magnesium and oxygen as main components, secondary electrons are easily emitted, adsorption of moisture and carbon dioxide is suppressed, and characteristics as a dielectric protective layer are improved. It was stable. That is, it was possible to provide a display device capable of controlling the secondary electron emission coefficient of the dielectric protective layer 4 to a desired value and stably obtaining good characteristics, and a method of manufacturing the same.
[0058]
Note that the dielectric protection layer 4 obtained in the present embodiment is superior to the dielectric protection layers in the first and second embodiments of the present invention. That is, the dependence of the characteristics as a dielectric protection layer on the cumulative driving time is small. A thin film containing magnesium, oxygen, and fluorine as main components has a smaller secondary electron emission coefficient than a thin film containing magnesium and oxygen as main components if the surface shape is the same. In the present embodiment, the secondary electron emission coefficient is increased by making the surface shape minute irregularities. As the cumulative driving time becomes longer, the dielectric protection layer 4 is gradually sputtered by exposure to plasma, and the fine irregularities gradually disappear. On the other hand, since a portion having a low fluorine content gradually appears on the outermost surface, an effect of compensating for a decrease in the secondary electron emission coefficient due to disappearance of minute unevenness is exhibited, and as a result, a stable secondary electron emission coefficient is obtained. Is obtained.
[0059]
In the embodiment of the present invention described above, the surface plate of the plasma display device is exemplified, but the present invention is applicable to other surfaces that require stability of the secondary electron emission coefficient and transparency to visible light. It is possible.
[0060]
In the embodiment of the present invention described above, the arithmetic average roughness Ra of the fine unevenness is 0.4 μm, which is the same as the etching depth, and the average interval Sm of the unevenness is twice the size of the resist mask or the fine particles. Although it was 0.8 μm, the size of the unevenness is not limited to this. The present invention is effective when the relation of 0.1 μm <Ra <0.4 μm and 0.3 <Ra / Sm <10 is satisfied, where Ra is the arithmetic average roughness of the irregularities and Sm is the average interval of the irregularities. is there. When Ra is smaller than 0.1 μm, sufficient secondary electron emission cannot be obtained, and when Ra is larger than 0.4 μm, transparency to visible light required for the protective layer is lost and irregularities are formed. The problem that time becomes long arises. On the other hand, if Ra / Sm is smaller than 0.3, sufficient secondary electron emission cannot be obtained, and if Ra / Sm is larger than 10, the etching rate of magnesium oxide must be less than the etching rate of the mask or fine particles. The ratio must be very large, which is not practical.
[0061]
Further, although the case where the size of the pattern of the resist mask is 0.4 μm is exemplified, a mask having an average of 0.1 μm or more and 1.3 μm or less can be patterned and used. Patterning smaller than 0.1 μm is very costly and not practical. Also, with patterning larger than 1.3 μm, sufficient secondary electron emission cannot be obtained.
[0062]
Although the case where the average size of the fine particles is 0.4 μm is illustrated, it is possible to use the average size of the particles of 0.01 μm or more and 1.3 μm. Particles smaller than 0.01 μm are expensive and impractical. In addition, when particles larger than 1.3 μm are used, sufficient secondary electron emission cannot be obtained.
[0063]
Also, F 2 When magnesium oxide is vacuum-deposited in an atmosphere containing a gas, F 2 Although the case where magnesium oxide is sputtered in an atmosphere containing a gas is exemplified, a method of depositing a thin film mainly containing magnesium, oxygen, and fluorine in a gas phase containing fluorine can be used. As another method, , For example, C x F y (X and y are natural numbers) and SF 6 For example, a method of sputtering magnesium oxide in a plasma of a gas containing F, such as F, may be used.
[0064]
Further, the case where the etching depth is 0.4 μm is illustrated, but the present invention has a special effect when the etching depth is 0.1 μm or more and 0.4 μm or less. If the etching depth is smaller than 0.1 μm, sufficient secondary electron emission cannot be obtained, and if the etching depth is larger than 0.4 μm, the transparency to visible light required for the protective layer is reduced. In addition to the loss, there is a problem that the time for forming the unevenness increases.
[0065]
Although the case where dry etching is performed has been described as an example, wet etching may be used.
[0066]
In the step of fluorinating, F 2 Although the case where the surface is kept at 150 ° C. for 20 minutes in an atmosphere containing a gas has been described as an example, the same effect can be obtained by keeping the temperature at 100 ° C. or more and 400 ° C. or less. If the temperature at the time of fluorination is lower than 100 ° C., a sufficient adsorption suppressing effect cannot be obtained, and if the temperature at the time of fluorination is higher than 400 ° C., the magnesium oxide thin film may peel off, which is not preferable.
[0067]
In the step of fluorinating, it is also possible to expose to a plasma of a gas containing F. In this case, for example, C x F y (X and y are natural numbers) and SF 6 For example, a gas containing F, such as F, can be used.
[0068]
【The invention's effect】
As is clear from the above description, according to the object having the uneven surface of the first invention of the present application, the object having minute unevenness and having the uneven surface mainly composed of magnesium, oxygen, and fluorine. When the arithmetic average roughness of the irregularities is Ra and the average interval of the irregularities is Sm, the secondary electron emission is satisfied to satisfy the relations of 0.1 μm <Ra <0.4 μm and 0.3 <Ra / Sm <10. An object having an uneven surface whose coefficient can be controlled to a desired value can be provided.
[0069]
Further, according to the object having an uneven surface of the second invention of the present application, fine unevenness is provided, and two layers of a layer mainly containing magnesium, oxygen and fluorine and a layer mainly containing magnesium and oxygen are provided. When the arithmetic mean roughness of the irregularities is Ra and the average interval between the irregularities is Sm, 0.1 μm <Ra <0.4 μm and 0.3 <Ra / Sm <10. In order to satisfy the relationship, it is possible to provide an object having an uneven surface capable of controlling the secondary electron emission coefficient to a desired value.
[0070]
Further, according to the method of forming an object having an uneven surface according to the third invention of the present application, the step of depositing a thin film containing magnesium, oxygen, and fluorine as main components in a gas phase containing fluorine, Patterning a mask having a size of 0.1 μm or more and 1.3 μm or less, etching a portion other than the masked portion, and removing the mask, the secondary electron emission coefficient can be controlled to a desired value. An object having an uneven surface can be provided.
[0071]
Further, according to the method for forming an object having an uneven surface of the fourth invention of the present application, a step of depositing a thin film containing magnesium, oxygen, and fluorine as main components in a gas phase containing fluorine, and having an average size of 0 Controlling the secondary electron emission coefficient to a desired value includes the steps of dispersing and coating particles having a size of 0.01 μm or more and 1.3 μm or less, etching a portion other than the portion covered with the particles, and removing the particles. It is possible to provide an object having a possible uneven surface.
[0072]
Further, according to the method for forming an object having an uneven surface according to the fifth invention of the present application, the step of depositing a thin film containing magnesium and oxygen as main components, and the size of the pattern is 0.1 μm or more and 1.3 μm or less on average Patterning a mask, etching a portion other than the masked portion, removing the mask, and fluorinating, the uneven surface capable of controlling the secondary electron emission coefficient to a desired value. An object can be provided.
[0073]
Further, according to the method of forming an object having an uneven surface according to the sixth invention of the present application, the step of depositing a thin film containing magnesium and oxygen as main components and the step of arranging particles having an average size of 0.01 μm or more and 1.3 μm or less. And a step of etching particles other than the portion covered with the particles, a step of removing the particles, and a step of fluorinating, so that the secondary electron emission coefficient can be controlled to a desired value. Can be provided.
[0074]
Further, according to the display device of the seventh invention of the present application, a plasma display device in which an electrode, a dielectric layer, a dielectric protection layer, a partition, and a phosphor layer are formed between two parallel arranged substrates. The dielectric protection layer is provided with fine irregularities, and has an irregular surface mainly composed of magnesium, oxygen, and fluorine. The arithmetic average roughness of the irregularities is Ra, and the average interval between the irregularities is Sm. Then, since the relations of 0.1 μm <Ra <0.4 μm and 0.3 <Ra / Sm <10 are satisfied, it is possible to provide a display device capable of stably obtaining good characteristics.
[0075]
According to the display device of the eighth aspect of the present invention, there is provided a plasma display device in which an electrode, a dielectric layer, a dielectric protection layer, a partition, and a phosphor layer are formed between two substrates arranged in parallel. There, the dielectric protective layer is provided with fine irregularities, and has an irregular surface composed of two layers of a layer mainly composed of magnesium, oxygen and fluorine and a layer mainly composed of magnesium and oxygen, Assuming that the arithmetic average roughness of the irregularities is Ra and the average interval of the irregularities is Sm, the relations of 0.1 μm <Ra <0.4 μm and 0.3 <Ra / Sm <10 are satisfied, so that good characteristics are stable. A display device obtained by the above method can be provided.
[0076]
Further, according to the display device manufacturing method of the ninth aspect of the present invention, a plasma in which an electrode, a dielectric layer, a dielectric protection layer, a partition, and a phosphor layer are formed between two parallel arranged substrates. In a method for manufacturing a display device, the step of forming a dielectric protective layer includes: depositing a thin film containing magnesium, oxygen, and fluorine as main components in a gas phase containing fluorine; Since the method includes a step of patterning a mask having a size of 0.1 μm or more and 1.3 μm or less, a step of etching a portion other than the masked portion, and a step of removing the mask, a display device capable of stably obtaining good characteristics is provided. can do.
[0077]
Further, according to the display device manufacturing method of the tenth invention of the present application, a plasma in which an electrode, a dielectric layer, a dielectric protection layer, a partition, and a phosphor layer are formed between two parallel arranged substrates. In a method for manufacturing a display device, a step of forming a dielectric protective layer includes: depositing a thin film containing magnesium, oxygen, and fluorine as main components in a gas phase containing fluorine; Since the method includes a step of dispersing and coating particles having a size of from 01 μm to 1.3 μm, a step of etching a portion other than a portion covered with the particles, and a step of removing the particles, a display device capable of stably obtaining good characteristics is provided. Can be provided.
[0078]
Further, according to the display device manufacturing method of the eleventh invention of the present application, a plasma in which an electrode, a dielectric layer, a dielectric protective layer, a partition, and a phosphor layer are formed between two parallel arranged substrates. In a method for manufacturing a display device, the step of forming a dielectric protection layer includes the step of depositing a thin film mainly containing magnesium and oxygen, and the step of forming a pattern having an average size of 0.1 μm or more and 1.3 μm or less. Since the method includes a step of patterning a mask, a step of etching a portion other than the masked portion, a step of removing the mask, and a step of fluorinating, it is possible to provide a display device capable of stably obtaining good characteristics. it can.
[0079]
According to the method of manufacturing a display device of the twelfth aspect of the present invention, a plasma in which an electrode, a dielectric layer, a dielectric protection layer, a partition, and a phosphor layer are formed between two parallel substrates is provided. In the method for manufacturing a display device, the step of forming a dielectric protective layer includes the step of depositing a thin film mainly composed of magnesium and oxygen, and the step of forming particles having an average size of 0.01 μm or more and 1.3 μm or less. Providing a display device that can obtain good characteristics stably because it includes a step of dispersing and applying, a step of etching a portion other than a portion covered with particles, a step of removing particles, and a step of fluorinating. Can be.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a sectional view showing a method of manufacturing a plasma display device according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a sectional view of a vacuum deposition apparatus used in the first embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a sectional view showing a method for manufacturing a plasma display device according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a sectional view of a sputtering apparatus used in a second embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a sectional view showing a method for manufacturing a plasma display device according to a third embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a sectional view showing a method for manufacturing a plasma display device according to a fourth embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a cross-sectional view of a conventional plasma display device.
[Explanation of symbols]
1 substrate
2 electrodes
3 Dielectric layer
4 Dielectric protection layer
5 Mask
