JP2004006308A - 炭素ナノチューブを用いたプラズマディスプレイパネル及びその前面パネル製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】炭素ナノチューブを用いたプラズマディスプレイパネルを提供する。
【解決手段】ガラス基板３１と、ガラス基板上にストライプ状に形成された透明表示電極３２と、表示電極上の外側に表示電極と平行にストライプ状に形成されたバス電極３３と、ガラス基板３１、表示電極及びバス電極上に形成される誘電体膜３４と、誘電体膜上に表示電極と対向するようにストライプ状に形成される炭素ナノチューブ膜３５と、誘電体膜及び炭素ナノチューブ膜上に形成される保護膜と、を備える前面パネルを備えるプラズマディスプレイパネル。よって、２次電子放出特性が向上して発光効率及びコントラスト比が高い良質の表示画面を提供できる。
【選択図】 図３Ａ
【解決手段】ガラス基板３１と、ガラス基板上にストライプ状に形成された透明表示電極３２と、表示電極上の外側に表示電極と平行にストライプ状に形成されたバス電極３３と、ガラス基板３１、表示電極及びバス電極上に形成される誘電体膜３４と、誘電体膜上に表示電極と対向するようにストライプ状に形成される炭素ナノチューブ膜３５と、誘電体膜及び炭素ナノチューブ膜上に形成される保護膜と、を備える前面パネルを備えるプラズマディスプレイパネル。よって、２次電子放出特性が向上して発光効率及びコントラスト比が高い良質の表示画面を提供できる。
【選択図】 図３Ａ
Description
【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及びプラズマディスプレイパネルの前面パネル製造方法に係り、より詳細には、炭素ナノチューブを用いたプラズマディスプレイパネル及び該プラズマディスプレイパネルの前面パネル製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
プラズマディスプレイパネルとは、前面パネルと背面パネルとの間に存在するガスの放電により生成されるプラズマから放出される紫外線が蛍光体に衝突することにより発せられる可視光線を用いて文字、グラフィックまたは動画像を表示する素子である。
【０００３】
プラズマディスプレイパネルは電極構造によって直流型プラズマディスプレイパネル、交流型プラズマディスプレイパネル、及び直流型と交流型とが結合された混合型プラズマディスプレイパネルとに分類される。中でも、交流型プラズマディスプレイパネルは、直流型プラズマディスプレイパネルに比べて電極の損傷が少ないという長所を有する。
【０００４】
交流型プラズマディスプレイパネルの製作のために、表示側の前面パネルであるガラス基板に維持放電（ｓｕｓｔａｉｎ ｄｉｓｃｈａｒｇｅ）を目的とするＸ電極及びＹ電極を配置させ、反対側の背面パネルにはデータが書き込めるようにアドレス電極を配置させた後、２枚のパネルを封止して内部を排気した後に放電ガスを注入する。前記前面パネルは、まず、透明電極をパターニングした後にバス電極を形成し、透明な誘電体層を形成した後に保護層を形成することにより製造される。
【０００５】
かかる従来のプラズマディスプレイパネルの発光効率を高めるために、特許文献１に開示された発明は、プラズマディスプレイパネルに２次電子放出特性に優れた炭素ナノチューブを用いている。
【０００６】
図１及び図２は、前記特許文献１に開示されたプラズマディスプレイパネルの前面パネルの実施形態を示す断面図である。
【０００７】
図１を参照すれば、従来のプラズマ表示パネルの一実施形態では、ガラス基板１０上にサステイン（維持）電極１２がライン状に形成され、前記サステイン電極１２上にバス電極１４が形成される。サステイン電極１２及びバス電極１４上には透明な誘電体層１６がスクリーン印刷法により形成され、誘電体層１６上には炭素ナノチューブが保護層１８として形成される。
【０００８】
図２に示すように、従来のプラズマディスプレイパネルの他の実施形態は、誘電体層１６上に酸化マグネシウム（ＭｇＯ）保護層１９が先に形成された後、炭素ナノチューブから形成された保護層２０がその上に形成されていること以外は、図１に示す実施形態と同じ構造を有する。
【０００９】
しかしながら、このように、従来の技術によるプラズマディスプレイパネルは、不透明な炭素ナノチューブを前面パネルの全面に塗布することにより可視光線の透過率を著しく低下させ、むしろ発光効率を落とすという短所がある。また、特に、図２に示す従来のプラズマディスプレイパネルは、ＭｇＯ保護層１９上に炭素ナノチューブを成長させなければならず、これが技術的に難しいという問題点を有する。
【００１０】
【特許文献１】
大韓民国特許出願公開第２００１−３９０３１号明細書
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
そこで、本発明が解決しようとする技術的課題は、前記従来の技術の問題点を改善するために、２次電子の放出特性に優れた炭素ナノチューブを用いて発光効率の高いプラズマディスプレイパネルを提供することである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
前記技術的な課題を解決するために、本発明のプラズマディスプレイパネルは、ガラス基板と、前記ガラス基板上にストライプ状に形成された透明表示電極と、前記表示電極上の外側に前記表示電極と平行にストライプ状に形成されたバス電極と、前記ガラス基板、前記表示電極及び前記バス電極上に形成される誘電体膜と、前記誘電体膜上に前記表示電極と対向するように平行にストライプ状に形成される炭素ナノチューブ膜と、前記誘電体膜及び前記炭素ナノチューブ膜上に形成される保護膜と、を備える前面パネルを備えることを特徴とする。
【００１３】
前記炭素ナノチューブ膜は前記前面パネルの約１０％以下の面積を有することが好ましく、前記炭素ナノチューブ膜の幅は約７０ないし１００μｍであることが好ましい。
【００１４】
前記炭素ナノチューブ膜は単層壁炭素ナノチューブまたは多層壁炭素ナノチューブよりなる。
【００１５】
前記技術的な課題を解決するために、本発明はまた、ガラス基板上にストライプ状に透明表示電極を形成する段階と、前記表示電極上の外側に前記表示電極と平行にバス電極を形成する段階と、前記ガラス基板、前記表示電極及び前記バス電極上に誘電体膜を塗布する段階と、前記誘電体膜上に前記表示電極と対向するように平行にストライプ状に炭素ナノチューブ膜を印刷する段階と、前記誘電体膜及び前記炭素ナノチューブ膜上に保護膜を形成する段階と、を含むことを特徴とするプラズマディスプレイパネルの前面パネル製造方法を提供する。
【００１６】
前記炭素ナノチューブ膜を印刷する段階において、前記炭素ナノチューブ膜が前面パネルの約１０％以下の面積を有するように形成することが好ましく、その幅を約７０ないし１００μｍに形成することが好ましい。
【００１７】
前記炭素ナノチューブ膜を印刷する段階において、前記炭素ナノチューブ膜は単層壁炭素ナノチューブまたは多層壁炭素ナノチューブを使用して形成する。
【００１８】
本発明は２次電子放出特性に優れた炭素ナノチューブを用いたプラズマディスプレイパネルであり、発光効率を向上させて全体的に表示画面のコントラスト比を高めることにより良質の画像を提供できる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、添付した図面に基づき、本発明の実施形態によるプラズマディスプレイパネルについて詳細に説明する。以下の記載においては、各々の図面における同じ参照符号は同じ構成要素を指し、各構成要素は説明のためにその厚み及び幅が誇張されていることに留意されたい。
【００２０】
図３Ａは、本発明の第１実施形態によるプラズマディスプレイパネルの一部切欠分解斜視図であり、図３Ｂは、本発明の第１実施形態によるプラズマディスプレイパネルの前面パネルの断面図である。
【００２１】
図３Ａ及び図３Ｂに示すように、本発明の第１実施形態によるプラズマディスプレイパネルの前面パネル３０は、ガラス基板３１と、ガラス基板３１上にストライプ状に形成された透明表示電極３２と、透明表示電極３２上の外側に各々所定幅をもってストライプ状に形成されたバス電極３３と、ガラス基板３１上に積層され、表示電極３２及びバス電極３３の全面を覆う誘電体膜３４とを備える。ここで、バス電極３３のうち、透明表示電極３２の左側に位置するものをスキャン電極３３ａと言い、右側に位置するものをサステイン電極３３ｂと言う。
【００２２】
誘電体膜３４上には表示電極３２と対向するように平行にストライプ状に形成された炭素ナノチューブ膜３５が位置しており、誘電体膜３４上の炭素ナノチューブ膜３５が位置していない部分及び炭素ナノチューブ膜３５の上面を覆うＭｇＯ保護層３６が形成されている。
【００２３】
本発明の第１実施形態によるプラズマディスプレイパネルの背面パネル４０は、従来のプラズマディスプレイパネルの背面パネルと同じ構造を有する。すなわち、ガラス基板４１と、ガラス基板４１上に形成されたアドレス電極４３と、ガラス基板４１及びアドレス電極４３上に蒸着される誘電体膜４４と、誘電体膜４４上に放電セルを区切るようにアドレス電極４３と平行にストライプ状に形成される隔壁４７と、隔壁４７の側面及び誘電体膜４４上に各放電セル別に相異なる色光（赤色、緑色、青色）を発するように塗布される蛍光体４８とを有する。
【００２４】
本発明の実施形態によるプラズマディスプレイパネルは、既存の放電ガス及び背面パネルをそのまま使用しつつ、前面パネルの形成時に誘電体膜３４上に炭素ナノチューブ膜３５をペースト法により局所的に印刷することを特徴とする。
【００２５】
炭素ナノチューブ膜３５には炭素ナノチューブ薄膜及び炭素ナノチューブ厚膜がある。炭素ナノチューブ薄膜は主としてプラズマ化学気相蒸着法（ＰＥ−ＣＶＤ）、熱化学気相蒸着法（ＴＣＶＤ）または電子サイクロトロン共鳴化学気相蒸着法（ＥＣＲ−ＣＶＤ）などの化学気相蒸着法を用いて形成でき、炭素ナノチューブ厚膜はアーク放電やパイロリシス（ｐｙｒｏｒｉｓｉｓ）法により形成された炭素ナノチューブを適切な有機バインダーまたは無機バインダーに添加してペーストに製造した後、所望の層に厚膜印刷することにより形成できる。ここで、パイロリシス方法とは、ガス相の触媒を注入またはその他の触媒がある状態で熱を加えて炭化水素を分解することにより炭素ナノチューブを成長させる方法である。
【００２６】
炭素ナノチューブ薄膜３５は炭素と結合エネルギーが類似した鉄（Ｆｅ）、コバルト（Ｃｏ）またはニッケル（Ｎｉ）基板上だけで成長するために多くの制限が伴う。プラズマディスプレイパネルの表示電極３２として多用されるインジウム錫酸化物（ＩＴＯ）電極上には炭素ナノチューブ薄膜３５を成長させることが難しいため、炭素ナノチューブ薄膜３５を成長させるために表示電極３２として他の物質を使用する必要があるが、この場合には十分な透明性を確保することが困難となる。
【００２７】
従って、本発明の実施形態によるプラズマディスプレイパネルには炭素ナノチューブ厚膜を使用する。ここで、使用される炭素ナノチューブは単層壁炭素ナノチューブであっても良く、多層壁炭素ナノチューブであっても良い。
【００２８】
本発明の第１実施形態による炭素ナノチューブ膜３５は、スキャン電極３３ａとサステイン電極３３ｂとの間に表示電極３２と対向するように形成される。炭素ナノチューブ膜３５は、図示された位置からバス電極３３が位置している方に向かい外側に位置させることもできる。特に、炭素ナノチューブ膜３５をバス電極３３と対向するように位置させた本発明の第２実施形態によるプラズマディスプレイパネルを、図４Ａ及び図４Ｂに示す。
【００２９】
図４Ａは、本発明の第２実施形態によるプラズマディスプレイパネルの一部切欠斜視図であり、図４Ｂは、本発明の第２実施形態によるプラズマディスプレイパネルの前面パネルの断面図である。
【００３０】
本発明の第２実施形態によるプラズマディスプレイパネルは、前述した本発明の第１実施形態によるプラズマディスプレイパネルの構造と類似しているが、ただ、炭素ナノチューブ膜３５の位置をずらし、スキャン電極３３ａ及びサステイン電極３３ｂと対向するように平行に形成している点で異なる。
【００３１】
本発明の第１及び第２実施形態によるプラズマディスプレイパネルにおいて、炭素ナノチューブ膜３５の幅は約７０ないし１００μｍであり、バス電極３３の幅は約６０μｍであり、透明表示電極３２の幅は約３００μｍである。
【００３２】
誘電体膜３４上に印刷される炭素ナノチューブ膜３５は、一方ではプラズマディスプレイパネルの２次電子放出特性を全体的に向上させるものの、他方では炭素ナノチューブ膜３５の不透明性のゆえに炭素ナノチューブ膜３５により遮蔽される誘電体膜３４の部分には背面パネル４０の蛍光体４８から発せられる色光が出射されず、発光面積が狭まる。
【００３３】
従って、炭素ナノチューブ膜３５を誘電体膜３４上に形成することにより、２次電子放出特性が向上される比率と、炭素ナノチューブ膜３５の形成により狭まる発光面積比率との適切な調整が必要である。このために、炭素ナノチューブ膜３５を表示電極３２と対向するようにスキャン電極３３ａとサステイン電極３３ｂとの間に形成して２次電子放出特性を極大化させ、その面積が前面パネルの約１０％を超えないように形成する。
【００３４】
本発明の実施形態によるプラズマディスプレイパネルは交流型パネルである。交流型ディスプレイパネルにおいて、バス電極３３及びアドレス電極４３に交番電界を印加すると、前面パネル及び背面パネルの電子及び正イオンが交代に炭素ナノチューブ膜３５及びＭｇＯ保護層３６に現れ、電界が交番される瞬間、電子は放電セル内の中性封入ガスの分子と衝突して新しい電子、イオン化した封入ガス、励起された封入ガス原子などを形成する。励起された封入ガス原子は基底状態へと遷移しつつ発光して中性原子に還元され、この光は放電セル内壁に塗布された蛍光体を励起させて赤色、緑色及び青色の３色を発する。
【００３５】
交番電界の周波数を高めれば発光回数が増加し、且つ、蓄積電荷量が多くなって安定した電圧で放電させることができる。蓄積電荷量は逆パルス電界を印加して外部より増減できる。
【００３６】
以下、図５を参照し、本発明の実施形態によるプラズマディスプレイパネルの製造方法について説明する。本発明においては、プラズマディスプレイパネルのほとんどの構成要素は、ペースト印刷法によって形成される。
【００３７】
図５に示すように、ガラス基板３１上に透明表示電極３２がストライプ状に形成され、その上の外側にバス電極３３が透明表示電極３２と平行にストライプ状に形成される。ガラス基板３１、透明表示電極３２及びバス電極３３上に誘電体膜３４が形成され、誘電体膜３４上には炭素ナノチューブ膜３５が表示電極３２と対向するように印刷される。誘電体膜３４及び炭素ナノチューブ膜３５上に２次電子放出特性に優れたＭｇＯ保護膜３６が塗布される。
【００３８】
一般に、炭素ナノチューブ膜３５は熱に弱いため、これを透明表示電極３２上に印刷し、その上に厚膜誘電体ペーストを印刷した後に焼成すれば、炭素ナノチューブ膜３５は酸化されて消失される。このため、炭素ナノチューブ膜３５の酸化を防ぐために、厚膜誘電体ペーストにより誘電体膜３４を先に形成して焼成した後、その上に炭素ナノチューブ膜３５を印刷することが好ましい。
【００３９】
炭素ナノチューブ膜３５が形成される誘電体膜３４、下部パネルの誘電体膜４４、誘電体膜３４の底面の表示電極３２、表示電極３２が位置するガラス基板３１、４１及び下部パネルの隔壁４７はガラスペーストにより形成される。隔壁４７は約１５０μｍの高さを有し、放電セル内にはヘリウム（Ｈｅ）、ネオン（Ｎｅ）、アルゴン（Ａｒ）、クリプトン（Ｋｒ）、キゼノン（Ｘｅ）などの不活性ガスまたは金属蒸気の水銀（Ｈｇ）などの封入ガスを注入する。隔壁４７はストライプ状に形成しても良く、ワッフル状に形成しても良い。
【００４０】
ガラス基板３１、４１は比較的に均一な平坦面を有するようにフローティング法により製造され、透明表示電極３２としては酸化錫（ＳｎＯ２）またはＩＴＯ膜などが使用されるが、透明度、導電性及び加工性に優れたＩＴＯ膜が主として使用される。
【００４１】
誘電体膜３４、４４は強電界にも耐えうる透明な誘電体ペーストにより形成され、ガラス基板３１、４１上に約２０μｍの厚さに印刷される。
【００４２】
パネルの電極部分はＡｇ、銀−パラジウム（Ａｇ−Ｐｄ）、Ｎｉなどの導電性ペーストを使用して形成する。誘電体膜３４上にはＭｇＯ膜３６を約５００ｎｍの厚さに蒸着して電荷の蓄積量を増やすことにより放電特性を安定化させる。
【００４３】
プラズマディスプレイパネルにおいては、紫外線により良好な発光効率を示す蛍光体が主として使用される。赤色蛍光体としてはイットリウム（Ｙ）、ガドリニウムボレートなどが挙げられ、緑色蛍光体としてはケイ酸亜鉛（ＺｎＳｉＯ３）母体にマンガン復活剤を混合したＺｎ２ＺｉＯ４：Ｍｎ化合物などが挙げられ、そして青色蛍光体としてはバリウムマグネシウムアルミネート（（Ｂａ，Ｍｇ）Ａｌ１０Ｏ１７：Ｅｕ２）が挙げられる。
【００４４】
炭素ナノチューブ膜３５を製造するための炭素ナノチューブペーストは、炭素ナノチューブと有機バインダーまたは無機バインダーとを均一に混合して製造される。有機バインダーは有機溶媒及び高分子物質よりなり、無機バインダーは低沸点のフリットやＳｉＯ２、酸化ホウ素（Ｂ２Ｏ３）などよりなる。ここで、有機溶媒としては、ブチルカビトールアセテート（ＢＣＡ）、α−テルピネオールまたはエチレングリコールのように常温で揮発性が低い高沸点溶媒、またはこれらの２種以上の混合物などが使用できる。高分子物質としては、ポリビニールアルコール類、ポリビニールブチラール類、アクリレート類、エチルセルロース類、ニトロセルロース類またはこれらの２種以上の混合物などが使用できる。無機バインダーとしては一酸化鉛（ＰｂＯ）などの低沸点フリットとＳｉＯ２、Ｂ２Ｏ３などが使用でき、これらの２種以上の混合物などが使用できる。このような物質を使用して製造された炭素ナノチューブペーストをスクリーン印刷法により誘電体膜３４上に印刷して炭素ナノチューブ膜３５を形成する。
【００４５】
図６は、本発明の実施形態によるプラズマディスプレイパネル及び従来のプラズマディスプレイパネルのデータ放電を比較した写真である。図６に示すように、本発明の実施形態によるプラズマディスプレイパネルと従来のプラズマディスプレイパネルとのデータ放電の様子が類似しているということが分かる。
【００４６】
図７は、本発明の実施形態によるプラズマディスプレイパネル及び従来のプラズマディスプレイパネルの維持放電を比較した写真である。図７に示すように、左側の本発明の実施形態によるプラズマディスプレイパネルが、従来のプラズマディスプレイパネルの維持放電に比べて一層明るく発光しているということが分かる。
【００４７】
図８Ａは、図７に示す本発明の実施形態によるプラズマディスプレイパネルの明るい部分のピクセルを拡大して比較した写真であり、図８Ｂは、図７に示す従来のプラズマディスプレイパネルの明るい部分のピクセルを拡大して比較した写真である。図８Ａ及び図８Ｂに示すように、図８Ａに示す本発明の実施形態によるプラズマディスプレイパネルが、図８Ｂに示す従来のプラズマディスプレイパネルより一層明るいということが分かる。
【００４８】
本発明の実施形態によるプラズマディスプレイパネルは、炭素ナノチューブを誘電体膜上に形成することにより２次電子放出特性を向上させて発光効率及びコントラスト比に優れた良好な画質の表示画面を提供できる。
【００４９】
前記説明において多くの事項が具体的に記載されているが、これらは発明の範囲を限定することを意図するものではなく、好ましい実施形態の例示として解釈されるべきである。
【００５０】
例えば、本発明が属する技術分野における当業者であれば、本発明の技術的な思想により最も高い発光効率が得られる炭素ナノチューブの面積を適切に調整できるであろう。よって、本発明の範囲は説明された実施形態により定められるものではなく、特許請求の範囲に記載された技術的な思想によって定められるべきである。
【００５１】
【発明の効果】
上述したように、本発明の実施形態によるプラズマ表示パネル及びプラズマ表示パネルの前面パネル製造方法によれば、２次電子放出特性に優れた炭素ナノチューブ膜を誘電体膜上に形成することにより全体的に発光効率及びコントラストが高い良質の画像を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来のプラズマディスプレイパネルの断面図である。
【図２】従来のプラズマディスプレイパネルの断面図である。
【図３Ａ】本発明の第１実施形態によるプラズマディスプレイパネルの一部切欠分解斜視図である。
【図３Ｂ】本発明の第１実施形態によるプラズマディスプレイパネルの断面図である。
【図４Ａ】本発明の第２実施形態によるプラズマディスプレイパネルの一部切欠斜視図である。
【図４Ｂ】本発明の第２実施形態によるプラズマディスプレイパネルの断面図である。
【図５】本発明の実施形態によるプラズマディスプレイパネルの製造方法を説明するための組立て分解図である。
【図６】本発明の実施形態によるプラズマディスプレイパネル及び従来のプラズマディスプレイパネルのデータ放電を比較した写真である。
【図７】本発明の実施形態によるプラズマディスプレイパネル及び従来のプラズマディスプレイパネルの維持放電を比較した写真である。
【図８Ａ】図７に示す本発明の実施形態によるプラズマディスプレイパネルの明るい部分のピクセルを拡大して比較した写真である。
【図８Ｂ】図７に示す従来のプラズマディスプレイパネルの明るい部分のピクセルを拡大して比較した写真である。
【符号の説明】
３０ 前面パネル
３１ ガラス基板
３２ 透明表示電極
３３ バス電極
３４ 誘電体膜
３５ 炭素ナノチューブ膜
３６ ＭｇＯ保護層
４０ 背面パネル
４１ ガラス基板
４３ アドレス電極
４４ 誘電体膜
４７ 隔壁
４８ 蛍光体
【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及びプラズマディスプレイパネルの前面パネル製造方法に係り、より詳細には、炭素ナノチューブを用いたプラズマディスプレイパネル及び該プラズマディスプレイパネルの前面パネル製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
プラズマディスプレイパネルとは、前面パネルと背面パネルとの間に存在するガスの放電により生成されるプラズマから放出される紫外線が蛍光体に衝突することにより発せられる可視光線を用いて文字、グラフィックまたは動画像を表示する素子である。
【０００３】
プラズマディスプレイパネルは電極構造によって直流型プラズマディスプレイパネル、交流型プラズマディスプレイパネル、及び直流型と交流型とが結合された混合型プラズマディスプレイパネルとに分類される。中でも、交流型プラズマディスプレイパネルは、直流型プラズマディスプレイパネルに比べて電極の損傷が少ないという長所を有する。
【０００４】
交流型プラズマディスプレイパネルの製作のために、表示側の前面パネルであるガラス基板に維持放電（ｓｕｓｔａｉｎ ｄｉｓｃｈａｒｇｅ）を目的とするＸ電極及びＹ電極を配置させ、反対側の背面パネルにはデータが書き込めるようにアドレス電極を配置させた後、２枚のパネルを封止して内部を排気した後に放電ガスを注入する。前記前面パネルは、まず、透明電極をパターニングした後にバス電極を形成し、透明な誘電体層を形成した後に保護層を形成することにより製造される。
【０００５】
かかる従来のプラズマディスプレイパネルの発光効率を高めるために、特許文献１に開示された発明は、プラズマディスプレイパネルに２次電子放出特性に優れた炭素ナノチューブを用いている。
【０００６】
図１及び図２は、前記特許文献１に開示されたプラズマディスプレイパネルの前面パネルの実施形態を示す断面図である。
【０００７】
図１を参照すれば、従来のプラズマ表示パネルの一実施形態では、ガラス基板１０上にサステイン（維持）電極１２がライン状に形成され、前記サステイン電極１２上にバス電極１４が形成される。サステイン電極１２及びバス電極１４上には透明な誘電体層１６がスクリーン印刷法により形成され、誘電体層１６上には炭素ナノチューブが保護層１８として形成される。
【０００８】
図２に示すように、従来のプラズマディスプレイパネルの他の実施形態は、誘電体層１６上に酸化マグネシウム（ＭｇＯ）保護層１９が先に形成された後、炭素ナノチューブから形成された保護層２０がその上に形成されていること以外は、図１に示す実施形態と同じ構造を有する。
【０００９】
しかしながら、このように、従来の技術によるプラズマディスプレイパネルは、不透明な炭素ナノチューブを前面パネルの全面に塗布することにより可視光線の透過率を著しく低下させ、むしろ発光効率を落とすという短所がある。また、特に、図２に示す従来のプラズマディスプレイパネルは、ＭｇＯ保護層１９上に炭素ナノチューブを成長させなければならず、これが技術的に難しいという問題点を有する。
【００１０】
【特許文献１】
大韓民国特許出願公開第２００１−３９０３１号明細書
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
そこで、本発明が解決しようとする技術的課題は、前記従来の技術の問題点を改善するために、２次電子の放出特性に優れた炭素ナノチューブを用いて発光効率の高いプラズマディスプレイパネルを提供することである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
前記技術的な課題を解決するために、本発明のプラズマディスプレイパネルは、ガラス基板と、前記ガラス基板上にストライプ状に形成された透明表示電極と、前記表示電極上の外側に前記表示電極と平行にストライプ状に形成されたバス電極と、前記ガラス基板、前記表示電極及び前記バス電極上に形成される誘電体膜と、前記誘電体膜上に前記表示電極と対向するように平行にストライプ状に形成される炭素ナノチューブ膜と、前記誘電体膜及び前記炭素ナノチューブ膜上に形成される保護膜と、を備える前面パネルを備えることを特徴とする。
【００１３】
前記炭素ナノチューブ膜は前記前面パネルの約１０％以下の面積を有することが好ましく、前記炭素ナノチューブ膜の幅は約７０ないし１００μｍであることが好ましい。
【００１４】
前記炭素ナノチューブ膜は単層壁炭素ナノチューブまたは多層壁炭素ナノチューブよりなる。
【００１５】
前記技術的な課題を解決するために、本発明はまた、ガラス基板上にストライプ状に透明表示電極を形成する段階と、前記表示電極上の外側に前記表示電極と平行にバス電極を形成する段階と、前記ガラス基板、前記表示電極及び前記バス電極上に誘電体膜を塗布する段階と、前記誘電体膜上に前記表示電極と対向するように平行にストライプ状に炭素ナノチューブ膜を印刷する段階と、前記誘電体膜及び前記炭素ナノチューブ膜上に保護膜を形成する段階と、を含むことを特徴とするプラズマディスプレイパネルの前面パネル製造方法を提供する。
【００１６】
前記炭素ナノチューブ膜を印刷する段階において、前記炭素ナノチューブ膜が前面パネルの約１０％以下の面積を有するように形成することが好ましく、その幅を約７０ないし１００μｍに形成することが好ましい。
【００１７】
前記炭素ナノチューブ膜を印刷する段階において、前記炭素ナノチューブ膜は単層壁炭素ナノチューブまたは多層壁炭素ナノチューブを使用して形成する。
【００１８】
本発明は２次電子放出特性に優れた炭素ナノチューブを用いたプラズマディスプレイパネルであり、発光効率を向上させて全体的に表示画面のコントラスト比を高めることにより良質の画像を提供できる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、添付した図面に基づき、本発明の実施形態によるプラズマディスプレイパネルについて詳細に説明する。以下の記載においては、各々の図面における同じ参照符号は同じ構成要素を指し、各構成要素は説明のためにその厚み及び幅が誇張されていることに留意されたい。
【００２０】
図３Ａは、本発明の第１実施形態によるプラズマディスプレイパネルの一部切欠分解斜視図であり、図３Ｂは、本発明の第１実施形態によるプラズマディスプレイパネルの前面パネルの断面図である。
【００２１】
図３Ａ及び図３Ｂに示すように、本発明の第１実施形態によるプラズマディスプレイパネルの前面パネル３０は、ガラス基板３１と、ガラス基板３１上にストライプ状に形成された透明表示電極３２と、透明表示電極３２上の外側に各々所定幅をもってストライプ状に形成されたバス電極３３と、ガラス基板３１上に積層され、表示電極３２及びバス電極３３の全面を覆う誘電体膜３４とを備える。ここで、バス電極３３のうち、透明表示電極３２の左側に位置するものをスキャン電極３３ａと言い、右側に位置するものをサステイン電極３３ｂと言う。
【００２２】
誘電体膜３４上には表示電極３２と対向するように平行にストライプ状に形成された炭素ナノチューブ膜３５が位置しており、誘電体膜３４上の炭素ナノチューブ膜３５が位置していない部分及び炭素ナノチューブ膜３５の上面を覆うＭｇＯ保護層３６が形成されている。
【００２３】
本発明の第１実施形態によるプラズマディスプレイパネルの背面パネル４０は、従来のプラズマディスプレイパネルの背面パネルと同じ構造を有する。すなわち、ガラス基板４１と、ガラス基板４１上に形成されたアドレス電極４３と、ガラス基板４１及びアドレス電極４３上に蒸着される誘電体膜４４と、誘電体膜４４上に放電セルを区切るようにアドレス電極４３と平行にストライプ状に形成される隔壁４７と、隔壁４７の側面及び誘電体膜４４上に各放電セル別に相異なる色光（赤色、緑色、青色）を発するように塗布される蛍光体４８とを有する。
【００２４】
本発明の実施形態によるプラズマディスプレイパネルは、既存の放電ガス及び背面パネルをそのまま使用しつつ、前面パネルの形成時に誘電体膜３４上に炭素ナノチューブ膜３５をペースト法により局所的に印刷することを特徴とする。
【００２５】
炭素ナノチューブ膜３５には炭素ナノチューブ薄膜及び炭素ナノチューブ厚膜がある。炭素ナノチューブ薄膜は主としてプラズマ化学気相蒸着法（ＰＥ−ＣＶＤ）、熱化学気相蒸着法（ＴＣＶＤ）または電子サイクロトロン共鳴化学気相蒸着法（ＥＣＲ−ＣＶＤ）などの化学気相蒸着法を用いて形成でき、炭素ナノチューブ厚膜はアーク放電やパイロリシス（ｐｙｒｏｒｉｓｉｓ）法により形成された炭素ナノチューブを適切な有機バインダーまたは無機バインダーに添加してペーストに製造した後、所望の層に厚膜印刷することにより形成できる。ここで、パイロリシス方法とは、ガス相の触媒を注入またはその他の触媒がある状態で熱を加えて炭化水素を分解することにより炭素ナノチューブを成長させる方法である。
【００２６】
炭素ナノチューブ薄膜３５は炭素と結合エネルギーが類似した鉄（Ｆｅ）、コバルト（Ｃｏ）またはニッケル（Ｎｉ）基板上だけで成長するために多くの制限が伴う。プラズマディスプレイパネルの表示電極３２として多用されるインジウム錫酸化物（ＩＴＯ）電極上には炭素ナノチューブ薄膜３５を成長させることが難しいため、炭素ナノチューブ薄膜３５を成長させるために表示電極３２として他の物質を使用する必要があるが、この場合には十分な透明性を確保することが困難となる。
【００２７】
従って、本発明の実施形態によるプラズマディスプレイパネルには炭素ナノチューブ厚膜を使用する。ここで、使用される炭素ナノチューブは単層壁炭素ナノチューブであっても良く、多層壁炭素ナノチューブであっても良い。
【００２８】
本発明の第１実施形態による炭素ナノチューブ膜３５は、スキャン電極３３ａとサステイン電極３３ｂとの間に表示電極３２と対向するように形成される。炭素ナノチューブ膜３５は、図示された位置からバス電極３３が位置している方に向かい外側に位置させることもできる。特に、炭素ナノチューブ膜３５をバス電極３３と対向するように位置させた本発明の第２実施形態によるプラズマディスプレイパネルを、図４Ａ及び図４Ｂに示す。
【００２９】
図４Ａは、本発明の第２実施形態によるプラズマディスプレイパネルの一部切欠斜視図であり、図４Ｂは、本発明の第２実施形態によるプラズマディスプレイパネルの前面パネルの断面図である。
【００３０】
本発明の第２実施形態によるプラズマディスプレイパネルは、前述した本発明の第１実施形態によるプラズマディスプレイパネルの構造と類似しているが、ただ、炭素ナノチューブ膜３５の位置をずらし、スキャン電極３３ａ及びサステイン電極３３ｂと対向するように平行に形成している点で異なる。
【００３１】
本発明の第１及び第２実施形態によるプラズマディスプレイパネルにおいて、炭素ナノチューブ膜３５の幅は約７０ないし１００μｍであり、バス電極３３の幅は約６０μｍであり、透明表示電極３２の幅は約３００μｍである。
【００３２】
誘電体膜３４上に印刷される炭素ナノチューブ膜３５は、一方ではプラズマディスプレイパネルの２次電子放出特性を全体的に向上させるものの、他方では炭素ナノチューブ膜３５の不透明性のゆえに炭素ナノチューブ膜３５により遮蔽される誘電体膜３４の部分には背面パネル４０の蛍光体４８から発せられる色光が出射されず、発光面積が狭まる。
【００３３】
従って、炭素ナノチューブ膜３５を誘電体膜３４上に形成することにより、２次電子放出特性が向上される比率と、炭素ナノチューブ膜３５の形成により狭まる発光面積比率との適切な調整が必要である。このために、炭素ナノチューブ膜３５を表示電極３２と対向するようにスキャン電極３３ａとサステイン電極３３ｂとの間に形成して２次電子放出特性を極大化させ、その面積が前面パネルの約１０％を超えないように形成する。
【００３４】
本発明の実施形態によるプラズマディスプレイパネルは交流型パネルである。交流型ディスプレイパネルにおいて、バス電極３３及びアドレス電極４３に交番電界を印加すると、前面パネル及び背面パネルの電子及び正イオンが交代に炭素ナノチューブ膜３５及びＭｇＯ保護層３６に現れ、電界が交番される瞬間、電子は放電セル内の中性封入ガスの分子と衝突して新しい電子、イオン化した封入ガス、励起された封入ガス原子などを形成する。励起された封入ガス原子は基底状態へと遷移しつつ発光して中性原子に還元され、この光は放電セル内壁に塗布された蛍光体を励起させて赤色、緑色及び青色の３色を発する。
【００３５】
交番電界の周波数を高めれば発光回数が増加し、且つ、蓄積電荷量が多くなって安定した電圧で放電させることができる。蓄積電荷量は逆パルス電界を印加して外部より増減できる。
【００３６】
以下、図５を参照し、本発明の実施形態によるプラズマディスプレイパネルの製造方法について説明する。本発明においては、プラズマディスプレイパネルのほとんどの構成要素は、ペースト印刷法によって形成される。
【００３７】
図５に示すように、ガラス基板３１上に透明表示電極３２がストライプ状に形成され、その上の外側にバス電極３３が透明表示電極３２と平行にストライプ状に形成される。ガラス基板３１、透明表示電極３２及びバス電極３３上に誘電体膜３４が形成され、誘電体膜３４上には炭素ナノチューブ膜３５が表示電極３２と対向するように印刷される。誘電体膜３４及び炭素ナノチューブ膜３５上に２次電子放出特性に優れたＭｇＯ保護膜３６が塗布される。
【００３８】
一般に、炭素ナノチューブ膜３５は熱に弱いため、これを透明表示電極３２上に印刷し、その上に厚膜誘電体ペーストを印刷した後に焼成すれば、炭素ナノチューブ膜３５は酸化されて消失される。このため、炭素ナノチューブ膜３５の酸化を防ぐために、厚膜誘電体ペーストにより誘電体膜３４を先に形成して焼成した後、その上に炭素ナノチューブ膜３５を印刷することが好ましい。
【００３９】
炭素ナノチューブ膜３５が形成される誘電体膜３４、下部パネルの誘電体膜４４、誘電体膜３４の底面の表示電極３２、表示電極３２が位置するガラス基板３１、４１及び下部パネルの隔壁４７はガラスペーストにより形成される。隔壁４７は約１５０μｍの高さを有し、放電セル内にはヘリウム（Ｈｅ）、ネオン（Ｎｅ）、アルゴン（Ａｒ）、クリプトン（Ｋｒ）、キゼノン（Ｘｅ）などの不活性ガスまたは金属蒸気の水銀（Ｈｇ）などの封入ガスを注入する。隔壁４７はストライプ状に形成しても良く、ワッフル状に形成しても良い。
【００４０】
ガラス基板３１、４１は比較的に均一な平坦面を有するようにフローティング法により製造され、透明表示電極３２としては酸化錫（ＳｎＯ２）またはＩＴＯ膜などが使用されるが、透明度、導電性及び加工性に優れたＩＴＯ膜が主として使用される。
【００４１】
誘電体膜３４、４４は強電界にも耐えうる透明な誘電体ペーストにより形成され、ガラス基板３１、４１上に約２０μｍの厚さに印刷される。
【００４２】
パネルの電極部分はＡｇ、銀−パラジウム（Ａｇ−Ｐｄ）、Ｎｉなどの導電性ペーストを使用して形成する。誘電体膜３４上にはＭｇＯ膜３６を約５００ｎｍの厚さに蒸着して電荷の蓄積量を増やすことにより放電特性を安定化させる。
【００４３】
プラズマディスプレイパネルにおいては、紫外線により良好な発光効率を示す蛍光体が主として使用される。赤色蛍光体としてはイットリウム（Ｙ）、ガドリニウムボレートなどが挙げられ、緑色蛍光体としてはケイ酸亜鉛（ＺｎＳｉＯ３）母体にマンガン復活剤を混合したＺｎ２ＺｉＯ４：Ｍｎ化合物などが挙げられ、そして青色蛍光体としてはバリウムマグネシウムアルミネート（（Ｂａ，Ｍｇ）Ａｌ１０Ｏ１７：Ｅｕ２）が挙げられる。
【００４４】
炭素ナノチューブ膜３５を製造するための炭素ナノチューブペーストは、炭素ナノチューブと有機バインダーまたは無機バインダーとを均一に混合して製造される。有機バインダーは有機溶媒及び高分子物質よりなり、無機バインダーは低沸点のフリットやＳｉＯ２、酸化ホウ素（Ｂ２Ｏ３）などよりなる。ここで、有機溶媒としては、ブチルカビトールアセテート（ＢＣＡ）、α−テルピネオールまたはエチレングリコールのように常温で揮発性が低い高沸点溶媒、またはこれらの２種以上の混合物などが使用できる。高分子物質としては、ポリビニールアルコール類、ポリビニールブチラール類、アクリレート類、エチルセルロース類、ニトロセルロース類またはこれらの２種以上の混合物などが使用できる。無機バインダーとしては一酸化鉛（ＰｂＯ）などの低沸点フリットとＳｉＯ２、Ｂ２Ｏ３などが使用でき、これらの２種以上の混合物などが使用できる。このような物質を使用して製造された炭素ナノチューブペーストをスクリーン印刷法により誘電体膜３４上に印刷して炭素ナノチューブ膜３５を形成する。
【００４５】
図６は、本発明の実施形態によるプラズマディスプレイパネル及び従来のプラズマディスプレイパネルのデータ放電を比較した写真である。図６に示すように、本発明の実施形態によるプラズマディスプレイパネルと従来のプラズマディスプレイパネルとのデータ放電の様子が類似しているということが分かる。
【００４６】
図７は、本発明の実施形態によるプラズマディスプレイパネル及び従来のプラズマディスプレイパネルの維持放電を比較した写真である。図７に示すように、左側の本発明の実施形態によるプラズマディスプレイパネルが、従来のプラズマディスプレイパネルの維持放電に比べて一層明るく発光しているということが分かる。
【００４７】
図８Ａは、図７に示す本発明の実施形態によるプラズマディスプレイパネルの明るい部分のピクセルを拡大して比較した写真であり、図８Ｂは、図７に示す従来のプラズマディスプレイパネルの明るい部分のピクセルを拡大して比較した写真である。図８Ａ及び図８Ｂに示すように、図８Ａに示す本発明の実施形態によるプラズマディスプレイパネルが、図８Ｂに示す従来のプラズマディスプレイパネルより一層明るいということが分かる。
【００４８】
本発明の実施形態によるプラズマディスプレイパネルは、炭素ナノチューブを誘電体膜上に形成することにより２次電子放出特性を向上させて発光効率及びコントラスト比に優れた良好な画質の表示画面を提供できる。
【００４９】
前記説明において多くの事項が具体的に記載されているが、これらは発明の範囲を限定することを意図するものではなく、好ましい実施形態の例示として解釈されるべきである。
【００５０】
例えば、本発明が属する技術分野における当業者であれば、本発明の技術的な思想により最も高い発光効率が得られる炭素ナノチューブの面積を適切に調整できるであろう。よって、本発明の範囲は説明された実施形態により定められるものではなく、特許請求の範囲に記載された技術的な思想によって定められるべきである。
【００５１】
【発明の効果】
上述したように、本発明の実施形態によるプラズマ表示パネル及びプラズマ表示パネルの前面パネル製造方法によれば、２次電子放出特性に優れた炭素ナノチューブ膜を誘電体膜上に形成することにより全体的に発光効率及びコントラストが高い良質の画像を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来のプラズマディスプレイパネルの断面図である。
【図２】従来のプラズマディスプレイパネルの断面図である。
【図３Ａ】本発明の第１実施形態によるプラズマディスプレイパネルの一部切欠分解斜視図である。
【図３Ｂ】本発明の第１実施形態によるプラズマディスプレイパネルの断面図である。
【図４Ａ】本発明の第２実施形態によるプラズマディスプレイパネルの一部切欠斜視図である。
【図４Ｂ】本発明の第２実施形態によるプラズマディスプレイパネルの断面図である。
【図５】本発明の実施形態によるプラズマディスプレイパネルの製造方法を説明するための組立て分解図である。
【図６】本発明の実施形態によるプラズマディスプレイパネル及び従来のプラズマディスプレイパネルのデータ放電を比較した写真である。
【図７】本発明の実施形態によるプラズマディスプレイパネル及び従来のプラズマディスプレイパネルの維持放電を比較した写真である。
【図８Ａ】図７に示す本発明の実施形態によるプラズマディスプレイパネルの明るい部分のピクセルを拡大して比較した写真である。
【図８Ｂ】図７に示す従来のプラズマディスプレイパネルの明るい部分のピクセルを拡大して比較した写真である。
【符号の説明】
３０ 前面パネル
３１ ガラス基板
３２ 透明表示電極
３３ バス電極
３４ 誘電体膜
３５ 炭素ナノチューブ膜
３６ ＭｇＯ保護層
４０ 背面パネル
４１ ガラス基板
４３ アドレス電極
４４ 誘電体膜
４７ 隔壁
４８ 蛍光体
Claims (8)
- ガラス基板と、
前記ガラス基板上にストライプ状に形成された透明表示電極と、
前記表示電極上の外側に前記表示電極と平行にストライプ状に形成されたバス電極と、
前記ガラス基板、前記表示電極及び前記バス電極上に形成される誘電体膜と、前記誘電体膜上に前記表示電極と対向するように平行にストライプ状に形成される炭素ナノチューブ膜と、
前記誘電体膜及び前記炭素ナノチューブ膜上に形成される保護膜と、を備える前面パネルを備えることを特徴とするプラズマディスプレイパネル。 - 前記炭素ナノチューブ膜は前記前面パネルの約１０％以下の面積を有することを特徴とする請求項１に記載のプラズマディスプレイパネル。
- 前記炭素ナノチューブ膜の幅は約７０ないし１００μｍであることを特徴とする請求項１に記載のプラズマディスプレイパネル。
- 前記炭素ナノチューブ膜は単層壁炭素ナノチューブまたは多層壁炭素ナノチューブよりなることを特徴とする請求項１に記載のプラズマディスプレイパネル。
- ガラス基板上にストライプ状に透明表示電極を形成する段階と、
前記表示電極上の外側に前記表示電極と平行にバス電極を形成する段階と、
前記ガラス基板、前記表示電極及び前記バス電極上に誘電体を塗布する段階と、
前記誘電体膜上に前記表示電極と対向するように平行にストライプ状に炭素ナノチューブ膜を印刷する段階と、
前記誘電体膜及び前記炭素ナノチューブ膜上に保護膜を形成する段階と、を含むことを特徴とするプラズマディスプレイパネルの前面パネル製造方法。 - 前記炭素ナノチューブ膜を印刷する段階において、
前記炭素ナノチューブ膜を前面パネルの約１０％以下の面積を有するように形成することを特徴とする請求項５に記載のプラズマディスプレイパネルの前面パネル製造方法。 - 前記炭素ナノチューブ膜を印刷する段階において、
前記炭素ナノチューブ膜を約７０ないし１００μｍの幅を有するように形成することを特徴とする請求項５に記載のプラズマディスプレイパネルの前面パネル製造方法。 - 前記炭素ナノチューブ膜を印刷する段階において、
前記炭素ナノチューブ膜は単層壁炭素ナノチューブまたは多層壁炭素ナノチューブから形成することを特徴とする請求項５に記載のプラズマディスプレイパネルの前面パネル製造方法。
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