KR100756157B1 - 플라즈마 디스플레이 패널 및 그 제조 방법 - Google Patents

Abstract

방전 전압의 저 전압화, 안정 방전, 고 휘도화, 고 효율화, 장 수명화 등의 특성 향상을 실현할 수 있는 플라즈마 디스플레이 패널이다.

기판의 주변부를 밀봉하는 밀봉 공정 시, 또는 밀봉 공정 전에, 불활성 가스 이외의 불순물 가스를 형광체층에 흡착시켜, 패널 점등 시에, 상기 불순물 가스를 방전 가스 내로 방출시켜, 방전 가스에 제어성 높게 불순물을 첨가함으로써, 방전 전압의 저 전압화, 고 휘도화, 고 효율화, 장 수명화 등의 특성 향상을 실현할 수 있다.

Description

플라즈마 디스플레이 패널 및 그 제조 방법{PLASMA DISPLAY PANEL AND ITS MANUFACTURING METHOD}

본 발명은, 문자 또는 화상 표시용의 컬러 텔레비전 수상기나 디스플레이 등에 사용하는 가스 방전 발광을 이용한 플라즈마 디스플레이 패널(이하 PDP라고 함) 및 그 제조 방법에 관한 것이다.

PDP는, 가스 방전에 의해 자외선을 발생시키고, 이 자외선으로 형광체를 여기(勵起)하여 발광시켜 컬러 표시를 행하고 있다. 그리고, 기판 상에 격벽에 의해서 구획된 표시 셀이 설치되어 있고, 이것에 발광체층이 형성되어 있는 구성을 갖는다.

이 PDP에는, 크게 나누어, 구동적으로는 AC형과 DC형이 있고, 방전 형식으로는 면 방전형과 대향 방전형의 두 종류가 있는데, 고 정세화(精細化), 대 화면화 및 제조의 간편성으로부터, 현재의 상태에서는, PDP의 주류는, 3전극 구조의 면 방전형의 것이고, 그 구조는, 한쪽의 기판 상에 평행하게 인접한 표시 전극 쌍을 갖고, 다른 한쪽의 기판 상에 표시 전극과 교차하는 방향으로 배열된 어드레스 전극과, 격벽, 형광체층을 갖는 것으로, 비교적 형광체층을 두껍게 할 수 있어, 형광체에 의한 컬러 표시에 적합하다.

이러한 PDP는, 액정 패널에 비해 고속의 표시가 가능하며, 시야각이 넓은 것, 대형화가 용이한 것, 자기-발광형(self-luminous type)이므로 표시 품질이 높은 것 등의 이유로부터, 플랫 패널 디스플레이 중에서 최근 특히 주목받고 있고, 많은 사람이 모이는 장소에서의 표시 장치나 가정에서 대 화면의 영상을 즐기기 위한 표시 장치로서 각종 용도로 사용되고 있다.

이와 같은 PDP는 일반적으로 다음과 같이 제조된다. 먼저, 배면 글라스 기판 상에, 은으로 이루어지는 어드레스 전극을 형성하고, 이 위에 유전체 글라스로 이루어지는 가시광 반사층과, 글라스제의 격벽을 소정의 피치로 제작한다. 이들 격벽 사이에 끼워진 각 공간 안에, 적색 형광체, 녹색 형광체, 청색 형광체를 포함하는 각 색 형광체 페이스트를 도포 한 후, 형광체를 소성하여 페이스트 내의 수지 성분 등을 제거하여 형광체층을 형성하여, 배면판으로 한다. 그 후, 배면판의 주위에 앞면판과의 밀봉 부재로서 저 융점 글라스 페이스트를 도포하고, 저 융점 글라스 페이스트 내의 수지 성분 등을 제거하기 위해서 350℃ 정도로 하소한다.

그 후, 표시 전극, 유전체 글라스층 및 보호층을 순차적으로 형성한 앞면판과, 상기 배면판을 격벽을 통해 표시 전극과 어드레스 전극이 직교하도록 대향 배치하고, 450℃ 정도로 소성하여, 상기 밀봉 부재인 저 융점 글라스에 의해서 주변부를 밀봉한다. 그 후, 350℃ 정도까지 가열하면서 패널 내를 배기시키고, 종료 후에 방전 가스를 소정의 압력만큼 도입하여 완성품으로 한다.

종래의 PDP에서는, 방전 가스에 적어도 크세논(Xe)을 포함하는 희가스를 이용하고 있다. 가장 일반적으로 사용되고 있는 것은 네온(Ne)에 수 %의 크세논(Xe) 을 혼합한 방전 가스로, 가스 순도는 99.99∼99.999% 정도의 고순도 가스이다.

그러나, 방전 특성을 향상시킬 목적으로, 희가스 이외의 불순물을 방전 가스에 균일하게 또한 소정의 농도로 제어성 높게 첨가하는 것은 매우 곤란하였다. 이 원인은, PDP 내의 구성 물질로, 방전 가스에 접하고 있는 보호막으로서의 산화마그네슘(Mg0)이나 형광체 재료는, 불활성 가스 이외의 가스에 대하여 매우 흡착성이 높으므로, 방전 가스 중에 제어성 높게 불순물 가스를 확산시키는 것은 어렵고, 또 불순물 가스를 방전 가스에 혼합하여 도입하는 것만으로는 방전 가스 도입부 부근에 많은 불순물 가스가 흡착되어 버리기 때문에, 패널면 내에서 휘도 불균일이 발생하거나, 방전 특성의 불균일의 원인이 되었다.

또, 그 중에서도 특히 청색 형광체로서 일반적으로 사용되고 있는 BaMgAl₁₀O₁₇:Eu는 일본국 특개 2001-35372호 공보에 공개되어 있는 바와 같이 특히 H₂O에 대한 흡착성이 높아, 열 열화되기 쉬운 문제가 있다.

또, PDP에서는, 방전 전압이 약 200V로 높고, 회로의 비용, 패널의 내압 면에서 저 전압화가 필요하고, 동시에 안정 방전, 고 휘도화, 고 효율화, 장 수명화가 요구되고 있다.

본 발명은 이러한 과제를 감안하여 이루어진 것으로, 방전 전압의 저 전압화, 안정 방전, 고 휘도화, 고 효율화, 장 수명화 등의 특성 향상을 실현할 수 있도록 하는 것을 목적으로 하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위해서 본 발명은, 기판의 주변부를 밀봉하는 밀봉 공정 시, 또는 밀봉 공정 전에, 불활성 가스 이외의 불순물 가스를 형광체층에 흡착시켜, 패널 점등 시에, 상기 불순물 가스를 방전 가스 중에 방출시킴으로써, 제어성 높게 방전 가스에 불순물을 첨가하는 것이 가능하게 되어, 종래의 것과 비교하여 저 전압화, 고 휘도화, 고 효율화, 장 수명화 등의 특성 향상을 실현할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시 형태에서의 플라즈마 디스플레이 패널의 개략 구성을 도시하는 사시도,

도 2는 상기 플라즈마 디스플레이 패널의 제조 방법에서의 제조공정도,

도 3은 불순물 가스 흡착 공정에서의 H₂O 분압에 대한 각 형광체의 흡착량을 도시하는 특성도,

도 4는 H₂O의 피크 분자수에 대한 CH₂의 피크 분자수의 비율과 휘도의 관계를 도시하는 특성도이다.

이하, 본 발명의 일 실시 형태에 의한 PDP 및 그 제조 방법에 관해서, 구체 예에 기초하여 설명한다.

(실시 형태 1)

먼저, 본 발명의 실시 형태 1에 대해서 설명한다. 도 1에 본 발명에 의한 PDP의 구조를 도시하고 있고, 도 1에 도시하는 바와 같이, 글라스 기판 등의 투명한 앞면측의 기판(1) 상에는, 스캔 전극과 서스테인 전극으로 쌍을 이루는 스트라이프 형상의 표시 전극(2)이 다수 열 형성되고, 그리고 이 전극군을 덮도록 글라스로 이루어지는 유전체층(3)이 형성되고, 이 유전체층(3) 상에는 MgO로 이루어지는 보호막(4)이 형성되어 있다.

또, 상기 앞면측의 기판(1)에 대향 배치되는 배면측의 글라스 기판 등의 기판(5) 상에는, 스캔 전극 및 서스테인 전극의 표시 전극(2)과 교차하도록, 유전체 글라스로 이루어지는 가시광 반사층(6)으로 덮인 다수 열의 스트라이프 형상의 어드레스 전극(7)이 형성되어 있다. 이 어드레스 전극(7) 사이의 가시광 반사층(6) 상에는, 어드레스 전극(7)과 평행하게 다수의 격벽(8)이 배치되고, 이 격벽(8) 사이의 측면 및 가시광 반사층(6)의 표면에 형광체층(9)이 형성되어 있다.

이들 기판(1)과 기판(5)은, 스캔 전극 및 서스테인 전극의 표시 전극(2)과 어드레스 전극(7)이 거의 직교하도록, 미소한 방전 공간을 사이에 끼워 대향 배치되는 동시에, 주변부가 밀봉 부재에 의해 밀봉되고, 그리고 상기 방전 공간에는, 헬륨, 네온, 아르곤, 크세논 중의 1종 또는 혼합 가스가 방전 가스로서 봉입되어 있다. 또, 방전 공간은, 격벽(8)에 의해서 다수의 구획으로 분리됨으로써, 표시 전극(2)과 어드레스 전극(7)과의 교점이 위치하는 다수의 방전 셀이 설치되고, 그 각 방전 셀에는, 적색, 녹색, 청색의 형광체층(9)이 한 색씩 순차적으로 배치되어 있다.

그리고, 상기 적색, 녹색, 청색의 형광체층(9)을 방전에 의해서 발생하는 파 장이 짧은 진공 자외선(파장 147nm)에 의해 여기 발광시킴으로써, 컬러 표시를 하고 있다.

형광체층(9)을 구성하는 형광체로서는, 일반적으로 이하의 재료가 사용되고 있다.

「청색 형광체」: BaMgAl₁₀O₁₇:Eu

「녹색 형광체」: Zn₂SiO₄:Mn 또는 BaAl₁₂O₁₉:Mn

「적색 형광체」: Y₂O₃:Eu 또는(Y_XGd_1-X) BO₃:Eu

또, 각 색형광체는, 아래와 같이 하여 제작할 수 있다.

청색 형광체(BaMgAl₁₀O₁₇:Eu)는, 먼저 탄산바륨(BaCO₃), 탄산마그네슘(MgCO ₃), 산화알루미늄(α-Al₂O₃)을 Ba, Mg, Al의 원자비로 1대 1대 10이 되도록 배합한다. 다음에 이 혼합물에 대하여 소정량의 산화유로퓸(Eu₂O₃)을 첨가하고, 그리고 적당한 분량의 플럭스(AlF₂, BaCl₂)와 함께 볼밀로 혼합하고, 1400℃∼1650℃에서 소정 시간, 예를 들면, 0.5시간 환원분위기(H₂, N₂ 중)에서 소성함으로써 얻어진다.

적색 형광체(Y₂O₃:Eu)는, 원료로서 수산화이트륨(Y₂(OH)₃)과 붕산(H₃BO₃)을 Y, B의 원자비 1대 1이 되도록 배합한다. 다음에, 이 혼합물에 대하여 소정량의 산화 유로퓸(Eu₂O₃)을 첨가하여, 적당한 분량의 플럭스와 같이 볼밀로 혼합하고, 공기중 1200℃∼1450℃에서 소정 시간, 예를 들면 1시간 소성함으로써 얻어진다.

녹색 형광체(Zn₂SiO₄:Mn)는, 원료로서 산화아연(ZnO), 산화규소(SiO₂)를 Zn, Si의 원자비 2대 1이 되도록 배합한다. 다음에 이 혼합물에 소정량의 산화망간(Mn₂O₃)을 첨가하여, 볼밀로 혼합한 후, 공기중에서 1200℃∼1350℃로 소정 시간, 예를 들면 0.5시간 소성함으로써 얻어진다.

상기 제조 방법으로 제작된 형광체 입자를 분쇄 후 체로 침으로써, 소정의 입경 분포를 갖는 형광체 재료가 얻어진다.

도 2에 본 실시의 형태에 의한 PDP의 제조 공정을 도시하고 있고, 도 2에 도시하는 바와 같이 배면판측은, 글라스 기판 상에 은으로 이루어지는 어드레스 전극을 형성하고, 이 위에 유전체 글라스로 이루어지는 가시광 반사층과, 글라스제의 격벽을 소정의 피치로 제작하는 공정(10)을 행한다.

다음에, 이들 격벽 사이에 끼워진 각 공간 내에, 적색 형광체, 녹색 형광체, 청색 형광체를 포함하는 각 색 형광체 페이스트를 각각 도포 한 후, 500℃정도로 형광체 페이스트를 소성하여 페이스트 내의 수지 성분 등을 제거하고, 형광체층을 형성하는 형광체 형성 공정(11)을 행한다. 또한, 형광체 형성 후는, 배면판의 주위에 앞면판과의 밀봉 부재로서 저 융점 글라스 페이스트를 도포하고, 저 융점 글라스 페이스트 내의 수지 성분 등을 제거하기 위해서 350℃정도로 하소하는 저 융점 글라스 페이스트 형성 공정을 행한다.

한편, 앞면판측은, 글라스 기판 상에 표시 전극과 유전체층을 형성하는 전극, 유전체층의 형성 공정(12)을 행하고, 그 후 보호막의 형성 공정(13)을 행한다.

그 후, 표시 전극, 유전체 글라스층 및 보호층을 순차적으로 형성한 앞면판과, 상기 배면판을 격벽을 통해 표시 전극과 어드레스 전극이 직교하도록 대향 배치하고, 450℃정도로 소성하여, 저 융점 글라스에 의해서, 주위를 밀봉하는 밀봉 공정(14)을 행한 후 350℃정도까지 가열하면서 패널 내를 배기시키고, 종료 후에 방전 가스를 소정의 압력만큼 도입하는 가스 봉입 공정(15)을 행한다.

그리고, 글라스 기판에 형성한 표시 전극에 통상 동작 시의 약 2배의 교류 전압을 인가하여 강한 방전을 발생시켜 안정 방전이 행해지도록 하는 에이징 공정(16)을 행함으로써 패널이 완성된다.

여기서, 본 실시 형태에서는, 밀봉 공정 시, 또는 밀봉 공정 전에 불순물 가스를 형광체층에 흡착시키는 것으로, 흡착시키는 불순물 가스를 한정시키기 위해서, 도 2의 점선으로 둘러싸는 바와 같이, 앞면측의 글라스 기판은 보호막인 산화마그네슘을 진공 전자빔 증착법에 의해 형성한 후, 배면측의 글라스 기판은 형광체 소성 후부터, 불순물 가스 흡착 공정(17)을 제외한 모든 공정에서 10^-4 Pa 이하의 진공, 또는 노점 -60도 이하의 건조 N₂ 분위기로, 가스 봉입 공정(15)까지를 행하였다. 또한, 배면측의 글라스 기판의 형광체 소성 공정까지는 대기중에서 행하기 때문에, 불순물 가스 흡착 공정(17) 전에, 진공 가열을 500℃로 행하여, 대기중에서의 흡착 가스의 탈 가스 처리(18)를 행하였다. 또, 불순물 가스 흡착 공정(17)은, 이 탈 가스 처리(18)의 승온 시에, H₂O, CO₂의 적어도 한쪽을 포함하는 소망의 불순물 가스를 도입하고, 실온으로 내려갈 때까지 이 가스 분위기에 노출시킴으로써 행 한다.

그러나, 상술한 바와 같이, PDP 내의 방전 공간에 존재하는 MgO나 형광체 재료, 특히 청색 형광체는, 불활성 가스 이외의 불순물 가스의 흡착성이 높고, 그 불순물 가스가 원인으로 패널면 내에서 휘도 불균일이 발생하거나, 방전 특성의 불균일이 생긴다. 이러한 문제를 해결하기 위해서는, 불순물 가스가 흡착하지 않도록 하면 되지만, PDP의 구성상, 이것은 실제상 곤란한 것이다.

그래서, 본 발명자들은, 불순물 가스의 흡착량을 제어함으로써, PDP의 특성의 개선 및 안정화를 도모할 수 없는지에 관해서, 각종 실험과 검토를 행하였다. 그 결과, 적극적으로 불순물 가스 흡착 공정을 마련하여, 불순물 가스의 흡착량을 제어하는 본 발명을 착안한 것이다.

도 3은 PDP의 형광체에 대한 H₂O를 포함하는 불순물 가스의 흡착성에 대하여, 본 발명자들이 행한 실험 결과를 도시하는 도면이고, 도 3에 도시하는 바와 같이 불순물 가스 흡착 공정에서, H₂O의 분압에 대하여 각 색 형광체에서의 H₂O의 흡착량에 관계가 있다는 것을 알았다. 즉, 도 3에 도시하는 특성으로부터, 청색 형광체가 가장 H₂O의 흡착량이 많고, 또 동시에 불순물 가스 흡착 공정 시의 H₂O의 분압에 대하여 큰 변화율을 나타내는 것을 알았다. 이것으로부터 PDP의 내부 공간 내에서의 H₂O 총량의 제어는, 청색 형광체의 H₂O 흡착량을 제어함으로써 가능하다는 것을 알았다.

즉, 밀봉 공정 전에 불순물 가스 흡착 공정을 마련하여, 불활성 가스 이외의 불순물 가스를 형광체층에 흡착시킴으로써, 불활성 가스 이외의 불순물 가스를 패널면 내에 균일하게 제어성 높게 도입하는 것이 가능하게 된다. 또, 이 불순물 가스로서는, 본 발명자들의 실험에 의하면, H₂O와 CO₂의 적어도 한쪽을 포함하는 가스를 도입하면 되고, 이 불순물 가스의 효과에 의해 방전 전압의 저 전압화, 안정 방전, 고 휘도화, 고 효율화, 장 수명화를 실현할 수 있다.

여기서, 형광체에 불순물 가스를 흡착시킴으로써 방전 특성을 제어성 높게 조작할 수 있는 이유에 관해서 설명하면, 일반적인 PDP의 구동방법은, 초기화 방전, 어드레스 방전, 유지 방전으로 구성되어 있고, 구동의 원리로서는, 제1 초기화 방전에서는 큰 전압을 인가함으로써, 방전 셀 내를 리셋하는 효과를 갖고, 다음에, 표시하는 화상 신호를 기초로 점등시키고자 하는 셀만 선택적으로 어드레스 방전을 발생시켜, 그 방전을 유지 방전으로 지속시키고, 이 유지 방전의 펄스 수로 계조(階調) 표현을 행하고 있다. 이 때, 초기화 방전과 어드레스 방전 시에는 앞면판에 형성된 표시 전극과 배면판에 형성된 어드레스 전극 사이에서 방전이 발생하므로, 배면판의 어드레스 전극 상에 형성되어 있는 형광체에 불순물 가스가 흡착되어 있으면 초기화 방전, 어드레스 방전에 의해서 그 불순물 가스가 방전 가스 중에 효과적으로 방출되는 것이라고 생각할 수 있다. 그리고, 형광체 재료는 불활성 가스 이외의 가스에 대하여 흡착성이 풍부하므로, 한번 방전 가스 중에 방출한 불순물 가스는, 유지 방전 종료 후에 다시 재흡착 된다고 생각되며, 이들 경우가 제어성 좋게 불순물 가스를 방전 가스 중에 첨가시킴으로써, 효과적으로 방전 특성을 조작할 수 있는 요인이라고 생각할 수 있다.

또한, 본 실시 형태에서는, 형광체 소성 공정과 밀봉 공정 사이에서 형광체를 형성한 배면판을 소망의 불순물 가스를 포함하는 가스에 노출시킴으로써, 형광체로의 불순물 가스 흡착을 하였지만, 밀봉 공정을 소망의 불순물 가스를 포함하는 가스 분위기로 행하던가, 또는 밀봉 공정에서 앞면판과 배면판으로 형성되는 내부 공간에 소망의 불순물 가스를 포함하는 가스를 흐르게 하는 것에 의해서도 형광체에 불순물 가스를 흡착시킬 수 있어, 본 실시 형태와 같은 효과를 얻을 수 있다.

그런데, 본 발명자들의 실험에 의하면, 상술한 본 발명에 의한 효과는, 불순물 가스로서의 CO₂의 승온 탈리(脫離) 질량 분석(TDS)에서 O에서 500도까지에서 볼 수 있는 피크 분자수, 및 H₂O의 300도 이상에서 볼 수 있는 피크 분자수와의 사이에 상관이 있는 것을 발견하였다.

다음에, 불순물 가스 흡착 공정에서의 가스 분위기와 패널 완성 후의 불순물 가스의 청색 형광체로의 흡착량에 관하여, 실험 행한 결과에 대해서 설명한다. 표 1에 그 결과를 나타내고 있다. 또한, 표 1에서의 각 항목의 의미는, 다음과 같다.

「점등 전압」: 패널 전체면을 점등시키는 데에 필요한 유지 전압.

「방전 미스」: 1000회의 어드레스 방전에서의 방전 불량 횟수. 이 방전 불량 횟수가 많아지면 불등 발생에 의한 화질 열화의 요인이 된다.

「전압 마진」: 점등에 필요한 점등 전압부터 유지 전압을 높여감으로써 발생하는 점등 고장 발생 전압까지의 전압차. 이 값이 클수록 안정한 구동이 가능해진다.

「점등 후의 전압 마진」: 200kHz의 유지 전압 인가에 의한 500시간의 방전후의 전압 마진.

「마진 변동」: 2OOkHz의 유지 전압 인가에 의한 5OO시간의 방전의 전후에서의 전압 마진의 변화량을 전압(V)으로 나타내었다.

「상대 휘도」: 패널 No.1의 값을 100으로 한 상대 강도로 나타내었다.

또, 표 1에서는 실제의 수값을 표기하는 동시에, 그 수값의 평가를 ◎, Ｏ, △, ×로 나타내었다(◎ : 대단히 좋음, Ｏ : 실용상 문제 없음, △ : 실용상 개선되면 좋지만 큰 문제는 없음, ×: 실용상 문제가 있음).

(표 1)

이 표 1에서 알 수 있는 바와 같이, 진공 공간에서 제작한 No.1의 패널과 건조 N₂ 분위기에서 제작한 No.2의 패널에서는, 형광체로의 H₂O, CO₂의 흡착량이 매우 적고, 초기의 전압 마진이 매우 크고, 또 마진의 변화도 거의 없어, 장기간에 걸쳐 안정한 방전이 실현된다. 이에 대하여, CO₂의 불순물 가스 흡착을 행한 No.3, No.4의 패널에서는, No.1, No.2의 패널과 비교하여, 방전 미스의 횟수가 감소하였다. 이것에 의해 CO₂를 흡착시킴으로써, 방전 미스를 저감시킬 수 있다는 것을 알 수 있다. 그렇지만, 한편으로는 CO₂의 1% 분위기에서 제작한 No.4의 패널에서는, 초기의 전압 마진이 적고, 또 휘도의 저하도 동시에 볼 수 있다는 것을 알 수 있었다. 또, CO₂의 흡착량의 5OO도까지의 피크 분자수가 1 ×1O¹⁵개/g을 경계로 이 휘도 열화가 크게 발생하는 것이 본 발명자들에 의해 확인되고 있다.

따라서, 형광체로의 CO₂의 흡착량을 5OO도까지의 피크 분자수로 1 ×10¹³개/g∼1 ×1O¹⁵개/g의 범위로 행함으로써, 큰 휘도 열화를 초래하지 않고 방전 미스의 횟수를 저감시킬 수 있다.

또, N₂ 분위기에 CO₂를 O.1% 첨가하고, H₂O를 분압으로 3 Torr와 30 Torr 첨가하여 제작한 No.5와 No.6의 패널에서, CO₂를 0.1%만 첨가한 No.3의 패널과 비교하면, 전압 마진의 큰 저하도 없고, 점등 전압의 저감과 휘도 향상의 효과를 얻을 수 있다. 그러나, H₂O를 30 Torr 첨가한 No.6의 패널에서는, 마진의 변화량이 커, 장기간의 안정 방전은 곤란하다. 마진의 변화량은, 형광체에 흡착시킨 피크 분자수가 5 ×10¹⁵개/g 이상이 되면, 커져서 전압 마진이 감소하는 것이 본 발명자들에 의해 확인되고 있다.

따라서, 형광체로의 H₂O의 흡착량을 300도 이상에서의 피크 분자수에서 1 ×1O¹⁵개/g∼5 ×1O¹⁶개/g으로 함으로써, 패널 점등에 의한 전압 마진의 큰 저하를 초래하지 않고, 방전 전압을 저감시킬 수 있다. 이것에 의해, 고 휘도로 장기간에 걸쳐 안정 방전이 가능하고, 방전 전압을 낮출 수 있다.

또한 본 실시 형태에서, CO₂와 H₂O를 함께 흡착시킴으로써, 각각의 흡착 가스의 효과를 갖는 동시에, 또한 CO₂, H₂0의 각각 단독의 불순물 가스 흡착에서는 볼 수 없었던 휘도 향상을 확인할 수 있었다. 이것은 CO₂에 의한 휘도 열화 요인이 H₂O에 의해 억제되어지는 것을 의미하고 있고, 휘도 열화를 발생시키는 형광체로의 CO₂의 흡착 사이트에, H₂O가 흡착하기 위해서 휘도 열화가 저감하는 것으로 생각할 수 있다. 또한, 동시에 방전 전압의 저감에 의해, Xe의 자외선 방사 효율도 상승하고 있는 것으로 생각할 수 있다. 또, 이 H₂O에 의한 CO₂의 휘도 저감 억제 효과 및 휘도 향상의 상승 효과는, CO₂와 H₂O와의 피크 분자수의 비에 크게 관계가 있다 는 것이 본 발명자들에 의해 확인되고 있고, H₂O의 피크 분자수가 CO₂의 피크 분자수에 대한 비율로서, 3.7 내지 4.3인 것이 바람직하고, 4.0 부근이 가장 효과적이라는 것을 알 수 있었다.

여기서, 흡착 분자수(X)(개/g)란, 승온 탈리 질량 분석에서 배기 속도를 S(m³/s), 측정 간격 시간을 t(s), 전체 검출 이온 전류를 I(A), 구하고 싶은 분자의 이온 전류를 J(A), 전류 검출 시의 압력을 P(Pa), 측정 시료의 중량을 W(g)으로 하였을 때, 기체 상수를 R, 온도를 T, 아보가드로수를 N으로 하여,

X = {N/(R ×T)} ×P ×S ×t ×(J/I)/W = 2.471 ×10²⁰ ×P ×S ×t ×(J/I)/W의 식으로부터 구해지는 값이고, 본 실시 형태에서는 배기 속도 O.19(m³/s), 측정 간격 시간 15(s)에 의해 측정한 데이터를 이용하고 있다.

이상과 같이 본 발명에 의하면, 불활성 가스 이외의 불순물 가스를 패널면 내에 균일하게 제어성 좋게 도입하는 것이 가능하고, 또 불순물 가스로서 H₂O와 CO₂를 도입함으로써, 이 불순물 가스의 효과에 의해, PDP에서의 방전 전압의 저 전압화, 안정 방전, 고 휘도화, 고 효율화, 장 수명화 등의 특성 향상을 실현할 수 있다.

(실시 형태 2)

다음에, 본 발명의 실시 형태 2에 대해서 설명한다.

본 실시 형태 2에서는, 밀봉 공정 시, 또는 밀봉 공정 전에 적어도 CH₄를 포 함하는 불순물 가스를 형광체층에 흡착시키는 것으로, 상기 실시 형태 1과 마찬가지로, 흡착시키는 불순물 가스를 한정시키기 위해서, 도 2의 점선으로 둘러싸는 바와 같이, 앞면측의 글라스 기판은 보호막인 산화마그네슘을 진공 전자빔 증착법에 의해 형성한 후, 배면측의 글라스 기판은 형광체 소성 후부터, 불순물 가스 흡착 공정(17)을 제외한 모든 공정에서 10^-4Pa 이하의 진공, 또는 노점 -60도 이하의 건조 N₂ 분위기에서 가스 봉입 공정(15)까지 행하였다. 또한, 배면측의 글라스 기판의 형광체 소성 공정까지는 대기중에서 행해지므로, 불순물 가스 흡착 공정(17) 전에, 진공 가열을 600℃로 행하여, 대기중에서의 흡착 가스의 탈 가스 처리(18)를 하였다. 또, 불순물 가스 흡착 공정(17)은, 이 탈 가스 처리(18)의 승온 시에, H₂O, CH₄를 포함하는 소망의 불순물 가스를 도입하고, 실온으로 내려 갈 때까지 이 가스 분위기에 노출시킴으로써 행한다.

이러한 본 실시 형태 2는, 불순물 가스로서의 CH₂의 승온 탈리 질량 분석(TDS)에서의 0에서 600도까지 나타나는 피크 분자수, 및 H₂O의 300도 이상에서 나타나는 피크 분자수와의 사이에 상관이 있는 것을 발견한 것에 근거하는 것으로, 이하에 설명하는 바와 같이, 상기 실시 형태 1과 동일한 효과를 얻을 수 있다.

또한, 승온 탈리 분석에서, 상기 불순물 이외에도 CH계 불순물이 중합한, 보다 질량수가 큰 C_nH_2n+2로 나타내어지는 메탄계 탄화수소나 C_nH_2n 으로 나타내어지는 에틸렌계 탄화수소 등의 불순물도 검출되지만, CH₂의 흡착량이 방전 특성과 큰 상관 이 있었다. 이것은 저급의 분자가 가장 방전에 영향을 미칠 수 있기 때문이라고 생각한다. 또, 승온 탈리 분석법에서 CH₄의 흡착량 평가에 대하여, O가 동 질량수로 방해 이온이 되므로, CH₄의 흡착량의 측정이 곤란하기 때문에, CH₂의 흡착량을 CH₄의 흡착량의 지표로서 이용하였다.

다음에, 불순물 가스 흡착 공정에서의 가스 분위기와 패널 완성 후의 불순물 가스의 청색 형광체로의 흡착량에 관하여, 실험을 행한 결과에 대하여 설명한다. 표 2에 그 결과를 나타내고 있다. 또한, 표 2에서의 각 항목의 의미는 상기 표 1과 동일한 의미이며, 설명은 생략한다.

(표 2)

이 표 2에서 알 수 있는 바와 같이, 진공 공간에서 제작한 NO.1의 패널과 건조 N₂ 분위기에서 제작한 NO.2의 패널에서는, 형광체로의 H₂O, CH₄의 흡착량이 매우 적고, 초기의 전압 마진이 매우 크고, 또 마진의 변화도 거의 없어, 장기간에 걸쳐 안정한 방전이 실현 가능하다. 이에 대하여, CH₄의 불순물 가스 흡착을 행한 NO.3, NO.4의 패널에서는, NO.1, NO.2의 패널과 비교하여, 방전 미스의 횟수가 감소하였다. 그러나, 한편으로는 CH₄의 1% 분위기에서 제작한 NO.4의 패널에서는, 전압 마진의 감소와 휘도의 저하도 동시에 볼 수 있다. 또, CH₂의 흡착량의 100도∼600도까지의 피크 분자수가 2 ×10¹⁵개/g을 경계로 이 휘도 열화가 크게 발생하는 것이 본 발명자들에 의해 확인되어졌다.

따라서, 형광체로의 CH₂의 흡착량을 100도∼600도까지의 피크 분자수로 O.5×10¹⁴개/g∼3.O×1O¹⁴개/g의 범위에서 행함으로써, 큰 휘도 열화를 초래하지 않고 방전 미스의 횟수를 저감시킬 수 있다.

또, N₂ 분위기에 CH₄를 O.1% 첨가하고, H₂O를 분압으로 3 Torr과 30 Torr 첨가하여 제작한 NO.5와 NO.6의 패널에서, CH₄를 0.1%만 첨가한 NO.3의 패널과 비교하면, 전압 마진의 큰 저하도 없고, 점등 전압의 저감과 휘도 향상의 효과를 얻을 수 있다. 그러나, H₂O를 30 Torr 첨가한 NO.6의 패널에 관해서는, 점등에 수반하는 마진의 저하가 커, 장기간의 안정 방전은 곤란하다.

점등에 의한 전압 마진의 저하는 형광체에 흡착시킨 H₂O의 300도 이상에서 나타나는 피크 분자수가 5 ×10¹⁵개/g 이상이 되면 커져, 전압 마진이 감소하는 것이 본 발명자들에 의해 확인되어졌다.

따라서, 형광체로의 H₂O의 흡착량을 300도 이상에서의 피크 분자수에서 1 ×10¹⁵개/g∼5×10¹⁶개/g으로 함으로써, 패널 점등에 의한 전압 마진의 큰 저하를 초래하지 않고 방전 전압을 저감시킬 수 있다. 이것에 의해, 고 휘도로 장기간에 걸쳐 안정 방전이 가능하고, 방전 전압을 낮출 수 있다.

또 본 실시 형태에서, CH₄와 H₂O를 함께 흡착시킴으로써, 각각의 흡착 가스의 효과를 갖는 동시에, 또한 CH₄, H₂0의 각각 단독의 불순물 가스 흡착에서는 볼 수 없었던 휘도 향상을 확인 할 수 있었다. 이것은 CH₄에 의한 휘도 열화 요인이 H₂O에 의해 억제되고 있는 것을 의미하고 있고, 휘도 열화를 발생하는 형광체로의 CH₄의 흡착 사이트에 H₂0가 흡착함으로써 휘도 열화가 저감하는 것으로 생각할 수 있다. 또, 동시에 방전 전압의 저감에 의해, Xe의 자외선 방사 효율도 상승한다고 생각할 수 있다. 단, H₂O에 의한 CH₄의 휘도 저감 억제 효과 및 휘도 향상의 상승 효과는, CH₄의 흡착량의 지표가 되는 CH₂의 100도∼600도 사이에서 나타나는 피크 분자수와, 300도 이상에서 나타나는 H₂O의 피크 분자수의 비에 크게 관계된다는 것이 본 발명자들에 의해 확인되어졌고, 도 4에 도시하는 바와 같이 CH₂의 100도에서 600도 사이에서 나타나는 피크 분자수가 H₂O의 300도 이상에서 나타나는 피크 분자수에 대한 비율로서, 0.05 이하에서 특히 효과가 있고, 반대로 0.05 이상에서는 휘도가 저하되어 간다.

또, 300도 이상에서 나타나는 H₂O의 피크 분자수가 5 ×10¹⁵개/g 이상에서는, 상기 흡착량의 비율이 0.05 이상에서의 휘도 저하의 경사가 완만하였지만, 300도 이상에서 나타나는 H₂O의 피크 분자수가 5 ×10¹⁵개/g 이하일 때에는, 상기 비율의 증가에 수반하는 휘도 저하의 경사가 급하게 되는 경향을 볼 수 있다.

이상의 경우로부터, 전압 마진의 저하를 초래하지 않고 휘도를 향상시키기 위해서는, 300도 이상에서 나타나는 H₂O의 피크 분자수가 5 ×10¹⁵개/g 이하이고 상기 흡착량의 비율이 0.05 이하가 되는 것이 가장 바람직하다.

또한, 도 4는 H₂O의 흡착량에 대해서 승온 탈리 분석법에 의해 분석한 결과에서, 300도 이상의 영역에서 나타나는 탈리 H₂O의 피크 분자수에 대한 100도에서 600도까지의 영역에서 나타나는 탈리 CH₂의 피크 분자수의 비율과 휘도의 관계를 도시하는 도면이다.

이상과 같이 본 발명에 의하면, 불순물 가스로서 H₂O와 CH₄를 도입함으로써, 그 불순물 가스의 효과에 의해, PDP에서의 방전 전압의 저 전압화, 안정 방전, 고 휘도화, 고 효율화, 장 수명화 등의 특성 향상을 실현할 수 있다.

또, 이상의 설명에서는, 청색 형광체로서 BaMgAl₁₀O₁₇:Eu를 사용한 경우를 예로 설명하였지만, 일본국 특개 2000-226574호 공보에 공개되어 있는 (Ba_1-mSr_m)iMgAl_jO_n:Eu_k로 표기되고, 0 ≤m ≤0.25, 1.0 ≤i ≤1.8, 12.7 ≤j ≤21.0, 0.01 ≤k ≤0.20, 21.0 ≤n ≤34.5로 이루어지는 조성의 알루민산염을 사용하면, H₂O의 흡착 특성이 적색, 녹색 형광체의 특성에 가까워지므로, 불순물 가스의 흡착의 제어성이 더욱 용이하게 되는 효과를 얻을 수 있다.

이상과 같이 본 발명에 의하면, 불활성 가스 이외의 불순물 가스를 패널면 내에 균일하게 제어성 높게 도입하는 것이 가능하고, 그 불순물 가스의 효과에 의해, PDP에서의 방전 전압의 저 전압화, 안정 방전, 고 휘도화, 고 효율화, 장 수명화 등의 특성 향상을 실현할 수 있다.

Claims (20)

1. 삭제
2. 삭제
3. 한 쌍의 기판을 사이에 공간이 형성되도록 대향 배치하는 동시에 주변부를 밀봉 부재에 의해 밀봉하고, 또한 상기 공간에서 방전이 발생하도록 기판에 전극을 배치하는 동시에 방전에 의해 발광하는 적색, 녹색, 청색의 형광체층을 형성한 플라즈마 디스플레이 패널에 있어서,

   상기 형광체층에 흡착한 불순물 가스를 탈(脫) 가스(gas)하는 탈 가스 처리 공정과, 상기 탈 가스 처리 공정 후, 밀봉 공정 시, 또는 밀봉 공정 전에 불순물 가스를 형광체층에 흡착시키는 공정을 갖고, 또한 패널 완성 후의 청색의 형광체로의 CO₂의 흡착량은, 승온 탈리 분석법에서 0도에서 5OO도까지의 영역에서 나타나는 탈리 CO₂의 피크 분자수가 1 ×10¹³개/g 이상 1 ×10¹⁵개/g 이하인 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널.
4. 삭제
5. 한 쌍의 기판을 사이에 공간이 형성되도록 대향 배치하는 동시에 주변부를 밀봉 부재에 의해 밀봉하고, 또한 상기 공간에서 방전이 발생하도록 기판에 전극을 배치하는 동시에 방전에 의해 발광하는 적색, 녹색, 청색의 형광체층을 형성한 플라즈마 디스플레이 패널에 있어서,

   상기 형광체층에 흡착한 불순물 가스를 탈(脫) 가스(gas)하는 탈 가스 처리 공정과, 상기 탈 가스 처리 공정 후, 밀봉 공정 시, 또는 밀봉 공정 전에 불순물 가스를 형광체층에 흡착시키는 공정을 갖고, 또한 패널 완성 후의 청색의 형광체로의 H₂O의 흡착량은, 승온 탈리 분석법에서 300도 이상의 영역에서 나타나는 탈리 H₂O의 피크 분자수가 1 ×10¹⁵개/g 이상 5 ×10¹⁵개/g 이하이고, 또한 CO₂의 흡착량은, O도에서 5OO도까지의 영역에서 나타나는 탈리 CO₂의 피크 분자수가 1 ×10¹³개/g 이상 1 ×10¹⁵개/g 이하인 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널.
6. 한 쌍의 기판을 사이에 공간이 형성되도록 대향 배치하는 동시에 주변부를 밀봉 부재에 의해 밀봉하고, 또한 상기 공간에서 방전이 발생하도록 기판에 전극을 배치하는 동시에 방전에 의해 발광하는 적색, 녹색, 청색의 형광체층을 형성한 플라즈마 디스플레이 패널에 있어서,

   상기 형광체층에 흡착한 불순물 가스를 탈(脫) 가스(gas)하는 탈 가스 처리 공정과, 상기 탈 가스 처리 공정 후, 밀봉 공정 시, 또는 밀봉 공정 전에 불순물 가스를 형광체층에 흡착시키는 공정을 갖고, 또한 패널 완성 후의 청색의 형광체로의 H₂O의 흡착량은, 승온 탈리 분석법에서 300도 이상의 영역에서 나타나는 탈리 H₂O의 피크 분자수가, 0도에서 500도까지의 영역에서 나타나는 탈리 CO₂의 피크 분자수의 3.7배 이상 4.3배 이하인 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널.
7. 제6항에 있어서,

   패널 완성 후의 청색의 형광체로의 H₂O의 흡착량은, 승온 탈리 분석법에서 300도 이상의 영역에서 나타나는 탈리 H₂O의 피크 분자수가, 0도에서 500도까지의 영역에서 나타나는 탈리 CO₂의 피크 분자수의 3.9배 이상 4.1배 이하인 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널.
8. 삭제
9. 삭제
10. 삭제
11. 삭제
12. 삭제
13. 제3항, 제5항, 제6항, 또는 제7항 중 어느 한 항에 있어서,

    청색의 형광체가 (Ba_1-mSr_m)MgAl_jO_n:Eu_k로 표기되는 알루민산염으로 이루어지는 것인 플라즈마 디스플레이 패널.
14. 한 쌍의 기판을 사이에 공간이 형성되도록 대향 배치하는 동시에 주변부를 밀봉 부재에 의해 밀봉하고, 또한 상기 공간에서 방전이 발생하도록 기판에 전극을 배치하는 동시에 방전에 의해 발광하는 형광체층을 형성한 플라즈마 디스플레이 패널 제조 방법에 있어서,

    상기 형광체층에 흡착한 불순물 가스를 탈(脫) 가스(gas)하는 탈 가스 처리 공정과, 상기 탈 가스 처리 공정 후, 상기 기판의 주변부를 밀봉하는 밀봉 공정 시, 또는 밀봉 공정 전에, 불순물 가스를 형광체층에 흡착시키는 불순물 가스 흡착 공정을 두고, 불순물 가스를 상기 형광체층에 흡착시키는 공정에서 사용하는 불순물 가스는, 적어도 CO₂를 포함하고, 그 조성이 N₂에 대하여 CO₂가 0.1% ~ 1% 첨가되어 있는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널 제조 방법.
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