KR100854855B1 - 플라즈마 디스플레이 패널 - Google Patents

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모리오 후지타니
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마츠시타 덴끼 산교 가부시키가이샤
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Abstract

PDP의 내부 공간에 존재하는 하이드로카본을 저감하여 고화질, 긴 수명의 PDP를 실현한다. 하이드로카본에 대하여 반응하는 촉매를, PDP의 내부 공간에 노출하도록 전면판(1)의 보호층(8)이나 배면판(2)의 격벽(12), 형광체층(13), 기초 유전체층(11)에 마련하고, 하이드로카본에 대한 촉매의 촉매 작용에 의해서 하이드로카본을 산화 또는 분해시킨다.

Description

플라즈마 디스플레이 패널{PLASMA DISPLAY PANEL}
본 발명은 표시 디바이스로서 알려져 있는 플라즈마 디스플레이 패널에 관한 것이다.
최근, 쌍방향 정보 단말로서의 대화면 벽걸이 텔레비전에 대한 기대가 높아지고 있다. 그를 위한 표시 디바이스로서는 여러 가지의 방식이 있다. 그 중에서도 플라즈마 디스플레이 패널(이하, PDP라고 부름)은 자발광형으로 아름다운 화상 표시를 할 수 있고 대면화가 용이한 등의 이유 때문에, 시인성이 우수한 박형 표시 디바이스로서 주목받아, 고선명화 및 대화면화를 향한 개발이 진행되고 있다.
PDP에는 구동 방식으로서 AC형과 DC형이 있으며, 방전 방식으로서 면방전형과 대향 방전형의 2종류가 있다. 그러나, 고선명화, 대화면화 및 제조의 간편성 때문에, 현 상태에서는 AC형이고 면방전형의 PDP가 주류를 차지하도록 되어 오고 있다.
PDP는 전극, 유전체층, MgO에 의한 보호층 등의 구성물이 형성된 전면판과 격벽, 형광체층 등의 구성물이 형성된 배면판을, 내부에 미소한 공간(내부 공간)을 형성하도록 대향 배치하고 있다. 그리고, 주위를 봉착 부재에 의해 봉지하고, 내부 공간에 네온 및 크세논 등을 혼합한 방전 가스를 66500㎩(약 500Torr) 정도의 압력으로 봉입하고 있다. 이 구성에 대해서는, 예를 들면 비특허 문헌인 「플라즈마 디스플레이의 전부」(우치이케 헤이쥬, 미코시바 시게오 공저, (주)공업 조사회, 1997년 5월 1일, p79-p80)에 개시되어 있다.
그러나, 이러한 PDP의 구성물을 형성할 때에는, 먼저 그 전구체로 되는 무기 재료와 유기 바인더나 유기 용매 등을 페이스트화하여 도포하고, 건조나 소성에 의해서 유기 용매나 유기 바인더를 소실(燒失)시켜 고화하고 있다. 한편, 이러한 소성 공정에서는 여러 가지의 가스가 발생하고, 이 발생한 가스의 일부가 PDP의 구성물의 표면에 불순물로서 부착된다. 그 결과, 부착된 불순물이 PDP의 내부 공간에서 불순물 가스의 발생원으로 되어, 방전에 영향을 주고 또한 화질이나 수명을 열화시킨다고 한 과제가 있었다.
상기 과제를 해결하기 위해서, 본 발명의 PDP는 전면판과 배면판을 대향 배치하여 내부 공간을 형성하고, 내부 공간에 하이드로카본에 대하여 반응하는 촉매를 노출시켜서 구비한 것이다.
이러한 구성에 의하면, PDP의 구성물의 표면에 부착되고 PDP의 내부 공간에 존재하는 불순물의 하이드로카본을 저감할 수 있어, 고화질, 긴 수명의 PDP를 실현할 수 있다. 불순물인 하이드로카본에 대해서 반응하고, 또한 그 자체는 조성 변화가 없는 촉매를 내부 공간에 노출시켜서 구비함으로써 하이드로카본을 효과적으로 저감할 수 있고, 또한 고화질, 긴 수명의 PDP를 실현할 수 있다.
이하, 본 발명의 실시예에 있어서의 PDP에 대해서 도면을 이용하여 설명한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 있어서의 PDP의 개략적인 구성을 나타내는 단면 사시도이다. 도 1에 나타내는 바와 같이, PDP는 전면판(1)과 배면판(2)으로 구성되어 있다.
전면판(1)은 플로트법에 의해서 제조된 붕규소(硼珪素) 나트륨계 유리로 이루어지는 유리 기판 등의 투명한 전면측 기판(3)상에, PDP의 구성물로서, 주사 전극(4)과 유지 전극(5)으로 쌍을 이루는 스트라이프 형상의 표시 전극(6)과, 그 표시 전극(6)을 덮는 유전체층(7)과, 또한 그 유전체층(7)상에 마련한 MgO 등으로 이루어지는 보호층(8)을 갖는다. 또한, 주사 전극(4) 및 유지 전극(5)은 각각 투명 전극(4a, 5a) 및 이 투명 전극(4a, 5a)에 전기적으로 접속된 Cr/Cu/Cr 또는 Ag 등으로 이루어지는 버스 전극(4b, 5b)으로 구성되어 있다.
또한, 배면판(2)은 전면측 기판(3)에 대향 배치되는 배면측 기판(9)상에, PDP의 구성물로서, 표시 전극(6)과 직교하는 방향에 형성한 어드레스 전극(10)과, 그 어드레스 전극(10)을 덮는 기초 유전체층(11)과, 이 기초 유전체층(11)상에 마련한 스트라이프 형상의 격벽(12)과, 이 격벽(12) 사이의 측면 및 기초 유전체층(11)의 표면에 형성한 형광체층(13)을 갖는다. 여기서, 격벽(12)의 형상은 스트 라이프 형상에 한하지 않고, 격자 형상 또는 사행 형상 등이 생각된다. 또한, 컬러 표시를 위해서 형광체층(13)으로서는 적색 형광체층, 녹색 형광체층, 청색 형광체층의 3색이 순서대로 배치되어 있다.
전면판(1)과 배면판(2)을, 전면판(1)에 마련한 표시 전극(6)과 배면판(2)에 마련한 어드레스 전극(10)이 직교하고, 내부에 미소한 내부 공간을 형성하도록 격벽(12)을 사이에 두고서 대향 배치한다. 대향 배치한 전면판(1)과 배면판(2)의 주위를 봉착 부재에 의해 봉지하고, 내부 공간에 네온 및 크세논 등의 혼합 가스의 방전 가스를, 66500㎩(500Torr) 정도의 압력으로 봉입하여 PDP를 구성하고 있다. 또한, 도 1에서는 내부의 구성을 알기 쉽도록, 전면판(1)과 배면판(2)을 분리해서 표시하고 있지만, 전면판(1)의 보호층(8)과 배면판(2)의 격벽(12)의 정부(頂部)가 접하도록 대향 배치되어 있다.
이러한 구성의 PDP의 어드레스 전극(10)과 표시 전극(6)에 주기적인 전압을 인가하는 것에 의해서 방전을 발생시키고, 이 방전에 의해서 발생하는 자외선을 형광체층(13)에 조사하여 가시광으로 변환시켜서 화상 표시를 하고 있다.
도 2는 본 발명의 실시예에 있어서의 PDP의 화상 표시부의 개략적인 구성을 나타내는 평면도이다. 전면판(1)에 형성된 주사 전극(4)과 유지 전극(5)은 방전 갭(14)을 사이에 두고서 인접하도록 교대로 배열되어 있다. PDP의 내부 공간의 격벽(12)에 의해서 구획되고 표시 전극(6)과 어드레스 전극(10)이 직교하는 부분이, 단위 발광 영역인 방전 셀(15)로서 기능한다. 또한, 비발광 영역(16)에는 계조를 향상시킬 목적으로 블랙 스트라이프(도시하지 않음)를 형성하는 경우가 있다.
본 발명의 실시예에 있어서의 PDP에서는, 전면판(1)과 배면판(2)을 대향 배치해서 내부 공간을 형성하고, 하이드로카본에 대하여 반응하는 촉매를 그 내부 공간에 노출시키도록 구성하고 있다. 즉, 전면판(1)에 형성된 보호층(8)이나, 배면판(2)에 형성된 형광체층(13), 격벽(12), 또는 기초 유전체층(11) 등의 내부 공간에 면하는 영역에, 하이드로카본에 대하여 반응하는 촉매를 마련하고 있다.
PDP에서는, 방전 가스 이외의 불순물 가스가 방전 셀(15)내에 존재하면, 각각의 방전 셀(15)에서의 방전 개시 전압 등의 방전 특성에 격차가 발생하여, 표시 화상의 화질이 열화해 버린다고 하는 문제를 발생하는 경우가 있었다. 또한, 이들 불순물 가스가 PDP의 내부 공간에 존재하는 것에 의해서, 특히 형광체층(13)의 특성 열화나, 보호층(8)의 특성 열화가 발생하여, PDP로서의 수명이 저하해 버린다고 하는 문제를 발생하고 있었다.
일반적으로, 이들 불순물 가스를 제거하는 방법으로서는, PDP의 제조 공정에서 PDP를 가열하여 배기하는 것이 실행되고 있다. 즉, 봉착된 PDP를 가열하여 내부 공간의 구성물에 부착해 있는 불순물을 이탈, 가스화시키고, 그 상태에서 진공 배기하는, 이른바 배기 베이킹의 방법이다. 그러나, 배기 베이킹의 경우에는, 이하에 기술하는 바와 같은 이유에 의해서 내부 공간의 전영역을 균일하게 진공 배기할 수 없다고 한 과제를 갖고 있었다.
배기 베이킹 후의 PDP의 내부 공간의 분석을 실행한 결과, 배기 베이킹 후의 PDP의 내부에는 하이드로카본(CH)이 잔류하고, 이들 하이드로카본의 존재가 화질을 열화시키고 있는 요인인 것을 알 수 있었다. 배기 베이킹 후에도 하이드로카본이 잔류하는 요인으로서는 이하의 것이 생각된다. 하이드로카본(CH)은 C의 댕글링 본드(dangling bond)(결합 상대를 잃어버린 결합수)를 거쳐서 PDP의 내표면에 부착해 있는 경우가 많은 것으로 생각된다. 이 댕글링 본드에 의한 결합 에너지가 높기 때문에, 이 결합을 끊어서 하이드로카본을 이탈시키기 위해서는 고온으로 가열하는 것이 필요하다. 그러나, 종래의 배기 베이킹의 가열 온도는 PDP를 구성하는 구성물의 연화점, 융점 등에 제한되어서 충분한 온도로까지 승온할 수 없기 때문에, 그들의 하이드로카본을 구성물로부터 충분히 이탈시켜서 PDP 밖으로 배출할 수 없는 것이었다.
또한, 댕글링 본드를 거쳐서 부착된 것이 아닌 하이드로카본이더라도, PDP의 내부 공간이 매우 미세한 것이나, 배기 베이킹이 배면측 기판(9)에 마련한 배기 구멍, 배기관을 통해서 실행되기 때문에, 배기시의 배기 저항이 크고, 특히 분자량의 큰 하이드로카본을 PDP 밖으로 충분히 배출할 수 없는 것이었다.
본 발명의 실시예에 있어서의 PDP에 의하면, 하이드로카본에 대하여 반응하는 촉매를 PDP의 내부 공간에 노출하여 구비하고, 하이드로카본에 대한 촉매의 촉매 작용에 의해서 하이드로카본을 산화(연소) 또는 분해시키며, 이것에 의해, PDP의 내부 공간에 존재하는 하이드로카본의 양을 저감하는 것이 가능하다.
또한, 촉매는 PDP의 내부 공간에 노출한 상태로 구비되어 있기 때문에, 내부 공간에 가스화하여 존재하는 하이드로카본에 대하여 유효하게 작용한다. 그러나, 가스화하지 않고서 PDP의 구성물 표면 등에 부착되어 존재하는 상태의 하이드로카본이더라도, 거기에는 촉매가 존재하기 때문에 하이드로카본의 산화 또는 분해가 진행하여, 하이드로카본의 양을 저감시킬 수 있다. 즉, 하이드로카본을 가스화시킬 때까지 고온으로 PDP를 가열할 필요가 없어, 효과적으로 하이드로카본을 저감하는 것이 가능해진다.
하이드로카본을 비롯한 대부분의 유기물은 촉매에 의해 산화(연소) 반응이나 분해 반응이 촉진되고, 또한, 촉매는 매우 적은 양으로 이들의 반응을 발현한다. 또한, 그 촉매 자체가 반응에 의해서 변화되지 않기 때문에, PDP의 내부 공간에 존재하는 하이드로카본을 효과적으로 저감할 수 있다.
하이드로카본의 산화를 촉진하는 촉매로서 어떠한 촉매를 이용할지는 연소 반응의 서열에 따라 선택할 수 있다. 예를 들면, 저감하고자 하는 하이드로카본이 메탄(CH4)인 경우에는, 메탄에 대한 연소 반응의 서열이 Pd>Pt>Rh>Co3O4>PdO>Cr2O3>Mn2O3>CoO>NiO이기 때문에, 촉매로서 Pd나 Pt 등을 이용하는 것이 보다 효과적이며, 상술의 재료를 이용할 수 있다. 또한, 예를 들면 프로필렌(CH3CH=CH2)을 저감한 경우에는, 그 연소 반응의 서열이 Pt>Pd>Rh>Ag2O>Co3O4>CuO>MnO2>CoO>NiO이기 때문에, 메탄과 마찬가지의 촉매 재료 이외에, Ag2O나 CuO 등을 이용할 수도 있다.
본 발명의 실시예에서는, 촉매를 예를 들면, 보호층(8), 형광체층(13), 격벽(12), 기초 유전체층(11) 등의 PDP의 내부 공간에 노출하고 있는 PDP의 구성물에 함유시키고 있다. 따라서, PDP로서 완성한 후에 PDP내에 존재하는 하이드로카본을 저감시킨다고 하는 기능에 부가하여, PDP 제조 공정의 특히 소성 공정에 있어서, 페이스트내의 유기 바인더 등에 포함되는 유기물을 촉매 작용에 의해서 완전 연소시켜 불순물로 되는 유기물의 잔류분을 저감시킬 수 있다. 이러한 관점에서도, PDP의 내부에 존재하는 하이드로카본을 저감시키는 것이 가능해진다.
또한, 촉매가 PDP의 내부 공간의 표면에 노출한 상태로 존재하기 위해서는, 예를 들면, 보호층(8), 형광체층(13), 격벽(12)의 표면에 존재하는 상태가 생각된다. 그러나, 형광체층(13)은 형광체 입자가 모인 다공질막이기 때문에, 형광체층(13)의 내부이더라도 미시적으로는 내부 공간에 대하여 노출해 있으며, 당연, 그러한 부분도 포함하는 것이다. 또한, 마찬가지로, 기초 유전체층(11)도 다공질인 형광체층(13)을 거쳐서 내부 공간에 대하여 노출해 있다.
또한, 촉매에 의한 하이드로카본의 분해는 이하와 같이 생각된다. 예를 들면, 하이드로카본은 고분자로 되는 경우가 많고, 그 종류에 따라서는 열이나 광, 방사선 등에 의해서 분해하는 것이 알려져 있다. 수지 성분 등의 고분자 주쇄(主鎖)의 분해에는, 중합 반응의 반대라고 할 수 있는 해중합이라 불리는 반응이 있다. 예를 들면, 전사 필름에 사용되는 폴리메타크릴산메틸은 그 천이 온도 220℃에서 해중합시키는 것에 의해 용이하게 단량체로 분해할 수 있다. 여기서, 전이 온도란 합성 반응과 해중합 반응의 속도가 동등하게 되는 온도이다. 즉, 중합을 개시하는 촉매는 동시에 분해를 촉진하는 촉매로서도 작용한다. 여기서 중합을 촉진하는 촉매 성분으로서는, Co, Mn, Zn, Ti, Ni를 들 수 있다. 특히, Co, Mn, Zn, Ti는 주로 중축합에 이용되고, Co, Ti, Ni는 부가 중합에 이용된다. 이들을 첨가함으로써 보다 저온에서 하이드로카본의 분해를 촉진할 수 있다.
또한, TiO2는 자외선을 흡수하여 하이드로카본을 분해하는 능력을 갖기 때문에, 배기 공정에서 광을 쏘이는 것에 의해 분해를 촉진할 수 있다. 또한, PDP의 방전 자체가 자외선을 발생시키기 때문에, 방전에 있어서도 TiO2가 광촉매로서 하이드로카본을 분해할 수 있으므로, 봉착한 PDP를 완성 후에도 하이드로카본에 의한 악영향을 억제할 수 있다.
상술한 촉매 재료를 구성물내에 첨가하는 첨가량으로서는 가능한 한 적게 하는 것이 바람직하다. 또한, 촉매는 매우 적은 양으로 그 촉매 효과를 발휘하여, 그 자체는 조성 변화 등이 없다. 그래서, 구성물의 비표면적 또는 표면적의 20% 이하, 바람직하게는 1% 이하, 더욱 바람직하게는 0.1%인 것이 바람직하다. 또한, 이들 촉매를 구성물에 형성하는 방법으로서는, 스프레이 등으로 구성물의 표면에 분사하는 방법이나, 구성물을 형성하기 위한 전구체인 페이스트 등에 혼입시켜서 형성하는 방법 등이 생각된다.
또한, PDP에서는, 내부 공간을 배기하여 내부 공간에 방전 가스를 봉입하기 위해서 칩 관이 구비되어 있지만, 이 칩 관의 내부도 상술에 있어서의 PDP의 내부 공간에 포함되는 것으로 한다.
이상 기술해 온 바와 같이, 본 발명의 PDP에 의하면, PDP의 내부 공간에 존재하는 불순물을 저감하여 고화질, 긴 수명의 PDP를 실현하고, 대화면, 고품질의 표시 장치 등에 유용하다. 또한, 불순물인 하이드로카본에 대해서 반응하고,그 자체는 조성 변화가 없는 촉매를 내부 공간에 노출시켜서 구비함으로써 하이드로카본을 효과적으로 저감할 수 있고, 또한 고화질, 긴 수명의 PDP를 실현할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 있어서의 PDP의 개략적인 구조를 나타내는 단면 사시도,
도 2는 본 발명의 실시예에 있어서의 PDP의 화상 표시부의 개략적인 구성을 나타내는 평면도이다.

Claims (10)

  1. 전면판과 배면판을 대향 배치하여 내부 공간을 형성하고, 하이드로카본에 대하여 반응하는 촉매를 상기 내부 공간에 노출시켜서 구비하며,
    상기 촉매에 배기 공정에서 광, 바람직하게는 자외선을 조사함으로써 내부에 잔존하는 하이드로카본을 분해시키는
    것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널.
  2. 전면판과 배면판을 대향 배치하여 내부 공간을 형성하고, 하이드로카본에 대하여 반응하는 촉매를 상기 내부 공간에 노출시켜서 구비하며,
    상기 전면판과 상기 배면판을 배기해서 밀봉 접착시킨 후에 PDP의 방전에 의해 발생하는 자외선을 상기 촉매에 조사함으로써 내부에 잔존하는 하이드로카본을 분해시키는
    것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 촉매를 상기 내부 공간에 노출되는 플라즈마 디스플레이 패널의 구성물에 함유시킨 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 촉매를 상기 내부 공간에 노출되는 플라즈마 디스플레이 패널의 구성물에 함유시킨 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널.
  5. 제 3 항에 있어서,
    상기 구성물은, 상기 전면판에 형성된 보호층, 상기 배면판에 형성된 격벽, 상기 배면판에 형성된 형광체층, 상기 배면판에 형성된 기초 유전체층 중 적어도 하나인 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널.
  6. 제 4 항에 있어서,
    상기 구성물은, 상기 전면판에 형성된 보호층, 상기 배면판에 형성된 격벽, 상기 배면판에 형성된 형광체층, 상기 배면판에 형성된 기초 유전체층 중 적어도 하나인 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널.
  7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 촉매는 하이드로카본의 산화를 촉진하는 촉매를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널.
  8. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 촉매는 하이드로카본의 산화를 촉진하는 촉매를 더 포함하고,
    상기 하이드로카본의 산화를 촉진하는 촉매는 Pd, Pt, Rh, Co3O4, PdO, Cr2O3, Mn2O3, Ag2O, CuO, MnO2, CoO, NiO 중에서 선택되는 적어도 하나인 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널.
  9. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 촉매는 하이드로카본의 분해를 촉진하는 촉매인 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널.
  10. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 촉매는 하이드로카본의 분해를 촉진하는 촉매이고, Co, Mn, Zn, Ti, TiO2, Ni 중에서 선택되는 적어도 하나인 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널.
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