KR100884152B1 - 플라즈마 디스플레이 패널 및 그 제조방법 - Google Patents

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    • H01J11/00—Gas-filled discharge tubes with alternating current induction of the discharge, e.g. alternating current plasma display panels [AC-PDP]; Gas-filled discharge tubes without any main electrode inside the vessel; Gas-filled discharge tubes with at least one main electrode outside the vessel
    • H01J11/10—AC-PDPs with at least one main electrode being out of contact with the plasma
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    • H01J11/42—Fluorescent layers

Abstract

본 발명은 미세한 셀 구조를 갖는 경우에도 높은 발광효율로 동작시킬 수 있는 플라즈마 디스플레이 패널 및 그 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
이 목적을 달성하기 위해서, 본 발명의 AC형 PDP(1)에서는 전면 패널(10)에서의 유전체 보호막(14)의 면 상에 박막 결정으로 이루어지는 제 1 형광체막(31)이 형성되어 있다.
제 1 형광체막(31)은 EB 증착법을 이용하여 형성된 막으로서, 그 막두께가 당해 제 1 형광체막(31)에 자외선을 조사했을 때에 충분한 발광휘도를 얻을 수 있는 것과 가시광 투과율을 확보하는 것이 양립가능한 범위에 설정된 막이다.
유전체 보호막, 제 1 형광체막

Description

플라즈마 디스플레이 패널 및 그 제조방법{PLASMA DISPLAY PANEL AND ITS MANUFACTURING METHOD}
본 발명은 플라즈마 디스플레이 패널 및 그 제조방법에 관한 것이다.
플라즈마 디스플레이 패널(이하, 「PDP」라 함)은 직류(DC)형과 교류(AC)형으로 크게 나누어지지만, 현재는 대형화에 적합한 AC형이 주류를 이루고 있다.
도 16은 AC형 PDP의 일례를 나타내는 사시도(일부단면도)이다. 도 16에 나타내는 바와 같이, 전면 유리기판(61)의 표면 상에는 복수의 표시전극(62)이 스트라이프 형상으로 배치되어 있다. 표시전극(62)이 배치된 면의 위에는 전체를 덮도록 유전체층(63)이 형성되어 있다. 또, 유전체층(63)의 면 상에는 유전체 보호막(64)이 형성되어 있다.
한편, 배면 유리기판(71)의 상기 전면 유리기판(61)과 대향하는 면에는 복수의 어드레스 전극(72)이 스트라이프 형상으로 배치되어 있다. 어드레스 전극(72)의 배치방향은 전면 유리기판(61)과 배면 유리기판(71)을 대향배치할 때에 표시전극(62)과 교차하는 방향이다. 어드레스 전극(72)이 배치된 면의 위에는 전체를 덮도록 유전체층(73)이 형성되어 있다. 또, 유전체층(73)의 면 상에는 어드레스 전극(72)과 평행하면서 전면 유리기판(61)쪽으로 향해 복수의 격벽(75)이 돌출설치되어 있다.
이웃하는 격벽(75)과 격벽(75) 및 유전체층(73)으로 형성되는 홈 부분의 측면에는 형광체층(76)이 배치되어 있다. 형광체층(76)은 격벽(75)으로 구획되는 홈 부분마다 적색 형광체층(76R), 녹색 형광체층(76G), 청색 형광체층(76B)이 배치되어 있다. 이들 형광체층(76)은 스크린 인쇄법이나 잉크젯법, 포토레지스트 필름법 등의 후막형성법을 이용하여 형성된 형광체 입자군으로 이루어지는 층이다.
이러한 구조를 갖는 전면 유리기판(61)과 배면 유리기판(71)을 대향배치했을 때에 상기 홈 부분과 유전체 보호막(64)으로 형성되는 방전공간(77)에는 방전가스가 봉입되어 있다.
이상의 구조를 갖는 AC형 PDP는 기본적으로 형광등과 같은 발광원리를 갖고, 방전공간(77)의 내부에서의 방전에 따라 방전가스로부터 방출된 자외선이 형광체층(76)을 여기발광시켜 가시광으로 변환된다.
다만, 상기 AC형 PDP에 이용하는 각 색의 형광체층(76R, 76G, 76B)에는 각각 다른 가시광으로의 변환효율을 갖는 형광체 재료가 사용되고 있다. 그 때문에, 패널에서 화상을 표시할 때는 일반적으로 각 형광체층(76R, 76G, 76B)의 휘도를 조정함으로써, 색 밸런스의 조정이 이루어지고 있다. 구체적으로는, 휘도가 가장 낮은 색의 형광체층을 기준으로 하여, 다른 형광체층의 휘도를 색마다 지정된 비율로 저하시키고 있다.
그런데, 고선명 디스플레이로의 요구가 높아짐에 따라 PDP에서도 셀의 미세화가 요구되고 있다. 셀을 미세화한 경우, 방전공간(77)의 부피의 감소에 따라 자 외선의 방사효율이 저하하기 때문에, 미세한 셀 구조를 갖는 PDP를 실현하기 위해서는 종래보다 셀 단위에서의 발광효율을 더욱 향상시킬 필요가 있다.
예컨대, 종래의 NTSC에서는 셀의 수가 640×480이고, 40인치급에서는 셀 피치가 0.43mm×1.29mm, 1셀당 면적이 0.55㎟로 휘도가 약 250cd/m2이다(예컨대, 기능재료 1996년 2월호 Vol.16, No.2, 7페이지).
이것에 대하여, 풀스펙의 하이비전 텔레비전의 화소 레벨로서는, 화소수가 1920×1125가 되고, 42인치급에서의 셀 피치는 0.15mm×0.48mm에서 1셀당 면적이 0.072㎟가 된다. 이러한 스펙의 하이비전 텔레비전용 PDP를 종래의 구조로 제작한 경우, 1셀당 면적의 감소에 따라, 자외선의 방사효율이 NTSC의 경우에 비해서 1/7∼1/8 정도의 0.151m/W∼0.171m/W 정도까지 저하한다. 따라서, 패널의 발광효율도 낮아진다.
본 발명은 이상과 같은 과제를 해결하려고 이루어진 것으로, 미세한 셀 구조를 갖는 경우에도 높은 발광효율로 동작시킬 수 있는 플라즈마 디스플레이 패널 및 그 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
이 목적을 달성하기 위해서, 본 발명은 대향배치된 전면 패널과 배면 패널과의 간극에 복수의 발광 셀이 형성되어 이루어지는 PDP에서, 상기 간극에서 발생한 자외선이 조사되거나 혹은 투과하는 영역의 적어도 일부 박막 결정으로 이루어지는 결정 형광체 막을 구비하는 것을 특징으로 한다.
이 PDP에서는 결정 형광체막이 형광체 입자군으로 이루어지는 형광체층보다 가시광 변환율이 우수하기 때문에, 높은 발광효율로 동작가능하다.
상기 결정 형광체막이 형성되는 영역은 전면 패널에서의 적어도 일부의 발광 셀 상당 부위인 것이 바람직하다.
종래의 PDP에서는 전면 패널에 형광체층이 형성되어 있지 않기 때문에, 자외선의 일부가 이용되지 않고 전면 패널에 흡수되었다.
이에 대하여, 상기 본 발명의 PDP에서는 박막 결정으로 이루어지는 결정 형광체막이 전면 패널의 적어도 일부의 발광 셀 상당 부위에 형성되어 있기 때문에, 이 발광 셀 내에서 생긴 자외선의 일부가 그대로 전면 패널에 흡수되지 않고, 가시광으로 변환되어 패널 외부로 방출된다.
또한, 종래의 형광체 입자군으로 이루어지는 형광체층은 가시광 투과율이 낮기 때문에, 이것을 전면 패널측에 형성하면, 발광 셀 내에서 생긴 가시광의 대부분을 차단해 버리는 것에 대하여, 상기 결정 형광체막에서는 높은 가시광 투과율을 갖는 박막 결정으로 형성되어 있기 때문에, 이것을 전면 패널측에 형성하더라도 발광 셀 내에서 생긴 가시광을 거의 차단하지 않는다.
따라서, 상기 PDP에서는 종래의 PDP에 비해서 발광효율이 우수하고, 미세한 셀 구조를 채용할 때에도 적합하다.
또, 일반적으로 박막이라는 용어를 사용하는 경우, 결정성의 박막 이외에도 비정질(amorphous)이나 입자군으로 이루어지는 박막을 포함하지만, 여기서 말하는 박막 결정이란 단일고용체의 박막으로서, 투과형 전자현미경(TEM)으로 결정격자상을 확인할 수 있는 동시에, X선 회절법에 의한 측정으로 첨예한 피크(sharp peak)를 얻을 수 있는 것과 같은 결정성 박막을 나타내고 있다.
상기 PDP에서는 결정 형광체막의 가시광 투과율이 적어도 85%가 되도록 재료를 선택하거나, 막두께를 설정하는 것이 바람직하다. 이것은 전면 패널에 결정 형광체막을 형성하는 경우라도 가시광 투과율이 85% 미만이면 결정 형광체막에 의해 차단되는 가시광이 커지게 되어, 종합적으로 보면 패널의 발광효율이 저하하기 때문이다.
또, 이 가시광 투과율은 전면 패널에 형성된 박막 결정으로 이루어지는 형광체막의 가시광의 투과율을 나타내고 있다. 구체적으로는, 당해 형광체 자신의 발광파장에서의 투과율이다. 또한, 형광체 자신의 투과율을 나타내고, 그외 다른 기판이나 유전체층의 투과율은 포함시키지 않는다.
또한, 상기 PDP에서는 반드시 전면 패널의 전역에 결정 형광체막을 형성할 필요는 없다. 예컨대, 본 발명은 결정 형광체막을 적색, 녹색 및 청색의 발광 셀군 내의 1개 또는 2개의 발광 셀군, 구체적으로는 청색 발광 셀군 및 녹색 발광 셀군 내의 적어도 한쪽의 상당 부위에 형성하면, 충분히 효과를 얻을 수 있다. 이것은 통상 패널의 색 밸런스를 취할 때에 이들 색에 합쳐서 적색의 휘도를 저하시키는 것이 필요하고, 상기 2색의 휘도가 향상될 수 있으면, 패널 전체로서의 발광효율을 향상시킬 수 있기 때문이다. 특히, 청색의 발광 셀군의 상당 개소에 결정 형광체막을 형성하는 것이 효과적이다.
또한, 특정 색의 발광 셀군을 선택하여 형성하는 것 외에, 형성하는 영역을 발광 셀군의 휘도에 따라 제한하는 것 등에 의해서도 효과를 얻을 수 있다.
상기 결정 형광체막을 형성하는데 이용하는 형광체 재료와, 형광체 입자군으 로 이루어지는 형광체층을 형성하는데 이용하는 형광체 재료는 같은 재료라도 되고, 다른 재료라도 된다. PDP에서 표시전극 사이에서의 방전은 전면 패널의 표면 근방에서 생기고, 수 ㎛의 영역이다. 여기서는 다량의 전리기체가 존재하고, 전면 패널 표면은 전자나 이온의 충격을 많이 받는다. 종래의 PDP에서는 방전영역으로부터 이격된 배면 패널에만 형광체층이 형성되기 때문에, 자외선 여기형의 형광체 재료가 이용될 수 있었다.
이에 대하여, 상기와 같이 방전영역의 근방에 있는 전면 패널의 상단표면에 형광체막이 형성되는 경우에는, 자외선 여기형뿐만 아니라, 전자나 이온이 충돌할 때의 충돌에너지에 의해 형광체가 여기되어 발광하는 충돌 여기형의 형광체 재료를 이용할 수 있다.
전면 패널에서 상기 결정 형광체막을 형성하는 전면 패널의 부위는 보호막의 면 상이라도 되고, 유전체층과 보호막과의 층간이라도 된다. 이 중, 결정 형광체막을 보호막의 면 상에 형성하는 경우에는 표시전극의 상당 부위에 노치부를 설치해 두는 것이 바람직하다. 이로 인해, 상기 PDP에서는 패널 구동시의 방전에 있어서, 보호막의 2차 전자 방출계수가 높은 성질을 효율적으로 이용할 수 있다.
또한, 상기 PDP에서는 보호막의 표면에 설치한 형광체막에 노치부를 설치하였지만, 보호막의 표면 전체에 형광체막을 형성하더라도 동일한 효과를 얻을 수 있다. 단, 형광체막에 의해 방전이 방해되기 때문에, 방전전압이 다소 높아지게 된다. 이것을 막기 위해서는, 전면 패널에 형성하는 형광체막을 유전체층과 보호막과의 사이에 형성하는 것이 유효하다. 이와 같이 하면, 방전이 방해되지 않으면서 형 광체막의 표면적을 크게 하는 것이 가능해져, 보다 휘도가 높은 PDP를 얻을 수 있다. 단, 이 경우에는 결정 형광체막이 방전공간과 직접 접하지 않기 때문에, 이 재료로서는 종래와 같은 자외선 여기형의 형광체 재료를 이용하는 것이 필요하다.
또한, 상기 PDP에서는 배면 패널 및 격벽의 적어도 한쪽에 형광체 입자군으로 이루어지는 형광체층을 구비하고 있어도 된다. 예컨대, 배면 패널 및 격벽의 한쪽에 형광체 입자군으로 이루어지는 형광체층을 구비하지 않은 경우에도, 상기 PDP는 종래의 PDP에 비해서 우수한 발광효율을 갖는다. 배면 패널에 형광체층을 형성하지않은 경우에는 배면 패널의 유전체층의 면 상에, 가시광을 전면 패널측에 반사하는 기능을 갖는 영역을 형성해 놓는 것이 발광효율의 향상이라는 관점에서 바람직하다.
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또한, 상기 PDP에서는 배면 패널이 배면 기판 상에 복수의 전극과 유전체층이 형성되어 이루어지며, 유전체 층은, 직접 내부 공간과 면하거나, 혹은 상기 유전체 층으로부터 내부 공간을 면하는 표면까지의 사이에는 결정 형광체 막 및 형광체 입자 군으로 이루어지는 형광체 층의 어느 것도 개재하지 않아도 된다. 마찬가지로, 배면 패널 상에 형성되어 있는 격벽에서, 격벽은 직접 내부 공간과 면하거나, 혹은 상기 격벽으로부터 내부 공간을 면하는 표면까지의 사이에는 결정 형광체 막 및 형광체 입자 군으로 이루어지는 형광체 층의 어느 것도 개재하지 않아도 된다.
배면 패널에서의 발광 셀 상당 부위에 형광체층이 형성되어 있지 않은 경우에는, 배면 패널이 적어도 85% 이상의 가시광 반사율을 갖는 영역을 형성해 놓은 것이 바람직하다. 배면 패널에서의 상기 가시광 반사율을 갖는 영역을 형성하는 개소는 유전체층의 면 상이라도 되고, 유전체층 내여도 된다.
또한, 상기 PDP에서는 전면 패널에 어드레스 전극을 가지는 동시에, 배면 패널에 표시전극을 갖는 것도 바람직하다.
또, 본 발명은 대향배치된 전면 패널과 배면 패널과의 간극에 복수의 발광 셀이 형성되어 이루어지는 PDP에 있어서, 배면 패널이 전극을 갖고 있고, 배면 패널에서의 상기 전극 상에 가시광을 상기 전면 패널측에 반사하는 기능을 갖는 영역을 개재하여, 박막 결정으로 이루어지는 결정 형광체막을 구비하고 있는 것을 특징으로 한다.
상기 PDP에서는 배면 패널의 가시광을 반사하는 기능을 갖는 영역의 면 상에 박막 결정으로 이루어지는 결정 형광체막을 형성하고 있기 때문에, 발광효율이 더욱 향상한다. 이 경우, 상기 가시광을 상기 전면 패널 측으로 반사하는 기능을 갖는 영역은 그 상기 결정 형광체 막이 형성되어 있는 측의 면으로 실효 표면적을 확대하도록 요철이 형성해 놓으면, 결정 형광체막의 실효 표면적을 확장할 수 있어 효과적이다. 이 요철은 예컨대, 표면을 계단형상, 복수의 돌기를 갖는 구조 등이 바람직하다. 이 요철에 의한 실효 표면적은 그 평활면의 면적의 5배 이상인 것이 더욱 바람직하다.
본 발명은 전면 패널 및 배면 패널 내의 적어도 한쪽에 박막 결정으로 이루어지는 형광체막을 형성하는 형광체막 형성단계를 갖는 PDP의 제조방법에 있어서, 형광체막 형성단계에서의 형광체막의 형성에 감압분위기 하에서의 진공제막(眞空製膜) 프로세스를 이용하는 것을 특징으로 한다.
이 제조방법에서는 전면 패널 및 배면 패널 내의 적어도 한쪽에 박막 결정으로 이루어지는 형광체막을 용이하게 형성할 수 있기 때문에, 종래의 PDP에 비해서 발광효율이 높은 PDP를 제조할 수 있다.
구체적인 진공제막 프로세스로서는 진공증착법, 스퍼터링법이나 CVD법 등으로 대표되는 기상성장법을 들 수 있다. 이 진공제막 프로세스에서의 감압분위기에는 형성하는 형광체의 재료조성에 의해 산소를 주입하거나, 환원성을 갖도록 하는 것이 바람직하다.
상기 PDP의 제조방법에서는 전면 패널을 형성하는 단계를 갖고, 전면 패널을 형성하는 단계가 보호막을 형성하는 서브단계를 가지며, 보호막을 형성하는 서브단계와 형광체막 형성단계가 그 단계 사이에 다른 공정을 개재하지 않고 연속하여 실시되는 것이 바람직하다. 이러한 제조방법에서는 기판의 온도를 저하시키지 않고 양쪽의 막을 일관하여 형성할 수 있기 때문에, 방전공간과 접하는 최표면측의 막의 결정성이 양호한 것으로 할 수 있다.
특히, 상기 제조방법에서는 단계 사이에서 전면 패널을 대기에 노출되지 않도록 유지하는 것이 결정성을 양호하게 막을 형성할 수 있다는 점에서 바람직하다.
또한, 상기 제조방법에서는 진공장치를 개별적으로 구비하지 않고 완료되므 로, 설비비용을 억제할 수 있다.
상기 형광체막 형성단계에서는 적어도 전면 패널 혹은 배면 패널 전체를 가열하는 것이 바람직하다. 이것은 진공제막 프로세스에서 가열에 의해 기판의 온도를 상승시켜 두면, 형광체막의 박막 결정에서의 결정성을 높일 수 있기 때문이다.
또, 본 발명은 전면 패널에 제 1 형광체층을 형성하는 제 1 단계와, 배면 패널에 제 2 형광체층을 형성하는 제 2 단계를 구비하는 PDP의 제조방법에서, 제 1 단계 및 제 2 단계 중, 한쪽 단계가 박막 결정으로 이루어지는 결정 형광체막을 형성하는 단계이고, 다른쪽 단계가 형광체 입자군으로 이루어지는 형광체층을 형성하는 단계인 것을 특징으로 한다.
이 방법에서는 종래의 PDP에 비해서 색 밸런스를 무너뜨리지 않고, 발광효율이 우수한 PDP를 제조할 수 있다.
본 발명은 상기 제조방법을 이용하여 제조된 PDP나, PDP를 구동하기 위한 구동회로를 자체에 구비하는 PDP 표시장치도 그 범위에 포함되는 것이다.
또, 본원 명세서에 첨부된 도면 및 이하에 기재된 실시예는 본 발명의 일례로서 나타낸 것에 불과하다. 본 발명은 이들 도면 및 실시예에 한정되는 것을 의도하지 않는다.
도 1은 제 1 실시예에 관한 AC형 PDP를 나타내는 사시도(일부 단면도).
도 2는 도 1에서의 X-X 화살표 방향에서 본 단면도.
도 3은 도 1의 PDP와 구동회로로 이루어지는 PDP 표시장치를 나타내는 구성도.
도 4는 제 1 형광체막을 형성하기 위한 EB 증착장치를 나타내는 구성도.
도 5는 도 4에서의 전자총을 나타내는 구성도.
도 6은 X선 회절에 의한 기판온도와 회절강도와의 관계를 나타내는 그래프.
도 7은 형광체 입자군으로 이루어지는 형광체층에 입사하는 자외선의 경로를 나타내는 모식도.
도 8은 박막 결정의 형광체막에 입사하는 자외선의 경로를 나타내는 모식도.
도 9는 형광체 평가용 샘플을 나타내는 개략도.
도 10은 박막 결정으로 이루어지는 형광체막의 막두께와 휘도와의 관계를 나타내는 그래프.
도 11은 도 1에서의 Y-Y 화살표 방향에서 본 단면도.
도 12는 막두께와 상대휘도의 관계도.
도 13은 제 2 실시예에 관한 AC형 PDP의 일부분을 나타내는 단면도.
도 14는 유전체층과 유전체 보호막과의 사이에 제 1 형광체막이 삽입설치된 전면 패널을 나타내는 단면도.
도 15는 제 3 실시예에 관한 AC형 PDP의 일부분을 나타내는 단면도.
도 16은 종래의 AC형 PDP를 나타내는 사시도(일부 단면도).
(제 1 실시예)
1. 패널의 전체 구성
제 1 실시예에 관한 AC형 PDP의 전체 구성에 대해 도 1을 이용하여 설명한다. 도 1은 AC형 PDP(1)의 일부분을 나타낸 도면이다.
도 1에 나타내는 바와 같이, AC형 PDP(1)는 전면 패널(10)과 배면 패널(20)이 간격을 두고 대향배치되어, 패널 사이의 공간이 격벽(30)에 의해 복수의 방전공간(40)으로 구획된 구조를 갖는다.
전면 패널(10)은 전면 유리기판(11)의 한쪽의 주표면 상(도면에서는 아래쪽) 에 복수의 표시전극(12)이 스트라이프 형상으로 배치되고, 그 표면에 제 1 유전체층(13) 및 유전체 보호막(14)이 순서대로 적층된 구조를 갖고 있다.
배면 패널(20)은 상기 전면 패널(10)과 대향하는 측의 배면 유리기판(21)의 면 상에 복수의 어드레스 전극(22)이 스트라이프 형상으로 배치되고, 그 표면을 덮도록 제 2 유전체층(23)이 형성되어 이루어진다.
또한, 격벽(30)은 실제로는 배면 패널(20)의 제 2 유전체층(23) 상에 돌출설치되어 있는 것으로, 어드레스 전극(22)과 평행하고, 또한 이웃하는 어드레스 전극(22)과 어드레스 전극(22)과의 사이의 영역에 배치되어 있다.
전면 패널(10)과 배면 패널(20)은 각각 배치된 표시전극(12)과 어드레스 전극(22)이 교차하여 대향하도록 배치되고, 패널 주위가 기밀 밀봉층으로 밀봉되어 있다.
방전공간(40)의 내부에는 방전가스(Ne-Xe계 가스, He-Xe계 가스 등)가 봉입되어 있다.
상기 AC형 PDP(1)에서는, 양 유리기판(11, 21) 사이에서의 표시전극(12)과 어드레스 전극(22)이 교차하는 각각의 부분이 발광 셀에 상당하는 것이 된다.
유전체 보호막(14)의 면 상에서의 발광 셀의 상당 부위에는 제 1 형광체막(31)이 형성되어 있고, 격벽(30) 및 제 2 유전체층(23)의 면 상에는 제 2 형광체층(32)이 형성되어 있다.
이들 형광체층(31, 32) 중, 제 2 형광체층(32)은 스크린 인쇄법을 이용하여 형성된 형광체층으로서, 단일결정분말의 형광체 입자군으로 이루어지는 후막 형광체층이다. 이 층은 형광체 입자가 대략 10개층 정도 적층된 두께로 되어 있다.
한편, 전면 패널(10)에 형성되어 있는 제 1 형광체막(31)은 후술하는 전자빔(이하, 「EB」라 함) 증착법을 이용하여 형성된 박막 결정으로 이루어지는 형광체막이다. 단, 일반적으로 박막에는 비정질이나 입자군으로 이루어지는 것도 포함할 수 있지만, 여기서 말하는 박막 결정은 투과형 전자현미경(TEM)으로 결정격자상을 확인할 수 있는 동시에, X선 회절법에 의한 측정으로 첨예한 피크(θ-2θ법에서 반치폭이 수 도(few degree) 이하의 피크)를 얻을 수 있도록 단일고용체로 이루어지는 결정질의 박막을 나타낸다.
또한, 제 1 형광체막(31)의 막두께는 당해 제 1 형광체막(31)에 자외선을 조사하였을 때에 충분한 발광휘도를 얻을 수 있는 것과 가시광 투과율을 확보하는 것이 양립가능한 범위로 설정되어 있다. 구체적으로, 막두께는 1∼6㎛의 범위 내이고, 바람직하게는 2㎛ 부근이다. 이 점에 대해서는 후술한다.
제 2 형광체층(32)을 구성하는 형광체 재료의 조성은 다음에 나타내는 바와 같은 자외선 여기형이다.
적색 형광체 : (Y, Gd)BO3 : Eu
녹색 형광체 : Zn2SiO4 : Mn
청색 형광체 : BaMgAl10O17 : Eu
한편, 제 1 형광체막(31)을 구성하는 형광체 재료는 충돌 여기형의 것으로 예컨대, 이하에 나타내는 것과 같은 것이다.
적색 형광체 : SnO2 : Eu
녹색 형광체 : ZnO : Zn
청색 형광체 : ZnS : Ag
2. 제 1 형광체막(31)의 형상
다음에, 제 1 형광체막(31)의 형상에 대해 도 2를 이용하여 설명한다. 도 2는 상기 도 1에서의 X-X 화살표 방향에서 본 단면도이다.
도 2에 나타내는 바와 같이, 제 1 형광체막(31)은 유전체 보호막(14)의 면 상에서의 격벽(30)과 격벽(30)과의 사이의 전체면에 형성되어 있는 것은 아니다. 유전체 보호막(14)의 면 상에서의 표시전극(12)에 대응하는 영역에서는 제 1 형광체막(31)이 노치되어 있다. 이 노치된 부분(노치부(31a))는 표시전극(12)이 형성된 영역의 유전체 보호막(14)을 방전공간(40)에 노출시키기 위해 설치되는 것으로, 패널 구동시의 방전에서 유전체 보호막(14)의 2차 전자방출계수가 높은 성질을 효율적으로 이용할 수 있다.
3. 패널과 구동회로의 접속
상기 AC형 PDP(1)와 구동회로의 접속에 대해 도 3을 이용하여 설명한다.
도 3에 나타내는 바와 같이, AC형 PDP(1)에는 각 드라이버(141, 142, 143) 및 구동회로(140)가 접속되어 있다.
AC형 PDP(1)에 형성된 복수의 표시전극(12) 중, 하나 건너씩 배치되어 있는 반수의 전극(이하, 「주사전극(12a)」이라 함)은 스캔 드라이버(141)에 접속되어 있다. 스캔 드라이버(141)에 접속되어 있지 않은 나머지의 표시전극(12)(이하, 「유지전극(12b)」이라 함)은 서스테인 드라이버(sustain driver)(142)에 접속되어 있다.
또한, 모든 어드레스 전극(22)은 데이터 드라이버(143)에 접속되어 있다.
구동회로(140)는 상기 3가지의 드라이버(141, 142, 143)에 접속되어 있다. 이와 같이 하여, AC형 PDP(1)를 구비하는 PDP 표시장치가 구성되어 있다.
이 PDP 표시장치에서는 점등시키고자 하는 셀에 대응하는 주사전극(12a)과 어드레스 전극(22)의 사이에 전압이 인가되어 어드레스 방전을 일으킨다. 어드레스 방전 후에 주사전극(12a)과 유지전극(12b)과의 사이에는 플러스 전압이 인가됨으로써, 유지방전이 발생한다. 그리고, 이 방전에 따라 방전가스로부터 자외선이 방출되고, 방출된 자외선은 상기 제 1 형광체막(31) 및 제 2 형광체층(32)에서 가시광으로 변환된다. 이와 같이 하여, AC형 PDP(1)에서는 셀이 점등되어 화상이 표시된다.
4. AC형 PDP(1)의 제조방법
다음에, 상기 구조의 AC형 PDP(1)의 제조방법에 대해 설명한다.
4-1. 전면 패널(10)의 제조방법
표시전극(12)은 상술한 바와 같이, 전면 유리기판(11)의 주표면 상에 Ag를 포함하는 전극용 페이스트를 스크린 인쇄법을 이용하여 도포하고 소결함으로써 형성된다. 표시전극(12)의 형성패턴은 서로 평행한 스트라이프 형상으로 한다.
제 1 유전체층(13)은 표시전극(12)이 형성된 전면 유리기판(11)의 면 전체에 유전체 유리입자를 포함하는 페이스트를 스크린 인쇄법을 이용하여 도포하고 소결함으로써 형성된다. 제 1 유전체층(13)의 두께는 20㎛ 정도이다.
유전체 보호막(14)은 스퍼터링법 등을 이용하여 제 1 유전체층(13)의 표면 상을 MgO의 박막으로 덮음으로써 형성된다.
제 1 형광체막(31)은 EB 증착법을 이용하여 형성되지만, 상세한 형성방법에 대해서는 후술한다.
4-2. 배면 패널(20)의 제조방법
배면 패널(20)에서의 어드레스 전극(22) 및 제 2 유전체층(23)의 형성방법은, 기본적으로 상술한 전면 패널(10)의 경우와 동일하다.
격벽(30)은 제 2 유전체층(23)의 면 상에 격벽용 유리 페이스트를 스크린 인쇄법으로 도포한 후에 소성함으로써 형성된다. 격벽(30)과 제 2 유전체층(23)으로 형성되는 홈 부분에는, 상기 조성을 갖는 각 형광체 페이스트가 스크린 인쇄법에 의해 도포되고 소성됨으로써 제 2 형광체층(32)이 형성된다. 제 2 형광체층(32)의 형성 영역은 홈 부분의 저면 즉, 제 2 유전체층(23)의 면 상뿐만 아니라, 격벽(30) 의 벽면에도 형성되어 있다.
4-3. 전면 패널(10)과 배면 패널(20)과의 밀봉
이상과 같이 제조된 전면 패널(10)과 배면 패널(20)은 접합하고자 하는 부분에 밀봉용 유리(플리트 글라스)를 도포하고 가소성(pre-baking)하여 밀봉 유리층을 형성한 후, 표시전극(12)과 어드레스 전극(22)이 직교하여 대향하도록 중첩시켜, 양 패널(10, 20)을 가열하여 밀봉 유리층을 연화시켜 밀봉이 이루어진다.
밀봉에 의해 형성된 방전공간(40)은 고진공 상태(예컨대, 1.O×10-4Pa)까지 배기가 이루어진 후, 방전가스가 소정 압력으로 봉입된다. 그리고, 방전가스의 봉입구멍을 폐쇄함으로써, AC형 PDP(1)가 완성된다.
4-4. 제 1 형광체막(31)의 형성방법
AC형 PDP(1)의 특징 부분인 제 1 형광체막(31)의 형성방법에 대해 도 4 및 도 5를 이용하여 설명한다.
제 1 형광체막(31)의 형성에는 상술한 제 2 형광체층(32)을 형성하는 경우와는 달리, 도 4에 나타내는 바와 같은 EB 증착장치가 이용된다.
도 4에 나타내는 바와 같이, EB 증착장치(90)는 내부를 진공상태로 하는 진공 챔버(91)의 중에, 증착원료(92)를 수용하는 노(hearth)(93)와, 전자빔(94)을 출사하는 전자총(95)과, 출사된 전자빔(94)을 집속·편향하는 집속코일(96) 및 편향코일(97)을 구비하고 있다.
이들 주요 구성부 상측에는 제 1 형광체막(31)의 형성 대상이 되는 유리기판(98)이 반송(搬送)되는 반송경로(도시 생략)가 구비되어 있고, 도면 중의 화살표의 방향으로 일정 속도로 통과하는 유리기판(98)의 하측 표면에 박막 결정의 형광체가 피착되는 구조로 이루어져 있다. 또한, 반송경로의 상방에는 히터(도시 생략)가 부착되어 있고, 이 열복사에 의해 유리기판(98)을 가열할 수 있도록 되어 있다.
이 EB 증착장치(90)의 구성요소 중에서, 전자총(95)은 도 5에 나타내는 바와 같은 구조를 갖고 있다.
도 5에 나타내는 바와 같이, 전자총(95)은 열발생원인 필라멘트(101)와, 한쌍의 전극인 캐소드(102) 및 애노드(103)를 구비한다. 전자빔(94)은 가열된 필라멘트(101)로부터 출사되어 캐소드(102) 및 애노드(103)에서 가속되고 집속코일(96)을 향해 방출된다.
도 4에서 장치 내에는 형광체 재료(92)의 증기(99)가 반송경로의 기기 등에 피착하지 않도록 부착방지판(100)이 설치된다.
제 1 형광체막(31)의 형성은 상기 EB 증착장치(90)를 이용하여 다음과 같이 하여 행한다.
우선, 형성하고자 하는 색의 상기 조성을 갖는 형광체 재료(92)를 노(93)에 세팅한다. 형광체 재료는 미리 펠릿(pellet) 형상으로 가공되어 있다.
다음에, 이 노(93)를 향하여 전자빔(94)을 조사하여, 형광체 재료(92)를 약 2000℃ 정도까지 가열하여 증발시킨다. 노(93)에서 상승한 증기(99)는 장치의 상방으로 상승하여, 반송로 중의 유리기판(98)의 노출된 면에 피착한다. 유리기판(98)에는 제 1 형광체막(31)을 형성하지 않은 영역에 미리 마스크가 설치된다.
조사하는 전자빔(94)의 강도 및 유리기판(98)의 반송속도는, 제 1 형광체막(31)의 성장 속도가 약 2.0(nm/s)이 되도록 설정한다. 전자빔(94)의 강도는 캐소드(102)와 애노드(103)와의 사이의 전압값을 일정하게 유지한 상태에서 전류값에 의해 설정된다.
또, 상기 제 1 형광체막(31)의 형성에서는 EB 증착법을 이용했지만 예컨대, 진공증착법이나 스퍼터링법, CVD 법 등의 기상성장법을 이용해도 된다. 단, 유전체 보호막(14)의 면 상에 제 1 형광체막(31)을 형성할 때에는 유전체 보호막(14)을 형성한 후, 전면 패널(10)을 대기에 노출되지 않는 상태를 유지하여 형광체막을 형성하는 것이 바람직하다. 또, 유리기판의 온도를 유지한 채로 유전체 보호막(14) 및 제 1 형광체막(31)을 형성하도록 하면, 양호한 결정성을 갖는 제 1 형광체막(31)을 형성할 수 있다.
또한, 상술한 형성방법에서는 제 1 형광체막(31)을 형성할 때에 이용하는 재료마다 분위기를 최적화하는 것이 바람직하다. 예컨대, SnO2 : Eu 등의 재료를 이용하여 형광체층을 형성할 때는 성장단계에서의 산소결함의 발생을 억제하기 위해서, 산소를 포함하는 분위기로 행하는 것이 필요하다. ZnO : Zn 등의 재료를 이용할 때는 환원성의 분위기로 행하는 것이 바람직하다.
또한, ZnS : Ag에서는 산화성도 환원성도 나타나지 않는 감압분위기로 하는 것이 바람직하다.
여기서, 제 1 형광체막(31)의 형성에 충돌 여기형의 형광체 재료를 이용한 것은, 상술한 바와 같이 방전영역의 근방인 전면 패널(10)의 최표면에 형광체막을 형성하는 경우에, 전자나 이온이 충돌할 때의 에너지에 의해 발광한다는 특성 때문에, 방전영역 근방인 전면 패널(10)의 최표면에 제 1 형광체막(31)을 형성하는 경우, 종래의 자외선 여기형의 형광체 재료보다 적합하기 때문이다. 단, 제 1 형광체막(31)의 형성에는 자외선 여기형의 형광체 재료를 이용해도 된다.
4-5. 기판 온도와 형광체막의 결정성
상기 제 1 형광체막(31)을 형성할 때에 유리기판을 가열하는 이유에 대해 도 6을 이용하여 설명한다. 도 6은 제 1 형광체막(31)을 형성할 때의 유리기판의 온도와 X선 회절에 의한 (111) 배향의 피크 강도의 관계를 나타내는 그래프이다.
도 6에 나타내는 바와 같이, 회절강도는 기판온도의 상승에 따라 상승한다. 이것은 형광체를 형성할 때에 기판의 온도가 높을수록 얻어지는 형광체막의 결정성이 높은 것을 나타내고 있다. 따라서, 결정성이 높은 형광체막을 형성하기 위해서는, 유리기판이나 그 위에 형성되어 있는 구성요소에 악영향을 미치지 않는 범위에서 유리기판을 가열하는 것이 바람직하다.
5. 제 1 형광체막(31)에 대한 고찰
5-1. 박막 결정으로 이루어지는 것의 우위성
이상과 같은 제 1 형광체막(31)은 박막 결정으로 이루어지기 때문에, 우수한 가시광 투과율을 갖고, 또한 자외선에서 가시광으로의 변환효율도 높다. 이하에서는 이들 제 1 형광체막(31)의 우위성에 대해 도 7, 도 8의 도면을 이용하여 설명한다. 도 7은 후막형성법을 이용하여 형성된 형광체 입자군으로 이루어지는 형광체층의 표면에 입사하는 자외선의 진행 경로를 나타내는 도면이고, 도 8은 진공제막 프 로세스를 거쳐 형성된 박막 결정으로 이루어지는 형광체막의 표면에 입사하는 자외선의 진행 경로를 나타내는 도면이다.
도 7에 나타내는 바와 같이, 후막형성법을 이용하여 형성된 형광체층으로서는, 형광체 입자의 최표면에 데드레이어(dead layer)가 형성된다. 이 데드레이어의 부위에서는 자외선을 흡수하더라도 발광중심으로 그 에너지를 전파하는 효율이 낮다. 그 때문에, 가시광으로의 변환효율이 낮다. 그 중에서도 데드레이어의 두꺼운 부분에 입사된 자외선은 거의 발광에 기여하지 않는다.
이에 대하여, 도 8에 나타내는 바와 같이, 박막 결정으로 이루어지는 제 1 형광체막(31)에서는 성장 초기의 층에 데드레이어가 형성되는 경우도 있지만, 막의 최표면에는 형성되기 어렵다. 따라서, 박막 결정으로 이루어지는 제 1 형광체막(31)은 상기 형광체 입자군으로 이루어지는 제 2 형광체층(32)에 비해서 가시광으로의 변환효율이 높다.
또한, 박막 결정은 단일고용체이고 산란되기 어려우므로, 가시광 투과율이 대단히 높다.
5-2. 제 1 형광체막(31)의 막두께에 대한 고찰
다음에, 상술한 제 1 형광체막(31)의 두께의 설정에 대해 도 9, 도 10을 이용하여 설명한다. 도 9는 제 1 형광체막(31)의 막두께와 발광휘도와의 관계를 조사하기 위해 제작한 평가용 샘플이고, 도 10은 이 샘플에 147nm의 엑시머 램프를 조사했을 때에 얻어지는 발광휘도를 측정한 결과를 나타내는 그래프이다. 여기서 설명하는 상대휘도는 종래의 형광체 입자군으로 이루어지는 형광체층의 발광휘도를 100으로 했을 때에 이에 대해 상대적으로 나타내는 것이다.
도 9에 나타내는 바와 같이, 이용하는 샘플은 유리기판(113)의 면 상에 가시광 반사층(112)을 형성하고, 그 위에 박막 결정으로 이루어지는 형광체막(111)을 형성한 것이다.
도 10에 나타내는 바와 같이, 형광체막(111)의 상대휘도는 막두께가 2㎛까지의 범위에서는 막두께에 비례하여 높아지지만, 2㎛ 이상에서는 포화상태가 된다. 포화상태에서의 형광체층(111)의 상대휘도는 약 120이고, 형광체 입자군으로 이루어지는 형광체층보다 휘도가 약 20% 우수한 것을 알 수 있다.
따라서, 형광체막(111)의 막두께는 당해 제 1 형광체막(31)에 자외선을 조사했을 때에 충분한 발광휘도를 얻을 수 있는 것과 가시광 투과율을 확보하는 것이 양립가능한 2㎛ 부근이 최적이다. 예컨대, 상기 조성의 형광체 재료로 박막 결정으로 이루어지는 청색의 형광체막을 형성하면, 막두께가 2㎛일 때에 97%보다 매우 높은 가시광 투과율을 갖는다.
5-3. AC형 PDP(1)에서 발광효율이 향상하는 메커니즘
다음에, 상기 AC형 PDP(1)에서 발광효율이 향상하는 메커니즘에 대해 도 11을 이용하여 설명한다.
AC형 PDP(1)에서 방전가스로부터 방출된 자외선은, 방전공간(40)의 모든 방향을 향해 진행한다. 도 11에서는 편의상, 제 1 형광체막(31)쪽을 향해 진행하는 것을 화살표 U1, 제 2 형광체층(32)쪽을 향해 진행하는 것을 화살표 U2로 나타내고 있다.
도 11에서 화살표 V1은 제 1 형광체막(31)에서 화살표 U1의 자외선이 변환되어 전면 패널(10)을 통과하는 가시광을 나타내고, 화살표 V2는 제 2 형광체층(32)에서 화살표 U2의 자외선이 변환되어 전면 패널(10)을 통과하는 가시광을 나타내고 있다. 이 화살표 V1과 화살표 V2의 가시광이 실제로 AC형 PDP(1)의 발광효율에 기여하는 것이다.
상기 종래의 AC형 PDP에서는 화살표 U1로 나타내는 자외선이 형광체층에 의해 가시광으로 변환되지 않고 전면 패널에 흡수되어 버린다.
이에 대하여, AC형 PDP(1)에서는 화살표 U1의 자외선이 제 1 형광체막(31)에 의해 화살표 V1의 가시광으로 변환된 후, 패널의 외부로 방출된다.
또, 제 1 형광체막(31)은 상술한 바와 같이, 가시광 투과율이 높기 때문에, 화살표 U2의 자외선에 의한 발광이 화살표 V2로서 낭비없이 외부로 방출할 수 있고, 높은 발광효율을 갖는다.
이상과 같이, AC형 PDP(1)에서는 전면 패널(10)에 제 1 형광체막(31)을 형성함으로써, 방전에 의해 생긴 자외선을 효율적으로 가시광으로 변환할 수 있는 동시에, 변환된 가시광을 효율적으로 외부로 방출할 수 있다. 따라서, 이 AC형 PDP(1)는 종래의 AC형 PDP에 비해 발광효율이 높다.
5-4. 청색 형광체층의 일례
AC형 PDP(1)에서의 발광효율이 종래의 AC형 PDP에 대해 우위성을 나타내는 구체예에 대해 도 12를 이용하여 설명한다. 도 12는 청색의 형광체막에 있어서, 전면 패널에 형성하는 제 1 형광체막(31)의 막두께와, 패널의 상대휘도와의 관계를 나타내는 그래프이다. 도면 중에서 상대휘도는 형광체 입자군으로 이루어지는 형광체층을 배면 패널에만 구비하는 종래의 AC형 PDP의 휘도를 100으로 했을 때의 상대값이다.
도 12에 나타내는 바와 같이, 전면 패널(제 1 형광체막)의 가시광 투과율은 막두께가 증가함에 따라서 저하한다. 예컨대, 막두께가 2㎛일 때에 약 97%인 가시광 투과율은 막두께가 6㎛일 때에는 약 85%까지 저하한다.
이 가시광 투과율과 제 1 형광체막의 상대휘도로부터 산출되는 패널 전체에서의 상대휘도는 도면 중의 ●로 표시되고 있다. 도 12에서 알 수 있는 바와 같이, 패널 전체에서의 상대휘도는 막두께가 약 2㎛일 때에 피크값을 갖고, 막두께가 증가함에 따라 서서히 저하하고 있다. 막두께가 2㎛일 때의 상대휘도는 다음과 같이 된다.
제 1 형광체막(31)을 전면 패널에 구비하는 AC형 PDP(1)에서는, 전면 패널의 가시광 투과율이 97%, U1/(U1+U2)가 30%라고 가정하면, 가시광 방출율이 97%×70%+30%=97.9%가 된다.
또, 가시광 방출율은 자외선으로부터 변환될 수 있는 가시광 중, 실제로 전면 패널로부터 외부로 방출되는 가시광의 비율이다.
이에 대하여, 전면 패널에 형광체층을 구비하지 않은 종래의 AC형 PDP에서는, 전면 패널의 가시광 투과율이 100%, U2가 70%라고 가정하면, 가시광 방출율이 100%×70%=70%가 된다.
따라서, 전면 패널(10)에 막두께 2㎛의 제 1 형광체막(31)을 구비하는 AC형 PDP(1)는, 종래의 AC형 PDP에 비해서 가시광 방출율이 약 40% 높고, 발광효율도 마찬가지로 약 40% 높다.
6. 제 1 실시예의 변형예
상기 AC형 PDP(1)에서는 적색, 녹색, 청색의 모든 셀에 있어서, 전면 패널(10)에 제 1 형광체막(31)을 갖는 것으로 하였지만, 반드시 모든 색의 셀에 대해 제 1 형광체막(31)을 형성할 필요는 없다. 예컨대, 상기 AC형 PDP(1)에서는 특정한 색의 발광 셀의 전면 패널(10)측에 제 1 형광체막(31)을 설치함으로써, 그 색의 휘도를 향상시켜, 패널을 백색 표시시킬 때의 색온도를 높게 할 수도 있다.
예컨대, 전면 패널에서 제 1 형광체막(31)을 형성하는 것은, 일반적으로 가시광 변환율이 낮은 형광체를 이용하는 청색의 셀만으로도 된다. 도면에는 나타내고 있지 않지만. 이에 대해서 본 발명자가 AC형 PDP에 각 색의 발광 셀을 동일 조건으로 점등시켰을 때의 백색의 색온도를 확인한 바, 10000K이었다. 이것은 동일한 조건으로 점등시킨 상기 종래의 AC형 PDP에서는 6000K이지만, 패널 특성으로서 최적의 색온도 11,000K에 가깝고, 색온도 보정에 의한 휘도 저하를 억제하는 것이 가능해졌다.
단, 제 1 형광체막(31)의 형성에서는 각 색의 형광체막에 이용하는 형광체의 조성 및 특성을 고려한 후에, 패널의 휘도 및 전체로서 적당한 색온도가 되도록 설정하는 것이 필요하다.
또한, 상기에서는 AC형 PDP를 일례로, 박막 결정으로 이루어지는 형광체막의 형성방법 및 이것을 갖는 PDP의 우위성에 대해 설명하였지만, DC형 PDP에도 적용가 능하다.
(제 2 실시예)
제 2 실시예에 관한 AC형 PDP(2)에 대해 도 13을 이용하여 설명한다. 도 13은 1개의 발광 셀에 대응하는 부분만을 나타내는 AC형 PDP(2)의 단면도이다.
도 13에 나타내는 바와 같이, AC형 PDP(2)에서 형성되어 있는 형광체막(층)은, 전면 패널(10)의 표면 상에 형성된 제 1 형광체막(31) 뿐이다. 요컨대, 배면 패널(20) 및 격벽(30)에는 형광체막(층)이 형성되어 있지 않다.
AC형 PDP(2)는 이 점을 제외하고, 상기 AC형 PDP(1)와 동일한 구조를 가지며 같은 방법을 이용하여 제조된다.
또, 도시는 하지 않지만, 제 1 형광체막(31)이 노치부(31a)를 갖고 있는 점도 상기 AC형 PDP(1)와 동일하다.
이 AC형 PDP(2)는 종래의 형광체 입자군으로 이루어지는 형광체층을 배면 패널(20)이나 격벽(30)의 면 상에 형성하지 않더라도 충분히 높은 휘도를 얻을 수 있다. 이것은 상술한 바와 같이, 박막 결정으로 이루어지는 형광체막이 형광체 입자군으로 이루어지는 형광체층에 비해서 높은 발광효율을 갖기 때문에 실현할 수 있는 것이다.
또한, 이 AC형 PDP(2)는 표면 상에 격벽(30)을 돌출설치한 후의 배면 패널(20)에 형광체의 도포나 소성을 하지 않고 패널을 제조할 수 있기 때문에, 제조비용면에서 우위성을 갖는다.
또, 상기 제 1 실시예, 제 2 실시예에서는 제 1 형광체막(31)을 전면 패널(10)의 최표면 요컨대, 방전공간(40)과 접하는 유전체 보호막(14)의 면 상에 형성하였지만, 도 14에 나타내는 바와 같이, 제 1 형광체막(31)을 제 1 유전체층(13)과 유전체 보호막(14)의 사이에 삽입설치해도 된다.
이와 같이 하면, 2차전자 방출특성이 우수한 유전체 보호막(14)이 방전공간(40)에 노출되기 때문에, 제 1 형광체막(31)에는 표시전극(12)에 대응하는 부분에 노치부(31a)를 형성하지 않아도 방전이 방해되지 않는다.
따라서, 제 1 형광체막(31)에 노치부(31a)를 형성할 필요가 없어지고, 제 1 형광체막(31)의 표면적이 증대된다. 이로 인해서, AC형 PDP에서는 보다 고휘도가 실현된다.
또, 상기 AC형 PDP(2)에서는 배면 패널(20)의 제 2 유전체층(23)의 면 상에 아무것도 형성하지 않았지만, 면 상에 가시광을 전면 패널(10)쪽으로 반사하도록 가시광 반사층을 형성하거나, 또는 제 2 유전체층(23)에 TiO2를 혼입하는 등에 의해, 가시광을 반사시키는 기능을 갖게 하는 것으로, 전면 패널(10)에서의 발광이 배면 패널(20)측으로 불필요하게 방출되지 않게 전면 패널(10)측으로 인출하는 것이 가능해지기 때문에, 패널의 발광휘도가 그만큼 향상한다. 가시광 반사층이 형성된 배면 패널(20)에서는 가시광 반사율(배면 패널에 입력된 가시광 중, 반사되는 가시광의 비율)이 85% 이상으로 되어 있다.
(제 3 실시예)
제 3 실시예에 관한 AC형 PDP(3)에 대해 도 15를 이용하여 설명한다.
도 15에 나타내는 바와 같이, AC형 PDP(3)와 상기 AC형 PDP(2)는 제 1 형광 체막(31)이 전면 패널(10)에만 형성되어 있는 점에서는 동일하지만. 전면 패널(10)에 어드레스 전극(22) 및 제 2 유전체층(23)이 형성되고, 배면 패널(20)에 표시전극(12), 제 1 유전체층(13) 및 유전체 보호막(14)이 형성되어 있는 점에서 다르다.
이 구조를 채용함에 있어서, 어드레스 전극(22) 및 제 2 유전체층(23)은 가시광의 투과를 방해하지 않도록 가시광 투과율이 높은 재료로 형성되어 있다. 구체적으로, 어드레스 전극(22)에는 ITO(Indium Tin Oxide)나 SnO2 등의 투명전극을 이용하고, 제 2 유전체층(23)에는 산화납을 주성분으로 하는 납유리를 이용한다. 여기서, 어드레스 전극(22)은 패널의 짧은 변 방향으로 형성되어 있는 동시에, 표시전극(12)에 비해서 작은 전류밖에 흐르지 않기 때문에, 전기 저항이 크더라도 상기 데이터 드라이버(143)에 접속된 측과는 반대측의 전극 단부에서의 전압강하가 작다. 따라서, 어드레스 전극(22)을 ITO만으로 형성하더라도 실질적으로 어드레스방전이 영향을 받지 않는다.
또한, 제 2 유전체층(23)의 표면 상에 형성되어 있는 제 1 형광체막(31)은 전면 패널(10)의 내부에 표시전극(12)을 갖고 있지 않기 때문에, 상술한 바와 같은 노치부(31a)가 형성되어 있지 않다. 요컨대, 제 1 형광체막(31)은 가시광이 투과하는 전역에 형성되어 있다.
종래, 전면 패널(10)에 형성되어 있는 표시전극(12)은 전기 저항을 작게 하기 위해서 투명전극 상에 금속재료로 이루어지는 버스 전극을 병설하고 있다. 이에 따라, 발광 셀 내에서 발생한 가시광의 일부가 차단되어 있었다.
이에 대하여, 상기 AC형 PDP(3)에서는 표시전극(12)이 배면 패널(20)에 형성 되어 있기 때문에, 전면 패널로부터 패널 외부로 방출되는 가시광이 표시전극(12)에 의해 차단되지 않는다. 따라서, AC형 PDP(3)는 휘도향상 및 발광효율의 향상에 유리하다.
또한, 상기 AC형 PDP(3)에서는 표시전극(12) 및 유전체 보호막(14)이 제 1 형광체막(31)과 별도의 유리기판에 형성되어 있기 때문에, 제 1 형광체막(31)에 노치부를 설치할 필요가 없으므로 큰 표면적을 확보할 수 있고, 또한 유전체 보호막(14)이 직접 방전공간(40)과 접하도록 형성되어 있기 때문에, 방전특성이 희생되지 않으며, 휘도도 높다. 예컨대, 42인치급의 NTSC 패널에서는 모든 셀 면적에 대해 70%에 가까운 면적을 표시전극이 차지하고 있다. 이로 인해, 이 패널에 상기 AC형 PDP(3)의 구조를 채용한 경우에는 상술한 AC형 PDP(1, 2)와 같이 전면 패널에 표시전극을 구성하는 경우에 비해서, 노치부가 없기 때문에 약 3배의 발광휘도를 얻을 수 있는 것으로 된다.
또한, 상술한 AC형 PDP(1, 2)에서, 전면 패널(10)의 제 1 형광체막(31)을 제 1 유전체층(13)과 유전체 보호막(14)과의 사이에 형성하고, 노치부(31a)를 설치하지 않은 구조의 경우와 비교해도, 본 실시예에서의 AC형 PDP에서는 전면 패널(10)에 가시광을 차단하는 금속재료의 전극이 형성되지 않기 때문에 유리하다.
따라서, 이 AC형 PDP(3)에서는 패널 전체에서의 발광효율이 향상가능한 동시에, 상술한 바와 같이 높은 발광휘도가 확보가능하다.
또, 상기의 제 2 실시예, 제 3 실시예에서는 배면 패널(20)의 면 상 및 격벽(30)의 면 상에 제 1 형광체막(31) 및 제 2 형광체층(32)의 어느 쪽에도 형성 하지 않았지만, 패널의 발광효율을 보다 높이는 경우에는 이 부위에도 형광체를 형성하는 것이 유효하다. 단, 제 3 실시예에서 배면 패널(20)에 제 1 형광체막(31) 또는 제 2 형광체층(32)을 형성하는 경우에는, 상기 노치부(31a)를 형성해 두는 것이 바람직하다.
(제 4 실시예)
제 4 실시예에 관한 AC형 PDP에 대해 설명한다.
또, 제 4 실시예에 관한 AC형 PDP는 종래의 AC형 PDP와 유사한 구조를 갖기 때문에, 도시를 생략하고 그 상위점만을 설명한다.
제 4 실시예에 관한 AC형 PDP가 종래의 AC형 PDP와 다른 점은, 종래 형광체 입자군으로 이루어지는 형광체층이 형성되어 있던 배면 패널에 박막 결정의 형광체막으로 구성되어 있는 점이다.
이러한 구조를 갖는 제 4 실시예에 관한 AC형 PDP에서는 발광효율이 높은 형광체막이 형성되어 있는 영역이 상기 AC형 PDP(2), PDP(3)보다 넓기 때문에, 패널의 발광효율면에서 우수하다.
또, 가시광 반사층에서의 제 1 형광체막(31)의 내측에 요철을 설치해 놓으면, 제 1 형광체막(31)의 실효 표면적을 넓게 할 수 있기 때문에 효과적이다.
또, 가시광 반사층은 상기 제 2 실시예의 것과 동일한 것이다.
이와 같이, 가시광을 반사시키는 기능을 가지는 제 4 실시예에 관한 AC형 PDP에서는, 전면 패널(10)에서의 발광이 배면 패널(20)측에 쓸데없이 방출되지 않게 전면 패널(10)측으로 인출하는 것이 가능해지기 때문에, 패널의 발광휘도가 그 만큼 향상한다. 가시광 반사층이 형성된 배면 패널(20)에서는 가시광 반사율(배면 패널에 입력된 가시광 중, 반사되는 가시광의 비율)이 85% 이상이 된다.
이 요철은 예컨대, 가시광 반사층의 표면을 계단형상으로 하거나, 복수의 돌기 등을 형성함으로써, 평활면의 면적보다 넓게 할 수 있다.
또, 제 4 실시예에 관한 AC형 PDP의 배면 패널(20)과 상기 AC형 PDP(1)의 전면 패널(10)과의 조합에 의해 얻어지는 AC형 PDP는 한층 더 휘도를 향상시킬 수 있어, 우수한 패널 특성을 나타낸다.
또한, 표시전극(12)의 형성 개소에 대해서는 전면 패널(10)에만 한정되는 것이 아니라, 상기 제 3 실시예와 같이 배면 패널(20)측에 형성되어 있어도 된다.
이상의 제 1 실시예∼제 4 실시예에서는 AC형 PDP를 일례로 설명했지만, AC형 PDP에 한하지 않고 DC형 PDP에 상기 구조를 적용한 경우에도, 동일한 효과를 얻을 수 있다.
본 발명에 관한 PDP 및 그 제조방법은 컴퓨터나 텔레비전 등의 디스플레이 장치, 특히 고선명·고휘도의 디스플레이 장치를 실현하는데 유효하다.

Claims (32)

  1. 대향배치된 전면 패널과 배면 패널과의 간극에 복수의 발광 셀이 형성되어 이루어지는 플라즈마 디스플레이 패널에 있어서,
    상기 간극에서 발생한 자외선이 조사되거나 혹은 투과하는 영역의 적어도 일부에는 박막 결정으로 이루어지는 결정 형광체 막이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 결정 형광체막이 형성되어 있는 것은, 상기 전면 패널에서의 적어도 일부의 발광 셀 상당 부위인 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 결정 형광체막은 가시광 투과율이 적어도 85%가 되도록 막두께를 갖는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 복수의 발광 셀은 적색 발광 셀군, 녹색 발광 셀군 및 청색 발광 셀군으로 구성되어 있고,
    상기 결정 형광체막은 상기 3개의 발광 셀군 중, 1개 또는 2개의 발광 셀군상당 부위에 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 결정 형광체막이 형성되어 있는 전면 패널 부위는 녹색 발광 셀군과 청색 발광 셀군의 상당 부위인 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널.
  6. 제 4항에 있어서,
    상기 결정 형광체막이 형성되어 있는 전면 패널 부위는 청색 발광 셀군의 상당 부위인 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널.
  7. 제 3항에 있어서,
    상기 전면 패널은 전면 기판 상에 복수의 전극이 배치되며, 상기 전극이 배치된 전면 기판 상에 유전체층과 보호막이 적층되어 이루어지고,
    상기 결정 형광체막은 상기 보호막의 면상 또는 상기 유전체층과 보호막과의 층 사이에 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널.
  8. 제 7항에 있어서,
    상기 결정 형광체막은 상기 보호막의 면 상에 형성되어 있고, 상기 전극의 상당 부위에 노치부를 갖는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널.
  9. 제 2항에 있어서,
    상기 배면 패널 상에 형성된 격벽 및 배면 패널의 적어도 한쪽에서의 상기 발광 셀 상당 부위에는, 형광체 입자군으로 이루어지는 형광체층이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널.
  10. 삭제
  11. 제 9항에 있어서,
    상기 결정 형광체막의 형성에 이용하는 재료는 충돌 여기형의 형광체 재료 인 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널.
  12. 제 2항에 있어서,
    상기 배면 패널은 배면 기판상에 복수의 전극이 배치되고, 상기 전극이 배치된 배면 기판상에 유전체 층이 형성되어 이루어지고,
    상기 유전체 층은, 직접 내부 공간과 면하거나, 혹은 상기 유전체 층으로부터 내부 공간을 면하는 표면까지의 사이에는 결정 형광체 막 및 형광체 입자 군으로 이루어지는 형광체 층의 어느 것도 개재하지 않는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널.
  13. 제 12항에 있어서,
    상기 배면 패널 상에 형성된 격벽은 직접 내부 공간과 면하거나, 혹은 상기 격벽으로부터 내부 공간을 면하는 표면까지의 사이에는 결정 형광체 막 및 형광체 입자 군으로 이루어지는 형광체 층의 어느 것도 개재하지 않는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널.
  14. 제 12항에 있어서,
    상기 배면 패널 상에 형성된 격벽의 상기 발광 셀 상당 부위에는, 형광체 입자군으로 이루어지는 형광체층 또는 박막 결정으로 이루어지는 형광체막이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널.
  15. 제 12항에 있어서,
    상기 배면 패널은 적어도 85%의 가시광 반사율을 갖는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널.
  16. 제 12항에 있어서,
    상기 유전체층의 면 상 또는 층내에는 가시광 반사의 기능을 갖는 영역이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널.
  17. 제 2항에 있어서,
    상기 전면 패널이 어드레스 전극을 가지면서 상기 배면 패널이 표시전극을 갖고 있는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널.
  18. 대향 배치된 전면 패널과 배면 패널과의 간극에, 복수의 발광 셀이 형성되어 이루어지는 플라즈마 디스플레이 패널에 있어서,
    상기 배면 패널은 전극을 갖고 있고,
    상기 배면 패널에서의 상기 전극 상에는 가시광을 상기 전면 패널측에 반사하는 기능을 갖는 영역을 개재하여, 박막 결정으로 이루어지는 결정 형광체막이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널.
  19. 제 18항에 있어서,
    상기 가시광을 상기 전면 패널 측으로 반사하는 기능을 갖는 영역은 그 상기 결정 형광체 막이 형성되어 있는 측의 면으로 실효 표면적을 확대하도록 요철이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널.
  20. 전면 패널 및 배면 패널 중의 적어도 한쪽에, 박막 결정으로 이루어지는 형광체막을 형성하는 형광체막 형성단계를 갖는 플라즈마 디스플레이 패널의 제조방법에 있어서,
    상기 형광체막 형성단계에서는 상기 형광체막이 감압분위기 하에서의 진공제막 프로세스를 거쳐서 형성되는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널의 제조방법.
  21. 제 20항에 있어서,
    상기 형광체막 형성단계에서 상기 형광체막을 형성하는 것은 상기 전면 패널인 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널의 제조방법.
  22. 제 21항에 있어서,
    상기 형광체막 형성단계에서는 기상성장법을 이용하여 상기 박막 결정을 성장시켜 상기 형광체막을 형성하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널의 제조방법.
  23. 제 22항에 있어서,
    상기 형광체막 형성단계에서 이용되는 것은 진공증착법, 스퍼터링법 및 CVD 법 중에서 선택되는 한 방법인 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널의 제조방법.
  24. 제 22항에 있어서,
    상기 형광체막 형성단계는 산소를 포함하는 감압분위기 하에서 실시되는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널의 제조방법.
  25. 제 22항에 있어서,
    상기 형광체막 형성단계는 환원성의 감압분위기 하에서 실시되는 것을 특징 으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널의 제조방법.
  26. 제 20항에 있어서,
    당해 플라즈마 디스플레이 패널의 제조방법은 전면 패널을 형성하는 단계를 갖고,
    상기 전면 패널을 형성하는 단계는 보호막을 형성하는 서브단계를 가지며,
    상기 보호막을 형성하는 서브단계와 형광체막 형성단계는 이들 단계 사이에 다른 공정을 개재하지 않고 연속하여 실시되는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널의 제조방법.
  27. 제 26항에 있어서,
    상기 형광체막 형성단계와 상기 보호막을 형성하는 서브단계는, 상기 전면 패널을 대기에 노출되지 않는 상태를 유지하여 실시되는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널의 제조방법.
  28. 제 20항에 있어서,
    상기 형광체 막 형성단계의 상기 진공제막 프로세스에서, 적어도 전면 패널 혹은 배면 패널의 전체를 가열하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널의 제조방법.
  29. 전면 패널에 제 1 형광체층을 형성하는 제 1 단계와, 배면 패널에 제 2 형광체층을 형성하는 제 2 단계를 구비하는 플라즈마 디스플레이 패널의 제조방법에 있어서,
    상기 제 1 단계 및 제 2 단계 중,
    한쪽의 단계는 박막 결정으로 이루어지는 결정 형광체막을 형성하는 단계이고,
    다른쪽 단계는 형광체 입자군으로 이루어지는 형광체층을 형성하는 단계인 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널의 제조방법.
  30. 삭제
  31. 삭제
  32. 제 1항 내지 제 9항, 제 11항 내지 제 19항 중 어느 한 항 기재의 플라즈마 디스플레이 패널과, 이것을 구동하기 위한 구동회로를 구비하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널 표시장치.
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