KR100929291B1 - 플라즈마 디스플레이 패널 - Google Patents

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Abstract

전면 유리 기판(3) 상에 표시 전극(6)과 유전체층(8)과 보호층(9)이 형성된 전면판(2)과, 배면 유리 기판(11) 상에 어드레스 전극(12)과 격벽(14)과 형광체층(15)이 형성된 배면판(10)을 대향 배치하는 동시에 주위를 봉착하여 방전 공간(16)을 형성한 플라즈마 디스플레이 패널에 있어서, 어드레스 전극(12)을 덮어 하지 유전체층(13)을 마련하고, 하지 유전체층(13) 상에 격벽(14)을 마련하는 동시에, 하지 유전체층(13)이 적어도 산화비스머스를 포함하는 동시에 연화점 온도가 550℃를 넘는 유전체 유리에 의해 구성되어 있다.

Description

플라즈마 디스플레이 패널{PLASMA DISPLAY PANEL}
본 발명은 표시 디바이스 등에 사용하는 플라즈마 디스플레이 패널에 관한 것이다.
플라즈마 디스플레이 패널(이하, PDP라 한다)은 고정세화(高精細化), 대화면화의 실현이 가능한 점에서, 65인치급 텔레비전 등이 제품화되고 있다.
PDP는 기본적으로는 전면판과 배면판으로 구성되어 있다. 전면판은 플로트법에 의한 붕규산나트륨계 유리의 유리 기판과, 그 한쪽 주면 상에 형성된 스트라이프 형상의 투명 전극과 버스 전극으로 구성되는 표시 전극과, 이 표시 전극을 덮어서 콘덴서로서의 작용을 하는 유전체층과, 이 유전체층 상에 형성된 산화마그네슘(MgO)으로 이루어지는 보호층으로 구성되어 있다. 한편, 배면판은 유리 기판과, 그 한쪽 주면 상에 형성된 스트라이프 형상의 어드레스 전극과, 어드레스 전극을 덮는 하지(下地) 유전체층과, 하지 유전체층 상에 형성된 격벽과, 각 격벽간에 형성된 적색, 녹색 및 청색으로 각각 발광하는 형광체층으로 구성되어 있다.
전면판과 배면판은 그 전극 형성면측을 대향시켜서 기밀하게 봉착되고, 격벽 에 의해 구획된 방전 공간에 Ne-Xe의 방전 가스가 400Torr 내지 600Torr의 압력으로 봉입되어 있다. PDP는 표시 전극에 영상 신호 전압을 선택적으로 인가함으로써 방전시키고, 그 방전에 의해 발생한 자외선이 각 색 형광체층을 여기하여 적색, 녹색, 청색으로 발광시켜서 컬러 화상 표시를 실현하고 있다.
표시 전극의 버스 전극에는 도전성을 확보하기 위한 은전극이 이용되고, 유전체층으로서는 산화납을 주성분으로 하는 저융점 유리가 이용되고 있다. 최근의 환경 문제에 대한 배려로 유전체층으로서 납 성분을 포함하지 않는 예가, 일본 특허 공개 제2003-128430호 공보, 일본 특허 공개 제2002-053342호 공보, 일본 특허 공개 제2001-048577호 공보, 더 나아가서는 일본 특허 공개 제1997-050769호 공보에 개시되어 있다. 또한, 어드레스 전극을 덮는 하지 유전체층에 유리 연화점이 낮은 산화비스머스를 함유하는 유전체 유리를 이용하는 예도 일본 특허 공개 제1998-275564호 공보에 개시되어 있다.
PDP는 고정세화, 대화면화의 실현이 가능한 점에서 65인치급의 텔레비전 등이 제품화되고 있다. 최근, PDP는 종래의 NTSC 방식에 비해 주사선수가 2배 이상인 HD(High Definition) 텔레비전으로의 적용이 진행되고 있는 동시에, 환경 문제를 배려하여 납 성분을 포함하지 않는 PDP가 요구되고 있다.
그러나, 이러한 HD화에 의해, 주사선수가 증가하여 표시 전극의 수가 증가하고, 나아가 표시 전극 간격이 작아지는 동시에 배면판의 격벽도 그 배열 피치와 격벽 폭이 작아진다. 그 때문에 격벽의 형상 불량을 발생하기 쉽고, 표시 품질을 손상시킨다고 하는 과제를 갖고 있다.
발명의 개시
본 발명의 PDP는 유리 기판 상에 표시 전극과 유전체층과 보호층이 형성된 전면판과, 기판 상에 어드레스 전극과 격벽과 형광체층이 형성된 배면판을 대향 배치하는 동시에 주위를 봉착하여 방전 공간을 형성한 PDP에 있어서, 어드레스 전극을 덮어 하지 유전체층을 마련하고, 하지 유전체층 상에 격벽을 마련하는 동시에, 하지 유전체층이 적어도 산화비스머스를 포함하는 동시에 연화점 온도가 550℃를 넘는 유전체 유리에 의해 구성되어 있다.
이러한 구성에 의하면, 어드레스 전극과 하지 유전체층의 계면이나, 하지 유전체층 중의 기포 발생을 억제하고, 그 위에 형성되는 격벽의 형상 정밀도를 고정밀도로 유지할 수 있는 동시에, 친환경적인 표시 품질이 우수한 PDP를 실현할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시 형태에 있어서의 PDP의 구조를 나타내는 사시도이다.
도 2는 본 발명의 실시 형태에 있어서의 PDP의 전면판의 구성을 나타내는 단면도이다.
*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명
1: PDP
2: 전면판
3: 전면 유리 기판
4: 주사 전극
4a, 5a: 투명 전극
4b, 5b: 금속 버스 전극
5: 유지 전극
6: 표시 전극
7: 블랙 스트라이프(차광층)
8: 유전체층
9: 보호층
10: 배면판
11: 배면 유리 기판
12: 어드레스 전극
13: 하지 유전체층
14: 격벽
15: 형광체층
16: 방전 공간
81: 제 1 유전체층
82: 제 2 유전체층
발명을 실시하기 위한 최선의 형태
이하, 본 발명의 실시 형태에 있어서의 PDP에 대하여 도면을 사용하여 설명한다.
(실시 형태)
도 1은 본 발명의 실시 형태에 있어서의 PDP의 구조를 나타내는 사시도이다. PDP의 기본 구조는 일반적인 교류면 방전형 PDP와 같다. 도 1에 나타낸 바와 같이, PDP(1)는 전면 유리 기판(3) 등으로 이루어지는 전면판(2)과, 배면 유리 기판(11) 등으로 이루어지는 배면판(10)이 대향하여 배치되고, 그 외주부를 유리 프릿 등으로 이루어지는 봉착재에 의해 기밀하게 봉착되어 있다. 봉착된 PDP(1) 내부의 방전 공간(16)에는 Ne 및 Xe 등의 방전 가스가 400Torr 내지 600Torr의 압력으로 봉입되어 있다.
전면판(2)의 전면 유리 기판(3) 상에는 주사 전극(4) 및 유지 전극(5)으로 이루어지는 한 쌍의 띠 형상의 표시 전극(6)과 블랙 스트라이프(차광층)(7)가 서로 평행하게 각각 복수 열 배치되어 있다. 전면 유리 기판(3) 상에는 표시 전극(6)과 차광층(7)을 덮도록 콘덴서로서의 작용을 하는 유전체층(8)이 형성되고, 또한 그 표면에 산화마그네슘(MgO) 등으로 이루어지는 보호층(9)이 형성되어 있다.
또한, 배면판(10)의 배면 유리 기판(11) 상에는 전면판(2)의 주사 전극(4) 및 유지 전극(5)과 직교하는 방향에, 복수의 띠 형상의 어드레스 전극(12)이 서로 평행하게 배치되고, 이것을 하지 유전체층(13)이 피복하고 있다. 또한, 어드레스 전극(12)간의 하지 유전체층(13) 상에는 방전 공간(16)을 구획하는 소정 높이의 격벽(14)이 형성되어 있다. 격벽(14)간의 홈에 어드레스 전극(12)마다 자외선에 의해 적색, 청색 및 녹색으로 각각 발광하는 형광체층(15)이 순차적으로 도포 형성되어 있다. 주사 전극(4) 및 유지 전극(5)과 어드레스 전극(12)이 교차하는 위치에 방전 셀이 형성되고, 표시 전극(6)의 방향에 나열된 적색, 청색, 녹색의 형광체층(15)을 갖는 방전 셀이 컬러 표시를 위한 화소가 된다.
도 2는 본 발명의 실시 형태에 있어서의 PDP의 전면판(2)의 구성을 나타내는 단면도이다. 도 2는 도 1과 상하 반전시켜서 나타내고 있다. 도 2에 나타낸 바와 같이, 플로트법 등에 의해 제조된 전면 유리 기판(3)에, 주사 전극(4)과 유지 전극(5)으로 이루어지는 표시 전극(6)과 블랙 스트라이프(7)가 패턴 형성되어 있다. 주사 전극(4)과 유지 전극(5)은 각각 인듐주석산화물(ITO)이나 산화주석(SnO2) 등으로 이루어지는 투명 전극(4a, 5a)과, 투명 전극(4a, 5a) 상에 형성된 금속 버스 전극(4b, 5b)으로 구성되어 있다. 금속 버스 전극(4b, 5b)은 투명 전극(4a, 5a)의 긴쪽 방향에 도전성을 부여할 목적으로 이용되고, 은(Ag) 재료를 주성분으로 하는 도전성 재료에 의해 형성되어 있다.
유전체층(8)은 전면 유리 기판(3) 상에 형성된 이들 투명 전극(4a, 5a)과 금속 버스 전극(4b, 5b)과 블랙 스트라이프(7)를 덮어서 마련한 제 1 유전체층(81)과, 제 1 유전체층(81) 상에 형성된 제 2 유전체층(82)의 적어도 2층 구성으로 되고, 또한 제 2 유전체층(82) 상에 보호층(9)을 형성하고 있다.
다음에, PDP의 제조 방법에 대하여 설명한다. 우선, 전면 유리 기판(3) 상에, 주사 전극(4) 및 유지 전극(5)과 차광층(7)을 형성한다. 이들 투명 전극(4a, 5a)과 금속 버스 전극(4b, 5b)은 포토리소그래피법 등을 사용하여 패터닝하여 형성된다. 투명 전극(4a, 5a)은 박막 프로세스 등을 사용하여 형성되고, 금속 버스 전극(4b, 5b)은 은(Ag) 재료를 포함하는 페이스트를 소정 온도에서 소성하여 고화하고 있다. 또한, 차광층(7)도 마찬가지로, 흑색 안료를 포함하는 페이스트를 스크린 인쇄하는 방법이나 흑색 안료를 유리 기판의 전체면에 형성한 후, 포토리소그래피법을 사용하여 패터닝하고 소성함으로써 형성된다.
다음에, 주사 전극(4), 유지 전극(5) 및 차광층(7)을 덮도록 전면 유리 기판(3) 상에 유전체 페이스트를 다이코트법 등에 의해 도포하여 유전체 페이스트층(유전체 재료층)을 형성한다. 유전체 페이스트를 도포한 후, 소정 시간 방치함으로써 도포된 유전체 페이스트 표면이 레벨링되어 평탄한 표면이 된다. 그 후, 유전체 페이스트층을 소성 고화함으로써, 주사 전극(4), 유지 전극(5) 및 차광층(7)을 덮는 유전체층(8)이 형성된다. 또, 유전체 페이스트는 유리 분말 등의 유전체 재료, 바인더 및 용제를 포함하는 도료이다. 다음에, 유전체층(8) 상에 산화마그네슘(MgO)으로 이루어지는 보호층(9)을 진공증착법에 의해 형성한다. 이상의 공정에 의해 전면 유리 기판(3) 상에 소정의 구성물(주사 전극(4), 유지 전극(5), 차광층(7), 유전체층(8), 보호층(9))이 형성되고, 전면판(2)이 완성된다.
한편, 배면판(10)은 다음과 같이 하여 형성된다. 우선, 배면 유리 기판(11) 상에, 은(Ag) 재료를 포함하는 페이스트를 스크린 인쇄하는 방법이나, 금속막을 전체면에 형성한 후, 포토리소그래피법을 사용하여 패터닝하는 방법 등에 의해 어드레스 전극(12)용의 구성물이 되는 재료층을 형성하고, 그것을 소정 온도에서 소성함으로써 어드레스 전극(12)을 형성한다. 다음에, 어드레스 전극(12)이 형성된 배면 유리 기판(11) 상에 다이코트법 등에 의해 어드레스 전극(12)을 덮도록 유전체 페이스트를 도포하여 유전체 페이스트층을 형성한다. 그 후, 유전체 페이스트층을 소성함으로써 하지 유전체층(13)을 형성한다. 또, 유전체 페이스트는 유리 분말 등의 유전체 유리와 바인더 및 용제를 포함한 도료이다.
다음에, 하지 유전체층(13) 상에 격벽 재료를 포함하는 격벽 형성용 페이스트를 도포하여 소정 형상으로 패터닝함으로써 격벽 재료층을 형성한 후, 소성함으로써 격벽(14)을 형성한다. 여기서, 하지 유전체층(13) 상에 도포한 격벽용 페이스트를 패터닝하는 방법으로서는, 포토리소그래피법이나 샌드블래스트법을 이용할 수 있다. 다음에, 인접하는 격벽(14)간의 하지 유전체층(13) 상 및 격벽(14)의 측면에 형광체 재료를 포함하는 형광체 페이스트를 도포하고, 소성함으로써 형광체층(15)이 형성된다. 이상의 공정에 의해, 배면 유리 기판(11) 상에 소정의 구성 부재를 갖는 배면판(10)이 완성된다.
이렇게 하여 소정의 구성 부재를 구비한 전면판(2)과 배면판(10)을 주사 전극(4)과 어드레스 전극(12)이 직교하도록 대향 배치하고, 그 주위를 유리 프릿으로 봉착하고, 방전 공간(16)에 Ne, Xe 등을 포함하는 방전 가스를 봉입함으로써 PDP(1)가 완성된다.
전면판(2)의 유전체층(8)을 구성하는 제 1 유전체층(81)과 제 2 유전체층(82)에 대하여 상세하게 설명한다. 제 1 유전체층(81)의 유전체 재료는 다음 재료 조성으로 구성되어 있다. 즉, 산화비스머스(Bi2O3)를 20중량% 내지 40중량%와 산화칼슘(CaO)을 0.5중량% 내지 15중량% 포함하고, 또한 산화몰리브덴(MoO3), 산화텅스텐(WO3), 산화세륨(CeO2), 산화망간(MnO2)으로부터 선택되는 적어도 1종을 0.1중량% 내지 7중량% 포함하고 있다.
또한, 산화스트론튬(SrO), 산화바륨(BaO)으로부터 선택되는 적어도 1종을 0.5중량% 내지 12중량% 포함하고 있다.
또, 산화몰리브덴(MoO3), 산화텅스텐(WO3), 산화세륨(CeO2), 산화망간(MnO2) 대신에, 산화구리(CuO), 산화크롬(Cr2O3), 산화코발트(Co2O3), 산화바나듐(V2O7), 산화안티몬(Sb2O3)으로부터 선택되는 적어도 1종을 0.1중량% 내지 7중량% 포함시켜도 좋다.
또한, 상기 이외의 성분으로서, 산화아연(ZnO)을 0중량% 내지 40중량%, 산화붕소(B2O3)를 0중량% 내지 35중량%, 산화규소(SiO2)를 0중량% 내지 15중량%, 산화알루미늄(Al2O3)을 0중량% 내지 10중량% 등, 납 성분을 포함하지 않는 재료 조성이 포함되어 있어도 좋고, 이들 재료 조성의 함유량에 특별히 한정은 없으며, 종래 기술 정도의 재료 조성의 함유량 범위이다.
이들 조성 성분으로 이루어지는 유전체 재료를, 습식 제트밀이나 볼밀로 평균 입경이 0.5μm 내지 2.5μm이 되도록 분쇄하여 유전체 재료 분말을 제작한다. 다음에 이 유전체 재료 분말 55중량% 내지 70중량%와, 바인더 성분 30중량% 내지 45중량%를 삼본롤로 잘 혼련하여 다이코트용 또는 인쇄용의 제 1 유전체층용 페이스트를 제작한다. 바인더 성분은 에틸셀룰로오스 또는 아크릴 수지 1중량% 내지 20중량%를 포함하는 터피네올 또는 부틸카르비톨아세테이트이다. 또한, 페이스트 중에는 필요에 따라서 가소제로서 프탈산디옥틸, 프탈산디부틸, 인산트리페닐, 인산트리부틸을 첨가하고, 분산제로서 글리세롤모노올레이트, 소르비탄세스퀴올레이트, 알킬알릴기의 인산에스테르 등을 첨가하여 인쇄성을 향상시켜도 좋다.
다음에, 이 제 1 유전체층용 페이스트를 사용하여 표시 전극(6)을 덮도록 전면 유리 기판(3)에 다이코트법 혹은 스크린 인쇄법으로 인쇄하여 건조시킨다. 그 후, 유전체 재료의 연화점보다 조금 높은 온도인 575℃ 내지 590℃에서 소성하여 제 1 유전체층(81)을 형성한다.
다음에, 제 2 유전체층(82)에 대하여 설명한다. 제 2 유전체층(82)의 유전체 재료는 다음 재료 조성으로 구성되어 있다. 즉, 산화비스머스(Bi2O3)를 11중량% 내지 40중량%와 산화바륨(BaO)을 6.0중량% 내지 28중량% 포함하고, 또한 산화몰리브덴(MoO3), 산화텅스텐(WO3), 산화세륨(CeO2), 산화망간(MnO2)으로부터 선택되는 적어도 1종을 0.1중량% 내지 7중량% 포함하고 있다.
또한 산화칼슘(CaO), 산화스트론튬(SrO)으로부터 선택되는 적어도 1종을 0.8중량% 내지 17중량% 포함하고 있다.
또, 산화몰리브덴(MoO3), 산화텅스텐(WO3), 산화세륨(CeO2), 산화망간(MnO2)을 대신하여, 산화구리(CuO), 산화크롬(Cr2O3), 산화코발트(Co2O3), 산화바나듐(V2O7), 산화안티몬(Sb2O3)으로부터 선택되는 적어도 1종을 0.1중량% 내지 7중량% 포함해도 좋다.
또한, 상기 이외의 성분으로서, 산화아연(ZnO)을 0중량% 내지 40중량%, 산화붕소(B2O3)를 0중량% 내지 35중량%, 산화규소(SiO2)를 0중량% 내지 15중량%, 산화알루미늄(Al2O3)을 0중량% 내지 10중량% 등, 납 성분을 포함하지 않는 재료 조성이 포함되어 있어도 좋고, 이들 재료 조성의 함유량에 특별히 한정은 없으며, 종래 기술 정도의 재료 조성의 함유량 범위이다.
이들 조성 성분으로 이루어지는 유전체 재료를 습식 제트밀이나 볼밀로 평균 입경이 0.5μm 내지 2.5μm가 되도록 분쇄하여 유전체 재료 분말을 제작한다. 다음에 이 유전체 재료 분말 55중량% 내지 70중량%와, 바인더 성분 30중량% 내지 45중량%를 삼본롤로 잘 혼련하여 다이코트용 또는 인쇄용의 제 2 유전체층용 페이스트를 제작한다. 바인더 성분은 에틸셀룰로오스 또는 아크릴 수지 1중량% 내지 20중량%를 포함하는 터피네올 또는 부틸카르비톨아세테이트이다. 또한, 페이스트 중에는 필요에 따라서 가소제로서 프탈산디옥틸, 프탈산디부틸, 인산트리페닐, 인산트리부틸을 첨가하고, 분산제로서 글리세롤모노올레이트, 소르비탄세스퀴올레이트, 알킬알릴기의 인산에스테르 등을 첨가하여 인쇄성을 향상시켜도 좋다.
다음에 이 제 2 유전체층용 페이스트를 제 1 유전체층(81) 상에 스크린 인쇄법 혹은 다이코트법으로 인쇄하고 건조시킨다. 그 후, 유전체 재료의 연화점보다 조금 높은 온도인 550℃ 내지 590℃에서 소성하여, 제 2 유전체층(82)을 작성하는 동시에 유전체층(8)을 형성한다.
또한, 유전체층(8)의 막두께가 작을수록 패널 휘도의 향상과 방전 전압을 저감한다는 효과는 현저하므로, 절연 내압이 저하하지 않는 범위 내이면 가능한 한 막두께를 작게 설정하는 것이 바람직하다. 이러한 조건과 가시광 투과율의 관점에서, 본 발명의 실시 형태에서는 유전체층(8)의 막두께를 41μm 이하로 설정하고, 제 1 유전체층(81)을 5μm 내지 15μm, 제 2 유전체층(82)을 20μm 내지 36μm로 하고 있다.
또, 제 2 유전체층(82)에 있어서 산화비스머스(Bi2O3)가 11중량% 이하이면 착색은 발생하기 어렵지만, 제 2 유전체층(82) 중에 기포가 발생하기 쉬워 바람직하지 못하다. 또한, 40중량%를 넘으면 착색이 생기기 쉬워 투과율을 올릴 목적으로는 바람직하지 못하다.
또한, 제 1 유전체층(81)과 제 2 유전체층(82)의 산화비스머스(Bi2O3)의 함유량에는 차가 있는 것이 필요하다. 이는 제 1 유전체층(81)과 제 2 유전체층(82)의 산화비스머스(Bi2O3)의 함유량이 동일했을 경우, 제 1 유전체층(81) 중에 발생한 기포의 영향으로, 제 2 유전체층(82)의 소성 공정에 있어서 제 2 유전체층(82) 중에도 기포가 발생하는 현상이 확인되었기 때문이다.
그리고, 제 1 유전체층(81)의 산화비스머스(Bi2O3)의 함유량보다도, 제 2 유전체층(82)의 산화비스머스(Bi2O3)의 함유량이 작은 경우, 유전체층(8)의 총 막두께의 약 50% 이상을 제 2 유전체층(82)이 차지하기 때문에, 착색이 생기는 황변 현상이 발생하지 않기 때문에 투과율을 올릴 수 있고, 또한 Bi계의 재료가 비싸기 때문에 사용하는 원재료의 비용을 저감할 수 있다.
또한, 제 1 유전체층의 산화비스머스(Bi2O3)의 함유량보다도 제 2 유전체층(81)의 산화비스머스(Bi2O3)의 함유량이 큰 경우, 제 2 유전체층(81)의 연화점을 내릴 수 있기 때문에, 소성 공정 중의 기포의 제거를 촉진할 수 있다.
이렇게 하여 제조된 PDP는 표시 전극(6)에 은(Ag) 재료를 사용해도, 전면 유리 기판(3)의 착색 현상(황변)이 적으면서, 또한, 유전체층(8) 중에 기포의 발생 등이 없으며, 절연 내압 성능이 우수한 유전체층(8)을 실현하는 것을 확인했다.
다음에, 본 발명의 실시 형태에 있어서의 PDP에 있어서, 이들 유전체 재료에 의해 제 1 유전체층(81)에 있어서 황변이나 기포의 발생이 억제되는 이유에 대하여 고찰한다. 즉, 산화비스머스(Bi2O3)를 포함하는 유전체 유리에 산화몰리브덴(MoO3) 또는 산화텅스텐(WO3)을 첨가함으로써, Ag2MoO4, Ag2Mo2O7, Ag2Mo4O13, Ag2WO4, Ag2W2O7, Ag2W4O13 등의 화합물이 580℃ 이하의 저온에서 생성되기 쉬운 것이 알려져 있다. 본 발명의 실시 형태에서는, 유전체층(8)의 소성 온도가 550℃ 내지 590℃이므로, 소성중에 유전체층(8) 중에 확산한 은 이온(Ag+)은 유전체층(8) 중의 산화몰리브덴(MoO3), 산화텅스텐(WO3), 산화세륨(CeO2), 산화망간(MnO2)과 반응하여, 안정된 화합물을 생성하여 안정화된다. 즉, 은 이온(Ag+)이 환원되지 않고 안정화되기 때문에, 응집하여 콜로이드를 생성하는 일이 없다. 따라서, 은 이온(Ag+)이 안정화됨으로써, 은(Ag)의 콜로이드화에 따른 산소의 발생도 적어지기 때문에, 유전체층(8) 중의 기포의 발생도 적어진다.
한편, 이들 효과를 유효하게 하기 위해서는, 산화비스머스(Bi2O3)를 포함하는 유전체 유리 중에 산화몰리브덴(MoO3) 또는 산화텅스텐(WO3), 산화세륨(CeO2), 산화망간(MnO2)의 함유량을 0.1중량% 이상으로 하는 것이 바람직한데, 0.1중량% 이상 7중량% 이하가 더욱 바람직하다. 특히, 0.1중량% 이하에서는 황변을 억제하는 효과가 적고, 7중량% 이상이 되면 유리에 착색이 일어나 바람직하지 못하다.
또, 제 1 유전체층에 산화칼슘(CaO)을 포함함으로써, 제 1 유전체층(81)의 소성 공정 중에 있어서 산화칼슘(CaO)이 산화제로서 작용하고, 전극 중에 잔류한 바인더 성분의 제거를 촉진하는 효과가 있다. 한편, 제 2 유전체층(82)에 산화바륨(BaO)을 포함함으로써, 제 2 유전체층(82)의 투과율을 올리는 효과가 있다.
즉, 본 발명의 실시 형태에 있어서의 PDP의 유전체층(8)은 은(Ag) 재료로 이루어지는 금속 버스 전극(4b, 5b)과 접하는 제 1 유전체층(81)에서는 황변 현상과 기포 발생을 억제하고, 제 1 유전체층(81) 상에 마련한 제 2 유전체층(82)에 의해 높은 광투과율을 실현하고 있다. 그 결과, 유전체층(8) 전체적으로 기포나 황변의 발생이 매우 적고 투과율이 높은 PDP를 실현하는 것이 가능하게 된다.
다음에, 본 발명의 실시에 형태에 있어서의 PDP의, 배면판(10)의 어드레스 전극(12)과, 하지 유전체층(13), 및 격벽(14)의 재료 조성에 대하여 상세하게 설명한다.
우선, 배면 유리 기판(11)에, 적어도 은(Ag)입자 70중량% 내지 90중량%와, 결착 유리 1중량% 내지 15중량%와, 감광성 폴리머, 감광성 모노머, 광중합 개시제, 용제 등을 포함하는 감광성 유기 바인더 성분 8중량% 내지 15중량%로 이루어지는 감광성 페이스트를 인쇄법 등에 의해 도포하고, 전극 페이스트층을 형성한다. 또, 전극 페이스트의 결착 유리는 적어도 산화비스머스(Bi2O3)를 20중량% 내지 50중량% 포함하고, 결착 유리의 연화점이 550℃를 넘도록 하고 있다. 이 전극 페이스트층을 포토리소그래피법을 이용하여 폭 100μm의 은(Ag) 전극 패턴을 형성하고, 그 후, 550℃ 내지 570℃에서 소성함으로써 어드레스 전극(12)으로 하고 있다.
다음에, 어드레스 전극(12) 상의 하지 유전체층(13)은 산화비스머스(Bi2O3) 23중량% 내지 50중량%와, 산화칼슘(CaO), 산화스트론튬(SrO), 산화바륨(BaO)으로부터 선택되는 적어도 1종이 1.5중량% 내지 8.1중량%와, 산화몰리브덴(MoO3), 산화텅스텐(WO3)으로부터 선택되는 적어도 1종이 0.2중량% 내지 1.0중량%를 포함하는 유전체 유리 분말에, 평균 입자지름이 0.1μm 내지 0.5μm인 산화티탄(TiO2) 혹은 알루미나(Al2O3)을 첨가하고 있다. 산화티탄(TiO2) 혹은 알루미나(Al2O3) 입자를 첨가하는 목적은 반사층으로서의 역할을 향상시키기 위해서이다. 또한, 이들 유리 분말의 유리 연화점 온도를 550℃ 이상으로 하고, 소성 온도는 570℃ 내지 590℃이며, 그 막두께는 8μm 내지 15μm로 하고 있다.
또, 산화몰리브덴(MoO3), 산화텅스텐(WO3) 대신에, 산화세륨(CeO2), 산화망간(MnO2), 산화구리(CuO), 산화크롬(Cr2O3), 산화코발트(Co2O3), 산화바나듐(V2O7), 산화안티몬(Sb2O3)으로부터 선택되는 적어도 1종을 0.1중량% 내지 7중량% 포함하고 있어도 좋다.
또한, 상기 이외의 성분으로서, 산화아연(ZnO)을 0중량% 내지 40중량%, 산화붕소(B2O3)를 0중량% 내지 35중량%, 산화규소(SiO2)를 0중량% 내지 15중량%, 산화알루미늄(Al2O3)을 0중량% 내지 10중량% 등, 납 성분을 포함하지 않는 재료 조성이 포함되어 있어도 좋고, 이들 재료 조성의 함유량에 특별히 한정은 없으며, 종래 기술 정도의 재료 조성의 함유량 범위이다.
다음에, 하지 유전체층(13)에 마련한 격벽(14)은 산화규소(SiO2)-산화붕소(B2O3)-산화바륨(BaO)-알루미나(Al2O3)-산화리튬(Li2O)계의 유리 분말을 50중량% 내지 70중량%와, 필러로서의 알루미나(Al2O3), 산화아연(ZnO), 산화바륨(BaO) 중 적어도 1종을 10중량% 내지 25중량%와, 감광성 폴리머, 감광성 모노머, 광중합 개시제, 용제를 포함하는 감광성 유기 바인더 성분을 8중량% 내지 15중량%를 포함하는 감광성 페이스트를 인쇄법 등으로 하지 유전체층(13) 상에 도포하고, 포토리소그래피법을 이용하여 형성한다. 또한, 소성 온도는 570℃ 내지 590℃이다.
즉, 본 발명의 실시 형태에 있어서의 PDP에서는 배면판(10)의 배면 유리 기판(11) 상의 어드레스 전극(12)을 형성할 때에, 어드레스 전극(12)이 적어도 은(Ag)과 결착 유리를 함유하고, 결착 유리가 적어도 산화비스머스(Bi2O3)를 포함하는 동시에 연화점 온도가 550℃를 넘도록 하고 있다. 종래와 같이, 결착 유리의 연화점이 450℃ 내지 550℃로 낮을 경우에는 소성 온도가 그것보다 100℃ 가까이 높기 때문에, 반응성이 높은 산화비스머스(Bi2O3) 자체가 은(Ag) 혹은 페이스트 중의 유기 바인더 성분과 격렬하게 반응하고, 어드레스 전극(12) 중과 그 위의 하지 유전체층(13) 중에 기포를 발생시킨다. 그 결과, 하지 유전체층(13)의 절연 내압 성능을 열화시키는 동시에, 하지 유전체층(13)의 형상 정밀도를 악화시킨다. 또한, 그 위의 격벽(14)의 하지 유전체층(13)과의 밀착성 등을 저하시켜서 격벽이 쓰러지거나, 격벽의 결손 등을 야기한다. 한편, 본 발명과 같이, 결착 유리의 연화점을 550℃ 이상으로 하면, 은(Ag)이나 유기 바인더 성분과 산화비스머스(Bi2O3)와의 반응성이 저하하여 기포의 발생은 적어진다. 그러나, 결착 유리의 연화점을 600℃ 이상으로 하면, 어드레스 전극(12)과 배면 유리 기판(11) 혹은 하지 유전체층(13)과의 접착성이 반대로 저하하기 때문에 바람직하지 못하다.
또한, 하지 유전체층(13)이 적어도 산화비스머스(Bi2O3)를 포함하는 동시에 연화점 온도가 550℃를 넘는 유전체 유리로 구성되고, 산화비스머스(Bi2O3)를 20중량% 이상 50중량% 이하로 하고 있다. 그 때문에 어드레스 전극(12)과 하지 유전체층(13)의 계면이나, 하지 유전체층(13) 중의 기포 발생을 억제하고, 그 위에 형성되는 격벽(14)의 형상 정밀도를 고정밀도로 유지할 수 있는 동시에, 친환경적인 표시 품질이 우수한 PDP를 실현할 수 있다.
또한, 상술한 어드레스 전극(12), 하지 유전체층(13), 격벽(14)의 재료 조성에 의하면, 배면판(10) 전체를 납(Pb) 성분이 함유되지 않은 환경에 우수한 재료로 구성할 수 있다.
또, 본 발명의 실시 형태에 있어서의 PDP로서, 방전 셀로서 42인치급의 HD텔레비전에 적합하게, 격벽의 높이를 0.15mm, 격벽의 간격(셀 피치)을 0.15mm, 표시 전극의 전극간 거리를 0.06mm로 하고, Xe의 함유량이 15체적%의 Ne-Xe계의 혼합 가스를 봉입압 60kPa로 봉입한 PDP를 제작하여 그 성능을 평가했다.
표 1에는 어드레스 전극(12)을 구성하는 결착 유리의 재료 조성을 변경한 시료를 나타내고, 표 2에 하지 유전체층(13)의 유전체 유리의 재료 조성을 변경한 시료를 나타낸다. 또한, 표 3은 어드레스 전극(12)의 시료와 하지 유전체층(13)의 시료와의 조합에 의해 제작한 PDP의 평가 결과를 나타낸다. 본 실시예에서는 결착 유리와 유전체 유리를 동일한 조성으로 하고, 표 1과 표 2의 각각의 시료 번호 6, 7은 본 발명의 바람직한 범위에서 벗어난 재료 조성이다.
또한, 표 1, 표 2 내에 나타낸 재료 조성의 항목인 「그 외, 재료 조성」이 란 상기한 바와 같이 산화아연(ZnO), 산화붕소(B2O3), 산화규소(SiO2), 산화알루미늄(Al2O3) 등, 납 성분을 포함하지 않는 재료 조성이며, 이들 재료 조성의 함유량은 특별히 한정은 없으며, 종래 기술 정도의 재료 조성의 함유량 범위이다.
또, 전면판(2)은 유전체층(8)을 2층 구성으로 하고, 상술한 제 1 유전체층(81), 제 2 유전체층(82)의 재료 조성으로 제작하고 있다.
Figure 112007054825049-pct00001
Figure 112007054825049-pct00002
Figure 112007054825049-pct00003
이들 재료를 이용하여 패널 번호 1 내지 19의 PDP를 제작하고, 배면판(10)으로서 완성된 후의 하지 유전체층(13) 중에 발생하는 기포의 수와, 하지 유전체층(13) 상의 격벽(14)의 쓰러짐이나 결손을 확인했다. 그 결과를 표 3에 나타낸다.
표 3의 결과로부터, 어드레스 전극(12)의 결착 유리 조성, 혹은 하지 유전체층(13)의 유전체 유리 조성 중 어느 하나가 본 발명의 재료 조성의 범위 밖일 때에는 하지 유전체층(13) 중의 기포의 수가 증가하고, 또한 격벽(14)의 쓰러짐이나 결손이 있는 것이 확인되었다. 또한, 패널 번호 17 내지 19와 같이, 어드레스 전극(12)과 하지 유전체층(13) 양자 모두 본 발명의 재료 조성의 범위 밖일 때에는 기포 및 격벽 쓰러짐이 매우 증가하는 것을 알 수 있다. 또한, 기포의 발생수가 적은 것은 당연히 하지 유전체층(13)의 절연 내압 성능을 높이고, 신뢰성이 높은 PDP를 실현하게 된다.
이들 결과는 어드레스 전극(14)의 결착 유리, 혹은 하지 유전체층(13)의 유전체 유리의 연화점이 낮으면, 소성 공정에 있어서, 은(Ag) 재료나 유기 바인더 성분 등과 산화비스머스(Bi2O3)와의 반응에 의해 기포가 발생하기 쉬워지기 때문이다. 한편, 유리 연화점이 높은 결착 유리, 혹은 유전체 유리의 경우에는 배면 유리 기판(11), 어드레스 전극(12), 하지 유전체층(13)과의 접착력이 약하기 때문에, 박리나 계면의 기포 발생 등이 증가하기 때문이다. 결국, 이것들이 하지 유전체층(13)과 그 위의 격벽(14)의 형상 불량을 유발하고, 격벽(14)의 쓰러짐이나, 격벽(14)의 결손을 발생시킨다고 생각할 수 있다.
또, 이상에서 서술한 각 재료 조성의 함유량 수치는 어드레스 전극의 결착 유리의 재료 조성 또는 하지 유전체층의 유전체 유리의 재료 조성에서는 ±0.5중량% 정도의 측정 오차가 존재하고, 소성 후의 어드레스 전극 또는 하지 유전체층에서는 ±2중량% 정도의 측정 오차가 존재한다. 이들 오차를 포함한 수치 범위의 함유량에서의 재료 조성에 있어서도, 본 발명과 동일한 효과는 얻을 수 있다.
이상과 같이 본 발명의 실시 형태에 있어서의 PDP에 의하면, 배면판으로서도 형상 정밀도를 확보하는 동시에 절연 내압 성능이 높고, 납(Pb) 성분을 포함하지 않는 환경에 뛰어난 PDP를 실현할 수 있다.
이상과 같이 본 발명의 PDP는 배면판의 신뢰성을 높이고, 나아가 친환경적이며 표시 품질이 우수한 PDP를 실현하여 대화면의 표시 디바이스 등에 유용하다.

Claims (4)

  1. 유리 기판 상에 표시 전극과 유전체층과 보호층이 형성된 전면판과, 기판 상에 어드레스 전극과 격벽과 형광체층이 형성된 배면판을 대향 배치하는 동시에 주위를 봉착하여 방전 공간을 형성한 플라즈마 디스플레이 패널로서,
    상기 어드레스 전극을 덮어 하지 유전체층을 마련하고, 상기 하지 유전체층 상에 상기 격벽을 마련하는 동시에,
    상기 하지 유전체층이, 산화비스머스를 23중량% 내지 50중량%; 산화몰리브덴(MoO3) 및 산화텅스텐(WO3)으로부터 선택되는 적어도 1종을 0.2중량% 내지 1.0중량%; 산화칼슘(CaO), 산화스트론튬(SrO) 및 산화바륨(BaO)으로부터 선택되는 적어도 1종을 1.5중량% 내지 8.1중량% 포함하고, 잔부가 산화아연, 산화붕소, 산화규소, 산화알루미늄 중 적어도 하나를 포함하며, 또한 연화점 온도가 550℃를 넘는 유전체 유리에 의해 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 어드레스 전극은 적어도 은과 결착 유리를 함유하고, 상기 결착 유리가, 산화비스머스를 23중량% 내지 50중량%; 산화칼슘, 산화스트론튬 및 산화바륨으로부터 선택되는 적어도 1종을 1.5중량% 내지 8.1중량%; 산화몰리브덴 및 산화텅스텐으로부터 선택되는 적어도 1종을 0.2중량% 내지 1.0중량% 포함하고, 잔부가 산화아연, 산화붕소, 산화규소, 산화알루미늄 중 적어도 하나를 포함하며, 또한 연화점 온도가 550℃를 넘는 유전체 유리에 의해 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널.
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