KR101071476B1 - 표시 장치 및 플라즈마 디스플레이 패널 - Google Patents

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료 이노우에
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Abstract

방전에 의한 자외선 발광을 이용하는 플라즈마 디스플레이 장치 등의 표시 장치에서, 방전 전압을 저감하여, 발광 효율을 향상시킨다. 대향으로 배치된 전면판과 배면판이 방전 공간을 형성하고, 상기 방전 공간에 방전 가스가 충전되어 있고, 표시 방전을 행하기 위한 적어도 한 쌍의 전극과, 상기 방전 가스의 방전에 의한 자외선 발광을 이용하여 가시광을 발광하는 형광체층을 갖는다. 상기 방전 공간 내에, ⅠⅠa족 금속 및/또는 ⅠⅠb족 금속의 알루미나 산염을 주된 조성으로 하는 재료를 적어도 일부에 함유한다. 이에 의해 서스테인 방전 전압을 저감할 수 있다.
기판, 전극, 버스 라인, 유전체층, 보호막, 격벽

Description

표시 장치 및 플라즈마 디스플레이 패널{DISPLAY DEVICE AND PLASMA DISPLAY PANEL}
본 발명은, 표시 장치 및 플라즈마 디스플레이 패널에 관한 것으로, 특히 진공 자외 영역의 자외선에 의해 여기되어 발광하는 형광체를 이용하여 구성된 플라즈마 디스플레이 패널 및 그것을 구비한 표시 장치에 관한 것이다.
최근, 텔레비전이나 퍼스널 컴퓨터 모니터로 대표되는 표시 장치에 대해, 설치 스페이스를 크게 취할 필요가 없는 박형화에의 요망이 고조를 보이고 있다. 그리고, 박형화 대응이 가능한 표시 장치로서 플라즈마 디스플레이 장치(이하, PDP(Plasma Display Panel) 장치라고 기재함)나 전계 방사형 디스플레이(FED ; Field Emission Display) 장치, 백라이트와 얇은 액정 패널을 조합하여 표시 장치를 구성한 액정 표시(LCD ; Liquid Crystal Display) 장치 등의 개발이 한창 행해지고 있다.
그 중에서 PDP 장치는, 발광 장치로서 플라즈마 디스플레이 패널(이하, PDP라고 기재함)을 구비한 표시 장치이다. PDP는, 희가스를 함유하는 미소 방전 공간에서의 마이너스 글로우 영역에서 발생하는 자외선(희가스로서 크세논을 사용한 경 우에는, 146㎚ 및 172㎚의 파장 영역에 있음)을 여기원으로서 그 미소 방전 공간 내에 배설한 형광체층 내의 형광체를 여기하고, 그 형광체로부터 발광을 촉진함으로써 가시 영역에서의 발광을 얻는다. PDP 장치에서는, 이 발광의 양과 색을 제어하여 표시에 사용한다.
PDP 장치에서는, 개별의 미소 방전 공간을 갖는 셀(이하, 방전 셀이라고 기재함)의 화상 표시에서의 발광과 비발광을, 방전 셀의 벽전하의 축적에 의해 조절하고 있다. 이 벽전하는, 어드레스 방전이라고 불리는 방전을, 발광전에 발생시킴으로써 조정을 행한다. 따라서, 어드레스 방전을 정확하게 발생시키는 것은, 화상 표시에서 매우 중요하게 된다.
또한, PDP 장치의 소비 전력은 발광을 행할 때의 방전 전압에 의해 증감한다. 또한, 방전 전압은 구동 회로의 코스트에도 관한 것이다. 이 때문에, 방전 전압은 PDP 장치의 성능에서 매우 중요한 요소이다.
PDP 장치에서, 방전 공간 내에 특정한 재료를 설치함으로써, 상기한 바와 같은 방전 특성이나 광학 특성에 영향을 줄 수 있다. 예를 들면, 형광체 등의 발광 재료의 특성이 중요하다. 이 종류의 재료 및 기술에 관한 문헌으로서는, 일본 특허 공개 제2005-294255호 공보(특허 문헌 1), 일본 특허 공개 제2002-110051호 공보(특허 문헌 2), 일본 특허 공개 제2001-118511호 공보(특허 문헌 3), 일본 특허 공개 제2007-026793호 공보(특허 문헌 4), 일본 특허 공개 평11-191376호 공보(특허 문헌 5), 일본 특허 공개 제2005-26205호 공보(특허 문헌 6) 및 일본 특허 공개 제2006-299098호 공보(특허 문헌 7)를 들 수 있다.
[특허 문헌 1] 일본 특허 공개 제2005-294255호 공보
[특허 문헌 2] 일본 특허 공개 제2002-110051호 공보
[특허 문헌 3] 일본 특허 공개 제2001-118511호 공보
[특허 문헌 4] 일본 특허 공개 제2007-026793호 공보
[특허 문헌 5] 일본 특허 공개 평11-191376호 공보
[특허 문헌 6] 일본 특허 공개 제2005-26205호 공보
[특허 문헌 7] 일본 특허 공개 제2006-299098호 공보
최근, PDP 장치는 그 높은 성능이 인정되어, 브라운관을 사용하는 타입의 모니터나 텔레비전(TV)을 대체하고, 대형의 플랫 패널 디스플레이 및 박형 TV로서의 용도가 급속히 확대되고 있다. 그 결과, 한층 더한 성능의 향상이 요구되게 되어 있다. 구체적으로는, 디지털 방송 등에 의한 하이비전을 표시하기 위해, 고해상도화가 필요하게 된다. 하이비전에의 대응을 위해 요구되는 표시 화소 라인은, 700개 이상이며, 종래 방송 대응의 500개 정도에 대해, 대폭적인 고해상도화가 필요하다. 그러나, 표시 화소 라인이, 700개 정도 이상으로 증가하면, 방전하는 셀수도 증가하여, 구동하는 회로에의 부담 및 소비 전력이 증가하게 된다.
또한, 고해상도화를 위해서는, 각 표시 화소가 작아지기 때문에, 고휘도화도 필요하며, 그리고 고휘도화를 달성하기 위한 고발광 효율도 요구되어 있다. 그 하나의 방법으로서, Ne(네온)을 주성분으로 하는 방전 가스 내의 Xe(크세논) 가스의 조성비를 증가시켜, 발생하는 Xe2 분자선을 적극적으로 이용하는 검토가 한창 행해지고 있다. 소위 PDP에서의 「고크세논 농도화」의 기술 경향(추세)이지만, 통상 방전 가스 내의 크세논 가스 조성비(5％ 정도)보다 많은 조성비 영역에서, 이러한 PDP의 발광의 고효율화를 달성하는 검토가 이루어져 있다. 특히, 최근 크세논 가스 조성비를 적어도 8％ 이상으로 하고, 발광에 관하여 고효율화시켜, 휘도를 유지, 향상시키는 방향이다. 그러나, 고크세논 농도화는 방전 전압의 증가를 초래한다. 이것은, 구동 회로 등에의 부담이 커져, 장치로서 고코스트화로 되고, 또한 구동 전압의 마진 저하도 초래하여, 구동이 곤란하게 된다.
PDP 장치는, 단순한 박형의 표시 장치부터, 브라운관 사용에 의한 TV 장치를 대체하는 플랫 TV 장치로서의 사용 형태가 점점 더 확대되고 있다. 그 결과, 화질에 대한 요구가 점점 더 고레벨로 되어 있고, 화면의 깜박거림 저감 등의 고화질화나, 휘도에 대한 요구에 대응함과 함께, 저소비 전력화, 저코스트화도 도모해야만 한다. 저소비 전력화, 저코스트화를 위해서는, 상기 방전 전압의 저감이 중요한 과제로 된다.
본 발명의 목적은, 표시 장치 및 PDP의 고화질화, 또한 방전의 고효율화를 도모하는 데에 있다.
본 발명의 상기 및 그 밖의 목적과 신규의 특징은, 본 명세서의 기술 및 첨부 도면으로부터 밝혀질 것이다.
본원에서 개시되는 발명 중, 대표적인 것의 개요를 간단히 설명하면, 다음과 같다.
본 발명은, 대향으로 배치된 전면판과 배면판이 방전 공간을 형성하고, 상기 방전 공간에 방전 가스가 충전되어 있고, 표시 방전을 행하기 위한 적어도 한 쌍의 전극과, 상기 방전 가스의 방전에 의한 자외선 발광을 이용하여 가시광을 발광하는 형광체층을 갖는 표시 장치에서, 방전 공간 내에, 전압 인가 혹은 광 조사에 의해 전하가 축적되는 재료를 함유하는 것을 특징으로 하는 표시 장치에 의해, 상기 과제를 해결할 수 있다. 또한, 본원에서, 상기 재료가 방전 공간 내에 포함되는 것에는, 방전 공간에 상기 재료가 접하고 있는 것도 포함된다.
또한, 본 발명은, 상기와 마찬가지의 표시 장치에서, 방전 공간 내에, 전하가 축적되고, 또한 축적된 전하 중 적어도 일부분이, 구동 전압 파형의 펄스 시간 폭 이상의 시간 유지되는 재료를 함유하는 것을 특징으로 하는 표시 장치에 의해, 상기 과제를 해결할 수 있다.
또한, 구동 전압 파형의 펄스 시간 폭의 일반적인 예는 2∼4㎲ 정도이며, 축적된 전하 중 적어도 일부분이, 2㎲ 이상의 시간 유지되는 재료를 함유하는 것을 특징으로 하는 표시 장치에서, 상기 과제를 해결할 수 있다.
또한, 상기 재료의 구체적인 재료로서, ⅠⅠa족 금속 및/또는 ⅠⅠb족 금속의 알루미나 산염을 주된 조성으로 하는 재료를 적어도 일부에 함유하는 것을 특징으로 하는 표시 장치에서, 상기 과제를 해결할 수 있다.
또한, 상기 재료가, 주된 조성이 MAl2O4(단 M은 Mg, Ca, Zn, Sr 중 적어도 하나의 원소)로 표현되는 재료이면 더 유효하다.
또한, 상기 재료가, 주된 조성이 CaAl2O4로 표현되는 재료를 적어도 일부에 함유하는 재료인 경우, 특히 유효하다. 이 때, CaAl2O4는, 주된 결정상의 결정계가 monoclinic으로 공간군 P21인 경우에, 특히 양호한 특성을 나타낸다. 이 결정계를 갖는 경우에는, CuKα선에 의한 X선 회절 측정을 행한 경우, 가장 강도가 높은 회절선(주피크)이 2θ=30°부근에 나타난다.
단, 상기에 예를 든 조성은, 재료의 주성분의 조성이며, 다소의 타원소를 함유하는 것은 가능하다.
또한, 상기 재료가, 450㎚ 이하의 자외광 조사에 의한, 450㎚∼780㎚ 범위의 가시광 발광의 양자 효율이 15％ 이하인 경우, 발광 표시에의 영향이 적어, 더 양호한 화질로 할 수 있다.
또한, 상기 재료가 방전 공간 내에 존재하는 중량은, 방전 공간 내에 있는 전체 형광체의 중량의 총합에 대해, 0.1％ 이상 50％ 이하이면 더 유효하다. 또한, 상기 중량 범위가 1％ 이상 20％ 이하이면 더 바람직하다.
또한, 상기 재료가 방전 공간 내에 존재하는 중량의 일반적인 값으로서는, 패널 면적 100㎠당, 1㎎ 이상 220㎎ 이하의 양으로 하는 것이 바람직하다.
본 발명에서는, 상기 재료는 방전 공간 내에서 가시광의 발광 표시를 행하기 위한 형광체의 층에 존재하고 있는 구조로 할 수 있다.
또한, 본 발명의 다른 구성으로서, 상기 재료는 방전 공간 내의, 가시광의 발광 표시를 행하기 위한 형광체의 층 이외의, 격벽, 전면 패널에 설치되어 있는 구조로 할 수 있다.
이들 표시 장치가, 방전 가스의 조성비가 8％ 이상으로 되는 양으로 Xe 가스를 함유하여 구성된 가스를 함유하는 플라즈마 디스플레이 장치인 경우에, 효과는 더 현저하게 된다. 또한, 이들 표시 장치가, 700개 이상의 표시 화소 라인으로 구성된 플라즈마 디스플레이 장치인 경우에, 효과는 더 현저하게 된다.
본원에서 개시되는 발명 중, 대표적인 것에 의해 얻어지는 효과를 간단히 설명하면 이하와 같다.
본 발명에 따르면, 표시 장치 및 PDP의 고화질화, 또한 방전의 고효율화를 도모할 수 있다.
이하, 본 발명의 실시 형태의 대표적인 예를 나타내어, 효과를 설명한다. 마찬가지의 효과를 발휘하는 구성이면, 본 발명은 하기의 예에 나타낸 구성 이외에서도 유효하다. 또한, 실시 형태를 설명하기 위한 전체 도면에서, 동일한 기능을 갖는 부재에는 동일한 부호를 붙이고, 그 반복된 설명은 생략하는 경우가 있다.
도 1은 본 발명에서의 PDP(100)의 주요부 분해 사시도이며, 도 2, 도 3 및 도 4는 각각 도 1에서 도시한 PDP(100)가 조립된 후의 A-A선, B-B선 및 C-C선에서의 단면도이다. 또한, 도 2는 전극(2)이 연장되는 방향을 따른 일 단면을 도시한 것이며, 도 3은 전극(2)이 연장되는 방향을 따른 다른 단면을 도시한 것이며, 도 4는 전극(9)이 연장되는 방향을 따른 일 단면을 도시한 것이다.
PDP(100)는, 소위 면 방전 PDP(반사형 교류 구동)에 대응하기 위한 구조를 갖고 있고, 이격하여 대향 배치된 한 쌍의 기판(1, 6)과, 기판(1) 상에 설치된 한 쌍의 전극(2), 버스 라인(버스 전극)(3), 유전체층(4) 및 보호막(5)과, 기판(6) 상에 설치된 격벽(리브)(7), 유전체층(8), 전극(9) 및 형광체층(10)을 구비하는 것이다. 또한, PDP(100)는, 한 쌍의 기판(1, 6)의 사이에 형성된 공간(방전 공간(11)) 내에 봉입(충전)되어 방전에 의해 자외선을 발생하는 방전 가스(도시하지 않음)를 구비하고 있다. 또한, PDP(100)에서의 방전 공간은, 한 쌍의 기판(1, 6)이 서로 겹쳐진 후의 유전체층(8)과 보호막(5)으로 둘러싸여진 공간이며, 그 공간이 격벽(7)에 의해 구획되어 있다.
PDP(100)에서는 기판(1)이, 표시면으로 되는 전면판이기 때문에, 기판(1)은 형광체층(10)으로부터 발광한 가시광을 투과하는 것으로 구성되고, 예를 들면 고왜곡점 글래스로 구성되어 있다. 또한, 기판(6)은 배면판이기 때문에, 기판(6)은 가시광을 투과하는 것에 한정되지 않지만, 기판(1)과 마찬가지로 예를 들면 고왜곡점 글래스로 구성된다.
기판(1)에서 소정의 방향으로 연장되도록 설치된 한 쌍의 전극(2)은, 각각이 주사 전극(이하, Y 전극이라고 기재함)과 유지 전극(이하, X 전극이라고 기재함)으 로 이루어지는 표시 전극쌍을 구성하는 것이며, 예를 들면 ITO 등의 투명 전극으로 구성된다. 또한, 표시 전극쌍을 구성하는 버스 라인(3)은 휘도를 향상시키기 위해 폭이 넓은 전극(2)에 대해 전극 저항을 보충하기 위하여, 폭이 좁고, 저저항의 전극이며, 예를 들면 Ag(은) 혹은 Cu(구리)-Cr(크롬)로 구성된다. 또한, 기판(6)에서 전극(2)이 연장되는 방향과 교차하는 방향으로 연장되도록 설치된 전극(9)은, 어드레스 전극(이하, A 전극이라고 기재함)을 구성하는 것이며, 예를 들면 Ag 혹은 Cu-Cr로 구성된다. Y 전극과 A 전극 사이에서는 어드레스 기간에 기입 방전이 행해지고, Y 전극과 X 전극 사이에서는 서스테인 기간(표시 기간)에 표시를 위한 면 방전이 행해진다.
한 쌍의 전극(2)을 덮도록 형성된 유전체층(4) 및 전극(9)을 덮도록 형성된 유전체층(8)은, 어드레스 기간 동안의 기입 방전에서 발생한 벽전하를 그 표면에서 축적하는 것이며, 예를 들면 저융점 글래스로 구성된다. 이 벽전하에 의한 전압과, 또한 서스테인 기간에서 인가되는 전압에 의해, 면 방전이 발생하여, 방전 셀(표시 셀)이 발광한다.
유전체층(4)을 덮도록 형성된 보호막(5)은, 방전 시에 유전체층(4)의 표면에 대해 스퍼터 데미지를 경감함과 동시에 면 방전에 수반하여 2차 전자를 방출하기 위한 것이며, 예를 들면 산화 마그네슘(MgO)으로 구성된다.
각 방전 셀간을 분리하고, 인접하는 방전 셀과의 혼색을 방지하기 위해 설치된 격벽(7)은, 예를 들면 저융점 글래스로 구성된다. 이 격벽(7)은 방전 셀을 분리하는 것이기도 하지만, 환언하면, 대향으로 배치된 전면판(기판(1))과 배면판(기판(6))에 의해 형성된 방전 공간을 구획하는 것이다. 또한, 본 실시 형태에서의 PDP(100)에서는, 격벽(7)은 라인(스트라이프) 형상의 구조를 구성하고 있지만, 각 각의 방전 셀을 구획하는 사각형의 구조로 하여도 된다.
격벽(7) 및 격벽(7) 사이의 유전체층(8) 상에 형성된 형광체층(10)은, 발광 표시를 행하기 위한 형광체로 구성된다. 즉, 방전에 의해 방전 가스로부터 발생하는 파장 146㎚ 및 172㎚의 진공 자외선에 의해 형광체층(10)을 구성하는 형광체가 여기되어, 가시광을 발광하도록 구성되어 있다.
형광체층(10)은 컬러 표시를 행하기 위해, 적색, 녹색, 청색의 3색의 형광체가 따로따로 설치되어 있다. 각각의 색으로 발광하는 형광체의 예로서는, 적 형광체는(Y, Gd) BO3 : Eu 형광체, 녹 형광체는 Zn2SiO4 : Mn2+ 형광체 및 청 형광체는 BAM(BaMgAl10017 : Eu2+) 형광체를 들 수 있다. 이들 형광체가 각 색의 주성분으로서 이용되는 경우가 많지만, 이들 이외의 다른 재료를 이용하여도 된다. 형광체의 평균 입경은 1∼5㎛의 것을 이용하는 경우가 많지만, 그 이외의 입경의 형광체를 이용하여도 무방하다.
또한, 후에 상세히 설명하지만, 본 실시 형태에서의 방전 공간 내에는, 전압 인가 혹은 광 조사에 의해 전하가 축적되는 재료, 혹은 전하가 축적되고, 축적된 전하 중 적어도 일부분이 구동 전압 파형의 펄스 시간 폭 이상의 시간 유지되는 재료가 함유되어 있다. 예를 들면, 방전 공간과 접하는 형광체층(10)에, 전술한 형광체와 함께 ⅠⅠa족 금속 및/또는 ⅠⅠb족 금속의 알루미나 산염, 구체적으로는 MAl2O4(단 M은 Mg, Ca, Zn, Sr 중 적어도 하나의 원소)가 함유되어 있다. 이에 의 해, PDP(100)의 고화질화, 또한 방전의 고효율화를 도모할 수 있다.
여기서, 본 실시 형태에서의 PDP(100)의 계조 표시 방식의 일례로서, ADS(Address Display-Period Separation) 방식을 적용한 경우에 대해서 설명한다. 도 5는 ADS 방식의 서브 필드(SF)에서의 각 전극에 인가하는 전압의 시퀀스를 도시한 도면이다. 또한, 도 5 중에서는, 기준 전압(기준 전위)을 0V로 하고 있다.
도 5에 도시한 서브 필드는, 1필드(16.67㎳)를 소정의 휘도비를 갖는 복수의 서브 필드로서 분할된 하나이다. ADS 방식에서는, 복수의 서브 필드를 화상에 따라서 선택적으로 발광시켜, 휘도의 차이에 의해 계조를 표현하고 있다. 1개의 서브 필드는, 도 5에 도시한 바와 같이 리셋 기간, 어드레스 기간, 서스테인 기간으로 구성된다.
리셋 기간에서는, 표시 전극간에 방전 개시 전압 이상의 전압이 인가되고, 모든 방전 셀에서 리셋 방전이 일어난다. 이에 의해, 모든 방전 셀 내의 벽전압을 거의 균일하게 일치시킬 수 있다.
어드레스 기간에서는, 화상 데이터에 기초하여 선택된 방전 셀에 A 전극과 Y 전극에 전압이 인가된다. 선택된 방전 셀의 Y 전극에는, 소정의 부전압의 스캔 펄스가 인가되는 것과 동기하여 A 전극에 소정의 정전압(어드레스 전압)이 인가되어 어드레스 방전(선택 방전)이 일어난다. 선택되어 어드레스 방전이 일어난 방전 셀(표시 셀로 됨)에서는, 서스테인 기간에서 행해지는 표시 방전을 행할 때에 방전 가능한 벽전하가 축적된다. 또한, 표시 셀로 되지 않는 방전 셀(비표시 셀로 됨)의 A 전극에는, 어드레스 전압이 인가되지 않고, 어드레스 방전이 일어나지 않는 다. 이 때문에 비표시 셀에서는, 벽전하가 형성되지 않고, 서스테인 기간에서 표시 방전이 일어나지 않는다.
서스테인 기간에서는, Y 전극과 X 전극에 유지 펄스(서스테인 펄스)가 교대로 인가되고, 서스테인 방전(표시 방전)이 일어난다. 예를 들면, 2진법에 기초하는 휘도의 가중치를 가진 10개의 서브 필드를 설정하면, 적(R), 녹(G), 청(B)의 방전 셀은 각각 210(=1024) 계조의 휘도 표시가 얻어져, 약 10억 7374만색의 색 표시가 가능하게 된다.
Y 전극 및 X 전극은, 도 1에서의 인접하는 한 쌍의 전극(2)으로 구성되고, 이 2개의 전극간의 방전(서스테인 방전)에 의해 발광 표시를 행한다. 서스테인 방전을 위한 전압은, 모든 방전 셀에서 동시에 인가된다. 이 때문에, 방전을 행하여 발광시키는 방전 셀과, 발광시키지 않는 방전 셀을 선택할 필요가 있다. 이것은, A 전극과, Y 전극 사이에서 방전을 일으키게 함으로써 행한다. A 전극은, 도 1에서의 전극(9)이다.
발광시키는 방전 셀을 선택하는 경우, A 전극과, 거기에 교차하는 Y 전극에 동시에 전압을 인가한다. 동시에 인가된 방전 셀에만, A 전극과 Y 전극 사이에서 방전이 생긴다(어드레스 방전). 이 때, 방전 셀 내에 전하가 축적된다. Y 전극과 X 전극 사이의 전압은, 그것만으로는 방전이 개시되지 않는 전압으로 설정해 둔다. Y 전극과 X 전극 사이의 전압에, 축적한 전하에 의한 전압을 가하였을 때에만, 방전이 개시된다. 그렇기 때문에, 어드레스 방전을 발생시킨 방전 셀에서만, 방전에 의한 발광이 생겨, 화상을 형성할 수 있다.
또한, 한번 벽전하가 형성된 방전 셀은, 그 이후 항상 서스테인 방전이 생기는 것으로 되므로, 발광시키지 않기 위해서는, 벽전하를 없앨 필요가 있다. 그 때문에, 어드레스 방전을 위한 전압 인가 전에, 모든 방전 셀에서, 벽전하를 없애기 위한 전압 인가를 행한다. 이것이 리셋 전압이며, 이것을 인가하는 시간이 리셋 기간이다.
도 5에 도시된 전압 인가 시퀀스는, 서브 필드라고 불리는 기간의 것이다. 하나의 화상은, 1필드라고 불리는 기간에 의해 형성된다. 하나의 화상을 형성하는, 각 화소의 휘도의 차를 두기 위해, 1필드를 예를 들면 10 전후의 서브 필드로 나누어, 각각의 서브 필드에서 일련의 방전을 행한다.
본 발명의 구성의 주된 목적은, 서스테인 방전의 전압을 저하시킴으로써, 방전의 효율을 향상시키고, 또한 구동 회로에의 부담을 저감하는 것이다. 본 발명의 구성을 취함으로써, 서스테인 방전이 개시하는 전압을, 종래의 전압보다 저하시킬 수 있다.
이하에, 본 발명의 효과의 요인에 대한 예를 몇 가지 기재한다. 단, 여기서 나타내는 요인은 하나의 예이며, 본 발명에서 다른 요인으로부터 효과를 발휘하는 경우도 있다. 본 발명은 여기서 예를 든 예에 의한 효과뿐만 아니라, 본 발명의 요건을 충족시키는 재료에 의해 얻어지는 다른 요인에 의한 효과도 포함하고 있다. 또한, 이하의 설명은 모식적인 것이며, 도면이나 문장에서 기재하고 있는 수식 등은 정확한 수치를 나타내는 것은 아니다.
본 발명의 요인에 대한 설명의 제1 예를 기재한다. PDP(100)의 서스테인 방전 전압은, 예를 들면 MgO로 구성되어 있는 보호막(5)으로부터의 전자 방출의 용이함에 의해 주로 결정된다. 본 발명의 경우, 보호막(5)의 재질이 동일하기 때문에, 보호막(5)으로부터의 전자 방출 특성 그 자체가 변화하고 있는 것은 아니다. 따라서, 보호막(5) 표면 근처의 방전 공간 내에서의, 양이온의 양, 또는 전자의 양이 증가함으로써, 방전 전압이 저하되는 경우가 생각된다. 보호막(5)으로부터의 전자 방출은, 방전 가스가 전리된 양이온이 보호막(5)에 입사함으로써 주로 생긴다. 그 때문에, 보호막(5) 표면 근처의 양이온이 증가함으로써, 전자 방출이 용이하게 된다. 또한, 방전 공간에 있는 전자의 양이 많아지면, 전압 인가 시에 이 전자가 방전 가스에 충돌하여 전리시키기 때문에, 양이온의 수도 증가하게 된다. 그 때문에, 이 경우도 전자 방출이 용이하게 된다.
상기의 효과를 발휘하기 위해, 본 발명의 재료에는 다음 특징을 충족시키는 것이 필요하다. 우선, 1) 전압 인가 혹은 광 조사에 의해 전하가 축적되고, 플러스로 대전, 혹은 마이너스로 대전이 생기는 것이다. 방전 위치의 보호막(5) 이외의 부분에, 이와 같은 재료를 이용함으로써, 플러스 대전의 경우는 양이온이, 마이너스 대전의 경우는 전자가 반발하고, 이 재료로부터 멀어지는 방향으로 이동한다. 그것은 즉, 방전 위치의 보호층이 가까운 것으로 되어, 보호막(5) 표면 근처의 방전 공간에 있는 양이온의 양, 혹은 전자의 양이 증가한다고 하는 결과로 된다.
다음으로, 2) 본 발명의 재료에 축적된 전하는, 어떤 일정한 시간 이상 유지되어 있는 쪽이, 전술한 효과가 커진다. 즉, 축적된 전하 중 적어도 일부분이, 구 동 전압 파형의 펄스 시간 폭 이상의 시간 유지되어 있는 것이 바람직하다. 이 시간은, 대표적인 구동 파형에서, 2∼4㎲ 전후이다. 구동 전압 파형의 펄스 시간 폭에서, 서스테인 방전이 1회 생긴다. 이 시간 내에서 전하가 유지됨으로써, 양이온, 혹은 전자의 이동이 현저하게 되어, 보다 효과적이다.
본 발명의 요인에 대한 설명의 제2 예를 기재한다. 상기의 설명과는 별도의 요인으로서, 본 발명의 재료의 대전이, 직접 전압으로서 효과를 주는 경우를, 도 6 및 도 7을 참조하여 설명한다. 도 6은, 서스테인 기간에서의 X 전극과 Y 전극에 인가하는 구동 전압의 파형을 나타낸 도면이며, 도 7은, 서스테인 방전 시의 대전 상태의 변화를 나타낸 도면이며, (a), (b), (c), (d)에서는 각각 도 6 중의 a, b, c, d 시에서의 상태를 나타내고 있다.
도 7에는, PDP가 발광 표시하는 경우의 서스테인 방전 시, PDP 셀 내의 전하의 움직임을 나타낸 것이며, 본 발명과 종래예의 비교를 행하고 있다. 여기서, 본 발명에서는 형광체에 본 발명의 요건을 충족시키는 재료를 혼합한 것이다. 종래예에서는, 통상의 형광체만을 이용하고 있다. 이들 형광체는, 셀 내부의 격벽의 내측에 도포되고, X 전극 및 Y 전극의 바로 아래까지 형광체가 존재한다.
구동하고 있는 전압은 본 발명 쪽이 β만큼 낮고, 본 발명은 (α-β)V, 종래예는 αV로 한다. 도 7의 (a)에서는, X 전극에 -, Y 전극에 + 전압을 인가하고 있는 상태이며, 구동을 위해 인가 전압을 반전시키기 직전이다. 이 때, 형광체에는, 이를 상쇄하는 전압이 생기고, X 전극 아래에는 +, Y 전극 아래에는 -로 대전하고 있다. 이것은, 대전량의 차이는 있어도, 본 발명도 종래예도 마찬가지이다.
도 7의 (b)에서는, 구동을 위해 인가 전압을 역전하고, X 전극에 +, Y 전극에 - 전압을 인가하고 있는 상태이다. 이 때, 종래예에서는 인가 전압 역전과 동시에, 대전도 반전하고, X 전극 아래에는 -, Y 전극 아래에는 +로 된다. 한편, 본 발명에서는 형광체에 혼합한 재료가 대전을 유지하기 위해, 상태 (a)와 마찬가지의 상태를 유지하고, X 전극 아래에는 +, Y 전극 아래에는 -로 대전한 상태로 된다.
이 상태에서, 방전이 개시되지만, 종래예에서는 형광체의 대전은 반전하고 있고, 인가 전압을 상쇄하는 방향의 전위로 되어 있다. 여기서, 인가 전압이 αV로 되어 비로소 방전 전압을 초과하여, 방전이 시작된다. 그에 대해, 본 발명에서는 형광체에 혼합한 재료의 대전은 반전하지 않기 때문에, 인가 전압에 가해지는 방향의 전위로 되어 있다. 여기서 가해지는 전압이 β이며, 이 때문에, 본 발명에서는 인가 전압이 (α-β)V로 방전 전압을 초과하여, 방전이 시작된다.
도 7의 (c)는 방전 후의 상태이다. 이 시점에서, 본 발명은 형광체에 혼합한 재료의 대전의 반전을 생성하고 있다. 한편, 종래예에서는 대전의 변화는 없다.
도 7의 (d)는, 방전 후의, 다음 인가 전압 반전의 직전이다. 이 시점에서, 본 발명은 형광체에 혼합한 재료의 반전은 대략 완료되어 있고, 대전은 종래예와 거의 동등한 상태로 되어 있다. 이것은, 상태 (a)와, 전압의 극성이 반대로 된 상태이며, 다음 인가 전극 반전에서, 상태 (a)∼(d)와 극성이 반대이지만, 마찬가지의 변화에 의해 방전이 생긴다. 이것이 반복되어, 서스테인 전압이 구동된다.
이상으로, 본 발명에서는 형광체에 혼합한 재료의 대전에 의해 가해진 전압 βV만큼 구동 전압을 저감할 수 있는 것을 알 수 있다. 또한, 상기 설명에서는 본 발명의 재료는 플러스로도 마이너스로도 대전할 것으로 하여 기술하고 있지만, 이것은 플러스 혹은 마이너스 중 어느 한쪽으로 대전하는 경우에서도 마찬가지의 효과가 있다. 본 재료의 대전은, 플러스 혹은 마이너스 중 어느 한쪽만이어도 무방하다.
상기의 효과를 발휘하기 위해, 본 발명의 재료에는 이하의 특징을 충족시키는 것이 필요하다. 1) 전압 인가 혹은 광 조사에 의해 전하가 축적되고, 2) 축적된 전하 중 적어도 일부분이, 구동 전압 파형의 펄스 시간 폭 이상의 시간 유지되어 있다. 이 시간은, 대표적인 구동 파형에서, 2∼4㎲ 전후이다.
이와 같은 효과는, 형광체의 종류에 의하지 않는다. 또한, 형광체에 혼합한 예를 나타냈지만, 마찬가지의 효과를 발휘하는 것이면, 재료의 설치 방법은 다른 방법이어도 된다. 예를 들면, 형광체의 하층으로서 설치하는 것도 가능하다. 또한, 격벽 그 자체로서 설치하는 것도 가능하다. 또한, 전면판의 내측에 설치하는 것도 가능하다.
이와 같은 효과를 발휘하는 재료의 전하 축적은, 패널 방전 직후의 대전량을 조사함으로써, 용이하게 확인할 수 있다. 평가 방법의 예를 기재한다. 측정 장치로서, Electrostatic Voltmeter(정전 전위 측정기) 등을 이용하여, 패널의 이측에 측정자를 대어, 방전 직후의 정전 전위의 변화를 측정한다. 본 발명의 재료를 이용한 경우, 전위 및 유지 시간이, 종래의 경우와 다르다.
또한, 본 발명의 또 다른 요인으로서, 본 발명의 재료가, 전자를 방출하는 재료인 경우, 본 발명의 효과를 더 유효하게 할 수 있다.
방전의 전압을 저하시키기 위해서는, 방전 공간에 존재하는 전자수를 증가시킬 필요가 있다. 방전 공간에의 전자 방출은, 주로 보호막(5)으로부터 행해지지만, 다른 것에도 전자를 방출하는 재료를 함유시킴으로써, 전자수를 증가시킬 수 있다. 특히, 본 발명에 이용되는 바와 같은, 전하를 축적하는 재료가, 전자를 더 방출하는 경우, 축적한 전하가 방출에 기여하기 때문에, 특히 유효하다.
여기서, 전자를 방출하는 재료의 정의 및 방출에의 효과에 대해, 도 1∼도 4도 참조하여 설명한다. 전자를 방출하는 재료란, 형광막(10)에 전자 방출 재료를 함유하는 경우, 형광막측의 전극(9)에 부전압을 인가하고, 상기 형광체측의 전극(9)에 대해 가스 방전을 행하는 공간을 사이에 둔 위치에 있는 전극(2)에 정전하를 인가하여, 가스 방전을 개시시키는 전압이, 상기 형광막에 상기 전자 방출 재료가 존재하지 않는 경우보다도 낮아지는 재료를 가리킨다. 이 때, 형광막에 포함되는 주된 형광체는, 예를 들면 ZnSiO4 : Mn 등이다.
또한, 구체적으로 본 발명에서의 일례를 나타내면, 형광막(10)에 전자를 방출하는 재료로서, 조성이 CaAl2O4로 표현되는 재료를, 형광막(10)을 구성하는 재료 전체의 중량에 대해 5∼30 중량％ 함유하는 경우, 형광막측의 전극(9)에 부전압을 인가하고, 상기 형광체측의 전극에 대해 가스 방전을 행하는 공간을 사이에 둔 위치에 있는 전극(2)에 정전하를 인가하여, 가스 방전을 개시시키는 전압은, 상기 형광막(10)에 상기 조성이 CaAl2O4로 표현되는 전자를 방출하는 재료가 존재하지 않는 경우보다도, 5∼30V 낮아진다. 단, 저하하는 전압과, 전자를 방출하는 재료의 중량％는, 반드시 비례 관계에 있다고는 한정되지 않고, 소량으로도 큰 효과를 얻을 수 있는 경우 등도 있다.
또한, 본 발명의, 서스테인 방전 이외에의 효과에 대해서도 기재한다. 방전 공간에 존재하는 전자는, 전압을 마이너스로 인가한 전극에 반발하고, 방전 공간 내를 플러스로 인가한 전극측으로 이동하여, 방전을 개시시킨다. 그 때문에, 마이너스로 인가한 전극 부근에, 전자를 방출하는 재료를 설치하면, 효과적으로 방전 개시 전압을 저감할 수 있다. 본 발명의 전자를 방출하는 재료를, 예를 들면 형광막(10)에 이용한 경우, 상기한 바와 같이 형광막(10)에 전자 방출 재료를 함유하는 경우, 형광막측의 전극(9)에 부전압을 인가하고, 상기 형광체측의 전극(9)에 대해 가스 방전을 행하는 공간을 사이에 둔 위치에 있는 전극(2)에 정전하를 인가하여, 가스 방전을 개시시키는 전압이 낮아진다.
이와 같은 방전은, 주로 발광 표시에 사용되는 서스테인 방전과는 다른 방전으로 되고, 구동에서는 리셋 방전에 이용되는 경우가 있다.
플라즈마 디스플레이에서는, 전하 조정을 위해, 전체 표시 셀에서, 적어도 어느 화면인가에 1회는 리셋 방전이 필요하다. 이 리셋 방전에 의해, 흑표시를 한 경우의 휘도가 증가하여, 콘트라스트 저감을 초래한다.
상기한 바와 같이, 본 발명에 의해 리셋 방전 전압을 저감시킬 수 있다. 이에 의해, 리셋 방전에 의한 형광 강도를 저감할 수 있어, 흑표시를 한 경우의 휘도를 저감시켜, 콘트라스트를 향상시킬 수 있다.
이와 같이, 본 발명에 의해, 플라즈마 디스플레이 패널에서의 중요한 과제인 콘트라스트를 향상시킬 수 있어, 고획질의 플라즈마 디스플레이 패널을 제작할 수 있다.
도 8은, 본 발명에서의 PDP 장치(200)의 구성을 도시하는 도면이다. PDP 장치(200)는, A 전극(전극(9)), Y 전극(한 쌍의 전극(2)의 한쪽), X 전극(한 쌍의 전극(2)의 다른 쪽)을 갖는 PDP(100)와, A 전극을 구동하기 위한 어드레스 구동 회로(101)와, 주사ㆍ유지 전극(Y 전극(23))을 구동하기 위한 주사ㆍ유지 펄스 출력 회로(102)와, 유지 전극(X 전극(22))을 구동하기 위한 유지 펄스 출력 회로(103)와, 이들 출력 회로를 제어하는 구동 제어 회로(104)와, 입력 신호의 처리를 행하는 신호 처리 회로(105)를 구비하고 있다. 또한, PDP 장치(200)는 PDP(100) 등에 전압을 인가하는 구동 전원(106)과 영상 신호를 생성하는 영상원(107)을 구비하고 있다.
PDP 장치(200)는 PDP(100)의 전극과 플렉시블 기판을 이방성 도전 필름에 의해 접합한다. 그 후, PDP(100)의 방열성을 좋게 하기 위해 예를 들면 알루미늄 등의 판이 부착되고, 이 판 위에, 구동 전원(106)이나 어드레스 구동 회로(101) 등의 구동 회로가 조립되어, 플라즈마 디스플레이 모듈이 완성된다. 그 후, 또한 검사 등을 행하고, 외장 케이스를 부착함으로써, 플라즈마 디스플레이 장치(200)가 완성된다.
도 1에서 도시한 바와 같이, PDP(100)는 배면판(기판(6))에 A 전극을 구성하는 전극(9)을 설치하고, 전면판(기판(1))에 Y 전극 및 X 전극을 구성하는 한 쌍의 전극(2)을 설치하게 되어 있다. 그리고, 이들 전면판과 배면판 사이에 끼워진 공간(방전 공간(11))이 격벽(7)에 의해 구획되고, 그 구획된 각각의 공간이 각각 방전 셀을 구성하고 있다. 방전 공간(11)에는 방전 가스가 봉입되어 있고, Y 전극과 X 전극에 전압을 가하면, 서스테인 방전이 일어나, 자외선이 발생한다. 또한, 각각의 방전 셀에는, 적, 녹 및 청 중 어느 하나로 발광하는 형광체가 도포되어 있고, 전술한 바와 같이 발생한 자외선에 의해, 이 형광체가 여기하여 이 형광체에 따른 색광을 발광시킨다. 이 발광을 이용하여, 영상 신호에 따라서 원하는 색의 방전 셀을 선택함으로써, 컬러 화상 표시를 행할 수 있다.
본 발명은, 방전 가스의 조성비가 8％ 이상으로 되는 양으로 Xe 가스를 함유하여 구성된 가스를 함유하는 PDP 장치에 이용하는 경우에, 고크세논 농도화에 의해 높아진 방전 전압을 저하시켜, 구동을 용이하게 할 수 있어, 특히 유효하다. 또한, 본 발명은 700개 이상의 표시 화소 라인으로 구성된 PDP 장치에 이용하는 경우에, 방전 전압을 저하시킴으로써, 구동 회로의 부담을 저감하여, 소비 전력을 낮게 억제하기 때문에, 특히 유효하다.
이하, 본 발명의 실시 형태를 도면에 기초하여 상세하게 설명한다.
<실시 형태 1>
본 실시 형태에서의 PDP(100) 및 그것을 이용한 PDP 장치(200)를 도 1∼도 4 및 도 8을 참조하여 설명한다. 본 실시 형태에서는, 본 발명의 요건을 충족시키는 재료를 적, 녹, 청의 형광체에 혼합하여 형광체층(10)을 구성하는 것이다.
본 발명의 요건을 충족시키는 재료의 예로서, ⅠⅠa족 금속 및/또는 ⅠⅠb족 금속의 알루미나 산염, 특히 CaAl2O4, MgAl2O4, ZnAl2O4, SrAl2O4, Sr4Al14O25 등을 들 수 있다. 또한, 이들의 혼정을 이용하는 것도 가능하다. 이들 재료 중 적어도 1종을, 0.1wt％∼80wt％의 범위에서 혼합하고, 도 1에 도시한 PDP(100)를 제작할 수 있다. 상기에 재료 조성을 예시하였지만, 혼합하는 재료는 이들에 제한되는 것이 아니라, 본 발명의 조건을 충족시키는 특성을 나타내는 것이면, 상기 이외의 재료를 사용하여도 유효하다. 또한, 상기에 예를 든 조성은, 재료의 주성분의 조성이며, 다소의 타원소를 함유하는 것은 가능하다.
또한, 적색, 녹색, 청색의 3색의 형광체로서, 적 형광체는 (Y, Gd) BO3 : Eu 형광체, 녹 형광체는 Zn2SiO4 : Mn2+ 형광체 및 청 형광체는 BAM(BaMgAl10017 : Eu2+) 형광체를 각 색의 주성분으로서 이용하였다. 단, 본 발명의 효과는, 이들 이외의 다른 재료를 형광체의 각 색의 주성분에 이용하여도 유효하다.
본 실시 형태에 나타내는 면 방전형 컬러 PDP 장치의 PDP(100)에서는, 예를 들면 한 쌍의 표시 전극(전극(2)) 중 한쪽(일반적으로, 주사 전극이라고 부름)에 마이너스의 전압을, 어드레스 전극(전극(9))과 다른 한쪽의 남은 표시 전극(전극(2))에 플러스의 전압(상기 표시 전극에 인가되는 전압에 비해 플러스의 전압)을 인가함으로써 방전이 발생하고, 이에 의해 한 쌍의 표시 전극의 사이에서 방전을 개시하기 위한 보조로 되는 벽전하가 형성된다(이를 기입이라고 칭함). 이 상태에서 한 쌍의 표시 전극의 사이에, 적당한 반대의 전압을 인가하면, 유전체층(4)(및 보호막(5))을 개재하여, 한 쌍의 표시 전극(전극(2)) 사이의 방전 공간(11)에서 방 전이 발생한다.
방전 종료 후, 상기 한 쌍의 표시 전극(전극(2))에 인가하는 전압을 반대로 하면, 새롭게 방전이 발생한다. 이것을 반복함으로써 계속적으로 방전이 발생한다(이것을 서스테인 방전 또는 표시 방전이라고 부름).
본 실시 형태에서 나타내는 PDP(100) 및 그것을 이용한 PDP 장치(200)의 제조 방법에 대해서 설명한다. 우선, 배면판(기판(6)) 상에, Ag(은) 등으로 구성되어 있는 어드레스 전극(전극(9))과, 글래스계의 재료로 구성되는 유전체층(4)을 형성한 후, 동일하게 글래스계의 재료로 구성되는 격벽재를 후막 인쇄하고, 블러스트 마스크를 이용한 블러스트 제거에 의해, 격벽(7)을 형성한다.
계속해서, 이 격벽(7) 상에, 적, 녹 및 청 각 형광체층(10)을 해당하는 격벽(7) 사이의 홈면을 피복하는 형태로, 순차적으로 스트라이프 형상으로 형성한다.
여기서, 각 형광체층(10)은 적, 녹 및 청에 대응하고, 적 형광체 입자를 40중량부(비히클을 60중량부), 녹 형광체 입자를 40중량부(비히클을 60중량부), 청 형광체 입자를 35중량부(비히클을 65중량부)로 하고, 각각 비히클과 혼합하여 형광체 페이스트로 하고, 스크린 인쇄에 의해 도포한 후, 건조 및 소성 공정에 의해 형광체 페이스트 내의 휘발 성분의 증발과 유기물의 연소 제거를 행하여 형성한다. 또한, 본 실시 형태에서 나타내는 형광체층(10)은 중앙 입경이 3㎛ 정도인 각 형광체 입자로 구성되어 있다.
계속해서, 표시 전극(전극(2)), 버스 라인(3), 유전체층(4) 및 보호막(5)을 형성한 전면 기판(기판(1))과, 배면 기판(기판(6))을 플릿 봉착하고, 패널 내를 진 공 배기한 후에 방전 가스를 주입하여 밀봉한다. 그 방전 가스는, 조성비가 10％로 되는 양으로 크세논(Xe) 가스를 함유하여 구성된 가스이다.
계속해서, PDP(100)를 이용하여, PDP(100)를 구동하는 구동 회로 등과 조합함으로써, 도 8에 도시한 바와 같이, 화상 표시를 행하도록 구성된 표시 장치인 PDP 장치(200)를 제작할 수 있다.
이 PDP 장치(200)는, 서스테인 방전 전압이 낮고, 방전 효율이 높고, 또한 구동 회로의 부담이 적은 저코스트의 장치로 하는 것이 가능하게 된다.
도 9에, PDP 장치(200)(PDP(100))의 서스테인 방전 전압을 도시한다. 여기서는, 본 발명의 요건을 충족시키는 재료로서, CaAl2O4, MgAl2O4, ZnAl2O4, SrAl2O4를 이용한 예를 나타낸다. 도 9에서, 횡축은 형광체에의 본 발명의 재료의 중량 혼합률이며, 종축은 서스테인 방전 전압의 변화량이다. 여기서, 본 발명의 재료를 함유하지 않는 종래예의 서스테인 방전 전압을 0으로 하고 있다.
도 9에 도시한 바와 같이, 혼합에 의해, 서스테인 방전 전압이 저하하고 있는 것을 알 수 있다. 또한, 전압 저감 효과는, 각 재료 모두 기재되었지만, 특히 CaAl2O4가 현저한 것을 알 수 있다. 도 9로부터, 상기 재료를 0.1wt％ 함유하면 효과가 확인되고, 1wt％ 이상에서 유의한 레벨로 된다. 5wt％ 이상 함유하면 수V 정도 이상의 방전 전압의 저감이 가능하게 된다. 도 9에 따르면, 방전 전압만을 생각하면, 혼합량은 많은 쪽이, 효과가 현저하다. 적어도 혼합량 50wt％ 정도까지는 저감 전압이 커진다. 즉, 특히 유효한 혼합 범위는, 0.1wt％∼50wt％ 정도이다.
한편, 발광 휘도는 혼합량이 증가하면 저하한다. 도 10에, 적, 녹 및 청 모든 형광체에 본 발명의 재료를 혼합한 경우의 휘도를 나타낸다. PDP 장치(200)의 휘도는, 80％ 정도 이하로 저하하면, 화질에의 영향이 중대하게 된다. 도 10으로부터, 본 발명의 재료를 20wt％ 이상 함유하면, PDP 장치(200)의 휘도가 80％ 정도 이하로 된다. 따라서, 보다 효과적으로는 상기 재료는 1wt％∼20wt％ 함유하는 것이 좋다.
또한, 일반적인 플라즈마 디스플레이 패널에서, 형광체에 혼합하여 포함되는 본 발명의 재료의 중량은, 패널 면적 100㎠당, 1㎎ 이상 220㎎ 이하인 것이 바람직하다. 도 11에, CaAl2O4를 예로서, 패널 면적 100㎠당의 본 발명의 재료의 중량과, 서스테인 방전 전압의 관계를 도시한다. 본 발명의 재료를 1㎎ 이상 함유하면 효과가 확인되고, 적어도 220㎎ 정도까지는 저감 전압이 커진다.
또한, 상기한 혼합 비율, 또는 패널 면적 100㎠당의 중량은, 본 발명의 재료가, 방전 공간(11) 내에서 가시광의 발광 표시를 행하기 위한 형광체층(10)에 존재하고 있는 구조로 한 경우에 유효한 범위이며, 그 이외의 경우에서는, 상기 범위를 초과하여 이용하는 쪽이 유효한 경우도 있다.
여기서 이용한 CaAl2O4는, 주된 결정상의 결정계가 monoclinic으로 공간군 P21인 경우에, 특히 양호한 특성을 나타낸다. 도 12에, 본 발명에 이용한 CaAl2O4의, CuKα선에 의한 θ-2θ 스캔에서의 X선 회절 측정 결과의 일례를 나타낸다. 가장 강도가 높은 회절선(주피크)이 2θ=30°부근에 나타나는 것을 알 수 있다. 이 측정은 범용적인 분체용 X선 회절 장치에 의해 가능하다.
또한, 상기 재료는, 다른 원소를 가하는 것이나, 결정의 결함, 조성 어긋남 등에 의해, 자외선 등의 여기에 의해 발광하는 경우가 있다. 검토한 결과, 본 발명에서의 전압 저감 효과는 발광, 비발광에 관계 없이 유효한 것을 알 수 있었다. 그러나, PDP에서는 발광 표시를 행하기 위한 형광체의 발광은 양호한 색 재현이나, 동화상 표시를 위해 조정되어 있고, 다른 발광이 가해지면, 악영향을 미치는 경우가 많다. 일례를 들면, CaAl2O4의 조성에 Eu(유로피움)를 가함으로써, 청자로 발광한다. 이 재료를, PDP의 녹 형광체와 동시에 발광시키면, 녹의 발광에 청자의 발광이 혼재하여, 녹색 발광의 색 재현성을 저하시키게 된다.
조성에 Eu를 가한 CaAl2O4는, 조성의 상위 등에 의해, 발광의 양자 효율이 서로 다른 것이 얻어진다. 양자 효율을 변화시킨, 조성에 Eu를 가한 CaAl2O4를, 통상의 녹 형광체에, 50wt％의 중량 비율로 혼합한 것에 대해, 발광의 색도값의 변화를 평가하였다. 자외광에 의한 발광을, 색도 측정이 가능한 휘도계로 측정하고, CIE : x-y 색도 좌표계의 색도값 y를 비교하였다. 도 13에, 평가 결과를 나타낸다. 종축의 색도값 y의 값이, 혼합한 본 발명의 재료의 양자 효율이 증가함에 따라서, 저하하는 것을 알 수 있다. 이것은, 양자 효율이 증가하면, 청자의 발광량이 증가하여, 녹의 발광색에 영향을 주고 있는 것을 나타내고 있다.
녹 형광체의 발광에서는, 색도값 y가 0.7을 초과하는 값이면, 색 재현성이 좋은 녹이며, 반대로 색도값 y가 낮을수록, 색 재현성이 나쁜 녹이다. 플라즈마 디스플레이의 경우, 색도값 y는 0.7 이상이 바람직하다. 도 13으로부터, 양자 효율이 15％ 정도 이하이면, 색도값 y가 0.7 이상으로 되어, 양호한 색 재현성을 유지할 수 있는 것을 알 수 있다. 이에 의해, 본 발명의 재료는 발광의 양자 효율을 15％ 이하로 하는 것이 바람직하다.
여기서 문제로 하는 발광은, 디스플레이 표시에 영향을 주는 가시광뿐이다. 그 때문에, 450㎚ 이하의 자외광 조사에 의한, 450㎚∼780㎚ 범위의 가시광 발광의 양자 효율을 이용하였다. 또한, 재료의 발광의 양자 효율은, 시판된 양자 효율 측정 장치에 의해 계측할 수 있다.
또한, PDP에서, Xe 농도가 8％ 이상으로 되면, 서스테인 방전 전압이 높아지는 경향이 생각되지만, 본 발명을 이용함으로써, Xe 농도가 8％ 이상이어도, 방전 전압이 낮아, 효율이 좋고, 회로 코스트가 낮은 표시 장치의 제작이 가능하게 된다.
또한, 700개 이상의 표시 화소 라인으로 구성된 플라즈마 디스플레이에서는, 셀수 증가에 의해 소비 전력이 증가하지만, 본 발명을 이용함으로써, 소비 전력을 억제한 표시 장치의 제작이 가능하게 된다.
또한, 적, 녹 및 청 형광체로서, 이하에 기재하는 각 조성의 형광체로도 마찬가지로 PDP를 제작할 수 있다.
적 형광체에서는, (Y, Gd) BO3 : Eu,(Y, Gd)2O3 : Eu 및 (Y, Gd)(P, V)O4 : Eu 중 어느 1종 이상의 형광체를 함유하는 경우가 가능하다. 또한, 녹 형광체로서는, YBO3 : Tb, (Y, Gd)BO3 : Tb, BaMgAl14O23 : Mn 및 BaAl12O19 : Mn 중 어느 1종 이상의 형광체를 함유하는 경우가 가능하다. 또한, 청 형광체에서는, CaMgSi2O6 : Eu, Ca3MgSi2O8 : Eu, Ba3MgSi2O8 : Eu 및 Sr3MgSi2O8 : Eu로 이루어지는 군으로부터 선택된 1종 이상의 청 형광체를 함유하는 경우가 가능하다.
상기에 예를 든 형광체는 일반적으로 이용되고 있는 형광체의 예이며, 본 발명의 효과는 이용하는 형광체의 종류에 관계없이 유효하다. 상기 이외의 형광체를 이용한 경우에서도, 본 발명의 표시 장치를 제작하는 것이 가능하다.
<실시 형태 2>
본 발명의 요건을 충족하는 재료(예를 들면, CaAl2O4)를, 상기 실시 형태에서는 표시를 행하는 적, 녹, 청색의 형광체에 혼합하여 형광체층을 구성하는 경우에 대해서 설명하였지만, 본 실시 형태에서는 격벽의 측면에 소정량을 직접 도포하는 경우에 대해서 설명한다. 또한, 그 밖의 기본적인 구조, 형광체 재료, 제조법 및 PDP(100)를 이용한 PDP 장치(200)는 상기 실시 형태 1과 마찬가지이므로 설명을 생략한다.
도 14는, 도 1의 A-A선에 대응한 본 실시 형태에서의 PDP(100)의 주요부 단면도이다. 도 14에 도시한 바와 같이, 격벽(7)의 측면에 소정량의 본 발명의 요건을 충족하는 재료(12)(예를 들면, CaAl2O4)가 도포되어 있다. 이에 의해, 본 실시 형태에서의 PDP(100) 및 그것을 이용한 PDP 장치(200)는, 상기 실시 형태 1과 마찬 가지의 양호한 특성을 나타낼 수 있다.
<실시 형태 3>
본 발명의 요건을 충족하는 재료(예를 들면, CaAl2O4)를, 상기 실시 형태에서는 표시를 행하는 적, 녹, 청색의 형광체에 혼합하여 형광체층을 구성하는 경우에 대해서 설명하였지만, 본 실시 형태에서는 보호막의 일부에 소정량을 직접 도포하는 경우에 대해서 설명한다. 또한, 그 밖의 기본적인 구조, 형광체 재료, 제조법 및 PDP(100)를 이용한 PDP 장치(200)는 상기 실시 형태 1과 마찬가지이므로 설명을 생략한다.
도 15는, 도 1의 A-A선에 대응한 본 실시 형태에서의 PDP(100)의 주요부 단면도이다. 도 15에 도시한 바와 같이, 보호막(5)의 일부에 소정량의 본 발명의 요건을 충족시키는 재료(12)(예를 들면, CaAl2O4)가 도포되어 있다. 이에 의해, 본 실시 형태에서의 PDP(100) 및 그것을 이용한 PDP 장치(200)는, 상기 실시 형태 1과 마찬가지의 양호한 특성을 나타낼 수 있다.
이상, 본 발명자에 의해 이루어진 발명을 실시 형태에 기초하여 구체적으로 설명하였지만, 본 발명은 상기 실시 형태에 한정되는 것이 아니라, 그 요지를 일탈하지 않는 범위에서 다양하게 변경 가능한 것은 물론이다.
예를 들면, 상기 실시 형태에서는 격벽의 구조가, 스트라이프형의 AC면 방전형 PDP에 적용한 경우에 대해서 설명하였지만, 박스형에도 적용할 수 있다.
본 발명은, 표시 장치, 특히 PDP 장치에 유효하며, 특히 PDP의 제조업에 폭넓게 이용되는 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시 형태에서 나타내는 PDP의 주요부 분해 사시도.
도 2는 도 1에서 도시한 PDP의 A-A선에서의 단면도.
도 3은 도 1에서 도시한 PDP의 B-B선에서의 단면도.
도 4는 도 1에서 도시한 PDP의 C-C선에서의 단면도.
도 5는 ADS 방식의 서브 필드에서의 각 전극에 인가하는 전압의 시퀀스를 도시하는 도면.
도 6은 서스테인 기간에서의 X 전극과 Y 전극에 인가하는 구동 전압의 파형을 나타낸 도면.
도 7은 서스테인 방전 시의 대전 상태의 변화를 나타낸 도면이며, (a), (b), (c), (d)에서는 각각 도 6 중의 a, b, c, d 시에서의 상태를 나타내는 도면.
도 8은 본 발명의 일 실시 형태에서 나타내는 PDP 장치의 구성을 도시하는 도면.
도 9는 본 발명의 일 실시 형태인 표시 장치의, 서스테인 방전 전압의 특성을 나타내는 도면.
도 10은 본 발명의 일 실시 형태인 표시 장치의, 휘도의 특성을 나타내는 도면.
도 11은 본 발명의 일 실시 형태인 표시 장치에 포함되는 재료의 중량과, 서스테인 방전 전압의 특성과의 관계를 나타내는 도면.
도 12는 본 발명의 일 실시 형태인 표시 장치에 이용되는 재료의, X선 회절 측정 결과를 나타내는 도면.
도 13은 본 발명의 일 실시 형태인 표시 장치에 이용되는 재료의 발광의 양자 효율과, 색도값과의 관계를 나타내는 도면.
도 14는 본 발명의 다른 실시 형태인 PDP의 주요부 단면도.
도 15는 본 발명의 다른 실시 형태인 PDP의 주요부 단면도.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
1 : 기판
2 : 전극
3 : 버스 라인
4 : 유전체층
5 : 보호막
6 : 기판
7 : 격벽
8 : 유전체층
9 : 전극
10 : 형광체층
11 : 방전 공간
12 : 재료
100 : PDP
101 : 어드레스 구동 회로
102 : 주사ㆍ유지 펄스 출력 회로
103 : 유지 펄스 출력 회로
104 : 구동 제어 회로
105 : 신호 처리 회로
106 : 구동 전원
107 : 영상원
200 : PDP 장치

Claims (21)

  1. 대향으로 배치된 전면판과 배면판이 방전 공간을 형성하고, 상기 방전 공간에 방전 가스가 충전되어 있고, 표시 방전을 행하기 위한 적어도 한 쌍의 전극과,
    상기 방전 가스의 방전에 의한 자외선 발광을 이용하여 가시광을 발광하는 형광체층
    을 갖는 표시 장치로서,
    상기 방전 공간 내의, 상기 형광체층, 상기 배면판 상의 격벽 및 상기 전면판 상의 보호막 중 어느 하나에, CaAl2O4를 포함하는 재료를 함유하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 재료는 전압 인가 혹은 광 조사에 의해 전하가 축적되는 재료인 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  3. 제1항에 있어서, 상기 재료는 전압 인가 혹은 광 조사에 의해 전하가 축적되며, 또한 전자를 방출하는 재료인 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  4. 제1항에 있어서, 상기 재료는 전하가 축적되고, 또한 축적된 전하 중 적어도 일부분이, 구동 전압 파형의 펄스 시간 폭 이상의 시간이 유지되는 재료인 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  5. 제1항에 있어서, 상기 재료는 전하가 축적되고, 또한 축적된 전하 중 적어도 일부분이, 2㎲ 이상의 시간 유지되는 재료인 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  6. 제1항에 있어서, 상기 재료는 결정상(結晶相)의 결정계가 monoclinic으로 공간군 P21이며, 또한 CuKα선에 의한 X선 회절의 가장 강도가 높은 회절선이 2θ=30°부근(측정 오차 혹은 결정 제조 방법에 수반하는 요동 때문에 ±2° 정도의 범위에 포함됨)에 나타나는 재료인 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  7. 대향으로 배치된 전면판과 배면판이 방전 공간을 형성하고, 상기 방전 공간에 방전 가스가 충전되어 있고, 표시 방전을 행하기 위한 적어도 한 쌍의 전극과,
    상기 방전 가스의 방전에 의한 자외선 발광을 이용하여 가시광을 발광하는 형광체층
    을 갖는 표시 장치로서,
    상기 방전 공간 내의, 상기 형광체층, 상기 배면판 상의 격벽 및 상기 전면판 상의 보호막 중 어느 하나에, 전압 인가 혹은 광 조사에 의해 전하가 축적되는 재료로서, ⅠⅠa족 금속 및 ⅠⅠb족 금속 중 적어도 1종류의 원소의 알루미나 산염을 포함하는 재료를 적어도 일부에 함유하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  8. 제7항에 있어서, 상기 재료는 MAl2O4(단, M은 Mg, Ca, Zn, Sr 중 적어도 하나의 원소)를 포함하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  9. 제7항에 있어서, 상기 재료는 450㎚ 이하의 자외광 조사에 의한, 450㎚∼780㎚ 범위의 가시광 발광의 양자 효율이 15％ 이하인 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  10. 대향으로 배치된 전면판과 배면판이 방전 공간을 형성하고, 상기 방전 공간에 방전 가스가 충전되어 있고, 표시 방전을 행하기 위한 적어도 한 쌍의 전극과,
    상기 방전 가스의 방전에 의한 자외선 발광을 이용하여 가시광을 발광하는 형광체층
    을 갖는 표시 장치로서,
    상기 방전 공간 내의, 상기 형광체층, 상기 배면판 상의 격벽 및 상기 전면판 상의 보호막 중 어느 하나에, 전압 인가 혹은 광 조사에 의해 전하가 축적되는 재료로서, ⅠⅠa족 금속 및 ⅠⅠb족 금속 중 적어도 1종류의 원소의 알루미나 산염을 포함하는 재료를 적어도 일부에 함유하고, 또한 상기 재료가, 450㎚ 이하의 자외광 조사에 의한, 450㎚∼780㎚ 범위의 가시광 발광의 양자 효율이 15％ 이하인 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  11. 대향으로 배치된 전면판과 배면판이 방전 공간을 형성하고, 상기 방전 공간에 방전 가스가 충전되어 있고, 표시 방전을 행하기 위한 적어도 한 쌍의 전극과,
    상기 방전 가스의 방전에 의한 자외선 발광을 이용하여 가시광을 발광하는 형광체층
    을 갖는 표시 장치로서,
    상기 방전 공간 내의, 상기 형광체층, 상기 배면판 상의 격벽 및 상기 전면판 상의 보호막 중 어느 하나에, CaAl2O4를 포함하고, 또한 결정상의 결정계가 monoclinic으로 공간군 P21이며, 또한 CuKα선에 의한 X선 회절의 가장 강도가 높은 회절선이 2θ=30°부근(측정 오차 혹은 결정 제조 방법에 수반하는 요동 때문에 ±2° 정도의 범위에 포함됨)에 나타나는 재료를 함유하고, 또한 상기 재료가, 450㎚ 이하의 자외광 조사에 의한, 450㎚∼780㎚ 범위의 가시광 발광의 양자 효율이 15％ 이하인 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  12. 대향으로 배치된 전면판과 배면판이 방전 공간을 형성하고, 상기 방전 공간에 방전 가스가 충전되어 있고, 표시 방전을 행하기 위한 적어도 한 쌍의 전극과,
    상기 방전 가스의 방전에 의한 자외선 발광을 이용하여 가시광을 발광하는 형광체층
    을 갖는 표시 장치로서,
    상기 방전 공간 내의, 상기 형광체층, 상기 배면판 상의 격벽 및 상기 전면판 상의 보호막 중 어느 하나에, CaAl2O4를 포함하는 재료를 함유하고, 또한 상기 재료가, 450㎚ 이하의 자외광 조사에 의한, 450㎚∼780㎚ 범위의 가시광 발광의 양자 효율이 15％ 이하인 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  13. 대향으로 배치된 전면판과 배면판이 방전 공간을 형성하고, 상기 방전 공간에 방전 가스가 충전되어 있고, 표시 방전을 행하기 위한 적어도 한 쌍의 전극과,
    상기 방전 가스의 방전에 의한 자외선 발광을 이용하여 가시광을 발광하는 형광체층
    을 갖는 표시 장치로서,
    상기 방전 공간 내의, 상기 형광체층, 상기 배면판 상의 격벽 및 상기 전면판 상의 보호막 중 어느 하나에, 전압 인가 혹은 광 조사에 의해 전하가 축적되는 재료로서, MAl2O4(단, M은 Mg, Ca, Zn, Sr 중 적어도 하나의 원소)를 포함하는 재료를 함유하고, 또한 상기 재료가, 450㎚ 이하의 자외광 조사에 의한, 450㎚∼780㎚ 범위의 가시광 발광의 양자 효율이 15％ 이하인 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  14. 제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 재료가 상기 방전 공간 내에 존재하는 중량은, 상기 방전 공간 내에 있는 전체 형광체의 중량의 총합에 대해, 0.1％ 이상 50％ 이하인 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  15. 제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 재료가 상기 방전 공간 내에 존재하는 중량은, 상기 방전 공간 내에 있는 전체 형광체의 중량의 총합에 대해, 1％ 이상 20％ 이하인 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  16. 제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 재료가 상기 방전 공간 내에 존재하는 중량은, 패널 면적 100㎠당, 1㎎ 이상 220㎎ 이하인 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  17. 삭제
  18. 삭제
  19. 제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 표시 장치는, 상기 방전 가스의 조성비가 8％ 이상으로 되는 양으로 Xe 가스를 함유하여 구성된 가스를 함유하는 플라즈마 디스플레이 장치인 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  20. 제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 표시 장치는, 700개 이상의 표시 화소 라인으로 구성된 플라즈마 디스플레이 장치인 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  21. 전면판과 그에 대향하는 배면판 사이의 방전 공간이, 상기 배면판에 설치된 격벽에 의해 구획되어 이루어지는 플라즈마 디스플레이 패널로서,
    상기 방전 공간에는, 방전 가스가 충전되어 있고,
    상기 전면판은, 제1 기판과, 상기 제1 기판 상에 설치된 표시 전극쌍과, 상기 표시 전극쌍을 덮는 제1 유전체층을 갖고 있고,
    상기 배면판은, 제2 기판과, 상기 제2 기판 상에 설치된 어드레스 전극과, 상기 어드레스 전극을 덮는 제2 유전체층과, 상기 제2 유전체층 상에 형성된 상기 격벽과, 상기 방전 공간에 접하고, 상기 제2 유전체층 상에 형성된 형광체층을 갖고 있고,
    상기 형광체층은, 형광체에 CaAl2O4를 함유하여 구성되는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널.
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