KR101099164B1

KR101099164B1 - 플라즈마 디스플레이 패널

Info

Publication number: KR101099164B1
Application number: KR1020050021639A
Authority: KR
Inventors: 아츠시 히로타; 하이 린; 타로 나오이; 다케시 사사키
Original assignee: 파나소닉 주식회사
Priority date: 2004-03-19
Filing date: 2005-03-16
Publication date: 2011-12-27
Also published as: JP2006059786A; JP4541832B2; EP1580786A3; KR20060043672A; US7567036B2; US20050206318A1; EP1580786A2

Abstract

전면(前面) 유리 기판과 배면 유리 기판 사이의 방전 공간에 형성된 방전 셀 내에 인접한 위치에, 방전 가스 중의 크세논 가스로부터 방사되는 자외선에 의해 230∼250 ㎚의 피크 파장을 갖는 자외선을 방사하는 산화마그네슘 결정체를 함유하는 결정 산화마그네슘층이 설치되며, 이 산화마그네슘층으로부터 방사되는 자외선 및 방전 가스로부터 방사되는 자외선에 의해 여기되어 형광체층이 발광한다.

Description

플라즈마 디스플레이 패널 {PLASMA DISPLAY PANEL}

도 1은 본 발명의 실시 형태의 실시예를 도시한 정면도.

도 2는 도 1의 V-V선에 있어서의 단면도.

도 3은 도 1의 W-W선에 있어서의 단면도.

도 4는 입방체의 단결정 구조를 갖는 산화마그네슘 단결정체의 SEM 사진상(像)을 도시한 도면.

도 5는 입방체의 다중 결정 구조를 갖는 산화마그네슘 단결정체의 SEM 사진상을 도시한 도면.

도 6은 동 실시예에 있어서 산화마그네슘 단결정체 분말을 함유하는 페이스트의 도포에 의해 형성된 단결정 산화마그네슘층의 상태를 도시한 단면도.

도 7은 동 실시예에 있어서 산화마그네슘 단결정체 분말의 부착에 의한 분말층에 의해 형성된 단결정 산화마그네슘층의 상태를 도시한 단면도.

도 8은 동 실시예에 있어서 단결정 산화마그네슘층이 증착에 의해 형성된 산화마그네슘층 위에 형성되어 있는 변형예를 도시한 단면도.

도 9는 산화마그네슘 단결정체의 자외선 발광 강도를 도시한 그래프.

도 10은 산화마그네슘 단결정체와 증착 산화마그네슘의 자외선 발광 강도의 비교를 도시한 그래프.

도 11은 산화마그네슘 단결정체의 발광 스펙트럼을 도시한 그래프.

도 12는 동 실시예에 있어서의 방전 지연의 개선 상태를 도시한 그래프.

도 13은 산화마그네슘 단결정체로부터의 235 ㎚의 CL 발광의 피크 강도와 방전 지연과의 관계를 도시한 그래프.

도 14는 형광체층의 색별 자외선에 의한 상대 발광 속도를 도시한 그래프.

도 15는 동 실시예에 있어서 형광체층이 발광되는 구조를 도시한 설명도.

도 16은 청색 형광재의 상대 발광 효율을 도시한 그래프.

본 발명은 플라즈마 디스플레이 패널의 구성에 관한 것이다.

면방전 방식 교류형 플라즈마 디스플레이 패널(이하, PDP라 함)은 방전 가스가 봉입되어 있는 방전 공간을 사이에 두고 서로 대향되는 2장의 유리 기판 중 한쪽 유리 기판에 행 방향으로 연장되는 행 전극쌍이 열 방향으로 병설되고, 다른 쪽 유리 기판에 열 방향으로 연장되는 열 전극이 행 방향으로 병설되어 있으며, 방전 공간의 행 전극쌍과 열 전극이 각각 교차하는 부분에 매트릭스형으로 단위 발광 영역(방전 셀)이 형성되어 있다.

그리고, 이 PDP에는 행 전극이나 열 전극을 피복하기 위해 형성된 유전체층 상의 단위 발광 영역 내에 인접한 위치에 유전체층의 보호 기능과 단위 발광 영역 내로의 2차 전자 방출 기능을 갖는 산화마그네슘(MgO)막이 증착에 의해 형성되어 있다.

이러한 PDP의 제조 공정에 있어서 산화마그네슘막의 형성 방법으로서는, 산화마그네슘 분말을 혼입한 페이스트를 유전체층 위에 도포함으로써 산화마그네슘막을 형성하는 스크린 인쇄법이 간편한 수법이기 때문에, 예컨대 일본 특허 공개 평성 제6-325696호 공보에 표시되어 있는 바와 같이 그 채용이 검토되어 있다.

그러나, 이 종래 기술에 기재되어 있는 바와 같이, 수산화마그네슘을 열처리하여 정제한 다결정 편엽형(片葉形)의 산화마그네슘을 혼입한 페이스트를 스크린 인쇄법에 의해 도포함으로써 PDP에 산화마그네슘막을 형성한 경우에는, 그 PDP의 방전 특성은 증착법에 의해 산화마그네슘막을 형성하는 경우와 거의 같거나 또는 약간 향상되는 정도에 불과하다.

이 때문에, 방전 특성을 한층 더 향상시킬 수 있는 산화마그네슘막(보호막)을 PDP에 형성할 수 있도록 하는 것이 강하게 요망되어 오고 있다.

본 발명은 상기와 같은 종래의 산화마그네슘막이 형성되는 PDP에서의 문제점을 해결하는 것을 그 해결 과제 중 하나로 하고 있다.

즉, 본 발명에 따른 플라즈마 디스플레이 패널은 방전 공간을 통하여 전면(前面) 기판과 배면 기판이 대향 배치되고, 이 전면 기판과 배면 기판 사이에, 복수의 행 전극쌍과, 이 행 전극쌍에 대하여 교차하는 방향으로 연장되어 행 전극쌍과의 각 교차 부분의 방전 공간에 단위 발광 영역을 형성하는 복수의 열 전극과, 형광체층이 설치되며, 방전 공간 내에 방전 가스가 봉입되어 있는 플라즈마 디스플레이 패널에 있어서, 상기 전면 기판과 배면 기판 사이의 적어도 단위 발광 영역에 인접한 부분에, 방전 가스로부터 방사되는 자외선에 의해 여기됨으로써 230∼250 ㎚로 피크 파장을 갖는 자외선을 방사하는 산화마그네슘 결정체를 함유하는 산화마그네슘층이 설치되고, 이 산화마그네슘층으로부터 방사되는 자외선 및 방전 가스로부터 방사되는 자외선에 의해 여기됨으로써 형광체층이 발광하는 것을 특징으로 한다.

그리고, 본 발명에 따른 PDP는 전면 유리 기판과 배면 유리 기판 사이에 행 방향으로 연장되는 행 전극쌍과, 열 방향으로 연장되어 행 전극쌍과의 교차 부분의 방전 공간에 방전 셀(단위 발광 영역)을 형성하는 열 전극과, 형광체층이 설치되고, 산화마그네슘 결정체를 더 함유하는 페이스트를 스크린 인쇄나 오프셋 인쇄, 디스펜서법, 롤 코트법 등에 의해 행 전극쌍을 피복하는 유전체층의 방전 셀에 대향하는 부분에 도포하거나 또는 산화마그네슘 결정체의 분말을 분무법이나 정전 도포법 등에 의해 유전체층의 방전 셀에 대향하는 부분에 부착시켜서 분말층을 형성하거나 하는 등의 방법에 의해 방전 셀에 인접한 결정 산화마그네슘층이 설치되어 있고, 행 전극과 열 전극에 의해 방전 셀 내에서 발생되는 방전에 의해 방전 공간 내에 충전된 방전 가스 중의 크세논 가스로부터 방사되는 자외선에 의해 여기됨으로써, 결정 산화마그네슘층으로부터 230∼250 ㎚로 피크 파장을 갖는 자외선이 방사되는 PDP를 그 최상의 실시 형태로 하고 있다.

이 실시 형태에 있어서의 PDP는 방전 셀에 인접한 부분에 설치된 결정 산화마그네슘층이 방전에 의해 발생하는 전자선에 의해 여기되어 파장 영역 200∼300 ㎚ 내에 피크를 갖는 캐소드 루미네선스 발광을 행함으로써, PDP에서의 방전 지연 등의 방전 특성이 개선되어 양호한 방전 특성을 얻을 수 있다.

그리고, 형광체층이 방전 셀 내에서 발생되는 방전에 의해 방전 가스 중의 크세논 가스로부터 방사되는 자외선에 의해 여기되어 발광하는 것에 부가하여, 이 크세논 가스로부터 방사되는 자외선에 의해 결정 산화마그네슘층으로부터 방사되는 230∼250 ㎚의 피크 파장을 갖는 자외선에 의해서도 여기되어 발광하기 때문에, 화상의 휘도가 증가한다.

그리고 또한, 이 결정 산화마그네슘층으로부터 방사되는 230∼250 ㎚의 피크 파장을 갖는 자외선에 의한 여기 효율은 BAM계 청색 형광재가 크세논 가스로부터 방사되는 진공 자외선에 의해 악화된 경우라도 거의 저하되는 일이 없기 때문에, 청색의 형광체층의 발광 효율이 유지되어 항상 고휘도의 화상을 표시할 수 있게 된다.

도 1 내지 도 3은 본 발명에 따른 PDP의 실시 형태의 일 실시예를 나타내고 있고, 도 1은 이 실시예에 있어서의 PDP를 모식적으로 도시한 정면도, 도 2는 도 1의 V-V선에 있어서의 단면도, 도 3은 도 1의 W-W선에 있어서의 단면도이다.

이 도 1 내지 3에 도시되는 PDP는 표시면인 전면(前面) 유리 기판(1)의 배면에 복수의 행 전극쌍(X, Y)이 전면 유리 기판(1)의 행 방향(도 1의 좌우 방향)으로 연장되도록 평행하게 배열되어 있다.

행 전극(X)은 T자 형상으로 형성된 ITO 등의 투명 도전막으로 이루어진 투명 전극(Xa)과, 전면 유리 기판(1)의 행 방향으로 연장되어 투명 전극(Xa)의 좁은 기 단부에 접속된 금속막으로 이루어진 버스 전극(Xb)에 의해 구성되어 있다.

행 전극(Y)도 마찬가지로 T자 형상으로 형성된 ITO 등의 투명 도전막으로 이루어진 투명 전극(Ya)과, 전면 유리 기판(1)의 행 방향으로 연장되어 투명 전극(Ya)의 좁은 기단부에 접속된 금속막으로 이루어지는 버스 전극(Yb)에 의해 구성되어 있다.

이 행 전극(X, Y)은 전면 유리 기판(1)의 열 방향(도 1의 상하 방향)으로 교대로 배열되어 있고, 버스 전극(Xb, Yb)을 따라 병렬된 각각의 투명 전극(Xa, Ya)이 서로 쌍을 이루는 상대의 행 전극측으로 연장되어, 투명 전극(Xa, Ya)의 광폭부의 정상(頂上) 변이 각각 소요 폭의 방전 갭(g)을 통해 서로 대향되어 있다.

전면 유리 기판(1)의 배면에는 열 방향에 있어서 인접하는 행 전극쌍(X, Y)이 서로 반대 방향으로 향해진 버스 전극(Xb)과 버스 전극(Yb) 사이에, 이 버스 전극(Xb, Yb)을 따라 행 방향으로 연장되는 흑색 또는 암색의 광 흡수층(차광층)(2)이 형성되어 있다.

또한, 전면 유리 기판(1)의 배면에는 행 전극쌍(X, Y)을 피복하도록 유전체층(3)이 형성되어 있고, 이 유전체층(3)의 배면에는 서로 인접하는 행 전극쌍(X, Y)이 반대 방향을 향해 인접하는 버스 전극(Xb, Yb)에 대향하는 위치 및 이 인접하는 버스 전극(Xb)과 버스 전극(Yb) 사이의 영역 부분에 대향하는 위치에 유전체층(3)의 배면측으로 돌출되는 추가의 유전체층(4)이 버스 전극(Xb, Yb)과 평행하게 연장되도록 형성되어 있다.

그리고, 이 유전체층(3)과 추가의 유전체층(4)의 배면측에는 후술하는 바와 같은 입방체의 결정 구조를 갖는 산화마그네슘 결정체를 함유하는 산화마그네슘층(이하, 결정 산화마그네슘층이라 함)(5)이 형성되어 있다.

이 결정 산화마그네슘층(5)은 유전체층(3)과 추가의 유전체층(4)의 전면(全面) 또는 일부, 예컨대 후술하는 방전 셀에 인접한 부분에 형성되어 있다.

또한, 도시한 예에서는, 결정 산화마그네슘층(5)이 유전체층(3)과 추가의 유전체층(4)의 전면에 형성되어 있는 예가 도시되어 있다.

한편, 전면 유리 기판(1)과 방전 공간(S)을 통해 평행하게 배치된 배면 유리 기판(6)의 표시측 면 위에는 열 전극(D)이, 각 행 전극쌍(X, Y)의 서로 쌍을 이루고 있는 투명 전극(Xa, Ya)에 대향하는 위치에 있어서 행 전극쌍(X, Y)과 직교하는 방향(열 방향)으로 연장되도록 서로 소정 간격을 두고 평행하게 배열되어 있다.

배면 유리 기판(6)의 표시측의 면 위에는 열 전극(D)을 피복하는 백색의 열 전극 보호층(유전체층)(7)이 추가로 형성되고, 이 열 전극 보호층(7) 위에 칸막이 벽(8)이 형성되어 있다.

이 칸막이 벽(8)은 각 행 전극쌍(X, Y)의 버스 전극(Xb)과 버스 전극(Yb)에 대향하는 위치에 있어서 각각 행 방향으로 연장되는 한 쌍의 가로벽(8A)과, 인접하는 열 전극(D) 사이의 중간 위치에 있어서 한 쌍의 가로벽(8A) 사이를 열 방향으로 연장되는 세로벽(8B)에 의해 거의 사다리 형상으로 형성되어 있고, 각 칸막이 벽(8)이 인접하는 다른 칸막이 벽(8)이 서로 반대 방향을 향해 대향하는 가로벽(8A) 사이에 있어서 행 방향으로 연장되는 간극(SL)을 사이에 두고 열 방향으로 병설되어 있다.

그리고, 이 사다리형의 칸막이 벽(8)에 의해 전면 유리 기판(1)과 배면 유리 기판(6) 사이의 방전 공간(S)이 각 행 전극쌍(X, Y)에 있어서 서로 쌍을 이루고 있는 투명 전극(Xa)과 투명 전극(Ya)에 대향하는 부분에 형성되는 방전 셀(C)마다 각각 사각형으로 구획되어 있다.

방전 공간(S)에 인접한 칸막이 벽(8)의 가로벽(A) 및 세로벽(8B)의 측면과 열 전극 보호층(7)의 표면에는 이들 다섯 면을 전부 덮도록 형광체층(9)이 형성되어 있고, 이 형광체층(9)의 색은 각 방전 셀(C)마다 적색, 녹색, 청색의 삼원색으로 분류되어 이들이 행 방향으로 차례로 늘어서도록 배열되어 있다.

추가의 유전체층(4)은 이 추가의 유전체층(4)의 표면을 피복하고 있는 결정 산화마그네슘층(5)[또는 결정 산화마그네슘층(5)이 추가의 유전체층(4)의 방전 셀(C)에 대향하는 부분에만 형성되어 있는 경우에는, 추가의 유전체층(4)]이 칸막이 벽(8)의 가로벽(8A)의 표시측 면에 접촉됨으로써(도 2 참조), 방전 셀(C)과 간극(SL) 사이를 각각 폐쇄하고 있지만, 세로벽(8B)의 표시측 면에는 접촉되어 있지 않고(도 3 참조), 그 사이에 간극(r)이 형성되어 행 방향에 있어서 인접하는 방전 셀(C) 사이가 이 간극(r)을 통해 서로 연통되어 있다.

방전 공간(S) 내에는 크세논 가스를 10 체적% 이상 함유하는 방전 가스가 봉입되어 있다.

상기 결정 산화마그네슘층(5)은 전술한 바와 같은 산화마그네슘 결정체가 분무법이나 정전 도포법 등의 방법에 의해 유전체층(3) 및 추가의 유전체층(4)의 배면측 표면에 부착됨으로써 형성된다.

이 결정 산화마그네슘층(5)을 형성하는 산화마그네슘 결정체는 전자선에 의해 여기됨으로써 파장 영역 200∼300 ㎚ 내(특히, 230∼250 ㎚ 내, 235 ㎚ 부근)에 피크를 갖는 CL 발광을 행하는 동시에, 방전에 의해 크세논으로부터 발생하는 파장142 ㎚ 및 172 ㎚의 진공 자외선에 의해 여기되어 230∼250 ㎚로 피크 파장을 갖는 자외선을 방사한다.

이 산화마그네슘 결정체에는, 예컨대 마그네슘을 가열하여 발생하는 마그네슘 증기를 기상 산화하여 얻어지는 마그네슘 단결정체(이하, 이 마그네슘의 단결정체를 기상법 산화마그네슘 단결정체라 함)가 함유된다.

그리고, 이 기상법 산화마그네슘 단결정체에는, 예컨대 도 4의 SEM 사진상(像)으로 도시되는 바와 같은 입방체의 단결정 구조를 갖는 산화마그네슘 단결정체와, 도 5의 SEM 사진상으로 도시되는 바와 같은 입방체의 결정체가 서로 끼워 넣어진 구조(즉, 입방체의 다중 결정 구조)를 갖는 산화마그네슘 단결정체가 함유된다.

또한, 이 입방체의 단결정 구조를 갖는 산화마그네슘 단결정체와 입방체의 다중 결정 구조를 갖는 산화마그네슘 단결정체는 통상 혼재하여 존재하고 있다.

이 기상법 산화마그네슘 단결정체의 합성에 대해서는 『재료』 1987년 11월호, 제36권 제410호의 제1157∼1161 페이지의 『기상법에 의한 마그네시아 분말의 합성과 그 성질』 등에 기재되어 있다.

이 산화마그네슘 결정체는, 후술하는 바와 같이 PDP에서의 방전 지연 시간의 단축 등의 방전 특성의 개선과, 화상 휘도의 향상에 기여한다.

그리고, 기상법 산화마그네슘 단결정체는 다른 방법에 의해 얻어지는 것과 비교하면, 고순도인 동시에 미립자를 얻을 수 있고, 입자의 응집이 적은 등의 특징을 더 구비하고 있다.

이 실시예에 있어서는, BET법에 의해 측정한 평균 입자 지름이 500 Å 이상, 바람직하게는 2000 Å 이상의 입자 지름을 갖는 기상법 산화마그네슘 단결정체가 이용된다.

도 6은 결정 산화마그네슘층(5)이 기상법 산화마그네슘 단결정체(p)를 함유하는 페이스트를 스크린 인쇄 또는 오프셋 인쇄, 디스펜서법, 롤 코트법 등의 방법에 의해 유전체층(3)[및 추가의 유전체층(4)]의 표면에 도포함으로써 형성되어 있는 경우의 구성을 나타내고 있다.

도 7은 결정 산화마그네슘층(5)이 기상법 산화마그네슘 단결정체(p)를 분무법 또는 정전 도포법 등의 방법에 의해 유전체층(3)[및 추가의 유전체층(4)]의 표면에 부착시킴으로써 형성된 분말층에 의해 구성되어 있는 예를 나타내고 있다.

이 경우에는, 예컨대 기상법 산화마그네슘 단결정체(p)를 매체(예컨대, 특정한 알코올 등)에 분산시킨 현탁액을 에어 스프레이법에 의해 스프레이 건을 이용하여 유전체층(3)[및 추가의 유전체층(4)]의 표면에 분무하여 기상법 산화마그네슘 단결정체(p)를 부착시킴으로써, 분말층이 형성된다.

또한, 상기 유전체층(3) 및 추가의 유전체층(4)의 표면에 결정 산화마그네슘층(5)만이 형성되어 있는 예이지만, 도 8에 도시된 바와 같이 우선 유전체층(3)[및 추가의 유전체층(4)]의 표면에 증착 산화마그네슘층(5A)을 형성하고, 이 증착 산화마그네슘층(5A) 위에 기상법 산화마그네슘 단결정체(p)를 분무법 또는 정전 도포법 등에 의해 부착시켜서 결정 산화마그네슘층(5)을 형성한 2층 구조로 구성하여도 좋다.

또한, 도 8에 있어서, 증착 산화마그네슘층(5A)과 결정 산화마그네슘층(5)을 역으로 하여 결정 산화마그네슘층(5) 위에 증착 산화마그네슘층(5A)을 형성하도록 하여도 좋다.

상기 PDP는 화상 형성을 위한 리셋 방전 및 어드레스 방전, 유지 방전이 방전 셀(C) 내에서 행해진다.

즉, 리셋 기간에 행 전극쌍(X, Y)의 쌍을 이루고 있는 각 투명 전극(Xa, Ya) 사이에서 일제히 리셋 방전이 행해져 유전체층(3)의 각 방전 셀(C)에 인접하고 있는 부분의 벽전하가 전부 소거(또는, 모든 부분에 벽전하가 형성)되고, 다음 어드레스 기간에 있어서, 행 전극(Y)의 투명 전극(Ya)과 열 전극(D) 사이에서 선택적으로 어드레스 방전이 발생되어, 형성하고자 하는 화상에 대응하여 유전체층(3)에 벽전하가 형성되어 있는 발광 셀과 유전체층(3)의 벽전하가 소거된 소등 셀이 패널면에 분포되고, 이 후, 다음 유지 방전 기간에 있어서, 발광 셀 내에서 행 전극쌍(X, Y)의 쌍을 이루고 있는 투명 전극(Xa, Ya) 사이에서 유지 방전이 행해진다.

그리고, 이 유지 방전에 의해 방전 가스 중의 크세논으로부터 파장 142 ㎚(공명선) 및 172 ㎚(분자선)의 진공 자외선이 방사되고, 이 진공 자외선에 의해 적색, 녹색, 청색의 삼원색으로 분류된 형광체층(7)이 여기되어 발광함으로써, 패널 면에 화상이 형성된다.

결정 산화마그네슘층(5)은 이것에 함유되는 산화마그네슘 결정체가 방전 셀(C) 내에서 행해지는 방전에 의해 방전 가스로부터 발생하는 전자선에 의해 여기됨으로써, 파장 영역 200∼300 ㎚ 내(특히, 230∼250 ㎚ 내, 235 ㎚ 부근)에 피크를 갖는 CL 발광을 행하는 동시에, 이 방전 셀(C) 내에서의 방전에 의해 방전 가스 중의 크세논으로부터 발생하는 파장 142 ㎚ 및 172 ㎚의 진공 자외선에 의해 여기되고, 도 9에 도시된 바와 같이, 230∼250 ㎚로 피크 파장을 갖는 자외선을 방사한다.

또한, 이 230∼250 ㎚로 피크 파장을 갖는 자외선은 235 ㎚ 자외선 발광 강도를 나타낸 도 10 및 단결정 산화마그네슘(기상법 산화마그네슘 단결정체)의 발광 스펙트럼을 나타낸 도 11에 도시된 바와 같이 통상적인 증착법에 의해 형성되는 산화마그네슘층[예컨대, 도 8의 증착 산화마그네슘층(5A)]으로부터는 여기되지 않는다.

도 12는 PDP가 통상적인 증착법에 의해 형성되는 산화마그네슘층[예컨대, 도 8의 증착 산화마그네슘층(5A)]만을 구비하고 있는 경우(그래프 a)와, 결정 산화마그네슘층(5)만을 구비하고 있는 경우(그래프 b)와, 통상적인 증착법에 의해 형성되는 산화마그네슘층[예컨대, 도 8의 증착 산화마그네슘층(5A)]과 결정 산화마그네슘층(5)의 2층 구조를 구비하고 있는 경우(그래프 c)의 방전 지연 시간을 소정의 휴지(休止) 시간마다 계측하여 비교한 것이다.

이 도 12에 있어서, 통상적인 증착법에 의해 형성되는 산화마그네슘층만을 구비하고 있는 경우(그래프 a)와 비교하면, 결정 산화마그네슘층(5)만을 구비하고 있는 경우(그래프 b) 및 통상적인 증착법에 의해 형성되는 산화마그네슘층과 결정 산화마그네슘층(5)의 2층 구조를 구비하고 있는 경우(그래프 c) 중의 어느 경우에도 모두 방전 지연 시간이 현저히 짧아지고 있다.

이것으로부터, 이 방전 지연 시간의 단축은 결정 산화마그네슘층(5)을 형성하고 있는 산화마그네슘 결정체(구체적으로는, 기상법 산화마그네슘 단결정체)에 기인하고 있는 것을 알 수 있다.

이 산화마그네슘 결정체에 의한 방전 지연 시간 단축의 메커니즘은 이하와 같이 추측된다.

즉, 이 결정 산화마그네슘층(5)에 의한 방전 특성의 개선은 파장 영역 200∼300 ㎚ 내(특히, 230∼250 ㎚ 내, 235 ㎚ 부근)에 피크를 갖는 CL 발광을 행하는 기상법 산화마그네슘 단결정체가 그 피크 파장에 대응한 에너지 준위를 가지며, 그 에너지 준위에 의해 리셋 방전시에 발생하는 전자를 장시간(수 msec 이상) 트랩할 수 있고, 이 전자가 어드레스 전압의 인가에 의해 형성되는 전계에 의해 추출됨으로써 방전 개시에 필요한 초기 전자가 신속하고 또한 충분히 얻어져서 방전 개시가 빨라지고, 이것에 의해 방전 지연 시간이 단축되는 것으로 추정된다.

이 산화마그네슘 결정체에 의한 방전 특성의 개선 효과(방전 지연 시간의 단축)는 파장 영역 200∼300 ㎚ 내(특히, 230∼250 ㎚ 내, 235 ㎚ 부근)에 피크를 갖는 CL 발광의 강도가 커질수록 커진다.

도 13은 산화마그네슘 결정체의 CL 발광 강도와 방전 지연의 상관 관계를 도시한 그래프이다.

또한, 이 도 13의 데이터는 결정 산화마그네슘층(5)을 형성하는 산화마그네슘 결정체에 1 kV 정도의 전자선을 직접 조사하여 측정한 것이다.

이 도 13으로부터 결정 산화마그네슘층(5)으로부터 여기되는 235 ㎚의 CL 발광의 강도가 강할수록 방전 지연 시간이 단축되는 것을 알 수 있다.

이 산화마그네슘 결정체의 CL 발광에 의한 방전 지연 시간의 단축 효과는 산화마그네슘 결정체의 입자 지름과의 사이에도 상관 관계를 갖고 있으므로, 이 산화마그네슘 결정체의 입자 지름이 클수록 CL 발광 강도가 커져서 방전 지연 시간이 단축된다.

이것은, 예컨대 커다란 입자 지름의 기상법 산화마그네슘 단결정체를 형성하고자 하는 경우에는, 마그네슘 증기를 발생시킬 때의 가열 온도를 높여야 하기 때문에, 마그네슘과 산소가 반응하는 화염의 길이가 길어지고, 이 화염과 주위와의 온도차가 커져서, 이것에 의해 입자 지름이 큰 기상법 산화마그네슘 단결정체일수록 전술한 바와 같은 CL 발광의 피크 파장에 대응한 에너지 준위가 다수 형성되기 때문이라고 생각된다.

또한, 입방체의 다중 결정 구조의 기상법 산화마그네슘 단결정체에 대해서는 결정면 결함을 많이 포함하고 있고, 그 면결함 에너지 준위의 존재가 방전 특성의 개선에 기여하고 있다고도 추측된다.

전술한 바와 같이, 유지 방전에 의해 방전 가스 중의 크세논(Xe)으로부터 146 ㎚(공명선) 또는 172 ㎚(분자선)의 진공 자외선이 방사되어, 이 진공 자외선에 의해 PDP의 적색, 녹색, 청색의 형광체층(9)이 여기되어 각각의 색의 형광체층(9)으로부터의 발광이 행해진다.

이 때, 이 유지 방전에 의해 방전 가스 중의 크세논(Xe)으로부터 방사되는 진공 자외선에 의해 전술한 바와 같이 결정 산화마그네슘층(5)으로부터 230∼250 ㎚의 범위로 피크 파장을 갖는 자외선이 방사된다(도 9 내지 11 참조).

이 단결정 산화마그네슘층(5)으로부터 방사되는 230∼250 ㎚의 피크 파장을 갖는 자외선은 도 14에 도시된 바와 같이 적색, 녹색, 청색의 각 형광체층(9)을 각각 효율적으로 여기하여 발광시키는 데 최적의 파장 영역으로서, 형광체층(9)이 방전 가스 중의 크세논(Xe)으로부터 방사되는 진공 자외선에 부가하여, 이 결정 산화마그네슘층(5)으로부터 방사되는 230∼250 ㎚의 피크 파장을 갖는 자외선에 의해서도 여기되어 발광함으로써, 그 만큼, PDP 화상의 휘도가 증가한다.

또한, 도 14 중 그래프 A가 적색 형광체[(Y, Gd) BO₃: Eu³⁺)의 상대 발광 속도를 나타내고, 그래프 B가 녹색 형광체(ZnSiO₄: Mn²¹)의 상대 발광 속도를 나타내며, 그래프 C가 청색 형광체(BaMgAl₁₀O₁₇: Eu²¹)의 상대 발광 속도를 나타내고, 또한 그래프 D가 산화마그네슘 단결정의 발광 특성을 나타내고 있다.

도 15는 상기와 같은 형광체층(9)이 발광되는 구조를 도면으로 한 것으로, 이 도면으로부터도 PDP에 230∼250 ㎚의 피크 파장을 갖는 자외선을 방사하는 결정 산화마그네슘층(5)이 설치되어 있음으로써, 종래와 같이 형광체층(9)이 방전 가스 중의 크세논(Xe)으로부터 방사되는 진공 자외선에 의해서만 발광하는 경우와 비교해서 형광체층(9)으로부터의 발광량이 증가하여 PDP의 휘도가 증대되는 것을 알 수 있다.

도 16은 청색의 형광체층(9)을 형성하는 BAM계 청색 형광재에 있어서의 자외선의 여기 파장과 상대 발광 효율과의 관계를 도시한 그래프이다.

이 도 16에 있어서, 그래프 E가 자외선 조사 개시시에 있어서의 BAM계 청색 형광재의 상대 발광 효율을 나타내고 있고, 그래프 F가 자외선을 소정 시간 조사한 후에 있어서 BAM계 청색 형광재의 상대 발광 효율을 나타내고 있다.

이 도 16으로부터 알 수 있는 바와 같이, 방전 가스 중의 크세논(Xe)으로부터 방사되는 146 ㎚ 및 172 ㎚의 진공 자외선에서는, 크세논으로부터 방사되는 진공 자외선 조사에 의한 BAM계 청색 형광재의 열화에 의해 발광 효율이 저하되지만, 결정 산화마그네슘층(5)으로부터 방사되는 230∼250 ㎚의 파장의 자외선에서는 크세논으로부터 방사되는 진공 자외선 조사에 의해 BAM계 청색 형광재가 열화된 경우에도 이 BAM계 청색 형광재의 발광 효율은 거의 저하되지 않는다.

이와 같이, 이 PDP는 결정 산화마그네슘층(5)이 설치됨에 따라 청색의 형광체층(9)의 발광 효율이 유지되기 때문에, 항상 고휘도의 화상을 표시할 수 있게 된다.

또한, 결정 산화마그네슘층(5)은 전술한 바와 같이 반드시 박막 산화마그네슘층(4)의 전면(全面)을 덮도록 형성할 필요는 없고, 예컨대 행 전극(X, Y)의 투명 전극(Xa, Ya)에 대향하는 부분이나 반대로 투명 전극(Xa, Ya)에 대향하는 부분 이외의 부분 등과 같이 부분적으로 패턴화하여 형성하도록 하여도 좋다.

또한, 상기에 있어서는, 본 발명을 전면(前面) 유리 기판에 행 전극쌍을 형성하여 유전체층에 의해 피복하고 배면 유리 기판측에 형광체층과 열 전극을 형성한 반사형 교류 PDP에 적용한 예에 대해서 설명을 행하였지만, 본 발명은 전면 유리 기판측에 행 전극쌍과 열 전극을 형성하여 유전체층에 의해 피복하고, 배면 유리 기판측에 형광체층을 형성한 반사형 교류 PDP나 전면 유리 기판측에 형광체층을 형성하고 배면 유리 기판측에 행 전극쌍 및 열 전극을 형성하여 유전체층에 의해 피복한 투과형 교류 PDP, 방전 공간의 행 전극쌍과 열 전극의 교차 부분에 방전 셀이 형성되는 3전극형 교류 PDP, 방전 공간의 행 전극과 열 전극의 교차 부분에 방전 셀이 형성되는 2전극형 교류 PDP 등의 여러 가지 형식의 PDP에 적용할 수 있다.

Claims

방전 공간을 통해 전면(前面) 기판과 배면 기판이 대향 배치되고, 상기 전면 기판과 배면 기판 사이에, 복수의 행 전극쌍과, 상기 행 전극쌍에 대하여 교차하는 방향으로 연장되어 행 전극쌍과의 각 교차 부분의 방전 공간에 단위 발광 영역을 형성하는 복수의 열 전극과, 형광체층이 설치되며, 방전 공간 내에 방전 가스가 봉입되어 있는 플라즈마 디스플레이 패널에 있어서,

상기 전면 기판과 배면 기판 사이의 단위 발광 영역에 대향하는 부분에, 산화마그네슘 결정체를 포함하는 산화마그네슘층이 설치되고,

상기 산화 마그네슘층은 상기 산화 마그네슘 결정체가 방전 가스로부터 방사되는 자외선에 의해 여기됨으로써 230∼250 ㎚에서 피크 파장을 갖는 자외선을 방사하며,

상기 산화마그네슘층으로부터 방사되는 자외선 및 방전 가스로부터 방사되는 자외선에 의해 여기됨으로써 형광체층이 발광하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널.
제1항에 있어서, 상기 방전 가스는 크세논 가스를 함유하고, 방전 가스 중에서 발생되는 방전에 의해 크세논 가스로부터 방사되는 자외선에 의해 여기되어, 산화마그네슘 결정체가 230∼250 ㎚의 파장이 주(主)가 되는 자외선을 방사하는 것인 플라즈마 디스플레이 패널.
제1항에 있어서, 상기 방전 가스는 크세논 가스를 10 체적% 이상 함유하고 있는 것인 플라즈마 디스플레이 패널.
제1항에 있어서, 상기 형광체층은 적색 형광체층 및 녹색 형광체층, 청색 형광체층을 포함하고, 상기 청색 형광체층은 BAM계 청색 형광체 재료를 함유하고 있는 것인 플라즈마 디스플레이 패널.
제1항에 있어서, 상기 산화마그네슘 결정체는 마그네슘이 가열되어 발생되는 증기가 기상 산화됨으로써 생성되는 단결정체인 것인 플라즈마 디스플레이 패널.
삭제
제1항에 있어서, 상기 산화마그네슘 결정체는 전자선에 의해 여기됨으로써 파장 영역 200∼300 ㎚ 내에 피크를 갖는 캐소드 루미네선스 발광을 행하는 것인 플라즈마 디스플레이 패널.
제1항에 있어서, 상기 산화마그네슘 결정체를 함유하는 산화마그네슘층은 행 전극쌍을 피복하는 유전체층 위에 형성되어 있는 것인 플라즈마 디스플레이 패널.
제1항에 있어서, 상기 산화마그네슘 결정체를 함유하는 산화마그네슘층은 행 전극쌍을 피복하는 유전체층 위에 증착에 의해 형성된 다른 산화마그네슘층 위에 형성되어 있는 것인 플라즈마 디스플레이 패널.