KR101104982B1

KR101104982B1 - 플라즈마 디스플레이 패널

Info

Publication number: KR101104982B1
Application number: KR1020107003856A
Authority: KR
Inventors: 준 하시모또; 마사시 고또; 야스유끼 노구찌
Original assignee: 파나소닉 주식회사
Priority date: 2008-09-29
Filing date: 2009-09-28
Publication date: 2012-01-16
Also published as: EP2343723A4; EP2343723A1; WO2010035487A1; JP2010103077A; US8188661B2; US20110248629A1; KR20100049610A

Abstract

고정밀이며 고휘도의 표시 성능을 구비하고, 동시에 저소비전력의 플라즈마 디스플레이 패널을 실현한다. 그러기 위해서는, 전면판에는, 표시 전극과 유전체층과 보호층이 형성된다. 표시 전극은, 전면 글래스 기판 상에 형성된다. 유전체층은, 표시 전극을 덮도록 형성된다. 보호층은, 유전체층 상에 형성된다. 배면판에는, 표시 전극과 교차하는 방향에 어드레스 전극과, 방전 공간을 구획하는 격벽이 형성된다. 전면판과 배면판은 방전 공간을 형성하도록 대향 배치되고, 방전 가스가 충전된다. 보호층은, 산화 마그네슘과 산화 칼슘으로 이루어진 금속 산화물에 의해 형성된다. 금속 산화물은, 보호층면에 있어서의 X선 회절 분석에 있어서, 산화 마그네슘의 피크가 발생하는 회절각과 피크와 동일 방위의 산화 칼슘의 피크가 발생하는 회절각 사이에 피크가 존재하는 동시에, 또한, 결정 방위 (111)면의 피크를 가지고 있다.

Description

플라즈마 디스플레이 패널{PLASMA DISPLAY PANEL}

본 발명은, 표시 디바이스 등에 이용하는 플라즈마 디스플레이 패널에 관한 것이다.

플라즈마 디스플레이 패널(이하, PDP라고 함)은, 고정밀화, 대화면화의 실현이 가능하다는 점에서, 100인치 클래스의 텔레비전 등으로 제품화되어 있다. 최근, PDP는 종래의 NTSC 방식에 비해 주사선 수가 2배 이상인 고정밀 텔레비전에 대한 적용이 진행되고 있다. 또한, 에너지 문제에 대응하여 더 한층의 소비 전력 저감에 대한 연구나, 환경 문제를 배려한 납 성분을 포함하지 않는 PDP에 대한 요구 등도 높아지고 있다.

PDP는, 기본적으로는 전면판과 배면판으로 구성되어 있다. 전면판은, 플로트법에 의해 제조된 붕규산 나트륨계 글래스인 글래스 기판과, 글래스 기판의 한쪽의 주면 상에 형성된 스트라이프 형상의 투명 전극과 버스 전극으로 구성되는 표시 전극과, 표시 전극을 덮어 컨덴서로서의 역할을 하는 유전체층과, 유전체층 상에 형성된 산화 마그네슘(MgO)으로 이루어진 보호층으로 구성되어 있다.

한편, 배면판은, 글래스 기판과, 그 한쪽의 주면 위에 형성된 스트라이프 형상의 어드레스 전극과, 어드레스 전극을 덮는 기초 유전체층과, 기초 유전체층 상에 형성된 격벽과, 각 격벽 간에 형성된 적색, 녹색 및 청색 각각으로 발광하는 형광체층으로 구성되어 있다.

전면판과 배면판은 그 전극 형성면측을 대향시켜서 기밀하게 봉착되고, 격벽에 의해 구획된 방전 공간에 네온(Ne)-크세논(Xe)의 방전 가스가 400Torr(53300Pa)∼600Torr(80000Pa)의 압력으로 봉입되어 있다. PDP는, 표시 전극에 영상 신호 전압을 선택적으로 인가함으로써 방전시키고, 그 방전에 의해 발생한 자외선이 각 색형광체층을 여기하여 적색, 녹색, 청색으로 발광시켜 컬러 화상 표시를 실현하고 있다.

또한, 이러한 PDP의 구동 방법으로는, 기입하기 쉬운 상태로 벽전하를 조정하는 초기화 기간과, 입력 화상 신호에 따라서 기입 방전을 행하는 기입 기간과, 기입이 행해진 방전 공간에서 유지 방전을 발생시킴으로써 표시를 행하는 유지 기간을 갖는 구동 방법이 일반적으로 이용되고 있다. 이들 각 기간을 조합한 기간(서브필드)이, 화상의 1 프레임에 해당하는 기간(1필드) 내에서 복수회 반복됨으로써 PDP의 계조 표시를 행하고 있는다.

이러한 PDP에 있어서, 전면판의 유전체층 상에 형성되는 보호층의 역할로는, 방전에 의한 이온 충격으로부터 유전체층을 보호하는 것, 어드레스 방전을 발생시키기 위한 초기 전자를 방출하는 것 등을 들 수 있다. 이온 충격으로부터 유전체층을 보호하는 것은, 방전 전압의 상승을 방지하는 중요한 역할이며, 또한 어드레스 방전을 발생시키기 위한 초기 전자를 방출하는 것은, 화상의 깜박거림의 원인이 되는 어드레스 방전 미스를 방지하는 중요한 역할이다.

보호층으로부터의 초기 전자의 방출 수를 증가시켜서 화상의 깜박거림을 저감하기 위해서는, 예를 들면, 산화 마그네슘(MgO) 보호층에 불순물을 첨가하는 예나, 산화 마그네슘(MgO) 입자를 산화 마그네슘(MgO) 보호층 상에 형성한 예가 개시되어 있다(예를 들면, 특허 문헌1, 2, 3, 4, 5 등 참조).

최근, 텔레비전은 고정밀화가 진행되고 있으며, 시장에서는 저비용·저소비전력·고휘도의 풀HD(하이·디피니션)(1920×1080화소:프로그레시브 표시)의 PDP가 요구되고 있다. 보호층으로부터의 전자 방출 성능은 PDP의 화질을 결정하기 때문에, 전자 방출 성능을 제어하는 것이 매우 중요하다.

즉, 고정밀화된 화상을 표시하기 위해서는, 1필드의 시간이 일정함에도 불구하고 기입을 행하는 화소의 수가 증가하기 때문에, 서브필드 중의 기입 기간에서, 어드레스 전극에 인가하는 펄스의 폭을 좁게 할 필요가 생긴다. 그러나, 전압 펄스의 상승으로부터 방전 공간 내에서 방전이 발생할 때까지는 방전 지연이라 불리는 타임 래그가 존재한다. 그 때문에, 펄스의 폭이 좁아지면, 기입 기간 내에서 방전을 종료할 수 있는 확률이 낮아져 버린다. 그 결과, 점등 불량이 발생하여, 깜박거림이라는 화질 성능의 저하라는 문제도 발생하게 된다.

또한, 소비 전력 저감을 위해 방전에 의한 발광 효율을 향상시키는 것을 목적으로, 크세논(Xe) 분압을 크게 하는 것을 생각할 수 있다. 그러나, 방전 전압이 높아지는 동시에, 방전 지연이 커져 점등 불량 등의 화질 저하가 발생한다는 문제가 발생해 버린다.

이와 같이 PDP의 고정밀화나 저소비전력화를 진행시킴에 있어서는, 방전 전압이 높아지지 않도록 하는 것과, 또한, 점등 불량을 저감하여 화질을 향상시키는 것을 동시에 실현시켜야만 한다는 과제가 있었다.

보호층에 불순물을 혼재시킴으로써 전자 방출 성능을 개선하려고 하는 시도가 행해지고 있다. 그러나, 보호층에 불순물을 혼재시켜서 전자 방출 성능을 개선한 경우에는, 보호층 표면에 전하를 축적시켜 메모리 기능으로서 사용하자고 할 때에, 전하가 시간과 함께 감소하는 감쇠율이 커져 버린다. 이러한 전하의 감쇠를 보충하기 위해서, 인가 전압을 크게 할 필요가 있는 등의 대책이 필요해진다.

한편, 산화 마그네슘(MgO) 보호층 상에 산화 마그네슘(MgO) 결정 입자를 형성하는 예에서는, 방전 지연을 작게 하여 점등 불량을 저감하는 것은 가능하다. 그러나, 방전 전압을 저감할 수 없다는 과제를 안고 있었다.

본 발명은, 이러한 과제를 감안하여 이루어진 것으로, 고휘도의 표시 성능을 구비하고, 동시에 저전압 구동이 가능한 PDP를 실현한다.

[선행기술문헌]

[특허문헌]

일본 특허 공개 2002-260535호 공보

일본 특허 공개 평 11-339665호 공보

일본 특허 공개 2006-59779호 공보

일본 특허 공개 평 8-236028호 공보

일본 특허 공개 평 10-334809호 공보

<발명의 개요>

본 발명의 PDP는, 기판 상에 형성한 표시 전극을 덮도록 유전체층을 형성하는 동시에 유전체층 상에 보호층을 형성한 제1 기판과, 제1 기판에 방전 가스가 충전된 방전 공간을 형성하도록 대향 배치되고, 또한 표시 전극과 교차하는 방향에 어드레스 전극을 형성하는 동시에 방전 공간을 구획하는 격벽을 설치한 제2 기판을 갖는 PDP로서, 보호층은, 산화 마그네슘과 산화칼슘을 포함하는 금속 산화물에 의해 형성되고, 또한, 금속 산화물은, 보호층면에 있어서의 X선 회절 분석에 있어서, 산화 마그네슘의 피크가 발생하는 회절각과, 그 피크와 동일 방위인 산화칼슘의 피크가 발생하는 회절각과의 사이에 피크가 존재하는 동시에, 칼슘의 농도를 5atomic%(이하, atm%라고 함) 이상 25atm% 이하라고 하고, 또한, 결정 방위(111)면의 피크를 갖는 것이다.

이러한 구성에 따르면, 보호층에 있어서의 ２차 전자 방출 특성을 향상시키고, 휘도를 높이기 위해서 방전 가스의 크세논(Xe) 가스 분압을 크게 한 경우라도 저전압 구동을 실현할 수 있어, 고휘도, 저전압 구동의 PDP를 실현할 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시 형태에 있어서의 PDP의 구조를 나타내는 사시도.
도 2는 동 PDP의 전면판의 구성을 나타내는 단면도.
도 3은 동 PDP의 보호층에 있어서의 X선 회절 결과를 나타내는 도면.
도 4는 동 PDP의 보호층인 금속 산화물 중의 칼슘(Ca)의 농도와 방전 유지 전압과의 관계를 나타내는 도면.
도 5는 동 PDP의 보호층인 금속 산화물 중의 칼슘(Ca)의 농도와 방전 개시 전압과의 관계를 나타내는 도면.
도 6은 동 PDP의 응집 입자를 설명하기 위한 확대도.
도 7은 동 PDP의 방전 지연과 보호층 중의 칼슘(Ca) 농도와의 관계를 나타내는 도면.
도 8은 동 PDP에 있어서 결정 입자의 입경을 변화시켜서 전자 방출 성능을 조사한 실험 결과를 나타내는 도면.

이하, 본 발명의 실시 형태에 있어서의 PDP에 대해서 도면을 이용하여 설명한다.

(실시 형태)

도 1은 본 발명의 실시 형태에 있어서의 PDP(1)의 구조를 나타내는 사시도이다. PDP(1)의 기본 구조는, 일반적인 교류면 방전형 PDP와 마찬가지이다. 도 1에 도시한 바와 같이, PDP(1)는 전면 글래스 기판(3) 등으로 이루어진 제1 기판(이하, 전면판(2)이라 함)과, 배면 글래스 기판(11) 등으로 이루어진 제2 기판(이하, 배면판(10)이라 함)이 대향하여 배치되고, 그 외주부를 글래스 프릿 등으로 이루어진 봉착재에 의해 기밀하게 봉착되어 있다. 봉착된 PDP(1) 내부의 방전 공간(16)에는, 크세논(Xe)과 네온(Ne) 등의 방전 가스가 400Torr(53300Pa)∼600Torr (80000Pa)의 압력으로 봉입되어 있다.

전면판(2)의 전면 글래스 기판(3) 상에는, 주사 전극(4) 및 유지 전극(5)으로 이루어진 한 쌍의 띠 형상의 표시 전극(6)과 블랙 스트라이프(차광층)(7)가 서로 평행하게 각각 복수열 배치되어 있다. 전면 글래스 기판(3) 상에는 표시 전극(6)과 차광층(7)을 덮도록, 전하를 유지하여 컨덴서로서의 활동을 하는 유전체층(8)이 형성되고, 또한 그 위에 보호층(9)이 형성되어 있다.

또한, 배면판(10)의 배면 글래스 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, 이를 기초 유전체층(13)이 피복하고 있다. 또한, 어드레스 전극(12) 간의 기초 유전체층(13) 상에는 방전 공간(16)을 구획하는 소정의 높이의 격벽(14)이 형성되어 있다. 격벽(14) 간의 홈 마다 자외선에 의해 적색, 녹색 및 청색으로 각각 발광하는 형광체층(15)이 순차적으로 도포되어 형성되어 있다. 주사 전극(4) 및 유지 전극(5)과 어드레스 전극(12)이 교차하는 위치에 방전 공간이 형성되고, 표시 전극(6) 방향으로 배열한 적색, 녹색, 청색의 형광체층(15)을 갖는 방전 공간이 컬러 표시를 위한 화소가 된다.

도 2는, 본 발명의 실시 형태에 있어서의 PDP(1)의 전면판(2)의 구성을 도시하는 단면도로서, 도 2는 도 1과 상하 반전시켜서 나타내고 있다. 도 2에 도시한 바와 같이, 플로트법 등에 의해 제조된 전면 글래스 기판(3)에, 주사 전극(4)과 유지 전극(5)으로 이루어진 표시 전극(6)과 차광층(7)이 패턴 형성되어 있다. 주사 전극(4)과 유지 전극(5)은 각각 인듐 주석 산화물(ITO)이나 산화 주석(SnO₂) 등으로 이루어진 투명 전극(4a, 5a)과, 투명 전극(4a, 5a) 상에 형성된 금속 버스 전극(4b, 5b)에 의해 이루어져 있다. 금속 버스 전극(4b, 5b)은 투명 전극(4a, 5a)의 길이 방향에 도전성을 부여하는 목적으로 이용되며, 은(Ag) 재료를 주성분으로 하는 도전성 재료에 의해 형성되어 있다.

유전체층(8)은, 전면 글래스 기판(3) 상에 형성된 이들 투명 전극(4a, 5a)과 금속 버스 전극(4b, 5b)과 차광층(7)을 덮어서 형성한 제1 유전체층(81)과, 제1 유전체층(81) 상에 형성된 제2 유전체층(82)의 적어도 2층 구성으로 되어 있다. 보호층(9)은 제2 유전체층(82) 상에 형성되어 있다.

보호층(9)은, 산화 마그네슘과 산화 칼슘으로 이루어진 금속 산화물에 의해 형성되어 있다. 또한, 보호층(9) 상에 산화 마그네슘(MgO)의 결정 입자(92a)가 복수개 응집한 응집 입자(92)를 부착시킴으로써 형성하고 있다.

다음으로, 이러한 PDP(1)의 제조 방법에 대해서 설명한다. 우선, 전면 글래스 기판(3) 상에, 주사 전극(4) 및 유지 전극(5)과 차광층(7)을 형성한다. 주사 전극(4)과 유지 전극(5)을 구성하는 투명 전극(4a, 5a)과 금속 버스 전극(4b, 5b)은, 포토리소그래피법 등을 이용해서 패터닝하여 형성된다. 투명 전극(4a, 5a)은 박막 프로세스 등을 이용하여 형성된다. 금속 버스 전극(4b, 5b)은 은(Ag) 재료를 포함하는 페이스트를 소정의 온도에서 소성함으로써 고화하고 있다. 또한, 차광층(7)도 마찬가지로, 흑색 안료를 포함하는 페이스트를 스크린 인쇄하는 방법이나, 흑색 안료를 글래스 기판의 전체 면에 형성한 후, 포토리소그래피법을 이용해서 패터닝하고, 소성하는 방법에 의해 형성된다.

다음으로, 주사 전극(4), 유지 전극(5) 및 차광층(7)을 덮도록 전면 글래스 기판(3) 상에 유전체 페이스트를 다이 코트법 등에 의해 도포하여 유전체 페이스트(유전체 재료)층(도시 생략)을 형성한다. 유전체 페이스트를 도포한 후, 소정의 시간 방치함으로써 도포된 유전체 페이스트 표면이 레벨링되어 평탄한 표면이 된다. 그 후, 유전체 페이스트층을 소성하여 고화함으로써, 주사 전극(4), 유지 전극(5) 및 차광층(7)을 덮는 유전체층(8)이 형성된다. 참고로, 유전체 페이스트는 글래스 분말 등의 유전체 재료, 바인더 및 용제를 포함하는 도료이다.

다음으로, 유전체층(8) 상에 보호층(9)을 형성한다. 본 발명의 실시 형태 에서는, 보호층(9)을 산화 마그네슘(MgO)과 산화 칼슘(CaO)으로 이루어진 금속 산화물로 형성하고 있다.

보호층(9)은, 산화 마그네슘(MgO)이나 산화 칼슘(CaO)의 단독 재료의 펠릿이나, 그들 재료를 혼합한 펠릿을 이용해서 박막 성막 방법에 의해 형성된다. 박막 성막 방법으로는, 전자 빔 증착법, 스퍼터링법, 이온 플래팅법 등의 공지의 방법을 적용할 수 있다. 일례로서, 스퍼터링법에서는 1Pa, 증착법의 일례인 전자 빔 증착법에서는 0.1Pa가 실제로 취할 수 있는 압력의 상한이라고 생각된다.

또한, 보호층(9)의 성막 시의 분위기로는, 수분 부착이나 불순물의 흡착을 방지하기 위해서 외부와 차단된 밀폐 상태에서 성막 시의 분위기를 조정함으로써, 소정의 전자 방출 특성을 갖는 금속 산화물로 이루어진 보호층(9)을 형성할 수 있다.

다음으로, 보호층(9) 상에 부착 형성하는 산화 마그네슘(MgO)의 결정 입자(92a)의 응집 입자(92)에 대해서 설명한다. 결정 입자(92a)는, 이하에 기재하는 기상 합성법 또는 전구체 소성법 중 어느 하나의 방법으로 제조할 수 있다.

기상 합성법에서는, 불활성 가스가 채워진 분위기하에서 순도가 99.9% 이상인 마그네슘 금속 재료를 가열한다. 또한, 분위기 중에 산소를 소량 도입함으로써 마그네슘을 직접 산화시켜, 산화 마그네슘(MgO)의 결정 입자(92a)를 제조할 수 있다.

한편, 전구체 소성법에서는, 이하의 방법에 의해 결정 입자(92a)를 제조할 수 있다. 전구체 소성법에서는, 산화 마그네슘(MgO)의 전구체를 700도 이상의 온도 조건에서 균일하게 소성하고, 이를 서서히 냉각하여 산화 마그네슘(MgO)의 결정 입자(92a)를 얻는다. 전구체로는, 예를 들면, 마그네슘 알콕시드(Mg(OR)₂), 마그네슘 아세틸 아세톤(Mg(acac)₂), 수산화 마그네슘(Mg(OH)₂), 탄산 마그네슘(MgCO₂), 염화 마그네슘(MgCl₂), 황산 마그네슘(MgSO₄), 질산 마그네슘(Mg(NO₃)₂), 옥살산 마그네슘(MgC₂O₄) 중 어느 1종 이상의 화합물을 선택할 수 있다. 참고로, 선택한 화합물에 따라서는, 통상적으로 수화물의 형태를 취하는 경우도 있는데, 이와 같은 수화물을 이용해도 된다.

이들 화합물은, 소성 후에 얻어지는 산화 마그네슘(MgO)의 순도가 99.95% 이상, 바람직하게는 99.98% 이상이 되도록 조정한다. 이들 화합물 중에, 각종 알칼리 금속, 붕소(B), 규소(Si), 철(Fe), 알루미늄(Al) 등의 불순물 원소가 일정량 이상 섞여 있으면, 열처리시에 불필요한 입자 간 유착이나 소결이 발생하여, 고결정성의 산화 마그네슘(MgO)의 결정 입자(92a)를 얻기 어렵기 때문이다. 따라서, 불순물 원소를 제거함으로써 미리 전구체를 조정할 필요가 있다.

상기 어느 하나의 방법으로 얻어진 산화 마그네슘(MgO)의 결정 입자(92a)를 용매에 분산시킨다. 계속해서, 분산액을 스프레이법이나 스크린 인쇄법, 정전 도포법 등에 의해 보호층(9)의 표면에 산포한다. 그 후, 건조·소성 공정을 거쳐서 용매를 제거하고, 산화 마그네슘(MgO)의 결정 입자(92a)가 복수 응집한 응집 입자(92)를 보호층(9)의 표면에 정착시킨다.

이와 같은 일련의 공정에 의해 전면 글래스 기판(3) 상에 주사 전극(4), 유지 전극(5), 차광층(7), 유전체층(8), 보호층(9)이 형성되어 전면판(2)이 완성된다.

한편, 배면판(10)은 다음과 같이 해서 형성된다. 우선, 배면 글래스 기판(11) 상에, 은(Ag) 재료를 포함하는 페이스트를 스크린 인쇄하는 방법이나, 금속막을 전체 면에 형성한 후, 포토리소그래피법을 이용하여 패터닝하는 방법 등에 의해 어드레스 전극(12) 용의 구성물이 되는 재료층(도시 생략)을 형성한다. 그 후, 소정의 온도에서 재료층을 소성함으로써 어드레스 전극(12)을 형성한다. 다음으로, 어드레스 전극(12)이 형성된 배면 글래스 기판(11) 상에 다이 코트법 등에 의해, 어드레스 전극(12)을 덮도록 유전체 페이스트를 도포하여 유전체 페이스트층을 형성한다. 그 후, 유전체 페이스트층을 소성함으로써 기초 유전체층(13)을 형성한다. 참고로, 유전체 페이스트는 글래스 분말 등의 유전체 재료와 바인더 및 용제를 포함한 도료이다.

다음으로, 기초 유전체층(13) 상에 격벽 재료를 포함하는 격벽 형성용 페이스트를 도포하고, 소정의 형상으로 패터닝함으로써 격벽 재료층(도시 생략)을 형성한다. 그 후, 소정의 온도에서 격벽 재료층을 소성함으로써 격벽(14)을 형성한다. 여기서, 기초 유전체층(13) 상에 도포한 격벽용 페이스트를 패터닝하는 방법으로는, 포토리소그래피법이나 샌드 블러스트법을 이용할 수 있다. 그리고, 인접하는 격벽(14) 간의 기초 유전체층(13) 상 및 격벽(14)의 측면에 형광체 재료를 포함하는 형광체 페이스트를 도포하고 소성함으로써 형광체층(15)이 형성된다. 이상의 공정에 의해, 배면 글래스 기판(11) 상에 소정의 구성 부재를 갖는 배면판(10)이 완성된다.

소정의 구성 부재를 구비한 전면판(2)과 배면판(10)을 주사 전극(4)과 어드레스 전극(12)이 직교하도록 대향 배치하고, 그 주위를 글래스 프릿으로 봉착하여 방전 공간(16)에 크세논(Xe)과 네온(Ne) 등을 포함하는 방전 가스를 봉입해서 PDP(1)가 완성된다.

여기서, 전면판(2)의 유전체층(8)을 구성하는 제1 유전체층(81)과 제2 유전체층(82)에 대해서 상세하게 설명한다. 제1 유전체층(81)의 유전체 재료는, 다음 재료 조성으로 구성되어 있다. 즉, 산화 비스무스(Bi₂O₃)를 20중량%∼40중량%、산화 칼슘(CaO), 산화 스트론튬(SrO), 산화 바륨(BaO)으로부터 선택되는 적어도 1종을 0.5중량%∼12중량% 포함하고, 산화 몰리브덴(MoO₃), 산화 텅스텐(WO₃), 산화 세륨(CeO₂), 이산화 망간(MnO₂)으로부터 선택되는 적어도 1종을 0.1중량%∼7중량% 포함하고 있다.

또한, 산화 몰리브덴(MoO₃), 산화 텅스텐(WO₃), 산화 세륨(CeO₂), 이산화 망간(MnO₂) 대신에, 산화 구리(CuO), 산화 크롬(Cr₂O₃), 산화 코발트(Co₂O₃), 산화 바나듐(V₂O₇), 산화 안티몬(Sb₂O₃)으로부터 선택되는 적어도 1종을 0.1중량%∼7중량% 포함시켜도 좋다.

또한, 상기 이외의 성분으로서, 산화 아연(ZnO)을 0중량%∼40중량%、산화 붕소(B₂O₃)를 0중량%∼35중량%、산화 규소(SiO₂)를 0중량%∼15중량%、산화 알루미늄(Al₂O₃)을 0중량%∼10중량% 등, 납 성분을 포함하지 않는 재료 조성이 포함되어 있어도 좋다.

이들 조성 성분으로 이루어진 유전체 재료를, 습식 제트밀이나 볼밀로 입경이 0.5μm∼2.5μm가 되도록 분쇄하여 유전체 재료 분말을 제작한다. 다음으로 이 유전체 재료 분말 55중량%∼70중량%와, 바인더 성분 30중량%∼45중량%를 3개의 롤로 잘 혼련하여 다이 코트용, 또는 인쇄용의 제1 유전체층(81)용 페이스트를 제작한다.

바인더 성분은 에틸 셀룰로오스, 또는 아크릴 수지 1중량%∼20중량%를 포함하는 테르피네올, 또는 부틸칼비톨 아세테이트이다. 또한, 페이스트 중에는, 필요에 따라 가소제로서 프탈산 디옥틸, 프탈산 디부틸, 인산 트리페닐, 인산 트리부틸을 첨가하고, 분산제로서 글리세롤 모노올레이트, 솔비탄세스키 올레이트, 호모게놀(카오 코퍼레이션사 제품명), 알킬 알릴기의 인산 에스테르 등을 첨가하여 페이스트로서 인쇄 특성을 향상시켜도 된다.

다음으로, 이 제1 유전체층용 페이스트를 이용하여, 표시 전극(6)을 덮도록 전면 글래스 기판(3)에 다이 코트법 혹은 스크린 인쇄법으로 인쇄하여 건조시키고, 그 후, 유전체 재료의 연화점보다 조금 높은 온도인 575℃∼590℃로 소성하여 제1 유전체층(81)을 형성한다.

다음으로, 제2 유전체층(82)에 대해서 설명한다. 제2 유전체층(82)의 유전체 재료는, 다음의 재료 조성으로 구성되어 있다. 즉, 산화 비스무스(Bi₂O₃)를 11중량%∼20중량%、또한, 산화칼슘(CaO), 산화 스트론튬(SrO), 산화 바륨(BaO)으로부터 선택되는 적어도 1종을 1.6중량%∼21중량% 포함하고, 산화 몰리브덴(MoO₃), 산화 텅스텐(WO₃), 산화 세륨(CeO₂)으로부터 선택되는 적어도 1종을 0.1중량%∼7중량% 포함하고 있다.

또한, 산화 몰리브덴(MoO₃), 산화 텅스텐(WO₃), 산화 세륨(CeO₂) 대신에, 산화 구리(CuO), 산화 크롬(Cr₂O₃), 산화 코발트(Co₂O₃), 산화 바나듐(V₂O₇), 산화 안티몬(Sb₂O₃), 산화 망간(MnO₂)으로부터 선택되는 적어도 1종을 0.1중량%∼7중량% 포함시켜도 좋다.

이들 조성 성분으로 이루어진 유전체 재료를, 습식 제트밀이나 볼밀로 입경이 0.5μm∼2.5μm가 되도록 분쇄하여 유전체 재료 분말을 제작한다. 다음으로 이 유전체 재료 분말 55중량%∼70중량%와, 바인더 성분 30중량%∼45중량%를 ３개의 롤로 잘 혼련하여 다이 코트용, 또는 인쇄용의 제2 유전체층용 페이스트를 제작한다. 바인더 성분은 에틸 셀룰로오스, 또는 아크릴 수지 1중량%∼20중량%를 포함하는 테르피네올 또는 부틸칼비톨 아세테이트이다. 또한, 페이스트 중에는, 필요에 따라 가소제로서 프탈산 디옥틸, 프탈산 디부틸, 인산 트리페닐, 인산 트리부틸을 첨가하고, 분산제로서 글리세롤 모노올레이트, 솔비탄세스키 올레이트, 호모게놀(카오 코퍼레이션사 제품명), 알킬 알릴기의 인산 에스테르 등을 첨가하여 인쇄성을 향상시켜도 된다.

다음으로 이 제2 유전체층용 페이스트를 이용하여 제1 유전체층(81) 상에 스크린 인쇄법 혹은 다이 코트법으로 인쇄하여 건조시키고, 그 후, 유전체 재료의 연화점보다 조금 높은 온도인 550℃∼590℃로 소성한다.

또한, 유전체층(8)의 막 두께로는, 가시광 투과율을 확보하기 위하여 제1 유전체층(81)과 제2 유전체층(82)을 합하여 41μｍ 이하로 하는 것이 바람직하다. 또한, 제1 유전체층(81)은, 금속 버스 전극(4b, 5b)의 은(Ag)과의 반응을 억제하기 위해서 산화 비스무스(Bi₂O₃)의 함유량을 제2 유전체층(82)의 산화 비스무스(Bi₂O₃)의 함유량보다도 많게 하여 20중량%∼40중량%로 하고 있다. 그 때문에, 제1 유전체층(81)의 가시광 투과율이 제2 유전체층(82)의 가시광 투과율보다 낮아지므로, 제1 유전체층(81)의 막 두께를 제2 유전체층(82)의 막 두께보다 얇게 하고 있다.

또한, 제2 유전체층(82)에서는, 산화 비스무스(Bi₂O₃)의 함유량이 11중량% 이하이면 착색은 생기기 어려워지지만, 제2 유전체층(82) 중에 기포가 발생하기 쉬워지기 때문에 바람직하지 못하다. 한편, 함유율이 40중량%를 초과하면 착색이 생기기 쉬워지기 때문에 투과율이 저하한다.

또한, 유전체층(8)의 막 두께가 얇을수록 휘도의 향상과 방전 전압을 저감한다는 효과가 현저해지므로, 절연 내압이 저하하지 않는 범위 내라면 가능한 한 막 두께를 작게 설정하는 것이 바람직하다. 이러한 관점에서, 본 발명의 실시 형태에서는, 유전체층(8)의 막 두께를 41μｍ 이하로 설정하고, 제1 유전체층(81)을 5μm∼15μm, 제2 유전체층(82)을 20μm∼36μm로 하고 있다.

이와 같이 하여 제조된 PDP(1)는, 표시 전극(6)에 은(Ag) 재료를 이용하여도 전면 글래스 기판(3)의 착색 현상(황변)이 적고, 또한, 유전체층(8) 중에 기포가 발생되지 않아, 절연 내압 성능이 우수한 유전체층(8)을 실현하는 것을 확인할 수 있다.

다음으로, 본 발명의 실시 형태에 있어서의 PDP(1)에 있어서, 이들 유전체 재료에 의해 제1 유전체층(81)에 있어서 황변이나 기포의 발생이 억제되는 이유에 대해서 고찰한다. 즉, 산화 비스무스(Bi₂O₃)를 포함하는 유전체 글래스에 산화 몰리브덴(MoO₃) 또는 산화 텅스텐(WO₃)을 첨가함으로써, Ag₂MoO₄, Ag₂Mo₂O₇, Ag₂Mo₄O₁₃, Ag₂WO₄, Ag₂W₂O₇, Ag₂W₄O₁₃라는 화합물이 580℃ 이하의 저온에서 생성되기 쉽다는 사실이 알려져 있다. 본 발명의 실시 형태에서는, 유전체층(8)의 소성 온도가 550℃∼590℃라는 점에서, 소성 중에 유전체층(8) 중에 확산한 은 이온(Ag⁺)은 유전체층(8) 중의 산화 몰리브덴(MoO₃), 산화 텅스텐(WO₃), 산화 세륨(CeO₂), 산화 망간(MnO₂)과 반응하여, 안정된 화합물을 생성해서 안정화한다. 즉, 은 이온(Ag⁺)이 환원되지 않고 안정화되기 때문에, 응집해서 콜로이드를 생성하는 일이 없다. 따라서, 은 이온(Ag⁺)이 안정화됨으로써, 은(Ag)의 콜로이드화에 수반하는 산소의 발생도 적어지기 때문에, 유전체층(8) 중에의 기포의 발생도 적어진다.

한편, 이들 효과를 유효하게 하기 위해서는, 산화 비스무스(Bi₂O₃)를 포함하는 유전체 글래스 중에 산화 몰리브덴(MoO₃), 산화 텅스텐(WO₃), 산화 세륨(CeO₂), 산화 망간(MnO₂)의 함유량을 0.1중량% 이상으로 하는 것이 바람직한데, 0.1중량% 이상 7중량% 이하가 보다 바람직하다. 특히, 0.1중량% 미만에서는 황변을 억제하는 효과가 적고, 7중량%를 초과하면 글래스에 착색이 일어나 바람직하지 못하다.

즉, 본 발명의 실시 형태에 있어서의 PDP(1)의 유전체층(8)은, 은(Ag) 재료로 이루어진 금속 버스 전극(4b, 5b)과 접하는 제1 유전체층(81)에서는 황변 현상과 기포 발생을 억제하고 있다. 또한, 제1 유전체층(81) 상에 설치한 제2 유전체층(82)에 의해 높은 광 투과율을 실현하고 있다. 그 결과, 유전체층(8) 전체적으로 기포나 황변의 발생이 매우 적어, 투과율이 높은 PDP를 실현하는 것이 가능해진다.

다음으로 본 발명의 실시 형태에 있어서의 보호층(9)에 대하여 상세하게 설명한다.

본 발명의 실시 형태에서는, 보호층(9)을, 산화 마그네슘(MgO)과 산화 칼슘(CaO)을 원재료로 하여 전자 빔 증착법으로 형성한 금속 산화물로 구성하고 있다. 또한, 금속 산화물은, 보호층(9) 면에서의 X선 회절 분석에 있어서, 산화 마그네슘(MgO)의 피크가 발생하는 회절각과, 산화 마그네슘(MgO)의 피크와 동일한 면방위의 산화 칼슘(CaO)의 피크가 발생하는 회절각과의 사이에 피크가 존재하는 동시에, 칼슘(Ca)의 농도를 5atm% 이상 25atm% 이하로 하고, 또한, 결정 방위(111)면의 피크를 갖고 있다.

도 3은, 본 발명의 실시 형태에 있어서의 PDP(1)의 보호층(9) 면에서의 X선 회절 분석 결과와, 산화 마그네슘(MgO) 단체(單體)와 산화 칼슘(CaO) 단체(單體)의 X선 회절 분석 결과를 나타내는 도면이다.

도 3에 있어서, 횡축은 브래그의 회절각(2θ)이며, 종축은 X선 회절파의 강도이다. 회절각의 단위는 1주(周)를 360도로 하는 각도로 나타내고, 강도는 임의 단위(arbitrary unit)로 나타내고 있다. 또한, 도 3 중에는 각각의 결정 면방위를 괄호로 나타내고 있다. 산화 칼슘(CaO) 단체의 (111)면에서의 회절각은 32.2도에 피크를 가지고 있다. 또한, 산화 마그네슘(MgO) 단체의 (111)면에서의 회절각은 36.9도에 피크를 가지고 있음을 알 수 있다.

마찬가지로, 산화 칼슘(CaO) 단체의 (200)면에서의 회절각은 37.3도에 피크를 갖고 있다. 또한, 산화 마그네슘(MgO) 단체의 (200)면에서의 회절각은 42.8도에 피크를 갖고 있음을 알 수 있다.

한편, 산화 마그네슘(MgO)이나 산화 칼슘(CaO)의 단독 재료의 펠릿이나, 그들 재료를 혼합한 펠릿을 이용하여 박막 성막 방법에 의해 형성한 본 발명의 실시 형태에 있어서의 보호층(9)의 X선 회절 분석 결과는, 도 3의 A점과 B점이다.

또한, 도 3에 도시한 바와 같이, 보호층(9)을 구성하는 금속 산화물의 X선 회절 결과가, 피크로서 A점(36.1도)과 B점(41.9도)을 갖고 있어도 좋다. 즉, 금속 산화물이 결정 방위 (111)면과 결정 방위 (200)면의 양방에 배향해도 좋다. 그 경우에는, 금속 산화물로는 결정 방위 (111)면의 피크 A점의 강도 Da가, 결정 방위 (200)면의 피크 B점의 강도 Db보다도 크도록 하고 있다.

즉, 본 발명의 실시 형태인 보호층(9)을 구성하는 금속 산화물의 (111)면에서의 회절각은, 산화 마그네슘(MgO)과 산화 칼슘(CaO) 각각 단체의 회절각 사이의 A점인 36.1도에 피크가 존재한다. 또한, (200)면에서의 회절각은, 산화 마그네슘(MgO)과 산화 칼슘(CaO) 각각 단체의 회절각 사이의 B점인 41.9도에 피크가 존재하고 있다.

이와 같은 X선 회절 분석 결과를 갖는 금속 산화물의 에너지 준위도 산화 마그네슘(MgO) 단체와 산화 칼슘(CaO) 단체의 사이에 존재한다. 그 결과, 보호층(9)에서는, 산화 마그네슘(MgO) 단체에 비해 양호한 ２차 전자 방출 특성을 발휘한다. 그 때문에, 특히 휘도를 높이기 위해서 방전 가스로서의 크세논(Xe) 분압을 높인 경우에, 방전 전압을 저감하여 저전압에서 고휘도의 PDP를 실현하는 것이 가능하게 되었다.

도 4는, 본 발명의 실시 형태에 있어서의 PDP(1)에 있어서, 산화 마그네슘(MgO)과 산화 칼슘(CaO)으로 이루어진 보호층(9)인 금속 산화물 중의 칼슘(Ca)의 농도와 방전 유지 전압과의 관계를 나타내는 도면이다. 또한, 칼슘(Ca)의 농도는, 금속 산화물 중의 칼슘(Ca)과 마그네슘(Mg) 성분을 X선 회절 분석의 피크 시프트 폭으로부터 계산하고, 그것들로부터 칼슘(Ca)의 농도를 atm%로 표시하고 있다. 또한, 종축의 방전 유지 전압은, 보호층(9)으로서 산화 마그네슘(MgO)만으로 구성한 경우의 방전 유지 전압을 기준으로 하여 나타내고 있다. 방전 유지 전압의 측정은 크세논(Xe)과 네온(Ne)의 혼합 가스 중(크세논(Xe) 분압은 15%)에서 실시했다.

도 4에서 명확히 알 수 있듯이, 보호층(9) 중인 금속 산화물의 칼슘(Ca)의 농도에 의해, PDP(1)의 방전 유지 전압이 변화함을 알 수 있다. 즉, 칼슘(Ca)의 농도를 증가시키면, 산화 마그네슘(MgO)만으로 구성한 보호층(9)의 경우에 비해 방전 유지 전압은 저하하는 경향으로 되고, 소정의 농도를 초과하면 증가하는 경향으로 된다. 도 4로부터 분명히 알 수 있듯이, 칼슘(Ca) 농도를 5atomic%∼25atomic%의 범위가 되도록 하면, 산화 마그네슘(MgO) 단체의 보호층(9)을 이용한 PDP에 비해, 방전 유지 전압의 값을 약 5%이상 저감할 수 있다.

한편, 칼슘(Ca) 농도를 10atomic%∼20atomic%의 범위가 되도록 하면, 방전 유지 전압을 더욱 저감하는 것이 가능해지고, 산화 마그네슘(MgO) 단체의 보호층(9)을 이용한 PDP에 비해 방전 유지 전압의 값을 약 10% 이상 낮게 할 수 있다.

따라서, 예를 들면, 방전 가스로서 크세논(Xe)과 네온(Ne)의 혼합 가스를 이용한 경우에, 크세논(Xe)의 분압을 높여서 휘도를 상승시키고, 그때의 방전 유지 전압의 상승을 본 발명의 실시 형태에 있어서의 보호층(9)에 의해 저감할 수 있다. 그 결과, 고휘도이며 저전압 구동의 가능한 PDP(1)를 실현하는 것이 가능해진다.

또한, 도 5는, 본 발명의 실시 형태에 있어서의 PDP(1)에 있어서, 산화 마그네슘(MgO)과 산화칼슘(CaO)으로 이루어진 보호층(9)인 금속 산화물 중의 칼슘(Ca)의 농도와 방전 개시 전압의 관계를 나타내는 도면이다. 도 5로부터 분명히 알 수 있듯이, 방전 개시 전압도 방전 유지 전압과 마찬가지의 경향을 나타내어, 칼슘(Ca) 농도를 5atm%∼25atm%의 범위가 되도록 하면, 산화 마그네슘(MgO) 단체의 보호층(9)을 이용한 PDP에 비해 방전 개시 전압의 값을 약 5% 이상 저감할 수 있다. 또한, 칼슘(Ca) 농도를 10atm%∼20atm%의 범위가 되도록 하면, 방전 개시 전압을 더욱 저감하는 것이 가능해져, 산화 마그네슘(MgO) 단체의 보호층(9)을 이용한 PDP에 비해 약 10% 이상 낮게 할 수 있다.

참고로, 본 발명의 실시 형태에 있어서의 보호층(9)이 방전 유지 전압을 저감할 수 있는 이유는, 각각의 금속 산화물의 밴드 구조에 의하는 것으로 생각된다.

즉, 산화 칼슘(CaO)의 가전자대의 진공 준위로부터의 깊이는 산화 마그네슘(MgO)에 비해 얕은 영역에 존재한다. 그 때문에, 산화 칼슘(CaO)의 에너지 준위에 존재하는 전자가 크세논(Xe) 이온의 기저 상태로 천이할 때에, 오제 효과에 의해 방출되는 전자 수가 산화 마그네슘(MgO)의 경우에 비해 많아지는 것으로 생각된다.

또한, 본 발명의 실시 형태에 있어서의 보호층(9)은, 산화 마그네슘(MgO)과 산화칼슘(CaO)을 주성분으로 하고, 또한, X선 회절 분석에 있어서, 이들 주성분인 산화 마그네슘(MgO)과 산화 칼슘(CaO) 단체의 회절각 사이에 피크가 존재한다.

상기 금속 산화막의 에너지 준위에 관해서는 산화 마그네슘(MgO)과 산화 칼슘(CaO)의 합성된 성질을 갖게 된다. 따라서, 보호층(9)의 에너지 준위도 산화 마그네슘(MgO) 단체와 산화 칼슘(CaO) 단체 사이에 존재하고, 오제 효과에 의해 다른 전자가 획득하는 에너지량이 진공 준위를 초과하여 방출됨에 있어서 충분한 양으로 할 수 있다. 그 결과, 보호층(9)에서는, 산화 마그네슘(MgO) 단체에 비해 양호한 ２차 전자 방출 특성을 발휘할 수 있고, 결과적으로 방전 유지 전압을 저감할 수 있다.

또한, 산화 칼슘(CaO)은, 단체에서는 반응성이 높기 때문에 불순물과 반응하기 쉽고, 그 때문에 전자 방출 성능이 저하된다는 과제를 가지고 있었다. 그러나, 본 발명의 실시 형태와 같이, 산화 마그네슘(MgO)과 산화 칼슘(CaO)의 금속 산화물의 구성으로 함으로써 반응성을 저감시켜, 이들 과제를 해결할 수도 있다.

또한, 산화 스트론튬(SrO)과 산화 바륨(BaO)은, 그 밴드 구조를 보더라도, 진공 준위로부터의 깊이가 산화 마그네슘(MgO)에 비해 얕은 영역에 존재한다. 따라서, 산화 칼슘(CaO) 대신에 이들 재료를 이용한 경우에도 마찬가지의 효과를 발현시킬 수 있다.

또한, 본 발명의 실시 형태에 있어서의 보호층(9)은, 산화 칼슘(CaO)과 산화 마그네슘(MgO)을 주성분으로 하는 동시에, X선 회절 분석에 있어서, 이들 주성분인 산화 마그네슘(MgO)과 산화 칼슘(CaO) 단체의 회절각 사이에 피크가 존재하기 때문에, 불순물의 혼입이나 산소 결손이 적은 결정 구조로 형성되어 있다. 그 때문에, PDP의 구동시에 전자의 과잉 방출이 억제되어, 저전압 구동과 ２차 전자 방출 성능을 양립시키는 효과 외에, 적절한 전하 유지 성능을 갖는 효과도 발휘된다. 이 전하 유지 성능은, 특히 초기화 기간에 모아 놓은 벽전하를 유지해 두고, 기입 기간에서 기입 불량을 방지하여 확실한 기입 방전을 행하기 위해 필요하다.

다음으로, 본 발명의 실시 형태에 있어서의, 보호층(9) 상에 설치한 산화 마그네슘(MgO)의 결정 입자(92a)가 복수개 응집한 응집 입자(92)에 대해서 상세하게 설명한다. 본원 발명자들의 실험에 의해, 응집 입자(92)에는, 주로 기입 방전에 있어서의 방전 지연을 억제하는 효과와, 방전 지연의 온도 의존성을 개선하는 효과가 있다는 사실이 확인되었다. 즉, 응집 입자(92)는, 보호층(9)에 비해 고도의 초기 전자 방출 특성을 갖는다. 그래서 본 발명의 실시 형태에서는, 응집 입자(92)를 방전 펄스 상승 시에 필요한 초기 전자 공급부로서 배설하고 있다.

방전 개시 시에는, 방전의 트리거가 되는 초기 전자가, 보호층(9) 표면으로부터 방전 공간(16) 중에 방출된다. 초기 전자량이 부족한 것이 방전 지연의 주된 원인이라 생각된다. 따라서, 초기 전자를 안정하게 공급하기 위해서, 산화 마그네슘(MgO)의 응집 입자(92)를 보호층(9)의 표면에 분산 배치한다. 이로 인해, 방전 펄스의 상승 시에 방전 공간(16) 중에 초기 전자를 풍부하게 존재시켜 방전 지연을 해소할 수 있다. 따라서, 이러한 초기 전자 방출 특성을 가짐으로써, PDP(1)가 고정밀인 경우 등에 있어서도 방전 응답성이 양호한 고속 구동이 가능하도록 되어 있다. 또한, 보호층(9)의 표면에 산화 마그네슘(MgO)의 응집 입자(92)를 배설하는 구성에서는, 주로 기입 방전에 있어서의 방전 지연을 억제하는 효과 외에 방전 지연의 온도 의존성을 개선하는 효과도 얻을 수 있다.

이상과 같이, 본 발명의 실시 형태에 있어서의 PDP(1)에서는, 저전압 구동과 전하 유지의 양립 효과를 발휘하는 보호층(9)과, 방전 지연의 방지 효과를 발휘하는 산화 마그네슘(MgO)의 응집 입자(92)를 갖는다. 이 때문에, PDP(1)가 고정밀인경우에도, 저전압으로 고속 구동시킬 수 있다. 또한, 점등 불량을 억제한 고품위의 화상 표시 성능을 기대할 수 있다.

도 6은 본 발명의 실시 형태에 있어서의 PDP(1)의 보호층(9) 상에 설치된 응집 입자(92)를 설명하기 위한 확대도이다. 응집 입자(92)란, 도 6에 도시한 바와 같이, 소정의 １차 입경의 결정 입자(92a)가 응집한 상태인 것인다. 즉, 고체로서 큰 결합력을 가지고 결합하고 있는 것이 아니다. 정전기나 판데르발스 힘 등에 의해 복수의 １차 입자가 집합체로 되어 있는 것이다. 또한, 응집 입자(92)는, 초음파 등의 외적 힘이 가해졌을 경우, 그 일부 또는 전부가 １차 입자의 상태로 분해하는 정도의 힘으로 결합하고 있는 것이다. 응집 입자(92)의 입경으로는, 약 1μm이고, 결정 입자(92a)로는 14면체나 12면체 등의 7면 이상의 면을 갖는 다면체형상을 갖는 것이 바람직하다.

또한, 결정 입자(92a)의 １차 입자의 입경은, 결정 입자(92a)의 생성 조건에 따라 제어할 수 있다. 예를 들면, 탄산 마그네슘이나 수산화 마그네슘 등의 MgO 전구체를 소성해서 생성하는 경우, 소성 온도나 소성 분위기를 제어함으로써 입경을 제어할 수 있다. 일반적으로, 소성 온도는 700℃에서 1500℃의 범위에서 선택할 수 있는데, 소성 온도를 1000℃ 이상으로 함으로써, １차 입경을 0.3μm∼2μｍ 정도로 제어 가능하다. 또한, MgO 전구체를 가열하여 결정 입자(92a)를 얻는 경우, 그 생성 과정에서 복수 개의 １차 입자끼리 응집하여 응집 입자(92)를 얻을 수 있다.

도 7은, 본 발명의 실시 형태에 있어서의 PDP(1)의 방전 지연과 보호층(9) 중의 칼슘(Ca) 농도와의 관계를 나타내는 도면이다. 보호층(9)을, 산화 마그네슘(MgO)과 산화 칼슘(CaO)으로 이루어진 금속 산화물에서 구성하고 있다. 또한, 금속 산화물은, 보호층(9)면에 있어서의 X선 회절 분석에 있어서, 산화 마그네슘(MgO)의 피크가 발생하는 회절각과 산화 칼슘(CaO)의 피크가 발생하는 회절각 사이에 피크가 존재하도록 하고 있다.

또한, 도 7에는, 보호층(9)로서 기초막(91) 뿐인 경우와, 기초막(91) 상에 응집 입자(92)를 배치했을 경우에 대해서 나타내고 있다. 또한, 방전 지연은, 기초막(91) 중에 칼슘(Ca)이 함유되지 않은 경우를 기준으로 나타내고 있다.

또한, 전자 방출 성능은, 클수록 전자 방출량이 많음을 나타내는 수치로서, 표면 상태 및 가스 종과 그 상태에 따라서 정해지는 초기 전자 방출량에 의해 표현한다. 초기 전자 방출량에 대해서는 표면에 이온, 혹은 전자 빔을 조사해서 표면으로부터 방출되는 전자 전류량을 측정하는 방법으로 측정할 수 있는데, PDP의 전면판 표면의 평가를 비파괴로 실시하는 것은 곤란하다. 따라서, 일본 특허 공개 2007-48733호 공보에 기재되어 있는 방법을 이용하였다. 즉, 방전 시의 지연 시간 중, 통계 지연 시간이라 불리는 방전이 발생하기 쉬운 기준이 되는 수치를 측정하고, 그 역수를 적분하면, 초기 전자의 방출량과 선형에 대응하는 수치가 된다. 따라서 이 수치를 이용하여 평가하고 있다. 방전 시의 지연 시간이란, 펄스의 상승으로부터 방전이 지연되어 행해지는 방전 지연의 시간을 의미하고, 방전 지연은, 방전이 개시될 때에 트리거가 되는 초기 전자가 보호층 표면으로부터 방전 공간 중에 방출되기 어렵다는 점이 주요한 요인으로 생각된다.

도 7에서 분명히 알 수 있듯이, 기초막(91) 뿐인 경우에는, 칼슘(Ca) 농도의 증가와 함께 방전 지연이 커진다. 한편, 기초막(91) 상에 응집 입자(92)를 배치한 경우에는, 방전 지연을 큰폭으로 작게 할 수 있다. 또한, 칼슘(Ca) 농도가 증가해도 방전 지연은 거의 증대되지 않는다.

다음으로, 본 발명의 실시 형태에 따른 PDP(1)의 보호층(9)에 이용한 응집 입자(92)의 입경에 대해서 설명한다. 또한, 이하의 설명에서, 입경이란 평균 입경을 의미하고, 평균 입경이란, 체적 누적 평균 직경(D50)을 의미한다.

도 8은, 본 발명의 실시 형태에 있어서의 PDP(1)에 있어서, 응집 입자(92)의 입경을 변화시켜서 전자 방출 성능을 조사한 실험 결과를 나타내는 특성도이다. 또한, 도 8에 있어서, 응집 입자(92)의 입경은, 응집 입자(92)를 SEM 관찰함으로써 길이 측정하였다. 도 8에 도시한 바와 같이, 입경이 0.3μｍ 정도로 작아지면 전자 방출 성능이 낮아지고, 약 0.9μｍ 이상이면 높은 전자 방출 성능이 얻어짐을 알 수 있다.

그런데, 방전 셀 내에서의 전자 방출 수를 증가시키기 위해서는, 보호층(9) 상의 단위 면적당의 결정 입자(92a)의 수가 많은 쪽이 바람직하다. 그러나, 본원 발명자들의 실험에 따르면, 보호층(9)과 밀접하게 접촉하는 격벽(14)의 정상부에 상당하는 부분에 응집 입자(92)가 존재하면, 격벽(14)의 정상부를 파손시킴을 알았다. 또한, 파손된 격벽 재료가 형광체층(15) 상에 재치되는 경우도 있었다. 그로 인해, 해당하는 셀이 정상적으로 점등 혹은 소등되지 않는 현상이 발생함을 알았다. 이 격벽 파손의 현상은, 응집 입자(92)가 격벽(14)의 정상부에 상당하는 부분에 존재하지 않으면 발생하기 어렵다는 점에서, 부착시키는 응집 입자(92)의 수가 많아지면 격벽(14)의 파손 발생 확률이 높아진다. 응집 입자 지름이 2.5μｍ 정도로 커지면, 격벽 파손의 확률이 급격하게 높아진다. 한편, 응집 입자 지름이 2.5μm 보다 작으면, 격벽 파손의 확률은 비교적 작게 억제할 수 있다.

이상의 결과로부터, 본 발명의 실시 형태에 있어서의 PDP(1)에서는, 입경이 0.9μm∼2μm의 범위에 있는 응집 입자(92)를 사용하면, 상술한 본 발명의 효과를 얻을 수 있음을 알았다.

이상과 같이 본 발명에 따르면, 전자 방출 성능이 높고, 전하 유지 성능으로는 Vscn 점등 전압이 120V 이하인 PDP를 얻을 수 있다.

또한, 본 발명의 실시 형태에서는, 결정 입자로서 산화 마그네슘(MgO) 입자를 이용하여 설명했지만, 이 외의 단결정 입자에서도, 산화 마그네슘(MgO)과 마찬가지로 높은 전자 방출 성능을 갖는 산화 스트론튬(SrO), 산화 칼슘(CaO), 산화 바륨(BaO), 산화 알루미늄(Al₂O₃) 등의 금속 산화물 결정 입자를 이용해도 마찬가지의 효과를 얻을 수 있다. 따라서, 입자 종으로는 산화 마그네슘(MgO)에 한정되는 것이 아니다.

본 발명에 따르면, 고화질의 표시 성능을 구비하고, 또한 저소비전력의 PDP를 실현함에 있어서 유용한 발명이다.

1 : PDP　
2 : 전면판
3 : 전면 글래스 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 글래스 기판
12 : 어드레스 전극
13 : 기초 유전체층
14 : 격벽
15 : 형광체층
16 : 방전 공간
81 : 제1 유전체층
82 : 제2 유전체층
92 : 응집 입자
92a : 결정 입자

Claims

기판 상에 형성한 표시 전극을 덮도록 유전체층을 형성함과 함께 상기 유전체층 상에 보호층을 형성한 제1 기판과, 상기 제1 기판에 방전 가스가 충전된 방전 공간을 형성하도록 대향 배치되고, 또한 상기 표시 전극과 교차하는 방향에 어드레스 전극을 형성함과 함께 상기 방전 공간을 구획하는 격벽을 설치한 제2 기판을 갖는 플라즈마 디스플레이 패널로서,
상기 보호층은 결정 산화 마그네슘과 결정 산화 칼슘을 포함하는 금속 산화물을 포함하고, 상기 보호층의 표면에서의 X선 회절 분석에서, 상기 산화 마그네슘의 피크가 발생하는 회절각과, 상기 피크와 동일 방위의 상기 산화 칼슘의 피크가 발생하는 회절각 사이에 피크가 존재함과 함께, 상기 금속 산화물 중의 칼슘의 농도를 5atomic% 이상 25atomic% 이하로 하고, 또한, 결정 방위 (111)면의 피크를 갖는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널.
제1항에 있어서,
상기 금속 산화물 중의 칼슘의 농도가 10atomic% 이상 20atomic% 이하인 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널.
제1항에 있어서,
상기 보호층은, 상기 보호층의 표면에, 산화 마그네슘의 결정 입자가 복수개 응집한 응집 입자를 복수개 포함하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널.
제1항에 있어서,
상기 금속 산화물은, 산화 칼슘의(111) 면에서의 회절각 피크인 32.2 도와, 산화 마그네슘의(111) 면에서의 회절각 피크인 36.9 도의 사이에, (111) 면을 나타내는 회절각 피크를 가지는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널.
기판 상에 형성한 표시 전극을 덮도록 유전체층을 형성함과 함께 상기 유전체층 상에 보호층을 형성한 제1 기판과, 상기 제1 기판에 방전 가스가 충전된 방전 공간을 형성하도록 대향 배치되고, 또한 상기 표시 전극과 교차하는 방향에 어드레스 전극을 형성함과 함께 상기 방전 공간을 구획하는 격벽을 설치한 제2 기판을 갖는 플라즈마 디스플레이 패널로서,
상기 보호층은 결정 산화 마그네슘과 결정 산화 칼슘을 포함한 금속 산화물을 포함하고,
상기 보호층의 표면에 있어서의 X선 회절 분석에서,
상기 금속 산화물은, 산화 칼슘의 (111) 면에서의 회절각 피크인 32.2 도와, 산화 마그네슘의 (111) 면에서의 회절각 피크인 36.9 도의 사이에, (111) 면을 나타내는 회절각 피크를 가지고,
또한, 상기 금속 산화물은, 산화 칼슘의 (200) 면에서의 회절각 피크인 37.3도와, 산화 마그네슘의 (200) 면에서의 회절각 피크인 42.8 도의 사이에, (200) 면을 나타내는 회절각 피크를 가지며,
상기 금속 산화물 중의 칼슘의 농도는 5atomic% 이상 25atomic% 이하인 것을 특징으로 하는
플라즈마 디스플레이 패널.
제5항에 있어서,
상기 금속 산화물 중의 칼슘의 농도는 10atomic% 이상 20atomic% 이하인 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널.
제5항에 있어서,
상기 보호층은, 상기 보호층의 표면에, 산화 마그네슘의 결정 입자가 복수개 응집한 응집 입자를 복수개 포함하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널.
제5항에 있어서,
상기 금속 산화물에서, (111)면을 나타내는 회절각 피크의 강도가 (200)면을 나타내는 회절각 피크의 강도 보다 큰 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널.