KR20000068762A - 가스 방전 패널 및 가스 발광 디바이스 - Google Patents

가스 방전 패널 및 가스 발광 디바이스 Download PDF

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Abstract

본 발명은 가스방전 패널에 있어서, 방전 에너지를 가시광으로 변환하는 효율 및 패널 휘도를 향상시키는 동시에 색순도를 가능한 한 향상시키는 것을 목적으로 한다.
이런 이유로 가스방전 패널에 있어서, 가스 매체의 봉입압력을 종래보다 높은 800∼4000Torr의 범위로 설정하였다.
또 봉입하는 가스매체를 종래의 가스조성으로 바꾸어 헬륨, 네온, 크세논, 아르곤을 포함하는 희가스의 혼합물로 하고, 바람직하게는 크세논(Xe)의 함유량 5체적% 이하, 아르곤(Ar)의 함유량 0.5체적% 이하, He의 함유량을 55체적% 미만으로 함으로써 발광 효율을 향상시키는 동시에, 방전전압을 저하시킬 수 있다.
또 표시전극과 어드레스 전극을 프론트 커버 플레이트 혹은 백 플레이트 중 어느 한쪽 표면상에 유전체층을 통하여 적층시킨 구조로 하면 봉입압력이 높은 경우에도 비교적 낮은 전압으로 어드레싱을 행할 수 있다.

Description

가스방전 패널 및 가스발광 디바이스{GAS DISCHARGE PANEL AND GAS LIGHT-EMITTING DEVICE}
최근 하이비전을 비롯한 고품위의 대화면 텔레비전에 대한 기대가 높아지고 있는 중에 CRT, 액정 디스플레이(이하, LCD라 기재), 플라즈마 디스플레이 패널 (Plasma Display Panel, 이하 PDP라 기재) 등의 각 디스플레이 분야에서 이에 적합한 디스플레이 개발이 진행되고 있다.
종래부터 텔레비전 디스플레이로서 널리 이용되고 있는 CRT는 해상도·화질면에서는 우수하지만, 화면의 크기에 따라 안길이 및 중량이 커지는 점에서 40인치 이상의 대화면에는 적합하지 않다. 또한 LCD는 소비전력이 적고, 구동전압도 낮다는 뛰어난 성능을 갖고 있지만, 대화면을 제작하는 데에 있어서는 기술상 어려움이 있고, 시야각에도 한계가 있다.
이에 대하여 PDP는 작은 안길이로도 대화면을 실현할 수 있어 이미 50인치급의 제품도 개발되어 있다.
PDP는 크게 나누어 직류형(DC형)과 교류형(AC형)으로 나누어지지만, 현재로서는 대형화에 적합한 AC형이 주류를 이루고 있다.
일반적인 교류 면방전형 PDP는 프론트 커버 플레이트와 백 플레이트가 격벽을 통해 평행하게 배치되고, 격벽으로 구분된 방전공간 내에는 방전가스가 봉입되어 있다. 그리고 프론트 커버 플레이트 상에는 표시전극이 설치되고, 그 위에 납유리(lead glass)로 이루어진 유전체층이 덮여 있고, 백 플레이트 상에는 어드레스 전극과 격벽, 적색 또는 녹색 또는 청색의 자외선 여기 형광체로 이루어지는 형광체층이 설치되어 있다.
방전가스의 조성으로서는, 일반적으로 헬륨(He)과 크세논(Xe)의 혼합가스계나 네온(Ne)과 크세논(Xe)의 혼합가스계가 이용되고 있고, 그 봉입압력은 방전전압을 250V 이하로 억제하는 것을 고려하여 통상 100∼500Torr 정도의 범위로 설정되어 있다(예를 들면 M. Nobrio, T. Yoshioka, Y. Sano, K. Nunomura, SID94' Digest 727∼730 1994 참조).
PDP의 발광 원리는 기본적으로 형광등과 마찬가지로, 전극에 인가하여 글로우 방전을 발생시킴으로써 Xe로부터 자외선을 발생시키고 형광체를 여기 발광시키지만, 방전 에너지를 자외선으로 변환하는 효율이나 형광체에 있어서 가시광으로 변환하는 효율이 낮으므로 형광등과 같이 높은 휘도를 얻기는 어렵다.
이 점에 관해서 응용물리 Vol. 5l, No. 3, 1982년, 344∼347페이지에는 He-Xe, Ne-Xe계의 가스 조성의 PDP에서, 전기 에너지의 약 2%밖에 자외선 방사에 이용되고 있지 않고, 최종적으로 가시광에 이용되는 것은 0.2% 정도라는 것이 기재되어 있다(광학기술 콘택트 Vol. 34, No. 1, l996년, 25페이지, FLAT PANEL DISPLAY 96' Part 5-3, NHK 기술연구 제 31권 제 1호, 1979년 18페이지 참조).
이러한 배경을 기초로, PDP를 비롯한 방전 패널에서는 발광효율을 향상시켜 고휘도를 실현시키는 동시에 방전전압을 낮게 억제하는 기술이 요구되고 있다.
이러한 요청은 디스플레이 시장에서도 존재한다. 예를 들면, 현재의 40∼42인치급 텔레비전용 PDP에서, NTSC의 화소 레벨(화소 640×480개, 셀 피치 0.43mm×1.29mm, 1셀의 면적 O.55mm2)의 경우에는 1.2 lm/w 및 4OOcd/m2정도의 패널효율과 화면 휘도를 얻을 수 있다(예를 들면, FLAT-PANEL DISPLAY 1997 Part 5-1 P198).
이에 대하여, 최근 기대되고 있는 풀 스펙의 42인치급 하이비전 텔레비전에서는 화소수가 1920×1125이고, 셀 피치는 0.15mm×0.48mm가 된다. 이 경우 1셀의 면적은 0.072mm2로서, NTSC의 경우에 비하여 1/7∼1/8이 된다. 이런 이유로 42인치의 하이비전 텔레비전용 PDP를 종래와 같은 셀 구성으로 작성한 경우, 패널 효율은 0.15∼0.17 lm/w이고 화면의 휘도는 50∼60cd/m2정도로 저하되는 것이 예상된다.
따라서 42인치의 하이비전 텔레비전용 PDP에서, 현행의 NTSC의 CRT용 밝기(500cd/m2)를 얻고자 하면, 효율을 10배 이상(5 lm/w 이상)으로 향상시킬 필요가 있다(예를 들면, 「플래트 패널 디스플레이 1997 제 5-1부 200페이지」참조 ).
또한 PDP에서 양호한 화질을 얻기 위해서는 휘도 뿐만아니라 색순도를 향상시켜 화이트 밸런스(white balance)를 조정하는 것도 중요하다.
이러한 발광효율의 향상 및 색순도의 향상이라는 과제에 대하여 여러가지 연구나 발명이 이루어져 있다.
예를 들면 방전가스의 조성을 연구하는 시도로서, 일본국 특허공고 평 5-51133호공보에는 아르곤(Ar)-네온(Ne)-크세논(Xe)의 3성분의 혼합가스를 이용하는 발명이 기재되어 있다.
이와 같이 아르곤을 넣음으로써 네온으로부터 가시광의 발광을 감소시켜 색순도를 향상시킬 수 있지만, 발광효율의 향상에 대해서는 그다지 기대할 수는 없다.
또한 일본국 특허 2616538호에서는 헬륨(He)-네온(Ne)-크세논(Xe)의 3성분의 혼합가스를 이용하는 것이 기재되어 있다.
이것에 의해 얻어지는 발광효율은 헬륨(He)-크세논(Xe)이나 네온(Ne)-크세논 (Xe)이라는 2성분 가스의 경우보다도 향상되지만, NTSC의 화소 레벨로 1 lm/w 정도이므로 더욱 발광효율을 향상시킬 수 있는 기술이 요구된다.
본 발명은 이러한 배경하에 이루어진 것으로서, PDP를 비롯한 가스방전 패널에 있어서, 패널 휘도 및 방전 에너지를 가시광으로 변환하는 효율을 향상시키는 것과 함께, 색순도가 양호한 발광을 얻을 수 있는 것을 제공하는 것이 주된 목적이다.
본 발명은 가스방전 패널 및 가스발광 디바이스라고 하는 가스 방전관에 관한 것으로, 특히 고정밀용 플라즈마 디스플레이 패널에 관한 것이다.
도 1은 제 1 실시예에 관한 대향 교류방전형 PDP의 개략단면도이다.
도 2는 상기 PDP의 보호층을 형성할 때 이용하는 CVD 장치의 개략도이다.
도 3은 MgO 보호층에 피라미드형상의 미세한 요철을 형성하는 플라즈마 에칭장치의 개략도이다.
도 4는 과도 글로우, 아크 이행의 전류파형을 도시한 그래프이다.
도 5는 봉입 가스압력을 변화시켰을 때의 자외선 파장과 발광량의 관계를 도시한 특성도이다.
도 6은 Xe의 에너지 순위와 각종 반응경로를 도시한 것이다.
도 7은 방전 가스압력과 공명선, 분자선, 총자외선의 관계를 도시한 특성도이다.
도 8은 각 색형광체에 대하여 여기파장과 상대 방사효율의 관계를 도시한 특성도이다.
도 9는 실험 1의 결과를 나타낸 그래프 및 도표이다.
도 10은 실험 2의 결과를 나타낸 그래프이다.
도 11은 실험 3의 결과를 나타낸 그래프 및 도표이다.
도 12는 실험 4의 결과를 나타낸 그래프이다.
도 13은 제 2 실시예에 관한 교류 면방전형 PDP의 개략단면도이다.
도 14는 제 2 실시예에 관한 교류 면방전형 PDP의 개략단면도이다.
상기 목적을 달성하기 위해 본 발명은 가스방전 패널에 있어서, 가스 매체의 봉입압력을 종래보다 높은 800∼4000Torr로 설정하였다.
이 구성에 의해 발광효율이 향상되는 주된 이유는 다음과 같은 것이다.
종래의 PDP에서는 가스 매체의 봉입압력은 통상 500Torr 미만이고, 방전에 따라 발생하는 자외선은 공명선(중심파장 147nm)이 대부분이다.
이에 대하여 상기한 바와 같이 봉입압력이 높은 경우(즉, 방전공간 내에 봉입되어 있는 원자의 수가 많은 경우)는 분자선(중심파장 l54nm, 172nm)의 비율이 많아진다. 여기에서 공명선은 자기흡수가 있는 것에 대하여, 분자선은 자기흡수가 거의 없으므로 형광체층에 조사되는 자외선의 양이 많아져 휘도 및 발광효율이 향상된다.
또한 통상의 형광체에 있어서는, 자외선으로부터 가시광으로 변환하는 효율이 장파장측에서 더욱 큰 경향에 있는 것도 휘도 및 발광효율이 향상되는 이유라고 할 수 있다.
그런데 가스방전 패널에 있어서, 가스 매체에는 일반적으로 네온(Ne)이나 크세논(Xe)이 포함되지만, 봉입압력이 비교적 낮은 경우에는 네온(Ne)으로부터의 가시광에 의해 색순도의 열화가 문제가 되기 쉬운 데 대하여, 본 발명과 같이 봉입 가스압력이 높은 경우는 네온(Ne)으로부터의 가시광이 플라즈마 내부에서 거의 흡수되기 때문에 외부로는 방출되기 어렵다. 따라서 종래의 PDP에 비하여 색순도도 향상하게 된다.
또한 종래의 PDP에서는 방전형태가 제 1 형태의 글로우 방전이지만, 본 발명과 같이 800∼4000Torr라는 고압으로 설정되면 필라멘트 글로우 방전 혹은 제 2 형태의 글로우 방전이 생기기 쉬운 것으로 생각된다. 따라서 이것에 의해 방전의 양광주(positive column)에서의 전자밀도가 높게 되어 에너지가 집중적으로 공급되므로 자외선의 발광량이 증가한다고 할 수도 있다.
또 봉입압력이 대기압(760Torr)을 넘고 있기 때문에 대기중의 불순물이 PDP 내에 침입하는 것이 방지된다는 효과도 있다.
또 봉입압력 800∼4000Torr의 범위 내에서도 800Torr 이상 1000Torr 미만, 1000Torr 이상 1400Torr 미만, 1400Torr 이상 2000Torr 미만, 2000Torr 이상 4000 Torr 이하의 각 범위에서, 실시예에서 설명하는 바와 같은 특징을 볼 수 있다.
또한 봉입하는 가스 매체를 종래의 네온-크세논이나 헬륨-크세논이라는 가스조성으로 바꾸어 헬륨, 네온, 크세논, 아르곤으로 이루어지는 4성분의 희가스 혼합물을 가스 매체로서 이용하면 크세논의 양은 비교적 소량이라도 고휘도 및 고발광 효율을 얻을 수 있다. 즉 저방전 전압이면서 또한 고발광 효율인 PDP를 얻을 수 있다.
여기에서 크세논의 함유량을 5체적% 이하, 아르곤의 함유량을 0.5체적% 이하, 헬륨의 함유량을 55체적% 미만으로 하는 것이 방전 전압을 저하시키는 데에 바람직하다.
그리고 이와 같은 4성분의 가스 매체를 800∼4000Torr라는 고압으로 봉입하면, 특히 방전전압의 상승을 억제하면서 휘도 및 발광 효율을 향상시키는 데에 효과적이다.
또한 표시전극과 어드레스 전극이 방전공간을 사이에 두고 대향하여 배치된 패널구성의 경우, 봉입압력을 고압으로 설정하면 어드레싱시의 전압도 높아지는 경향이 있지만, 표시전극과 어드레스 전극을 프론트 커버 플레이트 혹은 백 플레이트의 어느 한쪽의 표면상에 유전체층을 통해 적층시킨 구조로 하면, 봉입압력이 높은 경우라도 비교적 낮은 전압으로 어드레싱을 행할 수 있다.
이하 본 발명의 실시예에 대하여 설명하기로 한다.
(제 1 실시예)
( PDP의 전체적인 구성 및 제작방법 )
도 1은 본 실시예의 교류 면방전형 PDP의 개략을 도시한 사시도이다.
이 PDP는 전면 글래스 기판(11) 상에 표시전극(방전전극)(12a, 12b), 유전체층(13), 보호층(14)이 배치되어 이루어지는 전면 패널(10)과, 배면 글래스 기판 (21) 상에 어드레스 전극(22), 유전체층(23)이 배치된 배면 패널(20)이 표시전극 (12a, 12b)과 어드레스 전극(22)을 대향시킨 상태로 간격을 두고 서로 평행하게 배치되어 구성되어 있다. 그리고 전면 패널(10)과 배면 패널(20)의 간격은 스트라이프형상의 격벽(30)으로 구분됨으로써 방전공간(40)이 형성되고, 당해 방전공간 (40) 내에는 방전가스가 봉입되어 있다.
또한 이 방전공간(40) 내에서 배면 패널(20)측에는 형광체층(31)이 설치되어 있다. 이 형광체층(31)은 적색, 녹색, 청색의 순으로 반복하여 나열되어 있다.
표시전극(l2a, 12b) 및 어드레스 전극(22)은 모두 스트라이프 형상의 은전극으로서, 표시전극(12a, 12b)은 격벽(30)과 직교하는 방향으로 배치되고, 어드레스 전극(22)은 격벽(30)과 평행하게 배치되어 있다.
그리고 표시전극(12a, 12b)과 어드레스 전극(22)이 교차하는 곳에 적색, 녹색, 청색의 각 색을 발광하는 셀이 형성된 패널 구성으로 되어 있다.
유전체층(13)은 전면 글래스 기판(11)의 표시전극(12)이 배치된 표면 전체를 덮어 설치된 20㎛ 정도의 두께를 갖는 납유리 등으로 이루어지는 층이다.
보호층(14)은 산화 마그네슘(Mg0)으로 이루어지는 얇은 층으로서, 유전체층 (13)의 표면 전체를 덮고 있다.
격벽(30)은 배면 패널(20)의 유전체층(23)의 표면 상에 돌출 설치되어 있다.
이 PDP의 구동시에는 구동회로를 이용하여 점등시키고자 하는 셀의 표시전극 (12a)과 표시전극(22) 사이에 인가하여 어드레스 방전을 행한 후에 표시전극(12a, 12b) 사이에 펄스전압을 인가하여 유지방전을 행함으로써 자외선을 발광하고, 이것을 형광체층(31)에서 가시광으로 변환함으로써 발광하도록 되어 있다.
이러한 구성의 PDP는 다음과 같이 제작된다.
전면 패널의 제작 :
전면 패널(10)은 전면 글래스 기판(11) 상에 표시전극(12)을 형성하고, 그 위로부터 납계의 글래스를 도포하여 소성함으로써 유전체층(13)을 형성하고, 또 유전체층(13)의 표면에 보호층(14)을 형성하여 그 표면에 미세한 요철을 형성함으로써 제작한다.
표시전극(12)은 은전극용 페이스트를 스크린 인쇄한 후에 소성하는 방법으로 형성한다.
또 납계의 유전체층(13)의 조성은 산화납(PbO) 70중량%, 산화붕소(B2O3) 15중량%, 산화규소(SiO2) 15중량%로서, 스크린 인쇄법과 소성에 의해 형성된다. 구체적으로는, 유기 바인더(α-테르피네올(terpineol)에 10%의 에틸셀룰로오스를 용해한 것)에 혼합하여 이루어지는 조성물을 스크린 인쇄법으로 도포한 후 580°에서 10분간 소성함으로써 형성하고, 그 막두께는 20㎛로 설정하였다.
보호층(14)은 알칼리토류의 산화물(여기에서는 산화마그네슘 (MgO))로 이루어지고, (100)면 배향 혹은 (110)면 배향된 치밀한 결정구조의 막으로서, 그 표면에 미세한 요철을 갖는 구조로 되어 있다. 본 실시예에서는 CVD법(열 CVD법, 플라즈마 CVD법)을 이용하여 이러한 (1O0)면 혹은 (110)면 배향의 Mg0로 이루어지는 보호층을 형성하고, 다음으로 이 표면에 플라즈마 에칭법을 이용하여 요철을 형성한다. 또 보호층(14)의 형성방법 및 그 표면으로 요철을 형성하는 방법에 대해서는 후에 상세히 설명하기로 한다.
배면 패널의 제작 :
배면 글래스 기판(21) 상에 은전극용 페이스트를 스크린 인쇄하고 그 후 소성하는 방법으로 표시전극(22)을 형성하고, 그 위에 전면 패널(10)의 경우와 마찬가지로 스크린 인쇄법과 소성에 의해 납계의 글래스로 이루어지는 유전체층(23)을 형성한다. 다음으로 글래스제의 격벽(30)을 소정의 피치로 고착한다. 그리고 격벽 (30)에 끼워진 각 공간 내에 적색 형광체, 녹색 형광체, 청색 형광체 중 하나를 도포하여 소성함으로써 형광체층(31)을 형성한다. 각 색의 형광체로서는 일반적으로 PDP에 이용되고 있는 형광체를 이용할 수 있지만, 여기에서는 다음의 형광체를 이용한다.
적색 형광체 : (YxGd1-x)BO3: Eu3+
녹색 형광체 : BaAl12O19: Mn
청색 형광체 : BaMgAl14O23: Eu2+
패널 라미네이트에 의한 PDP의 제작:
다음으로, 이와 같이 제작한 전면 패널과 배면 패널을 봉착용 글래스를 이용하여 라미네이트하는 것과 함께, 격벽(25)으로 구분된 방전공간(30) 내를 고진공(8× 10-7Torr)으로 배기한 후, 소정 조성의 방전가스를 소정의 압력으로 봉입함으로써 PDP를 제작한다.
( 방전가스의 압력 및 조성에 대하여 )
방전가스의 봉입압력은 종래의 일반적인 봉입압력보다 높은 범위로서, 대기압(760Torr)을 넘는 800∼4000Torr의 범위로 설정한다. 이에 의해 휘도 및 발광효율을 종래보다 향상시킬 수 있다.
또 본 실시예에서는 방전가스를 고압으로 봉입하기 위해 패널 라미네이트시에 전면 패널과 배면 패널의 외주부 뿐만아니라 격벽(25) 상에도 봉착용 글래스를 도포한 후에 부착하여 소성을 행한다(상세한 내용에 대해서는 일본국 특허출원번호 : 평9-344636 참조). 이것에 의해 4000Torr 정도의 고압에서의 가스봉입에도 충분히 견디는 PDP를 제작할 수 있다.
봉입하는 방전가스로서는 발광 효율의 향상과 방전전압의 저하를 도모하기 위해 종래의 헬륨-크세논계나 네온-크세논계라는 가스조성 대신 헬륨(He), 네온 (Ne), 크세논(Xe), 아르곤(Ar)을 포함하는 희가스의 혼합물을 이용하는 것이 바람직하다.
여기에서 크세논의 함유량은 5체적% 이하, 아르곤의 함유량은 0.5체적% 이하, 헬륨의 함유량은 55체적% 미만으로 하는 것이 바람직하고, 가스 조성의 구체예로서는 He(30%)-Ne(67.9%)-Xe(2%)-Ar(0.1%)라는 가스조성을 들 수 있다(또 가스조성식 중의 %는 체적%를 나타냄. 이하 마찬가지임).
자세한 것은 후에 설명하겠지만, 이러한 방전가스 조성의 설정 및 봉입압력의 설정은 모두 PDP의 발광효율 및 패널 휘도에 기여하는 것이며, 특히 상기 방전가스 조성의 설정과 봉입압력의 설정을 조합시킴으로써 종래에 비해 방전전압의 상승을 억제하면서 발광효율 및 패널 휘도를 크게 향상시킬 수 있다.
또 봉입압력이 상압(normal pressure) 이하(종래의 500Torr정도 이하)일 때는 네온(Ne)으로부터 가시광이 외부로 방출됨으로써 색순도가 저하되기 쉽지만, 봉입압력이 800 Torr 이상의 고압이 되면 네온(Ne)으로부터 가시광이 발생되어도 플라즈마 내부에서 거의 흡수되기 때문에 외부로는 거의 방출되지 않는다. 따라서 봉입압력이 상압 이하(500Torr 정도 이하)인 경우에 비해 색순도도 향상시킬 수 있다.
또 봉입압력이 대기압을 넘으면 대기 중의 불순물이 방전공간(30) 중에 침입되는 것도 방지된다.
본 실시예에서는 PDP의 셀 크기는 40인치급의 하이비전 텔레비전에 적합하도록 셀 피치를 0.2mm 이하로 하고, 표시전극(12)의 전극간 거리 d를 O.1mm 이하로 설정한다.
또 봉입압력의 상한값 4000Torr는 방전전압을 실용적인 범위로 억제하는 것을 고려하여 설정하고 있다.
( Mg0 보호층의 형성방법과 그 표면에 요철을 형성하는 방법에 대하여 )
도 2는 보호층(14, 24)을 형성할 때 이용하는 CVD 장치(40)의 개략도이다.
이 CVD 장치(40)는 열 CVD 및 플라즈마 CVD의 어느쪽도 행할 수 있는 것으로서, 장치 본체(45) 내부에는 글래스 기판(47)(도 1에서의 글래스 기판(11) 상에 표시전극 및 유전체층(13)을 형성한 것)을 가열하는 히터부(46)가 설치되고, 장치 본체(45) 내부는 배기장치(49)로 감압으로 할 수 있도록 되어 있다. 또 장치 본체 (45) 내부에 플라즈마를 발생시키기 위한 고주파 전원(48)이 설치되어 있다.
Ar 가스 봄베(41a, 41b)는 캐리어인 아르곤(Ar) 가스를 기화기(버블러)(42, 43)를 경유하여 장치 본체(45)에 공급하는 것이다.
기화기(42)는 MgO의 원료(소스)가 되는 금속 킬레이트를 가열하여 저장하고, Ar 가스 봄베(41a)로부터 Ar 가스를 흡입함으로써 이 금속 킬레이트를 증발시켜 장치 본체(45)에 보낼 수 있도록 되어 있다.
기화기(43)는 MgO의 원료(소스)가 되는 시클로펜타디에닐 화합물을 가열하여 저장하고, Ar 가스 봄베(41b)로부터 Ar 가스를 흡입함으로써 이 시클로펜타디에닐 화합물을 증발시켜 장치 본체(45)에 보낼 수 있도록 되어 있다.
기화기(42) 및 기화기(43)로부터 공급하는 소스의 구체예로서는 마그네슘 디피발로일 메탄(Mg(C1lH19O2)2), 마그네슘 아세틸아세톤(Mg(C5H7O2)2), 시클로펜타디에닐 마그네슘(Mg(C5H5)2), 마그네슘 트리풀루오로아세틸아세톤(Mg(C5H5F3O2)2)를 들 수 있다.
산소 봄베(44)는 반응가스인 산소(O2)를 장치 본체(45)에 공급하는 것이다.
열 CVD법을 행하는 경우 :
히터부(46) 위에 유전체층이 위로 향하게 글래스 기판(47)을 설치하고, 소정의 온도(350∼400℃)로 가열하는 동시에, 반응용기 내를 배기장치(49)를 이용하여 소정압력으로 감압한다.
그리고 기화기(42) 또는 기화기(43)에서, 소스가 되는 알칼리 토류의 금속 킬레이트 또는 시클로펜타디에닐 화합물을 소정의 온도(이하 각 표의「기화기의 온도」란을 참조)로 가열하면서 Ar 가스 봄베(41a 또는 4lb)로부터 Ar 가스를 보내준다. 또한 이것과 동시에 산소 봄베(44)로부터 산소를 흐르게 한다.
이것에 의해 장치 본체(45) 내에 보내지는 금속 킬레이트 혹은 시클로펜타디에닐 화합물이 산소와 반응하여 글래스 기판(47)의 유전체층의 표면상에 MgO 보호층이 형성된다.
플라즈마 CVD법을 행하는 경우
상기 열 CVD의 경우와 거의 마찬가지로 행하지만, 히터부(46)에 의한 글래스 기판(47)의 가열온도는 250∼300℃ 정도로 설정하여 가열하는 동시에, 배기장치 (49)를 이용하여 10Torr 정도로 감압하여, 고주파 전원(48)을 구동하고, 예를 들면 13.56MHz의 고주파 전계를 인가함으로써 장치 본체(45) 내에 플라즈마를 발생시키면서 Mg0 보호층을 형성한다.
이와 같이 열 CVD법 혹은 플라즈마 CVD법에 의해 형성되는 MgO 보호층은 X선해석으로 결정구조를 조사하면 (100)면 혹은 (110)면 배향이다. 이에 대하여, 종래의 진공증착법(EB법)에 의해 형성된 MgO 보호층은 X선해석으로 결정구조를 조사하면 (111)면 배향이다.
또 CVD법에 의한 MgO 보호층의 형성에 있어서, (1O0)면 배향 및 (110)면 배향 중 어떤 것을 형성할 것인지는 반응가스인 산소의 유량을 제어함으로써 조정할 수 있다.
다음으로 플라즈마 에칭법에 의해 보호층에 요철을 형성하는 것에 대하여 설명하기로 한다.
도 3은 MgO 보호층에 피라미드형상의 미세한 요철을 형성하는 플라즈마 에칭장치의 개략도이다.
장치 본체(52) 중에는 MgO로 이루어지는 보호층이 형성된 기판(53)(즉 도 1에서의 글래스 기판(11) 상에 표시전극(12a, 12b), 유전체층(13) 및 보호층(14)을 형성한 것)이 있고, 장치 본체(52) 내는 배기장치(56)에서 감압으로 할 수 있고, Ar 가스 봄베(51)로부터 Ar 가스를 공급할 수 있도록 되어 있다. 또 장치 본체(52)에는 플라즈마를 발생시키기 위한 고주파 전원(54) 및 발생된 이온을 조사하기 위한 바이어스 전원(55)이 설치되어 있다.
이 플라즈마 에칭장치를 이용하여 우선 반응용기 내를 배기장치(56)로 감압 하고(0.001∼0.1Torr), Ar 가스 봄베로부터 Ar 가스를 보내준다.
고주파전원(54)을 구동하여 l3.56MHz의 고주파전계를 인가함으로써 아르곤 플라즈마를 발생시킨다. 그리고 바이어스 전원(55)을 구동하여 기판(53)에 인가(-200V)하여 10분간 Ar 이온을 조사함으로써 Mg0 보호층의 표면을 스퍼터한다.
이 스퍼터에 의해 Mg0 보호층의 표면에 피라미드 형상의 요철을 형성할 수 있다.
또 스퍼터하는 시간이나 인가전압 등을 조정함으로써 표면에 형성되는 요철의 치수를 제어할 수 있다. 이 요철형성에 있어서, 표면 거칠기가 30nm∼100nm 정도로 되도록 형성하는 것이 적당하다고 생각된다.
이와 같이 스퍼터함으로써 표면에 형성되는 요철이 피라미드 형상인 것은 주사 전자현미경으로 확인할 수 있다.
이러한 처리를 행한 보호층은 이하에 설명하는 바와 같은 특징 및 효과가 있다.
(1) Mg0 보호층의 결정구조가 (100)면 혹은 (110)면 배향이기 때문에 2차전자의 방출계수(γ값)가 크다. 따라서 PDP 구동전압의 저하 및 패널 휘도의 향상에 기여한다.
(2) MgO 보호층의 표면이 피라미드 형상의 요철구조이기 때문에 방전시에는 볼록부의 정상부에 전계가 집중되고, 이 정상부로부터 많은 전자가 방출된다. 따라서 필라멘트 글로우나 제 2 형태의 글로우 방전이 생기기 쉽고, 또한 안정되어 이와 같은 형태의 방전을 발생시킬 수 있다.
그리고 필라멘트 글로우 방전 혹은 제 2 형태의 글로우 방전이 안정되게 생기면 종래와 같은 제 1 형태의 글로우 방전이 발생하는 경우에 비해 국소적으로 높은 플라즈마 밀도가 얻어지는 수도 있어, 방전공간에 다량의 자외선(주로 파장 l72nm)이 발생하여 높은 패널 휘도가 얻어질 것으로 생각된다.
( 글로우 방전의 형태에 대한 설명 )
여기에서 필라멘트 글로우 방전 및 제 2 형태의 글로우 방전에 대하여 설명하기로 한다.
「필라멘트 글로우 방전」및「제 2 형태의 글로우 방전」에 대하여 방전 핸드북(전기학회 1989년 6월 1일 발행 P138)에는 다음과 같이 설명되어 있다.
『Kekez, Barrault, Craggs 등은 논문 J. Phys. D. Appl. Phys., Vol. 13, p.1886(1970)에서 방전상태가 플래시오버, 타운젠트 방전, 제 1 형태의 글로우 방전, 제 2 형태의 글로우 방전, 아크 방전으로 이행하고 있다. 』
도 4는 이 논문에 게재되어 있는 과도 글로우, 아크 이행의 전류파형을 나타내는 그래프이다.
제 1 형태의 글로우 방전은 통상의 글로우 방전에 상당하며, 제 2 형태의 글로우 방전은 양광주에 방전 에너지가 집중적으로 공급되고 있는 시기에 상당한다.
도 4에서 제 1 형태의 글로우 방전은 전류값이 약간 낮게 안정되어 있는 ta∼tc의 시기이고, 제 2 형태의 글로우 방전은 td∼te의 시기이다. 필라멘트 글로우 방전은 제 1 형태의 글로우 방전으로부터 제 2 형태의 글로우 방전으로 이행하는 tc∼td의 시기이다. 그리고 제 2 형태의 글로우 방전으로부터 아크방전으로 들어간다.
이와 같이 제 1 형태의 글로우 방전은 안정한 데에 대하여, 필라멘트 글로우 방전이나 제 2 형태의 글로우 방전은 전류가 불안정하여 아크 방전으로 이행할 가능성이 높다고 생각되지만, 아크 방전으로 이행하면 발열을 수반하는 방전가스가 열전리하거나 하기 때문에 바람직하지 않다.
그런데 종래부터 PDP에서의 방전은 제 1 형태의 글로우 방전으로 행해지고 있지만, 본 실시예에서는 필라멘트 글로우 방전 혹은 제 2 형태의 글로우 방전을 비교적 안정되게 생기게 할 수 있다고 생각된다. 이것에 의해 방전의 양광주에서의 전자밀도를 높게 하고, 에너지를 집중적으로 공급시켜 자외선의 발광량을 증가시키는 것이 가능하다고 예상된다.
( 방전가스 중의 봉입압력과 발광효율의 관계에 대하여 )
방전가스의 봉입압력을 종래보다 높은 800∼4000Torr의 범위로 설정함으로써 발광효율이 향상되는 이유를 설명하기로 한다.
우선 봉입압력을 높게 설정하는 것은 상기 필라멘트 글로우 방전 혹은 제 2 형태의 글로우 방전이라는 방전형태를 생기게 하는 데에 유리하다고 생각되므로 이 점을 자외선 발광량의 증가 이유의 하나로서 들 수 있다.
다음으로 이하에 설명하는 바와 같이, 자외선의 파장이 장파장측(154nm 및 173nm)으로 시프트하는 점을 들 수 있다.
PDP의 자외선 발광기구로는 크게 나누어 공명선과 분자선의 2개가 있다.
종래에는 방전가스의 봉입압력이 500Torr 미만이었기 때문에 Xe로부터의 자외 발광은 주로 147nm(Xe 원자의 공명선)이었으나, 봉입압력을 760Torr 이상으로 설정함으로써 장파장인 173nm(Xe 분자의 분자선에 의한 여기파장)의 비율이 증대된다. 그리고 파장 l47nm의 공명선보다 파장 154nm 및 173nm의 분자선의 비율을 크게 할 수 있다.
도 5는 He-Xe계의 방전가스를 이용한 PDP에 있어서, 봉입가스압을 변화시켰을 때 발광하는 자외선 파장과 발광량의 관계가 어떻게 변화하는지를 도시하는 특성도로서, 「O Plus E No. 195, 1996년의 P.98」에 기재되어 있는 것이다.
이 도면에서 그래프의 파장 147nm(공명선) 및 파장 173nm(분자선)에 있어서의 피크면적은 발광량을 나타낸다. 따라서 각 파장의 상대적인 발광량은 이러한 그래프의 피크면적으로부터 알 수 있다.
압력 100Torr에서는 파장 147nm(공명선)의 발광량이 대부분을 차지하고 있지만, 압력을 크게함에 따라 파장 173nm(분자선)의 발광량의 비율이 증가하고, 압력 500Torr에서는 파장 173nm의 발광량 쪽이 파장 147nm(공명선)의 발광량보다 크게 되어 있다.
이와 같이 자외선의 파장이 장파장측으로 시프트함에 따라 (1) 자외선 발광량의 증대와 (2) 형광체의 변환효율의 향상이라는 효과를 얻을 수 있다. 각각에 대하여 이하에 설명하기로 한다.
(1) 자외선 발광량의 증대
도 6은 Xe의 에너지 순위와 각종 반응경로를 도시한 것이다.
공명선은 원자 내에 있는 전자가 어떤 에너지 순위로부터 다른 에너지 순위로 이동할 때에 방출되는 것으로, Xe의 경우 147nm의 자외선이 주로 방출된다.
그러나 공명선에는 유도흡수라는 현상이 있어, 방출된 자외광의 일부가 기저상태의 Xe에 흡수된다. 이들의 현상을 일반적으로 자기흡수라고 부른다.
한편 분자선에서는 도 6에 도시된 바와 같이, 여기된 2개의 원자가 일정한 거리 이하로 가까워졌을 때 자외선을 방출하고, 2개의 원자는 기저상태로 되돌아간다. 이런 이유로 흡수가 거의 보이지 않는다.
이들을 정성적으로(qualitatively) 확인하기 위해 다음과 같이 간단한 이론적인 계산을 행하여 실험결과와 비교하였다.
우선 공명선의 발생량(V147)은 전자밀도 ne, 원자밀도 n0로 하면,
Vl47=a·ne·n0로 나타내고,
흡수량(Vabs)은 흡수계수를 b(통상 1O-6정도), 플라즈마 길이를 l로 하면,
Vabs=exp(-b·n·l)로 나타낸다.
한편 분자선은 여기 상태에 있는 Xe 원자끼리 근접하여 생성되므로 그 발생량(V172)은 Vl72=C·n4+d·n3∼C·n4이 된다. 분자선에는 흡수는 거의 없지만 기하학적인 물리산란을 고려하면,
V172=C·n4-n2/3이 된다.
따라서 총자외선량 V는,
V=a·ne·nO-c·exp(-b·n·l)+C·n4-n2/3으로 나타낸다. 단 여기에서 a, b, c는 임의의 상수이다.
방전가스압력의 변화에 대한 공명선, 분자선, 총자외선의 계산값을 도 7의 그래프에 나타낸다. 도 7에서 횡축은 임의축이지만, 분자선의 효과를 충분히 내기 위해서는 어느 정도 이상의 가스압력이 필요한 것을 알 수 있다.
또 방전가스로서 PDP에서 통상 사용되고 있는 Ne(95%)-Xe(5%)를 이용하여 가스압력에 대한 자외선 출력을 진공 챔버 실험으로 조사한 바, 그 실험결과는 도 7의 ●표시로 나타내는 바와 같이, 상기 이론적인 예상에 가까운 특성을 나타내었다.
(2) 형광체의 변환 효율의 향상
도 8의 (a), (b), (c)는 각 색형광체에 대하여 여기파장과 상대 방사효율의 관계를 나타내는 특성도로서, 「O Plus E No. l95, 1996년의 P.99」에 기재되어 있는 것이다.
도 8로부터 어떤 색의 형광체에 대해서도, 파장 147nm에 비해 장파장 173nm 쪽이 상대 방사효율이 큰 것을 알 수 있다.
따라서 자외선의 파장이 147nm(Xe의 공명선)로부터 장파장의 173nm(Xe 원자의 분자선)로 시프트하여, 장파장의 비율이 커지면 형광체의 발광 효율도 증대하는 경향을 나타낸다고 할 수 있다.
( 봉입압력과 발광효율과 방전전압의 관계에 대하여 )
상기 도 7의 전체 자외선의 변화의 경향으로부터 다음과 같은 고찰을 할 수 있다.
가스압력이 400∼1000Torr의 범위에서는 가스압력을 증가시킴에 따라 자외선출력이 증가하지만, 1000Torr 부근에서 포화상태가 되어 자외선 출력의 증가가 거의 없게 된다.
그리고 더욱 가스압력을 증가시켜 가면 1400Torr 부근부터 다시 자외선 출력이 증가하여 2000Torr를 넘는 부근까지는 증가가 계속된다.
이 영역에서 더욱 가스압력을 증가시켜 가면 자외선 출력의 증가가 약간 완만하게 되는 영역이 있는데, 이것은 물리 산란항 등이 효과를 나타내기 때문이라고 생각된다.
또 도 7에는 도시되어 있지 않지만, 상기 이론식으로부터 예상되는 바와 같이, 이 영역을 넘어도 더욱 가스압력을 증가시켜 가면 자외선 출력은 증가된다.
이상의 고찰에 기초하여, 방전가스의 봉입압력의 바람직한 범위(800∼4000 Torr)를 다시 800∼l000Torr(영역 1), 1000∼1400Torr(영역 2), 1400∼2000Torr (영역 3), 2000∼4000Torr(영역 4)라는 4개의 영역으로 나누었다.
또 800Torr라는 수치에 대해서는 원리적으로는 760Torr를 넘으면 효과는 있지만, 예를 들면 봉입시의 온도가 실온보다 높다는 제조시의 조건을 고려하여, 공업적 견지에서 이 수치로 설정하였다.
이 4개의 영역에 관해서 다음과 같이 고찰할 수 있다.
자외선 출력량만을 생각하면 물론 가장 고압의 영역 4가 최선이라고 생각된다.
한편 PDP에서는 방전 개시전압 Vf는 봉입압력 P와 전극간 거리 d의 곱(Pd곱)의 함수로서 나타낼 수 있고, 파셴의 법칙이라고 불리운다(전자 디스플레이 디바이스, 오옴사, 1984년 P113∼114 참조). 그리고 가스압이 높아지면 Pd곱이 상승하여 방전전압이 상승하는 경향이 있다. 여기에서 전극간 거리를 작게 설정하면 Pd곱을 억제하는 것이 가능하지만, 전극간 거리 d를 축소할수록 더욱 고도한 유전체의 절연기술이 필요하게 된다.
따라서 영역 1, 2, 3, 4의 순으로 기술적인 난이도가 높아지는 것으로 생각된다.
예를 들면 도 7에서 도면 중의 A에 상당하는 PDP에서는 방전 개시전압이 200V이지만, 도면 중의 B에 상당하는 PDP에서는 방전 개시전압이 450V이다.
이로부터 영역 1에 해당하는 PDP는 방전 개시전압이 대체로 250V 이하이므로 종래의 PDP 유전체의 절연기술이나 드라이버 회로의 내압 기술을 이용할 수 있지만, 영역 3이나 영역 4의 PDP의 경우는 전극간 거리 d를 상당히 작게 설정하기 때문에 고도한 기술이 필요하고, 비용도 비싸질 것으로 생각된다.
( 방전가스의 조성과 발광효율 및 방전전압에 대하여 )
상술한 바와 같이, 방전가스의 조성을 헬륨(He), 네온(Ne), 크세논(Xe), 아르곤(Ar)을 포함하는 희가스의 혼합물을 이용하고, 크세논의 함유량은 5체적% 이하, 아르곤의 함유량은 0.5체적% 이하, 헬륨의 함유량은 55체적% 미만으로 설정함으로써 고압으로 봉입하는 경우에도 비교적 낮은 방전 개시전압(250V 이하, 바람직하게는 220V 이하)으로 구동할 수 있다.
즉 이와 같은 조성의 가스를 이용함으로써 종래의 Ne(95%)-Xe(5%)나 He (95%)-Xe(5%)와 같은 조성의 가스를 이용하는 경우에 비해 방전 개시전압을 크게 저하시킬 수 있다.
이하, 실험에 기초하여 이 점에 대하여 더욱 자세히 설명하기로 한다.
( 실험 1 : 방전가스 조성에 관한 예비실험 )
본 실시예의 PDP에 기초하여, 도 9의 표에 나타내는 각종 방전가스의 조성으로 설정하고, 또 Pd곱을 여러가지 값으로 바꾸어 설정한 것을 제작하여 방전 개시전압을 측정하였다.
Pd곱의 설정은 전극간격 d를 20, 40, 60, 120㎛로 설정하는 동시에 가스압력 P를 100Torr∼2500Torr의 범위 내에서 바꾸는 것에 의해 행하였다.
여기에서 작은 Pd곱에 설정하는 경우는 비교적 작은 전극간격 d를 주로 이용하고(예를 들면 Pd곱을 l∼4로 하는 경우는 전극간격 d를 20㎛, 압력 P를 500∼ 2000Torr 정도로 설정), 비교적 큰 Pd곱으로 설정하는 경우는 비교적 큰 전극간격 d(60, 120㎛)를 주로 이용함으로써 각 Pd곱의 값으로 설정하였다.
도 9의 그래프는 이 실험결과를 나타내는 것으로서, Pd곱과 방전 개시전압의 관계가 나타나 있다.
또 도 9 중의 표에는 각 조성가스를 이용한 Pd곱 4부근(봉입압력은 2000 Torr)의 PDP에 대한 휘도의 측정값(방전전압 250V 부근)이 나타나 있다.
결과 및 고찰 :
도 9의 표에서 보면 He-Xe계나 He-Ne-Xe계에서는 Ne-Xe계보다 휘도가 높고 (특히 He-Ne-Xe계에서는 휘도가 높음), 전자온도를 상승시키는 효과가 있는 He를 함유하는 것이 휘도 향상에 효과적이라고 생각할 수 있다.
또 도 9의 그래프로부터, He-Xe계(▲표시)는 Ne-Xe계(◆표시)보다도 방전 개시전압이 높은 경향을 나타내며, 실용적으로 바람직한 방전 개시전압의 영역(220V 이하)에는 들어가지 않는 것을 알 수 있다.
한편 도 9의 그래프에 있어서, Ne-Xe계에 Ar을 0.1% 첨가한 가스(○표시)는 He-Xe계나 Ne-Xe계나 He-Ne-Xe계에 비해 페닝효과(Penning effect)에 의해 방전 개시전압이 낮게 되어 있고, 방전 개시전압 220V 이하이며 Pd곱이 3이상인 바람직한 사용영역을 그래프가 통과하고 있는 것을 알 수 있다.
그러나 Ne-Xe계에 Ar을 0.5% 첨가한 가스(■표시)에서는, 방전 개시전압이 그다지 낮게 되어 있지 않다. 이로부터 방전 개시전압을 저하시키기 위해 Ar을 비교적 소량(0.5% 이하) 첨가하는 것이 좋다는 것을 알 수 있다.
또 도 9에서 Pd곱이 3이상의 범위를 바람직한 사용영역이라고 하고 있는 것은, 현재로서는 전극의 간격을 lO㎛보다 작게 설정하는 것이 어렵기 때문에 실용적으로는 Pd곱이 3이상의 범위로 설정되는 것이 바람직하다는 것이다.
이상으로부터 Ne-Xe계에 He를 혼합하면 발광효율은 향상되지만 방전 개시전압이 높아지는 경향이 있고, 이것에 다시 Ar을 혼합함으로써 방전전압이 내려가고 또 발광효율도 동등 이상이 될 가능성이 있다. 여기에서 Ar의 양은 비교적 소량이 좋다고 추측할 수 있다.
또 본 실험에서는 가스압력 P를 100Torr∼2500Torr의 범위내에서 변화시켜 Pd곱을 설정하였지만, 가스압력 P를 2500Torr∼4000Torr의 범위로 설정해도 도 9의 그래프와 같은 결과를 얻을 수 있다.
또 Xe의 함유율이 낮은 범위(lO% 정도 이하의 범위)에서는 Xe의 양과 발광효율이 거의 비례하는 관계에 있는 것이 알려져 있지만, 상기 각종 조성의 방전가스에 있어서도, Xe의 양을 변화시키면 발광효율도 그것에 따라 변화하는 것은 실험적으로 확인되어 있다.
( 실험 2 : He-Ne-Xe-Ar계 가스와 Ne-Xe계 가스의 비교 )
상기 실시예의 PDP에서, 방전가스로서 He(30%)-Ne(67.9%)-Xe(2%)-Ar(0.1%) (「방전가스 A」라 기재함)을 이용한 경우와, Ne(95%)-Xe(5%)(「방전가스 Z」라 기재함)을 이용한 경우에 대하여, Pd곱을 여러가지 값으로 바꾸어 설정한 것을 제작하여 방전 개시전압을 측정하였다.
Pd곱의 설정은 상기 실험 1과 마찬가지로 전극간격 d를 20, 40, 60, 120㎛로 설정하는 것과 함께, 가스압력 P를 100Torr∼2500Torr의 범위 내에서 바꾸는 것에 의해 행하였다.
도 10은 이 실험결과로서, Pd곱과 방전 개시전압의 관계를 나타낸 그래프이다.
이 그래프에서 보면 방전가스 Z의 경우, Pd곱을 12에서 4 정도로 축소하면 방전 개시전압을 450V→320V와 130V 정도로 저하시킬 수 있다는 것을 알 수 있다.
한편 방전가스 A의 경우는 같은 Pd곱 12에서도 방전가스 Z에 비해 방전 개시전압을 130V 정도 저하시킬 수 있고, 또한 Pd곱을 12에서 4로 축소하면 방전 개시전압을 다시 90V 정도 저하시킬 수 있다는 것을 알 수 있다.
따라서 방전가스 A를 이용하면 봉입압력을 높게 설정한 경우에도 전극간 거리 d를 그다지 작게 하지 않아도 방전전압을 실용적인 수준까지 낮게 할 수 있게 된다.
또한 방전가스 A를 이용한 경우는 방전가스 Z을 이용한 경우에 비해 상당히 낮은 전압에서도 동등한 휘도를 실현할 수 있다는 것이 별도의 발광효율의 비교실험에서 확인되어 있고, 방전가스 A를 이용한 경우는 방전가스 Z을 이용한 경우의 약 1.5배의 발광효율을 얻을 수 있었다.
이러한 방전가스 A의 효과는 실험 1에서 설명한 He를 함유하는 것에 의한 발광효율의 향상과 Ar을 소량 첨가하는 것에 의한 방전전압의 저감이 합쳐짐으로써 얻어진 것으로 생각된다.
본 실험의 결과는 방전가스로서 He-Ne-Xe-Ar계의 혼합가스를 이용하고, 바람직하게는 Xe의 함유량을 5체적% 이하, Ar의 함유량을 0.5체적% 이하로 미리 정하는 것이 발광효율의 향상과 방전전압의 저감에 유효하다는 것을 나타낸다.
또 본 실험에서는 가스압력 P를 100Torr∼2500Torr의 범위 내에서 변화시켜 Pd곱을 설정하였지만, 가스압력 P를 2500Torr∼4000Torr의 범위로 설정한 경우라도 도 10의 그래프와 같은 결과를 얻을 수 있다.
( 실험 3 : He-Ne-Xe계 가스 및 He-Ne-Xe-Ar계 가스에 대하여 )
상기 실시예의 PDP(전극간 거리 d=40㎛)에 있어서, 방전가스로서 He(50%)-Ne (48%)-Xe(2%), He(50%)-Ne(48%)-Xe(2%)-Ar(0.1%), He(30%)-Ne(68%)-Xe(2%), He(30 %)-Ne(67.9%)-Xe(2%)-Ar(0.1%)의 각종 조성가스를 이용하여 Pd곱을 여러가지로 바꾼 PDP를 제작하였다. 그리고 제작한 각 PDP에 대하여 휘도 및 방전 개시전압을 측정하였다.
도 11 중의 표에는 각 조성가스를 이용한 Pd곱 4부근(봉입압력은 2000Torr)의 PDP에 대한 휘도의 측정값(방전전압 250V)이 나타나 있다.
도 11의 표에 나타낸 휘도 측정값은 모두 상기 도 9의 표에 나타낸 He-Xe계, Ne-Xe계, Ne-Xe-Ar계의 가스에 대한 휘도 측정값에 비해 상당히 높은 값을 나타낸다. 이것으로부터 He-Ne-Xe계 가스 및 He-Ne-Xe-Ar계 가스를 이용하는 것이 휘도의 향상에 효과적인 것을 알 수 있다.
도 11은 방전 개시전압의 측정 결과를 나타내는 것으로서, 각 조성가스에 대하여 Pd곱과 방전 개시전압의 관계를 나타내는 그래프이다.
이 그래프 및 표에서 보면, He-Ne-Xe계의 방전가스에 비해 이것에 소량의 Ar을 첨가한 방전가스쪽이 방전 개시전압이 낮아지고, 또 휘도도 약간 향상되어 있는 것을 알 수 있다.
특히 He(30%)-Ne(67.9%)-Xe(2%)-Ar(0.1%)의 가스를 이용하면 휘도도 비교적 양호하며, 또 Pd곱을 3∼6(Torr·cm) 정도의 범위로 설정하면(예를 들면, 전극간 거리 d=60㎛, 봉입압력 1000Torr), 방전 개시전압을 실용적으로 바람직한 방전 개시전압의 영역(220V 이하)에 들어가게 할 수 있는 것을 알 수 있다.
또 이 가스조성의 경우, Pd곱 4부근에서 방전 개시전압이 최소값을 나타내고 있고, Pd곱을 4(예를 들면, 봉입압력이 2000Torr의 경우, 전극간 거리 d=20㎛) 부근으로 설정하는 것이 바람직한 것도 알 수 있다.
또 본 실험에서는 각 조성의 가스에 있어서 Xe의 양을 2%로 설정하여 행하였으나, Xe의 양을 1O% 이하의 다른 값으로 설정한 경우는 방전 개시전압의 절대값은 변하지만, 도 11에 나타내는 그래프와 같은 경향을 얻을 수 있다.
또한 본 실험에서는 He의 함유량은 50% 이하로 설정하였지만, 이러한 He-Ne-Xe-Ar계의 방전가스에 있어서, He의 함유량을 55체적% 이상으로 설정하면 방전전압이 상당히 높아지는 경향이 있다는 것을 별도의 실험으로부터 알 수 있다.
따라서 방전전압을 낮게 억제하기 위해 He의 함유량은 55체적% 미만으로 규정하는 것이 바람직하다고 할 수 있다.
( 실험 4 : He-Ne-Xe-Ar계 가스에 있어서의 Ar량의 실험 )
4종 혼합가스에 있어서의 아르곤의 최적량을 조사하기 위해 He(30%)-Ne ((68-X)%)-Xe(2%)-Ar(X%)에 있어서, X=0.0l, 0.05, 0.1, 0.5, l로 변화시켰을 때의 방전 개시전압 및 발광효율을 측정하는 실험을 하였다.
발광효율의 측정은 구동회로로부터 패널에 인가되는 방전 유지전압 Vm, 이 때 흐르는 전류 I를 측정하고, 다음으로 휘도 L을 휘도계로 측정하고(그 때의 휘도 측정면적을 S로 함), 하기의 수학식 1에 의해 발광효율 η을 구하였다.
η=π·S·L/Vm·I
도 12는 그 결과의 일례를 나타낸 것으로서, 봉입압력을 2000Torr로 설정하였을 때의 그래프이다.
도 12에서 보면 발광효율에 대해서는 Ar량이 0.1% 이하의 범위에서는 거의 일정하지만, 0.1%∼0.5%의 범위에서는 Ar량의 증가에 따라 발광효율이 완만하게 저하하고, 0.5%를 넘으면 Ar량의 증가에 따라 급격히 저하되는 것을 알 수 있다.
한편 방전 개시전압에 대해서는 Ar량이 0.1%에서 극소값을 갖고, 0.1%∼0.5%의 범위에서는 Ar량의 증가에 따라 발광효율이 완만하게 증가하고, 0.5%를 넘으면 Ar량의 증가에 따라 급격히 상승하는 것을 알 수 있다.
따라서 Ar량의 첨가량은 0.5% 이하로 하는 것이 바람직하다는 것을 알 수 있다.
또 He량이나 Xe량을 바꾼 경우에 대해서는 도시하지 않았지만 발광효율이나 방전 개시전압의 절대값은 변하지만, 상기 도 12의 그래프와 같은 결과를 얻을 수 있다. 또한 봉입압력을 상압부근에 설정한 경우도 상기 도 12의 그래프와 같은 결과를 얻을 수 있다.
( 제 2 실시예 )
도 13은 본 실시예에 관한 교류 면방전형 PDP의 개략단면도이다.
이 PDP는 제 1 실시예의 PDP와 마찬가지이지만, 제 1 실시예에서는 표시전극이 전면 패널측에 설치되고, 어드레스 전극이 배면 패널측에 설치된 데 대하여, 본 실시예에서는 어드레스 전극(61)과 표시전극(63a, 63b)이 제 1 유전체층(62)을 통해 전면 패널측에 설치되어 있는 점이 다르다.
또 도 13에서는 편의상 1쌍의 표시전극(63a, 63b)이 단면으로 나타나 있지만, 실제로는 1쌍의 표시전극(63a, 63b)은 도 1과 마찬가지로 어드레스 전극(61) 및 격벽(30)과 교차하는 방향으로 설치되어 있다.
이 PDP에서 전면 패널(10)은 다음과 같이 하여 제작한다.
전면 패널(10)의 제작은 전면 글래스 기판(11) 상에 어드레스 전극(51)을 형성하고, 그 위에 납계의 글래스를 이용하여 제 1 유전체층(62)을 형성한다. 그리고 제 1 유전체층(62)의 표면에 표시전극(63a, 63b)을 형성하고, 그 위로부터 납계의 글래스를 이용하여 제 2 유전체층(64)을 형성한다. 그리고 제 2 유전체층(64)의 표면에 MgO로 이루어지는 보호층(65)을 형성함으로써 제작할 수 있다.
어드레스 전극(61), 표시전극(63a, 63b), 유전체층(62, 63), 보호층(65)의 재료나 형성방법은 제 1 실시예에서 설명한 것과 마찬가지이고, 본 실시예에서도 보호층(65)의 표면에 플라즈마 에칭법에 의해 요철을 형성하는 것이 바람직하다.
본 실시예에서도 방전가스의 조성 및 봉입압력을 제 1 실시예와 마찬가지로 설정함으로써 제 1 실시예에서 설명한 것과 같은 효과를 얻을 수 있다.
또 본 실시예에서는 어드레스 전극(61)과 표시전극(63a, 63b)이 제 1 유전체층(62)을 통해 전면 패널측에 설치되어 있으므로 방전가스의 봉입압력이 높은 경우라도 낮은 어드레스 전압으로 어드레싱할 수 있다.
즉 제 1 실시예와 같이 어드레스 전극과 표시전극 사이에 방전공간이 개재되어 있는 경우는 어드레스 방전에 대해서도 파셴의 법칙이 적용된다. 여기에서 어드레스 전극과 표시전극의 거리를 좁히면, 낮은 어드레스 전압이라도 안정된 어드레스 방전이 가능하다고 생각되지만, 실제로는 그다지 좁힐 수 없으므로 안정된 어드레스 방전을 행하기 위해서는 방전가스의 봉입압력을 높게 설정할수록 어드레스 전압을 높게 해야 한다.
이에 대하여, 본 실시예의 PDP 경우는 어드레스 전극(6l)과 표시전극(63a, 63b) 사이에 방전공간이 개재되어 있지 않으므로 방전가스의 봉입압력을 높게 설정해도 낮은 어드레스 전압으로 안정된 어드레싱을 행할 수 있다.
도 14는 본 실시예에 관한 다른 교류 면방전형 PDP의 개략단면도이다.
상기 도 13의 PDP에서는 어드레스 전극(61)과 표시전극(63a, 63b)이 제 1 유전체층(62)을 통해 전면 패널(10)측에 설치되었지만, 도 14의 PDP에서는 어드레스 전극(71)과 표시전극(73a, 73b)이 제 1 유전체층(72)을 통해 배면 패널(20)측에 설치된다.
배면 패널(20)의 제작은 배면 글래스 기판(2l) 상에 어드레스 전극(71)을 형성하고, 그 위로부터 납계의 글래스를 이용하여 제 1 유전체층(72)을 형성한다. 그리고 제 1 유전체층(72)의 표면에 표시전극(73a, 73b)을 형성하고, 그 위로부터 납계의 글래스를 이용하여 제 2 유전체층(74)을 형성한다. 그리고 제 2 유전체층(74)의 표면에 MgO로 이루어지는 보호층(75)을 형성함으로써 제작할 수 있다.
이 PDP에서도 상기 도 13의 PDP와 같은 효과가 있다.
또한 이 PDP는 어드레스 전극(7l)과 표시전극(73a, 73b)이 배면 패널측에 설치되어 있기 때문에, 방전공간 내에서 발생된 가시광이 전극에 방해되는 일 없이 전면에 인출된다. 이 점에서 상기 도 13의 PDP에 비해 휘도를 향상하는 데 유리하다.
( 실험 5 )
시료번호 봉입가스압력(Torr) 어드레스전극위치 표시전극위치 패널의 휘도(cd/㎠) 안정된어드레스전압(V)
1 500 전면 전면 490 50
2 760 전면 전면 520 50
3 1000 전면 전면 530 70
4 2000 전면 전면 580 70
5 1000 배면 배면 550 70
6 1000 배면 전면 530 120
표 1의 시료번호 1∼6의 PDP는 제 1 실시예, 제 2 실시예에 기초하여 제작한 실시예로서, 시료번호 1∼4의 PDP는 제 2 실시예의 도 13에 기초하여 제작하고, 시료번호 5의 PDP는 제 2 실시예의 도 14에 기초하여 제작하고, 시료번호 6의 PDP는 제 1 실시예에 기초하여 제작한 것이다.
PDP의 셀 크기는 42인치의 하이비전 텔레비전용 디스플레이에 맞추어 격벽의 높이를 0.08mm, 격벽의 간격(셀 피치)을 0.15mm로 설정하고, 표시전극간 거리 d를 0.05mm로 설정하였다.
유전체층은 산화납(PbO) 70중량%와 산화붕소(B2O3) 15중량%와 산화규소(SiO2) 15중량%를 유기 바인더(α-테르피네올에 10%의 에틸셀룰로오스를 용해한 것)에 혼합하여 이루어지는 조성물을 스크린 인쇄법으로 도포한 후, 580°에서 10분간 소성함으로써 형성하고, 그 막두께는 20㎛으로 설정하였다.
보호층의 형성방법에 대해서는 플라즈마 CVD법으로 형성하였다. 또 형성된 Mg0 보호층의 결정면을 X선 해석한 결과, (100)면 혹은 (110)면 배향이었다.
봉입하는 방전가스의 조성은 He(30%)-Ne(67.9%)-Xe(2%)-Ar(0.1%)로 하고, 상기 표 1의 봉입압력란에 나타낸 바와 같이 500∼200Torr의 범위내의 압력으로 봉입하였다.
이와 같이 제작한 시료번호 1∼6의 PDP에 대하여 패널 휘도 및 안정된 어드레스 전압을 측정하였다.
안정된 어드레스 전압은 어드레스 전압을 변화시키면서 화상의 상태를 관찰하고, 안정된 화상을 얻을 수 있는 데 필요한 최저의 어드레스 전압을 측정하여 이것을 안정된 어드레스 전압으로 하였다.
패널 휘도 및 안정된 어드레스 전압의 측정결과는 상기 표 1에 나타낸 바와 같다.
결과 및 고찰 :
시료번호 1∼4 사이에서 휘도를 비교하면 봉입압력이 상압 이하인 것에 비해 100 Torr 및 2000Torr와 봉입전압이 증가함에 따라 휘도가 증가하고 있는 것을 알 수 있다.
시료번호 1∼4 사이에서 안정된 어드레스 전압을 비교하면, 봉입압력이 상승함에 따라 약간 상승하고 있지만, 시료번호 1∼5의 안정된 어드레스 전압은 시료번호 6의 안정된 어드레스 전압에 비해 상당히 낮은 값인 것을 알 수 있다.
이것은 제 2 실시예의 PDP의 구성이 봉입압력이 높은 경우에도 어드레스 전압을 낮게 억제하는 데에 유효하다는 것을 나타내고 있다.
또 시료번호 3과 시료번호 5에서 휘도를 비교하면, 시료번호 5 쪽이 휘도가 약간 높은 값을 나타내는 것을 알 수 있다.
( 기타 사항 )
또 본 발명은 상기 실시예의 PDP에 한정되지 않고 일반적인 PDP 및 가스방전 패널에 대하여 적용할 수 있다.
예를 들면, 보호층은 상기와 같이 CVD법에만 한정되는 것은 아니고, 진공증착법으로 형성해도 된다. 또한 글래스 기판, 유전체층, 형광체의 재료, 보호층의 성막방법에 대해서도 상기의 것으로만 한정되는 것은 아니다. 또한 보호층의 재료로서는 Mg0단독으로만 한정되는 것은 아니고, MgO에 바륨(Ba), 스트론튬(Sr), 탄화수소(CH) 등을 첨가한 것을 이용해도 된다.
또한 상기 실시예에서는 형광체층이 배면 패널측에만 설치되어 있는 예를 나타내었으나, 전면 패널측에도 설치함으로써 더욱 더 휘도의 향상을 도모할 수 있다.
또한 형광체층을 형성하는 형광체 재료에 수십nm의 두께로 Mg0로 이루어지는 보호층을 코팅하면 더욱 더 휘도의 향상과 발광효율의 향상 효과를 기대할 수 있다.
또한 상기 실시예에서는 전면 글래스 기판 및 배면 글래스 기판의 어느 한쪽의 표면상에 병행하여 1쌍의 표시전극이 설치되어 있는 예를 나타내었으나, 전면 글래스 기판상과 배면 글래스 기판상에 표시전극이 대향하여 설치된 PDP에서도 마찬가지로 실시할 수 있다.
또한 상기 실시예에서는 격벽(25)을 배면 글래스 기판(21) 상에 고착하여 배면 패널을 구성하는 예를 나타내었으나, 격벽이 전면 패널측에 설치된 것 등에도 널리 적용할 수 있다.
또한 방전가스의 조성에 관해서도 상술한 Ne-Xe계, He-Ne-Xe계, He-Ne-Xe-Ar 계 등에 한정되는 것은 아니며, 크립톤-크세논계의 방전가스(예를 들면 Kr(90%)-Xe(10%)) 혹은 크립톤-네온-크세논계의 방전가스를 이용하여 800∼4000Torr의 봉입압력으로 설정한 경우에도, 고휘도 고발광 효율을 얻는 것을 기대할 수 있다.
또 본 발명은 가스방전 패널에만 한정되는 것은 아니며, 용기 중에 전극 및 형광체층이 설치되는 것과 함께, 가스 매체가 봉입된 방전공간이 형성되어 방전에 따라 자외선을 발하여 상기 형광체층에서 가시광으로 변환함으로써 발광하는 가스방전 디바이스에도 적용할 수 있다.
예를 들면 내면에 형광체층이 형성된 통형상의 글래스 용기 중에 방전가스가 봉입된 형광등에 대해서도 본 발명은 적용 가능하며, 상기 실시예에서 설명한 조성의 방전가스를 이용함으로써 고휘도, 고발광 효율, 저방전 전압의 것을 얻을 수 있고, 특히 800∼4000Torr 범위 내의 봉입압력으로 봉입함으로써 뛰어난 효과를 기대할 수 있다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명의 가스방전 패널에서는 가스 매체의 봉입압력을 종래보다 높은 800∼4000Torr의 범위내(상기 영역 1∼4의 각 범위)에 설정함으로써 종래보다 발광 효율 및 패널 휘도를 향상할 수 있게 된다.
또한 봉입하는 가스 매체를 종래의 가스조성으로 바꾸고, 헬륨, 네온, 크세논, 아르곤을 포함하는 희가스의 혼합물로 하고, 바람직하게는 Xe의 함유량 5체적% 이하, Ar의 함유량 0.5체적% 이하, He의 함유량을 55체적% 미만으로 함으로써 발광효율을 향상시키는 동시에 방전전압을 저하시킬 수 있다.
또한 표시전극과 어드레스 전극을 프론트 커버 플레이트 혹은 백 플레이트 중 어느 한쪽 표면 상에 유전체층을 통해 적층시킨 구조로 하면 봉입압력이 높은 경우에도 비교적 낮은 전압으로 어드레싱을 행할 수 있다.
이러한 본 발명은 가스방전 패널의 전력 절감화에 유효하며, 특히 고정밀용 PDP의 휘도 향상 및 에너지 절감에 효과적이다.
또한 가스방전 패널에 한정되지 않고, 형광등 등의 가스발광 디바이스도 포함하여 일반적인 가스방전관의 휘도향상 및 에너지 절감에 효과적이다.

Claims (27)

  1. 가스 매체가 봉입된 방전공간 내에서 방전하여 자외선을 발하여 형광체층에서 가시광으로 변환함으로써 발광하는 가스 방전관에 있어서,
    상기 가스 매체의 봉입압력은,
    800Torr 이상 4000Torr 이하인 것을 특징으로 하는 가스방전관.
  2. 가스 매체가 봉입된 방전공간 내에서 방전하여 자외선을 발하여 형광체층에서 가시광으로 변환함으로써 발광하는 가스 방전관에 있어서,
    상기 가스 매체는,
    헬륨, 네온, 크세논, 아르곤을 포함하는 희가스의 혼합물로서, 아르곤의 함유량이 0.5체적% 이하인 것을 특징으로 하는 가스방전관.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 가스 매체의 봉입압력은,
    800Torr 이상 4000Torr 이하인 것을 특징으로 하는 가스 방전관.
  4. 대향하여 설치된 1쌍의 플레이트 사이에 가스 매체가 봉입된 방전공간이 형성되는 것과 함께 상기 1쌍의 플레이트의 대향하는 면의 적어도 한쪽에 전극 및 형광체층이 설치되고, 방전에 따라 자외선을 발하여 상기 형광체층에서 가시광으로 변환함으로써 발광하는 가스방전 패널에 있어서,
    상기 가스 매체의 봉입압력은,
    800Torr 이상 4000Torr 이하인 것을 특징으로 하는 가스방전 패널.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 가스 매체에는,
    크세논이 포함되어 있는 것을 특징으로 하는 가스방전 패널.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 가스 매체에는,
    네온, 헬륨 및 크립톤의 적어도 하나가 포함되어 있는 것을 특징으로 하는 가스방전 패널.
  7. 대향하여 설치된 1쌍의 플레이트 사이에 가스 매체가 봉입된 방전공간이 형성되는 것과 함께 상기 1쌍의 플레이트의 대향하는 면의 적어도 한쪽에 전극 및 형광체층이 설치되고, 방전에 따라 자외선을 발하여 상기 형광체층에서 가시광으로 변환함으로써 발광하는 가스방전 패널에 있어서,
    상기 가스 매체는,
    헬륨, 네온, 크세논, 아르곤을 포함하는 희가스의 혼합물로서, 아르곤의 함유량이 0.5체적% 이하인 것을 특징으로 하는 가스방전 패널.
  8. 제 7항에 있어서,
    상기 가스 매체에는,
    크세논이 5체적% 이하, 헬륨이 55체적% 미만 함유되어 있는 것을 특징으로 하는 가스방전 패널.
  9. 제 7항에 있어서,
    상기 가스 매체의 봉입압력은,
    800Torr 이상 4000Torr 이하인 것을 특징으로 하는 가스방전 패널.
  10. 대향하여 설치된 1쌍의 플레이트 사이에 가스 매체가 봉입된 방전공간이 형성되는 것과 함께 상기 1쌍의 플레이트의 대향하는 면의 적어도 한쪽에 전극 및 형광체층이 설치되고, 방전에 따라 자외선을 발하여 상기 형광체층에서 가시광으로 변환함으로써 발광하는 가스방전 패널에 있어서,
    상기 가스 매체로부터 방출되는 자외선은,
    공명선보다 분자선이 상대적으로 많은 것을 특징으로 하는 가스방전 패널.
  11. 대향하여 설치된 1쌍의 플레이트 사이에 가스 매체가 봉입된 방전공간이 형성되는 것과 함께 상기 1쌍의 플레이트의 대향하는 면의 적어도 한쪽에 전극 및 형광체층이 설치되고, 방전에 따라 자외선을 발하여 상기 형광체층에서 가시광으로 변환함으로써 발광하는 가스방전 패널에 있어서,
    상기 전극에 전압을 인가할 때,
    방전공간에서 필라멘트 글로우 방전 혹은 제 2 형태의 글로우 방전으로 방전이 이루어지는 것을 특징으로 하는 가스방전 패널.
  12. 제 4항, 제 7항, 제 10항 또는 제 11항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 형광체층에 이용되는 형광체는,
    그 발광효율이 173nm로 자외선 파장의 147nm보다 큰 것을 특징으로 하는 가스방전 패널.
  13. 제 4항, 제 7항, 제 10항 또는 제 11항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 전극은,
    그 적어도 일부가 유전체층으로 덮여 있고,
    해당 유전체층의 표면은,
    열화학 증착법 혹은 플라즈마 화학증착법으로 형성된 산화 마그네슘층으로 피복되어 있는 것을 특징으로 하는 가스방전 패널.
  14. 제 4항에 있어서,
    상기 전극은,
    서로 평행하게 설치된 표시전극과, 당해 표시전극과 교차하여 설치된 어드레스 전극을 포함하며,
    상기 표시전극 및 어드레스 전극은,
    상기 1쌍의 플레이트의 어느 한쪽 표면 상에 제 1 유전체층을 통해 적층되어 있는 것을 특징으로 하는 가스방전 패널.
  15. 제 14항에 있어서,
    상기 1쌍의 평행하게 배치된 플레이트는,
    프론트 커버 플레이트와 백 플레이트이며,
    상기 표시전극 및 어드레스 전극은,
    상기 백 플레이트의 표면 상에 제 1 유전체층을 통해 적층되어 있는 것을 특징으로 하는 가스방전 패널.
  16. 제 14항에 있어서,
    상기 어드레스 전극, 제 1 유전체층 및 표시전극은,
    상기 1쌍의 플레이트의 어느 한쪽 표면상에 순서대로 적층되고,
    상기 표시전극의 적어도 일부가 제 2 유전체층으로 덮여 있는 것을 특징으로 하는 가스방전 패널.
  17. 제 16항에 있어서,
    상기 제 2 유전체층의 표면은,
    열화학 증착법 혹은 플라즈마 화학증착법으로 형성된 산화 마그네슘층으로 피복되어 있는 것을 특징으로 하는 가스방전 패널.
  18. 대향하여 설치된 1쌍의 플레이트 사이에 가스 매체가 봉입된 방전공간이 형성되는 것과 함께 상기 1쌍의 플레이트의 대향하는 면의 적어도 한쪽에 전극 및 형광체층이 설치되고, 방전에 따라 자외선을 발하여 상기 형광체층에서 가시광으로 변환함으로써 발광하는 가스방전 패널에 있어서,
    상기 전극은,
    그 적어도 일부가 유전체층으로 덮여 있고,
    당해 유전체층은,
    열화학 증착법 혹은 플라즈마 화학증착법으로 형성되어 (100)면 또는 (110)면으로 배향된 결정구조로서, 또한 그 표면에 피라미드 형상의 요철을 갖는 산화 마그네슘막으로 피복되어 있는 것을 특징으로 하는 가스방전 패널.
  19. 제 18항에 있어서,
    상기 가스 매체의 봉입압력은,
    800Torr 이상 4000Torr 이하인 것을 특징으로 하는 가스방전 패널.
  20. 대향하여 설치된 1쌍의 플레이트 사이에 가스 매체가 봉입된 방전공간이 형성되는 것과 함께 상기 1쌍의 플레이트의 대향하는 면상에 전극 및 형광체층이 설치되고, 방전에 따라 자외선을 발하여 상기 형광체층에서 가시광으로 변환함으로써 발광하는 가스방전 패널과,
    상기 전극에 전압을 인가함으로써 상기 가스방전 패널을 구동하는 구동회로로 이루어지는 표시장치에 있어서,
    상기 구동회로에 의한 구동시에,
    상기 방전공간에서는 필라멘트 글로우 방전 혹은 제 2 형태의 글로우 방전으로 방전이 이루어지는 것을 특징으로 하는 표시장치.
  21. 대향하여 설치된 1쌍의 플레이트 사이에 가스 매체가 봉입된 방전공간이 형성되는 것과 함께 상기 1쌍의 플레이트의 대향하는 면상에 전극 및 형광체층이 설치되고, 방전에 따라 자외선을 발하여 상기 형광체층에서 가시광으로 변환함으로써 발광하는 방전 패널과,
    상기 전극에 전압을 인가함으로써 상기 방전 패널을 구동하는 구동회로로 이루어지는 표시장치에 있어서,
    상기 전극은,
    그 적어도 일부가 유전체층으로 덮여 있고,
    당해 유전체층은,
    열화학 증착법 혹은 플라즈마 화학증착법으로 형성되고 (100)면 또는(110)면으로 배향된 결정구조이고, 또한 그 표면에 피라미드 형상의 요철을 갖는 산화 마그네슘막으로 피복되어 있는 것을 특징으로 하는 표시장치.
  22. 제 21항에 있어서,
    상기 가스 매체의 봉입압력은,
    800Torr 이상 4000Torr 이하인 것을 특징으로 하는 표시장치.
  23. 제 21항에 있어서,
    상기 가스 매체는,
    헬륨, 네온, 크세논, 아르곤을 포함하는 희가스의 혼합물인 것을 특징으로 하는 표시장치.
  24. 밀봉용기 중에 전극 및 형광체층이 설치되는 것과 함께 가스 매체가 봉입된 방전공간이 형성되고, 방전에 따라 자외선을 발하여 상기 형광체층에서 가시광으로 변환함으로써 발광하는 가스발광 디바이스에 있어서,
    상기 가스 매체의 봉입압력은,
    800Torr 이상 4000Torr 이하인 것을 특징으로 하는 가스발광 디바이스.
  25. 밀봉용기 중에 전극 및 형광체층이 설치되는 것과 함께 가스 매체가 봉입된 방전공간이 형성되고, 방전에 따라 자외선을 발하여 상기 형광체층에서 가시광으로 변환함으로써 발광하는 가스발광 디바이스에 있어서,
    상기 가스 매체는,
    헬륨, 네온, 크세논, 아르곤을 포함하는 희가스의 혼합물로서, 아르곤의 함유량이 0.5체적% 이하인 것을 특징으로 하는 가스발광 디바이스.
  26. 제 25항에 있어서,
    상기 가스 매체의 봉입압력은,
    800Torr 이상 4000Torr 이하인 것을 특징으로 하는 가스발광 디바이스.
  27. 전극 및 유전체층이 설치된 제 1 플레이트의 상기 유전체층 위에 CVD법에 의해 (100)면 또는(110)면에 배향된 산화 마그네슘층을 형성하는 제 1 단계와,
    상기 산화 마그네슘층 위에 플라즈마 에칭법에 의해 피라미드 형상의 요철을 형성하는 제 2 단계와,
    상기 제 2 단계 종료후의 제 1 플레이트의 산화 마그네슘층 위에 간격을 두고 제 2 플레이트를 배치하는 것과 함께, 상기 제 1 플레이트 및 제 2 플레이트 사이에 형성되는 방전공간에 가스 매체를 봉입하는 제 3 단계를 구비하는 것을 특징으로 하는 가스방전 패널의 제조방법.
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