KR20020083483A

KR20020083483A - 플라즈마 디스플레이 패널 및 그 제조방법

Info

Publication number: KR20020083483A
Application number: KR1020020022935A
Authority: KR
Inventors: 오타니미츠히로; 아오키마사키; 와타나베타쿠
Original assignee: 마츠시타 덴끼 산교 가부시키가이샤
Priority date: 2001-04-27
Filing date: 2002-04-26
Publication date: 2002-11-02
Also published as: EP1255276B1; JP2003016949A; CN1306546C; JP3770194B2; KR100812866B1; TWI258159B; DE60227873D1; EP1255276A1; CN1384524A; US20020175622A1; US6774558B2

Abstract

본 발명에 따라, Na 또는 K를 포함하는 플로트법으로 작성한 유리 기판상에 열팽창 계수가 유리 기판에 가까운 금속 산화물층을 형성하고, 그 위에 Ag 전극이 형성된다. 이것에 의해서 전극 단자 사이의 Ag의 마이그레이션(migration)과 유리 기판의 황변이 방지되며, 또한 고화질의 플라즈마 디스플레이 패널이 수득될 수 있다.

Description

플라즈마 디스플레이 패널 및 그 제조방법{PLASMA DISPLAY PANEL AND ITS PREPARATIVE METHOD}

본 발명은 표시장치 등에 사용되는 플라즈마 디스플레이 패널(PDP) 및 그 제조방법에 관한 것이다.

최근 하이비전을 비롯한 고품질 및 대화면 텔레비전에의 요구가 높아지고 있다. 음극선관(CRT)은 해상도 및 화질의 면에서 플라즈마 디스플레이나 액정에 비해 우수하지만, 깊이와 중량의 면에서 4O 인치 이상의 대화면에는 바람직하지 않다. 한편, 액정은 소비전력이 적고 구동전압이 낮은 뛰어난 성능을 갖고 있지만, 화면의 크기나 시야각에 한계가 있다. 이에 반하여, 플라즈마 디스플레이는 대화면이 가능하고, 이미 40인치 등급의 제품이 개발되어 있다(예컨대, 기능재료 1996년 2월호 Vo1. 16, No. 27페이지).

종래의 플라즈마 디스플레이 패널(PDP)의 구성 및 그 PDP를 사용한 표시장치의 구성에 대해서는 도 7 내지 도 10를 참고하여 설명된다.

도 7은 PDP의 화상 표시 영역의 일부를 단면으로 나타낸 사시도이며, 도 8은 상기 PDP에서의 전면 유리 기판을 제외한 개략적인 평면도이다. 도 8에 있어서, 표시 전극군, 표시 스캔 전극군, 어드레스 전극군의 개수등에 대해서는 이해하기 쉽도록 일부를 생략하여 도시하고 있다. 상기 두 도면을 참조하면서 PDP의 구조에 관해서 설명한다.

도 7 및 도 8에 도시한 바와 같이, PDP(100)은 플로트(float)법에 의한 붕규소 나트륨계 유리로 된 전면 유리 기판(101)과 배면 유리 기판(102)으로 이루어진다.

전면 유리 기판(101)에는 N개의 표시전극(103)과 N개의 표시스캔전극(104(1) 내지 104(N))이 설치되어 있으며, 상기 표시전극(103)및 표시스캔전극(104(1) 내지104(N)) 상에는 유전체 유리층(105)과 MgO로 이루어지는 보호층(106)이 설치됨으로써 전면패널이 구성된다.

또한, 배면 유리 기판(102) 상에는 M개의 어드레스 전극군(107(1) 내지 107(M))가 구비되고, 상기 어드레스 전극(107(1) 내지 107(M)) 상에 유전체 유리층(l08)의 형성과 함께 격벽(109)이 구비되어 있다. 또한, 상기 격벽(109)사이에 형광체층(110R, 110G, 110B)이 설치되어 배면패널을 구성한다.

그리고, 이러한 전면패널과 배면패널은 주변부에 형성된 기밀(氣密) 밀폐층(121)에 의해 결합되고, 이것들의 주변부가 봉착된다. 전면패널과 배면패널의 사이에 형성된 방전 공간(122) 내에 방전가스가 봉입된다. 또한, 이러한 구성의 PDP는 각 전극(103, 104(1) 내지 104(N), 107(1) 내지 107(M))에 의한 3전극 구조의 전극 매트릭스를 가지며, 표시스캔전극(104)과 어드레스전극(107 내지 107(M))의 교점에 방전셀이 형성된다.

또한, 전면패널의 전극으로서, 도 9a 및 도 9b에 도시한 바와 같이, 전면 유리 기판(101) 상에 투명전극(111)과 은전극(112)으로 전극을 형성한 것과, 전면 유리 기판(101) 상에 은전극(113)으로 된 전극을 형성한 것이 있다. 이러한 PDP(100)을 사용한 표시장치는, 도 10에 도시한 바와 같이, PDP(100)의 각 전극에 접속한 표시 드라이버 회로(131), 표시 스캔 드라이버 회로(132), 어드레스 드라이버 회로(133) 및 이것들의 회로를 제어하는 컨트롤러(134)로 구성된 구동장치(135)를 구비하고 있다. 컨트롤러(134)의 제어에 따라 점등시키고자 하는 방전셀에 있어서 표시스캔전극(104)과 어드레스전극(107(1) 내지 107(M))에 소정의 파형의 전압이 인가되어 그것들의 사이에서 예비방전이 행하여진다. 그 후, 표시전극(103)과 표시스캔전극(104) 사이에 펄스전압이 인가되어 유지(維持)방전이 행하여지고, 이 유지방전에 의해 해당 방전셀에서 자외선이 발생한다. 이 자외선에 의해 여기된 형광체층이 발광하는 것으로 방전셀이 점등하고, 각 색상 셀의 점등과 비점등의 조합에 의해서 화상이 표시된다.

종래의 패널에서는 각 전극에 은(Ag) 전극을 사용하기 때문에, PDP의 구동(특히, 고온다습 조건) 동안에 전극 중의 Ag가 대향하는 전극을 향해 마이그레이션을 일으켜 단자 사이가 단락되거나, 단자 사이에서 전류가 누전된다. 특히, 전면 유리 기판이나 배면 유리 기판에 유리성분 중 나트륨(Na) 또는 칼륨(K)을 3중량%내지 15중량%로 함유하는 플로트 유리(float glass)를 사용하면 특히 고온다습 조건에서 Ag의 마이그레이션이 가속되는 것으로 알려져 있다.

도 1la 및 도 1lb는 종래의 PDP의 전극 인출부를 도시한 것이다.

도 11에 도시한 바와 같이, 종래의 NTSC(VGA) 수단의 PDP에서, 어드레스전극(107(1)과 107(2))의 사이의 거리는 160㎛ 정도이고, 표시스캔전극(104(1)과 104(2))의 사이의 거리는 500㎛ 정도이다. 하이비전이나 SXGA와 같은 고정밀 PDP에서 전극 사이의 거리는 NTSC(VGA) 수단의 1/2정도가 된다. 따라서, 전극사이의 전계(電界)강도가 2배 증가하고, 고정밀 PDP에서는 Ag의 마이그레이션이 증가하기 쉽다.

Ag의 마이그레이션이외에도, 플로트 유리를 기판에 사용한 경우, Ag 전극의 소성공정이나 유전체 유리층의 소성공정 동안에 전극중의 Ag가 유리 기판중 또는 유전체 중에 Ag 이온의 형태로 확산된다. 그리고 이 확산된 Ag 이온이 유리 기판중의 주석(Sn) 이온 또는 나트륨(Na) 이온이나 유전체 유리중의 Na 이온 또는 납(Pb)이온으로 환원되어 Ag의 콜로이드 입자가 석출된다. 이러한 이유 때문에, Ag 콜로이드에 의한 유리의 황변이 발생하고, (예컨대 J. E. SHELBY and J. VITKO. Jr Journal of Non Crystalline Solids Vo1. 150(1982) 107-117) 패널의 화질을 현저히 열화시킨다. Ag 콜로이드에 의한 황변 부분은 특히 4OOnm의 파장에서 흡수영역이기 때문에, 청색의 휘도의 저하 및 색도의 악화가 일어나고, 패널의 색온도가 저하된다.

따라서, Ag 마이그레이션이나 Ag에 의한 황변을 해결하기 위해서, 나트륨을함유하는 플로트 유리상에 SiO₂막을 피복하는 방법이 실시되어 왔다. SiO₂막의 열팽창계수는 4.5 x 10^-6(1/℃)로서, 플로트 유리의 8.O x 1O^-6(1/℃)보다 낮기 때문에, SiO₂를 성막한 후의 소성공정에서 막에 크랙(crack)이 생긴다. 따라서, 마이그레이션 저항 특성이나 Ag에 의한 황변방지효과가 불충분하다. 특히, 하이비전이나 SXGA 등의 고정밀 패널에 있어서 특히 불충분하다.

플라즈마 디스플레이 패널(PDP)은 플로트법에 의해서 제조된 유리 기판, 상기 유리 기판상에 형성된 금속산화물층을 갖는 제 1 패널, 상기 제 1 패널과 서로 대향되게 배치된 제 2 패널 및 상기 제 1 및 제 2 패널사이에 설치된 Ag를 함유하는 전극을 구비한다.

상기 PDP는 패널의 마이그레이션을 방지하고 황변을 감소시킬 수 있으며, 고휘도에서 고화질이다.

도 1a는 본 발명의 실시 양태에 따른 플라즈마 디스플레이 패널(PDP)의 요부(要部) 사시도이다.

도 1b는 본 발명의 실시 양태에 따른 PDP의 1B-lB 선에서의 단면도이다.

도 1c는 본 발명의 실시 양태에 따른 PDP의 1C-1C 선에서의 단면도이다.

도 2는 본 발명의 실시 양태에 따른 PDP를 제조하기 위한 스퍼터링(sputtering) 장치의 개략도이다.

도 3는 본 발명의 실시 양태에 따른 PDP를 제조하기 위한 CVD 장치의 개략도이다.

도 4는 본 발명의 실시 양태에 따른 PDP를 제조하기 위한 딥핑(dipping)장치의 개략도이다.

도 5a 및 도 5b는 본 발명의 실시 양태에 따른 PDP 전극의 형성방법을 나타낸 플로우챠트(flowchart)이다.

도 6는 본 발명의 실시 양태에 따른 PDP를 제조하기 위한 형광체 도포 장치의 개략도이다.

도 7은 PDP의 화상 표시 영역의 구조를 나타낸 부분 단면 사면도이다.

도8은 PDP의 전면 유리 기판을 제외한 평면도이다.

도 9a와 도 9b는 종래의 PDP의 단면도이다.

도 10는 PDP을 사용한 표시장치의 블록도이다.

도 1la와 도 1lb는 종래의 PDP의 요부를 나타내는 평면도이다.

도 12는 본 발명의 실시 양태에 따른 PDP의 특성을 나타낸 표이다.

도 1a는 본 발명의 실시 양태에 따른 교류면 방전형 플라즈마 디스플레이 패널(PDP)의 요부 사시도이다. 도 1b와 도 1c는 각각 상기 PDP의 방전 전극 부분을 상세히 도시한 도면인데, 도 1b는 도 1a에서의 1B-lB 선에서의 PDP의 단면도이며, 도 1c는 도 1a 에서의 1C-1C 선에서의 PDP의 단면도이다. 이러한 도면에서는 편의상 셀이 3개만 도시되어 있는데, 실제로는 PDP은 다수배열된 빨강(R), 초록(G), 파랑(B)의 각 색을 발광하는 셀을 구비하고 있다.

도 1a 내지 도 1c에 도시한 바와 같이, 본 발명의 실시 양태에 따른 PDP에서, 전면패널(10)과 배면패널(20)이 결합되고, 전면패널(10)과 배면패널(20)의 사이에 형성된 방전공간(30) 내에 방전가스가 봉입된다.

전면패널(10)은 플로트법에 의해서 제조되고 또한 표면에 금속산화물층(도시하지 않음)이 형성된 프론트 커버 플레이트로서의 전면 유리 기판(11) 상에 방전갭을 구비하여 형성된 한 쌍의 주사전극 및 유지전극으로 이루어진 방전전극(12)을 복수배열하여 형성된다. 방전전극(12)의 위에 유전체 유리 페이스트를 다이코팅법, 또는 블레이드 코팅법으로 도포한 후 소성하여 제작한 유전체 유리층(13)이 형성된다. 또한, 유리층(13)의 표면상에 산화마그네슘으로 이루어지는 보호층(14)이 형성되어 있다. 또한, 도시하지 않고 있지만, 방전전극(12)을 구성하는 주사전극 및 유지전극 각각은 방전갭을 구비하여 형성된 산화인듐-주석(ITO)등의 투명전극과 이 투명전극에 통전하기 위한 저항치가 낮은 적어도 Ag를 포함하는 금속의 베이스 전극으로 구성되어 있다.

한편, 배면패널(20)은, 플로트법에 의해서 제작되고 또한 표면에 금속산화물층(도시하지 않음)이 형성된 벡 플레이트(back plate)로서의 배면 유리 기판(21) 상에 적어도 Ag를 포함하는 금속으로 이루어진 어드레스 전극(22)이 방전 전극(12)과 교차하도록 복수 배열하여 형성되어 있다. 그 위에 유전체 유리층(13)과 동일하게 유전체 유리층(23)이 형성되고, 방전공간(30)을 복수의 공간으로 나누기 위한격벽(24)이 어드레스 전극(22) 사이에 형성되어 있다. 그리고 격벽(24) 사이에 R, G, B의 각 색상의 형광체층(25)이 형성된다.

전면패널(10)과 배면패널(20)의 사이에는, 방전전극(l2)과 어드레스전극(22)이 교차하는 곳에 격벽(24)에 의해서 나누어진 복수의 방전셀이 형성되어 있다.

이하, 본 발명의 실시 양태에 의한 PDP의 제조방법에 대해 상세히 설명한다. 우선, 전면패널(10)의 제조방법에 관하여 설명한다.

전면패널(10)은, 상술한 바와 같이, 플로트법에 의해서 제조된 전면 유리 기판(11) 표면에 금속산화막이 형성되고, 그 위에 방전전극(12)이 형성된다. 방전전극(12)은 600℃ 이하의 연화점을 갖는 유리분말을 사용하여 형성된 유전체 유리층(13)으로 피복되고, 이 표면상에 산화마그네슘으로 이루어진 보호층(14)이 형성된다.

금속산화물 막은, 이하의 3개의 방법으로 플로트법에 의해서 제조된 전면 유리 기판(11) 상에 형성된다.

(1) 스퍼터링법

도 2은 금속산화물층을 알칼리 함유의 플로트 유리 기판상에 형성할 때에 사용되는 스퍼터링 장치의 개략도이다. 이 스퍼터링 장치(4O)는 스퍼터링 장치 본체(41) 중에 유리 기판(42)(도 1a에서의 전면 유리 기판(11))을 가열하는 가열기(43)를 구비하고 있고, 스퍼터링 장치 본체(41) 내부는 배기 장치(44)로 감압된다. 스퍼터링 장치 본체(41) 중에는 플라즈마를 발생시키기 위한 고주파전원(45)에 접속된 전극(46)이 설치되고, 금속산화물의 원료가 되는 산화물(TiO₂, A1₂O₃, 또는 Nb₂O₅, BaSnO₃, SnO₂, Sb₂O₃, In₂O₃, SnTiO₄, SnSiO₂등)의 타겟(47)이 장착된다.

아르곤(Ar) 가스 봄(bomb; 48)은 스퍼터링 가스인 Ar가스를 스퍼터링 장치 본체(41)에 공급한다. 산소(O₂) 봄(49)은 반응가스인 O₂를 스퍼터링 장치 본체(41)에 공급한다.

이 스퍼터링 장치를 사용하여 스퍼터링을 하는 경우, 가열기(43) 상에 유전체층을 위로 하여 유리 기판(42)이 놓여지고, 소정의 온도(250℃)로 가열됨과 함께 반응용기가 배기장치(44)에 의해 10^-2Pa 정도로 감압된다. 다음에 Ar 가스가 장치 내로 도입되고, 고주파 전원(45)이 13.56MHz의 고주파 전계를 인가함으로써 스퍼터링 장치 본체(41)에서 금속산화물이 스퍼터링되면서 금속산화물층을 형성한다. 이러한 실시 양태에서는 스퍼터링법에 의해 금속산화물층이 0.05 내지 1㎛의 두께로 형성된다.

(2) 화학증착(CVD)법

도 3은 금속산화물층을 플로트 유리 기판상에 형성할 때에 사용되는 CVD 장치의 개략도이다.

CVD 장치(50)는 열 CVD 및 플라즈마 CVD 모두를 실시할 수 있고, CVD 장치 본체(51) 중에는 유리 기판(52)(도 1에 있어서의 전면 유리 기판(11))을 가열하는 가열기(53)가 구비되어 있고, CVD 장치 본체(51) 내부는 배기장치(54)에 의해 감압될 수 있다. 또한, CVD 장치본체(51) 내부는 플라즈마를 발생시키기 위한 고주파전원(55)에 접속된 전극(56)이 설치되어 있다.

Ar 가스 봄(57a, 57b)은 Ar 캐리어 가스를 기화기(bubbler)(58a, 58b)를 경유하여 CVD 장치 본체(51)에 공급한다. 기화기(58a, 58b)는 금속산화물의 원료인 금속킬레이트를 가열하여 축적하고, Ar 가스 봄(57a, 57b)으로부터 Ar 가스를 흡입함에 따라 상기 금속킬레이트를 증발시켜 CVD 장치 본체(51)로 보낸다.

킬레이트로서는, 예컨대 아세틸아세톤지르코늄[Zr(C₅H₇O₂)₂], 지르코늄디피발로일메탄〔Zr(C_1lH₁₉O₂)₂〕가 사용되고 있다. 상기 킬레이트에서 Zr 대신에 A1, Si, Sn, Sb, Ba, In, Hf, Zn, Ca 등이 배열된 아세틸아세톤이나 디피발로일메탄등의 다른 금속산화물도 금속킬레이트로서 사용될 수 있다.

산소 봄(59)은 반응가스인 O₂를 CVD 장치 본체(51)에 공급한다.

상기 CVD 장치를 사용하여 열 CVD를 실시하는 경우, 가열기(53) 상에 유전체층 측을 위로 하여 유리 기판(52)이 놓여지고, 소정의 온도(250℃)로 가열됨과 동시에 반응용기가 배기장치(54)에 의해 수십 토르(Torr) 정도로 감압된다.

예컨대, 아세틸아세톤지르코늄으로부터 Zr₂를 형성할 때는 기화기(58a)를 사용하고, A1디피발로일메탄으로부터 Al₂O₃를 형성할 때는 기화기(58b)를 사용하여 원료가 되는 킬레이트를 소정의 기화온도로 가열하면서 Ar 가스 봄(57a) 또는 Ar 가스 봄(57b)으로부터 Ar 가스가 보내진다. 동시에 산소 봄(59)로부터 산소가 흐른다. 이것에 의해서, CVD 장치 본체(51) 내로 도입된 킬레이트 화합물이 산소와 반응하고, 유리 기판(52) 상에 금속산화물막이 형성된다.

상기와 같은 구성의 CVD 장치를 사용하여 플라즈마 CVD 법 및 열 CVD 법이 거의 동일하게 실시된다. 가열기(53)에 의한 유리 기판(52)의 가열온도는 250℃ 정도로 설정되고, 배기장치(54)가 반응 용기를 1330 토르(176.89 kPa)정도로 감압시키고, 고주파 전원(55)이 13.56 MHz의 고주파전계를 인가한다. 이것에 의해, CVD 장치 본체(51) 내에서 플라즈마를 발생시키면서 금속산화물층을 형성한다. 또한, 산화물의 복합막을 형성하는 경우에는 킬레이트를 혼합한다.

이와 같이 열 CVD 법 또는 플라즈마 CVD 법에 의해 조밀한 금속산화물층이 형성된다. 또한, SnTiO₄를 피복하기 위하여 상기 CVD 장치를 사용하여 실시되는 SnTiO₄를 생성하기 위한 원료가스는, 테트라에톡시주석티타늄아세틸아세톤 및 산소가스이다.

(3) 딥코팅법

도 4는 알칼리를 함유하는 플로트법으로 얻어진 유리 기판상에 금속산화물층을 형성할 때에 사용되는 딥장치의 개략도이다.

딥장치(60)는 딥장치 본체(61) 내에 금속킬레이트(아세틸아세톤, 알콕시드 등)를 유기용제에 용해한 용액(62)(딥액)을 포함하고 있다. 유리 기판(63)을 이 용액에 침착하고 꺼낸 후, 건조 및 소성하여 금속산화물층을 수득한다.

금속킬레이트로서 아세틸아세톤지르코늄, 지르코늄디피발로일메탄, 지르코늄알콕시 등이 사용된다. 아세틸아세톤 금속킬레이트로서는 M〔(C₅H₇O₂)₂〕(단 M은 Zr, A1, Ti, Zn, Si)이 있다. 디피발로일메탄으로서는 M〔(C_1lH_l9O₂)₂〕(단 M은, Zr, A1, Ti, Zn, Si, Sn, Mo, W, Ta, Hf, Sb, In)가 있다.

유기용제로서 에탄올, 부틸알콜 등의 알코올류가 사용된다. 소성온도는 400℃ 내지 600℃ 이다.

금속산화물층은 산화알루미늄(A1₂O₃), 산화티탄(TiO₂), 산화지르콘(ZrO₂), 산화니오브(Nb₂O₃), 산화주석(SnO₂), 산화안티몬(Sb₂O₃), 산화인듐(In₂O₃), 산화하프늄 (HfO₂), 산화탄탈(Ta₂O₅) 및 산화아연(ZnO)으로부터 1종이상 선택된다.

금속산화물층은 4가의 주석을 함유하는 산화물이라도 좋다. 이러한 산화물은 예컨대 MgO, CaO, SrO, BaO, TiO₂, SiO₂및 SnO₂와의 고용체(固溶體) 이다. 또한, 이러한 산화물은 티탄산주석(SnTiO₄), 규산주석(SnSiO₂), 주석산마그네슘 (MgSnO₃), 주석산칼슘(CaSnO₃), 주석산스트론튬(SrSnO₃) 및 주석산바륨(BaSnO₃)으로부터 1종이상 선택된다.

금속산화물층은 다른 금속산화물층을 적층하여 형성하더라도 좋다. 금속산화물층은 이 하부층에 A1₂O₃, TiO₂, ZrO₂, Nb₂O₃, SnO₂, Sb₂O₃, In₂O₃, HfO₂, Ta₂O₅, ZnO, SnTiO₄, SnSiO₂, MgSnO₃, CaSnO₃, SrSnO₃및 BaSnO₃으로부터 선택된 일종이 형성되고, 그 상부에 A1₂O₃또는 SiO₂이 적층된다.

상기에서 설명된 금속산화물인 ZrO₂, A1₂O₃, TiO₂, ZnO, SnO₂, Ta₂O₅, HfO₂, Sb₂O₅및 In₂O₃의 열팽창계수는 70 × 10^-6내지 90 x 10^-6(1/℃)이며, Na를 함유하는 플로트법에 의한 유리 기판의 열팽창계수는 80 x lO^-6(1/℃)에 가깝다. 금속산화물의 두께는 O.1㎛ 내지 1.O㎛이 필요하다.

방전전극(12)은 전면 유리 기판(11) 상에 형성된 금속산화물층 위에 형성된다. 방전전극의 제조방법에 대해서는 도 5a 및 도 5b에 도시된 2개의 방법을 설명한다.

도 5a에 도시된 방법에 있어서, 우선 전면 유리 기판(11)의 전면에 1층 또는 2층의 금속산화물층(1la)이 0.1㎛ 내지 1㎛의 두께로 스퍼터링법, CVD법 또는 딥코팅법에 의해 형성된다. 그 후, 감광성의 Ag 페이스트(70)가 전면에 도포되고, 마스크(71)가 배치되어 노광, 현상, 에칭의 포토리소그라피법으로 Ag 전극이 되어야 할 부분이 패턴화된다. 그 후 이 부분이 소성되고 금속전극(72)이 형성되어 표시전극으로 된다.

도 5b에 도시된 방법에서는, 우선 전면 유리 기판(11)의 전면에 1층 또는 2층의 금속산화물층(1la)이 0.1㎛ 내지 1㎛의 두께로 스퍼터링법, CVD법 또는 딥코팅법에 의해 형성된다. 그 후, 전면에 스퍼터링법에 의한 산화인듐-주석(ITO) 투명 도전막(73)이 0.1㎛ 내지 0.2㎛의 막 두께로 스퍼터링법으로 형성된다. 다음에, 레지스트(74)가 형성된 후, 마스크(75)가 배치되고 노광, 현상, 에칭의 포토리소그라피법에 의해 투명 도전막(73)이 패턴화된다. 그 후, 도 5a에서와 같이, 감광성의 Ag 페이스트(70)가 투명 도전막(73) 상에서부터 전면에 형성되고, 마스크(76)가 배치되고 노광, 현상, 에칭의 포토리소그라피법에 의해 Ag 전극이 되어야 할 부분이 패턴화된다. 그 후 상기 부분이 소성되어 베이스 전극(77)이 형성되고 표시전극으로 된다.

이러한 전극은 인쇄전사법등의 다른 패턴화 방법으로도 형성될 수 있다.

유전체 유리층(13)은 다음과 같이 금속산화물층이 피복된 전면 유리 기판(11) 및 방전전극(12) 상에 형성된다.

우선, 유전체용 유리, 예컨대 열팽창계수가 78 × 1O^-6(1/℃)인 PbO-B₂O₃-SiO₃-CaO계 유리를 제트밀로 평균입경이 1.5㎛ 되도록 분쇄한다. 다음에, 유리 분말 35중량% 내지 70중량% 및 에틸셀룰로오스 5중량% 내지 15중량%를 포함하는 테르피네올, 부틸카비톨아세테이트, 또는 펜탄디올로 이루어지는 결합제 성분 30중량% 내지 65중량%을 제트밀로 잘 혼합하여 다이코팅용 페이스트를 제조한다. 페이스트 혼합 동안에 계면활성제 0.1중량% 내지 3.0중량%를 첨가하여 유리 분체의 분산성이나 침강방지효과를 향상시킨다.

다음, 상기 페이스트를 유리 기판(11) 및 전극(12)에 인쇄법이나 다이코팅법으로 도포시켜 건조시킨 후, 유리의 연화점보다 조금 높은 550 내지 590℃의 온도로 소성시킨다.

다음, 스퍼터링법에 의한 보호층(14)의 형성에 대해 설명한다. 보호층(14)을 형성하기 위한 스퍼터링 장치는 도 2에 도시된 장치와 동일하다. 도 2에 도시된 스퍼터링 장치에 있어서, 타겟(47)에 보호층의 원료가 되는 산화마그네슘(MgO), 또는 Mg를 부착시키고, 산소 봄(49)으로부터 반응가스인 O₂를 스퍼터링 장치본체(41)에 공급한다.

상기 스퍼터링 장치를 사용하여 스퍼터링을 하는 경우, 가열기(43) 위에 유전체층을 위로 하여 유리 기판(42)을 놓고, 소정의 온도(250℃)로 가열함과 동시에, 반응용기 내를 배기장치(44)를 사용하여 10^-3토르(133 × 10^-3kpa)정도로 감압시킨다. 다음, Ar를 장치내에 도입하고, 고주파전원으로 13.56 MHz의 고주파 전계를 인가하여 스퍼터링 장치 본체(41) 내에서 MgO 또는 Mg을 스퍼터링시키면서 MgO로 이루어진 보호층(14)을 형성시킨다. 본 실시양태에서는 스퍼터링법으로 1.0㎛의 두께로 MgO에 의한 보호층(14)이 형성된다.

다음에, 배면패널(20)의 제조방법에 관해서 설명한다.

우선, 전술한 전면 유리 기판에의 금속산화물층의 형성방법 및 Ag 전극의 형성방법과 같은 방법으로 배면 유리 기판(21)에 제 2 전극으로서 어드레스전극(22)을 형성시킨다. 그리고, 그 위에 전면패널(10)에서와 동일한 종류의 평균 입자경(1.5㎛) 및 입도 분포를 갖는 유리분말과 평균 입자 직경이 0.1㎛ 내지 0.5㎛인 산화티탄 TiO₂을 함유하는 백색 유전체 유리층(23)을 형성시킨다. 백색 유전체 유리층(23)이나 유전체 잉크 페이스트는 전면패널의 유전체 유리와 같은 방법으로 형성된다. 백색유전체층의 소성온도는 540℃ 내지 580℃이다.

그 후, 스크린 인쇄법이나 샌드 블러스트(sand blast)법에 의해서 격벽(24)을 소정의 피치로 형성하고, 격벽(24) 사이에 끼인 각 공간 내에 적색(R) 형광체, 녹색(G) 형광체, 청색(B) 형광체를 각각 순차적으로 배열되도록 형광체층(25)을 형성한다. R, G, B 각 색의 형광체로서는, 일반적으로 PDP에 사용되는 형광체를 사용할 수 있지만, 본원에서는 다음과 같은 형광체를 사용한다.

적색형광체: Y₂O₃: Eu³⁺

녹색형광체: Zn₂SiO₄: Mn

청색형광체: BaMgA1₁₀O₁₇: Eu²⁺

여기에서, 격벽(24) 내에 형성되는 형광체층(25)의 제작방법에 관해서는 도 6를 사용하여 설명한다. 우선, 평균입경 2.0㎛의 적색 형광체인 Y₂O₃: Eu³⁺분말 50중량%, 에틸 셀룰로즈 5.0중량% 및 용제(테르피네올) 45중량%으로 이루어지는 형광체 혼합물을 샌드밀로 혼합 교반하고, 1.0 Pa·s(파스칼·초)의 도포액(81)을 제조하여 서버(82) 내에 도입한다. 도포액(81)은 펌프(83)의 압력으로 분사장치의 노즐 직경 60㎛의 노즐부(84)로부터 스트라이프 형상의 격벽(24) 내에 유입됨과 동시에, 기판이 직선상으로 이동되어 적색의 형광체 라인(85)이 형성된다. 마찬가지로, 청색 형광체(BaMgA1₁₀O₁₇: Eu²⁺) 및 녹색 형광체(Zn₂SiO₄: Mn)의 각 형광체 라인(85)이 형성되고, 그 후 500℃에서 10분간 소성되어 형광체층(25)이 형성된다.

다음에, 상술된 바에 따라 제작된 전면패널(10)과 배면패널(20)과의 주변부가 봉착(封着)용 유리로 결합됨과 동시에, 봉착용 유리에 의해 봉착된다. 그 후 격벽(24)으로 나누어진 방전 공간(30)은 고진공, 예컨대 1 × 10^-4Pa로 배기된 후, 소정의 조성의 방전가스가 소정의 압력으로 봉입되어 PDP가 완성된다.

상술한 바에 따라 제조된 PDP는 표시전극 및 어드레스 전극의 기저층이 플로트법에 의한 유리 기판에 가까운 열팽창계수를 갖기 때문에 크랙이 없다. 또한 유리 기판의 표면에는 조밀한 금속 산화물층이 존재하기 때문에, 전극층이 산화물층및 유전체 유리층과 조밀하게 결합하고, 플로트 유리로부터의 Na 이온이나 Sn 이온의 확산이 억제된다. 이것에 의해 패널 작동시의 Ag의 마이그레이션이 없고, 또한 색차계의 b값이 -1.6 내지 -1.0의 범위가 되고, Ag에 의한 황변이나 변색이 적은 PDP가 산출된다.

또한, 본 실시양태에 의한 PDP은 40인치 등급의 SXGA에 적합하도록 셀 피치가 0.16 mm, 방전전극(12)의 전극사이의 거리(d)가 0.lmm, 취출 전극의 단자 사이의 거리가 어드레스 전극 사이에서는 80㎛, 방전 전극 사이에서는 250㎛ 이다. 방전가스는 종래부터 사용되고 있는 Ne-Xe계이지만, Xe의 함유량을 5부피%이상으로, 그리고 봉입압력은 66.5 KPa 내지 100 KPa으로 설정하면 셀의 발광 휘도가 향상된다.

상기와 같은 본 실시 양태의 PDP에 있어서, 금속산화물층이 전면에 피복된 기판 상에 각 전극이 형성됨으로써 전극의 Ag에 의한 마이그레이션이나 유리 기판의 황변을 감소시킬 수 있다. 또한, 이것에 의해 신뢰성이 높으며, 높은 색온도의 PDP가 산출된다.

도 12는 본 실시 양태에 의한 PDP의 특성을 나타낸다. 도 12에 도시된 시료 제 1 번 내지 제 32 번 PDP는 실시 양태에 기초하여 방전전극으로서 금속산화물 상 또는 투명 도전막 상에 적어도 Ag를 포함하는 금속전극이 형성되고, 그 위에 유전체 유리 페이스트를 다이코팅법이나 인쇄법으로 도포한 후 소성하여 산출된 막 두께가 20㎛ 내지 40㎛인 유전체 유리층으로 피복된다. 상기 PDP는 42인치의 SXGA 용의 디스플레이에 부합되게 격벽(24)의 높이를 0.15 mm으로, 격벽(24)의 간격(셀피치)을 0.16 mm로, 방전전극(12)의 전극사이의 거리(d)를 0.10 mm로 설정했다. 5부피%의 Xe를 함유하는 Ne-Xe 계의 혼합가스를 봉입압(封入壓) 75KPa(560토르)로 봉입했다. MgO로 이루어지는 보호층(14)은 스퍼터링법으로 제작했다.

도 12에 있어서, 시료 제 1 번 내지 제 32 번의 PDP는, 전면패널의 유전체 유리층에 PbO-B₂O₃-SiO₂-CaO계 유리를 사용하고, 배면패널의 유전체 유리층에는 전면패널과 동일한 유리조성으로 산화티탄(TiO₂)를 첨가한 유전체를 사용하였다. 또한, 유전체 유리에 대해서는 Bi₂O₃계 및 ZnO 계에서 동일한 결과가 얻어졌다.

(실시예 1)

시료 제 1 번 내지 제 32 번의 PDP에 대해 패널의 점등 실험을 했다. 이 때, 표시전극(유지전극) 사이의 전위차는 180 V, 어드레스 전극 사이의 전위차는 80 V였다. 또한, 패널의 점등실험은 60℃의 온도 및 95%의 상대습도의 분위기에서실시되었으며, 100시간후의 마이그레이션의 유무 및 내압불량의 유무를 조사했다.

시료 제 1 번 내지 제 32 번의 PDP의 표시전극사이의 마이그레이션과 어드레스전극 사이의 마이그레이션의 측정결과, 종래의 PDP(시료 제 16 번 및 제 32 번)는 100시간에서 Ag의 마이그레이션이나 내압불량(절연불량)을 보이는 반면, 본실시 양태에 의한 PDP(시료 제 1 번 내지 제 15 번, 제 17 번 내지 제 31 번)는 마이그레이션이나 내압불량을 보이지 않았다.

(실시예 2)

시료 제 1 번 내지 제 32 번의 PDP에 있어서, 특히 패널의 화질에 중요한 제 1 전극상의 유전체 유리층을 포함하는 유리 기판에 대해 색차계〔日本電色工業(주)품목번호 NF777〕을 사용하고, 유리의 착색도합(着色度合)을 나타내는 a 및 b의 값〔JIS Z8730 색차 표시 방법〕을 측정했다. a값은 + 방향으로 커지면 적색이 강하고, - 방향으로 커지면 녹색이 강하며, b값은 + 방향으로 커지면 노란색이 강하며, - 방향으로 커지면 청색이 강하게 된다. a값이 -5 내지 + 5의 범위이고 b값이 -5 내지 + 5의 범위이면, 유리 기판의 착색, 즉 황변은 거의 보이지 않는다. 특히 b 값이 10를 조금 초과하면 황변이 눈에 띈다. 패널의 화면 전백색 표시 때의 색온도는 멀티채널분광계〔오오츠카 전자(주) MCPD-7000〕에 의해 측정했다.

시료 제 1 번 내지 제 32 번의 PDP의 전면 유리 기판의 a값 및 b값의 측정 및 패널의 색온도의 측정 결과, 종래 PDP(시료 제 16 번 및 제 32 번)의 b값이 각각 + 5.5 및 + 16.3인데 비하여, 본 실시 양태의 PDP는 b값이 -1.6 내지 + 1.0으로 낮으며, 황변이 거의 없고 변색이 적었다. 또한, 종래 PDP(시료 제 16 번 및 제32 번)의 색온도가 각각 7250°K 및 6450°K 인데 비하여, 본 실시 양태의 PDP의 색온도는 9100 내지 9500°K로서 높았으며, 따라서 색상의 재현성이 좋고, 선명한 화면의 PDP가 수득될 수 있었다.

본 발명에 따라 제조된 PDP는 표시전극 및 어드레스 전극의 기저층이 플로트법에 의한 유리 기판에 가까운 열팽창계수를 갖기 때문에 크랙이 없으며, 또한 유리 기판의 표면에는 조밀한 금속 산화물층이 존재하기 때문에, 전극층이 산화물층및 유전체 유리층과 조밀하게 결합하고, 플로트 유리로부터의 Na 이온이나 Sn 이온의 확산이 억제된다. 따라서, 패널 작동시의 Ag의 마이그레이션이 없고, 또한 색차계의 b값이 -1.6 내지 -1.0의 범위가 되고, Ag에 의한 황변이나 변색이 적은 PDP가 산출될 수 있다.

Claims

방전공간이 사이에 형성되도록 서로 대향으로 배치된 제 1 패널 및 제 2 패널; 및

상기 제 1 패널에 배열되어 설치된, 적어도 Ag를 함유하는 전극을 포함하고, 이때,

상기 제 1 패널은 플로트법에 의해서 형성된 유리 기판과 상기 유리 기판 상에 형성된 금속 산화물층을 갖는 플라즈마 디스플레이 패널.
제 1 항에 있어서,

상기 금속 산화물층은 산화알루미늄(A1₂O₃), 산화티탄(TiO₂), 산화지르코늄(ZrO₂), 산화니오브(Nb₂O₃), 산화주석(SnO₂), 산화안티몬(Sb₂O₃), 산화인듐(In₂O₃), 산화하프늄(HfO₂), 산화탄탈(Ta₂O₅) 및 산화아연(ZnO) 중의 하나 이상을 함유하는 플라즈마 디스플레이 패널.
제 1 항에 있어서,

상기 금속 산화물층은 4가의 주석을 함유하는 산화물을 포함하는 플라즈마 디스플레이 패널.
제 3 항에 있어서,

상기 산화물은 MgO, CaO, SrO, BaO, TiO₂, SiO₂및 SnO₂의 고용체 중의 하나를 함유하는 플라즈마 디스플레이 패널.
제 3 항에 있어서,

상기 산화물은 티탄산주석(SnTiO₄), 규산주석(SnSiO₂), 주석산마그네슘(MgSnO₃), 주석산칼슘(CaSnO₃), 주석산스트론튬(SrSnO₃) 및 주석산바륨(BaSnO₃)중의 하나 이상을 포함하는 플라즈마 디스플레이 패널.
제 1 항에 있어서,

상기 금속산화물층은, 상기 제 1 패널 상에 형성된 제 1 금속산화물층과 상기 제 1 금속산화물층 상에 형성된 제 2 금속산화물층을 갖는 플라즈마 디스플레이 패널.
제 6 항에 있어서,

제 1 금속산화물층은 A1₂O₃, TiO₂, ZrO₂, Nb₂O₃, SnO₂, Sb₂O₃, In₂O₃, HfO₂, Ta₂O₅, ZnO, SnTiO₄, SnSiO₂, MgSnO₃, CaSnO₃, SrSnO₃및 BaSnO₃중의 하나를 함유하는 플라즈마 디스플레이 패널.
제 6 항에 있어서,

상기 제 2 금속산화물층은 A1₂O₃및 SiO₂중의 하나를 함유하는 플라즈마 디스플레이패널.
방전공간이 사이에 형성되도록 서로 대향으로 배치된 제 1 패널 및 제 2 패널을 갖는 플라즈마 디스플레이의 제조방법에 있어서,

플로트법에 의해서 제조된 유리 기판의 표면에 스퍼터링법, 화학증착(CVD)법 및 딥코팅법 중의 하나로 금속 산화막을 형성하는 단계,

상기 금속 산화막의 상부에 위치하는 방전 셀을 형성하는 단계, 및

상기 금속 산화막의 상부에 위치하는 Ag를 함유하는 전극을 형성하는 단계를 포함하는,

플라즈마 디스플레이의 제조방법.
방전공간이 사이에 형성되도록 서로 대향으로 배치된 제 1 패널 및 제 2 패널을 갖는 플라즈마 디스플레이 패널의 제조방법에 있어서,

플로트법에 의해 제조된 유리 기판상에 금속 산화막을 형성하는 단계,

상기 금속 산화막 상에 투명전극막을 스퍼터링법에 의해 형성하는 단계,

상기 투명 전극막을 패턴화하여 투명전극을 형성하는 단계,

상기 투명 전극 상에 감광성 은 재료를 사용하여 전극을 형성하는 단계,

상기 제 1 패널과 상기 전극의 측에 제 2 패널을 대향하여 배치하는 단계, 및

상기 제 1 및 제 2 패널 사이에 위치하는 방전셀을 형성하는 단계를 포함하는,

플라즈마 디스플레이 패널의 제조방법.
제 10 항에 있어서,

상기 투명전극을 형성하는 단계는, 상기 투명 전극막을 포토리소그라피법에 의해 패턴화하여 상기 투명 전극을 형성하는 단계를 포함하는 제조방법.
제 10 항에 있어서,

상기 전극을 형성하는 단계는, 상기 투명 전극상에 포토리소그라피법으로 상기 감광성 은 재료를 사용하여 상기 전극을 형성하는 단계를 포함하는 제조방법.