KR20060043114A

KR20060043114A - 교류 구동형 플라즈마 표시장치 및 그 제조방법

Info

Publication number: KR20060043114A
Application number: KR1020050014841A
Authority: KR
Inventors: 아라타 코바야시
Original assignee: 소니 가부시끼 가이샤
Priority date: 2004-02-26
Filing date: 2005-02-23
Publication date: 2006-05-15
Also published as: KR101128671B1; CN100472702C; CN1661756A; JP4151587B2; JP2005243380A; TW200601369A; US7408300B2; TWI262528B; US20050275350A1

Abstract

구동 전압(방전 전압)을 증가시키지 않으며, 방전 시간지연을 증가시키지 않는 교류 구동형 플라즈마 표시장치가 제공된다. 상기 교류 구동형 플라즈마 표시장치는, 제1기판 상에 형성된 복수의 제1전극과, 상기 제1기판 및 상기 제1전극들 상에 형성된 유전체층을 갖는 제1패널, 그리고 제2패널을 포함하며, 상기 제1패널 및 상기 제2패널은 그 외주부에서 서로 접합되어 있고, 상기 유전체층은 SiO_x로 구성되고, SiO_x 속에 포함되는 H₂O의 결합 밀도는 3.0 ×10²⁰결합/cm³ 이상이다.

플라즈마 표시장치, 교류 구동형, 유전체층, 산화실리콘, 방전 갭

Description

교류 구동형 플라즈마 표시장치 및 그 제조방법{ALTERNATING CURRENT DRIVEN TYPE PLASMA DISPLAY DEVICE AND PRODUCTION METHOD THEREFOR}

도 1은 3전극형의 교류 구동형 플라즈마 표시장치의 구성 예의 일부분의 개략적인 분해 사시도이고,

도 2는 본 발명에 따른 플라즈마 표시장치에서, 한 쌍의 방전유지 전극의 서로 대향하는 가장자리 부분 사이에 형성된 방전 갭의 형상이 방전유지 전극의 폭 방향으로 굴곡된 또는 만곡된 패턴으로 되게 할 때, 한 쌍의 방전유지 전극의 개략적인 부분 평면도이다.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*

10 : 제1패널 11 : 제1기판

12 : 방전유지 전극(제1전극) 13 : 버스 전극

14 : 유전체층 15 : 보호막

20 : 제2패널 21 : 제2기판

22 : 어드레스 전극(제2전극) 23 : 유전체 재료층

24 : 격벽 25, 25R, 25G, 25B : 형광체층

G : 방전 갭

본 발명은 교류 구동형 플라즈마 표시장치와, 교류 구동형 플라즈마 표시장치의 제조방법에 관한 것이다.

현재 주류인 음극선관(CRT)을 대체할 수 있는 화상표시장치로서, 평면형(flat-panel) 표시장치가 여러 방식으로 검토되고 있다. 이러한 평면형 표시장치는 액정표시장치(LCD : liquid crystal display), 전계발광 표시장치(ELD : electroluminescence display), 플라즈마 표시장치(PDP : plasma display device)를 포함한다. 이 중에서, 플라즈마 표시장치는 대화면으로 형성하고 광시야각을 얻는 것이 비교적 용이하다는 점과, 온도, 자기 및 진동 등의 환경적 요인에 대한 내성이 우수하다는 점과, 수명이 길다는 점 등에서 장점을 갖고 있다. 그러므로, 플라즈마 표시장치는 가정용 벽걸이 텔레비전 수상기 뿐만 아니라, 대형의 공적인 정보단말기로의 적용이 기대되고 있다.

플라즈마 표시장치에서는, 희토류 가스(rare gas)를 포함하는 방전 가스가 채워진 방전 공간을 갖는 방전 셀에 전압이 인가되고, 방전 가스 내에서의 글로우 방전(glow discharge)에 의해 발생된 진공 자외선으로 각 방전 셀 내의 형광체층이 여기됨으로써, 발광을 얻는다. 즉, 각 방전 셀은 형광등과 유사한 원리에 따라 구동되고, 일반적으로, 방전 셀은 수십만 개의 단위로 집합하여 하나의 표시 화면을 구성한다. 플라즈마 표시장치는 방전 셀에 전압을 인가하는 방법에 따라, 직류 구동형(DC형) 또는 교류 구동형(AC형)으로 크게 분류된다. 각 형식은 일장일단을 갖는다. 교류 구동형 플라즈마 표시장치(이하, "플라즈마 표시장치"라고도 함)는, 표시 화면 내에서 개별 방전 셀을 분리하는 역할을 하는 격벽이 예를 들어, 줄무늬 형상으로 형성될 수 있으므로, 고정세화를 달성하기에 적합하다. 더구나, 방전을 위한 전극의 표면이 유전체 재료를 포함하는 유전체층으로 덮여 있으므로, 상기 전극이 마모되기 어렵고, 긴 수명을 갖는다고 하는 장점이 있다.

플라즈마 표시장치의 일례로서, 예를 들어, 일본 특개평5-307935호 및 특개평9-160525호의 각각에는 소위, 3전극형 플라즈마 표시장치가 설명되어 있다.

도 1은 대표적인 3전극형 플라즈마 표시장치의 일부분의 개략적인 분해 사시도를 도시한 것이다. 플라즈마 표시장치에서는, 한 쌍의 방전유지 전극(12) 사이에서 방전이 일어난다. 도 1에 도시된 플라즈마 표시장치에서는, 유리 기판을 포함하며 전면 패널에 해당하는 제1패널(10)과, 유리 기판을 또한 포함하며 후면 패널에 해당하는 제2패널(20)이 프리트 유리(frit glass)(도시하지 않음)를 이용하여 그들의 외주부에서 서로 접합되어 있다. 제2패널(20) 상의 형광체층(25)으로부터의 발광은 예를 들어, 제1패널(10)을 통해 관찰된다.

도 1에 도시한 것과 같이, 제1패널(10)은, 투명한 제1기판(11)과, 상기 제1기판(11) 상에 줄무늬 형상(폭이 대략 80㎛ 내지 대략 280㎛임)으로 형성되고, 예를 들어, ITO 등의 투명 도전재료를 각각 포함하는 복수 쌍의 방전유지 전극(12)과, 방전유지 전극(12)의 임피던스를 저하시키기 위하여 방전유지 전극(12) 상에 형성되고, 방전유지 전극(12)보다 낮은 전기저항률을 갖는 재료를 각각 포함하는 버스 전극(13)과, 버스 전극(13) 및 방전유지 전극(12) 뿐만 아니라 제1기판(11) 상에 형성되는 유전체층(14)과, 유전체층(14) 상에 형성되고, MgO를 포함하는 보호막(15)을 포함한다. 한 쌍의 방전유지 전극(12)간의 방전 갭 G는, 바람직하게는 5 ×10^-6m∼1.5 ×10^-4m이고, 특히 바람직하게는 5 ×10^-5m 미만이다.

한편, 제2패널(20)은, 제2기판(21)과, 제2기판(21) 상에 줄무늬 형상으로 형성되는 복수의 어드레스 전극(데이터 전극이라고도 함)(22)과, 어드레스 전극(22) 뿐만 아니라 제2기판(21) 상에 형성되는 유전체 재료층(23)과, 유전체 재료층(23) 상의 인접하는 어드레스 전극(22)간의 영역에 각각 형성되며, 어드레스 전극(22)과 평행하게 연장되는 절연성 격벽(24)과, 유전체 재료층(23) 상에 구비되며 격벽(24)의 측벽면 상에 연장되는 형광체층(25)을 포함한다. 형광체층(25)의 각각이 상기 플라즈마 표시장치에서 컬러 표시를 수행할 경우, 상기 형광체층(25)은 적색 형광체층 25R, 녹색 형광체층 25G 및 청색 형광체층 25B으로 구성되고, 이들 색의 형광체층 25R, 25G 및 25B는 소정의 순서로 구비된다. 도 1은 부분적인 분해 사시도이며, 실제 실시예에서는, 제2패널(20) 측의 격벽(24)의 상부가 제1패널(10) 측의 보호막(15)과 접촉하고 있다. 인접하는 격벽(24), 형광체층(25) 및 보호막(15)에 의해 둘러싸인 각 방전 공간 내에는, 예를 들어, 네온(Ne)과 크세논(Xe)의 혼합 가스를 포함하는 방전 가스가 밀봉되어 있다.

방전유지 전극(12)의 투영 화상의 연장 방향과 어드레스 전극(22)의 투영 화상의 연장 방향은 서로 직각으로 교차하고, 한 쌍의 방전유지 전극(12)과, 3원색을 발광하는 형광체층 25R, 25G 및 25B의 하나의 조합이 중첩하는 영역이 하나의 화소(pixel)에 해당한다. 글로우 방전은 한 쌍의 방전유지 전극(12) 사이에서 일어나므로, 상기 설명된 형식의 이러한 플라즈마 표시장치는 "면방전형"이라고 한다. 또한, 한 쌍의 방전유지 전극(12)과, 2개의 격벽(24) 사이에 위치하는 어드레스 전극(22)이 중첩하는 영역은 하나의 방전 셀에 해당하고, 또한, 하나의 부화소(sub-pixel)에 해당한다. 즉, 하나의 방전 셀(하나의 부화소)은 하나의 형광체층(25)과, 한 쌍의 방전유지 전극(12)과, 하나의 어드레스 전극(22)으로 구성된다.

플라즈마 표시장치의 구동시에는, 한 쌍의 방전유지 전극(12) 사이에 전압을 인가하기 직전에, 예를 들어, 방전 셀의 방전시작 전압보다 더 낮은 펄스 전압이 어드레스 전극(22)에 인가된다. 그 결과, 유전체층(14)에 전하가 축적되고(표시를 위한 방전 셀의 선택), 외견상의 방전시작 전압이 감소된다. 따라서, 한 쌍의 방전유지 전극(12) 사이에서 시작된 방전은 방전시작 전압보다 더 낮은 전압에서 유지될 수 있다. 방전 셀에서는, 방전 가스 속에서의 글로우 방전에 의해 발생된 진공 자외선의 조사에 의해 여기된 형광체층(25)이 형광체 재료의 색 특성에 의해 발광한다. 또한, 밀봉된 방전 가스의 종류에 따른 파장을 갖는 진공 자외선이 발생된다.

전술한 것과 같은 이러한 플라즈마 표시장치가 시장에 출회되기 시작하고 있다. 그러나, 보다 낮은 소비전력이 요청되고 있고, 이 목적을 위하여, 플라즈마 표시장치에는 더 높은 발광 효율이 요청되고 있다. 방전 가스의 Xe 가스의 분압을 증가시킴으로써 발광 효율을 증대시키는 것은 가능하지만, Xe 가스의 분압이 증가 되면, 구동전압(방전전압)이 증가되거나, 방전지연시간이 증가된다고 하는 문제가 생긴다.

전술한 것과 같이, Xe의 높은 분압을 갖는 플라즈마 표시장치에서는, 제1기판(11)의 방전유지 전극(12) 상에 유전체층(14)이 형성되고, 유전체층(14)은 보통, 예를 들어, PbO를 주성분으로 포함하는 저융점 유리 페이스트를 스크린 인쇄법에 의해 도포한 다음, 이와 같이 도포된 유리 페이스트를 소성하여 형성된다. 따라서, 상기 저융점 유리 페이스트를 포함하는 유전체층(14)은 구동전압의 증가나, 방전지연시간의 증가 원인이 되고 있다.

구동전압을 감소시키기 위해서는, 유전체층(14)은 얇게 하는 것이 좋다. 그러나, 저융점 유리 페이스트를 포함하는 유전체층(14)을 얇게 할 경우, 구동전압은 감소되지만, 시간의 경과에 따라 휘도 변화가 커진다고 하는 문제가 생긴다. 게다가, 저융점 유리 페이스트를 포함하는 유전체층(14)은 높은 비유전률(specific inductive capacity)과 큰 커패시턴스(capacitance)를 가지므로, 많은 양의 전류가 흐르게 되어, 플라즈마 표시장치의 전류 소비를 증가시키는 원인으로 된다.

SiO_x를 포함하는 유전체층(14)을 화학적 기상성장(CVD)법을 이용하여 형성하는 방법이 검토되고 있다. 화학적 기상성장(CVD)법을 이용하여 형성되는 SiO_x를 포함하는 유전체층(14)은 그 비유전률이 4전후로 낮고 커패시턴스가 작기 때문에, 흐 르는 전류의 양이 작게 되어, 전류 소비의 감소를 실현할 수 있다. 또한, SiO_x는 치밀한 막이므로, 유전체층(14)의 막 두께가 얇아질 수 있게 되어, 구동전압의 증가를 회피할 수 있다. 그러나, 일반적인 SiO_x를 포함하는 유전체층(14)에서는, 방전지연시간이 증가하는 문제가 해결되지 않고 있다.

그러므로, 본 발명의 목적은, 구동전압(방전전압)을 증가시키지 않고, 또한, 방전지연시간을 증가시키지 않고도 고효율 및 낮은 소비전력을 실현할 수 있는 교류 구동형 플라즈마 표시장치와, 상기 교류 구동형 플라즈마 표시장치의 제조방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 상기한 목적은, 제1기판 상에 형성된 복수의 제1전극, 상기 제1기판 및 상기 제1전극들 상에 형성된 유전체층을 포함하는 제1패널과, 제2패널을 구비하며, 상기 제1패널 및 제2패널은 그들의 외주부에서 서로 접합되어 있고,

상기 유전체층은 SiO_x로 구성되고,

SiO_x 속에 포함되는 H₂O의 결합 밀도는 3.0 ×10²⁰결합/cm³ 이상인 교류 구동형 플라즈마 표시장치에 의해 달성될 수 있다.

또한, 본 발명의 상기한 목적은, 제1기판 상에 형성된 복수의 제1전극, 상기 제1기판 및 상기 제1전극들 상에 형성된 유전체층을 포함하는 제1패널과, 제2패널 을 구비하며, 상기 제1패널 및 제2패널은 그들의 외주부에서 서로 접합되어 있고, 상기 유전체층은 SiO_x로 구성되고, SiO_x 속에 포함되는 H₂O의 결합 밀도는 3.0 ×10²⁰결합/cm³ 이상이며, 상기 유전체층은 화학적 기상성장법 또는 물리적 기상성장법에 의해 형성되는 교류 구동형 플라즈마 표시장치의 제조방법에 의해 달성될 수 있다.

본 발명에 따른 교류 구동형 플라즈마 표시장치 또는 상기 교류 구동형 플라즈마 표시장치의 제조방법(이하, 때때로 간단하게 "본 발명"이라 함)에서는, SiO_x에서의 X의 값으로서, 1.0 ≤X ≤2.0의 관계가 예시될 수 있다.

본 발명에 의하면, 상기 유전체층은 다층 구성을 가질 수 있다. 이 경우, 다층 구성을 갖는 유전체층의 가장 표면층은 SiO_x로 구성되고, 상기 가장 표면층에 포함되는 H₂O의 결합 밀도는 3.0 ×10²⁰결합/cm³ 이상일 것이 요구된다. 다층 구성을 갖는 유전체층의 하층은 예를 들어, PbO를 주성분으로 포함하는 저융점 유리 페이스트, H₂O의 결합 밀도의 값에 의해 제한을 받지 않는 SiO_Y(예를 들어, 1.0 ≤Y ≤ 2.0의 관계이고, H₂O의 결합 밀도는 3.0 ×10²⁰결합/cm³ 미만인 SiO_Y), 산화알류미늄 또는 질소화합물로 구성될 수 있다. 이 경우에, 이러한 질소화합물의 예는 SiN_x 및 SiO_xN_y를 포함한다. 상기 유전체층의 하층은 이들 재료로부터 선택된 한 종류의 재료를 포함하는 단층 구조(단층 하층구조)나, 이들 재료로부터 선택된 복 수 종류의 재료를 포함하는 다층 구조(적층 하층구조)를 가질 수 있다.

본 발명에 의하면, 상기 유전체층의 두께는 5 ×10^-5m 이하이고, 바람직하게는 3×10^-5m 이하이다. 이 경우에, 상기 유전체층의 두께는, 제1기판 상에 형성된 복수의 제1전극 상에서의 유전체층의 평균 두께를 나타내고자 한 것이다. 상기 유전체층이 단층으로 구성되면, 상기 유전체층의 두께의 하한으로서, 1.0 ×10^-6m가 언급될 수 있다. 한편, 상기 유전체층이 다층으로 구성되면, 상기 유전체층의 SiO_x를 포함하는 가장 표면층의 두께 하한으로서, 1.0 ×10^-8m가 언급될 수 있다.

본 발명에 의하면, 필수적이지 않지만, 상기 유전체층 상에 보호막을 형성하는 것이 바람직하다. 보호막이 형성되면, 이온이나 전자가 제1전극과 직접 접촉하는 것이 방지될 수 있고, 그 결과, 제1전극의 마모가 방지될 수 있다. 또한, 상기 보호막은 방전에 필요한 2차 전자를 방출하는 기능을 갖는다. 상기 보호막을 구성하는 재료로서, 산화마그네슘(MgO), 불화마그네슘(MgF₂) 및 불화칼슘(CaF₂)이 언급될 수 있다. 이들 재료 중에서, 산화마그네슘은, 2차 전자의 방출비가 높고, 화학적으로 안정적이며, 스퍼터링률(sputtering ratio)이 낮고, 형광체층의 발광 파장에서의 광투과율이 높으며, 방전시작 전압이 낮은 등의 속성을 갖는 적합한 재료이다. 한편, 상기 보호막은 이들 재료로 이루어지는 그룹(group)으로부터 선택된 적어도 2개의 재료를 포함하는 적층막 구조를 가질 수도 있다.

상기 유전체층은 물리적 기상성장법(PVD법)이나, 화학적 기상성장법(CVD법) 에 의거하여 형성된다. 이러한 PVD법의 예는, 보다 구체적으로,

(a) 전자빔 가열법, 저항가열법 및 플래시증착법 등의 각종 진공증착법

(b) 플라즈마 증착법

(c) 2전극 스퍼터링법, DC 스퍼터링법, DC 마그네트론 스퍼터링법, 고주파 스퍼터링법, 마그네트론 스퍼터링법, 이온빔 스퍼터링법 및 바이어스 스퍼터링법 등의 각종 스퍼터링법

(d) DC(직류)법, RF법, 다음극법, 활성화 반응법, 전계증착법, 고주파 이온도금법 및 반응성 이온도금법 등의 각종 이온도금법

(e)레이저 절제법을 포함한다.

또한, 이러한 CVD법의 예는, 상압 CVD법(APCVD법), 감압 CVD법(LPCVD법), 저온 CVD법, 고온 CVD법, 플라즈마 CVD법(PCVD법, PECVD법), ECR 플라즈마 CVD법 및 포토 CVD법을 포함한다. 일반적으로, 상기 유전체층을 형성할 때, CVD법이 PVD법보다 SiO_x 속에 포함되는 H₂O의 결합 밀도의 양을 보다 용이하게 제어할 수 있다.

전술한 예 이외에, 유전체층의 형성방법으로서, 스크린 인쇄법, 드라이 필름법, 도포법(분사 코팅법을 포함), 전사법 및 졸-겔법이 언급될 수 있다.

본 발명에 의하면, SiO_x 속에 포함되는 H₂O의 결합 밀도는 푸리에변환 적외분광법(FT-IR)에 의거하여, 플리스킨(Pliskin)의 수학식을 사용하여 결정될 수 있다. 즉, 우선, 아래에 설명된 수학식 1에 의거하여, SiO_x 중의 H₂O 함유율 W(단위 : 중량%)가 결정된다. 한편, 수학식 1에서, "-14" 및 "89"는 계수를 나타낸다.

W = -14ㆍI₃₆₅₀ + 89ㆍI₃₃₃₀β

여기서,

I₃₆₅₀은 3650cm^-1에서의 흡수 강도(㎛^-1)를 나타내고,

I₃₃₃₀은 3330cm^-1에서의 흡수 강도(㎛^-1)를 나타낸다.

다음으로, 아래에 설명되는 것과 같은 수학식 2에 의거하여, 결합 밀도가 결정된다. 한편, 수학식 2에서, "7.35 ×10²⁰"은 계수를 나타낸다.

H₂O(결합/cm³) = W ×7.35 ×10²⁰

본 발명에 따른 교류 구동형 플라즈마 표시장치에서는, 제2기판 상에 형성된 한 쌍의 격벽 및 형광체층(예를 들어, 적색 형광체층, 녹색 형광체층 및 청색 형광체층 중 어느 하나의 형광체층)과, 한 쌍의 격벽에 의해 둘러싸인 영역을 차지하는 제1전극 및 제2전극에 의해 하나의 방전 셀이 구성된다. 그리고, 방전 셀 내부, 보다 구체적으로는, 격벽에 의해 둘러싸인 방전 공간 내부에 방전 가스가 밀봉되며, 형광체층이 방전 공간 내의 방전 가스 속에서 수행되는 AC 글로우 방전에 의해 발생된 진공 자외선에 의해 조사되면, 상기 형광체층은 발광한다.

본 발명의 실시예의 여러 형태 중 어느 하나에 따른 교류 구동형 플라즈마 표시장치에서는, 제1전극으로서 한 쌍의 방전유지 전극 중 하나가 상기 제1패널에 형성되고, 다른 하나는 제2전극으로서 상기 제2패널에 형성되는 구성이 사용될 수도 있다. 전술한 것과 같은 이러한 구성을 갖는 교류 구동형 플라즈마 표시장치는 편의상, "2전극형"이라 한다. 이 경우, 하나의 방전유지 전극의 투영 화상은 제1 방향으로 연장되고, 다른 하나의 방전유지 전극의 투영 화상은 제1방향과는 상이한 제2방향으로 연장되며, 한 쌍의 방전유지 전극은 방전유지 전극이 서로 대향하도록 배치되어 있다. 교류 구동형 플라즈마 표시장치 구조의 간소화를 고려하면, 상기 제1방향과 제2방향은, 반드시 그럴 필요는 없지만, 서로 직교하는 것이 바람직하다.

혹은, 제1전극으로서 한 쌍의 방전유지 전극이 제1패널에 형성되고, 제2전극으로서 소위 어드레스 전극이 제2패널에 형성되는 구성이 사용될 수도 있다. 전술한 것과 같은 그러한 구성을 갖는 교류 구동형 플라즈마 표시장치는 편의상, "3전극형"이라 한다. 이 경우, 아래의 구성에 한정되지 않지만, 한 쌍의 방전유지 전극의 투영 화상은 서로 평행하게 제1방향으로 연장되고, 어드레스 전극의 투영 화상은 제2방향으로 연장되며, 한 쌍의 방전유지 전극과 어드레스 전극은 서로 대향하도록 배치되는 구성이 사용될 수도 있다. 플라즈마 표시장치 구조의 간소화를 고려하면, 상기 제1방향과 제2방향은, 반드시 그럴 필요는 없지만, 서로 직교하는 것이 바람직하다.

3전극형의 교류 구동형 플라즈마 표시장치에서는, 소정의 방전전압에서 필요한 글로우 방전이 발생되기만 하면, 한 쌍의 방전유지 전극간의 거리는 본질적으로 임의의 것이다. 상기 거리는 대략 1 ×10^-4m가 허용 가능하지만, 5 ×10^-5m 미만, 바람직하게는 5.0 ×10^-5m 미만이다.

또한, 본 발명에 의하면, 제1전극으로서 한 쌍의 방전유지 전극이 제1패널에 형성될 경우, 한 쌍의 방전유지 전극의 서로 대향하는 가장자리 부분 사이에 형성된 방전 갭은 직선 형상일 수도 있다. 혹은, 상기 방전 갭의 형상은 방전유지 전극의 폭 방향으로 굴곡(bend)시키거나 만곡(curve)시킨 패턴을 가질 수도 있다. 전술한 것과 같은 이러한 구성에서는, 방전에 기여하는 방전유지 전극 부분의 면적이 증가될 수 있다. 한 쌍의 방전유지 전극은, 인접하는 방전 셀까지 연장되는 줄무늬 형상일 수도 있고, 방전 셀마다 한 쌍의 넓은 줄무늬 형상으로 형성될 수도 있다. 후자의 경우, 후술하는 버스 전극으로부터 상기 방전유지 전극에 전압이 인가된다. 그리고, 후자의 경우, 제1전극이 방전 셀마다 별도로 형성되므로, 휘도를 감소시키지 않고도, 무효전류를 감소시켜서 전류 소비를 더욱 감소시키는 것이 실현될 수 있다.

예컨대, 아래에서 3전극형의 교류 구동형 플라즈마 표시장치를 예로 들어 본 발명에 따른 교류 구동형 플라즈마 표시장치에 대해 설명한다. 2전극형의 교류 구동형 플라즈마 표시장치에 관해서는, 아래에서 이루어지는 설명에서 제2전극에 해당하는 "어드레스 전극"이 필요에 따라 "다른 방전유지 전극"으로서 이해될 수 있다.

제1전극에 해당하는 방전유지 전극을 구성하는 도전성 재료는, 교류 구동형 플라즈마 표시장치가 투과형인지 반사형인지에 따라 상이하다. 투과형의 교류 구동형 플라즈마 표시장치에서는, 형광체층으로부터의 발광이 제2기판을 통해 관찰되므로, 방전유지 전극을 구성하는 도전성 재료가 투명인지 불투명인지가 문제가 되지 않는다. 그러나, 어드레스 전극은 제2기판 상에 형성되므로, 상기 어드레스 전극은 투명할 필요가 있다. 한편, 반사형의 교류 구동형 플라즈마 표시장치에서는, 형광체층으로부터의 발광이 제1기판을 통해 관찰되므로, 어드레스 전극을 구성하는 도전성 재료가 투명인지 불투명인지가 문제가 되지 않는다. 그러나, 방전유지 전극을 구성하는 도전성 재료는 투명할 필요가 있다. 상기 용어 "투명 또는 불투명"은, 형광체 재료에 고유한 발광 파장(가시광선 영역)에서의 도전성 재료의 광 투과율에 근거하고 있다. 즉, 방전유지 전극 또는 어드레스 전극을 구성하는 도전성 재료가 형광체층으로부터 출사되는 빛에 대해 투명하면, 상기 도전성 재료는 투명한 것으로 말할 수 있다. 이러한 불투명 도전성 재료의 예는, Ni, Al, Au, Ag, Pd/Ag, Cr, Ta, Cu, Ba, LaB₆ 및 Ca_0.2La_0.8CrO₃을 포함하며, 이들 재료들은 단독 또는 임의의 조합에 의해 사용될 수 있다. 이러한 투명 도전성 재료의 예는, ITO(인듐-주석산화물) 및 SnO₂를 포함한다. 방전유지 전극 및 어드레스 전극 중 어느 것이나 스퍼터링법이나, 증착법, 스크린인쇄법, 샌드 블라스트(sand blasting)법, 도금법, 리프트오프(lift-off)법 등에 의해 형성될 수 있다.

방전유지 전극 이외에, 방전유지 전극 전체의 임피던스를 감소시키기 위하여, 방전유지 전극보다 더 낮은 전기저항률을 갖는 재료를 포함하는 버스 전극이 상기 방전유지 전극과 접촉하여 형성되는 구성이 사용될 수도 있다. 상기 버스 전극은, 대표적으로, Ag, Au, Al, Ni, Cu, Mo, Cr 또는 Cr/Cu/Cr 적층막 등의 금속재료를 포함할 수 있다. 반사형의 교류 구동형 플라즈마 표시장치에서, 전술한 금속재료를 포함하는 버스 전극은, 형광체층으로부터 방사되어 제1기판을 통과하는 가시광선의 투과량을 감소시키며, 이에 따라, 표시 화면의 휘도를 감소시키는 요인으로 될 수 있다. 그러므로, 방전유지 전극 전체에 필요한 전기 저항값이 얻어질 수 있는 범위 내에서 가능한 한 가늘게 상기 버스 전극을 형성하는 것이 바람직하다. 상기 버스 전극은, 스퍼터링법, 증착법, 스크린 인쇄법, 샌드 블라스트법, 도금법, 리프트오프법 등에 의해 형성될 수 있다.

본 발명에 의하면, 제1패널을 위한 제1기판과, 제2패널을 위한 제2기판을 구성하는 재료의 예는, 고왜곡점 유리, 소다유리(Na₂OㆍCaOㆍSiO₂), 붕규산(borosilicate) 유리(Na₂OㆍB₂O₃ㆍSiO₂), 포오스테라이트(forsterite)(2MgOㆍSiO₂) 및 납유리(Na₂OㆍPbOㆍSiO₂)를 포함할 수 있다. 제1기판용 재료 및 제2기판용 재료는 서로 동일하거나 상이할 수 있다. 그러나, 열팽창계수는 서로 동일한 것이 바람직하다.

형광체층은, 적색을 발광하는 형광체 재료와, 녹색을 발광하는 형광체 재료와, 청색을 발광하는 형광체 재료로 이루어지는 그룹으로부터 선택된 형광체 재료로 구성된다. 상기 형광체층은 어드레스 전극의 표면 또는 위에 형성된다. 상기 교류 구동형 플라즈마 표시장치가 컬러 표시를 위한 것일 경우, 구체적으로, 예를 들어, 적색을 발광하는 형광체 재료로 구성된 형광체층(적색 형광체층)이 어드레스 전극의 표면 또는 위에 형성되고, 예를 들어, 녹색을 발광하는 형광체 재료로 구성된 형광체층(녹색 형광체층)이 다른 어드레스 전극의 표면 또는 위에 형성되며, 예를 들어, 청색을 발광하는 형광체 재료로 구성된 형광체층(청색 형광체층)이 또 다른 어드레스 전극의 표면 또는 위에 형성된다. 3원색의 발광을 위한 이들 3개의 형광체층이 하나의 세트(set)가 구성하고, 이러한 세트는 소정의 순서로 형성된다. 한 쌍의 방전유지 전극과, 3원색을 발광하는 1세트의 형광체층이 중첩하는 영역은 하나의 화소(3개의 부화소를 포함)에 해당한다. 적색 형광체층, 녹색 형광체층 및 청색 형광체층은의 각각은 줄무늬 형상으로 형성되거나, 격자(와플) 상태로 형성될 수 있다. 또한, 방전유지 전극과 어드레스 전극이 중첩하는 영역에만 형광체층이 형성될 수도 있다.

형광체층을 구성하는 형광체 재료에 관해서는, 양자 효율이 높고, 진공 자외선에 대한 포화가 적게 하는 형광체 재료가 종래 공지된 형광체 재료 중에서 필요에 따라 선택될 수 있다. 상기 플라즈마 표시장치가 컬러 표시기로서 사용되는 것으로 상정될 경우, 색순도가 NTSC에서 규정된 3원색에 가깝고, 3원색이 혼합될 경우에 화이트 밸런스가 우수하며, 작은 잔광시간을 나타내어 3원색의 잔광시간이 거의 동등하게 될 수 있는 형광체 재료를 조합하는 것이 바람직하다. 진공 자외선에 의해 조사될 경우에 적색을 발광하는 형광체 재료의 예는, (Y₂O₃:Eu), (YBO₃Eu), (YVO₄:Eu), (Y_0.96P_0.60V_0.40O₄:Eu_0.04), [(Y,Gd)BO₃:Eu], (GdBO₃:Eu), (ScBO₃:Eu) 및 (3.5MgOㆍ0.5MgF₂ㆍGeO₂:Mn)을 포함한다. 진공 자외선에 의해 조사될 경우에 녹색을 발광하는 형광체 재료의 예는, (ZnSiO₂:Mn), (BaAl₁₂O₁₉:Mn), (BaMg₂Al₁₆O₂₇:Mn), (MgGa₂O₄:Mn), (YBO₃:Tb), (LuBO₃:Tb) 및 (Sr₄Si₃O₈Cl₄:Eu)를 포함한다. 진공 자외선에 의해 조사될 경우에 청색을 발광하는 형광체 재료의 예는, (Y₂SiO₅:Ce), (CaWO₄:Pb), CaWO₄, YP_0.85V_0.15O₄, (BaMgAl₁₄O₂₃:Eu), (Sr₂P₂O₇:Eu) 및 (Sr₂P₂O₇:Sn)을 포함한다. 형광체층의 형성방법의 예는, 후막인쇄법, 형광체입자를 분사하는 방법, 형광체층의 형성예정 영역에 미리 점착성 물질이 도포되어 형광체 입자가 부착되도록 하는 방법, 감광성의 형광체 페이스트가 구비되어 노광 및 현상에 의해 형광체층이 패터닝되도록 하는 방법, 그리고, 전면에 형광체층이 형성되어 불필요한 부분이 샌드 블라스트법에 의해 제거되도록 하는 방법을 포함한다.

형광체층은 어드레스 전극 위에 직접 형성되거나, 어드레스 전극 위로부터 격벽의 측벽 위에까지 형성될 수 있다. 그렇지 않으면, 상기 형광체층은, 어드레스 전극 상에 구비된 유전체 재료층 상에 형성되거나, 어드레스 전극 위로부터 격벽의 측벽 위에 걸쳐 형성되는 유전체 재료층 상에 형성될 수 있다. 또한, 형광체층은 격벽의 측벽 위에만 형성될 수도 있다. 유전체 재료층을 구성하는 재료의 예는 PbO를 주성분으로 포함하는 저융점 유리와, 산화규소를 포함하고, 스크린 인쇄법, 스퍼터링법 또는 진공 증착법에 의해 형성될 수 있다. 몇몇 경우에는, 형광체층 또는 격벽의 표면 상에 산화마그네슘(MgO), 불화마그네슘(MgF₂) 또는 불화칼슘 (CaF₂)을 포함하는 제2보호막이 형성될 수도 있다.

바람직하게는, 어드레스 전극과 평행하게 연장되는 격벽(리브)이 제2기판 상에 형성된다. 다른 경우로서, 어드레스 전극과 평행하게 연장되는 제1격벽과, 방전유지 전극과 평행하게 연장되는 제2격벽이 제2기판 상에 형성되는 구성(즉, 격자 상태(와플 상태)로 격벽(리브)이 형성되는 구성)이 허용 가능하다. 또 다른 경우로서, 격벽(리브)이 미안더(meander) 구조를 가질 수도 있다. 유전체 재료층이 제2기판 및 어드레스 전극 상에 형성되면, 몇몇 경우에 격벽은 유전체 재료층 상에 형성될 수도 있다. 격벽을 구성하는 재료는 공지된 절연재료로부터 선택될 수 있다. 예를 들어, 널리 사용되는 저융점 유리와, 알루미나(alumina) 등의 금속산화물의 혼합물이 사용될 수 있다. 격벽의 높이는 대략 50∼200㎛ 범위에 있다.

격벽은, 예를 들어, 스크린 인쇄법, 드라이 필름법, 감광법 또는 샌드 블라스트법에 의해 형성될 수 있다. 전술한 스크린 인쇄법은, 격벽을 형성해야 할 부분에 해당하는 그러한 화면 부분에 개구부를 형성하고, 스크린 상의 격벽 형성용 재료가 압착기(squeeze)에 의해 상기 개구부를 통과시켜서, 제2기판 또는 유전체 재료층(이하, 이들을 총칭하여 "제2기판 등"이라 함) 상에 격벽 형성용 재료층을 형성한 다음, 상기 격벽 형성용 재료층을 소성하는 방법을 말한다. 전술한 드라이 필름법은, 상기 제2기판 등의 위에 감광성 필름을 적층시킨 다음, 노광 및 현상에 의해 격벽형성 예정 영역의 감광성 필름을 제거한 후, 이러한 제거에 의해 형성된 개구부에 격벽 형성용 재료를 충전한 다음에, 상기 격벽 형성용 재료를 소성하는 방법을 말한다. 상기 감광성 필름은 이러한 소성에 의해 연소 및 제거된 다음, 상 기 개구부에 충전된 격벽 형성용 재료가 남아서 격벽을 구성하게 된다. 전술한 감광법은, 상기 제2기판 등의 위에 감광성을 갖는 격벽 형성용 재료층을 형성하고, 노광 및 현상에 의해 상기 감광성 재료층을 패터닝한 후, 이와 같이 패터닝된 감광성 재료층을 소성하는 방법을 말한다. 전술한 샌드 블라스트법은, 예를 들어, 스크린 인쇄나 롤 코터(roll coater), 닥터 블레이드(doctor blade), 노즐 토출식 코터에 의해 격벽 형성용 재료층을 상기 제2기판 등의 위에 형성하고, 건조시킨 다음, 격벽을 형성해야 할 격벽 형성용 재료층의 이러한 부분을 마스크층으로 피복하여, 격벽 형성용 재료층의 노출된 부분을 샌드 블라스트법에 의해 제거하는 방법을 말한다. 격벽은 블랙으로 형성되어 소위, 블랙 매트릭스를 형성할 수 있다. 이 경우, 표시화면의 높은 콘트라스트가 달성될 수 있다. 블랙 격벽의 형성방법으로서, 흑색으로 착색된 컬러 레지스트 재료를 이용하여 격벽을 형성하는 방법이 예시될 수 있다.

본 발명에 의하면, 방전 공간에 밀봉된 희토류 가스의 압력은 1 ×10²Pa 내지 5 ×10⁵Pa의 범위, 바람직하게는 1 ×10³Pa 내지 4 ×10⁵Pa의 범위 내에 있는 것이 바람직하다. 한 쌍의 방전유지 전극간의 거리를 5 ×10^-5m 미만으로 할 경우, 희토류 가스의 압력은 1 ×10²Pa 내지 3 ×10⁵Pa의 범위, 바람직하게는 1 ×10³Pa 내지 2 ×10⁵Pa의 범위, 더욱 바람직하게는, 1 ×10⁴Pa 내지 1 ×10⁵Pa의 범위 내에 있는 것이 바람직하다. 희토류 가스의 압력이 전술한 압력 범위로 조정될 경우, 희토류 가스 속에서의 음극 글로우에 주로 의거하여 발생되는 진공 자외선에 의해 조사될 경우에 형광체층이 발광한다. 상기한 압력 범위 내에서 압력이 증가하면, 교류 구동형 플라즈마 표시장치를 구성하는 각종 부재의 스퍼터링률이 감소하게 되어, 상기 플라즈마 표시장치의 수명을 증가시키게 된다.

방전 공간에 밀봉되는 희토류 가스에서는, 후술하는 요건 (1)∼(4)가 충족되어야 한다. 이러한 희토류 가스의 예는, He(공명선의 파장=58.4nm), Ne(동 파장=74.4nm), Ar(동 파장=107nm), Kr(동 파장=124nm) 및 Xe(동 파장=147nm)를 포함한다. 이들 희토류 가스는 단독으로 또는 혼합하여 사용될 수 있지만, 페닝 효과(Penning effect)에 의거한 방전시작 전압의 감소를 기대할 수 있는 혼합 가스도 유용하다. 상기 혼합 가스의 예는, Ne-Ar 혼합 가스, He-Xe 혼합 가스, Ne-Xe 혼합 가스, He-Kr 혼합 가스, Ne-Kr 혼합 가스 및 Xe-Kr 혼합 가스를 포함한다. 특히, 이들 희토류 가스 중에서, 가장 긴 공명선 파장을 갖는 Xe는 분자선의 파장 172nm에서도 강력한 진공 자외선을 방사하므로, 상기 Xe는 유리하다.

(1) 교류 구동형 플라즈마 표시장치의 더 큰 수명을 달성하는 관점으로부터, 상기 희토류 가스는 화학적으로 안정적이고, 높은 가스압력의 설정을 허용한다.

(2) 표시 화면의 더 높은 휘도를 달성하는 관점으로부터, 상기 희토류 가스는 진공 자외선의 높은 방사강도를 허용한다.

(3) 진공 자외선으로부터 가시광선으로의 에너지 변환효율을 증가시키는 관점으로부터, 방사해야 할 진공 자외선은 긴 파장을 가진다.

(4) 전력 소비를 감소시키는 관점으로부터, 방전시작 전압은 낮다.

본 발명에 의하면, 종래의 교류 구동형 플라즈마 표시장치에 비해, Xe 분압이 높게 허용된다고 하더라도, 유전체층을 구성하는 SiO_x 중에 포함되는 H₂O의 결합 밀도가 3.0 ×10²⁰결합/cm³ 이상이므로, 유전체층 중의 H₂O가 방전을 보조하고, 그 결과, 방전지연시간이 단축될 수 있다. 더구나, SiO_x로 구성함으로써 유전체층이 얇아질 수 있으므로, 교류 구동형 플라즈마 표시장치의 구동전압(방전시작 전압 및 방전유지 전압)의 감소가 달성될 수 있다. 그 결과, 방전 안정성이 증대되고, 교류 구동형 플라즈마 표시장치의 신뢰성이 증대되며, 보다 고정세의 표시를 수행하는 교류 구동형 플라즈마 표시장치를 얻는 것이 가능해진다. 또한, 유전체층은 SiO_x로 구성되므로, 상기 유전체층의 커패시턴스가 감소될 수 있고, 그 결과, 유전체층에 흐르는 전류량이 감소될 수 있으므로, 고효율, 즉, 교류 구동형 플라즈마 표시장치의 전력 소비의 감소가 달성될 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 교류 구동형 플라즈마 표시장치에서는, 균일하고 균질의 유전체층을 제공함으로써, 이온이나 전자의 제1전극과의 직접 접촉이 방지될 수 있고, 그 결과, 제1전극의 마모가 방지될 수 있다. 더구나, 유전체층은 벽전하를 축적하는 기능 뿐만 아니라, 과도한 방전전류를 제한하는 저항체로서의 기능과, 방전상태를 유지하는 메모리 기능을 가진다.

이하, 도면을 참조하여 본 발명을 설명한다.

(실시예 1)

실시예 1은 본 발명에 따른 교류 구동형 플라즈마 표시장치(이하, 짧게 "플라즈마 표시장치"라고 함) 및 그 제조방법에 관한 것이다.

3전극형의 플라즈마 표시장치인 실시예 1의 플라즈마 표시장치는, 제1기판(11) 상에 형성된 복수의 제1전극(12) 및, 상기 제1기판(11)과 제1전극(12) 상에 형성된 유전체층(14)을 포함하는 제1패널(10), 그리고 제2패널(20)을 구비하며, 상기 제1패널(10)과 제2패널(20)은 그 외주부에서 서로 접합되어 있다. 이 경우에, 실시예 1의 플라즈마 표시장치의 개략적인 분해 사시도는 도 1에 도시한 것과 동일하다. 상기 플라즈마 표시장치의 구성 및 구조는 본 명세서의 "종래기술"에서 설명한 것과 같은 플라즈마 표시장치의 구성 및 구조와 동일하므로, 상세한 설명은 생략한다. 이하, "종래기술"에서 설명한 것과 같은 플라즈마 표시장치와의 차이에 대해 설명한다.

실시예 1의 플라즈마 표시장치는, SiO_x(X의 실제 측정치는 대략 1.9)의 단층으로 구성되는 유전체 재료층(14)이 CVD법에 의해 형성되는 점에 그 특징을 갖고 있다. SiO_x 속에 포함되는 H₂O의 결합 밀도는 3.0 ×10²⁰결합/cm³ 이상으로 허용된다.

이하, 실시예 1의 플라즈마 표시장치의 제조방법을 설명한다.

제1패널(10)은 아래에 설명하는 것과 같은 방법에 의해 제조될 수 있다. 즉, 우선, 고왜곡점 유리나 소다유리를 포함하는 제1기판(11)의 전면 상에 예를 들어, 스퍼터링법에 의해 ITO층을 형성한 다음, 포토리소그래피 및 에칭에 의해 상기 와 같이 형성된 ITO층을 줄무늬 형상으로 패터닝함으로써, 제1전극에 해당하는 복수 쌍의 방전유지 전극(12)을 형성하였다. 상기 방전유지 전극(12)은 제1방향으로 연장된다. 다음으로, 전면 상에, 예를 들어, 증착법에 의해 크롬막, 알루미늄막, 구리막 등을 형성한 다음, 포토리소그래피 및 에칭에 의해, 상기와 같이 형성된 크롬막, 알루미늄막, 구리막 등을 패터닝함으로써, 방전유지 전극(12)의 가장자리 부분을 따라 버스 전극(13)을 형성하였다. 한 쌍의 방전유지 전극(12) 사이에 형성되는 간격(도 1에 방전 갭 "G"로 도시)을 4 ×10^-5m(40㎛)로 하였다.

그 후, 표 1에 도시된 것과 같은 조건 하에서 CVD법에 의해, 그 전면에 SiO_x를 포함하는 유전체층(14)을 형성하였다. 방전유지 전극(12) 상의 유전체층(14)의 평균 두께를 14㎛로 하였다.

다음으로, 유전체층(14) 상에, 전자빔 증착법에 의해 두께 0.6㎛의 산화마그네슘(MgO)을 포함하는 보호막(15)을 형성하였다. 전술한 공정을 수행함으로써, 제1패널(10)이 완성될 수 있다.

제2패널(20)은 아래에 설명되는 방법에 의해 제조될 수 있다. 즉, 우선, 고왜곡점 유리나 소다 유리를 포함하는 제2기판(21) 상에, 예를 들어, 스크린 인쇄법에 의해, 은 페이스트를 줄무늬 형상으로 인쇄한 다음, 이와 같이 인쇄된 은 페이스트를 소성함으로써, 어드레스 전극(22)을 형성하였다. 어드레스 전극(22)은 제1방향과 직각으로 교차하는 제2방향으로 연장된다. 다음으로, PbO를 주성분으로 포함하는 저융점 유리 페이스트층을 스크린 인쇄법에 의해 그 전면에 형성한 다음, 상기 저융점 유리 페이스트층을 소성함으로써, 유전체 재료층(23)을 형성하였다. 그 다음, 인접하는 어드레스 전극(22)간 영역의 표면 및 위의 유전체 재료층(23) 상에, 예를 들어, 스크린 인쇄법에 의해 저융점 유리 페이스트를 인쇄하고, 그 후, 소성(약 560℃로 약 2시간)함으로써, 격벽(24)을 형성하였다. 격벽(24)의 평균 높이를 130㎛로 하였다. 다음으로, 3원색의 형광체 재료 슬러리(slurry)를 순차적으로 인쇄하여 소성함으로써, 격벽(24)간의 유전체 재료층(23) 위로부터 격벽(24)의 측벽 위에까지, 각 형광체층 25R, 25G 및 25B를 형성하였다. 전술한 공정을 수행함으로써, 제2패널(20)이 완성될 수 있다.

다음으로, 플라즈마 표시장치를 조립하였다. 즉, 우선,프리트 디스펜스(frit dispense)를 이용하여 제2패널(20)의 외주부 상에 프리트 유리층(밀봉층)을 형성하였다. 그 다음, 제1패널(10)과 제2패널(20)을 서로 접합시킨 후, 소성함으로써, 프리트 유리층을 경화시켰다. 이어서, 제1패널(10)과 제2패널(20) 사이에 형성된 공간을 진공으로 만든 후, 예를 들어, 방전 가스(압력 3 ×10⁴Pa의 Xe 100%를 포함)를 채워서 밀봉함으로써, 플라즈마 표시장치를 완성하였다.

방전시작 전압 및 방전유지 전압과, 그리고, 이와 같이 완성된 플라즈마 표시장치의 방전 시간지연의 지표인 방전 확률 99.99% 시간을 측정하였다. 이러한 측정 결과는 표 1에 도시되어 있다.

또한, 실시예 1의 유전체층(14)을 형성하는 것과 동일한 조건 하에서, 두께 14㎛의 SiO_x 막을 실리콘 반도체 기판 상에 형성하였다. SiO_x 막 중에 포함되는 H₂O의 결합 밀도를, 푸리에 변환 적외분광법(FT-IR)에 의거하여, 앞서 설명한 수학식 1 및 수학식 2에 의해 구하였다. 그 결과는 표 1에 도시되어 있다. 표면에 아무것도 형성되지 않은 실리콘 반도체기판을 측정함으로써, 백그라운드 측정을 구하였다. 한편, 투과형 FT-IR 측정장치로서, Bio-RAD Laboratories, Inc로부터 입수 가능한 FTS-575C의 상표명을 갖는 장치를 사용하였다.

또한, 실시예 1의 유전체층(14)을 형성하는 것과 동일한 조건 하에서, 두께 14㎛의 SiO_x막을 실리콘 반도체기판 상에 형성하였다. 이와 같이 형성된 SiO_x막의 드라이에칭 속도 및 습식에칭 속도를 측정하였다. 드라이에칭에서는, 1000sccm의 NF₃가스를 사용하고, 3kW의 마이크로파 파워를 인가하는 반면, 습식에칭에서는, NH₄F:HF=6:1의 에칭액을 사용하였다. 비교예 1 및 실시예 5에서도 드라이에칭 속도를 측정하였고, 비교예 1에서도 습식에칭 속도를 측정하였다. 이러한 측정 결과는 표 1 및 2에 도시되어 있다.

(실시예 2 내지 4와, 비교예 1 및 2)

SiO_x를 포함하는 유전체층(14)을, 표 1에 도시된 조건에 의해 CVD법을 사용하는 것만 제외하고는 실시예 1과 동일한 조건 하에서 형성하였다. 또한, 실시예 1과 마찬가지로, 두께 14㎛의 SiO_x막을 실리콘 반도체기판 상에 형성하였다. 상기 SiO_x막 중에 포함되는 H₂O의 결합 밀도를, 푸리에 변환 적외분광법(FT-IR)에 의거하 여, 앞서 설명한 수학식 1 및 2를 이용하여 구하였다.

이와 같이 완성된 플라즈마 표시장치의 방전시작 전압, 방전유지 전압 및 방전 확률을 측정하였다. 이러한 측정 결과를 표 1에 나타낸다.

[실시예 5 및 비교예 3]

SiO_x를 포함하는 유전체층(14)을, 표 2에 도시된 조건 하에서 PVD법(구체적으로는, 스퍼터링법)을 사용하는 것만 제외하고는, 실시예 1과 마찬가지로 하여 형성하였다. 또한, 실시예 1과 마찬가지로, 두께 14㎛의 SiO_x막을 실리콘 반도체기판 상에 형성하였다. SiO_x막 중에 포함되는 H₂O의 결합 밀도를, 푸리에 변환 적외분광법(FT-IR)에 의거하여, 앞서 설명한 수학식 1 및 2에 의해 구하였다.

이와 같이 완성된 플라즈마 표시장치의 방전시작 전압, 방전유지 전압 및 방전 확률을 측정하였다. 측정 결과를 표 2에 나타낸다.

[표 1]

형성방법 : CVD법

[표 2]

형성방법 : 스퍼터링법

표 1 및 2에 나타낸 결과로부터, SiO_x막 중에 포함되는 H₂O의 결합 밀도의 값이 3.0 ×10²⁰결합/cm³ 이상이기만 하면, 방전시작 전압 및 방전유지 전압의 저하와, 방전 시간지연의 지표인 방전 확률 99.99% 시간의 단축이 달성될 수 있음을 알 수 있다. 또한, 실시예 1, 실시예 5 및 비교예 1 사이에서 SiO_x막의 에칭 속도의 비교로부터, SiO_x막 속에 포함되는 H₂O의 결합 밀도의 값이 높을수록, 에칭 속도가 더 높아진다는 점, 즉, 상기 막이 덜 조밀해지는 경향이 있음을 알 수 있다.

본 발명은 실시예를 참조하여 설명하였지만, 본 발명은 여기에 한정되지 않는다. 실시예에서 사용되거나 설명한 플라즈마 표시장치의 구조 및 구성과, 재료, 치수 그리고 제조방법은 예시의 목적으로 구비된 것이며, 필요에 따라 변경 또는 개조될 수 있고, 실시예에서 사용되거나 설명한 유전체층의 제조방법은 예시의 목적으로 구비된 것이며, 필요에 따라 변경 또는 개조될 수 있다.

본 발명은 형광체층으로부터의 발광이 제2기판을 통해 관찰되는 투과형의 플라즈마 표시장치에 적용될 수 있다. 투과형의 플라즈마 표시장치에서는, 형광체층으로부터의 발광이 제2기판을 통해 관찰되므로, 방전유지 전극을 구성하는 도전성 재료가 토명 또는 불투명인지가 문제로 되지 않는다. 그러나, 어드레스 전극은 제2기판 상에 형성되므로, 어드레스 전극을 투명으로 하는 것이 표시의 휘도 측면에서 유리하다.

실시예은, 플라즈마 표시장치가 서로 평행하게 연장되는 한 쌍의 방전유지 전극을 포함하는 구성을 사용하였다. 그러나, 이 구성은, 한 쌍의 버스 전극이 제1방향으로 연장되고, 한 쌍의 버스 전극 사이에서, 하나의 버스 전극으로부터 하나 의 방전유지 전극이 다른 버스 전극의 전방까지 제2방향으로 연장되고, 한 쌍의 버스 전극 사이에서, 다른 버스 전극으로부터 다른 방전유지 전극이 하나의 버스 전극의 전방까지, 제2방향으로 연장되는 구성으로 대체될 수 있다. 한 쌍의 방전유지 전극 중에서, 제1방향으로 연장되는 하나의 방전유지 전극이 제1기판 상에 형성되고, 다른 방전유지 전극이 어드레스 전극과 평행하게 격벽(24)의 측벽 상부에 형성되는 구성이 사용될 수도 있다. 본 발명의 플라즈마 표시장치는 2전극형 플라즈마 표시장치일 수도 있다. 또한, 어드레스 전극은 제1기판 상에 형성될 수도 있다. 이와 같은 구조의 교류 구동형 플라즈마 표시장치는, 예를 들어, 제1방향으로 연장되는 한 쌍의 방전유지 전극과, 한 쌍의 방전유지 전극의 하나를 따라 그리고 그 근처에 형성된 형성된 어드레스 전극(다만, 한 쌍의 방전유지 전극 중 하나를 따르는 어드레스 전극이 제1방향을 따라 연장되는 방전 셀의 길이를 초과하지 않는 길이를 갖는 것으로 함)을 포함할 수 있다. 제2방향으로 연장되는 어드레스 전극용 배선이 절연층을 통해 형성되고, 상기 어드레스 전극용 배선과 어드레스 전극은 전기적으로 접속되거나, 어드레스 전극이 어드레스 전극용 배선으로부터 연장되는 구성에 의해 상기 방전유지 전극에 대한 단락이 방지된다.

실시예에서는, 서로 대향하는 한 쌍의 방전유지 전극의 가장자리 부분에 의해 형성되는 방전 갭이 직선 형상을 갖는다. 그러나, 서로 대향하는 한 쌍의 방전유지 전극의 가장자리 부분에 의해 형성되는 방전 갭은 방전유지 전극의 폭 방향으로 굴곡 또는 만곡된 패턴(예를 들어, "개 다리", "알파벳 S" 및 "활"의 형상 등의 임의의 형상의 조합)의 형상을 가질 수도 있다. 이러한 구성에서는, 서로 대향하 는 한 쌍의 방전유지 전극의 가장자리 부분의 각각의 길이가 증가될 수 있고, 따라서, 방전 효율이 향상될 수 있다. 도 2a, 2b 및 2c는 상기한 구조를 갖는 한 쌍의 방전유지 전극 2세트의 개략적인 부분 평면도를 도시한 것이다.

실시예에서는, 어드레스 전극(22)과 거의 평행하게 연장되는 격벽(리브)(24)가 줄무늬 형상을 갖도록 하였지만, 상기 격벽(리브)(24)은 미안더 구조, 격자(와플) 형상 또는 그 외의 구조를 가질 수도 있다. 한편, 격벽(24)은 흑색으로 형성되어 소위, 블랙 매트릭스로서 기능할 수 있다. 이 경우, 표시 화면의 높은 콘트라스트가 실현될 수 있다.

이하, 본 발명에 따른 플라즈마 표시장치의 교류 글로우 방전동작의 일례를 설명한다. 우선, 방전시작 전압 V_bd보다 더 높은 펄스 전압이 한 쌍의 방전유지 전극(12)(공통측 방전유지 전극)의 모두에 각각 짧은 시간 동안 인가된다. 펄스 전압의 이러한 인가에 의해, 글로우 방전이 발생되어, 유전 분극으로 인해 한 쌍의 방전유지 전극(12) 근처의 유전체층(14)의 표면 상에 벽전하를 발생시킨 다음, 이와 같이 발생된 벽전하가 축적됨으로써, 외견상의 방전시작 전압을 감소시킨다. 그 후, 어드레스 전극(22)에 전압이 연속적으로 인가되면서, 표시를 허용하지 않는 방전 셀에 포함되는 한 쌍의 방전유지 전극(12)(스캔측 방전유지 전극)의 하나에 전압이 인가되며, 따라서, 어드레스 전극(22)과 한 쌍의 방전유지 전극(12)(스캔측 방전유지 전극)의 하나 사이에서 글로우 방전이 발생됨으로써, 축적된 벽전하가 소거된다. 이러한 방전의 소거는 어드레스 전극(22)에서 연속적으로 실행된다. 한편, 표시를 허용하는 방전 셀에 포함되는 한 쌍의 방전유지 전극의 하나에는 전압 이 인가되지 않으며, 따라서, 축적된 벽전하가 유지된다. 따라서, 모든 쌍의 방전유지 전극(12) 사이에는 소정의 펄스 전압이 인가된다. 그 결과, 벽전하가 축적되어 있는 방전 셀에서는, 한 쌍의 방전유지 전극(12) 사이에서 글로우 방전이 시작되고, 방전 셀에서는, 방전 공간 내의 방전 가스 속에서의 글로우 방전에 의해 발생된 진공 자외선의 조사에 의해 여기된 형광체층이 형광체 재료 종류의 색특성에 의해 발광한다. 또한, 하나의 방전유지 전극에 인가되는 방전유지 전압의 위상과, 다른 방전유지 전극에 인가되는 방전유지 전압의 위상은, 반주기만큼 서로 어긋나 있으며, 각 방전유지 전극의 극성은 교류 주파수에 따라 반전된다.

이하, 본 발명에 따른 플라즈마 표시장치의 교류 글로우 방전동작의 또 다른 예를 설명한다. 우선, 모든 화소를 초기화시키기 위하여 모든 화소에 대하여 방전의 소거가 실행된 다음, 방전 동작이 수행된다. 방전 동작은, 초기방전에 의해 유전체층의 표면 위에 벽전하가 발생되는 어드레스 기간과, 글로우 방전이 유지되는 방전유지 기간으로 나누어진다. 어드레스 기간에서는, 선택되는 하나의 방전유지 전극과 선택되는 어드레스 전극에 방전시작 전압 V_bd보다 더 낮은 펄스 전압이 짧은 시간동안 인가된다. 펄스 전압이 인가되는 하나의 방전유지 전극과, 펄스 전압이 인가되는 어드레스 전극이 중첩하는 영역은 표시 화소로서 선택된 다음, 이와 같이 중첩된 영역에서, 유전 분극으로 인해 유전체층의 표면 상에 벽전하가 발생되고, 따라서, 상기 벽전하가 축적된다. 계속되는 방전유지 기간에서는, 한 쌍의 방전유지 전극에 V_bd보다 더 낮은 방전유지 전압 V_SUS가 인가된다. 벽전하에 의해 유도되 는 벽전압 V_W와 방전유지 전압 V_SUS의 합이 방전시작 전압 V_bd보다 더 커지면, (즉, V_W+V_SUS>V_bd), 글로우 방전이 시작된다. 하나의 방전유지 전극에 인가되는 방전유지 전압 V_SUS의 위상과, 다른 방전유지 전극에 인가되는 방전유지 전압 V_SUS의 위상은 서로 반주기만큼 어긋나 있고, 방전유지 전극의 극성은 교류 주파수에 따라 반전된다.

이상과 같이 설명된 본 발명에 의하면, 종래의 교류 구동형 플라즈마 표시장치에 비해, Xe 분압이 높게 허용된다고 하더라도, 유전체층을 구성하는 SiO_x 중에 포함되는 H₂O의 결합 밀도가 3.0 ×10²⁰결합/cm³ 이상이므로, 유전체층 중의 H₂O가 방전을 보조하고, 그 결과, 방전지연시간이 단축될 수 있다. 더구나, SiO_x로 구성함으로써 유전체층이 얇아질 수 있으므로, 교류 구동형 플라즈마 표시장치의 구동전압(방전시작 전압 및 방전유지 전압)의 감소가 달성될 수 있다. 그 결과, 방전 안정성이 증대되고, 교류 구동형 플라즈마 표시장치의 신뢰성이 증대되며, 보다 고정세의 표시를 수행하는 교류 구동형 플라즈마 표시장치를 얻는 것이 가능해진다. 또한, 유전체층은 SiO_x로 구성되므로, 상기 유전체층의 커패시턴스가 감소될 수 있고, 그 결과, 유전체층에 흐르는 전류량이 감소될 수 있으므로, 고효율, 즉, 교류 구동형 플라즈마 표시장치의 전력 소비의 감소가 달성될 수 있다.

Claims

제1기판 상에 형성된 복수의 제1전극과, 상기 제1기판 및 상기 제1전극들 상에 형성된 유전체층을 포함하는 제1패널, 그리고 제2패널을 구비하며, 상기 제1패널 및 상기 제2패널은 그 외주부에서 서로 접합되어 있는 교류 구동형 플라즈마 표시장치에 있어서,

상기 유전체층은 SiO_x로 구성되고,

SiO_x 속에 포함되는 H₂O의 결합 밀도는 3.0 ×10²⁰결합/cm³ 이상인 것을 특징으로 하는 교류 구동형 플라즈마 표시장치.
제1항에 있어서,

상기 유전체층의 두께는 5 ×10^-5m 이하인 것을 특징으로 하는 교류 구동형 플라즈마 표시장치.
제1항에 있어서,

상기 유전체층의 표면 위에는 보호막이 형성되는 것을 특징으로 하는 교류 구동형 플라즈마 표시장치.
제1기판 상에 형성된 복수의 제1전극과, 상기 제1기판 및 상기 제1전극들 상에 형성된 유전체층을 포함하는 제1패널, 그리고 제2패널을 구비하며, 상기 제1패널 및 상기 제2패널은 그 외주부에서 서로 접합되어 있고, 상기 유전체층은 SiO_x로 구성되며, SiO_x 속에 포함되는 H₂O의 결합 밀도는 3.0 ×10²⁰결합/cm³ 이상인 교류 구동형 플라즈마 표시장치의 제조방법에 있어서,

상기 유전체층은 화학적 기상성장법 또는 물리적 기상 성장법에 의해 형성되는 것을 특징으로 하는 교류 구동형 플라즈마 표시장치의 제조방법.