KR20070009653A - 가스방전 표시패널 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 제 1 목적으로, 비교적 저렴한 비용이고 벽 전하 유지력을 유지하면서 방전지연을 화상표시에 최적의 영역에 제어하며, 또 방전개시전압을 저하시킴으로써 양호한 표시성능을 발휘할 수 있는 가스방전 표시패널을 제공하는 것이다. 또, 제 2 목적으로, 2차 전자방출계수 γ를 종래보다도 더욱 향상시키고, 방전개시전압을 저감하여 구동 마진을 넓게 하여 표시품질과 신뢰성을 높이는 PDP와, 밀봉 배기공정 시에서의 배기시간을 단축하여 제조 비용을 저감하며, 또 구동회로 비용을 저감하는 가스방전 표시패널의 제조방법을 제공하는 것이다. 이를 위해 본 발명에서는, 보호층을 MgO를 주성분으로 하고, 또 20 질량ppm 이상 5000 질량ppm 이하의 첨가량 범위의 Si와, 300 질량ppm 이상 10000 질량ppm 이하의 첨가량 범위에서 H를 함유시키는 것으로 구성한다.

가스방전 표시패널, 보호층, MgO, Si, H

Description

가스방전 표시패널{GAS DISCHARGE DISPLAY PANEL}

본 발명은 플라스마 디스플레이 패널 등의 가스방전 표시패널에 관한 것으로, 보호층의 개량기술에 관한 것이다.

가스방전 표시패널은 플라스마 디스플레이 패널(이하, PDP라 한다)로 대표되는 바와 같이, 가스방전으로 발생한 자외선에 의해 형광체를 여기 발광시켜서 화상을 표시하는 표시장치이다. 그 방전 형성방법에 따라서 PDP는 교류(AC)형과 직류(DC)형으로 분류할 수 있으나, AC형은 휘도, 발광효율, 수명 면에서 DC형보다 뛰어나므로 이 타입이 가장 일반적이다.

AC형 PDP는, 예를 들어 특허문헌 1에 개시된 바와 같이, 복수의 전극(표시 전극 또는 어드레스 전극)과 이를 덮도록 유전체 층을 배치한 2장의 얇은 패널 글라스의 표면을 복수의 격벽을 두고 대향시키고, 당해 복수의 격벽 사이에 형광체 층을 배치하며, 매트릭스 형상으로 방전 셀을 형성한 상태에서 양 패널 글라스 사이에 방전 가스를 봉입한 구성을 갖는다. 표시 전극을 덮는 유전체 층의 표면에는 보호층(막)이 형성된다.

PDP에서는, 구동 시에는 소위 필드 내 시분할 계조 표시방식에 의거하여 복수의 서브필드(초기화 기간, 어드레스 기간, 유지기간 등을 포함)에서 상기 복수의 전극에 적절하게 급전을 하여 방전가스 중에서 방전을 얻음으로써 발생하는 자외선으로 형광 발광시킨다.

여기서, 전면(前面) 측의 패널 글라스의 보호층의 재료에는, 방전 시의 이온충격으로부터 유전체 층을 보호하면서, 낮은 방전개시전압으로 방전을 발생시키는 기능이 요구된다. 이와 같은 목적에서 PDP의 보호층으로는, 특허문헌 2에 개시된 바와 같이, 뛰어난 스퍼터 내성(sputtering resistant characteristic)을 가지며, 2차 전자 방출계수가 큰 산화마그네슘(MgO)을 주성분으로 하는 재료가 널리 이용되고 있다.

그런데 종래의 보호층에 관해서는 이하의 문제가 존재한다.

제 1 문제로, 종래의 보호층에서는, 「방전지연(discharge delay)」 라고 하는 문제가 있다. 이것은 어드레스 기간에서 어드레스 방전을 위한 펄스가 전극에 인가되고 나서 실제로 방전이 발생할 때까지의 시간의 차이에 상당하는 현상으로, 방전지연이 크면 어드레스 펄스 인가 종료시점에서도 어드레스 방전이 발생하지 않을 확률이 높아져서 기록 불량이 발생하기 쉬워진다. 이것은, 고속구동이 될수록 발생하기 쉽다. 이 방전지연의 문제는 양호한 PDP의 화상 표시성능을 얻기 위하여 해결해야 할 과제이다.

이에, 방전지연에 관한 대책으로, 예를 들어 특허문헌 3 및 7에 개시된 바와 같이, MgO에 소정 양의 Si를 첨가함으로써 당해 지연의 단축을 도모하는 기술이 강구되고 있다. 또, 특허문헌 4에서, 보호층에 소정 양의 H를 첨가함으로써 당해 지연의 단축을 도모하는 기술이 개시되어 있다. 또, 특허문헌 5에서, Ge를 첨가함 으로써 당해 지연의 단축을 도모하는 기술이 개시되어 있다.

이어서, 제 2 문제로 보호층의 특성변화의 문제가 있다.

즉, 보호층의 표면은 방전공간에 노출되어 있으나, 상기 MgO 막 등의 금속산화물 막은 물(H₂O)이나 이산화탄소(CO₂) 등의 가스를 흡착(吸着)하여 수산화화합물이나 탄산화합물을 용이하게 형성한다고 하는 성질이 있다. PDP 제조공정에서의 대기 중에서의 프로세스에서는, 대기 중의 유성 불순물이나 CO₂, H₂O 등의 흡착에 의해 MgO로 이루어지는 보호층은 오염되기 쉬운 경향이 있다. 상기 흡착가스 등이 MgO 표면에 흡착되면, 보호층의 특성변화가 일어나서 2차 전자 방출효율이 저하한다. 그 결과, 방전개시전압을 상승시켜서 PDP의 구동 마진(driving margin)을 좁힌다고 하는 문제가 있다.

또, 보호층에 대한 상술한 가스 등의 흡착 정도에 따라서 방전 셀의 방전개시전압에 편차가 발생하므로, 표시하고자 하는 셀을 정확하게 표시할 수 없는 블랙 노이즈(black noise)라고 불리는 표시 결함이 발생한다고 하는 문제도 있다.

이에 종래에는, 예를 들어 특허문헌 6에 개시된 바와 같이, 보호층을 2층 구조로 하여 성능의 개선과 안정성을 높이고자 하는 제안이 이루어지고 있다. 구체적으로는, 비교적 방전특성이 우수한 (111) 배향시킨 제 1 보호막 상에, 가스가 잘 흡착되지 않고 흡습성을 작게 한 막질(膜質)의 제 2 보호막을 설치하여, 이에 의해 물 분자나 CO₂ 등의 불순물 가스의 흡착을 방지하는 2층 구조가 개시되어 있다.

특허문헌 1 : 일본국 특개평 9-92133호 공보 등

특허문헌 2 : 일본국 특개평 9-295894호 공보

특허문헌 3 : 일본국 특개평 10-334809호 공보

특허문헌 4 : 일본국 특개 2002-33053호 공보

특허문헌 5 : 일본국 특개 2004-31264호 공보

특허문헌 6 : 일본국 특개 2003-22755호 공보

특허문헌 7 : 일본국 특개 2004-134407호 공보

그러나, 상기 제 1 문제인 방전지연에 관한 대책은 아직 충분하게 이루어져 있다고는 할 수 없다.

구체적으로는, 특허문헌 3의 기술에서는, MgO에 Si를 첨가함으로써 어느 정도 점등하지 않는 영역(non-lighted area)의 발생을 억제할 수 있으나, 한편으로는 각 셀에서의 방전지연시간의 편차가 현저해진다고 하는 새로운 문제가 발생하는 것을 알 수 있다.

또, 특허문헌 4에서는, MgO에 H를 첨가함으로써 방전지연을 억제할 수 있으나, 본원 발명자들이 검토한 결과, 벽 전하의 유지력이 저하하여 화상을 표시하기에 최적의 방전을 발생시키는 것이 어렵다고 하는 것이 명백해졌다.

또, 특허문헌 5의 기술에서는, 측정실험에 의해서 방전지연을 제어하는 효과가 불충분하고 방전개시전압이 상승해 버린다는 문제가 있으므로, 뛰어난 표시성능을 얻기에 충분한 효과를 얻을 수 있다고는 말하기 어렵다는 것을 알 수 있다.

이와 같은 보호층의 문제를 보완하기 위해서는, PDP의 동작전압을 높이는 동시에 구동회로 및 집적회로에는 고 내압 트랜지스터나 드라이버 IC 등을 이용하는 방법을 생각할 수 있으나, 소비전력을 증가시키게 될 뿐만 아니라 PDP의 비용을 상승시키는 요인이 되므로 바람직하지 않다.

또, 상기 제 2 문제에 대해서도 이하의 문제가 남아있다.

상기 종래기술 2에서는, PDP 제조공정에서 재료가 대기 중에 노출되면, 보호층에 CO₂나 물 등의 불필요한 성분이 흡착되어 보호층의 특성이 변화하는 경우가 있다. 이에 따라, 보호층의 2차 전자 방출효율이 낮아져서 방전개시전압이 상승해 버리고, PDP의 구동 마진을 좁히게 된다고 하는 문제가 발생한다.

또, 특허문헌 6의 기술에서도, 그 2층 구조의 보호층에 관한 2차 전자 방출효율이나 방전개시전압에 대해서는 개시되어 있지 않으나, 2차 전자방출계수 γ는, 최고의 값에서도 종래의 1층 구성의 MgO로 이루어지는 보호층에서 얻어지는 약 0.2 정도와 동일한 레벨의 값으로 추정된다. 따라서, 방전개시전압도 종래와 마찬가지로 높은 값을 가지는 것으로 추정된다.

또, 이와 같이 보호층의 특성이 변화하면, PDP 구동 시의 방전개시전압의 편차가 발생함에 따라서 블랙 노이즈라고 하는 표시결함이 발생하여, 표시품질 및 신뢰성에 영향을 미치는 문제도 있다.

이 대책으로는, 방전가스 봉입 전에 부착한 CO₂나 물 등의 가스를 제거하기 위하여 진공 배기 프로세스를 행하는 것을 생각할 수 있으나, PDP는 프런트 패널 및 백 패널의 대향 배치에 의한 얇은 간극 구조를 가지므로, 내부의 배기 컨덕턴스(evacuation conductance)가 매우 작다. 따라서, 당해 프로세스에 비교적 장시간 의 처리가 필요하게 되어서, 프로세스 비용이 발생한다고 하는 별도의 문제도 발생할 수 있다.

이상과 같이, 가스방전 패널에 대해서는 아직 해결해야 할 과제가 남아있다.

본 발명은, 상기 문제를 감안하여 이루어진 것으로, 제 1 목적으로, 비교적 저렴한 비용으로, 벽 전하 유지력(wall charge retaining power)을 유지하면서 방전지연을 화상표시에 최적인 영역으로 제어하고, 또한, 방전개시전압을 저하시켜서, 양호한 표시성능을 발휘할 수 있는 가스방전 표시패널을 제공한다.

또, 본 발명은, 제 2 목적으로, 2차 전자방출계수 γ를 종래보다도 더 향상시키고, 방전개시전압을 감소시켜서 구동 마진을 넓게 하여 표시품질과 신뢰성을 높일 수 있는 PDP와, 밀봉 배기공정에서의 배기시간을 단축하여 제조비용을 감소시키고, 또한, 구동회로 비용을 감소시킨 가스방전 표시패널의 제조방법을 제공한다.

상기 문제를 해결하기 위하여, 본 발명은, 표면에 유전체 층 및 보호층이 순차적으로 적층된 패널을 구비하는 가스방전 표시패널로, 상기 보호층은, MgO에 대하여, 300 질량ppm 이상 10000 질량ppm 이하의 H가 분산되어서 이루어지는 구성으로 하였다.

여기서, 상기 보호층은, MgO에 대하여, 300 질량ppm 이상 1500 질량ppm 미만의 H가 분산되어서 이루어지는 구성으로 할 수도 있다.

여기서, 상기 가스방전 표시패널은, 표면에 유전체 층 및 보호층이 순차적으로 적층된 패널을 구비하고, 상기 보호층은, MgO에 대하여, 20 질량ppm 이상 5000 질량ppm 이하의 Si와, 300 질량ppm 이상 10000 질량ppm 이하의 H가 분산되어서 이루어지는 구성으로 할 수도 있다.

또는, 표면에 유전체 층 및 보호층이 순차적으로 적층된 패널을 구비하는 가스방전 표시패널로, 상기 보호층은, MgO에 대하여, 10 질량ppm 이상 500 질량ppm 미만의 Ge와, 300 질량ppm 이상 10000 질량ppm 이하의 H가 분산되어서 이루어지는 구성으로 할 수도 있다.

또, 본 발명은, 표면에 유전체 층 및 보호층이 순차적으로 적층된 패널을 구비하는 가스방전 표시패널로, 상기 보호층은, 음극선 발광 측정(cathodoluminescence)에서, 720nm 이상 770nm 미만의 파장 영역에 발생하는 발광 피크 강도를 제 1 강도, 300nm 이상 450nm 미만의 파장 영역에 발생하는 발광 피크 강도를 제 2 강도로 할 때, 상기 발광 피크 면적에 의한 상기 제 1 강도의 상기 제 2 강도에 대한 상대면적 강도가 0.6 이상 1.5 이하로 할 수도 있다.

여기서, 상기 보호층은, MgO에 대하여, H가 분산되어서 이루어지는 구성으로 할 수도 있다.

또, 상기 보호층은, MgO에 대하여, 20 질량ppm 이상 5000 질량ppm 이하의 Si와, 여기에 H가 더 분산되어서 이루어지는 구성으로 할 수도 있다.

또, 본 발명은, 표면에 유전체 층 및 보호층이 순차적으로 적층된 패널을 구비하는 가스방전 표시패널로, 상기 보호층은, 음극선 발광 측정에서, 450nm 이상 600nm 미만의 파장 영역에 발생하는 발광 피크 강도를 제 2 강도, 300nm 이상 450nm 미만의 파장 영역에 발생하는 발광 피크 강도를 제 3 강도로 할 때, 상기 발광 피크 면적에 의한 상기 제 2 강도의 상기 제 3 강도에 대한 상대면적 강도가 0.9 이상인 것으로 할 수도 있다.

여기서, 상기 보호층은, MgO에 대하여, H가 분산되어서 이루어지는 구성으로 할 수도 있다.

또, 상기 보호층은, MgO에 대하여, 10 질량ppm 이상 300 질량ppm 이하의 Ge와, 여기에 H가 더 분산되어서 이루어지는 구성으로 할 수도 있다.

상기 보호층은, MgO에 대하여, 10 질량ppm 이상 300 질량ppm 미만의 Ge가 분산되어서 이루어지는 구성으로 할 수도 있다.

본원 발명자들은, 종래의 어드레스 기간에서의 방전지연의 문제를 해결하는 방법에 대하여 예의 검토를 거듭한 결과, 상기와 같이 MgO를 주성분으로 하는 보호층에 대하여 상기 소정의 성분비의 범위에서 Si 또는 Ge, 혹은 이에 H를 더 첨가하는 구성으로 함으로써 이들의 문제가 해결되는 것을 발견하였다.

즉, 상기 구성의 보호층에 의하면, MgO에 적당량 첨가된 Si, Ge 및 H에 의해 구동 시의 벽 전하의 유지력이 저하하지 않고, 방전지연을 최적의 영역으로 제어할 수 있으며, 어드레스 기간의 기록 불량의 발생을 비약적으로 효율 좋게 방지할 수 있으며, 방전개시전압을 감소시킬 수 있다고 하는 효과가 발휘된다.

또, 본 발명은, MgO에 Si, Ge, 또는, 여기에 H를 적당량 더 첨가함으로써 실현할 수 있으므로, 비교적 저렴한 비용으로 실현할 수 있다고 하는 이점도 있다.

도 1은 실시 예 1에서의 PDP의 구성을 모식적으로 도시한 단면 사시도이다.

도 2는 PDP의 구동 프로세스 예를 도시한 도면이다.

도 3은 보호층의 조성과 방전편차와의 관계를 도시한 그래프 도면이다.

도 4는 보호층의 조성과 방전편차와의 상세한 관계를 도시한 그래프 도면이다.

도 5는 보호층의 조성과 방전지연 및 벽 전하 유지력 지수의 관계를 도시한 그래프 도면이다.

도 6은 음극선 발광에 의한 발광파장과 발광강도의 관계를 도시한 그래프 도면이다.

도 7은 방전편차와 음극선 발광에 의한 발광강도의 관계를 도시한 그래프 도면이다.

도 8은 방전개시전압과 음극선 발광에 의한 발광강도의 관계를 도시한 그래프 도면이다.

도 9는 실시 예 2에서의 PDP의 보호층 주변의 단면 개념도이다.

도 10(a)은 실시 예 2에서의 방전 셀의 전면 판의 구성을 도시한 단면 개념도이고, (b)는 (a)의 평면 개념도이다.

도 11(a)은 실시 예 2에서의 다른 실시 예의 전면 판의 구성을 도시한 단면 개념도이고, (b)는 (a)의 평면 개념도이다.

도 12는 보호층의 대기 방치에서의 흡착량의 차이를 도시한 도면이다.

(부호의 설명)

1 PDP 10 프런트 패널

12 프런트 패널 글라스 12 주사(스캔) 전극

13 유지(서스테인) 전극 14, 19 유전체 층

15 보호층 16 백 패널

17 백 패널 글라스 18 어드레스 전극

20 격벽 23 형광체 층

31, 32 방전 셀 33 표시 전극

34, 35, 36, 37 보호층 121, 131 버스전극

151, 152 제 1 보호층 153, 154 제 2 보호층

이하, 본 발명의 실시 예에 대하여 도면을 참조하면서 설명한다.

(실시 예 1)

1-1. PDP의 구성

도 1은 본 발명의 실시 예 1에 관한 AC형 PDP(1)의 주요구성을 도시한 부분적인 단면 사시도이다. 도면 중, z 방향이 PDP(1)의 두께 방향, xy평면이 PDP(1)의 패널 면에 평행한 평면에 상당한다. PDP(1)는, 여기에서는 일례로 42인치 클래스의 NTSC 사양에 맞춘 사양으로 하고 있으나, 본 발명은 당연히 XGA나 SXGA 등, 상기 외의 사양이나 사이즈에 적용하여도 된다.

도 1에 도시한 바와 같이, PDP(1)의 구성은 서로 주 면(main surface)을 대향시켜서 배설된 프런트 패널(10) 및 백 패널(16)로 대별된다.

프런트 패널(10)의 기판이 되는 프런트 패널 글라스(11)에는 그 한쪽의 주 면에 복수 쌍의 표시 전극(12, 13)(스캔 전극(12), 서스테인 전극(13))이 형성되어 있다. 각 표시 전극(12, 13)은, ITO 또는 SnO₂ 등의 투명 도전성 재료로 이루어지는 띠 형상의 투명전극(120, 130)(두께 0.1㎛, 폭 150㎛)에 대하여, Ag 후막(두께 2㎛ ~ 10㎛), 알루미늄(Al) 박막(두께 0.1㎛ ~ 1㎛), 또는 Cr/Cu/Cr 적층 박막(두께 0.1㎛ ~ 1㎛) 등으로 이루어지는 버스 라인(121, 131)(두께 7㎛, 폭 95㎛)이 적층되어서 이루어진다. 이 버스 라인(bus line)(121, 131)에 의해 투명전극(120, 130)의 시트저항을 낮출 수 있다.

표시 전극(12, 13)을 배설한 프런트 패널 글라스(11)에는, 당해 글라스(11)의 주면 전체에 걸쳐서 산화 납(PbO) 또는 산화비스무트(Bi₂O₃) 또는 산화 인(PO₄)을 주성분으로 하는 저 융점 글라스(두께 20㎛ ~ 50㎛)의 유전체 층(14)이 스크린인쇄법 등에 의해 형성되어 있다. 유전체 층(14)은, AC형 PDP 특유의 전류 제한기능을 가지고 있고, DC형 PDP에 비하여 장수명화를 실현하는 요소로 되어있다. 유전체 층(14)의 표면에는 두께 약 1.0㎛의 보호층(15)이 코팅되어 있다.

여기서, 본 실시 예 1의 특징은 보호층(15)의 구성에 있으나, 이에 대해서는 상세를 후술한다.

백 패널(16)의 기판이 되는 백 패널 글라스(17)에는, 그 한쪽의 주 면에 Ag 후막(두께 2㎛ ~ 10㎛), 알루미늄(Al) 박막(두께 0.1㎛ ~ 1㎛), 또는 Cr/Cu/Cr 적층박막(두께 0.1㎛ ~ 1㎛) 등으로 이루어지는 폭 60㎛의 복수의 어드레스 전극(18)이 x 방향을 길이방향으로 하여 y 방향으로 일정 간격마다(360㎛) 스트라이프 형 상(stripe formation)으로 병설되고, 이 어드레스 전극(180)을 내포하도록 백 패널 글라스(17)의 전면에 걸쳐서 두께 30㎛의 유전체 막(19)이 코팅되어 있다.

유전체 막(19)의 상부에는, 인접하는 어드레스 전극(18)의 간극에 맞춰서 격벽(20)(높이 약 150㎛, 폭 40㎛)이 더 형성되고, 인접하는 격벽(20)에 의해 셀(SU)이 구획되어, x 방향에서의 오 방전이나 광학적 크로스 토크(optical crosstalk)의 발생을 방지하는 역할을 하고 있다. 그리고 인접하는 2개의 격벽(20)의 측면과 그 사이의 유전체 막(19)의 면 상에는 컬러표시를 위한 적색(R), 녹색(G), 청색(B) 각각에 대응하는 형광체 층(21 ~ 23)이 형성되어 있다.

또한, 유전체 층(19)을 이용하지 않고 어드레스 전극(18)을 직접 형광체 층(21 ~ 23)에 내포하도록 하여도 된다.

프런트 패널(10)과 백 패널(16)은, 어드레스 전극(18)과 표시 전극(12, 13)의 상호 길이방향이 직교하도록 대향시켜서 배치되고, 양 패널(10, 16)의 외 측 둘레부가 유리 플릿(glass frit)으로 밀봉되어 있다. 이 양 패널(10, 16) 사이에는 He, Xe, Ne 등의 불활성 가스 성분으로 이루어지는 방전가스(봉입 가스)가 소정의 압력(통상 53.2kPa ~ 79.8kPa 정도)으로 봉입되어 있다.

인접하는 격벽(20) 사이는 방전공간(24)이며, 인접하는 한 쌍의 표시 전극(12, 13)과 하나의 어드레스 전극(18)이 방전공간(24)을 사이에 두고 교차하는 영역이 화상표시에 관한 셀(「서브 픽셀」이라고도 한다)(SU)에 대응한다. 셀 피치는 x 방향이 1080㎛, y 방향이 360㎛이다. 인접하는 RGB 3개의 셀(SU)에 의해 1화소(1080㎛×1080㎛)가 구성된다.

1-2. PDP의 구동방법

상기 구성의 PDP(1)는, 도시하지 않은 구동부에 의해, 한 쌍의 표시 전극(12, 13)의 간극에 수십 kHz ~ 수백 kHz의 AC 전압이 인가됨으로써 셀(SU) 내에서 방전을 발생시켜서, 여기된 Xe 원자로부터의 자외선에 의해 형광체 층(21 ~ 23)을 여기하여 가시광 발광을 하도록 구동된다.

그 구동방법의 예로는 소위 필드 내 시분할 계조 표시방식(field time-sharing gray scale display method)이 있다. 당해 방식은 표시하는 필드를 복수의 서브 필드로 나누고, 각 서브 필드를 다시 복수의 기간으로 나눈다. 각 서브 필드에서는, 초기화 기간에서 화면 전체의 벽 전하를 초기화(리셋)한 후, 어드레스 기간에서 점등해야 할 방전 셀에만 벽 전하를 축적시키는 어드레스 방전을 행하며, 그 후의 방전유지기간에서 모든 방전 셀에 대하여 일제히 교류전압(서스테인 전압)을 인가함에 따라 일정시간 방전을 유지함으로써 발광 표시하는 것이다.

이 구동 시에 있어서, 상기 구동부에서는, 각 셀에서의 발광을 ON/OFF의 2치 제어에 의해 계조 표현하기 위하여, 외부로부터의 입력화상인 시계열의 각 필드 F를, 예를 들어 6개의 서브 필드로 분할한다. 각 서브필드에서의 휘도의 상대비율이 예를 들어 1:2:4:8:16:32가 되도록 가중(weight)을 부여하여 각 서브 필드의 서스테인(유지방전)의 발광 횟수를 설정한다.

여기서, 도 2는 본 PDP(1)의 구동 파형 프로세스의 일례이다. 본 도 2에서는 필드 중의 제 m번째의 서브 필드의 구동 파형을 나타내고 있다. 본 도 2에 도시한 바와 같이, 각 서브 필드에는 초기화 기간, 어드레스 기간, 방전유지기간, 소거기 간이 각각 할당된다.

초기화 기간이란, 그 이전의 셀의 점등에 의한 영향(축적된 벽 전하에 의한 영향)을 방지하기 위하여 화면 전체의 벽 전하의 소거(초기화 방전)를 행하는 기간이다. 본 도 2에 도시한 파형의 예에서는, 모든 표시 전극(12, 13)에 방전개시전압 Vf를 초과하는 정 극성(positive polarity)의 하강 램프 파형의 리셋 펄스를 인가한다. 이와 함께, 백 패널(16) 측의 대전과 이온의 충격을 방지하기 위하여 모든 어드레스 전극(18)에 정 극성의 펄스를 인가한다. 인가 펄스의 상승과 하강의 차동전압에 의해 모든 셀에서 약한 면 방전인 초기화 방전이 발생하여, 모든 셀에서 벽 전하가 축적되어서, 화면 전체가 동일한 대전상태가 된다.

어드레스 기간은 서브 필드로 분할된 화상 신호에 의거하여 선택된 셀의 어드레싱(addressing)(점등/부 점등의 설정)을 행하는 기간이다. 당해 기간에서는, 스캔 전극(12)을 접지 전위에 대하여 정 전위로 바이어스(bias)하고, 모든 서스테인 전극(13)을 부 전위로 바이어스 한다. 이 상태에서, 패널 상부의 최 선단에서의 라인(한 쌍의 표시 전극에 대응하는 횡 1열의 셀)에서부터 1라인씩 순서대로 각 라인을 선택하고, 해당하는 스캔 전극(12)에 부 극성(negative polarity)의 스캔 펄스를 인가한다. 또, 점등해야 할 셀에 대응한 어드레스 전극(18)에 대하여 정 극성의 어드레스 펄스를 인가한다. 이에 의해, 상기 초기화 기간에서의 약한 면 방전을 이어받아서, 점등해야 할 셀에서만 어드레스 방전이 이루어져서 벽 전하가 축적된다.

방전유지기간은 계조에 따른 휘도를 확보하기 위하여 어드레스 방전에 의해 설정된 점등상태를 확대하여 방전을 유지하는 기간이다. 여기에서는 불필요한 방전을 방지하기 위하여 모든 어드레스 전극(18)을 정 극성의 전위로 바이어스 하고, 모든 서스테인 전극(13)에 정 극성의 서스테인 펄스를 인가한다. 그 후, 스캔 전극(12)과 서스테인 전극(13)에 대하여 교대로 서스테인 펄스를 인가하여 소정기간 방전을 반복한다.

소거기간에서는 스캔 펄스(12)에 점차 감소하는 펄스(declining pulse)를 인가하며, 이에 의해 벽 전하를 소거하도록 한다.

또, 초기화 기간 및 어드레스 기간의 길이는 휘도의 가중(brightness weight)에 관계없이 일정하나, 방전유지기간의 길이는 휘도의 가중이 클수록 길다. 즉, 각 서브 필드의 표시기간의 길이는 서로 다르다.

PDP(1)에서는, 서브 필드에서 행해지는 각 방전에 의해 Xe에 기인하는 147㎚의 예리한 피크를 갖는 공명 선(resonance line)과, 173㎚를 중심으로 하는 분자 선(molecule line)으로 이루어지는 진공 자외선이 발생한다. 이 진공 자외선이 각 형광체 층(21 ~ 23)에 조사되어 가시광이 발생한다. 그리고 RGB 각 색 별로 이루어지는 서브 필드 단위의 조합에 의해 다색, 다계조 표시가 이루어진다.

여기에서, 본 실시 예 1의 특징은 PDP(1)에서의 보호층(15)의 구성에 있다. 본 실시 예 1에서의 보호층(15)은, MgO를 주성분으로 하는 동시에, 불순물(첨가제)로, 20 질량ppm 이상 5000 질량ppm 이하의 첨가량 범위의 Si와, 300 질량ppm 이상 10000 질량ppm 이하의 첨가량 범위에서 H를 포함하여 구성되어 있다. 이 불순물을 소정 양 포함하는 보호층(15)의 구성에 의해서, PDP(1)에서는 보호층에서 방출되는 방전에 기여하는 전자의 수가 증가하게 되어서 방전지연의 발생을 억제하는 효과를 얻을 수 있다. 또, 이에 더하여, 만일 방전지연이 발생한다고 해도 각 방전지연시간의 편차를 억제하는 효과도 얻을 수 있게 되어서 뛰어난 화상표시 성능의 실현이 가능하다.

이하, 이 특징부분에 대해서 상세하게 설명한다.

<실시 예 1의 특징 및 효과에 대하여>

일반적으로 PDP에서는, 구동 시의 어드레스 기간에서 방전지연에 의거한 기록불량의 문제에 의해 적절한 화상표시를 얻기 어려운 경우가 있으나, 본 발명의 PDP에서는 상기와 같이 보호층을 구성하는 MgO에 대하여 H, 또는 여기에 Si 또는 Ge를 적당량 더 첨가함으로써 이 문제를 효과적으로 해결하는 것이다.

즉, 본 발명에서는, 상기 구성에 의해 보호층으로부터의 방전에 기여하는 전자의 방출을 촉진함으로써 방전지연의 발생을 억제하도록 하는 한편, 벽 전하의 유지력을 유지함으로써 기록불량의 발생을 억제하고, 정상적인 어드레스 방전과 이에 이어지는 유지방전을 정상적으로 행하여 양호한 화상표시성능을 얻을 수 있게 되어 있다.

또, 본 발명에서는, 구동 시에 방전지연이 발생한다고 하더라도, 각 셀에서의 방전지연시간의 편차(방전편차(discharge variability))가 종래보다도 억제되d어, 당해 방전편차의 정도가 평균화된다고 하는 효과를 얻을 수 있다. 이와 같이 방전편차가 완화됨으로써, 본 발명에서는, 예를 들어 어드레스 기간에서의 펄스 인가의 타이밍을 패널 전체에서 소정 시간 늦추는 등의 대책을 취함으로써 방전지연 에 의한 기록불량의 발생을 비약적으로 효율 좋게 방지할 수 있게 된다고 하는 효과가 발휘된다.

따라서, 본 발명의 PDP(1)에서는 확실한 어드레싱을 실현할 수 있으므로 그만큼 어드레스 기간에서의 인가 펄스 폭을 다소 작게 하여도 양호한 확률로 어드레싱을 행할 수 있다. 이에 의해, 종래와 같이 듀얼 스캔(dual scan) 방식을 채용하지 않아도 드라이버 IC의 수를 반감할 수 있는 소위 싱글 스캔(single scan) 방식 등의 구동방식으로 양호한 구동을 행할 수 있다. 이러한 이유에 의해 본 발명은, 구동부의 구성을 간단하게 하여, 저렴한 비용으로 생산화가 가능하다고 하는 이점도 발휘되게 된다.

본 발명은, 이와 같이 방전편차를 억제할 수 있고, 또 방전지연의 억제와 벽 전하 유지력의 유지를 양립시킨 점에서, 예를 들어 특허문헌 3, 4 및 5 등의 종래기술에는 없었던 유용한 효과를 얻을 수 있다. 즉, 본원 발명자들은, 종래에는 명확하게 강구되지 않았던 방전편차나 방전지연의 억제와 벽 전하 유지력의 유지의 양립에 대한 과제의 인식을 기초로 예의 검토를 거듭하여, 이것을 효과적으로 해결하기 위하여 상기 구성을 발견한 것이다.

이어서, 실시 예와 성능비교 실험을 행하여, 그 결과 얻어진 데이터에 대하여 설명한다.

<실시 예와 효과의 확인실험>

도 3은 보호층의 조성과 방전 지연시간의 편차(방전편차)의 상대 크기를 도시한 그래프이다. 본 도면에서는, 종래의 MgO만으로 이루어지는 보호층(비교 예 1) 의 방전편차를 100%로 하여, 이에 대한 이하의 구성의 보호층에 관한 데이터를 나타내고 있다.

Si 첨가 보호층(비교 예 2); MgO에 100 질량ppm의 Si를 첨가한 것

Si + H 첨가 보호층(실시 예 1); MgO에 100 질량ppm의 Si를 첨가하고, 또한 H를 1000 질량ppm 첨가한 것

H 첨가 보호층(실시 예 2); MgO에 H를 1000 질량ppm 첨가한 것

본 도 3의 데이터에서는, 먼저 MgO에 대하여 Si만을 비교적 적은 양 첨가하여 이루어지는 보호층(비교 예 2)은 방전편차의 값이 114%로 커져서, 오히려 성능이 열화하므로 바람직하지 않은 것으로 생각된다. 이 비교 예 2는 상술한 특허문헌 7에 상당하는 구성으로, 이 데이터로부터 당해 특허문헌 3의 기술로는 실제로는 양호한 화상표시성능을 얻기 어렵다는 것을 알 수 있다.

한편, MgO에 소정 양의 Si 및 H를 첨가한 실시 예 1(실시 예 1)에서는, 비교 예 1에 비하여 방전편차가 31% 정도까지 억제되고, 복수 셀에서의 방전 지연시간이 평균화되는 효과가 있다는 것을 확인할 수 있다.

또, 실시 예 1과는 달리, MgO에 대하여 H 만을 엄밀하게 규정한 양으로 첨가하여 보호층을 구성하여도(실시 예 2), 비교 예 1에 비하여 방전편차를 상대 값으로 54% 정도까지 감소시킬 수 있는 효과를 얻을 수 있어서 본 발명의 효과를 충분히 얻을 수 있다는 것도 확인할 수 있다.

다음에 도시한 도 4는, MgO 만으로 이루어지는 종래의 보호층(비교 예 a, 상기 비교 예 1과 동일)과, 여기에, 소정 양의 Si를 첨가한 비교 예 b, c 및 MgO에 H, 또는 여기에 Si를 소정 양 더 첨가하여 이루어지는 실시 예 d, e, f, g, h의 방전편차의 강도를 나타낸다.

본 도 4에 도시된 실시 예 및 비교 예 중에서는, Si를 100 질량ppm 포함하고, 또한, H를 1000 질량ppm 포함하는 MgO로 이루어지는 보호층(실시 예 f)이 방전편차의 억제효과를 가장 크게 얻을 수 있는 구성이며, 당해 실시 예 f를 기본 구조로 하여, Si의 함유량을 증가시킴에 따라서 방전편차가 커지는 경향을 확인할 수 있다(실시 예 g, h). 따라서, 본 발명에서 비교 예 a보다도 높은 성능을 얻기 위해서는 MgO에 대하여 포함되는 H, 또는 이에 더 첨가되는 Si의 함유량을 적절하게 규정하지 않으면 안 된다. 이 구체적인 규정 범위에 대해서는 후술한다.

이상의 실험결과에서 알 수 있듯이, 본 발명의 구성에 의하면, 종래에 비하여 방전편차의 정도를 종래보다 완화하고, 그 정도를 균일화하는 효과가 기대된다. 이에 의해, 만약 어드레스 기간에서 방전지연이 발생하여도, 어드레스 펄스의 인가 타이밍을 당해 방전 지연시간에 맞춰서 지연시키거나, 또는 펄스 폭을 설정함으로써, 확실하게 어드레싱을 행할 수 있게 되어 양호한 화상표시성능을 얻을 수 있다.

이어서, 도 5는 보호층의 조성과 방전지연(상대 값) 및 벽 전하 유지력 지수를 도시한 그래프이다. 본 도면에서는, 화상의 품질이 실용상 문제가 없는 레벨일 때의 방전지연 및 벽 전하 유지력 지수를 1로 하고, 방전지연은 1 이하, 벽 전하 유지력 지수는 1 이상을 화상의 품질 허용범위로 하였다. 즉, 방전지연<1이면서 벽 전하 유지력 지수>1을 만족하는 것을 양품(良品)이라고 할 수 있다. 이에, 도 5에 이하의 구성의 보호층에 관한 데이터를 도시한다.

종래의 MgO(비교 예 1) ; 불순물 첨가를 하지 않은 MgO

H 첨가 MgO(비교 예 2) ; MgO에 2000 질량ppm의 H를 첨가한 것

H + Ge 첨가 MgO(실시 예 1) ; MgO에 50 질량ppm의 Ge를 첨가하고, 또, H를 2000 질량ppm 첨가한 것

Ge 첨가 MgO(1)(실시 예 2) ; MgO에 Ge를 50 질량ppm 첨가한 것

Ge 첨가 MgO(2)(비교 예 3) ; MgO에 Ge를 1000 질량ppm 첨가한 것

도 5의 데이터에서는, 먼저, MgO에 대하여 H만을 첨가하여 이루어지는 보호층(비교 예 2)은, 방전지연은 억제되고 있으나, 벽 전하 유지력에 관해서는 저하하고 있음을 알 수 있다. 따라서, 이 구성의 보호층에서는 오히려 성능이 열화하므로 바람직하지 않다고 생각된다. 이 비교 예 2는 상술한 특허문헌 4에 상당하는 구성으로, 이 데이터로부터 당해 특허문헌 4의 기술로는 실제로는 양호한 화상표시성능을 얻기 어렵다는 것을 알 수 있다.

한편, MgO에 소정 양의 H 및 Ge를 첨가한 실시 예 1(실시 예1)에서는, 방전지연이 화상표시에 대하여 최적의 범위 내에 포함되어 있고, 또, 벽 전하 유지력에 대해서도 실용상 문제가 없음을 알 수 있다.

또, 실시 예 1과는 달리, MgO에 대하여 Ge만을 엄밀하게 규정한 양으로 첨가하여 보호층을 구성하여도(실시 예 2) 본 발명의 효과를 충분히 얻을 수 있는 것도 확인할 수 있다.

그런데 MgO에 1000 질량ppm의 Ge만을 첨가하여 이루어지는 보호층(비교 예 3)의 경우에는, 도 5에서 알 수 있는 바와 같이, 방전지연이 양호한 화상을 얻기 위한 허용 범위를 초과하고 있다. 이것은 어드레스 펄스가 인가되고 있는 동안에 어드레스 방전이 발생하는 확률이 저하하고 있음을 의미하며, 그 결과 기록불량이 발생하기 쉬워진다.

이상의 실험결과에서 알 수 있듯이, 본 발명의 구성에 의하면, 벽 전하 유지력을 유지한 채로 방전지연을 화상 표시에 최적의 범위 내로 제어할 수 있게 된다. 그 결과, 어드레스 기간에서의 기록불량의 발생을 방지하여 양호한 화상표시성능을 얻을 수 있다. 또, 본 발명에서 필요한 H와 Ge의 첨가량에 대해서는 후술한다.

이어서, 방전편차가 다른 보호층(15)에 대하여 구동 시의 음극선 발광을 측정하여 보호층에 특유의 발광 스펙트럼과 방전편차의 관계를 검토하였다. 음극선 발광(CL) 법이란, 시료에 전자선을 조사했을 때에 그 에너지 완화 과정으로서의 발광 스펙트럼을 검출하고, 이에 의해 시료(보호층) 중의 결함의 존재와 그 구조 등의 정보를 얻는 분석법이다.

도 6은 4종류의 시료에 대한 음극선 발광 측정에 관한 당해 실험결과의 데이터를 도시한 것으로, 횡축에 발광파장을 취하고, 종축에 발광강도를 취하여, 양자의 관계를 도시한 그래프이다. 시료의 구별은 위에서부터 순서대로 다음과 같다.

시료 A ; (MgO + Si + H), 실시 예

시료 B ; (MgO + 400 질량ppm의 H)

시료 C ; (MgO 만)

시료 D ; (MgO + 1000 질량ppm의 Si)

또, 측정조건은 다음과 같다.

전자선 가속전압 ; 5kV

필라멘트 전류밀도 ; 2.4 × 10⁸(A/㎠)

당해 도 6에서는 시료 A ~ D의 순으로 방전편차의 상대 값이 31, 74, 100, 184로 되어 있고, 각 보호층의 스펙트럼 파형이 도시되어 있다. 각 스펙트럼에는 대략 3개의 피크(각각 발광파장 약 410㎚, 약 510㎚, 및 약 740㎚ 정도)가 관찰된다. 각 피크의 파장의 값은 보호층의 밴드 갭 내에 존재하는 결함준위의 에너지와 상관관계에 있다. 이 관계에 의해, 발광파장 약 740㎚의 피크가 클수록 보호층에서 방출되는 방전에 기여하는 전자의 수가 많고, 또한 방전편차를 억제하는 효과가 크다는 것을 알 수 있다.

또, 각 파형이 나타내는 발광강도는 각 곡선 내에서 그 상대 값에 의미를 갖는 것으로서, 그 절대치에 특별한 의미는 존재하지 않는다.

실시 예(시료 A, B)의 보호층에서는 상기 발광파장 모두에서 명확한 피크가 나타나 있다. 특히 발광파장 약 740㎚의 피크가 다른 시료(C, D)에 비하여 큰 것을 알 수 있다. 이로부터, 보호층의 MgO에 Si가 포함되어 있다고 하더라도, 그것이 적당한 양이 아니면 보호층으로서의 양호한 효과는 얻기 어려운 것으로 추측된다. 이와 같은 사실은 H를 포함하는 보호층에 대해서도 생각할 수 있다.

이어서, 도 7에 음극선 발광 측정에 관한 보호층의 방전편차와 발광파장 약 410㎚의 피크 강도에 대한 발광파장 약 740㎚의 피크의 상대면적 강도와의 관계를 도시한다. 횡축의 방전편차가 작은 값부터 순서대로 시료 A ~ D의 데이터를 나타낸 다. 도 7에서의 시료 A, B의 상대면적 강도에서 알 수 있듯이, 종래 구성(시료 C, D)보다 방전편차를 작게 하려면, 상기 상대면적 강도의 값이 0.6 이상 1.5 이하인 것이 바람직하다. 상대면적 강도가 1.5 이상이 되면, 보호층의 캐리어 농도가 지나치게 증가하여 절연저항이 저하하고, 벽 전하의 유지력이 저하해버리는 것으로 예상되어 바람직하지 않다.

또, 파장에는 다소의 편차가 있으므로, 실제로는 720㎚ 이상 770㎚ 이하의 파장영역에 발생하는 발광 피크 강도를 제 1 강도, 300㎚ 이상 450㎚ 이하의 파장 영역에 발생하는 발광 피크 강도를 제 2 강도로 했을 때, 상기 발광 피크 면적에 의한 상기 제 1 강도의 상기 제 2 강도에 대한 상대면적 강도를 0.6 이상 1.5 이하로 하는 것이 바람직하다.

이어서, 도 8에 음극선 발광 측정에 관한 보호층의 방전개시전압과 발광파장 약 410㎚의 피크 강도에 대한 발광파장 약 510㎚의 피크의 상대면적 강도와의 관계를 도시한다. 구체적인 시료의 구별은 횡축의 방전개시전압이 작은 값부터 순서대로 다음과 같다.

시료 E ; (MgO + 50 질량ppm의 Ge + 1200 질량ppm의 H)

시료 F ; (MgO + 50 질량ppm의 Ge)

시료 G ; (MgO + 1200 질량ppm의 H)

시료 H ; (MgO 만, 종래 구성)

또, 측정조건은 다음과 같다.

전자선 가속전압 ; 5kV

필라멘트 전류밀도 ; 6.3 × 10⁵(A/㎠)

여기서, 도 6, 7에 도시한 측정조건과 전류밀도가 다른 것은, 도 8에서는 다른 장치에서 측정을 하고 있고, 전자선의 스폿 직경이 크게 다르다는 점에 기인한 것이다.

도 8로부터 알 수 있듯이, 상기 상대면적 강도의 값이 0.9 이상이면 종래 구성(시료 D)보다 방전개시전압이 낮아진다. 또, 파장에는 다소의 편차가 있으므로, 실제로는 450㎚ 이상 600㎚ 미만의 파장 영역에 발생하는 발광 피크 강도를 제 2 강도로 할 때, 상기 제 2 강도의 상기 제 3 강도(300㎚ 이상 450㎚ 미만의 파장 영역에 발생하는 발광 피크 강도)에 대한 상대면적 강도가 0.9 이상으로 하는 것이 바람직하다.

또, 본 발명에서는, 보호층은, 상기 상대면적 강도가 0.9 이상이면, Ge와 H의 조합, 또는 Ge만을 첨가물로 하는 구성에 의해서도 상기와 동일한 효과를 얻을 수 있음을 알 수 있다.

구체적으로는, 10 질량ppm 이상 300 질량ppm 이하의 Ge에 대해서 H를 MgO에 분산시켜서 이루어지는 보호층, 또는 10 질량ppm 이상 300 질량ppm 미만의 Ge만을 MgO에 분산시켜서 이루어지는 보호층 중 어느 하나로 할 수 있다. 이와 같이, MgO에 적당한 양의 Ge를 첨가하는 구성의 실시 예로는 도 5의 실시 예 2에 구체적인 데이터가 제시되어 있다.

이어서, 본 발명에서 필요한 H와 Si의 첨가량에 대하여 구체적으로 설명한 다.

<MgO에 대한 H와 Si의 첨가량에 대하여>

이어서, 본원 발명자들이 본 발명의 효과를 유효하게 얻을 수 있는 보호층의 성분에 대하여 검토한 결과를 설명한다.

여기서, 보호층(15) 중의 Si의 함유량은 2차 이온 질량 분석법(SIMS; Secondary Ion Mass Spectrometry)에 의해 조사할 수 있다.

한편, 상기 보호층(15) 중의 H의 함유량에 대해서는 H 전방 산란법(HFS; Hydrogen Forward Scatting)에 의해 조사할 수 있다.

상기와 같이, H와 Si의 첨가량을 변화시켜서 방전편차를 조사한바, MgO에 대하여 Si와 H를 함께 포함하는 구성의 보호층에서는, 그 당해 Si의 첨가량 범위는 20 질량ppm 이상 10000 질량ppm 이하가 바람직한 것을 알 수 있었다.

또, Si 함유량이 50 질량ppm 이상 1000 질량ppm 이하의 범위이면 특히 방전편차를 억제하는 효과를 얻기 쉬운 것을 알 수 있었다. 즉, 도 4의 실시 예 f, g, h에서는, 각각 Si 첨가량이 100 질량ppm, 500 질량ppm, 1000 질량ppm이지만, 방전편차가 작다는 것을 알 수 있다. 이에 의해, Si의 첨가량에 대해서는, 50 질량ppm 이상 1000 질량ppm 이하의 범위이면 방전편차가 작은 것으로 생각된다.

또, Si 함유량이 20 질량ppm보다 적은 경우에는, 방전지연 억제효과가 매우 작아진다는 것을 알 수 있었다. 반대로, Si 함유량이 5000 질량ppm보다 커지면, 방전편차가 극단적으로 커지는 동시에, X선 회절측정 등의 결과로부터 보호층의 결정성(結晶性)에도 악영향을 미치는 것이 명백해졌다.

한편, HFS에 의거하여 조사한바, 상기 보호층의 구성에서 규소와 함께 첨가해야할 수소의 첨가량 범위로는 300 질량ppm 이상 10000 질량ppm 이하의 범위가 바람직하다는 것을 알 수 있었다.

또, Si 함유량이 20 질량ppm보다 적은 경우에는 방전지연 억제효과가 매우 작아진다는 것을 알 수 있었다. 반대로, Si 함유량이 5000 질량ppm보다 커지면, 방전편차가 극단적으로 커지는 동시에, X선 회절측정 등의 결과로부터 보호층의 결정성에도 악영향을 미친다는 사실이 명백해졌다.

또, H의 함유량이 1000 질량ppm 이상 2000 질량ppm 이하의 범위이면 특히 방전지연의 발생을 억제하는 효과를 얻기 쉬워서 매우 적합하다는 사실을 알 수 있었다.

또, 이 경우에, H의 함유량이 300 질량ppm보다 작아지면 H의 첨가효과가 매우 작아지므로 바람직하지 않다. 반대로, H의 첨가량이 10000 질량ppm보다 커지면, 보호층의 캐리어 농도가 지나치게 증가하여 절연저항이 저하하고, 벽 전하의 유지력이 저하하게 되므로 이것도 바람직하지 않다.

또, 본 발명의 보호층은, 도 4의 실시 예 d, e와 같이, MgO에 적당량의 H를 첨가하는 구성에 의해서도 상기 Si와 H를 소정 양 포함하는 보호층과 동일한 효과를 얻을 수 있다.

이상의 데이터로부터, MgO에 Si와 함께 첨가하는 H 원자의 양으로는 300 질량ppm 이상 10000 질량ppm 이하의 범위에 있는 것이 바람직하다는 것을 알 수 있었다.

이어서, 본 발명에서 필요한 보호층에 첨가하는 H와 Ge의 첨가량에 대하여 구체적으로 설명한다.

<MgO에 대한 H와 Ge의 첨가량에 대하여>

이어서, 본원 발명자들이 본 발명의 효과를 유효하게 얻을 수 있는 보호층의 구성에 대하여 검토한 결과를 설명한다.

여기서, 보호층(15) 중의 Ge의 함유량은 2차 이온 질량분석법(SIMS; Secondary Ion Mass Spectrometry)에 의해 알아볼 수 있다.

한편, 상기 보호층(15) 중의 H의 함유량에 대해서는 H 전방 산란법(HFS; Hydrogen Forward Scatting)에 의해 알아볼 수 있다.

먼저, SIMS에 의거하여 조사한바, MgO에 대하여 Ge와 H를 함께 포함하는 구성의 보호층에서는, 그 당해 Ge의 첨가량의 범위는 10 질량ppm 이상 500 질량ppm 미만이 바람직한 것을 알 수 있었다.

또, Ge 함유량이 20 질량ppm 이상 100 질량ppm 이하의 범위이면 특히 화상표시품질이 뛰어난 것을 알 수 있었다.

또, Ge 함유량이 10 질량ppm보다 적은 경우에는 벽 전하 유지력을 유지하는 효과가 매우 작아져 버리는 것을 알 수 있었다. 반대로, Ge 함유량이 500 질량ppm보다 커지면, 방전지연이 극단적으로 커지는 동시에, X선 회절 측정 등의 결과에서 보호층의 결정성에도 악영향을 미치는 것이 명백해졌다.

한편, HFS에 의거하여 조사한바, 상기 보호층의 구성에서 Ge와 함께 첨가해야 할 H의 첨가량 범위는 300 질량ppm 이상 10000 질량ppm 이하의 범위가 바람직한 것을 알 수 있었다.

또, H의 함유량이 1000 질량ppm 이상 2000 질량ppm 이하의 범위이면 특히 방전지연의 발생을 억제하는 효과를 얻기가 쉬워서 매우 적합한 것을 알 수 있었다.

또, 이 경우에, H의 함유량이 300 질량ppm보다 작아지면 H의 첨가효과가 매우 작아지므로 바람직하지 않다. 반대로, H의 첨가량이 10000 질량ppm보다 커지면, 보호층의 캐리어 농도가 지나치게 증가하여 절연저항이 저하하고, 벽 전하의 유지력이 저하해버리므로 이것도 바람직하지 않다.

또, 여기까지의 실시 예로, MgO에 H와, Si 또는 Ge를 더 첨가하여 이루어지는 보호층에 대하여 언급하였으나, 본 발명에서는 이 외에도, MgO에 H만을 첨가하고, 또, 당해 H원자의 첨가량을 300 질량ppm 이상 10000 질량ppm 이하의 범위로 설정하는 구성을 취할 수도 있다.

또, MgO에 H만을 첨가하는 보호층의 구성에서는, H원자의 첨가량은 300 질량ppm 이상 1500 질량ppm 미만의 범위로 설정하는 것이 바람직한 것이 다른 실험 데이터에 의해 알 수 있었다.

<PDP의 제조방법>

여기에서는, 실시 예 1의 PDP(1)의 제조방법에 대하여 본원 발명의 보호층의 형성방법도 포함하여 일례를 설명한다.

(프런트 패널의 제작)

두께 약 2.6㎜의 소다 라임 글라스(soda lime glass)로 이루어지는 프런트 패널 글라스의 면 상에 표시 전극을 제작한다. 여기에서는 인쇄법에 의해 표시 전 극을 형성하는 예를 설명하나, 이 이외에도 다이 코트법(dye coating method), 블레이드 코트법(blade coating method) 등으로 형성할 수 있다.

먼저, ITO(Transparent Electrode, 투명전극) 재료를 소정의 패턴으로 프런트 패널 글라스 상에 도포하고, 이것을 건조한다. 한편, 금속(Ag) 분말과 유기 비이클 (organic vehicle)에 감광성 수지(광 분해성 수지)를 혼합하여 이루어지는 감광성 페이스트를 제작한다. 이것을 상기 투명전극재료의 위에 겹쳐서 도포하고, 형성하는 표시 전극의 패턴을 갖는 마스크로 덮는다. 그리고, 당해 마스크 상에서 노광하고, 현상공정을 거쳐서, 590 ~ 600℃ 정도의 소성온도로 소성한다. 이에 의해, 투명전극 상에 버스 라인이 형성된다. 이 포토마스크법에 의하면, 종래는 100㎛의 선 폭이 한계였던 스크린 인쇄법에 비하여 30㎛ 정도의 선 폭까지 버스 라인을 세선화(細線化) 할 수 있게 된다. 또, 이 버스 라인의 금속재료로는, 이 외에도 Pt, Au, Ag, Al, Ni, Cr, 또는 산화주석, 산화 인듐 등을 이용할 수 있다.

또, 상기 전극은 상기 방법 이외에도, 증착법, 스퍼터링법 등으로 전극재료를 성막한 후에, 에칭 처리하여 형성할 수도 있다.

이어서, 형성한 표시 전극의 위에 연화점이 550℃ ~ 600℃의 산화 납 계 또는 산화비스무트 계의 유전체 글라스 분말과 부틸 카비톨 아세테이트(butyl carbitol acetate) 등으로 이루어지는 유기바인더를 혼합한 페이스트를 도포한다. 그리고, 550℃ ~ 650℃ 정도로 소성하여 유전체 층을 형성한다.

이어서, 유전체 층의 표면에 소정의 두께의 보호층을 EB(Electron Beam, 전자 빔) 증착법을 이용하여 형성한다. 이와 같이, 본 발명에서의 적당량의 Si 또는 Ge를 함유하는 보호층(15)은 전자 빔 증착법에 의해 얻을 수 있다.

보호층의 형성에 이용하는 증착 원(evaporation source)으로는, 예를 들어 펠릿(pellet) 형상 또는 분말 형상의 Si 화합물 또는 Ge 화합물을 혼합한 것을 이용하거나, 분말형상의 MgO와 분말형상의 Si 화합물 또는 Ge 화합물을 혼합한 것, 또는 그 혼합물의 소결체를 이용한다. 상기 Si 화합물 및 Ge 화합물의 농도는 각각 20 ~ 10000 질량ppm 및 5 ~ 700 질량ppm로 한다. 그리고, 산소 분위기 중에서 피어스식(pierce-type) 전자 빔 건(electron beam gun)을 가열 원(heating source)으로 하여 상기 증착 원을 가열하여 원하는 막을 형성한다. 여기서, 막 형성시의 전자 빔 전류량, 산소 분압량, 기판온도 등은 막 형성 후의 보호층의 조성에는 큰 영향을 미치지 않으므로 임의로 설정하여도 상관없다.

일단 MgO의 막을 형성한 후, 당해 막에 대하여 H를 포함하는 분위기 하에서 플라스마 처리를 행한다. 예를 들어, H원자의 도프 처리 챔버(doping chamber) 내에서 기판을 히터에 의해 100 ~ 300℃로 가열하고, 진공도가 1×10^-4~ 7×10^-4Pa가 될 때까지 챔버 내를 배기한다. 그 후, 진공도가 6×10^-1 Pa가 되도록 진공도를 조정하면서 Ar 가스를 도입한다. 이어서, H₂가스를 1×10^-5 ~ 3×10^-5 ㎥/min의 유량으로 도입하면서 고주파 전원에 의해 13.56MHz의 고주파를 인가하여 H 원자의 도프 처리 챔버 내에 방전을 발생시킨다.

그리고, 이 방전에 의해 H 원자를 여기시켜서 플라스마를 발생시키고, 기판 에 막이 형성되어 있는 보호층(15)을 여기한 H에 10분간 정도 노출시켜서 보호층(15)의 H 원자의 도프 처리를 행한다.

또, 상술한 막 형성방법으로는 전자 빔 증착법에 한정되지 않고, 스퍼터법(sputtering method), 이온 플레이팅법(ion plating method) 등이라도 좋다.

이상으로 프런트 패널이 제작된다.

(백 패널의 제작)

두께 약 2.6㎜의 소다 라임 글라스로 이루어지는 백 패널 글라스의 표면상에, 스크린 인쇄법에 의해 Ag를 주성분으로 하는 도전체 재료를 일정 간격으로 스트라이프 형상으로 도포하여, 두께 약 5㎛의 어드레스 전극을 형성한다. 여기서, 제작하는 PDP(1)를, 예를 들어 40인치 클래스의 NTSC 규격 또는 VGA 규격으로 하기 위해서는, 인접하는 2개의 어드레스 전극의 간격을 0.4㎜ 정도 이하로 설정한다.

이어서, 어드레스 전극을 형성한 백 패널 글라스의 면 전체에 걸쳐서 납 계열의 글라스 페이스트를 두께 약 20 ~ 30㎛로 도포하고 소성하여 유전체 막을 형성한다.

이어서, 유전체 막과 동일한 납 계열의 글라스 재료를 이용하여, 유전체 막의 위에, 인접하는 어드레스 전극 사이마다 높이 약 60 ~ 100㎛의 격벽을 형성한다. 이 격벽은, 예를 들어 상기 글라스 재료를 포함하는 페이스트를 반복하여 스크린 인쇄하고, 그 후 소성하여 형성할 수 있다. 또, 본 발명에서는, 격벽을 구성하는 납 계열의 글라스 재료에 Si 성분이 포함되어 있으면, 보호층의 임피던스 상승을 억제하는 효과가 높아지므로 바람직하다. 이 Si 성분은 글라스의 화학조성에 포 함되어 있어도, 글라스 재료에 첨가하여도 된다. 또, 증기압이 높은 불순물(N, H, Cl, F 등)의 첨가물은 MgO의 막 형성시에 기상(vapor phase) 중에 가스 형상으로 적당량 첨가하여도 된다.

격벽이 형성되면, 격벽의 벽면과, 격벽 사이에 노출되어 있는 유전체 막의 표면에 적색(R) 형광체, 녹색(G) 형광체, 청색(B) 형광체 중 어느 하나를 포함하는 형광 잉크를 도포하고, 이것을 건조, 소성하여 각각 형광체 층으로 한다.

RGB 각색 형광의 화학 조성은 예를 들어 다음과 같다.

적색 형광체 ; Y₂0₃ ; Eu^{3 +}

녹색 형광체 ; Zn₂SiO₄ : Mn

청색 형광체 ; BaMgAl₁₀O₁₇ : Eu^{2 +}

각 형광체 재료는 평균 입경 2.0㎛인 것을 사용할 수 있다. 이것을 서버 내에 50 질량%의 비율로 넣는 동시에, 에틸 셀룰로오스(ethyl cellulose) 1.0 질량%, 용제(α-테르피네올(terpineol)) 49 질량%를 투입하고, 샌드 밀(sand mill)로 교반해서 혼합하여 15×10^-3Pa·s의 형광체 잉크를 제작한다. 그리고, 이것을 펌프에 의해 직경 60㎛의 노즐로 격벽(20) 사이에 분사시켜서 도포한다. 이때, 패널을 격벽(20)의 길이 방향으로 이동시키고, 스트라이프 형상으로 형광체 잉크를 도포한다. 그 후에는 500℃로 10분간 소성하여 형광체 층(21 ~ 23)을 형성한다.

이상으로 백 패널이 완성된다.

또, 프런트 패널 글라스 및 백 패널 글라스는 소다 라임 글라스로 이루어지는 것으로 하였으나, 이것은 재료의 일례로 든 것으로, 이 이외의 재료라도 좋다.

(PDP의 완성)

제작한 프런트 패널과 백 패널을 밀봉용 글라스를 이용하여 접합한다. 그 후, 방전공간의 내부를 고진공(1.0×10^-4Pa) 정도로 배기하고, 여기에 소정의 압력(여기에서는 66.5kPa ~ 101kPa)으로 Ne-Xe계나 He-Ne-Xe계, Ne-Xe-Ar계 등의 방전가스를 봉입한다.

이상으로 PDP(1)가 완성된다.

이어서, PDP의 제조방법에 관하여 상기와 다른 보호층의 막 형성방법의 예에 대하여 실시 예를 설명한다.

<다른 막 형성방법의 예 1>

본 막 형성방법의 예 1에서는, 먼저 MgO를 주성분으로 하고, 여기에 소정의 Si 또는 Ge를 함유하는 막을 상기 실시 예 1에서 설명한 방법을 이용하여 형성한다.

이어서, 당해 막에 H 원자의 도프 처리를 행하는 수법으로 H 이온 발생수단을 이용하며, 이에 의해 H 이온을 막 표면에 조사한다.

이때의 설정조건으로는, 예를 들어 H 원자의 도프 처리 챔버 내에서 기판을 히터에 의해 100 ~ 300℃로 가열하는 동시에, 진공도가 1×10^-4 ~ 7×10^-4Pa가 될 때까지 챔버 내를 배기한다.

그 후, H 봄베(H container)에 연결된 이온 총(ion gun)을 이용하여 H 이온을 기판에 막이 형성되어 있는 보호층(15)에 조사함으로써 보호층(15)의 H 원자의 도프 처리를 행한다. H의 유량은 1×10^-5 ~ 3×10^-5㎥/min의 범위로 설정한다.

<다른 막 형성방법의 예 2>

본 막 형성방법의 예 2에서는, 먼저 MgO로 이루어지는 막을 상기 실시 예 1에서 설명한 방법으로 형성한다. 그리고 챔버 내에 놓고, H를 포함하는 분위기 하에서 플라스마 처리를 행하는 동시에, Si 화합물 또는 Ge 화합물을 혼합한 증착 원을 전자 빔 건에 의해 가열한다. 이에 의해, H 및 Si 또는 Ge를 포함하는 보호층이 형성된다.

<다른 막 형성방법의 예 3>

본 막 형성방법의 예 3에서는, MgO로 이루어지는 막을 상기 실시 예 1에서 설명한 방법으로 형성한다. 그리고 챔버 내에 놓는 동시에, H 봄베에 연결된 이온 총을 이용하여 H 이온을 기판에 조사하면서, Si 화합물 또는 Ge 화합물을 혼합한 증착 원을 전자 빔 건에 의해 가열한다. 이 방법에 의해서도 H 및 Si를 포함하는 보호층을 형성할 수 있다.

<그 외의 사항>

본 발명의 가스방전 표시패널에서의 보호층의 막 형성방법은 상기 각 실시 예에 한정되는 것이 아니며, 그 외의 방법, 예를 들어 스퍼터법, 이온 플레이팅법 등을 이용하여도 된다.

<실시 예 2>

도 9는 실시 예 2에서의 PDP의 프런트 패널 주변의 구성을 도시한 단면 개념도이다. 당해 PDP는 기본적인 구성은 상기 실시 예 1과 동일하나, 보호층(15)의 구성이 다르다. 본 실시 예 2에서는, 보호층(15)으로, 제 1 보호막(151)은 그 막 중에 진성(genuine)의 제 2 보호막(152)보다 불순물(H, Cl, F 등의 MgO에 댕그링 본드(dangling bond)를 형성하여 활성화시키는 능력을 갖는 것)을 많이 포함하여 막이 형성되어 있고, 그 위에 제 2 보호막(152)이 적층되어서 형성된 구성을 갖는 것을 특징으로 한다. 여기서 제 1 보호막(151)의 막 두께는 약 600㎚, 제 2 보호막(152)의 막 두께는 약 30㎚로 할 수 있다.

이와 같이, 종래보다도 활성화된 제 1 보호막(151)은, 제조 공정 중에서 혼입한 탄소 등의 불필요한 성분을 포함하는 가스가 약간 흡착되기 쉬어지나, 2차 전자방출계수 γ를 종래의 값보다도 더욱 향상시키는 보호층이 되어, 결과적으로 성능의 향상을 기대할 수 있다. 즉, 제 1 보호막(151)은 H 등의 불순물을 많이 도프한 MgO 막으로 활성화되어서 형성되므로, 종래의 MgO로 이루어지는 보호층보다도 2차 전자 방출효율이 더욱 향상되어, 방전개시전압을 더 낮출 수 있다.

상기에 의해, 보호층(15)으로 제 1 보호막(151)과 그 표면 전체에 적층된 제 2 보호막(152)을 구비하고, 또한 제 1 보호막(151)은 제 2 보호막(152)보다 불순물을 많이 포함하도록 구성함으로써, 대기 중의 프로세스에서의 보호층(15)으로의 불필요한 성분을 포함하는 가스의 흡착을 감소시키고, 또 방전개시전압을 훨씬 감소시켜서 구동 마진을 넓게 하여, 블랙 노이즈의 발생이 없고, 표시품질과 신뢰성을 높인 PDP로 할 수 있다.

실제로 본 실시 예 2의 실시 예를 이용한 실험결과에 의하면, 당해 PDP는, 보호층(15)이 갖는 2차 전자 방출효율이 종래의 1층 구성의 보호층이나, 2층 구성인 상기 특허문헌 1의 보호층보다도 더 향상되고, 2차 전자방출계수 γ는 약 0.3의 값을 가지며, 방전개시전압이 종래 값의 180V에 대하여 약 120V로 크게 낮출 수 있어서, 구동 마진이 확대되는 것을 확인할 수 있었다.

또, 상기 보호층을 갖는 PDP는 방전 셀의 방전개시전압의 편차도 감소하여 블랙 노이즈의 표시불량이 격감하는 것도 명백해졌다.

본 실시 예 2에 관한 다른 확인실험에 대하여 이하에 설명한다. 도 12는 상기 보호층의 MgO 막에 제어된 불순물을 도입한 구성(보호층 1이라 한다)의 대기 중의 방치에서의 수분의 흡착량을 조사한 XPS 데이터의 결과이다. 본 도 12에서는, 비교를 위하여, 불순물을 도입하지 않은 순도가 높은 MgO 막(보호층 2라 한다)을 이용하며, 이들 보호층을 대기에 방치하거나, 또는 500℃에서 2시간, 대기 중에서 열 처리를 행하였다.

도 12에서 알 수 있는 바와 같이, 불순물을 도입한 보호층 1의 수분 흡착량이 불순물을 도입하지 않은 보호층 2에 비하여 많다는 것을 알 수 있다.

이로부터, 본 발명에서의 효과를 충분하게 PDP의 성능에 반영시키기 위해서는, 여기서 설명한 가스 흡착의 과제를 이하에 설명하는 실시 예에 의해서, 상기에서 설명한 발명을 보다 유효하고도 안정되게 실현할 수 있을 것으로 생각된다.

<제조방법에 대하여>

본 실시 예 2에서의 보호층(15)의 제조공정의 예를 설명한다.

대략적으로는, 스퍼터링 법(본 실시 예 1에서의 방법)이나 전자 빔 증착법, 또는 CVD법을 이용하여 유전체 층(14)의 표면 전체에 MgO로 이루어지는 제 1 보호막(151)을 형성한 후, 제 1 보호막(151)의 표면 전체를 덮도록 고 순도의 MgO의 금속산화물에 의해 제 2 보호막(152)을 적층 형성함으로써 구성된다.

(a) 먼저, 프런트 패널 글라스(11) 표면에 표시 전극(12, 13)을 배치하고, 이를 덮도록 유전체 층(14)을 형성한다.

(b) 그 후, 스퍼터링 장치를 이용하여 플라스마 상태의 Ar 이온을 MgO 타겟에 스퍼터링을 함으로써 제 1 보호막(151)을 막 두께 약 600㎚로 유전체 층(14)의 표면상에 성막 형성한다.

이 제조 프로세스(b)에서, 상기 Ar 가스 중에 H₂ 가스를 도입하면서 성막 형성함으로써 제 1 보호막(151)에는 불순물로서의 H가 도프된다. 이에 의해, 제 1 보호막(151)으로 이루어지는 MgO 막은 소위 댕그링 본드를 형성하여 활성화되어, 2차 전자방출계수 γ가 이 이외의 보호층 영역(또는 종래구성의 보호층)보다도 향상된다.

여기서, 「댕그링 본드」란, 막 표면 부근 또는 내부의 어떤 종류의 격자 결함(여기에서는 산소 결손)을 둘러싼 원자 군(群)이 갖는 불포화 결합 또는 미 결합수(unsaturated bond)를 말하며, 여기에는 전자나 제조 프로세스 중의 탄소 등의 불순물 가스 원자가 포획 흡착되기 쉽다. 또, 제 1 보호막(151) 중의 H 불순물의 함유량은 1×10^18~23/㎤의 범위가 바람직하고, 불순물 도프량이 지나치게 적으면 2차 전자방출계수 γ가 종래 레벨의 값이 되며, 지나치게 많으면 막 저항이 너무 낮아져서 기록 데이터의 벽 전하를 유지하기가 어려워지므로 주의가 필요하다.

(c) 이어서, 스퍼터링 장치 중에서 Ar가스에 의해 고 순도 MgO 타겟을 스퍼터링 하여, 진성의 MgO 막에 의한 제 2 보호막(152)을 막 두께 약 30㎚로 성막 형성한다. 이 방법에 의하면, 형성된 제 2 보호막(152)은 프로세스 중에서의 불필요한 성분을 포함하는 가스 흡착을 감소시키는 막으로 할 수 있고, 상기와 같이 형성된 제 1 보호막(151)에 흡착한 불순물 가스에 의한 탄소 등의 흡착 불순물도 피복 하여 커버함으로써, 패널 간극 중에 방출되는 불순물 가스의 방출량을 대폭으로 감소시킬 수 있다.

구체적으로는, 제조 프로세스 중에서, 배기공정 시의 불필요한 성분을 포함하는 가스의 방출량은 종래의 방법과 비교하여 약 1/5 정도로 감소하고, 대기 중의 프로세스에 의해 보호층에 대한 불필요한 성분을 포함하는 가스의 흡착이 크게 감소하여 패널 밀봉 시의 배기 시간을 약 1/2까지 단축할 수 있었다.

또, 상기에 의해, 제 1 보호막의 표면 전체에 제 2 보호막을 성막 형성함으로써, PDP 제조의 밀봉 배기공정에서의 배기시간을 단축하여 제조 비용을 줄이고, 또 구동전압을 낮춰서 구동회로의 비용을 줄인 PDP의 제조방법으로 하는 것도 기대된다.

또, 상기에서, 제 1 보호막에 혼입되는 불순물은 H로 설명하였으나, 마찬가 지로 댕글링 본드를 형성할 수 있는 Cl, F 등이나, 그들의 조합으로 이루어지는 불순물이라도 상관없다. 이들 가스를 Ar 가스 중에 혼입하면서 성막 할 수 있다.

또, 상기에서, 제 1 보호막의 막 두께를 약 600㎚, 제 2 보호막의 막 두께를 약 30㎚로 설명하였으나, 제 1 보호막 및 제 2 보호막의 막 두께를 10㎚ ~ 1㎛의 범위 내로 각각 조정하여도 상관없다. 바람직하게는, PDP 봉입 완성 후에, 방전의 초기단계에서, 제 2 보호막이 방전에 의해 스퍼터 제거되도록, 제 1 보호막에 비하여 제 2 보호막은 10㎚ ~ 100㎚의 얇은 막인 것이 바람직하다. 10㎚ 정도의 얇은 막인 경우, 당해 막은 소정의 영역에 평탄하게 형성할 수 있으나, 이 막 두께 범위를 벗어나면, 섬 형상(island-like)의 성막 상태가 될 수가 있다.

<실시 예 3 및 4>

도 10은 실시 예 3에서의 방전 셀의 모식적인 프런트 패널 주변 구성을 도시한 단면도(도 10(a)) 및 평면 개념도(도 10(b))이다.

본 도면에 도시된 바와 같이, 실시 예 3에서는, 모두 BaO를 베이스 재료로 하여 이루어지는 보호층(15)의 제 2 보호막(153)이 제 1 보호막(151)의 표면에서 스트라이프 형상으로 형성되어 있는 점에 특징이 있다. 당해 스트라이프 형상의 제 2 보호막(153)은 표시 전극(12, 13)의 폭 W에 대한 면적률이 30% 정도가 되도록 설정되어 있다.

한편, 도 11은 실시 예 4에서의 방전 셀의 모식적인 프런트 패널의 주변 구성을 도시한 단면도(도 11(a)) 및 평면 개념도(도 11(b))이다. 본 실시 예 4의 특징은, 유전체 층(14)의 표면에 BaO로 이루어지는 제 1 보호막(151)이 형성되고, 또 제 1 보호막(151)이 펜스형상(fence-like)으로 방전공간에 대하여 노출되도록 제 2 보호막(154)이 순차적으로 적층되어 있는 점이다. 당해 펜스형상의 제 2 보호막(154)은 표시 전극(12, 13)의 폭 W에 대한 면적률이 80% 정도가 되도록 설정되어 있다.

제 1 보호막의 막 두께는 10㎚ ~ 1㎛의 범위 내로 설정할 수 있고, 예를 들어 약 600㎚로 설정할 수 있다. 한편, 제 2 보호막의 막 두께는 10㎚ 이상 100㎚ 이하의 두께의 얇은 막으로 할 수 있다.

여기서, 제 1 보호막(151)에는, 불순물로 Si가 1×10^18~23/㎤의 농도 범위로 도프되어 있다. 이 도프 재료는 Si 이외에, H, Cl, F, Ge, Cr 중 1종 이상을 이용할 수도 있다.

또, 제 1 보호막 및 제 2 보호막은 각각 MgO, CaO, BaO, SrO, MgNO 및 ZnO 중 적어도 1종을 포함한 금속산화물 재료를 베이스 재료로 하여 제작할 수 있다.

이와 같은 구성의 실시 예 3 및 4에 의하면, 구동 시에 높은 순도를 갖는 제 2 보호막(153, 154)이 전도대 부근까지 전자가 여기되어 활성화되어서 높은 2차 전자 방출효율이 발휘된다. 그리고, 상기 Si 등이 도프된 제 1 보호막(151)에 의해 당해 보호층 중의 불필요한 가스성분의 혼입이 감소되어, 당해 가스성분이 방전공간 중에 방출하는 양의 감소를 실현할 수 있다. 이에 의해, 보호층(15) 전체로서 높은 기능이 발휘되게 된다.

여기서, 실시 예 3의 구성을 갖는 실시 예를 이용한 실험결과에서도 상기 실 시 예 1 및 2와 거의 동일한 효과를 얻을 수 있을 뿐만 아니라, 본 실시 예 3의 보호층(15)은 2차 전자방출계수 γ가 종래보다도 더욱 향상하여 약 0.32의 값을 가지는 것을 알 수 있었다. 이에 의해, 방전개시전압이 종래 값의 180V에 대하여 약 115V로 크게 낮출 수 있어서, 구동 마진이 확대된 것이 확인되었다.

또, 실시 예 4의 실시 예를 이용한 측정실험에서도 실시 예 3의 실시 예와 거의 동일한 뛰어난 효과가 확인되었다.

(제조방법에 대하여)

(a) 유전체 층(14)을 형성한 후, 대기에 노출되지 않게, 스퍼터링 장치 중에서 BaO막을 성막한다. 이와 같이 대기를 차단하여 BaO막을 성막함으로써 당해 막에 CO₂, H₂O 등의 불필요한 가스가 혼입하는 것을 방지할 수 있다.

여기에서는, 메탈 마스크(도시생략)를 개재하여 스퍼터링 장치 중에서, Ar가스 중에서 고 순도 MgO 타겟을 스퍼터링하여 진성의 BaO막을 성막 형성한다.

그리고, 플라스마 상태의 Ar이온을 Si를 혼입한 BaO 타겟에 스퍼터링한다. 이에 따라, 제 1 보호막(151)을 유전체 층(14)의 표면상에 약 600㎚의 막 두께로 성막형성할 수 있다.

그리고, Si 불순물의 함유량은 1×10^18~23/㎤의 범위가 바람직하다. 당해 불순물의 도프량이 지나치게 적으면 2차 전자 방출효율이 종래와 동일한 정도가 되고, 지나치게 높으면 막 저항이 너무 낮아져서, 기록 데이터인 벽 전하를 유지하기가 어렵게 된다. 이 조절에 의해 종래보다도 활성화된 BaO 막에 의한 제 1 보호 막(151)은 제조 프로세스 중의 탄소 등의 불필요한 불순물 가스를 흡착하기 쉬워지기는 하나, MgO보다도 2차 전자 방출효율을 더욱 향상시키는 보호층이 된다.

(b) 이어서, 상기 제 1 보호막(151) 표면에서 소정의 패턴으로 제 2 보호막(153, 154)을 형성한다. 이것은, 예를 들어, 소정의 패터닝이 시행된 메탈 마스크(도시 생략)를 개재하여, 스퍼터링 장치 중에서, Ar가스 중에서 고 순도의 MgO 타겟을 스퍼터링하여 행한다.

그리고, 진성의 MgO 막의 제 2 보호막(153, 154)을 막 두께 약 50㎚로 성막 형성한다. 여기서, 제 2 보호막(153, 154)은 표시 전극(12)(폭 W) 아래에 점하는 그 면적의 비율로 하여, 소정의 면적률이 되도록 성막한다.

또, 제 2 보호막(154)에 대해서는 10㎚ 이상 30㎚ 이하의 범위의 막 두께로 섬 형상으로 불규칙하게 형성할 수도 있다.

또, 상기에 의해, 보호층으로 제 1 보호막과, 표시 전극 아래의 제 1 보호막의 적어도 일부 표면이 노출되도록 제 2 보호막을 적층하여 성막 형성함으로써, PDP 제조의 밀봉 배기공정 시에서의 배기시간을 단축하여 제조비용을 줄이고, 또한 구동전압을 낮춰서 구동회로의 비용을 낮춘 PDP의 제조방법으로 할 수 있다.

또, 상기에서 보호층은 스퍼터링법으로 형성하였으나, 그 외에 전자빔 증착법, CVD법, 또는 이들을 조합하여서 성막하여도 상관없다. 적어도 제 1 보호막은 스퍼터링법으로 성막하는 것이 바람직하고, 보호층의 2차 전자 방출효율이나 내 스퍼터 (sputtering resistant)성을 더욱 향상시킬 수 있다.

본 발명의 가스방전 표시패널은, 대형 텔레비전이나 고 정세 텔레비전 또는 대형표시장치 등 영상기기산업, 선전 기기산업, 산업기기나 그 외의 산업분야에 이용할 수 있다.

Claims (11)

1. 표면에 유전체 층 및 보호층이 순차적으로 적층된 패널을 구비하는 가스방전 표시패널로,

   상기 보호층은, MgO에 대하여, 300 질량ppm 이상 10000 질량ppm 이하의 H가 분산되어서 이루어지는 구성인 것을 특징으로 하는 가스방전 표시패널.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 보호층은, MgO에 대하여, 300 질량ppm 이상 1500 질량ppm 미만의 H가 분산되어서 이루어지는 구성인 것을 특징으로 하는 가스방전 표시패널.
3. 제 1 항에 있어서,

   표면에 유전체 층 및 보호층이 순차적으로 적층된 패널을 구비하는 가스방전 표시패널로,

   상기 보호층은, MgO에 대하여,

   20 질량ppm 이상 5000 질량ppm 이하의 Si와,

   300 질량ppm 이상 10000 질량ppm 이하의 H가 분산되어서 이루어지는 구성인 것을 특징으로 하는 가스방전 표시패널.
4. 제 1 항에 있어서,

   표면에 유전체 층 및 보호층이 순차적으로 적층된 패널을 구비하는 가스방전 표시패널로,

   상기 보호층은, MgO에 대하여,

   10 질량ppm 이상 500 질량ppm 미만의 Ge와,

   300 질량ppm 이상 10000 질량ppm 이하의 H가 분산되어서 이루어지는 구성인 것을 특징으로 하는 가스방전 표시패널.
5. 표면에 유전체 층 및 보호층이 순차적으로 적층된 패널을 구비하는 가스방전 표시패널로,

   상기 보호층은, 음극선 발광 측정(cathodoluminescence)에서,

   720㎚ 이상 770㎚ 미만의 파장 영역에 발생하는 발광 피크 강도를 제 1 강도, 300㎚ 이상 450㎚ 미만의 파장 영역에 발생하는 발광 피크 강도를 제 2 강도로 할 때,

   상기 발광 피크 면적에 의한 상기 제 1 강도의 상기 제 2 강도에 대한 상대면적 강도가 0.6 이상 1.5 이하인 것을 특징으로 하는 가스방전패널.
6. 제 5 항에 있어서,

   상기 보호층은, MgO에 대하여, H가 분산되어서 이루어지는 구성인 것을 특징으로 하는 가스방전 표시패널.
7. 제 5 항에 있어서,

   상기 보호층은, MgO에 대하여, 20 질량ppm 이상 5000 질량ppm 이하의 Si와, 여기에 H가 더 분산되어서 이루어지는 구성인 것을 특징으로 하는 가스방전 표시패널.
8. 표면에 유전체 층 및 보호층이 순차적으로 적층된 패널을 구비하는 가스방전 표시패널로,

   상기 보호층은, 음극선 발광 측정에서,

   450㎚ 이상 600㎚ 미만의 파장 영역에 발생하는 발광 피크 강도를 제 2 강도, 300㎚ 이상 450㎚ 미만의 파장 영역에 발생하는 발광 피크 강도를 제 3 강도로 할 때,

   상기 발광 피크 면적에 의한 상기 제 2 강도의 상기 제 3 강도에 대한 상대면적 강도가 0.9 이상인 것을 특징으로 하는 가스방전 표시패널.
9. 제 8 항에 있어서,

   상기 보호층은, MgO에 대하여, H가 분산되어서 이루어지는 구성인 것을 특징으로 하는 가스방전 표시패널.
10. 제 8 항에 있어서,

    상기 보호층은, MgO에 대하여, 10 질량ppm 이상 300 질량ppm 미만의 Ge와, 여기에 H가 더 분산되어서 이루어지는 구성인 것을 특징으로 하는 가스방전 표시패널.
11. 제 7 항에 있어서,

    상기 보호층은, MgO에 대하여, 10 질량ppm 이상 300 질량ppm 미만의 Ge가 분산되어서 이루어지는 구성인 것을 특징으로 하는 가스방전 표시패널.

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