KR20070015942A - 가스방전 표시패널 - Google Patents

Abstract

제 1 목적으로, 비교적 저비용이면서 벽 전하 유지력을 유지하고, 또한 방전지연을 화상표시에 최적인 영역으로 제어하며, 또한, 방전개시전압을 감소시킴으로써, 양호한 표시성능을 발휘할 수 있는 가스방전 표시패널을 제공한다. 또, 제 2 목적으로, 2차 전자 방출계수 γ를 종래보다 더 향상시키고, 방전개시전압을 감소시켜 구동마진을 넓게 하여, 표시품질이나 신뢰성을 높인 PDP와, 밀봉 배기공정에서의 배기시간을 단축하여 제조비용을 낮추고, 또한 구동회로 비용을 낮춘 가스방전 표시패널의 제조방법을 제공한다.

이를 위해 본 발명에서는, 보호층(15)을, 유전체 층(14)의 표면에 형성된 제 1 보호막(151)과 제 1 보호막(151)의 표면의 적어도 일부에 적층된 제 2 보호막(152)에 의해 구성하고, 제 1 보호막(151)은 제 2 보호막(152)보다도 불순물을 많이 포함하도록 구성한다.

보호층, 제 1 보호막, 제 2 보호막, 불순물

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, PDP라고 한다)로 대표되는 바와 같이, 가스방전으로 발생한 자외선에 의해서 형광체를 여기(exciting) 발광시켜서 화상을 표시하는 표시장치이다. 이 방전의 형성방법으로부터 PDP는 교류(AC)형과 직류(DC)형으로 분류할 수 있으나, AC형은 휘도, 발광효율, 수명의 점에서 DC형보다 우수하므로 이 타입이 가장 일반적이다.

AC형 PDP는, 예를 들어, 특허문헌 1에 개시되어 있는 바와 같이, 복수의 전극(표시 전극 또는 어드레스 전극)과, 이것을 덮도록 유전체 층을 배치한 2매의 얇은 패널유리의 표면을 복수의 격벽을 개재하여 대향시키고, 당해 복수의 격벽의 사이에 형광체 층을 배치하며, 매트릭스 형상으로 방전 셀을 형성한 상태에서, 양 패널유리 사이에 방전가스를 봉입한 구성을 갖는다. 표시 전극을 덮는 유전체 층의 표면에는 보호층(막)이 형성된다.

PDP에서는, 구동시에는 소위 필드 내 시분할 계조 표시방식(field time-sharing gray scale display method)에 의거하여, 복수의 서브필드(초기화기간, 어 드레스기간, 유지기간 등을 포함한다)에 상기 복수의 전극에 적절히 급전하여, 방전가스 중에서 방전을 얻음으로써 발생하는 자외선으로 형광 발광시킨다.

여기서, 전면 측의 패널유리의 보호층의 재료에는 방전시의 이온충격으로부터 유전체 층을 보호하면서 낮은 방전개시전압으로 방전을 발생시키는 기능이 요구된다. 이 목적에서 PDP의 보호층으로는, 특허문헌 2에 개시되어 있는 바와 같이, 우수한 스퍼터링 내성을 갖고, 이차전자 방출계수가 큰 산화마그네슘(MgO)을 주성분으로 하는 재료가 널리 이용되고 있다.

그러나 종래의 보호층에 관해서는 이하의 문제가 존재한다.

제 1 문제로, 종래의 보호층에서는 「방전지연」이라고 하는 문제가 있다. 이것은 어드레스 기간에서 어드레스 방전을 위한 펄스가 전극에 인가되고 나서 실제로 방전이 발생하기까지의 시간의 차이에 상당하는 현상으로, 방전지연이 크면, 어드레스 펄스의 인가 종료시점에서도 어드레스 방전이 발생하지 않을 확률이 높아져서, 기록불량이 발생하기 쉬워진다. 이것은 고속 구동이 될수록 발생하기 쉽다. 이 방전지연의 문제는 양호한 PDP의 화상표시성능을 얻기 위해서 해결해야 할 문제이다.

따라서 방전지연에 관한 대책으로, 예를 들어, 특허문헌 3 및 7에 개시되어 있는 바와 같이, MgO에 소정 양의 Si를 첨가함으로써 당해 지연의 단축을 도모하는 기술이 강구되어 있다. 또, 특허문헌 4에 보호층에 소정 양의 H를 첨가함으로써 당해 지연의 단축을 도모하는 기술이 개시되어 있다. 또 특허문헌 5에 Ge를 첨가함으로써 당해 지연의 단축을 도모하는 기술이 개시되어 있다.

다음에 제 2 문제로, 보호층의 특성변화의 문제가 있다.

즉, 보호층의 표면은 방전공간에 노출되어 있지만, 상기 MgO 막 등의 금속산화물 막은 물(H₂O)이나 이산화탄소(CO₂) 등의 가스를 흡착하여, 수산화화합물이나 탄산화합물을 용이하게 형성한다고 하는 성질이 있다. PDP 제조공정에서의 대기 중에서의 프로세스에서는 대기 중의 유성 불순물(oil impurity)이나 CO₂, H₂O 등의 흡착에 의해 MgO로 이루어지는 보호층이 오염되기 쉬운 경향이 있다. 상기 흡착가스 등이 MgO의 표면에 흡착되면, 보호층의 특성변화가 일어나서, 2차 전자 방출효율이 저하한다. 그 결과, 방전개시전압을 상승시켜서 PDP의 구동마진을 좁히게 된다고 하는 문제가 있다.

또, 보호층에 흡착되는 상술한 가스 등의 흡착 정도에 따라서 방전 셀의 방전개시전압에 편차가 발생함으로써, 표시하고자 하는 셀을 정확하게 표시하도록 할 수 없는 블랙 노이즈(black noise)라고 불리는 표시결함이 된다고 하는 문제도 있다.

따라서 종래에는, 예를 들어, 특허문헌 6에 개시된 바와 같이, 보호층을 2층 구조로 함으로써 성능의 개선과 안정성을 높이고자 하는 제안이 이루어져 있다. 구체적으로는, 비교적 방전특성이 우수한 (111) 배향한 제 1 보호막 상에, 가스가 잘 흡착되지 않고, 흡습성을 작게 한 막질의 제 2 보호막을 형성하여, 이에 의해 물 분자나 CO₂ 등의 불순물가스의 흡착을 방지하는 2층 구조가 개시되어 있다.

특허문헌 1: 일본국 특개평9-92133호 공보

특허문헌 2: 일본국 특개평9-295894호 공보

특허문헌 3: 일본국 특개평10-334809호 공보

특허문헌 4: 일본국 특개2002-33053호 공보

특허문헌 5: 일본국 특개2004-31264호 공보

특허문헌 6: 일본국 특개2003-22755호 공보

특허문헌 7: 일본국 특개2004-134407호 공보

그러나 상기 제 1 문제인 방전지연에 관한 대책은 아직 충분히 이루어져 있다고는 말하기 어려운 상태에 있다.

구체적으로는, 특허문헌 3의 기술에서는, MgO에 Si를 첨가하는 것으로 어느 정도 불 점등영역(non-lighted area)의 발생을 억제할 수 있지만, 한편으로는 각 셀에서의 방전지연시간의 편차가 현저해진다고 하는 새로운 문제가 발생하는 것을 알 수 있다.

또, 특허문헌 4의 기술에서는, MgO에 H를 첨가함으로써 방전지연을 억제할 수는 있으나, 본원 발명자가 검토한 결과, 벽 전하의 유지력(retaining power)이 저하하여, 화상을 표시하기에 최적인 방전을 발생시키는 것이 곤란하다는 점이 명확하게 되어 있다.

또, 특허문헌 5의 기술에서는, 측정실험에 의해서 방전지연을 억제하는 효과가 불충분하고 방전개시전압이 상승해 버린다는 사실을 알 수 있어서, 우수한 표시성능을 얻기 위한 충분한 효과를 얻을 수 있다고는 말하기 어려운 것을 알 수 있다.

이와 같이 보호층의 문제를 커버하기 위해서는, PDP의 동작전압을 높이는 동시에, 구동회로·집적회로에는 고 내압 트랜지스터나 드라이버 IC등을 이용하는 방법을 고려할 수 있으나, 소비전력을 증가시키게 되는 이외에, PDP의 비용을 상승시키는 요인이 되므로 바람직하지 않다.

또, 상기 제 2의 문제에도 이하의 과제가 남아 있다.

상기 종래기술 2에서는, PDP의 제조공정에서 재료가 대기에 노출되면, 보호층에 CO₂나 물 등의 불필요한 성분이 흡착하여, 보호층의 특성이 변화하는 경우가 있다. 이에 따라 보호층의 2차 전자 방출효율이 낮아지고, 방전개시전압이 상승해서, PDP의 구동마진을 좁혀 버린다고 하는 문제가 발생한다.

또, 특허문헌 6의 기술에 있어서도, 그 2층 구조의 보호층에 관한 2차 전자 방출효율이나 방전개시전압에 대해서는 개시되어 있지 않으나, 2차 전자 방출계수 γ는 얻을 수 있는 최고 값이라도, 종래의 1층 구성의 MgO로 이루어지는 보호층에 의해 얻어지는 약 0.2 정도와 동일한 레벨의 값으로 추정된다. 따라서, 방전개시전압도 종래와 마찬가지로 높은 값을 갖고 있는 것으로 추정된다.

또, 이와 같은 보호층의 특성이 변화하면, PDP 구동시의 방전개시전압의 편차가 발생하여, 블랙 노이즈라고 불리는 표시결함이 발생하여 표시품질·신뢰성에 영향을 미치는 문제도 있다.

이 대책으로는, 방전가스 봉입 전에 부착한 CO₂나 물 등의 가스를 제거하기 위해 진공 배기 프로세스를 행하는 것을 고려할 수 있으나, PDP는 프런트 패널 및 백 패널의 대향 배치에 의한 얇은 간극구조를 가지므로 내부의 배기 콘덕턴스가 매우 작다. 이 때문에, 당해 프로세스에 비교적 긴 시간의 처리가 필요하게 되어 프로세스 비용에 관한 다른 문제도 발생할 수 있다.

이상과 같이 가스방전패널에 대해서는 아직 해결해야할 문제가 남아 있다.

본 발명은 상기 과제를 감안하여 이루어진 것으로, 제 1 목적으로, 비교적 저비용이면서 벽 전하 유지력을 유지하면서, 방전지연을 화상표시에 최적인 영역으로 제어하고, 또한, 방전개시전압을 낮춤으로써, 양호한 표시성능을 발휘할 수 있는 가스방전 표시패널을 제공한다.

또, 본 발명은 제 2 목적으로, 2차 전자 방출계수 γ를 종래보다도 더욱 향상시켜서, 방전개시전압을 낮춰서 구동마진을 넓게 하여, 표시품질 및 신뢰성을 높이는 PDP와, 밀봉 배기공정에서의 배기시간을 단축하여 제조비용을 줄이고, 또한 구동회로비용을 감소시킨 가스방전 표시패널의 제조방법을 제공한다.

상기 과제를 해결하기 위해서 본 발명은, 표면에 유전체 층 및 보호층이 순차로 적층된 패널을 구비하는 가스방전 표시패널로, 상기 보호층은, 상기 유전체 층의 표면에 형성된 제 1 보호막과, 상기 제 1 보호막의 표면의 적어도 일부 영역에 적층된 제 2 보호막을 구비하고, 또한, 상기 제 1 보호막은 상기 제 2 보호막보다 불순물을 많이 포함하는 구성으로 하였다.

여기서, 상기 제 2 보호막은 상기 제 1 보호막의 표면 전체를 피복 하도록 적층 할 수도 있다.

또, 상기 제 2 보호막은 상기 표시 전극 아래의 상기 제 1 보호막의 적어도 일부 표면이 노출하도록 적층 할 수도 있다.

또, 상기 제 2 보호막은 상기 표시 전극 아래의 상기 제 1 보호막에서 차지하는 상기 제 2 보호막의 면적의 비율이 10% 이상 90% 이하의 면적률로 할 수 있다.

여기서, 구체적으로, 상기 제 2 보호막의 막 두께는 10㎚ 이상 1㎛ 이하로 할 수 있고, 상기 제 2 보호막의 막 두께는 10㎚ 이상 100㎚ 이하로 할 수 있다.

또, 상기 제 1 보호막에 혼입되는 상기 불순물은 H, Cl, F, Si, Ge, Cr 중 적어도 1종을 포함하는 불순물로 할 수 있다.

또, 상기 제 1 보호막에서의 상기 불순물의 함유량은 10ppm 이상 10000ppm 이하의 범위로 할 수 있다.

또, 상기 제 1 보호막 및 상기 제 2 보호막은 MgO, CaO, BaO, SrO, MgNO 및 ZnO 중 적어도 1종의 금속산화물 재료를 포함하도록 성막 할 수도 있다.

또, 상기 제 1 보호막 및 상기 제 2 보호막은 각각 MgO를 포함하도록 성막 할 수도 있다.

또는, 상기 제 1 보호막은 BaO를 포함하여 성막되고, 상기 제 2 보호막은 MgO를 포함하여 성막되는 조합으로 하는 것도 가능하다.

또, 본 발명은, 제 1 기판에 쌍을 이루어 형성된 표시 전극을 형성하는 공정과, 상기 표시 전극을 덮도록 형성된 유전체 층을 형성하는 공정과, 상기 유전체 층의 표면에 형성된 보호층을 형성하는 보호층 형성공정과, 상기 제 1 기판에 간극을 두고 제 2 기판을 대향 배치하는 공정을 갖는 가스방전 표시패널의 제조방법으로, 상기 보호층 형성공정은, 상기 유전체 층의 표면에 불순물을 많이 포함한 제 1 보호막을 대기에 노출시키지 않고 성막하고, 상기 제 1 보호막의 표면의 적어도 일부에 제 2 보호막을 대기에 노출시키지 않고 적층 함으로써 보호층을 형성하는 것으로 하였다.

여기서, 상기 보호층 형성공정은 상기 제 1 보호막 및 상기 제 2 보호막 중 적어도 한쪽을 스퍼터링법으로 성막할 수 있다.

본 발명의 PDP에 의하면, 보호층으로, 제 1 보호막으로는 상술한 바와 같은 불순물을 포함한 것으로 하고, 그 표면의 적어도 일부에 적층된 제 2 보호막을 구비하며, 또한, 제 1 보호막은 제 2 보호막보다 불순물을 많이 포함하도록 구성함으로써, 대기 중의 프로세스에서의 보호층에 대한 가스의 흡착을 감소시키고, 또한, 방전개시전압을 더욱 감소시켜서 구동마진을 넓게 하여, 블랙 노이즈 등의 표시결함이 발생하지 않고, 표시품질이나 신뢰성을 높인 PDP로 할 수 있다.

또, 본 발명의 PDP의 제조방법에 의하면, 보호층으로, 제 2 보호막보다 불순물을 많이 포함한 제 1 보호막을 성막 형성한 후, 대기 중에 노출시키지 않고, 제 1 보호막의 표면상의 적어도 일부에 제 2 보호막을 성막 형성함으로써, PDP제조의 밀봉 배기공정 시의 배기시간을 단축하여 제조비용을 낮추면서, 구동회로 비용도 줄인 PDP의 제조방법으로 할 수 있다.

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

도 2는 PDP의 구동 프로세스의 예를 도시한 도면.

도 3은 보호층의 조성과 방전편차와의 관계를 도시한 그래프도.

도 4는 보호층의 조성과 방전편차와의 상세한 관계를 도시한 그래프도.

도 5는 보호층의 조성과 방전지연 및 벽 전하 유지력 지수와의 관계를 도시한 그래프도.

도 6은 음극 루미네슨스에 의한 발광파장과 발광강도와의 관계를 도시한 그래프도.

도 7은 방전편차와 음극 루미네슨스에 의한 발광강도와의 관계를 도시한 그래프도.

도 8은 방전개시전압과 음극 루미네슨스에 의한 발광강도와의 관계를 도시한 그래프도.

도 9는 실시 예 2에서의 PDP의 보호층 주변의 단면 개념도.

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

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

도 12는 보호층의 대기 방치에서의 흡착량의 차이를 나타내는 도면이다.

(부호의 설명)

1 PDP 10 프런트 패널

11 프런트 패널유리 12 주사(스캔) 전극

13 유지(서스테인) 전극 14, 19 유전체 층

15 보호층 16 백 패널

17 백 패널유리 18 어드레스전극

20 격벽 23 형광체 층

31, 32 방전 셀 33 표시 전극

34, 35, 36, 37 보호층 121, 131 버스전극

151, 152 제 1 보호막 153, 154 제 2 보호막

이하, 본 발명의 실시 예에 대해서 도면을 참조하여 설명한다.

<실시 예 1>

1-1. PDP의 구성

도 1은 본 발명의 실시 예 1에 관한 AC형 PDP(1)의 주요 구성을 나타내는 부분적인 단면 사시도이다. 도면 중, z방향이 PDP(1)의 두께방향, xy평면이 PDP(1)의 패널 면에 평행한 평면에 상당한다. PDP(1)은, 여기서는 일 예로 42인치 클래스의 NTSC사양에 맞춘 사양으로 하고 있으나, 본 발명은 물론 XGA나 SXGA 등, 그 밖의 사양·사이즈에 적용해도 된다.

도 1에 도시한 바와 같이, PDP(1)의 구성은 서로 주 면을 대향시켜서 배치된 프런트 패널(10) 및 백 패널(16)로 크게 나눠진다.

프런트 패널(10)의 기판이 되는 프런트 패널유리(11)에는 그 한쪽의 주 면에 복수 쌍의 표시 전극(12, 13)(스캔 전극(12), 서스테인 전극(13))이 형성되어 있 다. 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 대해서, Ag 후막(Ag thick film)(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 적층되어 이루어진다. 이 버스 라인(121, 131)에 의해 투명전극(120, 130)의 시트저항이 낮아진다.

표시 전극(12, 13)을 배치한 프런트 패널유리(11)에는 당해 유리(11)의 주면 전체에 걸쳐서 산화 납(PbO) 또는 산화 비스무트(Bi₂O₃) 또는 산화 인(PO₄)을 주성분으로 하는 저 융점유리(두께 20㎛∼50㎛)의 유전체 층(14)이 스크린 인쇄법 등에 의해서 형성되어 있다. 유전체 층(14)은 AC형 PDP 특유의 전류 제한기능을 가지고 있고, DC형 PDP에 비해서 장수명화를 실현하는 요소로 되어 있다. 유전체 층(14)의 표면에는 두께 약 1.0㎛의 보호층(15)이 코팅되어 있다.

여기서, 본 실시 예(1)의 특징은 보호층(15)의 구성에 있으나 이에 대한 상세한 설명은 후술한다.

백 패널(16)의 기판이 되는 백 패널유리(17)에는, 그 한쪽의 주 면에 Ag 후막(두께 2㎛∼10㎛), 알루미늄(Al)박막(두께 0.1㎛∼1㎛), 또는 Cr/Cu/Cr 적층 박막(두께 0.1㎛∼1㎛) 등으로 이루어지는 폭 60㎛의 복수의 어드레스 전극(18)이 x방향을 길이방향으로 하여 y방향으로 일정간격마다(360㎛) 스트라이프 형상으로 나란히 배치되고, 이 어드레스 전극(18)을 내포하도록 백 패널유리(17)의 전체 면에 걸쳐서 두께 30㎛의 유전체 막(19)이 코팅되어 있다.

유전체 막(19) 상에는 인접하는 어드레스전극(18)의 간극에 맞춰서 격벽(20)(높이 약 150㎛, 폭 40㎛)이 더 배치되고, 인접하는 격벽(20)에 의해서 셀(SU)이 구획되어, x방향에서의 오 방전이나 광학적 크로스 토크의 발생을 방지하는 역할을 하고 있다. 그리고 인접하는 2개의 격벽(20)의 측면과 그 사이의 유전체 막(19)의 면상에는 컬러표시를 위한 적색(R), 녹색(G), 청색(B)의 각각에 대응하는 형광체 층(21~23)이 형성되어 있다.

또, 유전체 막(19)을 이용하지 않고, 어드레스 전극(18)을 직접 형광체 층(21∼23)으로 내포하도록 해도 된다.

프런트 패널(10)과 백 패널(16)은 어드레스전극(18)과 표시 전극(12, 13)의 서로의 길이방향이 직교하도록 대향시키면서 배치되고, 양 패널(10, 16)의 외주 가장자리부를 유리 플릿 (glass flit)으로 밀봉하고 있다. 이 양 패널(10, 16) 사이에는 He, Xe, Ne 등의 불활성 가스성분으로 이루어지는 방전가스(봉입 가스)가 소정의 압력(통상, 53.2kPa∼79.8kPa 정도)으로 봉입되어 있다.

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

1-2. PDP의 구동방법

상기 구성의 PDP(1)는 도시하지 않은 구동부에 의해서 한 쌍의 표시 전극(12, 13)의 간극에는 수십 kHz∼수백 kHz의 AC전압이 인가됨으로써, 셀(SU) 내에서 방전을 발생시키고, 여기된 Xe원자로부터의 자외선에 의해서 형광체 층(21∼23)을 여기하여 가시광 발광하도록 구동된다.

그 구동방법의 예로는 소위, 필드 내 시분할 계조 표시방식이 있다. 당해 방식은 표시하는 필드를 복수의 서브필드로 나누고, 각 서브필드를 또 복수의 기간으로 나눈다. 각 서브필드에서는 초기화기간에서 화면 전체의 벽 전하를 초기화(리셋)한 후, 어드레스 기간에서 점등해야 할 방전 셀만으로 벽 전하를 축적시키는 어드레스방전을 행하고, 그 후의 방전유지기간에서 모든 방전 셀에 대해서 일제히 교류전압(서스테인 전압)을 인가함으로써 일정시간 방전유지함으로써 발광표시하는 것이다.

이 구동시에 있어서, 상기 구동부에서는 각 셀에서의 발광을 ON/OFF의 2진 제어에 의해서 계조 표현하므로, 외부로부터의 입력화상인 시계열의 각 필드 F를, 예를 들어 6개의 서브필드로 분할한다. 각 서브필드에서의 휘도의 상대비율이, 예를 들어 1:2:4:8:16:32가 되도록 가중을 하여 각 서브필드의 서스테인(유지방전)의 발광횟수를 설정한다.

여기서 도 2는 본 PDP(1)의 구동 파형 프로세스의 일 예이다. 상기 도 2에서는 필드 중의 제 m번째의 서브필드의 구동 파형을 도시하고 있다. 상기 도 2에 도시된 바와 같이, 각 서브필드에는 초기화기간, 어드레스기간, 방전유지기간, 소거기간이 각각 할당된다.

초기화기간이란, 그 이전의 셀의 점등에 의한 영향(축적된 벽 전하에 의한 영향)을 방지하기 위해서 화면 전체의 벽 전하의 소거(초기화 방전)를 행하는 기간이다. 상기 도 2에 도시한 파형 예에서는 모든 표시 전극(12, 13)에 방전개시전압 Vf를 초과하는 양극성의 하강 램프 파형(descending lamp waveform)의 리셋 펄스를 인가한다. 이와 함께, 백 패널(16) 측의 대전과 이온충격을 방지하기 위해서 모든 어드레스 전극(18)에 양극성 펄스를 인가한다. 인가펄스의 상승과 하강의 차동전압에 의해서 모든 셀에서 약한 면 방전인 초기화방전이 발생하고, 모든 셀에 있어서 벽 전하가 축적되고, 화면 전체가 똑같은 대전상태가 된다.

어드레스 기간은 서브필드로 분할된 화상 신호에 의거하여 선택된 셀의 어드레싱 (점등/비 점등의 설정)을 행하는 기간이다. 당해 기간에서는 스캔 전극(12)을 접지전위에 대해서 양의 전위로 바이어스하고, 모든 서스테인 전극(13)을 음의 전위로 바이어스 한다. 이 상태에서 패널 상부 제일 앞에서의 라인(한 쌍의 표시 전극에 대응하는 횡 일렬의 셀)에서부터 1라인씩 순서대로 각 라인을 선택하고, 해당하는 스캔 전극(12)에 음의 극성의 스캔 펄스를 인가한다. 또, 점등해야할 셀에 대응한 어드레스 전극(18)에 대해서 양극성의 어드레스 펄스를 인가한다. 이에 따라 상기 초기화 기간에서의 약한 면 방전을 이어받아, 점등해야할 셀만으로 어드레스방전이 행해져서 벽 전하가 축적된다.

방전유지기간은 계조에 따른 휘도를 확보하기 위해서 어드레스 방전에 의해 설정된 점등상태를 확대하여 방전유지하는 기간이다. 여기서는 불필요한 방전을 방지하기 위해 모든 어드레스 전극(18)을 양극성의 전위로 바이어스하고, 모든 서스 테인 전극(13)에 양극성의 서스테인 펄스를 인가한다. 그 후, 스캔 전극(12)과 서스테인 전극(13)에 대해서 번갈아 서스테인 펄스를 인가하고, 소정기간 방전을 반복한다.

소거기간에서는 스캔 전극(12)에 점감 펄스(declining pulse)를 인가하고, 이에 따라 벽 전하를 소거시킨다.

또, 초기화기간 및 어드레스 기간의 길이는 휘도의 가중에 관계없이 일정하지만, 방전유지기간의 길이는 휘도의 가중이 클수록 길다. 즉, 각 서브필드의 표시기간의 길이는 서로 다르다.

PDP(1)에서는 서브필드에서 행해지는 각 방전에 의해서 Xe에 기인하는 147㎚에 예리한 피크를 갖는 공명 선(resonance line)과 173㎚을 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 별 서브필드 단위의 조합에 의해 다색·다계조 표시가 이루어진다.

여기서, 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)로서 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 보호층으로부터 방출되는 방전에 기여하는 전자의 수가 증가하게 되어, 방전지연의 발생을 억제하는 효과를 발휘한다. 또, 이에 부가하여, 만약에 발생한 방전지연에 대해서 각 방전지연 시간의 편차를 억제하는 효과도 얻어지게 되어서, 우수한 화상표시성능의 실현이 가능하다.

이하, 이 특징부분에 대해서 상세히 설명한다.

<실시 예 1의 특징 및 효과에 대해서>

일반적으로, PDP에서는 구동시의 어드레스 기간에서, 방전지연에 의거한 기록불량의 문제에 의해 적절한 화상표시를 얻기 어려운 경우가 있으나, 본 발명의 PDP에서는 상기와 같이 보호층을 구성하는 MgO에 대해서 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 촉진하도록 함으로써, 방전지연의 발생을 억제하는 한편, 벽 전하의 유지력을 유지함으로써 기록불량의 발생을 억제하고, 정상적인 어드레스방전과 이에 이어지는 유지방전을 정상으로 행하여, 양호한 화상표시성능이 얻어지게 되어 있다.

또, 본 발명에서는, 구동시에 만약 방전지연이 발생한 경우에도, 각 셀에서의 방전지연시간의 편차(방전편차)가 종래보다도 억제되고, 당해 방전편차의 정도가 평균화된다고 하는 효과가 얻어진다. 이와 같이 방전편차가 완화됨으로써, 본 발명에서는, 예를 들어 어드레스 기간에서의 펄스 인가의 타이밍을 패널 전체에서 소정시간 늦추는 등의 대책을 채택함으로써, 방전지연에 의해 기록불량의 발생을 비약적으로 효율 좋게 방지할 수 있게 된다고 하는 효과가 발휘된다.

따라서 본 발명의 PDP(1)에서는 확실한 어드레싱을 실현할 수 있으므로, 그 만큼 어드레스 기간에서의 인가펄스 폭을 다소 작게 해도 양호한 확률로 어드레싱을 행할 수 있다. 이에 따라, 종래와 같이 듀얼 스캔 방식을 채용하지 않아도 드라이버 IC의 수를 반감할 수 있는, 소위 싱글 스캔 방식 등의 구동방식으로 양호한 구동을 행할 수 있다. 이에 따라, 본 발명은 구동부의 구성을 간단하게 하며, 저비용으로 생산화가 가능하다라고 하는 이점도 발휘되게 된다.

본 발명은, 이와 같이 방전편차를 억제할 수 있게 하고, 또, 방전지연의 억제와 벽 전하 유지력의 유지를 양립시킨다는 점에 있어서, 예를 들어 특허문헌 3, 4 및 5 등의 종래기술에는 없는 유용한 효과를 발휘하는 것이다. 즉, 본원 발명자들은 종래에는 명확하게 강구되지 않았던 방전편차나 방전지연의 억제와 벽 전하 유지력의 유지의 양립에 대한 과제의 인식하에 예의 검토를 거듭한 결과, 이를 효과적으로 해결할 수 있는 상기 구성을 발견한 것이다.

다음에, 실시 예와 성능비교실험을 행하고, 그 결과 얻어진 데이터에 대해서 설명한다.

<실시 예와 효과의 확인실험>

도 3은 보호층의 조성과 방전지연시간의 편차(방전편차)의 상대크기를 도시한 그래프이다. 상기 도면에서는 종래의 MgO만으로 이루어지는 보호층(비교 예 1)의 방전편차를 100%로 하고, 이에 대한 이하의 구성의 보호층에 관한 데이터를 도시한다.

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

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

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

상기 도 3의 데이터로부터는, 먼저, MgO에 대해서 Si만을 비교적 적은 양으로 첨가하여 이루어지는 보호층(비교 예 2)은 방전편차의 값이 114%로 커지고, 오히려 성능이 열화 하므로 바람직하지 않다고 생각된다. 이 비교 예 2는 전술한 특허문헌 7에 상당하는 구성이며, 이 데이터로부터 당해 특허문헌 3의 기술에서는 실제로 양호한 화상표시성능을 얻기 어려운 것을 알 수 있다.

한편, MgO에 소정 양의 Si 및 H를 첨가한 실시 예 1(실시형태 1)에서는 비교 예 1에 비해서 방전편차가 31% 정도까지 억제되고, 복수 셀에 있어서의 방전지연시간이 평균화되는 효과가 있음을 확인할 수 있다.

또, 실시 예 1과는 별도로, MgO에 대해서 H만을 엄밀하게 규정한 양으로 첨가하여 보호층을 구성해도(실시 예 2), 비교 예 1에 비해서 방전편차를 상대적인 값에서 54% 정도까지 줄일 수 있는 효과가 얻어져서, 본 발명의 효과가 충분히 얻어지는 것도 확인할 수 있다.

다음에 도시하는 도 4는 MgO만으로 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 H에 Si를 소정 양 더 첨가하여 이루어지는 실시 예 d, e, f, g, h의 방전편차의 강도를 나타낸다.

상기 도 4에 도시된 실시 예 및 비교 예 중에서는 Si를 100 질량ppm으로 포함하고, 또한, H를 1000 질량ppm으로 포함하는 MgO로 이루어지는 보호층(실시 예 f)이 가장 방전편차의 억제효과를 얻을 수 있는 구성이며, 당해 실시 예 f를 기본구조로 하여 Si의 함유량을 증가시킴에 따라 방전편차가 커지는 경향을 확인할 수 있다(실시 예 g, h). 따라서, 본 발명에 있어서 비교 예 a보다도 높은 성능을 얻기 위해서는, MgO에 대해서 포함되는 H, 또는, 이에 부가하여 Si의 함유량을 적절히 규정하지 않으면 안 된다. 이 구체적인 규정범위에 대해서 후술한다.

이상의 실험결과로부터 명백한 바와 같이, 본 발명의 구성에 의하면, 종래에 비해서 방전편차의 정도를 종래보다 완화하고, 그 정도를 균일화하는 효과를 기대할 수 있다. 이에 따라, 예를 들어 어드레스 기간에서 방전지연이 발생하였다고 해도, 어드레스 펄스의 인가 타이밍을 당해 방전지연시간에 맞추어 지연시키거나, 또는, 펄스 폭을 설정함에 따라서 확실하게 어드레싱을 행할 수 있게 되어 양호한 화상표시성능을 얻을 수 있는 것이다.

다음에 도 5는 보호층의 조성과 방전지연(상대치) 및 벽 전하 유지력 지수를 나타내는 그래프이다. 상기 도면에서는 화상품질이 실용상 문제가 없는 레벨일 때의 방전지연 및 벽 전하 유지력 지수를 1로 하고, 방전지연은 1 이하, 벽 전하 유지력 지수는 1 이상을 화상품질 허용범위로 하였다. 즉, 방전지연＜1이고, 또한, 벽 전하 유지력지수＞1을 만족하는 것이 양품이라고 할 수 있다. 따라서 도 5에 이하의 구성의 보호층에 관한 데이터를 나타낸다.

종래의 MgO(비교 예 1); 불순물 첨가를 하지 않은 MgO

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

H＋Ge첨가 MgO(실시 예 1);MgO에 50 질량ppm으로 Ge를 첨가하고, 또한, H를 2000 질량ppm으로 첨가한 것

Ge첨가 MgO(1)(실시 예 2);MgO에 Ge를 50 질량ppm으로 첨가한 것

Ge첨가 MgO(2)(실시 예 3);MgO에 Ge를 1000 질량ppm으로 첨가한 것

도 5의 데이터로부터는, 먼저 MgO에 대해서 H만을 첨가하여 이루어지는 보호층(비교 예2)은 방전지연은 억제되고 있으나, 벽 전하 유지력에 관해서는 저하되어 있음을 알 수 있다. 따라서, 이 구성의 보호층에서는 오히려 성능이 열화 하므로 바람직하지 않은 것으로 생각된다. 이 비교 예 2는 전술한 특허문헌 4에 상당하는 구성이며, 이 데이터로부터 당해 특허문헌 4의 기술에서는 실제로는 양호한 화상표시성능을 얻기 어렵다는 것을 알 수 있다.

한편, MgO에 소정 양의 H 및 Ge를 첨가한 실시 예 1(실시형태 1)에서는 방전지연이 화상표시에 대해서 최적인 범위 내에 들어가고, 또 벽 전하 유지력에 대해서도 실용상 문제가 없음을 알 수 있다.

또, 실시 예 1과는 별개로, MgO에 대해서 Ge만을 엄밀하게 규정한 양으로 첨가하여 보호층을 구성해도(실시 예 2) 본 발명의 효과가 충분히 얻어진다는 것도 확인할 수 있다.

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

이상의 실험결과로부터 명백한 바와 같이, 본 발명의 구성에 의하면, 벽 전하 유지력을 유지하면서 방전지연을 화상표시에 적절한 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 후술하기로 한다.

다음에, 방전편차가 다른 보호층(15)에 대해서 구동시의 음극 루미네슨스를 측정하고, 보호층에 특유의 발광 스펙트럼과 방전편차의 관계를 검토하였다. 음극 루미네슨스(CL)법이란 시료에 전자선을 조사한 때에 그 에너지 완화과정으로서의 발광스펙트럼을 검출하고, 이에 따라 시료(보호층) 중의 결함의 존재와 그 구조 등의 정보를 얻는 분석법이다.

도 6은 4종류의 시료에 대한 음극 루미네슨스 측정(cathodoluminescence spectroscopy)에 관한 당해 실험결과의 데이터를 나타낸 것으로, 횡축에 발광파장을 취하고 종축에 발광강도를 취하여 양자의 관계를 도시한 그래프이다. 시료의 구별은 위로부터 순서대로 이하와 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 이하와 같다.

전자선 가속전압; 5kV

필라멘트 전류밀도; 2.4×10⁸(A/㎠)

당해 도 6에서는 시료 A∼D의 순서로 방전편차의 상대 치가 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 관측된다. 각 피크의 파장의 값은 보호층의 밴드 갭 내에 존재하는 결함준위의 에너지와 상관관계에 있다. 이 관계에 의해 발광파장 약 740㎚의 피크가 클수록 보호층으로부터 방출되는 방전에 기여하는 전자의 수가 많고, 또한, 방전편차를 억제하는 효과를 기대할 수 있음을 알 수 있다.

또, 각 파형이 나타내는 발광강도는 각 곡선 내에서 그 상대 치에 의미를 갖는 것이며, 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 비해서 큰 것을 알 수 있다. 이로부터, 보호층의 MgO에, 예를 들어 Si가 포함되어 있어도, 그것이 적정 양이 아니면 보호층으로서 양호한 효과를 얻기가 어려운 것으로 추측된다. 이는 H를 포함하는 보호층에 대해서도 생각할 수 있다.

다음에, 도 7에 음극 루미네슨스 측정에 관한 보호층의 방전편차와, 발광파장 약 410㎚의 피크 강도에 대한 발광파장 약 740㎚의 피크의 상대면적 강도와의 관계를 도시한다. 횡축의 방전편차가 작은 값으로부터 순서대로 시료 A∼D의 데이터를 나타낸다.

상기 도 7에서의 시료 A, B의 상대면적 강도로부터 알 수 있는 바와 같이, 종래의 구성(시료 C, D)보다 방전편차를 작게 하기 위해서는 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 저하해 버리는 것으로 예상되므로 바람직하지 않다.

또, 파장에는 다소의 편차가 있으므로, 실제로는 720㎚ 이상 770㎚ 이하의 파장영역에 발생하는 발광 피크 강도를 제 1강도, 300㎚ 이상 450㎚ 이하의 파장영역에 발생하는 발광 피크 강도를 제 2 강도라고 할 때, 상기 발광 피크 면적에 의한 상기 제 1 강도의 상기 제 2 강도에 대한 상대 면적 강도가 0.6 이상 1.5 이하로 하는 것이 바람직하다.

다음에, 도 8에 음극 루미네슨스 측정에 관한 보호층의 방전개시전압과, 발광파장 약 410㎚의 피크 강도에 대한 발광파장 약 510㎚의 피크의 상대 면적 강도와의 관계를 나타낸다. 구체적인 시료의 구별은 횡축의 방전개시전압이 작은 값에서부터 순서대로 이하와 같다.

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

시료 F; (MgO＋50 질량ppm의 Ge)

시료 G; (MgO＋1200 질량ppm의 H)

시료 H; (MgO만, 종래 구성)

또, 측정조건은 이하와 같다.

전자선 가속전압; 5kV

필라멘트 전류밀도; 6.3×10⁵(A/㎠)

여기서, 도 6, 7에 도시한 측정조건과 전류밀도가 다른 것은, 도 8에서는 다른 장치로 측정을 행하고 있고, 전자선의 스폿 직경이 크게 다른 것에 의한다.

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

또한, 본 발명에서는 보호층은, 상기 상대면적 강도가 0.9 이상이면, Ge와 H의 조합, 또는, Ge만을 첨가물로 하는 구성에 의해서도 상기와 동일한 효과가 발생하는 것을 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 같은 MgO에 적량의 Ge를 첨가하는 구성의 실시 예로는 도 5의 실시 예 2에 구체적인 데이터가 개시되어 있다.

다음에, 본 발명에서 필요한 H와 Si의 첨가량에 대해서 구체적으로 설명한다.

<MgO에 대한 H와 Si의 첨가량에 대해서>

다음에, 본원 발명자가 본 발명의 효과를 유효하게 얻을 수 있는 보호층의 성분에 대해서 검토한 결과를 설명한다.

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

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

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

또한, Si 함유량이 50 질량ppm 이상 1000 질량ppm 이하의 범위이며 특히 방전편차를 억제하는 효과를 얻기 쉽다는 것을 알 수 있었다. 즉, 도 4의 실시 예 f, g, h에서는 각각 Si첨가량이 100 질량ppm, 500 질량ppm, 1000 질량ppm이나, 방전편차가 적다는 것을 알 수 있다. 이에 따라, Si의 첨가량에 대해서는 50 질량ppm이상 1000 질량ppm 이하의 범위이면 방전편차가 작은 것으로 생각된다.

또, Si 함유량이 20 질량ppm보다 적은 경우에서는 방전지연 억제효과가 매우 작아져 버린다는 것을 알 수 있다. 반대로, Si 함유량이 5000 질량ppm보다 커지면, 방전편차가 극단적으로 커지게 되는 동시에, X선 회절 측정 등의 결과로부터 보호층의 결정성에도 악영향을 미친다는 것이 명백해 졌다.

한편, HFS에 의거하여 조사한바, 상기 보호층의 구성에서 규소와 함께 첨가 해야할 수소의 첨가량의 범위로는 300 질량ppm 이상 10000 질량ppm 이하의 범위가 바람직함을 알 수 있다.

또, Si 함유량이 20 질량ppm보다 적은 경우에는 방전지연 억제효과가 매우 작아져 버리는 것을 알 수 있다. 반대로 Si 함유량이 5000 질량ppm보다 커지면, 방전편차가 극단적으로 커지는 동시에, X선 회절 측정 등의 결과로부터 보호층의 결정성에도 악영향을 미친다는 것이 명백해 졌다.

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

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

또, 본 발명의 보호층은, 도 4의 실시 예 d, e와 같이, MgO에 적당 양의 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 질량 ppm 이상 10000 질량ppm 이하의 범위로 하는 것이 바람직하다는 것을 알 수 있다.

다음에, 본 발명에서 필요한 보호층에 첨가하는 H와 Ge의 첨가량에 대해서 구체적으로 설명한다.

<MgO에 대한 H와 Ge의 첨가량에 대해서>

다음에, 본원 발명자가 본 발명의 효과를 유효하게 얻을 수 있는 보호층의 성분에 대해서 검토한 결과를 설명한다.

여기서, 보호층(15) 중의 Ge의 함유량은 이차 이온 질량 분석법(SIMS; Secondary Ion Mass Spectrometry)에 의해서 조사할 수 있다.

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

먼저, SIMS에 의거하여 조사한바, MgO에 대해 Ge와 H를 함께 포함하는 구성의 보호층에서는, 당해 Ge의 첨가량의 범위는 10 질량ppm 이상 500 질량ppm 미만이 바람직하다는 것을 알 수 있다.

또, Ge의 함유량이 20 질량ppm 이상 100 질량ppm 이하의 범위이면 특히 화상표시품질이 우수하다는 것을 알 수 있다.

또, Ge의 함유량이 10 질량ppm보다 적은 경우에는 벽 전하 유지력을 유지하는 효과가 매우 작아져 버린다는 것을 알 수 있다. 반대로 Ge의 함유량이 500 질량ppm보다 커지면, 방전지연이 극단적으로 커지는 동시에, X선 회절 측정 등의 결과로부터 보호층의 결정성에도 악영향을 미친다는 것이 명확해 졌다.

한편, HFS에 의거하여 조사한바, 상기 보호층의 구성에서, Ge와 함께 첨가해야할 H의 첨가량 범위로서는 300 질량ppm 이상 10000 질량ppm 이하의 범위가 바람직하다는 것을 알 수 있다.

또, H의 함유량이 1000 질량ppm 이상 2000 질량ppm 이하의 범위이면, 특히 방전지연의 발생을 억제하는 효과를 얻기가 쉬워서 적합함을 알 수 있다.

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 저하해 버리므로, 이것도 바람직하지 않다.

또한, 지금까지의 실시 예로, MgO에 H와, 이에 부가하여 Si 또는 Ge를 더 첨가하여 이루어지는 보호층에 대해서 언급하였으나, 본 발명에서는 이 밖에, MgO에 H만을 첨가하고, 또한, 당해 H 원자의 첨가량을 300 질량ppm 이상 10000 질량 ppm 이하의 범위로 설정하는 구성을 취할 수도 있다.

또, MgO에 H만을 첨가하는 보호층의 구성에서는, H 원자의 첨가량은 300 질량ppm 이상 1500 질량ppm 미만의 범위로 설정하는 것이 바람직하다는 사실을 다른 실험데이터에 의해 알 수 있다.

<PDP의 제조방법>

여기서는 실시 예 1의 PDP(1)의 제조방법에 대해서, 본원발명의 보호층의 형성방법을 포함하여 일 예를 설명한다.

(프런트 패널의 제작)

두께 약 2.6㎜의 소다 라임 유리(soda lime glass)로 이루어지는 프런트 패널 유리의 면상에 표시 전극을 제작한다. 여기서는 인쇄법에 의해서 표시 전극을 형성하는 예를 설명하나, 이 이외에도, 다이 코팅법, 블레이드 코팅법 등으로 형성할 수 있다.

먼저, ITO(투명전극)재료를 소정의 패턴으로 프런트 패널 유리 상에 도포한다. 이것을 건조시킨다. 한편, 금속(Ag)분말과 유기 비히클(organic vehicle)에 감광성 수지(광 분해성 수지)를 혼합하여 이루어지는 감광성 페이스트를 제작한다. 이것을 상기 투명전극 재료상에 중첩시켜서 도포하여, 형성하는 표시 전극의 패턴을 갖는 마스크로 덮는다. 그리고 당해 마스크 상에서 노광하여, 현상공정을 거쳐서, 590∼600℃ 정도의 소성온도로 소성한다. 이에 의해, 투명전극 상에 버스 라인이 형성된다. 이 포토 마스크법에 의하면, 종래에는 100㎛의 선 폭이 한계로 되어 있던 스크린 인쇄법에 비해 30㎛ 정도의 선 폭까지 버스 라인을 세선화할 수 있게 된다. 또, 이 버스 라인의 금속재료로는, 이 밖에 Pt, Au, Ag, Al, Ni, Cr, 또는 산화주석(tin oxide), 산화인듐 등을 이용할 수 있다.

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

다음에, 형성한 표시 전극의 상부에 연화점이 550℃~600℃의 산화 납 계 또는 산화비스무트 계의 유전체 유리분말과 부틸 카르비톨 아세테이트(butyl carbitol acetate) 등으로 이루어지는 유기바인더를 혼합한 페이스트를 도포한다. 그리고 550∼650℃ 정도로 소성하여 유전체 층을 형성한다.

다음에, 유전체 층의 표면에 소정의 두께의 보호층을 EB(전자빔)증착법을 이용하여 성막한다. 이와 같이, 본 발명에서의 적당 양의 Si 또는 Ge를 함유하는 보호층(15)은 전자빔증착법에 의해서 얻을 수 있다.

성막에 이용하는 증착 원으로는, 예를 들어 펠릿형상(pellet form)의 MgO에 대해, 펠릿형상 또는 분말형상의 Si화합물 또는 Ge화합물을 혼합한 것을 이용하거나, 분말형상의 MgO와 분말형상의 Si화합물 또는 Ge화합물을 혼합한 것, 또는 그 화합물의 소결체를 이용한다. 상기 Si화합물 및 Ge화합물의 농도는 각각 20∼10000 질량ppm 및 5∼700 질량ppm으로 한다. 그리고 산소분위기 중에서, 피어스식(pierce-type) 전자빔 총(electron beam gun)을 가열 원으로 하여 상기 증착 원을 가열해서 원하는 막을 형성한다. 여기서, 성막 시의 전자빔 전류량, 산소 분압량, 기판온도 등은 성막 후의 보호층의 조성에는 큰 영향을 미치지 않으므로, 임의로 설정해도 상관없다.

일단, MgO의 막을 성막한 후, 당해 막에 대해서 H를 포함하는 분위기 하에서 플라스마 처리를 행한다. 예를 들어 H 원자의 도프 처리 챔버 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^-1Pa가 되도록 압력을 조절하면서 Ar가스를 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 여기 시켜서 플라스마를 발생시켜서, 기판에 성막되어 있는 보호층(5)을 여기한 H에 10분간 정도 노출시켜서 보호층(15)의 H 원자의 도프 처리를 행한다.

또, 상술한 성막 방법으로는 전자빔 증착법에 한정되지는 않으며, 스퍼터링법, 이온 플레이팅법 등이라도 좋다.

이상으로 프런트 패널이 제작된다.

(백 패널의 제작)

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

이어서, 어드레스 전극을 형성한 백 패널유리의 면 전체에 걸쳐서 납 계 유리 페이스트를 두께 약 20∼30㎛로 도포하고 소성하여 유전체 막을 형성한다.

다음에, 유전체 막과 동일한 납 계 유리재료를 이용하여 유전체 막 상에 이웃하는 어드레스 전극 사이마다 높이 약 60∼100㎛의 격벽을 형성한다. 이 격벽은, 예를 들어 상기 유리재료를 포함하는 페이스트를 반복하여 스크린 인쇄하고, 그 후에 소성하여 형성할 수 있다. 또, 본 발명에서는, 격벽을 구성하는 납 계 유리재료에 Si성분이 포함되어 있으면 보호층의 임피던스 상승을 억제하는 효과가 높아지므로 바람직하다. 이 Si성분은 유리의 화학조성에 포함되어 있어도, 유리 재료에 첨가되어도 좋다. 또, 증기압이 높은 불순물(N, H, Cl, F 등)의 첨가물은 MgO의 성막 시에 기상(氣相) 중에 가스형상으로 적당량 첨가해도 된다.

격벽이 형성되었으면, 격벽의 벽면과, 격벽 사이에서 노출되어 있는 유전체 막의 표면에 적색(R) 형광체, 녹색(G) 형광체, 청색(B) 형광체 중 어느 하나를 포함하는 형광잉크를 도포하고, 이것을 건조·소성하여 각각 형광체 층으로 한다.

RGB 각색 형광의 화학조성은, 예를 들어 이하와 같다.

적색 형광체: Y₂O₃; Eu^{3 ＋}

녹색 형광체: Zn₂SiO₄; Mn

청색 형광체: BaMgAl₁₀O₁₇; Eu^{2 ＋}

각 형광체 재료는 평균 입자직경 2.0㎛인 것을 사용할 수 있다. 이것을 서버 내에 50 질량%의 비율로 넣는 동시에, 에틸 셀룰로오스 1.0 질량%, 용제(α-터피네올(α-terpineol)) 49 질량%을 투입하고, 샌드 밀(sand mill)로 교반 혼합하여 15×10^-3Pa·s의 형광체 잉크를 제작한다. 그리고 이것을 펌프에 의해 직경 60㎛의 노즐로부터 격벽(20) 사이에 분사시켜서 도포한다. 이때, 패널을 격벽(20)의 길이방향으로 이동시켜서 스트라이프 형상으로 형광체 잉크를 도포한다. 그 후에는 500℃에서 10분간 소성하여 형광체 층(21∼23)을 형성한다.

이상에서 백 패널이 완성된다.

또, 프런트 패널 유리 및 백 패널 유리는 소다 라임 유리로 이루어지는 것으로 하였으나, 이것은 재료의 일 예로 든 것이며, 그 이외의 재료라도 좋다.

(PDP의 완성)

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

이상으로 PDP(1)가 완성한다.

이어서, PDP의 제조방법에 관해서, 상기와 다른 보호층의 성막 방법의 예에 대해서 실시 예를 설명한다.

<다른 성막 예 1>

본 성막 예(1)에서는, 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 하는 방법으로 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^-4 Pa가 될 때까지 챔버 내를 배기한다.

그 후, H 봄베에 연결된 이온 총으로부터 H 이온을 기판에 성막되어 있는 보호층(15)에 조사함으로써 보호층(15)의 H 원자의 도프 처리를 행한다. H의 유량은 1×10^-5∼3×10^-5 ㎥/min 범위로 설정한다.

<다른 성막 예 2>

본 성막 예 2에서는, 먼저 MgO로 이루어지는 막을 상기 실시 예 1에서 설명 한 방법으로 형성한다. 그리고 챔버 내에 놓고, H를 포함하는 분위기 하에서 플라스마 처리를 행하는 동시에, Si화합물 또는 Ge화합물을 혼합한 증착 원을 전자빔 총에 의해 가열한다. 이에 의해 H 및 Si 또는 Ge를 포함하는 보호층을 형성할 수 있다.

<다른 성막 예 3>

본 성막 예 3에서는, MgO로 이루어지는 막을 상기 실시 예 1에서 설명한 방법으로 형성한다. 그리고 챔버 내에 놓는 동시에, H 봄베에 연결된 이온 총으로부터 H 이온을 기판에 조사하면서, Si화합물 또는 Ge화합물을 혼합한 증착 원을 전자빔 총에 의해서 가열한다. 이 방법에 의해서도 H 및 Si를 포함하는 보호층을 형성할 수 있다.

<그 밖의 사항>

본 발명의 가스방전 표시패널에서의 보호층의 성막방법으로는 상기 각 실시 예에 한정되는 것은 아니고, 그 밖의 방법, 예를 들어 스퍼터링법, 이온 플레이팅법 등을 이용해도 된다.

<실시 예 2>

도 9는 실시 예 2에서의 PDP의 프런트 패널 주변의 구성을 도시한 단면개념도이다. 당해 PDP는, 기본적인 구성은 상기 실시 예 1과 동일하지만, 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 보호층(152)보다 불순물(H, Cl, F 등의 MgO에 댕글링 본드(dangling bond)를 형성하여 활성화시키는 능력을 갖는 것)을 많이 포함하여 성막 형성되어 있고, 그 위에 제 2 보호막(152)이 적층 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.

이렇게 하여, 종래보다 활성화된 제 1 보호막(151)은, 제조프로세스 중에서 혼입한 탄소 등의 불필요한 성분을 포함하는 가스가 흡착되기 쉬워지나, 2차 전자 방출계수 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 막으로서 활성화되어 형성되므로, 종래의 MgO로 이루어지는 보호층보다도 2차 전자 방출효율이 더욱 향상되며, 방전개시전압을 더욱 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 포함하고 있도록 구성함으로써, 대기 중의 프로세스에서의 보호층(15)에 대한 불필요한 성분을 포함하는 가스의 흡착을 감소시키고, 또한, 방전개시전압을 대폭으로 낮춰서 구동마진을 넓게 하여, 블랙 노이즈의 발생이 없는, 표시품질이나 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 구조의 보호층이나 2층 구조인 상기 특허문헌 1의 보호층보다도 더욱 향상하여, 2차 전자 방출계수 γ는 약 0.3의 값을 가지고, 방전개시전압은 종래 값의 180V에 대해서 약 120V로 대폭으로 낮출 수 있어서, 구동마진이 확대하는 것을 확인할 수 있었다.

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

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

이 도 12로부터 명확한 바와 같이, 불순물을 도입한 보호층 1의 수분흡착량은 불순물을 도입하지 않은 보호층 2에 비해서 많은 것을 알 수 있다.

이로부터, 본 발명에서의 효과를 충분히 PDP의 성능에 반영시키기 위해서는, 여기서 설명한 가스흡착의 과제를 이하에 제시하는 실시 예에 의해서, 상기에 설명한 발명을 보다 유효하고도 안정되게 실현할 수 있는 것으로 생각된다.

(제조방법에 대해서)

본 실시 예 2에서의 보호층(15)의 제조공정의 예를 설명한다.

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

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

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

이 제조프로세스 (b)에서, 상기 Ar가스 중에 H₂가스를 도입하면서 성막 형성함으로써, 제 1 보호막(151)에는 불순물로서의 H가 도프된다. 이에 따라 제 1 보호막(151)이 되는 MgO 막은 소위 댕글링 본드를 형성하여 활성화되어, 2차 전자 방출계수γ가 이 이외의 보호층영역(또는 종래 구성의 보호층)보다도 향상한다.

여기서, 「댕글링 본드」란, 막 표면 부근 또는 내부의 어떤 종류의 격자결함(여기서는 산소 결손)을 둘러싸는 원자 군이 갖는 불포화 결합 또는 미 결합수(unsaturated bond)를 말하며, 여기에는 전자 및 제조프로세스 중의 탄소 등의 불순물 가스원자가 포획 흡착되기 쉽다. 또, 제 1 보호막(151) 중의 H 불순물의 함유량은 1×10^18∼23/㎤의 범위가 바람직하며, 불순물 도프량이 지나치게 적으면 2차 전자 방출계수 γ가 종래 레벨의 값이 되고, 지나치게 많으면 막 저항이 지나치게 낮아져서 기록데이터의 벽 전하를 보유하기가 곤란해지므로 주의가 필요하다.

(c) 다음에, 스퍼터링장치 중에서 Ar 가스에 의해 고순도 MgO 타깃을 스퍼터링하여, 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 가스흡착을 감소시키는 막으로 할 수 있고, 상기와 같이 형성된 제 1 보호막(151)에 흡착한 불순물가스에 의한 탄소 등의 흡착 불순물도 덮어서 커버함으로써, 패널 간극 중에 방출되는 불순물가스의 방출량을 대폭으로 감소시킬 수 있다.

구체적으로는, 제조프로세스 중에서, 배기공정 시의 불필요한 성분을 포함하는 가스의 방출량은 종래의 방법에 비하여 약 1/5 정도로 감소하고, 대기 중의 프로세스에 의한 보호층에 대한 불필요한 성분을 포함하는 가스의 흡착은 대폭으로 감소하여, 패널 밀봉시의 배기시간을 약 1/2까지 단축할 수 있다.

또, 상기에 의해, 제 1 보호막의 표면 전체에 제 2 보호막을 성막 형성함으로써, PDP제조의 밀봉 배기공정 시의 배기시간을 단축하여 제조비용을 줄이고, 또한, 구동전압을 낮춰서 구동회로비용을 줄인 PDP의 제조방법으로 하는 것도 기대할 수 있다.

또, 상기에서, 제 1 보호막에 혼입되는 불순물은 H로 설명하였으나, 동일하게 댕글링 본드를 형성할 수 있는 Cl, F 등이나, 그들의 조합의 불순물이라도 상관없다. 이들 가스를 Ar가스 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 내에서 각각 조정해도 상관없다. 바람직하게는 PDP를 밀봉하여 완성한 후, 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 소정영역에 일면에 형성할 수 있으나, 이 막 두께 범위를 벗어나면 섬 형상(island-like formation)의 성막 상태가 되는 경우도 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.

상기 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 표면에 스트라이프 형상으로 형성되는 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 패널 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 형성되어 있고, 또한, 당해 제 1 보호막(151)이 팬스 형상(fence like formation)으로 방전공간에 대해서 노출하도록, 제 2 보호막(154)이 순차로 적층되어 있는 점이다. 당해 팬스 형상의 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 농도범위로 도프되어 있다. 이 도프 재료는 Si의 이외에, H, Cl, F, Ge, Cr 중 1 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 베이스재료로 하여 제작할 수 있다.

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

여기서, 실시 예 3의 구성을 갖는 실시 예를 이용한 실험결과에서도 상기 실시 예 1 및 2와 거의 동일한 효과가 얻어지는 이외에, 본 실시 예 3의 보호층(15)은 2차 전자 방출계수γ가 종래보다도 더 향상하여 약 0.32의 값을 갖는 것을 알 수 있다. 이에 따라 방전개시전압을 종래 값 180V에 대해서 약 115V로 대폭으로 낮출 수 있어서, 구동마진이 확대된 것이 확인되었다.

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

(제조방법에 대해서)

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

여기서는, 메탈마스크(도시생략)를 개재하여 스퍼터링 장치 내에서, Ar 가스 중에서 고순도 MgO 타깃을 스퍼터링하여 진성의 BaO 막을 성막 형성한다.

그리고 플라스마 상태의 Ar 이온을 Si를 혼입한 BaO 타깃에 스퍼터링 한다. 이에 의해, 제 1 보호막(151)을 유전체 층(14)의 표면상에 약 600㎚의 막 두께로 성막 형성한다.

여기서, Si 불순물의 함유량은 1×10^18∼23/㎤의 범위가 바람직하다. 당해 불순물의 도프량이 지나치게 적으면 2차 전자 방출효율이 종래와 동일한 정도로 되고, 지나치게 많으면 막 저항이 지나치게 낮아져서 기록데이터인 벽 전하를 유지하기가 어려워진다. 이 조절에 의해, 종래보다도 활성화된 BaO막에 의한 제 1 보호막(151)은 제조프로세스 중의 탄소 등의 불필요한 불순물가스를 흡착하기가 쉬워지기는 하나, MgO보다도 2차 전자 방출효율을 더욱 향상시키는 보호층이 된다.

(b) 이어서, 상기 제 1 보호막(151) 표면에 소정의 패턴으로 제 2 보호막(153, 154)을 형성한다. 이것은 예를 들어, 소정의 패터닝이 실시된 메탈마스크(도시생략)를 개재하여, 스퍼터링장치 내에서, Ar 가스 중에서 고순도의 MgO 타깃을 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 점유하는 면적의 비율로 소정의 면적률이 되도록 성막한다.

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

또, 상기에 의해 보호층으로, 제 1 보호막과 표시 전극 하의 제 1 보호막의 적어도 일부 표면이 노출하도록 제 2 보호막을 적층하여 성막 형성함으로써, PDP제조 시의 밀봉 배기공정에서의 배기시간을 단축하여 제조비용을 줄이고, 또한, 구동전압을 낮춰서 구동회로 비용을 줄인 PDP의 제조방법으로 할 수 있다.

또, 상기에서 보호층은 스퍼터링법으로 형성하였으나, 그 밖에 전자빔증착법, CVD법, 또는 이들을 조합하여 성막해도 상관없다. 적어도 제 1 보호막은 스퍼터링법으로 성막하는 쪽이 바람직하며, 보호층의 2차 전자 방출효율이나 내 스퍼터성(sputtering resistance characteristic)을 더욱 향상시킬 수 있다.

본 발명의 가스방전표시패널은 대형 텔레비전이나 고선명 텔레비전 또는 대형표시장치 등, 영상기기산업, 선전 기기산업, 산업기기나 그 밖의 산업분야에 이용할 수 있다.

Claims (14)

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

   상기 보호층은, 상기 유전체 층의 표면에 형성된 제 1 보호막과, 상기 제 1 보호막의 표면의 적어도 일부 영역에 적층된 제 2 보호막을 구비하고, 또한, 상기 제 1 보호막은 상기 제 2 보호막보다 불순물을 많이 포함하는 구성인 것을 특징으로 하는 가스방전 표시패널.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 제 2 보호막은 상기 제 1 보호막의 표면 전체를 피복 하도록 적층되어 있는 것을 특징으로 하는 가스방전 표시패널.
3. 제 1항에 있어서,

   상기 제 2 보호막은 상기 표시 전극 아래의 상기 제 1 보호막의 적어도 일부 표면이 노출하도록 적층되는 구성인 것을 특징으로 하는 가스방전 표시패널.
4. 제 3항에 있어서,

   상기 제 2 보호막은 상기 표시 전극 아래의 상기 제 1 보호막에서 차지하는 상기 제 2 보호막의 면적의 비율이 10% 이상 90% 이하의 면적률인 것을 특징으로 하는 가스방전 표시패널.
5. 제 1항에 있어서,

   상기 제 2 보호막의 막 두께는 10㎚ 이상 1㎛ 이하인 것을 특징으로 하는 가스방전 표시패널.
6. 제 1항에 있어서,

   상기 제 2 보호막의 막 두께는 10㎚ 이상 100㎚ 이하인 것을 특징으로 하는 가스방전 표시패널.
7. 제 1항에 있어서,

   상기 제 1 보호막에 혼입되는 상기 불순물은 H, Cl, F, Si, Ge, Cr 중 적어도 1종을 포함하는 불순물인 것을 특징으로 하는 가스방전 표시패널.
8. 제 1항에 있어서,

   상기 제 1 보호막에서의 상기 불순물의 함유량은 10ppm 이상 10000ppm 이하의 범위에 있는 것을 특징으로 하는 가스방전 표시패널.
9. 제 1항에 있어서,

   상기 제 1 보호막 및 상기 제 2 보호막은 MgO, CaO, BaO, SrO, MgNO 및 ZnO 중 적어도 1종의 금속산화물 재료를 포함하도록 성막되는 것을 특징으로 하는 가스방전 표시패널.
10. 제 9항에 있어서,

    상기 제 1 보호막 및 상기 제 2 보호막은 각각 MgO를 포함하도록 성막되어 있는 것을 특징으로 하는 가스방전 표시패널.
11. 제 9항에 있어서,

    상기 제 1 보호막은 BaO를 포함하여 성막되고, 상기 제 2 보호막은 MgO를 포함하여 성막되는 것을 특징으로 하는 가스방전 표시패널.
12. 제 1항에 있어서,

    상기 제 2 보호막은 상기 제 1 보호막의 표면상에서 섬 형상(island-like formation) 또는 스트라이프 형상(stripe formation)으로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 가스방전 표시패널.
13. 제 1 기판에, 쌍을 이루어 형성된 표시 전극을 형성하는 공정과, 상기 표시 전극을 덮도록 형성된 유전체 층을 형성하는 공정과, 상기 유전체 층의 표면에 형성된 보호층을 형성하는 보호층 형성공정과, 상기 제 1 기판에 간극을 개재하여 제 2 기판을 대향 배치하는 공정을 갖는 가스방전 표시패널의 제조방법으로,

    상기 보호층 형성공정은, 상기 유전체 층의 표면에 불순물을 많이 포함한 제 1 보호막을 대기에 노출시키지 않고 성막하고, 상기 제 1 보호막의 표면의 적어도 일부에 제 2 보호막을 대기에 노출시키지 않고 적층 함으로써 보호층을 형성하는 것을 특징으로 하는 가스방전 표시패널의 제조방법.
14. 제 13항에 있어서,

    상기 보호층 형성공정은 상기 제 1 보호막 및 상기 제 2 보호막 중 적어도 한쪽을 스퍼터링법으로 성막하는 것을 특징으로 하는 가스방전 표시패널의 제조방법.

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