KR20070063476A

KR20070063476A - 플라즈마 디스플레이 패널

Info

Publication number: KR20070063476A
Application number: KR1020067026912A
Authority: KR
Inventors: 마사키 니시무라
Original assignee: 마쯔시다덴기산교 가부시키가이샤
Priority date: 2005-05-17
Filing date: 2006-05-17
Publication date: 2007-06-19
Also published as: WO2006123683A1; US20090160333A1; US7728523B2; CN1993795B; CN1993795A

Abstract

적어도 표시 전극(6)과 유전체층(7)을 갖는 전면판(1)과 배면판(2)을 대향 배치하여 방전 공간(14)을 형성하고, 방전 공간(14)에 방전 가스를 충전한 플라즈마 디스플레이 패널로써, 유전체층(7) 상에 규소 또는 알루미늄 중의 적어도 하나의 원소가 첨가된 산화마그네슘으로 이루어지는 보호층(8)을 설치하고, 또한, 방전 가스가 적어도 크세논과 수소를 포함하고, 보호층(8)의 규소 또는 알루미늄의 농도가 30ppm 이상 50000ppm 이하이고, 또한, 수소의 농도가 1OOOOppm 이하이다.

Description

플라즈마 디스플레이 패널{PLASMA DISPLAY PANEL}

본 발명은, 표시 디바이스 등에 이용하는 플라즈마 디스플레이 패널에 관한 것이다.

플라즈마 디스플레이 패널(이하, PDP라고 한다)은, 기본적으로는, 전면판과 배면판으로 구성되어 있다. 전면판은, 유리 기판과, 그 한쪽의 주면 상에 형성된 스트라이프 형상의 투명 전극과 버스 전극으로 구성되는 표시 전극과, 표시 전극을 덮어 콘덴서로서의 작용을 하는 유전체 유리층과, 유전체층 상에 형성된 산화 마그네슘(Mg0)으로 이루어지는 보호층으로 구성되어 있다.

유리 기판으로는, 대면적화가 용이하고 평탄성도 우수한 플로트(float)법에 의해 제조된 유리 기판을 이용하고 있다. 표시 전극은, 박막 프로세스에 의해 형성한 투명 전극상에 도전성을 확보하기 위한 은(Ag) 재료를 포함하는 페이스트를 소정의 패턴으로 형성하고, 그 후, 소성함으로써 버스 전극을 형성하고 있다. 그리고 투명 전극과 버스 전극으로 구성된 표시 전극을 덮도록 유전체 페이스트를 도포하여 소성함으로써 유전체층을 형성하고 있다. 마지막으로 유전체층 상에 Mg0로 이루어지는 보호층을 박막 프로세스를 이용하여 형성하고 있다.

한편, 배면판은, 유리 기판과, 그 한쪽 주면 상에 형성된 스트라이프 형상의 어드레스 전극과, 어드레스 전극을 덮는 유전체층과, 유전체층 상에 형성된 격벽과, 각 격벽 간에 형성된 적색, 녹색 및 청색 각각으로 발광하는 형광체층으로 구성되어 있다.

전면판과 배면판은 그 전극 형성면측을 대향시켜 기밀 밀봉하고, 격벽에 의해 구분된 방전 공간에 네온(Ne)-크세논(Xe) 등의 방전 가스를 400Torr∼600Torr의 압력으로 봉입하고 있다. PDP는, 표시 전극에 영상신호 전압을 선택적으로 인가함으로써 가스방전을 발생시키고, 그 방전에 의해 발생한 자외선이 각색 형광체층을 여기하여 적색, 녹색, 청색의 발광을 시키고 있다. 이렇게 하여 컬러 화상표시를 실현하고 있는 예가, 「플라즈마 디스플레이의 모든 것」(內池平樹, 御子柴茂生 공저, (주)공업 조사회, 1997년 5월 1일, p79-p80)에 개시되어 있다.

또한, 화상 표시를 시키기 위해서는, 1 프레임의 화상을 복수의 서브필드(SF)로 분할함으로써 계조 표현을 하는 방식이 이용되고 있다. 이 방식에서는, 방전을 제어하기 위해 1 SF를 초기화 기간, 어드레스 기간, 유지기간, 소거기간으로 분할하고 있다. 점등할 화소를 선택하기 위한 어드레스 기간에서의 어드레스 방전을 안정하게 행하는 기술로서, 보호층의 MgO에 수 100ppm에서 수%의 규소(Si)나 알루미늄(Al) 원소를 첨가하여, 보호층의 전자방출 특성을 개선하는 기술이, 일본국 특허 공개공보 평10-334809호, 일본국 특허 공개공보 2003-132801호, 일본국 특허 공개공보 2004-103273호에 개시되어 있다.

또한, 초기화 기간의 방전에 대한 파형을 일반적인 직사각형 펄스로 바꿔 완만한 기울기로 하고, 각 방전 셀의 형상 편차나 형광체의 대전상태의 차이에 의한 어드레스 방전 전압의 편차를 억제하는 기술이, 일본국 특허 공개공보 2000-267625호나 「PDP에서의 각 부재별 특성 및 최신의 개발 사례」(주식회사 정보기구, 2004년 3월 26일, p216-p218)에 개시되어 있다.

그러나, 근래는, 하이비전을 비롯한 고정밀, 고계조이면서 저소비 전력의 화상표시 장치에 대한 기대가 높아지고 있다. 특히, 근래 기대되고 있는 풀스펙의 42인치 클래스의 하이비전 TV에서는, 화소수가 1920×1125이고, 각소(各所) 방전 셀의 셀 피치는 0.15mm×0.48mm로 작아지고 있다. 이러한 고화질의 PDP에서는, 휘도와 효율의 저하가 특히 표면화한다는 과제가 발생한다.

그래서, PDP 내의 방전 가스 중의 Xe 농도를, 종래에 비해 높은 5% 이상으로 설정하거나, 정(井)자 형상의 격벽을 사용하거나 함으로써 휘도와 효율의 향상을 도모하는 시책이 취해지고 있다. 그러나, 고휘도화를 위해 PDP 내의 방전 가스 중의 Xe 농도를 5% 이상으로 하는 경우나, 정(井)자 형상의 격벽을 사용하는 경우에는, 구동 전압이 대폭 상승하여 어드레스 방전이 보다 불안정해지고, 고품질의 화상이 얻어지지 않는다는 과제가 발생한다. 또한, Xe 농도가 증가하면, Xe 이온의 양도 증대하여, Mg0가 스퍼터되기 쉬워져 보호층의 수명이 짧아진다는 과제도 발생한다.

일반적으로, 구동 전압이 상승하여 방전이 불안정해지는 과제에 대해, MgO에 Si나 AL 원소를 첨가하여 Mg0로부터의 전자 방출량을 증대시키는 방법이 있다. 그러나, MgO만의 보호층보다 구동 전압은 약간 저하하긴 하지만, 어드레스 기간이 상대적으로 긴 고화질의 PDP에서는, 어드레스 방전의 안정을 도모할 수 없다는 과제 가 있다.

특히, Xe 농도를 5% 이상으로 높인 고화질의 PDP에서, 어드레스 주사의 고속화와 어드레스 방전의 안정화, 저전압화를 목적으로 하여 Mg0에 Si나 Al을 첨가하면 다음과 같은 과제가 발생한다. 즉, 초기화 방전에서 유전체층 상에 대전한 벽전하를 이용한 구동방법으로 점등시키고자 하면, 구동 전압은 종래의 MgO 보호층의 경우보다는 낮아지지만, MgO 보호층으로부터의 전자 방출 특성이 풍부해지기 때문에, 초기화 방전으로 형성된 벽전하까지도 소실되어 점등 불량(어드레스 미스)이 발생하여, 화질이 저하한다는 과제가 있었다.

또한, 어드레스 방전의 안정화와 어드레스 전압의 저감을 목적으로 하여 완만한 기울기의 전압 파형을 이용하는 경우에서는, 점등 불량(어드레스 미스)의 발생이 보다 현저해진다는 과제가 있다.

본 발명의 PDP는, 적어도 전극과 유전체층을 갖는 전면판과 배면판을 대향 배치하여 방전 공간을 형성하고, 방전 공간에 방전 가스를 충전한 PDP로서, 유전체층 상에 Si 또는 Al의 적어도 하나의 원소가 첨가된 MgO로 이루어지는 보호층을 설치하고, 또한, 방전 가스가 적어도 Xe와 수소(H₂)를 포함하고 있다.

이러한 PDP에 의하면, 어드레스 방전의 점등 불량(어드레스 미스)의 발생이 없어, 고휘도 표시에서 동작 전압이 낮고, 또 장기간 안정한 구동을 실현할 수 있는 PDP를 실현할 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시형태에서의 PDP의 주요 구성을 나타내는 단면 사시도이다.

도 2는 도 1의 2-2 단면도이다.

도 3은 본 발명의 실시형태에서의 PDP의 구동파형을 나타내는 도면이다.

도 4a는 본 발명의 실시형태에서의 PDP의 초기화 기간의 구동 파형에서의 벽전하의 모습을 나타내는 도면이다.

도 4b는 본 발명의 실시형태에서의 PDP의 초기화 기간 종료 시의 구동 파형에서의 벽전하의 모습을 나타내는 도면이다.

도 4c는 본 발명의 실시형태에서의 PDP의 어드레스 기간 개시시의 구동 파형에서의 벽전하의 모습을 나타내는 도면이다.

도 4d는 본 발명의 실시형태에서의 PDP의 어드레스 기간의 구동 파형에서의 벽전하의 모습을 나타내는 도면이다.

〈부호의 설명〉

1 : 전면판 2 : 배면판

3 : 전면 유리 기판 4 : 주사 전극

4a, 5a : 투명 전극 4b, 5b : 버스 전극

5 : 유지 전극 6 : 표시 전극

7, 11 : 유전체층 8 : 보호층

9 : 배면 유리 기판 10 : 어드레스 전극

12 : 격벽 13 : 형광체층

13R : (적색)형광체층 13G : (녹색)형광체층

13B : (청색)형광체층 14 : 방전 공간

이하, 본 발명의 실시형태에서의 PDP에 대해 도면을 이용하여 설명한다.

(실시형태)

도 1은 본 발명의 실시형태에서의 PDP의 주요 구성을 나타내는 단면 사시도이다. 또, 도 2는 도 1의 2-2 단면도이다. 도 1에 나타내는 바와 같이, PDP는, 방전 공간이 형성되도록 서로 대향 배치한 전면판(1)과 배면판(2)에 의해 구성된다.

우선, 전면판(1)에 대해 설명한다. 전면 유리 기판(3)의 배면판(2) 측의 면상에, 스트라이프 형상의 주사 전극(4)과 유지 전극(5)을 면방전 갭을 끼워 배열하고, 표시 전극(6)을 형성하고 있다. 즉 표시 전극(6)은, 평행 배치된 주사 전극(4)과 유지 전극(5)이 쌍을 이루어 형성되어 있다. 주사 전극(4) 및 유지 전극(5)은, 산화 인듐(ITO)이나 산화주석(SnO₂) 등의 투명 도전성 재료에 의해 형성된 투명 전극(4a, 5a)과, 그 위에 형성된 투명 전극(4a, 4b)보다 폭이 좁고, 도전성이 우수한 버스 전극(4b, 5b)으로 구성되어 있다. 버스 전극(4b, 5b)은, 예를 들면 Ag 후막(두께: 2㎛∼10㎛), Al 박막(두께: 0.1㎛∼1㎛) 또는 크롬/동/크롬(Cr/Cu/Cr) 적층 박막(두께: O.1㎛∼1㎛) 등 중 어느 것인가로 구성된다.

표시 전극(6)을 형성한 전면 유리 기판(3) 상에, 표시 전극(6)을 덮도록, 예를 들면, PbO-SiO₂-B₂O₃-ZnO-BaO계의 유리 조성을 갖는 유전체 유리 재료로 이루어지는 유전체층(7)을 형성하고, 또 유전체층(7) 상의 전역에 걸쳐 보호층(8)이 적층 형성되어 있다. 보호층(8)으로는, MgO를 주성분으로 하는 박막에 의해 형성되어 있다. 여기서, 보호층(8)은, 예를 들면, Si, Al의 적어도 하나가 30ppm∼50000ppm 첨가된 Mg0를 주성분으로 하는 것이다.

다음으로 배면판(2)에 대해 설명한다. 배면 유리 기판(9)의 전면판(1) 측의 면상에, 복수의 어드레스 전극(10)이 스트라이프 형상으로 형성되어 있다. 또, 어드레스 전극(10)을 덮도록 유전체층(11)이 형성되어 있다. 유전체층(11) 상에는, 예를 들면 스트라이프 형상의 격벽(12)이 어드레스 전극(10) 사이에 위치하도록 배설되어 있다. 격벽(12)과 유전체층(11)으로 형성되는 스트라이프 형상의 오목부에는, 정(正)대전성의(Y, Gd)BO₃:Eu나, Y₂O₃:Eu로 이루어지는 적색 형광체층(13R), 부(負)대전성의 Zn₂SiO₄:Mn이나 정대전성의 (Y, Gd)BO₃:Tb로 이루어지는 녹색 형광체층(13G) 및 정대전성의 BaMgAl₁₀O₁₇:EU로 이루어지는 청색 형광체층(13B)이 셀 피치 0.16㎜(42인치의 HD-TV의 경우)로 규칙적으로 배치하여 형성되어 있다.

이러한 구성의 전면판(1)과 배면판(2)을, 도 1에 나타내는 바와 같이, 어드레스 전극(10)과 표시 전극(6)이 직교하도록 대향하여 배치시키고, 격벽(12) 및 각색 형광체층(13R, 13G, 13B)으로 구성된 스트라이프 형상 오목부와, 보호층(8)으로 둘러싸인 방전 공간(14)을 형성한다. 전면판(1) 및 배면판(2)의 외주 가장자리부 를 밀봉 유리로 밀봉하는 동시에, 방전 공간(14)에 방전 가스를 충전하여 PDP를 완성시키고 있다. 따라서, 표시 전극(6)과 어드레스 전극(10)이 교차하는 영역이, 화상표시에 관계되는 방전 셀을 형성하고 있다. 또, 방전 공간(14)에는, 방전 가스가 400Torr∼600Torr 정도의 압력으로 충전되어 있다.

PDP는, 각 방전 셀에서 발생하는 방전에 의해 단파장의 자외선(파장 약 147㎚)이 발생하고, 이 자외선에 의해 각색 형광체층(13R, 13G, 13B)이 여기 발광함으로써 화상표시를 행할 수 있다.

본 발명의 실시형태에서는, 방전 공간(14)에 충전되는 가스로는, 헬륨(He), Ne, 아르곤(Ar) 중에서 선택되는 적어도 하나와, Xe와, H₂를 포함하고, Xe의 농도를 5% 이상으로 하고 있다. 한편, H₂의 농도는, 30ppm∼10000ppm의 것을 이용하고 있지만, 보다 바람직하게는, 50ppm∼1000ppm의 범위로 하고 있다.

방전 가스의 Xe 농도를 높게 함으로써 고휘도화를 실현할 수 있는데, Xe의 농도를 높이면 방전 전압이 상승하기 때문에, 회로 부품이나 PDP의 구조에 대해 고내전압 대책이 필요해지고, 소비 전력의 상승, 부품 비용의 상승 등의 원인이 된다.

그러나, 본 발명의 실시형태에서의 PDP에서는, Xe 농도를 5% 이상으로 높이고, 또 H₂를 30ppm∼10000ppm 가한 방전 가스와, Si나 Al을 첨가한 MgO의 보호층(8)을 조합하고 있다. 그 결과, 고휘도화를 실현하면서, 어드레스 방전의 안정화와 방전 전압의 상승을 억제하는 것을 가능하게 하고 있다. 본 발명의 실시형태에서, 어드레스 방전을 안정화시킴과 동시에, 방전 전압이 상승하는 것을 억제할 수 있는 이유로는 이하와 같이 추측된다.

즉, 종래의 기술과 같이, 단지 Mg0의 보호층에 Si, Al을 첨가한 경우에서는, 방전중에 보호층의 표면이 스퍼터되었을 때에 보호층 중의 Si, Al을 분리하고, Mg0만이 다시, MgO의 보호층의 표면에 재부착하기 때문에, 보호층 표면의 Si, Al의 농도가 결과적으로 감소한다. 그 때문에, 장기에 걸친 Si, Al를 첨가하는 것에 의한 전자 방출 효과가 없어져 버린다고 생각된다.

그러나, 본 발명의 실시형태와 같이, 방전 가스 중에 적량의 H₂가 존재하면, 보호층(8)의 Si, Al의 스퍼터를 억제하는 효과가 작용하여, 항상 MgO 중의 Si, Al의 양이 일정하고 안정한 상태로 되어 있다고 추정된다. 이들의 이유로는, 수소원자(H)는 그 원자 반경이 Mg, A1, Si, O의 그것보다 작고, 또 가볍기 때문에, 방전 공간중이나 Mg0 결정 격자 중을 비교적 빨리 이동할 수 있다. 그 때문에, Mg0 결정 내에 도입된 H₂가 버퍼가 되어 Si, Al의 MgO로부터의 분리를 억제하고 있다고 생각된다. 또, H₂의 첨가에 의해 벽전하의 소실이 억제되어 있다고 생각된다.

방전 가스 중의 Xe 농도가 5% 이상으로 높아지면, 방전 중의 Xe 이온의 농도도 상승하여 스퍼터율이 커져, MgO 중의 Si, Al의 분리가 보다 심해진다. 따라서, Xe 농도가 높은 방전 가스 중에서는, 방전의 안정성을 유지하고, 벽전하의 소실을 억제하기 위해서는 방전 가스로서 H₂를 넣는 것이 매우 유효하다 생각된다.

본 발명의 실시형태에서는, MgO 중으로의 Si, Al의 첨가량, 방전 가스 중의 Xe, H₂ 농도를 바꾼 경우의 PDP를 작성하여 그 성능을 평가하였다. 그 결과를 표 1에 나타낸다.

표 1에는, 작성한 PDP의 보호층의 조건과 방전 가스의 조건에 대한 점등 평가의 결과를 나타낸다. 또, PDP 1, 2, 5, 14, 15는 본 발명의 실시형태와 비교하기 위한 비교예이고, PDP 3, 4, 6∼13이 본 발명의 실시형태에서의 PDP이다. 표 1에서, 본 발명의 실시형태로는, MgO 중의 Si, Al의 농도를 30ppm∼50000ppm, 방전 가스 중의 H₂의 농도를 30ppm∼10000ppm으로 하고, Xe 농도를 5%∼50%로 하여 Ne를 밸런스(balance)의 방전 가스로 하였다. 또한, 이들의 PDP를 도 3에 나타내는 완만한 기울기의 초기화 파형을 이용한 구동 파형으로 점등시키고, 어드레스 방전에서의 방전 안정성(어드레스 미스)을 확인함과 동시에, 벽전하를 안정하게 유지할 목적의 전압(도 3에서의 Vs)인 주사 펄스 전압을 평가하였다. 또, PDP 1, 2, 5, 14에서의 H₂ 농도가 5ppm 미만의 검출 한계 이하란, 적극적으로 방전 가스 중에 H₂를 첨가하고 있지 않은 것이다.

어드레스 미스가 생기면, 본래 점등해야 할 화소가 방전하지 않게 되기 때문에 화질 열화를 야기하는 원인이 된다. 어드레스 방전의 안정성에 대한 표 1의 평가의 기준은, ◎ 표시는 어드레스 방전이 매우 안정하고 표시 화면에 깜빡임이 전혀 없는 상태, ○ 표시는 어드레스 방전이 안정하고 표시 화면의 깜박임이 통상의 시청에서는 문제가 되지 않는 상태, △ 표시는 어드레스 방전이 약간 불안정하고 방전 미스가 때때로 일어나는 상태라 하고 있다. 또한, 어드레스 시에는 벽전하 유지에 필요한 전압(Vs)은 작은 편이 바람직하다. 일반적으로, 전압(Vs)이 150V 이상으로 높아지면, 그 전압에 대응한 범용이고 입수 가능한 IC가 적어진다. 또한, 150V 이상의 내압을 구비한 IC를 사용했다 해도, 구동 전압이 높아지기 때문에 IC의 발열량이 커져, 오방전도 일어나기 쉬워진다. 따라서, 전압(Vs)은 작은 편이 바람직하고, 바람직하게는 80V 이하가 바람직하다.

표 1의 결과로부터, MgO 중에 Si나 AL를 첨가한 PDP 2, 3, 4, 5, 6∼14에서는, Si나 Al을 30ppm 이상 첨가함으로써 어드레스 미스의 발생이 명확히 개선되어 있는 것을 알 수 있다. 그러나, 한편으로, 표 1 중의 H₂ 농도가 검출한계 이하이고, MgO에 Si나 Al을 첨가한 만큼의 PDP 2, 5, 14에서는, 전압(Vs)이 높아지고, 또, PDP 2, 5의 결과로부터 Si나 Al의 농도가 높아짐에 따라 어드레스 방전은 안정하기 쉬워지지만, 더 전압(Vs)이 높아지는 경향이 된다. 또한, Si, Al을 전혀 첨가하고 있지 않은 PDP 1, 15에서는, 어드레스 방전이 안정하지 않고, 또 전압(Vs)도 약간 높아져 있는 것을 알 수 있다. 또한, PDP 11∼13에 나타내는 바와 같이, MgO에 Al과 Si를 동시에 첨가해도 되고, 그 경우에는 각각의 농도의 합계가 100ppm 이상 50000ppm이면 동일한 효과를 얻는 것이 가능해진다.

이상의 것으로부터, 어드레스 방전의 안정성과, 전하 유지에 필요한 전압(Vs)이 80V 이하의 2점을 동시에 만족하는 패널은, 본 발명의 실시형태인 패널 3, 4, 6∼13인 것을 알 수 있다.

방전 가스로의 H₂의 첨가가 없는 경우에, MgO로의 Si, Al의 첨가량을 늘리면 전압(Vs)이 증가하는 이유는 이하의 매커니즘에 의한다고 생각된다. 이 매커니즘을 도 3, 도 4를 이용하여 설명한다. 도 3은 PDP의 구동 파형을 나타내는 도면이고, 도 4는 도 3의 구동 파형의 소정의 타이밍에서의 벽전하의 모습을 나타내는 도면이다. 즉, 도 3에서, 완만한 기울기의 전압 파형으로 초기화를 행했을 때의 도 3 중에 나타내는 타이밍 (a)∼(d)의 방전 셀내의 대전(벽전하)의 모습이 도 4a∼도 4d에 나타내는 상태가 된다. 타이밍 (a)로부터 (b)에 걸쳐서는 완만한 기울기의 전압 파형에 의한 미약 방전에 의해, 방전 셀 내의 전극간이 방전 개시 전압에 가까운 상태가 되도록 벽전하를 축적한 상태가 된다. 즉, 도 4a에 나타내는 바와 같이 타이밍 (a)에서는 주사 전극(4)에 정(正)의 전압이 인가되기 때문에, 주사 전극(4) 측의 유전체층(7) 상에 부(負)의 전하가 축적된다. 한편, 상대적으로 그 밖의 전극의 유전체층(7)이나 형광체층(13) 상에는 정의 벽전하가 축적된다. 또한, 도 4b에 나타내는 바와 같이 타이밍 (b)에서는 타이밍 (a)에서 축적된 벽전하가, 외부로부터의 전압 공급이 약해지기 때문에 전극간에 인가되는 전계 강도가 방전 개시 전압에 가까운 상태로, 어느 정도 벽전하가 중화된 상태로 조정된다. 따라서, 각 전극간에는 여전히 방전 개시전압에 상당하는 전계가 방전 공간에 인가된 상태가 된다. 이 상태가 초기화 기간의 종료시의 상태이다.

다음으로, 유지 기간에 점등하는 방전 셀을 선택하기 위한 어드레스 기간의 타이밍 (c)를 도 4c, 타이밍 (d)를 도 4d를 이용하여 설명한다. 해당하는 방전 셀의 어드레스 방전의 타이밍 (d) 이외의 기간인 타이밍 (c)에서는, 초기화 기간에서 축적한 벽전하를 안정적으로 유지하는 목적의 주사 펄스 전압인 전압(Vs)을 주사 전극(4)에 인가한다. 즉, 이 전압(Vs)은 벽전하에 의한 각 전극간의 전계를 약하게 하는 극성의 전압도 된다. 그리고, 어드레스시는 전압(Vs)의 인가를 정지하여, 다시 방전 셀 내의 전극간의 전계를 방전 개시 전압에 가까운 상태의 타이밍 (b)의 상태로 되돌린다. 이에 의해, 화상에 동기시켜 전극간의 방전 개시 전압을 상회하도록 어드레스 전극(10)에 정의 전압을 인가하고, 강방전을 발생시켜 셀 선택을 행한다. 이때, 완만한 기울기의 전압 파형에 의한 초기화 구동은, 벽전하에 의한 전계가 방전 개시 전압 가까이에 있는 상태로부터의 방전이 되기 때문에, 종래의 펄스 파형의 초기화 파형에 비해, 어드레스에 인가하는 전압을 대폭으로 저전압화하는 것이 가능해진다. 그리고, 이 방전 셀 선택의 어드레스 방전을 모든 주사 전극(4)을 순차 주사함으로써, 매트릭스 배치된 전극구성에 의해 PDP 전면의 모든 화소에서의 방전 셀 선택이 가능해진다.

그러나, 완만한 기울기의 전압 파형으로 형성한 벽전하를 이용한 구동방법에서는, 특히 초기화 기간에서 형성한 벽전하를 유지할 필요가 있기 때문에, 벽전하의 안정 유지와 전자 방출 특성의 향상과는 상반하는 특성이 된다. 즉 전자 방출 특성이 향상한 MgO의 보호층(8)에서는, 축적한 전자를 방전 공간 중에 방출하기 쉽고, 안정적으로 벽전하를 유지하는 것이 곤란해진다. 그 때문에, 주사 전극(4)의 유전체층(7) 상에 형성한 벽전하를 안정하게 유지하기 위해서는 전압(Vs)이 상승한다.

여기서, 표 1 중의 PDP 2∼14에 나타내는 바와 같이 Si나 Al의 첨가량을 30ppm 이상으로 함으로써, PDP 1, 15 등의 첨가물이 없는 경우보다 어드레스 방전의 안정성이 향상한 이유는, Si나 Al을 많이 첨가함으로써 MgO 중에 얕은 불순물 준위가 형성되어 전자의 공급원이 되어, 전자방출 특성이 향상했기 때문이라 생각된다. 그러나, 표 1 중의 PDP 3, 4, 6∼13과 같이, MgO에 Si나 Al을 30ppm 이상 첨가하고, 또한, 방전 가스에 H₂를 30ppm 이상 첨가함으로써 전자방출 특성의 향상과 안정한 벽전하 유지의 양립이 가능한 것을 알 수 있다. 그 요인으로는, H₂의 첨가에 의해 방전 셀 내의 방전 개시전압이 저하하는 것으로부터, 도 3의 타이밍 (b), 즉 도 4b의 상태에서, 벽전하의 정극(正極)과 부극(負極)을 끌어 당기는 인력이 작아지도록 벽전하의 중화가 억제되었기 때문이라 생각된다.

또, 어드레스 방전의 안정화에는, MgO에 첨가하는 Si의 농도가 30ppm을 넘으면 효과가 나오기 시작하여, 100ppm 이상에서 특히 효과가 현저해진다. 그러나, 50000ppm 이상으로 하면 MgO의 결정성이 저하하여 어드레스 방전이 불안정해진다. 한편, Al의 농도도 30ppm 이상에서 효과가 나타나고, 50000ppm 이상에서는 같이 결정성이 악화하여 어드레스 방전이 불안정해진다. 또한, Si와 Al의 농도의 합계가 100ppm 이상 50000ppm 이하의 경우에도 동일한 효과이다.

또, 첨가하는 H₂의 농도는 30ppm∼10000ppm에서 전압(Vs)를 저감시키는 효과가 있지만, 특히 바람직하게는 50ppm∼1000ppm에서 그 효과가 현저하다.

또한, 표 1에는 방전 가스로서 Xe의 농도를 5%∼50%로 한 예를 나타내고 있는데, 방전 가스 중의 Xe 농도를 증가시키면 특히 도 3에서의 유지 기간에서의 유지 펄스 전압의 상승이 현저해진다. 그 때문에, 표 1에 나타내는 바와 같이 Xe 농도가 50%라도 어드레스 기간에서의 주사 전압의 상승은 억제할 수 있지만, 유지 펄스 전압의 상승이 커지기 때문에, 현실적으로는 Xe 농도로는 5%∼30% 정도까지로 하는 것이 바람직하다.

이상과 같이, Si 또는 Al이 30ppm∼50000ppm 첨가된 MgO를 보호층으로 하고, 또한, H₂를 방전 가스 중에 30ppm∼10000ppm 첨가함으로써, 어드레스 방전의 안정화와, 벽전하의 유지에 필요한 주사 펄스 전압의 저전압화를 동시에 실현하고, 또 보호층의 내(耐)스퍼터성도 향상한 PDP로 할 수 있다.

또, 이상의 설명에서는, 평면 반사형이라 불리는 구조의 PDP를 이용하여 설명하였지만, 대향형 구조의 PDP나 튜브 어레이형의 PDP(T.Shinoda et al, "New approach for wall display with fine tube arraytechnology", SID Symposium 2002)에 대해서도 마찬가지로 적용할 수 있고, 60 인치를 넘는 대형 PDP 등의 저전력화용으로는 한층 유효한 수단이 된다.

본 발명의 PDP에 의하면, 어드레스 방전이 안정하고, 또한 저전압 구동을 가능하게 하는 고휘도의 PDP를 실현하기 위해, 고화질인 플라즈마 디스플레이의 장치에 유용하다.

Claims

적어도 전극과 유전체층을 갖는 전면판과 배면판을 대향 배치하여 방전 공간을 형성하고, 상기 방전 공간에 방전 가스를 충전한 플라즈마 디스플레이 패널로서, 상기 유전체층 상에 규소 또는 알루미늄 중의 적어도 하나의 원소가 첨가된 산화마그네슘으로 이루어지는 보호층을 설치하고, 또한, 상기 방전 가스가 적어도 크세논과 수소를 포함하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널.
청구항 1에 있어서,

상기 보호층의 상기 규소 또는 상기 알루미늄의 농도가 30ppm 이상 50000ppm 이하이고, 또한, 상기 수소의 농도가 1OOOOppm 이하인 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널.
청구항 1에 있어서,

상기 보호층의 상기 규소와 상기 알루미늄의 농도의 합계가 100ppm 이상 50000ppm 이하이고, 또한, 상기 수소의 농도가 1OOOOppm 이하인 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널.
청구항 2 또는 청구항 3에 있어서,

상기 크세논의 농도가 5% 이상 30% 이하인 것을 특징으로 하는 플라즈마 디 스플레이 패널.