KR20080067306A - 플라즈마 디스플레이 패널 - Google Patents

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KR20080067306A
KR20080067306A KR1020080004162A KR20080004162A KR20080067306A KR 20080067306 A KR20080067306 A KR 20080067306A KR 1020080004162 A KR1020080004162 A KR 1020080004162A KR 20080004162 A KR20080004162 A KR 20080004162A KR 20080067306 A KR20080067306 A KR 20080067306A
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South Korea
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film
protective film
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gas
pdp
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KR1020080004162A
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사토시 마에시마
마사시 모리타
미츠오 사이토
고지 오카자키
요시야스 혼마
Original Assignee
마츠시타 덴끼 산교 가부시키가이샤
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    • H01J11/00—Gas-filled discharge tubes with alternating current induction of the discharge, e.g. alternating current plasma display panels [AC-PDP]; Gas-filled discharge tubes without any main electrode inside the vessel; Gas-filled discharge tubes with at least one main electrode outside the vessel
    • H01J11/10—AC-PDPs with at least one main electrode being out of contact with the plasma
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    • H—ELECTRICITY
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    • H01J11/34—Vessels, containers or parts thereof, e.g. substrates
    • H01J11/40—Layers for protecting or enhancing the electron emission, e.g. MgO layers

Abstract

전면(前面) 유리 기판(103) 상에 형성된 표시 전극(106)과, 유전체층(誘電體層)(107)과, 보호막(108)을 가지는 PDP(plasma display panel)로서, 보호막(108)이 산화마그네슘을 포함하는 금속산화막이며, 또한, 보호막(108)의 임의의 점에 있어서의 막 두께와, 임의의 점에 있어서의 캐소드루미네센스(cathodoluminiscence) 법에 따라 측정한 발광 파장이 330nm에서 370nm 사이의 최대 발광 강도(A1)에 대한 발광 파장 400nm에서 450nm 사이의 최대 발광 강도(A2)의 비율(A2 / A1)과의 곱(積)이, 보호막(108)의 면내(面內) 분포로서 ±15 % 이내의 변동 범위로 하고 있다.

Description

플라즈마 디스플레이 패널 {Plasma Display Panel}
본 발명은 방전 지연 시간의 기판 면내(面內)의 변동을 억제한 보호막을 가지는 플라즈마 디스플레이 패널에 관한 것이다.
근래, 컴퓨터와 TV 등의 화상 표시에 이용되고 있는 컬러 표시 장치에 있어서, 액정 표시 패널(LCD), 전계 방출(電界放出) 디스플레이 패널(FED:field emission display panel), 플라즈마 디스플레이 패널(이하, PDP) 등의 플랫 디스플레이 패널(flat display panel)이 대형화와 박형화(薄型化)를 실현할 수 있게 하는 표시 장치로서 주목받고 있다. 그 중에서, 특히 PDP는 고속 응답성과 고시야각(高視野角) 등에 뛰어난 특징을 구비하며, 고정밀·고화질화를 위한 개발이 활발하게 이루어지고 있다.
PDP는, 기본적으로는 전면판(前面板)과 배면판(背面板)으로 구성되어 있다. 전면판은, 컬러 기판과, 그 한쪽의 주면(主面) 상에 형성된 스트라이프 모양의 투명 전극 및 버스(bus) 전극으로 이루어진 주사(走査) 전극 및 유지(維持) 전극으로 구성된 표시 전극과, 표시 전극을 덮어 콘덴서로서 동작하여 방전에 의한 벽전하를 형성하는 유전체층과, 유전체층 상에 형성된 보호막으로 구성되어 있다. 한편, 배 면판은, 유리 기판과, 그 한쪽의 주면 상에 표시 전극과 교차하는 방향으로 형성된 스트라이프 모양의 어드레스(address) 전극과, 어드레스 전극을 덮는 유전체층과, 그 위에 형성된 격벽과, 각 격벽 간에 형성된 적색, 녹색, 및 청색을 각각 발광하는 형광체층으로 구성되어 있다.
전면판과 배면판은 그 전극 형성면 쪽을 대향시켜 기밀로 봉해지고, 격벽에 의해 방전 셀이 형성된 방전 공간에는, Ne-Xe 등의 방전 가스가 400 토르(torr) ~ 600 토르(torr)의 압력으로 봉입되어 있다. 표시 전극에 영상 신호 전압을 선택적으로 인가함으로써 방전 가스를 방전시키고, 그에 따라 발생한 자외선이 각색 형광체층을 여기(勵起:excitation)하고, 적색, 녹색, 및 청색을 발광하게 하여, 컬러 화상 표시를 실현하고 있다.
전면판의 유전체층 상에 형성된 보호막은, 내스퍼터성(sputtering resistance)과 2차 전자 방출 특성에 뛰어난 산화마그네슘(MgO) 등의 금속산화막이, 전자빔 증착법 등의 박막(薄膜) 프로세스에서 형성되어 널리 이용되고 있다. MgO의 뛰어난 내스퍼터성에 의해, 방전에 의한 이온 충격(스퍼터링(sputtering))으로부터 유전체층을 보호한다. 또한, 그 높은 2차 전자 방출 특성에 따라, 방전 셀 내에 2차 전자를 효율적으로 방출하여 방전 개시 전압을 저하시키는 작용을 한다.
또한, 보호막인 MgO 박막은, 예를 들면 산소 결손이나 불순물 혼입 등의 차이에 따라 그 막질(膜質)과 특성이 변화하는 것으로 알려져 있다. 보호막을 형성하는 공정에 있어서는, 산소(O2) 가스를, 예를 들면 전자빔 증착실 내에 소정의 분압 (分壓)으로 공급함으로써, MgO 박막의 산소 결손량을 조정하고, 목표한 물성(物性)이 되도록 제어하여 형성하고 있다. O2 가스의 공급 없이 형성한 막(膜)에 산소 결손이 생기기 쉬운 것은, 막 원료인 MgO 등의 금속산화물을 전자빔 조사(照射)에 따라 증발시킬 때, 막 원료에서 산소 원자가 쉽게 떨어져 나가는 것에 기인하고 있다, 따라서, 성장 표면에는 늘 O2 가스를 공급할 필요가 있다.
PDP는, 대(大)화면 풀 하이 비젼(full high vision) 등에 의한 대화면 고정밀화로의 요구가 더욱 높아지고 있으며, 화면 면적과 주사선수(走査線數)의 증가와, 그에 따른 어드레스 기간의 단축이 더욱 요망되고 있다. 어드레스 기간을 단축하기 위하여, 보호막에는 더욱 높은 2차 전자 방출 성능이 요구된다. 즉, 방전 셀 구조의 고정밀화에 따라 주사선수가 증가하고, 어드레스 기간에 인가하는 어드레스 펄스(address pulse)의 펄스 폭을 좁게 하여, 더욱 고속으로 구동할 필요가 있다. 방전 현상에는, 인가 펄스의 시동으로부터 꽤 늦게 실제 방전이 이루어지게 되는 방전 지연이 존재한다. 그 때문에, 인가된 펄스 폭 내에서 방전이 종료할 확률이 낮아지고, 본래 점등해야 할 셀에 기입(記入)을 할 수 없는 등의 점등 불량이 생겨, 화면 표시의 플리커(flicker)로서 관찰된다. 이 방전 지연 시간을 더욱 짧게 하기 위해, 보호막에는 더욱 양호한 2차 전자 방출 성능이 요구된다.
보호막의 굴절율을, 파장 400nm ~ 1000nm의 빛에 대해 1.4 ~ 2.0으로 함으로써, 방전 지연 시간을 짧게 하고, 내스퍼터 성능도 향상하여 양호한 표시 품질이 유지되는 예가 나타나 있다 (예를 들면, 특허 문헌 1 참조).
또한, O2 가스를 도입하여 형성한 보호막을, 수소 플라즈마 처리함으로써, 보호막의 체적 저항률을 3.5 × 1011 Ω·cm 이상으로 하는 것, 혹은, 이 때 전체 원자의 수에, 100에 대해 수소 원자의 수를 3 이상 함유하게 함으로써, 방전 지연 시간의 단축, 방전 전압의 저하가 달성되는 것이 나타나 있다 (예를 들면, 특허 문헌 2 참조).
<특허 문헌 1> 일본국 특허공개 2003-317631호 공보
<특허 문헌 2> 일본국 특허공개 2002-33053호 공보
방전 지연 시간은, MgO 박막의 막 두께에 따라서도 변화하는 것으로 알려져 있다. 이것은, 막 두께에 대해 MgO 박막의 결정(結晶) 성장 과정이 다르고, 2차 전자 방출 특성에 차이가 생기기 때문이라고 생각하고 있다. 따라서, 보호막의 막 두께 분포의 영향이, 방전 지연 시간의 기판 면내 분포에 영향을 미치게 된다. 종래의 PDP 해상도가 1366 × 768인 HD(high definition)에 있어서는, 방전 지연 시간의 기판 면내 분포가 ±50 % 이내라고 한다면, 점등 오류 등의 문제가 발생하지 않는 화상 표시를 실현할 수 있다. 그러나, PDP의 해상도가 1920 × 1080인 풀 HD (full high definition)에 있어서는, 방전 지연 시간의 기판 면내 분포를 더욱 작게 하지 않으면, 화상 표시에 문제가 발생하는 과제가 있다.
따라서, 근년의 고정밀화, 고화질화의 PDP에 대해서는, 방전 지연 시간의 단축과 면내에서의 균일성이 한층 더 요구된다. 상기 특허 문헌 1 혹은 특허 문헌 2 의 기술에 따른 보호막을 이용한 경우에서는, 방전 지연 시간의 기판 면내 분포가 ±40 % 이상의 범위가 되어 불균일하면서 안정되지 않는다. 그 때문에, 충분한 방전 특성을 얻을 수 없는 방전 셀이 면내에 존재하고, 점등 오류나 초기화 시의 오(誤)방전 등의 점등 불량과 표시 플리커가 발생한다고 하는 과제가 생겼다.
본 발명은, 상기 과제를 해결하기 위해 이루어진 것으로, 방전 지연 시간의 기판 면내의 변동을 억제한 보호막을 가지는 PDP(Plasma Display Panel)를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 PDP는, 기판 상에 형성된 표시 전극과, 유전체층과, 보호막을 가지는 PDP로서, 상기 보호막이, 산화마그네슘을 포함하는 금속산화막이며, 또한, 상기 보호막의 임의의 점에 있어서의 막 두께와, 상기 임의의 점에 있어서의 캐소드루미네센스(cathodoluminiscence) 법에 따라 측정한 발광 파장 330nm에서 370nm 사이의 최대 발광 강도에 대한 발광 파장 400nm에서 450nm 사이의 최대 발광 강도의 비율의 곱(積)이, 상기 보호막의 면내 분포로서 ±15 % 이내 변동 범위에 있는 막(膜)으로 하고 있다.
이러한 구성으로서, 방전 지연 시간의 기판 면내의 변동을 억제하고, 풀 HD (full high definition)의 고정밀 표시에서도 고화질의 화상 표시가 확실하게 가능한 PDP를 제공할 수 있다.
또한, 상기 보호막은, 상기 캐소드루미네센스 법에 따라 측정한 발광 파장 330nm에서 370nm 사이의 최대 발광 강도에 대한 발광 파장 400nm에서 450nm 사이의 최대 발광 강도의 비율이 1.08 이상인 막(膜)이어도 좋고, 나아가서, 상기 보호막은, 상기 보호막의 평균 막 두께가 700nm에서 900nm 범위에 있으며, 또한, 상기 보호막은, 상기 캐소드루미네센스 법에 따라 측정한 발광 파장 330nm에서 370nm 사이의 최대 발광 강도에 대한 발광 파장 400nm에서 450nm 사이의 최대 발광 강도의 비율이 1.08 이상인 막(膜)이어도 좋고, 나아가서, 상기 보호막은, 상기 보호막의 평균 막 두께가 700nm에서 900nm 범위에 있으며, 또한 면내 분포가 ±10 이하인 막이 바람직하다.
이러한 구성에 의하면, 방전 지연 시간의 기판 면내의 변동을 더욱 억제하고, 대화면에서도 고정밀, 고화질의 화상 표시가 가능한 PDP를 실현할 수 있다.
본 발명의 PDP에 의하면, 방전 지연 시간의 기판 면내의 변동을 억제하고, 대화면에서도 고정밀, 고화질의 화상 표시가 가능한 PDP를 실현할 수 있다.
본 발명의 상기한 목적 및 특징과 더불어, 이와는 다른 목적 및 특징은, 첨부된 도면에 대한 바람직한 실시 형태와 관련한 다음의 기술(記述)로부터 명확해진다. 본 발명을 계속 기술하기 전에, 첨부 도면에서 같은 부품에 대해서는 같은 참조 부호를 붙이고 있다.
이하, 본 발명의 실시 형태에 대하여, 도면을 참조하면서 설명한다.
(실시의 형태)
도 1은, 본 발명의 실시 형태에 있어서의 PDP(Plasma Display Panel)의 구성을 나타내는 사시도이다.
도 1에 나타내는 바와 같이, PDP(1)는, 전면판(102)과 배면판(109)이 대향되어 있는 면방전형(面放電型)의 AC형 PDP 구조이다. 전면판(102)의 전면 유리 기판(103)의 주면 상에는, 순차 표시용의 주사(走査) 신호를 입력하기 위한 주사 전극(104)과, 방전의 유지 신호를 입력하기 위한 유지 전극(105)이 각각 쌍을 이루어 평행하게 형성되고, 주사 전극(104)와 유지 전극(105)에 의해, 가로 전극(行電極)이 되는 복수의 라인(line) 모양의 표시 전극(106)을 구성하고 있다. 주사 전극(104) 및 유지 전극(105)은, 각각, 투명 전극(104a, 105a)과, 그 위에 형성된 버스(bus) 전극(104b, 105b)으로 구성된다.
전면 유리 기판(103)의 주면 상에 있어서, 표시 전극(106)을 덮는 동시에 방전에 의한 벽전하(壁電荷)를 형성하기 위한 유전체층(107)이 형성되어 있다. 또한, 유전체층(107) 위에는, 방전에 의한 이온 충격으로부터 유전체층(107)을 보호하는 동시에, 2차 전자 방출성 박막이 되는 금속산화물의 유전체 보호막(이하, 보호막)(108)이 유전체층(107)을 피복하도록 형성되어 있다. 또한, 인접하는 주사 전극(104)과 유지 전극(105)의 쌍을 이루는 전극 사이에는, 표시면의 콘트라스트(contrast)를 높이기 위한 차광층(遮光層)(도시하지 않음)을 형성하는 일도 있다.
한편, 배면판(109)의 배면 유리 기판(110)의 주면 상에는, 표시 데이터 신호 를 입력하기 위한 세로 전극(列電極)이 되는 복수의 어드레스 전극(111)이, 전면판(102)의 표시 전극(106)과 교차하는 방향으로 형성되어 있다. 배면 유리 기판(11)의 주면 상에 있어서, 어드레스 전극(111) 상에는 베이스(base) 유전체층(112)이 성막(成膜)되어 있다. 또한, 베이스 유전체층(112) 상에는, 어드레스 전극(111)과 평행하도록 격벽(隔璧)(113)이 형성되고, 각 격벽(113) 간에는 적색, 녹색, 및 청색을 각각 발광하는 형광체층(114R, 114G, 114B)이 설치되어 있다.
전면판(102)과 배면판(109)을, 각각의 전극 형성면측을 서로 대향하게 하고, 그것들의 주연부(周緣部)를 플릿 글래스(frit glass) 등의 밀봉재를 이용하여 봉한다. 그 후, 전면판(102)의 주변 가장자리부와 배면판(109)의 주변 가장자리부가 밀봉재로 봉해진 PDP 유닛을 가열하면서 탈가스(脫gas) 처리한 후, 방전 가스로서 He, Ne, 또는 Xe 등의 희가스(noble gases)를, 예를 들면 400 Torr ~ 600 Torr의 압력으로 상기 PDP 유닛의 공간 내에 봉입한다. 또한, 소정의 전압 및 파형(波形)의 구동 펄스를 각 전극에 인가하여 방전을 행하는 에이징(aging)을 하고, 방전 공간(115)을 가지는 방전 셀(116)이 복수 형성된 PDP(1)의 표시 패널을 완성한다.
주사 전극(104) 및 유지 전극(105)으로 이루어진 표시 전극(106)과 어드레스 전극(111)에, 각각 전기 신호를 공급하기 위한 구동용 드라이버 IC가 탑재된 회로 기판이, 완성된 PDP(1)에 접속되고, 회로 기판이 접속된 PDP(1)를 제어 신호 회로와 전원 회로와 함께 프레임에 넣어, 표시 장치로서 완성한다.
표시 장치의 PDP(1)는, 이하에 따라 구동되고 있다. 전면판(102)과 배면판(109)의 각 전극 간에 순차적으로 어드레스 방전을 행하고, 각 전극에 소정 신호 의 전압 펄스를 인가하여, 점등하고자 하는 방전 셀(116)의 보호막(108) 표면에 전하를 형성하고, 전하가 형성된 방전 셀(116)에 있어서의 전면판(102)에 인접하는 표면 전극(106) 사이에서 유지 방전을 행한다. 이로써, 방전 공간(115)에 봉입된 희가스를 방전시키고, 방전에 의해 방사되는 자외선으로, 격벽(113) 사이에 설치된 각색 형광체층(114R, 114G, 114B)을 여기(勵起)하여, 적색, 녹색, 및 청색의 가시광(可視光)으로 변환하여 발광시켜서, 컬러 화상 등으로 이루어진 정보를 표시한다.
본 발명의 상기 실시 형태에 있어서의 보호막(108)은, MgO(산화마그네슘)을 포함하는 금속산화막으로 형성되어 있으며, 임의의 점의 캐소드루미네센스 법에 있어서의, 발광 파장 범위 330nm에서 370nm 사이의 최대 발광 강도에 대하여, 400nm에서 450nm 사이의 최대 발광 강도의 비율을 구하고, 보호막(108)의 임의의 점에 있어서의 막 두께와 상기 비율과의 곱(積)이, 면내(面內)의 복수 점에 있어서의 곱의 평균치에 대하여, ±15 % 이내의 변동 범위에 있도록 구성하고 있다. 여기서, ±15 % 이내의 변동 범위로 하는 이유는, 표시 플리커(flicker) 등이 없는 고품질의 화상 표시를 대화면 및 고정밀로 실현하기 위해서는, 방전 지연 시간의 변동을 면내에 있어서 ±25 % 이내로 할 필요가 있으므로, 후술하는 도 5로부터, 막 두께와 최대 발광 강도 비율과의 곱(積)의 평균치에 대하여, ±15 % 이내로 해야 하기 때문이다.
캐소드루미네센스(cathodoluminiscence) 법이란, 시료(試料)에 전자선(電子線)을 조사(照射)했을 때, 그 에너지 완화 과정으로서의 발광을 검출하고, 시료 중 의 결함 등의 정보를 얻는 분석 수법이다. 본 발명의 상기 실시 형태에서는, 전자선을 보호막(108)의 임의의 각 점에 직접 조사하고, 여기(勵起)되어 발광한 캐소드루미네센스를 검출한다. 그리고, 보호막(108)의 막 두께와, 캐소드루미네센스 법에 따라 얻어진 상기 파장 범위의 최대 발광 강도의 비율과의 곱(積)의 값의 변동 범위를 상기 ±15 % 이내에 들도록 규정한 보호막(108)을 가지는 전면판(102)을 이용하여, PDP(1)를 구성하는 것이다.
이와 같이, 보호막(108)의 임의의 점에 있어서의 막 두께와 최대 발광 강도의 비율과의 곱(積)을, 기판 면내 분포의 소정의 범위 내에 들도록 규정함으로써, 전면 유리 기판(103)의 면내의 복수 점에 있어서, 방전 지연 시간의 기판 면내 분포가 평균치에 대하여 ±25 % 이하로 억제된다. 그 결과, 방전 지연 시간의 기판 면내의 변동이 억제되고, 표시 플리커 등이 없는 고품질의 화상 표시를 대화면 및 고정밀하게 실현할 수 있다.
또한, 상기에 있어서, 바람직하게는, 파장 범위 330nm에서 370nm 사이의 최대 발광 강도에 대한 400nm에서 450nm 사이의 최대 발광 강도의 비율이 1.08 이상인 것이 바람직하다. 여기서, 파장 범위 330nm에서 370nm 범위 및 400nm에서 450nm 범위는, 각각, 보호막(108)의 일례로서의 MgO 막의 구조에, H2O에 기인한 결함이 생겼을 때 발생하는 전자 에너지 준위(準位)이며, 그것들의 범위의 에너지 준위로부터 방출되는 전자에 의해, 플라즈마 디스플레이 패널의 방전 특성(여기서는, 방전 지연 시간의 변동)이 개선된다. 캐소드루미네센스 법에서는, 발광을 분광기(分光 器)에 의해 분광하고, 얻어진 발광의 파장 프로파일을 가우스 분포(Gaussian Distribution)로 피크 분리(peak separation)함으로써, 상기 파장 범위의 강도를 얻을 수 있다.
또한, 최대 발광 강도의 비율이 1.08 이상인 이유는, 아래와 같다. 즉, 후술하는 도 4의 프로세스 중의 H2 O 량(H2 O 분압)과 비율(A2 / A1)의 관계로부터, 프로세스 중의 H2O 량(H2O 분압)이 적다면 상기 비율(A2 /A1)이 저하한다. 결국, 이 비율(A2/A1)은, 상기한 바와 같이 MgO 막의 구조 중, H2O 에 기인한 결함으로 인한 전자 에너지 준위의 상태 밀도, 바꿔 말해, 방출되는 전자량과 상관이 있다. 따라서, 최대 발광 강도의 비율이 1.08 미만의, H2O에 기인한 결함을 가지는 MgO 막 구조의 플라즈마 디스플레이 패널에서는, 방전 지연 시간의 변동이 커지고, 기입 시간 중의 방전 실패가 발생하여 표시 플리커를 일으키게 된다. 이러한 문제를 방지하기 위하여, 최대 발광 강도의 비율을 1.08 이상으로 한다.
나아가, 바람직하게는, 보호막(108)은, 보호막(108)의 막 두께 평균치가 700nm에서 900nm의 범위에 있으며, 또한 보호막(108)의 막 두께 변화의 면내 분포가 ±10 % 이하인 것이 바람직하다. 이로써, 방전 지연 시간의 기판 면내의 변동을 더욱 억제하고, 나아가 고품질의 PDP를 실현할 수 있다. 여기서, 보호막(108)의 막 두께 평균치가 700nm에서 900nm의 범위인 이유는, 아래와 같다. 즉, 보호막(108)의 막 두께 평균치가 700nm 미만일 때, 플라즈마 디스플레이 패널의 수명이 짧아진다. 이것은, 점등에 의해, 보호막(108)의 일례인 Mgo 막이 계속 스퍼터링 되어 보호 막(108)이 소실되면, 방전을 할 수 없게 되기 때문이다. PDP(1)로서 10만 시간의 수명을 확보하기 위해서는, 보호막(108)의 막 두께 평균치가 700nm 이상의 막 두께가 필요하게 된다. 한편, 보호막(108)의 막 두께 평균치가 900nm을 초과할 때, 전하가 빠져나감으로써 전압이 높아지고, 점등 불량이 발생하게 된다. 보호막(108)의 막 두께가 두꺼워지면, MgO의 결정 성장이 진행되어, 전자가 방출되기 쉬운 막 구조가 되어 버리기 때문이다. 즉, 초기화에 축적된 벽전하가 유지되기 어려워지고, 전위차가 없어져, 설정 전압에서는 방전하지 않게 된다.
또한, 보호막(108)의 막 두께 변화의 면내 분포를 ±10 % 이하로 하는 것은, 다음의 이유에 따른다. 즉, 만일, 보호막(108)의 막 두께 변화의 면내 분포가 ±10 %를 넘어버리면, 내스퍼터성의 확보로부터, 목표치로서 막 두께 중심을 800nm으로 할 때, 우선, 막 두께가 가장 얇은 부분에서는 720nm이 될 가능성이 생기게 되어, PDP의 양산 로트(lot)에 있어서의 제품마다 막 두께의 변동을 고려하면, PDP의 수명 확보가 곤란해지기 때문이다. 나아가, 막 두께가 가장 두꺼운 부분에서는 880nm이 될 가능성도 생기게 되어, 벽전하의 유지가 어려워지기 때문이다.
다음으로, 본 발명의 상기 실시 형태에 있어서의 상기 PDP의 제조 방법을, 도 2를 이용하여 상세하게 설명한다. 도 2는, 본 발명의 상기 실시 형태에 있어서의 상기 PDP 제조 방법의 한 공정으로 이용하는 성막 장치를 나타내는 도이다.
도 1에 나타내는 전면판(102)으로서, 먼저, 전면 유리 기판(103) 상에 주사 전극(104) 및 유지 전극(105)을, 복수 쌍으로 스트라이프 모양으로 형성한다. 구체적으로는, 전면 유리 기판(103) 상에, 예를 들면 ITO 등의 투명 도전성 막을, 증착 법 또는 스퍼터링 법 등을 이용한 성막 프로세스에 의해 형성한다. 그 후, 포토리소그래피(Photolithography) 법 등을 이용하여, 상기 형성된 투명 도전성 막을 패터닝(patterning)하여, 투명 전극(104a, 105a)을 각각 형성한다. 또한, 인쇄법 등을 이용한 성막 프로세스에 의해, 예를 들면 Ag 등에 의한 막을, 투명 전극(104a, 105a) 상에 각각 적층하도록 형성한다. 그 후, 포토리소그래피 법 등을 이용하여, 상기 Ag 등에 의한 막을 패터닝하고, 버스 전극(104b, 105b)을 각각 형성한다. 이리하여, 주사 전극(104) 및 유지 전극(105)으로 이루어진 표시 전극(106)을 얻는다.
다음으로, 상술한 방법으로 형성한 표시 전극(106)을 덮도록, 유전체층(107)을 형성한다. 유전체층(107)은, 예를 들면 스크린 인쇄법에 의해, 납계(鉛系) 혹은 비납계의 유리 재료를 포함하는 페이스트를, 표시 전극(106) 및 전면 유리 기판(103)의 주면 상에 도포한 후, 가열하면서 소성함으로써 형성한다. 상기 납계의 유리 재료를 포함하는 페이스트로는, 예를 들면, PbO(70 wt%) - B2 O3 (15 wt%) - SiO2 (10 wt%) - Al2 O3 (5 wt%) 와 유기 바인더(binder) (일례를 들면, α- 터피네올(α-Terpineol)에 10 %의 에틸셀룰로이즈를 융해한 바인더 재료)와의 혼합물이 사용된다. 다음으로, 이와 같이 하여, 표시 전극(106) 상에 피복하도록 형성한 유전체층(107)을, 예를 들면 MgO를 포함하는 금속산화막의 보호막(108)으로 피복하고, 전면판(102)을 형성한다. 보호막(108)을 형성하는 공정에 대해서는, 사용하는 성막 장치와 함께, 후에 상세하게 기술한다.
다른 한편으로는, 도 1에 나타내는 배면판(109)으로서, 우선, 배면 유리 기판(110) 상에, 복수의 스트라이프 모양의 어드레스 전극(111)을 형성한다. 구체적으로는, 배면 유리 기판(110)의 한쪽의 표면 상에, 예를 들면 Ag 등의 도전성 재료 막을, 인쇄법 등을 이용한 성막 프로세스에 의해 형성한다. 그 후, 포토리소그래피 법 등을 이용하여, 상기 형성된 도전성 재료 막을 패터닝하고 어드레스 전극(111)을 형성한다. 이 어드레스 전극(111)을 베이스 유전체층(112)에 의해 피복한다. 그 후, 나아가, 베이스 유전체층(112) 상에, 어드레스 전극(111) 간에 평행하게 배치한 격벽(113)을 형성한다. 그리고, 적색(R)의 형광체 입자와 유기(有機) 바인더로 이루어진 페이스트 모양의 형광체 잉크, 녹색(G)의 형광체 입자와 유기 바인더로 이루어진 페이스트 모양의 형광체 잉크, 및 청색(B)의 형광체 입자와 유기 바인더로 이루어진 페이스트 모양의 형광체 잉크를, 각 격벽(113) 간의 각각의 홈(溝) 부분에 도포하고, 이들을 소성하여 각각의 유기 바인더를 소성시킴으로써, 각 형광체 입자가 격벽(113) 등에 결착하고, 형광체층(114R, 114G, 114B)이 형성되어 배면판(109)을 형성한다.
상술한 방법으로 제작한 전면판(102)과 배면판(109)을, 전면판(102)의 표시 전극(106)과, 배면판(109)의 어드레스 전극(111)이 직교하도록 중합시킴과 동시에, 그것들의 주변 가장자리부에, 저융점 유리가 포함되는 봉합 부재(seal)를 개재하여 삽입하고, 이것을 소성하고, 기밀 밀봉층화(도시하지 않음) 하는 것으로 봉하고, 전면판(102)의 주변 가장자리부와 배면판(109)의 주변 가장자리부가 봉합 부재로 밀봉된 PDP 유닛을 형성한다. 그리고, 일단, 상기 PDP 유닛의 방전 공간(115) 내를 고(高)진공으로 배기한 후, 방전 가스(예를 들면, He - Xe 계, 또는 Ne - Xe계의 혼합 희가스)를 소정의 압력으로 봉입함으로써, PDP(1)의 표시 패널을 완성한다.
다음으로, MgO 등의 금속산화막에 의한 보호막(108)을 성막하여 형성하는 공정에 대하여, 도 2의 성막 장치(20)를 참조하면서 설명한다. 본 발명의 상기 실시 형태에서는, 성막 속도가 높고, 또한 비교적 양질의 금속산화막을 형성할 수 있는 전자빔을 증착법에 의한 성막 장치(20)를 이용하고, 보호막(108)을 성막하여 형성한다. 또한, 금속산화막인 MgO의 보호막(108)을 형성하는 방법으로는, 이하에 설명하는 전자빔 증착법 외에, 스퍼터링 법, 또는 이온 플레이팅(Ion Plating) 법 등도 이용할 수 있다.
도 2에 나타내는 바와 같이, 성막 장치(20)는, 전면 유리 기판(103)에 대하여 MgO 박막의 보호막(108)을 형성하는 성막실이 되는 증착실(21)과, 증착실(21)에 전면 유리 기판(103)을 투입하기 전에 전면 유리 기판(103)을 예비 가열함과 동시에 예비 배기하기 위한 기판 반입실(22)과, 증착실(21)에서의 증착이 종료한 후에 증착실(21)에서 꺼낸 전면 유리 기판(103)을 냉각하기 위한 기판 반출실(23)을 구비하고 있다. 이들 기판 반입실(22), 증착실(21), 기판 반출실(23)의 각각은, 내부를 진공 분위기로 할 수 있도록 각각 밀폐 구조로 되어 있으며, 각 실 마다 독립하여 진공 배기계(진공 배기 장치)(24a, 24b, 24c)를 각각 구비하고 있다. 기판 반입실(22), 증착실(21), 및 기판 반출실(23)을 가로질러, 반송 롤러, 와이어, 또는 체인 등에 의한 반송 수단(반송 장치)(25)을 설치하고 있다. 또한, 외기(外氣)와 기판 반입실(22)과의 사이, 기판 반입실(22)과 증착실(21)과의 사이, 증착실(21)과 기판 반출실(23)과의 사이, 기판 반출실(23)과 외기와의 사이를, 각각, 개폐 가능한 칸막이벽(차단벽)(26a, 26b, 26c, 26d)으로 나누고 있다. 반송 수단(25)의 구동과 칸막이벽(26a, 26b, 26c, 26d)의 개폐와의 연동에 의해, 기판 반입실(22), 증착실(21), 및 기판 반출실(23)의 각각의 진공도의 변동이 최저한이 되도록 조정하고 있다.
전면 유리 기판(103)을, 외부에서 칸막이벽(26a, 26b, 26c, 26d)을 통해, 성막 장치(20)의 기판 반입실(22)로 도입하고, 증착실(21), 기판 반출실(23)을 차례로 통과시킨다. 각각의 실(室)에서 소정의 처리를 행한 후에, 성막 장치(20)의 외부로 반출하는 것이 가능하고, 복수 매(枚)의 전면 유리 기판(103)에 대해, 연속하여 MgO 박막을 성막하여 보호막(108)을 형성하는 매엽식(Single Wafer) 처리를 할 수 있다. 기판 반입실(22) 및 증착실(21)의 각 실에는, 전면 유리 기판(103)을 가열하기 위한 적외선 램프 등의 히터를 이용한 기판 가열 수단(기판 가열 장치)(27a, 27b)을 상하 또는 상부에 각각 설치하고 있다. 또한, 전면 유리 기판(103)의 반송은, 통상, 트레이(tray)로 불리는 기판 유지구(캐리어)(30)에 유지한 상태로 이루어진다.
다음으로, 성막실인 증착실(21)에 대하여 설명한다. 증착실(21)은, 진공 배기계(진공 배기 장치)(24b)가 접속된 밀폐 용기로 구성되어 있다. 이러한 증착실(21) 내에는, MgO 가루를 넣은 하스(hearth)(28b), 전자총(28c), 자장(磁場)을 인가하는 편향(偏向) 마그넷(도시하지 않음) 등을 설치하고 있다. 편향 마그넷에 의해 발생하는 자장에 의해, 전자총(28c)로부터 방출된 전자빔(28d)을 편향하고, 편향된 전자빔(28d)을 증착원(蒸着源)(28a)의 MgO 가루에 조사(照射)함으로써, 증착원(28a)(MgO 가루)에 열량이 투입되고, 증착원(28a)이 가열 및 증발하여, 증착원(28a)인 MgO로부터, 증기류(蒸氣流)(28e)를 발생시킨다. 이 때, 전면 유리 기판(103)은, 하면에 개구부(30a)를 가지는 기판 지지용의 기판 유지구(30)에 실려, 반송 수단(25)에 의해, 도 2에 나타내는 화살표 방향을 따라서 좌측에서 우측으로 이동한다. 이 때, 반송 수단(25)과 하스(28b)와의 사이에 증기류(28e)를 차단하는 상류측 셔터(shutter)(28g) 및 하류측 셔터(28h)를 열고, 기판 유지구(30)의 아래쪽을 개방 상태로 유지한다. 하스(28b) 상의 증착원(28a)으로부터 증발한 MgO는, 증기류(28e)로서, 기판 유지구(30)의 개구부(30a)를 통과하고, 적외선 램프 등의 히터를 이용한 기판 가열 수단(27b)에 의해 소정 온도까지 가열된 전면 유리 기판(103)의 표면 상에서 동시에 기판 유지구(30)의 개구부(30a)에서 노출된 부분에, MgO가 부착되어 퇴적한다. 이로써, 원하는 형상 및 막 두께의 MgO 박막의 보호막(108)이, 연속적으로 전면 유리 기판(103)의 표면 상에 형성된다. 또한, 여기서, 「상류측」이란, 기판 반송 방향에 따른 반출 경로에 있어서, 전면 유리 기판(103)이 반입되어 오는 측이고, 「하류측」은, 반출 경로에 있어서, 전면 유리 기판(103)이 반출되는 측을 의미한다.
또한, 도 2에 나타내는 바와 같이, 성막 장치(20)에서는, 특히, 성막 종료 시간 근방의 증착실(21) 내의 분위기를 제어하기 위해, 복수의 가스 도입 수단(가스 도입 장치)(29a, 29b), 및, 예를 들면 사중극(四重極) 질량 분석계(quadrupole mass spectrometer) 등의 분압 검출 수단(분압 검출 장치)(29c)을, 기판 반송 방향 에 대하여 수직 방향으로, 기판 반출실(23) 측의 칸막이벽(26c)의 주변 근접에 배치한다. 또한, 성막실이 되는 증착실(21)에 있어서, 한쪽의 가스 도입 수단(가스 도입 장치)(29a)을 사용하고, 예를 들면 O2 가스를 증착실(21)에 도입하여, 다른 가스 도입 수단(가스 도입 장치)(29b)을 사용하고, 예를 들면 H2O(물)를 포함하는 가스를 증착실(21)에 도입한다.
그리고, 보호막(108)의 성막 과정에 있어서, 특히, 성막 종료 시간 근방의 증착실(21) 내의 분위기를 제어하기 위해, 아래와 같이, 가스 상태를 적정하게 제어한다. 본 발명의 상기 실시 형태에서는, 성막실이 되는 증착실(21) 내의 가스 상태의 적정한 제어를 위한 파라미터로서, 증착실(21)에 있어서 특히 보호막(108)의 성막이 종료하는 시간 부근의 가스 분압을 이용하여, 이 분압을 성막장에서 일정한 범위 내로 유지하면서, 보호막(108)의 성막을 행한다. 이로써, 금속산화막인 MgO 박막의 보호막(108)을, 안정되고 양질로서 형성할 수 있다.
즉, 도 2에 나타내는 상기 실시 형태의 장치에 있어서, 기판 반출실(23) 측에 배치된 가스 도입 수단(가수 도입 장치)(29b)을 사용하여, H2O를 함유하는 가스를 증착실(21)에 도입하면, H2O의 영향은 소정의 막 두께의 반 만큼의 두께가 성막되고서 성막 종료하기까지의 사이(도 2에서는, 셔터(28h)의 좌측 위치에서 게이트(26c)에 이르는 위치까지의 사이) (보다 구체적으로는, 증착실(21)에 반입된 대상물인 전면 유리 기판(103)은, 반송 수단(반송 장치)(25)에 의해 일정 속도로 반송되면서 성막되므로, 도 2 장치의 증착실(21)의 한가운데 근처에 도달한 위치에서 게이트(26c)에 이르는 위치까지의 사이) 뿐이며, 그 제어는 도 2에 나타내는 바와 같이, 기판 반출실(23) 측에 배치된 분압 검출 수단(분압 검출 장치)(29c)에서 검출한 H2O 량이 소정의 범위가 되도록, 가스 도입 수단(가스 도입 장치)(29b)으로부터의 H2O 도입량을 제어하고 있다. 나아가, 분압 검출 수단(분압 검출 장치)(29c) 및 가스 도입 수단(가스 도입 장치)(29b)을 기판 반입실(22) 측에도 배치하는 등, 증착실(21)의 전 영역에서 H2O의 도입 및 검출이 가능하다면, 증착실(21)에서의 전 처리 기간 중, H2O 량을 증착실(21) 내에서 일정 범위 내로 유지하도록 제어해도 된다.
여기서 말하는 「성막장(成膜場)」이란, 증착실(21) 내의, 하스(28b)와 전면 유리 기판(103)과의 사이 공간을 가리키며, 또한, 이후의 설명에 있어서, 「분압(分壓)」이란, 그 성막장에 있어서의 보호막(108)의 성막 종료 근방 시의 분압을 가리킨다. 또한, 「성막 종료 근방 시」란, MgO 박막의 보호막(108)의 소정 막 두께의 반 만큼의 두께가 성막된 시간에서 성막 종료 시까지의 시간의 범위를 가리킨다.
구체적으로는, 증착실(21)의 기판 반출실(23) 측의 하류측 돌출부(21c) 주변에 설치한 분압 검출 수단(분압 검출 장치)(29c)으로부터의 정보에 근거하여, 증착실(21) 내에 있어서의 성막 종료 시간 근방의 가스 분압을 검출하고, 제어 수단(100)에 의해, 증착실(21) 내의 가스 분압을 상기 일정 범위 내에 들도록 제어한다. 보다 구체적으로는, 가스 도입 수단(가수 도입 장치)(29a, 29b)으로부터의 가 스 도입량과 진공 배기계(진공 배기 장치)(24b)에 의한 배기량을 제어 수단(100)에 의해 제어하고, 증착실(21) 내의 성막 종료 시간 근방의 가스 분압을 상기 일정 범위 내에 들도록 제어한다. 또한, 제어 수단(100)은, 기판 반입실(22), 증착실(21), 및 기판 반출실(23)에서의 각각의 처리 동작을 제어하는 것으로써, 구체적으로는, 진공 배기계(진공 배기 장치)(24a, 24b, 24c), 반송 수단(반송 장치)(25). 칸막이벽(차단벽)(26a, 26b, 26c, 26d), 기판 가열 수단(기판 가열 장치)(27a, 27b), 증착원(28a), 전자총(28c), 상류측 셔터(28g), 하류측 셔터(28h), 가스 도입 수단(가스 도입 장치)(29a, 29b), 분압 검출 수단(분압 검출 장치)(29c) 등 각각의 장치 및 부재의 동작을 제어한다.
상기 방법에 의해, 성막실이 되는 증착실(21)에 있어서의 성막이 종료하는 성막 종료 시간 근방에서의 분위기 가스(예를 들면, O2 가스 또는 H2O 를 포함하는 가스)의 분압을 상기 일정 범위 내로 유지한 상태로 제어하고 증착을 행하여 MgO 박막의 보호막(108)을 형성한다. 이렇게 함으로써, MgO 박막 내의, 특히, 표층 부분의 댕글링 본드(dangling bond)의 양을 제어한 상태에서, 보호막(108)을 안정되게 형성할 수 있다. 또한, 분압 검출 수단(분압 검출 장치)(29c)을 설치하는 위치는, MgO 박막이 성막 가능한 상태에 있어서, 하류측 셔터(28h)의 하류측의 단연(端緣)(281h)으로부터, 나아가 하류측 돌출부(21c) 측에 설치하는 것이 바람직하다. 이로써, 도입한 가스의 분압이, 상기 일정 범위 내에, 더욱 확실하게 들도록 제어할 수 있다.
이에 대하여, 종래의 성막 장치에서는, 가스 도입 수단과 분압 검출 수단은, 기판 반입실 측에 각각 설치되어 있었다. 이러한 성막 장치에서, 증착실 내의 분위기를 제어하고 성막하는 경우, 매엽식 성막 장치의 증착실 전체에 걸쳐 균일한 분위기로 하는 것은 사실상 곤란하다. 즉, 증착원이 있는 하스의 상방부에 있는 증착실의 중앙부와, 기판 반입실 또는 기판 반출실측 근방의 증착실의 기판 반입측의 단부와 기판 반출측의 단부에서는, 증착실 내의 분위기에 차(差)가 발생한다. 특히, 성막이 종료하는 시간 부근에 있어서는, 기판이 증착실의 기판 반출측 단부의 기판 반출실 근처로 이동하고 있으며, 증착실 내의 가스의 분위기 상태의 차에 의해, 보호막의 특성에 영향을 미치는 막 물성(膜物性)이 크게 변화된다.
상술한 바와 같이. 본 발명의 상기 실시 형태에 있어서는, 증착실(21)에 도입하는 가스는, 산소 결손을 방지하면서 댕글링 본드의 양을 제어하기 위하여, O2 가스를 이용한다. 또한, H 원자 또는 OH 분자라는 불순물을 막 속에 적극적으로 혼입시켜서 댕글링 본드의 양을 늘리기 위하여 H2O를 포함하는 가스를 이용한다. 종래, 보호막인 MgO 박막의 물성은, 그 성막 과정에서의 산소 결손 또는 분술물 혼입에 따라 변화되는 것이 알려져 있다.
본 발명자들은, 그 성막 과정에 있어서, 특히, 성막 종료 근방 시, 산소 결손이나 불순물 혼입에 의한 MgO 박막의 물성 변화가, 보호막의 특성인 2차 전자 방출 성능에 영향을 주는 것을, 각종 특성의 검토 실험 과정에서 확인했다. 특히, 성막 종료 근방 시에 형성되는 MgO 박막 표층은, 산소가 결손되거나 MgO의 원료 또는 분위기 가스 중에 극소량 함유되는 H2 O에 기인하는 OH 분자 등의 불순물이 혼입된다. 그 때문에, MgO 박막, 특히 그 표층의 Mg 원자와 O 원자와의 결합에 혼란이 생긴다. 이로써 발생하는 결합에 관여하지 않는 댕글링 본드의 존재에 의해, MgO의 에너지 밴드에 영향을 주어, 보호막의 2차 전자 방출 상태가 크게 변화하기 때문이라고 생각된다. 그런 까닭에, 본 발명의 상기 실시 형태에서는, 성막 시에 O2 및 H2O를 포함하는 가스를, 성막실이 되는 증착실(21)에 도입하고, 그 분위기를 제어하여 성막한다. 이로써 MgO 박막 내, 특히 표층 부분의 댕글링 본드의 양을 제어할 수 있다.
다음으로, 보호막(108)을 형성하는 공정에 대하여 구체적으로 설명한다. 우선, 도 2에 나타내는 바와 같이, 성막실이 되는 증착실(21)에서, 적외선 램프 등을 이용한 기판 가열 수단(27b)에 의해 전면 유리 기판(103)을 가열하고, 전면 유리 기판(103)을 소정의 온도로 일정하게 유지한다. 가열 온도는, 전면 유리 기판(103) 상에 미리 형성되어 있는 표시 전극(106)과 유전체층(107)이 열 열화(劣化)하는 일이 없도록, 100℃에서 400℃ 정도의 온도 범위로 설정된다. 그리고, 상류측 셔터(28g)와 하류측 셔터(28h)가 증착실(21)의 중앙부로 이동하고, 기판 유지구(30)의 아래쪽이 닫힌 상태에서, 전자총(28c)으로부터 전자빔(28d)을 증착원(28a)에 조사(照射)하여 증착원(28a)(MgO 가루)을 미리 가열(예비 가열)하고, 증착원(28a)에 포함되는 불순물 가스의 탈 가스를 행한다. 그와 함께, 증착실(21) 내의 불순물 가스를 진공 배기계(진공 배기 장치)(24b)에서 배기한 후, 가스 도입 수단(가스 도입 장치)(29a, 29b)으로부터 가스를 증착실(21) 내에 도입한다. 도입하는 가스는, 상술한 바와 같이, MgO 박막 중의 산소 결손을 방지하기 위하여 O2 또는 O2 를 포함하는 가스를 이용하는 동시에, H 또는 OH 등의 불순물을 막 속에 적극적으로 혼입하기 위해 H2O를 포함하는 가스를 이용한다. 그리고, 이들 가스는, 상기한 바와 같이 소정의 막 두께의 반 만큼의 두께가 성막되고서 성막 종료하기까지의 사이, 증착실(21)의 성막장에 있어서 그 분압이 일정 범위 내가 되도록 제어한다.
도 3은, MgO 박막의 캐소드루미네센스에 의한 발광 스펙트럼을 나타내는 도이다. 도 3에 나타내는 발광 스펙트럼에는, 발광 영역 330nm부터 370nm 내에 최대 발광 강도(A1)가, 발광 파장 400nm부터 450nm 사이에 최대 발광 강도(A2)의 피크가 있다. 도 3으로부터, 최대 발광 강도(A1)와 최대 발광 강도(A2)의 비율(A2 / A1)을 구한다.
도 4는, 분압 검출 수단(분압 검출 장치)(29c)에서 검출된 H2O 분압에 대한 캐소드루미네센스에 따른 최대 발광 강도(A1)와 최대 발광 강도(A2)의 비율(A2 / A1)을 나타내는 도이다. 도 4에 나타내는 바와 같이, H2O 분압에 대하여 최대 발광 강도 비율(A2 / A1)이 변화하는 것을 알 수 있다. 이것은, H2O를 포함하는 가스를 도입하면, MgO의 결정 구조 중에 OH기(基)의 결합이 발생하고, 결과적으로 산소 결손량에 차이가 생겨, 캐소드루미네센스 발광에 있어서의 최대 발광 강도(A1)와 최대 발 광 강도(A2)의 비율(A2 / A1)이 크게 변화한 것으로 생각된다.
본 발명의 상기 실시 형태에 있어서는, 전면 유리 기판(103)의 면내의 MgO 박막의 막 두께와, 캐소드루미네센스 발광에 있어서의 최대 발광 강도(A1)와 최대 발광 강도(A2)의 비율(A2 / A1)과의 곱(積)이, 면내(面內)에서 소정의 범위가 되도록 제어하고 있다. 즉, 전면 유리 기판(103)의 면내의 막 두께 분포는, 미리 증착원(28a)의 배치 위치 및 개수 등에 따라 제어한다. 나아가, 최대 발광 강도의 비율(A2 / A1)이 소정치가 되도록, 도 4의 그래프를 이용하여, 분압 검출 수단(분압 검출 장치)(29c)에서 검출되는 분압이 소정치가 되도록, 가스 도입 수단(가스 도입 장치)(29a, 29b)으로부터의 H2O 도입량을 제어 수단(100)으로 제어한다.
구체적으로는, 증착실(21)에 대하여, 진공 배기계(진공 배기 장치)(24b)에 의해 배기하면서 가스 도입 수단(가수 도입 장치)(29a, 29b)으로부터 H2O를 포함하는 가스를 도입하고, 배기량과 가스 도입량을 제어 수단(100)으로 제어하여 조정하여, 배기와 가스 도입을 평형시켜서 행한다. 그리고, 상류측 셔터(28g)와 하류측 셔터(28h)를, 각각, 기판 반입실(22)측과 기판 반출실(23)측으로 이동시켜서 기판 유지구(30)의 아래쪽을 개방한 상태로 유지하고, MgO의 증기류(28e)가 전면 유리 기판(103)으로써 기판 유지구(30)의 개구부(30a)에서 노출된 부분을 향해 분사된다. 그 결과, 기판 면내에 있어서 최대 발광 강도의 비율에 변화가 생기고, 보호막(108)의 임의의 점에 있어서의 막 두께와 최대 발광 강도의 비율의 곱(積)이 기 판 면내 분포의 소정의 범위 내에 들도록 제어할 수 있다.
다음으로, 보다 구체적인 본 발명의 상기 실시 형태에 있어서의 PDP의 보호막을 형성하는 공정에 대하여 설명한다. 도 2에 나타내는 성막 장치에 있어서, 이하의 설정 조건에서 실시했다.
전면 유리 기판(103) 상에, 표시 전극(106)과 유전체층(107)을 소정의 재료 및 조건에서 형성하고, 증착 시 기판 온도는, 상기 형성한 표시 전극(106) 및 유전체층(107)이 열(熱) 열화하지 않는 온도 300℃로 설정했다. 또한, 증착실(21)의 도달 압력은, 2 × 10 -4 Pa 이하로 하고, 증착 시에 있어서의 전자총 방출(emission) 전류는 480 mA로 했다.
반송 수단(반송 장치)(25)의 기판 반송 속도는, 800 mm/min의 일정 속도이고, 전면 유리 기판(103)을 증착실(21) 내에서 반송 수단(반송 장치)(25)에 의해 상기 일정 속도로 이동시켜서, 보호막(108)의 막 두께가 소정치의 약 900nm에 도달한 후, 칸막이벽(26c)을 통해 기판 반출실(23)로 반송하도록 설정했다. 증착 시, 증착실(21) 내의 압력은, 가스 도입 수단(가스 도입 장치)(29a)으로부터 도입한 O2 가스의 도입량과 진공 배기계(진공 배기 장치)(24b)에 의한 배기량을 제어 수단(100)으로 제어하고, 약 2 × 10-2 Pa로 평형시켰다. 또한, 가스 도입 수단(가스 도입 장치)(29b)으로부터 도입한 H2O의 도입량과 진공 배기계(진공 배기 장치)(24b)에 의한 배기량을, 증착실(21) 내의 H2O 가스 분압이 6 × 10-4 Pa ~ 2 × 10-3 Pa의 범위가 되도록 제어했다. 이 경우, 약 5㎥ 정도 용적의 증착실(21)에 대하여, 가스 도입 수단(가스 도입 장치)(29a)으로부터 O2 가스를 약 120 sccm 도입하고, 증착 시의 압력은 진공 배기계(진공 배기 장치)(29b)의 근방에서 약 2 × 10-2 Pa로 평형시켰다. 그리고, 가수 도입 수단(가스 도입 장치)(29b)으로부터 H2O를 10 sccm ~ 30 sccm 도입했다.
이렇게 하여 형성한 MgO 박막의 보호막(108)에 대하여, 복수 개소의 막 두께 측정 및 캐소드루미네센스 분석을 실시했다. 그 결과, 면내의 MgO 박막의 막 두께 평균치는 900nm이고, 막 두께 변화의 면내 분포는 ±8 % 범위 내의 MgO 박막이었다. 또한, 각 개소에 있어서의 캐소드루미네센스에 있어서의 발광의 최대 발광 강도의 비율(A2 / A1)은 1.08 이상이었다. 특히, 상술한 바와 같이 H2O를 포함하는 가스를 도입한 보호막(108)은, 비율(A2 / A1)이 1.08 이상이 된다. 따라서, H2O를 포함하는 가스의 도입량을 제어함으로써, 도 4에 나타내는 바와 같이 최대 발광 강도의 비율을 변화시켜도 된다. 본 발명의 상기 실시 형태에서는, 막 두께와 최대 발광 강도의 비율의 곱(積)은, 기판 면내의 상기 복수 개소의 평균치에 대하여 ±15 % 이내가 되도록 제어했다. 또한, 상기에 있어서, 기판 면내의 막 두께 평균을 900nm, 막 두께의 변동을 ±8 %로 하였으나, 기판 면내의 막 두께 평균치가 700nm에서 900nm의 사이에 있으며, 막 두께의 면내 분포가 ±10 % 이하의 MgO 박막의 경우라도 괜찮다.
도 5는, 보호막(108)의 막 두께와 최대 발광 강도 비율과의 곱(積)과, PDP(1)의 규격화된 방전 지연 시간과의 관계를 나타내는 도이다. 도 5에서 나타내는 바와 같이, 막 두께와 최대 발광 강도 비율과의 곱(積)과 PDP(1)의 방전 지연 시간에는 상관이 있는 것을 알 수 있다. 즉, 상술한 방법에서 기판 면내의 막 두께 분포를 제어하는 동시에, 기판 반송 방향의 하류에서의 H2O를 포함하는 가스의 도입량에 따라 최대 발광 강도 비율을 제어함으로써, 막 두께와 최대 발광 강도 비율과의 곱(積)을 제어하고, 결과적으로, 기판 면내의 보호막(108)의 기판 면내 분포를 제어할 수 있다.
도 5에 나타내는 바와 같이, 본 발명의 상기 실시 형태에 의하면, 막 두께와 최대 발광 강도 비율과의 곱(積)을, 기판 면내의 평균치에 대하여 ±15 % 이내의 범위로 제어함으로써, 방전 지연 시간의 분포를 ±25 % 이내로 억제하는 보호막(108)으로 할 수 있다. 표시의 정밀도로서 HD(high definition)의 PDP에 있어서는, 기판 면내의 방전 지연 시간이 ±50% 정도 변화하는 분포를 가지더라도, 충분한 방전 특성을 얻을 수 있는 것이었다. 그러나, 화소수(畵素數)가 배(倍)가 되고, 1 셀당 면적이 1/2 이하가 되면서 나아가 고정밀한 풀 HD PDP에 있어서는, 1 셀당 어드레스 방전 시간이 약 1/2, 전기 용량이 1/2이 된다. 그런 탓에, 방전 지연 시간으로서 요구되는 면내 분포가 더욱 작은 것이 요구된다. 도 5에 나타내는 바와 같이, 막 두께와 최대 발광 강도 비율과의 곱(積)을 기판 면내의 평균치에 대하여 ±15 % 이내의 범위로 제어하고, 기판 면내의 복수 점에 있어서 방전 지연 시간이 ±25 % 이하로 제어되면, 고정밀, 고화질의 풀 HD PDP의 화상 표시 품질을 향상시킬 수 있다.
또한, 상기 다양한 실시 형태 중, 임의의 실시 형태를 적절하게 조합시킴으로써, 각각이 가지는 효과를 나타내도록 할 수 있다.
이상과 같이 본 발명에 있어서의 PDP에 의하면, 특히 풀 HD 대응의 고정밀, 고화질의 PDP 등, 대화면 표시 장치에 유용하다.
본 발명은, 첨부 도면을 참조하면서 바람직한 실시 형태와 관련하여 충분하게 기재되어 있으나, 이 기술에 숙련된 사람들에게 있어서는 다양한 변형이나 수정은 명백하다. 그러한 변형이나 수정은, 첨부한 청구의 범위에 따른 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한, 그 안에 속하는 것으로 이해되어야 한다.
도 1은 본 발명의 실시 형태에 있어서의 PDP의 구성을 나타내는 사시도.
도 2는 도 1의 상기 실시 형태에 있어서의 PDP 제조 방법의 한 공정에서 이용하는 성막 장치를 나타내는 도면.
도 3은 상기 실시 형태에서의 PDP에 있어서, MgO 박막의 캐소드루미네센스(cathodoluminiscence)에 따른 발광 스펙트럼을 나타내는 도면.
도 4는 상기 실시 형태에서의 PDP에 있어서, 분압 검출 수단으로 검출된 H2O 분압에 대한 캐소드루미네센스에 따른 최대 발광 강도(A1)와 최대 발광 강도(A2)의 비율(A2 / A1)를 나타내는 도면.
도 5는 상기 실시 형태에서의 PDP에 있어서, 보호막의 막 두께와 최대 발광 강도 비율과의 곱(積)과, PDP의 규격화된 방전 지연 시간과의 관계를 나타내는 도면.

Claims (3)

  1. 기판(103) 상에 형성된 표시 전극(106)과, 유전체층(誘電體層)(107)과, 보호막(108)을 가지는 플라즈마 디스플레이 패널(plasma display panel)에 있어서,
    상기 보호막은 산화마그네슘을 포함하는 금속산화막이며,
    또한, 상기 보호막의 임의의 점에 있어서의 막 두께와, 상기 임의의 점에 있어서의 캐소드루미네센스(cathodoluminiscence) 법에 따라 측정한 발광 파장 330nm에서 370nm 사이의 최대 발광 강도(A1)에 대한 발광 파장 400nm에서 450nm 사이의 최대 발광 강도(A2)의 비율(A2 / A1 )과의 곱(積)이, 상기 보호막의 면내(面內) 분포로서 ±15 % 이내의 변동 범위에 있는 플라즈마 디스플레이 패널.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 보호막은, 상기 캐소드루미네센스 법에 따라 측정한 발광 파장 330nm에서 370nm 사이의 최대 발광 강도(A1)에 대한 발광 파장 400nm에서 450nm 사이의 최대 발광 강도(A2)의 비율(A2 / A1)이 1.08 이상인 플라즈마 디스플레이 패널.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 보호막은, 상기 보호막의 평균 막 두께가 700nm에서 900nm의 범위에 있고, 또한 면내 분포가 ±10 % 이하인 플라즈마 디스플레이 패널.
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