KR20080083365A - 플라즈마 디스플레이 패널 - Google Patents

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KR20080083365A
KR20080083365A KR1020087021131A KR20087021131A KR20080083365A KR 20080083365 A KR20080083365 A KR 20080083365A KR 1020087021131 A KR1020087021131 A KR 1020087021131A KR 20087021131 A KR20087021131 A KR 20087021131A KR 20080083365 A KR20080083365 A KR 20080083365A
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discharge
electrodes
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floating
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나오키 고스기
유키히로 모리타
마사노리 미우라
신이치로 하시모토
요시오 와타나베
Original Assignee
마쯔시다덴기산교 가부시키가이샤
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Abstract

평행하게 배열된 제1 전극(24), 제2 전극(25)으로 이루어지는 전극 쌍과 이들을 덮도록 형성한 유전체층(26)을 가지는 제1 기판(21)과, 전극 쌍과 교차하여 배열된 제3 전극(30)을 가지는 제2 기판(28)을 구비하는 플라즈마 디스플레이 패널로서, 제1 전극(24) 및 제2 전극(25) 각각에 대응하는 위치의 유전체층(26) 상에, 방전 공간에 돌출시켜 플로팅 전극(34), (35)을 설치하고, 또한 그 플로팅 전극(34), (35)을 서로 대향시킨다. 이러한 구성에 의해, 방전 개시 전압을 저감하여 구동 전압을 내리고, 발광 효율을 향상시킨다.

Description

플라즈마 디스플레이 패널{PLASMA DISPLAY PANEL}
본 발명은, 기체 방전으로부터의 방사를 이용한 플라즈마 디스플레이 패널에 관한 것이다.
종래, 기체 방전으로부터의 방사를 이용한 평면 표시장치로서, 플라즈마 디스플레이 패널(이하 PDP라 적는다)의 상품화가 도모되고 있다. PDP에는 직류형(DC형)과 교류형(AC형)이 있는데, 대형 표시장치로서, 면방전형 AC형 PDP가 보다 높은 기술적 포텐셜을 갖고, 수명 특성이 우수하기 때문에 상품화되고 있다.
도 7은 종래의 면방전형 AC형 플라즈마 디스플레이 패널의 방전 셀의 구성을 나타내는 단면도이다. 도 7에 있어서, 방전 셀의 전면판인 제1 기판(1)에는, 유리 기판(2) 표면상에, 약 80㎛의 방전 갭(g1)을 끼고, 투명 전극 쌍(도시하지 않음)을 형성한다. 그 위에,　전기 저항을 낮추기 위해 금속 전극으로 이루어지는 버스 전극(도시하지 않음)을 각각 형성함으로써, 주사 전극인 제1 전극(3)과 유지 전극인 제2 전극(4)으로 이루어지는 표시 전극(5)이 복수 쌍　형성된다. 그리고, 이들 전극 쌍을 덮어, 유전체층(6) 및 보호막(7)이 순차 적층된 구조로 되어 있다. 유전체층(6)은 저융점 유리로 형성되고, AC형 PDP 특유의 전류 제한 기능을 가진다. 보호 막(7)은 상기 전극 쌍　표면을 보호함과 동시에, 2차 전자를 효율적으로 방출하여 방전 개시 전압을 저하시킨다. 또, 보호막(7)의 재료로서, 2차 전자 방출 계수(
Figure 112008061445473-PAT00001
)가 크고, 또한 내스퍼터성이 높고 광학적으로 투명한 전기 절연성 재료인 금속 산화물의 MgO(산화 마그네슘)가 널리 이용되고 있다.
한편, 배면판인 제2 기판(8)의 유리 기판(9) 상에는, 화상 데이터를 기입하기 위한 데이터 전극인 제3 전극(10)이, 제1 기판(1)의 표시 전극(5)과 교차하도록 직교 방향으로 형성된다. 또한, 제3 전극(10) 및 유리 기판(9) 표면의 적어도 일부를 덮도록, 배면측의 유전체층(11)이 저융점 유리에 의해 형성된다. 인접하는 방전 셀(도시 생략)과의 경계의 유전체층(11) 상에는, 소정 높이의 격벽(12)이 저융점 유리에 의해, 예를 들면 스트라이프 형상이나 우물 정자 형상 등의 패턴 형상으로 형성되고, 또 유전체층(11)의 표면과 격벽(12)의 측면에는, 형광체층(13)이 형성된 구조로 하고 있다. 형광체층(13)으로서 빨강, 초록, 파랑의 적어도 3색 발광의 형광체가 대응하는 각 방전 셀 내에 형성된다.
전면판의 제1 기판(1)과 배면판의 제2 기판(8)은 각각 가공면을 대향시키고, 또한 제1 전극(3) 및 제2 전극(4)과, 제3 전극(10)이 서로 거의 직교하여 교차하도록 조합되어 봉착되고, 패널 내의 대기나 불순물 가스를 배기한 후, 방전용 가스로서 희가스의 크세논·네온 혹은 크세논·헬륨 등의 Xe(크세논) 혼합 가스가 약 수십 kPa로 봉입되어 밀봉된다.
그리고, 이 방전 셀을 복수개 매트릭스 형상으로 배열한 플라즈마 디스플레이 패널에, 매트릭스 형상으로 구동하는 구동 회로나 이들을 제어하는 제어 회로 등을 설치함으로써 플라즈마 디스플레이 장치가 구성되어 있다.
도 7에 있어서의 종래의 PDP는, 휘도를 확보하기 위한 주 방전인 유지방전이, 유리 기판(2)의 표면과 실질적으로 평행하게 형성된 양극 및 음극이 되는 주사 전극의 제1 전극(3)과 유지 전극의 제2 전극(4)의 사이에 발생하는 "면방전"이 된다. 즉, 방전공간 내의 전기력선과 방전에 기여하는 보호층(7) 표면과의 이루는 각이 커지기 때문에, 방전시의 하전 입자나 여기 입자의 손실이 증가하고, 방전 개시 전압이, 방전 갭 길이를 동일하게 했을 때의 "대향 방전"(방전공간 내의 전기력선과 방전에 기여하는 전극면의 이루는 각이 작은 방전)보다 필연적으로 높아진다. 또, 방전 갭 길이가 작은 좁은 갭의 PDP이므로, 방전 영역(14)의 크기가 작고, 발광 효율이 낮아 휘도를 올리는 것이 곤란하다.
종래, 상기 과제를 개선하기 위해, 상기 제1 전극 및 제2 전극으로 이루어지는 표시 전극이 형성하는 방전 갭을 긴 갭으로 함으로써, 방전 영역을 종래보다 확대시키고, 발광 효율을 1.5배 이상으로 향상시키는 고휘도 PDP가 예를 들면, 일본국 특허 공개공보 2000－571429호에 개시되어 있다.
도 8은 종래의 면방전형 AC형 플라즈마 디스플레이 패널의 방전 셀의 다른 예의 구성을 나타내는 단면도이다. 도 7과 동일한 구성의 것은 동일한 번호를 부여하고 있다.
도 8에 나타내는 바와 같이, 방전 셀의 전면판인 제1 기판(1)에 있어서의 표시 전극(15)은, 유리 기판(2) 표면에, 예를 들면 200~300㎛의 긴 갭으로 이루어지 는 방전 갭(g2)을 끼고, 금속 전극으로 이루어지는 제1 전극(16) 및 제2 전극(17)을 좁은 폭으로 형성함으로써 배치되어 있다.
이와 같이, 긴 갭의 방전 갭을 형성하는 표시 전극(15)으로 함으로써, 우선, 좁은 간격을 가지는 제1 전극(16)과 데이터 전극인 제3 전극(10)의 세로 방향에 방전이 발생하고, 이어, 약 300V의 높은 유지방전 전압이 인가된 긴 갭의 틈을 가지는 제1 전극(16), 제2 전극(17)의 표시 전극 간에 면방전이 발생함으로써, 방전 영역이 확대하고, 발광 효율이 향상하여 고휘도가 되는 것이다.
그러나, 상기 긴 갭의 PDP에 있어서는, 상술한 좁은 갭의 종래의 PDP보다 방전 개시 전압은 더 높아진다. 구동 전압이 높아지는 이유로서는, 좁은 갭 PDP와 마찬가지로, 긴 갭의 PDP에 있어서도, 기판면에 평행하게 형성 배치된 전극 간에 발생하는 전기력선이, 전극면으로부터 서로 경사 방향을 향해 나오게 되므로, 그 방전 형태가, "면방전"이 되는 것에 있다. 갭 길이가 커지는 만큼, 좁은 갭의 PDP보다 방전 개시 전압이 필연적으로 상승한다.
종래, 상기 과제를 개선하기 위해서, 표시 전극을 격벽의 측부 표면에 형성함으로써, 표시 전극에 있어서의 방전에 기여하는 주면을 기판면과 거의 직각으로 교차시키고, 또한 이웃하는 표시 전극의 주면과 방전 가스 공간을 끼고 대향하도록 배치시킨 표시 전극의 주면 사이에 발생하는 대향 방전을 유지방전으로 함으로써, 방전 영역을 확대시키고, 발광 효율을 높이는 것이, 예를 들면, 일본국 특허 공개공보 2003－132804호에 개시되어 있다. 이 예에서의 방전 형태는, 가스 공간을 사이에 두는 전극 간의 대향 방전(단, 전하 이동 방향은 패널 두께 방향이 아니라 기 판면을 따른 방향)이 되고, 이 방전 형태를 "면방향 대향 방전"이라 호칭하고 있다.
또, 표시 전극에 구비하고 있는 도전막으로 이루어지는 급전부를, 전면판에 형성한 격벽의 측부 표면에 형성함으로써, 표시 전극에 있어서의 방전에 기여하는 주면을 기판면과 거의 직각으로 교차시키고, 또한 이웃하는 표시 전극의 주면과 가스 공간을 끼고 대향하도록 배치하고 있다. 또, 전면판에는, 종화(種火) 방전을 야기시키기 위해, 표시 전극 쌍의 사이에 보조 전극 쌍을 설치하고 있다.
종래의 좁은 갭의 면방전형 AC형 PDP에 있어서는, 유지방전이 면방전이 되기 때문에, 방전에 있어서의 손실이 크고 방전 개시 전압이 높아지고, 또한 좁은 갭에 의해 방전 영역이 작고, 발광 효율이 낮아 휘도를 올리는 것이 곤란하다.
또, 긴 갭의 AC형 PDP로 함으로써, 발광 효율이 향상하여 고휘도가 되지만, 상기와 마찬가지로, 유지방전이 면방전이 되기 때문에, 방전 개시 전압은 높아지고, 또, 긴 갭으로 함으로써, 약 300V의 더 높은 유지방전 전압을 필요로 하여 구동 전압이 높아지기 때문에, 방전 전류 피크값이 커지고, 특히 대화면 패널에 있어서, 급준하고 높은 피크 전류를 충분히 공급하는 것이 어렵기 때문에, 각 방전 셀의 방전 상태가 패널의 점등 면적에 크게 의존하여, 대화면 구동 표시가 불균일해진다.
한편, 전면판에 형성한 격벽의 측부 표면에, 표시 전극의 급전부를 형성함으로써, 표시 전극 간에 있어서의 유지방전을 면방향 대향 방전으로서 방전 영역을 확대시킨 경우, 대향 방전이 되어 방전 영역이 확대하여 발광 효율은 향상하지만, 표시 전극 이외에 보조 전극을 설치하고 있으므로, 개구율이 저하해 휘도가 내려간다. 또, 전면판에 격벽을 형성하고, 그 격벽 측부 표면에 표시 전극으로부터 연장 설치한 급전부를 표시 전극 주면으로서 형성하고, 대향시킨다는 복잡한 구성을 가지기 때문에, 제조가 어려워 고가가 된다.
본 발명은, 간이한 전극 구성에 의해, 방전 형태를 대향 방전적으로 하여 방전 영역을 확대시킴과 함께, 방전에 있어서의 하전 입자·여기 입자의 손실을 억제함으로써 방전 개시 전압을 저감하여 구동 전압을 내리고, 발광 효율을 향상시킴으로써 휘도를 향상시킨 PDP를 제공한다.
본 발명은, 서로 평행하게 배열된 제1 전극 및 제2 전극으로 이루어지는 복수의 전극 쌍과 이들 전극 쌍을 덮도록 형성한 유전체층을 가지는 제1 기판과, 상기 전극 쌍과 교차하여 배열된 제3 전극을 가지는 제2 기판을 갖고, 이들 제1 기판과 제2 기판을 대향 배치함으로써 복수개의 방전 셀을 설치한 플라즈마 디스플레이 패널로서, 상기 제1 전극 및 제2 전극 각각에 대응하는 위치의 상기 유전체층 상에, 방전공간 측에 돌출시켜 플로팅 전극을 설치하고, 또한 그 플로팅 전극을 서로 대향시킨 것이다.
본 발명에 의하면, 제1 기판의 전극 쌍에 대응하는 위치의 유전체층 상에, 플로팅 전극을 서로 대향하여 설치함으로써, 간이한 전극 구성에 의해, 방전 형태를 대향 방전적으로 하여 방전 영역을 확대할 수 있고, 또, 방전시의 하전 입자· 여기 입자의 손실을 억제함으로써, 방전 개시 전압을 저감하여 구동 전압을 내릴 수 있고, 이에 의해 발광 효율을 향상시켜 휘도를 향상시키고, 저방전 전류 피크값으로 구동할 수 있어, 고휘도 고신뢰성의 PDP로 할 수 있다.
이하, 본 발명의 일 실시형태에 의한 PDP에 대해, 도 1a~도 6의 도면을 이용하여 설명한다.
(실시형태 1)
도 1a는 본 발명의 실시형태 1에 관한 플라즈마 디스플레이 패널의 방전 셀의 구성을 나타내는 단면도이다. 또, 도 1b는 본 발명의 실시형태 1에 관한 플라즈마 디스플레이 패널의 방전 셀의 구성을 나타내는 평면도이다.
도 1a, 1b에서는 방전 셀을 1개만 나타내고 있지만, 빨강, 초록, 파랑의 각 색을 발광하는 방전 셀이 다수 배열되어 PDP가 구성된다.
도 1a, 1b에 나타내는 바와 같이, 방전 셀에 있어서, 전면판인 제1 기판(21)의 유리 기판(22) 상에, 표시 전극(23)인 전극 쌍으로서, 주사 전극인 제1 전극(24) 및 유지 전극인 제2 전극(25)의 쌍이 평행하게 배열되어 형성되어 있다.
형성 방법으로서는, 유리 기판(22) 표면상에, 전력을 보다 공급하기 쉽게 하기 위해, 후막 프로세스에 의해, 예를 들면 Ag(은) 페이스트를 인쇄 도포하여 소성함으로써, 막 두께 수 ㎛의 저저항의, 예를 들면 약 80㎛ 폭의 폭이 좁은 금속 전극으로 이루어지는 버스 전극을, 200~300㎛의 긴 갭의 방전 갭(g2)을 끼고 대향하여 형성한다. 그리고, 이에 의해 표시 전극(23)인 제1 전극(24) 및 제2 전극(25)의 쌍을 지면의 수직 방향으로 평행하게 배열하여 형성한다. 또한, 방전 갭(g2)의 값은 상기의 범위의 값에 한정되지 않고, 설계되는 PDP 방전 셀의 크기에 따라 적절히 설정하면 된다. 또, 표시 전극으로서는, 저저항의 상기 버스 전극 이외에, 투명 전극을 형성해도 된다. 또, 버스 전극으로서는, 상기 Ag전극 외에, 예를 들어 성막 패턴화되는 Cr(크롬)/Cu(동)/Cr의 순으로 적층된 적층 전극, 박막 성막 프로세스에 의한 Al(알루미늄)계 전극 등을 이용할 수 있다. 또, 버스 전극 재료로서는, Ag, Al, Ni(니켈), Pt(백금), Cr, Cu, Pd(파라듐) 등의 금속이나, 각종 금속의 탄화물이나 질화물 등의 도전성 세라믹스 등의 재료나 이들의 조합, 혹은 그들을 적층하여 형성되는 적층 전극도 필요에 따라 사용할 수 있다.
그리고, 도 1a, 1b에 나타내는 바와 같이, 제1 전극(24), 제2 전극(25)으로 이루어지는 전극 쌍, 및 유리 기판(22)의 표면을 덮도록, 유전체층(26)이, 납계 혹은 비납계의 저융점 유리나 SiO2 재료 등에 의해 막 두께 수 ㎛~수십 ㎛로 형성되어 있다.
그리고, 유전체층(26) 상에는, 방전 개시 전압을 보다 저하시키기 위해 2차 전자 방출 계수(
Figure 112008061445473-PAT00002
)가 크고, 또한 유전체층(26)을 방전시의 이온 충격으로부터 보호하기 위해 내스퍼터성이 높고, 또 광학적으로 투명하고 전기 절연성이 높은, 예를 들면 MgO(산화 마그네슘)를 포함한 금속 산화물 재료를 진공 증착법이나 전자빔 증착법 등에 의해, 수천 Å의 막 두께로 형성함으로써 보호막(27)이 형성되어 있다.
한편, 배면판인 제2 기판(28)의 유리 기판(29)의 내표면에는, 각 방전 셀에 있어서, 제1 전극(24), 제2 전극(25)의 전극 쌍에 거의 직교하도록, 예를 들면 Ag 등을 포함하는 전극 재료에 의해, 데이터 전극인 제3 전극(30)이 지면 수평 가로 방향으로 배열하여 형성되어 있다.
그리고, 제2 기판(28)의 내면상에는, 제3 전극(30) 및 유리 기판(29)의 표면을 덮도록, 배면판측의 유전체층(31)이 납계 혹은 비납계의 저융점 유리나 SiO2 재료 등에 의해 형성되어 있다.
또, 이 유전체층(31) 상에는, 격벽(32)이, 예를 들면 우물 정자 형상의 패턴으로 형성된다. 격벽(32)은, 유전체층(31) 위에 저융점 유리 재료 페이스트를 도포한 후, 인접 방전 셀과의 경계 주위를 구분하도록, 즉, 방전 셀의 배열을 행방향 및 열방향으로 구분하는 우물 정자 형상의 패턴으로, 샌드블러스트법이나 포토리소그래피법 등의 방법에 의해 형성되어 있다.
그리고, 격벽(32) 간에는, 적색, 녹색, 청색의 각 색의 형광체층(33)이 형광체 재료 페이스트를 인쇄 도포하고, 소성함으로써 형성되어 있다. 이 형광체층(33)으로는, 적색으로서(Y, Gd)BO3：Eu가, 녹색으로서 Zn2SiO4：Mn이, 청색으로서 BaMg2Al14O24：Eu 등이 각각 사용된다.
여기서, 본 발명에 관한 플라즈마 디스플레이 패널은, 전면판에 있어서의 전극 구조로서 특유의 구조를 가진다. 도 1a, 1b에 나타내는 바와 같이, 유리 기판(22) 상의 유전체층(26) 상에 있어서, 제1 전극(24)과 정전 결합시키기 위해, 제 1 전극(24)에 대응하는 위치에는, 플로팅 전극(34)이 방전공간 측에 돌출하도록 설치된다. 또 마찬가지로, 제2 전극(25)과 정전 결합시키기 위해, 제2 전극(25)에 대응하는 위치에는, 플로팅 전극(35)이 방전공간 측에 돌출하도록 설치된다. 그리고, 그 플로팅 전극(34, 35)은 서로 대향한다. 또, 이 플로팅 전극(34, 35)은, 부동 전극으로서, 다른 전극 등과는 전기적으로 절연된 상태로 형성되어 있다. 보호막(36)은 이 플로팅 전극(34, 35) 상에 형성한 MgO 등을 포함하는 금속 산화물로 이루어진다. 이 플로팅 전극(34, 35)은, 구동시에, 근사적으로 표면을 동 전위로 간주할 수 있는 재료이면 되고, 그를 위해서는, 적어도 방전공간 측에 노출한 부분 및 유전체층과의 경계면 등의 표면은, 도전성을 갖고 있는 것이 바람직하다. 또, 이 플로팅 전극으로서, 반드시 전기적 도체가 아니어도, 고비유전률의 유전체도 적용할 수 있다. 이 경우, 통상의 유전체층의 재료보다 충분히 비유전률이 높으면 양호한 결과를 얻을 수 있다.
본 발명의 포인트는, 방전공간에 돌출한 플로팅 전극의 내부에 거의 전계가 없고, 표면이 거의 동 전위가 됨으로써, 방전공간에서의 전계(전기력선) 분포를 바꾸는 것에 있고, 이를 실현하기 위해, 고비유전률 재료, 혹은 도체 재료 혹은 적어도 표면에 도전성이 있는 재료를 이용할 수 있다.
본 실시형태 1의 실시예로서는, 플로팅 전극(34, 35)으로부터 전기력선을 기판면에 평행하게 뻗게 하기 위해, 플로팅 전극(34, 35)에는 금속 등의 전기적 도전성 재료가 사용되고 있다. 이 전기적 도전성 재료로서는, Ag, Al, Ni, Pt, Cr, Cu, Pd 등의 금속 전극 재료, ITO 등의 투명 전극 재료, 각종 금속의 탄화물이나 질화 물 등의 도전성 세라믹스 등, 혹은 이들의 조합 등에 의한 도전성 재료를 이용할 수 있다.
이와 같이, 플로팅 전극(34, 35)을 전기적 도체 전극으로 함으로써, 제1 전극(24) 및 제2 전극(25)과 정전 결합했을 때에는 플로팅 전극(34, 35) 내부에 전계가 없고, 전극 표면은 각각 동 전위(전위 분포가 없는 상태)가 되므로, 제1 전극(24) 및 제2 전극(25)으로부터 발생하는 전계(전기력선) 분포를 플로팅 전극(34, 35)에 의해 기판면 평행 방향(지면 수평 방향)으로 구부릴 수 있게 된다. 이에 의해, 등가적으로 그 표면에 전위 분포가 없는 고비유전률의 전극이라 간주할 수 있게 되므로, 그 사이에 발생하는 방전(37)은, 플로팅 전극의 방전에 기여하는 주면에 대해 거의 수직으로, 또한 기판면에 평행 방향으로 발생하는 대향 방전이 된다. 그 결과, 방전시의 하전 입자·여기 입자의 손실을 억제하고, 방전 개시 전압을 저하시킬 수 있다.
또, 도 1b의 평면도에 나타내는 바와 같이, 플로팅 전극(34, 35)은, 각 방전 셀에 있어서, 고립한 전극 쌍으로서, 제1 전극(24), 제2 전극(25)의 위쪽의 유전체층(26) 상에, 또한 격벽(32)의 내측에 각각 형성된다.
이와 같이, 각 방전 셀에 있어서의 플로팅 전극(34, 35)을 고립하여 설치함으로써, 인접하는 방전 셀로부터 방전 전류가 흘러들어가는 일이 없어진다. 즉, 각 방전 셀에, 제1 전극(24), 제2 전극(25) 및 플로팅 전극(34, 35)과 그 사이의 유전체층(26)에 의해 각각 형성되는 정전 용량에 의해 전류 제한된다. 이 때문에, 플로팅 전극(34, 35) 간에 있어서 대향 방전 펄스를 안정하게 발생시키고, 방전 셀의 방전 개시 전압을 저하시켜, 발광 효율을 향상시킬 수 있다.
또한, 플로팅 전극(34, 35)은, 각각 제1 전극(24) 및 제2 전극(25)의 바로 위의 위치에 설치되어 있고, 이에 의해, 플로팅 전극(34, 35)은, 제1 전극(24) 및 제2 전극(25)과의 정전 결합을 더 높일 수 있다. 또, 플로팅 전극(34, 35)이 긴 갭을 가지는 제1 전극(24) 및 제2 전극(25)의 바로 위의 위치에 배치되게 되므로, 플로팅 전극(34, 35)도 동일한 긴 갭의 전극 쌍이 되어, 긴 갭의 방전 셀로서, 방전 개시 전압을 저하시키면서 발광 효율을 향상시킬 수 있다.
또, 본 발명에 관한 플라즈마 디스플레이 패널에 있어서, 플로팅 전극(34, 35)은, 적어도 유전체층(26) 표면으로부터의 높이가 대향하는 제1 기판(21)과 제2 기판(28)의 사이의 틈의 10%~80%의 범위가 되도록 형성하고 있다. 플로팅 전극(34, 35)의 높이가 10%보다 낮으면, 방전 영역이 기판면에 가까워져 대향 방전적이지 않게 되므로, 방전 개시 전압의 저하가 방해되고, 또, 플로팅 전극(34, 35)의 높이가 80%보다 높으면, 방전 영역이 형광체층(33)에 닿기 때문에, 형광체층(33) 표면을 열화시킬 우려가 있다.
또, 도 1a, 1b에 나타내는 바와 같이, 플로팅 전극(34, 35)은, 제1 전극(24), 제2 전극(25)의 선폭과 거의 같은 좁은 폭으로 직방체 형상으로 하고, 제1 전극(24) 및 제2 전극(25) 위쪽에 각각 적어도 1개 대향하도록 배치되어 있고, 직방체 형상이기 때문에, 방전 셀 내를 유효한 방전공간으로서 활용할 수 있다.
또, 전면판인 제1 기판(21)의 제1 전극(24), 제2 전극(25)의 위쪽에, 플로팅 전극(34, 35)을 설치하는 방법으로서는, 전극 재료 페이스트를 인쇄법 혹은 전사법 으로 덧칠하여 부착시켜 소성하는 형성 방법이나, 소정 형상의 고립 전극을 형성한 필름을 기판면의 소정 위치에 전사하여 부착시키는 방법, 혹은 포토리소그래피 기술, 리프트 오프 기술의 방법을 사용할 수 있다.
본 실시형태 1의 PDP에 있어서, 전표시 셀을 초기화 상태로 하는 초기화 기간, 각 방전 셀을 어드레스 하고, 각 셀에 입력 데이터에 대응한 표시 상태를 선택·입력해 가는 데이터 기입 기간, 표시 상태에 있는 방전 셀을 표시 발광시키는 유지방전 기간을 가지는 서브필드에 의해 1 프레임을 구성하고, 구동 발광 표시시킬 수 있다. 이 구동 스텝에 있어서, 유지방전 기간 중에, 제1 전극(24), 제2 전극(25)에, 유지방전 전압 펄스의, 예를 들면 230~250V의 직사각형 파전압을 서로 위상이 다르도록 인가함으로써, 플로팅 전극(34, 35)은, 제1 전극(24) 및 제2 전극(25)과 각각 정전 결합하고 있기 때문에, 제1 전극(24) 및 제2 전극(25)으로부터 각 유지방전 전압 신호가 얻어진다.
표시 상태 데이터가 기입된 방전 셀에 있어서, 플로팅 전극(34, 35)의 측면 대향간에는, 전압 극성이 변화할 때마다 펄스 방전이 발생한다. 플로팅 전극(34, 35) 간에 발생하는 대향 방전적인 방전에 의해, 방전공간 중의 여기 크세논 원자로부터는 147㎚의 공명선이, 여기 크세논 분자로부터는 173㎚ 주체의 분자선이 방사되고, 이어 상기 자외 방사를 배면판으로서의 제2 기판(28)의 형광체층(33)으로 가시 방사로 변환함으로써, PDP의 표시 발광이 얻어진다.
종래의 면방전형의 방전 셀에서는, 방전공간에 투입되는 전기 에너지는, 주사, 유지 전극 폭, 유전체층 두께 및 유지 전압에 따라 결정되는데, 본 발명에 관 한 PDP의 대향 방전의 방전 셀에 있어서는, 플로팅 전극(34, 35)과 제1, 제2 전극(24, 25) 사이의 각 정전 용량에 의해 정해지고, 구동 회로로부터 보면, 방전공간과의 사이에, 전극-플로팅 전극 간으로 구성되는 콘덴서가 직렬로 들어간 것이　 되고, 상기의 정전 용량은, 표시 전극(23)의 폭과 유전체층(26)의 두께에 의해도 바뀐다.
그리고, 방전공간의 전기력선은, 부동 전극인 플로팅 전극(34, 35)에 의해 기판면 평행 방향으로 구부러지고, 플로팅 전극(34, 35)은 방전공간에 돌출하고 있기 때문에, 전기력선이 플로팅 전극 표면과 이루는 각도에 대해 수직으로 가까워지고, 그 결과, 유지방전의 형태가 대향 방전이 되고, 구동 전압을 저하시킬 수 있으므로, 보다 효율이 높은 저전류 밀도의 구동을 할 수 있게 된다.
또, 플로팅 전극(34, 35) 간에 발생하는 방전이 대향 방전이 되므로, 종래의 면방전을 이용한 좁은 갭의 PDP보다, 방전 효율을 향상시켜 발광 효율을 향상시킬 수 있다. 또, 종래의 긴 갭형 PDP와 달리, 발생하는 방전이 대향 방전이 되므로, 방전 개시 전압을 저하시켜 유지방전 전압을 저감시키고, 발광 효율을 향상시켜 소비 전력을 내릴 수 있고, 또 형광체층의 열화를 방지할 수 있다. 또, 유지방전 전압을 저감시킨 결과로서, 방전 전류 피크값이 내려가므로, 대화면 패널에 있어서 균일 구동 표시로 할 수 있고, 또, 보호막의 스퍼터량을 저감시키므로, 패널 신뢰성을 향상시킬 수 있어, 대화면 고정밀 대응의 고휘도 고신뢰성의 PDP를 실현하는 것이 가능해진다.
본 발명에 관한 플라즈마 디스플레이 패널에 있어서, 65인치 사이즈의 대화 면의 PDP의 제1 기판(21)으로서, 약 250㎛의 긴 갭으로 형성한 제1, 제2 전극(24, 25)의 위쪽 바로 위에 Ag 전극 재료에 의한 전기적 도체 전극의 플로팅 전극(34, 35)을, 인쇄 덧칠법에 의해 대향 기판 틈 150㎛의 40%의 전극 높이(60㎛)가 되도록 형성했다. 또 제2 기판(28)으로서, 제3 전극(30), 격벽(32), 형광체층(33)을 형성하고, 이들 제1 기판(21)과 제2 기판(28)을 대향 배치하고, 내부 공간에 Xe 10%를 혼합한 Ne 가스를 약 67kPa 봉입하여 PDP를 작성했다.
이 결과, 전면판으로서의 제1 기판(21)에 형성한 플로팅 전극(34, 35)의 대향간의 대향 방전에 의해, 종래의 좁은 갭형의 면방전형 PDP보다, 방전 영역이 확대하여 발광 효율이 1.2lm/W로부터 2.4lm/W로 향상함과 동시에, 휘도가 1.6배로 향상했다. 또, 동일한 약 250㎛의 갭을 가지는 종래의 긴 갭형의 PDP에 대해, 방전 개시 전압이 종래 280V∼300V 필요했던 것이, 20∼50V 저하했다. 발광 효율에 있어서도 30% 향상하여, 형광체층의 열화도 방지할 수 있었다. 또한, 종래의 긴 갭 패널에서는, 높은 방전 유지 전압을 위해 1.5mA/셀로 컸던 방전 전류 피크값이 200μA/셀로 내려갔으므로, 65인치라는 대화면 패널에 있어서도 대화면 구동 표시가 균일해지고, 또한 보호막도 열화하지 않고, 대화면 고정밀의 고휘도 고신뢰성의 PDP로 할 수 있다. 또, 종래의 면방향 대향 방전형 PDP보다 간이한 전극 구성으로 하고 있으므로, 저비용으로 개구율이 높은 고휘도의 PDP로 할 수 있었다.
또한, 상기 설명에 있어서, 플로팅 전극(34, 35) 및 유전체층(26)의 표면을 덮도록 MgO 등을 가지는 보호막(27, 36)을 형성했지만, 유전체층(26)의 방전공간에 접하는 표면에, 보호막을 설치하지 않고 , 플로팅 전극(34, 35)의 적어도 대향하는 측면 표면에, MgO를 포함하는 금속 산화물을 가지는 보호막(36)을 형성하도록 해도 된다.
또, 보호막(27, 36)을 따로따로의 공정에서 형성하는 예로서 설명했지만, 전면판의 가공 공정에 있어서, 유전체층 및 플로팅 전극 표면을 일괄하여 덮도록 보호막을 형성해도 된다.
(실시형태 2)
도 2는 본 발명의 실시형태 2에 관한 플라즈마 디스플레이 패널의 방전 셀의 구성을 나타내는 단면도이다. 도 1a, 1b와 같은 구성의 것은 동일한 번호를 붙였다.
이 도 2에 나타내는 것은, 고비유전률의 유전체 재료로 이루어지는 플로팅 전극(34a, 35a)을 설치한 것이다. 이 플로팅 전극(34a, 35a)을 구성하는 고비유전률의 유전체 재료로서는, TaO2, Y2O3, ZrO2, HfO2, Bi2O3 등을 이용할 수 있지만, 이들에 한정되지 않고, 고비유전률의 유전체 재료이면 사용할 수 있다.
또한, 바람직하게는, 플로팅 전극(34a, 35a)을 구성하는 고비유전률의 유전체 재료의 비유전률은, 유전체층(26)의 비유전률의 2배 이상의 값을 가지는 것이 바람직하고, 이에 의해, 제1 전극(24), 제2 전극(25)과 플로팅 전극(34a, 35a)을 보다 정전 결합시키기 쉽게 할 수 있어, 양호한 대향 방전이 되는 방전 영역(37)을 가지는 방전 셀이 된다. 또한, 유전체층(26)의 비유전률은 10 정도이다.
이와 같이, 플로팅 전극을 고비유전률의 유전체 전극으로 함으로써, 등가적 으로 플로팅 전극의 표면에 전위 분포가 거의 없는 유전체 전극이 되므로, 방전 셀에 발생하는 방전은, 플로팅 전극 간에서 기판면에 거의 평행 방향으로 발생하는 대향 방전이 되어, 방전 개시 전압이 저하하여 발광 효율이 향상한다.
또, 본 실시형태 2의 또 다른 실시형태로서, 플로팅 전극(34a, 35a)을 적어도 전기적 도전성 재료 및 유전체 재료가 혼합 분산되어 형성되는 고비유전률의 유전체 전극으로 해도 된다. 도전성 재료로서는, Ag, Al, Ni, Pt, Cr, Cu, Pd 등의 금속 미립자 재료, ITO 등의 전극 미립자 재료, 각종 금속의 탄화물이나 질화물 등의 도전성 세라믹스 등, 혹은 이들 조합에 의한 도전성 미립자 재료 등을 사용할 수 있다. 또, 유전체 재료로서는, SiO2, Al2O3, Si3N4계 등의 저비유전률의 유전체 재료나, 상술한 TaO2, Y2O3, ZrO2, HfO2, Bi2O3 등의 고비유전률 유전체 재료 등에 의한 유전체 미립자 재료를 사용할 수 있다. 적어도 도전성 재료 및 유전체 재료가 균일하게 혼합 분산된 재료 페이스트를 도포하여 소성함으로써 플로팅 전극을 형성할 수 있다.
이와 같이 플로팅 전극을 도전성 재료 및 유전체 재료가 혼합 분산된 재료로 형성함으로써, 플로팅 전극은 높은 비유전률을 가지는 고비유전률 유전체 전극이 되므로, 발생하는 방전은 보다 양호한 대향 방전이 되어, 방전 개시 전압이 더 저하하고, 발광 효율을 더 향상시킬 수 있다. 또, 고비유전률 유전체 전극은, 도전성 재료 및 유전체 재료를 혼합 분산한 재료에 의해 형성되므로, 플로팅 전극이 형성하기 쉬워져, 저비용의 PDP로 할 수 있다.
(실시형태 3)
도 3은 본 발명의 실시형태 3에 관한 플라즈마 디스플레이 패널의 방전 셀의 구성을 나타내는 단면도이다. 도 2와 같은 구성의 것은 동일한 번호를 붙였다.
도 3에 나타내는 것은, 고비유전률 유전체 전극에 의한 플로팅 전극(34a, 35a)과 유전체층의 적어도 경계면에 도전성막에 의한 전기적 도체부(38)를 설치한 것이다. 이 전기적 도체부(38)의 폭(지면 수평 방향의 폭)은, 그 위에 형성되는 플로팅 전극(34a, 35a)의 저부의 면적과 같은 정도거나, 혹은 저부보다 넓은 면적으로 해도 된다. 또, 이 전기적 도체부(38)는 Ag, Al, Ni, Pt, Cr, Cu, Pd 등의 금속 전극 재료, ITO 등의 투명 전극 재료, 각종 금속의 탄화물이나 질화물 등의 도전성 세라믹스 등, 혹은 이들의 조합한 도전성 재료에 의해 도전성막을 패턴화하여 형성함으로써 설치할 수 있다.
고비유전률 유전체 전극인 플로팅 전극(34a, 35a)과 유전체층(26)의 적어도 경계면에 전기적 도체부(38)를 각각 설치함으로써, 제1, 제2 전극(24, 25)과 플로팅 전극(34a, 35a)은 정전 결합을 보다 강하게 할 수 있고, 충분한 전류를 공급할 수 있다. 플로팅 전극 간에서 발생하는 대향 방전은 더 안정하게 일어나게 되고, 방전 개시 전압이 더 저하하여 발광 효율을 더 향상시킬 수 있다.
또한, 상기에 있어서, 플로팅 전극(34a, 35a)과 유전체층(26)의 경계면에 전기적 도체부(38)를 설치한 예를 설명했지만, 전기적 도체부(38)를 경계면에 형성한 부분으로부터 연속시켜 플로팅 전극(34a, 35a)의 대향하는 측면에 형성해도 상관없다. 이에 의해, 플로팅 전극(34a, 35a)은 적어도 표면에 도전성이 있게 되므로, 제 1, 제2 전극(24, 25)과 정전 결합한 플로팅 전극(34a, 35a) 간에 있어서, 대향 방전을 보다 발생하기 쉽게 할 수 있다.
(실시형태 4)
도 4는 본 발명의 실시형태 4에 관한 플라즈마 디스플레이 패널의 방전 셀의 구성을 나타내는 단면도이다. 도 1a~3과 같은 구성의 것은 동일한 번호를 붙였다.
도 4에 나타내는 것은, 플로팅 전극(34, 35)은, 각각 제1 전극(24) 및 제2 전극(25)의 바로 위로부터 어긋난 위치에 배치한 것이다. 또한 플로팅 전극(34, 35)의 저부와 유전체층(26) 사이에 전기적 도체부(38)를 설치하고, 또한 그 전기적 도체부(38)는 플로팅 전극(34, 35)의 저부보다 넓은 면적으로 한 것이다.
도 4에 나타내는 바와 같이, 플로팅 전극(34, 35)은, 제1, 제2 전극(24, 25)의 바로 위로부터 어긋난 위치에 각각 형성 배치되므로, 플로팅 전극(34, 35)을 격벽(32)로부터 떼어 형성할 수 있고, 플로팅 전극(34, 35)을 형성하기 쉽게 할 수 있다.
또한, 플로팅 전극으로서, 실시형태 2에서 설명한 플로팅 전극(34a, 35a)을 이용해도 된다.
(실시형태 5)
도 5는 본 발명의 실시형태 5에 관한 플라즈마 디스플레이 패널의 방전 셀의 구성을 나타내는 단면도이다. 도 4와 같은 구성의 것은 동일한 번호를 붙였다.
도 5에 나타내는 것이 도 4와 다른 것은, 플로팅 전극(34, 35)과 전기적 도체부(38) 사이의 적어도 일부에 유전체부(39)를 대향하도록 설치한 것이다. 또, 플 로팅 전극(34, 35)의 적어도 저부가 유전체층(26)에 매립되도록, 전기적 도체부(38)를 형성하고 있다.
이 도 5에 나타내는 예에서는, 플로팅 전극(34, 35)은, 제1, 제2 전극(24, 25)의 바로 위 근처에서, 전기적 도체부(38) 상의 일부에 접하고, 또한 유전체부(39)를 덮도록 형성되어 배치된 구성이 되고, 정전 결합한 전기적 도체부(38)의 전위와, 유전체부(39)를 덮은 플로팅 전극(34, 35)의 대향하는 선단부는 동 전위가 되고, 플로팅 전극(34, 35)의 선단부로부터, 전기력선이 방전공간에 나오게 된다.
플로팅 전극(34, 35)은, 적어도 저부를 유전체층(26)에 매립하도록 형성함으로써, 플로팅 전극(34, 35)의 저부와 제1 전극(24), 제2 전극(25)을 접근시키게 되어 정전 결합을 강하게 할 수 있고, 플로팅 전극 간에 있어서의 대향 방전을 발생시키기 쉽게 할 수 있다.
또, 플로팅 전극(34, 35)의 적어도 일부에 유전체부(39)를 대향하도록 설치함으로써, 플로팅 전극 간의 대향 방전을 보다 방전 셀 내부의 깊은 위치에서 발생시킬 수 있고, 방전 영역을 기판면으로부터 뗄 수 있기 때문에, 기판면에 있어서의 방전 효율의 손실을 저감 할 수 있어, 방전 개시 전압을 더 내려 발광 효율을 더 향상시킬 수 있다.
(실시형태 6)
도 6은 본 발명의 실시형태 6에 관한 플라즈마 디스플레이 패널의 방전 셀의 구성을 나타내는 단면도이다. 도 1, 도 2와 같은 구성의 것은 동일한 부호를 붙였다.
도 6에 나타내는 것이 도 1, 도 2와 다른 것은, 유전체층(26)을 제1 전극(24) 및 제2 전극(25)의 사이에 형성하지 않는 것, 플로팅 전극(34, 35)의 적어도 대향하는 측면 표면에만, MgO를 포함하는 금속 산화물을 가지는 보호막(36)을 형성한 것이다.
도 6에 나타내는 바와 같이, 유전체층(26)을 제1 전극(24), 제2 전극(25)의 표면을 각각 덮어 형성한다. 유전체층(26)이 제1 전극(24), 제2 전극(25)의 사이에는 형성되지 않도록 하는 방법으로서는, 유리 기판(22) 상에 형성된 제1 전극(24), 제2 전극(25) 상의 소정의 위치에, 예를 들면, 유전체층(26) 및 플로팅 전극(34, 35)을 적층함과 함께, 고립시켜 형성한 필름을 전사 부착시키는 방법을 이용할 수 있다. 이와 같이, 유전체층(26)을 제1 전극(24), 제2 전극(25)의 사이에 형성하지 않고, 제1 전극(24), 제2 전극(25)과, 플로팅 전극(34, 35)의 사이에 각각 형성함으로써, 플로팅 전극(34, 35)의 사이에 발생하는 대향 방전이, 기판면으로부터 보다 이간하는 방전이 되므로, 방전 개시 전압을 더 내려, 발광 효율을 향상시킬 수 있다.
또, 플로팅 전극(34, 35)의 적어도 대향하는 측면 표면에만, MgO를 포함하는 금속 산화물을 가지는 보호막(36)을 형성함으로써, 플로팅 전극(34, 35) 간에 발생하는 방전을 기판면으로부터 보다 이간시켜 대향 방전시킬 수 있고, 방전 개시 전압을 더 저하시켜, 발광 효율을 더 향상시킬 수 있다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 관한 플라즈마 디스플레이 패널에 의하면, 방전공간 측에 돌출시켜 플로팅 전극을 서로 대향하여 설치하는 구성으로 함으 로써, 간이한 전극 구성에 의해, 방전 형태를 대향 방전적으로 하여 방전 영역을 확대시키고, 방전 개시 전압을 저감하여 구동 전압을 내리고, 발광 효율을 향상시킬 수 있다.
또한, 상기 설명에 있어서, 플로팅 전극은, 직방체 형상의 플로팅 전극으로서 설명했지만, 입방체, 기둥 형상, 구 형상, 원호 기둥 형상 및 지그재그 기둥 형상 등의 형상이어도 되고, 또, 각각 복수개 배치하도록 해도 상관없다.
또, 플로팅 전극은, 전기적 도체 전극 혹은 고비유전률 유전체 전극으로서 형성하는 경우를 설명했지만, 전체로 투명한 실리카 등의 유전체의 표면을 ITO 등의 투명 전극으로 덮는 등의 방법에 의해, 가시광이 투과하도록 형성해도 마찬가지로 실시 가능하다.
또, 보호막으로서 MgO를 사용하여 설명했지만, MgO, CaO, BaO, SrO 및 ZnO 중의 적어도 일종을 포함한 금속 산화물 재료를 사용해도 상관없다. 또, 이들에는 다른 재료나 불순물 재료가 포함되어 있어도 된다.
이상과 같이 본 발명에 의하면, 방전 영역을 확대시킴과 함께, 방전 개시 전압을 저감하여 구동 전압을 내리고, 발광 효율을 향상시킬 수 있으므로, 고휘도 고신뢰성의 PDP를 얻는데 있어서 유용하다.
도 1a는 본 발명의 실시형태 1에 관한 플라즈마 디스플레이 패널의 방전 셀의 구성을 나타내는 단면도이다.
도 1b는 본 발명의 실시형태 1에 관한 플라즈마 디스플레이 패널의 방전 셀의 구성을 나타내는 평면도이다.
도 2는 본 발명의 실시형태 2에 관한 플라즈마 디스플레이 패널의 방전 셀의 구성을 나타내는 단면도이다.
도 3은 본 발명의 실시형태 3에 관한 플라즈마 디스플레이 패널의 방전 셀의 구성을 나타내는 단면도이다.
도 4는 본 발명의 실시형태 4에 관한 플라즈마 디스플레이 패널의 방전 셀의 구성을 나타내는 단면도이다.
도 5는 본 발명의 실시형태 5에 관한 플라즈마 디스플레이 패널의 방전 셀의 구성을 나타내는 단면도이다.
도 6은 본 발명의 실시형태 6에 관한 플라즈마 디스플레이 패널의 방전 셀의 구성을 나타내는 단면도이다.
도 7은 종래의 면방전형 AC형 플라즈마 디스플레이 패널의 방전 셀의 구성을 나타내는 단면도이다.
도 8은 종래의 면방전형 AC형 플라즈마 디스플레이 패널의 방전 셀의 다른 예의 구성을 나타내는 단면도이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
21　　 제1 기판 22, 29 유리 기판
23　　 표시 전극 24　　 제1 전극
25　　 제2 전극 26　　 유전체층
27, 36 보호막 30　　 제3 전극
32　　 격벽 33　　 형광체층
34, 34a, 35, 35a　　플로팅 전극 38　　 전기적 도체부
39　　 유전체부

Claims (1)

  1. 서로 평행하게 배열된 제1 전극 및 제2 전극으로 이루어지는 복수의 전극 쌍과,
    상기 전극 쌍을 덮도록 형성한 유전체층을 가지는 제1 기판과,
    상기 전극 쌍과 교차하여 배열된 제3 전극을 가지는 제2 기판을 갖고,
    상기 제1 기판과 상기 제2 기판을 대향 배치함으로써 복수개의 방전 셀을 설치한 플라즈마 디스플레이 패널로서,
    상기 제1 전극 및 제2 전극 각각에 대응하는 위치의 상기 유전체층 상에, 방전공간 측에 돌출한 플로팅 전극을 갖고,
    상기 플로팅 전극은 서로 대향함과 함께, 고비유전률의 유전체 재료에 의해 형성되고, 또한 상기 유전체 재료의 비유전률은 유전체층의 비유전률의 2배 이상의 값을 가짐과 함께, 가시광이 투과하도록 형성하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널.
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