KR20110099648A - 플라즈마 디스플레이 패널과 그 제조 방법 - Google Patents

Abstract

PDP 의 방전 전압을 저하시키고, 표시 지연을 해소하는 기술을 제공한다.
Sc 가 도프된 MgO 재료와, CaO 재료를 혼합하여 증발 재료를 제작하고, 증착에 의해 주사 전극 (22) 과 유지 전극 (23) 의 표면에 보호막 (25) 을 형성한다. 이 보호막 (25) 은 방전 개시 전압을 저하시키고, 방전 지연을 짧게 한다. 보호막 중의 CaO 의 농도는 20 ㏖％ 이상 50 ㏖％ 이하가 바람직하고, Sc 는 5 ppm 이상 10000 ppm 이하의 범위에서 함유시키면 된다.

Description

플라즈마 디스플레이 패널과 그 제조 방법{PLASMA DISPLAY PANEL AND METHOD FOR MANUFACTURING THEREOF}

본 발명은 플라즈마 디스플레이의 기술 분야에 관한 것으로, 특히 방전 전압을 저하시키고, 방전 지연을 해소하는 기술에 관한 것이다.

종래부터 PDP 는 표시 장치 분야에서 널리 사용되고 있으며, 최근에는 대화면화, 고품질화, 또한 저가격의 PDP 가 요구되고 있다.

일반적으로 PDP 는 유리 기판 상에 유지 전극 및 주사 전극이 형성된 전면판과, 유리 기판 상에 어드레스 전극이 형성된 배면판이 첩합 (貼合) 되어 구성된 3 전극 면방전형이 주류를 이루고 있다.

전면판과 배면판 사이에는 방전 가스가 봉입되어 있고, 주사 전극과 어드레스 전극 사이에 전압을 인가하여 방전을 발생시키고, 주사 전극과 유지 전극 사이에 유지 전압을 인가하여 봉입된 방전 가스를 플라즈마화시키면 플라즈마로부터 자외선이 방사되고, 형광체에 조사되면 형광체는 여기되어 가시광을 방출한다.

유지 전극 상과 주사 전극 상에는 유전체막이 형성되고, 추가로 그 위에 유전체를 보호하기 위한 보호막이 형성되어 있다. 통상 이 보호막에는 MgO 가 사용되고 있다.

방전을 유지하기 위해서, 주사 전극과 유지 전극에 교류 전압을 인가하면, 방전 가스의 플라즈마화에 의해 발생한 양이온이 주사 전극측 및 유지 전극측에 입사되는데, 주사 전극 및 유지 전극과 그들 전극 상의 유전체막은 보호막에 의해 양이온으로부터 보호되고 있다.

PDP 의 방전시의 전압 (방전 전압) 은 보호막의 2 차 전자 방출 계수에 의존하여, 보호막의 2 차 전자 방출 계수가 클수록 (일함수가 작아 전자를 방출하기 쉬울수록) 방전 전압이 저전압화되는 것이 알려져 있다.

2 차 전자 방출 계수가 크고 방전 전압이 낮은 재료로는, CaO, SrO, BaO 와 그 혼합물이 알려져 있다 (특허문헌 : 일본 공개특허공보 2002-231129호 참조). 그러나 이들 재료는 H₂O, CO, CO₂ 등의 불순물 가스에 대하여 매우 활성이어서, 이들 불순물 가스와 용이하게 반응하여 수산화물, 탄산염이 형성되어 버린다.

이 때문에 에이징 공정이 매우 길어져 버리거나, 혹은 에이징해도 방전 전압이 저하되지 않는다는 문제가 일어난다.

그래서, 이들 재료를 진공 일관 장치에 의해 성막하고, 한 번도 대기에 노출시키지 않고 패널화시키는 공정이 제안되어 있다 (특허문헌 : 일본 공개특허공보 2000-156160호 참조). 이 방법에 의하면, 성막 후 한 번도 대기에 노출시키지 않고 진공 중에서 봉착 (封着) 시킴으로써 보호막 표면에 대한 H₂O, CO₂ 등의 흡착을 최소한으로 억제할 수 있고, 활성화 공정을 실시하지 않아도 에이징 시간을 매우 짧게 할 수 있다고 보고되어 있다.

또한, 진공 일관 장치를 사용하여 제작한 CaO, SrO, BaO 와 같은 재료를 보호막으로서 사용한 PDP 의 특성으로는, MgO 보다 방전 전압이 저하되고, Xe 분압을 높게 함으로써 고발광 효율이 얻어지는 것이 보고되어 있다. 또한, 방전 지연도 MgO 보호막을 사용한 경우와 동일한 정도라는 것도 아울러 보고되어 있다.

그러나, 최근에는 PDP 의 고정세화나 고속 구동화가 필요해져, CaO, SrO, BaO 나 이들 혼합막만을 사용한 경우에는 충분하지 않다는 것이 밝혀졌다.

PDP 의 화상 표시에는, 1 필드의 영상을 복수의 서브필드 (S.F.) 로 분할하는 계조 표현 방식 (예를 들어 필드내 시분할 표시 방식) 이 이용되고 있다.

시분할 표시 방식의 중요한 연구 과제로는 「방전 지연」의 방지·억제를 들 수 있다. 여기서 「방전 지연」이란 구동 펄스의 폭을 좁게 하여 고속 구동을 실시할 때에, 펄스의 개시로부터 지연되어 방전이 실시되는 현상을 가리킨다. 「방전 지연」이 현저해지면, 인가된 펄스폭 내에서 방전이 종료될 확률이 낮아져, 본래 점등해야 할 셀에 기록 등을 하지 못해 점등 불량이 발생해 버린다.

고정세한 셀 구조에 있어서, 방전 지연의 문제는 고속 구동을 실시하는 경우에 특히 현재화될 우려가 있어, 조속한 대책이 요망되고 있다.

「방전 지연」의 원인은, 주로 보호층의 특성에서 기인되는 것으로 생각되고 있다. 따라서 현재는, 유전체층 상에 직접, 혹은 박막법으로 제작한 MgO 막을 개재하고, 기상 산화법으로 제작한 MgO 의 단결정 미립자를 층 형상으로 배치하여, 보호층 표면의 방전 특성을 개선하려는 시도도 이루어졌다 (특허문헌 1, 2 참조). 이 특허문헌 1, 2 의 방법에 의하면, 저온시에 있어서의 방전 지연 저감에 대해서는 일정한 개선을 기대할 수 있는 것으로 여겨지고 있다.

한편, MgO 에 Fe, Cr, V 등이나, Si, Al 등, Sc 등의 원소를 도펀트로서 첨가하여, 당해 도펀트에 의해 보호층의 방전 특성을 개선하려는 시도가 있다 (특허문헌 3, 4, 5 참조).

전자인 단결정 미립자를 도포하는 방법은, CaO, SrO, BaO 나 그 혼합물을 보호막으로 한 플라즈마 디스플레이 패널에 있어서는, 도포 분위기가 노점(露点)이 낮은 불활성 가스 중 혹은 진공 중으로 한정되고, 도포 방법 혹은 산포 방법도 한정되기 때문에 매우 곤란하였다.

이러한 점에서 CaO, SrO, BaO 나 그 혼합막의 경우, 후자인 어느 원소를 도펀트로서 첨가하는 방법 쪽이 용이한 것으로 생각된다. 그러나, 지금까지 그러한 방전 전압의 저전압화와 방전 지연의 단축을 동시에 달성할 수 있는 증발 재료, 박막은 보고되지 않았다.

일본 공개특허공보 2006-059779호 일본 공개특허공보 2006-173018호 일본 공개특허공보 평8-236028호 일본 공개특허공보 평10-334809호 일본 공개특허공보 2006-207013호 일본 공개특허공보 2008-098139호

일관되게 진공 중에서 처리 대상물을 처리하는 진공 일관 장치를 사용함으로써, CaO, SrO, BaO 와 같은 매우 반응성이 높은 재료를 보호막으로서 사용한 PDP 를 제작할 수 있고, 그들 PDP 에서는, 방전 전압이 저전압화되고, Xe 분압을 높게 함으로써 발광 효율이 향상되는 것이 보고되어 있다. 또한, 방전 지연도 MgO 보호막을 사용한 경우와 동일한 정도인 것도 아울러 보고되어 있다.

그러나 현재는, MgO 보호막 상에 MgO 의 단결정 미립자를 도포 (산포) 하면 「통계 지연 시간」이 단축되고, 그 결과, 구동 펄스의 폭을 좁게 할 수 있어, 고속 구동을 달성할 수 있다는 것이 알려져 있다. 요컨대 CaO, SrO, BaO 나 그 혼합물료만으로는 방전 지연이 길기 때문에, MgO 의 단결정 미립자를 사용하는 방법을 채용하거나 혹은 그 밖의 방법을 채용하여, 방전 지연을 MgO 단결정 미립자를 사용한 경우와 동일한 정도까지 저감시킬 필요가 있다.

본 발명은 상기 종래 기술의 문제를 해결하기 위해서 창작된 것으로, 그 목적은, 방전 전압의 저전압화와 방전 지연의 단축을 동시에 달성할 수 있는 기술을 제공한다.

상기 과제를 해결하기 위해서, 본 발명은, 리어 패널에 형성된 리브 사이의 오목부 내에 플라즈마가 형성되고, 상기 플라즈마로부터 방출된 자외선이 상기 오목부에 배치된 형광체에 조사되면, 상기 형광체가 가시광으로 발광하는 플라즈마 디스플레이 패널로서, 상기 리어 패널과 대면하는 프론트 패널의 상기 리어 패널에 면하는 표면에는 보호막이 형성되고, 상기 보호막은, MgO 와 CaO 의 혼합물로 이루어지고, 상기 혼합물은 Sc 를 함유하며, CaO 의 농도는 20 ㏖％ 이상 50 ㏖％ 이하인 플라즈마 디스플레이 패널이다.

또한, 본 발명은 상기 오목부 내에 플라즈마가 형성되는 장소는, 상기 오목부 저면 하에 형성된 어드레스 전극에 의해 방전 영역으로서 선택되고, 상기 방전 영역의 편측과 반대측을 각각 통과하는 상기 리어 패널 상의 주사 전극과 유지 전극 사이에 유지 전압을 인가하여 상기 방전 영역에 방전을 발생시키고, 상기 방전에 의해 상기 플라즈마가 형성되는 플라즈마 디스플레이 패널로서, 상기 보호막은, 상기 주사 전극과 상기 유지 전극 상에 형성되고, 상기 플라즈마로부터 상기 주사 전극과 상기 유지 전극을 보호하도록 구성된 플라즈마 디스플레이 패널이다.

또한, 본 발명은 Sc 를 함유하는 MgO 입자와, CaO 입자의 혼합물로 이루어지고, CaO 의 농도가 20 ㏖％ 이상 50 ㏖％ 이하인 증착 재료로부터 진공 분위기 중으로 방출된 증기가, 상기 주사 전극 상과 상기 유지 전극 상에 도달하여 상기 보호막이 형성된 플라즈마 디스플레이 패널이다.

또한, 본 발명은 상기 MgO 재료에 대한 Sc 도프량은 5 ppm 이상 10000 ppm 이하의 범위로 된 플라즈마 디스플레이 패널이다.

또한, 본 발명은 리어 패널에 형성된 리브 사이의 오목부 내에 플라즈마가 형성되고, 상기 플라즈마로부터 방출된 자외선이 상기 오목부에 배치된 형광체에 조사되면, 상기 형광체가 가시광으로 발광하는 플라즈마 디스플레이 패널의, 상기 리어 패널과 대면하여 배치되는 프론트 패널을 진공 분위기 중에 배치하고,

Sc 와 MgO 와 CaO 를 함유하는 증착 재료로부터 상기 증착 재료의 증기를 상기 진공 분위기 중으로 방출시키고, 상기 증기로부터 상기 진공 분위기 중에서 상기 프론트 패널의 표면에 보호막을 형성하는 플라즈마 디스플레이 패널의 제조 방법으로서, 상기 증발 재료의 CaO 농도를 20 ㏖％ 이상 50 ㏖％ 이하로 하는 플라즈마 디스플레이 패널의 제조 방법이다.

또한, 본 발명은 상기 증착 재료는, Sc 를 함유하는 MgO 입자와, CaO 입자를 혼합하여 성형된 플라즈마 디스플레이 패널의 제조 방법이다.

본 발명에 의하면, 방전 전압을 저전압화하고, 방전 지연의 단축이 가능해졌다. 또한, 보호막 형성 후, 종래 사용되고 있는 MgO 단결정 미립자를 도포하는 공정도 필요 없기 때문에 생산성이 양호하다.

도 1 은 보호막의 재료와 방전 특성의 관계를 나타내는 그래프이다.
도 2 는 방전 지연의 측정 시퀀스와 방전에 의한 적외선 발광을 설명하기 위한 도면이다.
도 3 은 보호막 재료의 상위에 따른 유지 전압과 방전 지연의 관계의 상위를 나타내는 그래프이다.
도 4 는 증발 재료 중의 CaO 농도와 각 방전 특성의 전압과의 관계를 나타내는 그래프이다.
도 5 는 보호막 재료의 상위에 따른 유지 전압과 지연 시간의 관계의 상위를 나타내는 그래프이다.
도 6 은 Sc 함유율의 상위에 따른 유지 전압과 방전 지연의 관계의 상위를 나타내는 그래프이다.
도 7 은 PDP 를 설명하기 위한 모식도이다.

먼저, 플라즈마 디스플레이 패널 (PDP) 의 구조에 대하여 설명한다.

도 7 을 참조하고, 이 PDP (1) 는 프론트 패널 (20) 과 리어 패널 (30) 을 갖고 있으며, 프론트 패널 (20) 과 리어 패널 (30) 은 프론트측 유리 기판 (21) 과 리어측 유리 기판 (31) 을 각각 갖고 있다.

리어 패널 (30) 측에서는, 리어측 유리 기판 (31) 상에 선 형상의 어드레스 전극 (32) 이 서로 평행하게 이간되어 배치되어 있고, 어드레스 전극 (32) 의 표면과 측면과 어드레스 전극 (32) 간의 표면 사이는 유전체막 (37) 에 의해 덮여 있다.

어드레스 전극 (32) 사이 위치의 유전체막 (37) 상에는, 어드레스 전극 (32) 과 평행하게 1 개씩 가늘고 긴 철조 (凸條) 의 리브 (34) 가 배치되어 있고, 리브 (34) 사이에 형성되는 직선 형상의 오목부 (36) 에는 형광체 (35) 가 배치되어 있다.

프론트 패널 (20) 측에서는, 프론트측 유리 기판 (21) 의 표면에, 선 형상의 주사 전극 (22) 과 선 형상의 유지 전극 (23) 이 교대로 평행하게 이간되어 배치되어 있다.

프론트 패널 (20) 과 리어 패널 (30) 은, 주사 전극 (22) 과 유지 전극 (23) 이 각각 어드레스 전극 (32) 과 수직인 방향을 향하도록, 주사 전극 (22) 과 유지 전극 (23) 이 형성된 면과 어드레스 전극 (32) 이 형성된 면이 서로 평행하게 대면하여 배치되어 있다.

프론트 패널 (20) 과 리어 패널 (30) 사이에는 방전 가스가 봉입되어 있고, 어드레스 전극 (32) 과 주사 전극 (22) 사이에 초기 전압을 인가하여, 어드레스 전극 (32) 과 주사 전극 (22) 에 의해 사이에 끼워진 부분에 초기 방전을 발생시키고, 이어서, 1 개의 주사 전극 (22) 에 관하여 점등해야 할 지점을 통과하는 어드레스 전극 (32) 에 어드레스 전압을 인가하여, 리브 (34) 사이의 오목부 (36) 의 점등해야 할 장소에 어드레스 방전을 발생시킴으로써, 어드레스 전극 (32) 과 주사 전극 (22) 에 의해, 어드레스 방전이 발생한 위치에 가까운 오목부 (36) 내의 위치를 방전 영역으로서 선택한다.

다음으로, 방전 영역의 편측을 통과하는 주사 전극 (22) 과, 그 반대측을 통과하는 유지 전극 (23) 사이에 유지 전압을 인가하여, 오목부 (36) 내의 어드레스 전극 (32) 에 의해 선택된 장소, 즉, 점등해야 할 장소에 방전을 발생시켜 플라즈마를 형성한다. 플라즈마로부터 자외선이 방사되어 형광체 (35) 에 입사되면, 선택된 장소의 형광체 (35) 가 가시광으로 발광한다.

어드레스 전극 (32) 과 주사 전극 (22) 의 표면에는 유전체막 (24) 과 보호막 (25) 이, 프론트측 유리 기판 (21) 측에서부터 이 순서로 형성되어 있어, 어드레스 전극 (32) 과 주사 전극 (22) 은, 플라즈마에 의해 일어나는 스퍼터링 현상으로부터 보호되고 있다.

보호막을 형성하는 방법은, 스퍼터링법, 진공 증착법, 이온 플레이트법, CVD 법 등 여러 가지가 있는데, 일례로서 진공 증착법에서는, 보호막 (25) 은, 보호막 (25) 과 동일한 재료로 형성된 증발 재료를 진공 분위기 중에서 증발시키고, 증기를 유전체막 (24) 표면에 도달시켜 형성하고 있다.

주사 전극 (22) 과 유지 전극 (23) 사이에 방전을 발생시키기 위한 유지 전압의 크기나, 유지 전압의 인가로부터 방전 발생까지의 시간 등의 방전 특성은, 보호막 (25) 의 재료에 따라 달라진다.

CaO, SrO 또는 BaO 가 함유된 보호막의 경우, CaO, SrO, BaO 는 H₂O 나 CO₂ 와 같은 가스와 매우 반응성이 높기 때문에, 방전 특성을 개선하기 위해서 그 보호막의 표면에 MgO 의 단결정 미립자를 도포 또는 산포하는 것은 매우 곤란하거나 혹은 수고스럽다.

MgO 의 단결정 미립자를 사용하는 것 외에 방전 지연을 단축시키는 방법으로는, 어느 특정 원소를 도펀트로서 첨가한다는 방법이 알려져 있다. 이 방법이면, 지금까지 제안한 진공 일관에 의한 플라즈마 디스플레이 패널 제작 공정을 그대로 사용할 수 있다.

본 발명에서는, MgO 와 CaO 의 혼합과, Sc 의 첨가가 행해지고 있다. 이하, 방전 전압과 방전 지연를 측정하고 보호막을 평가하였다.

실시예

(1) MgO, Sc 도프 MgO, CaO, Sc 도프 CaO 의 방전 전압

도 1 은, 단결정 MgO 로 이루어지는 증발 재료와, CaO 펠릿으로 이루어지는 증발 재료와 Sc 를 2000 ppm 첨가한 단결정 MgO 로 이루어지는 증발 재료 (도 1 중, MgO:Sc) 와, Sc 를 2000 ppm 첨가한 CaO 펠릿으로 이루어지는 증발 재료 (CaO:Sc) 를 진공조 내에 배치하여 각 증발 재료를 증발시키고, 증기를 기판에 도달시켜 보호막을 형성하였을 때의 방전 전압 측정 결과이다.

「방전 개시 전압」은, 전극 사이에 인가하는 전압을 상승시켰을 때에, 방전이 1 지점의 방전 영역에서 개시된 전압이고, 「전체면 점등 전압」은, 더욱 전압을 상승시켰을 때에, 패널 중 전부의 방전 영역이 점등된 전압이다.

또한, 「소등 개시 전압」은 전부의 표시 영역이 점등되어 있는 상태로부터 전극 사이에 인가하는 전압을 저하시켰을 때에, 1 지점의 표시 영역에서 방전이 정지되었을 때의 전압이고, 「전체면 소등 전압」은, 더욱 전압을 저하시켰을 때에, 패널 중 전부의 표시 영역이 소등된 전압이다.

도 1 을 보면, MgO, CaO 모두, Sc 를 2000 ppm 도프해도 방전 전압은 거의 동일한 정도였다. MgO 와 CaO 를 비교한 경우에는, CaO, CaO:Sc 쪽이, MgO, MgO:Sc 보다 대폭 방전 전압이 저하되었다.

(2) MgO, Sc 도프 MgO, CaO, Sc 도프 CaO 의 방전 지연

맨 처음에, 도 2 의 파형을 이용하고, 측정은 전면판의 주사 전극 (22) 과 유지 전극 (23) 만을 사용하여 실시하였다.

측정을 간단하게 설명하면, 발광 순서로서, 먼저 주사 전극 (22) 과 유지 전극 (23) 에 직사각형 파형을 250 회 인가하여 방전을 반복적으로 일으키고, 전극에 전하를 모아 둔다. 그 후, 어드레스 기간을 상정하여 2 ms 의 휴지 기간을 두고, 그 후, 유지 펄스 (V_L) 를 인가하여 방전을 일으킨다. 그리고 이 방전시에 발생하는 Xe 의 발광 (적외선) 을 포토다이오드로 검출하였다. 여기까지의 발광 순서를 1000 회 반복하여, 1000 회의 발광 편차로부터 방전 지연을 측정하였다. 도 2 의 부호 L 은 포토다이오드의 출력을 나타내고 있으며, 동일한 파형을 반복해도, 통상, 유지 펄스 (V_L) 를 인가하고 나서 방전이 일어날 때까지의 시간은 일정하지 않아 편차가 발생하였음을 알 수 있다.

일반적으로 전극 사이에 방전 개시 전압보다 큰 전위차를 인가하고 나서 방전이 형성될 때까지는 어느 일정한 시간이 걸리며, 이 시간을 방전 지연이라고 한다.

지연의 기구로부터 방전 지연은 「형성 지연」과「통계 지연」의 2 성분으로 분류된다. 「형성 지연」은, 첫 전자가 발생하고 나서 방전이 형성될 때까지의 시간, 「통계 지연」은 전극 사이에 방전 개시 전압을 초과하는 전위차를 인가하고 나서 전자가 발생할 때까지의 시간으로 정의되어 있다.

구체적으로는, 유지 펄스 (V_L) 를 인가하고 나서 가장 빨리 방전이 일어났을 때의 유지 펄스 (V_L) 의 인가로부터 방전이 일어날 때까지의 시간이 「형성 지연 (tf)」이고, 가장 빨리 방전이 일어나고 나서 가장 늦게 방전이 일어날 때까지의 시간이 「통계 지연 (ts)」이다.

통상, 「방전 지연」은 휴지 시간이 길수록 커지는 것이 알려져 있다. 실제 PDP 의 구동에서는, 주사 전극 (22) 과 어드레스 전극 (32) 사이에서 방전을 일으키는 어드레스 기간 동안에는, 유지 전극 (23) 과 주사 전극 (22) 에서는 방전이 일어나지 않고, 휴지 기간이 된다. 주사 전극 (22) 과 어드레스 전극 (32) 사이의 방전은 주사 전극 (22) 마다 순차로 실시해 가기 때문에, 주사 전극 (22) 이 768 개 있는 경우 (XGA) 에는, PDP 전체로는 1 개의 주사 전극 (22) 에 걸리는 시간의 768 배의 시간이 걸리게 된다.

1 개의 주사 전극 (22) 에 전압을 인가하는 시간은, 목적으로 하는 셀이 모두 점등될 때까지의 시간이 필요하므로, 방전 지연 이상의 시간, 전압을 인가할 필요가 있다. 지금까지의 XGA 규격의 PDP 에서는, 주사 전극 (22) 1 개당 2 ㎲ 정도 필요하고, PDP 전체로는 1.5 ms (2 ㎲ × 768) 정도였음이 알려져 있다. 이러한 점에서, 이번 측정에서는 휴지 기간을 조금 길게 2 ms 로 하였다.

또한, 동일하게 1 개의 주사 전극 (22) 마다 2 ㎲ 씩 가하면, FHD 싱글 스캔에서는, 1 서브필드당 2.2 ms (1080 × 2 ㎲) 가 필요하다. 어드레스에 필요로 하는 시간이 길어지면, 표시에 가하는 시간이 줄어들게 되므로, 충분한 계조를 취할 수 없게 되어 버린다. 이 때문에, 보다 고정세한 패널에서는, 보다 단시간에 확실하게 어드레스 방전을 일으킬 필요가 있고, 즉 방전 지연이 작아져야 한다.

XGA 싱글 스캔과 동일한 1.5 ms 로 FHD 에 싱글 스캔으로 어드레스를 실시하기 위해서는, 1 개의 주사 전극 (22) 에 인가할 수 있는 시간 14 ㎲ (1.5 ms/1080) 이하여야 한다. 요컨대 방전 지연은 1.4 ㎲ 이하여야 한다. 이상으로부터, 이번 평가에서는, 방전 지연이 1.4 ㎲ 를 FHD 싱글 스캔을 위한 하나의 기준으로 한다.

도 3 은, 각각의 재료의 정특성 마진 내에서의 방전 전압에 대한 방전 지연 (형성 지연 + 통계 지연) 의 측정 결과이다. MgO 단결정을 사용한 경우, 방전 지연 1.4 ㎲ 를 달성하려면 210 V 이상을 필요로 한 반면, Sc 를 도프한 MgO 의 방전 지연은, MgO 단결정을 사용하였을 때보다 약 절반 정도까지 작아지고, 또한 마진 내에서 1 ㎲ 이하로 매우 짧다. CaO 소결체를 사용하였을 때에는, 방전 지연 1.4 ㎲ 이내를 달성할 수 있는 것은 190 ∼ 200 V 로 매우 좁은 영역밖에 없다. 또한, CaO 는 Sc 를 2000 ppm 도프해도 방전 지연에 변화는 없었다.

(3) Sc 도프 MgO 와 CaO 의 혼합물 소결체를 사용하였을 때

Sc 를 함유하는 MgO 재료로서 Sc 함유율 2000 ppm 의 Sc 도프 MgO 입자와, CaO 재료로서 Sc 를 함유하지 않는 CaO 의 입자를, 비율을 바꾸어 혼합하고 소결하여 증착 재료를 제작하고, 증착 재료를 증발시켜 보호막을 형성하고, 방전 특성을 측정하였다.

도 4 는, 가로축은 증발 재료 중의 CaO 농도, 세로축은 전압 (V) 이며, 방전 개시 전압, 전체면 점등 전압, 소등 개시 전압, 전체면 소등 전압의 특성을, CaO 농도와 전압의 측정값을 묶는 4 개의 곡선으로 나타낸 그래프이다.

이 도 4 의 그래프로부터, CaO 의 비율이 20 ㏖％ 인 증발 재료로 제작한 보호막은, Sc 도프 MgO 만의 증발 재료 (가로축 0 의 위치) 로 제작한 보호막보다 각 특성의 전압이 30 V 저하되어 있다.

그리고, CaO 의 비율이 50 ㏖％ 인 증발 재료에서는, Sc 도프 MgO 만의 증발 재료보다 각 특성의 전압이 40 V 저하되어, CaO 만의 증발 재료의 전압과 동일한 정도가 되었다.

이 결과로부터, CaO 의 비율이 20 ㏖％ 로 적어도, CaO 만에 가까운 값까지 방전 개시 전압이 저하되는 것을 알 수 있다.

다음으로, Sc 도프 MgO 입자와 CaO 입자의 혼합물로 이루어지는 증발 재료로서, CaO 의 비율이 20 ㏖％ 와 50 ㏖％ 인 증발 재료를 사용하여 보호막을 성막하였을 때의 방전 개시 전압과 방전 지연을 측정하였다. 측정은, (2) 에서 이용한 방법과 동일한 방법으로 측정하였다.

측정 결과를 도 5 의 그래프에 나타낸다.

CaO 의 비율이 20 ㏖％ 인 증발 재료에서는, 마진 내에서 1 ㎲ 이내로 방전 지연 (tf + fs) 을 매우 짧게 할 수 있었다.

또한, CaO 의 비율이 50 ㏖％ 인 증발 재료에서는, 주사 전극 (22) 과 유지 전극 (23) 사이의 전압을 낮추어 가면 방전 지연이 서서히 커져, 160 V 이하에서 1.4 ㎲ 이상이 되었다.

이상의 결과로부터, Sc 도프 MgO 입자에 CaO 입자를 혼합함으로써, 방전 지연이 짧은 특성을 유지한 채로, 유지 전압을 낮출 수 있는 것을 알 수 있었다. 방전 전압, 방전 지연의 양방의 특성으로부터, CaO 의 비율로는 20 ㏖％ 이상 50 ㏖％ 이하의 범위가 바람직한 것으로 생각된다.

(4) CaO 의 비율을 50 ㏖％ 로 고정시키고, Sc 도프량을 바꾼 혼합물 소결체를 사용하였을 때

도 5 의 그래프에서는, CaO 가 50 ㏖％ 인 증발 재료로 보호막을 형성하였을 때에, 주사 전극 (22) 과 유지 전극 (23) 사이의 전압이 175 V 이하가 되면, 방전 지연이 커졌다.

Sc 논도프의 CaO 입자와, Sc 가 2000 ppm 으로 도프된 MgO 입자를 혼합하고 소결한 증발 재료의 Sc 함유율은, CaO 가 50 ㏖％ 일 때 1000 ppm 이 된다. 그래서, CaO 의 비율을 50 ㏖％ 로 고정시키고, Sc 도프량을 1000, 3000, 5000 ppm, 나머지를 MgO 로 하여 소결하여 증발 재료를 제조하고, 보호막을 형성하여, 상기 예와 동일한 조건에서 방전시키고, 방전 개시 전압과 방전 지연을 평가하였다.

각 증발 재료의 보호막에 대하여 방전 전압은 동일한 정도였다.

방전 지연은, 도 6 에 나타내는 바와 같이, Sc 3000 ppm 의 증발 재료로 성막한 보호막에서는, 도 5 중의 CaO 가 20 ㏖％ 인 증발 재료의 결과와 거의 동일한 정도까지 방전 지연이 저하되었다. 또한, Sc 5000 ppm 의 증발 재료에서는 Sc 1000 ppm 의 증발 재료보다 약간 방전 지연이 작은 결과가 되었다.

이상의 결과로부터, 보호막 및 증발 재료 중의 Sc 의 함유율은 1000 ppm 이상 5000 ppm 이하의 범위가 바람직하다.

본 발명은 플라즈마 디스플레이 패널, 플라즈마 디스플레이 패널의 제조 방법 및 플라즈마 디스플레이 패널의 제조 장치에 관련되어 있다.

1 : PDP
20 : 프론트 패널
21 : 프론트측 유리 기판
22 : 주사 전극
23 : 유지 전극
30 : 리어 패널
31 : 리어측 유리 기판
32 : 어드레스 전극
34 : 리브
35 : 형광체
36 : 오목부

Claims (6)

1. 리어 패널에 형성된 리브 사이의 오목부 내에 플라즈마가 형성되고, 상기 플라즈마로부터 방출된 자외선이 상기 오목부에 배치된 형광체에 조사되면, 상기 형광체가 가시광으로 발광하는 플라즈마 디스플레이 패널로서,
   상기 리어 패널과 대면하는 프론트 패널의 상기 리어 패널에 면하는 표면에는 보호막이 형성되고,
   상기 보호막은, MgO 와 CaO 의 혼합물로 이루어지고, 상기 혼합물은 Sc 를 함유하며, CaO 의 농도는 20 ㏖％ 이상 50 ㏖％ 이하인, 플라즈마 디스플레이 패널.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 오목부 내에 플라즈마가 형성되는 장소는, 상기 오목부 저면 하에 형성된 어드레스 전극에 의해 방전 영역으로서 선택되고,
   상기 방전 영역의 편측과 반대측을 각각 통과하는 상기 프론트 패널 상의 주사 전극과 유지 전극 사이에 유지 전압을 인가하여 상기 방전 영역에 방전을 발생시키고,
   상기 방전에 의해 상기 플라즈마가 형성되는 플라즈마 디스플레이 패널로서,
   상기 보호막은, 상기 주사 전극과 상기 유지 전극 상에 형성되고, 상기 플라즈마로부터 상기 주사 전극과 상기 유지 전극을 보호하도록 구성된, 플라즈마 디스플레이 패널.
3. 제 1 항에 있어서,
   Sc 를 함유하는 MgO 입자와, CaO 입자의 혼합물로 이루어지고, CaO 의 농도가 20 ㏖％ 이상 50 ㏖％ 이하인 증착 재료로부터 진공 분위기 중으로 방출된 증기가, 상기 주사 전극 상과 상기 유지 전극 상에 도달하여 상기 보호막이 형성된, 플라즈마 디스플레이 패널.
4. 제 3 항에 있어서,
   상기 MgO 재료에 대한 Sc 도프량은 5 ppm 이상 10000 ppm 이하의 범위로 된, 플라즈마 디스플레이 패널.
5. 리어 패널에 형성된 리브 사이의 오목부 내에 플라즈마가 형성되고, 상기 플라즈마로부터 방출된 자외선이 상기 오목부에 배치된 형광체에 조사되면, 상기 형광체가 가시광으로 발광하는 플라즈마 디스플레이 패널의, 상기 리어 패널과 대면하여 배치되는 프론트 패널을 진공 분위기 중에 배치하고,
   Sc 와 MgO 와 CaO 를 함유하는 증착 재료로부터 상기 증착 재료의 증기를 상기 진공 분위기 중으로 방출시키고,
   상기 증기로부터 상기 진공 분위기 중에서 상기 프론트 패널의 표면에 보호막을 형성하는 플라즈마 디스플레이 패널의 제조 방법으로서,
   상기 증착 재료의 CaO 농도를 20 ㏖％ 이상 50 ㏖％ 이하로 하는, 플라즈마 디스플레이 패널의 제조 방법.
6. 제 5 항에 있어서,
   상기 증착 재료는, Sc 를 함유하는 MgO 입자와, CaO 입자를 혼합하여 성형된, 플라즈마 디스플레이 패널의 제조 방법.

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