KR20120130309A - 플라즈마 디스플레이 패널의 제조 방법 - Google Patents

플라즈마 디스플레이 패널의 제조 방법 Download PDF

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KR20120130309A
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Abstract

금속 산화물을 포함하는 기초층과, 기초층 상에 분산 배치된 응집 입자를 포함하는 플라즈마 디스플레이 패널의 제조 방법은, 이하의 프로세스를 포함한다. 유전체층 상에 보호층을 형성한다. 다음으로, 보호층 표면을 스퍼터한다. 또한 스퍼터된 보호층의 성분을 재퇴적시킴으로써, 보호층 표면에서의 제1 금속 산화물과 제2 금속 산화물의 농도비를 변화시킨다.

Description

플라즈마 디스플레이 패널의 제조 방법{METHOD OF MANUFACTURE FOR PLASMA DISPLAY PANEL}
여기에 개시된 기술은, 표시 디바이스 등에 이용되는 플라즈마 디스플레이 패널의 제조 방법에 관한 것이다.
플라즈마 디스플레이 패널(이하, PDP라고 칭함)은, 전면판과 배면판으로 구성된다. 전면판은, 글래스 기판과, 글래스 기판의 한쪽의 주면 상에 형성된 표시 전극과, 표시 전극을 덮어 컨덴서로서의 기능을 하는 유전체층과, 유전체층 상에 형성된 산화 마그네슘(MgO)으로 이루어지는 보호층으로 구성되어 있다. 한편, 배면판은, 글래스 기판과, 글래스 기판의 한쪽의 주면 상에 형성된 데이터 전극과, 데이터 전극을 덮는 기초 유전체층과, 기초 유전체층 상에 형성된 격벽과, 각 격벽 사이에 형성된 적색, 녹색 및 청색 각각으로 발광하는 형광체층으로 구성되어 있다.
전면판과 배면판은 전극 형성면측을 대향시켜 기밀 봉착된다. 격벽에 의해 구획된 방전 공간에는, 네온(Ne) 및 크세논(Xe)의 방전 가스가 봉입되어 있다. 방전 가스는, 표시 전극에 선택적으로 인가된 영상 신호 전압에 의해 방전한다. 방전에 의해 발생한 자외선은, 각 색 형광체층을 여기한다. 여기한 형광체층은, 적색, 녹색, 청색으로 발광한다. PDP는, 이와 같이 컬러 화상 표시를 실현하고 있다(특허 문헌 1 참조).
보호층에는, 주로 4개의 기능이 있다. 1번째는, 방전에 의한 이온 충격으로부터 유전체층을 보호하는 것이다. 2번째는, 데이터 방전을 발생시키기 위한 초기 전자를 방출하는 것이다. 3번째는, 방전을 발생시키기 위한 전하를 유지하는 것이다. 4번째는, 유지 방전 시에 2차 전자를 방출하는 것이다. 이온 충격으로부터 유전체층이 보호됨으로써, 방전 전압의 상승이 억제된다. 초기 전자 방출수가 증가함으로써, 화상의 깜박거림의 원인으로 되는 데이터 방전 미스가 저감된다. 전하 유지 성능이 향상됨으로써, 인가 전압이 저감된다. 2차 전자 방출수가 증가함으로써, 유지 방전 전압이 저감된다. 초기 전자 방출수를 증가시키기 위해서, 예를 들면 보호층의 MgO에 규소(Si)나 알루미늄(Al)을 첨가하는 등의 시도가 행해지고 있다(예를 들면, 특허 문헌 1, 2, 3, 4, 5 등 참조).
[특허 문헌 1] 일본 특개 2002-260535호 공보 [특허 문헌 2] 일본 특개평 11-339665호 공보 [특허 문헌 3] 일본 특개 2006-59779호 공보 [특허 문헌 4] 일본 특개평 8-236028호 공보 [특허 문헌 5] 일본 특개평 10-334809호 공보
<발명의 개요>
PDP의 제조 방법으로서, PDP는, 배면판과, 배면판과 대향 배치된 전면판을 구비한다. 전면판은, 글래스 기판과, 글래스 기판 상에 형성된 표시 전극과, 표시 전극을 덮는 유전체층과, 유전체층을 덮는 보호층을 갖는다. 표시 전극은, 띠 형상의 주사 전극과, 주사 전극에 평행한 띠 형상의 유지 전극을 포함한다. 보호층은, 유전체층 상에 형성된 기초층을 포함한다. 기초층에는, 산화 마그네슘의 결정 입자가 복수개 응집한 응집 입자가 전체면에 걸쳐 분산 배치된다. 기초층은, 적어도 제1 금속 산화물과 제2 금속 산화물을 포함한다. 또한, 기초층은, X선 회절 분석에서 적어도 하나의 피크를 갖는다. 기초층의 피크는, 제1 금속 산화물의 X선 회절 분석에서의 제1 피크와, 제2 금속 산화물의 X선 회절 분석에서의 제2 피크 사이에 있다. 제1 피크 및 제2 피크는, 기초층의 피크가 나타내는 면방위와 동일한 면방위를 나타낸다. 제1 금속 산화물 및 제2 금속 산화물은, 산화 마그네슘, 산화 칼슘, 산화 스트론튬 및 산화 바륨으로 이루어지는 군 중으로부터 선택되는 2종이다.
이 PDP의 제조 방법은 이하의 프로세스를 포함한다. 글래스 기판 상에 상기 표시 전극을 형성한다. 다음으로, 표시 전극을 덮는 유전체층을 형성한다. 다음으로, 유전체층 상에 보호층을 형성한다. 다음으로, 불활성 가스 분위기 하에서, 주사 전극과 유지 전극에 전압을 인가하여 주사 전극과 유지 전극 사이에 방전을 발생시킴으로써, 불활성 가스의 이온을 발생시켜 보호층을 스퍼터한다.
도 1은 실시 형태에 따른 PDP의 구조를 도시하는 사시도이다.
도 2는 실시 형태에 따른 전면판의 구성을 도시하는 단면도이다.
도 3은 실시 형태에 따른 전면판의 전극 배치를 도시하는 도면이다.
도 4는 실시 형태에 따른 PDP의 제조 공정을 도시하는 도면이다.
도 5는 실시 형태에 따른 전면판을 도시하는 도면이다.
도 6은 실시 형태에 따른 PDP를 배면판측으로부터 본 도면이다.
도 7은 실시 형태에 따른 기초막의 X선 회절 분석의 결과를 도시하는 도면이다.
도 8은 실시 형태에 따른 다른 구성의 기초막의 X선 회절 분석의 결과를 도시하는 도면이다.
도 9는 실시 형태에 따른 응집 입자의 확대도이다.
도 10은 실시 형태에 따른 PDP의 방전 지연과 보호층 중의 칼슘(Ca) 농도와의 관계를 도시하는 도면이다.
도 11은 동PDP에 관련되는 전자 방출 성능과 Vscn 점등 전압의 관계를 도시하는 도면이다.
도 12는 실시 형태에 따른 응집 입자의 평균 입경과 전자 방출 성능의 관계를 도시하는 도면이다.
도 13은 실시 형태에 따른 응집 입자의 평균 입경과 격벽 파괴 확률의 관계를 도시하는 도면이다.
도 14는 실시 형태에 따른 보호층 형성 공정을 도시하는 도면이다.
도 15는 실시 형태에 따른 방전 장치를 도시하는 도면이다.
도 16은 실시 형태에 따른 PDP에 인가되는 구동 파형도이다.
[1. PDP의 기본 구조]
PDP의 기본 구조는, 일반적인 교류 면방전형 PDP이다. 도 1에 도시한 바와 같이, PDP(1)는 전면 글래스 기판(3) 등으로 이루어지는 전면판(2)과, 배면 글래스 기판(11) 등으로 이루어지는 배면판(10)이 대향하여 배치되어 있다. 전면판(2)과 배면판(10)은, 외주부가 글래스 프릿 등으로 이루어지는 봉착재에 의해 기밀 봉착되어 있다. 봉착된 PDP(1) 내부의 방전 공간(16)에는, Ne 및 Xe 등의 방전 가스가 53㎪?80㎪의 압력으로 봉입되어 있다.
전면 글래스 기판(3) 상에는, 주사 전극(4) 및 유지 전극(5)으로 이루어지는 한 쌍의 띠 형상의 표시 전극(6)과 블랙 스트라이프(7)가 서로 평행하게 각각 복수 열 배치되어 있다. 전면 글래스 기판(3) 상에는 표시 전극(6)과 블랙 스트라이프(7)를 덮도록 컨덴서로서의 기능을 하는 유전체층(8)이 형성된다. 또한, 유전체층(8)의 표면에 MgO 등으로 이루어지는 보호층(9)이 형성되어 있다. 또한, 도 2에 도시한 바와 같이, 본 실시 형태에서의 보호층(9)은, 유전체층(8)에 적층한 기초층인 기초막(91)과 기초막(91) 상에 부착시킨 응집 입자(92)를 포함한다. 또한, 도 3에 도시한 바와 같이, 주사 전극(4)과 유지 전극(5) 사이의 상대적으로 좁은 영역에 메인 갭(50)이 형성되어 있다. 메인 갭(50)은, PDP(1)에서 유지 방전이 발생하는 영역이다. 주사 전극(4)과 유지 전극(5) 사이의 상대적으로 넓은 영역에 인터픽셀 갭(60)이 형성된다. 유지 방전은, 인터픽셀 갭(60)까지는 확대되지 않는다. 즉, 방전 영역은, 메인 갭(50)을 사이에 두고, 대략 주사 전극(4)과 유지 전극(5) 사이의 영역이다.
주사 전극(4) 및 유지 전극(5)은, 각각 인듐 주석 산화물(ITO), 이산화주석(SnO2), 산화 아연(ZnO) 등의 도전성 금속 산화물로 이루어지는 투명 전극 상에 Ag를 포함하는 버스 전극이 적층되어 있다.
배면 글래스 기판(11) 상에는, 표시 전극(6)과 직교하는 방향으로, 은(Ag)을 주성분으로 하는 도전성 재료로 이루어지는 복수의 데이터 전극(12)이, 서로 평행하게 배치되어 있다. 데이터 전극(12)은, 기초 유전체층(13)으로 피복되어 있다. 또한, 데이터 전극(12) 사이의 기초 유전체층(13) 상에는 방전 공간(16)을 구획하는 소정 높이의 격벽(14)이 형성되어 있다. 기초 유전체층(13) 상 및 격벽(14)의 측면에는, 데이터 전극(12)마다, 자외선에 의해 적색으로 발광하는 형광체층(15), 녹색으로 발광하는 형광체층(15) 및 청색으로 발광하는 형광체층(15)이 순차적으로 도포되어 형성되어 있다. 표시 전극(6)과 데이터 전극(12)이 교차하는 위치에 방전 셀이 형성되어 있다. 표시 전극(6) 방향으로 배열된 적색, 녹색, 청색의 형광체층(15)을 갖는 방전 셀이 컬러 표시를 위한 화소로 된다.
또한, 본 실시 형태에서, 방전 공간(16)에 봉입하는 방전 가스는, 10체적％ 이상 30％ 체적 이하의 Xe를 포함한다.
[2. PDP의 제조 방법]
다음으로, PDP(1)의 제조 방법에 대하여 도 4를 이용하여 설명한다.
우선, 전면판(2)의 제조 방법에 대하여 설명한다. 도 4에 도시한 바와 같이, 전극 형성 공정 S11에서는, 포토리소그래피법에 의해, 전면 글래스 기판(3) 상에, 주사 전극(4) 및 유지 전극(5)과 블랙 스트라이프(7)가 형성된다. 주사 전극(4) 및 유지 전극(5)은, 도전성을 확보하기 위한 Ag를 포함하는 버스 전극(4b, 5b)을 갖는다. 또한, 주사 전극(4) 및 유지 전극(5)은, 투명 전극(4a, 5a)을 갖는다. 버스 전극(4b)은, 투명 전극(4a)에 적층된다. 버스 전극(5b)은, 투명 전극(5a)에 적층된다.
투명 전극(4a, 5a)의 재료에는, 투명도와 전기 전도도를 확보하기 위해서 ITO 등이 이용된다. 우선, 스퍼터법 등에 의해, ITO 박막이 전면 글래스 기판(3)에 형성된다. 다음으로 리소그래피법에 의해 소정 패턴의 투명 전극(4a, 5a)이 형성된다.
버스 전극(4b, 5b)의 재료에는, Ag와 Ag를 결착시키기 위한 글래스 프릿과 감광성 수지와 용제 등을 포함하는 백색 페이스트가 이용된다. 우선, 스크린 인쇄법 등에 의해, 백색 페이스트가, 전면 글래스 기판(3)에 도포된다. 다음으로, 건조로에 의해, 백색 페이스트 중의 용제가 제거된다. 다음으로, 소정 패턴의 포토마스크를 개재하여, 백색 페이스트가 노광된다.
다음으로, 백색 페이스트가 현상되어, 버스 전극 패턴이 형성된다. 마지막으로, 소성로에 의해, 버스 전극 패턴이 소정 온도에서 소성된다. 즉, 버스 전극 패턴 중의 감광성 수지가 제거된다. 또한, 버스 전극 패턴 중의 글래스 프릿이 용융한다. 용융한 글래스 프릿은, 소성 후에 다시 글래스화한다. 이상의 공정에 의해, 버스 전극(4b, 5b)이 형성된다.
이와 같이 하여, 투명 전극(4a)과 투명 전극(5a) 사이의 상대적으로 좁은 영역에 메인 갭(50)이 형성된다. 투명 전극(4a)과 투명 전극(5a) 사이의 상대적으로 넓은 영역에 인터픽셀 갭(60)이 형성된다.
블랙 스트라이프(7)에는, 흑색 안료를 포함하는 재료가 이용된다. 블랙 스트라이프(7)는, 스크린 인쇄법 등을 이용하여 표시 전극(6) 사이에 형성된다.
또한, 도 5에 도시한 바와 같이, 주사 전극(4) 및 유지 전극(5)을 형성하는 것과 동시에, 주사 전극측 인출부(21) 및 유지 전극측 인출부(23)가 형성된다. 주사 전극측 인출부(21) 및 유지 전극측 인출부(23)는, 유전체층(8) 및 보호층(9)으로 피복되지 않은 영역에 형성된다. 주사 전극측 인출부(21)에는, 주사 전극(4)에 회로 기판으로부터의 신호를 전달하는 복수의 주사 전극 단자(22)가 형성되어 있다. 유지 전극측 인출부(23)에는, 유지 전극(5)에 회로 기판으로부터의 신호를 전달하는 복수의 유지 전극 단자(24)가 형성되어 있다.
다음으로, 유전체층 형성 공정 S12에서는, 유전체층(8)이 형성된다. 유전체층(8)의 재료에는, 유전체 글래스 프릿과 수지와 용제 등을 포함하는 유전체 페이스트가 이용된다. 우선 다이 코트법 등에 의해, 유전체 페이스트가 소정 두께로 주사 전극(4), 유지 전극(5) 및 블랙 스트라이프(7)를 덮도록 전면 글래스 기판(3) 상에 도포된다. 다음으로, 건조로에 의해, 유전체 페이스트 중의 용제가 제거된다. 마지막으로, 소성로에 의해, 유전체 페이스트가 소정 온도에서 소성된다. 즉, 유전체 페이스트 중의 수지가 제거된다. 또한, 유전체 글래스 프릿이 용융한다. 용융한 글래스 프릿은, 소성 후에 다시 글래스화한다. 이상의 공정 S12에 의해, 유전체층(8)이 형성된다. 여기서, 유전체 페이스트를 다이 코트하는 방법 이외에도, 스크린 인쇄법, 스핀 코트법 등을 이용할 수 있다. 또한, 유전체 페이스트를 이용하지 않고, CVD(Chemical Vapor Deposition)법 등에 의해, 유전체층(8)으로 되는 막을 형성할 수도 있다. 유전체층(8)의 상세는 후술된다.
다음으로, 보호층 형성 공정 S13에서는, 유전체층(8) 상에 보호층(9)이 형성된다. 보호층에는, 기초막(91)과 기초막(91) 상에 분산 배치된 응집 입자(92)가 포함된다. 기초막(91)에는, 적어도 2종의 금속 산화물이 포함된다. 보호층(9)의 상세 및 보호층 형성 공정 S13의 상세는 후술된다.
다음으로, 스퍼터 공정 S14에서는, 보호층(9) 표면이 스퍼터된다. 보호층(9) 표면이 스퍼터됨으로써, 보호층(9) 표면의 금속 산화물의 농도비가 변화한다. 스퍼터 공정 S14의 상세는 후술된다.
이상의 공정 S11?S14에 의해 전면 글래스 기판(3) 상에 주사 전극(4), 유지 전극(5), 블랙 스트라이프(7), 유전체층(8), 보호층(9)이 형성되어, 전면판(2)이 완성된다.
다음으로, 배면판 제작 공정 S21에 대하여 설명한다. 포토리소그래피법에 의해, 배면 글래스 기판(11) 상에, 데이터 전극(12)이 형성된다. 데이터 전극(12)의 재료에는, 도전성을 확보하기 위한 Ag와 Ag를 결착시키기 위한 글래스 프릿과 감광성 수지와 용제 등을 포함하는 데이터 전극 페이스트가 이용된다. 우선, 스크린 인쇄법 등에 의해, 데이터 전극 페이스트가 소정 두께로 배면 글래스 기판(11) 상에 도포된다. 다음으로, 건조로에 의해, 데이터 전극 페이스트 중의 용제가 제거된다. 다음으로, 소정 패턴의 포토마스크를 개재하여, 데이터 전극 페이스트가 노광된다. 다음으로, 데이터 전극 페이스트가 현상되어, 데이터 전극 패턴이 형성된다. 마지막으로, 소성로에 의해, 데이터 전극 패턴이 소정 온도에서 소성된다. 즉, 데이터 전극 패턴 중의 감광성 수지가 제거된다. 또한, 데이터 전극 패턴 중의 글래스 프릿이 용융한다. 용융한 글래스 프릿은, 소성 후에 다시 글래스화한다. 이상의 공정에 의해, 데이터 전극(12)이 형성된다. 여기서, 데이터 전극 페이스트를 스크린 인쇄하는 방법 이외에도, 스퍼터법, 증착법 등을 이용할 수 있다.
다음으로, 기초 유전체층(13)이 형성된다. 기초 유전체층(13)의 재료에는, 유전체 글래스 프릿과 수지와 용제 등을 포함하는 기초 유전체 페이스트가 이용된다. 우선, 스크린 인쇄법 등에 의해, 기초 유전체 페이스트가 소정 두께로 데이터 전극(12)이 형성된 배면 글래스 기판(11) 상에 데이터 전극(12)을 덮도록 도포된다. 다음으로, 건조로에 의해, 기초 유전체 페이스트 중의 용제가 제거된다. 마지막으로, 소성로에 의해, 기초 유전체 페이스트가 소정 온도에서 소성된다. 즉, 기초 유전체 페이스트 중의 수지가 제거된다. 또한, 유전체 글래스 프릿이 용융한다. 용융한 글래스 프릿은, 소성 후에 다시 글래스화한다. 이상의 공정에 의해, 기초 유전체층(13)이 형성된다. 여기서, 기초 유전체 페이스트를 스크린 인쇄하는 방법 이외에도, 다이 코트법, 스핀 코트법 등을 이용할 수 있다. 또한, 기초 유전체 페이스트를 이용하지 않고, CVD법 등에 의해, 기초 유전체층(13)으로 되는 막을 형성할 수도 있다.
다음으로, 포토리소그래피법에 의해, 격벽(14)이 형성된다. 격벽(14)의 재료에는, 필러와, 필러를 결착시키기 위한 글래스 프릿과, 감광성 수지와, 용제 등을 포함하는 격벽 페이스트가 이용된다. 우선, 다이 코트법 등에 의해, 격벽 페이스트가 소정 두께로 기초 유전체층(13) 상에 도포된다. 다음으로, 건조로에 의해, 격벽 페이스트 중의 용제가 제거된다. 다음으로, 소정 패턴의 포토마스크를 개재하여, 격벽 페이스트가 노광된다. 다음으로, 격벽 페이스트가 현상되어, 격벽 패턴이 형성된다. 마지막으로, 소성로에 의해, 격벽 패턴이 소정 온도에서 소성된다. 즉, 격벽 패턴 중의 감광성 수지가 제거된다. 또한, 격벽 패턴 중의 글래스 프릿이 용융한다. 용융한 글래스 프릿은, 소성 후에 다시 글래스화한다. 이상의 공정에 의해, 격벽(14)이 형성된다. 여기서, 포토리소그래피법 이외에도, 샌드 블러스트법 등을 이용할 수 있다.
다음으로, 형광체층(15)이 형성된다. 형광체층(15)의 재료에는, 형광체와 바인더와 용제 등을 포함하는 형광체 페이스트가 이용된다. 우선, 디스펜스법 등에 의해, 형광체 페이스트가 소정 두께로 인접하는 격벽(14) 사이의 기초 유전체층(13) 상 및 격벽(14)의 측면에 도포된다. 다음으로, 건조로에 의해, 형광체 페이스트 중의 용제가 제거된다. 마지막으로, 소성로에 의해, 형광체 페이스트가 소정 온도에서 소성된다. 즉, 형광체 페이스트 중의 수지가 제거된다. 이상의 공정에 의해, 형광체층(15)이 형성된다. 여기서, 디스펜스법 이외에도, 스크린 인쇄법, 잉크제트법 등을 이용할 수 있다.
이상의 배면판 제작 공정 S21에 의해, 배면 글래스 기판(11) 상에 소정의 구성 부재를 갖는 배면판(10)이 완성된다.
다음으로, 프릿 도포 공정 S22에서는, 디스펜스법에 의해, 배면판(10)의 주위에 봉착재(도시 생략)가 형성된다. 봉착재(도시 생략)의 재료에는, 글래스 프릿과 바인더와 용제 등을 포함하는 봉착 페이스트가 이용된다. 다음으로 건조로에 의해, 봉착 페이스트 중의 용제가 제거된다.
그리고, 전면판(2)과, 배면판(10)이 조립된다. 얼라인먼트 공정 S31에서는, 표시 전극(6)과 데이터 전극(12)이 직교하도록, 전면판(2)과 배면판(10)이 대향 배치된다. 도 6에 도시한 바와 같이, PDP(1)는, 배면판(10)측으로부터 보아, 주사 전극측 인출부(21)와, 유지 전극측 인출부(23)가 돌출되어 있다.
다음으로, 봉착 배기 공정 S32에서는, 전면판(2)과 배면판(10)의 주위가 글래스 프릿으로 봉착되고, 방전 공간(16) 내가 배기된다.
마지막으로, 방전 가스 공급 공정 S33에서는, 방전 공간(16)에 Ne, Xe 등을 포함하는 방전 가스가 봉입된다.
마지막으로, 조립된 PDP(1)는 일반적으로 유지 전압이 높고 방전 자체도 불안정하기 때문에 에이징 공정 S34가 행해진다. 에이징 공정 S34에 의해, PDP(1)의 제조 공정에서 PDP(1)의 방전 특성이 균일해진다. 또한, PDP(1)의 방전 특성이 안정된다.
이상의 공정에 의해 PDP(1)가 완성된다.
[3. 유전체층의 상세]
유전체층(8)에 대하여 상세하게 설명한다. 유전체층(8)은, 제1 유전체층(81)과 제2 유전체층(82)으로 구성되어 있다. 제1 유전체층(81)의 유전체 재료는 이하의 성분을 포함한다. 삼산화이비스무트(Bi2O3)는 20중량％?40중량％이다. 산화 칼슘(CaO), 산화 스트론튬(SrO) 및 산화 바륨(BaO)으로 이루어지는 군 중으로부터 선택되는 적어도 1종은 0.5중량％?12중량％이다. 삼산화몰리브덴(MoO3), 삼산화텅스텐(WO3), 이산화세륨(CeO2) 및 이산화망간(MnO2)으로 이루어지는 군 중으로부터 선택되는 적어도 1종은 0.1중량％?7중량％이다.
또한, MoO3, WO3, CeO2 및 MnO2로 이루어지는 군 대신에, 산화 구리(CuO), 삼산화이크롬(Cr2O3), 삼산화이코발트(Co2O3), 칠산화이바나듐(V2O7) 및 삼산화이안티몬(Sb2O3)으로 이루어지는 군 중으로부터 선택되는 적어도 1종이 0.1중량％?7중량％ 포함되어도 된다.
또한, 상술한 성분 이외의 성분으로서, ZnO가 0중량％?40중량％, 삼산화이붕소(B2O3)가 0중량％?35중량％, 이산화규소(SiO2)가 0중량％?15중량％, 삼산화이알루미늄(Al2O3)이 0중량％?10중량％ 등, 납 성분을 포함하지 않는 성분이 포함되어도 된다.
유전체 재료는, 습식 제트 밀이나 볼 밀로 평균 입경이 0.5㎛?2.5㎛로 되도록 분쇄되어 유전체 재료 분말이 제작된다. 다음으로 이 유전체 재료 분말 55중량％?70중량％와, 바인더 성분 30중량％?45중량％가 3본 롤로 잘 혼련되어 다이 코트용, 또는 인쇄용의 제1 유전체층용 페이스트가 완성된다.
바인더 성분은 에틸셀룰로오스, 또는 아크릴 수지 1중량％?20중량％를 포함하는 터피네올, 또는 부틸 카르비톨 아세테이트이다. 또한, 페이스트 중에는, 필요에 따라서 가소제로서 프탈산디옥틸, 프탈산디부틸, 인산 트리페닐, 인산 트리 부틸이 첨가되어도 된다. 또한, 분산제로서 글리세롤모노올레이트, 소르비탄세스퀴올리에이트, 호모게놀(Kao 코퍼레이션사제 품명), 알킬알릴기의 인산 에스테르 등이 첨가되어도 된다. 분산제가 첨가되면, 인쇄성이 향상된다.
제1 유전체층용 페이스트는, 표시 전극(6)을 덮어 전면 글래스 기판(3)에 다이 코트법 혹은 스크린 인쇄법으로 인쇄된다. 인쇄된 제1 유전체층용 페이스트는, 건조 후, 유전체 재료의 연화점보다 조금 높은 온도인 575℃?590℃에서 소성되어, 제1 유전체층(81)이 형성된다.
다음으로, 제2 유전체층(82)에 대하여 설명한다. 제2 유전체층(82)의 유전체 재료는, 이하의 성분을 포함한다. Bi2O3는, 11중량％?20중량％이다. CaO, SrO, BaO로부터 선택되는 적어도 1종은 1.6중량％?21중량％이다. MoO3, WO3, CeO2로부터 선택되는 적어도 1종은 0.1중량％?7중량％이다.
또한, MoO3, WO3, CeO2 대신에, CuO, Cr2O3, Co2O3, V2O7, Sb2O3, MnO2로부터 선택되는 적어도 1종이 0.1중량％?7중량％ 포함되어도 된다.
또한, 상기의 성분 이외의 성분으로서, ZnO가 0중량％?40중량％, B2O3가 0중량％?35중량％, SiO2가 0중량％?15중량％, Al2O3가 0중량％?10중량％ 등, 납 성분을 포함하지 않는 성분이 포함되어 있어도 된다.
유전체 재료는, 습식 제트 밀이나 볼 밀로 평균 입경이 0.5㎛?2.5㎛로 되도록 분쇄되어 유전체 재료 분말이 제작된다. 다음으로 이 유전체 재료 분말 55중량％?70중량％와, 바인더 성분 30중량％?45중량％가 3본 롤로 잘 혼련되어 다이 코트용, 또는 인쇄용의 제2 유전체층용 페이스트가 완성된다.
바인더 성분은 에틸셀룰로오스, 또는 아크릴 수지 1중량％?20중량％를 포함하는 터피네올, 또는 부틸 카르비톨 아세테이트이다. 또한, 페이스트 중에는, 필요에 따라서 가소제로서 프탈산디옥틸, 프탈산디부틸, 인산 트리페닐, 인산 트리부틸이 첨가되어도 된다. 또한, 분산제로서 글리세롤모노올레이트, 소르비탄세스퀴올리에이트, 호모게놀(Kao 코퍼레이션사제 품명), 알킬알릴기의 인산 에스테르 등이 첨가되어도 된다. 분산제가 첨가되면, 인쇄성이 향상된다.
제2 유전체층용 페이스트는, 제1 유전체층(81) 상에 스크린 인쇄법 혹은 다이 코트법에 의해 인쇄된다. 인쇄된 제2 유전체층용 페이스트는, 건조 후, 유전체 재료의 연화점보다 조금 높은 온도인 550℃?590℃에서 소성되어, 제2 유전체층(82)이 형성된다.
또한, 유전체층(8)의 막 두께는, 가시광 투과율을 확보하기 위해서, 제1 유전체층(81)과 제2 유전체층(82)을 합하여 41㎛ 이하로 하는 것이 바람직하다.
제1 유전체층(81)은, 버스 전극(4b, 5b)의 Ag와의 반응을 억제하기 위해서 Bi2O3의 함유량을 제2 유전체층(82)의 Bi2O3의 함유량보다도 많게 하여 20중량％?40중량％로 하고 있다. 그렇게 하면, 제1 유전체층(81)의 가시광 투과율이 제2 유전체층(82)의 가시광 투과율보다도 낮아지므로, 제1 유전체층(81)의 막 두께는 제2 유전체층(82)의 막 두께보다도 얇게 되어 있다.
제2 유전체층(82)은, Bi2O3의 함유량이 11중량％보다 적으면 착색은 생기기 어려워지지만, 제2 유전체층(82) 중에 기포가 발생하기 쉬워진다. 그 때문에 Bi2O3의 함유량이 11중량％보다 적은 것은 바람직하지 않다. 한편, Bi2O3의 함유율이 40중량％를 초과하면 착색이 생기기 쉬워지기 때문에, 가시광 투과율이 저하된다. 그 때문에 Bi2O3의 함유량이 40중량％를 초과하는 것은 바람직하지 않다.
또한, 유전체층(8)의 막 두께가 작을수록 휘도의 향상과 방전 전압을 저감한다고 하는 효과는 현저해진다. 그 때문에, 절연 내압이 저하되지 않는 범위 내이면 가능한 한 막 두께를 작게 설정하는 것이 바람직하다.
이상의 관점에서, 본 실시 형태에서는, 유전체층(8)의 막 두께를 41㎛ 이하로 설정하고, 제1 유전체층(81)을 5㎛?15㎛, 제2 유전체층(82)을 20㎛?36㎛로 하고 있다.
이상과 같이 하여 제조된 PDP(1)는, 표시 전극(6)에 Ag 재료를 이용해도, 전면 글래스 기판(3)의 착색 현상(황변), 및, 유전체층(8) 중의 기포의 발생 등이 억제되어, 절연 내압 성능이 우수한 유전체층(8)을 실현하는 것이 확인되어 있다.
다음으로, 본 실시 형태에서의 PDP(1)에서, 이들 유전체 재료에 의해 제1 유전체층(81)에서 황변이나 기포의 발생이 억제되는 이유에 대하여 고찰한다. 즉, Bi2O3를 포함하는 유전체 글래스에 MoO3, 또는 WO3를 첨가함으로써, Ag2MoO4, Ag2Mo2O7, Ag2Mo4O13, Ag2WO4, Ag2W2O7, Ag2W4O13과 같은 화합물이 580℃ 이하의 저온에서 생성되기 쉬운 것이 알려져 있다. 본 실시 형태에서는, 유전체층(8)의 소성 온도가 550℃?590℃이기 때문에, 소성 중에 유전체층(8) 중으로 확산된 은 이온(Ag+)은 유전체층(8) 중의 MoO3, WO3, CeO2, MnO2와 반응하여, 안정된 화합물을 생성하여 안정화된다. 즉, Ag+가 환원되지 않고 안정화되기 때문에, 응집하여 콜로이드를 생성하는 일이 없다. 따라서, Ag+가 안정화됨으로써, Ag의 콜로이드화에 수반되는 산소의 발생도 적어지기 때문에, 유전체층(8) 중에의 기포의 발생도 적어진다.
한편, 이들 효과를 유효하게 하기 위해서는, Bi2O3를 포함하는 유전체 글래스 중에 MoO3, WO3, CeO2, MnO2의 함유량을 0.1중량％ 이상으로 하는 것이 바람직하지만, 0.1중량％ 이상 7중량％ 이하가 더욱 바람직하다. 특히, 0.1중량％ 미만에서는 황변을 억제하는 효과가 적고, 7중량％를 초과하면 글래스에 착색이 일어나서 바람직하지 않다.
즉, 본 실시 형태에서의 PDP(1)의 유전체층(8)은, Ag 재료로 이루어지는 버스 전극(4b, 5b)과 접하는 제1 유전체층(81)에서는 황변 현상과 기포 발생을 억제하고, 제1 유전체층(81) 상에 형성한 제2 유전체층(82)에 의해 높은 광 투과율을 실현하고 있다. 그 결과, 유전체층(8) 전체로서, 기포나 황변의 발생이 매우 적고 투과율이 높은 PDP를 실현하는 것이 가능하게 된다.
[4. 보호층의 상세]
보호층(9)은, 기초층인 기초막(91)과 응집 입자(92)를 포함한다. 기초막(91)은, 적어도 제1 금속 산화물과 제2 금속 산화물을 포함한다. 제1 금속 산화물 및 제2 금속 산화물은, MgO, CaO, SrO 및 BaO로 이루어지는 군 중으로부터 선택되는 2종이다. 또한, 기초막(91)은, X선 회절 분석에서 적어도 하나의 피크를 갖는다. 이 피크는, 제1 금속 산화물의 X선 회절 분석에서의 제1 피크와, 제2 금속 산화물의 X선 회절 분석에서의 제2 피크 사이에 있다. 제1 피크와 제2 피크는, 기초막(91)의 피크가 나타내는 면방위와 동일한 면방위를 나타낸다.
[4-1. 기초막의 상세]
본 실시 형태에서의 PDP(1)의 보호층(9)을 구성하는 기초막(91) 면에서의 X선 회절 결과를 도 7에 도시한다. 또한, 도 7에는, MgO 단체, CaO 단체, SrO 단체, 및 BaO 단체의 X선 회절 분석의 결과도 도시한다.
도 7에서, 횡축은 브래그의 회절각(2θ)이고, 종축은 X선 회절파의 강도이다. 회절각의 단위는 1주를 360도로 하는 도(度)로 나타내어지고, 강도는 임의 단위(arbitrary unit)로 나타내어져 있다. 특정 방위면인 결정 방위면은 괄호에 넣어 나타내어져 있다.
도 7에 도시한 바와 같이, (111)의 면방위에서, CaO 단체는 회절각 32.2도에 피크를 갖는다. MgO 단체는 회절각 36.9도에 피크를 갖는다. SrO 단체는 회절각 30.0도에 피크를 갖는다. BaO 단체의 피크는 회절각 27.9도에 피크를 갖고 있다.
본 실시 형태에서의 PDP(1)에서는, 보호층(9)의 기초막(91)은, MgO, CaO, SrO 및 BaO로 이루어지는 군 중으로부터 선택되는 적어도 2개 이상의 금속 산화물을 포함하고 있다.
기초막(91)을 구성하는 단체 성분이 2성분인 경우에 대한 X선 회절 결과를 도 7에 도시한다. A점은, 단체 성분으로서 MgO와 CaO의 단체를 이용하여 형성한 기초막(91)의 X선 회절 결과이다. B점은, 단체 성분으로서 MgO와 SrO의 단체를 이용하여 형성한 기초막(91)의 X선 회절 결과이다. C점은, 단체 성분으로서 MgO와 BaO의 단체를 이용하여 형성한 기초막(91)의 X선 회절 결과이다.
도 7에 도시한 바와 같이, A점은, (111)의 면방위에서, 회절각 36.1도에 피크를 갖는다. 제1 금속 산화물로 되는 MgO 단체는, 회절각 36.9도에 피크를 갖는다. 제2 금속 산화물로 되는 CaO 단체는, 회절각 32.2도에 피크를 갖는다. 즉, D점의 피크는, MgO 단체의 피크와 SrO 단체의 피크 사이에 존재하고 있다. 마찬가지로, E점의 피크는, 회절각 32.8도이며, 제1 금속 산화물로 되는 MgO 단체의 피크와 제2 금속 산화물로 되는 BaO 단체의 피크 사이에 존재하고 있다. F점의 피크도 회절각 30.2도이며, 제1 금속 산화물로 되는 CaO 단체의 피크와 제2 금속 산화물로 되는 BaO 단체의 피크 사이에 존재하고 있다.
또한, 기초막(91)을 구성하는 단체 성분이 3성분 이상인 경우의 X선 회절 결과를 도 8에 도시한다. D점은, 단체 성분으로서 MgO, CaO 및 SrO를 이용하여 형성한 기초막(91)의 X선 회절 결과이다. E점은, 단체 성분으로서 MgO, CaO 및 BaO를 이용하여 형성한 기초막(91)의 X선 회절 결과이다. F점은, 단체 성분으로서 CaO, SrO 및 BaO를 이용하여 형성한 기초막(91)의 X선 회절 결과이다.
도 8에 도시한 바와 같이, D점은, (111)의 면방위에서, 회절각 33.4도에 피크를 갖는다. 제1 금속 산화물로 되는 MgO 단체는, 회절각 36.9도에 피크를 갖는다. 제2 금속 산화물로 되는 SrO 단체는, 회절각 30.0도에 피크를 갖는다. 즉, A점의 피크는, MgO 단체의 피크와 CaO 단체의 피크 사이에 존재하고 있다. 마찬가지로, E점의 피크는, 회절각 32.8도이며, 제1 금속 산화물로 되는 MgO 단체의 피크와 제2 금속 산화물로 되는 BaO 단체의 피크 사이에 존재하고 있다. F점의 피크도 회절각 30.2도이며, 제1 금속 산화물로 되는 MgO 단체의 피크와 제2 금속 산화물로 되는 BaO 단체의 피크 사이에 존재하고 있다.
따라서, 본 실시 형태에서의 PDP(1)의 기초막(91)은, 적어도 제1 금속 산화물과 제2 금속 산화물을 포함한다. 또한, 기초막(91)은, X선 회절 분석에서 적어도 하나의 피크를 갖는다. 이 피크는, 제1 금속 산화물의 X선 회절 분석에서의 제1 피크와, 제2 금속 산화물의 X선 회절 분석에서의 제2 피크 사이에 있다. 제1 피크와 제2 피크는, 기초막(91)의 피크가 나타내는 면방위와 동일한 면방위를 나타낸다. 제1 금속 산화물 및 제2 금속 산화물은, MgO, CaO, SrO 및 BaO로 이루어지는 군 중으로부터 선택되는 2종이다.
또한, 상기의 설명에서는, 결정의 면방위면으로서 (111)을 대상으로 하여 설명하였지만, 다른 면방위를 대상으로 한 경우도 금속 산화물의 피크의 위치가 상기와 마찬가지이다.
CaO, SrO 및 BaO의 진공 준위로부터의 깊이는, MgO와 비교하여 얕은 영역에 존재한다. 그 때문에, PDP(1)를 구동하는 경우에, CaO, SrO, BaO의 에너지 준위에 존재하는 전자가 Xe 이온의 기저 상태로 천이할 때에, 오제 효과(Auger effect)에 의해 방출되는 전자수가, MgO의 에너지 준위로부터 천이하는 경우와 비교하여 많아진다고 생각된다.
또한, 상술한 바와 같이, 본 실시 형태에서의 기초막(91)의 피크는, 제1 금속 산화물의 피크와 제2 금속 산화물의 피크 사이에 있다. 즉, 기초막(91)의 에너지 준위는, 단체의 금속 산화물의 사이에 존재하고, 오제 효과에 의해 방출되는 전자수가 MgO의 에너지 준위로부터 천이하는 경우와 비교하여 많아진다고 생각된다.
그 결과, 기초막(91)에서는, MgO 단체와 비교하여, 양호한 2차 전자 방출 특성을 발휘할 수 있고, 결과로서, 방전 유지 전압을 저감할 수 있다. 그 때문에, 특히 휘도를 높이기 위해서 방전 가스로서의 Xe 분압을 높였던 경우에, 방전 전압을 저감하고, 저전압이며 또한 고휘도의 PDP(1)를 실현하는 것이 가능해진다.
표 1에는, 본 실시 형태에서의 PDP(1)에서, 60㎪의 Xe 및 Ne의 혼합 가스(Xe, 15％)를 봉입하고, 기초막(91)의 구성을 변화시킨 경우의 유지 전압의 결과를 나타낸다.
Figure pct00001
또한, 표 1의 유지 전압은 비교예의 값을 「100」으로 한 경우의 상대값으로 나타내고 있다. 샘플 A의 기초막(91)은, MgO와 CaO에 의해 구성되어 있다. 샘플 B의 기초막(91)은, MgO와 SrO에 의해 구성되어 있다. 샘플 C의 기초막(91)은, MgO와 BaO에 의해 구성되어 있다. 샘플 D의 기초막(91)은, MgO, CaO 및 SrO에 의해 구성되어 있다. 샘플 E의 기초막(91)은 MgO, CaO 및 BaO에 의해 구성되어 있다. 또한, 비교예는, 기초막(91)이 MgO 단체에 의해 구성되어 있다.
방전 가스의 Xe의 분압을 10％로부터 15％로 높였던 경우에는 휘도가 약 30％ 상승하지만, 기초막(91)이 MgO 단체의 경우의 비교예에서는, 유지 전압이 약 10％ 상승한다.
한편, 본 실시 형태에서의 PDP에서는, 샘플 A, 샘플 B, 샘플 C, 샘플 D, 샘플 E 모두, 유지 전압을 비교예에 비해 약 10％?20％ 저감할 수 있다. 그 때문에, 통상 동작 범위 내의 유지 전압으로 할 수 있어, 고휘도이며 저전압 구동의 PDP를 실현할 수 있다.
또한, CaO, SrO, BaO는, 단체에서는 반응성이 높기 때문에 불순물과 반응하기 쉽고, 그 때문에 전자 방출 성능이 저하되게 된다고 하는 과제를 갖고 있었다. 그러나, 본 실시 형태에서는, 이들 금속 산화물의 구성으로 함으로써, 반응성을 저감하고, 불순물의 혼입이나 산소 결손이 적은 결정 구조로 형성되어 있다. 그 때문에, PDP의 구동시에 전자가 과잉 방출되는 것이 억제되어, 저전압 구동과 2차 전자 방출 성능의 양립 효과 외에, 적절한 전자 유지 특성의 효과도 발휘된다. 이 전하 유지 특성은, 특히 초기화 기간에 축적된 벽전하를 유지해 놓고, 기입 기간에서 기입 불량을 방지하여 확실한 기입 방전을 행하는 데 있어서 유효하다.
[4-2. 응집 입자의 상세]
다음으로, 본 실시 형태에서의 기초막(91) 상에 형성된 응집 입자(92)에 대하여 상세하게 설명한다.
응집 입자(92)는, 도 9에 도시한 바와 같이, MgO의 결정 입자(92a)가 복수개 응집한 것이다. 형상은 주사형 전자 현미경(SEM)에 의해 확인할 수 있다. 본 실시 형태에서는, 복수개의 응집 입자(92)가, 기초막(91)의 전체면에 걸쳐 분산 배치되어 있다.
응집 입자(92)는 평균 입경이 0.9㎛?2.5㎛의 범위의 입자이다. 또한, 본 실시 형태에서, 평균 입경이란, 체적 누적 평균 직경(D50)이다. 또한, 평균 입경의 측정에는, 레이저 회절식 입도 분포 측정 장치 MT-3300(니키소 주식회사제)이 이용되었다.
응집 입자(92)는, 고체로서 강한 결합력에 의해 결합하고 있는 것은 아니다. 응집 입자(92)는, 정전기나 반데르발스 힘 등에 의해 복수의 1차 입자가 집합한 것이다. 또한, 응집 입자(92)는, 초음파 등의 외력에 의해, 그 일부 또는 전부가 1차 입자의 상태로 분해될 정도의 힘으로 결합하고 있다. 응집 입자(92)의 입경으로서는, 약 1㎛ 정도의 것이며, 결정 입자(92a)로서는, 14면체나 12면체 등의 7면 이상의 면을 갖는 다면체 형상을 갖는다. 또한, 결정 입자(92a)는, 이하에 나타내는 기상 합성법 또는 전구체 소성법 중 어느 하나에 의해 제조할 수 있다.
기상 합성법에서는, 불활성 가스가 채워진 분위기 하에서 순도가 99.9％ 이상의 마그네슘(Mg) 금속 재료가 가열된다. 또한, 분위기에 산소가 소량 도입되어 가열됨으로써, Mg가 직접 산화한다. 이에 의해 MgO의 결정 입자(92a)가 제작된다.
한편, 전구체 소성법에서는, 이하의 방법에 의해 결정 입자(92a)가 제작된다. 전구체 소성법에서는, MgO의 전구체가 700℃ 이상의 고온에서 균일하게 소성된다. 그리고, 소성된 MgO가 서냉되어 MgO의 결정 입자(92a)가 얻어진다. 전구체로서는, 예를 들면, 마그네슘 알콕시드(Mg(OR)2), 마그네슘 아세틸아세톤(Mg(acac)2), 수산화 마그네슘(Mg(OH)2), 탄산 마그네슘(MgCO2), 염화 마그네슘(MgCl2), 황산 마그네슘(MgSO4), 질산 마그네슘(Mg(NO3)2), 옥살산 마그네슘(MgC2O4) 중의 어느 1종 이상의 화합물을 선택할 수 있다.
또한, 선택한 화합물에 따라서는, 통상적으로, 수화물의 형태를 취하는 것도 있지만 이와 같은 수화물을 이용해도 된다. 이들 화합물은, 소성 후에 얻어지는 MgO의 순도가 99.95％ 이상, 바람직하게는 99.98％ 이상으로 되도록 조정된다. 이들 화합물 중에, 각종 알칼리 금속, B, Si, Fe, Al 등의 불순물 원소가 일정량 이상 섞여 있으면, 열 처리시에 불필요한 입자간 유착이나 소결이 발생하여, 고결정성의 MgO의 결정 입자(92a)를 얻기 어렵기 때문이다. 이 때문에, 불순물 원소를 제거하는 것 등에 의해 미리 전구체를 조정하는 것이 필요로 된다. 전구체 소성법의 소성 온도나 소성 분위기를 조정함으로써, 입경의 제어를 할 수 있다. 소성 온도는 700℃ 정도 내지 1500℃ 정도의 범위에서 선택할 수 있다. 소성 온도가 1000℃ 이상에서는, 1차 입경을 0.3?2㎛ 정도로 제어 가능하다. 결정 입자(92a)는 전구체 소성법에 의한 생성 과정에서, 복수개의 1차 입자끼리가 응집한 응집 입자(92)의 상태에서 얻어진다.
MgO의 응집 입자(92)는, 본 발명자의 실험에 의해, 주로 기입 방전에서의 방전 지연을 억제하는 효과와, 방전 지연의 온도 의존성을 개선하는 효과가 확인되어 있다. 따라서 본 실시 형태에서는, 응집 입자(92)가 기초막(91)에 비해 고도의 초기 전자 방출 특성이 우수한 성질을 이용하여, 방전 펄스 상승시에 필요한 초기 전자 공급부로서 배설하고 있다.
방전 지연은, 방전 개시시에서, 트리거로 되는 초기 전자가 기초막(91) 표면으로부터 방전 공간(16) 중으로 방출되는 양이 부족한 것이 주원인으로 생각된다. 따라서, 방전 공간(16)에 대한 초기 전자의 안정 공급에 기여하기 위해서, MgO의 응집 입자(92)를 기초막(91)의 표면에 분산 배치한다. 이에 의해, 방전 펄스의 상승시에 방전 공간(16) 중에 전자가 풍부하게 존재하여, 방전 지연의 해소가 도모된다. 따라서, 이와 같은 초기 전자 방출 특성에 의해, PDP(1)가 고정밀인 경우 등에서도 방전 응답성이 좋은 고속 구동을 할 수 있도록 되어 있다. 또한 기초막(91)의 표면에 금속 산화물의 응집 입자(92)를 배설하는 구성에서는, 주로 기입 방전에서의 방전 지연을 억제하는 효과 외에, 방전 지연의 온도 의존성을 개선하는 효과도 얻어진다.
이상과 같이, 본 실시 형태에서의 PDP(1)에서는, 저전압 구동과 전하 유지의 양립 효과를 발휘하는 기초막(91)과, 방전 지연의 방지 효과를 발휘하는 MgO의 응집 입자(92)로 구성함으로써, PDP(1) 전체로서, 고정밀한 PDP에서도 고속 구동을 저전압으로 구동할 수 있고, 또한, 점등 불량을 억제한 고품위의 화상 표시 성능을 실현할 수 있다.
[4-3. 실험 1]
도 10은 본 실시 형태에서의 PDP(1) 중, MgO와 CaO로 구성한 기초막(91)을 이용한 경우의 방전 지연과 보호층(9) 중의 칼슘(Ca) 농도와의 관계를 도시하는 도면이다. 기초막(91)으로서 MgO와 CaO로 구성하고, 기초막(91)은, X선 회절 분석에서, MgO의 피크가 발생하는 회절각과 CaO의 피크가 발생하는 회절각 사이에 피크가 존재하도록 하고 있다.
또한, 도 10에는, 보호층(9)으로서 기초막(91)만의 경우와, 기초막(91) 상에 응집 입자(92)를 배치한 경우에 대하여 나타내고, 방전 지연은, 기초막(91) 중에 Ca가 함유되어 있지 않은 경우를 기준으로 하여 나타내고 있다.
도 10으로부터 명백해지는 바와 같이, 기초막(91)만의 경우와, 기초막(91) 상에 응집 입자(92)를 배치한 경우에서, 기초막(91)만의 경우에는 Ca 농도의 증가와 함께 방전 지연이 커지는 것에 대하여, 기초막(91) 상에 응집 입자(92)를 배치함으로써 방전 지연을 대폭 작게 할 수 있어, Ca 농도가 증가해도 방전 지연은 거의 증대되지 않는 것을 알 수 있다.
[4-4. 실험 2]
다음으로, 본 실시 형태에서의 보호층(9)을 갖는 PDP(1)의 효과를 확인하기 위해서 행한 실험 결과에 대하여 설명한다.
우선, 구성이 상이한 보호층(9)을 갖는 PDP(1)를 시작하였다. 시작품 1은, MgO에 의한 보호층(9)만을 형성한 PDP(1)이다. 시작품 2는, Al, Si 등의 불순물을 도프한 MgO에 의한 보호층(9)을 형성한 PDP(1)이다. 시작품 3은, MgO에 의한 보호층(9) 상에 MgO로 이루어지는 결정 입자(92a)의 1차 입자만을 산포하고, 부착시킨 PDP(1)이다.
한편, 시작품 4는 본 실시 형태에서의 PDP(1)이다. 시작품 4는, MgO에 의한 기초막(91) 상에, 동등한 입경을 갖는 MgO의 결정 입자(92a)끼리를 응집시킨 응집 입자(92)를 전체면에 걸쳐 분포하도록 부착시킨 PDP(1)이다. 보호층(9)으로서, 전술한 샘플 A를 이용하고 있다. 즉, 보호층(9)은, MgO와 CaO로 구성한 기초막(91)과, 기초막(91) 상에 결정 입자(92a)를 응집시킨 응집 입자(92)를 전체면에 걸쳐 거의 균일하게 분포하도록 부착시키고 있다. 또한, 기초막(91)은, 기초막(91) 면의 X선 회절 분석에서, 기초막(91)을 구성하는 제1 금속 산화물의 피크와 제2 금속 산화물의 피크 사이에 피크를 갖는다. 즉, 제1 금속 산화물은 MgO이며, 제2 금속 산화물은 CaO이다. 그리고, MgO의 피크의 회절각은 36.9도이고, CaO의 피크의 회절각은 32.2도이며, 기초막(91)의 피크의 회절각은 36.1도에 존재하도록 하고 있다.
이들 4종류의 보호층의 구성을 갖는 PDP(1)에 대하여, 전자 방출 성능과 전하 유지 성능이 측정되었다.
또한, 전자 방출 성능은, 클수록 전자 방출량이 많은 것을 나타내는 수치이다. 전자 방출 성능은, 방전의 표면 상태 및 가스종과 그 상태에 따라서 정해지는 초기 전자 방출량으로서 표현된다. 초기 전자 방출량은, 표면에 이온 혹은 전자 빔을 조사하여 표면으로부터 방출되는 전자 전류량을 측정하는 방법에 의해 측정할 수 있다. 그러나, 비파괴로 실시하는 것이 곤란하다. 따라서, 일본 특개 2007-48733호 공보에 기재되어 있는 방법이 이용되었다. 즉, 방전 시의 지연 시간 중, 통계 지연 시간으로 불리는 방전의 발생 용이성의 기준으로 되는 수치가 측정되었다. 통계 지연 시간의 역수를 적분함으로써, 초기 전자의 방출량과 선형 대응하는 수치로 된다. 방전 시의 지연 시간이란, 기입 방전 펄스의 상승으로부터 기입 방전이 지연되어 발생할 때까지의 시간이다. 방전 지연은, 기입 방전이 발생할 때의 트리거로 되는 초기 전자가 보호층 표면으로부터 방전 공간 중으로 방출되기 어려운 것이 주요한 요인으로서 생각되고 있다.
또한, 전하 유지 성능은, 그 지표로서, PDP(1)로서 제작한 경우에 전하 방출 현상을 억제하기 위해서 필요로 하는 주사 전극에 인가하는 전압(이하 Vscn 점등 전압이라고 칭함)의 전압값이 이용되었다. 즉, Vscn 점등 전압이 낮은 쪽이, 전하 유지 능력이 높은 것을 나타낸다. Vscn 점등 전압이 낮으면, PDP를 저전압으로 구동할 수 있다. 따라서, 전원이나 각 전기 부품으로서, 내압 및 용량이 작은 부품을 사용하는 것이 가능하게 된다. 현상의 제품에서, 주사 전압을 순차적으로 패널에 인가하기 위한 MOSFET 등의 반도체 스위칭 소자에는, 내압 150V 정도의 소자가 사용되고 있다. Vscn 점등 전압으로서는, 온도에 의한 변동을 고려하여, 120V 이하로 억제하는 것이 바람직하다.
도 11로부터 명백해지는 바와 같이, 시작품 4는, 전하 유지 성능의 평가에서, Vscn 점등 전압을 120V 이하로 할 수 있고, 또한 전자 방출 성능이 MgO만의 보호층인 경우의 시작품 1에 비해 매우 양호한 특성을 얻을 수 있었다.
일반적으로는 PDP의 보호층의 전자 방출 능력과 전하 유지 능력은 상반된다. 예를 들면, 보호층의 성막 조건의 변경, 혹은, 보호층 중에 Al이나 Si, Ba 등의 불순물을 도핑하여 성막함으로써, 전자 방출 성능을 향상시키는 것은 가능하다. 그러나, 부작용으로서 Vscn 점등 전압도 상승하게 된다.
본 실시 형태의 보호층(9)을 갖는 PDP에서는, 전자 방출 능력으로서는, 8 이상의 특성이며, 전하 유지 능력으로서는 Vscn 점등 전압이 120V 이하의 것을 얻을 수 있다. 즉, 고정밀화에 의해 주사선수가 증가하고, 또한 셀 사이즈가 작아지는 경향이 있는 PDP에 대응할 수 있는 전자 방출 능력과 전하 유지 능력의 양방을 구비한 보호층(9)을 얻을 수 있다.
[4-5. 실험 3]
다음으로, 본 실시 형태에 따른 PDP(1)의 보호층(9)에 이용한 응집 입자(92)의 입경에 대하여 상세하게 설명한다. 또한, 이하의 설명에서, 입경이란 평균 입경을 의미하고, 평균 입경이란, 체적 누적 평균 직경(D50)을 의미하고 있다.
도 12는, 보호층(9)에서, MgO의 응집 입자(92)의 평균 입경을 변화시켜 전자 방출 성능을 조사한 실험 결과를 도시하는 것이다. 도 12에서, 응집 입자(92)의 평균 입경은, 응집 입자(92)를 SEM 관찰함으로써 길이 측정되었다.
도 12에 도시한 바와 같이, 평균 입경이 0.3㎛ 정도로 작아지면, 전자 방출 성능이 낮아지고, 거의 0.9㎛ 이상이면, 높은 전자 방출 성능이 얻어진다.
방전 셀 내에서의 전자 방출수를 증가시키기 위해서는, 보호층(9) 상의 단위 면적당의 결정 입자수는 많은 쪽이 바람직하다. 본 발명자들의 실험에 의하면, 보호층(9)과 밀접하게 접촉하는 격벽(14)의 꼭대기부에 상당하는 부분에 결정 입자(92a)가 존재하면, 격벽(14)의 꼭대기부를 파손시키는 경우가 있다. 이 경우, 파손된 격벽(14)의 재료가 형광체 상에 떨어지는 것 등에 의해, 해당하는 셀이 정상적으로 점등 또는 소등하지 않게 되는 현상이 발생하는 것을 알 수 있었다. 격벽 파손의 현상은, 결정 입자(92a)가 격벽 꼭대기부에 대응하는 부분에 존재하지 않으면 발생하기 어렵기 때문에, 부착시키는 결정 입자수가 많아지면, 격벽(14)의 파손 발생 확률이 높아진다. 도 13은 응집 입자(92)의 평균 입경을 변화시켜 격벽 파괴 확률을 조사한 실험 결과를 도시하는 것이다. 도 13에 도시한 바와 같이, 응집 입자(92)의 평균 입경이 2.5㎛ 정도로 커지면, 격벽 파손의 확률이 급격하게 높아지고, 2.5㎛보다 작아지면, 격벽 파손의 확률은 비교적 작게 억제할 수 있다.
이상과 같이 본 실시 형태의 보호층(9)을 갖는 PDP(1)에서는, 전자 방출 능력으로서는, 8 이상의 특성이며, 전하 유지 능력으로서는 Vscn 점등 전압이 120V 이하의 것을 얻을 수 있다.
또한, 본 실시 형태에서는, 결정 입자로서 MgO 입자를 이용하여 설명하였지만, 이 외의 단결정 입자에서도, MgO와 마찬가지로 높은 전자 방출 성능을 갖는 Sr, Ca, Ba, Al 등의 금속 산화물에 의한 결정 입자를 이용해도 마찬가지의 효과를 얻을 수 있기 때문에, 입자종으로서는 MgO에 한정되는 것은 아니다.
[5. 보호층 형성 공정 S13의 상세]
다음으로, 본 실시 형태의 PDP(1)에서, 보호층 형성 공정 S13에 대하여, 도 14를 이용하여 설명한다.
도 14에 도시한 바와 같이, 보호층 형성 공정 S13은, 유전체층(8)을 형성하는 유전체층 형성 공정 S12를 행한 후에, 기초막 증착 공정 S131, 페이스트 도포 공정 S132, 건조 공정 S133 및 소성 공정 S134가 있다.
[5-1. 기초막 증착 공정 S131]
기초막 증착 공정 S131에서는, 진공 증착법에 의해, 기초막(91)이 유전체층(8) 상에 형성된다. 진공 증착법의 원재료는, MgO 단체, CaO 단체, SrO 단체 및 BaO 단체의 재료의 펠릿 또는 그들 재료를 혼합한 펠릿이다. 진공 증착법 이외에도, 스퍼터링법, 이온 플래팅법 등을 이용할 수 있다.
그리고, 그 후의 페이스트 도포 공정 S132 및 건조 공정 S133에서, 미소성의 기초막(91)의 전체면에 걸쳐, 기초막(91) 상에 유기 용제의 피막(17)이 형성된다. 또한, 페이스트 도포 공정 S132 전에 기초막(91)을 소성해도 된다.
[5-2. 페이스트 도포 공정 S132]
페이스트 도포 공정 S132에서는, 우선, 응집 입자(92)를 분산시킨 유기 용제인 응집 입자 페이스트가 제작된다. 그 후, 응집 입자 페이스트가 기초막(91) 상에 도포됨으로써, 평균 막 두께 8㎛ 이상 20㎛ 이하의 응집 입자 페이스트막이 형성된다. 또한, 응집 입자 페이스트를 기초막(91) 상에 도포하는 방법으로서, 스크린 인쇄법, 스프레이법, 스핀 코트법, 다이 코트법, 슬릿 코트법 등도 이용할 수 있다.
여기서, 응집 입자 페이스트의 제작에 사용하는 유기 용제로서는, 기초막(91)이나 응집 입자(92)와의 친화성이 높은 것이 적합하다. 예를 들면 메틸메톡시부탄올, 테르피네올, 프로필렌글리콜, 벤질알코올 등의 유기 용제 단체 혹은 그들의 혼합 용제가 이용된다. 또한, 유기 용제에는, 수지가 포함되어도 된다. 이들 유기 용제를 포함한 페이스트의 점도는 예를 들면 20m㎩ㆍs이다.
그리고, 응집 입자 페이스트가 도포된 전면 글래스 기판(3)은, 바로 건조 공정 S133으로 옮겨진다.
[5-3. 건조 공정 S133]
건조 공정 S133에서는, 응집 입자 페이스트막이 건조된다. 그리고, 유기 용제가 증발함으로써, 기초막(91) 상에 응집 입자(92)가 분산 배치된다. 이때, 유기 용제는 모두 증발하지 않고, 기초막(91) 상에 잔존한다. 건조 방법으로서, 감압 건조가 바람직하다. 구체적으로는, 진공 챔버 내의 압력이 2분 정도에서 10㎩ 정도까지 감압됨으로써, 응집 입자 페이스트막이 급속하게 건조된다. 이 방법에 의해, 가열 건조에서는 현저한 막 내의 대류가 발생하지 않는다. 따라서, 응집 입자(92)가 보다 균일하게 기초막(91) 상에 부착된다. 단, 건조 방법으로서, 유기 용제의 특성에 따라서는, 가열 건조가 이용되어도 된다.
[5-4. 소성 공정 S134]
다음으로, 소성 공정 S134에서는, 기초막(91) 상에 잔존한 유기 용제나 수지가 소성됨으로써, 유기 용제가 증발한다. 그리고, 응집 입자(92)가 기초막(91) 상에 분산 배치된다.
우선, 건조 공정 S133을 끝낸 전면 글래스 기판(3)이, 소성로에 반송된다. 그리고, 소성로는, 내부가 배기된 상태에서 승온된다. 전면 글래스 기판(3)이, 예를 들면 370℃도 정도로 될 때까지 승온된다. 그리고, 전면 글래스 기판(3)이, 그 온도에서 10분?20분 정도 유지된다. 이에 의해, 유기 용제가 증발한다. 유기 용제가 증발함으로써, 기초막(91) 상에는 응집 입자(92)가 분산 배치된다. 여기서, 유기 용제에 수지가 포함되어 있는 경우에는, 수지도 연소된다.
또한, 소성 공정 S134에서, 기초막 증착 공정 S131에서 형성된 미소성의 기초막(91)도, 소성된다.
이 방법에 의하면, 기초막(91)에 응집 입자(92)를 전체면에 걸쳐 분산 배치하는 것이 가능하다.
[6. 스퍼터 공정 S14의 상세]
스퍼터 공정 S14는, 일례로서, 도 15에 도시한 방전 장치(100)를 이용하여 행해진다. 방전 장치(100)는, 방전 챔버(102), 복수의 단자부(104), 케이블(106), 테이블(108), 직류 전원(110)을 구비하고 있다. 방전 챔버(102)는, 도시하지 않은 게이트부를 구비하고 있다. 게이트부를 통하여, 전면 글래스 기판(3)이 출납된다. 단자부(104)는, 막대 형상의 도전부를 구비한다. 복수의 단자부(104)는, 방전 챔버(102)의 내부에서 서로가 대향하도록 적어도 2개소에 배치되어 있다. 단자부(104)와, 직류 전원(110)은, 케이블(106)을 통하여 전기적으로 접속되어 있다. 테이블(108)은, 방전 챔버(102) 내에 배치되어 있다. 테이블(108)은, 도시하지 않은 고정 기구를 구비하고 있다. 직류 전원(110)은, LC 공진 회로를 포함하고, 펄스 파형을 발생시킬 수 있다. 또한 직류 전원(110)은, 복수의 단자부(104)에 대하여, 상이한 펄스 파형을 공급할 수 있다.
우선, 기초막(91) 상에, 응집 입자(92)가 부착된 전면 글래스 기판(3)이 테이블(108) 상에 설치된다. 전면 글래스 기판(3)은, 기초막(91)이 위로 되도록 설치된다. 다음으로, 도 5 및 도 6에서 도시한 유지 전극 단자(24)와 단자부(104)의 도전부가 접속된다. 또한, 주사 전극 단자(22)와 단자부(104)의 도전부가 접속된다.
다음으로, 방전 챔버(102) 내에 불활성 가스가 도입된다. 구체적으로는, 우선, 방전 챔버(102)가, 도시하지 않은 진공 펌프에 의해, 대기압으로부터, 10-2㎩ 정도까지 배기된다. 그 후, 불활성 가스로서, 15체적％의 Xe와 85체적％의 Ne의 혼합 가스가 방전 챔버(102) 내에 도입된다. 불활성 가스에 의해, 방전 챔버(102)의 내부의 분위기는 60㎪까지 승압한다.
다음으로, 직류 전원(110)이 펄스 파형을 발생시킨다. 케이블(106)과 단자부(104)를 통하여 주사 전극 단자(22)에 인가된 펄스 파형은, 주사 전극(4)에 전달된다. 케이블(106)과 단자부(104)를 통하여 유지 전극 단자(24)에 인가된 펄스 파형은, 유지 전극(5)에 전달된다. 유지 전극(5)에 인가된 펄스 파형은, 주사 전극(4)에 인가된 펄스 파형과는 위상이 반주기 어긋나 있다. 그러나, 주사 전극(4)에 인가된 펄스 파형과 유지 전극(5)에 인가된 펄스 파형의 주기 및 피크 높이는 동일하다. 본 실시 형태에서는, 직류 전원(110)은, 200V의 전압을 발생시키고 있다. 또한, LC 공진 회로에 의해 링잉된 펄스 파형은, 피크 높이가 260V이고, 주파수가 45㎑이었다.
펄스 파형이 인가된 유지 전극(5)과, 펄스 파형이 인가된 주사 전극(4) 사이에서 면방전이 발생한다. 방전에 의해 발생한 Xe 이온이, 기초막(91) 및 응집 입자(92)와 충돌한다. 보호층(9)의 표면은, 충돌하는 Xe 이온에 의해 스퍼터된다. 스퍼터됨으로써, 보호층(9)의 표면의 금속 산화물의 농도비가 변화한다. 보호층(9)에 포함되는 복수의 금속 산화물은, 각각 스퍼터 레이트가 상이하기 때문이다. 또한, 스퍼터된 보호층(9)의 성분은 보호층(9) 상에 재퇴적하기 때문이다. 기초막(91) 및 응집 입자(92)의 표면으로부터 튀어나온 금속 산화물의 대부분은 기초막(91) 및 응집 입자(92)에 재퇴적한다. 방전 챔버(102) 내부는 대기압에 가까운 압력(60㎪)까지 승압되어 있기 때문에, 스퍼터된 금속 산화물은, 장거리를 이동하지 않고 방전 가스에 의해 되튀겨진다고 생각된다.
발명자들은, 보호층(9) 표면에서의 금속 산화물의 농도비를 X선 광전자 분광 분석(XPS)에 의해 측정하였다. 측정 장치는, 주사형 광전자 분광 분석 장치(알백ㆍ파이사제)가 이용되었다. XPS에 의한 측정에서는, 보호층(9)의 최표면으로부터 10㎚까지의 영역이 측정되었다. 보호층(9) 표면에서의 방전 영역의 금속 산화물의 농도비와 비방전 영역의 금속 산화물의 농도비는, 처리 시간의 경과에 따라 변화해 간다. 특히, 기초막(91) 상에서의 스퍼터된 영역의 금속 산화물의 농도비와 스퍼터되지 않은 영역의 금속 산화물의 농도비는, 처리 시간의 경과에 따라 크게 변화해 간다. 이들은, 보호층(9) 표면에 금속 산화물의 농도비가 변화한 새로운 혼합막이 형성되어 가기 때문이다. 그리고, 보호층(9)에서의 금속 산화물의 농도비는, 특정한 처리 시간을 경과한 즈음부터 평형에 도달하고, 특정한 농도비에 수속한다. 혼합막이 형성된 후에는, 혼합막 자체가 스퍼터된다. 그리고, 스퍼터된 혼합막의 성분이 재퇴적된다. 따라서, 특정한 처리 시간의 경과 후에는, 금속 산화물의 농도비가 크게 변동되지 않는다고 생각된다.
이와 같이, 보호층(9) 표면에서의 금속 산화물의 농도비는, 특정한 처리 시간에서 평형에 도달하고, 보호층(9)의 표면 조성이 안정된다.
스퍼터 공정 S14에 의해, 보호층(9)의 표면 조성이 안정되므로, PDP(1)의 유지 전압의 방전 시간에 수반되는 변동이 억제된다. 또한, 보호층(9)이 미리 에이징 후의 상태에 근접한다. 그 때문에, PDP(1)의 제조 방법에서의 에이징 공정 S34의 시간이 단축된다.
또한, 피크 높이, 주파수 등의 펄스 파형의 형상은, 불활성 가스의 압력, 조성, 방전 갭의 거리 등에 의해, 적절히 조정될 수 있다. 펄스 파형은, 링잉 펄스에 한정되지 않고, 사각형 펄스이어도 된다. 펄스 파형의 주파수는, 5㎑ 이상 180㎑ 이하의 범위에서 설정된다. 처리 시간은, 10초 이상 15분 이하의 범위의 시간이 바람직하다. 보호층(9) 표면의 농도비를 변화시키기 위해서는, 적어도 10초 이상의 처리 시간이 필요하기 때문이다. 또한, 보호층(9) 표면의 농도비는, 15분 이내의 처리 시간에서 평형에 도달하기 때문이다. 불활성 가스로서, 희가스 및 질소로 이루어지는 군 중으로부터 선택되는 적어도 1종의 가스가 이용된다. 방전 챔버(102)의 내부의 분위기는, 40㎪ 이상 90㎪ 이하의 범위의 압력이 바람직하다. 스퍼터된 보호층(9)의 성분이 재퇴적되기 때문이다.
이것으로부터, 보호층(9)의 표면 조성이 안정되므로, PDP(1)의 유지 전압의 방전 시간에 수반되는 변동이 억제된다.
그런데, 종래의 PDP의 제조 방법에서는, 에이징 공정에서, 주사 전극(4)과 유지 전극(5) 사이에 역위상의 구형파가 인가되었다. 예를 들면, 전위차는 200(V) 정도의 구형파가 인가되었다. 그에 의해, 방전 공간(16)에서의 주사 전극(4)과 유지 전극(5) 사이에 방전이 발생한다. 구형파는 3시간 정도 인가되었다.
한편, 본 실시 형태에서의 PDP(1)의 제조 방법에서는, 스퍼터 공정 S14에서, 보호층(9)이 에이징 공정 S34 후의 상태에 근접한다. 그 때문에, 종래의 에이징 공정과 마찬가지의 전위차의 구형파가 인가된 경우, 에이징 공정 S34의 1시간이 1/3?1/10 정도로 단축된다.
또한, 스퍼터 공정 S14에서는, 보호층(9)은 청정화된다. 청정화됨으로써 CO계의 불순물이 보호층(9)으로부터 제거된다. 따라서, 기초막(91)의 변질이 억제되고, 유지 전압이 저하된다.
[6-1. 실시예]
PDP(1)가 제작되고, PDP(1)의 성능이 평가되었다. 제작된 PDP(1)는, 42인치 클래스의 하이비전 텔레비전에 적합한 것이다. 즉, PDP(1)는, 전면판(2)과, 전면판(2)과 대향 배치된 배면판(10)을 구비한다. 또한, 전면판(2)과 배면판(10)의 주위는 봉착재로 봉착되어 있다. 전면판(2)은, 표시 전극(6)과 유전체층(8)과 보호층(9)을 갖는다. 배면판(10)은, 데이터 전극(12)과, 기초 유전체층(13)과, 격벽(14)과, 형광체층(15)을 갖는다. PDP(1)에는, Xe의 함유량이 15체적％의 네온Ne-Xe계의 혼합 가스가, 60㎪의 내압으로 봉입되었다. 또한, 주사 전극(4)과 유지 전극(5)과의 거리, 즉 메인 갭(50)은 80㎛이었다. 격벽(14)의 높이는 120㎛, 격벽(14)과 격벽(14)과의 간격(셀 피치)은 150㎛이었다.
실시예 및 비교예에서의 기초막(91)은, CaO와 MgO로 구성되어 있다. 기초막 증착 공정 S131에서, 진공 증착법의 원재료로서, 97.1mol％의 MgO와, 2.9mol％의 CaO를 혼합한 펠릿이 이용되었다. 기초막(91)의 막 두께는 700㎚이었다. 기초막(91) 상에는, MgO의 결정 입자(92a)가 복수개 응집한 응집 입자(92)가 전체면에 걸쳐 분산 배치되었다. 응집 입자(92)의 평균 입경은 1.1㎛이었다. 실시예 및 비교예의 응집 입자(92)의 피복율은 15.0％이었다.
비교예에서는, 스퍼터 공정 S14가 행해지지 않는다. 따라서 실시예와 비교예에서의 PDP(1)의 차이는, 스퍼터 공정 S14의 유무만이다.
발명자들은, 표시 전극(6) 상의 보호층(9) 표면에서의 CaO의 농도를 XPS에 의해 측정하였다. 즉, 보호층(9) 표면에서의 스퍼터된 영역이, 최표면으로부터 10㎚의 범위에서 측정되었다. 스퍼터된 영역의 CaO의 농도는, 처리 시간이 15분 정도 경과한 즈음부터 평형에 도달하고, 16.0mol％에 수속하였다. 15분 정도의 처리 시간에서, 스퍼터된 영역의 보호층(9) 상에 CaO와 MgO의 새로운 혼합막이 형성되었기 때문이다. 스퍼터된 영역은, 대략 표시 전극(6) 상이었다.
또한, 스퍼터되지 않은 영역의 보호층(9) 표면에서의 MgO의 농도는, 상승하였다. 스퍼터되지 않은 영역에서도, 새로운 혼합막이 형성되었기 때문이다. 스퍼터된 영역에 형성된 혼합막과 스퍼터되지 않은 영역에 형성된 혼합막은, 금속 산화물의 농도비가 상이하다. 즉, 표시 전극(6) 상의 보호층(9) 표면에서의 금속 산화물의 농도비와, 표시 전극(6)이 형성되어 있지 않은 영역 상의 보호층(9) 표면에서의 금속 산화물의 농도비가 변화하였다. 또한, 메인 갭(50)에서의 보호층(9) 표면의 금속 산화물의 농도비와, 인터픽셀 갭(60)에서의 보호층(9) 표면의 금속 산화물의 농도비도 상이하다.
또한, 기초막 증착 공정 S131에서, MgO와 CaO의 농도비를 변화시킨 펠릿을 이용하여 기초막(91)을 형성한 다른 실시예가, 마찬가지로 XPS에 의해 측정되었다. 99.3mol％의 MgO와, 0.7mol％의 CaO를 혼합한 펠릿이 이용된 경우, 스퍼터된 영역의 CaO의 농도는, 4.3mol％에 수속하였다. 94.1mol％의 MgO와, 5.9mol％의 CaO를 혼합한 펠릿이 이용된 경우, 스퍼터된 영역의 CaO의 농도는, 28.8mol％에 수속하였다. 88.0mol％의 MgO와, 12.0mol％의 CaO를 혼합한 펠릿이 이용된 경우, 스퍼터된 영역의 CaO의 농도는, 49.3mol％에 수속하였다.
[6-2. 실험 4]
유지 전압의 변화를 측정함으로써 PDP(1)의 성능이 평가되었다. 도 16에 도시한 바와 같이, PDP(1)를 구동시키기 위한 펄스 전압이, 주사 전극(4), 유지 전극(5), 데이터 전극(12)에 인가되었다. 성능 평가 실험에서 PDP(1)에 인가되는 전압 조건은 이하와 같다. 초기화 전압(고정)이 330V이고, 주사 전압(고정)이 -140V, 펄스 폭 0.6㎲이며, 기입 전압(고정)이 70V이고, 유지 전압(고정)이 200V, 유지 주기 0.5㎲이다.
또한, 성능 평가 실험에서는, PDP(1)의 모든 방전 셀에 유지 방전이 발생한 상태이다. 비교예에서는, 유지 전압의 초기값이 194V이었다. 유지 방전 시간의 누적에 수반하여, 유지 전압은 저하되어 갔다. 유지 방전 시간이 누적되어 400시간을 경과하였을 때에는, 유지 전압은 186V까지 저하되었다. 또한, 유지 방전 시간이 누적되어 800시간을 경과하였을 때에는, 유지 전압은 174V까지 저하되었다. 한편, 실시예에서는, 유지 전압의 초기값이 171V이었다. 그 후, 유지 방전 시간이 누적되어도, 유지 전압은 170V이었다. 따라서, 실시예에서는, 유지 방전 시의 유지 전압은 비교예보다도 안정되어 있다.
[7. 요약]
PDP(1)의 제조 방법으로서, PDP(1)는, 배면판(10)과, 배면판(10)과 대향 배치된 전면판(2)을 구비한다. 전면판(2)은, 유전체층(8)과, 유전체층(8)을 덮는 보호층(9)을 갖는다. 보호층(9)은, 유전체층(8) 상에 형성된 기초막(91)을 포함한다. 기초막(91)에는, MgO의 결정 입자가 복수개 응집한 응집 입자(92)가 전체면에 걸쳐 분산 배치된다. 기초막(91)은, 적어도 제1 금속 산화물과 제2 금속 산화물을 포함한다. 또한, 기초막(91)은, X선 회절 분석에서 적어도 하나의 피크를 갖는다. 기초막(91)의 피크는, 제1 금속 산화물의 X선 회절 분석에서의 제1 피크와, 제2 금속 산화물의 X선 회절 분석에서의 제2 피크 사이에 있다. 제1 피크 및 제2 피크는, 기초층의 피크가 나타내는 면방위와 동일한 면방위를 나타낸다. 제1 금속 산화물 및 제2 금속 산화물은, MgO, CaO, SrO 및 BaO로 이루어지는 군 중으로부터 선택되는 2종이다.
PDP(1)의 제조 방법은, 이하의 프로세스를 포함한다. 유전체층(8) 상에 보호층(9)을 형성한다. 다음으로, 보호층(9) 표면을 스퍼터하고, 또한 스퍼터된 보호층(9)의 성분을 재퇴적시킴으로써, 보호층(9) 표면에서의 제1 금속 산화물과 제2 금속 산화물의 농도비를 변화시킨다.
이 PDP(1)의 제조 방법에 의하면, 보호층(9)의 표면 조성을 안정시킬 수 있으므로, PDP(1)의 유지 전압의 방전 시간에 수반되는 변동이 억제된다.
또한, 이 PDP(1)의 제조 방법에 의하면, 보호층(9)을 미리 에이징 후의 상태에 가깝게 할 수 있다. 그 때문에, PDP(1)의 제조 방법에서의 에이징 공정 S34의 시간을 단축할 수 있다.
이상과 같이 본 실시 형태에 개시된 기술은, 고정밀이며 고휘도의 표시 성능을 구비하고, 또한 저소비 전력의 PDP를 실현하는 데 있어서 유용하다.
1 : PDP
2 : 전면판
3 : 전면 글래스 기판
4 : 주사 전극
4a, 5a : 투명 전극
4b, 5b : 버스 전극
5 : 유지 전극
6 : 표시 전극
7 : 블랙 스트라이프
8 : 유전체층
9 : 보호층
10 : 배면판
11 : 배면 글래스 기판
12 : 데이터 전극
13 : 기초 유전체층
14 : 격벽
15 : 형광체층
16 : 방전 공간
21 : 주사 전극측 인출부
22 : 주사 전극 단자
23 : 유지 전극측 인출부
24 : 유지 전극 단자
81 : 제1 유전체층
82 : 제2 유전체층
91 : 기초막
92 : 응집 입자
92a : 결정 입자
100 : 방전 장치
102 : 방전 챔버
104 : 단자부
106 : 케이블
108 : 테이블
110 : 직류 전원

Claims (5)

  1. 배면판과, 상기 배면판과 대향 배치된 전면판을 구비하고,
    상기 전면판은, 유전체층과, 상기 유전체층을 덮는 보호층을 갖고,
    상기 보호층은, 상기 유전체층 상에 형성된 기초층을 포함하고,
    상기 기초층에는, 산화 마그네슘의 결정 입자가 복수개 응집한 응집 입자가 전체면에 걸쳐 분산 배치되고,
    상기 기초층은, 적어도 제1 금속 산화물과 제2 금속 산화물을 포함하고,
    또한, 상기 기초층은, X선 회절 분석에서 적어도 하나의 피크를 갖고,
    상기 피크는, 제1 금속 산화물의 X선 회절 분석에서의 제1 피크와, 제2 금속 산화물의 X선 회절 분석에서의 제2 피크 사이에 있고,
    상기 제1 피크 및 상기 제2 피크는, 상기 피크가 나타내는 면방위와 동일한 면방위를 나타내고,
    상기 제1 금속 산화물 및 상기 제2 금속 산화물은, 산화 마그네슘, 산화 칼슘, 산화 스트론튬 및 산화 바륨으로 이루어지는 군 중으로부터 선택되는 2종인 플라즈마 디스플레이 패널의 제조 방법으로서,
    상기 유전체층 상에 상기 보호층을 형성하고, 다음으로, 상기 보호층 표면을 스퍼터하고, 또한 스퍼터된 상기 보호층의 성분을 재퇴적시킴으로써, 상기 보호층 표면에서의 상기 제1 금속 산화물과 상기 제2 금속 산화물의 농도비를 변화시키는 것을 구비하는 플라즈마 디스플레이 패널의 제조 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 전면판은, 글래스 기판과, 상기 글래스 기판 상에 형성되며, 또한, 상기 유전체층으로 덮여진 표시 전극을 더 갖고,
    상기 글래스 기판 상에 상기 표시 전극을 형성하고,
    다음으로, 상기 표시 전극을 덮는 상기 유전체층을 형성하고,
    다음으로, 상기 유전체층 상에 상기 보호층을 형성하고,
    다음으로, 불활성 가스 분위기 하에서, 상기 표시 전극에 전압을 인가함으로써 방전을 발생시키고,
    또한, 상기 방전에 의해 발생한 상기 불활성 가스의 이온으로 상기 보호층 표면을 스퍼터하고,
    또한, 스퍼터된 상기 보호층의 성분을 재퇴적시킴으로써, 상기 보호층 표면에서의 상기 농도비를 변화시키는 것을 구비하는 플라즈마 디스플레이 패널의 제조 방법.
  3. 제2항에 있어서,
    불활성 가스 분위기 하에서, 상기 표시 전극에 전압을 인가함으로써 방전을 발생시키고,
    또한, 상기 방전에 의해 발생한 상기 불활성 가스의 이온으로 상기 보호층 표면을 스퍼터하고,
    또한, 스퍼터된 상기 보호층의 성분을 재퇴적시킴으로써, 상기 보호층 표면에서의 상기 방전이 발생한 영역에 상당하는 방전 영역의 상기 농도비와, 상기 보호층 표면에서의 상기 방전이 발생하지 않았던 영역에 상당하는 비방전 영역의 상기 농도비를 변화시키는 것을 구비하는 플라즈마 디스플레이 패널의 제조 방법.
  4. 제2항에 있어서,
    불활성 가스 분위기 하에서, 상기 표시 전극에 전압을 인가함으로써 방전을 발생시키고,
    또한, 상기 방전에 의해 발생한 상기 불활성 가스의 이온으로 상기 보호층 표면을 스퍼터하고,
    또한, 스퍼터된 상기 보호층의 성분을 재퇴적시킴으로써, 상기 보호층 표면에서의 스퍼터된 영역의 상기 농도비와, 상기 보호층 표면에서의 스퍼터되지 않은 영역의 상기 농도비를 변화시키는 것을 구비하는 플라즈마 디스플레이 패널의 제조 방법.
  5. 제3항 또는 제4항에 있어서,
    불활성 가스 분위기 하에서, 상기 주사 전극과 상기 유지 전극에 전압을 인가함으로써 방전을 발생시키고,
    또한, 상기 방전에 의해 발생한 상기 불활성 가스의 이온으로 상기 보호층 표면을 스퍼터하고,
    또한, 스퍼터된 상기 보호층의 성분을 재퇴적시킴으로써, 상기 표시 전극 상의 상기 보호층 표면에서의 상기 농도비와, 상기 표시 전극이 형성되어 있지 않은 영역 상의 상기 보호층 표면에서의 상기 농도비를 변화시키는 것을 구비하는 플라즈마 디스플레이 패널의 제조 방법.
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