KR20120132302A - 플라즈마 디스플레이 패널의 제조 방법 - Google Patents

플라즈마 디스플레이 패널의 제조 방법 Download PDF

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KR20120132302A
KR20120132302A KR1020117027914A KR20117027914A KR20120132302A KR 20120132302 A KR20120132302 A KR 20120132302A KR 1020117027914 A KR1020117027914 A KR 1020117027914A KR 20117027914 A KR20117027914 A KR 20117027914A KR 20120132302 A KR20120132302 A KR 20120132302A
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다꾸지 쯔지따
마사시 고또우
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파나소닉 주식회사
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    • H01J11/40—Layers for protecting or enhancing the electron emission, e.g. MgO layers

Abstract

금속 산화물을 포함하는 기초층과, 기초층 상에 분산 배치된 응집 입자를 포함하는 플라즈마 디스플레이 패널의 제조 방법은, 이하의 프로세스를 포함한다. 보호층이 형성된 전면판을, 질소 가스, 질소와 산소의 혼합 가스 및 희가스 중에서 선택되는 적어도 1개와 물분자를 포함한 분위기에서 소성한다. 다음으로, 그 분위기에 있어서, 강온시켜 보호층의 표면에 물분자 또는 수산화물의 피막을 형성한다. 다음으로, 피막이 형성된 전면판과 배면판을 대향 배치한다. 다음으로, 대향 배치된 전면판과 배면판을 가열함으로써 피막을 보호층으로부터 이탈함과 동시에 물분자를 방전 공간으로부터 배출한다. 다음으로, 피막이 이탈된 전면판과 배면판을 봉착한다(Sealed).

Description

플라즈마 디스플레이 패널의 제조 방법{MANUFACTURING METHOD 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 덮고 컨덴서로서의 작용하는 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, 이렇게 컬러 화상 표시를 실현하고 있다(특허 문헌 1 참조).
보호층에는, 주로 4개의 기능이 있다. 첫 번째는, 방전에 의한 이온 충격으로부터 유전체층을 보호하는 것이다. 두 번째는, 데이터 방전을 발생시키기 위한 초기 전자를 방출하는 것이다. 세 번째는, 방전을 발생시키기 위한 전하를 유지하는 것이다. 네 번째는, 유지 방전 시에 2차 전자를 방출하는 것이다. 이온 충격으로부터 유전체층이 보호됨으로써, 방전 전압의 상승이 억제된다. 초기 전자 방출 수가 증가함으로써, 화상의 깜박거림의 원인으로 되는 데이터 방전 미스가 저감된다. 전하 유지 성능이 향상됨으로써, 인가 전압이 저감된다. 2차 전자 방출 수가 증가함으로써, 유지 방전 전압이 저감된다. 초기 전자 방출 수를 증가시키기 위해, 예를 들면 보호층의 MgO에 규소(Si)나 알루미늄(Al)을 첨가하는 등의 시도가 행하여지고 있다(예를 들면, 특허 문헌 1, 2, 3, 4, 5 등 참조).
일본 특허 출원 공개 제2002-260535호 공보 일본 특허 출원 공개 평11-339665호 공보 일본 특허 출원 공개 제2006-59779호 공보 일본 특허 출원 공개 평8-236028호 공보 일본 특허 출원 공개 평10-334809호 공보
PDP의 제조 방법으로서, PDP는, 배면판과, 배면판과의 사이에 방전 공간을 설치하여 봉착된 전면판을 구비한다. 전면판은, 유전체층과 유전체층을 덮는 보호층을 갖는다. 보호층은, 유전체층 상에 형성된 기초층을 포함한다. 기초층에는, 산화 마그네슘의 결정 입자가 복수 개 응집한 응집 입자가 전체면에 걸쳐 분산 배치된다. 기초층은, 적어도 제1 금속 산화물과 제2 금속 산화물을 포함한다. 또한, 기초층은, X선 회절 분석에 있어서 적어도 하나의 피크를 갖는다. 기초층의 피크는, 제1 금속 산화물의 X선 회절 분석에 있어서의 제1 피크와, 제2 금속 산화물의 X선 회절 분석에 있어서의 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 중에서 선택되는 2종이다.
이 PDP의 제조 방법은, 이하의 프로세스를 포함한다. 보호층이 형성된 전면판을, 질소 가스, 질소와 산소의 혼합 가스 및 희가스 중에서 선택되는 적어도 1개와 물(水)분자를 포함한 분위기에 있어서, 350℃ 이상 500℃ 이하의 온도 범위에서 소성한다. 다음으로, 분위기에 있어서, 200℃ 이하로 강온시켜 보호층의 표면에 물분자 또는 수산화물의 피막을 형성한다. 다음으로, 피막이 형성된 전면판과 배면판을 대향 배치한다. 다음으로, 대향 배치된 전면판과 배면판을 가열함으로써 피막을 보호층으로부터 이탈함과 동시에 물분자를 방전 공간으로부터 배출한다. 다음으로, 피막이 이탈된 전면판과 배면판을 봉착한다.
도 1은 실시 형태에 따른 PDP의 구조를 도시하는 사시도이다.
도 2는 실시 형태에 따른 전면판의 구성을 도시하는 단면도이다.
도 3은 실시 형태에 따른 PDP의 제조 공정도이다.
도 4는 실시 형태에 따른 기초막의 X선 회절 분석의 결과를 나타내는 도면이다.
도 5는 실시 형태에 따른 다른 구성의 기초막의 X선 회절 분석의 결과를 나타내는 도면이다.
도 6은 실시 형태에 따른 응집 입자의 확대도이다.
도 7은 실시 형태에 따른 PDP의 방전 지연과 보호층 중의 칼슘(Ca) 농도의 관계를 나타내는 도면이다.
도 8은 동(同) PDP에 따른 전자 방출 성능과 Vscn 점등 전압의 관계를 나타내는 도면이다.
도 9는 실시 형태에 따른 응집 입자의 평균 입경과 전자 방출 성능의 관계를 나타내는 도면이다.
도 10은 실시 형태에 따른 응집 입자의 평균 입경과 격벽 파손 확률의 관계를 나타내는 도면이다.
도 11은 실시 형태에 따른 보호층 형성 공정을 나타내는 도면이다.
도 12는 실시 형태에 따른 피막의 형성 상태를 나타내는 도면이다.
도 13은 실시 형태에 따른 TDS의 결과를 나타내는 도면이다.
[1. PDP의 기본 구조]
PDP의 기본 구조는, 일반적인 교류면 방전형 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 kPa 내지 80 kPa의 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 복수열 배치되어 있다. 전면 글래스 기판(3) 상에는 표시 전극(6)과 블랙 스트라이프(7)를 덮도록 컨덴서로서의 작용하는 유전체층(8)이 형성된다. 또한 유전체층(8)의 표면에 MgO 등으로 이루어지는 보호층(9)이 형성되어 있다. 또한, 본 실시 형태에 있어서의 보호층(9)은, 도 2에 도시한 바와 같이, 유전체층(8)에 적층한 기초층인 기초막(91)과 기초막(91) 상에 부착시킨 응집 입자(92)를 포함한다.
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)에 피복되어 있다. 또한, 데이터 전극(12) 간의 기초 유전체층(13) 상에는 방전 공간(16)을 구획하는 소정의 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 순차 도포하여 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 화소가 된다.
또한, 본 실시 형태에 있어서, 방전 공간(16)에 봉입하는 방전 가스는, 10 체적％ 이상 30％ 체적 이하의 Xe를 포함한다.
[2. PDP의 제조 방법]
다음으로, PDP(1)의 제조 방법에 대해 설명한다.
우선, 전면판(2)의 제조 방법에 대해 설명한다. 도 3에 도시한 바와 같이, 전극 형성 공정에서는, 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 위해 ITO 등이 사용된다. 우선, 스퍼터법 등에 의해, ITO 박막이 전면 글래스 기판(3)에 형성된다. 다음으로 리소그래피법에 의해 소정의 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 사용된다. 우선, 스크린 인쇄법 등에 의해, 백색 페이스트가, 전면 글래스 기판(3)에 도포된다. 다음으로, 건조로에 의해, 백색 페이스트 중의 용제가 제거된다. 다음으로, 소정의 패턴의 포토마스크를 통하여, 백색 페이스트가 노광된다.
다음으로, 백색 페이스트가 현상되어, 버스 전극 패턴이 형성된다. 마지막으로, 소성로에 의해, 버스 전극 패턴이 소정의 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.
블랙 스트라이프(7)는, 흑색 안료를 포함하는 재료에 의해, 형성된다.
다음으로, 유전체층 형성 공정에서는, 유전체층(8)이 형성된다. 유전체층(8)의 재료에는, 유전체 글래스 프릿과 수지와 용제 등을 포함하는 유전체 페이스트가 사용된다. 우선 다이 코트법 등에 의해, 유전체 페이스트가 소정의 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 소정의 온도에서 소성된다. 즉, 유전체 페이스트 중의 수지가 제거된다. 또한, 유전체 글래스 프릿이 용융한다. 용융한 글래스 프릿은, 소성 후에 다시 글래스화한다. 이상의 공정에 의해, 유전체층(8)이 형성된다. 여기서, 유전체 페이스트를 다이 코트하는 방법 이외에도, 스크린 인쇄법, 스핀 코트법 등을 이용할 수 있다. 또한, 유전체 페이스트를 사용하지 않고, CVD(Chemical Vapor Deposition)법 등에 의해, 유전체층(8)이 되는 막을 형성할 수도 있다. 유전체층(8)의 상세 내용은, 후술된다.
다음으로, 보호층 형성 공정에서는, 유전체층(8) 상에 보호층(9)이 형성된다. 보호층(9)의 상세 및 보호층 형성 공정의 상세 내용은, 후술된다.
다음으로, 피막 형성 공정에서는, 나중에 설명되는 보호층(9) 상에 물분자 또는 수산화물의 피막(17)이 형성된다. 피막 형성 공정의 상세 내용 및 피막 제거 방법의 상세 내용은, 후술된다.
이상의 공정에 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 공정에 대해 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 사용된다. 우선, 스크린 인쇄법 등에 의해, 데이터 전극 페이스트가 소정의 두께로 배면 글래스 기판(11) 상에 도포된다. 다음으로, 건조로에 의해, 데이터 전극 페이스트 중의 용제가 제거된다. 다음으로, 소정의 패턴의 포토마스크를 통하여, 데이터 전극 페이스트가 노광된다. 다음으로, 데이터 전극 페이스트가 현상되어, 데이터 전극 패턴이 형성된다. 마지막으로, 소성로에 의해, 데이터 전극 패턴이 소정의 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 사용된다. 우선, 스크린 인쇄법 등에 의해, 기초 유전체 페이스트가 소정의 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 소정의 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 사용하지 않고, CVD법 등에 의해, 기초 유전체층(13)이 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 사용된다. 우선, 다이 코트법 등에 의해, 격벽 페이스트가 소정의 두께로 기초 유전체층(13) 상에 도포된다. 다음으로, 건조로에 의해, 격벽 페이스트 중의 용제가 제거된다. 다음으로, 소정의 패턴의 포토마스크를 통하여, 격벽 페이스트가 노광된다. 다음으로, 격벽 페이스트가 현상되어, 격벽 패턴이 형성된다. 마지막으로, 소성로에 의해, 격벽 패턴이 소정의 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, 샌드블러스트법 등을 이용할 수 있다.
다음으로, 형광체층(15)이 형성된다. 형광체층(15)의 재료에는, 형광체 입자와 바인더와 용제 등을 포함하는 형광체 페이스트가 사용된다. 우선, 디스펜스법 등에 의해, 형광체 페이스트가 소정의 두께로 인접하는 격벽(14) 간의 기초 유전체층(13) 상 및 격벽(14)의 측면에 도포된다. 다음으로, 건조로에 의해, 형광체 페이스트 중의 용제가 제거된다. 마지막으로, 소성로에 의해, 형광체 페이스트가 소정의 온도에서 소성된다. 즉, 형광체 페이스트 중의 수지가 제거된다. 이상의 공정에 의해, 형광체층(15)이 형성된다. 여기서, 디스펜스법 이외에도, 스크린 인쇄법, 잉크젯법 등을 이용할 수 있다. 형광체층(15)의 상세 내용은, 후술된다.
이상의 배면판 제작 공정에 의해, 배면 글래스 기판(11) 상에 소정의 구성 부재를 갖는 배면판(10)이 완성된다.
다음으로, 프릿 도포 공정에서는, 디스펜스법에 의해, 배면판(10)의 주위에 봉착재(도시 생략)가 형성된다. 봉착재(도시 생략)의 재료에는, 글래스 프릿과 바인더와 용제 등을 포함하는 봉착 페이스트가 사용된다. 다음으로 건조로에 의해, 봉착 페이스트 중의 용제가 제거된다.
그리고 전면판(2)과, 배면판(10)이 조립된다. 얼라인먼트 공정에서는, 표시 전극(6)과 데이터 전극(12)이 직교하도록, 전면판(2)과 배면판(10)이 대향 배치된다.
다음으로, 봉착 배기 공정에서는, 전면판(2)과 배면판(10)의 주위가 글래스 프릿으로 봉착되고, 방전 공간(16) 내가 배기된다. 이때, 피막 형성 공정에서 보호층(9) 상에 형성한 피막(17)은 제거된다.
마지막으로, 방전 가스 공급 공정에서는, 방전 공간(16)에 Ne, Xe 등을 포함하는 방전 가스가 봉입된다.
이상의 공정에 의해 PDP(1)가 완성된다.
[3. 유전체층의 상세]
유전체층(8)에 대해 상세하게 설명한다. 유전체층(8)은, 제1 유전체층(81)과 제2 유전체층(8)으로 구성되어 있다. 제1 유전체층(81)의 유전체 재료는, 이하의 성분을 포함한다. 삼산화 2 비스무트(Bi2O3)는 20 중량％ 내지 40 중량％이다. 산화 칼슘(CaO), 산화 스트론튬(SrO) 및 산화 바륨(BaO)으로 이루어지는 군 중에서 선택되는 적어도 1종은 0.5 중량％ 내지 12 중량％이다. 삼산화 몰리브덴(MoO3), 삼산화 텅스텐(WO3), 이산화 세륨(CeO2) 및 이산화 망간(MnO2)으로 이루어지는 군 중에서 선택되는 적어도 1종은 0.1 중량％ 내지 7 중량％이다.
또한 MoO3, WO3, CeO2 및 MnO2로 이루어지는 군 대신에, 산화 구리(CuO), 삼산화 2 크롬(Cr2O3), 삼산화 2 코발트(Co2O3), 칠산화 2 바나듐(V2O7) 및 삼산화 2 안티몬(Sb2O3)으로 이루어지는 군 중에서 선택되는 적어도 1종이 0.1 중량％ 내지 7 중량％ 포함되어도 된다.
또한 상술한 성분 이외의 성분으로서, ZnO가 0 중량％ 내지 40 중량％, 삼산화 2 붕소(B2O3)가 0 중량％ 내지 35 중량％, 이산화 규소(SiO2)가 0 중량％ 내지 15 중량％, 삼산화 2 알루미늄(Al2O3)이 0 중량％ 내지 10 중량％ 등, 납 성분을 포함하지 않는 성분이 포함되어도 된다.
유전체 재료는, 습식 제트 밀이나 볼 밀로 평균 입경이 0.5㎛ 내지 2.5㎛가 되도록 분쇄되어 유전체 재료 분말이 제작된다. 다음으로 이 유전체 재료 분말 55 중량％ 내지 70 중량％와, 바인더 성분 30 중량％ 내지 45 중량％가 3개 롤로 잘 혼련하여 다이 코트용, 또는 인쇄용 제1 유전체층용 페이스트가 완성된다.
바인더 성분은 에틸 셀룰로오스, 또는 아크릴 수지 1 중량％ 내지 20 중량％를 포함하는 터피네올, 또는 부틸 카르비톨 아세테이트이다. 또한, 페이스트 중에는, 필요에 따라 가소제로서 프탈산 디 옥틸, 프탈산 디 부틸, 인산 트리페닐, 인산 트리 부틸이 첨가되어도 된다. 또한, 분산제로서 글리세롤 모노올레이트, 소르비탄 세스퀴올리에이트, 호모게놀(Kao코퍼레이션사 제품명), 알킬 알릴 기의 인산 에스테르 등이 첨가되어도 된다. 분산제가 첨가되면, 인쇄성이 향상된다.
제1 유전체층용 페이스트는, 표시 전극(6)을 덮고 전면 글래스 기판(3)에 다이 코트법 혹은 스크린 인쇄법으로 인쇄된다. 인쇄된 제1 유전체층용 페이스트는, 건조 후, 유전체 재료의 연화점보다 조금 높은 온도인 575℃ 내지 590℃에서 소성되어, 제1 유전체층(81)이 형성된다.
다음으로, 제2 유전체층(82)에 대해 설명한다. 제2 유전체층(82)의 유전체 재료는, 이하의 성분을 포함한다. Bi2O3는, 11 중량％ 내지 20 중량％이다. CaO, SrO, BaO로부터 선택되는 적어도 1종은 1.6 중량％ 내지 21 중량％이다. MoO3, WO3, CeO2로부터 선택되는 적어도 1종은 0.1 중량％ 내지 7 중량％이다.
또한, MoO3, WO3, CeO2 대신에, CuO, Cr2O3, Co2O3, V2O7, Sb2O3, MnO2로부터 선택되는 적어도 1종이 0.1 중량％ 내지 7 중량％ 포함되어도 된다.
또한, 상기한 성분 이외의 성분으로서, ZnO가 0 중량％ 내지 40 중량％, B2O3가 0 중량％ 내지 35 중량％, SiO2가 0 중량％ 내지 15 중량％, Al2O3가 0 중량％ 내지 10 중량％ 등, 납 성분을 포함하지 않는 성분이 포함되어 있어도 된다.
유전체 재료는, 습식 제트 밀이나 볼 밀로 평균 입경이 0.5㎛ 내지 2.5㎛가 되도록 분쇄되어 유전체 재료 분말이 제작된다. 다음으로 이 유전체 재료 분말 55 중량％ 내지 70 중량％와, 바인더 성분 30 중량％ 내지 45 중량％가 3개 롤로 잘 혼련하여 다이 코트용, 또는 인쇄용 제2 유전체층용 페이스트가 완성된다.
바인더 성분은 에틸 셀룰로오스, 또는 아크릴 수지 1 중량％ 내지 20 중량％를 포함하는 터피네올, 또는 부틸 카르비톨 아세테이트이다. 또한, 페이스트 중에는, 필요에 따라 가소제로서 프탈산 디 옥틸, 프탈산 디 부틸, 인산 트리페닐, 인산 트리 부틸이 첨가되어도 된다. 또한, 분산제로서 글리세롤 모노올레이트, 소르비탄 세스퀴올리에이트, 호모게놀(Kao코퍼레이션사 제품명), 알킬 알릴 기의 인산 에스테르 등이 첨가되어도 된다. 분산제가 첨가되면, 인쇄성이 향상된다.
제2 유전체층용 페이스트는, 제1 유전체층(81) 상에 스크린 인쇄법 혹은 다이 코트법으로 인쇄된다. 인쇄된 제2 유전체층용 페이스트는, 건조 후, 유전체 재료의 연화점보다 조금 높은 온도인 550℃ 내지 590℃에서 소성되어, 제2 유전체층(82)이 형성된다.
또한, 유전체층(8)의 막 두께는, 가시광 투과율을 확보하기 위해, 제1 유전체층(81)과 제2 유전체층(82)을 합쳐 41㎛ 이하로 하는 것이 바람직하다.
제1 유전체층(81)은, 버스 전극(4b, 5b)의 Ag와의 반응을 억제하기 위해 Bi203의 함유량을 제2 유전체층(82)의 Bi2O3의 함유량보다도 많게 하여 20 중량％ 내지 40 중량％로 하고 있다. 그러면, 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 11 중량％보다 적으면 착색은 생기기 어려워지지만, 제2 유전체층(82) 중에 기포가 발생하기 쉬워진다. 그 때문에 Bi2O3의 함유량이 11 중량％보다 적은 것은 바람직하지 못하다. 한편, Bi2O3의 함유율이 40 중량％를 초과하면 착색이 생기기 쉬워지기 때문에, 가시광 투과율이 저하된다. 그 때문에 Bi2O3의 함유량이 40 중량％를 초과하는 것은 바람직하지 못하다.
또한, 유전체층(8)의 막 두께가 작을수록 휘도의 향상과 방전 전압을 저감한다고 하는 효과는 현저해진다. 그 때문에, 절연 내압이 저하하지 않는 범위 내이면 될 수 있는 한 막 두께를 작게 설정하는 것이 바람직하다.
이상의 관점으로부터, 본 실시 형태에서는, 유전체층(8)의 막 두께를 41㎛ 이하로 설정하고, 제1 유전체층(81)을 5㎛ 내지 15㎛, 제2 유전체층(82)을 20㎛ 내지 36㎛로 하고 있다.
이상과 같이 하여 제조된 PDP(1)는, 표시 전극(6)에 Ag 재료를 사용해도, 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 형태에 있어서의 PDP(1)에 있어서, 이들 유전체 재료에 의해 제1 유전체층(81)에 있어서 황변이나 기포의 발생이 억제되는 이유에 대해 고찰한다. 즉, Bi2O3를 포함하는 유전체 글래스에 MoO3, 또는 WO3를 첨가함으로써, Ag2MoO4, Ag2Mo2O7, Ag2Mo4O13, Ag2WO4, Ag2W2O7, Ag2W4O13과 같은 화합물이 580℃ 이하의 저온에서 생성하기 쉬운 것이 알려져 있다. 본 실시 형태에서는, 유전체층(8)의 소성 온도가 550℃ 내지 590℃이므로, 소성 중에 유전체층(8) 중에 확산된 은 이온(Ag+)은 유전체층(8) 중의 MoO3, WO3, CeO2, MnO2와 반응하여, 안정된 화합물을 생성하여 안정화된다. 즉, Ag+가 환원되는 일 없이 안정화되기 때문에, 응집하여 콜로이드를 생성하는 일이 없다. 따라서, Ag+가 안정화함으로써, Ag의 콜로이드화에 수반하는 산소의 발생도 적어지기 때문에, 유전체층(8) 중으로의 기포의 발생도 적어진다.
한편, 이들의 효과를 유효하게 하기 위해서는, Bi2O3를 포함하는 유전체 글래스 중에 MoO3, WO3, CeO2, MnO2의 함유량을 0.1 중량％ 이상으로 하는 것이 바람직하지만, 0.1 중량％ 이상 7 중량％ 이하가 보다 바람직하다. 특히, 0.1 중량％ 미만에서는 황변을 억제하는 효과가 적고, 7 중량％를 초과하면 글래스에 착색이 일어나 바람직하지 못하다.
즉, 본 실시 형태에 있어서의 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 극히 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 중에서 선택되는 2종이다. 또한 기초막(91)은, X선 회절 분석에 있어서 적어도 하나의 피크를 갖는다. 이 피크는, 제1 금속 산화물의 X선 회절 분석에 있어서의 제1 피크와, 제2 금속 산화물의 X선 회절 분석에 있어서의 제2 피크 사이에 있다. 제1 피크와 제2 피크는, 기초막(91)의 피크가 나타내는 면방위와 동일한 면방위를 나타낸다.
[4-1. 기초막의 상세]
본 실시 형태에 있어서의 PDP(1)의 보호층(9)을 구성하는 기초막(91) 면에 있어서의 X선 회절 결과를 도 4에 나타낸다. 또한, 도 4에는, MgO 단체, CaO 단체, SrO 단체 및 BaO 단체의 X선 회절 분석의 결과도 나타낸다.
도 4에 있어서, 횡축은 브래그의 회절각(2θ)이며, 종축은 X선 회절파의 강도이다. 회절각의 단위는 1 주(周)를 360°로 하는 각도로 나타내고, 강도는 임의 단위(arbitrary unit)로 나타내고 있다. 특정 방위면인 결정 방위면은 괄호로 하여 나타내고 있다.
도 4에 도시한 바와 같이, (111)의 면방위에 있어서, CaO 단체는 회절각 32.2°에 피크를 갖는다. MgO 단체는 회절각 36.9°에 피크를 갖는다. SrO 단체는 회절각 30.0°에 피크를 갖는다. BaO 단체의 피크는 회절각 27.9°에 피크를 갖고 있다.
본 실시 형태에 있어서의 PDP(1)에서는, 보호층(9)의 기초막(91)은, MgO, CaO, SrO 및 BaO로 이루어지는 군 중에서 선택되는 적어도 2개 이상의 금속 산화물을 포함하고 있다.
기초막(91)을 구성하는 단체 성분이 2개의 성분인 경우에 대한 X선 회절 결과를 도 4에 나타낸다. A 점은, 단체 성분으로서 MgO와 CaO의 단체를 사용하여 형성한 기초막(91)의 X선 회절 결과이다. B 점은, 단체 성분으로서 MgO와 SrO의 단체를 이용하여 형성한 기초막(91)의 X선 회절 결과이다. C 점은, 단체 성분으로서 MgO와 BaO의 단체를 이용하여 형성한 기초막(91)의 X선 회절 결과이다.
도 4에 도시한 바와 같이, A 점은, (111)의 면방위에 있어서, 회절각 36.1°에 피크를 갖는다. 제1 금속 산화물이 되는 MgO 단체는, 회절각 36.9°에 피크를 갖는다. 제2 금속 산화물이 되는 CaO 단체는, 회절각 32.2°에 피크를 갖는다. 즉, A 점의 피크는, MgO 단체의 피크와 CaO 단체의 피크와의 사이에 존재하고 있다. 마찬가지로, B 점의 피크는, 회절각 35.7°이며, 제1 금속 산화물이 되는 MgO 단체의 피크와 제2 금속 산화물이 되는 SrO 단체의 피크와의 사이에 존재하고 있다. C 점의 피크도, 회절각 35.4°이며, 제1 금속 산화물이 되는 MgO 단체의 피크와 제2 금속 산화물이 되는 BaO 단체의 피크와의 사이에 존재하고 있다.
또한, 기초막(91)을 구성하는 단체 성분이 3개의 성분 이상인 경우의 X선 회절 결과를 도 5에 나타낸다. D 점은, 단체 성분으로서 MgO, CaO 및 SrO를 사용하여 형성한 기초막(91)의 X선 회절 결과이다. E 점은, 단체 성분으로서 MgO, CaO 및 BaO를 사용하여 형성한 기초막(91)의 X선 회절 결과이다. F 점은, 단체 성분으로서 CaO, SrO 및 BaO를 사용하여 형성한 기초막(91)의 X선 회절 결과이다.
도 5에 도시한 바와 같이, D 점은, (111)의 면방위에 있어서, 회절각 33.4°에 피크를 갖는다. 제1 금속 산화물이 되는 MgO 단체는, 회절각 36.9°에 피크를 갖는다. 제2 금속 산화물이 되는 SrO 단체는, 회절각 30.0°에 피크를 갖는다. 즉, D 점의 피크는, MgO 단체의 피크와 SrO 단체의 피크와의 사이에 존재하고 있다. 마찬가지로, E 점의 피크는, 회절각 32.8°이며, 제1 금속 산화물이 되는 MgO 단체의 피크와 제2 금속 산화물이 되는 BaO 단체의 피크와의 사이에 존재하고 있다. F 점의 피크도, 회절각 30.2°이며, 제1 금속 산화물이 되는 CaO 단체의 피크와 제2 금속 산화물이 되는 BaO 단체의 피크와의 사이에 존재하고 있다.
따라서, 본 실시 형태에 있어서의 PDP(1)의 기초막(91)은, 적어도 제1 금속 산화물과 제2 금속 산화물을 포함한다. 또한, 기초막(91)은, X선 회절 분석에 있어서 적어도 하나의 피크를 갖는다. 이 피크는, 제1 금속 산화물의 X선 회절 분석에 있어서의 제1 피크와, 제2 금속 산화물의 X선 회절 분석에 있어서의 제2 피크와의 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 중에서 선택되는 2종이다.
또한, 상기한 설명에서는, 결정의 면방위면으로서 (111)을 대상으로 삼아 설명했지만, 다른 면방위를 대상으로 삼은 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 있어서, CaO, SrO, BaO의 에너지 준위에 존재하는 전자가 Xe 이온의 기저 상태로 천이할 때에, 오제 효과에 의해 방출되는 전자 수가, MgO의 에너지 준위로부터 천이하는 경우와 비교하여 많아진다고 생각된다.
또한, 상술한 바와 같이, 본 실시 형태에 있어서의 기초막(91)의 피크는, 제1 금속 산화물의 피크와 제2 금속 산화물의 피크와의 사이에 있다. 즉, 기초막(91)의 에너지 준위는, 단체의 금속 산화물의 사이에 존재하고, 오제 효과에 의해 방출되는 전자 수가 MgO의 에너지 준위로부터 천이하는 경우와 비교하여 많아진다고 생각된다.
그 결과, 기초막(91)에서는, MgO 단체와 비교하여, 양호한 2차 전자 방출 특성을 발휘할 수가 있어, 결과적으로, 유지 전압을 저감할 수 있다. 그 때문에, 특히 휘도를 높이기 위해 방전 가스로서의 Xe 분압을 높인 경우에, 방전 전압을 저감하고, 저전압이고 또한 고휘도의 PDP(1)를 실현하는 것이 가능하게 된다.
표 1에는, 본 실시 형태에 있어서의 PDP(1)에 있어서, 60 kPa의 Xe 및 Ne의 혼합 가스(Xe, 15％)를 봉입하고, 기초막(91)의 구성을 바꾼 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 높인 경우에는 휘도가 약 30％ 상승하지만, 기초막(91)이 MgO 단체인 경우의 비교예에서는, 유지 전압이 약 10％ 상승한다.
한편, 본 실시 형태에 있어서의 PDP에서는, 샘플 A, 샘플 B, 샘플 C, 샘플 D, 샘플 E 어느 것도, 유지 전압을 비교예와 비교하여 약 10％ 내지 20％ 저감할 수 있다. 그 때문에, 통상 동작 범위 내의 유지 전압으로 할 수가 있어, 고휘도이고 저전압 구동의 PDP를 실현할 수 있다.
또한, CaO, SrO, BaO는, 단체에서는 반응성이 높기 때문에 불순물과 반응하기 쉽고, 그 때문에 전자 방출 성능이 저하해버린다고 하는 과제를 갖고 있었다. 그러나, 본 실시 형태에서는, 이들의 금속 산화물의 구성으로 함으로써, 반응성을 저감하고, 불순물의 혼입이나 산소 결손이 적은 결정 구조로 형성되어 있다. 그 때문에, PDP의 구동 시에 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 비축한 벽 전하를 유지해 놓고, 기입 기간에 있어서 기입 불량을 방지하여 확실한 기입 방전을 행하는 데 있어 유효하다.
[4-2. 응집 입자의 상세]
다음으로, 본 실시 형태에 있어서의 기초막(91) 상에 설치한 응집 입자(92)에 대해 상세하게 설명한다.
응집 입자(92)는, 도 6에 도시한 바와 같이, MgO의 결정 입자(92a)가 복수 개 응집한 것이다. 형상은 주사형 전자현미경(SEM)에 의해 확인할 수 있다. 본 실시 형태에 있어서는, 복수 개의 응집 입자(92)가, 기초막(91)의 전체면에 걸쳐 분산 배치되어 있다.
응집 입자(92)는 평균 입경이 0.9㎛ 내지 2.5㎛의 범위의 입자이다. 또한, 본 실시 형태에 있어서, 평균 입경이라 함은, 체적 누적 평균 직경(D50)인 것이다. 또한, 평균 입경의 측정에는, 레이저 회절식 입도 분포 측정 장치 MT-3300(니끼소가부시끼가이샤제)이 이용되었다.
응집 입자(92)는, 고체로서 강한 결합력에 의해 결합하고 있는 것은 아니다. 응집 입자(92)는, 정전기나 반데르발스력(Van der Waals force) 등에 의해 복수의 1차 입자가 집합한 것이다. 또한, 응집 입자(92)는, 초음파 등의 외력에 의해, 그 일부 또는 전부가 1차 입자의 상태로 분해되는 정도의 힘으로 결합하고 있다. 응집 입자(92)의 입경으로서는, 약 1㎛ 정도의 것으로, 결정 입자(92a)로서는, 14 면체나 12 면체 등의 7 면 이상의 면을 갖는 다면체 형상을 갖는다. 또한, 결정 입자(92a)는, 이하에 기재하는 기상 합성법 또는 전구체 소성법 중 어느 하나로 제조할 수 있다.
기상 합성법에서는, 불활성 가스가 채워진 분위기하에서 순도가 99.9％ 이상의 마그네슘(Mg) 금속 재료가 가열된다. 또한, 분위기에 산소를 소량 도입하여 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 전구체를 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) 중 어느 1종 이상의 화합물을 선택할 수 있다.
또한, 선택한 화합물에 따라서는, 통상적으로, 수화물의 형태를 취하는 것도 있지만 이러한 수화물을 사용해도 된다. 이들의 화합물은, 소성 후에 얻어지는 MgO의 순도가 99.95％ 이상, 바람직하게는 99.98％ 이상이 되도록 조정된다. 이들의 화합물 중에, 각종 알칼리 금속, B, Si, Fe, Al 등의 불순물 원소가 일정량 이상 섞여 있으면, 열처리 시에 불필요한 입자간 유착이나 소결을 발생시키고, 고결정성의 MgO의 결정 입자(92a)를 얻기 어렵기 때문이다. 이 때문에, 불순물 원소를 제거하는 것 등에 의해 미리 전구체를 조정하는 것이 필요해진다. 전구체 소성법의 소성 온도나 소성 분위기를 조정함으로써, 입경의 제어를 할 수 있다. 소성 온도는 700℃ 정도로부터 1500℃ 정도의 범위에서 선택할 수 있다. 소성 온도가 1000℃ 이상에서는, 1차 입경을 0.3 내지 2㎛ 정도로 제어 가능하다. 결정 입자(92a)는 전구체 소성법에 의한 생성 과정에 있어서, 복수 개의 1차 입자끼리가 응집한 응집 입자(92)의 상태로 얻어진다.
MgO의 응집 입자(92)는, 본 발명자의 실험에 의해, 주로 기입 방전에 있어서의 방전 지연을 억제하는 효과와, 방전 지연의 온도 의존성을 개선하는 효과가 확인되어 있다. 따라서 본 실시 형태에서는, 응집 입자(92)가 기초막(91)에 비교하여 고도인 초기 전자 방출 특성이 우수한 성질을 이용하여, 방전 펄스 인가 시에 필요한 초기 전자 공급부로서 배설하고 있다.
방전 지연은, 방전 개시 시에 있어서, 트리거가 되는 초기 전자가 기초막(91) 표면으로부터 방전 공간(16) 중으로 방출되는 량이 부족한 것이 주원인으로 생각된다. 따라서, 방전 공간(16)에 대한 초기 전자의 안정 공급에 기여하기 위해, MgO의 응집 입자(92)를 기초막(91)의 표면에 분산 배치한다. 이에 의해, 방전 펄스의 인가 시에 방전 공간(16) 중에 전자가 풍부하게 존재하고, 방전 지연의 해소가 도모된다. 따라서, 이러한 초기 전자 방출 특성에 의해, PDP(1)가 고정밀의 경우 등에 있어서도 방전 응답성이 좋은 고속 구동을 할 수 있게 되어 있다. 또한 기초막(91)의 표면에 금속 산화물의 응집 입자(92)를 배설하는 구성에서는, 주로 기입 방전에 있어서의 방전 지연을 억제하는 효과 외에, 방전 지연의 온도 의존성을 개선하는 효과도 얻어진다.
이상과 같이, 본 실시 형태에 있어서의 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, 고정밀인 PDP에서도 고속 구동을 저전압으로 구동할 수 있고, 또한, 점등 불량을 억제한 고품위의 화상 표시 성능을 실현할 수 있다.
[4-3. 실험 1]
도 7은, 본 실시 형태에 있어서의 PDP(1) 중, MgO와 CaO로 구성한 기초막(91)을 이용한 경우의 방전 지연과 보호층(9) 중의 칼슘(Ca) 농도와의 관계를 나타내는 도면이다. 기초막(91)으로서 MgO와 CaO로 구성하고, 기초막(91)은, X선 회절 분석에 있어서, MgO의 피크가 발생하는 회절각과 CaO의 피크가 발생하는 회절각과의 사이에 피크가 존재하도록 하고 있다.
또한, 도 7에는, 보호층(9)로서 기초막(91)만인 경우와, 기초막(91) 상에 응집 입자(92)를 배치한 경우에 대해 나타내고, 방전 지연은, 기초막(91) 중에 Ca가 함유되어 있지 않은 경우를 기준으로서 나타내고 있다.
도 7로부터 명백해지는 바와 같이, 기초막(91)만인 경우와, 기초막(91) 상에 응집 입자(92)를 배치한 경우에 있어서, 기초막(91)만인 경우에는 Ca 농도의 증가와 함께 방전 지연이 커지는 것에 비해, 기초막(91) 상에 응집 입자(92)를 배치함으로써 방전 지연을 대폭 작게 할 수가 있어, Ca 농도가 증가해도 방전 지연은 거의 증대하지 않는 것을 알 수 있다.
[4-4. 실험 2]
다음으로, 본 실시 형태에 있어서의 보호층(9)을 갖는 PDP(1)의 효과를 확인하기 위해서 행한 실험 결과에 대해 설명한다.
우선, 구성이 다른 보호층(9)을 갖는 PDP(1)를 시험 제작했다. 시험 제작품 1은, MgO에 의한 보호층(9)만을 형성한 PDP(1)이다. 시험 제작품 2는, Al, Si 등의 불순물을 도프한 MgO에 의한 보호층(9)을 형성한 PDP(1)이다. 시험 제작품 3은, MgO에 의한 보호층(9) 상에 MgO로 이루어지는 결정 입자(92a)의 1차 입자만을 산포하여, 부착시킨 PDP(1)이다.
한편, 시험 제작품 4는 본 실시 형태에 있어서의 PDP(1)이다. 시험 제작품 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, 상술한 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 분석에 있어서, 기초막(91)을 구성하는 제1 금속 산화물의 피크와 제2 금속 산화물의 피크의 사이에 피크를 갖는다. 즉, 제1 금속 산화물은 MgO이며, 제2 금속 산화물은 CaO이다. 그리고 MgO의 피크의 회절각은 36.9°이며, CaO의 피크의 회절각은 32.2°이며, 기초막(91)의 피크의 회절각은 36.1°에 존재하도록 하고 있다.
이들 4종류의 보호층의 구성을 갖는 PDP(1)에 대해, 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 따라 정해지는 초기 전자 방출량으로서 표현된다. 초기 전자 방출량은, 표면에 이온 혹은 전자 빔을 조사하여 표면으로부터 방출되는 전자 전류량을 측정하는 방법으로 측정할 수 있다. 그러나, 비파괴로 실시하는 것이 곤란하다. 따라서, 일본 특허 출원 공개 제2007-48733호 공보에 기재되어 있는 방법이 이용되었다. 즉, 방전 시의 지연 시간 중, 통계 지연 시간으로 불리는 방전이 발생하기 쉬움의 기준이 되는 수치가 측정되었다. 통계 지연 시간의 역수를 적분함으로써, 초기 전자의 방출량과 선형 대응하는 수치가 된다. 방전 시의 지연 시간이라 함은, 기입 방전 펄스의 인가로부터 기입 방전이 지연되어 발생할 때까지의 시간이다. 방전 지연은, 기입 방전이 발생할 때의 트리거가 되는 초기 전자가 보호층 표면으로부터 방전 공간 중으로 방출되기 어려운 것이 주요한 요인으로서 생각된다.
또한, 전하 유지 성능은, 그 지표로서, PDP(1)로서 제작한 경우에 전하 방출 현상을 억제하기 위해 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, PDP가 저전압으로 구동할 수 있다. 따라서, 전원이나 각 전기 부품으로서, 내압 및 용량이 작은 부품을 사용하는 것이 가능해진다. 현상의 제품에 있어서, 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 8로부터 명백해지는 바와 같이, 시험 제작품 4는, 전하 유지 성능의 평가에 있어서, Vscn 점등 전압을 120V 이하로 할 수 있고, 또한 전자 방출 성능이 MgO만인 보호층의 경우의 시험 제작품 1에 비교하여 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 향상하는 것은 가능하다. 그러나, 부작용으로서 Vscn 점등 전압도 상승해버린다.
본 실시 형태의 보호층(9)을 갖는 PDP에 있어서는, 전자 방출 능력으로서는, 8 이상의 특성이고, 전하 유지 능력으로서는 Vscn 점등 전압이 120V 이하인 것을 얻을 수 있다. 즉, 고정밀화에 의해 주사선 수가 증가하고, 또한 셀 사이즈가 작아지는 경향에 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 대해 상세하게 설명한다. 또한, 이하의 설명에 있어서, 입경이라 함은 평균 입경을 의미하고, 평균 입경이라 함은, 체적 누적 평균 직경(D50)을 의미하고 있다.
도 9는, 보호층(9)에 있어서, MgO의 응집 입자(92)의 평균 입경을 변화시켜 전자 방출 성능을 조사한 실험 결과를 나타내는 것이다. 도 9에 있어서, 응집 입자(92)의 평균 입경은, 응집 입자(92)를 SEM 관찰함으로써 측장(測長)되었다.
도 9에 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 방출 수를 증가시키기 위해서는, 보호층(9) 상의 단위 면적당의 결정 입자 수는 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 올라 앉는 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 어려우므로, 부착시키는 결정 입자 수가 많아지면, 격벽(14)의 파손 발생 확률이 높아진다. 도 10은, 응집 입자(92)의 평균 입경을 변화시켜 격벽 파손 확률을 조사한 실험 결과를 나타내는 것이다. 도 10에 도시한 바와 같이, 응집 입자(92)의 평균 입경이 2.5㎛ 정도로 커지면, 격벽 파손의 확률이 급격하게 높게 되고, 2.5㎛보다 작아지면, 격벽 파손의 확률은 비교적 작게 억제할 수 있다.
이상과 같이 본 실시 형태의 보호층(9)을 갖는 PDP(1)에 있어서는, 전자 방출 능력으로서는, 8 이상의 특성이고, 전하 유지 능력으로서는 Vscn 점등 전압이 120V 이하인 것을 얻을 수 있다.
또한, 본 실시 형태에서는, 결정 입자(92a)로서 MgO 입자를 이용하여 설명했지만, 이 외의 단결정 입자에서도, MgO 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 공정의 상세]
다음으로, 본 실시 형태의 PDP(1)에 있어서, 보호층(9)을 형성하는 제조 공정에 대해, 도 11을 이용하여 설명한다.
도 11에 도시한 바와 같이, 유전체층(8)을 형성하는 유전체층 형성 공정을 행한 후, 보호층 형성 공정에서는, 진공증착법에 의해, 기초막(91)이 유전체층(8) 상에 형성된다. 진공증착법의 원재료는, MgO 단체, CaO 단체, SrO 단체 및 BaO 단체의 재료의 펠릿 또는 그들의 재료를 혼합한 펠릿이다. 그 외에도, 전자 빔 증착법, 스퍼터링법, 이온 플래팅법 등을 이용할 수 있다.
그 후, 미소성의 기초막(91) 상에, 복수 개의 응집 입자(92)가 이산적으로 산포되어, 부착된다. 즉 기초막(91)의 전체면에 걸쳐, 응집 입자(92)가 분산 배치된다.
이 공정에서는, 우선, 응집 입자(92)를 유기 용제에 혼합한 응집 입자 페이스트가 제작된다. 그 후, 응집 입자 페이스트 도포 공정에 있어서, 응집 입자 페이스트가 기초막(91) 상에 도포됨으로써, 평균 막 두께 8㎛ 내지 20㎛의 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 용제로서는, MgO의 기초막(91)이나 응집 입자(92)와의 친화성이 높고, 또한 다음 건조 공정에서의 증발 제거를 쉽게 하기 위해 상온에서의 증기압이 수십 Pa 정도인 것이 적합하다. 예를 들면 메틸메토시부타놀, 테르피네올, 프로필렌 글리콜, 벤질 알코올 등의 유기 용제 단체 혹은 그들의 혼합 용제가 이용된다. 이들의 용제를 포함한 페이스트의 점도는 수 mPa?s 내지 수십 mPa?s이다.
응집 입자 페이스트가 도포된 기판은, 즉시 건조 공정으로 옮겨진다. 건조 공정에서는, 응집 입자 페이스트막이 감압 건조된다. 구체적으로는, 응집 입자 페이스트막은 진공 챔버 내에서, 수십 초 이내에서 급속히 건조된다. 따라서, 가열 건조에서는 현저한 막 내의 대류가 발생하지 않는다. 따라서, 응집 입자(92)가 보다 균일하게 기초막(91) 상에 부착된다. 또한, 이 건조 공정에 있어서의 건조 방법으로서는, 응집 입자 페이스트를 제작할 때에 이용하는 용제 등에 따라, 가열 건조 방법을 이용해도 된다.
다음으로, 소성 공정에서는, 기초막 증착 공정에 있어서 형성된 미소성의 기초막(91)과, 건조 공정을 거친 응집 입자 페이스트막이, 수백 ℃의 온도에서 동시에 소성된다. 소성에 의해, 응집 입자 페이스트막에 남아 있는 용제나 수지 성분이 제거된다. 그 결과, 기초막(91) 상에 복수 개의 다면체 형상의 결정 입자(92a)로 이루어지는 응집 입자(92)가 부착된 보호층(9)이 형성된다.
이 방법에 의하면, 기초막(91)에 응집 입자(92)를 전체면에 걸쳐 분산 배치하는 것이 가능하다.
또한, 이러한 방법 이외에도, 용제 등을 이용하지 않고, 입자군을 직접 가스 등과 함께 불어 내뿜는 방법이나, 단순하게 중력을 이용하여 산포하는 방법 등을 이용해도 된다.
[6. 피막 형성 공정의 상세]
다음으로, 피막 형성 공정에 대해 설명한다. 도 3에 도시한 바와 같이, 본 실시 형태에서는, 피막 형성 공정은, 보호층 형성 공정 후에 행해진다.
우선, 보호층(9)이 형성된 전면판(2)이, 진공 장치 내에 반송된다. 그리고 진공 장치 내는, 1×10-2Pa 정도까지 감압 배기된다. 다음으로, 물을 버블링한 질소 가스가 도입된다. 질소 가스는, 25℃의 순수 중을 버블링함으로써 노점 온도를 예를 들면 15℃가 될 때까지 물분자를 포함시킨 25℃의 질소 가스이다. 진공 장치의 내압은, 예를 들면 0.1 MPa 정도까지 증압된다. 이에 의해, 진공 장치 내는, 물분자를 포함한 질소 가스 분위기가 된다. 다음으로, 진공 장치 내의 온도가 승온되어, 400℃로 10분간 유지된다. 이에 의해, 전면판(2)이 소성된다. 이때, 보호층(9)은 청정화된다. 여기서, 청정화라 함은, CO계의 불순물이나 CH계의 불순물 등의 보호층(9)의 표면에 부착된 불순물을 이탈시키는 것을 말한다. 보호층(9)을 청정화하기 위해서는, 진공, 질소 가스, 질소와 산소의 혼합 가스, 희가스 등의 가스 분위기에서 소성하는 것이 바람직하다. 보호층(9)은, 물분자를 포함한 질소 가스, 질소와 산소의 혼합 가스, 희가스 등의 분위기에서 소성해도, 청정화시킬 수 있다. 그 때문에, 본 실시 형태에 있어서의 피막 형성 공정에서는, 물분자를 포함한 질소 가스의 분위기에서 전면판(2)을 소성함으로써, 보호층(9)이 청정화된다. 또한, 전면판(2)의 소성 온도는, 350℃ 이상 500℃ 이하의 온도 범위에서 유지되는 것이 바람직하다. 전면판(2)의 소성 온도가, 350℃보다 낮으면, 보호층(9)의 청정화가 불충분하기 때문에 바람직하지 못하다. 또한, 전면판(2)의 소성 온도가, 500℃보다 높으면 전면 글래스 기판(3)이 연화되기 시작해 변형해버리기 때문에 바람직하지 못하다.
다음으로, 소성한 분위기인 채로, 진공 장치 내의 온도가 200℃ 이하로 강온된다. 본 실시 형태에서는, 진공 장치 내의 온도가 실온까지 강온되었다. 그러면, 보호층(9) 표면으로, 질소 가스 중에 포함되는 물분자의 흡착이 시작된다. 그리고 도 12에 도시한 바와 같이, 보호층(9) 전체를 덮도록 물분자가 액상화하여 물분자 또는 수산화물의 피막(17)이 형성된다. 이들 공정을 거쳐, 보호층(9) 상으로의 물분자 또는 수산화물의 피막 형성 공정이 완료한다. 진공 장치 내의 분위기는, 질소 가스, 질소와 산소의 혼합 가스 및 희가스 중에서 선택되는 적어도 1개와 물분자를 포함한 분위기이면 된다.
[6-1. 피막 제거 방법에 대해]
보호층(9) 상에 형성한 물분자 또는 수산화물의 피막(17)이 PDP 내에 잔류 하면, 방전 전압을 변동시키고, 보호층(9)의 내스퍼터 성능을 열화시키는 등의 문제점이 생긴다. 따라서, 피막(17)을 이 PDP(1)의 제조 공정 중에서, 방전 가스를 봉입하기 전에 제거할 필요가 있다. 본 실시 형태에서는, 봉착 배기 공정에 있어서, 피막(17)을 보호층(9)으로부터 이탈시켜, 물분자를 방전 공간(16)으로부터 배출한다. 이하, 피막 제거의 방법에 대해 설명한다.
우선, 얼라인먼트 공정에 있어서, 피막(17)이 형성된 전면판(2)과 배면판(10)이 대향 배치된다. 이때, 전면판(2)과 배면판(10)은, 기판 주변부에 설치된 봉착재를 사이에 끼워 대향 배치되고, 예를 들면 클립 등으로 가고정되어 봉착로 내에 설치된다. 배면판(10)에는, 배기 구멍을 통해 방전 공간(16)과 도통할 수 있는, 예를 들면 글래스 재료로 이루어지는 배기관이 배치되어 있다. 배기관은, 패널 내 배기 장치 및 방전 가스 도입 장치에 접속되어 있다. 봉착재로서는, 예를 들면 연화점 온도가 380℃의 저융점 글래스를 이용하고 있다.
다음으로, 봉착 배기 공정에 있어서, 대향 배치된 전면판(2)과 배면판(10)을 가열함으로써 피막(17)을 보호층(9)으로부터 이탈함과 함께 물분자를 방전 공간(16)으로부터 배출한다.
우선, 봉착로의 내부를 1×10-2Pa 정도까지 감압 배기한다. 이때, 배면판(10)과 전면판(2)은 아직 봉착이 이루어져 있지 않기 때문에, 방전 공간(16) 내와 봉착로 내는 동일 압력이 된다.
다음으로, 봉착로의 내부의 배기를 계속한 채, 전면판(2)과 배면판(10)이 봉착재의 연화점 온도 380℃ 이하이고, 피막(17)의 이탈에 필요한, 예를 들면 330℃ 정도가 될 때까지 봉착로를 승온시켜, 그 온도로 10분간 유지한다. 이에 의해, 보호층(9) 상에 형성된 피막(17)이, 물분자로서 보호층(9)의 표면으로부터 이탈하여 방전 공간(16) 밖으로 배출된다. 보호층(9)의 표면 상에 형성된 피막(17)의 흡착력은, CO계의 불순물이나 CH계의 불순물의 흡착력에 비교하여 약하기 때문에, 비교적 저온에서 이탈할 수 있다.
그리고 방전 공간(16) 내의 배기를 계속한 채, 전면판(2)과 배면판(10)이 봉착재의 연화점 온도 380℃를 초과하는 온도, 예를 들면 420℃ 정도가 될 때까지 봉착로를 승온하고, 그 온도로 10분간 정도 유지한다. 이 공정에 의해, 봉착재를 충분히 용융시킨다. 그리고 봉착재의 연화점 온도 이하의 예를 들면 300℃까지 강온시킴으로써, 전면판(2)과 배면판(10)을 봉착하는 봉착 배기 공정을 행한다.
또한, 방전 공간(16) 내를 1×10-4Pa 정도가 될 때까지 배기를 계속한 후, 방전 가스 도입 장치에 의해 방전 공간(16)에 방전 가스를 도입한다. 방전 가스로서는, 예를 들면 Ne와 Xe의 혼합 가스를 압력 66.5 kPa로 도입하여 배기관을 밀봉하고, 봉착 장치로부터 전면판(2)과 배면판(10)를 취출한다.
이상의 공정에 의해, 피막(17)이 이탈된 전면판(2)과 배면판(10)이 봉착된 PDP(1)가 완성된다.
[6-2. 실험 4]
다음으로, 본 실시 형태에 있어서의 제조 방법의 효과를 확인하기 위해서 행한 실험 결과에 대해 설명한다. 보호층(9)을 형성한 후, 전면판(2)의 소성의 분위기를 변화시켜 형성한 샘플을 준비하고, 그들의 샘플에 대해, 승온 이탈 가스 분석(Thermal Desorption Spectroscopy:TDS)의 측정을 행하였다. 준비한 샘플은, 실시예, 비교예 1 및 비교예 2의 3종의 샘플이다. 실시예는, 보호층 형성 공정 후, 상술한 피막 형성 공정을 행하고, 그 후, 대기에 노출시킨 샘플이다. 비교예 1은, 보호층(9)을 형성한 후, 대기에 노출된 전면판(2)을, 질소 가스를 도입한 진공 장치 내에서 400℃에서 소성하고, 그 분위기인 채로 실온까지 강온시키고, 그 후, 대기에 노출시킨 샘플이다. 비교예 2는, 보호층(9)을 형성한 후에, 대기에 노출시킨 샘플이다. 또한, 노출시킨 대기의 환경은, 어느 쪽의 샘플도 기온 25℃, 습도 40％인 분위기하이다.
이들의 TDS 측정의 결과를 도 13에 나타낸다. 도 13은, 질량 번호 44(CO2)의 강도를 나타내고 있다. TDS 측정에는, WA100OS(덴시카가쿠가부시끼가이샤제)가 이용되었다. 측정 챔버 내의 압력은, 1×10-7Pa이었다. 측정 샘플은 약 1 cm×1 cm로 절단되어, 챔버 내에 설치된 석영 스테이지 상에, 보호층(9)이 위로 되도록 배치되었다. 측정 디바이스인 4중극 질량 분석기는, 챔버 상방에 설치되어 있다. 샘플은, 적외선에 의해 가열되었다. 승온 속도는, 1℃/s이었다. 샘플의 온도는, 석영 스테이지 내에 매립된 열전쌍에 의해 측정되었다. 샘플은, 실온으로부터 600℃까지 승온되었다. 4중극 질량 분석기에 의해, 검출된 강도값의 실온으로부터 600℃까지의 적분값이 강도이다.
도 13에 도시한 바와 같이, 비교예 2의 샘플에 비해, 실시예 1 및 비교예 1의 샘플은, CO2 이탈량이 대폭 저감되어 있는 것을 알 수 있다. 이것은, 실시예 및 비교예 1은, 보호층(9) 표면이 청정화되어 있는 것을 나타낸다. 즉, 물분자를 포함하는 질소 가스의 분위기에서 소성했다고 해도, 청정화가 될 수 있는 것을 나타낸다. 또한, 실제의 제조 공정에서 사용되는 20℃ 정도로부터 480℃ 정도까지의 온도 범위에 있어서, 실시예의 샘플은, 비교예 1의 샘플보다 CO2 이탈량이 저감되어 있는 것을 알 수 있다. 이것은, 피막 형성 공정 후의 보호층(9)은, 피막(17)으로 피복되어 있기 때문에, 대기에 노출시켜도 CO계의 불순물이나 CH계의 불순물의 부착이 억제되는 것을 나타낸다. 보호층(9)에 부착된 CO계의 불순물이나 CH계의 불순물은, 방전 시에 방전 공간(16) 중으로 이탈하여 이산화탄소(CO2)가 된다. MgO, CaO, SrO, BaO로 구성되는 기초막(91)은, CO2와 반응하여, 그 표면이 용이하게 변질되고, 2차 전자 방출 능력이 감소한다. 그 때문에, PDP(1)의 수명 시험에서 서서히 유지 전압을 상승시킨다.
그러나, 본 실시 형태의 제조 방법으로 제작되는 PDP(1)는, 청정화된 보호층(9)에 피막(17)을 형성함으로써, 기초막(91)에 CO계의 불순물이나 CH계의 불순물의 부착을 억제할 수 있다. 그 때문에, 본 실시 형태의 기초막(91)은, 장기간의 사용에 의해 2차 전자 방출 능력이 감소하는 것을 억제할 수 있다. 따라서, 본 실시 형태의 제조 방법으로 제작되는 PDP(1)는, 기초막(91)의 열화를 억제하여, 유지 전압을 저감할 수 있다.
또한, 본 실시 형태의 제조 방법으로 제작되는 PDP(1)는, 보호층(9)을 형성한 전면판(2)을, 물분자를 포함한 질소 가스의 분위기에서 소성함으로써, 보호층(9)을 청정화하고, 또한 보호층(9) 표면에 물분자 또는 수산화물의 피막(17)을 형성할 수 있다. 즉, 본 실시 형태의 제조 방법은, 보호층(9)을 청정화하는 공정과, 보호층(9)의 청정화 후에 대기 노출시키지 않고 보호층(9) 표면에 피막(17)을 형성하는 공정을 동시에 행하는 것이 가능하다. 그 때문에, 이들 공정간에서 기판의 분위기를 변화시킬 필요가 없어, 생산 설비의 간략화를 도모하는 것이 가능해진다.
또한, 본 실시 형태의 제조 방법에서는, 보호층(9)의 청정화 후에 보호층(9) 표면에 피막(17)을 형성함으로써, CO계의 불순물이나 CH계의 불순물의 흡착이 저감된다. 그 때문에, CO계의 불순물이나 CH계의 불순물의 방전 공간(16) 내로 반입되는 것을 저감할 수 있다. 이에 의해 CO계의 불순물이나 CH계의 불순물이 보호층(9)에 부착됨으로써 보호층(9)이 변질되는 것을 억제할 수 있다. 또한, 기판의 반송 분위기를 진공 혹은 질소나 질소와 산소의 혼합 가스, 또는 희가스 등의 가스 분위기로 할 필요가 없어, 생산 설비의 간략화를 도모하는 것이 가능해진다.
또한, 본 실시 형태의 제조 방법은, 형성한 피막(17)을 전면판(2)과 배면판(10)의 봉착 배기 공정에 있어서 제거할 수 있다. 그 때문에, 피막(17)을 제거하는 공정을 설치할 필요가 없어, 생산 설비의 간략화를 도모하는 것이 가능해진다.
또한, 도 3에 도시한 바와 같이, 본 실시 형태에서는, 피막 형성 공정이 보호층 형성 공정 후에 행해지고 있지만, 도 10에 나타내는 보호층 형성 공정에 있어서의 기초막 증착 공정 후, 응집 입자 페이스트 도포 공정 전에 행해도 된다. 피막 형성 공정을 기초막 증착 공정 후, 응집 입자 페이스트 도포 공정 전에 행함으로써, 더욱, 보호층(9) 상에 응집 입자(92)를 밀착성 좋게 부착시킬 수 있다. 그 때문에, 보호층(9)의 초기 전자 방출 특성이 높아지고, 방전 지연이 더욱 저감된다.
[7. 요약]
본 실시 형태에 있어서의 PDP(1)의 제조 방법은, 이하의 프로세스를 포함한다. 여기서, 본 실시 형태에 있어서의 PDP(1)는, 배면판(10)과, 배면판(10)과의 사이에 방전 공간(16)을 형성하여 봉착된 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, 산화 마그네슘의 결정 입자(92a)가 복수 개 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 분석에 있어서 적어도 하나의 피크를 갖는다. 기초막(91)의 피크는, 제1 금속 산화물의 X선 회절 분석에 있어서의 제1 피크와, 제2 금속 산화물의 X선 회절 분석에 있어서의 제2 피크와의 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 중에서 선택되는 2종이다.
그리고 본 실시 형태에 있어서의 PDP(1)의 제조 방법에서는, 보호층(9)이 형성된 전면판(2)을, 질소 가스, 질소와 산소의 혼합 가스 및 희가스 중에서 선택되는 적어도 1개와 물분자를 포함한 분위기에 있어서, 350℃ 이상 500℃ 이하의 온도 범위에서 소성한다. 다음으로, 분위기에 있어서, 200℃ 이하로 강온시켜 보호층(9)의 표면에 물분자 또는 수산화물의 피막(17)을 형성한다. 다음으로, 피막(17)이 형성된 전면판(2)과 배면판(10)을 대향 배치한다. 다음으로, 대향 배치된 전면판(2)과 배면판(10)을 가열함으로써 피막(17)을 보호층(9)으로부터 이탈함과 함께 물분자를 방전 공간(16)으로부터 배출한다. 다음으로, 피막(17)이 이탈된 전면판(2)과 배면판(10)을 봉착한다.
또한, 다른 실시 형태에 있어서의 PDP(1)의 제조 방법에서는, 기초막(91)이 형성된 전면판(2)을, 질소 가스, 질소와 산소의 혼합 가스 및 희가스 중에서 선택되는 적어도 1개와 물분자를 포함한 분위기에 있어서, 350℃ 이상 500℃ 이하의 온도 범위에서 소성한다. 다음으로, 분위기에 있어서, 200℃ 이하로 강온시켜 기초막(91)의 표면에 물분자 또는 수산화물의 피막(17)을 형성한다. 다음으로, 피막(17)이 형성된 전면판(2)과 배면판(10)을 대향 배치한다. 다음으로, 대향 배치된 전면판(2)과 배면판(10)을 가열함으로써 피막(17)을 기초막(91)으로부터 이탈함과 함께 물분자를 방전 공간(16)으로부터 배출한다. 다음으로, 피막(17)이 이탈된 전면판(2)과 배면판(10)을 봉착한다.
이상의 프로세스에 의해, 본 실시 형태의 PDP(1)의 제조 방법은, 저전압 구동과 전하 유지의 양립 효과를 발휘하는 기초막(91)과, 방전 지연의 방지 효과를 발휘하는 MgO의 응집 입자(92)로 구성함으로써, PDP(1) 전체로서, 고정밀의 PDP에서도 고속 구동을 저전압으로 구동할 수 있고, 또한, 점등 불량을 억제한 고품위의 화상 표시 성능을 실현할 수 있다. 또한, 보호층(9) 또는 기초막(91)에 피막(17)을 형성함으로써, 기초막(91)의 열화를 억제하여, 유지 전압을 저감할 수 있다.
이상과 같이 본 실시 형태에 개시된 기술은, 고정밀하고 고휘도의 표시 성능을 구비하고, 동시에 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
17 : 피막
91 : 기초막
92 : 응집 입자
92a : 결정 입자

Claims (2)

  1. 배면판과, 상기 배면판과의 사이에 방전 공간을 형성하여 봉착된 전면판을 구비하고,
    상기 전면판은, 유전체층과 상기 유전체층을 덮는 보호층을 갖고,
    상기 보호층은, 상기 유전체층 상에 형성된 기초층을 포함하고,
    상기 기초층에는, 산화 마그네슘의 결정 입자가 복수 개 응집한 응집 입자가 전체면에 걸쳐 분산 배치되고,
    상기 기초층은, 적어도 제1 금속 산화물과 제2 금속 산화물을 포함하고,
    또한, 상기 기초층은, X선 회절 분석에 있어서 적어도 하나의 피크를 갖고,
    상기 피크는, 제1 금속 산화물의 X선 회절 분석에 있어서의 제1 피크와, 제2 금속 산화물의 X선 회절 분석에 있어서의 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 중에서 선택되는 2종인,
    플라즈마 디스플레이 패널의 제조 방법으로서,
    상기 보호층이 형성된 상기 전면판을, 질소 가스, 질소와 산소의 혼합 가스 및 희가스 중에서 선택되는 적어도 1개와 물분자를 포함한 분위기에 있어서, 350℃ 이상 500℃ 이하의 온도 범위에서 소성하고,
    다음으로, 상기 분위기에 있어서, 200℃ 이하로 강온시켜 상기 보호층의 표면에 물분자 또는 수산화물의 피막을 형성하고,
    다음으로, 상기 피막이 형성된 전면판과 상기 배면판을 대향 배치하고,
    다음으로, 상기 대향 배치된 전면판과 배면판을 가열함으로써 상기 피막을 상기 보호층으로부터 이탈함과 동시에 물분자를 상기 방전 공간으로부터 배출하고,
    다음으로, 상기 피막이 이탈된 전면판과 상기 배면판을 봉착하는 것을 구비하는, 플라즈마 디스플레이 패널의 제조 방법.
  2. 배면판과, 상기 배면판과의 사이에 방전 공간을 형성하여 봉착된 전면판을 구비하고,
    상기 전면판은, 유전체층과 상기 유전체층을 덮는 보호층을 갖고,
    상기 보호층은, 상기 유전체층 상에 형성된 기초층을 포함하고,
    상기 기초층에는, 산화 마그네슘의 결정 입자가 복수 개 응집한 응집 입자가 전체면에 걸쳐 분산 배치되고,
    상기 기초층은, 적어도 제1 금속 산화물과 제2 금속 산화물을 포함하고,
    또한, 상기 기초층은, X선 회절 분석에 있어서 적어도 하나의 피크를 갖고,
    상기 피크는, 제1 금속 산화물의 X선 회절 분석에 있어서의 제1 피크와, 제2 금속 산화물의 X선 회절 분석에 있어서의 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 중에서 선택되는 2종인,
    플라즈마 디스플레이 패널의 제조 방법으로서,
    상기 기초층이 형성된 상기 전면판을, 질소 가스, 질소와 산소의 혼합 가스 및 희가스 중에서 선택되는 적어도 1개와 물분자를 포함한 분위기에 있어서, 350℃ 이상 500℃ 이하의 온도 범위에서 소성하고,
    다음으로, 상기 분위기에 있어서, 200℃ 이하로 강온시켜 상기 기초층의 표면에 물분자 또는 수산화물의 피막을 형성하고,
    다음으로, 상기 피막이 형성된 기초층의 표면에 상기 응집 입자를 분산 배치하고,
    다음으로, 상기 피막 및 상기 응집 입자가 형성된 전면판과 상기 배면판을 대향 배치하고,
    다음으로, 상기 대향 배치된 전면판과 배면판을 가열함으로써 상기 피막을 상기 기초층으로부터 이탈함과 동시에 물분자를 상기 방전 공간으로부터 배출하고,
    다음으로, 상기 피막이 이탈된 전면판과 상기 배면판을 봉착하는 것을 구비하는, 플라즈마 디스플레이 패널의 제조 방법.
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