JP2005340214A - プラズマディスプレイパネル - Google Patents

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Abstract

【課題】 本発明は表面粗度を制御して比表面積を増加させることによって電子放出性能を向上させることができるMgO保護膜を含むプラズマディスプレイパネルに関する。
【解決手段】本発明は任意の間隔をおいて互いに対向配置される第1基板及び第2基板;第1基板上に形成される複数のアドレス電極、アドレス電極を覆いながら第1基板に形成される第1誘電層、第1誘電層と所定の高さで提供され、第1基板と第2基板の間空間に配置されて所定間隔で区画された放電空間を形成する複数の隔壁、放電空間内に形成される蛍光層、前記第1基板に対向する第2基板の一面に前記アドレス電極と直交状態で配置される複数の放電維持電極、放電維持電極を覆いながら第2基板に形成される第2誘電層、及び第2誘電層を覆って形成され、表面粗度が60乃至250ÅであるMgO保護膜を含むプラズマディスプレイパネルを提供する。
【選択図】 図1A




Description

本発明はプラズマディスプレイパネルに関し、より詳しくは、表面粗度を制御して比表面積を増加させることによって電子放出性能を向上させることができるMgO保護膜を含むプラズマディスプレイパネルに関する。
一般に、プラズマディスプレイパネル(PDP)は放電セル内で起こる気体放電による真空紫外線で蛍光体を励起させて画像を実現する表示装置であって、高解像度の大画面構成が可能であり次世代薄形表示装置として脚光を浴びている。
プラズマディスプレイパネル(PDP)は気体放電時に生じるプラズマから出る光を用いて文字またはグラフィックを表示する装置であって、プラズマディスプレイパネルの放電空間に設置した二つの電極に所定の電圧を印加してこれらの間でプラズマ放電が起こるようにし、このプラズマ放電時に発生する紫外線によって所定のパターンに形成された蛍光体層を励起させて画像を形成する。
このようなプラズマディスプレイは交流型(AC type)、直流型(DC type)及び混合型(Hybrid type)に大別され、その中で交流型が一番一般に使用されている。図7は一般的な交流型プラズマディスプレイパネルの放電セルの分解斜視図である。図6を参照すると、プラズマディスプレイパネル100は下部基板111、下部基板111の上に形成された複数のアドレス電極115、このアドレス電極115が形成された下部基板111の上に形成された第1誘電層119、この第1誘電層119の上部に形成されて放電距離を維持させてセル間のクロストークを防止する複数の隔壁123と隔壁123の表面に形成された蛍光体層125を含む。
複数の放電維持電極117は上部基板113の下方に形成され、下部基板111の上に形成された複数のアドレス電極115と所定間隔をおいて離隔して直交している。そして、第2誘電層121及び保護膜127が順次に放電維持電極117を覆っている。特に、保護膜127としては可視光線がよく透過できるように透明であり、のみならず誘電層の保護及び2次電子放出性能に優れたMgOを主に使用しており、最近は異なる材料を用いた保護膜の研究も行われている。
前記MgO保護膜は、プラズマディスプレイパネル動作のうちの放電時の放電ガスのイオン衝撃による影響を緩和させることができる耐スパッタリング特性を有しイオン衝突から誘電体層を保護し、2次電子の放出によって放電電圧を下げる役割を果たす透明保護薄膜であって、6000〜8000Åの厚さで誘電体層を覆って形成する。このような各種の機能は、保護膜の表面状態、特に膜表面に現れる結晶面(結晶配向面)の状態に影響されると考えられる。
MgO保護膜はスパッタリング法、電子ビーム蒸着法、IBAD(イオンビーム支援堆積法)、CVD(化学気相蒸着法)及びゾル-ゲル法などを用いて形成しており、最近はイオンプレーティング方式が開発されて用いられている。
ここで、電子ビーム蒸着法は電場と磁場で加速された電子ビームをMgO蒸着材料に衝突させて蒸着材料を加熱及び蒸発させることによってMgO保護膜を形成する方法である。スパッタリング法の場合、電子ビーム蒸着法に比べて保護膜が緻密で結晶配向に有利な特性を有する長所があるが、製造工程経費が高額になる問題点がある。ゾル-ゲル法の場合、液相でMgO保護膜を製造する。
前記様々なMgO保護膜の形成方式に対する代案としてイオンプレーティング法が最近試みられているが、イオンプレーティング法では蒸発する粒子をイオン化して成膜させる。イオンプレーティング法はMgO保護膜の密着性と結晶性に対してスパッタリング法と類似の特性を有するが、蒸着を8nm/sの高速で行うことができる長所がある。
本発明は前記従来の問題点を解消するためのものであって、その目的は、MgO保護膜の表面粗度を特定範囲に調節することによって電子放出特性を向上させ、放電開始電圧と放電有機電圧を低くする効果があり、耐スパッタ性能が優れていて表示品質を改善することができるプラズマディスプレイパネルを提供することにある。
本発明の他の目的はプラズマディスプレイパネル(PDP)保護膜のMgO薄膜形成時に表面粗度制御によって点灯されなければならない各セルが点灯しないなどの特定セルにおける放電不能状態を制御し表示品質を改善するプラズマディスプレイパネルを提供することにある。
前記目的を達成するために本発明は、任意の間隔をおいて互いに対向配置される第1基板及び第2基板;前記第1基板上に形成される複数のアドレス電極;前記アドレス電極を覆いながら第1基板に形成される第1誘電層;前記第1誘電層と所定の高さで提供され、第1基板と第2基板の間空間に配置されて所定間隔に区画された放電空間を形成する複数の隔壁;前記放電空間内に形成される蛍光層;前記第1基板に対向する第2基板の一面に前記アドレス電極と直交状態に配置される複数の放電維持電極;前記放電維持電極を覆いながら前記第2基板に形成される第2誘電層;及び前記第2誘電層を覆って形成され、表面粗度(Rms)が60乃至250ÅであるMgO保護膜を含むプラズマディスプレイパネルを提供する。
[発明の効果]
本発明のプラズマディスプレイパネルはMgO保護膜形成時に特定範囲に表面粗度を調節することにより耐スパッタ性能及び電子放出特性を向上させて表示品質の向上を図ることができる。
以下、本発明を詳細に説明する。
本発明はPDP保護膜形成時、加熱蒸着方式による柱状結晶構造を有する膜の表面粗度を特定範囲に制御するによって表示品位を向上させることができるMgO保護膜に関する。
表面粗度が増加すれば比表面積が増加するようになって電子放出性能が向上する。また、プラズマディスプレイ表示装置の表示品位と安定性を向上させるために、高い電子放出性を有する耐スパッタ性能に優れた保護膜を適用することが注目されている。
従って、本発明は特定表面粗度範囲で従来の耐スパッタ性能を維持しながら電子放出性能を向上させることができる保護膜を含むプラズマディスプレイパネルを提供することを特徴とする。
本発明は従来と表面粗度が異なるように製造したMgO保護膜での放電特性をアドレス(address)放電遅延特性で比較した結果、表面粗度(Rms)が60〜250Åの範囲で高い電子放出性を有し耐スパッタ性能が向上することを確認した。特に、本発明によれば保護膜の表面粗度(Rms)が150〜200Åの間で最も優れた特性を有する。
このように、本発明は柱状結晶構造を有する電子放出性の薄い膜を形成する時に前記範囲内で表面粗度を調節し、従来に比べて表面粗度が増加することに伴って比表面積が増加して電子放出性能が向上し、放電開始電圧と放電維持電圧を低める効果を期待することができる。この時、表面粗度が過度に増加した場合、局部的な電流集中を招く不作用があり、それに伴う局部的な膜損失を誘導して特定部位でのスパッタリング増加による寿命低下を招くようになる。
前記MgO保護膜は加熱蒸着方式による電子放出特性を有する薄い膜であって、本発明でMgO保護膜を形成する方法は電子ビーム蒸着(EB)、イオンプレーティング(ion plating)、スパッタ、イオンビーム支援堆積法(IBAD)、化学気相蒸着(CVD)の中で選択された加熱蒸着法を使用することができるが、好ましくは、イオンプレーティング(Ion Plating)方法を使用する。
特に、本発明で表面粗度を制御する方法はその温度、反応速度、ガス分圧などの条件を特定して前記範囲に調節する。本発明は前記表面粗度を制御する時、その温度は200乃至350℃、好ましくは250乃至300℃に調節する。また、前記反応速度は前記MgO保護膜形成方法によって条件が変わることがあり、その条件が特に限定されない。前記表面粗度制御時にガス分圧、好ましくは、水分圧(つまり、水素分圧)は8×10-7乃至3×10-6torr、より好ましくは1×10-6乃至2×10-6torr範囲に調節するのが好ましい。
前記で得られた本発明のMgO保護膜の厚さは500nm乃至9000nmである。また、本発明の電子放出性の薄い膜で形成されたMgO保護膜の透過率は90%以上であり、640nmで1.45〜1.74の屈折率を有する。
また、本発明のMgO保護膜は混晶膜(a grow thed film which mixed crystalline orientation)である。
前記保護膜の表面グレイン大きさ(Grain size)は70乃至350nmである。
以下、添付した図面を参考にして前記保護膜を有する本発明のプラズマディスプレイパネルの好ましい一実施例をより詳細に説明する。
図1Aは本発明の一実施例による前記保護膜を含むプラズマディスプレイパネルの上部基板部分のみを別に離して示したものである。
図1Aを参照すれば、上部基板13上に複数の放電維持電極17、第2誘電層21、及び本発明の60乃至250Åの表面粗度(Rms)を有する保護膜27が順次に形成されている。図1Aでは便宜上理解のために本発明の一実施例によるプラズマディスプレイパネルの上部基板を180度ひっくり返して示す。
本発明はプラズマディスプレイパネルの上部基板とは別途に上部基板13に対応する下部基板には前記複数の放電維持電極17と垂直に交差する複数の他の電極を形成し、その上に誘電層を覆った後、隔壁を形成した後、隔壁の間に蛍光体層を塗布して、プラズマディスプレイパネルの下部基板を製造する。
つまり、再び説明すれば、本発明のプラズマディスプレイパネルは任意の間隔をおいて実質的に平行に対向配置される第1基板及び第2基板(以下、第1基板及び第2基板を便宜上各々“下部基板”及び“上部基板”という)を含む。
また、前記下部基板上の対向面には互いに交差するように配列される複数のアドレス電極が形成される。また、前記下部基板には複数のアドレス基板を各々覆いながら第1誘電層が形成されている。前記第1誘電層上には前記第1誘電層と所定の高さで提供され、下部基板と上部基板の間空間に配置されて所定間隔で区画された放電空間を形成する複数の隔壁が形成され、前記放電空間内の誘電層上部と隔壁側面には蛍光層が形成されている。1Bは本発明の図1Aの第2基板を含むプラズマディスプレイパネル10の分解斜視図である。図1Bに示されているように、本発明のプラズマディスプレイパネル10は上部基板13に対応する下部基板11、前記下部基板11の上に形成された複数のアドレス電極15、このアドレス電極15が形成された下部基板11の上に形成された第1誘電層19、この第1誘電層19の上部に形成されて放電距離を維持させセル間のクロストーク(cross talk)を防止する複数の隔壁23、隔壁23の間に蛍光体層を塗布して隔壁の表面に形成された蛍光層25を含む。
また、前記下部基板に対向する上部基板の一面には前記アドレス電極と互いに直交状態で配置される複数の放電維持電極が形成され、前記放電維持電極を覆いながら前記上部基板には第2誘電層が形成されている。そして、前記第2誘電層上にはその上を覆いながら表面粗度が60乃至250ÅRmsである本発明のMgO保護膜が形成されている。
このように製造したプラズマディスプレイパネル上部基板及び下部基板の周縁をフリットで塗布して両基板を逢着して、NeとかXeなどの放電ガスを注入することによってプラズマディスプレイパネルを製造する。
このように製造した本発明の実施例によるプラズマディスプレイパネルでは、電極から駆動電圧の印加を受けてこれら電極の間にアドレス放電を起こして誘電層に壁電荷を形成し、アドレス放電によって選択された複数の放電セルで上部基板に形成した一対の電極に攪拌的に供給される交流信号によってこれら電極間にサステイン放電を起こす。このために放電セルを形成する放電空間に充填された放電ガスが励起されて遷移されながら紫外線を発生させ、紫外線による蛍光体の励起で可視光線を発生させながら画像を実現する。
また、図1Aに図示したように、本発明の実施例によるプラズマディスプレイパネルでは保護膜形成領域内側に複数の電極が互いに交差してピクセルからなってこれらが集まって表示領域を形成して、その周辺部には非表示領域を形成する。基板13上に形成された複数の電極17はFPC(連想回路基板)(図示せず)と連結されるようにその端子部が誘電層21の左右に引き出されている。
前述の構造を有する本発明のプラズマディスプレイパネルの製造方法は当該分野に広く知られており、当該分野に従事する者には十分に理解できる内容であるので、本明細書で詳細な説明は省略する。ただし、本発明の主要特徴であるMgO保護膜の形成工程についてのみ下記で詳細に説明する。
前記保護膜はプラズマディスプレイパネルで誘電体層の表面を覆って放電期間のうちの放電ガスのイオン衝撃から誘電体層を保護する役割を果たす。
前述の保護膜は基本材料として耐スパッタリング特性及び大きい2次放出係数を有するMgOを使用する。
MgO材料は単結晶または焼結体形態のものを使用することができるが、MgO単結晶材料の場合、蒸着のための溶融時冷却速度による固溶限界の差によって特定ドーパント(dopant)の定量制御が難しいという問題点があり、好ましくは焼結体MgO材料製造時に特定ドーパントを定量的に添加したMgO焼結体材料を使用してイオンプレーティング方式でMgO保護膜を製造することができる。
MgO保護膜蒸着材料はペレット形態で成形した後に焼結したものが使用されており、ペレットの大きさ及び形態によってペレットの分解速度が異なるため保護膜蒸着速度などいろいろな面で大きい差があるので、ペレットの大きさ及び形態を最適化して製造するのが好ましい。
また、MgO保護膜は放電ガスに接触されるので保護膜を構成する成分と膜特性は放電特性に大きく影響を与えることができる。この時、MgO保護膜特性は成分と蒸着時の成膜条件に大きく依存する。従って、目的とする膜特性向上に符合するように最適の成分を使用するのが良い。
この時、本発明は前記ようにMgO保護膜は表面粗度が60乃至250ÅRmsになるようにスパッタリング法、電子ビーム蒸着法、IBAD(イオンビーム支援堆積法)、CVD(化学気相蒸着法)などの加熱蒸着法を使用して形成することができ、最も好ましくはイオンプレーティング(ion plating)方法を用いることができる。
以下、本発明の好ましい実施例及び比較例を記載する。しかし、下記の実施例は本発明の好ましい一実施例にすぎず、本発明が下記の実施例によって限られるわけではない。
(実施例1)
ソーダ石灰ガラスで製造された上部基板上にインジウムチンオキシド(ITO)導電体材料を利用して放電維持電極を通常の方法でストライプ状で形成した。
次に、鉛系ガラスのペーストを前記放電維持電極が形成された上部基板の全面にかけてコーティングして焼成して第2誘電層を形成した。
以降、前記第2誘電層上にイオンプレーティング方法を利用して表面粗度(Rms)が60ÅであるMgO保護膜を形成した。表面粗度は温度、搬送速度及びガス分圧などを制御して調節し、測定方法はAFMで分析した。
(実施例2)
前記実施例1と同様な方法で実施するが、MgO保護膜の表面粗度(Rms)は88Åになるようにした。
(実施例3)
前記実施例1と同様な方法で実施するが、MgO保護膜の表面粗度(Rms)は150Åになるようにした。
(実施例4)
前記実施例1と同様な方法で実施するが、下記表1に示したようにMgO保護膜の表面粗度(Rms)は185Åになるようにした。
(実施例5)
前記実施例1と同様な方法で実施するが、MgO保護膜の表面粗度(Rms)は200Åになるようにした。
(実施例6)
前記実施例1と同様な方法で実施するが、MgO保護膜の表面粗度(Rms)は250Åになるようにした。
(実施例7)
前記実施例1と同様な方法で実施するが、MgO保護膜の表面粗度(Rms)は186Åになるようにした。
(比較例1)
一般的な蒸着方式によって、表面粗度の制御無しに、MgO保護膜の厚さは600nmであり表面粗度(Rms)は20ÅであるMgO保護膜を形成した。これは一般的な蒸着方式によるものであって放電遅延時間の増加によって高精細PDPの表示品位を低下させた。
(比較例2)
前記実施例1と同様な方法で実施するが、MgO保護膜の表面粗度(Rms)は50Åになるようにした。これは過度に制御された状態であり、この時の表示品位も放電遅延時間の増加でPDPの表示品位を低下させる同一な現象が観察された。
(比較例3)
前記実施例1と同様な方法で実施するが、MgO保護膜の表面粗度(Rms)は55Åになるようにした。これは過度に制御された状態であり、この時の表示品位も放電遅延時間の増加でPDPの表示品位を低下させる同一な現象が観察された。
(比較例4)
前記実施例1と同様な方法で実施するが、MgO保護膜の表面粗度(Rms)は265Åになるようにした。これは過度に制御された状態であり、この時の表示品位も放電遅延時間の増加でPDPの表示品位を低下させる同一な現象が観察された。
(比較例5)
前記実施例1と同様な方法で実施するが、MgO保護膜の表面粗度(Rms)は280Åになるようにした。これは過度に制御された状態であり、この時の表示品位も放電遅延時間の増加でPDPの表示品位を低下させる同一な現象が観察された。
(比較例6)
前記実施例1と同一な方法で実施するが、MgO保護膜の厚さは700nmであり、表面粗度(Rms)は300ÅであるMgO保護膜を形成した。これは制御されすぎた状態であり、この時の表示品位も放電遅延時間の増加でPDPの表示品位を低下させる同一な現象が観察された。
(実験例1)
前記実施例2、4、及び7によって製造したMgO保護膜のSEM(scanning electron microscope、走査電子顕微鏡)写真を測定し、その結果は図2A、図3A、及び図4Aに示した。また、前記実施例2、4、及び7の保護膜の表面粗度を示す斜視図を図2B、図3B、及び図4Bに示し、表面粗度の領域分析結果を図2C、図3C、及び図4Cに示した。
(実験例2)
また、前記実施例1乃至2及び比較例1、2の保護膜に対し電子放出特性(放電特性比較資料)及び内スパッタ性能を通常の方法で測定して、その結果を図5に示した。
図5の結果から見れば、本発明の実施例1、2の場合、MgO保護膜形成時に表面粗度が制御されて比較例1、2に比べて二次電子放出特性が優れていることが分かる。
(実験例3)
前記実施例1乃至6及び比較例2乃至6に対し、150eV(加速電圧)でのガンマ特性を実験した。前記加速電圧で表面粗度に対するガンマ係数(二次電子放出係数)を測定してその結果を下記表1及び図6に示した。
Figure 2005340214
前記表1及び図6から見れば、本発明による実施例1乃至6の場合ガンマ係数が比較例に比べて非常に優れており、特に150Å〜200Åである場合最も優れていた。
本発明の一実施例によるプラズマディスプレイパネルの上部基板の斜視図である。 本発明の一実施例によるプラズマディスプレイパネルの部分分解斜視図である。 本発明の一実施例によるプラズマディスプレイパネルのMgO保護膜表面を示したものであって、MgO保護膜のSEM(走査電子顕微鏡)写真である。 本発明の一実施例によるプラズマディスプレイパネルのMgO保護膜表面を示したものであって、MgO保護膜の表面粗度を示す斜視図である。 本発明の一実施例によるプラズマディスプレイパネルのMgO保護膜表面を示したものであって、MgO保護膜の表面粗度の領域分析結果である。 本発明の一実施例によるプラズマディスプレイパネルのMgO保護膜表面を示したものであって、MgO保護膜のSEM(走査電子顕微鏡)写真である。 本発明の一実施例によるプラズマディスプレイパネルのMgO保護膜表面を示したものであって、MgO保護膜の表面粗度を示す斜視図である。 本発明の一実施例によるプラズマディスプレイパネルのMgO保護膜表面を示したものであって、MgO保護膜の表面粗度の領域分析結果である。 本発明の一実施例によるプラズマディスプレイパネルのMgO保護膜表面を示したものであって、MgO保護膜のSEM(走査電子顕微鏡)写真である。 本発明の一実施例によるプラズマディスプレイパネルのMgO保護膜表面を示したものであって、MgO保護膜の表面粗度を示す斜視図である。 本発明の一実施例によるプラズマディスプレイパネルのMgO保護膜表面を示したものであって、MgO保護膜の表面粗度の領域分析結果である。 本発明の一実施例によるプラズマディスプレイパネルのMgO保護膜と従来のプラズマディスプレイパネルのMgO保護膜に対する耐スパッタ性能を比較して示したものである。 本発明の実施例による150eVの加速電圧での表面粗度に対するガンマ係数(二次電子放出係数)を測定して示したグラフである。 一般的な交流型プラズマディスプレイパネルの部分分解斜視図である。
符号の説明
10 プラズマディスプレイパネル
11 下部基板
13 上部基板
15 アドレス電極
17 複数の放電維持電極
19 第1誘電層
21 第2誘電層
23 隔壁
25 蛍光体層
27 保護膜

Claims (8)

  1. 任意の間隔をおいて互いに対向配置される第1基板及び第2基板;
    前記第1基板上に形成される複数のアドレス電極;
    前記アドレス電極を覆いながら第1基板に形成される第1誘電層;
    前記第1誘電層と所定の高さで提供され、第1基板と第2基板の間空間に配置されて所定間隔に区画された放電空間を形成する複数の隔壁;
    前記放電空間内に形成される蛍光層;
    前記第1基板に対向する第2基板の一面に前記アドレス電極と直交状態に配置される複数の放電維持電極;
    前記放電維持電極を覆いながら前記第2基板に形成される第2誘電層;及び
    前記第2誘電層を覆って形成され、表面粗度が60乃至250ÅRmsであるMgO保護膜
    を含むことを特徴とするプラズマディスプレイパネル。
  2. 前記MgO保護膜の透過率が90%以上であり、640nmでの屈折率が1.45乃至1.74であることを特徴とする、請求項1に記載のプラズマディスプレイパネル。
  3. 前記MgO保護膜の表面グレイン大きさが70乃至350nmであることを特徴とする、請求項1に記載のプラズマディスプレイパネル。
  4. 前記MgO保護膜の厚さが500乃至9000nmであることを特徴とする、請求項1に記載のプラズマディスプレイパネル。
  5. 前記MgO保護膜が電子ビーム蒸着、イオンプレーティング、スパッタ、イオンビーム支援堆積法、化学気相蒸着の中で選択された加熱蒸着法で形成されることを特徴とする、請求項1に記載のプラズマディスプレイパネル。
  6. 前記MgO保護膜の表面粗度は200乃至350℃の温度範囲に調節されることを特徴とする、請求項1に記載のプラズマディスプレイパネル。
  7. 前記MgO保護膜の表面粗度はガス分圧8×10-7乃至3×10-6torrの範囲に調節されることを特徴とする、請求項1に記載のプラズマディスプレイパネル。
  8. 前記ガス分圧は水素ガス分圧であることを特徴とする、請求項7に記載のプラズマディスプレイパネル。
JP2005152987A 2004-05-25 2005-05-25 プラズマディスプレイパネル Active JP4468239B2 (ja)

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