KR101039180B1 - 플라즈마 디스플레이 패널의 제조 방법 - Google Patents

Abstract

고정세이고 고휘도의 표시 성능을 구비하고, 또한 저소비 전력 플라즈마 디스플레이 패널을 실현하기 위해, 기초막(91) 형성 후에, 금속 산화물 입자, 유기 수지 성분, 희석 용제를 포함하는 금속 산화물 페이스트를 도포, 소성함으로써, 기초막(91)에 금속 산화물 입자를 복수개 부착시켜 형성하고, 또한 금속 산화물 페이스트는, 페이스트 내에 함유되는 금속 산화물 입자의 함유량이 1.5 체적％ 이하이고, 유기 수지 성분은 분자량 그레이드가 2종류 이상의 유기 수지 성분을 함유한다.

PDP, 전면판, 전면 글래스 기판, 주사 전극, 유지 전극, 표시 전극

Description

플라즈마 디스플레이 패널의 제조 방법{METHOD OF MANUFACTURING PLASMA DISPLAY PANEL}

본 발명은, 플라즈마 디스플레이 패널의 제조 방법에 관한 것이다.

플라즈마 디스플레이 패널(이하, PDP라고 칭함)은 플랫 패널 디스플레이(FPD) 중에서도 고속 표시가 가능하며, 또한 대형화가 용이하므로, 영상 표시 장치 및 홍보 표시 장치 등의 분야에서 널리 실용화되고 있다.

일반적으로 AC 구동 면방전형 PDP는 3전극 구조를 채용하고 있고, 전면판과 배면판의 2매의 글래스 기판이 소정의 간격으로 대향 배치된 구조로 되어 있다. 전면판은 글래스 기판 상에 형성된 스트라이프 형상의 주사 전극 및 유지 전극을 포함하는 표시 전극과, 이 표시 전극을 피복하여 전하를 축적하는 컨덴서로서의 기능을 이루는 유전체층과, 이 유전체층 상에 형성된 두께 1㎛ 정도의 보호막으로 구성되어 있다. 한편, 배면판은 글래스 기판 상에 복수 형성된 어드레스 전극과, 이 어드레스 전극을 덮는 기초 유전체층과, 그 위에 형성된 격벽과, 격벽에 의해 형성된 표시 셀내에 도포된 적색, 녹색 및 청색으로 각각 발광하는 형광체층으로 구성되어 있다.

전면판과 배면판은 그 전극 형성면측을 대향시켜 기밀 봉착되고, 격벽에 의 해 구획된 방전 공간에 네온(Ne)-크세논(Xe)의 방전 가스가 53㎪∼80.0㎪의 압력으로 봉입되어 있다. PDP는, 표시 전극에 영상 신호 전압을 선택적으로 인가함으로써 방전시키고, 그 방전에 의해 발생한 자외선이 각 색 형광체층을 여기하여 적색, 녹색, 청색의 발광을 시켜 컬러 화상 표시를 실현하고 있다(특허 문헌 1 참조).

이와 같은 PDP에서, 전면판의 유전체층 상에 형성되는 보호층은, 방전에 의한 이온 충격으로부터 유전체층을 보호하는 것, 어드레스 방전을 발생시키기 위한 초기 전자를 방출하는 것 등을 들 수 있다. 이온 충격으로부터 유전체층을 보호하는 것은, 방전 전압의 상승을 방지하는 중요한 역할이며, 또한 어드레스 방전을 발생시키기 위한 초기 전자를 방출하는 것은, 화상의 깜박거림의 원인으로 되는 어드레스 방전 미스를 방지하는 중요한 역할이다.

보호층으로부터의 초기 전자의 방출수를 증가시켜 화상의 깜박거림을 저감하기 위해서는, 예를 들면 산화 마그네슘(MgO)에 실리콘(Si)이나 알루미늄(Al)을 첨가하는 등의 시도가 행해지고 있다.

최근, 텔레비전은 고정세화가 진행되고 있고, 시장에서는 저코스트ㆍ저소비 전력ㆍ고휘도의 풀 HD(하이ㆍ디피니션)(1920×1080 화소:프로그레시브 표시) PDP가 요구되어 있다. 보호층으로부터의 전자 방출 특성은 PDP의 화질을 결정하기 때문에, 전자 방출 특성을 제어하는 것은 매우 중요하다.

[특허 문헌 1] 일본 특허 공개 제2007-48733호 공보

<발명의 개시>

상기 과제를 해결하기 위해, 본 발명의 PDP의 제조 방법은, 기판 상에 형성 한 표시 전극을 덮도록 유전체층을 형성함과 함께 유전체층 상에 보호층을 형성한 전면판과, 전면판에 방전 공간을 형성하도록 대향 배치되고 또한 표시 전극과 교차하는 방향으로 어드레스 전극을 형성함과 함께 방전 공간을 구획하는 격벽을 형성한 배면판을 갖는 PDP의 제조 방법으로서, 전면판의 보호층을 형성하는 보호층 형성 공정은, 유전체층 상에 기초막을 증착하여 형성하는 기초막 형성 공정과, 기초막에, 금속 산화물 입자와 유기 수지 성분과 희석 용제를 함유하는 금속 산화물 페이스트를 도포함과 함께, 그 후 금속 산화물 페이스트를 소성하여 기초막에 금속 산화물 입자를 복수개 부착시키는 금속 산화물 입자 형성 공정을 구비하고, 금속 산화물 페이스트에 함유되는 금속 산화물 입자의 함유량이 1.5 체적％ 이하이고, 유기 수지 성분은 분자량 그레이드가 적어도 2종류 이상인 유기 수지 성분을 함유하는 것이다.

이와 같은 구성에 따르면, 분산성, 인쇄성, 연소성이 우수한 금속 산화물 페이스트에 의해, 기초막 상에 금속 산화물 입자를 면내에 이산적으로 균일하게 부착시킬 수 있어, 면내의 피복률 분포를 균일하게 할 수 있다. 그 결과, 전자 방출 특성을 개선함과 함께, 전하 유지 특성도 겸비하고, 고화질과, 저코스트, 저전압을 양립할 수 있는 PDP를 제공함으로써, 저소비 전력과 고정세이며 고휘도의 표시 성능을 구비한 PDP를 실현할 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시 형태에서의 PDP의 구조를 도시하는 사시도.

도 2는 본 발명의 실시 형태에서의 PDP의 전면판의 구성을 도시하는 단면도.

도 3은 본 발명의 실시 형태에서의 PDP의 보호층의 형성 공정을 설명하는 플로우차트.

도 4는 본 발명의 실시 형태에서의 PDP의 제조 방법에 의한 금속 산화물 입자의 피복률의 측정 결과를 도시하는 도면.

도 5는 결정 입자의 캐소드 루미네센스 측정 결과를 도시하는 도면.

도 6은 본 발명의 실시 형태에서의 PDP의 전자 방출 특성과 Vscn 점등 전압의 검토 결과를 도시하는 특성도.

도 7은 결정 입자의 입경과 전자 방출 특성의 관계를 도시하는 특성도.

도 8은 결정 입자의 입경과 격벽 파손의 발생율과의 관계를 도시하는 특성도.

도 9는 응집 입자의 입도 분포의 일례를 나타내는 도면.

<부호의 설명>

1 : PDP

2 : 전면판

3 : 전면 글래스 기판

4 : 주사 전극

4a, 5a : 투명 전극

4b, 5b : 금속 버스 전극

5 : 유지 전극

6 : 표시 전극

7 : 블랙 스트라이프(차광층)

8 : 유전체층

9 : 보호층

10 : 배면판

11 : 배면 글래스 기판

12 : 어드레스 전극

13 : 기초 유전체층

14 : 격벽

15 : 형광체층

16 : 방전 공간

91 : 기초막

92 : 응집 입자

<발명을 실시하기 위한 최량의 형태>

이하, 본 발명의 실시 형태에 대해서 도면을 참조하면서 설명한다.

<실시 형태>

도 1은, 본 발명의 실시 형태에서의 PDP의 제조 방법에 의해 제조된 PDP(1)의 구조를 도시하는 사시도이다. 전면 글래스 기판(3) 등을 포함하는 전면판(2)과, 배면 글래스 기판(11) 등을 포함하는 배면판(10)이 대향하여 배치되고, 그 외주부를 글래스 프릿 등을 포함하는 봉착재에 의해 기밀 봉착되어 있다. PDP(1) 내부의 방전 공간(16)에는, 네온(Ne) 및 크세논(Xe) 등의 방전 가스가 53.3㎪∼80.0 ㎪인 압력으로 봉입되어 있다. 전면판(2)의 전면 글래스 기판(3) 상에는, 주사 전극(4) 및 유지 전극(5)을 포함하는 한 쌍의 띠 형상의 표시 전극(6)과 블랙 스트라이프(차광층)(7)가 서로 평행하게 각각 복수열 배치되어 있다. 전면 글래스 기판(3) 상에는 표시 전극(6)과 차광층(7)을 덮도록 컨덴서로서의 기능을 이루는 유전체층(8)이 형성되고, 또한 그 표면에 산화 마그네슘(MgO) 등을 포함하는 보호층(9)이 형성되어 있다.

배면판(10)의 배면 글래스 기판(11) 상에는, 전면판(2)의 주사 전극(4) 및 유지 전극(5)과 직교하는 방향으로, 복수의 띠 형상의 어드레스 전극(12)이 서로 평행하게 배치되고, 이를 기초 유전체층(13)이 피복하고 있다. 또한, 어드레스 전극(12)간의 기초 유전체층(13) 상에는, 방전 공간(16)을 구획하는 소정의 높이의 격벽(14)이 형성되어 있다. 격벽(14)간의 홈에는, 형광체층(15)이 형성되어 있다. 형광체층(15)은, 자외선에 의해 적색, 녹색 및 청색으로 각각 발광한다. 주사 전극(4) 및 유지 전극(5)과 어드레스 전극(12)이 교차하는 위치에는, 방전 셀이 형성되고, 컬러 표시를 위한 화소로 된다.

도 2는, 본 발명의 실시 형태에서의 PDP(1)의 전면판(2)의 구성을 도시하는 단면도이며, 도 2는 도 1과 상하 반전시켜 도시하고 있다. 도 2에 도시한 바와 같이, 플로트법 등에 의해 제조된 전면 글래스 기판(3)에, 주사 전극(4)과 유지 전극(5)을 포함하는 표시 전극(6)과 차광층(7)이 패턴 형성되어 있다. 주사 전극(4)과 유지 전극(5)은 각각 인듐 주석 산화물(ITO)이나 산화 주석(SnO₂) 등을 포함하는 투명 전극(4a, 5a)과, 투명 전극(4a, 5a) 상에 형성된 금속 버스 전극(4b, 5b)에 의해 구성되어 있다. 금속 버스 전극(4b, 5b)은, 투명 전극(4a, 5a)의 길이 방향으로 도전성을 부여하는 목적으로서 이용되고, 은(Ag) 재료를 주성분으로 하는 도전성 재료에 의해 형성되어 있다. 유전체층(8)은, 전면 글래스 기판(3) 상에 형성된 이들 투명 전극(4a, 5a)과 금속 버스 전극(4b, 5b)과 차광층(7)을 덮어서 형성한 제1 유전체층(81)과, 제1 유전체층(81) 상에 형성된 제2 유전체층(82)의 적어도 2층 구성하고 있다.

다음으로, 본 발명에서의 PDP(1)의 특징인 보호층(9)의 구성에 대해서 설명한다. 도 2에 도시한 바와 같이, 보호층(9)은 유전체층(8) 상에, 산화 마그네슘(MgO), 혹은 알루미늄(Al)을 함유하는 산화 마그네슘(MgO)을 포함하는 증착에 의해 기초막(91)을 형성함과 함께, 그 기초막(91) 상에, 금속 산화물인 산화 마그네슘(MgO)의 결정 입자가 복수개 응집한 응집 입자(92)를 이산적, 또한 전체면에 걸쳐서 거의 균일하게 분포되도록 형성하고 있다. 또한, 응집 입자(92)는, 기초막(91) 상에 2％∼12％의 범위의 피복률이고 또한 전체면에 걸쳐서 거의 균일하게 분포되도록 부착시키고 있다.

여기서, 피복률이란, 1개의 방전 셀의 영역에서, 응집 입자(92)가 부착되어 있는 면적 a를 1개의 방전 셀의 면적 b의 비율로 나타낸 것이며, 피복률(％)=a/b×100의 식에 의해 구한 것이다. 실제로 측정하는 경우의 방법으로서는, 예를 들면 격벽(14)에 의해 구획된 1개의 방전 셀에 상당하는 영역을 카메라에 의해 화상을 촬영하고, x×y의 1셀의 크기로 트리밍한 후, 트리밍 후의 촬영 화상을 흑백 데이 터에 2치화하고, 그 후 그 2치화한 데이터에 기초하여 응집 입자(92)에 의한 흑색 에리어의 면적 a를 구하고, 전술한 바와 같이 a/b×100의 식에 의해 연산함으로써 구한 것이다.

다음으로, PDP의 제조 방법에 대해서 설명한다. 우선, 도 2에 도시한 바와 같이, 전면 글래스 기판(3) 상에, 주사 전극(4) 및 유지 전극(5)과 차광층(7)을 형성한다. 이들 투명 전극(4a, 5a)과 금속 버스 전극(4b, 5b)은, 포토리소그래피법 등을 이용해서 패터닝하여 형성된다. 투명 전극(4a, 5a)은 박막 프로세스 등을 이용하여 형성되고, 금속 버스 전극(4b, 5b)은 은(Ag) 재료를 포함하는 페이스트를 소정의 온도에서 소성하여 고화하고 있다. 또한, 차광층(7)도 마찬가지로, 흑색 안료를 함유하는 페이스트를 스크린 인쇄하는 방법이나 흑색 안료를 전면 글래스 기판(3)의 전체면에 형성한 후, 포토리소그래피법을 이용하여 패터닝하고, 소성함으로써 형성된다.

그리고, 주사 전극(4), 유지 전극(5) 및 차광층(7)을 덮도록 전면 글래스 기판(3) 상에 유전체 페이스트를 다이 코트법 등에 의해 도포하여 유전체 페이스트층(유전체 재료층)(도시 생략)을 형성한다. 그 후, 유전체 페이스트층을 소성 고화함으로써, 주사 전극(4), 유지 전극(5) 및 차광층(7)을 덮는 유전체층(8)이 형성된다. 또한, 유전체 페이스트는 글래스 분말 등의 유전체 재료, 바인더 및 용제를 함유하는 도료이다.

다음으로, 유전체층(8) 상에 산화 마그네슘(MgO)을 포함하는 기초막(91)을 진공 증착법에 의해 형성한다.

이상의 공정에 의해, 전면 글래스 기판(3) 상에, 본 발명에서의 PDP의 응집 입자(92) 이외의 소정의 구성물(주사 전극(4), 유지 전극(5), 차광층(7), 유전체층(8), 기초막(91))이 형성된다.

다음으로, 본 발명의 실시 형태에서의 PDP(1)의 보호층(9)을 형성하는 제조 공정에 대해서, 도 3을 이용하여 설명한다. 도 3에 도시한 바와 같이, 유전체층(8)을 형성하는 유전체층 형성 공정 A1을 행한 후, 다음의 기초막 증착 공정 A2에서, 알루미늄(Al)을 함유하는 산화 마그네슘(MgO)의 소결체를 원재료로 한 진공 증착법에 의해, 주로 산화 마그네슘(MgO)을 포함하는 기초막(91)을 유전체층(8) 상에 형성한다.

그 후, 기초막 증착 공정 A2에서 형성한 기초막(91) 상에, 금속 산화물 입자를 포함하는 산화 마그네슘(MgO)의 결정 입자가 응집한 응집 입자(92)를, 이산적으로 부착 형성시키는 금속 산화물 페이스트막 형성 공정 A3에 들어간다. 금속 산화물 페이스트막 형성 공정 A3에서는, 산화 마그네슘(MgO)의 결정 입자가 응집한 응집 입자(92)가, 유기 수지 성분, 희석 용제와 함께 혼련된 금속 산화물 페이스트를 이용하고 있다. 이 금속 산화물 페이스트를 스크린 인쇄법 등에 의해 기초막(91) 상에 도포하고, 금속 산화물 페이스트막을 형성한다.

또한, 본 발명에서의 금속 산화물 페이스트의 상세에 대해서는, 후에 설명한다. 또한, 기초막 상에 금속 산화물 페이스트막을 형성하는 방법으로서는, 스크린 인쇄법 이외에, 스프레이법, 스핀 코트법, 다이 코트법, 슬릿 코트법 등을 이용할 수 있다.

다음으로, 금속 산화물 페이스트막을 건조시키는 건조 공정 A4를 행한다. 그 후, 기초막 증착 공정 A2에서 형성한 기초막(91)과, 건조 공정 A4를 실시한 금속 산화물 페이스트막을, 수백도의 온도에서 가열 소성하는 소성 공정 A5에서 동시에 소성한다. 이 소성 공정 A5에서, 금속 산화물 페이스트막에 남아 있는 용제나 수지 성분을 제거함으로써, 기초막(91) 상에 산화 마그네슘(MgO)의 결정 입자가 응집한 응집 입자(92)를 부착시킨 보호층(9)을 형성할 수 있다.

이들 금속 산화물 페이스트막 형성 공정 A3과, 건조 공정 A4와, 소성 공정 A5가 금속 산화물 입자 형성 공정으로 된다.

또한, 이상의 설명에서는 기초막(91)으로서, 산화 마그네슘(MgO)을 주성분으로 하였지만, 기초막(91)에는 이온 충격으로부터 유전체층(8)을 지키기 위한 높은 내스퍼터 성능을 갖는 것이며, 높은 전하 유지 능력, 즉 그다지 전자 방출 성능이 높지 않아도 된다.

종래의 PDP에서는, 일정 이상의 전자 방출 성능과 내스퍼터 성능이라고 하는 2개를 양립시키기 위해, 산화 마그네슘(MgO)을 주성분으로 한 보호층을 형성하는 경우가 매우 많았다. 그러나, 본 발명에서는 금속 산화물의 결정 입자에 의해, 전자 방출 성능을 지배적으로 제어하는 구성으로 하고 있다. 그 때문에, 기초막(91)은 산화 마그네슘(MgO)일 필요는 전혀 없고, 산화 알루미늄(Al₂O₃) 등의 내스퍼터 성능이 우수한 다른 재료를 이용하여도 전혀 상관없다.

또한, 전술한 설명에서는, 금속 산화물의 결정 입자로서 산화 마그네슘(MgO) 의 결정 입자를 이용하여 설명하였지만, 이 외의 결정 입자에서도, 산화 마그네슘(MgO) 마찬가지로 높은 전자 방출 성능을 갖는, 스트론튬(Sr), 칼슘(Ca), 바륨(Ba), 알루미늄(Al) 등의 금속 산화물에 의한 결정 입자를 이용하여도 마찬가지의 효과를 얻을 수 있다. 그 때문에, 결정 입자의 종류로서는, 특히 산화 마그네슘(MgO)에 한정되는 것은 아니다.

이상의 공정에 의해, 전면 글래스 기판(3) 상에, 주사 전극(4), 유지 전극(5), 차광층(7), 유전체층(8), 기초막(91), 금속 산화물 입자로 되는 결정 입자의 응집 입자(92)가 형성된다.

한편, 배면판(10)은 다음과 같이 하여 형성된다. 우선, 배면 글래스 기판(11) 상에, 은(Ag) 재료를 포함하는 페이스트를 스크린 인쇄하는 방법이나, 금속막을 전체면에 형성한 후, 포토리소그래피법을 이용하여 패터닝하는 방법 등에 의해 어드레스 전극(12)용의 구성물로 되는 재료층을 형성한다. 이 재료층을 소정의 온도에서 소성함으로써 어드레스 전극(12)을 형성한다. 다음으로, 어드레스 전극(12)이 형성된 배면 글래스 기판(11) 상에, 다이 코트법 등에 의해 어드레스 전극(12)을 덮도록 유전체 페이스트를 도포하여 유전체 페이스트층을 형성한다. 그 후, 유전체 페이스트층을 소성함으로써 기초 유전체층(13)을 형성한다. 또한, 유전체 페이스트는 글래스 분말 등의 유전체 재료와 바인더 및 용제를 함유한 도료이다.

다음으로, 기초 유전체층(13) 상에 격벽(14)의 재료를 포함하는 격벽 형성용 페이스트를 도포하여 소정의 형상으로 패터닝함으로써, 격벽 재료층을 형성한다. 그 후, 이 격벽 재료층을 소성함으로써 격벽(14)을 형성한다. 여기서, 기초 유전체층(13) 상에 도포한 격벽 형성용 페이스트를 패터닝하는 방법으로서는, 포토리소그래피법이나 샌드 블러스트법 등을 이용할 수 있다. 다음으로, 인접하는 격벽(14)간의 기초 유전체층(13) 상 및 격벽(14)의 측면에 형광체 재료를 포함하는 형광체 페이스트를 도포하고, 소성함으로써 형광체층(15)이 형성된다. 이상의 공정에 의해, 배면 글래스 기판(11) 상에 소정의 구성 부재를 갖는 배면판(10)이 완성된다.

이와 같이 하여 소정의 구성 부재를 구비한 전면판(2)과 배면판(10)을 주사 전극(4)과 어드레스 전극(12)이 직교하도록 대향 배치하고, 그 주위를 글래스 프릿으로 봉착하고, 방전 공간(16)에 네온(Ne), 크세논(Xe) 등을 함유하는 방전 가스를 봉입함으로써 PDP(1)가 완성된다.

다음으로, 본 발명에서의 PDP의 제조 방법의, 금속 산화물 페이스트막 형성 공정 A3에서, 금속 산화물의 결정 입자를 부착시킨 층을 기초막(91)에 형성하기 위한 금속 산화물 페이스트에 대해서 설명한다. 특히, 페이스트의 양산 안정성 효과를 확인하기 위해 행한 실험 결과에 대해서 설명한다. 이후의 설명 중에서 설명하는 사용 약품종 및 그 양 등의 수치 조건은, 본 발명의 범위 내의 일례에 지나지 않고, 본 발명은 이에 한정되지 않는다.

금속 산화물 페이스트에 대해서, 표 1로 나타내는 조성에 의해 조제하였다.

조성물 1은, 금속 산화물로서는 입경 1.2㎛의 산화 마그네슘(MgO) 결정 입자의 분말 0.2 체적％, 희석 용제로서는 부틸카르비톨 68.4 체적％와 터피네올 22.8 체적％를 이용하였다. 또한, 유기 수지 성분으로서는 에틸셀룰로오스(닛신 가세이사제)를 이용하고, 점도가 10cP의 분자량 그레이드의 에틸셀룰로오스(로트 a)를 3.44 체적％, 점도가 100cP의 분자량 그레이드의 에틸셀룰로오스(로트 A)를 5.16 체적％의 비율로 용해ㆍ혼합한 것을 이용하였다. 이들 금속 산화물의 분말, 부틸카르비톨과 터피네올, 에틸셀룰로오스를 3본 롤로 균질하게 분산 혼합하여, 금속 산화물 페이스트를 조제한 것이다. 이 조성물 1의 페이스트 점도는 19920m㎩ㆍs이었다. 여기서 페이스트 점도는, 레오스트레스 RS600(Hakke사제)을 이용하고, 전단 속도 D=1(1/s)시의 점도값으로 나타내고 있다.

또한, 조성물 2는, 10cP의 분자량 그레이드의 에틸셀룰로오스(로트 b)를 2.60 체적％, 100cP의 분자량 그레이드의 에틸셀룰로오스(로트 B)를 6.00 체적％ 이용한 것 이외에는, 모두 전술한 조성물 1과 동일한 조성에 의해 페이스트를 조제한 것으로, 조성물 2의 점도는 21050m㎩ㆍs이었다.

또한, 조성물 3은, 10cP의 분자량 그레이드의 에틸셀룰로오스(로트 c)를 2.60 체적％, 100cP의 분자량 그레이드의 에틸셀룰로오스(로트 C)를 6.00 체적％ 이용한 것 이외에는, 모두 전술한 조성물 1과 동일한 조성에 의해 페이스트를 조제한 것으로, 조성물 3의 점도는 19400m㎩ㆍs이었다.

또한, 조성물 4는, 10cP의 분자량 그레이드의 에틸셀룰로오스(로트 d)를 1.72 체적％, 100cP의 분자량 그레이드의 에틸셀룰로오스(로트 D)를 6.88 체적％ 이용한 것 이외에는, 모두 전술한 조성물 1과 동일한 조성에 의해 페이스트를 조제한 것으로, 조성물 4의 점도는 20070m㎩ㆍs이었다.

또한, 본 발명의 실시 형태에서, 유기 수지 성분은 에틸셀룰로오스를 이용하고 있지만, 그 이외에도, 히드록시프로필셀룰로오스, 히드록시에틸셀룰로오스, 히드록시프로필메틸셀룰로오스프탈레이트, 히드록시프로필메틸셀룰로오스아세테이트 등의 셀룰로오스 유도체를 이용할 수 있다.

또한, 전술한 셀룰로오스 유도체 외에, 아크릴산, 메타크릴산, 아크릴산 메틸, 메타크릴산 메틸, 아크릴산 에틸, 메타크릴산 에틸, 아크릴산 부틸, 메타크릴산 부틸, 아크릴산 이소부틸, 메타크릴산 이소부틸, 푸마르산 모노메틸, 푸마르산 모노에틸, 푸마르산 모노프로필, 말레산 모노메틸, 말레산 모노에틸, 말레산 모노프로필, 소르빈산, 히드록시메틸아크릴레이트, 2-히드록시에틸아크릴레이트, 2-히드록시메틸메타크릴레이트, 2-히드록시프로필메타크릴레이트, 히드로퀴논 모노아크릴레이트, 히드로퀴논 모노메타크릴레이트, 히드로퀴논 디아크릴레이트, 히드로퀴논 디2-히드록시에틸아크릴레이트, 2-히드록시에틸메타크릴레이트, 2-히드록시프로필메타크릴레이트, N-부틸아크릴레이트, N-부틸메타크릴레이트, 이소부틸아크릴레이트, 이소부틸메타크릴레이트, 2-에틸헥실아크릴레이트, 2-에틸헥실메타크릴레이트, 벤질아크릴레이트, 벤질메타크릴레이트, 페녹시아크릴레이트, 페녹시메타크릴레이트, 이소보르닐아크릴레이트, 이소보르닐메타크릴레이트, 에틸렌글리콜디메타크릴레이트, 트리에틸렌글리콜디아크릴레이트, 트리에틸렌글리콜디메타크릴레이트, 테트라에틸렌글리콜디아크릴레이트, 테트라에틸렌글리콜디메타크릴레이트, 부틸렌글리콜디메타크릴레이트, 프로필렌글리콜디아크릴레이트, 프로필렌글리콜디메타크릴레이트, 트리메틸올에탄트리아크릴레이트, 트리메틸올에탄트리메타크릴레이트, 트리메틸올프로판트리아크릴레이트, 트리메틸올프로판트리메타크릴레이트, 테트라메틸올프로판테트라아크릴레이트, 테트라메틸올프로판테트라메타크릴레이트, 1,6-헥산디올디아크릴레이트, 1,6-헥산디올디메타크릴레이트, 칼도에폭시디아크릴레이트, 글리시딜메타크릴레이트, 글리실메타크릴레이트, 에틸렌글리콜디아크릴레이트, 이들 예시 화합물의 (메트)아크릴레이트를 푸말레이트로 대체한 푸마르산 에스테르, 멀레이트로 대체한 말레산 에스테르, 크로토네이트로 대체한 크로톤산 에스테르, 이타코네이트로 대체한 이타콘산 에스테르, 우레탄메타크릴레이트, 스티렌, 아크릴아미드, 메타크릴아미드, 아크릴로니트릴, 메타크릴로니트릴 등의 중합체 또는 공중합체 등의 아크릴계 수지를 단독 혹은 셀룰로오스 유도체와 조합해서 사용하여도 된다.

또한, 표 1에 기재된 희석 용제는, 디에틸렌글리콜모노부틸에테르(부틸카르비톨)와 터피네올을 이용하고 있지만, 그 이외에도, 에틸렌글리콜모노메틸에테르, 에틸렌글리콜모노에틸에테르, 프로필렌글리콜모노메틸에테르, 프로필렌글리콜모노에틸에테르, 디에틸렌글리콜모노메틸에테르, 디에틸렌글리콜모노에틸에테르, 디에틸렌글리콜디메틸에테르, 디에틸렌글리콜디에틸에테르, 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트, 프로필렌글리콜모노에틸에테르아세테이트, 2-메톡시부틸아세테이트, 3-메톡시부틸아세테이트, 4-메톡시부틸아세테이트, 2-메틸-3-메톡시부틸아세테이트, 3-메틸-3-메톡시부틸아세테이트, 3-에틸-3-메톡시부틸아세테이트, 2-에톡시부틸아세테이트, 4-에톡시부틸아세테이트, 4-프로폭시부틸아세테이트, 2-메톡시펜틸아세테이트 등을, 단독이어도, 또는 2종 이상을 조합하여도 사용할 수 있다.

또한, 페이스트 내에는, 필요에 따라서 가소제로서 프탈산 디옥틸, 프탈산 디부틸, 인산 트리페닐, 인산 트리부틸을 첨가하고, 분산제로서 글리세롤모노올레이트, 소르비탄세스퀴올레에이트, 호모게놀(Kao코퍼레이션사 제품명), 알킬알릴기의 인산 에스테르 등을 첨가하여도 된다.

이상과 같이 조제한 금속 산화물 페이스트를 주사 전극(4), 유지 전극(5), 차광층(7), 유전체층(8), 기초막(91)이 형성된 전면 글래스 기판(3) 상에, 스크린 인쇄법을 이용하여 도포한다. 이와 같이 하여, 산화 마그네슘(MgO)의 결정 입자가 복수개 응집한 응집 입자(92)를 기초막(91) 상에 부착시킨 층을 형성하고, 각 조성물 1∼4에서의 기초막(91) 상에의 응집 입자(92)의 피복률과, 그 피복률의 변동을 조사하였다. 이 결과를 도 4에 도시한다. 또한, 스크린 인쇄법에 이용한 스크린판에는 L38OS 메쉬를 사용하였다. 여기서 말하는 피복률의 변동이란, 전술한 방법에서 구한 면내 54점의 피복률에 대해서, 표준 편차 σ와 평균값 M를 구하고, σ를 평균으로 나눈 값이다. 즉, 피복률 면내 변동=σ/M×100(％)로 나타낸다.

도 4에서 알 수 있는 바와 같이, 분자량 그레이드가 2종류 이상의 유기 수지 성분인 에틸셀룰로오스를 함유하는 조성으로 함으로써, 페이스트 내에 함유되는 금속 산화물량, 용제량, 유기 수지 성분량 중 어느 하나의 비율도 바꾸지 않고 점도를 안정화시킬 수 있고, 그 결과 스크린 인쇄성에의 영향을 억제하는 것이 가능하며, 피복률 평균, 피복률 면내 변동을 안정화시킬 수 있다.

또한, 상기 조성물 중, 에틸셀룰로오스의 분자량 그레이드를 서로 다르게 하는 예로서, 10cP의 에틸셀룰로오스와 100cP의 에틸셀룰로오스를 이용하는 예를 나타냈지만, 그 이외에도 4cP, 45cP, 200cP, 300cP의 에틸셀룰로오스를 이용할 수 있다.

또한, 전술한 바와 같이, 본 발명의 실시 형태에서의 PDP(1)에서는, 그 방전 특성상, 산화 마그네슘(MgO)의 응집 입자(92)의 피복률은, 2％∼12％의 범위가 바람직하다고 하고 있다. 이 때, 피복률은 금속 산화물 페이스트막의 막 두께로 결정되기 때문에, 스크린 인쇄로 형성 가능한 막 두께 범위에 기초하면, 금속 산화물 페이스트 내의 산화 마그네슘(MgO)의 응집 입자(92)의 함유량은 0.01 체적％∼1.5 체적％의 범위가 바람직하다.

이상과 같이, 본 발명에서의 금속 산화물의 입자와 유기 수지 성분과 희석 용제를 함유하는 금속 산화물 페이스트로서, 페이스트 내에 함유되는 금속 산화물의 입자의 함유량을 1.5 체적％ 이하로 하고, 유기 수지 성분은 분자량 그레이드가 2종류 이상인 유기 수지 성분을 함유하도록 하고 있다. 이 결과, 이와 같은 금속 산화물 페이스트를 이용하면, 그 점도 특성과 함께 분산성, 인쇄성, 연소성이 안정되기 때문에, 스크린 인쇄법에 의해 기초막(91) 면 상에의 균일한 도포와, 점도 변화 등이 없는 양산 안정성에 적합한 페이스트를 실현할 수 있다.

다음으로, 본 발명의 실시 형태에서의 PDP의 제조 방법에 의해 제조한 PDP(1)의 성능을 비교한 실험 결과에 대해서 설명한다.

우선 구성의 상이한 보호층을 갖는 PDP를 시작하였다. 시작품 1은 산화 마그네슘(MgO)막만에 의한 보호층(9)을 형성한 PDP(1), 시작품 2는 알루미늄(Al), 실리콘(Si) 등의 불순물을 도프한 산화 마그네슘(MgO)만에 의한 보호층(9)을 형성한 PDP, 시작품 3은 본 발명에 관한 PDP(1)에서, 산화 마그네슘(MgO)의 기초막(91) 상에 금속 산화물을 포함하는 결정 입자의 응집 입자(92)를 전체면에 걸쳐서 거의 균일하게 분포되도록 부착시킨 PDP(1)이다. 또한, 시작품 3에서, 금속 산화물로서는 산화 마그네슘(MgO)의 단결정 입자를 이용하고, 캐소드 루미네센스를 측정한 바, 도 5에 도시한 바와 같은 특성을 갖고 있었다.

이들 3종류의 보호층(9)의 구성을 갖는 PDP(1)에 대해서, 그 전자 방출 성능과 전하 유지 성능을 조사하였다.

또한, 전자 방출 성능은, 클수록 전자 방출량이 많은 것을 나타내는 수치로, 방전의 표면 상태 및 가스종과 그 상태에 따라서 정해지는 초기 전자 방출량으로써 표현한다. 초기 전자 방출량에 대해서는 표면에 이온, 혹은 전자 빔을 조사하여 표면으로부터 방출되는 전자 전류량을 측정하는 방법으로 측정할 수 있지만, 전면판(2) 표면의 평가를 비파괴로 실시하는 것은 곤란을 수반한다. 따라서, 일본 특허 공개 제2007-48733호 공보에 기재되어 있는 바와 같이, 방전 시의 지연 시간 중, 통계 지연 시간이라고 불리는 방전의 발생 용이함의 기준으로 되는 수치를 측정하였다. 그 수치의 그 역수를 적분하면, 초기 전자의 방출량과 선형에 대응하는 수치로 되기 때문에, 여기서는 이 수치를 이용하여 평가하고 있다. 이 방전 시의 지연 시간이란, 펄스의 상승으로부터 방전이 지연되어 행해지는 방전 지연의 시간을 의미한다. 방전 지연은, 방전이 개시될 때에 트리거로 되는 초기 전자가 보호층(9) 표면으로부터 방전 공간(16) 내로 방출되기 어려운 것이 주요한 요인으로서 생각되고 있다.

또한, 전하 유지 성능은, 그 지표로서, PDP(1)로서 작성한 경우에 전하 방출 현상을 억제하기 위해 필요로 하는, 주사 전극(4)에 인가하는 전압(이하 Vscn 점등 전압이라고 호칭함)의 전압값을 이용하였다. 즉, Vscn 점등 전압이 낮은 쪽이 전하 유지 능력이 높은 것을 나타낸다. 이것은, PDP의 패널 설계상에서도 저전압으로 구동할 수 있기 때문에, 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. 그 때문에, Vscn 점등 전압으로서는, 온도에 의한 변동을 고려하여 120V 이하로 억제하는 것이 바람직하다.

이들 전자 방출 성능과 전하 유지 성능에 대해서 조사한 결과를 도 6에 도시하고 있다. 도 6에서, 횡축의 전자 방출 성능은 시작품 1에서의 전자 방출 성능을 기준으로서 나타내고 있다. 도 6으로부터 명백한 바와 같이, 산화 마그네슘(MgO)의 기초막(91) 상에, 산화 마그네슘(MgO)의 결정 입자의 응집 입자(92)를 전체면에 걸쳐서 거의 균일하게 분포되도록 형성한 시작품 3은, 전하 유지 성능의 평가에서, Vscn 점등 전압을 120V 이하로 할 수 있고, 또한 전자 방출 성능도 시작품 1에 비교하여 6배 이상의 양호한 특성을 얻을 수 있다.

일반적으로는 PDP(1)의 보호층(9)의 전자 방출 능력과 전하 유지 능력은 상반된다. 예를 들면, 보호층(9)의 성막 조건을 변경하고, 또한 보호층(9) 내에 알루미늄(Al)이나 실리콘(Si), 바륨(Ba) 등의 불순물을 도핑하여 성막함으로써, 전자 방출 성능을 향상시키는 것은 가능하지만, 부작용으로서 Vscn 점등 전압도 상승하게 된다.

그러나, 본 발명에 따르면 고정세화에 의해 주사선 수가 증가하고, 또한 셀 사이즈가 작아지는 경향이 있는 PDP에 대해, 전자 방출 능력과 전하 유지 능력의 양방을 만족시키는 보호층(9)을 형성할 수 있다.

다음으로, 시작품 3에 이용한 결정 입자의 입경에 대해서 설명한다. 또한, 이하의 설명에서, 입경이란 평균 입경을 의미하고, 평균 입경이란, 체적 누적 평균 직경(D50)인 것을 의미하고 있다.

도 7은, 도 6에서 설명한 본 발명의 시작품 3에서, 산화 마그네슘(MgO)의 결정 입자의 입경을 변화시켜 전자 방출 성능을 조사한 실험 결과를 나타내는 것이다. 또한, 도 7에서, 산화 마그네슘(MgO)의 결정 입자의 입경은, 마이크로 트랙 HRA 입도 분포계로, 시약 1급 이상의 에탄올 용액 내에서 입도 분포를 측정하였을 때의 평균 입경을 나타내고, 또한 결정 입자를 SEM 관찰함으로써 측정하고 있다.

도 7에 도시한 바와 같이, 입경이 0.3㎛ 정도로 작아지면, 전자 방출 성능이 낮아지고, 거의 0.9㎛ 이상이면, 높은 전자 방출 성능이 얻어지는 것을 알 수 있다.

그런데, 방전 셀내에서의 전자 방출수를 증가시키기 위해서는, 보호층(9) 상의 단위 면적당의 결정 입자수는 많은 쪽이 바람직하다. 본 발명자들의 실험에 따르면, 전면판(2)의 보호층(9)과 밀접하게 접촉하는 배면판(10)의 격벽(14)의 꼭대기부에 상당하는 부분에 결정 입자가 존재함으로써, 격벽(14)의 꼭대기부를 파손시킨다. 그 결과, 그 재료가 형광체층(15) 상에 올라타는 등에 의해, 해당하는 셀이 정상적으로 점등 소등하지 않게 되는 현상이 발생하는 것을 알 수 있었다. 이 격벽 파손의 현상은, 결정 입자가 격벽(14)의 꼭대기부에 대응하는 부분에 존재하지 않으면 발생하기 어려우므로, 부착시키는 결정 입자수가 많아지면, 격벽(14)의 파손 발생 확률이 높아진다.

도 8은, 도 6에서 설명한 본 발명에서의 시작품 3에서, 단위 면적당에 입경이 서로 다른 동일한 수의 결정 입자를 산포하고, 격벽 파손의 관계를 실험한 결과를 나타내는 도면이다. 이 도 8로부터 명백한 바와 같이, 결정 입자직경이 2.5㎛ 정도로 커지면, 격벽 파손의 확률이 급격하게 높아지지만, 2.5㎛보다 작은 입자직경이면, 격벽 파손의 확률은 비교적 작게 억제할 수 있는 것을 알 수 있다.

이상의 결과에 기초하면, 본 발명에 관한 PDP(1)에서의 보호층(9)에서는, 결정 입자가 응집한 응집 입자(92)로서, 입경이 0.9㎛ 이상 2.5㎛ 이하인 것이 바람직하다고 생각되지만, PDP로서 실제로 양산하는 경우에는, 결정 입자의 제조상에서의 변동이나 보호층(9)을 형성하는 경우의 제조상에서의 변동을 고려할 필요가 있다.

도 9는, 본 발명의 실시 형태에서의 PDP(1)에 이용한, 응집 입자(92)의 입도 분포의 일례를 나타내는 도면이다. 응집 입자(92)는 도 9에 도시한 바와 같은 분포를 갖는다. 도 7에 도시한 전자 방출 특성, 및 도 8에 도시한 격벽 파손 특성으로부터, 평균 입경인 체적 누적 평균 직경(D50)이, 0.9㎛∼2㎛인 범위에 있는 응집 입자(92)를 사용하는 것이 바람직하다.

이상과 같이, 본 발명의 실시 형태에서의 금속 산화물 페이스트를 이용하여 형성한 보호층(9)을 갖는 PDP(1)에서는, 전자 방출 능력으로서 6이상의 특성을 갖고, 전하 유지 능력으로서는 Vscn 점등 전압이 120V 이하인 것을 얻을 수 있다. 그 결과, 고정세화에 의해 주사선 수가 증가하고, 또한 셀 사이즈가 작아지는 경향이 있는 PDP(1)의 보호층(9)으로서, 전자 방출 능력과 전하 유지 능력의 양쪽을 만족시켜, 고정세이고 고휘도의 표시 성능을 구비하고, 또한 저소비 전력의 PDP를 실현할 수 있다.

그런데, 본 발명에서의 PDP에서는, 전술한 바와 같이 산화 마그네슘(MgO)의 결정 입자의 응집 입자(92)는, 2％∼12％의 범위의 피복률이고 또한 전체면에 걸쳐서 분포되도록 부착시키고 있다. 이것은, 본 발명자들이 응집 입자(92)의 피복률을 변화시킨 샘플을 시작하고, 그들 샘플의 특성을 조사한 결과에 기초하고 있다. 즉, 응집 입자(92)의 피복률이 높아지는 것에 따라서, Vscn 점등 전압이 커져서 악화되고, 반대로 피복률이 작아지는 것에 따라서, Vscn 점등 전압이 작아지는 특성을 나타내는 것을 알 수 있었다. 즉, 산화 마그네슘(MgO)의 응집 입자(92)를 부착시킨 것에 의한 효과를 충분히 발휘시키기 위해서는, 응집 입자(92)의 피복률은 12％ 이하로 하면 되는 것을 알 수 있었다.

한편, 산화 마그네슘(MgO)의 응집 입자(92)는, 특성의 변동을 작게 하기 위해서는 각 방전 셀에 존재하고 있는 것이 필요하다. 그를 위해서는 기초막(91) 상에 전체면에 걸쳐서 거의 균일하게 분포되도록 부착시킬 필요가 있다. 따라서, 피복률이 작은 경우, 면내에서의 변동이 커지는 경향을 나타내고, 응집 입자(92)의 방전 셀간에서의 부착 상태의 변동이 커지게 되는 것을 알 수 있었다. 본 발명자들이 실험한 결과에서는, 피복률이 4％ 이상으로 되도록 산화 마그네슘(MgO)의 결정 입자의 응집 입자(92)를 부착시키면, 면내 변동을 약 4％ 이하로 억제할 수 있는 것을 알 수 있었다. 또한, 피복률이 2％ 이상으로 되도록 산화 마그네슘(MgO)의 결정 입자의 응집 입자(92)를 부착시킨 경우도, 면내 변동을 약 6％ 정도로 억제할 수 있어, 실용상은 문제없는 것을 알 수 있었다.

이들 결과로부터, 본 발명에서는 피복률이 2％∼12％의 범위로 되도록 산화 마그네슘(MgO)의 결정 입자의 응집 입자(92)를 부착시키는 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 피복률이 4％∼12％의 범위로 되도록 응집 입자(92)를 부착시키는 것이 바람직하다.

이상과 같이 본 발명은, 고정세이고 고휘도의 표시 성능을 구비하고, 또한 저소비 전력의 PDP를 실현하는 점에서 유용하다.

Claims (3)

1. 기판 상에 형성한 표시 전극을 덮도록 유전체층을 형성함과 함께 상기 유전체층 상에 보호층을 형성한 전면판과, 상기 전면판에 방전 공간을 형성하도록 대향 배치되고 또한 상기 표시 전극과 교차하는 방향으로 어드레스 전극을 형성함과 함께 상기 방전 공간을 구획하는 격벽을 형성한 배면판을 갖는 플라즈마 디스플레이 패널의 제조 방법으로서,

   상기 전면판의 상기 보호층을 형성하는 보호층 형성 공정은,

   상기 유전체층 상에 기초막을 증착하여 형성하는 기초막 형성 공정과,

   상기 기초막에, 금속 산화물 입자와 유기 수지 성분과 희석 용제를 함유하는 금속 산화물 페이스트를 도포함과 함께, 그 후 상기 금속 산화물 페이스트를 소성하여 상기 기초막에 상기 금속 산화물 입자를 복수개 부착시키는 금속 산화물 입자 형성 공정을 구비하고,

   상기 금속 산화물 페이스트는, 상기 금속 산화물 입자의 함유량이 1.5 체적％ 이하이고, 또한 상기 유기 수지 성분은 분자량 그레이드가 적어도 2종류 이상인 유기 수지 성분을 함유하는 것을 이용하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널의 제조 방법.
2. 제1항에 있어서,

   상기 금속 산화물 페이스트의 상기 금속 산화물 입자의 함유량이 0.01∼1.50 체적％의 범위인 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널의 제조 방법.
3. 제1항에 있어서,

   스크린 인쇄법에 의해 상기 금속 산화물 페이스트를 도포하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널의 제조 방법.

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