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発明の名称 プラズマディスプレイパネル及びその製造方法
発行国 日本国特許庁(JP)
公報種別 公開特許公報(A)
公開番号 特開2007−184264(P2007−184264A)
公開日 平成19年7月19日(2007.7.19)
出願番号 特願2006−340358(P2006−340358)
出願日 平成18年12月18日(2006.12.18)
代理人 【識別番号】110000165
【氏名又は名称】グローバル・アイピー東京特許業務法人
発明者 金 甫鉉 / 朴 ▲ミン▼洙 / 朴 徳海 / 柳 炳吉 / 金 泳成
要約 課題
放電開始電圧を下げうるプラズマディスプレイパネル及びその製造方法を提供する。

解決手段
隔壁を介して相対向する上部パネル及び下部パネルを備えるプラズマディスプレイパネルであって、酸化マグネシウムを含む第1保護膜と、前記第1保護膜上に形成され、二次電子の放出物質を含む第2保護膜と、を備える構成とした。
特許請求の範囲
【請求項1】
隔壁を介して相対向する上部パネル及び下部パネルを備えるプラズマディスプレイパネルであって、
酸化マグネシウムを含む第1保護膜と、
前記第1保護膜上に形成され、二次電子の放出物質を含む第2保護膜と、
を備えることを特徴とする、プラズマディスプレイパネル。
【請求項2】
前記二次電子放出物質は、結晶型酸化物であり、前記第2保護膜中でパーティクルの形状で備えられたことを特徴とする、請求項1に記載のプラズマディスプレイパネル。
【請求項3】
前記結晶型酸化物は、アルカリ土類金属酸化物、アルカリ金属酸化物及び遷移金属酸化物のうち少なくとも一つであることを特徴とする、請求項2に記載のプラズマディスプレイパネル。
【請求項4】
前記アルカリ土類金属酸化物は、MgO、BeO、CaO、SrO及びBaOのうち少なくとも一つであることを特徴とする、請求項3に記載のプラズマディスプレイパネル。
【請求項5】
前記アルカリ金属酸化物は、LiO、NaO、KO、RbO及びCsOのうち少なくとも一つであることを特徴とする、請求項3に記載のプラズマディスプレイパネル。
【請求項6】
前記遷移金属酸化物は、TiO、Y、ZrO、Ta、ZnO、CoO及びMnOのうち少なくとも一つであることを特徴とする、請求項3に記載のプラズマディスプレイパネル。
【請求項7】
前記結晶型酸化物は、Al、SiO、GeO、SnO、La、CeO、Eu及びGdのうち少なくとも一つであることを特徴とする、請求項2に記載のプラズマディスプレイパネル。
【請求項8】
前記第2保護膜の分布面積は、前記第1保護膜の分布面積の一部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。
【請求項9】
前記二次電子放出物質は、前記酸化マグネシウムよりも電子衝撃による二次電子放出係数が高い物質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。
【請求項10】
前記第2保護膜は、単結晶構造の粒子を含んでなることを特徴とする、請求項9に記載のプラズマディスプレイパネル。
【請求項11】
前記単結晶は、KBr、KCl、KI、NaBr、NaCl、NaF、NaI及びLiFのうち少なくとも一つであることを特徴とする、請求項10に記載のプラズマディスプレイパネル。
【請求項12】
前記第2保護膜は、多結晶構造の粒子を含んでなることを特徴とする、請求項9に記載のプラズマディスプレイパネル。
【請求項13】
前記多結晶は、CsCl、KCl、KI、NaBr、NaCl、NaF、NaI、LiF、RbCl、AlCO、BaO、BeO、BaF、CaF、BiCs、GeCs、RbSb及びSbCsのうち少なくとも一つであることを特徴とする、請求項12に記載のプラズマディスプレイパネル。
【請求項14】
上部パネルの誘電体層上に、酸化マグネシウムを含む第1保護膜を形成する段階と、
前記第1保護膜上に二次電子放出物質を含む第2保護膜を形成する段階と、
を備えることを特徴とする、プラズマディスプレイパネルの製造方法。
【請求項15】
前記二次電子放出物質は、結晶型酸化物であり、前記第2保護膜中にパーティクルの形状で形成されることを特徴とする、請求項14に記載のプラズマディスプレイパネルの製造方法。
【請求項16】
前記第2保護膜を形成する段階は、
液状ペーストを製造して前記第1保護膜上に塗布する段階と、
前記液状ペーストの塗布された第1保護膜を乾燥し焼成する段階と、
を備えることを特徴とする、請求項15に記載のプラズマディスプレイパネルの製造方法。
【請求項17】
前記液状ペーストを製造して前記第1保護膜上に塗布する段階は、
スプレーコーティング(spray coating)法、バー(bar)コーティング法、スピン(spin)コーティング法、ブレード(blade)コーティング法及びインクジェット(inkjet)法のうちいずれか一方法を用いることを特徴とする、請求項16に記載のプラズマディスプレイパネルの製造方法。
【請求項18】
前記二次電子放出物質は、前記酸化マグネシウムよりも電子衝撃による二次電子放出係数が高い物質であることを特徴とする、請求項14に記載のプラズマディスプレイパネルの製造方法。
【請求項19】
前記第2保護膜を形成する段階は、液相法、グリーンシート法及びスプレー法のうちいずれか一方法で前記第2保護膜を形成することを特徴とする、請求項18に記載のプラズマディスプレイパネルの製造方法。
【請求項20】
前記液相法で前記第2保護膜を形成する段階は、
液状ペーストを製造する段階と、
前記液状ペーストを前記第1保護膜上に塗布する段階と、
前記液状ペーストの塗布された第1保護膜を乾燥する段階と、
前記乾燥された第1保護膜を焼成する段階と、
を備える、請求項19に記載のプラズマディスプレイパネルの製造方法。
【請求項21】
前記液状ペースト内の物質濃度を調節して、前記第2保護膜の分布面積を調節することを特徴とする、請求項20に記載のプラズマディスプレイパネルの製造方法。
発明の詳細な説明
【技術分野】
【0001】
本発明は、プラズマディスプレイパネルに係り、特に、プラズマディスプレイパネルの保護膜に関する。
【背景技術】
【0002】
プラズマディスプレイパネルは、上部パネルと下部パネル間に形成された隔壁(barrier rib)がそれぞれの放電セルを区画してなる。それぞれの放電セル内には、ネオン、ヘリウムまたはネオンとヘリウムとの混合気体などのような主放電気体と、少量のキセノンを含有する不活性ガスとが充填されている。そして、高周波電圧によって放電がおきると、不活性ガスから真空紫外線(Vacuum ultra violet rays)が発生し、これによって隔壁間の蛍光体が発光されて画像が具現される。このような構造のプラズマディスプレイパネルは、軽薄な構成が可能な点から次世代表示装置として脚光を浴びている。
【0003】
図1は、プラズマディスプレイパネルの構造を概略的に示す斜視図である。図1に示すように、プラズマディスプレイパネルの上部パネル100は、画像がディスプレイされる表示面である上部ガラス板101上に、スキャン電極102と維持電極103が対で形成された複数の維持電極対が配列される。そして、下部パネル110は、下部ガラス板111上に、前述した複数の維持電極対と交差するように複数のアドレス電極113が配列される。これらの下部パネル110と上部パネル100は互いに一定の距離をおいて平行に結合される。
【0004】
下部パネル110には、複数個の放電空間、すなわち、放電セルを形成するためのストライプタイプ(または、ウェルタイプ等)の隔壁112が平行に配列される。そして、アドレス放電を行って真空紫外線を発生させる複数のアドレス電極113が隔壁に対して平行に配置される。下部パネル110の上面には、アドレス放電時に画像表示のための可視光線を放出する赤色(R)、緑色(G)及び青色(B)の蛍光体114が塗布される。また、アドレス電極113と蛍光体114との間には、アドレス電極113を保護する下板誘電体層115が形成される。
【0005】
なお、維持電極対上に形成された上板誘電体層104上には、保護膜105が形成される。これは、プラズマディスプレイパネルの放電時に(+)イオンの衝撃によって上部パネルに設けられた上板誘電体層104がすり消え、ナトリウム(Na)などの金属物質が電極を短絡(short)させることを防ぐためのものである。したがって、保護膜105として酸化マグネシウム(MgO)薄膜をコーティングして上板誘電体層104を保護しているが、酸化マグネシウムは(+)イオンの衝撃によく耐えるし、2次電子放出係数が高いため、放電開始電圧を下げる特性を有する。したがって、保護膜を形成することによってパネルの低電圧化が図られ、このような低電圧化は、パネルの電力消耗を減らして生産コストの節減を可能にし、かつ、輝度と放電効率などの向上を招くという利点につながる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
しかしながら、上記の従来プラズマディスプレイパネルの保護膜は、下記のような問題点を抱えていた。
【0007】
第一に、現在保護膜の材料としている酸化マグネシウムでは、放電電圧を效果的に下げることができないが、これは、酸化マグネシウムの物質特性に起因する。具体的には、プラズマから入射するイオンに対する酸化マグネシウムの二次電子の放出係数が小さいためである。
【0008】
第二に、二次電子は上述したイオン衝撃の他に、電子衝撃によっても発生するにもかかわらず、現在量産されているプラズマディスプレイパネルでは、イオンと酸化マグネシウムの相互作用だけが重要視され、電子衝撃による二次電子の発生は考慮されていない現状にある。
【0009】
本発明は上記の問題点を解決するためのもので、その目的は、二次電子放出特性が向上したプラズマディスプレイパネル及びその製造方法を提供することにある。
【0010】
本発明の他の目的は、二次電子放出特性を向上させることによって、放電開始電圧が低く、輝度と放電効率が高く、且つ、電力消耗が少ないプラズマディスプレイパネル及びその製造方法を提供することにある。
【0011】
本発明のさらに他の目的は、電子衝撃による二次電子放出量が増加したプラズマディスプレイパネル及びその製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0012】
上記目的を達成するために、本発明に係るプラズマディプレイパネルは、隔壁を介して相対向する上部パネル及び下部パネルを備えるプラズマディスプレイパネルにおいて、酸化マグネシウムを含む第1保護膜と、前記第1保護膜上に形成され、二次電子の放出物質を含む第2保護膜と、を備えることを特徴とする。
【0013】
また、上記目的を達成するために、本発明に係るプラズマディスプレイパネルの製造方法は、上部パネルの誘電体層上に、酸化マグネシウムを含む第1保護膜を形成する段階と、前記第1保護膜上に二次電子放出物質を含む第2保護膜を形成する段階と、を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【0014】
本発明によれば、二次電子放出特性を向上させることによって、放電開始電圧を下げ、輝度と放電効率を高め、且つ、電力消耗を低下できる。なお、電子衝撃による二次電子放出量も増加させることが可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0015】
以下、本発明の好適な実施例について、添付の図面を参照しつつ詳細に説明する。
【0016】
本発明によるプラズマディスプレイパネルは、2層構造の保護膜を備えることを特徴とする。以下では、上板誘電体上に形成された層を第1保護膜といい、第1保護膜上に形成された層を第2保護膜という。
【0017】
図2は、酸化マグネシウムと、酸化マグネシウム以外の酸化物を保護膜にさらに添加したプラズマディスプレイパネルの放電開始電圧を測定したグラフである。図2からわかるように、酸化マグネシウム以外に数種の酸化物を保護膜に添加して、放電開始電圧を下げることができる。特に、図2には、酸化物としてY、SrO、ZrO、ZnO、CaO、Al及びTiOを用いた場合における、それぞれの添加物の量による放電開始電圧の変化が示されている。図2から、添加物の種類によってやや異なるが、添加物のモル(mole)数が全体保護膜のモル数の10%程度である時に放電開始電圧が最低となることがわかる。この結果に着目して、本発明は、従来の保護膜上に結晶性酸化物を形成したものであり、ただし、酸化物は図2に示す物質に限定されることはない。
【0018】
図3は、本発明に係るプラズマディスプレイパネルの上部パネルの一実施例を示す図である。図3を参照して、本発明によるプラズマディスプレイパネルの一実施例について説明すると、下記の通りである。
【0019】
本発明に係るプラズマディスプレイパネルは、上部パネル上に形成された維持電極対390上に誘電体層375が形成される。維持電極対390は、透明電極390aと当該透明電極390a上に備えられたバス電極390bで構成されるが、さらにブラック電極390cが透明電極390aとバス電極390bの間に備えられても良い。続いて、誘電体層375上に第1保護膜380aと第2保護膜380bが順に形成される。ここで、第1保護膜380aは、酸化マグネシウムを含んでなり、第2保護膜380bは、二次電子放出物質を含んで構成される。
【0020】
まず、二次電子放出物質が結晶型酸化物である実施例について説明する。
【0021】
結晶型酸化物は、二次電子放出量を増加させて放電開始電圧を下げる物質で、アルカリ土類金属酸化物、アルカリ金属酸化物及び遷移金属のうち少なくとも一つの物質を含むように構成することができる。ここで、アルカリ土類金属酸化物には、MgO、BeO、CaO、SrO及びBaOなどがあり、アルカリ金属酸化物には、LiO、NaO、KO、RbO及びCsOなどがあり、遷移金属酸化物には、TiO、Y、ZrO、Ta、ZnO、CoO及びMnOなどがある。なお、上記結晶型酸化物は、前述した物質の他にAl、SiO、GeO、SnO、La、CeO、Eu及びGdなどを含んでも良い。すなわち、これらの物質は、プラズマ放電時にイオン衝撃による二次電子放出量を増加させうるものである。
【0022】
なお、第1保護膜380aの厚さは400〜1000nm、第2保護膜380bを構成する結晶型酸化物の大きさは50〜1000nmとすることが好ましい。上記の結晶型酸化物は、六面体、球(sphere)などの形状を有することができ、上記において言及した大きさは、結晶型酸化物が六面体であれば一辺の長さを意味し、球であれば直径を意味する。また、上記の結晶型酸化物は、保護膜の表面積を増大させて2次電子放出を増加させることが好ましいため、第2保護膜380bが第1保護膜380a全体を覆うことは好ましくない。具体的には、第2保護膜380bの表面積は、第1保護膜380aの表面積の80%未満とすることが好ましく、より好ましくは、30〜80%とすることが望ましい。また、第2保護膜380bを規則的なパターン(pattern)で形成しても良く、不規則的なパターンで形成しても良い。
【0023】
本実施例では、第1保護膜上に、アルカリ土類金属などの結晶型酸化物のパーティクルが形成されて、全体的に保護膜の表面は平坦でなく、凸凹形状となる。これにより、放電時にイオンが保護膜に衝突する表面積が増大して2次電子の放出量が増加し、結果として放電効率を高め、放電開始電圧を下げることができる。また、Gdで第2保護膜を形成すると、放電中にXeなどの放電ガスによって生じる波長147nm程度のVUV(vacuum ultraviolet)を250nm程度の波長を持つUVとして放出し、結果として輝度を向上させることができる。
【0024】
次に、電子衝撃による二次電子放出量が増加するように第2保護膜を形成する実施例について説明する。
【0025】
本実施例において、第2保護膜380bは、酸化マグネシウムよりも電子衝撃による二次電子放出係数がより大きい物質を含んでなる。この物質には単結晶も多結晶も含まれる。単結晶を構成しうる物質には、KBr、KCl、KI、NaBr、NaCl、NaF、NaI及びLiFなどがあり、多結晶を構成しうる物質には、CsCl、KCl、KI、NaBr、NaCl、NaF、NaI、LiF、RbCl、AlCO、BaO、BeO、BaF、CaF、BiCs、GeCs、RbSb及びSbCsなどがある。
【0026】
酸化マグネシウムの二次電子放出係数は、測定条件によって異なるが、1よりも小さいことが一般的である。また、上記単結晶の二次電子放出係数はそれぞれ、KBr=14、KCl=12、KI=10、NaBr=24、NaCl=14、NaF=14、NaI=19及びLiF=8.5である。そして、上記多結晶の2次電子放出係数はそれぞれ、CsCl=6.5、KCl=7.5、KI=5.6、NaBr=6.3、NaCl=6.8、NaF=5.7、NaI=5.5、LiF=5.6、RbCl=5.8、AlCO=2〜9、BaO=2.3〜4.8、BeO=3.4、BaF=4.5、CaF=3.2、BiCs=6、GeCs=7、RbSb=7.1及びSbCs=6である。ここで、二次電子放出係数は、一つの電子が衝突した時に放出される電子の個数を意味する。
【0027】
そして、第1保護膜380aの厚さは400〜1000nmとすることが好ましく、第2保護膜380bを構成する単結晶または多結晶の大きさは、50〜1000nmが好ましい。ここで、大きさとは、上記単結晶または多結晶のMgO粒子が球の形状であれば直径を意味し、正六面体の形状であれば一辺の長さを意味する。また、上記の単結晶または多結晶酸化物は、保護膜の表面積を増大させて2次電子放出を増加させることが好ましいため、第2保護膜380bが第1保護膜380aの全体を覆うことは好ましくない。具体的には、第2保護膜380bの表面積は、第1保護膜380aの表面積の80%未満とすることが好ましく、より好ましくは、30〜80%とする。すなわち、第2保護膜380bは第1保護膜380a上に島(island)の形態に形成されるべきである。結果として、第2保護膜380bを構成する物質はイオン衝撃に対する耐性が大きくないため、第2保護膜380bが第1保護膜380aの一部にのみ形成される。したがって、第1保護膜380a中の酸化マグネシウムが保護膜の役割を担い、第2保護膜はイオンによる二次電子放出と電子衝撃による二次電子放出を效果的に上昇させる役割を担う。
【0028】
次いで、本発明によるプラズマディスプレイパネルの製造方法の一実施例について説明する。
【0029】
本実施例は、保護膜を2層構造に形成する点で従来の技術と異なっている。すなわち、まず、ガラス板上に維持電極対と誘電体層を形成し、誘電体層上に第1保護膜と第2保護膜を順に形成する。ここで、第1保護膜は、酸化マグネシウムからなり、第2保護膜は二次電子放出物質からなる。この二次電子放出物質の種類と大きさ及び配列などは、上述したプラズマディスプレイパネルの一実施例に記載された内容と同一である。すなわち、二次電子放出物質は、結晶型酸化物であり、第2保護膜中にパーティクル(particle)の形状で形成される、または、酸化マグネシウムよりも電子衝撃による二次電子放出係数の大きい物質を含むように構成される。
【0030】
そして、結晶型酸化物のパーティクルを含む第2保護膜は、液状ペーストを製造して第1保護膜上に塗布した後、乾燥及び焼成して形成することが好ましい。この第2保護膜を形成するための液状ペーストは、第1保護膜の一部上に塗布されることが好ましく、スプレーコーティング法、バーコーティング法、スピンコーディング法、ブレードコーティング法及びインクジェット法のうちいずれか一方法で形成すれば良い。上記液状ペーストは、BeOなどの結晶型酸化物を含むパウダーをミリングした後、溶剤及び分散剤と混合して製造する。この場合、パウダーの量が多いほど液相中の粉末量が増加し、第1保護膜上に完成される第2保護膜の面積が増加する。
【0031】
次に、酸化マグネシウムよりも電子衝撃による二次電子放出係数が大きい物質からなる第2保護膜を形成する実施例を説明する。まず、酸化マグネシウムを主成分とする第1保護膜を形成し、これは、電子ビーム法、イオン−メッキ法、スパッタリング法及びスクリーン印刷法等、従来の方法と同じ方法で形成すれば良い。続いて、第2保護膜を第1保護膜上に島状に形成する。これは、液相法、グリーンシート法またはスプレー法等で形成すれば良い。また、第2保護膜を島状に形成するためには、グリーンシート法の場合、第2保護層を形成した後にパターニングすれば良い、また、液相法では、液状ペースト内で粉末の濃度を調節すれば良く、スプレー法では第1保護膜上にマスクを覆ったのち第2保護膜を形成するための物質を噴射すれば良い。
【0032】
液相法で第2保護膜を形成する方法は、液状ペーストを製造する段階と、液状ペーストを第1保護膜上に塗布する段階と、塗布された第1保護膜を乾燥及び焼成する段階と、を含んでなる。まず、上述のKBrなどの単結晶またはCsClなどの多結晶などを含むパウダーをミリングしたのち溶剤及び分散剤と混合して液状ペーストを製造する。ここで、パウダーは1〜30%の重量比を有し、分散剤はパウダーの5〜60%の重量比を有することが好ましい。この場合、パウダーの量が多いほど液相中の粉末の量が増加し、第1保護膜上に完成された第2保護膜の面積が増加する。
【0033】
なお、液状ペーストの第1保護膜上への塗布には、スクリーンプリンティング(screen printing)法、ディッピング(dipping)法、染料コーティング(dye coating)法、スピンコーティング(spin coating)法などを使用することが好ましい。その後、塗布された液状ペーストを乾燥し塑性することで第2保護膜が完成する。上記の方法によって第2保護膜が形成されたプラズマディスプレイパネルは、電子衝撃による2次電子放出量が増加し、結果として放電開始電圧が下がり、消費電力が節減される。
【0034】
以上説明した内容から、当業者なら本発明の技術思想を逸脱しない範囲で、様々な変更及び修正が可能であることが理解される。したがって、本発明の技術的範囲は、実施例に記載された内容に限定されるものではなく、特許請求の範囲によって定められるべきである。
【図面の簡単な説明】
【0035】
【図1】プラズマディスプレイパネルの一実施例を示す斜視図である。
【図2】酸化マグネシウムと酸化マグネシウム以外の酸化物を保護膜に添加したプラズマディスプレイパネルの放電開始電圧を測定したグラフである。
【図3】本発明に係るプラズマディスプレイパネルの上部パネルの一実施例を示す図である。




 

 


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