(57)【要約】【課題】保護膜と封着及び排気工程で大気中から流入した水分及び二酸化炭素ガスとの反応による水和物とカーボネートの形成を効果的に抑制することができる交流型プラズマディスプレイ素子を提供する。【解決手段】前面ガラス／前面誘電層／保護膜で構成された前面基板を含んでおり、前記保護膜は、ＭｇＯ基材に２価の金属酸化物（ＭＯ）が添加された２元系酸化物（（ＭｘＭｇ１−ｘ）Ｏ）からなり、非揮発性酸化物ゲッタ層は、背面ガラス／背面誘電層／隔壁で構成された背面基板の表面に均一に塗布されており、前記非揮発性酸化物ゲッタ層の表面に蛍光体層が形成されている構造であることを特徴とする交流型プラズマディスプレイ素子を構成する。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
前面ガラス／前面誘電層／保護膜で構成された前面基板を含んでおり、前記保護膜は、ＭｇＯ基材に２価の金属酸化物（ＭＯ）が添加された２元系酸化物（（ＭｘＭｇ１−ｘ）Ｏ）からなり、非揮発性酸化物ゲッタ層は、背面ガラス／背面誘電層／隔壁で構成された背面基板の表面に均一に塗布されており、前記非揮発性酸化物ゲッタ層の表面に蛍光体層が形成されている構造であることを特徴とする交流型プラズマディスプレイ素子。
【請求項２】
前記保護膜は、電子ビーム蒸着、イオンプレーティング、スパッタリング、化学蒸着から選択されるいずれか一つの方法によって形成されることを特徴とする、請求項１に記載の交流型プラズマディスプレイ素子。
【請求項３】
前記金属酸化物（ＭＯ）において、Ｍは、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ、Ｚｎ、Ｃｏ、Ｎｉ及びＦｅからなる群から選択される一つ以上であって、添加された金属酸化物のモル分率（ｘ）は０．００１〜０．５の範囲であることを特徴とする、請求項１に記載の交流型プラズマディスプレイ素子。
【請求項４】
前記金属酸化物（ＭＯ）は、ＢｅＯ、ＣａＯ、ＳｒＯ、ＢａＯ、ＣｏＯ、ＮｉＯ、ＺｎＯ及びＦｅＯからなる群から選択される一つ以上であることを特徴とする、請求項３に記載の交流型プラズマディスプレイ素子。
【請求項５】
前記非揮発性酸化物ゲッタ層は、ＢｅＯ、ＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯ又はこれらの合金化合物からなる群から選択される一つ以上を含んでおり、ゲッタ層を形成する各粒子の平均粒径が１μｍ以下であって、ゲッタ層の厚さが５μｍ以下であることを特徴とする、請求項１に記載の交流型プラズマディスプレイ素子。
【請求項６】
前記非揮発性酸化物ゲッタ層は、スプレーコーティング法、印刷コーティング法及び電着コーティング法から選択される方法で形成されることを特徴とする、請求項１に記載の交流型プラズマディスプレイ素子。
【請求項７】
前記非揮発性酸化物ゲッタ層は、背面ガラス／背面誘電層／隔壁で構成された背面基板の表面に非揮発性酸化物を均一に塗布してゲッタ層を形成し、ペーストディスペンシングによって前記ゲッタ層の上部に蛍光体膜を形成した後、塗布された密封ペーストの焼成工程を行い、封着／加熱排気／放電ガスの封入工程を行う過程によって形成されることを特徴とする、請求項１に記載の交流型プラズマディスプレイ素子。
【請求項８】
前記封着工程の温度は４５０℃〜５２０℃であって、加熱排気工程の温度は２００℃〜４００℃であることを特徴とする、請求項７に記載の交流型プラズマディスプレイ素子。
【請求項９】
前記封着工程での保護膜と大気中の水蒸気及び二酸化炭素との反応による水和物及びカーボネートの形成を抑制するために、前記工程を窒素雰囲気又は真空雰囲気で行うことを特徴とする、請求項１に記載の交流型プラズマディスプレイ素子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、交流型プラズマディスプレイ素子に関するもので、より詳細には、前面ガラス／前面誘電層／保護膜で構成された前面基板を含んでおり、前記保護膜は、ＭｇＯ基材に２価の金属酸化物（ＭＯ）が添加された２元系酸化物（（ＭｘＭｇ１−ｘ）Ｏ）からなり、非揮発性酸化物ゲッタ層は、背面ガラス／背面誘電層／隔壁で構成された背面基板の表面に均一に塗布されており、前記非揮発性酸化物ゲッタ層の表面に蛍光体層が形成されている構造からなることを特徴とする交流型プラズマディスプレイ素子に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ＰＤＰは、平板型表示素子であって、優れた画質、薄い厚さ及び軽い重さを有することから主に４０インチ以上の大型表示装置に使用されている。プラズマディスプレイ素子は、背面板に形成された多数の隔壁間の多数のアドレス電極と、前面板に形成されている多数のサステイン電極との交差点で画素が形成され、画像を具現するようになる。
【０００３】
図１は、このようなＰＤＰの概略的な構造を示している。図１を参照すれば、ＰＤＰは、ガラス又は金属基板を素材にした背面板８０上に透明誘電層９０がコーティングされており、アドレス電極５０が背面板８０又は背面誘電層９０上に形成されている。また、長いストライプ状の隔壁６０又は四角形状の隔壁が各アドレス電極５０を挟んで存在し、前記各隔壁６０間の空間上の表面に蛍光体が塗布され、この蛍光体がサブ画素を構成する構造となっている。
【０００４】
また、ガラスからなる前面板１０上には、多数のサステイン電極４０及びスキャン電極が形成されており、その下部に前面誘電層２０とＭｇＯ保護膜３０が位置している。したがって、これら前面板１０と背面板８０とが結合されれば、隔壁６０によって隔離された多数の画素空間が生じるようになる。
【０００５】
このような隔離空間上にＮｅ／Ｘｅガス又はＮｅ／Ｈｅ／Ｘｅガスなどが封入されているので、サステイン電極４０とアドレス電極５０に電圧が印加されれば、プラズマがグロー放電によって前記空間上に形成され、サステイン電極４０とスキャン電極との間にサステイン電圧が印加されれば、アドレス過程で壁電圧が形成された放電セルの各サステイン電極４０間にグロー放電が発生する。このときに発生したプラズマから生成された真空紫外線が、隔壁６０の側面及び各隔壁６０間の下底面にコーティングされている蛍光体７０を励起させ、その結果、赤色、緑色及び青色の可視光線が発生するようになる。
【０００６】
ＭｇＯ保護膜３０は、ＰＤＰのグロー放電が発生する間には、プラズマで形成されたイオンによって２次電子を放出し、放電電圧を低下させる役割をし、放電が終了した後には、エキソ電子（ｅｘｏ―ｅｌｅｃｔｒｏｎ）を放出し、放電を開始するのに必要な種電子を提供するという特性を有する。そのため、ＭｇＯ保護膜３０は、ＰＤＰ開発の初期から電子放出材料として使用されてきた。
【０００７】
一方、最近、ＰＤＰの消費電力を減少させるために、放電ガスのＸｅ含量を増加させる努力がなされている（非特許文献１）。これら研究結果によれば、放電ガス内のＸｅ含量を５０％までに増加させる場合、既存の素子に比べて放電効率が３倍以上改善されると報告されている。しかしながら、このように放電ガス内のＸｅ含量を増加させれば、放電電圧が急激に上昇するという問題がある。これは、Ｘｅイオンが、ＭｇＯ材料からの２次電子の放出を妨害するためである。
【０００８】
ＡＣ  ＰＤＰグロー放電過程でＭｇＯ保護膜から２次電子が放出されるのは、ほとんどオージェ（Ａｕｇｅｒ）中和過程を通して発生すると知られている。以下、このような放出過程を図２を参照して説明する。すなわち、ＭｇＯの表面にＰＤＰの放電によって生成されたイオンが接近すれば、ＭｇＯ中の酸素イオンの２ｐ電子軌道にある電子がトンネリングによってイオンと中和反応を起こし、このときに発生するエネルギーは、  価電子（ｖａｌｅｎｃｅ）バンド内に存在する電子に伝達され、外部に放出されるようになる。このような過程によって２次電子が放出されるためには、次のような条件が満足されなければならない（非特許文献２）。
【０００９】
Ｅｉ−２（Ｅｇ＋χ）＞０      （式１）
【００１０】
前記式１で、Ｅｉは、ガスのイオン化エネルギーを意味し、Ｅｇは、２次電子を放出する物質のバンドギャップエネルギーを意味し、χは、２次電子を放出する物質の電子親和度を意味する。
【００１１】
すなわち、電子を容易に放出するためには、ガスイオンのイオン化エネルギーが大きいか、２次電子を放出する材料のバンドギャップエネルギーと電子親和度が相対的に小さい必要がある。
【００１２】
しかしながら、図３に示すように、Ｘｅイオンは、中和反応エネルギーが低いので、前記式１の条件を満足させることができず、その結果、オージェ中和反応機構によって２次電子を放出することを不可能にする。したがって、Ｘｅイオンが２次電子を放出するためには、保護膜のバンドギャップエネルギーと電子親和度が減少し、前記式１の条件を満足させなければならない。
【００１３】
材料のバンドギャップエネルギーを減少させ、２次電子放出係数を増加させる方法は、米国特許出願公開第２００７―０２６２７１５号に開示されている。この出願によれば、（ＭｘＭｇ１−ｘ）Ｏの組成において、ｘの組成範囲が０．０１＜ｘ＜１．０で、Ｍは、Ｂｅ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ、Ｒａ、Ｓｃ、Ｙ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｚｎ、Ｎａ、Ａｌから選択されたり、これらの混合物からなる物質であることを開示している。また、前記組成は、３．５ｅＶ〜７ｅＶのバンドギャップエネルギーを有することが望ましく、これら組成のうち、ＭがＢｅ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ、Ｒａ元素又はそれらの混合物からなる物質であることが望ましいと提案している。このような（ＭｘＭｇ１−ｘ）Ｏの２元系酸化物を使用することによって、２次電子の放出係数が増加し、放電電圧が低下するので、その結果、電子加熱効率を向上させ、ＰＤＰの消費電力を減少させることができる。
【００１４】
しかしながら、ＰＤＰグロー放電で生成されたＸｅイオンがオージェ中和反応を通して２次電子を材料の外部に放出するように保護膜材料として提供されている、バンドギャップエネルギーが調節された２元系（ＭｘＭｇ１−ｘ）Ｏ酸化物系保護膜は、いくつかの解決しなければならない問題を有している。
【００１５】
具体的に、現在ＡＣ  ＰＤＰの保護膜として使用されているか、使用可能性が提案されている（Ｍｇ，Ｃａ）Ｏ、（Ｍｇ，Ｓｒ）Ｏ、（Ｃａ，Ｓｒ）Ｏなどの２元系（ＭｘＭｇ１−ｘ）Ｏ酸化物の材料は、大気中の水分及び二酸化炭素ガスと反応し、水和物及びカーボネートを容易に形成するという問題がある。特に、Ｘｅイオンによって２次電子放出が効果的に行われる材料として知られたＣａＯ及びＳｒＯなどの物質は、水分及び二酸化炭素ガスとの反応によって水和物とカーボネートを急速に生成し、２次電子放出性能を低下させるという問題がある。このときに生成されたＣａ−ｈｙｄｒｏｘｉｄｅｓ、Ｃａ−ｃａｒｂｏｎａｔｅｓ、Ｓｒ−ｈｙｄｒｏｘｉｄｅｓ、Ｓｒ−ｃａｒｂｏｎａｔｅｓなどは、その分解温度がＭｇ−ｈｙｄｒｏｘｉｄｅ及びＭｇ−ｃａｒｂｏｎａｔｅに比べて非常に高いので、ＰＤＰ排気及び封着過程で除去しにくい。結果的に、これら材料をＰＤＰに適用するためには、これら水和物とカーボネートの形成を制御する方法を追加的に適用しなければならないという問題がある。
【００１６】
したがって、前記のような水和物とカーボネートの生成を抑制する方法として、保護膜材料の表面に大気中の水分及び二酸化炭素との反応を抑制可能な臨時保護薄膜をコーティングした状態で移動、保管、封着、排気工程を経た後、素子エージング過程で臨時保護薄膜を除去する方法が提案されている。このような方法は、特許文献１及び研究論文（非特許文献３）に開示されている。これらの結果によれば、臨時保護薄膜が水和物及びカーボネートの形成を抑制する役割を効果的に行うが、このような臨時保護薄膜を使用することによって工程段階が増加し、臨時保護膜を除去するための工程時間が増加し、スパッタリングによって除去された臨時保護薄膜が蛍光体を汚染させるという問題がある。
【００１７】
水和物とカーボネートの生成を抑制する他の方法として、工程雰囲気内の水分及び二酸化炭素ガスの分圧を平衡分圧以下に維持及び管理し、製造された保護膜の移送、保存、素子の排気及び封着工程で反応物質を除去し、水和物及びカーボネートが形成されないようにする方法が提案されていた。このような方法は、特許文献２及び発表論文（非特許文献４）などに開示されている。しかしながら、このような方法によれば、保護膜材料を汚染させず、優れた特性を得られるという長所があるが、保護膜コーティング層の製造後、全ての工程を真空に維持しなければならないので、製造工程費用が急激に増加し、製品収率が減少するという問題がある。
【００１８】
したがって、前記のような問題を解決可能な技術の必要性が高まりつつある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１９】
【特許文献１】米国特許第５，９３８，４９４号
【特許文献２】米国特許出願公開第２００７／０２６２７１５号
【特許文献３】米国特許出願公開第２００２／０００８４６９号
【特許文献４】米国特許出願公開第２００８／００２０６６８号
【非特許文献】
【００２０】
【非特許文献１】Ｇ．Ｏｖｅｒｓｌｕｉｚｅｎ，Ｔ．Ｄｅｋｋｅｒ，Ｍ．Ｆ．Ｇｉｌｌｉｅｓ，Ｓ．Ｔ．ｄｅ  Ｚｗａｒｔ，“Ｈｉｇｈ―Ｘｅ―ｃｏｎｔｅｎｔ  ｈｉｇｈ―ｅｆｆｉｃａｃｙ  ＰＤＰｓ”，Ｊ．ｏｆ  ｔｈｅ  ＳＩＤ，１２（１），ｐｐ５１―５５（２００４）
【非特許文献２】Ｈ．Ｈａｇｓｔｒｕｍ，“Ｔｈｅｏｒｙ  ｏｆ  Ａｕｇｅｒ  Ｎｅｕｔｒａｌｉｚａｔｉｏｎ  ｏｆ  Ｉｏｎｓ  ａｔ  ｔｈｅ  Ｓｕｒｆａｃｅ  ｏｆ  ａ  Ｄｉａｍｏｎｄ―Ｔｙｐｅ  Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ”，Ｐｈｙｓ．Ｒｅｖｉｅｗ，１２２（１），ｐｐ８３―１１３（１９６１）
【非特許文献３】Ｋｉ−Ｗｏｏｎｇ  Ｗｈａｎｇ，ｅｔ  ａｌ．，“Ｈｉｇｈ  Ｌｕｍｉｎｏｕｓ  Ｅｆｆｉｃａｃｙ  ａｎｄ  Ｌｏｗ  Ｄｒｉｖｉｎｇ  Ｖｏｌｔａｇｅ  ＰＤＰ  ｗｉｔｈ  ＳｒＯ−ＭｇＯ  Ｄｏｕｂｌｅ  Ｐｒｏｔｅｃｔｉｖｅ  Ｌａｙｅｒ”，ＩＭＩＤ  Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ  Ｄｉｇｅｓｔ，ｐｐ１７３―１７６（２００９）
【非特許文献４】Ｔ．Ｙａｎｏ，ｅｔ  ａｌ．，“Ｄｉｓｃｈａｒｇｅ  ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ  ｏｆ  ＭｇＯ―ＰＤＰ  ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｅｄ  ｂｙ  ｕｓｉｎｇ“ａｌｌ―ｉｎ―ｖａｃｕｕｍ”ｐｒｏｃｅｓｓ”，ＩＭＩＤ  Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ  Ｄｉｇｅｓｔ，ｐｐ２８―３０（２００９）
【非特許文献５】Ｍ．Ｒｉｖａ，ｅｔ  ａｌ．，Ａ  ｃｏｍｐａｒａｔｉｖｅ  ｓｔｕｄｙ  ｏｆ  ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ  ｇｅｔｔｅｒ  ｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎｓ  ｏｎ  ｆｉｎａｌ  ＰＤＰ  ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｓ，ＩＭＩＤ  Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ  Ｄｉｇｅｓｔ，ｐｐ１８９５―１８９８（２００８）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００２１】
本発明は、前記のような従来技術の問題点と過去から要請されてきた技術的課題を解決することを目的とする。
【００２２】
具体的に、本発明の目的は、保護膜と封着及び排気工程で大気中から流入した水分及び二酸化炭素ガスとの反応による水和物とカーボネートの形成を効果的に抑制することができる交流型プラズマディスプレイ素子を提供することにある。
【００２３】
本発明の他の目的は、放電電圧を低下させ、電子加熱効率を向上させることによって、ＰＤＰの消費電力を減少させることができる交流型プラズマディスプレイ素子を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００２４】
このような目的を達成するための本発明に係る交流型プラズマディスプレイ素子（ＡＣ  ＰＤＰ）は、前面ガラス／前面誘電層／保護膜で構成された前面基板を含んでおり、前記保護膜は、ＭｇＯ基材に２価の金属酸化物（ＭＯ）が添加された２元系酸化物（（ＭｘＭｇ１−ｘ）Ｏ）からなり、非揮発性酸化物ゲッタ層は、背面ガラス／背面誘電層／隔壁で構成された背面基板の表面に均一に塗布されており、前記非揮発性酸化物ゲッタ層の表面に蛍光体層が形成されている構造であることを特徴とする。
【００２５】
したがって、水蒸気及び二酸化炭素ガスを吸収するゲッタが、放電セルである背面基板の表面に均一に塗布されているので、封着及び排気過程中に２元系酸化物保護膜で水和物及びカーボネートが形成されることを防止することができる。
【００２６】
一つの具体的な例で、本発明に係るプラズマディスプレイ素子は、前面ガラスの表示領域上に形成された多数の電極にパルス形式の電圧が印加されて駆動され、放電空間にキセノン（Ｘｅ）ガスを含む放電ガスが封入されたＡＣ  ＰＤＰであって、前記前面ガラス上に形成された多数のスキャン電極をコーティングするための前面誘電層を覆っている保護膜、前記前面ガラスと対向している背面ガラス、背面ガラス上に形成された多数のアドレス電極、アドレス電極を覆っている背面誘電層、背面誘電層上に形成された隔壁、及び背面誘電層と隔壁の表面に形成されている蛍光体層を含む背面基板で構成される。
【００２７】
本発明で２元系（ＭｘＭｇ１−ｘ）Ｏ酸化物からなる保護膜は、例えば、電子ビーム蒸着、イオンプレーティング、スパッタリング、化学蒸着から選択されるいずれか一つの方法によって形成される。
【００２８】
具体的には、２元系（ＭｘＭｇ１−ｘ）Ｏ酸化物の原料粉末である酸化物粉末又はこれらの水和物、窒化物又はカーボネート粉末を加熱した後、か焼、拡散反応、焼結工程を順次進行し、２元系（ＭｘＭｇ１−ｘ）Ｏ酸化物の蒸着源であるペレットを製造し、これを蒸発させる過程を通して薄膜に製造される。
【００２９】
前記保護膜の材料は、上述したように、ＭｇＯを基材成分とし、アルカリ土金属酸化物を含む２価金属酸化物を合金成分として添加した２元系（ＭｘＭｇ１−ｘ）Ｏ酸化物からなり、ここで、Ｍは、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ、Ｚｎ、Ｃｏ、Ｎｉ及びＦｅからなる群から選択される一つ以上を含み、添加された金属酸化物のモル分率ｘは０．００１〜０．５の範囲である。
【００３０】
一つの具体的な例で、前記２価の金属酸化物（ＭＯ）は、ＢｅＯ、ＣａＯ、ＳｒＯ、ＢａＯ、ＣｏＯ、ＮｉＯ、ＺｎＯ及びＦｅＯからなる群から選択される一つ以上である。
【００３１】
これら２元系（ＭｘＭｇ１−ｘ）Ｏ酸化物は、上述したように、水蒸気及び二酸化炭素との反応性が高いので、大気中に露出された場合、水和物又はカーボネートを形成することが一般的である。
【００３２】
これと関連し、図４は、ＣａＯがＣａ−ｈｙｄｒｏｘｉｄｅ及びＣａ−ｃａｒｂｏｎａｔｅを形成する水蒸気及び二酸化炭素ガスの平衡分圧を計算して示したグラフである。
【００３３】
図４を参照すれば、２元系（ＣａｘＭｇ１−ｘ）Ｏ酸化物保護膜が、ＣａＯの水和物（Ｃａ−ｈｙｄｒｏｘｉｄｅ）及びカーボネート（Ｃａ−ｃａｒｂｏｎａｔｅ）が形成される水蒸気及び二酸化炭素ガスの平衡分圧より高い水蒸気又は二酸化炭素ガスの分圧を有する雰囲気に露出される場合、保護膜の表面に水和物又はカーボネートが形成される。これら平衡分圧は、図４に示すように、温度によって敏感に変化する特性を有し、温度が増加するにつれて、これら平衡分圧が敏感に増加する。したがって、保護膜が露出される雰囲気での水蒸気及び二酸化炭素ガスの分圧を低下させる必要がある。
【００３４】
本発明によれば、背面ガラス／背面誘電層／隔壁で構成された背面基板の表面に均一に形成されている非揮発性酸化物ゲッタ層によって前記問題を解決する。
【００３５】
このような非揮発性酸化物ゲッタ層を形成する材料は、第一に、２元系（ＭｘＭｇ１−ｘ）Ｏ酸化物保護膜の水蒸気及び二酸化炭素の平衡分圧より低い値を有し、第二に、ＰＤＰの蛍光体の焼成工程温度で水和物及びカーボネートを分解し、第三に、真空加熱・排気工程条件で水和物及びカーボネートを不安定にする特性を有する必要がある。
【００３６】
前記各特性を満足するゲッタの材料としては、ＢｅＯ、ＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯ又はこれらの合金化合物などを挙げることができ、本発明によれば、前記各成分は、単独で使用されたり、二つ以上の組み合わせで使用される。
【００３７】
ゲッタ層を形成する各粒子の平均粒径は１μｍ以下であることが望ましく、ゲッタ層を形成する各粒子の平均粒径がそれより大きい場合、ゲッタの表面積が減少し、ゲッタの性能が低下するという問題がある。また、ゲッタ層の厚さは５μｍ以下であることが望ましく、ゲッタ層の厚さがそれより大きい場合、蛍光体層の厚さを薄くしなければならないという問題がある。一つの望ましい例で、平均粒径は５０ｎｍ〜１μｍで、ゲッタ層の厚さは１００ｎｍ〜５μｍの範囲である。
【００３８】
前記ゲッタ層は、例えば、スプレーコーティング法、印刷コーティング法、電着コーティング法などで形成される。これらゲッタの材料は、水分及び空気中の二酸化炭素ガスと容易に反応するので、これらのコーティング工程で非極性溶媒を使用した懸濁液を使用したり、溶媒を使用しない乾式工程を通してコーティングを実施することが望ましい。
【００３９】
一方、水蒸気及び二酸化炭素を除去するためにゲッタを使用する技術は、その一部が知られている。
【００４０】
具体的に、特許文献３及び発表論文（非特許文献５）は、ＰＤＰ素子の非放電領域にＺｒ―Ｖ―Ａｌ―Ｆｅ金属粉末を位置させ、水蒸気と二酸化炭素ガスを除去する方法を開示している。しかしながら、このような方法は、水蒸気及び二酸化炭素が排出される隔壁及び蛍光体粉末に対するガス通過度が低いので、ガス排気に対する抵抗が大きい隔壁に分離されているＰＤＰの閉鎖された放電セル構造では、そのような効果に制限があるという問題がある。
【００４１】
これとは異なり、特許文献４は、金属粉末ゲッタ又はＣａＯ、ＳｒＯ、ＢａＯ水蒸気吸着材料をＭｇＯ薄膜表面の非放電領域に形成し、隔壁及び蛍光体の表面から放出される水蒸気及び二酸化炭素ガスに対するゲッタとして効果的に作用させる方法を提供している。しかしながら、ＭｇＯ薄膜の表面にゲッタ材料層を形成する方法は、前面基板と背面基板との間隙を変化させ、その結果、隣接した放電セルとのクロストーク欠陥を発生させるという問題があり、上下板の整列作業時に上下板の衝突によってＭｇＯ薄膜及び隔壁の上部が破損されるという問題がある。
【００４２】
その一方、本発明では、非揮発性酸化物ゲッタ層が、背面ガラス／背面誘電層／隔壁で構成された背面基板の表面に均一に塗布されている構成を提供する。本出願の発明者らは、前記のような構成のゲッタ層によって上述した従来技術の問題を全て解決できることを確認した。
【００４３】
このような非揮発性酸化物ゲッタ層は、背面ガラス／背面誘電層／隔壁で構成された背面基板の表面に非揮発性酸化物を均一に塗布してゲッタ層を形成し、ペーストディスペンシングによって前記ゲッタ層の上部に蛍光体膜を形成した後、塗布された密封ペーストの焼成工程を行い、封着／加熱排気／放電ガスの封入工程を行う過程によって製造される。
【００４４】
このとき、前記封着工程の温度は４５０℃〜５２０℃であることが望ましく、加熱排気工程の温度は２００℃〜４００℃であることが望ましい。
【００４５】
一つの望ましい例で、前記封着工程での２元系酸化物からなる保護膜と大気中の水蒸気及び二酸化炭素との反応による水和物及びカーボネートの形成を抑制するために、前記工程を窒素雰囲気又は真空雰囲気で行うことができる。
【発明の効果】
【００４６】
本発明に係る交流型プラズマディスプレイ素子は、保護膜の水和物及びカーボネートの形成を抑制することによって、これら材料がＸｅイオンとのオージェ中和反応によって２次電子を放出する固有の特性を具現できるので、放電電圧が画期的に減少し、放電特性が時間によって一定であり、発光効率が向上することによって優れた放電特性を有する。
【００４７】
また、本発明に係る交流型プラズマディスプレイ素子の保護膜は、放電ガス内のＸｅの含量を１０％〜１００％に増加できるので、消費電力が低く、かつ、作動電圧が低いＨＤ（ｈｉｇｈ  ｄｅｆｉｎｉｔｉｏｎ）及びフル（Ｆｕｌｌ）  ＨＤなどの高解像度モニタ用ＰＤＰを製造するのに適用される。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】従来のプラズマディスプレイ素子の構造を概略的に示した断面斜視図である。
【図２】オージェ中和過程を通した電子放出過程を概略的に示した工程図である。
【図３】ＭｇＯバンド構造、放電ガスとして使用されるガスのイオン化エネルギー状態及び準安定状態のエネルギー準位を示した模式図である。
【図４】ＣａＯがＣａ―ｈｙｄｒｏｘｉｄｅ及びＣａ―ｃａｒｂｏｎａｔｅを形成する水蒸気及び二酸化炭素ガスの平衡分圧を計算して示したグラフである。
【図５】本発明の一つの実施例に係る交流型プラズマディスプレイ素子の背面板の構造を示した垂直断面模式図である。
【図６】２元系（Ｃａ０．１５Ｍｇ０．８５）Ｏ酸化物のペレットを電子ビーム蒸着法で蒸発させて製造した２元系酸化物薄膜の微細組織を電子顕微鏡で観察した写真である。
【図７】２元系（Ｃａ０．１５Ｍｇ０．８５）Ｏ酸化物保護膜を備えた前面基板と通常の構造を有する背面基板を窒素雰囲気で封着したＰＤＰと、ＭｇＯ酸化物保護膜を備えた前面基板と通常の構造を有する背面基板を窒素雰囲気で封着していないＰＤＰの放電電圧をＰＤＰのエージング時間にしたがって測定して比較したグラフである。
【図８】２元系（Ｃａ０．１５Ｍｇ０．８５）Ｏ酸化物保護膜を備えた前面基板とゲッタを蛍光体層の下部に含んでいる背面基板を窒素雰囲気で封着したＰＤＰと、図７の各ＰＤＰの放電電圧をＰＤＰのエージング時間にしたがって測定して比較したグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００４９】
以下、本発明の実施例による図面を参照して本発明をより詳細に説明するが、本発明の範疇がこれによって限定されることはない。
【００５０】
図５は、本発明の一つの実施例に係る交流型プラズマディスプレイ素子の背面基板の構造を示した垂直断面模式図である。
【００５１】
図５を参照すれば、ＡＣ  ＰＤＰの背面基板は、背面ガラス８０／背面誘電層９０／隔壁６０で構成されており、非揮発性酸化物ゲッタ層１００が背面基板の表面に均一に塗布されており、蛍光体層７０が非揮発性酸化物ゲッタ層１００の表面に形成されている。
【００５２】
したがって、本発明に係るＡＣ  ＰＤＰは、非揮発性酸化物ゲッタ層１００を蛍光体層７０の下面に位置させることによって、隔壁６０、背面誘電層９０及び蛍光体層７０から発生する水分及び二酸化炭素ガスを非揮発性酸化物ゲッタ層１００によって効果的に捕集することができる。
【００５３】
また、本発明に係るＡＣ  ＰＤＰは、保護膜が大気雰囲気に露出されるＰＤＰの製造工程段階である封着段階で工程雰囲気内の水分及び二酸化炭素ガスの分圧を低下させることによって、保護膜の反応程度を制御している。すなわち、図５に示すように、蛍光体層７０の下部に水分及び二酸化炭素ガスとの反応特性に優れた非揮発性酸化物ゲッタ層１００を位置させ、これがゲッタとしての役割を行っている。
【００５４】
すなわち、ＰＤＰの封着及び排気工程とＰＤＰを消費者が使用する間に放電セル内に放出されるほとんどの水分と二酸化炭素ガスが、蛍光体層７０、背面誘電層９０及び隔壁６０から発生するので、ゲッタ層１００は、これら不純物ガスを効果的にゲッタリングできる位置である蛍光体層７０の下面に位置している。
【００５５】
さらに、封着工程を窒素雰囲気で実施することによって雰囲気内の水分及び二酸化炭素ガスの分圧を低下させ、保護膜の反応程度を抑制することができる。
【００５６】
図６は、２元系（Ｃａ０．１５Ｍｇ０．８５）Ｏ酸化物のペレットを電子ビーム蒸着法で蒸発させて製造した２元系酸化物薄膜の微細組織を電子顕微鏡で観察した写真である。
【００５７】
具体的に、図６は、Ｍｇ（ＯＨ）２及びＣａＣＯ３原料粉末を混合した後、か焼、拡散反応及び焼結工程を通して製造された２元系（Ｃａ０．１５Ｍｇ０．８５）Ｏ酸化物のペレットを電子ビーム蒸着法で蒸発させて製造した２元系酸化物薄膜の微細組織を電子顕微鏡で観察した写真である。
【００５８】
図６を参照すれば、２元系（Ｃａ０．１５Ｍｇ０．８５）Ｏ酸化物保護膜が良好な結晶性を有して形成されており、このような結晶質保護膜を形成するために、基板は３７０℃まで加熱した条件で蒸着された。
【００５９】
以下、実験内容を通して本発明をより詳細に説明するが、下記の実験内容は本発明を例示するためのものであって、本発明の範疇がこれらのみに限定されることはない。
【００６０】
＜比較例１＞
【００６１】
結晶相２元系（Ｃａ０．１５Ｍｇ０．８５）Ｏ酸化物保護膜を備えた前面基板と従来の背面ガラス／背面誘電層／隔壁／蛍光層で構成された背面基板を５００℃の窒素雰囲気で封着し、３８０℃の温度で加熱・排気した後、放電ガスを封入してＰＤＰを製作した。このとき、放電ガスとしてはＮｅ―２０％Ｘｅ混合気体を使用し、サステイニング周期は３０ｋＨｚであった。
【００６２】
＜比較例２＞
【００６３】
前面基板の保護膜がＭｇＯ酸化物からなり、前面基板と背面基板を窒素雰囲気で封着しない点を除いては、比較例１と同一の方法でＰＤＰを製造した。
【００６４】
＜実施例１＞
【００６５】
平均粒度が１μｍ以下であるＣａＯゲッタ粉末を使用して２μｍ以下の厚さでゲッタ層をコーティングし、その表面に蛍光体ペーストを印刷法でコーティングして背面基板を形成し、結晶相２元系（Ｃａ０．１５Ｍｇ０．８５）Ｏ  酸化物保護膜を備えた前面基板と前記背面基板を５００℃の温度まで加熱して焼成し、これらを窒素雰囲気で封着した後、加熱排気及び放電ガスの封入によってＰＤＰを製作した。その他の条件は比較例１と同一である。
【００６６】
＜実験例１＞
【００６７】
前記比較例１及び２と実施例でそれぞれ製作された各ＰＤＰの放電電圧をＰＤＰのエージング時間にしたがって測定し、その結果を図７及び図８に示した。
【００６８】
まず、図７を参照すれば、比較例１では、２元系（Ｃａ０．１５Ｍｇ０．８５）Ｏ酸化物保護膜の放電電圧は、約３０５Ｖであって、比較例２のＭｇＯ保護膜の放電電圧である３４５Ｖに比べて約４０Ｖ低く表れることが分かる。このような放電電圧の減少は、２元系（Ｃａ０．１５Ｍｇ０．８５）Ｏ酸化物保護膜のバンドギャップエネルギーがＭｇＯに比べて減少し、２次電子放出係数が増加したことに起因すると見られる。
【００６９】
次に、図８を参照すれば、実施例１のＰＤＰ放電電圧が２３０Ｖまで減少したことが分かる。これとは異なり、ＭｇＯからなる保護膜を使用する比較例２の場合、放電電圧が３４５Ｖまで減少し、窒素雰囲気で封着された２元系（Ｃａ０．１５Ｍｇ０．８５）Ｏ酸化物保護膜を使用する比較例１の場合、放電電圧が３０５Ｖまで減少することが分かる。
【００７０】
したがって、２元系（Ｃａ０．１５Ｍｇ０．８５）Ｏ酸化物保護膜を窒素雰囲気下のみで封着した比較例１のＰＤＰに比べて、前記保護膜を窒素雰囲気で封着し、ＣａＯゲッタ層を背面基板の表面に塗布した実施例１のＰＤＰが放電電圧の減少効果側面で大きな効果を示すことが分かる。すなわち、上述したように、特定構成の保護膜及び所定の位置に位置したゲッタ層を含む本発明に係る交流型プラズマディスプレイ素子によれば、効率が画期的に上昇し、ＰＤＰの消費電力を減少させ、製造部品の原価を減少させることができる。
【００７１】
本発明の属した分野で通常の知識を有する者であれば、上述した内容に基づいて本発明の範疇内で多様な応用及び変形が可能であろう。
【符号の説明】
【００７２】
６０    隔壁
７０    蛍光体層
８０    背面ガラス
９０    背面誘電層
１００    非揮発性酸化物ゲッタ層
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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