(57)【要約】【課題】本発明は、保護膜の二次電子放出係数の特性を改善させて、低い電圧でプラズマ放電が可能なプラズマディスプレイパネルを提供するためのものである。【解決手段】本発明に係るプラズマディスプレイパネルは、前面基板の上部に形成された維持電極対と、維持電極対を覆うように形成された誘電体層と、誘電体層の上部に形成された色中心を含む保護膜と、前面基板と一定間隔離隔した後面基板と、を含む。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
前面基板の上部に形成された維持電極対と、
前記維持電極対を覆うように形成された誘電体層と、
前記誘電体層の上部に形成された色中心を含む保護膜と、
前記前面基板と一定間隔離隔した後面基板と、
を含む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】
前記前面基板は、有効画面領域と非有効画面領域とに分けられており、
前記有効画面領域に対応する第１保護膜領域に含まれた色中心の数は、前記非有効画面領域に対応する第２保護膜領域に含まれた色中心の数より多い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】
前記後面基板は放電セルを形成するための隔壁を含み、
前記放電セルに対応する第１保護膜領域に含まれた色中心の数は、前記放電セルの以外の残りの領域に対応する第２保護膜領域に含まれた色中心の数より多い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４】
前記維持電極対により形成された放電ギャップに対応する第１保護膜領域に含まれた色中心の数は、前記放電ギャップの以外の残りの領域に対応する第２保護膜領域に含まれた色中心の数よりさらに多い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５】
前記放電ギャップは１つの放電領域から前記維持電極対終端間の間隔が最大になる距離であることを特徴とする請求項４に記載のプラズマディスプレイパネル。
【請求項６】
前記色中心は、前記保護膜の全体厚さ対比３／１０厚さ以内に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。
【請求項７】
前記保護膜の材質は、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）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。
【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関する。
【背景技術】
【０００２】
プラズマディスプレイパネルは、ガス放電という物理的現状を用いて画像を表示するためのものであって、小さくは単一デジットから大きくは２百万画素を有する対角線１ｍの大きさのグラフィック用ディスプレイに到るまで、広範囲な大きさ範囲を有する表示素子であり、商業的製品に成功を収めているディスプレイ中の１つである。
【０００３】
このようなプラズマディスプレイパネルが画像を具現する時にはプラズマディスプレイパネルの内部に含まれた電極に放電開始電圧が印加されて保護膜の上でプラズマ放電が生じる。
【０００４】
この際、印加される電圧の大きさは、プラズマディスプレイパネルを構成する前面基板と後面基板との間に形成される放電空間の間隔、放電空間内に流入した放電ガスの種類と圧力、誘電体と保護膜の性質によって決まる。
【０００５】
プラズマ放電の際、放電空間内の陽イオンと電子は、互いに反対の極性（Polarization）を有して移動し、結局、保護膜の表面は互いに反対になる２つの異なる極性を有する壁電荷が分布する。
【０００６】
このような壁電荷は、保護膜が根本的に抵抗が高い絶縁体であるので、保護膜の表面に残っており、このような壁電荷の影響により放電開始電圧より低い電圧で放電が維持された現状、即ちメモリ機能を有することになる。
【０００７】
プラズマディスプレイパネルは、放電開始電圧と維持電圧との間で駆動されるため、前述したメモリマージンが大きいほど、より安定な状態の駆動が可能である。したがって、保護膜は放電開始電圧と維持電圧の両方において非常に重要な役割を遂行する。
【０００８】
特に、保護膜として使われる物質は、スパッタリング比率（Sputtering Rate）が小さく、二次電子放出係数が大きくて、透過率が高くなければならない。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は、保護膜の二次電子放出係数の特性を改善させて、低い電圧でプラズマ放電が可能であるようにすることをその目的とする。
【００１０】
また、本発明は、プラズマディスプレイパネル駆動の際、輝度特性を向上させるようにすることをその目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の一実施形態に係るプラズマディスプレイパネルは、前面基板の上部に形成された維持電極対と、維持電極対を覆うように形成された誘電体層と、誘電体層の上部に形成された色中心を含む保護膜と、前面基板と一定間隔離隔した後面基板と、を含む。
【００１２】
また、前面基板は、有効画面領域と非有効画面領域とに分けられ、有効画面領域に対応する第１保護膜領域に含まれた色中心の数は前記非有効画面領域に対応する第２保護膜領域に含まれた色中心の数より多いことを特徴とする。
【００１３】
また、後面基板は放電セルを形成するための隔壁を含み、放電セルに対応する第１保護膜領域に含まれた色中心の数は前記放電セルの以外の残りの領域に対応する第２保護膜領域に含まれた色中心の数より多いことを特徴とする。
【００１４】
また、維持電極対により形成された放電ギャップに対応する第１保護膜領域に含まれた色中心の数は、前記放電ギャップの以外の残りの領域に対応する第２保護膜領域に含まれた色中心の数より多いことを特徴とする。
【００１５】
この場合、放電ギャップは１つの放電領域から維持電極対終端間の間隔が最大になる距離である。
【００１６】
また、色中心は保護膜の全体厚さ対比３／１０厚さの以内に形成されることを特徴とする。
【００１７】
また、保護膜の材質は酸化マグネシウム（ＭｇＯ）であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１８】
このような方法により製造された酸化マグネシウム保護膜は、二次電子放出係数が画期的に向上することによって、放電電圧の減少に寄与する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
図１は、本発明の一実施形態に係るプラズマディスプレイパネルの構造を示す図である。
【００２０】
図１に示すように、プラズマディスプレイパネルは、画像がディスプレイされる表示面である前面ガラス１０１にスキャン電極１０２とサステイン電極１０３が対をなして形成された複数の維持電極対が配列された前面基板１００、及び、背面をなす後面ガラス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が配列された後面基板１１０が一定距離を置いて平行するように結合される。
【００２１】
プラズマディスプレイパネルの前面ガラス、あるいは後面ガラスは、ソーダライム（Soda-Lime）系ガラス基板を広く使用する。その組成物は、７０重量％のＳｉＯ２、１５重量％のＮａ２Ｏ、１０重量％のＣａＯ、少量のＡｌ２Ｏ３、Ｋ２Ｏ、ＭｇＯからなる。
【００２２】
前面基板１００は、１つの放電セルで相互放電させ、セルの発光を維持するためのスキャン電極１０２及びサステイン電極１０３が１つの維持電極対を含む。
【００２３】
維持電極対は、放出された光が通過する経路に位置するので、透過度を考慮して透明なＩＴＯ（Indium Tin Oxide）物質で形成された透明電極（ａ）で形成されることが好ましい。薄膜形成方法、ディッピング方法（Dipping Method）、スクリーン印刷法等により酸化インジウムや酸化錫を蒸着させて形成することができる。
【００２４】
また、維持電極の縁にはＩＴＯの高い抵抗を補償するために、銀（Ａｇ）などの導電性薄膜からなるバス電極（ｂ）を形成することが好ましい。バス電極はフォトリソグラフィ法（Photo Lithography）により、または金属ペーストを印刷して形成される。
【００２５】
スキャン電極１０２及びサステイン電極１０３は、放電電流を制限し、電極対間を絶縁させる１つ以上の上部誘電体層１０４により覆われる。
【００２６】
上部誘電体層１０４は、スクリーン印刷方法により形成されることができる。このようなスクリーン印刷方法は、誘電体ペースト（Paste）を塗布し、乾燥及び焼成工程を実施して形成することで、生産設備が簡単で、かつ、材料利用効率が高い。また、上部誘電体層１０４は、誘電体層をフィルム形状で作るグリーンシート形態で形成されることができる。この場合、誘電体層のユニフォーミティを向上させることができるので、プラズマディスプレイパネル駆動の際、誤放電を減らし、安定した放電が生じるようにすることができる。
【００２７】
上部誘電体層１０４の上面には、放電条件を容易にするための保護膜１０５が形成される。
【００２８】
保護膜形成は、スパッタリング方法や電子ビーム真空蒸着法（E-Beam Vacuum Evaporation Method）により上部誘電体層の上部に真空蒸着して形成することができる。この場合、保護膜の材質は二次電子放出係数の高い酸化マグネシウム（ＭｇＯ）を利用することが好ましい。したがって、プラズマディスプレイパネル駆動の際、放電効率を高めることができることになる。
【００２９】
保護膜は、単結晶または多結晶酸化マグネシウムからなり、少量の金属、金属酸化物及びシリコンなどを含むことができる。
【００３０】
後面基板１１０は、複数個の放電空間、即ち、放電セルを形成させるためのストライプタイプ（または、ウェルタイプ）の隔壁１１２が平行を維持して配列される。
【００３１】
隔壁は、スクリーンプリンティング法を用いてプリンティングと乾燥を交互に繰り返して遂行するが、スクリーンマスク方法で形成されることができ、サンドブラスト方法で形成されることができる。この場合、隔壁の材料はガラスペースを使用することが好ましい。
【００３２】
また、アドレス放電を遂行して真空紫外線を発生させる多数のアドレス電極１１３が隔壁１１２に対し平行に配置される。
【００３３】
アドレス電極１１３は、金属物質を薄膜蒸着することで、後面ガラスに形成されることができる。
【００３４】
後面基板１１０の上側面、即ち、隔壁により形成される放電セルの内部には、アドレス放電の際、画像表示のための可視光線を放出するＲ、Ｇ、Ｂ蛍光体１１４が塗布される。
【００３５】
アドレス電極１１３と蛍光体１１４との間にはアドレス電極１１３を保護するための下部誘電体層１１５が形成される。
【００３６】
下部誘電体層１１５は、上部誘電体層１０４と同様に、スクリーン（Screen）印刷方法やグリーンシートで形成されることができる。
【００３７】
このような構造を有するプラズマディスプレイパネルは、面放電式交流型プラズマディスプレイパネルの構造である。
【００３８】
このような構造を有するプラズマディスプレイパネルは、駆動の際、一定の維持電圧で維持されている維持電極により前面基板の上部誘電体の壁面に形成された壁電荷の壁電位状態を、後面基板のアドレス電極に印加することにより、放電を起こし、電荷を消去させる。
【００３９】
この際、前面基板の維持電極を覆っている誘電体膜は、誘電率が大きいほど誘電容量が高まるため、高い壁電荷を形成することになって、プラズマ放電の際、維持電圧及び駆動電圧を低めることができる。
【００４０】
しかしながら、後面基板のアドレス電極の場合は、画像信号をプラズマパネル内の各セルに伝達する役割をするため、できる限り、壁電荷形成の低い低誘電率の誘電体膜を使用することが有利である。その理由は、パネル内の各セルの放電を速かに発光させ消去させなければ、プラズマディスプレイパネルの画像の具現に不利であるためである。
【００４１】
したがって、誘電体物質では、金属化合物または金属化合物などがドーピングされたガラスなどが使われることが好ましい。
【００４２】
また、隔壁により形成された放電セルには放電ガスが封入され、この放電ガスはネオン（Ｎｅ）やキセノン（Ｘｅ）、あるいはこれらの不活性ガスが混合された混合ガスが使われることができる。
【００４３】
このような構造を有する本発明のプラズマディスプレイパネルにおいて、誘電体層の上部に蒸着された保護膜は色中心を含む。
【００４４】
色中心は、電子を有する点形態の格子欠陥、またはその集合体であって、陰イオンの空間格子点に電子が捕獲されたことをいう。このような色中心は、例えばハロゲン化アルカリの色中心であって、ハロゲン化アルカリの単結晶をアルカリ金属の蒸気中で高温に維持させて作ることができる。
【００４５】
図２は、本発明の一実施形態に係る色中心を有する酸化マグネシウム保護膜結晶内のエネルギーレベルを示す図である。
【００４６】
二次電子は、酸化マグネシウムのエネルギーレベルのうち、価電子帯から伝導帯に励起されながら発生する。したがって、価電子帯と伝導帯との間のギャップだけのエネルギーを必要とする。図２に示すように、本発明の酸化マグネシウム保護膜に含まれた色中心（F-center、F+-center）のエネルギーレベルは、酸化マグネシウム固有の価電子帯と伝導帯との間の高いエネルギーレベルを有するため、価電子帯から伝導帯に励起される時より少ないエネルギーで伝導帯に励起されることができる。したがって、酸化マグネシウムのエネルギーレベルバンドギャップ内に形成された色中心は二次電子放出を容易にする。
【００４７】
このような色中心を含んだ保護膜は、図１に示している交流型面放電プラズマディスプレイパネルの構造に適用されるだけでなく、保護膜が含まれた種々なるプラズマディスプレイパネルに適用可能である。
【００４８】
本実施形態の酸化マグネシウム保護膜は、色中心を含んでなり、二次電子放出係数が高いので、低い電圧でプラズマ放電が可能であるようにし、プラズマディスプレイパネルの輝度及び放電効率などの性能を向上させることができる。
【００４９】
図３は、本発明の一実施形態であって、前面基板に形成された保護膜の色中心分布領域を説明するための図である。
【００５０】
まず、図３を参照すれば、前面基板１００は、有効画面領域と非有効画面領域とに区分できる。有効画面領域と非有効画面領域は、映像の表示の有無によって区分されることができ、隔壁により区画された放電セルに形成された蛍光体の有無によって区分されることができる。
【００５１】
この場合、保護膜内に含まれた色中心は有効画面領域に対応する第１保護膜領域（Ａ）で非有効画面領域に対応する第２保護膜領域（Ｂ）より多く含む。
【００５２】
また、図４は、放電セルに対応する保護膜領域での色中心数の分布を示すものであって、隔壁１１２により形成された放電セルに対応する第１保護膜領域（Ａ）に含まれた色中心は放電セルの以外の残りの領域に対応する第２保護膜領域（Ｂ）に含まれた色中心の数より多く含む。
【００５３】
また、図５は、スキャン電極１０２とサステイン電極１０３からなる維持電極対に対応する保護膜領域での色中心分布を示すものであって、維持電極対により形成された放電ギャップに対応する第１保護膜領域（Ａ）に含まれた色中心は放電ギャップの以外の残りの領域に対応する第２保護膜領域（Ｂ）に含まれた色中心の数より多く含む。
【００５４】
この場合、放電ギャップ（Ｗ）は、スキャン電極の終端から始めてサステイン電極の終端までの最も最大となる距離である。
【００５５】
また、放電ギャップ（Ｗ）に対応する保護膜領域（Ａ）内でも色中心の分布が異なるように形成されることができる。即ち、スキャン電極やサステイン電極ラインに対応する保護膜領域において、放電ギャップ内の残りの領域より色中心を更に含むことができる。
【００５６】
また、図６は、保護膜の全厚さで色中心の分布を示す図であって、色中心は保護膜の全厚さ対比３／１０厚さの以内に形成される。この場合、色中心分布位置は、保護膜の上部から下部方向への厚さを示す時、上部から始まった保護膜の全厚さ対比３／１０厚さの以内に位置する。
【００５７】
このように、プラズマディスプレイパネルの保護膜の内部に形成された色中心の形成方法を説明すれば、次の通りである。
【００５８】
まず、図１に表れたプラズマディスプレイパネルの上部誘電体層１０４の上部に酸化マグネシウムを蒸着させて酸化マグネシウム保護膜１０５を形成する。
【００５９】
この場合、酸化マグネシウム保護膜は、電子ビーム真空蒸着法（E-Beam Vacuum Evaporation Method）により上部誘電体層の上部に酸化マグネシウムを真空蒸着して形成することができる。蒸着条件として、前面ガラスの温度は２００℃、真空度は２ｘ１０−６ｔｏｒｒ、増発速度は１０乃至２０ｎｍ／ｍｉｎに維持することが適当である。ＳＴＭ（Scanning Tunneling Microscope）によれば、同一な真空蒸着法により形成された薄膜でも、基板の温度が低ければ汚染度が高くなり、基板の温度が高いほど酸化マグネシウムの拡散率が増加して、互いによく結合するため、蒸着された酸化マグネシウム塊りが大きいということが観察される。
【００６０】
酸化マグネシウム保護膜は、スパッタリング（Sputtering）方法が使われることができる。スパッタリング方法を用いて酸化マグネシウム保護膜を形成する場合、基板を垂直に立てて蒸着することができるため、大面的蒸着が可能である。
【００６１】
酸化マグネシウム保護膜の蒸着は、３ｘ１０−５ｔｏｒｒ乃至１．３ｘ１０−４ｔｏｒｒ程度の酸素雰囲気で蒸着させることが好ましい。このような過度な酸素雰囲気で蒸着することは、次に説明する色中心の形成に有利である。
【００６２】
本発明の実施形態では電子ビーム真空蒸着法を使用して酸化マグネシウム保護膜を形成したが、厚膜印刷法を使用して酸化マグネシウム保護膜を形成することも可能である。
【００６３】
この後、上部誘電体層１０４の上部に形成された酸化マグネシウム保護膜に色中心は種々の方法により形成されることができる。
【００６４】
まず、酸化マグネシウム保護膜にイオンを注入した後、電子ビームを照射する。
【００６５】
イオン注入は電気場を用いて注入しようとするイオンを高い運動エネルギーを有するように加速させて、酸化マグネシウム保護膜の表面に衝突させることによって、イオンが目標材料の表面に注入されるようにする。注入されるイオンは数十〜数百ｋｅＶのエネルギーを有して、酸化マグネシウム保護膜の表面に衝突し、衝突したイオンは表面から数〜数百ｎｍの深さまで浸透する。
【００６６】
また、注入されたイオンは格子原子と当たって反動（recoil）過程により格子欠陥を目標材料の内部に形成させる。
【００６７】
イオン注入は酸化マグネシウム保護膜の特性にほとんど影響を与えなく、かつ、表面に效果的に格子欠陥を形成することができ、イオン加速電圧及び注入される物質の量を調節して欠陥密度及び深さを制御することができる。
【００６８】
また、イオン注入は熱力学的に非平衡工程であるため、溶解度、拡散などの熱力学的制限を受けないので、新たな物性を有する表面層を形成することができる。
【００６９】
具体的な方法としては、プラズマが利用できるが、真空チャンバー内にあるイオンソースでプラズマによりイオン化した後、希望するイオンのみを加速してイオンビームを目標材料に走査するものである。
【００７０】
前記イオンを注入する段階で注入されるイオンとしては、シリコン、窒素、硫黄、または燐などのイオンが使われることができる。
【００７１】
前記イオン注入段階を経て、格子欠陥が形成されれば、電子ビームを数秒から数分間、酸化マグネシウム保護膜の表面に入射する。この過程で、格子欠陥に電子が捕獲されて色中心が形成される。
【００７２】
酸化マグネシウム保護膜に色中心を形成する他の実施例として、紫外線を照射する方法、Ｘ線を照射する方法、電子ビームを照射する方法が使われることができ、前述した紫外線、放射線及び電子ビームを共に照射する方法が使われることができる。
【００７３】
以上のように、本発明に係るプラズマディスプレイパネルを例示した図面を参照して説明したが、本発明は明細書に開示された実施形態と図面により限るのでなく、技術思想が保護される範囲内で応用されることができる。
【図面の簡単な説明】
【００７４】
【図１】図１は、本発明の一実施形態に係るプラズマディスプレイパネルの構造を示す図。
【図２】本発明の一実施形態に係る色中心を有する酸化マグネシウム保護膜結晶内のエネルギーレベルを示す図。
【図３】本発明の一実施形態であって、前面基板に形成された保護膜の色中心分布領域を説明するための図。
【図４】本発明の一実施形態であって、放電セルに対応する保護膜領域での色中心数の分布を示す図。
【図５】本発明の一実施形態であって、スキャン電極１０２とサステイン電極１０３からなる維持電極対に対応する保護膜領域での色中心分布を示す図。
【図６】本発明の一実施形態であって、保護膜の全厚さで色中心の分布を示す図。
【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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