KR100255451B1 - 플라즈마 표시소자 및 그 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 특히 반사형 PDP의 구성에 적합한 PDP와 그 제조방법을 개시한다.

종래 백색층을 구비한 반사형 PDP는 반사효율이 낮아 고휘도의 구현이 불가능했던 바, 본 발명에서는 배면기판의 전극표면에 금속박막층을 형성하여 반사효율과 방전효율을 크게 개선하여 고휘도 장수명의 PDP를 구현하였으며, 특히 금속박막층의 표면 전하 집중효과로 AC형 PDP의 벽전하의 증대에도 유효하다.

Description

플라즈마 표시소자 및 그 제조방법

제1도는 반사형 PDP의 한 구성을 보이는 단면도.

제2도는 본 발명에 의한 PDP의 구성을 보이는 단면도.

제3도는 본 발명 PDP의 제조방법을 보이는 단면도.

제4도는 본 발명 PDP의 다른 구성을 보이는 단면도.

제5도는 본 발명 PDP의 한 작용을 보이는 개략적 단면도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

P1,P2 : 기판 E1,E2 : 전극

B : 격벽 F : 형광체

V : 방전공간 W : 백색층

M : 금속박막층

본 발명은 플라즈마 표시소자(Plasma Display Panel : PDP)와 이를 제조하는데 적합한 방법에 관한 것이다.

전자기기의 경박단소화 경향에 따라 활용영역이 급속히 확산되고 있는 평판표시소자는 전자기기의 인디케이터(indicator)나 휴대용 컴퓨터의 모니터로 사용되고 있는 액정표시소자(LCD)와 멀티스크린(multi screen) 장치로 사용되며 차세대 대형 벽걸이 TV를 지향하는 플라즈마 표시소자(PDP), LCD 등의 백라이트(back-light)등 조명장치로 사용되고 있는 EL(Electro Luminescen) 소자 등을 위시하여, 전계방출소자(FED)나 박막(薄型) 브라운관등이 활발하게 개발되고 있다.

제1도에는 평판표시소자의 하나인 PDP의 일례로서 특히 반사형의 직류(DC) PDP를 도시하였다.

서로 대향하는 두 기판(P1, P2)의 내면에는 두 그룹(group)의 전극(E1, E2)이 서로 교차대향하고 있고, 두 기판(P1, P2)간에는 격벽(barrier rib; B)이 스트라이프(stripe) 또는 매트릭스(matrix) 형태로 배열되어 전극(E1, E2)간의 방전공간(V)의 간격을 유지하는 동시에 각 전극(E1, E2)의 교차점들을 화소(pixel)로 구획하고 있다.

방전공간(V)에는 방전기체가 충전되어 두 전극(E1, E2)의 선택에 의해 선택된 화소의 방전기체가 기체방전을 일으킴으로써 화상이 표시된다. 이와 같은 작용은 가장 단순한 구성의 직류(DC)형 PDP의 작용이며, 교류(AC)형 PDP는 유전층에 의한 벽전하(wall discharge)를 이용하게 되고, 기타 방전의 촉진과 유지를 위해 여러 가지 보조전극이 사용되고 있다.

특정한 발광색을 나타내거나 칼라화상을 구현하기 위해서는 각 화소에는 소정의 형광체(F)가 도포되는데, 형광체(F)의 도포위치에 따라 반사형과 투과형 PDP가 구분되며 도시된 바와 같이 배면기판(P2)의 전극(E2)상에 형광체(F)가 도포된 구성이 반사형 PDP이다.

한편 DC PDP에 있어서는 양극이 형광체(F) 하부에 배열되며, 배면기판쪽에 양극이 위치하는 경우 대부분이며, 이때 이온 봄바드먼트에 대해 형광체 및 양극이 손상되는 경우가 많다. 이에 비해 투과형 PDP에 있어서는 형광체(F)가 전면기판(P1)상에 도포되고 그 하부의 전극(E1)이 양극이 된다.

투과형 PDP에 있어서는 방전공간(V)에서 발생된 방전이 전면기판(P1)측의 형광체(F)를 발광시켜 그 빛이 직접 투과되므로 비교적 발광휘도가 높지만, 이를 위해서는 형광체(F)를 적절한 두께로 도포하거나 그 도포면적을 넓히는데 여러 가지 어려움이 따르게 된다.

이에 비해 반사형 PDP는 형광체(F)의 도포도 어렵지 않고 도포면적도 크게 확보할 수 있으나 배면기판(P2)측에서 발생된 빛을 전면기판(P1)측으로 집중시켜 발광휘도를 높여 주기 위하여 배면기판(P1)상에 백색층(W)을 형성해주는 등의 부가적 구성이 필요하게 된다.

이러한 백색층(W)은 주로 저융점 유리분말에 백색안료를 혼합한 페이스트(paste)를 배면기판(P2)상에 도포하여 소성(燒成)시키는 과정으로 형성되는 바, 주지하다시피 소성을 위해서는 수십 m 길이의 소성로를 설치하여 기판(P2)을 수십분간 서서히 통과처리하는 설비와 공수상의 부담을 가지게 됨에도 백색층(W)의 반사효율은 50% 내외로 그다지 높지 못한 문제가 있다. 즉 백색층(W)을 구비한 종래의 반사형 PDP는 큰 제조원가에도 불구하고 방전공간(V)에서 발생된 빛의 75%(직접투과 50% + 반사 50%의 50%) 정도 밖에 전면기판(P1)측으로 투과되지 않아 그 발광휘도가 높지 못한 것이다.

한편 PDP의 전극(E1, E2)과 격벽(B), 그리고 형광체(F) 등의 기능층은 후막(厚膜)공정인 인쇄방법으로 구성되는 것이 일반적이다. 인쇄방법은 기능층을 패터닝(patterning) 상태로 형성할 수 있고 그 설비와 공정도 비교적 간단하여 제조원가가 저렴하지만, 완성된 기능층의 균질성이 낮은 문제가 있다.

특히 PDP와 같이 두 전극(E1, E2)간에 전자와 이온의 연쇄적인 발생에 따른 방전현상을 이용하는 소자에 있어서, 전극(E1, E2)을 도전성 페이스트의 인쇄방법으로 구성하면 특히 양극이 되는 전극(E2)의 표면 불균일에 의한 방전특성의 저하와 손상이 심해 방전효율도 낮고 그 수명도 길지 못한 문제가 발생된다.

그러나 전극(E1, E2, 특히 E2)을 박막(薄膜)공정으로 제조하는 경우에는 증착(蒸着)등으로 도전성 피막을 형성한 후 사진식각법(photo lithography) 등으로 패터닝해야 하므로 공정 및 설비원가가 인쇄방법의 10배 단위 이상으로 크게 증가하여 실용에 제공할 PDP의 구성에는 적합하지 못하게 된다.

이와 같은 종래의 여러 가지 문제점을 감안하여 본 발명의 목적은 제조원가의 큰 상승없이 발광효율과 수명의 증대가 가능하고, 특히 반사형 PDP에 있어서 백색층을 보완 또는 대체하여 발광휘도의 현저한 향상이 가능한 PDP와 그 제조방법을 제조하는 것이다.

상술한 목적의 달성을 위해 본 발명에 의한 PDP는 적어도 배면기판상의 전극상에 금속박막층이 형성되는 것을 특징으로 한다.

이러한 구성에 의하면 전극의 표면이 균일해지므로 발광효율이 높아지고 손상이 방지되어 장수명 고효율이 보장될 뿐아니라, 전하(電荷)가 도전성이 높은 금속박막층에 집중되므로 발광감도도 크게 향상될 수 있다.

본 발명의 한 특징에 의하면 금속박막층은 전극상뿐아니라 배면기판의 격벽 사이의 노출면 또는 이로부터 격벽의 측면 하부까지 연장되어 구성될 수 있는바, 이 경우에는 백색층을 대체하여 현저히 높은 반사효율 및 이에 따른 높은 발광휘도를 구현할 수 있게 된다.

이와 같은 본 발명 PDP의 급속박막층은 선별적 증착등의 방법으로 제조될 수 있는 바, 그 상세와 본 발명의 다른 이점 및 구체적 구성들은 첨부된 도면을 참조한 이하의 바람직한 실시예들의 설명으로 더욱 명확해질 것이다.

제2도에서, 본 발명 PDP는 기본적으로 전면기판(P1)과 배면기판(P2)에 각각 서로 교차 대향하는 전극(E1, E2)을 배열하고 격벽(B)으로 구획한 각 화소에 해당 형광체(F)를 도포형성한 구성을 가진다.

배면기판(P2)측으 적어도 배면(E2)상에는 본 발명 특징에 따라 금속박막층(M)이 형성되어 있는데, 금속박막층(M)이 전극(E2) 상에만 형성되어 있는 경우에는 종래와 같이 백색층(W)이 배면기판(P2)의 상면에 형성되고, 도시된 실시예에서와 같이 금속박막층(M)이 격벽(B) 사이의 배면기판(P2)의 노출면에 전면적으로 형성되어 있는 경우에는 별도의 백색층(W)은 필요하지 않게 된다.

이와 같이 적어도 전극(E2)상에 형성된 금속박막층(M)은 다음과 같이 여러 가지 효과를 발휘하게 된다.

먼저 금속박막층(M)은 그 명칭대로 박막에 의해 구성되므로 그 표면이 균일하여 방전효율이 높아지고 이온 봄바드먼트에 의한 손상도 방지된다.

또한 금속박막층(M)은 도전성 페이스트로 된 전극(E2)에 비해 도전성이 우수하므로 전극저항이 감소되어 대형 패널을 구성하는 경우에도 전압강하가 현저하지 않아 균일한 화상의 구현이 가능하게 된다.

한편 금속을 증착 등에 의해 박막으로 형성하게 되면 그 표면은 고광택의 경면(鏡面)을 형성하게 된다. 이에 따라 반사형 PDP의 경우 전극(E2)의 상부 양 격벽(B) 사이의 배면기판(P2)의 노출면에 전면적으로 금속박막층(M)을 형성하게 되면 반사효율 및 이에 따른 발광휘도의 현저한 증대를 기대할 수 있게 된다.

이와 같이 고광택의 경면을 형성하는 고도전성의 재질로 가장 경제적인 것은 Al인바, 예를들어 Al로 금속박막층(M)을 형성하는 경우 그 반사율은 90~95% 정도이므로 방전공간(V)에서 발생된 빛의 적어도 95%(직접투과 50% + 반사 50%의 90%)가 전면기판(P1)으로 투과될 수 있게 되어 발광휘도의 현저한 개선을 기대할 수 있게 된다.

이러한 휘도향상은 반사형 PDP뿐 아니라 투과형 PDP에서도 달성될 수 있음은 물론이며, 이 경우 발광휘도의 컨트라스트(contrast)는 어느 정도 반비계 관계에 있으므로 발광휘도의 향상시 컨트라스트의 저하를 방지하기 위해 격벽(B)의 재료에 흑색색소를 혼합하여 흑색의 체색(body color)을 가지는 격벽(B)을 형성해주는 것이 바람직하다.

한편 본 발명 PDP의 금속박막층(M)은 바람직하기로 제3도와 같은 방법으로 제조될 수 있다.

기판, 예를들어 배면기판(P2)상에 전극(E2)이 형성되고 격벽(B)으로 구획되고 나면, 격벽(B)의 상부에 마스크(S)가 얹혀 Al 등의 금속을 증착함으로써 금속박막층(M; 제3도에는 도시안됨)을 형성하게 된다.

여기서 Al의 증착은 기판(P2)을 진공분위기내에 투입하여 리본(ribon) 형태등으로 된 Al 타겟을 고온으로 가열하는 가열 증착방법으로 이루어지는 것이 바람직하다.

또한 마스크(S)는 바람직하기로 금속박판으로 형성되어 증착금속이 통과될 수 있는 어퍼츄어(aperture; A)가 형성되어 금속박막층(M)의 형성범위를 제한하게 된다. 전극(E2) 상부에만 금속박막층(M)을 형성하든가 제2도에 도시된 바와 같이 격벽(B) 사이의 배면기판(P2)의 노출면에 금속박막층(M)을 형성하는 경우에는 어퍼츄어(A)의 크기는 격벽(B)간의 간격에 비해 충분히 작게 형성되어야 한다.

한편 마스크(S)의 어퍼츄어(A)가 크거나 마스크(S) 없이 증착을 하게 되면 금속박막층(M)은 제4도에 도시된 바와 같이 격벽(B)의 측면 하부까지 연장형성된다. 이러한 구성에 의하면 백색층(W)이 없이도 방전공간(V) 내에서 발생된 빛이 거의 모두 전면기판(P1) 측으로 투과되어 발광휘도를 크게 향상시킬 수 있게 되나, Al 등의 금속박막층(M)은 양도체이므로 방전특성의 변화 등을 충분히 감안해야 된다.

예를들어 제4도의 구성에 있어서는 전극(E1, E2)간에 방전이 일어나기 전에 거리가 더 가까운 금속박막층(M)의 상단과 전면기판(P1)의 전극(E1)간에 방전이 먼저 방전이 먼저 발생된다. 이러한 특성은 역으로 양전극(E1, E2)간에 신속한 방전이 일어나도록 하는 보조방전을 유발하는데 사용될 수 있게 된다.

이상에서 금속박막층(M)이 주로 반사형 PDP에 사용되어 표면의 균일성에 의한 방전효율의 향상과 경면효과에 의한 반사효율의 증대에 기여하는 것으로 설명되었다. 그러나 이러한 효과는 투과형 PDP의 발광휘도 향상에도 동일하게 발휘될 수 있다.

또한 이상의 설명에서 PDP는 직류(DC) 방식인 것을 전제하여 설명되어 왔다. 그러나 본 발명의 금속박막층(M)을 구비한 전극(E2)은 전하가 표면으로 집중되는 효과가 있어서 교류(AC)방식의 PDP에도 유효하게 사용될 수 있다.

먼저 DC방식과 AC방식의 PDP의 원리를 살펴보면 DC방식은 두 전극간의 직류 전위차에 의해 방전기체내에서 방전이 발생되는 단순한 구성인 반면, AC방식은 한 전극상에 유전층(誘電層)을 형성하고 교류를 인가하면 유전층의 표면에 벽전하(wall charge)가 형성되어 전원의 극성이 바뀌면 이 벽전하들이 신속한 강력한 방전을 일으키게 됨으로써 속동성(涑動性)과 메모리(memory) 효과 등을 구현하여 큰 발광휘도를 발휘하게 되는 것이다.

그런데 본 발명에서와 같이 전극(E2)상에 금속박막층(M)을 형성하면 도전성 페이스트로 구성된 전극(E2)에 비해 금속박막층(M)의 도전성이 월등이 우수하므로 제5도에 도시된 바와 같이 전하는 주로 금속박막층(M)으로 집중적으로 분포하게 된다.

이에 따라 금속박막층(M)의 표면에 유전층(도시안됨)을 형성하게 되면 AC PDP의 구성시 더욱 많은 양의 벽전하가 형성될 수 있게 되어 발광휘도를 개선할 수 있게 되는 것이다.

이상에서 살펴 본 바와 같이 본 발명에 의하면 전극상에 균일한 금속박막층을 형성함으로써 전극의 손상이 방지되고 방전효율이 높아지며, 금속박막층의 경면효과에 의해 반사효율이 향상될 뿐아니라, 전하의 표면집중으로 AC형으로 구현되기에도 적합한 PDP가 제공된다.

Claims (4)

1. 서로 대향하는 두 기판에 교차 대향하는 전극을 배열하고 격벽에 의해 복수의 화소로 구획한 플라즈마 표시소자에 있어서, 상기 전극중 배면기판측의 전극과 이 전극상으로부터 상기 격벽간의 상기 배면기판의 노출면을 덮도록 금속박막층을 형성하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 표시소자.
2. 제1항에 있어서, 상기 금속박막층이 상기 배면기판의 노출면을 덮고 상기 격벽 측면의 하부까지 연장 형성되는 것을 특징으로 하는 플라즈마 표시소자.
3. 제1항에 있어서, 상기 배면기판측의 전극의 하부에 백색안료를 포함하는 백색층이 형성되는 것을 특징으로 하는 플라즈마 표시소자.
4. 제1항에 있어서, 상기 금속박막층이 Al로 형성되는 것을 특징으로 하는 플라즈마 표시소자.