KR100421666B1 - 다층 보호막 구조의 교류 플라즈마 디스플레이패널 - Google Patents

Abstract

본 발명은 보호막을 다층으로 형성한 교류 플라즈마 디스플레이 패널에 관한 것이다.

본 발명에 따른 다층 보호막 구조의 교류 플라즈마 디스플레이 패널은 기판 상에 형성되어 방전을 일으키는 전극들과, 상기 전극들을 덮도록 상기 기판 상에 형성되는 유전층과, 상기 유전층 상에 250℃ 이상에서 증착되는 제 1 보호층과, 상온과 200℃ 사이의 온도범위에서 상기 제 1 보호층 상에 증착되어 상기 제 1 보호층의 결정방향과 다른 방향의 결정방향을 가지는 제 2 보호층을 구비한다.

본 발명에 따른 다층 보호막 구조의 교류 플라즈마 디스플레이 패널 및 그 제조방법은 산화마그네슘 보호막을 2층 구조로 함으로써 판넬의 안정성을 증가시키고 공정시간 및 비용이 감소시키게 되어 플라즈마 디스플레이 패널의 저가격화 및 신뢰성 증가를 가져올 수 있다.

Description

다층 보호막 구조의 교류 플라즈마 디스플레이 패널{Alternate Current Plasma Display Panel of Multi-Layer MgO}

본 발명은 교류 플라즈마 디스플레이 패널에 관한 것으로, 상판의 산화마그네슘 보호막을 다층 구조로 하여 플라즈마 디스플레이 패널의 초기 방전전압 및 전압 안정화 시간을 감소시키는 플라즈마 디스플레이 패널에 관한 것이다.

정보처리 시스템의 발전과 보급 증가에 따라 시각정보 전달 수단으로 디스플레이 장치의 중요성이 증대되고 있다. 특히 종래 CRT(Cathod Ray Tube)는 사이즈가 크고 동작전압이 높으며 표시 일그러짐이 발생하는 여러 가지 문제점을 가지고 있어 화면의 대형화, 평면화를 목표로 하는 최근의 추세가 적합하지 않아 최근에는 매트릭스 구조를 가지는 각종 평면디스플레이의 연구가 활발히 진행 중이다.

최근, 액정표시장치(Liquid Crystal Display; 이하 "LCD"라 한다), 전계방출 표시장치(Field Emission Display; 이하 "FED"라 한다) 및 플라즈마 표시장치 (Plasma Display Panel; 이하 "PDP"라 한다)등의 평면 표시장치가 활발히 개발되고 있다. PDP는 He+Xe 또는 Ne+Xe 불활성 혼합가스의 방전시 발생하는 147㎚의 자외선에 의해 형광체를 발광시킴으로써 문자 또는 그래픽을 포함한 화상을 표시하게 된다. 이러한 PDP는 박막화와 대형화가 용이할 뿐만 아니라 구조가 단순해짐으로 제작이 용이해지고 아울러 다른 평면 표시장치에 비하여 휘도 및 발광효율이 높다는 이점을 가진다. 이러한 이점들로 인하여 PDP에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 특히, 3전극 교류 면방전형 PDP는 방전시 표면에 벽전하가 축적되며 방전에의해 발생되는 스퍼터링으로부터 전극들을 보호하기 때문에 저전압 구동과 장수명의 장점을 가진다.

도 1 및 도 2는 통상적인 3전극 교류형 PDP의 방전셀에 대한 단면도를 도시한 것이다. 방전셀은 유지전극쌍(2)이 형성된 상부기판(1)과, 어드레스전극(7)이 형성된 하부기판(6)을 구비한다. 상부기판(1)과 하부기판(6)은 격벽(8)을 사이에 두고 평행하게 이격된다. 상부기판(1), 하부기판(6) 및 격벽(8)에 의해 마련되어진 방전공간에는 Ne+Xe, He+Xe 등의 혼합가스가 주입된다. 유지전극쌍(2) 중 하나는 어드레스기간에 공급되는 주사전압펄스에 응답하여 어드레스전극(7)과 함께 대향방전을 일으키고 서스테인기간에 공급되는 서스테인펄스에 응답하여 인접한 유지전극(2)과 면방전을 일으키는 주사/유지 전극으로 이용된다. 이러한 주사/유지 전극으로 이용되는 유지전극쌍(2)은 서스테인펄스가 공통으로 공급되는 공통유지전극으로 이용된다. 유지전극쌍(2)이 형성된 상부기판(1) 상에는 상부 유전층(4)과 보호막(5)이 적층된다. 상부 유전층(4)은 플라즈마 방전전류를 제한함과 아울러 방전시 벽전하를 축적하는 역할을 한다. 보호막(5)은 플라즈마 방전시 발생된 스퍼터링에 의한 상부 유전층(4)의 손상을 방지하고 2차 전자의 방출 효율을 높이게 된다. 이 보호막(5)은 통상 산화마그네슘(MgO)으로 이루어진다. 어드레스전극(7)은 상기 유지전극쌍(2)과 교차하게 형성되며, 디스플레이되어질 셀들을 선택하기 위한 데이터신호가 공급된다. 어드레스전극(7)이 형성되어진 하부기판(6)에는 하부 유전층이 형성된다. 하부 유전층 상에는 방전공간을 분할하기 위한 격벽들(8)이 수직으로 신장된다. 하부 유전층과 격벽(8)의 표면에는 진공 자외선에 의해 여기되어 적색, 녹색 또는 청색의 가시광을 발생하는 형광체(9)가 도포된다.

이러한 구조의 PDP 방전셀은 어드레스전극(7)과 유지 전극(2) 사이의 대향방전에 의해 선택된 후 유지전극쌍(2) 사이의 면방전에 의해 방전을 유지하게 된다. 그리고, 유지방전시 발생되는 자외선에 의해 형광체(9)가 발광하여 가시광이 셀 외부로 방출되게 된다. 이러한 셀의 방전유지기간, 즉 유지방전 횟수를 비디오데이터에 따라 조절함으로써 영상 표시에 필요한 계조(Gray Scale)을 구현하게 된다.

또한 상부기판상에 투명전극을 스퍼터링이나 진공증착등의 방법을 이용하여 형성하고, 그 투명전극(2) 상에 Cr/Cu/Cr로 이루어진 금속 버스전극(3)을 주로 스퍼터링 방식에 의해 형성한다. 투명전극(2)과 버스전극(3)이 형성된 상부기판(1)상에 상부 유전체층(4)은 스크린 프린팅 방법에 의해 도포되고, 이 유전체층(4) 표면에 보호막(5)이 형성되게 된다. 이때 산화마그네슘을 약 5000Å정도로 증착하여 보호막을 형성한다.

이때 보호막인 산화마그네슘(MgO) 층은 주로 1층으로 되어 있으며 PDP의 방전전압 및 방전 유지전압 등 주로 전압 및 휘도 특성에 많은 영향을 미치는 중요한 막이므로 이 보호막을 개선시켜 좋은 방전특성을 얻으려 하는 것이다.

이와 같이 일반적인 교류형 PDP의 제조에 있어서 패널제작 과정에서 발생되는 전극 표면의 오염 및 산화 등으로 구동전압이 상승하고, 발광형태가 얼룩이 생기는 현상이 발생하는데, 이를 위해서 전극표면(즉, 절연층)을 균일화하여 양호한 방전특성을 얻고 구동전압을 감소시키기 위해 패널 어셈블리 후 반드시 에이징을 실시하게 된다. 그러나 이 패널의 에이징공정에 있어서 에이징펄스를 24시간 정도 실시하는데 이를 단축해야 하는 과제가 있고, 장시간 고전압 펄스가 인가되므로 패널 열화 및 수명에 영향을 미치게 된다.

따라서, 본 발명의 목적은 에이징 시간을 감축하기 위한 다층 보호막 구조의 교류 플라즈마 디스플레이 패널을 제공하는 데 있다.

도 1은 종래 면방전 교류 플라즈마 디스플레이 패널을 설명하는 도면.

도 2는 종래의 교류 플라즈마 디스플레이 패널의 단위 방전셀을 도시한 단면도.

도 3은 본 발명에 따른 교류 플라즈마 디스플레이 패널의 단위 방전셀을 도시한 단면도.

도 4는 종래의 발명과 본 발명의 초기 방전전압 및 방전 안정화 시간의 비교도.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

1,11 : 상부기판 2,12 : 유지전극쌍

3,13 : 버스전극쌍 4,14 : 유전층

5,15,20 : 보호막 6,16 : 하부기판

7,17 : 어드레스전극 8,18 : 격벽

9,19 : 형광체

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 다층 보호막 구조의 교류 플라즈마 디스플레이 패널은 기판 상에 형성되어 방전을 일으키는 전극들과, 상기 전극들을 덮도록 상기 기판 상에 형성되는 유전층과, 상기 유전층 상에 250℃ 이상에서 증착되는 제 1 보호층과, 상온과 200℃ 사이의 온도범위에서 상기 제 1 보호층 상에 증착되어 상기 제 1 보호층의 결정방향과 다른 방향의 결정방향을 가지는 제 2 보호층을 구비한다.

상기 목적 외에 본 발명의 다른 목적 및 특징들은 첨부 도면을 참조한 실시예에 대한 설명을 통하여 명백하게 드러나게 될 것이다.

이하, 도 3 및 도 4를 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 설명하기로 한다.

도 3은 본 발명에 따른 다층 보호막 구조의 교류 플라즈마 디스플레이 패널의 방전셀을 도시한 단면도이다.

"Aboelfotoh 등의 이론"에 따르면 MgO 증착온도에 따라 방전전압이 변하는데 그 원인은 증착시 온도에 따라 산소 이온 공간같은 결점이 밴드 갭내에 전자 트랩핑 레벨을 만드는 양이 다르고, 이것이 많을수록 플라즈마 내의 양이온이 산화마그네슘(MgO) 표면으로부터 이차 전자 방출을 크게하여 초기 방전전압을 낮춘다고 설명하였다. 그러나 상온과 200℃ 사이에서 증착한 MgO층은 고온증착한 MgO 층보다 밀도가 적어서 장시간 소자 구동시 방전특성이 빨리 저하되는 단점을 가지고 있다.

보호막에서의 이차 전자 방출은 "오제(Auger) 중화이론"에 의해 설명될 수 있다. 오제 중화이론에 의하면, 보호막의 가전자대 내의 전자는 혼합가스 이온의 바닥 상태로 천이되어 혼합가스 이온을 중화시키게 된다. 이 때의 천이 에너지는 보호막 내의 다른 전자를 보호막으로부터 방출되게 한다. 이와 같이 발생된 이차 전자들은 다른 혼합가스의 원자들과 충돌함으로써 다른 혼합가스의 원자들이 이온화되게 한다..

따라서, 도 3을 상세히 설명하면 다음과 같다.

방전셀은 유지전극쌍(12)이 형성된 상부기판(11)과, 어드레스전극(17)이 형성된 하부기판(16)을 구비한다. 상부기판(11)과 하부기판(16)은 격벽(18)을 사이에 두고 평행하게 이격된다. 상부기판(11), 하부기판(16) 및 격벽(18)에 의해 마련되어진 방전공간에는 Ne+Xe, He+Xe 등의 혼합가스가 주입된다. 유지전극쌍(12) 중 하나는 어드레스기간에 공급되는 주사전압펄스에 응답하여 어드레스전극(17)과 함께 대향방전을 일으키고 서스테인기간에 공급되는 서스테인펄스에 응답하여 인접한 유지전극(12)과 면방전을 일으키는 주사/유지 전극으로 이용된다. 이러한 주사/유지 전극으로 이용되는 유지전극쌍(12)은 서스테인펄스가 공통으로 공급되는 공통유지전극으로 이용된다. 유지전극쌍(12)이 형성된 상부기판(11) 상에는 상부유전층(14)과 보호막(15,20)이 적층된다. 상부 유전층(14)은 플라즈마 방전전류를 제한함과 아울러 방전시 벽전하를 축적하는 역할을 한다. 어드레스전극(17)은 상기 유지전극쌍(12)과 교차하게 형성되며, 디스플레이되어질 셀들을 선택하기 위한 데이터신호가 공급된다. 어드레스전극(17)이 형성되어진 하부기판(16)에는 하부 유전층이 형성된다. 하부 유전층 상에는 방전공간을 분할하기 위한 격벽들(18)이 수직으로 신장된다. 하부 유전층과 격벽(18)의 표면에는 진공 자외선에 의해 여기되어 적색, 녹색 또는 청색의 가시광을 발생하는 형광체(19)가 도포된다.

마지막으로 보호막(15,20)은 아래 표1에 기재된 바와같이, 250℃ 이상으로 고온 증착한 수천Å 두께의 MgO층 1(15) 위에 상온과 200℃ 사이에서 증착한 MgO층 2(20)를 수십Å~ 수백Å 정도 얇게 증착하여, 전체적으로 밀도가 큰 단단한 막위에 이차전자 방출계수가 커서 소자의 방전전압을 저하시키는 효과가 있는 부드러운 막을 아주 얇게 증착하게 한다. 즉, 기존의 방식에 의한 보호막 상에 방전전압을 빨리 낮출 수 있게 하는 보호막을 하나 더 추가하는 것이다.

표 1에는 본 발명에 따른 각 층의 증착조건 및 막구조를 나타내었다.

MgO 박막	두께(Å)	증착온도(℃)	증착방법	Grain Size	결정방향
Layer 1	~ 수천Å	250	E-BEAM	대	(111)
Layer 2	수십Å~수백Å	상온~ 200℃	E-BEAM	소	(200)(220)

위와 같이 각 층의 증착조건을 달리하여 보호막을 증착함으로써 MgO층 2(20)에 의해 방전전압을 저하시킬 수 있게 되고. 결국은 에이징 시간을 단축시킬 수 있게 된다.

또한 장시간 고전압 펄스에 MgO층 2(20)가 없어지더라도 MgO 층 1(15)에 의해 본연의 전극보호 역할을 수행하기 때문에 PDP의 수명도 연장할 수 있는 장점이 있게 된다.

도 4는 본 발명에 따른 다층 보호막 구조의 교류 플라즈마 디스플레이 패널의 방전전압 및 방전 안정화 시간관계와 종래의 것을 비교한 그래프를 도시하였다.

도 4에서 보는 바와 같이 종래의 것보다 방전시 초기 방전전압 및 전압 안정화시간을 감소시키는 효과가 있음을 알 수 있다. 따라서 PDP의 에이징 시간을 현재 24시간 보다 반이상 감소한 12시간 이하로 줄일 수 있게 된다.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 다층 보호막 구조의 교류 플라즈마 디스플레이 패널은 PDP 상판에 증착되는 보호막인 MgO 층을 2 층으로 제작함으로써 판넬의 안정성을 증가시키고 공정시간 및 비용이 감소시키게 되어 플라즈마 디스플레이 패널의 저가격화 및 신뢰성 증가를 가져올 수 있다.

이상 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 발명의 기술사상을 일탈하지 아니하는 범위에서 다양한 변경 및 수정이 가능함을 알 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 기술적 범위는 명세서의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허 청구의 범위에 의해 정하여져야만 할 것이다.

Claims (5)

1. 기판 상에 형성되어 방전을 일으키는 전극들과,

   상기 전극들을 덮도록 상기 기판 상에 형성되는 유전층과,

   상기 유전층 상에 250℃ 이상에서 증착되는 제 1 보호층과,

   상온과 200℃ 사이의 온도범위에서 상기 제 1 보호층 상에 증착되어 상기 제 1 보호층의 결정방향과 다른 방향의 결정방향을 가지는 제 2 보호층을 구비하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 제 1 및 상기 제 2 보호층은 산화마그네슘층인 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 제 2 보호층은 상기 제 1 보호층보다 얇게 형성되는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널.
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