KR100603313B1 - 플라즈마 디스플레이 패널 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 불순분자의 수가 적합화됨으로써 각 전극을 구동하기 위한 전압이 저감되고, 따라서 소비전력이 저감되는 플라즈마 디스플레이 패널을 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은: 배면기판; 상기 배면기판의 상측에 배치되고 일 방향으로 연장된 어드레스전극들; 상기 어드레스전극들을 덮는 하측유전체층; 상기 하측유전체층의 상측에 형성된 격벽; 상기 격벽에 의하여 한정되는 발광셀들 내에 배치된 형광체; 상기 배면기판과 평행하게 배치된 전면기판; 상기 전면기판의 하측에 배치되고 상기 어드레스전극들과 교차하도록 연장된 유지전극쌍들; 상기 유지전극쌍들을 덮고 있는 상측유전체층; 상기 상측유전체층을 덮고 있는 MgO막; 및 상기 발광셀 내에 있는 방전가스;를 구비한 플라즈마 디스플레이 패널로서,

상기 MgO막의 1cm²에는 대략 2.07x10¹⁵ 내지 1.88x10²⁰ 개의 불순분자가 흡착되어 있는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널을 제공한다.

Description

플라즈마 디스플레이 패널 {Plasma display panel}

도 1 은 플라즈마 디스플레이 패널의 배기공정을 도시하는 개념적 사시도이고,

도 2 는 플라즈마 디스플레이 패널의 중앙부를 도시하는 부분절개사시도이고,

도 3 은 플라즈마 디스플레이 패널의 각 전극에 가해지는 전압을 도시한 전압파형이고,

도 4 는 플라즈마 디스플레이 패널의 MgO 막에 흡착된 불순분자의 수에 따라서 변화하는 어드레스전압, 유지방전전압, 및 리셋전압을 도시하는 그래프이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

10: 배면기판 20: 하측유전체층

31: 격벽 32: 형광체

40: 전면기판 50: 상측유전체층

60: MgO 막 70: 유지전극쌍

71: 주사전극 72: 공통전극

73: 어드레스전극

본 발명은 플라즈마 디스플레이 패널에 관한 것으로서, 전극들을 구동하기 위한 전압이 저감되고, 따라서 소비전력이 저감되는 플라즈마 디스플레이 패널에 관한 것이다.

도 1 및 도 2 에 도시된 플라즈마 디스플레이 패널의 배기공정에 관하여 설명한다. 상판(5)과 하판(6)을 각각 제작한 후에는 이들의 주변부를 프리트(7; frit) 등으로 밀봉하고, 그 후 진공펌프(3)를 이용해서 하판의 주변부 내측에 형성된 배기공(6a)을 통하여 상판과 하판 사이에 있는 불순가스를 배출시킨다. 불순가스를 배출시킨 후에는, 배기공을 통하여 상판과 하판 사이에 방전가스를 충전하고, 그 후에는 배기공을 밀봉한다.

상기 불순가스란, 방전가스 외의 가스를 말하는 것으로서, 상판과 하판 사이에 부유되어 있는 이산화탄소 등을 의미한다. 제조공정 중에 형성되어 상판의 MgO 막(60)과 하판(6)의 형광체(32)에 흡착된 이산화탄소 등은 배기공정이 진행됨에 따라서 MgO 막과 형광체로부터 이탈하여 불순가스로 될 수 있다.

이하에서는 MgO 막에 흡착된 이산화탄소를 불순분자라 칭하며, 불순분자는 이산화탄소와 MgO 의 화합물인 MgCO₃를 포함한다. 상기 방전가스란, 플라즈마방전을 위한 가스, 예를 들면 Xe이 5중량% 정도 포함된 Ne-Xe 혼합가스를 의미한다.

종래에는 불순분자가 적을수록 좋다고 믿어져 왔으나, 최근의 실험에 의하면 불순분자의 양이 일정한 범위 내에 있는 것이 유리하다는 결과를 얻었다. 본 발명은 이 실험의 결과에 기초한 것이다.

본 발명은, 불순분자의 수가 적합화됨으로써 각 전극을 구동하기 위한 전압이 저감되고, 따라서 소비전력이 저감되는 플라즈마 디스플레이 패널을 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은:

배면기판;

상기 배면기판의 상측에 배치되고 일 방향으로 연장된 어드레스전극들;

상기 어드레스전극들을 덮는 하측유전체층;

상기 하측유전체층의 상측에 형성된 격벽;

상기 격벽에 의하여 한정되는 발광셀들 내에 배치된 형광체;

상기 배면기판과 평행하게 배치된 전면기판;

상기 전면기판의 하측에 배치되고 상기 어드레스전극들과 교차하도록 연장된 유지전극쌍들;

상기 유지전극쌍들을 덮고 있는 상측유전체층;

상기 상측유전체층을 덮고 있는 MgO막; 및

상기 발광셀 내에 있는 방전가스;를 구비한 플라즈마 디스플레이 패널로서,

상기 MgO막의 1cm²에는 대략 2.07x10¹⁵ 내지 1.88x10²⁰ 개의 불순분자가 흡착되어 있는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널을 제공한다.

상기 MgO막의 1cm²에는 대략 3.15x10¹⁶ 내지 4.08x10¹⁸ 개의 불순분자가 흡착되어 있는 것이 바람직하고, 대략 1.92x10¹⁷ 개의 불순분자가 흡착되어 있는 것이 더 바람직하다.

먼저, 도 2 를 참조하여 본 발명에 따른 플라즈마 디스플레이 패널에 관하여 상세히 설명한다.

본 발명에 따른 플라즈마 디스플레이 패널은, 배면기판(10), 상기 배면기판의 상측, 보다 상세하게는 상면(11)에 배치되고 일 방향으로 연장된 어드레스전극(73)들, 상기 어드레스전극들을 덮는 하측유전체층(20), 상기 하측유전체층의 상측에 형성된 격벽(31), 상기 격벽에 의하여 한정되는 발광셀(35)들 내에 배치된 형광체(32), 상기 배면기판과 평행하게 배치된 전면기판(40), 상기 전면기판의 하측, 보다 상세하게는 하면(41)에 배치되고 상기 어드레스전극(73)들과 교차하도록 연장된 유지전극쌍(70)들, 상기 유지전극쌍들을 덮고 있는 상측유전체층(50), 상기 상측유전체층을 덮고 있는 MgO막(60), 및 상기 발광셀 내에 있는 방전가스를 구비한다.

상기 전면기판(40)은 유리를 주재료로 한 투명한 재료로 형성되는 것이 일반적이다.

상기 유지전극쌍(70)이라 함은 주방전을 일으키기 위하여 전면기판(40)의 하면(41)에 형성된 한 쌍의 유지전극들(71, 72)을 의미하고, 상기 전면기판에는 이러한 방전유지전극쌍이 소정의 간격으로 평행하게 배열되어 있다. 이 방전유지전극쌍 중 일 방전유지전극은 주사전극(71)이고, 다른 방전유지전극은 공통전극(72)이다.

상기 주사전극 및 공통전극 각각은 투명전극(71b, 72b) 및 버스전극(71a, 72a)을 구비하는 것이 일반적이나, 경우에 따라서 투명전극 없이 버스전극 만으로 주사전극과 공통전극이 구성될 수도 있다.

상기 투명전극(71b, 72b)은 방전을 일으킬 수 있는 도전체이면서 형광체로부터 방출되는 빛이 전면기판(40)으로 나아가는 것을 방해하지 않는 투명한 재료로 형성되는데, 이와 같은 재료로서는 ITO(indium tin oxide) 등이 있다. 그러나 상기 ITO와 같은 투명한 도전체는 일반적으로 그 저항이 크고, 따라서 투명전극으로만 방전유지전극을 형성하면 그 길이방향으로의 전압강하가 커서 구동전력이 많이 소비되고 응답속도가 늦어지는바, 이를 개선하기 위하여 상기 투명전극의 외측단부에는 도전성 금속으로 형성되는 버스전극(71a, 72a)이 형성된다. 투명전극이 없는 경우에는 전면기판의 하면(41) 상에 직접 버스전극이 형성된다.

상기 상측유전체층(50)은 주방전시 인접한 주사전극과 공통전극 간에 직접 통전되는 것과 양이온 또는 전자가 유지전극(71, 72)에 직접 충돌하여 유지전극을 손상시키는 것을 방지하면서도 전하를 유도하여 벽전하를 축적할 수 있고 또한 광 투과성이 좋은 유전체로서 형성되는데, 이와 같은 유전체로서는 PbO, B₂O₃, SiO ₂ 등이 있다.

상기 MgO 막(60)은, 방전시 양이온과 전자가 상측유전체층(50)에 충돌하여 상측유전체층이 손상되는 것을 방지하며, 광투과성이 좋고, 방전시 2차전자를 많이 방출한다.

상기 배면기판(10)은 어드레스전극(73)들, 하측유전체층(20) 등을 지지하는 기능을 하며, 통상적으로는 유리를 주재료로하여 형성된다.

상기 어드레스전극(73)들은 상기 주사전극(71)과 공통전극(72) 간의 주방전을 보다 용이하게 하기 위한 어드레스방전을 일으키기 위한 것으로서, 보다 구체적으로는 주방전이 일어나기 위한 전압을 낮추는 역할을 한다. 상기 어드레스방전은 주사전극(71)과 어드레스전극(72) 간에 일어나는 방전으로서, 어드레스방전이 종료되면 주사전극 측에 양이온이 축적되고 표시전극 측에 전자가 축적되며, 이로써 주사전극과 공통전극 간의 주방전이 보다 용이하게 된다.

상기 하측유전체층(20)은 방전시 양이온 또는 전자가 어드레스전극(73)에 충돌하여 어드레스전극을 손상시키는 것을 방지하면서도 전하를 유도할 수 있는 유전체로서 형성되는데, 이와 같은 유전체로서는 PbO, B₂O₃, SiO₂ 등이 있다.

상기 격벽(31)은 각 형광체(32)가 도포되는 영역을 구획하고 발광셀(35)들 간에 오방전이 일어나는 것을 방지하는 기능을 한다. 도 2 에는 격벽(31)이 격자형상을 갖는 것으로 도시되었으나, 이에 한정되는 것은 아니다.

상기 방전가스는 예를 들어 Xe이 5중량% 포함된 Ne-Xe 혼합가스인데, 필요에 따라서 Ne의 일정량이 He 으로 대체될 수도 있다.

상기와 같은 구성을 갖는 플라즈마 디스플레이 패널에 있어서는, 어드레스전극(73)과 주사전극(71) 간에 어드레스전압(Va)이 인가됨으로써 어드레스방전이 일어나고, 이 어드레스방전의 결과로 주방전이 일어날 발광셀(35)이 선택된다.

그 후 상기 선택된 발광셀의 주사전극(71)과 공통전극(72) 사이에 방전유지전압(Vs)이 인가되면, 주사전극 상에 쌓여 있던 양이온들과 공통전극 상에 쌓여 있던 전자들이 충돌하여 주방전을 일으키고, 이 주방전 시에 여기된 방전가스의 에너지 준위가 낮아지면서 자외선이 방출된다. 그리고 이 자외선이 발광셀 내에 도포된 형광체(32)를 여기시키는데, 이 여기된 형광의 에너지준위가 낮아지면서 가시광이 방출되며, 이 방출된 가시광이 화상을 구성하게 된다.

이와 같이 화상을 구현하기 위하여 일 방전셀(35)에 있는 전극들(71, 72, 73)에 인가되는 전압파형이 도 3 에 도시되어 있다. 도 3 중 'Y'로서 표시된 파형은 주사전극(71)에 인가되는 전압파형이고, 'X'로서 표시된 파형은 공통전극(72)에 인가되는 전압파형이며, 'A'로서 표시된 파형은 어드레스전극(73)에 인가되는 파형이다. 도 3 에 도시된 파형에 있어서, Vset은 리셋전압을 의미하고, Vs 는 유지방전전압을 의미하며, Va 는 어드레스전압을 의미한다. 방전셀 내에서의 방전이 충분히 일어난다는 전제 하에서, 상기 리셋전압, 유지방전전압, 및 어드레스전압이 낮을수록 소비전력이 저감되므로 바람직하다.

본 발명에 따른 플라즈마 디스플레이 패널을 제작함에 있어서는, 상판과 하 판의 주변부들 사이에 프리트(7)를 개재시킨 상태에서 플라즈마 디스플레이 패널을 450℃ 정도에서 20분간 가열함으로써, 상기 프리트가 용융되면서 상판과 하판의 주변부를 밀봉하도록 한다. 그 후 대략 20분에 걸쳐서 350℃정도로 온도를 낮추고, 연이어 350℃에서 소정의 배기시간 동안 배기공정이 수행된다.

도 4 에 있어서, N0는 배기온도가 350℃이고 배기시간이 14시간인 배기공정이 수행된 후에 MgO 막 1cm²에 흡착되어 있는 불순분자의 수를 의미하는데, 이는 종래의 플라즈마 디스플레이 패널의 MgO 막 1cm²에 흡착되어 있는 불순분자의 수와 유사하다. N1, N2, N3, N4, N5, N6, 및 N7 은 상기 N0를 측정할 때와 동일한 조건 하에서 배기시간을 각각 12, 11, 10, 9, 7.5, 6, 및 5시간으로 한 경우에 있어서의 MgO 막 1cm²에 흡착되어 있는 불순분자의 수를 의미한다. 구체적으로 상기 N0 = 1.08x10¹⁴, N1 = 2.07x10¹⁵, N2 = 3.15x10¹⁶, N3 = 1.92x10¹⁷ , N4 = 4.08x10¹⁸, N5 = 2.11x10¹⁹, N6 = 1.88x10²⁰, N7 = 3.99x10²⁰ 이다.

참고적으로 상기 MgO 막 1cm²에 흡착되어 있는 불순분자의 수는, 일본 ESCO 사의 TDS(모델명: EMD - WA 1000S)를 사용하여 측정될 수 있다. 상기 TDS 는 전영역(pre-zone)과 주영역(main zone)으로 나뉘어 있다. 측정에 있어서는, 상측유전체층과 이에 부착된 MgO 막을 가로 및 세로가 각각 1cm으로 되도록 절단함으로써 시료를 제작한 후에, 상기 시료를 전영역에 넣고 진공도를 대략 10^-7 torr 정도로 낮춤으로써 MgO 막에 뭍은 먼지 등을 제거한다. 그 후 상기 시료를 주영역에 넣고 진공도를 대략 10^-9 torr 정도로 내리고, 주영역에 있는 열선을 분당 60℃씩 가열하여 800℃에 이르도록 한다. 상기 시료의 온도는 상기 열선의 온도 보다 낮은데, 시료의 온도가 400℃ 내지 450℃ 인 정도에서 불순분자의 수를 측정한다. 본 명세서에 기술된 불순분자의 수는 모두 상기 방법에 의하여 측정된 것이다.

배기공정에 있어서, 배기시간이 증가됨에 따라서 MgO 막에 흡착되는 불순분자의 수가 감소되는 것은, MgO 막에 흡착되어 있던 이산화탄소가 고온 저압의 환경하에서 MgO 막으로부터 이탈되어 외부로 배출되기 때문이다. 상기 MgO 막 1cm²에 흡착되어 있는 불순분자의 수는 배기시간, 배기압력, 및 배기온도 등에 따라서 조절될 수 있다.

전술된 바로부터 알 수 있는 바와 같이, 배기시간을 단축함에 따라서 MgO 막에 흡착되어 있는 불순분자의 양은 증가한다. 또한 도 4 로부터 알 수 있는 바와 같이, 리셋전압, 유지방전전압, 및 어드레스전압은 MgO 막 1cm²에 흡착되어 있는 불순분자의 수가 1.92x10¹⁷개로 증가할 때까지 감소되다가 1.92x10¹⁷개를 넘어서면서 증가한다. 즉, 종래의 통념과는 달리 불순분자의 수가 일정한 수준까지 증가할 때까지는 상기 전압들이 저감된다. 특히 MgO 막 1cm²에 흡착되어 있는 불순분자의 수가 대략 1.92x10¹⁷개인 경우에, 리셋전압, 유지방전전압, 및 어드레스전압 모두가 최저의 값을 가지고, 따라서 이 경우에 소비전력이 최소로 된다. MgO 막에 흡착된 불순분자의 수에 따라서 리셋전압, 유지방전전압, 및 어드레스전압이 상기와 같이 변화하는 이유가 정확히 규명되지는 않았으나, 이는 여러차례의 실험에 의하여 확인되었다.

도 4 에 도시된 N0, N1, N2, N3, N4, N5, N6, 및 N7에 있어서의 리셋전압은 각각 300V, 290V, 283V, 276V, 284V, 294V, 300V, 및 312V이고, 이에 대응하는 유지방전전압은 180V, 175V, 164V, 160V, 167V, 170V, 177V, 및 185V이며, 이에 대응하는 어드레스전압은 70V, 68V, 61V, 59V, 61V, 64V, 69V, 및 80V이다.

이로부터 알 수 있는 바와 같이, 상기 MgO막의 1cm²에 대략 2.07x10¹⁵ 내지 1.88x10²⁰ 개의 불순분자가 흡착되어 있는 경우에 종래의 경우에 비하여 리셋전압, 유지방전전압, 및 어드레스전압이 낮다. 또한 상기 MgO막의 1cm²에 대략 3.15x10¹⁶ 내지 4.08x10¹⁸ 개의 불순분자가 흡착되어 있는 경우에 상기 전압들이 종래의 경우에 비하여 현저히 낮으며, 특히 상기 MgO막의 1cm²에 대략 1.92x10¹⁷ 개의 불순분자가 흡착되어 있는 경우에 상기 전압들이 최저의 값을 갖는다.

참고적으로, 상기 이산화탄소는 형광체의 유기물 바인더에 포함된 탄소가 제조공정(예를 들어 형광체의 소성공정) 중에 공기 중의 산소와 결합함으로써 형성된 것이다.

본 발명에 의하여 각 전극을 구동하기 위한 전압이 저감되고, 따라서 소비전력이 저감되는 플라즈마 디스플레이 패널이 제공된다.

본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.

Claims (3)

1. 배면기판;

   상기 배면기판의 상측에 배치되고 일 방향으로 연장된 어드레스전극들;

   상기 어드레스전극들을 덮는 하측유전체층;

   상기 하측유전체층의 상측에 형성된 격벽;

   상기 격벽에 의하여 한정되는 발광셀들 내에 배치된 형광체;

   상기 배면기판과 평행하게 배치된 전면기판;

   상기 전면기판의 하측에 배치되고 상기 어드레스전극들과 교차하도록 연장된 유지전극쌍들;

   상기 유지전극쌍들을 덮고 있는 상측유전체층;

   상기 상측유전체층을 덮고 있는 MgO막; 및

   상기 발광셀 내에 있는 방전가스;를 구비한 플라즈마 디스플레이 패널에 있어서,

   상기 MgO막의 1cm²에는 2.07x10¹⁵ 내지 1.88x10²⁰ 개의 불순분자가 흡착되어 있는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 MgO막의 1cm²에는 3.15x10¹⁶ 내지 4.08x10¹⁸ 개의 불순분자가 흡착되어 있는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널.
3. 제 2 항에 있어서,

   상기 MgO막의 1cm²에는 1.92x10¹⁷ 개의 불순분자가 흡착되어 있는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널.

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