KR100659076B1 - 개선된 발광 효율 및 수명을 갖는 플라즈마 디스플레이 패널 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 개선된 특성을 갖는 보호막을 구비하는 플라즈마 디스플레이 패널에 관한 것으로서, 더욱 구체적으로는, 대향되게 배치된 한 쌍의 기판; 상기 한 쌍의 기판 중 일 기판에 형성된 복수 개의 어드레스 전극들; 상기 한 쌍의 기판 중 다른 기판에 상기 어드레스 전극들과 교차하도록 형성된 복수 개의 유지 전극쌍들; 상기 유지 전극쌍들을 덮도록 형성된 유전체층; 상기 유전체층 상에 형성되어 방전 공간에 노출되며, MgO층과 발광효율 및 내스퍼터링 개선층이 교대로 형성된 보호막; 상기 한 쌍의 기판 사이에 형성되어 복수 개의 방전 셀들을 구획하는 격벽; 및 상기 방전 셀마다 배치된 형광체층을 포함하는 플라즈마 디스플레이 패널에 관한 것이다.
본 발명에 따르면, 발광 효율이 향상될 뿐만 아니라, 이온의 내스퍼터링성이 개선되어 수명이 향상된 플라즈마 디스플레이 패널을 제공할 수 있다.
플라즈마 디스플레이 패널, 보호막

Description

개선된 발광 효율 및 수명을 갖는 플라즈마 디스플레이 패널{Plasma display panel having improved luminance efficiency and lifetime}
도 1은 종래기술에 따른 교류형 플라즈마 디스플레이 패널에 구비된 단위 방전 셀에 대한 단면도이다.
도 2는 또 다른 종래기술에 따른 교류형 플라즈마 디스플레이 패널의 기판, 유지 전극, 유전체층 및 MgO 보호층에 대한 단면도이다.
도 3은 본 발명에 따른 교류형 플라즈마 디스플레이 패널의 기판, 유지 전극, 유전체층 및 보호막에 대한 단면도이다.
<도면의 주요 부호에 대한 설명>
110: 방전 셀 111, 211, 311: 기판
112, 212, 312: 유지 전극 113, 213, 313: X 전극
114, 214, 314: Y 전극 115, 215, 315: 유전체층
116, 216, 316: 보호층 317: MgO층
318: 발광효율 및 내스퍼터링 개선층
본 발명은 개선된 특성을 갖는 보호막을 구비하는 플라즈마 디스플레이 패널에 관한 것으로서, 더욱 구체적으로는, 발광 효율이 향상될 뿐만 아니라, 이온의 내스퍼터링성이 개선되어 수명이 향상된 플라즈마 디스플레이 패널에 관한 것이다.
통상적으로, 플라즈마 디스플레이 패널은 밀폐된 공간에 설치된 전극들 사이에 가스가 충전된 상태에서 전극에 소정의 전압을 인가하여 글로우 방전 (glow discharge)이 일어나도록 하고, 글로우 방전시 발생되는 자외선에 의해 소정 패턴으로 형성된 형광체층을 여기시켜 화상을 형성하게 된다. 이와 같은 플라즈마 디스플레이 패널은 구동방법에 따라 직류형 또는 교류형 또는 혼합형 (Hybrid type)으로 분류되고, 전극 구조에 따라 방전에 필요한 최소 2개의 전극을 갖는 것과, 3개의 전극을 갖는 것으로 구분된다.
도 1에는 통상적인 교류형 플라즈마 디스플레이 패널에 구비된 단위 방전 셀에 대한 단면 구조를 나타내었다.
도 1을 참조하면, 방전 셀 (110)에 있어, 상측 기판 (111)의 하면에는 상호 간에 방전 갭으로 이격된 X 전극 (113)과 Y 전극 (114)으로 이루어진 유지 전극쌍 (112)이 형성되어 있다. 상기 X 전극 (113)과 Y 전극 (114)은 공통 전극과 스캔 전극으로 각각 작용하게 된다. 상기 X 전극 (113) 및 Y 전극 (114)은 각각 투명 전극 (113a)(114a)과 이들의 하면에 형성되어 전압을 인가하는 버스 전극 (113b)(114b)으로 구비되어 있다. 상기 유지 전극쌍 (112)은 상측 유전체층 (115)에 의해 매립되어 있으며, 상기 상측 유전체층 (115)의 하면에는 보호층 (116)이 형성되어 있다.
그리고, 상기 상측 기판 (111)과 대향되도록 하측 기판 (121)이 배치되어 있으며, 상기 하측 기판 (121)상에는 어드레스 전극 (122)이 형성되어 있다. 상기 어드레스 전극 (122)은 하측 유전체층 (123)에 의해 매립되어 있다. 그리고, 상기 하측 유전체층 (123)상에는 형광 물질로 형광체층 (124)이 형성되어 있다. 한편, 이와 같이 구성된 방전 셀 (110) 내에는 방전 가스가 주입되어진다.
상기와 같은 구조를 가지는 방전 셀 (110)들이 구비된 플라즈마 디스플레이 패널의 작동을 간략하게 설명하면 다음과 같다.
먼저, 어드레스 전극 (122)과 Y 전극 (114) 사이에 어드레스방전 전압이 인가되면 어드레스방전이 일어나게 되며, 이에 따라 어드레싱된 방전 셀 (110)에 소정의 벽전하가 형성된다. 그리고, 이와 같은 상태에서 X 전극 (113)과 Y 전극 (114) 사이에 유지방전 전압이 인가되면 유지방전이 일어나게 된다. 이러한 방전에 의해 발생된 전하들은 방전 가스와 충돌하게 되며, 이에 따라 플라즈마가 형성되어 자외선이 발생하게 된다. 이와 같은 자외선의 발생으로 형광체층 (124)이 여기됨으로써 화상이 표시되어진다.
상기 구조에서, 2개의 유지 전극 X 및 Y (113 및 114)를 덮는 유전체층 (115)은 이온 충돌에 의한 손상을 방지하는 보호층 (116)에 의하여 덮여 있으며, 이러한 보호층으로는 통상 MgO층이 채용된다. 이와 같은 MgO 보호층 (116)은 이온 충돌에 의한 손상 방지라는 역할 이외에도, 이온 충돌시 2차 전자를 방출하여 방전을 일으키고 유지시키는 역할을 수행하기도 한다.
이 경우, 음극 부근에서의 방전과 양극 부근에서의 방전은 커다란 차이점을 보이게 되는데, 음극 부근에서의 방전은 상대적으로 강한 전위차에 의해서 방전이 발생되지만, 양극 부근에서의 방전은 상대적으로 약한 전위차에 의해서 방전이 발생되게 된다는 점이 그것이다. 한편, 플라즈마 디스플레이 패널의 발광 효율을 높이기 위해서는, 방전 가스의 여기종이 되도록 많이 생성되도록 하는 것이 중요하다. 따라서, 상기와 같은 음극과 양극에서의 방전 차이로 인해서, 음극 주변에는 높은 전위차가 인가되고, 방전 가스의 여기에 필요한 에너지보다 더 많은 에너지가 공급되어 상대적으로 더 높은 에너지 레벨을 갖는 이온화에 많은 에너지가 공급됨으로써, 방전 전류의 양이 크게 증가되지만, 양극에서는 방전 가스의 여기에 적당한 저전계가 인가되어 효율적인 방전이 이루어지게 된다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위해서, 대한민국 공개특허공보 제2002-62049호에서는, 음극 부근에서의 방전 가스의 과도한 이온화를 저감시키기 위한 플라즈마 디스플레이 패널을 제안하고 있다.
도 2에는 상기 제안된 플라즈마 디스플레이 패널의 기판 (211), X 전극 (213) 및 Y 전극 (214)을 포함하는 유지 전극 (212), 유전체층 (215) 및 MgO 보호층 (216)을 단면도로 도시하였다. 도 2를 참조하면, 상기 제안된 플라즈마 디스플레이 패널은 유전체층 (215)상에 MgO 보호층 (216)을 형성함에 있어서, 유전체층 (215)의 적어도 일부분이 방전 공간으로 직접 노출될 수 있도록 소정 부분들에서 MgO 보호층 (216)이 제거된 구조를 갖는다. 이와 같이 MgO 보호층 (216)이 제거된 구조를 채용할 경우, 2차 전자에 의존하는 방전이 감소되어 전력 소모가 감소되며, 경로가 긴 방전을 음극에서 발생시킴으로써, 음극 방전 저하로 인한 휘도 감소를 방지할 수 있다는 효과가 있다.
그러나, 상기 문헌에서와 같이 MgO 보호층을 일부 제거하게 되면, 이온의 유전체 스퍼터링 (sputtering)이 발생되어, 시간이 지남에 따라서 패널의 상판 안정성이 저하되게 되며, 결과적으로 방전이 불안정해진다는 문제점이 있다.
따라서, 본 발명은 상기 종래기술의 문제점을 해결하여, 방전 가스의 과도한 이온화를 방지하여 발광 효율을 개선할 수 있으면서도, 이온의 유전체 내스퍼터링성을 강화하여 안정적인 방전을 유지함으로써 수명이 개선된 플라즈마 디스플레이 패널을 제공하고자 한다.
본 발명은 상기 기술적 과제를 달성하기 위해서,
대향되게 배치된 한 쌍의 기판;
상기 한 쌍의 기판 중 일 기판에 형성된 복수 개의 어드레스 전극들;
상기 한 쌍의 기판 중 다른 기판에 상기 어드레스 전극들과 교차하도록 형성된 복수 개의 유지 전극쌍들;
상기 유지 전극쌍들을 덮도록 형성된 유전체층;
상기 유전체층 상에 형성되어 방전 공간에 노출되며, MgO층과 발광효율 및 내스퍼터링 개선층이 교대로 형성된 보호막;
상기 한 쌍의 기판 사이에 형성되어 복수 개의 방전 셀들을 구획하는 격벽; 및
상기 방전 셀마다 배치된 형광체층
을 포함하는 플라즈마 디스플레이 패널을 제공한다.
바람직하게는, 상기 발광효율 및 내스퍼터링 개선층은 2차 전자 방출 계수가 2 내지 9인 물질로 이루어진 층이다.
바람직하게는, 상기 발광효율 및 내스퍼터링 개선층은 경도가 7 내지 9인 물질로 이루어진 층이다.
바람직하게는, 상기 발광효율 및 내스퍼터링 개선층은 Al2O3층 또는 SiO2 층이다.
바람직하게는, 상기 발광효율 및 내스퍼터링 개선층의 폭은 상기 유지 전극 폭의 1/8 내지 1/2이다.
바람직하게는, 상기 발광효율 및 내스퍼터링 개선층은 상기 유지 전극쌍의 안쪽 경계부에서 각 유지전극 폭의 1/4 내지 2/4 사이의 부분이다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명에 대하여 더욱 상세하게 설명하기로 한다.
본 발명은 플라즈마 디스플레이 패널의 발광 효율 향상 및 수명 개선이라는 효과를 동시에 달성하기 위하여, MgO층과 발광효율 및 내스퍼터링 개선층이 교대로 형성된 보호막을 포함하는 플라즈마 디스플레이 패널을 제공한다.
따라서, 본 발명에 따른 플라즈마 디스플레이 패널은, 대향되게 배치된 한 쌍의 기판; 상기 한 쌍의 기판 중 일 기판에 형성된 복수 개의 어드레스 전극들; 상기 한 쌍의 기판 중 다른 기판에 상기 어드레스 전극들과 교차하도록 형성된 복 수 개의 유지 전극쌍들; 상기 유지 전극쌍들을 덮도록 형성된 유전체층; 상기 유전체층 상에 형성되어 방전 공간에 노출되며, MgO층과 발광효율 및 내스퍼터링 개선층이 교대로 형성된 보호막; 상기 한 쌍의 기판 사이에 형성되어 복수 개의 방전 셀들을 구획하는 격벽; 및 상기 방전 셀마다 배치된 형광체층을 포함한다.
도 3에는 본 발명에 따른 교류형 플라즈마 디스플레이 패널의 기판 (311), X 전극 (313) 및 Y 전극 (314)을 포함하는 유지 전극 (312), 유전체층 (315) 및 보호막 (316)에 대한 단면도가 도시되어 있다. 도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 플라즈마 디스플레이 패널은 유전체층 (315) 상에 형성되는 보호막 (316)으로서, MgO층 (317)과 발광효율 및 내스퍼터링 개선층 (318)이 교대로 형성된 층을 채용한다.
상기 언급한 바와 같이, 대한민국 공개특허공보 제2002-62049호에서는, 음극 부근에서의 방전 가스의 과도한 이온화를 저감시키기 위해서, MgO 보호층의 일부를 제거한 플라즈마 디스플레이 패널의 구조를 개시하고 있지만, 이 경우, 이온의 유전체 스퍼터링이 발생되어, 시간이 지남에 따라서 패널의 상판 안정성이 저하되어, 결과적으로 방전이 불안정해진다는 문제점을 야기한다.
따라서, 본 발명에서는, 이와 같은 방전 불안정성을 방지하기 위해서, 보호막 (316)으로서, MgO층 (317)과 발광효율 및 내스퍼터링 개선층 (318)이 교대로 형성된 층을 구비하며, 여기에서 발광효율 및 내스퍼티링 개선층 (318)은 2차 전자 방출 계수가 낮아서 방전 가스의 과도한 이온화를 방지하면서도, 높은 경도를 갖는 관계로 이온의 내스퍼터링성을 개선하는 특성을 갖는다.
발광효율 및 내스퍼터링 개선층 (318)의 2차 전자 방출 계수는 2 내지 9인 것이 바람직하다. 종래 통상적인 보호층으로 사용되는 MgO의 2차 전자 방출 계수는 약 15 정도이며, 이 경우 방전 가스를 과도하게 이온화시켜서 결과적으로 발광효율을 떨어뜨리게 된다. 본 발명에서는 발광효율 및 내스퍼터링 개선층으로서 2차 전자 방출 계수가 2 내지 9인 물질층을 사용함으로써, MgO층에 의한 과도한 이온화를 방지할 수 있는 효과를 갖는다.
상기에서, 2차 전자 방출 계수가 9를 초과하는 경우에는 상기 언급한 과도한 이온화 방지 및 방전 전류 제어라는 효과를 거둘 수가 없어서 바람직하지 않다.
또한, 발광효율 및 내스퍼터링 개선층 (318)의 경도는 7 내지 9인 것이 바람직하다. 이는 본 발명에 따른 플라즈마 디스플레이 패널이 이온의 유전체 스퍼터링에 대해서 내성을 지니고, 패널 안정성을 향상시킴으로써, 안정적인 방전을 가능하게 하기 위해서 요구되는 물성이다.
상기에서, 발광효율 및 내스퍼터링 개선층 (318)의 경도가 7 미만인 경우에는 충분한 내스퍼터링성을 갖지 않는 관계로 패널 안정성에 기여할 수 없다는 문제점이 있어서 바람직하지 않다.
상기 2차 전자 방출 계수 및 경도 범위를 만족시키는 물질층으로는, 이에 제한되는 것은 아니지만, Al2O3층 또는 SiO2층을 예로 들 수 있다. Al 2O3층의 2차 전자 방출 계수는 2 내지 9이고, 경도는 9이며, SiO2층의 2차 전자 방출 계수는 2.1 내지 4이고, 경도는 7이다. 하기 표 1에는 Al2O3층 및 SiO2층의 2차 전자 방출 계수 및 경도를 MgO와 비교한 결과를 나타내었다.
[표 1]
2차 전자 방출 계수 경도
Al2O3 2 내지 9 9
SiO2 2.1 내지 4 7
MgO 15 5
한편, 상기 발광효율 및 내스퍼터링 개선층 (318)의 폭은 유지 전극 (X 전극 또는 Y 전극) (312)의 폭을 기준으로 할 때, 상기 유지 전극 (312) 폭의 1/8 내지 1/2인 것이 바람직하다.
발광효율 및 내스퍼터링 개선층 (318)의 폭이 상기 범위 미만인 경우에는 방전 전류 제어의 효과가 크지 않다는 문제점이 있고, 상기 범위를 초과하는 경우에는 방전이 원활하게 확산되지 않는 문제점이 있어서 바람직하지 않다.
또한, 상기 발광효율 및 내스퍼터링 개선층은 상기 유지 전극쌍의 안쪽 경계부에서 각 유지전극 폭의 1/4 내지 2/4 사이의 부분인 것이 바람직하다. 이는, 음극 근방의 이온-보호막 (316) 충돌에 의한 2차 전자 방출을 최소화함으로써 방전 퍼짐 효율을 높이기 위한 것이다.
본 발명에 따르면, 방전 가스의 과도한 이온화를 방지하여 발광 효율을 개선할 수 있으면서도, 이온의 유전체 내스퍼터링성을 강화하여 안정적인 방전을 유지함으로써 수명이 개선된 플라즈마 디스플레이 패널을 제공할 수 있다.

Claims (6)

  1. 대향되게 배치된 한 쌍의 기판;
    상기 한 쌍의 기판 중 일 기판에 형성된 복수 개의 어드레스 전극들;
    상기 한 쌍의 기판 중 다른 기판에 상기 어드레스 전극들과 교차하도록 형성된 복수 개의 유지 전극쌍들;
    상기 유지 전극쌍들을 덮도록 형성된 유전체층;
    상기 유전체층 상에 형성되어 방전 공간에 노출되며, MgO층과 발광효율 및 내스퍼터링 개선층이 교대로 형성된 보호막;
    상기 한 쌍의 기판 사이에 형성되어 복수 개의 방전 셀들을 구획하는 격벽; 및
    상기 방전 셀마다 배치된 형광체층
    을 포함하는 플라즈마 디스플레이 패널.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 발광효율 및 내스퍼터링 개선층은 2차 전자 방출 계수가 2 내지 9인 물질로 이루어진 층인 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 발광효율 및 내스퍼터링 개선층은 경도가 7 내지 9인 물질로 이루어진 층인 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 발광효율 및 내스퍼터링 개선층은 Al2O3층 또는 SiO2층인 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 발광효율 및 내스퍼터링 개선층의 폭은 상기 유지 전극 폭의 1/8 내지 1/2인 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 발광효율 및 내스퍼터링 개선층의 상기 유지 전극쌍에 대한 상대적인 위치는 상기 유지 전극쌍의 안쪽 경계부에서 각 유지전극 폭의 1/4 내지 2/4 사이의 부분인 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널.
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