KR100670324B1 - 플라즈마 디스플레이 패널 - Google Patents

플라즈마 디스플레이 패널 Download PDF

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KR100670324B1
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Abstract

본 발명은 전극들을 덮도록 배치되고, 그 전극들 사이에 홈이 형성되는 유전체층을 구비하는 플라즈마 디스플레이 패널에 있어서, 방전이 집중되는 홈 사이에 배치되는 보호막 결정들의 성장 방향을 최적화하여 수명을 증대시키고, 방전양을 증대시키는 수단을 제공하는 것을 목적으로 한다.
이 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 투명한 전면기판 및 상기 전면기판과 대향하도록 배치되는 배면기판과, 상기 전면기판 및 배면기판 사이에 배치되어 방전을 일으키는 공간인 방전셀들을 한정하는 격벽들과, 상기 방전셀들을 따라 연장되어 배치되는 전극들과, 상기 전극들을 덮도록 배치되고, 상기 전극들 사이에 사면부를 구비하는 홈이 형성되는 유전체층과, 상기 유전체층을 덮도록 배치되는 보호막과, 상기 방전셀 내에 배치되는 형광체층과, 상기 방전셀 내에 존재하는 방전가스를 구비하고, 상기 홈의 사면부에 배치되는 보호막 결정들의 (1,1,1) 성장방향이 상기 사면부와 수직인 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널을 제공한다.

Description

플라즈마 디스플레이 패널{Plasma display panel}
도 1 은 본 발명의 플라즈마 디스플레이 패널을 도시하는 분리 사시도 이고,
도 2 는 본 발명의 플라즈마 디스플레이 패널에 구비되는 보호막 결정의 (1,1,1) 성장방향을 도시하는 개략도 이고,
도 3 은 본 발명의 플라즈마 디스플레이 패널을 Ⅲ - Ⅲ 선을 따라 취한 단면도이고,
도 4 는 본 발명의 변형예의 플라즈마 디스플레이 패널을 도시하는 분리 사시도 이고,
도 5 는 본 발명의 변형예의 플라즈마 디스플레이 패널을 Ⅳ-Ⅳ선을 따라 취한 단면도이다.
< 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 >
100, 200: 플라즈마 디스플레이 패널.
114, 214: 전극쌍 113, 213: X 전극
112, 212: Y 전극 117, 217: 오목부
115a, 215a: 사면부 115b, 215b: 평면부
115, 215: 제1유전체층 126, 226: 방전셀
130, 230: 격벽
119, 219: 보호막 결정들의 (1,1,1) 성장방향
본 발명은 플라즈마 디스플레이 패널에 관한 것으로서, 더 상세하게는 보호막 결정들의 성장방향을 최적화하여 보호막의 수명을 증대시키고 방전양을 증대되는 플라즈마 디스플레이 패널에 관한 것이다.
일반적으로, 플라스마 디스플레이 패널은 가스방전현상을 이용하여 화상을 표시하는 장치로서, 대형화가 용이하고, 상대적으로 표시용량, 휘도, 콘트라스트, 잔상, 시야각 등의 각종 표시능력이 우수하여, CRT를 대체할 수 있는 장치로 각광을 받고 있다. 이러한 플라스마 디스플레이 패널에서는, 전극들간에 인가되는 직류 혹은 교류 전압에 의하여 방전가스가 충전된 방전셀 내에서 방전이 발생하고, 상기 방전가스로부터 방출되는 자외선이 형광체를 여기 시켜 가시광선을 발광시킴으로서 화상을 구현한다.
이때, 이러한 플라즈마 디스플레이 패널은 상대적으로 고가의 장치로서, 주로 가정용 TV 수신기, 혹은 산업용 디스플레이 장치로 활용되기 때문에 장시간 동안 안정적 사용이 요구된다. 그러나, 플라즈마 디스플레이 패널은 그 단위 화소를 구성하는 방전셀 내부에 지속적으로 빈번한 방전이 발생하여 화상이 구현되는 장치이기 때문에, 방전셀 내부의 구성요소가 방전에 의해 가속되는 하전입자의 충돌로부터 보호될 필요가 있으며, 이러한 요구조건을 충족시키기 위해 방전셀 내부에 보 호막이 구비된다.
이때, 플라즈마 디스플레이 패널의 방전시 보호막에 가속된 하전입자가 지속적으로 충돌하기 때문에 시간이 지남에 따라 보호막도 하전입자에 의해 훼손된다. 그리고, 이러한 보호막의 훼손 정도가 플라즈마 디스플레이 패널의 수명을 결정하는 요소가 된다. 따라서, 플라즈마 디스플레이 패널의 수명을 증대시키기 위해서는 플라즈마 디스플레이 패널 내부에 구비되는 보호막이 하전입자의 충돌로부터 충분히 견딜 수 있는 강한 결정 구조, 즉 충분한 내 스퍼터링을 갖출 수 있는 결정 구조를 갖는 것이 바람직하다.
한편, 상기 보호막은 단순히 플라즈마 디스플레이 패널의 구성요소를 보호함과 더불어 방전셀 내부에 방전이 일어나는 때에, 하전입자의 충돌에 의해 2차전자를 방출하여 방전을 용이하게 하고 방전양을 증대시키는 기능을 하며, 이러한 보호막의 기능은 플라즈마 디스플레이 패널의 방전특성이 큰 영향을 미친다. 따라서, 상술한 바와 같이 보호막이 하전입자의 충돌로부터 충분히 견딜 수 있으면서도, 2차전자의 방출량이 증대될 수 있도록 상기 보호막을 조절하는 것이 필요하다.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위해 다음과 같은 기술적 과제를 달성하는 것을 목적으로 한다.
첫 번째로는, 보호막의 성장방향을 최적화하여 보호막의 내 스퍼터링을 증대시켜 플라즈마 디스플레이 패널의 수명을 증대시키는 것을 목적으로 한다.
두 번째로는, 보호막의 성장방향을 최적화하여 보호막의 2차전자 방출량을 증대시켜 플라즈마 디스플레이 패널의 방전량을 증대시키는 것을 목적으로 한다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 투명한 전면기판 및 상기 전면기판과 대향하도록 배치되는 배면기판과, 상기 전면기판 및 배면기판 사이에 배치되어 방전을 일으키는 공간인 방전셀들을 한정하는 격벽과, 상기 방전셀들을 따라 연장되어 배치되는 전극들과, 상기 전극들을 덮도록 배치되고, 상기 전극들 사이에 사면부를 구비하는 홈이 형성되는 유전체층과, 상기 유전체층을 덮도록 배치되는 보호막과, 상기 방전셀 내에 배치되는 형광체층과, 상기 방전셀 내에 존재하는 방전가스를 구비하고, 상기 홈의 사면부에 배치되는 보호막 결정들의 (1,1,1) 성장방향이 상기 사면부와 실질적으로 수직인 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널을 제공한다.
이때, 상기 플라즈마 디스플레이 패널이 구비하는 상기 전극들은 상기 방전셀들을 따라 평행하게 연장되는 X 전극 및 Y 전극을 구비하는 전극쌍들과, 상기 전극쌍들이 연장되는 방향과 상기 방전셀에서 교차하는 방향으로 연장되는 어드레스전극들을 구비하는 것이 바람직하다.
한편, 상기 플라즈마 디스플레이 패널이 구비하는 상기 홈은 상기 X 전극 및 Y 전극 사이에 형성되는 것이 바람직하다.
또한, 상기 플라즈마 디스플레이 패널에 있어서, 상기 홈을 제외한 상기 유전체층을 덮도록 배치되는 상기 보호막 결정들의 (1,1,1) 성장방향이 상기 유전체층의 면과 실질적으로 수직인 것이 바람직하다.
한편, 본 발명은 투명한 전면기판 및 상기 전면기판과 대향하도록 배치되는 배면기판과, 상기 전면기판 및 배면기판 사이에 배치되어 방전을 일으키는 공간인 방전셀들을 한정하는 격벽들과, 상기 전면기판에 고정되고, X 전극 및 Y 전극들을 구비하는 전극쌍들과, 상기 전극쌍들을 덮도록 배치되고, 상기 X 전극 및 Y 전극 사이에 사면부를 구비하는 홈이 형성되는 제1유전체층과, 상기 제1유전체층을 덮도록 배치되는 보호막과, 상기 방전셀 내에 배치되는 형광체층과, 상기 방전셀 내에 존재하는 방전가스를 구비하고, 상기 홈의 사면부에 배치되는 보호막 결정들의 (1,1,1) 성장방향이 상기 사면부와 실질적으로 수직인 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널을 제공한다.
이때, 상기 플라즈마 디스플레이 패널에 있어서, 상기 X 전극 및 Y 전극들은 서로 평행하는 방향으로 연장되고, 상기 X 전극 및 Y 전극들이 연장되는 방향과 상기 방전셀에서 교차하는 방향으로 연장되며 상기 배면기판에 고정되는 어드레스전극들을 더 구비하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 플라즈마 디스플레이 패널에 있어서, 상기 어드레스전극들을 덮도록 배치되는 제2유전체층을 더 구비하는 것이 바람직하다.
한편, 본 발명은 투명한 전면기판 및 상기 전면기판과 대향하도록 배치되는 배면기판과, 상기 전면기판 및 배면기판 사이에 배치되어 방전을 일으키는 공간인 방전셀들을 한정하는 격벽들과, 상기 배면기판에 고정되고, X 전극 및 Y 전극들을 구비하는 전극쌍들과, 상기 전극쌍들을 덮도록 배치되고, 상기 X 전극 및 Y 전극 사이에 사면부를 구비하는 홈이 형성되는 제1유전체층과, 상기 제1유전체층을 덮도 록 배치되는 보호막과, 상기 방전셀 내에 배치되는 형광체층과, 상기 방전셀 내에 존재하는 방전가스를 구비하고, 상기 홈의 사면부에 배치되는 보호막 결정들의 (1,1,1) 성장방향이 상기 사면부와 실질적으로 수직인 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널을 제공한다.
이때, 상기 플라즈마 디스플레이 패널에 있어서, 상기 X 전극 및 Y 전극들은 서로 평행하는 방향으로 연장되고, 상기 X 전극 및 Y 전극들이 연장되는 방향과 상기 방전셀에서 교차하는 방향으로 연장되며 상기 전면기판에 고정되는 어드레스전극들을 더 구비하는 것이 바람직하다.
한편, 상기 플라즈마 디스플레이 패널에 있어서, 상기 어드레스전극들은 투명전극을 구비하는 것이 바람직하다.
그리고, 상기 플라즈마 디스플레이 패널에 있어서, 상기 어드레스전극들이 구비되는 경우에는, 상기 플라즈마 디스플레이 패널은 상기 어드레스전극들을 덮도록 배치되는 제2유전체층을 더 구비하는 것이 바람직하다.
한편, 본 발명의 상기 플라즈마 디스플레이 패널 모두에 있어서, 상기 홈은 상기 사면부를 연결하는 평면부를 구비할 수 있으며, 이때에는, 상기 평면부에 배치되는 상기 보호막 결정들의 (1,1,1) 성장방향이 상기 평면부와 실질적으로 수직인 것이 바람직하다.
또한, 상기 홈을 제외한 상기 제1유전체층을 덮도록 배치되는 상기 보호막 결정들의 (1,1,1) 성장방향이 상기 제1유전체층의 면과 실질적으로 수직인 것이 바람직하다.
이하, 도 1 내지 도 3을 참조하여 본 발명의 플라즈마 디스플레이 패널의 바람직한 실시예에 관하여 설명하기로 한다.
우선 도 1 내지 도 2를 참조하여 본 발명의 플라즈마 디스플레이 패널(100)을 설명하기로 한다. 상기 플라즈마 디스플레이 패널(100)은 전방패널(110)과 후방패널(120)을 구비하고, 상기 전방패널(110)은 투명한 소다유리등으로 형성되는 전면기판(111)을 구비한다. 한편, 상기 후방패널(120)은 상기 전면기판과 대향하도록 배치되는 배면기판(121)을 구비한다. 이때, 상기 배면기판(121)은 상기 전면기판(111)과 같이 투명한 유리등으로 형성되나, 상기 배면기판(121)은 상기 후술하는 형광체층(125)에서 발생하는 가시광선이 진행하는 가시광선의 광 경로상에 위치하지 않기 때문에 반드시 투명한 소재로 형성될 필요는 없으며, 경우에 따라서는 금속이나 플라스틱 등으로 형성될 수 있다.
한편, 상기 전방패널(110)은 상기 전면기판(111)에 고정되고, X 전극(113) 및 Y 전극(112)들을 구비하는 전극의 일부인 전극쌍(114)들을 구비한다. 이때, 상기 전극쌍(114)들이 상기 전면기판(111)에 고정된다는 의미는, 상기 전극쌍(114)이 상기 전면기판의 배면에 부착되어 떨어지지 않도록 배치된다는 의미뿐만 아니라, 상기 전면기판의 배면에 추가적으로 특정 기능을 갖는 층, 예를 들면, 근적외선 차폐기능을 갖는 층, 전자기파 차폐기능을 갖는 층들이 배치되는 경우에, 그 특정기능을 갖는 층에 상기 전극쌍(114)이 배치되어, 상기 전면기판의 물리적 움직임에 상기 전극쌍이 함께 움직일 수 있도록 된다는 것을 의미한다.
한편, 상기 전극쌍(114)은 상기 플라즈마 디스플레이 패널(100)에 있어서, 상기 전면기판(111)에 고정되어 배치되지만, 상기 전극쌍이 상기 전면기판에 반드시 고정되어 배치될 필요는 없으며, 경우에 따라서는 후술하는 격벽 내에 배치되거나, 후술하는 본 발명의 변형예의 플라즈마 디스플레이 패널(200)에서와 같이 배면기판에 고정되어 배치될 수 있는 등 다양한 변화가 가능하며, 따라서, 본 발명의 플라즈마 디스플레이 패널에서 상기 전극쌍(114)의 배치위치는 본 발명의 바람직한 실시예에 한정되는 것일 뿐 본 발명의 범위를 한정하는 것은 아니다.
한편, 상기 Y 전극(112)과 X 전극(113) 각각은 상기 전면기판(111)에 고정되어 배치되므로, 후술하는 형광체층(125)에서 발생하는 가시광선이 진행하는 가시광선의 광경로 상에 배치되므로, 상기 X 전극(112) 및 Y 전극(113)은 가시광선을 투과시키기 위해 ITO등으로 형성된 투명전극(112b, 113b)을 구비하는 것이 바람직하다.
이때, 상기 투명전극은 일반적으로 저항이 높아 대형 패널에서는 방전의 불균일을 일으킬 수 있기 때문에, 상기 X 전극(113) 및 Y 전극(112)은 고전도성을 갖는 금속으로 형성된 버스전극(112a, 113a)을 구비하는 것이 바람직하다.
한편, 상기 X 전극(113) 및 Y 전극(112)은 서로 평행하는 방향으로 연장되는 것이 바람직하다. 그러나, 본 발명의 플라즈마 디스플레이 패널이 상기 X 전극(113) 및 Y 전극(112)의 연장방향에 의해 그 범위가 한정되는 것은 아니다.
한편, 상기 전방패널(110)은 상기 전극쌍(114)들을 덮도록 배치되고, 상기 X 전극(113) 및 Y 전극(112) 사이에 사면부(115a)를 구비하는 홈(117)이 형성되는 제1유전체층(115)을 구비한다. 이때, 상기 제1유전체층(115)은 상기 전극쌍(114)들이 가속되는 하전입자에 직접적으로 충돌되는 것을 방지하고, 상기 전극쌍(114)에 소정의 전위가 인가되는 경우에, 상기 제1유전체층에 유전분극이 발생하여 하전입자를 유도함으로써 벽전하를 축적시키는 기능을 담당한다.
한편, 상기 제1유전체층(115)에 형성되는 홈(117)은 상기 X 전극(113) 및 Y 전극(112)에 소정의 전위가 인가되어 방전이 발생하는 때에 전기장이 집중되어 방전 촉발이 용이하게 하기 위해 형성된다.
한편, 상기 홈(117)은 상기 전면기판(111)이 드러나도록 배치되는 것이 바람직하다. 이는 유전체층이 두꺼울수록 변위전류에 따른 무효전력이 증가하여 결과적으로 플라즈마 디스플레이 패널의 소비전력을 증가시키는 경향이 있으므로 실질적으로 불필요한 유전체층을 제거한다는 의미에서 유효하다.
한편, 상기 홈(117)은 상기 사면부(115a)를 연결하는 평면부(115b)를 구비할 수 있다. 이때, 상기 홈(117)에 관하여는 플라즈마 디스플레이 패널의 구동과 관련하여 후에 더 상세히 설명하기로 한다.
한편, 상기 전방패널(110)은 상기 전극쌍(114)들 및 제1유전체층(115)을 보호하기 위해 상기 제1유전체층(115)을 덮도록 배치되는 보호막(116)을 구비한다. 이때, 상기 보호막(116)은 방전시, 특히 플라즈마 디스플레이 패널(100)의 계조를 표시하는 유지방전시 가속되는 하전입자의 충돌로부터 상기 제1유전체층(115)이 훼손되는 것을 방지함과 아울러 방전시 2차전자를 방출하여 후술하는 방전셀(126) 내의 방전양을 증대시키는 기능을 한다.
이때, 상기 보호막(116)은 일반적으로 산화마그네슘(MgO)으로 형성되며, 대 략 0.7㎛ 정도의 두께로 배치되며, 상기 보호막(116)을 배치하는 진공 장비로서는 전자빔 증발기(e-beam evaporator) 혹은 스퍼터(sputter) 등이 있다.
이때, 상기 보호막(116)이 상기 제1유전체층(115)을 덮도록 배치되지만, 이 보호막이 어떠한 결정구조를 갖고 배치되느냐에 따라서 보호막의 특성은 크게 변화된다. 특히, 보호막(116) 결정들의 성장 방향은 상기 보호막의 내 스퍼터링 및 2차 전자 방출량과 직접적으로 관련이 있으며, 따라서, 플라즈마 디스플레이 패널(100)을 제조하는데 있어서 이러한 보호막(116) 결정들의 성장 방향을 결정하는 것은 플라즈마 디스플레이 패널의 수명 및 방전특성의 개선에 큰 영향을 미친다.
특히, 도 2에 도시된 바와 같이 보호막(116)의 결정(116b)을 (x, y, z) 축으로 이루어진 공간 좌표계에 배치하는 경우에, 상기 보호막 결정(116b)들의 (1,1,1)성장방향(119)이 플라즈마 디스플레이 패널 내부에 어떻게 배치되는 가에 따라 보호막의 내 스퍼터링 및 2차전자의 방출량이 좌우된다.
이때, 본 발명의 플라즈마 디스플레이 패널(100)에 구비되는 상기 보호막(116)의 성장 방향에 관하여는 상기 플라즈마 디스플레이 패널(100)의 구동과 관련하여 후에 좀더 상세히 설명하기로 한다.
한편, 상기 후방패널(120)은 상기 전면기판(111) 및 배면기판(121) 사이에 배치되어 방전을 일으키는 공간인 방전셀(126)들을 한정하는 격벽(130)들을 구비한다.
한편, 상기 격벽(130)은 일 방향으로 연장되는 가로격벽(130a)과 상기 가로격벽(130a)이 연장되는 방향과 교차하는 방향으로 연장되는 세로격벽(130b)들을 구 비하는 것이 바람직하며, 이를 통해 방전셀(126)들을 매트릭스 형태로 구획한다.
그러나, 본 발명의 플라즈마 디스플레이 패널(130)에 있어서, 이러한 격벽에 의해 한정되는 방전셀(130)들의 형상이 본 발명의 범위를 한정하지는 않으며, 상기 방전셀(130)들은 스트라이프, 팔각형, 오각형 등의 다각형, 원형 등의 다양한 형태로 상기 격벽(130)들에 의해 한정될 수 있다.
한편, 상기 후방패널(120)은 상기 X 전극(113) 및 Y 전극(112)이 연장되는 방향과 상기 방전셀(126)에서 교차하는 방향으로 연장되며 상기 배면기판(121)에 고정되는 어드레스전극(122)을 구비하는 것이 바람직하다. 이때, 고정된다는 의미는 상술한 바와 같다.
한편, 상기 어드레스전극(122)은 후술하는 형광체층(125)에서 발생하는 가시광선이 진행하는 경로인 광 경로 상에 배치되지 않으므로 투명전극으로 형성될 필요가 없으며, 따라서, 전기 전도성이 좋고 가격이 상대적으로 저렴한 Cu, Ag, Cr 등을 통해 형성할 수 있다.
한편, 상기 후방패널(120)은 상기 어드레스전극(122)을 덮도록 배치되는 제2유전체층(123)을 구비하는 것이 바람직하다. 이때, 상기 제2유전체층(123)은 상기 어드레스전극(122)들이 가속된 하전입자와 직접적으로 충돌하여 손상되는 것을 방지하고, 하전입자를 유도하여 벽전하를 축적할 수 있게 한다.
그러나, 후술하는 형광체층(125)이 방전셀 내에 배치되면서 상기 어드레스전극을 덮는 경우, 상기 형광체층이 유전체층으로 기능 할 수 있으므로, 상기 제2유전체층(123)이 본 발명의 플라즈마 디스플레이 패널에 있어서, 반드시 필수적인 구 조는 아니다.
한편, 상기 후방패널(120)은 상기 방전셀(126) 내에 배치되는, 보다 상세하게는 상기 격벽(130)과 상기 배면기판(121)이 한정하는 공간에 배치되는 형광체층(125)을 구비한다.
이때, 상기 형광체층(125)은 상기 플라즈마 디스플레이 패널에 칼라 화상을 구현하기 위해 상기 방전셀(126)들이 적색 발광 방전셀, 녹색 발광 방전셀, 청색 발광 방전셀로 구분되도록 배치될 수 있다. 이때, 상기 형광체층(125)은 적색발광 형광체, 녹색발광 형광체, 청색발광 형광체중 어느 하나의 형광체, 솔벤트, 및 바인더가 혼합된 형광체 페이스트가 상기 제2유전체층(123)이 배치된 때에는, 상기 방전셀 내의 제2유전체층의 전면과 격벽(130)의 측면의 적어도 일부에 도포된 후에 건조 및 소성공정을 거침으로써 형성된다.
한편, 상기 적색발광 형광체로서는 (Y,Gd)BO3:Eu3+ 등이 있고, 녹색발광 형광체로서는 Zn2Si04:Mn2+등이 있으며, 청색발광 형광체로서는 BaMgAl10O17:Eu2+ 등이 있다.
한편, 상기 방전셀 내에는 대기압보다 낮은 진공의 방전가스(대략 0.5 atm 이하)가 충전되어 있어, 상기 전방패널과 후방패널사이에 발생하는 압력을 상기 격벽(130)이 지지한다. 이때, 상기 방전가스는 10% 전??후의 제논(Xe)가스를 포함한 네온(Ne), 헬륨(He),또는 아르곤(Ar)중의 어느 하나 혹은 이들 중 둘 이상의 혼합가스로 이루어진 방전가스가 충전된다.
이하, 도 3을 참조하여 본 발명의 플라즈마 디스플레이 패널(100)의 구동에 대하여 간략히 설명하고, 상기 보호막(116)의 (1,1,1) 성장방향의 배치에 대하여 설명하기로 한다.
본 발명의 플라즈마 디스플레이 패널을 구동하는 구동방식은 ADS 구동, ALIS 구동 등 다양한 구동방법이 있을 수 있고, 각기 구동방식에 따른 플라즈마 디스플레이 패널의 화질, 응답속도 등 여러 인자들이 달라질 수 있으나 이러한 구동방식이 본 발명의 본질적인 특징을 변경시키는 것은 아니므로, 이하 ADS 구동방식을 중심으로 본 발명의 플라즈마 디스플레이 패널의 구동의 일 예를 설명하기로 한다.
일반적으로 화상을 구현하기 위한 화상표시 등을 위하여 플라즈마 디스플레이 패널이 구비하는 각각의 방전셀들 내에서는 방전이 발생하게 된다. 그로 인해 방전셀(126)들 간에 벽전하의 상태나 하전입자의 양이 서로 달라지게 되고, 그로 인해, 상기 방전셀들 내에 일어나는 방전을 균일한 방식으로 제어하고자 하는 경우 방전셀들 간에 소망하는 제어가 이루어지기 어려운 경우가 발생한다. 이러한 방전 제어의 어려움을 방지하기 위하여, 방전셀들 전체에 일정수준 이상의 고 전압을 인가하여 방전셀들 전체에서 동시에 방전이 발생하도록 함으로써 방전셀 내에 기 존재하던 벽전하를 제거하여 균일화시키고, 방전셀 내의 하전입자의 상태가 동일해 지도록 유도하게 되는데 이를 리셋방전이라 한다. 이러한 리셋방전은 일반적으로 상기 전극쌍(114) 중 일 전극에 고 전위의 램프전위를 인가하고, 어드레스전극(122)들에 그라운드전위를 인가하여 방전셀들 전체를 방전시킴으로서 수행된다.
그리고, 상술한 리셋방전이 발생한 이후에, 어드레스방전이 발생하게 된다. 이때, 어드레스방전은 일반적으로 화상이 구현될 방전셀(126)을 선택하기 위해, 임 의의 방전셀(126)에서 상호 교차하는 전극쌍(114)중 일 전극 및 어드레스전극(112)에 의해 방전셀(126)을 특정시키고, 이 특정된 방전셀을 발광시키기 위해 상기 교차하는 전극 쌍 중 일 전극 및 어드레스전극에 펄스전압을 인가하여 방전을 발생시키는 것을 말한다. 그리고, 이러한 어드레스방전에 의해 하전입자가 방전셀(140)의 내면에 축적되어 벽전하가 발생되며, 이러한 벽전하에 의해 후술하는 유지방전이 구현될 수 있게 된다.
이때, 상기 Y 전극(113)과 X 전극(112)이 어드레스전극(122)과 교차하도록 배치되므로, 이러한 어드레스방전은 상기 Y 전극(113) 및 어드레스전극(122) 혹은 상기 X 전극(112) 및 어드레스전극(122)에 의해 일어날 수도 있으나, 여기서는 Y 전극과 어드레스전극 사이에 어드레스방전이 일어나는 것으로 가정하기로 한다.
외부의 전원으로부터 상기 어드레스전극(122)과 Y 전극(112) 사이에 소정의 펄스전압이 인가되어 상기 Y 전극과 어드레스전극이 교차하여 특정되는 발광될 방전셀(126)이 선택되며, 선택된 방전셀에서 상기 Y 전극 및 어드레스전극에 인가된 전위차가 방전개시전압(firing voltage)에 도달하면서 방전되고, 그로 인해, 방전셀 내의 전면, 후면, 또는 측면 상에 벽전하가 축적된다.
한편, 상술한 어드레스방전이 일어난 이후에 유지방전이 발생하여 화상을 구현하게 된다. 이때, 어드레스방전에 의해 선택된 방전셀(126)에 있어서, 특정의 계조를 표시하기 위해 전극쌍(114)들에 특정 횟수만큼 교대로 전위가 인가되도록 하여 상기 방전셀에서 소정의 가시광이 방출되도록 함으로써 실질적으로 패널에 화상을 구현하는 단계의 방전을 유지방전이라 한다.
이때, 전 방전셀에 배치되는 복수의 전극쌍들에 교대로 방전개시전압보다 낮은 전압이 형성되도록 전위를 인가하면, 어드레스방전이 일어난 방전셀에서만 벽전하가 축적되어 있기 때문에, 상기 벽전하가 갖는 전위와 전극쌍들에 의해 형성된 전위차가 더해져 방전개시전압을 넘게되면서, 어드레스방전이 일어난 방전셀에서만 유지방전이 일어나 자외선이 발생하고, 이 자외선이 형광체층(125)를 여기시켜 가시광을 발생시킴으로서 화면이 구현된다.
이때, 어드레스방전에 의해 Y 전극(112)에 양의 벽전하가 축적되어 있고, X 전극(113)에 음의 벽전하가 축적되어 있다고 가정하자. 이때, Y 전극(112)에 소정의 양의 펄스전위가 인가되고 X 전극(113)에 그라운드 전위가 인가되면 상기 X 전극 및 Y 전극을 덮는 제1유전체층(115)을 통해 전기장이 형성되고, 이 전기장에 의해 상기 벽전하가 가속된다.
이때, X 전극 및 Y 전극에 상술한 전위가 인가되는 경우, 제1유전체층(115)에는 상기 X 전극 및 Y 전극의 표면을 따라 형성되는 등전위면(El)이 상기 제1유전체층(115)에 형성된다. 이때, 상기 제1유전체층(115)은 상기 X 전극 및 Y 전극 사이에 형성된 홈을 구비하고 있으므로, 결국, 상기 등전위면에 수직한 방향으로 형성되는 전기장이 상기 홈(117)에 집중된다.
또한, 상기 홈에서는 전극쌍이 실질적으로 서로 마주보고 있지는 않지만, 일반적으로 유전체층이 대략 30㎛정도의 두께로 배치되고, 그 유전체층에 홈이 형성되어 있기 때문에, 상기 전극쌍에 상술한 바와 같이 소정의 전위가 인가되고, 그 전위에 의해 상기 제1유전체층의 유전체 내에 전기장이 형성되면, 그 전기장에 의 해 상기 홈에서 전극이 실질적으로 대향하는 효과가 발생하여, 결국 상기 홈(117)에 형성된 전기장에 의해 하전입자가 가속되기 용이해 진다.
따라서, 상기 X 전극 및 Y 전극에 소정의 전위를 인가하면, 벽전하들은 상기 제1유전체층(115)에 형성된 홈(117)에 강하게 부딪히게 되고, 그에 따라 홈에 배치되는 보호막(116)에 하전입자가 강하게 충돌하므로, 상대적으로 홈에 배치되는 보호막이 하전입자의 충돌에 노출되어 보호막의 훼손가능성이 높아지게 된다.
특히, 상술한 바와 같이 상기 홈(117)에서 대향방전과 같은 효과가 발생하므로, 가속된 하전입자는 상기 홈의 사면부(115a)에 배치되는 보호막에 충돌하는 경향성이 특히 증대되며, 결국, 상기 홈의 사면부(115a)에 배치되는 보호막(116)이 하전입자의 충돌로부터 견딜 수 있는 특성인 충분한 내 스퍼터링을 갖도록 할 필요가 있다.
이때, 이러한 내 스퍼터링은 상기 보호막(116)의 결정들의 밀도와 밀접한 관련이 있으며, 상기 결정들의 밀도가 증대될수록 상기 보호막의 내 스퍼터링은 증대된다. 그런데. 상기 보호막(116) 결정들의 (1,1,1) 성장방향(119)이 상기 사면부(115a)와 실질적으로 수직이 되도록 하면 상기 보호막의 밀도가 크게 증가하며, 그에 따라, 상술한 내 스퍼터링을 증대시킬 수 있다.
한편, 상기 홈(117)의 사면부(115a)에 배치되는 보호막은 상술한 바와 같이 가속된 하전입자가 충돌할 확률이 매우 높은 곳이므로, 상기 사면부(115a)에 배치되는 보호막이 2차전자 방출특성이 양호하도록 배치되면, 하전입자의 충돌로 인하여 많은 양의 2차전자를 방출하여 방전에 참여하는 하전입자의 양을 증대시킬 수 있게 되고, 이는 결국, 방전양의 증대와 이어져 방전특성을 개선시킬 수 있다.
이때, 상기 사면부(115a)에 배치되는 보호막 결정들의 (1,1,1) 성장방향(119)이 상기 사면부에 실질적으로 수직이 되면, 상기 보호막 결정들에 전계가 강하게 집중되어 결국, 하전입자와의 충돌시 2차전자의 방출양이 증대된다. 따라서, 상기 사면부에 배치되는 보호막 결정들의 (1,1,1) 성장방향이 상기 사면부에 실질적으로 수직이 되도록 함으로써 플라즈마 디스플레이 패널(100)의 방전특성을 개선시킬 수 있다.
이때, 상기 보호막 결정들의 (1,1,1) 성장방향이 상기 사면부(115a)에 수직이 되도록 하기 위해서는 상술한 전자빔 증발기(e-beam evaporator) 혹은 스퍼터(sputter) 등에 의한 증착공정에서 열에너지 조건인 증착온도, 운동에너지 조건인 증착속도 그리고 산소 부분 압력 등의 파라미터들을 조정함으로써 형성할 수 있다.
또한, 상기 홈(117)의 사면부(115a)에 배치되는 보호막의 결정들이 작은 크기의 결정들로 형성되도록 하고, 증착시 이러한 표면상태를 이용함으로써 상기 보호막 결정들의 성장방향이 상기 사면부에 수직이 되도록 형성할 수 있다.
한편, 상기 홈(117)의 사면부(115a)에 배치된 보호막이 하전입자의 충돌에 가장 크게 노출되므로 상기 사면부(115a)에 배치된 보호막 결정들의 (1,1,1) 성장방향이 상기 사면부에 수직이 되도록 상기 보호막이 배치되는 것이 바람직하지만, 추가적으로 상기 홈에 상기 사면부(115a)를 연결하는 평면부(115b)가 형성되는 경우에는 상기 평면부(115b)에 배치되는 보호막 결정들의 (1,1,1) 성장 방향(119)이 상기 평면부와 수직인 것이 바람직하다.
이에 덧붙여, 상기 홈(117)을 제외한 상기 제1유전체층(115)을 덮도록 배치되는 보호막의 보호막 결정(1,1,1)의 성장방향(119)은 상기 제1유전체층(115)의 면(115c)와 수직이 되도록 할 수도 있다.
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이하, 도 4 내지 도 5를 참조하여 본 발명의 변형예의 플라즈마 디스플레이 패널(200)에 관하여 본 발명의 그것(100)과 상이한 사항을 중심으로 설명하기로 한다.
본 발명의 변형예의 플라즈마 디스플레이 패널(200)이 본 발명의 그것과 상이한 점은 X 전극(213) 및 Y 전극(212)을 구비하는 전극쌍(213)이 상기 배면기판(121)에 고정되어 배치되고 후방패널(220)에 구비되고, 어드레스전극(222)이 상기 전면기판(121)에 고정되어 전방패널(210)에 배치된다는 점이다.
이러한 구조에서는 상기 어드레스전극(222)이 형광체층(225)에서 발생하는 가시광선이 진행하는 광경로 상에 위치하므로, 상기 어드레스전극(222)은 ITO 등으로 형성되는 투명전극을 구비하는 것이 바람직하다.
한편, 상기 전극쌍(114)은 상기 가시광선의 광 경로상에 존재하지 않으므로 굳이 투명전극을 구비할 필요는 없으며, Ag, Cu, Cr 등의 전기 전도도가 양호한 그속 등으로 형성될 수 있다.
이때, 이러한 구조로 인해, 후방패널(220)은 상기 전극쌍(213)을 덮도록 배치되고 상기 X 전극 및 Y 전극 사이에 홈(217)이 형성되는 제1유전체층(215)을 구비하며, 상기 홈(217)에서 본 발명의 제1실시예에서와 같은 사면부(215a), 평면부(215b)가 구비될 수 있다.
한편, 본 발명의 변형예에서도 유지방전은 상기 배면기판(121)에 고정되는 전극쌍(214)에 의하여 방전셀(226)에서 일어나므로, 상기 홈(217), 특히 상기 사면부(215a)에 배치되는 보호막(216)에 하전입자가 충돌할 확률이 높으므로, 상기 제1유전체층(215)에 형성되는 상기 홈(217)의 사면부에 배치되는 보호막 결정들의 (1,1,1) 성장방향(219)이 상기 사면부(217a)와 실질적으로 수직인 것이 바람직하다.
또한, 상기 평면부(215b)가 상기 홈(217)에 구비되는 경우에는 상기 평면부에 배치되는 보호막 결정들의 (1,1,1) 성장방향(219) 또한 상기 평면부(215b)에 실질적으로 수직인 것이 바람직하다.
한편, 상기 홈이 형성되지 않은 상기 제1유전체층(215)의 면(215c)에 배치되는 보호막 결정들의 (1,1,1) 성장 방향(219) 또한 상기 제1유전체층의 면(215c)에 수직인 것이 바람직하다.
한편, 본 발명은 변형예에서 볼 수 있는 바와 같이 전극들의 배치 등에 의해 그 발명의 범위가 좌우되지 않으며 전극들을 덮도록 배치되는 유전체층에 홈이 형성되고 그 홈에 보호막이 배치되는 경우에는 모두 적용될 수 있다.
본 발명은 다음과 같은 기술적 효과를 달성한다.
첫 번째로는, 방전시 하전입자와의 충돌이 빈번한 위치에 배치되는 부분의 보호막의 성장방향이 최적화되도록 함으로써 내 스퍼터링을 증대시켜 플라즈마 디스플레이 패널의 수명을 증대시킨다.
두 번째로는, 방전시 하전입자와 충돌이 빈번한 위치에 배치되는 부분의 보호막의 성장방향이 최적화 되도록 함으로써, 2차전자 방출량을 증대시켜 플라즈마 디스플레이 패널의 방전양을 증대시키고 결과적으로 방전특성을 개선시킨다.
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 (14)

  1. 투명한 전면기판 및 상기 전면기판과 대향하도록 배치되는 배면기판;
    상기 전면기판 및 배면기판 사이에 배치되어 방전을 일으키는 공간인 방전셀들을 한정하는 격벽들;
    상기 방전셀들을 따라 연장되어 배치되는 전극들;
    상기 전극들을 덮도록 배치되고, 상기 전극들 사이에 사면부를 구비하는 홈이 형성되는 유전체층;
    상기 유전체층을 덮도록 배치되는 보호막;
    상기 방전셀 내에 배치되는 형광체층; 및
    상기 방전셀 내에 존재하는 방전가스를 구비하고, 상기 홈의 사면부에 배치되는 보호막 결정들의 (1,1,1) 성장방향이 상기 사면부와 수직인 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 전극들은 상기 방전셀들을 따라 평행하게 연장되는 X 전극 및 Y 전극을 구비하는 전극쌍들과, 상기 전극쌍들이 연장되는 방향과 상기 방전셀에서 교차하는 방향으로 연장되는 어드레스전극들을 구비하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 홈은 상기 X 전극 및 Y 전극 사이에 형성되는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 홈을 제외한 상기 유전체층을 덮도록 배치되는 상기 보호막 결정들의 (1,1,1) 성장방향이 상기 유전체층의 면과 수직인 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널.
  5. 투명한 전면기판 및 상기 전면기판과 대향하도록 배치되는 배면기판;
    상기 전면기판 및 배면기판 사이에 배치되어 방전을 일으키는 공간인 방전셀들을 한정하는 격벽들;
    상기 전면기판에 고정되고, X 전극 및 Y 전극들을 구비하는 전극쌍들;
    상기 전극쌍들을 덮도록 배치되고, 상기 X 전극 및 Y 전극 사이에 사면부를 구비하는 홈이 형성되는 제1유전체층;
    상기 제1유전체층을 덮도록 배치되는 보호막;
    상기 방전셀 내에 배치되는 형광체층; 및
    상기 방전셀 내에 존재하는 방전가스를 구비하고, 상기 홈의 사면부에 배치되는 보호막 결정들의 (1,1,1) 성장방향이 상기 사면부와 수직인 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 X 전극 및 Y 전극들은 서로 평행하는 방향으로 연장되고, 상기 X 전극 및 Y 전극들이 연장되는 방향과 상기 방전셀에서 교차하는 방향으로 연장되며 상기 배면기판에 고정되는 어드레스전극들을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 어드레스전극들을 덮도록 배치되는 제2유전체층을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널.
  8. 투명한 전면기판 및 상기 전면기판과 대향하도록 배치되는 배면기판;
    상기 전면기판 및 배면기판 사이에 배치되어 방전을 일으키는 공간인 방전셀들을 한정하는 격벽들;
    상기 배면기판에 고정되고, X 전극 및 Y 전극들을 구비하는 전극쌍들;
    상기 전극쌍들을 덮도록 배치되고, 상기 X 전극 및 Y 전극 사이에 사면부를 구비하는 홈이 형성되는 제1유전체층;
    상기 제1유전체층을 덮도록 배치되는 보호막;
    상기 방전셀 내에 배치되는 형광체층; 및
    상기 방전셀 내에 존재하는 방전가스를 구비하고, 상기 홈의 사면부에 배치되는 보호막 결정들의 (1,1,1) 성장방향이 상기 사면부와 수직인 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 X 전극 및 Y 전극들은 서로 평행하는 방향으로 연장되고, 상기 X 전극 및 Y 전극들이 연장되는 방향과 상기 방전셀에서 교차하는 방향으로 연장되며 상기 전면기판에 고정되는 어드레스전극들을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 어드레스전극들은 투명전극을 구비하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널.
  11. 제 9 항에 있어서,
    상기 어드레스전극들을 덮도록 배치되는 제2유전체층을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널.
  12. 제 1 항, 제 5 항 및 제 8항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 홈은 상기 사면부를 연결하는 평면부를 구비하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 평면부에 배치되는 상기 보호막 결정들의 (1,1,1) 성장방향이 상기 평면부와 수직인 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널.
  14. 제 5 항 또는 제 8 항에 있어서,
    상기 홈을 제외한 상기 제1유전체층을 덮도록 배치되는 상기 보호막 결정의 (1,1,1) 성장방향이 상기 제1유전체층의 면과 수직인 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널.
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