KR100697015B1 - 플라즈마 디스플레이 패널 및 그 제조 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 플라즈마 디스플레이 패널 및 그 제조 방법에 관한 것으로서, 전극이 형성된 글라스와, 방전 공간을 형성하는 격벽과, 상기 격벽 사이에 형성되는 형광체와, 상기 형광체 내부 또는 외부에 형성되는 전자방출물질을 포함하여 구성되어, 방전시 충돌로 인해 발생되는 2차 전자의 발생확률을 높여 방전 효율을 높일 수 있는 동시에 형광체 열화를 방지하여 플라즈마 디스플레이 패널의 수명을 연장할 수 있다.

플라즈마 디스플레이 패널, 격벽, 형광체, 전자

Description

플라즈마 디스플레이 패널 및 그 제조 방법 {The plasma display panel and the manufacturing methode of the same}

도 1 은 종래 기술에 의한 플라즈마 디스플레이 패널의 구조가 도시된 도,

도 2 는 본 발명에 의한 플라즈마 디스플레이 패널의 구조가 도시된 도,

도 3a 는 본 발명에 의한 플라즈마 디스플레이 패널의 제 1 실시예의 단면이 도시된 단면도,

도 3b 는 본 발명에 의한 플라즈마 디스플레이 패널의 제 2 실시예의 단면이 도시된 단면도,

도 3c 는 본 발명에 의한 플라즈마 디스플레이 패널의 제 3 실시예의 단면이 도시된 단면도,

도 4 는 본 발명에 의한 플라즈마 디스플레이 패널의 제조 방법이 도시된 순서도이다.

<도면의 주요 부분에 관한 부호의 설명>

100: 전면 기판 200: 배면기판

220: 격벽 250: 전자방출물질

본 발명은 플라즈마 디스플레이 패널 및 그 제조 방법에 관한 것으로써, 특히 형광체 내부 또는 외부에 전자를 방출할 수 있는 전자방출물질이 형성되어 방전시 충돌로 인해 발생되는 2차 전자의 발생확률을 높여 방전개시 전압을 낮춰 방전 효율을 높이고 형광체 열화를 방지하여 플라즈마 디스플레이 패널의 수명을 연장할 수 있는 플라즈마 디스플레이 패널 및 그 제조 방법에 관한 것이다.

도 1 은 종래 기술에 의한 플라즈마 디스플레이 패널의 구조가 도시된 도이다.

플라즈마 디스플레이 패널은 서로 대향하는 2장의 유리 기판 사이에 네온(Ne), 헬륨(He), 제논(Xe) 등의 불활성 가스가 방전시 발생되는 자외선이 형광체를 여기, 발광시키는 현상을 이용한 기체 방전 디스플레이 소자이다.

일반적인 플라즈마 디스플레이 패널의 구조는 도 1 에 도시된 바와 같이, 상기 전면 기판(10)은 배면 기판(20)과 대향하여 스트라이프형으로 배열 형성되는 복수개의 표시 전극(11)과, 상기 표시 전극을 덮도록 적층되어 방전시 방전 전류를 제한하고 벽전하 생성을 용이하게 하는 제 1 유전체층(13)과, 상기 제 1 유전층과 표시 전극 사이에 위치하는 다수개의 버스 전극(12a)및 투명전극(12b)과, 상기 제 1 유전체층을 보호하기 위한 유전체 보호층(14)으로 이루어진다.

상기 버스전극(12a)은 투명전극(12b)의 전기적 저항을 줄여 방전전압을 낮추는 역할을 하고, 상기 제 1 유전체층(13)은 방전시 상기 투명전극과 버스전극을 보호하고 벽전하(wall charge)를 축적한다. 상기 유전체 보호층(14)은 방전시 발생된 이온이 상기 제 1 유전체층에 충돌하여 상기 제 1 유전체층의 표면이 손상되는 스퍼터링을 방지하는데, 일반적으로 산화 마그네슘(이하, MgO)으로 형성된다.

또한 상기 배면 기판(20)은 상기 전면 기판의 표시 전극(11)과 직교하도록 스트라이프형으로 배열되어 상기 표시 전극과 함께 전체 화면을 복수개의 셀로 구분하는 다수개의 어드레스 전극(21)과, 상기 어드레스 전극을 보호하고 전기적인 절연을 수행하기 위한 제 2 유전체층(23)과, 상기 제 2 유전체층 상에 스트라이프 형태 또는 우물(Wall) 형태로 배열 형성되어 방전 공간을 형성하는 격벽(22)과, 상기 격벽에 의해 형성된 방전 공간 내부에 인쇄, 도포되어 각 셀의 방전시 자외선에 의해 여기, 발광되어 자외선을 방출하는 형광체(24)로 이루어진다.

상기 어드레스 전극(21)은 데이터가 공급되면, 상기 투명전극(12b)과 대향방전을 하게되어 방전셀을 선택한다. 방전셀이 선택되면, 상기 투명전극간에 교류전압이 인가되여 방전을 일으켜 플라즈마를 발생시키고, 상기 플라즈마로부터 방출된 이온 및 자외선이 형광체(24)에 충돌하여 형광체를 발광시킨다.

그러나 일반적으로 상기 이온이 형광체(24)에 직접 충돌하기 때문에 이온의 충돌에 의해 형광체 손상이 발생되고, 이로 인해 형광체로부터 원하는 밝기의 빛이 발생되지 않아 휘도가 저하되는 문제점이 있다.

특히, 상기와 같이 형광체가 손상되면 형광체의 열화 특성이 가속화되어 플라즈마 디스플레이 패널의 수명을 단축시키게 되는데, 이와 같은 형광체 손상은 방전셀의 저면부보다 상기 격벽(22)에 도포된 부분에서 더 심하게 발생하는데, 방전셀의 저면부보다 격벽의 측면부에 도포되는 형광체(24)의 두께가 얇기 때문에 플라즈마 디스플레이 패널의 수명단축이 가속화 된다.

또한, 플라즈마 디스플레이 패널의 휘도 특성을 개선하기 위해 방전 가스의 Xe 함량을 높여 방전 효율을 높이는 플라즈마 디스플레이 패널이 개발되었으나, 상기와 같이 방전 가스의 Xe 함량이 높아지면 발생되는 이온의 수가 증가됨에 따라 이온 충돌에 의한 자외선 발생량이 많아져 휘도 효율은 개선될 수 있으나 형광체 열화가 가속화 된다는 문제점이 남아있다.

뿐만 아니라, 상기와 같이 Xe 함량이 높은 방전 가스를 사용하는 경우에는 방전을 일으키기 위한 방전 전압이 높아져야 하므로, 생산비가 증가되고 사용되는 회로 부품의 내압이 증가되어야 한다는 단점이 있다.

본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 형광체 내부 또는 외부에 전자를 방출할 수 있는 전자방출물질이 형성되어 방전시 2차 전자의 발생확률을 높여 방전 효율을 높이고 방전개시 전압을 낮추는 동시에 형광체 열화를 방지하여 수명 단축을 방지할 수 있는 플라즈마 디스플레이 패널 및 그 제조 방법을 제공하는 데 있다.

상기한 과제를 해결하기 위한 본 발명에 따른 플라즈마 디스플레이 패널은 전극이 형성된 글라스와, 방전 공간을 형성하는 격벽과, 상기 격벽 사이에 형성되는 형광체와, 상기 형광체 내부 또는 외부에 형성되는 전자방출물질을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명에 의한 플라즈마 디스플레이 패널의 제조 방법은 상기 플라즈마 디스플레이 패널 제조 방법은 전극이 형성되는 제 1 단계와, 격벽이 형성되는 제 2 단계와, 형광체가 형성되는 제 3 단계와, 전자방출물질이 형성되는 제 4 단계를 포함하여 이루어지는 특징으로 한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 플라즈마 디스플레이 패널을 설명하면 다음과 같다. 도 2 는 본 발명에 의한 플라즈마 디스플레이 패널의 구조가 도시된 도이고, 도 3a 내지 도 3c 는 본 발명에 의한 플라즈마 디스플레이 패널의 실시예의 단면이 도시된 단면도이다.

도 2 에 도시된 바와 같이, 본 발명의 플라즈마 디스플레이 패널은 전면기판(100)에 대향하여 설치되는 배면기판(200)이 형성되는데, 상기 전면기판 및 배면기판에는 방전을 일으키기 위한 전극(110, 210)이 글라스(g)위에 형성되고, 상기 전극을 보호하기 위한 유전체층(130, 230), 상기 배면기판에 형성된 유전체층 상부에 형성되어 방전공간을 형성하는 격벽(220), 상기 방전공간의 저면 및 측면에 형광체(240)가 도포된다.

상기 형광체(240)는 상기 격벽(220)에 의해 형성된 방전 공간 내부에 인쇄, 도포되어 각 셀의 방전시 자외선에 의해 여기되어 가시광을 방출하는데, 본 발명의 플라즈마 디스플레이 패널에는 상기 형광체의 내부 또는 방전시 전자를 방출하는 전자방출물질(250)이 형성된다.

상기 전자방출물질(250)은 상기 전극(110, 210)으로 전압이 인가되어 방전공간 내부에서 방전이 일어나는 경우, 상기 방전 공간으로 전자를 방출함에 따라 전자를 제공하는 소스로 작용하게 된다.

즉, 방전시 충돌에 의해 발생되는 2차 전자의 발생 확률을 높임에 따라 상기 전극(110, 210)으로 전압이 인가되면 상기 전자방출물질(250)에서 전자가 방출되어 방전 전압을 낮출 수 있다.

통상적으로 방전을 일으키기 위해서는 서스테인 전압은 180V~190V, 방전 유지전압은 340V로 높게 형성되는데, 상기와 같이 전자방출물질(250)이 플라즈마 디스플레이 패널 내부에 형성되면, 방전시 상기 전자방출물질에서 발출되는 전자에 의해 방전을 일으키기 위한 전압을 낮출 수 있게 된다.

또한 낮은 전압에서도 방출되는 전자수가 증가함에 따라 낮은 전압에서도 휘도를 안정적으로 확보할 수 있을 뿐만 아니라, 형광체(240)의 열화를 줄여 플라즈마 디스플레이 패널의 수명 단축을 방지할 수 있게된다.

특히, 일반적인 플라즈마 디스플레이 패널에 있어서는 방전시 방전공간 측면 에 도포된 형광체(240)에서 발생되는 자외선이 방전공간의 저면부에서 방출되는 자외선보다 많아 방전공간 측면에 저면부보다 얇게 도포된 형광체 열화를 가속화시키는데, 상기와 같이 방전공간의 저면부에 전자방출물질(250)이 형성되면 상기 전자방출물질에서 방출되는 전자에 의해 발생되는 플라즈마의 크기를 증가시켜 방전 효율을 높일 수 있다.

따라서 방전 효율을 높이기 위해 플라즈마 디스플레이 패널 내부로 주입되는 방전가스는 Xe을 10%정도 함량하고 있는데, 최근에는 방전 효율을 높이기 위해 상기 방전가스의 Xe 함량을 높여 사용하고 있다.

이 경우, 상기 Xe의 함량이 높아지면, 방전 효율이 높아지지만 형광체의 열화를 가속화시키게 되는데 반면에, 본 발명의 플라즈마 디스플레이 패널처럼 전자방출물질(250)이 형성되면, 상기와 같이 Xe의 함량을 높이지 않아도 상기 전자방출물질(250)에서 방출되는 전자로 인해 방전이 효과적으로 이루어질 수 있게 된다.

이때, 상기 전자방출물질(250)은 MgO에 Si 또는 Ti가 도핑된 물질, Al₂O₃, SrO, BaO, Ba0와 SrO 화합물과 같이 Al, Sr 또는 Ba의 산화물 또는 이의 화합물, 탄소나노튜브(Carbon Nano Tube, CNT)로 구성 가능하다.

상기와 같은 물질은 전압이 인가되면 전자를 쉽게 방출하는 물질로써, 특히 탄소나노튜브의 경우에는 전계방출 특성이 우수하고 전계집중 효과가 우수하여 전자방출에 유리하다.

종래 탄소나노튜브를 전면기판(100)의 하부에 도포하여 방전시 발생되는 플 라즈마의 부피를 증가시키는 경우보다 상기 형광체(240) 내부 또는 외부에 탄소나노튜브를 형성하면, 전자 방출 효과를 증가시킬 수 있다.

특히, 상기 탄소나노튜브는 형광체(240) 내부 또는 외부 뿐만 아니라, 상기 화이트 백(white back)과 같은 형광체가 존재하지 않는 셀의 하부에도 형성될 수 있다.

상기 전자방출물질(250)은 도 3a 에 도시된 바와 같이, 형광체(240)위에 도포될 수 있는데, 상기와 같이 형광체 위에 전자방출물질이 도포되는 경우에는 상기 전자방출물질은 방전공간의 중앙 저면부에 얇게 도포된다.

이때, 상기 전자방출물질(250)의 도포 두께는 50Å 내지 1㎛의 범위로, 도포되는 면적은 가로폭이 상기 격벽(220)의 가로폭의 30%를 넘지 않도록 도포되는 것이 바람직한데, 상기 MgO에 Si 또는 Ti가 도핑된 물질, Al₂O₃, SrO, BaO, Ba0와 SrO 화합물, 탄소나노튜브와 같은 전자방출물질(250)은 전자 방출 효과가 크기 때문에 얇게 도포되는 경우에도 전자 방출 효과를 가져올 수 있다.

또한 도 3b 에 도시된 바와 같이, 상기 전자방출물질(250)은 상기 형광체(240)의 내부에 실장될 수 있는데, 이 경우 상기 전자방출물질은 방전공간의 중앙 저면부에 형성된 형광체의 내부에 위치하게 된다.

상기 전자방출물질(250) 위쪽에 형광체(240)가 도포되는 경우에도 방전시 2차 전자를 방출할 수 있게 되어 전자 방출에 의한 방전 효율 증가를 가져올 수 있다. 이때, 상기 전자방출물질은 도포 면적이 가로폭이 상기 격벽(220)의 가로폭의 30%를 넘지 않도록 한다.

뿐만 아니라, 도 3c 에 도시된 바와 같이, 전자방출물질(250)은 상기 형광체(240)를 관통하여 형성될 수 있다.

즉, 상기 방전공간의 저면 중앙부에 형광체(240)를 관통하는 홀(h)을 형성하고, 상기 홀에 상기 전자방출물질(250)을 채워 방전시 전자 방출을 일으킬 수 있다.

이때, 상기 홀(h)은 가로폭이 상기 격벽 가로폭의 30% 미만의 범위로 형성되어 상기 전자방출물질(250)이 채워지는 데, 상기 홀의 크기가 너무 커지게 되면 과도하게 전자가 방출되고 형광체(240) 면적이 줄어들어 방전 효율 및 휘도가 낮아지게 된다.

도 4 내지 도 5 는 본 발명에 의한 플라즈마 디스플레이 패널의 제조 방법이 도시된 순서도이다. 도 4 내지 도 5 를 참조로 하여, 본 발명의 플라즈마 디스플레이 패널의 제조 방법을 살펴보자.

우선, 제 1 단계에서 전극이 형성되는데(S1), 일반적으로 전극은 포토 에칭법(Photo Etching), 감광성 페이스트법(UV Paste)등을 사용하여 형성된다.

제 2 단계에서는 방전 공간을 형성하기 위해 격벽이 형성되는데(S2), 상기 격벽은 스크린 인쇄, 샌드 블라스트(Sand Blast), 포토 리소그라피(Photo lithography), 에칭법(Direct Etching)법등에 의해 형성되는데, 격벽 형성을 위한 그린시트를 라미네이트(Laminate)하고 이를 소성, 에칭하여 격벽을 형성하는 방법 이 주로 사용된다.

제 3 단계에서는 형광체가 형성되는데, 상기 형광체 형성과정은 전자방출물질이 형성되는 위치에 따라서 다른 과정을 거쳐 형성된다.

만일, 전자방출물질이 형광체의 상부에 도포되거나 형광체 내부에 실장되는 경우에는, 패턴을 인쇄(S3), 건조(S4)를 3회 수행하여(S5), R/G/B 각각의 형광체를 플라즈마 디스플레이 패널에 형성하고 소성하여(S6) 형광체를 형성한다.

본 명세서에서는 상기 형광체 형성 과정을 패턴을 인쇄하는 페이스트법을 기반으로 하여 설명하였으나, 감광성 페이스트법 또는 드라이 필름법(Dry Film) 등을 사용하여 형광체를 형성할 수 있다.

제 4 단계에서는 형광체 상부에 전자방출물질이 도포되는데(S7), 상기 전자방출물질은 방전공간의 저면 중앙부에 형성되는 형광체 위에 도포된다. 이 경우 상기 전자방출물질은 형광체 위에 형성되게 된다. 이때, 상기 전자방출물질의 도포 두께는 50Å 이상이어야 하고, 1㎛를 넘지 않도록 한다.

만일, 상기 전자방출물질이 형광체 내부에 실장되게 형성되어야 하는 경우에 본 발명의 플라즈마 디스플레이 패널 제조방법은 상기 제 4 단계 이후에 상기 전자방출물질 위로 형광체가 재형성되는 단계(S8)를 더 포함하여 이루어질 수 있는데, 이 경우에 상기 제 4 단계에서 전자방출물질은 두께가 1㎛이상으로 도포되어도 무방하다.

또한 상기 전자방출물질이 형광체에 형성된 홀에 채워지도록 형성되는 경우에는 도 5 에 도시된 바와 같이 제 1 단계 및 2 단계에서 전극과 격벽이 형성된다 (S11, S12).

제 3 단계는 형광체 패턴을 인쇄(S13), 건조(S14)를 3회 수행하여(S15), R/G/B 각각의 형광체를 플라즈마 디스플레이 패널에 형성하고 소성하여(S16) 형광체를 형성한다.

제 4 단계는 방전공간의 중앙부의 형광체가 식각되는 제 1 과정(S17)과, 전자방출물질이 상기 형광체의 식각부위에 도포되는 제 2 과정(S18)을 포함아여 이루어진다.

즉, 상기 방전공간의 중앙부의 형광체가 식각되어, 형광체를 관통하는 홀을 형성하고, 상기 형광체가 식각됨에 따라 형성된 홀에 전자방출물질이 채워진다. 이때, 상기 식각되는 형광체는 격벽 가로폭의 30%를 넘지 않도록 한다.

이와 같이, 상기 방전공간의 중앙부의 형광체 내부 또는 외부에 전자방출물질을 형성함에 따라, 방전시 상기 전자방출물질이 2차 전자를 방출함에 따라 수명 단축을 방지하는 동시에 방전 효율을 높이고, 이에 따라 방전 전압을 낮춰 플라즈마 디스플레이 구동의 효율성을 높일 수 있게 된다.

이상과 같이 본 발명에 의한 플라즈마 디스플레이 패널 및 그 제조 방법을 예시된 도면을 참조로 설명하였으나, 본 명세서에 개시된 실시예와 도면에 의해 본 발명은 한정되지 않고, 본 발명의 기술사상이 보호되는 범위 이내에서 당업자에 의해 응용이 가능하다.

상기와 같이 구성되는 본 발명에 따른 플라즈마 디스플레이 패널 및 그 제조 방법은 형광체 내부 또는 외부에 전자를 방출할 수 있는 전자방출물질이 형성됨에 따라 방전이 발생될 때 충돌에 의한 2차 전자의 발생 확률을 높여 방전 효율을 증가시키는 동시에 전자 발생 확률 증가로 인해 방전 전압을 낮출 수 있는 효과가 있다.

나아가 형광체 내부 또는 외부에 전자방출물질이 도포됨에 따라 상기 전자방출물질이 방전시 전자를 방출하는 소스로 작용함에 따라 형광체 열화를 방지하여 수명을 연장할 수 있는 효과가 있다.

Claims (9)

1. 전극이 형성된 글라스와;

   방전 공간을 구획하는 격벽과;

   상기 격벽 사이에 형성되는 형광체와;

   상기 방전공간 저면에 형성된 상기 형광체 내부 또는 상부표면에 형성되는 전자방출물질을 포함하여 구성되고,

   상기 전자방출물질의 가로폭은 상기 격벽 가로폭의 30% 미만으로 형성되는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 전자방출물질은 두께가 50Å 내지 1㎛의 범위로 형성되는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널.
3. 삭제
4. 제 1 항에 있어서,

   상기 전자방출물질은 상기 형광체를 관통하여 형성되는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널.
5. 제 1 항에 있어서,

   상기 전자방출물질은 MgO에 Si 또는 Ti가 도핑된 물질인 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널.
6. 제 1 항에 있어서,

   상기 전자방출물질은 Al, Sr 또는 Ba의 산화물 또는 이의 화합물 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널.
7. 제 1 항에 있어서,

   상기 전자방출물질은 탄소나노튜브인 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널.
8. 삭제
9. 삭제

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