KR100719538B1 - 플라즈마 디스플레이 패널 - Google Patents

Abstract

본 발명은 방전셀 내에 방전에 참여하는 가속된 전자의 양을 획기적으로 증가시켜 가속된 전자가 방전가스와 충돌할 확률을 증대시킴으로써 안정적이고 그 방전양이 획기적으로 증대되는 방전을 유도하고, 이를 통해 휘도 및 발광효율을 증대시켜 소비전력을 저감함과 아울러, 저 전압 구동이 가능하도록 설계된 플라즈마 디스플레이 패널을 제공하는 것을 목적으로 하며,

이 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 서로 대향하도록 배치되고, 가장자리가 봉착되는 전면기판 및 배면기판과, 상기 전면기판 및 배면기판 사이에 배치되고, 방전을 일으키는 공간인 방전셀들을 한정하는 격벽과, 상기 방전셀들을 가로지르도록 배치되는 전극쌍들과, 상기 방전셀 내에 배치되고, 상기 방전셀 내에 가속된 전자를 방출하는 다공성 폴리 실리콘을 구비하는 전자방출층과, 상기 전극쌍과 상기 방전셀에서 서로 교차하고, 상기 방전셀들을 가로지르도록 연장되는 어드레스전극들과, 상기 방전셀 내에 배치되는 형광체층과, 상기 방전셀 내에 존재하는 방전가스를 구비하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널을 제공한다.

Description

플라즈마 디스플레이 패널{Plasma display panel}

도 1 은 본 발명의 제1실시예의 플라즈마 디스플레이 패널을 도시하는 분리 사시도 이고,

도 2 는 본 발명의 제1실시예의 플라즈마 디스플레이 패널을 Ⅱ-Ⅱ선을 따라 취한 단면도이고,

도 3 은 본 발명의 전자방출층이 가속된 전자를 방출하는 것을 도시하는 개략도 이고,

도 4a 내지 도 4b는 배면기판을 준비하고, 배면기판에 전극쌍을 배치하는 공정을 설명하기 위한 단면도이고,

도 4c 는 전극쌍에 후방유전체층을 배치하는 공정을 설명하기 위한 단면도이고,

도 4d 는 후방유전체층의 전면에 공정전극을 배치하는 공정을 설명하기 위한 단면도이고,

도 4e 는 공정전극의 전면에 폴리 실리콘을 배치하기 위한 공정을 설명하기 위한 단면도이고,

도 4f 는 폴리 실리콘을 다공성으로 만들기 위한 공정을 설명하기 위한 단면도이고,

도 4g 는 다공성 폴리 실리콘에 산화피막을 배치하기 위한 공정을 설명하기 위한 단면도이고,

도 5 는 본 발명의 제1실시예의 제1변형예의 플라즈마 디스플레이 패널을 도시하는 분리 사시도 이고,

도 6 은 본 발명의 제1실시예의 제1변형예의 플라즈마 디스플레이 패널을 Ⅵ-Ⅵ선을 따라 취한 단면도이고,

도 7 은 본 발명의 제1실시예의 제2변형예의 플라즈마 디스플레이 패널을 도시하는 분리 사시도 이고,

도 8 은 본 발명의 제1실시예의 제2변형예의 플라즈마 디스플레이 패널의 전극쌍, 어드레스전극 및 방전셀을 도시하는 사시도 이고,

도 9 는 본 발명의 제2실시예의 플라즈마 디스플레이 패널을 도시하는 분리 사시도 이고,

도 10 은 본 발명의 제2실시예의 플라즈마 디스플레이 패널을 Ⅹ-Ⅹ선을 따라 도시하는 단면도이고,

도 11a 및 도 11b는 본 발명의 제2실시예의 플라즈마 디스플레이 패널의 전극쌍을 배치하는 공정을 설명하기 위한 단면도이고,

도 11c는 본 발명의 제2실시예의 플라즈마 디스플레이 패널의 전극쌍을 덮도록 배치되는 폴리 실리콘의 배치 공정을 설명하기 위한 단면도이고,

도 11d는 본 발명의 제2실시예의 플라즈마 디스플레이 패널의 제조공정 중의 폴리 실리콘 중 일부를 다공정 폴리 실리콘으로 변형시키는 공정을 설명하기 위한 단면도이고,

도 11e는 본 발명의 제2실시예의 플라즈마 디스플레이 패널의 제조공정 중의 다공정 폴리 실리콘에 구비되는 산화피막을 배치하기 위한 공정을 설명하기 위한 단면도이고,

도 12 는 본 발명의 제2실시예의 제1변형예의 플라즈마 디스플레이 패널을 설명하기 위한 분리 사시도 이고,

도 13 은 본 발명의 제2실시예의 제1변형예의 플라즈마 디스플레이 패널을 ⅩⅢ-ⅩⅢ 선을 따라 취한 단면도 이고,

도 14 는 본 발명의 제2실시예의 제2변형예의 플라즈마 디스플레이 패널을 도시하는 분리 사시도 이다.

< 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 >

100, 200, 300, 400, 500, 600: 플라즈마 디스플레이 패널.

110, 210, 310, 410, 510, 610: 전방패널

120, 220, 320, 420, 520, 620: 후방패널

128, 228, 328, 428, 528, 628: 다공성 폴리 실리콘

129, 229, 329, 429, 529, 629: 산화피막

127, 227, 327: 공정전극

150, 250, 350, 450, 550, 650: 전자 방출층

126, 326: 전극쌍

140, 240, 340, 440, 540, 640: 방전셀

본 발명은 플라즈마 디스플레이 패널에 관한 것으로서, 더 상세하게는 방전셀 내에 방전에 참여하는 가속된 전자의 양을 획기적으로 증가시켜 가속된 전자가 방전가스와 충돌할 확률을 증대시킴으로써 안정적이면서도 그 양이 획기적으로 증대되는 방전을 유도하고, 이를 통해 휘도 및 발광효율을 증대시켜 소비전력을 저감하고 저 전압 구동이 가능하도록 설계된 플라즈마 디스플레이 패널을 제공하는 것에 관한 것이다.

일반적으로 플라즈마 디스플레이 패널(Plasma Display Panel)은 기체방전으로 생성된 자외선으로 형광체를 여기 시켜 소정의 영상을 구현하는 표시장치로서, 고해상도의 대화면 구성이 가능하여 차세대 박형 표시장치로 각광받고 있다.

종래 이와 같은 플라즈마 디스플레이 패널은 구조와 구동원리에 따라 교류형(AC type), 직류형(DC type) 및 혼합형(Hybrid type)으로 나뉘어지고 있으며, 특히 방전구조에 따라 교류형 및 직류형 플라즈마 디스플레이 패널은 면 방전형과 대향 방전형으로 나뉘어져 있으나, 최근에는 교류형 면 방전 플라즈마 디스플레이 패널이 대세를 이루고 있다.

이러한 플라즈마 디스플레이 패널은 방전셀 내에 전기장을 형성시켜 하전입자를 가속시킴으로서 소정의 운동에너지 이상을 갖는 하전입자의 생성 양을 증대시켜 그 하전입자가 방전셀 내에 존재하는 방전가스와 충돌하도록 하여 방전이 발생 하도록 함으로써 가시광을 발광시킨다. 이때, 가속된 하전입자가 소정의 운동에너지 이상의 운동에너지를 갖게되어 방전셀 내에 존재하게 될 확률이 증대될수록 방전량이 증대되고, 그에 따라 발광효율이 증대된다. 그러나, 그러한 하전입자의 양이 충분하지 못하여 플라즈마 디스플레이 패널의 발광효율은 다른 전기장치에 비해 매우 낮다. 그런데, 방전에 참여하는 하전입자의 양을 증대시킬 수 있는 수단을 착안하여 플라즈마 디스플레이 패널에 적용시키는 경우에는 플라즈마 디스플레이 패널의 소비전력을 줄일 수 있을 뿐만 아니라, 저 전압 구동이 가능해 지게 되어 플라즈마 디스플레이 패널의 제작비용을 크게 줄일 수 있다. 또한, 발광효율을 증대시킴으로 인해 휘도를 크게 상승시킬 수 있어 플라즈마 디스플레이 패널의 화질을 크게 향상시킬 수 있어 그 제품경쟁력을 크게 상승시킬 수 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하여, 방전셀 내의 방전에 참여할 수 있도록 소정의 운동에너지 이상을 갖는 가속된 전자의 양을 획기적으로 증가시켜 가속된 전자가 방전가스와 충돌할 확률을 증대시킴으로써 그 방전특성이 안정적이면서도 그 방전양이 획기적으로 증대되는 플라즈마 디스플레이 패널을 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한, 플라즈마 디스플레이 패널의 방전특성을 개선시킴으로써, 플라즈마 디스플레이 패널의 발광효율을 획기적으로 증대시켜 그 에너지 소비효율을 증대시키는 것을 목적으로 한다.

또한, 플라즈마 디스플레이 패널이 저 전압에서 구동 가능하도록 하여 플라 즈마 디스플레이 패널의 제조비용을 낮춤으로써 플라즈마 디스플레이 패널의 가격 경쟁력을 증대시키는 것을 목적으로 한다.

또한, 플라즈마 디스플레이 패널의 휘도를 크게 상승시킴으로써 플라즈마 디스플레이 패널의 품질 경쟁력을 증대시키는 것을 목적으로 한다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 서로 대향하도록 배치되고, 가장자리가 봉착되는 전면기판 및 배면기판과, 상기 전면기판 및 배면기판 사이에 배치되고, 방전을 일으키는 공간인 방전셀들을 한정하는 격벽과, 상기 방전셀들을 가로지르도록 배치되는 전극쌍들과, 상기 방전셀 내에 배치되고, 상기 방전셀 내에 가속된 전자를 방출하는 다공성 폴리 실리콘을 구비하는 전자방출층과, 상기 전극쌍과 상기 방전셀에서 서로 교차하고, 상기 방전셀들을 가로지르도록 연장되는 어드레스전극들과, 상기 방전셀 내에 배치되는 형광체층과, 상기 방전셀 내에 존재하는 방전가스;를 구비하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널을 제공한다.

상기 다공성 폴리 실리콘은 산화피막에 의해 덮이는 것이 바람직하다.

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한편, 본 발명의 플라즈마 디스플레이 패널은 상기 전극쌍이 상기 배면기판 및 형광체층 사이에 배치되고, 상기 형광체층이 상기 어드레스전극의 후방을 덮도록 배치되며, 상기 전자방출층이 상기 전극쌍 중 적어도 하나에 인가되는 전위에 의해 형성되는 전기장에 의해 가속된 전자를 방출토록 할 수 있다.

이때, 상기 플라즈마 디스플레이 패널의 어드레스전극은 투명전극으로 형성 되어 가시광 투과율이 증대되도록 하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 플라즈마 디스플레이 패널의 상기 어드레스전극 및 상기 형광체층 사이에는 전방유전체층이 배치되는 것이 바람직하며, 상기 전극쌍을 덮도록 배치되는 후방유전체층이 더 구비되는 것이 바람직하다.

또한, 상기 플라즈마 디스플레이 패널에 상기 후방유전체층이 배치된 경우에는 상기 전자방출층은 상기 후방유전체층의 전방에 배치되어 가속된 전자를 방출하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 플라즈마 디스플레이 패널은 상기 전자방출층을 배치하기 위하여 상기 전자방출층 및 후방유전체층 사이에 배치되는 공정전극을 더 구비하는 것이 바람직한데, 상기 공정전극은 상기 후방유전체층을 덮도록 판의 형태로 배치되고, 상기 전자방출층은 상기 공정전극 전체를 덮도록 배치될 수 도 있으며, 상기 공정전극은 상기 전극쌍이 위치하는 상기 후방유전체층의 전면의 일부에 배치되고, 상기 전자방출층은 상기 공정전극의 전면에 배치되도록 할 수도 있다. 그리고, 상기 공정전극이 상기 전극쌍이 위치하는 상기 후방유전체층의 전면의 일부에 배치되는 경우에는, 상기 공정전극은 상기 전극쌍과 평행하게 스트라이프 형태로 배치될 수 도 있으며, 상기 방전셀마다 각각 배치될 수도 있다.

한편, 본 발명의 플라즈마 디스플레이 패널에 있어서, 상기 전자방출층은 상기 전극쌍 중 적어도 하나의 전극에 전기적으로 연결되어, 상기 전극쌍이 공정전극의 기능을 대체할 수 도 있다. 이때, 상기 전자방출층은 상기 전극쌍의 면의 적어도 일부를 덮도록 배치되는 것이 바람직하다.

이때, 상기 전자방출층이 상기 전극쌍의 면의 적어도 일부를 덮도록 배치되는 경우에는, 상기 전극쌍은 상기 전자방출층이 배치된 면을 제외한 면이 후방유전체층에 의해 덮이도록 할 수 있으며, 상기 전자방출층이 상기 전극쌍의 전면 전체를 덮도록 배치될 수도 있다.

한편, 본 발명의 플라즈마 디스플레이 패널은 상기 격벽이 유전체로 형성되고, 상기 전극쌍이 상기 격벽 내에 상기 방전셀을 둘러싸도록 배치되고, 서로 이격되는 전방방전전극 및 후방방전전극을 구비하고, 상기 형광체층이 상기 배면기판 및 격벽이 한정하는 공간에 배치되도록 할 수 있다.

이때, 상기 플라즈마 디스플레이 패널은 상기 전방방전전극 및 후방방전전극은 상기 방전셀들을 가로질러 서로 평행하게 연장되며, 상기 방전셀에서 상기 전방방전전극 및 후방방전전극과 교차하도록 상기 방전셀들을 가로질러 연장되는 어드레스전극을 더 구비할 수 있으며, 상기 전방방전전극 및 후방방전전극이 상기 방전셀 내에서 서로 교차하도록 연장되어 상기 어드레스전극의 기능을 대체하도록 할 수 있다. 그리고, 상기 플라즈마 디스플레이 패널은 상기 전자방출층이 상기 방전셀의 측면에 배치되어 상기 전극쌍 중 적어도 하나에 인가되는 전위에 의해 형성된 전기장에 의해 가속된 전자를 방출하도록 할 수 있다.

이때에는 상기 플라즈마 디스플레이 패널은 상기 방전셀의 측면 및 전자방출층 사이에 배치되는 공정전극을 더 구비할 수 있는데, 상기 공정전극은 상기 방전셀의 측면 전체를 덮도록 배치되고, 상기 전자방출층은 상기 공전전극 전체를 덮도록 배치될 수도 있다. 또한, 상기 격벽은 상기 전극쌍 중 적어도 하나의 전극의 표 면이 드러나도록 홈이 형성되어 있고, 상기 홈을 통해 전극의 표면과 접촉하도록 상기 전자방출층이 배치될 수 도 있다.

이하, 도 1 내지 도 4를 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예인 제1실시예의 플라즈마 디스플레이 패널에 관하여 예를 들어 설명하기로 한다.

우선, 도 1 및 도 2를 참조하여 본 발명의 제1실시예의 플라즈마 디스플레이패널(100)에 관하여 설명한다. 상기 플라즈마 디스플레이 패널(100)은 전방패널(110)과 후방패널(120)을 구비한다. 이때, 상기 전방패널(110)은 소다유리등으로 구성된 대략 2.8 mm 의 두께를 갖는 전면기판(111)을 구비하고, 상기 후방패널(120)은 배면기판(121)을 구비한다. 이때, 상기 전면기판은 방전에 의해 발생하는 자외선에 의해 여기 되어 후술하는 형광체층에서 발생하는 가시광이 투과되도록 투명한 소다유리등의 재료로 형성되는 것이 바람직하나, 배면기판은 형광체층에서 발생하는 가시광이 진행하는 경로인 광경로 상(이하 광경로 상이라 부르기로 한다.)에 위치하지 않으므로 반드시 투명할 필요는 없어 유리등으로도 형성 가능하지만, 금속이나 플라스틱 등의 불투명한 재료로도 형성 가능하다. 그리고, 상기 플라즈마 디스플레이 패널은 상기 전면기판 및 배면기판 사이에 배치되고, 방전을 일으키는 공간인 방전셀(140)들을 한정하는 격벽(130)을 구비한다.

상기 후방패널(120)은 배면기판(121), 상기 방전셀(140)들을 가로지르도록 연장되는 전극쌍(126)들을 구비한다. 이때, 상기 전극쌍은 상기 배면기판(121) 및 후술하는 형광체층(116) 사이에 배치되는 것이 바람직하다. 보다 구체적으로는 상기 전극쌍은 상기 배면기판의 전면(121a)에 배치되거나, 상기 배면기판의 전면에 가시광을 반사시키는 반사층 등, 별도의 기능을 수행하는 층이 배치되는 경우, 그 층의 전면에 상기 전극쌍들이 배치될 수 있다. 한편, 상기 전극쌍들은 X 전극(125)과 Y전극(124)만을 구비도록 구성될 수 있으며, 상기 전극쌍에 추가적으로 상기 X 전극 및 Y 전극 사이에 전위가 인가되는 중간전극(미도시)이 배치되어 상기 X 전극 및 Y 전극 사이의 간격이 증대되면서도 저 전위에서 유지방전이 발생할 수 있도록 할 수도 있다. 따라서, 도 1에 도시된 바와 같이 본 발명의 플라즈마 디스플레이 패널은 X 전극(125) 및 Y전극(124)을 구비하는 전극쌍(126)으로 한정되지 않는다.

한편, 상기 전극쌍은 상술한 바와 같이 상기 배면기판의 전방에 배치되므로, 상기 전극쌍은 광 경로 상에 위치하지 않기 때문에 그 재료의 선택의 폭이 넓으며, 따라서 전기 전도율이 높고, 가격이 상대적으로 저렴한 알루미늄, 구리, 크롬 등의 물질로 상기 전극쌍이 다양하게 형성될 수 있다. 또한, 상기 전극쌍은 재료뿐만 아니라 형상의 선택도 다양해지기 때문에, 방전의 특성에 맞추어 자유로운 변형이 가능한 장점이 있다. 한편, 상기 전극쌍은 상기 전극쌍 재료를 포함한 전극쌍 페이스트를 스크린 인쇄법 등을 통하여 배면기판의 전면에 도포한 후 건조 및 소성하여 형성하거나, 감광성 포토 리지스트를 전극쌍 페이스트에 포함시켜 감광장비를 이용하여 식각함으로써 전극쌍을 형성하는 포토리소그래피법 등으로 전극쌍들을 형성될 수 있다.

또한, 상기 후방패널은 상기 전극쌍들(126)을 덮도록 배치되는 후방유전체층(123)을 더 구비하는 것이 바람직하다. 이때, 상기 후방유전체층의 배치위치를 좀 더 구체적으로 살펴보면, 상기 후방유전체층은 상기 배면기판의 전면(121a)에 배치 되는 것이 바람직하다. 이때, 상기 후방유전체층은 상기 전극쌍을 덮도록 배치되고 상기 전극쌍에 인가되는 전위에 의해 형성되는 전기장을 방전셀 내로 전달하여 하전입자를 유도함으로써 벽전하를 축적시키거나 가속시킴과 동시에 가속된 하전입자가 전극에 직접적으로 충돌하지 않도록 하여 전극쌍의 수명을 증대시키는 역할을 수행한다. 따라서, 상기 후방유전체층은 상기 전극쌍을 덮는 것이 중요하고, 그 위치가 상기 배면기판의 전면에 한정되는 것은 아니다. 한편, 상기 후방유전체층은 PbO, SiO₂ 등으로 형성될 수 있는 유전체 페이스트를 대략 30㎛정도의 두께를 갖고 상기 배면기판의 전면에 도포한 후 소성하여 배치될 수 있다.

한편, 본 발명의 플라즈마 디스플레이 패널(100)은 상기 후방유전체층이 존재하지 않더라도, 상기 전극쌍에 전위를 인가함으로써 방전셀 내부에 전기장을 형성하여 방전을 유도하는 데에는 어려움이 없으나, 전극쌍에 전위를 인가하여 하전입자를 가속시킬 때, 가속된 하전입자가 전극쌍의 표면에 직접 충돌하여 전극의 수명이 단축될 염려가 있으므로, 상기 전극쌍을 덮도록 후방유전체층을 배치하는 것이 바람직하다. 또한, 후방유전체층을 배치하게 되면 어드레스방전시 벽전하가 축적되어 유지방전에서 벽전하를 이용할 수 있으므로 유지방전시 인가하여야 하는 전위의 크기를 줄일 수 있다.

한편, 상기 후방유전체층은 가시광의 광 경로 상에 위치하지 않으므로 반드시 투명할 필요는 없으며, 오히려 후술하는 형광체층(116)에서 발생하는 가시광이 후방패널을 향하여 진행하는 경우, 상기 가시광의 반사율을 높여 전방으로 진행하 는 가시광의 비율을 증대시키기 위해 백색유전체로 배치되는 것이 바람직하다.

한편, 본 발명의 플라즈마 디스플레이 패널은 상기 방전셀(140)내에 배치되고, 상기 방전셀 내에 가속된 전자를 방출하는 전자 방출층(150)을 구비한다. 이때, 상기 전자 방출층(150)은 상기 전극쌍(126) 중 적어도 하나에 인가되는 전위에 의해 형성되는 전기장에 의해 가속된 전자를 방출하도록 배치되는 것이 바람직한데, 이를 위해 상기 전자 방출층(150)은 상기 후방유전체층(123)의 전면에 배치되는 것이 바람직하다. 한편, 상기 전자 방출층(150)은 다공성 폴리 실리콘(128)을 구비하는 것이 바람직하며, 추가적으로 상기 전자 방출층(150)은 산화피막(129)을 더 구비하는 것이 바람직하다. 이때, 상기 산화피막은 매우 얇게 형성되어 있다. 또한, 상기 전자 방출층(150)을 배치하기 위해, 상기 후방패널(120)은 상기 전자방출층(150) 및 후방유전체층(123) 사이에 배치되는 공정전극(127)을 더 구비하는 것이 바람직하다. 이하, 상기 전자 방출층(150)의 배치 및 그 기능, 그리고, 상기 공정전극(127)에 대하여는 후에 상세히 설명하기로 한다.

한편, 상기 전방패널(110)은 전면기판(111), 상기 전극쌍들(126)과 상기 방전셀(140)에서 서로 교차하고, 상기 방전셀(140)들을 가로지르도록 연장되는 복수의 어드레스전극(112)들을 더 구비한다. 이때, 본 발명의 제1실시예에서의 상기 어드레스전극의 배치위치를 좀더 구체적으로 설명하면, 상기 전면기판의 후방, 보다 상세하게는 상기 어드레스전극(112)은 상기 전면기판의 배면(111a)에 배치되는 것이 바람직하다. 이때, 상기 어드레스전극들은 상기 전극쌍의 배치에 이용되는 상술한 스크린 인쇄법 또는 포토리소그래피법 등으로 상기 전면기판의 배면에 배치될 수 있다. 한편, 상기 어드레스전극(112)들은 반드시 상기 전면기판의 배면에 배치될 필요는 없으며, 상기 전면기판의 배면에 방전시 발생하는 근적외선을 차단하는 근적외선 차단필름(미도시)이 배치되거나, 전자기파 차폐필터층(미도시) 등이 배치되는 경우, 상기 어드레스전극들은 상기 근적외선 차단필름이나 전자기파 차폐필터층의 배면에 배치될 수 있기 때문에, 상기 전극쌍들과 상기 방전셀에서 교차하고, 상기 어드레스전극들은 상기 방전셀들을 가로질러 배치되는 것으로 충분하다.

한편, 상기 어드레스전극은 방전셀(140)내에서 발생하는 방전에 의해 발생하는 가시광이 전방을 향하여 진행하는 광 경로 상에 위치하므로, 상기 가시광의 투과율을 증대시키기 위하여 투명한 전극으로 형성되는 것이 바람직하다. 이때, 상기 어드레스전극의 가시광 투과율을 높이기 위해 일반적으로 ITO(Indium Tin Oxide)를 사용하여 상기 어드레스전극을 형성하는데, 상기 ITO는 광 투과율은 높으나 저항 또한 높기 때문에, ITO로 형성된 어드레스전극에 전위가 인가되는 경우, ITO물질의 높은 저항으로 인한 전압강하로 인하여 상기 어드레스전극이 가로지르는 방전셀들 내부에 형성되는 전기장의 크기가 달라지게 되어 어드레스방전이 균일하게 발생되지 않을 수 있으므로, 이를 해결하기 위해 상기 전방패널은 금속성 도선 물질로 형성되고 상기 어드레스전극과 전기적으로 연결된 은 또는 크롬-동-크롬의 3층으로 된 버스전극(미도시)을 더 구비할 수 도 있다.

한편, 상기 전방패널은 방전셀(140) 내에 방전으로 발생한 자외선에 의해 여기되어 가시광을 발생시키는 형광체층(116)을 구비한다. 이때, 상기 형광체층은 상기 어드레스전극(112)을 덮도록 배치될 수 있다. 이때, 상기 형광체층(116)은 플 라즈마 디스플레이 패널이 칼라 화상을 구현할 수 있도록 하기 위해 적색발광, 녹색발광, 및 청색발광 형광체층들을 구비할 수 있으며, 상기 적색발광, 녹색발광, 및 청색발광 형광체층들이 방전셀 내부에 배치되어 단위화소를 형성할 수 있다. 상기 형광체층은 적색발광 형광체, 녹색발광 형광체, 청색발광 형광체중 어느 하나의 형광체, 솔벤트, 및 바인더가 혼합된 형광체 페이스트가 상기 후방유전체층이 배치된 경우, 상기 방전셀 내의 후방유전체층의 전면과 격벽 측면의 일부에 도포된 후에 건조 및 소성공정을 거침으로써 형성된다. 상기 적색발광 형광체로서는 (Y,Gd)BO₃:Eu³⁺ 등이 있고, 녹색발광 형광체로서는 Zn2Si04:Mn²⁺등이 있으며, 청색발광 형광체로서는 BaMgAl₁₀O₁₇:Eu²⁺ 등이 있다.

한편, 상기 적색 발광, 녹색 발광, 청색 발광 형광체층이 배치된 방전셀들은 서로 일 방향으로 인접하여 조합됨으로써 화상을 구현하는 기본단위인 단위 화소를 구성할 수 있다. 그러나, 본 발명의 방전셀들의 배치가 상술한 바와 같이 제한되는 것은 아니며, 경우에 따라서는 형광체의 효율에 따라 방전셀의 폭이나 길이가 서로 다를 수 있고, 그 배치가 격자형, 델타형 등으로 다양해 질 수도 있다.

한편, 상기 전방패널(120)은 상기 형광체층(116) 및 어드레스전극(112) 사이에 배치되고, 상기 어드레스전극(112)을 덮도록 배치되는 전방유전체층(115)을 더 구비하는 것이 바람직하다. 물론, 상기 전방유전체층이 배치되지 않더라도 본 발명의 플라즈마 디스플레이 패널이 구동되는데는 문제가 없으나, 상술한 바와 같이 어 드레스방전이 발생하는 때에는 하전입자가 어드레스전극에 직접 충돌하여 어드레스전극을 손상케 할 수 있으므로, 플라즈마 디스플레이 패널의 수명을 증대시키기 위해 전방유전체층이 상기 어드레스전극을 덮도록 배치되는 것이 바람직하다.

한편, 플라즈마 디스플레이 패널이 암실과 같이 외부에서 입사하는 가시광이 전혀 없는 곳에서 사용된다면, 플라즈마 디스플레이 패널의 방전셀 내부에서 발생하는 가시광만이 플라즈마 디스플레이 패널의 전방으로 진행하여 사용자의 시각에 인지될 것이나, 일반적인 환경 하에서는 외부에서 플라즈마 디스플레이 패널의 전방쪽으로 입사되는 가시광이 반사되어 플라즈마 디스플레이 패널의 방전셀 내부에서 발생하는 가시광과 함께 사용자의 시각에 인지된다. 이때, 이러한 플라즈마 디스플레이 패널의 전방으로 입사되어 반사되는 가시광은 플라즈마 디스플레이 패널의 명실비를 저하시켜 색의 구분을 어렵게 하고 그로 인해 색의 선명도가 저하되어 화질이 떨어지게 된다. 따라서, 상술한 바와 같이 화질을 저하시키는 외부 가시광의 반사를 막을 수 있는 수단을 강구할 필요가 있으며, 이를 위해, 상기 전방패널은 외부 가시광을 흡수할 수 있는 블랙스트라이프(미도시)를 구비할 수 있다.

한편, 상기 격벽(130)은 상술한 바와 같이 상기 전면기판 및 배면기판 사이에 배치되고, 방전을 일으키는 공간으로서, 플라즈마 디스플레이 패널의 화상을 구현하는 기본단위인 화소의 최소 구성요소로 기능하는 방전셀(140)들을 한정한다. 이때, 상기 격벽은 상기 전방유전체층(115)이 배치된 경우에는 상기 전방유전체층의 배면에 Pb, B, Si, Al, 및 O 등과 같은 원소를 포함하는 유리성분과 필요에 따 라, ZrO₂, TiO₂, 및 Al₂O₃ 와 같은 필러(filler)와 Cr, Cu, Co, Fe, TiO₂ 와 같은 안료가 포함된 격벽재로 구성된 격벽재 페이스트를 도포하고 이를 소성하여 형성할 수 있다.

한편, 상기 방전셀 내에는 제논(Xe)가스를 포함한 네온(Ne), 헬륨(He),또는 아르곤(Ar)중의 어느 하나 혹은 이들 중 둘 이상의 혼합가스로 이루어진 방전가스가 충전된다. 이때, 상기 방전가스의 압력은 진공상태(0.5 atm)이므로, 방전가스의 진공에 따른 압력이 전면기판 및 배면기판을 가압하는 힘으로 작용하게 되는데, 이러한 압력은 상기 격벽에 의해 지지된다. 한편, 상기 전방패널 및 후방패널은 프릿트(flit)와 같은 결합부재에 의해 가장자리가 봉착되어 결합된다.

이하, 도 1 내지 도 2를 참조하여 본 발명의 제1실시예의 플라즈마 디스플레이 패널(100)의 구동에 대하여 간략히 설명하고, 이후, 도 3 내지 4를 참조하여 상술한 전자 방출층(150)의 배치 및 그 기능에 관하여 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 특징을 변경시키는 것은 아니므로, 이하 ADS 구동을 중심으로 본 발명의 플라즈마 디스플레이 패널의 구동의 일 예를 설명하기로 한다.

일반적으로 화상을 구현하기 위한 화상표시등을 위하여 플라즈마 디스플레이 패널이 구비하는 각각의 방전셀들 내에서는 방전이 발생하게 된다. 그로 인해 방전 셀(140)들 간에 벽전하의 상태나 하전입자의 양이 서로 달라지게 되고, 그로 인해, 상기 방전셀들 내에 일어나는 방전을 균일한 방식으로 제어하고자 하는 경우 방전셀들간에 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 모든 Y 전극(124)들에 고 전위의 램프전위를 인가하고, 모든 어드레스전극(112)들에 그라운드 전위를 인가하여 방전셀들 전체를 방전시킴으로서 수행된다.

그리고, 상술한 리셋방전이 발생한 이후에, 어드레스방전이 발생하게 된다. 이때, 어드레스방전이라 함은 일반적으로 화상이 구현될 방전셀(140)을 선택하기 위해 임의의 방전셀에서 상호 교차하는 전극쌍(126)중 일 전극 및 어드레스전극(112)에 의해 특정되는 방전셀을 발광시키기 위해 상기 교차하는 전극 쌍에 펄스전압을 인가하여 방전을 발생시키고, 방전에 의해 발생한 하전입자가 방전셀(140)의 내면에 축적되어 벽전하가 발생되는 방전을 의미한다. 이러한 어드레스방전은 상술한 바와 같이 방전셀의 내면에 벽전하를 축적시킴으로서 방전셀을 선택하게 되고, 축적된 벽전하의 도움으로 후술하는 유지방전이 일어날 수 있도록 한다. 이와 같이 어드레스방전에서 축적된 벽전하와 유지방전을 고려해 볼 때, 소망하는 방전셀에 어드레스방전이 적절하게 발생되어야 만이 유지방전시 원하는 방전셀에서 유지방전이 발생하여 계조가 표시되고, 그에 따라 소정의 화상이 구현되므로, 어드레스방전 이 안정적으로 발생한다는 것은 플라즈마 디스플레이 패널의 화질 향상에 매우 중요한 부분임을 알 수 있다.

이때, 상기 Y 전극(124)과 X 전극(125)이 어드레스전극(112)과 교차하도록 배치되므로, 이러한 어드레스방전은 상기 Y 전극(124) 및 어드레스전극(112) 혹은 상기 X 전극(125) 및 어드레스전극(112)에 의해 일어날 수도 있으나, 여기서는 Y 전극과 어드레스전극 사이에 어드레스방전이 일어나는 것으로 가정하기로 한다. 외부의 전원으로부터 상기 어드레스전극(112)과 Y 전극(124) 사이에 소정의 펄스전압이 인가되어 상기 Y 전극과 어드레스전극이 교차하여 특정되는 발광될 방전셀(140)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(140)에 있어서, 특정의 계조를 표시하기 위해 전극쌍(126)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 벽전하와 전극쌍들에 의해 형성된 전위차가 더해져 방전개시전압을 넘게되면서, 어드레스방전이 일어난 방전셀에서만 유지방전이 일어나 가시광이 발생하게 된다. 이때, 어 드레스방전에 의해 Y 전극(124)에 양의 벽전하가 축적되어 있고, X 전극(125)에 음의 벽전하가 축적되어 있다고 가정하자. 이때, Y 전극(124)에 소정의 양의 펄스전위가 인가되고 X 전극(125)에 그라운드 전위가 인가되면, Y 전극에 축적되어 있던 양의 벽전하가 Y 전극 및 X 전극 사이의 전압에 의해 형성된 전기장에 의해 가속되어 X 전극을 향해 운동하게 된다. 한편, X 전극에 축적되어 있던 음의 벽전하는 반대로 상기 전기장에 의해 Y 전극을 향해 가속되어 운동하게 된다. 이때, 상기 가속된 양의 벽전하 및 음의 벽전하가 충분한 크기의 운동에너지를 갖게 되면, 방전셀(140) 내에 있는 방전가스와 충돌하면서 방전가스 원자를 여기시키게 된다. 이렇게 여기된 방전가스 원자는 그 에너지 준위가 고에너지 레벨로 이동하게 되고, 다시 그 에너지 준위가 저 에너지 레벨로 떨어지면서 소정의 파장을 갖는 자외선을 발생시키게 된다. 이때, Xe을 포함한 방전가스는 147nm, 173nm 근방의 상대적으로 단파장을 갖는 자외선을 발생시키고, 이들 자외선이 형광체를 여기 시켜 소정의 파장을 갖는 가시광을 발생시킨다. 이후, 다시 Y 전극(124)에 그라운드 전위가 인가되고, X 전극(125)에 양의 전위가 인가되면 다시 벽전하가 가속되어 이동하게 되고 상기 벽전하가 방전가스와의 충돌을 반복하게 되어 소정의 가시광을 발생시키게 된다. 그리고, 이러한 과정을 계속 반복하면, 유지방전이 발생한 방전셀들에서 발생한 가시광이 소정의 계조를 표시하여 화상을 구현하게 된다.

이때, 상술한 바와 같이, 어드레스방전으로 방전셀 내에 벽전하가 축적되는데, 어드레스방전은 리셋방전 후 벽전하가 소거된 상태에서 일어나는 방전이므로, 방전셀 내에 존재하는 하전입자의 양이 특히 중요하다. 즉, 상술한 바와 같이 방전 은 방전셀 내에 하전입자가 방전가스와 충돌하면서 방전가스 원자를 여기 시켜 자외선을 발생시키는 과정이므로, 결국, 어드레스방전이 일어나기 위해서는 방전셀 내에 하전입자가 존재하여야 한다. 이때, 이러한 하전입자는 방전셀이 리셋방전에 의해 방전이 일어나면서 방전셀 내의 공간의 입자 형태로 존재하게 되는데, 이러한 하전입자의 양이 많을수록 어드레스방전이 용이하게 발생할 수 있게 된다. 그리고, 상술한 바와 같이 어드레스방전은 후술하는 유지방전이 일어날 방전셀을 선택하고, 벽전하의 도움으로 유지방전이 일어날 수 있도록 도움을 주는 방전이므로, 플라즈마 디스플레이 패널의 화상을 결정하는데 가장 중요한 방전이라 할 수 있다. 그러므로, 어드레스방전이 용이하게 일어날 수 있도록 방전셀 내에 하전입자의 양을 풍부하게 한다면, 어드레스방전이 안정적이고 효율적으로 발생하여 플라즈마 디스플레이 패널의 화질을 향상시킬 수 있으며, 더 나아가서는 어드레스방전을 일으키기 위해 인가되어야 하는 전압을 낮출 수도 있게 된다. 이는 전극쌍 및 어드레스전극에 인가되는 전위를 제어하는 집적회로칩을 저 전위에서 구동하는 것으로 채택할 수 있게 하여 플라즈마 디스플레이 패널의 제조비용을 저감시킬 수 있게 한다.

또한, 어드레스방전으로 방전셀 내에 축적된 벽전하가 유지방전시 가속되어 방전가스와 교대로 충돌함으로써 유지방전이 발생하므로, 상기 벽전하의 축적양은 방전의 발생에 매우 중요한 역할을 한다. 또한, 비록 벽전하의 형태로 방전셀 내에 축적되어 벽전하의 형태로 존재하지 않더라도, 방전셀 내에 떠도는 하전입자도 상기 전극쌍에 교번되어 인가되는 전위에 의해 형성되는 전기장에 의해 가속되어 방전가스와 충돌함으로써 방전을 일으키고, 상기 벽전하가 충돌하면서 임의적으로 움 직이게 되어 방전의 확산이 일어나면서 벽전하로 축적되지 않은 하전입자도 방전에 참여하게 된다. 따라서, 결과적으로 방전셀 내에 존재하는 하전입자의 양이 많을수록 벽전하의 축적양도 증가하고, 방전셀 내에 존재하는 하전입자의 양이 증가할수록 상기 전극쌍에 교번되어 인가되는 전위에 의해 형성되는 전기장에 의해 상기 하전입자가 가속될 확률이 늘어나게 된다. 그리고, 결과적으로 많은 양의 하전입자 및 벽전하가 상기 전기장에 의해 소정 수준 이상의 운동에너지를 갖게 될 확률이 높아지게 되고, 그에 따라 방전가스와 상기 벽전하 및 하전입자가 충돌하였을 때 방전이 일어날 확률이 증대되어 방전으로 인해 발생하는 자외선의 발생 양을 증대시킬 수 있게 된다. 이는 결과적으로 형광체층에서 발생하는 가시광의 양을 증대시키게 되고, 그에 따라, 동일한 에너지를 이용하여 증대된 가시광을 발생시킬 수 있게 함을 뜻하므로, 결국, 발광효율을 증대시키게 된다. 이러한 고찰에 근거할 때, 결국, 방전셀 내에 많은 양의 하전입자가 존재할 수 있도록 하는 것이 플라즈마 디스플레이 패널의 방전특성을 향상시키는데 중요하다고 할 수 있다.

이때, 상술한 방전셀 내의 하전입자의 양을 증대시켜 어드레스방전 및 유지방전 특성을 향상시키는 역할을 하는 것이 본 발명의 전자방출층(150)인데 이하 상기 전자방출층이 어떠한 방식으로 방전셀(140) 내에 하전입자의 양을 증대시키는지 에 대하여 도 3을 참조하여 설명하기로 한다.

상기 전극쌍(126) 중 적어도 하나의 전극에 소정의 전위가 인가되고, 다른 하나의 전극 혹은 어드레스전극(112)에 소정의 다른 전위가 인가되어 전위차가 형성되면 그로 인해 전기장이 형성되게 된다. 이때, 상기 전기장이 상기 전자방출층 에 영향을 미치게 되면, 상기 전자방출층 내부의 실리콘 입자(128a)에 상기 전기장이 영향을 미쳐 전자를 방출시키게 된다. 이때, 상기 전자방출층(150)에 구비된 다공성 폴리 실리콘(128)의 실리콘 입자(128a)의 직경이 5㎚ 전후인데 반해, 상기 다공성 폴리 실리콘 내부의 전자의 평균 자유행정은 50㎚로서 상기 실리콘 입자의 직경에 비해 매우 크다. 따라서, 상기 전자의 평균 자유행정이 다공성 폴리 실리콘의 입자의 직경에 비해 크다는 것을 고려해 볼 때, 상기 실리콘 입자에서 방출된 전자는 상기 다공성 폴리 실리콘 내부의 실리콘 입자에 충돌하지 않고 상기 산화피막(129)의 면에 도달하게 됨을 알 수 있다. 그로 인해, 상기 방출된 전자가 상기 산화피막에 도달하게 되어 상기 산화피막과 상기 공정전극(127) 사이에는 강한 전기장이 형성되게 된다. 이때, 상기 산화피막의 면에 도달한 전자가 상기 산화피막과 공전전극 사이에 형성된 전기장에 의해 소정의 운동에너지 이상으로 가속되면 상기 산화막이 매우 얇게 형성되어 있기 때문에, 상기 산화피막을 터널링해 통과하여 상당한 운동에너지를 갖고 상기 방전셀(140) 내로 방출된다. 이때, 상기 방전셀 내에 방출된 가속된 전자는 방전셀 내에서 방전에 참여하는 하전입자와 같은 기능을 한다. 특히, 상기 가속된 전자는 상기 산화피막을 통과하면서 이미 상당한 운동에너지를 갖고 있기 때문에 방전에 참여 할 수 있다. 한편, 상기 가속된 전자는 X 전극(125), Y 전극(124), 및 어드레스전극(112)중 어느 전극과의 조합으로 인해 형성된 전위차에 의해 상기 방전셀 내로 방출 될 수 있으므로, 리셋 방전, 어드레스 방전, 및 유지방전 모두에 영향을 미쳐 방전특성을 향상시킬 수 있다. 그로 인해, 상술한 바와 같이 발광효율을 증대시키고, 결과적으로 휘도 향상 및 저전압 구동을 가능케 하여 플라즈마 디스플레이 패널의 품질을 향상시키고 그 제조비용을 저감할 수 있다.

이하, 도 4a 내지 4g를 참조하여 본 발명의 제1실시예의 플라즈마 디스플레이 패널(100)에 있어서, 상기 전자방출층(150)의 배치에 관하여 설명하기로 한다.

우선, 도 4a에 도시된 바와 같이 소다 유리, 금속, 혹은 플라스틱 등으로 형성되고, 대략 2.8mm 정도의 두께를 갖는 배면기판(121)을 준비한다. 이후, 도 4b에 도시된 바와 같이 ITO에 비해 가격이 상대적으로 저렴한 알루미늄, 구리, 크롬 등의 물질을 구비하는 페이스트를 배면기판의 전면에 도포하여 건조 및 소성 후 전극쌍(126)을 배치한다. 이후, 도 4c에 도시된 바와 같이 PbO, SiO₂ 등으로 형성될 수 있는 유전체 페이스트를 대략 30㎛정도의 두께를 갖으면서 상기 전극쌍(126)들을 덮도록 상기 배면기판의 전면에 스크린 인쇄법 등을 이용하여 도포하고 건조 및 소성하여 후방유전체층(123)을 배치한다. 이후, 도 4d에 도시된 바와 같이 상기 후방유전체층(123)의 전면에 상기 공정전극(127)을 배치한다. 이때, 상기 공정전극(127)은 알루미늄, 구리, 크롬 등의 물질을 구비하는 페이스트를 상기 후방유전체층(123)의 전면에 도포하여 건조 및 소성함으로써 배치될 수 있다. 이후, 폴리 실리콘을 상기 공정전극(127)의 전면에 페이스트 형태로 도포하고 건조 및 소성하여 폴리 실리콘(128a)을 배치한다.

이후, 상기 폴리 실리콘(128a)을 다공성 폴리 실리콘으로 변형시키기 위해, 상기 폴리 실리콘층이 배치된 후방패널을 HF : 에탄올 = 1:1의 비율을 갖는 용액속 에 담근 후, 상기 공정전극(127)에 10mA/cm² 의 전류밀도를 갖는 전류를 대략 12초 동안 흘려주면서 대략 500W의 텅스턴 램프(160)을 대략 20cm 정도 떨어진 거리에서 위치시켜 광을 조사하면 상기 폴리 실리콘(128a)이 다공성 폴리 실리콘(128)로 변형된다. 이후, 도 4g에 도시된 바와 같이 상기 다공성 폴리 실리콘(128)이 배치된 후방패널을 건조된 산소가 존재하는 용기(162) 속에 배치한 후, 급속 열적 산화방식(RTO, Rapid Thermal Oxidation)이나, 본 발명의 제2실시예에서 후술하는 전기화학적 산화 방법(ECO, Electrochemical Oxidation Technique)을 적용하여 상기 다공성 폴리 실리콘(128)의 표면에 얇은 산화피막(129)를 형성한다. 이때, 급속 열적 산화방식은 건조된 산소가 존재하는 용기에 산화피막이 형성될 후방패널을 배치한 후 대략 900℃의 온도에서 60초간 산화시킴으로서 상기 산화피막(129)를 형성하는 방법이다. 그리고, 상기 전기화학적 산화 방법은 상기 다공성 폴리 실리콘(128)을 1M의 H₂SO₄ 수용액에 전류밀도가 20mA/cm²인 전류를 상기 공정전극에 대략 20초 동안 흘려주어 산화피막(129)을 형성하는 방법이다.

도 5 내지 도 6을 참조하여 본 발명의 제1실시예의 제1변형예의 플라즈마 디스플레이 패널(200)에 관하여 본 발명의 제1실시예와 상이한 사항을 중심으로 설명하기로 한다. 본 발명의 제1실시예의 제1변형예의 플라즈마 디스플레이 패널이 본 발명의 제1실시예와 상이한 사항은 공정전극(227)이 상기 전극쌍이 위치하는 후방유전체층(123)의 전면의 일부에 배치되고, 상기 공정전극의 전면에 상기 전자방출층(250)이 배치된다는 점이다. 이는 X 전극(125) 혹은 Y 전극(124) 중 어느 하나의 전극에 인가된 전위에 의해 형성되는 전기장에 반응하여 상기 전자방출층(250)이 가속된 전자를 방출할 수 있도록 함으로써 외부 구동펄스신호에 정확히 대응하여 가속된 전자가 방전특성을 향상시켜 구동의 특성이 정확해 질 수 있도록 하기 위함이다. 즉, 전자방출층(250)이 본 발명의 제1실시예에서와 같이 판 의 형태로 배치되는 경우에는 Y 전극 및 어드레스전극에 의해 선택된 방전셀 이외의 방전셀에 가속된 전자를 방출하여 오방전을 발생시킬 수 도 있다는 점을 고려하여 전극쌍이 위치하는 후방유전체층의 전면의 일부에만 상기 전자방출층(250)을 배치하였다. 그러나, 본 발명의 제1실시예의 전자방출층(150)이 판의 형태로 배치되어 있다 하더라도 그 오방전이 본 발명의 제1실시예의 플라즈마 디스플레이 패널의 화상을 왜곡시킬 정도로 심각한 불이익을 초래하는 것은 아니다.

한편, 상기 공정전극(227)은 전자방출층이 형성된 이후에 구동 집적회로칩과 전기적으로 연결되지 않으나, 공정의 편의를 위해 스트라이프 형태로 상기 전극쌍과 평행하게 배치되는 것이 바람직하다. 한편, 상기 공정전극은 상술한 바와 같이 전자방출층의 배치를 위한 것으로서 구동 집적회로칩과 전기적으로 연결되지는 않으므로 상기 방전셀(240) 각각마다 배치될 수도 있다.

한편, 상기 전자방출층(250)은 본 발명의 제1실시예의 전자방출층과 실질적으로 동일한 공정으로 형성되고, 산화피막(229) 및 다공성 폴리 실리콘(228)을 구비하는 등 실질적으로 동일한 구조를 갖는다.

도 7을 참조하여 본 발명의 제1실시예의 제2변형예의 플라즈마 디스플레이 패널(300)에 관하여 본 발명의 제1실시예와 상이한 사항을 중심으로 설명하기로 한 다. 이때, 동일한 참조번호로 지칭된 부재는 본 발명의 제1실시예와 실질적으로 동일하게 형성되며 실질적으로 동일한 기능을 수행한다. 도 7 에 도시된 플라즈마 디스플레이 패널(300)은 전방패널(310)과 후방패널(320)을 구비하며, 상기 전방패널은 투명한 전면기판(111)을 구비하며, 상기 후방패널(320)은 상기 전면기판과 대향하여 평행하게 배치되는 배면기판(121)을 구비한다. 그리고, 상기 전면기판 및 배면기판 사이에는 방전을 일으키는 공간인 복수의 방전셀(340)들을 한정하는 격벽(330)을 구비한다.

상기 전방패널(310)은 상기 전면기판의 후방, 보다 상세하게는 전면기판의 배면(111a)에 형성되어 상기 전면기판(111) 및 배면기판(121)과 함께 방전셀(340)들을 한정하고 유전체로 형성되며, 격벽(330)의 일부인 전방격벽(331)을 구비한다. 또한, 상기 전방패널(310)은 상기 전방격벽(315) 내에 상기 방전셀(340)을 둘러싸도록 배치되고, 서로 이격되는 전방방전전극(324) 및 후방방전전극(325)을 구비하는 전극쌍(326)을 구비한다. 이때, 상기 전방방전전극(324) 및 후방방전전극(325)은 상기 방전셀(340)들을 가로지르도록 서로 이격되어 평행하게 연장되는 것이 바람직하며, 이때에는 후술하는 어드레스전극(112)을 구비하여 어드레스방전을 수행한다. 한편, 상기 어드레스전극이 존재하지 않고 본 발명의 제1실시예의 제2변형예가 구현될 수도 있는데, 이때에는 상기 전방방전전극 및 후방방전전극이 상기 방전셀에서 서로 교차하도록 배치되어 상기 전방방전전극 및 후방방전전극이 방전셀을 선택하는 어드레스방전을 수행할 수 있다.

또한 상기 전방패널(310)은 상기 방전셀의 측면(340a)에 배치되어 상기 전극 쌍(326)중 적어도 하나에 인가되는 전위에 의해 형성된 전기장에 의해 가속된 전자를 방출하는 전자방출층(330)을 구비한다. 그리고, 상기 격벽(330) 및 전자방출층(350) 사이에는 공정전극(327)을 구비하는 것이 바람직하다. 그리고, 상기 전자방출층(350)은 산화피막(329) 및 다공성 폴리 실리콘(328)을 구비하는 것이 바람직하다. 그리고, 상기 전자방출층(350)은 본 발명의 제1실시예서의 폴리 실리콘을 다공성 폴리 실리콘으로 변형하여 산화피막을 형성하는 공정을 동일하게 적용할 수 있다. 한편, 그 기능도 본 발명의 제1실시예의 그것과 동일하다.

상기 후방패널(320)은 상기 배면기판(121)과 상기 배면기판의 전면(121a)상에 배치되고 상기 전방방전전극(324)과 후방방전전극(325)을 구비하는 전극쌍(326)과 상기 방전셀(340)에서 교차하도록 연장된 어드레스전극(112)들, 상기 어드레스전극들을 덮고 있는 후방유전체층(123), 상기 후방유전체층(123)상에 형성되고 상기 격벽(330)의 일부인 후방격벽(332), 및 상기 후방격벽 및 배면기판에 의하여 한정되는 공간 내에 배치된 형광체층(116)을 구비한다.

상기 전방패널(310)과 후방패널(320)은 프릿트(frit, 미도시)와 같은 결합부재에 의해 결합되어 밀봉되며, 상기 방전셀 내부에는 10% 전ㆍ후의 제논(Xe)가스를 포함한 네온(Ne), 헬륨(He),또는 아르곤(Ar)중의 어느 하나 혹은 이들 중 둘 이상의 혼합가스로 이루어진 방전가스가 충전된다.

한편, 도 8을 참조하여 전극쌍(326), 어드레스전극(112) 및 방전셀(340)들의 배치에 관하여 좀더 상세히 살펴보기로 한다. 상기 방전전극은 도 6에 도시된 바와 같이 전방방전전극(324) 및 후방방전전극(325)이 서로 이격되어 평행하게 사다리모 양으로 연장되어 있으며, 상기 전방방전전극 및 후방방전전극이 방전셀들 각각을 둘러싸도록 배치된다. 한편, 상기 어드레스전극(312)은 상기 전방방전전극 및 후방방전전극과 상기 방전셀(340)에서 교차하며 상기 방전셀들을 가로지르도록 연장되된다.

도 9 내지 도 11을 참조하여 본 발명의 제2실시예의 플라즈마 디스플레이 패널(400)에 관하여 본 발명의 제1실시예의 그것과 상이한 사항을 중심으로 설명하기로 한다.

본 발명의 제2실시예의 플라즈마 디스플레이 패널(400)이 본 발명의 제1실시예의 그것과 상이한 점은 전자방출층(450)이 상기 전극쌍(126)중 적어도 하나의 전극에 전기적으로 연결되어 있고, 본 발명의 제1실시예에서 구비되는 공정전극이 구비되지 않는다는 점이다. 좀더 구체적으로 살펴보면, 상기 전자방출층(450)은 다공성 폴리 실리콘(428) 및 산화피막(429)를 구비한다. 이때, 상기 다공성 폴리 실리콘은 상기 전극쌍(126)의 전면에 배치되고, 상기 다공성 폴리 실리콘의 전면에 산화피막이 배치된다. 이때, 상기 전자방출층(450)은 본 발명의 제1실시예의 플라즈마 디스플레이 패널의 전자방출층(150)과 실질적으로 동일한 기능을 수행하고, 다만, 상기 전자방출층을 배치하는 공정이 상이하다. 즉, 본 발명의 제1실시예의 플라즈마 디스플레이 패널에서 전자방출층을 배치하기 위해 공정전극(127)을 배치한 것 과 달리 본 발명의 제2실시예의 플라즈마 디스플레이 패널(400)은 상기 공정전극의 기능을 상기 전극쌍이 대체하도록 하여 상기 전자방출층을 배치하는 공정이 단순화된다.

이하, 도 11a 내지 11e를 참조하여 본 발명의 제2실시예의 플라즈마 디스플레이 패널(400)에 전자방출층(450)을 배치하는 공정에 관하여 예를 들어 살펴보기로 한다. 우선, 도 11a에 도시된 바와 같이 소다 유리, 금속, 혹은 플라스틱 등으로 형성되고, 대략 2.8mm 정도의 두께를 갖는 배면기판(121)을 준비한다. 이후, 도 11b에 도시된 바와 같이 ITO에 비해 가격이 상대적으로 저렴한 알루미늄, 구리, 크롬 등의 물질을 구비하는 페이스트를 배면기판의 전면에 도포하여 건조 및 소성 후 전극쌍(126)을 배치한다. 이후, 도 11c에 도시된 바와 같이 폴리 실리콘(428a)을 상기 전극쌍(126)들을 덮도록 상기 배면기판의 전면에 스크린 인쇄법 등을 이용하거나, 증착 등의 방법을 이용하여 배치한다. 이후, 도 11d에 도시된 바와 같이 상기 폴리 실리콘(428a)을 다공성 폴리 실리콘으로 변형시키기 위해, 상기 폴리 실리콘층이 배치된 후방패널을 HF : 에탄올 = 1:1의 비율을 갖는 용액 속에 담근 후, 상기 전극쌍(126)에 10mA/cm² 의 전류밀도를 갖는 전류를 대략 12초 동안 흘려주면서 대략 500W의 텅스턴 램프(490)을 대략 20cm 정도 떨어진 거리에서 위치시켜 광을 조사하면 상기 폴리 실리콘(428a)이 다공성 폴리 실리콘(428)로 변형된다. 이때, 상술한 바와 같이 공정전극 대신에 상기 전극쌍과 상기 폴리 실리콘이 전기적으로 연결되어 있기 때문에 상기 폴리 실리콘(428a)이 상기 다공성 폴리 실리콘(428)으로 변형된다. 그리고 도 11e에 도시된 바와 같이 전기화학적 산화방식을 적용하여 산화피막을 배치하거나, 상기 본 발명의 제1실시예에 적용된 열적 산화방식을 이용하여 상기 산화피막을 배치할 수 있다. 이때, 도 11e를 참조하여 상기 전기 화학적 산화방식을 간략히 설명하면, 상기 전기화학적 산화 방법은 상기 다공성 폴리 실리콘(428)이 배치된 후방패널(420)을 1M의 H₂SO₄ 수용액에 담그고, 상기 전극쌍(126)에 전류밀도가 20mA/cm²인 전류를 대략 20초 동안 흘려주어 상기 다공성 폴리 실리콘의 전면에 산화피막(429)을 형성하는 방법이다.

도 12 내지 도 13을 참조하여 본 발명의 제2실시예의 제1변형예의 플라즈마 디스플레이 패널(500)에 관하여 본 발명의 제2실시예의 그것과 상이한 사항을 중심으로 설명하기로 한다. 본 발명의 제2실시예의 제1변형예의 플라즈마 디스플레이 패널(500)이 본 발명의 제2실시예의 그것과 상이한 점은 본 발명의 제2실시예의 플라즈마 디스플레이 패널에 구비되는 전자방출층(550)이 상기 전극쌍(126)의 전면에 배치되는 것이 아니라, 상기 전극쌍의 면의 일부를 덮도록 배치되고, 상기 전극쌍의 전면 중 상기 전자방출층(550)이 배치된 면을 제외한 면이 후방유전체층(428a)에 의해 덮이게 된다는 점이 상이하다. 이는 상기 전극쌍(126)을 전자 방출층이 덮는 경우, 상기 전자방출층이 다공성 폴리 실리콘(528) 및 산화피막(529)를 구비하고 있지만, 방전시 가속된 하전입자가 상기 산화피막을 뚫고 상기 전극쌍의 표면에 충돌하여 상기 전극쌍의 수명을 저하시킬 염려가 있기 때문에, 상기 전극쌍 중 일부만이 상기 전자방출층에 의해 덮이고, 나머지 일부는 후방유전체층에 의해 덮이게 함으로써 상기 전극쌍의 수명을 증대시켜 플라즈마 디스플레이 패널의 수명을 증대시키기 위함이다. 그러나, 상기 산화피막의 존재로 인해 상기 전극쌍에 가속된 하전입자등이 충돌하는 것을 상당부분 막을 수 있으므로, 상기 전극쌍의 전면을 전자방출층이 덮도록 배치되는 본 발명의 제2실시예의 플라즈마 디스플레이 패널이 사용이 어려울 정도로 수명이 단축되는 것은 아니다.

도 14를 참조하여, 본 발명의 제2실시예의 제2변형예의 플라즈마 디스플레이 패널(600)에 관하여 본 발명의 제1실시예의 제2변형예 및 본 발명의 제2실시예의 그것과 상이한 사항을 중심으로 예를 들어 설명하기로 한다.

본 발명의 제2실시예의 제2변형예의 플라즈마 디스플레이 패널(600)이 본 발명의 제1실시예의 제2변형예 및 본 발명의 제2실시예의 그것과 상이한 점은 전방격벽(631)은 상기 전극쌍(326) 중 적어도 하나의 전극의 표면이 드러나도록 홈(670)이 형성되어 있고, 상기 홈(670)을 통해 전극의 표면과 접촉하도록 상기 전자방출층(650)이 배치된다. 이때, 상기 전자방출층(650)은 물론 다공성 폴리 실리콘(628) 및 산화피막(629)을 구비한다. 한편, 본 발명의 제2실시예와 동일하게 공정전극이 구비되지 않고, 전방방전전극(324) 및 후방방전전극(325)을 구비하는 전극쌍이 상기 공정전극의 기능을 대체한다.

본 발명은 방전셀 내의 방전에 참여할 수 있도록 소정의 운동에너지 이상을 갖는 가속된 전자의 양을 획기적으로 증가시켜 가속된 전자가 방전가스와 충돌할 확률을 증대시킴으로써 그 방전특성이 안정적이면서도 그 방전양이 획기적으로 증대되는 플라즈마 디스플레이 패널을 제공한다.

또한, 본 발명은 가속된 전자가 방전시 플라즈마 디스플레이 패널의 방전셀에 공급됨으로서, 방전셀 내의 소정의 운동에너지 이상의 운동에너지를 갖는 하전 입자의 양을 증대시켜 플라즈마 디스플레이 패널의 방전특성을 개선시킴으로써, 플라즈마 디스플레이 패널의 발광효율을 획기적으로 증대시키고, 그에 따라 플라즈마 디스플레이 패널의 에너지 소비효율을 획기적으로 증대시킨다.

또한, 본 발명은 방전셀 내의 방전특성의 향상으로 플라즈마 디스플레이 패널이 저 전압에서 구동 가능하도록 하여 플라즈마 디스플레이 패널의 제조비용을 낮춤으로써 플라즈마 디스플레이 패널의 가격 경쟁력을 증대시킨다.

또한, 본 발명은 방전셀 내의 가속된 하전입자의 양을 증대시켜 방전양을 증대시킴으로서 플라즈마 디스플레이 패널의 휘도를 크게 상승시켜 플라즈마 디스플레이 패널의 품질 경쟁력을 증대시킨다.

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 (24)

1. 서로 대향하도록 배치되고, 가장자리가 봉착되는 전면기판 및 배면기판;

   상기 전면기판 및 배면기판 사이에 배치되고, 방전을 일으키는 공간인 방전셀들을 한정하는 격벽;

   상기 방전셀들을 가로지르도록 배치되는 전극쌍들;

   상기 방전셀 내에 배치되고, 상기 방전셀 내에 가속된 전자를 방출하는 다공성 폴리 실리콘을 구비하는 전자방출층;

   상기 전극쌍과 상기 방전셀에서 서로 교차하고, 상기 방전셀들을 가로지르도록 연장되는 어드레스전극들;

   상기 방전셀 내에 배치되는 형광체층;

   상기 방전셀 내에 존재하는 방전가스;를 구비하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널.
2. 삭제
3. 제 1 항에 있어서

   상기 다공성 폴리 실리콘은 산화피막에 의해 덮이는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널.
4. 제 1 항에 있어서,

   상기 전극쌍은 상기 배면기판 및 형광체층 사이에 배치되고, 상기 형광체층은 상기 어드레스전극의 후방을 덮도록 배치되며, 상기 전자방출층은 상기 전극쌍중 적어도 하나에 인가되는 전위에 의해 형성되는 전기장에 의해 가속된 전자를 방 출하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널.
5. 제 4 항에 있어서,

   상기 어드레스전극은 투명전극으로 형성되는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널.
6. 제 4 항에 있어서,

   상기 어드레스전극 및 상기 형광체층 사이에 배치되는 전방유전체층을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널.
7. 제 4 항에 있어서,

   상기 전극쌍을 덮도록 배치되는 후방유전체층을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널.
8. 제 7 항에 있어서,

   상기 전자방출층은 상기 후방유전체층의 전방에 배치되는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널.
9. 제 8 항에 있어서,

   상기 전자방출층 및 후방유전체층 사이에 배치되는 공정전극을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널.
10. 제 9 항에 있어서,

    상기 공정전극은 상기 후방유전체층을 덮도록 판의 형태로 배치되고, 상기 전자방출층은 상기 공정전극 전체를 덮도록 배치되는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널.
11. 제 9 항에 있어서,

    상기 공정전극은 상기 전극쌍이 위치하는 상기 후방유전체층의 전면의 일부에 배치되고, 상기 전자방출층은 상기 공정전극의 전면에 배치되는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널.
12. 제 11 항에 있어서,

    상기 공정전극은 상기 전극쌍과 평행하게 스트라이프 형태로 배치되는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널.
13. 제 11 항에 있어서,

    상기 공정전극은 상기 방전셀마다 각각 배치되는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널.
14. 제 4 항에 있어서,

    상기 전자방출층은 상기 전극쌍 중 적어도 하나의 전극에 전기적으로 연결되는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널.
15. 제 14 항에 있어서,

    상기 전자방출층은 상기 전극쌍의 면의 적어도 일부를 덮는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널.
16. 제 15 항에 있어서,

    상기 전극쌍은 상기 전자방출층이 배치된 면을 제외한 면이 후방유전체층에 의해 덮이는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널.
17. 제 15 항에 있어서,

    상기 전자방출층은 상기 전극쌍의 전면 전체를 덮도록 배치되는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널.
18. 제 1 항에 있어서,

    상기 격벽은 유전체로 형성되고, 상기 전극쌍은 상기 격벽 내에 상기 방전셀을 둘러싸도록 배치되고, 서로 이격되는 전방방전전극 및 후방방전전극을 구비하고, 상기 형광체층은 상기 배면기판 및 격벽이 한정하는 공간에 배치되는 것을 특 징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널.
19. 제 18 항에 있어서,

    상기 전방방전전극 및 후방방전전극은 상기 방전셀들을 가로질러 서로 평행하게 연장되며, 상기 방전셀에서 상기 전방방전전극 및 후방방전전극과 교차하도록 상기 방전셀들을 가로질러 연장되는 어드레스전극을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널.
20. 제 18 항에 있어서,

    상기 전방방전전극 및 후방방전전극은 상기 방전셀 내에서 서로 교차하도록 연장되는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널.
21. 제 18 항에 있어서,

    상기 전자방출층은 상기 방전셀의 측면에 배치되어 상기 전극쌍 중 적어도 하나에 인가되는 전위에 의해 형성된 전기장에 의해 가속된 전자를 방출하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널.
22. 제 21 항에 있어서,

    상기 방전셀의 측면 및 전자방출층 사이에 배치되는 공정전극을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널.
23. 제 22 항에 있어서,

    상기 공정전극은 상기 방전셀의 측면 전체를 덮도록 배치되고, 상기 전자방출층은 상기 공전전극 전체를 덮도록 배치되는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널.
24. 제 18 항에 있어서,

    상기 격벽은 상기 전극쌍 중 적어도 하나의 전극의 표면이 드러나도록 홈이 형성되어 있고, 상기 홈을 통해 전극의 표면과 접촉하도록 상기 전자방출층이 배치되는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널.

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