KR100751338B1 - 플라즈마 디스플레이 패널 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 제조가 용이하고, 열팽창에 의한 파손이 경감되기 위하여, 소정의 간격으로 이격되어, 서로 마주보도록 배치되는 한 쌍의 기판들과, 상기 기판들 사이에 배치되며, 복수 개의 방전셀들을 구획하는 격벽과, 상기 방전셀들에서 방전을 일으키는 방전전극들을 구비하고, 상기 기판들과 상이한 열팽창률을 가지는 전극시트를 구비하고, 상기 전극시트 또는 상기 기판 중의 하나에는 적어도 하나의 돌출부가 형성되며, 다른 하나에는 상기 전극시트와 상기 기판들 사이의 열팽창률 차이로 인하여 상기 돌출부가 상대적으로 움직이는 경로를 따라 홈이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널을 제공한다.

Description

플라즈마 디스플레이 패널{Plasma display panel comprising the same}
도 1은 종래의 일반적인 플라즈마 디스플레이 패널의 분리 사시도이다.
도 2는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 플라즈마 디스플레이 패널의 분리 사시도다.
도 3은 도 2의 Ⅲ-Ⅲ선을 따라 취한 분리 단면도이다.
도 4는 도 2의 플라즈마 디스플레이 패널의 부분 확대 사시도이다.
도 5는 도 4의 Ⅴ-Ⅴ선을 따라 취한 단면도이다.
도 6은 도 4에 도시된 방전셀들 및 제1,2방전전극들을 도시한 배치도이다.
도 7은 도 2의 플라즈마 디스플레이 패널이 3전극 구조를 가지는 상태를 도시한 단면도이다.
도 8은 도 7에 도시된 방전셀들, 제1,2방전전극들 및 어드레스전극들을 도시한 배치도이다.
도 9는 봉착 공정시 시간의 변화에 따른 봉착로 내의 온도의 변화를 개략적으로 나타낸 그래프이다.
도 10a 내지 도 10c에는 봉착 공정의 시간에 따른 플라즈마 디스플레이 패널의 열팽창 상태를 개략적으로 나타내는 단면도들이다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 플라즈마 디스플레이 패널의 변형예를 도시한 분리 단면도이다.
< 도면의 주요부분에 대한 부호의 간단한 설명 >
200 : 플라즈마 디스플레이 패널
210, 310 : 제1기판 211, 381 : 제1홈
222, 382 : 제2홈 214 : 격벽
215 : 보호층 220, 320 : 제2기판
225 : 형광체층 260 : 제1방전전극
270 : 제2방전전극 280 : 전극시트
281, 311 : 제1돌출부 282, 322 : 제2돌출부
본 발명은 신구조 플라즈마 디스플레이 패널에 관한 것이다.
최근 들어, 종래의 음극선관 디스플레이 장치를 대체하는 것으로 주목받고 있는 플라즈마 디스플레이 패널(Plasma Display Panel : PDP)은, 복수개의 방전전극이 형성된 두 기판 사이에 방전가스가 봉입된 후 방전전압이 가해지고, 이로 인하여 발생되는 자외선에 의해 소정의 패턴으로 형성된 형광체가 여기되어 원하는 화상을 얻는 장치이다.
도 1 에는 일본 공개특허공보 1998-172442호에 개시된 것과 유사한 플라즈마 디스플레이 패널(100)이 도시되어 있다. 이 플라즈마 디스플레이 패널(100)은 제1 기판(101), 상기 제1기판(101) 상에 배치된 유지전극들(106, 107), 상기 유지전극들을 덮는 제1유전체층(109), 및 상기 제1유전체층을 덮는 보호층(111), 상기 제1기판(101)에 대향되어 배치되는 제2기판(115), 상기 제2기판(115) 상에 서로 평행하게 배치된 어드레스전극(117)들, 상기 어드레스전극(117)들을 덮는 제2유전체층(113), 상기 제2유전체층(113) 상에 형성된 격벽(114), 상기 제2유전체층(113)의 상면과 격벽(114)의 측면에 형성된 형광체층(110)을 구비한다.
그런데, 상기의 일반적인 플라즈마 디스플레이 패널(100)에 있어서는, 형광체층(110)에서 발산된 가시광선이, 제1기판(101)의 하면에 배치된 유지전극들(106, 107), 상기 전극들(106, 107)을 덮는 제1유전체층(109), 및 보호층(111)에 의하여 상당부분(대략 40%) 흡수되고, 따라서 발광효율이 낮다는 문제가 있었다. 또한, 상기 종래의 3전극 면방전형 플라즈마 디스플레이 패널(100)이 오랜 시간 동안 동일한 화상을 표시하고 있는 경우에는, 상기 형광체층(110)이 방전가스의 하전 입자에 의해 이온 스퍼터링(ion sputtering)됨으로써 영구적인 잔상을 야기하는 문제점이 있었다.
이러한 문제점을 해결하기 위하여, 국내공개특허 제2005-40635호에서 격벽의 측면에 방전전극들을 배치하여 방전을 일으킴으로써, 휘도와 발광 효율을 증가시키는 플라즈마 디스플레이 패널이 개시되어 있다. 다만, 상기와 같은 구조를 가지는 플라즈마 디스플레이 패널의 경우, 종래와는 달리 방전전극들이 격벽의 측면에 배치되는 바, 그 제조 방법이 복잡한 문제점이 있다.
본 발명은 위와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 제조방법이 단순한 구조를 가지는 플라즈마 디스플레이 패널을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은 열팽창에 의한 파손이 경감되는 구조를 가지는 플라즈마 디스플레이 패널을 제공하는 것을 다른 목적으로 한다.
위와 같은 목적 및 그 밖의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 소정의 간격으로 이격되어, 서로 마주보도록 배치되는 한 쌍의 기판들과, 상기 기판들 사이에 배치되며, 복수 개의 방전셀들을 구획하는 격벽과, 상기 방전셀들에서 방전을 일으키는 방전전극들을 구비하고, 상기 기판들과 상이한 열팽창률을 가지는 전극시트를 구비하고, 상기 전극시트 또는 상기 기판 중의 하나에는 적어도 하나의 돌출부가 형성되며, 다른 하나에는 상기 전극시트와 상기 기판들 사이의 열팽창률 차이로 인하여 상기 돌출부가 상대적으로 움직이는 경로를 따라 홈이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널을 제공한다.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 본 발명은 소정의 간격으로 이격되어, 서로 마주보도록 배치되는 한 쌍의 기판들과, 상기 기판들 사이에 배치되며, 복수 개의 방전셀들을 구획하는 격벽과, 상기 격벽 내에서 상기 방전셀들을 둘러싸면서 연장되며, 상기 방전셀들에서 방전을 일으키는 방전전극쌍들을 포함하고, 상기 기판들과 상이한 열팽창률을 가지는 전극시트를 구비하고, 상기 전극시트 또는 상기 기판 중의 하나에는 적어도 하나의 돌출부가 형성되며, 다른 하나에는 상기 전극시트와 상기 기판들 사이의 열팽창률 차이로 인하여 상기 돌출부가 상대적으로 움직이는 경로를 따라 홈이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널을 제공한다.
본 발명에 있어서 바람직하게는, 상기 전극시트의 양면에 복수 개의 돌출부들이 형성되어 있으며, 상기 기판들 상에 상기의 돌출부들에 대응되는 홈들이 형성될 수 있다. 이 때, 상기 전극시트는 실질적으로 사각형의 형상을 가지며, 상기 돌출부들은 상기 전극시트의 4방 코너에 인접하도록 형성되는 것이 바람직하다. 또한, 상기 전극시트의 일 면에 형성되어 있는 돌출부들은 상기 전극시트의 중심을 기준으로 대칭 되도록 배치되는 것이 바람직하다.
또한, 본 발명에 있어서 바람직하게는, 상기 기판들에는 각각 복수 개의 돌출부들이 형성되어 있으며, 상기 전극시트에 상기의 돌출부들에 대응되는 홈들이 형성될 수 있다. 이 때, 상기 전극시트는 실질적으로 사각형의 형상을 가지며, 상기 홈들은 상기 전극시트의 4방 코너에 인접하도록 형성되는 것이 바람직하다. 또한, 상기 전극시트의 일 면에 형성되어 있는 홈들은 상기 전극시트의 중심을 기준으로 대칭 되도록 배치되는 것이 바람직하다.
또한, 본 발명에 있어서 바람직하게는, 상기 전극시트의 열팽창률이 상기 기판들의 열팽창률 보다 작을 수 있다.
또한, 본 발명에 있어서 바람직하게는, 상기 기판들의 열팽창률은 실질적으로 같을 수 있다.
첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 플라즈마 디스플레이 패널(200)에 관하여 상세히 설명한다.
도 2는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 플라즈마 디스플레이 패널(200)의 분리 사시도이며, 도 3은 도 2의 Ⅲ-Ⅲ선을 따라 취한 분리 단면도이다. 또한, 도 4는 도 2의 플라즈마 디스플레이 패널(200)의 부분 확대 사시도이며, 도 5는 도 4의 Ⅴ-Ⅴ선을 따라 취한 단면도이고, 도 6은 도 4에 도시된 방전셀(230)들 및 제1,2방전전극들(260, 270)을 도시한 배치도이다.
본 발명에 따른 플라즈마 디스플레이 패널(200)은 크게 제1기판(210), 제2기판(220) 및 전극시트(280)를 구비한다. 여기에서 전극시트(280)는 제1방전전극(260)들, 제2방전전극(270)들, 격벽(214), 보호층(215)들 및, 형광체층(225)들을 구비한다.
제1기판(210)은 통상적으로는 유리를 주성분으로 하는 광투과성이 우수한 소재로 제조된다. 다만, 반사휘도를 감소시킴으로써 명실 콘트라스트를 향상시키기 위하여, 제1기판(210)을 착색할 수도 있다. 또한, 제2기판(220)은 제1기판(210)으로부터 소정의 간격으로 이격되어 대향되도록 배치되며, 상기 제1기판(210) 및 전극시트와 함께 복수 개의 방전셀(230)들을 한정한다. 상기 제2기판(220)은 유리와 같이 광투과성이 우수한 재료로 제조되며, 제1기판(210)과 유사하게, 착색될 수 있다. 또한, 제1기판(210)과 제2기판(220)은 실질적으로 동일한 재료를 이용하여 형성되는 것이 바람직하며, 이 경우 제1기판(210)의 열팽창률과 제2기판(220)의 열팽창률은 동일해지는 장점을 가진다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 제1기판(210)의 대향하는 전극시트(280)에는 4개 의 제1돌출부(281)들이 형성되어 있으며, 제2기판(220)에 대향하는 전극시트(280)에는 4개의 제2돌출부(282)들이 형성되어 있다. 본 실시예에서 전극시트(280)는 사각형의 형상을 가지는 바, 제1돌출부(281)들 및 제2돌출부(282)들은 각각 상기 전극시트(280)의 4방 코너에 인접하도록 배치된다. 이 때, 상기 제1돌출부(281)들 및 제2돌출부(282)들은 플라즈마 디스플레이 패널의 표시 영역(D) 바깥쪽에 형성되는 것이 바람직하며, 구체적으로는 제1기판(210)과 제2기판(220)이 겹쳐지는 최외곽 경계와 상기 표시 영역(D) 사이에 배치된다. 구조의 안정화를 위하여, 상기 제1돌출부(281)들 및 제2돌출부(282)들은 상기 전극시트의 중심(C)을 기준으로 대칭적으로 배치되는 것이 바람직하다. 본 실시예에서 상기 제1돌출부(281)들 및 제2돌출부(282)들은 소정의 높이와 소정의 길이를 가지는 직육면체 형상을 가지만, 상기 제1돌출부(281)들 및 제2돌출부(282)들의 형상은 이에 한정되지 않는다. 또한, 상기 제1돌출부(281)들 및 제2돌출부(282)들의 개수도 전술한 바에 한정되지 않는다.
제1기판(210) 및 제2기판(220)의 서로 대향하는 면들에는 각각 소정의 깊이를 가지는 제1홈(211)들 및 제2홈(222)들이 형성되어 있다. 이를 보다 상세하게 설명하면 다음과 같다. 제1기판(210) 상에 4개의 제1홈(211)들이 상기 제1기판(210)의 가로 방향을 기준으로 사선 방향으로 소정의 길이를 가지도록 형성되어 있다. 제1홈(211)들은 각각 상기 전극시트의 제1돌출부(281)들과 대응되는데, 제1홈(211)들은 상기 전극시트(280)와 상기 제1기판(210) 사이의 열팽창률 차이로 인하여 상기 제1돌출부(281)들이 움직이는 경로를 따라 형성되어 있다. 또한, 제2홈 (222)들은 각각 상기 전극시트의 제2돌출부(282)들과 대응되는데, 제2홈(222)들은 상기 전극시트(280)와 상기 제2기판(220) 사이의 열팽창률 차이로 인하여 상기 제2돌출부(282)들이 움직이는 경로를 따라 형성되어 있다. 제1홈(211)들 및 제2홈(222)들의 길이(L1, L2)는 각각 제1돌출부(281)들 및 제2돌출부(282)들의 길이(L3, L4)보다 크며, 제1돌출부(281)들 및 제2돌출부(282)들은 각각 제1홈(211)들 및 제2홈(222)들에서 바깥쪽 내측면(211a, 222a)에 접촉 또는 인접하도록 배치된다.
본 실시예에서, 제1돌출부(281)들 및 제2돌출부(282)들이 전극시트의 중심(C)에 대하여 대칭 되도록 형성되어 있는 바, 제1홈(211)들 및 제2홈(222)들도 각각 상기 제1기판(210) 및 제2기판(220)의 중심 부분에 대하여 대칭 되도록 형성된다. 열팽창에 따른 제1,2돌출부들(281, 282)과 제1,2홈들(211, 222)에 대한 상세한 사항은 후술하도록 한다.
본 실시예의 경우, 방전셀(230)들에서 생성된 가시광이 제1기판(210) 및/또는 제2기판(220)을 통하여 외부로 출사될 수 있다. 이 때, 가시광이 투사되는 제1기판(210) 및/또는 제2기판(220)에는, 도 1의 플라즈마 디스플레이 패널(100)의 제1기판(101)에 존재하던 유지전극들(106, 107), 제1유전체층(109), 보호층(111)이 존재하지 않기 때문에, 가시광선의 전방 투과율이 현저하게 향상된다. 따라서, 본 발명에 따른 플라즈마 디스플레이 패널(200)을 종래 수준의 휘도로 화상을 구현할 경우, 제1,2방전전극들(260, 270)을 상대적으로 낮은 전압으로 구동할 수 있다.
도 3 및 도 4를 참조하면, 전극시트(280)는 복수 개의 방전셀(230)들을 구획하는 격벽(214)을 구비한다. 본 실시예에서는, 격벽(214)은 원형의 횡단면을 가지 는 방전셀(230)들을 구획하는 것으로 도시되어 있으나, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니다. 즉, 격벽(214)은 복수의 방전셀(230)들을 구획할 수 있는 한, 다양한 패턴이 될 수 있다. 예를 들면, 방전셀(230)의 횡단면이 원형이외에도, 삼각형, 사각형, 오각형 등의 다각형, 또는 타원형 등으로 되도록 형성될 수 있다.
전극시트(280)는 제1방전전극(260)들 및 제2방전전극(270)들을 구비하는데, 도 3 및 도 4를 참조하면, 상기 제1방전전극(260)들 및 제2방전전극(270)들은 격벽(214)의 내부에 배치되어 있다. 제1방전전극(260)은 제2방전전극(270)과 쌍을 이루어 방전셀(230)에서 방전을 일으킨다. 각 제1방전전극(260)은 제1방향(X방향)을 따라 배치된 방전셀(230)들을 둘러싸면서 연장되며, 상기 방전셀(230)들을 각각 둘러싸는 제1루프부(260a)들 및 상기 제1루프부(260a)들을 연결하는 제1루프 연결부(260b)들을 구비한다. 본 실시예에서 각 제1루프부(260a)는 원형의 루프 형상을 가진다. 하지만, 제1루프부(260a)의 형상은 이에 한정되지 않고, 사각형 루프 형상 등의 다양한 형상을 가질 수 있다. 다만, 제1루프부(260a)의 형상은 방전셀(230)의 횡단면과 실질적으로 동일한 형상을 가지는 것이 바람직하다.
제2방전전극(270)들은 제1방전전극(260)들이 연장되는 제1방향(X방향)과 교차하는 제2방향(Y방향)을 따라 배치된 방전셀(230)들을 둘러싸면서 연장되며, 상기 격벽(214) 내에서 상기 제1기판(210)에 수직 방향(z방향)으로 이격되어 배치된다. 이 때, 상기 제2방전전극(270)이 상기 제1방전전극(260) 보다 상기 제1기판(210)에 인접하도록 배치되는데, 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 상기 각 제2방전전극(270)은 상기 방전셀(230)들을 각각 둘러싸는 제2루프부(270a)들 및 상기 제2루프 부(270a)들을 연결하는 제2루프 연결부(270b)들을 구비한다. 본 실시예에서 각 제2루프부(270a)는 원형의 고리 형상을 가진다. 하지만, 제2루프부(270a)의 형상은 이에 한정되지 않고, 사각형 루프 형상 등의 다양한 형상을 가질 수 있으며, 바람직하게는 방전셀(230)의 횡단면과 실질적으로 동일한 형상을 가진다.
본 실시예에 따른 플라즈마 디스플레이 패널(200)에서는, 2전극 구조를 이룬다. 따라서, 제1방전전극(260)과 제2방전전극(270) 중의 하나는 주사 및 유지전극의 작용을 하고, 다른 하나는 어드레싱 및 유지전극의 작용을 한다. 하지만, 본 발명은 2전극 구조에 한정되지 않고, 3전극 구조를 가질 수 있다. 도 7 및 도 8을 참조하면, 본 발명에 따른 3전극 구조 플라즈마 디스플레이 패널의 일 예가 도시되어 있다. 전술한 실시예와 동일한 참조번호는 동일한 부재를 나타낸다. 제1방전전극(360)은 제2방전전극(370)과 쌍을 이루어 방전셀(330)에서 방전을 일으키며, 서로 평행하게 연장된다. 각 제1방전전극(360)은 제1방향(X방향)으로 배치된 방전셀(330)을 각각 둘러싸는 제1루프부(360a)들과, 상기 제1루프부(360a)들을 연결하는 제1루프 연결부(360b)들을 구비하고, 각 제2방전전극(370)도 제1방향(X방향)으로 배치된 방전셀(330)을 각각 둘러싸는 제1루프부(370a)들과, 상기 제1루프부(370a)들을 연결하는 제1루프 연결부(370b)들을 구비한다. 또한, 제1방전전극(360)들 및 제2방전전극(370)들이 연장되는 방향과 교차하도록 연장되는 어드레스전극(350)들이 배치되어 있다. 어드레스전극(350)들은 상기 격벽(214) 내에서 상기 제1,2방전전극(360, 370)들과 제1기판(210)에 수직 방향(z방향)으로 이격되어 배치되어 있다. 각 어드레스전극(350)은 각 방전셀(330)들을 둘러싸는 제3루프부 (350a)들과, 상기 제3루프부(350a)들을 연결하는 제3루프 연결부(350b)들을 구비한다. 본 실시예에서는, 어드레스 방전 전압을 낮추기 위하여 제1기판(210) 수직 방향을 기준으로 제2방전전극(370)들, 어드레스전극(350)들, 제1방전전극(360)들이 순차적으로 배치되어 있다. 하지만, 본 발명은 이에 한정되지 않고, 어드레스전극(350)들이 제1기판(210)에 가장 가깝게 배치되거나, 가장 멀게 배치될 수도 있으며, 어드레스전극(350)들이 제2기판(220) 상에 형성될 수도 있다. 상기 어드레스전극(350)들은 제1방전전극(360)과 제2방전전극(370) 간의 유지방전을 보다 용이하게 하기 위한 어드레스방전을 일으키기 위한 것으로서, 보다 구체적으로는 유지방전이 개시되는 전압을 낮추는 역할을 한다. 어드레스방전은 주사전극과 어드레스전극 간에 일어나는 방전으로서, 어드레스방전이 종료되면 주사전극 측에 양이온이 축적되고 공통전극 측에 전자가 축적되며, 이로써 주사전극과 공통전극 간의 유지방전이 보다 용이하게 된다. 본 실시예에서는 제1방전전극(360)이 주사전극으로 작용하고, 제2방전전극(370)이 공통전극으로 작용하지만, 본 발명은 이에 한정되지 않는다.
다시 도 4 및 도 5를 참조하면, 제1방전전극(260)들 및 제2방전전극(270)들은 직접적으로 가시광 투과율을 감소시키는 위치에 배치되지 않기 때문에, 알루미늄, 구리 등과 같은 도전성 금속으로 형성될 수 있다. 따라서, 길이 방향으로의 전압 강하가 작기 때문에, 안정적인 신호전달이 가능해진다.
격벽(214) 내에 제1방전전극들 및 제2방전전극들이 매립되어 있는 바, 격벽(214)은 인접한 제1방전전극(260)과 제2방전전극(270)들 간에 직접 통전되는 것과 양이온 또는 전자가 제1,2방전전극들(260, 270)에 직접 충돌하여 제1,2방전전극들(260, 270)을 손상시키는 것을 방지하면서도, 전하를 유도하여 벽전하를 축적할 수 있는 유전체로 형성되는 것이 바람직하다.
전극시트(280)는 격벽(214)의 측면 중에서 제1방전전극(260)들 및 제2방전전극(270)들에 인접한 부분에 도포되는 보호층(215)들을 구비한다. 보호층(215)들은 플라즈마 입자의 스퍼터링에 의해 유전체로 형성된 격벽(214)과 제1,2방전전극들(260, 270)이 손상되는 것을 방지하고, 이차전자를 방출하여 방전전압을 낮추어 주는 역할을 한다. 보호층(215)들은 격벽(214)의 측면에 산화마그네슘(MgO)을 소정의 두께로 도포함으로써 형성될 수 있다.
또한, 전극시트(280)는 보호층(215)들이 배치되지 않은 격벽(224)의 측면에 도포되는 형광체층(225)들을 구비한다. 다만, 형광체층(225)들의 배치위치는 전술한 바에 한정되지 않고 다양한 위치에 배치될 수 있다. 예를 들면, 제1기판(210) 또는 제2기판 상에 소정의 깊이를 가지는 그루브(groove)들을 형성한 후, 상기 그루브들 내에 형광체층을 배치할 수도 있다. 형광체층(225)들은 자외선을 받아 가시광선을 발생하는 성분을 가지는데, 적색 발광 방전셀에 형성된 형광체층은 Y(V,P)O4:Eu 등과 같은 형광체를 포함하고, 녹색 발광 방전셀에 형성된 형광체층은 Zn2SiO4:Mn, YBO3:Tb 등과 같은 형광체를 포함하며, 청색 발광 방전셀에 형성된 형광체층은 BAM:Eu 등과 같은 형광체를 포함한다.
상기와 같은 구조를 가지는 플라즈마 디스플레이 패널(200)을 제조하는 방법 은 다음과 같다. 먼저 제1기판(210), 제2기판(220) 및 전극시트(280)를 준비하는데, 그 중에서 전극시트(280)는 다양한 방법을 통하여 제조될 수 있으며, 바람직하게는 다음과 같은 방법으로 제조된다. 먼저 유전체 시트(214a), 제1방전전극(260)이 형성된 유전체 시트(214b), 유전체 시트(214c), 제2방전전극(270)이 형성된 유전체 시트(214d), 유전체 시트(214e)를 차례로 적층한 후, 이를 건조 및 소성한다. 그 후에, 보호층(215)들, 형광체층(225)들을 도포하여 전극시트(280)를 형성한다. 상기와 같이, 전극시트가 유사한 공정들을 통하여 수행될 수 있으므로, 제조 방법이 매우 단순해지는 장점이 있다. 제1기판(210), 제2기판(220) 및 전극시트(280)가 준비된 후에는, 상기 제1기판(210)과 제2기판(220) 사이에 전극시트(280)를 합착한 후, 봉착/배기/방전가스 주입 공정을 연속적으로 하여 플라즈마 디스플레이 패널을 제조한다. 그 후에 에이징(aging) 등의 다양한 후처리 공정을 수행할 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 플라즈마 디스플레이 패널은 상기와 같은 방법 등을 이용하여 제조될 수 있는 바, 공정 단계가 크게 감소될 뿐만 아니라, 공정이 단순해지기 때문에, 제조가 매우 용이해지는 장점을 가진다.
제1돌출부(281)들 및 제2돌출부(282)들은 각각 제1홈(211)들 및 제2홈(212)들에 삽입되어, 전극시트(280)가 제1기판(210) 및 제2기판(220) 사이에서 고정되도록 하는 기능을 수행한다. 하지만, 일반적으로 제1,2기판들(210, 220)과 전극시트(280)의 열팽창률이 서로 상이하기 때문에, 봉착 등의 고온 공정을 수행할 경우, 전극시트(280)와 제1,2기판들(210, 220)이 서로 다른 길이로 팽창을 한 후, 다시 수축하기 때문에, 팽창 및 수축 과정 시 서로 밀착되거나 고정된 부분에 응력이 발 생하여, 크랙 등의 파손이 발생할 우려가 크다. 하지만, 본원 발명은 제1,2돌출부들(281, 282)과 제1,2홈들(211, 222)이 열팽창을 고려하는 구조를 가지기 때문에, 온도 변화에도 불구하고 파손 가능성이 크게 감소된다. 상기의 사항을 온도가 가장 높이 올라가는 공정 중의 하나인 플라즈마 디스플레이 패널의 봉착 공정을 통하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.
봉창 공정 시, 시간의 변화에 따른 봉착로 내의 온도의 변화가 도 9에 도시되어 있다. 도 9를 참조하면, 제1시간(s1)에서 제2시간(s2)까지 소성로를 가열하여 제1온도(T1)에서 제2온도(T2)로 온도를 증가시킨다. 그 후, 제3시간(s3)까지 실질적으로 온도를 제2온도(T2)로 유지한 후에, 제3시간(s3)에서 제4시간(s4) 사이에 온도를 다시 제1온도(T1)가지 낮추게 된다. 상기 제2온도(T2)의 경우, 밀봉재의 재료 특성에 따라 다양한 온도를 가질 수 있지만, 일반적으로 약 450℃ 정도의 높은 온도를 가진다.
전술한 바와 같이, 상기 봉착 공정은 대체로 고온에서 진행되기 때문에, 제1기판(210), 제2기판(220) 및 전극시트(280)가 큰 열팽창을 하게 된다. 본 실시예에서, 제1,2기판들(210, 220)의 열팽창 계수는 수학식 1을 따르고, 전극시트(280)의 열팽창 계수는 수학식 2를 따른다. 따라서, 제1,2기판들(210, 220)의 열팽창 계수가 전극시트(280)의 열팽창 계수보다 큰 값을 가진다. 다만, 본 발명은 상기의 열팽창 계수에 한정되지 않는다.
제1기판 및 제2기판의 열팽창 계수 = (80∼90)×10-7㎜/℃
전극시트의 열팽창 계수 = (50∼60)×10-7㎜/℃
도 10a 내지 도 10c에는 봉착 공정의 시간에 따른 플라즈마 디스플레이 패널의 열팽창 상태를 개략적으로 나타내는 단면도들이 도시되어 있다. 도 10a 내지 도 10c는 도 2의 Ⅲ-Ⅲ선을 따라 취한 상태를 도시한다.
도 10a에 제1시간(s1)에서의 플라즈마 디스플레이 패널의 개략적인 단면도가 도시되어 있다. 도 10a에 도시된 바와 같이, 제1돌출부(281)들은 제1홈(211)들 중에서 길이 방향으로 바깥쪽 측면(211a)들에 접촉되도록 배치되고, 제2돌출부(282)들은 제2홈(222)들 중에서 길이 방향으로 바깥쪽 측면(222a)들에 접촉되도록 배치된다. 그리고, 제1기판(210)과 제2기판(220) 사이에서 전극시트(280)를 둘러싸도록 밀봉재(299)가 도포되어 있다.
도 10b는 제2시간(s2) 내지 제3시간(s3)에서 플라즈마 디스플레이 패널의 개략적인 단면도를 도시한 것이다. 봉착로의 온도가 제2온도(T2)까지 증가되어 있기 때문에, 제1,2기판들(210, 220) 및 전극시트(280)가 가장 크게 열팽창된다. 특히, 본 실시예에서는, 제1,2기판들(210, 220)의 열팽창률이 전극시트의 열팽창률보다 높기 때문에, 제1,2기판들(210, 220)이 전극시트(280)보다 더 크게 팽창하게 된다. 따라서, 제1홈(211)들의 길이 방향으로 바깥쪽 측면(211a)들에 접촉된 제1돌출부(281)들은, 상대적인 열팽창의 차이에 의하여 제1홈(211)들의 길이 방향으로 가이 드된 후, 제1홈(211)들의 길이 방향으로 안쪽 측면(211b)들에 접촉하게 된다. 또한, 제2홈(222)들의 길이 방향으로 바깥쪽 측면(222a)들에 접촉된 제2돌출부(282)들도, 상대적인 열팽창의 차이에 의하여 제2홈(222)들의 길이 방향으로 가이드된 후, 제2홈(222)들의 길이 방향으로 안쪽 측면(222b)들에 접촉하게 된다. 따라서, 상기와 같이, 제1돌출부(281)들과 제2돌출부(282)들이 열팽창에 의하여 안정적으로 제1홈(211)들 및 제2홈(222)들을 따라서 각각 가이드되기 때문에, 제1돌출부(281)들과 제2돌출부(282)들의 파손 가능성이 크게 경감된다.
도 10c는 제4시간(s4)에서 플라즈마 디스플레이 패널의 개략적인 단면도를 도시한 것이다. 제4시간(s4)의 온도가 제1시간(s1)의 온도와 동일하기 때문에, 제1,2기판들(210, 220)과 전극시트(280)는 도 10a와 실질적으로 동일한 위치로 돌아간 것을 볼 수 있다.
상기에서 제1,2홈들의 길이는 공정 오차, 봉착 온도 범위 등을 고려하여 결정되는 것이 바람직하며, 이 때 설계 마진을 가지도록 더 길게 형성될 수 있다.
제1기판(210)과 제2기판(220)이 봉착된 후에는, 내부의 가스를 배기한 후, Ne, Xe 등 및 이들의 혼합기체와 같은 방전가스가 봉입된다. 본 실시예를 포함한 본 발명의 경우, 방전면이 증가하고 방전영역이 확대될 수 있어, 형성되는 플라즈마의 양이 증가하므로, 저 전압 구동이 가능하게 된다. 따라서, 고농도 Xe 가스를 방전가스로 사용하더라도 저 전압 구동이 가능하게 됨으로써 발광효율을 획기적으로 향상시킬 수 있게 된다. 이러한 점은 종래의 플라즈마 디스플레이 패널에서 고농도 Xe 가스를 방전가스로 사용할 경우 저 전압 구동이 매우 어렵게 되는 문제점 을 해결한 것이다.
상기와 같은 구성을 갖는 본 발명의 일 실시예에 따른 플라즈마 디스플레이 패널(200)의 구동방법은 다음과 같다.
먼저, 제1방전전극(260)과 제2방전전극(270) 사이에 어드레스방전이 일어나고, 이 어드레스방전의 결과로 유지방전이 일어날 방전셀(230)이 선택된다. 그 후 상기 선택된 방전셀(230)의 제1방전전극(260)과 제2방전전극(270) 사이에 교류인 유지전압이 인가되면, 제1방전전극(260)과 제2방전전극(270) 간에 유지방전이 일어난다. 이 유지방전에 의하여 여기된 방전가스의 에너지 준위가 낮아지면서 자외선이 방출된다. 그리고 이 자외선이 방전셀(230) 내에 도포된 형광체층(225)들을 여기시키는데, 이 여기된 형광체층(225)들의 에너지준위가 낮아지면서 가시광이 방출되며, 이 방출된 가시광이 화상을 구성하게 된다.
종래의 플라즈마 디스플레이 패널(100)에 있어서는, 유지전극들(106, 107) 간의 유지방전이 수평방향으로 일어나게 되어 방전면적이 상대적으로 협소하다. 그러나 본 실시예에 따른 플라즈마 디스플레이 패널(200)의 유지방전은 방전셀(230)을 한정하는 모든 측면에서 일어날 뿐만 아니라, 방전면적이 상대적으로 넓다는 장점이 있다.
또한, 본 실시예에서의 유지방전은 방전셀(230)의 측면을 따라 폐곡선으로 형성되었다가 점차적으로 방전셀(230)의 중앙부로 확산된다. 이로 인하여, 유지방전이 일어나는 영역의 부피가 증가되고, 또한 종래에는 잘 사용되지 않았던 방전셀 내의 공간전하도 발광에 기여하게 된다. 이와 같은 사항은, 플라즈마 디스플레이 패널의 발광효율 향상이라는 결과로 귀결된다. 특히, 본 실시예에서, 방전셀(230)들의 횡단면이 원형이기 때문에, 방전셀(230)들의 모든 측면에서 유지방전이 균일하게 발생하는 장점을 가진다.
또한, 유지방전이 방전셀의 중심 부분에서만 이루어지므로, 종래의 플라즈마 디스플레이 패널(100)의 문제점이었던 하전 입자에 의한 형광체의 이온 스퍼터링이 방지되고, 이로 인하여 같은 화상을 오랜 시간 동안 표시하여도 영구잔상이 생기지 않는다는 장점이 있다.
도 11에 본 발명의 일 실시예에 따른 플라즈마 디스플레이 패널의 변형예가 도시되어 있다. 변형예가 일 실시예와 상이한 점은, 제1기판(310)과 제2기판(320)에 각각 제1돌출부(311)들 및 제2돌출부(322)들이 형성되어 있고, 전극시트(380)에는 제1돌출부(311)들 및 제2돌출부(322)들에 각각 대응하는 제1홈(381)들 및 제2홈(382)들이 형성되어 있다는 점이다. 다만, 일 실시예와 유사하게, 상기의 제1홈(381)들 및 제2홈(382)들도 제1,2기판들(310, 320)과 전극시트(380) 사이의 상대적인 열팽창률의 차이로 인한 제1,2돌출부들(311, 322)이 움직이는 경로를 따라 소정의 길이를 갖도록 형성되어 있다. 또한, 제1,2기판들(310, 320)의 열챙창률이 전극시트(320)보다 클 경우, 도 11에 도시된 바와 같이, 제1돌출부(311)들 및 제2돌출부(322)들은 각각 제1홈(381)들 및 제2홈(382)들의 길이 방향으로의 안쪽 내측면들(381a, 382a)에 접촉 또는 인접하도록 삽입된다. 따라서, 플라즈마 디스플레이 패널의 온도가 상승될 경우, 제1돌출부(311)들 및 제2돌출부(322)들은 각각 제1홈 (381)들 및 제2홈(382)들의 길이 방향을 따라 가이드된 후, 최대 팽창시 제1홈(381)들 및 제2홈(382)들의 길이 방향으로의 바깥쪽 내측면들(381b, 382b)에 접촉 또는 인접하게 된다.
전극시트의 구조 및 제조방법과, 변형예에 따른 플라즈마 디스플레이 패널의 구동방법에 대한 사항은 전술한 일 실시예와 유사하므로 여기서는 생략한다.
본 발명에 따른 플라즈마 디스플레이 패널은 다음과 같은 효과를 가진다.
첫째, 공정 단계가 크게 감소될 뿐만 아니라, 공정이 단순한 구조를 가지기 때문에, 제조가 매우 용이해지는 장점을 가진다.
둘째, 고온 공정 등의 다양한 열적 환경에서도, 열팽창에 따른 파손 가능성이 크게 경감된다.
셋째, 면 방전이 방전공간을 형성하는 모든 측면에서 발생될 수 있으므로, 방전면이 크게 확대될 수 있다.
넷째, 방전이 방전셀을 형성하는 측면에서 발생하여 방전셀의 중앙부로 확산되므로, 방전영역이 종래에 비해 현저하게 향상됨으로써 방전셀 전체를 효율적으로 이용할 수 있다. 따라서, 낮은 전압으로도 구동이 가능하게 되어 발광효율을 획기적으로 향상시킬 수 있다.
다섯째, 저 전압 구동이 가능하므로, 고농도 Xe 가스를 방전가스로 사용하더라도 저 전압 구동이 가능하게 되어 발광효율을 향상시킬 수 있다.
여섯째, 방전 응답 속도가 빠르고, 저 전압 구동이 가능하게 된다. 방전전극 이 가시광선이 투과하는 제1,2기판에 배치되어 있지 않고 방전공간의 측면에 배치되어 있으므로, 방전전극으로서 저항이 큰 투명전극을 사용할 필요가 없이 저항이 낮은 전극, 예컨대 금속 전극을 방전전극으로 사용할 수 있기 때문에 방전 응답 속도가 빠르게 되고, 파형의 왜곡없이 저 전압 구동이 가능하게 된다.
일곱째, 영구잔상을 원천적으로 방지할 수 있다. 방전공간의 측면에 형성된 방전전극에 인가된 전압에 의한 전계가 플라즈마를 방전공간의 중앙부로 집중시켜 모이게 하므로, 장시간의 방전이 있더라도 방전에 의해 생성된 이온이 전계에 의해 형광체에 충돌되는 것을 방지함으로써, 이온 스퍼터링(ion sputtering)에 의한 형광체 손상에 기인하여 발생하는 영구잔상의 문제점을 원천적으로 방지할 수 있다. 특히, 고농도 Xe 가스를 방전가스로 사용할 경우 영구잔상의 문제는 매우 심각하게 되는데, 본 발명의 경우 이러한 영구잔상을 원천적으로 방지할 수 있게 된다.
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 (25)

  1. 소정의 간격으로 이격되어, 서로 마주보도록 배치되는 한 쌍의 기판들; 및
    상기 기판들 사이에 배치되며, 복수 개의 방전셀들을 구획하는 격벽과, 상기 방전셀들에서 방전을 일으키는 방전전극들을 구비하고, 상기 기판들과 상이한 열팽창률을 가지는 전극시트;를 구비하고,
    상기 전극시트 또는 상기 기판 중의 하나에는 적어도 하나의 돌출부가 형성되며, 다른 하나에는 상기 전극시트와 상기 기판들 사이의 열팽창률 차이로 인하여 상기 돌출부가 상대적으로 움직이는 경로를 따라 홈이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 전극시트의 양면에 복수 개의 돌출부들이 형성되어 있으며,
    상기 기판들 상에 상기의 돌출부들에 대응되는 홈들이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 전극시트는 사각형의 형상을 가지며,
    상기 돌출부들은 상기 전극시트의 4방 코너에 인접하도록 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 전극시트의 일 면에 형성되어 있는 돌출부들은 상기 전극시트의 중심을 기준으로 대칭 되도록 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 기판들에는 각각 복수 개의 돌출부들이 형성되어 있으며,
    상기 전극시트에 상기의 돌출부들에 대응되는 홈들이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 전극시트는 사각형의 형상을 가지며,
    상기 홈들은 상기 전극시트의 4방 코너에 인접하도록 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 전극시트의 일 면에 형성되어 있는 홈들은 상기 전극시트의 중심을 기준으로 대칭 되도록 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 전극시트의 열팽창률이 상기 기판들의 열팽창률 보다 작은 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 기판들의 열팽창률은 같은 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널.
  10. 소정의 간격으로 이격되어, 서로 마주보도록 배치되는 한 쌍의 기판들; 및
    상기 기판들 사이에 배치되며, 복수 개의 방전셀들을 구획하는 격벽과, 상기 격벽 내에서 상기 방전셀들을 둘러싸면서 연장되며, 상기 방전셀들에서 방전을 일으키는 방전전극쌍들을 포함하고, 상기 기판들과 상이한 열팽창률을 가지는 전극시트;를 구비하고,
    상기 전극시트 또는 상기 기판 중의 하나에는 적어도 하나의 돌출부가 형성되며, 다른 하나에는 상기 전극시트와 상기 기판들 사이의 열팽창률 차이로 인하여 상기 돌출부가 상대적으로 움직이는 경로를 따라 홈이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 전극시트의 양면에 복수 개의 돌출부들이 형성되어 있으며,
    상기 기판들 상에 상기의 돌출부들에 대응되는 홈들이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 전극시트는 사각형의 형상을 가지며,
    상기 돌출부들은 상기 전극시트의 4방 코너에 인접하도록 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널.
  13. 제11항에 있어서,
    상기 전극시트의 일 면에 형성되어 있는 돌출부들은 상기 전극시트의 중심을 기준으로 대칭 되도록 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널.
  14. 제10항에 있어서,
    상기 기판들에는 각각 복수 개의 돌출부들이 형성되어 있으며,
    상기 전극시트에 상기의 돌출부들에 대응되는 홈들이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 전극시트는 사각형의 형상을 가지며,
    상기 홈들은 상기 전극시트의 4방 코너에 인접하도록 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널.
  16. 제14항에 있어서,
    상기 전극시트의 일 면에 형성되어 있는 홈들은 상기 전극시트의 중심을 기준으로 대칭 되도록 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널.
  17. 제10항에 있어서,
    상기 전극시트의 열팽창률이 상기 기판들의 열팽창률 보다 작은 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널.
  18. 제10항에 있어서,
    상기 기판들의 열팽창률은 같은 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널.
  19. 제10항에 있어서,
    상기 각 방전전극쌍은 서로 교차하도록 연장되며, 각각 일 방향으로 배치된 상기 방전셀들을 둘러싸면서 연장되는 제1방전전극 및 제2방전전극을 구비하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널.
  20. 제19항에 있어서,
    상기 제1방전전극과 상기 제2방전전극은 상기 기판들에 수직 방향으로 이격되어 배치되는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널.
  21. 제10항에 있어서,
    상기 각 방전전극쌍은 서로 평행하게 연장되며, 각각 일 방향으로 배치된 상기 방전셀들을 둘러싸면서 연장되는 제1방전전극 및 제2방전전극을 구비하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널.
  22. 제21항에 있어서,
    상기 방전전극쌍들과 교차하도록 연장되는 어드레스전극들을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널.
  23. 제22항에 있어서,
    상기 어드레스전극들은 상기 격벽 내에 배치되는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널.
  24. 제23항에 있어서,
    상기 제1방전전극, 제2방전전극 및 어드레스전극은 상기 기판들에 수직 방향으로 이격되어 배치되는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널.
  25. 제10항에 있어서,
    상기 방전전극쌍들에 인접한 상기 격벽 부분에 배치되는 보호층들을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널.
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