KR100927623B1 - 플라즈마 디스플레이 패널 - Google Patents

Abstract

본 발명에서는 이종 형광체간의 전기적인 물성 차이로 인한 어드레스 전압 마진의 감소가 개선되며, 어드레스 방전시 방전광이나 배경광 같은 잡음 휘도가 제거됨으로써, 고 효율 및 고 화질이 구현되는 플라즈마 디스플레이 패널이 개시된다. 상기 플라즈마 디스플레이 패널은 서로 쌍을 이루어 마주보도록 배치되는 전면기판 및 배면기판, 기판들 사이에 개재되어 다수의 주 방전공간들을 구획하는 동시에, 단차진 표면을 따라 보조 방전공간을 구획하는 격벽, 주 방전공간에서 상호 표시방전을 야기하는 주사전극 및 유지전극의 쌍들, 주사전극과 함께 어드레스 방전을 일으키는 것으로, 적어도 보조 방전공간과 인접한 위치에서 주사전극과 교차하는 어드레스 전극들, 주 방전공간 내에 형성된 형광체층; 및 주 방전공간 및 보조 방전공간의 내부에 채워진 방전가스;를 포함한다.

Description

플라즈마 디스플레이 패널{Plasma display panel}

본 발명은 플라즈마 디스플레이 패널에 관한 것으로, 보다 구체적으로, 이종 형광체간의 전기적인 물성 차이로 인한 어드레스 전압 마진의 감소가 개선되며, 어드레스 방전시 방전광이나 배경광 같은 잡음 휘도가 제거됨으로써, 고 효율 및 고 화질이 구현되는 플라즈마 디스플레이 패널에 관한 것이다.

플라즈마 디스플레이 패널의 일 형태에서는 상호 방전을 일으키는 스캔전극 및 서스테인 전극들과, 다수의 어드레스 전극들이 배치되어 있는 상하 양 기판들 사이에 매트릭스 형태로 배열된 다수의 방전셀들을 개재하여 서로 마주보게 합착시키고, 양 기판들 사이에 적정의 방전가스를 주입한 후, 방전전극들 사이에 소정의 방전 펄스를 인가함에 따라, 방전셀 내에 도포되어 있는 형광체를 여기시키고, 발생된 가시광을 이용하여 소정의 영상을 구현하게 된다.

이러한 플라즈마 디스플레이 패널에서는 화상의 계조를 구현하기 위하여, 한 프레임을 발광 횟수가 서로 다른 여러 개의 서브필드들로 나누어 시분할 구동하고 있으며, 각 서브필드는 방전을 균일하게 일으키기 위한 리셋 구간, 방전셀을 선택하기 위한 어드레스 구간 및 방전 횟수에 따라 계조를 구현하는 서스테인 구간으로 나뉘어진다. 상기 어드레스 구간 동안에는 어드레스 전극과 스캔 전극 사이에 일종의 보조 방전을 일으킴에 따라 선택된 방전셀 내에서 벽전압을 형성하여 서스테인 방전에 유리한 환경을 조성하게 된다.

통상, 어드레스 구간 동안에는 서스테인 방전보다 높은 고 전압이 요구되는데, 원활한 어드레싱을 위한 입력전압(어드레스 전압)을 낮추고 전압 마진을 확보하는 것은 전체적인 플라즈마 디스플레이 패널의 구동효율을 개선하고 방전 안정성을 향상시키기 위해 필수적이다. 더욱이, full-HD 급으로 진전되는 추세에 따라 기하급수적으로 방전셀 개수가 증가하게 되며, 각 방전셀에 할당되는 어드레스 전극의 개수에 비례하여 회로부가 감당해야 하는 소비전력도 증가하게 되는바, 저전력 구동을 위한 구동효율의 개선은 더욱 절실해진다. 또한, 패널 내부에 주입되는 방전가스 중, 제논(Xe)의 분압을 높인 이른바 고 제논(Xe)의 디스플레이에서는 발광 효율이 높다는 장점이 있는 반면에, 방전개시를 위해 상대적으로 높은 어드레스 전압을 요구하게 되므로, 고효율의 디스플레이를 구현하기 위해서는 충분한 어드레스 전압 마진을 확보하는 것이 요구된다.

본 발명의 목적은 이종 형광체 간의 전기적인 물성 차이로 인한 어드레스 전압 마진의 감소를 개선하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 어드레스 방전시 방전광이나 배경광 같은 표시발광 이외의 잡음 휘도를 제거함으로써, 높은 명암대비를 갖는 고 품질의 디스플레이를 구현하는 것이다.

상기와 같은 목적 및 그 밖의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 플라즈마 디스플레이 패널은,

서로 쌍을 이루어 마주보도록 배치되는 전면기판 및 배면기판;

상기 기판들 사이에 개재되어 다수의 주 방전공간들을 구획하는 동시에, 단차진 표면을 따라 보조 방전공간을 구획하는 격벽;

상기 주 방전공간에서 상호 표시방전을 야기하는 주사전극 및 유지전극의 쌍들;

상기 주사전극과 함께 어드레스 방전을 일으키는 것으로, 적어도 상기 보조 방전공간과 인접한 위치에서 상기 주사전극과 교차하는 어드레스 전극들;

상기 주 방전공간 내에 형성된 형광체층; 및

상기 주 방전공간 및 보조 방전공간의 내부에 채워진 방전가스;를 포함한다.

바람직하게, 상기 격벽은 상대적으로 광폭으로 형성된 기저부와 상기 기저부 에서 협폭으로 돌출된 돌출부를 구비하여 전체적으로 단차진 형상을 갖는다.

또한, 상기 격벽은 상기 보조 방전공간을 개재하여 상기 주사전극과 마주보도록 배치될 수 있다.

한편, 상기 보조 방전공간과 접하는 격벽의 단차진 표면에는 전자방출 물질층이 형성될 수 있다. 이때, 상기 전자방출 물질층은 주 방전공간 내에도 확장 형성될 수 있다. 그리고, 상기 전자방출 물질층은 주 방전공간과 보조 방전공간을 통하여 서로 이어지도록 연속적으로 형성될 수도 있다. 이 경우, 상기 형광체층은 주 방전공간 내에 형성된 전자방출 물질층의 바탕 위에 형성될 수 있다.

한편, 상기 주 방전공간과 보조 방전공간은 서로 이웃한 위치에서 상호 연결되어 있는 것이 바람직하다.

본 발명의 다른 측면에 따른 플라즈마 디스플레이 패널은,

서로 쌍을 이루어 마주보도록 배치되는 전면기판 및 배면기판;

상기 기판들 사이에 개재되어 다수의 주 방전공간들을 구획하는 격벽;

상기 주 방전공간에서 상호 방전을 야기하는 주사전극 및 유지전극의 쌍들;

상기 주사전극 및 유지전극의 쌍들을 매립하며, 적어도 상기 주사전극에 대응되는 위치에 보조 방전공간을 형성하는 그루브가 마련된 유전체층;

상기 주사전극과 함께 어드레스 방전을 일으키는 것으로, 적어도 상기 보조 방전공간과 인접한 위치에서 상기 주사전극과 교차하는 어드레스 전극들;

상기 주 방전공간 내에 형성된 형광체층; 및

상기 주 방전공간 및 보조 방전공간의 내부에 채워진 방전가스;를 포함한다.

바람직하게, 상기 격벽은 상기 보조 방전공간을 개재하여 상기 주사전극과 마주보도록 배치된다.

한편, 상기 보조 방전공간과 접하는 격벽의 상면에는 전자방출 물질층이 형성될 수 있으며, 또한, 상기 전자방출 물질층은 주 방전공간 내에도 확장 형성될 수 있다. 그리고, 상기 전자방출 물질층은 주 방전공간과 보조 방전공간을 통하여 서로 이어지도록 연속적으로 형성될 수도 있다. 이때, 상기 형광체층은 주 방전공간 내에 형성된 전자방출 물질층의 바탕 위에 형성될 수 있다.

본 발명에 있어, 상기 주 방전공간과 보조 방전공간은 서로 이웃한 위치에서 상호 연결되어 있는 것이 바람직하다.

한편, 본 발명의 또 다른 측면에 따른 플라즈마 디스플레이 패널은,

서로 쌍을 이루어 마주보도록 배치되는 전면기판 및 배면기판;

상기 기판들 사이에 개재되어 다수의 단위 셀들을 구획하는 기저부와 상기 기저부의 일부분에서 돌출되는 협폭의 돌출부를 구비하는 격벽;

상기 단위 셀 내에서 상호 표시방전을 야기하도록 교번하여 배치되는 주사전극 및 유지전극의 쌍들;

상기 단위 셀 내의 적어도 일부에 걸쳐서 형성되어 있는 형광체층; 및

상기 단위 셀 내부에 채워진 방전가스;를 포함하고,

상기 주사전극은 상기 기저부의 적어도 일부분과 중첩되는 위치에 배치되는 것을 특징으로 한다.

이때, 상기 격벽의 돌출부는 상기 기저부 상에서 인접한 어느 일 단위 셀의 중심으로부터 먼 방향의 일부분으로부터 돌출 형성될 수 있다.

한편, 본 발명의 또 다른 측면에 따른 플라즈마 디스플레이 패널은,

서로 쌍을 이루어 마주보도록 배치되는 전면기판 및 배면기판;

상기 기판들 사이에 개재되어 다수의 단위 셀들을 구획하는 격벽;

상기 단위 셀 내에서 상호 방전을 야기하는 주사전극 및 유지전극의 쌍들;

상기 주사전극 및 유지전극의 쌍들을 매립하며, 적어도 상기 주사전극에 대응되는 위치에 그루브가 형성되어 있는 유전체층;

상기 단위 셀 내의 적어도 일부에 걸쳐서 형성되어 있는 형광체층; 및

상기 단위 셀 내부에 채워진 방전가스;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 플라즈마 디스플레이 패널에서는 어드레스 방전이 집중되는 일부영역으로부터 형광체층을 배제시킴으로써, 어드레스 방전시 형광체의 고유한 전기적인 특성에 따른 방전간섭을 원천적으로 방지할 수 있다. 이에 따라, 어드레스 전압 마진이 확대되고 낮은 어드레스 전압으로도 방전 안정성과 충분한 방전효과를 거둘 수 있게 됨으로써, 고 제논(Xe)의 플라즈마 디스플레이를 구현하여 발광효율을 획기적으로 향상시킬 수 있으며, full-HD 급에 상당하는 고 해상도 디스플레이에서 소비전력의 부담을 줄어야 한다는 요구가 충족될 수 있다.

또한, 본 발명에서는 표시발광 주위에 흐릿하게 표현되어 화질의 선명도를 떨어뜨리는 잡음 휘도로서, 어드레스 방전시 방전광이나 배경광을 제거함으로써, 높은 명암대비를 갖는 고화질이 제공될 수 있다.

이하, 첨부된 도면들을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예들에 대해 상세히 설명하기로 한다.

(제1 실시 형태)

도 1에는 본 발명의 제1 실시 형태에 관한 플라즈마 디스플레이 패널의 분해 사시도가 도시되어 있다. 그리고, 도 2에는 도 1의 II-II 선을 따라 취한 수직 단면도가 도시되어 있고, 도 3에는 도 1에 도시된 구성요소들 간의 배치관계를 보여주는 사시도가 도시되어 있다. 도시된 플라즈마 디스플레이 패널은 서로 이격되어 마주하고 있는 전면기판(110) 및 배면기판(120)을 포함하고, 그 사이의 공간을 다수의 단위 셀(S)들로 구획하는 격벽을 포함한다. 상기 격벽은 서로 교차하는 방향으로 연장되는 가로격벽(124) 및 세로격벽을 포함하며(도 1), 이하에서 격벽(124)은 가로격벽(124)을 의미한다. 단위 셀(S)이란 상호 표시방전을 일으키도록 쌍을 이루어 배치된 유지전극쌍(X,Y)과, 이 유지전극쌍(X,Y)과 교차하는 방향으로 연장되는 어드레스 전극(122)을 갖추고, 격벽(124)에 의해 획정되어 소정의 디스플레이를 구현하는 최소 발광단위로서 이웃한 단위 셀(S)들로부터 독립적인 발광영역을 구성하게 된다. 상기 유지전극쌍(X,Y)은 서로 쌍을 이루어 표시방전을 행하는 유지전극(X)과 주사전극(Y)의 쌍을 말하며, 각 유지전극(X,Y)은 구동 전원의 공급 라인을 구성하는 버스전극(112X,112Y)과 상기 버스전극(112X,112Y)과 전기적인 접촉을 이루며 단위 셀(S) 내측으로 연장되고 광 투명한 도전소재로 이루어진 투명전극(113X,113Y)을 포함할 수 있다. 한편, 상기 유지전극쌍(X,Y)은 방전환경에 직접 노출되지 않도록 유전체층(114)으로 덮여 매립됨으로써 방전에 참여하는 하전입자의 직접적인 충돌로부터 보호될 수 있다. 상기 유전체층(114)은, 예를 들어, MgO 박막으로 이루어진 보호층(115)으로 덮여 보호되는 것이 바람직하며, 상기 보호층(115)은 2차 전자의 방출을 유도하여 방전을 활성화시키는데 기여할 수 있다.

상기 배면기판(120)에는 어드레스 전극(122)이 배치되어 있다. 상기 어드레스 전극(122)은 주사전극(Y)과 함께 어드레스 방전을 수행하는 것으로, 여기서 어드레스 방전은 표시방전에 선행하여 각 단위 셀(S) 내부에 프라이밍 입자들을 축적시킴으로써 표시방전을 도와주는 일종의 보조적인 방전을 의미한다. 어드레스 방전은 주로 격벽(124) 상에 형성되어 있는 보조 방전공간(S2) 내에서 이루어진다. 즉, 주사전극(Y)과 어드레스 전극(122)은 보조 방전공간(S2) 또는 적어도 보조 방전공간(S2)과 인접한 위치에서 서로 교차하며, 이들 사이에 인가된 방전 전압은 주사전극(Y)을 덮는 유전체층(114)과 어드레스 전극(122) 상의 격벽(124)을 통하여 보조 방전공간(S2) 내에 집중되면서, 보조 방전공간(S2) 내에 방전 개시에 충분한 고 전계를 형성한다. 상기 보조 방전공간(S2)은 여타의 벽체구조에 의해 인위적으로 구획되지 않고, 주 방전공간(S1)으로부터 확장된 형태로 주 방전공간(S1)과 함께 하나의 공간을 형성하게 된다. 보조 방전공간(S2)에서 어드레스 방전의 효과로 형성된 프라이밍 입자들은 주 방전공간(S1)으로 자연스럽게 확산되어 표시방전에 참여하게 된다. 상기 보조 방전공간(S2)은 단차진 격벽(124)에 의해 한정되며 주 방전공간(S1)과 비교할 때 비교적 협소한 방전부피를 갖는다.

바람직하게, 상기 어드레스 전극(122)은 배면기판(120) 상에 형성되어 있는 유전체층(121)에 의해 덮여 매립되며, 유전체층(121)이 제공하는 평탄면 상에 격 벽(124)이 형성되어 있다. 상기 격벽(124)은 전면기판(110)과 배면기판(120) 사이에서 일정한 간격으로 배치되는 광폭의 격벽 기저부(124a)와, 상기 기저부(124a) 상의 편이된 위치로부터 전면기판(110) 측으로 돌출된 협폭의 돌출부(124b)를 구비하여, 전체적으로 단차진 형상을 갖는다. 기저부(124a)의 정상면에서 돌출부(124b)로 이어지는 격벽(124)의 단차 형상은 어드레스 방전이 일어나는 보조 방전공간(S2)을 한정한다. 어드레스 방전을 통하여 충분한 벽전하를 축적하기 위해서는 임계 체적 이상의 방전가스를 수용할 수 있는 보조 방전공간(S2)이 확보되어야 한다. 보조 방전공간(S2)의 부피는 격벽(124)을 구성하는 기저부(124a)와 돌출부(124b)의 형상수치에 따라 결정되는바, 예를 들어, 구조적인 안정을 위해 돌출부(124b)를 얇게 형성하는 것은 한계가 있으므로, 일정한 폭의 돌출부(124b)에 대하여 격벽 기저부(124a)의 폭(Wb)을 충분히 넓게 형성하는 것이 바람직하다. 대각 50 인치 Full-HD에 대해 통상적인 격벽의 폭이 30-40μm 라고 할 때, 격벽 기저부의 폭(Wb)은 통상 수치의 2배 수준인 60-80μm으로 설정될 수 있다. 이때, 규격화된 패널 사이즈에서 적정범위를 초과하여 격벽의 폭을 과도하게 증가시킬 경우, 주 방전공간의 방전 부피가 상대적으로 줄어들게 되어, 오히려 휘도 특성이 떨어지게 된다. 한편, 보조 방전공간(S2)의 부피와 직결되는 돌출부(124b)의 수직높이도 임계치 이상으로 확보되는 것이 바람직한데, 대략 30μm 이상으로 설계될 수 있다. 다만, 돌출부(124b)의 수직높이는 어드레스 방전의 방전패스에 대응되어 방전개시전압에 영향을 주게 되므로, 소비전력과 함께 허용된 회로 정격을 고려하여 적정 범위를 초과하지 않도록 설계되는 것이 바람직할 것이다.

한편, 보조 방전공간(S2) 내에서 어드레스 방전이 집중되도록 주사전극(Y)과 방전의 상대방인 어드레스 전극(122)은 보조 방전공간(S2)에서 교차되거나, 적어도 보조 방전공간(S2)과 인접한 위치에서 교차되도록 배치된다. 이때, 주사전극(Y)과 어드레스 전극(122) 사이에 인가된 방전전압은 대체로 주사전극(Y)의 전계가 미치는 유전체층(114, 또는 보호층(115))과 어드레스 전극(122)의 전계가 미치는 격벽 기저부(124a)를 서로 마주하는 대향 방전면으로 하고, 방전 갭(g)을 따라 어드레스 방전이 수행될 수 있다. 어드레스의 방전패스를 단축하기 위해, 주사전극(Y)과 격벽(124)은 서로에 대해 위치 정렬되는 것이 바람직한데, 구체적으로 적어도 그 일부에 걸쳐서 서로 중첩된 폭(WO)을 형성하도록 배치되는 것이 바람직할 것이다.

한편, 보조 방전공간(S2)에서 일어나는 어드레스 방전은 표시 방전을 점화시키기 위한 프라이밍 입자를 공급하는데 목적이 있으며, 그 자체로 표시발광을 제공하기 위한 것이 아니다. 어드레스 방전시 불가피하게 발생되는 방전 광이 표시발광과 함께 외부로 누출될 경우, 발광 화소 주위에 흐릿한 잡음 휘도를 형성하여 표시의 선명도를 떨어뜨리게 된다. 이에 보조 방전공간(S2)에서 생성되는 방전 광을 차단하기 위해 보조 방전공간(S2)의 상방에 블랙 스트라이프(미도시)를 형성하는 것을 고려할 수 있다. 다만, 일반적으로, 주사전극(Y)의 일부를 구성하는 버스전극(112Y)은 양호한 전도성을 갖는 금속 도전재로 이루어지는 관계로 그 자체로 광 차단이 가능하므로, 블랙 스트라이프의 형성이 필수적인 것은 아니다. 이와 관련하여, 본 발명에서는 표시 방전을 위한 주 방전공간(S1)과, 어드레스 방전을 위한 보조 방전공간(S2)을 서로 다른 위치로 공간적으로 분리시킴으로써, 방전 광을 차단 할 수 있는 기술적 수단이 용이하게 강구될 수 있으며, 선별적인 위치에 블랙 스트라이프를 적용하는 것이 그 중 한 예이다. 그러나, 종래기술에서는 표시 방전과 어드레스 방전이 동일한 위치에서 발생하기 때문에 방전 광의 차단은 사실상 불가능한 것이고, 표시 품질이 그만큼 떨어지는 것이 불가피하며, 특히 어드레스 방전에 의해 활성화된 형광체가 생성하는 가시광은 배경광(background light)을 형성하여 명암대비 특성을 떨어뜨리게 된다.

본 발명에서는 어드레스 방전이 집중되는 보조 방전공간(S2) 내로부터 형광체를 구조적으로 배제시킴으로써, 종래 어드레스 방전시 형광체의 발광으로 인한 배경광(background light)을 원천적으로 제거할 수 있고, 높은 명암대비를 갖는 고화질의 디스플레이를 구현할 수 있다.

한편, 상기 주 방전공간(S1)의 내벽에 걸쳐서는 형광체층(125)이 형성되어 있다. 예를 들어, 상기 형광체층(125)은 주 방전공간(S1)과 접하는 유전체층(121) 상으로부터 일 편으로는 돌출부(124b)의 제2 측면(124b2)까지에 걸쳐서, 그리고 다른 편으로는 격벽 기저부(124a)의 측면에 걸쳐서 형성될 수 있다. 상기 형광체층(125)은 표시방전의 결과로 생성된 자외선과 상호 작용하여 서로 다른 색상의 가시광을 생성한다. 예를 들어, 그 발현 색에 따라 서로 다른 R,G,B 형광체를 주 방전공간 내에 도포함으로써, 각 주 방전공간(S1, 또는 단위 셀(S))을 R,G,B 부화소로 구분 짓게 된다. 바람직하게, 보조 방전공간(S2)과 접하는 격벽 기저부(124a)의 상면과 돌출부(124b)의 제1 측면(124b1)에는 형광체가 형성되지 않는다. 서로 다른 물질을 포함하는 이종 간의 형광체는 방전환경에 민감하게 영향을 줄 수 있는 전기 적 특성이 서로 상이하다. 예를 들어, Zn2SiO4:Mn 등의 징크 실리케이트(zinc silicate) 계열의 G 형광체는 그 표면 전위가 (-)로 대전되는 경향을 갖는데 반하여, Y(V,P)O4:Eu 이나 BAM:Eu 등의 R,B 형광체는 (+) 대전 경향을 갖는다. 따라서, 형광체의 방전간섭을 배제하여 균일한 방전 환경을 형성하기 위해서는 어드레스 방전 경로로부터 형광체를 격리하는 것이 바람직하므로, 보조 방전공간(S2) 내에 형광체가 도포되지 않도록 하는 것이다. 종래 플라즈마 디스플레이 패널에서는 형광체가 직접 어드레스 방전환경으로 노출됨으로써, 동일한 어드레스 전압을 인가하더라도 실제 방전공간 내부에서 느끼는 전압은 형광체의 전기적인 특성에 따라 서로 상이하게 변화된다. 즉, (-) 대전 경향의 G 형광체는 어드레스 전압을 저하시키는 작용을 하게 되고, (+) 대전 경향의 R,B 형광체는 어드레스 전압을 상승시키는 작용을 하게 되므로, 공통의 인가 전압에 대해 실제 방전공간 내부에서 느끼는 전압은 서로 다르게 변화되며, 그 결과 어드레스 전압 마진이 감소하게 된다.

표시방전이 주로 수행되는 주 방전공간(S1)과 어드레스 방전이 주로 수행되는 보조 방전공간(S2)을 공간적으로 구분하고, 보조 방전공간(S2)에서 선택적으로 형광체를 배제하는 제안된 구조에 의하면, 외부에서 인가된 어드레스 전압이 형광체의 고유한 전기적인 특성에 따라 왜곡되지 않고, 모든 보조 방전공간(S2)들에 대해 동일하게 전달될 수 있기 때문에, 어드레스 전압 마진을 획기적으로 증가시킬 수 있으며, 종래기술과 대비할 때 낮은 어드레스 전압으로도 동일한 방전 효과를 거둘 수 있으며, 동일한 어드레스 전압을 적용하면, 보다 많은 프라이밍 입자를 축적시킬 수 있고 이어지는 표시방전에서 방전 강도를 높일 수 있다.

상기 주 방전공간(S1) 및 보조 방전공간(S2) 내부에는 자외선 발생원으로서의 방전가스가 주입된다. 상기 방전가스로는 방전 여기를 통하여 적정의 자외선을 방사할 수 있는 제논(Xe), 크립톤(Kr), 헬륨(He), 네온(Ne) 등이 정해진 체적비율로 포함된 다원계 가스가 사용될 수 있다. 한편, 종래로부터 제논(Xe)의 혼합비율을 높인 고 제논의 방전가스를 사용하는 것은 발광효율이 높은 장점이 알려져 있기는 하지만, 높은 방전개시전압이 요구됨에 따라 구동소비 전력의 증가, 정격 전력을 높이기 위한 회로의 재설계 등 제반 사정을 고려할 때, 현실적인 적용이나 확대 적용에 있어서 한계가 있었다. 그러나, 어드레스 전압 마진이 확대되는 본 발명의 원리에 따르면, 방전 점화를 위한 충분한 프라이밍 입자를 확보할 수 있으므로, 고 제논의 플라즈마 디스플레이를 구현하여 발광효율을 획기적으로 향상시킬 수 있게 된다.

(제2 실시 형태)

도 4에는 본 발명의 제2 실시 형태에 따른 플라즈마 디스플레이 패널의 수직 단면도가 도시되어 있다. 도면을 참조하면, 서로 마주하는 전면기판(110) 및 배면기판(120) 사이에 격벽(124)이 개재됨으로써 주 방전공간(S1)이 구획됨과 동시에, 상기 격벽(124)의 단차진 표면을 따라 보조 방전공간(S2)이 마련된다. 본 실시 형태에서는 보조 방전공간(S2)과 접하는 격벽 기저부(124a) 상에서 돌출부(124b)의 제1 측면(124b1)에 이르는 경계를 따라서는 전자방출 물질층(135)이 도포된다. 예를 들어, 상기 전자방출 물질층(135)은 MgO nano powder, Sr-CaO 박막, Carbon powder, Metal powder, MgO paste, ZnO, BN, MIS nano powder, OPS nano powder, ACE, CEL 등을 포함하여 이루어질 수 있다. 상기 전자방출 물질층(135)은 주로 어드레스 단계에서, 방전에 따른 이온화 과정을 통하여 생성되는 1차적인 여기종 이외에, 보조 방전공간(S2)에 집중된 고 전계에 반응하여 보조 방전공간(S2)으로 2차 전자들을 공급함으로써, 방전 점화를 촉진하고 방전을 더욱 활성화시키게 된다.

(제3 실시 형태)

도 5에는 본 발명의 제3 실시 형태에 따른 플라즈마 디스플레이 패널의 수직 단면도가 도시되어 있다. 도면을 참조하면, 서로 마주하는 전면기판(110)과 배면기판(120) 사이에는 격벽(124)이 개재되어 주 방전공간(S1)이 구획되는 동시에, 광폭의 격벽 기저부(124a)와 협폭의 돌출부(124b)를 구비하는 격벽(124)의 단차 형상을 따라 주 방전공간(S1)과 이웃하며 이와 연결되는 보조 방전공간(S2)이 마련된다. 바람직하게, 상기 보조 방전공간(S2)을 사이에 두고 주사전극(Y)과 격벽(124)이 서로 수직 정렬되어 있으며, 주사전극(Y)과 어드레스 전극(122) 사이에 인가된 방전전압은 대체로 주사전극(Y)을 덮는 유전체층(114, 또는 보호층(115))과 격벽(124) 상면을 대향 방전면으로 하여, 보조 방전공간(S2) 내에 집중적인 방전을 일으키게 된다.

한편, 보조 방전공간(S2)과 접하는 격벽(124)의 경계면, 즉, 기저부(124a) 상면과 이어지는 돌출부(124b)의 제1 측면(124b1)을 따라 전자방출 물질층(235)이 도포되어 있다. 본 실시 형태에서는 상기 전자방출 물질층(235)이 상기 보조 방전 공간(S2)에 국한되지 않고 주 방전공간(S1)으로도 연장 형성되어 있다. 예를 들어, 도 6에 도시된 바와 같이, 연속적인 도포 공정을 통하여, 보조 방전공간(S2)과 주 방전공간(S1)의 전자방출 물질층(235)을 연속으로 이어지도록 형성할 수 있다. 보다 구체적으로, 페이스트화된 전자방출 물질들을 분사하는 동시에, 분사노즐(N)을 패널 일단에서 타단으로 진행시킴으로써 일 방향으로 배치된 방전공간(S1,S2)들에서 연속된 형태의 전자방출 물질층(235)을 형성할 수 있을 것이다. 한편, 상기 주 방전공간(S1)에는 전자방출 물질층(235)과 더불어 형광체층(125)이 함께 형성될 수 있는데, 구체적인 도포 순서에 따라 전자방출 물질층(235)의 바탕 위에 형광체층(125)이 형성될 수 있다. 표시방전 단계에서, 상기 주 방전영역(S1)에 형성된 전자방출 물질층(235)은 형광체 입자들 사이의 공극을 통한 방전 전계에 반응하여 주 방전공간으로 2차 전자들을 방출함으로써 표시방전을 활성화시킬 수 있다.

(제4 실시 형태)

도 7에는 본 발명의 제4 실시 형태에 따른 플라즈마 디스플레이 패널의 분해 사시도가 도시되어 있고, 도 8에는 도 7의 VIII-VIII 선을 따라 취한 수직 단면도가 도시되어 있다. 도면들을 참조하면, 전면기판(210) 및 배면기판(220) 사이에는 격벽(224)이 개재되어 주 방전공간(S1)들을 구획하게 된다. 그리고, 전면기판(210)에는 상호 유지방전을 야기하는 유지전극(X)과 주사전극(Y)의 쌍이 배치되며, 배면기판(220)에는 상기 주사전극(Y)과 함께 어드레스 방전을 일으키는 어드레스 전극(222)이 배치되어 있다. 상기 유지전극(X) 및 주사전극(Y) 각각은 버스전 극(212X,212Y)과 투명전극(213X,213Y)의 조합으로 구성될 수 있으며, 유전체층(214)에 의해 덮여 매립되어 있다. 그리고, 상기 유전체층(214)에는 보호층(215)이 더 형성되는 것이 바람직하다. 한편, 상기 배면기판(220) 상에는 어드레스 전극(222)을 매립하는 유전체층(221)이 형성되어 있다.

바람직하게, 상기 주사전극(Y)과 격벽(224)은 적어도 일부 영역에 걸쳐서 서로 중첩되는 폭(WO)을 형성하도록 상호 위치정렬되어 있다. 특히, 버스전극(212Y)과 투명전극(213Y)의 조합으로 이루어지는 주사전극(Y)에 있어서는 방전전압이 상대적으로 집중되는 버스전극(212Y)에 대해 격벽(224)이 서로 중첩되는 폭을 형성하는 것이 바람직하다. 어드레스 단계에서, 주사전극(Y)을 덮는 유전체층(214, 또는 보호층(215))과 어드레스 전극(222) 상의 격벽(224)은 상호 마주하는 대향 방전면을 구성할 수 있으며, 주로 보조 방전공간(S2) 내에서 집중적인 방전이 일어나게 된다.

본 실시 형태에서는 평탄한 정상 면을 갖는 비단차 격벽(224)이 적용된다는 점에서 단차 격벽을 갖는 제1 실시 형태(도 1)와 차별된다. 즉, 보조 방전공간(S2)을 확보하기 위해 격벽(224) 일부에 단차 공간을 형성하는 제1 실시 형태와는 달리, 본 실시 형태에서는 유전체층(214) 일부에 그루브(r)를 형성하여 격벽(224)에 대해 상대적으로 인입된 보조 방전공간(S2)을 마련한다. 이때, 상기 그루브(r)는 유전체층(214)의 주사전극(Y)에 대응되는 위치에 형성되는 것이 바람직하며, 상기 그루브(r)의 주된 면과 격벽(124)의 상면은 보조 방전공간(S2)을 사이에 두고 서로 마주하게 배치되어 있으며, 주사전극(Y)과 어드레스 전극(222) 사이에 인가된 어드 레스 전압은 대체로 그루브(r)의 주된 면과 격벽(224)의 상면을 대향 방전면으로 하여, 보조 방전공간(S2) 내에서 방전을 일으키게 된다.

상기 보조 방전공간(S2)은 주사전극(Y)과 어드레스 전극(222) 사이에서 일어나는 어드레스 방전을 수용하고, 방전결과로 형성된 프라이밍 입자들을 이웃한 주 방전공간(S1)으로 공급하기 위해 주 방전공간(S1)과 연결되도록 마련된다. 상기 보조 방전공간(S2)은 어드레스 방전을 통하여 충분한 프라이밍 입자들을 공급할 수 있도록 적정한 양의 방전가스를 수용할 수 있는 부피를 확보할 필요가 있다. 외부에서 인가되는 방전개시전압에 대해 절연파괴되지 않고 충분한 내 전압 특성이 발휘되는 한도 내에서 그루브(r)의 깊이(d)와 폭에 대한 적정의 설계가 바람직할 것이다.

(제5 실시 형태)

도 9에는 본 발명의 제5 실시 형태에 따른 플라즈마 디스플레이 패널의 수직 단면도가 도시되어 있다. 도시된 구조에서도 전면기판(210)과 배면기판(220) 사이에 평탄한 정상 면을 갖는 비단차 형상의 격벽(224)이 개재되어 다수의 주 방전공간(S1)들을 구획하고, 전면기판(210) 측의 유전체층(214)에 형성된 그루브(r)를 통하여 보조 방전공간(S2)들이 마련된다. 그리고, 주사전극(Y)과 어드레스 전극(222) 사이에 인가된 방전 전압은 보조 방전공간(S2)을 개재하여 서로 마주하고 있는 그루브(r)의 주된 면과 격벽(224)의 상면을 대향 방전면으로 하여 보조 방전공간(S2) 내에서 집중적인 방전을 일으킬 수 있다.

한편, 보조 방전공간(S2)과 접하는 격벽(224)의 상면에는 전자방출 물질층(335)이 형성될 수 있으며, 이 전자방출 물질층(335)은 방전전압의 인가에 따른 고 전계에 반응하여 보조 방전공간(S2) 내부로 2차 전자들을 방출함으로써, 방전 개시를 촉진하며 더욱 활발한 방전현상을 유도한다. 상기 전자방출 물질층(335)은 MgO nano powder, Sr-CaO 박막, Carbon powder, Metal powder, MgO paste, ZnO, BN, MIS nano powder, OPS nano powder, ACE, CEL 등을 포함하여 이루어질 수 있다.

(제6 실시 형태)

도 10에는 본 발명의 제6 실시 형태에 따른 플라즈마 디스플레이 패널의 수직 단면도가 도시되어 있다. 본 실시 형태에서는 보조 방전공간(S2) 내에 형성되어 있는 전자방출 물질층(435)이 주 방전공간(S1) 영역으로도 확장되는 구조를 보여준다. 즉, 하나의 연속적인 도포공정을 통하여 보조 방전공간(S2)은 물론이고 주 방전공간(S1)으로도 전자방출 물질층(435)을 형성하는 것이며, 페이스트화된 전자방출 물질을 패널의 일단부에서 타단부로 진행시킴으로써 진행방향을 따라 전자방출 물질층(435)을 연속적으로 형성할 수 있다(도 6 참조). 그리고, 구체적인 구현 형태에 따라, 주 방전공간(S1)의 내벽에는 전자방출 물질층(435)과 형광체층(225)이 함께 형성될 수 있으며, 예를 들어, 전자방출 물질층(435)의 바탕 위에 형광체층(225)이 형성될 수 있다. 이때, 형광체층(225)에 의해 덮여 있는 전자방출 물질층(435)은 형광입자들 사이의 공극을 통하여 방전 전계에 반응하여 주 방전공간(S1)으로 2차 전자들을 공급함으로써 방전 개시를 용이하게 하고 표시 방전을 더 욱 활성화시킬 수 있다.

(격벽의 제조방법)

도 11a 내지 도 11f는 본 발명에 채용되는 단차진 격벽의 제조방법을 설명하기 위한 공정 단계별 수직 단면도들이다. 도 11a를 참조하면, 유리소재의 글래스 기판 또는 고분자 소재로 된 가요성의 플렉서블(flexible) 기판으로 제공되는 배면기판(320)을 준비하고, 배면기판(320) 상에 어드레스 전극(322)을 형성한다. 예를 들어, 상기 어드레스 전극(322)은 알루미늄, 구리, 은 등의 전극소재를 배면기판(320) 상에 전면 도포한 후, 포토 리소그래피(photo-lithography)와 같은 적정의 패터닝 기술을 적용하여 형성될 수 있다. 그리고, 상기 배면기판(320) 상에 유전체 물질을 전면 도포하여 어드레스 전극(322)들을 매립하는 유전체층(321)을 형성한다. 다음에, 도 11b에 도시된 바와 같이, 상기 유전체층(321) 위에 격벽의 원소재가 되는 제1 격벽 원소재층(324`)을 소정 두께(t1)로 형성한다. 예를 들어, 최종적으로 격벽을 구성할 글래스 프릿 파우더(glass frit powder) 등의 무기물 미립자와, 무기물 미립자들을 페이스트 상으로 만들기 위한 비이클, 미립자들 사이에 상호 점착성을 제공하는 점착성분 등 각종 기능성 유기소재를 포함하는 격벽 페이스트를 도포함으로써 격벽 원소재층(324`)을 형성할 수 있다. 다음에, 격벽 원소재층(324`) 상에 격벽의 제1 영역(W1)을 커버하는 제1 포토 리지스트 패턴(P1)을 형성한다. 이때, 격벽의 제1 영역(W1)은 목적하는 격벽의 단차 형상에서 외부로 노출된 기저부(324)의 폭에 해당된다. 다음에, 도 11c에 도시된 바와 같이, 상기 제1 포토 리지스트 패턴(P1) 상에 제2 격벽 원소재층(325`)을 형성한다. 이때, 제2 격 벽 원소재층(325`)의 두께(t2)는 최종적으로 완성될 격벽의 단차 형상을 통하여 제공되는 보조 방전공간의 높이와 직결되므로, 적정의 두께의 범위 내에서 형성되는 것이 바람직하다. 그리고, 상기 제2 격벽 원소재층(325`) 상에 격벽의 제2 영역(W2)을 커버하는 제2 포토 리지스트 패턴(P2)을 형성한다. 이때, 격벽의 제2 영역(W2)은 목적하는 격벽의 단차 형상에서 돌출부(325)의 폭에 해당된다. 다음에, 도 11d에 도시된 바와 같이, 특정 영역(W1,W2)을 커버하는 포토 리지스트 패턴(P1,P2)을 식각 방지막으로 하여 격벽 원소재층(324`,325`)에 대해 소정의 식각 공정을 진행한다. 예를 들어, 상기 식각 공정은 고압의 공기에 편승하여 분사된 미립자들의 마모작용을 활용하는 샌드 블라스팅 공법을 적용할 수 있다. 이렇게 소정의 식각 공정을 통하여, 도 11e에 도시된 바와 같이 기저부(324)와 돌출부(325)를 갖는 단차진 격벽 형상이 얻어진 다음, 도 11f에 도시된 바와 같이, 효용이 다한 포토 리지스트 패턴(P1,P2)을 박리 제거한다. 그런 후, 필요에 따라 고온의 소성 공정을 거치면, 경화된 형태의 격벽을 얻을 수 있다.

도 12a 내지 도 12e는 단차진 격벽 패턴의 또 다른 제조방법을 설명하기 위한 공정 단계별 수직 단면도들이다. 먼저, 도 12a에 도시된 바와 같이, 유리소재의 글래스 기판 또는 고분자 소재로 된 가요성의 플렉서블 기판으로 배면기판(420)을 준비하고, 상기 배면기판(420) 위에 어드레스 전극(422)을 형성한다. 다음에, 배면기판(420) 위에 유전체 물질을 전면 도포하여 어드레스 전극(422)들을 매립하는 유전체층(421)을 형성한다. 그리고, 도 12b에 도시된 바와 같이, 상기 유전체층(421) 위에 소정 두께(t3)로 격벽 페이스트를 도포한 후, 식각 공정을 적용하여 격벽의 제3 영역(W3)에 대응되는 격벽 패턴(424`)을 형성한다. 이때, 상기 격벽의 제3 영역(W3)은 목적하는 격벽 형상의 전체적인 폭에 해당된다. 다음에, 도 12c에 도시된 바와 같이, 포토 리지스트 박막(PR)을 전면 도포하고, 예를 들어, 포토 리소그래피(photo-lithography) 공정을 적용하여, 격벽의 제4 영역(W4)에 해당되는 부분을 선택적으로 제거한다. 이때, 격벽의 제4 영역(W4)은 완성된 격벽 형상에서 돌출부(425)의 폭에 해당된다. 다음에, 도 12d에 도시된 바와 같이, 포토 리지스트 박막(PR)의 바탕 위에 소정 높이(t4)로 격벽 페이스트(425`)를 전면 도포한다. 다음에, 포토 리지스트 박막(PR)을 박리 제거함으로써 그 위에 형성된 격벽 페이스트(425`)를 선택적으로 제거하는 이른바, 리프트 오프(lift-off) 공정을 진행한다. 이때, 격벽의 제4 영역(W4)을 제외한 나머지 부분의 격벽 페이스트(425`)가 모두 제거됨으로써, 도 12e에 도시된 바와 같은 돌출부(424)와 기저부(425)를 갖는 단차진 형상의 격벽을 완성하게 된다. 그런 후, 필요에 따라 고온 환경에서의 소정 경화 공정을 진행하게 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.

도 1은 본 발명의 제1 실시 형태에 따른 플라즈마 디스플레이 패널의 분해 사시도이다.

도 2는 도 1의 II-II 선을 따라 취한 수직 단면도이다.

도 3은 도 1에 도시된 일부 구성들 간의 배치관계를 보인 사시도이다.

도 4는 본 발명의 제2 실시 형태에 따른 플라즈마 디스플레이 패널의 수직 단면도이다.

도 5는 본 발명의 제3 실시 형태에 따른 플라즈마 디스플레이 패널의 수직 단도이다.

도 6은 도 5에 도시된 전자방출 물질층을 형성하는 연속 도포 공정을 개략적으로 보여주는 사시도이다.

도 7은 본 발명의 제4 실시 형태에 따른 플라즈마 디스플레이 패널의 분해 사시도이다.

도 8은 도 7의 VIII-VIII 선을 따라 취한 수직 단면도이다.

도 9는 본 발명의 제5 실시 형태에 따른 플라즈마 디스플레이 패널의 분해 사시도이다.

도 10은 본 발명의 제6 실시 형태에 따른 플라즈마 디스플레이 패널의 분해 사시도이다.

도 11a 내지 도 11f는 본 발명의 격벽 형성 과정을 공정 단계별로 도시한 수직 단면도들이다.

도 12a 내지 도 12e는 본 발명의 격벽 형성 과정을 공정 단계별로 도시한 수직 단면도들이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

X : 유지전극 Y : 주사전극

110,210 : 전면기판 112X,212X : 유지전극의 버스전극

112Y,212Y : 주사전극의 버스전극 113X,213X :유지전극의 투명전극

113Y,213Y : 유지전극의 투명전극 114,214 : 유전체층

115,215 : 보호층 120,220 : 배면기판

121,221 : 유전체층 122,222 : 어드레스 전극

124,224 : 격벽 124a,224a : 격벽 기저부

124b,224b : 격벽 돌출부 125,225 : 형광체층

135,235,335,435 : 전자방출 물질층

S : 단위 셀 S1 : 주 방전공간

S2 : 보조 방전공간 r : 그루브

Claims (18)

1. 서로 쌍을 이루어 마주보도록 배치되는 전면기판 및 배면기판;

   상기 전면기판 및 배면기판 사이에서, 서로 교차하는 방향으로 연장되어 다수의 주 방전공간들을 구획하는 가로격벽 및 세로격벽을 포함하고, 상기 가로격벽은 상대적으로 광폭으로 형성된 기저부와, 상기 기저부 상에서 협폭으로 돌출된 돌출부를 포함하되, 상기 돌출부는 상기 주 방전공간의 중심으로부터 멀리 위치한 기저부의 단부 상에서 돌출되고, 상기 기저부와 돌출부의 단차진 표면을 따라 보조 방전공간을 형성하는 격벽;

   상기 주 방전공간에서 상호 표시방전을 야기하는 것으로, 상기 가로격벽과 평행하게 연장되는 주사전극 및 유지전극의 쌍들;

   상기 주사전극과 함께 어드레스 방전을 일으키는 것으로, 상기 주사전극과 교차하는 어드레스 전극들;

   상기 주 방전공간 내에 형성된 형광체층; 및

   상기 주 방전공간 및 보조 방전공간의 내부에 채워진 방전가스;를 포함하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널.
2. 삭제
3. 삭제
4. 제1항에 있어서,

   상기 기저부는 상기 보조 방전공간을 사이에 두고 상기 주사전극과 마주보도록 배치되는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널.
5. 제1항에 있어서,

   상기 보조 방전공간과 접하는 격벽의 단차진 표면에는 전자방출 물질층이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널.
6. 제5항에 있어서,

   상기 전자방출 물질층은 주 방전공간 내에도 확장 형성되고, 상기 형광체층은 상기 주 방전공간 내에 형성된 전자방출 물질층의 바탕 위에 형성되는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널.
7. 제6항에 있어서,

   상기 전자방출 물질층은 주 방전공간과 보조 방전공간을 통하여 서로 이어지도록 연속적으로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널.
8. 삭제
9. 서로 쌍을 이루어 마주보도록 배치되는 전면기판 및 배면기판;

   상기 전면기판 및 배면기판 사이에서 서로 교차하는 방향으로 연장되어 다수의 주 방전공간들을 구획하는 가로격벽 및 세로격벽을 포함하는 격벽;

   상기 주 방전공간에서 상호 방전을 야기하는 것으로, 상기 가로격벽과 평행하게 연장되는 주사전극 및 유지전극의 쌍들;

   상기 주사전극 및 유지전극의 쌍들을 매립하며, 상기 주사전극 및 가로격벽 사이에 보조 방전공간을 형성하도록 그루브가 마련된 유전체층;

   상기 주사전극과 함께 어드레스 방전을 일으키는 것으로, 상기 주사전극과 교차하는 어드레스 전극들;

   상기 주 방전공간 내에 형성된 형광체층; 및

   상기 주 방전공간 및 보조 방전공간의 내부에 채워진 방전가스;를 포함하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널.
10. 삭제
11. 삭제
12. 제9항에 있어서,

    상기 보조 방전공간과 접하는 격벽의 상면에는 전자방출 물질층이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널.
13. 제12항에 있어서,

    상기 전자방출 물질층은 주 방전공간 내에도 확장 형성되고, 상기 형광체층은 상기 주 방전공간 내에 형성된 전자방출 물질층의 바탕 위에 형성되는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널.
14. 제13항에 있어서,

    상기 전자방출 물질층은 주 방전공간과 보조 방전공간을 통하여 서로 이어지도록 연속적으로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널.
15. 삭제
16. 삭제
17. 삭제
18. 삭제

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