KR20040071223A - 칼라 섬유 기반 플라즈마 디스플레이 - Google Patents

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KR20040071223A
KR20040071223A KR10-2004-7009547A KR20047009547A KR20040071223A KR 20040071223 A KR20040071223 A KR 20040071223A KR 20047009547 A KR20047009547 A KR 20047009547A KR 20040071223 A KR20040071223 A KR 20040071223A
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Abstract

어드레스 전극(41), 플라즈마 채널을 형성하는 배리어 립들(42) 및 플라즈마 디스플레이 채널에 구조를 형성하는 플라즈마 채널 상의 형광체 코팅을 각각 포함하는 복잡한 형태의 상부 섬유 어레이(47)가 개시된다. 상기 상부 섬유 어레이(47)는 뷰어를 향하는 플레이트 상에 배치되고 형광체에 의해 발생된 광은 뷰어를 향해 상부 섬유를 통과해야 한다. 상부 섬유는 플라즈마 패널에 칼라 순도와 대비를 추가하도록 칼라 형광체층과 관련된 착색 재료로 구성될 수 있다. 유지 전극(33a, 33b)들은 뷰어로부터 멀리 향하는 플레이트 상에 배치되고 와이어 유지 전극들을 수용하는 섬유들의 어레이에 포함될 수 있다. 발생된 광은 상부 섬유 어레이(47)를 통해 전달되므로 유지 전극 표면은 투과성일 필요가 없다. 따라서, 유지 전극들(33a, 33b)은 반사성 금속으로 구성되어 하부 플레이트의 표면 대부분을 덮을 수 있다. 유지 전극 하부 플레이트 또는 어레이는 또한 플라즈마에 의해 발생되어 다시 형광체층을 향하는 UV광과 형광체층에 의해 발생되어 다시 뷰어를 향하는 가시광을 모두 반사하도록 반사성일 수 있다.

Description

칼라 섬유 기반 플라즈마 디스플레이{Color fiber-based plasma display}
플라즈마 디스플레이 패널(PDP)은 약 30년 동안 여러 가지 경험이 많았지만, 광범위한 상업상 용도를 보이지 못하고 있다. 그 주된 이유로는 짧은 수명, 낮은 효율 및 칼라 플라즈마 디스플레이의 비용이 있다. 대부분의 성능 논쟁은 3개의 전극 표면 방출 AC 플라즈마 디스플레이 발명에 의해 해결되었다(G.W.Dick, "Three-Electrode per PEL AC Plasma Display Panel", 1985 International Display Research Conf.,45-50쪽; 미국 특허 제4,554,537호, 제4,728,864호, 제4,833,463호, 제5,086,297호, 제5,661,500호 및 제5,674,553호). 도 1에 도시된 신규한 3개의 전극 표면 방출 구조는 디스플레이의 많은 기술적 속성을 진보시켰지만, 그 복잡한 제조 프로세스와 상세한 구조는 제조를 복잡하고 고가로 만든다.
현재, 플라즈마 디스플레이 구조는 많은 복잡한 처리 단계를 이용하여 전문유리 기판 상에 층상 형태로 조립된다. 도 1은 표준 기술을 이용하여 제조된 표면 방출 AC 플라즈마 디스플레이의 기본 구조를 예시하고 있다. PDP는 2개 부품, 즉 상부 플레이트(10)와 하부 플레이트(20)로 나누어질 수 있다. 상부 플레이트(10)는 유지 전극이라 칭하는 한 쌍의 전극들(11a, 11b)의 열을 갖는다. 유지 전극들은 폭이 넓고 투명한 인듐 주석 산화물(ITO) 전극들(12)과 폭이 좁은 Cr/Cu/Cr 버스 전극(13)으로 구성된다. 이들 전극은 스퍼터링 및 다층 포토리소그래피를 이용하여 형성된다. 유지 전극들(11)은 두꺼운(25 ㎛) 유전체층(14)에 의해 피복되어 플라즈마에 노출되지 않는다. 상부 플레이트의 표면에 걸쳐 고유전체 페이스트를 실크 스크린하고 그것을 고온 프로세스 단계에서 고형화하여 이 유전체층(14)을 형성한다. 전자들의 이차 방출을 향상시키고 디스플레이 효율을 개선시키기 위해 산화마그네슘층(MgO; 15)이 유전체층에 걸쳐 전자빔 증발 또는 스퍼터링에 의해 증착된다. 하부 플레이트(20)는 은 페이스트를 실크 스크린하고 상기 페이스트를 고온 프로세스 단계에서 소성함으로써 형성된 어드레스 전극들(21)의 행을 갖는다. 이어서, 배리어 립(22)이 어드레스 전극들(21) 사이에 형성된다. 통상 폭이 50 ㎛이고 높이가 120 ㎛인 이들 립(22)은 10층 이상의 다중 실크 스크린 프로세스, 프리트(frit) 페이스트의 엠보싱 또는 샌드블라스팅 프로세스를 이용하여 형성된다. 샌드블라스팅 방법에 있어서, 배리어 립 페이스트는 유리 기판 상에 블레이드 코팅된다. 페이스트 위에 적층된 포토레지스트막이 포토리소그래피에 의해 패터닝된다. 립 구조는 노출된 패턴 사이의 립 페이스트를 샌드블라스팅함으로써 형성되고, 이어서 포토레지스트층을 제거하고 배리어 립(22)을 고온에서 고형화한다. 교호적인 적색(23R), 녹색(23G) 및 청색(23B) 형광체가 배리어 립 사이의 채널로 실크 스크린되어 디스플레이에 칼라를 제공한다. 형광체(23)를 실크 스크린한 후에, 하부 플레이트는 채널의 과도한 형광체를 제거하도록 샌드블라스팅된다. 상부 플레이트와 하부 플레이트는 함께 프리트 밀봉되고 패널은 비워진 후에 크세논을 포함한 가스 혼합물에 의해 다시 채워진다.
디스플레이의 기본 동작은 이온화된 크세논이 자외선(UV) 복사를 발생시키는 플라즈마 방출을 필요로 한다. 이 UV광은 형광체에 의해 흡수되어 가시광으로서 방출된다. 디스플레이의 픽셀을 어드레스하기 위해, AC 전압이 유지 전극들(11)을 가로질러 인가되는데, 플라즈마를 견디기에는 충분히 크고 연소시키기에는 불충분하다. 플라즈마는 트랜지스터와 같이 많으며, 전압이 증가됨에 따라 턴온된 비전압이 도달될 때까지 아무 일도 일어나지 않는다. 이어서, 추가적인 짧은 전압 펄스가 어드레스 전극(21)에 인가되는데, 전체 국소 전기장에 추가하여 가스를 플라즈마로 분류함으로써 유지 전압에 추가되어 플라즈마를 연소시킨다. 플라즈마가 일단 형성되면, 전자가 플라즈마를 떠나 MgO층(15) 상에 증착된다. 이들 전자는 AC 유지 전극의 다음 위상에서 플라즈마를 연소시키는 데 사용된다. 픽섹을 턴오프하기 위해서는, 전자를 MgO층(15)으로부터 유출시킴으로써 유지 전극 상에 다음 전압 사이클에서 플라즈마를 연소시키도록 점화 전하가 떠나지 않도록 반대 전압이 어드레스 전극(21)에 인가되어야 한다. 이들 점화 전극을 이용하면, 각 픽셀이 계획적으로 턴온 또는 턴오프될 수 있다. 플라즈마 디스플레이에서 회색 레벨을 달성하기 위해서는, 각 비디오 프레임이 특정한 회색 레벨에 따라 8 비트(256 레벨)로 분할되고, 픽셀이 이들 시간 동안 턴온된다.
플라즈마 디스플레이의 구조를 형성하기 위해 수많은 방법들, 예컨대 박막과 후막 처리, 포토리소그래피, 실크 스크린, 샌드블라스팅 및 엠보싱이 제안되었다. 그러나, 어떠한 구조 성형 기술도 섬유를 사용하는 만큼 많은 이점을 제공하지 못하였다. W.Mayer, "Tubular AC Plasma Panels", 1972 IEEE Conf. 디스플레이 장치, Conf.Rec., New York, 15-18쪽, 및 R.Storm, "32-Inch Graphic Plasma Display Module", 1974 SID Int. Symposium, San Diego, 122-123쪽에 의해 작은 중공관을 먼저 패널의 구조를 형성하는 데 사용하였으며, 미국 특허 제3,964,050호와 제4,027,188호에 포함된다. 이들 초기 출원들에서는 플라즈마 디스플레이 패널에 립 구조를 만들기 위해 가스 충전된 중공관의 어레이를 사용하는 데 중점을 두었다. 또한, 이 출원은 가스 충전된 중공관을 샌드위치시킨 유리 플레이트에 전극 구조를 추가하는 데 중점을 두었다.
이 초기 연구 이래로 C.Moore와 R.Schaeffler, "Fiber Plasma Display", SID '97 Digest, 1055-1058쪽까지 섬유 또는 관 기술을 더욱 발전시키는 추가적인 연구가 발표되지 않았다. 이 연구는 도 2에 도시된 바와 같이, 와이어 전극(들)을 유리 섬유에 통합하여 디스플레이에 구조를 형성하였다. 1999년 11월 16일자로 공고되었으며, 발명의 명칭이 "Glass Structures For Information Displays"인 미국 특허 제5,984,747호는 이 기술을 포함하여 허여되었다. 1999년 4월 26일자로 출원되고 발명의 명칭이 "Fiber-based Plasma Displays"인 다른 섬유 기반 플라즈마 디스플레이의 특허 출원 제09/299,370호는 섬유 기반 플라즈마 디스플레이의 구조에 많은 상이한 추가를 포함하며 본 명세서에 참고로 통합된다. 2001년 6월 19일자로 공고되고 발명의 명칭이 "Process For Making Array Of Fibers Used In Fiber-Based Displays"인 미국 특허 제6,247,987호와, 1999년 4월 26일자로 출원되고 발명의 명칭이 "Frit-Sealing Process Used In Making Displays"인 특허 출원 제09/299,371호 하에 포함된 플라즈마 디스플레이의 제조는 임의의 다중 표준 배열된 플라즈마 디스플레이의 제조를 허용하고 본 명세서에 참고로 통합된다.
섬유 어레이를 사용하여 플라즈마 디스플레이를 형성하면 여러 가지 이점이 있다. 가장 큰 이점은 자본 비용 요건이 5배 적은 2개의 인자에 걸쳐 패널의 제조 비용이 감소된다는 것이다. 이들 경제적인 이점들은 다중 레벨의 정렬 프로세스 단계가 없고, 큰 면적의 진공 증착 장비가 필요없으며, (잠재적으로 더 수율이 높게 되는)약 1/2의 프로세스 단계들, 더 간단한 프로세스 단계들(고온 유리 압출, 섬유 인발, 및 포토리소그래피에 비한 형광체 분무, 정확한 실크 스크린, 및 진공 증착 프로세스들) 및 동일한 제조 장비를 이용하여 많은 상이한 크기의 디스플레이들을 형성하는 능력을 갖는 제조 프로세스로부터 초래된다. 섬유를 이용하여 디스플레이에 구조를 형성하는 것은 제조 비용이 대폭 감소되는 과감하게 간소화된 패널의 제조법을 갖게 되지만, 디스플레이의 성능에 대한 진보는 없었다. 플라즈마 디스플레이들은 주로 청색 형광체의 부족으로 인해 여전히 발광 효율이 낮으며 칼라 순도가 떨어진다. NEC Corporation사는 2000년 6월 6일자로 공고되고 발명의 명칭이 "Color Plasma Display Panel And Method Of Manufacturing The Same"인 미국 특허 제6,072,276호에 개시된 바와 같이, 상부 플레이트 내에 수용된 칼라 필터를 이용하고 이 칼라 필터를 하부 플레이트의 대응하는 형광체 칼라와 정렬시켜 플라즈마 디스플레이들을 제조하였다. 칼라 필터의 추가는 칼라 순도가 훨씬 높고 실내 대비가 훨씬 더 밝은 디스플레이를 형성하였다. 플라즈마 디스플레이들에 칼라 필터를 추가하는 것은 1998년 11월 17일자로 공고되었으며 발명의 명칭이 "Plasma Display Panel Including Color Filters"인 미국 특허 제5,838,105호에서 Pioneer Electronic Corporation사에 의해 먼저 특허되었다.
이 특허는 칼라 필터를 경제적으로 통합하는 신규한 섬유 기반 플라즈마 디스플레이를 개시하고 있으며, 칼라 필터의 구조는 최대 발광 효율을 야기하도록 설계된다.
본 발명은 플라즈마 디스플레이 패널 분야에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 본 발명은 칼라 플라즈마 디스플레이를 구성하기 위해 유리 구조, 예컨대 섬유를 사용하는 것에 관한 것이다.
도 1은 종래 기술에 따른 표준 플라즈마 디스플레이를 도시하는 도면.
도 2는 종래 기술에 따라 디스플레이의 모든 기능들이 와이어 전극이 매립된 섬유에 통합된 섬유 기반 플라즈마 디스플레이를 도시하는 도면.
도 3은 뷰어를 향하는 측면 상에 형광체 코팅을 포함하는 섬유 어레이로 구성된 섬유 기반 플라즈마 디스플레이를 도시하는 도면.
도 4는 뷰어를 향하는 측면 상에 형광체 코팅을 포함하는 섬유 어레이와 유지 전극들을 포함하는 섬유 어레이로 구성되는 섬유 기반 플라즈마 디스플레이를 도시하는 도면.
도 5는 소거 어드레스 모드의 동작을 위한 전압 파형을 도시하는 도면.
도 6은 기록 어드레스 모드의 동작을 위한 전압 파형을 도시하는 도면.
도 7은 램프 전압 어드레스 모드의 동작을 위한 전압 파형을 도시하는 도면.
도 8은 모두 3개의 칼라 형광체층과 내장형 플라즈마 어드레싱 전극이 있는 상부 섬유 어레이의 횡단면을 개략적으로 도시하는 도면.
도 9는 플라즈마 채널의 전체 표면을 가로지르는 형광체 코팅의 균일성을 보여주는 상부 섬유의 횡단면 SEM.
도 10은 형광관의 퍼센트 루멘 대 형광체 두께의 그래프.
도 11은 연속해서 착색된 상부 섬유로 구성되는 상부 섬유 어레이의 횡단면을 개략적으로 도시하는 도면.
도 12는 섬유의 표면 상에 연속적인 적색, 녹색 및 청색 칼라 필터 코팅을 갖는 상부 섬유 어레이의 횡단면을 개략적으로 도시하는 도면.
도 13은 섬유 내에 특정한 칼라 광을 포함하도록 섬유의 측면 상에 반사성 코팅을 갖는 상부 섬유 어레이의 횡단면을 개략적으로 도시하는 도면.
도 14는 섬유의 측면에 흑색 매트릭스가 조립된 상부 섬유 어레이의 횡단면을 개략적으로 도시하는 도면.
도 15는 섬유의 표면 상에 중성 밀도 필터 코팅을 갖는 상부 섬유 어레이의 횡단면을 개략적으로 도시하는 도면.
도 16은 중성 밀도 섬유로서 작용하는 낮은 광투과성의 상부 플레이트와 접촉하는 상부 섬유 어레이의 횡단면을 개략적으로 도시하는 도면.
도 17은 상부 플레이트와 접촉하는 상부 섬유 어레이의 횡단면을 개략적으로 도시하는 도면으로서, 그의 상부 플레이트는 플라즈마 채널까지 전기장의 확산을 포함하도록 투명한 도전성 코팅으로 피복되어 있는 것을 도시하는 도면.
도 18a는 배리어 벽을 형성하는 섬유의 측면에 플라즈마 전극이 배치된 상부 섬유의 횡단면을 개략적으로 도시하는 도면.
도 18b는 배리어 벽을 형성하는 섬유의 측면에 한 쌍의 플라즈마 전극이 배치된 상부 섬유의 횡단면을 개략적으로 도시하는 도면.
도 18c는 배리어 벽을 형성하는 섬유의 측면에 배치된 플라즈마 전극과, 전기장의 확산을 포함하는 섬유의 상부의 제3 전극을 갖는 상부 섬유의 횡단면을 개략적으로 도시하는 도면.
도 19a는 섬유의 표면에 조립된 오목 렌즈가 있는 상부 섬유의 횡단면을 개략적으로 도시하는 도면.
도 19b는 섬유의 표면에 조립된 볼고 렌즈가 있는 상부 섬유의 횡단면을 개략적으로 도시하는 도면.
도 20은 3차원 디스플레이를 형성하도록 상이한 형태의 표면을 갖는 상부 섬유 어레이의 횡단면을 개략적으로 도시하는 도면.
도 21은 플레이트의 대부분을 덮는 유지 전극을 갖는 하부 플레이트의 횡단면을 개략적으로 도시하는 도면.
도 22는 유지 전극과 반사성 유전체층을 갖는 하부 플레이트의 횡단면을 개략적으로 도시하는 도면.
도 23은 유지 전극과 내장형 블랙 매트릭스를 갖는 하부 플레이트의 횡단면을 개략적으로 도시하는 도면.
도 24는 섬유 당 한 쌍의 유지 전극을 갖는 하부 섬유 어레이의 횡단면을 개략적으로 도시하는 도면.
도 25는 섬유의 표면 상에 피복된 유지 전극을 갖는 하부 섬유 어레이의 횡단면을 개략적으로 도시하는 도면.
도 26은 섬유 당 4개의 와이어 유지 전극의 2세트를 갖는 하부 섬유 어레이의 횡단면을 개략적으로 도시하는 도면.
도 27은 섬유 당 한 쌍의 장방형 와이어 유지 전극을 갖는 하부 섬유 어레이의 횡단면을 개략적으로 도시하는 도면.
도 28은 섬유 당 장방형 와이어 유지 전극을 갖는 하부 섬유 어레이의 횡단면을 개략적으로 도시하는 도면.
도 29는 와이어 전극의 하부 어레이의 횡단면을 개략적으로 도시하는 도면.
도 30은 섬유의 하부면 상에 반사성 코팅을 갖는 하부 섬유 어레이의 횡단면을 개략적으로 도시하는 도면.
도 31은 반사막이 피복된 기판 상의 하부 섬유 어레이의 횡단면을 개략적으로 도시하는 도면.
도 32는 플라즈마의 유지 전압을 감소시키도록 섬유 표면 상에 오목형 구조를 갖는 하부 섬유 어레이의 횡단면을 개략적으로 도시하는 도면.
도 33은 국소 전기장의 세기를 증가시키도록 표면 구조가 섬유에 설계된 하부 섬유 어레이의 횡단면을 개략적으로 도시하는 도면.
도 34는 섬유의 측면에 조립된 흑색 매트릭스를 갖는 하부 섬유 어레이의 횡단면을 개략적으로 도시하는 도면.
도 35는 플라즈마 패널로부터 와이어 전극의 직접 접속을 위한 슬롯을 갖는 회로 기판의 에지를 개략적으로 도시하는 도면.
도 36은 플라즈마 패널로부터 와이어 전극의 직접 접속을 위한 v형 슬롯을 갖는 회로 기판의 에지를 개략적으로 도시하는 도면.
도 37은 프릿 밀봉 구역을 통과하고 구동 제어 시스템에 직접 접속된 와이어 전극을 갖는 디스플레이의 횡단면을 개략적으로 도시하는 도면.
본 발명은 어드레스 전극을 각각 포함하는 복잡한 형태의 상부 섬유 어레이와, 플라즈마 채널을 형성하는 배리어 립들과, 플라즈마 디스플레이 패널에 구조를 형성하는 플라즈마 채널 상의 형광체 코팅을 포함한다. 상부 섬유 어레이는 뷰어(viewer)를 향하는 플레이트에 증착되고 형광체에 의해 발생된 광은 상부 섬유를 통과하여 뷰어를 향해야 한다. 상부 섬유는 플라즈마 패널에 칼라 순도와 대비를 추가하도록 칼라 형광체층과 관련된 착색 물질로 구성될 수 있다. 유지 전극은 뷰어로부터 멀리 향하는 플레이트 상에 배치되고 와이어 유지 전극을 포함하는 섬유 어레이에 포함될 수 있다. 광은 상부 섬유 어레이를 통해 전달되므로, 유지 전극 표면은 투과형일 필요는 없다. 따라서, 유지 전극은 반사 금속으로 구성되어하부 플레이트의 표면 대부분을 덮을 수 있다. 하부 플레이트의 대부분을 유지 전극으로 덮으면 전기장이 최대로 확산되고 가장 높은 플라즈마 효율을 발생시킨다. 유지 전극 하부 플레이트 또는 어레이는 또한 플라즈마에 의해 발생되어 다시 형광체층을 향하는 UV광과, 형광체층에 의해 발생되어 다시 뷰어를 향하는 가시광을 모두 반사시키도록 반사성일 수 있다.
아래의 설명에서, "상부"라는 용어는 뷰어에 대해 가장 가까운 디스플레이의 패널의 섹션 또는 섹션들을 가리키는 반면에, "하부"라는 용어는 뷰어로부터 멀리 있는 디스플레이의 측면의 패널의 섹션 또는 섹션들을 가리킨다.
이제, 도 3과 4를 참조하면, 본 발명의 칼라 섬유 기반 플라즈마 디스플레이는 각 섬유가 어드레스 전극(41), 배리어 립(42), 플라즈마 채널(45) 및 형광체층(23)을 포함하는 섬유 어레이(47)를 갖는다. 섬유 어레이(47)는 뷰어를 향하는 측면 상에 배치된다. 이 섬유 어레이(47)를 뷰어를 향하는 측면 상에 배치하는 것은 섬유(47)를 통과하는 높은 투과성이 있고, 형광체층(23)이 소정 두께이고 플라즈마 채널(25)에 매우 균일하게 증착되는 것을 요한다. 도 3은 상부 섬유 어레이(47)가 상부 유리 플레이트(16)와 유지 전극(33a, 33b)을 포함하는 하부 플레이트(24) 사이에 샌드위치될 수 있다는 것을 도시하고 있다. 도 4는 하부 플레이트(24) 상의 구조가 전체 섬유 플라즈마 디스플레이를 형성하도록 하부 섬유 어레이(37)에 포함될 수 있다는 것을 도시하고 있다. 광은 디스플레이의 상부를 통과하여 전달되므로, 하부 플레이트는 투과성일 필요가 없고, 이에 따라 금속, 유리, 세라믹, 유리-세라믹 또는 심지어 플라스틱으로 구성될 수 있다.
뷰어를 향하는 형광체(23)를 포함하는 섬유 어레이(47)로 칼라 섬유 기반 플라즈마 디스플레이를 제조하는 것을 여러 가지 이점이 있다. 형광체(23)로부터 방출된 칼라는 광의 일부가 차단 및 흡수되는 유지 전극을 통해 전달되는 일 없이 뷰어가 직접 볼 수 있다. 도 11 및 12에서 후술되는 바와 같이, 형광체 칼라(23R, 23G 또는 23B)에 대응하는 칼라 필터는 디스플레이의 칼라 순도와 칼라 대비를 향상시키도록 상부 섬유(47)에 추가될 수 있다. 플라즈마 소성을 확산시키도록, 다시 플라즈마의 효율을 증가시키도록 폭이 넓은 유지 전극(33)이 사용될 수 있다. 유지 전극(33) 또는 하부 섬유(37)는 다시 뷰어를 향해 형광체에 의해 발생된 광을 반사시키도록 반사성일 수 있다. 코팅은 또한 형광체(23)를 향해 플라즈마에 의해 발생된 자외선을 반사시키도록 유지 전극에 걸쳐서 피복될 수 있다. 마지막으로, 전체 기능성은 각 섬유 내에 포함되므로, 상부 섬유(47) 사이의 정렬은 필요하지 않다.
전통적인 AC 플라즈마 디스플레이에는 현재 3개의 어드레스, 즉 (1)소거 어드레스(미국 특허 제5,446,344호), (2)기록 어드레스(미국 특허 제5,661,500호) 및 (3)램프 전압 어드레스(미국 특허 제5,745,086호) 모드들의 동작이 있다. 이들 어드레싱 모드들의 동작은 전압 파형이 상이한 플레이트들에 인가된다(즉, 유지 전압은 하부 플레이트에 인가되고 어드레스 전압은 상부 플레이트에 인가된다)는 점에서 도 3과 4에 도시된 칼라 섬유 기반 플라즈마 디스플레이와 상이하다. 매트릭스 소거 어드레스 파형용 전압 파형들은 도 5에 도시되어 있다. 라인 디스플레이 주기(T)에서 초기 어드레스 사이클(CA)에 있어서, 방출 유지 펄스(PS)가 유지 전극(33a)에 인가되는 동시에 기록 펄스가 디스플레이 유지 전극(33b)에 인가된다. 도 5에 있어서, 방출 유지 펄스(PS)의 경사선은 라인들에 선택적으로 인가된다는 것을 지시한다. 이 동작에 의해, 모든 표면 방출 셀이 기록 상태에 위치된다.
방출 유지 펄스(PS)는 기록 상태들을 안정화시키도록 디스플레이 전극(33a, 33b)에 교호적으로 인가된 후에, 어드레스 사이클(CA)의 종료 스테이지에서 소거 펄스(PD)가 디스플레이 전극(33b)에 인가되어 표면 방출이 발생한다.
소거 펄스(PD)는 펄스 폭이 짧다(1 ㎲ 내지 2㎲). 그 결과, 유닛으로서 라인 상의 벽 전하는 소거 펄스(PD)에 의해 야기된 방출에 의해 손실된다. 그러나, 어드레스 전극(41)에 인가된 파고(Va)를 갖는 양의 전기장 제어 펄스(PA)로 소거 펄스(PD)를 시간 조절함으로써, 대응하는 단위 발광 픽셀 요소가 하전된 상태로 유지된다.
전기장 제어 펄스(PA)가 인가되는 단위 발광 픽셀 요소에 있어서, 소거 펄스(PD)로 인한 전기장은 소거용 표면 방출이 방지되고 디스플레이에 필요한 벽 전하가 잔류하도록 중성화된다. 보다 구체적으로, 어드레싱은 조명될 표면 방출의 기록 상태가 유지되는 선택적인 소거에 의해 수행된다.
어드레스 사이클(CA) 다음의 디스플레이 주기(CH)에 있어서, 방출 유지 펄스(PS)는 형광체층(23)을 조명하도록 디스플레이 전극(33a, 33b)에 교호적으로 인가된다. 이미지의 디스플레이는 모든 라인 디스플레이 주기 동안 상기 동작을 반복함으로써 달성된다.
매트릭스 기록 어드레스 파형용 전압 파형들이 도 6에 도시되어 있다. 어드레스 사이클(CA)의 초기 스테이지에서, 기록 펄스(PS)가 디스플레이 전극(33a)에 인가되는 동시에 유지 펄스가 디스플레이 전극(33b)에 인가됨으로써, 그 전위가 기록 상태의 라인에 각 픽셀 요소를 위치시킬 정도로 충분히 크게 된다. 플라즈마 셀을 조절하도록 기록 펄스(PW) 뒤에 2개의 유지 펄스(PS)가 뒤따른다. 이어서, 벽 전하를 소거하도록 라인의 각 픽셀에 폭(t1)의 좁은 상태 펄스가 인가된다. 전압(Vs)이 유지 전극(33b)에 인가되기 시간(t1) 전에 전압(Vs)을 유지 전극(33a)에 인가함으로써 좁은 펄스가 얻어진다. 디스플레이 라인에서, 방전 유지 펄스(PS)는 디스플레이 전극(33b)에 선택적으로 인가되고 이미지에 종속하여 라인에서 조명될 단위 발광 픽셀 요소에 대응하는 어드레스 전극(41)에 선택적인 방출 펄스(PA)가 선택적으로 인가된다. 이 절차에 의해, 어드레스 전극(41)과 유지 전극(33b) 사이의 반대 방출 또는 선택적인 방출이 발생하여, 조명될 단위 형광 픽셀 요소에 대응하는 표면 방출 셀이 기록 상태에 위치되고 어드레싱이 완료된다.
어드레스 사이클(CA) 다음의 디스플레이 주기(CH)에 있어서, 방출 유지 펄스(PS)는 형광체층(23)을 조명하도록 유지 전극(33a, 33b)에 교호적으로 인가된다. 이미지의 디스플레이는 모든 라인 디스플레이 주기 동안 상기 동작을 반복함으로써 달성된다.
매트릭스 램프 전압 어드레스 파형용 전압 파형들이 도 7에 도시되어 있다. 셋업 주기 동안에 전압 램프(PE)는 ON 상태에 있는 임의의 픽셀 사이트를 소거하도록 작용하는 유지 전극(33b)에 인가된다. 초기 소거 후에, 서서히 상승하는 램프전위(Vr)가 유지 전극(33a)에 인가된 다음, 상승된 전위는 유지 전극(33b)에 인가되고 하강하는 전위(Vf)는 유지 전극(33a)에 인가된다. 상승 전압 및 하강 전압은 유지 라인을 따라 각 픽셀 사이트에서 표준화된 벽 전위의 달성을 초래하는 제어된 방출을 일으킨다. 계속되는 어드레스 펄스 주기 동안, 어드레스 데이터 펄스(PS)는 선택된 컬럼 어드레스 라인(41)에 인가되고 유지 라인(33a)은 PSc를 주사한다. 이 작용은 인가된 데이터 펄스에 따라 열을 따라 픽셀 사이트에서 벽 방출 상태의 선택적인 세팅을 야기한다.
그 후에, 후속하는 유지 주기 동안에 초기의 긴 유지 펄스(PSL)는 기록 상태에서 픽셀의 적절한 점화를 보장하도록 유지 전극(33a)에 인가된다. 나머지 유지 주기는 형광체층(23)을 조명하도록 유지 전극(33a, 33b)에 교호적으로 인가되는 방출 유지 펄스(PS)로 구성된다. 이미지의 디스플레이는 모든 라인 디스플레이 주기 동안 상기 동작을 반복함으로써 달성된다.
이들 3개 모드의 어드레싱 중 어떤 것도 디스플레이를 점진적으로 어드레스하거나 디스플레이의 모든 다른 라인이 프레임 당 어드레스되는 인터레이스 모드의 어드레싱을 사용하여 디스플레이를 어드레스하는 데 사용될 수 있다.
도 8은 도 3과 4에서 전술한 상부 섬유 어레이(47)의 횡단면 개략도이다. 각 개별 섬유는 와이어 어드레스 전극(41), 플라즈마 채널(45)을 형성하는 한 쌍의 배리어 립(42)으로 구성되고, 플라즈마 채널(45)의 표면은 적색, 녹색 또는 청색 형광체 칼라에 각각 대응하는 형광체층(23R, 23G 또는 23B)로 피복된다. 형광체 방출성 플레이트의 전체 기능성은 각 섬유에 포함되므로, 상부 섬유(47) 사이의 정렬은 필요하지 않다.
상부 섬유의 SEM 마이크로그래프가 도 9에 도시되어 있다. 형광체 코팅 두께는 플라즈마 채널에 걸쳐 매우 균일하다. 균일한 형광체 코팅은 2001년 6월 19일자로 공고되고 발명의 명칭이 "Process For Making Array Of Fiber Used In Fiber-Based Displays"이며 본 명세서에 참고로 통합된 미국 특허 제6,247,987호에 개시된 바와 같이 분무 프로세스를 이용하여 피복된다. 균일한 형광체 두께가 휘도가 높은 고품질의 플라즈마 디스플레이를 형성하는 데 중요하다. 형광체층은 입사하는 모든 UV광을 흡수할 정도로 충분히 두껍지만, 전환된 착색광이 형광체층을 통해 탈출할 수 있을 정도로 충분히 얇아야 한다. 이 UV광의 흡수와 형광체층을 통한 가시광의 재방출의 최상의 예는 형광관이다. 형광관은 관의 내벽에 형광체 코팅이 있는 원통형 유리관이다. 형광관의 단부는 밀봉되고 전극을 수용한다. 형광관은 수은(Hg) 함유 가스로 채워진다. 전극에 AC 전압을 인가하면 관의 내측에 플라즈마가 생성되고 UV광을 발생시킨다. 형광체층에 충돌하는 UV광은 흡수되어 백색광으로 전환되고 재방출된다. 백색광이 형광관의 외측에 도달하기 위해서는, 나머지 형광체층을 통과해야 한다.
퍼센트 루멘 또는 형광관을 빠져나가는 백색광의 비율 대 일반적인 형광관의 형광체 두께가 도 10에 도시되어 있다. 얇은 형광체층은 플라즈마에 의해 발생된 UV를 흡수하기에 충분한 형광체를 갖지 못하지만, 두꺼운 형광체층은 전환된 백색광의 재흡수를 시작하고 백색광이 형광관으로부터 빠져나가는 것을 차단한다. 최적의 형광체 두께는 최대량의 UV광이 흡수되어 백색광에 전달되게 하는 것이다.이 동일한 UV광 흡수와 광 발생이 본 발명의 칼라 섬유 기반 플라즈마 디스플레이에 요구된다. 상기 차이는 플라즈마 디스플레이에서 발생된 UV광이 통상 크세논에서 나오며, 이는 수은보다 더 높은 에너지의 UV광을 발생시킨다. 이 더 높은 에너지의 UV광은 보다 얇은 형광체층에서 흡수되고, 이에 따라 도 10의 곡선을 더 얇은 형광체층 두께로 이동시킨다. 더 높은 광자 에너지에서 더 높은 흡수율의 결과로서 퍼센트 루멘의 저감 또는 감소가 더 두꺼운 형광체층에서 심하기 때문에 플라즈마 디스플레이에서 녹색 형광체의 두께 균일성을 제어하는 것이 가장 중요하다. 적색 형광체로부터의 적색광은 녹색광 또는 청색광보다 훨씬 멀리 침투한다.
디스플레이의 칼라 순도를 향상시키기 위해서, 도 11과 12에 도시된 바와 같이 상부 섬유(47)에 칼라 필터가 추가될 수 있다. 상부 섬유에 칼라 필터를 추가하는 것은 디스플레이로부터 방출되는 적색, 녹색 및 청색광의 칼라 순도를 개선시킬 뿐만 아니라 디스플레이의 대비를 개선시킨다. 대비의 향상은 칼라 필터의 분광 특성 외측에 있는 입사 또는 전달되는 광을 흡수하는 동시에 그 소정의 형광체층(23R, 23G 또는 23B)와 관련된 착색광을 전달하는 칼라 필터로부터 초래된다. 도 11은 칼라 필터가 착색 유리로 섬유(47R, 47R 및 47B)를 제조함으로써 디스플레이에 추가될 수 있다는 것을 보여준다. 3개의 칼라 섬유(47R, 47B 및 47G) 각각의 열팽창을 일치시키는 것은 칼라 섬유들이 그 단부에서 유리 페이스트에 부착되기 때문에 중요하지 않다. 따라서, 각 칼라 섬유를 포함하는 유리의 조성은 가장 순수한 적색, 녹색 및 청색 칼라 필터 물질을 생성하도록 최적화될 수 있다. 도 12는 칼라 코팅(48R, 48G 및 48B)을 섬유(47)의 표면에 추가함으로써 칼라 필터가 디스플레이에 추가될 수 있다는 것을 보여준다. 이 코팅은 무기질 또는 유기질 코팅일 수 있으며 섬유 인발 프로세스 전, 동안 또는 후에 섬유에 추가될 수 있다.
도 13과 14에 도시된 바와 같이, 다음 섬유로 확산되는 하나의 섬유에서 발생되는 광을 방지하기 위해, 상부 섬유(47)의 측면에 광 배리어(49)가 부착될 수 있다. 이들 광 배리어(49)는 흡수성, 반사성 또는 흡수성과 반사성 양자의 조합일 수 있다. 흡수성 광 배리어(49)는 또한 다음 칼라로부터 하나의 칼라를 구획하도록 일조하는 블랙 매트릭스(59)로서 작용한다. 반사성 광 배리어(49)는 착색광이 그 특정 섬유로 한정되게 유지한다. 반사성 광 배리어(49)는 섬유(47)의 하부에서 발생된 광을 뷰어를 향해 밖으로 보내는 데 매우 유리하다. 광 배리어(49)는 무기질 또는 유기질 재료 또는 금속막으로 구성될 수 있고, 섬유 인발 프로세스 전, 동안 또는 후에 섬유에 부착될 수 있다. 광 배리어(49)의 층은 섬유 인발 프로세스 전 초기 프리폼에 추가되는 오팔(opal) 유리로 구성될 수 있다. 광 배리어(49)의 층은 또한 기초 유리 또는 입자가 유리 내에 함유된 경우에 기초 유리와 팽창 일치를 형성하는 유리와 혼합되는 TiO2또는 Al2O3과 같은 작은 반사성 입자의 혼합물일 수도 있으며, 상기 혼합물은 섬유 인발 프로세스 전 초기 프리폼의 측면에 추가된다. 작은 반사성 입자, 예컨대 TiO2또는 Al2O3는 광 배리어층(49)를 형성하는 섬유 인발 프로세스 동안 또는 후에 섬유(47)의 측면에 분무될 수 있다. 금속 코팅은 또한 광 배리어층(49)을 형성하는 데 사용될 수 있다. 금속층은 또한 플라즈마 소성 중에 발생되는 전기장을 한정하는 역할을 한다.
이제, 도 15를 참조하면, 중성 밀도 필터(46) 또는 흡수층이 형광체 및 인터페이스로부터의 반사를 감소시키도록 상부 섬유(47)에 추가될 수 있다. 따라서, 디스플레이의 밝은 실내 대비가 증가된다. 이에 따라, 도 16에 도시된 상부 유리 플레이트(16D)는 중성 밀도 필터로서 작용하도록 흡수성일 수 있다. 음극선관은 형광체로부터의 반사를 감소시키고, 이에 따라 밝은 실내 대비를 증가시키도록 40% 내지 80%의 투과성을 갖는 전방 플레이트 패널을 사용한다. 중성 밀도 필터 후방의 논리는 대기 실내광은 중성 밀도 필터를 2번 통과해야 하는 반면에, 방출된 광은 중성 밀도 필터를 오직 1번 통과해야 한다는 것이다. 상부 섬유(47R, 47G 및 47B)가 칼라 필터를 형성하도록 칼라 유리로 구성되면, 상부 섬유는 그 투과 대역 외측의 주변광용 필터로서 작용한다. 따라서, 약간의 흡수성을 갖는 중성 밀도 필터가 요구된다.
도 17은 막(58)이 상부 유리 플레이트(16)와 상부 섬유 어레이(47) 사이에 추가되어 그 인터페이스에서 반사율을 감소시킬 수 있다는 것을 보여준다. 막(58)은 또한 상부 섬유(47)의 하부 에지들을 평평하게 하도록 작용함으로써, 하부 에지가 하부 섬유들 위에 평탄하게 안착하여 인접한 플라즈마 채널들 사이에 간극이 존재하지 않게 한다. 이 평탄화는 하나의 상부 섬유를 다른 상부 섬유들보다 더욱 막(58) 내로 압착함으로써 야기되고, 이에 따라 섬유 크기에 경미한 편차를 허용한다.
도 18a 내지 도 18c는 어드레스 전극(41)들을 배리어 립(42)의 벽에 배치하고, 다시 전극들을 유지 전극들에 가깝게 이동시킴으로써 어드레싱 전압을 저하시키는 방법을 보여준다. 어드레스 전극(41)들을 유지 전극들에 가깝게 이동시키면 보다 큰 전기장이 생성되고 플라즈마를 어드레스하는 데 크게 보조한다. 어드레스 전극(41)을 배리어 벽(42)에 배치하면 또한 차단되는 광의 양이 감소된다. 픽셀을 어드레스하는 데 매우 충분한 전기장을 발생시키기 위해 플라즈마 셀의 깊이를 크게 형성하면 어드레스 전극(41)을 배리어 벽 내로 이동시키는 것이 필요할 수도 있다. 도 18a에 도시된 바와 같이, 배리어 립(42)의 벽에는 단일의 어드레스 전극(41)이 배치될 수 있다. 각 배리어 벽(42)에 배치된 2개의 어드레스 전극(41)은 도 18b에 도시된 바와 같이 어드레싱 동안 전기장 외측을 평탄하게 하는 데 사용될 수 있다. 어드레스 전극(41)(들)을 배리어 립의 벽 내로 이동시키는 것은 전기장을 플라즈마 셀 영역에 한정하는 문제가 이온화를 야기하는 매우 충분한 전기장을 발생시키게 할 수도 있다. 이 경우에, 도 18c에 도시된 바와 같이 전기장을 지연시키고 이 전기장을 플라즈마 셀 영역에 한정하도록 추가 전극(57)이 플라즈마 채널의 하부에 추가되는 것이 요구될 수도 있다. 이 추가 지연 전극(57)은 또한 인듐 주석 산화물(ITO)과 같은 투명한 도전성 코팅으로서 상부 유리 플레이트(16) 내에 수용될 수 있다.
도 19에 도시되고, 2000년 3월 2일자로 출원되었으며, 발명의 명칭이 "Fiber-Based Display Containing Lens And Methods Of Making Same"이고, 본 명세서에 참고로 통합된 미국 특허 출원 제09/517,353호에 개시된 바와 같이, 렌즈(60)는 섬유(47) 내에 설계될 수 있다. 렌즈(60)는 광을 디스플레이에서 빼내거나, 디스플레이에서 나오는 광을 집광하거나, 디스플레이에서 나오는 광을 지향시키는 것을 일조하는 역할을 할 수 있다. 렌즈(60)는 오목, 볼록 또는 오목과 볼록의 조합일 수 있고, 3차원 디스플레이 또는 다중 영상 디스플레이를 형성하도록 사용될 수 있다. 상이한 렌즈 곡률(60A, 60B, 60C)을 갖는 여러 개의 상부 섬유(47)들이 각 섬유 지점에서 상이한 시청 특성을 갖는 디스플레이를 형성하도록 배열될 수 있다. 도 20에 도시된 이 다중 섬유 렌즈 어레이는 3차원 디스플레이, 다중 영상 디스플레이 또는 방출광의 방향 또는 초점을 제어하는 것이 요구되는 임의의 디스플레이를 형성할 수 있다. 렌즈는 또한 미국 특허 출원 제09/517,353호에서 논의된 여러 인덱스 물질을 사용하여 형성될 수 있다.
도 21에는 상부 플레이트(24)와 유지 전극(33)의 횡단면이 도시되어 있다. 플라즈마 패널의 이 절반부는 영상으로부터 멀리 향하는 측면에 있고 높은 광 투과성을 갖는 것이 요구되지 않는 점에서 전통적인 플라즈마 디스플레이와 상이하다. 광은 디스플레이의 상부 밖으로 전달되기 때문에, 하부 유지 전극은 바람직하게는 높은 반사성인 것이 바람직하다. 높은 반사성은 칼라 형광체(23)에 의해 발생된 가시광을 반사하는 데 뿐만 아니라 플라즈마에 의해 발생된 UV광을 반사하는 데에도 요망된다. UV광을 다시 형광체를 향해 반사시키면, 광루미네선스(photoluminescence)의 양이 증가되고, 이에 따라 디스플레이의 효율이 증대된다. 알루미늄은 가시광과 플라즈마 발생된 UV광을 모두 반사시키는 데 가장 최적의 금속막이다. 알루미늄은 아래의 표에 도시된 바와 같이, 가시광과 깊은 UV광에서 90% 이상의 반사성을 갖는다. 알루미늄은 큰 패널을 어드레싱할 때 매우 유용한 높은 전도성을 갖지만, 높은 스퍼터링 수율을 갖는다. 따라서, 알루미늄은 UV광의 투과를 허용하고 스퍼터링을 저지하는 불화마그네슘과 같은 유전체로 피복되어야 한다. 크세논 플라즈마 UV광을 반사시키는 다른 전위의 후보자로는 몰리브덴과 실리콘이 있다. 이들 2개의 금속은 스퍼터링에 대한 내성이 훨씬 크고 하부 플레이트의 표면(15) 상에 코팅될 수 있다. 도전성 금속막은 작은 축전기로서 작용하고 플라즈마 소성 중에 전하를 저장하도록 작은 섬으로 패터닝되어야 한다.
(%반사성) 147nm 173nm 가시광
알루미늄 92.7% 92.6% 90%
몰리브덴 49.5% 55% 50%
실리콘 69% 69% 30%
21은 또한 유지 전극(33a, 33b)들이 하부 플레이트(24)의 표면 대부분을 덮는다는 것을 보여준다. 하부 플레이트의 대부분을 덮도록 유지 전극(33a, 33b)들의 폭을 연장시키면 전기장이 확산되고, 이에 따라 플라즈마의 범위가 확산된다. 플라즈마가 더 넓게 발생되면 이온화가 더욱 많아지고, 이에 의해 플라즈마 효율이 높아진다. 각 유지 전극(33) 사이에 균일한 작은 간극이 위치되는 경우에, 하부 플레이트 유지 전극 구조를 어드레스하도록 인터레이스 어드레싱이 사용될 수 있다.
도 22에 도시된 바와 같이, 디스플레이 내에 플라즈마를 발생시키기 위해 보다 전통적인 유지 전극 구조가 사용될 수 있다. 한 쌍의 유지 전극(33a, 33b)이유리 기판(24) 상에 증착되어 패터닝된다. 이들 유지 전극들은 완벽하게 금속으로 구성될 수 있고, 발생된 광이 반대 플레이트를 통해 밖으로 전달되기 때문에 투명하지 않아도 된다. 도 1에 도시된 전통적인 플라즈마 디스플레이는 금속 버스 전극(13)들과 투명한 ITO 도전성 전극(12)을 사용한다. 금속 버스 전극(13)들은 플라즈마 발생 동안 충분한 고도전성을 필요로 하고 투명한 ITO 전극(12)들은 고효율의 디스플레이에 플라즈마에 확산시키도록 사용된다. 이 이중층 유전체는 제2층(13)이 제1층(12)에 정렬되어야 하는 2개의 마스크층 프로세스 단계들이 필요하다. 단일의 금속층(33)을 사용하면, 정렬이 없는 하나의 패터닝 단계만을 필요로 한다. 또한, 폭이 더 넓은 단일의 금속층(33)은 도전성이 더 양호하여, 큰 패널의 어드레스 가용성을 허용하고 가격이 더 낮은 패터닝 프로세스, 예컨대 실크 스크린 또는 섀도우 마스크 증착이 가능하다.
도 23에 도시된 바와 같이, 디스플레이에서 각 라인 사이의 대비를 향상시키기 위해서는, 하부 플레이트 상의 유지 전극(33a, 33b)들 사이에 블랙 매트릭스(59)를 부착할 수 있다. 이 재료(59)는 또한 저유전체 재료로 구성될 수도 있으며, 소정의 유지 전압 동안 플라즈마 용적 내로 더 침투하는 전기장선을 생성하게 된다.
도 24는 유지 전극 구조 전체가 또한 와이어(33a, 33b) 함유 섬유(37)의 어레이로 구성될 수 있다는 것을 보여준다. 이 경우에, 와이어 유지 전극(33)은 인발 프로세스 동안 섬유(37) 내로 인발될 수 있으며, 표면은 방출막, 예컨대 산화마그네슘으로 피복될 수 있다. 방출막은 물리적 기상 증착법, 분말 분무법 및 분무열분해법을 포함하지만 이에 제한되지 않는 여러 개의 상이한 기술에 의해 증착될 수 있다. 방출막을 고온 유리 섬유 상에 증착하는 것은 더 높은 온도의 증착 또는 열처리를 허용하고, 이에 따라 보다 높은 이차 전자 방출 계수를 갖는 더 높은 품질의 막을 생산한다. 하부 유지 전극 플레이트의 반사성을 향상시키기 위해서는, 하부 섬유가 반사성 재료, 예컨대 오팔 유리로 구성될 수 있다. 오팔 유리는 형광체에 의해 발생된 가시광을 다시 상부 플레이트를 향해 반사한다.
금속 유지 전극(33a, 33b)들은 또한 섬유의 표면 상에 코팅될 수 있다. 금속(33)은 섬유 인발 프로세스 전, 동안 또는 후에 코팅될 수 있다. 리세스(38)들은 하나의 유지 전극으로부터의 금속(33a)이 인접한 유지 전극(33b)으로부터의 금속과 접촉하지 않도록 섬유(37)의 측면에 추가되어야 한다.
도 26에 도시된 바와 같이, 섬유(37) 내의 와이어(33)가 유지 전극 구조를 생성하도록 사용되면, 유지 전극의 폭은 각 유지 전극에 다수의 와이어들을 사용함으로써 증가될 수 있다. 각 유지 전극(33)에 여러 개의 와이어 전극들을 사용하면 플라즈마 소성의 폭이 증가되고, 이에 따라 디스플레이의 효율이 증가된다. 다수의 와이어 유지 전극(33)이 패널 제조 프로세스에서 여분을 만들고, 이에 따라 제조 수율이 증대된다. 도 27 및 28에 도시된 바와 같이, 유지 전극(33)의 폭은 또한 더 큰 장방형의 와이어 전극에 의해 증가될 수 있다. 도 27은 각 섬유용의 한 쌍의 유지 전극을 도시하고, 도 28은 각 섬유(37) 내로 인발되는 단일의 와이어 전극을 도시하고 있다.
도 29에 도시된 바와 같이, 하부 유지 전극 플레이트의 구조는 와이어(33a,33b)들의 어레이에 의해 형성될 수 있다. 이들 유지 전극(33)들이 쉽게 배열되기 위해서는 장방형의 형태인 것이 바람직하다. 유전체층이 측면들에 부착되어 측면들을 서로로부터 전기적으로 절연시킨다. 유전체층(15)은 또한 와이어 유지 전극(33)들의 표면에 부착되어 유지 전극들을 플라즈마로부터 절연시키고 플라즈마와 용량성 결합을 형성한다. 이 코팅은 와이어에 부착될 수 있거나, 와이어가 코팅을 형성하도록 산화되거나 양극 처리될 수 있다.
플라즈마의 이온화를 증가시키는 한가지 방법은 전기장이 플라즈마 용적 내로 멀리 침투하도록 전기장을 유지 전극들로부터 멀리 떨어지게 하는 것이다. 도 30에 도시된 바와 같이, 이 전기장 척력은 도전성 막(31f)을 하부 섬유(37)의 하부측에 부착함으로써 달성될 수 있다. 상기 막(31f)은 또한 도 31에 도시된 바와 같이 하부 유리 플레이트(24)에 부착될 수 있다. 도 32에 도시된 바와 같이, 전기장 척력은 또한 섬유 내에 수용된 와이어 전극(31w)에 부착될 수 있다. 이 막(31f) 또는 와이어(31w) 상의 전압을 제어하는 것은 유지 전극(33a, 33b)들 사이의 전기장선에 영향을 미친다. 이 막(31f)은 또한 플라즈마 가스로부터 원치 않는 분자 및 원자를 흡착하는 게터로서 작용할 수 있다. 게터 재료(31f)와 플라즈마 셀(25) 사이의 가스종의 손쉬운 이송을 허용하도록 하부 섬유(37)에 추가 구조가 만들어 질 수도 있다.
구조(39)는 유지 전극(33)에 의해 발생된 전기장을 제어 또는 향상시키도록 섬유(37)의 표면에 추가될 수 있다. 도 32에 도시된 바와 같이, 이 구조(39)는 유지 전극(33a, 33b)들 사이에 전기장의 세기를 향상시키도록 섬유(37)의 표면의 내향 돌출부의 형태일 수 있다. 구조(39)는 또한 섬유 표면 상의 외향 돌출부의 형태일 수도 있다. 도 33은 국소 전기장의 세기를 향상시키도록 릿지를 형성하는 날카로운 외향 돌출부로서 표면 구조(39)를 도시하고 있다. 디스플레이의 구조를 형성하는 데 섬유를 사용하면, 국소 전기장의 세기를 제어하도록 섬유(37) 상에 많은 상이한 표면 구조들이 형성될 수 있게 된다.
도 34는 섬유(37)의 측면에 블랙 매트릭스(59)가 조립된 하부 섬유(37) 어레이의 횡단면을 도시하고 있다. 블랙 매트릭스는 디스플레이에서 개별적인 라인들 사이의 대비를 증대시키는 데 사용된다. 블랙 흡수성 재료(59)는 섬유 인발 프로세스 전, 동안 또는 후에 추가될 수 있다.
도 35 내지 도 37은 플라즈마 패널로부터의 와이어 전극들을 드라이브 제어 시스템에 쉽고도 경제적으로 접속하는 접속 문제를 도시하고 있다. 도 35에 도시된 바와 같이, 본 발명은 각 슬롯이 드라이브 제어 시스템의 개별 열 또는 행 고전압 드라이버에 접속된 회로 기판(90)의 에지 상에 슬롯(90)들을 구비한다. 와이어 전극(41)들은 프릿 밀봉 구역(82)을 통해 안내되어 회로 기판(90)의 에지 상의 슬롯(91) 내로 90°만곡된다. 이어서, 도 37에 도시된 바와 같이, 와이어(41)는 슬롯(91)에 납땜(95)되므로, 드라이브 제어 시스템의 일부인 회로 기판(90) 상의 고전압 도선(92)에 전기 접속이 이루어진다. 회로 기판(90)에 설계된 에지 커넥터는 많은 상이한 패턴을 사용하여 형성될 수 있다. 도 35는 에지 커넥터가 회로 기판(90) 내로 절단된 슬롯(91)으로 구성되고, 슬롯이 금속(92)으로 도금되며, 도선이 고전압 전자 기기(도시 생략)에 접속되도록 회로 기판(90)의 에지로부터 멀리안내된다는 것을 도시하고 있다. 도 36은 에지 커넥터를 형성하는 상이한 방법을 도시하고 있는데, 구멍(94)들의 어레이가 회로 기판(90) 내로 드릴링되고, 이어서 구멍(94)이 금속(92)으로 도금되며, 도선은 고전압 전자 기기(도시 생략)에 접속되도록 회로 기판(90)의 에지로부터 멀리 안내된다. 회로 기판(90) 상에 회로들의 형성 후에, 기판은 구멍(94)들이 위로 개방되도록 절삭되고 톱니 패턴(93)이 회로 기판(90)의 에지 상에 형성된다. 이 톱니 패턴은 와이어 전극(41, 33)들을 회로 기판(90)에 접속하는 경우에 유리한데, 그 이유는 와이어 전극이 와이어를 슬롯 또는 구멍 내로 위치하는 안내부로서 작용하기 때문이다.
상기 대부분의 실시예들은 디스플레이에 구조를 형성하도록 섬유(47, 37)들을 사용한다. 섬유(47, 37)들은 곡선형 디스플레이를 형성하도록 쉽게 만곡되고 탄성적으로 변형될 수 있다. 따라서, 오목 디스플레이 및 볼록 디스플레이가 모두 360도 이하의 곡률을 갖도록 구성될 수 있다.
따라서, 여기에 설명된 본 발명의 실시예들은 본 발명의 원리 적용을 단순히 예시하는 것임을 이해해야 한다. 본 명세서에서 예시된 실시예의 상세 구조에 대한 참조는 청구범위의 범위를 제한하려는 의도가 아니며, 본 발명에 가장 중요한 특징을 인용한 것이다.

Claims (45)

  1. 상부 섬유 어레이 둘레에 샌드위치된 상부 플레이트와 하부 플레이트를 구비하는 섬유 플라즈마 디스플레이 패널에 있어서,
    상기 어레이에 있는 각각의 상부 섬유는,
    적어도 하나의 와이어 어드레스 전극과;
    플라즈마 채널을 형성하는 한 쌍의 배리어 립들; 및
    상기 플라즈마 채널 상의 형광체층을 포함하며,
    상기 상부 섬유 어레이는 형광체층으로부터 발생된 광이 상부 섬유를 통과하여 뷰어(viewer)에 도달하도록 뷰어를 향하는 패널의 절반부 상에 배치되는 섬유 플라즈마 디스플레이 패널.
  2. 제1항에 있어서, 상기 상부 섬유는 디스플레이에 칼라 필터 기능을 추가하도록 착색된 섬유 플라즈마 디스플레이 패널.
  3. 제1항에 있어서, 상기 상부 섬유의 표면은 디스플레이에 칼라 필터 기능을 추가하도록 착색된 섬유 플라즈마 디스플레이 패널.
  4. 제1항에 있어서, 상기 형광체층의 두께는 플라즈마 채널을 가로질러 50% 미만으로 변경되는 섬유 플라즈마 디스플레이 패널.
  5. 제1항에 있어서, 상기 각각의 섬유는 상부 섬유의 측면들 상에 반사성 재료를 추가로 구비하고, 상기 반사성 재료는 발생된 광의 50% 미만이 인접한 상부 섬유로 확산되는 것을 방지하는 섬유 플라즈마 디스플레이 패널.
  6. 제1항에 있어서, 상기 각각의 섬유는 상부 섬유의 측면들 상에 흡수성 재료를 추가로 구비하고, 상기 흡수성 재료는 블랙 매트릭스로서 작용하여 디스플레이의 대비를 증대시키는 섬유 플라즈마 디스플레이 패널.
  7. 제1항에 있어서, 상기 각각의 섬유는 상부 섬유의 상부 상에 부분 흡수성 재료를 추가로 구비하고, 상기 부분 흡수성 재료는 중성 밀도 필터로서 작용하는 섬유 플라즈마 디스플레이 패널.
  8. 제1항에 있어서, 상기 상부 플레이트는 중성 밀도 필터로서 작용하는 섬유 플라즈마 디스플레이 패널.
  9. 제1항에 있어서, 상기 상부 플레이트와 상부 섬유 어레이 사이에 평탄화 막을 추가로 구비하고, 상기 상부 플레이트는 뷰어를 향하는 상부 섬유 어레이의 측면 상에 위치되는 섬유 플라즈마 디스플레이 패널.
  10. 제1항에 있어서, 적어도 하나의 어드레스 전극은 어드레스 전극과 복수 개의 유지 전극들 사이의 어드레싱 거리를 감소시키도록 배리어 립 영역에 배치되는 섬유 플라즈마 디스플레이 패널.
  11. 제1항에 있어서, 상부 섬유의 플라즈마 채널 위에 배치된 적어도 하나의 전계 전극을 추가로 구비하고, 상기 전계 전극은 복수 개의 유지 전극들에 의해 형성된 전기장을 저지하여 전기장이 플라즈마 셀 영역을 향하게 하는 섬유 플라즈마 디스플레이 패널.
  12. 제11항에 있어서, 상기 전계 전극은 디스플레이의 상부로부터 탈출하는 기전력을 차폐하는 섬유 플라즈마 디스플레이 패널.
  13. 제1항에 있어서, 상기 상부 플레이트는 투명한 도전성 막을 구비하고, 상기 도전성 막은 복수 개의 유지 전극들에 의해 형성된 전기장을 저지하여 전기장이 플라즈마 셀 영역으로 향하게 하는 섬유 플라즈마 디스플레이 패널.
  14. 제13항에 있어서, 상기 투명한 도전성 막은 디스플레이의 상부로부터 탈출하는 기전력을 차폐하는 섬유 플라즈마 디스플레이 패널.
  15. 제1항에 있어서, 상기 상부 섬유의 표면은 상부 섬유의 표면에 렌즈를 추가하도록 만곡된 섬유 플라즈마 디스플레이 패널.
  16. 제1항에 있어서, 상기 하부 플레이트 상에 제조된 유지 전극들의 어레이를 추가로 구비하는 섬유 플라즈마 디스플레이 패널.
  17. 제16항에 있어서, 복수 개의 전기장선이 플라즈마 셀 영역 내로 더 침투하게 하도록 유지 전극들 사이에 저유전체 재료를 추가로 구비하는 섬유 플라즈마 디스플레이 패널.
  18. 제1항에 있어서, 상기 상부 섬유 어레이와 하부 플레이트 사이에 샌드위치된 하부 섬유 어레이를 추가로 구비하고, 각각의 하부 섬유는 적어도 하나의 유지 전극을 구비하는 섬유 플라즈마 디스플레이 패널.
  19. 제18항에 있어서, 상기 하부 섬유는 와이어 유지 전극을 하부 섬유의 표면으로부터 분리하는 얇은 유전체층을 추가로 구비하고, 상기 얇은 유전체층의 표면은 직조되어 이 직조된 표면에서 와이어 유지 전극으로부터의 전기장을 강화시키는 섬유 플라즈마 디스플레이 패널.
  20. 제18항에 있어서, 상기 하부 섬유의 표면은 와이어 유지 전극들으로부터의 전기장을 달성하도록 만곡된 섬유 플라즈마 디스플레이 패널.
  21. 제18항에 있어서, 상기 하부 섬유의 각 측면은 블랙 매트릭스로서 작용하도록 흡수성인 섬유 플라즈마 디스플레이 패널.
  22. 제1항에 있어서, 상기 상부 섬유 어레이와 하부 플레이트 사이에 샌드위치된 섬유들의 어레이를 추가로 구비하고, 상기 섬유들의 어레이는 복수 개의 유지 전극들을 형성하는 금속 코팅을 포함하는 섬유 플라즈마 디스플레이 패널.
  23. 제1항에 있어서, 상기 상부 섬유 어레이와 하부 플레이트 사이에 샌드위치된 와이어 유지 전극들의 어레이를 추가로 구비하는 섬유 플라즈마 디스플레이 패널.
  24. 제1항에 있어서, 상기 하부 플레이트는 흡수성 재료를 구비하고, 상기 흡수성 재료는 블랙 매트릭스로서 작용하는 섬유 플라즈마 디스플레이 패널.
  25. 제1항에 있어서, 상기 상부 섬유 어레이와 하부 플레이트 사이에 샌드위치된 하부 섬유들의 어레이를 추가로 구비하고, 상기 하부 섬유들의 어레이는 복수 개의 유지 전극과, 유지 전극들로부터의 전기장이 플라즈마 셀 영역을 향하게 하는 하부 섬유들의 표면 상의 도전성 코팅을 구비하는 섬유 플라즈마 디스플레이 패널.
  26. 제1항에 있어서, 적어도 하나의 유지 전극과, 상기 유지 전극들로부터의 전기장이 플라즈마 셀 영역을 향하게 하는 적어도 하나의 척력 전극을 구비하는 하부 섬유들의 어레이를 추가로 구비하는 섬유 플라즈마 디스플레이 패널.
  27. 제1항에 있어서, 상기 하부 플레이트의 표면은 복수 개의 유지 전극들로부터의 전기장이 플라즈마 셀 영역을 향하게 하도록 도전성인 섬유 플라즈마 디스플레이 패널.
  28. 제1항에 있어서, 상기 하부 플레이트의 표면은 디스플레이의 하부로부터 탈출하는 기전력을 차폐하도록 도전성인 섬유 플라즈마 디스플레이 패널.
  29. 제1항에 있어서, 상기 패널 내에 게터 재료를 추가로 구비하는 섬유 플라즈마 디스플레이 패널.
  30. 제1항에 있어서, 상기 상부 플레이트와 하부 플레이트는 곡선형 디스플레이를 형성하도록 만곡된 섬유 플라즈마 디스플레이 패널.
  31. 복수 개의 서브픽셀들을 구비한 완전 칼라 섬유 플라즈마 디스플레이 디바이스에 있어서,
    상부 섬유 어레이 둘레에 샌드위치된 상부 유리 플레이트와 하부 유리 플레이트를 포함하며, 상기 상부 섬유 어레이는 뷰어를 향하는 측면 상에 배치되며,
    상기 상부 섬유 어레이는 교호적인 3개의 상부 섬유들을 구비하고, 상기 각각의 상부 섬유는,
    플라즈마 채널을 형성하는 한 쌍의 배리어 립들과;
    상기 플라즈마 채널의 표면 근처에 배치된 적어도 하나의 와이어 어드레스 전극; 및
    상기 플라즈마 채널 표면 상의 형광체층을 포함하며,
    상기 교호적인 3개의 상부 섬유의 각각에 있는 형광체층의 발광 칼라는 플라즈마 디스플레이의 서브픽셀 칼라를 나타내고,
    상기 하부 플레이트는,
    뷰어를 향하는 측면 상의 하부 플레이트의 표면에 배치된 유지 전극들의 어레이와; 및
    상기 방출막에 의해 피복되는 표면으로부터 유지 전극들을 분리시키는 얇은 유전체층을 포함하며,
    각각의 서브픽셀은 하부 플레이트 상의 적어도 한 쌍의 유지 전극들과 하나의 상부 섬유의 교차에 의해 형성되고,
    플라즈마 디스플레이는 유리 프릿으로 기밀 밀봉되며, 와이어 어드레스 전극과 유지 전극은 드라이브 제어 시스템에 접속하기 위해 유리 프릿을 통해 안내되는 칼라 섬유 플라즈마 디스플레이 디바이스.
  32. 제31항에 있어서, 상기 드라이브 제어 시스템은 소거 어드레스 드라이브 제어 시스템이며, 상기 제어 시스템은,
    각 서브픽셀을 턴온시키도록 각 서브픽셀 상의 전하를 저장하는 수단, 및
    소거 펄스를 그 대응하는 상부 섬유 어드레스 전극과 하부 플레이트 유지 전극들에 인가함으로써, 적어도 하나의 서브픽셀로부터 전하를 선택적으로 제거하여 서프픽셀을 턴오프시키는 수단을 포함하는 칼라 섬유 플라즈마 디스플레이 디바이스.
  33. 제31항에 있어서, 상기 드라이브 제어 시스템은 기록 어드레스 드라이브 제어 시스템이며, 상기 제어 시스템은,
    각 서브픽셀로부터 전하를 제거함으로써 각 서브픽셀을 턴오프시키는 수단과; 및
    소정 전압을 그 대응하는 상부 섬유 어드레스 전극과 하부 플레이트 유지 전극들에 인가함으로써 적어도 하나의 서브픽셀에 전하를 추가하여 서브픽셀을 턴온시키는 수단을 포함하는 칼라 섬유 플라즈마 디스플레이 디바이스.
  34. 제31항에 있어서, 상기 드라이브 제어 시스템은 램프 전압 어드레스 드라이브 제어 시스템이며, 상기 제어 시스템은,
    적어도 하나의 전압 램프를 하부 섬유 유지 전극들에 인가하여 각 서브픽셀에 표준화 전하를 생성함으로써 각 서브픽셀을 턴온시키는 수단; 및
    소거 펄스를 그 대응하는 상부 섬유 어드레스 전극과 하부 플레이트 유지 전극들에 인가함으로써, 적어도 하나의 서브픽셀로부터 전하를 선택적으로 제거하여 서프픽셀을 턴오프시키는 수단을 포함하는 칼라 섬유 플라즈마 디스플레이 디바이스.
  35. 제31항에 있어서, 상기 디스플레이는 점진적 모드의 동작으로 어드레스되고, 디스플레이의 모든 라인은 비디오 프레임 당 동작되는 칼라 섬유 플라즈마 디스플레이 디바이스.
  36. 제31항에 있어서, 상기 디스플레이는 인터레이스 모드의 동작으로 어드레스되고, 디스플레이의 모든 다른 라인은 비디오 프레임 당 동작되는 칼라 섬유 플라즈마 디스플레이 디바이스.
  37. 제31항에 있어서, 상기 드라이브 제어 시스템의 회로 기판의 에지는 와이어 어드레스 전극들을 드라이브 제어 시스템에 직접 접속하는 복수 개의 슬롯들을 구비하는 칼라 섬유 플라즈마 디스플레이 디바이스.
  38. 복수 개의 서브픽셀들을 구비한 완전 칼라 섬유 플라즈마 디스플레이 디바이스에 있어서,
    상부 섬유 어레이와 하부 섬유 어레이 둘레에 샌드위치된 2개의 유리 플레이트들을 구비하고, 상기 상부 섬유 어레이와 하부 섬유 어레이는 실질적으로 직각이며 디스플레이의 구조를 한정하고, 상기 상부 섬유 어레이는 뷰어를 향하는 측면 상에 배치되며,
    상기 상부 섬유 어레이는 교호적인 3개의 상부 섬유들을 포함하고, 각각의 상부 섬유는,
    플라즈마 채널을 형성하는 한 쌍의 배리어 립들과;
    상기 플라즈마 채널의 표면 근처에 배치된 적어도 하나의 어드레스 전극; 및
    상기 플라즈마 채널 표면 상의 형광체층을 포함하며,
    상기 교호적인 3개의 상부 섬유의 각각에 있는 형광체층의 발광 칼라는 플라즈마 디스플레이의 서브픽셀 칼라를 나타내고,
    상기 하부 섬유 어레이는 복수 개의 하부 섬유들을 포함하고, 각각의 하부 섬유는,
    뷰어를 향하는 측면 상의 하부 섬유의 표면 근처에 배치된 적어도 하나의 유지 전극; 및
    상기 방출막에 의해 피복되는 표면으로부터 유지 전극들을 분리시키는 얇은 유전체층을 포함하며,
    각각의 서브픽셀은 하나의 상부 섬유와 대응하는 하나의 하부 섬유의 교차에 의해 형성되고,
    플라즈마 디스플레이는 유리 프릿으로 기밀 밀봉되며 어드레스 전극과 유지 전극은 드라이브 제어 시스템에 직접 접속하기 위해 유리 프릿을 통해 안내되는 칼라 섬유 플라즈마 디스플레이 디바이스.
  39. 제38항에 있어서, 상기 드라이브 제어 시스템은 소거 어드레스 드라이브 제어 시스템이며,
    각각의 서브픽셀을 턴온시키도록 각 서브픽셀 상의 전하를 저장하는 수단; 및
    소거 펄스를 그 대응하는 상부 섬유 어드레스 전극과 하부 섬유 유지 전극들에 인가함으로써, 적어도 하나의 서브픽셀로부터 전하를 선택적으로 제거하여 서프픽셀을 턴오프시키는 수단을 포함하는 칼라 섬유 플라즈마 디스플레이 디바이스.
  40. 제38항에 있어서, 상기 드라이브 제어 시스템은 기록 어드레스 드라이브 제어 시스템이며,
    각각의 서브픽셀로부터 전하를 제거함으로써 각 서브픽셀을 턴오프시키는 수단, 및
    소정 전압을 그 대응하는 상부 섬유 어드레스 전극과 하부 섬유 유지 전극들에 인가함으로써 적어도 하나의 서브픽셀에 전하를 추가하여 서브픽셀을 턴온시키는 수단을 포함하는 칼라 섬유 플라즈마 디스플레이 디바이스.
  41. 제38항에 있어서, 상기 드라이브 제어 시스템은 램프 전압 어드레스 드라이브 제어 시스템이며,
    적어도 하나의 전압 램프를 하부 섬유 유지 전극들에 인가하여 각 서브픽셀에 표준화 전하를 생성함으로써 각 서브픽셀을 턴온시키는 수단, 및
    소거 펄스를 그 대응하는 상부 섬유 어드레스 전극과 하부 섬유 유지 전극들에 인가함으로써, 적어도 하나의 서브픽셀로부터 전하를 선택적으로 제거하여 서프픽셀을 턴오프시키는 수단을 포함하는 칼라 섬유 플라즈마 디스플레이 디바이스.
  42. 제38항에 있어서, 상기 디스플레이는 점진적 모드의 동작으로 어드레스되고, 디스플레이의 모든 라인은 비디오 프레임 당 동작되는 칼라 섬유 플라즈마 디스플레이 디바이스.
  43. 제38항에 있어서, 상기 디스플레이는 인터레이스 모드의 동작으로 어드레스되고, 디스플레이의 모든 다른 라인은 비디오 프레임 당 동작되는 칼라 섬유 플라즈마 디스플레이 디바이스.
  44. 제38항에 있어서, 상기 드라이브 제어 시스템의 회로 기판의 에지는 와이어 어드레스 전극들과 와이어 유지 전극들을 드라이브 제어 시스템에 직접 접속하는 복수 개의 슬롯들을 구비하는 칼라 섬유 플라즈마 디스플레이 디바이스.
  45. 전자 디스플레이 디바이스에 있어서,
    와이어 전극을 구비한 적어도 하나의 섬유를 이용하여 구성된 평탄 패널 디스플레이; 및
    드라이브 제어 시스템의 회로 기판의 에지가 드라이브 제어 시스템의 전자 기기에 접속되는 복수 개의 슬롯들을 구비하는 드라이브 제어 시스템을 포함하며,
    상기 와이어 전극은 드라이브 제어 시스템의 전자 기기에 전기 접속을 이루도록 슬롯들 내에 위치되어 납땜되는 전자 디스플레이 디바이스.
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