KR20050044144A - 플라즈마 디스플레이 패널 - Google Patents

Abstract

본 발명은 플라즈마 디스플레이 패널에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 전극과 유전체층을 포함하는 상부기판과 적색, 녹색 및 청색 형광체층을 각각 포함하는 방전셀이 형성되어 있는 하부기판을 포함하며, 상기 하부기판의 방전셀의 격벽 내부에 전도성 물질을 포함하는 플라즈마 디스플레이 패널에 관한 것이다.

본 발명의 플라즈마 디스플레이 패널은 방전공간 내의 프라이밍 입자들의 움직임을 활발하게 하여 저전압 고속 어드레싱을 가능하게 하여 생산단가가 낮으며, 고휘도, 고효율을 갖는 특징이 있다.

Description

플라즈마 디스플레이 패널{Plasma Display Panel}

[산업상 이용분야]

본 발명은 플라즈마 디스플레이 패널(plasma diplay panel)에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 하부기판의 격벽내부에 전도성 물질을 포함하여 저전압 고속 어드레싱을 가능하게 하는 플라즈마 디스플레이 패널에 관한 것이다.

[종래기술]

플라즈마 디스플레이 패널은 플라즈마 현상을 이용한 표시 장치로서, 비진공 상태의 기체 분위기에서 공간적으로 분리된 두 접전간에 어느 이상의 전위차가 인가되면 방전이 발생되는데, 이를 기체 방전 현상으로 지칭한다.

플라즈마 표시 소자는 이러한 기체 방전 현상을 화상 표시에 응용한 평판 표시 소자이다. 현재 일반적으로 사용되고 있는 플라즈마 디스플레이 패널은 반사형 교류 구동 플라즈마 디스플레이 패널로서, 하판 구조의 경우 격벽 위에 형광체층이 형성되어 있다.

도 1은 플라즈마 디스플레이 패널(1)의 사시도이다. 도 1에 나타낸 것과 같이, 상부 기판(3) 및 하부 기판(5)을 이루는 2매의 기판 사이에는 방전 셀을 형성하는 격벽(7)이 일정 간격을 두고 다수로 배치되며, 이 공간에는 적색, 녹색, 청색 형광체층(9)이 형성된다. 상기 하부 기판(5)에는 어드레스 신호를 인가받는 어드레스 전극(11)이 각각 형성된다. 상기 상부 기판(3)에는 상기 어드레스 전극(11)과 교차하는 방향으로 임의의 간격을 두고 하나의 방전 셀에 대하여 한쌍의 유지 전극을 형성하는 X 전극(13)과 Y 전극(15)이 다수로 형성되고 이들 전극은 유전체층(17)으로 덮여 있으며, 상기유전체층은 다시 보호막(19)로 덮여 있다. 상기 방전공간에는 Ne-Xe 또는 He-Xe 등의 방전가스가 봉입된다. 즉, 플라즈마 디스플레이 패널의 방전 공간에는 세 개의 전극이 설치되어 있으며, 형광체층(9)에는 적색, 녹색, 청색의 형광체가 규칙적인 패턴으로 배열되어 있다. 상기 전극 사이에 소정의 전압이 인가되면 플라즈마 방전이 일어나고, 플라즈마 방전시 발생되는 자외선에 의해 상기 형광체층이 여기되며, 여기된 형광체는 빛을 방사한다.

상술한 구성의 플라즈마 디스플레이 패널에 있어서 상기 격벽(7)은 방전공간을 확보하고, 각 방전셀 간의 크로스토크(cross talk)를 방지하며 상판과 하판의 봉착시 외압으로부터 방전 공간을 유지하는 등의 작용을 하는 것으로, 상판과 하판 사이의 방전 공간 확보를 위해 통상 100 ㎛ 이상의 높이를 요한다. 그러나, 격벽의 높이가 높아질수록 어드레싱(addressing)을 위해 요구되는 방전전위가 높아지게 되어 통상의 격벽을 사용하는 플라즈마 디스플레이 패널에 있어서 저전압 고속 어드레싱을 할 수 없는 문제점이 있었다.

일본특허공개2001-219602호에는 상기의 문제점을 해결하기 위하여 방전셀의 격벽 내부에 높이 방향으로 플로팅(floating)전극을 삽입함으로써 인접하는 방전셀 간의 간섭을 방지하고, 안정된 화상을 표시할 수 있도록 하고 있으나, 상기 플로팅 전극을 격벽 내부에 삽입하기 위해서는 새로운 어드레싱 마스크 제작과 단위공정의 추가로 비용이 증가하고, 생산성이 떨어진다는 문제점을 안고 있다.

본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 하부기판의 격벽내부에 전도성 물질을 포함하여 저전압 고속 어드레싱을 가능하게 하는 플라즈마 디스플레이 패널을 제공하는 것이다.

상기의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 전극과 유전체층을 포함하는 상부기판과 적색, 녹색 및 청색 형광체층을 각각 포함하는 방전셀이 형성되어 있는 하부기판을 포함하며, 상기 하부기판의 방전셀의 격벽 내부에 전도성 물질을 포함하는 플라즈마 디스플레이 패널을 제공한다.

이하, 본 발명을 상세하게 설명한다.

본 발명은 방전셀의 격벽 내부에 전도성 물질을 포함하여 X전극, Y전극, 및 어드레스(address)전극(이하 'A전극'이라 함.)에 플로팅 전위(floating potential)효과를 주게 되어 방전 공간 내의 공간전하와 프라이밍 입자(Priming particles)가 단위시간당 충돌할 수 있는 확률이 증가하게 된다. 본 발명에서 프라이밍 입자란 방전에 기여하는 하전입자(예를 들면 전자, 이온, 여기종 등)를 통칭한다.

플라즈마 디스플레이 패널의 방전효율을 개선하기 위해서는 상기 프라이밍 입자의 이용효율을 높여야 한다. 방전셀에 높은 전압이 인가되는 초기화 펄스 이후에 벽전하가 쌓이게 되고, 이를 지우는 자기소거 방전 이후에는 많은 양의 공간전하와 프라이밍 입자가 생성되는데 이를 활발히 움직이게 함으로써 방전효율을 극대화 할 수 있다.

본 발명의 플라즈마 디스플레이 패널에 있어서 격벽 내부에 첨가된 전도성 물질은 방전공간 내의 프라이밍 입자를 활발하게 움직일 수 있도록 하며, 형광체의 열화를 방지하여 플라즈마 디스플레이 패녈의 휘도 단차와 잔상을 개선하는 효과를 갖는다. 도 2는 방전셀의 격벽(7) 내부에 전도성 물질(8)이 첨가된 플라즈마 디스플레이 패널을 모식적으로 나타낸 단면도이다.

격벽 내부에 첨가된 전도성 물질은 플로팅 전극의 역할을 하게 되어 방전셀 내부의 전위(potential) 분포가 방전에 유리한 수렴구조(도 3a)를 가지는 반면, 전도성 물질을 포함하지 아니하는 일반 격벽의 경우에는 전위(potential) 분포가 방전에 불리한 발산구조(도 3b)를 가지게 되어 형광체의 열화가 가속화되고 잔상이 발생하며, 휘도단차 및 방전불량이 발생할 수 있다.

본 발명의 플라즈마 디스플레이 패널에 사용되는 격벽의 제조방법으로는 통상적인 스크린 인쇄법(screen printing method), 샌드블라스트법(sand blast method), 블레이드법(blade method), 리프트오프법(lift-off method) 등의 다양한 격벽 제조방법을 사용할 수 있다. 상기 격벽의 제조에는 PbO, SiO₂, B₂O₃ , Al₂O₃, Ti0₂, CaO, 또는 ZnO 중에서 선택되는 1종 이상의 격벽 재료에 전도성 물질을 첨가하여 사용할 수 있다.

또한, 상기 격벽의 제조에 사용되는 전도성 물질은 전기전도도를 가지는 모든 전도성 물질을 사용할 수 있다. 예를 들면 고유저항이 10^-4[Ωm]이하인 전도성 물질을 사용하는 것이 바람직하며, 더욱 바람직하게는 고유저항이 1.4×10^-8 내지 50×10^-8[Ωm]인 전도성 물질을 사용할 수 있다. 전도성 물질의 고유저항이 10^-4[Ωm]를 초과하는 경우에는 충분한 플로팅(floating) 전위 효과를 얻을 수 없다.

또한, 상기 전도성 물질은 열전도율이 0.1 [cal/cmS℃]이상인 것을 사용할 수 있으며, 보다 바람직하게는 0.1 내지 1.0 [cal/cmS℃]인 것을 사용할 수 있다. 상기 열전도율이 우수할수록 방전시 발생하는 열을 분산시켜, 보다 우수한 플로팅 전위 효과를 얻을 수 있다. 따라서, 열전도율이 0.1 [cal/cmS℃] 미만인 경우에는 충분한 플로팅 전위 효과를 얻을 수 없다.

또한, 상기 전도성 물질은 입경 10 내지 10,000 nm인 전도성 입자를 사용하는 것이 바람직하며, 더욱 바람직하게는 입경 10 내지 5,000 nm 인 것을 사용할 수 있다. 상기 전도성 입자의 입경이 상기 범위를 벗어나는 경우에는 충분한 플로팅 전위 효과를 얻을 수 없다.

본 발명에 있어서 격벽에 포함되는 전도성 물질은 각 격벽 전체 중량에 대하여 0.001 내지 10 중량%인 것이 바람직하며, 0.01 내지 5 중량%인 것이 더욱 바람직하다. 전도성 물질의 함량이 0.001 중량% 미만인 경우에는 충분한 플로팅 전위 효과를 얻을 수 없으며, 10 중량%를 초과하는 경우에는 격벽의 내구성 및 제형에 문제가 생길 수 있다.

상기 전도성 물질은 전도성 금속, 전도성 고분자, 또는 전도성 카본물질 등을 사용할 수 있다. 상기 전도성 금속의 바람직한 예로는 은, 구리, 알루미늄, 철, 황동, 강철 등이 있다. 또한, 상기 전도성 고분자의 바람직한 예로는 폴리아세틸렌(Polyacetylene), 폴리아닐린(polyaniline), 폴리피롤(polypyrrole), 폴리티오펜(polythiophene) 등이 있으며, 전도성 카본 물질의 바람직한 예로는 카본블랙, 카본나노튜브, 카본파이버, 흑연 등이 있다. 상기 기재된 전도성 물질 이외에도 기타 전도성 물질을 사용할 수 있다.

본 발명에 사용되는 격벽은 그 전체 높이가 100 내지 150 ㎛인 것이 바람직하다.

상기 격벽 내부에 포함되는 전도성 물질은 격벽 내부 전체에 고르게 분포할 수 있으며, 바람직하게는 방전셀의 바닥면으로부터 격벽 전체 높이의 10 내지 90% 높이인 중앙 높이 부분에 분포할 수 있고, 더욱 바람직하게는 방전셀의 바닥면으로부터 격벽 전체 높이의 20 내지 80% 높이인 중앙 높이 부분에 분포할 수 있다. 상기 전도성 물질 격벽 중앙 높이 부분에 위치하는 격벽은 통상적인 격벽형성방법에 따라 제조될 수 있으며, 바람직하게는 전도성 물질을 포함하지 아니하는 격벽재료층 사이에 전도성 물질을 포함하는 격벽재료층을 형성시키는 방법으로 제조할 수 있다. 보다 바람직하게는 스크린인쇄를 통한 격벽 제조시 상기 전도성 물질을 혼합한 격벽재료를 인쇄하는 단계를 추가시키거나, 샌드블라스트법을 이용하여 격벽을 형성시키는 단계에서 중앙 높이부에 전도성 물질을 혼합한 격벽재료 층을 포함시키는 방법 등을 이용할 수 있다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 기재한다. 다만, 하기의 실시예는 본 발명의 바람직한 일 실시예일 뿐, 본 발명이 하기 실시예에 의해 한정되는 것은 아니다.

[실시예 1] 격벽 내에 전도성 물질을 포함하는 플라즈마 디스플레이 패널의 제조

PbO, SiO₂, B₂O₃를 동량으로 포함하는 글라스 분말과 TiO₂ , CaO, ZnO, Al₂O₃를 동량으로 포함하는 첨가제를 90 : 10 중량비로 혼합하여 통상적인 격벽 슬러리 제조방법으로 슬러리를 제조하였다. 상기 제조된 슬러리에 평균입경 500 nm의 은입자를 1중량%로 첨가하여 혼합한 후, 격벽을 제조하였다.

상기 격벽이 형성된 하부기판에 적색형광체층, 녹색형광체층 및 청색형광체층을 도포하고, 상부기판과 봉합하여 플라즈마 디스플레이 패널을 제조하였다.

[비교예 1]

은 입자를 첨가하지 아니한 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 플라즈마 디스플레이 패널을 제조하였다.

[시험예 1]

실시예 1 및 비교예 1에 의해 제조된 플라즈마 디스플레이 패널의 방전개시 전압을 알아보기 위하여, A전극(어드레스 전극)을 각각 플로팅(floating)과 그라운드 상태에 놓고 X-Y전극 간의 방전개시 전압(firing voltage)을 측정하였다. 전압파형은 주기 6 ㎲, 진동수 170 kHz인 구형파형으로 측정하였으며, 상기 측정 결과를 하기 표 1에 나타내었다.

[표 1]

비교예 1		실시예 1
그라운드	플로팅	그라운드	플로팅
183 V	170 V	160 V	155 V

상기 표 1에서 보는 바와 같이 격벽내에 전도성 물질을 포함하지 않는 비교예 1의 경우 A전극을 그라운드 상태에 놓고 X-Y 전극의 방전개시전압을 측정한 결과 183V에서 방전이 시작됨을 알 수 있다. 또한, A전극을 플로팅 전위인 플로팅 전극으로 놓았을 때 방전개시 전압을 측정한 결과는 방전전압 170V에서 방전이 시작됨을 알 수 있다.

그러나, 격벽 내에 전도성 물질을 포함하는 실시예 1의 경우에는 A전극을 그라운드 상태에 놓고 X-Y 전극의 방전개시 전압을 측정한 결과 160V에서 방전이 시작되었고, A전극을 플로팅 전위인 플로팅 전극으로 놓았을 때 방전개시 전압을 측정한 결과는 방전전압 155V에서 방전이 시작됨을 알 수 있다.

따라서, 격벽내에 전도성 물질을 포함하는 실시예 1의 경우는 그렇지 않은 비교예 1의 경우에 비하여 약 13 내지 15 V 정도 낮은 방전개시 전압을 갖는 것을 알 수 있다.

본 발명의 플라즈마 디스플레이 패널은 방전공간 내의 프라이밍 입자들의 움직임을 활발하게 하여 저전압 고속 어드레싱을 가능하게 하여 생산단가가 낮으며, 고휘도, 고효율을 갖는 특징이 있다.

도 1은 본 발명의 플라즈마 디스플레이 패널의 구조를 나타낸 사시도이다.

도 2는 방전셀의 격벽 내부에 전도성 물질이 첨가된 플라즈마 디스플레이 패널을 모식적으로 나타낸 단면도이다.

도 3은 (a) 격벽 내부에 전도성 물질을 포함하는 방전셀의 전위분포와 (b) 격벽 내부에 전도성 물질을 포함하지 않는 일반 방전셀의 전위분포를 모식적으로 나타낸 그림이다.

도 4는 격벽 내부의 중앙높이 부분에만 전도성 물질이 분산되어 있는 방전셀을 모식적으로 나타낸 단면도이다.

Claims (15)

1. 전극과 유전체층을 포함하는 상부기판과 적색, 녹색 및 청색 형광체층을 각각 포함하는 방전셀이 형성되어 있는 하부기판을 포함하며, 상기 하부기판의 방전셀의 격벽 내부에 전도성 물질을 포함하는 플라즈마 디스플레이 패널.
2. 제1항에 있어서,

   상기 전도성 물질은 고유저항이 10^-4[Ωm]이하인 플라즈마 디스플레이 패널.
3. 제1항에 있어서,

   상기 전도성 물질은 고유저항이 1.4×10^-8 내지 50×10^-8[Ωm]인 플라즈마 디스플레이 패널.
4. 제1항에 있어서,

   상기 전도성 물질은 열전도율이 0.1 [cal/cmS℃]이상인 플라즈마 디스플레이 패널.
5. 제1항에 있어서,

   상기 전도성 물질은 열전도율이 0.1 내지 1.0 [cal/cmS℃]인 플라즈마 디스플레이 패널.
6. 제1항에 있어서,

   상기 전도성 물질은 10 내지 10,000 nm의 입경을 가지는 전도성 입자인 플라즈마 디스플레이 패널.
7. 제1항에 있어서,

   상기 전도성 물질은 10 내지 5,000 nm의 입경을 가지는 전도성 입자인 플라즈마 디스플레이 패널.
8. 제1항에 있어서,

   상기 전도성 물질은 격벽 전체 중량에 대하여 0.001 내지 10 중량%로 포함되는 것인 플라즈마 디스플레이 패널.
9. 제1항에 있어서,

   상기 전도성 물질은 격벽 전체 중량에 대하여 0.01 내지 5 중량%로 포함되는 것인 플라즈마 디스플레이 패널.
10. 제1항에 있어서,

    상기 전도성 물질은 은, 구리, 알루미늄, 철, 황동, 및 강철로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상의 전도성 금속인 플라즈마 디스플레이 패널.
11. 제1항에 있어서,

    상기 전도성 물질은 폴리아세틸렌, 폴리아닐린, 폴리피롤, 및 폴리티오펜으로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상의 전도성 고분자인 플라즈마 디스플레이 패널.
12. 제1항에 있어서,

    상기 전도성 물질은 카본 카본블랙, 카본나노튜브, 카본파이버 및 흑연으로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상의 전도성 카본 물질인 플라즈마 디스플레이 패널.
13. 제1항에 있어서,

    상기 격벽은 PbO, SiO₂, B₂O₃, Al₂O₃, Ti0 ₂, CaO, 및 ZnO로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상을 포함하는 플라즈마 디스플레이 패널.
14. 제1항에 있어서,

    상기 전도성 물질은 방전셀의 바닥면으로부터 격벽 전체 높이의 10 내지 90 %의 높이 사이에 분포되어 있는 플라즈마 디스플레이 패널.
15. 제1항에 있어서,

    상기 전도성 물질은 방전셀의 바닥면으로부터 격벽 전체 높이의 20 내지 80 %의 높이 사이에 분포되어 있는 플라즈마 디스플레이 패널.