KR20050071268A

KR20050071268A - 플라즈마 디스플레이 패널 및 그 제조방법

Info

Publication number: KR20050071268A
Application number: KR1020030102319A
Authority: KR
Inventors: 정재상
Original assignee: 엘지전자 주식회사
Priority date: 2003-12-31
Filing date: 2003-12-31
Publication date: 2005-07-07
Also published as: JP2005197232A; EP1551052A3; EP1551052A2; US7276850B2; US20050140299A1

Abstract

본 발명은 플라즈마 디스플레이 패널의 상판구조를 변형하여 휘도를 향상시킬 수 있는 플라즈마 디스플레이 패널 및 그 제조방법에 관한 것이다.

이와 같은 본 발명은 기판상에 편향하게 배열된 유지전극쌍, 상기 유지전극쌍이 형성된 기판상에 순차적으로 유전체층 및 보호층이 형성되어 이루어진 기능성층을 포함하는 플라즈마 디스플레이 패널에 있어서, 상기 기능성층에 홈(Trench)이 형성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명은 일정 간격을 두고 배열된 전면기판과 후면기판, 상기 전면기판에 평행하게 배열된 유지전극쌍, 상기 후면 기판에 상기 유지전극쌍에 교차하는 방향으로 배열된 복수의 데이터전극, 상기 유지전극쌍이 형성된 전면기판 상에 순차적으로 유전체층 및 보호층이 형성되어 이루어진 기능성층, 및 상기 전면기판과 후면기판 사이의 일정 간격에 배치되어 방전셀을 구획하는 격벽을 포함하는 플라즈마 디스플레이 패널 제조방법에 있어서, 상기 기능성층은 (a) 상기 유지전극쌍이 형성된 전면기판 상에 유전체를 도포하여 유전체층이 형성되는 단계; (b) 상기 유지전극쌍의 중앙부위에서 전면기판의 수직방향으로 상기유전체층에 마스킹(Masking)방법으로 홈이 형성되는 단계; 및 (c) 상기 홈이 형성된 유전체층 상에 홈의 측벽을 포함하여 MgO을 증착하여 보호층이 형성되는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

플라즈마 디스플레이 패널 및 그 제조방법 {Plasma Display Panel and Methode of making thereof}

본 발명은 플라즈마 디스플레이 패널 및 그 제조방법에 관한 것으로, 더욱 자세하게는 플라즈마 디스플레이 패널 내의 불활성 가스가 고주파에 의해 방전 될 때, 발생되는 자외선 밀도 세기를 증가시켜 휘도를 향상시킬 수 있는 플라즈마 디스플레이 패널 및 그 제조방법에 관한 것이다.

일반적으로, 플라즈마 디스플레이 패널(Plasma Display Panel: 이하, PDP라 함.)은 소다라임(Soda-lime) 글라스로 된 전면 글라스와 후면 글라스 사이에 형성된 격벽이 하나의 단위 셀을 이루고, 각 셀 내에는 헬륨-크세논(He-Xe), 헬륨-네온(He-Ne) 등과 같은 불활성 가스가 고주파 전압에 의해 방전이 될 때, 진공자외선(Vacuum Ultraviolet rays)이 발생되어 격벽 사이에 형성된 형광체를 발광시켜 화상을 구현하는 장치이다. 이와 같은 PDP는 박막화 및 대형화가 용이할 뿐만 아니라 낮은 소비전력 등의 특징을 가지고 있어 차세대 디스플레이 장치로 현재 각광을 받고 있다.

한편, PDP는 인가되는 구동전압 파형의 형태와 방전셀의 구조에 따라 직류(DC)형과 교류(AC)형으로 구분된다. 상기 직류형과 교류형의 구조적인 가장 큰 차이는 직류형의 경우 전극이 방전공간에 그대로 노출되어 있어 전압이 인가되는 동안 방전전류가 흐르게 되어 전류제한을 위한 저항을 외부적으로 만들어 주어야 하는 단점이 있다. 반면 교류형의 경우 전극을 유전체 층이 덮고 있어 자연스러운 용량성 형성으로 전류가 제한되며, 방전시 이온의 충격으로부터 전극이 보호되므로 직류형에 비하여 수명이 긴 장점을 가지고 있다. 이러한 이유로 향후 PDP는 교류구동방식으로 기대되고 있으며 그 구동원리는 유전체를 사이에 두고 전극간에 교류전압을 인가시켜 그 반주기마다 방전을 행하게 하는 방식이다. 또한, 상기 교류구동방식의 PDP는 유전체를 사용하기 때문에 유전체 표면에 전하가 대전되며, 이 전하를 이용하여 저인가 전압으로 메모리 효과를 가지게 된다. 이러한 교류 구동방식을 갖는 PDP의 구조를 살펴보면 도1과 같다.

도 1은 종래 PDP의 장치 구조를 개략적으로 나타낸 사시도이다. 도 1은 종래 PDP의 장치 구조를 개략적으로 나타낸 사시도이다. 도시된 바와 같이 PDP(100)는 화상이 디스플레이 되는 표시면 인 패널 상판의 전면 기판(10)과 후면을 이루는 패널 하판의 후면 기판(20)이 일정거리를 사이에 두고 평행하게 결합된다. 상기 패널 상판의 전면 기판(10)은 하방에 하나의 화소에서 상호 방전에 의해 셀의 발광을 유지하기 위한 유지전극(11), 즉 투명한 ITO 물질로 형성된 투명전극(11a)과 금속재질로 제작된 버스전극(11b)이 쌍을 이뤄 유지전극을 형성한다. 상기 유지전극(11)은 방전전류를 제한하며 전극 쌍 간을 절연시켜주는 유전층(12)에 의해 덮혀 지고, 유전층(12) 상면에는 방전조건을 용이하게 하기 위하여 산화마그네슘(MgO)을 증착한 보호층(13)이 형성된다. 이와 같이 형성된 PDP 상판의 평면적인 배치도는 도 2와 같다.

또한, 상기 패널 하판의 후면 기판(20)은 복수개의 방전공간 즉, 셀을 형성시키기 위한 스트라이프 타입(또는 웰 타입)의 격벽(21)이 평행을 유지하여 배열되고 상기 유지전극(11)과 교차되는 부위에서 어드레스 방전을 수행하여 진공자외선을 발생시키게 되는 다수의 어드레스 전극(22)이 격벽(21)에 대해 평행하게 배치된다. 또한, 후면 기판(20)의 상측면은 어드레스 방전시 화상표시를 위한 가시광선을 방출하는 R, G, B 형광층(23)이 도포되고, 격벽 상측면에는 전면 기판(10) 외부에서 발생하는 외부광을 흡수하여 반사를 줄여주는 광 차단의 기능과 전면 기판(10)의 색순도(Purity) 및 콘트라스트를 향상시키는 등의 기능을 하는 블랙 매트릭스(미도시)가 배열되어 구성된다. 또한, 전면 기판(10)과 후면 기판(20) 및 격벽(21) 사이에 마련된 방전공간에는 가스 방전을 위한 He+Xe, Ne+Xe, He+Xe+Ne 등의 불활성 가스가 주입된다.

이러한 구조를 갖는 PDP는 후면 기판의 어드레스 전극(22)과 전면 기판의 서스테인전극 간에 어드레스 방전 후 선택된 셀에 대한 연속적인 디스플레이 방전이 이어지고, 방전시 발생한 진공 자외선이 형광체를 여기시켜 가시광선을 방출함으로써 원하는 화상을 얻게 된다.

특히, 교류 구동방식의 PDP에서 화상은 대향방전 후 유지방전에 의해 이루어지는데, 이를 상세히 살펴보면, 유지전극(11)에 전압을 인가하고 어드레스전극(22)에 전압을 인가하면 이들 사이에 방전(즉, 대향방전)이 일어나고 이 때 발생하는 자외선이 형광체(23)를 여기 시켜 가시광선을 발생하게 된다. 이 후, 유지전극쌍(11)에 서스테인 펄스가 인가됨에 따라 방전(즉, 유지방전)되어 대향방전시의 발광을 유지하게 되어 화상을 구현하게 된다.

도 3은 종래 PDP의 상판에서 발생되는 방전경로를 나타낸 것이다. 도시된 바와 같이, 유지방전시 유지전극쌍(11)에 전압을 인가하여 방전을 유지시킬 때 방전 경로는 유지전극(11)에서 가장 가까운 부분(방전 반경 R이 최소되는 부분)부터 형성되기 시작하여 유지방전 시간이 경과함에 따라 먼 부분(방전 반경 R이 큰 부분)까지 확장된다. 이 때, 방전 반경 R이 최소되는 부분에서 전계의 세기가 가장 크게 되므로 이 부분에서 형성된 전자 및 이온의 밀도가 가장 높으며 특히, 이 부분의 전자의 온도(즉, 에너지)가 높은 것들이 대부분 존재하게 된다. 상기 전자 및 이온의 밀도가 높게 되면 형광체(23)에 여기되는 자외선의 밀도가 높아지므로 휘도가 증가하게 되고 전자 및 이온의 밀도가 낮으면 자외선의 밀도가 낮아지므로 휘도가 낮아지게 된다. 따라서 휘도를 향상시키기 위해서는 유지전극쌍(11)에 인가되는 유지전압의 레벨을 높게 하여 유지 방전시 형성되는 전자 및 이온의 밀도를 높게 하여야 한다.

따라서 종래 교류 구동방식의 PDP에서 저전압이 인가되어 유지방전이 이 일어나기 때문에 유지방전의 고 전압에 따라 나타나는 PDP의 휘도 향상을 기대할 수 없는 문제점이 있다.

상술한 문제점을 해결하기 위한 본 발명은, PDP 상판에 형성된 유전층 및 보호층의 구조를 변형하여 방전시 자외선 밀도를 향상시킴으로서 발광휘도를 향상 시키고, 동시에 구동 전압을 낮출 수 있는 플라즈마 디스플레이 패널 및 그 제조 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 기술적 해결수단은 기판상에 평향하게 배열된 유지전극쌍, 상기 유지전극쌍이 형성된 가판상에 순차적으로 유전체층 및 보호층이 형성되어 이루어진 기능성층을 포함하는 플라즈마 디스플레이 패널에 있어서, 상기 기능성층에 홈(Trench)이 형성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 홈(Trench)은 상기 유지전극쌍 사이에 형성되며, 상기 유지전극과 평행한 방향으로 형성되는 것을 특징으로 한다.

이하에서는 첨부된 도면을 참고로 하여 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세히 설명하기로 한다.

도 4는 본 발명에 따른 플라즈마 디스플레이 패널의 구조를 사시도로 나타낸 것이다. 도시된 바와 같이, 본 발명의 PDP는 화상이 디스플레이 되는 표시면 인 전면 기판(10)이 형성된 패널 상판과 후면 기판(20)이 형성된 패널 하판이 일정거리를 사이에 두고 평행하게 결합된다.

상기 패널 상판의 전면 기판(10)은 하방에 하나의 화소에서 상호 방전에 의해 셀의 발광을 유지하기 위한 유지전극(11), 즉 투명한 ITO 물질로 형성된 투명전극(11a)과 금속재질로 제작된 버스전극(11b)으로 구비된 유지전극(11)이 쌍을 이루며 형성된다. 상기 유지전극(11)은 방전전류를 제한하며 전극 쌍 간을 절연시켜주는 유전체층(12)에 의해 덮혀 지고, 유전체층(12) 상면에는 방전조건을 용이하게 하기 위하여 산화마그네슘(MgO)을 증착한 보호층(13)이 형성된다. 본 발명에서는 상기 전면기판에 순차적으로 유전체층(12) 및 보호층(13)이 형성되어 이루어진 층을 기능성층(A)이라 한다. 또한, 상기 패널 하판의 후면 기판(20)은 복수개의 방전공간 즉, 셀을 형성시키기 위한 스트라이프 타입(또는 웰 타입)의 격벽(21)이 평행을 유지하여 배열되고 상기 유지전극(11)과 교차되는 부위에서 어드레스 방전을 수행하여 진공자외선을 발생시키게 되는 다수의 어드레스 전극(22)이 격벽(21)에 대해 평행하게 배치된다. 또한, 후면 기판(20)의 상측면은 어드레스 방전시 화상표시를 위한 가시광선을 방출하는 R, G, B 형광층(23)이 도포되고, 격벽 상측면에는 전면 기판(10) 외부에서 발생하는 외부광을 흡수하여 반사를 줄여주는 광 차단의 기능과 전면 기판(10)의 색순도(Purity) 및 콘트라스트를 향상시키는 등의 기능을 하는 블랙 매트릭스(미도시)가 배열되어 구성된다.

상기와 같은 구조를 같은 본 발명의 PDP에서 특히, 유전체층(12)은 각각의 투명전극(11a) 및 버스전극(11b)에 스크린 프린팅 방법으로 형성되는데 이때, 상기 유전체층(12)에 전면기판의 수직방향으로 홈(Trench, 14)이 형성되고, 상기 유전체층(12) 상에 MgO가 증착되어 보호층(13)이 형성된다.

도 5는 본 발명에 따른 PDP의 상판 구조를 나타낸 단면도이다. 도시된 바와 같이, PDP의 상판 구조는 유전체층(12)과 보호층(13)으로 이루어진 기능성층(A)에 전면기판(10)의 수직방향으로 홈(14)이 형성되게 된다. 더욱 자세하게는 상기 홈은 유지전극쌍 사이에 형성되며 상기 유지전극과 평행한 방향으로 형성된다.

이러한 구조를 갖는 본 발명의 PDP 상판 제조방법을 살펴보면, 먼저 유지전극쌍(11)이 형성된 전면기판 상에 유전체를 도포하여 유전체층(12)을 형성시킨다. 이후, 상기 유지전극쌍(11)의 중앙부위에서 전면기판의 수직방향으로 유전체층(12)에 마스킹(Masking)방법으로 하여 홈(14)을 형성한다. 이후, 상기 홈(14)이 형성된 유전체층 상에 홈의 측벽을 포함하여 MgO을 증착하여 보호층(13)을 형성시켜 완성한다.

또 다른 PDP 상판 제조방법을 살펴보면, 먼저 유지전극쌍(11)이 형성된 전면기판 상에 유전체를 도포하여 유전체층(12)을 형성시킨다. 이후, 상기 유지전극쌍(11)의 중앙부위에서 전면기판의 수직방향으로 유전체층(12)에 레이져 등을 사용하여 상기 유전체층(12)을 식각함으로써 홈(14)을 형성한다. 이후, 상기 홈(14)이 형성된 유전체층 상에 홈의 측벽을 포함하여 MgO을 증착하여 보호층(13)을 형성시켜 완성한다.

이와 같이 홈이 형성된 기능성층을 포함한 PDP는 소정의 전압이 인가되어 대향방전을 한 후, 유지전극쌍에 유지펄스가 인가됨에 따라 유지방전을 하게 되어 발광을 유지하게 된다. 상기 유지방전의 경로를 살펴보면, 유지방전은 유지전극에서 가장 가까운 부분부터 형성되기 시작하여 유지방전 시간이 경과함에 따라 먼 부분까지 확장된다. 이때, 상기 기능성층에 형성된 홈은 새로운 방전공간으로 작용되어 고전계가 집중되는 방전공간 역할을 하게 된다. 즉, 상기 홈에서는 에너지가 높은 전자가 대부분 집중되어 이온화현상 및 여기현상이 집중적으로 발생하여 강력한 자외선이 형광체를 여기 시키게 되므로 휘도가 향상되게 된다. 따라서 기능성 층에 형성된 홈에 고전계가 집중되는 방전공간이 넓어지도록 상기 홈의 깊이를 깊게 형성시키는 것이 바람직하다. 본 발명에서는 이러한 점을 고려하여 홈의 깊이(d)를 5㎛ ~ 30㎛의 범위 값을 갖도록 한다. 또한, 상기 홈의 폭(w)은 10㎛ ~ 50㎛의 범위 값을 갖도록 한다.

도 6은 본 발명에 따른 PDP의 또 다른 상판 구조를 나타낸 단면도이다. 도시된 바와 같이, PDP의 상판 구조는 유전체층(12)과 보호층(13)으로 이루어진 기능성층(A)에 전면기판의 수직방향으로 복수개의 홈(14)이 형성된다. 이때, 상기 복수개의 홈(14)은 중심 홈(14a)과 주변 홈(14b)으로 이루어지고, 상기 중심 홈(14a)의 깊이(d1) 및 폭(w1)은 주변 홈(14b)의 깊이(d2) 및 폭(w2)보다 크게 형성된다. 이와 같은 구조를 같은 본 발명의 PDP 상판 구조는 방전시 고전계가 집중되는 방전공간이 넓어져 자외선 밀도 세기가 증가되고 이에 따라 형광체를 여기 시키는 양이 많아져 휘도가 상승하게 된다.

또한, 상기와 같이 방전공간이 넓어지면 종래 방전 개시전압보다 낮은 레벨의 개시전압으로도 종래와 동일 한 휘도레벨을 얻을 수 있게 된다.

이상에서 보는 바와 같이, 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해되어야 하고, 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

상술한바와 같이, 본 발명은 플라즈마 디스플레이 패널의 유전체층과 보호층으로 이루어진 기능성층의 구조를 변형하여 방전공간을 넓혀 전자 및 이온의 밀도와 에너지가 높아짐으로써 방전에 따라 방생되는 자외선의 밀도세기가 커짐으로써 휘도가 향상되는 효과가 있다.

또한, 본 발명은 플라즈마 디스플레이 패널의 방전공간이 증대되어 낮은 방전개시전압으로도 충분한 휘도를 가질 수 있는 효과가 있다.

도 1은 종래 PDP의 장치 구조를 개략적으로 나타낸 사시도이다.

도 2는 종래 PDP의 상판 구조를 나타낸 평면도이다.

도 3은 종래 PDP의 상판에서 발생되는 방전경로를 나타낸 도이다.

도 4는 본 발명에 따른 플라즈마 디스플레이 패널의 구조를 사시도이다.

도 5는 본 발명에 따른 PDP의 상판 구조를 나타낸 단면도이다.

도 6은 본 발명에 따른 PDP의 또 다른 상판 구조를 나타낸 단면도이다.

***** 도면의 주요한 부분에 대한 부호의 설명 *****

10: 전면 기판 11: 유지전극

12: 유전층 13: 보호층

14: 홈 20: 후면 기판

21: 격벽 22: 어드레스 전극

23: 형광층

Claims

기판상에 편향하게 배열된 유지전극쌍, 상기 유지전극쌍이 형성된 기판상에 순차적으로 유전체층 및 보호층이 형성되어 이루어진 기능성층을 포함하는 플라즈마 디스플레이 패널에 있어서,

상기 기능성층에 홈(Trench)이 형성되는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널.
제1 항에 있어서,

상기 홈은 상기 유지전극쌍 사이에 형성되며, 상기 유지전극과 평행한 방향으로 형성되는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널.
제1 항 또는 제2 항에 있어서,

상기 홈의 깊이는 5㎛ ~ 30㎛인 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널.
제1 항 또는 제2 항에 있어서,

상기 홈의 폭은 10㎛ ~ 50㎛인 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널.
제1 항 또는 제2 항에 있어서,

상기 홈은 복수개로 형성되는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널.
제5 항에 있어서,

상기 홈은 중심 홈과 주변 홈으로 이루어지고, 상기 중심 홈의 깊이/폭이 주변 홈의 깊이/폭보다 큰 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스프레이 패널.
일정 간격을 두고 배열된 전면기판과 후면기판, 상기 전면기판에 평행하게 배열된 유지전극쌍, 상기 후면 기판에 상기 유지전극쌍에 교차하는 방향으로 배열된 복수의 데이터전극, 상기 유지전극쌍이 형성된 전면기판 상에 순차적으로 유전체층 및 보호층이 형성되어 이루어진 기능성층, 및 상기 전면기판과 후면기판 사이의 일정 간격에 배치되어 방전셀을 구획하는 격벽을 포함하는 플라즈마 디스플레이 패널 제조방법에 있어서,

상기 기능성층은

(a) 상기 유지전극쌍이 형성된 전면기판 상에 유전체를 도포하여 유전체층이 형성되는 단계;

(b) 상기 유지전극쌍의 중앙부위에서 전면기판의 수직방향으로 상기 유전체층에 마스킹(Masking)방법으로 홈이 형성되는 단계; 및

(c) 상기 홈이 형성된 유전체층 상에 홈의 측벽을 포함하여 MgO을 증착하여 보호층이 형성되는 단계

를 포함하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널 제조방법.
일정 간격을 두고 배열된 전면기판과 후면기판, 상기 전면기판에 평행하게 배열된 유지전극쌍, 상기 후면 기판에 상기 유지전극쌍에 교차하는 방향으로 배열된 복수의 데이터전극, 상기 유지전극쌍이 형성된 전면기판 상에 순차적으로 유전체층 및 보호층이 형성되어 이루어진 기능성층, 및 상기 전면기판과 후면기판 사이의 일정 간격에 배치되어 방전셀을 구획하는 격벽을 포함하는 플라즈마 디스플레이 패널 제조방법에 있어서,

상기 기능성층은

(a) 상기 유지전극쌍이 형성된 전면기판 상에 유전체를 도포하여 유전체층이 형성되는 단계;

(b) 상기 유지전극쌍의 중앙부위에서 전면기판의 수직방향으로 상기 유전체층에 레이져를 가하여 식감함으로써 홈이 형성되는 단계; 및

(c) 상기 홈이 형성된 유전체층 상에 홈의 측벽을 포함하여 MgO을 증착하여 보호층이 형성되는 단계

를 포함하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널 제조방법