KR20070048017A - 플라즈마 디스플레이 패널의 보호막 - Google Patents

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KR20070048017A
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    • H01J11/10—AC-PDPs with at least one main electrode being out of contact with the plasma
    • H01J11/12—AC-PDPs with at least one main electrode being out of contact with the plasma with main electrodes provided on both sides of the discharge space

Abstract

본 발명은 플라즈마 디스플레이 패널의 보호막에 관한 것이다.
본 발명은 플라즈마 디스플레이 패널의 상판 유전체를 보호하는 보호막에 있어서, 상기 상판 유전체 상에 형성된 제 1 보호막; 및 상기 제 1 보호막 상에 형성된 육면체 결정의 MgO를 포함하여 이루어진 제 2 보호막을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 보호막을 제공한다.
따라서, 본 발명에 의하면 플라즈마 디스플레이 패널의 보호막을 이루는 육면체 MgO 결정의 크기가 고르게 형성되어, 플라즈마 디스플레이 패널의 방전 개시 전압을 낮추고 콘트라스트를 향상시킬 수 있다.
PDP, 방전 개시 전압, MgO, 2차 전자 방출 계수

Description

플라즈마 디스플레이 패널의 보호막{A protect layer of plasma display panel}
도 1은 본 발명에 따른 보호막을 포함하는 플라즈마 디스플레이 패널의 사시도.
도 2는 본 발명에 따른 보호막을 포함하는 플라즈마 디스플레이 패널의 상판 단면도.
도 3은 본 발명에 따른 보호막을 포함하는 플라즈마 디스플레이 패널의 방전셀의 구조를 나타낸 단면도.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
10 : PDP 하판 10 : 하판 유리
30: 어드레스 전극 35 : 하판 유전체
40 : 격벽 45 : 형광체
60 : PDP 상판 70 : 상판 유리
75 : 상판 유전체 80 : 보호막
80a : 제 1 보호막 80b : 제 2 보호막
90 : 서스테인 전극 90a : 투명 전극
90b : 버스 전극
본 발명은 멀티 미디어 시대의 새로운 화상 표시 장치 중의 하나인 플라즈마 디스플레이 패널(Plasma Display Panel, 이하 'PDP'라 함)에 관한 것으로, 구체적으로는 플라즈마 디스플레이 패널의 상부 기판에 형성되는 보호막에 관한 것이다.
멀티 미디어 시대의 도래와 함께 더 세밀하고, 더 크고, 더욱 자연색에 가까운 색을 표현해줄 수 있는 디스플레이 장치의 등장이 요구되고 있다. 그런데, 40인치 이상의 큰 화면을 구성하기에는 현재의 CRT(Cathode Ray Tube) 구조나 LCD(Liquid Crystal Display) 방식으로는 한계가 있어서, 평판표시장치 중 PDP가 각광받고 있으며 고화질 영상의 분야로 용도확대를 위해 고정세화와 대화면화가 급속도로 발전하고 있다.
PDP는 자체 발광형인 CRT와 비교하여 10cm 이하로 얇게 제작될 수 있고, 평면의 대화면(60~80inch)제작이 손쉬울 뿐 아니라 스타일(style)이나 디자인(design)면에서 종래 CRT와는 명확히 구별이 된다. PDP는 얇고 가벼우며, 자체 발광형으로 박진감, 현장감 있는 화상 구현이 가능하고, 구조가 간단하며 대화면 평면 디스플레이(display)를 쉽게 제작할 수 있어, 일찍부터 HDTV(High Definition Television)의 적격 판정을 받아왔다.
PDP는 격벽으로 정의되는 방전셀 내에 형광체를 가지고 있으며, 그 형광체의 하부 각각에 어드레스 전극을 구비하는 하판과, 상기 하판의 어드레스 전극에 대향 하는 서스테인 전극을 구비하는 상판으로 구성된다. 상기 상판과 하판 사이에 방전 공간을 두어 상기 공간 내에서 방전을 일으키며, 이 때 발생된 자외선이 형광체에 입사되어 발생한 빛으로 화면이 표시된다.
상기 플라즈마 디스플레이 패널의 방전시에 (+) 이온의 충격 때문에 상판에 구비된 유전체가 닳아 없어지고, 이 때 Na 등의 금속 물질이 전극을 단락(short)시키기도 한다. 따라서, 보호막으로 MgO 박막을 코팅하여 상기 유전체를 보호하는데, MgO는 (+) 이온의 충격에 잘 견디며, 2차 전자 방출 계수가 높으므로 방전 개시전압을 낮추는 효과를 갖는다.
그러나, 상술한 종래의 플라즈마 디스플레이 패널의 보호막은 다음과 같은 문제점이 있었다.
첫째, 보호막을 이루는 MgO 결정의 직경이 고르지 않아, 밀도가 낮아지며 결정이 충분히 성장하지 않는다.
둘째, 보호막을 이루는 MgO 결정의 크기가 불규칙하면 보호막의 표면에 수분 등의 불순물 가스(gas) 등이 다수 부착되어, 플라즈마 디스플레이 패널의 방전에 장애가 되고 콘트라스트가 저하되며 방전 개시 전압이 높아져서 회로 구성이 복잡해져 비용이 증가한다. 또한, 상술한 보호막 특성은 지터(jitter) 특성과도 밀접한 관련을 가지고 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 MgO 결정의 평균 크기가 고르게 형성되어 있는 플라즈마 디스플레이 패널의 보호막 을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은, 플라즈마 디스플레이 패널의 방전 개시 전압을 낮추고 콘트라스트와 지터특성이 향상된 플라즈마 디스플레이 패널의 보호막을 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 플라즈마 디스플레이 패널의 상판 유전체를 보호하는 보호막에 있어서, 상기 상판 유전체 상에 형성된 제 1 보호막; 및 상기 제 1 보호막 상에 형성된 육면체 결정의 MgO를 포함하여 이루어진 제 2 보호막을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 보호막을 제공한다.
상기 육면체 결정은, 가장 긴 모서리와 가장 짧은 모서리의 길이의 비가 1 대 1 내지 2 대 1인 것이 바람직하다.
상기 제 2 보호막을 이루는 MgO 결정은, 정육면체(cube)인 것이 바람직하다.
상기 제 1 보호막은, 주상형 결정의 MgO를 포함하는 것이 바람직하다.
상기 제 2 보호막은, 두께가 50 nm(나노 미터) 내지 200 nm 인 것이 바람직하다.
상기 제 1 보호막은, 두께가 300 nm 내지 750 nm 인 것이 바람직하다.
상기 정육면체 결정은, 모서리의 길이가 50 nm 내지 200 nm 인 것이 바람직하다.
상기 주상형 결정은, 가로 방향의 모서리의 길이가 250 nm 내지 500 nm 인 것이 바람직하다.
상기 제 1 보호막은, 배향면이 (111)인 결정으로 이루어지는 것이 바람직하다.
상기 제 2 보호막은, 배향면이 (111)인 결정 및 배향면이 (200) 결정을 포함하는 것이 바람직하다.
상기 제 2 보호막은, 상기 배향면이 (111)인 결정과 배향면이 (200)인 결정의 혼합비율이 5 대 1 내지 10 대 1인 것이 바람직하다.
상기 제 2 보호막은, 방전 공간 내의 상기 MgO 결정의 결정의 밀도가, 비방전 공간의 상기 MgO 결정의 밀도보다 큰 것이 바람직하다.
상기 비방전 공간은 격벽 상부에 형성된 것이 바람직하다.
상기 제 2 보호막은, 방전 공간 중심부의 상기 MgO 결정의 밀도가, 방전 공간 주변부의 상기 MgO 결정의 밀도보다 큰 것이 바람직하다.
상기 제 2 보호막은, Al(알루미늄), B(붕소), Ba(바륨), In(인듐), Si(실리콘), Pb(납), Zn(아연), P(인), Ga(갈륨), Ge(게르마늄), Sc(스칸듐), 및 Y(이트륨) 중 적어도 하나를 포함하는 것이 바람직하다.
상기 제 2 보호막 내에서, 상기 Al(알루미늄), B(붕소), Ba(바륨), In(인듐), Si(실리콘), Pb(납), Zn(아연), P(인), Ga(갈륨), Ge(게르마늄), Sc(스칸듐), 및 Y(이트륨)의 농도는 5000 ppm(parts per million) 이하인 것이 바람직하다.
이하 상기의 목적을 구체적으로 실현할 수 있는 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 설명한다. 종래와 동일한 구성 요소는 설명의 편의상 동일 명칭 및 동일 부호를 부여하며 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.
도 1은 본 발명에 따른 보호막을 포함하는 PDP의 방전셀구조를 나타낸 사시도이다. 도 1을 참조하여, 본 발명에 따른 보호막을 포함하는 PDP의 방전셀구조를 설명하면 다음과 같다.
3전극 교류 면방전형 PDP는 하판 유리(20) 상의 일부에 어드레스 전극(30)이 구비되고,상기 하판 유리(20)와 어드레스 전극(30) 상에 하판 유전체(35)가 구비된다. 상기 하판 유전체(35) 상의 일부에는 격벽(40)이 형성되는데, 상기 격벽(40)에 의해 이웃한 방전셀이 분리되며, 상기 격벽(40)의 측면 및 상기 하판유전체(35) 상에는 형광체(45)가 구비된다.
이상이 PDP 하판(10)의 구조이며, 이하에서 PDP 상판(60)의 구조를 설명한다.
상판 유리(70) 상에 상기 어드레스 전극(30)과 교차되도록 일정한 간격을 두고 서스테인 전극쌍(90)이 구비되는데, 투명 전극(90a)은 도전율이 낮아 버스 전극(90b)이 추가로 구비되어 상기 서스테인 전극쌍(Y,Z)의 저항을 줄이게 된다. 상기 상판 유리(70)와 서스테인 전극쌍(90) 상에는 상판 유전체(75)가 구비되고, 상기 상판 유전체(75) 상에 보호막(80)이 구비되는데, 상기 보호막(80)은 후술하는 바와 같이 2개의 층으로 구분된다.
상기 PDP 하판(10)과 상기 PDP 상판(60)이 마주보도록 접합되어 PDP 방전셀을 형성하는데, 상기 각각의 서스테인 전극(90)의 사이 간격 또는 상기 격벽(40)의 상부에 블랙 매트릭스(Black Matrix) 또는 블랙 탑(black top)이 구비되어, PDP에 유입되는 외부광이 패널에 반사되는 것을 흡수하는 역할을 한다. 이 때, PDP 상판 (60)과 하판(10) 및 격벽(40)으로 정의되는 방전셀 내에는 방전가스가 주입되는데, 상기 방전가스는 불활성기체로서 He+Xe 또는 Ne+Xe 또는 He+Ne+Xe 가스 등이 주입된다.
도 2는 본 발명에 따른 보호막을 포함하는 플라즈마 디스플레이 패널의 상판의 단면도이다. 도 2를 참조하여 본 발명에 따른 플라즈마 디스플레이 패널의 상판의 단면을 설명하면 다음과 같다.
본 발명에 따른 보호막을 포함하는 플라즈마 디스플레이 패널의 상판은, 상판 유리(70), 상기 상판 유리(70) 상에 형성된 유지전극쌍(90a, 90b), 상기 상판 유리(70) 및 유지 전극쌍(90a, 90b) 상에 형성된 상판 유전체(75), 상기 상판 유전체(75) 상에 차례로 형성된 제 1 보호막(80a) 및 제 2 보호막(80b)을 포함하여 이루어진다.
상기 제 1,2 보호막(80a, 80b)는 얇은 막 형태를 이루고 MgO를 포함하여 이루어지며, 플라즈마 방전시에 상판 유전체를 보호하며 플라즈마 디스플레이 패널의 수명을 보장하고, 상기 플라즈마에서 이온이 입사하면 상기 보호막(80a, 80b) 표면으로부터 이차전자가 방출되어 보다 낮은 전압에서 방전이 일어날 수 있도록 한다. 또한, 상기 보호막(80a, 80b)은 MgO 입자의 직경이 고르게 형성되어 기공이 적고 입자의 밀도가 높으며, 보호막 표면에 불순물 가스(gas)의 부착을 방지하여 방전 개시 전압을 낮추는데 목적이 있으며, 상술한 특성은 주로 제 2 보호막(80b)의 특성에 의하여 좌우될 것이다.
PDP의 보호막 전체를 본 발명에 따른 목적을 달성하기 위한 조성 등으로 제 작하면 공정의 복잡 및 비용의 증가 등이 예상되므로, 본 발명에서는 보호막을 제 1 보호막(80a)과 제 2 보호막(80b)으로 구분하여 방전 특성 등에 직접적인 영향을 미치는 제 2 보호막(80b)의 조성 등을 종래의 기술과 달리한다.
상기 제 1 보호막(80a)은 주상형 결정의 MgO를 포함하여 이루어지고, 상기 제 2 보호막(80b)은 가장 긴 모서리와 가장 짧은 모서리의 길이의 비가 1 대 1 내지 2 대 1인 육면체 결정의 MgO를 포함하여 이루어지며, 바람직하게는 정육면체(cube)이어야 한다. 도면에서 상기 제 1 보호막(80a)을 이루는 주상형 결정의 MgO는 상판 유전체(75)에 대하여 수직인 것으로 도시되어 있으나, 약간 기울어져 형성되어도 무방하다. 또한, 상기 주상형 결정의 MgO는 가로 방향의 모서리의 길이가 250 nm 내지 500 nm이고, 상기 정육면체 결정의 MgO는 모서리의 길이가 50 nm 내지 200 nm이어야 한다.
따라서, 상기 제 2 보호막(80b)은 제 1 보호막(80a)에 비하여 입자의 크기가 고르고 기공이 작으며 밀도가 높아서, 보호막 표면에 가스 등의 불순물 부착을 방지하고 방전 개시 전압을 낮출 수 있다.
종래의 보호막의 두께는 500 nm 내지 800 nm 이나, 본 발명에 따른 보호막은 제 1 보호막(80a)이 300 nm 내지 750 nm 의 두께를 가지며 제 2 보호막(80b)이 50 nm 내지 200 nm 의 두께를 갖는다. 플라즈마 디스플레이 패널의 보호막의 전기적 특성은 플라즈마 가스와 접하는 상기 제 2 보호막(80b)의 표면에 의하여 결정되는데, 사용 시간이 길어짐에 따라 표면의 MgO가 스퍼터(sputter)되어 다른 곳으로 흡착될 수 있으므로 PDP의 수명을 감안하여 50 nm 이상이고 200 nm 이하이면 충분하 다.
또한 상기 제 1 보호막(80a)은 배향면이 (111)인 결정으로 이루어지나, 상기 제 2 보호막(80b)은 배향면이 (111)인 결정 및 배향면이 (200) 결정을 포함하여 이루어진다. 바람직하게는 상기 제 2 보호막(80b) 내에서, 상기 배향면이 (111)인 결정이 배향면이 (200)인 결정보다 많이 혼합되고, 더욱 바람직하게는 상기 배향면이 (111)인 결정과 배향면이 (200)인 결정의 밀도는 5 대 1 내지 10 대 1이어야 한다.
상기 제 2 보호막(80b) 중에서도 방전 공간 내에서 플라즈마 가스가 충돌하는 횟수가 증가하므로, 상기 제 2 보호막은 방전 공간 내의 상기 MgO 결정의 결정의 밀도가, 비방전 공간의 상기 MgO 결정의 밀도보다 큰 것이 바람직하다. 또한, 방전 공간 내에서도 중심부에서 플라즈마 가스가 충돌하는 횟수가 증가하므로, 상기 제 2 보호막(80a)은 방전 공간 중심부의 상기 MgO 결정의 밀도가, 방전 공간 측면의 상기 MgO 결정의 밀도보다 큰 것이 바람직하다.
상기 제 2 보호막(80b)에는 Al(알루미늄), B(붕소), Ba(바륨), In(인듐), Si(실리콘), Pb(납), Zn(아연), P(인), Ga(갈륨), Ge(게르마늄), Sc(스칸듐), 및 Y(이트륨) 중 적어도 하나의 원소를 첨가하여, 기공을 줄이고 밀도를 높여서 MgO 박막의 표면에 불순물이 부착되는 것을 방지하여 방전 개시 전압을 낮추는 것이 바람직하다. 상기 제 2 보호막(80b) 내에서 상기 Al(알루미늄), B(붕소), Ba(바륨), In(인듐), Si(실리콘), Pb(납), Zn(아연), P(인), Ga(갈륨), Ge(게르마늄), Sc(스칸듐), 및 Y(이트륨)의 농도는 5000 ppm(parts per million) 이하인 것이 바람직하 며, 더욱 바람직하게는 300 내지 500 ppm이어야 한다. 또한, 상기 원소들은 Al2O3, B2O3, SiO2, P2O5, Ga2O3, GeO2, Sc2O3 및 Y2O3 등의 산화물의 분체로 첨가되고, 상기 제 2 보호막(80b) 내에서 MgO 결정 등과 균일하게 혼합됨이 바람직하다.
상기 제 2 보호막(80b)은 상판 유전체 상에 구비된 제 1 보호막(80a) 상에 증착되는데, 그 증착 방법으로는 전자-빔(E-Beam)법, 스퍼터링(sputtering)법을 이용함이 바람직하며, 그 밖에 액상법, 이온도금(ion-plating)법, 및 기상산화(Vapor Phase Oxidation)법 등도 사용할 수 있을 것이다. 상기 기상산화법은 마그네슘을 가열하여 발생하는 증기에 의해 산화 마그네슘 결정을 형성하는 방법이다.
도 3은 본 발명에 따른 보호막을 포함하는 플라즈마 디스플레이 패널의 방전셀의 구조를 나타낸 단면도이다. 도 3을 참조하여 본 발명에 따른 플라즈마 디스플레이 패널의 방전셀 구조를 설명하면 다음과 같다.
상판과 하판 및 격벽(40)에 의하여 방전 공간이 정의되고, 방전 공간에는 제 2 보호막(80b)이 접하고 상기 제 2 보호막(80b) 상에 제 1 보호막(80a)이 형성된다. 상기 제 2 보호막(80b)중에서도 방전 공간 내에서 플라즈마 가스가 충돌하는 횟수가 증가하므로, MgO 결정들은 방전 공간 내 즉 유지전극쌍 사이에서 그 밀도가 크고 방전 공간의 외부 즉, 격벽의 상부에서는 그 밀도가 작다. 또한, 방전 공간 내에서도 중심부에서 플라즈마 가스가 충돌하는 횟수가 증가하므로, 상기 제 2 보호막(80a)은 방전 공간 중심부의 상기 MgO 결정의 밀도가, 방전 공간 주변부의 상기 MgO 결정의 밀도보다 큰 것이 바람직하다.
상술한 방전셀들로 이루어진 플라즈마 디스플레이 패널은, 구동 전압이 인가되면 보호막을 이루는 MgO 입자들이 큰 에너지를 가지고 승화하게 된다. 따라서, MgO 결정이 정육면체에 가까운 고른 형태를 가질수록, 상기 MgO 입자의 결합 에너지가 커지기 때문에 결정의 성장이 촉진되어 보호막의 표면에 수분 등의 불순물 가스의 부착이 감소하고, 상기 플라즈마 디스플레이 패널 내에서의 방전에 장애가 줄어들면서 방전 개시 전압이 감소하고 지터특성이 개선되며 콘트라스트가 향상된다.
본 발명은 상술한 실시예에 한정되지 않으며, 첨부된 청구범위에서 알 수 있는 바와 같이 본 발명이 속한 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 변형이 가능하도 이러한 변형은 본 발명의 범위에 속한다.
상기에서 설명한 본 발명에 따른 플라즈마 디스플레이 패널의 보호막의 효과를 설명하면 다음과 같다.
첫째, 플라즈마 디스플레이 패널의 보호막을 이루는 MgO 입자의 평균 직경이 고르다.
둘째, 플라즈마 디스플레이 패널의 방전 개시 전압을 낮추고 콘트라스트를 향상시키고, 지터특성을 개선할 수 있다.

Claims (17)

  1. 플라즈마 디스플레이 패널의 상판 유전체를 보호하는 보호막에 있어서,
    상기 상판 유전체 상에 형성된 제 1 보호막; 및
    상기 제 1 보호막 상에 형성된 육면체 결정의 MgO를 포함하여 이루어진 제 2 보호막을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 보호막.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 제 2 보호막을 이루는 MgO 결정은,
    가장 긴 모서리와 가장 짧은 모서리의 길이의 비가 1 대 1 내지 2 대 1인 것을 특징으로 하는 보호막.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 제 2 보호막을 이루는 MgO 결정은,
    정육면체인 것을 특징으로 하는 보호막.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항에 있어서, 상기 제 1 보호막은,
    주상형 결정의 MgO를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 보호막.
  5. 제 1 항 내지 제 3 항에 있어서, 상기 제 2 보호막은,
    두께가 50 nm(나노 미터) 내지 200 nm 인 것을 특징으로 하는 보호막.
  6. 제 1 항 내지 제 3 항에 있어서, 상기 제 1 보호막은,
    두께가 300 nm 내지 750 nm 인 것을 특징으로 하는 보호막.
  7. 제 3 항에 있어서, 상기 정육면체 결정은,
    모서리의 길이가 50 nm 내지 200 nm 인 것을 특징으로 하는 보호막.
  8. 제 4 항에 있어서, 상기 주상형 결정은,
    가로 방향의 모서리의 길이가 250 nm 내지 500 nm 인 것을 특징으로 하는 보호막.
  9. 제 1 항 내지 제 3 항에 있어서, 상기 제 1 보호막은,
    배향면이 (111)인 결정으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 보호막.
  10. 제 1 항 내지 제 3 항에 있어서, 상기 제 2 보호막은,
    배향면이 (111)인 결정 및 배향면이 (200) 결정을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 보호막.
  11. 제 10 항에 있어서, 상기 제 2 보호막은,
    상기 배향면이 (200)인 결정이 배향면이 (111)인 결정보다 적게 혼합된 것을 특징으로 하는 보호막.
  12. 제 10 항에 있어서, 상기 제 2 보호막 내에서,
    상기 결정면의 혼합비율은 상기 배향면이 (111)인 결정과 배향면이 (200)인 결정의 비율이 5 대 1 내지 10 대 1인 것을 특징으로 하는 보호막.
  13. 제 1 항 내지 제 3 항에 있어서, 상기 제 2 보호막은,
    방전 공간 내의 상기 MgO 결정의 결정의 밀도가, 비방전 공간의 상기 MgO 결정의 밀도보다 큰 것을 특징으로 하는 보호막.
  14. 제 13 항에 있어서, 상기 비방전 공간은,
    격벽의 상부에 형성된 것을 특징으로 하는 보호막.
  15. 제 1 항 내지 제 3 항에 있어서, 상기 제 2 보호막은,
    방전 공간 중심부의 상기 MgO 결정의 밀도가, 방전 공간 주변부의 상기 MgO 결정의 밀도보다 큰 것을 특징으로 하는 보호막.
  16. 제 1 항 내지 제 3 항에 있어서, 상기 제 2 보호막은,
    Al(알루미늄), B(붕소), Ba(바륨), In(인듐), Si(실리콘), Pb(납), Zn(아연), P(인), Ga(갈륨), Ge(게르마늄), Sc(스칸듐), 및 Y(이트륨) 중 적어도 하나를 포함하여 이루어지는 보호막.
  17. 제 16 항에 있어서, 상기 제 2 보호막 내에서,
    상기 Al(알루미늄), B(붕소), Ba(바륨), In(인듐), Si(실리콘), Pb(납), Zn(아연), P(인), Ga(갈륨), Ge(게르마늄), Sc(스칸듐), 및 Y(이트륨)의 농도는 5000 ppm(parts per million) 이하인 것을 특징으로 하는 보호막.
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