KR20090041771A - 플라즈마 디스플레이 패널 - Google Patents

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KR20090041771A
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유희준
이성용
정용우
홍종기
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삼성에스디아이 주식회사
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Abstract

본 발명은, 서로 마주보는 한 쌍의 기판;과, 상기 한 쌍의 기판 사이에 배치되는 방전전극들;과, 상기 한 쌍의 기판 사이에 배치되며, 상기 한 쌍의 기판과 함께 방전셀을 한정하는 격벽;과, 상기 한 쌍의 기판 사이에 배치됨으로써, 상기 한 쌍의 기판 사이의 간격을 유지시키는 스페이서;와, 상기 한 쌍의 기판 중 적어도 하나의 기판에 형성되어 상기 스페이서가 끼워지는 적어도 하나의 홈;과, 상기 한 쌍의 기판 사이에 배치되어 상기 한 쌍의 기판을 봉착하는 프리트;와, 상기 방전셀 내에 배치된 형광체층;과, 상기 방전셀 내에 있는 방전가스;를 포함하는 플라즈마 디스플레이 패널을 제공한다.
플라즈마 디스플레이 패널, 스페이서

Description

플라즈마 디스플레이 패널{Plasma display panel}
본 발명은 플라즈마 디스플레이 패널에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 내부에 스페이서(spacer)가 배치된 플라즈마 디스플레이 패널에 관한 것이다.
최근 들어, 종래의 음극선관 디스플레이 장치를 대체하는 것으로 주목받고 있는 플라즈마 디스플레이 패널(Plasma Display Panel : PDP)은, 복수개의 전극이 형성된 두 기판 사이에 방전가스가 봉입된 후 방전전압이 가해지고, 이로 인하여 발생되는 자외선에 의해 소정의 패턴으로 형성된 형광체가 여기되어 원하는 화상을 얻는 장치이다.
이러한 플라즈마 디스플레이 패널은 두 개의 기판 사이에 방전전극 및 격벽을 배치하여 방전셀을 형성한 뒤, 두 개의 기판의 가장자리 안쪽에 프리트(frit)를 소정의 두께로 도포하여 봉착하고, 방전가스를 주입함으로써 이루어진다.
플라즈마 디스플레이 패널은 두 개의 기판 사이의 간격을 일정하게 유지시키기는 것이 중요한데, 이는 두 개의 기판 사이의 간격이 일정하게 유지되지 않으면, 소음과 진동의 발생이 쉽게 일어나기 때문이다. 따라서, 이를 위하여 종래 기술 중에는 두 개의 기판 사이에 스페이서를 배치하여 두 개의 기판 사이의 간격을 일정 하게 유지시킨 바가 있다.
본 발명은, 기판의 상호 정렬을 용이하게 수행할 수 있는 플라즈마 디스플레이 패널을 제공하는 것을 주된 과제로 한다.
본 발명은, 서로 마주보는 한 쌍의 기판;과, 상기 한 쌍의 기판 사이에 배치되는 방전전극들;과, 상기 한 쌍의 기판 사이에 배치되며, 상기 한 쌍의 기판과 함께 방전셀을 한정하는 격벽;과, 상기 한 쌍의 기판 사이에 배치됨으로써, 상기 한 쌍의 기판 사이의 간격을 유지시키는 스페이서;와, 상기 한 쌍의 기판 중 적어도 하나의 기판에 형성되어 상기 스페이서가 끼워지는 적어도 하나의 홈;과, 상기 한 쌍의 기판 사이에 배치되어 상기 한 쌍의 기판을 봉착하는 프리트;와, 상기 방전셀 내에 배치된 형광체층;과, 상기 방전셀 내에 있는 방전가스;를 포함하는 플라즈마 디스플레이 패널을 제공한다.
여기서, 상기 한 쌍의 기판 사이에는 유전체층이 배치되고, 상기 방전전극들은 상기 유전체층에 의해 매립될 수 있다.
여기서, 상기 유전체층의 표면에는 보호층이 형성될 수 있다.
여기서, 상기 방전전극들은 상기 격벽 내에 배치될 수 있다.
여기서, 상기 방전전극들은 상기 방전셀의 적어도 일부를 둘러싸도록 배치될 수 있다.
여기서, 상기 격벽은 시트 형상으로 형성될 수 있다.
여기서, 상기 스페이서의 소재는, 유리, 금속 및 세라믹 중에서 선택되는 적어도 하나를 포함할 수 있다.
여기서, 상기 스페이서는, 상기 스페이서의 소재를 분말로 만든 후 성형한 성형체로 이루어질 수 있다.
여기서, 상기 스페이서가 복수개 배치되는 경우에, 상기 프리트는 상기 스페이서들 사이에 배치될 수 있다.
여기서, 상기 스페이서와 상기 프리트는 서로 접촉하도록 배치될 수 있다.
여기서, 상기 홈이 상기 한 쌍의 기판 모두에 형성되는 경우, 상기 스페이서는 상기 홈들에 끼워질 수 있다.
여기서, 상기 홈이 상기 한 쌍의 기판 중 어느 한쪽에 형성되는 경우, 상기 스페이서의 일단은 상기 홈에 끼워지고, 상기 스페이서의 타단은 상기 한 쌍의 기판 중 상기 홈이 형성되지 않는 기판에 고정될 수 있다.
본 발명에 따른 플라즈마 디스플레이 패널에 의하면, 기판의 상호 정렬을 용이하게 수행할 수 있는 효과가 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 바람직한 실시예에 따른 본 발명을 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 플라즈마 디스플레이 패널을 도시한 부분 절개 사시도이고, 도 2는 도 1의 Ⅱ-Ⅱ선을 따라 자른 단면도이다.
도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제1 실시예에 따른 플라즈마 디스플레이 패널(100)은 한 쌍의 기판(110), 방전전극들(120), 격벽(130), 스페이서(140), 홈(150), 프리트(160), 형광체층(170)을 포함한다.
한 쌍의 기판(110)은 제1기판(111) 및 제2기판(112)으로 이루어지는데, 제1기판(111) 및 제2기판(112)은 소정의 간격을 두고 이격되어 있으며, 서로 마주보도록 배치된다. 그 중 상기 제1기판(111)은 투명한 유리로 이루어져 있어, 가시광선이 투과될 수 있도록 되어 있다.
본 실시예에서는 제1기판(111)이 투명하므로, 방전에 의해 발생되는 가시광선이 제1기판(111)을 투과하여 나가지만, 본 발명은 이에 한정하지 않는다. 즉, 본 발명의 제1기판이 불투명하면서 제2기판이 투명하게 구성될 수 있고, 제1기판 및 제2기판이 동시에 투명하게 구성될 수도 있다. 또한, 본 발명의 제1기판 및 제2기판은 반투명의 재질로 구성될 수 있으며, 그 표면 또는 내부에 색상 필터를 내장하여 구성될 수도 있다.
한편, 제1기판(111)과 제2기판(112) 사이에는 방전전극들(120)이 배치되는데, 방전전극들(120)은 공통전극(121), 주사전극(122) 및 어드레스전극(123)으로 이루어진다.
구체적으로, 제1기판(111)의 안쪽 면에는 공통전극(121)과 주사전극(122)이 배치되어 있는데, 공통전극(121)은 투명전극(121a)과 버스전극(121b)을 포함하여 이루어지고, 주사전극(122)도 투명전극(122a)과 버스전극(122b)을 포함하여 이루어져 있다. 여기서, 투명전극(121a)(122a)은 버스전극(121b)(122b)에 접합되어 형성 되며, 투명전극(121a)(122a)의 재료로서는 ITO(indium tin oxide)가 사용된다.
어드레스전극(123)은 제2기판(112)의 안쪽 면에 배치된다.
본 실시예에서는 공통전극(121) 및 주사전극(122)이 제1기판(111)의 안쪽 면에 배치되고, 어드레스전극(123)은 제2기판(112)의 안쪽 면에 배치되지만, 본 발명은 이에 한정하지 않는다. 즉, 본 발명에 따르면, 방전전극들인 공통전극, 주사전극, 어드레스전극은 기판(110)으로부터 소정의 간격을 두고 이격되어 배치될 수 있다. 예를 들면, 본 발명의 전극들은 격벽 내에 배치될 수도 있다.
제1기판(111)의 안쪽 면에는 제1유전체층(181)이 공통전극(121) 및 주사전극(122)을 매립하면서 적층되는데, 제1유전체층(181)은 방전시 인접한 공통전극(121) 및 주사전극(122)이 직접 통전되는 것을 방지하고, 하전 입자가 공통전극(121) 및 주사전극(122)에 직접 충돌하여 손상시키는 것을 방지한다.
또한, 제1유전체층(181)은 하전 입자를 유도하여 벽전하를 축적할 수 있는 기능을 가지는데, 제1유전체층(181)의 유전체로서는 PbO, B2O3, SiO2 등이 사용된다.
제1유전체층(181)의 아래에는 보호층(181a)이 형성되는데, 보호층(181a)은 산화마그네슘(MgO)으로 이루어져 있다.
보호층(181a)은 플라즈마 입자의 스퍼터링(sputtering)에 의해 공통전극(121) 및 주사전극(122)들이 손상되는 것을 방지하고, 2차 전자를 방출하여 방전전압을 낮추어 주는 역할을 한다.
제2기판(112)의 안쪽 면에는 어드레스전극(123)이 배치되고, 제2유전체 층(182)은 어드레스전극(123)을 매립하면서 제2기판(112) 위에 형성되는데, 제2유전체층(182)은 어드레스전극(123)을 보호하는 기능을 하며, 그 재질은 제1유전체층(181)의 경우와 동일하다.
본 실시예의 플라즈마 디스플레이 패널(100)은 제2유전체층(182)을 구비하고 있지만, 본 발명은 이에 한정하지 않는다. 즉, 본 발명에 따른 플라즈마 디스플레이 패널은 제2유전체층을 구비하지 않아도 되는데, 그 경우, 격벽은 어드레스전극 위에 바로 적층되게 된다.
격벽(130)은 PbO, B2O3, SiO2 등의 유전체로 이루어져, 제2유전체층(182)위에 배치된다. 격벽(130)은 방전이 일어나는 공간인 방전셀(190)을 한 쌍의 기판(110)과 함께 한정하므로, 화상이 구현되는 디스플레이 영역을 구획하는 기능을 수행한다.
본 실시예의 격벽(130)은 안쪽에 형광체층(170)이 도포된 방전셀(190)을 구획하고 있어, 모든 격벽(130)은 화상이 구현되는 디스플레이 영역을 구획하고 있지만, 본 발명은 이에 한정하지 않는다.
즉, 본 발명의 격벽은 화상이 구현되지 않는 더미방전셀을 포함하여 구획할 수도 있다. 여기서, 더미방전셀이란 방전전극 또는 형광체층이 배치되어 있지 않은 장소로서 방전을 수행하지 않는 공간을 의미한다. 이 경우, 더미방전셀의 위치는 플라즈마 디스플레이 패널의 가장자리에 대응되어 형성될 수도 있고, 방전셀의 사이 사이에 위치할 수도 있다.
본 실시예에서는 격벽(130)에 의하여 구획되는 방전셀(190)의 횡단면이 사각형인 것으로 도시되었으나, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니고, 삼각형, 오각형 등의 다각형, 원형, 타원형, 또는 개방형인 스트라이프(stripe) 형상 등으로도 형성될 수 있다.
본 실시예의 격벽(130)은 제2유전체층(182) 위에 인쇄법을 이용하여 형성되나, 본 발명은 이에 한정하지 않는다. 즉, 본 발명의 격벽은 시트(sheet) 형상으로 제조될 수도 있다. 즉, 격벽 재료를 이용하여 시트 형상으로 제작한 다음, 그 시트에 방전공간에 대응하는 구멍을 형성함으로써, 격벽을 제작할 수 있다.
한편, 스페이서(spacer)(140)는 제1기판(111)과 제2기판(112) 사이에 배치된다.
스페이서(140)는 그 단면이 타원형을 가지는 기둥의 형상으로 형성되어 있으며, 세라믹 소재로 이루어져 있다. 스페이서(140)는 제1기판(111)과 제2기판(112) 사이의 거리를 일정하게 유지하는 동시에, 홈(150)과 함께 사용되어 제1기판(111)과 제2기판(112)의 상호 정렬(align)이 올바르게 수행되도록 하는 기능을 가진다.
본 제1 실시예에 따른 스페이서(140)는 그 단면이 타원형을 가지는 연속적인 기둥의 형상을 가지고 있으나, 본 발명은 이에 한정하지 않는다. 즉, 본 발명에 따른 스페이서의 단면은 사각형, 원형, 다각형 등이 될 수 있고, 그 형성 길이도 불연속적으로 짧게 형성될 수 있다.
본 제1 실시예에 따른 스페이서(140)는 그 소재가 세라믹으로 이루어져 있으나, 본 발명은 이에 한정하지 않는다. 즉, 본 발명에 따른 스페이서의 소재는 특별 한 제한이 없다. 예를 들면, 스페이서는 유리, 금속 등으로도 이루어질 수 있고, 유리, 금속, 세라믹이 섞인 혼합 소재로도 이루어질 수 있다. 또한, 본 발명에 따른 스페이서는 상기 소재를 분말로 만든 후, 그 분말 소재를 가지고 소결하여 성형한 성형체로 이루어질 수도 있다.
본 제1 실시예에 따른 스페이서(140)는 플라즈마 디스플레이 패널(100)의 한 가장자리에 2개씩 배치되어 있으나, 본 발명에 따르면, 스페이서의 개수에는 특별한 제한이 없다. 즉, 본 발명에 따른 스페이서의 개수는 1개, 3개, 4개 등이 될 수 있다.
홈(150)은 제1기판(111) 및 제2기판(112)의 가장자리에 형성된다. 홈(150)은 스트라이프 형상으로 형성되는데, 플라즈마 디스플레이 패널(100)의 조립 시, 형성된 홈(150)에 스페이서(140)가 끼워져 고정되게 된다.
홈(150)은, 제1기판(111)의 가장자리에 형성되는 제1홈(151)과, 제2기판(112)의 가장자리에 형성되는 제2홈(152)으로 구성된다. 여기서, 제1홈(151)은 제1기판(111), 제1유전체층(181) 및 보호층(181a)에 걸쳐 형성되고, 제2홈(152)은 제2기판(112), 제2유전체층(182)에 걸쳐 형성된다.
홈(150)은 기계적인 유리 절삭 가공법을 사용하여 제1기판(111) 및 제2기판(112)에 형성되는데, 본 발명은 이에 한정하지 않는다. 즉, 본 발명에 따르면, 홈이 형성되기만 하면 되고, 그 형성 방법에 있어 특별한 제한은 없다. 즉, 본 발명의 홈은 레이저 가공법, 샌드 브래스트(sand blast)법, 에칭 등의 방법으로 형성될 수도 있다.
홈(150)의 형상은 스페이서(140)의 일부가 끼워져 결합될 수 있도록 형성되는데, 본 제1 실시예에서는 스페이서(140)의 단면의 형상이 타원형으로 형성되었으므로, 홈(150)의 형상도 타원의 호를 가지도록 형성된다.
본 제1 실시예에서는 홈(150)이 제1기판(111) 및 제2기판(112) 모두에 형성되나, 본 발명은 이에 한정하지 않는다. 즉, 본 발명에 따른 홈은 제1기판 및 제2기판 중 어느 하나의 기판에만 형성될 수 있다.
본 제1 실시예에 따른 홈(150)은 제1기판(111) 및 제2기판(112)의 가장자리에 형성되되, 각 가장자리 당 2개씩 형성되나, 본 발명은 이에 한정하지 않는다. 즉, 본 발명에 따른 홈의 개수에는 특별한 제한이 없다. 예를 들면, 홈은 각 가장자리에 1개씩 형성될 수도 있고, 3개, 4개, 5개 등의 개수로 형성될 수도 있다.
한편, 프리트(160)는 스페이서(140) 사이에 배치된다.
프리트(160)는 소성과정을 거쳐 한 쌍의 기판(110)을 봉착하는 기능을 수행하는데, 본 제1 실시예의 경우에는 스페이서(140) 사이에 배치되므로, 격벽(130)으로 프리트(160)가 침투되지 않게 된다.
본 제1 실시예에서는 프리트(160)가 스페이서(140) 사이에 배치되나, 본 발명은 이에 한정하지 않는다. 즉, 본 발명에 따르면, 스페이서(140)와 프리트(160)는 상호 위치는 서로 떨어져 있어도 된다.
한편, 형광체층(170)은 방전셀(190)내의 제2유전체층(182) 부분의 상면과 격벽(130)의 안쪽 측면에 형성되는데, 청색, 적색, 녹색의 가시광을 발생시키는 형광체가 각각의 방전셀(190)에 도포되어 형성된다.
형광체층(170)들은 자외선을 받아 가시광선을 발생하는 성분을 가지는데, 적색의 가시광을 발광하는 형광체층은 Y(V,P)O4:Eu 등과 같은 형광체를 포함하고, 녹색의 가시광을 발광하는 형광체층은 Zn2SiO4:Mn 등과 같은 형광체를 포함하며, 청색의 가시광을 발광하는 형광체층은 BAM:Eu 등과 같은 형광체를 포함한다.
본 제1 실시예의 형광체층(170)은, 방전셀(190)내에 위치한 제2유전체층(182) 부분의 상면과 격벽(130)의 안쪽 측면에 형성되나, 본 발명은 이에 한정하지 않는다. 즉, 본 발명의 형광체층은 방전공간의 내부에 위치하여 플라즈마 방전에 의해 발생한 자외선에 의해 가시광선을 방출할 수 있다면, 방전셀(190)내의 어느 부분이든 형성될 수 있다.
플라즈마 디스플레이 패널(100)이 봉착된 뒤에는 Ne, Xe 등 및 이들의 혼합기체와 같은 방전가스가 봉입된다.
다음으로, 본 제1 실시예의 플라즈마 디스플레이 패널(100)의 제조 공정 및 그 작용을 구체적으로 살펴본다.
본 제1 실시예의 플라즈마 디스플레이 패널(100)의 제조 공정은 크게 방전전극들(120) 배치 공정, 홈(150)의 형성 공정, 프리트(160) 도포 및 조립, 봉착 및 방전가스 주입 공정으로 나눌 수 있다.
먼저, 작업자는 제1기판(111) 상에 공통전극(121) 및 주사전극(122)을 배치한다. 이어, 제1유전체층(181)으로 공통전극(121) 및 주사전극(122)을 매립하고, 제1유전체층(181)에는 산화마그네슘으로 이루어진 보호층(121a)을 진공 증착법으로 형성한다. 또한, 작업자는 제1기판(111)의 가장자리 부분에 제1홈(151)을 절삭 가공으로 형성한다.
또한, 작업자는, 제2기판(112) 상에 어드레스전극(123)을 배치한다. 이어, 제2유전체층(182)으로 어드레스전극(123)을 매립한 후, 그 제2유전체층(182) 위에 격벽(130)을 형성하고, 형광체층(170)을 방전셀(190) 내에 형성한다. 또한, 작업자는 제2기판(112)의 가장자리 부분에 제2홈(152)을 절삭 가공으로 형성한다.
그 다음, 스페이서(140)를 형성된 제1홈(151)과 제2홈(152)에 위치시켜 제1기판(111)과 제2기판(112)의 위치를 정렬시켜 조립하고, 프리트(160)를 스페이서(140) 사이에 도포한 후, 제1기판(111)과 제2기판(112)을 봉착하고 소성한다. 여기서, 스페이서(140)는 제1홈(151)과 제2홈(152)에 끼워져 고정됨으로써, 제1기판(111)과 제2기판(112)의 상호 정렬 작업이 용이하게 된다.
상기와 같은 방법으로 봉착이 완료되면, 플라즈마 디스플레이 패널(100)의 진공 배기 공정을 수행하고, 방전가스를 주입하게 된다.
상기와 같은 공정으로 제조된 플라즈마 디스플레이 패널(100)의 작용을 살펴보면 다음과 같다.
플라즈마 디스플레이 패널(100)의 조립 및 방전가스의 주입이 끝난 뒤, 외부의 전원으로부터 공통전극(121)과 주사전극(122)의 사이에 소정의 어드레스전압이 인가되면, 어드레스방전이 일어나고, 이 어드레스방전의 결과로 유지방전이 일어날 방전셀(190)이 선택된다.
그 후 상기 선택된 방전셀(190)의 공통전극(121)과 주사전극(122) 사이에 방 전유지전압이 인가되면, 공통전극(121)과 주사전극(122)에 의해 격벽(130)의 측면에 쌓여 있던 벽전하들의 이동으로 유지방전을 일으키고, 이 유지방전 시에 여기된 방전가스의 에너지 준위가 낮아지면서 자외선이 방출된다.
그리고, 이 자외선이 방전셀(190) 내에 도포된 형광체층(170)의 형광체를 여기시키는데, 이 여기된 형광체의 에너지준위가 낮아지면서 가시광이 방출되며, 이 방출된 가시광이 제1기판(111)을 투사하여 출사되면서 사용자가 인식할 수 있는 화상을 형성하게 된다.
이상과 같이, 본 제1 실시예의 경우에는, 스페이서(140)에 의해 제1기판(111)과 제2기판(112) 사이의 거리가 일정하게 유지되어, 진동과 소음이 방지되게 된다.
또한, 본 제1 실시예의 경우에는, 스페이서(140)와 홈(150)에 의해, 플라즈마 디스플레이 패널(100)의 조립 및 봉착시, 제1기판(111)과 제2기판(112)의 정렬 공정이 용이하게 수행되게 된다. 즉, 조립시 스페이서(140)가 홈(150)에 끼워져 조립되므로, 정렬 공정이 간소해지고, 정렬이 정확하게 수행될 수 있게 된다. 그렇게 되면, 정렬 공정에 필요한 비용이 줄어들게 되고, 정확한 정렬로 인하여 봉착 공정 후 플라즈마 디스플레이 패널(100)의 구동시 오방전을 방지할 수 있는 장점이 있다.
이하에서는 도 3을 참조하여, 본 발명의 제1 실시예의 변형예에 관하여 설명하되, 상기 제1 실시예와 상이한 사항을 중심으로 설명한다.
도 3은 본 발명의 제1 실시예의 일 변형예에 따른 플라즈마 디스플레이 패널 의 일부 단면도이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 본 제1 실시예의 일 변형예에 따른 플라즈마 디스플레이 패널은, 제1기판(211)과 제2기판(212) 사이에 배치된 격벽(230)과, 공통전극(미도시) 및 주사전극(미도시)를 매립하는 제1유전체층(281)과, 어드레스전극(미도시)를 매립하는 제2유전체층(282)과, 보호층(281a)을 구비하고 있다.
본 제1 실시예의 일 변형예의 제1유전체층(281)과 제2유전체층(282)은 각각 제1기판(211) 및 제2기판(212)의 가장자리까지는 형성되어 있지 않다. 따라서, 제1홈(251)은 제1기판(211)에만 형성되고, 제2홈(252)은 제2기판(212)에만 형성된다.
스페이서(240)는 그 단면이 사각형을 가지는 기둥의 형상으로 형성된다. 스페이서(240)는 유리와 세라믹의 혼합 소재를 분말로 한 후, 소결 성형하여, 사각 기둥의 형상으로 형성된다.
제1홈(251) 및 제2홈(252)은 각각 제1기판(211) 및 제2기판(212)에 형성된다.
제1홈(251) 및 제2홈(252)에는 스페이서(240)가 끼워져 고정된다. 이를 위해, 제1홈(251) 및 제2홈(252)의 형상은 스페이서(240)의 형상에 맞도록 직각의 내부 각도를 가지게 된다.
프리트(260)는 스페이서(240) 사이와, 최외각 스페이서(240)의 외곽에 배치된다.
이상과 같은 구성을 가지는 본 제1 실시예의 일 변형예의 경우에는, 스페이서(240)와 홈(250)에 의해 제1기판(211)과 제2기판(212) 사이의 거리가 일정하게 유지될 뿐만 아니라, 조립 및 봉착시 제1기판(211)과 제2기판(212)의 정렬이 용이하게 수행될 수 있다.
특히, 스페이서(240)는 그 단면이 사각형의 형상으로 형성되므로, 스페이서(240)는 제1홈(251) 및 제2홈(252)에 설계된 대로 정확한 각도로 끼워지게 된다. 그렇게 되면, 제1기판(211)과 제2기판(212)의 정렬을 더욱 더 용이하게 정확하게 수행할 수 있으므로, 정렬 공정이 더 간소해지고, 봉착 공정 후 플라즈마 디스플레이 패널의 구동시 오방전을 더욱 더 방지할 수 있는 장점이 있다.
이상과 같이 살펴본 구성, 작용 및 효과 이외의 본 발명의 제1 실시예의 일 변형예에 따른 플라즈마 디스플레이 패널의 구성, 작용 및 효과는 상기 본 발명의 제1 실시예에 따른 플라즈마 디스플레이 패널(100)의 구성, 작용 및 효과와 동일하므로, 본 설명에서는 생략하기로 한다.
이하에서는 도 4 및 도 5를 참조하여, 본 발명의 제2 실시예에 관하여 설명한다.
도 4는 본 발명의 제2 실시예에 따른 플라즈마 디스플레이 패널을 도시하는 부분 절개 사시도이고, 도 5는 도 4의 Ⅴ-Ⅴ선을 따라 자른 단면도이다.
도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제2 실시예에 따른 플라즈마 디스플레이 패널(300)은 한 쌍의 기판(310), 방전전극들(320), 격벽(330), 스페이서(340), 홈(350), 프리트(360) 및 형광체층(370)을 포함한다.
한 쌍의 기판(310)은 제1기판(311) 및 제2기판(312)으로 이루어지는데, 제1기판(311) 및 제2기판(312)은 소정의 간격을 두고 이격되어 있으며, 서로 마주보도 록 배치된다. 그 중 상기 제1기판(311)은 투명한 유리로 이루어져 있어, 가시광선이 투과될 수 있도록 되어 있다.
격벽(330)의 내부에는 방전전극들(320)이 배치되는데, 방전전극들(320)은 제1방전전극(321) 및 제2방전전극(322)으로 이루어진다.
제1방전전극(321)은 제2방전전극(322)과 서로 이격되어 배치되고, 제1방전전극(321)과 제2방전전극(322)의 연장 방향은 서로 교차하여 형성된다.
본 발명의 제1 실시예의 제1방전전극(321)들은 일 방향으로 연장되고, 제2방전전극(322)들은 제1방전전극(321)과 교차하도록 형성되어 있어, 어드레싱 작용도 수행하도록 되어 있지만, 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 즉, 본 발명에 따른 플라즈마 디스플레이 패널은 어드레싱 작용만을 하는 전극을 따로 구비하여 3전극의 구조로도 구성할 수 있다.
제1방전전극(321) 및 제2방전전극(322)은 각 방전셀(390)을 둘러싸도록 배치되는데, 제2방전전극(321) 및 제2방전전극(322)의 형상은 원형의 링(ring)의 형상을 가지고 있다.
본 제2 실시예의 제1방전전극(321) 및 제2방전전극(322)의 형상은 원형의 링의 형상으로 형성되었지만, 본 발명은 이에 한정하지 않는다. 즉, 본 발명의 제1방전전극 및 제2방전전극의 방전셀을 둘러싸고 있는 부분은 사다리 형상, 타원형의 링 및 다각형 등 다양한 형상으로 형성될 수 있다.
또한, 본 제2 실시예의 제1방전전극(321) 및 제2방전전극(322)은 각 방전셀(390)을 둘러싸도록 배치되어 있어, 유지방전이 방전셀(390)을 한정하는 모든 측 면에서 수직방향으로 일어나지만, 본 발명은 이에 한정하지 않는다. 즉, 본 발명의 제1방전전극 및 제2방전전극은 스트라이프(stripe) 형상으로 격벽부에 매립될 수도 있는데, 그렇게 되면, 제1방전전극 및 제2방전전극은 면방전이 아닌 대향방전의 방전경로를 가지게 된다. 또한, 본 발명의 제1방전전극 및 제2방전전극은 일부가 끊긴 링의 구조를 가지는 경우 등 여러 가지 경우에, 방전셀의 둘레 중 일부만을 둘러싸도록 배치될 수 있다.
본 제2 실시예의 제1방전전극(321) 및 제2방전전극(322)은 격벽(330) 내부에 배치되므로, 제1방전전극(321) 및 제2방전전극(322)이 투명전극일 필요가 없으며, Ag, Al 또는 Cu 등의 도전성이 우수하고 저항이 낮은 금속 재료로 형성할 수 있다. 그렇게 되면, 방전에 따른 응답속도가 빠르고, 신호가 왜곡되지 않으며 유지방전에 필요한 소비전력을 줄일 수 있게 되는 등 여러 가지 장점이 있다.
한편, 격벽(330)은 한 쌍의 기판(310)의 사이에 배치되며, 시트(sheet) 형상을 가지고 있다. 격벽(330)은 방전셀(390)을 구획하며, 전술한 바와 같이, 격벽(330) 내부에는 방전전극들(320)이 매립되어 배치되어 있다.
본 제2 실시예에서는 격벽(330)에 의하여 구획되는 방전셀(390)의 횡단면이 원형인 것으로 도시되었으나, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니고, 삼각형, 사각형, 오각형 등의 다각형, 또는 타원형 등으로도 형성될 수 있다.
격벽(330)을 이루는 유전체는 유지방전시 제1방전전극(321)과 제2방전전극(322)이 직접 통전되는 것을 방지하고, 하전 입자가 제1방전전극(321) 및 제2방전전극들(322)에 직접 충돌하여 손상시키는 것을 방지하며, 하전 입자를 유도하여 벽전하를 축적할 수 있는데, 이와 같은 유전체로서는 PbO, B2O3, SiO2 등이 사용된다.
격벽(330)의 측면은 보호층(330a)에 의해 덮여 있는데, 보호층(330a)은 산화마그네슘(MgO)으로 이루어져 플라즈마 입자의 스퍼터링(sputtering)에 의해 유전체로 형성된 격벽(330)과 제1방전전극(321) 및 제2방전전극들(322)들이 손상되는 것을 방지하고, 2차 전자를 방출하여 방전전압을 낮추어 주는 역할을 한다.
한편, 스페이서(340)는 제1기판(311)과 제2기판(312) 사이에 배치된다.
스페이서(340)는 그 단면이 사각형인 기둥의 형상으로 형성되어 있는데, 제1기판(311)과 제2기판(312) 사이의 거리를 일정하게 유지하는 동시에, 홈(350)과 함께 사용되어 제1기판(311)과 제2기판(312)의 상호 정렬이 올바르게 수행되도록 한다.
본 제2 실시예에 따른 스페이서(340)는 그 소재가 세라믹으로 이루어져 있는데, 세라믹을 여러 가지 크기의 분말로 만든 후, 그 분말 소재를 가지고 소결하여 성형한 성형체로 이루어진다.
홈(350)은 제1기판(311)의 가장자리에 스트라이프 형상으로 형성되는데, 조립 시, 형성된 홈(350)에 스페이서(340)의 일단이 끼워져 고정되게 된다.
즉, 홈(350)은, 전술한 제1 실시예의 경우와 상이하게 제1기판(311)에만 형성된다. 즉, 스페이서(340)의 일단은 홈(350)에 끼워지지만, 타단은 제2기판(312)에 그대로 고정된다.
홈(350)은 레이저 절삭 가공법을 사용하여 제1기판(311)에 형성되는데, 홈(350)의 형상은 스페이서(340)와 맞게 결합될 수 있도록 직각을 포함한 형상으로 형성된다.
본 제2 실시예에서는 홈(350)이 제1기판(311)의 가장자리에 형성되며, 각 가장자리 당 2개씩 형성되나, 본 발명은 이에 한정하지 않는다. 즉, 본 발명에 따른 홈의 개수에는 특별한 제한이 없다. 예를 들면, 홈은 제1기판의 각 가장자리에 1개씩 형성될 수도 있고, 3개, 4개, 5개 등의 개수로 형성될 수도 있다.
한편, 프리트(360)는 스페이서(340) 사이에 배치된다.
프리트(360)는 소성과정을 거쳐 한 쌍의 기판(310)을 봉착하는 기능을 수행하는데, 스페이서(340) 사이에 배치되므로, 격벽(330)으로 프리트(360)가 침투되지 않게 된다.
한편, 형광체층(370)은 적색, 녹색 및 청색의 방전셀에 맞추어 제1기판(311) 및 제2기판(312)에 형성된 형광체 형성홈(311a)(312a)에 도포되어 형성된다. 형광체 형성홈(311a)(312a)은 제1기판(311) 및 제2기판(312) 중 방전셀(390)이 위치하는 부분에 유리 절삭 가공, 샌드 브래스트(sand blast), 에칭(etching) 등의 방법으로 형성한다.
형광체층(370)들은 자외선을 받아 가시광선을 발생하는 성분을 가지는데, 적색의 가시광을 발광하는 적색 형광체층은 Y(V,P)O4:Eu 등과 같은 형광체를 포함하고, 녹색의 가시광을 발광하는 녹색 형광체층은 Zn2SiO4:Mn 등과 같은 형광체를 포 함하며, 청색의 가시광을 발광하는 청색 형광체층은 BAM:Eu 등과 같은 형광체를 포함한다.
본 제2 실시예의 형광체층(370)은 제1기판(311) 및 제2기판(312)에 형광체 형성홈(311a)(312a)을 형성하고, 그 형광체 형성홈(311a)(312a)에 형광체를 도포하여 형광체층(370)을 형성하나, 본 발명은 이에 한정하지 않는다. 즉, 본 발명의 형광체층은 방전공간의 내부에 위치하여 플라즈마 방전에 의해 발생한 자외선에 의해 가시광선을 방출할 수 있다면, 격벽(330)의 안쪽 측면 등 방전셀(390)의 어느 부분이든 형성될 수 있다.
한 쌍의 기판(310)이 봉착된 뒤에는 Ne, Xe 등 및 이들의 혼합기체와 같은 방전가스가 봉입된다.
다음으로, 본 제2 실시예의 플라즈마 디스플레이 패널(300)의 제조 공정 및 그 작용을 구체적으로 살펴본다.
본 제2 실시예의 플라즈마 디스플레이 패널(300)의 제조 공정은 크게 격벽(330) 형성 공정, 홈(350)의 형성 공정, 조립, 봉착 및 방전가스 주입 공정으로 나눌 수 있다.
먼저, 격벽(330) 형성공정을 살펴 보면 다음과 같다.
작업자는 제1방전전극(331) 및 제2방전전극(332)을 매립하면서 차례로 유전체를 적층하여 시트 형상으로 형성한 후, 그 형성된 시트 형상에 방전셀(390)이 위치할 원형의 구멍들을 내어 격벽(330)을 형성한다.
또한, 격벽부(330)의 측면에는 산화마그네슘으로 이루어진 보호층(330a)이 진공 증착법에 의해 형성된다.
한편, 한 쌍의 기판(310)에는 방전셀(390)이 위치하는 곳을 유리 절삭, 샌드 브래스트, 에칭 등의 유리 절삭 방법으로 가공하여 형광체 형성홈(311a)(312a)을 형성한 뒤, 그 형광체 형성홈(311a)(312a)에 형광체를 도포하여 형광체층(370)을 형성한다.
또한, 작업자는 제1기판(311)의 가장자리 외곽 부분에 홈(350)을 유리 절삭, 샌드 브래스트, 에칭 등의 유리 절삭 방법으로 형성한다.
그 다음, 스페이서(340)를 제2기판(312) 상에 접착제 등으로 고정시키되, 그 설치 위치는 각각의 홈(350)에 대응되도록 설치한다.
그 다음, 한 쌍의 기판(310)의 사이에 격벽(330)을 끼우고, 스페이서(340)의 일단을 홈(350)에 끼워 조립하고, 프리트(360)를 스페이서(340) 사이에 도포한 후, 제1기판(311)과 제2기판(312)을 봉착하고 소성한다. 여기서, 스페이서(340)는 홈(350)에 끼워져 고정됨으로써, 제1기판(311)과 제2기판(312)의 상호 정렬 작업이 용이하게 된다.
상기와 같은 방법으로 봉착이 완료되면, 플라즈마 디스플레이 패널(300)의 진공 배기 공정을 수행하고, 방전가스를 주입하게 된다.
상기와 같은 공정으로 제조된 플라즈마 디스플레이 패널(300)의 작용을 살펴보면 다음과 같다.
플라즈마 디스플레이 패널(300)의 조립 및 방전가스의 주입이 끝난 뒤, 외부의 전원으로부터 제1방전전극(321)과 제2방전전극(322)의 사이에 소정의 어드레스 전압이 인가되면, 어드레스방전이 일어나고, 이 어드레스방전의 결과로 유지방전이 일어날 방전셀(390)이 선택된다.
그 후 상기 선택된 방전셀(390)의 제1방전전극(321)과 제2방전전극(322) 사이에 방전유지전압이 인가되면, 제1방전전극(321)과 제2방전전극(322)에 의해 격벽(330)의 측면에 쌓여 있던 벽전하들의 이동으로 유지방전을 일으키고, 이 유지방전 시에 여기된 방전가스의 에너지 준위가 낮아지면서 자외선이 방출된다.
그리고, 이 자외선이 방전셀(390) 내에 도포된 형광체(370)를 여기시키는데, 이 여기된 형광체(370)의 에너지준위가 낮아지면서 가시광이 방출되며, 이 방출된 가시광이 제1기판(311)을 투사하여 출사되면서 사용자가 인식할 수 있는 화상을 형성하게 된다.
본 제2 실시예의 플라즈마 디스플레이 패널(300)은 제1방전전극(321) 및 제2방전전극(322)이 방전셀(390)을 둘러싸도록 구성되어 있다. 그렇게 되면, 유지방전은 방전셀(390)의 모든 측면을 따라 이루어지게 되므로, 방전면적이 상대적으로 넓어지고, 발광휘도 및 방전효율이 증가된다.
또한, 본 제2 실시예의 플라즈마 디스플레이 패널(300)은 시트 형상의 격벽(330)을 구비하는 구조로 구성되어 있다. 즉, 본 제2 실시예의 경우에는 시트 형상의 격벽(330)을 형성하고 방전이 일어나는 공간에 원형의 구멍만을 형성하여 방전셀(390)을 형성할 수 있으므로, 공정이 간소화되고, 그에 따라 제조 비용이 감축되는 장점이 있다.
또한, 본 제2 실시예의 경우에는, 스페이서(340)에 의해 제1기판(311)과 제2 기판(312) 사이의 거리가 일정하게 유지되어, 진동과 소음이 방지되게 된다.
또한, 본 제2 실시예의 경우에는, 스페이서(340)와 홈(350)에 의해, 플라즈마 디스플레이 패널(300)의 조립 및 봉착시, 제1기판(311)과 제2기판(312)의 정렬 공정이 용이하게 수행되게 된다. 즉, 조립시 스페이서(340)가 홈(350)에 끼워져 조립되므로, 정렬 공정이 간소해지고, 정렬이 정확하게 수행될 수 있게 된다. 그렇게 되면, 정렬 공정에 필요한 비용이 줄어들게 되고, 정확한 정렬로 인하여 봉착 공정 후 플라즈마 디스플레이 패널(300)의 구동시 오방전을 방지할 수 있는 장점이 있다.
본 발명은 첨부된 도면에 도시된 실시예들을 참고로 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 보호 범위는 첨부된 청구 범위에 의해서만 정해져야 할 것이다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 플라즈마 디스플레이 패널을 도시한 부분 절개 사시도이다.
도 2는 도 1의 Ⅱ-Ⅱ선을 따라 자른 단면도이다.
도 3은 본 발명의 제1 실시예의 일 변형예에 따른 플라즈마 디스플레이 패널의 일부 단면도이다.
도 4는 본 발명의 제2 실시예에 따른 플라즈마 디스플레이 패널을 도시하는 부분 절개 사시도이다.
도 5는 도 4의 Ⅴ-Ⅴ선을 따라 자른 단면도이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
100, 300: 플라즈마 디스플레이 패널 110, 310: 기판
120, 320: 방전전극들 130, 230, 330: 격벽
140, 240, 340: 스페이서 150, 350: 홈
151, 251: 제1홈 152, 252: 제2홈
160, 260, 360: 프리트 170, 270, 370: 형광체층
181, 281: 제1유전체층 182, 282: 제2유전체층
190, 390: 방전셀

Claims (12)

  1. 서로 마주보는 한 쌍의 기판;
    상기 한 쌍의 기판 사이에 배치되는 방전전극들;
    상기 한 쌍의 기판 사이에 배치되며, 상기 한 쌍의 기판과 함께 방전셀을 한정하는 격벽;
    상기 한 쌍의 기판 사이에 배치됨으로써, 상기 한 쌍의 기판 사이의 간격을 유지시키는 스페이서;
    상기 한 쌍의 기판 중 적어도 하나의 기판에 형성되어 상기 스페이서가 끼워지는 적어도 하나의 홈;
    상기 한 쌍의 기판 사이에 배치되어 상기 한 쌍의 기판을 봉착하는 프리트;
    상기 방전셀 내에 배치된 형광체층; 및
    상기 방전셀 내에 있는 방전가스를 포함하는 플라즈마 디스플레이 패널.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 한 쌍의 기판 사이에는 유전체층이 배치되고, 상기 방전전극들은 상기 유전체층에 의해 매립되는 플라즈마 디스플레이 패널.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 유전체층의 표면에는 보호층이 형성되는 플라즈마 디스플레이 패널.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 방전전극들은 상기 격벽 내에 배치되는 플라즈마 디스플레이 패널.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 방전전극들은 상기 방전셀의 적어도 일부를 둘러싸도록 배치되는 플라즈마 디스플레이 패널.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 격벽은 시트 형상으로 형성되는 플라즈마 디스플레이 패널.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 스페이서의 소재는, 유리, 금속 및 세라믹 중에서 선택되는 적어도 하나를 포함하는 플라즈마 디스플레이 패널.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 스페이서는, 상기 스페이서의 소재를 분말로 만든 후 성형한 성형체로 이루어진 플라즈마 디스플레이 패널.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 스페이서가 복수개 배치되는 경우에, 상기 프리트는 상기 스페이서들 사이에 배치되는 플라즈마 디스플레이 패널.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 스페이서와 상기 프리트는 서로 접촉하도록 배치되는 플라즈마 디스플레이 패널.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 홈이 상기 한 쌍의 기판 모두에 형성되는 경우, 상기 스페이서는 상기 홈들에 끼워지는 플라즈마 디스플레이 패널.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 홈이 상기 한 쌍의 기판 중 어느 한쪽에 형성되는 경우, 상기 스페이서의 일단은 상기 홈에 끼워지고, 상기 스페이서의 타단은 상기 한 쌍의 기판 중 상기 홈이 형성되지 않는 기판에 고정되는 플라즈마 디스플레이 패널.
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