KR100741081B1 - 디스플레이 패널 - Google Patents

Abstract

본 발명은 디스플레이 패널에 관한 것으로서, 상기 디스플레이 패널은, 일정한 간격을 두고 서로 대향되게 배치되는 제 1 기판 및 제 2 기판과; 상기 제 1 기판과 제 2 기판 사이에 마련된 것으로, 상기 제 1 기판과 제 2 기판 사이의 공간을 구획하여 다수의 셀을 형성하는 다수의 격벽; 상기 셀들의 내부에 채워지는 여기가스; 상기 셀들의 내벽에 형성되는 형광체층; 상기 제 1 기판의 내면에 형성되는 다수의 어드레스 전극; 상기 어드레스 전극을 매립하는 제 1 유전체층; 상기 제 2 기판의 내면에 상기 제 1 전극들과 교차하는 방향으로 형성되는 다수의 유지전극쌍; 상기 유지전극쌍의 표면을 선택적으로 매립하도록 제 2 기판 내측에 형성된 제 2 유전체층; 및 상기 유지전극쌍의 표면에 선택적으로 형성되는 전자방출원을 포함한다.

Description

디스플레이 패널 {Display panel}

도 1은 종래 플라즈마 디스플레이 패널의 분리 사시도이다.

도 2는 AC-PDP와 DC-PDP의 유지전압 파형을 비교하는 도면이다.

도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 평판 디스플레이 패널의 개략적인 부분 분리 사시도이다.

도 4는 도 3의 IV-IV선을 따라 취한 수직 단면도이다.

도 5는 도 3의 V-V선을 따라 취한 수직 단면도이다.

도 6은 도 3의 VI-VI선을 따라 취한 수직 단면도이다.

도 7은 도 6이 변형례를 도시하는 수직 단면도이다.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*

110 : 제 1 기판 120: 제 2 기판

112 : 제 1 유전체층 113 : 격벽

121, 122 : 유지전극 128 : 전자방출원

124 : 하부전극 123 : 제 2 유전체층

본 발명은 디스플레이 패널에 관한 것으로서, 보다 자세하게는, AC-PDP와 DC-PDP의 특징을 모두 구비한 플라즈마 디스플레이 패널에 관한 것이다.

평판 디스플레이 장치의 일종인 플라즈마 디스플레이 패널(PDP; Plasma Display Panel)은 전기적 방전을 이용하여 화상을 형성하는 장치로서, 휘도나 시야각 등의 표시 성능이 우수하여 그 사용이 날로 증대되고 있다. 이러한 플라즈마 디스플레이 패널은 전극들에 인가되는 직류 또는 교류 전압에 의하여 상기 전극들 사이에서 가스 방전이 일어나게 되고, 이 방전 과정에서 발생되는 자외선에 의하여 형광체가 여기되어 가시광을 발산하게 된다.

상기 플라즈마 디스플레이 패널은 전극들의 배치 구조에 따라 대향 방전(facing discharge) 구조의 플라즈마 디스플레이 패널과 면 방전(surface discharge) 구조의 플라즈마 디스플레이 패널로 분류될 수 있다. 대향 방전 구조의 플라즈마 디스플레이 패널은 쌍을 이루는 두 개의 유지전극이 각각 상부기판과 하부기판에 배치되어 방전이 기판에 수직인 방향으로 일어난다. 그리고, 면 방전 구조의 플라즈마 디스플레이 패널은 쌍을 이루는 두 개의 유지전극이 동일한 기판 상에 배치되어 방전이 기판에 나란한 방향으로 일어난다.

도 1에는 종래 교류형(AC) 면방전 구조의 플라즈마 디스플레이 패널의 사시도가 도시되어 있다.

도 1을 참조하면, 하부기판(10)과 상부기판(20)이 일정한 간격을 두고 서로 대향되게 배치되어 그 사이에 플라즈마 방전이 일어나는 방전공간을 형성한다. 상기 하부기판(10)의 상면에는 다수의 어드레스전극(11)이 형성되어 있으며, 이 어드 레스전극들(11)은 제1 유전체층(12)에 의해 매립된다. 상기 제1 유전체층(12)의 상면에는 방전공간을 구획하여 다수의 방전셀을 형성하고, 이 방전셀들 간의 전기적, 광학적 크로스토크(cross talk)를 방지하는 다수의 격벽(13)이 형성되어 있다. 상기 방전셀들의 내벽에는 각각 적색(R), 녹색(G), 청색(B)의 형광체층(15)이 도포되어 있다. 그리고, 상기 방전셀들 내부에는 일반적으로 크세논(Xe)을 포함하는 방전가스가 채워진다.

상기 상부기판(20)은 가시광이 투과될 수 있는 투명기판으로서 격벽들(13)이 형성된 하부기판(10)에 결합된다. 상기 상부기판(20)의 하면에는 방전셀(14)마다 한 쌍의 유지전극(21a,21b)이 상기 어드레스전극들(11)과 직교하는 방향으로 형성되어 있다. 여기서, 상기 유지전극들(21a,21b)은 가시광이 투과될 수 있도록 주로 ITO(Indium Tin Oxide)와 같은 투명한 도전성 재료로 이루어진다. 그리고, 상기 유지전극들(21a,21b)의 라인 저항을 줄이기 위하여, 상기 유지전극들(21a,21b)의 하면에는 금속으로 이루어진 버스전극들(22a,22b)이 상기 유지전극들(21a,21b)보다 좁은 폭을 가지고 형성되어 있다. 상기 유지전극들(21a,21b) 및 버스전극들(22a,22b)은 투명한 제2 유전체층(23)에 의해 매립된다. 그리고, 상기 제2 유전체층(23)의 하면에는 산화마그네슘(MgO)로 이루어진 보호막(24)이 형성되어 있다. 상기 보호막(24)은 플라즈마 입자의 스퍼터링에 의한 제2 유전체층(23)의 손상을 방지하고, 2차 전자를 방출하여 방전전압을 낮추어 주는 역할을 한다.

상기와 같은 구조를 가지는 플라즈마 디스플레이 패널의 구동은 크게 어드레스방전을 위한 구동과 유지방전을 위한 구동으로 나뉜다. 어드레스방전은 어드레스 전극(11)과 한 쌍의 유지전극(21a,21b) 중 어느 하나의 전극 사이에서 일어나게 되며, 이때 벽전하(wall charge)가 형성된다. 다음으로, 유지방전은 한 쌍의 유지전극(21a,21b) 사이의 전위차에 의해서 일어나게 되며, 이러한 유지방전시 방전가스로부터 발생되는 자외선에 의해 형광체층(15)이 여기되어 가시광이 발산된다. 그리고, 이렇게 발산된 가시광은 상부기판을 통해 출사되어 사용자가 인식할 수 있는 화상을 형성하게 된다.

그러나, 상기와 같은 종래 교류형 3전극 면방전 플라즈마 디스플레이 패널에서는 전압 펄스가 인가되면 펄스 초기에 벽전하에 의한 전압 강화 효과에 ??서 방전이 시작되고, 공간중의 전하에 의해서 벽전압이 상쇄되면서 방전기 끝나게 되므로, 이 과정중에 방전 지속 시간이 통상 1마이크로초 이하이어서 인가된 전압 펄스의 폭이 비해서 방전 지속 시간이 상당히 짧은 문제점이 있었다. 반면에 직류형 플라즈마 디스플레이 패널의 경우는 방전 전압이 높은 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 방전 지속시간은 직류형 플라즈마 디스플레이 패널처럼 길게 되며, 방전 전압은 교류형 플라즈마 디스플레이 패널처럼 낮은 디스플레이 패널을 제공하는데 그 목적이 있다.

상기한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일실시예에 따른 디스플레이 패널은,

일정한 간격을 두고 서로 대향되게 배치되는 제 1 기판 및 제 2 기판과;

상기 제 1 기판과 제 2 기판 사이에 마련된 것으로, 상기 제 1 기판과 제 2 기판 사이의 공간을 구획하여 다수의 셀을 형성하는 다수의 격벽;

상기 셀들의 내부에 채워지는 여기가스;

상기 셀들의 내벽에 형성되는 형광체층;

상기 제 1 기판의 내면에 형성되는 다수의 어드레스 전극;

상기 어드레스 전극을 매립하는 제 1 유전체층;

상기 제 2 기판의 내면에 상기 제 1 전극들과 교차하는 방향으로 형성되는 다수의 유지전극쌍;

상기 유지전극쌍의 표면을 선택적으로 매립하도록 제 2 기판 내측에 형성된 제 2 유전체층; 및

상기 유지전극쌍의 표면에 선택적으로 형성되는 전자방출원을 포함한다.

여기서, 상기 전자방출원은 제 2 유전체층에 의해 매립되지 않은 상기 유지전극쌍의 표면에 형성된다.

특히, 상기 전자방출원은 산화된 다공성 실리콘인 것이 바람직하다.

한편, 상기 유지전극쌍을 매립하는 상기 제 2 유전체층 표면에 형성된 하부 전극을 추가로 구비한다.

선택적으로, 상기 하부전극의 표면에 전자방출원이 추가로 형성된다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.

한편, 도 2는 교류형 플라즈마 디스플레이 패널과 직류형 플라즈마 디스플레 이 패널의 유지전압 파형을 비교하는 도면이다.

도 2를 참조하면, 교류형 PDP의 경우, 전압 펄스가 인가되면 펄스 초기에 벽전하에 기인한 전압강화 효과에 의하여 방전이 시작된다. 이어서, 공간중의 전하에 의해서 벽전압이 상쇄되면서 방전이 끝나게 된다. 이러한 방전 지속시간은 통상 1마이크로초(micro second) 이하이어서, 인가된 전압 펄스의 폭에 비해서 상당히 작은 값이다.

이와 비교하여 직류형 PDP의 경우, 고전압이 인가되는 기간 중에 계속 방전이 지속되어 교류형 PDP에 비해서 방전의 지속 시간이 길다. 직류형 PDP는 벽전하에 의한 전압 강화 효과가 없어서 같은 정도 크기의 교류형 PDP에 비해서 동작 전압이 높다.

따라서, 본 발명에서는 직류형 PDP아 같은 긴 방전 기간을 가져서 높은 휘도를 얻는 동시에 교류형 PDP와 같은 낮은 방전 전압을 얻고자한다.

도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 평판 디스플레이 장치를 개략적으로 도시한 일부 단면도이다.

도 3을 참조하면, 하부기판인 제1 기판(110)과 상부기판인 제2 기판(120)이 일정한 간격을 두고 서로 대향되게 배치된다(도면에서는 제 2 기판의 하측면의 형상을 보이기 위하여 제 2 기판이 세워진 채로 도시되어 있다). 여기서, 상기 제1 기판(110)과 제2 기판(120) 사이에는 제1 기판(110)과 제2 기판(120) 사이의 공간을 구획하여 다수의 셀(cell,114)을 형성하고, 상기 셀들(114) 간의 전기적, 광학적 크로스토크를 방지하는 다수의 격벽(barrier rib,113)이 마련되어 있다. 상기 셀들(114)의 내벽에는 각각 적색(R), 녹색(G), 청색(B)의 형광체층(115)이 도포되어 있으며, 상기 셀들(114) 내부에는 일반적으로 크세논(Xe)을 포함하는 여기가스(excitation gas)가 채워진다. 이하 본 발명에서 지칭하는 여기가스는 전자빔 등의 외부 에너지에 의해 여기되어 자외선을 발생시킬 수 있는 가스를 말한다. 한편, 본 발명의 여기가스는 방전가스로 작용하는 것도 가능하다.

상기 제 1 기판(110)의 내면(도 3에서는 상면으로 도시됨)에는 어드레스 전극(111)이 셀(114)마다 형성되어 있으며, 상기 어드레스 전극(111)은 제 1 유전체층(112)에 의해 매립되어 있다. 상기 제 1 유전체층의 상부에 상기 격벽(113)이 형성되어 셀(114)을 구획하게 된다.

한편, 상기 제2 기판(120)의 내면에는 유지전극쌍(121, 122)이 형성되어 있으며, 상기 유지전극쌍(121, 122)은 제 2 유전체층(123)에 의해 선택적으로 매립되어 있다. 도 3의 경우, 유지전극쌍은 스트라이프 형상인데, 유지전극쌍(121, 122)이 길이방향을 따라 제 2 유전체층(123)이 형성되어 있는 부분과 형성되어 있지 않은 부분을 가진다. 상기 제 2 유전체층(123)은 유지전극쌍(121, 122)의 표면에서는 선택적으로 형성되어 있지만, 제 2 기판(120)의 내면의 다른 부분은 전부 매립하도록 형성된다.

한편, 상기 유지전극쌍(121, 122)의 표면 중 선택적인 위치에는 전자방출원(128)이 형성된다. 특히, 도 3을 참조하면, 상기 전자방출원(128)은 제 2 유전체층(123)에 의해 매립되어 있지 않은 상기 유지전극쌍(121, 122)의 표면에 형성되어 있다. 즉, 제 2 유전체층이 형성되어있지 않아 유지전극쌍이 노출된 부분에 전자 방출원(128)이 배치된다. 한편, 상기 유지전극쌍을 매립하는 상기 제 2 유전체층의 표면에는 하부전극(124)이 형성된다.

따라서, 하나의 유지전극에서 일부는 제 2 유전체층(123)에 의해 매립되어 있어서 셀(114)에 직접 노출되지 않으며, 유지전극의 나머지 일부는 제 2 유전체층(123)에 의해 매립되지 않고 셀에 노출된다. 물론 여기서, 제 2 유전체층에 의해 매립되지 않은 유지전극의 표면도 전자방출원에 의해 1차적으로 커버되므로 직접 셀에 노출되어 있는 것은 아니다.

유지전극이 방전공간에 노출되는 경우가 직류형 플라즈마 디스플레이 패널의 전형적인 구조이며, 유지전극이 방전공간에 노출되지 않는 경우가 교류형 플라즈마 디스플레이 패널의 전형적인 구조이다. 본 발명에 따르면, 유지전극의 일부는 방전공간에 노출되고 일부는 방전공간에 노출되지 않아, 직류형 플라즈마 디스플레이 패널과 교류형 플라즈마 디스플레이 패널의 특징을 동시에 지닌다.

한편, 상기 유지전극(121, 122)은 가시광이 투과될 수 있도록 ITO(Indium Tin Oxide) 등과 같은 투명한 도전성 물질로 이루어질 수 있다. 한편 상기 유지전극(121, 122)의 표면에는 버스 전극(미도시)이 각각 형성될 수도 있다.

상기 전자방출원(125, 126)은 전자를 가속시켜 전자빔을 발생시킬 수 있는 물질은 어느 것이라도 적용가능하며, 바람직하게는 산화된 다공성 실리콘(oxidized porous silicon : OPS)으로 이루어진다. 이때, 산화된 다공성 실리콘으로는 산화된 다공성 폴리실리콘(poly silicon) 또는 산화된 다공성 비정질 실리콘(amorphous silicon)이 예시된다.

이하에서는 상기 전자방출원(125, 126)이 산화된 다공성 실리콘(OPS)인 경우에 대해서 설명한다. 상기 전자방출원(125, 126)에 소정의 전압이 인가되면, 전자가 하부전극에서 전자방출원으로 주입된다. 전자방출원인 OPS층에서 실리콘 나노 결정의 직경은 약 5나노미터 전후이며, 이러한 직경은 실리콘 결정안에서 전자의 평균 자유행정에(약 50 나노미터)에 비해 충분히 작으므로 나노 결정 실리콘 안에서 주입된 전자의 충돌 확률은 매우 작게 된다.

따라서 전자는 나노 결정 실리콘 안을 대부분 그대로 지나쳐 계면에 도달하게 된다. 나노 결정 실리콘들 사이는 얇은 산화막으로 덮여 있어서, 인가 전압의 대부분이 나노 결정 실리콘 사이의 얇은 산화막에 걸려 강 전계 영역을 형성하게 된다. 이러한 산화막은 매우 얇기 때문에 전자는 용이하게 터널링(tunneling)에서 통과하게 된다. 이러한 강 전계 영역을 통과할 때마다 전자가 가속되고 그것이 표면 전극 방향을 향해 반복적으로 일어나기 때문에, 표면 부근에 도달한 전자는 열평형 상태보다 상당히 높은, 거의 인가된 전압에 해당하는 에너지를 가지므로 표면 전극도 터널링해서 가스 안으로 방출된다.

여기서, 상기 셀 (114)내부로 방출된 전자빔은 여기가스를 여기시키게 되고, 여기된 여기가스는 안정화되면서 자외선을 발생시키게 된다. 그리고, 상기 자외선은 형광체층(115)을 여기시켜 가시광을 발생시키게 되고, 이렇게 발생된 가시광은 제2 기판(120)쪽으로 출사되어 화상을 형성하게 된다. 이와 아울러, 유지전극간의 방전에 의해 여기가스가 이온화된 후 안정화되면서 자외선을 방출하고 이러한 자외선이 형광체층(115)을 때려서 가시광선을 발생시킨다.

도 4는 도 3의 IV-IV선을 따라 취한 상부기판인 제 2 기판(120)측의 수직 단면만을 도시하는 도면이다. 주의할 것은 도 4의 경우, 도 3과 비교하여 제 2 기판의 내측이 도면의 상측을 향하도록 도시되어 있다.

특히 도 4는 유지전극의 제 2 유전체층에 매립되지 않은 부분의 단면을 도시한다. 도 4를 참조하면, 제 2 기판(120)의 내면에 유지전극쌍(121, 122)이 형성되어 있으며, 제 2 유전체층(123)은 유지전극쌍을 매립하고 있지 않다. 따라서 제 2 유전체층(123) 사이에는 홈형상이 공간이 형성된다.

제 2 유전체층(123)에 의해 매립되지 않은 유지전극(121, 122)의 표면에는 전자방출원(128)이 형성된다.

한편, 도 5는 도 3의 V-V선을 따라 취한 제 2 기판(120)측 구조의 수직 단면을 도시한다. 주의할 것은 도 5의 경우, 도 3과 비교하여 제 2 기판의 내측이 도면의 상측을 향하도록 도시되어 있다.

특히, 도 5는 유지전극이 제 2 유전체층에 매립된 부분의 단면이 도시된다. 도 5를 참조하면, 제 2 기판(120)의 내면에 유지전극쌍(121, 122)이 형성되어 있으며, 상기 제 2 유전체층(123)은 유지전극쌍을 매립하고 있다. 한편, 제 2 유전체층(123)의 표면에는 하부전극(124)이 배치되는데, 상기 하부전극은 유지전극(121, 122)의 위치에 대응하여 위치된다.

도 6은 도 3의 VI-VI 선을 따라 취한 제 2 기판(120)측 구조의 수직 단면을 도시한다. 도 4 및 도 5와 마찬가지로, 이해의 편의를 돕기 위하여, 도 3과 비교하여 제 2 기판의 내면이 도면의 상측을 향하도록 도시되어 있다.

도 6을 참조하면, 제 2 기판(120)이 내면에 유지전극(121)이 배치되어 있고, 유지전극(121)은 선택적으로 제 2 유전체층(123)에 의해 매립되어 있다. 매립되어 있지 않은 유지전극의 표면에는 전자방출원(128)이 배치된다. 또한, 제 2 유전체층의 표면에는 하부전극(124)이 배치된다.

전술한 바와 같은 구조를 통하여 본 발명의 디스플레이 패널은 유지전극이 방전공간에 노출된 부분과 노출되지 않은 부분을 동시에 가지게 된다. 따라서, 본 발명의 디스플레이 패널은 직류형 PDP와 같은 긴 방전 기간을 가져서 좋은 휘도를 나타낼 수 있는 동시에, 교류형 PDP아 같은 낮은 방전 전압을 얻을 수 있게 된다.

도 3 내지 도 6에 도시된 바와 같이, 유지전극쌍(121, 122)상에 제 2 유전체층(123)을 매립함에 있어서 선택적으로 매립하는 방법은, 일단 유지전극쌍의 표면은 제 2 유전체층으로 전부 매립한 후에 선택적인 부분에서의 제 2 유전체층을 제거하는 단계를 포함한다. 그후 제 2 유전체층이 제거된 부분에 전자방출원을 배치한다.

제 2 유전체층이 제거된 부분은 마치 직류형 PDP처럼 작동하고, 제 2 유전체층이 형성되어 있는 부분은 교류형 PDP처럼 작동하게 된다.

전압 인가 초기에는 제 2 유전체층이 있는 부분에서의 벽전하의 효과로 제 2 유전체층이 존재하는 부분에서 낮은 전압의 방전이 시작된다. 이 부분의 방전은 제 2 유전체층 위의 벽전하가 상쇄됨에 따라 소멸하게 되지만, 제 2 유전체층이 없는 부분에서는 제 2 유전체층이 있는 부분의 방전에 의한 프라이밍 효과로 방전이 개시되어, 도 2에서 "DC"로 표시된 구간과 같이, 고전압 펄스가 유지되는 기간 내 내 방전이 지속하게 된다.

한편, 도 7은 도 6의 변형례를 도시하는 도면이다.

도 7에 따르면, 제 2 유전체층(123)의 상측인 하부전극(124)의 표면에 추가적으로 전자방출원(128')이 형성된다. 이와 같은 구조의 경우, 전자방출원도 유전체 역할을 하게 되고, 적은 양이지만 전자를 방출할 가능성이 있어서 방전 전압을 더 낮출 수 있게 된다.

이상에서 본 발명에 따른 바람직한 실시예가 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 분야에서 통상적 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위에 의해서 정해져야 할 것이다.

상기와 같은 본 발명의 구성에 따르면 다음과 같은 효과가 기대된다.

첫째로, 방전 지속시간이 직류형 플라즈마 디스플레이 패널만큼 길어지게 된다.

둘째로, 상기 첫 번째 효과와 동시에 방전 전압이 교류형 플라즈마 디스플레이 패널만큼 낮아지게 되어 효율면에서 우수하다.

본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이 다.

Claims (5)

1. 일정한 간격을 두고 서로 대향되게 배치되는 제 1 기판 및 제 2 기판과;

   상기 제 1 기판과 제 2 기판 사이에 마련된 것으로, 상기 제 1 기판과 제 2 기판 사이의 공간을 구획하여 다수의 셀을 형성하는 다수의 격벽;

   상기 셀들의 내부에 채워지는 여기가스;

   상기 셀들의 내벽에 형성되는 형광체층;

   상기 제 1 기판의 내면에 형성되는 다수의 어드레스 전극;

   상기 어드레스 전극을 매립하는 제 1 유전체층;

   상기 제 2 기판의 내면에 상기 제 1 전극들과 교차하는 방향으로 형성되는 다수의 유지전극쌍;

   상기 유지전극쌍의 표면을 부분적으로 매립하도록 제 2 기판 내측에 형성된 제 2 유전체층; 및

   상기 제 2 유전체층에 의해 매립되지 않은 상기 유지전극쌍의 표면에 형성된 전자방출원을 포함하는 디스플레이 패널.
2. 삭제
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 전자방출원은 산화된 다공성 실리콘인 것을 특징으로 하는 디스플레이 패널.
4. 제 3 항에 있어서,

   상기 유지전극쌍을 매립하는 상기 제 2 유전체층 표면에 형성된 하부 전극을 추가로 구비하는 것을 특징으로 하는 디스플레이 패널.
5. 제 4 항에 있어서,

   상기 하부전극의 표면에 전자방출원이 추가로 형성된 것을 특징으로 하는 디스플레이 패널.

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