KR20040051289A - 투명전극이 없는 플라즈마 디스플레이 패널 - Google Patents

Abstract

본 발명은 전면전극이 투명전극과 버스전극으로 이루어짐에 따른 재료비 증가와 공정수 증가를 방지하고, 배기능력을 향상시키며, 인접 셀간의 크로스토크 및 오방전을 방지하는데 적합한 플라즈마 디스플레이 패널을 제공하기 위한 것으로, 본 발명의 플라즈마 디스플레이 패널은 단위 방전소자가, 전면 기판과 배면 기판, 상기 전면 기판 상에 제1 방향으로 형성된 사다리꼴 형태의 버스전극쌍, 상기 배면 기판 상에 상기 버스전극쌍과 교차하는 제2 방향으로 형성된 어드레스전극, 상기 어드레스전극을 포함한 상기 배면 기판 상에 형성된 유전층, 상기 버스전극쌍과 상기 어드레스전극에 의해 정의되는 방전셀영역의 사방을 포획하며 적어도 어느 한 방향의 격벽 높이가 다른 방향의 격벽 높이보다 낮아 가스이동통로를 제공하는 헥사고날형 격벽, 및 상기 헥사고날형 격벽에 의해 사방이 포획된 상기 방전셀영역의 전영역에 걸쳐 도포된 형광체를 포함한다.

Description

투명전극이 없는 플라즈마 디스플레이 패널{ITO less Plasma Display Pannel}

본 발명은 플라즈마 디스플레이 패널(PDP : plasma display panel, 이하 'PDP'라 한다)에 관한 것으로, 특히 휘도(color temperature)를 개선한 PDP에 관한 것이다.

PDP는 전면패널과 배면패널로 이루어지며, 그 사이에 Ne, Xe 등의 방전 기체를 충진하고, 기체 방전을 통해 발생한 진공자외선이 적색(R), 녹색(G), 청색(B) 형광체를 여기하여 가시광선을 발생시키므로서 화상을 표시하는 표시소자이다.

PDP는 직류(DC)형과 교류(AC)형으로 구분이 되는데, 직류형은 플라즈마를 형성하기 위해 외부에서 가해주는 전압인가를 위해 사용되는 전극이 플라즈마에 직접 노출되어 전도전류가 전극을 통해 직접 흐르도록 하는 방식이다. 직류형 PDP는 구조가 비교적 간단한 장점이 있으나 전극이 방전 공간에 노출이 되어 전류제한을 위한 외부저항을 구비해야 하는 단점이 있다.

교류형 PDP는 전극이 유전체로 덮여 있어 직접 노출되지 않아 변위전류가 흐르도록 하는 방식이다. 교류형 PDP는 유전체로 전극을 덮어 자연적 전류제한을 할 수 있어 방전시 이온충격으로부터 전극이 보호되어 직류형에 비해 수명이 길다는 장점이 있다.

교류형 PDP는 방전 셀의 전극 구조에 따라 다시 대향방전형과 면방전형으로 나뉘어 진다. 대향방전형은 형광체가 이온충격에 의한 형광체 열화로 인해 수명이 단축되는 문제가 있는 반면, 면방전형은 방전을 형광체 반대편 면으로 모아 형광체 열화를 최소화함으로써 대향형 구조의 문제점을 극복하였다. 현재 대부분의 PDP에서 면방전형을 채택하고 있다.

한편, 다양한 평판 디스플레이 중에서도 PDP는 박형, 대화면의 구현이 용이하여 증권거래소의 현황게시판, 화상회의용 디스플레이, 그리고 최근 대화면의 벽걸이 TV에 이르기까지 이용 분야가 증대되고 있는 추세이다.

도 1은 일반적인 3전극 면방전 교류 PDP의 레이아웃도로서, 전극 배치를 보여준다.

도 1에 도시된 바와 같이, 전면 기판(11)과 배면 기판(11a)으로 구성되며, X전극(12)과 Y전극(13)이 행방향으로 형성되고, X전극(12) 및 Y전극(13)과 교차하는 방향으로 어드레스전극(14)이 형성된다.

그리고 각 전극들이 교차하는 지점에 셀(15)이 구성되며, X전극(12)은 주사전극(scan electrode)으로서 화면의 주사를 위해 사용되고, Y전극(13)은 유지전극(sustein electrode)으로 방전을 유지시켜 주기 위해 사용되며, 어드레스전극(14)은 데이터 입력에 사용된다.

각 셀에 형성된 어드레스전극(14)은 어드레스전극 드라이버에 연결되어 어드레스 전압(address voltage)을 인가받고, X전극(12)은 X전극 드라이버에 연결되어 주사 전압(scan voltage)을 인가받는다. 그리고 Y전극(13)은 Y전극 드라이버에 연결되어 유지 전압(sustain voltage)을 인가받는다.

X전극과 Y전극, 그리고 어드레스전극은 매트릭스(matrix) 형태로 이루어진다.

도 2a는 종래 기술의 일예에 따른 3전극 면방전 교류 PDP의 단면 구조도로서, PDP는 전면 패널과 배면 패널이 서로 대향하여 배치된다.

도 2a에 도시된 바와 같이, 전면 패널은 전면 기판(21)과, 전면 기판(21)의 동일면상에 소정 거리를 두고 쌍을 이루는 투명전극쌍(22)과 투명전극쌍(22) 각각의 상부에 형성된 버스전극쌍(22a, 22b)으로 구성된 전면전극, 전면전극상에 형성되어 방전전류를 제한하는 투명유전층(23), 투명유전층(23)을 보호하는 투명유전층(23)상의 보호막(24)을 포함하며, 전면전극은 도 1의 X, Y 전극을 이루는데, 예컨대, 하나의 투명전극(22)과 버스전극(22a)이 X전극을 이루고, 다른 하나의 투명전극(22)과 버스전극(22b)이 Y전극을 이룬다.

그리고, 배면 패널은 배면 기판(21a), 배면기판(21a)상에서 전면 전극에 교차하는 방향으로 형성된 어드레스전극(25), 어드레스전극(25)을 포함한 배면기판(21a) 전면에 형성되어 어드레스전극(25)을 보호하면서 방전공간에서 발생하는 가시광선을 반사하는 기능을 하는 백색 유전층(26), 어드레스전극(25)간에 인접한 셀(Cell)간의 누화를 방지하기 위한 스트라이프(stripe) 형태의 격벽(27), 격벽(27)의 측면부와 백색 유전층(26)상에 형성되어 가시광선을 방출하는 형광체(28)를 포함한다.

위와 같은 전면 패널과 배면 패널을 접합하여 제공되는 공간에 불활성 가스가 봉입되는 방전공간(29)이 형성된다.

참고적으로 도 2a는 편의상 전면 기판(21)을 90°회전시켜 도시한 것이고, 스트라이프 형태의 격벽(27)에 의해 방전 셀들이 분리된다.

상기한 구조의 PDP에 있어서 방전셀이 발광할때까지의 과정을 간략하게 설명한다.

먼저, 점등시키고자 하는 방전셀에 관해서 Y전극과 어드레스전극(25) 사이에 소정의 전압을 인가하여 두 전극 사이에서 방전을 일으킨다. 이것을 기입방전이라고하고 이 기입방전에 의해서 전리한 양이온 및 전자가 형광체(28) 및 보호층(24)의 표면에 벽전하로서 축적된다.

벽전하가 축적된 방전셀에서는 X전극에 전압이 인가되면, 이번에는 Y전극과 X전극 사이에서 방전이 시작된다.

그 후, Y전극과 X전극에 교번 전계가 인가되는 것에 의해 Y전극과 X전극에 의해 방전이 반복되서 실행된다. 이와 같이 교번 전계의 인가에 의해서 Y전극과 X전극 사이에서 반복 실행되는 방전은 유지방전이라 불리고, 이러한 유지방전에 의해서 발생한 자외선이 형광체(28)를 여기시켜 가시광선이 되고, 전면 기판(21)을 투과하여 외부로 방사된다.

전술한 바와 같이, 일반적인 PDP에서는 좌우 셀 간에 방전시 오방전을 막기 위한 격벽(27)이 있다.

일반적인 격벽의 형태는 어드레스전극과 평행한 방향으로 놓여 있는 스트라이프 형태를 갖고 있다. 이러한 일반적인 PDP는 상하 셀 간의 전하 이동을 방지하는 격벽이 없기 때문에 상하 셀 간의 전하이동을 억제하는 방법으로 버스 전극간의 거리를 충분히 크게 하여 셀 상호간의 오방전을 방지하고 있다.

이와 같이 스트라이프 형태의 격벽 구조는 하나의 셀을 두 부분으로 구분짓지 않으면 안된다. 즉, 주된 방전을 일으켜 발생된 자외선이 형광체와 반응하여 가시광선을 나오게 하는 투명전극이 있는 부분과 방전이 가능한 한 일어나지 않도록 하여 가시광선이 나오지 못하게 하는 블랙스트라이프(black stripe) 영역으로 나눌 수 있는데, 가시광선을 얻어 화상을 구현하는 부분은 투명전극이 있는 부분이다.

하나의 셀에서 방전하는 부분의 면적을 넓게 하여 하면 할수록 하나의 셀 당 가시광선을 얻을 수 있는 면적이 증가하므로 발광효율이 향상된다.

그러나, 일반적으로 사용되고 있는 스트라이프 형태의 격벽을 갖는 PDP에서, 방전하는 부분의 면적을 넓히게 되면 상대적으로 위 셀과 아래 셀간의 전극간 거리가 가깝게 되어 오방전이 일어나기 쉽다. 실제로 스트라이프 형태를 갖는 격벽을 갖는 42인치 VGA급 PDP에서는 하나의 셀에서 방전하는 부분이 차지하는 면적은 약 50% 정도에 불과하였다. 이것은 실제 발광 면적의 비율이 작아져 발광효율이 떨어지게 하는 요인이 된다.

또한, 스트라이프 형태의 격벽을 채용할 경우, 배기에 필요한 통로가 충분히 확보되어 배기는 용이한 반면에, 방전에 의한 자외선 및 가시광이 이웃 셀로 원할하게 이동할 수가 있기 때문에 방전에 의한 자외선이 낭비되어, 휘도가 저하되는 요인으로 작용한다. 또한, 이웃 셀간의 하전 입자들의 간섭으로 인하여 크로스 토크(cross-talk) 및 오방전을 일으킬 염려가 있다. 따라서, 상술한 문제를 해결하기 위한 방안으로 격벽의 구조를 달리한 즉, 격자형 격벽 구조가 제안되기도 하였다.

도 2b는 스트라이프 타입의 격벽을 채용함에 따라 발생되는 문제점을 해결하기 위해 제안된 격자형 격벽을 도시하고 있다(대한민국 등록특허공보 10-351846호의 '도 4' 및 '도 5' 참조).

도 2b에 도시된 격자형 격벽은 방전에 의한 자외선 및 가시광이 인접 셀로 전달되지 못하도록 각 셀이 격벽에 의해 둘러싸여 있는 형태로 형성하여, 인접 셀간의 하전 입자들로 인한 크로스 토크를 방지할 수 있고, 오방전을 방지할 수가 있다.

그리고, 배기가스의 원활한 흐름을 위해 유전층에 홈을 형성하고 있다.

그러나 상기와 같이 격자형 구조의 격벽을 채용하는 종래 PDP 패널은 여전히 각각의 셀들이 격벽에 의해 상하좌우가 차단되어 있기 때문에 배기가스의 원활한 흐름이 제한되고, 홈을 형성하기 위한 별도의 공정이 추가됨에 따라 공정이 복잡해지는 단점이 있다.

한편, 일반적인 PDP는 전면 기판에 ITO(Indium thin oxide)라는 투명전극을사용하는데, 이는 가시광선이 투과될 수 있도록 하기 위함이다. 그러나, ITO만으로는 전기 저항이 높기 때문에 ITO의 전기 저항을 보완하기 위해 전기전도도가 좋은 특성을 갖는 Ag, Cr-Cu-Cr의 전극 재료, 즉 버스전극을 ITO 위에 형성한다.

그러나, ITO 전극 형성에는 재료비 증가와 공정수도 증가하기 때문에 비용증가의 문제가 있다.

본 발명은 상기한 종래기술의 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로, 전면전극이 투명전극과 버스전극으로 이루어짐에 따른 재료비 증가와 공정수 증가를 방지하고, 배기능력을 향상시키며, 인접 셀간의 크로스토크 및 오방전을 방지하는데 적합한 플라즈마 디스플레이 패널을 제공하는데 그 목적이 있다.

도 1은 일반적인 3전극 면방전 교류 PDP의 레이아웃도,

도 2a는 종래 기술의 일예에 따른 3전극 면방전 교류 PDP의 단면 구조도,

도 2b는 종래 기술에 따른 격자형 격벽을 도시한 도면,

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 교류형 3전극 면방전 형식의 PDP를 부분적으로 나타낸 사시도,

도 4는 버스전극, 격벽 및 어드레스전극간 배치 관계를 설명하기 위한 평면도,

도 5는 도 4의 사다리꼴 버스전극쌍을 상세히 도시한 도면,

도 6a 및 도 6b는 도 4의 헥사고날형 격벽을 상세히 도시한 도면,

도 7a 내지 도 7c는 헥사고날형 격벽의 제조 방법을 도시한 공정 단면도.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

31 : 전면 기판 32, 33 : 버스전극쌍

32a, 33a : 단자전극 32b, 32c : 주전극

32c, 33c : 가지전극 34 : 투명유전층

35 : 보호막 41 : 배면 기판

42 : 어드레스전극 43 : 백색유전층

44 : 헥사고날형 격벽 44a : 종격벽

44b : 연결격벽 44c : 횡격벽

44d : 홀 45 : 형광층

50 : 방전공간 60 : 방전셀영역

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 플라즈마 디스플레이 패널의 격벽은 방전셀영역의 사방을 포획하도록 격자 형태를 이루는 종격벽과 횡격벽, 상기 종격벽과 횡격벽을 연결하며 그 중심에 홀이 구비되어 상기 횡격벽의 길이를 상기 종격벽간 이격거리보다 짧게 하는 연결격벽, 및 상기 종격벽의 표면에 대해 그 높이가 낮아진 상기 횡격벽의 표면 상부에 제공되는 가스이동통로를 포함하며, 상기 종격벽은 종방향 셀간 오방전을 방지하고, 상기 횡격벽은 횡방향 셀간 오방전을 방지하고, 상기 종격벽과 횡격벽, 그리고 상기 연결격벽은 서로 연결되어 헥사고날형 방전셀영역을 제공하는 것을 특징으로 한다.

그리고, 본 발명의 플라즈마 디스플레이 패널은 전면전극쌍 및 어드레스 전극의 3전극 면방전 방식 교류형 플라즈마 디스플레이 패널에 있어서, 단위 방전 소자의 상기 전면전극쌍 각각은, 인접셀간을 분리하는 격벽과 수직교차하는 방향으로 서로 일정한 간격을 가지면서 쌍을 이루는 주전극과 단자전극, 및 상기 격벽의 중앙에서 상기 격벽과 나란한 방향으로 형성되어 상기 주전극과 단자전극을 상호 연결하는 가지전극을 포함하며, 상기 주전극, 단자전극 및 상기 가지전극의 전극 선폭은 서로 다르고, 상기 주전극, 단자전극 및 상기 가지전극은 투명전극이 없는 버스전극인 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 플라즈마 디스플레이 패널은 단위 방전소자가, 전면 기판과 배면 기판, 상기 전면 기판 상에 제1 방향으로 형성된 사다리꼴 형태의 버스전극쌍, 상기 배면 기판 상에 상기 버스전극쌍과 교차하는 제2 방향으로 형성된 어드레스전극, 상기 어드레스전극을 포함한 상기 배면 기판 상에 형성된 유전층, 상기 버스전극쌍과 상기 어드레스전극에 의해 정의되는 방전셀영역의 사방을 포획하며 적어도 어느 한 방향의 격벽 높이가 다른 방향의 격벽 높이다 낮아 가스이동통로를 제공하는 헥사고날형 격벽, 및 상기 헥사고날형 격벽에 의해 사방이 포획된 상기 방전셀영역의 전영역에 걸쳐 도포된 형광체를 포함함을 특징으로 한다.

이하, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세히 설명하기 위하여, 본 발명의 가장 바람직한 실시예를 첨부 도면을 참조하여 설명하기로 한다.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 교류형 3전극 면방전 형식의 PDP를 부분적으로 나타낸 사시도이다. 도 3에 나타낸 것과 같이, PDP(100)는 전면 기판(31)을 포함한 전면 패널과, 배면 기판(41)을 포함한 배면 패널로 구성되어 있다.

각 패널을 자세히 살펴보면, 먼저 전면 패널은 유리로 형성된 전면 기판상에 전면전극(X, Y)이 형성된다. 전면전극(X, Y)은 투명전극이 없이 버스전극(32,33)으로만 구성되는데, 버스전극(32, 33)은 Ag, Au, Al, Cu, Cr 및 그들 적층체(예를 들면 Cr/Cu/Cr의 적층구조) 등으로 이루어진 불투명금속이고, 사다리꼴 형태이다(도 4 참조). 그리고, 전면전극(X, Y)의 어느 한쪽이 주사 전극으로 사용된다. 그리고, 버스전극상의 투명 유전층(34)은 PDP에 통상 사용되고 있는 재료로 형성되는데, 예를 들면 저융점 유리 프릿, 바인더, 용제 등으로 이루어진 유리페이스트를 스크린 인쇄법 또는 유전체막을 사용한 라미네이트법(Laminate) 등으로 도포하여 소성함으로써 형성할 수 있다. 그리고, 투명 유전층(34) 위에는, 통상, 표시시의 방전에 의해서 생기는 이온의 충돌에 의한 손상으로부터 투명 유전층(34)을 보호하기 위한 보호막(35)이 설치된다. 이 보호막(35)은 공지의 재료, 예를 들면 MgO, CaO, SrO, BaO 등으로 이루어진다.

다음으로, 배면 패널은 배면 기판(41)상에 Ag, Au, Al, Cu, Cr 및 그들 적층체(예를 들면, Cr/Cu/Cr의 적층구조) 등으로 구성되는 어드레스전극(42)이 형성되고, 어드레스전극(42)상에 백색유전층(43)이 형성되는데, 이 백색유전층(43)은 전면 패널의 투명 유전층(34)과 같은 재료, 같은 방법을 사용하여 형성할 수 있다. 그리고, 백색 유전층(43)상에는 헥사고날형 격벽(44)이 형성된다(도 5 참조). 그리고, 헥사고날형 격벽(44)의 측면부 및 백색유전층(43) 상에는 형광층(45)이 형성된다.

도 3과 같은 PDP(100)는 상기한 전면 패널과 배면 패널을 전면전극(X, Y)과 어드레스 전극(42)이 직교되도록 대향 배치하여 주위를 밀봉하고, 헥사고날형 격벽(44)으로 둘러싸인 방전 공간(50)에 네온, 크세논 등의 방전가스를 충전함으로써 제조된다. 이 PDP(100)에서는 전면전극(X－Y)간과 전면전극(Y－X)간의 모든 전극간과 어드레스 전극(42)의 교차부의 방전셀영역이 표시의 최소단위인 하나의 셀 영역(단위 방전셀영역)으로 된다.

도 4는 버스전극, 격벽 및 어드레스전극간 배치 관계를 설명하기 위한 평면도이다. 도 4에 도시된 바와 같이, 헥사고날형 격벽(44)이 제공하는 헥사고날 방전셀영역(60) 상부에 X전극 및 Y전극을 이루는 사다리꼴 버스전극쌍(32, 33)이 헥사고날형 격벽(44)과 교차하는 방향으로 배치되고 있다. 그리고, 어드레스전극(42)은 헥사고날형 격벽(44) 각각의 중앙 아래에서 사다리꼴 버스전극쌍(32, 33)과 교차하면서 배치되는데, 특히 평면상으로 가진전극과 겹칠수 있다.

도 5는 도 4의 사다리꼴 버스전극쌍을 상세히 도시한 도면이다.

도 5에 도시된 바와 같이, 사다리꼴 버스전극쌍(32,33) 각각은 단자부와 연결되는 단자전극(32a, 33a), 이웃 전극과 함께 방전을 일으키는, 즉 초기 방전을 일으켜 버스전극 전체로 퍼지게 하는 주전극(32b, 33b) 및 단자전극(32a, 33a)과 주전극(32b, 33b)을 서로 연결시켜 주는 가지전극(32c, 33c)으로 구성된다. 특히, 가지전극(32c, 33c)은 헥사고날형 격벽이 제공하는 헥사고날(hexagonal) 구조의 방전셀영역 중앙 상부에 위치하는데, 이는 방전의 안정성을 도모하는데 중요한 역할을 하기 때문이며, 가지전극(32c, 33c)의 위치 정도 오차는 격벽의 중앙 부분에서 -50㎛∼+50㎛의 범위내에 들어오도록 설계한다.

위와 같이, 전면 패널의 전면전극을 이루는 X전극과 Y전극이 투명전극이 없는 버스전극의 쌍으로만 구성되고, 버스전극쌍의 각각이, 단자전극, 주전극 및 가지전극으로 구성된 사다리꼴 형태이다.

한편, 단자전극(32a, 33a)과 주전극(32b, 33b)이 방전전압을 위해 적절한 간격을 두고 쌍으로 형성되어 있으며, 버스전극쌍은 각 주전극(32b, 33b)이 서로 마주보는 형태를 갖는 대칭 형태로 배치된다. 즉, 일측 버스전극의 주전극(32b)과 다른 버스전극의 주전극(33b)이 서로 인접하고 있으며, 이들 주전극(32b, 33b)이 방전갭(G)을 형성한다. 이때, 방전갭은 50㎛∼80㎛이다.

그리고, 두 단자전극(32a, 33a)의 끝단간의 간격(S)을 120㎛∼150㎛로 하며, 두 단자전극(32a, 33a)의 끝단은 헥사고날 격벽(44)의 횡격벽(44c)의 일측면과 정렬된다. 이처럼, 두 단자전극간이 제공하는 비방전영역이 얇은 횡격벽(44c)의 두께로만 정의되므로, 방전셀영역의 면적을 넓힐 수 있다.

한편, 버스전극의 각 전극(32a, 32b, 32c, 33a, 33b, 33c)은 개구율 개선 및 안정적인 방전을 위해 선폭이 조절된다.

먼저, 주전극(32b, 33b)을 살펴보면, 주전극(32b, 33b)의 전극 선폭(d₁)에 따라 방전 현상이 다르게 나타나는데, 예를 들어 주전극(32b, 33b)의 전극 선폭(d₁)이 클수록 안정적인 방전이 일어나는데 반해 개구율이 저하되어 패널 전체의 휘도가 감소하고, 주전극(32b, 33b)의 전극 선폭(d₁)이 작을수록 개구율이 우수해지나 방전이 불안정해진다. 따라서, 휘도 증가 및 안정적인 방전을 구현할 수 있는 주전극(32b,33b)의 전극 선폭(d₁)은 60㎛∼80㎛이 바람직하다.

그리고, 가지전극(32c, 33c)을 살펴보면, 가지 전극(32c, 33c)은 단자전극(32a, 33a)과 주전극(32b, 33b)을 연결시키는 역할을 하며, 또한 방전을 버스전극 선폭의 끝부분까지 연장시키도록 유도하는 역할, 즉 방전을 셀 전체로 고르게 퍼지게 하는 역할도 한다. 따라서 가지전극(32c, 33c)은 가능한 한 얇게 하는데, 바람직한 가지전극(32c, 33c)의 전극 선폭(d₂)은 40㎛∼60㎛이 바람직하다.

마지막으로, 단자전극(32a, 33a)의 전극 선폭(d₃)은 개구율 개선 및 안정적인 방전을 위해 60㎛∼80㎛이 바람직하고, 헥사고날 격벽(44)의 횡격벽(44c)으로부터 100㎛만큼 이격되어 있다.

도 5와 같은 버스전극쌍(32, 33)의 동작을 살펴보면, 단자전극(32a,33a)에 인가된 전압은 가지 전극(32c, 33c)을 따라 주전극(32b, 33b)으로 인가되며, 방전을 일으키기에 충분한 전압이 되면 주전극(32b, 33b) 사이에서 방전이 강하게 일어나기 시작하여 가지전극(32c, 33c)을 따라 단자전극(32a, 33a)까지 이동하게 된다. 이렇게 되면 셀 전체에서 자외선이 고르게 나오게 되며, 이것이 형광체와 반응하여 가시광선이 나오게 된다.

전술한 바와 같이, 도 5의 전면전극은 투명전극을 형성하지 않음에 따른 공정수 단축과 생산단가를 줄일 수 있다.

그러나, 버스전극쌍(32, 33)이 각각 단자전극(32a, 33a), 주전극(32b, 33b) 및 가지전극(32c, 33c)으로 구성됨에 따라 전면에 나오는 가시광선을 가로막는 전극의 면적이 넓기 때문에 투명전극을 사용한 셀에 비해 가시광선이 나올 수 있는 면적이 작아지는 단점이 있다. 즉, 개구율이 떨어지는 문제가 있다.

이를 보완하기 위해서, 가능한한 가시광선이 나올 수 있는 면적을 넓혀야 하는데, 도 4에서 도시한 바와 같이, 헥사고날형 격벽 구조를 채택하므로써 형광체의 면적을 넓힌다.

따라서, 상술한 문제를 해결하기 위한 방안으로 격벽의 구조를 달리한 즉, 헥사고날형 격벽 구조를 채택한다.

도 6a 및 도 6b는 도 4의 헥사고날형 격벽을 상세히 도시한 도면으로서, 도 6a는 단면도이고, 도 6b는 사시도이다.

도 6a 및 도 6b에 도시된 바와 같이, 헥사고날 방전셀영역(60)을 확정하는 헥사고날형 격벽(44)은 좌우 단위 방전셀간 전하 이동을 방지하기 위한 스트라이프 형태의 종격벽(44a), 상하 단위 방전셀간 각 종격벽(44a)을 연결하며 내부에 홀(44d)이 구비되어 횡격벽(44c)의 길이를 종격벽(44a)간 이격거리보다 짧게 하는 연결격벽(44b), 이웃한 연결격벽(44b)들을 연결하며 상하 단위 방전셀간 전하 이동을 방지하는 횡격벽(44c)으로 구성된다. 결과적으로 방전셀은 종격벽(44a), 연결격벽(44b) 및 횡격벽(44c)이 제공하는 헥사고날(hexagonal) 구조가 되며, 이와 같이 방전셀 전체를 격벽으로 둘러쌓이게 하므로써 상하좌우 방전셀간 오방전을 최대한억제한다.

각 격벽을 살펴보면, 먼저 종격벽(44a)은 방전이 일어나는 격벽으로서 실질적으로 방전이 일어나는 단위 방전셀영역을 정의하며, 연결격벽(44b)은 단위 방전셀영역을 정의하는 각 종격벽(44a)을 상하로 연결하는 격벽으로 균일한 두께를 유지하도록 홀(44d)이 형성되어 있다. 그리고, 횡격벽(44c)은 종격벽(44a) 및 연결격벽(44b)에 비해 그 높이가 낮아 배기 공정 및 가스 투입 공정시 가스 분자의 원활한 통로 즉, 가스이동통로(44e)를 제공한다.

한편, 연결격벽(44b)의 홀(44d)은 배기 공정 및 가스 투입 공정시 가스가 통하는 통로를 최대한 작게 하기 위한 것이고, 종격벽(44a)의 선폭(d₄)과 연결격벽(44b)의 선폭(d₅)은 동일하고, 횡격벽(44c)의 선폭(d₆)은 종격벽(44a)과 연결격벽(44b)의 선폭보다 작으면서 그 높이또한 낮다.

횡격벽(44c)을 자세히 살펴보면, 횡격벽(44c)의 상부는 오목한 면을 갖고, 이 오목한 면에 의해 횡격벽(44c)의 높이는 종격벽(44a)의 높이보다 낮게 된다. 이처럼 횡격벽(44c)의 선폭이 작고 높이가 낮은 이유는 가스이동통로(44e)를 제공하기 위한 것인 바, 격벽 패턴 형성시 종격벽(44a) 및 연결격벽(44b)의 폭대비 60%∼70%가 되도록 설계하여 소성시 폭에 따른 수축의 차를 이용하여 소성후의 높이가 낮아지도록 한다. 후술하겠지만, 550℃에서 10분동안 소성하면 높이가 3㎛∼5㎛ 차이가 발생하는 것을 확인할 수 있었다.

전술한 바와 같은 헥사고날형 격벽(44)과 도 3의 전면 기판이 봉합되고, 이때 헥사고날형 격벽(44)은 방전셀영역(60)의 사면을 포획하는 형태가 되므로 방전셀간의 광학적 크로스토크를 방지할 수 있게 된다. 또한, 헥사고날형 격벽(44)의 횡격벽(44c)과 상판 사이에는 가스이동통로(44e)가 마련된다. 이 가스이동통로(44e)는 동일라인 상에서 공기유로를 형성함으로써 동일라인 상에서 잔존가스가 외부로 동시에 배기될 수 있도록 함과 아울러, 동일라인 상의 방전셀영역(60) 내에 방전가스가 동시에 주입될 수 있게 한다.

한편, 횡격벽(44c)의 상부에 제공되는 가스이동통로(44e)의 폭(W)은 연결격벽(44b)에 구비된 홀(44d)에 의해 조절된다. 예컨대, 가스이동통로(44e)의 폭이 넓을 경우, 즉 횡격벽(44c)의 길이가 긴 경우에는 원활한 가스 흐름이 이루질 수 있으나, 상하 방전셀간 전하 이동이 용이하게 되는 단점과 넓게 형성하기 위해 소성시간을 증가시키면 너무 낮아져 끊어지는 단점이 있고, 가스이동통로의 폭(W)이 좁을 경우에는 가스 흐름이 제한을 받지만, 상하 방전셀간 전하 이동량을 현저히 줄일 수 있어 오방전을 억제한다.

본 발명의 가스이동통로(44e)의 폭은 가스의 배기가 용이한 정도의 폭을 가지면 되고, 상하 셀간 오방전을 방지해야 하므로 그 폭(W)이 되도록 좁을수록 좋다. 이와 같이 가스이동통로(44e)의 폭이 좁으면, 상하 방전에 의한 전하 이동을 막을 수 있고, 이는 비방전영역의 전극간 거리를 좁힐 수 있음을 의미하며, 이로써 가시광을 발산시키는 방전셀의 면적을 넓힐 수 있다. 따라서, 본 발명은 가스이동통로(44e)의 폭을 작게 하기 위해서 소성후 격벽이 끊어지지 않을 정도의 크기만을 유지하게 하기 위한 형태, 즉 헥사고날 형태의 격벽을 제안하는 것이다.

전술한 본 발명의 헥사고날형 격벽은 한 색의 방전셀영역에만 국한되는 것이 아니고, 다색 방전셀영역에 모두 적용 가능하다.

도 7a 내지 도 7c는 헥사고날형 격벽의 제조 방법의 일 실시예를 도시한 공정 단면도이다.

도 7a에 도시된 바와 같이, 배면 기판(71) 상에 어드레스전극(72)을 형성한 후, 어드레스전극(72)을 포함한 배면기판(71) 상에 유전층(73)을 형성한다. 다음에, 유전층(73) 상에 감광성 격벽 재료(74)를 형성하고, 감광성 격벽 재료(74) 상에 포토마스크(75)를 형성한다. 이때, 포토마스크(75)는 노광광이 차단되는 종패턴(75a)과 횡패턴(75b), 종패턴(75a)과 횡패턴(75b)을 연결하며 내부에 홀이 형성된 연결패턴(75c)으로 이루어지고, 종패턴(75a), 횡패턴(75b) 및 연결패턴(75c)은 헥사고날형 격벽 형상에 대응하는 헥사고날 형태이며, 종패턴(75a)과 연결패턴(75c)의 폭은 동일하고, 종패턴(75a)과 연결패턴(75c)의 폭은 횡패턴(75b)의 폭보다 크다. 또한, 종패턴(75a)의 길이는 횡패턴(75b)의 길이보다 길다.

도 7b에 도시된 바와 같이, 위와 같은 포토마스크(75)를 이용하여 감광성 격벽 재료(74)를 노광 및 현상한 후 포토마스크(75)를 제거하면, 감광성 격벽 재료(74)의 비노광부분은 포토마스크에 대응하여 종격벽패턴(74a), 횡격벽패턴(74b) 및 연결격벽패턴(74c)이 되고, 노광부분은 제거된다. 이때, 종격벽패턴(74a)과 연결격벽패턴(74b)의 폭은 동일하고, 종격벽패턴(74a) 및 연결격벽패턴(74b)의 폭은 횡격벽패턴(74c)의 폭보다 크며, 종격벽패턴(74a)의 길이는 횡격벽패턴(74c)의 길이보다 길다.

도 7c에 도시된 바와 같이, 종격벽패턴(74a), 횡격벽패턴(74b) 및 연결격벽패턴(74c)으로 이루어진 감광성 격벽 재료(74)를 550℃에서 20분동안 소성하여 설정된 종격벽(74a-1), 횡격벽(74b-1) 및 연결격벽(74c-1)으로 이루어진 헥사고날형 격벽을 형성한다. 이때, 소성시 폭에 따른 수축의 차에 의해 넓은 폭의 종격벽패턴보다는 좁은 폭의 횡격벽패턴이 더 수축되어 횡격벽(74b-1)의 높이가 종격벽(74a-1)의 그것보다 낮아진다. 그리고, 연결격벽패턴은 종격벽패턴과 동일한 폭을 가지므로 종격벽패턴과 동일한 수축 정도를 나타내어 종격벽(74a-1)과 연결격벽(74c-1)은 그 높이가 동일하다.

도 7a 내지 도 7c에서는 포토리소그래피법을 이용한 헥사고날형 격벽의 제조 방법을 설명하였으나, 본 발명의 헥사고날형 격벽은 샌드 블라스트법을 이용할 수도 있다.

샌드블라스트법은 어드레스전극 및 유전층이 형성된 배면 기판상에 소정의 두께로 리브 페이스트(격벽재료)를 도포하고 건조한다. 도포후 건조한 리브페이스트의 표면에 DFR(Dry Film Resist)을 접합하고 헥사고날형 격벽 패턴을 갖는 포토마스크을 이용하여 노광한 후 현상하여 샌드블라스트 처리하면, 리브 페이스트가 연삭이 진행되며 잔존 부분에서는 헥사고날형 격벽 패턴이 형성된 리브 페이스트을 얻을 수 있고 상기 헥사고날형 격벽패턴을 소성하여 헥사고날형 격벽을 얻을 수 있다.

전술한 헥사고날형 격벽의 제조 방법에서는 포토마스크가 헥사고날형 격벽에대응되는 패턴들로 이루어져 한번의 노광, 현상 및 소성을 통해 수행되고 있으나, 종격벽, 연결격벽 및 횡격벽을 별도로 노광 및 현상한 후 한 번에 소성할 수도 있다.

결과적으로, 본 발명에 따른 PDP의 헥사고날 격벽(44)은 포토리소그래피법 또는 샌드블라스트법을 이용하여 헥사고날 형태의 격벽을 형성하고, 이러한 헥사고날형 격벽의 횡격벽 상에는 배기가스의 이동 및 방전가스의 주입이 자유롭도록 가스이동통로가 마련된다.

전술한 바와 같이, 본 발명은 하나의 셀을 방전하지 않는 영역과 방전하는 영역(방전셀)으로 나누었을 때, 방전셀을 최대한 넓히기 위하여, 방전하지 않는 영역에도 격벽(횡격벽)을 삽입한다. 이는 상하 셀 간의 전하 이동을 최대한 줄일 수 있기 때문에. 방전 셀을 보다 크게 하는 것이 가능하다.

그리고, 투명전극 없이 버스 전극쌍(32, 33)만으로 방전을 일으키려고 할 때, 버스전극쌍(32, 33)이 투명전극의 역할도 해야 한다. 이는 버스전극쌍(32, 33)만으로 방전을 셀 전체로 확산 시켜야 한다는 것을 의미하며, 결국 버스전극쌍(32, 33)이 투명전극만큼의 폭을 필요로 하는 것을 의미한다. 그러나 버스전극쌍(32, 33)을 투명전극의 폭과 같은 크기로 하게 되면, 가시광선이 나올 면적이 매우 적어지게 되어, 휘도 저하가 발생한다. 이것이 버스전극쌍(32, 33)만으로 방전을 시킬 수 없는 가장 큰 원인이 되었다.

그래서 본 발명에서는 가시광선이 나올 면적(개구율)을 넓어질 수 있게 하면서, 방전이 전체 방전셀영역으로 퍼질 수 있는 구조를 채택한 것이다. 최대한 버스전극쌍(32, 33)이 차지 하는 면적을 줄이기 위하여, 셀 중심부에 방전을 일으키는 주전극(32b, 33b)과 단자부를 연결하는 단자전극(32a, 33a)과 이 두 전극을 연결하는 가지전극(32c, 33c)으로 분리하였다. 이렇게 함으로서 방전 갭(gap) 주위에서 시작된 방전이 가지전극(32c, 33c)을 통해 셀 전체로 퍼지게 하였다. 각 부분의 전극 선폭을 작게 하면 할수록 개구율은 상승하지만, 방전 면적의 감소로 인해 방전이 불안정해졌다. 이는 역으로 휘도의 감소를 가져오는 요인이 되었다.

주전극(32b, 33b)의 전극 선폭과 가지 전극(32c, 33c)의 전극 선폭에 따라 방전 현상이 매우 달리 나타났으며, 주전극(32b, 33b)의 전극 선폭이 넓으면 넓을수록 방전은 안정되었지만, 개구율 저하로 휘도가 떨어 졌고, 역으로 지나치게 작게 하면 할수록 방전이 불안정하여 오방전 현상이 발생하여 패널 전체의 균일성이 떨어졌다.

가지 전극(32c, 33c)을 없애고 패널의 양끝만을 연결시켰을 때에는 방전이 셀 전체로 퍼지지 못하고 방전 전압도 상승 하는 결과를 가져 왔다. 그러므로 가지 전극(32c, 33c)이 셀 중앙에 위치 하는 것이 필요하였고, 가능한 한 전극 선폭은 줄여서 개구율을 넓게 하였다.

본 발명에서는 투명전극이 없이 버스전극쌍(32, 33)만으로 방전을 일으키며, 이 때 나오는 자외선이 형광체와 반응하여, 가시광선이 나오게 하는 것이다. 이때 본 발명은 투명전극을 사용한 셀보다는 전면에 나오는 가시광선을 가로막는 전극의 면적이 넓기 때문에, 역으로 투명전극을 사용한 것에 비해 가시광선이 나올 수 있는 면적이 작아지게 된다. 즉 개구율이 떨어지게 된다. 이를 보완하기 위해서, 가능한 한 가시광선이 나올 수 있는 면적(개구율)을 넓혀야 하는데, 본 발명에서는 형광체 면적을 넓혀 이 문제를 해결 하였다. 즉, 셀 전체를 헥사고날형 격벽(44)으로 둘러싸이게 하여, 형광체가 셀 전체에 도포되도록 하였다. 이렇게 하면 기존에 사용하지 않았던 격벽면에서도 가시광선을 얻는 효과를 가져오게 되며, 이는 투명전극 없이 버스 전극쌍(32, 33) 만을 사용하여도 비슷한 개구율을 얻을 수 있는 효과가 있음을 의미한다.

일반적으로 스트라이프 형태의 격벽을 사용 할 경우, 상하 셀 간에 오방전이 일어나는 것을 방지 하기 위하여, 상하 방전셀의 전극간 거리를 멀게 하였다. 이는 실제 보여지는 방전셀의 크기는 매우 작아지는 불합리한 점이 있었다. 그러나 본 발명에서는 도 5와 같이 헥사고날형 격벽(44)을 사용함으로써, 상하 방전셀간의 전극간 거리를 넓게 하는 것이 가능하다. 이로 인해 실제 보이는 부분의 방전셀의 면적을 넓게 하는 것이 가능하고, 이는 휘도 향상을 가져온다.

또한, 헥사고날형 격벽(44)을 사용 함으로서 얻을 수 있는 휘도 향상과 함께, 전면패널에 쓰이는 투명전극을 버스전극쌍(32, 33)만을 사용하고, 블랙스트라이프를 사용하여 콘트라스트(contrast)를 향상시킨 것을 버스전극쌍(32, 33)만으로 블랙스트라이프를 대치하게 함으로써, 공정단축을 이룩할 수 있다. 즉 전면패널 형성을 버스전극쌍(32, 33). 투명 유전체(34), 보호막(35)의 세 공정으로 줄일 수 있게 되고, 이는 재료비 절감은 물론 양산 수율 향상을 구현할 수 있다.

투명전극 없이 버스전극쌍(32, 33)만을 사용 하였을 경우, 투명전극을 사용했을 때보다 휘도가 떨어지는 문제점이 있다. 본 발명에서는 상하 방전셀간의 전극간 거리를 좁혀, 방전 면적을 매우 넓게 사용하고, 또한 블랙스트라이프(BLACKSTRIPE)를 사용하지 않고 버스전극쌍(32, 33)이 블랙스트라이프의 역할을 대신할 수 있도록 함으로써, 휘도를 최대한 얻을 수 있는 구조를 얻는다. 그 결과 투명전극을 사용한 패널과 동일한 휘도를 얻을 수 있으며, 콘트라스트는 더 우수한 결과를 얻었다.

본 발명의 기술 사상은 상기 바람직한 실시예에 따라 구체적으로 기술되었으나, 상기한 실시예는 그 설명을 위한 것이며 그 제한을 위한 것이 아님을 주의하여야 한다. 또한, 본 발명의 기술 분야의 통상의 전문가라면 본 발명의 기술 사상의 범위 내에서 다양한 실시예가 가능함을 이해할 수 있을 것이다.

상술한 본 발명의 플라즈마디스플레이패널은 투명전극없이 버스전극만을 사용하므로 전면패널의 공정을 단축시킬 수 있는 효과가 있다.

그리고, 방전셀 전체를 헥사고날형 격벽으로 둘러싸이게 하여, 형광체가 방전셀 전체에 도포되도록 하여 휘도를 향상시킴과 아울러, 투명전극 없이 버스전극만을 사용하여도 투명전극을 사용한 패널과 비슷한 개구율을 얻을 수 있는 효과가 있다.

또한, 헥사고날형 격벽을 채택하므로써 좌우 방전셀은 물론 상하 방전셀간 오방전을 방지할 수 있고, 더불어 횡격벽 상부에 가스이동통로를 형성하므로써 배기효율을 높일 수 있는 효과가 있다.

Claims (13)

1. 방전셀영역의 사방을 포획하도록 헥사고날 형태를 이루는 종격벽과 횡격벽;

   상기 종격벽과 횡격벽을 연결하며 그 중심에 홀이 구비되어 상기 횡격벽의 길이를 상기 종격벽간 이격거리보다 짧게 하는 연결격벽; 및

   상기 종격벽의 표면에 대해 그 높이가 낮아진 상기 횡격벽의 표면 상부에 제공되는 가스이동통로를 포함하며,

   상기 종격벽은 종방향 셀간 오방전을 방지하고, 상기 횡격벽은 횡방향 셀간 오방전을 방지하며, 상기 종격벽과 횡격벽, 그리고 상기 연결격벽은 서로 연결되어 헥사고날형 방전셀영역을 제공하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널의 격벽.
2. 제1 항에 있어서,

   상기 종격벽과 상기 연결격벽은 그 선폭이 동일하고, 상기 횡격벽은 상기 종격벽 및 상기 연결격벽에 비해 상대적으로 선폭이 작은 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널의 격벽.
3. 제1 항에 있어서,

   상기 연결격벽의 홀은, 상기 연결격벽이 균일한 두께를 가지면서 상기 종격벽의 선폭과 동일하도록 그 크기가 조절되는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널의 격벽.
4. 제1 항에 있어서,

   상기 연결격벽은 그 중심에 홀이 구비된 헥사고날 형태인 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널의 격벽.
5. 전면전극쌍 및 어드레스 전극의 3전극 면방전 방식 교류형 플라즈마디스플레이패널에 있어서,

   단위 방전 소자의 상기 전면전극쌍 각각은,

   인접셀간을 분리하는 격벽과 수직교차하는 방향으로 서로 일정한 간격을 가지면서 쌍을 이루는 주전극과 단자전극; 및

   상기 격벽의 중앙에서 상기 격벽과 나란한 방향으로 형성되어 상기 주전극과 단자전극을 상호 연결하는 가지전극을 포함하며,

   상기 주전극, 단자전극 및 상기 가지전극의 전극 선폭은 서로 다르고, 상기 주전극, 단자전극 및 상기 가지전극은 투명전극이 없는 버스전극인 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널.
6. 제5 항에 있어서,

   상기 전면전극쌍 각각의 상기 주전극은 서로 마주보는 형태로 배치되어 방전갭을 형성하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널.
7. 제5 항에 있어서,

   상기 가지전극은 상기 주전극 및 단자전극에 비해 상대적으로 전극 선폭이 작은 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널.
8. 제5 항에 있어서,

   상기 주전극의 전극 선폭은 60㎛∼80㎛이고, 상기 단자전극의 전극 선폭은 60㎛∼80㎛이며, 상기 가지전극의 전극 선폭은 60㎛∼80㎛인 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널.
9. 단위 방전소자가,

   전면 기판과 배면 기판;

   상기 전면 기판 상에 제1 방향으로 형성된 사다리꼴 형태의 버스전극쌍;

   상기 배면 기판 상에 상기 버스전극쌍과 교차하는 제2 방향으로 형성된 어드레스전극;

   상기 어드레스전극을 포함한 상기 배면 기판 상에 형성된 유전층;

   상기 버스전극쌍과 상기 어드레스전극에 의해 정의되는 방전셀영역의 사방을 포획하며 적어도 어느 한 방향의 격벽 높이가 다른 방향의 격벽 높이보다 낮아 가스이동통로를 제공하는 헥사고날형 격벽; 및

   상기 헥사고날형 격벽에 의해 사방이 포획된 상기 방전셀영역의 전영역에 걸쳐 도포된 형광체

   를 포함함을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널.
10. 제9 항에 있어서,

    상기 버스전극쌍 각각은,

    제1 방향으로 서로 일정한 간격을 갖고 배치된 주전극과 단자전극; 및

    상기 헥사고날형 격벽이 제공하는 상기 가스이동통로와 나란한 방향으로 형성되어 상기 주전극과 단자전극을 상호 연결하며 적어도 상기 주전극의 전극선폭보다 작은 선폭을 갖는 가지전극

    을 포함함을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널.
11. 제10 항에 있어서,

    상기 전면전극쌍 각각의 상기 주전극은 서로 마주보는 형태로 배치되어 방전갭을 형성하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널.
12. 제9 항에 있어서,

    상기 헥사고날형 격벽은,

    제2 방향으로 배치된 스트라이프 형태의 종격벽;

    상기 종격벽과 교차하는 방향으로 배치되며 상기 종격벽의 높이에 비해 상대적으로 낮은 높이를 가져 상기 가스이동통로를 제공하는 횡격벽; 및

    상기 종격벽과 상기 횡격벽을 연결하며 상기 가스이동통로의 폭을 좁히기 위해 중심부분에 홀이 형성된 연결격벽

    을 포함함을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널.
13. 제12 항에 있어서,

    상기 연결격벽의 선폭은 상기 종격벽의 선폭과 동일하고, 상기 횡격벽의 선폭은 적어도 상기 종격벽의 선폭보다 작은 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널.