KR100252970B1 - 할로우 캐소드형 칼라 플라즈마 디스플레이 패널 - Google Patents

Abstract

방전셀내의 형광체막의 도포면적을 증가시키기 위해 웰(well)형 전극의 전계특성과 할로우 캐소드 대향방전을 이용한 칼라 플라즈마 디스플레이 패널이 제안된다. 이 할로우 캐소드형 칼라 플라즈마 디스플레이 패널은 전면기판과 동일면상에 전극을 형성하고 상기 전극의 전면에 제1 유전체막과 보호막을 순차적으로 형성시킨 상부패널과; 그리고 상기 상부패널과 대향하도록 배면기판상에 소정 두께로 제2 유전체막을 형성한 후 상기 제2 유전체막을 일정한 깊이로 식각하여 웰영역을 형성하며, 상기 웰영역의 내주면에 어드레스전극과 형광체막을 순차적으로 적층형성시킨 상부패널을 구비함을 특징으로 한다.

Description

할로우 캐소드형 칼라 플라즈마 디스플레이 패널

본 발명은 칼라 플라즈마 디스플레이 패널(color plasma display panel ; 이하, PDP라 칭함)에 관한 것으로써, 특히 할로우 캐소드형 PDP에 관한 것이다.

일반적으로 플라즈마 표시 패널은 셀 내부의 기체 방전 현상을 이용하여 화상을 표시하는 발광형 소자의 일종으로서, 패널의 제조 공정이 매우 간단하고, 화면의 대형화가 용이하며, 응답속도가 빨라 대형 화면을 가지는 직시형 화상 표시장치 특히, HDTV(High Definition Television) 시대를 지향한 화상 표시소자로 각광받고 있다.

도 1은 종래기술에 따른 피디피 셀을 나타낸 단면도이다.

도 1을 참조하면, 개략적인 종래의 3전극 면방전 칼라 플라즈마 표시 패널은 화상의 표시면인 전면기판(1)과, 상기 전면기판(1)과 일정 거리를 두고 평행하게 위치한 배면기판(2)과, 상기 배면기판(2) 중 상기 전면기판(1)과의 대향면에 일정 간격으로 배열된 복수개의 격벽(3)과, 상기 전면기판(1)과 배면기판(2)이 결합되어 방전셀을 형성시킨 것이다.

구체적으로 상기 패널은 복수개의 격벽(3) 사이에 하나씩 형성된 어드레스전극(4)과, 상기 각 방전공간의 내부면 중 양측 격벽(3)면과 배면기판(2)면에 해당 어드레스전극(4)을 감싸도록 형성되어 방전시 가시광선을 방출하는 형광체막(5)과, 상기 전면기판(1) 중 배면기판(2)과의 대향면에 교대로 하나씩 일정 간격으로 형성된 복수개의 제 1, 2 유지전극(6)(7)으로 구성된다. 여기서, 상기 복수개의 제 1, 2 유지전극(6)(7)은 어드레스전극(4)과 직교하도록 형성되어 전체 화면이 하나의 셀 단위로 나누어지도록 한다.

또한 상기 복수개의 제 1, 2 유지전극(6)(7)상에는 방전 전류를 제한하는 유전체막(8)이 형성되어 있고, 상기 유전체막(8)상에는 제 1, 2 유지전극(6)(7)과 유전체막(8)을 보호하는 보호막(9)이 형성되어 있으며, 각 방전공간의 내부에는 페닝효과(penning effect)를 유발하는 방전가스가 주입되어 있다.

상기와 같이 구성된 3전극 면방전 컬러 플라즈마 표시 패널 중 1개 셀에 화상이 표시되는 과정을 설명하면 다음과 같다.

먼저 제 1, 2 유지전극(6)(7)중 하나의 전극에 전압이 공급되고 동시에 어드레스 전극(4) 어드레스 신호가 공급되어 셀 내부에 라이팅(writing) 방전이 일어나게 된다. 셀 내부에서 전계가 발생하여 방전가스중의 미량 전자들이 가속되고, 가속된 전자와 중성입자와의 또 다른 충돌 등으로 중성입자가 점차 빠른 속도로 전자와 이온으로 전리되어 방전가스가 플라즈마 상태로 되는 동시에 진공자외선이 발생된다. 상기 발생된 자외선이 형광체층을 여기시켜 가시광선을 발생시키고 발생된 가시광선은 전면기판(1)을 통해서 외부로 출사된다. 그 후 제1, 2 유지전극(6)(7)에 발광 유지전압을 공급하여 유지전극 사이에 유지방전을 일으켜 각 셀의 발광을 일정기간동안 지속시켜 표시 화상을 구현하게 된다.

그러나 종래기술에 따른 PDP는 플라즈마 방전원리에 의해 유지전극간에 방전개시전압을 인가하여 면방전을 일으키기 때문에 셀의 방전면적이 매우좁고, 셀의 방전영역을 넓히기 위해 유지전극쌍에 높은 방전개시전압을 인가하면 방전전압이 상승하여 각 셀내의 내부압력을 적절히 유지하기 어렵고 또 높은 방전전압으로 인하여 많은 전력소모가 발생하고 플라즈마 상태의 전자, 이온 등의 공격(attack) 등에 의해서 형광체가 열화되는 문제점이 있다.

따라서 본 발명은 형광체막의 도포면적을 증가시키고 웰(well)형 전극의 전계특성에 의한 할로우 캐소드 대향방전을 이용한 점에서 착안된 것이다.

본 발명은 상기한 점을 감안하여 안출한 것으로써, 본 발명의 목적은 배면기판상에 형성된 유전체막을 식각하여 웰영역을 정의하고 이 웰영역내에 어드레스전극과 형광체막을 형성한 후 셀의 방전시 투명전극과 어드레스전극에 의한 할로우 캐소드 방전을 이용함으로써 셀의 방전영역을 증대시키고 형광체막을 보호할 수 있도록 한 할로우 캐소드형 칼라 플라즈마 디스플레이 패널을 제공함에 있다.

도 1은 종래기술에 따른 피디피 셀을 나타낸 단면도

도 2는 본 발명에 따른 할로우 캐소드형 칼라 피디피의 요부 사시도

도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1,21 : 전면기판 2, 22 : 배면기판

3, 23 : 격벽 4, 24 : 어드레스전극

5, 25 : 형광체막 6, 7 : 유지전극

8, 23, 27 : 유전체막 9, 28 : 보호막

23a : 격벽 26 : 투명전극

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징은 전면기판과 동일면상에 전극을 형성하고 상기 전극의 전면에 제1 유전체막과 보호막을 순차적으로 형성시킨 상부패널과; 그리고 상기 상부패널과 대향하도록 배면기판상에 소정 두께로 제2 유전체막을 형성한 후 상기 제2 유전체막을 일정한 깊이로 식각하여 웰영역을 형성하며, 상기 웰영역의 내주면에 어드레스전극과 형광체막을 순차적으로 적층시킨 상부패널을 포함하여 구성되는 할로우 캐소드형 칼라 플라즈마 디스플레이 패널에 있다.

상기한 특징을 갖는 본 발명은 상기 전면기판상에 하나의 투명전극을 형성하며 상기 투명전극과 대향하도록 배면기판상에 제2 유전체막으로 이루어진 웰영역을 형성하고 상기 웰영역내에 어드레스전극과 형광체막을 순차적으로 적층 형성함으로써 본 발명의 목적 달성이 가능하다.

이하, 본 발명에 따른 할로우 캐소드형 칼라 PDP의 바람직한 일실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 2는 본 발명에 따른 할로우 캐소드형 칼라 PDP 셀의 요부 사시도를 나타낸 것이다.

도 2를 참조하면, 먼저 전면기판(21)과 동일면상에 배열된 투명전극(26)을 형성하며 상기 투명전극(26)의 전면에 방전 전류를 제한하기 위한 유전체막(27)을 형성하여 그 전면에 보호막(28)을 형성하면 상부패널이 얻어진다.

상기 투명전극(26)은 전면기판(21)상에 박막형성방법, 디핑방법(dipping method), 스크린 인쇄법등으로 산화인듐(InO₂)이나 산화주석(SnO₂)을 증착시켜 형성한다.

또한 벽전하를 발생시켜 구동전압을 떨어뜨리기 위한 상기 제1 유전체막(27)은 유전체 페이스트를 인쇄 또는 증착하여 형성하고, 보호막(28)은 상기 제1 유전체막(27) 위에 산화마그네슘(MgO)을 증착하여 형성한다.

다음 배면기판(22)위에 소정 두께로 유전체 페이스트를 인쇄 또는 증착하면 제2 유전체막(23)이 형성되고, 상기 제2 유전체막(23)을 일정한 깊이로 식각하여 웰영역을 정의하면 격벽(23a)이 형성된다. 이때 상기 제2 유전체막(23)의 두께는 방전 셀내의 전계 특성을 양호하게 하고 방전공간을 넓히기 위하여 필요한 만큼 조정이 가능하다. 상기 제2 유전막(23)은 산화납(PbO₂) 등을 함유하는 저융점글라스재인 격벽제로 형성할 수 있다.

또한 상기 제2 유전체막(23)의 웰영역과 상기 격벽(23a)의 내측 표면을 감싸도록 금속물질을 박막 증착하여 어드레스전극(24)을 형성한다. 여기서 상기 어드레스전극(24)은 각 격벽(23a) 사이에 메탈온그르부(metal on groove) 형태로 형성된다.

또한 상기 어드레스전극(24)의 전면에 전기 영동법으로 형광체막(25)을 소정두께로 형성시키면 하부패널이 얻어진다.

상기 형광체막(25)의 또다른 형성방법은 셀룰로오스(cellulose)+ 아크릴 도료(acrylic resin)+유기 용제(알콜 또는 에스테르)로 구성되는 형광체 페이스트를 어드레스전극(24)의 표면에 인쇄하고 400∼600℃의 온도에서 소성시키면 10∼50μm 두께의 형광체막(25)이 형성된다.

이와 같이 형성된 상부패널과 하부패널을 플릿 글라스(도시생략됨)를 이용하여 결합시킨후 방전셀 내에 잔존하는 공기를 배기하고, 네온(Ne), 헬륨(He) 및 크세논(Xe)으로 이루어진 불할성 혼합가스를 충전한후 상기 방전셀을 봉지한다.

이와 같이 구성된 본 발명에 따른 할로우 캐소드형 칼라 PDP는 투명전극(26)과 대향 타겟인 어드레스전극(24)을 한정함에 의해 할로우 캐소드 대향방전이 일어난다. 이러한 한정은 먼저 하나의 투명전극(26)과 어드레스전극(24)을 사용함으로써 글로우 영역에서 이용가능한 이온들의 이용을 증가시킬 수 있다.

그래서 할로우 캐소드 대향방전은 투명전극(26)과 어드레스전극(24)에 방전개시전압을 인가하면 투명전극(26)은 전자 미러를 형성하면서 어드레스전극(24)으로 부터 배출된 2차 전자들을 튀기기 위해 방전 글로우 영역을 형성한다.

이러한 2차 전자는 어드레스전극(24)상에 이온충돌에 의해 형성되며 방전 글로우 영역내에 외주면으로 가속되고 가속된 전자는 형광체막(25)에 충돌한 후 저전압에서 소멸되면서 자외선을 발생한다.

이어서 상기 자외선에 의해 형광체막(25)이 여기되고, 상기 발광된 형광체막(25)에 의해 각각 R, G, B에 해당하는 칼라 표시가 이루어진다.

따라서 본 발명에 의하면 할로우 캐소드 대향방전 원리에 의해 발생된 자외선에 의해 형광체막(25)을 여기시키므로 방전셀의 전체를 방전영역으로 활용할 수 있기 때문에 명암대비와 휘도 특성이 종래구조 보다 적어도 4배 이상으로 향상됨을 알 수 있었다.

그러나 할로우 캐소드 대향방전은 방전셀 내의 리액턴스의 유지, 다른 중성 방전 성분들의 활성화와 전자들의 트래핑 때문에 바이어스된 타켓(어드레스전극)이 부정적이므로 좀더 폭넓게 개선되어야 한다.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 할로우 캐소드형 칼라 플라즈마 디스플레이 패널은 광학적 집속구조이면서 할로우 캐소드 대향방전이 용이하여 방전영역을 극대화할 수 있기 때문에 각종 디스플레이 소자에 적용되는 CRT의 수명, 명암대비 및 휘도 특성을 모두 만족하는 가스방전 패널 등에 유용하게 적용된다.

또한 본 발명의 할로우 캐소드형 칼라 피디피는 전면기판상에 하나의 투명전극을 형성하고 상기 투명전극과 직교하도록 배면기판상에 형성된 유전체막을 식각하여 웰영역과 격벽을 형성한후 상기 웰영역과 격벽내에 어드레스 전극과 형광체막을 순차적으로 적층 형성함으로써 방전영역을 최대한 넓혀서 휘도를 높이고 방전개시전압을 떨어뜨릴 수 있는 효과가 있다.

또한 본 발명을 적용한 할로우 캐소드형 칼라 피디피는 어드레스전극을 대향 타겟으로 이용하는 할로우 캐소드 방전으로 구동하기 때문에 방전시 전극간의 캐패시턴스가 작아지고, 할로우 캐소드 방전특성인 전계에 의해서 플라즈마 이온이 움직임으로 상기 이온들의 형광체 공격(attack)이 훨씬 줄어들게 되어 형광체 열화가 적어지므로 방전셀내의 형광체를 효과적으로 보호할 수 있다.

따라서 본 발명은 가스방전 패널의 변경등으로 본 기술분야에서 숙련된 자에 의해 여러가지로 수정변경 가능하기 때문에 상술한 구성과 동작에만 본 발명이 제한되지 않고 본 발명의 기술적 사상이 벗어나지 않는 범위내에 속하는 모든 수정 및 등가들을 포함한다.

Claims (3)

1. 전면기판과 동일면상에 전극을 형성하고 상기 전극의 전면에 제1 유전체막과 보호막을 순차적으로 형성시킨 상부패널과; 그리고 상기 상부패널과 대향하도록 배면기판상에 일정한 두께로 제2 유전체막을 형성한 후 상기 제2 유전체막을 소정 깊이로 식각하여 웰영역을 형성하며, 상기 웰영역의 내주면에 어드레스전극과 형광체막을 순차적으로 적층시킨 상부패널을 구비함을 특징으로 하는 할로우 캐소드형 칼라 플라즈마 디스플레이 패널.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 전극은 투명전극이며, 이 투명전극은 하나의 전극임을 특징으로 하는 할로우 캐소드형 칼라 플라즈마 디스플레이 패널.
3. 제 1 항에 있어서, 상기 제2 유전체막은 산화납(PbO₂) 등을 함유하는 저융점글라스재인 격벽제로 이루어짐을 특징으로 하는 할로우 캐소드형 칼라 플라즈마 디스플레이 패널.

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