KR100333718B1 - 캐소드루미네슨스형광체를갖는플라즈마디스플레이패널 - Google Patents

Abstract

본 발명은 발광효율을 증가시킬 수 있고 보다 용이하게 대형 패널을 형성할 수 있으며 신뢰성 문제를 해결할 수 있는, 캐소드루미네슨스 형광체(phosphor)를 갖는 플라즈마 디스플레이 패널에 관한 것으로, 캐소드루미네슨스(cathodoluminescence) 형광체를 구비하는 플라즈마 디스플레이 패널을 제공하는데 그 특징이 있다.

Description

캐소드루미네슨스 형광체를 갖는 플라즈마 디스플레이 패널 {Plasma display panel having cathodoluminescent phosphor layer}

본 발명은 플라즈마 디스플레이 패널 제조 분야에 관한 것으로, 특히 발광효율을 보다 향상시킬 수 있는, 캐소드루미네슨스 형광체를 갖는 플라즈마 디스플레이 패널 및 그 제조 방법에 관한 것이다.

플라즈마 디스플레이 패널(plasma display panel, 이하 PDP라 함)은 기체 방전시에 발생하는 플라즈마로부터 나오는 빛을 이용하여 문자 또는 그래픽을 표시하는 소자이다. PDP(plasma display panel)는 현재 활발히 연구되고 있는 LCD(liquid crystal display), FED(field emission display), ELD(Electroluminescence display)와 같은 여러 분야의 평판형 디스플레이 중에서도 대형화에 가장 적합한 장점을 가지고 있다.

플라즈마 디스플레이 패널은 40 ˝ 이상의 대형화화가 가능하고, 방전에서 형성되는 자외선이 형광막을 자극하여 가시광을 발광시키는 포토루미네슨스(photoluminescence) 메카니즘을 이용하는 자기 발광형 표시소자(self-emissive display)이다. 플라즈마 디스플레이 패널은 160 。 이상의 넓은 시야각, 좋은 휘도, 우수한 색좌표, 대형화 용이성 등 다른 평판 소자에서 찾아볼 수 없는 장점을 많이 가지고 있어 차세대 고선명 벽걸이 TV, TV와 PC의 기능이 복합화된 멀티미디어(multimedia)용 대형 표시장치로서 유력시 되고 있어 최근들에 이에 대한 관심이 고조되고 있다.

PDP는 두께가 3 ㎜ 정도되는 2장의 유리기판을 사용하여 각각의 기판 위에 적당한 전극과 형광체를 도포하고, 약 0.1 ㎜ 내지 0.2 ㎜의 간격을 유지하면서 그 사이의 공간에 플라즈마를 형성하는 방법을 채택하고 있다. 또한, PDP에서 가스 방전은 전극간에 전압이 인가되더라도 방전 개시 전압 이하의 인가전압에 대해서는 방전이 일어나지 않는 강한 비선형성을 갖고 있으며, 기억기능(memory function)이 있어 계조 표시가 용이하고 칼라화 능력이 우수하여 고 화질의 화상을 표시할 수 있다.

플라즈마 디스플레이는 플라즈마를 발생하기 위한 전극이 플라즈마에 직접 노출되어 전도전류(conduction current)가 전극을 통해 직접 흐르는 직류형(DC형)과 전극이 유전체로 덮여 있어 직접 노출되지 않아 변위전류(Displacement Current)가 흐르는 교류형(AC형)으로 구분된다. 직류형 플라즈마 디스플레이 패널(DC Plasma Display Panel, 이하 DC PDP)과 교류형 플라즈마 디스플레이 패널(AC Plasma Display Panel, 이하 AC PDP) 각각은 전면판과 배면판, 2매의 유리 기판으로 구성되는데, DC PDP의 전면판에는 음극이 형성되고 배면판에는 양극, 보조양극, 형광체, 저항, 격벽이 형성되며, AC PDP의 전면판에는 방전유지전극, 버스전극, 유전층, 보호막이 형성되고, 배면판에는 어드레스 전극, 유전층, 격벽, 형광층이 형성된다.

종래의 플라즈마 디스플레이는 도1에 나타낸 바와 같이 기체 방전으로 발생된 자외선(UV)이 포토루미네슨스(photoluminescence) 형광체를 자극하여 가시광선영역의 빛을 발하는 원리를 이용하는데, 이때의 방전에 의한 자외선 발생 효율이 극히 낮아 표시 소자(display device)로 제작되었을 때 FED 등과 같은 다른 자체발광 표시 소자 보다 전체효율이 상대적으로 낮다. 도1에서 미설명 도면부호 '11' 및 '12'는 각각 기판, '13', '14'는 각각 방전전극, '15'은 유전체층, '16'은 기체방전, 'UV'는 자외선, '17'은 포토루미네슨스 형광체를 각각 나타낸다.

도2는 종래의 캐소드루미네슨스(cathodoluminescence) 형광체를 이용한 FED의 원리를 설명하는 설명도이다. 에미터 전극(25)과 게이트 전극(24) 사이에 적당한 전계를 가하면 에미터 전극(25)에서 전계 방출(field emission)의 원리로 전자(e-)가 나오고 이 전자들이 캐소드루미네슨스 형광체(26)를 자극하여 가시광선의 빛을 내는 방식을 채택한 것이 FED이다. FED는 상대적으로 효율이 높지만 한 표시 셀이 수천에서 수만개의 에미터 전극(25)을 형성해야 하고, 방출된 전자를 손실 없이 이동시키기 위해서는 고진공이 필요하므로 패널의 대형화가 힘들고 제조 원가도 비싸다. 또한, 수명 문제 및 아킹(arcing)에 의한 절연 파괴등의 신뢰성 문제가 제기되고 있다.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 본 발명은 발광효율을 증가시킬 수 있고 보다 용이하게 대형 패널을 형성할 수 있으며 신뢰성 문제를 해결할 수 있는, 캐소드루미네슨스 형광체를 갖는 플라즈마 디스플레이 패널을 제공하는데 그 목적이 있다.

도1은 종래의 PDP 표시 원리를 설명하기 위한 설명도.

도2는 종래의 FED 표시 원리를 설명하기 위한 설명도,

도3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 AC PDP의 개략적인 구조도,

도4는 본 발명의 제2 실시예에 따른 DC PDP의 개략적인 구조도,

도5는 본 발명의 제3 실시예에 따른 DC PDP의 개략적인 구조도,

도6은 본 발명의 제4 실시예에 따른 DC PDP의 개략적인 구조도.

* 도면의 주요 부분에 대한 도면 부호의 설명

31, 41, 51, 61: 제1 기판 32, 42, 52, 62: 제2 기판

43A, 43B, 52, 55, 63, 65A, 65B: 방전전극

53, 54, 64A, 64B, 66A, 66B, 67A, 67B: 유전막 패턴

34, 44, 56, 68: 유도전극 35: 유전체층

36, 45, 57, 69: 캐소드루미네슨스 형광체

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 교류형 플라즈마 디스플레이 패널(plasma display panel)의 방전셀에 있어서, 서로 마주보는 제1 기판 및 제2 기판; 상기 제1 기판 상에 형성되어 방전을 일으키는 두 개의 방전전극; 상기 제2 기판 상에 형성되어 전자를 끌어들이는 유도전극; 상기 제1 기판 상에 형성되어 상기 두 방전전극을 덮는 유전체층; 상기 제2 기판 상에 형성되어 상기 유도전극을 덮으며 상기 제1 기판과 마주보는 캐소드루미네슨스 형광체를 포함하는 교류형 플라즈마 디스플레이 패널의 방전셀을 제공한다.

또한, 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은 교류형 플라즈마 디스플레이 패널(plasma display panel)의 방전셀에 있어서, 서로 마주보는 제1 기판 및 제2 기판; 상기 제1 기판 상에 형성되어 방전을 일으키는 제1 방전전극; 상기 제1 방전전극을 사이에 두고 제1 기판 상에 각각 형성된 제1 유전막 패턴; 상기 제1 유전막 패턴 상에 각각 형성된 제2 방전전극; 상기 제2 기판 상의 제1 방전 전극과 마주보는 위치에 형성되어 전자를 끌어들이는 유도전극; 상기 제2 기판 상에 형성되어 상기 유도전극을 덮으며, 상기 제1 기판과 마주보는 캐소드루미네슨스 형광체를 포함하는 교류형 플라즈마 디스플레이 패널의 방전셀을 제공한다.

또한, 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은 직류형 플라즈마 디스플레이 패널(plasma display panel)의 방전셀에 있어서, 서로 마주보는 제1 기판 및 제2 기판; 상기 제1 기판 상에 형성되어 방전을 일으키는 두 방전전극; 상기 제2 기판 상에 형성되어 전자를 끌어들이는 유도전극; 및 상기 제2 기판 상에 형성되어 상기 유도전극을 덮으며 상기 제1 기판과 마주보는 캐소드루미네슨스 형광체를 포함하는 직류형 플라즈마 디스플레이 패널의 방전셀을 제공한다.

본 발명은 캐소드루미네슨스(cathodoluminescent 형광체)를 사용하여 플라즈마 디스플레이 패널을 제조하는데 그 특징이 있다.

도3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 AC PDP의 개략적인 구조도이다. 도3에 도시한 바와 같이 본 발명의 제1 실시예에 따른 플라즈마 디스플레이 패널의 방전셀은, 서로 마주보는 제1 기판(31) 및 제2 기판(32), 제1 기판(31) 상에 형성되어 방전을 일으키는 두 방전전극(33A, 33B), 제2 기판(32) 상에 형성되어 전자를 끌어들이는 유도전극(34), 제1 기판(31) 상에 형성되어 두 방전전극(33A, 33B)을 덮는 유전체층(35), 제2 기판(32) 상에 형성되어 유도전극(34)을 덮으며 제1 기판(31)과 마주보는 캐소드루미네슨스 형광체(36)를 포함하여 이루어진다.

제1 기판(31) 상에 형성된 두 방전전극(33A, 33B) 사이에 교류 방전을 일으켜 기체를 방전(37)하여 전자(e-)를 발생시키고, 유도전극(34)에 적당한 크기로 직류의 양 전압을 가하여 전자(e-)를 캐소드루미네슨스 형광체(36)로 유도한다. 전극과 형광체 사이의 거리는 표시 특성에 맞추어 적당히 유지한다.

전술한 본 발명의 제1 실시예는 교류방전을 이용한 경우를 설명하였으나, 본 발명에 따른 캐소드루미네슨스 형광체를 갖는 PDP는 직류방전을 이용할 수도 있다.

도4는 본 발명의 제2 실시예에 따른 DC PDP의 개략적인 구조도로서, 도4에도시한 바와 같이 본 발명의 제2 실시예에 따른 플라즈마 디스플레이 패널의 방전셀은, 서로 마주보는 제1 기판(41) 및 제2 기판(42), 제1 기판(41) 상에 형성되어 방전을 일으키는 두 방전전극(43A, 43B), 제2 기판(42) 상에 형성되어 전자를 끌어들이는 유도전극(44), 제2 기판(42) 상에 형성되어 유도전극(44)을 덮으며 제1 기판(41)과 마주보는 캐소드루미네슨스 형광체(45)를 포함하여 이루어진다.

도5는 본 발명의 제3 실시예에 따른 DC PDP의 개략적인 구조도로서, 도5에 도시한 바와 같이 본 발명의 제3 실시예에 따른 플라즈마 디스플레이 패널의 방전셀은, 서로 마주보는 제1 기판(51) 및 제2 기판(52), 제1 기판(51) 상에 형성되어 방전을 일으키는 제1 방전전극(53), 제1 방전전극(53)을 사이에 두고 제1 기판(51) 상에 형성된 두 유전막 패턴(54A, 54B), 두 유전막 패턴(54A, 54B) 상에 각각 형성된 제2 방전전극(55A, 55B), 제2 기판(52) 상의 제1 방전 전극(53)과 마주보는 위치에 형성되어 전자를 끌어들이는 유도전극(56), 제2 기판(52) 상에 형성되어 유도전극(56)을 덮으며 상기 제1 기판(51)과 마주보는 캐소드루미네슨스 형광체(57)를 포함하여 이루어진다.

방전에 의해 발생한 전자를 형광체로 잘 유도하기 위하여 제 3 의 전극(도시하지 않음)을 삽입할 수도 있다. 즉, 도6에 도시한 바와 같이 본 발명의 제4 실시예에 따른 플라즈마 디스플레이 패널의 방전셀은, 서로 마주보는 제1 기판(61) 및 제2 기판(62), 제1 기판(61) 상에 형성되어 방전을 일으키는 제1 방전전극(63), 제1 방전전극(63)을 사이에 두고 제1 기판(61) 상에 형성된 두 유전막 패턴(64A, 64B), 제1 유전막 패턴(64A, 64B) 상에 각각 형성된 제2 방전전극(65A, 65B), 제2방전전극(65A, 65B) 상에 형성된 제2 유전막 패턴(66A, 66B), 제2 유전막 패턴(66A, 66B) 상에 형성된 제3 방전전극(67A, 67B), 제2 기판(62) 상의 제1 방전 전극(63)과 마주보는 위치에 형성되어 전자를 끌어들이는 유도전극(68), 제2 기판(62) 상에 형성되어 유도전극(68)을 덮으며 상기 제1 기판(61)과 마주보는 캐소드루미네슨스 형광체(69)를 포함하여 이루어진다.

제3 방전전극(67A, 67B)에 적절한 직류 전압을 가하여 전자를 형광체 쪽으로 유도하여 전자의 소모를 방지할 수도 있다.

전술한 바와 같이 이루어지는 본 발명에 따른 플라즈마 디스플레이 패널은 높은 전자 발생 효율을 이용하고 표시 소자의 효율을 증대시킬 수 있다. 또한 캐소드루미네슨스 형광체를 형광체를 사용하면서도 전자 에미터와 고진공 기술이 필요없는 표시 소자를 만들 수 있으므로 제조 단가가 경제적이고 대형화 표시소자 제조가 용이하다. 본 발명의 표시 소자는 고진공에서의 아킹 현상도 방지되므로 수명 및 신뢰도를 향상시킬 수 있다.

이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것이 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.

상기와 같이 이루어지는 본 발명은 새로운 방식에 의한 표시소자로 기존의박형 표시소자인 LCD, PDP, ELD, 그리고 LCD들이 사용되는 응용 분야에 널리 사용될 수 있다. 특히 계측기 및 의료기, 자동차 항법 장치, 모니터 및 워크스테이션, 그리고 TV 스크린에 이르기까지 다양하게 응용될 수 있다. 본 발명에 따른 플라즈마 디스플레이 패널은 다음과 같은 장점을 갖는다. 첫째, 기존의 기체 방전시 생성되는 낮은 발생 효율의 자외선 대신에 발생 효율이 높은 전자를 이용 형광체를 자극하여 발생하는 가시광선을 이용할 수 있다. 둘째, 표시소자 내의 기체 압력을 수torr 내지 수백 torr로 하고 기체 방전을 유도하여 생성되는 전자를 이용하므로 FED와 같이 한 셀에 수천, 수만개의 에미터 전극의 제조가 필요 없고 방전 유지에 필요한 방전 전극 2개만 필요하다. 셋째, 종래의 FED에서 전계 방출시 방출된 적은 수의 전자가 손실 없이 이동할 수 있도록 고진공의 유지가 필요하지만 본 발명은 방전에 의해 고밀도의 전자를 생성하므로 고 진공이 필요없다. 또한, 종래의 고 진공에서 전계 방출을 유도하기 위해 걸어주는 전압에 의해 아킹 현상이 발생하는 신뢰도 문제가 있지만 본 발명에서는 이와같은 문제가 해결될 수 있다. 그러므로 본 발명에 의한 표시소자는 고효율에 대형화가 용이하고 신뢰도가 우수하다.

Claims (4)

1. 교류형 플라즈마 디스플레이 패널의 방전셀에 있어서,

   서로 마주보는 제1 기판 및 제2 기판;

   상기 제1 기판 상에 형성되어 방전을 일으키는 두 개의 방전전극;

   상기 제2 기판 상에 형성되어 전자를 끌어들이는 유도전극;

   상기 제1 기판 상에 형성되어 상기 두 방전전극을 덮는 유전체층;

   상기 제2 기판 상에 형성되어 상기 유도전극을 덮으며 상기 제1 기판과 마주보는 캐소드루미네슨스 형광체

   를 포함하는 교류형 플라즈마 디스플레이 패널의 방전셀.
2. 교류형 플라즈마 디스플레이 패널의 방전셀에 있어서,

   서로 마주보는 제1 기판 및 제2 기판;

   상기 제1 기판 상에 형성되어 방전을 일으키는 제1 방전전극;

   상기 제1 방전전극을 사이에 두고 제1 기판 상에 각각 형성된 제1 유전막 패턴;

   상기 제1 유전막 패턴 상에 각각 형성된 제2 방전전극;

   상기 제2 기판 상의 제1 방전 전극과 마주보는 위치에 형성되어 전자를 끌어들이는 유도전극;

   상기 제2 기판 상에 형성되어 상기 유도전극을 덮으며, 상기 제1 기판과 마주보는 캐소드루미네슨스 형광체

   를 포함하는 교류형 플라즈마 디스플레이 패널의 방전셀.
3. 제 2 항에 있어서,

   상기 제2 방전전극 상에 각각 형성된 제2 유전막 패턴; 및

   상기 제2 유전막 패턴 상에 형성된 제3 방전전극을 더 포함하는 교류형 플라즈마 디스플레이 패널의 방전셀.
4. 직류형 플라즈마 디스플레이 패널의 방전셀에 있어서,

   서로 마주보는 제1 기판 및 제2 기판;

   상기 제1 기판 상에 형성되어 방전을 일으키는 두 방전전극;

   상기 제2 기판 상에 형성되어 전자를 끌어들이는 유도전극; 및

   상기 제2 기판 상에 형성되어 상기 유도전극을 덮으며 상기 제1 기판과 마주보는 캐소드루미네슨스 형광체

   를 포함하는 직류형 플라즈마 디스플레이 패널의 방전셀.