KR100364721B1 - 플라즈마 디스플레이 패널 - Google Patents

Abstract

방전용 가스의 혼합비를 조절하여 방전전압 강하, 발광 휘도향상 및 딜레이 타임을 증가시킬 수 있도록 한 플라즈마 디스플레이 패널에 관한 것으로, 상호 평행한 제 1 및 제 2기판의 주변을 밀봉하여 방전가스 내장공간을 형성하고, 제 1 및 제 2기판중 적어도 하나의 기판의 내면에 방전가스 방전용 전극을 구비하며 방전가스의 방전에 의해 발생하는 자외선광에 의해 여기되는 형광층을 구비한 플라즈마 디스플레이 패널에서, 방전가스 내장공간에 충전된 방전가스가 0.1:99.9 내지 30:70의 조성비를 갖는 헬륨(He) 및 네온(Ne), 전체부피의 0.01 내지 10%에 해당하는 제논(Xe) 그리고 전체부피의 0.01 내지 5%에 해당하는 아르곤(Ar)의 혼합가스를 사용하므로 최적의 방전전압 및 딜레이 타임 특성을 만족하여 제품의 성능을 향상시킬 수 있다.

Description

플라즈마 디스플레이 패널{Plasma Display Panel}

본 발명은 가스방전 표시소자 즉, 플라즈마 디스플레이 패널(PDP: Plasma Display Panel)에 관한 것이다.

일반적으로 플라즈마 디스플레이 패널은 방전용 가스 즉, 불활성가스의 방전에서 발생하는 자외선에 의해 형광체를 발광시켜 일정 영상을 디스플레이 하기 위한 장치로서, 그 구조는 도 1에 도시된 바와 같이, 광투과를 용이하게 하기 위해유리로 이루어진 전면기판(1), 상기 전면기판(1) 상측면에 가로 방향으로 일정간격을 갖도록 형성되어 방전전압을 유지시키기 위해 투명전극(2) 및 금속전극(3)으로 이루어진 유지전극(2)(3), 상기 유지전극(2)(3)을 포함한 전면기판(1) 전면에 형성되어 유지전극(2)(3)을 보호하기 위한 유전층(4), 상기 유전층(4)을 보호하여 수명을 연장시키고 2차 전자방출효과를 향상시키며 방전특성 변화를 줄여주기 위한 보호층(5), 배면기판(6), 상기 배면기판(6) 상부 전면에 형성된 하지막(7), 상기 하지막(7) 상측면에 상기 유지전극(2)(3)과 직교방향으로 일정간격을 갖도록 형성된 어드레스전극(8), 상기 어드레스전극(8)을 포함한 하지막(7) 전면에 형성된 화이트백(9), 상기 전면기판(1)과 배면기판(6)간의 간격을 유지하고 각 셀간의 오방전을 방지하기 위하여 하측의 각 어드레스전극(8)을 사이에 두고 어드레스전극(8)과 평행하게 형성된 격벽(10), 상기 각각의 격벽(10)사이에 형성된 적색, 녹색 및 청색(R,G,B)의 형광층(11)으로 이루어진다.

이와 같이 상기 전면기판(1) 및 배면기판(6) 구조가 완료되면 진공상태로 원하는 방전용 가스를 충전하기 위하여 상기 배면기판(6)에 배기홀을 형성한다.

이어서 상기 전면기판(1) 및 배면기판(6)의 주변부에 합착용 프릿(Frit)을 도포한후 합착을 완료하면 전면기판(1)과 배면기판(6)사이에 방전공간이 형성된다.

그리고 상기 배기홀을 통해 원하는 광 특성에 따른 방전용 가스를 주입하여 플라즈마 디스플레이 패널 제조 전공정이 완료된다.

이때 직류형 플라즈마 디스플레이 패널의 경우, 방전용 가스로서 불활성기체인 헬륨(He: Helium)-제논(Xe: Xenon)의 2원 가스를 사용하고 교류형 플라즈마 디스플레이 패널의 경우, 네온(Ne: Neon)-제논(Xe)의 2원 가스를 사용하는데, 일부 직류형/교류형 구별없이 네온(Ne)-제논(Xe), 헬륨(He)-제논(Xe) 2원 가스를 특성에 적합하게 사용하고 있다.

이와 같이 제조가 완료된 플라즈마 디스플레이 패널은 배면기판(6)에 형성된 어드레스전극(8)과 전면기판(1)에 형성된 유지전극(2)(3)에 방전개시 전압 이상의 전압을 인가하면, 내부에 충전된 방전용 가스가 여기되고 다시 기저상태로 천이하면서 발생하는 자외선이 형광층(11)을 자극시켜 가시광을 발생시키고 이 광을 이용하여 화면에 원하는 화상을 표시하는 것이다.

이때 플라즈마 디스플레이 패널의 휘도 특성은 방전용 가스에서 발생되는 자외선에 따라 결정되고 즉, 자외선의 파장이 길수록 휘도 특성이 향상되고, 색순도는 방전용 가스 자체의 색 및 방전 휘도에 의해 결정된다. 즉, 방전용 가스 자체의 색이 무색에 가까울수록 그리고 방전용 가스 자체의 방전휘도가 낮을수록 형광층(11)의 색재현에 영향을 끼치지 않아 색순도를 향상시키는데, 상기 자외선의 양, 방전용 가스 자체의 색 및 방전 휘도는 물론이고 방전 전압 및 딜레이 타임 등이 방전용 가스의 혼합비에 의해 결정되므로 방전용 가스의 혼합비가 플라즈마 디스플레이 패널의 전기적/광학적 파라미터에 영향을 미치는 주요소로 작용하는 것을 알 수 있다.

따라서 자외선측면에서 살펴볼 때 불활성 가스중 가장 파장이 긴 자외선을 발생시키는 것은 제논(Xe) 가스인데, 너무 높은 방전개시 전압으로 인하여 단독으로 사용되지 못하므로 네온(Ne) 또는 헬륨(He)을 혼합한 2원 가스를 사용하여 방전개시 전압을 낮추었으나, 색순도 및 수명이 저하되는 문제가 발생한다.

즉, 네온-4%제논의 경우 네온(Ne)의 오렌지색 가시광으로 인하여 색순도가 저하되고 헬륨(He)-4%제논(Xe)의 경우 수명을 단축시키는 문제를 나타낸다.

따라서 헬륨-네온(70:30)-4%제논 또는 헬륨-네온(80:20)-4%제논을 사용하여 색순도 개선을 시도하였다.

그러나 헬륨-네온(80:20)-4%제논의 경우 가스 자체의 방전 휘도가 200torr 압력에서 약 6(cd/m²)를 나타내고 헬륨-네온(70:30)-4%제논의 경우 동일 압력에서 약 12(cd/m²)를 나타내므로 일정수준 이상의 색순도 개선효과를 기대할 수 없다.

또한 도 3에 도시된 바와 같이, 헬륨-네온(He-Ne) 혼합가스의 부피를 '100'으로 보았을 때 헬륨 가스의 부피비가 약 10%를 초과할 경우 방전전압이 증가함을 알 수 있고, 도 4에 도시된 바와 같이, 헬륨-네온(He-Ne) 혼합가스의 부피를 '100'으로 보았을 때 헬륨 가스의 부피비가 약 10%를 초과할 경우 딜레이 타임이 급격히 감소함을 알 수 있다.

종래의 기술에 따른 플라즈마 디스플레이 패널은 방전용 가스로서, 헬륨(He), 네온(Ne)을 7:3(부피비) 또는 8:2(부피비) 수준으로 혼합하여 사용하였는데, 상술한 바와 같이, 이와 같은 혼합비는 방전 전압을 증가시키고 딜레이 타임을 감소시켜 패널특성을 저하시키는 문제점이 있다.

따라서 본 발명은 상기한 종래의 제반 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로서, 방전용 가스의 혼합비를 조절하여 방전전압 강하, 발광 휘도향상 및 딜레이 타임을 증가시킬 수 있도록 한 플라즈마 디스플레이 패널을 제공함에 그 목적이 있다.

도 1은 일반적인 플라즈마 디스플레이 패널의 구조를 나타낸 레이아웃도

도 2는 헬륨-네온(He-Ne) 혼합가스의 방전 휘도특성을 나타낸 그래프

도 3은 He-Ne 혼합가스의 조성비 변화에 따른 방전전압 특성을 나타낸 그래프

도 4는 He-Ne 혼합가스의 조성비 변화에 따른 딜레이타임 특성을 나타낸 그래프

도 5는 본 발명에 따른 방전용 가스의 압력별 휘도 및 효율 특성을 나타낸 그래프

본 발명은 상호 평행한 제 1 및 제 2기판의 주변을 밀봉하여 방전가스 내장공간을 형성하고, 제 1 및 제 2기판중 적어도 하나의 기판의 내면에 방전가스 방전용 전극을 구비하며 방전가스의 방전에 의해 발생하는 자외선광에 의해 여기되는 형광층을 구비한 플라즈마 디스플레이 패널에서, 방전가스 내장공간에 충전된 방전가스가 0.1:99.9 내지 30:70의 조성비를 갖는 헬륨(He) 및 네온(Ne), 전체부피의 0.01 내지 10%에 해당하는 제논(Xe) 그리고 전체부피의 0.01 내지 5%에 해당하는 아르곤(Ar)의 혼합가스임을 특징으로 한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 플라즈마 디스플레이 패널의 바람직한 일실시예를 설명하면 다음과 같다.

도 3은 He-Ne 혼합가스의 조성비 변화에 따른 방전전압 특성을 나타낸 그래프, 도 4는 He-Ne 혼합가스의 조성비 변화에 따른 딜레이타임 특성을 나타낸 그래프이고, 도 5는 본 발명에 따른 방전용 가스의 압력별 휘도 및 효율 특성을 나타낸 그래프이다.

본 발명에 따른 플라즈마 디스플레이 패널의 구조는 종래기술과 동일하고 방전용 가스의 조성을 변화시킨 것이므로 구조설명은 생략하고 동일도면부호를 부여하기로 한다.

먼저, 본 발명에 따른 플라즈마 디스플레이 패널은 배면기판(6)에 형성된 배기홀을 통해 0.1:99.9 내지 30:70의 부피비(최적의 조성비는 10:90)를 갖는 헬륨(He)-네온(Ne)가스와, 전체부피의 0.01 ~ 10%(최적의 부피비는 4%)에 해당하는 제논(Xe)가스 및 전체부피의 0.01 ~ 5%(최적의 부피비는 0.3%)에 해당하는 아르곤(Ar)가스가 혼합되고 압력이 500 ~ 800 Torr(최적의 압력은 600 Torr)인 방전용가스를 충전함으로서 낮은 방전전압, 긴 딜레이 타임 및 발광휘도 특성을 동시에 만족시킬 수 있는데, 각 특성의 실제 실험값들을 나타낸 도 3 내지 도 5를 참조하여 본 발명이론의 성립배경을 상세하게 설명하면 다음과 같다.

도 3을 참조하면, 종래기술의 헬륨-네온 조성 즉, 70:30 또는 80:20과 달리 헬륨의 조성비를 0.1 내지 30% 범위내에서 변화시키고 네온의 조정비를 99.9 내지 70% 범위내에서 변화시킬 경우 낮은 방전전압 특성을 나타내며, 헬륨과 네온의 조성비를 10:90으로 할 경우 최적의 방전전압 특성을 얻을 수 있음을 알 수 있다.

그리고 도 4를 참조하면, 헬륨의 조성비를 약 10% 이하로 할 경우 딜레이타임이 크게 증가되어 최적의 딜레이 타임 특성을 얻을 수 있고, 헬륨의 조성비를 10% 보다 크게 할 경우 딜레이 타임이 점차적으로 감소하였다가 일정 수준을 유지하는 것을 알 수 있다.

또한 헬륨과 네온의 조성비를 10:90으로 하고 제논을 전체 부피의 4%로 하며, 아르곤을 전체 부피의 0.3%로 혼합한 방전용 가스를 기준으로 휘도와 효율특성을 나타낸 도 5를 참조하면, 약 500 ~ 800Torr 압력에서 플라즈마 디스플레이 패널의 동작조건을 만족시키는 효율 및 휘도 특성을 나타냄을 알 수 있다.

결국, 헬륨과 네온의 조성비를 0.1:99.9 내지 30:70(최적의 조성비는 10:90))으로 하고 전체부피의 0.01 ~ 10%(최적의 부피비는 4%)에 해당하는 제논(Xe)가스 및 전체부피의 0.01 ~ 5%(최적의 부피비는 0.3%)에 해당하는 아르곤(Ar)가스가 혼합되고 압력이 500 ~ 800 Torr(최적의 압력은 600 Torr)인 방전용가스를 충전함으로서 낮은 방전전압, 긴 딜레이 타임 및 발광휘도 특성을 동시에 만족시킬 수 있음이 명백하게 입증되었다.

본 발명에 따른 플라즈마 디스플레이 패널은 헬륨과 네온의 조성비를 0.1:99.9 내지 30:70으로 한 방전용 가스를 사용함으로서, 기존 방전가스에서 발생되는 문제 즉, 높은 방전전압, 짧은 딜레이 타임을 해결하여 제품의 성능을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

Claims (3)

1. 상호 평행한 제 1 및 제 2기판의 주변을 밀봉하여 방전가스 내장공간을 형성하고, 상기 제 1 및 제 2기판중 적어도 하나의 기판의 내면에 방전가스 방전용 전극을 구비하며 상기 방전가스의 방전에 의해 발생하는 자외선광에 의해 여기되는 형광층을 구비한 플라즈마 디스플레이 패널에서, 상기 방전가스 내장공간에 충전된 방전가스가 0.1:99.9 내지 30:70의 조성비를 갖는 헬륨(He) 및 네온(Ne), 전체부피의 0.01 내지 10%에 해당하는 제논(Xe) 그리고 전체부피의 0.01 내지 5%에 해당하는 아르곤(Ar)의 혼합가스임을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널.
2. 제1 항에 있어서,

   상기 방전가스의 압력은 500 내지 800Torr 임을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널.
3. 상호 평행한 제 1 및 제 2기판의 주변을 밀봉하여 방전가스 내장공간을 형성하고, 상기 제 1 및 제 2기판중 적어도 하나의 기판의 내면에 방전가스 방전용 전극을 구비하며 상기 방전가스의 방전에 의해 발생하는 자외선광에 의해 여기되는 형광층을 구비한 플라즈마 디스플레이 패널에서, 상기 방전가스 내장공간에 충전된 방전가스가 10:90의 조성비를 갖는 헬륨(He) 및 네온(Ne), 전체부피의 4%에 해당하는 제논(Xe) 그리고 전체부피의 0.3%에 해당하는 아르곤(Ar)의 혼합가스이고 그 압력이 600Torr임을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널.