KR100416091B1 - 플라즈마 디스플레이 패널 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 플라즈마 디스플레이 패널에 관한 것으로서, 이는 투명성 전면기판; 전면기판의 하면에 형성되는 복수개의 공통전극과 주사전극; 상기 공통전극과 주사전극을 매립하는 제1유전체층; 상기 제1유전체층을 보호하는 보호막; 상기 전면기판과 대향되게 설치되는 투명성 배면기판; 상기 배면기판상에서 전면기판의 공통전극과 주사전극과 직교하는 형태로 설치되는 어드레스 전극;상기 어드레스 전극을 매립하는 제2유전체층; 상기 제2유전체층의 상면에 소정간격 이격되게 설치되어 방전공간을 구획하는 격벽; 상기 격벽사이에 도포되는 형광체층; 및 상기 전면기판과 배면기판 봉착시 그 사이의 공간에 주입되며, 불활성 가스와 요오드화 가스를 포함하는 방전기체;를 포함하는 것을 특징으로 한다. 본 발명에 따르면, 전자 증가를 방해하는 요오드 원소가 존재함으로써 저전류방전이 가능해진다. 또한, 종래의 불활성 가스만을 이용한 경우와 비교하여 방전가스의 자외선 방출 영역이 장파장 방향으로 이동되어 형광체 입자들의 가시광 방출 효율이 향상된다.

Description

플라즈마 디스플레이 패널{Plasma display panel}
본 발명은 플라즈마 디스플레이 패널에 관한 것으로서, 보다 상세하기로는 방전가스의 조성을 변화시켜 방전효율이 개선된 플라즈마 디스플레이 패널에 관한 것이다.
플라즈마 디스플레이 패널은 복수개의 전극이 코팅된 두 개의 기판상에 방전가스를 주입하여 봉착한 다음, 방전전압을 가하고, 이 방전전압으로 인하여 두 전극사이에 가스가 발광하게 되면 적절한 펄스 전압을 가하여 두 전극이 교차하는 지점에 어드레싱하여 소망하는 화상을 구현하는 표시장치로서, 메모리 효과를 이용하여 발광시간을 길게 할 수 있고, 패널 크기에 관계없이 높은 휘도가 얻어지기 때문에 대형화 및 박형의 디스플레이로서의 실현성이 높은 편이라서 평면 표시장치로서 각광받고 있다.
이와 같은 플라즈마 디스플레이 패널은 방전형식에 따라 직류형과 교류형으로 분류하고, 전극들의 구성형태에 따라 대향방전형 및 면방전형으로 구분할 수 있다.
플라즈마 디스플레이 패널에서의 방전효율은 일반적으로 방전시 전류밀도에 의하여 좌우된다. 현재의 플라즈마 디스플레이 패널에서는 방전가스로서 Xe와 Ne 의 혼합물, He와 Xe의 혼합물 등과 같은 불활성가스를 사용하는 것이 통상적이다. 이와 같이 방전가스로서 불활성 가스만을 사용하는 경우에는 고전류밀도의 방전 메카니즘을 이용하여 고전력 소비의 저효율 구조를 가지고 있어서 방전효율이 낮고 이로 인하여 휘도 특성이 저하되는 문제점이 있다.
한편, 플라즈마 디스플레이 패널의 형광체층을 구성하는 형광체는 발광원의 파장이 장파장쪽으로 이동할수록 상대적으로 큰 광흡수율을 나타내며, 이로써 발광효율이 향상될 것으로 예측된다.
도 1은 청색 발광 형광체 BaMg2Al16O27:Eu(BAM), 청녹색 발광 형광체 (BaCa)5(PO4)3Cl:Eu(BCA), 녹색 발광 형광체 Zn2SiO4:Mn(ZSM)과 MgAl11O19:Ce, Tb, Mn(CAM)과 LaPO4:Ce, Tb(LAP), 적색 발광 형광체 Y2O3:Eu(YOX)의 여기 스펙트럼을 도시한 것이다. 도 1을 참조하면, 상기 형광체들은 광원의 파장이 장파장쪽으로 이동될수록 이들의 상대양자효율이 전반적으로 향상되며, 이로써 각 형광체들의 발광효율이 향상될 것으로 예상된다.
이에 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 방전가스의 조성을 변화시켜 저전류밀도에서 방전하여 방전효율을 향상시킴과 동시에, 형광체를 여기시키는 광원의 파장을 장파장쪽으로 시프트함으로써 발광효율이 향상된 플라즈마 디스플레이 패널을 제공하는 것이다.
도 1은 플라즈마 디스플레이 패널용 적색, 청색 및 녹색 형광체들의 여기 스펙트럼을 나타낸 도면이고,
도 2는 플라즈마 디스플레이 패널의 방전공간에서 초기 방전 상태와, 초기 방전때 발생된 전자가 요오드화 가스에 포획되는 상태를 설명하기 위한 도면이고,
도 3은 본 발명의 플라즈마 디스플레이 패널을 도시한 일부 절제 분리 사시도이다.
상기 기술적 과제를 이루기 위하여 본 발명에서는, 투명성 전면기판;
전면기판의 하면에 형성되는 복수개의 공통전극과 주사전극;
상기 공통전극과 주사전극을 매립하는 제1유전체층;
상기 제1유전체층을 보호하는 보호막;
상기 전면기판과 대향되게 설치되는 투명성 배면기판;
상기 배면기판상에서 전면기판의 공통전극과 주사전극과 직교하는 형태로 설치되는 어드레스 전극;
상기 어드레스 전극을 매립하는 제2유전체층;
상기 제2유전체층의 상면에 소정간격 이격되게 설치되어 방전공간을 구획하는 격벽;
상기 격벽사이에 도포되는 형광체층; 및
상기 전면기판과 배면기판 봉착시 그 사이의 공간에 주입되며, 불활성 가스와 요오드화 가스를 포함하는 방전기체;를 포함하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널을 제공한다.
본 발명의 플라즈마 디스플레이 패널은, 방전시 전자의 폭증을 제한하여 전자친화력이 큰 요오드화 가스를 방전가스에 부가한 데 그 특징이 있다. 여기에서 상기 요오드화 가스로는 요오드(I2) 가스 또는 요도트리플루오로메탄(CF3I)을 사용한다.
상기 불활성 가스는 일명 희가스(rare gas)라고도 하며, 주기율표의 0족원소인 헬륨(He), 네온(Ne), 아르곤(Ar), 크립톤(Kr), 크세논(Xe), 라돈(Rn)을 말한다. 본 발명에서는 방전가스의 불활성가스로서 상기 가스 1종, 또는 1종 이상의 혼합물을 사용한다. 다만, 비활성가스로서 Ne은 단독으로 사용하는 경우는 배제하는 것이 바람직한데, 그 이유는 Ne를 단독으로 사용하는 경우, 색순도 특성이 불량하기 때문이다.
본 발명의 상술한 특징과 관련한 원리를 설명하면 다음과 같다.
도 2을 참조하면, 초기 방전시에는 전자가 매우 많이 발생한다(I 상태). 방전가스내에 함유된 요오드화 가스 I2는 초기 방전때 발생된 전자를 포획하여 전자의 폭증을 효과적으로 막아준다(II 상태). 이로써 전자의 수가 제한되고, 방전시 저전류밀도로 방전되는 방전효율이 향상된 플라즈마 디스플레이 패널을 실현할 수 있다. 이와 더불어 요오드화 가스와 불활성 가스와의 엑시머(excimer) 형성을 통하여 장파장의 UV를 얻을 수 있어 기존의 전류밀도 제한시 나타나는 휘도 저하 현상을억제함으로써 고발광효율 및 고휘도의 플라즈마 디스플레이 패널을 제조할 수 있게 된다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 플라즈마 디스플레이 패널에 대하여 상세하게 설명하기로 한다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 플라즈마 디스플레이 패널은 전면기판 (31)과, 이 전면기판 (31)의 하면에 교대로 형성되는 소정 패턴의 공통전극 (32a)과 주사전극 (32b)로 이루어진 상부전극 (32)와, 상기 상부전극 (32)의 하면에 상기 상부전극 (32)의 라인저항을 줄일 수 있도록 상부전극 (32)의 폭보다 좁은 폭을 가지며 금속성 소재로 된 버스전극 (33)과, 상기 상부전극 (32)과 버스전극 (33)을 매립하는 제1유전체층 (34)와, 상기 제1유전체층 (34)의 하면에 형성되는 보호막 (35)를 구비한다. 바람직하게는 상기 보호막은 산화마그네슘으로 이루어진다. 그리고 배면기판 (36)은 상기 전면기판 (31)과 대향되게 배치된다. 이 배면기판 (36)의 상면에는 상부전극 (32)와 직교하는 형태로 설치되는 어드레스 전극이라고 불리우는 하부전극 (37)과, 이 하부전극 (37)을 매립하는 제2유전체층 (38)과, 이 제2유전체층 (38)의 상면에 소정간격으로 이격되게 설치되어 방전공간을 구획하고 전극셀간의 전기, 광학적 크로스토크를 방지하는 격벽 (39)과, 이 격벽 (39) 사이에 형성되는 방전공간의 내측면으로 도포되는 적, 녹 및 청색의 형광체층 (30)을 구비하고 있다.
상기 유지 방전이 일어나는 한쌍의 상부전극 (32)과 인접한 또다른 한 쌍의 상부전극 사이에 형성되는 비방전영역에는 절연체층인 블랙매트릭스층 (40)이 스트라이프 타입으로 형성되어 있다. 그리고 상기 격벽 (39)으로 구획되는 방전공간에는 방전가스가 소정량 주입되는데, 본 발명에서는 방전가스로서 주성분인 불활성 가스와, I2, CF3I 등과 같은 요오드화 가스로 구성된 가스 혼합물을 사용한다. 여기에서 불활성가스의 함량은 0.999 내지 99부피%이고, 요오드화 가스의 함량은 0.001 내지 1부피%인 것이 바람직하다. 만약 요오드화 가스의 함량이 1부피%를 초과하는 경우에는 방전전압이 상승하여 방전유지에 필요한 전자까지 포획하고, 0.001부피% 미만인 경우에는 전자의 폭증을 줄이는 효과가 미미하여 바람직하지 못하다.
본 발명에 따른 방전가스의 바람직한 예로는, 주성분 가스인 He(또는 Ne)과, Xe의 혼합물로 구성된 불활성가스 및 요오드화 가스를 포함하는 이원계 조성, 주성분인 가스인 He(또는 Ne)과, Kr의 혼합물로 구성된 불활성가스 및 요오드화 가스를 포함하는 이원계 조성, 주성분 가스인 He(또는 Ne)과, Ar과 Xe의 혼합물로 구성된 불활성 가스 및 요오드화 가스를 포함하는 삼원계 조성, 주성분 가스인 He(또는 Ne)과, Ar과 Kr의 혼합물로 구성된 불활성가스 및 요오드화 가스를 포함하는 삼원계 조성을 들 수 있다. 이 때 상술한 이원계 및 삼원계 조성에서, 각 성분들의 함량을 알아보면 다음과 같다.
이원계 조성에서, Xe 또는 Kr은 0.1 내지 10부피%, 요오드화 가스 0.001 내지 1부피%이고 주성분 가스인 He(또는 Ne)는 전체 방전가스에서 상기 Xr 가스와 요오드화 가스를 뺀 나머지 부피%이다. 그리고 삼원계 조성에서는 Ar과 Kr의 부피%는 각각 0.1 내지 10%이고, 요오드화 가스 0.001 내지 1부피%이고 He(또는 Ne)는 전체 방전가스에서 상기 가스들의 함량을 뺀 나머지 부피%이다.
본 발명의 방전가스의 전체압력은 300 내지 550torr인 것이 바람직하다. 방전가스의 전체 압력이 상기 범위보다 낮은 경우에는 휘도 특성이 매우 저하되고, 상기 범위보다 높은 경우에는 방전전압이 매우 높아지는 문제점이 있다.
상술한 바와 같은 방전가스 조성중, He(또는 Ne)과 Kr과 요오드화 가스를 이용하면, KrI 엑시머가 형성되며, 이로 인한 UV 방출 영역은 185nm, 208nm, 247nm이다. 그리고 He(또는 Ne)과 Xe와 요오드화 가스를 이용하면, XeI 엑시머가 형성되며, 이로 인한 UV 방출영역은 256nm, 302nm, 342nm이다. 이와 같이 본 발명에서는 플라즈마 디스플레이 패널의 발광원으로서 XeI 또는 KrI의 엑시머를 이용하며, UV 방출영역이 종래의 불활성 가스만을 이용한 경우와 비교하여 장파장 방향으로 이동되어 형광체 입자들의 가시광 방출 효율이 향상된다.
상술한 바와 같은 구조를 갖는 본 발명의 플라즈마 디스플레이 패널의 작동원리는 다음과 같다.
먼저 상기 주사전극 (32b)과 어드레스전극 (37)사이에 전압이 인가되어 예비방전이 일어나 벽전하가 충전된다. 이 벽전하가 충전된 방전공간에서 상기 공통전극(32a)과 주사전극 (32b)사이에 전압이 인가되어 유지방전이 일어나 플라즈마 생성된다. 이와 같이 유지 방전으로 인하여 방사되는 자외선은 격벽 (39)사이의 방전공간의 내측면에 형성된 형광체층 (30)을 여기시켜 화상을 구현하게 된다.
본 발명에 따르면, 전자 증가를 방해하는 요오드 원소가 존재함으로써 저전류방전이 가능해진다. 또한, 종래의 불활성 가스만을 이용한 경우와 비교하여 방전가스의 자외선 방출 영역이 장파장 방향으로 이동되어 형광체 입자들의 가시광 방출 효율이 향상된다.

Claims (5)

  1. 투명성 전면기판;
    전면기판의 하면에 형성되는 복수개의 공통전극과 주사전극;
    상기 공통전극과 주사전극을 매립하는 제1유전체층;
    상기 제1유전체층을 보호하는 보호막;
    상기 전면기판과 대향되게 설치되는 투명성 배면기판;
    상기 배면기판상에서 전면기판의 공통전극과 주사전극과 직교하는 형태로 설치되는 어드레스 전극;
    상기 어드레스 전극을 매립하는 제2유전체층;
    상기 제2유전체층의 상면에 소정간격 이격되게 설치되어 방전공간을 구획하는 격벽;
    상기 격벽사이에 도포되는 형광체층; 및
    상기 전면기판과 배면기판 봉착시 그 사이의 공간에 주입되며, 불활성 가스와 CF3I를 포함하는 방전기체;를 포함하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서, 상기 불활성 가스의 함량이 0.999 내지 99부피%이고, 요오드화 가스의 함량이 0.001 내지 1 부피%인 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널.
  4. 제1항에 있어서, 상기 방전가스의 조성이 He 및 Ne중에서 선택된 주성분 가스와 Xe의 혼합물로 구성된 불활성 가스 및 요오드화 가스를 포함하는 이원계 조성,
    He 및 Ne중에서 선택된 주성분 가스와 Kr의 혼합물로 구성된 불활성 가스 및 요오드화 가스를 포함하는 이원계 조성,
    He 및 Ne중에서 선택된 주성분 가스와, Ar과 Xe의 혼합물로 구성된 불활성 가스 및 요오드화 가스를 포함하는 삼원계 조성 또는
    He 및 Ne중에서 선택된 주성분 가스와, Ar과 Kr의 혼합물로 구성된 불활성 가스 및 요오드화 가스를 포함하는 삼원계 조성인 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널.
  5. 제1항에 있어서, 상기 방전가스의 전체압력이 300 내지 550torr인 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널.
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