KR100924112B1 - Micro Plasma Device with Hollow Cathode Structure - Google Patents
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Abstract
본 발명은 중공 음극 소자(hollow cathode device)의 구조를 이용하여 효율적으로 플라즈마를 발생하는 소자에 관한 것이다. 본 발명에 따른 플라즈마 발생 소자는, 전면기판과 배면기판 중 적어도 어느 하나에 중공을 형성하고, 상기 전면기판에 포함된 제1 금속전극과 배면기판에 포함된 제2 금속전극 사이의 상기 중공에서 형성되는 전기장을 이용하여 플라즈마를 효율적으로 발생할 수 있다.The present invention relates to a device for generating plasma efficiently by using a structure of a hollow cathode device. Plasma generating device according to the present invention, a hollow formed in at least one of the front substrate and the back substrate, and formed in the hollow between the first metal electrode included in the front substrate and the second metal electrode included in the back substrate. The electric field may be used to efficiently generate plasma.
중공 음극 소자, 플라즈마, 평판 램프, PDP Hollow Cathode Devices, Plasma, Flat Panel Lamps, PDP
Description
본 발명은 플라즈마 발생 소자에 관한 것으로서, 특히, 중공 음극 소자(hollow cathode device)의 구조를 이용하여 효율적으로 플라즈마를 발생하는 소자에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a plasma generating device, and more particularly, to a device for generating plasma efficiently by using a structure of a hollow cathode device.
최근 액정표시장치(Liquid Crystal Display; 이하 LCD라 한다), 플라즈마 디스플레이 패널(Plasma Display Panel; 이하 PDP라 한다)로 대표되는 평판 디스플레이 관련 기술이 발전해 감에 따라 패널의 크기가 점점 더 커지는 추세에 있다. 특히, LCD의 경우 구동 방식 상 필연적으로 별도의 광원(Back Light Unit; 이하 BLU라 한다)을 필요로 하는데, BLU의 대표적인 소자로 교류형 평판 램프(AC Flat Fluorescent Lamp; 이하 AC FFL이라 한다)가 이용되고 있다. Recently, as the technology related to flat panel displays such as liquid crystal displays (hereinafter referred to as LCDs) and plasma display panels (hereinafter referred to as PDPs) has been developed, the size of panels has become larger and larger. . In particular, LCDs require a separate light source (back light unit; hereinafter referred to as BLU) in terms of driving method, and AC flat fluorescence lamp (hereinafter referred to as AC FFL) is a representative element of BLU. It is used.
AC FFL은 글로우 방전(Glow discharge)으로 인해 발생하는 진공 자외선(Vacuum Ultra Violet; 이하 VUV라 함; 파장 147nm, 173nm)이 형광체를 여기 시켜 나오는 가시광선을 이용하여 빛을 발산하게 된다. The AC FFL emits light using visible light emitted by a vacuum ultra violet (VUV; wavelength 147 nm, 173 nm) generated by a glow discharge.
도 1은 종래 기술에 따른 AC FFL의 사시도이고, 도2는 도1의 단면을 나타낸 단면도이다. 도 1 및 도 2와 같이, AC FFL을 구성하는 방전 셀은 크게 위쪽의 전면기판과 아래쪽의 배면기판으로 구성되어 있다. 전면기판에는 빛 투과율이 우수한 투명전극 위에 저항을 낮추기 위한 유지전극이 형성되어 있고, 이들 전극 위에는 전극을 보호하기 위한 유전체막이 형성되어 있으며, 그 위에는 2차 전자 방출을 촉진시키기 위한 MgO 보호막이 형성되어 있다. 배면기판에는 빛의 반사율이 좋은 유전체막과 방전에 의한 빛의 발산을 위한 형광체가 도포되어 있으며, 그 위에 방전 공간을 확보하기 위해 스페이서(Spacer; glass bid 사용)를 위치시킨 형태이다. 이들 두 기판을 서로 마주보게 밀착시 스페이서에 의하여 일정 방전 공간이 확보되고 각 방전셀의 방전 공간에는 글로우 방전을 위한 방전 가스가 주입된다. 1 is a perspective view of an AC FFL according to the prior art, and FIG. 2 is a cross-sectional view of the cross section of FIG. 1. 1 and 2, the discharge cell constituting the AC FFL is largely composed of an upper front substrate and a lower rear substrate. On the front substrate, a sustain electrode for lowering resistance is formed on a transparent electrode having excellent light transmittance, and a dielectric film for protecting the electrode is formed on these electrodes, and an MgO protective film for promoting secondary electron emission is formed thereon. have. The back substrate is coated with a dielectric film having good reflectance of light and a phosphor for emitting light due to discharge, and a spacer is disposed thereon to secure a discharge space thereon. When these two substrates are in close contact with each other, a constant discharge space is secured by a spacer, and a discharge gas for glow discharge is injected into the discharge space of each discharge cell.
그러나, 이와 같은 종래의 AC FFL 방전셀 구조는 더 효율적으로 개선되어야 할 여지가 있다. 따라서, LCD BLU의 AC FFL, 또는 AC FFL에 사용되는 방전셀과 유사한 원리로 동작하는 AC PDP의 방전셀에 적용되어 VUV 발생 효율을 증가시켜서 좀 더 향상된 효율을 얻을 수 있는 방전셀 구조가 요구되고 있다. However, such a conventional AC FFL discharge cell structure needs to be improved more efficiently. Therefore, a discharge cell structure is required that can be applied to a discharge cell of an AC PDP operating on a principle similar to the discharge cell used in an AC FFL or an AC FFL of an LCD BLU to increase the generation efficiency of VUV, thereby obtaining more improved efficiency. have.
따라서, 본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은, 교류 신호에 의하여 플라즈마를 발생하는 중공 음극 소자(hollow cathode device)의 구조를 제안하고, 실제 제작된 패널을 통하여 진행된 실험을 토대로 최대 효율을 얻을 수 있는 최적의 조건을 제시하여, 보다 효율적으로 동작하는 플라즈마 발생 소자를 제공하는 데 있다.Accordingly, the present invention is to solve the above-described problems, the object of the present invention is to propose a structure of a hollow cathode device (hollow cathode device) for generating a plasma by an alternating current signal, the experiment carried out through the actual manufactured panel The present invention provides a plasma generating device that operates more efficiently by suggesting optimum conditions for obtaining maximum efficiency.
먼저, 본 발명의 특징을 요약하면, 상기와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일면에 따른 플라즈마 발생 소자는, 전면기판과 배면기판 중 적어도 어느 하나에 중공을 형성하고, 상기 전면기판에 포함된 제1 금속전극과 배면기판에 포함된 제2 금속전극 사이의 상기 중공에서 형성되는 전기장을 이용하여 플라즈마를 발생한다.First, to summarize the features of the present invention, the plasma generating device according to one aspect of the present invention for achieving the above object of the present invention, forming a hollow on at least one of the front substrate and the rear substrate, the front substrate Plasma is generated by using an electric field formed in the hollow between the first metal electrode included in and the second metal electrode included in the rear substrate.
상기 중공의 직경, 깊이, 및 상기 중공이 형성되는 방전셀에 주입되는 방전 가스의 압력 중 적어도 하나 이상에 따라 상기 플라즈마의 발생을 제어할 수 있다.The generation of the plasma may be controlled according to at least one of the diameter, the depth of the hollow, and the pressure of the discharge gas injected into the discharge cell in which the hollow is formed.
또한, 상기 중공은 금속 전극 위에 형성된 유전체막을 식각하거나, 상기 제1 금속전극 또는 상기 제2 금속전극 중 어느 하나 자체를 식각하여 형성할 수 있다.In addition, the hollow may be formed by etching a dielectric film formed on the metal electrode or by etching one of the first metal electrode and the second metal electrode itself.
그리고, 상기 중공은 한쪽 끝 부분이 넓은 원추형일 수 있다. In addition, the hollow may have a wide cone having one end portion.
상기 제1 금속 전극은 상기 전면기판에 포함되는 투명전극 위에 형성되는 적어도 하나 이상의 유지 전극과 보조 전극을 포함하고, 상기 유지 전극과 상기 보조 전극 위에 형성된 유전체막을 상기 유지 전극과 상기 보조 전극에 대응되는 위치마다 식각하여 형성할 수 있다.The first metal electrode may include at least one sustain electrode and an auxiliary electrode formed on the transparent electrode included in the front substrate, and the dielectric layer formed on the sustain electrode and the auxiliary electrode may correspond to the sustain electrode and the auxiliary electrode. It can be formed by etching for each position.
상기 제1 금속 전극은 상기 전면기판에 포함되는 투명전극 위에 형성되는 유지 전극과 보조 전극을 포함하고, 상기 유지 전극과 상기 보조 전극 위에 형성된 유전체막을 상기 유지 전극과 상기 보조 전극 중 상기 유지 전극에만 대응되는 위치마다 식각하여 형성할 수 있다.The first metal electrode includes a sustain electrode and an auxiliary electrode formed on the transparent electrode included in the front substrate, and the dielectric layer formed on the sustain electrode and the auxiliary electrode corresponds only to the sustain electrode among the sustain electrode and the auxiliary electrode. It can be formed by etching for each position.
상기 중공은 상기 배면 기판에 형성된 유전체막(산화막)위에 상기 제2 금속 전극을 형성한 후, 상기 제2 금속 전극으로부터 상기 유전체막(산화막)까지 식각하여 형성할 수 있다. The hollow may be formed by forming the second metal electrode on the dielectric film (oxide film) formed on the rear substrate, and then etching the second metal electrode from the second metal electrode to the dielectric film (oxide film).
상기 중공은 상기 배면 기판에 패턴된 금속 전극과 상기 패턴된 금속 전극 위에 유전체막(산화막) 및 상기 제2 금속 전극을 차례로 형성한 후, 상기 패턴된 금속 전극에 대응되는 위치에서 상기 제2 금속 전극으로부터 상기 유전체막(산화막)까지 식각하여 형성할 수도 있다.The hollow may sequentially form a dielectric film (oxide film) and the second metal electrode on the patterned metal electrode and the patterned metal electrode on the rear substrate, and then the second metal electrode at a position corresponding to the patterned metal electrode. It can also be formed by etching from the dielectric film (oxide film).
위와 같은 플라즈마 발생 소자는, LCD를 위한 FFL 또는 AC PDP의 방전셀로 이용될 수 있다. The plasma generating device as described above may be used as a discharge cell of an FFL or AC PDP for an LCD.
본 발명에 따른 플라즈마 발생 소자에 따르면, 중공 음극 효과를 이용하여 방전셀의 빛 방출 효율을 증가시킬 수 있고, 이에 따라 LCD를 위한 FFL 또는 AC PDP의 방전셀에 이용되어 전력 소모를 낮출 수 있다. According to the plasma generating device according to the present invention, it is possible to increase the light emission efficiency of the discharge cell by using the hollow cathode effect, and thus can be used in the discharge cell of the FFL or AC PDP for LCD can reduce the power consumption.
이하 첨부 도면들 및 첨부 도면들에 기재된 내용들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명하지만, 본 발명이 실시예들에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 각 도면에 제시된 동일한 참조부호는 동일한 부재를 나타낸다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings and the contents described in the accompanying drawings, but the present invention is not limited or limited to the embodiments. Like reference numerals in the drawings denote like elements.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 중공 음극을 가지는 플라즈마 발생 소자(300)의 구조이다. 3 is a structure of a
도 3을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 중공 음극을 가지는 플라즈마 발생 소자(300)는, 유리 위에 형성된 투명전극(311), 금속 전극(312), 및 유전체막(313)을 포함하는 전면기판과, 유리 위에 형성된 알루미늄 전극(321), 유전체막(322), 및 중공(323)을 포함하는 배면기판을 포함하고, 전면기판과 배면기판 사이에 방전 공간의 확보를 위한 스페이서(331)을 포함한다. 여기서 플라즈마 발생 소자(300)는 하나의 방전셀을 나타내고, 이와 같은 방전셀이 어레이 형태로 구성되어 LCD BLU의 AC FFL 등과 같은 평판 램프에 이용될 수 있다.Referring to FIG. 3, a
도 3과 같이 투명전극(311)은 ITO(Indium Tin Oxide)와 같은 투명한 금속으로서 방전셀의 양측 스페이서(331) 사이로 패턴되며, 투명전극(311)의 저항을 낮추기 위하여 알루미늄 등 고전도성 물질을 이용하여 금속 전극(312)이 도포된 후 도 3과 같이 투명전극(311)의 폭 보다 좁게 패턴된다. 금속 전극(312) 위에는 투명전극(311)과 금속 전극(312)을 보호하기 위해 유전체막(313)이 형성된다. As shown in FIG. 3, the
배면기판에서는 알루미늄 전극(321)을 두껍게 형성한 후 유전체 막(322)으로 알루미늄 전극(321) 위를 도포한 후, 일정 식각 방법으로 유전체 막(322)을 통과하 여 알루미늄 전극(321)의 일부가 식각되도록 하여 도 3과 같이 중공(323)을 형성한다. 마지막으로, 전면기판과 배면기판을 마주보게 정렬하고 스페이서(331)를 이용하여 각 방전셀마다 방전 공간이 확보되도록 하면서 봉착한 후, 방전셀의 양측 스페이서(331) 사이의 내부 방전 공간에 Xe, He 등 소정 방전 가스를 주입한다. In the back substrate, the aluminum electrode 321 is formed thick, and then the aluminum electrode 321 is coated with the dielectric film 322, and then a portion of the aluminum electrode 321 passes through the dielectric film 322 by a certain etching method. To be etched to form a hollow 323 as shown in FIG. Finally, the front substrate and the rear substrate are aligned to face each other and sealed while ensuring a discharge space for each discharge cell using the spacer 331, and then Xe, in the internal discharge space between the spacers 331 on both sides of the discharge cell. A predetermined discharge gas such as He is injected.
도 3에서, 전원 연결 시 투명전극(311) 및 금속 전극(312)은 양극으로 사용되고, 중공(323)이 형성된 알루미늄 전극(321)은 음극으로 사용될 수 있다. 이때, 알루미늄 전극(321)의 중공(323) 내에는 축을 갖는 원통형의 등전위면을 가진 전기력선이 형성될 수 있다. 음극(321)에서 방출된 전자는 전기장의 영향을 받아 회전하면서 양극(311, 312) 쪽으로 끌려가게 되며, 이 과정에서 발생하는 플라즈마에 의하여 많은 Xe원자를 여기 시킬 수 있고, 이에 따라 가시광선의 빛이 발산될 수 있다. 이러한 효과에 따라 빛 방출의 효율성을 향상 시킬 수 있다. In FIG. 3, the
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 플라즈마 발생 소자에 대하여 실험한 결과의 전압 대 IR efficiency(적외선 효율) 그래프이다.4 is a graph of voltage vs. IR efficiency (infrared efficiency) as a result of experimenting with a plasma generating device according to an embodiment of the present invention.
도 4와 같이, 중공(323)을 갖는 전극(321)의 역할에 따른 적외선(Infra Red; 파장 828nm, 823nm; VUV의 발생량을 가늠해 볼 수 있는 지표로 사용) 효율의 증가 사례에서 볼 수 있듯이, 교류 구동의 원리상 양극(311, 312)과 음극(321)은 그 극성이 교번되는 특성을 갖는다. 따라서, 중공 전극(321)으로 인한 효율 증가 효과가 교번되는 특성을 보이는데, 도 4와 같이, 중공 전극(321)이 음극(Cathode) 역할을 할 때가 양극(Anode)역할을 할 때 보다 효율이 높다. 이러한 중공 음극(321)의 영향 때문에 위와 같은 구조가 LCD BLU의 AC FFL의 방전셀로 적용될 때 높은 전력 효 율을 나타낼 수 있다. As shown in Figure 4, as can be seen in the case of increasing the efficiency of the infrared (Infra Red; wavelength 828nm, 823nm; used as an indicator to estimate the amount of VUV generation) according to the role of the electrode 321 having a hollow 323, Due to the principle of alternating current driving, the
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 플라즈마 발생 소자(300)에 대하여 실험한 결과의 중공 전극 깊이 대 Luminous Efficacy(램프 효율) 그래프이다. FIG. 5 is a graph of hollow electrode depth versus Luminous Efficacy (lamp efficiency) as a result of experimenting with the
도 5와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 플라즈마 발생 소자(300)에 300torr의 Ne+4%Xe Gas를 주입하여 AC FFL에 적용한 경우에, 특정 조건에서 효율이 증가함을 알 수 있다. 이러한 경향은 중공(323)의 직경, 깊이의 두 가지 요소에 의해 변화하는데, 우선 직경의 경우 pd product(Hole diameter * Gas pressure)가 1 torr*cm 이하에서부터 효율이 급격하게 증가하는 모습을 보인다. 이는 도 5에서 Diameter 30μm에 해당하는 그래프가 300torr*30μm = 0.9torr*cm인 것으로부터 알 수 있다. 그 다음 깊이의 경우, 직경이 100μm일 때의 결과를 보면 깊이*Gas pressure 값이 2.4 torr*cm 부근에서 최대 효율을 보인다. 이와 같은 조건을 활용하여 최대 효율을 낼 수 있는 AC FFL의 제조가 가능할 것이다. 이는 도 5에서 Diameter 30μm에 해당하는 그래프에서 최대 효율을 보이는 Depth 80μm에서, 300torr*80μm = 2.4torr*cm인 것으로부터 알 수 있다.As shown in FIG. 5, when 300 tor Ne + 4% Xe Gas is injected into the
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 플라즈마 발생 소자(600)의 구조이다.6 is a structure of a
도 6을 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 중공 음극을 가지는 플라즈마 발생 소자(600)는, 유리 위에 형성된 투명전극(611), 금속 전극(612), 유전체막(613), 및 형광체막(614)을 포함하는 전면기판과, 유리 위에 형성된 금속전극(621), 유전체막(622), 중공(624) 및 MgO막(623) 포함하는 배면기판을 포함하고, 전면기판과 배면기판 사이에 방전 공간의 확보를 위한 스페이서(631)을 포함한 다. 도 3과 같이 여기서 플라즈마 발생 소자(600)는 하나의 방전셀을 나타내고, 이와 같은 방전셀이 어레이 형태로 구성되어 LCD BLU의 AC FFL 등과 같은 평판 램프에 이용될 수 있다. Referring to FIG. 6, a
도6은 도3의 구조를 약간 변형한 것으로서, 전면기판의 구조는 유전체막(613) 위에 형성되는 형광체막(614)를 제외하면, 도3의 것과 유사하며, 배면기판의 경우 유리 위에 먼저 금속전극(621)을 형성한다. 금속전극(621)의 위에는 유전체막(622)을 두껍게 도포한 후 유전체막(622)을 금속전극(621) 바로 위까지 식각하여 중공(623)을 형성한다. 그 후 중공이 형성된 유전체막(622) 위에 MgO막(624)을 증착하여 2차 전자 방출을 도모한다. 투명전극(611)과 금속 전극(612)은 도 3과 같이 양측 스페이서(331) 사이로 패턴될 수도 있으며, 위와 같이 제작된 전면기판과 배면기판은 도 3에서와 같이 서로 마주보게 정렬한 후 스페이서(631)로 방전공간을 확보하면서 봉착한다. 투명전극(611)과 금속 전극(612)은 모두 유전체막(613)으로 둘러싸여 있으므로 수명이 증가하는 효과를 기대할 수 있다. FIG. 6 is a slight modification of the structure of FIG. 3, wherein the structure of the front substrate is similar to that of FIG. 3 except for the phosphor film 614 formed on the dielectric film 613. An electrode 621 is formed. After the dielectric film 622 is thickly coated on the metal electrode 621, the dielectric film 622 is etched to just above the metal electrode 621 to form a hollow 623. Thereafter, an
도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 플라즈마 발생 소자(700)의 구조이다. 도 7을 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 중공 음극을 가지는 플라즈마 발생 소자(700)는, 유리 위에 형성된 투명전극(711), 유지 전극(712), 보조 전극(713), 유전체막(714), 중공(715), 및 MgO막(716)을 포함하는 전면기판과, 유리 위에 형성된 어드레스 전극(721), 유전체막(722), 격벽(723), 및 형광체막(724)을 포함하는 배면기판을 포함한다. 여기에서도 플라즈마 발생 소자(700)는 하나의 방전셀을 나타내고, 이와 같은 방전셀이 배열 형태로 구성되어AC PDP 와 같은 평판 표시 장치에 이용될 수 있다. 도 7의 단면도에서 볼 수 있듯이, 전면 기판의 유지 전극(712) 및 보조 전극(713)과 배면기판의 어드레스 전극(721)은 장방향(길이방향)이 서로 수직한 방향으로 패턴되어 형성된다. 7 is a structure of a
도 7에서, 동일 투명전극(711) 위에 평행하게 형성되는 유지 전극(712)과 보조 전극(713)은 패턴되며, 그 위에 유전체막(714)가 도포된 후, 유전체막(814)을 유지 전극(712)과 보조 전극(713) 바로 위까지 식각하여 유지 전극(712)과 보조 전극(713)의 폭 보다 약간 크거나 작은 정도로 그 대응 위치에 중공(715)이 형성된다. 중공(715)은 네모형, 원형 등 다양하게 형성될 수 있고, 도 7에서 점선과 같이 한쪽 끝 부분이 넓은 원추형(입구쪽이 넓고 바닥쪽이 좁은 원추형)으로 형성될 수도 있다. 중공(715)이 형성된 유전체막(714) 위에는 2차 전자 방출을 향상시키기 위해 MgO막(716)이 형성된다(도 7과 같이, 중공(715) 속, 즉, 중공(715)의 측벽 및 바닥면에도 MgO막(716)이 형성됨). 배면기판에서는 유리 기판 위에 금속전극(Address 전극)(721)을 형성한 후 유전체막(722)으로 도포한다. 그 위에 격벽(723)으로 방전 공간을 확보하고, 방전셀의 양측 격벽(723) 사이에 형광체막(724)를 형성한다. 여기서 양측 격벽(723)의 측면까지 형광체막(724)이 형성된다. 이와 같은 방전셀 구조를 AC PDP 와 같은 평판 표시 장치에 이용하는 경우에, 예를 들어, 도 3에서도 설명한 바와 같이, AC PDP 와 같은 평판 표시 장치의 동작 원리에 따라 어드레스 전극(721)을 음극(또는 양극)으로 하고 유지 전극(712) 또는 보조 전극(713)을 적절히 양극(또는 음극)으로 이용하기 위하여, 전면 기판의 유지 전극(712) 또는 보조 전극(713)과 배면기판의 어드레스 전극(721) 사이의 전원 연결에 의한 플라즈마 발생 시에 중공(715)에서 형성되는 전기장을 이용하여 빛 방출의 효율성을 향상시킬 수 있다. In FIG. 7, the storage electrode 712 and the auxiliary electrode 713 formed in parallel on the same transparent electrode 711 are patterned, and after the dielectric film 714 is applied thereon, the dielectric film 814 is held on the storage electrode. The hollow 715 is formed at the corresponding position to be etched to just above the 712 and the auxiliary electrode 713 to be slightly larger or smaller than the width of the sustain electrode 712 and the auxiliary electrode 713. The hollow 715 may be formed in various shapes, such as a square shape and a circular shape, and may be formed in a wide conical shape (a wide conical shape and a narrow conical shape at one end) as shown by a dotted line in FIG. 7. The MgO film 716 is formed on the dielectric film 714 on which the hollow 715 is formed ( as shown in FIG. 7, in the hollow 715, that is, the sidewalls and the bottom of the hollow 715). MgO film 716 is also formed on the surface) . In the back substrate, a metal electrode (address electrode) 721 is formed on a glass substrate and then coated with a dielectric film 722. The discharge space is secured by the partition wall 723, and a phosphor film 724 is formed between the partition walls 723 on both sides of the discharge cell. Here, the phosphor film 724 is formed up to side surfaces of both partition walls 723. When such a discharge cell structure is used in a flat panel display such as an AC PDP, for example, as described with reference to FIG. 3, the address electrode 721 may be categorized according to the operating principle of a flat panel display such as an AC PDP. The sustain electrode 712 or the auxiliary electrode 713 on the front substrate and the address electrode 721 on the back substrate, in order to be used as an anode) and to use the sustain electrode 712 or the auxiliary electrode 713 as an anode (or cathode) as appropriate. When the plasma is generated by the power connection therebetween, the efficiency of light emission may be improved by using an electric field formed in the hollow 715.
도 8은 도 7의 플라즈마 발생 소자(700)의 변형예이다. 8 is a modification of the
도 8을 참조하면, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 중공 음극을 가지는 플라즈마 발생 소자(800)는, 유리 위에 형성된 투명전극(811), 동일 투명전극(811) 위에 평행하게 형성된 유지 전극(812) 및 보조 전극(813), 유전체막(814), 중공(815), 및 MgO막(816)을 포함하는 전면기판과, 유리 위에 형성된 어드레스 전극(821), 유전체막(822), 격벽(823), 및 형광체막(824)을 포함하는 배면기판을 포함한다. 여기에서도 플라즈마 발생 소자(800)는 하나의 방전셀을 나타내고, 이와 같은 방전셀이 배열을 이루어AC PDP 와 같은 평판 표시 장치에 이용될 수 있다. 도 8의 단면도에서 볼 수 있듯이, 전면 기판의 유지 전극(812) 및 보조 전극(813)과 배면기판의 어드레스 전극(821)은 장방향(길이방향)이 서로 수직한 방향으로 패턴되어 형성된다.
이와 같은 방전셀 구조를 AC PDP 와 같은 평판 표시 장치에 이용하는 경우에, 예를 들어, 도 3에서도 설명한 바와 같이, AC PDP 와 같은 평판 표시 장치의 동작 원리에 따라 어드레스 전극(821)을 음극(또는 양극)으로 하고 유지 전극(812) 또는 보조 전극(813)을 적절히 양극(또는 음극)으로 이용하기 위하여, 전면 기판의 유지 전극(812) 또는 보조 전극(813)과 배면기판의 어드레스 전극(821) 사이의 전원 연결에 의한 플라즈마 발생 시 중공(815)에서 형성되는 전기장을 이용하여 빛 방출의 효율성을 향상시킬 수 있다. Referring to FIG. 8, a
When such a discharge cell structure is used in a flat panel display such as an AC PDP, for example, as described with reference to FIG. 3, the address electrode 821 may be a cathode (or a cathode) according to an operation principle of a flat panel display such as an AC PDP. The sustain electrode 812 or the auxiliary electrode 813 of the front substrate and the address electrode 821 of the back substrate, in order to use the anode and the sustain electrode 812 or the auxiliary electrode 813 as appropriate anodes (or cathodes). When the plasma generated by the power connection between the use of the electric field formed in the hollow 815 can improve the efficiency of light emission.
도 8과 같은 방전셀이 AC PDP 와 같은 평판 표시 장치에 이용될 경우에, 보조전극(813)은 강한 방전(Strong discharge)에 참여하지 않으므로 보조전극(813)의 중공에 의한 큰 효율 증가를 기대하기 어렵다. 따라서, 도 8과 같이 공정의 간략화를 위해 보조전극(813)을 제외한 양쪽의 유지전극(Sustain electrode)(812) 위의 대응 위치에만 중공을 형성하더라도 도 7 의 경우와 비교해 효율 증가량은 큰 차이를 보이지 않을 것으로 예상된다.When the discharge cell as shown in FIG. 8 is used in a flat panel display such as an AC PDP, the auxiliary electrode 813 does not participate in a strong discharge, and therefore, a large efficiency increase due to the hollow of the auxiliary electrode 813 is expected. Difficult to do Therefore, as shown in FIG. 8, although the hollow is formed only at the corresponding positions on both of the sustain electrodes 812 except for the auxiliary electrode 813, the efficiency increase amount is large compared to the case of FIG. 7. It is not expected to be visible.
도 9는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 플라즈마 발생 소자(900)의 구조이다.9 is a structure of a
도 9를 참조하면, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 중공 음극을 가지는 플라즈마 발생 소자(900)는, 유리 위에 형성된 투명전극(911), 유지 전극(912), 유전체막(913), 격벽(914), 및 형광체막(915)을 포함하는 전면기판과, 유리 위에 형성된 유전체막(921), Al2O3 산화막(922), Al 금속막(923), 중공(924), 및 MgO막(925)을 포함하는 배면기판을 포함한다. 여기에서도 플라즈마 발생 소자(900)는 하나의 방전셀을 나타내고, 이와 같은 방전셀이 어레이 형태로 구성되어 LCD BLU의 AC FFL 등과 같은 평판 램프에 이용될 수 있다. 9, a
도 9에서, 중공(924)은 배면기판에서 유전체막(921) 위에 Al2O3 산화막(922)과 Al 금속막(923)이 도포된 후, 일정 식각 방법으로 Al 금속막(923)을 통과하여 유전체막의 일종인Al2O3 산화막(922) 까지 식각되도록 하여 형성한다. 여기서 전면기판에서 양측 격벽(914)의 측면까지 형광체막(915)가 형성되며, 그 외에 다른 막 의 형성은 도 9와 같다. 이와 같은 방전셀 구조가 LCD BLU의 AC FFL 등과 같은 평판 램프에 이용될 경우에, 다른 구조 보다 가장 높은 중공 음극 효과가 기대될 수 있다. In FIG. 9, the hollow 924 passes through the Al metal film 923 by a constant etching method after Al 2 O 3 oxide film 922 and Al metal film 923 are coated on the dielectric film 921 on the back substrate. It is formed by etching to the Al 2 O 3 oxide film 922, which is a kind of dielectric film. Here, the phosphor film 915 is formed from the front substrate to side surfaces of both partition walls 914, and other films are formed as shown in FIG. 9. When such a discharge cell structure is used for a flat lamp such as an AC FFL of an LCD BLU, the highest hollow cathode effect than other structures can be expected.
도 10은 도 9의 플라즈마 발생 소자(900)의 변형예이다.10 is a modification of the
도 10을 참조하면, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 중공 음극을 가지는 플라즈마 발생 소자(1000)는, 유리 위에 형성된 투명전극(1011), 유지 전극(1012), 유전체막(1013), 격벽(1014), 및 형광체막(1015)을 포함하는 전면기판과, 유리 위에 형성된 어드레스 전극(1021), 유전체막(1022), Al2O3 산화막(1023), Al 금속막(1024), 중공(1025), 및 MgO막(1026)(중공(1025) 속, 즉, 중공(1025)의 측벽 및 바닥면에도 MgO막(1026)이 형성됨)을 포함하는 배면기판을 포함한다. 도 10의 단면도에서 볼 수 있듯이, 전면 기판의 유지 전극(1012)과 배면기판의 어드레스 전극(1021)은 장방향(길이방향)이 서로 수직한 방향으로 패턴되어 형성된다. Referring to FIG. 10, a
도 10의 단면도와 같이 유전체막(1022)이 형성되기 전에 중공(1025) 하부의 대응 위치에 패턴된 금속의 어드레스 전극(1021)을 형성한 방전셀 구조가 어레이 형태로 구성되어, AC PDP 와 같은 평판 표시 장치에 이용될 수 있다. 예를 들어, 도 3에서도 설명한 바와 같이, 전면 기판의 유지 전극(1012)과 배면기판의 어드레스 전극(1021) 사이의 전원 연결에 의한 플라즈마 발생을 위하여 중공(1025)에서 형성되는 전기장을 이용하여 빛 방출의 효율성을 향상 시킬 수 있다. As shown in the cross-sectional view of FIG. 10, a discharge cell structure in which an
이상과 같이 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 그러므로, 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.As described above, the present invention has been described by way of limited embodiments and drawings, but the present invention is not limited to the above embodiments, and those skilled in the art to which the present invention pertains various modifications and variations from such descriptions. This is possible. Therefore, the scope of the present invention should not be limited to the described embodiments, but should be determined not only by the claims below but also by the equivalents of the claims.
도 1은 종래 기술에 따른 교류형 평판 램프의 구조이다.1 is a structure of an AC type flat lamp according to the prior art.
도 2는 도 1의 교류형 평판 램프의 단면도이다. FIG. 2 is a cross-sectional view of the AC flat panel lamp of FIG. 1.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 중공 음극을 가지는 플라즈마 발생 소자의 구조이다.3 is a structure of a plasma generating device having a hollow cathode according to an embodiment of the present invention.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 플라즈마 발생 소자에 대하여 실험한 결과의 전압 대 IR efficiency(적외선 효율) 그래프이다.4 is a graph of voltage vs. IR efficiency (infrared efficiency) as a result of experimenting with a plasma generating device according to an embodiment of the present invention.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 플라즈마 발생 소자에 대하여 실험한 결과의 중공 전극 깊이 대 Luminous Efficacy(램프 효율) 그래프이다.5 is a graph of hollow electrode depth vs. Luminous Efficacy (lamp efficiency) of the plasma generation device according to an embodiment of the present invention.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 플라즈마 발생 소자의 구조이다.6 is a structure of a plasma generating device according to another embodiment of the present invention.
도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 플라즈마 발생 소자의 구조이다.7 is a structure of a plasma generating device according to another embodiment of the present invention.
도 8은 도 7의 플라즈마 발생 소자의 변형예이다.FIG. 8 is a modification of the plasma generating device of FIG. 7.
도 9는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 플라즈마 발생 소자의 구조이다.9 is a structure of a plasma generating device according to another embodiment of the present invention.
도 10은 도 9의 플라즈마 발생 소자의 변형예이다.FIG. 10 is a modification of the plasma generating device of FIG. 9.
Claims (8)
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KR20020066467A (en) * | 2001-02-12 | 2002-08-19 | (주)에스이 플라즈마 | Apparatus for generating low temperature plasama at atmospheric pressure |
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