KR19990020920A - 플라즈마 표시장치 - Google Patents

Abstract

방전공간을 가지는 본체와, 상기 본체의 방전공간내에 설치되어 방전을 일으켜 모광선을 발생시키는 방전수단과, 상기 방전공간내에 소정의 패턴으로 형성되어 방전시 발생되는 모광선 의해 2차 발광되는 형광체층과, 상기 방전공간 내의 형광체층이 형성되지 않아 2차 발광이 이루어지지 않은 영역에 형성되어 모광선을 형광체층으로 반사시키는 반사막을 포함하는 플라즈마 표시장치를 개시한다.

Description

플라즈마 표시 장치

본 발명은 방전장치에 관한 것으로, 더 상세하게는 자외선에 의해 여기되어 2차 발광하는 형광막층을 가진 플라즈마 표시장치에 관한 것이다.

일반적인 방전 장치는 적어도 한 쌍 이상의 전극을 구비하고, 이 전극에 전압이 인가될 때 방전을 일으킨다. 이와 같은 방전 장치의 예로서, 형광등과 같은 방전등, 기체 레이저 발생 장치 및 플라즈마 표시 장치 등을 들수 있다.

플라즈마 표시 장치는, 그 표시 용량, 휘도, 콘트라스트 및 시야각 등의 표시 성능이 우수하여, 음극선관(Cathode Ray Tube)의 성능에 근접되는 평판형 표시 패널로서 지목받고 있다.

이러한 플라즈마 표시 장치는 그 동작 원리에 따라 직류(Direct Current) 플라즈마 표시 장치와 교류(Alternative Current) 플라즈마 표시 장치로 대별된다. 직류 플라즈마 표시 패널은 모든 전극들이 방전 공간에 노출된 구조로서, 그 대응되는 전극들 사이에 전하(charges)들의 이동이 직접적으로 이루어진다. 이에 반하여, 교류 플라즈마 표시 장치는 대응하는 전극들 중에서 적어도 한 전극이 유전체로 둘러 쌓인 구조로서, 그 대응되는 전극들 사이에 직접적인 전하들의 이동이 이루어지지 않고, 벽전하(wall-charge)의 전계에 의하여 방전이 수행된다.

한편, 플라즈마 표시장치는 그 전극들의 구성 형태에 따라 대향 방전형 및 면 방전형으로 대별될 수 있다. 대향 방전형 플라즈마 표시장치는 단위 화소마다 어드레싱 전극 및 주사용 전극이 대향되게 마련되어, 원하는 화소를 선택하여 방전시키는 어드레싱 방전 및 상기 어드레싱 방전을 유지시키는 유지(Sustaining) 방전이 상기 두 전극들 사이에서 일어난다. 면 방전형 플라즈마 표시장치는 단위 화소마다 상기 어드레싱 전극에 대향되는 주사전극 및 공통(Common) 전극이 마련되어, 어드레싱 전극과 주사전극 사이에서 상기 어드레싱 방전이 일어나고, 주사전극과 공통 전극 사이에서 상기 유지 방전이 일어난다.

상기한 각 타입의 플라즈마 표시 장치는 방전공간에 형광막층이 형성되고, 이 형광막층은 상술한 바와 같은 방전시 발생되는 자외선에 의해 여기되어 2차 발발광됨으로써 화상을 형성할 수 있는 구조를 가지고 있다.

도 1에는 이러한 종래 플라즈마 표시장치의 일예가 도 1에 도시되어 있다.

도시된 바와 같이 플라즈마 표시 소자는 기판(10)과, 상기 기판(10) 위에 형성된 제1전극(11)과, 이 제1전극(11)이 형성된 기판(10)위에 형성된 유전체층(12)과, 이 유전체층(12) 상에 형성되어 방전거리를 유지시키고 셀간의 전기적 광학적 크로스 토크를 방지하는 격벽(13)과, 상기 격벽(13)에 의해 구획된 방전공간의 사이에 소정패턴으로 형성된 형광막층(14)을 포함한다.

그리고 상기 기판(10) 접합되는 투명한 전면기판(20)의 하면에는 상기 제1전극(11)과 직교하는 방향으로 제2,3전극(21)(22)과, 제2,3전극(21)(22)의 상면에 형성된 전면기판(20)의 하면에는 유전체층(23)과 보호층(24)이 순차적으로 설치된다.

상기와 같이 구성된 플라즈마 표시장치는 각 전극에 소정의 전압이 인가됨에 따라 이온이 유전체층(12)으로 집적되고, 이 이온들과 상기 제1전극(11)과 제2전극(14) 사이에서 트리거 방전이 일어나 전면기판(16)의 유전체층 하면에 하전입자가 형성된다. 이 상태에서 제2전극(14)과 제3전극(15) 사이에 소정의 전압이 인가되어 유지방전이 이루어진다. 이때, 가스층에서 플라즈마가 형성되고, 그 자외선 방사에 의하여 형광체가 여기되어 빛이 발생된다.

상기와 같이 형광체층의 형광체를 여기시키는 과정에서 형광체층에 입사되지 않은 자외선은 방전공간내의 형광체층이 형성되지 않은 전면기판(20)과 격벽(13)으로 흡수된다. 또한 형광체가 여기되어 방출된 광중 형광막이 형성되는 유전체층 및 기판측으로 조사되는 광은 발광휘도에 영향을 주지 못하고 손실된다.

상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 플라즈마 표시장치가 미국특허 US5,182,489호와 일본특허출원 평 5-80390호에 개시되어 있다.

상기 플라즈마 표시장치는 도 2에 도시된 바와 같이 기판(10)과 유전체층(12) 사이의 기판 상면에 절연체로 표면처리된 가시광용 반사층(16)을 설치하여 형광체층으로부터 기판(10) 측으로 조사되는 광을 전면기판(20)측으로 반사시켜 발광휘도를 증가시켜 왔다. 그러나 이러한 구조는 발광량이 상대적으로 작은 2차 발광의 휘도만 증가시킬 뿐 그 모태가 되는 1차 발광 자외선의 손실을 줄일 수 없으므로 휘도를 향상시키는데 한계가 있다. 특히 형광체층의 가시광 투과율은 극히 낮으므로 반사층에 의한 2차광의 반사에 의한 휘도 향상은 기대하기 어렵다.

본 발명은 상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로, 방전공간내에서의 유전체에 흡수되어 손실되는 무효 자외선을 형광체층으로 조사되도록 하여 방전에 따른 자외선의 손실을 줄일 수 있으며, 결과적으로 형광체층의 발광휘도를 향상시킬 수 있는 플라즈마 표시장치를 제공함에 그 목적이 있다.

도 1은 종래의 플라즈마 표시 장치를 도시한 분리 사시도,

도 2는 종래 플라즈마 표시장치의 다른 실시예를 도시한 단면도,

도 3은 본 발명에 따른 플라즈마 표시장치의 분리 사시도,

도 4는 도 3에 도시된 플라즈마 표시장치의 단면도,

도 5는 반사막을 확대하여 도시한 단면도,

도 6은 반사막의 반사율과 파장의 관계를 나타내 보인 그래프.

도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

31; 기판 32 : 전면기판

33;방전공간 41 : 제1전극

43 제2전극 44 : 제3전극

50 : 형광체층 60 : 반사막

상기 목적을 이루기 위한 본 발명의 플라즈마 표시 장치는, 방전공간을 가지는 본체와, 상기 본체의 방전공간내에 설치되어 방전을 일으켜 모광선을 발생시키는 방전수단과, 상기 방전공간내에 소정의 패턴으로 형성되어 방전시 발생되는 모광선 의해 2차 발광되는 형광체층과, 상기 방전공간내의 형광체층이 형성되지 않아 2차 발광이 이루어지지 않은 영역에 형성되어 모광선을 형광체층으로 반사시키는 반사막층을 포함하는 것을 그 특징으로 한다.

본 발명에 있어서, 상기 반사막은 복수의 굴절율이 상호 다른 물질로 형성된 박막이 적층되어 이루어지는데, 상기 박사막은 MgO, LiF, MgF_{2 ,}CaF_2,SrF_{2 ,}BaF_2,사파이어, 수정중 적어도 두 물질이 적층되어 이루어진다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 한 바람직한 실시예를 상세하게 설명하면 다음과 같다.

도 3 및 도 4에는 본 발명에 따른 방전표시장치인 플라즈마 표시장치를 나타내 보였다.

도시된 바와 같이 기판(31)과 투명한 전면기판(32)이 소정간격 이격되도록 설치되어 방전공간(33)을 가지는 본체(30)를 구성하고 상기 본체(30)를 이루며 상호 대향되는 기판(31)의 상면과 전면기판(32)의 하면에는 방전을 일으켜 1차발광 즉, 후술하는 2차발광을 일으키기 위한 모광선을 발생시키는 방전부(40)가 설치된다. 상기 방전부(40)은 기판(31)의 상면에 형성된 스트라이프 상의 제1전극(41)들과, 이 제1전극(41)이 형성된 기판(31)의 상면에는 유전체층(42)과, 상기 전면기판(32)의 하면에 상기 제1전극(41)과 직교하는 방향으로 형성된 제2,3전극(43)(44)와 이 제2,3전극(43)(44)가 형성된 전면기판(32)의 하면에 형성된 유전체층을 포함한다. 상기 방전부(40)는 상술한 실시예에 의해 한정되지 않고 본체(30)의 방전공간에서 글로우방전을 일으킬 수 있는 구조이면 어느것이나 가능하다.

그리고 상기 기판(31)과 전면기판(32)의 사이에는 방전공간을 구획하는 격벽(45)이 형성될 수 있다. 이 격벽(45)은 유전체층의 상면에서 형성되는 주방전에 간섭되지 않도록 제1전극의 사이에 이와 나란한 방향으로 형성될 수 있다. 이 격벽의 형성은 상술한 실시예에 의해 한정되지 않고, 방전공간을 구획할 수 있는 구조이면 어느것이나 가능하다.

상기 격벽(45)의 사이에는 방전시 발생되는 모광선에 의해 2차 발광되는 형광체층(50)이 소정의 패턴으로 형성된다. 상기 형광체층(50)은 격벽 사이의 유전체층 상면 또는 격벽사이의 유전체층 상면과 격벽(45)의 내면에 형성된다. 상기 형광체층(50)은 플라즈마표시장치의 종류 즉, 반사형과 투과형에 따라 형성위치가 달라질 수 있다.

그리고 상기 방전공간내의 형광체층이 형성되지 않아 2차 발광이 이루어지지 않은 영역에는 본 발명의 특징에 따라 모광선을 형광체층(50)으로 반사시키는 반사막(60)이 형성된다.

상기 반사막(60)은 도 3에 도시된 바와 같이 굴절율 차이가 상대적으로 큰 적어도 두 박막층(61)(62)이 전면기판의 유전체층 하면 및/또는 격벽의 내면에 형성된다. 상기 반사막의 형성부위는 상기 실시예에 의해 한정되지는 않고, 방전시 발생되어 손실되는 자외선을 형광막층으로 반사시킬 수 있는 구조이면 어느것이나 가능하다.

상기 박사막(60)을 형성하는 박막층은 일족과 이족의 염을 이용한 투명한 MgO, LiF, MgF_{2 ,}CaF_2,SrF_{2 ,}BaF_2,나 사파이어, 수정중 적어도 두 물질로 이루어질 수 있다. 여기에서 상기 박막층중 방전공간에 노출되는 박막층은 2차 전자를 방출하는 MgO로 제작함이 바람직하다. 그러나 상기 LiF, MgF₂은 2차 전자방출 재료에 해당되므로 LiF, MgF₂로 이루어진 이루어진 박막층의 경우에는 방전공간에 노출되는 층의 물질을 한정할 필요는 없다.

상기 반사막(60)은 바람직하게 다음과 같이 형성할 수도 있다. 즉, 도 5에 도시된 바와 같이 MgO, LiF로 이루어진 박막층(61)(62)을 한조로 하여 2개 내지 10개조의 박막층을 적층시킬 수 있다 또한 MgO로 이루어진 박막층과 LiF로 이루어진 박막층을 한조로 하여 3개층 형성하고, MgO 박막층과 MgF₂박막층을 한조로 하여 2개층 이상 적층시킬 수 있다. 상기 박막층의 두께는 λ/4n ±λ/16로 형성함이 바람직하다. 상기 박막층의 두께와 적층수는 상기 반사율과 투과율을 감안하여 조정할 수 있음은 물론이다.

이와 같이 구성된 본 발명에 따른 플라즈마 장치는 상기 제1전극(41)과 제2전극전극(43)에 교류 전압이 인가되어 예비방전이 일어나고 상기 제2전극(43)과 제3전극(44) 사이에서 유지방전이 일어난다.

이때에 발생되는 모광선 즉, 자외선에 의해 형광막층을 여기시켜 발광시키게 되는데, 상기 형광막층(50)이 형성된 방전공간(33)의 내부에는 상기 반사막(60)이 형성되어 있으므로 상기 형광막층(50) 이외의 부위로 조사되는 모광선인 자외선을 형광막층으로 반사시켜 형광막의 발광휘도를 향상시킬 수 있다.

본 발명인의 실험에 의하면 도 6에 도시된 바와 같이 MgO, LiF로 이루어진 박막층을 한조로 하여 10개 조의 박막층을 적층시킨 경우 100 내지 200 ㎚ 의 자외선 반사율이 향상된 것을 알 수 있었으며, MgO로 이루어진 박막층과 LiF로 이루어진 박막층을 한조로 하여 3개층 형성하고,MgO 박막층과 MgF₂박막층을 한조로 하여 2개층 이상 적층시켜 박막층을 형성하였을 때 자외선을 반사율이 상대적으로 높아지는 것을 알 수 있었다.

이상 설명된 바와 같이, 본 발명에 따른 플라즈마 표시장치는 방전공간내에서 형광체층 이외의 부위로 조사되는 자와선을 형광체층으로 반사시킴으로써 형광체층의 발광휘도를 향상시킬 수 있다.

본 발명은 도면에 도시된 실시예를 들어 설명하였으나 이는 예시전인 것에 불과하며 본원 발명의 기술적 범위내에서 당업자에 의해 변형 가능함은 물론이다.

Claims (7)

1. 방전공간을 가지는 본체와, 상기 본체의 방전공간내에 설치되어 방전을 일으켜 모광선을 발생시키는 방전수단과, 상기 방전공간내에 소정의 패턴으로 형성되어 방전시 발생되는 모광선 의해 2차 발광되는 형광체층과, 상기 방전공간 내의 형광체층이 형성되지 않아 2차 발광이 이루어지지 않은 영역에 형성되어 모광선을 형광체층으로 반사시키는 반사막을 포함하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 표시장치.
2. 제1항에 있어서,

   상기 반사막은 복수의 굴절율이 상호 다른 투명한 물질로 형성된 박막층이 적층되어 이루어진 것을 특징으로 하는 플라즈마 표시장치.
3. 제1하에 또는 제2항에 있어서, 상기 반사막은 일족의 염을 이용한 물질로 이루어진 것을 특징으로 하는 플라즈마 표시장치.
4. 제3항에 있어서 상기 반사막은 MgO, LiF, MgF_{2 ,}CaF_2,SrF_{2 ,}BaF₂중의 적어도 두 물질로 이루어진 박막층이 적층되어 이루어진 것을 특징으로 하는 플라즈마 표시장치.
5. 제2항에 있어서, 방전공간에 노출되는 반사막의 박막층이 2차전자를 방출하는 물질로 이루어진 것을 특징으로 하는 플라즈마 표시장치.
6. 제5항에 있어서, 상기 박막층이 MgO로 이루어진 것을 특징으로하는 플라즈마 표시장치.
7. 제2항, 제4항 내지 제6항중 어느 한 항에 있어서, 상기 박막층의 두께는 λ/4n ±λ/16로 형성된 것을 특징으로 하는 플라즈마 표시장치.