KR20020006379A - 전광판용 교류구동형 플라즈마 표시소자 및 그 제어방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 전광판용 교류구동형 플라즈마 표시소자 및 그 제조방법에 관한 것으로, 투명전극과 금속전극을 소자의 바깥에 형성하고 각 전극에 평행하게 유리의 반대측을 절삭가공하여 홈을 형성하여 절삭된 홈이 서로 접하여 방전셀을 형성함으로써 격벽과 투명유전체와 백색유전체를 대체하는 것으로, 상하판 기판유리를 유전체층으로 사용하고 또한 이들을 절삭 가공하여 방전셀을 형성하고 전극을 방전셀의 바깥으로 노출시킴으로써 별도의 유전체층과 격벽을 사용하지 않기 때문에 제조방법이 간단하고 제조경비를 절감하면서도 구동전압을 대폭 줄일 수 있어 옥외 광고탑, 열차 시각표, 은행 단말기, 네온사인 등의 건물의 내외 벽면 또는 옥상 전광탑 형태로 공공 및 광고 표지판에 적용한 것이다.

Description

전광판용 교류구동형 플라즈마 표시소자 및 그 제조방법{AC Driven Plasma Display Panel and Fabrication Method for the Electrical Commercial Board}

본 발명은 전광판용 교류구동형 플라즈마 표시소자(Plasma Display Panel, PDP) 및 그 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 옥외 광고탑, 열차 시각표, 은행 단말기, 네온사인 등의 공공 표지판에 사용되는 전광판용 교류구동형 플라즈마 표시소자 및 그 제조방법에 관한 것이다.

종래에 벽걸이 TV나 PC 모니터용으로 사용되고 있는 교류구동형 플라즈마 표시소자(이하, 'PDP 표시소자'라 함)는 도 1의 단면도에서, 상판과 하판으로 구성된다. 상판은 전면 유리기판(1)에 진공증착법으로 형성한 투명한 표시전극(2)과 교류 구동시에 흐르는 전류를 제한하기 위해 스크린프린팅 등의 방법으로 후막소성한 유리질의 투명 유전체층(3)과 기체 방전시에 투명 유전체층(3)을 보호하고 표면전자를 방출하여 방전전압을 낮추기 위한 산화물을 진공증착한 보호막(4)으로 구성된다.

또한, 하판에서는 배면 유리기판(5)에 은풀 등의 재료를 사용하여 후막인쇄법 등의 방법으로 어드레스 전극(6)을 형성하고, 백색 산화물유전체를 후막인쇄법으로 백색 유전체층(7)을 형성한 뒤에 흑색 산화물재료를 사용하여 격벽(7)을 사진 식각법, 샌드블라스터법 혹은 스크린프린팅 등의 방법으로 형성하여 기체방전이 일어날 수 있는 방전셀(11)을 확보한다. 방전셀(11)의 측면과 밑면에는 적, 녹, 청색의 삼원색 빛을 낼 수 있는 형광체(9A, 9B, 9C)가 후막인쇄법 등의 방법으로 형성된다.

상판과 하판은 봉지재(10)를 후막소성하여 합착되어지고 방전셀(11)내의 공기를 빼어낸 뒤 크세논(Xe), 네온(Ne), 헬륨(He) 등의 혼합가스를 방전셀(11)내에 주입하여 PDP 표시소자를 제조한다. PDP 표시소자의 전극들(2, 6)사이에 교류가 걸리면 방전현상에 의해 방전셀(11)내의 크세논가스로부터 자외선이 발생된다. 발생된 자외선에 의해 형광체(9A, 9B, 9C)가 여기되어 적, 녹, 청색의 가시광 (12A, 12B, 12C)이 전면유리기판(1) 밖으로 나오는 것이다.

이와 같이 종래의 벽걸이 TV용 PDP 표시소자는 미세한 화상을 재현하기 위해서 방전셀(11)의 크기가 가로 세로 높이가 각각 수백 마이크론 이내로 구성되어야 한다.

따라서 수십 마이크론의 폭과 수백 마이크론의 높이를 갖는 격벽(8)을 사진 식각법, 샌드블라스터법 혹은 스크린프린팅 등의 방법으로 정교하게 형성하여야 하고, 격벽 형성과정에서 수율이 현저하게 떨어져서 제조경비가 상승하게 된다.

또한, 기체방전이 저전압에서 지속적으로 일어날 수 있도록 고가인 투명 유전체(3)와 백색 유전체(7)를 수십 마이크론의 두께로 후막소성하고 있어 제조경비 상승의 원인이 되고 있다.

더욱이 전극들(2, 6)이 방전셀(11) 쪽으로 향하도록 전면, 배면 유리기판(1, 5)의 내측에 형성되어 있고, 도 1의 상판구조에서 알 수 있듯이 전극이 봉지재(10)의 바깥으로 돌출하고 있어 옥외 광고탑과 같이 소자를 여러장 연결하여 100인치 이상의 화상을 표시하는 대형 표시소자의 적용에는 한계가 있다.

종래에 옥외 광고탑, 열차 시각표, 은행 단말기, 네온사인 등의 공공 표지판에 사용되는 PDP 전광판에서는 벽걸이 TV용 PDP 표시소자처럼 미세한 화소를 요구하지 않으므로 방전셀의 크기는 수 ㎜ 정도의 크기를 유지하면 된다.

따라서 방전셀과 관련된 격벽의 사이의 간격은 수 ㎜ 정도로 형성되고 격벽의 폭도 수 ㎜ 정도이면 먼 거리에서 문자나 화상을 시인성이 떨어지지 않게 표시할 수 있다. 그러므로 벽걸이 TV용 PDP 표시소자처럼 미세한 방전셀을 얻기 위한 엄격한 격벽 제조 기술이 요구되지 않는다.

그러나 방전셀이 ㎜ 크기로 커지게 됨에 따라 방전셀의 높이도 그만큼 커지게 됨으로 가스 방전을 일으키기 위해 1kV에 가까운 높은 전압을 두 전극 사이에 걸어주어야 한다. 전면 유리기판/표시전극(투명전극)/투명유전체/방전셀/형광체/백색유전체/어드레스전극(금속전극)/배면 유리기판의 층구조를 갖는 용량소자인 PDP 표시소자에서 방전셀에 걸리는 전압은 유전체층의 두께가 얇고 유전체층의 두께가 두껍고 방전셀의 높이가 유전체층의 두께에 비해 클 때 크게 된다. 최근에는 PDP 표시소자의 전면 유리 기판의 구조만을 바꾸어 유리기판으로 만들어 PDP 표시소자의 전면 유리 기판의 구조만을 바꾸어 표시전극(투명전극)/전면 유리기판/방전셀/형광체/백색유전체/어드레스전극/배면 유리기판으로 만들어 PDP 전광판에 적용하기도 하지만 이런 경우 투명 유전체의 구실을 하는 전면 유리기판(수 ㎜의 두께)이 두껍고 방전셀이 작아 상기에서 지적했듯이 구동전압이 매우 높게 된다.

본 발명은 상기의 문제점을 해소하기 위하여, 상하판 기판유리를 유전체층으로 사용하고, 또한 이들을 절삭 가공하여 가스의 방전공간을 확보하고 전극을 방전공간의 바깥으로 노출시킴으로써 별도의 유전체층과 격벽을 사용하지 않아 제조방법이 간단하고 제조경비를 절감하면서도 구동전압을 대폭 줄일 수 있도록 한 전광판용 교류구동형 플라즈마 표시소자 및 그 제조방법에 관한 것이다.

도 1은 종래에 벽걸이 TV용 교류구동형 플라즈마 표시소자의 단면도,

도 2는 본 발명에 따른 전광판용 교류구동형 플라즈마 표시소자의 분리사시도,

도 3은 본 발명에 따른 실시예로 전광판용 교류구동형 플라즈마 표시소자의 단면도.

♣ 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 ♣

1: 전면 유리기판 2: 표시전극(투명전극)

3: 투명 유전체층 4: 보호막

5: 배면 유리기판 6: 어드레스(금속) 전극

7: 백색 유전체층 8: 격벽

9A: 적색 형광체 9B: 녹색 형광체

9C: 청색 형광체 10: 봉지재

11: 방전셀 12A: 적색광

12B: 녹색광 12C: 청색광

13: 유리 격벽

본 발명은 상기 목적을 달성하기 위하여, 투명전극과 금속전극을 소자의 바깥에 형성하고 각 전극에 평행하게 유리의 반대측을 절삭가공하여 홈을 형성하여 절삭된 홈이 서로 접하여 방전셀을 형성함으로써 격벽과 투명유전체와 백색유전체를 대체하는 것이 특징이다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 관하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 2는 본 발명에 따른 전광판용 교류구동형 플라즈마 표시소자의 분리사시도이고, 도 3은 단면도이다.

상기 도 2는 종래의 벽걸이 TV용 PDP 표시소자의 구조를 PDP전광판에 어울리게 개선하여 저전압에서 구동이 가능하게 하면서도 저비용으로 제작이 가능한 PDP 전광판의 구조로써 기본적으로 전면 유리기판/투명전극/투명유전체/보호막/방전셀/형광체/백색유전체/금속전극/배면 유리기판의 구조를 갖는다(도면상에 나타난 전면 유리기판(1)은 실제 구조에서는 90도 회전되어 있다.).

따라서, 본 발명에 따르면, 절삭 가공한 전면 유리기판(1) 위와 아래에 투명전극(2)과 보호막(4)이 형성되어 있고, 마찬가지로 절삭 가공한 배면 유리기판(5)아래에 금속전극(6)이 형성되어 있고 위에 적, 녹, 청색 형광체(9A, 9B, 9C)가 도포되어 봉지재(10)에 의해 합착된 단순한 구조를 갖는다. 또한 투명유전체(3)과 백색유전체(7) 모두 생략된 구조적 특징을 갖는다.

이하 본 발명의 PDP 표시소자의 제작방법을 상세히 설명하면 다음과 같다. 먼저, 두께 3mm 정도의 전면유리에 산화인듐주석(In₂O₃:Sn)을 진공증착법에 의하여 수천 옹스트롬 증착한 뒤 사진식각법이나 샌드블라스트법으로 수 mm 정도의 폭을 갖는 투명전극(2)을 형성한다. 또는 수 mm 정도의 폭을 갖는 메탈 마스크를 전면유리에 씌워 진공증착법으로 직접 투명전극(2)을 형성한다. 투명전극(2)이 형성된 전면유리를 샌드블라스트법으로 투명전극(2)이 형성된 반대 측을 깊이 2mm 정도, 홀과 홀사이의 거리가 4mm 정도인 홈을 파내어 자연적으로 폭 4mm, 높이 2mm인 유리격벽(13)이 형성되게 한다. 유리격벽(13)들 사이에 산화마그네슘(MgO)을 메탈마스크를 씌워 진공증착법에 의하여 수천 옹스트롬 증착하여 보호막(3)을 형성함으로써 전면 유리기판(1)을 제작한다.

한편, 전면 유리와 동일 재질의 유리 위에 광의 반사율이 좋은 크롬(Cr)이나 알루미늄(Al)을 진공증착법에 의하여 수천 옹스트롬 증착한 뒤 사진 식각법이나 샌드블라스트법으로 수 mm 정도의 폭을 갖는 금속전극(6)을 형성한다. 혹은 수 mm 정도의 폭을 갖는 메탈 마스크를 배면유리에 씌워 진공증착법으로 직접 금속전극(6)을 형성한다. 금속전극(6)이 형성된 배면유리를 샌드블라스트법으로 금속전극(6)이 형성된 반대 측의 유리를 깊이 2mm 정도, ??? 금속전극(6)과 나란하게 하여 ??? 유리격벽(13)사이에 후막 인쇄법 혹은 분사법에 의해 적, 녹, 청 형광체(9A, 9B, 9C)를 도포한 뒤 소성한다. 제작된 전면 유리기판(1)과 배면 유리기판(5)은 프리트 유리가 주성분인 봉지재(10)를 후막 인쇄한 뒤 투명전극(2)과 금속전극(6)이 서로 직각이 되게 포개어 전기로에서 용융 합착시킨다. 합착된 전광판의 방전셀(11)을 배기시키고 헬륨(He), 네온(Ne), 크세논(Xe)의 혼합가스를 수십∼수백 Torr 주입하고 투명전극(2)과 금속전극(6)사이에 30 KHz의 교류전압을 300V 정도 인가하면 주입된 혼합가스에서 자외선이 발생하고 이 자외선에 의해 적, 녹, 청 형광체(9A, 9B, 9C)가 여기되어 적, 녹, 청색 가시광(12A, 12B, 12C)을 얻게 된다. 화상이나 문자의 표시에는 필요한 화소부위에 선택적으로 구동함으로써 화상이나 정보를 표시할 수 있다.

또한 전면, 배면 유리기판(1, 5)이 일체형 교각구조의 형태를 유지하므로 대기압에 의한 유기기판의 휨을 방지하는 견고한 구조물을 가지며, 투명전극(2)과 금속전극(6)이 유리기판 바깥으로 형성되므로 구동회로와 전극의 접합이 용이하며 전극 접합부의 돌출이 생기지 않는 특징을 갖는다.

본 발명의 요체는 유리를 절삭가공하여 기존 PDP 표시소자의 격벽(8)을 대체하고 유리 자체를 유전체로 활용하여 투명유전체(3)와 백색유전체(7)를 대체하여 제조공정과 제조경비를 줄이면서 유리 두께를 가급적 작게 하여 상대적으로 방전셀(11)을 크게 함으로써 저전압 구동이 가능하게 한 점이다.

이와 같은 방법을 제작된 PDP 표시소자는 전면, 배면 유리기판(1, 5)이 일체형 교각구조의 형태를 유지하므로 대기압의 압력에 유리기판이 휘지 않고 버틸 수 있는 견고한 구조물을 가지며 동시에 투명전극(2)과 금속전극(6)이 유리기판 바깥으로 형성되므로 전극(2, 6)이 봉지재(10) 바깥으로 돌출하지 않으므로 소자를 여러장 연결하기가 편리한 구조를 갖는다. 본 발명에 의해 제조된 PDP 전광판은 별도의 격벽과 유전체를 사용하지 않으므로 제작비용이 매우 적게 들며 구동전압은 2배 이하로 줄일 수 있다.

Claims (5)

1. 투명전극과 금속전극을 소자의 바깥에 형성하고 각 전극에 평행하게 유리의 반대측을 절삭가공하여 홈을 형성하여 절삭된 홈이 서로 접하여 방전셀을 형성함으로써 격벽과 투명유전체와 백색유전체를 대체하는 것을 특징으로 하는 전광판용 교류구동형 플라즈마 표시소자 제조방법.
2. 제 1항에 있어서, 상기 전면 유리기판과 배면 유리기판이 일체형 교각구조의 형태를 유지함으로써 별도의 구조물이 없이 대기압에 의한 유리기판의 휨을 방지하는 것을 특징으로 하는 전광판용 교류구동형 플라즈마 표시소자 제조방법.
3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 유리를 절삭 가공하여 상대적으로 방전셀을 크게 함으로써 저전압 구동이 가능하게 하는 것을 특징으로 하는 전광판용 교류구동형 플라즈마 표시소자 및 그 제조방법.
4. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 투명전극과 금속전극이 유리기판 바깥으로 형성됨으로써 전극들이 봉지재 바깥으로 돌출하지 않는 것을 특징으로 하는 전광판용 교류구동형 플라즈마 표시소자 및 그 제조방법.
5. 제 1항에 있어서, 상기 교류구동형 플라즈마 표시소자는 옥외 광고탑, 열차시각표, 은행 단말기 및 네온사인으로 건물의 내외 벽면 또는 옥상의 탑형태의 공공 및 광고 표지판에 사용되는 것을 특징으로 하는 전광판용 교류구동형 플라즈마 표시소자.