KR20020012096A

KR20020012096A - 평면램프용 교류구동형 플라즈마 소자 및 그 제조방법

Info

Publication number: KR20020012096A
Application number: KR1020000045553A
Authority: KR
Inventors: 이준세
Original assignee: 곽이광; 주식회사 에스에이텍
Priority date: 2000-08-05
Filing date: 2000-08-05
Publication date: 2002-02-15
Also published as: KR100443574B1; TW516340B

Abstract

본 발명은 LCD(Liquid Crystal Display)의 백라이트(back light), 조명용 평면 광원 등에 사용되는 교류 구동형 플라즈마 소자의 구조 및 그 제조방법에 관한 것으로 배면 기판유리 아래로 금속전극을 형성하여 배면 기판유리 자체를 유전체층으로 사용하고 배면 기판 유리를 절삭 혹은 성형가공하여 큰 방전공간과 형광층 형성 면적을 확보하면서 동시에 전면 기판 유리의 휨을 방지하여 제조방법이 간단하고 제조경비를 절감하면서도 휘도와 수명 그리고 구동전압을 개선하는 것을 특징으로 하는 기술이다.

Description

평면 램프용 교류구동형 플라즈마 소자의 제조방법 {A fabrication method of the AC driven plasma device for the flat lamps}

본 발명은 LCD(Liquid Crystal Display)의 백라이트(back light), 조명용 평면 광원 등에 사용되는 교류 구동형 플라즈마 소자의 구조 및 그 제조방법에 관한 것으로 배면 기판유리를 유전체층으로 사용하고 또한 이를 절삭 혹은 성형가공하여 큰 방전공간과 형광층 형성면적을 확보하면서 동시에 전면 기판 유리의 휨을 방지하여 제조방법이 간단하고 제조경비를 절감하면서도 휘도와 수명과 구동전압을 개선하는 것을 특징으로 하는 교류 구동형 PDP 소자의 구조와 제조방법에 관한 것이다.

이하 첨부된 도면에 의하여 본 발명의 구성 및 작용효과에 대하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

LCD의 백라이트(back light), 조명용 평면 광원용으로 사용되고 있는 교류구동형 PDP소자(제 1도)의 구조는 상판과 하판으로 구성된다. 상판은 전면 유리기판(1)에 진공증착법으로 형성한 평면형태의 투명전극(2)과 투명전극의 반대측에 기체방전시에 백색광을 낼 수 있는 후막 인쇄한 삼파장 백색 형광체층(3)으로 구성된다. 이 때 전면 유리기판(1)은 투명전극(2) 아래에 위치하므로 PDP 소자와 같은 용량소자에서 유전체의 역할도 겸하고 있다. 하판은 배면 유리기판(4)위에 은플 등을 후막 인쇄법으로 형성한 금속전극(5)과 교류구동시 전하를 축적하여 소자에 흐르는 전류를 제한하고, 또한 백색광을 효과적으로 반사해서 전면 유리기판(1) 쪽으로 내보내기 위해 후막인쇄한 광반사율이 높은 백색 유전체층(6)과 백색 유전체층(6)위에 후막인쇄로 형성한 삼파장 백색 형광체층(3)으로 구성된다. 상판과 하판은 프리트유리를 주성분으로하는 봉지재(7)에 의해 용융, 합착되어 기체방전이 일어날 수 있는 방전셀(8)을 이룬다. 방전셀(8)내의 공기를 빼어낸 뒤 아르곤(Ar), 헬륨(He), 네온(Ne), 크세논(Xe), 수은(Hg) 등의 혼합가스를 방전셀(8)내에 주입하여 평면 램프용 PDP 소자가 완성된다. PDP 소자의 전극들(2, 5)사이에 교류가 걸리면 방전현상에 의해 방전셀(11)내의 방전가스로부터 자외선이 발생된다. 발생된 자외선에 의해 형광체(3)가 여기되어 백색의 가시광(9)이 전면유리기판(1) 밖으로 나오는 것이다. 이와 같은 종래의 평면램프용 PDP 소자는 상용수준의 휘도를 얻기 위해 형광체(3)를 전면유리기판과 배면 유리기판 양쪽에 형성하고 있다. 또한 전면 유리기판을 유전체로 사용하고 있으나 두께가 수 mm인 두꺼운 전면 유리 기판(1)을 사용하고 방전셀(8)의 높이가 1 mm 이하로 구성되므로 가스 방전을 일으키기 위해 1kV에 가까운 높은 전압을 두 전극(2, 5)사이에 걸어주어야 하는 단점이 있다. 게다가 방전셀(8) 내에 백색 유전체(6)와 금속전극(5)이 들어 있으므로 기체방전시 이들로부터 불순물이 가스형태로 방출되어 소자의 수명을 단축시키는 결점이 있다. PDP 소자에서 고휘도를 얻기 위해서는 형광체의 형성면적을 제한된 공간내에서 유효하게 크게 할 필요가 있다. 또한 층구조를 갖는 용량소자인 평면 램프용 PDP 소자에서 방전셀에 걸리는 전압은 방전셀의 높이가 유전체층의 두께에 비해 클 때 크게 됨을 고려한다면 유전체의 역할을 하는 유리기판의 두께를 얇게 하고 방전셀의 높이를 크게 할 필요가 있다. 그리고 방전셀(8) 내에는 형광체외의 재료를 두지 않아 기체방전시 방출되는 불순물가스를 최대한 줄임으로써 소자의 수명을 개선할 필요가 있다.

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제1도는 종래의 평면 램프용 교류구동형 플라즈마 소자의 단면도

제2도는 본 발명의 평면 램프용 교류구동형 플라즈마 소자의 단면도

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

1: 전면 유리기판 2: 투명전극 3: 형광체층

4: 배면 유리기판 5(5'): 금속전극 6: 백색 유전체층 7.봉지재

8: 방전셀 9: 백색광 10: 배면 유리기판 홈

11: 보호막 12: 유리 격벽

도 2는 기존의 평면 램프용 PDP 소자(제 1도)의 구조를 개선하여 고휘도, 장수명, 저구동전압의 기능을 갖는 평면 램프용 PDP 소자의 구조로써 기본적으로 전면 유리기판/투명전극/보호막/방전셀/형광체/배면 유리기판/금속전극의 구조를 갖는다. 편의상 유리기판/투명전극/보호막의 구조체를 상판이라 부르고 형광체/배면 유리기판/금속전극의 구조체를 하판이라 부르기로 한다. 도 2에서 알 수 있듯이 본 발명은 전면 유리기판(1)의 밑면에 투명전극(2)과 버스전극(2')이 형성되어 있고 투명전극(2) 아래로 보호막(11)이 형성되어 있다. 한편 절삭 혹은 성형가공한 배면 유리기판(4)아래에 금속전극(5')이 형성되어 있고 내면에 백색 형광체(3)가 도포되어 봉지재(7)에 의해 전면 유리기판(1)과 합착된 단순한 구조를 갖는다. 이하 본 발명의 평면 램프용 PDP 소자의 제작방법을 상세히 설명하면 다음과 같다. 두께 3mm 정도의 전면유리에 산화인듐주석(In₂O₃:Sn)을 진공증착법에 의하여 수천 옹스트롬 증착하여 투명전극(2)을 형성한다. 투명전극(2)위에 금속 마스크를 씌워 크롬(Cr)이나 알루미늄(Al)을 진공증착시켜 투명전극(2)의 가장자리로 버스전극(2')을 형성한다. 버스전극(2')은 투명전극(2)의 면적이 크게 되는 경우 저항이 따라서 커지기 때문에 저항을 줄여 양호한 방전특성을 유지하게 하는 역할을 한다. 투명전극(2)이 형성된 전면 유리기판(1)에 버스전극(2')만 가리워지도록 금속마스크를 씌워 산화마그네슘(MgO)을 진공증착법에 의하여 수천 옹스트롬 증착하여 보호막(11)을 형성함으로써 상판을 제작한다. 산화마그네슘(MgO) 보호막(11)은 기체방전시 2차전자를 방출하여 방전전압을 낮추고 기체방전시 발생하는 이온에 의한 전면유리기판(1)의 마모를 막아주는 역할을 한다. 한편 전면 유리와 동일 재질의 두께 5 mm 정도의 유리 위에 광의 반사율이 좋은 크롬(Cr)이나 알루미늄(Al)을 금속마스크를 사용하여 진공증착법에 의하여 수천 옹스트롬 증착하여 금속전극(5')을 형성한다. 금속전극(5')이 형성된 배면유리를 샌드블라스트법으로금속전극(5')이 형성된 반대측의 유리를 깊이 수 mm 정도로 절삭해내어 홈과 홈 사이의 간격이 수백 미크론∼수 mm정도인 배면 유리기판홈(10)을 형성하여 자연적으로 폭 수백 미크론∼수 mm 정도, 높이 수 mm 가량의 유리격벽(12)이 생기게 한다. 유리격벽(12)은 유리를 절삭가공하지 않고서도 성형법(molding)에 의해 격벽의 형상을 갖도록 유리를 녹여 틀에 찍어 형성할 수도 있다.후막 인쇄법 혹은 분사법에 의해 백색 형광체(3)를 유리격벽(12)의 양쪽 측면과 절삭 혹은 성형된 홈(10)의 밑면에 형성시킨 뒤 소성하여 하판을 제작한다. 제작된 상판과 하판은 프리트 유리가 주성분인 봉지재(7)를 후막 인쇄한 뒤 포개어 전기로에서 용융 합착시킨다. 합착된 전광판의 방전셀(8)을 배기시키고 아르곤(Ar), 헬륨(He), 네온(Ne), 크세논(Xe), 수은(Hg) 등의 혼합가스를 수십∼수백 Torr주입하고 투명전극(2)와 금속전극(5')사이에 30 KHz의 교류전압을 300 V 정도 인가하면 주입된 혼합가스에서 자외선이 발생하고 이 자외선에 의해 백색형광체(3)가 여기되어 백색 가시광(9)을 얻게 된다. 이와 같은 방법으로 제작된 평면 램프용 PDP소자는 금속전극(5')이 유리기판 바깥으로 형성되어 배면 유리기판(4) 자체가 기판과 유전체 역할을 동시에 하기 때문에 종래의 PDP 소자에서와 같은 백색 유전체층(6)과 금속전극(5)으로부터의 불순물 가스의 방출이 없어 수명이 길어지고 백색 전체층(6)자체가 필요 없게 되어 제조 경비가 절감 되며 유리 기판을 절삭해서 유리(유전체)의 두께보다 방전셀(8)의 두께가 훨씬 커서 구동전압이 대폭 줄게 된다. 또한 유리격벽(12)과 홈(10)의 밑면으로 구성된 형광체 형성면적이 넓게 되어 소자의 휘도가 대폭 개선된다. 부가적으로 유리 격벽(12)가 상판을 지지하게 되어 대기압보다 낮은 방전셀(8)의 압력에서 상판을 휘지 않게 하는 장점을 갖게 된다.

본 발명의 요체는 금속전극(5')을 배면 유리기판(4) 바깥에 형성하여 배면 유리기판 자체를 유전체로 활용하여 기존의 백색 유전체(6)를 대체하고, 배면 유리기판을 절삭, 가공하여 큰 방전셀(8)과 형광체 형성면적을 얻음으로써 고휘도 저전압 PDP 소자를 달성하면서 전면 유리기판의 대기압에 의한 휨을 방지하고, 방전셀(8)내의 재료를 가급적 적게 두어 불순물 가스의 방출을 줄임으로써 소자의 수명을 연장시키는데 있다. 이 방법을 사용하여 제작된 평면 램프용 교류구동형 플라즈마 소자의 휘도는 기존 소자에 비해 휘도가 3배 이상 향상되었으며 구동전압은 2배 이하로 줄었고 수명은 5배 이상 증가하였다.

Claims

금속전극을 배면 유리기판의 바깥에 형성하고 전극이 위치한 배면 유리기판의 반대측을 절삭 혹은 성형가공하여 홈을 형성함으로써 자연적으로 유리 격벽이 형성되도록 하고 배면 유리기판 자체를 유전체로 활용하여 기존의 백색유전체를 대체하는 것을 특징으로 하는 LCD용 백라이트나 평면 조명용 광원 등에 사용되는 교류 구동형 플라즈마 소자의 구조와 제조방법.
제 1의 항에서 배면유리기판을 절삭 혹은 성형가공하여 유리 격벽을 형성함으로써 큰 방전셀과 큰 형광체 형성면적에 의한 고휘도, 저전압의 기능을 갖는 LCD용 백라이트나 평면 조명용 광원 등에 사용되는 교류 구동형 플라즈마 소자의 구조와 제조방법.
제 1의 항에서 배면유리기판을 절삭 혹은 성형가공하여 유리 격벽을 형성함으로써 별도의 구조물을 설치하지 않고서도 전면 유리기판의 대기압에 의한 휨을 방지하는 것을 특징으로 하는 LCD용 백라이트나 평면 조명용 광원 등에 사용되는 교류 구동형 플라즈마 소자의 구조와 제조방법.