KR20020021484A - 플라즈마 표시장치 - Google Patents

Abstract

본 발명에 따르면, 플라즈마 표시장치는 제1기판과, 제1기판의 상면에 소정의 패턴으로 형성되는 어드레스 전극과, 상기 제1기판의 상면에 형성되어 어드레스 전극을 매립하는 제1유전체층과, 상기 제1기판과 결합되어 방전공간을 형성하며 투명한 제2기판과, 상기 제2기판의 내면에 형성되며 상기 어드레스 전극과 소정각도를 이루는 제1,2전극이 한조로 이루어진 복수의 유지전극들과, 상기 유지전극들이 형성된 제2기판에 형성되어 상기 유지전극들을 매립하는 제2유전체층과, 제1,2기판의 사이에 설치되어 방전공간을 구획하는 격벽과, 상기 격벽에 의해 구획된 방전공간에 형성된 형광체층과, 상기 형광체층이 형성된 방전공간에 형성된 열전자 방출층을 포함하여 어드레스 및 유지방전시 플라즈마 밀도를 높일 수 있다.

Description

플라즈마 표시장치{Plasma display panel}

본 발명은 플라즈마 표시장치에 관한 것으로, 더 상세하게 플라즈마 밀도를 높인 플라즈마 표시장치에 관한 것이다.

일반적인 방전 장치는 적어도 한 쌍 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 패널과 교류(Alternative Current) 플라즈마 표시 패널로 대별되고, 그 전극들의 구성 형태에 따라 대향 방전형 및 면 방전형으로 대별될 수 있다.

도 1에는 이러한 방전형 플라즈마 표시장치중 면방전형 플라즈마 표시장치의 일예를 나타내 보였다.

도시된 바와 같이 플라즈마 표시 장치는 기판(10)과, 상기 기판(10) 위에 형성된 어드레스 전극(11)과, 이 어드레스 전극(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)이 형성된 기판(10)과 결합되며 상기 어드레스 전극(11)과 직교하도록 소정의 패턴의 유지전극(14)(15)들이 하면에 형성된 전면판(16)을 구비하여 구성된다. 상기 격벽(13)에 의해 구획된 방전공간 내의 적어도 일측에는 형광체층(17)이 형성되고, 상기 전면판(16)의 하면에는 전극들이 매립되는 유전체층(18)과 보호막(19)이 형성된다. 상기 방전공간에는 Ne,Xe 등이 혼합된 방전가스가 주입되는데, Xe의 함량은 방전공간에 주입되는 가스의 4-5%를 차지한다.

이와 같은 구성의 플라즈마 표시 패널에 있어서, 전극의 구동 방법은 크게어드레스 방전을 위한 구동과 유지 방전을 위한 구동으로 나뉜다. 어드레스 방전은 상기 어드레스 전극(11)과 하나의 유지전극(14) 사이의 전위차(80V-(-170V)=250V)에 의해서 일어나며, 이 때 벽전하가 형성된다. 유지 방전은 벽전하가 형성된 방전공간에 위치되는 유지전극(14)(15)들의 사이의 전위차(140V-0V=140V)에 의해서 일어난다. 이 유지 방전이 실제 영상을 표시하기 위한 방전으로 주방전이 된다.

이와 같이, 유지전극(14)(15) 사이에 인가되는 인가되는 전위차에 의해서 방전이 일어나게 되는 유지방전은, 시간이 지날수록 방전이 소멸된다. 이는 기존의 면방전형 AC 플라즈마 표시 패널의 전극 구조에서 전면판(16)의 유지전극(14)(15) 사이의 간격이 80~100μm 정도가 되고 있으므로, 유지 방전 구동시의 방전 개시 전압도 일반적으로 160 V 이상이 되어야 하기 때문이다.

이와 같이 방전 개시 전압이 커지게 되면 전력의 소모가 많아지는 동시에 그 구동 회로의 정격이 커지게 된다. 또한 인접 전극에 유도 전압을 일으켜 크로스토크 발생의 원인이 된다. 한편 상기와 같은 방전으로 발생된 자외선은 형광체층(17)의 형광체를 여기시켜 발광시킴으로써 화상을 형성하게 된다. 한편 상기 방전셀에서는 전자의 밀도가 그다지 높지 않기 때문에 플라즈마 밀도가 낮아 형광체를 발광시켜 휘도를 높이는데는 한계가 있다. 전자밀도가 높지 않은 상태에서는 전극간의 간격 또는 폭을 조절하여도 플라즈마 밀도는 획기적으로 증가하지 않는다. 그리고 하전입자들이 형광층과 충돌할 때 형광체층을 파손시킬 수도 있으므로 플라즈마의 수명을 단축될 여지가 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 방전공간에 열전자를 발생시켜 플라즈마 밀도 향상에 기여하여 발광휘도를 향상시킬 수 있으며, 형광체층을 보호할 수 있는 플라즈마 표시장치를 제공함에 그 목적이 있다.

도 1은 종래의 플라즈마 표시 장치의 일부절제 분리사시도,

도 2는 본 발명에 따른 플라즈마 표시장치의 분리 사시도,

도 3은 방전공간에 열전자방출층이 형성된 상태를 도시한 사시도,

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

31; 제1기판 32; 어드레스 전극

33; 제1유전체층 41; 제2기판

42;유지전극 43; 제2유전체층

45; 격벽 46;형광체층

50;열전자 방출층

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 플라즈마 표시장치는

제1기판과, 제1기판의 상면에 소정의 패턴으로 형성되는 어드레스 전극과, 상기 제1기판의 상면에 형성되어 어드레스 전극을 매립하는 제1유전체층과

상기 제1기판과 결합되어 방전공간을 형성하며 투명한 제2기판과, 상기 제2기판의 내면에 형성되며 상기 어드레스 전극과 소정각도를 이루는 제1,2전극이 한조로 이루어진 복수의 유지전극들과, 상기 유지전극들이 형성된 제2기판에 형성되어 상기 유지전극들을 매립하는 제2유전체층과, 제1,2기판의 사이에 설치되어 방전공간을 구획하는 격벽과, 상기 격벽에 의해 구획된 방전공간에 형성된 형광체층과, 상기 형광체층이 형성된 방전공간에 형성된 열전자 방출층을 포함하여 된 것을 그 특징으로 한다.

본 발명에 있어서, 상기 열전자 방출층의 어드레스 전극과 대응되는 형광체층의 표면에 소정의 폭으로 형성된 것을 그 특징으로 한다.

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

도 2에는 본 발명에 따른 플라즈마 표시장치의 일 실시예를 나타내 보였다.

도면을 참조하면, 본 발명에 따른 플라즈마 표시장치는 제1기판(31)과, 제1기판(32)의 상면에 소정의 패턴으로 어드레스 전극(32)들과, 이 제1기판 상에 형성되어 상기 어드레스 전극(32)를 매립하는 제1유전체층(33)을 포함하다. 상기 어드레스 전극(32)들은 소정의 폭을 가지며 상호 나란한 스트리이프 상으로 형성된다.

그리고 상기 제1기판(31)은 투명한 제2기판(41)과 결합되어 방전공간을 형성하게 된다. 상기 제1기판(31)과 대향되는 제2기판(41)의 내면에는 상기 어드레스 전극(32)들과 직교하는 방향으로 제1,2전극(42a)(42b)이 한조로 이루어진 복수개의 유지전극(42)들이 형성된다. 상기 유지전극(42)은 상기 어드레스 전극(32)과 반드시 직교할 필요는 없으며, 상기 제1,2전극(42a)(42b)들 사이의 간격은 방전개시전압 또는 화소등을 감안하여 조정될 수 있다. 그리고 상기 제1,2전극(42a)(42b)은 투명한 ITO로 이루어지며 제1,2전극(42a)(42a)들에는 라인 저항을 줄이기 위하여 버스전극(42c)(42d)들이 각각 제1,2전극을 따라 형성된다. 상기 버스전극(42c)(42d)은 은, 은합금, 알루미늄 등과 같은 금속으로 이루어지며, 상기 제1,2전극(42a)(42d)의 폭보다 매우 좁은 폭으로 형성된다.

상기 제2기판(41)의 내면에는 제2유전체층(43)이 형성되어 유지전극(42)들을 매립하게 된다. 상기와 같이 제1유전체층과 제2유전체층이 각각 형성된 제1,2기판(31)(41)의 사이에는 방전공간을 구획하는 격벽(45)들이 형성되는데, 상기 격벽(45)들은 상기 어드레스 전극(32)들 사이의 제1유전체층(33)의 상면에 소정의 폭과 높이로 형성된다. 상기 격벽(45)는 어드레스 전극(32)와 나란한 방향으로 형성되며 상기 격벽에 의해 구획된 방전공간의 내면에는 형광체층(46)이 형성된다. 상기 격벽은 상술한 실시예에 의해 한정되지 않고 방전공간을 화소의 배열패턴으로 구획할 있는 구조이면 어느 것이나 가능하다. 한편 격벽(45)에 의해 구획된 방전공간에 형성된 형광체층(46)의 표면에는 어드레스 전극과 란한 방향으로 소정의 폭을 갖도록 열전자 방출층(50)이 형성된다. 상기 열전자 방출층(50)은 Ba와 같이 일함수가 낮은 금속으로 이루어진다. 상기 열전자 방출층은 형광체층(46)의 소성공정이 끝난 상태에서 형광체층의 상면에 형성함이 바람직하고, 그 두께는 형광체층의 발광에 영향을 주지 않을 정도로 얇게 형성함이 바람직하다.

상기와 같이 격벽(45)에 의해 구획된 방전공간의 내부에는 방전가스가주입된다. 이 방전가스는 Ne과 Xe을 포함하게 된다. 상기 방전가스중 Xe의 함량이 0.1 내지 10% 인데, 바람직하게는 0.4 내지 0.9%를 유지함이 바람직하다.

상술한 바와 같이 구성된 본 발명에 따른 플라즈마 표시장치의 작동을 설명하면 다음과 같다.

먼저 어드레스 전극(32)과 유지전극(42)를 이루는 제1,2전극(42a)(42b)중의 한 전극에 소정의 펄스 전압이 인가되면 이들 사이에 어드레레스 방전(플라즈마 방전)이 일어난다. 이때에 상기 전자들은 유지전극(42)가 있는 제2기판(41)로 이동하고, 이온들은 형광체층(46)이 있는 제1기판(31)측으로 이동하게 된다. 상기 제1기기판(31)의 형광체층(46)으로 이동한 이온들은 일함수가 낮은 열전자방출층(50)에 충돌하여 열전자를 방출하게 된다. 이 열전자는 열전자방출층(50)을 이루는 금속의 표면에 금속의 포텐셜에 의해 잡혀 있던 전자들의 외부의 에너지의 유입으로 인하여 튀어나오는 전자들이다.

상기와 같이 열전자 방출층으로부터 발생된 열전자들은 제2기판(41) 측으로 이동하여 어드레서 방전시 방전시 발생된 전자들과 같이 유지전극(42)과 대응되는 제2유전체층(43)의 표면에 쌓이게 된다. 이상태에서 유지방전이 시작되면 상기 전자들은 제1전극(42a)(42b)의 사이에서 플라즈마 밀도증가에 큰 기여를 하게 되어 자외선 방출량을 늘어 형광체층의 발광휘도를 상대적으로 높일 수 있다.

본원인의 실험에 의하면 일함수가 4.3eV인 몰리브덴은 이온의 온도가 2300k일 때 열전자밀도기 기존의 플라즈마에서 발생하는 전자밀도보다 4배 이상 증가한다는 것을 알 수 있었다. 이온이 금속에 부딪힐 때에 나오는 열전자의 방출을 비교하여 보면, LaB6는 1700k에서 비슷한 결과가 나오고 Ba은 1500k에서 같은 결과가 나온다. Ba이 몰리브덴보다 낮은 온도에서 같은 결과를 보이는 것은 일함수가 2.7eV로 낮기 때문이다. 그리고 몰리브텐의 실험에서 이온이 2300k이 될 때의 시간은 어드레서 방전이 시작된지 불과 10ns 지난 후이므로 이전도의 시간은 어드레서 방전을 위한 전압이 인가되는 시간에 비하여 몇배나 짧은 시간이기 때문에 Ba의 경우에도 이 효과는 충분히 기대할 수 있다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 플라즈마 표시 장치는 방전공간에 열전자를 방출하는 열전자 방출층을 형성함으로써 플라즈마 밀도를 높일 수 있고 나아가서는 방전개시전압을 낮추고 자외선 방출량을 늘여 휘도를 향상시킬 수 있는 이점을 가진다.

본 발명은 도면에 도시된 실시 예들을 참고로 설명되었으나. 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 분야에서 통상적 지식을 가진 자라면, 이로부터 다양한 변형 및 실시예들이 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해서 정해져야 할 것이다.

Claims (3)

1. 제1기판과, 제1기판의 상면에 소정의 패턴으로 형성되는 어드레스 전극과, 상기 제1기판의 상면에 형성되어 어드레스 전극을 매립하는 제1유전체층과

   상기 제1기판과 결합되어 방전공간을 형성하며 투명한 제2기판과, 상기 제2기판의 내면에 형성되며 상기 어드레스 전극과 소정각도를 이루는 제1,2전극이 한조로 이루어진 복수의 유지전극들과, 상기 유지전극들이 형성된 제2기판에 형성되어 상기 유지전극들을 매립하는 제2유전체층과, 제1,2기판의 사이에 설치되어 방전공간을 구획하는 격벽과, 상기 격벽에 의해 구획된 방전공간에 형성된 형광체층과, 상기 형광체층이 형성된 방전공간에 형성된 열전자 방출층을 포함하여 된 것을 특징으로 하는 플라즈마 표시장치.
2. 제1항에 있어서,

   상기 열전자 방출층의 어드레스 전극과 대응되는 형광체층의 표면에 소정의 폭으로 형성된 것을 특징으로 하는 플라즈마 표시장치.
3. 제2항에 있어서,

   상기 열전자방출층은 Ba으로 이루어진 것을 특징으로 하는 플라즈마 표시장치.