KR20030047464A - 헬리콘 플라즈원을 이용한 플라즈마 디스플레이 패널 - Google Patents

Abstract

방전 공간 내에 형성되는 플라즈마 밀도를 향상시켜 그에 따라 방전 효율 및 휘도 특성이 증진될 수 있도록 하기 위하여, 임의의 간격을 두고 실질적으로 평행하게 배치되는 제 1 및 제 2 기판과, 상기 제 1 기판 위에 형성되는 다수의 어드레스 전극들과, 상기 어드레스 전극들을 덮으면서 제 1 기판 전면에 형성되는 제 1 유전층과, 상기 제 1 유전층 위에 소정의 높이로 제공되며, 방전 공간을 형성하는 다수의 격벽들과, 상기 방전 공간 내에 형성되는 형광층과, 상기 제 1 기판에 대향하는 제 2 기판의 일면에 상기 어드레스 전극들과 직교 상태로 배치되는 다수의 방전유지 전극들과, 상기 방전유지 전극들을 덮으면서 상기 제 2 기판 전면에 형성되는 제 2 유전층과, 상기 방전 공간 내에 주입되는 방전 가스 및 상기 방전 공간에 대응하여 상기 격벽들 및 상기 제 1 기판 상에 설치되어 플라즈마 밀도를 향상시키도록 하는 플라즈마 밀도 향상수단을 포함한다.

Description

헬리콘 플라즈원을 이용한 플라즈마 디스플레이 패널{PLASMA DISPLAY PANEL USING HELICON PLASMA SOURCE}

본 발명은 플라즈마 디스플레이 패널에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 헬리콘 플라즈마원(helicon plasma source)을 이용하여 구동되는 플라즈마 디스플레이 패널에 관한 것이다.

일반적으로 플라즈마 디스플레이 장치는, 플라즈마 디스플레이 패널(PDP; Plasma Display Panel, 이하 편의상 'PDP'라 칭한다)의 방전 셀 내에서 구현되는 방전을 이용하여 화상을 구현하는 장치이다.

지금까지 연구 개발되고 있는 PDP 중, 실질적으로 사업화가 가능한 PDP는, 교번하는 교류 전압(AC)을 이용하면서 대향 전극간 사이에서 방전을 개시한 뒤, 동일 기판 내의 다른 전극과의 사이에 방전을 유지토록 구성되는 이른바, AC 면방전형 PDP 인 바, 도면을 참조하여 이 PDP를 더욱 살펴보면 다음과 같다.

도 5는 일반적인 교류형 PDP를 도시한 부분 단면도로서, 도시된 바와 같이 종래에 PDP는 소정의 간격을 두고 실질적으로 평행하게 배치되는 상부 기판(2)과 하부 기판(4)으로 외관을 형성하고, 상기 상부 기판(2)과 하부 기판(4)의 서로 대향하는 면들에 화상 구현에 필요한 구성들을 배치하여 이루어진다.

즉, 상기 상부 기판(2)의 일면에는 방전유지 전극들(6)이 임의의 간격을 두고 배치되고, 유전층(8)과 함께 보호층(10)이 상기 방전유지 전극들(6)을 감싸면서 상기 상부 기판(2)의 일면에 더욱 형성된다.

이에 반해 상기 하부 기판(4)의 일면에는, 어드레스 전극(12)이 스트라이프와 같은 임의의 패턴을 유지하여 형성되고, 더욱이 도시하지 않은 보호층이 상기 어드레스 전극(12)을 덮으면서 상기 하부 기판(4) 상에 형성된다.

또한, 상기 상부 기판(2)과 하부 기판(4) 사이에는, 방전 공간(14)을 형성하면서 하나의 셀과 이 셀에 인접하는 다른 셀 사이의 누화(漏話) 현상(cross talk)을 방지하기 위한 격벽(16)이 배치되고, 상기 방전 공간(14) 내로 상기 격벽(16)의측면 및 상기 하부 기판(4)의 상면에는 R,G,B 형광체로 이루어진 형광층(18)이 형성된다.

상기한 상부 기판(2)과 하부 기판(4)은 서로 맞대어 도시하지 않은 시일(seal)재에 의해 봉합되며, 상기 방전 공간(14) 내에 불활성 기체 등의 방전 가스를 봉입하여 하나의 PDP로 구성된다.

이러한 종래의 PDP는, 상기 어드레스 전극(3)과 하나의 방전유지 전극(6) 사이에 어드레스 전압(Va)을 인가하여 구동할 화소를 선택하고, 더욱이 상기 한 쌍의 방전유지 전극(6) 사이에 방전유지 전압(Vs)을 인가하여, 면방전으로 인한 자외선이 상기 방전 공간(14) 내에 발생되도록 하고, 이 자외선으로서 상기 형광층(18)을 발광시켜 가시광 영역으로 임의의 화상을 구현토록 한다.

한편, 상기한 종래의 PDP는, 상기 유전층(8)을 사이에 둔 상기 방전유지 전극들(6)이 캐패시터를 형성하여 일종의 AC 방전을 일으킴으로써 화상을 구현하는 이른바, 용량결합형 PDP라 볼 수 있다.

그런데, 주지된 바와 같이, 상기한 용량결합형의 PDP는, 플라즈마 밀도를 대략 10⁹∼10¹⁰/㎤ 로 이루고 있어, 고방전 효율, 고휘도의 특성을 갖도록 PDP를 구성할 때에는, 상기한 PDP의 특성에 한계를 주어 사용자가 원하는 요구를 만족시키지 못하는 문제를 유발하게 된다.

이러한 저밀도의 플라즈마 형성은 근본적으로 용량 결합형의 플라즈마 원(source)이 갖는 근본적인 한계이다. 즉, 상기 방전유지 전극(6)에 전압(Vs)을인가하면, 생성된 전기장에 의하여 전자가 가속되게 되는데, 이 때 전자는 통상 통계적인 속도분포를 갖게 된다. 이러한 속도분포를 갖는 전자 중, 방전 가스의 원자를 이온화하여 플라즈마를 생설시킬 수 있는 속도 이상을 가진 전자는 그 수가 매우 한정되어 있다. 그러므로, 용량 결합형인 현 PDP의 셀 구조는 근본적으로 플라즈마의 밀도가 낮을 수 밖에 없다.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 감안하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 그 작동시 방전 공간 내에서 생성되는 플라즈마 밀도를 증대시킬 수 있도록 한 플라즈마 디스플레이 패널을 제공함에 있다.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 플라즈마 디스플레이 패널을 도시한 부분 단면도이고,

도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 플라즈마 디스플레이 패널의 구성 요소 배치 관계를 설명하기 위해 도시한 개략 평면도이고,

도 3은 본 발명의 제2 실시예에 따른 플라즈마 디스플레이 패널을 도시한 부분 단면도이고,

도 4는 본 발명의 제3 실시예에 따른 플라즈마 디스플레이 패널을 도시한 부분 단면도이고,

도 5는 종래 기술에 의한 플라즈마 디스플레이 패널의 부분 단면도이다.

본 발명은 상기한 목적을 달성하기 위하여,

임의의 간격을 두고 실질적으로 평행하게 배치되는 제 1 및 제 2 기판과, 상기 제 1 기판 위에 형성되는 다수의 어드레스 전극들과, 상기 어드레스 전극들을 덮으면서 제 1 기판 전면에 형성되는 제 1 유전층과, 상기 제 1 유전층 위에 소정의 높이로 제공되며, 방전 공간을 형성하는 다수의 격벽들과, 상기 방전 공간 내에 형성되는 형광층과, 상기 제 1 기판에 대향하는 제 2 기판의 일면에 상기 어드레스 전극들과 직교 상태로 배치되는 다수의 방전유지 전극들과, 상기 방전유지 전극들을 덮으면서 상기 제 2 기판 전면에 형성되는 제 2 유전층과, 상기 방전 공간 내에 주입되는 방전 가스 및 상기 방전 공간에 대응하여 상기 격벽들 및 상기 제 1 기판 상에 설치되어 플라즈마 밀도를 향상시키도록 하는 플라즈마 밀도 향상수단을 포함하는 플라즈마 디스플레이 패널을 제공한다.

본 발명에 있어, 상기 플라즈마 밀도 향상수단은, 상기 방전 공간 대응하여 상기 격벽에 지지 설치되고, 상기 플라즈마 디스플레이 패널의 외부로부터 구동 전력을 인가받는 방전 안테나 및 상기 어드레스 전극에 대응하여 상기 제 1 기판의 외측 또는 내측에 설치되어 상기 방전 공간 내에 자장을 형성하는 자석을 포함하여 이루어짐이 바람직하다. 여기서 상기 자석은 스트라이프 패턴을 상기 제 1 기판 상에 설치되는 영구 자석이 바람직하다.

또한, 본 발명은 상기한 목적을 달성하기 위하여,

임의의 간격을 두고 실질적으로 평행하게 배치되는 제 1 및 제 2 기판과, 상기 제 1 기판 위에 형성되는 다수의 자석들과, 상기 자석들을 덮으면서 제 1 기판 전면에 형성되는 제 1 유전층과, 상기 제 1 유전층 위에 소정의 높이로 제공되며, 방전 공간을 형성하는 다수의 격벽들과, 상기 방전 공간 내에 형성되는 형광층과, 상기 제 1 기판에 대향하는 제 2 기판의 일면에 상기 자석들과 직교 상태로 배치되는 다수의 방전유지 전극들과, 상기 방전유지 전극들을 덮으면서 상기 제 2 기판 전면에 형성되는 제 2 유전층과 상기 방전 공간 내에 주입되는 방전 가스 및 상기 방전 공간 대응하여 상기 격벽에 지지 설치되고, 상기 플라즈마 디스플레이 패널의 외부로부터 구동 전력을 인가받는 방전 안테나를 포함하는 플라즈마 디스플레이 패널을 제공한다.

이와 같은 본 발명의 플라즈마 디스플레이 패널은, 상기한 방전 안테나와 자석을 인해 형성되는 이른바 헬리콘 플라즈마원에 따라 상기 방전 공간 내에 형성되는 플라즈마 밀도를 향상시켜 이로 인해 고방전 효율 및 고휘도 특성을 지닐 수 있게 된다.

이하, 첨부한 도면을 참고하여 본 발명을 명확히 하기 위한 바람직한 실시예를 보다 상세히 설명하도록 한다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 플라즈마 디스플레이 패널을 도시한 부분 단면도로서, 도시된 바와 같이, 상기 플라즈마 디스플레이 패널은, 2장의 투명한 제 1 기판(20)과 제 2 기판(22)이 임의의 간격을 두고 실질적으로 평행하게 배치되는 구성을 갖는다.

상기에서 제 2 기판(22)을 대향하는 상기 제 1 기판(20)의 일면에는 투명한 유전층(24)으로 덮어지는 스트라이프형의 어드레스 전극들(26)이 서로 평행한 상태로 다수 형성되고, 상기 제 1 기판(20)을 대향하는 상기 제 2 기판(22)의 일면에는 상기 어드레스 전극들(26)과 직교 상태로 배치되면서 투명한 유전층(28)으로 덮어지는 스트라이프 패턴의 방전유지 전극들(30)이 서로 평행한 상태로 복수 형성되고, 상기 유전층(28) 상에는 MgO 등으로 구비된 투명한 보호막(도시하지 않음)이 형성된다.

또한, 상기 제 1 기판(20)과 상기 제 2 기판(22) 사이에는, 상기 어드레스 전극들(26)과 평행하면서 이들 어드레스 전극들(26) 사이에 위치하는 복수의 격벽들(34)이 설치된다. 이들 격벽들(34)은 그 사이에 형성되는 공간을 방전 공간(36)으로 이루게 되는 바, 이 방전 공간(36) 내로는 도시하지 않은 방전 가스가 주입되며, 상기 격벽들(34)의 측면 및 상기 유전층(24)의 상면에는 R,G,B 형광체로 구성된 형광층(38)이 형성된다.

상기한 플라즈마 디스플레이 패널은, 상기 대향하는 제 1 기판(20)과 제 2 기판(22)을 맞대고 그 주위를 실(seal)유리 등으로 봉착하여 하나의 디스플레이 장치로 구성된다.

한편, 본 발명에 있어, 상기 플라즈마 디스플레이 패널에는 상기 방전 공간(36)에 대응하여 상기 격벽들(34) 및 상기 제 1 기판(20) 상으로, 상기 플라즈마 디스플레이 패널의 실질적인 작용시, 상기 방전 공간(36)에서 생성되는 플라즈마 밀도의 향상시키도록 하기 위한 플라즈마 밀도 향상수단이 설치된다.

상기 플라즈마 밀도 향상수단은 방전 공간(36) 내에 형성되는 플라즈마 밀도를 높게 하여 그에 따라 상기 플라즈마 디스플레이 패널의 방전 효율 및 휘도 효율을 향상시키도록 하는 역할을 하게 되는 바, 본 실시예에 있어 상기 플라즈마 밀도 향상수단은 다음과 같이 구성된다.

먼저 상기 격벽들(34)에는 상기 플라즈마 밀도 향상수단의 구성으로서, 상기 방전 공간(36)에 대응하여 방전 안테나(40)가 지지 설치된다. 즉, 상기 방전 안테나(40)는 도 2를 통해 더욱 알 수 있듯이, 그 양단을 상기 격벽들(34) 내에 삽입시켜 지지 설치되며 상기 플라즈마 디스플레이 패널 외부로부터 별도의 구동 전력을 인가받아 구동된다. 상기 격벽들(34)에 삽입 설치되는 상기 방전 안테나(40)의 양단 부위는 실질적으로 고리 모양의 형상을 취하고 있다.

또한, 상기 제 1 기판(20) 상에는 상기 플라즈마 밀도 향상수단의 다른 구성으로서, 상기 방전 공간(36) 내에 자장을 형성하는 자석(42)이 배치된다. 여기서이 자석(42)은 상기 어드레스 전극(26)에 대응하는 위치에 설치되는 바, 본 실시예에서는 상기 어드레스 전극(26)에 위에 설치되는 구조를 가지며, 그 형성 패턴은 스트라이프 패턴을 유지한다. 더욱이 본 실시예에서 상기 자석(42)은 상기 격벽(34)의 길이 방향의 따라 N,S극성이 구분된 영구 자석으로 구비된다.

이에 상기와 같이 형성되는 플라즈마 디스플레이 패널은, 그 작용시, 상기 자석(42)에 의해 상기 방전 공간(36) 내에 자장이 형성된 상태에서 유지방전시에 상기 방전 안테나(40)로 소정의 전력이 인가되면, 이 방전 안테나(40)로부터 임의의 라디오 주파수(RF; Radio Frequency)를 출력하게 되고, 상기 방전 공간(36)내에 이른바 헬리콘 플라즈마를 형성하게 된다.

여기서 상기 방전 안테나(40)와 자석(42)의 상호 작용으로 형성되는 상기 헬리콘 플라즈마는 그 밀도를 대략 10¹³/㎤ 로 이루는 플라즈마로서, 이는 종래 통상적인 용량결합형 플라즈마 디스플레이 패널이 형성하는 플라즈마 밀도보다 높다.

이러한 셀 구조에서는 상기 안테나(40)에 전압이 인가되었을 경우, 상기 PDP 셀 내에서 플라즈마가 생성되는 방식이 전혀 다르게 되어 전자기파에 의해 플라즈마가 생성되는 방식, 즉 헬리콘 모드에 의한 플라즈마가 생성된다. 다시 말해, 자석에서 발생하는 자기장과 안테나에서 생성되는 전자기장이 상호 공명작용을 유발하여 플라즈마 내 전자의 속도 분포가 용량결합 형태와는 전혀 다르게 된다. 이러한 헬리콘 방전모드에서 전자의 속도분포는 전자의 속도가 높은 쪽으로 치우쳐진 형태를 갖게 된다.

즉, 방전가스 내 원자를 이온화하여 플라즈마를 발생시킬 수 있는 속도 이상을 가진 전자의 수의 크게 증가하게 된다.

따라서, 상기 플라즈마 디스플레이 패널은, 각 방전 공간(36) 내에서 형성되는 고밀도의 헬리콘 플라즈마로 인해 그 방전 효율을 높일 수 있게 되고 그에 따라 휘도 특성 또한 높일 수 있게 된다.

도 2는 본 발명의 제 2 실시예에 의한 플라즈마 디스플레이 패널을 도시한 부분 단면도로서, 편의상 제 1 실시예와 같은 구성 요소에 대해서는 동일 부호를 사용하도록 한다.

이 제 2 실시예에서는 상기한 제 1 실시예와 기본적인 구성을 동일하게 이루면서 다만, 플라즈마 밀도 향상수단의 구성인 자석(44)을 제 1 실시예에서와 같이 어드레스 전극 위에 설치하지 않고, 제 1 기판(20)의 외측면으로 어드레스 전극(26)에 대응 위치에 설치하고 있다. 이러한 제 2 실시예에 의한 플라즈마 디스플레이 패널은, 그 작용면에서 있어서는 상기한 제 1 실시예의 플라즈마 디스플레이 패널과 같은 작용을 이루게 되나, 구조면에서 볼 때, 헬리콘 플라즈마 형성을 위해 마련되는 상기 자석(44)을 상기 제 1 기판(20) 외측에 배치함으로써, 제조시에 제조상의 편리함을 도모할 수 있게 된다. 이 제 2 실시예에서도 상기 자석(44)은 영구 자석으로 이루어짐이 바람직하다.

도 4는 본 발명의 제3 실시예에 따른 플라즈마 디스플레이 패널을 도시한 부분 단면도로서, 이 실시예에서도 편의상 제1 실시예와 같은 구성 요소에 대해서는 동일 부호를 사용하도록 한다.

이 제 3 실시예에서는 제 1 실시예에서와 같이 플라즈마 디스플레이 패널을 구성하면서 상기 제 1 기판(20) 상에 형성되는 어드레스 전극을 대신하여 그 자리에 자석(46) 자체를 형성하고 있다. 여기서 상기 자석(46)은 제1,2 실시예에서와 같이 영구 자석으로 이루어진다.

이와 같이 전극 자체를 영구자석으로 이루게 되면, PDP 셀 내의 플라즈마 밀도를 향상시킬 수 있을 뿐더러, 제조 공정상의 단순성과 편리성으로 인한 효과를 유발시킬 수 있게 된다.

이상을 통해 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고 특허청구범위와 발명의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러 가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고 이 또한 본 발명의 범위에 속하는 것은 당연하다.

이와 같이 본 발명에 의한 플라즈마 디스플레이 패널은, 방전 공간 내에서 형성되는 플라즈마 밀도를 기존보다 향상시켜 방전로 인해 발생되는 자외선의 양을 증가시킬 수 있게 된다.

따라서, 본 발명의 플라즈마 디스플레이 패널은 증가된 자외선 양으로 인해 기존 동기종 대비 방전 효율을 향상시킬 수 있게 되고 향상된 방전 효율로 인해 고휘도 특성을 지닌 제품으로 제조될 수 있게 된다.

Claims (5)

1. 임의의 간격을 두고 실질적으로 평행하게 배치되는 제 1 및 제 2 기판과;

   상기 제 1 기판 위에 형성되는 다수의 어드레스 전극들과;

   상기 어드레스 전극들을 덮으면서 제 1 기판 전면에 형성되는 제 1 유전층과;

   상기 제 1 유전층 위에 소정의 높이로 제공되며, 방전 공간을 형성하는 다수의 격벽들과;

   상기 방전 공간 내에 형성되는 형광층과;

   상기 제 1 기판에 대향하는 제 2 기판의 일면에 상기 어드레스 전극들과 직교 상태로 배치되는 다수의 방전유지 전극들과;

   상기 방전유지 전극들을 덮으면서 상기 제 2 기판 전면에 형성되는 제 2 유전층과;

   상기 방전 공간 내에 주입되는 방전 가스; 및

   상기 방전 공간에 대응하여 상기 격벽들 및 상기 제 1 기판 상에 설치되어 플라즈마 밀도를 향상시키도록 하는 플라즈마 밀도 향상수단

   을 포함하는 플라즈마 디스플레이 패널.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 플라즈마 밀도 향상수단이,

   상기 방전 공간 대응하여 상기 격벽에 지지 설치되고, 상기 플라즈마 디스플레이 패널의 외부로부터 구동 전력을 인가받는 방전 안테나; 및

   상기 어드레스 전극에 대응하여 상기 제 1 기판의 외측 또는 내측에 설치되어 상기 방전 공간 내에 자장을 형성하는 자석

   을 포함하는 플라즈마 디스플레이 패널.
3. 제 2 항에 있어서,

   상기 자석이 스트라이프 패턴의 영구 자석인 플라즈마 디스플레이 패널.
4. 임의의 간격을 두고 실질적으로 평행하게 배치되는 제 1 및 제 2 기판과;

   상기 제 1 기판 위에 형성되는 다수의 자석들과;

   상기 자석들을 덮으면서 제 1 기판 전면에 형성되는 제 1 유전층과;

   상기 제 1 유전층 위에 소정의 높이로 제공되며, 방전 공간을 형성하는 다수의 격벽들과;

   상기 방전 공간 내에 형성되는 형광층과;

   상기 제 1 기판에 대향하는 제 2 기판의 일면에 상기 자석들과 직교 상태로 배치되는 다수의 방전유지 전극들과;

   상기 방전유지 전극들을 덮으면서 상기 제 2 기판 전면에 형성되는 제 2 유전층과;

   상기 방전 공간 내에 주입되는 방전 가스; 및

   상기 방전 공간 대응하여 상기 격벽에 지지 설치되고, 상기 플라즈마 디스플레이 패널의 외부로부터 구동 전력을 인가받는 방전 안테나

   를 포함하는 플라즈마 디스플레이 패널.
5. 제 4 항에 있어서,

   상기 자석이 스트라이프 패턴의 영구 자석인 플라즈마 디스플레이 패널.