KR200303320Y1 - 3전극면방전플라즈마디스플레이패널의방전셀구조 - Google Patents

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Abstract

본 고안은 소정 공간을 사이에 두고 대향되게 위치한 전면 기판 및 배면 기판과; 상기 전면 기판 및 배면 기판 사이에 배열 형성되어 셀간 혼색을 방지하고 방전공간을 확보하는 복수개의 격벽과; 상기 전면 기판 중 상기 배면 기판과의 대향면에 상기 격벽들과 직교하도록 교대로 하나씩 배열 형성된 복수개의 제 1 및 제 2 유지 전극과; 상기 각 격벽 사이의 전면 기판 위에 하나씩 상기 격벽들과 평행하게 형성되어 상기 제 1 유지 전극들과 함께 각 셀의 방전공간 내부에 선택적으로 어드레스 방전을 일으키고, 상기 제 1 및 제 2 유지 전극들 사이에서 서스테인 방전이 일어날 때 방전공간 내부로 열전자를 방출하여 방전 효율을 상승시키는 복수개의 열전자 방출 전극을 포함하여 구성된 3전극 면방전 플라즈마 디스플레이 패널에 관한 것으로서, 배면 기판에 형성되어 있던 어드레스 전극이 제거되는 대신 전면 기판의 일면에 열전자 방출 전극이 형성되어 각 셀의 어드레스 방전과 서스테인 방전시 상기 열전자 방출 전극에서 방전공간 내부로 방출되는 열전자에 의해 방전 효율이 상승되기 때문에 각 셀의 휘도가 크게 증가되고, 각 셀의 어드레스 방전시 형광체 측에는 전압이 인가되지 않아 방전공간 내부의 전리된 이온들이 형광체와 충돌하지 않기 때문에 형광체 손상이 방지되어 수명이 연장되는 효과가 있다.

Description

3전극 면방전 플라즈마 디스플레이 패널의 방전셀 구조
본 고안은 플라즈마 디스플레이 패널(이하, PDP라 함)에 관한 것으로서, 특히 각 셀마다 3개의 전극이 구비된 3전극 면방전 PDP에 관한 것이다.
현대는 정보화 사회라고 불려지고 있는 만큼 정보 처리 시스템의 발전과 보급 증가에 따라 디스플레이의 중요성이 증대되고, 그 종류도 점차 다양화되고 있다.
이전부터 디스플레이로 가장 많이 이용되어 오던 CRT(Cathode Ray Tube)는 사이즈가 크고, 동작 전압이 높으며, 표시 일그러짐이 발생하는 등 여러 가지 문제점을 가지고 있어 화면의 대형화, 평면화를 목표로 하는 최근의 추세에 적합하지 않아 최근에는 매트릭스 구조를 가지는 각종 평면 디스플레이의 연구 개발이 활발히 진행되고 있다.
상기 평면 디스플레이 중 차세대 대화면 평면 디스플레이로 각광받고 있는 것이 PDP(Plasma Display Panel)이다. 상기 PDP는 화면이 크고 두께가 얇아 벽걸이 텔레비전, 가정 극장용(home theater) 디스플레이, 각종 모니터 등에 응용되고 있다.
또한, 상기 PDP는 구동전압의 형태에 따라 크게 AC(Alternating Current)형과 DC(Direct Current)형으로 구분된다. 즉, 상기 AC형 PDP는 정현파 교류 전압 또는 펄스 전압에 의해 구동되고, DC형 PDP는 직류 전압에 의해 구동된다.
도 1에는 가장 많이 사용되고 있는 AC형 PDP 중 하나인 종래 기술에 의한 3전극 면방전 PDP의 전체 전극 구조도가 도시되어 있고, 도 2a 와 도 2b에는 종래기술의 3전극 면방전 PDP 중 1개 셀의 단면도가 도시되어 있다.
종래 기술에 의한 3전극 면방전 PDP는 도 1에 도시된 바와 같이 교대로 하나씩 상호 평행하게 배열된 N개의 제 1 유지 전극(Y1∼YN) 및 N개의 제 2 유지 전극(X1∼XN)과, 상기 제 1 유지 전극들(Y1∼YN) 및 제 2 유지 전극들(X1∼XN)과 소정 공간을 사이에 두고 직교하도록 배열된 M개의 어드레스 전극(A1∼AM)을 구비하고 있다.
즉, 상기 N개의 제 1 및 제 2 유지 전극(Y1∼YN, X1∼XN)과 M개의 어드레스 전극(A1∼AM)의 각 교차점마다 셀이 형성되어 전체 화면이 매트릭스 형태의 M×N개 셀로 구성되어 있다.
상기한 3전극 면방전 PDP의 각 셀의 구성을 도 2a와 도 2b에 도시된 i 번째 행과 j 번째 열의 셀을 예로 들어 설명하면 다음과 같다.
먼저, 상호 평행한 i 번째 제 1 유지 전극(Yi)과 i 번째 제 2 유지 전극(Xi)이 화상의 표시면인 전면 기판(11)의 일면에 형성되어 있고, 상기 제 1 유지 전극(Yi)과 제 2 유지 전극(Xi) 위에 방전시 방전 전류를 제한하고 벽전하의 생성을 용이하게 하는 제 1 유전체층(12)이 형성되어 있고, 상기 제 1 유전체층(12) 위에 방전시 일어나는 스퍼터링(sputtering)으로부터 상기 제 1 유지 전극(Yi)과 제 2 유지 전극(Xi)과 제 1 유전체층(12)을 보호하는 산화마그네슘(MgO) 보호막(13)이 형성되어 있다.
또한, j 번째 어드레스 전극(Aj)이 전면 기판(11)과 소정 거리를 사이에 두고 대향되게 위치한 배면 기판(14) 중 상기 전면 기판(11)과의 대향면에 형성되어 있고, 상기 어드레스 전극(Aj) 위에 방전시 방전 전류를 제한하고 벽전하의 생성을 용이하게 하는 제 2 유전체층(15)이 형성되어 있고, 상기 전면 기판(11)과 배면 기판(14) 사이에는 셀간 혼색을 방지하고 방전공간을 확보하는 제 1, 2 격벽(16a, 16b)이 배열 형성되어 있고, 상기 제 2 유전체층(15) 위와 제 1, 2 격벽(16a, 16b)의 일부에 형광체(17)가 도포되어 있으며, 방전공간 내부에는 방전가스가 주입되어 있다.
상기와 같이 구성된 3전극 면방전 PDP의 각 셀의 기본 구동 원리는 다음과 같다.
먼저, 제 1 유지 전극(Yi)에 + 전압을 어드레스 전극(Aj)에 - 전압을 동시에 인가하면 제 1 유지 전극(Yi)과 어드레스 전극(Aj) 간에 어드레스 방전이 일어나 제 1 유지 전극(Yi) 위의 산화마그네슘 보호막(13) 표면에 - 벽전하가 어드레스 전극 (Aj) 위의 형광체(17) 표면에 + 벽전하가 각각 생성된다.
그 후, 제 1 유지 전극(Yi)에 - 전압을 제 2 유지 전극(Xi)에 + 전압을 동시에 인가하면 제 1 유지 전극(Yi)과 제 2 유지 전극(Xi) 간에 서스테인 방전이 일어나고, 방전공간 내부에서 서스테인 방전이 일어나면 전계가 발생하여 방전가스 중의 미량 전자들이 가속되고, 상기 가속된 전자들은 방전가스의 중성입자들과 충돌하여 상기 중성입자를 이온화시키며, 상기 중성입자의 이온화에 따라 전리된 전자들 또한 상기 전계에 의해 가속되어 상기 중성입자와의 충돌에 참여하여 상기 중성입자를 점차 빠른 속도로 이온화시킨다.
상기와 같은 원리에 따라 방전가스가 플라즈마 상태로 되어 진공 자외선이 발생되고, 상기 진공 자외선은 형광체(17)를 여기시켜 가시광을 발생시키며, 그로 인해 i 번째 행과 j 번째 열에 위치한 셀이 표시된다.
한편, 상기 서스테인 방전이 완료되면 제 1 유지 전극(Yi) 위에 + 벽전하가 제 2 유지 전극(Xi) 위에 - 벽전하가 각각 생성되므로 그 후 제 1 유지 전극(Yi)에 + 전압을 제 2 유지 전극(Xi)에 - 전압을 동시에 인가하면 제 1 유지 전극(Yi)과 제 2 유지 전극(Xi) 간에 다시 서스테인 방전이 일어나 i 번째 행과 j 번째 열에 위치한 셀의 발광이 유지된다.
즉, 상기 제 1 유지 전극(Yi)과 제 2 유지 전극(Xi)에 바로 전에 생성된 벽전하와 동일 극성의 전압을 각각 인가하는 과정을 반복적으로 수행하면 i 번째 행과 j 번째 열에 위치한 셀의 발광이 계속 유지된다.
그러나, 종래 기술에 의한 3전극 면방전 PDP는 각 셀의 제 1 유지 전극과 어드레스 전극간의 방전시 전리된 이온들이 형광체와 충돌하여 형광체를 손상시키기 때문에 수명이 단축되는 문제점이 있었다.
이에 본 고안은 배면 기판의 일면에 형성되어 있던 어드레스 전극이 제거되는 대신 전면 기판의 일면에 어드레스 방전을 가능하게 하는 복수개의 열전자 방출 전극이 제 1 및 제 2 유지 전극들과 직교하도록 배열 형성됨으로써 형광체의 손상이 방지되어 수명이 연장되고, 각 셀의 서스테인 방전시 방전 효율이 상승되어 각 셀의 휘도(brightness)가 증가되는 3전극 면방전 PDP를 제공함에 그 목적이 있다.
도 1은 종래 기술에 의한 3전극 면방전 플라즈마 디스플레이 패널(이하, 3전극 면방전 PDP라 함)의 전체 전극 구조도,
도 2a는 종래 기술의 3전극 면방전 PDP 중 1개 셀의 단면도,
도 2b는 도 2a에 도시된 A-A'선 단면도,
도 3은 본 고안의 일 실시예에 의한 3전극 면방전 PDP의 전체 전극 구조도,
도 4a는 본 고안의 일 실시예에 의한 3전극 면방전 PDP 중 1개 셀의 단면도,
도 4b는 도 4a에 도시된 B-B'선 단면도.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
51: 전면 기판 52: 유전체층
53: 산화마그네슘(MgO) 보호막 54: 배면 기판
56a, 56b: 격벽 57: 형광체
Y1∼YN: 제 1 유지 전극 X1∼XN: 제 2 유지 전극
B1∼BM: 열전자 방출 전극
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 고안에 의한 3전극 면방전 PDP는 소격벽에 의해 소정의 방전공간을 사이에 두고 대향되게 위치하는 전면기판 및 배면기판과, 상기 전면기판상에 나란히 평행하게 형성되어 유지방전을 수행하는 제1 및 제2 유지전극쌍과, 상기 제1 및 제2 유지전극상에 형성되는 유전체층과, 상기 유전체층 사이에 상기 제1 및 제2 유지전극에 직교하는 방향으로 형성되어 상기 제1 또는 제2 유지전극 사이에서 어드레싱방전을 수행하는 동시에 상기 유지방전 중에 소정의 전압을 가해 열전자를 방출하는 열전자 방출전극을 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.
이하, 본 고안의 일 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
도 3에는 본 고안의 일 실시예에 의한 3전극 면방전 PDP의 전체 전극 구조도가 도시되어 있고, 도 4a와 도 4b에는 본 고안의 일 실시예에 의한 3전극 면방전 PDP 중 1개 셀의 단면도가 도시되어 있다.
본 고안의 일 실시예에 의한 3전극 면방전 PDP는 도 3에 도시된 바와 같이교대로 하나씩 상호 평행하게 배열된 N개의 제 1 유지 전극(Y1∼YN) 및 N개의 제 2 유지 전극(X1∼XN)과, 상기 제 1 유지 전극들(Y1∼YN) 및 제 2 유지 전극들(X1∼XN)과 직교하도록 배열된 M개의 열전자 방출 전극(B1∼BM)을 구비하고 있다.
즉, 상기 N개의 제 1 및 제 2 유지 전극(Y1∼YN, X1∼XN)과 M개의 열전자 방출 전극(B1∼BM)의 각 교차점마다 셀이 형성되어 전체 화면이 매트릭스 형태의 M×N개 셀로 구성되어 있다.
상기한 3전극 면방전 PDP의 각 셀의 구성을 도 4a와 도 4b에 도시된 i 번째 행과 j 번째 열의 셀을 예로 들어 설명하면 다음과 같다.
먼저, 상호 평행한 i 번째 제 1 유지 전극(Yi)과 i 번째 제 2 유지 전극(Xi)이 화상의 표시면인 전면 기판(51)의 일면에 형성되어 있고, 상기 제 1 유지 전극(Yi)과 제 2 유지 전극(Xi) 위에 방전시 방전 전류를 제한하고 벽전하의 생성을 용이하게 하는 유전체층(52)이 형성되어 있고, j 번째 열전자 방출 전극(Bj)이 상기 유전체층(52) 위에 상기 제 1 유지 전극(Yi) 및 제 2 유지 전극(Xi)과 직교하도록 형성되어 있으며, 상기 유전체층(52)과 열전자 방출 전극(Bj) 위에 방전시 일어나는 스퍼터링(sputtering)으로부터 상기 제 1 유지 전극(Yi)과 제 2 유지 전극(Xi)과 유전체층(52)과 열전자 방출 전극(Bj)을 보호하는 산화마그네슘 보호막(53)이 형성되어 있다.
또한, 배면 기판(54)이 전면 기판(51)과 소정 거리를 사이에 두고 대향되게 위치되어 있고, 상기 전면 기판(51)과 배면 기판(54) 사이에는 셀간 혼색을 방지하고 방전공간을 확보하는 제 1, 2 격벽(56a, 56b)이 열전자 방출 전극(Bj)을 사이에 두고 상기 열전자 방출 전극(Bj)과 상호 평행하게 배열 형성되어 있고, 상기 배면 기판(54)과 제 1, 2 격벽(56a, 56b)의 일부에 형광체(57)가 도포되어 있으며, 방전공간 내부에는 방전가스가 주입되어 있다.
상기 열전자 방출 전극(Bj)은 일함수(work function)가 작고 용융점이 높은 금속(W, W_O_Ba, Th oxide 등)으로 형성된다.
상기와 같이 구성된 본 고안의 일 실시예에 의한 3전극 면방전 PDP의 각 셀의 기본 구동 원리는 다음과 같다.
먼저, 제 1 유지 전극(Yi)에 + 전압을 열전자 방출 전극(Bj)에 - 전압을 동시에 인가하면 방전공간 내부에서 어드레스 방전이 일어나 산화마그네슘 보호막(53) 표면에 벽전하가 생성된다.
즉, 상기 열전자 방출 전극(Bj)에 0.1∼수 볼트의 - 전압을 인가하면 열전자 방출 전극(Bj)은 저항이 작으므로 큰 전류가 흐르고, 이 전류에 의해서 열전자 방출 전극(Bj)이 순간적으로 수백 ℃ 이상 가열되면 방전공간 내부로 열전자가 방출된다. 여기서, 전류 밀도(j)는 다음 수학식 1과 같이 표현된다.
[수학식 1]
이 때, 상기 열전자 방출 전극(Bj)에서 방출되는 열전자로 인하여 제 1 유지 전극(Yi)과 열전자 방출 전극(Bj) 사이에 종래 기술의 제 1 유지 전극과 어드레스 전극 사이에 인가되는 전압보다 낮은 전압이 인가되어도 어드레스 방전이 가능해진다.
그 후, 제 1 유지 전극(Yi)에 - 전압을 제 2 유지 전극(Xi)에 + 전압을 열전자 방출 전극(Bj)에 소정 전압을 동시에 인가하면 제 1 유지 전극(Yi)과 제 2 유지 전극(Xi) 간에는 서스테인 방전이 일어나고, 열전자 방출 전극(Bj)은 상기에서 설명된 바와 같은 원리로 방전공간 내부로 열전자를 방출한다.
상기 열전자 방출 전극(Bj)에서 방출된 열전자는 방전공간 내부에 형성된 전계에 의해 가속되어 방전공간 내부 입자들과 충돌하고, 이 때 에너지가 큰 전자는 중성입자를 이온화시키고 에너지가 작은 전자는 중성입자를 여기시키는 역할을 한다.
상기와 같이 제 1 유지 전극(Yi)과 제 2 유지 전극(Xi) 사이에서 서스테인 방전이 일어나는 동시에 열전자 방출 전극(Bj)에서 열전자를 방출하면 종래 기술보다서스테인 방전이 활발하게 일어나 종래 기술보다 많은 양의 진공 자외선이 발생되고, 그로 인해 형광체(57)의 여기량 즉, 가시광량이 증가되어 결국 i 번째 행과 j 번째 열에 위치한 셀의 휘도가 종래 기술보다 크게 증대된다.
한편, 상기 서스테인 방전이 완료되면 종래 기술과 같이 제 1 유지 전극(Yi) 위에 + 벽전하가 제 2 유지 전극(Xi) 위에 - 벽전하가 각각 생성되므로 그 후 제 1 유지 전극(Yi)에 + 전압을 제 2 유지 전극(Xi)에 - 전압을 열전자 방출 전극(Bj)에 소정 전압을 동시에 인가하면 제 1 유지 전극(Yi)과 제 2 유지 전극(Xi) 간에 다시 서스테인 방전이 일어나고 열전자 방출 전극(Bj)에서 열전자가 방출되어 i 번째 행과 j 번째 열에 위치한 셀의 발광이 유지된다.
즉, 상기 제 1 유지 전극(Yi)과 제 2 유지 전극(Xi)에 바로 전에 생성된 벽전하와 동일 극성의 전압을 각각 인가하는 과정을 반복적으로 수행하여 i 번째 행과 j 번째 열에 위치한 셀의 발광을 계속 유지시키는 과정은 종래 기술과 동일하나 본 고안의 일 실시예의 경우 서스테인 방전이 일어날 때 열전자 방출 전극(Bj)에 소정 전압을 인가하여 방전공간 내부의 전자량을 증가시켜 방전 효율을 증대시킨다.
아울러, 종래 기술과 동일한 휘도를 구현한다고 가정해보면 제 1 유지 전극과 제 2 유지 전극에 각각 종래 기술보다 낮은 전압이 인가되어도 종래 기술과 동일한 휘도 구현이 가능해지므로 상기 제 1 유지 전극과 제 2 유지 전극에 구동 전압 펄스를 공급하는 구동 IC(Integrated Circuit)의 비용을 줄일 수 있다(공급 전압이 낮을수록 구동 IC는 저가임).
이와 같이 본 고안에 의한 3전극 면방전 PDP는 배면 기판에 형성되어 있던 어드레스 전극이 제거되는 대신 전면 기판의 일면에 열전자 방출 전극이 형성되어 각 셀의 어드레스 방전과 서스테인 방전시 상기 열전자 방출 전극에서 방전공간 내부로 방출되는 열전자에 의해 방전 효율이 상승되기 때문에 각 셀의 휘도가 크게 증가되고, 각 셀의 어드레스 방전시 형광체 측에는 전압이 인가되지 않아 방전공간 내부의 전리된 이온들이 형광체와 충돌하지 않기 때문에 형광체 손상이 방지되어 수명이 연장되는 효과가 있다.

Claims (1)

  1. 격벽에 의해 소정의 방전공간을 사이에 두고 대향되게 위치하는 전면기판 및 배면기판과;
    상기 전면기판상에 나란히 평행하게 형성되어 유지방전을 수행하는 제1 및 제2 유지전극쌍과;
    상기 제1 및 제2 유지전극상에 형성되는 유전체층과;
    상기 유전체층 사이에 상기 제1 및 제2 유지전극에 직교하는 방향으로 형성되어 상기 제1 또는 제2 유지전극 사이에서 어드레싱방전을 수행하는 동시에 상기 유지방전 중에 소정의 전압을 가해 열전자를 방출하는 열전자 방출전극을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 3전극 면방전 플라즈마 디스플레이 패널의 방전셀 구조.
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