KR20050074792A

KR20050074792A - 플라즈마 디스플레이 패널

Info

Publication number: KR20050074792A
Application number: KR1020040002686A
Authority: KR
Inventors: 유헌석
Original assignee: 삼성에스디아이 주식회사
Priority date: 2004-01-14
Filing date: 2004-01-14
Publication date: 2005-07-19

Abstract

본 발명은 유지전극쌍 내에 전계집중부를 가지는 상판을 구비한 것으로서, 높은 발광효율을 가지는 방전가스가 충진된 플라즈마 디스플레이 패널을 제공하는 것을 목적으로 하며, 이 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 후면기판과, 후면기판의 일측면에 형성된 복수의 어드레스전극들과, 어드레스전극들을 매립하는 후면유전체층과, 후면유전체층 상에 형성되며, 하전입자의 크로스토크를 방지하며 방전셀을 구획하는 격벽, 및 방전셀 내에 도포된 형광체를 구비한 하판과, 후면기판과 대향하도록 결합되며, 후면기판과의 사이에 방전공간을 형성한 전면기판과, 전면기판의 하면에서 일정한 패턴을 가지고 어드레스전극과 교차하도록 형성되며, 단위 방전셀마다 주사, 공통전극으로 이루어진 복수의 유지전극쌍들과, 유지전극쌍들을 매립하는 전면유전체층, 및 유지전극쌍을 이루는 주사전극 및 공통전극 사이에 형성되어 전계를 집중시키는 적어도 하나 이상의 전계집중부를 가진 상판, 및 방전공간 내에 밀봉되어 충진되는 방전가스를 구비한 플라즈마 디스플레이 패널에 있어서, 방전가스는 순수 Kr 또는 소정량의 버퍼가스를 포함하는 Kr 혼합가스를 적용하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널을 제공한다.

Description

플라즈마 디스플레이 패널{Plasma display panel}

본 발명은 플라즈마 디스플레이 패널에 관한 것으로서, 보다 더 상세하게는 전계집중부가 형성된 상판을 구비하며, 주 방전가스가 Kr로 이루어진 방전가스를 가지는 플라즈마 디스플레이 패널에 관한 것이다.

근래에 들어 종래의 음극선관 디스플레이 장치를 대체하는 것으로 주목받고 있는 플라즈마 디스플레이 패널(plasma display panel)은, 복수개의 전극이 형성된 두 기판 사이에 방전가스가 봉입된 후 방전 전압이 가해지고, 이 방전 전압으로 인하여 방전가스로부터 발생되는 자외선에 의해 소정의 패턴으로 형성된 형광체가 여기되어 원하는 화상을 얻는 장치이다.

이러한 플라즈마 디스플레이 패널은 방전 형식에 따라 직류형과 교류형으로 분류될 수 있다. 직류형 플라즈마 디스플레이 패널에서는 전극들이 방전 공간에 노출되어, 하전입자의 이동이 대응 전극들 사이에서 직접적으로 이루어지고, 교류형 플라즈마 디스플레이 패널에서는 적어도 한 전극이 유전체층으로 덮여있고, 대응 전극들의 직접적인 전하의 이동 대신 벽전하(wall charge)의 전계에 의하여 방전이 수행된다.

종래의 통상적인 교류형 플라즈마 디스플레이 패널은 상판과, 이와 대향하도록 이격하여 형성된 하판, 및 상판과 하판 사이의 방전공간에 충진되는 방전가스를 구비한다. 상기 하판은 후면기판과 상기 후면기판 상에 일정한 패턴으로 형성된 어드레스전극을 구비한다. 이 하판과 대향하여 결합하는 상판에는, 후면기판과 대향하는 전면기판과, 상기 전면기판 하면에 형성되며, 방전셀마다 주사, 공통전극이 쌍으로 형성된 복수의 유지전극쌍들 및 상기 유지전극쌍들을 매립하는 전면유전체층이 구비된다. 후면유전체층 상에는 방전거리를 유지하고 방전셀간의 전기적, 광학적 크로스토크(cross-talk)를 방지하는 격벽이 형성된다. 상기 격벽의 양 측면과, 상기 격벽이 형성되지 않은 후면유전체층의 상면에는 레드(red), 그린(green), 블루(blue)의 형광체가 도포된다.

이러한 구조를 가진 플라즈마 디스플레이 패널의 작동은 다음과 같다. 어드레스전극과 주사전극에 소정의 전압이 인가되면, 발광을 위한 방전셀이 선택되고, 상기 선택된 방전셀 내의 두 전극 사이에서 어드레스방전이 일어나 전면유전체층 상에 벽전하가 충전된다. 그 후에 공통전극과 주사전극 사이에 소정의 전압이 인가되면, 이 공통, 주사전극 사이에서 벽전하가 이동되면서 방전가스를 통하여 유지방전이 발생되고, 이에 의해 방전가스가 자외선을 발생하게 되며, 이 발생된 자외선이 형광체를 여기시켜 화상이 형성된다.

그런데, 종래의 교류형 플라즈마 디스플레이 패널의 유지방전에서는 상기 공통, 주사전극 사이에 인가되는 전위 차에 의해서 방전이 일어나게 되는데, 시간이 지날수록 방전이 소멸된다. 특히 주사전극과 공통전극 사이의 갭(Gap) 쪽으로 갈수록 벽전하 소멸정도는 심하게 나타나며, 벽전하의 축적도가 갭 쪽에 쌓여 있을수록 방전 전압의 하강을 유발하게 된다. 이와 더불어, 공통, 주사전극 사이에 불필요한 간섭으로 인하여 방전 시 방전경로가 짧아져서 발광면적이 제한되고, 자외선의 방출량이 적어지게 되어 휘도가 떨어지게 되어, 결과적으로 유지전극쌍들의 방전능력에 장애가 발생한다.

상기와 같은 문제점을 방지하기 위해서는 상기 유지전극쌍을 이루는 공통, 주사전극 사이의 간격이 80~120㎛ 정도로 크도록 형성되어야 하며, 상기 간격이 커짐에 따라 유지방전 시의 방전개시전압도 일정 전압 이상으로 커지게 된다.

그런데, 방전개시전압이 커지게 되고, 주사전극과 공통전극간의 간격이 넓어짐에 따라서, 전력의 소모가 많아지는 동시에 그 구동 회로의 정격이 커지게 되며, 인접 전극에 유도 전압을 일으켜 크로스토크의 발생의 원인이 된다. 이와 더불어, 유지전극쌍을 이루는 공통, 주사전극의 폭이 넓게 형성됨으로써 커패시턴스의 값이 커지게 되어 누설되는 전류가 증가하게 되고 소비전력이 증가하게 된다.

이러한 문제점을 해결하기 위하여, 전면기판 하면에 하나의 방전셀을 이루는 버스, 주사전극 사이에 적어도 하나 이상의 전계집중부를 형성시킴으로써. 상기 전계집중부에 의하여 유지방전에 필요한 방전개시전압을 낮출 수 있다.

즉, 상기 어드레스 방전이 일어나 방전공간의 내면에 형성된 벽전하가 상기 공통, 버스전극 사이의 전면유전체층 또는 공통, 주사전극 상부의 전면유전체층에 형성된 전계집중부 내부에 충전된다. 이 상태에서 유지전극쌍을 이루는 공통, 주사전극에 전압이 교대로 인가되면, 이들 공통전극과 주사전극 사이에서 유지방전이 일어나게 되는데, 이 유지방전을 위한 방전개시전압은 상기 전계집중부과, 이에 충전된 전하에 의해 낮출 수 있게 되므로, 결과적으로 플라즈마 디스플레이 패널의 소비전력을 줄일 수 있다.

상기 전계집중부를 가진 플라즈마 디스플레이 패널에서는, 방전가스로 Xe-Ne, Xe-He, Xe-Ne-He 등의 페닝 혼합가스(penning mixture)를 사용하고 있다. 이 경우 주 방전가스로서 Xe을 이용하며, 이 경우, 전체 방전가스에서 Xe의 함량비가 약 4 내지 10%로 사용된다.

Xe를 주 방전가스로 이용하는 이유는, 상기 Xe가 화학적으로 안정된 휘 가스(inert gas)이기 때문에 방전으로 인하여 해리되지 않고, 원자 번호가 크기 때문에 여기전압이 저하되고 발광하는 빛의 파장이 길게 되기 때문이다.

He이나 Ne을 버퍼가스로 이용하는 이유는, Xe로 인한 패닝 효과에 의한 전압감소 효과 및 고압력화에 의한 스퍼터링(sputtering)효과를, He, 및/또는 Ne이 저감시키기 때문이다.

그런데, 이런 Xe을 주 방전가스로 사용하는 방전가스는 발광효율(ηl)이 1.7 내지 2.0 lm/W로 매우 낮다. 이와 같은 낮은 효율은 플라즈마 방전 시에 기저상태(ground state)에 있는 Xe에 의한 자기 흡수(self absorbtion)에 기인하며, 이로 인하여, 방전가스의 자외선 발생량이 감소하며, 플라즈마 방전시 이온 충격이 발생하게 되며, 결과적으로 휘도가 낮아지고, 수명이 감소한다는 문제점이 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점 등을 포함하여 여러 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 유지전극쌍 내에 전계집중부를 가지는 상판을 구비한 것으로서, 높은 발광효율을 가지는 방전가스가 충진된 플라즈마 디스플레이 패널을 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은:

후면기판과, 상기 후면기판의 일측면에 형성된 복수의 어드레스전극들과, 상기 어드레스전극들을 매립하는 후면유전체층과, 상기 후면유전체층 상에 형성되며, 하전입자의 크로스토크를 방지하며 방전셀을 구획하는 격벽, 및 상기 방전셀 내에 도포된 형광체를 구비한 하판과;

상기 후면기판과 대향하도록 결합되며, 상기 후면기판과의 사이에 방전공간을 형성한 전면기판과, 상기 전면기판의 하면에서 일정한 패턴을 가지고 상기 어드레스전극과 교차하도록 형성되며, 단위 방전셀마다 주사, 공통전극으로 이루어진 복수의 유지전극쌍들과, 상기 유지전극쌍들을 매립하는 전면유전체층, 및 상기 유지전극쌍을 이루는 주사전극 및 공통전극 사이에 형성되어 전계를 집중시키는 적어도 하나 이상의 전계집중부를 가진 상판; 및

상기 방전공간 내에 밀봉되어 충진된 방전가스;를 구비한 플라즈마 디스플레이 패널에 있어서,

상기 방전가스는 순수 Kr 또는 소정량의 버퍼가스를 포함하는 Kr 혼합가스를 적용하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널을 제공한다.

여기서, 상기 버퍼가스는 He, Ne 및 Ar 중에서 적어도 하나 이상 포함된 것이 바람직하다.

이 경우, 상기 방전가스 중 Kr의 함량이 10% 내지 80%인 것이 바람직하며, 특히, 상기 방전가스 중 Kr의 함량이 40% 내지 60%인 것이 더욱 바람직하다.

이와 더불어, 상기 방전가스의 전체 압력이 400torr 내지 500torr인 것이 바람직하다.

상기 전계집중부는 상기 전면유전체층을 그루브하여 형성된 것이 바람직하다.

한편, 상기 버퍼가스는 Ne 및 He를 구비할 수 있다.

이 경우, 상기 방전가스 중 Kr의 함량이 10% 내지 80% 이며, 특히 상기 방전가스 중 Kr의 함량이 40% 내지 60%인 것이 더욱 바람직하다.

여기서, 상기 전계집중부는 상기 전면유전체층을 그루브하여 형성된 것이 바람직하다.

이어서, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 여기서 도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 플라즈마 디스플레이 패널을 도시하고, 도 2는 도 1의 Ⅱ-Ⅱ선을 따라 취한 단면도이다. 여기서, 도 2에서는 설명의 편의를 위하여, 상판의 Ⅱ-Ⅱ선과 하판의 Ⅱ-Ⅱ선이 서로 90°로 직교된 단면을 도시한다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 플라즈마 디스플레이 패널(10)은 상판(21) 및 이와 이격하며 대향하도록 결합된 하판(31)을 구비한다.

상판(21)에는 통상 유리기판인 전면기판(22)이 형성되며, 상기 전면기판(22)의 하면에는, 주사전극(25), 및 이 주사전극(24)과 교대로 전압이 인가되어 유지방전을 발생시키는 공통전극(24)이 일정한 패턴을 가지고 하나의 방전셀마다 쌍으로 배치된다. 상기 하나의 방전셀 내에 형성된 공통전극(24), 및 주사전극(25)이 이루는 하나의 쌍을 유지전극쌍(23)이라 한다.

도면에서는, 상기 공통전극(24)이 통상 ITO(Indium Tin Oxide)로 된 투명한 전극으로 이루어진 투명공통전극(24a)과, 상기 투명공통전극의 라인저항을 보상하기 위하여 상기 투명공통전극(24a) 하면에 형성된 버스공통전극(24b)으로 구성되고, 상기 주사전극(25)이 통상 ITO(Indium Tin Oxide)로 된 투명한 전극으로 이루어진 투명주사전극(25a)과, 상기 투명주사전극의 라인저항을 보상하기 위하여 상기 투명주사전극(25a) 하면에 형성된 버스주사전극(25b)으로 구성되어 있다. 그러나 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니고, 유지전극쌍(23)이 투명공통전극(24a)과 투명주사전극(25a)만으로도 형성되거나, 이와 달리 버스공통전극(24b)과 버스주사전극(25b)만으로도 형성될 수도 있다.

이와 더불어, 상기 공통, 주사전극(24, 25)이 인접하는 방전셀마다 순번대로 배열되는 XYXY형이 도시되어 있으나, 이에 한정되는 것은 아니고, 공통, 주사전극(24, 25)이 인접하는 방전셀마다 서로 반대로 형성되는 XYYX형도 가능하다.

상기 전면기판(22)의 하면에는 상기 공통, 주사전극(24, 25)들을 매립하는 전면유전체층(26)이 형성된다. 상기 전면유전체층 하면에 보호막(28)이 형성될 수도 있다.

상기 유지전극쌍(23)을 이루는 주사전극(25) 및 공통전극(24) 사이에는, 전계를 집중시키는 적어도 하나 이상의 전계집중부(50)가 형성된다. 이 전계집중부(50)는 상기 전면유전체층(26)에 그루브(51)가 형성되어 이루어질 수 있다.

상기 상판(21)과 대향하도록 배치되는 하판(31)은 후면기판(32)을 구비한다. 상기 후면기판(32)의 일측면에는 상기 공통, 주사전극(24, 25)과 교차하며, 상기 주사전극(25)과 함께 어드레스방전을 발생시키는 어드레스전극(35)들이 형성되며, 상기 어드레스전극(35)들은 후면유전체층(36)에 의하여 덮여 있다. 이 어드레스전극(35)은 공통, 주사전극(24, 25)과 함께 하나의 방전셀을 형성한다. 상기 후면유전체층(36) 상에는 격벽(40)이 형성되며, 이 격벽(40)에 의하여 방전셀이 구획된다. 이 경우, 상기 격벽(40)은 상술한 실시예에 의하여 한정되지 않으며, 방전공간을 방전셀의 배열패턴으로 구획할 수 있는 구조이면 어느 것이나 가능하다. 상기 방전셀 내면에는 형광체(38)가 도포된다.

본 발명의 특징은 상기 방전공간(S)내에 충진되는 방전가스가 순수 Kr 또는 적정량의 버퍼가스가 포함된 Kr 혼합가스인 점이다. 본 발명에 따르면 Kr은 적어도 10% 이상이며, 버퍼가스는 He, Ne 및 Ar 중 적어도 하나 이상을 구비하여 이루어진 가스이다. 즉, 본 발명은 방전 가스로서 매우 높은 농도의 Kr 가스가 적용된다. 이와 같이 매우 높은 농도의 Kr 혼합가스는 방전 시, 도 3에 도시된 바와 같이, 제3의 물질(M)과 충돌한 3자 반응(Three-body reaction or collision)에 의해 높은 농도의 다이머(dimer), 즉 여기된 Kr 액시머(Kr2*)를 발생시킨다. 이러한 Kr 액시머는 안정한 기저상태를 가지지 않으므로 기존의 Xe과는 달리 기저 상태에서의 자기 흡수(self absorption)에 의한 손실을 일으키지 않는다. Kr 액시머의 방출은 146nm 근방에서 일어나며, 이는 종래의 방전 가스로 사용되었던 Xe의 공명라인(resonance line)인 147nm와 거의 일치한다. 이러한 일치성은 Xe을 방전가스를 사용하던 플라즈마 디스플레이 패널에서 기존 형광체를 그대로 이용하여 방전 가스를 Kr으로 대체하는 것이 가능하다는 것을 의미한다.

따라서, 본 발명에서는 주 방전가스로 Kr을 사용하며, 방전가스 고유의 특성상, 그 함량비가 나머지 버퍼가스 대비 10 내지 80%인 것이 바람직하다.

도 4a는 본 발명에 따른 Kr-Ne을 방전가스로 사용한 경우, 및 방전가스로 Xe-Ne을 사용한 경우에서의 플라즈마 디스플레이 패널의 발광효율(ηl)을 비교한 그래프이고, 도 4b는 본 발명에 따른 Kr-Ne을 방전가스로 사용한 경우, 및 방전가스로 Xe-Ne을 사용한 경우에서의 방전개시전압(Vf)을 비교한 그래프이다. 여기서, 종래에 채택된 방전가스인 Xe-Ne의 경우, Xe의 함량비가 4% 내지 10%이고, 전체가스압력이 약 400torr이므로, 도 4a, 및 도 4b에서는, Xe-Ne 방전가스에서 Xe의 함량비가 7%이고, 전체가스압력이 약 400torr인 경우에서의 발광효율(ηl) 및 방전개시전압(Vf)이 도시된다.

먼저 도 4a, 도 4b에 도시된 그래프 중에서 종래의 Xe-Ne 방전가스와, 방전 가스 전체압력이 400torr인 경우의 Kr-Ne 방전가스를 비교한다. 도 4a에서와 같이 종래의 Xe-Ne 방전가스의 경우 패널의 발광효율(ηl)은 1.8 lm/W이다. 이에 비하여, Kr-Ne 방전가스의 경우, Kr의 함량비가 커짐에 따라 발광효율(ηl)이 증가하며, 그 증가 추세도 급격히 커진다는 것을 알 수 있다. 특히, Kr의 함량비가 40%인 경우 패널의 발광효율(ηl)이 약 1.8 lm/W로서, 종래의 Xe-Ne 방전가스의 발광효율과 비슷하며, 그 함량비가 증가할수록 발광효율(ηl)은 더욱 더 높아진다는 것을 알 수 있다. 따라서, 방전가스 중 Kr의 함량비가 적어도 40% 이상이 되는 것이 바람직하다.

한편, 도 4b에 도시된 바와 같이, Kr의 함량비가 커짐에 따라 발광효율(ηl)이 높아짐과 동시에, 방전개시전압(Vf)도 증가한다는 것을 알 수 있다. 즉, 종래의 Xe-Ne 방전가스에서 방전개시전압은 약 210V인데, 이에 비하여 Kr-Ne 방전가스는, Kr의 함량비가 20%인 경우 220V로서 Xe-Ne 방전가스에 비하여 크며, 그 방전개시전압(Vf)의 값도 점점 커진다.

여기서 방전개시전압(Vf)이란, 방전공간 내에 벽전하가 발생하지 않은 상태로부터 방전이 개시되어 발광이 발생하기 위하여 필요한 전압으로 정의될 수 있다. 이 경우, 방전개시전압(Vf)이 작을수록 유리하나, 이 인자는 방전효율에 비하여 플라즈마 디스플레이 패널의 성능에 큰 역할을 하지 못한다. 더욱이, 방전개시전압(Vf)의 차가 약 50V 이하인 경우에는 방전 성능에 큰 차이가 나지 않는다. 이는 방전개시전압(Vf)이 큰 경우, 방전을 발생시키는 부위에 벽전하를 상대적으로 많이 축적되도록 함으로써, 방전개시전압의 차이가 상쇄될 수 있으며, 특히 방전셀 내에 전계집중부(50)가 형성됨으로써 유지방전시의 방전개시전압이 상대적으로 낮아지기 때문이다.

따라서, 상기 Kr의 함량비가 60%인 경우의 방전개시전압(Vf)이, 종래의 Xe-Ne 방전가스의 방전개시전압(Vf)인 210V 에 비하여 40V 정도 높은 약 250V이므로, Kr-Ne 방전가스에서 Kr의 함량비가 60% 이하인 경우가 더욱 바람직하다.

결과적으로 발광효율(ηl) 및 방전개시전압(Vf)을 참고할 경우, 상기 방전가스 중 Kr의 함량이 40% 내지 60%인 것이 바람직하다.

한편, 이와 더불어 도 4a, 및 도 4b는 Kr-Ne 방전가스의 전체가스압력을 300torr, 400torr, 및 500torr로 설정한 상태에서 발광효율(ηl) 및 방전개시전압(Vf)을 각각 도시하고 있다. 도면을 참조하면, 패널의 발광효율(ηl)은 Kr-Ne 방전가스의 전체가스압력과 비례하는 관계가 있다. 즉, 전체가스압력이 클수록 증가한다.

그런데, 도 4a에 도시된 바와 같이, Kr 함유량이 40%인 경우에서, 전체가스압력이 각각 300torr, 400torr, 및 500torr에 대한 발광효율을 비교하면, 전체가스압력이 400torr인 경우의 발광효율이 Kr 함유량이 40%에서 약 1.8 lm/W로서 종래의 Xe-Ne의 발광효율(ηl)과 동일한 것을 알 수 있다. 따라서, 전체가스압력이 400torr 이상인 것이 더욱 바람직하다.

이와 더불어, 도 4b에 도시된 바와 같이, Kr-Ne 방전가스의 전체가스압력이 높아짐에 따라서, 방전개시전압(Vf)이 증가함을 알 수 있다. 특히, Kr 함유량이 60%에서는, 전체가스압력이 500torr인 경우가, 방전개시전압(Vf)이 약 260V로서, 종래의 Xe-He 방전가스의 약 210V에 비하여 약 50V 커짐을 알 수 있다. 이와 더불어 상기한 바와 같이 전체가스압력과 방전개시전압이 비례관계에 있으므로, 전체가스압력이 500torr 이하인 것이 더욱 바람직하다.

결론적으로 방전개시전압(Vf) 및 발광효율(ηl)을 감안하면, 상기 방전가스의 전체 압력이 400torr 내지 500torr인 것이 바람직하다.

한편, 상기 버퍼가스가 Ne 및 He을 구비하는 3원 혼합가스를 방전가스로 할 수 있다. 여기서 주 방전가스로는 Kr을 사용하며, 방전가스 고유의 특성상, Kr의 함량비가 나머지 버퍼가스 대비 10 내지 80%인 것이 바람직하다.

이 경우, 도 5a 및 도 5b는, 각각 본 발명에 따른 Kr-He-Ne을 방전가스로 사용한 경우, 및 방전가스로 Xe-He-Ne을 사용한 경우에서의 플라즈마 디스플레이 패널의 발광효율(ηl)을 비교한 그래프, 및 본 발명에 따른 Kr-He-Ne을 방전가스로 사용한 경우, 및 방전가스로 Xe-He-Ne을 사용한 경우에서의 방전개시전압(Vf)을 비교한 그래프이다. 여기서 종래의 Xe-He-Ne 방전가스의 경우의 Xe의 함량비가 4% 내지 10%이므로, 도면에서는 Xe의 함량비가 7%인 경우의 발광효율(ηl) 및 방전개시전압(Vf)을 나타낸다.

도 5a에서와 같이, 종래의 Xe-He-Ne 방전가스의 경우 패널의 발광효율(ηl)은 약 1.8 lm/W이다. 이에 비하여, Kr-He-Ne 방전가스의 경우, Kr의 함량비가 커짐에 따라 발광효율(ηl)이 증가하며, 그 증가 추세도 급격히 커진다는 것을 알 수 있다. 특히, Kr의 함량비가 40%인 경우 패널의 발광효율(ηl)이 약 1.9 lm/W이로서, 종래의 Xe-He 방전가스에 비하여 크며, 그 함량비가 증가할수록 발광효율(ηl)은 더욱 더 높아진다는 것을 알 수 있다. 따라서, 상기 Kr-He-Ne 방전가스 중의 Kr의 함량비는 40% 이상인 것이 바람직하다.

한편, 도 5b에 도시된 바와 같이, Kr의 함량비가 커짐에 따라 발광효율(ηl)이 높아짐과 동시에, 방전개시전압(Vf)이 증가한다는 것을 알 수 있다. 즉, 종래의 Kr-He-Ne 방전가스에서 방전개시전압(Vf)은 약 210V인데, 이에 비하여 Kr-He-Ne 방전가스는, Kr의 함량비가 20%인 경우 230V로서 Xe-He 방전가스에 비하여 크며, 그 방전개시전압(Vf)의 값도 점점 커진다.

특히 Kr-He-Ne 방전가스에서 Kr의 함량비가 60%인 경우, 방전개시전압(Vf)이 종래의 Xe-He-Ne 방전가스의 210V 에 비하여 50V 정도 높은 약 260V 이며, Kr의 함량비가 60%이상인 경우, 그 방전개시전압(Vf)이 급격히 증가한다. 따라서 방전가스 중 Kr의 함량이 60% 이하가 바람직하다.

따라서, 도 5a 및 도 5b를 참조하면, 방전가스 중 Kr의 함량비가 40% 내지 60%인 것이 바람직하다.

본 발명에 따르면 이온충격에 의한 MgO 보호막 및 형광체의 손상의 억제를 기대할 수 있다. 이는 종래의 비록 Xe에 비해 분자량이 작은 Kr을 방전가스로 적용하지만, 종래에는 큰 질량의 Xe의 부분압력이 4% 내지 10%인데 비해, 본 발명의 경우는 큰 질량의 Kr의 부분압이 크기 때문이다.

본 발명의 플라즈마 디스플레이 패널은 매우 높은 농도의 Kr을 방전 가스로 적용한다. 경우에 따라서는 버퍼 가스가 없이 100%의 Kr 가스를 사용할 수 있다. 이와 같은 높은 농도의 Kr은 다량의 액시머를 발생시키기 위해서 필요하다. 높은 농도의 Kr에 의해 생성된 Kr 엑시머(Kr2*)의 방출은 146nm 근방에서 이루어지기 때문에 공명라인(resonance line)이 147nm 인 Xe에 대한 대체물이 될 수 있다.

상기와 같이 구성된 본 발명은 Kr 액시머에 의한 자외선을 형광체 여기원으로 이용한다. Kr 엑시머의 발생을 위해서 높은 농도를 가진, 나아가서는 순수한 Kr 가스를 방전가스로 적용한다. 이와 같은 특징에 의해 본 발명의 전계집중부를 가진 플라즈마 디스플레이 패널은 높은 휘도와 효율을 가지게 된다. 즉, 본 발명에 따르면 음극선관에 대비한 플라즈마 디스플레이 패널의 약점으로 나타나고 있고 휘도 및 효율을 상당히 개선한다. 또한, 질량이 큰 고농도의 Kr 방전 가스가 적용되기 때문에 이온 충격에 의한 MgO 보호막 및 형광체의 손상등을 억제하여 결과적으로 수명을 연장시킨게 된다.

본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 발명이 속하는 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 플라즈마 디스플레이 패널을 도시한 사시도이고,

도 2는 도 1의 Ⅱ-Ⅱ선을 따라 취한 단면도이고,

도 3은 본 발명에 따른 플라즈마 디스플레이 패널에 있어서, Kr 액시머 발생을 위한 3자 반응(Three-body Collision)을 설명한 도면이고,

도 4a는 도 1의 플라즈마 디스플레이 패널에 채택된 Kr-Ne 방전가스의 Kr 함량비에 따른 패널 방전효율의 변화를 도시한 그래프이고,

도 4b는 도 1의 플라즈마 디스플레이 패널에 채택된 Kr-Ne 방전가스의 Kr 함량비에 따른 방전개시전압의 변화를 도시한 그래프이고,

도 5a는 도 1의 플라즈마 디스플레이 패널에 채택된 Kr-He-Ne 방전가스의 Kr 함량비에 따른 패널 방전효율의 변화를 도시한 그래프이고,

도 5b는 도 1의 플라즈마 디스플레이 패널에 채택된 Kr-He-Ne 방전가스의 Kr 함량비에 따른 방전개시전압의 변화를 도시한 그래프이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

10: 플라즈마 디스플레이 패널 21: 상판

22: 전면기판 23: 유지전극쌍

24: 공통전극 24a: 투명공통전극

24b: 버스공통전극 25: 주사전극

25a: 투명주사전극 25b: 버스주사전극

26: 전면유전체층 31: 하판

35: 어드레스전극 36: 후면유전체층

38: 형광체 40: 격벽

50: 전계집중부 51: 그루브

S: 방전공간 Vf: 방전개시전압

ηl: 발광효율

Claims

후면기판과, 상기 후면기판의 일측면에 형성된 복수의 어드레스전극들과, 상기 어드레스전극들을 매립하는 후면유전체층과, 상기 후면유전체층 상에 형성되며, 하전입자의 크로스토크를 방지하며 방전셀을 구획하는 격벽, 및 상기 방전셀 내에 도포된 형광체를 구비한 하판;

상기 후면기판과 대향하도록 결합되며, 상기 후면기판과의 사이에 방전공간을 형성한 전면기판과, 상기 전면기판의 하면에서 일정한 패턴을 가지고 상기 어드레스전극과 교차하도록 형성되며, 단위 방전셀마다 주사, 공통전극이 쌍으로 이루어진 복수의 유지전극쌍들과, 상기 유지전극쌍들을 매립하는 전면유전체층, 및 상기 유지전극쌍을 이루는 주사전극 및 공통전극 사이에 형성되어 전계를 집중시키는 적어도 하나 이상의 전계집중부를 가진 상판; 및

상기 방전공간 내에 밀봉되어 충진되는 방전가스;를 구비한 플라즈마 디스플레이 패널에 있어서,

상기 방전가스는 순수 Kr 또는 소정량의 버퍼가스를 포함하는 Kr 혼합가스를 적용하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널.
제 1 항에 있어서,

상기 버퍼가스는 He, Ne 및 Ar 중 적어도 하나를 구비한 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널.
제 2 항에 있어서,

상기 방전가스 중 Kr의 함량이 10% 내지 80%인 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널.
제 3 항에 있어서,

상기 방전가스 중 Kr의 함량이 40% 내지 60%인 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널.
제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 하나의 항에 있어서,

상기 방전가스의 전체 압력이 400 내지 500torr인 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널.
제 1 항에 있어서,

상기 전계집중부는 상기 전면유전체층을 그루브하여 형성된 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널.
제 2 항에 있어서,

상기 버퍼가스는 Ne 및 He를 구비한 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널.
제 7 항에 있어서,

상기 방전가스 중 Kr의 함량비가 10% 내지 80%인 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널.
제 8 항에 있어서,

상기 방전가스 중 Kr의 함량비가 40% 내지 60%인 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널.
제 7 항 내지 제 9 항 중 어느 하나의 항에 있어서,

상기 전계집중부는 상기 전면유전체층을 그루브하여 형성된 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널.