KR20060085084A - 플라즈마 디스플레이 패널에서 대응전극으로 된 방전 셀 - Google Patents

Abstract

본 발명은 방전공간을 증가하고 방전효율을 높이기 위하여 PDP 방전 셀(Cell)의 구조를 재배치하는 것에 관한 것이다. 본 발명은 기존의 면 방전에서 필연적으로 일어나는 부분적 방전형상을 개선하고 전 방전공간에 균일한 방전을 유도하는 대응방전을 위한 한 쌍의 전극들을 포함하는 것을 특징으로 한다. 본 발명은 기존의 면 방전에 의한 방전공간의 제한을 벗어나 필요에 따라 방전공간을 임으로 증가하는 것을 또한 특징으로 한다.

본 발명에 의하면, 균일한 방전과 큰 방전공간으로 더욱 증가한 방전 플라즈마의 발생이 가능하게 되어 진공자외선의 양이 증대됨에 따라 휘도 및 방전효율을 현저하게 증가시킬 수 있게 된다. 본 발명에 의하면 서스테인전극이 버스전극의 역할을 함께 수행하며 서스테인전극이 투명전극일 필요가 없어 고전도성재질의 전극 사용으로 서스테인전극에서 전력손실을 최소화할 수 있다. 본 발명에 의하면, 보호막이 투명일 필요가 없어 다양한 보호막 재질을 선택할 수 있다.

PDP 방전 셀, 대응방전, 서스테인전극

Description

플라즈마 디스플레이 패널에서 대응전극으로 된 방전 셀 {Discharge Cells in Plasma Display Panel consisted of Electrodes in Face to Face}

도 1 은 본 발명에 따른 PDP 방전 셀들의 중심을 지나고 전면기판에 수직 하면서 위에서 아래로 자른 상기 방전 셀들의 단면도.

도 2 는 PDP방전 셀들을 전면에서 바라보면서 상기 방전 셀들의 전극의 구조를 표시한 것이다.

(도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명)

10 : 전면기판 12 : 후면기판

20A : 서스테인전극 20B: 서스테인전극

25 : 어드레스전극 30 : 유전체층

40 : 형광체층 50 : 보호막

60 : 격벽 70 : 적색 가시광

80 : 녹색 가시광 90 : 청색 가시광

본 발명은 대응방전을 이용한 플라즈마 디스플레이 패널로서, 보다 상세하게 는 플라즈마 디스플레이 패널의 방전 셀(Cell)들을 대응전극 구조로 만들어 대응전극사이에서 방전이 유도되게 하여 더욱 균일한 방전이 발생하도록 하며 방전공간을 증가하는 것에 관한 것이다.

일반적으로 플라즈마 디스플레이 패널(Plasma Display Panel; 이하 PDP라 한다)은 기체방전을 이용한 디스플레이로서 기체방전 시 플라즈마로부터 발생하는 진공자외선이 형광체를 여기 시켜 발생하는 가시광선을 이용하여 문자나 그림을 표시하는 것이다.

기존의 PDP 방전 셀에서 전극구조는 면 방전 방식으로 한 쌍의 서스테인(Sustain)전극이 화상의 표시 면에 나란하게 배치되어 있다. 면 방전 구조에서 두 서스테인전극 사이의 전위차로 인하여 유도된 전장은 균일하지 못하고 한곳에 전기력선이 집중되는 현상이 생겨, 방전이 전 방전공간에 균일하게 발생하지 못하고 한곳에 집중하게 되며, 플라즈마 역시 한곳에 집중되어 불균일하게 발생하게 된다. 이러한 면 방전 구조는 플라즈마를 효율적으로 발생하는 데에 한계가 있는 것이다. 그래서 전 방전공간에 균일하게 플라즈마를 발생하는 전극구조가 절실히 필요한 것이다.

통상 PDP 방전에 이용되는 면 방전 구조에서 두 서스테인전극 사이의 거리는 보통 150㎛ 이하로 설정되는데, 바로 이 전극간의 거리가 방전공간의 확보에 한계가 된다. 그래서 더 많은 방전 플라즈마를 발생하기 위하여 더 큰 방전공간의 확보가 필요하다.

기존의 면 방전 PDP 셀에서는 서스테인전극이 화상 표시 면에 배치되어 고전 도성이 아닌 ITO투명전극이 사용되어 저항으로 인한 전력손실과 열이 발생하게 된다. 이러한 열 발생의 원인을 원천적으로 제거할 필요가 있다.

따라서 본 발명은 플라즈마 디스플레이 패널의 크기에 관계없이 방전 셀에서 대응방전을 이용하여 방전공간을 임의로 증가할 수 있도록 하며 방전이 전 방전공간에 균일하게 일어나게 하여 플라즈마 발생을 증가하고 진공자외선의 양을 증대하여 휘도 및 방전효율을 현저하게 증가하는 것이다.

상기한 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명은 PDP 방전 셀 내에 두 서스테인 전극으로 대응전극을 사용하여 전위차를 갖은 두 전극사이에 균일한 전장이 형성되게 한다.

또한, 본 발명은 두 서스테인 전극이 화상 표시 면이 아닌 방전 셀의 다른면에 위치하도록 하여 빛의 투과성에 관계없이 고전도성재질을 전극재질로 사용한다.

또한, 본 발명은 플라즈마 디스플레이 패널의 크기에 관계없이 두 서스테인 전극의 크기를 임으로 증가 및 감소하여 설계할 수 있다.

상기한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 PDP는 가스방전으로 생긴 플라즈마에서 방출되는 진공자외선을 이용하여 가시광을 방출하는 다수개의 방전 셀들을 구비하며 방전 셀 내에서 방전이 균일하게 일어나게 하는 한 쌍의 대응전극을 서스테인전극으로 하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 대응전극을 화상 표시 면이 아닌 방전 셀의 다른 면에 위치하도 록 하여 광 투과성에 관계없이 가장 전도성이 뛰어난 재질을 서스테인전극으로 사용할 수 있는 이점이 있다.

또한, 본 발명은 광 투과성에 관계없이 보호성이 뛰어나고 전자의 2차방출계수가 큰 물질을 유전체 보호막으로 사용할 수 있는 이점이 있다.

또한, 본 발명은 광 투과성에 관계없이 최상의 재질인 유전체층을 선택하여 서스테인전극위에 도포할 수 있는 이점이 있다.

또한, 본 발명은 플라즈마 디스플레이 패널의 크기에 관계없이 상기 대응전극의 크기를 임으로 조절할 수 있어 방전공간의 크기를 임으로 선택할 수 있으며 따라서 방전 플라즈마의 량을 필요에 따라 임으로 정할 수 있는 특징이 있다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 상세하게 설명하면 다음과 같다.

도 1 은 본 발명에 따른 PDP 방전 셀들의 중심을 지나고 전면기판에 수직 하면서 위에서 아래로 자른 상기 방전 셀들의 단면도이고, 도 2 는 PDP방전 셀들을 전면에서 바라보면서 상기 셀들의 전극의 구조를 표시한 것이다.

도1에 도시된 PDP 방전 셀들은 화상의 표시 면인 전면기판(10)과 유전체층(30)에 의해 전면기판(10)과 평행하게 배치된 후면기판(12)을 구비하고 있다. 유전체층(30)은 셀 간의 광학적 간섭이 차단되도록 셀 내부에 방전공간을 마련함과 아울러 전면기판(10)과 후면기판(12)을 지지하는 역할을 한다. 유전체층(30)은 방전셀을 구성하는 두 개의 서스테인전극(20A, 20B)을 감싸고 있어 더 많은 전기적 에너지가 방전공간을 채우도록 한다. 두 서스테인전극 (20A, 20B)외부에는 전하축적을 위한 유전체층(30)이 평탄하게 형성되어 있고, 이 유전체층(30) 표면에는 보호막(50)이 형성되어 있다. 이 보호막(50)은 플라즈마 입자들의 스퍼터링 현상으로부터 유전체층(30)을 보호하여 셀 수명을 연장시켜줄 뿐만 아니라 2차전자의 방출효율을 높여주고 셀의 방전특성의 변화를 줄여주는 역할을 한다. 전면기판(10)과 어드레스 (Address)전극(25)이 배치된 후면기판(12)의 내부 벽에 고유색의 가시광선(R,G,B)을 발생하기 위한 형광체층(40)이 도포되어 있다.

도2에서 후면기판(12)에 배치된 어드레스전극(25)은 서스테인전극(20)과 교차하게끔 형성되어 있다. 전면기판(10)과 후면기판(12) 사이에 삽입된 격벽(60)은 셀 간의 전기적, 광학적 간섭이 차단되도록 셀 내부에 방전공간을 마련함과 동시에 전면기판(10)과 후면기판(12)을 지지하는 역할을 한다. 전면기판(10), 후면기판(12) 그리고 격벽(60)에 도포된 형광체층(40)은 가스방전 시 발생되는 짧은 파장의 진공자외선 (Vacuum Ultraviolet; VUV)에 의해 여기 되어 적색(70), 녹색(80), 청색(90)의 가시광을 각각 발생한다. 방전 셀 내부에 마련되는 방전공간은 헬륨(He), 네온(Ne), 제논(Xe) 등과 같은 방전가스로 충진 되어진다. 어드레스전극(25)과 서스테인전극들 (20A, 20B))간에 어드레스 방전을 일으킨 후 두 서스테인 전극 (20A, 20B)간에 연속적인 서스테인방전이 이어지고 이 서스테인방전 시 발생하는 진공자외선이 형광체(40)를 여기 시켜 가시광선이 방출되게 하여 원하는 화상을 표시하게된다.

기존의 면 방전 구조에서는 두 서스테인 전극 사이의 거리가 약 150㎛ 이하였으나 이 발명에서 두 서스테인전극(20A, 20B) 사이의 거리는 500㎛ 이나 그 이상이 되어 큰 방전공간이 확보된다. 도2에서 두 서스테인전극(20A, 20B)은 평행판 전 극구조를 형성하여 방전 공간 내부에 균일한 전장을 형성하게 되여 전 방전공간에 균일한 방전이 발생하도록 한다. 도1에서 플라즈마 디스플레이 패널의 크기에 관계없이 전면기판(10)과 후면기판(12) 사이의 거리를 임의로 정할 수 있어 방전공간의 필요에 따라 조절할 수 있다. 서스테인전극(20A, 20B)의 폭도 필요에 따라 임으로 조절할 수 있다.

서스테인전극(20A, 20B)과 어드레스전극(25)이 화상 표시면인 전면기판(10)에 있지 않아 광 투과성에 관계없이 전극에 가장 최상의 재질을 사용할 수 있다. 따라서 고전도성재질의 전극을 선택하여 전기회로에 사용되는 전력을 최소화하고 열 발생량을 감소시킨다.

서스테인전극(20A, 20B)에 도포된 유전체층(30)은 광 투과성에 관계없이 최상의 전기적 특성을 가진 재질을 사용하여 방전공간에 더욱 향상된 전기방전을 유도한다. 유전체층(30) 표면의 보호막(50)은 광 투과성이 좋은 산화마그네슘(MgO)막이 이용되었다. 그러나 본 발명에서는 광 투과성에 관계없이 플라즈마 스퍼터링에 대한 내구성이 강하고 2차전자의 방출효율이 높은 물질의 보호막을 선택할 수 있다.

＜한 실시 예＞

이하에서는 본 발명의 한 실시 예를 제시한다.

102 인치 대형 플라즈마 디스플레이 패널을 실시예로 한다. 유전체층의 두께를 50㎛ 으로 하고 산화마그네슘 보호막(50)의 두께는 5000 옹스트롱으로 하며 서스테인전극(20A)과 서스테인전극(20B) 사이의 거리는 1200㎛ 이 된다. 전면기판과 후면기판 사이의 거리는 1000㎛ 으로한다. 서스테인전극(20A, 20B)의 폭은 500㎛으로 한다. 격벽(60)의 두께는 100㎛으로 한다. 격벽(60)과 격벽(60) 사이의 방전공간의 폭은 650㎛ 이상이 되게 한다. 도2에서 적, 녹, 청색의 방전 셀들의 후면기판(12)에 배치된 어드레스전극(25)의 폭은 100㎛으로 한다. 이 실시 예에서 방전공간의 부피는 1100㎛ × 500㎛ × 650㎛ 이상을 확보하여 충분한 방전 플라즈마를 발생할 수 있다. 두 서스테인전극(20A, 20B)의 한 전극은 음극이고 다른 전극은 양극을 형성하며 교류의 특성에 따라 이 전극들의 극이 바뀐다. 두 전극사이의 방전에서 PDP에 중요한 휘도 특성으로는 음극근방에서 발생하는 부글로우 (Negative Glow)와 양극 쪽에 길게 형성되는 양광주 (Positive Column)가 있는데, 인가전압에 대한 방전효율은 양광주에서 65％ 정도이며 이 양광주는 두 전극간의 거리가 약 1000㎛ 이나 그 이상이 되어야 전자가 긴 거리를 이동하면서 발생한다. 기존의 면방전에서는 두 서스테인전극 사이의 거리가 150㎛ 이하로 방전효율이 6％이하인 부글로우만을 이용하였으나, 이 실시 예에서는 두 전극 사이의 거리가 1000㎛ 이상이 되어 효율이 높은 양광주를 사용하게 되어 PDP 휘도를 현저하게 향상할 수 있다.

상기한 바와 같이 본 발명은 PDP 방전 셀에서 서스테인전극으로 대응 전극을 이용하여 두 전극사이에 균일한 전기장을 유도하며 전 방전공간에 균일한 플라즈마의 발생으로 많은 량의 진공자외선이 방출되어 PDP 휘도를 현저히 향상한다.

또한, 본 발명은 플라즈마 디스플레이 패널의 크기에 관계없이 전면기판과 후면기판 사이의 거리를 임으로 선택하여 가장 효율적인 방전공간을 선택하고 서스테인전극의 폭을 결정하여 PDP 방전 셀의 방전효율을 개선한다.

또한, 본 발명은 서스테인전극과 어드레스전극을 화상 표시 면인 전면기판에 배치하지 않아 광 투과성과 관계없이 최상의 전극 재질, 최상의 유전체 재질, 최상의 보호막 재질을 선택하여 PDP의 전반적인 효율을 향상시킨다.

이상에서, 본 발명의 특징을 도시하고 설명하였다. 그러나 본 발명은 상술한 설명에만 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이하의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상의 요지를 벗어남이 없이 얼마든지 다양하게 변경 실시할 수 있을 것이다.

Claims (6)

1. 다수의 방전 셀들을 가지는 플라즈마 디스플레이 패널에 있어서, 전면기판과 후면기판을 지지하면서 방전 셀 내부에 방전공간을 마련해 주는 한 쌍의 유전체층과 한 쌍의 격벽으로 된 방전 셀들을 구비하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 한 쌍의 유전체층은 각각 평행판 전극을 감싸고 한 유전체층은 한 방전셀의 상부에 다른 유전체층는 상기 방전 셀 하부에 배치되며 상기 유전체층들에 싸인 두 평행판 전극이 서스테인전극으로서 대응전극의 구조를 형성하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 유전체층 표면에 보호막을 도포하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널.
4. 제 1 항에 있어서,

   상기 한 쌍의 격벽이 한 방전 셀의 좌우에 각각 배치되도록 하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널.
5. 제 1 항에 있어서,

   어드레스전극이 서스테인전극과 교차하는 배열로 후면기판상에 배치된 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널.
6. 플라즈마 디스플레이 패널의 방전 셀들에서 가스방전 시 발생되는 짧은 파장의 진공자외선에 의해 여기 되어 적색, 녹색, 청색의 가시광을 각각 발생하도록 전면기판내부, 후면기판내부 그리고 격벽에 형광체층을 도포하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널.

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