KR100615191B1 - Plasma display panel comprising micro-lens array - Google Patents
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Abstract
본 발명은 휘도 및 발광효율이 우수한 플라즈마 디스플레이 패널을 제공하는 것을 목적으로 하며, 이 목적을 달성하기 위하여, 다수개의 마이크로렌즈들을 구비하는 제1마이크로렌즈 어레이, 상기 제1마이크로렌즈 어레이의 배면에 배치되어 있는 전면기판, 상기 전면기판의 배면에 형성되어 있는 다수개의 유지전극쌍들, 상기 유지전극쌍들 배면에 형성되어 있는 버스전극들, 상기 유지전극쌍들 및 상기 버스전극들이 매립되도록 상기 전면기판의 배면에 형성되어 있는 전면 유전체층, 상기 전면 유전체층의 배면에 배치되고, 상기 제1마이크로렌즈 어레이와 대응되고, 다수개의 마이크로렌즈들을 구비하는 제2마이크로렌즈 어레이, 상기 전면기판과 소정의 간격만큼 이격되어 대향하도록 결합되어 방전 공간을 형성하는 배면기판, 상기 유지전극쌍과 교차하도록 상기 배면기판의 전면에 형성되어 있는 복수개의 어드레스전극들, 상기 어드레스전극들이 매립되도록 상기 배면기판의 전면에 형성되어 있는 배면 유전체층, 상기 배면유전체층 전면에 형성되어 있으며 방전셀을 구획하는 격벽, 및 상기 방전셀 내에 도포되어 있는 형광체를 구비하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널을 제공한다.An object of the present invention is to provide a plasma display panel having excellent brightness and luminous efficiency. To achieve this object, a first microlens array having a plurality of microlenses, and disposed on a rear surface of the first microlens array The front substrate, a plurality of sustain electrode pairs formed on the rear surface of the front substrate, bus electrodes formed on the back of the sustain electrode pairs, the sustain electrode pairs, and the bus electrodes to be embedded. A front dielectric layer formed on a rear surface of the second dielectric layer disposed on a rear surface of the front dielectric layer, corresponding to the first microlens array, and having a plurality of microlenses, and spaced apart from the front substrate by a predetermined distance; And a back substrate coupled to face each other to form a discharge space, and the sustain electrode pair A plurality of address electrodes formed on the front surface of the back substrate so as to intersect, a back dielectric layer formed on the front surface of the back substrate so that the address electrodes are embedded, a partition wall formed on the front surface of the back dielectric layer, and partitioning a discharge cell; And a phosphor coated in the discharge cell.
Description
도 1은 일반적인 플라즈마 디스플레이 패널 상판으로 입사하는 가시광선의 진로를 나타내는 도면이고,1 is a view showing the path of visible light incident on a typical plasma display panel top plate,
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 플라즈마 디스플레이 패널의 단면도이고,2 is a cross-sectional view of a plasma display panel according to an embodiment of the present invention;
도 3은 도 2의 플라즈마 디스플레이 패널의 상판의 사시도이고,3 is a perspective view of an upper plate of the plasma display panel of FIG. 2;
도 4는 도 2의 플라즈마 디스플레이 패널 상판으로 입사하는 가시광선의 진로를 나타내는 도면이고,4 is a view illustrating a path of visible light incident on the upper panel of the plasma display panel of FIG. 2;
도 5a는 사각 마이크로렌즈 어레이의 개략적인 사시도이고,5A is a schematic perspective view of a rectangular microlens array,
도 5b는 육각 마이크로렌즈 어레이의 개략적인 사시도이다. 5B is a schematic perspective view of a hexagonal microlens array.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *Explanation of symbols on the main parts of the drawings
100 : 플라즈마 디스플레이 패널 111 : 전면기판100: plasma display panel 111: front substrate
112 : 유지전극쌍 114 : 버스전극112: sustain electrode pair 114: bus electrode
115 : 전면 유전체층 116 : 보호층115: front dielectric layer 116: protective layer
121 : 배면기판 122 : 어드레스 전극121: back substrate 122: address electrode
125 : 배면 유전체층 126 : 형광체층125 back
130 : 격벽 140 : 외광 반사 흡수층130: partition 140: external light reflection absorbing layer
150 : 상판 160 : 하판150: upper plate 160: lower plate
170 : 가시광선 180 : 제2마이크로렌즈170: visible light 180: second micro lens
183 : 제2마이크로렌즈 어레이 185 : 제1마이크로렌즈183: second microlens array 185: first microlens
187 : 제1마이크로렌즈 어레이 190 : 방전셀187: first microlens array 190: discharge cell
195 : 광축195: optical axis
본 발명은 플라즈마 디스플레이 패널에 관한 것으로서, 더 상세하게는 마이크로 렌즈를 이용하여 휘도가 향상된 플라즈마 디스플레이 패널에 관한 것이다.The present invention relates to a plasma display panel, and more particularly, to a plasma display panel having improved luminance by using a micro lens.
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, 이로 인하여 발생되는 자외선에 의해 소정의 패턴으로 형성된 형광체가 여기되어 원하는 화상을 얻는 장치이다.Recently, a plasma display panel, which is drawing attention as a replacement of a conventional cathode ray tube display device, is discharged after a discharge gas is filled between two substrates on which a plurality of electrodes are formed. The phosphor formed in a predetermined pattern by the ultraviolet rays is excited to obtain a desired image.
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 덮여져서, 상호 대응하는 전극들의 직접적인 전하의 이동 대신 벽전하(Wall Charge)의 전계에 의하여 방전이 수행된다. The plasma display panel may be classified into a direct current type and an alternating current type according to a discharge type. In the DC plasma display panel, the electrodes are exposed to the discharge space so that the movement of charged particles is directly performed between the corresponding electrodes. In the AC plasma display panel, at least one electrode is covered with a dielectric layer, so that the direct charges of the corresponding electrodes are mutually reduced. The discharge is performed by the electric field of the wall charge instead of the movement of.
도 1에 일반적인 플라즈마 디스플레이 패널의 상판(50)이 도시되어 있다. 도시된 바와 같이, 전면기판(11)의 배면에 X전극(31)과 Y전극(32)이 쌍을 이루는 유지전극쌍(12)이 형성되어 있다. 유지전극쌍(12)의 배면에는 버스전극들(14)이 형성되어 있다. 또한, 유지전극쌍들(12)과 버스전극들(12)이 매립되도록 전면기판(11)의 배면에 전면 유전체층(15)이 형성되어 있다. 유지전극쌍(12)들 사이인 비방전부에는, 상기 유지전극쌍(12)과 나란하게 형성되는 외광 반사 흡수층(40)이 배치되어 있고, 전면 유전체층(15)의 배면에는 보호층(16)으로서 MgO층이 형성되어 있다.1 illustrates a
유지전극쌍(12)은 방전공간에서 발생된 가시광선의 휘도를 증가시키기 위하여 투명전극으로 형성되는 것이 일반적이다. 하지만, 버스전극(14)의 경우에는 높은 전기전도성이 요구되므로 일반적으로 금속으로 형성되고, 외광 반사 흡수층(40)의 경우에도 외광 반사를 막기 위하여 검은색의 물질로 형성된다. 따라서, 방전공간에서 발생된 가시광선이 버스전극(14)과 외광 반사 흡수층(40)을 통과하기가 어렵다. 도 1을 참조하면, 외광 반사 흡수층(40)으로 향하는 가시광선(A)과, 버스전극(14)으로 향하는 가시광선(B)은 이들을 통과하지 못하는 것을 볼 수 있다. 즉, 버스전극(14)이 형성되어 있지 않은 유지전극(12)으로 입사하는 가시광선(C)이나, 쌍을 이루는 유지전극(12) 사이로 입사하는 가시광선(D)이 전면기판(11)을 통과하여 외부로 나가게 된다. 따라서, 버스전극(14) 및 외광 반사 흡수층(40)에 의하여 플라즈마 디스플레이 패널의 휘도 및 효율이 저감되는 문제점이 있다.The
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 마이크로렌즈 어레이(micro-lens array)를 구비하는 플라즈마 디스플레이 패널을 제공하는 것을 목적으로 한다.In order to solve the above problems, an object of the present invention is to provide a plasma display panel having a micro-lens array.
상기와 같은 목적 및 그 밖의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 다수개의 마이크로렌즈들을 구비하는 제1마이크로렌즈 어레이, 상기 제1마이크로렌즈 어레이의 배면에 배치되어 있는 전면기판, 상기 전면기판의 배면에 형성되어 있는 다수개의 유지전극쌍들, 상기 유지전극쌍들 배면에 형성되어 있는 버스전극들, 상기 유지전극쌍들 및 상기 버스전극들이 매립되도록 상기 전면기판의 배면에 형성되어 있는 전면 유전체층, 상기 전면 유전체층의 배면에 배치되고, 상기 제1마이크로렌즈 어레이와 대응되고, 다수개의 마이크로렌즈들을 구비하는 제2마이크로렌즈 어레이, 상기 전면기판과 소정의 간격만큼 이격되어 대향하도록 결합되어 방전 공간을 형성하는 배면기판, 상기 유지전극쌍과 교차하도록 상기 배면기판의 전면에 형성되어 있는 복수개의 어드레스전극들, 상기 어드레스전극들이 매립되도록 상기 배면기판의 전면에 형성되어 있는 배면 유전체층, 상기 배면유전체층 전면에 형성되어 있으며 방전셀을 구획하는 격벽, 및 상기 방전셀 내에 도포되어 있는 형광체를 구비하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널을 제공한다.In order to achieve the above and other objects, the present invention provides a first microlens array having a plurality of microlenses, a front substrate disposed on a rear surface of the first microlens array, and a rear surface of the front substrate. A plurality of sustain electrode pairs formed, a bus electrode formed on a bottom of the sustain electrode pairs, a front dielectric layer formed on a rear surface of the front substrate so that the sustain electrode pairs and the bus electrodes are embedded, the front surface A second microlens array disposed on a rear surface of the dielectric layer, corresponding to the first microlens array, and having a plurality of microlenses, and spaced apart from each other by a predetermined distance to face the front substrate to form a discharge space; A plurality of substrates formed on the front surface of the rear substrate so as to intersect the substrate and the sustain electrode pair; And an address electrode, a back dielectric layer formed on the front surface of the back substrate so that the address electrodes are embedded, a partition wall formed on the front surface of the back dielectric layer and partitioning a discharge cell, and a phosphor coated in the discharge cell. A plasma display panel is provided.
본 발명에 있어서 바람직하게는 상기 플라즈마 디스플레이 패널에서, 상기 제1마이크로렌즈 어레이와 상기 제2마이크로렌즈 어레이는 텔레센트릭(telecentric) 시스템을 형성할 수 있다.In the present invention, preferably, in the plasma display panel, the first microlens array and the second microlens array may form a telecentric system.
또한 본 발명에 있어서 바람직하게는 상기 플라즈마 디스플레이 패널에서, 상기 하나의 제1마이크로렌즈 및 상기 하나의 제1마이크로렌즈 대응되는 하나의 제2마이크로렌즈가, 상기 방전셀마다 짝을 이루어 배치될 수 있다.In the present invention, preferably, in the plasma display panel, the one first microlens and one second microlense corresponding to the one first microlens may be arranged in pairs for each of the discharge cells. .
이 때 바람직하게는 상기 하나의 제1마이크로렌즈 및 상기 하나의 제1마이크로렌즈 대응되는 하나의 제2마이크로렌즈가, 동일한 광축을 구비할 수 있다.In this case, preferably, the one first microlens and the one second microlense corresponding to the one first microlens may have the same optical axis.
이어서, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다.Next, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 2 내지 도 5를 참조하면, 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 플라즈마 디스플레이 패널(100)이 도시되어 있다. 도 2는 플라즈마 디스플레이 패널(100)의 단면도이고, 도 3은 플라즈마 디스플레이 패널 상판(150)의 사시도이며, 도 4는 플라즈마 디스플레이 패널 상판(150)으로 입사하는 가시광선(170)의 진로를 나타내는 도면이다. 그리고, 도 5는 마이크로렌즈 어레이의 다양한 형상을 나타낸다.2 to 5, a
도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 교류형 플라즈마 디스플레이 패널(100)은, 사용자에게 화상을 보여주는 상판(150)과 이와 평행하게 결합되는 하판(160)을 구비한다. 도 2는 설명의 편의를 위하여 하판(160)이 90도 회전한 상태를 나타낸다. 상판(150)의 전면기판(111)에는 X전극(131)과 Y전극(132)이 쌍을 이루는 유지전극쌍(112)이 배치되어 있고, 전면기판(111)의 유지전극쌍(112)이 배치된 면에 대향하는 하판(160)의 배면기판(121)에는 어드레스전극(122)이 전면기판(111)의 전극들(131)(132)과 교차하도록 배치되어 있다. 전면기판(111)의 X, Y전극(131)(132)으로 이루어진 유지전극쌍(112)은 바람직하게는 ITO(Indium Tin Oxide)로 된 투명전 극을 사용할 수 있다. 이들 투명전극 배면에는 라인 저항을 줄이기 위하여 좁은 폭으로 형성된 버스전극(114)이 배치되어 있다. 버스전극(114)은 전기전도성이 우수한 금속으로 형성되는 것이 일반적이다. 이렇게 배치된 한 쌍의 X, Y전극(131)(132)과, 이와 교차하는 어드레스전극(122)에 의하여 이루어지는 공간이 단위 방전셀(cell)(190)로서 하나의 방전부를 형성하게 된다. 콘트라스트를 증가시키기 위하여 상기 유지전극쌍(112)들 사이인 비방전부에, 상기 유지전극쌍(112)과 나란하게 형성되는 외광 반사 흡수층(140)이 배치되어 있다.As shown, the AC
이렇게 X, Y전극(131)(132)이 구비된 전면기판(111)과, 어드레스전극(122)이 구비된 배면기판(121)의 각 면에는 각 전극들을 매립하도록 각각 전면 유전체층(115) 및 배면 유전체층(125)이 형성되어 있다. 배면 유전체층(125)의 전면에는 방전거리를 유지하고 방전셀(190) 사이의 전기적 광학적 크로스토크(cross-talk)를 방지하는 격벽(130)이 형성되어 있다. 이 격벽(130)의 양 측면과 격벽(130)이 형성되지 않은 배면 유전체층(125)의 면에는 레드(red), 그린(green), 블루(blue)의 형광체(126)가 도포되어 있다.The front
전면기판(111)의 전면에는 제1마이크로렌즈 어레이(187)가 배치되어 있다. 제1마이크로렌즈 어레이(187)는 다수개의 마이크로렌즈들(185)의 배열로 형성되며, 배치되는 플라즈마 디스플레이 패널의 종류 등을 고려하여, 사각 어레이, 육각 어레이 등의 형상을 가진다. 도 5a는 사각 마이크로렌즈 어레이를 나타내고, 도 5b는 육각 마이크로 어레이를 나타낸다.The
제1마이크로렌즈 어레이(187)는 전면 유전체층(115) 배면에 배치되는 제2마 이크로렌즈 어레이(183)와 대응된다. 따라서, 제1마이크로렌즈 어레이(187)가 사각 어레이일 경우, 제2마이크로렌즈 어레이(183)도 사각 어레이의 구조를 가진다. 반면에 제1마이크로렌즈 어레이(187)가 육각 어레이일 경우, 제2마이크로렌즈 어레이(183)도 육각 어레이의 구조를 가진다. 제2마이크로렌즈 어레이(183)의 배면에는 보호층(116)으로서 MgO층이 형성되어 있다.The
제1 및 제2마이크로렌즈 어레이(187)(183)는 각각 다수개의 제1마이크로렌즈들(185)과 제2마이크로렌즈들(180)을 구비한다. 제1마이크로렌즈 어레이(187)는 다수개의 방전셀(190)을 하나의 단위로 하여 배치될 수 있으나, 도 3에 도시된 바와 같이 각 방전셀(190)을 기본단위로 하여 형성되는 것이 바람직하다. 따라서, 일반적인 사각 또는 육각 매트릭스 형태의 플라즈마 디스플레이 패널의 경우, 제1 및 제2마이크로렌즈 어레이(187)(183)가 각각 사각 또는 육각 매트릭스 형태를 가지게 된다. 본 발명의 일 실시예에 따른 플라즈마 디스플레이 패널(100)의 경우, 사각 매트릭스 형태를 가지므로, 제1 및 제2마이크로렌즈 어레이(187)(183)는 사각 어레이의 형태를 가진다.The first and
각 제1마이크로렌즈(185)는 대응하는 하나의 제2마이크로렌즈(180)와 짝을 이룬다. 이러한 짝을 이루는 제1 및 제2마이크로렌즈(185)(180)는 광학적으로 텔레센트릭 시스템을 이루고 있으며, 동일한 광축(170)을 공유하고 있다. 텔레센트릭 시스템은 초점 맞춤이 불완전한 경우라도 배율 오차가 생기지 않는 광학 시스템이다. 따라서, 플라즈마 디스플레이 패널(100)과 같이 방전셀(190)내의 다양한 위치에서 생성된 가시광선들이 제1 및 제2마이크로렌즈(185)(180)를 통과하여 외부의 사용자에게 시각적으로 인식될 때, 각 방전셀(190)에 따른 영상을 선명하게 볼 수 있다.Each
도 4를 참조하면 플라즈마 디스플레이 패널(100)의 방전셀들(190)에서 발생된 가시광선(170)의 진로를 나타낸다. 일반적으로 방전셀(190)에서 발생된 가시광선(170)은 다양한 진로를 가지지만, 전면기판(111)의 실질적인 수직 방향으로 입사하는 양이 가장 많다. 따라서, 설명의 편의를 위하여 도 4에는 전면기판(111)의 수직방향으로 입사하는 가시광선(170)을 대표적으로 도시하고 있다. 전술한 바와 같이, 전면기판(111) 중에서, 버스전극(114) 또는 외광 반사 흡수층(140)이 형성되어 있는 부분은 가시광선(170)이 투과되기 어렵다. 따라서, 본 발명에 따른 플라즈마 디스플레이 패널(100)에서는, 방전셀(190)로부터 입사하는 대부분의 가시광선(170)이 제2마이크로렌즈(180)에 의하여 굴절되어 가시광선이 통과될 수 있는 전면기판(111)으로 입사된다. 즉, 제2마이크로렌즈(180)에 의하여 굴절된 가시광선(187)은, 버스전극(114)이 형성되어 있지 않은 유지전극쌍(112) 부분 또는 쌍을 이루는 유지전극(131)(132) 사이의 부분으로 입사하게 된다. 그 후에 가시광선(170)은 전면기판(111)을 통과하고, 제1마이크로렌즈(185)에 의하여 다시 굴절되어 외부로 방출된다.Referring to FIG. 4, the path of the
본 발명의 일 실시예에 따른 플라즈마 디스플레이 패널(100)은 제1 및 제2마이크로렌즈(185)(180)가 동일한 광축(195)을 가지고 있고, 텔레센트릭 시스템을 이루기 때문에, 플라즈마 디스플레이 패널(100)의 사용자는 방전셀들(190)에서 생성되는 가시광선(170)에 의한 영상을 선명하게 볼 수 있게 된다. 특히, 본 발명에 따 른 실시예에서는 제1 및 제2마이크로렌즈(187)(187)가 방전셀(190)마다 짝을 이루어 배치되어 있기 때문에, 버스전극(114) 또는 외광 반사 흡수층(140)에서 가시광선(187)이 반사 또는 흡수에 의하여 손실되는 것이 억제된다. 따라서, 플라즈마 디스플레이 패널(100)의 휘도가 증가하고, 발광효율이 향상된다.In the
이런 구조를 가진 플라즈마 디스플레이 패널(100)의 작동은 다음과 같다. 어드레스전극(122)과 Y전극(132)에 소정의 전압이 인가되면, 두 전극 사이에서 어드레스방전이 일어나 전면 유전체층(115) 상에 벽전하가 충전되어, 발광을 위한 방전셀(190)이 선택된다. X전극(131)과 Y전극(132) 사이에 소정의 전압이 인가되면, 이 두 전극(131)(132) 사이에서 벽전하가 이동하면서 방전가스로 하여금 유지방전을 일으키게 하고, 이에 의해 방전가스가 자외선을 발생하게 되며, 이 발생된 자외선이 형광체(126)를 여기시켜 화상을 형성하게 된다. 이 경우, 플라즈마 디스플레이 패널(100)은 비디오데이터에 따라 유지방전 횟수를 조절하여 영상 표시에 필요한 계조(gray level)를 구현하게 되며, 이러한 계조를 표현하기 위하여, 통상적으로 한 프레임을 방전횟수가 다른 여러 서브필드(sub field)로 나누어 구동하는 ADS(Address and Display Period Separated)방식이 주로 이용된다.The operation of the
앞서 도시된 도면에서와 동일한 참조부호는 동일한 부재를 가리킨다.Like reference numerals in the drawings shown above indicate the same members.
본 발명에 따른 플라즈마 디스플레이 패널은 다음과 같은 효과를 가진다.The plasma display panel according to the present invention has the following effects.
첫째, 제1 및 제2마이크로렌즈 어레이에 의하여 버스전극 또는 외광 반사 흡수층에서 각 방전셀에서 생성되는 가시광선이 반사 또는 흡수에 의하여 손실되는 것이 억제된다. 따라서, 플라즈마 디스플레이 패널의 휘도가 증가하고, 발광효율이 향상된다. 특히, 짝을 이루는 제1 및 제2마이크로렌즈가 플라즈마 디스플레이 패널의 각 방전셀 단위로 배치될 경우, 휘도 및 발광 효율이 크게 향상된다.First, the visible light generated in each discharge cell in the bus electrode or the external light reflection absorbing layer is suppressed by reflection or absorption by the first and second microlens arrays. Therefore, the luminance of the plasma display panel is increased, and the luminous efficiency is improved. In particular, when paired first and second microlenses are arranged in units of discharge cells of the plasma display panel, luminance and luminous efficiency are greatly improved.
둘째, 제1 및 제2마이크로렌즈 어레이가 광학적으로 텔레센트릭 시스템을 이룰 경우, 사용자는 각 방전셀에서 생성된 영상을 선명하게 볼 수 있다.Second, when the first and second microlens arrays form an optically telecentric system, the user can clearly see the image generated in each discharge cell.
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 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.Although the present invention has been described with reference to the embodiments shown in the drawings, this is merely exemplary, and it will be understood by those skilled in the art that various modifications and equivalent other embodiments are possible. Therefore, the true technical protection scope of the present invention will be defined by the technical spirit of the appended claims.
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