KR100224739B1 - 면 방전형 교류 플라즈마 표시 패널 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 면 방전형 교류 플라즈마 표시 패널(Surface discharge type Alternative Current Plasma Display Panel)은 하부 기판, 어드레싱용 전극, 형광체, 상부 기판, 주사용 전극, 공통 전극, 상부 유전체 및 플라즈마 형성용 가스층을 포함한다. 상기 어드레싱용 전극은 상기 하부 기판 위에 형성된다. 상기 형광체는 상기 어드레싱용 전극 위에 형성된다. 상기 주사용 전극과 공통 전극은 상기 상부 기판 아래에 형성된다. 상기 상부 유전체는 상기 주사용 전극과 공통 전극 아래에만 각각 도포되어, 서로 연결되지 않은 구조이다. 상기 플라즈마 형성용 가스층은 상기 하부 및 상부 기판 사이에 밀봉된다.

Description

면 방전형 교류 플라즈마 표시 패널
본 발명은 면 방전형 교류 플라즈마 표시 패널에 관한 것이다.
일반적인 방전 장치는 적어도 한 쌍 이상의 전극을 갖추고, 이 전극에 전압이 인가될 때 방전을 일으킨다. 이와 같은 방전 장치의 예로서, 형광등과 같은 방전등, 기체 레이저 발생 장치 및 플라즈마 표시 패널 등을 들 수 있다.
플라즈마 표시 패널은, 그 표시 용량, 휘도, 콘트라스트 및 시야각 등의 표시 성능이 우수하여, 음극선관(Cathode Ray Tube)의 성능에 근접되는 평판형 표시 패널로서 지목받고 있다. 이러한 플라즈마 표시 패널은 그 동작 원리에 따라 직류(Direct Current) 플라즈마 표시 패널과 교류(Alternative Current) 플라즈마 표시 패널로 대별된다. 직류 플라즈마 표시 패널은 모든 전극들이 방전 공간에 노출된 구조로서, 그 대응되는 전극들 사이에 전하(charges)들의 이동이 직접적으로 이루어진다. 이에 반하여, 교류 플라즈마 표시 패널은 대응하는 전극들 중에서 적어도 한 전극이 유전체로 둘러 쌓인 구조로서, 그 대응되는 전극들 사이에 직접적인 전하들의 이동이 이루어지지 않고, 벽전하(wall-charge)의 전계에 의하여 방전이 수행된다. 상기 직류 플라즈마 표시 패널에는, 구동 전압의 극성이 변화하지 않는 직류 구동 방식 및 극성이 변화하는 교류 구동 방식이 모두 적용될 수 있다. 그러나 상기 교류 플라즈마 표시 패널에는 교류 구동 방식만이 적용된다.
한편, 플라즈마 표시 패널은 그 전극들의 구성 형태에 따라 대향 방전형 및 면 방전형으로 대별될 수 있다. 대향 방전형 플라즈마 표시 패널에서는, 단위 화소마다 어드레싱용 전극 및 주사용 전극이 대향되게 마련되어, 원하는 화소를 선택하여 방전시키는 어드레싱 방전 및 상기 어드레싱 방전을 유지시키는 유지(Sustaining) 방전이 상기 두 전극들 사이에서 일어난다. 면 방전형 플라즈마 표시 패널에서는, 단위 화소마다 상기 어드레싱용 전극에 대향되는 주사용 전극 및 공통(Common) 전극이 마련되어, 어드레싱 전극과 주사용 전극 사이에서 상기 어드레싱 방전이 일어나고, 주사용 전극과 공통 전극 사이에서 상기 유지 방전이 일어난다.
도 1에는 종래의 면 방전형 교류 플라즈마 표시 패널이 도시되어 있다. 도 2에는 도 1의 상부 구조가 도시되어 있다. 도면을 참조하면, 종래의 면 방전형 교류 플라즈마 표시 패널은 하부 글라스 기판(10), 어드레싱용 전극(11), 하부 유전체(12), 격벽(13), 형광체(14), 상부 글라스 기판(15), 주사용 ITO(Indium Tin Oxide) 전극(161a), 주사용 버스 전극(161b), 공통 ITO 전극(162a), 공통 버스 전극(162b), 상부 유전체(17), 보호막(18) 및 플라즈마 형성용 가스층으로 구성된다. 어드레싱용 전극(11)은 하부 글라스 기판(10) 위에 소정의 패턴으로써 도포되어 형성된다. 하부 유전체(12)는 어드레싱용 전극(11) 위에 전면 도포되어 형성된다. 격벽(13)은 각 화소를 구획하기 위하여 하부 유전체(12) 위에 패턴 형성된다. 형광체(14)는 격벽(13)에 의하여 구획된 화소 별로 상기 하부 유전체(12) 위에 형성된다. 주사용 ITO 전극(161a) 및 공통 ITO 전극(162a)은 상부 글라스 기판(15) 아래에 패턴 형성된다. 주사용 버스 전극(161b) 및 공통 버스 전극(162b)은 주사용 ITO 전극(161a) 및 공통 ITO 전극(162a) 아래에 각각 형성된다. 상부 유전체(17)는 주사용 버스 전극(161b) 및 공통 버스 전극(162b) 아래에 전면 도포된다. 보호막(18)도 상부 유전체(17) 아래에 전면 도포된다. 그리고 플라즈마 형성용 가스층은 하부(10) 및 상부 글라스 기판(15) 사이에 밀봉된다.
보호막(18)은 하부 전극(11)과 상부 전극(161a, 161b, 162a, 162b) 사이의 강한 전계에 의한 충격을 방지하는 역할을 한다. 격벽(13)은 각 화소 사이의 광학적 간섭을 방지하는 역할을 한다. 방전 개시용 벽전하를 형성하기 위한 어드레싱 방전시, 해당되는 어드레싱용 전극(11)과 주사용 전극(161a, 161b) 사이에 상대적으로 높은 전압이 인가되어, 보호막(18) 아래에 벽전하가 형성된다. 다음에 해당되는 화소에서 빛이 발생되는 유지 방전시, 해당되는 주사용 전극(161a, 161b)과 공통 전극(162a, 162b) 사이에 교류 펄스 전압이 인가되어, 해당되는 화소 영역에서 면 방전이 수행된다. 이때, 가스층(19)에서 플라즈마가 형성되고, 그 자외선 방사에 의하여 형광체(24)가 여기되어 빛이 발생된다.
상기와 같은 종래의 면 방전형 교류 플라즈마 표시 패널은, 상부 유전체(17)가 주사용 버스 전극(161b) 및 공통 버스 전극(162b) 아래에 전면 도포된 구조 즉, 주사용 전극(161a, 161b)과 공통 전극(162a, 162b) 사이에 상부 유전체(17)가 꽉 채워진 구조이다. 이에 따라 주사용 전극(161a, 161b)과 공통 전극(162a, 162b) 사이의 정전 용량(capacitance)이 커지므로, 유지 방전시 변위 전류(displacement current)가 커지고 지연 시간(delay time)이 길어진다. 상기 변위 전류가 커지면 패널의 소비 전력이 높아진다. 상기 지연 시간이 길어지면 유지 전압의 펄스폭이 상대적으로 길어져야 하므로, 유지 전압의 주파수 및 이에 따른 표시 휘도가 낮아지게 된다.
한편, 상기 변위 전류에 의한 패널의 소비 전력을 줄이기 위한 구동 회로가 미국 특허 5,081,400호에 개시되어 있다. 그러나 이 구동 회로는 상기 구조적 문제점들을 근본적으로 개선하지 못한다.
본 발명이 이루고자 하는 목적은, 주사용 전극과 공통 전극 사이의 정전 용량을 줄일 수 있는 구조의 면 방전형 교류 플라즈마 표시 패널을 제공하는 것이다.
도 1은 종래의 면 방전형 교류 플라즈마 표시 패널을 나타낸 개략적 사시도이다.
도 2는 도 1의 상부 구조를 나타낸 확대 단면도이다.
도 3은 본 발명에 따른 면 방전형 교류 플라즈마 표시 패널을 나타낸 개략적 사시도이다.
도 4는 도 3의 상부 구조를 나타낸 확대 단면도이다.
도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명
30...하부 글라스 기판, 31...어드레싱용 전극,
32...하부 유전체, 33...격벽,
34...형광체, 35...상부 글라스 기판,
361...주사용 투명 전극, 362...공통 투명 전극,
37...상부 유전체, 38...보호막.
상기 목적을 이루기 위한 본 발명의 면 방전형 교류 플라즈마 표시 패널은,
하부 기판, 어드레싱용 전극, 형광체, 상부 기판, 주사용 전극, 공통 전극, 상부 유전체 및 플라즈마 형성용 가스층을 포함한다. 상기 어드레싱용 전극은 상기 하부 기판 위에 형성된다. 상기 형광체는 상기 어드레싱용 전극 위에 형성된다. 상기 주사용 전극과 공통 전극은 상기 상부 기판 아래에 형성된다. 상기 상부 유전체는 상기 주사용 전극과 공통 전극 아래에만 각각 형성되어, 서로 연결되지 않은 구조이다. 상기 플라즈마 형성용 가스층은 상기 하부 및 상부 기판 사이에 밀봉된다.
바람직하게는, 상기 어드레싱용 전극과 상기 형광체 사이에 하부 유전체가 형성된다. 또한, 상기 상부 기판은 투명한 글라스 기판이다. 그리고 상기 하부 및 상부 기판 사이의 강한 전계에 의한 충격을 방지하기 위하여, 상기 상부 유전체 아래에 형성되어 서로 연결되지 않은 보호막을 더 포함한다.
이하 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.
도 3에는 종래의 면 방전형 교류 플라즈마 표시 패널이 도시되어 있다. 도 4에는 도 3의 상부 구조가 도시되어 있다. 도면을 참조하면, 본 발명에 따른 면 방전형 교류 플라즈마 표시 패널은 하부 글라스 기판(30), 어드레싱용 전극(31), 하부 유전체(32), 격벽(33), 형광체(34), 상부 글라스 기판(35), 주사용 투명 전극(361), 공통 투명 전극(362), 상부 유전체(37), 보호막(38) 및 플라즈마 형성용 가스층을 포함한다. 어드레싱용 전극(31)은 하부 글라스 기판(30) 위에 소정의 패턴으로써 도포되어 형성된다. 하부 유전체(32)는 어드레싱용 전극(31) 위에 전면 도포되어 형성된다. 격벽(33)은 각 화소를 구획하기 위하여 하부 유전체(32) 위에 패턴 형성된다. 형광체(34)는 격벽(33)에 의하여 구획된 화소 별로 상기 하부 유전체(32) 위에 패턴 도포된다. 주사용 투명 전극(361) 및 공통 투명 전극(362)은 상부 글라스 기판(35) 아래에 패턴 형성된다. 주사용 투명 전극(361) 및 공통 투명 전극(362)의 재료로서, ITO(Indium Tin Oxide) 또는 산화 주석(SnO2)을 사용한다. 상부 유전체(37)는 주사용 투명 전극(361) 및 공통 투명 전극(362) 아래에만 패턴 도포되어, 서로 연결되지 않은 구조이다. 보호막(38)도 상기 상부 유전체(37) 아래에 패턴 도포되어, 서로 연결되지 않은 구조이다. 그리고 플라즈마 형성용 가스층은 하부(30) 및 상부 글라스 기판(35) 사이에 밀봉된다.
보호막(38)은 하부 전극(31)과 상부 전극(361, 362) 사이의 강한 전계에 의한 충격을 방지하는 역할을 한다. 격벽(33)은 각 화소 사이의 광학적 간섭을 방지하는 역할을 한다. 방전 개시용 벽전하를 형성하기 위한 어드레싱 방전시, 해당되는 어드레싱용 전극(31)과 주사용 전극(361) 사이에 상대적으로 높은 전압이 인가되어, 보호막(38) 아래에 벽전하가 형성된다. 다음에 해당되는 화소에서 빛이 발생되는 유지 방전시, 해당되는 주사용 전극(361)과 공통 전극(362) 사이에 교류 펄스 전압이 인가되어, 해당되는 화소 영역에서 면 방전이 수행된다. 이때, 가스층에서 플라즈마가 형성되고, 그 자외선 방사에 의하여 형광체(34)가 여기되어 빛이 발생된다.
이와 같이 본 발명에 따른 면 방전형 교류 플라즈마 표시 패널은, 상부 유전체(37)가 주사용 투명 전극(361) 및 공통 투명 전극(362) 아래에만 패턴 도포되어, 서로 연결되지 않은 구조 즉, 주사용 전극(361)과 공통 전극(362) 사이에 상부 유전체(37)가 채워지지 않은 구조이다. 이에 따라 주사용 전극(361)과 공통 전극(362) 사이의 정전 용량이 상대적으로 적어진다. 도 4를 참조하여, 그 원리를 아래에 설명한다.
종래의 기술처럼 주사용 전극(361)과 공통 전극(362) 사이에 상부 유전체(37)가 꽉 채워진 경우, 주사용 전극(361)과 공통 전극(362) 사이의 정전 용량
Figure kpo00001
는 아래의 수학식 1에 의하여 구해진다.
[수학식 1]
Figure kpo00002
=
Figure kpo00003
Figure kpo00004
Figure kpo00005
: 주사용 전극(361) 또는 공통 전극(362)의 측면적,
Figure kpo00006
: 주사용 전극(361)과 공통 전극(362) 사이의 거리.
이에 반하여, 본 발명에 따라 주사용 전극(361)과 공통 전극(362) 사이에 상부 유전체(37)가 채워지지 않은 경우, 주사용 전극(361)과 공통 전극(362) 사이의 정전 용량
Figure kpo00007
는 아래의 수학식 2에 의하여 구해진다.
[수학식 2]
Figure kpo00008
=
Figure kpo00009
+
Figure kpo00010
+
Figure kpo00011
=
Figure kpo00012
+
Figure kpo00013
Figure kpo00014
Figure kpo00015
예를 들어,
Figure kpo00016
=
Figure kpo00017
/2,
Figure kpo00018
= 10,
Figure kpo00019
= 1의 조건을 상기 수학식 1 및 2에 대입하면, 아래의 수학식 3 및 4가 성립한다.
[수학식 3]
Figure kpo00020
=
Figure kpo00021
[수학식 4]
Figure kpo00022
=
Figure kpo00023
+
Figure kpo00024
=
Figure kpo00025
상기 수학식 4는 아래의 수학식 5와 같다.
[수학식 5]
Figure kpo00026
=
Figure kpo00027
따라서 상기 수학식 3과 5를 비교하여 보면, 본 발명에 따른 주사용 전극(361)과 공통 전극(362) 사이의 정전 용량
Figure kpo00028
는, 종래의 기술에 따른 정전 용량
Figure kpo00029
의 18 %(퍼센트) 정도로 줄어듬을 알 수 있다. 이러한 경우, 유지 방전시 변위 전류
Figure kpo00030
및 지연 시간
Figure kpo00031
는 아래의 수학식 6 및 7에 따라 각각 18 %(퍼센트) 정도로 줄어듬을 알 수 있다.
[수학식 6]
Figure kpo00032
=
Figure kpo00033
=
Figure kpo00034
Figure kpo00035
: 주사용 전극(361)과 공통 전극(362) 사이의 인가 전압,
Figure kpo00036
: 인가 전압
Figure kpo00037
의 시간
Figure kpo00038
에 대한 변화량.
[수학식 7]
Figure kpo00039
=
Figure kpo00040
=
Figure kpo00041
Figure kpo00042
: 주사용 전극(361)과 공통 전극(362) 사이의 저항값(resistance).
이와 같이 유지 방전시의 변위 전류
Figure kpo00043
가 적어지면 패널의 소비 전력이 낮아진다. 또한 유지 방전시의 지연 시간
Figure kpo00044
가 짧아지면 유지 전압의 펄스폭을 상대적으로 줄일 수 있으므로, 유지 전압의 주파수 및 이에 따른 표시 휘도를 높일 수 있다.
본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않고, 당업자의 수준에서 그 변형 및 개량이 가능하다. 예를 들어, 상기 주사용 투명 전극(361) 및 공통 투명 전극(362) 아래에 주사용 버스 전극 또는 공통 버스 전극을 패턴 형성할 수 있다. 이 주사용 버스 전극 및 공통 버스 전극의 재료로서, 크롬(Cr)과 구리(Cu)의 합금 또는 은(Ag)을 사용한다. 한편, 상부 유전체(37)의 패턴 도포를 용이하게 하여 패널의 집적도를 높이기 위하여, 주사용 전극(361) 및 공통 전극(362)에 ITO 전극을 사용하지 않고 상기 버스 전극만을 사용할 수도 있다.
이상 설명된 바와 같이, 본 발명에 따른 면 방전형 교류 플라즈마 표시 패널에 의하면, 주사용 전극과 공통 전극 사이의 정전 용량이 적어져서, 소비 전력을 줄일 수 있고, 유지 전압의 주파수 및 이에 따른 표시 휘도를 높일 수 있다.

Claims (12)

  1. 하부 기판;
    상기 하부 기판 위에 형성된 어드레싱용 전극;
    상기 어드레싱용 전극 위에 형성된 형광체;
    상부 기판;
    상기 상부 기판 아래에 형성된 주사용 전극과 공통 전극;
    상기 주사용 전극과 공통 전극 아래에만 각각 형성되어, 서로 연결되지 않은 상부 유전체; 및
    상기 하부 및 상부 기판 사이에 밀봉된 플라즈마 형성용 가스층;을 포함하는 것을 그 특징으로 하는 면 방전형 교류 플라즈마 표시 패널.
  2. 제1항에 있어서, 상기 상부 기판은,
    투명한 글라스 기판인 것을 그 특징으로 하는 면 방전형 교류 플라즈마 표시 패널.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 하부 및 상부 기판 사이의 강한 전계에 의한 충격을 방지하기 위하여, 상기 상부 유전체 아래에 형성되어 서로 연결되지 않은 보호막을 더 포함하는 것을 그 특징으로 하는 면 방전형 교류 플라즈마 표시 패널.
  4. 하부 기판;
    상기 하부 기판 위에 패턴 형성된 어드레싱용 전극들;
    각 화소를 구획하기 위하여 상기 어드레싱용 전극들 위에 패턴 형성된 격벽;
    상기 격벽에 의하여 구획된 화소 별로 상기 어드레싱용 전극들 위에 패턴 도포된 형광체;
    상부 기판;
    상기 상부 기판 아래에 패턴 형성된 주사용 전극들과 공통 전극들;
    상기 각 주사용 전극과 각 공통 전극 아래에만 패턴 도포되어, 서로 연결되지 않은 상부 유전체; 및
    상기 하부 및 상부 기판 사이에 밀봉된 플라즈마 형성용 가스층;을 포함하는 것을 그 특징으로 하는 면 방전형 교류 플라즈마 표시 패널.
  5. 제4항에 있어서, 상기 상부 기판은,
    투명한 글라스 기판인 것을 그 특징으로 하는 면 방전형 교류 플라즈마 표시 패널.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 하부 및 상부 기판 사이의 강한 전계에 의한 충격을 방지하기 위하여, 상기 상부 유전체 아래에 패턴 도포되어 서로 연결되지 않은 보호막을 더 포함하는 것을 그 특징으로 하는 면 방전형 교류 플라즈마 표시 패널.
  7. 하부 기판;
    상기 하부 기판 위에 형성된 어드레싱용 전극;
    상기 어드레싱용 전극 위에 형성된 하부 유전체;
    상기 하부 유전체 위에 형성된 형광체;
    상부 기판;
    상기 상부 기판 아래에 형성된 주사용 전극과 공통 전극;
    상기 주사용 전극과 공통 전극 아래에만 각각 형성되어, 서로 연결되지 않은 상부 유전체; 및
    상기 하부 및 상부 기판 사이에 밀봉된 플라즈마 형성용 가스층;을 포함하는 것을 그 특징으로 하는 면 방전형 교류 플라즈마 표시 패널.
  8. 제7항에 있어서, 상기 상부 기판은,
    투명한 글라스 기판인 것을 그 특징으로 하는 면 방전형 교류 플라즈마 표시 패널.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 하부 및 상부 기판 사이의 강한 전계에 의한 충격을 방지하기 위하여, 상기 상부 유전체 아래에 형성되어 서로 연결되지 않은 보호막을 더 포함하는 것을 그 특징으로 하는 면 방전형 교류 플라즈마 표시 패널.
  10. 하부 기판;
    상기 하부 기판 위에 패턴 형성된 어드레싱용 전극들;
    상기 어드레싱용 전극들 위에 전면 도포되어 형성된 하부 유전체;
    각 화소를 구획하기 위하여 상기 하부 유전체 위에 패턴 형성된 격벽;
    상기 격벽에 의하여 구획된 화소 별로 상기 하부 유전체 위에 패턴 도포된 형광체;
    상부 기판;
    상기 상부 기판 아래에 패턴 형성된 주사용 전극들과 공통 전극들;
    상기 각 주사용 전극과 각 공통 전극 아래에만 패턴 도포되어, 서로 연결되지 않은 상부 유전체; 및
    상기 하부 및 상부 기판 사이에 밀봉된 플라즈마 형성용 가스층;을 포함하는 것을 그 특징으로 하는 면 방전형 교류 플라즈마 표시 패널.
  11. 제10항에 있어서, 상기 상부 기판은,
    투명한 글라스 기판인 것을 그 특징으로 하는 면 방전형 교류 플라즈마 표시 패널.
  12. 제10항에 있어서,
    상기 하부 및 상부 기판 사이의 강한 전계에 의한 충격을 방지하기 위하여, 상기 상부 유전체 아래에 패턴 도포되어 서로 연결되지 않은 보호막을 더 포함하는 것을 그 특징으로 하는 면 방전형 교류 플라즈마 표시 패널.
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