KR100323978B1 - 플라즈마표시장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 플라즈마 디스플레이 패널의 방전셀 구조에 관한 것이다.

본 발명의 플라즈마 표시장치는 상판에 형성되는 제1 유지전극과, 하판에 형성되어 제1 유지전극과 유지방전하는 제2 유지전극과, 제2 유지전극과 나란하게 형성되어 어드레스 방전하는 어드레스 전극을 구비한다.

이러한 구성에 의하여, 본 발명에 따른 플라즈마 표시장치는 사각띠 형상의 전극구조로 인하여 방전효율을 극대화할 수 있게 된다.

Description

플라즈마 표시장치{Plasma Display Apparatus}

본 발명은 평판 표시장치에 관한 것으로, 특히 플라즈마 디스플레이 패널 (Plasma Display Panel : 이하 "PDP"라 함)의 방전셀 구조에 관한 것이다.

PDP는 두 전극 사이의 가스방전을 이용한 화상 표시장치로서 가스방전에 의해 발생한 진공 자외선(Vacuum Ultraviolet : VUV)을 형광체에 여기시켜 화상을 표시하게 된다. PDP는 그 구동방식에 따라 크게 대향방전을 하게 되는 직류(DC) 구동방식과 면방전을 하게 되는 교류(AC) 구동방식으로 대별된다. 교류 구동방식의 PDP(ACPDP)는 직류 구동방식의 PDP(DCPDP)에 비하여 저소비전력과 라이프 타임이 큰 장점이 있다. 교류 구동방식의 PDP에서 방전셀의 대표적인 방전셀 구조는 3전극 교류 면방전 구조로서 도 1 및 도 2에서 알 수 있는 바, 크게 상판(11)과 하판 (12)으로 나뉘어지며 상판(11)은 각 방전셀당 상부 유리기판(1)에 나란하게 형성되는 유지전극쌍(3)과, 유지전극쌍(3) 각각에 나란하게 형성되는 금속버스전극(4)과, 유지전극쌍(3)과 금속버스전극(4)에 도포되는 제1 유전체층(5)과, 제1 유전체층(5)에 도포되는 MgO 보호층(6)을 구비한다. 유지전극쌍(3)은 투명전극(ITO)으로 이루어지며 면방전을 행하여 방전을 유지시키는 역할을 한다. 금속버스전극(4)은 유지전극쌍(3)의 물질인 투명전극(ITO)이 저항률이 높기 때문에 유지전극쌍(3)의 저항성분을 줄이기 위해 유지전극쌍(3) 위에 도포된다. 제1 유전체층(5)은 방전시 벽전하를 축적하는 역할을 하며 MgO 보호층(6)은 방전으로부터 제1 유전체층(6)을 보호하는 역할을 하게 된다. 하판(12)은 유지전극쌍(3)에 수직한 방향으로 하부 유리기판(2)에 도포되는 어드레스 전극(7)과, 하부 유리기판(2)과 어드레스 전극(7)에 도포되는 제2 유전체층(8)과, 어드레스 전극(7)과 평행하게 유지전극쌍(3)에 일정 높이로 신장되는 격벽(9)과, 제2 유전체층(8)과 격벽(9)에 도포되어지는 형광체 (10)를 구비한다. 어드레스 전극(7)은 유지전극쌍(3) 중 어느 하나와 대향방전을 행함으로써 제1 유전체층(5)에 벽전하를 형성함으로써 주사될 방전셀을 선택하는 역할을 한다. 제2 유전체층(8)은 방전으로부터 어드레스 전극(7)을 보호하는 역할을 한다. 격벽(9)은 상/하부 유리기판(1,2)과 더불어 방전셀 공간을 마련하는 역할을 하게 되며 이 방전셀 공간에는 가스방전을 위한 페닝가스가 주입된다. 여기서, 페닝가스로는 칼로(Color)로 화상을 표시하게 된다면 진공 자외선(147nm)을 얻기 위한 소량의 크세논(Xe)과 페닝 이온화를 위한 헬륨(He)이 사용된다. 형광체 (10)는 진공 자외선에 의해 여기되어 화소 단위로 각 방전셀마다 적녹청(RGB)의 가시광을 발생하는 역할을 하게 된다.

3전극 면방전 구조의 PDP는 화상을 표시하기 위하여 먼저 어드레스 전극(7)과 유지전극쌍(3) 중 어느 하나와 대향 방전에 의해 원하는 방전셀의 제1 유전체층 (5)에 벽전하를 형성한 다음, 유지전극쌍(3)에 교류 전압을 인가하여 면방전을 행하게 함으로써 방전을 유지시키게 된다. 이 때, 면방전에 앞서 벽전하를 생성하는 것은 면방전시 방전전압을 낮추기 위함이다. 면방전이 발생하게 되면 여기된 크세논(Xe)에 의해 진공 자외선(VUV)이 방출되고 방출된 진공 자외선(VUV)에 의해 형광체(10)가 여기되어 가시광이 발생된다. 방출된 가시광을 상부 유리기판(1)을 통해 외부로 방출되어 화상을 표시하게 된다.

이와 같은 교류 구동방식의 PDP는 많은 장점이 있음에도 불구하고 방전효율이 떨어지는 단점이 지적되고 있다. 낮은 방전효율은 과도한 전력소비를 유발하게되고 표시품위를 결정짓는 휘도를 낮게 하는 원인이 되고 있다. 이를 상세히 하면, 교류 구동방식의 PDP에서 방전셀 공간은 협소하게 설계되므로 그 만큼 방전경로가 짧아지게 되어 방전효율이 나빠지게 되고 크세논(Xe)이 여기되면서 발생하는 진공 자외선에 대응하는 전용 형광체의 부재로 인하여 형광체 효율이 낮게 되어 휘도 저하를 초래하게 된다. PDP에서 휘도를 높이기 위해서는 방전효율을 향상시켜야 하는데 이는 무엇보다도 형광체를 여기시키는 진공자외선양을 증가시키는 것이 가장 효과적이다. 진공자외선양을 증가시키기 위해서는 방전면적을 증가시켜야 한다. 방전면적은 전극면적이 증가되거나 전극간 거리가 길어짐으로써 증가될 수 있는데 PDP에서는 전극간 거리를 증가시키게 되면 방전전압이 증가되고 방전셀 크기가 커져야 한다. 여기서, 방전셀 크기를 크게 하기 위해서는 격벽 높이를 증가하여야 한다. 결과적으로, 전극간 면적이 증가된다는 것은 구동전압을 높여 과도한 소비전력을 유발하게 되고 방전셀이 커지게 되어 표시패널의 박형화를 저해하는 문제점이 있다.

따라서, 본 발명의 목적은 방전효율이 큰 플라즈마 표시장치를 제공하는데 있다.

본 발명의 다른 목적은 휘도를 높이도록 한 플라즈마 표시장치를 제공하는데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 방전전압을 낮추도록 한 플라즈마 표시장치를 제공하는데 있다.

도 1은 종래 3전극 면방전 구조의 플라즈마 표시장치에서 방전셀을 나타내는 종단면도.

도 2는 도 1에 도시된 상판 및 하판의 평면도.

도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 플라즈마 표시장치를 나타내는 평면도.

도 4는 도 3에서 선 "A-A'"과 선 "B-B'"을 따라 절취하여 나타내는 종단면도.

< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >

1,21 : 상부 유리기판 2,22 : 하부 유리기판

3,23,27 : 유지전극 4 : 금속 버스전극

5,8,24 : 유전체층 6,25 : 보호층

7,26 : 어드레스 전극 9,31 : 격벽

10,29 : 형광체 11,32 : 상판

12,33 : 하판

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 플라즈마 표시장치는 상판에 형성되는 제1 유지전극과, 하판에 형성되어 제1 유지전극과 유지방전하는 제2 유지전극과, 제2 유지전극과 나란하게 형성되어 어드레스 방전하는 어드레스 전극을 구비한다.

본 발명의 플라즈마 표시장치는 상판에 형성되는 제1 유지전극, 하판에 형성되어 제1 유지전극에 대향되는 제2 유지전극 및 소정거리를 두고 제2 유지전극에 나란하게 형성되는 어드레스 전극의 교차부에 방전셀들이 매트릭스 형태로 배치되는 표시패널과, 표시패널을 구동하기 위한 구동수단을 구비한다.

상기 목적 외에 본 발명의 다른 목적 및 특징들은 첨부도면을 참조한 실시예에 대한 설명을 통하여 명백하게 드러나게 될 것이다.

이하, 도 3 및 도 4를 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하기로 한다.

도 3 및 도 4는 본 발명에 따른 플라즈마 표시장치를 나타내는 평면도 및 종단면도이다.

도 3 및 도 4의 구성에서, 본 발명에 따른 플라즈마 표시장치는 크게 상판 (32)과 하판(33)으로 나뉘어지며 상판(32)은 각 방전셀당 상부 유리기판(21)에 사각띠 형상으로 형성되는 상부 유지전극(23)과, 상부 유지전극(23)에 도포되는 유전체층(24)과, 유전체층(24)에 도포되는 보호층(25)을 구비한다. 하판(33)은 상부 유지전극(23)과 수직하게 하부 유리기판(22)에 형성되는 어드레스 전극(26)과, 상부 유지전극(23)과 대향하게 하부 유리기판(22)에 사각띠 형상으로 형성되는 하부 유지전극(27)과, 어드레스 전극(26)과 하부 유지전극(27) 사이에 형성되는 절연층 (28)과, 어드레스 전극(26)과 하부 유지전극(27) 위에 도포되는 형광체(29)와, 형광체 위에 도포되는 보호막(30)과, 어드레스 전극(26)과 나란하게 신장되는 격벽 (31)을 구비한다. 방전셀 공간은 상/하부 유리기판(21,22)과 격벽(31)에 의해 마련되며 방전셀 공간에는 페닝가스가 주입된다. 페닝가스로는 Xe+He이 사용된다. 상/하부 유지전극(23,27)은 대향방전하여 방전을 유지시키는 역할을 한다. 상부 유지전극(23)과 하부 유지전극(27)은 방전셀에서 사각띠 형상을 가지므로 종래 스트라입(stripe) 타입에 비하여 전극면적이 적어도 두 배이상 증가하게 된다. 따라서, 상/하부 유지전극(23,27) 사이에서 발생하는 대향방전에 의해 발생하는 진공 자외선양은 전극면적이 증가된 만큼 증가하게 된다. 유전체층(24)은 방전시 벽전하를 축적하는 역할을 하며 보호층(25)은 방전으로부터 유전체층(24)을 보호하는 역할을 하게 된다. 어드레스 전극(26)은 적녹청의 비디오 데이터가 입력되어 하부 유지전극(27)과 면방전함으로써 주사될 방전셀을 선택하는 역할을 한다. 여기서, 어드레스 전극(25)과 하부 유지전극(27) 사이의 거리 d는 Pachen 법칙(V=Pd)에 의해 주어지는 압력 P에 대해 최소의 전압 V로 방전이 될 수 있는 거리 d로 설정된다. 절연층(28)은 어드레스 전극(26)과 하부 유지전극(27) 사이의 절연을 위해 어드레스 전극(26)과 하부 유지전극(27) 사이에 형성된다. 형광체(29)는 방전에 의해 발생하는 진공자외선(VUV)에 여기되어 가시광을 발생하는 역할을 하게 된다. 보호막(30)은 방전시 발생하는 진공자외선(VUV)을 잘 투과할 수 있는 물질(예를 들면, MgF2)로 이루어져 진공자외선(VUV)을 형광체(29)로 안내하는 역할을 하게 된다.

화상을 표시하기 위해서는 먼저, 주사될 방전셀을 선택하기 위해 어드레스 방전을 행하게 된다. 어드레스 방전은 하부 유지전극(27)과 어드레스 전극(26) 사이에 일어나게 되어 벽전하를 유전체층(24)에 형성시키게 된다. 하부 유지전극 (27)과 어드레스 전극(26) 사이의 거리 d는 어드레스 방전시 방전전압을 최소가 되게 한다. 어드레스 방전에 이어 상부 유지전극(23)과 하부 유지전극(27)에 방전 개시 전압보다 높은 교류전압이 인가됨으로써 면방전이 발생하게 되어 선택된 방전셀에서 방전이 유지된다. 이 때, 상부 유지전극(23)과 하부 유지전극(27)의 전극면적이 증가된 만큼 많은 양의 진공자외선(VUV)이 발생하게 되어 형광체(29)를 여기시키게 된다. 형광체(29)에서 발생되는 가시광은 진공자외선양(VUV)이 증가된 만큼 증가되어 휘도를 높이게 된다.

결과적으로, 본 발명의 플라즈마 표시장치는 종래 스트라입(stripe) 타입의 전극구조와 대비할 때 유지전극(23,27)의 구조가 사각띠 구조로 되어 유지방전시 적어도 두 배이상의 방전면적이 증가하게 된다. 증간된 방전면적은 그 만큼 많은 진공자외선을 발생시키게 되어 형광체(29)에서 발생하는 가시광양을 증가시켜 휘도가 증대된다. 그리고 종래에는 어드레스 방전시 유지전극과 어드레스 전극 사이의 방전거리가 격벽 높이로 고정되어 어드레스 방전시 방전전압을 낮추는 것이 실질적으로 불가능한 데 반하여, 본 발명의 플라즈마 표시장치에서는 고정된 압력 하에서 최소의 방전전압이 되도록 하부 유지전극(27)과 어드레스 전극(26) 사이의 거리 d를 조정할 수 있게 되어 구동회로와 방전효율을 높일 수 있게 된다. 아울러, 전극면적이 증가되는 만큼 보호층(25)의 면적이 증가하게 되어 2차 전자의 방출량도 증가하게 됨으로써 방전전압이 낮아질 수 있게 된다.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 플라즈마 표시장치는 사각띠 형상의 전극구조로 인하여 방전효율을 극대화할 수 있게 된다. 본 발명에 따른 플라즈마 표시장치는 사각띠 형상의 전극구조로 인하여 방전효율을 극대화하여 방전시 발생하는 진공자외선양을 증가시켜 형광체를 여기시킴으로써 휘도를 향상시킬 수 있게 된다. 본 발명에 따른 플라즈마 표시장치는 유지전극과 어드레스 전극 사이의 거리조절을 조절할 수 있으므로 어드레스 방전시 방전전압을 최대한 낮출 수 있게 된다. 더욱이, 전극면적에 대한 보호층의 면적이 증가하여 2차 전자의 발생량이 증가하게 됨으로써 방전전압을 더욱 낮출 수 있게 된다.

이상 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 발명의 기술사상을 일탈하지 아니하는 범위에서 다양한 변경 및 수정이 가능함을 알 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 기술적 범위는 명세서의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허 청구의 범위에 의해 정하여 져야만 할 것이다.

Claims (8)

1. 상판에 형성되는 제1 유지전극과,

   하판에 형성되어 상기 제1 유지전극과 유지방전하는 제2 유지전극과,

   상기 제2 유지전극과 나란하게 형성되어 어드레스 방전하는 어드레스 전극을 구비하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 표시장치.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 제1 및 제2 유지전극은 방전셀에서 사각띠 형상으로 형성되는 것을 특징으로 하는 플라즈마 표시장치.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 어드레스 전극과 상기 제2 유지전극간의 거리는 고정된 압력 하에서 최소의 구동전압으로 어드레스 방전이 될 수 있도록 조절되는 것을 특징으로 하는 플라즈마 표시장치.
4. 제 1 항에 있어서,

   상기 제1 유지전극과 제2 유지전극은 나란하게 형성되고,

   상기 어드레스 전극은 상기 제1 및 제2 유지전극과 교차하는 방향으로 형성되는 것을 특징으로 하는 플라즈마 표시장치.
5. 제 1 항에 있어서,

   상기 상판 및 하부의 측벽을 이루어 방전공간을 마련하는 격벽과,

   상기 제1 유지전극 위에 도포되는 유전체층과,

   상기 유전체층 위에 도포되어 방전으로부터 상기 유전체층을 보호하기 위한 보호층과,

   상기 어드레스 전극과 제2 유지전극 사이의 절연을 위한 절연층과,

   상기 어드레스 전극과 재2 하부 유지전극 위에 도포되어 자외선에 여기되어 가시광을 발생하기 위한 형광체와,

   상기 형광체 위에 도포되어 방전으로부터 발생한 자외선을 상기 형광체 쪽으로 안내하는 제2 보호층을 추가로 구비하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 표시장치.
6. 제 5 항에 있어서,

   상기 제2 보호층은 자외선이 투과되는 물질로 이루어지는 것을 특징으로 하는 플라즈마 표시장치.
7. 제 6 항에 있어서,

   상기 제2 보호층은 MgF2로 이루어진 것을 특징으로 하는 플라즈마 표시장치.
8. 상판에 형성되는 제1 유지전극, 하판에 형성되어 상기 제1 유지전극에 대향되는 제2 유지전극 및 소정거리를 두고 상기 제2 유지전극에 나란하게 형성되는 어드레스 전극의 교차부에 방전셀들이 매트릭스 형태로 배치되는 표시패널과,

   상기 표시패널을 구동하기 위한 구동수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 표시장치.