KR100335101B1 - 플라즈마 디스플레이 패널 - Google Patents

Abstract

플라즈마 디스플레이 패널에 관한 것으로, 방전셀의 휘도를 높이면서 발광효율의 저하를 방지하는 데에 그 목적이 있다. 종래의 플라즈마 디스플레이 패널은 양광주 영역의 방전 자외선을 이용하지 못하여 휘도가 낮은 문제점이 있었으나, 본 발명에 의한 플라즈마 디스플레이 패널은 소정의 기판 위에 일정한 간격을 두고 연속하여 형성된 복수개의 제 1 격벽들, 상기 제 1 격벽들 중에 연속하여 형성된 4 개의 상기 제 1 격벽들 간의 전체 거리인 화소피치(pitch)의 40% 이상의 폭으로 연속하여 형성되고 상기 제 1 격벽에 직교하도록 형성된 복수개의 제 1 유지전극들, 제 1 유지전극에 평행하고 상기 화소피치의 20% 이하의 거리를 두고 복수개의 제 1 유지전극들 중 하나와 짝지워지는 한 쌍을 이루도록 형성된 복수개의 제 2 유지전극들, 그리고 제 1, 제 2 유지전극을 도포하며 적어도 25 마이크로 미터(㎛) 이상의 두께로 형성된 유전체층을 포함하여 이루어진 것이 특징으로서, 발광 휘도가 종래의 것보다 더 높아지면서도 효율이 저하되지 않는 효과가 있다.

Description

플라즈마 디스플레이 패널{Plasma Display Panel}

본 발명은 플라즈마 디스플레이 패널에 관한 것으로, 특히 방전공간을 확대하고 방전전류를 제한하는 플라즈마 디스플레이 패널에 관한 것이다.

플라즈마 디스플레이 패널과 액정표시장치(LCD)는 평판형 표시장치 중에서 가장 실용성이 높은 차세대 표시장치로 각광받고 있다. 특히 플라즈마 디스플레이 패널은 액정표시장치보다 휘도가 높고 시야각이 넓어 옥외 광고탑 또는, 벽걸이 티브이, 극장용 디스플레이와 같이 박형의 대형 디스플레이로서 응용성이 넓다.

일반적인 3전극 면방전 방식의 플라즈마 디스플레이 패널은 도 1a에 도시된 것과 같이 서로 대향하여 설치된 상부기판(10)과 하부기판(20)이 서로 합착되어 구성된다. 도 1b는 도 1a에 도시된 플라즈마 디스플레이 패널의 단면구조를 도시한 것으로서, 설명의 편의를 위하여 하부기판(20) 면이 90°회전되어 있다.

상부기판(10)은 서로 평행하게 형성된 스캔전극(16, 16')과 서스테인 전극(17, 17'), 그리고 스캔전극(16, 16')과 서스테인 전극(17, 17')을 도포하는유전층(11), 및 보호막(12)으로 구성되어 있으며, 하부기판(20)은 어드레스전극(22)과, 어드레스전극(22)을 포함한 기판 전면에 형성된 유전체막(21), 어드레스전극(22) 사이의 유전체막(21) 위에 형성된 격벽(23), 그리고 각 방전셀 내의 격벽(23) 및 유전체막(21) 표면에 형성된 형광체(24)로 구성되어 있으며, 상부기판(10)과 하부기판(20) 사이의 공간은 헬륨(He), 크세논(Xe) 등의 불활성 가스가 혼합되어 400 내지 500 Torr 정도의 압력으로 채워져 방전영역을 이루고 있다.

스캔전극(16, 16')과 서스테인 전극(17, 17')은 각 방전셀의 광투과율을 높이기 위하여 도 2a와 도 2b에 도시된 것과 같이 투명전극(16, 17) 및, 금속으로 된 버스전극(16', 17')으로 구성되어 있다. 도 2a는 서스테인 전극(17, 17')과 스캔전극(16, 16')의 평면도이며, 도 2b는 서스테인 전극(17, 17')과 스캔전극(16, 16')의 단면도이다. 버스전극(16', 17')은 외부에 설치된 구동 IC로부터 방전전압을 인가받고, 투명전극(16, 17)은 버스전극(16', 17')에 인가된 방전전압을 전달받아 인접한 투명전극(16, 17) 사이에 방전을 일으키는 것이다. 투명전극(16, 17)의 전체 폭은 대략 300 마이크로 미터(㎛) 정도로 산화인듐 또는, 산화주석으로 이루어지고, 버스전극(16', 17')은 크롬(Cr)-구리(Cu)-크롬(Cr)으로 구성된 3층의 박막으로 이루어진다. 이 때, 버스전극(16', 17') 라인의 폭은 대략 투명전극(16, 17) 라인의 1/3 정도의 폭으로 설정된다.

이러한 3전극 면방전 방식의 AC형 플라즈마 디스플레이 패널의 동작은 도 3a 내지 도 3d에 도시된 것과 같다.

먼저, 어드레스 전극과 스캔 전극 사이에 구동전압이 인가되면, 도 3a와 같이 어드레스 전극과 스캔 전극 사이에 대향방전이 일어나고, 이 대향방전에 의해 방전셀 내의 불활성가스에서 이온화된 이온들, 혹은 준여기상태의 원자들 중 일부가 도 3b에 도시된 것과 같이 보호층 표면에 충돌한다. 이러한 입자의 충돌로 인하여 보호층 표면에서 2차적으로 전자가 방출된다. 그리고, 2차적으로 방출된 전자들은 플라즈마 상태의 가스에 충돌하여 방전을 확산시킨다. 어드레스 전극과 스캔전극 사이의 대향방전이 끝나면, 도 3c에 도시된 것과 같이 각 어드레스 전극과 스캔전극 위의 보호층 표면에는 각각 반대극성의 벽전하가 생성된다.

그리고, 스캔 전극과 서스테인 전극에 서로 극성이 반대인 방전전압이 지속적으로 인가되면서, 동시에 어드레스 전극에 인가되던 구동전압이 차단되면, 도 3d에 도시된 것과 같이 스캔 전극과 서스테인 전극 상호간의 전위차로 인하여 유전층과 보호층 표면의 방전영역에서 면방전이 일어난다. 이러한 대향방전과 면방전으로 인하여 방전셀(cell) 내부에 존재하는 전자들이 방전셀 내부의 불활성 가스에 충돌하게 된다. 그 결과, 방전셀의 불활성 가스가 여기되면서 방전셀 내에 147nm의 파장을 갖는 자외선이 발생한다. 이러한 자외선이 어드레스 전극과 격벽 주위를 둘러싸고 있는 형광체와 충돌하여 가시광으로 전환됨으로써, 플라즈마 디스플레이 패널이 동작하는 것이다.

이 때, 플라즈마 디스플레이의 휘도는 스캔전극과 서스테인 전극 사이에 흐르는 방전전류에 비례한다. 따라서, 방전전류가 크면, 플라즈마 디스플레이 패널의 화면이 밝아진다. 또한, 스캔전극과 서스테인 전극 간의 간격이 멀수록 방전셀의휘도가 향상된다. 그 이유는 전극 간의 방전 거리가 증가하여 양광주 영역(positive column)의 자외선이 발생하기 때문이다.

그런데, 대체적으로 플라즈마 디스플레이 패널은 그 휘도가 형광등 또는, 네온등과 같은 방전관에 비하여 낮아 CRT를 대체할 차세대 표시장치로서 부족한 면이 많다. 그 이유는 플라즈마 디스플레이 패널에 설치된 방전셀이 형광등 또는, 네온등과 같은 방전관에 비하여 방전을 일으키는 전극 사이의 거리가 짧아 발광효율이 좋은 양광주 영역의 자외선을 이용하지 못하기 때문이다.

본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 종래의 플라즈마 디스플레이 패널보다 더 높은 발광휘도와 발광효율을 가진 플라즈마 디스플레이 패널을 제공하는 데에 그 목적이 있다.

도 1a는 일반적인 플라즈마 디스플레이 패널의 구조를 도시한 사시도.

도 1b는 상기 도 1a에 도시된 플라즈마 디스플레이 패널의 구조를 도시한 단면도.

도 2a는 상부기판에 설치된 유지전극의 구조를 도시한 평면도.

도 2b는 상부기판에 설치된 유지전극의 구조를 도시한 단면도.

도 3a 내지 도 3d는 기입방전구간에서 방전셀의 동작을 도시한 도면.

도 4는 본 발명에 의한 플라즈마 디스플레이 패널의 구조를 개략적으로 도시한 도면.

도 5는 본 발명에 의한 플라즈마 디스플레이 패널의 제 1 실시예를 도시한 도면.

도 6은 본 발명에 의한 플라즈마 디스플레이 패널의 제 2 실시예를 도시한 도면.

도 7은 본 발명에 의한 플라즈마 디스플레이 패널의 제 2 실시예의 변형된 일례를 도시한 도면.

도 8은 유전체층의 두께와 가스압력에 따른 발광효율을 도시한 그래프.

도 9는 유지전극의 폭에 따른 휘도와 발광효율을 도시한 그래프.

도면의 주요부분에 대한 기호설명

100 : 상부기판 110 : 유전체층

120 : MgO 보호막 131 : 제 2 유지전극

132 : 제 1 유지전극 200 : 하부기판

210 : 제 1 격벽 220 : 제 2 격벽

본 발명에 의한 플라즈마 디스플레이 패널은 전극 위에 피복된 유전체층의 두께가 두껍고 서스테인 전극의 폭이 넓게 형성된 것이 특징이다.

본 발명의 플라즈마 디스플레이 패널은 일정한 간격을 두고 연속하여 형성된 복수개의 격벽들과, 격벽들 중에 연속하여 형성된 4 개의 격벽들 간의 전체 거리인 화소피치(pitch)의 40% 이상의 폭으로 형성되며 상기 격벽에 직교하는 복수개의 제 1 유지전극들, 제 1 유지전극으로부터 화소피치의 20% 이하의 거리를 두고 복수개의 제 1 유지전극들 중 하나와 짝지워져 한 쌍을 이루도록 형성된 복수개의 제 2 유지전극들 그리고, 제 1 유지전극과 제 2 유지전극을 도포하며 25 마이크로미터(㎛) 이상의 두께로 형성된 유전체층을 포함하여 이루어져 있다. 도 4는 본 발명에 의한 플라즈마 디스플레이 패널의 구조를 개략적으로 도시한 것이다.

격벽은 일반적으로 널리 알려진 플라즈마 디스플레이 패널에 설치된 것과 같이 소정의 기판 위에 일정한 간격을 두고 연속하여 형성되어 있다. 이러한 격벽은 일반적으로 하부기판(200)에 설치되나, 필요에 따라 상부기판(100)에 설치될 수도 있다. 또한, 격벽은 줄무늬(스트라이프 : stripe) 형상으로 형성되는 것이 일반적이나, 격자형으로 형성될 수도 있다.

복수개의 제 1 유지전극(132)들과 제 2 유지전극(131)들은 각각 격벽에 직교하도록 소정의 폭으로 연속하여 형성되어 있다. 이 때, 제 1 유지전극(132)들과 제 2 유지전극(131)들은 하나씩 짝지워져 한 쌍을 이루고, 제 1 유지전극(132)과 제 2 유지전극(131) 한 쌍은 격벽에 의해 인접한 다른 유지전극과 구분지어져 있다.

그리고, 제 1 유지전극(132)과 제 2 유지전극(131)의 폭은 동일한 것이 바람직하고, 그 폭은 연속하여 형성된 4 개의 상기 격벽들 간의 전체 거리의 40% 이상의 값으로 이루어져야 한다. 또한, 서로 인접한 제 1 유지전극(132)과 제 2 유지전극(131) 사이의 거리는 연속하여 형성된 4 개의 상기 격벽들 간의 전체 거리의 20% 이하의 값을 갖는다.

일반적으로 연속하여 형성된 4 개의 격벽들 간의 전체 거리는 플라즈마 디스플레이 패널의 한 화소의 크기 또는, 피치(pich)와 같다. 그 이유는 4 개의 격벽들 사이에는 적색 방전셀과 녹색 방전셀 및 청색 방전셀을 이룰 수 있는 3 개의 방전공간이 형성되기 때문이다. 따라서, 4 개의 격벽들 간의 전체 거리는 한 화소의 크기와 같다. 본 발명에서 4 개의 격벽들 간의 전체 거리는 하나의 화소피치(pitch)를 의미하는 것으로 사용되었다.

즉, 본 발명에 의한 플라즈마 디스플레이 패널은 화소피치의 80% 이상(90% 내외가 바람직하다)이 유지전극들에 의해 채워진 것이다. 그 결과, 패널에 이루어진 화소의 영역 중, 80% 이상이 유지전극에 의해 이루어진다.

유지전극의 폭이 넓어지면, 방전영역이 넓어져 발광휘도가 향상되나, 방전전류가 증가하는 문제점이 발생한다. 이러한 문제점을 해결하기 위하여 본 발명의 플라즈마 디스플레이 패널은 종래의 것보다 더 두껍게 형성된 유전체층(110)을 포함하고 있다. 이 때, 방전에 의한 유전체층의 열화를 방지하고 방전 효율을 높이기 위하여 산화마그네슘(MgO)으로 이루어진 보호막(120)이 설치된다.

본 발명의 플라즈마 디스플레이 패널에 형성된 유전체층(110)은 제 1 유지전극(132)과 제 2 유지전극(131)을 도포하면서 25 마이크로미터(㎛) 이상의 두께로 형성된다. 플라즈마 디스플레이 패널은 유지전극의 폭이 넓어질수록 방전전류가 높아지고, 유전체층(110)이 두꺼울수록 방전시 발생되는 방전전류가 억제되는 특성이 있다. 도 8에 도시된 그래프와 같이 25 마이크로미터(㎛)의 플라즈마 디스플레이 패널보다 40 마이크로미터(㎛)의 플라즈마 디스플레이 패널이 대체적으로 동일한 전압에서 더 높은 발광효율을 가지게 된다.

도 9는 전극폭이 넓어질수록 변화되는 휘도와 발광효율을 도시한 그래프이다. 도 9에 도시된 바와 같이 전극폭이 넓어질수록 방전셀의 휘도와 발광효율이 높아진다.

따라서, 본 발명에 의한 플라즈마 디스플레이 패널은 휘도를 높이기 위하여 유지전극의 폭을 넓히고, 유지전극의 폭이 넓어짐에 따라 높아지는 방전전류를 억제하기 위하여 유전체층(110)을 두껍게 형성하는 것이다.

이러한 본 발명의 플라즈마 디스플레이 패널은 유지전극들의 배열관계에 따라 여러 실시예로 구현될 수 있다.

(제 1 실시예)

본 제 1 실시예는 제 1 유지전극(132)과 제 2 유지전극(131)이 서로 교번적으로 설치된 것이 특징이다.

만약, 제 1 유지전극(132)은 스캔펄스를 인가받고 제 2 유지전극(131)은 서스테인펄스만 인가받는다면, 본 제 1 실시예에 의한 플라즈마 디스플레이 패널은 제 1 유지전극(132)과 제 2 유지전극(131)이 도 5에 도시된 것과 같이 교번적으로 설치되어 구성된다.

이 때, 화소를 구분짓는 격벽의 구조는 일반적으로 많이 사용되는 줄무늬(스트라이프 : stripe) 구조로 이루어질 수도 있으나, 도 5에 도시된 것과 같이 격자형 구조로 이루어질 수도 있다.

격자형 격벽은 유지전극에 평행하여 형성된 제 1 격벽(210)과, 제 1 격벽(210) 사이마다 제 1 격벽(210)에 직교하는 방향으로 연속하여 형성된 제 2 격벽(220)을 포함하여 이루어져 있다.

(제 2 실시예)

본 제 2 실시예의 플라즈마 디스플레이 패널은 제 1 유지전극(132) 한 쌍이짝지워지고, 제 2 유지전극(131) 한 쌍이 짝지워져 이루어진 것이 특징이다. 즉, 제 1 실시예의 플라즈마 디스플레이 패널은 제 1 유지전극(132)과 제 2 유지전극(131)이 서로 교번적으로 형성된 반면, 제 2 실시예의 플라즈마 디스플레이 패널은 하나의 방전셀에 형성된 한 쌍의 유지전극의 위치가 서로 교번적으로 변경되도록 설치된 것이다.

만약, 제 1 유지전극(132)은 스캔펄스를 인가받고 제 2 유지전극(131)은 서스테인펄스만 인가받는다면, 본 제 1 실시예에 의한 플라즈마 디스플레이 패널은 제 1 유지전극(132)과 제 2 유지전극(131)이 도 6에 도시된 것과 같이 각각 한 쌍씩 인접하도록 설치되어 있다. 결국, 어떤 방전셀에 설치된 한 쌍의 유지전극이 제 1 유지전극(132)과 제 2 유지전극(131)의 순서로 설치되어 있다면, 인접한 다른 방전셀에 설치된 한 쌍의 유지전극은 제 2 유지전극(131)과 제 1 유지전극(132)의 순서로 설치된다.

그러나, 본 발명의 플라즈마 디스플레이 패널은 한 쌍을 이루고 있는 제 1 유지전극(132) 간의 거리 또는, 한 쌍을 이루고 있는 제 2 유지전극(131) 간의 거리보다 인접한 다른 유지전극, 즉 제 1 유지전극(132)과 제 2 유지전극(131) 간의 거리가 더 가깝도록 이루어져 있다.

그리고, 격벽은 한 쌍을 이루고 있는 제 1 유지전극(132) 또는, 제 2 유지전극(131)의 쌍이 구분되도록 형성된다. 따라서, 격벽에 의해 제 1 유지전극(132)과 제 2 유지전극(131)이 한 조를 이루어 방전셀을 이루는 것이다. 이 때, 화소를 구분짓는 격벽의 구조는 일반적으로 많이 사용되는 줄무늬(스트라이프 : stripe) 구조로 이루어질 수도 있으나, 도 7에 도시된 것과 같이 격자형 구조로 이루어질 수도 있다.

격자형 격벽은 유지전극에 평행하여 형성된 제 1 격벽(210)과, 제 1 격벽(210) 사이마다 제 1 격벽(210)에 직교하는 방향으로 연속하여 형성된 제 2 격벽(220)을 포함하여 이루어져 있다.

본 발명의 플라즈마 디스플레이 패널은 종래의 플라즈마 디스플레이 패널보다 화소영역에서 유지전극이 차지하는 면적의 비율이 더 높으므로, 휘도가 더 높은 효과가 있다. 또한, 휘도가 더 높으면서도 종래의 플라즈마 디스플레이 패널보다 더 두꺼운 유전체층에 의해 방전전류가 억제되므로, 발광효율이 낮아지지 않는 효과도 얻을 수 있다. 따라서, 본 발명은 전력손실이 종래의 플라즈마 디스플레이 패널보다 커지지 않으면서도 월등하게 밝은 플라즈마 디스플레이 패널을 제공할 수 있는 효과가 있다.

Claims (5)

1. 소정의 기판 위에 일정한 간격을 두고 연속하여 형성된 복수개의 제 1 격벽들,

   상기 제 1 격벽에 직교하고 상기 제 1 격벽들 중에 연속하여 형성된 4 개의 상기 제 1 격벽들 간의 전체 거리인 화소피치(pitch)의 40% 이상의 폭으로 연속하여 형성된 복수개의 제 1 유지전극들,

   상기 제 1 유지전극에 평행하고 상기 화소피치의 20% 이하의 거리를 두고 상기 복수개의 제 1 유지전극들 중 하나와 짝지워져 한 쌍을 이루도록 형성된 복수개의 제 2 유지전극들, 그리고

   상기 제 1, 제 2 유지전극을 도포하며 적어도 25 마이크로 미터(㎛) 이상의 두께로 형성된 유전체층을 포함하여 이루어진 플라즈마 디스플레이 패널.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 제 1 유지전극과 제 2 유지전극은 서로 교번적으로 설치된 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널.
3. 제 1 항에 있어서, 상기 제 1 유지전극 한 쌍이 짝지워지고 제 2 유지전극 한 쌍이 짝지워지도록 설치된 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널.
4. 제 2 항 또는, 제 3 항에 있어서, 격자형의 방전영역을 이루도록 일정한 간격을 두고 상기 제 1 격벽들 사이마다 상기 제 1 격벽에 직교하는 방향으로 연속하여 형성된 복수개의 제 2 격벽들을 부가적으로 더 포함하여 이루어진 플라즈마 디스플레이 패널.
5. 제 1 항에 있어서, 상기 제 1 유지전극과 제 2 유지전극의 폭은 동일한 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널.