KR100447189B1 - 플라즈마 디스플레이 패널의 방전 셀 구조 - Google Patents

Abstract

본 발명은 플라즈마 디스플레이 패널의 방전 셀 구조에 관한 것이다. 이와 같은 본 발명에 따른 플라즈마 디스플레이 패널의 방전 셀 구조는 상판에 형성된 한 쌍의 제 1, 및 제 2 음극과 이 음극 위에 순차적으로 형성된 유전층과 보호막, 상기 음극에 나란한 방향으로 하판에 형성된 한 쌍의 제 1 및 제 2 양극, 상기 양극 위에 형성된 유전층을 포함하여 구성된다.

Description

플라즈마 디스플레이 패널의 방전 셀 구조{Structure for discharge cell of plasma dispaly panel}

본 발명은 플라즈마 디스플레이 패널에 관한 것으로, 특히 고효율의 플라즈마 디스플레이 패널의 방전 셀 구조에 관한 것이다.

최근 플라즈마 표시장치(PDP)는 40" 이상의 대형 평판 표시 장치로 차세대 고 선명 벽걸이 TV, TV와 PC의 기능이 복합된 멀티미디어용 대형 표시장치로서 유력시되고 있어 이에 대한 연구 개발이 활발하다.

그러나 아직 차세대 PDP 개발을 위해서는 해결해야 할 기술적 과제들이 많이 남아 있는데, 대형 패널 제조기술, 고정 패널 제조 기술, 휘도 개선, 컨트래스트(contrast)비 개선, 효율 향상을 통한 소비 전력 감소, 저가격화, 동화상 화질 개선 등이 그것이다.

이중 특히 효율 향상, 즉 저 전력으로도 고 휘도를 낼 수 있는 PDP의 개발은 매우 중요한 문제로, 이는 방전현상의 올바른 이해를 통한 셀 구조, 방전 가스의 종류 및 혼합비, 구동 펄스의 최적화 및 음극재료나 형광체와 같은 재료의 물성 개선을 통해 얻어질 수 있다.

현재까지 이루어지고 있는 PDP 셀 구조에 대한 여러 연구들은 플라즈마의 효과적인 발생을 위하여 전기장의 형성이 방전 공간에 잘 형성되도록 하는 일, 즉 전기장을 형성하는 전극의 구조와 이들 전극의 상대적 위치, 즉 전극의 폭, 전극 간격등을 변화시키는데 주력되어 왔다.

그러나 아직 원하는 효율에 미치지 못하고 있는 형편이다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 종래의 후지쯔(Fujitsu) 타입의 3전극 면방전 AC-PDP 방전 셀 구조를 설명한다.

도 1은 종래의 후지쯔(Fujitsu) 타입의 3전극 면방전 AC-PDP 방전 셀 구조를 나타낸 구조도이다.

도 1을 참조하면, PDP는 크게 상판(10)과 하판(20)으로 나눌 수 있는데, 상판(10)은 상판기판(front glass)(11) 표면에 두 개의 나란한 유지 전극(sustain electrode)(12, 13)이 있는데 이것은 투명 전극(transparent electrode)(12-1, 13-1)과 그 위에 버스 전극(bus electrode)(12-2, 13-2)으로 구성되어 있다.

그리고, 상기 유지전극(12, 13) 위에 유전층(dielectric layer)(14)이 형성되어 있고 그 위에 보호막(protecting layer)(15)이 형성되어 있다. 이 보호막의 주재료가 MgO 이기 때문에 MgO 막이라고 부르기도 한다.

한편, 하판(20)은 하판기판(rear glass)(21) 위에 유지 전극(12, 13)과 직각인 방향으로 신호 전극(address electrode)(22)이 형성되어 있고, 그 위에 유전층(23)이 있으며, 그 위에 신호 전극(22)과 나란한 방향으로 격벽(25)이 형성되어 있고, 그 위에 형광체(24)가 있다.

상기와 같이 구성된 PDP의 동작은 특정 셀에 불을 켜고자 할 때, 그 셀의 유지 전극(12, 13) 중 하나를 스캔 전극으로 선택하여 신호 전극(22)과 상호 작용하는 신호 방전을 일으킨다.

이때, 신호 방전에 의하여 생긴 전하들이 보호막(15) 표면에 축적되어 벽전하를 형성하게 된다. 이후에 두 유지 전극(12, 13) 사이에 유지 방전을 시켜 주며,벽전하가 형성된 셀에는 불이 켜지고, 그렇지 않은 셀에는 불이 켜지지 않는다.

상기 유지 방전을 시켜 줄 때 두 유지 전극(12, 13)에 전기적 극성을 계속 바꾸어 준다.

이와 같은 PDP의 방전 셀은 같은 구동 전압에서는 방전 경로가 길수록 효율 측면에서는 큰 증가를 가져 오게 된다.

도 2는 종래의 양광주를 이용한 DC형 PDP 셀 구조를 나타낸 단면도이다.

도 2에 도시된 바와 같이 DC형은 AC 형에 존재하는 상판이나 하판의 전극 위에 유전체가 존재하지 않는다.

그러므로, 전극이 가스 입자들에 노출이 되어있다.

전체적인 전극의 수는 후지쯔 구조와 동일한 3전극이지만, 후지쯔 구조와는 달리 상판에 캐소드 역할을 하는 전극(30)이 하나 존재하고, 하판에 애노드 역할을 하는 전극(31, 32)이 두 개 존재한다.

그리고, 상기 상판과 하판의 전극이 서로 나란한 방향으로 구성되어 있다.

이와 같은 구조의 DC형 PDP의 동작을 도 3의 그래프를 참고하여 함께 설명하면, 먼저 음극(30)과 온-셋 양극(31)의 전극간에 어드레스 방전(I 구간, 방전 1)을 일으킨 이후에 방전 공간상에 발생한 프라이밍(priming)입자의 도움을 받아 양광주를 발생시킬 수 있는 거리에 떨어져 있는 음극(30)과 오프-셋 양극(31) 전극간에 유지 방전(Ⅱ구간, 방전 2)을 일으키는 것이다.

결국, 음극 전극(30)은 방전을 표시하거나 유지시킬 때 모두 사용되며, 온-셋 양극(31)은 후지쯔 구조에서의 유지 전극의 역할을 하는 것이다.

이 경우, 유지기간 동안 동작 전압과 방전 전류를 감소시킴으로써 파워 소비를 줄이고 휘도를 향상시킴으로써 발광 효율을 증가시킬 수 있다.

그러나 이와 같은 구조는 전극들이 가스 입자들에 노출이 되어 있기 때문에 가스 입자들에 의한 손상이 심해져서, 시간이 흐른 후에 정상적인 동작이 어려운 단점이 있다.

따라서, 본 발명의 목적은 이상에서 언급한 종래 기술의 문제점을 감안하여 안출한 것으로서, 낮은 방전 전압을 통해 고효율의 플라즈마 디스플레이 패널의 방전 셀 구조를 제공하기 위한 것이다.

도 1은 종래의 3전극 면방전 플라즈마 디스플레이 패널의 셀 구조를 나타낸 도면

도 2는 종래의 양광주를 이용한 플라즈마 디스플레이 패널의 셀 구조를 나타낸 단면도

도 3은 도 2에 따른 구조 동작의 시퀀스(sequence)를 나타낸 그래프

도 4는 본 발명에 따른 플라즈마 디스플레이 패널의 방전 셀 구조를 나타낸 단면도

도 5는 도 4에 따른 인가 전압 파형에 따른 파형의 변화를 나타낸 그래프

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*

40 : 상판기판 41 : 제 1 음극

42 : 제 2 음극 43 : 유전층

44 : 보호층 50 : 하판기판

51 : 제 1 양극 52 : 제 2 양극

53 : 유전층 60 : 형광체

이상과 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 특징에 따르면, 상판에 형성된 한 쌍의 제 1, 및 제 2 음극과 이 음극 위에 순차적으로 형성된 유전층과 보호막, 상기 음극에 나란한 방향으로 하판에 형성된 한 쌍의 제 1 및 제 2 양극, 상기 양극 위에 형성된 유전층을 포함하여 구성된다.

바람직하게, 그리고, 상기 나란한 방향의 제 1 음극과 제 1 양극, 그리고, 제 2 음극과, 제 2 양극 사이에는 신호방전이 일어나며, 이 신호방전을 통해 셀 내에 프라이밍(priming) 입자가 발생하게되어, 곧 이어 대각선 방향의 제 1 음극과 제 2 양극, 제 2 음극과 제 1 양극간에 유지 방전이 교대로 일어난다.

이하 본 발명의 바람직한 일 실시 예에 따른 구성 및 작용을 첨부된 도면을참조하여 설명한다.

도 4는 본 발명에 따른 PDP 방전 셀 구조를 나타낸 도면이고, 도 5는 본 발명에 따른 PDP 방전 셀의 인가 전압 파형의 예를 나타낸 그래프이다.

도 4 내지 도 5를 참조하면, 상판의 상판기판(40) 위에 두 개의 음극 전극(41, 42)이 있는데, 이 음극 전극은 투명 전극(41-1, 42-1)과 버스 전극(41-2, 42-2)으로 구성되어 있다.

그리고, 상기 음극 전극(41, 42) 위에 유전층(43)이 형성되어 있고, 그 위에 보호막(44)이 형성되어 있다.

한편, 하판의 하판기판(50) 위에 양극전극(51, 52)이 두 개 존재하며, 이 양극 전극(51, 52) 위에 유전층(53)이 있고 그 위에 형광체(60)가 형성되어 있다.

상기와 같은 구조로 이루어진 PDP의 방전 셀의 동작을 도 4에 도시된 방전 경로(① ② ③ ④)를 통해 설명하면 다음과 같다.

도 5와 같이 전압을 잘 조절하면, 우선 음극 전극(41)과 양극 전극(51) 사이에 신호 방전(①)이 일어난다. 이 경우, 두 전극 사이가 멀지 않기 때문에 비교적 낮은 전압에서 방전이 시작된다. 이 방전에 의하여 프라이밍(priming) 입자들이 형성되고, 곧이어(시간 t1이 지난 후) 음극 전극(41)과 양극 전극(52) 사이에 방전이 일어나도록 전압을 걸어주면, 이 두 전극(41, 52) 사이에서 양광주를 발생시킬 수 있는 정도의 긴 경로를 갖는 유지 방전(②)이 시작되는데, 신호 방전(①)에서 생성된 프라이밍 입자의 도움을 받으므로 낮은 전압 차이에 의해서도 방전이 시작된다.

결국, 높지 않은 구동 전압을 이용할 수 있고, 또 양광주를 이용하므로 효율증대를 가지고 올 수 있다.

도 5는 상기와 같은 동작을 구현할 수 있도록 고안된 인가 전압 파형의 예로서, 이때 정확한 스퀘어(square) 파가 아니라, 사다리꼴 또는 다른 모양의 파형을 인가할 수도 있고, 이 파형의 시작과 끝이 대칭이 아닐 수도 있다.

여기서, 이 인가 전압이 만족해야 하는 조건은 처음에는 약한 방전(①)이 일어나고 그 후에 곧 바로 유지 방전(②)이 일어나도록 한다.

상기와 같은 구동 이후 리셋(reset) 방전을 시켜 주어 유지 방전 시 생긴 벽전압(wall charge)을 없애준다.

그레이 레벨(gray level)을 맞추어 주기 위하여 또 다시 유지 방전이 필요할 때는 상기와 같은 동작을 시키되, 이 때에는 한 쪽 전극 위의 보호막 및 형광체의 손상을 막기 위하여 음극 전극(42)과 양극 전극(52) 사이에 신호방전(③)을, 그리고 상판의 음극 전극(42)과 하판의 양극 전극(51) 사이에 유지 방전을 시킨다.

그리고, 형광체(60)가 에너제틱(energetic) 이온들의 손상을 받지 않도록 하기 위하여 형광체가 있는 하판의 전극은 항상 양극 역할을 하고, 보호막(44)이 존재하는 상판의 전극은 음극의 역할을 하도록 전압을 인가한다.

이상의 설명에서와 같이 본 발명은 양광주를 사용할 수 있는 플라즈마 디스플레이 패널 셀 구조로 높지 않은 전압에서도 유지 방전을 시킬 수 있으므로 플라즈마 디스플레이 패널에서 가장 시급한 문제중의 하나인 효율을 크게 개선 할 수 있는 효과가 있다.

이상 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 발명의 기술 사상을 일탈하지 아니하는 범위에서 다양한 변경 및 수정이 가능함을 알 수 있을 것이다.

따라서, 본 발명의 기술적 범위는 실시예에 기재된 내용으로 한정하는 것이 아니라 특허 청구 범위에 의해서 정해져야 한다.

Claims (3)

1. 상판에 형성된 한 쌍의 제 1, 및 제 2 음극과 이 음극 위에 순차적으로 형성된 유전층과 보호막;

   상기 음극에 나란한 방향으로 하판에 형성된 한 쌍의 제 1 및 제 2 양극;

   상기 양극 위에 형성된 유전층을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널의 방전 셀 구조.
2. 삭제
3. 제 1항에 있어서,

   상기 나란한 방향의 제 1 음극과 제 1 양극, 그리고, 제 2 음극과, 제 2 양극 사이에는 신호방전이 일어나며, 이 신호방전을 통해 셀 내에 프라이밍(priming) 입자가 발생하게되어, 곧 이어 대각선 방향의 제 1 음극과 제 2 양극, 제 2 음극과 제 1 양극간에 유지 방전이 교대로 일어나는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널의 방전 셀 구조.