KR100490617B1 - 플라즈마 디스플레이 패널 - Google Patents

Abstract

방전 효율이 향상된 플라즈마 디스플레이 패널에 관한 것으로, 본 발명의 패널은, 상호 대향하여 접합되는 전면 기판 및 배면 기판과; 상기 전면 기판 및 배면 기판의 내표면에 상호 직교하는 방향으로 형성된 스트립 형태의 디스플레이 전극 및 어드레스 전극과; 상기 디스플레이 전극 및 어드레스 전극을 덮도록 전면 기판 및 배면 기판의 내면에 형성된 유전층과; 상기 디스플레이 전극과 직교하는 방향으로 상기 배면 기판상의 유전층 위에 형성되며, 방전 공간을 형성하는 격벽;을 포함하며, 상기 격벽 또는 디스플레이 전극은 상기 디스플레이 전극 또는 격벽의 일부가 몰입되는 단차부를 구비한다.

Description

플라즈마 디스플레이 패널{PLASMA DISPLAY PANEL}

본 발명은 플라즈마 디스플레이 패널(PDP; Plasma Display Panel)에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 방전 효율이 향상된 플라즈마 디스플레이 패널에 관한 것이다.

플라즈마 디스플레이 패널은, 표시 용량, 휘도, 콘트라스트 및 시야각 등의 표시 성능이 우수하여, 음극선관(Cathode Ray Tube)의 성능에 근접되는 평판형 표시 패널로서 주목받고 있다. 이러한 플라즈마 디스플레이 패널은 그 동작 원리에 따라 직류(Direct Current)형과 교류(Alternative Current)형으로 대별된다. 직류형 플라즈마 디스플레이 패널은 모든 전극들이 방전 공간에 노출된 구조로서, 그 대응되는 전극들 사이에 전하(charges)들의 이동이 직접적으로 이루어진다.

이에 반하여, 교류형 플라즈마 디스플레이 패널은 대응하는 전극들 중에서 적어도 한 전극이 유전체로 둘러싸인 구조로서, 그 대응되는 전극들 사이에 직접적인 전하들의 이동이 이루어지지 않고, 벽전하(wall charge)의 전계에 의하여 방전이 수행된다.

그리고, 플라즈마 디스플레이 패널은 그 전극들의 구성 형태에 따라 대향 방전형 및 면 방전형으로 대별될 수 있다. 대향 방전형 플라즈마 디스플레이 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. 그리고, 면 방전형 플라즈마 디스플레이 패널에서는, 단위 화소마다 상기 어드레싱용 전극에 대향되는 주사용 전극 및 공통(Common) 전극이 마련되어, 어드레싱용 전극과 공통 전극 사이에서 상기 어드레싱 방전이 일어나고, 주사용 전극과 공통 전극 사이에서 상기 유지 방전이 일어난다.

이러한 면 방전형 플라즈마 디스플레이 패널의 한가지 구조를 도 1을 참조로 개략적으로 설명한다.

도시된 바와 같이, 배면 기판(100) 위에는 어드레스 전극(102)이 소정 패턴으로 형성되며, 어드레스 전극(102) 및 배면 기판(100) 상면에는 어드레스 전극(102)을 매립하는 제1 유전체층(104)이 형성된다. 이 제1 유전체층(104) 위에는 격벽(106)이 형성되어 방전 거리를 유지시키고, 이 제1 유전체층(104) 및 격벽(106)면에는 형광체층(108)이 도포된다.

그리고 배면 기판(100)의 상측에 배치되는 전면 기판(110)의 하면에는 어드레스 전극(102)과 직교하는 공통 전극(112a) 및 주사 전극(112b)이 형성되고, 이 전극(112a, 112b)들은 소정의 금속 전극(112c)과 접지되어 초기 방전을 일으키게 된다. 여기에서, 상기 전극들(112a,112b,112c)은 디스플레이 전극(112)을 구성한다. 그리고, 전면 기판(110)과 그 하면에 형성된 전극(112a,112b,112c)들은 제2 유전체층(114)에 의해 매립되며, 제2 유전체층(114)의 상면에는 MgO로 된 미도시한 보호층이 형성된다.

따라서, 상기 각 전극에 소정의 전압이 인가되면 제1 유전체층(104)으로 방전 가스의 이온이 집적되고, 이 이온을 경유해 상기 어드레스 전극(102)과 공통 전극(112a) 사이에서 트리거 방전이 일어나 전면 기판(110)의 제2 유전체층(114) 하면에 하전 입자가 형성된다. 이 상태에서, 화상 신호에 따라서 주사 전극(112b)과 공통 전극(112a) 사이에 소정의 전압이 인가되면 방전 공간에서 유지 방전이 일어난다. 이때, 방전 가스 내에서 플라즈마가 형성되고 그 자외선 방사에 의하여 형광체층(108)의 형광체가 여기되어 빛이 발생된다.

이러한 구성의 플라즈마 디스플레이 패널에 있어서, 발광 효율, 즉 휘도를 향상시키기 위해 최근에는 격벽을 매트릭스형 또는 델타형으로 형성하는 방안이 강구되고 있는데, 이러한 형태의 격벽은 현재까지는 원하는 만큼의 발광 효율을 얻을 수 없어 상품화 단계에 이르지 못하고 있다.

상기한 발광 효율은 일반적으로 격벽의 높이를 높게 하여 형광체 도포 면적 및 방전 공간을 증가시킴으로써 향상시키는 것이 가능하지만, 격벽이 높아질수록 어드레싱 전압이 높아져야 하므로 격벽 높이를 무제한적으로 높일 수 없는 문제점이 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 어드레싱 전압을 종래와 동일한 수준으로 유지하면서도 형광체 도포 면적 및 방전 공간을 증가시킬 수 있는 플라즈마 디스플레이 패널을 제공함을 목적으로 한다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은,

어드레스 전극 및 방전 공간을 형성하는 격벽을 구비하는 배면 기판과, 상기 격벽과 직교하는 방향으로 형성된 디스플레이 전극을 구비하는 전면 기판을 포함하며, 상기 격벽 또는 디스플레이 전극은 그의 길이 방향을 따라 두께가 감소된 단차부를 구비하며, 상기 단차부에는 디스플레이 전극 또는 격벽이 일부 몰입되는 플라즈마 디스플레이 패널을 제공한다.

본 발명의 실시예에 의하면, 상기한 플라즈마 디스플레이 패널은, 상호 대향하여 접합되는 전면 기판 및 배면 기판과; 상기 전면 기판 및 배면 기판의 내표면에 상호 직교하는 방향으로 형성된 스트립 형태의 디스플레이 전극 및 어드레스 전극과; 상기 디스플레이 전극 및 어드레스 전극을 덮도록 전면 기판 및 배면 기판의 내면에 형성된 유전층과; 상기 디스플레이 전극과 직교하는 방향으로 상기 배면 기판상의 유전층 위에 형성되며, 방전 공간을 형성하는 격벽;을 포함하며, 상기 격벽 또는 디스플레이 전극은 상기 디스플레이 전극 또는 격벽의 일부가 몰입되는 단차부를 구비한다.

이러한 구성의 플라즈마 디스플레이 패널은 디스플레이 전극과 어드레스 전극 간의 간격을 종래와 동일한 수준으로 유지하면서 격벽을 더욱 높게 형성할 수 있으므로 발광 효율의 향상이 가능한 이점이 있다.

또한, 본 발명은 종래와 동일한 수준의 발광 효율을 얻고자 하는 경우 디스플레이 전극과 어드레스 전극간의 간격을 낮출 수 있으므로, 어드레스 전극을 구동하는 드라이버 IC를 종래에 비해 내전압이 낮은 것을 사용할 수 있다. 따라서, 패널을 저렴하게 구성할 수 있으며, 방전 효율을 향상시킬 수 있다.

본 발명의 디스플레이 패널을 구성함에 있어서, 상기 디스플레이 전극은 Ag 또는 Au와 같은 전도성 금속 재질의 공통 전극 및 주사 전극으로 구성하거나, 또는 ITO와 같은 투명 도전 재질의 공통 전극과 주사 전극 및 이들 전극 표면에 각각 제공되는 상기한 금속 재질의 버스 전극으로 구성할 수 있다. 또한, 본 발명은 전면 기판에 블랙 매트릭스를 더욱 제공할 수도 있다.

이때, 상기 금속 재질의 공통 전극 및 주사 전극 또는 금속 재질의 버스 전극은 200∼300㎛의 폭과, 280∼350㎛의 이격 거리로 제공하며, 격벽은 200∼320㎛의 두께로 형성하며, 격벽 또는 디스플레이 전극의 단차부는 120∼160㎛의 깊이로 형성한다.

이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 2에는 본 발명의 일실시예에 따른 플라즈마 디스플레이 패널의 구성을 나타내는 개략적인 사시도가 도시되어 있다.

도면을 참조하면, 본 발명에 따른 플라즈마 표시장치는 대향 설치되는 배면 기판(10)과 전면 기판(12)을 구비하며, 이들을 결합하여 방전 공간을 형성한다.

상기 배면 기판(10)에는 소정 패턴의 어드레스 전극(14)이 형성되고, 어드레스 전극(14)은 제1 유전체층(16)에 의해 매립되며, 제1 유전체층(16) 상에는 전면 기판(12)과 배면 기판(10)에 의해 형성되는 방전 공간을 구획하는 격벽(18)이 어드레스 전극(14)과 나란한 방향으로 형성된다. 그리고, 상기 격벽(18)에 의해 구획된 방전 공간의 내부 즉, 제1 유전체층(16)의 상면과 격벽(18)의 측면에는 통상 R, G, B 3색의 형광체층(20)이 형성된다.

본 발명에 있어서, 상기 격벽(18)은 그의 길이 방향으로 단차부(18a)를 구비하는데, 이 단차부(18a)는 이후 설명할 디스플레이 전극(22)의 일부가 몰입되는 부분으로 작용한다.

이와 같이 상기한 격벽(18)이 단차부(18a)를 구비하는 것은 디스플레이 전극(22)의 두께를 증가시켜 어드레스 전극(14)과 디스플레이 전극(22)간의 간격을 종래와 동일한 수준으로 유지하면서도 격벽(18)의 두께를 전체적으로 증가시켜 두께 증가분만큼 형광체 도포 면적을 증가시키기 위한 것이다.

본 실시예의 플라즈마 디스플레이 패널은 디스플레이 전극(22)으로서 전면 기판(12)에 공통 전극(22a) 및 주사 전극(22a)을 구비한다. 상기한 전극들(22a,22b)은 Ag 또는 Au와 같은 금속 재질로 이루어지며, 어드레스 전극(14)과 직교하는 방향으로 형성되어 제2 유전체층(24)으로 매립된다. 그리고, 제2 유전체층(24)의 상면에는 MgO로 이루어진 보호층(protective layer)(26)이 형성된다. 이때, 상기 보호층(26)은 전극들(22a, 22b)을 보호하는 역할과, 이차전자(e)를 방출하므로 방전을 돕는 역할을 한다. 그리고 상기 전면기판(12)과 배면기판(10) 사이에 소정의 방전가스가 주입된다.

도 3에는 도 2의 주요부 구성을 나타내는 단면도가 도시되어 있다.

이를 참조하면, 디스플레이 전극(22)을 구성하는 금속 재질의 주사 전극(22b)과 공통 전극(22a)은 각각 200∼300㎛의 폭(w)으로 형성하는 것이 바람직하고, 양 전극들(22a,22b) 사이에는 280∼350㎛의 이격 거리(l)를 유지하는 것이 바람직하다.

그리고, 상기한 격벽(18)은 200∼320㎛의 두께(t)로 형성하고, 주사 전극(22b) 및 공통 전극(22a)의 일부가 각각 매립되는 단차부(18a)는 120∼160㎛의 깊이(d)로 형성하는 것이 바람직하다.

상기한 격벽 두께(t), 전극 폭(w), 및 전극간 이격 거리(l)는 본 발명인의 실험 결과를 참조하여 설정한 것이다. 이하에서 설명할 도 4 내지 도 6의 그래프는 격벽이 단차부를 구비하지 않는 종래의 패널과 상기한 격벽이 단차부를 구비하는 본 발명의 패널에 있어서, 격벽 두께, 전극 폭, 및 전극간 이격 거리의 변화에 따른 최소 방전 유지 전압의 변화량을 도시한 것이다.

먼저, 도 4는 격벽 두께의 변화에 따른 최소 방전 유지 전압의 변화량을 도시한 것으로, 본 실험은 1080㎛의 셀 피치로 방전 셀을 형성하고, 주사 전극(22b) 및 공통 전극(22a)을 70㎛의 두께로 형성하며, 상기 양 전극(22a,22b)의 폭(w)을 각각 200㎛로 형성하고, 양 전극(22a,22b)이 340㎛의 이격 거리(l)를 유지하도록 한 상태에서 실시하였다.

이에, 도 4를 참조하면 격벽이 단차부를 구비하지 않는 종래의 패널은 120∼160㎛의 두께에서 대략 170V 내외의 최소 방전 유지 전압을 나타내었지만, 격벽(18)이 상기한 단차부(18a)를 구비하는 본 발명의 패널은 두께(t)를 200∼320㎛로 형성한 경우 대략 170V 이하의 최소 방전 유지 전압을 나타내는 것을 알 수 있었다. 따라서, 단차부(18a)를 제외한 부분의 격벽은 200∼320㎛의 두께(t)로 하는 것이 바람직한 것을 알 수 있다.

그리고, 도 5는 금속 전극의 폭 변화에 따른 최소 방전 유지 전압의 변화량을 도시한 것으로, 본 실험은 1080㎛의 셀 피치로 방전 셀을 형성하고, 주사 전극(22b) 및 공통 전극(22a)을 70㎛의 두께로 형성하며, 단차부(18a)를 제외한 부분의 격벽(18)을 240㎛의 두께(t)로 형성하고, 양 전극(22a,22b)이 340㎛의 이격 거리(l)를 유지하도록 한 상태에서 실시하였다.

이에, 도 5를 참조하면 종래의 패널은 전극이 170㎛ 이상의 전극 폭으로 형성될 때 대략 170V 내외의 최소 방전 유지 전압을 나타내었지만, 본 발명의 패널은 전극(22a,22b)을 100㎛ 이상의 폭(w)으로 형성하더라도 종래보다 낮은 최소 방전 유지 전압을 나타내었으며, 특히 200∼300㎛의 폭(w)으로 전극(22a,22b)을 형성하면 최소 방전 유지 전압이 140V 이하가 되는 것을 알 수 있었다. 따라서, 공통 전극(22a) 및 주사 전극(22b)의 폭(w)은 200∼300㎛의 범위 내에서 형성하는 것이 바람직한 것을 알 수 있다.

도 6은 공통 전극과 주사 전극간의 이격 거리 변화에 따른 최소 방전 유지 전압의 변화량을 도시한 것으로, 본 실험은 1080㎛의 셀 피치로 방전 셀을 형성하고, 주사 전극(22b) 및 공통 전극(22a)을 70㎛의 두께 및 200㎛의 폭(w)으로 형성하며, 단차부(18a)를 제외한 부분의 격벽(18)을 240㎛의 두께(t)로 형성한 상태에서 실시하였다.

상기 도 6을 참조하면, 종래의 패널은 전극간 이격 거리가 100∼250㎛의 범위 이내인 경우 대략 160∼190V의 최소 방전 유지 전압을 나타내었지만, 본 발명은 175∼400㎛의 범위 내에서 종래 패널보다 낮은 방전 유지 전압을 나타내었으며, 특히 전극간 이격 거리(l)를 280∼350㎛로 한 경우 최소 방전 유지 전압이 150V 내외로 유지되는 것을 알 수 있었다. 따라서, 공통 전극(22a) 및 주사 전극(22b)의 이격 거리(l)는 280∼350㎛의 범위 내에서 이격하는 것이 바람직하다는 것을 알 수 있다.

또한 도 7에서 알 수 있듯이 본 발명의 패널은 격벽 높이가 종래 패널보다 높게 형성됨으로 인해 종래 대비 대략 2배의 휘도치를 나타낸다.

따라서, 상기한 도 7의 휘도치를 대입하여 보면 종래의 방전 효율은 1.72lm/w(lambert/watt)인 반면 본 발명은 3.80lm/w의 방전 효율을 나타냄으로써 2배 이상의 효율 향상이 가능하다.

도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 플라즈마 디스플레이 패널의 Y-Y축방향 단면도를 도시한 것으로, 공통 전극(22'a)과 주사 전극(22'b)을 ITO와 같은 투명 도전 재질로 형성하고, 이들 전극 표면(22'a,22'b)에 금속 재질의 버스 전극(22'c)을 형성하여 디스플레이 전극(22)을 구성하며, 한쌍의 전극(22'a, 22'b)과 다른 한쌍의 전극 사이의 상기 전면 기판(12)의 하면에 블랙 스트라이프(black stripe)층(28)을 형성하고, 상기 블랙 스트라이프층(28)도 제2 유전체층(24)에 매립한다. 그리고 플라즈마 디스플레이 패널에 따라 상기 제2 유전체층(24)과 보호층(26) 사이에 또 다른 유전체층을 형성할 수 있다.

이때, 상기 버스 전극(22'c)은 주사전극(22'b) 및 공통전극(22'a)에 접지되어 라인 저항을 감소시키는 작용을 한다.

도 9는 본 발명의 또다른 실시예에 따른 플라즈마 디스플레이 패널의 주요부 구성을 나타내는 분해 상태 단면도를 도시한 것으로, 특히 X-X축방향의 단면도를 도시한 것이다.

본 실시예의 플라즈마 디스플레이 패널은 격벽(18)은 일정한 높이로 형성하고, 디스플레이 전극(22)에 단차부(18a)를 형성한 것을 제외하고는 전술한 실시예와 동일한 구성 및 효과를 갖는다.

이때, 상기한 디스플레이 전극(22)은 1회 인쇄시 10∼200㎛ 두께의 층을 인쇄할 수 있는 코터 인쇄기를 사용하여 먼저 전극을 일정 두께로 형성한 후, 상기한 단차부(18a)를 제외한 부분에만 인쇄 작업을 더 실시하여 단차부(18a)를 형성하는 것에 따라 제조할 수 있다.

상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고 특허청구범위와 발명의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러 가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고 이 또한 본 발명의 범위에 속하는 것은 당연하다.

상술한 바와 같이 본 발명에 따른 플라즈마 디스플레이 패널은 전면 기판의 디스플레이 전극과 배면 기판의 어드레스 전극간의 간격은 종래와 동일한 수준으로 유지하면서도 형광층 도포 면적을 증가시킬 수 있어 종래 대비 2배 이상의 효율 향상이 가능한 효과를 갖는다.

도 1은 일반적인 플라즈마 디스플레이 패널의 개략적인 분해 사시도.

도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 플라즈마 디스플레이 패널의 개략적인 분해 사시도.

도 3은 도 2의 주요부 구성을 나타내기 위한 Y-Y축방향 분해 상태 단면도.

도 4는 격벽 높이에 따른 최소 방전 유지 전압의 변화량을 나타내는 그래프.

도 5는 금속 전극의 폭에 따른 최소 방전 유지 전압의 변화량을 나타내는 그래프.

도 6은 금속 전극간의 거리에 따른 최소 방전 유지 전압의 변화량을 나타내는 그래프.

도 7은 격벽 높이에 따른 휘도 변화량을 나타내는 그래프.

도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 플라즈마 디스플레이 패널의 주요부 구성을 나타내기 위한 Y-Y축방향 분해 상태 단면도.

도 9는 본 발명의 또다른 실시예에 따른 플라즈마 디스플레이 패널의 주요부 구성을 나타내기 위한 X-X축방향 분해 상태 단면도.

Claims (16)

1. 삭제
2. 삭제
3. 서로 대향하는 한 쌍의 기판;

   상기 기판 중 어느 한 곳에 형성되는 어드레스 전극;

   상기 기판의 사이 공간에 위치해서 방전셀들을 이루는 격벽;

   상기 방전셀 내에 형성되는 형광체층; 및,

   상기 방전셀에서 서로 마주하고, 상기 어드레스 전극을 향해서 돌출 형성되는 한 쌍의 디스플레이 전극;을 포함하고,

   상기 격벽 중 디스플레이 전극과 교차하는 영역에 상기 디스플레이 전극이 몰입되는 단차부가 형성되어 있는 플라즈마 디스플레이 패널.
4. 삭제
5. 제 3항에 있어서, 상기 디스플레이 전극은 공통 전극 및 주사 전극으로 이루어지며, 상기 공통 및 주사 전극은 은(Ag) 또는 금(Au) 등의 전도성 금속으로 이루어지는 플라즈마 디스플레이 패널.
6. 제 5항에 있어서, 상기 전면 기판에는 블랙 스트라이프 층이 더욱 제공되는 플라즈마 디스플레이 패널.
7. 제 5항에 있어서, 상기 공통 전극 및 주사 전극은 200∼300㎛의 폭을 갖는 플라즈마 디스플레이 패널.
8. 제 5항에 있어서, 상기 공통 전극 및 주사 전극은 280∼350㎛의 이격 거리로 이격되는 플라즈마 디스플레이 패널.
9. 제 5항에 있어서, 상기 격벽은 200∼320㎛의 두께로 이루어지는 플라즈마 디스플레이 패널.
10. 제 5항에 있어서, 상기 단차부는 120∼160㎛의 깊이로 형성되는 플라즈마 디스플레이 패널.
11. 제 3항에 있어서, 상기 디스플레이 전극은 공통 전극과 주사 전극 및 이들 전극 표면에 각각 제공되는 버스 전극으로 이루어지며, 상기 공통 및 주사 전극은 ITO와 같은 투명 도전막으로 이루어지고, 버스 전극은 은(Ag) 또는 금(Au) 등의 전도성 금속으로 이루어지는 플라즈마 디스플레이 패널.
12. 제 11항에 있어서, 상기 전면 기판에는 블랙 스트라이프 층이 더욱 제공되는 플라즈마 디스플레이 패널.
13. 제 11항에 있어서, 상기 버스 전극은 200∼300㎛의 폭을 갖는 플라즈마 디스플레이 패널.
14. 제 11항에 있어서, 상기 버스 전극은 280∼350㎛의 이격 거리로 이격되는 플라즈마 디스플레이 패널.
15. 제 11항에 있어서, 상기 격벽은 200∼320㎛의 두께로 이루어지는 플라즈마 디스플레이 패널.
16. 제 11항에 있어서, 상기 단차부는 120∼160㎛의 깊이로 형성되는 플라즈마 디스플레이 패널.