KR100553770B1 - 플라즈마 디스플레이 패널 - Google Patents

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KR100553770B1
KR100553770B1 KR1020040050758A KR20040050758A KR100553770B1 KR 100553770 B1 KR100553770 B1 KR 100553770B1 KR 1020040050758 A KR1020040050758 A KR 1020040050758A KR 20040050758 A KR20040050758 A KR 20040050758A KR 100553770 B1 KR100553770 B1 KR 100553770B1
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Abstract

본 발명은 플라즈마 디스플레이 패널의 외곽부에 위치하는 방전셀의 방전을촉발하여 저전압 구동이 가능해지고, 고 제논비율을 유지하여 휘도를 상승시킴으로서 제작비용이 저감되고 품질이 개선된 플라즈마 디스플레이 패널의 제공을 목적으로 하며, 이 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 투명한 전면기판 및 상기 전면기판과 소정거리만큼 이격되어 대향하도록 배치되는 배면기판과, 상기 전면기판 및 배면기판 사이에 배치되고, 상기 전면기판 및 배면기판과 함께 방전을 일으키는 공간인 방전셀들을 한정하는 격벽과, 상기 전면기판의 후방에 배치되고, 상기 방전셀들이 연장되는 일 방향을 따라 연장되며, 연장되는 상기 방전셀들을 가로지르고 X 전극과 Y 전극을 구비하는 유지전극쌍들과, 상기 전면기판의 후방의 상기 유지전극쌍들 각각의 사이에 배치되고, 상기 유지전극쌍들이 연장되는 방향과 평행하게 연장되는 중간전극들과, 상기 유지전극쌍들 및 중간전극들을 덮도록 상기 전면기판의 후방에 배치되는 전방유전체층과, 상기 배면기판 및 전방유전체층 사이에 배치되고, 상기 중간전극들이 연장되는 방향과 교차하도록 상기 방전셀들을 가로질러 연장되는 어드레스전극들과, 상기 방전셀 내에 배치되고 상기 어드레스전극을 덮는 형광체층과, 상기 방전셀 내에 있는 방전가스를 구비하고, 상기 유지전극쌍들과 중간전극들이 연장되는 방향에서의 상기 유지전극쌍들과 중간전극들의 끝단이 가로지르는 외곽부 방전셀들 내의 X 전극 및 중간전극과 Y 전극 및 중간전극 사이의 이격된 거리의 합이 상기 외곽부 방전셀들과 인접한 방전셀들 내의 X 전극 및 중간전극 과 Y 전극 및 중간전극 사이의 이격된 거리의 합보다 더 작은 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널을 제공한다.

Description

플라즈마 디스플레이 패널{Plasma display panel}
도 1 은 본 발명의 플라즈마 디스플레이 패널을 도시하는 분리 사시도 이고,
도 2 는 본 발명의 전극에 인가되는 전기적 신호의 인가방법을 도시한 플라즈마 디스플레이 장치를 도시한 개략도 이고,
도 3 은 하나의 서브필드 안에서 본 발명의 X 전극, Y 전극, 및 중간전극에 인가되는 신호의 파형을 도시한 파형도 이고,
도 4 는 본 발명의 플라즈마 디스플레이 패널의 유지전극쌍 및 중간전극의 연장방향에 따른 형태를 도시한 평면도이다.
< 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 >
X1....Xn : 라인별 X 전극들 Y1....Yn : 라인별 Y 전극들
AR1....ABm : 라인별 어드레스전극들 M1....Mn : 라인별 중간전극들;
SM : 중간전극에 인가되는 전기적 신호
SX : X 전극에 인가되는 전기적 신호
SY : Y 전극에 인가되는 전기적 신호
SM : M 전극에 인가되는 전기적 신호
100 : 플라즈마 디스플레이 패널
110 : 전방패널, 120 : 후방패널
113 : X 전극 112 : Y 전극
114 : 유지전극쌍 150 : 중간전극
Wx1 : 외곽부 방전셀 내의 X 전극과 중간전극 사이의 이격된 거리
Wy1 : 외곽부 방전셀 내의 Y 전극과 중간전극 사이의 이격된 거리
본 발명은 제작비용이 저감되고, 품질이 개선된 플라즈마 디스플레이 패널에 관한 것이다.
일반적으로 플라즈마 디스플레이 패널(Plasma Display Panel)은 기체방전으로 생성된 자외선으로 형광체를 여기시켜 소정의 영상을 구현하는 표시장치로서, 고해상도의 대화면 구성이 가능하여 차세대 박형 표시장치로 각광받고 있다.
종래 이와 같은 플라즈마 디스플레이 패널은 구조와 구동원리에 따라 교류형(AC type), 직류형(DC type) 및 혼합형(Hybrid type)으로 나뉘어지고 있으며, 특히 방전구조에 따라 교류형 및 직류형 플라즈마 디스플레이 패널은 면 방전형과 대향 방전형으로 나뉘어져 있으나, 최근에는 교류형 면 방전 플라즈마 디스플 레이 패널이 대세를 이루고 있다.
이러한 교류형 면방전 플라즈마 디스플레이 패널은 외부에서 인가되는 영상신호에 대응하여 플라즈마 디스플레이 패널의 화상구현의 기본 단위인 화소를 구성하는 방전셀들 내부에 선택적 방전을 유도하여 가시광을 발광시킴으로서 화상을 구현한다. 이때, 외부의 영상신호에 대응하여 방전셀을 가로지르는 전극에 전위가 인가되고, 상기 방전셀 내부에 전기장을 유도하며, 이를 통해, 방전을 야기 시키는 데에 있어서, 방전셀 내부에 존재하는 플라이밍 파티클의 존재 정도가 서로 다르고, 특히 연장된 전극의 끝단이 가로지르는 외곽부 방전셀들에서는 이러한 프라이밍 파티클의 양이 부족해 방전셀들 전체에 균일한 크기의 전압을 인가하더라도 방전이 발생하지 않게 되어 인접하는 방전셀들의 방전에도 나쁜 영향을 끼치게 된다. 그로 인해, 외부 영상신호에 대응하는 화상 구현이 적절히 이루어지지 않아 플라즈마 디스플레이 패널의 품질을 저하시키는 문제점이 발생하게 된다.
또한, 이러한 교류형 면 방전 플라즈마 디스플레이 패널은 공급되는 전력 중 아주 작은 비율의 에너지만이 화상구현에 이용되는 등 전력소비효율이 아주 낮은 단점을 갖고 있다. 그런데, 이와 같이 플라즈마 디스플레이 패널의 전력소비효율이 극도로 낮은 이유는 공급된 전력 중 일부만이 방전셀 내에서 방전을 일으키는데 사용되고, 대부분의 에너지는 열, 소리 등의 불필요한 요소로 허비되기 때문이다. 이러한 문제점을 극복하기 위해 방전셀들을 가로질러 화상을 구현하도록 방전셀에 소정의 전기장을 형성하여 방전을 일으키는 유지전극쌍 사이의 거리를 충분히 이격시키는 방법을 시도하였으나, 유지전극쌍 사이의 이격된 거리가 증가하면, 비례적으 로 구동전압을 증가시켜야 하고, 그로 인해, 상기 방전전극쌍에 인가되는 전기적 신호를 제어하는 드라이버 집적회로칩을 고 전위에서 구동 가능한 것으로 적용하여야 하므로, 플라즈마 디스플레이 패널의 제작비용이 증대되는 문제점이 발견되었다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하여, 유지전극쌍 사이의 간격을 증대시킴과 동시에 중간전극을 이용하여 방전을 촉발함으로써 구동전압을 낮추고, 방전셀들 별로 유지전극쌍의 배치를 최적화하여, 제작비용이 저감되고, 품질이 향상된 플라즈마 디스플레이 패널을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 투명한 전면기판 및 상기 전면기판과 소정거리만큼 이격되어 대향하도록 배치되는 배면기판과, 상기 전면기판 및 배면기판 사이에 배치되고, 상기 전면기판 및 배면기판과 함께 방전을 일으키는 공간인 방전셀들을 한정하는 격벽과, 상기 전면기판의 후방에 배치되고, 상기 방전셀들이 연장되는 일 방향을 따라 연장되며, 연장되는 상기 방전셀들을 가로지르고 X 전극과 Y 전극을 구비하는 유지전극쌍들과, 상기 전면기판의 후방의 상기 유지전극쌍들 각각의 사이에 배치되고, 상기 유지전극쌍들이 연장되는 방향과 평행하게 연장되는 중간전극들과, 상기 유지전극쌍들 및 중간전극들을 덮도록 상기 전면기판의 후방에 배치되는 전방유전체층과, 상기 배면기판 및 전방유전체층 사이에 배치되고, 상기 중간전극들이 연장되는 방향과 교차하도록 상기 방전셀들을 가로질 러 연장되는 어드레스전극들과, 상기 방전셀 내에 배치되고 상기 어드레스전극을 덮는 형광체층과, 상기 방전셀 내에 있는 방전가스를 구비하고, 상기 유지전극쌍들과 중간전극들이 연장되는 방향에서의 상기 유지전극쌍들과 중간전극들의 끝단이 가로지르는 외곽부 방전셀들 내의 X 전극 및 중간전극 사이의 이격된 거리와 Y 전극 및 중간전극 사이의 이격된 거리의 합이 상기 외곽부 방전셀들과 인접한 방전셀들 내의 X 전극 및 중간전극 사이의 이격된 거리와 Y 전극 및 중간전극 사이의 이격된 거리의 합보다 더 작은 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널을 제공한다.
이때, 상기 외곽부 방전셀들 내의 X 전극 및 중간전극 사이의 이격된 거리와 Y 전극 및 중간전극 사이의 이격된 거리의 합을 상기 외곽부 방전셀들과 인접한 방전셀들 내의 X 전극 및 중간전극 사이의 이격된 거리와 Y 전극 및 중간전극 사이의 이격된 거리의 합으로 나눈 값이 0.9 보다 작거나 같고 0.7보다 크거나 같은 것이 바람직하다.
또한, 상기 외곽부 방전셀들 내의 X 전극 및 중간전극 사이의 이격된 거리와 Y 전극 및 중간전극 사이의 이격된 거리의 합이 160㎛ 보다 작거나 같고 130㎛ 보다 크거나 같은 것이 바람직하다.
한편, 상기 X 전극들 사이에 서로 동일한 제어신호가 인가되도록 상기 X 전극들이 서로 전기적으로 연결되고, 상기 Y 전극들 사이에 서로 동일한 제어신호가 인가되도록 상기 Y 전극들이 서로 전기적으로 연결되는 것이 바람직하다.
또한, 상기 전방유전체층의 배면에 배치되는 보호막을 더 구비하고, 상기 형 광체층 및 어드레스전극 사이에 상기 어드레스전극을 덮도록 배치되는 후방유전체층을 더 구비하는 것이 바람직하다.
이하, 도 1 을 참조하여 본 발명의 플라즈마 디스플레이 패널(100)의 바람직한 실시예에 관하여 예를 들어 설명하기로 한다. 상기 플라즈마 디스플레이 패널(100)은 전방패널(110)과 후방패널(120)을 구비한다. 상기 전방패널(110)은 전면기판(111), 상기 전면기판의 후방, 보다 상세하게는 상기 전면기판의 배면(111a)에 배치되고, 후술하는 상기 전면기판(111) 및 배면기판(121) 사이에 배치되는 격벽(124)에 의해 한정되는 방전을 일으키는 공간인 방전셀(126)들이 연장되는 일방향을 따라 연장되며, 연장되는 상기 방전셀(126)들을 가로지르는 Y전극(112)과 X전극(113)을 구비한 유지전극쌍(114)들, 상기 전면기판의 후방, 보다 상세하게는 상기 전면기판의 배면(111a)의 상기 유지전극쌍(114)들 각각의 사이에 배치되고, 상기 유지전극쌍들이 연장되는 방향과 평행하게 연장되어 상기 방전셀들을 가로지르는 중간전극(150)을 구비한다. 이때, 상기 유지전극쌍들 및 중간전극들은 상기 전면기판의 배면에 근적외선 흡수층과 같은 별도의 기능을 갖는 층(미도시)이 배치되는 경우, 상기 전면기판의 배면이 아닌 상기 층의 배면에 배치될 수 있는 등, 상기 유지전극쌍 및 중간전극의 배치 위치가 상기 전면기판의 배면에 한정되는 것은 아니며, 상기 전면기판의 후방에 배치되는 것으로 충분하다. 한편, 상기 Y전극(112)과 X전극(113) 각각은 가시광을 투과시키기 위해 ITO등으로 형성된 투명전극(112b, 113b)을 구비하는데, 상기 투명전극은 일반적으로 저항이 높기 때문에, 상기 X 전극 및 Y 전극은 고전도성을 갖는 금속으로 형성된 버스전극(112a, 113a)을 구비하 는 것이 바람직하다. 한편, 상기 버스전극(112a, 113a)은 상기 투명전극의 배면(113bb, 112bb)에 배치될 수 있으나, 반드시 이 위치에 한정되는 것은 아니며, 상기 버스전극과 상기 투명전극이 전기적으로 연결되면 족하다. 한편, 상기 버스전극(112a, 113a)들은 상기 플라즈마 디스플레이 패널(100)의 좌 우측에 배치된 연결케이블(미도시)에 연결되어 상기 버스전극이 연장되어 가로지르는 방전셀들에 균일한 전기장을 형성시키는 기능을 한다. 또한, 상기 중간전극(150)도 상기 유지전극쌍들과 마찬가지로 전기적 신호가 인가되며, 전면기판의 배면에 위치하여 광경로 상에 위치하기 때문에, 상기 유지전극쌍과 마찬가지로 ITO등으로 형성된 투명전극(150b)과 금속성 버스전극(150a)을 구비한다. 한편, 상기 유지전극쌍(114)들과 중간전극(150)들이 연장되는 방향에서의 상기 유지전극쌍들과 중간전극들의 끝단이 가로지르는 외곽부 방전셀(126a)들 내의 X 전극(113c) 및 중간전극(150)사이의 이격된 거리(Wx1)와 Y 전극(112c) 및 중간전극(150) 사이의 이격된 거리(Wy1)의 합은 상기 외곽부 방전셀(126a)들과 인접한 방전셀(126b)들 내의 X 전극(113d) 및 중간전극(150)사이의 이격된 거리(Wx2)와 Y 전극(112d) 및 중간전극(150) 사이의 이격된 거리(Wy2)의 합 보다 더 작도록 상기 유지전극쌍(114) 배치된다. 한편, 상기 외곽부 방전셀(126a)들 내의 X 전극(113c) 및 중간전극(150) 사이의 이격된 거리(Wx1)와 Y 전극 및 중간전극 사이의 이격된 거리(Wy1)의 합을 상기 외곽부 방전셀들과 인접한 방전셀(126b)들 내의 X 전극(113d) 및 중간전극(150) 사이의 이격된 거리(Wx2)와 Y 전극(112d) 및 중간전극(150) 사이의 이격된 거리의 합(Wy2)으로 나눈 값이 0.9 보다 작거나 같고 0.7보다 크거나 같도록 상기 유지전극쌍이 배치되 는 것이 바람직하다. 또한, 상기 외곽부 방전셀(126a)들 내의 X 전극 및 중간전극 사이의 이격된 거리(Wx1)와 Y 전극 및 중간전극 사이의 이격된 거리(Wy1)의 합이 160㎛ 보다 작거나 같고 130㎛ 보다 크거나 같은 것이 바람직하다. 이하, 상기 유지전극쌍 및 중간전극의 배치와 그 특징에 대하여는 후에 자세히 설명하기로 한다.
상기 전방패널(110)은 상기 유지전극쌍(114)들과 중간전극들(150)을 덮는 전방유전체층(115)을 구비한다. 그리고 상기 전방패널은 상기 유지전극쌍들, 중간전극들, 및 전방유전체층을 보호하기 위해 상기 제1유전체층 상에 배치되는 보호막(116)을 구비하는 것이 바람직하다. 이때, 상기 보호막(116)은 MgO 등으로 형성되며 상기 보호막은 상기 유지전극쌍들, 중간전극들, 및 전방유전체층을 보호하는 기능을 함과 더불어, 방전시 2차 전자의 방출을 증가시켜 방전을 용이하게 한다.
상기 후방패널(120)은 배면기판(121), 상기 배면기판(121) 및 전방유전체층(115) 사이의 상기 방전셀(126) 내, 보다 상세하게는 상기 배면기판의 전면(121a)에 상기 중간전극(150)들이 연장되는 방향과 교차하도록 상기 방전셀(126)들을 가로질러 연장되는 어드레스전극(122)들을 구비한다. 한편, 상기 어드레스전극을 보호하고, 벽전하의 축적을 위해 상기 어드레스전극을 덮도록 배치되는 후방유전체층(123)이 배치되는 것이 바람직하다. 그러나, 후술하는 형광체층(125)이 방전셀 내에 배치되면서 상기 어드레스전극을 덮는 경우, 상기 형광체층이 유전체층으로의 기능을 할 수 있으므로, 상기 후방유전체층(123)이 반드시 필수적인 구조는 아니다.
또한, 상기 후방패널(120)은 상기 전면기판과 배면기판의 사이, 보다 구체적으로는 상기 후방유전체층(123)의 전면에 배치되고, 상기 전면기판(111) 및 배면기판(121)과 함께 방전을 일으키는 공간인 방전셀(126)들을 한정하는 격벽(124)과 상기 방전셀 내에 배치되는 형광체층(125)을 구비한다. 한편, 상기 형광체층은 상기 격벽(124) 및 후방유전체층(123)이 한정하는 공간에 배치되는 것이 공정 및 가시광의 발광에 더 바람직하다. 이때, 상기 격벽은 플라즈마 디스플레이 패널에 소정의 전압이 인가되고, 상기 전압에 의해 유도되는 전기장에 의해 유도되는 방전가스 입자와 전하의 충돌에 의한 플라즈마 방전이 발생하여 발광함으로써 화상을 구현하는 방전셀(126)들을 한정하여 화상의 기본단위를 구성하고, 방전셀 간의 크로스 토크(cross talk)를 방지한다. 또한, 상기 방전셀 내에는 대기압보다 낮은 진공의 방전가스(대략 0.5 atm 이하)가 충전되어 있어, 상기 전방패널과 후방패널사이에 발생하는 압력을 상기 격벽이 지지한다. 상기 방전가스는 제논(Xe)가스를 포함한 네온(Ne), 헬륨(He),또는 아르곤(Ar)중의 어느 하나 혹은 이들 중 둘 이상의 혼합가스로 이루어진 방전가스가 충전된다.
한편, 상기 방전셀 내에 배치된 형광체층(125)은 상기 플라즈마 디스플레이 패널이 칼라 화상을 구현할 수 있도록 하기 위해 적색발광, 녹색발광, 및 청색발광 형광체층들을 구비할 수 있으며, 상기 적색발광, 녹색발광, 및 청색발광 형광체층들이 방전셀 내부에 배치되어 단위화소를 형성할 수 있다. 상기 형광체층은 적색발광 형광체, 녹색발광 형광체, 청색발광 형광체중 어느 하나의 형광체, 솔벤트, 및 바인더가 혼합된 형광체 페이스트가 상기 후방유전체층이 배치된 경우, 상기 방전 셀 내의 후방유전체층의 전면과 격벽 측면의 일부에 도포된 후에 건조 및 소성공정을 거침으로써 형성된다. 상기 적색발광 형광체로서는 (Y,Gd)BO3:Eu3+ 등이 있고, 녹색발광 형광체로서는 Zn2Si04:Mn2+등이 있으며, 청색발광 형광체로서는 BaMgAl10O17:Eu2+ 등이 있다. 상기 어드레스전극(122)들은 플라즈마 디스플레이 패널의 상 하측에 배치된 연결케이블(미도시)과 연결된다.
이하 도 2 내지 도 4를 참조하여 본 발명의 플라즈마 디스플레이 패널의 화상 구현을 위하여 외부의 영상신호에 대응하여 상기 유지전극쌍, 중간전극, 및 어드레스전극에 인가되는 전기적 신호, 보다 구체적으로는 전위의 인가 방법 및 그 특징과 상기 유지전극쌍의 배치 및 그 특징에 관하여 살펴보기로 한다.
도 2에 도시된 플라즈마 디스플레이 장치는 플라즈마 디스플레이 패널(100), 영상 처리부(66), 논리 제어부(62), 어드레스 구동부(63), 중간전극 구동부(67), X 전극 구동부(64) 및 Y 전극 구동부(65)를 포함한다. 영상 처리부(66)는 외부 영상 신호를 처리하여 적색(R), 녹색(G), 및 청색(B)의 디지털 영상 데이터, 클럭 신호, 수직 및 수평 동기 신호들을 포함하는 내부 영상 신호를 발생시킨다. 논리 제어부(62)는 영상 처리부(66)로부터의 내부 영상 신호에 따라 구동-제어 신호들(SA, SM, SY, SX)을 발생시킨다. 어드레스 구동부(63)는, 논리 제어부(62)로부터의 어드레스 신호들(SA)을 처리하여 디스플레이 데이터 신호들을 발생시키고, 발생된 디스플레이 데이터 신호들을 어드레스 전극 라인들(AR1, AG1, AB1 ..., ABm)에 인가된다. M 구동부(67)는 논리 제어부(62)로부터의 M 구동-제어 신호(SM)에 따라 동작하여 M 전극 라인들(M1, ..., Mn)을 구동한다. X 구동부(64)는 논리 제어부(62)로부터의 X 구동-제어 신호(SX)에 따라 동작하여 X 전극 라인들(X1, ..., Xn)을 구동한다. Y 구동부(64)는 논리 제어부(62)로부터의 Y 구동-제어 신호(SY)에 따라 동작하여 Y 전극 라인들(Y1, ..., Yn)을 구동한다. 이때, 상기 X 전극들 서로에는 동일한 X 구동 제어신호(Sx)가 인가되도록, 서로 전기적으로 연결되어 있는 것이 바람직하며, 상기 Y 전극들 서로에는 동일한 Y 구동 제어신호(Sy)가 인가되도록, 서로 전기적으로 연결되는 것이 바람직하다. 한편, 이때에는, 상기 X 전극들 각각이 서로 전기적으로 연결되어 있어 하나의 구동회로만으로 전체의 X전극들이 제어되고, 상기 Y 전극들 각각이 서로 전기적으로 연결되어 있어 하나의 구동회로만으로 전체의 Y전극들이 제어될 수 있으므로, 중간전극의 배치로 인해 늘어나는 구동회로의 개수가 없거나 극소화되게 된다. 그로 인해 플라즈마 디스플레이 패널의 제작비용이 증가하지 않게 된다.
한편, 발광되어야 할 방전셀을 선택하기 위한 어드레스방전을 수행하기 위하여 중간 전극 라인들(M1, ..., Mn) 각각에 주사 펄스가 순차적으로 인가됨과 동시에 어드레스 전극 라인들(AR1, ..., ABm)중에서 선택된 어드레스 전극 라인들에 데이터 펄스가 인가된다. 다음에, 상기 어드레스방전에 의하여 선택된 방전 셀들이 플라즈 마 디스플레이 패널에 소정의 화상이 표시되도록 계조를 표시하는 유지 방전을 일으키도록 모든 X 전극 라인들(X1, ..., Xn)과 모든 Y 전극 라인들(Y1, ..., Yn) 사이에 교류 전압이 인가되고, 상술한 어드레스방전에 발생한 방전셀에서만 어드레스방전으로 축적된 벽전하의 도움을 받아 방전이 발생한다.
도 3을 참조하여 본 발명의 플라즈마 디스플레이 패널(100)의 X 전극, Y 전극, 및 중간전극에 인가되는 신호의 파형의 일 예를 참조하여 본 발명의 플라즈마 디스플레이 패널의 구동에 관하여 살펴보기로 한다. 도 3에 도시된 파형은 플라즈마 디스플레이 패널의 임의의 방전셀을 가로지르는 유지전극쌍, 중간전극, 및 어드레스전극에 인가되는 신호, 보다 상세하게는 전위의 파형을 도시한 것으로서, 도 3에 도시된 바와 같이 임의의 시간 t1 - t2 사이에 중간전극에 상승램프가 인가되면서 방전이 발생하고, 이후 하강램프가 인가되면서 소거방전이 발생하여, 플라즈마 디스플레이 패널 전체에 리셋방전이 일어나, 방전셀들 전체의 벽전하 상태가 균일화된다. 그리고, 상기 리셋방전이 끝나면서, 방전셀들 전체에는 균일한 양의 프라이밍 파티클이 생성되어 존재하게 된다. 이후, 시간 t2 - t3에서 외부의 영상신호에 대응하여 인가되는 제어신호에 따른 소정의 데이터 신호인 어드레스 전압(Va)이 어드레스전극에 인가되고, 발광되어야 할 상기 방전셀에서 상기 어드레스전극과 교차하는 중간전극에 상기 데이터 신호가 인가되는 시간에 부극성의 스캔전압(Vscan)이 인가되면서 상기 어드레스전극과 중간전극 사이의 전위차가 방전개시전압에 도달하게 되어, 상기 선택된 방전셀에 방전이 발생하게 된다. 이때, 이러한 어드레스방전이 발생하면서 방전셀 내부에 소정의 벽전하가 축적된다. 이후, 시간 t3 - t4 에서 X 전극과 Y 전극 사이에 교대로 소정의 유지방전전압(Vs)이 인가되어 방전셀 내부에 축적된 벽전하를 방전셀 내에서 가속시켜 소정의 계조를 표시하는 유지방전이 발생하게 된다. 이때, 상술한 t2 - t3 시간에 어드레스전극에는 소정의 어드레스방전전압(Va)가 인가되고, 그와 동시에 중간전극에는 부극성의 스캔전압(Vscan)이 인가되어 방전셀을 선택하는 어드레스방전이 발생하므로, 상기 어드레스방전이 종료되면, 상기 어드레스전극이 배치된 형광체층(125)의 전면과 중간전극이 배치된 보호막(116)의 배면에 벽전하가 축적된다. 이때, t3 - t4 의 유지기간 중 상기 중간전극에 스캔전압보다 전위가 큰 소정의 유지방전전압(Vs)이 인가되면, 상기 중간전극이 배치된 보호막의 배면에 축적된 양의 벽전하가 상기 X 전극이 배치된 보호막의 배면으로 가속되어 이동하면서 상기 방전셀 내에 존재하는 방전가스와 충돌하여 방전이 발생하게 된다. 그리고, 순차적으로 Y 전극 및 X 전극에 소정의 유지방전전압(Vs)가 교대로 인가되면서 유지기간동안 소정의 계조를 표시하는 유지방전이 연속적으로 일어나 화상을 구현하게 된다. 이때, 상기 중간전극이 존재하지 않는 경우에는, 상기 어드레스전극과 상기 어드레스전극 및 어드레스방전을 일으키는 X 전극 혹은 Y 전극이 배치된 표면에 벽전하가 축적되어 상기 유지전극쌍 사이를 교대로 이동하면서 방전이 발생하므로, 상기 벽전하가 상기 방전셀 내에서 방전가스와 충돌하여 방전을 일으킬 정도의 운동에너지를 갖는 벽전하의 수가 일정수준 이상 존재하기 위해서는 상기 유지전극쌍에 인가되는 구동전압이 커야 되고, 결국, 이러한 구동전압의 증가 때문에 상기 유지전극쌍 사이의 간격을 넓힐 수 없게 된다. 한편, 상기 유지전극쌍 사이의 간격이 좁으면 방전에 참여하는 벽전하의 수가 작아져 방전이 약해지며, 결국, 플라즈마 디스플레이 패널의 휘도가 낮아지므로, 소정의 요구휘도를 충족시키기 위해서는 구동전압을 증대시킬 수 밖 에 없게 된다. 이는 플라즈마 디스플레이 패널의 제조가격 상승에 결정적인 요소이므로 플라즈마 디스플레이 패널의 가격 경쟁력을 저하시킨다. 그러나, 상술한 바와 같이 중간전극이 상기 X 전극 및 Y 전극 사이에 배치되고, 상기 중간전극과 상기 X 전극 사이에서 먼저 방전이 발생하여 상기 유지전극쌍 사이의 유지방전을 촉발시키게 되면, 상기 X 전극과 Y전극 사이에 본격적인 유지방전이 일어나기 전에, 방전셀 내에 유지방전을 일으킬 정도의 충분한 운동에너지를 갖는 충분한 수의 하전입자들이 생성되어 있어, 결과적으로 상기 유지전극쌍 사이의 간격을 넓히더라도 구동전압을 증가시키지 않고 유지방전을 일으킬 수 있게 되고, 그로 인해, 저전압에서 구동되는 회로를 사용할 수 있게 되며, 결과적으로 플라즈마 디스플레이 패널의 제조비용을 저하시킬 수 있게 된다.
한편, 상술한 바와 같이 유지방전기간에서는 어드레스방전을 통해 생성된 벽전하가 상기 유지전극쌍에 시간에 따라 교대로 인가되는 유지방전전압(Vs)에 의해 가속되어 방전이 발생하므로, 어드레스방전시 축적되는 벽전하의 양이 유지방전의 발생 및 유지방전에 따른 가시광의 발생양을 결정하게 된다. 이때, 어드레스방전의 발생 여부는 리셋기간에 방전셀들 전체에 균일하게 생성되는 프라이밍 파티클(하전입자라고도 하며, 일반적으로 방전셀 내부에 방전을 일으킬 수 있는 이온입자를 뜻함.)의 존재 및 그 양에 따라 좌우된다. 보다 구체적으로 설명하면, 방전셀 내에 프라이밍 파티클이 존재하지 않거나 충분하지 않으면, 방전셀 내에 전기장을 형성 하더라도, 가속될 하전입자가 존재하지 않아 방전가스와의 충돌 기작을 유도할 수 없으며, 그에 따라 방전이 발생하지 않게 된다. 그런데, 이러한 프라이밍 파티클은 방전셀 내에 방전이 발생된 후 축적되는 경향이 크며, 임의의 방전셀이 방전을 일으킨 경우 방전을 일으킨 방전셀이 인접한 방전셀에 영향을 주어 인접한 방전셀 내부에 프라이밍 파티클을 유도하거나 전달함으로서 상기 인접한 방전셀 내부에 프라이밍 파티클이 생성되게 된다. 그런데, 플라즈마 디스플레이 패널의 유지전극쌍(114)들과 중간전극(115)들이 연장되는 방향에서의 상기 유지전극쌍들과 중간전극들의 끝단이 가로지르는 외곽부 방전셀(126a)들의 경우에는 인접하는 방전셀들(126b)이 일 방향으로 연장된 방향으로만 존재하기 때문에, 프라이밍 파티클의 양이 다른 방전셀들에 비하여 적을 확률이 높게 된다. 이러한 이유로, 리셋방전을 일으키기 위해 유지전극쌍 및 중간전극에 소정의 전위를 인가하더라도 외곽부 방전셀들 내에서 방전이 발생하지 않는 경우가 빈번하게 발생한다. 한편, 이러한 문제는 비단 최외곽부 방전셀에서만 발생하지 않으며, 외곽부 방전셀에 리셋방전이 발생하지 않게 됨으로 인하여 인접하는 방전셀들 내부에도 프라이밍 파티클이 부족하게 되어 방전이 발생하지 않을 확률이 증가하게 되며, 이러한 특성이 순열적으로 발생하여 전체의 방전셀들에 의도한 방전이 적절히 발생하지 않을 확률이 증가하게 된다. 즉, 외곽부 방전셀들에서 방전이 발생하지 않는 문제가 외곽부 방전셀들이 외치하는 플라즈마 디스플레이 패널의 외곽부의 화질에만 영향을 끼지는 것이 아니라, 플라즈마 디스플레이 패널 전체의 화질을 저하시키는 결과를 초래하게 된다. 따라서, 이러한 외곽부 방전셀들에 리셋방전이 좀더 잘 일어나게 하여, 어드레스방 전 및 유지방전이 잘 일어날 수 있도록 하여야만 플라즈마 디스플레이 패널의 화질을 향상 시킬 수 있다. 이때, 방전셀 내부에 유도되는 전기장의 크기는 유지전극쌍 및 중간전극에 인가되는 전위의 크기에 따라 달라지나, 상기 전극들 간의 간격 또한 상기 방전셀 내에 유도되는 전기장의 크기에 큰 영향을 미친다. 한편, 상기 X 전극 및 Y 전극 사이에 발생하는 전위차와 그에 따라 방전셀 내에 유도되는 전기장의 크기가 방전셀 내의 방전특성에 큰 영향을 미치지만, 상술한 바와 같이 리셋방전을 포함한 방전은 X전극과 중간전극 혹은 Y전극과 중간전극 사이에서 촉발되어 전체적으로 확산되어 발생되므로 리셋방전의 개시 측면에서는 상기 X 전극과 중간전극 사이의 이격된 거리 혹은 상기 Y 전극과 중간전극 사이의 이격된 거리가 더 중요하게 된다. 이때, 유지전극쌍 및 중간전극에 소정의 전위가 인가되고, 그에 따라, X 전극 및 중간전극, Y 전극 및 중간전극 사이의 전위차가 결정되며, 이때, X 전극 및 중간전극 사이의 이격된 거리와 Y전극 및 중간전극 사이의 이격된 거리 각각이 증가될수록 방전셀 내에 유도되는 전기장의 크기는 비례적으로 감소하게 된다. 이때, 방전셀 내에 유도되는 전기장의 크기가 감소한다는 것은 결국, 방전셀 내에 소정의 운동에너지를 갖도록 가속되는 프라이밍 파티클의 양이 줄어들게 됨을 뜻하므로, 결과적으로 방전의 발생확률이 저하되고, 반대로 X 전극 및 중간전극 사이의 이격된 거리 및 Y전극 및 중간전극 사이의 이격된 거리가 감소함에 따라, 방전세 내에 유도되는 전기장의 크기는 증가되고, 그에 따라, 방전셀 내에 소정의 운동에너지를 갖도록 가속되는 프라이밍 파티클의 양이 증가되므로, 결과적으로 방전의 발생확률이 증가된다. 따라서, 이러한 이론적 고찰을 통해 확인할 수 있듯이 X 전극과 중간전극 혹은 Y 전극과 중간전극 사이의 이격된 거리를 작게 할수록 방전셀 내에 프라이밍 파티클의 양이 적더라도 방전을 유도할 수 있게 된다.
이때, 도 4를 참조하여, 상술한 이론을 바탕으로 한 본 발명의 유지전극쌍의 배치 및 그 특징에 관하여 설명하기로 한다. 도 4에서 도시된 바와 같이 외곽부 방전셀(126a)을 가로지르는 X 전극(113c) 및 중간전극(150) 사이의 이격된 거리(Wx1)와 Y 전극(112c) 및 중간전극(150) 사이의 이격된 거리(Wy1)의 합은 상기 외곽부 방전셀(126a)에 인접하는 방전셀(126b)을 가로지르는 X 전극(113d) 및 중간전극(150) 사이의 이격된 거리(Wx2)와 Y 전극(112d) 및 중간전극(150) 사이의 이격된 거리(Wy2)의 합보다 작다. 이때, 상술한 조건이 외곽부 방전셀(126a)을 가로지르는 X 전극(113c)과 중간전극(150) 사이의 이격된 거리(Wx1)가 상기 외곽부 방전셀(126a)에 인접하는 방전셀(126b)을 가로지르는 X 전극(113d)과 중간전극(150) 사이의 이격된 거리(Wx2)보다 작고, 외곽부 방전셀(126a)을 가로지르는 Y 전극(112c)과 중간전극(150) 사이의 이격된 거리(Wy1)가 상기 외곽부 방전셀(126a)에 인접하는 Y 전극(112d)과 중간전극(150) 사이의 이격된 거리(Wy2)보다 작다는 조건과 필요충분한 조건이라고 볼 수는 없으나, 일반적으로 상기 방전의 균일성을 위하여 X전극과 중간전극 및 Y전극과 중간전극 사이의 이격된 거리는 실질적으로 동일하고, 거리는 양의 값이므로, 상술한 일반적 특징을 고려할 경우 전자의 조건과 후자의 조건은 서로 실질적으로 동일하다고 볼 수 있다. 한편, X 전극 및 중간전극, Y 전극 및 중간전극 사이의 이격된 거리가 동일하지 않은 경우에서, 외곽부 방전셀을 가로지르는 X 전극 및 중간전극 사이의 이격된 거리와 Y 전극 및 중간전극 사이의 이격된 거리의 합이 인접한 방전셀의 그것보다 작다는 조건을 적용하게 되면, 필수적으로 X 전극 및 중간전극 사이의 이격된 거리 혹은 Y 전극 및 중간전극 사이의 이격된 거리 중 어느 하나가 충분히 작게 되어 방전을 촉발시킬 수 있게 된다. 따라서, 방전의 균일성은 어느 정도 저하될 수 있으나 리셋방전을 용이하게 일으켜 방전셀들 내부에 프라이밍 파티클을 생성시킬 수 있기 때문에 유리할 수 있다. 한편, 상술한 바와 같이 X 전극과 중간전극, Y전극과 중간전극 사이의 이격된 거리가 감소하면 리셋방전이 용이하게 발생할 수 있게 되어 리셋방전에 연속하여 진행되는 어드레스방전 및 유지방전을 용이하게 일으킬 수 있게 될 뿐만 아니라. 외부 영상신호에 대응하여 방전셀이 적절히 방전할 수 있게 됨에 따라 고 화질의 화상을 구현할 수 있게 되어 고 품질의 플라즈마 디스플레이 패널의 제작이 가능하게 된다.
한편, 상술한 바와 같은 고찰을 통하여 외곽부 방전셀을 가로지르는 X 전극 및 중간전극 사이의 이격된 거리와 Y 전극 및 중간전극 사이의 이격된 거리의 합이 감소될수록 방전특성이 양호해짐을 파악하였다. 여기서는 외곽부 방전셀을 가로지르는 X 전극 및 중간전극 사이의 이격된 거리와 Y 전극 및 중간전극 사이의 이격된 거리의 합의 바람직한 범위에 관하여 살펴보기로 한다.
합 Xe 180㎛ 175㎛ 170㎛ 165㎛ 160㎛ 155㎛ 150㎛ 145㎛ 140㎛ 135㎛ 130㎛
11% 1 1 3 4 9 9 9 9 9 9 9
표 1 은 외곽 방전셀과 동일한 조건을 가하기 위해, 방전이 전혀 개시되지 않은 상태의 9 개의 방전셀을 갖는 패널에 260V의 구동전압을 가한 경우에 있어서, X 전극 및 중간전극 사이의 이격된 거리와 Y전극 및 중간전극 사이의 이격된 거리의 합이 감소됨에 따르는 방전셀의 방전여부를 살펴보았다. 한편, 방전가스 중 제논가스가 차지하는 비율을 증가시키는 경우의 변화 추이에 대해서도 함께 살펴보았다. 이때 표 1에서 'Xe' 는 '제논 가스가 방전가스 중 차지하는 비율'이며, '합' 은 'X 전극 및 중간전극 사이의 이격된 거리와 Y전극 및 중간전극 사이의 이격된 거리의 합'을 뜻한다. 상기 표 1에서 살펴보면, X 전극 및 중간전극 사이의 이격된 거리와 Y전극 및 중간전극 사이의 이격된 거리의 합이 감소됨에 따라, 방전이 발생하여 화상이 구현되는 방전셀의 개수가 증가함을 알 수 있다. 즉, X 전극 및 중간전극 사이의 이격된 거리와 Y전극 및 중간전극 사이의 이격된 거리의 합이 180㎛인 경우 방전이 발생하는 방전셀은 1개에 불과하나, X 전극 및 중간전극 사이의 이격된 거리와 Y전극 및 중간전극 사이의 이격된 거리의 합이 점점 감소함에 따라 이격된 거리의 합이 증가됨을 알 수 있다. 한편, X 전극 및 중간전극 사이의 이격된 거리와 Y전극 및 중간전극 사이의 이격된 거리의 합이 160㎛ 보다 작아지는 경우에는 9개의 방전셀들 모두에서 방전이 발생하였다. 한편, X 전극 및 중간전극 사이의 이격된 거리와 Y전극 및 중간전극 사이의 이격된 거리의 합이 130㎛ 보다 작은 경우에도 방전이 발생하기는 하였지만, 이때에는 과방전이 발생하며, 방전의 콘트롤이 어려워진다. 이때, 일반적인 X 전극 및 중간전극 사이의 이격된 거리와 Y전극 및 중간전극 사이의 이격된 거리의 합은 180 ㎛이며, 이를 기준으로 하면, 외곽 방전 셀을 가로지르는 X 전극 및 중간전극 사이의 이격된 거리와 Y전극 및 중간전극 사이의 이격된 거리의 합은 130㎛에서 160㎛ 사이의 값에 해당하는 것이 바람직할 것으로 보이며, 이러한 실험결과를 통해, 외곽부 방전셀들 내의 X 전극 및 중간전극 사이의 이격된 거리와 Y 전극 및 중간전극 사이의 이격된 거리의 합을 상기 외곽부 방전셀들과 인접한 방전셀들 내의 X 전극 및 중간전극 사이의 이격된 거리와 Y 전극 및 중간전극 사이의 이격된 거리의 합으로 나눈 값이 0.9 보다 작거나 같고 0.7보다 크거나 같은 것이 바람직함을 알게 되었다.
본 발명은 플라즈마 디스플레이 패널의 외곽부 방전셀을 가로지르는 유지전극쌍 및 중간전극의 배치를 최적화하여, 외곽부 방전셀 내의 프라이밍파티클의 부족으로 인한 비방전을 방지하고, 외부의 영상신호에 대응하여 플라즈마 디스플레이 패널의 화상을 구현하는 기본단위인 화소를 구성하는 방전셀들 내에 적절한 방전이 발생할 수 있도록 함으로써, 고화질의 화상을 구현한다.
또한, 본 발명은 유지전극쌍 사이의 이격된 거리를 충분히 넓혀 방전에 참여하는 벽전하의 비율을 늘리고, 이에 따라 방전양을 증대시키면서도 중간전극의 위치를 최적화 함으로 인하여 구동전압의 증대가 없으므로, 플라즈마 디스플레이 패널의 제조의 궁극적 목표인 고 품질, 저 비용의 플라즈마 디스플레이 패널의 제작이 가능하게 되었다.
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균 등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.

Claims (5)

  1. 투명한 전면기판 및 상기 전면기판과 소정거리만큼 이격되어 대향하도록 배치되는 배면기판;
    상기 전면기판 및 배면기판 사이에 배치되고, 상기 전면기판 및 배면기판과 함께 방전을 일으키는 공간인 방전셀들을 한정하는 격벽;
    상기 전면기판의 후방에 배치되고, 상기 방전셀들이 연장되는 일 방향을 따라 연장되며, 연장되는 상기 방전셀들을 가로지르고 X 전극과 Y 전극을 구비하는 유지전극쌍들;
    상기 전면기판의 후방의 상기 유지전극쌍들 각각의 사이에 배치되고, 상기 유지전극쌍들이 연장되는 방향과 평행하게 연장되는 중간전극들;
    상기 유지전극쌍들 및 중간전극들을 덮도록 상기 전면기판의 후방에 배치되는 전방유전체층;
    상기 배면기판 및 전방유전체층 사이에 배치되고, 상기 중간전극들이 연장되는 방향과 교차하도록 상기 방전셀들을 가로질러 연장되는 어드레스전극들;
    상기 방전셀 내에 배치되고 상기 어드레스전극을 덮는 형광체층; 및
    상기 방전셀 내에 있는 방전가스;를 구비하고, 상기 유지전극쌍들과 중간전 극들이 연장되는 방향에서의 상기 유지전극쌍들과 중간전극들의 끝단이 가로지르는 외곽부 방전셀들 내의 X 전극 및 중간전극 사이의 이격된 거리와 Y 전극 및 중간전극 사이의 이격된 거리의 합이 상기 외곽부 방전셀들과 인접한 방전셀들 내의 X 전극 및 중간전극 사이의 이격된 거리와 Y 전극 및 중간전극 사이의 이격된 거리의 합보다 더 작은 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 외곽부 방전셀들 내의 X 전극 및 중간전극 사이의 이격된 거리와 Y 전극 및 중간전극 사이의 이격된 거리의 합을 상기 외곽부 방전셀들과 인접한 방전셀들 내의 X 전극 및 중간전극 사이의 이격된 거리와 Y 전극 및 중간전극 사이의 이격된 거리의 합으로 나눈 값이 0.9 보다 작거나 같고 0.7보다 크거나 같은 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 외곽부 방전셀들 내의 X 전극 및 중간전극 사이의 이격된 거리와 Y 전극 및 중간전극 사이의 이격된 거리의 합이 160㎛ 보다 작거나 같고 130㎛ 보다 크거나 같은 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 X 전극들 사이에 서로 동일한 제어신호가 인가되도록 상기 X 전극들이 서로 전기적으로 연결되고, 상기 Y 전극들 사이에 서로 동일한 제어신호가 인가되도록 상기 Y 전극들이 서로 전기적으로 연결되는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 전방유전체층의 배면에 배치되는 보호막을 더 구비하고, 상기 형광체층 및 어드레스전극 사이에 상기 어드레스전극을 덮도록 배치되는 후방유전체층을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널.
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