KR100577174B1 - 고주파를 이용한 플라즈마 디스플레이 패널 - Google Patents

고주파를 이용한 플라즈마 디스플레이 패널 Download PDF

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    • H01J11/22—Electrodes, e.g. special shape, material or configuration

Abstract

본 발명은 방전면적을 줄여 방전파워를 줄일 수 있는 구조를 가지는 플라즈마 디스플레이 패널에 관한 것이다.
본 발명의 고주파를 이용한 플라즈마 디스플레이 패널은 서로 대향하여 직교하도록 배치되며 고주파방전을 발생시키기 위한 제1 및 제2 전극을 구비하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의하면, 고주파방전을 발생시키는 두 전극을 직교하게 배치하여 발광면적을 직교면적으로 제한함으로써 방전파워를 줄이고 발광효율을 향상시킬 수 있게 된다.

Description

고주파를 이용한 플라즈마 디스플레이 패널{Plasma Display Panel Using High Frequency}
도 1은 통상적인 3전극 교류 면방전 방식의 플라즈마 디스플레이 패널을 나타내는 사시도.
도 2는 종래의 고주파를 이용한 플라즈마 디스플레이 패널을 나타내는 사시도.
도 3은 도 2에 도시된 플라즈마 디스플레이 패널의 단면도.
도 4는 도 2에 도시된 플라즈마 디스플레이 패널의 전극배치 구조와 방전면적을 나타내는 평면도.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 고주파를 이용한 플라즈마 디스플레이 패널을 나타내는 사시도.
도 6은 도 5에 도시된 플라즈마 디스플레이 패널의 단면도.
도 7은 도 5에 도시된 플라즈마 디스플레이 패널의 전극배치 구조와 방전면적을 나타내는 평면도.
도 8은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 고주파를 이용한 플라즈마 디스플레이 패널을 나타내는 사시도.
도 9는 도 8에 도시된 플라즈마 디스플레이 패널의 단면도.
도 10은 도 8에 도시된 플라즈마 디스플레이 패널의 전극배치 구조와 방전면적을 나타내는 평면도.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 간단한 설명>
10, 30 : 상부기판 12 : 주사/유지 전극
12A, 14A : 투명전극 12B, 14B : 버스전극
14 : 유지전극 16, 38, 42, 48 : 유전체층
18, 48 : 보호막 20, 34 : 하부기판
22, 36, 60 : 어드레스전극 24, 44 : 격벽
26, 46 : 형광체층 32, 54 : 고주파전극
40, 58 : 주사전극 52, 56, 62 : 방전셀
본 발명은 플라즈마 디스플레이 장치에 관한 것으로, 특히 고주파를 이용하는 플라즈마 디스플레이 패널의 방전파워를 저감시킬 수 있는 구조를 가지는 플라즈마 디스플레이 패널에 관한 것이다.
최근 들어 대형 평판 표시장치의 필요에 따라 대면적의 평판 디스플레이로서 패널 제작이 용이한 플라즈마 디스플레이 패널(Plasma Display Panel; 이하, PDP라 한다)에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. PDP는 통상 가스방전 현상을 이용하는 것으로 가스방전시 발생하는 진공자외선이 형광체를 발광시킴으로써 발생하는 가시광을 이용하여 화상을 표시하게 된다.
도 1을 참조하면, 통상적으로 많이 이용되고 있는 3전극 교류(AC) 면방전 방식의 PDP 구조가 도시되어 있다.
도 1에 도시된 PDP는 상부기판(10) 상에 순차적으로 형성되는 유지전극쌍(12, 14) 및 유전체층(16) 및 보호막(18)을 구성으로 하는 상판과, 하부기판(20) 상에 형성되는 어드레스전극(22) 및 격벽(24)과 형광체층(26)을 구성으로 하는 하판을 구비한다. 화상의 표시면인 상부기판(10)은 격벽(24)에 의해 하부기판(20)은 평행하게 이격되어 있다. 도 1의 PDP는 하나의 화소셀에 해당하는 것으로서 하나의 화소셀은 적, 녹, 청 각각의 가시광을 방출하기 위한 3개의 서브셀로 구성되어진다. 이하, 서브셀 각각은 방전셀이라 하기로 한다. 상부기판(10) 상에는 유지전극쌍, 즉 주사/유지 전극(12)과 유지전극(14)이 나란하게 형성되고 이 유지전극쌍(12, 14)은 투명전극(12A, 14A)과 버스전극(12B, 14B)으로 구성된다. 이러한 유지전극쌍(12, 14)이 형성된 상부기판(10) 상에는 유전층(16)과 보호층(18)이 순차적으로 도포된다. 하부기판(20) 상에는 상기 유지전극쌍(12, 14)과 수직한 방향으로 어드레스전극(22)이 형성되고 어드레스전극(22)과 나란하게 격벽(24)이 형성된다. 격벽(24) 및 어드레스전극(22)이 형성된 하부기판(20) 상에는 적, 녹, 청 중 어느 하나의 가시광을 방출하기 위한 형광층(26)이 순차적으로 도포된다. 그리고, 격벽(24)에 의해 상판과 하판 사이에 마련된 방전공간에는 방 전가스가 주입되어진다.
이러한 PDP에 매트릭스 형태로 구성되는 방전셀 각각은 어드레스전극(22)과 주사/유지 전극(12) 사이의 어드레스 방전에 의해 선택된 후 유지전극들(12, 14) 간의 계속적인 유지방전에 의해 발생된 진공 자외선이 형광체(26)를 발광시킴으로써 가시광을 방출하게 된다. 이 경우 PDP는 유지방전기간, 즉 유지방전 횟수를 조절하여 영상 표시에 필요한 단계적인 밝기(Gray Scale)를 구현하게 된다. 이에 따라, 유지방전 횟수는 PDP의 휘도 및 방전효율을 결정하는 중요한 요소가 되고 있다. 이러한 유지방전을 위해 유지전극들(12, 14)에는 보통 듀티비(Duty ration)가 1이고 펄스폭은 10∼20㎲ 이며 주파수가 보통 200∼300kHz인 펄스가 주기적으로 인가된다. 이 경우, 유지방전은 유지펄스당 극히 짧은 순간에 1번씩만 발생하게 된다. 그리고, 유지방전에 의해 발생된 하전입자들은 유지전극간에 형성된 방전경로를 전극의 극성에 따라 이동함으로써 셀의 방전공간 내부에는 벽전하가 형성되고 이 벽전하에 의해 방전공간 내의 방전전압이 감소하면서 방전이 멈추게 된다. 이와 같이, 기존의 유지펄스에 의한 유지 방전은 펄스마다 짧은 순간에 1번씩만 발생하고 그 외의 대부분 시간은 벽전하 형성 및 다음 방전을 위한 준비단계로 소비됨으로써 PDP의 방전 효율은 낮을 수밖에 없었다.
이러한 PDP의 낮은 방전효율 문제를 해결하고자 최근에는 고주파 신호를 이용한 고주파방전을 디스플레이 방전으로 이용하고자 하는 방안이 대두되고 있다. 고주파방전은 보통 수십 MHz 내지 수백 MHz 대의 고주파신호에 의해 발생되는 것으로서 진동전계에 의해 전자가 진동운동을하여 방전가스를 연속적인 이온화시키고 여기 및 천이시킴으로써 거의 대부분의 유지방전시간동안 전자의 소멸없이 연속적인 방전을 일으킬 수 있게 된다. 이러한 고주파 방전은 글로우 방전에서 전극간의 거리가 긴 경우 방전효율이 매우 높은 양광주(Positive Column)와 같은 물리적인 효과를 갖게 된다. 이에 따라, 고주파 방전을 이용하는 경우 PDP의 방전효율을 현저하게 향상시킬 수 있는 장점이 있다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 고주파를 이용한 PDP에 대한 사시도 및 단면도가 도시되어 있다.
도 2 및 도 3에 있어서 고주파를 이용한 PDP는 상부기판(30) 상에 형성된 고주파전극(32)과, 하부기판(34)에 배치된 어드레스전극(36) 및 주사전극(40)을 구비한다. 상부기판(30)과 하부기판(34)은 격벽(44)에 의해 평행하게 이격되고, 상부기판(30)에는 고주파전압이 인가되는 고주파전극(32)이 형성된다. 고주파전극(32)이 형성된 상부기판(30) 상에는 제1 유전체층(48)이 도포된다. 하부기판(34) 상에는 서로 교차하는 방향으로 어드레스전극(36)과 주사전극(40)이 형성된다. 여기서, 주사전극(40)은 상기 고주파전극(32)과 나란하게 형성된다. 어드레스전극(36)과 주사전극(40) 사이에는 제2 유전체층(38)이 형성되고, 주사전극(40)이 형성된 제2 유전체층(38) 상에는 제3 유전체층(42)과 보호막(50)이 순차적으로 형성된다. 보호막(50)의 상부에는 격벽(44)이 형성되고, 그 격벽(44)의 표면에는 형광체층(46)이 도포된다. 이 경우, 격벽(44)은 고주파방전을 위해 두 전극, 즉 고주파전극(32)과 주사전극(40) 사이의 거리가 충분히 확보되어야 하므로 보다 높게 설정되게 된다. 이에 따라, 방전셀간의 크로스토크 현상을 방지하기 위하여 격벽(44)은 격자형태로 형성되어 방전공간을 방전셀 단위로 분리시키게 된다. 그리고, 내부의 방전공간에는 방전가스가 충진되게 된다.
이러한 PDP에 매트릭스 형태로 구성되는 방전셀 각각은 어드레스전극(36)에 데이터신호가 공급됨과 아울러 주사전극(40)에 주사신호가 공급되면 어드레스방전이 발생하게 되고, 이 어드레스방전에 의해 생성된 하전입자들은 고주파전극(32)에 공급되는 고주파전압에 의해 고주파전극(32)과 주사전극(40) 사이에서 이온은 움직이지 못하고 전자만이 두 전극(32, 40)까지 끌려가지 않은 상태로 진동운동을 하게 된다. 이렇게, 진동운동을 하는 전자들은 방전가스를 연속적으로 이온화 및 여기시키게 되고 여기된 원자 및 분자가 기저상태로 천이하면서 진공자외선을 방출하여 형광체를 발광시킴으로써 가시광을 방출하게 된다. 이러한 고주파방전은 종래는 직류 또는 저주파의 교류 방전에 비해 방전파워가 낮고 휘도 및 발광효율이 높은 장점이 있다.
도 4는 도 2에 도시된 PDP의 전극배치 구조를 나타낸 평면도이다.
도 4에서 고주파전극(32)과 주사전극(40)은 나란하게 배치되고 어드레스전극(36)은 고주파전극(32) 및 주사전극(40)과 교차하는 방향으로 배치되어 있음을 알 수 있다. 임의의 방전셀(52)에서는 어드레스전극(36)과 주사전극(40) 간의 어드레스방전이 발생하고 고주파전극(32)에 인가되는 고주파신호에 의해 고주파방전이 발생하게 된다. 이 경우, 고주파방전이 서로 나란하게 배치된 고주파전극(32)과 주사전극(40) 사이에서 발생하게 되므로 대향하는 전극의 면적에 비례하는 발광면적은 방전셀 양측부의 격벽(44) 가까이 까지 확산되어 넓게 차지하게 된다. 이와 같이, 서로 나란하게 배치된 고주파전극(32)과 주사전극(40)에 의해 발광면적이 넓어짐에 따라 고주파방전을 위한 방전파워가 많이 소비되는 단점이 있다. 또한, 발광면적이 격벽(44)까지 확산되는 경우 격벽(44)으로 흡수되는 전자들에 의해 불요 에너지가 소비되게 되므로 고주파방전을 유지하기 위해 에너지 손실을 보상하기 위해서는 방전파워가 많이 소비되는 단점이 있다. 이에 따라 방전파워, 즉 방전전류가 증가하면 PDP에서 진공자외선을 발생시키는 방전가스의 여기원자가 전자와의 충돌로 인하여 De-excitation될 확률이 높아지므로 진공자외선 발생효율이 떨어져 결국에는 형광체 발광효율이 떨어지게 된다.
또한, 도 4에 도시된 발광면적(A)이 큰 경우 고정세화되어 방전셀이 작아지게 되면 같은 휘도를 내기 위해서는 방전파워를 크게 증가시켜야 하므로 종래의 고주파를 이용한 PDP는 고해상도 구현에 불리한 단점이 있다.
따라서, 본 발명의 목적은 발광면적을 줄임으로써 방전파워를 줄이고 발광효율을 높일 수 있는 고주파를 이용한 PDP를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 발광면적을 줄여 고해상도 구현에 유리한 고주파를 이용한 PDP를 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 고주파를 이용한 PDP는 서로 대향하여 직교하도록 배치되며 고주파방전을 발생시키기 위한 제1 및 제2 전극을 구비하는 것을 특징으로 한다.
상기 목적 외에 본 발명의 다른 목적 및 이점들은 첨부 도면을 참조한 본 발명의 바람직한 실시 예에 대한 설명을 통하여 명백하게 드러나게 될 것이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 도 5 내지 도 10을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.
도 5 및 도 6을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 고주파를 이용한 PDP에 대한 사시도 및 단면도가 도시되어 있다.
도 5 및 도 6에 있어서 고주파를 이용한 PDP는 하부기판(34) 상에 형성된 어드레스전극(36) 및 주사전극(40)과, 상부기판(30) 상에 상기 주사전극(40)과 직교하도록 형성된 고주파전극(54)을 구비한다. 상부기판(30)과 하부기판(34)은 격벽(44)에 의해 평행하게 이격되고, 상부기판(30)에는 고주파전압이 인가되는 고주파전극(54)이 세로방향으로 길게 형성된다. 고주파전극(54)이 형성된 상부기판(30) 상에는 제1 유전체층(48)이 도포된다. 하부기판(34) 상에는 서로 교차하는 방향으로 어드레스전극(36)과 주사전극(40)이 형성된다. 여기서, 주사전극(40)은 상기 고주파전극(54)과 직교하도록 형성된다. 어드레스전극(36)과 주사전극(40) 사이에는 제2 유전체층(38)이 형성되고, 주사전극(40)이 형성된 제2 유전체층(38) 상에는 제3 유전체층(42)과 보호막(50)이 순차적으로 형성된다. 보호막(50)의 상부에는 격벽(44)이 형성되고, 그 격벽(44)의 표면에는 형광체층(46)이 도포된다. 이 경우, 격벽(44)은 고주파방전을 위해 두 전극, 즉 고주파전극(54)과 주사전극(40) 사이의 거리가 충분히 확보되어야 하므로 보다 높게 설정되게 된다. 이에 따라, 방전셀 간의 크로스토크 현상을 방지하기 위하여 격벽(44)은 격자형태로 형성되어 방전공간을 방전셀 단위로 분리시키게 된다. 그리고, 내부의 방전공간에는 방전가스가 충진되게 된다.
이러한 구조를 가지는 PDP의 경우 화상표시면인 상부기판(30) 상에 형성되는 고주파전극(54)이 어드레스전극(36)과 나란하게 형성되는 경우 방전셀의 개구율을 저하시킬 수 있으므로 고주파전극(54)은 투명전극으로 형성될 수 있다. 또한, 투명전극에 버스전극을 형성함으로써 투명전극에 의한 도전율 저하를 막을 수 있다.
도 7은 도 5에 도시된 PDP의 전극배치 구조를 나타낸 평면도이다.
도 7에서 고주파전극(54)과 주사전극(40)은 직교하도록 배치되고 어드레스전극(36)은 고주파전극(54)과 나란하게 배치되어 있음을 알 수 있다. 임의의 방전셀(56)에서는 어드레스전극(36)과 주사전극(40) 간의 어드레스방전이 발생하고 고주파전극(54)에 인가되는 고주파신호에 의해 고주파전극(54)과 주사전극(40) 사이에서 고주파방전이 발생하게 되는 경우 대향하는 전극의 면적에 비례하는 발광면적(B)은 고주파전극(54)과 주사전극(40)의 직교면적으로 제한되게 된다. 이렇게 고주파방전을 발생시키는 고주파전극(54)과 주사전극(40)이 직교하게 배치됨으로써 발광면적(B)이 줄어드는 효과를 얻을 수 있게 된다. 또한, 발광면적(B)의 격벽(44)에 까지 확산되지 않음으로써 격벽(44)에 의한 불요 에너지의 손실도 방지할 수 있게 된다. 결과적으로, 발광면적(B)이 줄어듬에 따라 고주파방전을 위한 방전파워를 감소시킬 수 있으므로 발광효율을 향상시킬 수 있게 된다.
도 8 및 도 9를 참조하면, 본 발명의 다른 실시 예에 따른 고주파를 이용한 PDP에 대한 사시도 및 단면도가 도시되어 있다.
도 8 및 도 9에 있어서 고주파를 이용한 PDP는 상부기판(30) 상에 형성된 고주파전극(32)과, 하부기판(34)에 배치된 주사전극(58) 및 어드레스전극(60)을 구비한다. 상부기판(30)과 하부기판(34)은 격벽(44)에 의해 평행하게 이격되고, 상부기판(30)에는 고주파전압이 인가되는 고주파전극(32)이 가로 방향으로 길게 형성된다. 고주파전극(32)이 형성된 상부기판(30) 상에는 제1 유전체층(48)이 도포된다. 하부기판(34) 상에는 서로 교차하는 방향으로 주사전극(58)과 어드레스전극(60)이 순차적으로 형성된다. 여기서, 어드레스전극(60)은 상기 고주파전극(32)과 직교하는 방향으로 길게 형성된다. 주사전극(58)과 어드레스전극(60) 사이에는 제2 유전체층(38)이 형성되고, 어드레스전극(60)이 형성된 제2 유전체층(38) 상에는 제3 유전체층(42)과 보호막(50)이 순차적으로 형성된다. 보호막(50)의 상부에는 격자구조의 격벽(44)이 형성되고, 그 격벽(44)의 표면에는 형광체층(46)이 도포된다. 그리고, 내부의 방전공간에는 방전가스가 충진되게 된다.
도 10은 도 8에 도시된 PDP의 전극배치 구조를 나타낸 평면도이다.
도 10에서 고주파전극(32)과 어드레스전극(60)은 직교하도록 배치되고 주사전극(58)은 고주파전극(32)과 나란하게 배치되어 있음을 알 수 있다. 이 경우, 임의의 방전셀(62)에서는 주사전극(58)과 어드레스전극(60) 간의 어드레스방전이 발생하고 고주파전극(32)에 인가되는 고주파신호에 의해 고주파전극(32)과 어드레스전극(60) 사이에서 고주파방전이 발생하게 된다. 이 경우, 고주파방전이 서로 직교하게 고주파전극(32)과 어드레스전극(60) 사이에서 발생하게 되므로 대향하는 전극의 면적에 비례하는 발광면적(C)은 고주파전극(32)과 어드레스전극(60)이 직교하는 면적으로 제한되어 줄어드는 효과를 얻을 수 있게 된다. 또한, 발광면적(C)이 격벽(44)까지 확산되지 않음으로써 격벽(44)에 의한 불요 에너지의 손실도 방지할 수 있게 된다. 결과적으로, 발광면적(C)이 줄어듬에 따라 고주파방전을 위한 방전파워를 감소시킬 수 있으므로 발광효율을 향상시킬 수 있게 된다.
또한, 고주파방전을 발생시키기는 두 전극을 직교하도록 배치하여 발광면적을 두 전극의 직교면적으로 제한하게 되는 경우 고해상도 구현을 위한 고정세화에 유리하게 된다. 다시 말하여, 도 4에 도시된 바와 같이 발광면적(A)이 큰 경우 고정세화되어 방전셀이 작아지게 되면 같은 휘도를 내기 위해서는 방전파워를 크게 증가시켜야 하나 도 7 및 도 10에 도시된 바와 같이 발광면적(B, C)이 작은 경우 방전셀이 작아져도 방전파워를 크게 증가시킬 필요가 없으므로 고해상도 구현에 유리하게 된다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 고주파를 이용한 PDP에 의하면 고주파방전을 발생시키는 두 전극을 직교하게 배치하여 발광면적을 직교면적으로 제한함으로써 방전파워를 줄이고 발광효율을 향상시킬 수 있게 된다. 또한, 본 발명에 따른 고주파를 이용한 PDP에 의하면 발광면적을 줄임으로써 고정세화되어 방전셀이 작아지는 경우에도 방전파워를 크게 증가시킬 필요가 없으므로 고해상도 구현에 유 리하게 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 정하여져야만 할 것이다.

Claims (6)

  1. 고주파 방전을 이용한 플라즈마 디스플레이 패널에 있어서,
    서로 대향하여 직교하도록 배치되며 상기 고주파방전을 발생시키기 위한 제1 및 제2 전극을 구비하는 것을 특징으로 하는 고주파를 이용한 플라즈마 디스플레이 패널.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 전극 중 어느 하나와 어드레스 방전을 발생시키기 위한 제3 전극을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 고주파를 이용한 플라즈마 디스플레이 패널.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 제1 전극에는 고주파신호가 공급되고,
    상기 제2 전극에는 주사신호 및 데이터신호 중 어느 하나가 공급되고 상기 고주파신호의 그라운드 전위가 공급되는 것을 특징으로 하는 고주파를 이용한 플라즈마 디스플레이 패널.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 제1 전극이 형성된 제1 기판과,
    상기 제2 전극 및 제3 전극이 형성된 제2 기판과,
    상기 제1 기판 및 제2 기판 사이에 형성되어 방전가스가 주입되는 방전공간을 마련하는 격벽을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 고주파를 이용한 플라즈마 디스플레이 패널.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 제2 전극 및 제3 전극 사이에 형성된 유전체층과,
    상기 격벽과 제1 기판 및 제2 기판 중 적어도 하나 이상에 도포된 형광체층과,
    상기 제1 기판 및 제2 기판 중 적어도 하나 이상에 도포된 보호막을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 고주파를 이용한 플라즈마 디스플레이 패널.
  6. 제 2 항에 있어서,
    상기 제1 내지 제3 전극 중 화상의 표시면인 기판 상에 형성되는 전극은 투명전극과 버스전극으로 이루지는 것을 특징으로 하는 고주파를 이용한 플라즈마 디스플레이 패널.
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