KR100578880B1

KR100578880B1 - 플라즈마 디스플레이 패널

Info

Publication number: KR100578880B1
Application number: KR1020040033391A
Authority: KR
Inventors: 권재익; 강경두
Original assignee: 삼성에스디아이 주식회사
Priority date: 2004-05-12
Filing date: 2004-05-12
Publication date: 2006-05-11
Also published as: US20050253518A1; KR20050108190A; CN100424808C; US7271539B2; CN1697113A

Abstract

본 발명은 방전셀 내의 형광층 형상을 최적화하여 방전 안정성 및 발광 효율을 향상시키는 플라즈마 디스플레이 패널을 제공하는 것이다.

본 발명에 따른 플라즈마 디스플레이 패널은, 서로 대향 배치되는 제1 기판 및 제2 기판과; 상기 제1 기판에 형성되는 방전유지전극들; 상기 방전유지전극들과 대응하여 형성되는 어드레스전극들; 상기 방전유지전극들과 어드레스전극들이 대응하는 위치에 각각의 방전셀들을 형성하도록 제1 기판과 제2 기판 사이에 배치되는 격벽들; 상기 방전셀 내에 형성되는 형광층; 및 상기 형광층과 제2 기판 사이에 다수의 기공들을 구비하여 형성되는 유전층을 포함한다.

방전셀, 유전층, 형광층, 기공, 기공층, 격벽

Description

플라즈마 디스플레이 패널 {PLASMA DISPLAY PANEL}

도 1은 본 발명의 플라즈마 디스플레이 패널을 개략적으로 도시한 부분 단면도이다.

도 2는 도 1의 A-A 선에 따른 단면도이다.

도 3은 도 1의 B-B 선에 따른 단면도이다.

본 발명은 화상을 표시함에 있어서 방전 안정성과 발광 효율을 향상시키는 플라즈마 디스플레이 패널(Plasm Display Panel : PDP, 이하 PDP라 한다)에 관한 것이다.

일반적으로 PDP는 기체방전을 통하여 얻어진 플라즈마로부터 방사되는 진공자외선(VUV: Vacuum Ultra-Violet)이 형광체를 여기시킴으로서 발생되는 적(R), 녹(G), 청(B)의 가시광을 이용하여 영상을 구현하는 디스플레이 소자이다. 이러한 PDP는 60 인치 이상의 초대형 화면을 불과 10㎝ 이내의 두께로 구현할 수 있고, CRT와 같은 자발광 디스플레이 소자이므로 색재현력 및 시야각에 따른 왜곡현상이 없는 특성을 가지며, 또한 LCD 등에 비해 제조공법이 단순하여 생산성 및 원가 측 면에서도 강점을 갖는 TV 및 산업용 평판 디스플레이로 각광 받고 있다.

일반적인 AC PDP에서, 배면 기판 상에 일방향을 따라 어드레스전극들이 형성되고 이 어드레스전극들을 덮으면서 배면 기판의 전면에 유전층이 형성된다. 이 유전층 위로 각 어드레스전극들 사이에 배치되도록 스트라이프(stripe) 형상의 격벽들이 형성되며 각각의 격벽들 사이에는 적(R), 녹(G), 청(B)색의 형광체층이 형성된다.

그리고, 배면 기판에 대향하는 전면 기판의 일면에는 어드레스전극들과 교차하는 방향을 따라 한 쌍의 투명전극과 버스전극으로 구성되는 방전유지전극들이 형성되고, 이 방전유지전극들을 덮으면서 전면 기판 전체에 유전층과 MgO보호막이 차례로 형성된다.

상기 배면 기판 상의 어드레스전극들과 전면 기판 상의 한 쌍의 방전유지전극들이 교차하는 지점이 방전셀을 구성하는 부분이 된다.

이렇게 구성되는 PDP의 내부에는 수백만 개 이상의 단위 방전셀들이 매트릭스(Matrix) 형태로 배열되어 있다. 매트릭스 형태로 배열된 AC PDP의 방전셀들을 동시 구동하기 위해서는 기억특성을 이용한 구동을 하게 된다.

보다 자세히 설명하면, 한 쌍의 방전유지전극을 구성하는 X 전극(표시전극)과 Y 전극(주사전극) 사이에 방전을 일으키기 위해서는 특정 전압 이상의 전위차가 필요하며, 이 경계가 되는 전압을 방전개시전압(Vf: Firing Voltage)이라고 한다. 이 때, Y 전극에 스캔 전압을 인가하고 어드레스전극에 어드레스전압을 인가하면 방전이 개시되어 방전셀 내에 플라즈마가 형성되고, 이 플라즈마 안의 전자와 이온 은 반대 극성을 갖는 전극 쪽으로 이동하게 되어 전류가 흐른다.

한편, AC PDP의 각 전극에는 유전층이 도포되어 있어 이동된 공간전하들의 대부분은 반대 극성을 가지는 유전층 위에 쌓이며, 결국 Y 전극과 어드레스전극 사이의 순(net) 공간전위는 원래 인가된 어드레스전압(Va)보다 작아져 방전은 약해지고 어드레스방전은 소멸된다. 이 때, X 전극에는 상대적으로 적은 양의 전자가 쌓이며, Y 전극에는 상대적으로 많은 양의 이온이 쌓이게 되는데, 이들 X 전극 및 Y 전극을 덮고 있는 유전층 위에 쌓인 전하들을 벽전하(Qw: Wall Charge)라 하고, 이들 벽전하에 의해 X-Y 전극 사이에 형성되는 공간전압을 벽전압(Vw: Wall Voltage)이라고 한다.

계속해서 X 전극과 Y 전극 사이에 일정한 전압(Vs: 방전유지전압)을 인가할 경우, 상기 방전유지전압(Vs)과 벽전압(Vw)의 크기를 합친 값(Vs+Vw)이 방전개시전압(Vf)보다 높게 되면 방전셀 내에서 방전이 일어나게 되며, 이 때 발생하는 진공 자외선(VUV)이 해당 형광체를 여기시켜 투명한 전면 기판을 통하여 가시광을 방출한다.

그러나, Y 전극과 어드레스전극 사이의 어드레스방전이 없을 경우(즉, 어드레스전압(Va)이 인가되지 않았을 경우)에는 X-Y 전극간에 쌓이는 벽전하는 없으며, 결과적으로 X-Y 전극 사이의 벽전압도 존재하지 않게 된다. 이 때에는 X-Y 전극 사이에 가해준 방전유지전압(Vs)만이 방전셀 내에 형성되며, 이는 방전개시전압(Vf)보다 낮기 때문에 X-Y 전극 사이의 기체공간은 방전하지 않는다.

이와 같이 구동되는 PDP는 방전셀의 격벽에 형성되는 형광체의 형상에 따라 방전 안전성과 휘도에 영향을 받는다. 또한, 가스 방전으로 생성된 진공 자외선은 방전셀 내에 상당한 두께로 형성된 형광체 전체를 여기시키지 못하고, 형광체 표면의 1-2 개 층 정도만을 여기시키기 때문에 PDP의 발광 효율을 저하시키게 된다.

본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창안된 것으로, 그 목적은 방전셀 내의 형광층 형상을 최적화하여 방전 안정성 및 발광 효율을 향상시키는 플라즈마 디스플레이 패널을 제공하는 것이다.

상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 플라즈마 디스플레이 패널은,

서로 대향 배치되는 제1 기판 및 제2 기판과;

상기 제1 기판에 형성되는 방전유지전극들;

상기 방전유지전극들과 교차하는 방향으로 형성되는 어드레스전극들;

상기 방전유지전극들과 어드레스전극들이 교차하는 위치에 각각의 방전셀들을 형성하도록 제1 기판과 제2 기판 사이에 배치되는 격벽들;

상기 방전셀 내에 형성되는 형광층; 및

상기 형광층과 제2 기판 사이에 다수의 기공들을 구비하여 형성되는 유전층을 포함한다.

상기 격벽들은 폐쇄형 격벽 구조를 형성한다.

상기 형광층은 방전셀 격벽 측의 두께보다 방전셀 바닥 측의 두께를 더 두껍 게 형성한다.

상기 유전층은 다공성 유전체로 형성된다.

상기 유전층은 다수의 기공에 의한 기공층을 구비하고 있다.

상기 유전층은 형광층 측에 기공층을 형성한다. 이 기공층은 격벽 대향 부분을 제외한 형광층 대향 부분에만 형성될 수도 있다.

상기 기공층은 1-2 층으로 형성되는 것이 바람직하다. 즉 상기 기공층은 형광체 입자 직경의 1-2배정도 두께로 형성되는 것이 바람직하다.

상기 기공층은 기공의 최소 직경에 상당하는 두께로 형성될 수도 있다.

상기 기공은 형광체 입자 직경에 상응하는 2-4㎛로 형성되는 것이 바람직하다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 다양한 실시예를 상세히 설명한다.

이 도면을 참조하여 본 발명의 PDP를 설명하면, 이 PDP는 제1 기판(1, 이하 전면기판이라 한다)과 제2 기판(3, 이하 배면기판이라 한다)을 상호 면 대향 봉착하고, 이 전면기판(1)과 배면기판(3) 사이에 Ne-Xe과 같은 불활성 가스를 충전하여 형성된다. 이 전면기판(1)과 배면기판(3) 사이에 배치되는 격벽(5)들은 복수의 방전셀(7R, 7G, 7B)들을 구획 형성하며, 이 방전셀(7R, 7G, 7B)들의 내측에 도포된 적(R), 녹(G), 청(B)색의 형광체는 형광층(9R, 9G, 9B)을 형성한다. 이 형광층(9R, 9G, 9B)은 방전셀(7R, 7G, 7B)의 격벽(5) 측의 두께보다 방전셀(7R, 7G, 7B)의 바 닥 측의 두께를 더 두껍게 형성하여, 방전셀(7R, 7G, 7B)의 격벽(5) 측에서 형광체로 인한 방전 필드(field)의 왜곡을 방지하게 된다.

이 전면기판(1)과 배면기판(3) 내에서 플라즈마 방전을 일으키도록 상기 전면기판(1) 상에는 도면의 x 축 방향을 따라 복수의 방전유지전극(11, 13)들이 연장 형성되고, 이 방전유지전극(11, 13)들과 교차하는 방향, 즉 도면의 y 축 방향을 따라 복수의 어드레스전극(15)들이 연장 형성된다.

상기 격벽(5)들에 의하여 형성되는 각 방전셀(7R, 7G, 7B)에는 상기한 방전유지전극(11, 13)들과 어드레스전극(15)들이 플라즈마 방전을 일으킬 수 있도록 대응하여 배치된다.

상기 방전유지전극(11, 13)들은 어드레스전극(15)들과 어드레스 방전을 일으킨 후, 방전셀(7R, 7G, 7B)에서 유지방전을 일으키도록 서로 대향하는 X 전극(11) 및 Y 전극(13)으로 이루어진다. 어드레스전극(15)에 어드레스 전압이 인가되고 Y 전극(13)에 스캔 전압이 인가되며, 양자 사이에 어드레스 방전이 일어나고, 이 후 X 전극(11)과 Y 전극(13)에 방전유지전압이 인가되면 유지 방전이 일어난다.

이와 같이 작용하는 X 전극(11) 및 Y 전극(13)은 방전셀(7R, 7G, 7B)을 향하여 각각 돌출되는 투명전극(11a, 13a)과 이에 전류를 공급하는 버스전극(11b, 13b)으로 이루어진다. 여기에서 투명전극(11a, 13a)은 방전셀(7R, 7G, 7B) 내부에서 플라즈마 방전을 일으키는 역할을 하는 것으로써 휘도 확보를 위하여 투명한 ITO(Indium Tin Oxide) 전극을 사용하는 것이 바람직하며, 버스전극(11b, 13b)은 이러한 투명전극(11a, 13a)의 높은 저항을 보상하여 통전성을 확보하기 위한 것으 로써 Al과 같은 금속전극을 사용하는 것이 바람직하다.

이 방전유지전극(11, 13), 즉 X, Y 전극(11, 13)은 한 쌍씩 짝을 지어 서로 대향 배치하여 형성되는 바, 각 방전셀(7R, 7G, 7B)에 대응하는 한 쌍의 버스전극(11b, 13b)이 일자형으로 서로 나란히 형성되고, 투명전극(11a, 13a)은 각 버스전극(11b, 13b)으로부터 각 방전셀(7R, 7G, 7B)의 중심을 향하여 내부로 돌출되어 한 쌍이 어드레스전극(11) 신장 방향, 즉 y 축 방향으로 대향한다. 이 방전유지전극(11, 13)들은 제1 유전층(17)과 MgO 보호막(19)으로 덮여있다.

상기와 같이 구성되는 방전유지전극(11, 13)의 Y 전극(13)과 어드레스방전을 일으키는 어드레스전극(15)들은 본 실시예에서와 같이 배면기판(3)에 형성될 수도 있으나 전면기판(1) 또는 격벽(5) 등에 형성될 수도 있으며, 이럴 경우 어드레스전극(15)들은 방전유지전극(11, 13)들과 교차하지 않고 방전유지전극(11, 13)들과 나란하게 또는 어드레스방전을 일으키기 용이한 구조로 다양하게 형성되어 방전유지전극(11, 13)들과 대응하여 배치될 수도 있다.

이와 같은 방전유지전극(11, 13)들을 구비한 전면기판(1)과 어드레스전극(15)들을 구비한 배면기판(3) 사이의 공간에 격벽(5)들이 구비된다. 이 격벽(5)들은 서로 이웃하는 다른 격벽(5)들과 평행하게 배치되어 플라즈마 방전에 필요한 방전셀(7R, 7G, 7B)을 구획 형성한다. 본 발명은 도 1에 도시된 바와 같이 x 축 및 y 축 방향으로 직교하게 배치되는 격벽(5)들에 의한 폐쇄형 격벽 구조를 예로 들어 설명하고 있으나, 격벽(5)들이 x 축 또는 y 축 한 방향으로 신장 형성되는 스트라이프형 격벽 구조에도 적용될 수 있다. 또한 y 축 방향으로 신장 형 성되는 격벽(5)들 사이에는 상기 어드레스전극(15)이 각각 배치되어 있다. 어느 경우든 상기 격벽(5)들은 다공성 물질로 형성되어, 방전셀(7R, 7G, 7B) 내에 인쇄된 형광체를 건조시킬 때 형광체를 흡수한다.

상기 격벽(5)들과 배면기판(3) 사이에는 어드레스전극(15)들을 보호하는 제2 유전층(21)이 구비된다. 이 제2 유전층(21)은 배면기판(3)에 구비된 어드레스전극(15)에 인가되는 어드레스전압과 Y 전극(13)에 인가되는 스캔전압에 의하여 방전셀(7R, 7G, 7B)에서 벽전하를 형성하여 어드레스방전을 일으키도록 어드레스전극(15)을 덮고 있다.

도 2는 도 1의 A-A 선에 따른 단면도이고, 도 3은 도 1의 B-B 선에 따른 단면도이다.

이 도면들을 참조하여 상기 제2 유전층(21)을 설명하면, 이 제2 유전층(21)은 다수의 기공(p)들을 구비하여 어드레스전극(15)들을 덮는 구조를 형성한다. 즉 이 제2 유전층(21)은 다공성 유전체로 형성되는 것이 바람직하며, 다수의 기공을 가지는 기공층(21a)을 구비하게 된다.

이 기공층(21a)은 방전셀(7R, 7G, 7B)에 형광체를 인쇄한 후 건조할 때 상기 격벽(5)과 같이 형광체를 많이 흡수하여 방전셀(7R, 7G, 7B)의 밑면에도 형광층(9R, 9G, 9B)을 두껍게 형성할 수 있게 한다. 즉 이 기공층(21a)은 방전셀(7R, 7G, 7B)에 인쇄되는 형광체가 방전셀(7R, 7G, 7B)의 격벽(5) 측과 바닥 측에 동일하게 흡수되거나 바닥 측에 더 많이 흡수되게 하여, 격벽(5) 측의 형광층(9R, 9G, 9B) 두께가 바닥 측의 형광층(9R, 9G, 9B)에 비하여 상대적으로 얇 게 한다. 즉 바닥 측의 형광층(9R, 9G, 9B) 두께가 상대적으로 두껍게 형성된다. 이렇게 형성된 형광층(9R, 9G, 9B)은 진공자외선에 의하여 충분히 여기되어 방전을 안정화시키고 이로 인하여 발광 효율을 향상시키게 된다.

따라서, 이 기공층(21a)은 x-y 평면 방향을 기준으로 유전층(21)의 전 범위에 걸쳐 형성될 수도 있으나, 진공자외선을 받아 여기되는 형광층(9R, 9G, 9B)에 대향하는 부분에만 형성되는 것이 바람직하다.

또한, 이 기공층(21a)은 z 축 방향을 기준으로 유전층(21)의 전 범위에 걸쳐 형성될 수도 있으나, 1-2 층으로 형성되는 것이 바람직하다. 즉 이 기공층(21a)은 형광체 입자 직경의 1-2배에 상응하는 두께로 형성되거나 기공의 최소 직경에 상당하는 두께로 형성되는 것이 바람직하다. 또한, 이 기공층(21a)을 형성하는 각 기공은 형광체 입자 직경이 3㎛인 경우 이에 상응하는 2-4㎛로 형성되는 것이 바람직하다.

즉, 플라즈마 방전에 의한 진공자외선은 형광층(9R, 9G, 9B)의 표면 또는 형광체 입자 직경의 1-2배정도 두께에 상응하는 부분을 여기시킨다. 따라서 상기 기공층(21a)은 진공자외선에 의하여 여기될 정도의 형광층(9R, 9G, 9B)을 형성할 수 있는 두께만큼 형성되는 것이 바람직하다. 왜냐하면, 이 기공층(21a)이 구비되지 않아 형광층(9R, 9G, 9B)이 지나치게 얇은 두께로 형성되면 형광층(9R, 9G, 9B)은 충분한 발광을 하지 못하게 되고, 이 기공층(21a)에 의하여 형광층(9R, 9G, 9B)이 지나치게 두껍게 형성되면 형광층(9R, 9G, 9B)은 방전셀(7R, 7G, 7B) 내의 방전 공간을 저감시켜 또한 충분한 방전을 방해하기 때문이다.

따라서 본 실시예는 방전셀(7R, 7G, 7B)에서 격벽(5) 측의 형광층(9R, 9G, 9B) 두께를 바닥 측 형광층(9R, 9G, 9B) 두께에 비하여 얇게 형성하여 방전 필드의 간섭을 방지하면서 바닥 측 형광층(9R, 9G, 9B)을 충분히 방광시켜 휘도를 향상시킨다.

한편, 표 1에 도시된 바와 같이 제2 유전층(21)에 기공층(21a)을 구비한 본 발명이 기공층(21a)을 구비하지 않은 비교예에 비하여 상대적으로 방전 안정성 및 휘도가 향상되는 것을 알 수 있다.

		비교예		실시예
휘도	R		179 ~ 190		210 ~ 229
	G		457 ~ 580		560 ~ 587
	B		73 ~ 88		90 ~ 94
전압 마진	R최소전압		41		40
	G최소전압		56		46
	B최소전압		44		42

표 1은 PDP의 방전셀(7R, 7G, 7B)에 Xe이 7% 혼합된 Ne 가스를 500 Torr 압력으로 충전하고 방전유지전압을 180V로 하고 리셋전압을 170V로 하여 실험한 측정 결과이다. 즉, 본 발명의 실시예는 비교예에 비하여 휘도가 높고 방전을 위한 최소 전압 마진이 낮은 것으로 보아 방전 안정성이 상대적으로 우수하다는 것을 알 수 있다.

PDP의 발광 효율을 개선하기 위하여 폐쇄형 격벽 구조를 선택하게 되는 데, 이 폐쇄형 격벽 구조는 스트라이프형 격벽 구조에 비하여, 방전셀(7R, 7G, 7B)의 바닥 측 형광층(9R, 9G, 9B)의 두께를 격벽(5) 측의 형광층(9R, 9G, 9B) 두께에 비하여 얇게 형성되는 경향이 있다. 따라서 제2 유전층(21)에 기공층(21a)을 구비하는 본 발명은 폐쇄형 격벽 구조에서 보다 큰 효과를 얻을 수 있다.

이상을 통해 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.

이상 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 플라즈마 디스플레이 패널에 의하면, 방전셀의 형광층에 대향하는 기공층을 구비한 유전층을 형성하여, 형광체가 방전셀 내에서 건조되더라도 방전셀의 격벽 측에 비하여 바닥 측의 형광체 두께를 더 두껍게 형성하여 방전셀 내의 형광층 형상을 최적화함으로써, 방전 필드의 왜곡을 방지하여 방전 안정성을 향상시키고, 방전셀 내의 전(全) 형광체를 여기시키므로 발광 효율을 향상시키는 효과가 있다.

Claims

서로 대향 배치되는 제1 기판 및 제2 기판과;

상기 제1 기판에 형성되는 방전유지전극들;

상기 방전유지전극들과 대응하여 형성되는 어드레스전극들;

상기 방전유지전극들과 어드레스전극들이 대응하는 위치에 각각의 방전셀들을 형성하도록 제1 기판과 제2 기판 사이에 배치되는 격벽들;

상기 방전셀 내에 형성되는 형광층; 및

상기 형광층과 제2 기판 사이에 다수의 기공들을 구비하여 형성되는 유전층을 포함하며,

상기 기공은 상기 형광층을 형성하는 형광체의 입자 직경에 상응하는 크기를 가지는 플라즈마 디스플레이 패널.
제 1 항에 있어서,

상기 격벽들은 폐쇄형 격벽 구조를 형성하는 플라즈마 디스플레이 패널.
제 1 항에 있어서,

상기 형광층은 방전셀 격벽 측의 두께보다 방전셀 바닥 측의 두께를 더 두껍게 형성하는 플라즈마 디스플레이 패널.
제 1 항에 있어서,

상기 유전층은 다공성 유전체로 형성되는 플라즈마 디스플레이 패널.
제 1 항에 있어서,

상기 유전층은 다수의 기공에 의한 기공층을 구비하는 플라즈마 디스플레이 패널.
제 1 항에 있어서,

상기 유전층은 형광층 측에 기공층을 형성하는 플라즈마 디스플레이 패널.
제 6 항에 있어서,

상기 기공층은 형광층 대향 부분에만 형성되는 플라즈마 디스플레이 패널.
제 1 항에 있어서,

상기 기공층은 1-2 층으로 형성되는 플라즈마 디스플레이 패널.
제 1 항에 있어서,

상기 기공층은 형광체 입자 직경의 1-2배정도 두께로 형성되는 플라즈마 디스플레이 패널.
제 1 항에 있어서,

상기 기공층은 기공의 최소 직경에 상당하는 두께로 형성되는 플라즈마 디스 플레이 패널.
제 1 항에 있어서,

상기 형광체 입자 직경이 3㎛이고, 상기 기공은 2-4㎛로 형성되는 플라즈마 디스플레이 패널.