KR100578980B1 - 플라즈마 디스플레이 패널 - Google Patents

Abstract

본 발명은 전극 구조를 개선한 플라즈마 디스플레이 패널에 관한 것으로, 서로 대향하는 한 쌍의 기판; 상기 기판 중 어느 한 곳에 형성되는 어드레스 전극; 상기 기판의 사이 공간에 위치해서 청색, 녹색 및 적색의 각 색상에 따른 방전셀들을 이루는 격벽; 상기 방전셀 내에 형성되는 형광체층; 및, 상기 방전셀에서 서로 마주해 방전갭을 형성하고 있는 한 쌍의 표시 전극;을 포함하고, 상기 표시 전극이, 2개 이상의 라인부 조합에 의해 형성되며, 적어도 어느 하나의 색상을 따라 위치하는 방전셀별 라인부들은 상기 격벽에 인접해서 위치하는 한 쌍의 연결부로 서로 연결되는 구조로 이루어진다.

플라즈마, 금속 전극, 패널, 화이트 밸런스, 휘도, 색온도

Description

플라즈마 디스플레이 패널{PLASMA DISPLAY PANEL}

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 플라즈마 디스플레이 패널의 부분 분해 사시도이다.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 전극 구조를 격벽과 함께 설명하는 배치도이다.

도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 전극 구조를 격벽과 함께 설명하는 배치도이다.

도 4는 플라즈마 디스플레이 패널에서 하나의 방전셀에 대한 휘도의 분포를 보여주는 도면이다.

본 발명은 플라즈마 디스플레이 패널에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 전극 구조를 개선해서 휘도를 향상시킨 플라즈마 디스플레이 패널에 관한 것이다.

플라즈마 디스플레이 패널(이하, '패널')은 한 쌍의 유리 기판 사이에 방전셀과, 상기 방전셀에 대응하게 형성되는 한 쌍의 표시 전극을 배치해서 플라즈마 방전 과정에서 발생하는 자외선으로 각 색상별 형광체를 여기시켜 화상을 표시하는 디스플레이이다.

이때, 기판으로부터 방사되는 빛을 차단하지 않기 위해서 상기 표시 전극은 투명 전극으로 형성됨이 일반적이다. 그런데, 투명 전극 자체는 저항이 높기 때문에 이의 도전성을 보완하기 위해서 금속 전극을 투명 전극과 조합해서 표시 전극을 형성한다.

이때, 투명 전극은 ITO(Indium Tin Oxide)나 SnO₂와 같은 물질로 제작되며, 금속 전극은 Ag, Cr/Cu/Cr의 3층으로 이루어진 박막이나 Al/Cr의 2층 구조로 이루어진 박막이 사용된다.

이 같은 종래의 전극 구조는 금속 전극을 포토 에칭(photo etching)법, 리프트오프(liftoff)법으로 유리 기판 상에 형성하고, 다음 공정으로 투명 전극을 에칭(photo etching)법, 리프트오프(liftoff)법으로 형성한다.

따라서, 그 작업 공정이 매우 번잡하다는 단점이 있으며, 이로 인해서 패널의 제조 원가를 상승시키는 문제가 있다. 또한, 투명 전극 자체가 고가이므로, 이 역시 제조 원가를 상승시키게 된다.

때문에, 투명 전극을 사용하지 않고 금속 전극으로만 표시 전극을 형성하려는 노력이 진행되고 있으며, 이와 관련한 선행 기술의 하나로 미국특허 제6,522,072호에 개시된 "플라즈마 디스플레이 패널"을 들 수 있다.

이에 따르면, 상술한 전극 구조에 비해서 제조 원가를 낮출 수 있는 장점이 있다. 그러나, 이처럼 금속 전극만으로 형성된 표시 전극은 패널의 개구율을 떨어 트려 휘도가 떨어지는 문제가 있다.

이 같은 문제를 해결하는 하나의 대안으로, 방전 갭을 사이에 두고 위치하는 두 금속 전극 사이의 거리를 크게 하는 방안을 고려할 수 있으나, 이는 방전 전압을 높이고 방전이 불안정해지는 문제를 낮게 되므로 이에 대한 개선이 요구되고 있다.

한편, 방전셀 내부에서 일어나는 방전은 어드레스 전극과 표시 전극 사이에 존재하는 유전체층, 형광체층, 및 방전 가스에 의해서 유도됨으로, 이들 구성의 재료 특성과 형상 특성이 방전에 큰 영향을 미치는데, 실질적으로 유전체층은 기판 전체에 걸쳐 균일한 두께로 형성되므로 적색, 녹색 및 청색 방전셀별로 특성 차이가 존재하지 않는다고 할 수 있다.

그러나, BaMgAl₁₀O₁₇ : Eu(Eu를 발광 중심으로 한 바륨 마그네슘 알루미네이트)와 같은 물질의 청색 형광체와, Zn₂SiO₄ : Mn(Mn을 발광 중심으로 한 규산 아연), BaAl₁₂O₁₉ : YBO₃ : Tb 와 같은 녹색 형광체와, Y_0.35 Gd_0.35BO₃(Eu를 발광 중심으로 한 이트륨 가돌리늄 붕산염), Y₂O₃ : EU, Gd₂O₃ : Eu와 같은 적색 형광체로 이루어진 형광체층은 색상별로 그 유전율이 다르고, 패널을 제작할 때에 색상별로 실질적인 두께 차이가 발생하기 때문에, 형광체층의 재료 특성 및 두께 차이 등에 의해 커패시턴스의 차이가 발생하여 적색, 녹색 및 청색 방전셀별로 발광 휘도가 다른 문제점이 발생한다.

특히, 청색 방전셀의 휘도가 상대적으로 낮아지게 되면, 색온도(또는, 화이 트 밸런스)가 낮아지게 되는데, 이렇게 되면 사람의 시신경에서는 패널의 밝기가 상대적으로 어둡다고 인식하므로 바람직하지 못하다. 때문에, 회로적인 감마 보정을 통해서 화이트 밸런스(white balance)를 조정해 주게 되는데, 이때 청색의 휘도가 상대적으로 낮기 때문에 이를 기준으로 해서 화이트 밸런스를 조정하게 된다. 따라서, 청색과 적색(또는, 녹색)의 휘도 차에 해당하는 크기만큼 감마 조정을 통해서 휘도 손실이 발생하게 된다.

한편, 도4는 패널에서 하나의 방전셀에 대한 휘도의 분포를 보여주는 도면인데, 이에 의하면 다음과 같은 특징이 있음을 알 수가 있다.

도면은 표시 전극(101)과 격벽(201)만을 선택적으로 도시하였으며, 표시 전극을 연장해서 도면을 기준으로 행 방향으로는 전극에 따른 휘도 분포를 나타내는 그래프를 도시하였으며, 열 방향으로는 격벽에 따른 휘도 분포를 도시하였다. 이에 따르면, 격벽에 가까울수록 휘도가 높음을 알 수가 있는데, 이는 격벽 벽면에 코팅된 많은 양의 형광체로 인해서 격벽 부분에는 발광원들이 많이 존재하며 이로 인해서 상대적으로 많은 양의 빛이 나오는 것으로 볼 수 있다. 또한, 방전갭(W)에 가까울수록 휘도는 높게 나타나는데, 방전의 세기와 전극에 의한 가시광의 차폐가 일어나지 않기 때문이다.

본 발명은 이러한 점을 고려해서 상술한 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로, 금속 전극만을 사용해서 패널의 개구율을 좋게 개선하고, 휘도의 손실은 작게 하면서도 색온도를 조정할 수 있는 본 발명을 제공하는데 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위해서 본 발명에서 제공하는 플라즈마 디스플레이 패널은,

서로 대향하는 한 쌍의 기판;

상기 기판 중 어느 한 곳에 형성되는 어드레스 전극;

상기 기판의 사이 공간에 위치해서 청색, 녹색 및 적색의 각 색상에 따른 방전셀들을 이루는 격벽;

상기 방전셀 내에 형성되는 형광체층; 및,

상기 방전셀에서 서로 마주해 방전갭을 형성하고 있는 한 쌍의 표시 전극;을 포함하고,

상기 표시 전극이,

2개 이상의 라인부 조합에 의해 형성되며, 적어도 어느 하나의 색상을 따라 위치하는 방전셀별 라인부들은 상기 격벽에 인접해서 위치하는 한 쌍의 연결부로 서로 연결되는 구조로 이루어진다.

이때, 상기 청색의 방전셀을 따라 위치하는 라인부들은 한 쌍의 연결부로 서로 연결되어 있는 구조로 이루어지며, 상기 녹색 및 적색의 방전셀을 따라 위치하는 라인부들은 1개의 연결부로 서로 연결되는 것이 바람직하다.

한편, 상기 표시 전극은,

상기 방전셀을 사이에 두고 서로 마주하는 제1 라인부;와,

상기 방전셀 내부에서 방전갭을 형성하고 있는 제2 라인부;와,

상기 제1 라인부 및 제2 라인부 사이에 위치하는 제3 라인부;들을 포함해서 이루어짐이 바람직하다.

이때, 상기 라인부들은 서로 이격된 상태로 상기 어드레스 전극과 교차하는 방향으로 연장 형성되어 있다.

더욱이, 상기 방전 갭은 서로 다른 길이의 제1 갭과 제2 갭으로 이루어짐이 바람직하며, 상기 제2 라인부와 연결부가 만나는 지점에서 상기 제1 갭보다 큰 상기 제2 갭이 형성된다.

본 발명에서, 상기 라인부들과 상기 연결부는 가늘고 긴 바(bar) 형상으로 이루어져 패널의 개구율을 개선한다. 이때, 상기 라인부들과 상기 연결부는 금속 전극으로 형성되는 것이 바람직하다.

이하, 첨부한 도면을 참조로 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 당업자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되는 것은 아니다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 플라즈마 디스플레이 패널의 부분 분해 사시도이다.

도면을 참조하면, 본 실시예에 의한 플라즈마 디스플레이 패널(이하 '패널')은 한 쌍의 기판(2, 4)이 임의의 간격을 두고 서로 대향 배치되고, 양 기판의 사이 공간에는 격벽(12)에 의해서 형성되는 색상별 방전셀들(8R, 8G, 8B)이 구비된다. 이때, 어드레스 전극(8)은 방전셀(8R, 8G, 8B)의 폭 방향(도면의 X축 방향) 중심을 따라 이웃한 어드레스 전극과 일정한 간격을 이루며 나란하게 위치함이 바람직하 다.

기판(2)의 내면에는 도면의 X축 방향을 따라 어드레스 전극(8)들이 형성되고, 어드레스 전극(8)들을 덮으면서 기판(2)의 내면 전체에 유전체층(10)이 형성된다.

상기 유전체층(10) 위에는 격벽(12)이 형성되어 있으며, 이 격벽(12)의 벽면들과 유전체층(10)에 걸쳐 적색, 녹색, 청색의 형광체층(14R, 14G, 14B)이 형성된다. 이때, 격벽(12)은 각각의 어드레스 전극(8) 사이로 배치된다.

한편, 도면에서 상기 격벽(12)은 Y축 방향으로 형성되는 가로 격벽(12a)과, X축 방향을 따라 형성되어 있는 세로 격벽(12b)에 의해서 방전셀(8R, 8G, 8B)이 메트릭스 모양으로 배치된 구조를 예시시하고 있으나, 본 발명이 이에 한정되고자 함은 아니다. 일 예로, 격벽(12)은 도면의 Y축 방향을 따라 이웃한 격벽과 상호 평행한 스트라이프형 구조나, 삼각형 배열을 이루는 델타형 구조와 같은 것들이 적용될 수도 있다.

그리고, 기판(2)에 대향하는 기판(4)에는 어드레스 전극(8)과 교차하는 방향(도면의 Y축 방향)을 따라 스캔 전극(16)과 유지 전극(18)으로 이루어지는 한 쌍의 표시 전극(20)이 형성되고, 이 표시 전극(20)들을 덮으면서 기판(4)의 내면 전체에 유전체층(22)과 MgO 보호막(24)이 위치한다.

본 실시예에서, 상기 표시 전극(20)은 금속의 도전성 물질로 형성되는 복수의 라인부들의 조합으로 형성된다. 본 실시예에 따른 전극 구조에 대해서는 아래에서 도 2 및 도 3을 가지고 자세히 설명한다.

한편, 기판(2, 4)들의 조합에 의해서 어드레스 전극(8)과 이 표시 전극(20)이 교차해서 방전셀(8R, 8G, 8B)을 형성하게 되고, 상기 방전셀 내부는 플라즈마 방전으로 진공 자외선의 방출을 유도하는 방전 가스(주로 Ne-Xe 혼합 가스)들로 채워진다.

이러한 구성을 기본으로 해서 본 실시예의 패널은, 표시 전극(20) 사이에서 리셋 방전을 일으켜 방전셀 내부의 전하 상태를 리셋한다. 그리고, 어드레스 전극(8)과 스캔 전극(16) 사이에 어드레스 전압이 인가되어 벽전하를 충전한다. 이에 따라서, 화상이 표현되는 방전셀이 선택된다. 이렇게 방전셀을 선택한 후에는 표시 전극에 상호 교번하는 펄스를 인가하는 것으로 화상을 표시한다.

이하, 본 실시예에 의한 전극 구조에 대해서 설명하는데, 본 실시예의 표시 전극(20)은 투명 전극을 사용하지 않고, 금속 전극으로 이루어지는 복수의 라인부 조합에 의해 이루어진다.

도 2는 본 실시예에 따른 전극 구조를 설명하는 도면으로, 일 예로 청색 방전셀의 휘도가 다른 색상의 방전셀보다 낮아 이 청색 방전셀의 휘도 보정을 통해서 화이트 밸런스(white balance)를 조정한 예를 들어 설명하나 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.

도 2를 참조하면, 본 실시예의 표시 전극(20)은 방전셀(8R, 8G, 8B)을 마주하고 서로 평행하게 위치하는 한 쌍의 제1 라인부(161, 181)와, 상기 제1 라인부(161, 181) 사이에 위치하면서, 방전셀 내부에서 서로 마주해 방전 갭(G)을 형성하고 있는 제2 라인부(162, 182)를 포함해서 이루어진다.

상기 제2 라인부(162, 182)는 상기 제1 라인부에서 일정한 거리로 이격된 상태에서 방전셀 내부에서 서로 마주해 방전 갭(G)을 형성하며, 각 전극에 인가되는 전압 펄스에 따라 방전 초기의 대향 방전을 형성한다.

초기의 대향 방전은 제1 라인부(161, 181) 사이로 확산되면서 면방전으로 유도된다. 이때, 제1 라인부(161, 181)와 제2 라인부(162, 182) 사이가 너무 넓게 되면 방전이 확산되지 않기 때문에, 제1 라인부(161, 181) 및 제2 라인부(162, 182) 사이에 방전 확산을 유도하는 제3 라인부(163, 183)가 더 형성될 수도 있다(도 3 참조).

그리고, 상기 라인부들(161∼163, 181∼183)은 서로 이격된 상태로 상기 어드레스 전극(8)과 교차하는 방향으로 연장 형성된다.

이에 따라서, 제2 라인부(162, 182) 사이에서 형성된 대향 방전은 제3 라인부(163, 183)를 가교삼아 제1 라인부(161, 181) 사이로 확산되면서 면 방전을 유도하게 된다.

따라서, 실질적으로 스캔 전극(16) 및 유지 전극(18)은 각 라인부((161∼163, 181∼183))의 조합에 의해서 형성되며, 이때, 상기 라인부(161∼163, 181∼183)들은 가늘고 긴 바(bar) 형상으로 이루어지는 것이 바람직하다.

따라서, 각 전극(16, 18)들은 빈 공간을 형성하게 되고, 이로 인해서 각 방전셀에서 나오는 가시광을 전극들이 차폐하지 않기 때문에 이전보다 패널의 휘도를 개선하는 효과가 있다.

이하, 일 예로 청색 방전셀의 휘도 단차를 보상해서 화이트 밸런스를 조정하 는 예에 대해서 설명하면 다음과 같다.

상기에서 도 4를 가지고 설명한 바처럼, 하나의 방전셀 내에서 격벽 벽면에서 휘도가 높음을 설명하였다.

본 실시예에서는 이러한 점을 고려해서, 선택적으로 청색의 방전셀(8B)에 대해서는 각 라인부(161∼163, 181∼183)를 상호 연결하는 한 쌍의 연결부(164a, 164b, 184a, 184b)를 세로 격벽(12b) 벽면에 인접하도록 형성한다. 실험적으로, 상기 연결부(164a, 164b, 184a, 184b)는 세로 격벽(12b) 벽면에 형성되어 있는 형광체층(14B)으로부터 10∼20 (㎛) 정도 이격되어 위치하는 것이 바람직하다.

연결부(164a, 164b, 184a, 184b)는 플라즈마 방전으로 생성된 전하가 움직이는 통로를 제공하는데, 이렇게 세로 격벽(12b) 벽면에 인접해서 연결부(164a, 164b, 184a, 184b)를 배치함으로써 세로 격벽(12b) 벽면 주변의 전하 분포를 확률적으로 높일 수가 있다. 이로 인해서 이곳의 형광체가 여기되는 확률이 높아져 청색 방전셀(8B)의 휘도가 높아지게 된다.

한편, 적색 및 녹색의 방전셀(8R, 8G)을 따라 위치하는 라인부들(161∼163, 181∼183)은 선택적으로 1개의 연결부(164, 184)가 각 라인부를 서로 연결하고 있는 구조로 이루어진다.

이에 따라, 청색과 적색(또는, 녹색)의 휘도 차이가 줄어들어 상대적으로 적색 또는 녹색 방전셀의 휘도를 적게 감소하면서 화이트 밸런스를 조정할 수 있기 때문에 패널의 효율을 향상시킬 수가 있다.

그리고, 본 실시예에서 방전 초기의 대향 방전이 형성되는 방전갭(G)은 제1 갭(G1) 및 제2 갭(G2)의 조합으로 형성되는 것이 바람직하다. 이때, 상기 제2 갭(G2)은 제1 갭(G1)보다 긴 방전갭을 형성한다.

이렇게 대향 방전을 서로 다른 길이로 형성함으로써, 제1 갭(G1)을 통해서 발생한 대향 방전이 제2 갭(G2)을 가교삼아 용이하게 제1 라인부(161, 181) 사이의 면 방전으로 유도될 수 있도록 한다.

한편, 도 2 및 도 3에서 제2 갭(G2)이 연결부(164, 184)와 제2 라인부(162, 182)가 서로 만나는 지점(P)에서 내측으로 오목하게 형성한 오목부(165, 185)를 통해서 형성되는 경우를 예시하였는데, 이처럼 제2 갭(G2)을 연결부(164, 184)에 연결하여 형성함으로써 제2 갭(G2)과 연결부(164, 184)의 조합으로 방전 확산이 더욱 용이하게 형성될 수가 있다.

이상과 같이, 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.

본 발명에 따르면, 상술한 문제점을 해결해서 화이트 밸런스를 조정하는데 있어 상대적으로 휘도의 손실을 적게 할 수가 있다.

또한, 전극들이 부분적으로 빈 공간을 형성한 상태로 이루어지기 때문에 종래에 비해서 패널의 개구율을 좋게 해서 발광 휘도를 높이는 장점이 있다.

또한, 각각의 라인부들이 서로 독립된 구조로 형성되기 때문에, 어느 하나의 전극에서 단선이 발생하더라도 다른 라인부가 단선된 전극을 보상하므로 패널의 전극 단선에 의한 불량을 발생하면서도, 단선된 라인부를 다른 라인부가 보상함으로 발광 효율 및 휘도를 그대로 유지시킬 수 있는 장점이 있다.

Claims (9)

1. 서로 대향하는 한 쌍의 기판;

   상기 기판 중 어느 한 곳에 형성되는 어드레스 전극;

   상기 기판의 사이 공간에 위치해서 청색, 녹색 및 적색의 각 색상에 따른 방전셀들을 이루는 격벽;

   상기 방전셀 내에 형성되는 형광체층; 및,

   상기 방전셀에서 서로 마주해 방전갭을 형성하고 있는 유지전극과 스캔전극의 쌍으로 이루어진 표시 전극;을 포함하고,

   상기 표시 전극은 2개 이상의 라인부 조합에 의해 형성되며,

   상기 청색 방전셀을 따라 위치하는 라인부들은 상기 격벽에 이웃하는 한 쌍의 연결부로 서로 연결되고,

   상기 녹색 및 적색의 방전셀을 따라 위치하는 라인부들은 1개의 연결부로 연결되는 플라즈마 디스플레이 패널.
2. 삭제
3. 삭제
4. 제1항에 있어서,

   상기 표시 전극은,

   상기 방전셀을 사이에 두고 서로 마주하는 제1 라인부;와,

   상기 방전셀 내부에서 방전갭을 형성하고 있는 제2 라인부;와,

   상기 제1 라인부 및 제2 라인부 사이에 위치하는 제3 라인부;들을 포함해서 이루어지는 플라즈마 디스플레이 패널.
5. 제4항에 있어서,

   상기 라인부들이 서로 이격된 상태로 상기 어드레스 전극과 교차하는 방향으로 연장 형성되는 플라즈마 디스플레이 패널.
6. 제4항에 있어서,

   상기 방전 갭이 서로 다른 길이의 제1 갭과 제2 갭으로 이루어지는 플라즈마 디스플레이 패널.
7. 제6항에 있어서,

   상기 제2 라인부와 연결부가 만나는 지점에서 상기 제1 갭보다 큰 상기 제2 갭이 형성되는 플라즈마 디스플레이 패널.
8. 제4항에 있어서,

   상기 라인부들과 상기 연결부가 가늘고 긴 바(bar) 형상으로 이루어지는 플라즈마 디스플레이 패널.
9. 제4항에 있어서,

   상기 라인부들과 상기 연결부가 금속 전극으로 형성되는 플라즈마 디스플레이 패널.

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