KR100590095B1 - 플라즈마 디스플레이 패널 - Google Patents

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KR100590095B1
KR100590095B1 KR1020050009045A KR20050009045A KR100590095B1 KR 100590095 B1 KR100590095 B1 KR 100590095B1 KR 1020050009045 A KR1020050009045 A KR 1020050009045A KR 20050009045 A KR20050009045 A KR 20050009045A KR 100590095 B1 KR100590095 B1 KR 100590095B1
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허민
김재록
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삼성에스디아이 주식회사
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Abstract

본 발명의 플라즈마 디스플레이 패널은, 대향방전 구조를 적용하여 방전개시전압을 낮추면서도 발광효율을 높이는 것으로서, 대향 배치되는 제1 기판 및 제2 기판, 이 제1 기판에 인접하여 방전공간을 구획하는 제1 격벽층, 제2 기판에 인접하여 상기 방전공간에 대향하는 방전공간을 구획하는 제2 격벽층, 대향하는 양측 방전공간으로 형성되는 방전셀 내부에 형성되는 형광체층, 제1 격벽층과 제2 격벽층 사이에서 일 방향을 따라 신장 형성되는 어드레스전극, 제1 격벽층과 제2 격벽층 사이에서 상기 어드레스전극과 전기적으로 절연되면서 이와 교차하는 방향을 따라 신장 형성되고상기 어드레스전극 신장 방향으로의 방전셀 쌍에서 어드레스전극의 신장 방향 양측에 나란히 배치되며 어드레스전극 신장 방향 각 측에서 인접하는 방전셀에 공유되는 제1 전극, 및 한 쌍의 방전셀에 대응하는 상기 제1 전극 사이에서 이들과 나란한 방향으로 신장 형성되고 이 제1 전극과 제1 전극 사이에서 어드레스전극의 신장 방향의 중심에 인접하는 방전셀의 각 측에 나란히 배치되는 제2 전극을 포함한다.
플라즈마, 디스플레이, 대향방전, 어드레스전극, 돌출부, 쌍

Description

플라즈마 디스플레이 패널 {PLASMA DISPLAY PANEL}
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 플라즈마 디스플레이 패널을 도시한 부분 분해 사시도이다.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 플라즈마 디스플레이 패널에서 전극과 방전셀의 구조를 개략적으로 도시한 부분 평면도이다.
도 3은 도 1에 도시된 플라즈마 디스플레이 패널을 결합한 상태의 A-A 선에 따른 부분 단면도이다.
도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 플라즈마 디스플레이 패널에서 전극의 구조를 개략적으로 도시한 부분 사시도이다.
도 5 및 도 6은 본 발명의 제1 실시예에 따른 플라즈마 디스플레이 패널에서 유지전극과 주사전극 사이의 유지방전 상태를 도시한 부분 단면도이다.
도 7 내지 도 9는 본 발명의 제2 내지 제4 실시예에 따른 플라즈마 디스플레이 패널을 결합한 상태의 부분 단면도이다.
본 발명은 플라즈마 디스플레이 패널에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 방 전개시전압을 낮추면서 발광효율을 향상시키는 플라즈마 디스플레이 패널에 관한 것이다.
플라즈마 디스플레이 패널(plasma display panel, 이하 'PDP'라 한다)에는 3전극 면방전형 PDP가 있다. 이 3전극 면방전형 PDP는 동일면상에 위치한 유지전극과 주사전극을 포함한 기판과, 이로부터 일정 거리를 두고 이격되어 수직방향으로 이어지는 어드레스전극을 포함한 다른 기판으로 이루어지며, 그 사이에 방전가스를 봉입하고 있다. 이 PDP에서 방전의 유무는 각 라인에 연결되어 독립적으로 제어되는 주사전극과 어드레스전극의 어드레스 방전에 의하여 결정되고, 화면을 표시하는 유지방전은 동일 면상에 위치한 유지전극과 주사전극에 의해 이루어진다.
PDP는 글로우 방전(glow discharge)을 이용하여 가시광을 발생시키며, 이 글로우 방전이 발생한 후 사람의 눈에 가시광이 도달하기까지 몇 단계를 거치게 된다. 즉 글로우 방전이 발생하면 전자와 기체들의 충돌에 의해 여기된 기체가 생성되고, 이렇게 여기된 기체로부터 자외선이 발생되며, 이 자외선이 방전셀 내의 형광체에 충돌되므로 가시광이 생성되고, 이 가시광이 전면의 투명기판을 통과하여 사람의 눈에 도달된다. 이와 같은 단계를 거치면서 유지전극과 주사전극에 인가된 입력 에너지(input power)는 상당히 손실된다.
이 글로우 방전은 방전개시전압 이상의 높은 전압을 두 전극 사이에 인가함으로 일어난다. 즉 이 방전이 개시되기 위해서는 상당히 높은 전압이 필요하다. 일단 방전이 일어나면 음극과 양극 주변의 유전층에 생성되는 공간 전하 효과(space charge effect)에 의해서 음극과 양극 사이의 전압 분포는 왜곡된 형태로 나타난 다. 즉, 두 전극 사이에는, 방전을 위하여 두 전극에 인가된 전압의 대부분을 소비하는 음극 주변의 캐소드 쉬스(cathode sheath) 영역과, 전압의 일부를 소비하는 양극 주변의 애노드 쉬스(anode sheath) 영역, 및 이 두 영역 사이에 형성되어 전압을 거의 소비하지 않는 파지티브 칼럼(positive column) 영역이 형성된다. 캐소드 쉬스 영역에서 전자가열효율(electron heating efficiency)은 유전층 표면에 형성된 MgO 보호막의 이차전자계수(secondary electron coefficient)에 의존하고, 파지티브 칼럼 영역에서 입력 에너지의 대부분은 전자 가열(electron heating)에 소비되는 것으로 알려져 있다.
형광체에 충돌되어 가시광을 방출하는 진공자외선은 여기상태(excitation state)의 제논(Xe) 기체가 안정상태(ground state)로 전이될 때 발생하며, 제논(Xe)의 여기 상태는 제논(Xe) 기체와 전자 사이의 충돌에 의하여 생성된다. 따라서 입력 에너지 중 가시광을 생성하는 비율(즉, 발광효율)을 높이기 위하여, 제논(Xe) 기체와 전자의 충돌을 증가시키도록 전자가열효율(electron heating efficiency)을 증가시켜야 한다.
캐소드 쉬스 영역에서는 입력 에너지의 대부분이 소비되지만 전자가열효율이 낮고, 파지티브 칼럼 영역에서는 입력 에너지의 소비가 적으면서도 전자가열효율이 매우 높다. 따라서 높은 발광효율은 파지티브 칼럼 영역(방전 갭)을 증가시키므로 가능하다.
또한, 방전 갭(파지티브 칼럼 영역) 사이에 걸린 전기장(E)과 기체밀도(n)의 비(E/n)의 변화에 따른 전체 전자 중에서 소비되는 전자의 비율을 보면, 동일 비 (E/n)에서 전자 소비 비율은 제논 여기(Xe*), 제논 이온(Xe+), 네온 여기(Ne*), 네온 이온(Ne+)의 순서로 커지는 것으로 알려져 있다. 또한, 동일 비(E/n)에서, 제논(Xe) 분압이 증가할수록 전자 에너지(electron energy)가 감소하는 것으로 알려져 있다. 즉, 이 전자 에너지가 감소하면, 제논(Xe)의 분압이 증가하고, 제논(Xe)의 분압이 증가하면, 상기한 제논 여기(Xe*), 제논 이온(Xe+), 네온 여기(Ne*), 네온 이온(Ne+)에서 소비되는 전자 중에서, 다른 부분에 비하여 제논(Xe)의 여기에 소비되는 전자 비율이 커지고, 이로 인하여 발광효율이 향상된다.
상기한 바와 같이, 파지티브 칼럼 영역의 증가는 전자가열효율을 증가시킨다. 그리고 제논(Xe) 분압의 증가는 전자 중 제논 여기(Xe*)를 위하여 소비되는 전자 가열 비율을 증가시킨다. 따라서 양자 모두 전자가열효율을 증가시켜 발광효율을 향상시키게 된다.
그러나, 파지티브 칼럼 영역의 증가 또는 제논(Xe) 분압의 증가는 모두 방전개시전압(gas breakdown voltage)을 증가시키고, PDP의 제작비용을 증가시키는 문제점을 가진다.
따라서, 발광효율을 증가시키기 위하여 파지티브 칼럼 영역의 증가와 제논(Xe) 분압의 증가를 낮은 방전개시전압 하에서 구현하는 것이 요구된다.
알려진 바에 따르면, 방전 갭의 거리 및 압력이 동일한 경우, 면방전 구조에 필요한 방전개시전압보다 대향방전 구조에 필요한 방전개시전압이 더 낮다.
본 발명은 상기한 바와 같은 점에 착안한 것으로서, 대향방전 구조를 적용하여 방전개시전압을 낮추면서도 발광효율을 높이는 플라즈마 디스플레이 패널을 제공하는 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 플라즈마 디스플레이 패널은, 대향 배치되는 제1 기판 및 제2 기판, 이 제1 기판에 인접하여 방전공간을 구획하는 제1 격벽층, 제2 기판에 인접하여 상기 방전공간에 대향하는 방전공간을 구획하는 제2 격벽층, 대향하는 양측 방전공간으로 형성되는 방전셀 내부에 형성되는 형광체층, 제1 격벽층과 제2 격벽층 사이에서 일 방향을 따라 신장 형성되는 어드레스전극, 제1 격벽층과 제2 격벽층 사이에서 상기 어드레스전극과 전기적으로 절연되면서 이와 교차하는 방향을 따라 신장 형성되고 상기 어드레스전극 신장 방향으로의 방전셀 쌍에서 어드레스전극의 신장 방향 양측에 나란히 배치되며 어드레스전극 신장 방향 각 측에서 인접하는 방전셀에 공유되는 제1 전극, 및 한 쌍의 방전셀에 대응하는 상기 제1 전극 사이에서 이들과 나란한 방향으로 신장 형성되고 이 제1 전극과 제1 전극 사이에서 어드레스전극의 신장 방향의 중심에 인접하는 방전셀의 각 측에 나란히 배치되는 제2 전극을 포함한다.
상기 어드레스전극은 방전셀의 쌍 형성 방향으로 신장되어 이 방전셀의 일측에 대응하는 신장부, 및 이 신장부에서 상기 방전셀의 내부로 돌출되는 돌출부를 포함한다. 이 돌출부는 각 방전셀 내에서 어드레스전극의 신장 방향으로 따라 다수 로 배치되어, 어드레스 방전 및 유지 방전 시 트리거링 방전을 일으켜 각 방전 전압을 낮춘다.
상기 어드레스전극은 제1 기판 측에 인접하고, 상기 제1 전극 및 제2 전극은 제2 기판 측에 인접하며, 상기 어드레스전극의 제2 기판 측 선단이 형성하는 가상의 선(L1)과 제1 전극 및 제2 전극의 제2 기판 측 선단이 형성하는 가상의 선(L2)은 간격(C1)을 형성할 수 있다.
또한, 어드레스전극은 제2 기판 측에 인접하고, 상기 제1 전극 및 제2 전극은 제1 기판 측에 인접하며, 상기 어드레스전극의 제1 기판 측 선단이 형성하는 가상의 선(L3)과 제1 전극 및 제2 전극의 제1 기판 측 선단이 형성하는 가상의 선(L4)은 간격(C2)을 형성할 수 있다.
상기 기판의 수직 방향 단면에서, 어드레스전극의 높이(t3)는 제1 전극의 높이(t4)보다 작게 형성되고, 제2 전극의 높이(t5)보다 작게 형성되는 것이 바람직하다.
상기 제1 전극과 제2 전극은 통전성이 우수한 금속 전극으로 형성되는 것이 바람직하다.
상기 제1 전극과 제2 전극 및 어드레스전극은 절연 구조를 형성하는 유전층으로 덮여지는 것이 바람직하다. 이 유전층은 흑색 유전체로 형성될 수 있다. 또한 이 유전층은 흑색 이외의 색을 가지는 유전체로 형성되는 경우, 외광을 받는 제2 기판 측에 흑색층을 구비하여 명실 콘트라스트를 향상시키는 것이 좋다.
이 유전층은 보호막으로 덮여지는 것이 바람직하다. 이 보호막은 가시광의 비투과성 물질로 형성되어 이차전자방출계수를 증대시키는 것이 좋다.
또한, 유전층은 방전셀 쌍의 중심에 배치되는 제2 전극을 각각 덮고, 그 사이에 갭을 형성할 수도 있고, 방전셀 쌍의 중심에 배치되는 제2 전극을 일체로 덮을 수도 있다.
상기 제1 격벽층은 어드레스전극과 나란한 방향으로 형성되는 제1 격벽부재와 이 제1 격벽부재와 교차하도록 형성되는 제2 격벽부재로 이루어질 수 있고, 제2 격벽층은 제1 격벽부재에 대응하여 형성되는 제3 격벽부재와 이 제3 격벽부재와 교차하도록 형성되는 제4 격벽부재로 이루어질 수 있다.
상기 형광체층은 방전셀의 제1 기판 측에 형성되는 제1 형광체층과, 방전셀의 제2 기판 측에 형성되는 제2 형광체층을 포함한다.
상기에서 쌍으로 배치되는 방전셀의 양측에는 유지구간에 유지 펄스를 인가하는 제1 전극이 각각 구비되고, 이 제1 전극과 제1 전극 사이에 위치하는 방전셀 쌍의 중심에는 유지구간에 유지 펄스를 인가하고 스캔 구간에서 스캔 펄스를 인가하는 제2 전극이 각각 구비되며, 제1 전극이 인접하는 다른 방전셀 쌍의 일측에 공유된다. 따라서 제1 전극 및 제2 전극은 어드레스전극의 신장 방향으로 제1 전극-제2 전극-제2 전극-제1 전극과 같은 배치 순서를 형성하게 된다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한 다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 붙였다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 플라즈마 디스플레이 패널을 도시한 부분 분해 사시도이고, 도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 플라즈마 디스플레이 패널에서 전극과 방전셀의 구조를 개략적으로 도시한 부분 평면도이며, 도 3은 도 1에 도시된 플라즈마 디스플레이 패널을 결합한 상태의 A-A 선에 따른 부분 단면도이다.
이 도면들을 참조하여 PDP를 설명하면, 본 발명의 PDP는 기본적으로 소정의 간격으로 대향 배치되는 제1 기판(10, 이하 '배면기판'이라 한다)과 제2 기판(20, 이하 '전면기판'이라 한다), 및 이 배면기판(10)과 전면기판(20) 사이에 구비되는 제1 격벽층(16, 이하, '배면판 격벽'이라 한다)과 제2 격벽층(26, 이하, '전면판 격벽'이라 한다)을 포함한다. 이 배면판 격벽(16)과 전면판 격벽(26)은 다수의 방전공간을 구획하여 상호 대향하는 방전셀(18, 28)을 형성한다. 이 방전셀(18, 28)은 진공자외선을 흡수하여 가시광을 방출하는 형광체층(19, 29)을 구비하고, 플라즈마 방전으로 진공자외선을 발생시킬 수 있도록 방전가스(일례로 네온(Ne)과 제논(Xe) 등을 포함하는 혼합가스)를 충전하고 있다.
이 배면판 격벽(16)은 배면기판(10)에서 전면기판(20)을 향해 돌출 형성되고, 전면판 격벽(26)은 전면기판(20)에서 배면기판(10)을 향해 돌출 형성된다. 이 배면판 격벽(16)은 배면기판(10)에 인접하는 다수의 방전공간을 구획하여 일측에 방전셀(18)을 형성하고, 전면판 격벽(26)은 전면기판(20)에 인접하여 다수의 방전공간을 구획하여 다른 일측의 방전셀(28)을 형성한다. 즉 배면기판(10) 측에는 방전셀(18)이 쌍(18a, 18b)으로 형성되고, 전면기판(20) 측에는 방전셀(28)이 쌍(28a, 28b)으로 형성된다. 이로 인하여 실질적으로 각각 하나(z 축 방향)인 방전셀(18a, 28a) 및 다른 하나인 방전셀(18b, 28b)이 쌍(y 축 방향)으로 형성된다. 본 발명에서 방전셀이라 함은 방전셀에 대하여 특별한 지칭이 있지 않는 한, 쌍을 이루는 일측 방전셀(18a, 28a)과 다른 측 방전셀(18b, 28b) 중 어느 한 방전셀을 의미한다. 이때 각 방전셀은 z 축 방향으로 하나인 배면기판(10) 측 방전공간과 전면기판(20) 측 방전공간을 의미한다.
이 배면판 격벽(16)에 의하여 형성되는 방전공간, 즉 일측의 방전셀(18a 또는 18b)의 용적은 전면판 격벽(26)에 의하여 쌍으로 형성되는 방전공간, 즉 다른 측 방전셀(28a 또는 28b)의 용적보다 더 작게 형성되는 것이 바람직하다. 이는 각 방전셀(18a, 28a)(18b, 28b) 내에서 발생된 가시광의 전면기판(10)으로 투과율을 향상시킬 수 있다.
이 배면판 격벽(16)과 전면판 격벽(26)은 쌍으로 형성되는 방전셀(18a, 28a)(18b, 28b)을 사각형 또는 육각형과 같이 다양한 형상으로 형성 가능하며, 본 실시예는 사각형의 쌍으로 형성되는 방전셀(18, 28)을 예시하고 있다.
이를 참조하면, 배면판 격벽(16)은 배면기판(10)에 형성되는데, 본 실시예에서는 일 방향(y 축 방향)으로 길게 형성되어 배치되는 제1 격벽부재(16a) 및 이 제 1 격벽부재(16a)와 교차하도록 길게 형성되어 배면기판(10) 측에 방전공간인 방전셀(18)을 독립적인 방전공간으로 구획하는 제2 격벽부재(16b)를 포함하여 이루어진다. 이로 인하여, 배면판 격벽(16)은 배면기판(10) 측에 y 축 방향을 따라 쌍으로 배치되는 방전셀(18a, 18b)을 형성한다. 이 방전셀(18a, 18b)은 각각 독립적인 방전공간을 형성한다.
전면판 격벽(26)은 전면기판(20)에 형성되는데, 상기 제1 격벽부재(16a)에 대응하는 형상으로 배면기판(10)을 향해 돌출 형성되는 제3 격벽부재(26a) 및 상기 제2 격벽부재(16b)와 대응하는 형상으로 배면기판(10)을 향해 돌출 형성되는 제4 격벽부재(26b)를 포함하여 이루어진다. 따라서 전면판 격벽(26)의 제3 격벽부재(26a)와 제4 격벽부재(26b)는 서로 교차하는 방향으로 길게 형성되어, 상기 배면기판(10) 측 방전셀(18)에 대응하여 전면기판(20) 측에 방전셀(28)을 독립적인 방전공간을 형성한다. 이로 인하여, 전면판 격벽(26)은 전면기판(20) 측에 y 축 방향을 따라 쌍으로 배치되는 방전셀(28a, 28b)을 형성한다. 이 방전셀(28a, 28b)은 각각 독립적인 방전공간을 형성한다.
상기 형광체층(19, 29)은 상기와 같은 배면판 격벽(16)에 의하여 구획되는 한 쌍의 방전셀(18a, 18b)과 전면판 격벽(26)에 의하여 구획되는 한 쌍의 방전셀(28a, 28b) 내에 각각 형성된다. 즉, 형광체층(19, 29)은 배면기판(10) 측 방전셀(18a, 18b) 쌍에 형성되는 제1 형광체층(19)과, 이 방전셀(18a, 18b) 쌍에 대향하는 전면기판(20) 측 방전셀(28a, 28b) 쌍에 형성되는 제2 형광체층(29)을 포함하여, 실질적으로 하나인 방전셀(18a, 28a)과 다른 하나인 방전셀(18b, 28b) 각각의 양측에서 가시광을 발생시켜 발광효율을 향상시킨다.
이 방전셀(18a, 28a)의 내부 또는 다른 방전셀(18b, 28b)의 내부에 각각 형성되는 제1 형광체층(19)과 제2 형광체층(29)은 기체방전으로 발생되는 진공자외선의 충돌에 의하여 같은 색의 가시광을 발생시키는 형광체로 형성되는 것이 바람직하다.
이때, 제1 형광체층(19)은 방전셀(18a, 18b) 쌍 내의 제1 격벽부재(16a)와 제2 격벽부재(16b) 각 내면과 이 방전셀(18a, 18b) 쌍 내의 배면기판(10) 표면에 형성되고, 제2 형광체층(29)은 방전셀(28a, 28b) 쌍 내의 제3 격벽부재(26a)와 제4 격벽부재(26b) 각 내면과 이 방전셀(28a, 28b) 쌍 내의 전면기판(20)의 표면에 형성된다.
또한, 제1 형광체층(19)과 제2 형광체층(29)은 배면기판(10) 및 전면기판(20) 각각을 방전셀(18, 28)의 형상에 상응하도록 식각한 다음, 그 위에 형광체를 도포함으로써 형성될 수도 있다. 이 때, 배면판 격벽(16)과 배면기판(10)은 동일한 재료로 이루어지게 되고, 전면판 격벽(26)은 전면기판(20)과 동일한 재료로 이루어지게 된다. 이와 같이 배면기판(10)과 전면기판(20)을 식각하여 배면판 격벽(16)과 전면판 격벽(26)을 형성하는 방법은 배면기판(10)과 전면기판(20)에 배면판 격벽(16)과 전면판 격벽(26)을 각각 별도로 형성하는 방법에 비하여 제작비용을 저감시킨다.
제1 형광체층(19)은 방전셀(18) 내부에서, 제2 형광체층(29)은 상기 방전셀(28) 내부에서 각각 진공자외선을 흡수하여 전면기판(20) 쪽으로 향하는 가시광을 발생시킨다. 또한, 제1 형광체층(19)은 가시광을 반사시키고 제2 형광체층(29)은 가시광을 투과시키게 되므로 배면기판(10)에 형성되는 제1 형광체층(19)의 두께(t1)는 전면기판(20)에 형성되는 제2 형광체층(29)의 두께(t2)보다 더 두껍게 형성(t1>t2)되는 것이 바람직하다. 이로써, 진공자외선의 손실을 최소화하여 발광효율을 높일 수 있다.
이와 같이 형성되는 제1 형광체층(19)과 제2 형광체층(29)에 충돌될 진공자외선을 플라즈마 방전으로 생성하여 화상을 구현하기 위하여, PDP는 상기 배면기판(10)과 전면기판(20) 사이에 방전셀(18a, 28a)과 방전셀(18b, 28b)의 쌍에 대응하는 어드레스전극(12)과 제1 전극(31, 이하 '유지전극'이라 한다) 및 제2 전극(32, 이하 '주사전극'이라 한다)을 구비한다.
이 어드레스전극(12)은 배면기판(10)과 전면기판(20)의 z 축 방향에 대하여, 배면판 격벽(16)과 전면판 격벽(26) 사이에서 일 방향(y 축 방향)을 따라 길게 형성된다. 즉, 어드레스전극(12)은 제1 격벽부재(16a)에 대응하여 이와 나란한 방향(y 축 방향)을 따라 길게 형성된다. 이 어드레스전극(12)들은 제1 격벽부재(16a)에 각각 대응하여 x 축 방향으로는 방전셀(18)에 대응하는 간격을 유지하면서 서로 나란하게 배치된다.
이 어드레스전극(12)은 배면기판(10) 측에 구비되는 제1 격벽부재(16a)와 전면기판(20) 측에 구비되는 제3 격벽부재(26a) 사이에 배치된다.
한편, 유지전극(31)과 주사전극(32)은 배면기판(10)과 전면기판(20)의 z 축 방향에 대하여, 방전셀(18a, 28a)과 방전셀(18b, 28b)을 쌍으로 구성하는 배면판 격벽(16)과 전면판 격벽(26) 사이에서 형성되고, 어드레스전극(12)과 전기적으로 절연되면서 이와 교차하는 방향(x 축 방향)을 따라 나란히 형성된다.
이 유지전극(31)은 어드레스전극(12) 신장 방향(y 축 방향)으로 배치되는 한 쌍의 방전셀(18a, 28a)(18b, 28b)에서 그 양측에 각각 나란하게 배치된다. 그리고 유지전극(31)은 각 측에서 인접하는 다른 방전셀(18, 28)에 공유된다. 주사전극(32)은 상기 유지전극(31)과 유지전극(31) 사이에서 이들과 나란한 방향으로 신장 형성되고, 한 쌍의 유지전극(31)과 유지전극(31) 사이에서 어드레스전극(12) 신장 방향(y 축 방향)의 중심에 인접하는 방전셀(18a, 28a)의 각 측에 배치된다. 따라서 일측 방전셀(18a, 28a)에 유지전극(31)과 주사전극(32)이 배치되어 이들 사이에서 유지방전이 일어나고, 다른 측 방전셀(18b, 28b)에 다른 주사전극(32)과 유지전극(31)이 배치되어 이들 사이에서 유지방전이 일어나게 된다. 제1 격벽부재(16a)와 제2 격벽부재(16b) 및 이에 대응하는 제3 격벽부재(26b)와 제4 격벽부재(26b)는 각각 폐쇄형 방전공간을 형성함에도 불구하고, 각각 공유되는 2개의 유지전극(31)과 각각 배치되는 2개의 주사전극(32)이 상기와 같은 배치됨에 따라, 독립 구조를 가지는 방전셀(18a, 28a)과 방전셀(18b, 28b)은 쌍으로 형성된다.
이 쌍으로 형성되는 방전셀(18a, 28a) 및 방전셀(18b, 28b)은 일측 유지전극(31)과 주사전극(32)에 의하여, 그리고 다른 일측 주사전극(32)과 유지전극(31)에 의하여 각각 어드레스싱 된다.
이를 위하여, 도 4에 도시된 바와 같이, 어드레스전극(12)은 신장부(12a)와 제1 돌출부(12b) 및 제2 돌출부(12c)를 포함한다. 이 신장부(12a)는 방전셀(18a, 28a)(18b, 28b)의 쌍 형성 방향(y 축 방향)으로 신장되어 이 방전셀(18a, 28a)(18b, 28b)의 일측에 대응한다. 제1 돌출부(12b)는 신장부(12a)에서 한 쌍의 방전셀(18a, 28a)(18b, 28b) 중 일측 방전셀(18a, 28a)의 내부로 돌출되고, 제2 돌출부(12c)는 제1 돌출부(12b) 인접측 상기 신장부(12a)에서 다른 측 방전셀(18b, 28b)의 내부로 돌출된다. 즉, 제1 돌출부(12b)는 상기 방전셀(18a, 28a)에 대응하는 주사전극(31)과 유지전극(32) 사이에 다수로 돌출 형성되어 이의 어드레싱에 작용하고, 제2 돌출부(12c)는 다른 방전셀(18b, 28b)에 대응하는 유지전극(32)과 주사전극(31) 사이에 다수로 돌출 형성되어 이의 어드레싱에 작용한다. 이 제1 돌출부(12b) 및 제2 돌출부(12c)는 편의상 각각 2개로 도시되어 있으나 더 많은 개수로 형성될 수도 있다.
이 어드레스전극(12)의 제1 돌출부(12b)는 어드레스전극(12)에 인가되는 어드레스 펄스를 방전셀(18a, 28a) 내에 인가시키는 것으로서, 방전셀(18a, 28a) 내에서 주사전극(32)과 숏 갭(short gap)을 형성하여 어드레스방전 전압을 낮추고, 또한 다수로 형성되어 어드레스방전시 어드레드전극(12)과 주사전극(32) 사이에 트리거링(triggering) 작용하여 어드레스방전 전압을 낮춘다. 또한 이 제1 돌출부(12b)는 다수로 형성되어 유지방전시 주사전극(32)과 유지전극(31) 사이에서 트리거링 작용하여 유지방전 전압을 낮춘다. 도 5는 주사전극(32)에 유지 펄스를 인가하여 제1 돌출부(12a)의 트리거링 작용에 의하여 방전 스팟(spot)이 점점 커지면서 유지방전이 일어나는 것을 도시하고 있다. 도 6은 유지전극(31)에 유지 펄스를 인 가하여 제1 돌출부(12a)의 트리거링 작용에 의하여 방전 스팟(spot)이 점점 커지면서 유지방전이 일어나는 것을 도시하고 있다.
본 실시예는 제1 돌출부(12b)의 트리거링 작용을 도 5 및 도 6에 도시하고 있으며, 2 돌출부(12c)도 제1 돌출부(12b)와 동일하게 트리거링 작용하므로 이에 대한 도면과 상세한 설명을 생략하고 있다.
유지전극(31)은 제2 격벽부재(16b)와 제4 격벽부재(26b) 사이에서 이들과 나란한 방향(x 축 방향)으로 길게 이어져 형성되어, 쌍으로 형성되는 방전셀(18a, 28a)(18b, 28b)의 양측에 각각 배치되고, 각 측에서 인접하는 다른 방전셀(18, 28)에 공유된다. 주사전극(32)은 제2 격벽부재(16b)와 제4 격벽부재(26b) 사이에서 이들과 나란한 방향(x 축 방향)으로 길게 이어져 형성되며, 어드레스전극(12)의 신장 방향(y 축 방향)의 중심에 인접하는 방전셀(18a, 28a)(18b, 28b)의 각 측에 나란하게 배치된다. 본 실시예에서 유지전극(31)은 상기 제2 격벽부재(16b)와 제4 격벽부재(26) 사이에 하나씩 배치되므로, 어드레스전극(12)의 길이 방향(y 축 방향)으로 이웃하는 방전셀(18a, 28a)(18b, 28b) 쌍들을 구분하는 기준이 될 수 있고, 이 방향으로 인접하는 방전셀(18a, 28a)(18b, 28b) 쌍과 다른 방전셀(18a, 28a)(18b, 28b) 쌍에 공유되어 쌍과 쌍이 연결되는 두 방전셀의 유지방전에 작용하게 된다. 또한 주사전극(32)은 방전셀(18a, 28a)(18b, 28b) 쌍의 중심 각 측에 나란히 배치되므로 한 쌍의 방전셀(18a, 28a)(18b, 28b) 내에서 일측 방전셀(18a, 28a)과 다른 일측 방전셀(18b, 28b)을 구분하는 기준이 될 수 있다.
이 주사전극(32)은 어드레스전극(12)과 함께 어드레스 구간의 어드레스방전 에 관여하여 켜질 방전셀(18, 28)을 선택하는 역할을 수행하고, 유지전극(31)과 주사전극(32)은 유지구간의 유지방전에 관여하여 화면을 표시하는 역할을 한다. 즉 유지전극(31)에는 유지구간에 유지 펄스가 인가되고, 주사전극(32)은 유지구간에 유지 펄스가 인가되고 스캔 구간에서 스캔 펄스가 인가된다. 그러나 각 전극들은 이에 인가되는 신호 전압에 따라 그 역할을 달리 수행할 수 있으므로 본 발명이 이상에 한정될 필요는 없다.
이 유지전극(31)과 주사전극(32)은 실질적으로 하나인 방전셀(18a, 28a) 또는 다른 하나의 방전셀(18b, 28b)을 각각 양측으로 구획하도록 양 기판(10, 20) 사이에 구비되어, 대향방전 구조를 형성하므로 유지방전을 위한 방전개시전압을 낮추고 발광효율을 향상시킨다.
또한, 유지전극(31)과 주사전극(32)은 보다 넓은 면적에 대향방전을 유도하기 위하여, 각 방전셀(18a, 28a)(18b, 28b) 쌍에 대응하여 배면기판(10)과 전면기판(20)의 수직 방향으로의 절단한 단면 구조에서 이의 수직 방향의 길이(hv)가 이의 수평 방향의 길이(hh)보다 긴 단면 구조를 가질 수 있다. 이와 같이 넓게 형성되는 대향 방전은 강한 진공자외선을 생성하고, 이 강한 진공자외선은 방전셀(18a, 18a)(18b, 28b) 내부의 넓은 면적에 걸쳐 형광체층(19, 29)에 충돌되어 발생되는 가시광의 광량을 증대시킨다.
또한, 배면판 격벽(16)과 전면판 격벽(26) 사이에서, 어드레스전극(12)은 배면기판(10) 측에 인접하고, 유지전극(31) 및 주사전극(32)은 전면기판(20) 측에 인 접하여 배치되며, 어드레스전극(12)의 전면기판(20) 측 선단이 형성하는 가상의 선(L1)과 유지전극(31) 및 주사전극(32)의 배면기판(10) 측 선단이 형성하는 가상의 선(L2)은 상호 간격(C1)을 형성한다. 이로 인하여, 상호 교차되는 유지전극(31, 및 주사전극)과 어드레스전극(12)은 상호 간섭되지 않고 도 4와 같은 상태를 유지하게 된다.
상기 기판의 수직 방향 단면에서, 상기 어드레스전극(12)의 높이(t3)는 상기 유지전극(31)의 높이(t4)보다 작게 형성되고, 어드레스전극(12)의 높이(t3)는 상기 주사전극(32)의 높이(t5)보다 작게 형성된다. 이로 인하여, 어드레스전극(12)에 인가되는 어드레스 펄스에 비하여 상대적으로 고전압인 유지 펄스를 유지전극(31)과 주사전극(32)에 안정적으로 인가시킬 수 있다.
상기 유지전극(31)과 주사전극(32) 및 상기한 어드레스전극(12)은 비발광영역인 배면판 격벽(16)과 전면판 격벽(26) 사이에 구비되므로 통전성이 우수한 금속 전극으로 형성되는 것이 바람직하다.
이 유지전극(31)과 주사전극(32) 및 어드레스전극(12)은 그 외면에 유전층(34, 35)을 형성한다. 이 유전층(34, 35)은 벽전하를 축적하기도 하지만, 각 전극들의 절연 구조를 형성한다. 이들 유지전극(31)과 주사전극(32) 및 어드레스전극(12)은 TFCS(Thick Film Ceramic Sheet)법으로 제작이 가능하다. 즉 유지전극(31)과 주사전극(32) 및 어드레스전극(12)을 포함하는 전극부를 따로 제작한 다음, 배 면판 격벽(16)이 형성되어 있는 배면기판(10)에 결합하여 제작할 수도 있다.
이 유지전극(31)과 주사전극(32) 및 어드레스전극(12)을 각각 덮고 있는 유전층(34, 35)의 표면에는 보호막(36)이 형성될 수 있다. 특히 보호막(36)은 방전셀(18, 28) 내부의 방전공간에서 일어나는 플라즈마 방전에 노출되는 부분에 형성될 수 있다. 이 보호막(36)은 유전층(34, 35)을 보호하고 높은 이차전자 방출계수를 요구하지만, 가시광의 투과성을 가질 필요는 없다. 즉 유지전극(31)과 주사전극(32) 및 어드레스전극(12)은 전면기판(20) 및 배면기판(10)에 형성되는 것이 아니고 양 기판(10, 20) 사이에 구비되므로 이들 유지전극(31)과 주사전극(32) 및 어드레스전극(12)을 덮고 있는 유전층(34, 35)에 도포되는 보호막(36)은 가시광 비투과성의 특성을 갖는 물질로 이루어질 수 있다. 이 보호막(36)의 일례로써, 가시광 비투과성 MgO는 가시광 투과성 MgO에 비하여 훨씬 높은 이차전자 방출계수(secondary electron emission coefficient) 값을 가지며, 따라서 방전개시전압을 더욱 낮출 수 있다.
즉, 상기 유전층(34)은 쌍으로 형성되는 방전셀(18a, 28a)(18b, 28b)의 중심에서 쌍으로 배치되는 주사전극(32)-주사전극(32)을 각각 덮을 수 있다. 또한 이 유전층(34)은 쌍으로 배치되는 주사전극(32)-주사전극(32)을 각각 덮고, 그 일측 또는 양측을 막힌 구조로 형성할 수 있다. 이 경우, 쌍으로 배치되는 주사전극(32)-주사전극(32) 사이에는 방전 가스가 충전된다.
또한, 어드레스전극(12)은 동일한 유전율을 가지는 유전층(35)으로 둘러싸이므로 적색(R), 녹색(G), 청색(B)의 형광체층(19, 29) 간에 동일한 방전개시전압을 가지게 하여, 높은 전압 마진을 필요로 하지 않는다.
한편, 상기와 같이 유지전극(31)이 방전셀(18a, 28a)(18b, 28b) 쌍의 양측(y 축 방향의 양측)을 형성하는 제2, 제4 격벽부재(16b, 26b)에 대응하여 이들 사이에 공유 구조로 구비되고, 주사전극(32)이 유지전극(31)과 유지전극(31) 사이에서 인접하는 방전셀(18a, 28a)(18b, 28b) 각 측에 구비됨에 따라 쌍을 형성하는 방전셀(18a, 28a)(18b, 28b)에는 그 양측에 유지전극(31)을 공유하면서 유지전극(31)-주사전극(32)-주사전극(32)-유지전극(31)이 순차적으로 배치된다.
또한, 어드레스전극(12)이 방전셀(18a, 28a)(18b, 28b) 쌍의 다른 양측(x 축 방향의 양측)을 형성하는 제1 격벽부재(16a)와 제3 격벽부재(26a)에 대응하여 이들 사이에 구비되고, 어드레스전극(12)의 제1 돌출부(12b) 및 제2 돌출부(12c)가 인접하는 방전셀(18a, 28a)(18b, 28b)의 각 중심에 배치됨에 따라, 유지전극(31)-주사전극(32)-주사전극(32)-유지전극(31)의 배치는 실질적으로 유지전극(31)-어드레스전극(12)-주사전극(32)-주사전극(32)-어드레스전극(12)-유지전극(31)과 같이 배치를 형성한다.
이하에서 본 발명의 다양한 실시예를 설명한다. 이하의 제2 내지 제4 실시예는 제1 실시예와 비교하여 그 구성이 대체로 유사 내지 동일하므로 여기서는 이러한 부분에 대한 상세 설명을 생략하고 다른 부분에 대해서 설명한다.
도 7 내지 도 9는 본 발명의 제2 내지 제4 실시예에 따른 플라즈마 디스플레이 패널을 결합한 상태의 부분 단면도이다.
도 7은 본 발명의 제2 실시예로서, 이를 제1 실시예와 비교하면, 제1 실시예 는 유전층(34)이 쌍으로 배치되는 주사전극(32)-주사전극(32)을 각각 덮고 있으나, 제2 실시예는 유전층(34)이 쌍으로 배치되는 주사전극(32)-주사전극(32)을 일체로 덮고 있다.
도 8은 본 발명의 제3 실시예로서, 이를 제2 실시예와 비교하면, 제2 실시예는 유전층(34)이 유지전극(31)과 주사전극(32)을 단순히 덮고 있으나, 제3 실시예는 유전층(34)의 전면기판(20) 측에 흑색층(38)을 더 구비하고 있다. 즉 이 유전층(34)은 흑색 유전체로 형성되어 콘트라스트를 향상시키는 것이 바람직하지만, 흑색 이외의 유전체로 형성는 경우, 콘트라스트 향상을 위하여 전면기판(20) 측에 흑색층(38)을 구비하는 것이 바람직하다. 도 8은 흑색층(34)을 유지전극(31)과 주사전극(32)을 덮고 있는 유전층(34) 상에만 도시하고 있으나, 어드레스전극(12)을 덮고 있는 유전층(35) 상에도 형성될 수 있다.
도 9는 본 발명의 제4 실시예로서, 이를 제1 실시예와 비교하면, 제1 실시예는 어드레스전극(12)이 배면기판(10) 측에 형성되는 데 비하여, 제4 실시예는 어드레스전극(12)이 전면기판(20) 측에 형성되는 차이가 있다.
즉, 배면판 격벽(16)과 전면판 격벽(26) 사이에서, 어드레스전극(12)은 전면기판(20) 측에 인접하고, 유지전극(31) 및 주사전극(32)은 배면기판(100) 측에 인접하며, 어드레스전극(12)의 배면기판(10) 측 선단이 형성하는 가상의 선(L3)과 유지전극(31) 및 주사전극(32)의 전면기판(20) 측 선단이 형성하는 가상의 선(L4)은 상호 간격(C2)을 형성한다. 이로 인하여, 상호 교차되는 유지전극(31, 및 주사전극) 과 어드레스전극(12)은 상호 간섭되지 않다. 유지전극(31) 및 주사전극(32)이 전면기판(20)과 배면기판(10) 사이에 구비되므로 어드레스전극(12)은 전면기판(20) 또는 배면기판(10) 측에 선택적으로 배치될 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 변형 또는 변경하여 실시하는 것이 가능하고 이 또한 본 발명의 범위에 속하는 것은 당연하다.
이상 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 플라즈마 디스플레이 패널에 의하면, 배면기판과 전면기판 사이에 전극들을 구비하고, 이 전극 중에서, 유지전극을 쌍으로 형성되는 방전셀의 양측에 구비하고, 이 유지전극을 각 측에서 이웃하는 다른 방전셀과 공유하며, 이 유지전극과 유지전극 사이에서 인접하는 방전셀 각각에 주사전극을 구비하고, 각 방전셀의 유지전극과 주사전극 사이에 어드레스전극의 돌출부를 다수로 구비하여, 어드레스방전 및 유지방전시 돌출부를 트리거링 전극으로 사용하여, 어드레스방전 및 유지방전을 유도하는 각 전압 즉, 방전개시전압을 낮추면서, 유지전극과 주사전극의 대향방전 구조를 형성하여 발광효율을 향상시키는 효과가 있다.

Claims (17)

  1. 대향 배치되는 제1 기판 및 제2 기판;
    상기 제1 기판에 인접하여 방전공간을 구획하는 제1 격벽층;
    상기 제2 기판에 인접하여 상기 방전공간에 대향하는 방전공간을 구획하는 제2 격벽층;
    상기 대향하는 양측 방전공간으로 형성되는 방전셀 내부에 형성되는 형광체층;
    상기 제1 격벽층과 제2 격벽층 사이에서, 일 방향을 따라 신장 형성되는 어드레스전극;
    상기 제1 격벽층과 제2 격벽층 사이에서, 상기 어드레스전극과 전기적으로 절연되면서 이와 교차하는 방향을 따라 신장 형성되고, 상기 어드레스전극 신장 방향으로의 방전셀 쌍에서 어드레스전극의 신장 방향 양측에 나란히 배치되며, 어드레스전극 신장 방향 각 측에서 인접하는 방전셀에 공유되는 제1 전극; 및
    상기 한 쌍의 방전셀에 대응하는 상기 제1 전극 사이에서 이들과 나란한 방향으로 신장 형성되고, 이 제1 전극과 제1 전극 사이에서 어드레스전극의 신장 방향의 중심에 인접하는 방전셀의 각 측에 나란히 배치되는 제2 전극을 포함하는 플라즈마 디스플레이 패널.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 어드레스전극은 상기 방전셀의 쌍 형성 방향으로 신장되어 이 방전셀의 일측에 대응하는 신장부, 및
    상기 신장부에서 상기 방전셀의 내부로 돌출되는 돌출부를 포함하는 플라즈마 디스플레이 패널.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 돌출부는 각 방전셀 내에서 어드레스전극의 신장 방향으로 따라 다수로 배치되는 플라즈마 디스플레이 패널.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 어드레스전극은 상기 제1 기판 측에 인접하고,
    상기 제1 전극 및 제2 전극은 제2 기판 측에 인접하며,
    상기 어드레스전극의 제2 기판 측 선단이 형성하는 가상의 선(L1)과 제1 전극 및 제2 전극의 제2 기판 측 선단이 형성하는 가상의 선(L2)은 간격(C1)을 형성하는 플라즈마 디스플레이 패널.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 어드레스전극은 상기 제2 기판 측에 인접하고,
    상기 제1 전극 및 제2 전극은 제1 기판 측에 인접하며,
    상기 어드레스전극의 제1 기판 측 선단이 형성하는 가상의 선(L3)과 제1 전극 및 제2 전극의 제1 기판 측 선단이 형성하는 가상의 선(L4)은 간격(C2)을 형성하는 플라즈마 디스플레이 패널.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 기판의 수직 방향 단면에서, 상기 어드레스전극의 높이(t3)는 상기 제1 전극의 높이(t4)보다 작게 형성되는 플라즈마 디스플레이 패널.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 기판의 수직 방향 단면에서, 상기 어드레스전극의 높이(t3)는 상기 제2 전극의 높이(t5)보다 작게 형성되는 플라즈마 디스플레이 패널.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1 전극과 제2 전극은 금속 전극으로 형성되는 플라즈마 디스플레이 패널.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1 전극과 제2 전극 및 어드레스전극은 절연 구조를 형성하는 유전층 으로 덮여지는 플라즈마 디스플레이 패널.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 유전층은 흑색 유전체로 형성되는 플라즈마 디스플레이 패널.
  11. 제 9 항에 있어서,
    상기 유전층은 상기 제2 기판 측에 흑색층을 구비하는 플라즈마 디스플레이 패널.
  12. 제 9 항에 있어서,
    상기 유전층은 보호막으로 덮여지는 플라즈마 디스플레이 패널.
  13. 제 9 항에 있어서,
    상기 유전층은 상기 방전셀 쌍의 중심에 배치되는 제2 전극을 각각 덮고, 그 사이에 갭을 형성하는 플라즈마 디스플레이 패널.
  14. 제 9 항에 있어서,
    상기 유전층은 상기 방전셀 쌍의 중심에 배치되는 제2 전극을 일체로 덮는 플라즈마 디스플레이 패널.
  15. 제 1 항 내지 제 14 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 격벽층은 상기 어드레스전극과 나란한 방향으로 형성되는 제1 격벽부재와 이 제1 격벽부재와 교차하도록 형성되는 제2 격벽부재로 이루어지고,
    상기 제2 격벽층은 상기 제1 격벽부재에 대응하여 형성되는 제3 격벽부재와 이 제3 격벽부재와 교차하도록 형성되는 제4 격벽부재로 이루어지는 플라즈마 디스플레이 패널.
  16. 제 1 항 내지 제 14 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 형광체층은 상기 방전셀의 상기 제1 기판 측에 형성되는 제1 형광체층과, 상기 방전셀의 제2 기판 측에 형성되는 제2 형광체층을 포함하는 플라즈마 디스플레이 패널.
  17. 제 1 항 내지 제 14 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 쌍으로 배치되는 방전셀의 양측에는 유지구간에 유지 펄스를 인가하는 제1 전극이 각각 구비되고,
    상기 제1 전극과 제1 전극 사이에 위치하는 방전셀 쌍의 중심에는 유지구간에 유지 펄스를 인가하고 스캔 구간에서 스캔 펄스를 인가하는 제2 전극이 각각 구비되며,
    상기 제1 전극이 인접하는 다른 방전셀 쌍의 일측에 공유되어,
    상기 제1 전극 및 제2 전극은 어드레스전극의 신장 방향으로 제1 전극-제2 전극-제2 전극-제1 전극과 같은 배치 순서를 형성하는 플라즈마 디스플레이 패널.
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