KR100599686B1 - 플라즈마 디스플레이 패널 - Google Patents

Abstract

본 발명에 따른 플라즈마 디스플레이 패널은, 서로 마주하는 한 쌍의 기판; 상기 기판 중 어느 하나에 형성되는 어드레스 전극; 상기 투명 기판의 사이 공간에 위치해서 다수의 방전셀들을 이루는 격벽; 상기 방전셀 내에 형성되는 형광체층; 및, 상기 방전셀에서 서로 마주해 방전 갭을 형성하고 있는 유지 전극;을 포함하고, 상기 유지 전극이 상기 어드레스 전극과 동일한 방향을 기준으로 한 각각 방전셀의 중심선에 대해서 서로 반대 방향으로 치우쳐 점대칭을 이루도록 형성된다.

플라즈마, 디스플레이, 벽전하, 점대칭, 커패시턴스

Description

플라즈마 디스플레이 패널{Plasma display panel}

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

도 2는 도 1에 도시한 패널 중 전극과 격벽만을 선택적으로 도시한 전극 배치도이다.

도 3은 도 2에 도시한 전극 구조에서 절개부를 갖는 전극의 모습을 도시한 전극 배치도이다.

도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 전극 구조의 모습을 보여주는 전극 배치도이다.

도 5는 도 4에 도시한 전극 구조에서 절개부를 갖는 전극의 모습을 도시한 전극 배치도이다.

본 발명은 플라즈마 디스플레이 패널에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 전극간의 커패시턴스(capacitance)를 낮춘 플라즈마 디스플레이 패널에 관한 것이다.

이 플라즈마 디스플레이 패널은 수십 또는 수백 만개의 방전 셀을 매트릭스 형태로 구비하고 있으며, 이 방전 셀에서 일어나는 플라즈마 방전에 의해서 화상을 표시하는 박막 표시 패널이다.

일반적인 면방전 구조의 플라즈마 디스플레이 패널(이하, '패널')에서, 각 방전 셀에 대응하도록 후면 기판에는 어드레스 전극과 격벽 및 적색, 녹색 또는 청색의 형광체층이 형성되고, 전면 기판에는 상기 어드레스 전극과 교차되게 스캔 전극과 공통 전극으로 이루어진 유지전극이 위치한다. 이때, 상기 유지 전극은 유전층과 보호막으로 보호되어 있다. 또한, 방전 셀 내부는 방전 가스(주로 Ne-Xe 혼합 가스)로 채워져 플라즈마 디스플레이 패널이 구성된다.

이처럼 구성된 패널의 방전 셀 내부에서는 인가되는 전압에 의해서 전극간 전위차가 발생해 방전 가스의 방전을 유도함으로써 자외선이 발생하게 되고, 이 자외선이 형광체를 발광시키는 것으로 화상을 표시하게 된다.

이처럼 구성되는 패널의 가장 큰 단점 중 하나는 에너지 변환 효율이 좋지 않다는 것이다. 이는 그만큼 무효 소비 전력, 즉 패널이 동작하지 않는 상태에서 소비되는 전력이 큰 것이 하나의 이유인데, 이에 대해서 보다 상세히 살펴보면 다음과 같다.

패널에는 도전성 물질로 이루어지는 전극이 배치되어 있고, 이를 보호하는 유전체가 이들을 덮고 있는 구조로 이루어진다. 따라서, 도전성 전극 사이에 유전체가 개재된 구조가 됨으로, 전극 사이에는 축전기가 형성된다. 따라서, 전극 사이에는 축전지의 용량에 해당하는 만큼의 전압이 부가적으로 저장되는 문제가 발생해서 패널의 전체 소비 전력을 높이는 문제를 발생시키고 있다.

이에, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로, 전극 구조를 개선하는 것으로 전극간 커패시턴스를 낮춘 본 발명을 제공하는데 있다.

본 발명의 다른 목적은 리셋 구간 동안의 구동에서 벽전하의 분포를 쉽게 제어할 수 있도록 전극 구조를 개선한 본 발명을 제공하는데 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 플라즈마 디스플레이 패널은,

서로 마주하는 한 쌍의 기판;

상기 기판 중 어느 하나에 형성되는 어드레스 전극;

상기 투명 기판의 사이 공간에 위치해서 다수의 방전셀들을 이루는 격벽;

상기 방전셀 내에 형성되는 형광체층; 및,

상기 방전셀에서 서로 마주해 방전 갭을 형성하고 있는 유지 전극;을 포함하고,

상기 유지 전극이 상기 어드레스 전극과 동일한 방향을 기준으로 한 각각 방전셀의 중심선에 대해서 서로 반대 방향으로 치우쳐 점대칭을 이루도록 형성된다.

이때, 상기 유지 전극은 각각의 방전셀 중심에서 점대칭을 이루도록 형성됨이 바람직하다.

더욱 바람직하게, 상기 유지 전극이 서로 마주하는 버스 전극과, 상기 버스 전극으로부터 각 방전셀 내부로 연장되어 한쌍의 서로 마주해서 방전 갭을 형성하 고 있는 투명한 돌출 전극을 포함해서 이루어지고, 상기 돌출 전극이 서로 엇갈려 형성된다.

이때, 상기 돌출 전극은 상기 버스전극과 접촉하는 영역에서 부분적으로 제거된 절개부를 형성하고 있으며, 그 형상은 상기 돌출 전극이 상기 버스 전극으로부터 상기 어드레스 전극과 평행한 방향의 격벽을 따라 연장되어서 상기 방전셀 내부를 향해서 돌출되는 모양을 가질 수 있다.

한편, 버스 전극과 돌출 전극의 조합으로 이루어지는 유지 전극에서, 상기 돌출 전극은 상기 어드레스 전극과 평행한 격벽을 가로질러 이웃한 한 쌍의 방전셀에 걸쳐 형성될 수도 있다.

이때, 상기 돌출 전극의 중심이 상기 어드레스 전극과 평행한 격벽 상에서 서로 교번하게 위치한다.

또한, 이 실시예의 돌출 전극은 상기 버스전극과 접촉하는 부분이 각각의 방전 셀 내부에서 선택적으로 제거된 개구부를 더 형성하고 있을 수 있으며, 그 형상은 상기 어드레스 전극과 평행한 방향의 격벽을 따라 연장되어서 이웃한 한 쌍의 방전셀 내부를 향해 각각 분지(分枝)되는 모양을 가질 수 있다.

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. 이를 참조로 본 발명의 플라즈마 디스플레이 패널(이하, '패널')을 설명 하면 다음과 같다.

본 실시예의 패널은 한 쌍의 유리 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 방전 셀(8R, 8G, 8B)의 폭 방향(도면의 X축 방향) 중심을 따라 이웃한 어드레스 전극과 일정한 간격을 이루며 나란하게 위치함이 바람직하다.

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

상기 유전체층(10) 위에는 격벽(12)이 형성되어 있으며, 이 격벽(12)의 면(面)들과 유전체층(10)에 걸쳐 적, 녹, 청색의 형광체층(14R, 14G, 14B)이 형성된다. 이때, 격벽(12)은 각각의 어드레스 전극(8) 사이로 배치된다.

또한, 도 1에서는 이 격벽(12)이 도면의 Y축 방향을 따라 서로 나란하게 배열되는 스트라이프 형상의 격벽에 대해서 도시하고 있으나, 본 발명이 이에 한정되는 것이 아니다. 일 예로, 어드레스전극(8)과 나란한 격벽 부재 및 어드레스 전극(8)과 교차하는 격벽부재가 함께 형성되어 방전셀(8R, 8G, 8B)을 형성하는 폐쇄형 격벽 구조에서도 본 발명은 적용될 수 있다.

한편, 유리 기판(2)에 대향하는 유리 기판(4)에는 어드레스 전극(8)과 직교하는 방향(도면의 X축 방향)을 따라 스캔 전극(16)과 공통 전극(18)으로 이루어지는 유지 전극(20)이 형성된다.

이 유지 전극(20)은 각각이 투명 전극(16a, 18a)과 버스 전극(16b, 18b)으로 이루어짐이 바람직하다. 여기서, 상기 투명 전극(16a, 18a)들은 방전셀(8R, 8G, 8B) 내부에서 서로 대향해서 방전갭을 형성하는데, 패널의 휘도 확보를 위해 ITO(Indium Tin Oxide)와 같은 투명성 물질을 사용하게 된다. 그리고, 상기 버스 전극(16b, 18b)은 상기 투명 전극의 높은 저항 성분을 보상하기 위해서 전도성이 좋은 은(Ag)과 금속 물질로 제작된다.

본 실시예에서, 이처럼 구성되는 유지 전극(20)은 서로 엇갈리게 배치되어서 방전셀 중심을 두고 점대칭을 이루도록 배치되는데, 이렇게 배치함으로써 전극(16, 18)간 발생하는 커패시턴스(capacitance)에 의한 소비전력을 낮출 수가 있다. 이에 대해서는 도면을 달리해서 아래에서 자세히 설명한다.

그리고, 이 유지 전극(20)들을 덮으면서 유리 기판(4)의 내면 전체에 유전체층(22)과 MgO 보호막(24)이 위치한다.

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

이러한 구성을 기본으로 해서 본 실시예의 패널은, 스캔 전극(16) 및 공통 전극(18) 사이에서 리셋 방전을 일으켜 방전셀 내부의 전하 상태를 소거한다. 그리고, 어드레스 전극(8)과 스캔 전극(16) 사이에 어드레스 전압이 인가되어 벽전하를 충전한다. 이에 따라서, 화상이 표현되는 방전 셀이 선택된다. 이렇게 방전 셀을 선택한 후에는 상호 교번하는 유지 전압을 공통 전극(18) 및 스캔 전극(16)에 교대로 인가해서 실질적으로 화상을 표시하는 유지 방전을 실시하게 된다.

이하, 도 2 내지 도 5를 참조해서 본 실시예에 따른 전극 구조를 설명한다. 먼저, 도 2는 도 1에 따른 실시예에 의한 전극과 격벽 사이의 배치 상태를 설명하는 도면이다.

이를 참조하면, 도면을 기준으로 해서 어드레스 전극이 배치된 방향과 동일한 방향, 즉 X축 방향으로는 방전셀을 구분하는 각각의 격벽(12)들이 형성되어 있고, 이를 가로지르는 Y축 방향으로는 서로 마주하는 한 쌍의 유지 전극(20)들이 규칙적으로 복수개가 구비되어 있다.

이때, 상기 유지 전극(20)은 상술한 바처럼 투명한 돌출 전극(16a, 18a)과 버스 전극(16b, 18b)으로 이루어질 수 있으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 버스 전극(16b, 18b)은 일정한 간격, 즉 방전셀의 세로축(도면의 X축 방향) 피치(pitch)에 따른 거리를 유지한 상태로 서로 평행하게 도면의 X축 방향으로 길게 연장되어 있다. 이로써, 상기 버스 전극(16b, 18b)과 두 개의 격벽(12)에 의해서 방전셀이 한정된다.

그리고, 상기 돌출 전극(16a, 18a)은 일단이 상기 버스 전극(16b, 18b)에 전기적으로 접촉된 상태에서, 상기 방전셀 내부를 향해 서로 대향하도록 연장되어서 방전 갭(G)을 형성하고 있다. 이 돌출 전극(16a, 18a)은 투명한 ITO와 같은 물질로 제작됨이 바람직하다. 그리고, 도면에서는 사각 형상을 갖는 돌출 전극(16a, 18a)을 예시하였으나, 본 발명이 돌출 전극(16a, 18a)의 형상에 의해서 제한되는 것은 아니다.

한편, 도면에서, 도면부호 'P'는 방전셀의 중심점을 나타내는데, 상기 돌출 전극(16a, 18a)들은 이 중심점을 기준으로 점대칭을 이루도록 배치된 구조를 이룬다. 이러한 한 예로써, 도면의 Y축 방향을 따르는 방전셀의 중심선에 대해서 돌출 전극(16a, 18a)이 서로 마주하는 격벽(12)이 놓여진 방향으로 치우쳐 형성될 수 있다. 이때, 돌출 전극(16a, 18a)의 일부는 격벽 위로 배치된 구조로 이루어질 수 있다.

이렇게 서로 대향하는 돌출 전극(16a, 18a)을 서로 엇갈리게 배치함으로써, 방전 갭(G)의 거리는 그대로 유지하면서도 전극간의 커패시턴스(capacitance)를 낮출 수가 있어 패널 전체로 보았을 때는 무효 소비 전력을 낮추는 효과를 나타내게 된다.

이에 대해서, 아래의 수학식 1을 가지고 보다 구체적으로 설명한다.

수학식 1은 축전기의 커패시턴스를 구하는 식으로, 'C'는 커패시턴스이고, 'A'는 극판의 면적, 'd'는 극판 사이의 거리 그리고 'ε'는 극판 사이의 유전율이다. 이 식에 따르면 커패시턴스는 극판, 즉 전극 면적에 비례하고, 전극간 거리에 반비례한다는 사실을 알 수가 있다.

이를 참조로 본 실시예의 전극에 대한 커패시턴스를 종래의 전극 구조와 대 비해서 살펴보면, 종래의 전극이 방전셀의 중심선에 대해서 동일선상에 위치하고 있는데, 이를 기준으로 하면 전극 사이의 최대 거리(d1)가 직선에 의한 버스 전극(16b, 18b) 사이의 거리를 넘지 못한다. 반면에, 본 실시예에 따른 전극 구조에서는 중심(P)에 대해서 점대칭을 이루고 있기 때문에 전극간 최대 거리(d2)가 대각선 거리로 이루어지는데, 이로 인해서 버스 전극간 사이의 거리보다 크게 된다. 따라서, 'd1 < d2'라는 조건을 갖게 되고, 이를 수학식 1에 대입하게 되면 본 실시예에 따른 전극 구조의 커패시턴스가 낮다는 사실을 쉽게 알 수가 있다.

한편, 본 실시예의 유지 전극(20)은 버스 전극(16b, 18b)과 돌출 전극(16a, 18a)이 접하는 영역에서 부분적으로 절개된 절개부(161, 181)를 더 구비할 수 있다(도 3 참조).

이때, 상기 절개부(161, 181)는 대략 'ㅁ'자 모양으로 형성됨이 바람직하다. 이에 따라서, 돌출 전극(16a, 18a)은 상기 버스 전극(16b, 18b)으로부터 상기 어드레스 전극과 평행한 방향의 격벽(12)을 따라 연장되어서 상기 방전셀 내부를 향해서 각각 돌출된 형상을 갖는다. 이에 따라, 방전갭(G) 부근에서는 서로 대향하는 전극이 존재하지만, 후단 부분에서는 전극이 없는 빈 공간으로 방전셀이 이루어지게 된다.

이 같은 전극 모양으로 형성하게 되면, 벽전하의 분포를 쉽게 제어할 수 있는 장점이 있다.

즉, 리셋 구간, 어드레스 구간, 유지 구간으로 이루어지는 패널의 구동에서 리셋 구간은 벽전하를 소거하는 구간이고, 어드레스 구간은 켜지게 되는 방전셀을 선택하는 구간이고, 유지 구간은 실제로 화상을 표시하는 구간으로 이루어진다.

이때, 리셋 구간은 다른 구간에서의 방전보다 낮은 전압에 의한 약방전을 일으켜 벽전하를 소거하게 된다. 때문에, 버스 전극(16b, 18b)과 돌출 전극(16a, 18a)이 만나는 방전셀의 양단에서는 전기장이 약해져 벽전하의 제어가 힘들고, 이를 해결하기 위해서는 복잡한 파형의 높은 전압을 사용해야 하는 문제가 있다.

그러나, 본 실시예에 따르면, 방전셀 양단으로 벽전하는 분포하지 않고, 주방전을 일으키는 방전갭 주위로만 벽전하가 분포되기 때문에 낮은 전압으로도 간단한 파형을 사용해서 벽전하의 움직임을 제어할 수 있는 장점이 있다.

한편, 도 4 및 도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 전극 구조를 설명하는 도면들이다.

도 2에 도시한 전극 구조와 비교해서 방전셀의 중심(P)을 두고 서로 엇갈리게 배치함으로써 전극간 거리를 최대로 늘린 점에서는 동일하다. 그러나, 도 2의 실시예에서는 방전셀마다 각각의 돌출 전극(16a, 18a)이 구비되는 구조였으나, 도 4의 실시예에서는 서로 인접한 2개의 방전셀에 대해서 하나의 돌출 전극(16a, 18a)을 형성한다는 점에 있어서 차이가 있다.

따라서, 도 4의 실시예에서는 상기 돌출 전극(16a, 18a)이 격벽(12)을 가로질러 이웃한 한 쌍의 방전셀에 걸쳐 형성된다. 이때, 상기 돌출 전극의 중심(O)은 가로지르는 격벽(12)에 위치해서 각 방전셀에 대해서 동일한 크기의 전극을 형성할 수 있도록 배치됨이 바람직하다. 또한, 이 중심(O)이 격벽을 따라 서로 반대되는 위치에서 서로 교번하도록 위치하는 것이 바람직한데, 이렇게 중심을 지그재그로 배치함으로써 전극이 방전 셀 내부에서 서로 대향 전극을 형성하게 된다.

그리고, 도 5와 같이 상기 돌출 전극(16a, 18a)이 상기 버스 전극(16b, 18b)과 접촉하는 부분이 각각의 방전 셀 내부에서 선택적으로 제거된 개구부(161a, 161b, 181a, 181b)를 더 형성하고 있을 수 있으며, 이에 따라, 돌출 전극의 형상이 격벽(12) 위로 연장되어서 이웃한 한 쌍의 방전셀 내부를 향해 각각 분지(分枝)되는 대략 'T' 자 모양으로 형성된다.

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 종래에 비해 전극간 거리를 넓혀 전극 사이의 커패시턴스를 낮추는 효과가 있다. 이로 인해서, 패널의 무효 소비전력을 낮출 수가 있고, 나아가서는 방전 갭의 거리가 늘어나 패널의 휘도를 증대시키는 효과가 있다. 또한, 약방전에 의한 리셋 구간의 방전에서 낮은 전압의 간단한 파형으로도 벽전하를 쉽게 제어할 수 있는 장점이 있다.

Claims (9)

1. 서로 마주하는 한 쌍의 기판;

   상기 기판 중 어느 하나에 형성되고, 제1 방향으로 연장되는 어드레스 전극;

   상기 기판의 사이 공간에 위치해서 다수의 방전셀들을 이루는 격벽;

   상기 방전셀 내에 형성되는 형광체층; 및,

   상기 방전셀에서 서로 마주해 방전갭을 형성하는 유지전극;을 포함하고,

   상기 유지전극은 서로 마주하는 버스전극과, 상기 버스전극으로부터 상기 방전셀 내부로 각각 연장되어 상기 방전갭을 이루는 돌출 전극;을 포함하고,

   상기 돌출 전극은 상기 방전셀의 중심을 지나는 상기 제1 방향의 중심선에 대해서 서로 반대편으로 각각 치우쳐 배치되고, 부분적으로는 상기 제1 방향의 상기 격벽 위로 각각 위치하는 플라즈마 디스플레이 패널.
2. 제1항에 있어서,

   상기 돌출 전극이 각각 방전셀 중심에서 점대칭을 이루는 플라즈마 디스플레이 패널.
3. 삭제
4. 제1항에 있어서

   상기 돌출 전극은 상기 버스전극과 접촉하는 부분이 상기 방전셀 내부에서 선택적으로 제거된 절개부를 포함하는 플라즈마 디스플레이 패널.
5. 제4항에 있어서,

   상기 돌출 전극이 상기 버스 전극으로부터 상기 어드레스 전극과 평행한 방향의 격벽을 따라 연장되어서 상기 방전셀 내부를 향해서 돌출되는 형상을 갖는 플라즈마 디스플레이 패널.
6. 서로 마주하는 한 쌍의 기판;

   상기 기판 중 어느 하나에 형성되고, 제1 방향으로 연장되는 어드레스 전극;

   상기 기판의의 사이 공간에 위치해서 다수의 방전셀들을 이루는 격벽;

   상기 방전셀 내에 형성되는 형광체층; 및,

   상기 방전셀에서 서로 마주해 방전갭을 형성하는 유지전극;을 포함하고,

   상기 유지전극은 서로 마주하는 버스전극과, 상기 제1 방향의 격벽을 사이에 두고 이웃한 한 쌍의 방전셀에 걸쳐 형성되며, 상기 한 쌍의 방전셀 내부로 각각 연장되어 상기 방전갭을 이루는 돌출 전극;을 포함하고,

   상기 돌출 전극은 상기 방전셀의 중심을 지나는 상기 제1 방향의 중심선에 대해서 반대편의 격벽 위로 배치되는 플라즈마 디스플레이 패널.
7. 제6항에 있어서,

   상기 돌출 전극의 중심은 상기 제1 방향의 격벽 상에서 서로 교번하는 플라즈마 디스플레이 패널.
8. 제6항에 있어서,

   상기 돌출 전극이 상기 버스전극과 접촉하는 부분이 각각의 방전 셀 내부에서 선택적으로 제거된 개구부를 형성하고 있는 플라즈마 디스플레이 패널.
9. 제8항에 있어서,

   상기 돌출 전극이 상기 어드레스 전극과 평행한 방향의 격벽을 따라 연장되어서 이웃한 한 쌍의 방전셀 내부를 향해 각각 분지(分枝)되는 형상으로 이루어지는 플라즈마 디스플레이 패널.

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