KR100637496B1 - 플라즈마 디스플레이 패널 - Google Patents

Abstract

본 발명은 플라즈마 디스플레이 패널에 관한 것으로서, 서로 대향 배치되는 제1 기판 및 제2 기판과, 제1 기판과 제2 기판 사이의 공간에서 다수의 방전셀을 각각 독립적으로 구획하는 유전체층과, 각 방전셀 내에 형성되는 형광체층과, 유전체층 내에서 각 방전셀을 감싸며 제1 방향으로 이어져 형성되며, 양 기판과 수직하는 방향으로 나란하게 이격 배치되는 제1 전극 및 제2 전극, 및 제1 전극과 제2 전극 사이에서 이격 배치되어, 각 방전셀을 감싸며 제1 방향과 교차하는 제2 방향으로 이어져 형성되는 어드레스전극을 포함하고, 제1 전극과 어드레스전극 간의 거리는 제2 전극과 어드레스전극 간의 거리와 서로 다르게 형성된다.

플라즈마 디스플레이 패널, 어드레스전극, 방전 전극, 극간 거리.

Description

플라즈마 디스플레이 패널{PLASMA DISPLAY PANEL}

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 플라즈마 디스플레이 패널를 도시한 분해 사시도이다.

도 2는 도 1의 플라즈마 디스플레이 패널에서 전극의 구조를 도시한 부분 사시도이다.

도 3은 도 1의 플라즈마 디스플레이 패널을 조립하여 Ⅲ-Ⅲ 선을 따라 잘라서 본 부분 단면도이다.

본 발명은 플라즈마 디스플레이 패널에 관한 것으로, 보다 상세하게는 초기 어드레스 방전 전압을 낮추어 보다 넓은 전압 마진을 확보할 수 있도록 하는 플라즈마 디스플레이 패널에 관한 것이다.

주지된 바와 같이, 플라즈마 디스플레이 패널(Plasma Display Panel: PDP, 이하 PDP라 한다)은 기체방전을 통하여 얻어진 플라즈마로부터 방사되는 진공자외선(VUV: Vacuum Ultra-Violet)을 이용하여 형광체를 여기시켜 발생되는 적(R), 녹(G), 청(B)색의 가시광으로 영상을 구현하는 디스플레이 소자이다. 이러한 플라즈 마 디스플레이 패널은 고해상도의 대화면 구성이 가능하여 차세대 박형 표시장치로 각광받고 있다.

플라즈마 디스플레이 패널은 인가되는 방전전압에 따라 직류(DC)형, 교류(AC)형 및 혼합(Hybrid)형으로 분류되고, 방전구조에 따라 대향 방전형 및 면 방전형으로 분류된다.

직류형 플라즈마 디스플레이 패널에서는 대응하는 전극들 사이에 전하의 이동이 직접적으로 이루어지므로, 전극의 손상이 심하게 되는 문제점이 있었기 때문에, 근래에는 면 방전 구조를 갖는 교류형 플라즈마 디스플레이 패널이 일반적으로 사용되고 있다.

이하, 일반적인 3전극 면방전 구조의 교류형 PDP를 일 예로 들어 설명하면, 전면기판과 배면기판이 대향하여 설치되고, 배면기판 상에는 일방 향을 따라 어드레스전극들이 형성되며, 이 어드레스전극들은 하부 유전체가 덮고 있다.

그리고, 배면기판에 대 향하는 전면기판의 일면에는 어드레스전극들과 교차하는 방향을 따라 한 쌍의 투명전극과 버스전극으로 구성되는 표시전극들(X전극 및 Y전극)이 형성되고, 유전체와 MgO 보호막이 이 표시전극들을 차례로 덮고 있다.

배면기판 상의 어드레스전극들과 전면기판 상의 표시전극들이 교차하는 지점에 각각의 방전셀이 형성되며, PDP의 내부에는 수백만 개 이상의 단위 방전셀이 격벽들에 의해 구획되어 배열되어 있다.

격벽들에 의해 구획된 방전셀 내에는 진공자외선(VUV)을 흡수하여 가시광을 방출하는 적색(R), 녹색(G), 청색(B)색의 형광체층이 각각 형성되며, 방전셀은 플 라즈마 방전으로 진공자외선(VUV)을 발생시킬 수 있도록 방전가스(일례로 네온(Ne)과 제논(Xe) 등을 포함하는 혼합가스)가 충전되어 있다.

이와 같은 3전극 면방전 구조의 교류형 PDP의 방전셀들을 동시 구동하는 데 기억특성이 이용된다. 보다 자세히 설명하면, 한 쌍의 표시전극을 구성하는 X전극과 Y전극 사이에 방전을 일으키기 위해서는 특정 전압 이상의 전위차가 필요하며, 이 경계가 되는 전압을 방전개시전압(Vf: Firing Voltage)이라고 한다. 이때, 어드레스전압을 Y전극과 어드레스전극 사이에 인가하면 방전이 개시되어 방전셀 내에 플라즈마가 형성되고, 이 플라즈마 안의 전자와 이온은 반대극성을 갖는 전극 쪽으로 이동하게 되어 전류가 흐른다.

한편, 교류형 PDP의 각 전극에는 유전체층이 도포되어 있어 이동된 공간전하들의 대부분은 반대 극성을 가지는 유전체층 위에 쌓이며, 결국 Y전극과 어드레스전극 사이의 순(net) 공간전위는 원래 인가된 어드레스 전압(Va)보다 작아져 방전은 약해지고 어드레스 방전은 소멸된다. 이때, X전극에는 상대적으로 적은 양의 전자가 쌓이며, Y전극에는 상대적으로 많은 양의 이온이 쌓이게 되는데, 이들 X전극 및 Y전극을 덮고 있는 유전체층 위에 쌓인 전하들을 벽전하(Qw: Wall Charge)라 하고, 이들 벽전하에 의해 X전극 및 Y전극 사이에 형성되는 공간전압을 벽전압(Vw: Wall Voltage)이라고 한다.

계속해서, X전극과 Y전극 사이에 일정한 전압(Vs: 방전유지전압)을 인가할 경우, 방전유지전압(Vs)과 벽전압(Vw)의 크기를 합친 값(Vs+Vw)이 방전개시전압(Vf)보다 높게 되면 방전셀 내에서 방전이 일어나게 되며, 이때 발생하는 진공 자외선 (VUV)이 해당 형광체를 여기시켜 발생한 가시광이 투명한 전면 기판을 통해 방출된다.

그러나, Y전극과 어드레스전극 사이의 어드레스 방전이 없을 경우(즉, 어드레스방전전압(Va)이 인가되지 않았을 경우)에는 X전극과 Y전극 사이에 쌓이는 벽전하(Qw)가 없으며, 결과적으로 X전극과 Y전극 사이의 벽전압(Vw)도 존재하지 않게 된다.

이때, X전극과 Y전극 사이에 가해준 방전유지전압(Vs)만이 방전셀 내에 형성되며, 이는 방전개시전압(Vf)보다 낮기 때문에 X전극과 Y전극 사이의 기체공간에서 방전이 발생되지 못하게 된다.

따라서, PDP의 Y전극과 어드레스전극 사이의 극간 거리가 멀어질수록 어드레스방전전압(Va) 및 방전유지전압(Vs)은 점점 더 높아지게 되어 패널의 구동 시 전압 마진을 감소시킴에 따라 결국, 소비 전력을 증가시키는 문제점이 있었다.

또한, 이와 같은 이유로 패널을 고전압 구동시키기 위한 구동회로의 생산 단가가 상승하게 되는 문제점이 있었다.

본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 초기 어드레스 방전 전압을 낮추어 보다 넓은 전압 마진을 확보할 수 있도록 하는 플라즈마 디스플레이 패널을 제공하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 플라즈마 디스플레이 패널은 서로 대 향 배치되는 제1 기판 및 제2 기판과, 제1 기판과 제2 기판 사이의 공간에서 다수의 방전셀을 각각 독립적으로 구획하는 유전체층과, 각 방전셀 내에 형성되는 형광체층과, 유전체층 내에서 각 방전셀을 감싸며 제1 방향으로 이어져 형성되며, 양 기판과 수직하는 방향으로 나란하게 이격 배치되는 제1 전극 및 제2 전극, 및 제1 전극과 제2 전극 사이에서 이격 배치되어, 각 방전셀을 감싸며 제1 방향과 교차하는 제2 방향으로 이어져 형성되는 어드레스전극을 포함하고, 제1 전극과 어드레스전극 간의 거리는 제2 전극과 어드레스전극 간의 거리와 서로 다르게 형성된다.

여기서, 어드레스전극은 제1 전극 및 제 2 전극 중 어드레스 방전을 일으키는 전극과 더 가까운 극간 거리를 갖도록 배치되는 것이 보다 바람직하다.

또한, 제1 전극, 제2 전극 및 어드레스전극은 각 방전셀을 감싸는 고리부와, 고리부를 연결하는 연결부를 포함한다. 그리고, 각 방전셀을 원형 및 타원형을 포함한 다각형 통 형상으로 이루어진다. 또한, 형광체층은 제1 기판 및 제 2 기판중 적어도 어느 한 쪽에서 각 방전셀에 대응하여 만들어진 요홈부에 형성된다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들에 따른 플라즈마 디스플레이 패널을 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 플라즈마 디스플레이 패널를 도시한 분해 사시도이고, 도 2는 도 1의 플라즈마 디스플레이 패널에서 전극의 구조를 도시한 부분 사시도이다.

이들 도면을 참조하여 설명하면, 플라즈마 디스플레이 패널은 제1 기판(10; 이하, 배면기판이라 한다.) 및 제2 기판(20; 이하, 전면기판이라 한다.)서로 대향 배 치된다.

배면기판(10)과 전면기판(20) 사이의 공간에서 다수의 방전셀(31)을 각각 독립적으로 구획하는 유전체층(30)을 포함한다. 각 방전셀(31) 내에 형성되는 형광체층(32)과, 유전체층(30) 내에서 각 방전셀(31)을 감싸며 양 기판(10, 20)과 수직하는 제1 방향으로 나란하게 제1 전극(42; 이하, X전극이라 한다.) 및 제2 전극(43; 이하, Y전극이라 한다.)이 이격 배치된다.

X전극(42)과 Y전극(43) 사이에서 이들과 교차하는 제2 방향으로 각 방전셀(31)을 감싸도록 가설되는 어드레스전극(41)을 포함한다. 그리고, 도시하지는 않았으나, 각 방전셀(31)에 충전된 방전가스를 더 포함하여 구성된다.

유전체층(30)은 배면기판(10)과 전면기판(20) 사이의 공간을 다수의 원 통 형상을 갖는 방전셀(31)으로 구획하도록 형성된다.

그러나, 본 발명은 이에 국한되지 않고 타원형 통, 사각형 통, 또는 다각형 통 형상으로 방전셀을 형성할 수 있음은 물론, 복수의 방전셀을 형성할 수 있는 한 보다 다양한 패턴으로 형성될 수 있다.

또한, 유전체층(30)은 배면기판(10)에 형성될 수 있고, 전면기판(20)에 형성될 수도 있으며, 양 기판(10, 20)에 분리 또는 일체로 형성될 수도 있다.

유전체층(30)에 의해 구획되는 각 방전셀(31) 내부에는 진공자외선(VUV)을 흡수하여 가시광을 방출하는 형광체층(32)이 형성되고, 플라즈마 방전으로 진공자외선(VUV)을 발생시킬 수 있도록 방전가스(일례로 네온(Ne)과 제논(Xe) 등을 포함하는 혼합가스)가 충전되어 있다.

형광체층(32)은 각 방전셀(31)에 대응하여 전면기판(20)에 만들어지는 요홈부(21)에 형성되어 각 방전셀(31)이 투명한 재질의 유전체층(30)에 의해 구획되기 때문에 각각의 방전셀(31)들 사이에서 불필요한 색의 간섭을 방지할 수 있도록 한다. 이때, 형광체층(32)은 방전셀(31) 내부에서 진공자외선을 흡수하여 가시광을 투과시키는 투과형 형광체로 이루어진다.

또한, 형광체층(32)은 전면기판(20)뿐만 아니라 배면기판(10) 및 양 기판 모두에 형성될 수도 있으며, 배면기판(10) 상에 형광체층(32)이 형성되는 경우 방전셀(31) 내부에서 진공자외선을 흡수하여 전면기판(20) 쪽으로 가시광을 반사시키는 반사형 형광체로 이루어진다.

그리고, 유전체층(30)에 의해 구획되는 각 방전셀(31)의 내부 측벽에는 플라즈마 방전에 노출된 유전체층(30)을 덮어 보호하기 위한 보호막(370)을 더 포함할 수 있다.

이때, 보호막(370)은 유전체층(30)을 보호할 수 있도록 높은 이차전자 방출계수를 요구하지만, 가시광의 투과성을 가질 필요는 없다.

따라서, 보호막(370)은 가시광 비투과성 MgO을 사용하는 것이 바람직하며, 가시광 비투과성 MgO는 가시광 투과성 MgO에 비하여 훨씬 높은 이차전자 방출계수(secondary electron emission coefficient) 값을 가지기 때문에 방전개시전압을 더욱 낮출 수 있다.

유전체층(30) 내에서 배면기판(10)과 전면기판(20)에 모두 수직하는 방향으로 나란하게 이격 설치되는 X전극(42)과 Y전극(43)은 각 방전셀(31)을 감싸는 각각의 원형 고리부(42a, 43a)가 각각의 연결부(42b, 43b)에 의해 전면기판(20)과 배면기판(10)에 수직하는 일 방향(X축 방향)으로 연장 가설된다.

그리고, 어드레스전극(41)은 유전체층(30) 내에서 각 방전셀(31)을 감싸는 각각의 원형 고리부(41a)가 X전극(42)과 Y전극(43) 사이에서 이들과 교차하는 방향(Y축 방향)으로 각각의 연결부(41b)에 의해 연장 가설된다.

X전극(42), Y전극(43) 및 어드레스전극(41)은 전도성이 우수한 알루미늄, 구리, 및 은 등과 같은 도전성 금속 재질로 이루어지며, 각 방전셀(31)을 감싸는 각각의 원형 고리부(41a, 42a, 43b)는, 이미 상술한 바와 같이, 유전체층(30)에 의해 구획되는 각 방전셀(31)의 형상에 따라 원형 및 타원형을 포함하는 다각형으로 보다 다양하게 변형될 수 있다.

여기서, X전극(42), Y전극(43) 및 어드레스전극(41)을 덮는 유전체층(30)은 각각의 전극들(41, 42, 43)이 서로 직접 통전되는 것을 방지하고, 양이온 또는 전자가 각각의 전극들(41, 42, 43)에 직접 충돌하여 파손되는 것을 방지하며, 아울러 방전을 일으킬 수 있도록 벽전하(Vw)를 형성 및 축적할 수 있도록 한다.

도 3은 도 1의 플라즈마 디스플레이 패널을 조립하여 Ⅲ-Ⅲ선을 따라 잘라서 본 부분 단면도이다.

이 도면을 참조하여 설명하면, 어드레스전극(41)은 X전극(42)과 Y전극(43) 사이에서 서로 다른 극간 거리(d1, d2)를 갖도록 배치된다. 특히, 어드레스 방전이 일어나는 어드레스전극(41)과 Y전극(43)과의 극간 거리(d2)를 X전극(42)과의 극간 거리(d1)보다 더 가깝게(d1>d2) 형성한다.

따라서, 어드레스전극(41)과 Y전극(43) 사이에서 발생하는 초기 어드레스 방전을 저 전압에서도 보다 원활하게 발생할 수 있도록 유도함으로써 어드레스 전압 감소 및 전압 마진을 확보할 수 있다.

여기서, X전극(42)과 Y전극(43)은 위치 및 기능이 서로 바뀔 수도 있으면, X전극(42)과 Y전극(43)이 서로 바뀔 경우, 초기 어드레스 방전을 일으키는 전극과 어드레스전극(41) 사이의 극간 거리를 그렇지 않은 전극과의 극간 거리 보다 더 가깝게 형성하는 것은 당연하다.

또한, Y전극(43)과 어드레스전극(41) 사이의 극간 거리(d2)는 각 방전셀의 방전 특성 즉, 형광체층(32)의 유전상수, 유전체층(30)의 유전률, 방전가스의 Xe의 혼합비율 및 구동 전압의 크기 등에 따라 서로 다르게 최적화될 수 있다.

이하, 본 발명의 일실시예에 따른 플라즈마 디스플레이 패널에 있어서, 하나의 예시적인 방전과정을 상세히 설명하되, 본 발명의 이에 국한되지 않고 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 이해할 수 있는 범위 내에서 다양한 방전이 가능하다

먼저, 외부의 전원으로부터 어드레스전극(41)에 어드레싱 펄스가 인가되고 Y전극(43)에 스캔 펄스가 인가되어 어드레스전극(41)과 Y전극(43) 사이에 소정의 어드레스 전압이 인가되면, 발광될 방전셀(31)이 선택됨과 아울러 선택된 방전셀(31)의 X전극(42) 상에 벽 전하(Qw)가 축적된다.

이때, 초기 어드레스 방전을 일으키는 어드레스전극(41)과 Y전극(43) 사이의 극간 거리(d2)를 그렇지 않은 X전극(42)과의 극간 거리(d1)보다 더 가깝게 형성함 으로써, 초기 방전개시전압(Vf)을 낮추는 것이 가능하여 보다 낮은 전압에서도 방전을 원활하게 일으킬 수 있고 아울러 보다 넓은 어드레스 전압 마진의 확보할 수 있는 효과를 갖는다.

그 후, 어드레스전극(41)을 사이에 두고 Y전극(43)에 양(+)의 전압이 인가되고, X전극(42)에 이보다 상대적으로 낮은 전압이 인가되면, Y전극(43)과 X전극(42) 사이에 인가된 전압차에 의해 벽 전하(Qw)가 이동하게 된다.

이 벽전하(Qw)가 방전셀(31) 내의 방전가스 원자와 충돌하면서 방전을 일으켜 플라즈마를 생성시키고, 이러한 방전은 상대적으로 강한 전계가 형성되는 Y전극(43)과 X전극(42)의 서로 가까운 유전체층(30)의 측면으로부터 발생하게 된다.

그리고, Y전극(43)과 X전극(42) 사이의 전압차를 여전히 크게 유지시키면서 시간이 경과하면, 유전체층(30)의 측면에서 형성된 전계가 점차 강하게 집중되어 방전셀(31) 전체로 방전이 확산된다.

이러한 플라즈마 방전에 의해 발생된 진공자외선(VUV)이 전면기판(20)의 요홈부(21)에 형성된 형광체층(32)과 충돌하여 소정의 색을 갖는 가시광을 발생시키게 되고, 발생된 가시광은 투광형의 형광체층(32)과 전면기판(20)을 통해 투과된다. 이와 같은 과정을 반복하면서 영상을 구현시키게 된다.

이상에서 본 발명의 실시 예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.

이상 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 플라즈마 디스플레이 패널은 어드레스 방전 전압을 낮추어 보다 넓은 전압 마진을 확보함으로써 소비전력을 저감시킨다.

Claims (5)

1. 서로 대향 배치되는 제1 기판 및 제2 기판;

   상기 제1 기판과 상기 제2 기판 사이의 공간에서 다수의 방전셀을 각각 독립적으로 구획하는 유전체층;

   각 방전셀 내에 형성되는 형광체층;

   상기 유전체층 내에서 상기 각 방전셀을 감싸며 제1 방향으로 이어져 형성되며, 상기 양 기판과 수직하는 방향으로 나란하게 이격 배치되는 제1 전극 및 제2 전극; 및

   상기 제1 전극과 제2 전극 사이에서 이격 배치되어, 상기 각 방전셀을 감싸며 상기 제1 방향과 교차하는 제2 방향으로 이어져 형성되는 어드레스전극을 포함하고,

   상기 제1 전극과 상기 어드레스전극 간의 거리는 상기 제2 전극과 상기 어드레스전극 간의 거리와 서로 다르게 형성되는 플라즈마 디스플레이 패널.
2. 제1 항에 있어서,

   상기 어드레스전극은 상기 제1 전극 및 상기 제 2 전극 중 어드레스 방전을 일으키는 전극과 더 가까운 극간 거리를 갖도록 배치되는 플라즈마 디스플레이 패널.
3. 제1 항에 있어서,

   상기 제1 전극, 상기 제2 전극 및 상기 어드레스전극은 각 방전셀을 감싸는 고리부와, 상기 고리부를 연결하는 연결부를 포함하는 플라즈마 디스플레이 패널.
4. 제1 항에 있어서,

   상기 방전셀은 원형 및 다각형 통 형상으로 이루어지는 플라즈마 디스플레이 패널.
5. 제1 항에 있어서,

   형광체층은 상기 제1 기판 및 상기 제 2 기판중 적어도 어느 한 쪽에서 상기 각 방전셀에 대응하여 만들어진 요홈부에 형성되는 플라즈마 디스플레이 패널.

Images