KR100684755B1 - 플라즈마 디스플레이 패널 - Google Patents

Abstract

본 발명의 PDP는, 서로 대향하는 전면기판 및 배면기판, 상기 기판 중 어느 한 곳에 형성되는 어드레스 전극, 상기 기판의 사이 공간에 위치해서 다수의 방전셀들을 형성하고 있는 격벽, 상기 방전셀 내에 형성되는 형광체층 및 상기 전면기판 상에서 서로 마주해 방전갭을 이루는 한 쌍으로 구비되는 표시전극을 포함하고, 상기 표시전극이 서로 이격되어 있는 복수의 라인부들을 포함해서 구성되고, 상기 방전갭이 숏갭과 이보다 대향 길이가 긴 롱갭을 포함해서 이루어지고, 상기 방전갭의 너비(d1)에 대한 롱갭의 너비(d2) 비율이 60(%) 이하로 형성된다.

플라즈마, 패널, 금속전극, 오목부, 방전갭, 롱갭, 숏갭

Description

플라즈마 디스플레이 패널{PLASMA DISPLAY PANEL}

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따라 구성되는 플라즈마 디스플레이 패널을 보여주는 부분 분해 사시도이다.

도 2는 격벽과 표시전극의 배치 관계를 설명하는 평면도이다.

도 3은 도 2에서 방전셀 부분을 확대해서 보여주는 도면이다.

본 발명은 플라즈마 디스플레이 패널에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 표시전극을 개선해서 발광 휘도를 향상시킨 플라즈마 디스플레이 패널에 관한 것이다.

일반적으로 플라즈마 디스플레이 패널(plasma display panel, 이하 'PDP')은 가스방전을 통하여 얻어진 플라즈마로부터 방사되는 자외선이 형광체를 여기시킴으로써 발생되는 가시광을 이용하여 영상을 구현하는 디스플레이 소자이다. 이러한 PDP는 60인치 이상의 초대형 화면을 불과 10㎝ 이내의 두께로 구현할 수 있고, CRT와 같은 자발광 디스플레이 소자이므로 색 재현력이 우수하고 시야각에 따른 왜곡현상이 적다는 특성을 갖고 있다. 또한, 액정 디스플레이 등에 비해 제조공법이 단 순하여 생산성 및 원가 측면에서도 강점을 가지므로 차세대 산업용 평판 디스플레이 및 가정용 TV 디스플레이로 각광 받고 있다.

PDP의 구조는 1970년대부터 오랜 기간에 걸쳐 발전되어 왔는데, 현재 일반적으로 알려져 있는 구조는 3전극 면방전형 구조이다. 3전극 면방전형 구조는 동일 면상에 위치한 표시전극을 포함한 1개의 기판과 이로부터 일정 거리를 두고 이격되어 수직방향으로 이어지는 어드레스전극을 포함한 또 다른 기판으로 이루어지며, 그 사이에 방전가스가 봉입된 구조이다. 일반적으로 방전의 유무는 각 라인에 연결되어 독립적으로 제어되는 주사전극과 대향하고 있는 어드레스전극의 방전에 의해 결정되고, 발광 휘도를 표시하는 유지방전은 동일 면상에 위치한 두 전극군(群)에 의해 이루어진다.

이때, PDP에서 나오는 빛을 차단하지 않기 위해서 각 방전셀을 따라서 형성되는 전극은 빛이 투과되는 투명전극으로 형성이 된다. 그런데, 투명전극 자체는 저항이 높기 때문에 이의 도전성을 보완하기 위해서 금속전극을 투명전극과 조합해서 유지전극을 형성한다. 이때 금속전극 자체는 빛이 투과되지 못하기 때문에 방전셀에서 나오는 빛을 가리지 않기 위해서 투명전극의 폭 방향 단부를 따라서 형성이 된다.

그런데, 투명전극과 금속전극이 작용하더라도 실질적으로 방전이 일어나는 방전갭 주위는 투명전극으로 형성이 되기 때문에 방전을 위한 개시전압이 높은 단점이 있다. 또한, 투명전극을 이루는 물질(예, ITO)이 고가이기 때문에 PDP의 생산단가를 높여 가격 경쟁력을 떨어뜨리고 있다. 또한, 기판 상에 스트립 모양으로 형 성되는 전극 자체가 투명전극과 금속전극의 이중층으로 구성되다 보니 그 작업 공정이 복잡해져 이 역시 생산단가를 높이는 문제가 있다.

본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위해서 창안된 것으로, 금속전극을 사용해서 발광 휘도를 양호하게 개선하면서도 안정적인 방전이 가능하도록 개선한 본 발명의 플라즈마 디스플레이 패널을 제공하는데 있다.

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

서로 대향하는 전면기판 및 배면기판, 상기 기판 중 어느 한 곳에 형성되는 어드레스 전극, 상기 기판의 사이 공간에 위치해서 다수의 방전셀들을 형성하고 있는 격벽, 상기 방전셀 내에 형성되는 형광체층 및 상기 전면기판 상에서 서로 마주해 방전갭을 이루는 한 쌍으로 구비되는 표시전극을 포함하고, 상기 표시전극이 서로 이격되어 있는 복수의 라인부들을 포함해서 구성되고, 상기 방전갭이 숏갭과 이보다 대향 길이가 긴 롱갭을 포함해서 이루어지고, 상기 방전갭의 너비(d1)에 대한 롱갭의 너비(d2) 비율이 60% 이하로 형성된다.

본 발명에서, 상기 표시전극은 상기 어드레스전극과 교차하는 방향으로 길게 형성되는 제1 라인부와, 상기 제1 라인부에서 이격되어 상기 방전셀의 중심에 인접해서 형성되는 제2 라인부를 포함해서 구성된다. 이때, 제2 라인부로는 오목부가 형성되어서 이를 기준으로 상기 롱갭과 숏갭이 형성되는 것이 바람직하다.

그리고, 본 발명에서 상기 제1 라인부 및 제2 라인부 사이로는 제3 라인부가 더욱 형성될 수 있고, 각각의 라인부들은 서로 평형하게 이격되어서 일 방향으로 길게 연장 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 일 실시예에 따라 구성되는 플라즈마 디스플레이 패널(이하, 'PDP')을 보여주는 부분 분해 사시도이다. 이를 참조로 본 실시예에 대해서 설명하면 다음과 같다.

도시된 바처럼, 본 실시예의 PDP는 배면기판(10)과 전면기판(20)이 소정의 간격을 두고 서로 대향 배치되고, 양 기판(10, 20)의 사이공간에는 격벽(16)에 의해서 형성되는 색상별 방전셀들(18; 18R, 18G, 18B)이 구비되는 구조로 되어있다. 그리고, 방전셀(18) 내에는 자외선으로 여기되어 가시광을 방출하는 형광체층(19)이 격벽의 벽면과 그 바닥면을 따라 형성되며, 플라즈마 방전을 일으킬 수 있도록 방전가스(일례로 제논(Xe), 네온(Ne) 등을 포함하는 혼합가스)가 채워진다.

전면기판(20)은 화상이 표시되도록 가시광선이 투과될 수 있는 유리와 같은 투명한 재료로 형성된다. 이 전면기판(20)의 배면기판(10) 대향면으로는 일 방향(도면의 x축 방향)을 따라 표시전극(25)들이 각 방전셀(18)에 대응하도록 형성된다. 이들 표시전극(25)은 그 기능적인 작용상 주사전극(21)과 유지전극(23)으로 구성된다. 주사전극(21)은 어드레스전극(12)과 작용해서 켜지는 방전셀을 선택하고, 유지 전극(23)은 주사전극(21)과 작용해서 선택된 방전셀에 대해서 유지방전을 일으킨다. 이처럼, 주사전극(21) 및 유지전극(23)으로 구성되는 표시전극(25)은 어드레스전극을 가로지르는 방향으로 길게 이어지는 복수의 라인부의 조합으로 형성되고, 이 라인부들은 금속전극(예, 크롬, 은등)으로 형성된다. 이 표시전극(25)에 대한 상세한 설명은 후술한다.

이 표시전극(25)들은 PbO, B₂O₃, SiO₂ 등과 같은 유전체로 형성된 유전체층(28)에 의해 덮여져 매립되어 있는데, 이 유전체층(28)은 방전시 하전 입자들이 표시전극(25)들에 직접 충돌하여 이 표시전극(25)들을 손상시키는 것을 방지하며, 하전 입자들을 유도하는 역할을 한다.

그리고, 이 유전체층(28)은 산화마그네슘(MgO) 등으로 형성된 보호막(29)에 의해 덮여질 수 있는데, 상기 보호막(29)은 방전시 하전 입자들이 유전체층(28)에 직접 충돌하여 유전체층(28)을 손상시키는 것을 방지하며, 하전 입자들이 충돌하게 되면 2차 전자를 방출시켜 방전 효율을 높이는 역할을 할 수 있다.

그리고, 전면기판(20)과 대향되는 배면기판(10)으로는 어드레스전극(12)이 표시전극(25)과 교차하는 방향으로 각각 연장되며(도면의 y축 방향), 상호 이격되어진 상태에서 각 방전셀에 대응하는 형태로 배열되어 있다. 이 어드레스전극(12)들은 유전체층(14)에 의해 덮여져 매립되어 있으며, 이 유전체층(14) 위로는 격벽(16)이 소정 패턴으로 형성되어 있다.

격벽(16)은 방전이 실행되는 방전 공간인 방전셀(18)들을 구획해서 인접한 방전셀(18)들 사이의 크로스 토크(cross talk)를 방지하게 된다. 이 격벽(16)은 도시된 바에 따르면, 상호간에 이격되어 연장된 세로격벽(16b)들과, 상기 세로격벽(16b)들과 동일 평면상에 상기 세로격벽(16b)들과 교차하는 방향으로 상호간에 이격되게 연장된 가로격벽(16a)들을 구비해서 폐쇄형 구조의 방전셀(18)들을 한정하고 있다. 본 실시예에서 이 같은 격벽 구조는 바람직한 한 형태로써 설명하는 것이므로, 어드레스전극(12) 사이로 위치하면서 이 어드레스전극(12)과 나란한 방향으로 형성되는 스트라이프형 격벽구조처럼 다양한 형상의 격벽 구조도 가능함은 물론이다.

그리고, 방전셀(18)들 내부는 방전시 발생된 자외선에 의해 여기됨으로써 가시광선을 발산하는 형광체층(19)이 형성되어 있다. 이 형광체층(19)은 도시된 바와 같이 격벽(16)의 벽면과 격벽(16)에 의해 한정된 바닥면에 걸쳐 형성된다. 이 형광체층(19)은 색표현을 위해서 적색, 녹색, 청색 형광체들 중에서 어느 하나의 형광체로서 선택되어 형성될 수 있는데, 이에 따라 적, 녹, 청색 형광체층(18R, 18G, 18B)들로 구분될 수 있다. 상기와 같이 형광체층(19)이 배치된 방전셀(18)들 내부에는 네온(Ne), 제논(Xe) 등이 혼합된 방전 가스가 채워지게 된다.

한편, 도 2는 격벽과 표시전극의 배치 관계를 설명하는 평면도이다. 이를 참조로 해서 본 실시예의 방전셀 구조를 설명하면 다음과 같다.

도 2를 참조하면, 일 방향(도면의 x축 방향)을 따라서 길게 가로격벽(16a)이 형성되고, 이와 교차하는 방향(도면의 y축 방향)으로는 세로격벽(16b)이 길게 형성되어 있다. 이에 따라서, 방전셀(18)은 격자형을 이루면서 PDP 전체에 걸쳐 일정하 게 형성된다.

그리고, 표시전극(25)은 방전셀(18)의 양편에서 주사전극(21) 및 유지전극(23)이 서로 대향하는 형태로 형성되어 있다. 이때, 이 주사전극(21) 및 유지전극(23) 각각은 서로 일정한 거리로 이격되어 있는 복수의 라인부의 조합으로 형성된다. 이 라인부들은 도전성이 좋은 금속전극(예, 은, 크롬등)으로 형성된다. 본 실시예에서, 주사전극(21) 및 유지전극(23)은 서로 동일한 형태로 형성됨으로 이하에서는 주사전극(21)을 설명하는 것으로 유지전극(23)에 대한 설명을 대시한다.

주사전극(21)은 가로격벽(16a)에 인접해서 이 가로격벽(16a)이 연장되는 방향으로 길게 형성되는 제1 라인부(211)와, 이 제1 라인부(211)에서 소정의 거리(h)로 이격되어 방전셀 내부에 위치하는 제2 라인부(212)를 포함한다. 이때, 이 제2 라인부(212)는 제1 라인부(211)와 소정의 거리(h)를 유지하면서 제1 라인부(211)의 연장 방향과 동일한 방향으로 길게 형성된다. 이에 따라서, 제1 라인부(211)와 제2 라인부(212) 사이로는 빈 공간이 형성됨으로, 방전셀(18)에서 나오는 빛을 가리지 않아 방전셀의 발광 휘도를 떨어뜨리지 않는다. 이 같은 라인부들은 소정의 폭을 갖는 스트립(strip)의 박막으로 형성되는 것이 바람직하다.

한편, 제2 라인부(212)는 방전셀(18)의 중심에서 이에 대향하는 유지전극(23)의 제2 라인부(232)와 서로 대향해서 초기의 방전을 형성하는 방전갭(G)을 형성하게 된다. 이에 따라서, 방전 초기에는 이 제2 라인부(212, 232)를 중심으로 방전이 형성되고, 이 방전이 제1 라인부(211, 213) 사이로 확산되면서 방전셀 전체를 이용하는 면방전을 이루게 된다.

한편, 제2 라인부(212)가 마주하여 방전갭(G)을 이루는 단부들에는 소정 곡률로 만곡진 홈 형상의 오목부(21c)가 형성되어 있다. 이에 따라, 이 오목부(21c)를 사이에 두고 롱갭(G1)을 이루게 되고, 이 오목부가 형성되지 않은 단부 영역들 사이는 상기 롱갭(G1)보다 대향 길이가 짧은 숏갭(G2)을 이루게 된다.

상기와 같이 제2 라인부(212)에 오목부(21c)가 형성되어 방전갭(G)이 롱갭(G1)과 숏갭(G2)을 포함하게 되고, 따라서 방전이 숏갭(G2)에서 형성되는 프라이밍(priming) 효과의 영향으로 시작되어, 방전갭(G)을 중심으로 하는 롱갭(G1) 방전으로 쉽게 확산될 수가 있다.

이때, 이 방전갭(G)에 형성되는 롱갭(G1)과 숏갭(G2)은 다음과 같은 조건을 만족하도록 형성되는 것이 바람직하다.

아래의 표 1은 42인치 SD급 PDP에서 롱갭의 너비 비율이 60% 이상인 경우와 그 미만인 경우에 있어서의 발광 휘도 변화를 알아보기 위해 실험한 결과를 보여준다. 이 표 1에서, 실시예 1은 롱갭의 너비(D1) 비율((D1/D))이 60%인 PDP를 대상으로 실험을 하였고, 비교예 1은 롱갭의 너비(D1) 비율((D1/D)이 70%인 PDP를 대상으로 실험을 하였다.

여기서, 너비 비율은 하나의 방전셀에서 유지전극 및 주사전극이 서로 대향해서 형성하는 방전갭(G)의 너비(D)를 기준으로 롱갭(G1)과 숏갭(G2)이 각각 차지하는 비율이다(도 3 참조).

그리고, 표 1의 측정값은 PDP 화면 중 1%에 해당하는 크기를 최대로 방전시켰을 때를 기준으로 해서 측정한 결과이다.

	실시예 1	비교예 1
발광 휘도(cd/m2)	1050	931
색온도(K)	9430	9120

이 실험을 통해 알 수 있듯이, 롱갭의 너비 비율을 60% 이하로 했을 때 발광 휘도 및 색온도가 60% 초과인 PDP(비교예 1)에 비해서 개선되고 있음을 알 수가 있다.

그리고, 아래의 표 2는 PDP 화면 전체에 대해서 안정적으로 방전시켰을 때의 실험 결과를 보여주는 표이다. 이때, 실험에 사용한 PDP는 위의 것과 동일한 것을 사용해서 실험하였다. 그리고, 표 2에서 x와 y는 각각 CIE 색좌표에서의 x축 및 y축 값을 나타낸다.

	실시예 1	비교예 1
x	0.296	0.294
y	0.285	0.281
발광 휘도(cd/m2)	1195	188

각각의 실험 결과를 통해서 알 수 있듯이, 방전갭의 롱갭 및 숏갭은 PDP의 발광 휘도에 많은 영향을 주며, 특히 롱갭의 너비(D1) 비율이 60%인 지점을 중심으로 해서 임계적으로 변한다는 점을 주목할 수가 있다.

이러한 점은 롱갭과 숏갭이 프라이밍 효과로 방전을 시작시킨다는 점에서 찾을 수가 있다. 즉, 롱갭과 숏갭을 갖는 방전갭 구조에서 방전은 숏갭에서 시작해서 롱갭을 통해 방전셀 전체로 확산된다. 이때, 숏갭에서 롱갭으로 방전이 확산되는 것은 숏갭에서 형성하는 프라이밍 효과에 기인한다. 따라서, 숏갭이 너무 작게 되면, 충분한 프라이밍 효과를 보지 못해 롱갭에서 안정적으로 방전이 일어나지 못하게 되고, 이에 따라 방전이 방전셀 전체로 확산되지 못해 발광 휘도를 떨어뜨리게 한다.

도 2로 돌아가서, 이처럼 라인부의 조합으로 형성되는 주사전극(21)에서, 제1 라인부(211)와 제2 라인부(212) 사이로는 이 제1 라인부(211)와 제2 라인부(212) 사이의 간격을 줄이는 제3 라인부(213)가 더욱 형성될 수 있다. 제3 라인부(213)는 제1 라인부(211) 또는 제2 라인부(212)와 동일하게 스트립의 박막으로 이루어진다.

또한, 제1 라인부(211) 및 제2 라인부(212) 사이로는 연결부(214)가 더욱 설치될 수도 있다. 이 연결부(214)는 그 일단이 각각 제1 라인부(211)와 제2 라인부(212)에 각각 연하여 있고, 세로격벽(16b)과 평행하게 길게 연장되어 있다. 이처럼, 서로 이격되어 있는 제1 라인부(211)와 제2 라인부(212)가 연결부(214)로 서로 연결되면, 방전에서 생성된 프라이밍 입자(priming particle)가 이 연결부(214)를 따라 이동하면서 제2 라인부(212) 사이의 방전갭(G)에서 형성된 방전이 제1 라인부(211)로 확장해 방전 경로가 긴 면방전을 용이하게 형성할 수 있도록 작용한다.

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 발명은 상술한 바처럼 금속전극으로 형성되는 복수의 라인부로 구성됨으로 라인저항을 줄여 방전개시전압을 상대적으로 낮추면서도 충분한 개구율을 확보 하기 때문에 충분한 발광 휘도를 나타내는 효과가 있다. 또한, 방전갭이 숏갭과 롱갭으로 이루어지고 있기 때문에, 숏갭에서 시작한 방전이 롱갭을 통해 방전셀 전체로 쉽게 확산될 수가 있고, 이에 따라서 PDP의 발광 휘도를 높이는 효과가 있다.

Claims (8)

1. 서로 대향하는 전면기판 및 배면기판;

   상기 기판 중 어느 한 곳에 형성되는 어드레스 전극;

   상기 기판의 사이 공간에 위치해서 다수의 방전셀들을 형성하고 있는 격벽;

   상기 방전셀 내에 형성되는 형광체층; 및,

   상기 전면기판 상에서 서로 마주해 방전갭을 이루는 한 쌍으로 구비되는 표시전극;을 포함하고,

   상기 표시전극은 서로 이격되어 있는 복수의 라인부들을 포함해서 구성하고,

   상기 방전셀들 중심에서 인접하며 숏갭을 이루는 라인부에 오목부를 형성하여 숏갭 보다 대향 길이가 긴 롱갭을 형성하며,

   상기 방전갭의 너비(d1)에 대한 롱갭의 너비(d2) 비율이 60(%) 이하로 형성하는 플라즈마 디스플레이 패널.
2. 제1항에 있어서,

   상기 표시전극이, 상기 어드레스전극과 교차하는 방향으로 길게 형성되는 제1 라인부와, 상기 제1 라인부에서 이격되어 상기 방전셀의 중심에 인접해서 형성되는 제2 라인부를 포함하는 플라즈마 디스플레이 패널.
3. 제2항에 있어서,

   상기 제2 라인부로 오목부가 형성되어서 이를 기준으로 상기 롱갭과 숏갭이 형성되는 플라즈마 디스플레이 패널.
4. 제2항에 있어서,

   상기 제1 라인부 및 제2 라인부 사이에 위치하는 제3 라인부를 더 포함하는 플라즈마 디스플레이 패널.
5. 제2항에 있어서,

   상기 라인부들은 서로 평형하게 이격되어서 일 방향으로 길게 연장 형성되는 플라즈마 디스플레이 패널.
6. 제3항에 있어서,

   상기 오목부에 연결되어서 상기 제1 라인부까지 연장되는 연결부를 더 포함하는 플라즈마 디스플레이 패널.
7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 라인부들이 금속전극으로 형성되는 플라즈마 디스플레이 패널.
8. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 라인부들이 스트립(strip)의 박막으로 형성되는 플라즈마 디스플레이 패널.

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