KR100730214B1 - 플라즈마 디스플레이 패널 - Google Patents

플라즈마 디스플레이 패널 Download PDF

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KR100730214B1
KR100730214B1 KR1020060028055A KR20060028055A KR100730214B1 KR 100730214 B1 KR100730214 B1 KR 100730214B1 KR 1020060028055 A KR1020060028055 A KR 1020060028055A KR 20060028055 A KR20060028055 A KR 20060028055A KR 100730214 B1 KR100730214 B1 KR 100730214B1
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KR1020060028055A
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소현
김윤희
김현
김세종
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삼성에스디아이 주식회사
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Abstract

발광 효율을 향상시키기 위하여, 본 발명은 서로 대향하는 제1 기판 및 제2 기판; 상기 제1 및 제2 기판 사이에 배치되고, 복수개의 적색, 녹색 및 청색 방전셀들을 구획하는 격벽; 상기 제2 기판을 대향하는 상기 제1 기판 상에 서로 이격되어 배치되며, 각 X전극 및 Y전극을 포함하는 유지전극쌍들; 및 상기 유지전극쌍들을 덮고 있으며, 상기 각 방전셀들마다 적어도 2개가 대응되도록 그루브(groove)들이 형성되고, 상기 적색, 녹색, 청색 방전셀들에 대응되는 그루브 사이의 거리는 일정하며, 상기 적색, 녹색, 청색 방전셀에 대응되는 그루브의 크기가 다르게 형성되어 있는 제1유전체층을 포함하는 플라즈마 디스플레이 패널을 제공한다.

Description

플라즈마 디스플레이 패널{Plasma display panel}
도 1은 일반적인 3전극 면방전 교류형 플라즈마 디스플레이 패널의 분리 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 관한 플라즈마 디스플레이 패널의 분리 사시도이다.
도 3은 도 2의 Ⅲ-Ⅲ선에 따라 취한 단면도이다.
도 4는 도 2에 도시된 방전셀들, 전극들 및 제1,2그루브들의 배치위치를 알려주는 배치도 이다.
도 5는 도 2에 도시된 제1그루브 및 제2그루브 사이의 거리(L) 및 그 크기(W)를 변화시키면서 자외선 변환 효율을 시뮬레이션한 결과를 나타내는 그래프이다.
< 도면의 주요부분에 대한 부호의 간단한 설명 >
100 : 플라즈마 디스플레이 패널 111 : 제1기판
115 : 제1유전체층 116 : 보호층
121 : 제2기판 122 : 어드레스전극
125 : 제2유전체층 126 : 형광체층
130 : 격벽 131 : X전극
132 : Y전극 145 : 제1그루브
146 : 제2그루브
본 발명은 플라즈마 디스플레이 패널에 관한 것으로서, 더 상세하게는 발광 효율이 향상된 플라즈마 디스플레이 패널에 관한 것이다.
근래에 들어 종래의 음극선관 디스플레이 장치를 대체하는 것으로 주목 받고 있는 플라즈마 디스플레이 패널(plasma display panel)은, 복수개의 전극이 형성된 두 기판 사이에 방전가스가 봉입 된 후 방전 전압이 가해지고, 이로 인하여 발생되는 자외선에 의해 소정의 패턴으로 형성된 형광체가 여기되어 원하는 화상을 얻는 평판 표시 패널이다.
플라즈마 디스플레이 패널을 설계함에 있어서는, 소정의 방전전압 이하로 구동되면서도, 발광 효율이 높은 플라즈마 디스플레이 패널이 되도록 설계하는 것이 매우 중요하다.
본 발명은 소정의 방전 전압 이하에서 구동되면서도 발광 효율이 향상된 플라즈마 디스플레이 패널을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은 서로 대향하는 제1 기판 및 제2 기판; 상기 제1 및 제2 기판 사이 에 배치되고, 복수개의 적색, 녹색 및 청색 방전셀들을 구획하는 격벽; 상기 제2 기판을 대향하는 상기 제1 기판 상에 서로 이격되어 배치되며, 각 X전극 및 Y전극을 포함하는 유지전극쌍들; 및 상기 유지전극쌍들을 덮고 있으며, 상기 각 방전셀들마다 적어도 2개가 대응되도록 그루브(groove)들이 형성되고, 상기 적색, 녹색, 청색 방전셀들에 대응되는 그루브 사이의 거리는 일정하며, 상기 적색, 녹색, 청색 방전셀에 대응되는 그루브의 크기가 다르게 형성되어 있는 제1유전체층을 포함하는 플라즈마 디스플레이 패널을 개시한다.
본 발명에 있어서, 상기 각 방전셀마다 2개의 그루브들이 형성될 수 있고, 상기 2개의 그루브들은 상기 X전극 및 상기 Y전극에 각각 대응되도록 배치될 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 X전극 및 상기 Y전극은 각각 버스전극 및 상기 버스전극 상에 형성되어 있는 투명전극을 포함할 수 있으며, 상기 그루브들의 적어도 일 부분은 상기 버스전극들에 대응되도록 배치될 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 적색, 녹색, 청색 방전셀들에 대응되는 그루브 사이의 거리는 250 ㎛일 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 적색, 녹색 방전셀에 대응되는 그루브들의 크기가 상기 청색 방전셀에 대응되는 그루브들의 크기 보다 더 작게 형성될 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 적색, 녹색 방전셀에 대응되는 그루브들의 크기는 100 ㎛ 이하일 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 청색 방전셀에 대응되는 그루브들의 크기는 100 ㎛ 이상인 것이 바람직하다.
본 발명에 있어서, 상기 제1유전체층은 Bi계열을 포함할 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 제1유전체층은 Bi2O3를 포함할 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 전면유전체층은 Bi2O3, B2O3 및 ZnO를 포함할 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 유지전극쌍들과 교차하며, 상기 제2기판 상에 배치되어 있는 어드레스전극들; 상기 어드레스전극들을 덮는 제2유전체층; 및 상기 방전셀들 내에 배치되는 형광체층들을 더 포함하는 것이 바람직하다.
도 1에 일반적인 3전극 면방전 교류형 플라즈마 디스플레이 패널(10)이 도시되어 있다. 도 1을 참조하면, 상기 플라즈마 디스플레이 패널(10)은 상판(50)과 이와 평행하게 결합되는 하판(60)을 구비한다. 상판(50)의 제1기판(11) 상에는 X전극(31)과 Y전극(32)이 쌍을 이루는 유지전극쌍(12)들이 배치되어 있고, 제1기판(11)을 대향하는 하판(60)의 제2기판(21) 상에는 어드레스전극(22)들이 Y전극(31)들 및 X전극(32)들과 교차하도록 배치되어 있다. Y전극(32)과 X전극(31) 각각은 투명전극(32a, 31a) 및 버스전극(32b, 31b)을 구비한다. 이렇게 배치된 한 쌍의 Y전극(31) 및 X전극(32)과, 이와 교차하는 어드레스전극(22)에 의하여 이루어지는 공간이 단위 방전셀(cell)을 형성하게 된다. 이렇게 제1기판(11)과 제2기판(21)의 각 면에는 각 전극들을 매립하도록 각각 제1유전체층(15) 및 제2유전체층(25)이 각각 형성되어 있다. 제1유전체층(15) 상에는 통상 MgO로 된 보호층(16)이 형성되며, 제2유전체층(25)의 전면에는 방전거리를 유지하고 방전셀 사이의 전 기적 광학적 크로스토크(cross-talk)를 방지하는 격벽(30)이 형성되어 있다. 이 격벽(30)의 양 측면과 격벽(30)이 형성되지 않은 제2유전체층(25)의 전면에는 형광체층(26)들이 도포되어 있다.
상기와 같은 플라즈마 디스플레이 패널(10)에 있어서, X전극(31)과 Y전극(32) 사이의 거리(GAP)가 증가함에 따라서, 상기 어드레스전극(22)으로부터 상기 X전극(31) 및 Y전극(32)에 이르는 거리가, 상기 X전극(31)과 Y전극(32) 사이의 거리(GAP)에 가까워진다. 따라서, 방전이 개시되고 유지되는 동안, 상기 3전극(31, 32, 22)들 사이의 확산 방전의 형태가 되기 때문에, 방전이 상판(50)뿐만 아니라 하판(60)까지 확대되어, 발광효율이 향상하게 되는 것이다. 따라서, 발광효율을 높이기 위해서는 X전극(31)과 Y전극(32) 사이의 거리(GAP)를 증가시켜야 하지만, X전극(31)과 Y전극(32) 사이의 거리(GAP)가 증가함에 따라, 구동전압도 증가되어야만 하는 문제점이 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 관한 플라즈마 디스플레이 패널의 분리 사시도 이고, 도 3은 도 2의 Ⅲ-Ⅲ선에 따라 취한 단면도이며, 도 4는 도 2에 도시된 방전셀들, 전극들 및 제1,2그루브들의 배치위치를 알려주는 배치도 이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 상기 플라즈마 디스플레이 패널(100)은 크게 상판(150)과 이와 평행하게 결합되는 하판(160)을 구비한다. 상기 상판(150)은 제1기판(111), 제1유전체층(115), 유지전극쌍(112)들 및 보호층(116)을 구비하고, 하판(160)은 제2기판(121), 어드레스전극(122)들, 제2유전체층(125), 격벽(130) 및 형광체층(126)들을 구비한다.
상기 제1기판(111)과 제2기판(121)은 서로 소정의 간격으로 이격되어 배치되며, 그것들 사이에 방전이 발생되는 방전공간을 한정한다. 상기 제1기판(111) 및 제2기판(121)은 가시광 투과율이 우수한 유리를 이용하여 형성되는 것이 바람직하다. 하지만, 명실 콘트라스트의 향상을 위하여, 상기 제1기판(111) 및/또는 제2기판(121)이 착색될 수도 있다.
상기 제1기판(111)과 제2기판(121) 사이에는 상기 격벽(130)이 배치되어 있는데, 보다 상세하게는 상기 격벽(130)은 상기 제2유전체층(125) 상에 배치되어 있다. 이러한 격벽(130)은 방전공간을 복수개의 적색(180R), 녹색(180G), 청색 방전셀(180B)들로 구획하며, 방전셀(180)들 사이의 광학적/전기적 크로스토크를 방지하는 기능을 수행한다.
도 2를 참조하면, 상기 격벽(130)이 직사각형의 횡단면을 가지는 매트릭스 배열의 방전셀(180)들을 구획하는 것으로 도시되어 있다. 상기 격벽(130)은 상기 유지전극쌍(112)들과 실질적으로 평행하게 배치되는 제1격벽부(130a)들과, 상기 제1격벽부들을 연결하는 제2격벽부(130b)들을 포함한다. 따라서, 각 방전셀(180)은 대향하는 한 쌍의 제1격벽부(130a)들 및 대향하는 한 쌍의 제2격벽부(130b)들에 의하여 둘러싸이는 바, 상기 격벽(130)은 전체적으로 폐쇄형 구조를 가진다. 하지만, 본 발명은 이에 한정되지 않고, 상기 격벽(130)은 방전셀(180)들이 삼각형, 오각형 등의 다각형, 또는 원형, 타원형 등의 횡단면을 가지도록 폐쇄형으로 형성될 수도 있으며, 스트라이프 등과 같은 개방형으로 형성될 수도 있다. 또한, 격벽(130)은 방전셀(180)들을 와플이나 델타 배열로 구획할 수도 있다.
각 방전셀(180)은 상기 유지전극쌍(112)들이 연장되는 방향으로 단변(B)을 가지며, 상기 유지전극쌍들에 수직 방향으로 장변(A)을 가진다. 상기 방전셀(180)의 장변(A) 및 단변(B)은, 상기 격벽(130)의 최상면에 의하여 한정되는 방전셀(180)의 장변(A) 및 단변(B)으로 정의된다.
상기 제2기판(121)을 대향하는 제1기판(111) 상에는 상기 유지전극쌍(112)들이 배치되어 있다. 각 유지전극쌍(112)은 유지 방전을 일으키기 위하여 제1기판(111)의 배면에 형성된 한 쌍의 유지전극들(131,132)을 의미하고, 제1기판(111) 상에는 이러한 유지전극쌍(112)들이 소정의 간격으로 서로 이격되어 평행하게 배열되어 있다.
상기 유지전극쌍(112)의 일 유지전극은 X전극(131)으로서, 공통전극의 작용을 하고, 다른 유지전극은 Y전극(132)으로서 주사전극의 작용을 한다. 본 실시예에서는, 유지전극쌍(112)들이 제1기판(111) 상에 직접적으로 배치되지만, 유지전극쌍(112)들의 배치 위치는 이에 한정되지 않는다. 예를 들면, 유지전극쌍(112)들은 제1기판(111)으로부터 제2기판(121)을 향하는 방향으로 소정의 간격으로 이격되어 배치될 수 있다.
상기 제1기판(111) 상에는 유지전극쌍(112)들을 매립하도록 제1유전체층(115)이 형성되어 있다. 상기 제1유전체층(115)은, 인접한 X전극(131)들과 Y전극(132)들이 서로 통전되는 것을 방지함과 동시에, 하전입자들 또는 전자가 X전극(131)들과 Y전극(132)들에 직접 충돌하여 X전극(131)들과 Y전극(132)들을 손상시키는 것을 방지한다. 또한, 제1유전체층(115)은 전하를 유도하는 기능을 수행한 다.
도 3을 참조하면, 상기 제1유전체층(115)에는 제1그루브(145)들 및 제2그루브(146)들이 형성되어 있다. 상기 제1그루브(145)들 및 제2그루브(146)들은 제1유전체층(115)의 소정의 깊이까지 형성되며, 상기 제1그루브(145)들 및 제2그루브(146)들의 깊이는, 플라즈마 방전에 따른 제1유전체층의(115) 파손 가능성, 벽전하의 배치, 방전전압의 크기 등을 고려하여 결정된다.
도 3a에는 적색 및 녹색 방전셀(180R,180G)에 대응하도록 형성된 제1그루브(145) 및 제2그루브(146)가 도시되어 있고, 도 3b에는 청색 방전셀(180B)에 대응하도록 형성된 제1그루브(145) 및 제2그루브(146)가 도시되어 있다. 도 3a 및 도 3b를 참조하면, 제1그루브(145) 및 제2그루브(146) 사이의 거리(L)은 일정한 반면, 적색 및 녹색 방전셀(180R,180G)에 대응하도록 형성된 제1그루브(145) 및 제2그루브(146)의 크기 W1이, 청색 방전셀(180B)에 대응하도록 형성된 제1그루브(145) 및 제2그루브(146)의 크기 W2 보다 작음을 알 수 있다. 이에 대한 내용은 하기에 설명하도록 한다.
도 4를 참조하면, X전극(131) 및 Y전극(132)의 각각은 투명전극(131a,132a)들 및 버스전극(131b, 132b)을 포함한다. 상기 투명전극(131a,132a)은 방전을 일으킬 수 있는 도전체이면서 상기 형광체층(126)로부터 방출되는 빛이 상기 제1기판(111)으로 나아가는 것을 방해하지 않는 투명한 재료로 형성되는데, 이와 같은 재료로서는 ITO(indium tin oxide) 등이 있다. 그러나 상기 ITO으로 형성된 투명전극은 길이방향으로의 전압강하가 커서 구동전력이 많이 소비되고 응답속도가 늦 어진다. 이를 개선하기 위하여, 상기 투명전극 상에는 금속재질로 이루어지고 좁은 폭으로 형성되는 버스전극(131b,132b)이 배치된다. 상기 버스전극은 Ag, Al 또는 Cu와 같은 금속을 이용하여 단층 구조로 형성될 수 있지만, 다층 구조를 가지도록 형성될 수도 있다. 이러한 투명전극 및 버스전극들은 포토에칭법, 포토리소그라피법 등을 이용하여 형성한다.
도 4를 참조하여 상기 X전극(131) 및 Y전극(132)의 형상 및 배치를 상세하게 살펴보면, 버스전극들(131b,132b)은 단위 방전셀(180)에서 소정의 간격으로 이격되어 평행하게 배치되며, 일 방향을 따라 배치되어 있는 방전셀(180)들을 가로질러 연장된다. 특히, 상기 버스전극들(131b,132b)은 상기 제1격벽부(130a)들로부터 상기 방전셀(180)의 중심방향으로 소정의 간격으로 이격되도록 배치되어 있다.
전술한 바와 같이, 각 버스전극(131b,132b)에는 투명전극(131a,132a)들이 전기적으로 접속되는데, 직사각형의 투명전극(131a,132a)들은 각 방전셀(180)마다 불연속적으로 배치된다. 이러한 투명전극(131a,132a)의 일 측은 버스전극(131b,132b)에 연결되고, 타 측은 방전셀(180)의 중심 방향으로 향하도록 배치된다.
또한 제1유전체(115)에 방전셀(180)마다 대응하여 형성된 제1그루브(145) 및 제2그루브(146)들로 인하여 제1유전체층(115)의 두께가 감소되기 때문에, 전방으로의 가시광 투과율이 향상된다. 본 실시 예에서 제1그루브(145)들 및 제2그루브(146)들은 실질적으로 정사각형의 횡단면을 가지도록 형성되어 있으나, 이에 한정되지 않고 다양한 형상을 가지도록 형성될 수 있다. 그리고, 상기 X전극(131)과 Y전극(132)의 가상의 대칭면(C-C)에 대하여, 상기 제1그루브(145) 및 제2그루브(146)는 대칭되도록 형성되어 있는 것이 바람직하다.
상기 제1그루브(145)는 X전극(131)의 제1 투명전극(131a)의 바깥쪽 일부분 및 제1버스전극(131b)의 일부분을 포함하면서 제1버스전극(131b)의 외부로 연장되도록 형성되어 있다. 또한, 상기 제2그루브(146)도 Y전극(132)의 제2투명전극(132a)의 바깥쪽 일부분 및 제2버스전극(132b)의 일부분을 포함하면서 제2버스전극(132b)의 외부로 연장되도록 형성되어 있다. 하지만, 상기 제1그루브(145)는 다양한 위치에 형성될 수 있다. 즉, 상기 제1그루브(145)는 상기 제1투명전극(131a)만 대응되도록 형성되거나, 상기 제1버스전극(131b)의 일부분만 대응되도록 형성되거나, 상기 X전극(131)에 대응되지 않은 영역에 형성될 수도 있다. 또한, 제2그루브(146)도 다양한 위치에 형성될 수도 있다.
상기 제1그루브(145)들 및 제2그루브(145)들은 다양한 방법으로 형성될 수 있다. 예를 들면, 상기 제1기판(111) 상에 유전체를 도포한 후, 에칭하여 형성할 수 있다. 이러한 방법은 비용도 절감되고, 공정이 단순하여 바람직하다. 그런데, 일반적으로 플라즈마 디스플레이 패널에 이용되는 유전체는 Pb계열을 포함하는 PbO-B2O3-SiO2 (lead borosilicate) 조성물이다. 상기 유전체는 유전율과 열팽창 계수 및 버스전극과의 반응성을 제어하기 위하여, SiO2 성분을 적정 수준 이상으로 포함하게 된다. 그런데, 상기 유전체는 Pb를 포함하기 때문에, 인체에 유해한 단점을 가진다. 이러한 문제점을 해결하기 위하여, 상기 제1유전체층(115)은 Bi계열 을 포함하여 형성되며, 상기 Bi계열은 Bi2O3를 포함하는 것이 바람직하다. 따라서, 상기 제1유전체층(115)은 Bi2O3-B2O3-ZnO을 포함하여 형성되는 것이 더욱 바람직하다.
상기 제1유전체층(115)은 상기 보호층(116)에 의하여 덮여 있다. 보호층(116)은, 방전시 하전입자와 전자가 제1유전체층(115)에 충돌하여 제1유전체층(115)이 손상되는 것을 방지한다. 또한, 보호층(116)은 방전시 2차전자를 다량으로 방출하여, 플라즈마 방전을 원활하게 한다. 이러한 기능을 수행하는 보호층(116)은 2차전자 방출 계수가 높고, 가시광 투과율이 높은 물질을 이용하여 형성한다. 상기 보호층(116)은 제1유전체층(115)이 형성된 후에, 주로 스퍼터링, 전자빔 증착법으로 박막으로 형성된다.
상기 제1기판(111)을 대향하는 제2기판(121) 상에는 어드레스전극(122)들이 배치되어 있다. 어드레스전극(122)들은 X전극(131)들 및 Y전극(132)들과 교차하도록 방전셀(180)들을 가로질러 연장된다.
상기 어드레스전극(122)들은 X전극(131)과 Y전극(132) 간의 유지방전을 보다 용이하게 하기 위한 어드레스방전을 일으키기 위한 것으로서, 보다 구체적으로는 유지방전이 일어나기 위한 전압을 낮추는 역할을 한다. 어드레스방전은 Y전극(132)과 어드레스전극(132) 간에 일어나는 방전이다.
상기 제2기판(121) 상에는 어드레스전극(122)을 매립하도록 제2유전체층(125)이 형성되어 있다. 제2유전체층(125)은 방전 시 하전입자 또는 전자가 어드 레스전극(122)들에 충돌하여 어드레스전극(122)들을 손상시키는 것을 방지하면서도 전하를 유도할 수 있는 유전체로서 형성되는데, 이와 같은 유전체로서는 Bi2O3-B2O3-ZnO 조성물이 있다.
상기 제2유전체층(125) 상에 형성된 격벽(130)의 양 측면과 격벽(130)이 형성되지 않은 제2유전체층(125)의 전면에는 적색, 녹색, 청색발광 형광체층(126)들이 배치되어 있다. 형광체층(126)들은 자외선을 받아 가시광선을 발생하는 성분을 가지는데, 적색발광 방전셀(180R)에 형성된 형광체층(126R)은 Y(V,P)O4:Eu 등과 같은 형광체를 포함하고, 녹색발광 방전셀(180G)에 형성된 형광체층(126G)은 Zn2SiO4:Mn, YBO3:Tb 등과 같은 형광체를 포함하며, 청색발광 방전셀(180B)에 형성된 형광체층(126B)은 BAM:Eu 등과 같은 형광체를 포함한다.
또한, 상기 방전셀(180)들에는 네온(Ne), 크세논(Xe) 등이 혼합된 방전 가스가 채워지며, 상기와 같이 방전 가스가 채워진 상태에서, 제1 및 제2기판(111,121)의 가장 가장자리에 형성된 프릿트 글라스(frit glass)와 같은 밀봉 부재에 의해 제1 및 제2기판(111,121)이 서로 봉합되어 결합되어진다.
형광체층(126)의 발광에 있어 휘도 특성이 각 화소간 동일하지 않으며, 일반적으로 청색 형광체층(126B)의 발광 휘도가 적색 형광체층(126R) 및 녹색 형광체층(126G) 보다 더 낮다. 특히 청색 형광체층(126B)의 특성은 색 온도가 높은 색을 발광하기 때문에 청색 형광체(126B)에 대한 휘도비 저하는 패널 전체의 색온도 저하를 초래하게 된다. 따라서 발광 휘도를 높이고 적정 색 온도를 유지하기 위해서 청색 형광체(126B)에 대한 휘도 상승 보완이 필요하다.
이를 위해, 각 방전셀(180)들에 대응하도록 형성된 제1그루브(145) 및 제2그루브(146)의 거리(L)를 일정하게 한 상태에서 제1 및 제2 그루브(145,146)의 크기(W1,W2)를 다르게 형성한다.
도 5에는 제1그루브 및 제2그루브 사이의 거리(L) 및 그 크기(W)를 변화시키면서 자외선 변환 효율을 시뮬레이션한 결과 그래프가 도시되어 있다. 먼저, 상기 시뮬레이션에서, X전극(131) 및 Y전극(132) 사이의 간격(S)은 110㎛이고, X전극(131)과 Y전극(132) 각각의 폭은 155㎛로 모델링되었다. 비교를 위하여, 도 9에는 제1유전체층(115)에 그루브가 없는 일반적인 플라즈마 디스플레이 패널의 진공자외선 변화효율을 참고값(reference value)으로 나타내었다. 상기 제1그루브(145) 및 제2그루브(146)의 거리(L)가 X전극 및 Y전극 사이의 간격(S)과 같은 110㎛에서 시작하여, 상기 제1그루브(145) 및 제2그루브(146)의 거리(L)가 상기 X전극 및 Y전극의 바깥쪽 단부들 사이의 간격인 420㎛일 때까지 총 8번 상기 제1그루브(145) 및 제2그루브(146)의 거리(L)를 변화시켜 시뮬레이션되었으며, 결과들은 사각형의 마크로 표현되어 있다. 그리고, 도 5에 도시된 곡선(f)은 상기 시뮬레이션 결과들을 토대로 곡선 핏팅(curve fitting)한 결과이다.
시뮬레이션 결과, 상기 제1그루브(145) 및 제2그루브(146)의 거리(L)가 증가함에 따라서 진공자외선 변화효율도 증가하다가, 제1그루브 및 제2그루브의 거리가 약 270㎛ 내지 300에서 최대값을 가지고, 그 후에 다시 감소되는 경향을 가짐을 볼 수 있다. 상기 제1그루브(145) 및 제2그루브(146)의 거리(L)가 250㎛로 유지한 상 태에서 적색 및 녹색 방전셀(180R,G)들에 대응하도록 형성된 제1그루브(145) 및 제2그루브(146)의 크기(W1)이 100㎛ 이하로 유지되고, 청색 방전셀(180B)에 대응하도록 형성된 제1그루브(145) 및 제2그루브(146)의 크기(W2)이 100㎛ 이상으로 유지될 때 진공 자외선 발광 효율이 적정하게 향상됨을 보여주고 있다.
따라서, 상기 제1그루브(145) 및 제2그루브(146)가 진공자외선 변화효율의 향상에 기여한다는 것을 확인할 수 있다. 더욱이 각 방전셀(180)들에 대응하도록 형성된 제1그루브(145) 및 제2그루브(146)의 거리(L)를 일정하게 한 상태에서 적색 및 녹색 방전셀(180R,180G)에 대응하도록 형성된 제1그루브(145) 및 제2그루브(146)의 크기 W1이, 청색 방전셀(180B)에 대응하도록 형성된 제1그루브(145) 및 제2그루브(146)의 크기 W2 보다 작도록 형성함으로써, 청색 방전셀(180B)에서 휘도비 상승에 따른 색온도 향상되고, 진공자외선 변환효율이 증가하면, 진공 자외선의 양이 증가하기 때문에, 발광 효율이 향상된다.
상술한 바와 같이 구성된 본 발명에 따른 플라즈마 패널(100)의 작동을 설명하면 다음과 같다.
플라즈마 디스플레이 패널(100)에서 발생되는 플라즈마 방전은 크게 어드레스 방전과 유지 방전으로 나뉜다. 어드레스 방전은 어드레스전극(122)과 Y전극(132) 간에 어드레스방전 전압이 인가됨으로써 일어나고, 이 어드레스방전의 결과로 유지방전이 일어날 방전셀(180)이 선택된다.
그 후 상기 선택된 방전셀(180)의 X전극(131)과 Y전극(132) 사이에 유지전압이 인가된다. 이 때, 제1유전체층(115)에 형성된 제1,2,그루브(145, 146)에 전계 가 집중되어 방전 전압이 감소된다. 왜냐하면, X전극(131)과 Y전극(132) 사이의 방전경로가 감소되고, 이 부분에 전기장이 강하게 발생되어 전계가 집중되며, 전하, 하전입자, 여기종 등의 밀도가 높기 때문이다.
유지 방전 시에 여기된 방전가스의 에너지 준위가 낮아지면서 자외선이 방출된다. 그리고 이 자외선이 방전셀(180) 내에 도포된 형광체층(126)을 여기시키는데, 이 여기된 형광체층(126)의 에너지준위가 낮아지면서 가시광이 방출되며, 이 가시광이 제1유전체층(115)과 제1기판(111)을 투과하여 출사되면서 사용자가 인식할 수 있는 화상을 형성하게 된다.
이하에서는 제1그루브(145) 및 제2그루브(146)에 의한 발광 효율의 상승을 상세하게 설명하도록 한다.
일반적인 플라즈마 디스플레이 패널에서는, X전극(31)과 Y전극(32) 사이에서 시작된 방전이 시간이 지남에 따라서 X전극(31) 및 Y전극(32)의 바깥쪽으로 확대되는 것을 볼 수 있다. 하지만, X전극(31) 및 Y전극(32)의 바깥쪽 부분에서의 전자밀도는 매우 낮기 때문에, 활발한 플라즈마 방전을 일으키기가 어렵게 된다. 따라서, 효율이 우수한 긴 방전 경로(path)를 효과적으로 활용하기 어렵다. 특히, 방전 경로가 짧아지면, 방전가스 중의 Xe의 여기종을 효율적으로 이용하기 어렵기 때문에, 발광 효율의 향상을 얻기가 어렵다.
그러나, 본원발명의 경우, 제1 및 제2그루브(145,146) 내에서의 전자 밀도가 매우 증가하여, 제1 및 제2그루브(145,146)가 형성된 제1유전체층(115) 내에서 전계가 집중된다. 또한, 효율이 우수한 긴 방전 경로로의 방전이 활발하게 발생되기 때문에, 발광 효율이 크게 증가된다.
또한, 제1 및 제2그루브(145,146)에 의하여, 확산에 관여하는 X전극(131) 및 Y전극(132) 사이의 전위차가 일반적인 플라즈마 디스플레이 패널의 X전극(31) 및 Y전극(32) 사이의 전위차보다 낮기 때문에, 양 끝단으로 확산하는데 유리하다. 따라서, 낮은 유지전압으로 방전경로를 최대화하여 발광효율을 향상시킬 수 있다.
그리고, 제1그루브(145) 및 제2그루브(146)의 거리(L)를 일정하게 유지한 상태에서 적색 및 녹색 방전셀(180R,G)들에 대응하도록 형성된 제1그루브(145) 및 제2그루브(146)의 크기(W1)를 청색 방전셀(180B)에 대응하도록 형성된 제1그루브(145) 및 제2그루브(146)의 크기(W2) 보다 더 작게 형성하여 청색 방전셀(180B)에 서 휘도비 상승에 따른 색온도를 향상시킬 수 있다.
본 발명에 관한 플라즈마 디스플레이 패널은 구동 전압이 감소하고, 방전효율이 크게 향상된다.
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.

Claims (11)

  1. 서로 대향하는 제1 기판 및 제2 기판;
    상기 제1 및 제2 기판 사이에 배치되고, 복수개의 적색, 녹색 및 청색 방전셀들을 구획하는 격벽;
    상기 제2 기판을 대향하는 상기 제1 기판 상에 서로 이격되어 배치되며, 각각 X전극 및 Y전극을 포함하는 유지전극쌍들; 및
    상기 유지전극쌍들을 덮고 있으며, 상기 각 방전셀들마다 적어도 2개가 대응되도록 그루브(groove)들이 형성되고, 상기 적색, 녹색, 청색 방전셀들에 대응되는 그루브 사이의 거리는 일정하며, 상기 적색, 녹색, 청색 방전셀에 대응되는 그루브들의 크기가 상기 청색 방전셀에 대응되는 그루브들의 크기 보다 더 작게 형성되어 있는 제1유전체층을 포함하는 플라즈마 디스플레이 패널.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 각 방전셀마다 2개의 그루브들이 형성되어 있고,
    상기 2개의 그루브들은 상기 X전극 및 상기 Y전극에 각각 대응되도록 배치되어 있는 플라즈마 디스플레이 패널.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 X전극 및 상기 Y전극은 각각 버스전극 및 상기 버스전극 상에 형성되어 있는 투명전극을 포함하며,
    상기 그루브들은 상기 투명전극 바깥쪽 일부분 및 상기 버스전극의 일부분을 포함하면서 상기 버스전극의 외부로 연장되도록 형성되어 있는 플라즈마 디스플레이 패널.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 적색, 녹색, 청색 방전셀들에 대응되는 그루브 사이의 거리는 250 ㎛인 플라즈마 디스플레이 패널.
  5. 삭제
  6. 제5항에 있어서,
    상기 적색, 녹색 방전셀에 대응되는 그루브들의 크기는 100 ㎛ 이하인 플라즈마 디스플레이 패널.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 청색 방전셀에 대응되는 그루브들의 크기는 100 ㎛ 이상인 플라즈마 디스플레이 패널.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 제1유전체층은 Bi계열을 포함하는 플라즈마 디스플레이 패널.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 제1유전체층은 Bi2O3를 포함하는 플라즈마 디스플레이 패널.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 제1유전체층은 Bi2O3, B2O3 및 ZnO를 포함하는 플라즈마 디스플레이 패널.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 유지전극쌍들과 교차하며, 상기 제2기판 상에 배치되어 있는 어드레스전극들;
    상기 어드레스전극을 덮는 제2유전체층; 및
    상기 방전셀들 내에 배치되는 형광체층들을 더 포함하는 플라즈마 디스플레이 패널.
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