KR100787424B1 - 플라즈마 디스플레이 패널 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 저전압 구동이 가능하고 광취출율이 향상되면서도 방전 안정성 및 높은 방전 효율이 확보된 플라즈마 디스플레이 패널을 위하여, 제 1 기판과, 상기 제 1 기판에 대향되는 제 2 기판과, 상기 제 1 기판과 상기 제 2 기판 사이에 배치되고 상기 제 1 기판 및 상기 제 2 기판과 함께 방전셀들을 한정하는 격벽과, 상기 각 방전셀에 대응하도록 일 방향으로 배치되고 상호 이격되어 배치되는 제 1 방전 전극과 제 2 방전 전극을 구비하는 복수개의 방전 전극쌍들과, 상기 각 방전셀에 대응하도록 상기 각 방전 전극쌍의 제 1 방전 전극과 제 2 방전 전극 사이에 배치되고, 상호 이격되며 그 이격된 거리가 상기 방전 전극쌍들이 연장된 방향을 따라 변하는 제 1 이그나이터 전극과 제 2 이그나이터 전극을 구비하는 복수개의 이그나이터 전극쌍들과, 상기 방전 전극쌍들과 교차하도록 배치되는 복수개의 어드레스 전극들과, 상기 방전셀 내에 배치되는 형광체층, 그리고 상기 방전셀 내에 있는 방전가스를 구비하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널을 제공한다.

Description

플라즈마 디스플레이 패널{Plasma display panel}
도 1은 종래의 플라즈마 디스플레이 패널을 개략적으로 도시하는 분해 사시도이다.
도 2는 도 1의 II-II 선을 따라 취한 단면을 개략적으로 도시하는 단면도이다.
도 3은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 플라즈마 디스플레이 패널을 개략적으로 도시하는 분해 사시도이다.
도 4는 도 3에 도시된 플라즈마 디스플레이 패널의 전극들의 배치구조를 개략적으로 도시하는 사시도이다.
도 5는 도 3에 도시된 플라즈마 디스플레이 패널의 전극들 및 격벽의 배치구조를 개략적으로 도시하는 평면도이다.
도 6은 도 3의 VI-VI 선을 따라 취한 단면을 개략적으로 도시하는 단면도이다.
도 7 내지 도 9는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 플라즈마 디스플레이 패널 내에서의 유지 방전이 일어나는 영역의 확산 순서를 개략적으로 도시하는 개념도들이다.
도 10은 도 5에 도시된 플라즈마 디스플레이 패널의 전극들 및 격벽의 배치 구조의 변형예를 개략적으로 도시하는 평면도이다.
도 11은 도 6에 도시된 플라즈마 디스플레이 패널의 변형예를 개략적으로 도시하는 단면도이다.
도 12는 도 3에 도시된 플라즈마 디스플레이 패널의 변형예를 개략적으로 도시하는 평면도이다.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
200: 플라즈마 디스플레이 패널 211: 제 1 기판
212: 제 1 방전 전극 213: 제 2 방전 전극
214: 방전 전극쌍 215: 제 1 유전체층
216: 보호막 222: 어드레스 전극
223: 제 2 유전체층 224: 격벽
232: 제 1 이그나이터 전극 233: 제 2 이그나이터 전극
234: 이그나이터 전극쌍
본 발명은 플라즈마 디스플레이 패널에 관한 것으로서, 더 상세하게는 저전압 구동이 가능하고 광취출율이 향상되면서도 방전 안정성 및 높은 방전 효율이 확보된 플라즈마 디스플레이 패널에 관한 것이다.
일반적으로 플라즈마 디스플레이 패널(Plasma display panel)은 기체방전으 로 생성된 자외선으로 형광체를 여기시켜 소정의 영상을 구현하는 평판 디스플레이 패널로서, 박형화가 가능하고 고해상도의 대화면 구성이 가능하여 차세대 박형 평판 디스플레이 패널로서 각광받고 있다. 이러한 플라즈마 디스플레이 패널의 광취출율을 높이기 위해서는, 패널 내부의 방전가스를 여기시키기 위한 유지 방전이 일어나는 공간의 체적이 커야 한다는 것, 형광체층의 표면적이 넓어야 한다는 것, 그리고 형광체층으로부터 방출되는 가시광선을 방해하는 구성요소가 적어야 한다는 것 등의 조건을 만족시켜야 된다.
도 1에는 종래의 플라즈마 디스플레이 패널의 일 예가 도시되어 있으며, 도 2에는 도 1의 II-II선을 따라 취한 단면이 도시되어 있다. 이 플라즈마 디스플레이 패널(100)은 서로 대향된 제 1 기판(111)과 제 2 기판(121)을 구비한다. 상기 제 1 기판의 상기 제 2 기판 방향의 면(111a) 상에는 방전 전극쌍(114)들이 배치되고, 상기 방전 전극쌍들을 덮는 제 1 유전체층(115) 및 상기 제 1 유전체층(115)을 덮는 보호층(116)이 구비된다. 상기 방전 전극쌍은 X전극(112)과 Y전극(113)을 구비하며, 상기 X전극(112)과 상기 Y전극(113)은 각각 투명전극(112b, 113b)과 버스전극(112a, 113a)을 구비한다. 상기 제 1 기판(111)에 대향된 제 2 기판(121)의 상기 제 1 기판 방향의 면(121a) 상에는 서로 평행하게 배치된 어드레스 전극(122)들이 구비되고, 상기 어드레스 전극들을 덮는 제 2 유전체층(123), 상기 제 2 유전체층(123) 상에 형성된 격벽(124)들, 그리고 상기 제 2 유전체층(123)의 상기 제 1 기판(111) 방향의 면과 격벽(124)의 측면에 형성된 형광체층(125)이 구비된다.
그러나 이러한 종래의 플라즈마 디스플레이 패널(100)의 경우에는, 유지 방 전이 제 1 기판(111)의 하면에만 배치된 X전극(112)과 Y전극(113) 사이의 공간에서만 일어나므로 유지 방전이 일어나는 공간의 체적이 작고, 또한 형광체층(125)으로부터 방출되는 가시광선의 일부가 투명전극(112b, 113b) 및 버스전극(112a, 113a) 등에 의하여 흡수 및/또는 반사되므로, 제 1 기판(111)을 통과하는 가시광선의 양은 형광체층에서 방출된 가시광선의 양에 비해 크게 작아 발광효율이 현저히 떨어진다는 문제점이 있었다. 또한, 유지 방전이 일어나는 공간의 체적을 크게 하고 발생된 광의 취출을 방해하는 요소를 줄이기 위해 X전극(112)과 Y전극(113) 사이의 거리를 크게 할 경우에는, 구동 전압이 상승한다는 문제점이 있었다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 포함하여 여러 문제점들을 해결하기 위한 것으로서, 저전압 구동이 가능하고 광취출율이 향상되면서도 방전 안정성 및 높은 방전 효율이 확보된 플라즈마 디스플레이 패널을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기와 같은 목적 및 그 밖의 여러 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은,
제 1 기판과,
상기 제 1 기판에 대향되는 제 2 기판과,
상기 제 1 기판과 상기 제 2 기판 사이에 배치되고, 상기 제 1 기판 및 상기 제 2 기판과 함께 방전셀들을 한정하는 격벽과,
상기 각 방전셀에 대응하도록 일 방향으로 배치되고, 상호 이격되어 배치되는 제 1 방전 전극과 제 2 방전 전극을 구비하는 복수개의 방전 전극쌍들과,
상기 각 방전셀에 대응하도록 상기 각 방전 전극쌍의 제 1 방전 전극과 제 2 방전 전극 사이에 배치되고, 상호 이격되며 그 이격된 거리가 상기 방전 전극쌍들이 연장된 방향을 따라 변하는 제 1 이그나이터 전극과 제 2 이그나이터 전극을 구비하는 복수개의 이그나이터 전극쌍들;
상기 방전 전극쌍들과 교차하도록 배치되는 복수개의 어드레스 전극들과,
상기 방전셀 내에 배치되는 형광체층, 그리고
상기 방전셀 내에 있는 방전가스를 구비하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널을 제공한다.
이러한 본 발명의 다른 특징에 의하면, 상기 제 1 이그나이터 전극은 상기 제 1 방전 전극과 전기적으로 연결되며, 상기 제 2 이그나이터 전극은 상기 제 2 방전 전극과 전기적으로 연결되는 것으로 할 수 있다.
본 발명의 또 다른 특징에 의하면, 상기 각 방전셀 내의 제 1 이그나이터 전극과 제 2 이그나이터 전극의 상호 이격된 거리는 상기 방전셀의 중앙부에서 상기 방전셀의 가장자리 방향으로 갈수록 멀어지는 것으로 할 수 있다.
본 발명의 또 다른 특징에 의하면, 상기 각 방전셀 내의 제 1 이그나이터 전극과 제 2 이그나이터 전극의 상호 이격된 거리는 상기 방전셀의 중앙부에서 상기 방전셀의 가장자리 방향으로 갈수록 가까워지는 것으로 할 수 있다.
본 발명의 또 다른 특징에 의하면, 상기 방전 전극쌍들은 상기 제 1 기판의 상기 제 2 기판 방향의 면 상에 배치되는 것으로 할 수 있다.
본 발명의 또 다른 특징에 의하면, 상기 방전 전극쌍들을 덮는 제 1 유전체 층을 더 구비하는 것으로 할 수 있다.
본 발명의 또 다른 특징에 의하면, 상기 제 1 유전체층의 적어도 일부를 덮는 보호막을 더 구비하는 것으로 할 수 있다.
본 발명의 또 다른 특징에 의하면, 상기 각 방전 전극쌍의 제 1 방전 전극은 상기 이그나이터 전극쌍 방향으로 돌출된 적어도 하나의 제 1 돌출부를 구비하는 것으로 할 수 있다.
본 발명의 또 다른 특징에 의하면, 상기 제 1 돌출부의 단면적은 상기 이그나이터 전극쌍 쪽으로 갈수록 넓어지는 것으로 할 수 있다.
본 발명의 또 다른 특징에 의하면, 상기 각 방전 전극쌍의 제 2 방전 전극은 상기 이그나이터 전극쌍 방향으로 돌출된 적어도 하나의 제 2 돌출부를 구비하는 것으로 할 수 있다.
본 발명의 또 다른 특징에 의하면, 상기 제 2 돌출부의 단면적은 상기 이그나이터 전극쌍 쪽으로 갈수록 넓어지는 것으로 할 수 있다.
본 발명의 또 다른 특징에 의하면, 상기 각 방전 전극쌍의 제 1 방전 전극 및 제 2 방전 전극은 각각 버스 전극을 더 구비하는 것으로 할 수 있다.
본 발명의 또 다른 특징에 의하면, 상기 버스 전극은 상기 격벽 상의 비방전 영역에 배치된 것으로 할 수 있다.
본 발명의 또 다른 특징에 의하면, 상기 어드레스 전극들은 상기 제 2 기판의 상기 제 1 기판 방향의 면 상에 배치되는 것으로 할 수 있다.
본 발명의 또 다른 특징에 의하면, 상기 어드레스 전극들을 덮는 제 2 유전 체층을 더 구비하는 것으로 할 수 있다.
본 발명의 또 다른 특징에 의하면, 상기 격벽은 각 방전셀을 둘러싸도록 형성되며, 각 방전셀은 이웃하는 방전셀들 중 적어도 하나의 방전셀과의 사이에 격벽에 의해 한정되는 비방전 공간을 구비하는 것으로 할 수 있다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 3은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 플라즈마 디스플레이 패널을 개략적으로 도시하는 분해 사시도이고, 도 4는 도 3에 도시된 플라즈마 디스플레이 패널의 전극들의 배치구조를 개략적으로 도시하는 사시도이며, 도 5는 도 3에 도시된 플라즈마 디스플레이 패널의 전극들 및 격벽의 배치구조를 개략적으로 도시하는 평면도이고, 도 6은 도 3의 VI-VI 선을 따라 취한 단면을 개략적으로 도시하는 단면도이다.
상기 도면들을 참조하면, 제 1 기판(211)과 제 2 기판(221)이 서로 대향되도록 배치된다. 상기 제 1 기판(211) 및 상기 제 2 기판(221)은 유리와 같은 투명한 재질로 형성될 수 있다. 그리고 상기 제 1 기판(211)과 상기 제 2 기판(221) 사이에 격벽(224)이 구비된다. 도 3에는 상기 제 2 기판(221)의 상기 제 1 기판(211) 방향의 면의 상부에만 격벽(224)이 구비되어 있는 것으로 도시되어 있으나, 상기 제 1 기판(211)의 상기 제 2 기판(221) 방향의 면의 상부에도 격벽이 구비될 수도 있는 등 다양한 변형이 가능함은 물론이다.
상기 격벽(224)은 상기 제 1 기판(211) 및 상기 제 2 기판(221)과 함께 가스 방전이 일어나는 방전셀(226, 도 6 참조)들을 한정한다. 이때, 도 3 에는 상기 격벽(224)이 격자 형태로 구비되어 상기 방전셀들을 한정하는 것으로 도시되어 있으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 즉, 상기 격벽(224)이 일 방향, 예컨대 도 3의 x방향으로의 스트라이프 형상으로 구비될 수도 있는 등 다양한 변형이 가능하다. 또한, 도 3에는 상기 방전셀들이 매트릭스 형태로 배치된 것으로 도시되어 있으나 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니고, 델타 형태로 배치될 수도 있는 등 다양한 변형이 가능함은 물론이다. 그리고 도 3 에는 각 방전셀의 횡단면이 사각형인 것으로 도시되었으나, 삼각형, 오각형 등의 다각형, 원형 또는 타원형 등으로의 다양한 변형이 가능하다. 이는 후술할 실시예들 또는 변형예들에 있어서도 동일하다.
상기와 같이 제 1 기판(211), 제 2 기판(221) 및 격벽(224)에 의해 한정되는 방전셀들에는 방전 전극쌍(214)들이 구비된다. 즉, 상기 플라즈마 디스플레이 패널(200)에는 상기 각 방전셀에 대응하도록 일 방향으로 연장되는 방전 전극쌍(214)들이 구비되는데, 도 3 내지 도 6에서는 상기 방전 전극쌍(214)들은 상기 y방향으로 연장되어 있다. 그리고 도 3 내지 도 6에서는 상기 방전 전극쌍(214)들은 상기 제 1 기판(211)의 상기 제 2 기판(221) 방향의 면 상에 배치되어 있으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.
이때 상기 각 방전 전극쌍(214)은 상호 이격되어 배치되는 제 1 방전 전극(212)과 제 2 방전 전극(213)을 구비할 수 있다. 도 3 내지 도 6에서는 상기 제 1 방전 전극(212)과 상기 제 2 방전 전극(213)은 y방향으로 연장되도록 배치되어 있 다. 상기 제 1 방전 전극(212)과 상기 제 2 방전 전극(213)은 유지 방전을 위한 전극들로서, 이 전극들 사이에서 플라즈마 디스플레이 패널의 화상을 구현하기 위한 유지 방전이 일어난다.
상기 제 1 방전 전극(212)과 제 2 방전 전극(213)은 알루미늄 또는 구리 등과 같은 도전성 금속으로 형성될 수도 있는데, 상기 플라즈마 디스플레이 패널(200) 내부에서 발생된 광이 상기 방전 전극쌍(214)이 구비된 방향으로 취출되는 경우, 즉 상기 제 1 기판(211)을 통해 외부로 취출되는 경우에는 상기 방전 전극쌍(214)이 투명하게 형성되는 것이 바람직하다. 이러한 투명 전극의 형성을 위해 ITO(Indium tin oxide) 등과 같은 투명한 물질을 사용할 수 있다.
이 경우, 상기 제 1 방전 전극(212) 및 상기 제 2 방전 전극(213)에는 필요에 따라 제 1 버스 전극(212a) 및 제 2 버스 전극(213a)이 각각 더 구비될 수 있다. 상기 제 1 방전 전극(212) 및 상기 제 2 방전 전극(213)의 투명한 부분들(212a, 212b, 213a, 213b)은 일반적으로 저항이 높기 때문에, 이러한 높은 저항에 의한 전압강하를 방지하기 위해 상기와 같은 버스 전극들(212a, 213a)이 더 구비되도록 하는 것이다. 따라서 상기 버스 전극들(212a, 213a)은 저항이 낮고 전기 전도도가 높은 은, 구리, 금 또는 알루미늄 등으로 형성될 수 있다. 또한, 상기 버스 전극들(212a, 213a)에 흑색 첨가제를 포함시키거나 상기 버스 전극들(212a, 213a)이 흑색 물질로 형성된 층을 포함하는 다층 구조를 갖도록 함으로써, 콘트라스트가 향상되도록 할 수도 있다.
상기 방전 전극들(212, 213)은 상기 플라즈마 디스플레이 패널(200)의 가장 자리에 배치된 연결 케이블에 접속되어 전원을 공급받는 바, 상기 버스 전극들(212a, 213a)만이 상기 연결 케이블에 접속되도록 할 수도 있는 등 다양한 변형이 가능하다.
한편, 도 3 내지 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 각 방전 전극쌍(214)의 제 1 방전 전극(212)과 제 2 방전 전극(213) 사이에는 이그나이터 전극쌍(234)이 구비된다. 물론 상기 이그나이터 전극쌍(234)은 각 방전셀(226, 도 6 참조)에 대응하도록 구비될 수 있다. 이때 상기 도면들에 도시된 바와 같이 상기 이그나이터 전극쌍(234)은 상기 일 방향, 즉 y방향으로 연장될 수도 있으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 이그나이터 전극쌍(234)은 제 1 이그나이터 전극(232)과 제 2 이그나이터 전극(233)을 구비한다. 상기 제 1 이그나이터 전극(232)과 상기 제 2 이그나이터 전극(233)은 상호 이격되며, 상기 일 방향, 즉 y방향을 따라 상호 이격된 거리가 변하도록 되어 있다. 도 3 내지 도 6에서는 상기 각 방전셀 내의 상기 제 1 이그나이터 전극(232)과 상기 제 2 이그나이터 전극(233)의 상호 이격된 거리가 상기 방전셀의 중앙부에서 가장 가깝고 상기 방전셀의 가장자리 방향으로 갈수록 멀어지도록 되어 있다. 물론 이와 달리 상기 각 방전셀 내의 제 1 이그나이터 전극과 제 2 이그나이터 전극의 상호 이격된 거리는 상기 방전셀의 중앙부에서 가장 멀고 상기 방전셀의 가장자리 방향으로 갈수록 가까워지도록 할 수 있다. 이하에서는 편의상 방전셀의 중앙부에서 상호 이격된 거리가 가장 가깝고고 상기 방전셀의 가장자리 방향으로 갈수록 멀어지도록 된 경우에 대해 설명한다.
이때, 상기 제 1 이그나이터 전극(232)은 상기 제 1 방전 전극(212)과 전기적으로 연결되고 상기 제 2 이그나이터 전극(233)은 상기 제 2 방전 전극(213)과 전기적으로 연결되도록 할 수 있다. 이러한 이그나이터 전극쌍(234)은 제 1 방전 전극(212)과 제 2 방전 전극(213) 사이에 배치됨으로써 방전 개시 전압을 낮추고 방전 효율을 향상시키며 방전 안정성 및 광취출율을 높이는 역할을 한다. 이에 대해서는 후술한다.
한편, 상기 각 방전 전극쌍(214)의 제 1 방전 전극(212)은 상기 이그나이터 전극쌍(234) 방향으로 돌출된 적어도 하나의 제 1 돌출부(212b)를 구비할 수 있으며, 마찬가지로 제 2 방전 전극(213)도 상기 이그나이터 전극쌍(234) 방향으로 돌출된 적어도 하나의 제 2 돌출부(213b)를 구비할 수 있다. 물론 도 3 내지 도 5에 도시된 것과 달리 상기 제 1 방전 전극(212) 및 상기 제 2 방전 전극(213)은 돌출부가 없는 스트라이프 타입일 수도 있다.
도 3 내지 도 5에 도시된 바와 같이 돌출부들이 구비될 경우, 상기 버스 전극들(212a, 213a)은 상기 돌출부들(212b, 213b)을 연결하는 라인들(212c, 213c) 상에 구비되도록 할 수도 있고, 이와 달리 상기 라인들(212c, 213c)이 구비되지 않고 상기 돌출부들(212b, 213b)만 구비되며 상기 돌출부들(212b, 213b)과 전기적으로 연결된 버스 전극들(212a, 213a)이 구비되도록 할 수도 있는 등 다양한 변형이 가능하다.
상기와 같은 방전 전극쌍(214)들 및 이그나이터 전극쌍(234)은 제 1 유전체층(215)으로 덮인다. 이는 각 방전 전극쌍(214)에 구비되는 제 1 방전 전극(212) 및 제 2 방전 전극(213)이 서로 직접 통전되는 것을 방지하고, 하전 입자가 상기 방전 전극들(212, 213)에 충돌함으로써 이들을 손상시키는 것을 방지하기 위함이다. 이와 같은 유전체로는 PbO, B2O3 및 SiO2 등이 있다. 상기 플라즈마 디스플레이 패널(200) 내부에서 발생된 광이 상기 제 1 기판(211)을 통해 외부로 취출되는 경우에는 상기 제 1 유전체층(215)은 투명한 물질로 형성되도록 할 수 있다.
이 경우, 적어도 상기 제 1 유전체층(215)의 일부 면은 보호막에 의하여 덮이는 것이 바람직하다. 도 3 및 도 6에서는, 상기 제 1 유전체층(215)의 전면이 보호막(216)에 의해 덮여있는 것으로 도시되어 있다. 상기 보호막(216)은 예컨대 MgO 등의 물질을 증착하여 형성한다. 이러한 보호막은 상기 제 1 유전체층(215)을 보호하는 역할 외에, 2차 전자를 방출하여 방전을 더욱 활성화시키는 역할도 한다.
한편, 도 3 내지 도 6에 도시된 본 실시예에 따른 플라즈마 디스플레이 패널(200)의 경우에는, 방전 전극쌍(214)들이 상기 일 방향, 즉 y방향으로 연장되고, 상기 방전 전극쌍(214)들과 교차하도록, 즉 x방향으로 연장된 어드레스 전극(222)들이 구비되어 있다. 이러한 전극 배치 구조는, 상기 제 1 방전 전극(212) 및 상기 제 2 방전 전극(213) 중 적어도 어느 하나의 전극과 상기 어드레스 전극(222) 간에 어드레스 방전이 일어나고, 그 후 상기 제 1 방전 전극(212)과 상기 제 2 방전 전극(213) 간에 유지 방전이 일어나도록 하기 위한 것이다.
이와 같이, 어드레스 방전과 유지 방전에 의하여 구동되는 플라즈마 디스플레이 패널의 각 방전셀에는 통상 X 전극과 Y 전극이라고 불리는 두 개의 방전 전극 들(하나의 방전 전극쌍) 외에 적어도 하나의 어드레스 전극이 더 구비될 수 있다. 어드레스 방전은 상기 Y 전극과 어드레스 전극 사이에 일어나는 방전인바, 본 실시예에 따른 플라즈마 디스플레이 패널의 경우와 같이 어드레스 전극(222)이 제 1 방전 전극(212)과 제 2 방전 전극(213)의 하측에 배치된 경우에는, 상기 제 1 방전 전극(212)과 상기 제 2 방전 전극(213) 중 어느 한 전극이 Y 전극이 되고 다른 전극이 X 전극이 된다. 이러한 어드레스 전극(222)도 도전성 금속으로 형성될 수 있다.
상기와 같은 어드레스 전극(222)들은 상기 제 2 기판(221)의 상기 제 1 기판(211) 방향의 면 상에 배치되도록 할 수 있으며, 이 경우 상기 어드레스 전극(222)들을 덮어서, 방전시 하전 입자가 상기 어드레스 전극(222)에 충돌하여 상기 어드레스 전극(222)을 손상시키는 것을 방지하는 유전체층(223)이 더 구비되도록 하는 것이 바람직하다. 상기 유전체층(223)은 하전 입자를 유도할 수 있는 유전체로서 형성되는 것이 바람직한 바, 이와 같은 유전체로서는 PbO, B2O3, SiO2 등이 있다.
한편, 상기 방전셀(226, 도 6 참조)의 내부, 보다 상세하게는 유전체층의 상면(223a)과 격벽의 측면(224a)에는 형광체층(225)이 구비된다. 상기 형광체층(225)은, 적색발광 형광체, 녹색발광 형광체 및 청색발광 형광체 중의 일 형광체와, 솔벤트 및 바인더가 혼합된 형광체 페이스트를 유전체층의 상면(223a)과 격벽의 측면(224a)에 도포한 후, 이를 건조 및 소성시킴으로써 형성된다. 상기 적색발광 형광체로서는 Y(V,P)O4:Eu 등이 있고, 녹색발광 형광체로서는 Zn2SiO4:Mn, YBO 3:Tb 등이 있으며, 청색발광 형광체로서는 BAM:Eu 등이 있다.
도 3 및 도 6 에는 상기 형광체층(225)이 유전체층의 상면(223a)과 격벽의 측면(224a)에 배치된 것으로 도시되었으나, 상기 형광체층은 후술하는 방전가스로부터 방출되는 자외선을 받아서 가시광선을 방출하므로, 그 위치가 유전체층의 상면(223a)과 격벽의 측면(224a)에 한정되는 것은 아니고, 방전셀(226) 내에 있으면 된다.
그리고 상기 방전셀(226)의 내부에는 방전가스가 충전되어 있다. 상기 방전가스는 예컨대 Xe이 5% 내지 15% 포함된 Ne-Xe 혼합가스인데, 필요에 따라서 Ne의 적어도 일부가 He으로 대체될 수도 있다. 물론 이 외의 가스를 사용할 수도 있음은 물론이다.
상기와 같은 구성을 갖는 본 발명의 일 실시예에 따른 플라즈마 디스플레이 패널의 작동을 간단히 설명하면 다음과 같다.
일반적으로 플라즈마 디스플레이 패널은, 각 방전 전극쌍의 어느 한 전극과 어드레스 전극 사이에 어드레스 방전 전압(Va)이 인가되어 어드레스 방전이 일어나고, 이러한 어드레스 방전에 의해 발광될 방전셀들이 선택되며, 그 후 선택된 방전셀들의 제 1 방전 전극과 제 2 방전 전극 사이의 유지 방전에 의해 광이 생성되는 일련의 과정을 통해 화상을 구현한다.
어드레스 방전을 통해 유지 방전이 일어날 방전셀이 선택된다는 것은, 상기 제 1 방전 전극 및 상기 제 2 방전 전극을 덮고 있는 제 1 유전체층의 보호막의 표면에 유지 방전이 일어날 수 있도록 벽전하가 축적된다는 의미이다. 예컨대 어드레 스 방전이 종료되었을 때 제 1 방전 전극에 인접한 영역에 양이온이 축적되고 제 2 방전 전극에 인접한 영역에 전자가 축적되는 것이다. 물론 이 반대의 전하가 축적될 수도 있다.
상기와 같은 어드레스 방전 후에 이루어지는 유지 방전은, 상기 제 1 방전 전극과 상기 제 2 방전 전극에, 각 방전 전극에 인접한 영역에 축적된 전하가 상기 방전셀 내로 이동하도록 전압을 각각 인가하여, 상기 각 방전 전극에 인접한 영역에 축적되어 있던 전하들이 서로 결합하여 원자가 되도록 하거나 방전셀 내의 방전 가스와 충돌하도록 하는 것이다. 이때 상기 제 1 방전 전극과 상기 제 2 방전 전극에 인가되는 전위의 차이를 유지 방전 전압(Vs)라 한다. 예컨대 어드레스 방전이 종료되었을 때 제 1 방전 전극에 인접한 영역에 양이온이 축적되고 제 2 방전 전극에 인접한 영역에 전자가 축적된 경우, 상기 제 1 방전 전극에 플러스 전압을 인가하고 상기 제 2 방전 전극에 마이너스 전압을 인가하면 상기 각 방전 전극에 인접한 영역에 축적되어 있던 전하들이 이동을 하게 되는 것이다. 이에 따라, 상기 제 1 방전 전극과 상기 제 2 방전 전극에 인접한 영역에는 어드레스 방전 직후와 반대되는 전하들이 축적되게 된다. 그 후에는 상기 제 1 방전 전극과 상기 제 2 방전 전극에 또 다시 반대 전위를 갖는 전압을 인가하여 상기 축적된 전하들을 다시 이동시킨다. 이와 같은 전하들의 이동이 유지 방전 기간동안 계속해서 이뤄진다.
이와 같이, 상기 선택된 방전셀의 제 1 방전 전극과 제 2 방전 전극 사이에 유지 방전 전압(Vs)이 인가되면, 상기 제 1 방전 전극과 상기 제 2 방전 전극에 인접한 영역에 쌓여 있던 전하들이 이동하면서 서로 결합하여 원자가 되거나 상기 방 전셀 내의 방전 가스와 충돌하여 새로운 전자와 이온을 생성하게 된다.
상기와 같은 과정을 통해 상기 방전 가스의 에너지 준위가 높아지는데, 방전 가스의 에너지 준위가 높은 에너지 준위로부터 낮은 에너지 준위로 천이하면서 방전가스로부터 자외선이 방출된다. 이 자외선은 방전셀 내에 배치된 형광체층에 포함된 형광체의 에너지 준위를 높이는데, 형광체의 에너지 준위가 높은 에너지 준위로부터 낮은 에너지 준위로 천이하면서 가시광선이 방출된다. 이렇게 각 방전셀들로부터 방출되는 가시광선에 의하여 화상이 구현된다.
이때, 상기 제 1 방전 전극과 상기 제 2 방전 전극 사이의 거리가 가까울수록 유지 방전을 위해 인가되는 전압을 낮춰 궁극적으로 소비전력을 낮출 수 있다. 그러나 상기 제 1 방전 전극과 상기 제 2 방전 전극 사이의 공간에서만 방전이 일어나므로, 상기 제 1 방전 전극과 상기 제 2 방전 전극의 거리가 가까울수록 유지 방전이 일어나는 공간의 체적이 작아지게 된다. 즉, 전하들의 이동 거리가 작아지게 되어 상기 방전셀 내의 방전 가스와 충돌하는 횟수 및 확률이 작아지게 되며, 결과적으로 생성되는 광량이 작아지게 되고 방전효율이 낮아지게 된다. 또한 상기 플라즈마 디스플레이 패널 내에서 생성된 광이 상기 제 1 방전 전극과 상기 제 2 방전 전극이 배치된 제 1 기판을 통해 외부로 취출될 경우에는, 상기 제 1 방전 전극 및 상기 제 2 방전 전극에 의한 광의 흡수 또는 반사 등으로 인하여 광취출율이 낮아질 수 있다.
따라서, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 플라즈마 디스플레이 장치(200)는 방전공간을 넓히고 광취출율을 높이기 위해 제 1 방전 전극(212)과 제 2 방전 전극(213) 사이의 거리가 멀어지도록 한다. 그리고 이로 인하여 유지 방전 전압이 상승되는 것을 방지하기 위해 각 방전 전극쌍(214)의 제 1 방전 전극(212)과 제 2 방전 전극(213) 사이에 이그나이터 전극쌍(234)이 구비되도록 한다.
즉, 먼저 제 1 이그나이터 전극(232) 및 제 2 이그나이터 전극(233) 중 어느 한 전극과 어드레스 전극(222), 그리고 제 1 방전 전극(212) 및 제 2 방전 전극(213) 중 어느 한 전극과 어드레스 전극(222) 사이에 각각 어드레스 전압을 인가하여 어드레스 방전을 일으키고, 이를 통해 유지 방전이 일어날 방전셀들이 선택되도록 한다.
그 후 상기 제 1 이그나이터 전극(232)과 상기 제 2 이그나이터 전극(233) 사이에서 유지 방전 전압을 인가하여 유지 방전이 개시되도록 한다. 이때, 상기 제 1 방전 전극(212)과 상기 제 2 방전 전극(213) 사이의 거리가 멀 경우에도 상기 이그나이터 전극쌍(234)의 제 1 이그나이터 전극(232)과 제 2 이그나이터 전극(233) 사이의 거리는 가깝기에, 상기 제 1 이그나이터 전극(232)과 상기 제 2 이그나이터 전극(233) 사이에서 유지 방전이 일어나도록 하기 위해 인가되는 전압을 낮출 수 있게 된다.
이러한 상기 제 1 이그나이터 전극(232)과 상기 제 2 이그나이터 전극(233) 사이에서 개시된 유지 방전이 점차 확산되어 상기 제 1 방전 전극(212)과 상기 제 2 방전 전극(213) 사이에서의 유지 방전으로 발전된다.
이 과정에 있어서, 상기 제 1 이그나이터 전극(232)과 상기 제 2 이그나이터 전극(233) 사이에서 개시된 유지 방전이 상기 제 1 방전 전극(212)과 상기 제 2 방 전 전극(213) 사이에서의 유지 방전으로 발전되어야만 효율적인 방전이 된다. 이와 달리 상기 제 1 방전 전극(212)과 상기 제 2 방전 전극(213) 사이에서의 유지 방전으로 발전되지 않고 상기 제 1 이그나이터 전극(232)과 상기 제 2 이그나이터 전극(233) 사이에서의 유지 방전에 그칠 경우, 전술한 바와 같이 방전이 일어나는 공간의 체적이 작아지게 되어, 결과적으로 생성되는 광량이 작아지게 되고 방전효율이 낮아지게 된다.
따라서 도 3 내지 도 5에 도시된 바와 같이 각 방전셀 내의 상기 제 1 이그나이터 전극(232)과 상기 제 2 이그나이터 전극(233)의 상호 이격된 거리가 상기 방전셀의 중앙부에서 가장 가깝고 상기 방전셀의 가장자리 방향으로 갈수록 멀어지도록 하여 방전 안정성이 확보되도록 한다. 즉, 유지 방전의 초기에는, 도 7에 도시된 바와 같이 상기 제 1 이그나이터 전극(232)과 상기 제 2 이그나이터 전극(233) 사이의 거리가 가까운 영역, 즉 상기 방전셀의 중앙부에서 유지 방전이 개시된다. 그 후 도 8에 도시된 바와 같이 상기 제 1 이그나이터 전극(232)과 상기 제 2 이그나이터 전극(233) 사이의 거리가 점차 먼 영역, 즉 상기 방전셀의 가장자리 방향으로 상기 유지 방전이 확산되며, 이러한 과정을 통해 도 9에 도시된 바와 같이 최종적으로 상기 제 1 방전 전극(212)과 상기 제 2 방전 전극(213) 사이의 유지 방전으로까지 확산된다.
이와 같이 방전 전극쌍의 제 1 방전 전극과 제 2 방전 전극 사이에 이그나이터 전극쌍이 구비되도록 하고, 상기 이그나이터 전극쌍의 제 1 이그나이터 전극과 제 2 이그나이터 전극 사이의 거리가 방전셀의 중앙부에서 상기 방전셀의 가장자리 방향으로 갈수록 점차 멀어지도록 함으로써, 유지 방전을 위해 인가할 유지 방전 전압을 낮춰 저전압 구동을 가능케 하면서도 상기 제 1 이그나이터 전극과 상기 제 2 이그나이터 전극 사이에서의 방전이 제 1 방전 전극과 제 2 방전 전극 사이의 방전으로 안정적으로 확산되도록 하여 방전 안정을 높일 수 있게 된다.
도 10은 도 5에 도시된 플라즈마 디스플레이 패널의 전극들 및 격벽의 배치구조의 변형예를 개략적으로 도시하는 평면도이다.
도 10을 참조하면, 제 1 방전 전극(212)의 제 1 돌출부(212b)의 단면적은 이그나이터 전극쌍(234) 쪽으로 갈수록 넓어지도록 되어 있다. 물론 제 2 방전 전극(213)의 제 2 돌출부(213b)의 단면적도 상기 이그나이터 전극쌍(234) 쪽으로 갈수록 넓어지도록 되어 있다. 이는 상기 제 1 돌출부(212b) 및 상기 제 2 돌출부(213b)의 방전셀의 가장자리 쪽 영역의 면적이 작아지도록 함으로써, 상기 제 1 돌출부(212b) 및 상기 제 2 돌출부(213b)의 격벽(224)에 인접한 부분에 불필요하게 쌓이는 전하량이 줄어들도록 하기 위함이다. 이를 통해, 불필요하게 쌓여 있는 전하들이 전하의 생성 및 소멸 등에 미치는 영향을 줄일 수 있게 된다. 또한, 상기 방전셀의 중앙부에 상대적으로 전하들이 집중되므로, 방전효율을 향상시킬 수 있다.
도 11은 상술한 실시예에 따른 플라즈마 디스플레이 패널의 변형예를 개략적으로 도시하는 단면도이다.
전술한 바와 같이 버스 전극들(212a, 213a)에 흑색 첨가제를 포함시키거나 상기 버스 전극들(212a, 213a)이 흑색 물질로 형성된 층을 포함하는 다층 구조를 갖도록 함으로써, 콘트라스트가 향상되도록 할 수도 있다. 이 경우, 상기 버스 전극들(212a, 213a)은 격벽(224) 상의 비방전 영역에 배치되도록 할 수 있다. 이때, 방전 전극들(212, 213)이 투명한 부분들(212a, 212b, 213a, 213b)과 버스 전극들(212a, 213a)을 구비할 경우, 상기 버스 전극들(212a, 213a)은 상기 투명한 부분들(212a, 212b, 213a, 213b)의 일측 가장자리에 배치되도록 할 수도 있다.
도 12는 상술한 실시예에 따른 플라즈마 디스플레이 패널, 특히 플라즈마 디스플레이 패널에 구비되는 격벽의 형태의 변형예를 개략적으로 도시하는 평면도이다.
도 12를 참조하면, 격벽(224)은 각 방전셀(226)을 둘러싸도록 형성되며, 각 방전셀(226)은 이웃하는 방전셀들 중 적어도 하나의 방전셀과의 사이에 격벽에 의해 한정되는 비방전 공간(226a)을 구비하도록 되어 있다. 이와 같이 각 방전셀(226) 사이에 비방전 공간(226a)이 구비되도록 함으로써 상기 비방전 공간(226a)을 통해 플라즈마 디스플레이 패널의 구동 중에 발생하는 열이 외부로 용이하게 배출되도록 할 수 있다.
상기한 바와 같이 이루어진 본 발명의 플라즈마 디스플레이 패널에 따르면, 다음과 같은 효과를 얻을 수 있다.
첫째, 이그나이터 전극쌍이 방전 전극쌍 사이에 구비되도록 함으로써, 저전압 구동이 가능하면서도 광취출율이 향상된 플라즈마 디스플레이 패널을 제조할 수 있다.
둘째, 각 방전셀 내에 있어서 이그나이터 전극쌍의 제 1 이그나이터 전극과 제 2 이그나이터 전극 사이의 거리가 변하도록 함으로써, 제 1 이그나이터 전극과 제 2 이그나이터 전극 사이의 거리가 가까운 영역에서 개시된 유지 방전이 그 사이의 거리가 먼 영역으로 확산되어 궁극적으로는 방전 전극쌍의 제 1 방전 전극과 제 2 방전 전극 사이의 유지 방전으로 안정적으로 확산되도록 하여, 방전 안정성을 높일 수 있다.
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술 분야에서 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 (16)

  1. 서로 대향되도록 배치된 제 1 기판 및 제 2 기판;
    상기 제 1 기판과 상기 제 2 기판 사이에 배치되고, 상기 제 1 기판 및 상기 제 2 기판과 함께 가스방전이 일어나는 방전셀들을 한정하는 격벽;
    상기 각 방전셀에 대응하도록 일 방향으로 연장되고, 상호 이격되어 배치되는 제 1 방전 전극과 제 2 방전 전극을 구비하는 복수개의 방전 전극쌍들;
    상기 각 방전셀에 대응하도록 상기 각 방전 전극쌍의 제 1 방전 전극과 제 2 방전 전극 사이에 배치되고, 상호 이격되며, 그 이격된 거리가 상기 방전 전극쌍들이 연장된 방향을 따라 상기 방전셀의 중앙부에서 상기 방전셀의 가장자리 방향으로 갈수록 연속적으로 멀어지는 제 1 이그나이터 전극과 제 2 이그나이터 전극을 구비하는 복수개의 이그나이터 전극쌍들;
    상기 방전 전극쌍들과 교차하도록 배치되는 복수개의 어드레스 전극들;
    상기 방전셀 내에 배치되는 형광체층; 및
    상기 방전셀 내에 있는 방전가스;를 구비하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 제 1 이그나이터 전극은 상기 제 1 방전 전극과 전기적으로 연결되며, 상기 제 2 이그나이터 전극은 상기 제 2 방전 전극과 전기적으로 연결되는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널.
  3. 삭제
  4. 서로 대향되도록 배치된 제 1 기판 및 제 2 기판;
    상기 제 1 기판과 상기 제 2 기판 사이에 배치되고, 상기 제 1 기판 및 상기 제 2 기판과 함께 가스방전이 일어나는 방전셀들을 한정하는 격벽;
    상기 각 방전셀에 대응하도록 일 방향으로 연장되고, 상호 이격되어 배치되는 제 1 방전 전극과 제 2 방전 전극을 구비하는 복수개의 방전 전극쌍들;
    상기 각 방전셀에 대응하도록 상기 각 방전 전극쌍의 제 1 방전 전극과 제 2 방전 전극 사이에 배치되고, 상호 이격되며, 그 이격된 거리가 상기 방전 전극쌍들이 연장된 방향을 따라 상기 방전셀의 중앙부에서 상기 방전셀의 가장자리 방향으로 갈수록 연속적으로 가까워지는 제 1 이그나이터 전극과 제 2 이그나이터 전극을 구비하는 복수개의 이그나이터 전극쌍들;
    상기 방전 전극쌍들과 교차하도록 배치되는 복수개의 어드레스 전극들;
    상기 방전셀 내에 배치되는 형광체층; 및
    상기 방전셀 내에 있는 방전가스;를 구비하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널.
  5. 제 1항 또는 제 4항에 있어서,
    상기 방전 전극쌍들은 상기 제 1 기판의 상기 제 2 기판 방향의 면 상에 배치되는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널.
  6. 제 1항 또는 제 4항에 있어서,
    상기 방전 전극쌍들을 덮는 제 1 유전체층을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널.
  7. 제 6항에 있어서,
    상기 제 1 유전체층의 적어도 일부를 덮는 보호막을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널.
  8. 제 1항 또는 제 4항에 있어서,
    상기 각 방전 전극쌍의 제 1 방전 전극은 상기 이그나이터 전극쌍 방향으로 돌출된 적어도 하나의 제 1 돌출부를 구비하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널.
  9. 제 8항에 있어서,
    상기 제 1 돌출부의 단면적은 상기 이그나이터 전극쌍 쪽으로 갈수록 넓어지는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널.
  10. 제 1항 또는 제 4항에 있어서,
    상기 각 방전 전극쌍의 제 2 방전 전극은 상기 이그나이터 전극쌍 방향으로 돌출된 적어도 하나의 제 2 돌출부를 구비하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널.
  11. 제 10항에 있어서,
    상기 제 2 돌출부의 단면적은 상기 이그나이터 전극쌍 쪽으로 갈수록 넓어지는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널.
  12. 제 1항 또는 제 4항에 있어서,
    상기 각 방전 전극쌍의 제 1 방전 전극 및 제 2 방전 전극은 각각 버스 전극을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널.
  13. 제 12항에 있어서,
    상기 버스 전극은 상기 격벽 상의 비방전 영역에 배치된 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널.
  14. 제 1항 또는 제 4항에 있어서,
    상기 어드레스 전극들은 상기 제 2 기판의 상기 제 1 기판 방향의 면 상에 배치되는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널.
  15. 제 1항 또는 제 4항에 있어서,
    상기 어드레스 전극들을 덮는 제 2 유전체층을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널.
  16. 제 1항 또는 제 4항에 있어서,
    상기 격벽은 각 방전셀을 둘러싸도록 형성되며, 각 방전셀은 이웃하는 방전셀들 중 적어도 하나의 방전셀과의 사이에 격벽에 의해 한정되는 비방전 공간을 구비하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널.
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KR20010091638A (ko) * 2000-03-17 2001-10-23 구자홍 플라즈마 디스플레이 패널 및 방전 방법
KR20040062383A (ko) * 2002-12-31 2004-07-07 삼성에스디아이 주식회사 이중 갭을 갖는 방전유지전극을 구비하는 플라즈마디스플레이 패널 및 그 제조방법

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한국공개특허 제2001-0091638호(2001.10.23 공개)
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