KR100867580B1 - 플라즈마 디스플레이 패널 - Google Patents

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KR100867580B1
KR100867580B1 KR1020070066543A KR20070066543A KR100867580B1 KR 100867580 B1 KR100867580 B1 KR 100867580B1 KR 1020070066543 A KR1020070066543 A KR 1020070066543A KR 20070066543 A KR20070066543 A KR 20070066543A KR 100867580 B1 KR100867580 B1 KR 100867580B1
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김창현
조윤래
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엘지전자 주식회사
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Abstract

본 발명의 일실시예에 따른 플라즈마 디스플레이 패널은 상부 유전체 층이 안료로서 코발트(Co) 재질을 포함함으로써, 패널 반사율을 감소시키고, 콘트라스트 특성을 향상시키며 색온도 특성을 향상시키는 효과가 있다.
본 발명의 일실시예에 따른 플라즈마 디스플레이 패널은 전면 기판과, 전면 기판에 배치되면 서로 나란한 스캔 전극과 서스테인 전극과, 스캔 전극과 서스테인 전극 상부에 배치되는 상부 유전체 층과 전면 기판과 대항되게 배치되는 후면 기판 및 전면 기판과 후면 기판 사이에서 방전 셀을 구획하는 격벽을 포함하고, 상부 유전체 층은 유리 재질과 안료(Pigment)를 포함하고, 안료는 코발트(Co)재질을 포함하고, 코발트 재질의 함량은 0.1중량부 이상 0.6중량부 이하이다.

Description

플라즈마 디스플레이 패널{Plasma Display Panel}
도 1a 내지 도 1d는 본 발명의 일실시예에 따른 플라즈마 디스플레이 패널의 구조를 설명하기 위한 도면.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 플라즈마 디스플레이 패널의 동작의 일례를 설명하기 위한 도면.
도 3은 상부 유전체 층의 성분을 설명하기 위한 도면.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 플라즈마 디스플레이 패널의 색좌표 특성을 설명하기 위한 도면.
도 5는 코발트의 함량과 상부 유전체 층의 두께의 관계에 대해 설명하기 위한 도면.
도 6a 내지 도 6b는 안료의 함량에 대해 더욱 상세하게 설명하기 위한 도면.
도 7a 내지 도 7b는 상부 유전체 층의 두께에 대해 더욱 상세하게 설명하기 위한 도면.
도 8은 상부 유전체 층의 다른 구조의 일례에 대해 설명하기 도면.
도 9는 상부 유전체 층의 오목부에서의 두께와 볼록부에서의 두께에 대해 보다 상세히 설명하기 위한 도면.
도 10은 상부 유전체 층의 또 다른 구조의 일례에 대해 설명하기 도면.
도 11a 내지 도 11c는 본 발명의 일실시예에 따른 플라즈마 디스플레이 패널의 또 다른 일례를 설명하기 위한 도면.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
101 : 전면 기판 102 : 스캔 전극
103 : 서스테인 전극 104 : 상부 유전체 층
105 : 보호 층 111 : 후면 기판
112 : 격벽 113 : 어드레스 전극
114 : 형광체 층 115 : 하부 유전체 층
112a : 제 2 격벽 112b : 제 1 격벽
본 발명은 플라즈마 디스플레이 패널에 관한 것이다.
플라즈마 디스플레이 패널에는 격벽으로 구획된 방전 셀(Cell) 내에 형광체 층이 형성되고, 아울러 복수의 전극(Electrode)이 형성된다.
플라즈마 디스플레이 패널의 전극에 구동 신호를 공급하면, 방전 셀 내에서는 공급되는 구동 신호에 의해 방전이 발생한다. 여기서, 방전 셀 내에서 구동 신호에 의해 방전이 될 때, 방전 셀 내에 충진 되어 있는 방전 가스가 진공자외선(Vacuum Ultraviolet rays)을 발생하고, 이러한 진공 자외선이 방전 셀 내에 형성된 형광체를 발광시켜 가시 광을 발생시킨다. 이러한 가시 광에 의해 플라즈마 디스플레이 패널의 화면상에 영상이 표시된다.
본 발명의 일면은 상부 유전체 층에 의한 광 반사를 저감시켜 콘트라스트(Contrast) 특성이 향상된 플라즈마 디스플레이 패널을 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명의 일실시예에 따른 플라즈마 디스플레이 패널은 전면 기판과, 전면 기판에 배치되면 서로 나란한 스캔 전극과 서스테인 전극과, 스캔 전극과 서스테인 전극 상부에 배치되는 상부 유전체 층과 전면 기판과 대항되게 배치되는 후면 기판 및 전면 기판과 후면 기판 사이에서 방전 셀을 구획하는 격벽을 포함하고, 상부 유전체 층은 유리 재질과 안료(Pigment)를 포함하고, 안료는 코발트(Co)재질을 포함하고, 코발트 재질의 함량은 0.1중량부 이상 0.6중량부 이하이다.
또한, 코발트 재질의 함량은 0.15중량부 이상 0.3중량부 이하일 수 있다.
또한, 상부 유전체 층의 두께는 33㎛이상 39㎛이하일 수 있다.
또한, 상부 유전체 층의 두께는 35㎛이상 38㎛이하일 수 있다.
또한, 본 발명의 다른 실시예에 따른 플라즈마 디스플레이 패널은 전면 기판과, 전면 기판에 배치되면 서로 나란한 스캔 전극과 서스테인 전극과. 스캔 전극과 서스테인 전극 상부에 배치되는 상부 유전체 층과, 전면 기판과 대항되게 배치되는 후면 기판 및 전면 기판과 후면 기판 사이에서 방전 셀을 구획하는 격벽을 포함하고, 상부 유전체 층은 유리 재질과 안료(Pigment)를 포함하고, 안료는 코발트(Co) 재질을 포함하고, 상부 유전체 층의 두께는 아래의 수학식 1에 따른다.
수학식 1 : 40 ≤ T/C ≤ 420
여기서, T는 상부 유전체 층의 두께[㎛]이고, C는 코발트 재질의 함량[중량부]이다.
또한, 상부 유전체 층의 두께는 아래의 수학식 2에 따르는 것이 바람직할 수 있다.
수학식 2 : 110 ≤ T/C ≤ 260
또한, 안료는 니켈(Ni), 크롬(Cr), 구리(Cu), 세륨(Ce), 망간(Mn) 중 적어도 하나의 재질을 더 포함할 수 있다.
또한, 니켈(Ni)의 함량은 0.1중량부 이상 0.2중량부 이하이고, 크롬(Cr)의 함량은 0.1중량부 이상 0.3중량부 이하이고, 구리(Cu)의 함량은 0.03중량부 이상 0.09중량부 이하이고, 세륨(Ce)의 함량은 0.1중량부 이상 0.3중량부 이하이고, 망간(Mn)의 함량은 0.2중량부 이상 0.6중량부 이하일 수 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 플라즈마 디스플레이 패널을 상세히 설명하기로 한다.
도 1a 내지 도 1d는 본 발명의 일실시예에 따른 플라즈마 디스플레이 패널의 구조를 설명하기 위한 도면이다.
먼저, 도 1a를 살펴보면, 본 발명의 일실시예에 따른 플라즈마 디스플레이 패널(100)은 서로 나란한 스캔 전극(102, Y)과 서스테인 전극(103, Z)이 배치되는 전면 기판(101)과, 전면 기판(101)에 대항되게 배치되며 스캔 전극(102) 및 서스테 인 전극(103)과 교차하는 어드레스 전극(113)이 배치되는 후면 기판(111)이 실 층(Seal Layer, 미도시)에 의해 합착되어 이루어질 수 있다.
스캔 전극(102)과 서스테인 전극(103)이 배치된 전면 기판(101)의 상부에는 스캔 전극(102)과 서스테인 전극(103)을 매립하는 상부 유전체 층(104)이 배치된다.
상부 유전체 층(104)은 스캔 전극(102) 및 서스테인 전극(103)의 방전 전류를 제한하며 스캔 전극(102)과 서스테인 전극(103)간을 절연시킬 수 있다.
상부 유전체 층(104) 상부에는 방전 조건을 용이하게 하기 위한 보호 층(105)이 배치될 수 있다. 이러한 보호 층(105)은 이차전자 방출 계수가 높은 재질, 예컨대 산화마그네슘(MgO) 재질을 포함할 수 있다.
또한, 후면 기판(111)에는 전극, 예컨대 어드레스 전극(113)이 배치되고, 어드레스 전극(113)이 배치된 후면 기판(111)에는 어드레스 전극(113)을 덮으며 어드레스 전극(113)을 절연시킬 수 있는 유전체 층, 예컨대 하부 유전체 층(115)이 배치될 수 있다.
하부 유전체 층(115)의 상부에는 방전 공간 즉, 방전 셀을 구획하는 스트라이프 타입(Stripe Type), 웰 타입(Well Type), 델타 타입(Delta Type), 벌집 타입 등의 격벽(112)이 배치될 수 있다. 이러한 격벽(112)에 의해 전면 기판(101)과 후면 기판(111)의 사이에서 적색(Red : R), 녹색(Green : G), 청색(Blue : B) 방전 셀 등이 구비될 수 있다. 또한, 적색(R), 녹색(G), 청색(B) 방전 셀 이외에 백색(White : W) 또는 황색(Yellow : Y) 방전 셀이 더 구비되는 것도 가능하다.
격벽(112)에 의해 구획된 방전 셀 내에는 크세논(Xe), 네온(Ne) 등의 방전 가스가 채워질 수 있다.
아울러, 격벽(112)에 의해 구획된 방전 셀 내에는 어드레스 방전 시 화상표시를 위한 가시 광을 방출하는 형광체 층(114)이 배치될 수 있다. 예를 들면, 적색(Red : R) 광을 발산하는 제 1 형광체 층, 청색(Blue, B) 광을 발산하는 제 2 형광체 층, 녹색(Green : G) 광을 발산하는 제 3 형광체 층이 배치될 수 있다. 또한, 적색(R), 녹색(G), 청색(B) 광 이외에 백색(White : W) 광 또는 황색(Yellow : Y) 광을 발산하는 다른 형광체 층이 더 배치되는 것도 가능하다.
또한, 적색(R), 녹색(G) 및 청색(B) 방전 셀 중 적어도 어느 하나의 방전 셀에서의 형광체 층(114)의 두께가 다른 방전 셀과 상이할 수 있다. 예를 들면, 녹색(G) 방전 셀의 형광체 층, 즉 제 3 형광체 층 또는 청색(B) 방전 셀에서의 형광체 층, 즉 제 2 형광체 층의 두께가 적색(R) 방전 셀에서의 형광체 층, 즉 제 1 형광체 층의 두께보다 더 두꺼울 수 있다. 여기서, 제 3 형광체 층의 두께는 제 2 형광체 층의 두께와 실질적으로 동일하거나 상이할 수 있다.
또한, 발명의 일실시예에 따른 플라즈마 디스플레이 패널(100)에서는 적색(R), 녹색(G) 및 청색(B) 방전 셀의 폭은 실질적으로 동일할 수도 있지만, 적색(R), 녹색(G) 및 청색(B) 방전 셀 중 적어도 하나의 폭이 다른 방전 셀의 폭과 다른 것도 가능하다.
예컨대, 적색(R) 방전 셀의 폭이 가장 작고, 녹색(G) 및 청색(B) 방전 셀의 폭을 적색(R) 방전 셀의 폭보다 크게 할 수 있다. 여기서, 녹색(G) 방전 셀의 폭은 청색(B) 방전 셀의 폭과 실질적으로 동일하거나 상이할 수 있다.
그러면 방전 셀 내에 배치되는 형광체 층(114)의 폭도 방전 셀의 폭에 관련하여 변경된다. 예를 들면, 청색(B) 방전 셀에 배치되는 제 2 형광체 층의 폭이 적색(R) 방전 셀 내에 배치되는 제 1 형광체 층의 폭보다 넓고, 아울러 녹색(G) 방전 셀에 배치되는 제 3 형광체 층의 폭이 적색(R) 방전 셀 내에 배치되는 제 1 형광체 층의 폭보다 넓을 수 있고, 이에 따라 구현되는 영상의 색온도 특성이 향상될 수 있다.
또한, 본 발명의 일실시예에 따른 플라즈마 디스플레이 패널(100)은 도 1a에 도시된 격벽(112)의 구조뿐만 아니라, 다양한 형상의 격벽의 구조도 가능하다. 예컨대, 격벽(112)은 제 1 격벽(112b)과 제 2 격벽(112a)을 포함하고, 여기서, 제 1 격벽(112b)의 높이와 제 2 격벽(112a)의 높이가 서로 다른 차등형 격벽 구조 등이 가능하다.
이러한, 차등형 격벽 구조인 경우에는 제 1 격벽(112b) 또는 제 2 격벽(112a) 중 제 1 격벽(112b)의 높이가 제 2 격벽(112a)의 높이보다 더 낮을 수 있다.
또한, 도 1a에서는 적색(R), 녹색(G) 및 청색(B) 방전 셀 각각이 동일한 선상에 배열되는 것으로 도시 및 설명되고 있지만, 다른 형상으로 배열되는 것도 가능하다. 예컨대, 적색(R), 녹색(G) 및 청색(B) 방전 셀이 삼각형 형상으로 배열되는 델타(Delta) 타입의 배열도 가능하다. 또한, 방전 셀의 형상도 사각형상뿐만 아니라 오각형, 육각형 등의 다양한 다각 형상도 가능하다.
또한, 여기 도 1a에서는 후면 기판(111)에 격벽(112)이 형성된 경우만을 도시하고 있지만, 격벽(112)은 전면 기판(101) 또는 후면 기판(111) 중 적어도 어느 하나에 배치될 수 있다.
이상에서는 본 발명의 일실시예에 따른 플라즈마 디스플레이 패널(100)의 일례만을 도시하고 설명한 것으로써, 본 발명이 이상에서 설명한 구조의 플라즈마 디스플레이 패널(100)에 한정되는 것은 아님을 밝혀둔다. 예를 들면, 이상의 설명에서는 번호 115의 하부 유전체 층 및 번호 104번의 상부 유전체 층이 하나의 층(Layer)인 경우만을 도시하고 있지만, 하부 유전체 층 또는 상부 유전체 층 중 적어도 하나는 복수의 층으로 이루지는 것도 가능한 것이다.
또한, 후면 기판(111)에 배치되는 어드레스 전극(113)은 폭이나 두께가 실질적으로 일정할 수도 있지만, 방전 셀 내부에서의 폭이나 두께가 방전 셀 외부에서의 폭이나 두께와 다를 수도 있다. 예컨대, 방전 셀 내부에서의 폭이나 두께가 방전 셀 외부에서의 그것보다 더 넓거나 두꺼울 수 있다.
다음, 도 1b를 살펴보면 스캔 전극(102)과 서스테인 전극(103)의 또 다른 구조의 일례가 나타나 있다.
스캔 전극(102)과 서스테인 전극(103)은 각각 복수 층(Multi layer) 구조를 갖는 것이 가능하다. 예를 들면, 스캔 전극(102)과 서스테인 전극(103)은 투명 전극(102a, 103a)과 버스 전극(102b, 103b)을 포함할 수 있다.
여기서, 버스 전극(102b, 103b)은 실질적으로 불투명한 재질, 예컨대 은(Ag), 금(Au), 알루미늄(Al) 재질 중 적어도 하나를 포함하고, 투명 전극(102a, 103a)은 실질적으로 투명한 재질, 예컨대 인듐주석산화물(ITO) 재질을 포함할 수 있다.
아울러, 스캔 전극(102)과 서스테인 전극(103)이 버스 전극(102b, 103b)과 투명 전극(102a, 103a)을 포함하는 경우에, 버스 전극(102b, 103b)에 의한 외부 광의 반사를 방지하기 위해 투명 전극(102a, 103a)과 버스 전극(102b, 103b)의 사이에 블랙 층(120, 130)이 더 포함될 수 있다.
한편, 스캔 전극(102)과 서스테인 전극(103)에서 투명 전극(102a, 103a)이 생략되는 것도 가능하다. 즉, 스캔 전극(102)과 서스테인 전극(103)은 투명 전극(102a, 103a)이 생략된 ITO-Less 전극인 것도 가능한 것이다.
다음, 도 1c를 살펴보면 플라즈마 디스플레이 패널(100)은 제 1 영역(140)과 제 2 영역(150)으로 나누어질 수 있다.
제 1 영역(140)에는 복수의 제 1 어드레스 전극(Xa)이 나란히 배치될 수 있다. 또한, 제 2 영역(150)에는 복수의 제 2 어드레스 전극(Xb)이 나란히 배치되고, 아울러 이러한 복수의 제 2 어드레스 전극(Xb)은 각각 제 1 어드레스 전극(Xa)과 마주보도록 배치될 수 있다.
예를 들어, 제 1 영역(140)에 Xa1 제 1 어드레스 전극부터 Xam 제 1 어드레스 전극이 나란히 배치되는 경우에, 제 2 영역(150)에는 Xa1 제 1 어드레스 전극부터 Xam 제 1 어드레스 전극에 각각 대응하는 Xb1 제 2 어드레스 전극부터 Xbm 제 2 어드레스 전극이 나란히 배치되는 것이다. 여기서, Xa1 제 1 어드레스 전극과 Xb1 제 2 어드레스 전극은 서로 마주보도록 배치되고, 아울러 Xam 제 1 어드레스 전극 과 Xbm 제 2 어드레스 전극도 서로 마주보도록 배치된다.
다음, 도 1d에는 제 1 어드레스 전극(Xa)과 제 2 어드레스 전극(Xb)이 서로 마주보는 A의 영역이 보다 상세히 도시되어 있다.
도 1d를 살펴보면, Xa(m-2) 제 1 어드레스 전극과 Xb(m-2) 제 2 어드레스 전극, Xa(m-1) 제 1 어드레스 전극과 Xb(m-1) 제 2 어드레스 전극, Xam 제 1 어드레스 전극과 Xb(m-2) 제 2 어드레스 전극이 각각 d의 간격을 사이에 두고 서로 마주보도록 배치될 수 있다.
여기서, 제 1 어드레스 전극(Xa)과 제 2 어드레스 전극(Xb) 사이의 간격이 과도하게 작은 경우에는 제 1 어드레스 전극(Xa)과 제 2 어드레스 전극(Xb) 사이의 커플링(Coupling)에 의해 전류가 흐를 가능성이 있고, 반면에 제 1 어드레스 전극(Xa)과 제 2 어드레스 전극(Xb) 사이의 간격이 과도하게 큰 경우에는 플라즈마 디스플레이 패널(100)에 표시되는 영상에 줄무늬 형태의 노이즈가 시청자의 눈에 감지될 수 있다.
이를 고려할 때, 서로 마주보는 제 1 어드레스 전극(Xa)과 제 2 어드레스 전극(Xb) 간의 간격 d는 대략 50㎛(마이크로미터)이상 300㎛(마이크로미터)이하인 것이 바람직할 수 있고, 보다 바람직하게는 대략 70㎛(마이크로미터)이상 220㎛(마이크로미터)이하일 수 있다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 플라즈마 디스플레이 패널의 동작의 일례를 설명하기 위한 도면이다. 여기, 도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 플라즈마 디스플레이 패널을 동작시키는 방법의 일례를 설명하는 것으로서, 본 발명이 도 2에 한정되는 것은 아니고, 본 발명의 일실시예에 따른 플라즈마 디스플레이 패널을 동작시키는 방법은 다양하게 변경될 수 있다.
도 2를 살펴보면, 초기화를 위한 리셋 기간에서는 스캔 전극으로 리셋 신호가 공급될 수 있다. 리셋 신호는 상승 램프(Ramp-Up) 신호와 하강 램프(Ramp-Down) 신호를 포함할 수 있다.
예를 들어, 셋업(Set-Up) 기간에서는 스캔 전극으로 제 1 전압(V1)부터 제 2 전압(V2)까지 급격히 상승한 이후 제 2 전압(V2)부터 제 3 전압(V3)까지 전압이 점진적으로 상승하는 상승 램프 신호가 공급될 수 있다. 여기서, 제 1 전압(V1)은 그라운드 레벨(GND)의 전압일 수 있다.
이러한 셋업 기간에서는 상승 램프 신호에 의해 방전 셀 내에는 약한 암방전(Dark Discharge), 즉 셋업 방전이 일어난다. 이 셋업 방전에 의해 방전 셀 내에는 어느 정도의 벽 전하(Wall Charge)가 쌓일 수 있다.
셋업 기간 이후의 셋다운(Set-Down) 기간에서는 상승 램프 신호 이후에 이러한 상승 램프 신호와 반대 극성 방향의 하강 램프 신호가 스캔 전극에 공급될 수 있다.
여기서, 하강 램프 신호는 상승 램프 신호의 피크(Peak) 전압, 즉 제 3 전압(V3)보다 낮은 제 4 전압(V4)부터 제 5 전압(V5)까지 점진적으로 하강할 수 있다.
이러한 하강 램프 신호가 공급됨에 따라, 방전 셀 내에서 미약한 소거 방전(Erase Discharge), 즉 셋다운 방전이 발생한다. 이 셋다운 방전에 의해 방전 셀 내에는 어드레스 방전이 안정되게 일어날 수 있을 정도의 벽전하가 균일하게 잔류된다.
리셋 기간 이후의 어드레스 기간에서는 하강 램프 신호의 최저 전압, 즉 제 5 전압(V5)보다는 높은 전압, 예컨대 제 6 전압(V6)을 실질적으로 유지하는 스캔 바이어스 신호가 스캔 전극에 공급된다.
아울러, 스캔 바이어스 신호로부터 하강하는 스캔 신호가 스캔 전극에 공급될 수 있다.
한편, 적어도 하나의 서브필드의 어드레스 기간에서 스캔 전극으로 공급되는 스캔 신호(Scan)의 펄스폭은 다른 서브필드의 스캔 신호의 펄스폭과 다를 수 있다. 예컨대, 시간상 뒤에 위치하는 서브필드에서의 스캔 신호의 폭이 앞에 위치하는 서브필드에서의 스캔 신호의 폭보다 작을 수 있다. 또한, 서브필드의 배열 순서에 따른 스캔 신호 폭의 감소는 2.6㎲(마이크로초), 2.3㎲, 2.1㎲, 1.9㎲ 등과 같이 점진적으로 이루어질 수 있거나 2.6㎲, 2.3㎲, 2.3㎲, 2.1㎲......1.9㎲, 1.9㎲ 등과 같이 이루어질 수도 있다.
이와 같이, 스캔 신호가 스캔 전극으로 공급될 때, 스캔 신호에 대응되게 어드레스 전극에 데이터 신호가 공급될 수 있다.
이러한 스캔 신호와 데이터 신호가 공급되면, 스캔 신호와 데이터 신호 간의 전압 차와 리셋 기간에 생성된 벽 전하들에 의한 벽 전압이 더해지면서 데이터 신호가 공급되는 방전 셀 내에는 어드레스 방전이 발생될 수 있다.
여기서, 어드레스 기간에서 서스테인 전극의 간섭에 의해 어드레스 방전이 불안정해지는 것을 방지하기 위해 서스테인 전극에 서스테인 바이어스 신호가 공급될 수 있다.
서스테인 바이어스 신호는 서스테인 기간에서 공급되는 서스테인 신호의 전압보다는 작고 그라운드 레벨(GND)의 전압보다는 큰 서스테인 바이어스 전압(Vz)을 실질적으로 일정하게 유지할 수 있다.
이후, 영상 표시를 위한 서스테인 기간에서는 스캔 전극 또는 서스테인 전극 중 적어도 하나에 서스테인 신호가 공급될 수 있다. 예를 들면, 스캔 전극과 서스테인 전극에 교번적으로 서스테인 신호가 공급될 수 있다.
이러한 서스테인 신호가 공급되면, 어드레스 방전에 의해 선택된 방전 셀은 방전 셀 내의 벽 전압과 서스테인 신호의 서스테인 전압(Vs)이 더해지면서 서스테인 신호가 공급될 때 스캔 전극과 서스테인 전극 사이에 서스테인 방전 즉, 표시방전이 발생될 수 있다.
한편, 적어도 하나의 서브필드에서는 서스테인 기간에서 복수의 서스테인 신호가 공급되고, 복수의 서스테인 신호 중 적어도 하나의 서스테인 신호의 펄스폭은 다른 서스테인 신호의 펄스폭과 다를 수 있다. 예를 들면, 복수의 서스테인 신호 중 가장 먼저 공급되는 서스테인 신호의 펄스폭이 다른 서스테인 신호의 펄스폭보다 클 수 있다. 그러면, 서스테인 방전이 더욱 안정될 수 있다.
도 3은 상부 유전체 층의 성분을 설명하기 위한 도면이다.
도 3을 살펴보면, 상부 유전체 층은 유리 재질과 안료(Pigment)를 포함하고, 안료에 의해 청색 계열의 색을 갖는다.
유리 재질은 특별히 제한되지 않으나, PbO-B203-SiO2계 유리, P2O6-B2O3-ZnO계 유리, ZnO-B2O3-RO(RO는 BaO, SrO, La2O3, Bi2O3, P2O3, SnO 중 어느 하나)계 유리, ZnO-BaO-RO(RO는 SrO, La2O3, Bi2O3, P2O3, SnO 중 어느 하나)계 유리, ZnO-Bi2O3-RO(RO는 SrO, La2O3, P2O3, SnO 중 어느 하나)계 유리 재질 중 어느 하나이거나 또는 둘 이상의 혼합물일 수 있다.
안료는 상부 유전체 층에 포함되어, 상부 유전체 층이 청색 계열의 색을 갖도록 하는 것을 제외하고는 특별히 제한되지 않으나, 분말 제조의 용이성, 색감, 제조 단가, 상부 유전체 층의 반사율 등을 고려할 때, 코발트(Co) 재질을 포함하는 것이 바람직할 수 있다.
상부 유전체 층의 제조 방법의 일례를 살펴보면 다음과 같다.
먼저, 유리 재료와 안료를 혼합한다. 예를 들면, P2O6-B2O3-ZnO계 유리 재질과 안료로서 코발트(Co) 재질을 혼합할 수 있다.
이후, 안료가 혼합된 유리 재질을 이용하여 유리를 제조한다. 여기서, 코발트(Co)에 의해 청색 계열의 색을 갖는 청색 유리가 제조될 수 있다.
이후, 제조한 청색 유리를 파쇄하여 청색 유리 분말을 제조한다. 여기서, 유리 분말의 입도는 대략 0.1㎛(마이크로미터)이상 10㎛(마이크로미터)이하인 것이 바람직할 수 있다.
이후, 청색 유리 분말을 바인더(Binder), 용매 등과 혼합하여 유전체 페이스 트(Paste)를 제조할 수 있다. 이때, 유전체 페이스트에는 분산 안정제 등의 첨가제가 더 추가될 수 있다.
이후, 유전체 페이스트를 스캔 전극(Y)과 서스테인 전극(Z)이 형성된 전면 기판에 도포하고, 도포한 유전체 페이스트를 건조 또는 소성하여 상부 유전체 층을 형성할 수 있다.
이러한 방법으로 형성된 상부 유전체 층은 청색 계열의 색을 가질 수 있다.
이상에서는 상부 유전체 층을 형성하는 방법의 일례만을 설명한 것으로서, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들면, 상부 유전체 층은 라미네이팅(Laminating) 법을 통해 형성될 수도 있는 것이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 플라즈마 디스플레이 패널의 색좌표 특성을 설명하기 위한 도면이다.
도 4에는 상부 유전체 층이 유리 재료와 안료로서 코발트(Co) 재질을 0.2중량부 포함하는 제 1 타입 패널(Type 1)과, 안료를 포함하지 않는 제 2 타입 패널(Type 2)을 제작하고, 각각의 패널을 동일한 구동 신호를 공급하는 상태에서 MCPD-1000장비를 이용하여 색좌표를 측정한 그래프가 도시되어 있다.
도 4를 살펴보면, 안료를 포함하지 않는 제 2 타입인 경우에 녹색(G)의 색좌표(P1)는 X축으로 대략 0.272이고, Y축으로 대략 0.672이다. 또한, 적색(R)의 색좌표(P2)는 X축으로 대략 0.630이고, Y축으로 대략 0.357이다. 또한, 청색(B)의 색좌표(P3)는 X축으로 대략 0.190이고, Y축으로 대략 0.115이다.
제 1 타입 패널의 경우에는 녹색(G)의 색좌표(P10)가 X축으로 대략 0.270이 고, Y축으로 대략 0.670이다. 또한, 적색(R)의 색좌표(P20)는 X축으로 대략 0.600이고, Y축으로 대략 0.340이다. 또한, 청색(B)의 색좌표(P30)는 X축으로 대략 0.155이고, Y축으로 대략 0.060이다.
여기서, 제 1 타입 패널의 P10, P20 및 P30을 연결하는 삼각형이 제 2 타입 패널의 P1, P2 및 P3을 연결하는 삼각형에 비해 색좌표 상에서 청색(B) 방향으로 이동한 것을 알 수 있다. 이는, 제 1 타입 패널의 색온도가 제 2 타입 패널의 색온도보다 더 높고, 따라서 시청자는 제 1 타입 패널의 영상이 제 2 타입 패널의 영상에 비해 더 선명하다고 느낄 수 있다.
한편, 상부 유전체 층에 함유되는 안료의 함량이 과도하게 많은 경우에는 상부 유전체 층의 투과율이 저하됨으로써 구현되는 영상의 휘도가 과도하게 감소할 수 있고, 반면에 안료의 함량이 과도하게 적은 경우에는 색온도 개선 효과가 미미해질 수 있다.
따라서 안료를 유리 재질과 혼합할 때, 투과율 및 색좌표 특성을 고려하여 안료의 함량을 조절하는 것이 바람직할 수 있다.
또한, 상부 유전체 층에 코발트(Co)가 안료로서 포함되어, 상부 유전체 층이 청색 계열의 색을 갖게 되면, 상부 유전체 층이 외부에서 입사되는 광을 흡수할 수 있게 되고, 이에 따라 패널 반사율을 감소시켜 콘트라스트(Contrast) 특성을 향상시킬 수 있다.
한편, 상부 유전체 층에 안료로서 포함되는 코발트(Co)의 함량이 일정한 경우 상부 유전체 층의 두께가 증가하면 반사율이 감소하여 콘트라스트 특성은 향상 되지만, 투과율이 감소하여 구현되는 영상의 휘도가 감소할 수 있다. 또한, 상부 유전체 층의 두께가 일정한 경우에는 코발트(Co) 재질의 함량이 증가하면 반사율이 감소하여 콘트라스트 특성은 향상되지만, 투과율이 감소하여 구현되는 영상의 휘도가 감소할 수 있다.
따라서 반사율을 낮추면서 투과율을 높이기 위해서는 상부 유전체 층의 두께를 안료로서 포함되는 코발트(Co)의 함량에 따라 결정하는 것이 바람직할 수 있다. 이에 대해 살펴보면 다음과 같다.
도 5는 코발트의 함량과 상부 유전체 층의 두께의 관계에 대해 설명하기 위한 도면이다.
도 5에는 상부 유전체 층의 두께(T)와 코발트(Co) 재질의 함량(C)의 비율(T/C)의 변화에 따른 콘트라스트 특성과 구현되는 영상의 휘도의 데이터가 도시되어 있다.
상부 유전체 층의 두께는 T로서, 단위는 [㎛]이고, 코발트 재질의 함량은 C로서, 단위는 [중량부]이다.
A 타입은 상부 유전체 층의 두께를 39㎛와 33㎛로 설정하고, 코발트(Co) 재질의 함량을 변경하는 방법으로 T/C를 10부터 500까지 변경시키면서 콘트라스트와 휘도를 측정한다.
B 타입은 코발트(Co) 재질의 함량을 0.1중량부와 0.6중량부로 설정하고, 상부 유전체 층의 두께를 변경하는 방법으로 T/C를 10부터 500까지 변경시키면서 콘트라스트와 휘도를 측정한다.
◎표시는 콘트라스트 특성이 충분히 높거나 구현되는 영상의 휘도가 충분히 높아서 매우 양호함을 나타내고, ○표시는 상대적으로 양호함을 나타내고, X표시는 콘트라스트 특성이 과도하게 낮거나 구현되는 영상의 휘도가 과도하게 낮아서 매우 불량함을 나타낸다.
먼저, A 타입의 콘트라스트의 측면을 살펴보면, T/C가 10이상 330이하에서는 콘트라스트 특성이 매우 양호(◎)하다. 그 이유는 유전체 층의 두께(T)에 비해 코발트(Co) 재질의 함량(C)이 충분히 많고, 이에 따라 유전체 층의 반사율이 충분히 높기 때문이다.
이 경우에, 유전체 층의 두께(T)가 33㎛라고 가정하면, 코발트(Co) 재질의 함량은 대략 0.1중량부이상 3.3중량부이하로서 충분히 많다. 그러면, 반사율이 충분히 높아서 콘트라스트 특성이 향상될 수 있는 것이다.
또한, T/C가 390이상 480이하에서는 콘트라스트 특성이 상대적으로 양호(○)하다. 이 경우에는 반사율이 낮아서 콘트라스트 특성이 악화될 수 있으나, 그 정도가 미미할 수 있다.
반면에, T/C가 500이상인 경우에는 콘트라스트 특성이 매우 불량(X)하다. 그 이유는 유전체 층의 두께(T)에 비해 코발트(Co) 재질의 함량(C)이 과도하게 적고, 이에 따라 유전체 층의 반사율이 과도하게 낮기 때문이다.
이 경우에, 유전체 층의 두께(T)가 39㎛라고 가정하면, 코발트(Co) 재질의 함량은 대략 0.078중량부이하로서 과도하게 적다. 그러면, 반사율이 과도하게 낮아지게 되고, 이에 따라 콘트라스트 특성이 악화될 수 있는 것이다.
또한, A 타입의 구현되는 영상의 휘도 측면을 살펴보면 T/C가 10이상 30이하인 경우에는 휘도가 매우 불량(X)하다. 그 이유는, 유전체 층의 두께(T)에 비해 코발트(Co) 재질의 함량(C)이 과도하게 많고, 이에 따라 유전체 층의 투과율이 과도하게 낮기 때문이다.
반면에, T/C가 40이상 80이하인 경우에는 휘도는 상대적으로 양호(○)하다. 이 경우에는 투과율이 낮아서 구현되는 영상의 휘도가 저하될 수 있으나, 그 정도가 미미할 수 있다.
또한, T/C가 110이상인 경우에는 휘도가 매우 양호(◎)하다. 그 이유는 유전체 층의 두께(T)에 비해 코발트(Co) 재질의 함량(C)이 충분히 적고, 이에 따라 유전체 층의 투과율이 충분히 높기 때문이다.
다음, B 타입의 콘트라스트의 측면을 살펴보면, T/C가 10인 경우에는 콘트라스트 특성이 매우 불량(X)하다. 그 이유는, 코발트(Co) 재질의 함량에 비해 유전체 층의 두께(T)가 과도하게 얇고, 이에 따라 유전체 층의 반사율이 과도하게 낮기 때문이다.
이 경우에, 코발트(Co) 재질의 함량이 0.1중량부라고 가정하면, 상부 유전체 층의 두께(T)는 대략 1㎛로서 과도하게 얇다. 그러면, 반사율이 과도하게 낮아서 콘트라스트 특성이 악화될 수 있다.
반면에, T/C가 30이상 60이하인 경우에는 콘트라스트 특성은 상대적으로 양호(○)하다. 이 경우에는 반사율이 낮아서 콘트라스트 특성이 저하될 수 있으나, 그 정도가 미미할 수 있다.
또한, T/C가 80이상인 경우에는 콘트라스트 특성이 매우 양호(◎)하다. 그 이유는, 코발트(Co) 재질의 함량에 비해 유전체 층의 두께(T)가 충분히 두껍고, 이에 따라 유전체 층의 반사율이 충분히 높기 때문이다.
이 경우에, 코발트(Co)의 함량(C)을 0.6중량부라고 가정하면, 상부 유전체 층의 두께(T)는 48㎛이상 300㎛이하로서 충분히 두껍다. 그러면, 반사율이 충분히 높아서 콘트라스트 특성이 향상될 수 있다.
다음, B 타입의 구현되는 영상의 휘도 측면을 살펴보면, T/C가 10이상 260이하에서는 휘도가 매우 양호(◎)하다. 그 이유는, 코발트(Co) 재질의 함량에 비해 유전체 층의 두께(T)가 충분히 얇고, 이에 따라 유전체 층의 투과율이 충분히 높기 때문이다.
또한, T/C가 290이상 420이하에서는 휘도가 상대적으로 양호(○)하다. 이 경우에는 투과율이 낮아서 구현되는 영상의 휘도가 저하될 수 있으나, 그 정도가 미미할 수 있다.
반면에, T/C가 480이상인 경우에는 휘도가 매우 불량(X)하다. 그 이유는, 코발트(Co) 재질의 함량에 비해 유전체 층의 두께(T)가 과도하게 두껍고, 이에 따라 유전체 층의 투과율이 과도하게 낮기 때문이다.
이상에서 설명한 도 5의 데이터를 고려하면, 상부 유전체 층의 두께(T)는 아래의 수학식 1에 따르는 것이 바람직할 수 있다.
수학식 1 : 40 ≤ T/C ≤ 420
더욱, 바람직하게는 상부 유전체 층의 두께(T)는 아래의 수학식 2에 따를 수 있다.
수학식 2 : 110 ≤ T/C ≤ 260
도 6a 내지 도 6b는 안료의 함량에 대해 더욱 상세하게 설명하기 위한 도면이다.
도 6a 내지 도 6b에는 상부 유전체 층에 포함된 코발트 재질(Co)의 함량이 0중량부, 0.05중량부, 0.1중량부, 0.15중량부, 0.2중량부, 0.3중량부, 0.5중량부, 0.6중량부, 0.7중량부, 1.0중량부인 각각의 경우에서 암실 콘트라스트(C/R), 명실 콘트라스트, 반사광, 반사율, 색온도, 휘도 등을 측정한 데이터가 도시되어 있다. 이때, 상부 유전체 층의 두께(T)가 38㎛로서 모두 동일하다.
암실 콘트라스트는 주위가 어두운 암실에서 화면에 1% 윈도우(Window) 패턴의 영상을 표시한 상태에서 콘트라스트를 측정한 것이다.
명실 콘트라스트는 주위가 밝은 명실에서 화면에 25% 윈도우 패턴의 영상을 표시한 상태에서 콘트라스트를 측정한 것이다.
도 6a를 살펴보면, 코발트(Co) 재질의 함량이 0중량부인 경우, 즉 상부 유전체 층에 안료가 포함되지 않는 경우에는 암실 콘트라스트는 9870:1이고, 명실 콘트 라스트는 48:1이고, 반사광은 18.31[cd/m2]이고, 패널 반사율은 35%이고, 색온도는 7100K이다.
또한, 코발트(Co) 재질의 함량이 0.05중량부인 경우에는 암실 콘트라스트는 9900:1이고, 명실 콘트라스트는 49:1이고, 반사광은 17.8[cd/m2]이고, 패널 반사율은 34%이고, 색온도는 7200K이다.
이상에서와 같이, 코발트(Co) 재질의 함량이 0.05중량부 이하인 경우에는 코발트 재질의 함량이 미미함으로써, 콘트라스트 특성이 저하되고, 반사광 및 반사율이 상대적으로 큰 값을 갖고, 색온도가 낮은 것을 확인할 수 있다.
반면에, 코발트(Co) 재질의 함량이 0.1중량부인 경우에는 암실 콘트라스트는 10400:1이고, 명실 콘트라스트는 52:1이고, 반사광은 12.1[cd/m2]이고, 패널 반사율은 31%이고, 색온도는 7500K이다. 즉, 코발트(Co) 함량이 0.1중량부인 경우에는 0.05중량부이하인 경우에 비해 콘트라스트 특성이 개선되며, 반사광 및 반사율의 값이 감소하고, 색온도가 증가한다.
코발트(Co) 재질의 물성으로 인해 상부 유전체 층이 청색 계열의 색을 갖게 되고, 이에 따라 외부로부터 입사되는 광을 상부 유전체 층이 흡수함으로써, 콘트라스트 특성이 향상되고, 반사광 및 반사율이 감소할 수 있는 것이다.
또한, 상부 유전체 층이 청색 계열의 색을 갖게 됨으로써, 패널 내부에서 외부로 방출되는 가시광선이 상부 유전체 층을 통과하면서 청색 광이 더욱 강조될 수 있고, 이에 따라 색온도 특성이 향상되는 것이다.
또한, 코발트(Co) 재질의 함량이 0.15중량부이상 0.3중량부이하인 경우에는 암실 콘트라스트는 11000:1 ~ 11670:1로서 더욱 개선되고, 명실 콘트라스트도 54:1 ~ 56:1로 더욱 개선되며, 반사광은 10.2[cd/m2] ~ 8.2[cd/m2]로 더 감소하고, 패널 반사율도 29% ~ 25.2%로서 더욱 감소하고, 색온도는 8050K ~ 8400K로서 더욱 증가한다. 즉, 코발트(Co) 함량이 0.15중량부이상 0.3중량부이하인 경우에는 콘트라스트 특성, 반사광 및 반사율, 색온도 특성이 모두 개선된다.
또한, 코발트(Co) 재질의 함량이 0.5중량부이상인 경우에는 암실 콘트라스트는 12010:1이상이고, 명실 콘트라스트도 58:1이상이고, 반사광은 7.8[cd/m2]이하이고, 패널 반사율도 24%이하이고, 색온도는 8500K이상이다.
다음, 도 6b를 살펴보면 상부 유전체 층에 안료로서 코발트(Co)가 포함되지 않는 경우에 구현되는 영상의 휘도는 대략 183[cd/m2]이다.
코발트(Co) 재질의 함량이 0.05중량부인 경우에는 구현되는 영상의 휘도는 대략 182[cd/m2]이다. 이와 같이, 코발트(Co) 재질을 포함하는 경우에 영상의 휘도가 감소하는 이유는, 코발트(Co) 재질로 인해 상부 유전체 층이 청색 계열의 색을 갖게 되고, 이로 인해 상부 유전체 층의 투과율이 저하되기 때문이다.
코발트(Co) 재질의 함량이 0.1중량부인 경우에는 구현되는 영상의 휘도는 대략 180[cd/m2]이다. 또한, 코발트(Co) 재질의 함량이 0.15중량부이상 0.3중량부이하 인 경우에는 구현되는 영상의 휘도는 대략 177[cd/m2]이상 179[cd/m2]이하이다.
코발트(Co) 재질의 함량이 0.4중량부이상 0.6중량부이하인 경우에는 구현되는 영상의 휘도는 대략 168[cd/m2]이상 173[cd/m2]이하이다.
반면에, 코발트(Co) 재질의 함량이 0.7중량부이상인 경우에는 코발트(Co) 재질의 함량이 과도할 수 있고, 이에 따라 상부 유전체 층의 투과율이 과도하게 낮아져서 구현되는 영상의 휘도는 대략 154[cd/m2]이하로 급격하게 감소하게 된다.
이상의 도 6a 내지 도 6b의 내용을 고려할 때, 반사율 및 반사광 특성, 콘트라스트 특성, 색온도 특성을 향상시키면서도 상부 유전체 층의 투과율이 과도하게 감소하여 구현되는 영상의 휘도가 과도하게 저하되는 것을 방지하기 위해서는, 상부 유전체 층이 안료로서 코발트(Co) 재질을 0.01중량부이상 0.6중량부이하 포함하는 것이 바람직할 수 있고, 더욱 바람직하게는 0.15중량부이상 0.3중량부이하 포함할 수 있다.
도 7a 내지 도 7b는 상부 유전체 층의 두께에 대해 설명하기 위한 도면이다.
도 7a 내지 도 7b에는 상부 유전체 층의 두께(T)가 25㎛, 28㎛, 30㎛, 33㎛, 35㎛, 36㎛, 38㎛, 39㎛, 43㎛, 45㎛인 각각의 경우에서 측정된 반사율과 휘도에 대해 데이터가 도시되어 있다. 여기서, 상부 유전체 층에는 안료로서 코발트(Co)이 포함되고, 코발트(Co) 재질의 함량은 0.2중량부로서 모두 동일하다.
먼저, 도 7a를 살펴보면, 상부 유전체 층의 두께가 25㎛인 경우에는 상부 유전체 층의 두께가 과도하게 얇아서 외부에서 입사되는 광을 충분히 흡수하기 어렵 기 때문에 패널 반사율이 30.4%로서 상대적으로 높다.
또한, 상부 유전체 층의 두께가 28㎛이상 30㎛이하인 경우에도 패널 반사율이 28.2%이상 29.1%이하로서 상대적으로 높다.
반면에, 상부 유전체 층의 두께가 33㎛인 경우에는 패널 반사율이 27.4%로 감소한다.
또한, 상부 유전체 층의 두께가 35㎛이상인 경우에는 상부 유전체 층의 두께가 충분히 두껍기 때문에 패널 반사율이 26.9%이하이다.
다음, 도 7b를 살펴보면 휘도의 측면에서는 상부 유전체 층의 두께가 25㎛인 경우에 구현되는 영상의 휘도는 대략 184[cd/m2]이다.
또한, 상부 유전체 층의 두께가 28㎛이상 30㎛이하인 경우에는 영상의 휘도는 대략 179[cd/m2]이상 181[cd/m2]이하이다.
또한, 상부 유전체 층의 두께가 33㎛인 경우에는 영상의 휘도는 대략 178[cd/m2]이다.
또한, 상부 유전체 층의 두께가 35㎛이상 39㎛이하인 경우에는 영상의 휘도는 대략 172[cd/m2]이상 176[cd/m2]이하이다.
반면에, 상부 유전체 층의 두께가 43㎛이상인 경우에는 영상의 휘도는 대략 156[cd/m2]이하로 급격히 감소한다.
이상의 도 7a 내지 도 7b의 내용을 고려할 때, 반사율을 감소시키면서 상부 유전체 층의 투과율이 과도하게 감소하여 구현되는 영상의 휘도가 과도하게 저하되는 것을 방지하기 위해서는, 상부 유전체 층의 두께가 33㎛이상 39㎛이하인 것이 바람직할 수 있고, 더욱 바람직하게는 35㎛이상 38㎛이하일 수 있다.
한편, 상부 유전체 층에 포함되는 안료는 코발트(Co) 재질 이외에, 니켈(Ni), 크롬(Cr), 구리(Cu), 세륨(Ce), 망간(Mn) 중 적어도 하나의 재질을 더 포함하는 것이 가능하다.
니켈(Ni) 재질은 상부 유전체에 안료로서 포함되는 경우에, 상부 유전체 층이 암청색(Dark Blue)을 갖도록 할 수 있다. 따라서 구현되는 영상의 색 중에서 암청색이 더욱 강조될 수 있다. 이러한 니켈(Ni) 재질의 함량이 과도하게 많은 경우에는 상부 유전체 층의 투과율이 과도하게 낮아질 수 있다. 따라서 니켈(Ni) 재질의 함량은 0.1중량부 이상 0.2중량부 이하인 것이 바람직할 수 있다.
크롬(Cr) 재질은 상부 유전체 층에 안료로서 포함되는 경우에, 상부 유전체 층의 색에 적색(Red)을 더 가미할 수 있다. 따라서 구현되는 영상의 색 중에서 청색이 강조됨과 동시에 적색도 강조될 수 있어서, 색구현 범위가 증가할 수 있다. 이러한 크롬(Cr) 재질의 함량은 0.1중량부 이상 0.3중량부 이하인 것이 바람직할 수 있다.
구리(Cu) 재질은 상부 유전체 층에 안료로서 포함되는 경우에, 상부 유전체 층의 색에 녹색(Green)을 더 가미할 수 있다. 따라서 구현되는 영상의 색 중에서 청색이 강조됨과 동시에 녹색도 강조될 수 있어서, 색구현 범위가 증가할 수 있다. 이러한 구리(Cu) 재질의 함량은 0.03중량부 이상 0.09중량부 이하인 것이 바람직할 수 있다.
세륨(Ce) 재질은 상부 유전체 층에 안료로서 포함되는 경우에, 상부 유전체 층의 색에 황색(Yellow)을 더 가미할 수 있다. 따라서 구현되는 영상의 색 중에서 청색이 강조됨과 동시에 황색도 강조될 수 있어서, 색구현 범위가 증가할 수 있다. 이러한 세륨(Ce) 재질의 함량은 0.1중량부 이상 0.3중량부 이하인 것이 바람직할 수 있다.
망간(Mn) 재질은 상부 유전체 층에 안료로서 포함되는 경우에, 상부 유전체 층의 청색이 더욱 진해지도록 할 수 있다. 따라서 구현되는 영상의 색온도를 더욱 향상시킬 수 있다. 이러한 망간(Mn) 재질의 함량은 0.2중량부 이상 0.6중량부 이하인 것이 바람직할 수 있다.
도 8은 상부 유전체 층의 다른 구조의 일례에 대해 설명하기 도면이다. 도 8에서는 이상에서 상세히 설명한 내용에 대해서는 그 설명을 생략하기로 한다.
도 8을 살펴보면, 상부 유전체 층(104)은 주위보다 두께가 더 두꺼운 볼록부(Convex Portion, 700)와 두께가 주위보다 얇은 오목부(Concave Portion, 710)를 포함할 수 있다.
여기서, 오목부(710)는 스캔 전극(102)과 서스테인 전극(103)의 사이에 배치되는 것이 바람직할 수 있다.
또한, 상부 유전체 층(104)의 최대 두께, 즉 볼록부(700)에서의 상부 유전체 층(104)의 두께는 t2이고, 오목부(710)에서의 상부 유전체 층(104)의 두께는 t1이고, 오목부(710)의 깊이는 h이고, 오목부(710)의 폭은 W이다.
스캔 전극(102)과 서스테인 전극(103)에 구동 신호가 공급되어 방전이 발생하는 경우에는, 스캔 전극(102)과 서스테인 전극(103)의 사이에 배치된 오목부(710)에 대부분의 벽 전하(Wall Charge)들이 쌓일 수 있기 때문에 방전의 경로가 상부 유전체 층(104)이 평탄(Flat)한 구조를 갖는 경우에 비해 상대적으로 짧아질 수 있다. 이에 따라, 스캔 전극(102)과 서스테인 전극(103) 사이의 방전 개시 전압이 낮아져서 구동 효율이 향상될 수 있다.
또한, 상부 유전체 층(104)이 안료로서 코발트(Co) 재질을 포함하는 경우에는, 상부 유전체 층(104)이 청색 계열의 색을 갖게 된다. 따라서 상부 유전체 층(104)이 코발트(Co) 재질을 포함하지 않고 투명한 색을 갖는 경우에 비해 투과율이 저하되어 구현되는 영상의 휘도가 저하될 수 있다.
반면에, 도 8의 경우와 같이 상부 유전체 층(104)이 볼록부(700)와 오목부(710)를 포함하게 되면, 스캔 전극(102)과 서스테인 전극(103) 간의 방전 개시 전압이 낮아질 수 있고, 이에 따라 코발트(Co) 재질에 의한 휘도 저하를 보상할 수 있다.
도 9는 상부 유전체 층의 오목부에서의 두께와 볼록부에서의 두께에 대해 보다 상세히 설명하기 위한 도면이다.
도 9에는 볼록부에서의 상부 유전체 층의 최대 두께, 즉 볼록부에서의 상부 유전체 층의 두께(t2)를 38㎛로 고정하고, 여기서 오목부에서의 상부 유전체 층의 두께(t1)를 변경하는 방법으로 상부 유전체 층의 오목부에서의 두께와 볼록부에서의 두께의 비율을 0.03에서 0.98까지 조절하면서 스캔 전극과 서스테인 전극 사이 의 방전 개시 전압, 상부 유전체 층의 제조 시 공정 난이도 및 상부 유전체 층의 구조적 안정성을 판단한다.
◎표시는 스캔 전극과 서스테인 전극 사이의 방전 개시 전압이 충분히 낮거나, 상부 유전체 층의 제조 공정의 난이도가 용이하거나, 상부 유전체 층의 구조적 안정성이 충분하여 매우 양호함을 나타내고, ○표시는 상대적으로 양호함을 나타내고, X표시는 불량함을 나타낸다.
도 9를 살펴보면, 먼저 스캔 전극과 서스테인 전극 사이의 방전 개시 전압의 측면에서는, 상부 유전체 층의 오목부에서의 두께(t1)가 볼록부에서의 두께(t2)의 0.03배 이상 0.7배 이하인 경우에는 오목부의 깊이가 충분히 깊게 유지되고, 이에 따라 방전 시 오목부에 벽 전하들이 충분히 쌓일 수 있어서 스캔 전극과 서스테인 전극 사이의 방전 개시 전압이 충분히 낮은 전압을 가질 수 있어서 매우 양호(◎)한 것을 알 수 있다.
또한, 상부 유전체 층의 오목부에서의 두께(t1)가 볼록부에서의 두께(t2)의 0.85배 이상 0.9배 이하인 경우에는 오목부의 깊이가 적절하여 스캔 전극과 서스테인 전극 사이의 방전 개시 전압은 상대적으로 양호(○)한 것을 알 수 있다.
반면에, 상부 유전체 층의 오목부에서의 두께(t1)가 볼록부에서의 두께(t2)의 0.98배 이상인 경우에는 오목부의 깊이가 과도하게 낮아서 방전 시 오목부에 쌓이는 벽 전하의 양이 부족해질 수 있다. 따라서 스캔 전극과 서스테인 전극 사이의 방전 개시 전압은 과도하게 높아질 수 있고, 이에 따라 불량(X)한 것을 알 수 있다.
상부 유전체 층의 제조 시 공정 난이도의 측면에서는, 상부 유전체 층의 오목부에서의 두께(t1)를 볼록부에서의 두께(t2)의 0.03배로 형성하는 경우에는 상부 유전체 층의 오목부에서의 두께(t1)가 과도하게 작아서 제조 장비의 정렬(Align)이 조금만 어긋나더라도 전면 기판이 상부 유전체 층의 외부로 노출될 수 있다. 또한, 오목부의 깊이를 충분히 깊게 하여야 하기 때문에 오목부의 형성에 소요되는 시간이 증가할 수 있다. 따라서 제조 공정의 난이도는 불량(X)하다.
반면에, 상부 유전체 층의 오목부에서의 두께(t1)를 볼록부에서의 두께(t2)의 0.04배 이상 0.12배 이하로 형성하는 경우에는 상부 유전체 층의 오목부에서의 두께(t1)가 적절하여 상부 유전체 층의 제조 공정의 난이도는 상대적으로 양호(○)하다.
또한, 상부 유전체 층의 오목부에서의 두께(t1)를 볼록부에서의 두께(t2)의 0.15배 이상으로 형성하는 경우에는 오목부의 깊이가 충분히 낮아서 오목부의 제조 공정에 소요되는 시간이 상대적으로 짧다. 또한, 오목부의 깊이가 충분히 낮기 때문에 제조 장비의 정렬이 어느 정도 어긋나더라도 오목부는 충분히 안정적으로 형성될 수 있다. 이에 따라, 상부 유전체 층의 제조 공정의 난이도는 매우 양호(◎)한 것을 알 수 있다.
상부 유전체 층의 구조적 안정성의 측면에서는, 상부 유전체 층의 오목부에서의 두께(t1)를 볼록부에서의 두께(t2)의 0.03배로 형성하는 경우에는 상부 유전체 층의 오목부에서의 두께(t1)가 과도하게 작아서 볼록부와 오목부의 두께 차이가 과도할 수 있다. 따라서 볼록부가 붕괴될 가능성이 증가하고 이에 따라 상부 유전 체 층의 구조적 안정성은 불량(X)하다.
반면에, 상부 유전체 층의 오목부에서의 두께(t1)를 볼록부에서의 두께(t2)의 0.04배 이상 0.06배 이하로 형성하는 경우에는 상부 유전체 층의 오목부에서의 두께(t1)가 적절하여 상부 유전체 층의 구조적 안정성은 상대적으로 양호(○)하다.
또한, 상부 유전체 층의 오목부에서의 두께(t1)를 볼록부에서의 두께(t2)의 0.092배 이상으로 형성하는 경우에는 오목부의 두께와 볼록부의 두께의 차이가 미미하여 구조적 안정성이 매우 양호(◎)한 것을 알 수 있다.
이상의 도 9의 데이터를 고려하면, 스캔 전극과 서스테인 전극 사이의 방전 개시 전압을 낮추고, 상부 유전체 층의 공정 난이도를 용이하게 하며, 또한 상부 유전체 층의 구조적 안정성을 향상시키기 위해서 상부 유전체 층의 오목부에서의 두께(t1)는 볼록부에서의 두께(t2)의 0.04배 이상 0.9배 이하인 것이 바람직할 수 있고, 더욱 바람직하게는 0.15배 이상 0.7배 이하일 수 있다.
도 10은 상부 유전체 층의 또 다른 구조의 일례에 대해 설명하기 위한 도면이다. 도 10에서는 이상에서 상세히 설명한 내용에 대해서는 그 설명을 생략하기로 한다.
도 10을 살펴보면, 상부 유전체 층(104)은 2층(2-Layer) 구조를 가질 수 있다. 예를 들면, 상부 유전체 층(104)은 차례로 적층된 제 1 상부 유전체 층(900)과 제 2 상부 유전체 층(910)을 포함할 수 있다.
이러한 제 1 상부 유전체 층(900) 또는 제 2 상부 유전체 층(910) 중 적어도 하나에 안료가 포함될 수 있다.
한편, 상부 유전체 층(104)에 금속 재질의 안료가 포함되면, 상부 유전체 층의 유전율이 저하될 수 있다.
또한, 제 1 상부 유전체 층(900)은 스캔 전극(102)과 서스테인 전극(103)은 매립하고, 스캔 전극(102)과 서스테인 전극(103)을 절연시키기 때문에 유전율이 상대적으로 높을수록 유리할 수 있다. 따라서 제 1 상부 유전체 층(900)에는 안료가 포함되지 않고, 제 1 상부 유전체 층(900)의 상부에 배치되는 제 2 상부 유전체(910)에 안료가 포함되는 것이 바람직할 수 있다.
도 11a 내지 도 11c는 본 발명의 일실시예에 따른 플라즈마 디스플레이 패널의 또 다른 일례를 설명하기 위한 도면이다. 도 11a 내지 도 11c에서는 이상에서 상세히 설명한 내용에 대해서는 그 설명을 생략하기로 한다.
먼저, 도 11a를 살펴보면 전면 기판(101)에는 격벽(112)과 중첩(Overlap)하는 블랙 매트릭스(Black matrix, 1000)가 더 배치될 수 있다. 이러한 블랙 매트릭스(1000)는 입사되는 광을 흡수함으로써, 격벽(112)이 광을 반사하는 것을 억제할 수 있다. 그러면, 패널 반사율이 감소하여 콘트라스트 특성이 향상될 수 있다.
도 11a에서는 전면 기판(101)의 상부에 블랙 매트릭스(1000)가 배치되는 경우만을 도시하고 있지만, 도시하지는 않았지만 상부 유전체 층(미도시)의 상부에 블랙 매트릭스(1000)가 배치되는 것도 가능한 것이다.
또한, 투명 전극(102a, 103a)과 버스 전극(102b, 103b)의 사이에 블랙 층(120, 130)이 더 배치될 수 있다. 그러면, 블랙 층(120, 130)에 버스 전극(102b, 103b)에 의한 광 반사를 방지함으로서, 패널 반사율을 더욱 낮출 수 있다.
다음, 도 11b를 살펴보면 두 개의 서스테인 전극(103) 사이에서 두 개의 서스테인 전극(103)에 각각 접하는 공통 블랙 매트릭스(1010)이 배치될 수 있다. 이러한 공통 블랙 매트릭스(1010)는 블랙 층(120, 130)과 실질적으로 동일한 재질로 이루어지는 것이 바람직할 수 있다. 이러한 경우에는, 블랙 층(120, 130)의 제조 시 공통 블랙 매트릭스(1010)를 함께 형성하는 것이 가능하여, 제조 공정에 소요되는 시간을 줄일 수 있다.
다음, 도 11c를 살펴보면 격벽(112)의 상부에 탑 블랙 매트릭스(1020)가 배치될 수 있다. 이와 같이, 격벽(112)의 상부에 직접 탑 블랙 매트릭스(1020)를 형성하게 되면, 전면 기판(101)에 블랙 매트릭스를 형성하지 않아도 패널 반사율을 감소시킬 수 있다.
한편, 이상에서 상세히 설명한 바와 같이 상부 유전체 층(104)이 안료를 포함하면 패널 반사율을 감소시킬 수 있다.
따라서 도 11a 내지 도 11c에서 설명한 블랙 층(120, 130), 블랙 매트릭스(1000), 공통 블랙 매트릭스(1010) 및 탑 블랙 매트릭스(1020)가 생략되는 것이 가능하다. 그 이유는, 상부 유전체 층(104)에 코발트(Co) 재질 등의 안료가 혼합되어 패널 반사율을 충분히 낮출 수 있기 때문에 블랙 층(120, 130), 블랙 매트릭스(1000), 공통 블랙 매트릭스(1010) 및 탑 블랙 매트릭스(1020)가 생략되더라도 패널 반사율이 급격하게 증가하는 것을 방지할 수 있기 때문이다.
이와 같이, 블랙 층(120, 130), 블랙 매트릭스(1000), 공통 블랙 매트릭스(1010) 및 탑 블랙 매트릭스(1020)가 생략되면 제조 공정이 더욱 단순해질 수 있 고, 제조 단가가 더욱 저감될 수 있다.
이와 같이, 상술한 본 발명의 기술적 구성은 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자가 본 발명의 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.
그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해되어야 하고, 본 발명의 범위는 전술한 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
본 발명의 일실시예에 따른 플라즈마 디스플레이 패널은 상부 유전체 층이 안료로서 코발트(Co) 재질을 포함함으로써, 패널 반사율을 감소시키고, 콘트라스트 특성을 향상시키며 색온도 특성을 향상시키는 효과가 있다.

Claims (10)

  1. 전면 기판;
    상기 전면 기판에 배치되면 서로 나란한 스캔 전극과 서스테인 전극;
    상기 스캔 전극과 서스테인 전극 상부에 배치되는 상부 유전체 층;
    상기 전면 기판과 대항되게 배치되는 후면 기판; 및
    상기 전면 기판과 후면 기판 사이에서 방전 셀을 구획하는 격벽;
    을 포함하고,
    상기 상부 유전체 층은 유리 재질과 안료(Pigment)를 포함하고,
    상기 안료는 코발트(Co)재질을 포함하고,
    상기 코발트(Co) 재질을 포함한 안료는 니켈(Ni), 크롬(Cr), 구리(Cu), 세륨(Ce), 망간(Mn) 중 적어도 하나의 재질을 더 포함하고,
    상기 코발트 재질의 함량은 0.1중량부 이상 0.6중량부 이하이고, 상기 니켈(Ni)의 함량은 0.1중량부 이상 0.2중량부 이하이고, 상기 크롬(Cr)의 함량은 0.1중량부 이상 0.3중량부 이하이고, 상기 구리(Cu)의 함량은 0.03중량부 이상 0.09중량부 이하이고, 상기 세륨(Ce)의 함량은 0.1중량부 이상 0.3중량부 이하이고, 상기 망간(Mn)의 함량은 0.2중량부 이상 0.6중량부 이하인 플라즈마 디스플레이 패널.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 코발트 재질의 함량은 0.15중량부 이상 0.3중량부 이하인 플라즈마 디스플레이 패널.
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 상부 유전체 층의 두께는 33㎛이상 39㎛이하인 플라즈마 디스플레이 패널.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 상부 유전체 층의 두께는 35㎛이상 38㎛이하인 플라즈마 디스플레이 패널.
  7. 전면 기판;
    상기 전면 기판에 배치되면 서로 나란한 스캔 전극과 서스테인 전극;
    상기 스캔 전극과 서스테인 전극 상부에 배치되는 상부 유전체 층;
    상기 전면 기판과 대항되게 배치되는 후면 기판; 및
    상기 전면 기판과 후면 기판 사이에서 방전 셀을 구획하는 격벽;
    을 포함하고,
    상기 상부 유전체 층은 유리 재질과 안료(Pigment)를 포함하고,
    상기 안료는 코발트(Co)재질을 포함하고,
    상기 코발트(Co) 재질을 포함한 안료는 니켈(Ni), 크롬(Cr), 구리(Cu), 세륨(Ce), 망간(Mn) 중 적어도 하나의 재질을 더 포함하고,
    상기 코발트 재질의 함량은 0.1중량부 이상 0.6중량부 이하이고, 상기 니켈(Ni)의 함량은 0.1중량부 이상 0.2중량부 이하이고, 상기 크롬(Cr)의 함량은 0.1중량부 이상 0.3중량부 이하이고, 상기 구리(Cu)의 함량은 0.03중량부 이상 0.09중량부 이하이고, 상기 세륨(Ce)의 함량은 0.1중량부 이상 0.3중량부 이하이고, 상기 망간(Mn)의 함량은 0.2중량부 이상 0.6중량부 이하인 플라즈마 디스플레이 패널.
    수학식 1 : 40 ≤ T/C ≤ 420
    (T : 상부 유전체 층의 두께[㎛], C : 코발트 재질의 함량[중량부])
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 상부 유전체 층의 두께는 아래의 수학식 2에 따르는 플라즈마 디스플레이 패널.
    수학식 2 : 110 ≤ T/C ≤ 260
  9. 삭제
  10. 삭제
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