KR101022660B1 - 플라즈마 디스플레이 패널 - Google Patents

Abstract

본 발명에서는 플라즈마 디스플레이 패널이 개시된다. 상기 플라즈마 디스플레이 패널은 서로 마주보게 배치되는 전면기판 및 배면기판, 기판들 사이에 개재되는 것으로, 서로에 대해 멀어지는 방향으로 오목하게 인입된 기저부의 쌍, 기저부 상에서 협폭으로 형성되고 방전셀을 구획하는 격벽의 쌍, 방전셀 내에서 상호 방전을 야기하는 주사전극 및 유지전극, 주사전극과 함께 어드레스 방전을 일으키는 것으로 주사전극과 교차하는 방향으로 연장되는 어드레스 전극, 방전셀 내에 형성된 형광체층 및 방전셀 내부에 채워진 방전가스를 포함한다.

본 발명에 의하면, 저 전력 구동이 가능하면서도 높은 발광휘도를 얻을 수 있는 고효율의 플라즈마 디스플레이 패널이 제공된다.

Description

플라즈마 디스플레이 패널{Plasma display panel}

본 발명은 플라즈마 디스플레이 패널에 관한 것으로, 보다 구체적으로, 저 전력 구동이 가능하면서도 높은 발광휘도를 얻을 수 있는 고효율의 플라즈마 디스플레이 패널에 관한 것이다.

일반적으로 플라즈마 디스플레이 패널(Plasma Display Panel;PDP)은 플라즈마 방전에 의해 형성된 자외선을 이용하여 형광체를 여기시키고, 여기된 형광체로부터 생성되는 가시광을 이용하여 소정영상을 구현하는 평판 디스플레이 소자의 일종이다.

플라즈마 디스플레이 패널의 일반적인 형태에서는 방전전극들이 배열된 상부기판과 어드레스 전극들이 배열된 하부기판 사이에 다수의 방전셀들을 구획하는 격벽을 개재하여 서로 마주보게 합착시키고, 양 기판들 사이에 적정의 방전가스를 주입한 후, 방전전극들 사이에 소정의 방전전압을 인가함에 따라 방전셀 내에 도포되어 있는 형광체를 여기시키고, 생성된 가시광을 이용하여 영상을 구현한다.

종래 구조에서는 형광체층의 상당부분을 격벽의 측면 상에 부착시키는데, 유동성의 형광체 페이스트가 격벽의 측면 상에 안정적으로 고착되지 못하고 흘러내림 으로써 충분한 두께와 균일한 두께로 형광체가 형성되지 못하는 문제가 있다. 또한, 형광체에서 생성된 가시광이 상방의 표시방향으로 출광되지 못하고 격벽의 측 방향으로 발산됨으로써 가시광 추출효율이 낮다는 문제가 있다. 그리고, 형광체가 집중되는 방전셀의 저면은 방전전극들이 배열된 상부기판과 상대적으로 멀리 떨어져 배치되므로, 형광체에 충분한 자외선이 도달하지 못하고 형광체를 효과적으로 여기시키지 못한다. 다른 한편으로, 종래 구조에서는 방전셀 높이에 해당되는 원거리의 방전 경로를 통하여 어드레스 방전이 수행됨으로써 어드레스 구동전압이 높고, 충분한 전압마진을 확보할 수 없다는 문제가 있다.

본 발명의 목적은 저전력 구동이 가능하면서도 높은 발광휘도를 얻을 수 있는 고 효율의 플라즈마 디스플레이 패널을 제공하는 것이다.

상기와 같은 목적 및 그 밖의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 플라즈마 디스플레이 패널은,

서로 마주보게 배치되는 전면기판 및 배면기판;

상기 기판들 사이에 개재되는 것으로, 서로에 대해 멀어지는 방향으로 오목하게 인입된 기저부의 쌍;

상기 기저부 상에서 협폭으로 형성되고, 방전셀을 구획하는 격벽의 쌍;

상기 방전셀 내에서 상호 방전을 야기하는 주사전극 및 유지전극;

상기 주사전극과 함께 어드레스 방전을 일으키는 것으로, 상기 주사전극과 교차하는 방향으로 연장되는 어드레스 전극;

상기 방전셀 내에 형성된 형광체층; 및

상기 방전셀 내부에 채워진 방전가스;를 포함한다.

바람직하게, 상기 기저부는 방전셀의 중심과 마주하는 위치에서 최대로 인입된 정점을 갖는다.

본 발명의 일 실시형태에서, 상기 기저부는 상기 정점을 만곡점으로 하는 오목한 곡선을 따라 형성된다.

본 발명의 다른 실시형태에서, 상기 기저부는 상기 정점을 꼭지점으로 하는 오목한 V 자 형상을 따라 형성된다.

바람직하게, 상기 기저부에서 쌍을 이루는 상대편 기저부의 서로 마주하는 부분까지의 거리는 기저부의 중앙 위치에서 최대가 된다.

예를 들어, 상기 어드레스 전극은 상기 기저부와 중첩되거나 적어도 인접한 위치에서 상기 주사전극과 교차할 수 있다.

예를 들어, 상기 어드레스 전극은 상대적으로 넓은 선폭을 갖는 방전부와, 상기 방전부들 사이에서 상대적은 좁은 선폭을 갖는 연결부를 구비하고, 상기 방전부는 상기 기저부에 대응되는 위치에 형성될 수 있다.

예를 들어, 이웃한 격벽들 사이로는 방전이 수행되지 않는 비 방전공간이 형성될 수 있다. 이때, 상기 비 방전공간 상에는 외광 흡수층이 형성될 수 있다.

본 발명의 플라즈마 디스플레이 패널에 의하면, 상호 표시방전을 수행하는 방전전극들에 인접하게 배치되는 동시에 표시면에 대해 인접하도록 형광체의 지지면을 형성함으로써, 효과적으로 형광체를 여기시킬 수 있고 가시광의 추출 효율을 향상시킬 수 있다. 특히, 상기 형광체의 지지면 상에 유동성의 형광체 페이스트가 안정적으로 고착될 수 있도록 페이스트의 유동흐름을 분석하여 격벽 형상을 최적화시킴으로써 전체 표시발광을 더욱 개선할 수 있다. 또한, 방전패스를 고려하여 격벽 형상을 설계함으로써 격벽과의 충돌이나 기타 간섭에 의해 방전에 참여하는 하전입자가 무용하게 손실되는 전하 손실(charge loss)을 최소화시킬 수 있다. 또한, 본 발명에 의하면, 어드레스 방전경로를 단축시킴으로써 저 전압의 어드레싱이 가능하고 충분한 전압마진을 확보할 수 있다.

이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시형태에 대해 상세히 설명하기로 한다. 도 1에는 본 발명의 제1 실시형태에 관한 플라즈마 디스플레이 패널의 분해 사시도가 도시되어 있고, 도 2에는 도 1의 II-II 선을 따라 취한 수직 단면도가 도시되어 있다. 도시된 플라즈마 디스플레이 패널은 서로 마주보게 배치되고 소정간격으로 이격되어 있는 전면기판(110) 및 배면기판(120)을 포함하고, 상기 전면기판(110) 및 배면기판(120) 사이에는 다수의 방전셀(S)들이 개재된다.

상기 배면기판(120) 측에는 방전셀(S) 단위로 쌍을 이루어 기저부(123)가 배치되고, 상기 기저부(123) 상에는 상대적으로 협폭의 격벽(124)이 배치된다. 상기 격벽(124)은 상호 표시방전을 수행하는 주사전극(Y) 및 공통전극(X)을 갖추고 독립적인 발광단위를 구성하는 방전셀(S)을 구획한다. 상기 방전셀(S)은 쌍을 이루는 기저부(123)들 사이의 공간으로 확장될 수 있다. 상대적으로 광폭의 기저부(123) 상에 협폭의 격벽(124)을 적층함으로써, 기저부(123)와 격벽(124)을 따라 폭 방향으로 단차가 형성된다.

서로 다른 방전셀(S)을 구획하는 격벽(124)들 사이로는 비 방전공간(130)이 구획될 수 있다. 상기 비 방전공간(130)은 불순가스의 유동통로를 제공함으로써 패널 내부에 잔존하는 불순가스의 배기공정에서 유동저항을 줄일 수 있다. 상기 비 방전공간(130) 상에는 외광 흡수층(140)이 형성될 수 있다. 상기 외광 흡수층(140)은 암색 안료나 암색 착색물질을 포함하고, 명암대비 특성을 개선하여 영상의 시인성을 높여주는 기능을 한다. 다만, 상기 외광 흡수층(140)은 본 발명의 취사 선택적인 사항이며, 필수적인 구성은 아니다.

상기 전면기판(110) 측에는 상호 표시방전을 일으키는 주사전극(Y)과 공통전극(X)이 배치되고, 서로 인접한 주사전극(Y) 및 공통전극(X)은 쌍을 이루어 각 방전셀(S) 내에서 표시방전을 일으키게 된다. 주사전극(Y) 및 공통전극(X)은 각각 광 투명한 도전소재로 이루어진 투명전극(Ya,Xa)과, 투명전극(Ya,Xa)과 전기적인 접촉을 이루며 전원공급 라인을 구성하는 버스전극(Yb,Xb)을 포함할 수 있다.

상기 주사전극(Y) 및 공통전극(X)은 방전환경에 노출되지 않도록 유전체층(114)으로 덮여 매립됨으로써 방전에 참여하는 하전입자의 직접적인 충돌로부터 보호될 수 있다. 상기 유전체층(114)은, 예를 들어, MgO 박막으로 이루어진 보호층(115)으로 덮여 보호되는 것이 바람직하다.

상기 배면기판(120) 상에는 어드레스 전극(122)이 배치되어 있다. 상기 어드레스 전극(122)은 주사전극(Y)과 함께 어드레스 방전을 수행한다. 주사전극(Y)과 어드레스 전극(122)은 기저부(123)와 중첩된 위치 또는 적어도 기저부(123)와 인접한 위치에서 교차하도록 배치될 수 있다. 상기 주사전극(Y)과 어드레스 전극(122) 사이에 인가된 전압은 주사전극(Y)을 덮는 유전체층(114, 또는 보호층 115)과 어드레스 전극(122) 상의 기저부(123)를 통하여 방전셀(S) 내에 방전개시에 충분한 고 전계를 형성한다. 이때, 주사전극(Y)을 덮는 유전체층(114, 또는 보호층 115)과 어 드레스 전극(122) 상의 기저부(123)는 서로 마주하는 방전 면을 형성하며 어드레스 방전을 일으킬 수 있다.

종래 구조에서는 전면기판과 배면기판 사이의 원 거리의 방전경로를 통하여 주사전극과 어드레스 전극 간에 방전이 수행되었으나, 제안된 구조에서는 주사전극(Y)을 향하여 소정의 높이(h)로 돌출된 기저부(123)를 통하여 어드레스 방전을 수행하므로, 어드레스 방전 경로가 기저부(123) 상의 방전 갭(g, 도 2) 사이즈로 단축됨으로써 종래와 비교할 때, 구동효율을 향상시킬 수 있다. 바람직하게, 상기 어드레스 전극(122)은 배면기판(120) 상에 형성되어 있는 유전체층(121)에 의해 덮여 매립되며, 유전체층(121)이 제공하는 평탄 면 상에 기저부(123)가 형성되어 있다.

상기 기저부(123) 사이의 유전체층(121) 위에는 형광체층(125)이 형성된다. 상기 형광체층(125)은 표시방전의 결과로 생성된 자외선과 상호 작용하여 서로 다른 색상의 가시광, 예를 들어, 적색(R), 녹색(G), 청색(B) 가시광을 생성한다. 상기 형광체층(125)의 위치는 기저부(123) 사이로 국한되지 않고, 이웃한 위치로 확장되어 적어도 기저부(123)의 일부를 덮도록 형성될 수 있다. 예를 들어, 상기 형광체층(125)은 기저부의 상면(123U)으로 연속적으로 확장될 수 있고, 격벽(124)의 측면으로까지 확장될 수도 있다.

상기 기저부의 상면(123U)에 형성된 형광체층(125)은 표시방전을 일으키는 주사전극(Y) 및 공통전극(X)에 인접하여 효과적으로 여기될 수 있다. 또한, 상기 기저부의 상면(123U)은 표시면(110a)을 구성하는 전면기판(110)에 대해 인접하게 배치되어 표시방향(Z3)을 바라보도록 배치된다. 따라서, 상기 기저부(123) 위의 형광체층(125)에서 나온 가시광(VL)은 곧바로 외부로 출사될 수 있고 가시광(VL)의 추출효율이 향상될 수 있다.

도 3에는 도 1의 주요부분을 발췌하여 도시한 사시도가 도시되어 있다. 도면을 참조하면, 기저부의 측면(123S)은 방전셀(S) 중심을 향하여 오목하게 인입된 형상을 갖는다. 보다 구체적으로, 기저부의 측면(123S)은 쌍을 이루는 상대편 기저부(123)로부터 멀어지는 방향(±Z2 방향)으로 인입된 오목한 형상을 갖는다. 기저부의 측면(123S)은 방전셀(S)의 중심과 마주하는 중앙위치에서 꼭지점(P)을 형성하는 오목한 V 자 형상을 갖고, 서로 마주하는 기저부(123)들 간의 거리는 꼭지점(P) 위치에서 최대(Lmax)가 된다. 기저부(123)에 의한 간섭없이 표시방전이 일어날 수 있는 충분한 거리(상기 Lmax에 해당)가 확보됨으로써 방전에 참여하는 하전입자가 기저부(123)와의 충돌로 손실되는 이른바 전하 손실(charge loss)이 최소화될 수 있다.

도 4 및 도 5는 페이스트 상의 형광체(125`)가 소성 경화되는 과정에서 발생되는 형광체(125`)의 유동 흐름을 보여주는 도면으로, 도 4는 일 방전셀의 평면도이고, 도 5는 도 4의 V-V 선을 따라 취한 수직 단면도이다. 도 4에 도시된 바와 같이, 기저부 측면(123S`)이 편평하게 구성되면, 기저부의 에지부분(e)에 도포된 형광체(125`)는 좌우 양쪽으로 표면장력을 받게 된다. 또한, 도 5를 참조하면, 기저부의 에지부분(e)에 도포된 형광체(125`)는 상대적으로 많은 양의 형광체(125`)가 도포되어 있는 위쪽, 아래쪽으로 표면장력을 받게 되고, 그 결과 기저부의 에지부 분(e)에는 형광체(125`)가 소량만 잔존하거나 또는 미도포된 상태로 남아 있게 되어 발광휘도가 저하된다. 도 4에서 점선으로 표시된 바와 같이, 기저부의 측면(123S)을 오목한 형상으로 설계하면, 기저부 측면(123S)이 상대적으로 후퇴한 위치에 형성되므로(도 5), 상대적으로 두껍게 형광체를 축적시킬 수 있고, 표면장력에 의한 형광체의 이탈을 완화시킬 수 있다.

기저부(123)의 형상은 예시된 바에 한정되지 않고, 서로 마주하는 기저부(123)들 간의 거리가 중앙에서 최대가 되도록 오목하게 인입된 구조라면, V 자 형상 이외에 다양한 변형이 가능함은 물론이다. 도 6에는 기저부(223)의 변형된 일 형태가 도시되어 있다. 도시된 기저부의 측면(223S)은 방전셀(S) 중심과 마주하는 중앙위치에서 만곡점(P`)을 형성하는 오목한 곡선을 따라 형성될 수 있으며, 반원이나 타원형상을 포함하여 임의의 곡률을 갖는 오목한 곡선을 따라 형성될 수 있다.

한편, 방전셀(S) 내에는 방전가스가 주입된다. 상기 방전가스로는 방전 여기를 통하여 자외선을 제공할 수 있는 제논(Xe), 크립톤(Kr), 헬륨(He), 네온(Ne) 등이 정해진 체적비율로 혼합된 다원계 가스가 사용될 수 있다.

이하의 표 1은 기저부 측면을 오목하게 형성함으로써 달성되는 효과를 보여주기 위한 실험결과이다. 본 발명의 기저부는 오목한 V 자 형상으로 이루어지는데 반하여, 비교대상의 기저부는 평편한 평면으로 이루어지고, 기저부의 형상을 제외한 다른 구성은 모두 동일하다. 실험조건으로 Xe 15%-He 61% 의 방전가스를 사용하였고, 구동효율은 단위 소비전력당의 휘도로 나타내었다. 이때, 구동효율은 전체 유효 셀 중에서 30%의 셀을 점등한 상태에서 측정하였다.

비고		본 발명	비교예
방전전압	서스테인 전압(V)	228	237
	어드레스 전압(V)	194	197
구동효율 (30% Load)	구동효율(cd/W)	1.59	1.5
	발광휘도(cd)	650	590
	소비전력(W)	409	393
방전지연	지연시간(nsec)	946	1014

본 발명이 비교대상 보다 서스테인 전압, 어드레스 전압이 모두 감소하는 것을 확인할 수 있으며, 구동효율 측면에서도 본 발명이 비교대상에 비해 높다는 것을 확인할 수 있다. 또한, 방전개시신호의 인가시점으로부터 실제 방전이 일어나기까지의 지연시간 역시, 본 발명이 비교대상 보다 단축된다는 것을 알 수 있다.

도 7에는 본 발명의 제2 실시형태에 관한 플라즈마 디스플레이 패널의 분해 사시도가 도시되어 있다. 제1 실시형태에서 설명된 바와 같이, 주사전극(Y) 및 어드레스 전극(222)은 소정 높이(h)로 형성된 기저부(123)를 통하여 어드레스 방전을 수행하며, 이로써 방전 갭 사이즈를 단축시키고 어드레스 방전을 촉진할 수 있다.

본 실시형태에서는 길이방향을 따라 선폭이 가변되는 어드레스 전극(222)이 일 특징을 구성한다. 보다 구체적으로, 상기 어드레스 전극(222)은 상대적으로 넓은 선폭(Wa)을 갖는 방전부(222a)와, 상기 방전부(222a)들 사이에서 상대적으로 좁은 선폭(Wb)을 갖는 연결부(222b)를 구비한다. 상기 방전부(222a)는 기저부(123)와 대응되는 위치에 형성되며, 주사전극(Y)과 마주하게 배치된다. 방전부(222a)가 넓은 선폭(Wa)으로 형성됨으로써 기저부(123)를 통하여 고 전계를 형성할 수 있고, 주사전극(Y)과의 어드레스 방전을 더욱 활성화시킬 수 있다. 상기 연결부(222b)는 방전부(222a)들을 상호 연결하여 하나의 전극 단위로 묶어주고, 각 방전부(222a)에 구동신호를 전달해준다.

도 8에는 본 발명의 제3 실시형태에 관한 플라즈마 디스플레이 패널의 분해 사시도가 도시되어 있다. 본 실시형태에서는 제1 실시형태와 달리, 인접한 방전셀(S)들 사이로 비 방전공간이 형성되지 않는다. 보다 구체적으로, 기저부(323) 상의 대략 중앙위치에 격벽(324)이 형성되고, 상기 격벽(324)을 기준으로 이웃한 방전셀(S)들이 구획된다.

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.

도 1은 본 발명의 제1 실시형태에 따른 플라즈마 디스플레이 패널의 분해 사시도이다.

도 2는 도 1의 II-II 선을 따라 취한 수직 단면도이다.

도 3은 도 1의 일부를 발췌하여 도시한 분해 사시도이다.

도 4 및 도 5는 페이스트 상의 형광체가 소성 경화되는 과정에서 발생되는 형광체의 유동 흐름을 보여주는 도면들로서, 도 3은 일 방전셀에 대한 평면도이고, 도 5는 도 4의 V-V 선을 따라 취한 수직 단면도이다.

도 6은 본 발명의 변형된 실시형태에 따른 플라즈마 디스플레이 패널의 일부를 도시한 사시도이다.

도 7은 본 발명의 제2 실시형태에 따른 플라즈마 디스플레이 패널의 분해 사시도이다.

도 8은 본 발명의 제3 실시형태에 따른 플라즈마 디스플레이 패널의 분해 사시도이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

110 : 전면기판 110a : 표시면

X : 공통전극 Y : 주사전극

Xa,Ya : 투명전극 Xb,Yb : 버스전극

114 : 유전체층 115 : 보호층

120 : 배면기판 121 : 유전체층

122,222 : 어드레스 전극 123,223,323: 기저부

123S,223S: 기저부의 측면 123U: 기저부의 상면

124,324 : 격벽 125 : 형광체층

130 : 비 방전공간 140 : 외광 흡수층

222a : 어드레스 전극의 방전부 222b : 어드레스 전극의 연결부

S : 방전셀 h: 기저부의 높이

Wa : 방전부의 선폭 W2 : 연결부의 선폭

g : 방전 갭

Claims (9)

1. 서로 마주보게 배치되는 전면기판 및 배면기판;

   상기 기판들 사이에 개재되는 것으로, 서로에 대해 멀어지는 방향으로 오목하게 인입된 기저부의 쌍;

   상기 기저부 상에서 협폭으로 형성되고, 방전셀을 구획하는 격벽의 쌍;

   상기 방전셀 내에서 상호 방전을 야기하는 주사전극 및 유지전극;

   상기 주사전극과 함께 어드레스 방전을 일으키는 것으로, 상기 주사전극과 교차하는 방향으로 연장되는 어드레스 전극;

   상기 방전셀 내에 형성된 형광체층; 및

   상기 방전셀 내부에 채워진 방전가스를 포함하는 플라즈마 디스플레이 패널.
2. 제1항에 있어서,

   상기 기저부는 상기 방전셀의 중심과 마주하는 위치에서 최대로 인입된 정점을 갖는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널.
3. 제2항에 있어서,

   상기 기저부는 상기 정점을 만곡점으로 하는 오목한 곡선을 따라 형성되는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널.
4. 제2항에 있어서,

   상기 기저부는 상기 정점을 꼭지점으로 하는 오목한 V 자 형상을 따라 형성되는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널.
5. 제1항에 있어서,

   상기 기저부에서 쌍을 이루는 상대편 기저부의 서로 마주하는 부분까지의 거리는 상기 기저부의 중앙 위치에서 최대가 되는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널.
6. 제1항에 있어서,

   상기 어드레스 전극은 상기 기저부와 중첩되거나 적어도 인접한 위치에서 상기 주사전극과 교차하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널.
7. 제1항에 있어서,

   상기 어드레스 전극은 상대적으로 넓은 선폭을 갖는 방전부와, 상기 방전부들 사이에서 상대적은 좁은 선폭을 갖는 연결부를 구비하고,

   상기 방전부는 상기 기저부에 대응되는 위치에 형성되는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널.
8. 제1항에 있어서,

   이웃한 격벽들 사이로는 방전이 수행되지 않는 비 방전공간이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널.
9. 제8항에 있어서,

   상기 비 방전공간 상에는 외광 흡수층이 형성되는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널.

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