KR20000065279A - 고주파를 이용한 플라즈마 디스플레이 패널 - Google Patents

Abstract

본 발명은 방전효율을 향상시킬 수 있는 구조를 가지는 고주파를 이용한 플라즈마 디스플레이 패널에 관한 것이다.

본 발명의 고주파를 이용한 플라즈마 디스플레이 패널은 주사신호를 공급하기 위한 주사전극과, 주사전극과 직교하는 방향으로 배치되며 주사전극과의 교차지점에서 주사전극과 평행한 일부분을 가지는 어드레스전극과, 주사전극과 대향하여 평행하게 배치되며 고주파신호를 공급하는 역할을 하는 고주파전극을 구비하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의하면, 어드레스전극을 주사전극과의 교차지점에서 평행한 구조로 바꿈으로써 어드레스방전시 방전면적이 증대되어 방전전압을 낮출 수 있으므로 방전효율을 향상시킬 수 있게 된다.

Description

고주파를 이용한 플라즈마 디스플레이 패널 {Plasma Display Panel Using High Frequency}

본 발명은 플라즈마 디스플레이 장치에 관한 것으로, 특히 방전효율을 향상시킬 수 있는 구조를 가지는 고주파를 이용한 플라즈마 디스플레이 패널에 관한 것이다.

최근 들어 대형 평판 표시장치의 필요에 따라 대면적의 평판 디스플레이로서 패널 제작이 용이한 플라즈마 디스플레이 패널(Plasma Display Panel; 이하, PDP라 한다)에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. PDP는 통상 가스방전 현상을 이용하는 것으로 가스방전시 발생하는 진공자외선이 형광체를 발광시킴으로써 발생하는 가시광을 이용하여 화상을 표시하게 된다.

도 1을 참조하면, 통상적으로 많이 이용되고 있는 3전극 교류(AC) 면방전 방식의 PDP에 구성된 방전셀의 구조가 도시되어 있다.

도 1에 도시된 PDP의 방전셀(28)에서 화상의 표시면인 상부기판(10)과 하부기판(12)이 도시하지 않은 격벽에 의해 평행하게 배치되어 있고, 상부기판(10) 상에는 유지전극쌍, 즉 주사/유지 전극(14)과 유지전극(16)이 나란하게 형성되며 그 위에 상부 유전층(18)과 보호층(20)이 도포된다. 하부기판(12) 상에는 상기 유지전극쌍(14, 16)과 수직한 방향으로 어드레스전극(22)이 형성되고 그 위에 하부 유전체층(24)과 형광층(26)이 순차적으로 도포된다. 그리고, 격벽에 의해 마련된 방전공간(21)에는 방전가스가 주입되어진다.

이러한 구성을 갖는 방전셀은 어드레스전극(22)과 주사/유지 전극(16) 사이의 어드레스 방전에 의해 선택된 후 유지전극들(14, 16) 간의 계속적인 유지방전에 의해 발생된 진공 자외선이 형광체(26)를 발광시킴으로써 가시광을 방출하게 된다. 이 경우 유지방전기간, 즉 유지방전 횟수를 조절하여 영상 표시에 필요한 단계적인 밝기(Gray Scale)를 구현하게 된다. 이에 따라, 유지방전 횟수는 PDP의 휘도 및 방전효율을 결정하는 중요한 요소가 되고 있다. 이러한 유지방전을 위해 유지전극들(14, 16)에는 보통 듀티비(Duty ration)가 1인 스텝펄스가 주기적으로 인가되고 이때 주파수는 보통 200∼300kHz 정도이고 펄스폭은 10∼20㎲정도이다. 이 경우, 유지방전은 유지펄스당 극히 짧은 순간에 1번씩만 발생하게 된다. 그리고, 유지방전에 의해 발생된 하전입자들은 유지전극간에 형성된 방전경로를 전극의 극성에 따라 이동함으로써 셀의 방전공간 내부에는 벽전하가 형성되고 이 벽전하에 의해 방전공간 내의 방전전압이 감소하면서 방전이 멈추게 된다. 이와 같이, 기존의 유지펄스에 의한 유지 방전은 펄스마다 짧은 순간에 1번씩만 발생하고 그 외의 대부분 시간은 벽전하 형성 및 다음 방전을 위한 준비단계로 소비됨으로써 PDP의 방전 효율은 낮을 수밖에 없었다.

이러한 PDP의 낮은 방전효율 문제를 해결하고자 최근에는 고주파 신호를 이용한 고주파 방전을 디스플레이 방전으로 이용하고자 하는 방안이 대두되고 있다. 고주파방전은 보통 수십 MHz 내지 수백 MHz 대의 고주파신호에 의해 발생되는 것으로서 진동전계에 의해 전자가 진동운동을 함으로써 방전가스의 연속적인 이온화 및 여기를 발생시키게 되므로 거의 대부분의 유지방전시간동안 전자의 소멸없이 연속적인 방전을 일으킬 수 있다. 이러한 고주파 방전은 글로우 방전에서 전극간의 거리가 긴 경우 방전효율이 매우 높은 양광주(Positive Column)와 같은 물리적인 효과를 갖게 된다. 이에 따라, 고주파 방전을 이용하는 경우 PDP의 방전효율을 현저하게 향상시킬 수 있는 장점이 있다.

도 2를 참조하면, 고주파를 이용한 PDP에 구성되는 방전셀을 도시한 사시도가 도시되어 있다.

도 2에 도시된 PDP 방전셀은 상부기판(40)에 배치된 고주파전극(50)과, 하부기판(42)에 배치된 어드레스전극(44) 및 주사전극(46)을 구비한다. 상부기판(40)과 하부기판(42)이 서로 평행하게 마주보게끔 배치되고, 하부기판(42) 상에는 세로방향의 어드레스전극(44)과 가로방향의 주사전극(46)이 형성된다. 어드레스전극(44)과 주사전극(46) 사이에는 유전층(48)이 형성된다. 상부기판(50)에는 주사전극(46)과 같은 방향으로 고주파전압이 인가되는 금속전극, 즉 고주파전극(50)이 형성되게 된다. 상부기판(40)과 하부기판(42) 사이에는 이웃한 방전셀간의 광학적 간섭을 배제하기 위한 격벽(52)이 사방이 막힌 구조로 형성된다. 고주파전극(50)이 형성된 상판(40)과 격벽(52)의 표면에는 적색이나 녹색 또는 청색의 가시광을 발생하기 위한 형광체(54)가 도포되게 된다. 그리고, 내부의 방전공간에는 방전가스가 충진되게 된다.

도 3은 도 2에 도시된 방전셀을 구성으로 하는 PDP의 전체적인 전극배치 구조를 도시한 것이다.

도 3에 있어서, PDP는 각 칼럼라인(Column Line)에 대응하여 배치된 어드레스 전극라인들(X1∼Xm)과, 각 로오라인(Row Line)에 대응하여 나란하게 배치된 주사 전극라인들(Y1∼Yn) 및 고주파 전극라인들(RF)을 구비한다. 이러한, 어드레스 전극라인들(X1∼Xm)과 주사전극라인들(Y1∼Yn) 및 고주파 전극라인들(RF)의 교차지점마다 방전셀(34)이 마련되게 된다.

이러한 구조의 고주파 PDP에서 임의의 방전셀 구동을 살펴보면, 우선 어드레스전극(44)에 데이터신호가 공급됨과 아울러 주사전극(46)에 주사신호가 공급되어 어드레스방전이 발생하여 하전입자를 생성하게 된다. 이 어드레스방전에 의해 발생된 하전입자는 고주파전극(50)에 공급되는 고주파전압과 주사전극(46)에 일정하게 공급되고 있는 고주파전압의 센터전압(Vc)에 의해 고주파전극(50)과 주사전극(46) 사이에서 이온은 움직이지 못하고 전자만이 두 전극(46, 50)까지 끌려가지 않은 상태로 진동운동을 하게 된다. 이렇게 진동운동을 하는 전자들은 방전가스를 연속적으로 이온화 및 여기시키게 되고, 여기된 원자 및 분자가 기저상태로 천이하면서 진공자외선을 방출하여 형광체(54)를 발광시키게 된다. 그리고, 주사전극(46)에 소거신호를 공급되면 전자가 더 이상 진동운동을 하지 못하고 주사전극(46)으로 끌려가 하전입자가 소멸하게 됨으로써 방전은 멈추게 된다.

이와 같이, 종래의 고주파 PDP에서는 교류방전을 병행하기 위해 주사전극(46)과 어드레스전극(44)은 교차하도록 배치되어 있다. 그런데, 이 이러한 두 전극(46, 44)의 교차구조는 종래의 저주파수 교류방전 구조보다 효율적이지 못한 단점이 있다. 다시 말하여, 종래의 교류방전 전극구조는 두 전극이 평행으로 배치되어 있어 방전이 두 전극의 길이방향으로 고루 발생하게 된다. 그런데, 고주파 PDP에서 사용하는 교차구조는 두 전극이 교차하는 지점을 중심으로 방전이 시작되어 퍼지게 되는 구조이므로 방전이 고르게 발생하지 않고 교차점에 집중되어 방전이 발생하게 된다. 이 경우, 교류방전 측면에서 두 전극의 교차구조는 종래의 평행한 구조보다 불리하며 이로 인하여 높은 방전전압이 요구되어 소비전력이 증가함으로써 방전효율이 줄어드는 문제점이 있다.

따라서, 본 발명의 목적은 전극구조를 변경하여 방전효율을 향상시킬 수 있는 고주파를 이용한 PDP를 제공하는 것이다.

도 1은 통상적인 3전극 교류 면방전 방식의 플라즈마 디스플레이 패널에 구성되는 방전셀의 구조를 나타내는 단면도.

도 2는 종래의 고주파를 이용한 플라즈마 디스플레이 패널에 구성되는 방전셀을 구조를 나타내는 사시도.

도 3은 도 2에 도시된 방전셀을 구비하는 플라즈마 디스플레이 패널의 전체적인 전극 배치도.

도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 고주파를 이용한 PDP의 방전셀 구조를 나타내는 사시도.

도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 고주파를 이용한 PDP의 전체 전극배치도.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 간단한 설명>

10, 40, 60: 상부기판 12, 42, 64 : 하부기판

14, 46, 34, 70 : 주사전극 16 : 유지전극

18, 24, 48, 68 : 유전체층 20 : 보호층

22, 44, 36, 66 : 어드레스전극 26, 54 : 형광체

21 : 방전공간 28, 34, 74 : 방전셀

50, 62 : 고주파전극 52, 72 : 격벽

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 고주파를 이용한 PDP는 주사신호를 공급하기 위한 주사전극과, 주사전극과 직교하는 방향으로 배치되며 주사전극과의 교차지점에서 주사전극과 평행한 일부분을 가지는 어드레스전극과, 주사전극과 대향하여 평행하게 배치되며 고주파신호를 공급하는 역할을 하는 고주파전극을 구비하는 것을 특징으로 한다.

상기 목적 외에 본 발명의 다른 목적 및 이점들은 첨부 도면을 참조한 본 발명의 바람직한 실시 예에 대한 설명을 통하여 명백하게 드러나게 될 것이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부도면 도 4 및 도 5를 참조하여 상세하게 설명하기로 한다.

도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 고주파를 이용한 PDP의 방전셀 구조를 나타내는 것이다.

도 4에 도시된 PDP 방전셀은 상부기판(60)에 형성된 고주파전극(62)과, 하부기판(64)에 형성되며 교차지점에서 서로 평행한 어드레스전극(66) 및 주사전극(70)을 구비한다. 상부기판(60)과 하부기판(64)은 서로 평행하게 배치된다. 화상표시면인 상부기판(60) 상에는 고주파신호를 공급하기 위한 고주파전극(62)이 형성된다. 하부기판(42) 상에는 어드레스전극(66)과 주사전극(70)이 서로 직교하는 방향으로 형성되고 이 어드레스전극(66)과 주사전극(70) 사이에는 절연 및 전하축적을 위한 유전체층(68)이 형성된다. 어드레스전극(66)은 주로 데이터신호를 공급하는 역할을 하고, 주사전극(70)은 주로 주사신호를 공급하는 역할을 하게 된다. 여기서, 어드레스전극(66)은 주사전극(70)과 교차하는 지점에서 주사전극(70)과 평행하도록 도 4에 도시된 바와 같이 굴곡된 형상을 가지게 된다. 이 경우, 어드레스전극(66)과 주사전극(70)이 평행한 부분은 한 직선상에 위치하게 된다. 이에 따라, 어드레싱 방전을 위한 방전면적이 종래의 교차하는 구조보다 커지게 되므로 방전전압을 낮출 수 있게 된다. 더불어, 어드레스전극(66)과 주사전극(70)이 평행인 구조에서 방전이 발생하게 되므로 종래의 교차하는 구조보다 전극폭을 줄여 설계할 수 있는 이점이 있다. 그리고, 상부기판(60)과 하부기판(66) 사이에는 이웃한 방전셀간의 광학적 간섭을 배제하기 위한 격벽(72)이 사방이 막힌 구조로 형성된다. 고주파전극(62)이 형성된 상판(60)과 격벽(72)의 표면에는 적색이나 녹색 또는 청색의 가시광을 발생하기 위한 형광체(도시하지 않음)가 도포되게 된다. 그리고, 내부의 방전공간에는 방전가스가 충진되게 된다.

이러한 구조의 고주파 PDP 방전셀의 구동을 살펴보면, 우선 어드레스전극(66)에 데이터신호가 공급됨과 아울러 주사전극(70)에 주사신호가 공급되어 두 전극(66, 70)이 평행한 부분에서 어드레스방전이 발생하여 하전입자를 생성하게 된다. 이 어드레스방전에 의해 발생된 하전입자는 고주파전극(62)에 공급되는 고주파전압과 주사전극(70)에 일정하게 공급되고 있는 고주파전압의 센터전압(Vc)에 의해 고주파전극(62)과 주사전극(70) 사이에서 이온은 움직이지 못하고 전자만이 두 전극(62, 70)까지 끌려가지 않은 상태로 진동운동을 하게 된다. 이렇게, 진동운동을 하는 전자들은 방전가스를 연속적으로 이온화 및 여기시키게 되고, 여기된 원자 및 분자가 기저상태로 천이하면서 진공자외선을 방출하여 형광체를 발광시키게 된다. 그리고, 주사전극(70)에 소거신호를 공급되면 전자가 더 이상 진동운동을 하지 못하고 주사전극(70)으로 끌려가 하전입자가 소멸하게 됨으로써 방전은 멈추게 된다.

도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 고주파를 이용한 PDP의 전체 전극배치 구조를 나타낸 것이다.

도 5에서 PDP는 각 칼럼라인(Column Line)에 대응하여 배치된 어드레스 전극라인들(X1∼Xm)과, 각 로오라인(Row Line)에 대응하여 나란하게 배치된 주사 전극라인들(Y1∼Yn) 및 고주파 전극라인들(RF)을 구비한다. 여기서, 어드레스 전극라인들(X1∼Xm)과 주사전극라인들(Y1∼Yn) 및 고주파 전극라인들(RF)의 교차지점마다 도 5에 도시된 방전셀(74)이 마련되게 된다. 어드레스 전극라인들(X1∼Xm) 각각은 주사전극라인들(Y1∼Yn)과 교차하는 지점에서 굴곡되어 주사전극라인들(Y1∼Yn)과 평행한 구조를 가지게 된다. 이 경우, 어드레스 전극라인들(X1∼Xm) 과 주사전극라인들(Y1∼Yn)이 평행한 부분은 한 직선상에 위치하게 된다. 이에 따라, 어드레싱 방전을 위한 방전면적이 종래의 교차하는 구조보다 커지게 되므로 방전전압을 낮출 수 있게 된다. 여기서, 어드레스 전극라인들(X1∼Xm)과 어드레스 구동부에 의해 개별적으로 구동되어 어드레싱 방전을 위한 데이터신호를 공급하는 역할을 하게 되고, 주사 전극라인들(Y1∼Yn)도 주사 구동부에 의해 개별적으로 구동되어 상기 어드레싱 방전을 위한 주사신호를 공급하는 역할을 하게 된다. 고주파 전극라인들(RF)은 고주파구동부에 의해 공통적으로 구동되어 고주파방전을 위한 고주파신호를 공급하는 역할을 하게 된다.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 고주파를 이용한 PDP에 의하면 어드레스전극을 주사전극과의 교차지점에서 평행한 구조로 바꿈으로써 어드레스방전시 방전면적이 증대되어 방전전압을 낮출 수 있게 된다. 이에 따라, 종래 교차하는 구조의 어드레스전극과 주사전극을 구비하는 고주파 PDP 보다 소비전력을 낮출 수 있으므로 방전효율을 향상시킬 수 있게 된다.

이상 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 발명의 기술사상을 일탈하지 아니하는 범위에서 다양한 변경 및 수정이 가능함을 알 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 기술적 범위는 명세서의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허 청구의 범위에 의해 정하여져야만 할 것이다.

Claims (4)

1. 고주파 방전을 이용하며 매트릭스 형태로 배열된 방전셀을 구비하는 플라즈마 디스플레이 패널에 있어서, 각 방절셀은

   주사신호를 공급하기 위한 주사전극과,

   상기 주사전극과 직교하는 방향으로 배치되며 상기 주사전극과의 교차지점에서 상기 주사전극과 평행한 일부분을 가지는 어드레스전극과,

   상기 주사전극과 대향하여 평행하게 배치되며 고주파신호를 공급하는 역할을 하는 고주파전극을 구비하는 것을 특징으로 하는 고주파를 이용한 플라즈마 디스플레이 패널.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 어드레스전극은 상기 교차지점에서 굴곡되어 상기 주사전극과 평행한 부분을 가지는 것을 특징으로 하는 고주파를 이용한 플라즈마 디스플레이 패널.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 어드레스전극과 주사전극의 평행한 부분은 한 직선상에 위치하는 것을 특징으로 하는 고주파를 이용한 플라즈마 디스플레이 패널.
4. 제 1 항에 있어서,

   상기 고주파전극이 배치되는 상부기판과,

   상기 어드레스전극 및 주사전극이 배치되는 하부기판과,

   상기 어드레스전극과 주사전극 사이에 형성되는 유전체층과,

   상기 상부기판과 하부기판 사이에 사방이 막힌 구조로 형성되는 격벽과,

   상기 상부기판 및 하부기판과 상기 격벽 중 적어도 하나 이상의 표면에 도포된 형광체와,

   상기 상부기판 및 하부기판과 상기 격벽에 의해 마련되어 방전가스가 주입된 방전공간을 구비하는 것을 특징으로 하는 고주파를 이용한 플라즈마 디스플레이 패널.