KR20050079424A - 플라즈마 디스플레이 패널 - Google Patents

Abstract

저전압 어드레스 방전 및 고속 구동이 가능하며, 발광 효율을 향상시킬 수 있는 면방전형 플라즈마 디스플레이 패널에 관한 것으로, 본 발명의 플라즈마 디스플레이 패널은, 스캔 전극과 공통 전극을 포함하는 유지 전극이 내면에 형성되는 전면 기판과, 어드레스 전극과 격벽 및 형광체들이 내면에 형성되며 상기 전면 기판과 조립되는 후면 기판을 구비하며, 상기 전극들에 구동 전압을 인가함으로써 화상을 표시하는 플라즈마 디스플레이 패널에 있어서, 어드레스 방전에 사용되는 상기 스캔 전극의 하부 또는 어드레스 전극의 상부에 전자 방출층을 형성하여 상기 어드레스 방전시에 전자 방출층에서 전자를 방출하도록 구성된다.

Description

플라즈마 디스플레이 패널{PLASMA DISPLAY PANEL}

본 발명은 플라즈마 디스플레이 패널에 관한 것으로, 보다 상세하게는 저전압 어드레스 방전 및 고속 구동이 가능하며, 발광 효율을 향상시킬 수 있는 면방전형 플라즈마 디스플레이 패널에 관한 것이다.

통상적으로 플라즈마 디스플레이 패널은 가스 방전 현상을 이용하여 화상을 표시하기 위한 것으로서, 표시 용량, 휘도, 콘트라스트, 잔상, 시야각 등의 각종 표시 능력이 우수하여 CRT를 대체할 수 있는 장치로 각광을 받고 있다. 이러한 플라즈마 디스플레이 패널은 전극에 인가되는 직류 또는 교류 전압에 의하여 전극 사이의 가스에서 방전이 발생하고, 여기에서 수반되는 자외선의 방사에 의하여 형광체를 여기시켜 발광하게 된다.

통상의 플라즈마 디스플레이 패널은 서로 마주보도록 배치되는 한쌍의 전면 기판과 후면 기판을 구비한다.

후면 기판에는 어드레스 전극과 격벽 및 형광층이 형성되고, 전면 기판에는 X전극과 Y전극으로 이루어지는 유지 전극이 형성된다. 여기에서, 상기 X전극은 어드레스 전극과의 사이에 인가되는 어드레스 전압에 의해 어드레스 방전을 일으키는 스캔 전극으로 기능하고, Y전극은 X전극과의 사이에 인가되는 유지 전압에 의해 플라즈마 방전, 즉 유지 방전을 일으키는 공통 전극으로 기능하는데, 상기 X전극 및 Y전극은 각각 ITO(indium tin oxide)와 같이 광 투과율이 높은 투명 전극과, 투명 전극의 도전성을 보상하는 금속의 버스 전극으로 이루어질 수 있다.

상기 어드레스 전극과 유지 전극은 각각 후면 유전층과 전면 유전층으로 덮여지고, 전면 유전층 표면에는 MgO 보호막이 위치한다. 어드레스 전극과 유지 전극이 교차하는 방전 공간이 하나의 방전 셀로 정의되며, 방전 셀 내부는 방전 가스(주로 Ne-Xe 혼합 가스)로 채워진다.

전술한 구성에 의해, 어드레스 전극과 X전극 사이에 어드레스 전압을 인가하면, 방전 셀 내에 어드레스 방전이 일어나고, 어드레스 방전의 결과 X전극과 Y전극 위의 전면 유전층 표면으로 각각 (+)전하와 (-)전하가 쌓이는데, 이를 벽전하(wall charge)라 한다. 그리고 벽전하에 의해 X전극과 Y전극 사이에 형성되는 공간 전압을 벽전압이라 하며, 벽전하 생성으로 발광이 일어날 방전 셀을 선택하게 된다.

이어서, 선택된 방전 셀의 X전극과 Y전극 사이에 유지 전압을 인가하면, 유지 전압과 벽전압의 합이 실제 플라즈마 방전에 요구되는 방전 개시 전압을 초과하면서 유지 방전이 일어난다. 그리고, 플라즈마 방전시 만들어지는 Xe의 여기 원자로부터 진공 자외선이 방출되고, 진공 자외선이 형광층을 여기시켜 가시광을 내게 함으로써 소정의 표시가 이루어진다.

또한, 어드레스 구간 이전에 리셋 구간을 두어 기억된 방전 셀들의 벽전하를 제거하게 된다. 통상의 PDP에서는 리셋 구간에서 어드레스 전극 위의 후면 유전층 표면에 (+)전하가 쌓이게 하고, 스캔 전극 위의 전면 유전층 표면에 (-)전하가 쌓이게 하여 어드레스 방전을 원활하게 한다.

이러한 구성의 플라즈마 디스플레이 패널에 있어서, 어드레스 전극과 X전극 사이에 발생하는 어드레스 방전을 저전압에서 가능하게 하기 위해 종래에는 격벽 높이를 축소하는 방법을 사용하였다.

그러나, 상기한 방법은 형광체 도포 면적 및 방전 공간의 축소로 인해 발광 효율이 저하되는 문제점이 있다.

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 그 목적은 저전압 어드레스 방전 및 고속 구동이 가능하며, 발광 효율을 향상시킬 수 있는 플라즈마 디스플레이 패널을 제공하는 것이다.

상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 스캔 전극과 공통 전극을 구비하는 전면 기판과, 어드레스 전극과 격벽 및 형광체들을 구비하는 후면 기판을 조립하여 상기 전극들에 구동 전압을 인가함으로써 화상을 표시하는 플라즈마 디스플레이 패널에 있어서, 어드레스 방전에 사용되는 상기 스캔 전극의 하부 또는 어드레스 전극의 상부에 전자 방출층을 형성하여 상기 어드레스 방전시에 전자 방출층에서 전자를 방출하도록 구성한 플라즈마 디스플레이 패널을 제공한다.

서로 마주보도록 배치되는 전면 및 후면 기판;

상기 후면 기판에 형성되는 어드레스 전극들;

상기 전면 및 후면 기판의 사이 공간에 배치되어 방전 셀들을 구획하는 격벽;

각각의 방전 셀 내에 위치하는 형광층;

X전극과 Y전극을 포함하며, 상기 전면 기판에 형성되는 유지 전극들; 및

상기 X전극과 어드레스 전극 사이에 어드레스 전압이 인가될 때 전자를 방출하도록 상기 X전극들의 하부 또는 상기 어드레스 전극들의 상부 중에서 적어도 어느 한 부분에 제공되는 전자 방출층;

을 포함한다.

또한, 상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명은,

서로 마주보도록 배치되는 전면 및 후면 기판;

상기 후면 기판에 형성되는 어드레스 전극들;

상기 전면 및 후면 기판의 사이 공간에 배치되어 방전 셀들을 구획하는 격벽;

각각의 방전 셀 내에 위치하는 형광층;

X전극과 Y전극 및 이들 사이에 배치되어 상기 어드레스 전극과 어드레스 방전을 일으키는 한 개 이상의 중간 전극을 포함하며, 상기 전면 기판에 형성되는 유지 전극들; 및

상기 중간 전극과 어드레스 전극 사이에 어드레스 전압이 인가될 때 전자를 방출하도록 상기 중간 전극들의 하부 또는 상기 어드레스 전극들의 상부 중에서 적어도 어느 한 부분에 제공되는 전자 방출층;

을 포함한다.

본 발명의 바람직한 실시예에 의하면, 상기 전자 방출층은 탄소계 물질(CNT, DLC, 흑연 등), 탄산염, 바륨 또는 희토류 금속중에서 선택된 어느 하나 또는 이들의 조합으로 이루어질 수 있다.

그리고, 상기 전자 방출층을 보호하기 위한 보호막을 더욱 구비할 수 있는데, 이때, 상기 보호막은 MgO, MgF₂, CaF₂, LiF, Al₂O₃, ZnO, CaO, SrO, SiO₂ 및 La₂O₃로 이루어진 군 중에서 선택된 어느 한 물질막으로 형성할 수 있다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 다양한 실시예를 상세하게 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 플라즈마 디스플레이 패널의 부분 분해 사시도이고, 도 2는 도 1의 부분 단면도이다.

도면을 참고하면, 본 실시예에 의한 플라즈마 디스플레이 패널은 전면 기판(12)과 후면 기판(14)이 임의의 간격을 두고 대향 배치되고, 양 기판의 사이 공간에는 방전 셀들(16R,16G,16B)이 마련되어 각 방전 셀(16R,16G,16B)의 독립적인 방전 매커니즘에 의한 가시광 방출로 임의의 칼라 영상을 구현한다.

상기 구성을 구체적으로 살펴보면, 후면 기판(14)의 내면에는 일방향(도면의 Y 방향)을 따라 어드레스 전극(A)들이 형성되고, 어드레스 전극(A)들을 덮으면서 후면 기판(14)의 내면 전체에 후면 유전층(18)이 형성된다. 어드레스 전극(A)은 일례로 스트라이프 패턴으로 이루어지며, 이웃한 어드레스 전극(A)과 소정의 간격을 두고 나란하게 위치한다.

후면 유전층(18) 위에는 격벽(20), 일례로 어드레스 전극(A)과 평행한 스트라이프 패턴의 격벽(20)이 위치하고, 격벽(20)의 측면과 후면 유전층(18) 상면에 걸쳐 적색과 녹색 및 청색의 형광층(22R,22G,22B)이 순서대로 마련된다. 이 때, 격벽(20)의 형상은 스트라이프 패턴에 한정되지 않고, 격자형과 같은 폐쇄형 구조 또는 그 이외의 패턴으로 이루어질 수 있다.

그리고 후면 기판(14)에 대향하는 전면 기판(12)의 내면에는 어드레스 전극(A)과 교차하는 방향(도면의 X 방향)을 따라 X전극(X)과 Y전극(Y)으로 이루어지는 유지 전극(24)이 형성되고, 유지 전극(24)들을 덮으면서 전면 기판(12)의 내면 전체에 투명한 전면 유전층(26)과 보호막(28)이 위치한다.

본 실시예에서 X전극(X)과 Y전극(Y)은 각각 스트라이프 패턴의 투명 전극(X',Y')과, 방전 셀(16R,16G,16B)의 외곽부를 향한 투명 전극(X',Y')의 외측 가장자리에 위치하여 투명 전극(X',Y')의 도전성을 보완하는 버스 전극(X",Y")으로 이루어진다. 투명 전극(X',Y')으로는 ITO(indium tin oxide)가 바람직하고, 버스 전극(X",Y")으로는 크롬(Cr)과 구리(Cu) 혼합물 또는 은(Ag)이 바람직하다.

그리고, 상기 보호막(28)은 MgO, MgF₂, CaF₂, LiF, Al₂O₃, ZnO, CaO, SrO, SiO₂ 및 La₂O₃로 이루어진 군 중에서 선택된 어느 한 물질막으로 형성할 수 있다.

한편, X전극(X)의 하측으로 전면 유전층(26)과 보호막(28) 사이 공간에는 전자 방출층(30)이 제공되어 있는데, 상기 전자 방출층(30)은 X전극(X)과 어드레스 전극(A) 사이에 어드레스 전압이 인가될 때 전자를 방출함으로써 저전압 어드레스 방전 및 고속 구동이 가능하게 하는 작용을 한다.

상기한 전자 방출층(30)은 CNT, DLC, 흑연 등의 탄소계 물질로 형성할 수 있다. 물론, 상기한 탄소계 물질 이외에도 탄산염, 바륨 또는 희토류 금속 중에서 선택된 어느 하나 또는 이들의 조합 물질로 형성할 수 있다.

상기한 후면 기판(14)과 전면 기판(12)의 조합에 의해 어드레스 전극(A)과 유지 전극(24)이 교차하는 방전 공간이 하나의 방전 셀(16R,16G,16B)을 구성하며, 방전 셀(16R,16G,16B)의 내부는 방전 가스(주로 Ne-Xe 혼합 가스)로 채워진다.

전술한 구성에 의해, 일례로 적색 방전 셀(16R)의 어드레스 전극(A)과 X전극(X) 사이에 어드레스 전압을 인가하면, 방전 셀(16R) 내에 어드레스 방전이 일어나고, 어드레스 방전의 결과로 X전극(X)과 Y전극(Y) 위의 전면 유전층(26) 표면으로 각각 (+)전하와 (-)전하가 쌓이면서 이 방전 셀(16R)을 선택하게 된다.

그런데, 본 발명은 X전극(X)의 하측에 전자 방출층(30)이 제공되어 있으므로 상기한 어드레스 방전시에 상기 전자 방출층(30)에서 전자가 방출된다.

따라서, 저전압 어드레스 방전이 가능하며, 전자 방출에 의해 방전 딜레이가 짧아지게 되어 고속 구동이 가능하다.

이와 같이, 본 발명은 전자 방출층을 사용하므로, 저전압 어드레스 방전을 위해 격벽 높이를 축소해야 할 필요성이 없다. 따라서, 종래와 동일한 방전 공간 확보가 가능하여 발광 효율이 저하되는 것을 방지할 수 있다.

상기한 어드레스 방전 이후, 선택된 방전 셀(16R)의 X전극(X)과 Y전극(Y) 사이에 유지 전압을 인가하면, 전면 유전층(26) 표면에 쌓여있던 벽전하들이 방전 셀(16R) 내에서 충돌하여 플라즈마 방전, 즉 유지 방전을 일으킨다. 유지 방전은 X전극(X)과 Y전극(Y) 사이의 방전 갭으로부터 시작되어 방전 셀(16R)의 양측 단부를 향해 확산되며, 플라즈마 방전시 만들어지는 Xe의 여기 원자로부터 진공 자외선이 방출되고, 진공 자외선이 형광층(22R)을 여기시켜 가시광을 내게 함으로써 소정의 표시가 이루어진다.

한편, 상기한 전자 방출층(30)은 도 2에 가상선으로 도시한 바와 같이 어드레스 전극(A)의 상측에만 형성하는 것도 가능하며, 또한 어드레스 전극(A)의 상측과 X전극(X)의 하측에 모두 형성하는 것도 가능하다.

도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 플라즈마 디스플레이 패널을 개략적으로 도시한 단면도이고, 도 4는 도 3의 플라즈마 디스플레이 패널을 구동하기 위한 구동 파형도이며, 도 5a 내지 5e는 도 4의 각 구간에서의 벽전하 분포 변화를 나타내는 도면이다.

본 실시예가 전술한 도 1 및 도 2의 실시예와 다른 점은 X전극(X)과 Y전극(Y) 사이에 한 개 이상의 중간 전극(M)이 더욱 구비되고, 중간 전극(M)이 어드레스 전극(A)과의 사이에 어드레스 방전을 일으킨다는 점이다.

이하의 설명에서는 전술한 도 1 및 도 2의 실시예와 동일한 구성 요소에 대해 동일한 도면부호를 부여하며, 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.

도 3에 도시한 바와 같이, 본 실시예는 X전극(X)과 Y전극(Y) 사이 공간에 중간 전극(M)이 더욱 배치된다. 도 3에서, 상기 중간 전극(M)이 전술한 X전극 및 Y전극과 동일하게 투명 전극 및 이 전극의 도전성을 보상하기 위한 버스 전극으로 구성된 상태를 도시하였으나, 상기한 중간 전극(M)을 투명 전극 또는 버스 전극 중에서 어느 한 전극만으로 구성하는 것도 가능하다.

여기에서, 상기 중간 전극(M)은 어드레스 전극(A)과의 사이에 어드레스 방전을 일으키는 작용을 하는데, 이를 도 4 및 도 5를 참조로 설명한다.

도 4에는 X전극(X), 중간전극(M), Y전극(Y) 및 어드레스 전극(A)의 구동 파형도가 도시되어 있다. 상기 파형도에서, 수평축은 시간의 구간을 나타내며, 수직축은 전압의 레벨을 나타낸다.

도 4를 참조하면, 상기 각 전극들에 제1 구간(A1)에 도시한 구동 파형이 인가되면, 바로 전에 실시된 유지 방전으로 인해 남아 있는 벽전하가 소거된다(도 5a 참조). 그리고, 각 전극들에 제2 구간(A2)에 도시한 구동 파형이 인가되면, 스캔 전극으로 작용하는 중간 전극(M)에는 (-)전하가, 그리고, X전극(X)과 Y전극(Y) 및 어드레스 전극(A)에는 (+)전하가 각각 쌓이게 된다(도 5b 참조).

계속하여, 각 전극들에 제3 구간(A3)에 도시한 구동 파형이 인가되면, 전 면적에 있는 방전 셀들에 있어 각 전극에 쌓여 있던 각각의 전하가 균등하게 적정한 만큼 지워지게 된다(도 5c 참조).

그리고, 제4 구간(A4)에서 중간 전극(M)과 어드레스 전극(A)에 펄스를 인가하고 X전극(X)과 Y전극(Y)에 (-) 바이어스 전압과 (+) 바이어스 전압을 각각 인가하면 중간 전극(M)과 어드레스 전극(A) 사이에 어드레스 방전이 일어나면서 확장이 되며, 이로 인해 X전극(X)과 중간 전극(M)에는 (+)전하가, 그리고 Y전극(Y)과 어드레스 전극(A)에는 (-)전하가 각각 쌓이게 된다(도 5d 참조).

이후, 제5 구간(A5)에서 X전극(X)에 (+) 펄스가, Y전극(Y)에 (-) 펄스가 인가되지만, 중간 전극(M)에 (+) 펄스가 인가되므로, 유지 방전은 X전극(X)/중간전극(M)과 Y전극(Y) 사이에서 일어나게 된다.

즉, 제5 구간(A5)의 첫 유지 방전 펄스 인가 이후의 유지 방전 동안에는 항상 일정한 상수 전압을 인가함에 따라 중간 전극(M)은 방전에 기여하는 정도가 작아지게 되어 주방전은 X전극(X)과 Y전극(Y) 사이에 일어나게 되며, 이 펄스의 수에 의해 입력된 영상을 표시할 수 있게 된다.

도 5e에서, 가장 좌측에 도시된 도면은 유지 첫 펄스에 의한 방전을 나타내고(X전극/중간전극과 Y전극에 의한 방전), 좌측으로부터 2번째 도면은 유지 첫 방전 이후 벽전하 분포를 나타내며, 좌측으로부터 3번째 도면은 유지 두 번째 펄스에 의한 방전을 나타내고(X전극과 Y전극에 의한 방전), 가장 우측에 도시된 도면은 나머지 유지 방전 이후의 벽전하 분포를 나타낸다.

그리고, 위에서 설명한 방법에 따라 플라즈마 디스플레이 패널이 구동될 때, 특히 어드레스 방전을 위해 중간 전극(M)과 어드레스 전극(A)에 펄스가 인가되는 경우 중간 전극(M)의 하부에 제공된 전자 방출층(30)으로부터 전자가 방출되므로, 저전압 어드레스 방전이 가능하다.

이상에서는 3전극(X전극, Y전극 및 어드레스 전극) 구조의 면방전 플라즈마 디스플레이 패널과 4전극(X전극, Y전극, 중간 전극 및 어드레스 전극) 구조의 면방전 플라즈마 디스플레이 패널에 대해 설명하였지만, 본 발명은 상기 실시예로 제한되지 않는다.

즉, 어드레스 방전시에 구동 전압이 인가되는 스캔 전극의 하부 및/또는 어드레스 전극의 상부에 전자 방출층이 제공된 형태의 플라즈마 디스플레이 패널은 모두 본 발명의 범주에 속한다고 볼 수 있다.

이와 같이, 본 발명은 상기 실시예로 한정되는 것이 아니고 특허청구범위와 발명의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러 가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고 이 또한 본 발명의 범위에 속하는 것은 당연하다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 플라즈마 디스플레이 패널에 의하면, 전자 방출층에서 방출되는 전자로 인해 저전압 어드레스 방전이 가능하며, 또한 방전 딜레이가 짧아지게 되어 고속 구동이 가능하다.

그리고, 저전압 어드레스 방전을 위해 격벽 높이를 축소해야 할 필요성이 없으므로, 종래와 동일한 방전 공간 확보가 가능하여 발광 효율이 저하되는 것을 방지할 수 있다.

또한, 중간 전극을 구비하는 실시예의 경우에는 유지 전극 사이의 갭을 확대할 수 있어 발광 효율을 향상시킬 수 있는 등의 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 플라즈마 디스플레이 패널을 개략적으로 도시한 부분 분해 사시도이다.

도 2는 도 1의 부분 단면도이다.

도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 플라즈마 디스플레이 패널의 부분 단면도이다.

도 4는 도 3의 플라즈마 디스플레이 패널을 구동하기 위해 각 전극에 인가되는 구동 파형도이다.

도 5a 내지 5e는 도 4의 제1 내지 제5 구간에서의 벽전하 분포 변화를 각각 나타내는 도면이다.

Claims (6)

1. 스캔 전극과 공통 전극을 포함하는 유지 전극이 내면에 형성되는 전면 기판과, 어드레스 전극과 격벽 및 형광체들이 내면에 형성되며 상기 전면 기판과 조립되는 후면 기판을 구비하며, 상기 전극들에 구동 전압을 인가함으로써 화상을 표시하는 플라즈마 디스플레이 패널에 있어서,

   어드레스 방전에 사용되는 상기 스캔 전극의 하부 또는 어드레스 전극의 상부에 전자 방출층을 형성하여 상기 어드레스 방전시에 전자 방출층에서 전자를 방출하도록 구성한 플라즈마 디스플레이 패널.
2. 서로 마주보도록 배치되는 전면 및 후면 기판;

   상기 후면 기판에 형성되는 어드레스 전극들;

   상기 전면 및 후면 기판의 사이 공간에 배치되어 방전 셀들을 구획하는 격벽;

   각각의 방전 셀 내에 위치하는 형광층;

   X전극과 Y전극을 포함하며, 상기 전면 기판에 형성되는 유지 전극들; 및

   상기 X전극과 어드레스 전극 사이에 어드레스 전압이 인가될 때 전자를 방출하도록 상기 X전극들의 하부 또는 상기 어드레스 전극들의 상부 중에서 적어도 어느 한 부분에 제공되는 전자 방출층;

   을 포함하는 플라즈마 디스플레이 패널.
3. 서로 마주보도록 배치되는 전면 및 후면 기판;

   상기 후면 기판에 형성되는 어드레스 전극들;

   상기 전면 및 후면 기판의 사이 공간에 배치되어 방전 셀들을 구획하는 격벽;

   각각의 방전 셀 내에 위치하는 형광층;

   X전극과 Y전극 및 이들 사이에 배치되어 상기 어드레스 전극과 어드레스 방전을 일으키는 한 개 이상의 중간 전극을 포함하며, 상기 전면 기판에 형성되는 유지 전극들; 및

   상기 중간 전극과 어드레스 전극 사이에 어드레스 전압이 인가될 때 전자를 방출하도록 상기 중간 전극들의 하부 또는 상기 어드레스 전극들의 상부 중에서 적어도 어느 한 부분에 제공되는 전자 방출층;

   을 포함하는 플라즈마 디스플레이 패널.
4. 제 1항 내지 제 3항중 어느 한 항에 있어서,

   상기 전자 방출층은 탄소계 물질(CNT, DLC, 흑연 등), 탄산염, 바륨 또는 희토류 금속중에서 선택된 어느 하나 또는 이들의 조합으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널.
5. 제 1항 내지 제 3항중 어느 한 항에 있어서,

   상기 전자 방출층은 MgO, MgF₂, CaF₂, LiF, Al₂O₃, ZnO, CaO, SrO, SiO₂ 및 La₂O₃로 이루어진 군 중에서 선택된 어느 한 물질막으로 형성된 보호막에 의해 보호되는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널.
6. 제 1항 내지 제 3항중 어느 한 항에 있어서,

   상기 X전극 및 Y전극은 투명 전극 및 상기 투명 전극의 일측 가장자리에 위치하는 버스 전극으로 각각 이루어지는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널.