KR20050100113A - 플라즈마 디스플레이 패널 - Google Patents

Abstract

본 발명은 개구율, 투과율 및 방전영역을 획기적으로 확대시키고 유지방전시 저전압구동이 가능하고, 어드레스전극과 Y전극 사이의 방전패스가 짧은 구조를 가진 플라즈마 디스플레이 패널을 제공하는 것을 목적으로 하며, 이와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 투명한 전면기판, 전면기판에 대해 평행하게 배치된 배면기판, 전면기판과 배면기판 사이에 배치되고, 발광셀들을 구획하며, 유전체로 형성된 전방격벽, 발광셀을 둘러싸도록 전방격벽 내에 배치된 전방방전전극 및 후방방전전극, 전방방전전극 및 후방방전전극 사이에 형성되어 전계를 집중시키는 적어도 하나 이상의 전계집중부, 전방격벽과 배면기판 사이에 배치된 후방격벽, 후방격벽에 의하여 한정되는 공간 내에 배치된 형광체층, 및 발광셀 내에 있는 방전가스를 구비한다.

Description

플라즈마 디스플레이 패널{Plasma display panel}

본 발명은 가스 방전을 이용하여 문자나 이미지를 표현하는 플라즈마 디스플레이 패널에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 저전압구동이 가능하고, 방전이 발생하는 면이 확대되며, 개구율이 획기적으로 개선된 플라즈마 디스플레이 패널에 관한 것이다.

최근, 평판 디스플레이 장치로서 플라즈마 디스플레이 패널을 채용한 장치는 대화면을 가지면서도, 고화질, 초박형, 경량화 및 광시야각의 우수한 특성을 갖고 있으며, 다른 평판 디스플레이 장치에 비해 제조방법이 간단하고 대형화가 용이하여 차세대 대형 평판 디스플레이 장치로서 각광을 받고 있다.

이러한 플라즈마 디스플레이 패널은 인가되는 방전전압에 따라 직류(DC)형, 교류(AC)형 및 혼합형(Hybrid)형으로 분류되고, 방전구조에 따라 대향 방전형 및 면 방전형으로 분류된다.

직류형 플라즈마 디스플레이 패널은 모든 전극들이 방전공간에 노출되는 구조로서, 대응하는 전극들 사이에 전하의 이동이 직접적으로 이루어진다. 교류형 플라즈마 디스플레이 패널은 적어도 하나의 전극이 유전층으로 감싸지고, 대응하는 전극들 사이에 직접적인 전하의 이동이 이루어지지 않는 대신 벽전하(wall charge)의 전계에 의하여 방전이 수행된다.

직류형 플라즈마 디스플레이 패널에서는 대응하는 전극들 사이에 전하의 이동이 직접적으로 이루어지므로, 전극의 손상이 심하게 되는 문제점이 있었기 때문에, 최근에는 교류형, 특히 3전극 면방전 구조를 갖는 교류형 플라즈마 디스플레이 패널이 일반적으로 채용되어 왔다.

이러한 교류형 3전극 면방전 플라즈마 디스플레이 패널을 포함한 종래의 면방전 플라즈마 디스플레이 패널(10)은 도 1에 나타난 바와 같이, 전면기판(20)과 배면기판(30)이 구비된다.

배면기판(30)에는 어드레스방전을 발생시키는 어드레스전극(33)과, 상기 어드레스전극을 매립한 배면유전체층(35)과, 발광셀을 구획한 격벽(37)과, 상기 격벽의 양측 및 상기 격벽이 형성되지 않은 배면기판에 도포된 형광체층(39)이 형성된다.

상기 배면기판과 이격, 대향되도록 배치된 전면기판에는, 유지방전을 발생시키는 X, Y전극(22, 23)과, 상기 X, Y전극(22, 23)들을 매립한 전면유전체층(25), 및 보호막(29)이 구비된다.

그런데, 종래의 플라즈마 디스플레이 패널에서는, 방전공간의 형광체층(39)에서 발광된 가시광선이 통과하는 전면기판(20)에, 투명X전극(22a)과 상기 투명X전극의 일측에 배치된 버스X전극(22b)을 통상 구비한 X전극(22)과, 투명Y전극(23a)과 상기 투명Y전극(23a)의 일측에 배치된 버스Y전극(23b)을 통상 구비한 Y전극(23)과, 상기 X, Y전극 상에 순차적으로 형성된 전면유전체층(27) 및 보호막(29)이 존재하고 있다. 이러한 요소들로 인하여 가시광선의 투과율이 60% 정도로 되는 중대한 문제점을 갖고 있다.

또한, 종래의 면방전 플라즈마 디스플레이 패널(10)에서는 방전을 일으키는 전극이 방전공간의 상면, 즉 가시광선이 통과하는 전면기판(20)의 내측면에 형성되어 방전이 그 내측면에서 발생하여 확산되므로, 발광효율이 낮게 된다는 본질적인 문제점을 갖고 있다.

나아가, 종래의 면방전 플라즈마 디스플레이 패널(10)에서는 장시간 사용할 경우 방전가스의 하전 입자가 전계에 의해 형광체에 이온 스퍼터링(ion sputtering)을 일으킴으로써 영구잔상을 야기하는 문제점이 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하여, 종래의 플라즈마 디스플레이 패널에 비하여 개구율 및 투과율을 획기적으로 향상시키며, 방전면을 대폭적으로 확대함으로써 방전영역을 획기적으로 확대시킬 수 있는 플라즈마 디스플레이 패널을 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 방전에 의한 플라즈마를 방전공간의 소정 부분, 예컨대 중앙부에 집중시킴으로써 플라즈마의 공간전하를 효율적으로 이용할 수 있고, 저 전압구동이 가능하고, 발광효율을 획기적으로 개선하며, 영구잔상 현상을 획기적으로 줄일 수 있는 플라즈마 디스플레이 패널을 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 유지방전시 저전압구동이 가능하고, 어드레스전극과 Y전극 사이의 방전패스가 짧은 구조를 가진 플라즈마 디스플레이 패널을 제공하는 것이다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 제1실시예에 따른 플라즈마 디스플레이 패널은:

투명한 전면기판;

상기 전면기판에 대해 평행하게 배치된 배면기판;

상기 전면기판과 배면기판 사이에 배치되고, 발광셀들을 구획하며, 유전체로 형성된 전방격벽;

상기 발광셀을 둘러싸도록 전방격벽 내에 배치된 전방방전전극 및 후방방전전극;

상기 전방방전전극 및 후방방전전극 사이에 형성되어 전계를 집중시키는 적어도 하나 이상의 전계집중부;

상기 전방격벽과 배면기판 사이에 배치된 후방격벽;

상기 후방격벽에 의하여 한정되는 공간 내에 배치된 형광체층; 및

상기 발광셀 내에 있는 방전가스;를 구비한다.

상기 전계집중부는, 상기 전방격벽의 측벽 중 전방방전전극 및 후방방전전극 사이의 부분에 형성된 그루브인 것이 바람직하다.

또한, 상기 방전가스 중 Kr의 함량비가 적어도 10중량% 인 것이 바람직하다.

여기서, 상기 전방방전전극과 후방방전전극은 일 열의 발광셀들을 따라서 서로 평행하게 연장되고, 상기 발광셀들의 열에 교차하는 다른 일 열의 발광셀들을 따라서 연장된 어드레스전극들을 더 구비하고, 상기 어드레스전극들은 배면기판과 형광체층 사이에 배치되고, 상기 어드레스전극들과 형광체층 사이에는 유전체층이 배치된 것이 바람직하다.

이 경우, 상기 후방방전전극은 상기 어드레스전극과 어드레스방전을 일으키는 Y전극이고, 상기 전방방전전극은 상기 Y전극과 유지방전을 일으키는 X전극이고, 상기 후방방전전극의 발광셀과 대응하는 방전면적은 상기 전방방전전극의 방전면적보다 큰 것이 바람직하다.

또한, 상기 주사전극 후면과 전방격벽 후면간의 거리는, 상기 공통전극 전면과 전방격벽 전면간의 거리에 비하여 짧은 것이 바람직하다.

적어도 상기 전방격벽의 측면은 보호막에 의하여 덮인 것이 바람직하다.

상기 전방격벽과 후방격벽은 일체로 형성될 수 있다.

한편, 본 발명의 제2실시예에 따른 플라즈마 디스플레이 패널은:

투명한 전면기판;

상기 전면기판에 대해 평행하게 배치된 배면기판;

상기 전면기판과 배면기판 사이에 배치되고, 발광셀들을 구획하며, 유전체로 형성된 전방격벽;

상기 발광셀을 둘러싸도록 전방격벽 내에 배치된 전방방전전극, 중간방전전극 및 후방방전전극들;

상기 전방방전전극과 중간방전전극 사이 및 상기 중간방전전극과 후방방전전극들 사이에 각각 형성되어 전계를 집중시키는 적어도 하나 이상의 전계집중부;

상기 전방격벽과 배면기판 사이에 배치된 후방격벽;

상기 후방격벽에 의하여 한정되는 공간 내에 배치된 형광체층; 및

상기 발광셀 내에 있는 방전가스;를 구비한다.

상기 전계집중부는, 상기 전방격벽의 측벽 중 전방방전전극과 중간방전전극 사이, 및 중간방전전극과 후방방전전극 사이의 부분에 형성된 그루브인 것이 바람직하다.

여기서, 상기 방전가스 중 Kr의 함량비가 적어도 10중량% 인 것이 바람직하다.

한편, 상기 전방방전전극, 중간방전전극, 및 후방방전전극은 일 열의 발광셀들을 따라서 서로 평행하게 연장되고, 상기 발광셀들의 열에 교차하는 다른 일 열의 발광셀들을 따라서 연장된 어드레스전극들을 더 구비하는 것이 바람직하다.

이 경우에는 상기 중간방전전극은 상기 어드레스전극과 어드레스방전을 일으키는 Y전극이고, 상기 전방방전전극과 후방방전전극은 상기 Y전극과 유지방전을 일으키는 X전극이며, 상기 중간방전전극의 발광셀과 대응하는 방전면적은 상기 전방방전전극 및 후방방전전극의 방전면적보다 큰 것이 바람직하다.

이와 달리 상기 전방방전전극과 후방방전전극은 상기 어드레스전극과 어드레스방전을 일으키는 Y전극이고, 상기 중간방전전극은 상기 Y전극과 유지방전을 일으키는 X전극일 수도 있다.

상기 어드레스전극들은 배면기판과 형광체층 사이에 배치되고, 상기 어드레스전극들과 형광체층 사이에는 유전체층이 배치되고, 적어도 상기 전방격벽의 측면은 보호막에 의하여 덮인 것이 바람직하다.

한편, 상기 전방격벽과 후방격벽은 일체로 형성될 수 있다.

이어서, 도면을 참조하여 본 발명의 제1실시예에 따른 플라즈마 디스플레이 패널에 관하여 상세히 설명한다.

도 2 내지 도 4를 참조하면, 본 발명의 제1실시예에 따른 플라즈마 디스플레이 패널(100)은, 전면기판(120), 배면기판(130), 전방격벽(127), 전방방전전극(122), 후방방전전극(123), 후방격벽(137), 형광체층(139), 및 방전가스를 구비한다.

가시광선이 통과하여 화상이 투영되도록 투명한 전면기판(120)은 배면기판(130)과 평행하게 배치된다. 상기 전면기판과 배면기판 사이에는 전방격벽(127)이 형성된다. 상기 전방격벽(127)은 비방전부에 배치되어 발광셀을 구획한다. 상기 전방격벽 내에는 전방방전전극과 후방방전전극이 발광셀을 둘러싸도록 형성된다.

상기 전방격벽(127)과 배면기판(130) 사이에는 후방격벽(137)이 형성되는데, 상기 후방격벽(137)은 하전입자의 크로스토크를 방지하는 기능을 한다. 상기 후방격벽(137)에 의하여 한정되는 공간 내에는 형광체층(139)이 배치된다. 상기 발광셀 내에는 방전가스(미도시)가 존재한다.

상기 후방방전전극(123)과 전방방전전극(122)은 상호 교차하게 배치될 수 있는데, 이 경우 상기 후방방전전극(123)과 전방방전전극(122) 중 하나는 어드레스방전을 일으키는 어드레스전극 역할 및 유지방전을 일으키는 유지전극 역할을 동시에 할 수 있다.

이와 달리 상기 상기 전방방전전극(122)과 후방방전전극(123)은 서로 평행하게 일 방향으로 연장되고, 상기 전방방전전극(122) 및 후방방전전극(123)과 교차하도록 어드레스전극(133)들이 연장될 수 있다. 이 경우에는 상기 전방격벽의 측면이 보호막(129)에 의하여 덮이며, 상기 어드레스전극(133)들이 배면기판(130)과 형광체층(139) 사이에 배치되고, 상기 어드레스전극(133)들과 형광체층(139) 사이에는 유전체층(135)이 형성된 것이 바람직하다.

상기 배면기판(130)은 어드레스전극(133)들, 유전체층(135) 등을 지지하며, 통상적으로는 유리를 주성분으로 하는 재료로 제조된다.

상기 어드레스전극(133)들은 상기 후방방전전극(123)과 전방방전전극(122) 간의 유지방전을 보다 용이하게 하기 위한 어드레스방전(Da)을 일으키기 위한 것으로서, 보다 구체적으로는 유지방전이 개시되는 유지방전 개시전압을 낮추는 역할을 한다.

본 실시예에 있어서 후방방전전극(123)과 전방방전전극(122)은 발광셀(C)의 상측을 둘러싸도록 배치된다. 상기 발광셀의 상측이란, 후방격벽(137)보다 높이 있는 부분을 의미한다.

도 2에서는 후방방전전극(123)과 전방방전전극(122)이 각각 하나의 전극으로써 형성되어 있으나, 이와 달리 후방방전전극과 전방방전전극이 각각 둘 이상의 부전극들을 구비할 수도 있다.

상기 어드레스방전(Va, 도 5참조)은 후방방전전극(123)과 어드레스전극(133) 간에 일어나는 방전으로서, 어드레스방전이 종료되면 후방방전전극(123) 측에 양이온이 축적되고 전방방전전극(122) 측에 전자가 축적되며, 이로써 후방방전전극과 전방방전전극간의 유지방전이 보다 용이하게 된다.

상기 유전체층(135)은 방전 시 양이온 또는 전자가 어드레스전극(133)에 충돌하여 어드레스전극을 손상시키는 것을 방지하면서도 전하를 유도할 수 있는 유전체로서 형성되는데, 이와 같은 유전체로서는 PbO, B₂O₃, SiO₂ 등이 있다.

상기 후방격벽(137)은 단위 픽셀을 구성하는 적색발광 서브픽셀, 녹색발광 서브픽셀, 및 청색발광 서브픽셀 중의 일 서브픽셀에 해당하는 발광셀(C)들 간에 오방전이 일어나는 것을 방지한다.

도 2에는 후방격벽(137)이 발광셀들을 매트릭스 형태로 구획하는 것으로 도시되었으나, 이에 한정되는 것은 아니고, 벌집 형태와 같은 다른 형태로 구획할 수도 있다. 또한, 도 2에는 상기 후방격벽(137)에 의하여 한정되는 발광셀(C)의 횡단면이 사각형인 것으로 도시되었으나, 이에 한정되는 것은 아니고, 삼각형, 오각형 등의 다각형, 또는 원형, 타원형 등으로 되도록 형성될 수 있다.

플라즈마 디스플레이 패널(100)에 어드레스전극(133)이 구비된다면, 상기 후방방전전극(123)과 전방방전전극(122)은 유지방전을 위한 전극들로서, 이 전극들 사이에서 플라즈마 디스플레이 패널의 화상을 구현하는 유지방전이 일어난다. 상기 후방방전전극(123)과 전방방전전극(122)은, 알루미늄, 구리 등과 같은 도전성 금속으로 형성되는 것이 바람직하다. 상기 후방방전전극(123)이 어드레스전극과 교차하도록 연장되었다는 것은, 어드레스전극이 통과(pass)하는 발광셀(C)의 열과, 후방방전전극이 통과하는 발광셀(C)의 열이 교차한다는 의미이다. 또한 전방방전전극(122)이 상기 후방방전전극(123)과 평행하게 연장되었다는 것은, 전방방전전극이 후방방전전극과 일정한 간격을 두고 함께 배치된다는 의미이다.

상기 전방격벽(127)은 인접하는 발광셀(C)들을 구획하는 동시에, 유전체로 형성되어 유지방전시 후방방전전극(123)과 전방방전전극(122)이 직접 통전되는 것을 방지하고, 하전 입자가 상기 전극들(122, 123)에 직접 충돌하여 이들을 손상시키는 것을 방지하며, 하전 입자를 유도하여 벽전하를 축적하는 기능을 한다.

상기 전방격벽(127)은 보호막(129)에 의하여 덮여 있는 것이 바람직하다. 상기 보호막(129)은 필수적인 구성요소는 아니지만, 이는 하전 입자가 전방격벽(127)에 충돌하여 전방격벽을 손상시키는 것을 방지하며, 방전시 2차전자를 많이 방출하는 기능을 하므로, 형성되는 것이 바람직하다.

상기 형광체층(139)은 상기 유지방전에 의하여 발산된 자외선을 받아 가시광선을 방출하는 성분을 포함하는데, 적색발광 서브픽셀에 형성된 형광체층은 Y(V,P)O₄:Eu 등과 같은 형광체를 포함하고, 녹색발광 서브픽셀에 형성된 형광체층은 Zn₂SiO₄:Mn, YBO₃:Tb 등과 같은 형광체를 포함하며, 청색발광 서브픽셀에 형성된 형광체층은 BAM:Eu 등과 같은 형광체를 포함한다.

상기 발광셀 내에 충전되는 방전가스는 Xe-Ne, Xe-He, Xe-Ne-He 등의 페닝 혼합가스(penning mixture)를 사용하고 있다. Xe를 주 방전가스로 이용하는 이유는, 상기 Xe가 화학적으로 안정된 휘 가스(inert gas)이기 때문에 방전으로 인하여 해리되지 않고, 원자 번호가 크기 때문에 여기전압이 저하되고 발광하는 빛의 파장이 길게 되기 때문이다. He이나 Ne을 버퍼가스로 이용하는 이유는, Xe로 인한 패닝 효과에 의한 전압감소 효과 및 고압력화에 의한 스퍼터링(sputtering)효과가 저감되기 때문이다.

상기 전면기판(120)은 유리와 같이 광투과성이 좋은 재료로 제조된다. 상기 전면기판(120)의 발광셀(C)에는, 도 1에 도시된 종래의 플라즈마 디스플레이 패널의 전면기판에 존재하던 ITO(indium tin oxide)막으로 형성된 투명Y전극(23a)과 투명X전극(22a), 금속으로 형성된 버스X전극과 버스Y전극(22b, 23b), 상기 전극들(22a, 22b, 23a, 23b)을 덮는 전면유전체층(27), 및 보호막(29)이 존재하지 않게 되어서 가시광선의 전방 투과율이 종래의 60%에서 90% 정도까지로 현저하게 향상된다. 따라서 종래 수준의 휘도로 화상을 구현한다면, 상기 전극들(122, 123)을 상대적으로 낮은 전압으로 구동하게 되고, 따라서 발광효율이 향상된다.

이 경우, X전극 및 Y전극의 역할을 각각 하는 전방방전전극(122) 및 후방방전전극(123)이 가시광선이 투과하는 전면기판(120)에 배치되어 있지 않고 방전공간의 측면에 배치되어 있으므로, 방전전극으로서 저항이 큰 투명전극을 사용할 필요가 없이 저항이 낮은 전극, 예컨대 금속 전극을 방전전극으로 사용할 수 있기 때문에 방전 응답 속도가 빠르게 되고, 파형의 왜곡 없이 저 전압 구동이 가능하게 된다.

이하에서는 상기와 같은 구성을 갖는 플라즈마 디스플레이 패널의 구동방법을 설명한다. 여기서 설명의 편의상 배면기판(130)과 형광체층(139) 사이에 어드레스전극(133)이 배치되고, 후방방전전극(123)이 상기 어드레스전극과 어드레스방전을 일으키는 Y전극의 역할을 하고, 전방방전전극(122)이 상기 후방방전전극과 유지방전을 일으키는 X전극의 역할을 한다.

이 경우, 어드레스전극(133)과 후방방전전극(123)간에 어드레스전압이 인가됨으로써 어드레스방전이 일어나고, 이 어드레스방전의 결과로 유지방전이 일어날 발광셀(C)이 선택된다.

그 후 상기 선택된 발광셀의 후방방전전극(123)과 전방방전전극(122) 사이에 교류인 유지방전전압이 인가되면, 후방방전전극(123)과 전방방전전극(122)간에 유지방전이 일어나고, 이 유지방전에 의하여 여기된 방전가스의 에너지 준위가 낮아지면서 자외선이 방출된다. 그리고 이 자외선이 발광셀 내에 도포된 형광체층(139)을 여기시키는데, 이 여기된 형광체층의 에너지준위가 낮아지면서 가시광이 방출되며, 이 방출된 가시광이 화상을 구성하게 된다.

이를 도 5를 참조하여 상세히 설명하면, 플라즈마 디스플레이 패널은 비디오데이터에 따라 유지방전 횟수를 조절하여 영상 표시에 필요한 계조(Gray Level)를 구현하게 되며, 이러한 계조(Gray Level)를 표현하기 위하여, 통상적으로 한 프레임을 방전횟수가 다른 여러 서브필드(sub field)로 나누어 구동하는 ADS(Address and Display period Separated)방식이 이용된다. 각각의 서브필드는 다시 방전을 균일하게 일으키기 위한 리셋기간, 발광되는 방전셀을 선택하기 위한 어드레스기간, 방전횟수에 따라 계조를 표현하는 유지기간 및 소거기간으로 나뉘어진다.

리셋기간에서는 먼저 전방방전전극 및 후방방전전극에 소정의 방전개시전압(Vs, Vs+Vset)이 공급되어, 해당 방전공간의 내부 면에 벽전하가 형성된다. 이 때, 후방방전전극(123)에 인가되는 전압의 최고치(Vs+Vset)는 전방방전전극(122)에 인가되는 전압(Vs)에 비하여 높다.

이어지는 어드레스기간에서는 방전이 선택된 발광셀의 어드레스전극에 가해지는 어드레스방전 전압(Va)과 후방방전전극에 순차적으로 가해지는 접지전압(Vg)의 차에 의하여 어드레스방전이 일어나게 된다. 즉, 어드레스기간 중 후방방전전극은 일정한 전압(Vscan)으로 바이어싱되고, 순차적으로 접지전압(Vg)의 주사 신호가 순차적으로 인가된다. 한편, 발광되도록 선택된 방전셀의 경우에는 어드레스전극에 정극성 어드레스방전 전압(Va)이, 그렇지 않을 경우에는 접지전압(Vg)이 인가된다. 이에 따라 접지전압(Vg)의 주사 펄스가 인가되는 동안에 정극성 어드레스방전 전압(Va)의 표시 데이터 신호가 인가되면, 이 신호와 상응하는 방전셀에서 어드레스방전(Da)에 의하여 벽전하가 형성된다. 여기서 보다 효율적인 어드레스방전을 위하여, 전방방전전극에는 소정의 전압(Vs)이 유지된다.

그 후, 유지기간에서는, 후방방전전극(123)에 유지방전 개시전압(TP)이 인가된 후 전방방전전극과 후방방전전극에 유지방전전압(SUSP)이 교대로 공급되면 유지방전이 일어나 임의의 방전셀의 발광이 일정 시간동안 유지된다. 그 후에 소거 신호(EP)에 의하여 발광을 멈추게 된다.

이 유지방전(Ds)이 실제 영상을 표시하기 위한 방전으로 주방전이 된다. 즉, 방전셀 내부에서 전계가 발생하여 방전가스중의 미량 전자들이 가속되고, 가속된 전자와 가스중의 중성입자가 충돌하여 전자와 이온으로 전리되며, 상기 전리된 전자와 중성입자와의 또 다른 충돌 등으로 중성입자가 점차 빠른 속도로 전자와 이온으로 전리되어 방전가스가 플라즈마 상태로 되는 동시에 진공 자외선(UV)이 발생된다.

상기 발생된 자외선이 형광체(139)를 여기시켜 가시광선을 발생시키고, 발생된 가시광선은 전면기판(120)을 통해서 외부로 출사되면 외부에서 임의의 방전셀의 발광인 화상표시를 인식할 수 있게 된다.

상기 전방방전전극(122) 및 후방방전전극(123)이 필요 이상으로 가깝게 배치되는 경우에는, 상기 전방, 후방방전전극(122, 123) 사이에 불필요한 간섭이 발생하여 발광면적이 제한되게 된다. 이로 인하여 자외선의 방출량이 적어지고, 휘도 및 방전능력이 열화된다. 이를 방지하기 위해서는, 상기 전방, 후방방전전극(122, 123) 사이의 간격이 적정수준 이상으로 형성되어야 하며, 상기 전방, 후방방전전극(122, 123) 사이의 간격을 보상하기 위해서는, 유지방전 개시전압(TP)이 커야 한다.

그런데, 유지방전 개시전압이 커지게 되면 전력의 소모가 많아지는 동시에 그 구동 회로의 정격이 커지게 된다. 이와 더불어, 유지방전을 일으키는 전방방전전극(122) 및 후방방전전극(123) 사이의 폭이 넓게 형성됨으로써 커패시턴스의 값이 커지게 되어 누설되는 전류가 증가하게 되고 소비전력이 증가하게 된다.

따라서, 본 발명에서는, 도 2 내지 도 4에 도시된 바와 같이 상기 전방방전전극 및 후방방전전극 사이에 전계집중부(128)가 형성된다. 이 전계집중부는 전방, 후방방전전극(122, 123) 사이에 전계를 집중시키는 역할을 하여서, 유지방전 개시전압(TP)이 낮게 된다.

이 경우, 상기 전계집중부(128)는, 상기 전방격벽의 측벽 중 전방방전전극(122) 및 후방방전전극(123) 사이의 부분에 형성된 그루브인 것이 바람직하다. 즉, 어드레스방전(Da)이 일어나면, 방전공간의 내면에 형성된 벽전하가 상기 전방, 후방방전전극(122, 123) 사이의 부분에 형성된 그루브 내부에 충전된다. 이 상태에서 유지방전을 일으키는 전방, 후방방전전극(122, 123)에 전압이 인가되면, 이들 사이에서 유지방전이 일어나게 되는데, 상기 그루브와 이에 충전된 전하에 의해 이 유지방전을 위한 방전개시전압이 낮아지게 되어서, 결과적으로 플라즈마 디스플레이 패널의 소비전력을 줄일 수 있다.

더욱이, 유지방전 개시전압(TP)이 낮아짐으로써, 상기 발광셀 내에 존재하는 방전가스에서 Kr의 함량비를 적어도 10중량% 이상으로 할 수 있다. Kr의 함량비가 커질수록 방전 휘도 효율이 향상된다는 장점이 있는 반면에, 유지방전 개시전압이 증가한다는 문제점이 있다. 따라서, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 플라즈마 디스플레이 패널에서는 전방격벽에 그루브가 형성되고, Kr의 함량비를 적어도 10중량% 이상으로 할 수 있음으로써, 유지방전 개시전압을 적정 상태로 낮출 수 있고, 방전 휘도 효율을 향상시킬 수 있다.

이와 더불어, 어드레스전극(133)이 배면기판(130)과 형광체층(139) 사이에 형성될 경우, 상기 어드레스전극과 어드레스방전을 일으키는 Y전극은 후방방전전극(123)인 것이 바람직한데, 이로 인하여 후방방전전극(123)과 어드레스전극(133)간의 방전패스가 줄어들기 때문이다.

즉, 유지방전 개시전압(TP)과 함께, 상기 어드레스방전 전압(Va)도 낮을수록 유리한데, 이는 플라즈마 디스플레이 패널의 절연 내압을 낮도록 설계할 수 있고, 비싼 고내압 스위칭 소자를 사용할 필요가 없고, 패널의 수명을 연장시킬 수 있기 때문이다.

축전기의 극판의 넓이를 A라 하고, 극판 간격을 d, 극판 사이에 넣은 절연체의 유전율을 ε라 할 때, 전기용량(capacity)(C)은, 식 C=εA/d 와 같이 극판 사이의 거리에 반비례 관계가 있다. 이와 더불어, 전하량을 Q, 전압을 V라 할 때, 전기용량(C)은, 식 C=Q/V 와 같이, 전위(V)와 반비례 관계가 있다. 즉, 어드레스전극과 Y전극간의 간격이 작고, 극판이 넓을수록 전기용량이 증가하게 되어, 구동하는 데에 필요한 어드레스방전 전압이 감소하게 된다.

따라서 도 6에 도시된 바와 같이, Y전극과 어드레스전극(122)간의 간격을 작게 하여 방전 패스를 짧게 하기 위해서는, 후방방전전극(123)이 어드레스방전을 일으키는 Y전극이고, 전방방전전극(122)이 상기 Y전극과 유지방전을 일으키는 X전극인 것이 바람직하다.

이와 더불어, 후방방전전극의 발광셀과 대응하는 방전면적(A3)이 전방방전전극의 발광셀과 대응하는 방전면적(A2)에 비하여 크게 형성되는 것이 바람직하다. 이로 인하여 어드레스기간 중에, 상기 어드레스전극(133)과 후방방전전극(123)간의 방전면적이 증가하게 되고, 이는 축전기에서 극판의 넓이가 커지는 것과 동일한 효과를 가지게 되어서, 결과적으로 어드레스방전 전압(Va)이 낮아지기 때문이다.

이와 더불어, 상기 후방방전전극 후면(123r)과 전방격벽 후면(127r)간의 거리(K3)는, 상기 전방방전전극 전면(122f)과 전방격벽 전면(127f)간의 거리(K2)에 비하여 짧은 것이 더욱 바람직한데, 이로 인하여 후방방전전극(123)이 어드레스전극(133)과 더욱 가깝게 배치되기 때문이다.

상기 전방격벽(129)과 후방격벽(139)은 일체로 형성될 수 있다.

한편, 도 7 및 도 8에는 본 발명의 바람직한 제2실시예에 따른 플라즈마 디스플레이 패널(200)이 도시되어 있다. 여기서 본 발명의 제2실시예에 따른 플라즈마 디스플레이 패널(200)에 구비된 전면기판(220)과, 보호막(229)과, 후방격벽(237)과, 형광체층(239)과, 방전가스와, 어드레스전극(233)과, 유전체층(235) 등은 본 발명의 제1실시예에 따른 플라즈마 디스플레이 패널의 전면기판(120) 등과 그 구조 및 기능이 동일하므로 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.

도 7 및 도 8을 참조하면, 본 발명의 제2실시예에 따른 플라즈마 디스플레이 패널(200)에는, 전방격벽(228) 내에서 상측으로부터 전방방전전극(222a), 중간방전전극(223) 및 후방방전전극(222b)이 차례대로 발광셀(C)을 둘러싸도록 배치된다. 이와 더불어, 상기 전방방전전극(222a)과 중간방전전극(223) 사이 및 상기 중간방전전극(223)과 후방방전전극(222b)들 사이에는 적어도 하나 이상의 전계집중부(228)가 형성되어서 전계를 집중시키는 기능을 한다.

이 경우, 상기 전계집중부(228)는, 상기 전방격벽의 측벽 중에 전방방전전극(222a)과 중간방전전극(223) 사이, 및 중간방전전극(223)과 후방방전전극(222b) 사이의 부분에 형성된 그루브인 것이 바람직한데, 이는 어드레스방전(Da)이 일어나 방전공간의 내면에 형성된 벽전하가 그루브(228) 상에 충전되고, 이 상태에서 유지방전을 일으키는 전방, 중간, 후방방전전극(222a, 223, 222b)에 전압이 인가되면 상기 그루브와, 이에 충전된 전하에 의해 이 유지방전 개시전압((TP)이 낮아지게 되어, 결과적으로 플라즈마 디스플레이 패널의 소비전력을 줄일 수 있기 때문이다.

여기서, 상기 전방방전전극(222a)과 중간방전전극(223)과, 후방방전전극(222b) 중의 적어도 하나는 이와 다른 적어도 하나 이상의 전극과 상호 교차하게 배치될 수 있으며, 이 경우 어드레스전극이 구비되지 않는 경우에는 상기 전방방전전극(222a)과 중간방전전극(223)과, 후방방전전극(222b) 중의 적어도 하나가 상기 어드레스전극의 기능을 함께 할 수 있다.

이와 달리 상기 상기 전방, 중간, 후방방전전극(222a, 223, 222b)은 서로 평행하게 일 방향으로 연장되고, 상기 전방, 중간, 후방방전전극(222a, 223, 222b)과 교차하도록 어드레스전극(233)들이 연장될 수 있다.

도 7 및 도 8에서는 상기 전방, 중간, 후방방전전극(222a, 223, 222b)이 각각 하나의 전극으로써 형성되어 있으나, 이와 달리 전방, 중간, 후방방전전극이 각각 둘 이상의 부전극들을 구비할 수도 있다.

이 경우, 유지방전을 발생시키는 전방, 중간, 후방방전전극(222a, 223, 222b)이 세 부분에 배치되고, 각각의 방전전극 사이의 갭(Gap)이 작게 됨으로써, 본 발명의 제1실시예에 따른 플라즈마 디스플레이 패널의 전방, 후방방전전극(222, 223) 사이에 비하여 방전패스가 짧아지게 되고 방전면적이 커지게 되어서, 유지방전 개시전압(TP)을 낮출 수 있다.

이와 더불어, 전방방전전극(222a)과 중간방전전극(223) 사이와, 중간방전전극(223)과 후방방전전극(222b) 사이에 각각 전계집중부(228)가 형성됨으로써, 이온들의 이동이 상기 전계집중부에 의하여 방지되어 더욱 더 안정적인 유지방전이 발생된다.

여기서, 상기 중간방전전극(223)이 상기 어드레스전극(233)과 어드레스방전을 일으키는 Y전극이고, 상기 전방방전전극(222a)과 후방방전전극(222b)이 상기 Y전극과 유지방전을 일으키는 X전극일 수 있으며, 이하에서는 이 경우를 예를 들어서 이온 이동이 전계집중부에 의하여 방지되는 메카니즘(mechanism)을 설명한다.

유지방전이 시작되면 전방, 중간방전전극(222a, 223) 사이 및 중간, 후방방전전극(223, 222b) 사이 중 하나에 먼저 유지방전(Ds)이 발생할 수 있으며, 여기서는 전방, 중간방전전극(222a, 223) 사이에 유지방전이 먼저 발생된다고 가정한다.

이 경우 중간방전전극(223)과 전방방전전극(222a) 사이에 이온이 이동하여 상기 전방, 중간방전전극(222a, 223)과 대응하는 전방격벽(227)에 벽전하가 쌓이게 되는데, 이 때에 상기 이온이 아직 유지방전이 발생하지 않은 후방방전전극(222b)으로 이동될 수 있다. 이 경우, 전계집중부(228)가 형성되지 않은 전방격벽은 실질적으로 편평하게 형성됨으로써, 상기 이온이 후방방전전극으로 이동하는 것을 방지할 수 없다. 상기 후방방전전극 상의 전방격벽으로 이동한 이온으로 인하여, 중간방전전극(223)과 후방방전전극(222b)에서의 유지방전이 불안정하게 발생하게 되어서 결과적으로 휘도 및 효율이 낮아진다.

이와 달리 전방, 중간방전전극(222a, 223) 사이 및 중간, 후방방전전극(223, 222b) 사이에 각각의 전계집중부(228)가 형성된 경우에는, 상기 전계집중부를 통하여 유지방전이 시작된다. 이 경우에는 전방, 중간방전전극(222a, 223)간의 유지방전으로 인하여, 전방방전전극이나 중간방전전극으로 이온이 이동하여 상기 전계집중부(228) 상에 벽전하가 발생하게 된다. 따라서, 후방방전전극(222b)으로 이동하는 이온은 상기 전계집중부를 사이에 두고 형성된 통상 유전체인 전방격벽(227)에 의하여 이동이 방지된다. 이로 인하여, 상기 중간방전전극과 후방방전전극(223, 222b)은, 유지방전이 먼저 발생하여 상기 중간, 전방방전전극(222a, 223)과 대응하는 전계집중부(228)에 벽전하가 쌓이더라도 그 영향 없이 안정적인 유지방전을 할 수 있음으로써, 패널의 휘도 및 효율이 더욱 향상된다.

여기서, 중간방전전극(223)이 Y전극 역할을 하고, 전방, 후방방전전극(222a, 222b)이 X전극 역할을 한다면, 상기 중간방전전극의 발광셀과 대응하는 방전면적(A3)은 상기 전방방전전극 및 후방방전전극의 방전면적(A2)보다 큰 것이 바람직한데, 이는 상기한 바와 같이 극판이 넓을수록 전기용량이 증가하게 됨으로써, 어드레스방전을 구동하는 데에 필요한 어드레스방전 전압(Va)이 감소하게 기 때문이다.

한편, 상기 전방방전전극(222a)과 후방방전전극(222b)은 상기 어드레스전극과 어드레스방전을 일으키는 Y전극이고, 상기 중간방전전극(223)은 상기 Y전극과 유지방전을 일으키는 X전극일 수도 있다.

상기 그루브와 이에 충전된 전하에 의해 이 유지방전 개시전압(TP)이 낮아지게 되어서, 결과적으로 플라즈마 디스플레이 패널의 소비전력을 줄일 수 있다.

이와 더불어 상기 전계집중부(228)가 형성됨으로써, 본 발명의 제1실시예에 따른 플라즈마 디스플레이 패널과 마찬가지로 유지방전 개시전압이 낮아짐으로써, 상기 발광셀 내에 존재하는 방전가스에서 Kr의 함량비를 적어도 10중량% 이상으로 할 수 있다. 따라서, 전방격벽에 그루브가 형성되고, Kr의 함량비를 적어도 10중량% 이상으로 할 수 있음으로써, 유지방전 개시전압을 적정 상태로 낮출 수 있고, 방전 휘도 효율을 향상시킬 수 있다.

상기와 같은 구조를 가진 플라즈마 디스플레이 패널에 의하면, 첫째, 가시광선이 통과하는 전면기판의 부분에는 기판 이외에 다른 요소가 존재하지 않으므로, 개구율이 획기적으로 향상될 수 있고, 투과율을 종래의 60% 이하에서 약 90%까지 끌어올릴 수 있다.

둘째, 방전을 발생시키는 발광면적이 크게 되고, 방전패스가 짧아짐으로써 저 전압 구동이 가능하다.

셋째, 고농도 Xe 가스를 방전가스로 사용할 경우에도 발광효율을 향상시킬 수 있다. 발광효율을 높이기 위하여 고농도 Xe 가스를 방전가스로 사용할 경우 저 전압 구동이 어렵게 되는데, 본 발명의 플라즈마 디스플레이 패널에서는 전술한 바와 같이 저 전압 구동이 가능하므로, 고농도 Xe 가스를 방전가스로 사용하더라도 저 전압 구동이 가능하게 되어 발광효율을 향상시킬 수 있다.

넷째, 방전 응답 속도가 빠르고, 저 전압 구동이 가능하게 된다. 본 발명의 플라즈마 디스플레이 패널 및 이를 구비한 평판 표시 장치에서는 방전전극이 가시광선이 투과하는 전면기판에 배치되어 있지 않고 방전공간의 측면에 배치되어 있으므로, 방전전극으로서 저항이 큰 투명전극을 사용할 필요가 없이 저항이 낮은 전극, 예컨대 금속 전극을 방전전극으로 사용할 수 있기 때문에 방전 응답 속도가 빠르게 되고, 파형의 왜곡 없이 저 전압 구동이 가능하게 된다.

이와 더불어 플라즈마 디스플레이 패널의 구조가 종래에 비하여 획기적으로 변경됨에 따라서, 방전영역이 대폭 확대되고, 플라즈마의 양이 대폭 증가되어 자외선을 많이 방출할 수 있다.

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 종래의 통상적인 플라즈마 디스플레이 패널을 도시하는 사시도이고,

도 2는 본 발명의 바람직한 제1실시예에 따른 플라즈마 디스플레이 패널을 도시한 분리 사시도이고,

도 3은 도 2의 Ⅲ-Ⅲ선을 따라 취한 단면도이고,

도 4는 도 3의 Ⅳ-Ⅳ선을 따라 취한 단면도이고,

도 5는 통상적인 리셋팅 방법에 따라 플라즈마 디스플레이 패널의 화상이 선택된 전극들에 인가되는 신호들의 파형도이고,

도 6은 도 3의 변형예이고,

도 7은 본 발명의 바람직한 제2실시예에 따른 플라즈마 디스플레이 패널을 도시한 분리 사시도이고,

도 8은 도 7의 Ⅷ-Ⅷ선을 따라 취한 단면도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

100, 200: 플라즈마 디스플레이 패널 120, 220: 전면기판

122: 전방방전전극 122f: 전방방전전극 전면

123: 후방방전전극 123r: 후방방전전극 후면

127, 227: 전방격벽 127f, 227f: 전방격벽 전면

127r, 227f: 전방격벽 후면 127s, 227s: 전방격벽 측면

128, 228: 전계집중부 129, 229: 보호막

133, 233: 어드레스전극 135, 235: 유전체층

137, 237: 후방격벽 139, 239: 형광체층

222a: 전방방전전극 223: 중간방전전극

222b: 후방방전전극 A2: 전방방전전극 방전면적

A3: 후방방전전극 방전면적 C: 발광셀

Ds: 유지방전 Da: 어드레스방전

K2: 전방격벽 전면과 X전극 전면간의 거리

K3: 전방격벽 후면과 X전극 후면간의 거리

Claims (20)

1. 투명한 전면기판;

   상기 전면기판에 대해 평행하게 배치된 배면기판;

   상기 전면기판과 배면기판 사이에 배치되고, 발광셀들을 구획하며, 유전체로 형성된 전방격벽;

   상기 발광셀을 둘러싸도록 전방격벽 내에 배치된 전방방전전극 및 후방방전전극;

   상기 전방방전전극 및 후방방전전극 사이에 형성되어 전계를 집중시키는 적어도 하나 이상의 전계집중부;

   상기 전방격벽과 배면기판 사이에 배치된 후방격벽;

   상기 후방격벽에 의하여 한정되는 공간 내에 배치된 형광체층; 및

   상기 발광셀 내에 있는 방전가스;를 구비한 플라즈마 디스플레이 패널.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 전계집중부는, 상기 전방격벽의 측벽 중 전방방전전극 및 후방방전전극 사이의 부분에 형성된 그루브인 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 방전가스 중 Kr의 함량비가 적어도 10중량% 인 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널.
4. 제 1 항에 있어서,

   상기 전방방전전극과 후방방전전극은 일 열의 발광셀들을 따라서 서로 평행하게 연장되고,

   상기 발광셀들의 열에 교차하는 다른 일 열의 발광셀들을 따라서 연장된 어드레스전극들을 더 구비한 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널.
5. 제 4 항에 있어서,

   상기 어드레스전극들은 배면기판과 형광체층 사이에 배치되고, 상기 어드레스전극들과 형광체층 사이에는 유전체층이 배치된 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널.
6. 제 5 항에 있어서,

   상기 후방방전전극은 상기 어드레스전극과 어드레스방전을 일으키는 Y전극이고, 상기 전방방전전극은 상기 Y전극과 유지방전을 일으키는 X전극인 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널.
7. 제 6 항에 있어서,

   상기 후방방전전극의 발광셀과 대응하는 방전면적은 상기 전방방전전극의 방전면적보다 큰 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널.
8. 제 7 항에 있어서,

   상기 주사전극 후면과 전방격벽 후면간의 거리는, 상기 공통전극 전면과 전방격벽 전면간의 거리에 비하여 짧은 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널.
9. 제 1 항에 있어서,

   적어도 상기 전방격벽의 측면은 보호막에 의하여 덮인 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널.
10. 제 1 항에 있어서,

    상기 전방격벽과 후방격벽은 일체로 형성된 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널.
11. 투명한 전면기판;

    상기 전면기판에 대해 평행하게 배치된 배면기판;

    상기 전면기판과 배면기판 사이에 배치되고, 발광셀들을 구획하며, 유전체로 형성된 전방격벽;

    상기 발광셀을 둘러싸도록 전방격벽 내에 배치된 전방방전전극, 중간방전전극 및 후방방전전극들;

    상기 전방방전전극과 중간방전전극 사이 및 상기 중간방전전극과 후방방전전극들 사이에 각각 형성되어 전계를 집중시키는 적어도 하나 이상의 전계집중부;

    상기 전방격벽과 배면기판 사이에 배치된 후방격벽;

    상기 후방격벽에 의하여 한정되는 공간 내에 배치된 형광체층; 및

    상기 발광셀 내에 있는 방전가스;를 구비한 플라즈마 디스플레이 패널.
12. 제 11 항에 있어서,

    상기 전계집중부는, 상기 전방격벽의 측벽 중 전방방전전극과 중간방전전극 사이, 및 중간방전전극과 후방방전전극 사이의 부분에 형성된 그루브인 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널.
13. 제 11 항에 있어서,

    상기 방전가스 중 Kr의 함량비가 적어도 10중량% 인 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널.
14. 제 11 항에 있어서,

    상기 전방방전전극, 중간방전전극, 및 후방방전전극은 일 열의 발광셀들을 따라서 서로 평행하게 연장되고,

    상기 발광셀들의 열에 교차하는 다른 일 열의 발광셀들을 따라서 연장된 어드레스전극들을 더 구비한 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널.
15. 제 14 항에 있어서,

    상기 중간방전전극은 상기 어드레스전극과 어드레스방전을 일으키는 Y전극이고, 상기 전방방전전극과 후방방전전극은 상기 Y전극과 유지방전을 일으키는 X전극인 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널.
16. 제 15 항에 있어서,

    상기 중간방전전극의 발광셀과 대응하는 방전면적은 상기 전방방전전극 및 후방방전전극의 방전면적보다 큰 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널.
17. 제 14 항에 있어서,

    상기 전방방전전극과 후방방전전극은 상기 어드레스전극과 어드레스방전을 일으키는 Y전극이고, 상기 중간방전전극은 상기 Y전극과 유지방전을 일으키는 X전극인 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널.
18. 제 14 항에 있어서,

    상기 어드레스전극들은 배면기판과 형광체층 사이에 배치되고, 상기 어드레스전극들과 형광체층 사이에는 유전체층이 배치된 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널.
19. 제 11 항에 있어서,

    적어도 상기 전방격벽의 측면은 보호막에 의하여 덮인 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널.
20. 제 11 항에 있어서,

    상기 전방격벽과 후방격벽은 일체로 형성된 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널.