KR20050120199A - 플라즈마 디스플레이 패널 - Google Patents

Abstract

본 발명의 플라즈마 디스플레이 패널은 서로 대향하는 한 쌍의 기판; 상기 기판 중 어느 한 곳에 형성되는 어드레스 전극; 상기 기판의 사이 공간에 위치해서 다수의 방전셀들을 이루는 격벽; 상기 방전셀 내에 형성되는 형광체층; 및, 서로 마주해 상기 방전셀 내에서 방전갭을 이루는 제1 전극 및 제2 전극;을 포함하고, 상기 제1 전극 및 제2 전극 각각이, 상기 방전셀을 사이에 두고 위치하는 제1 라인부:와, 상기 방전 셀 내부에서 방전갭을 형성하고 있는 제2 라인부;를 포함해서 이루어져 그 내부에 빈 공간을 형성하고 있으며, 라인부의 사이간 간격이 서로 다르게 형성된다.

Description

플라즈마 디스플레이 패널{PLASMA DISPLAY PANEL}

본 발명은 플라즈마 디스플레이 패널에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 전극 구조를 개선해서 휘도를 향상시킨 플라즈마 디스플레이 패널에 관한 것이다.

플라즈마 디스플레이 패널(이하, '패널')은 한 쌍의 기판 사이에 방전셀과, 상기 방전셀에 대응하게 형성되는 한 쌍의 유지전극을 배치해서 플라즈마 방전 과정에서 발생하는 자외선으로 각 색상별 형광체를 여기시켜 화상을 표시하는 디스플레이이다.

이때, 기판으로부터 방사되는 빛을 차단하지 않기 위해서 상기 유지 전극은 투명 전극으로 형성됨이 일반적이다. 그런데, 투명 전극 자체는 저항이 높기 때문에 이의 도전성을 보완하기 위해서 금속 전극을 투명 전극과 조합해서 유지 전극을 형성한다.

이때, 투명 전극은 ITO(Indium Tin Oxide)나 SnO₂와 같은 물질로 제작되며, 금속 전극은 Ag, Cr/Cu/Cr의 3층으로 이루어진 박막이나 Al/Cr의 2층 구조로 이루어진 박막이 사용된다.

이 같은 종래의 전극 구조는 금속 전극을 포토 에칭(photo etching)법, 리프트오프(liftoff)법으로 기판 상에 형성하고, 다음 공정으로 투명 전극을 에칭(photo etching)법, 리프트오프(liftoff)법으로 형성한다.

따라서, 그 작업 공정이 매우 번잡하다는 단점이 있으며, 이로 인해서 패널의 제조 원가를 상승시키는 문제가 있다. 또한, 투명 전극 자체가 고가이므로, 이 역시 제조 원가를 상승시키게 된다.

때문에, 투명 전극을 사용하지 않고 금속 전극으로만 유지 전극을 형성하려는 노력이 진행되고 있으며, 이와 관련한 선행 기술의 하나로 미국특허 제6,522,072호에 개시된 "플라즈마 디스플레이 패널"을 들 수 있다.

이에 따르면, 상술한 전극 구조에 비해서 제조 원가를 낮출 수 있는 장점이 있다. 그러나, 이처럼 금속 전극만으로 형성된 유지 전극은 패널의 개구율을 떨어트려 휘도가 떨어지는 문제가 있다.

이 같은 문제를 해결하는 하나의 대안으로, 방전 갭을 사이에 두고 위치하는 두 금속 전극 사이의 거리를 크게 하는 방안을 고려할 수 있으나, 이는 방전 전압을 높이고 방전이 불안정해지는 문제를 낳게 되므로 이에 대한 개선이 요구되고 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로서, 금속 전극만을 사용해서 패널의 휘도를 양호하게 개선하면서도 안정적인 방전이 가능하도록 개선한 본 발명을 제공하는데 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위해서 본 발명에서 제공하는 플라즈마 디스플레이 패널은,

서로 대향하는 한 쌍의 기판;

상기 기판 중 어느 한 곳에 형성되는 어드레스 전극;

상기 기판의 사이 공간에 위치해서 다수의 방전셀들을 이루는 격벽;

상기 방전셀 내에 형성되는 형광체층; 및,

서로 마주해 상기 방전셀 내에서 방전갭을 이루는 제1 전극 및 제2 전극;을 포함하고,

상기 제1 전극 및 제2 전극 각각이,

상기 방전셀을 사이에 두고 위치하는 제1 라인부:와,

상기 방전 셀 내부에서 방전갭을 형성하고 있는 제2 라인부;를 포함해서 이루어져 그 내부에 빈 공간을 형성하고 있으며, 상기 라인부의 사이간 간격이 서로 다르게 형성된다.

이때, 상기 제1 전극 및 제2 전극 각각이, 어드레스 전극과 교차하는 방향으로 형성되어 있는 1 행의 방전셀 전체에 대해서 점진적으로 라인부의 사이간 간격이 증감하는 구조로 이루어짐이 바람직하다.

더욱 바람직하게, 상기 제1 전극이 패널 밖으로 인출되는 가장자리의 방전셀에 가까워질수록, 상기 제1 전극을 구성하는 라인부의 사이간 간격이 넓어지게 형성된다.

이때, 상기 제2 전극은 상기 제1 전극과는 상반되는 형태로, 제2 전극을 구성하는 라인부의 사이간 간격이 좁아지게 형성된다.

또한, 상기 제2 전극은 패널 밖으로 인출되는 가장자리의 방전셀에 가까워질수록, 상기 제2 전극을 구성하는 라인부의 사이간 간격이 넓어지게 형성될 수도 있다.

이때, 상기 제1 전극은 기 제2 전극과는 상반되는 형태로, 제1 전극을 구성하는 라인부의 사이간 간격이 좁아지게 형성됨이 바람직하다.

이하, 첨부한 도면을 참조로 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 당업자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되는 것은 아니다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 플라즈마 디스플레이 패널의 부분 분해 사시도이다.

도면을 참조하면, 본 실시예에 의한 플라즈마 디스플레이 패널(이하 '패널')은 한 쌍의 기판(2, 4)이 임의의 간격을 두고 서로 대향 배치되고, 양 기판의 사이 공간에는 격벽(12)에 의해서 형성되는 색상별 방전셀들(8R, 8G, 8B)이 구비된다. 이때, 어드레스 전극(8)은 방전 셀(8R, 8G, 8B)의 폭 방향(도면의 X축 방향) 중심을 따라 이웃한 어드레스 전극과 일정한 간격을 이루며 나란하게 위치함이 바람직하다.

기판(2)의 내면에는 도면의 Y축 방향을 따라 어드레스 전극(8)들이 형성되고, 어드레스 전극(8)들을 덮으면서 유리(2)의 내면 전체에 유전체층(10)이 형성된다.

상기 유전체층(10) 위에는 격벽(12)이 형성되어 있으며, 이 격벽(12)의 면(面)들과 유전체층(10)에 걸쳐 적, 녹, 청색의 형광체층(14R, 14G, 14B)이 형성된다. 이때, 격벽(12)은 각각의 어드레스 전극(8) 사이로 배치된다.

또한, 도 1에서는 이 격벽(12)이 어드레스 전극과 평행하게 배치되는 스트라이프형 격벽을 예시하고 있으나, 본 발명이 이에 한정되고자 함은 아니다. 일 예로, 도면의 X축 방향을 따라 형성되어 있는 제1 격벽(12a)과, Y축 방향을 따라 형성되어 있는 제2 격벽(12b)에 의해서 방전셀(8R, 8G, 8B)이 메트릭스 모양으로 배치된 구조로 형성될 수 있으며, 삼각형 배열을 이루는 델타형 구조와 같은 것들이 적용될 수도 있다.

그리고, 기판(2)에 대향하는 기판(4)에는 어드레스 전극(8)과 직교하는 방향(도면의 Y축 방향)을 따라 스캔 전극(16)과 공통 전극(18)으로 이루어지는 유지 전극(20)이 형성되고, 이 유지 전극(20)들을 덮으면서 기판(4)의 내면 전체에 유전체층(22)과 MgO 보호막(24)이 위치한다.

본 실시예에서, 상기 유지 전극(20)은 금속의 도전성 물질로만 형성되어서, 그 내부에 빈 공간(16a, 18a)을 형성하고 있다. 본 실시예에 따른 전극 구조에 대해서는 아래에서 도 4를 가지고 자세히 설명한다.

한편, 기판(2, 4)들의 조합에 의해서 어드레스 전극(8)과 이 유지 전극(20)이 교차해서 방전 셀 영역(8R, 8G, 8B)을 형성하게 되고, 상기 방전 셀 내부는 플라즈마 방전으로 진공 자외선의 방출을 유도하는 방전 가스(주로 Ne-Xe 혼합 가스)들로 채워진다.

상술한 바처럼 구성되는 본 발명의 일 실시예에 따른 패널은 도 2에서 도시하고 있는 것처럼 전면에 패널(1)이 위치한 상태에서 방열시트(301), 샤시 베이스(303)가 순차적으로 위치하고, 상기 샤시 베이스(303)의 배면에는 전극을 구동하기 위한 전극 구동부(105, 106)들이 부착된다.

이때, 상기 전극 구동부(105, 106)는 방전셀에 대응하게 위치하는 각 전극들, 즉 어드레스 전극(8), 스캔 전극(16) 및 공통 전극에 인가되는 신호를 합성한다. 이 전극 구동부(105, 106)에서 인가되는 신호에 따라 패널은 유지 전극(20) 사이에서 리셋 방전을 일으켜 방전셀 내부의 전하 상태를 리셋시킨다. 그리고, 어드레스 전극(8)과 스캔 전극(16) 사이에 어드레스 전압이 인가되어 벽전하를 충전한다. 이에 따라서, 화상이 표현되는 방전 셀이 선택된다. 이렇게 방전 셀을 선택한 후에는 유지 전극에 상호 교번하는 펄스가 인가되면서 화상을 의한 구동을 실시한다.

한편, 샤시 베이스(303)의 배면에 부착된 이 전극 구동부(105, 106)는 샤시 베이스(303)의 전면에 부착되는 패널(1)의 전극들과 전극 연결부(18, 18')를 통해서 전기적으로 연결된다. 이에 따라, 패널의 가장자리를 통해서 스캔 전극(16) 및 공통 전극(18)이 서로 다른 방향에서 각각 인출되고, 각각의 전극 연결부(18, 18')를 통해서 상기 전극 구동부(105, 106)들과 연결된다(도 3참조). 따라서, 상기 전극 연결부(18, 18')는 전기 전도성이 좋으며, 유연성이 좋은 물질로 사용하는 것이 바람직하다. 일 예로 필름선(FPC: Flexible Printed Circuit), COF(Chip On Film)와 같은 것들이 바람직하게 사용될 수 있다.

한편, 주지하는 바와 같이 대화면으로 구성되는 패널은 수백만개의 방전셀을 포함해서 이루어진다. 따라서, 상술한 전극 구동부(105)에서 발생한 높은 전압의 펄스가 전극 연결부(18')를 통해서 방전셀로 전달될 때, 상기 전극 구동부에 가까운 곳보다 먼 곳에서 전압이 떨어지는 전압 강하 현상이 발생한다. 즉, 도 3에서 'S1' 방전셀과 'S2' 방전셀을 서로 비교할 때, 스캔 전극(16)에 인가되는 전압의 크기는 'S1 > S2'의 관계를 가지며, 공통 전극에 인가되는 전압의 크기는 'S1 < S2'의 관계가 있음은 물론이다.

이로 인해서, 스캔 전극(16)이 인출된 패널의 가장자리 부분에서는 동일한 방전셀(S1) 내에서도 스캔 전극(16) 편에서 더 강한 방전이 일어나는 반면에, 이로부터 먼 거리에 있는 S2 방전셀에서는 스캔 전극(16)의 전압이 전압 강하로 인해서 상대적으로 작아지기 때문에 공통 전극(18) 편에서 강한 방전이 일어나 휘도에 단차를 보인다.

이에 본 실시예의 전극 구조에서는 전극별로 방전셀 내에서 차지하는 방전 공간에 차이를 주어 패널의 휘도를 개선한다.

이 같은 관점에서 도 4 및 도 5를 가지고 본 실시예의 전극 구조를 설명하면 다음과 같다.

본 실시예의 유지 전극(20)은 투명 전극을 사용하지 않고, 적어도 2개 이상의 금속 전극만으로 이루어지는 비투명(ITO-less) 전극으로, 방전셀 내에서 금속 전극의 사이간 간격이 각 전극(16, 18)별로 서로 다르게 형성된다.

보다 상세히, 본 실시예의 유지 전극(20)은 방전셀을 마주하고 서로 평행하게 위치하는 한 쌍의 제1 라인부(161, 181)와, 상기 제1 라인부(161, 181) 사이에 위치하면서, 방전셀 내부에서 서로 마주해 방전 갭(G)을 형성하고 있는 제2 라인부(162, 182)를 포함해서 이루어진다.

상기 제2 라인부(162, 182)는 상기 제1 라인부와의 사이에 빈 공간(16a, 18a)을 형성한 상태에서 방전셀 내부에서 서로 마주해 방전 갭(G)을 형성하며, 각 전극에 인가되는 전압 펄스에 따라 방전 초기의 대향 방전을 형성한다.

초기의 대향 방전은 제1 라인부(161, 181) 사이로 확산되면서 면방전으로 유도된다. 이때, 제1 라인부(161, 181)와 제2 라인부(162, 182) 사이가 너무 넓게 되면 방전이 확산되지 않기 때문에, 도 5에서 예시하고 있는 것처럼 제1 라인부(161, 181) 및 제2 라인부(162, 182) 사이에 방전 확산을 유도하는 제3 라인부(163, 183)가 더 형성될 수도 있다.

이에 따라서, 제2 라인부(162, 182) 사이에서 형성된 대향 방전은 제3 라인부(163, 183)를 가교삼아 제1 라인부(161, 181) 사이로 확산되면서 면 방전을 유도하게 된다.

이와 유사하게, 본 실시예의 유지 전극(20)은 도 5에서 예시하고 있는 것처럼 방전 셀 내부에서 제1 라인부(161, 181), 제2 라인부(162, 82), 제3 라인부(163, 183)를 서로 연결하는 연결부(164, 184)가 더 추가된 구조로 이루어질 수도 있다.

이때, 상기 연결부(164, 184)는 방전셀의 중심선을 따라 위치해서 기하학적으로 방전의 산포가 방전 셀 전체에 대해서 균일하게 이루어질 수 있도록 하며, 제 2 라인부(162, 182)에서 시작을 해서 제3 라인부(163, 183)를 가로질러 제1 라인부(161, 181)와 접하는 형태로 이루어진다. 또한, 제1 내지 제3 라인부와 동일한 물질로 제작되며, 각 방전셀마다 구비되어 있다.

이처럼 각 라인부를 연결하는 연결부(164, 184)를 배치하는 것으로, 방전 시에 전하가 이 연결부(164, 184)따라 이동하면서 제2 라인부(162, 182) 사이의 방전 갭(G)에서 형성된 대향 방전이 제1 라인부(161, 181)로 확장해 방전 경로가 긴 면방전을 용이하게 형성할 수 있도록 작용한다.

그리고, 본 실시예에서 방전 갭(G)은 상대적으로 짧은 거리의 제1 갭(G1)과 제1 갭(G1) 보다 긴 제2 갭(G2)으로 형성된다. 특히, 상기 제2 갭(G2)은 연결부(164, 184)와 제2 라인부(162, 182)가 만나는 교차점(P)에서 형성되는 것이 바람직하다. 이에 따라, 제1 갭(G1)에서 시작된 대향 방전이 연결부(164, 184)를 통해서 제1 라인부(161, 181) 사이에서 일어나는 면 방전을 쉽게 유도할 수가 있다.

이 같은 제2 갭(G2)을 형성하는 하나의 방법으로, 교차점(P)에 서로 대향하는 오목부(165, 185)를 형성하는 방법이 있을 수 있다.

또한, 본 실시예의 라인부들은 방전셀 내에서 각각의 전극별로 서로 다른 간격으로 형성된다. 즉, 스캔 전극(16)의 제1 라인부(161)와 제2 라인부(162)의 사이간 간격(P1)과, 공통 전극(18)의 제1 라인부(181)와 제2 라인부(182)의 사이간 간격(P2)은 서로 동일하지 않으며, 각 방전셀마다 다르게 형성됨이 바람직하다.

이때, 상기 제1 라인부(161, 181) 및 제2 라인부(162, 182) 사이에 위치하는 제3 라인부는 방전셀에 상관없이 제1 라인부 및 제2 라인부의 중간에 위치함이 바람직하다.

도 4 및 도 5의 전극 및 격벽(12)은 어드레스 전극(8)과 교차하는 방향으로 형성되어 있는 2 행의 방전셀을 부분적으로 도시한 것이다. 도면에서 A 방향의 전극 및 격벽은 공통전극 구동부에 가까이 위치하는 2(행)×2(열) 방전셀의 모습이고, B 방향의 전극 및 격벽은 스캔전극 구동부에 가까이 위치하는 2(행)×2(열) 방전셀의 모습을 선택적으로 도시한 것이다.

도 4에서, 본 실시예에 따라 스캔 전극(16) 및 공통 전극(18)을 형성하는 각각의 라인부들은 각 방전셀별로 방전갭(G)은 동일하게 유지한 상태에서 라인부 사이의 사이간 간격을 조정해서 전극들이 방전셀에서 차지하는 방전 영역을 조정한 구조로 이루어진다.

'S1' 방전셀과 'S2' 방전셀을 서로 비교할 때, S2에 위치하는 스캔 전극(16)의 라인부 사이간 간격(P1)이 공통 전극(18)의 간격(P2)보다 상대적으로 작게 형성되어 있다.

반면에, S1 방전셀에서는 S2 방전셀과는 반대로, 스캔 전극(18)의 간격(P1)이 공통 전극(18)의 간격(P2)보다 크게 형성되어 있다.

이에 따르면, 각 방전셀별로 전압 크기가 상대적으로 커서 더 강한 방전을 일으키는 전극의 방전 공간이 커지기 때문에 방전셀별 휘도를 개선하는 효과가 있다.

이에 추가해서, 방전이 약한 전극의 라인부 사이간 간격은 줄이고, 방전이 강한 전극의 라인부 사이간 간격은 넓혀 줌으로 해서, 제2 라인부 사이에서 시작한 대향 방전이 제1 라인부의 면방전으로 용이하게 확산될 수 있도록 한다. 즉, 전압이 떨어짐에 따라 전기장의 세기도 영향을 받아 작아지게 되는데, 이 상태에서 라인부의 사이간 간격도 이에 비례해서 작아지므로 거리로써 전압 크기를 보상해주어 전기장의 세기를 그대로 유지하므로 제2 라인부에서 제1 라인부로의 방전 확산이 쉽게 이루어질 수가 있는 것이다.

이때, 전극을 이루는 라인부의 사이간 간격은 전압 강하가 이루어지는 크기에 맞추어 전극 구동부에서 멀어질수록 점진적으로 작아지게 형성됨이 바람직하다.

이상과 같이, 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.

본 발명에 따르면, 전극들이 부분적으로 빈 공간을 형성한 상태로 이루어지기 때문에 종래에 비해서 패널의 개구율을 좋게 해서 발광 휘도를 높이는 장점이 있다. 더욱이, 발광 휘도가 양호한 격벽의 벽면에서 발생하는 빛을 차단하지 않기 때문에 상대적으로 종전보다 높은 발광 휘도를 나타낼 수가 있다.

또한, 각각의 라인부들이 서로 독립된 구조로 형성되기 때문에, 어느 하나의 전극에서 단선이 발생하더라도 다른 라인부가 단선된 전극을 보상하므로 패널의 전극 단선에 의한 불량을 발생하면서도, 단선된 라인부를 다른 라인부가 보상함으로 발광 효율 및 휘도를 그대로 유지시킬 수 있는 장점이 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 플라즈마 디스플레이 패널의 부분 분해 사시도이다.

도 2는 플라즈마 디스플레이 장치의 단면도이다.

도 3은 전극과 전극 구동부의 연결 관계를 설명하는 도면이다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 전극 구조를 격벽과 함께 설명하는 배치도이다.

도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 전극 구조를 격벽과 함께 설명하는 배치도이다.

Claims (12)

1. 서로 대향하는 한 쌍의 기판;

   상기 기판 중 어느 한 곳에 형성되는 어드레스 전극;

   상기 기판의 사이 공간에 위치해서 다수의 방전셀들을 이루는 격벽;

   상기 방전셀 내에 형성되는 형광체층; 및,

   서로 마주해 상기 방전셀 내에서 방전갭을 이루는 제1 전극 및 제2 전극;을 포함하고,

   상기 제1 전극 및 제2 전극 각각이,

   상기 방전셀을 사이에 두고 위치하는 제1 라인부:와,

   상기 방전 셀 내부에서 방전갭을 형성하고 있는 제2 라인부;를 포함해서 이루어져 그 내부에 빈 공간을 형성하고 있으며, 라인부의 사이간 간격이 서로 다르게 형성되는 플라즈마 디스플레이 패널.
2. 제1항에 있어서,

   상기 제1 전극 및 제2 전극 각각이, 어드레스 전극과 교차하는 방향으로 형성되어 있는 1 행의 방전셀 전체에 대해서 점진적으로 라인부의 사이간 간격이 증감하는 플라즈마 디스플레이 패널.
3. 제2항에 있어서,

   상기 제1 전극이 패널 밖으로 인출되는 가장자리의 방전셀에 가까워질수록, 상기 제1 전극을 구성하는 라인부의 사이간 간격이 넓어지게 형성되는 플라즈마 디스플레이 패널.
4. 제3항에 있어서,

   상기 제2 전극이 상기 제1 전극과는 상반되는 형태로, 제2 전극을 구성하는 라인부의 사이간 간격이 좁아지게 형성되는 플라즈마 디스플레이 패널.
5. 제2항에 있어서,

   상기 제2 전극이 패널 밖으로 인출되는 가장자리의 방전셀에 가까워질수록, 상기 제2 전극을 구성하는 라인부의 사이간 간격이 넓어지게 형성되는 플라즈마 디스플레이 패널.
6. 제5항에 있어서,

   상기 제1 전극이 상기 제2 전극과는 상반되는 형태로, 제1 전극을 구성하는 라인부의 사이간 간격이 좁아지게 형성되는 플라즈마 디스플레이 패널.
7. 제1항 내지 제6항의 어느 한 항에 있어서

   상기 방전갭은 각 방전셀마다 동일 간격으로 형성되는 플라즈마 디스플레이 패널.
8. 제1항 내지 제6항의 어느 한 항에 있어서,

   상기 제1 라인부 및 제2 라인부 사이에 위치해서 방전을 제1 라인부로 연결하는 제3 라인부를 더 포함하는 플라즈마 디스플레이 패널.
9. 제8항에 있어서,

   상기 방전셀의 중심선을 따라 위치해서 상기 제3 라인부를 가로질러 제1 라인부 및 제2 라인부를 각각 연결하는 연결부;를 더 포함하는 플라즈마 디스플레이 패널.
10. 제9항에 있어서,

    상기 방전 갭이 서로 다른 길이의 제1 갭과 제2 갭의 조합으로 이루어지는 플라즈마 디스플레이 패널.
11. 제10항에 있어서,

    상기 제2 라인부와 연결부가 만나는 교점에서 상기 제1 갭보다 긴 제2 갭이 형성되는 플라즈마 디스플레이 패널.
12. 제9항에 있어서,

    상기 제1 내지 제3 라인부와 상기 연결부가 금속 전극으로만 형성되는 플라즈마 디스플레이 패널.