KR20050121849A - 소음을 저감한 플라즈마 디스플레이 패널 - Google Patents

소음을 저감한 플라즈마 디스플레이 패널 Download PDF

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Abstract

본 발명은 비표시 격벽의 형상 및 배치를 최적화 하여 표시 격벽과 비표시 격벽 사이의 공진을 억제함으로써 플라즈마 디스플레이 패널 구동시 플라즈마 방전으로 발생하는 충격파에 의해 생성되는 소음을 저감하는 것을 목적으로 하며,
상술한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 서로 이격되어 마주보도록 배치되고, 가장자리가 봉착되는 전면기판 및 배면기판과, 상기 전면기판 및 배면기판 사이에 배치되고, 플라즈마 방전을 통해 가시광을 발생시켜 화상을 표시하는 표시 방전셀들을 한정하는 표시격벽과 화상을 표시하지 않는 비표시 방전셀들을 한정하는 비표시 격벽을 구비하는 격벽과, 상기 전면기판의 후방, 배면기판의 전방, 및 격벽의 내부 중 적어도 하나에 배치되는 방전전극들과, 상기 방전셀 내부에 배치되는 형광체층을 구비하고, 상기 비표시 방전셀들과 표시 방전셀들이 서로 공유된 격벽이 연장되는 방향으로의 단위 방전셀의 길이인 폭에 있어서, 서로 격벽의 적어도 일부를 공유하는 상기 단위 비표시 방전셀의 폭과 상기 단위 표시 방전셀의 폭의 크기가 서로 다른 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널을 제공한다.

Description

소음을 저감한 플라즈마 디스플레이 패널{Plasma display panel reduced noise.}
본 발명은 플라즈마 디스플레이 패널에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 비표시 격벽의 형상 및 배치를 최적화하여 표시 격벽과 비표시 격벽 사이의 공진을 억제함으로써 플라즈마 디스플레이 패널 구동시 플라즈마 방전으로 발생하는 충격파에 의해 생성되는 소음을 저감하는 것을 목적으로 한다.
플라스마 디스플레이 패널은 가스방전현상을 이용하여 화상을 표시하는 장치로서, 표시용량, 휘도, 콘트라스트, 잔상, 시야각 등의 각종 표시능력이 우수하여, CRT를 대체할 수 있는 장치로 각광을 받고 있다. 이러한 플라스마 디스플레이 패널에서는, 전극들간에 인가되는 직류 혹은 교류 전압에 의하여 방전가스가 충전된 방전셀 내에서 방전이 발생하고, 상기 방전가스로부터 방출되는 자외선이 형광체를 여기시켜 가시광을 발광시킴으로서 화상을 구현한다. 이러한 플라즈마 디스플레이 패널은 방전셀 내에 고전압을 인가하여 방전을 일으켜 발광하는 방전 메커니즘을 발광 수단으로 채택하고 있어, 방전셀 내부에서는 방전에 의한 충격파가 발생한다. 이러한 충격파는 방전셀의 내면들을 타격하여 큰 소음이 발생되는 경우가 있다. 이러한 소음의 발생을 방치하게 되면, 가정용 디스플레이 장치로 사용되는 플라즈마 디스플레이 패널의 상품가치가 저하 및 제품경쟁력이 약화 등의 많은 문제점을 발생시킬 수 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하여, 비표시 격벽의 형상 및 배치를 최적화하여 표시 격벽과 비표시 격벽 사이의 공진을 억제함으로써 플라즈마 디스플레이 패널 구동시 플라즈마 방전으로 발생하는 충격파에 의해 생성되는 소음을 저감하는 것을 목적으로 한다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 서로 이격되어 마주보도록 배치되고, 가장자리가 봉착되는 전면기판 및 배면기판과, 상기 전면기판 및 배면기판 사이에 배치되고, 플라즈마 방전을 통해 가시광을 발생시켜 화상을 표시하는 표시 방전셀들을 한정하는 표시격벽과 화상을 표시하지 않는 비표시 방전셀들을 한정하는 비표시 격벽을 구비하는 격벽과, 상기 전면기판의 후방, 배면기판의 전방, 및 격벽의 내부 중 적어도 하나에 배치되는 방전전극들과, 상기 방전셀 내부에 배치되는 형광체층; 을 구비하고,과 상기 비표시 방전셀들과 표시 방전셀들이 서로 공유된 격벽이 연장되는 방향으로의 단위 방전셀의 길이인 폭에 있어서, 서로 격벽의 적어도 일부를 공유하는 상기 단위 비표시 방전셀의 폭과 상기 단위 표시 방전셀의 폭의 크기가 서로 다른 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널을 제공한다.
한편, 상기 비표시 방전셀의 상기 전면기판 및 배면기판과 평행하게 확장되는 횡단면과 표시 방전셀의 횡단면의 형상이 서로 다른 것이 바람직하다.
한편, 상기 비표시 방전셀들의 횡단면이 소정의 곡률을 갖는 호의 형상인 것이 바람직하다.
또한, 상기 표시 방전셀들과 인접하는 비표시 방전셀들이 상기 플라즈마 디스플레이 패널의 최 외곽부에 위치할 수 있다.
한편, 상기 방전셀들은 매트릭스 형태를 갖도록 배치될 수 있으며, 상기 방전셀들이 스트라이프 형태를 갖도록 배치될 수 도 있다.
한편, 상기 단위 표시 방전셀의 폭과 상기 단위 표시 방전셀에 인접하는 단위 비표시 방전셀의 폭의 비가 소수로 구성되는 것이 바람직하다.
한편, 상기 단위 표시 방전셀의 폭과 상기 단위 표시 방전셀에 인접하는 상기 단위 비표시 방전셀의 폭의 비가 무리수로 구성되는 것 또한 바람직하다.
또한, 상기 단위 비표시 방전셀의 폭이 상기 단위 표시 방전셀의 폭 보다 큰 것이 바람직하다.
한편,상기 방전전극들은 상기 전면기판의 후방에 배치되어 상기 방전셀들을 가로지르는 유지전극쌍들과 상기 배면기판의 전방 및 상기 유지전극쌍들 사이에 배치되어 상기 방전셀 내에서 상기 유지전극쌍과 교차하도록 배치될 수 있으며,
또한, 상기 유지전극쌍들을 덮도록 배치되는 전방유전체층 및 상기 어드레스전극들을 덮도록 배치되는 후방유전체층을 더 구비하는 것이 바람직하다.
한편, 상기 형광체층은 상기 격벽과 상기 후방유전체층이 한정하는 공간의 적어도 일부에 배치될 수 있으며,
상기 전방유전체층의 배면을 덮도록 배치되는 보호막을 더 구비하는 것이 바람직하다.
한편, 상기 방전전극들은 상기 격벽 내에 상기 방전셀을 둘러싸도록 배치되고, 서로 이격되는 전방방전전극 및 후방방전전극을 구비하고, 상기 격벽의 적어도 일부가 유전체로 형성될 수 있으며,
상기 전방방전전극들 및 후방방전전극들은 서로 평행하도록 연장되어 배치되고, 상기 방전전극들은 상기 전방방전전극 및 후방방전전극과 교차하도록 연장되어 상기 배면기판의 전방에 배치되는 어드레스전극들을 더 구비하며, 상기 어드레전극들이 유전체층에 의해 덮일 수 있다.
한편, 상기 전방방전전극들 및 후방방전전극들은 서로 교차하도록 연장되어 배치될 수 있으며,
상기 격벽의 측면의 적어도 일부에 배치되는 보호막을 더 구비하는 것이 바람직하다.
이하 도 1 내지 도 6을 참조하여 본 발명의 플라즈마 디스플레이 패널에 관하여 설명하기로 한다. 도 1 에는 전방패널(11)과 후방패널(12)을 구비하는 플라즈마 디스플레이 패널(10)의 구동시 발생하는 소음 발생영역(20)을 도시하고 있다. 상기 플라즈마 디스플레이 패널을 구동하는 때에는, 플라즈마 디스플레이 패널의 방전셀에서 일어나는 방전에 의해 충격파가 발생한다. 상기 충격파가 방전셀의 내부, 보다 상세하게는 격벽의 측면 등을 타격하여 플라즈마 디스플레이 패널에 큰 소음을 유발한다. 이때, 이러한 소음의 발생 영역을 관찰한 결과, 상기 플라즈마 디스플레이 패널의 주변부(20)에서 주로 발생하는 것을 확인하였다. 이때, 도 1에 표시된 주변부의 위치는 플라즈마 디스플레이 패널의 최외곽부에서 일어날 수 있는 방전불균일의 에지효과(edge effect)를 방지하기 위해 배치되는 비표시 격벽(일명 더미 격벽)이 배치되는 곳과 일치한다. 이때, 상기 비표시 격벽은 일반적인 격벽과 마찬가지로 전극이 배치되어 방전이 일어나 가시광을 발생할 수 있는 방전셀을 한정하기도 하나 화면을 표시하는 영역이 아니라는 의미에서 비표시 격벽이라 부르기도 한다. 그러나, 상기 비표시 격벽이 한정하는 방전셀에 반드시 전극이 배치되어 방전이 일어날 수 있어야 하는 것은 아니다. 한편, 상기 비표시 격벽이 배치되는 곳에 소음이 집중되는 이유를 살펴보기 위하여 도 2 내지 도 3을 참조하여 설명하기로 한다. 도 2 에는 플라즈마 디스플레이 패널의 격벽(130) 제작시 적용되는 소성공정에서 수반되는 격벽재의 수축방향(131, 132)이 도시되어 있다. 일반적으로 격벽은 격벽재를 구비하는 페이스트를 배면기판의 전방에 배치되는 특정 층의 전면에 배치하여 건조한 후, 소정의 패턴을 격벽재의 전방에 배치하여 샌드블래스터에서 분사되는 고속의 세라믹 입자에 의해 특정 부위의 격벽재가 식각 되도록 함으로써 소정의 형상을 만들고, 이후 소성하여 격벽을 완성한다. 소성공정은 최고 온도가 격벽재료의 연화온도보다 약간 높은 온도(대략 섭씨 550도)가 되도록 형성된 소성로 내에 넣어 후방패널을 가열함으로써 진행되는데, 이러한 소성공정 중에 격벽재에 포함되어 있던 휘발성 물질 등이 휘발되어 소정의 수축률로 수축하게 된다. 이때, 격벽(130)이 소성공정에 의해 수축하게 되면, 도 2에서 보는 바와 같이 플라즈마 디스플레이 패널의 중앙 방향을 향하는 수축방향(131,132)으로 격벽의 길이가 줄어들면서, 수축에 따른 압축응력이 발생하게 된다. 이때, 소성전의 격벽에 인가되는 이러한 압축응력은 플라즈마 디스플레이 패널의 중앙부에서 멀어질수록 증가하게 되며, 그에 따라 결과적으로 플라즈마 디스플레이 패널의 외곽부에 배치되는 비표시 격벽에 큰 응력이 발생하고, 특히 최외곽부에 배치된 비표시 격벽에서 응력이 최대가 된다. 이러한 응력에 따른 효과를 도 3을 참조하여 설명한다. 도 3을 참조하면, 상기 소성공정에 따른 수축에 따라 응력이 집중되는 비표시 격벽, 특히 최외곽부의 비표시 격벽에는 상기 응력으로 인하여 회전 모멘트가 발생하고 그로 인해, 상기 비표시 격벽에 융기(134)와 들림(133) 현상이 발생하게 된다. 그리고 이러한 융기와 들림 현상은 상기 비표시 격벽의 최외곽 끝단이 플라즈마 디스플레이 패널에서 가장 멀리 떨어져 있어 가장 큰 응력 집중이 발생하기 때문에 상기 비표시 격벽의 최외곽 끝단에서 가장 심하게 발생한다. 상술한 바와 같이 격벽에 융기 현상이 발생하게 되면, 전방패널과 후방패널을 결합하여 플라즈마 디스플레이 패널을 제조하는 경우에는, 전방패널이 융기된 격벽에 의해 플라즈마 디스플레이 패널의 외곽부의 결합이 정확이 일치하지 않게 되어, 비표시 격벽과 전방패널 사이에 틈이 발생하게 된다. 그로 인해, 플라즈마 디스플레이 패널의 구동시 플라즈마 디스플레이 패널의 외곽에 위치한 방전셀의 내부에서 발생하는 충격파 혹은 플라즈마 디스플레이 패널의 중앙에 위치한 방전셀에서 발생한 충격파가 플라즈마 디스플레이 패널의 왹곽부에 위치한 비표시 격벽에 전달되어 비표시 격벽을 진동시키고, 그로 인해 플라즈마 디스플레이 패널의 외곽에서 비표시 격벽과 전방패널 사이에서 상기 비표시 격벽의 융기에 의해 발생한 틈 사이로 상기 비표시 격벽과 전방패널이 주기적으로 충돌하여 소음이 발생한다. 또한, 후방패널에서 발생한 들림 현상에 의해 상기 충격파가 플라즈마 디스플레이 패널의 외곽부의 비표시 격벽을 타격하는 경우 상기 비표시 격벽을 심하게 떨리게 하고, 그로 인해 상기 비표시 격벽이 주기적으로 후방패널을 타격하여 심한 소음을 발생시킨다. 이러한, 이론적 고찰에 근거할 때, 결국 소음은 방전에 의해 발생하는 충격파가 융기와 들림 현상이 빈번히 발생하는 상기 비표시 격벽을 직접적으로 타격하거나 표시 격벽으로부터 전달된 충격파가 비표시 격벽에 전달되어 비표시 격벽을 진동시킴으로써 그 진동에 비표시 격벽과 전방패널이 충돌하거나 상기 비표시 격벽이 후방패널과 충돌하여 발생한다는것을 확인할 수 있다. 한편, 비표시 격벽은 방전의 에지 효과를 방지하기 위해 추가된 것으로서 방전이 일어날 수 도 있으나, 표시 방전셀에 비해 그 수가 제한되어 있으며, 반드시 방전이 일어나도록 설계해야 할 필요도 없으므로, 비표시 방전셀에서 발생한 방전에 의한 충격파로 발생하는 진동은 표시 방전셀들의 방전에 따른 충격파가 상기 비표시 격벽에 전달되어 진동하게 되는 것 보다 훨씬 적은 비중을 차지한다. 그러므로, 플라즈마 디스플레이 패널의 구동시 발생하는 소음을 저감시키기 위해서는 비표시 격벽에 전달되는 진동을 저감함과 동시에 격벽 소성공정시 발생하는 격벽재의 수축에 따른 응력발생을 저감하여 융기와 들림현상이 발생하는 것을 최소한도로 줄이는 것이 중요하다고 판단할 수 있다.
한편, 상술한 바와 같이 비표시 격벽에 융기와 들림 현상이 발생하는 경우에 소음이 크게 발생하나, 상기 비표시 격벽등에 융기와 들림 현상이 발생하지 않더라도, 표시 방전셀에서 발생하는 충격파가 비표시 방전셀에 아무런 저감없이 전달되거나, 혹은 상기 표시 방전셀과 비표시 방전셀의 공진 주파수가 동일한 경우에는 상기 표시 방전셀에서 발생하는 진동이 비표시 방전셀에서 더욱 증대되어 플라즈마 디스플레이 패널의 진동을 증가시키게 되고, 그로 인해, 그 진동에 따른 소음 발생이 증가하게 된다. 따라서, 상술한 융기와 들림 현상이 발생하지 않는 경우에도, 상기 표시 방전셀에서 발생하는 진동이 상기 비표시 방전셀에 저감 없이 전달되거나, 공진으로 인해 증가 되는 것을 방지 하여야만, 플라즈마 디스플레이 패널에서 발생할 수 있는 소음을 저감할 수 있다.
상술한 소음 발생에 대한 이론적 고찰을 통해 도출된 본 발명의 플라즈마 디스플레이 패널(300)에 관하여 도 4를 참조하여 예를 들어 설명하기로 한다. 도 4에는 본 발명의 플라즈마 디스플레이 패널(300)이 도시되어 있다. 상기 플라즈마 디스플레이 패널(300)은 전방패널(310)과 후방패널(320)을 구비한다. 상기 전방패널(310)은 전면기판(311), 상기 전면기판의 후방, 보다 상세하게는 상기 전면기판의 배면(311a)에 형성된 방전전극의 일부인 Y전극(312)과 X전극(313)을 구비한 유지전극쌍(314)들을 구비한다. 이때, 상기 방전전극이 반드시 상기 전면기판의 배면에 배치될 필요는 없으며, 상기 전면기판의 배면에 근적외선 차단필름등 다른 기능을 하는 필름이 배치되는 경우, 그 필름의 배면 혹은 그 필름과 상기 전면기판의 사이등 자유롭게 배치 가능하며, 상기 전면기판의 후방에 배치되면 충분하다. 한편, 상기 전방패널은 상기 유지전극쌍들을 덮는 전방유전체층(315), 및 상기 전방유전체층을 덮는 보호막(316)을 구비하는 것이 바람직하다. 상기 전방유전체층은 상기 유지전극쌍에 인가된 전압에 의해 하전입자를 유도하여 방전을 위한 벽전하를 유도하며, 상기 보호막은 방전시 2차전자의 방출을 증가시켜 방전을 용이하게 하고, 상기 전방유전체층과 유지전극쌍을 보호하여, 플라즈마 디스플레이 패널의 수명을 증대시킨다. 상기 Y전극(312)과 X전극(313) 각각은 가시광을 투과시키기 위해 ITO등으로 형성된 투명전극(312b, 313b)을 구비하는데, 상기 투명전극은 일반적으로 저항이 높아 단독으로 사용되지 않으며, 고전도성을 갖는 금속으로 형성된 버스전극(312a, 313a)을 구비한다. 그리고, 일반적으로, 상기 버스전극에 의해 소정의 전위가 인가되고, 상기 투명전극에서 방전이 발생한다. 상기 버스전극(312a, 313a)들은 상기 플라즈마 디스플레이 패널(300)의 좌 우측에 배치된 연결케이블(미도시)에 연결된다.
상기 후방패널(320)은 배면기판(321), 상기 배면기판(321) 및 상기 유지전극쌍들의 사이, 보다 상세하게는 상기 배면기판의 전면(321a)에 상기 방전전극의 일부인 유지전극쌍(314)과 교차하도록 형성된 어드레스전극(322)들을 구비한다. 그러나, 상기 어드레스전극이 반드시 배면기판의 전면에 배치되어야 하는 것은 아니며, 별도의 기능을 위해 상기 어드레스전극과 배면기판 사이에 별도의 층이 형성되는 경우에는 그 층의 전면에 배치되는 것도 가능하다. 한편, 후술하는 형광체층(325)가 상기 어드레스전극을 덮도록 배치되는 경우에는, 상기 형광체층이 유전체로서 기능할 수 있으므로, 상기 어드레스전극은 후방유전체층(323)에 의해 반드시 덮일 필요는 없으나, 어드레스방전과, 어드레스방전후 수행되는 유지방전등을 위해 후방유전체층이 상기 어드레스전극을 덮도록 상기 배면기판의 전면에 배치되는 것이 바람직하다. 한편, 상기 어드레스전극은 상기 플라즈마 디스플레이 패널 구동시 방전이 발생하여 가시광이 생성됨으로써 화상이 표시될 방전셀(326)을 선택하는 어드레스 방전을 일으키는 기능을 하며, 상기 후방유전체층은 상기 어드레스 전극에 소정의 전압이 인가되는 경우에 하전입자를 유도하고, 이를 통해 벽전하를 생성시켜 어드레스 방전이 일어나게 하며, 그에 따라 방전셀(326)이 선택 될 수 있게 하나, 반드시 필수적인 구조는 아니다. 또한, 상기 후방패널은 플라즈마 디스플레이 패널의 화면을 표시하는 표시 방전셀(326a)의 상기 후방유전체층(323)상에 배치되고 상기 표시 방전셀(326a)을 한정하는 표시 격벽(330a), 상기 플라즈마 디스플레이 패널의 최외곽 에서 발생할 수 있는 에지 효과에 의한 방전 불균일을 고려하여 형성되는 비표시 방전셀(326b)을 한정하는 비표시 격벽(330b)을 구비하는 격벽(330)을 구비한다. 이때, 상기 방전셀(326)들은 격벽에 의해 가로막혀 방전이 발생하는 공간이 한정되어짐으로써 가시광이 발생하는 공간이 각각 구분되는 단위 방전셀들로 구성된다. 이때, 상기 비표시 방전셀들(326b) 중 단위 비표시 방전셀들 각각이 상기 표시 방전셀들과 적어도 일부의 격벽을 공유하며, 상기 공유된 격벽이 연장되는 방향으로의 단위 방전셀의 길이인 폭(이하, 방전셀의 폭 이라 한다.)에 있어서, 서로 격벽의 적어도 일부를 공유하는 상기 단위 비표시 방전셀의 폭(Wa1)이 상기 단위 표시 방전셀의 폭(Wb)의 크기와 서로 다르도록 상기 비표시 방전셀(326b)들이 배치된다. 한편, 상기 비표시 방전셀들의 형상은 상기 표시 방전셀들의 형상과 다른 것이 바람직하며, 표시 방전셀들과 비표시 방전셀들 간의 형상의 차이가 후술하는 진동의 전달특성에 의해 플라즈마 디스플레이 패널의 외곽에서 발생하는 소음 저감에 기여 할 수 있다. 한편, 상기 전면기판과 배면기판이 평행하게 확장되는 횡단면(이하 횡단면이라 한다.)에 있어서, 비표시 방전셀들의 횡단면의 형상은 소정의 곡률을 갖는 호의 형상인 것이 바림직하다. 한편, 상기 비표시 방전셀들의 횡단면의 형상과 폭 및 그에 따른 소음발생의 저감에 대해서는 후에 자세히 설명하기로 한다.
한편, 상기 격벽(330)은 플라즈마 디스플레이 패널에 소정의 전압이 인가되고, 상기 전압에 의해 유도되는 전기장에 의해 유도되는 방전가스 입자와 전하의 충돌에 의한 플라즈마 방전이 발생하여 발광함으로써 화상을 구현하는 표시 방전셀(326a)들 및 상기 에지 효과를 막기 위한 비표시 방전셀(326b)을 한정하여, 화상의 기본단위를 구성하고, 방전셀 간의 크로스 토크(cross talk)를 방지한다. 또한, 상기 방전셀 내에는 대기압보다 낮은 진공의 방전가스(대략 0.5 atm 이하)가 충전되어 있어, 상기 전방패널과 후방패널사이에 발생하는 압력을 상기 격벽(330)이 지지한다. 상기 방전가스는 10% 전ㆍ후의 제논(Xe)가스를 포함한 네온(Ne), 헬륨(He),또는 아르곤(Ar)중의 어느 하나 혹은 이들 중 둘 이상의 혼합가스로 이루어진 방전가스가 충전된다. 상기 비표시 격벽의 형상 및 배치에 대하여는 후술하기로 한다.
한편, 상기 방전셀(326) 내에는 형광체층(325)이 배치된다. 이때, 상기 플라즈마 디스플레이 패널이 칼라 화상을 구현할 수 있도록 하기 위해 적색발광, 녹색발광, 및 청색발광 형광체층 들이 방전셀 내부에 배치되어 단위화소를 형성할 수 있다. 상기 형광체층은 적색발광 형광체, 녹색발광 형광체, 청색발광 형광체중 어느 하나의 형광체, 솔벤트, 및 바인더가 혼합된 형광체 페이스트가 방전셀 내의 후방유전체층의 전면과 격벽 측면의 일부에 도포된 후에 건조 및 소성공정을 거침으로써 형성된다. 상기 적색발광 형광체로서는 (Y,Gd)BO3:Eu3+ 등이 있고, 녹색발광 형광체로서는 Zn2Si04:Mn2+등이 있으며, 청색발광 형광체로서는 BaMgAl10O17 :Eu2+ 등이 있다.
일반적으로 상기 격벽(330)은 유리분말, 유기 비히클, 각종 필러(filler)를 구비하는 페이스트로 이루어진 격벽재를 스크린 인쇄 등의 방법으로 상기 후방유전체층 상에 얇게 도포한 후, 소정의 패터닝 과정 및 소성공정을 거쳐 형성된다. 한편, 상기 패터닝 과정은 샌드블래스팅법, 에칭법, 레이저 식각법, 노광법 등의 다양한 공정으로 이루어질 수 있다.
도 5를 참조로 하여, 본 발명의 플라즈마 디스플레이 패널(300)에 있어서, 비표시 격벽에서 발생하는 소음이 저감되는 이유에 관하여 설명하기로 한다. 상술한 바와 같이 플라즈마 디스플레이 패널에서 발생하는 소음의 대부분은 플라즈마 디스플레이 패널의 주변부에 집중되며, 이 소음은 표시 방전셀(326a)에서 발생하는 방전에 의한 충격파가 표시 격벽(330a)을 타격하여 상기 표시 격벽을 진동시키고, 이 진동이 표시 격벽(330a)을 따라 비표시 격벽(330b)에 전달되어 비표시 격벽을 진동시킴으로서 발생한다고 볼 수 있다. 결국, 상기 표시 격벽(330a)에서 발생하는 진동이 상기 비표시 격벽(330b)에 최소로 전달되도록 하는 것이 소음의 저감에 중요하다 할 수 있다. 이때, 진동 의 전달은 일반적으로 진동 전달의 매질이 되는 물체의 형상, 재질, 및 주위 환경의 영향을 받으며, 이러한 요인들에 의해 물체의 고유 진동수가 결정된다. 이때, 비표시 격벽과 표시 격벽은 동일 공정 하에서 형성되므로, 일반적으로 동일한 재질의 물질이 사용된다. 물론 다른 재질의 물질을 이용하여 상기 비표시 격벽과 표시 격벽이 형성될 수 도 있으나, 공정의 추가 및 재료의 낭비 등이 수반되어 바람직하지 않다. 한편, 상기 비표시 격벽과 표시 격벽은 동일한 플라즈마 디스플레이 패널의 내부에 배치되므로 동일한 환경조건에 있다고 볼 수 있으며, 결국 비표시 격벽과 표시 격벽의 고유 진동수는 그 형상에 의해 좌우된다고 볼 수 있다. 한편, 진동의 전달은 물체의 고유 진동수에 영향을 받는데 진동하는 물체가 서로 진동이 전달 될 수 있도록 접촉되는 경우, 진동의 전달이 일어나는 물체 상호간의 고유 진동수가 서로 얼마나 근접하느냐에 좌우되며, 고유 진동수가 동일한 경우, 물체 상호간에는 공명이 일어나 그 진동이 가장 크게 된다. 따라서, 진동이 전달되는 물체 상호간에는 서로 고유 진동수가 다르도록 하는 것이 전달되는 진동이 저감될 수 있게 하는 효과적인 방법이 된다. 따라서, 이러한 이론적 고찰을 토대로 상기 비표시 격벽과 표시 격벽 사이에는 서로간에 그 형상이 다른 것이 유리하다. 이때, 격벽은 방전셀들을 한정하며 전방패널과 후방패널을 지지하는 역할을 하므로 플라즈마 디스플레이 패널의 전, 후의 방향으로의 형상을 변화시키는 것은 어려우며, 결국 상기 표시 격벽과 비표시 격벽 사이의 횡단면의 형상이 서로 다른 것이 바람직하다. 이러한, 이론적 고찰에 근거해 볼때, 결국, 표시 격벽과 비표시 격벽 사이의 횡단면의 형상이 서로 다른 경우에는 상기 플라즈마 디스플레이 패널에서 발생되는 소음의 상당부분을 저감할 수 있다.
한편, 표시 방전셀의 횡단면 및 비표시 방전셀의 횡단면 사이의 형상의 차이가 있게 되면, 물체 상호간에 고유 진동수가 서로 다른 것은 당연하므로, 비표시 격벽에 전달되는 진동이 작아지기 위해서는 표시 방전셀 및 비표시 방전셀의 횡단면의 모양에 차이가 있는 것이 바람직하다. 한편, 형상의 차이와 함께 그 크기에 차이가 있게 되면, 그 고유 진동수가 서로 달라지는데 더 큰 기여를 할 수 있다. 한편, 방전셀의 횡단면의 크기에 영향을 미치는 요소로는 길이, 폭, 두께 등 형태적 측면의 여러 요소들이 영향을 미칠 수 있지만, 플라즈마 디스플레이 패널의 외곽에 위치하는 비표시 격벽에 전달되는 진동은 비표시 방전셀을 향하여 연장되는 격벽을 따라서 전달되므로, 비표시 방전셀의 폭과 표시 방전셀의 폭이 같게 되면, 상기 비표시 방전셀을 향하여 연장되는 표시 방전셀의 격벽(330a)과 비표시 방전셀의 격벽(330b)이 서로 연결되어 연장되므로 진동이 불연속점 없이 부드럽게 전달되어 표시 방전셀의 방전에 의한 충격파에 의해 야기되는 진동이 감쇄되지 않고 비표시 격벽에 전달되어 소음이 저감되지 않는다. 따라서, 단위 비표시 방전셀의 폭(Wa1)과 단위 표시 방전셀의 폭(Wb)은 서로 다른 것이 바람직하며, 후술하는 격벽의 소성공정시 발생하는 응력의 분포에 따른 수축을 막기 위해서는 상기 단위 비표시 방전셀의 폭(Wa1)이 단위 표시 방전셀의 폭(Wb) 보다 큰 것이 바람직하다.
한편, 상기 단위 비표시 방전셀(326b)은 플라즈마 디스플레이 패널의 외곽부에 복수개로 형성되므로, 단위 비표시 방전셀의 폭 및 단위 표시 방전셀의 폭의 크기의 차이도 중요하지만, 예를 들어 상기 단위 비표시 방전셀의 폭(Wa1)이 상기 단위 표시 방전셀의 폭(Wb)의 두배인 경우에는 상기 비표시 방전셀을 향하여 연장되는 표시 방전셀의 격벽과 비표시 방전셀의 격벽이 부드럽게 연결되어 연장되므로 진동의 전달 중 불연속점이 존재하지 않아 진동의 감쇄가 발생하지 않고, 이에 따라, 상기 비표시 격벽에 진동이 감쇄되지 않고 전달되어 소음이 저감되지 않기 때문에 이러한 점등을 고려해 볼 때, 상기 단위 표시 방전셀의 폭 및 단위 비표시 방전셀의 폭의 비도 중요하다 할 수 있다. 이때, 비표시 방전셀을 향하여 연장되는 격벽에 의해 진동이 전달되는 점에 비추어 볼 때, 상기 비표시 방전셀의 폭 및 표시 방전셀의 폭의 비가 무리수인 경우에는 표시 격벽과 비표시 격벽이 불연속하게 연결되어 연장되므로, 진동이 전달되는 과정 중에 표시 격벽과 비표시 격벽이 연결되는 부분에서 진동이 감쇄되어 저감되고, 그로 인해 소음이 저감된다. 한편, 비표시 방전셀의 폭 및 표시 방전셀의 폭의 비가 소수인 경우에는 비록 표시 방전셀의 폭 및 비 표시 방전셀의 폭의 곱의 크기가 되는 위치에서 표시 격벽과 비표시 격벽이 서로 부드럽게 연결되어 연장되지만, 표시 격벽과 비 표시 격벽이 부드럽게 연결되어 연장되는 범위에 포함되는 방전셀들 전체를 고려할 때, 고유 진동수가 일치하지 않아 전체적으로 진동이 저감된다고 판단할 수 있다.
이러한 이론적 고찰에 덧붙여, 단위 표시 방전셀의 폭 및 단위 비표시 방전셀의 폭의 비 와 플라즈마 디스플레이 패널에서 발생하는 소음과의 관계를 시물레이션하여 확인한 자료는 다음과 같다.
폭의 비 1:1 2: 1 3: 1 7: 6 9:7
소음 값(db) 30 25.1 24.9 21.2 22.1
폭의 비 8:3
소음값(db) 21.9 22.4
상기 표 1 및 표 2에서 확인할 수 있는 바와 같이 비표시 방전셀에 아무런 변형을 가하지 않는 경우에 비해 비표시 방전셀의 폭 및 표시 방전셀의 폭의 비가 무리수 혹은 소수등으로 변경된 경우 충분한 소음 저감효과를 달성할 수 있음을 알 수 있다.
도 6를 참조로 하여 본 발명의 격벽에 소성공정을 적용하는 경우 발생하는 수축에 따른 응력의 분포를 살펴보기로 한다. 상술한 바와 같이 격벽을 형성하기 위해 소성공정을 적용하는 경우에 격벽재 내부에 포함된 휘발성 물질이 휘발되면서 격벽이 수축하게 된다. 이때, 플라즈마 디스플레이 패널의 중앙 방향을 향하는 수축방향(331, 332)으로 격벽재의 길이가 줄어들면서, 수축에 따른 압축응력이 발생하게 된다. 이때, 소성전의 격벽에 인가되는 이러한 압축응력은 플라즈마 디스플레이 패널의 중앙부에서 멀어질수록 증가하게 되며, 그에 따라 결과적으로 플라즈마 디스플레이 패널의 외곽부에 배치되는 비표시 격벽에 큰 응력이 발생하며, 특히 최외곽부에 배치된 비표시 격벽에서 응력이 최대가 된다. 그런데, 본 발명에서와 같이 비표시 격벽의 형상이 소정의 곡률을 갖는 호의 형상을 띠는 경우 압축응력이 부드러운 호의 형상을 따라 작용하므로 상기 압축응력이 원형으로 분산되어 격벽의 융기 및 들림 현상이 작아진다. 한편, 비표시 방전셀의 폭이 상기 표시 방전셀의 폭보다 크도록 비표시 방전셀이 소정의 곡률을 갖는 호의 형상을 갖으면, 이러한 플라즈마 디스플레이 패널의 최 외곽부에 있는 비표시 방전셀의 격벽을 따라 발생하는 압축응력이 분산되어 격벽의 융기와 들림현상이 최소화된다. 그리고, 이러한 융기와 들림 현상의 감소는 상술한 바와 같이 플라즈마 디스플레이 패널의 소음의 주 발생 요인이 플라즈마 디스플레이 패널의 외곽부에 있는 비표시 격벽의 융기 및 들림 현상이므로, 결과적으로 플라즈마 디스플레이 패널에서 발생하는 소음을 저감할 수 있다.
도 7을 참조하여 본 발명의 제1변형예에 대하여 본 발명과 상이한 사항을 중심으로 설명하기로 한다. 본 발명의 플라즈마 디스플레이 패널(400)에서는 방전셀들(426)이 메트릭스 형태를 이루고 있으나, 방전셀들(426)이 스트라이프 형태를 이루는 것도 가능하다. 도 7에서 도시된 바와 같이 방전셀들이 스트라이프 형태로 이루어지는 경우에는 격벽(430)의 형성이 방전셀이 매트릭스 형태를 이루는 경우보다 용이하다. 한편, 도 7에서 도시된 바와 같이 방전셀들이 스트라이프 형태를 띠고 있는 경우에는 격벽(430)의 소성 공정시 수축에 의해 연장된 격벽을 따라서 플라즈마 디스플레이패널의 중앙을 향하여 압축응력이 작용하므로 격벽의 융기와 들림 현상이 격벽(430)이 연장되는 방향의 양 끝단에서 주로 발생하며, 그에 따라 소음도 상기 격벽이 연장되는 방향의 양 끝단에 위치한 비표시 격벽(430b)에서 주로 발생한다. 이러한 점에 착안하여, 격벽이 연장되는 양 끝단의 비표시 방전셀(426b)의 형상이 소정의 곡률을 갖는 호의 형상을 갖도록 하고 상기 비표시 방전셀의 폭(Wa2)과 표시 방전셀의 폭(Wb)을 본 발명의 경우에서와 같이 변형하여 소음을 저감할 수 있다.
도 8 내지 도 9를 참조하여 본 발명의 제2변형예에 관하여 본 발명과 상이한 사항을 중심으로 설명하기로 한다. 도 2 에 도시된 본 발명의 제2변형예의 플라즈마 디스플레이 패널(500)은 일반적인 교류형 3전극 면방전 플라즈마 디스플레이 패널과 달리 전면기판의 배면에 유지전극쌍이 존재하지 않고, 격벽(530)의 내부에 방전셀을 둘러싸도록 배치되는 전방방전전극(513) 및 후방방전전극(512)이 배치된다. 그리고 상기 격벽의 적어도 일부, 보다 상세하게는 적어도 상기 전방방전전극 및 후방방전전극이 상기 방전셀의 내부를 바라보는 면을 덮는 부분이 유전체로 형성된다. 공정에 따라서는 격벽 전체가 유전체로 형성되어도 상관없다. 한편, 방전셀을 선택하는 어드레스 방전을 위하여 상기 전방방전전극 및 후방방전전극이 연장되는 방향과 교차하는 방향으로 어드레스전극(322)이 연장되어 배치된다. 상기 어드레스전극은 유전체층(323)에 의해 덮이는 것이 바람직하며, 상기 유전체층(323)의 전면 및 격벽의 적어도 일부가 한정하는 공간에 형광체층(미도시)이 배치된다. 그리고 상기 방전셀(526) 내에는 10% 전ㆍ후의 제논(Xe)가스를 포함한 네온(Ne), 헬륨(He),또는 아르곤(Ar)중의 어느 하나 혹은 이들 중 둘 이상의 혼합가스가 충전되고 전방패널(510)과 후방패널(520)은 프릿트와 같은 결합부재에 의해 가장자리가 봉착되어 결합된다. 한편, 비표시 방전셀(526b) 및 표시 방전셀(526a)의 형상 및 그 폭에 관한 특징은 본 발명과 동일하다
한편, 본 발명의 제2변형예에서는 유지전극쌍이 전면기판의 배면에 배치될 필요가 없기 때문에 광투과율이 획기적으로 개선되며, 전방방전전극 및 후방방전전극이 방전셀을 둘러싸도록 배치되므로 방전이 방전셀의 측면 전체에서 입체적으로 발생하여 중앙으로 집중하므로 방전효율이 향상된다.
도 9를 참조하여 본 발명의 제2변형예의 전극 배치에 관하여 설명하기로 한다. 상기 전방방전전극(513) 및 후방방전전극(512)은 방전셀을 둘러싸고, 일 방향, 보다 상세하게는 y 방향으로 서로 평행하게 연장되고, 상기 전방방전전극 및 후방방전전극이 연장되는 방향과 교차하는 방향, 즉 x 방향으로 상기 방전셀(526)을 가로질러 배치된다. 한편, 상기 어드레스전극(322)는 상기 전방방전전극이 y 방향으로 연장되는 경우, 상기 후방방전전극을 상기 전방방전전극이 연장되는 방향인 y 방향과 교차하는 방향인 x 방향으로 연장되어 배치됨으로써, 상기 어드레스전극 없이도 상기 전방방전전극 및 후방방전전극에 인가되는 전위를 제어하여 방전셀을을 선택하는 어드레스방전을 수행할 수 도 있으므로, 상기 어드레스전극의 존재는 필수적인 것은 아니다. 한편, 상기 격벽의 측면에는 유전체로 형성된 격벽 및 그 내부에 배치된 전방방전전극 및 후방방전전극을 보호하기 위한 보호막(516)이 배치되는 것이 바람직하며, 상기 보호막이 MgO 등과 같이 2차전자 방출계수가 큰 물질로 형성되는 경우에는 방전시 2차전자를 방출하여 방전이 용이하게 일어날 수 있도록 하는 기능을 한다.
한편, 본 발명의 제2변형예를 도시한 도 8에 도시된 플라즈마 디스플레이 패널(500)은 격벽이 상기 후방패널(520)에 구비되는 것으로 도시되어 있으나, 제조 공정상 격벽을 분리하여 격벽의 일부를 상기 전방패널(510)에 구비되도록 하고, 또다른 일부를 상기 후방패널에 구비되도록 하여 형성할 수도 있는 등 상기 격벽의 형성은 제조공정 상 다양한 방법으로 이루어 질 수 있다.
한편, 본 발명의 변형예로서 전극 배치등에 따른 다양한 구조의 플라즈마 디스플레이 패널에 본 발명을 적용할 수 있음을 상술하였다. 그러나, 본 발명의 특징이 상술한 플라즈마 디스플레이 패널 등에 한정되는 것은 아니다.
본 발명은 소음의 발생이 비표시 격벽이 배치된 플라즈마 디스플레이 패널의 외곽부에 집중되는 점을 확인하고, 이에 착안하여 비표시 방전셀의 형상을 변형함으로써, 표시 방전셀들에서 발생하는 진동이 비표시 방전셀에 최소로 전달되도록 하였고, 그에 따라 진동에 의해 야기되는 소음을 저감하였다.
또한, 상기 표시 방전셀과 비표시 방전셀의 공진특성을 고려하여 비표시 방전셀과 표시 방전셀의 배치를 최적화함으로써, 표시 방전셀에서 전달되는 진동이 상기 비표시 방전셀에 최소로 전달되도록 하였고, 이를 통해 플라즈마 디스플레이 패널에서 발생하는 소음을 저감하였다.
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 1 은 플라즈마 디스플레이 패널의 소음 발생 영역을 도시한 플라즈마 디스플레이 패널의 사시도 이고,
도 2 는 격벽 형성을 위한 소성 공정시 격벽재의 수축을 설명하기 위한 단면도이고,
도 3 은 격벽 형성 후 수축에 따른 비표시 격벽의 융기와 들림 현상을 설명하기 위한 부분 사시도 이고,
도 4 는 본 발명의 플라즈마 디스플레이 패널의 부분 절개 분리 사시도 이고,
도 5 는 본 발명의 방전셀의 폭과 소음 발생의 관계를 설명하기 위한 본 발명의 플라즈마 디스플레이 패널의 평면도이고,
도 6 은 본 발명의 플라즈마 디스플레이 패널에 있어서, 격벽 형성을 위한 소성 공정시 수축에 따른 응력의 발생을 설명하기 위한 단면도이고,
도 7 은 본 발명의 제1변형예의 플라즈마 디스플레이 패널의 부분절개 분리 사시도 이고,
도 8 은 본 발명의 제2변형예의 플라즈마 디스플레이 패널의 부분절개 분리 사시도 이고,
도 9 는 본 발명의 제2변형예의 플라즈마 디스플레이 패널의 전방방전전극, 후방방전전극, 어드레스전극, 및 방전셀들을 도시한 사시도 이고,
< 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 >
300. 400, 500: 플라즈마 디스플레이 패널.
330a: 표시 격벽 330b: 비표시 격벽
330: 격벽

Claims (17)

  1. 서로 이격되어 마주보도록 배치되고, 가장자리가 봉착되는 전면기판 및 배면기판;
    상기 전면기판 및 배면기판 사이에 배치되고, 플라즈마 방전을 통해 가시광을 발생시켜 화상을 표시하는 표시 방전셀들을 한정하는 표시격벽과 화상을 표시하지 않는 비표시 방전셀들을 한정하는 비표시 격벽을 구비하는 격벽;
    상기 전면기판의 후방, 배면기판의 전방, 및 격벽의 내부 중 적어도 하나에 배치되는 방전전극들; 및
    상기 방전셀 내부에 배치되는 형광체층; 을 구비하고,
    상기 비표시 방전셀들과 표시 방전셀들이 서로 공유된 격벽이 연장되는 방향으로의 단위 방전셀의 길이인 폭에 있어서, 서로 격벽의 적어도 일부를 공유하는 상기 단위 비표시 방전셀의 폭과 상기 단위 표시 방전셀의 폭의 크기가 서로 다른 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 비표시 방전셀의 상기 전면기판 및 배면기판과 평행하게 확장되는 횡단면과 표시 방전셀의 횡단면의 형상이 서로 다른 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 비표시 방전셀들의 횡단면이 소정의 곡률을 갖는 호의 형상인 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 표시 방전셀들과 인접하는 비표시 방전셀들이 상기 플라즈마 디스플레이 패널의 최 외곽부에 위치하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 방전셀들이 매트릭스 형태를 갖는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 방전셀들이 스트라이프 형태를 갖는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 단위 표시 방전셀의 폭과 상기 단위 표시 방전셀에 인접하는 단위 비표시 방전셀의 폭의 비가 소수로 구성된 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 단위 표시 방전셀의 폭과 상기 단위 표시 방전셀에 인접하는 상기 단위 비표시 방전셀의 폭의 비가 무리수로 구성된 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 단위 비표시 방전셀의 폭이 상기 단위 표시 방전셀의 폭 보다 큰 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 방전전극들은 상기 전면기판의 후방에 배치되어 상기 방전셀들을 가로지르는 유지전극쌍들과 상기 배면기판의 전방 및 상기 유지전극쌍들 사이에 배치되어 상기 방전셀 내에서 상기 유지전극쌍과 교차하도록 배치되는 어드레스전극들을 구비하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 유지전극쌍들을 덮도록 배치되는 전방유전체층 및 상기 어드레스전극들을 덮도록 배치되는 후방유전체층을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널
  12. 제 10 항에 있어서,
    상기 형광체층은 상기 격벽과 상기 후방유전체층이 한정하는 공간의 적어도 일부에 배치되는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널.
  13. 제 10 항에 있어서,
    상기 전방유전체층의 배면을 덮도록 배치되는 보호막을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널.
  14. 제 1 항에 있어서,
    상기 방전전극들은 상기 격벽 내에 상기 방전셀을 둘러싸도록 배치되고, 서로 이격되는 전방방전전극 및 후방방전전극을 구비하고, 상기 격벽의 적어도 일부가 유전체로 형성되는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 전방방전전극들 및 후방방전전극들은 서로 평행하도록 연장되어 배치되고, 상기 방전전극들은 상기 전방방전전극 및 후방방전전극과 교차하도록 연장되어 상기 배면기판의 전방에 배치되는 어드레스전극들을 더 구비하며, 상기 어드레전극들이 유전체층에 의해 덮이는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널.
  16. 제 14 항에 있어서,
    상기 전방방전전극들 및 후방방전전극들은 서로 교차하도록 연장되어 배치되는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널.
  17. 제 14 항에 있어서,
    상기 격벽의 측면의 적어도 일부에 배치되는 보호막을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널.
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