KR20070006950A - 플라스마 디스플레이 패널 - Google Patents

Abstract

본 발명은 플라스마 디스플레이 패널에 관한 것으로서, 제1 기판과, 다수로 구획되는 방전공간을 사이에 두고 상기 제1 기판과 대향 배치되며 상기 방전공간에 대응하여 형성된 다수의 방전홈을 갖는 제2 기판과, 상기 방전공간 내에 형성된 형광체층과, 상기 제1 기판과 상기 제2 기판 사이에서 상기 방전공간을 적어도 일부 둘러싸는 제1 전극, 및 상기 제1 전극으로부터 양 기판에 수직 방향으로 이격 배치되어 상기 방전공간을 적어도 일부 둘러싸는 제2 전극을 포함하며, 상기 제1 기판과 상기 제1 전극 간의 거리가 상기 제2 기판과 상기 제2 전극 간의 거리보다 더 멀도록 형성된다.

방전, 플라스마, 디스플레이, 전극

Description

플라스마 디스플레이 패널 {PLASMA DISPLAY PANEL}

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 플라스마 디스플레이 패널을 도시한 부분 분해 사시도이다.

도 2는 도 1의 플라스마 디스플레이 패널을 조립하여 Ⅱ-Ⅱ선에 따른 부분 단면도이다.

도 3은 본 발명의 제2 실시예에 따른 플라스마 디스플레이 패널의 중요부분 단면도이다.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

100 : 제1 기판 101 : 방전홈

200 : 제2 기판 300 : 방전공간

410 : 제1 전극 420 : 제2 전극

430: 제3 전극 450 : 격벽층

460 : 보호막 480 : 형광체층

본 발명은 플라스마 디스플레이 패널에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 플 라스마 방전의 효율을 향상시킨 플라스마 디스플레이 패널에 관한 것이다.

플라스마 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 플라스마 디스플레이 패널에서는 대응하는 전극들 사이에 전하의 이동이 직접적으로 이루어지므로, 전극의 손상이 심하게 되는 문제점이 있었기 때문에, 근래에는 면 방전 구조를 갖는 교류형 플라스마 디스플레이 패널이 일반적으로 사용되고 있다.

이러한 플라스마 디스플레이 패널은 고화질, 초박형, 경량화 및 광시야각이 우수하며, 다른 평판 디스플레이 장치에 비해 제조방법이 간단하고 대형화가 용이하여 차세대 대형 평판 디스플레이 장치로서 각광받고 있다.

그러나, 플라스마 디스플레이 패널은 방전과정에서 에너지 변환 효율이 매우 낮아 플라스마 디스플레이 패널의 전체적인 에너지 이용 효율이 비교적 떨어진다는 문제점이 있다.

따라서, 본 발명은, 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 플라스마 방전의 효율을 향상시킨 플라스마 디스플레이 패널을 제공하는 것이다.

본 발명에 따른 플라스마 디스플레이 패널은, 제1 기판과, 다수로 구획되는 방전공간을 사이에 두고 상기 제1 기판과 대향 배치되며 상기 방전공간에 대응하여 형성된 다수의 방전홈을 갖는 제2 기판과, 상기 방전공간 내에 형성된 형광체층과, 상기 제1 기판과 상기 제2 기판 사이에서 상기 방전공간을 적어도 일부 둘러싸는 제1 전극, 및 상기 제1 전극으로부터 양 기판에 수직 방향으로 이격 배치되어 상기 방전공간을 적어도 일부 둘러싸는 제2 전극을 포함하며, 상기 제1 기판과 상기 제1 전극 간의 거리가 상기 제2 기판과 상기 제2 전극 간의 거리보다 더 멀도록 형성된다.

여기서, 상기 제1 전극과 상기 제1 기판 사이에 형성된 방전공간은 상기 제2 전극과 상기 제2 기판 사이에 형성된 방전공간과 실질적으로 동일한 것이 바람직하다.

본 발명에 따른 플라스마 디스플레이 패널은 상기 제1 전극 및 상기 제2 전극 중에서 적어도 하나의 전극과 교차하는 방향으로 신장 형성되고, 상기 양 기판에 수직 방향으로 상기 제1 전극 및 상기 제2 전극과 이격 배치되는 제3 전극을 더 포함하는 것이 바람직하다.

여기서, 상기 제3 전극은 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이에 배치된 것이 바람직하다.

상기 방전공간은 원 통, 타원 통, 및 다각형 통 중에서 어느 하나로 형성된 것이 바람직하다.

본 발명에 따른 플라스마 디스플레이 패널은 상기 제1 기판과 상기 제2 기판 사이에 형성된 격벽층을 더 포함하며, 상기 격벽층은 상기 다수의 방전공간을 구획하는 것이 바람직하다.

여기서, 상기 제1 전극과 상기 제2 전극은 격벽층 내에 형성된 것이 바람직하다.

상기 격벽층은 유전체로 형성된 것이 바람직하다.

상기 격벽층의 측면은 보호막에 의해 덮인 것이 바람직하다.

상기 형광체층은 상기 방전홈에 형성된 것이 바람직하다.

상기 제1 기판이 전면기판이고, 상기 제2 기판이 배면기판인 것이 바람직하다.

또한, 상기 제2 기판이 전면기판이고, 상기 제1 기판이 배면기판일 수도 있다.

이에, 플라스마 디스플레이 패널의 방전효율을 향상시킬 수 있다.

이하에서 본 발명의 실시예에 따른 플라스마 디스플레이 패널을 첨부도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다. 첨부도면에서는, 3전극 면방전 구조를 갖는 교류형 플라스마 디스플레이 패널이 개략적으로 도시되어 있다. 이러한 본 발명에 따른 실시예는 단지 본 발명을 예시하기 위한 것이며, 본 발명이 여기에 한정되는 것은 아니다.

또한, 설명에 앞서, 여러 실시예에 있어서, 동일한 구성을 가지는 구성요소에 대해서는 동일한 부호를 사용하여 대표적으로 제1 실시예에서 설명하고, 그 외의 실시예에서는 제1 실시예와 다른 구성에 대해서만 설명하기로 한다.

그리고 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 붙였다.

도 1에서 도시한 바와 같이, 본 발명의 제1 실시예에 따른 플라스마 디스플레이 패널은 제1 기판(100)과, 다수로 구획되는 방전공간(300)을 사이에 두고 제1 기판(100)과 대향 배치되며 방전공간(300)에 대응하여 형성된 다수의 방전홈(101)을 갖는 제2 기판(200)과, 방전공간(300) 내에 형성된 형광체층(480)과, 제1 기판(100)과 제2 기판(200) 사이에서 방전공간(300)을 적어도 일부 둘러싸는 제1 전극(410), 및 제1 전극(410)으로부터 양 기판(100, 200)에 수직 방향으로 이격 배치되어 방전공간(300)을 적어도 일부 둘러싸는 제2 전극(420)을 포함하며, 도시하지는 않았으나, 방전공간(300)에 충전된 방전가스도 포함한다. 여기서, 제2 기판(200)과 제2 전극(420) 간의 거리가 제1 기판(100)과 제1 전극(410) 간의 거리보다 더 멀도록 형성된다. 그리고 제1 전극(410)과 제2 전극(420) 중에서 적어도 어느 하나의 전극과 교차하는 방향으로 신장 형성되고 양 기판(100, 200)에 수직 방향으로 제1 전극(410) 및 제2 전극(420)과 이격 배치되는 제3 전극(430)을 더 포함하고, 제1 기판(100)과 제2 기판(200) 사이에서 다수의 방전공간(300)을 구획하는 격벽층(450)을 더 포함한다.

제1 기판(100) 및 제2 기판(200)은 유리 등과 같은 절연성 재질로 만들어진다. 본 실시예에서 제1 기판(100)은 전면 기판이 되고 제2 기판(200)은 배면 기판이 된다.

격벽층(450)은 방전공간(300)을 원 통, 타원 통, 또는 다각형 통 등과 같이 다양한 형상으로 형성 가능하며, 본 실시예에서는 사각형 통으로 형성되는 방전공 간(300)을 예시하고 있다. 즉, 격벽층(450)은 다수의 방전공간(300)을 형성할 수 있는 한, 다양한 패턴과 방법으로 형성될 수 있다.

방전공간(300)은 진공자외선(VUV)을 흡수하여 가시광을 방출하는 형광체층(480)을 가지고, 플라스마 방전으로 진공자외선(VUV)을 발생시킬 수 있도록 방전가스(일례로 네온(Ne)과 제논(Xe) 등을 포함하는 혼합가스)를 충전하고 있다.

제1 전극(410), 제2 전극(420) 및 제3 전극(430)은 격벽층(450) 내에 형성된다. 이때, 격벽층(450)은 유전체로 형성된다. 이와 같이, 전극들(410, 420, 430)을 내부에 포함하는 격벽층(450)이 유전체로 형성됨으로써, 전극들(410, 420, 430)이 방전 시에 직접 통전되는 것을 방지하고, 양이온 또는 전자가 전극들에 직접 충돌하는 것을 방지하여 전극들(410, 420, 430)의 손상을 방지하며, 벽 전하를 형성 및 축적할 수 있다. 또한, 유전체로 형성된 격벽층(450)은 보호막(460)에 의해 덮인다.

보호막(460)은 유전체로 만들어진 격벽층(450)을 보호하며, 높은 이차전자 방출계수를 요구된다. 이차전자 방출계수가 높을수록 방전개시전압을 낮출 수 있기 때문이다. 한편, 본 실시예에서 보호막(460)은 가시광의 투과성을 가질 필요는 없다. 보호막(460)의 일례로써, 가시광 비투과성 MgO는 가시광 투과성 MgO에 비하여 훨씬 높은 이차전자 방출계수(secondary electron emission coefficient) 값을 가지며, 따라서 방전개시전압을 더욱 낮출 수 있다.

제1, 제2 및 제3 전극(410, 420, 430)은 알루미늄, 구리, 및 은 등과 같이 통전성이 우수한 도전성 금속으로 형성되며, 방전공간(300)의 형상과 유사한 형상 을 포함하도록 형성된다. 즉, 본 실시예에서와 같이, 방전공간(300)이 사각형 통으로 형성된 경우 방전공간(300)을 둘러싸는 제1, 제2 및 제3 전극도 사각형의 형상을 포함하도록 형성된다.

본 실시예에서 제3 전극(430)은 어드레스 전극의 역할을 하며, 제1 전극(410)과 제2 전극(420)은 공통 전극과 주사 전극의 역할을 하게 된다. 이때, 어드레스 전극의 역할을 하는 제3 전극(430)과 주사 전극의 역할을 하는 제2 전극(420)은 서로 교차하는 방향으로 형성되어야 한다.

도 2를 참고하여 본 실시예에 따른 플라스마 디스플레이 패널의 구조를 상세히 설명한다.

도 2에서 도시한 바와 같이, 플라스마 디스플레이 패널은 제1 기판(100)과 제1 전극(410) 간의 거리는 제2 기판(200)과 제2 전극(420) 간의 거리보다 짧도록 배치되며, 제3 전극(430)은 제1 전극(410)과 제2 전극(420) 사이에 배치된다. 즉, 제1 전극(410)과 제2 전극(420)은 비교적 멀리 떨어뜨려 배치하고 제2 전극(420)과 제3 전극(430)은 비교적 가까이 배치하는 것이 방전 특성을 향상시키기 위해 유리하다. 이는 어드레스 전극의 역할을 하는 제3 전극(430)과 유지 전극의 역할을 하는 제2 전극(420)이 멀리 떨어질수록 제2 전극(420)과 제3 전극(430) 사이에 매우 큰 전압이 요구되어 어드레스 방전 특성이 저하되기 때문이다. 또한, 플라스마 디스플레이 패널의 고효율 구동을 위하여 방전가스 중의 제논(Xe) 분압을 높이는 것이 필요하다. 하지만, 방전가스 중의 제논 분압이 커지면 어드레스 방전 마진이 작아지게 된다. 따라서, 제2 전극(420)과 제3 전극(430) 사이의 거리를 가깝게 하 면 어드레스 방전 마진을 늘릴 수 있어, 방전가스 중에 제논 분압이 커지는 경우에도 유효하게 사용될 수 있다. 한편, 제1 전극(410)과 제2 전극(420)의 거리가 멀수록 제1 전극(410)과 제2 전극(420) 사이에서 면방전이 일어나는 면적을 넓일 수 있어 방전효율을 향상시킬 수 있다. 그러나, 제1 전극(410)과 제2 전극(420) 사이가 지나치게 벌어지게 되면 방전이 확산되지 않을 수도 있다.

본 실시예에서 제2 기판(200)과 제2 전극(420) 간의 거리(B)를 제1 기판(100)과 제1 전극(410) 간의 거리(A)보다 더 멀도록 형성한다. 이는 제1 기판(100)에는 방전홈(101)이 형성되어 방전공간(300)을 더욱 확보하고 있으나, 제2 기판(200)에는 방전홈이 형성되지 않으므로 제2 기판(200)과 제2 전극(420) 간의 거리(B)를 더 멀게 함으로써 제1 기판(100)과 제1 전극(410) 사이의 방전공간과 제2 기판(200)과 제2 전극(420) 사이의 방전공간을 실질적으로 동일하게 확보하기 위함이다. 이에, 제1 기판(100)에 형성된 방전홈(101)으로 인해 제1 기판(100)과 제1 전극(410) 사이에서는 플라스마 방전이 충분히 확산되는 반면, 제2 기판(200)과 제2 전극(420) 사이에서는 방전공간(300)이 충분히 확보되지 않아 플라스마 방전이 충분히 확산되지 못하고 제2 기판(200)에 의해 억제되어 발생되는 방전손실을 줄일 수 있다. 따라서, 플라스마 디스플레이 패널의 방전효율도 향상시킬 수 있다.

본 실시예에서 형광체층(480)은 방전홈(101)에 형성된다. 이와 같이, 형광체층(480)이 전면기판인 제1 기판(100)의 방전홈(101)에 형성된 경우에는 형광체층(480)은 방전공간(300) 내부에서 진공자외선을 흡수하여 가시광을 투과시키는 투과형 형광체로 형성된다.

그러나 상기한 플라스마 디스플레이 패널의 구조는 단지 본 발명을 예시하기 위한 것이며, 본 발명이 여기에 한정되는 것은 아니다. 즉, 형광체층(480)의 위치, 제1 기판(100)과 제1 전극(410) 사이 및 제2 기판(200)과 제2 전극(420) 사이의 거리, 그리고 방전홈(101)의 위치 및 크기 등은 제1 전극(410)과 제1 기판(100) 사이에 형성되는 방전공간(A)의 크기와 제2 전극(420)과 제2 기판(200) 사이에 형성되는 방전공간(B)의 크기만 실질적으로 동일하게 확보할 수 있다면 다양하게 변형될 수 있다. 또한, 전극들(410, 420, 430)의 역할 및 배치순서도 다양하게 변형될 수 있다.

본 발명의 실시예에 따른 플라스마 디스플레이 패널에 있어서, 하나의 예시적인 방전과정을 상세히 설명하면 다음과 같다.

먼저, 외부의 전원로부터 제3 전극(430)에 어드레싱 펄스가 인가되고 제2 전극(420)에 스캔 펄스가 인가되어 3 전극(430)과 제2 전극(420) 사이에 소정의 어드레스전압이 인가되면, 발광될 방전공간(300)이 선택된다. 선택된 방전공간(300)의 제2 전극(420) 상에 벽 전하(wall charge)가 축적된다. 이 기간을 어드레싱 방전기간이라 한다. 이와 같이, 하나의 방전공간(300)을 어드레싱 하기 위해서는 어드레스 전극의 역할을 하는 제3 전극(430)과 주사 전극의 역할을 하는 제2 전극(420)은 상호 교차하는 방향으로 연장되어야 한다.

다음, 제1 전극(410)에 양(+)의 전압이 인가되고, 제2 전극(420)에 이보다 상대적으로 낮은 전압이 인가되면, 제1 전극(410)과 제2 전극(420) 사이에 인가된 전압차이에 의해 벽 전하가 이동하게 된다. 이 벽 전하가 이동하여 방전공간(300) 내의 방전가스 원자와 충돌하면서 방전을 일으켜 플라스마를 생성시키고, 이러한 방전은 상대적으로 강한 전계가 형성되는 제1 전극(410)과 제2 전극(420)의 서로 가까운 부분, 즉 격벽층(450)의 측면으로부터 발생하게 된다. 제1 전극(410)과 제2 전극(420) 사이의 전압차를 여전히 크게 유지시키면서 시간이 경과하면, 전술한 제2 격벽부(450)의 측면에서 형성된 전계가 점차 강하게 집중되어 방전공간(300) 전체로 방전이 확산된다. 이때, 제1 기판(100)에 형성된 방전홈(101)에 의해 방전공간(300)이 더욱 확보되고, 제1 기판(100)과 제1 전극(410) 간의 거리와 제2 기판(200)과 제2 전극(420) 간의 거리를 조절하여 플라스마 방전이 억제되지 않고 충분히 확산될 수 있게 한다. 즉, 방전홈(101)에 의해 확보된 방전공간(300)을 고려하여 제1 기판(100)과 제1 전극(410) 간의 거리(A)보다 제2 기판(200)과 제2 전극(420) 간의 거리(B)를 더 멀게 한다. 이에, 방전손실이 억제되어 플라스마 디스플레이 패널의 방전효율을 향상시킨다. 이와 같이, 충분히 확산된 플라스마 방전에 의해 발생된 진공자외선(VUV)이 형광체층(480)과 충돌하여 소정의 색을 갖는 가시광을 발생시키게 된다.

이러한 방전이 형성된 후에 제1 전극(410)과 제2 전극(420) 사이의 전압차이가 방전전압보다 낮아지면, 방전은 더 이상 발생되지 않고, 공간 전하 및 벽 전하가 방전공간(300)에 형성된다. 이때, 제1 전극(410)과 제2 전극(420)에 인가된 전압의 극성을 바꾸어 주면, 벽 전하의 도움을 받아 방전이 다시 발생하게 된다. 이와 같은 과정을 반복하면서 방전을 안정적으로 발생시키게 된다. 즉, 어드레스 방전으로 선택된 방전공간(300)에서 공통 전극인 제1 전극(410)과 주사 전극인 제2 전극(420)은 각각에 교호적으로 인가되는 유지 펄스에 의하여 유지 방전을 일으켜 화상을 구현하게 된다. 이 기간을 유지 방전 기간이라 한다.

본 발명에서 방전은 반드시 전술한 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 이해할 수 있는 범위 내에서 다양한 방전이 가능하다.

도 3을 참고하여 본 발명의 제2 실시예에 따른 플라스마 디스플레이 패널을 설명하면, 방전홈(101)이 배면기판인 제2 기판(200)에 형성되고 형광체층(480)이 제2 기판(200)에 형성된 방전홈(201)에 배치된다. 형광체층(330)이 제2 기판(200) 상에 형성되는 경우에는, 형광체층(480)은 방전공간(300) 내부에서 진공자외선을 흡수하여 전면기판인 제1 기판(100) 쪽으로 가시광을 반사시키는 반사형 형광체로 형성된다. 이상은 본 발명을 나타내기 위한 하나의 예시에 불과하다. 따라서, 제1 실시예에서 방전홈(101)을 갖는 제1 기판(100)이 배면기판이 되고, 제2 기판(200)이 전면기판이 되며, 형광체층(480)의 종류만 변경된 것도 본 실시예와 같다고 할 수 있다.

이상을 통해 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고 특허청구범위와 발명의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러 가지로 변형 또는 변경하여 실시하는 것이 가능하고 이 또한 본 발명의 범위에 속하는 것은 당연하다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 플라스마 디스플레이 패널의 방전효율을 향상시킬 수 있다.

Claims (12)

1. 제1 기판;

   다수로 구획되는 방전공간을 사이에 두고 상기 제1 기판과 대향 배치되며, 상기 방전공간에 대응하여 형성된 다수의 방전홈을 갖는 제2 기판;

   상기 방전공간 내에 형성된 형광체층;

   상기 제1 기판과 상기 제2 기판 사이에서 상기 방전공간을 적어도 일부 둘러싸는 제1 전극; 및

   상기 제1 전극으로부터 양 기판에 수직 방향으로 이격 배치되어 상기 방전공간을 적어도 일부 둘러싸는 제2 전극을 포함하며,

   상기 제1 기판과 상기 제1 전극 간의 거리가 상기 제2 기판과 상기 제2 전극 간의 거리보다 더 멀도록 형성된 플라스마 디스플레이 패널.
2. 제1항에 있어서,

   상기 제1 전극과 상기 제1 기판 사이에 형성된 방전공간은 상기 제2 전극과 상기 제2 기판 사이에 형성된 방전공간과 실질적으로 동일한 플라스마 디스플레이 패널.
3. 제1항에 있어서,

   상기 제1 전극 및 상기 제2 전극 중에서 적어도 하나의 전극과 교차하는 방 향으로 신장 형성되고, 상기 양 기판에 수직 방향으로 상기 제1 전극 및 상기 제2 전극과 이격 배치되는 제3 전극을 더 포함하는 플라스마 디스플레이 패널.
4. 제3항에 있어서,

   상기 제3 전극은 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이에 배치된 플라스마 디스플레이 패널.
5. 제1항에 있어서,

   상기 방전공간은 원 통, 타원 통, 및 다각형 통 중에서 어느 하나로 형성된 플라스마 디스플레이 패널.
6. 제1항에 있어서,

   상기 제1 기판과 상기 제2 기판 사이에 형성된 격벽층을 더 포함하며, 상기 격벽층은 상기 다수의 방전공간을 구획하는 플라스마 디스플레이 패널.
7. 제6항에 있어서,

   상기 제1 전극과 상기 제2 전극은 격벽층 내에 형성된 플라스마 디스플레이 패널.
8. 제7항에 있어서,

   상기 격벽층은 유전체로 형성된 플라스마 디스플레이 패널.
9. 제8항에 있어서,

   상기 격벽층의 측면은 보호막에 의해 덮인 플라스마 디스플레이 패널.
10. 제1항에 있어서,

    상기 형광체층은 상기 방전홈에 형성된 플라스마 디스플레이 패널.
11. 제10항에 있어서,

    상기 제1 기판이 전면기판이고, 상기 제2 기판이 배면기판인 플라스마 디스플레이 패널.
12. 제10항에 있어서,

    상기 제2 기판이 전면기판이고, 상기 제1 기판이 배면기판인 플라스마 디스플레이 패널.

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