KR20070010881A - 플라즈마 디스플레이 패널 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 플라즈마 디스플레이 패널에 관한 것으로, 보다 상세하게는 주사전극과 유지전극을 서로 대향하도록 격벽 내부에 설치하고 전방패널의 격벽은 폐쇄형으로 형성하여 형광체 도포면적을 넓히고, 후방패널의 격벽은 스트라이프형으로 형성하여 주사전극과 어드레스전극간의 어드레스 전압을 낮춤과 동시에, 롱 갭(long gap) 방전에 의해 발광효율을 높이는 구조를 구비하고, 어드레스 방전과 유지 방전시 트리거(trigger)방전을 활용함으로써 방전전압을 낮출 수 있는 플라즈마 디스플레이 패널에 관한 것이다.
플라즈마 디스플레이 패널, 대향 방전, 트리거 방전

Description

플라즈마 디스플레이 패널{Plasma Display Panel}
도 1은 본 발명의 제 1실시예에 따른 플라즈마 디스플레이 패널의 부분 분리 사시도
도 2는 도 1의 A-A 수평 단면도
도 3a는 도 1의 B-B 수직 단면도
도 3b는 본 발명의 제 2실시예에 따른 플라즈마 디스플레이 패널의 수직 단면도
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 플라즈마 디스플레이 패널의 방전 과정을 나타낸 구동 파형도
도 5a 내지 도 5g는 본 발명의 실시예에 따른 구동 파형에 기초한 벽전하 분포도
< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >
10 - 배면기판 20 - 전면기판
30 - 배면격벽층(제 1격벽) 40, 48 - 제 2격벽
45 - 제 1유전체층 50 - 제 3격벽
55 - 전면격벽층 60 - 어드레스전극
70 - 주사전극 80 - 유지전극
90 - 방전셀 110 - 제 1형광체층
120 - 제 2형광체층 130 - 제 3형광체층
본 발명은 플라즈마 디스플레이 패널에 관한 것으로, 보다 상세하게는 주사전극과 유지전극을 서로 대향하도록 격벽 내부에 설치하고 전방패널의 격벽은 폐쇄형으로 형성하여 형광체 도포면적을 넓히고, 후방패널의 격벽은 스트라이프형으로 형성하여 주사전극과 어드레스전극간의 방전개시전압을 낮춤과 동시에, 롱 갭(long gap) 방전에 의해 발광효율을 높이는 구조를 구비하고, 어드레스 방전과 유지 방전시 트리거(trigger)방전을 활용함으로써 방전전압을 낮출 수 있는 플라즈마 디스플레이 패널에 관한 것이다.
플라즈마 디스플레이 패널(Plasma Display Panel)은 대향하는 두 개의 기판 사이에 형성되는 방전공간에 방전가스를 주입한 상태에서 기체방전을 실시하여 얻어지는 플라즈마로부터 발생하는 자외선에 의하여 여기되는 형광체가 방출하는 가시광선을 이용하여 영상을 구현하는 패널로서 평판 표시장치(Flat Display Device)의 하나인 플라즈마 표시장치에 사용되는 패널을 의미한다. 이러한 플라즈마 디스플레이 패널은 구조와 구동원리에 따라 직류형과 교류형 및 혼합형으로 구분될 수 있다. 또한, 플라즈마 디스플레이 패널은 방전구조에 따라 면방전형과 대향방전형으로 구분될 수 있으며, 교류형 3극 면방전 플라즈마 패널이 많이 사용되고 있다.
종래의 플라즈마 디스플레이 패널은 일반적으로 전면기판과 전면기판에 대향하는 배면기판 및 방전에 필요한 전극을 구비하여 형성된다.
상기 전면기판은 형광체층에서 발생되는 가시광이 투과되도록 투명한 소다유리 등으로 구성된 대략 2.8mm 두께의 유리기판으로서, 그 하면에는 유지방전이 발생되는 Y전극과 Z전극이 한 쌍을 이루어 배치된다. 이러한 투명전극은 ITO(Indium Tin Oxide)로 형성되는 투명한 전극으로 형성된다. 투명전극의 하부에는 버스전극이 형성된다. 이러한 버스전극은 투명전극에 비하여 좁은 폭을 가지며, 투명전극의 라인저항을 보상하는 기능을 하게 된다. 전방패널은 투명전극들이 매립되어 노출되지 않도록 전면기판의 하면에 유전체층이 형성되며, 유전체층을 보호하기 위한 보호막이 형성된다.
상기 배면기판은, 전면기판과 대향하는 상면에는 어드레스전극이 전면기판의 투명전극과 교차하도록 배치된다. 또한, 전면기판과 마찬가지로 어드레스전극이 노출되지 않도록 후면기판의 상면에 유전체층이 형성된다. 배면기판의 상면에는 방전거리를 유지하고 방전셀간의 전기적 광학적 크로스토크(cross-talk)를 방지하기 위한 격벽이 형성된다. 이러한 격벽은 전면기판과 배면기판 사이에 형성되어 방전을 일으키는 공간으로서 플라즈마 디스플레이 패널의 화상을 구현하는 기본 단위인 하소의 최소 구성요소인 방전셀을 한정한다. 방전셀을 형성하는 격벽의 양측면과 격벽이 형성되지 않은 후면기판의 유전체층 상면에는 레드(R), 그린(G), 블루(B)의 형광체가 도포되어 단위화소를 형성하게 된다.
이러한 구조를 갖는 플라스마 디스플레이 패널은 전송되는 비디오데이터에 따라 유지방전 회수를 조절하여 영상 표시에 필요한 계조(gray scale)를 구현하게 되며, 이러한 계조를 표현하기 위해서 통상적으로 한 필드를 방전회수가 다른 여러 서브필드로 나누어 구동하는 ADS(Address and Display period Separated)방식이 이용된다. ADS방식에서 각각의 서브필드는 다시 방전을 균일하게 일으키기 위한 리셋기간과 방전셀을 선택하기 위한 어드레스기간과 방전회수에 따라 계조를 표현하는 유지기간으로 구분된다.
이러한 서브필드 중에서 어드레스기간에서는 방전이 발생되도록 선택된 방전셀의 하부에 배치된 어드레스전극에 인가되는 어드레스전압과 주사전극인 Y전극에 순차적으로 인가되는 접지전압의 차이에 의하여 어드레스방전이 일어난다. 한편, 어드레스전극 중에서 발광되도록 선택된 방전셀의 하부에 배치된 어드레스전극에는 정극성 어드레스전압이 인가되지만, 그렇지 않은 어드레스전극에는 접지전압이 인가된다. 이에 따라 접지전압의 주사펄스가 인가되는 동안에 정극성 어드레스전압의 표시 데이터 신호가 인가되면 이에 상응하는 방전셀에서는 어드레스방전에 의하여 벽전하가 형성되며, 그렇지 않은 방전셀에서는 벽전하가 형성되지 않게 된다. 유지전극인 Z전극은 어드레스기간에 보다 효율적인 어드레스방전을 위하여 소정의 전압으로 유지된다. 여기서 어드레스방전에 필요한 어드레스전압의 크기는 플라즈마 디스플레이 패널의 광효율, 구조 및 재료의 선택 등에 영향을 미치게 된다. 즉, 어드레스 전압이 커질수록 소비전력이 높아지게 되어 광효율이 감소하고, 후면기판 유전체층과 전면기판 유전체층 상에서 발생되는 스퍼터링 현상이 증가하며, 하전입자가 격벽을 통해서 인접하는 방전셀로 이동하는 크로스토크가 증가된다. 따라서 통 상적으로 어드레스방전 개시전압이 작은 것이 유리하게 된다.
그러나, 3전극 면방전 방식은 주사전극과 어드레스전극 사이의 거리가 멀기 때문에 상대적으로 큰 방전전압이 필요하게 되며, 두 개의 전극 사이가 가장 가까운 영역(대략 방전셀 중심부분)에서 방전이 개시되며, 그 후 방전은 전극의 가장자리 영역으로 이동한다. 방전이 중심영역에서 일어나는 이유는 이 영역에서의 방전개시전압이 낮기 때문이다. 일단 방전이 개시되면 공간전하의 형성으로 방전개시전압보다 낮은 전압 하에서 방전이 유지되며, 두 개의 전극 사이에 걸리는 전압은 시간에 따라 점점 낮아진다. 방전이 개시된 후에는 중심영역에 이온과 전자가 쌓임에 따라서 전기장의 세기는 약해지며 이 영역에서 방전은 사라지게 된다. 3전극 면방전 구조는 주사전극(Y)과 유지전극(Z)이 전면기판의 후방에 나란히 배치되어 있음으로해서 유지방전시 이온입자가 주사전극과 유지전극에 인가된 전위에 의해 형성된 전기장에 의해 가속되고 방전가스에 충돌하여 방전을 일으키더라도, 전기장에 의해 가속된 이온입자의 이동경로가 전면기판의 후방의 일정범위에 제한되어 짧게 이동하므로 방전가스와의 충돌확률이 극히 저하되었다. 또한, 방전이 방전셀 내부의 일부 공간에 집중되어 플라즈마 디스플레의 패널의 효율이 낮아지는 문제점이 있었다.
따라서, 최근에는 3전극 면방전 방식의 단점을 개선하기 위해서 대향방전 방식의 플라즈마 디스플레이 패널에 대한 개발이 진행되고 있다. 이러한 대향방전 방식은 주사전극과 유지전극이 전면기판과 배면기판 사이의 공간에서 격벽에 형성되어 서로 대향하는 구조로 형성되며, 어드레스전극은 주사전극과 유지전극에 교차되 어 형성된다. 따라서 이러한 대향방전 방식에서는 주사전극과 어드레스전극간의 거리가 면방전 방식에 비하여 짧게 되므로 어드레스전압이 상대적으로 낮아지게 된다. 또한, 대향방전 방식에서는 방전셀 내부에서 전체적으로 방전이 진행되므로 방전공간이 증가되어 방전효율이 증가할 수 있다.
이러한 대향방전 방식에서는 통상적으로 전방패널과 후방패널에 형성된 격벽이 폐쇄형으로 형성되는데, 이 경우 형광체 도포면적이 증가하여 가시광선 변환효율이 높기는 하나, 주사전극과 어드레스전극간의 방전거리가 증가하므로 어드레스전압이 높아진다는 문제점이 있다. 또한, 격벽에 전극이 형성됨에 따라 격벽간의 거리, 즉 셀 피치에 따라 방전이 이루어지는 전극간의 거리가 달라지게 되고 롱 갭 방전이 이루어질 경우 유지방전의 전압이 높아진다는 문제점이 있다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명은 전면기판과 배면기판 사이의 공간상에 형성된 격벽에 주사전극과 유지전극을 형성하고, 전면기판의 후방에 형성된 격벽은 폐쇄형으로, 배면기판의 전방에 형성된 격벽은 스트라이프형으로 함으로써 주사전극과 어드레스전극의 간격을 좁게 만들어 어드레스전압을 낮추고, 유지방전시 다단계 펄스를 인가하여 트리거방전을 활용함으로써 유지방전의 전압을 낮추어 발광효율을 향상시킬 수 있는 플라즈마 디스플레이 패널을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 플라즈마 디스플레이 패널은 제 1기판 및 상기 제 1기판과 대향하는 제 2기판과, 상기 제 1기판의 상부방향에 형성되며 일방향으로 평행하게 배치되는 제 1격벽을 포함하면서 다수의 방전셀을 구획하는 배면격벽층과, 상기 배면격벽층에 의해 구획되는 방전셀 내부에 형성되는 제 1형광체층과, 상기 제 1형광체층 하측에 위치하며 상기 제 1격벽과 평행하게 배치되는 다수의 어드레스전극들과, 상기 제 2기판의 하부에 형성되며 상기 배면격벽층과 함께 다수의 방전셀을 구획하는 전면격벽층과, 상기 전면격벽층의 내부에 형성되며, 상기 어드레스전극들과 교차하면서 교대로 배치되는 주사전극들 및 유지전극들을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다. 이 때, 상기 전면격벽층은 방전셀이 구획되도록 폐쇄형으로 형성된 제 2격벽과, 상기 제 2격벽의 하부에 위치하며 상기 주사전극들 및 유지전극들을 내부에 포함하며 방전셀이 구획되도록 상기 제 2격벽과 대응되도록 폐쇄형으로 형성된 제 3격벽을 구비하여 이루어질 수 있다.
이 때, 상기 제 2격벽과 상기 제 3격벽은 상기 전면기판에 평행한 방향으로의 단면이 사각형, 육각형, 원형 중 어느 하나의 형상으로 형성될 수 있다.
또한, 상기 전면격벽층은 상기 배면격벽층과 대응되는 형상으로 서로 평행하게 형성되는 제 2격벽과, 상기 제 2격벽의 하부에 위치하며 상기 주사전극들 및 유지전극들을 내부에 포함하며 방전셀이 구획되도록 폐쇄형으로 형성된 제 3격벽을 구비하여 이루어질 수 있다. 이 때, 상기 제 3격벽은 상기 전면기판에 평행한 방향으로의 단면이 사각형, 육각형, 원형 중 어느 하나의 형상으로 형성될 수 있다.
또한, 상기 제 2격벽은 표면에 제 2형광체층이 형성될 수 있다. 이 때, 상기 제 2형광체층은 투과형 형광체로 이루어질 수 있다.
또한, 상기 제 3격벽은 표면에 제 3형광체층이 형성될 수 있으며, 상기 제 3형광체층은 반사형 형광체로 이루어질 수 있다.
또한, 상기 제 1형광체층은 반사형 형광체로 이루어질 수 있다. 또한, 상기 주사전극들과 상기 유지전극들은 상기 전면기판으로부터 같은 거리만큼 이격되어 서로 마주보는 위치에 형성될 수 있다.
또한, 상기 주사전극들과 상기 유지전극들은 금속 전극으로 형성될 수 있으며, 상기 금속 전극은 은(Ag), 구리(Cu), 크롬(Cr) 중 어느 하나의 재질로 형성될 수 있다.
또한, 상기 제 2격벽은 유전체로 형성될 수 있으며, 상기 유전체는 산화지르코늄(ZrO2), 산화티타늄(TiO2), 산화알루미늄(Al2O3)중 어느 하나로 이루어지는 필러(filler)와, 크롬(Cr), 구리(Cu), 코발트(Co) 중 어느 하나로 이루어지는 안료를 포함하여 형성될 수 있다.
또한, 상기 플라즈마 디스플레이 패널은 리셋 구간, 어드레스 구간, 유지방전 구간을 갖는 구동신호에 의해 구동되고, 상기 어드레스 구간에서 상기 주사전극에 인가되는 스캔펄스는 부극성의 제 1전압과 상기 제 1전압보다 진폭이 큰 펄스를 가지는 부극성의 제 2전압이 순차로 인가되며, 상기 유지전극에 인가되는 유지펄스는 소정의 정극성 전압으로 바이어스될 수 있다. 이 때, 상기 제 1전압이 인가되는 동안에는 상기 주사전극과 상기 어드레스전극이 서로 방전하는 트리거(trigger)방전이 일어나고, 상기 제 2전압이 인가되는 동안에는 상기 주사전극과 상기 유지전극이 서로 방전하는 주방전이 일어날 수 있다. 이 때, 상기 스캔펄스는 전압 상승 구간에서만 상기 제 1전압과 상기 제 2전압이 순차적으로 인가되고, 전압 하강 구간에서는 상기 제 2전압에서 접지전압으로 하강하도록 이루어질 수 있다.
또한, 상기 플라즈마 디스플레이 패널은 리셋 구간, 어드레스 구간, 유지방전 구간을 갖는 구동신호에 의해 구동되고, 상기 유지방전 구간에서 상기 주사전극과 상기 유지전극에 교대로 인가되는 유지펄스는 정극성의 제 3전압과 상기 제 3전압보다 진폭이 큰 펄스를 가지는 정극성의 제 4전압이 일정 시간 간격을 두고 순차로 인가될 수 있다. 이 때, 상기 제 3전압이 인가되는 동안에는 상기 주사전극과 유지전극 중 어느 하나와 상기 어드레스전극이 서로 방전하는 트리거(trigger)방전이 일어나고, 상기 제 4전압이 인가되는 동안에는 상기 주사전극과 상기 유지전극이 서로 방전하는 주방전이 일어날 수 있다.
이 경우, 상기 유지펄스는 전압 상승 구간에서는 상기 제 3전압과 상기 제 4전압이 순차적으로 인가되고, 전압 하강 구간에서는 상기 제 4전압과 상기 제 3전압이 순차적으로 인가되어, 상기 전압 상승 구간과 상기 전압 하강 구간이 서로 선대칭을 이루도록 형성될 수 있다.
이하에서, 첨부된 도면과 실시예들을 통하여 본 발명에 따른 플라즈마 디스플레이 패널을 보다 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 제 1실시예에 따른 플라즈마 디스플레이 패널의 부분 분리 사시도를 나타낸다. 도 2는 도 1의 A-A 수평단면도를 나타낸다. 도 3a는 도 1의 B-B 수직단면도를 나타낸다. 도 3b는 본 발명의 제 2실시예에 따른 플라즈마 디스플레이 패널의 수직단면도를 나타낸다.
본 발명의 제 1실시예에 따른 플라즈마 디스플레이 패널은, 도 1 내지 도 3a를 참조하면, 제 1기판(이하, "배면기판"이라 한다)(10)과 제 2기판(이하, "전면기판"이라 한다)(20)과 배면격벽층(30)과 전면격벽층(55)과 주사전극(70)들과 유지전극(80)들 및 어드레스전극(60)들을 포함하여 형성된다. 또한, 상기 배면격벽층(30)은 제 1격벽(30)을 포함하면서 다수의 방전셀(90)을 구획하고, 상기 전면격벽층(55)은 제 2격벽(40)과, 제 3격벽(50)을 포함하여 형성된다. 또한, 상기 제 1격벽(30)상에는 제 1형광체층(110)이, 상기 제 2격벽(40)상에는 제 2형광체층(120)이, 상기 제 3격벽(50)상에는 제 3형광체층(130)이 형성된다. 상기 방전셀(90)은 진공자외선을 흡수하여 가시광을 방출하는 형광체층을 구비하며, 플라즈마 방전에 의하여 진공자외선을 발생시키는 방전가스가 충전되어 있다.
상기 배면기판(10)은 소정 두께의 유리와 같은 재질로 형성되어 전면기판(20)과 함께 플라즈마 디스플레이 패널을 형성하게 된다. 상기 배면기판(10)은 전면기판(20)과 대향하는 상면에 일방향으로 배치되는 어드레스전극(60)들과 상기 어드레스전극(60)들을 덮도록 도포되는 제 1유전체층(45)이 형성되며, 상기 제 1유전체층(45) 상부에 제 1격벽층(30)을 포함하는 배면격벽층(30)이 형성된다. 상기 배면격벽층(30)은 제 1격벽층(30)만으로 형성될 수도 있으나, 제 1격벽층(30)에 더하여 다른 격벽층이 추가로 형성될 수도 있다. 상기 배면격벽층(30) 상에는 제 1형광체층(110)이 형성된다. 이하에서는 전면기판(20) 방향(도 1에서 +z 방향)을 향하는 구성요소의 평면을 상면으로, 배면기판(10) 방향(도 1에서 -z 방향)을 향하는 구성요소의 평면을 하면으로 구분하여 설명한다.
상기 전면기판(20)은 소다 유리와 같은 투명한 소재로 형성되며, 상기 배면기판(10)과 대향하여 형성된다. 또한, 상기 전면기판(20)의 하면에 전면격벽층(55)을 포함하여 형성된다.
상기 배면격벽층(30)은 일방향(도 1에서 y 방향)으로 나란히 형성되는 복수개의 격벽들로 형성된다. 즉, 상기 배면격벽층(30)은 일방향(도 1에서 y 방향)으로 는 개방되어 있고, 다른 일방향(도 1에서 x 방향)으로는 폐쇄되어 있는 스트라이프(stripe)형으로 형성된다. 본 발명과 같은 대향방전구조에서 어드레스방전은 주사전극(70)의 하측부분과 어드레스전극(60)의 상측부분 사이에서 시작된다. 즉, 양 전극사이의 거리가 가까운 부분에서 방전이 먼저 발생하고, 그 후에 점차 거리가 먼 부분으로 방전이 확산된다. 상기 배면격벽층(30)을 이루고 있는 제 1격벽(30)의 형태를 폐쇄형으로 하는 경우, 형광체의 도포 면적이 증가되므로 동일한 자외선 발생효율에서 가시광으로의 변환효율을 높일 수 있으나, 격벽에 의해 막혀 있는 관계로 주사전극의 하측부분과 어드레스전극의 상측부분간의 거리가 증가하게 된다. 따라서 어드레스 방전 전압이 증가하게 되고, 그 결과 어드레스 구동회로의 가격이 상승하게 된다. 본 발명에 따른 배면격벽층은 어드레스방전의 전압을 높이는 폐쇄형 격벽 대신 스프라이프형의 격벽을 사용함으로써, 어드레스 방전 전압을 낮추어 어드레스 구동회로의 비용을 저감하였다.
상기 배면격벽층(30)은 배면기판(10)과 전면기판(20) 및 전면격벽층(55)과 함께 방전을 일으키는 공간인 다수의 방전셀(90)을 구획하게 된다. 상기 제 1격벽(30)은 방전셀(90)을 중심으로 서로 평행하게 배치되며, 내부에 어드레스전극(60) 이 서로 평행하게 배치된다. 상기 배면격벽층(30)은 Pb, B, Si, Al 및 O 등과 같은 원소를 포함하는 유리성분으로 형성되며, 바람직하게는 산화지르코늄(ZrO2), 산화티타늄(TiO2), 산화알루미늄(Al2O3)과 같은 필러(filler)와 크롬(Cr), 구리(Cu), 코발트(Co), 철(Fe) 등과 같은 안료가 포함되는 유전체로 형성된다. 다만, 여기서 상기 배면격벽층(30)의 성분을 한정하는 것은 아니며, 다양한 유전체로 형성될 수 있음은 물론이다. 상기 배면격벽층(30)은 내부에 배치되는 어드레스전극(60)들의 방전이 용이하게 진행될 수 있도록 하며, 방전시 가속되는 하전입자의 충돌에 의하여 내부에 배치되는 어드레스전극(60)들이 손상되는 것을 방지하게 된다.
상기 전면격벽층(55)은, 본 발명의 제 1실시예에 따르면, 방전셀(90)이 구획되도록 폐쇄형으로 형성된 제 2격벽(40)과, 상기 주사전극(70)들 및 유지전극(80)들을 내부에 포함하며 방전셀(90)이 구획되도록 상기 제 2격벽(40)과 대응되도록 폐쇄형으로 형성된 제 3격벽(50)을 구비하여 이루어진다. 즉, 상기 전면격벽층(55)은 스프라이프(stripe) 형태인 배면격벽층(30)과는 달리 폐쇄형으로 형성된다. 폐쇄형 격벽구조는 형광체로 도포된 면적이 스트라이프형 격벽구조에 비해 넓기 때문에 동일한 전극구조에서 폐쇄형 격벽구조의 발광효율이 스프라이프형 격벽구조에 비해 높다. 따라서, 상기 전면격벽층(55)은 다양한 형상의 폐쇄형 격벽구조를 취함으로써 형광체의 도포면적을 넓게 하여 높은 가시광 변환효율을 구현하였다. 상기 전면격벽층(55)은 배면기판(10)과 전면기판(20)이 결합할 때 배면격벽층(30)과 함께 방전셀(90)을 구획하게 된다. 상기 전면격벽층(55)은 전면기판(20)이 식각되어 전면기판(20)과 일체로 형성될 수 있으며, 별도의 격벽재료로 형성될 수도 있다. 상기 전면격벽층(55)은 상기 배면격벽층(30)과 마찬가지로 유전체로 형성될 수 있으며 이러한 경우는 외면에 산화마그네슘(MgO)으로 이루어지는 보호층이 형성될 수 있음은 물론이다.
상기 제 2격벽(40)은 전면기판(20)의 바로 하면에 상기 전면기판(20)과 접촉되도록 형성된다. 상기 제 2격벽(40)의 외면과 상기 전면기판(20) 중 상기 제 2격벽(40)이 형성되지 않은 부분에는 제 2형광체층(120)이 형성된다. 상기 제 2격벽(40)은, 본 발명의 제 1실시예에 따르면 폐쇄형으로 형성되나, 본 발명의 제 2실시예에 따르면 스트라이프 형으로 형성될 수도 있다. 즉, 상기 제 2격벽(48)은 상기 제 1격벽(30)과 대응되는 형상으로 y 축 방향으로 평행하게 형성될 수 있다.
상기 제 3격벽(50)은 상기 제 2격벽(40)의 바로 하면에 상기 제 2격벽(40)과 접촉되도록 형성된다. 상기 제 3격벽(50)은 상기 제 2격벽(40)과 함께 전면격벽층(55)을 구성한다. 상기 제 3격벽(50)들의 내부에는 주사전극(70)과 유지전극(80)이 포함되어 있다. 또한, 상기 제 3격벽(50)의 측면에는 제 3형광체층(130)이 도포된다. 상기 제 2격벽(40)과 상기 제 3격벽(50)은 상기 전면기판(20)에 평행한 방향으로의 단면이 사각형, 육각형, 원형 중 어느 하나의 형상으로 형성될 수 있으며, 여기서 단면의 형상을 한정하는 것은 아니다.
상기 주사전극(70)들 및 유지전극(80)들은 상기 제 3격벽(50)의 내부에 형성되며, 방전셀(90)을 중심으로 서로 교대로 배치되어 인접하는 방전셀(90)에 각각 공유된다. 또한, 상기 주사전극(70)들 및 유지전극(80)들은 상기 배면격벽층(30)을 이루는 제 1격벽(30)과 수직으로 교차하는 방향(도 1에서 x 방향)으로 서로 평행하 게 형성된다. 따라서, 상기 주사전극(70)들과 유지전극(80)들은 방전셀(90)을 중심으로 서로 대향되면서 한 쌍을 이루어 방전을 진행하게 된다. 따라서, 상기 주사전극(70)들과 유지전극(80)들은 상기 전면기판(20)으로부터 같은 거리만큼 이격되어 서로 마주보는 위치에 형성될 수 있다.
상기 주사전극(70)들과 유지전극(80)들은 제 3격벽(50)내에 배치되어 투명성을 요하지 않으므로 일반적인 도전성 금속의 금속전극으로 이루어질 수 있다. 상기 주사전극(70)들과 유지전극(80)들은 바람직하게는 은(Ag), 알루미늄(Al), 구리(Cu) 등의 도전성이 우수하고 저항이 낮은 금속 재료로 형성되며, 방전에 따른 응답속도가 빠르고 신호가 왜곡되지 않으며 유지 방전에 필요한 소비전력을 줄일 수 있게 되어 여러 가지 장점이 있다. 다만, 여기서 주사전극(70)들과 유지전극(80)들의 재질을 한정하는 것은 아니며, 도전성이 우수하고 저항이 낮은 다양한 금속이 사용될 수 있음은 물론이다.
상기 어드레스전극(60)들은 주사전극(70)들 및 유지전극(80)들과 절연되어 교차되며, 상기 배면기판(10)상에 평행하게 배치되며, 바람직하게는 방전셀(90)의 대략 하부 중심을 지나도록 배치된다. 상기 어드레스전극(60)들은 제 1유전체층(45)에 의하여 전체적으로 덮여진다. 즉, 상기 배면기판(10)의 상면에는 어드레스전극(60)들을 덮는 제 1유전체층(45)이 전체적으로 형성된다. 상기 제 1유전체층(45)은 배면기판(10)의 상면에 배치되는 어드레스전극(60)들의 방전이 용이하게 진행될 수 있도록 하며, 방전시 가속되는 하전입자의 충돌에 의하여 어드레스전극(60)들이 손상되는 것을 방지하게 된다.
상기 형광체층(110, 120, 130)은 방전셀(90) 내부에서 배면격벽층(30)의 측면에 형성되는 제 1형광체층(110)과, 전면기판(20)의 하면과 제 2격벽(40)의 측면에 형성되는 제 2형광체층(120)과, 제 3격벽의 측면에 형성되는 제 3형광체층(130)을 포함하여 형성된다. 상기 제 1형광체층(110)과 제 3형광체층(130)은 진공자외선을 흡수하여 가시광을 발생시키며 전면기판(20) 방향으로 반사하게 된다. 따라서, 상기 제 1형광체층(110)과 제 3형광체층(130)은 반사형 형광체층으로 형성된다. 상기 제 2형광체층(120)은 진공자외선을 흡수하여 가시광을 전면기판(20) 방향으로 투과시키게 된다. 또한, 상기 제 2형광체층(120)은 제 1형광체층(110) 및 제 3형광체층(130)에서 반사된 가시광을 투과시키게 된다. 따라서, 전면기판(20)으로 투과되는 가시광의 투과율을 높이기 위해 투과형 형광체인 제 2형광체층(120)의 두께는 반사형 형광체인 제 1형광체층(110) 및 제 3형광체층(130)의 두께보다 얇게 형성하는 것이 바람직하다. 즉, 상기 제 2형광체층(120)에서 가시광의 투과율은 형광체층의 두께에 대략 반비례하게 되므로, 제 2형광체층(120)은 방전셀의 발광효율 등을 고려하여 적정한 두께로 형성된다. 그러나, 제 1형광체층(110)과 제 3형광체층(130)은 가시광을 반사시키므로 방전셀의 발광효율을 고려하여 충분한 두께로 형성된다.
상기 형광체층(110, 120, 130)은 자외선을 받아 가시광선을 발생하는 성분을 가지는데, 적색 발광 방전셀에 형성된 적색 형광체층은 Y(V,P)O4:Eu 등과 같은 형광체를 포함하고, 녹색 발광 방전셀에 형성된 녹색 형광체층은 Zn2SiO4:Mn 등과 같은 형광체를 포함하며, 청색 발광 방전셀에 형성된 청색 형광체층은 BAM:Eu 등과 같은 형광체를 포함하여 형성될 수 있다. 따라서, 상기 형광체층(110, 120, 130)은 적색발광, 녹색발광, 청색발광 형광체층으로 구분되어 인접하는 각각의 방전셀(90) 내부에 형성되며, 적색발광, 녹색발광, 청색발광 형광체층이 형성된 서로 인접하는 방전셀(90)이 조합되어 칼라 화상을 구현하는 단위화소를 형성하게 된다.
상기 방전셀(90)들은 배면기판(10) 상면의 제 1유전체층(45)과 배면격벽층(30)과 전면격벽층(55) 및 전면기판(20)에 의하여 한정되어 형성된다. 상기 방전셀(90)은 내부에 플라즈마 방전을 일으킬 수 있도록 방전가스(예를 들면, 제논(Xe), 네온(Ne)등을 포함한 혼합가스)가 충전되어 있다. 또한, 상기 방전셀(90)은 상기에서 설명한 바와 같이 내부에 자외선을 흡수하여 가시광을 방출하는 형광체층(110, 120, 130)이 소정 영역에 형성된다. 상기 방전셀(90)은 각 형광체의 발광 효율에 따라 폭이나 길이가 다를 수 있다. 또한 상기 방전셀(90)에는 어드레스 방전과 유지 방전이 진행되는 전극들이 중앙부분과 하부에 배치된다.
다음은 본 발명에 따른 플라즈마 디스플레이 패널의 방전 과정에 대하여 설명한다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 플라즈마 디스플레이 패널의 방전 과정을 나타낸 구동 파형도이고, 도 5a 내지 도 5g는 본 발명의 실시예에 따른 구동파형에 기초한 벽전하 분포도이다. 이하에서는, 어드레스전극을 X전극, 주사전극을 Y전극, 유지전극을 Z전극이라 하기로 한다.
도 4에 도시한 본 발명의 실시예에 따른 구동방법에 의하면, 각 서브필드는 리셋구간, 어드레스구간, 유지구간으로 구성된다. 그리고 리셋구간은 다시 소거구 간(Ⅰ), Y전극 상승파형구간(Ⅱ) 및 Y전극 하강파형 구간(Ⅲ)으로 이루어진다.
소거구간(Ⅰ)은 이전의 유지방전 구간에 형성된 벽전하를 소거하는 역할을 한다. 본 실시예에 따르면, 유지방전 구간의 마지막 시점에 Z전극에 유지방전 전압 펄스가 인가되고, Y전극에는 Z전극에 인가된 전압보다 낮은 전압(예컨대, 접지전압)이 인가되었다고 가정한다. 그러면, 도 5a와 같이, Y전극 및 X전극에는 (+)벽전하가 형성되고, Z전극에는 (-)벽전하가 형성된다.
소거구간(Ⅰ)에서는 Z전극 및 X전극을 접지전압으로 바이어스시킨 상태에서, Y전극에 Va전압에서 접지전압까지 완만하게 하강하는 램프 파형을 인가한다. 그러면, 도 5a에 도시한 바와 같이 유지방전 구간시 형성되었던 벽전하는 소거된다.
Y전극 상승파형 구간(Ⅱ) 동안에는 Z전극 및 X전극을 접지전압으로 바이어스시킨 상태에서, Y전극에 전압 Vb에서 Vc로 완만하게 상승하는 램프 파형을 인가한다. 이 상승 파형이 인가되는 동안, 모든 방전셀에서는 Y전극으로부터 X전극 및 Z전극으로 각각 미약한 리셋 방전이 일어난다. 그 결과, 도 5b에 도시한 바와 같이, Y전극에 (-)벽전하가 축적되고, 동시에 X전극 및 Z전극에는 (+)벽전하가 축적된다.
Y전극 하강파형 구간(Ⅲ)에서는 Z전극을 Vd전압으로, X전극을 접지전압으로 바이어스시킨 상태에서, Y전극에 전압 Ve로부터 접지 전압을 향해 완만하게 하강하는 램프 파형을 인가한다. 이 때, Vb=Ve로 설정하는 것이 회로구성을 간단히 할 수 있다는 점에서 바람직하나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. 이 램프 전압이 하강하는 동안 다시 모든 방전셀에서는 미약한 리셋 방전이 일어난다. 이 때, Y전극 하강파형 구간은 Y전극 상승파형 구간에 의해 쌓인 벽전하를 천천히 감소시키기 위 한 것이므로, 하강 파형의 시간을 길게 가지고 갈수록(즉, 기울기를 완만하게 할수록) 감소되는 벽전하량을 정밀하게 제어할 수 있기 때문에 어드레스 방전에 유리하다. Y전극에 하강 파형을 인가한 결과, 모든 셀의 각 전극에 쌓였던 벽전하가 균등하게 소거되어, 도 5c에 도시한 바와 같이 X전극에는 (+)벽전하가 축적되고, 동시에 Y전극 및 Z전극에는 (-)벽전하가 축적된다.
어드레스 구간에서는 다수의 Z전극을 Vd전압으로 바이어스시킨 상태에서 Y전극에 순차적으로 스캔 전압을 인가하여 스캔 펄스를 인가하고, 동시에 X전극에는 방전을 원하는 셀에 어드레스 전압을 인가한다. 이 때, 상기 주사전극에 인가되는 스캔 펄스는 부극성의 제 1전압(Vf)과 상기 제 1전압(Vf)보다 진폭이 큰 부극성의 제 2전압(Vg)이 일정 시간 간격을 두고 순차적으로 인가된다. 상기 제 1전압(Vf)이 인가되는 동안에는, 도 5d와 같이, Y전극(Vf)과 X전극(V1)이 서로 방전하는 트리거(trigger) 방전이 일어나고, 상기 제 2전압(Vg)이 인가되는 동안에는, 도 5e와 같이, 상기 Y전극(Vg)과 상기 Z전극(Vd)이 서로 방전하는 주방전이 일어난다. 이는 Y전극과 Z전극 사이의 거리에 비해서 Y전극과 X전극 사이의 거리가 훨씬 더 가까워서 Y전극과 X전극 사이에 인가되는 전기장이 더 크기 때문이다. 따라서, Y전극에 제 1전압(Vf)이 인가되는 동안에는 Y전극에 인가된 Vf전압과 X전극에 인가된 V1사이에서 일어나는 트리거 방전이 주도적 역할을 하게 된다. 한편, Y전극에 제 2전압(Vg)이 인가되는 동안에는 이미 발생한 트리거 방전이 확산되고, Y전극에 인가된 Vg 전압과 Z전극에 인가된 Vd전압 사이에서 주방전이 일어난다.
또한, 어드레스 구간내에서는 상기 스캔펄스는 전압 상승 구간에서만 상기 제 1전압(Vf)과 제 2전압(Vg)이 순차적으로 인가되고, 전압 하강 구간에서는 상기 제 2전압(Vg)에서 접지전압으로 하강하게 된다. 이는 어드레스 기간을 최소화하고 대신 유지 기간을 늘려 휘도를 향상시키기 위함이다.
유지 구간에서는 다수의 X전극을 접지 전압으로 바이어스시킨 상태에서 Y전극과 Z전극에 교대로 인가되는 유지펄스가 정극성의 제 3전압(Vh)과 상기 제 3전압(Vh)보다 진폭이 큰 정극성의 제 4전압(Vi)이 일정 시간 간격을 두고 순차로 인가된다. 상기 제 3전압(Vh)이 인가되는 동안에는, 도 5f와 같이, Y전극(Vh)과 X전극(접지전압)이 서로 방전하는 트리거 방전이 일어나고, 상기 제 4전압(Vi)이 인가되는 동안에는, 도 5g와 같이, Y전극(Vi)과 Z전극(접지전압)이 서로 방전하는 주방전이 일어난다. 이는 Y전극과 Z전극 사이의 거리에 비해서 Y전극과 X전극 사이의 거리가 훨씬 더 가까워서 Y전극과 X전극 사이에 인가되는 전기장이 더 크기 때문이다. 따라서, Y전극에 제 3전압(Vh)이 인가되는 동안에는 Y전극에 인가된 Vh전압과 X전극에 인가된 접지전압 사이에서 일어나는 트리거 방전이 주도적 역할을 하게 된다. 한편, Y전극에 제 4전압(Vi)이 인가되는 동안에는 이미 발생한 트리거 방전이 확산되고, Y전극에 인가된 Vi 전압과 Z전극에 인가된 접지전압 사이에서 주방전이 일어난다.
또한, 유지 구간내에서는 상기 어드레스 구간에서와는 달리 유지펄스는 전압 상승 구간에서는 상기 제 3전압(Vh)과 상기 제 4전압(Vi)이 순차적으로 인가되고, 전압 하강 구간에서는 상기 제 4전압(Vi)과 상기 제 3전압(Vh)이 순차적으로 인가되어, 상기 전압 상승 구간과 상기 전압 하강 구간이 서로 선대칭을 이루게 형성할 수도 있다.
이처럼 본 실시예에 따르면, 어드레스 구간 및 유지 구간의 초기에는 Y전극과 X전극간의 트리거 방전에 의해 방전을 수행하기 때문에 초기 입자수가 적은 상태에서도 충분한 방전을 수행하고, 정상적인 상태에서는 Y전극과 Z전극간의 주방전에 의해 방전을 수행하기 때문에 안정적인 방전을 수행할 수 있다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시예에 한정되지 아니하며, 특허청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형의 실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 특허청구범위 기재의 범위 내에 있게 된다.
본 발명에 따른 플라즈마 디스플레이 패널에 의하면, 대향방전 구조에서 배면기판의 상부에 형성되는 격벽의 형태를 스프라이프형으로 함으로써 주사전극과 어드레스전극간의 거리를 줄여 어드레스 방전 전압을 낮추고, 어드레스 구간 및 유지 구간에 다단계 펄스를 인가함에 의한 트리거 방전을 활용하여 유지 방전 전압을 낮춤으로써 소비전력을 절감함과 동시에 발광효율을 높일 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명에 의하면 낮은 정격 전압을 갖는 반도체 소자를 사용할 수 있어 제조 비용을 감소시킬 수 있는 효과가 있다.

Claims (21)

  1. 제 1기판 및 상기 제 1기판과 대향하는 제 2기판;
    상기 제 1기판의 상부방향에 형성되며 일방향으로 평행하게 배치되는 제 1격벽을 포함하면서 다수의 방전셀을 구획하는 배면격벽층;
    상기 배면격벽층에 의해 구획되는 방전셀 내부에 형성되는 제 1형광체층;
    상기 제 1형광체층 하측에 위치하며 상기 제 1격벽과 평행하게 배치되는 다수의 어드레스전극들;
    상기 제 2기판의 하부에 형성되며 상기 배면격벽층과 함께 다수의 방전셀을 구획하는 전면격벽층;
    상기 전면격벽층의 내부에 형성되며, 상기 어드레스전극들과 교차하면서 교대로 배치되는 주사전극들 및 유지전극들;을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 전면격벽층은 방전셀이 구획되도록 폐쇄형으로 형성된 제 2격벽과, 상기 제 2격벽의 하부에 위치하며 상기 주사전극들 및 유지전극들을 내부에 포함하며 방전셀이 구획되도록 상기 제 2격벽과 대응되도록 폐쇄형으로 형성된 제 3격벽을 구비하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 제 2격벽과 상기 제 3격벽은 상기 전면기판에 평행한 방향으로의 단면이 사각형, 육각형, 원형 중 어느 하나의 형상으로 형성되는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 전면격벽층은 상기 배면격벽층과 대응되는 형상으로 서로 평행하게 형성되는 제 2격벽과, 상기 제 2격벽의 하부에 위치하며 상기 주사전극들 및 유지전극들을 내부에 포함하며 방전셀이 구획되도록 폐쇄형으로 형성된 제 3격벽을 구비하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 제 3격벽은 상기 전면기판에 평행한 방향으로의 단면이 사각형, 육각형, 원형 중 어느 하나의 형상으로 형성되는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널.
  6. 제 2항 또는 제 4항에 있어서,
    상기 제 2격벽은 표면에 제 2형광체층이 형성되는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널.
  7. 제 6항에 있어서,
    상기 제 2형광체층은 투과형 형광체로 이루어진 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널.
  8. 제 2항 또는 제 4항에 있어서,
    상기 제 3격벽은 표면에 제 3형광체층이 형성되는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널.
  9. 제 8항에 있어서,
    상기 제 3형광체층은 반사형 형광체로 이루어진 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널.
  10. 제 1항에 있어서,
    상기 제 1형광체층은 반사형 형광체로 이루어진 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널.
  11. 제 1항에 있어서,
    상기 주사전극들과 상기 유지전극들은 상기 전면기판으로부터 같은 거리만큼 이격되어 서로 마주보는 위치에 형성되는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널.
  12. 제 1항에 있어서,
    상기 주사전극들과 상기 유지전극들은 금속 전극으로 형성되는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널.
  13. 제 12항에 있어서,
    상기 금속 전극은 은(Ag), 구리(Cu), 크롬(Cr) 중 어느 하나의 재질로 형성된 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널.
  14. 제 2항 또는 제 4항에 있어서,
    상기 제 2격벽은 유전체로 형성되는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널.
  15. 제 14항에 있어서,
    상기 유전체는 산화지르코늄(ZrO2), 산화티타늄(TiO2), 산화알루미늄(Al2O3)중 어느 하나로 이루어지는 필러(filler)와, 크롬(Cr), 구리(Cu), 코발트(Co) 중 어느 하나로 이루어지는 안료를 포함하여 형성되는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널.
  16. 제 1항에 있어서,
    상기 플라즈마 디스플레이 패널은 리셋 구간, 어드레스 구간, 유지방전 구간을 갖는 구동신호에 의해 구동되고,
    상기 어드레스 구간에서 상기 주사전극에 인가되는 스캔펄스는 부극성의 제 1전압과 상기 제 1전압보다 진폭이 큰 펄스를 가지는 부극성의 제 2전압이 순차로 인가되며, 상기 유지전극에 인가되는 유지펄스는 소정의 정극성 전압으로 바이어스된 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널.
  17. 제 16항에 있어서,
    상기 제 1전압이 인가되는 동안에는 상기 주사전극과 상기 어드레스전극이 서로 방전하는 트리거(trigger)방전이 일어나고, 상기 제 2전압이 인가되는 동안에는 상기 주사전극과 상기 유지전극이 서로 방전하는 주방전이 일어나는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널.
  18. 제 16항에 있어서,
    상기 스캔펄스는 전압 상승 구간에서만 상기 제 1전압과 상기 제 2전압이 순차적으로 인가되고, 전압 하강 구간에서는 상기 제 2전압에서 접지전압으로 하강하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널.
  19. 제 1항에 있어서,
    상기 플라즈마 디스플레이 패널은 리셋 구간, 어드레스 구간, 유지방전 구간 을 갖는 구동신호에 의해 구동되고,
    상기 유지방전 구간에서 상기 주사전극과 상기 유지전극에 교대로 인가되는 유지펄스는 정극성의 제 3전압과 상기 제 3전압보다 진폭이 큰 펄스를 가지는 정극성의 제 4전압이 순차로 인가되는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널.
  20. 제 19항에 있어서,
    상기 제 3전압이 인가되는 동안에는 상기 주사전극과 유지전극 중 어느 하나와 상기 어드레스전극이 서로 방전하는 트리거(trigger)방전이 일어나고, 상기 제 4전압이 인가되는 동안에는 상기 주사전극과 상기 유지전극이 서로 방전하는 주방전이 일어나는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널.
  21. 제 19항에 있어서,
    상기 유지펄스는 전압 상승 구간에서는 상기 제 3전압과 상기 제 4전압이 순차적으로 인가되고, 전압 하강 구간에서는 상기 제 4전압과 상기 제 3전압이 순차적으로 인가되어, 상기 전압 상승 구간과 상기 전압 하강 구간이 서로 선대칭을 이루는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널.
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