KR20070105136A - 플라즈마 디스플레이 패널 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 플라즈마 디스플레이 패널의 고효율을 달성하기 위하여, 서로 마주보는 전면 기판 및 배면 기판; 상기 전면 기판과 상기 배면 기판 사이의 공간을 복수 개의 방전 셀들로 한정하는 격벽; 상기 전면 기판을 따라 길게 연장되며, 서로 이격되어 마주보고, 방전을 일으키는 X 전극 및 Y 전극으로 이루어진 복수 쌍의 유지 전극들; 상기 배면 기판을 따라 길게 연장되며, 상기 방전 셀들에 대응되는 부분에서 상기 유지 전극들과 교차하는 복수 개의 어드레스 전극들; 및 상기 방전 셀들 내에 형성되는 적색, 녹색 및 청색의 가시광선을 발광하는 발광 물질을 포함하며, 상기 어느 하나의 방전 셀에서, 방전 셀을 한정하는 격벽들 사이의 거리인 셀 피치에 대하여 상기 X 전극과 상기 Y 전극 사이의 이격 거리인 전극 갭의 비율이 0.2 내지 0.4인 플라즈마 디스플레이 패널을 제공한다.

Description

플라즈마 디스플레이 패널{Plasma display panel}

도 1은 본 발명의 일 실시예에 관한 플라즈마 디스플레이 패널의 개략적인 분해 사시도이다.

도 2는 도 1에 도시된 플라즈마 디스플레이 패널의 전면 기판 위에서 바라본 셀 피치(P)와 전극 갭(G)을 나타낸 도면이다.

도 3은 도 1에 도시된 플라즈마 디스플레이 패널을 나타내는 단면도이다.

도 4는 도 3에 도시된 플라즈마 디스플레이 패널의 셀 피치가 640마이크로미터이고 전극 갭이 80,180 마이크로미터일 때의 각 방전 시뮬레이션을 나타내는 도면이다.

도 5는 도 3에 도시된 플라즈마 디스플레이 패널의 전극 갭과 셀 피치의 비에 따른 효율 향상 범위를 나타내는 도면이다.

도 6a는 종래의 플라즈마 디스플레이 패널에서 시간의 경과에 따라 셀 내의 방전 시뮬레이션을 나타내는 도면이다.

도 6b는 본 발명의 일 실시예에 관한 플라즈마 디스플레이 패널에서 시간의 경과에 따라 셀 내의 방전 시뮬레이션을 나타내는 도면이다.

도 7은 도 3에 도시된 플라즈마 디스플레이 패널의 셀 피치(P)와 전극 갭(G)의 비(G/P)에 따른 Vt폐곡선(Voltage transfer closed curve)을 나타내는 도면이 다.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 간단한 설명 *

11: 배면 기판

12: 어드레스 전극

13: 제1 유전체 층

14: 격벽

15: 형광체 층

21: 전면 기판

22: 유지 전극

23: 버스 전극

24: 제2 유전체 층

25: 보호막 층

31: 방전 셀

본 발명은 플라즈마 디스플레이 패널 및 그 제조 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 플라즈마 디스플레이 패널의 효율을 최대화함으로써 고효율을 달성할 수 있는 플라즈마 디스플레이 패널 및 그 제조 방법에 관한 것이다.

통상적으로 플라즈마 디스플레이 패널은 가스방전현상을 이용하여 화상을 표 시하기 위한 것으로서, 표시용량, 휘도, 콘트라스트, 잔상, 시야각 등의 각종 표시능력이 우수하여, CRT(cathode ray tube)를 대체할 수 있는 장치로 각광을 받고 있다. 이러한 플라즈마 디스플레이 패널은 전극에 인가되는 직류 또는 교류 전압에 의하여 전극 사이의 가스에서 방전이 발생하고, 여기에서 수반되는 자외선의 방사에 의하여 형광체를 여기 시켜 발광하게 된다.

종래의 플라즈마 디스플레이 패널에서는, 전면 유리 기판의 내부 표면에는 디스플레이 전극에 해당하는 한 쌍의 투명한 X 표시 전극 및 Y 표시 전극으로 이루어진 유지 전극이 형성되고, 배면 유리 기판의 내부 표면에는 어드레스 전극이 형성된다. 상기 유지 전극은 X 표시 전극과 Y 표시 전극이 한 쌍을 이루게 되며, 그 사이에서는 작동 시에 유지 방전이 발생한다.

한편, 배면 유리 기판에는 격벽이 형성되며, 격벽에 의해 셀이 형성된다.

위와 같은 구성을 가지는 플라즈마 디스플레이 패널의 작동을 개략적으로 설명하면, 우선 어드레스 전극과 어느 하나의 표시 전극 사이의 방전을 일으킬 수 있도록 고전압인 트리거 전압(trigger voltage)이 인가된다. 트리거 전압에 의해 셀에서 방전이 발생하게 된다. 트리거 전압이 쓰레숄드 전압(threshold voltage)을 넘어서면 셀 내에 충전된 방전 가스 등은 방전에 의해 플라즈마 상태가 되며, X 표시 전극과 Y 표시 전극 사이에서 안정적인 방전 상태를 유지할 수 있다. 이러한 유지 방전 상태에서는 방전광 중에서 자외선 영역의 광들이 셀 내의 형광체에 충돌하여 발광하게 되며, 그에 따라서 셀 별로 형성되는 각각의 화소는 화상을 디스플레이 할 수 있게 된다.

위에 설명된 바와 같은 플라즈마 디스플레이 패널의 설계에 있어서 고려해야 하는 요소는 휘도, 마진, 크로스 토크(cross-talk)등이 있을 수 있으며, 다른 중요한 하나의 요소로서는 패널의 효율을 들 수 있다. 패널의 효율은 입력되는 에너지에 대한 휘도 값으로 정의될 수 있으며, 낮은 에너지의 입력에 대하여 높은 휘도를 얻을 수 있는 패널이 고효율 패널이다.

종래기술에서는 유지전압 구동을 위해 전극 갭(G)을 통상 70 내지 100마이크로미터로 유지하고 있다. 전극 갭(G)은 유지 전극인 X 표시 전극과 Y 표시 전극간의 거리를 가리킨다. 또한, 유지 전극의 위치가 셀 방전 안쪽 혹은 격벽 상부에 위치해 있다. 일반적으로 하판은 스트라이프, 매트릭스 등의 구조를 취하고 있다.

종래 기술에 의한 기존 패널은 제작은 용이하나 발광 효율이 2lm/W 이하의 광 효율 값을 지니고 있는 현실이다. 기존에 VGA(640ㅧ480), SVGA(800ㅧ600)급 플라즈마 디스플레이 패널이 주로 생산되어 왔으나, HDTV용 패널(1920ㅧ1035)의 개발을 위해서는 고정세화가 필요하다. 그러기 위해서는 고효율의 패널이 요구된다.

본 발명은 셀 피치와 전극 갭의 비를 한정함으로써 고효율을 달성할 수 있는 플라즈마 디스플레이 패널을 제공한다.

본 발명은, 서로 마주보는 전면 기판 및 배면 기판; 상기 전면 기판과 상기 배면 기판 사이의 공간을 복수 개의 방전 셀들로 한정하는 격벽; 상기 전면 기판을 따라 길게 연장되며, 서로 이격되어 마주보고, 방전을 일으키는 X 전극 및 Y 전극 으로 이루어진 복수 쌍의 유지 전극들; 상기 배면 기판을 따라 길게 연장되며, 상기 방전 셀들에 대응되는 부분에서 상기 유지 전극들과 교차하는 복수 개의 어드레스 전극들; 및 상기 방전 셀들 내에 형성되는 적색, 녹색 및 청색의 가시광선을 발광하는 발광 물질을 포함하며, 상기 어느 하나의 방전 셀에서, 방전 셀을 한정하는 격벽들 사이의 거리인 셀 피치에 대하여 상기 X 전극과 상기 Y 전극 사이의 이격 거리인 전극 갭의 비율이 0.2 내지 0.4인 플라즈마 디스플레이 패널을 개시한다.

본 발명에 있어서, 상기의 전극 갭은 120 마이크로미터 이상일 수 있다.

본 발명에 있어서, 상기의 전극 갭이 상기 격벽의 상기 전면 기판 방향으로의 높이보다 더 클 수 있다.

본 발명에 있어서, 상기의 유지 전극 상에 상기의 유지 전극의 폭보다 좁은 폭으로 상기의 유지 전극을 따라서 형성되는 버스 전극을 포함할 수 있다.

본 발명에 있어서, 상기 전면 기판 과 배면 기판 상에 각각 형성되어 상기의 전극들을 덮는 유전체 층을 포함할 수 있다.

본 발명은 상기 전면 기판 상에 형성된 유전층상에 도포된 보호막을 포함할 수 있다.

본 발명에 있어서 상기 발광 셀 피치(P)는 방전 셀에서 격벽 안쪽까지의 거리로 한정되고 상기 전극 갭(G)은 방전 셀 중간에 투명 유지 전극 사이의 거리로 한정될 수 있다.

이하, 첨부된 도면들에 도시된 본 발명에 관한 실시예를 참조하여 본 발명의 구성 및 작용을 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 관한 플라즈마 디스플레이 패널의 개략적인 분해 사시도이고, 도 2는 도 1에 도시된 플라즈마 디스플레이 패널의 전면 기판 위에서 바라본 셀 피치(P)와 전극 갭(G)을 나타낸 도면이다. 도 3은 도 1에 도시된 플라즈마 디스플레이 패널을 나타내는 단면도이다.

도 1 내지 도 3에 도시된 본 발명의 일 실시예에 관한 플라즈마 디스플레이 패널은, 배면 기판(11)과, 상기 배면 기판 상면에 소정의 패턴으로 어드레스 전극들(12)을 포함한다. 그리고 상기의 배면 기판 상에 어드레스 전극을 매립하는 제1 유전체 층(13)을 포함한다.

상기 배면 기판(11)은 투명한 전면 기판(21)과 결합하여 방전공간을 형성하게 된다. 상기 배면 기판(21)과 대향 되는 전면 기판(21)의 내면에는 상기 어드레스 전극들(12)과 직교하는 방향으로 X 표시 전극과 Y 표시 전극이 한 조로 이루어진 유지 전극(22)들이 형성된다. 전극 갭(G)은 상기 X, Y 표시 전극들 사이의 간격으로 방전개시전압 또는 화소 등을 감안하여 조정될 수 있다. 그리고 상기 X 표시 전극과 Y 표시 전극이 한 조로 이루어진 유지 전극(22)들은 투명한 ITO로 이루어진다. 유지 전극인 X 표시 전극, Y 표시 전극 각각 들에는 버스 전극(23)들이 각각 X 표시 전극과 Y 표시 전극을 따라 형성된다. 이는 유지 전극(22)의 길이가 증가할수록 라인 저항도 함께 증가하는 현상을 방지 하기 위한 목적으로 X 및 Y 표시 전극(12)의 표면에 각각 형성되는 것이다. 상기 버스 전극(23)은 은, 은 합금, 알루미늄 등과 같은 금속으로 이루어지며, 상기 X 표시 전극, Y 표시 전극의 폭보다 매우 좁은 폭으로 형성된다.

상기의 전면 기판(21) 내부 표면에는 상기의 유지 전극(22)과 버스 전극(23)을 덮는 제2 유전체 층(24)이 적층된다.

상기의 제2 유전체 층(24)상에 보호막(25)을 형성할 수 있는데 상기 보호막(25)은 MgO등의 재료를 이용해 형성하며 상기의 유지 전극(22)과 버스 전극(23), 및 제2 유전체 층(24)을 보호하는 목적과 더불어 방전 시 2차 전자의 방출을 증가시켜 방전을 용이하게 한다.

상기와 같이 제1 유전체 층과 제2 유전체 층이 각각 형성된 배면 기판(11)과 전면 기판 (21)의 사이에는 방전 셀을 구획하는 격벽(14)들이 형성된다. 상기 격벽(14)들은 어드레스 전극들(12)의 사이에 상기 어드레스 전극과 나란하게 형성되며, 상기의 제1 유전체 층(13) 상부 표면에 형성된다.

상기의 버스 전극(23)의 폭은 상기의 격벽(14)의 폭을 웃도는 구조를 취할 수 있다.

상기의 격벽(14)에 의해 형성된 셀(31)내에는 네온 및 제논 같은 불활성 가스가 충전된다. 또한, 각각의 셀(31)을 형성하는 격벽(14)의 내측에는 소정 부위에 형광체(15)가 도포된다.

상기의 형광체(15)는 적색, 녹색 및 청색이다. 플라즈마 디스플레이 패널에서 픽셀은 격벽들에 의해 형성된 셀과, 셀에 도포된 적색, 녹색 및 청색의 형광체에 의해 형성되며 상기 각 셀의 상부에는 투명한 한 쌍의 표시 전극이 배치된다. 그리고 하나의 픽셀은 적색, 녹색 및 청색의 3개의 서브 픽셀로 이루어진다.

플라즈마 디스플레이 패널에서 상기의 셀들은 소정의 셀 피치(P)를 가지는 데, 이 셀 피치(P)는 플라즈마 디스플레이 장치의 설계조건에 따라 다소의 차이가 있다.

본 발명에서는 상기 셀 피치(P)과 전극 갭(G)을 변화시켜 그 비(G/P)가 0.2 내지 0.4의 비율을 규정하고 있다. 다음의 표는 G/P가 0.2 내지 0.4를 만족하는 셀 피치,전극 갭의 조합을 나타낸다.

셀 피치(㎛)	전극 갭과 셀 피치의 비(G/P)
	0.2	0.25	0.3	0.35	0.4
480	96	120	144	168	192
570	114	142.5	171	199.5	228
640	128	160	192	224	256
800	160	200	240	280	320

이러한 구조의 형성의 배경은 기존 전극 갭(70 내지 100마이크로미터)보다 방전 셀내의 확산이 활성화되어 플라즈마 디스플레이 패널의 제논(Xe) 가스의 여기종에 의한 진공자외선(VUV)의 발생 확률을 극대화하여 발광 휘도 상승에 기여하기 때문이다.

도 4는 플라즈마 디스플레이 패널의 셀 피치(P)가 640마이크로미터이고 전극 갭(G)이 80(a), 180(b)마이크로미터일 때의 각 방전 시뮬레이션을 나타내는 도면인데 방전 확산에 의한 휘도 상승이 180마이크로미터 일 때 높음을 보여준다. 방전 확산에 의한 휘도상승은 투명전극의 갭이 적어도 120마이크로미터 이상 되어야 효과가 있다.

상판에서의 전극 갭(G)값이 셀 영역에서 일정 비율 이하이거나 또는 그 이상일 경우 방전형성 시 전극 간의 방전을 용이하게 활용할 수 없다. G/P값이 0.2 이 내일 경우 방전의 안정성은 향상되지만 전자밀도가 중앙부분에 한정되어 광 효율을 극대화할 수 없다. 또한, G/P값이 0.4 이상일 경우엔 방전전압이 급격히 상승하여 방전개시전압과 유지전압이 일반 구동조건에서는 구현할 수 없는 플라즈마 디스플레이 패널의 상태가 된다.

일반구조에서 방전을 유도할 수 있고 플라즈마 방전 확산이 광 효율 상승으로 관여할 수 있는 영역이 중요한데 이는 상판 전극 형태와 방전공간의 영역에 관계된 것으로서 G/P가 0.2 내지 0.4인 경우에 방전확산에 기여하는 구조를 취하게 되고 궁극적으로 플라즈마 디스플레이 패널 효율의 향상에 기여하게 된다.

도 5는 플라즈마 디스플레이 패널의 전극 갭(G)과 셀 피치(P)의 비에 따른제논(Xe) 가스의 진공자외선(VUV)변환 효율 향상 범위를 나타내는 도면이다. 도 5는 전극 갭의 크기가 증가하면서 변환 효율의 값이 증가하는 것을 보여주고 있다.

셀 피치(P)는 방전공간을 한정하며 전극 갭(G)은 셀 내에 존재하는 전극의 면적을 한정하는 중요한 변수이다. 전극 갭(G)이 커질수록 방전 개시전압은 상승하지만 방전 경로의 상승으로 인해 광 효율 증대에 도움이 될 수 있고 또한 전극면적감소로 인해 정전 용량 값이 감소함에 따라 광 효율을 상승시킨다.

도 6a는 종래의 플라즈마 디스플레이 패널에서 시간의 경과에 따라 셀 내의 방전 시뮬레이션을 나타내는 도면이고 도 6b는 본 발명의 일 실시예에 관한 플라즈마 디스플레이 패널에서 시간의 경과에 따라 셀 내의 방전 시뮬레이션을 나타내는 도면이다.

도 6a를 참조하면, 종래의 플라즈마 디스플레이 패널에서는 12.1 마이크로 초(㎲)에 X 전극에서 방전개시, 12.2㎲에 Y 전극으로 확장 후 캐소드 펄(cathode fall) 형성, 12.3㎲에 전극 가장자리로 방전 확장, 12.4㎲에 방전 소멸 현상이 일어남을 알 수 있다.

도 6b를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 관한 플라즈마 디스플레이 패널은 G/P가 0.2 내지 0.4이며, 이 경우에 12.1㎲에 X 전극까지 방전개시, 12.2㎲에 X-Y롱갭 방전 강화, 12.3㎲에 방전 확산 영역이 길게 형성, 12.4㎲에 방전 약화가 일어남을 알 수 있다.

도 7은 플라즈마 디스플레이 패널의 셀 피치와 전극 갭의 비(G/P)에 따른 Vt 폐곡선을 나타내는 도면이다. Vt 폐곡선(Voltage Transfer Closed Curve)은 X-Y 표시 전극간의 셀 전압과 A(어드레스전극)-Y 표시 전극간의 셀 전압을 직교좌표평면으로 나타낸 셀 전압평면상에 미소방전이 개시하는 셀 전압점을 플롯한 점들의 집합이다. 도 7의 (a),(b),(c)는 각각 G/P값이 (a) 0.2 이내 (b) 0.2 내지 0.4 (c) 0.4 초과일 경우로 1사분면의 수직부분(1)이 X-Y와의 방전관계를 나타내고 있고 거리가 좁아질수록 방전 마진이 감소한다.수평부분(2)는 A-Y와의 방전영역을 표시한 것으로 길어질수록 유지 방전보다 대향 방전이 진행되므로 오방전이 일어난다.

따라서 G/P의 비가 커질수록 유지 전극 간의 전압마진이 급격히 감소하므로 G/P가 0.2 내지 0.4 범위에서 구동 마진을 형성한다.

본 발명과 기존 구조와의 또 다른 차이점은 기존 발명의 구조보다 전극 갭이 격벽의 높이 보다 더 넓게 형성되어 있다는 것이다. 이러한 구조의 형성은 방전 셀 내에서 방전시 유지 전극간 방전뿐 아니라 상, 하판 전극 사이에서도 방전이 형성 되는 점을 이용하는 것이다.

본 발명에 관한 플라즈마 디스플레이 패널은 셀 피치와 격벽의 평면상 면적의 비율을 일정한 범위 내에서 한정 함으로서 고효율의 플라즈마 디스플레이 패널을 제공한다는 장점이 있다. 본 발명은 첨부된 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나, 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및, 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 범위는 첨부된 청구 범위에 의해서만 정해져야 할 것이다.

Claims (6)

1. 서로 마주보는 전면 기판 및 배면 기판;

   상기 전면 기판과 상기 배면 기판 사이의 공간을 복수 개의 방전 셀들로 한정하는 격벽;

   상기 전면 기판을 따라 길게 연장되며, 서로 이격되어 마주보고, 방전을 일으키는 X 전극 및 Y 전극으로 이루어진 복수 쌍의 유지 전극들;

   상기 배면 기판을 따라 길게 연장되며, 상기 방전 셀들에 대응되는 부분에서 상기 유지 전극들과 교차하는 복수 개의 어드레스 전극들; 및

   상기 방전 셀들 내에 형성되는 적색, 녹색 및 청색의 가시광선을 발광하는 발광 물질을 포함하며,

   상기 어느 하나의 방전 셀에서, 방전 셀을 한정하는 격벽들 사이의 거리인 셀 피치에 대하여 상기 X 전극과 상기 Y 전극 사이의 이격 거리인 전극 갭의 비율이 0.2 내지 0.4인 플라즈마 디스플레이 패널.
2. 제1 항에 있어서,

   상기 전극 갭이 120 마이크로미터 이상인 플라즈마 디스플레이 패널.
3. 제1 항에 있어서,

   상기 전극 갭이 상기 격벽의 상기 전면 기판 방향으로의 높이보다 더 큰 플 라즈마 디스플레이 패널.
4. 제1 항에 있어서,

   상기 상기의 유지 전극 상에 상기의 유지 전극의 폭보다 좁은 폭으로 상기의 유지 전극을 따라서 형성되는 버스 전극을 포함하는 플라즈마 디스플레이 패널.
5. 제1 항에 있어서,

   상기 전면 기판 과 배면 기판 상에 각각 형성되어 상기의 전극들을 덮는 유전층을 포함하는 플라즈마 디스플레이 패널.
6. 제5 항에 있어서,

   상기 전면 기판 상에 형성된 유전층상에 도포된 보호막을 포함하는 플라즈마 디스플레이 패널.

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