KR20070107871A - 플라즈마 디스플레이 패널 - Google Patents

플라즈마 디스플레이 패널 Download PDF

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KR20070107871A
KR20070107871A KR1020060040403A KR20060040403A KR20070107871A KR 20070107871 A KR20070107871 A KR 20070107871A KR 1020060040403 A KR1020060040403 A KR 1020060040403A KR 20060040403 A KR20060040403 A KR 20060040403A KR 20070107871 A KR20070107871 A KR 20070107871A
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권승욱
장태웅
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삼성에스디아이 주식회사
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Abstract

본 발명은 모든 방전셀들이 동일한 커패시턴스 및 방전 개시 전압을 가짐으로써 과방전을 방지할 수 있고 방전 개시 전압을 감소시킬 수 있는 플라즈마 디스플레이 패널을 제공하는 것을 목적으로 한다. 이를 달성하기 위하여, 본 발명은 제1기판; 상기 제1기판에 이격되어 대향하도록 배치되는 제2기판; 상기 제1기판 및 제2기판 사이에 배치되고, 방전을 일으키는 공간인 방전셀들을 한정하는 격벽들; 상기 방전셀들을 가로질러 연장되는 X 전극 및 Y 전극을 포함하는 방전전극쌍들; 상기 방전셀에서 상기 방전전극쌍과 교차하도록 상기 방전셀들을 가로질러 연장되는 어드레스 전극들; 및 상기 방전셀 내에 배치되며, 적색 발광 형광체, 녹색 발광 형광체 및 청색 발광 형광체 중 어느 하나로 형성되는 형광체층들;을 포함하고, 상기 어느 방전셀 내에 배치된 적색 발광 형광체층, 다른 방전셀 내에 배치된 녹색 발광 형광체층 및 또 다른 방전셀 내에 배치된 청색 발광 형광체층의 두께들이 서로 상이한 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널을 제공한다.

Description

플라즈마 디스플레이 패널{Plasma display panel}
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 플라즈마 디스플레이 패널을 도시하는 분리사시도이다.
도 2는 도 1에 도시된 플라즈마 디스플레이 패널을 Ⅱ-Ⅱ선을 따라 절취한 단면도이다.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 간단한 설명 *
100: 플라즈마 디스플레이 패널 111: 제1기판
115: 제1 유전체층 116: 보호층
121: 제2기판 122: 어드레스전극
123: 제2 유전체층 125: 형광체층
126: 방전셀 130: 격벽
112: Y 전극 113: X 전극
본 발명은 플라즈마 디스플레이 패널에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 형광체층의 구조를 개선한 플라즈마 디스플레이 패널에 관한 것이다.
일반적으로 플라즈마 디스플레이 패널(plasma display panel)은 기체방전으로 생성된 자외선으로 형광체를 여기 시켜 소정의 영상을 구현하는 표시장치로서, 고해상도의 대화면 구성이 가능하여 차세대 박형 표시장치로 각광받고 있다.
이러한 플라즈마 디스플레이 패널은 서로 마주보며 이격되어 배치되는 제1기판 및 제2기판, 상기 기판들 사이 공간을 복수 개의 방전셀들로 구획하는 격벽, 방전셀들 내에 주입되어 방전을 일으키는 기체, 방전셀들 내에 형성되는 형광체 및 전압이 인가되는 복수 개의 전극들을 포함한다.
플라즈마 디스플레이 패널이 영상을 구현하기 위해서는 서로 교차하는 전극들, 예컨대, 3전극 면방전 플라즈마 디스플레이 패널에서 어드레스 전극 및 스캔 전극 사이에 인가된 전압에 의해 발생된 기체 방전을 통해 어드레스 전극과 스캔 전극이 서로 교차하는 부분에 해당하는 방전셀 내에서 방전셀을 구획하는 격벽 내측에 소정의 전하를 축적함으로써 해당 방전셀을 선택하는 과정을 거쳐야 한다.
여기서, 영상을 구현하기 위하여 선택되는 방전셀에서 서로 교차하는 어드레스 전극과 스캔 전극 사이에 인가되는 전압은 그 전압이 인가되는 양 전극 사이에 형성되는 커패시턴스에 의해 영향을 받게 된다.
그런데, 일반적으로 플라즈마 디스플레이 패널에서 서로 교차하는 어드레스 전극과 스캔 전극과 같은 전극들은 모든 방전셀들에 걸쳐서 동일한 물질들에 의해서 도포되지 않기 때문에, 방전을 일으키기 위하여 서로 교차하는 어드레스 전극과 스캔 전극 사이에 인가되는 전압은 각 방전셀마다 다르게 된다.
예컨대, 3전극 면방전 플라즈마 디스플레이 패널에서, 제1기판에 형성된 스 캔 전극 측의 커패시턴스는 그 스캔 전극을 덮는 유전체 및 보호층 등에 의해 형성되고, 제2기판에 형성된 어드레스 전극 측의 커패시턴스는 그 어드레스 전극을 덮는 유전체 및 형광체에 의해 형성된다. 여기서, 스캔 전극 또는 어드레스 전극을 덮는 유전체 및 보호층 등은 모든 방전셀들에 걸쳐서 동일한 물질로 형성되지만, 어드레스 전극을 덮는 형광체는 적색 형광체가 형성되는 방전셀, 녹색 형광체가 형성되는 방전셀 및 청색 형광체가 형성되는 방전셀에서 서로 상이하게 된다. 따라서, 서로 다른 형광체들로 덮인 어드레스 전극은 각 형광체의 서로 상이한 유전율, 밀도, 입경, 두께 및 형태 등으로 인하여 각 방전셀마다 서로 다른 커패시턴스를 나타내게 된다.
따라서, 적색 방전셀, 녹색 방전셀 및 청색 방전셀의 전체적인 커패시턴스가 서로 상이하게 되므로, 적색 방전셀, 녹색 방전셀 및 청색 방전셀에서의 방전 개시 전압이 서로 달라지게 된다. 그러므로, 종래에는 모든 방전셀들에서 방전이 일어날 수 있도록 하기 위해서는 방전셀마다 다른 방전 개시 전압들 중에서 가장 높은 방전 개시 전압을 모든 방전셀들에 인가해 왔었다.
그러나, 이와 같이 가장 높은 방전 개시 전압을 모든 방전셀들에 인가할 경우에는 가장 높은 방전 개시 전압을 갖는 방전셀 이외의 다른 방전셀들에서 과방전이 일어남으로써 전하가 축적되지 않고 오히려 소모되어 오방전이 발생할 가능성이 있었다. 또한, 이 경우에는 높은 방전 개시 전압을 이용하기 때문에 소비 전력이 증가하여 플라즈마 디스플레이 패널의 효율이 저하되는 문제점이 있었다.
본 발명은 모든 방전셀들이 동일한 커패시턴스 및 방전 개시 전압을 가짐으로써 과방전을 방지할 수 있고 방전 개시 전압을 감소시킬 수 있는 플라즈마 디스플레이 패널을 제공한다.
본 발명은 제1기판; 상기 제1기판에 이격되어 대향하도록 배치되는 제2기판; 상기 제1기판 및 제2기판 사이에 배치되고, 방전을 일으키는 공간인 방전셀들을 한정하는 격벽들; 상기 방전셀들을 가로질러 연장되는 X 전극 및 Y 전극을 포함하는 방전전극쌍들; 상기 방전셀에서 상기 방전전극쌍과 교차하도록 상기 방전셀들을 가로질러 연장되는 어드레스 전극들; 및 상기 방전셀 내에 배치되며, 적색 발광 형광체, 녹색 발광 형광체 및 청색 발광 형광체 중 어느 하나로 형성되는 형광체층들;을 포함하고, 상기 어느 방전셀 내에 배치된 적색 발광 형광체층, 다른 방전셀 내에 배치된 녹색 발광 형광체층 및 또 다른 방전셀 내에 배치된 청색 발광 형광체층의 두께들이 서로 상이한 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널을 제공한다.
상기 적색 발광 형광체층, 녹색 발광 형광체층 및 청색 발광 형광체층의 커패시턴스들은 실질적으로 동일할 수 있다.
상기 적색 발광 형광체층, 녹색 발광 형광체층 및 청색 발광 형광체층 중 어느 하나의 형광체층의 유전율이 다른 하나의 형광체층의 유전율보다 높은 경우 상기 어느 하나의 형광체층의 두께가 상기 다른 하나의 형광체층의 두께보다 두꺼울 수 있다.
상기 적색 발광 형광체층, 녹색 발광 형광체층 및 청색 발광 형광체층의 두께 비율은 1 : 0.7~0.9 : 1.1~1.3일 수 있다.
상기 적색 발광 형광체층, 녹색 발광 형광체층 및 청색 발광 형광체층의 두께 비율은 1 : 0.83 : 1.22일 수 있다.
상기 적색 발광 형광체는 Y2O3:Eu3+, Y(V,P)O4:Eu3+ 및 (Y,Gd)BO3:Eu3+ 중 어느 하나 이상을 포함할 수 있다.
상기 녹색 발광 형광체는 Zn2SiO4:Mn2+, BaSrMg.aAl2O3:Mn2+ 및 YBO3:Tb3+ 중 어느 하나 이상을 포함할 수 있다.
상기 청색 발광 형광체는 BaMgAl10O17:Eu2+ 및 CaMgSi2O6:Eu2+ 중 어느 하나 이상을 포함할 수 있다.
상기 플라즈마 디스플레이 패널은 상기 방전전극쌍들을 덮는 제1유전체층 및 상기 어드레스 전극들을 덮는 제2유전체층을 더 포함할 수 있다.
상기 제2기판에 대향하는 제1기판 상에는 상기 방전전극쌍들이 배치되며, 상기 방전전극쌍들은 상기 제1유전체층에 덮이며, 상기 제1기판에 대향하는 상기 제2기판 상에는 상기 어드레스 전극들이 배치되며, 상기 어드레스 전극들은 상기 제2유전체층에 덮이며, 상기 제1유전체층과 상기 제2유전체층 사이에 상기 격벽들이 개재될 수 있다.
상기 플라즈마 디스플레이 패널은 상기 제1유전체층을 덮도록 배치되는 보 호층을 더 포함할 수 있다.
상기 플라즈마 디스플레이 패널은 상기 방전셀 내에 존재하는 방전가스를 더 포함할 수 있다.
이하, 첨부된 도면에 도시된 본 발명의 실시예들을 참조하여 본 발명을 보다 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 관한 플라즈마 디스플레이 패널을 도시하는 분리사시도이고, 도 2는 도 1에 도시된 플라즈마 디스플레이 패널을 Ⅱ-Ⅱ선을 따라 절취한 단면도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 플라즈마 디스플레이 패널(100)은 제1패널(110)과 제2패널(120)을 포함한다.
제1패널(110)은 제1기판(111), 방전셀(126)들을 가로질러 연장되며 제1기판(111)에 지지되어 배치되는 X 전극(113) 및 Y 전극(112)을 포함하는 방전전극쌍(114)들, X 전극(113) 및 Y 전극(112)을 덮는 제1유전체층(115), 및 제1유전체층(115) 위에 배치되는 보호층(116)을 포함한다.
제2패널(120)은 제1기판(111)과 이격되어 대향하도록 배치되는 제2기판(121), 방전셀(126)에서 방전전극쌍(114)과 교차하는 어드레스 전극(122)들 및 어드레스 전극(122)들을 덮는 제2유전체층(123)을 포함한다.
제1기판(111) 및 제2기판(121) 사이에는 방전을 일으키는 공간인 방전셀(126)들을 한정하는 격벽(130)들이 배치되어 있고, 방전셀(126)들 내에는 형광체층(125) 및 방전가스가 배치된다.
제1패널(110) 및 제2패널(120)은 격벽(130)들에 의해 지지되고, 플릿트와 같은 접착수단에 의해 가장자리가 봉착되어 서로 결합된다.
제1기판(111)은 소정의 강도를 갖는 투명한 소재, 예를 들면 소다 유리 또는 투명한 플라스틱 등으로 형성될 수 있다.
방전전극쌍(114)들은 방전셀(126)들에서 발생된 가시 광선이 투과하는 제1기판(111) 상에 배치된다. 따라서, 방전전극쌍(114)들을 구성하는 X 전극(113) 및 Y 전극(112) 각각은 ITO(Indium Tin Oxide)와 같은 투명한 재질로 형성되는 투명전극(113b, 112b)을 구비한다. X 전극(113) 및 Y 전극(112)은 서로 평행하도록 연장될 수 있다. 이러한 투명전극(113b, 112b)은 전기 전도성이 떨어지는 단점이 있는데, 이를 보완하기 위하여 X 전극(113) 및 Y 전극(112) 각각에 그 길이 방향으로 전기 전도성이 좋은 물질, 예를 들면 Ag, Cu 또는 Cr 등의 금속으로 형성되는 버스전극(113a, 112a)들을 더 포함할 수 있다. 이러한 버스전극(113a, 112a)들은 X 전극(113) 및 Y 전극(112)보다 폭을 좁게 하는 것이 가시 광선 투과율을 높일 수 있어서 바람직하다.
방전전극쌍(114)들은 전극 재료를 포함한 전극 페이스트를 스크린 인쇄법 등을 통하여 제1기판(111)의 전면에 도포한 후 건조 및 소성하여 형성할 수 있다. 또는 감광성 포토리지스트를 전극 페이스트에 포함시켜 감광장비를 이용하여 식각함으로써 방전전극쌍(114)들을 형성하는 포토리소그래피법을 이용할 수도 있다.
제1유전체층(115)은 방전전극쌍(114)들에 인가된 전위에 의해 하전입자를 유도하여 방전셀(126)들 내부에 방전을 위한 벽전하를 유도하고, 나아가 유지전 극(114)들을 보호하는 기능을 수행한다.
제1유전체층(115)은 PbO 또는 SiO2 등을 포함하는 유전체 페이스트를 스크린 인쇄법으로 제1기판(111)에 도포한 후 소성함으로써 형성할 수 있다.
보호층(116)은 MgO 등을 포함하는 물질을 제1유전체층(115) 상에 증착시킴으로써 형성될 수 있다. 보호층(116)은 방전 시 2차 전자의 방출을 증가시켜 방전을 용이하게 하고, 방전 시에 가속된 하전입자의 충돌로부터 제1유전체층(115)과 방전전극쌍(114)들을 보호하는 역할을 한다 .
제2기판(121)은 제1기판(111)과 같이 소다 유리 등으로 형성될 수 있다. 그러나, 제2기판(121)은 방전셀(126)들 내에서 발생하는 가시광선이 진행하는 광 경로 상에 위치하지 않으므로, 반드시 투명한 유리로 형성될 필요는 없으며, 무효전력의 감소나 무게의 저감 등을 위해 플라스틱이나 금속 등의 다른 재료로도 형성 가능하다.
어드레스 전극(122)들은 방전전극쌍(114)과는 달리 가시광선이 진행하는 경로인 광 경로 상에 위치하지 않으므로, ITO와 같은 투명한 재질로 형성될 필요는 없으며, 전기 전도도가 좋은 Ag, Cu 또는 Cr 등으로 형성될 수 있다.
어드레스 전극(122)들을 덮는 제2유전체층(123)은 반드시 필수적인 구성요소는 아니다. 예컨대, 형광체층(125)이 어드레스 전극(122)들을 덮도록 배치되면, 형광체층(125)이 유전체층으로 기능할 수 있으므로 제2유전체층(123)을 배치하지 않을 수 있다.
그러나, 격벽(130)을 형성하는 공정 중, 특히 샌드블래스팅공법 등을 활용하는 경우에 어드레스 전극(122)이 손상되는 것을 방지하고, 어드레스 방전이 보다 용이하게 발생하도록 하기 위해서는 제2유전체층(123)이 어드레스 전극(122)을 덮도록 배치되는 것이 더 바람직하다.
격벽(130)은 Pb, B, Si, Al 및 O 등과 같은 원소를 포함하는 유리성분 등으로 형성될 수 있으며, 필요에 따라, ZrO2, TiO2 및 Al2O3 와 같은 필러(filler)와 Cr, Cu, Co, Fe 및 TiO2 등과 같은 안료가 포함될 수 있다.
격벽(130)은 격벽재 페이스트를 도포하여 샌드블래스팅 공정, 포토리소그래피법 또는 에칭법 등에 의해 일정한 패턴으로 형성 가능하다.
한편, 격벽(130)에 의해 한정되는 방전셀(126)의 형상은 직사각형인 것으로 도시되어 있으나, 그 방전셀(126)의 형상에는 제한이 없으며, 다각형, 원 또는 벌집형태 등 다양한 형태의 형상 변형이 가능하다.
또한, 방전셀(126)의 횡단면이 닫힌 형상으로 되어 있지 않고 스트라이프 형상으로 한정될 수도 있다. 그러나, 방전셀(126)의 횡단면이 닫힌 형상으로 되어 있는 경우에는 방전전극쌍(114)이 격벽(130)에 배치되어 방전셀(126)을 둘러싸도록 배치될 수 있으므로 입체방전을 일으켜 방전양을 증대시킬 수 있다.
형광체층(125)들은 플라즈마 디스플레이 패널(100)이 칼라 화상을 구현할 수 있도록 하기 위해 적색 발광 형광체층(125a), 녹색 발광 형광체층(125b), 및 청색 발광 형광체층(125c)들로 구분될 수 있다. 적색 발광 형광체층(125a), 녹색 발광 형광체층(125b), 및 청색 발광 형광체층(125c)들이 방전셀(126)들 내부에 배치되어 조합됨으로써 칼라화상을 구현하는 단위 화소를 형성할 수 있다.
형광체층(125)들은 상기 격벽(124) 및 제2기판(121)이 한정하는 공간에 적색 발광 형광체, 녹색 발광 형광체 및 청색 발광 형광체중 어느 하나의 형광체, 솔벤트, 및 바인더가 혼합된 형광체 페이스트를 배치하고 이후 상기 페이스트를 건조 및 소성 함으로써 배치될 수 있다.
바람직하게는, 어느 방전셀(126a) 내에 배치된 적색 발광 형광체층(125a)의 두께(ta), 다른 방전셀(126b) 내에 배치된 녹색 발광 형광체층(125b)의 두께(tb), 및 또 다른 방전셀(126c) 내에 배치된 청색 발광 형광체층(125c)의 두께(tc)가 서로 상이할 수 있다.
보다 바람직하게는, 적색 발광 형광체층(125a), 녹색 발광 형광체층(125b), 및 청색 발광 형광체층(125c)의 커패시턴스가 실질적으로 동일하도록, 적색 발광 형광체층(125a), 녹색 발광 형광체층(125b), 및 청색 발광 형광체층(125c)의 두께를 서로 상이하게 조절할 수 있다.
형광체층(125a, 125b, 125c)의 두께는 다음 식 1을 이용하여 당업자가 용이하게 결정할 수 있을 것이다.
<수학식 1>
C = ε×(A/d)
상기 식에서, C는 커패시턴스, ε는 형광체층의 유전율, A는 형광체층의 면 적, 및 d는 형광체층의 두께를 나타낸다.
즉, 서로 동일한 커패시턴스를 얻기 위하여, 적색 발광 형광체층(125a), 녹색 발광 형광체층(125b), 및 청색 발광 형광체층(125c) 중 어느 하나의 형광체층의 유전율이 다른 하나의 형광체층의 유전율보다 높은 경우 상기 어느 하나의 형광체층의 두께를 상기 다른 하나의 형광체층의 두께보다 두껍게 형성할 수 있다.
적색 발광 형광체층(125a), 녹색 발광 형광체층(125b), 및 청색 발광 형광체층(125c)들을 형성하는 구체적인 물질의 종류에 따라 상이하므로, 적색 발광 형광체층(125a), 녹색 발광 형광체층(125b), 및 청색 발광 형광체층(125c)의 두께 비율은 특정 값에 한정되지는 않는다.
예컨대, 적색 발광 형광체층(125a), 녹색 발광 형광체층(125b), 및 청색 발광 형광체층(125c)의 두께 비율은 1 : 0.7~0.9 : 1.1~1.3일 수 있고, 특히, 1 : 0.83 : 1.22일 수 있다.
형광체층은 특정 종류에 한정되지 않는다. 예컨대, 적색 발광 형광체로서 Y2O3:Eu3+, Y(V,P)O4:Eu3+ 또는 (Y,Gd)BO3:Eu3+ 등을 사용할 수 있고, 녹색 발광 형광체로서 Zn2SiO4:Mn2+, BaSrMg.aAl2O3:Mn2+ 또는 YBO3:Tb3+ 등을 사용할 수 있으며, 청색 발광 형광체로서 BaMgAl10O17:Eu2+ 또는 CaMgSi2O6:Eu2+ 등을 사용할 수 있다.
한편, 적색 발광 형광체층(125a), 녹색 발광 형광체층(125b), 및 청색 발광 형광체층(125c)들이 배치된 방전셀들(126)은 서로 일 방향으로 인접하여 조합됨으 로써 화상을 구현하는 기본 단위인 단위 화소를 구성할 수 있다. 그러나, 본 발명의 방전셀(126)들의 배치가 칼라화상을 구현하기 위해서 상술한 바와 같이 일 방향으로 배치되는 것으로 제한되는 것은 아니며, 경우에 따라서는 형광체의 효율에 따라 방전셀의 폭이나 길이가 서로 다를 수 있고, 그 배치가 격자형, 델타형 등으로 다양해 질 수도 있다.
한편, 형광체층(125)들의 배치가 도 1에 도시된 바와 같이 반드시 제2기판(121)과 격벽(130)이 한정하는 공간에 배치되어야만 하는 것은 아니며, 격벽(130) 및 제1기판(111)이 한정하는 공간, 혹은 여타 다른 공간에 배치되는 것도 가능하다.
방전셀(126) 내에 존재하는 방전가스는 제논(Xe) 가스를 포함한 네온(Ne), 헬륨(He) 또는 아르곤(Ar)중의 어느 하나 혹은 이들 중 둘 이상의 혼합가스로 이루어질 수 있다.
이때, 방전가스는 일반적으로 대기압보다 낮은 압력으로 충전되므로, 제1패널(110)과 제2패널(120)이 진공압으로 압착되는 힘을 받으나, 격벽(130)이 상기 제1패널(110)과 제2패널(120)을 지지한다.
이하 도 2를 참조하여 본 발명에 관한 플라즈마 디스플레이 패널(100)의 구동의 일 예와 형광체층(126)들의 두께 차이에 따른 기능에 관하여 설명한다.
본 발명에 관한 플라즈마 디스플레이 패널(100)을 구동하는 구동방식은 ADS 구동, ALIS 구동, AWD 구동 등 다양한 구동방법이 있을 수 있고, 각기 구동방식에 따른 플라즈마 디스플레이 패널의 화질, 응답속도 등 여러 인자들이 달라질 수 있 으나 이러한 구동방식이 본 발명의 본질적인 특징을 변경시키는 것은 아니므로, 이하 ADS 구동방식을 중심으로 본 발명에 따른 플라즈마 디스플레이 패널(100)의 구동의 일 예를 설명하기로 한다.
일반적으로 화상을 구현하기 위한 화상표시 등을 위하여 플라즈마 디스플레이 패널이 구비하는 각각의 방전셀들 내에서는 방전이 발생하게 된다. 그로 인해 방전셀들 간에 벽전하의 상태나 하전입자의 양이 서로 달라지게 되고, 그로 인해, 상기 방전셀들 내에 일어나는 방전을 균일한 방식으로 제어하고자 하는 경우 방전셀들 간에 소망하는 제어가 이루어지기 어려운 경우가 발생한다.
이러한 방전 제어의 어려움을 방지하기 위하여, 방전셀(126)들 전체에 일정수준 이상의 고 전압을 인가하여 방전셀(126)들 전체에서 동시에 방전이 발생하도록 함으로써 방전셀(126) 내에 기 존재하던 벽전하를 제거하여 균일화시키고, 방전셀(126) 내의 하전 입자의 상태가 동일해 지도록 유도하게 되는데 이를 리셋 방전이라 한다.
이러한 리셋 방전은 일반적으로 모든 Y 전극(112)들에 고 전위의 램프전위를 인가하고, 모든 어드레스 전극(122)들에 그라운드 전위를 인가하며, X 전극(113)들에는 소정의 시간동안 바이어스 전위를 인가하여 방전셀(126)들 전체를 방전시킴으로서 수행된다.
그리고, 상술한 리셋 방전이 발생한 이후에, 어드레스 방전이 발생하게 된다. 이때, 어드레스 방전이라 함은 외부 영상신호에 대응하여 화상이 구현될 방전셀(126)들을 방전전극쌍(114) 중 하나의 전극, 예를 들면 Y 전극(112) 및 어드레스 전극(122)이 교차되는 점에 존재하는 방전셀(126)로 선택하고, 이 방전셀(126)에 방전을 일으키기 위해 상기 Y 전극(112) 및 어드레스 전극(122)에 극성이 반대되는 소정의 펄스전압을 인가하여 방전이 일어나도록 하면서 그 방전에 의해 방전셀(126) 내의 격벽(130)의 측면에 하전입자가 달라붙어 벽전하가 축적되도록 하는 방전을 말한다.
어드레스 방전이 발생한 이후, Y 전극(112)에 고 전위의 펄스전위가 인가되고, X 전극(113)에 상대적으로 낮은 전위의 펄스전위가 인가되면, X 전극(113)과 Y 전극(112) 사이에 발생하는 전위차에 의해 어드레스 방전시 방전셀(126)의 내 측면에 축적된 벽전하가 이동하게 된다. 이때, 벽전하의 이동에 의해 방전셀(126) 내의 방전가스 원자와 벽전하가 충돌하면서 방전을 일으켜 플라즈마를 생성시키게 된다.
방전에 의해 발생한 자외선은 방전셀(126) 내에 배치되는 형광체층(125)들을 여기시키고, 여기된 형광체층이 저준위 에너지레벨로 이동하면서 가시광을 발생시켜 플라즈마 디스플레이 패널의 화상이 구현된다.
방전이 발생한 후 방전전극쌍(114)들 사이의 전위차가 방전전압보다 낮아지면, 방전은 더 이상 발생되지 않고, 공간 전하 및 벽전하가 방전셀(126)에 형성된다. 이때 방전전극쌍(114)들 사이에 펄스 전압을 교대로 바꾸어 인가하면 벽전하의 도움으로 다시 방전 개시 전압(firing voltage)에 도달하게 되고, 또 다시 방전이 발생하게 된다. 그리고, 반복적으로 상기 방전전극쌍(114)들 사이에 교대로 펄스전위를 바꾸어 인가하면, 방전이 계속 유지된다. 이때, 이러한 방전을 유지 방전 이라 하며, 이러한 유지 방전에 의해 플라즈마 디스플레이 패널(100)의 계조가 결정되며 그로 인해 화상이 구현된다.
한편, 어드레스 방전이 수행되는 때에 있어서, 적색 발광 형광체층(125a), 녹색 발광 형광체층(125b), 및 청색 발광 형광체층(125c)의 두께가 동일한 경우 각 형광체층을 이루는 형광체의 유전율이 상이하기 때문에 형광체층들의 커패시턴스도 상이하다.
그에 의해 적색 방전셀, 녹색 방전셀 및 청색 방전셀의 방전 개시 전압이 달라지게 된다. 이 경우 모든 방전셀들에서 방전이 일어나게 하기 위하여 상이한 방전 개시 전압들 중 가장 높은 방전 개시 전압을 방전셀들에 인가해야 한다.
어드레스 방전의 구동 전압이 높아지면 결국 플라즈마 디스플레이 패널의 안정적인 구동이 어려워짐을 의미한다. 또한, Y 전극(112) 및 어드레스 전극(122)에 인가되는 전기적 신호를 제어하는 집적회로칩의 가격 상승을 동반하고, 결국, 플라즈마 디스플레이 패널(100)의 제조원가를 증대시켜 가격 경쟁력을 저하시킨다. 또한, 가장 높은 방전 개시 전압을 갖는 방전셀 이외의 방전셀들에서 과방전이 일어남으로써 전하가 축적되지 않고 오히려 소모되어 오방전이 발생할 가능성이 있다.
그러나, 본 발명에 관한 플라즈마 디스플레이 패널(100)에서는 적색 발광 형광체층(125a), 녹색 발광 형광체층(125b), 및 청색 발광 형광체층(125c)의 커패시턴스가 실질적으로 동일하도록, 적색 발광 형광체층(125a), 녹색 발광 형광체층(125b), 및 청색 발광 형광체층(125c)의 두께를 서로 상이하게 조절함으로써 상 기와 같은 문제점들을 해결한다.
형광체층들의 커패시턴스가 동일하도록 형광체층들의 두께를 서로 상이하게 조절하는 방법은 상기에서 설명한 바와 같다. 또한, 형광체층들의 두께 비율은 특정 값에 한정되지 않으며, 형광체층들을 형성하는 구체적인 물질의 종류에 따라 상이할 수 있다.
상기와 같이, 적색 발광 형광체층(125a), 녹색 발광 형광체층(125b), 및 청색 발광 형광체층(125c)의 두께를 조절하여 형광체층들의 커패시턴스를 실질적으로 동일하게 조절한 경우, 형광체층들을 포함하는 방전셀들의 어드레스 전극(122) 및 Y 전극(112) 사이의 방전 개시 전압이 동일하게 되고, 방전 개시 전압은 종래의 것보다 낮은 값을 갖는다.
따라서, 종래의 일부 방전셀들에서 발생할 우려가 있었던 과방전을 방지할 수 있고, 소비 전력이 낮아져 플라즈마 디스플레이 패널의 효율을 증대시킬 수 있을 뿐만 아니라 구동 회로칩 등의 소자들의 제조가격을 낮춤으로써 플라즈마 디스플레이 패널의 제조비용을 저감할 수 있다.
본 발명자들은 종래의 플라즈마 디스플레이 패널 및 본 발명에 따른 플라즈마 디스플레이 패널을 이용하여 각 방전셀들의 어드레스 방전 개시 전압을 측정하였다.
종래의 플라즈마 디스플레이 패널의 구조는 도 1과 기본적으로 동일하였고, 각 방전셀 내에 존재하는 방전가스는 13%의 Xe을 함유하였다. 적색 형광체, 녹색 형광체 및 청색 형광체의 도포된 두께는 표 1과 같았다. 표 1에 있어서, 각 방전 셀의 형광체층 두께가 서로 상이한 것은 공정상 산포에 의한 것이다. 적색 방전셀, 녹색 방전셀 및 청색 방전셀에 대해 각 200개의 방전 개시 전압을 측정하였으며, 그 결과를 표 1에 나타내었다.
<표 1>
형광체층 두께 A-Y 방전 개시 전압
적색 방전셀 20 um 260-270 V
녹색 방전셀 22 um 272-285 V
청색 방전셀 25 um 257-270 V
표 1에 나타낸 바와 같이, 청색 방전셀의 경우 두께가 두꺼움에도 불구하고 방전 개시 전압이 낮은 반면, 녹색 방전셀의 경우 두께가 얇음에도 불구하고 방전 개시 전압이 상대적으로 높다. 어드레스 약방전을 위하여 상기 패널에 램프 파형을 인가하는 경우, 어드레스 전극에 70 V 및 Y 전극에 -220 V의 전압, 즉 290 V의 전압차를 인가하여야만 모든 방전셀에 약방전을 형성시킬 수 있다. 이 경우 적색 및 청색 방전셀의 경우 과방전에 의해 전하가 축적되지 않고 오히려 소모될 가능성이 높다.
본 발명의 플라즈마 디스플레이 패널로서 형광체층의 두께가 표 2와 같다는 점을 제외하고는 종래의 플라즈마 디스플레이 패널과 동일한 것을 사용하였다. 적색 방전셀, 녹색 방전셀 및 청색 방전셀에 대해 각 200개의 방전 개시 전압을 측정하였으며, 그 결과를 표 2에 나타내었다.
<표 2>
형광체층 두께 A-Y 방전 개시 전압
적색 방전셀 18 um 258-264 V
녹색 방전셀 15 um 260-265 V
청색 방전셀 22 um 255-264 V
표 2에 나타낸 바와 같이, 각 방전셀들의 두께를 일정 비율로 조정하여 각 방전셀들의 커패시턴스를 동일하게 한 결과, 256 V의 전압차로 모든 방전셀에 어드레스 약방전을 형성시킬 수 있었다.
상기 결과로부터, 본 발명에 관한 플라즈마 디스플레이 패널의 어드레스 방전 개시 전압(256 V)은 종래의 방전 개시 전압(290 V)에 비해 현저히 낮으며, 각 방전셀에 있어서 동일함을 알 수 있다.
상술한 구성을 갖는 본 발명은 다음과 같은 효과를 달성한다.
첫째, 적색 방전셀, 녹색 방전셀 및 청색 방전셀이 동일한 커패시턴스를 갖도록 상기 방전셀들의 형광체층들의 두께를 조절함으로써 상기 방전셀들은 서로 실질적으로 동일하고 종래에 비해 감소된 어드레스 방전 개시 전압을 가질 수 있다.
둘째, 상기와 같이 모든 방전셀들의 방전 개시 전압이 실질적으로 동일하기 때문에 종래의 일부 방전셀들에서 발생할 우려가 있었던 과방전을 방지할 수 있고, 따라서 오방전이 발생할 가능성을 제거할 수 있다.
셋째, 상기와 같이 방전 개시 전압을 낮춤으로써 소비 전력도 낮아져 플라즈마 디스플레이 패널의 효율을 증대시킬 수 있을 뿐만 아니라 구동 회로칩 등의 소자들의 제조가격을 낮춤으로써 플라즈마 디스플레이 패널의 제조비용을 저감할 수 있다.
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균 등한 제2실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.

Claims (12)

  1. 제1기판;
    상기 제1기판에 이격되어 대향하도록 배치되는 제2기판;
    상기 제1기판 및 제2기판 사이에 배치되고, 방전을 일으키는 공간인 방전셀들을 한정하는 격벽들;
    상기 방전셀들을 가로질러 연장되는 X 전극 및 Y 전극을 포함하는 방전전극쌍들;
    상기 방전셀에서 상기 방전전극쌍과 교차하도록 상기 방전셀들을 가로질러 연장되는 어드레스 전극들; 및
    상기 방전셀 내에 배치되며, 적색 발광 형광체, 녹색 발광 형광체 및 청색 발광 형광체 중 어느 하나로 형성되는 형광체층들을 포함하고,
    상기 어느 방전셀 내에 배치된 적색 발광 형광체층, 다른 방전셀 내에 배치된 녹색 발광 형광체층 및 또 다른 방전셀 내에 배치된 청색 발광 형광체층의 두께들이 서로 상이한 플라즈마 디스플레이 패널.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 적색 발광 형광체층, 녹색 발광 형광체층 및 청색 발광 형광체층의 커패시턴스들은 실질적으로 동일한 플라즈마 디스플레이 패널.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 적색 발광 형광체층, 녹색 발광 형광체층 및 청색 발광 형광체층 중 어느 하나의 형광체층의 유전율이 다른 하나의 형광체층의 유전율보다 높은 경우 상기 어느 하나의 형광체층의 두께가 상기 다른 하나의 형광체층의 두께보다 두꺼운 플라즈마 디스플레이 패널.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 적색 발광 형광체층, 녹색 발광 형광체층 및 청색 발광 형광체층의 두께 비율은 1 : 0.7~0.9 : 1.1~1.3인 플라즈마 디스플레이 패널.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 적색 발광 형광체층, 녹색 발광 형광체층 및 청색 발광 형광체층의 두께 비율은 1 : 0.83 : 1.22인 플라즈마 디스플레이 패널.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 적색 발광 형광체는 Y2O3:Eu3+, Y(V,P)O4:Eu3+ 및 (Y,Gd)BO3:Eu3+ 중 어느 하나 이상을 포함하는 플라즈마 디스플레이 패널.
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 녹색 발광 형광체는 Zn2SiO4:Mn2+, BaSrMg.aAl2O3:Mn2+ 및 YBO3:Tb3+ 중 어느 하나 이상을 포함하는 플라즈마 디스플레이 패널.
  8. 제 1항에 있어서,
    상기 청색 발광 형광체는 BaMgAl10O17:Eu2+ 및 CaMgSi2O6:Eu2+ 중 어느 하나 이상을 포함하는 플라즈마 디스플레이 패널.
  9. 제 1항에 있어서,
    상기 방전전극쌍들을 덮는 제1유전체층 및 상기 어드레스 전극들을 덮는 제2유전체층을 더 포함하는 플라즈마 디스플레이 패널.
  10. 제 9항에 있어서,
    상기 제2기판에 대향하는 제1기판 상에는 상기 방전전극쌍들이 배치되며, 상기 방전전극쌍들은 상기 제1유전체층에 덮이며,
    상기 제1기판에 대향하는 상기 제2기판 상에는 상기 어드레스 전극들이 배치되며, 상기 어드레스 전극들은 상기 제2유전체층에 덮이며,
    상기 제1유전체층과 상기 제2유전체층 사이에 상기 격벽들이 개재되는 플라즈마 디스플레이 패널.
  11. 제 9항에 있어서,
    상기 제1유전체층을 덮도록 배치되는 보호층을 더 포함하는 플라즈마 디스플레이 패널.
  12. 제 1항에 있어서,
    상기 방전셀 내에 존재하는 방전가스를 더 포함하는 플라즈마 디스플레이 패널.
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