KR20080039650A

KR20080039650A - 플라즈마 디스플레이 패널

Info

Publication number: KR20080039650A
Application number: KR1020060107218A
Authority: KR
Inventors: 김준형
Original assignee: 삼성에스디아이 주식회사
Priority date: 2006-11-01
Filing date: 2006-11-01
Publication date: 2008-05-07
Also published as: US20080100216A1; KR100943945B1

Abstract

본 발명은 플라즈마 디스플레이 패널 에 관한 것으로서, 화상이 구현되는 전면 기판과, 전면 기판과 대향 배치되는 배면 기판과, 전면 기판과 배면 기판 사이에 배치되어 복수의 방전셀들을 구획하는 격벽과, 각 방전셀들 내에 도포되는 형광체층과, 각 방전셀들에 대응하도록 전면 기판 및 배면 기판 상에 배치되는 각각의 방전전극들; 및 전면 기판 상에서 방전전극을 덮는 유전체층을 포함하고, 전면 기판의 굴절율(n1)은 유전체층의 굴절율(n2)보다 크고, 1.52 보다 작은 n2< n1 <1.52 을 만족한다.

전면 기판, 상부 유전체층, 보호막, 투과율, 굴절율, 임계 입사각, 전반사

Description

플라즈마 디스플레이 패널{PLASMA DISPLAY PANEL}

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 플라즈마 디스플레이 패널의 부분 분해 사시도이다.

도 2는 도 1의 Ⅱ-Ⅱ 선을 따라 잘라서 본 측단면도이다.

도 3은 가시광이 전면 기판을 투과하는 과정을 도시한 도면이다.

도 4는 본 발명의 제2 실시예에 따른 플라즈마 디스플레이 패널에서 가시광이 유전체층을 통해 전면 기판으로 입사되는 과정을 도시한 도면이다.

도 5는 가시광이 유전체층 및 전면 기판을 투과하는 과정을 도시한 도면이다.

도 6은 본 발명의 제3 실시예에 따른 플라즈마 디스플레이 패널에서 가시광이 보호막을 통해 유전체층 및 전면 기판으로 입사되는 과정을 도시한 도면이다.

본 발명은 플라즈마 디스플레이 패널에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 방전셀 내부의 형광체층으로부터 여기된 가시광의 투과율을 향상시킴으로써 휘도 및 표시 품질을 향상시킬 수 있도록 하는 플라즈마 디스플레이 패널에 관한 것이다.

주지된 바와 같이, 플라즈마 디스플레이 패널(Plasma Display Panel; 이하, "PDP"라 한다. )은 기체방전을 통하여 얻어진 플라즈마로부터 방사되는 진공자외선(VUV: Vacuum Ultra-Violet)이 형광체를 여기시켜 발생하는 적(R), 녹(G), 청(B)의 가시광을 이용하여 영상을 구현하는 디스플레이 소자이다.

이러한 PDP는 60 인치 이상의 초대형 화면을 불과 10㎝ 이내의 두께로 구현할 수 있고, CRT와 같은 자발광 디스플레이 소자이므로 색 재현력 및 시야각에 따른 왜곡현상이 없는 특성을 가지며, 또한 LCD 등에 비해 제조공법이 단순하여 생산성 및 원가 측면에서도 강점을 갖는 TV 및 산업용 평판 디스플레이로 각광 받고 있다.

일반적인 교류형 3전극 면방전 구조의 PDP에서, 한 쌍의 전극이 전면 기판 상에 형성되어 면 대향을 이루고 있고, 이 전면 기판에서 이격되어 있는 배면 기판으로 어드레스 전극을 구비하는 구조를 이룬다. 이 전면 기판과 배면 기판 사이로는 격벽에 의해서 한정되는 다수의 방전셀이 이 전극들과 어드레스 전극이 교차하는 지점을 따라 형성되어 있다. 이 방전셀의 내부에는 형광체층이 형성되고, 방전 가스가 주입된다.

이같이 구성되는 PDP의 내부에는 수백만 개 이상의 단위 방전셀들이 매트릭스(Matrix) 형태로 배열되어 있다. 이 방전셀들은 벽전하의 기억특성을 이용해서 켜지는 방전셀과 켜지지 않는 방전셀을 선택하게 되고, 선택된 방전셀을 방전시키는 것으로 가시광을 발생시키게 된다.

이처럼, 방전셀에서 발생된 가시광은 전면 기판 및 이 전면 기판을 덮고 있는 상부 유전체층 및 보호막 등을 투과하며 화상을 표시하게 된다.

그러나, 가시광은 보호막, 상부 유전체층, 전면 기판 및 공기 층이 이루는 경계면에서 굴절 및 반사가 이루어지면서 투과율이 저하되어 휘도 및 표시 품질이 저하되는 문제점이 발생하게 된다.

본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창안된 것으로, 방전셀 내부의 발생된 가시광의 투과율을 향상시킴으로써 휘도 및 표시 품질을 높일 수 있도록 하는 플라즈마 디스플레이 패널을 제공하는 것이다.

상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 일실시예에 따른 플라즈마 디스플레이 패널은 화상이 구현되는 전면 기판과, 전면 기판과 대향 배치되는 배면 기판과, 전면 기판과 배면 기판 사이에 배치되어 복수의 방전셀들을 구획하는 격벽과, 각 방전셀들 내에 도포되는 형광체층과, 각 방전셀들에 대응하도록 전면 기판 및 배면 기판 상에 배치되는 각각의 방전전극들; 및 전면 기판 상에서 방전전극을 덮는 유전체층을 포함하고, 전면 기판의 굴절율(n1)은 유전체층의 굴절율(n2)보다 크고, 1.52 보다 작은 n2< n1 <1.52 을 만족한다.

유전체층은 전면 기판의 매질 보다 더 소(蔬) 한 매질로 이루어질 수 있다. 유전체층은 전면 기판의 귤절율(n1)과 동일한 굴절율(n2)을 가질 수 있다.

유전체층은 전면 기판의 매질과 동일하게 밀(密)한의 매질로 이루어질 수 있다. 유전체층을 덮는 보호막을 더욱 포함할 수 있다.

보호막은 유전체층의 굴절율(n2)보다 더 작은 굴절율(n3)을 가질 수 있다. 보 호막은 유전체층의 매질 보다 더 소(蔬)한 매질로 이루어질 수 있다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 붙였다.

도 1을 참조하여 설명하면, 본 실시예에 따른 플라즈마 디스플레이 패널은 기본적으로 제1 기판(10; 이하 "배면 기판"이라 한다.)과 제2 기판(20; 이하, "전면 기판"이라 한다.)이 기설정된 간격을 사이에 두고 서로 대향 배치되며, 배면 기판(10)과 전면 기판(20) 사이의 공간에는 격벽(16)에 의해 다수의 방전셀(18)들이 구획된다.

본 실시예에서 격벽(16)은 배면 기판(10) 위로 유전체를 도포하고 이를 패터닝한 후 소성시켜 배면 기판(10)과는 별도로 형성한 것을 예시하고 있다. 이 격벽(16)은 제1 방향(도면에서 y방향)으로 길게 형성되는 세로 격벽(16b)과, 이 세로 격벽(16b)과 직교하는 제2 방향(도면에서 x방향)으로 길게 형성되는 가로 격벽(16a)을 포함한다. 따라서, 이 세로 격벽(16b)과 가로 격벽(16a)에 의해 구획되는 방전셀들(18)은 "메트릭스 패턴" 형태로 구획된다.

그러나 본 발명의 플라즈마 디스플레이 패널이 이에 반드시 한정되는 것은 아니며 격벽에 의해 구획되는 방전셀들(18)이 전술한 "메트릭스 패턴" 이외에도 "스트라이프 패턴" 또는 "델타 패턴" 등 보다 다양한 패턴 형태로 구획될 수 있음은 당연하다.

어드레스 전극(12)은 배면 기판(10) 상에서 방전셀들(18)에 모두 대응하여 제1 방향을 따라 형성되며, 전면 기판(20)에는 어드레스 전극(12)들과 교차하는 제2 방향을 따라 한 쌍의 표시 전극들(27)이 형성된다.

표시 전극(27)과 나란한 제2 방향을 따라 배치되는 각각의 방전셀들(18) 내부에는 적, 녹, 청 색상의 형광체층(19)이 각각 순차적으로 도포되어 형성된다.

그리고, 적, 녹, 청 색상의 형광체층(19)이 형성된 각 방전셀들(18R, 18G, 18B) 내부에는 플라즈마 방전을 일으킬 수 있도록 방전 가스(일례로 제논(Xe), 네온(Ne) 등을 포함하는 혼합가스)가 채워진다.

도 2는 도 1에 도시한 플라즈마 디스플레이 패널을 결합하여 Ⅱ-Ⅱ선을 따라 잘라서 본 부분 측단면도이다.

도 2를 참조하여 설명하면, 어드레스 전극(12)이 구비된 배면 기판(10) 상에는 플라즈마 방전 시 파손을 방지하고, 아울러 전하의 축적이 용이하도록 어드레스 전극(12)를 덮는 하부 유전체층(14)이 형성된다.

그리고, 표시 전극(27)은 전면 기판(20)면 상에서 어드레스 전극(12)과 교차하는 제2 방향을 따라 서로 평행하게 형성되는 한 쌍의 주사 전극(23) 및 유지 전극(26)으로 이루어진다.

이 주사 전극(23) 및 유지 전극(26)을 덮도록 상부 유전체층(28)이 형성되고, 이 상부 유전체층(28) 상에는 방전셀(18) 내에서 일어나는 플라즈마 방전에 노출되어 파손되는 것을 방지하기 위한 보호막(29)이 형성될 수 있다.

이 보호막(29)은 상부 유전체층(28)을 보호하고 높은 이차전자 방출계수(secondary electron emission coefficient)를 갖는 가시광 투과성 MgO막으로 형성하여 방전 개시 전압을 좀더 낮출 수도 있다.

주사 전극(23) 및 유지 전극(26)은 각각 가로 격벽(16a)을 따라 연장 설치되는 버스 전극(21, 24)과, 이 버스 전극(21, 24)으로부터 방전셀(18) 중심으로 폭을 가지고 제2 방향으로 벋어 형성되는 투명 전극(22, 25)을 포함한다.

이 투명 전극(22, 25)은 전면 기판(20) 상에서 제2 방향으로 적, 녹, 청 색상의 방전셀들(18R, 18G, 18B)에 모두 대응하도록 "스트라이프" 형태로 연장 형성되며, 가시광이 차단되는 것을 방지할 수 있는 ITO(Indium-Tin Oxide)로 이루어진다.

그러나 본 발명이 이에 반드시 한정되는 것은 아니며 투명 전극(22, 25)이 적, 녹, 청 색상의 방전셀들(18R, 18G, 18B)에 대응하며 버스 전극(21, 24)으로부터 개별적으로 돌출 형성될 수 있음은 당연하다.

버스 전극(21, 24)은 투명 전극에 의한 전압 강하를 보충하기 위해 전기 전도성이 우수한 불투명 금속 재질로 이루어진다. 이 버스 전극(21, 24)은 플라즈마 방전에 의해 방전셀들(18) 내에서 발생되는 가시광의 투과율을 높일 수 있도록 방전셀(18)을 사이에 두고 배치되는 양측 가로 격벽(16a)들에 보다 인접하게 설치되는 것이 바람직하며, 더욱이, 버스 전극(21, 24)은 가로 격벽(16a) 위를 따라 설치될 수도 있다.

따라서, 어드레스 전극(12)과 한 쌍의 표시 전극들(27)은 어드레스 방전을 통해 켜질 방전셀(18)을 선택한 후, 유지 방전을 통해 영상을 표현하기 위한 가시광을 발생시키게 된다.

그리고, 각 방전셀들(18R, 18G, 18B) 내에서 발생된 가시광은 전면 기판(20)을 덮고 있는 보호막(29)과 상부 유전체층(28) 및 전면 기판(20)을 차례로 투과하며 화상을 구현하게 된다.

그러나, 가시광은 서로 다른 매질로 이루어지는 보호막(29), 상부 유전체층(28) 및 전면 기판(20)을 투과하는 과정에서 굴절 및 반사에 의해 가시광의 투과율이 저하된다.

특히, 공기와 접하는 전면 기판(20)을 투과하는 과정에서, 가시광은 공기와 전면 기판(20)의 경계면에서는 일정각 이상의 입사각을 갖는 가시광이 전반사되어 가시광의 전방 투과율이 저하된다.

즉, 가시광은 굴절율이 높은 매질(즉, 전면기판)에서 굴절율이 낮은 매질(즉, 공기) 쪽으로 진행할 때, 일정 입사각 이상에서 전반사(total internal reflection)가 일어나는 임계 입사각(θc)이 존재하기 때문이다.

이 굴절율은 매질의 밀도 사이에 일정한 비례 관계를 가진다. 그러므로 밀(密)한 매질(즉, 공기에 비해 밀도가 큰 전면 기판)에서 소(蔬)한 매질(즉, 전면 기판에 비해 밀도가 작은 공기)쪽으로 진행할 때 임계 일정 입사각(θc) 이상에서 전반사가 일어나게 된다.

따라서, 본 실시예에서는 전면 기판(20)의 굴절율(n1)에 따른 임계 입사각(θc )의 범위를 키워 가시광의 투과율을 높임으로써 패널의 휘도 및 표시 품질을 향상시키도록 한다.

도 3을 참조하여 설명하면, 방전셀(18) 내에서 발생한 가시광은 서로 다른 입사각을 가지고 전면 기판(20)을 투과한다. 이 가시광은 입사각의 크기에 따라 굴절 및 반사가 이루어진다.

이 임계 입사각(θc) 보다 작은 입사각(θ11)을 갖는 가시광①의 경우, 가시광①은 전면 기판(20)과 공기의 경계면에서 일부가 반사되고, 나머지 일부가 입사각 보다 더 큰 굴절각(θ1)으로 굴절되며 전면 기판(20)을 투과한다.

입사각이 임계 입사각(θc)과 동일한 가시광②의 경우, 가시광②은 전면 기판(20)의 경계면과 평행한 90˚의 굴절각(θ2)을 갖게 된다.

그리고, 입사각(θ13)이 입계 입사각(θc)을 초과한 가시광③의 경우, 가시광③은 방전셀(18)쪽으로 모두 전반사(全反射)가 이루어져 전면 기판(20)을 투과하지 못하게 된다.

이처럼, 공기와 전면 기판(20)의 경계면에서의 임계 입사각(θc)은 공기의 굴절율(n0)에 대한 전면 기판(20)의 굴절율(n1)의 비(比)로 결정된다.

여기서, θc 는 전면 기판에 대한 임계 입사각이고, n0는 공기에 대한 굴절율이며, n1은 전면 기판에 대한 굴절율이다.

따라서, 전면 기판(20)의 굴절율(n1)이 작아 질수록 임계 입사각(θc)이 커지게 된다. 이 임계 입사각(θc)이 커짐에 따라 가시광이 투과될 수 있는 입사각의 범위가 커져 결국, 가시광의 투과율을 향상시키게 된다.

기존 전면 기판(20)에 주로 사용되는 보통 유리 재질의 경우 굴절율이 1.52이고, 표준 대기의 굴절율이 1(≒ 1.00029)이다. 따라서 공기와 전면 기판(20)의 경계면에서의 임계 입사각(θc)은 대략 40˚ 이다.

따라서, 전면 기판(20)은 굴절율(n1)이 보통 유리의 굴절율(1.52) 보다 더 작은 소한 매질의 유리 기판으로 이루어지는 것이 바람직하다. (1.52<n1)

결국, 전면 기판(20)을 보통 유리 보다 굴절율이 작은 소(蔬)한 매질의 유리 기판을 사용함으로써, 공기와 전면 기판(20)의 경계면에서 40˚ 보다 더 큰 입계 입사각(θc2)을 갖도록 한다.

이처럼, 가시광이 전면 기판(20)을 투과될 수 있는 임계 입사각(θc2)이 커짐에 따라 가시광의 전방 투과율을 높일 수 있게 되며, 아울러 임계 입사각 이상에서 전반사 되며 인접하는 방전셀(18)로 빛이 번져 나가는 표시 품질을 저하시키는 할레이션 현상을 방지할 수 있도록 한다.

본 실시예의 전면 기판(20)이 유리 재질을 일례로 들어 설명하고 있으나, 본 발명이 이에 반드시 한정되는 것은 아니며 가시광을 투과시킬 수 있는 한 투명 기판 모두가 가능하다.

이하, 본 발명의 다른 실시예들을 첨부한 도면을 참조하여 설명하고, 전술한 제1 실시예와 동일 및 상당한 부분은 같은 참조부호를 사용하며 이에 대한 반복적인 설명은 생략한다.

도 4를 참조하여 설명하면, 본 실시예의 플라즈마 디스플레이 패널은 제1 실시예와 비교하여 상부 유전체층(28)의 굴절율(n2)이 전면 기판(20)의 굴절율(n1) 보다 작은 소한 매질의 유전체로 이루어진다(n2<n1).

여기서, θ21은 가시광의 입사각이고, θ11은 가시광의 굴절각이며, n2는 상부 유전체층의 굴절율이다.

따라서, 가시광은 전면 기판(20)에 비해 상대적으로 굴절율이 낮은 소(蔬)한(즉, 전면 기판에 비해 밀도가 낮은) 매질의 상부 유전체층(28)으로부터 굴절율이 높은 밀한 (즉, 상부 유전체층에 비해 밀도가 높은 전면 기판) 매질 쪽으로 투과되기 때문에 입사각(θ21) 보다 작은 굴절각(θ11)을 갖게 된다.

이처럼, 가시광이 상부 유전체층(28)을 통해 전면 기판(20)으로 투과하는 과정에서 입사각(θ21) 보다 굴절각(θ11)이 작아지며 좀더 직선광에 가깝게 투과되기 때문에 전면 기판(20)으로 입사되는 입사각(θ11)을 줄여 가시광의 전방 투과율 을 보다 높일 수 있게 한다.

이때, 상부 유전체층(28)은 굴절율(n2)이 공기의 굴절율(n0) 보다 더 큰 밀(密)한(공기 보다 밀도가 더 큰) 유전체 매질로 이루어지고, 전면 기판(20)의 굴절율(n1) 보다는 작은 소한 매질로 이루어질 수 있다.

따라서, 제1 실시예에서 전술한 바와 같이 전면 기판(20)의 굴절율(n1)이 1.52> n1 일 때, 상부 유전체층(28)의 굴절율(n2)은 1< n2 <1.52의 범위에서 결정될 수 있다.

도 5는 가시광이 전면 기판과 동일한 굴절율을 갖는 유전체층을 통해 전면 기판으로 투과되는 과정을 도시한 도면이다.

도 5에서 도시한 바와 같이, 본 실시예에서 상부 유전체층(28)은 굴절율(n2)이 전면 기판(20)의 굴절율(n1)과 같은(n2=n1) 즉, 전면 기판(20)의 매질과 동일하게 밀한 유전체 매질로 이루어질 수도 있다.

따라서, 상부 유전체층(28)를 통해 입사되는 가시광의 입사각(θ21)과, 상부 유전체층(28)로부터 굴절되어 전면 기판(20)으로 입사되는 가시광의 굴절각(θ11)이 동일하다.

그러므로, 전면 기판(20)과 상부 유전체층(28)의 경계면을 투과하는 가시광의 전방 투과율을 일정하게 유지시킬 수도 있다.

도 6을 참조하여 설명하면, 본 실시예에 따른 플라즈마 디스플레이 패널은 상 부 유전체층(28)을 덮고 있는 보호막(29)의 굴절율(n3)을 상부 유전체층(28)의 굴절율(n2) 보다 낮은 소한 매질의 MgO막으로 형성한다.

따라서, 제2 실시예에서 이미 전술한 바와 같이 소한 매질의 보호막(29)으로부터 상대적으로 밀(密)한 매질의 상부 유전체층(28) 쪽으로 가시광이 투과하는 과정에서, 보호막(29)을 통해 입사된 가시광의 입사각(θ31)보다 상부 유전체층에서 굴절되는 굴절각(θ21)을 작게 함으로써 좀더 가시광의 투과율을 좀더 높일 수 있도록 한다.

더욱이, 본 발명의 플라즈마 디스플레이 패널은 보호막(29)이 상부 유전체층(28) 보다 더 작은 굴절율(n3<n2)을 갖고, 상부 유전체층(28)이 전면 기판(20) 보다 작은 굴절율(n2≤n1)을 갖도록 하며, 전면 기판(20)을 보통 유리 이상의 굴절율(n1>1.52)을 갖도록 조합할 수도 있다.

따라서, 방전셀(18) 내에서 발생된 가시광은 보호막(29)과 상부 유전체층(28)을 순차적으로 투과하는 과정에서 점점 더 굴절각(θ21>θ11)이 작아지며 직선광에 가깝게 굴절되어 전면 기판(20) 쪽으로 입사된다.

그리고, 보호막(29)과 상부 유전체층(28)을 통해 전면 기판(20)으로 입사된 가시광은 보다 넓은 임계 입사각(θc2)의 범위 내에서 전면 기판을 투과하게 됨으로써 가시광의 투과율이 향상되어 패널의 휘도를 높일 수 있고, 표시 품질을 향상시킬 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.

이상 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 플라즈마 디스플레이 패널은, 전면기판의 굴절율을 보통 유리의 굴절율 보다 더 작게 형성함으로써 임계 입사각을 키워 이를 투과하는 가시광의 투과율을 높임으로써 패널의 휘도 및 표시 품질을 향상시킬 수 있는 효과를 갖는다.

또한, 가시광이 보호막과 유전체층을 투하는 과정에서, 가시광을 굴절시켜 전면기판으로 입사되는 가시광의 입사각을 줄임으로써 전면 기판을 투과하는 가시광의 투과율을 높여 패널의 휘도 및 표시 품질을 향상시킬 수 있는 효과를 갖는다.

Claims

화상이 구현되는 전면 기판;

상기 전면 기판과 대향 배치되는 배면 기판;

상기 전면 기판과 상기 배면 기판 사이에 배치되어 복수의 방전셀들을 구획하는 격벽;

상기 각 방전셀들 내에 도포되는 형광체층;

상기 각 방전셀들에 대응하도록 상기 전면 기판 및 상기 배면 기판 상에 배치되는 각각의 방전전극들; 및

상기 전면 기판 상에서 상기 방전전극을 덮는 유전체층을 포함하고,

상기 전면 기판의 굴절율(n1)은 상기 유전체층의 굴절율(n2) 보다 크고, 1.52 보다 작은

n2< n1 <1.52

을 만족하는 플라즈마 디스플레이 패널.
제1항에 있어서,

상기 유전체층은,

상기 전면 기판의 매질 보다 더 소(蔬) 한 매질로 이루어지는 플라즈마 디스플레이 패널.
제1항에 있어서,

상기 유전체층은,

상기 전면 기판의 귤절율(n1)과 동일한 굴절율(n2)을 가지는 플라즈마 디스플레이 패널.
제3항에 있어서,

상기 유전체층은,

상기 전면 기판의 매질과 동일하게 밀(密)한의 매질로 이루어지는 플라즈마 디스플레이 패널.
제1항에 있어서,

상기 유전체층을 덮는 보호막을 더욱 포함하는 플라즈마 디스플레이 패널.
제5항에 있어서,

상기 보호막은,

상기 유전체층의 굴절율(n2) 보다 더 작은 굴절율(n3)을 가지는 플라즈마 디스플레이 패널.
제6항에 있어서,

상기 보호막은,

상기 유전체층의 매질 보다 더 소(蔬)한 매질로 이루어지는 플라즈마 디스플레이 패널.