KR20080095044A - 플라즈마 디스플레이 패널 - Google Patents

Abstract

본 발명은 플라즈마 디스플레이 패널의 효율적인 구조에 관한 것으로, 특히 고해상도의 플라즈마 디스플레이에서 셀 사이즈가 작아져서 패널의 명실 콘트라스트가 저하되는 문제를 해결하기 위한 플라즈마 디스플레이 패널 구조를 제안하기 위한 것이다.

본 발명의 플라즈마 디스플레이 패널은, 전면 기판; 상기 전면 기판과의 사이에 방전공간을 형성하도록 배치된 배면 기판; 상기 전면 기판과 배면 기판 사이에 배치되어서 상기 전면 기판 및 배면 기판과 함께 방전셀들을 구획하기 위해, 가로 방향으로 이중 격벽이, 세로 방향으로 단일 격벽이 형성된 격벽부; 및 상기 방전셀의 방전을 유발시키기 위한 방전 전극을 포함하되, 상기 가로 방향의 격벽의 두께가 상기 세로 방향 격벽의 두께보다 큰 것을 특징으로 한다.

PDP, 이중 격벽, 격벽 두께, HPL, 플라즈마 디스플레이

Description

플라즈마 디스플레이 패널{PLASMA DISPLAY PANEL}

도 1a 및 1b는 종래 기술에 의한 플라즈마 디스플레이 패널의 격벽부를 도시한 평면도.

도 1b는 이중 격벽을 가지는 플라즈마 디스플레이 패널의 격벽부 사진.

도 2는 본 발명 일실시예에 따른 교류형 3전극 면방전 플라즈마 디스플레이 패널의 격벽부 배치를 나타낸 사시도.

도 3은 본 발명 일실시예에 따른 플라즈마 디스플레이 패널의 가로/세로 격벽의 선폭 크기 관계를 도시한 평면도.

도 4는 XXYY형 전극 구조를 가지는 교류형 3전극 면방전 플라즈마 디스플레이 패널에 본 발명을 적용한 경우의 격벽부 및 방전 전극을 도시한 평면도.

도 5는 XYXY형 전극 구조를 가지는 교류형 3전극 면방전 플라즈마 디스플레이 패널에 본 발명을 적용한 경우의 격벽부 및 방전 전극을 도시한 평면도.

도 6은 도 3의 구조를 가지는 플라즈마 디스플레이 패널에서 가로 격벽의 선폭(A)의 세로 격벽의 선폭(B)에 대한 비와, 피크 휘도 및 명실 콘트라스트를 도시한 그래프.

♣ 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ♣

40, 40' : 세로 격벽

50, 50' : 가로 격벽

60, 60' : 방전셀

70, 70' : X 전극을 구성하는 금속 전극

75, 75' : X 전극을 구성하는 투명 전극

80, 80' : Y 전극을 구성하는 금속 전극

85, 85' : Y 전극을 구성하는 투명 전극

90 : 차광막

본 발명은 플라즈마 디스플레이 패널의 효율적인 구조에 관한 것으로, 특히 고해상도의 플라즈마 디스플레이에서 단위 방전셀 사이즈가 작아져서 패널의 명실 콘트라스트가 저하되는 문제를 해결하기 위한 플라즈마 디스플레이 패널 구조를 제안하기 위한 것이다.

플라즈마 디스플레이 패널은 대향하는 두 개의 기판의 일면 혹은 양면에 필요한 전극을 형성하고, 그 내부 공간에 방전 가스를 주입한 후 밀봉하여 형성하는 평판형 표시장치이다.

이러한, 플라즈마 표시패널은 많은 용적을 차지하는 음극선관(CRT: Cathode ray tube) 표시장치에 비해 얇게 형성할 수 있으므로 비교적 적은 용적으로 대형화면을 구현하기에 적합하다. 또한, 플라즈마 표시패널은 액정 표시장치(LCD:Liquid crystal display)와 같은 평판형 표시장치와 달리 트랜지스터 등의 능동소자를 형성할 필요가 없고, 시야각이 넓으며 휘도가 높은 장점을 가진다.

플라즈마 디스플레이 패널에서는 화면을 표시하기 위해 구비되는 복수의 화소가 매트릭스 형태로 배열된다. 이때, 각 화소는 구동을 위한 능동 소자 없이 단순히 전극에 전압을 인가하는 방식인 수동 매트릭스 방식으로 구동된다.

또한, 플라즈마 디스플레이 패널은 각 전극을 구동하기 위한 전압 신호의 형태에 따라 직류형과 교류형으로 구분될 수 있으며, 방전 전압이 인가되는 두 전극의 배치구조에 따라 대향구조 또는, 면 방전구조 등으로 구분할 수 있다.

직류형의 경우, 전극이 방전 공간에 노출되어 전류가 방전 공간으로부터 그대로 전극을 통해 흐른다. 따라서 직류형에서는 전극을 보호하고, 전류 조절하기 위해 전극과 연결되는 별도의 저항을 형성해 주어야 한다는 번거로움이 있다. 반면 교류형의 경우, 전극이 유전체층으로 덮이므로 자연스럽게 정전용량을 가지게 되며, 전극을 흐르는 전류가 제한되고, 방전시의 이온충격으로부터 전극 보호가 용이하게 된다. 그 결과 전극 수명도 길어진다.

통상의 교류 3 전극 면 방전형 플라즈마 디스플레이 패널에서는 전극이 두 기판에 나뉘어 형성된다. 예컨대, 배면 기판에 격벽과 어드레스 전극이 형성되고, 전면 기판에는 어드레스 전극과 수직이 되게 서스테인 전극과 스캔 전극이 서로 교번적으로 형성된다.

종래의 일반적인 플라즈마 디스플레이 패널의 각 픽셀 단위를 나타내는 방전셀은 도 1a에 도시한 바와 같이, 픽셀간 구분을 명확히하기 위해 3개의 서브 픽셀 방전셀로 이루어진 하나의 픽셀의 경계는 이중 격벽으로 구현할 수 있다. 이 경우 각 서브 픽셀에 대한 가로 격벽의 선폭(a) 및 세로 격벽의 선폭(b)은 서로 비슷한 값을 가진다.

또는, 도 1a에 도시한 바와 같이, 서브픽셀 간의 격벽의 선폭은 얇게 구성하며, 픽셀단위를 구획하는 격벽의 선폭은 이보다 넓게 구현하고, 넓게 구성된 격벽상부의 위치에 빛을 차단 시키는 차광막을 구비한다. 이 경우 서브 픽셀간 세로 격벽의 선폭(b')은 작은 반면, 가로 격벽의 선폭(a') 및 픽셀간 세로 격벽의 선폭(c')은 큰 값은 가진다.

사용자의 품질 요구 수준이 높아짐에 따라, 단위 픽셀간 간격이 조밀한 고화질의 디스플레이가 요청되고 있는데, 고해상도 플라즈마 디스플레이 패널은 각 방전셀의 사이즈가 작아짐에 따라 비발광 영역의 비율이 커지므로 휘도가 저하되는 문제가 발생하게 된다.

이러한 문제를 해결하기 위해 단순히 각 방전셀의 격벽의 크기를 작게 구현하면, 셀의 개구율은 높아지지만 그에 따라 패널의 금속 전극(3전극 방전셀의 경우 X 전극 및 Y 전극)의 선폭이 좁아지게 된다. 이는 방전셀의 방전 특성을 악화시킬 뿐만 아니라 오히려 패널의 반사휘도가 상승시키며, 결국 패널의 명실 콘트라스트의 품위를 떨어뜨리게 된다. 또한, 제작 공정의 효율성 및/또는 기계적 강도 확보 면에서 각 방전셀의 격벽을 무조적 작게 구현하는 것은 한계가 있을 수 밖에 없다.

상기 문제점들을 해결하기 위하여 안출된 본 발명은, 충분한 개구율을 확보하면서도 명실 콘트라스트를 높일 수 있는 플라즈마 디스플레이 패널을 제공하는데 그 목적이 있다.

특히, 본 발명은 고해상도 플라즈마 디스플레이 패널에 대하여 개구율, 명실 콘트라스터, 방전 효율 면에서 가장 효율적인 격벽 구조를 제안하는데 그 심화된 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 플라즈마 디스플레이 패널은, 전면 기판; 상기 전면 기판과의 사이에 방전공간을 형성하도록 배치된 배면 기판; 상기 전면 기판과 배면 기판 사이에 배치되어서 상기 전면 기판 및 배면 기판과 함께 방전셀들을 구획하기 위해, 가로 방향으로 이중 격벽이, 세로 방향으로 단일 격벽이 형성된 격벽부; 및 상기 방전셀의 방전을 유발시키기 위한 방전 전극을 포함하되, 상기 가로 방향 격벽의 두께가 상기 세로 방향 격벽의 두께보다 큰 것을 특징으로 한다.

도 2에 도시한 바와 같은 본 실시예에 따른 플라즈마 디스플레이 패널(300) 은 전면 기판(100), 서스테인 방전 전극으로서 스캔 전극(101) 및 서스테인 전극(102), 전면 유전체층(103), 보호막(104), 배면 기판(200), 어드레스 전극(201), 배면 유전체층(203), 격벽부(204a) 및 상기 격벽부(204a)에 의해 구획되는 방전셀 내에 도포된 R,G,B 형광체층을 포함한다.

전면 기판(100)은 PbO, SiO₂, B₂O₃ 등과 같은 성분을 포함하는 투명한 유리재질로 형성될 수 있다.

스캔 전극(101)과 서스테인 전극(102)은 전면 기판(100)상에 평행하게 배치된다. 즉, 상기 전면 기판 하면에서 하나의 방전셀마다 색상 표시를 위한 서스테인 방전을 일으키는 서스테인 전극(이하, X 전극이라 약칭함) 및 스캔 전극(이하, Y 전극이라 약칭함)이 쌍으로 나란히 형성된 서스테인 방전 전극쌍들을 구비한다. 상기 서스테인 방전 전극쌍들은, 상기 격벽부(204a) 중 이중 격벽을 이루는 가로 방향의 제1, 제2 단위 격벽과 평행하게 형성되는 것이 바람직하다.

이때, 스캔 전극(101) 및 서스테인 전극(102)은 각 단위 방전 셀의 방전 공간(206a) 마다 배열되며, 바람직하게는, Ag, Cu 등과 같은 도전성이 우수한 금속 박막으로된 금속 전극으로 형성될 수 있으며, 구현에 따라 상기 금속 전극에 연결된 투명 도전막(예 : ITO)으로된 투명 전극을 더 포함할 수 있다.

전면 유전체층(103)은 스캔 전극(101)과 서스테인 전극(102)을 덮는 형태로 형성되며, PbO, B2O3, SiO3 등과 같은 유전체로 구현할 수 있다.

보호층(104)은 전면 유전체층(103)을 덮는 형태로 형성되며, 방전시 양이온 과 전자가 전면 유전체층(103)에 충돌하여 전면 유전체층(103)이 손상되는 것을 방지하고 2차 전자가 많이 방출되도록 한다. 이때 보호층(104)은 MgO로 형성하는 것이 바람직하다.

배면 기판(200)은 전면 기판(100)과 같은 유리 재질로 형성되며, 전면 기판(100)의 대향 하는 위치에 배치된다.

어드레스 전극(201)은 배면 기판(200)상에 상기 스캔-서스테인 전극쌍들과 교차하는 방향으로 형성되며, 디스플레이하려는 프레임상에서 각 픽셀의 on/off를 지정하기 위한 것이다. 상기 어드레스전극(201)은 ITO와 같은 투명 도전막 및/또는 Ag, Au, Cu 등과 같은 도전성 금속 박막으로 형성될 수 있다.

배면 유전체층(203)은 어드레스전극(201)(이하, A 전극이라 약칭함)을 덮도록 형성되며, PbO, B₂O₃, SiO₃ 등과 같은 유전체로 형성될 수 있다.

격벽부(204a)는 패널(300)을 방전 영역(206a)과 비방전 영역(206b)으로 구분한다. 그리고, 가로 방향으로는 이중 격벽을 형성하였는데, 이중 격벽을 이루는 제1/제2 단위 격벽들 사이에는 배기영역(204b)이 형성된다. 상기 격벽(204a)에 의해 형성된 배기영역(204b)은 배기가스나 방전가스의 유동통로의 역할을 한다. 즉, 각 서브 화소(R,G,B)에 채워져 있던 불순가스는 배기영역(204b)을 통해 외부로 방출될 수 있다.

여기서, 방전 영역(206a)은 복수의 서브 화소(R,G,B)가 형성되어 방전에 의해 소정의 화상을 표시하는 영역을 의미하고, 비방전 영역(206a)은 격벽부(204a) 및 배기영역(204b)을 포함하며 패널(300) 내의 화상을 표시하지 않는 영역을 의미한다.

상기 격벽부(204a)는 상기 전면 유전체층(103)의 하면 및 상기 배면 유전체층(203)의 상면에 형성되는 것이 바람직하다. 또한, 격벽부(204a)의 이중 격벽을 이루는 상기 제1/제2 단위 격벽 사이에는 방전방지 및/또는 강도 보강을 위해 상기 제1 단위 격벽 및 제2 단위 격벽에 수직하게 형성되는 보조 격벽을 더 포함할 수 있다.

상기 격벽부(204a)의 색상과 상기 전면 기판(100)에 형성된 유전체층(103)의 색상은 보색관계를 가지도록(즉, 감산혼합되도록) 상기 전면 유전체층(103) 및 격벽부(204a) 중의 적어도 하나를 착색하는 것이 바람직하다.

이하, 도 3 내지 도 5의 단면도를 참조하여 본 발명의 사상에 따른 개선점을 설명하겠다.

본 발명에서는 플라즈마 디스플레이 패널의 충분한 개구율을 확보하면서도 명실 콘트라스트를 높이기 위해, 도시한 바와 같이 가로 격벽의 선폭(A)을 넓게 세로 격벽의 선폭(B)은 좁게 구성하고, 넓은 격벽 상부폭에 금속 전극의 선폭을 넓게 구성한 구조를 제안한다.

본 실시예의 플라즈마 디스플레이 패널은 FHD급(대략 50인치 모니터에서 1920*1080 해상도를 가지는 정밀도로, 하한으로 한정하면 48인치 모니터에서 1920*1080 해상도에 대한 정밀도 이상의 정밀도임) 이상의 고해상도의 플라즈마 디 스플레이 패널에 적용할 수 있다. 일반적인 플라즈마 디스플레이 패널의 경우보다 정밀도가 높아 그 내부 구조물은 필연적으로 일반적인 경우보다 치수가 작을 수 밖에 없다. 따라서, 치수가 작은 구조물로 충분한 강도 확보 및 개구율 확보를 위해서, 본 발명을 상기 고해상도의 플라즈마 디스플레이 패널에 적용하는 경우에는 이중 격벽을 이루는 가로 방향의 제1 단위 격벽 및 제2 단위 격벽의 두께를 세로격벽의 1.3에서 2.5배로 구현하는 것을 제안한다. 또한, 각 방전셀의 가로 및 세로 길이를 0.8mm 보다 작은 경우(63인치 FHD급 셀피치의 경우 0.726mm)에 적용하는 것이 유리하며, 개구율을 65% 이상으로(바람직하게는 65% ~ 90%) 유지할 것을 제안한다.

도 4는 XXYY형 전극 배치를 가지는 3전극 방전셀들로 이루어진 플라즈마 디스플레이 패널에 본 발명의 사상을 적용하였을 경우에 X-Y 전극쌍 배치를 도시하고 있다. 이 경우에도 이중 격벽을 이루는 가로 방향 격벽(50)의 두께(A)가 세로 방향 격벽(40)의 두께(B) 보다 크고, 바람직하게는 세로 방향 격벽(40)의 두께(B)보다 1.3배 ~ 2.5배(보다 바람직하게는 1.4배 ~ 2.5배) 더 크다.

XXYY형 전극 배치형 플라즈마 디스플레이 패널은 2개의 방전셀 사이의 공간(즉, 이중 격벽이 존재하는 공간)에는 동일한 극성의 방전 전극이 존재하므로, 상기 공간에서의 방전 현상이 발생될 위험이 거의 없다.

따라서, XXYY형 전극 배치형 플라즈마 디스플레이 패널에 본 발명의 사상을 적용하는 경우에는, 방전셀(60)의 개구율을 높이기 위해 반사체인 X 전극 및 Y 전극을 이루는 금속 전극(70, 80)을 이중 격벽을 이루는 가로 방향 격벽(50) 상부에 배치하는 것이 바람직하다.

한편, 방전 효율을 높이기 위해 X 전극 및 Y 전극은 금속 전극(70, 80) 및 금속 전극(70, 80)에서 연장되는 투명전극(75, 85)의 구조를 가질 수 있으며, 그 경우 투명전극은 금속 전극으로부터 방전셀(60) 쪽으로 연장되어 형성될 수 있다.

또한, 상기 이중 격벽으로 형성되는 공간의 상부에는 차광막(미도시)을 배치하여 외광반사를 방지할 수 있다.

도 5는 XYXY형 전극 배치를 가지는 3전극 방전셀들로 이루어진 플라즈마 디스플레이 패널에 본 발명의 사상을 적용하였을 경우에 X-Y 전극쌍 배치를 도시하고 있다. 이 경우에도 이중 격벽을 이루는 가로 방향 격벽(50')의 두께(A)가 세로 방향 격벽(40')의 두께(B) 보다 크고, 바람직하게는 세로 방향 격벽(40')의 두께(B)보다 1.3배 ~ 2.5배 더 크다.

XYXY형 전극 배치형 플라즈마 디스플레이 패널은 2개의 방전셀 사이의 공간에 한쌍의 X 전극 및 Y 전극이 존재하므로, 상기 공간에서의 방전 현상이 발생될 위험이 있다.

따라서, XXYY형 전극 배치형 플라즈마 디스플레이 패널에 본 발명의 사상을 적용하는 경우에는, 상기 공간에서의 방전 현상을 방지하기 위해 X 전극 및 Y 전극을 방전셀(60') 안쪽 상부에 배치하는 것이 바람직하다.

한편, 방전 효율을 높이기 위해 X 전극 및 Y 전극은 금속 전극(70', 80') 및 금속 전극(70', 80')에서 연장되는 투명전극(75', 85')의 구조를 가질 수 있으며, 그 경우 투명전극은 금속 전극(70', 80')으로부터 방전셀(60') 중심부 쪽으로 연장되어 형성될 수 있다.

또한, 상기 이중 격벽으로 형성되는 공간의 상부에는 차광막(90)을 배치하여 외광반사를 방지할 뿐만 아니라, 혹시나 발생할 수 있는 상기 공간에서의 방전광이 외부로 투사되는 것을 차단할 수 있다.

도 6은 도 3의 구조를 가지는 플라즈마 디스플레이 패널에서 가로 격벽의 선폭(A)의 세로 격벽의 선폭(B)에 대한 비와, 피크 휘도 및 명실 콘트라스트를 도시한 그래프이다. 상기 그래프에서 A>=1.3B 보다 바람직하게는 A>=1.5B에서 명실 콘트라스트가 현저하게 향상됨을 알 수 있다. 그러나, A를 계속 키우면 피크 휘도가 악화되고 고해상도 플라즈마 디스플레이 패널의 기계적 강도나 개구율이 나빠질 수 있으므로, A<=2.5B인 것이 바람직하다.

본 발명의 기술 사상은 상기 바람직한 실시예에 따라 구체적으로 기술되었으나, 상기한 실시예는 그 설명을 위한 것이며, 그 제한을 위한 것이 아님을 주지해야 한다. 또한, 본 발명의 기술분야에서 당업자는 본 발명의 기술 사상의 범위 내에서 다양한 실시예가 가능함을 이해할 수 있을 것이다.

상기 구성을 따른 본 발명의 플라즈마 디스플레이 패널은 충분한 개구율을 확보하면서도 명실 콘트라스트를 높일 수 있는 효과가 있다.

특히, 본 발명에 따른 격벽 구조를 가지는 고해상도 플라즈마 디스플레이 패널은, 개구율, 명실 콘트라스트, 방전 효율 면에서 가장 효율적이다.

Claims (10)

1. 전면 기판;

   상기 전면 기판과의 사이에 방전공간을 형성하도록 배치된 배면 기판;

   상기 전면 기판과 배면 기판 사이에 배치되어서 상기 전면 기판 및 배면 기판과 함께 방전셀들을 구획하기 위해, 가로 방향으로 이중 격벽이, 세로 방향으로 단일 격벽이 형성된 격벽부;

   상기 방전셀의 방전을 유발시키기 위한 방전 전극; 및

   상기 방전셀 내에 도포된 형광체층을 포함하되,

   상기 가로 방향 격벽의 두께가 상기 세로 방향 격벽의 두께보다 큰 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널.
2. 제1항에 있어서, 상기 플라즈마 디스플레이 패널은,

   FHD 이상의 고해상도인 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널.
3. 제1항에 있어서, 상기 가로 방향 격벽의 두께는 세로 방향 격벽의 두께의 1.3배 ~ 2.5배인 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널
4. 제1항에 있어서,

   상기 방전 전극은, 금속 전극을 포함하며,

   상기 금속 전극은, 상기 가로 방향 격벽 상부의 전면 기판에 위치하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널.
5. 제1항에 있어서,

   상기 방전 전극은, 금속 전극을 포함하며,

   상기 금속 전극은, 상기 가로 방향 격벽 부근의 방전셀 영역 상부의 전면 기판에, 상기 가로 방향 격벽과 평행으로 위치하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널.
6. 제1항에 있어서,

   이중 격벽을 이루는 1쌍의 가로 방향 격벽 사이의 공간 상부의 전면 기판에는 빛의 통과를 차단하는 차광막이 형성된 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널.
7. 제1항에 있어서,

   방전셀 개구율이 65% 보다 큰 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널.
8. 제1항에 있어서,

   상기 격벽부의 색상과 상기 전면 기판에 형성된 유전체의 색상은 보색관계인 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널.
9. 제1항에 있어서,

   3전극 면 방전형 구조를 가지며,

   상기 이중 격벽에 평행한 XXYY형 전극 배치를 가지는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널.
10. 제1항에 있어서,

    3전극 면 방전형 구조를 가지며,

    상기 이중 격벽에 평행한 XYXY형 전극 배치를 가지는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널.

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