KR20090002873A - 플라즈마 디스플레이 패널 - Google Patents

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KR20090002873A
KR20090002873A KR1020070067213A KR20070067213A KR20090002873A KR 20090002873 A KR20090002873 A KR 20090002873A KR 1020070067213 A KR1020070067213 A KR 1020070067213A KR 20070067213 A KR20070067213 A KR 20070067213A KR 20090002873 A KR20090002873 A KR 20090002873A
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discharge
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류성남
이기범
양종문
구자인
이현재
김진영
함정현
정명순
이지훈
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엘지전자 주식회사
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Abstract

본 발명은 플라즈마 디스플레이 패널에 관한 것으로, 방전 가스가 헬륨(He)을 포함함으로써, 소비 전력 및 효율이 향상되는 효과가 있다. 또한, 본 발명은 격벽의 납(Pb) 함유량을 1000ppm이하로 하여 헬륨(He)에 의해 저하되는 휘도를 보상할 수 있는 효과가 있다.
본 발명의 일실시예에 따른 플라즈마 디스플레이 패널은 전면 기판과, 전면 기판에 배치되며 서로 나란한 스캔 전극과 서스테인 전극과, 스캔 전극과 서스테인 전극 상부에 배치되는 상부 유전체 층과, 스캔 전극 및 서스테인 전극과 교차하는 어드레스 전극이 배치되는 후면 기판과, 어드레스 전극 상부에 배치되는 하부 유전체 층 및 전면 기판과 후면 기판 사이에서 방전 셀을 구획하는 격벽을 포함하고, 격벽의 납(Pb) 함유량은 1000ppm(Parts Per Million)이하이고, 전면 기판과 후면 기판 사이에는 방전 가스가 채워지고, 방전 가스는 헬륨(He)을 9%이상 42%이하 포함한다.

Description

플라즈마 디스플레이 패널{Plasma Display Panel}
도 1a 내지 도 1c는 본 발명의 일실시예에 따른 플라즈마 디스플레이 패널의 구조를 설명하기 위한 도면.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 플라즈마 디스플레이 패널의 동작의 일례를 설명하기 위한 도면.
도 3은 헬륨 가스를 포함하는 경우의 패널 특성에 대해 설명하기 위한 도면.
도 4는 납 성분이 1000ppm이하인 구성 요소를 설명하기 위한 도면.
도 5a 내지 도 5b는 헬륨의 함유량에 대해 설명하기 위한 도면.
도 6a 내지 도 6b는 크세논의 함유량에 대해 설명하기 위한 도면.
도 7a 내지 도 7b는 스캔 전극과 서스테인 전극에 대해 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 단일 층 구조의 장점에 대해 설명하기 위한 도면.
도 9a 내지 도 9b는 스캔 전극과 서스테인 전극의 구조에 대해 보다 상세히 설명하기 위한 도면.
도 10은 본 발명의 플라즈마 디스플레이 패널의 스캔 전극과 서스테인 전극이 단일 층인 이유의 일례에 대해 설명하기 위한 도면.
도 11은 스캔 전극과 서스테인 전극 간의 간격에 대해 설명하기 위한 도면이 다.
도 12는 스캔 전극과 서스테인 전극 간의 간격과 휘도 및 방전 개시 전압의 관계에 대해 설명하기 위한 도면.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
101 : 전면 기판 102 : 스캔 전극
103 : 서스테인 전극 104 : 상부 유전체 층
105 : 보호 층 111 : 후면 기판
112 : 격벽 113 : 어드레스 전극
114 : 형광체 층 115 : 하부 유전체 층
112a : 제 2 격벽 112b : 제 1 격벽
본 발명은 플라즈마 디스플레이 패널에 관한 것이다.
플라즈마 디스플레이 패널에는 격벽으로 구획된 방전 셀(Cell) 내에 형광체 층이 형성되고, 아울러 복수의 전극(Electrode)이 형성된다.
플라즈마 디스플레이 패널의 전극에 구동 신호를 공급하면, 방전 셀 내에서는 공급되는 구동 신호에 의해 방전이 발생한다. 여기서, 방전 셀 내에서 구동 신호에 의해 방전이 될 때, 방전 셀 내에 충진 되어 있는 방전 가스가 진공자외선(Vacuum Ultraviolet rays)을 발생하고, 이러한 진공 자외선이 방전 셀 내에 형 성된 형광체를 발광시켜 가시 광을 발생시킨다. 이러한 가시 광에 의해 플라즈마 디스플레이 패널의 화면상에 영상이 표시된다.
본 발명의 일면은 방전 가스에서 헬륨(He)의 함량을 조절하여 구동 효율이 개선된 플라즈마 디스플레이 패널을 제공하는데 그 목적이 있다.
또한, 본 발명의 다른 면은 방전 가스에 포함된 헬륨(He)에 의해 휘도가 감소하는 것을 억제하는 플라즈마 디스플레이 패널을 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명의 일실시예에 따른 플라즈마 디스플레이 패널은 전면 기판과, 전면 기판에 배치되며 서로 나란한 스캔 전극과 서스테인 전극과, 스캔 전극과 서스테인 전극 상부에 배치되는 상부 유전체 층과, 스캔 전극 및 서스테인 전극과 교차하는 어드레스 전극이 배치되는 후면 기판과, 어드레스 전극 상부에 배치되는 하부 유전체 층 및 전면 기판과 후면 기판 사이에서 방전 셀을 구획하는 격벽을 포함하고, 격벽의 납(Pb) 함유량은 1000ppm(Parts Per Million)이하이고, 전면 기판과 후면 기판 사이에는 방전 가스가 채워지고, 방전 가스는 헬륨(He)을 9%이상 42%이하 포함한다.
또한, 방전 가스는 헬륨(He)을 18%이상 29%이하 포함할 수 있다.
또한, 하부 유전체 층의 납(Pb) 함유량은 1000ppm(Parts Per Million)이하일 수 있다.
또한, 어드레스 전극의 납(Pb) 함유량은 1000ppm(Parts Per Million)이하일 수 있다.
또한, 방전 가스는 크세논(Xe)을 10%이상 20%이하 포함할 수 있고, 바람직하게는 12%이상 15%이하 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 플라즈마 디스플레이 패널은 전면 기판과, 전면 기판에 배치되며 서로 나란한 스캔 전극과 서스테인 전극과, 스캔 전극과 서스테인 전극 상부에 배치되는 상부 유전체 층과, 스캔 전극 및 서스테인 전극과 교차하는 어드레스 전극이 배치되는 후면 기판과, 어드레스 전극 상부에 배치되는 하부 유전체 층 및 전면 기판과 후면 기판 사이에서 방전 셀을 구획하는 격벽을 포함하고, 스캔 전극과 서스테인 전극은 단일 층(One Layer)이고, 격벽의 납(Pb) 함유량은 1000ppm(Parts Per Million)이하이고, 전면 기판과 후면 기판 사이에는 방전 가스가 채워지고, 방전 가스는 헬륨(He)을 9%이상 42%이하 포함한다.
또한, 스캔 전극과 서스테인 전극은 각각 어드레스 전극과 교차하는 복수의 라인부와, 복수의 라인부 중 적어도 두 개의 라인부를 연결하는 적어도 하나의 연결부 및 복수의 라인부로부터 돌출되는 적어도 하나의 돌출부를 포함할 수 있다.
또한, 방전 가스는 헬륨(He)을 18%이상 29%이하 포함할 수 있다.
또한, 방전 가스는 크세논(Xe)을 10%이상 20%이하 포함할 수 있고, 바람직하게는 12%이상 15%이하 포함할 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따른 플라즈마 디스플레이 패널은 전면 기판과, 전면 기판에 배치되며 서로 나란한 스캔 전극과 서스테인 전극과, 스캔 전극과 서스테인 전극 상부에 배치되는 상부 유전체 층과, 스캔 전극 및 서스테인 전극과 교 차하는 어드레스 전극이 배치되는 후면 기판과, 어드레스 전극 상부에 배치되는 하부 유전체 층 및 전면 기판과 후면 기판 사이에서 방전 셀을 구획하는 격벽을 포함하고, 격벽의 납(Pb) 함유량은 1000ppm(Parts Per Million)이하이고, 방전 셀 내에서 스캔 전극과 서스테인 전극 간의 간격은 80㎛이상 250㎛이하이고, 전면 기판과 후면 기판 사이에는 방전 가스가 채워지고, 방전 가스는 헬륨(He)을 9%이상 42%이하 포함한다.
또한, 방전 가스는 헬륨(He)을 18%이상 29%이하 포함할 수 있다.
또한, 방전 가스는 크세논(Xe)을 10%이상 20%이하 포함할 수 있고, 바람직하게는 12%이상 15%이하 포함할 수 있다.
또한, 방전 셀 내에서 상기 스캔 전극과 상기 서스테인 전극 간의 간격은 100㎛이상 200㎛이하일 수 있다.
또한, 방전 가스의 압력은 400torr이상 550torr이하일 수 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 플라즈마 디스플레이 패널을 상세히 설명하기로 한다.
도 1a 내지 도 1c는 본 발명의 일실시예에 따른 플라즈마 디스플레이 패널의 구조를 설명하기 위한 도면이다.
먼저, 도 1a를 살펴보면, 본 발명의 일실시예에 따른 플라즈마 디스플레이 패널(100)은 서로 나란한 스캔 전극(102, Y)과 서스테인 전극(103, Z)이 배치되는 전면 기판(101)과, 전면 기판(101)에 대항되게 배치되며 스캔 전극(102) 및 서스테인 전극(103)과 교차하는 어드레스 전극(113)이 배치되는 후면 기판(111)이 실 층(Seal Layer, 미도시)에 의해 합착되어 이루어질 수 있다.
스캔 전극(102)과 서스테인 전극(103)이 배치된 전면 기판(101)의 상부에는 스캔 전극(102)과 서스테인 전극(103)을 매립하는 상부 유전체 층(104)이 배치된다.
상부 유전체 층(104)은 스캔 전극(102) 및 서스테인 전극(103)의 방전 전류를 제한하며 스캔 전극(102)과 서스테인 전극(103)간을 절연시킬 수 있다.
상부 유전체 층(104) 상부에는 방전 조건을 용이하게 하기 위한 보호 층(105)이 배치될 수 있다. 이러한 보호 층(105)은 이차전자 방출 계수가 높은 재질, 예컨대 산화마그네슘(MgO) 재질을 포함할 수 있다.
또한, 후면 기판(111)에는 전극, 예컨대 어드레스 전극(113)이 배치되고, 어드레스 전극(113)이 배치된 후면 기판(111)에는 어드레스 전극(113)을 덮으며 어드레스 전극(113)을 절연시킬 수 있는 유전체 층, 예컨대 하부 유전체 층(115)이 배치될 수 있다.
하부 유전체 층(115)의 상부에는 방전 공간 즉, 방전 셀을 구획하는 스트라이프 타입(Stripe Type), 웰 타입(Well Type), 델타 타입(Delta Type), 벌집 타입 등의 격벽(112)이 배치될 수 있다. 이러한 격벽(112)에 의해 전면 기판(101)과 후면 기판(111)의 사이에서 적색(Red : R), 녹색(Green : G), 청색(Blue : B) 방전 셀 등이 구비될 수 있다. 또한, 적색(R), 녹색(G), 청색(B) 방전 셀 이외에 백색(White : W) 또는 황색(Yellow : Y) 방전 셀이 더 구비되는 것도 가능하다.
격벽(112)에 의해 구획된 방전 셀 내에는 방전 가스가 채워질 수 있다.
아울러, 격벽(112)에 의해 구획된 방전 셀 내에는 어드레스 방전 시 화상표시를 위한 가시 광을 방출하는 형광체 층(114)이 배치될 수 있다. 예를 들면, 적색(Red : R) 광을 발산하는 제 1 형광체 층, 청색(Blue, B) 광을 발산하는 제 2 형광체 층, 녹색(Green : G) 광을 발산하는 제 3 형광체 층이 배치될 수 있다. 또한, 적색(R), 녹색(G), 청색(B) 광 이외에 백색(White : W) 광 또는 황색(Yellow : Y) 광을 발산하는 다른 형광체 층이 더 배치되는 것도 가능하다.
또한, 적색(R), 녹색(G) 및 청색(B) 방전 셀 중 적어도 어느 하나의 방전 셀에서의 형광체 층(114)의 두께가 다른 방전 셀과 상이할 수 있다. 예를 들면, 녹색(G) 방전 셀의 형광체 층, 즉 제 3 형광체 층 또는 청색(B) 방전 셀에서의 형광체 층, 즉 제 2 형광체 층의 두께가 적색(R) 방전 셀에서의 형광체 층, 즉 제 1 형광체 층의 두께보다 더 두꺼울 수 있다. 여기서, 제 3 형광체 층의 두께는 제 2 형광체 층의 두께와 실질적으로 동일하거나 상이할 수 있다.
또한, 발명의 일실시예에 따른 플라즈마 디스플레이 패널(100)에서는 적색(R), 녹색(G) 및 청색(B) 방전 셀의 폭은 실질적으로 동일할 수도 있지만, 적색(R), 녹색(G) 및 청색(B) 방전 셀 중 적어도 하나의 폭이 다른 방전 셀의 폭과 다른 것도 가능하다.
예컨대, 적색(R) 방전 셀의 폭이 가장 작고, 녹색(G) 및 청색(B) 방전 셀의 폭을 적색(R) 방전 셀의 폭보다 크게 할 수 있다. 여기서, 녹색(G) 방전 셀의 폭은 청색(B) 방전 셀의 폭과 실질적으로 동일하거나 상이할 수 있다.
그러면 방전 셀 내에 배치되는 형광체 층(114)의 폭도 방전 셀의 폭에 관련 하여 변경된다. 예를 들면, 청색(B) 방전 셀에 배치되는 제 2 형광체 층의 폭이 적색(R) 방전 셀 내에 배치되는 제 1 형광체 층의 폭보다 넓고, 아울러 녹색(G) 방전 셀에 배치되는 제 3 형광체 층의 폭이 적색(R) 방전 셀 내에 배치되는 제 1 형광체 층의 폭보다 넓을 수 있고, 이에 따라 구현되는 영상의 색온도 특성이 향상될 수 있다.
또한, 본 발명의 일실시예에 따른 플라즈마 디스플레이 패널(100)은 도 1a에 도시된 격벽(112)의 구조뿐만 아니라, 다양한 형상의 격벽의 구조도 가능하다. 예컨대, 격벽(112)은 제 1 격벽(112b)과 제 2 격벽(112a)을 포함하고, 여기서, 제 1 격벽(112b)의 높이와 제 2 격벽(112a)의 높이가 서로 다른 차등형 격벽 구조 등이 가능하다.
이러한, 차등형 격벽 구조인 경우에는 제 1 격벽(112b) 또는 제 2 격벽(112a) 중 제 1 격벽(112b)의 높이가 제 2 격벽(112a)의 높이보다 더 낮을 수 있다.
또한, 도 1a에서는 적색(R), 녹색(G) 및 청색(B) 방전 셀 각각이 동일한 선상에 배열되는 것으로 도시 및 설명되고 있지만, 다른 형상으로 배열되는 것도 가능하다. 예컨대, 적색(R), 녹색(G) 및 청색(B) 방전 셀이 삼각형 형상으로 배열되는 델타(Delta) 타입의 배열도 가능하다. 또한, 방전 셀의 형상도 사각형상뿐만 아니라 오각형, 육각형 등의 다양한 다각 형상도 가능하다.
또한, 여기 도 1a에서는 후면 기판(111)에 격벽(112)이 형성된 경우만을 도시하고 있지만, 격벽(112)은 전면 기판(101) 또는 후면 기판(111) 중 적어도 어느 하나에 배치될 수 있다.
이상에서는 본 발명의 일실시예에 따른 플라즈마 디스플레이 패널(100)의 일례만을 도시하고 설명한 것으로써, 본 발명이 이상에서 설명한 구조의 플라즈마 디스플레이 패널(100)에 한정되는 것은 아님을 밝혀둔다. 예를 들면, 이상의 설명에서는 번호 115의 하부 유전체 층 및 번호 104번의 상부 유전체 층이 하나의 층(Layer)인 경우만을 도시하고 있지만, 하부 유전체 층 또는 상부 유전체 층 중 적어도 하나는 복수의 층으로 이루지는 것도 가능한 것이다.
또한, 후면 기판(111)에 배치되는 어드레스 전극(113)은 폭이나 두께가 실질적으로 일정할 수도 있지만, 방전 셀 내부에서의 폭이나 두께가 방전 셀 외부에서의 폭이나 두께와 다를 수도 있다. 예컨대, 방전 셀 내부에서의 폭이나 두께가 방전 셀 외부에서의 그것보다 더 넓거나 두꺼울 수 있다.
다음, 도 1b를 살펴보면 플라즈마 디스플레이 패널(100)은 제 1 영역(140)과 제 2 영역(150)으로 나누어질 수 있다.
제 1 영역(140)에는 복수의 제 1 어드레스 전극(Xa)이 나란히 배치될 수 있다. 또한, 제 2 영역(150)에는 복수의 제 2 어드레스 전극(Xb)이 나란히 배치되고, 아울러 이러한 복수의 제 2 어드레스 전극(Xb)은 각각 제 1 어드레스 전극(Xa)과 마주보도록 배치될 수 있다.
예를 들어, 제 1 영역(140)에 Xa1 제 1 어드레스 전극부터 Xam 제 1 어드레스 전극이 나란히 배치되는 경우에, 제 2 영역(150)에는 Xa1 제 1 어드레스 전극부터 Xam 제 1 어드레스 전극에 각각 대응하는 Xb1 제 2 어드레스 전극부터 Xbm 제 2 어드레스 전극이 나란히 배치되는 것이다. 여기서, Xa1 제 1 어드레스 전극과 Xb1 제 2 어드레스 전극은 서로 마주보도록 배치되고, 아울러 Xam 제 1 어드레스 전극과 Xbm 제 2 어드레스 전극도 서로 마주보도록 배치된다.
다음, 도 1c에는 제 1 어드레스 전극(Xa)과 제 2 어드레스 전극(Xb)이 서로 마주보는 A의 영역이 보다 상세히 도시되어 있다.
도 1c를 살펴보면, Xa(m-2) 제 1 어드레스 전극과 Xb(m-2) 제 2 어드레스 전극, Xa(m-1) 제 1 어드레스 전극과 Xb(m-1) 제 2 어드레스 전극, Xam 제 1 어드레스 전극과 Xb(m-2) 제 2 어드레스 전극이 각각 d의 간격을 사이에 두고 서로 마주보도록 배치될 수 있다.
여기서, 제 1 어드레스 전극(Xa)과 제 2 어드레스 전극(Xb) 사이의 간격이 과도하게 작은 경우에는 제 1 어드레스 전극(Xa)과 제 2 어드레스 전극(Xb) 사이의 커플링(Coupling)에 의해 전류가 흐를 가능성이 있고, 반면에 제 1 어드레스 전극(Xa)과 제 2 어드레스 전극(Xb) 사이의 간격이 과도하게 큰 경우에는 플라즈마 디스플레이 패널(100)에 표시되는 영상에 줄무늬 형태의 노이즈가 시청자의 눈에 감지될 수 있다.
이를 고려할 때, 서로 마주보는 제 1 어드레스 전극(Xa)과 제 2 어드레스 전극(Xb) 간의 간격 d는 대략 50㎛(마이크로미터)이상 300㎛(마이크로미터)이하인 것이 바람직할 수 있고, 보다 바람직하게는 대략 70㎛(마이크로미터)이상 220㎛(마이크로미터)이하일 수 있다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 플라즈마 디스플레이 패널의 동작의 일례 를 설명하기 위한 도면이다. 여기, 도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 플라즈마 디스플레이 패널을 동작시키는 방법의 일례를 설명하는 것으로서, 본 발명이 도 2에 한정되는 것은 아니고, 본 발명의 일실시예에 따른 플라즈마 디스플레이 패널을 동작시키는 방법은 다양하게 변경될 수 있다.
도 2를 살펴보면, 초기화를 위한 리셋 기간에서는 스캔 전극으로 리셋 신호가 공급될 수 있다. 리셋 신호는 상승 램프(Ramp-Up) 신호와 하강 램프(Ramp-Down) 신호를 포함할 수 있다.
예를 들어, 셋업(Set-Up) 기간에서는 스캔 전극으로 제 1 전압(V1)부터 제 2 전압(V2)까지 급격히 상승한 이후 제 2 전압(V2)부터 제 3 전압(V3)까지 전압이 점진적으로 상승하는 상승 램프 신호가 공급될 수 있다. 여기서, 제 1 전압(V1)은 그라운드 레벨(GND)의 전압일 수 있다.
이러한 셋업 기간에서는 상승 램프 신호에 의해 방전 셀 내에는 약한 암방전(Dark Discharge), 즉 셋업 방전이 일어난다. 이 셋업 방전에 의해 방전 셀 내에는 어느 정도의 벽 전하(Wall Charge)가 쌓일 수 있다.
셋업 기간 이후의 셋다운(Set-Down) 기간에서는 상승 램프 신호 이후에 이러한 상승 램프 신호와 반대 극성 방향의 하강 램프 신호가 스캔 전극에 공급될 수 있다.
여기서, 하강 램프 신호는 상승 램프 신호의 피크(Peak) 전압, 즉 제 3 전압(V3)보다 낮은 제 4 전압(V4)부터 제 5 전압(V5)까지 점진적으로 하강할 수 있다.
이러한 하강 램프 신호가 공급됨에 따라, 방전 셀 내에서 미약한 소거 방전(Erase Discharge), 즉 셋다운 방전이 발생한다. 이 셋다운 방전에 의해 방전 셀 내에는 어드레스 방전이 안정되게 일어날 수 있을 정도의 벽전하가 균일하게 잔류된다.
리셋 기간 이후의 어드레스 기간에서는 하강 램프 신호의 최저 전압, 즉 제 5 전압(V5)보다는 높은 전압, 예컨대 제 6 전압(V6)을 실질적으로 유지하는 스캔 바이어스 신호가 스캔 전극에 공급된다.
아울러, 스캔 바이어스 신호로부터 하강하는 스캔 신호가 스캔 전극에 공급될 수 있다.
한편, 적어도 하나의 서브필드의 어드레스 기간에서 스캔 전극으로 공급되는 스캔 신호(Scan)의 펄스폭은 다른 서브필드의 스캔 신호의 펄스폭과 다를 수 있다. 예컨대, 시간상 뒤에 위치하는 서브필드에서의 스캔 신호의 폭이 앞에 위치하는 서브필드에서의 스캔 신호의 폭보다 작을 수 있다. 또한, 서브필드의 배열 순서에 따른 스캔 신호 폭의 감소는 2.6㎲(마이크로초), 2.3㎲, 2.1㎲, 1.9㎲ 등과 같이 점진적으로 이루어질 수 있거나 2.6㎲, 2.3㎲, 2.3㎲, 2.1㎲......1.9㎲, 1.9㎲ 등과 같이 이루어질 수도 있다.
이와 같이, 스캔 신호가 스캔 전극으로 공급될 때, 스캔 신호에 대응되게 어드레스 전극에 데이터 신호가 공급될 수 있다.
이러한 스캔 신호와 데이터 신호가 공급되면, 스캔 신호와 데이터 신호 간의 전압 차와 리셋 기간에 생성된 벽 전하들에 의한 벽 전압이 더해지면서 데이터 신 호가 공급되는 방전 셀 내에는 어드레스 방전이 발생될 수 있다.
여기서, 어드레스 기간에서 서스테인 전극의 간섭에 의해 어드레스 방전이 불안정해지는 것을 방지하기 위해 서스테인 전극에 서스테인 바이어스 신호가 공급될 수 있다.
서스테인 바이어스 신호는 서스테인 기간에서 공급되는 서스테인 신호의 전압보다는 작고 그라운드 레벨(GND)의 전압보다는 큰 서스테인 바이어스 전압(Vz)을 실질적으로 일정하게 유지할 수 있다.
이후, 영상 표시를 위한 서스테인 기간에서는 스캔 전극 또는 서스테인 전극 중 적어도 하나에 서스테인 신호가 공급될 수 있다. 예를 들면, 스캔 전극과 서스테인 전극에 교번적으로 서스테인 신호가 공급될 수 있다.
이러한 서스테인 신호가 공급되면, 어드레스 방전에 의해 선택된 방전 셀은 방전 셀 내의 벽 전압과 서스테인 신호의 서스테인 전압(Vs)이 더해지면서 서스테인 신호가 공급될 때 스캔 전극과 서스테인 전극 사이에 서스테인 방전 즉, 표시방전이 발생될 수 있다.
한편, 적어도 하나의 서브필드에서는 서스테인 기간에서 복수의 서스테인 신호가 공급되고, 복수의 서스테인 신호 중 적어도 하나의 서스테인 신호의 펄스폭은 다른 서스테인 신호의 펄스폭과 다를 수 있다. 예를 들면, 복수의 서스테인 신호 중 가장 먼저 공급되는 서스테인 신호의 펄스폭이 다른 서스테인 신호의 펄스폭보다 클 수 있다. 그러면, 서스테인 방전이 더욱 안정될 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따른 플라즈마 디스플레이 패널의 내부에 채워지는 방 전 가스에는 헬륨(He)이 포함된다. 또한, 헬륨(He) 이외에 다른 가스, 예컨대 크세논(Xe), 네온(Ne) 등의 가스가 더 포함될 수 있다.
이와 같이, 방전 가스에 헬륨(He)을 포함하면, 헬륨(He)의 기체 특성에 의해 방전 전압이 낮아질 수 있고, 이에 따라 구동 효율이 향상될 수 있다. 이에 대해 도 3을 첨부하여 살펴보면 다음과 같다.
도 3은 헬륨 가스를 포함하는 경우의 패널 특성에 대해 설명하기 위한 도면이다.
도 3에는, 85%의 네온(Ne)과 15%의 크세논(Xe)을 포함하는 방전 가스를 포함하는 Case 1과, 60%의 네온(Ne)과 15%의 크세논(Xe) 및 25%의 헬륨(He)을 포함하는 방전 가스를 포함하는 Case 2와, 90%의 네온(Ne)과 10%의 크세논(Xe)을 포함하는 방전 가스를 포함하는 Case 3과, 65%의 네온(Ne)과 10%의 크세논(Xe) 및 25%의 헬륨(He)을 포함하는 방전 가스를 포함하는 Case 4의 소비 전력, 효율 및 구현되는 영상의 휘도 데이터가 도시되어 있다.
이상의 Case 1 ~ Case 4는 격벽이 유연 격벽인 경우이다. 여기서, 유연 격벽은 격벽은 PbO-B203-SiO2계 유리 재료를 사용하여 형성함으로써, 격벽의 납(Pb) 성분이 1000ppm을 초과하는 경우이다.
또한, 도 3에는 Case 1과 동일한 가스 조성의 Case 5, Case 2와 동일한 가스 조성의 Case 6, Case 3과 동일한 가스 조성의 Case 7, Case 4와 동일한 가스 조성의 Case 8의 소비 전력, 효율 및 구현되는 영상의 휘도 데이터가 도시되어 있다.
이상의 Case 5 ~ Case 8은 격벽이 무연 격벽인 경우이다. 여기서, 무연 격벽은 격벽은 격벽의 납(Pb) 성분이 1000ppm을 이하인 경우이다.
도 3을 살펴보면, Case 1의 경우에는 소비 전력이 대략 272[W]이고, 효율은 1.108[lm/W]이고, 구현되는 영상의 휘도는 142[cd/m2]이다.
Case 2의 경우에는 소비 전력이 대략 257[W]이고, 효율은 1.33[lm/W]이고, 구현되는 영상의 휘도는 125[cd/m2]이다.
Case 1과 Case 2의 경우를 비교하면, 방전 가스에 헬륨(He)이 포함되지 않는 Case 1의 경우에 비해 25%의 헬륨(He)을 포함하는 Case 2의 경우가 소비 전력과 효율이 더 높은 것을 알 수 있다.
또한, Case 3의 경우에는 소비 전력이 대략 215.2[W]이고, 효율은 0.997[lm/W]이고, 구현되는 영상의 휘도는 140[cd/m2]이고, Case 4의 경우에는 소비 전력이 대략 193[W]이고, 효율은 1.21[lm/W]이고, 구현되는 영상의 휘도는 120[cd/m2]이다.
이상의 Case 3과 Case 4를 비교하면 방전 가스에 헬륨(He)이 포함되지 않는 Case 3의 경우에 비해 25%의 헬륨(He)을 포함하는 Case 4의 경우가 소비 전력과 효율이 더 높은 것을 알 수 있다.
즉, 방전 가스에서 크세논(Xe)의 함량에 관계없이 헬륨(He)이 포함되는 경우에는 소비 전력과 효율이 향상되는 것이다.
이와 같이, 방전 가스에 헬륨(He)이 포함되는 경우에 소비 전력이 감소하고, 효율이 향상되는 이유는, 헬륨(He) 가스가 방전 셀 내부에서 방전의 촉매 역할을 수행함으로써, 상대적으로 낮은 전압에서 방전이 발생할 수 있도록 하기 때문이다.
한편, 방전 가스에 헬륨(He)이 포함되는 경우에는 소비 전력과 효율이 개선되지만, 반면에 구현되는 영상의 측면을 살펴보면 헬륨(He)을 포함하는 경우에 구현되는 영상의 휘도가 감소한다. 예를 들면, 도 3에서와 같이 헬륨(He)을 포함하는 Case 2와 Case 4의 경우는 헬륨(He)을 포함하지 않는 Case 1과 Case 3의 경우에 비해 휘도가 더 낮다.
이와 같이, 방전 가스에 헬륨(He)이 포함되는 경우에 구현되는 영상의 휘도가 과도하게 저하되지 않도록 하기 위해, 격벽을 납(Pb)을 포함하지 않는 재료를 사용하여 형성함으로써, 격벽에 포함되는 납(Pb)의 함량을 1000ppm(Parts Per Million)이하로 하는 것이 바람직할 수 있다.
Case 5의 경우에는 소비 전력이 대략 269[W]이고, 효율은 1.121[lm/W]이고, 구현되는 영상의 휘도는 143[cd/m2]이다.
Case 6의 경우에는 소비 전력이 대략 252[W]이고, 효율은 1.352[lm/W]이고, 구현되는 영상의 휘도는 130[cd/m2]이다.
Case 7의 경우에는 소비 전력이 대략 210.5[W]이고, 효율은 1.02[lm/W]이고, 구현되는 영상의 휘도는 142[cd/m2]이다.
Case 8의 경우에는 소비 전력이 대략 189.2[W]이고, 효율은 1.28[lm/W]이고, 구현되는 영상의 휘도는 128[cd/m2]이다.
이상에서 설명한 무연 격벽의 Case 5 ~ Case 8의 경우와 유연 격벽의 Caes1 ~ Case 4의 경우를 비교하면, 무연 격벽인 경우에서 휘도 및 효율이 유연 격벽에 비해 더 향상된 것을 알 수 있다. 이는 무연 격벽의 납(Pb) 성분이 유연 격벽에 비해 적어짐으로써, 무연 격벽의 정전 용량(Capacitance)이 유연 격벽의 정전 용량에 비해 더 작아지게 되고, 이에 따라 방전 전류가 감소하여 동일한 전압에 의해 발생하는 방전의 세기가 증가하기 때문이다.
이와 같이, 격벽의 납(Pb) 함유량을 1000ppm이하로 하게 되면, 방전 가스에 헬륨(He)이 포함되는 경우에도 구현되는 영상의 휘도가 저하되는 것을 억제할 수 있다.
또한, 방전 가스에 헬륨(He)이 포함되는 경우에, 헬륨(He)에 의한 휘도의 저하를 방지하기 위해, 격벽, 어드레스 전극 또는 하부 유전체 층 중 적어도 하나를 납(Pb) 함유량이 1000ppm이 되도록 할 수 있다. 이에 대해 도 4를 참조하여 살펴보면 다음과 같다.
도 4는 납 성분이 1000ppm이하인 구성 요소를 설명하기 위한 도면이다.
도 4를 살펴보면, 격벽, 어드레스 전극 또는 하부 유전체 층 적어도 하나의 납(Pb) 함유량이 1000ppm이하일 수 있다. 이러한 경우에는, 패널의 정전 용량을 더욱 감소시킬 수 있어서, 방전 가스에 헬륨(He)이 포함되는 경우에 구현되는 영상의 휘도가 저하되는 것을 더욱 방지할 수 있다.
또한, 격벽, 어드레스 전극 및 하부 유전체 층 이외에, 상부 유전체 층, 스캔 전극 및 서스테인 전극, 전면 기판 또는 후면 기판 중 적어도 하나의 납(Pb) 함유량이 1000ppm이하인 것도 가능하다.
또한, 납(Pb) 성분은 인체에 축적될 경우에 인체에 심각한 악영향을 미칠 수 있는 독성 물질이다. 따라서 본 발명의 일실시예에 따른 플라즈마 디스플레이 패널에서 격벽의 납(Pb) 성분이 1000ppm이하인 경우에는 인체에 대한 악영향을 줄일 수 있다.
도 5a 내지 도 5b는 헬륨의 함유량에 대해 설명하기 위한 도면이다.
도 5a 내지 도 5b에는 방전 가스는 네온(Ne), 크세논(Xe) 및 헬륨(He)을 포함하고, 여기서 크세논(Xe)의 함량이 15%로 고정된 상태에서 네온(Ne)과 헬륨(He)의 함량을 변경하는 방법으로 방전 가스에서 헬륨(He)의 함량을 0%부터 50%까지 변경하면서 소비 전력과 휘도를 측정한 데이터가 도시되어 있다. 여기서, 격벽은 납(Pb) 성분의 함량이 1000ppm이하인 무연 격벽이다.
먼저 도 5a를 살펴보면, 방전 가스에서 헬륨(He)의 함량이 0%인 경우에는 소비 전력이 대략 275[W]이고, 5%인 경우에는 소비 전력이 대략 273[W]이다.
또한, 방전 가스에서 헬륨(He)의 함량이 9%이상 18%이하인 경우에는 소비 전력이 대략 230[W]이상 265[W]이다.
또한, 방전 가스에서 헬륨(He)의 함량이 18%이상 29%이하인 경우에는 소비 전력이 대략 178[W]이상 230[W]이하이고, 방전 가스에서 헬륨(He)의 함량이 29%이상 42%이하인 경우에는 소비 전력이 대략 166[W]이상 178[W]이하이고, 헬륨(He)의 함량이 50%이상인 경우에는 소비 전력이 대략 164[W]이하이다.
이상의 도 5a의 데이터를 살펴보면, 헬륨(He)의 함량이 9%이상 42%이하의 범위 내에서는 헬륨(He) 함량이 증가하면 소비 전력이 점진적으로 감소하는데 반해, 헬륨(He)의 함량이 50%이상인 경우에는 헬륨(He)의 함량이 증가하더라도 소비 전력의 감소효과를 미미해짐을 알 수 있다.
다음, 도 5b를 살펴보면 방전 가스에서 헬륨(He)의 함량이 9%미만인 경우에는 구현되는 영상의 휘도가 대략 137[cd/m2]이상 140[cd/m2]이하이다.
또한, 방전 가스에서 헬륨(He)의 함량이 9%이상 18%이하인 경우에는 구현되는 영상의 휘도가 대략 133[cd/m2]이상 137[cd/m2]이하이다.
또한, 방전 가스에서 헬륨(He)의 함량이 18%이상 29%이하인 경우에는 구현되는 영상의 휘도가 대략 129[cd/m2]이상 133[cd/m2]이하의 충분히 높은 값을 갖고, 방전 가스에서 헬륨(He)의 함량이 29%이상 42%이하인 경우에는 구현되는 영상의 휘도가 대략 124[cd/m2]이상 129[cd/m2]이하이다.
반면에, 방전 가스에서 헬륨(He)의 함량이 50%이상인 경우에는 구현되는 영상의 휘도가 대략 112[cd/m2]이하로 급격히 하락한다.
이상에서 상세히 설명한 바와 같이, 방전 가스에서 헬륨(He)의 함량이 증가할수록 소비 전력은 개선되고, 이와 반대로 구현되는 영상의 휘도는 감소한다.
예를 들어, 헬륨(He)의 함량이 10%미만인 경우에는 구현되는 영상의 휘도는 대략 137[cd/m2]이상 140[cd/m2]이하로서 충분히 높지만, 소비 전력은 대략 265[W]이상 275[W]로서 과도하게 높아서 불리할 수 있다.
또한, 헬륨(He)의 함량이 50%이상인 경우에는 소비 전력은 대략 164[W]이하로서 충분히 낮지만, 휘도는 대략 112[cd/m2]이하로서 과도하게 낮아서 불리할 수 있다.
따라서 소비 전력을 상대적으로 낮게 유지하면서도 휘도를 증가시키기 위해서 방전 가스는 헬륨(He)을 9%이상 42%이하 포함하는 것이 바람직할 수 있고, 더욱 바람직하게는 18%이상 29%이하 포함할 수 있다.
한편, 방전 가스에 포함되는 크세논(Xe)은 방전 셀 내에서 진공 자외선의 발생량을 증가시킴으로써, 휘도를 증가시킬 수 있다. 따라서 방전 가스에 포함되는 크세논(Xe)은 함유량을 조절하여 헬륨(He)에 의해 감소하는 휘도를 보상하는 것도 가능하다. 이에 대해 첨부된 도 6a 내지 도 6b를 참조하여 살펴보면 다음과 같다.
도 6a 내지 도 6b는 크세논의 함유량에 대해 설명하기 위한 도면이다.
도 6a 내지 도 6b에는 방전 가스에 네온(Ne), 헬륨(He) 및 크세논(Xe)이 포함되고, 여기서, 헬륨(He)의 함량은 20%로 고정하고, 크세논(Xe)의 함량을 5%에서 25%까지 변경하면서 25% 윈도우 패턴 영상을 화면에 표시할 때의 휘도 및 스캔 전극과 서스테인 전극 사이의 방전 개시 전압(Firing Voltage)을 측정한 데이터가 도시되어 있다.
도 6a를 살펴보면, 방전 가스에서 크세논(Xe)의 함량이 대략 5%인 경우에는 구현되는 영상의 휘도가 329[cd/m2]이고, 9%인 경우에는 대략 346[cd/m2]로서, 상대적으로 작다.
반면에, 크세논(Xe)의 함량이 10%인 경우에는 휘도가 대략 353[cd/m2]로 증가한다. 이와 같이, 크세논(Xe)의 함량이 증가함에 따라 휘도가 증가한 것은 크세논(Xe)은 방전 시 진공 자외선의 발생을 증가시킬 수 있는 특성을 갖고, 이에 따라 방전 셀 내에 채워진 방전 가스의 크세논(Xe) 함량이 증가하게 되면 방전 셀에서 발생하는 광의 양이 증가하기 때문이다.
또한, 크세논(Xe)의 함량이 11%인 경우에는 휘도가 대략 359[cd/m2]이고, 크세논(Xe)의 함량이 대략 12%이상 15%이하인 경우에는 휘도가 373[cd/m2]이상 390[cd/m2]이하의 높은 값을 갖는다.
또한, 크세논(Xe)의 함량이 16%이상인 경우에는 휘도가 대략 396[cd/m2]이상이다.
이상의 도 6a의 데이터를 살펴보면 크세논(Xe)의 함량이 10%이상 20%이하의 범위 내에서는 크세논(Xe)의 함량이 증가할수록 구현되는 영상의 휘도는 점진적으로 증가하지만,
크세논(Xe)의 함량이 25%이상인 경우에는 휘도 향상 효과가 미미해짐을 알 수 있다.
다음, 도 6b를 살펴보면, 방전 가스에서 크세논(Xe)의 함량이 대략 5%인 경우에는 스캔 전극과 서스테인 전극 간의 방전 개시 전압이 대략 135V이고, 9%인 경우에는 대략 136V로서, 상대적으로 작다.
반면에, 크세논(Xe)의 함량이 10%인 경우에는 방전 개시 전압은 대략 137V로 증가한다.
또한, 크세논(Xe)의 함량이 11%인 경우에는 방전 개시 전압이 대략 137V이고, 크세논(Xe)의 함량이 대략 12%이상 15%이하인 경우에는 방전 개시 전압이 대략 138V이상 140V이하이다.
또한, 크세논(Xe)의 함량이 16%이상 20%이하인 경우에는 방전 개시 전압이 대략 141V이상 143V이하이고, 크세논(Xe)의 함량이 25%이상인 경우에는 방전 개시 전압이 대략 153V이상으로 급격히 상승할 수 있다.
이상에서와 같이, 방전 가스에서 헬륨(He)이 포함되는 경우에도, 크세논(Xe)의 함량이 증가하면 구현되는 영상의 휘도가 증가하고, 이와는 반대로 스캔 전극과 서스테인 전극 사이의 방전 개시 전압이 상승함을 알 수 있다.
따라서 구현되는 영상의 휘도를 충분히 높게 유지하면서도, 스캔 전극과 서스테인 전극 사이의 방전 개시 전압이 과도하게 상승하는 것을 방지하기 위해 전면 기판과 후면 기판 사이에는 채워지는 방전 가스는 크세논(Xe)을 10%이상 20%이하 포함하는 것이 바람직할 수 있고, 더욱 바람직하게는 12%이상 15%이하 포함할 수 있다.
도 7a 내지 도 7b는 스캔 전극과 서스테인 전극에 대해 설명하기 위한 도면 이다.
도 7a 내지 도 7b를 살펴보면, 스캔 전극(102)과 서스테인 전극(103)은 서로 나란하게 배치되며, 단일 층(One Layer)구조를 갖는다.
또한, 스캔 전극(102), 서스테인 전극(103)과 전면 기판(101) 사이에는 각각 블랙 층(120, 130)이 배치될 수 있다.
스캔 전극(102)과 서스테인 전극(103)은 전기 전도성이 우수하고, 성형하기 쉬운 금속성 재질, 예컨대 음(Ag), 금(Au), 구리(Cu), 알루미늄(Al) 등의 재질로 이루어질 수 있다.
이와 같이, 단일 층인 스캔 전극(102)과 서스테인 전극(103)을 투명 전극이 생략된 전극이라는 의미의 ITO-Less 전극이라 할 수 있다.
도 8은 단일 층 구조의 장점에 대해 설명하기 위한 도면이다.
도 8을 살펴보면, (a)는 스캔 전극(402)과 서스테인 전극(403)이 복수 층(Multiple Layer) 구조를 갖는 경우의 일례이고, (b)는 본 발명의 일실시예와 같이 스캔 전극(102)과 서스테인 전극(103)이 단일 층인 경우의 일례이다.
(a)의 경우를 살펴보면, 스캔 전극(402)과 서스테인 전극(403)은 각각 투명 전극(402a, 403a)과 버스 전극(402b, 403b)을 포함할 수 있다.
여기서, 버스 전극(402b, 403b)은 실질적으로 불투명한 재질, 예컨대 은(Ag), 금(Au), 알루미늄(Al) 재질 중 적어도 하나를 포함하고, 투명 전극(402a, 403a)은 실질적으로 투명한 재질, 예컨대 인듐주석산화물(ITO) 재질을 포함할 수 있다.
아울러, 스캔 전극(402)과 서스테인 전극(403)이 버스 전극(402b, 403b)과 투명 전극(402a, 403a)을 포함하는 경우에, 버스 전극(402b, 403b)에 의한 외부 광의 반사를 방지하기 위해 투명 전극(402a, 403a)과 버스 전극(402b, 403b)의 사이에 블랙 층(420, 430)이 더 포함될 수 있다.
이러한 (a)의 제조 방법을 일례를 살펴보면, 먼저 전면 기판(401)에 투명 전극막을 형성한다. 이후, 투명 전극막을 패터닝(Patterning)하여 투명 전극(402a, 403a)을 형성한다.
이후, 투명 전극(402a, 403a)의 상부에 버스 전극막을 형성하고, 버스 전극막을 패터닝하여 버스 전극(402b, 403b)을 형성할 수 있다.
반면에, (b)와 같이 스캔 전극(102)과 서스테인 전극(103)이 단일 층 구조를 갖는 경우에는, 전면 기판(101)의 상부에 전극막을 형성한 이후에, 전극막을 패터닝하여 스캔 전극(102)과 서스테인 전극(103)을 형성할 수 있어서, 제조 공정이 (a)의 경우에 비해 더 간단하다. 따라서 제조 공정에 소요되는 시간이 감소될 수 있고, 제조 단가가 저감될 수 있다.
또한, (a)와 같은 경우에는 스캔 전극(402)과 서스테인 전극(403)이 각각 투명 전극(402a, 403a)을 포함하는데, 투명 전극(402a, 403a)의 재료인 투명한 재질, 예컨대 인듐주석산화물(ITO) 재질은 상대적으로 고가의 재료로서, 제조 단가를 높이는 요인을 제공할 수 있다.
반면에, (b)와 같이 스캔 전극(102)과 서스테인 전극(103)이 단일 층인 경우에는 상대적으로 고가인 투명한 재질을 사용하지 않기 때문에 제조 단가를 줄일 수 있다.
도 9a 내지 도 9b는 스캔 전극과 서스테인 전극의 구조에 대해 보다 상세히 설명하기 위한 도면이다.
먼저, 도 9a를 살펴보면 스캔 전극(102)과 서스테인 전극(103)은 어드레스 전극(113)과 교차하는 복수의 라인부(521a, 521b, 531a, 531b)와, 복수의 라인부(521a, 521b, 531a, 531b) 중 적어도 하나의 라인부로부터 돌출되는 적어도 하나의 돌출부(522a, 522b, 522c, 532a, 532b, 532c)를 포함할 수 있다.
도 9a에서는 스캔 전극(102)이 세 개의 돌출부(522a, 522b, 522c)를 포함하고, 서스테인 전극(103)도 세 개의 돌출부(532a, 532b, 532c)를 포함하는 경우만을 도시하고 있지만, 돌출부의 개수는 이에 한정되지 않는다. 예를 들면 스캔 전극(102)과 서스테인 전극(103)이 각각 2개씩의 돌출부를 포함하는 것도 가능하고, 또는 스캔 전극(102)이 4개의 돌출부를 포함하고, 서스테인 전극(103)은 3개의 돌출부를 포함하는 것도 가능한 것이다.
또는, 스캔 전극(102)과 서스테인 전극(103)에서 방전 셀의 후방으로 돌출되는 돌출부, 즉 번호 522c, 532c의 돌출부는 생략되는 것도 가능한 것이다.
복수의 라인부들(521a, 521b, 531a, 531b)은 소정의 폭을 갖는다, 예를 들어, 스캔 전극(102)의 제 1 라인부(521a)는 W1의 폭을 갖고, 제 2 라인부(521b)는 W2의 폭을 가지고, 아울러 서스테인 전극(103)의 제 1 라인부(531a)는 W3의 폭을 갖고, 제 2 라인부(531b)는 W4의 폭을 갖는다.
여기서, W1, W2, W3, W4는 실질적으로 동일한 값을 갖는 것도 가능하고, 하 나 이상이 상이한 값을 갖는 것도 가능하다. 예를 들면, 스캔 전극(102)의 제 1 라인부(521a)와 서스테인 전극(103)의 제 1 라인부(531a)의 폭(W1, W3)이 대략 35㎛이고, 제 2 라인부(521b, 531b)의 폭(W2, W4)은 45㎛로서 스캔 전극(102)의 제 1 라인부(521a)와 서스테인 전극(103)의 제 1 라인부(531a)의 폭(W1, W3)이 제 2 라인부(521b, 531b)의 폭(W2, W4)보다 더 작을 수 있다.
한편, 스캔 전극(102)의 제 1 라인부(521a)와 제 2 라인부(521b) 사이 간격(g3)과 서스테인 전극(103)의 제 1 라인부(531a)와 제 2 라인부(531b) 사이 간격(g4)이 과도하게 큰 경우에는 스캔 전극(102)과 서스테인 전극(103) 사이에서 개시된 방전이 스캔 전극(102)의 제 2 라인부(521b)와 서스테인 전극(103)의 제 2 라인부(531b)로 원활히 확산되기 어렵고, 반면에 과도하게 작은 경우에는 격벽(112)을 구획된 방전 셀의 후방으로 방전을 확산시키기가 어렵다. 따라서 스캔 전극(102)의 제 1 라인부(521a)와 제 2 라인부(521b) 사이 간격(g3)과 서스테인 전극(103)의 제 1 라인부(531a)와 제 2 라인부(531b) 사이 간격(g4)은 대략 170㎛이상 210㎛이하인 것이 바람직할 수 있다.
또한, 스캔 전극(102)과 서스테인 전극(103) 사이에서 개시된 방전이 방전 셀 후방으로 충분히 확산되도록 하기 위하여, 어드레스 전극(113)과 나란한 방향으로 스캔 전극(102)의 라인부(521a, 521b)와 격벽(112) 사이의 최단 거리, 즉 스캔 전극(102)의 제 2 라인부(521b)와 과 격벽(112) 사이의 어드레스 전극(113)과 나란한 방향으로의 최단 거리(g5) 또는 어드레스 전극(113)과 나란한 방향으로 서스테인 전극(103)의 라인부(531a, 531b)와 격벽(112) 사이의 최단 거리, 즉 서스테인 전극(103)의 제 2 라인부(531b)와 과 격벽(112) 사이의 어드레스 전극(113)과 나란한 방향으로의 최단 거리(g6)는 대략 120㎛이상 150㎛이하인 것이 바람직하다.
돌출부(522a. 522b, 522c, 532a, 532b, 532c) 중 적어도 하나는 라인부(521a, 521b, 531a, 531b)로부터 격벽(112)으로 구획된 방전 셀의 중심방향으로 돌출된다. 예를 들면, 스캔 전극(102)의 번호 522a, 522b의 돌출부는 스캔 전극(102)의 제 1 라인부(521a)로부터 방전 셀 중심방향으로 돌출되고, 서스테인 전극(103)의 번호 532a, 532b의 돌출부는 서스테인 전극(103)의 제 1 라인부(531a)로부터 방전 셀 중심방향으로 돌출될 수 있다.
돌출부(522a. 522b, 522c, 532a, 532b, 532c)들은 서로 소정 거리 이격되어 배치된다. 예를 들면, 스캔 전극(102)의 번호 522a의 돌출부와 번호 522b의 돌출부는 g1 간격을 두고 이격되고, 서스테인 전극(103)의 번호 532a의 돌출부와 번호 532b의 돌출부는 g2 간격을 두고 이격된다.
여기서, 돌출부(522a. 522b, 522c, 532a, 532b, 532c)들 사이 간격(g1, g2)은 방전 효율을 충분히 확보하기 위해 75㎛이상 110㎛이하인 것이 바람직하다.
또한, 돌출부(522a. 522b, 522c, 532a, 532b, 532c) 중 적어도 하나의 돌출부의 길이는 다른 돌출부의 길이와 다를 수 있다. 바람직하게는, 돌출되는 방향이 다른 두 개의 돌출부의 길이는 다를 수 있다. 예를 들면, 스캔 전극(102)의 복수의 돌출부(522a, 522b, 522c) 중 번호 522a, 522b의 돌출부의 길이와 번호 522c의 돌출부의 길이는 서로 다르고, 서스테인 전극(103)의 복수의 돌출부(532a, 532b, 532c) 중 번호 532a, 532b의 돌출부의 길이와 번호 532c의 돌출부의 길이는 서로 다를 수 있다.
또한, 스캔 전극(102)과 서스테인 전극(103)은 복수의 라인부(521a, 521b, 531a, 531b) 중 적어도 두 개의 라인부를 연결하는 연결부(523, 533)를 포함할 수 있다. 예컨대 스캔 전극(102)의 제 1 라인부(521a)와 제 2 라인부(521b)를 연결하는 연결부(523)와, 서스테인 전극(103)의 제 1 라인부(531a)와 제 2 라인부(531b)를 연결하는 연결부(533)를 더 포함할 수 있다.
이러한, 스캔 전극(102)의 제 1 라인부(521a)로부터 돌출되는 돌출부(522a, 522b)와 서스테인 전극(103)의 제 1 라인부(531a)로부터 돌출되는 돌출부(532a, 532b)의 사이에서 방전이 개시될 수 있다.
개시된 방전은 스캔 전극(102)의 제 1 라인부(521a)와 서스테인 전극(103)의 제 1 라인부(531a)로 확산되고, 아울러 연결부(523, 533)를 타고 스캔 전극(102)의 제 2 라인부(521b)와 서스테인 전극(103)의 제 2 라인부(531b)로 확산될 수 있다.
또한, 제 2 라인부(521b, 531b)로 확산된 방전은 스캔 전극(102)의 번호 522c의 돌출부와 서스테인 전극(103)의 번호 532c의 돌출부를 타고 방전 셀의 후방으로 더욱 확산될 수 있다.
다음, 도 9b를 살펴보면 스캔 전극(102)과 서스테인 전극(103)의 복수의 돌출부(521a, 521b, 521c, 531a, 531b, 531c) 중 적어도 하나는 적어도 일부분이 곡률(Curvature)을 가질 수 있다. 바람직하게는, 복수의 돌출부(521a, 521b, 521c, 531a, 531b, 531c) 중 적어도 하나의 끝단부가 곡률을 가질 수 있다.
또한, 돌출부(521a, 521b, 521c, 531a, 531b, 531c)와 라인부(521a, 521b, 531a, 531b)가 연결되는 부분이 곡률을 갖는 것도 가능하다.
또한, 라인부(521a, 521b, 531a, 531b)와 연결부(523, 533)가 연결되는 부분이 곡률을 갖는 것도 가능하다.
이와 같이, 스캔 전극(102)과 서스테인 전극(103)의 일부분이 곡률을 갖도록 형성하면 스캔 전극(102)과 서스테인 전극(103)의 제조 공정이 보다 용이해질 수 있다. 아울러, 구동 시 벽 전하가 특정 위치에 과도하게 집중되는 것을 방지할 수 있어서 구동을 안정시킬 수 있다.
도 10은 본 발명의 플라즈마 디스플레이 패널의 스캔 전극과 서스테인 전극이 단일 층인 이유의 일례에 대해 설명하기 위한 도면이다.
도 10을 살펴보면, (a)는 도 8의 (a)와 같이 스캔 전극(701)과 서스테인 전극(702)이 복수 층 구조를 갖는 경우의 일례이고, (b)는 도 8의 (b)와 같이 스캔 전극(703)과 서스테인 전극(704)이 단일 층 구조를 갖는 경우의 일례이다.
(a)와 (b)의 경우를 비교하면, (b)의 경우는 단일 층 구조를 갖는데 반해, (a)의 경우는 스캔 전극(701)과 서스테인 전극(702)이 투명 전극(701a, 702a)과 버스 전극(701b, 702b)을 포함한다.
이와 같이, (a)의 경우는 스캔 전극(701)과 서스테인 전극(702)이 각각 투명 전극(701a, 702a)을 포함하기 때문에 전체 면적이 증가하여도 관계없다. 반면에, (b)의 경우는 투명 전극이 생략되었기 때문에, 스캔 전극(703)과 서스테인 전극(704)의 면적을 과도하게 증가시키게 되면 패널의 개구율이 과도하게 감소함으로써 구현되는 영상의 휘도가 과도하게 감소할 수 있다.
즉, (a)의 경우는 투명 전극(701a, 702a)을 포함하기 때문에 투명 전극(701a, 702a)의 면적을 증가시키는 방법으로, 스캔 전극(701)과 서스테인 전극(702)의 면적을 증가시킬 수 있고, 이에 따라 구동 전압을 감소시켜 구동 효율을 향상시킬 수 있다. 이러한 경우에는 패널 개구율이 감소하지 않는다. 반면에, (b)의 경우는 스캔 전극(703)과 서스테인 전극(704)의 면적을 증가시키면 구동 전압을 낮출 수는 있지만, 투명 전극을 포함하지 않기 때문에 개구율이 과도하게 저하됨으로써 구현되는 영상의 휘도가 과도하게 저하되는 것이다.
따라서 (b)와 같이 스캔 전극(703)과 서스테인 전극(704)이 단일 층 구조를 갖는 경우에는, 스캔 전극(703)과 서스테인 전극(704)의 전체 면적이 상대적으로 작을 수 있고, 이에 따라 (a)의 경우에 비해 스캔 전극(703)과 서스테인 전극(704) 간의 방전 전압이 더 높을 수 있다.
반면에, 이상에서 상세히 설명한 바와 같이, 방전 가스에 헬륨(He)이 포함되는 경우에는, 헬륨(He)이 방전의 촉매 역할을 수행함으로써, 스캔 전극(703)과 서스테인 전극(704)이 단일 층인 경우에도 스캔 전극(703)과 서스테인 전극(704) 사이의 방전 전압이 과도하게 높아지는 것을 방지할 수 있다.
따라서 스캔 전극과 서스테인 전극이 단일 층 구조를 갖는 경우에는, 방전 가스에 헬륨(He)이 포함되는 것이 바람직할 수 있다.
도 11은 스캔 전극과 서스테인 전극 간의 간격에 대해 설명하기 위한 도면이다.
도 11을 살펴보면, 스캔 전극(102)과 서스테인 전극(103)은 방전 셀 내에서 d의 간격으로 서로 이격되고, 스캔 전극(102)과 서스테인 전극(103) 사이에서 방전이 발생한다.
여기서, 스캔 전극(102)과 서스테인 전극(103) 간의 간격(d)이 충분히 큰 경우에는 스캔 전극(102)과 서스테인 전극(103) 사이에서 발생하는 방전은 양광주 영역(Positive Column)을 충분히 이용할 수 있어서, 광량이 증가할 수 있다.
반면에, 스캔 전극(102)과 서스테인 전극(103)의 간격(d)이 증가하면, 스캔 전극(102)과 서스테인 전극(103) 간의 방전 전압이 과도하게 높아질 수 있다.
즉, 스캔 전극(102)과 서스테인 전극(103) 사이의 간격(d)이 증가할수록 구현되는 영상의 휘도는 증가하는 반면에, 스캔 전극(102)과 서스테인 전극(103) 간의 방전 전압이 상승할 수 있는 것이다.
따라서 스캔 전극(102)과 서스테인 전극(103) 사이의 간격(d)이 상대적으로 큰 경우에 방전 가스에 헬륨(He)을 포함하게 되면, 스캔 전극(102)과 서스테인 전극(103) 사이에서 발생하는 방전이 양광주 영역을 이용할 수 있어서, 휘도를 향상시킬 수 있으며 이때, 헬륨(He)에 의해 스캔 전극(102)과 서스테인 전극(103) 사이의 방전 전압이 과도하게 증가하는 것이 방지될 수 있다.
도 12는 스캔 전극과 서스테인 전극 간의 간격과 휘도 및 방전 개시 전압의 관계에 대해 설명하기 위한 도면이다.
도 12에는 방전 가스가 헬륨(He)을 25.5%, 크세논(Xe)을 15% 포함하는 상태에서, 스캔 전극과 서스테인 전극 간의 간격(d)을 50㎛부터 350㎛까지 변경하면서 구현되는 영상의 휘도 및 스캔 전극과 서스테인 전극 간의 방전 개시 전압을 측정 한 데이터가 도시되어 있다.
◎표시는 구현되는 영상의 휘도가 매우 높거나 스캔 전극과 서스테인 전극 간의 방전 개시 전압이 충분히 낮아서 매우 양호함을 나타내고, ○표시는 상대적으로 양호함을 나타내고, X표시는 영상의 휘도가 매우 낮거나 스캔 전극과 서스테인 전극 간의 방전 개시 전압이 과도하게 높아서 매우 불량함을 나타낸다.
먼저, 휘도 측면을 살펴보면, 스캔 전극과 서스테인 전극 사이의 간격(d)이 50㎛이상 70㎛이하인 경우에는 스캔 전극과 서스테인 전극 사이의 간격(d)이 과도하게 작아서 방전 시 양광주 영역을 충분히 활용하기 어렵고, 이에 따라 구현되는 영상의 휘도는 매우 불량(X)하다.
반면에, 스캔 전극과 서스테인 전극 사이의 간격(d)이 80㎛이상 90㎛이하인 경우에는 상대적으로 양호(○)하다. 이 경우에는 스캔 전극과 서스테인 전극 사이의 간격(d)이 상대적으로 작아서 휘도가 저하될 수 있지만 그 정도가 미미할 수 있다.
또한, 스캔 전극과 서스테인 전극 사이의 간격(d)이 100㎛이상인 경우에는 스캔 전극과 서스테인 전극 사이의 간격(d)이 충분히 넓고, 이에 따라 스캔 전극과 서스테인 전극 사이에서 발생하는 방전이 양광주 영역을 충분히 이용할 수 있어서, 구현되는 영상의 휘도는 매우 양호(◎)하다.
방전 개시 전압의 측면을 살펴보면, 스캔 전극과 서스테인 전극 사이의 간격(d)이 50㎛이상 200㎛이하인 경우에는 스캔 전극과 서스테인 전극 사이의 간격(d)이 충분히 작아서 스캔 전극과 서스테인 전극 간의 방전 개시 전압이 충분히 작을 수 있다. 이에 따라 방전 개시 전압은 매우 양호(◎)하다.
또한, 스캔 전극과 서스테인 전극 사이의 간격(d)이 240㎛이상 250㎛이하인 경우에는 상대적으로 양호(○)하다.
반면에, 스캔 전극과 서스테인 전극 사이의 간격(d)이 310㎛이상 350㎛이하인 경우에는 스캔 전극과 서스테인 전극 사이의 간격(d)이 과도하게 넓어서 스캔 전극과 서스테인 전극 간의 방전 개시 전압이 과도하게 크고, 이에 따라 매우 불량(X)하다.
이상의 데이터를 고려할 때, 방전 셀 내에서 스캔 전극과 서스테인 전극 간의 간격은 80㎛이상 250㎛이하인 것이 바람직하고, 더욱 바람직하게는 100㎛이상 200㎛이하일 수 있다.
이상에서 상세히 설명한 바와 같이 방전 가스가 헬륨(He)을 포함하는 경우에는 효율 및 소비 전력은 개선되지만, 구현되는 영상의 휘도가 저하될 수 있다.
이러한 휘도 저하를 방지하기 위해 방전 가스의 압력을 조절하는 것이 가능하다.
방전 가스의 압력이 상대적으로 낮은 경우에는, 방전 셀 내에서 방전 가스의 입자들이 상대적으로 적을 수 있다. 따라서 방전 시 방전 가스가 방출하는 자외선의 양이 상대적으로 적어서, 휘도가 감소할 수 있다.
반면에, 방전 가스의 압력이 상대적으로 높은 경우에는, 방전 셀 내의 방전 가스의 입자의 수가 상대적으로 많을 수 있고, 이에 따라 방전 시 방전 가스가 방출하는 자외선을 양이 증가하여 휘도가 향상될 수 있다.
이상의 내용을 고려하면, 방전 가스에 헬륨(He)이 포함되는 경우에 방전 가스의 압력을 400torr이상 550torr이하로서 상대적으로 높게 함으로써, 헬륨(He)에 의한 휘도의 감소를 방전 가스의 압력으로 보상할 수 있다.
이와 같이, 상술한 본 발명의 기술적 구성은 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자가 본 발명의 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.
그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해되어야 하고, 본 발명의 범위는 전술한 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
본 발명의 일실시예에 따른 플라즈마 디스플레이 패널은 방전 가스가 헬륨(He)을 포함함으로써, 소비 전력 및 효율이 향상되는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 격벽의 납(Pb) 함유량을 1000ppm이하로 하여 헬륨(He)에 의해 저하되는 휘도를 보상할 수 있는 효과가 있다.

Claims (10)

  1. 전면 기판;
    상기 전면 기판에 배치되며 서로 나란한 스캔 전극과 서스테인 전극;
    상기 스캔 전극과 서스테인 전극 상부에 배치되는 상부 유전체 층;
    상기 스캔 전극 및 서스테인 전극과 교차하는 어드레스 전극이 배치되는 후면 기판;
    상기 어드레스 전극 상부에 배치되는 하부 유전체 층; 및
    상기 전면 기판과 후면 기판 사이에서 방전 셀을 구획하는 격벽;
    을 포함하고,
    상기 격벽의 납(Pb) 함유량은 1000ppm(Parts Per Million)이하이고,
    상기 전면 기판과 후면 기판 사이에는 방전 가스가 채워지고, 상기 방전 가스는 헬륨(He)을 9%이상 42%이하 포함하는 플라즈마 디스플레이 패널.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 방전 가스는 헬륨(He)을 18%이상 29%이하 포함하는 플라즈마 디스플레이 패널.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 하부 유전체 층의 납(Pb) 함유량은 1000ppm(Parts Per Million)이하인 플라즈마 디스플레이 패널.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 어드레스 전극의 납(Pb) 함유량은 1000ppm(Parts Per Million)이하인 플라즈마 디스플레이 패널.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 방전 가스는 크세논(Xe)을 10%이상 20%이하 포함하는 플라즈마 디스플레이 패널.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 방전 가스는 크세논(Xe)을 12%이상 15%이하 포함하는 플라즈마 디스플레이 패널.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 방전 가스의 압력은 400torr이상 550torr이하인 플라즈마 디스플레이 패널.
  8. 전면 기판;
    상기 전면 기판에 배치되며 서로 나란한 스캔 전극과 서스테인 전극;
    상기 스캔 전극과 서스테인 전극 상부에 배치되는 상부 유전체 층;
    상기 스캔 전극 및 서스테인 전극과 교차하는 어드레스 전극이 배치되는 후면 기판;
    상기 어드레스 전극 상부에 배치되는 하부 유전체 층; 및
    상기 전면 기판과 후면 기판 사이에서 방전 셀을 구획하는 격벽;
    을 포함하고,
    상기 스캔 전극과 서스테인 전극은 단일 층(One Layer)이고,
    상기 격벽의 납(Pb) 함유량은 1000ppm(Parts Per Million)이하이고,
    상기 전면 기판과 후면 기판 사이에는 방전 가스가 채워지고, 상기 방전 가스는 헬륨(He)을 9%이상 42%이하 포함하는 플라즈마 디스플레이 패널.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 스캔 전극과 서스테인 전극은 각각
    상기 어드레스 전극과 교차하는 복수의 라인부;
    상기 복수의 라인부 중 적어도 두 개의 라인부를 연결하는 적어도 하나의 연결부; 및
    상기 복수의 라인부로부터 돌출되는 적어도 하나의 돌출부;
    를 포함하는 플라즈마 디스플레이 패널.
  10. 제 8 항에 있어서,
    상기 방전 가스는 헬륨(He)을 18%이상 29%이하 포함하는 플라즈마 디스플레이 패널.
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