KR20090005805A - 플라즈마 디스플레이 패널 - Google Patents

Abstract

본 발명은 플라즈마 디스플레이 패널에 관한 것으로, 전면기판의 유지전극을 덮는 유전체층의 두께를 특정범위로 한정하여, 방전개시전압 및 형광체 휘도포화도를 개선하는 것을 특징으로 한다.

플라즈마 디스플레이 패널, 방전개시전압, 휘도포화도

Description

플라즈마 디스플레이 패널{Plasma Display Panel}

도 1은 일반적인 플라즈마 디스플레이 패널의 서스테인 구동을 나타내는 파형도.

도 2는 일반적인 플라즈마 디스플레이 패널의 형광체의 휘도포화도 그래프.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 플라즈마 디스플레이 패널의 사시도.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 유전체층의 두께에 따른 형광체의 휘도 포화도를 실험한 그래프.

도 5는 본 발명의 실시예에 따른 Xe함량에 따른 유전체층 두께별 휘도 특성을 도시한 그래프.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

1 : 배면패널 　　　　　　　　　　　 　　　　　　10 : 배면기판

12 : 어드레스 전극 　　　　　 　　　 14 : 제 2 유전체층

18 : 방전셀 　　　　　　　　　　　　 2 : 전면패널

20 : 전면기판 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　25 : 유지전극

21 : X전극 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　23 : Y전극

28 : 제 1 유전체층

플라즈마 디스플레이 패널을 이용한 표시장치는 전면기판과 후면기판 사이에 서 격벽에 의해 구획되는 방전셀 내에 방전 가스를 주입하여 봉입한 다음에, 방전전압을 인가하여　 방전가스로부터 진공자외선을 발생시키고, 이러한 진공자외선이 방전셀 내의 형광체를 발광시켜 화상을 구현하는 표시 장치를 말한다.

플라즈마 디스플레이 패널은 모든 방전셀들을 초기화시키기 위한 리셋 기간, 방전할 셀을 선택하기위한 어드레스 기간, 선택된 셀의 방전을 유지시키기 위한 서스테인 기간 및 방전된 셀 내의 벽전하를 소거하기 위한 소거기간으로 나뉘어 구동된다.

이러한 플라즈마 디스플레이 패널의 구동파형의 일반적인 예가 대한민국 특허공개공보 제10-2006-0065381호에 개시되어 있다. 이를 참조하여 종래 기술의 무제점을 간략히 설명한다.

먼저 도 1은 일반적인 플라즈마 디스플레이 패널의 서스테인 구동을 나타내는 파형도이다. 이에 따르면, 서스테인 기간에는 유지전극을 이루는 X전극과 Y전극 사이에, 교번적으로 서스테인 펄스(Sus)가 인가된다. 어드레스 방전에 의해 선택된 셀은 셀 내의 벽 전압과 서스테인 펄스가 더해지면서 매 서스테인 펄스가 인가될 때 마다 X전극과 Y전극 사이에 서스테인 방전 즉, 유지방전이 일어나게 된다.

한편, 플라즈마 디스플레이 패널의 형광체는 서스테인 펄스의 개수가 증가하면 할수록 계속해서 더 많은 광량을 발생시키는 것이 아니고, 소정 휘도 지점(a)에 서 포화되는 휘도포화특성을 가진다.　

도 2는 일반적인 플라즈마 디스플레이 패널의 형광체의 휘도포화도 그래프로서, 이를 참조하여 휘도포화특성을 설명한다. 예를 들어, 형광체가 휘도포화되는 지점이 서스테인 펄스 개수가 300개인 지점이라고 가정하면, 서스테인 펄스의 개수를 500개 인가하더라도 해당 형광체는 서스테인 펄스의 개수가 300개인 지점의 휘도만큼의 광량이 발생시킨다. 이러한 형광체의 휘도포화는 연속적으로 서스테인 펄스가 인가되는 경우에 발생한다.

이러한 형광체의 휘도포화특성이 발생하는 이유를 살펴보면, 소정의 형광체는 방전셀 내에서 초기에 안정된 상태로 존재하다가, 서스테인 방전이 발생한 이후에 상대적으로 불안정한 상태로 되면서 소정의 빛을 발광하고 이후, 소정의 시간이경과하면 다시 안정된 상태로 되돌아온다.

즉, 서스테인 방전이 발생하면 형광체는 불안정한 상태가 되었다가 소정 시간이지난 이후에야 다시 안정된 상태로 복귀하는 것이다. 이러한 특성의 형광체에 연속적으로 서스테인 펄스, 즉 연속적인 서스테인 방전을 발생시키면 안정된 상태로 복귀하기도 전에 형광체에 서스테인 방전이 다시 형광체를 불안정하게 만들고,이러한 과정이 계속되면 형광체가 불안정한 상태로 계속 유지됨으로써 포화되는 것이다.

결국, 서스테인 펄스가 증가하여도 형광체포화특성으로 인해 발생되는 광의 양이 증가하지 않게 되어 플라즈마 디스플레이 패널의 휘도가 저감되어 구동효율이 감소하는 문제점이 있다. 더우기, 형광체 포화특성은 고정세 고해상도 플라즈마 디 스플레이 패널에서 방전개시전압이 상승되는 문제점과 연계되어 있어, 이를 해결하기 위한 연구가 진행되고 있다.　

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위해 도출된 것으로서, 낮은 방전개시전압을 만족시키면서도 휘도포화특성이 개선된 플라즈마 디스플레이 패널을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 일측면은 유지전극을 포함한 전면패널, 상기 유지전극의 방향과 교차하는 방향으로 연장된 어드레스 전극을 포함하는 배면패널, 및 상기 전면패널과 상기 배면패널 사이에 방전공간이 구비된 플라즈마 디스플레이 패널에 있어서, 상기 전면패널은, 전면기판; 및 상기 전면기판의 유지전극을 매립한 유전체층을 포함하며,상기 유전체층은 두께가　 28㎛ 내지 37㎛인 것을 특징으로 한다.

본 발명의 다른 측면은 전면기판, 상기 전면기판의 제 1 면에 형성된 유지전극, 상기 유지전극을 매립한 제 1 유전체층 및 상기 제 1 유전체층을 보호하는 보호층을 포함한 전면패널; 상기 전면패널에 대향하며, 상기 전면기판에 대향하는 면에 형성된 어드레스 전극과, 상기 어드레스 전극을 매립한 제 2 유전체층을 상기 전면기판에 대향하는 면에 포함한 배면패널; 상기 전면패널과 배면패널 사이에 형성되며, 방전가스를 포함한 방전공간을 일정한 패턴으로 구획하는 격벽; 및 상기 방전공간 내부에 구비되는 형광체층을 포함하며, 상기 제 1 유전체층은 두께가　 28㎛ 내지 37㎛인 것을 특징으로 한다.

본 발명의 또 다른 측면은 제 1 유전층에 의해 매립된 유지전극 및 제 2 유전층에 의해 매립된 어드레스전극을 포함하며, 상기 제 2 유전층의 두께가 28㎛ 내지 37㎛인 플라즈마 디스플레이 패널의 구동방법으로서, 상기 유지전극의 유지펄스 주파수는 200 내지 300KHz인 것을 특징으로 한다.

도 3은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 플라즈마 디스플레이 패널의 사시도이다.

먼저 전면패널(2)에 대해 설명한다. 전면패널(2)은 전면기판(20), 유지전극(25), 제 1 유전체층(28), 및 보호층(29)을 포함한다.

전면기판(20)은 배면기판(10) 소정의 간격을 두고 서로 대향 배치되고, 양 기판(10,20) 사이의 공간에는 격벽(16; 16a, 16b)에 의해서 형성되는 색상별 방전셀들(18; 18R, 18G, 18B)이 구비되는 구조로 되어있다. 그리고, 방전셀(18) 내에는 자외선으로 여기되어 가시광을 방출하는 형광체층(19)이 격벽면과 바닥면을 따라 형성되며, 플라즈마 방전을 일으킬 수 있도록 방전가스(일례로 제논(Xe), 네온(Ne) 등을 포함하는 혼합가스)가 채워진다. 전면기판(20)은 화상이 표시되도록 가시광선이 투과될 수 있는 유리와 같은 투명한 재료로 형성된다.

그리고, 전면기판(20)이 배면기판(10)과 대향하는 제 1 면으로는 일 방향(도면의 x축 방향)을 따라 유지전극(25)들이 각 방전셀(18)에 대응하도록 형성된다. 이들 유지전극(25)은 X전극(21)과 Y전극(23)으로 구성된다. X전극(21)은 어드레스전극(12)과 작용해서 켜지는 방전셀(18)을 선택하고, Y전극(23)은 X전극(21)과 작용해서 선택된 방전셀(18)에 대해서 유지방전을 일으킨다.

유지전극(25)을 따라 연장된 유지전극의 전압강하를 방지하는 버스전극(50)이 구비된다.

유지전극(25)들은 PbO, B2O3, SiO2 등과 같은 유전체로 형성된 제 1 유전체층(28)에 의해 덮여져 매립되어 있는데, 제 1 유전체층(28)은 방전시 하전 입자들이 유지전극(25)들에 직접 충돌하여 유지전극(25)들을 손상시키는 것을 방지하며, 하전입자들을 유도하는 역할을 한다.

한편, 고해상도 플라즈마 디스플레이에서는 고정세 셀의 크기가 작아 방전개시전압이 상승하는 문제점이 발생한다. 이를 해결하기 위해, 제 1 유전체층(28)의 두께를 낮추어 방전전압을 낮게 설정하고자 하였으나, 실험적으로 제 1 유전체층(28)의 두께는 방전가스에서 발생하는 진공자외선(VUV)량과 밀접한 관계가 있어, 제 1 유전체층(28)의 두께가 얇으면, 방전개시전압은 낮아지고, 진공자외선은 많이 발생하게 된다는 것이 밝혀졌다.

따라서, 제 1 유전층(28)의 두께를 얇게할 경우, 다량의 진공자외선을 발생시켜 형광체에서 휘도포화특성이 악화되는 새로운 문제점이 있다.

이에, 방전개시전압은　 250V ~270V 내에서 이루어지는것이 바람직한데, 이러한 방전개시전압을 만족시키면서도 휘도포화특성을 개선하는 것이 중요한 기술적 과제가 되었고, 이를 달성하기 위한 제 1 유전층의 두께 범위를 발견하였다.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 제 1 유전체층의 두께에 따른 형광체의 휘도 포화도를 실험한 그래프이다. 가로축은 서스테인 펄스 수(Number)이고, 세로축은 포화도이다. 각 실시예는 제 1 유전체층의 두께는 각각 28㎛, 30㎛, 33㎛, 37㎛ 로 하였다. 이에 따르면, 각 실시예들은 모두 방전개시전압의 범위 내에서 양호한 포화도를 보였다.

한편, 상기 범위 밖에 있는 비교예로서 24㎛, 27㎛, 38㎛, 40㎛의 두께로　 제 1 유전체층을 형성하였으나, 하기의 표 1에서 확인되는 바와 같이 28㎛미만의 실험예(27㎛, 24㎛)에서는 형광체의 포화특성이 현저히 나빠질 뿐만아니라, 절연이 파괴되는 경우가 발생하였다. 또한, 37㎛를 초과하는 실험예(38㎛, 40㎛)에서는 방전개시전압을 만족시키지 못하여 구동이 어렵게되는 문제점이 발생하였다

유전층 두께[㎛]	24	27	28	30	33	37	40
방전 개시 전압[V]	234	240	253	260	265	270	285
절연파괴	절연파괴	절연파괴	안정	안정	안정	안정	안정

따라서, 제 1 유전체층(28)의 두께는 28㎛ 내지 37㎛의 범위로 형성하는 것이 바람직하며, 보다 방전개시전압 및 휘도포화특성을 만족시키는 바람직한 범위로서 30㎛ 내지 37㎛가 제시될 수 있다.

그리고, 제 1 유전체층(28)의 하면은 MgO 등으로 형성된 보호층(29)에 의해 덮여질 수 있는데, 보호층(29)은 방전시 하전 입자들이 제 1 유전체층(28)에 직접 충돌하여 제 1 유전체층(28)을 손상시키는 것을 방지하며, 하전 입자들이 충돌하게 되면 2차 전자를 방출시켜 방전 효율을 높이는 역할을 할 수 있다.

다음으로 배면패널(1)은 배면기판(10)과, 어드레스 전극(12) 및 제 2 유전체층(14)을 포함한다. 전면기판(20)과 대향되는 배면기판(10)의 상면에는 어드레스전극(12)이 유지전극(25)과 교차하는 방향으로 각각 연장되며(도면의 y축 방향), 상호 이격되어진 상태에서 각 방전셀에 대응하는 형태로 배열되어 있다. 이 어드레스전극(12)들은 제 2 유전체층(14)에 의해 덮여져 매립되어 있다.　

제 2 유전체층(14) 위로는 격벽(16)이 소정 패턴으로 형성되어 있다. 격벽(16)은 방전이 실행되는 방전 공간인 방전셀(18)들을 구획해서 인접한 방전셀(18)들 사이의 크로스 토크(cross talk)를 방지하게 된다. 이 격벽(16)은 도시된 바에 따르면, 상호간에 이격되어 연장된 세로격벽(16a)들과, 상기 세로격벽(16a)들과 동일 평면상에 상기 세로격벽(16a)들과 교차하는 방향으로 상호간에 이격되게 연장된 가로격벽(16b)들을 구비해서 폐쇄형 구조의 방전셀(18)들을 한정하고 있다.

본 실시예에서 이 같은 격벽 구조는 바람직한 한 형태로써 설명하는 것이므로, 어드레스전극(12) 사이로 위치하면서 어드레스전극(12)과 나란한 방향으로 형성되는 스트라이프형 격벽구조처럼 다양한 형상의 격벽 구조도 가능함은 물론이다.

그리고, 방전셀(18)들 내부는 방전시 발생된 자외선에 의해 여기됨으로써 가시광선을 발산하는 형광체층(19)이 형성되어 있다. 이 형광체층(19)은 도시된 바와 같이 격벽(16)의 벽면과 격벽(16)에 의해 한정된 제 2 유전체층(14)의 하면에 걸쳐 형성된다.

이 형광체층(19)은 색표현을 위해서 적색, 녹색, 청색 형광체들 중에서 어느 하나의 형광체로서 선택되어 형성될 수 있는데, 이에 따라 적, 녹, 청색형광체층(18R, 18G, 18B)들로 구분될 수 있다.

상기와 같이 형광체층(19)이 배치된 방전셀(18)들 내부에는 네온(Ne), 제논(Xe) 등이 혼합된 방전 가스가 채워지게 된다. 이 때, 제 1 유전체층(28)의 두께를 고려할 때 방전가스 중의 제논(Xe)은 8%　 내지 15%사이의 분압을 가지는 것이 바람직하다.

도 5는 Xe함량에 따른 제 1 유전체층의 두께별 휘도 특성을 도시한 그래프이다. 이에 따르면, Xe 함량에 따라, 유전체 두께별로, 휘도가 증가하고 있지만, 제 1 유전체층의 두께 가 28㎛ 이하의 경우에는 Xe함량이 증가하면서 형광체 포화특성과 유사한 포화특성을 나타낸다. 또한 제 1 유전체층의 두께가 37㎛ 이상의 경우는 Xe함량이 증가하더라도 휘도는 증가하지만, 증가 폭이 적어 적용하기 어렵다. 따라서, 제논(Xe)은 8% 내지 15%사이의 분압을 가지는 것이 바람직하다.

한편, 제 1 유전층(28)에 의해 매립된 유지전극(25) 및 제 2 유전체층(14)에 의해 매립된 어드레스전극을 포함하며, 상기 제 2 유전층의 두께가 28㎛ 내지 37㎛인 플라즈마 디스플레이 패널을 구동하는 경우에, 상기 유지전극(25)의 유지펄스 주파수는 200 내지 300KHz인 것이 바람직하다. 200 kHz 미만일 경우에는 휘도 값이 낮으며, 300kHz 초과일 경우에는 휘도 포화 특성이 심하게 나타나기 때문이다.

본 발명은 상기 실시예를 기준으로 주로 설명되어졌으나, 발명의 요지와 범위를 벗어나지 않고 많은 다른 가능한 수정과 변형이 이루어 질 수 있다. 즉, 전술한 실시예는 3전극 면방전구조에 대해서 설명하였으나, 해당기술분야의 통상의 지식을 가진자는 이외의 다른 구조에서도 본 발명이 적용가능할 것이다.

본 발명에 따른 플라즈마 디스플레이 패널은 제 1 유전체층의 특정 두께 범위를 한정함으로써, 구동시 방전개시전압을 만족시키면서도 휘도포화특성을 개선하 는 효과가 있다.

전술한 발명에 대한 권리범위는 이하의 청구범위에서 정해지는 것으로써, 명세서 본문의 기재에 구속되지 않으며, 청구범위의 균등범위에 속하는 변형과 변경은 모두 본 발명의 범위에 속할 것이다.　

Claims (12)

1. 유지전극을 포함한 전면패널, 상기 유지전극의 방향과 교차하는 방향으로 연장된 어드레스 전극을 포함하는 배면패널, 및 상기 전면패널과 상기 배면패널 사이에 방전공간이 구비된 플라즈마 디스플레이 패널에 있어서,

   상기 전면패널은,

   전면기판; 및

   상기 전면기판의 유지전극을 매립한 유전체층을 포함하며,

   상기 유전체층은 두께가 28㎛ 내지 37㎛인 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 유전체층의 두께는 30㎛ 내지 37㎛인 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 유전체층의 재료는 PbO, B2O3, 및 SiO2로 구성되는 군에서 선택되는 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널.
4. 제 1 항에 있어서,

   상기 방전공간 내에 구비되는 방전가스는 Xe를 포함하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널.
5. 제 4 항에 있어서,

   상기 방전가스 내 Xe는 8% 내지 15%의 분압을 가지는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널.
6. 전면기판, 상기 전면기판의 제 1 면에 형성된 유지전극, 상기 유지전극을 매립한 제 1 유전체층 및 상기 제 1 유전체층을 보호하는 보호층을 포함한 전면패널;

   상기 전면패널에 대향하며, 상기 전면기판에 대향하는 면에 형성된 어드레스 전극과, 상기 어드레스 전극을 매립한 제 2 유전체층을 상기 전면기판에 대향하는 면에 포함한 배면패널;

   상기 전면패널과 배면패널 사이에 형성되며, 방전가스를 포함한 방전공간을 일정한 패턴으로 구획하는 격벽; 및

   상기 방전공간 내부에 구비되는 형광체층을 포함하며,

   상기 제 1 유전체층은 두께가　 28㎛ 내지 37㎛인 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널.
7. 제 1 항에 있어서,

   상기 유지전극은 어드레스전극과 방전하여 방전셀을 선택하는 X전극 및 상기 X전극과 방전하여 선택된 방전셀에 유지방전을 발생시키는 Y전극으로 구성되는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널.
8. 제 7 항에 있어서,

   상기 제 1 유전체층의 두께는 30㎛ 내지 37㎛인 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널.
9. 제 7 항에 있어서,

   상기 제 1 유전체층의 재료는 PbO, B2O3, 및 SiO2로 구성되는 군에서 선택되는 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널.
10. 제 7 항에 있어서,

    상기 방전공간 내에 구비되는 방전가스는 Xe를 포함하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널.
11. 제 10 항에 있어서,

    상기 방전가스 내 Xe는 8% 내지 15%의 분압을 가지는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널.
12. 제 1 유전층에 의해 매립된 유지전극 및 제 2 유전층에 의해 매립된 어드레 스전극을 포함하며, 상기 제 1 유전층의 두께가 28㎛ 내지 37㎛인 플라즈마 디스플레이 패널의 구동방법으로서,

    상기 유지전극의 유지펄스 주파수는 200 내지 300KHz인 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널의 구동방법.

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