KR20090072378A - 플라즈마 디스플레이 패널 - Google Patents

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KR20090072378A
KR20090072378A KR1020070140471A KR20070140471A KR20090072378A KR 20090072378 A KR20090072378 A KR 20090072378A KR 1020070140471 A KR1020070140471 A KR 1020070140471A KR 20070140471 A KR20070140471 A KR 20070140471A KR 20090072378 A KR20090072378 A KR 20090072378A
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김진엽
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엘지전자 주식회사
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Abstract

본 발명은 플라즈마 디스플레이 패널에 관한 것이다. 본 발명에 따른 플라즈마 디스플레이 패널은 유지 전극 쌍 중 적어도 하나는 투명 전극을 포함하고 투명 전극의 길이에 따른 단위 면적을 다르게 한 것을 특징으로 한다. 이에 의해 무효 전력 소모를 줄인다.
투명 전극, 면적

Description

플라즈마 디스플레이 패널{Plasma display panel}
본 발명은 플라즈마 디스플레이(Plasma Display) 패널에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 전극의 면적 비율을 다르게 하여 전력 소모가 적은 플라즈마 디스플레이 패널에 관한 것이다.
일반적으로 플라즈마 디스플레이 패널은 상부기판과 하부기판 사이에 형성된 격벽이 하나의 단위 셀을 이루는 것으로, 각 셀 내에는 네온(Ne), 헬륨(He) 또는 네온 및 헬륨의 혼합기체(Ne+He)와 같은 주 방전 기체와 소량의 크세논을 함유하는 불활성 가스가 충진되어 있다. 고주파 전압에 의해 방전이 될 때, 불활성 가스는 진공자외선(Vacuum Ultraviolet rays)을 발생하고, 격벽 사이에 형성된 형광체를 발광시켜 화상이 구현된다. 이와 같은 플라즈마 디스플레이 패널은 얇고 가벼운 구성이 가능하므로 차세대 표시 장치로서 각광받고 있다.
플라즈마 디스플레이 패널은 고전압 방전을 통해 화면을 디스플레이한다. 고전압이 패널에 공급되므로 전력 소모가 많다. 소비 전력은 줄인 제품이 요구되고 있다. 또한, 고화질 방송이나 화면을 지원하기 위해, 플라즈마 디스플레이 패널은 화소가 증가하고 있는 추세이며, 화소 증가에 따른 전력 소모가 증가하여 더더욱 소비 전력을 줄일 필요가 있다.
따라서, 본 발명의 무효 소비 전력을 줄여 전력 소모를 감소시키는 플라즈마 디스플레이 패널을 제공함에 있다.
상기한 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명에 의한 플라즈마 디스플레이 패널은, 방전 공간을 구획하는 세로 격벽, 및 유지 방전을 일으키는 유지 전극 쌍을 포함하며, 상기 유지 전극 쌍 중 적어도 하나는 투명 전극을 포함하고, 상기 투명 전극의 길이에 따른 단위 면적 중, 방전 공간과 중복 배치되는 중복 단위 면적은 비방전 공간과 중복 배치되는 비중복 단위 면적 보다 넓은 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 무효 소비 전력을 감소시켜 전체적인 전력 소모를 줄인다. 투명 전극의 비율을 감소되는 효과가 있어 이를 통해 단가 절감이 될 수 있다. 또한, 방전에 참여하는 전극을 한정하여, 오방전을 방지하여 화질 향상의 효과도 있다. 또한 방전 갭의 증가시킬 수 있어 휘도 향상의 효과도 가져온다.
이하 도면을 참조하여 본 발명을 보다 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 플라즈마 디스플레이 패널에 대한 일실시예를 나타내는 사시도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 플라즈마 디스플레이 패널은 상부기판(10) 상에 형성되는 유지 전극 쌍인 스캔 전극(11) 및 서스테인 전극(12), 하부기판(20) 상에 형성되는 어드레스 전극(22)을 포함한다.
상기 유지 전극 쌍(11, 12)은 통상 인듐틴옥사이드(Indium-Tin-Oxide;ITO)로 형성된 투명 전극(11a, 12a)과 버스 전극(11b, 12b)을 포함하며, 상기 버스 전극(11b, 12b)은 은(Ag), 크롬(Cr) 등의 금속 또는 크롬/구리/크롬(Cr/Cu/Cr)의 적층형이나 크롬/알루미늄/크롬(Cr/Al/Cr)의 적층형으로 형성될 수 있다. 버스 전극(11b, 12b)은 투명 전극(11a, 12a) 상에 형성되어, 저항이 높은 투명 전극(11a, 12a)에 의한 전압 강하를 줄이는 역할을 한다.
한편, 본 실시예에 따른 유지 전극쌍(11, 12)은 투명 전극(11a 12a)과 버스 전극(11b, 12b)이 적층된 구조 뿐만 아니라, 투명 전극(11a, 12a)이 없이 버스 전극(11b, 12b)만으로도 구성될 수 있다. 이러한 구조는 투명 전극(11a, 12a)을 사용하지 않으므로, 패널 제조의 단가를 낮출 수 있는 장점이 있다. 이러한 구조에 사용되는 버스 전극(11b, 12b)은 위에 열거한 재료 이외에 감광성 재료 등 다양한 재료가 가능할 것이다.
스캔 전극(11) 및 서스테인 전극(12)의 투명 전극(11a, 12a)과 버스 전극(11b, 11c)의 사이에는 상부 기판(10)의 외부에서 발생하는 외부광을 흡수하여 반사를 줄여주는 광차단의 기능과 상부 기판(10)의 퓨리티(Purity) 및 콘트라스트를 향상시키는 기능을 하는 블랙 매트릭스(Black Matrix, BM, 15)가 배열된다.
본 발명의 일실시예에 따른 블랙 매트릭스(15)는 상부 기판(10)에 형성되는데, 격벽(21)과 중첩되는 위치에 형성되는 제1 블랙 매트릭스(15)와, 투명 전 극(11a, 12a)과 버스 전극(11b, 12b)사이에 형성되는 제2 블랙 매트릭스(11c, 12c)로 구성될 수 있다. 여기서, 제 1 블랙 매트릭스(15)와 블랙층 또는 블랙 전극층이라고도 하는 제 2 블랙 매트릭스(11c, 12c)는 형성 과정에서 동시에 형성되어 물리적으로 연결될 수 있고, 동시에 형성되지 않아 물리적으로 연결되지 않을 수도 있다.
또한, 물리적으로 연결되어 형성되는 경우, 제 1 블랙 매트릭스(15)와 제 2 블랙 매트릭스(11c, 12c)는 동일한 재질로 형성되지만, 물리적으로 분리되어 형성되는 경우에는 다른 재질로 형성될 수 있다.
스캔 전극(11)과 서스테인 전극(12)이 나란하게 형성된 상부기판(10)에는 상부 유전체층(13)과 보호막(14)이 적층된다. 상부 유전체층(13)에는 방전에 의하여 발생된 하전입자들이 축적되고, 유지 전극 쌍(11, 12)을 보호하는 기능을 수행할 수 있다. 보호막(14)은 가스 방전시 발생된 하전입자들의 스피터링으로부터 상부 유전체층(13)을 보호하고, 2차 전자의 방출 효율을 높이게 된다. 보호막(14)의 재질은 2차 전자 방출 계수가 높은 것이 사용되며, 예컨대 산화마그네슘(MgO) 등이 사용된다.
또한, 어드레스 전극(22)은 스캔 전극(11) 및 서스테인 전극(12)과 교차되는 방향으로 형성된다. 또한, 어드레스 전극(22)이 형성된 하부기판(20) 상에는 하부 유전체층(24)과 격벽(21)이 형성된다. 또한, 하부 유전체층(24)과 격벽(21)의 표면에는 형광체층(23)이 형성된다.
형광체층(23)은 가스 방전시 발생된 자외선에 의해 발광되어 적색(R), 녹 색(G) 또는 청색(B) 중 어느 하나의 가시광을 방출한다. 여기서, 상부/하부 기판(10, 20)과 격벽(21) 사이에 마련된 방전공간에는 방전을 위한 He+Xe, Ne+Xe 및 He+Ne+Xe 등의 불활성 혼합가스가 주입된다.
한편, 본 발명의 일실시예에서는 적색(R), 녹색(G) 및 청색(B) 방전셀 각각이 동일한 선상에 배열되는 것으로 도시 및 설명되고 있지만, 다른 형상으로 배열되는 것도 가능할 것이다. 예컨대, R, G 및 B 방전셀이 삼각형 형상으로 배열되는 델타(Delta) 타입의 배열도 가능할 것이다. 또한, 방전셀의 형상도 사각형상 뿐만 아니라, 오각형, 육각형 등의 다양한 다각 형상도 가능할 것이다.
각각의 방전셀의 폭이 동일할 수도 있지만, 적색 녹색 청색 방전셀 중 적어도 하나의 폭이 다른 방전셀의 폭과 다르게 할 수 있다.
격벽(21)은 방전셀을 물리적으로 구분하며, 방전에 의해 생성된 자외선과 가시광이 인접한 방전셀에 누설되는 것을 방지한다. 스트라이프 타입(Stripe Type), 웰 타입(Well Type), 델타 타입(Delta Type), 및 벌집 타입 등의 격벽이 배치될 수 있다. 실시예에서 격벽(21)은 세로격벽(21a)과 가로격벽(21b)이 폐쇄형으로 방전셀을 구획한다.
본 발명의 일실시예에는 도 1에 도시된 격벽(21)의 구조뿐만 아니라, 다양한 형상의 격벽(21)의 구조도 가능하다. 예컨대, 세로격벽(21a)과 가로격벽(21b)의 높이가 다른 차등형 격벽 구조, 세로격벽(21a) 또는 가로격벽(21b) 중 적어도 하나 이상에 배기 통로로 사용 가능한 채널(Channel)이 형성된 채널형 격벽 구조, 세로격벽(21a) 또는 가로격벽(21b) 중 하나 이상에 홈(Hollow)이 형성된 홈형 격벽 구 조 등이 가능할 것이다.
여기서, 차등형 격벽 구조인 경우에는 가로격벽(21b)의 높이가 높은 것이 더 바람직하고, 채널형 격벽 구조나 홈형 격벽 구조인 경우에는 가로격벽세로격벽널이 형성되거나 홈이 형성되는 것이 바람직할 것이다.
또한 하부기판(20)에 격벽(21)이 형성된 경우만을 도시하고 있지만, 격벽(21)은 상부기판(10)에 배치될 수도 있다.
도 2는 본 발명에 따른 플라즈마 디스플레이 패널의 전극 배치에 대한 일실시예를 나타내는 단면도로, 플라즈마 디스플레이 패널을 구성하는 복수의 방전셀들은 도 2에 도시된 바와 같이 매트릭스 형태로 배치되는 것이 바람직하다. 복수의 방전셀들은 각각 스캔 전극 라인(Y1 내지 Ym), 서스테인 전극 라인(Z1 내지 Zm) 및 어드레스 전극 라인(X1 내지 Xn)의 교차부에 마련된다. 스캔 전극 라인(Y1 내지 Ym)은 순차적으로 구동되거나 동시에 구동될 수 있고, 서스테인 전극 라인(Z1 내지 Zm)은 동시에 구동될 수 있다. 어드레스 전극 라인(X1 내지 Xn)은 기수 번째 라인들과 우수 번째 라인들로 분할되어 구동되거나 순차적으로 구동될 수 있다.
도 2에 도시된 전극 배치는 본 발명에 따른 플라즈마 패널의 전극 배치에 대한 일실시예에 불과하므로, 본 발명은 도 2에 도시된 플라즈마 디스플레이 패널의 전극 배치 및 구동 방식에 한정되지 아니한다. 예컨데, 상기 스캔 전극 라인(Y1 내지 Ym)들 중 2 개의 스캔 전극 라인이 동시에 스캐닝되는 듀얼 스캔(dual scan) 방식도 가능하다. 또한, 상기 어드레스 전극 라인(X1 내지 Xn)은 패널의 중앙 부분에서 상, 하로 분할되어 구동될 수도 있다.
도 3은 본 발명의 유지 전극 쌍을 포함하는 패널에 대한 일실시예의 단면도이다.
도 3을 참조하면, 패널은 격벽으로 구획된 방전 공간(100)과 유지 전극 쌍을 포함한다.
방전 공간(100)을 구획하는 격벽은 가로 격벽 및 세로 격벽(110) 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다. 본 실시예에서 격벽은 가로 격벽 및 세로 격벽(110) 모두를 포함한다.
유지 전극은 투명 전극과 버스 전극 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다. 투명 전극은 저항이 버스 전극 보다 높은 편이라, 투명 전극에 전압을 공급하는 버스 전극을 포함하는 유지 전극이 바람직하다.
투명 전극(120, 125)은 버스 전극 보다 넓게 형성되는 것이 바람직하며, 버스 전극으로부터 공급 받은 전압을 이용하여 유지 방전에 참여한다. 투명 전극은 빛의 투과성이 좋아, 유지 방전으로 인한 가시 광선을 많이 통과시켜 휘도를 높일 수 있다.
유지 방전을 일으키는 투명 전극 쌍(120, 125)은 인접한 곳에서부터 유지 방전이 발생시켜 전체적으로 유지 방전을 확산시킨다.
투명 전극(120)은 세로 격벽(110)의 연장 방향과 수직 방향으로 연장된다. 따라서 세로 격벽(110)과 중첩 배치되는 부분이 발생한다. 세로 격벽(110)은 유전체로 캐패시터의 역할을 하며, 투명 전극(120)에 전압이 인가될 때 세로 격벽(110)과 중첩되는 부분에서 무효 소비 전력이 발생하게 된다. 이는 소비 전력의 증가를 불러일으킨다. 캐패시턴스는 면적에 비례하고 거리에 반비례하므로, 면적을 줄임으로써 캐패시턴스를 줄일 수 있다. 즉, 방전에 참여하지 않는 투명 전극(120)의 면적을 줄임으로써 캐패시턴스를 줄여 무효 전력을 감소시킬 수 있다. 무효 전력 감소는 소비 전력의 감소로 이어진다.
무효 전력을 감소시키기 위해, 투명 전극(120) 중 방전 공간과 중복 배치되는 중복 단위 면적(130)은 세로 격벽(110)과 중복 배치되는 비중복 단위 면적(140) 보다 넓은 것이 바람직하다. 여기서, 단위 면적은 투명 전극(120)이 연장되는 방향의 단위 길이에 따른 면적을 의미한다. 단위 길이는 픽셀 단위일 수 있다.
중복 단위 면적(130)을 비중복 단위 면적(140) 보다 비율을 높임으로써 전력 소모가 감소되며, 그에 따라 투명 전극 쌍(120, 125)의 간격 즉 방전 갭(g)을 더 넓힐 수도 있다. 이 경우, 방전 갭(g) 증가로 인하여 휘도 및 효율이 상승될 수 있다.
도 3을 참조하면, 유지 전극 쌍은 각각 투명 전극들(120, 125)을 포함하며, 투명 전극 쌍(120, 125)는 서로 거울 대칭 모양이다. 또한, 방전에 참여하는 부분은 일직선 모양으로, 양산이 용이하다.
중복 단위 면적(130)은 비중복 단위 면적(140)의 1.2배 내지 4배인 것이 바람직하다. 비율이 1.2배 이상에서 전력 감소 효과가 발생한다. 비율이 4배 이하에서 투명 전극에 전압을 공급하는 버스 전극의 최소 폭을 얻을 수 있다.
도 4는 본 발명의 유지 전극 쌍을 포함하는 패널에 대한 다른 실시예의 단면도이다. 도 3을 참조한다.
도 4를 참조하면, 패널은 격벽으로 구획된 방전 공간(100)과 유지 전극 쌍을 포함한다.
유지 전극 쌍은 각각 버스 전극(210, 220)과 투명 전극(120, 125)를 포함한다. 투명 전극(120) 중 방전 공간(100)과 중복 배치되는 부분의 중복 단위 면적(130)은 세로 격벽(110)과 중복 배치되는 부분의 비중복 단위 면적(140) 보다 넓은 것이 바람직하다. 무효 전력을 줄임으로써 전체 전력 소비를 줄일 수 있다.
본 실시예에서 투명 전극 쌍은 인접하지 않은 변이 일직선 모양이다. 투명 전극 쌍의 서로 인접한 방향의 면적을 줄임으로써 중복 단위 면적(130) 대 비중복 단위 면적(140)의 비율을 더욱 높일 수 있다. 즉, 양 단위 면적 간 비율이 커질수록 캐패시턴스는 더욱 감소하여 소비전력 감소에 더 효과적이다.
본 실시예의 경우, 유지 방전이 일어나는 서스테인 구간에서, 한 쪽 방전 공간은 유지 방전이 발생하고 인접한 방전 공간에서 유지 방전이 발생하지 않는 경우, 세로 격벽(110)과 중첩되는 부분의 투명 전극이 없어 크로스 오방전을 줄일 수 있다.
방전 갭(g)은 55㎛ 내지 90㎛인 것이 바람직하다. 방전 갭(g)이 55㎛ 이상은 되어야 적정 휘도를 얻을 수 있으며, 방전 갭(g)이 90㎛ 이하에서 적정 전압에서 유지 방전을 발생시킬 수 있다.
도 5는 본 발명의 유지 전극 쌍을 포함하는 패널에 대한 다른 실시예의 단면도이다. 도 3을 참조한다.
도 5를 참조하면, 패널은 격벽으로 구획된 방전 공간(100)과 유지 전극 쌍을 포함한다.
유지 전극 쌍은 각각 버스 전극(210, 220)과 투명 전극(120, 125)를 포함한다. 투명 전극(120) 중 방전 공간(100)과 중복 배치되는 부분의 중복 단위 면적(130)은 세로 격벽(110)과 중복 배치되는 부분의 비중복 단위 면적(140) 보다 넓은 것이 바람직하다. 무효 전력을 줄임으로써 전체 전력 소비를 줄일 수 있다.
본 실시예에서 세로 격벽(110)과 중첩되는 부분의 투명 전극의 폭(d)은 방전 공간(100)과 중첩되는 부분의 투명 전극의 폭(e) 보다 좁은 것이 바람직하다. 역시 무효 전력을 감소시켜 소비 전력을 줄일 수 있다.
도 5를 참조하면, 투명 전극은 길이 방향의 양 변 모두 요철모양이다. 같은 쌍에 속하는 다른 투명 전극과 인접하는 곳의 모양이 요철인 것은 무효 전력을 줄이며, 크로스 오방전 방지의 효과가 있다. 인접한 곳에서 먼 곳의 모양이 요철인 것은 방전 공간에서 방전에 참여하는 투명 전극의 면적을 높일 수 있으며, 방전 공간과 중복 배치되는 부분의 투명 전극의 양산 과정에서 마진을 얻을 수 있다.
버스 전극(210)과 중첩되지 않는 투명 전극 부분 중, 방전 갭(g) 방향으로 연장되는 방향의 폭(c)은 방전 갭(g)의 반대 방향으로 연장되는 방향의 폭(b) 보다 긴 것이 바람직하다. 방전 갭(g) 부근의 방전 강도가 높으므로 투명도가 낮은 버스 전극을 방전 갭(g)과 먼 곳이 위치시켜 휘도를 향상시킬 수 있다.
또한, 이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어져서는 안될 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 플라즈마 디스플레이 패널에 대한 일실시예를 나타내는 사시도,
도 2는 플라즈마 디스플레이 패널의 전극 배치에 대한 일실시예를 나타내는 단면도,
도 3은 본 발명의 유지 전극 쌍을 포함하는 패널에 대한 일실시예의 단면도,
도 4는 본 발명의 유지 전극 쌍을 포함하는 패널에 대한 다른 실시예의 단면도, 및
도 5는 본 발명의 유지 전극 쌍을 포함하는 패널에 대한 다른 실시예의 단면도이다.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
100: 방전 공간 110:세로 격벽

Claims (7)

  1. 방전 공간을 구획하는 세로 격벽; 및
    유지 방전을 일으키는 유지 전극 쌍을 포함하며,
    상기 유지 전극 쌍 중 적어도 하나는 투명 전극을 포함하고,
    상기 투명 전극의 길이에 따른 단위 면적 중, 방전 공간과 중복 배치되는 중복 단위 면적은 비방전 공간과 중복 배치되는 비중복 단위 면적 보다 넓은 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 세로 격벽과 중첩 배치된 곳의 상기 투명 전극의 폭은 상기 세로 격벽과 중첩 되지 않은 곳의 상기 투명 전극의 폭보다 작은 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 유지 전극 쌍은 거울 대칭인 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 투명 전극의 연장 방향의 두 변 중 적어도 하나는 일직선 모양인 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 유지 전극 쌍은 버스 전극을 더 포함하고,
    상기 투명 전극과 상기 버스 전극이 중복 배치되지 않은 곳의 폭 중 방전이 일어나는 공간으로 연장하는 제1 방향의 폭은 상기 제1 방향과 반대인 방향의 폭 보다 긴 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 중복 단위 면적은 상기 비중복 단위 면적의 1.2배 내지 4배인 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 유지 전극 쌍은 각각 투명 전극을 포함하고,
    상기 투명 전극 쌍의 간격은 55㎛ 내지 90㎛인 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널.
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