KR100266168B1 - 플라즈마 디스플레이 패널 - Google Patents

Abstract

본 발명은 격벽안에 격벽전극을 삽입하여 주사방전시 이용함으로써 충분히 큰 벽전하를 형성할 수 있는 플라즈마 디스플레이 패널에 관한 것이다.

본 발명은 하판유리와 형광체 사이에 배치된 어드레스 전극과, 상판유리와 유전체 사이에 배치되며 어드레스 전극과 주사방전을 일으키는 주사/유지 전극과, 상판유리 상에 주사/유지 전극과 나란하게 배치되며 주사/유지 전극과 유지방전을 일으키는 유지전극과, 격벽의 내부에 형성되며 주사방전시 어드레스 전극과 같은 전압펄스가 인가되어 주사/유지 전극과 방전을 일으킴으로써 셀 내부에 충분히 큰 벽전하를 형성시키기 위한 보조전극을 구비하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의하면, 주사방전시 격벽속에 삽입된 격벽전극에 어드레스 전극과 같은 전압펄스를 인가하여 충분히 많은 벽전하를 형성함으로써 오방전을 방지하고 확실한 주사 및 기록 방전이 가능해지므로 화상의 화질을 향상시켜 고해상도 구현에 적합하게 된다.

Description

플라즈마 디스플레이 패널(Plasma Display Panel)

본 발명은 플라즈마 디스플레이 장치에 관한 것으로, 특히 격벽안에 삽입된 격벽전극을 이용하여 주사방전시 충분히 큰 벽전하를 형성할 수 있는 플라즈마 디스플레이 패널에 관한 것이다.

최근, 박형화와 대형화 및 고화질성을 추구하는 평판 디스플레이 장치로써 고화질 및 저전력 소모성을 갖는 음극선관(CRT)에 접근할 수 있는 가능성을 지닌 플라즈마 디스플레이 패널(이하, PDP라 한다)에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 이 PDP는 가스 방전 현상을 이용하여 화상을 표시하는 디스플레이 장치로써 다른 평판 디스플레이 장치, 예컨데 LCD(Lyquid Crystal Display) 및 EL(Electro Luminescence) 디스플레이 모듈 등이 갖지 못하는 대면적 제작이 가능하다는 장점을 가지고 있다. 또한, PDP는 비선형성에 의한 방전 선택성을 이용함에 따른 저전력 소모성, 간단한 구조에 따른 공정의 단순성 및 대부분 유리 재질을 사용함에 따른 가격의 저렴성 면에서 다른 평판 디스플레이 장치에 비해 널리 각광을 받고 있다.

이러한 PDP는 통상 크게 교류(AC) 방식과 직류(DC) 방식으로 대별되고 있다. 교류방식의 PDP는 유전체를 사이에 두고 두 전극간에 교류 전압을 인가시켜 그 반주기마다 방전을 행하게 하고, 직류방식의 PDP는 직접 전극간에 직류전압을 인가시켜 방전을 행하게 하는데 특징이 있다. 여기서, 교류방식의 PDP는 3전극을 이용하는 면방전형으로 전하 축적으로 메모리 효과를 갖는 유전체를 사용하기 때문에 저전력 구동이 가능하다는 장점을 가지고 있다. 반면에, 직류방식의 PDP는 대향방전형으로 직접 전극간에 전압을 인가시키므로 발광효율이 좋다는 장점이 있지만 방전공간에 전극들이 노출됨으로써 수명이 짧다는 단점을 가지고 있다.

도 1은 교류(AC) 방식 PDP의 화소 셀에 대한 구조를 나타내는 단면도로써, 통상 PDP의 셀은 적(R)·녹(G)·청(B) 각각에 해당하는 3개의 서브셀로 구성되어 있다.

도 1에 도시된 PDP의 서브셀 각각은 화상의 표시면인 상판유리(10)에 대향하여 하판유리(20)가 소정의 이격거리를 가지며 위치하고, 이 상판유리(10)와 하판유리(20) 사이에는 격벽(18)이 형성됨으로써, 셀 내부에 방전공간을 마련하고 있다. 상판유리(10) 상에는 두 개의 서스테인 전극들, 즉 주사/유지 전극(12a)과 유지전극(12b)이 나란하게 배치되고, 이 서스테인 전극들(12a, 12b)이 배치된 상판유리(10) 상에는 유전체층(14)이 평탄하게 형성되어 있다. 유전체층(14) 위에는 두 전극(12a, 12b) 간의 방전에 의한 플라즈마 입자들의 스퍼터링 현상으로부터 유전체층(14)의 손상을 방지하기 위한 보호막(16) 예컨데, 산화마그네슘(MgO)막이 형성되어 있다. 하판유리(20) 상에는 어드레스 전극(22)이 배치되고, 이 어드레스 전극(22)이 배치된 하판유리(20) 상에는 셀의 방전시 자외선에 의해 적, 녹, 청의 가시광을 각각 방출하기 위한 적, 녹, 청 형광체(24) 중 어느 하나가 격벽(18)의 일부분을 포함하여 도포되어 있다. 이렇게 구성된 PDP 셀의 내부공간에는 비활성 기체, 예컨데 네온(Ne), 헬륨(He), 제늄(Xe) 등이 봉입되어져 있다. 이 가스들은 상기 주사/유지 전극(12a)과 어드레스 전극(22) 간의 대향방전, 즉 주사방전에 의해 전자와 이온으로 전리되어 플라즈마 상태가 되며, 이 플라즈마 상태에서 입자들이 충돌에 의해 여기되어 발생하는 자외선에 의해 형광체가 여기되어 발광하게 된다.

통상 PDP 구동은 크게 리셋(Reset) 기간과 어드레스 기간 및 유지기간으로 구분되어 질 수 있다. 여기서, 리셋 기간은 셀의 안정적인 동작을 위하여 전체의 셀 내부에 벽전하를 약간 잔류시키기 위한 기간이고, 주사기간은 점등할 화소에 대해 다음의 유지방전이 가능할 정도의 벽전하를 주사방전에 따라 축적시키기 위한 기간이다. 끝으로, 유지기간은 주사방전이 일어난 셀에 대해서만 유지방전을 일으키기 위한 기간이다.

상세히 하면, 우선 리셋기간에서 상판 유리(10) 상의 두 개의 서스테인 전극들(12), 즉 주사/유지 전극(12a)과 유지전극(12b) 간에 고전압을 인가해 유전체층(14)에 벽전하를 형성한다. 그리고 일단 소거하여 대부분의 벽전하를 중화시킨다. 이때, 리셋기간에서 도 2에 도시된 바와 같이 주사/유지 전극(12a)과 유지전극(12b) 간의 여러번의 방전을 일으킴으로써, 셀 내부에 균일한 벽전하를 잔류시켜 다음에 안정적인 동작을 수행할 수 있도록 하고 있다. 이어서, 주사기간에서 어드레스 전극(22)에 인가되는 화상데이터 펄스와 주사/유지 전극(12a)에 인가되는 스캔펄스에 의해 주사방전을 하여 점등할 셀의 내부에 벽전하를 형성한다. 그 다음, 유지기간에서 점등된 셀의 내부에 형성된 벽전하를 이용하여 주사/유지 전극(12a)과 유지전극(12b) 간에 인가되는 유지펄스에 의해 유지방전을 하여 화상을 표시하게 된다.

그런데, 상기 리셋기간에서 예비방전을 위해 주사/유지 전극(12a)과 유지전극(12b) 간에 높은 전압의 펄스를 인가해야 함으로 이 고전압으로 인해 소비전력이 증가하는 단점이 있다. 또한, 이 리셋기간에서 주사/유지 전극(12a)과 유지전극(12b) 간에 인가되는 고전압 펄스로 인하여 전체의 셀에서는 강한 방전이 일어나게 되는데, 이로 인하여 비발광 영역에 포함되는 셀의 흑 레벨에 대한 밝기, 즉 최소 휘도 값이 상승되게 된다. 이에 따라, 최대 휘도에 대한 최소 휘도의 비로 정의되는 컨트래스트(Contrast)가 저하되어 고계조 화상을 표시할 수 없는 문제점이 초래되고 있다. 그리고, 상기 리셋기간에서 인가되는 고전압 펄스로 인한 강한 방전으로 과다하게 형성된 벽전하 때문에 발생하는 셀이나 화면의 불균일한 밝기를 방지하기 위해서는 도 2에 도시된 바와 같이 고전압 펄스를 공급한 이후에 다른 펄스들을 공급해서 과다한 벽전하를 소거해야 하므로 매우 복잡한 파형이 필요하다는 단점이 있다.

이와 같이, 종래의 PDP는 한 화소에 1개의 셀을 취하고 셀 간에는 격벽을 설치한 구조로써 셀간의 크로스-토크(Cross-talk) 발생이 용이할 뿐만 아니라 셀의 피치가 미세하지 못한 문제점이 대두되고 있다. 또한, 격벽의 높낮이가 달라서 셀간의 영향으로 화질에 영향을 주고 격벽을 만드는데 제조상의 어려움이 있고 시간과 가격의 상승을 초래하고 있다.

나아가, 향후 고해상도 모니터 및 HD TV로 발전되는 추세에 있어서 해상도를 증가하거나 주사선의 수가 증가하는 경우 PDP 내부의 방전공간이 줄어들므로써, PDP는 휘도가 감소되는 문제가 발생하고 있다. 이를 방지하기 위해서, 즉 해상도를 증가시키거나 주사선의 수가 증가시키기 위하여 PDP 내부의 어드레스 전극의 폭을 넓게하는 방법이 있지만, 이는 고해상도 구현시에는 모든 전극의 셀 간격이 좁고 미세하기 때문에 전극의 폭을 넓게 하는데 무리가 따르게 된다.

따라서, 고해상도를 구현하는 경우 종래와 같은 내부 전극의 구조상 밝기 및 효율은 감소하기 때문에 이에 대한 대책이 시급한 형편이다

따라서, 본 발명의 목적은 격벽속에 격벽전극을 추가로 삽입하여 방전시 벽전하를 충분히 형성함으로써, 밝기 및 효율을 증가시킬 수 있는 PDP를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 격벽속에 격벽전극을 추가로 삽입하여 방전시 벽전하를 충분히 형성함으로써, 저전압 구동이 가능한 PDP를 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 격벽속에 격벽전극을 추가로 삽입하여 방전시 벽전하를 충분히 형성함으로써, 화질을 향상시켜 고해상도 구현이 가능한 PDP를 제공하는 것이다.

도 1은 통상적인 교류방식의 PDP 화소 셀의 구조를 나타내는 단면도.

도 2는 본 발명에 따른 교류방식의 PDP 화소 셀의 구조를 나타내는 단면도.

도 3은 도 2에 도시된 격벽의 구조를 상세히 나타내는 단면도.

＜도면의 주요부분에 대한 부호의 간단한 설명＞

10, 30 : 상판 유리 12a, 32a : 주사/유지 전극

12b, 32b : 유지전극 14, 34 : 유전체층

16, 36 : 보호막 18, 38 : 격벽

20, 40 : 하판유리 22, 42 : 어드레스전극

24, 44 : 형광체 46 : 보조전극

48 : 제2 보호층

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 PDP는 화면 표시부인 상판유리와, 상판유리 대향하게 위치하는 하판유리와, 상판유리와 하판유리 사이에 소정의 높이로 형성된 격벽과, 상판유리 상에 형성된 유전체층과, 유전체층 상에 형성된 보호층과, 하판유리와 격벽에 걸쳐서 도포된 형광체를 구비하는 서브셀 단위로 구성되는 플라즈마 디스플레이 패널에 있어서, 하판유리와 형광체 사이에 배치된 어드레스 전극과, 상판유리와 유전체 사이에 배치되며 어드레스 전극과 주사방전을 일으키는 주사/유지 전극과, 상판유리 상에 주사/유지 전극과 나란하게 배치되며 주사/유지 전극과 유지방전을 일으키는 유지전극과, 격벽의 내부에 형성되며 주사방전시 어드레스 전극과 같은 전압펄스가 인가되어 주사/유지 전극과 방전을 일으킴으로써 셀 내부에 충분히 큰 벽전하를 형성시키기 위한 보조전극을 구비하는 것을 특징으로 한다.

상기 목적 외에 본 발명의 다른 목적 및 이점들은 첨부 도면을 참조한 본 발명의 바람직한 실시예에 대한 설명을 통하여 명백하게 드러나게 될 것이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 도 2 및 도 3을 참조하여 상세하게 설명하기로 한다.

도 2은 본 발명의 실시 예에 따른 PDP 화소 셀의 구조를 나타내는 단면도이고, 도 3은 도 2에 도시된 격벽의 구조를 상세히 나타내는 단면도이다.

도 2에 도시된 PDP 화소 셀은 적(R), 녹(G), 청(B)에 해당하는 3개의 서브셀로 구성되는 것으로써, 각 서브셀은 도 4에 도시된 바와 같이 화상의 표시면인 상판유리(30)에 대향하여 위치한 하판유리(40)와, 이 상판유리(30)와 하판유리(40) 사이에 소정의 높이로 형성된 격벽(38)으로 구성된다. 이 격벽(38)에 의해 마련되는 방전공간에 비활성 가스, 예컨데 네온(Ne), 헬륨(He), 제늄(Xe) 등이 봉입되게 된다. 상판유리(30) 상에는 두 개의 유지전극들 즉, 주사/유지 전극(32a)과 유지전극(32b)이 나란하게 배치되고, 이 유지전극들(32a, 32b)이 배치된 상판유리(30) 상에는 유전체층(34)이 평탄하게 형성되어 있다. 이 유전체층(34) 위에는 두 전극(32a, 32b) 간의 방전에 의한 플라즈마 입자들의 스퍼터링 현상으로부터 유전체층(34)의 손상을 방지하기 위한 보호막(36)이 형성되어 있다. 하판유리(40) 상에는 어드레스 전극(42)이 배치되고, 이 어드레스 전극(42)이 배치된 하판유리(40) 상에는 셀의 방전시 적, 녹, 청의 가시광을 각각 방출하기 위한 적, 녹, 청 형광체(44r, 44g, 44b) 중 어느 하나가 격벽(38)의 일부분을 포함하여 도포되어 있다. 그리고, 격벽(38)의 하부에는 다른 전극과 같은 재질의 격벽전극(46)이 형성되고 이 격벽전극(46)을 보호하기 위한 제2 보호층(28)에 의해 둘러싸여져 있다. 이 격벽전극(46)에는 주사기간에 주사/유지 전극(32a)과 어드레스 전극(42) 간의 방전을 일으킬 때 어드레스 전극(42)과 같은 전압펄스가 인가됨으로써 보다 많은 벽전하를 형성하는 역할을 하게 된다.

이와 같은, PDP는 주사방전과 유지방전으로 동작하게 된다. 여기서, 주사방전은 셀의 온/오프를 결정하는 것으로써, 이는 점등될 셀의 유지방전을 위하여 내부에 많은 벽전하를 형성하게 된다. 점등된 셀의 내부에 형성된 벽전하는 유지방전시 이용함으로써 각 셀의 오방전을 방지함과 아울러 확실한 유지방전을 행하게 된다. 여기서, 벽전하의 생성여부는 상판유리 상에 형성된 주사/유지 전극(32a)과 하판유리 상에 형성된 어드레스 전극(42) 간에 높은 전압을 인가함에 따른 주사방전에 의해 결정된다. 다시 말하여, 벽전하의 생성여부는 주사/유지 전극과 어드레스 전극사이에 공급되는 전압에 의해 결정된다. 일반적으로 주사방전에 의해 셀의 내부에 많은 벽전하가 형성되면 유지방전시 구동하는 전압도 작아지므로 소비전력이 작아질 뿐만 아니라 이 벽전하에 의해 확실한 유지방전이 진행되므로 동화상 구현시에도 화질의 저하가 없는 등과 같은 여러 가지 장점이 있다. 반면에, 셀의 내부에 형성된 벽전하가 부족한 경우에는 오방전이 발생하는 등 동작률이 감소하여 불안정한 동작을 함으로 화질이 떨어지거나 동작하지 않는 경우가 발생하게 된다. 유지방전은 주사/유지 전극(32a)과 유지전극(32b) 간에 인가되는 유지펄스에 의해 발생되는 것으로 주사방전에 의해 형성된 벽전하를 이용하여 화상을 표시함으로써, 이 유지 방전의 기능은 기록 방전의 기능에 의해 좌우된다.

여기서, 주사방전시 주사/유지 전극(32a)과 어드레스 전극(42) 사이에서 방전이 일어나서 벽전하를 형성하는데 어드레스 전극(42)외에 격벽전극(46)에 의해서 생성되는 벽전하와의 합에 의해서 하판(40)에 있는 어드레스 전극(42)에 보다 많은 전자가 생성되어진다.

상세히 하면, 주사방전시 주사/유지 전극(32a)에는 음의 전압펄스를 인가하고 어드레스 전극(42)과 격벽전극(46)에는 양의 전압을 인가함으로써 어드레스 전극(42)과 격벽전극(46)에는 많은 전자들이 존재하고 주사/유지 전극(32a)에는 양의 이온들이 존재하게 된다. 이에 따라, 격벽전극(46)에 의해 셀의 내부에는 많은 벽전하가 형성되게 된다. 결과적으로, 주사방전시 충분히 많은 벽전하가 생성됨으로써 벽전하의 부족으로 인한 오방전을 방지할 수 있게된다. 또한, 확실한 주사방전을 행함으로써 밝기 및 효율을 증가시킬 수 있다. 더불어, 유지방전시 상기와 같이 충분히 형성된 벽전하를 이용함으로써 저전압으로 구동이 가능해질 뿐만 아니라 유지방전을 원할하게 진행하게 된다.

또한, 상기 격벽전극(46)은 벽전하를 전체의 셀에 균일하게 잔류시키기 위한 리셋기간에서 프라이밍(Priming) 전극으로 이용함으로써 리셋방전시, 즉 주사/유지 전극(32a)과 유지전극(32b) 간의 리셋방전시에 발생하는 현상인 흑 레벨의 밝기가 상승되는 것을 방지할 수 있다. 이는 격벽전극(46)에는 형광체가 없기 때문에 예비방전시 방전은 일어나지만 밝기에는 영향을 주지 않음으로써 흑레벨의 밝기 상승을 방지할 수 있게 된다. 이에 따라, 컨트래스트가 향상되어 향후의 고해상도용 PDP 및 HD TV를 구현하기게 적합하게 된다.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 PDP에 의하면, 격벽속에 격벽전극을 추가로 삽입하여 주사방전시 어드레스 전극과 같은 전압펄스를 인가함으로써 충분히 많은 벽전하를 형성할 수 있게 된다. 이에 따라, 오방전을 방지하고 확실한 주사 및 기록 방전이 가능해지므로 화상의 화질을 향상시켜 고해상도 구현에 적합하게 된다. 또한, 본 발명에 의하면, 주사방전시 충분히 큰 벽전하를 형성함으로써, 유지방전시 저전력으로 구동할 수 있게 된다.

이상 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 발명의 기술사상을 일탈하지 아니하는 범위에서 다양한 변경 및 수정이 가능함을 알 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 기술적 범위는 명세서의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허 청구의 범위에 의해 정하여져야만 할 것이다.

Claims (3)

1. 화면 표시부인 상판유리와, 상기 상판유리 대향하게 위치하는 하판유리와, 상기 상판유리와 하판유리 사이에 소정의 높이로 형성된 격벽과, 상기 상판유리 상에 형성된 유전체층과, 상기 유전체층 상에 형성된 보호층과, 상기 하판유리와 격벽에 걸쳐서 도포된 형광체를 구비하는 서브셀 단위로 구성되는 플라즈마 디스플레이 패널에 있어서,

   상기 하판유리와 형광체 사이에 배치된 어드레스 전극과,

   상기 상판유리와 유전체 사이에 배치되며 상기 어드레스 전극과 주사방전을 일으키는 주사/유지 전극과,

   상기 상판유리 상에 상기 주사/유지 전극과 나란하게 배치되며 상기 주사/유지 전극과 유지방전을 일으키는 유지전극과,

   상기 격벽의 내부에 형성되며 주사방전시 상기 어드레스 전극과 같은 전압펄스를 인가되어 상기 주사/유지 전극과 방전을 일으킴으로써 상기 셀 내부에 충분히 큰 벽전하를 형성시키기 위한 보조전극을 구비하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 격벽전극을 보호하기 위하여 감싸는 형태로 형성된 제2 보호층을 추가로 구비하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 주사/유지 전극과 유지전극 간의 리셋방전시 상기 격벽전극을 이용하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널.