KR100334713B1 - 플라즈마 표시장치의 방전전극 - Google Patents

Abstract

본 발명은 플라즈마 표시장치의 방전전극에 관한 것으로서, 발광된 셀을 일정기간 유지하기 위한 유지방전 전극의 방전 개시전압을 감소시킴과 동시에 개구율 저하를 방지할 수 있도록 하는데 목적이 있다.

이를 실현하기 위한 본 발명은 일측기판에서 복수가 쌍을 이루고 있는 유지전극에 상호 대향되는 방향으로 갈수록 그 폭이 점차 감소하는 돌출부를 적어도 하나 이상 구비하는 것으로,

이로 인해, 상기 돌출부에서의 전계집중현상을 이용하여 초기방전이 낮은 전압에서 이루어질 수 있도록 하여 방전전압을 감소시키고, 이로인한 투과율 저하를 최소화 할 수 있게되는 이점을 나타내게 된다.

Description

플라즈마 표시장치의 방전전극{Discharge electrode of Plasma Display Panel}

본 발명은 유리기판 사이의 기체 방전현상을 이용하여 화상을 표시하는 발광형 소자의 일종인 플라즈마 디스플레이 패널(Plasma Display Panel;이하 'PDP'라 칭함)에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 플라즈마 형성을 위해 상호 방전을 실시하는 방전전극의 방전 개시전압을 감소시켜 구동 효율을 향상시키기 위한 전극구조에 관한 것이다.

일반적으로, PDP는 내부의 기체 방전현상을 이용하여 화상을 표시하는 발광형 소자의 일종으로서, 각 셀마다 액티브 소자를 장착할 필요가 없어 제조 공정이 간단하고, 화면의 대형화가 용이하며, 응답속도가 빨라 대형 화면을 가지는 직시형 화상표시장치 특히, HDTV(High Definition TeleVision) 시대를 지향한 화상표시장치로 텔레비전, 모니터, 옥내외 광고용 표시소자 등의 용도에 사용되고 있다.

또한, PDP는 대형(40∼60인치)의 표시소자영역에서 각광을 받고 있는데, 2개의 얇은 유리기판이 프리트그라스에 의해 밀봉된 상태의 구조이며, 그 밀봉된 구조내부에는 가스가 100∼600 Torr의 압력으로 채워져 있는데 현재 주로 사용하는 가스는 헬륨(He)에 지논(Xe)을 포함한 가스(페닝가스)를 사용한다.

패널의 화상 표시부에서는 복수의 전극간의 교차부에서 격벽에 의해 구분되는 다수의 화소(셀)를 이루게 되는데, 구동시는 교차되는 전극간에 100볼트이상의 전압을 인가하고 가스를 글로우 방전시켜서 그 때의 발광을 이용하여 화상을 표시하게 된다. 이와 같이 구성되는 패널부가 구동부와 결합하여 하나의 표시소자로써 역할을 한다.

이와 같은 PDP는 각 셀에 할당된 전극의 수에 따라 2전극형, 3전극형, 4전극형 등으로 분류되는데, 그 중 2전극형은 2개의 전극으로 어드레싱(addressing) 및 유지(sustain)을 위한 전압이 함께 인가되는 것이고 3전극형은 일반적으로 면방전형이라고 불리는 것으로 방전셀의 측면에 위치하는 전극에 인가하는 전압에 의하여 스위칭 되거나 또는 유지되도록 한 것이다.

이하에서는, 도 1에 제시된 장치를 종래 기술에 따른 3전극 면방전형 PDP의 한 예로서 설명한다.

도시된 바와 같이 종래의 3전극 면방전형 PDP는, 화상의 표시면인 전면기판(1)과 후면을 이루는 배면기판(2)이 일정거리를 사이에 두고 평행하게 결합되었다.

전면기판(1)에는 하나의 화소에서 쌍을 이루며 상호간 방전에 의해 픽셀의 발광을 유지하기 위한 방전 유지전극으로 커먼전극(C)과 스캔전극(S)이 형성되며, 상기 2개 전극의 방전전류를 제한하고 전극쌍 간을 절연 시켜주는 유전층(8)이 형성되고, 유전층(8)위에는 보호층(9)이 형성된다.

배면기판(2)은 복수개의 방전공간 즉, 픽셀 사이를 구분하여 콘트라스트를 향상시키도록 상부가 어두운 색을 띄는 격벽(3)과, 격벽(3)과 평행한 방향으로 형성되며 스캔전극(S)과 교차되는 부위에서 어드레스 방전을 수행하여 진공자외선을 발생시키게 되는 다수의 어드레스 전극(A)과, 각 방전셀의 내부면 중 양측 격벽(3)면과 배면기판(2)면에 형성되어 어드레스 방전시 화상표시를 위한 가시광선을 방출하는 적/녹/청색의 형광체(5)로 각각 이루어진다.

그리고 전면기판(1)상의 스캔전극(S)과 커먼전극(C)은 각각 도 3 에 나타낸 바와같이 약 300μm의 폭을 갖으며 산화인듐 또는 산화주석을 증착한 투명전극(ITO전극;6)과, 약 50∼100μm의 폭을 갖는 금속전극(7)으로 구성되는데, 투명전극(6)은 양단에 방전전압이 공급되면 해당 방전공간 내부에서 상호 면방전을 일으키고, 금속전극(7)은 투명전극(6)의 일측에 각각 형성되어 투명전극라인의 저항에 의한 전압강하를 방지한다.

도 2는 전극 배치상태를 나타낸 도이고, 도 3은 단위셀의 단면을 나타낸 것으로 이해를 돕기위해 하부구조를 90도 회전하여 나타내었으며, 도 4는 방전유지전극의 구조를 평면도를 나타낸 것이다.

상기와 같이 구성되는 PDP의 종래 기술에 따른 특정 픽셀의 발광과정을 설명하면 다음과 같다.

먼저, 해당 셀에서 쌍을 이루는 스캔전극(S)과 커먼전극(C)간에 방전 개시전압이 공급되면 두 전극간에 면방전이 일어나 해당 방전공간의 내부에는 벽전하가 형성된다.

그후, 스캔전극(S)과 해당 어드레스 전극(A)에 어드레스 방전전압이 공급되면 셀 내부에 라이팅(Writing)방전이 일어나게 된다. 그후, 해당 스캔전극(S)과 커먼전극(C)에 유지 방전 전압이 공급되면 어드레스 전극(A)과 스캔전극(S)간의 어드레스 방전 시 발생된 하전입자들로 인해 유지방전이 일어나 셀의 발광이 일정 시간동안 유지된다.

즉, 전극간의 방전에 의해 셀 내부에서 전계가 발생하여 방전가스중의 미량 전자들이 가속되고, 가속된 전자와 가스중의 중성입자가 충돌하여 전자와 이온으로 전리되며, 상기 전리된 전자와 중성입자와의 또 다른 충돌등으로 중성입자가 점차 빠른 속도로 전자와 이온으로 전리되어 방전가스가 플라즈마 상태로 되는 동시에 진공 자외선이 발생된다. 상기 발생된 자외선이 형광체(4)를 여기시켜 가시광선을 발생시키고 발생된 가시광선은 전면기판(1)을 통해서 외부로 출사되면 외부에서 임의의 셀의 발광 즉, 화상표시를 인식할 수 있게된다.

전술한 종래의 기술에 의하면, 초기 발광된 셀은 각 셀에서 쌍을 이루며 배열된 스캔전극(S)과 커먼전극(C)에 일정량 이상의 방전전압이 인가됨으로 상호간 유지방전에 의해 발광이 유지됨을 알 수 있다.

따라서, 셀의 발광시 방전전압을 감소시키기 위해서는 방전 유지전극(C,S)의 폭(D)을 증가시켜 상호간의 간격(D')을 감소시키게 되면, 좀더 낮은 전압에서도 방전이 시작될 수 있게됨을 알 수 있다.

그러나, 이러한 경우 상대적으로 전극의 면적이 증가하게 되고, 이에 따라 방전 캐패시턴스가 비례적으로 증가되어 PDP 구동을 위한 소비전력이 오히려 증가될 수 있다는 문제점이 있었다.

또한, 비록 투과율이 비교적 높은 글래스 재질의 투명전극(6)이라 할지라도, 어느정도의 투과율 저하 요소를 가지고 있기 때문에 전극폭(D)이 증가함에 따라 전면기판(1)을 통과하는 가시광의 투과율을 상대적으로 저하시켜 휘도를 감소시키는 결과를 초래하게 된다.

따라서, 본 발명은 상기한 종래 기술에서의 문제점을 해결하기 위하여 방전 유지전극의 방전 개시전압을 감소시키면서 투과율 저하를 억제하여, 구동효율이 개선된 PDP 전극구조를 제공하는데 목적이 있다.

도 1은 일반적인 PDP의 기판 분리 사시도.

도 2는 3전극형 PDP에서의 전극 배열도.

도 3은 방전셀 단면도.

도 4는 종래 기술에 따른 방전 유지전극부 평면도.

도 5는 본 발명의 실시예에 따른 방전 유지전극의 단위셀 확대도.

도 6은 정극성 전극형태에 따른 전계왜곡 비교도.

*** 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ***

1 : 전면기판 , 2 : 배면기판 , 3 : 격벽 , 5 : 형광체

6 : 투명전극 , 6a : 돌출부 , 7 : 금속전극

상기와 같은 목적을 실현하기 위한 본 발명의 기술적 수단은 기판 내부에는 방전셀을 형성하도록 상호간에 교차되는 방향으로 배치된 다수의 제1전극(방전 유지전극) 및 제2전극(어드레스 전극)과, 상기 제1전극과 교차되는 방향 즉 상기 제2전극의 각 라인간에 평행하게 형성되어 방전공간을 구분하는 다수의 격벽을 포함하고, 상기 제1전극은 각 방전공간에서 복수가 쌍을 이루는 플라즈마 표시장치에 있어서:

상기 제1전극은, 각 방전공간에서 쌍을 이루는 전극 상호 대향되는 방향으로 갈수록 그 폭이 점차 감소하는 돌출부를 각 방전공간마다 적어도 하나 이상 구비한 것을 특징으로 한다.

한편, 상기 돌출부는, 각 방전공간에서 대각을 기준으로 대향전극간에 상호 대칭되게 형성됨이 바람직하다.

이와 같이 하면, 제1전극의 방전쌍들이 각 방전공간에서 평판-돌출형태로 대향구조를 갖게 되는데, 이로 인해 셀의 발광을 일정기간 유지하기 위한 유지방전시 상기 돌출부에서 공간전하들에 의한 전계집중현상이 발생하게 되어 초기 방전이 상기 돌출부로 부터 시작될 수 있게 된다.

이때, 초기방전은 평판-평판형태의 대향구조에 비해 낮은 전압에서 방전이 이루어지게 되어 구동을 위한 인가전압을 감소시킬 수 있는 것이다.

즉, 평판-돌출형태의 전극구조에서 돌출부가 AC전압이 인가되는 정극성일 경우 돌출부와 가까운 고 전계 영역에서 전자의 충돌로 전리가 일어나면, 전자들은 이동도가 높으므로 양전극으로 넘어들어 가는 반면 양이온들은 뒤에 남게되어 공간전하를 형성한다.

그 결과, 양이온의 공간전하로 인해 양전극 부분의 전계는 감소되고 상대적으로 음전극 쪽으로는 전계가 증가된다. 이러한 전계 왜곡현상으로 인해 방전전압이 종래에 비해 감소하게 되고 종래 평판-평판형태의 전극구조보다 절연파괴 전압 또한 낮아지는 것이다.

그리고 종래에는 방전전압을 낮추고자 전극간 간격을 감소시켰으나 이로 인해 투과율이 저하되었던것에 비하여, 본 발명에 의하면 돌출부측에서만 전극간 간격이 선별적으로 감소됨으로 투과율 저하를 최소화 시킬수 있게된다.

이와 같이 각 방전공간에서 전극의 돌출부를 갖는 본 발명의 실시예로는 다수개가 존재할 수 있으며, 이하에서는 가장 바람직한 실시예에 대하여 상세히 설명하기로 한다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명에 의한 방전전극구조의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.

또한, 설명에 사용되는 도면에 있어서, 종래기술과 같은 구성성분에 관해서는 동일한 도면부호를 부여하여 표시하고 그 중복되는 설명을 생략하는 것도 있다.

도 5는 단위 셀에서의 본 발명의 실시예에 따른 방전 유지전극 구조를 나타낸 도이고, 도 6은 정극성의 전극구조에 따른 전계 왜곡현상을 나타낸 도이다.

본 실시예에 따른 방전 유지전극의 구조는 도 5에 도시된 바와 같이 상호 방전쌍을 이루는 대향 방향으로 투명 ITO(Induim Tin Oxide) 재질의 돌출부(6a)가 동일 재질의 투명전극(6)과 일체를 이루며, 돌출부(6a)는 방전공간의 양측에서 대칭형태를 이루며 각각 1개씩 형성되었다.

이때, 돌출부(6a)에서의 반대측 전극(6)과의 간격(X)은 일반 평판면간의 거리(X')에 비해 감소된 상태를 이루고 있게 된다.

일반적으로 방전쌍을 이루는 유지전극은 유전층(8)에 의해 상호 절연된 상태를 이루고 있으므로, 절연상태를 극복할 수 있는 전압이 인가되어야 전극간의 방전이 개시되며, 이러한 방전 전압은 전극간 간격이 작을수록 낮아지게 됨을 알 수 있다.

상기 실시예와 같은 본 발명의 구조에서는 방전전압의 인가시 상대적으로 전극간 간격이 적은 돌출부(6a)로 부터 방전이 개시되게 되며, 이후 전체 방전공간으로 확산되어 셀의 발광이 일정시간 유지될 수 있는 것이다.

한편 도 6에 따른 비교 예로서, 즉 종래의 전극 구조에서는 공간전하가 없을때의 전계를 보이는 것과는 달리, 본 발명은 전계왜곡현상에 의해 양이온에 의한 공간전하 선단의 전계가 높아져 방전계시전압을 낮추는 역할을 하게됨을 확인할 수 있게된다.

그리고, 상기에서 본 발명의 특정한 실시예가 설명 및 도시되었지만 본 발명의 전극구조가 당업자에 의해 다양하게 변형되어 실시될 가능성이 있는 것은 자명한 일이다.

이와 같은 변형된 실시예들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어져서는 안되며, 이와 같은 변형된 실시예들은 본 발명의 첨부된 특허청구범위 안에 속한다 해야 할 것이다.

이상에서 살펴본 바와 같은 본 발명에 의하면, 발광된 셀에서의 유지방전시 방전전압을 감소시켜 구동효율을 개선하며, 이로인한 투과율 저하를 최소화 할 수 있게되는 이점을 나타낼 수 있다.

Claims (2)

1. 서로 평행을 이루며 결합된 두개의 기판 사이에는 방전셀을 형성하도록 상호 교차되는 방향으로 배치된 다수의 제1전극 및 제2전극과, 상기 제1전극과 교차되는 방향 즉 상기 제2전극의 각 라인간에 평행하게 형성되어 방전공간을 구분하는 다수의 격벽을 포함하고, 상기 제1전극은 각 방전공간에서 복수가 쌍을 이루는 플라즈마 표시장치에 있어서:

   상기 제1전극은, 쌍을 이루는 전극간의 상호 대향되는 방향으로 갈수록 그 폭이 점차 감소하는 돌출부를 각 방전공간마다 적어도 하나 이상 구비함을 특징으로 하는 플라즈마 표시장치의 전극구조.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 돌출부는, 각 방전공간에서 대각을 기준으로 대향전극간에 상호 대칭되게 형성됨을 특징으로 하는 플라즈마 표시장치의 전극구조.