KR100670261B1 - 플라즈마 디스플레이 패널 - Google Patents

Abstract

본 발명은 어드레스방전 전압이 감소된 플라즈마 디스플레이 패널을 제공하는 것을 목적으로 하며, 이 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 배면기판과, 상기 배면기판에 이격되어 배치된 전면기판과, 상기 전면기판과 배면기판 사이에 배치되고, 방전셀들을 구획하는 격벽들과, 상기 방전셀들을 가로질러 연장되며, 방전을 일으키는 방전전극쌍들과, 상기 방전셀에서 상기 방전전극쌍과 교차하도록 상기 방전셀들을 가로질러 연장되는 어드레스전극들과, 상기 방전셀들에 배치된 플로팅전극들과, 상기 방전셀들 내에 배치된 형광체층들을 제공한다.

Description

플라즈마 디스플레이 패널{Plasma display panel}

도 1은 종래기술에 따른 플라즈마 디스플레이 패널의 수직 단면도로서, 상판이 90도 회전된 상태를 나타내고,

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 플라즈마 디스플레이 패널의 부분 절개 분리 사시도이고,

도 3은 도 2의 Ⅲ-Ⅲ선에 따라 취한 단면도로서, 상판이 90도 회전된 상태를 나타내고,

도 4는 도 2에 도시된 방전셀들에 배치된 플로팅전극들 및 어드레스전극들이 배치를 나타내는 배치도이고,

도 5는 도 2에 도시된 방전셀들에 배치된 플로팅전극들 및 어드레스전극들을 나타내는 변형예이고,

도 6은 도 2에 도시된 방전셀들에 배치된 플로팅전극들 및 어드레스전극들을 나타내는 다른 변형예이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

100 : 플라즈마 디스플레이 패널

111 : 전면기판 112 : 방전전극쌍

115 : 제1유전체층 116 : 보호층

121 : 배면기판 122 : 어드레스전극

125 : 제2유전체층 126 : 형광체

128 : 격벽 131 : X전극

132 : Y전극 180 : 방전셀

190 : 플로팅전극

본 발명은 플라즈마 디스플레이 패널에 관한 것으로서, 더 상세하게는 어드레스방전 전압이 감소된 플라즈마 디스플레이 패널에 관한 것이다.

근래에 들어 종래의 음극선관 디스플레이 장치를 대체하는 것으로 주목받고 있는 플라즈마 디스플레이 패널(plasma display panel)은, 복수개의 전극이 형성된 두 기판 사이에 방전가스가 봉입된 후 방전 전압이 가해지고, 이로 인하여 발생되는 자외선에 의해 소정의 패턴으로 형성된 형광체가 여기되어 원하는 화상을 얻는 장치이다.

일반적인 교류형 플라즈마 디스플레이 패널(10)은, 도 1에 도시된 바와 같이 사용자에게 화상을 보여주는 상판(50)과 이와 평행하게 결합되는 하판(60)을 구비한다. 상판(50)의 전면기판(11)에는 X전극(31)과 Y전극(32)이 쌍을 이루는 유지전극쌍(12)이 배치되어 있고, 전면기판(11)의 유지전극쌍(12)이 배치된 면에 대향하는 하판(60)의 배면기판(21)에는 어드레스전극(22)이 전면기판(11)의 전극들 (31)(32)과 교차하도록 배치되어 있다. 유지전극쌍들(12)이 구비된 전면기판(11)과, 어드레스전극들(22)이 구비된 배면기판(21)의 각 면에는 각 전극들을 매립하도록 각각 제1유전체층(15) 및 제2 유전체층(25)이 형성되어 있다. 제1유전체층(15) 배면에는 통상 MgO로 된 보호막(16)이 형성되며, 제2유전체층(25)의 전면에는 방전거리를 유지하고 방전셀 사이의 전기적 광학적 크로스토크(cross-talk)를 방지하는 격벽(30)이 형성되어 있다. 이 격벽(30)의 양 측면과 격벽(30)이 형성되지 않은 제2유전체층(25)의 전면에는 적색, 녹색, 청색발광 형광체(26)들이 도포되어 있다. X전극(31)과 Y전극(32) 각각은 투명전극(31a, 32a) 및 버스전극(31b, 32b)을 구비한다. 이렇게 배치된 한 쌍의 X전극(31) 및 Y전극(32)과, 이와 교차하는 어드레스전극(22)에 의하여 이루어지는 공간이 단위 방전셀(cell)(70)로서 하나의 방전부를 형성하게 된다.

그런데 이러한 형상을 가지는 플라즈마 디스플레이 패널(10)에서는, 휘도를 향상시키기 위해서는 X전극(31)과 Y전극(32) 사이의 거리(G)를 멀게 배치해야 한다. X전극(31)과 Y전극(32) 사이의 거리(G)가 멀 경우, 방전 공간이 증가되어, 방전이 활발하게 발생하기 때문이다. 하지만, X전극(31)과 Y전극(32)의 거리가 멀어질 경우, Y전극(32)과 어드레스전극(22) 사이의 거리도 멀어지게 된다. 따라서, 상기와 같이 Y전극(32)과 어드레스전극(22) 사이의 거리가 증가할 경우, 어드레스 방전전압이 증가하는 문제점이 있다. 특히, X전극과 Y전극 사이의 거리가 200㎛ 이상의 롱갭(long gap)이 될 경우, 이러한 문제는 더욱 심각해진다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 어드레스방전 전압이 감소된 플라즈마 디스플레이 패널을 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기와 같은 목적 및 그 밖의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 배면기판과, 상기 배면기판에 이격되어 배치된 전면기판과, 상기 전면기판과 배면기판 사이에 배치되고, 방전셀들을 구획하는 격벽들과, 상기 방전셀들을 가로질러 연장되며, 방전을 일으키는 방전전극쌍들과, 상기 방전셀에서 상기 방전전극쌍과 교차하도록 상기 방전셀들을 가로질러 연장되는 어드레스전극들과, 상기 방전셀들에 배치된 플로팅전극들과, 상기 방전셀들 내에 배치된 형광체층들을 제공한다.

본 발명에 있어서, 상기 플로팅전극들은 상기 전면기판을 대향하는 배면기판 상에 배치되는 것이 바람직하다. 또한, 상기 플로팅전극들은 상기 방전셀들마다 불연속적으로 배치된 것이 바람직한데, 이 때 상기 플로팅전극들은 상기 어드레스전극들이 연장되는 방향으로 소정의 길이를 가질 수 있다. 하지만, 상기 플로팅전극들은 상기 방전셀들을 가로질러 연장될 수 있다.

또한 본 발명에 있어서, 상기 방전셀들에서 상기 플로팅전극들은 상기 어드레스전극들에 대칭되도록 배치될 수 있다. 그리고, 상기 플로팅전극들은 유전체층에 덮이는 것이 바람직하다.

또한 본 발명에 있어서, 상기 플로팅전극들에는 외부로부터 전원이 인가되지 않는 것이 바람직하다.

또한 본 발명에 있어서, 상기 쌍을 이루는 방전전극들 사이의 간격은 200㎛ 이상인 것이 바람직하다.

이어서 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.

도 2 내지 도 4를 참조하면, 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 플라즈마 디스플레이 패널(100)이 도시되어 있다. 도 2는 플라즈마 디스플레이 패널(100)의 부분 절개 분리 사시도이고, 도 3의 도 2의 Ⅲ-Ⅲ선에 따라 취한 단면도로서, 상판이 90도 회전된 상태를 나타낸다.

도시된 바와 같이, 플라즈마 디스플레이 패널(100)은 크게 상판(150)과 이와 평행하게 결합되는 하판(160)을 구비하는데, 상판(150)에 구비된 전면기판(111)과 하판(160)에 구비된 배면기판(121) 사이에는 격벽(128)에 의하여 방전현상이 발생하는 복수개의 방전셀(180)들이 구획되어 있다. 격벽(128)은 방전셀(180) 사이의 광학적 크로스토크를 방지하는 기능을 수행한다. 본 실시예에서 격벽(128)은 방전전극쌍(112)들이 연장되는 방향(x방향)의 가로격벽부(128a)들 및 가로격벽부(128a)들과 교차하는 방향(y방향)의 세로격벽부(128b)들을 구비하며, 방전셀(180)들이 사각형의 횡단면을 갖도록 형성된다. 다만, 격벽의 형상은 이에 한정되는 것은 아니고, 복수의 방전공간을 형성할 수 있는 한, 다양한 패턴의 격벽들, 예컨대 스트라이프 등과 같은 개방형 격벽은 물론, 와플, 매트릭스, 델타 등과 같은 폐쇄형 격벽으로 될 수 있다. 또한, 폐쇄형 격벽은, 방전공간의 횡단면이, 본 실시예에서와 같은 사각형이외에도, 삼각형, 오각형 등의 다각형, 또는 원형, 타원형 등으로 되도 록 형성될 수 있다.

상판(150)의 전면기판(111)에는 방전전극쌍(112)들이 배치되어 있다. 전면기판(111)을 통하여 방전셀(180)에서 형성된 가시광선이 투과되기 때문에, 전면기판(111)은 유리를 주재료로 한 투명한 재료로 형성된다. 또한, 전면기판(111)은 수 밀리미터의 두께를 가지는 것일 일반적이지만, 이에 한정되지 않는다.

방전전극쌍(112)은 유지 방전을 일으키기 위하여 배면기판(121)을 대향하는 전면기판(111) 상에 형성된 한 쌍의 방전전극들(131, 132)을 의미하고, 전면기판(111)에는 이러한 방전전극쌍(112)들이 소정의 간격으로 평행하게 배열되어 있다. 이 방전전극쌍(112)들은 각각 X전극(131) 및 Y전극(132)을 구비한다. 본 실시예에서는, 방전전극쌍(112)들이 전면기판(111)의 배면에 배치되지만, 방전전극쌍의 배치 위치는 이에 한정되지 않는다. 예를 들면, 방전전극쌍들은 전면기판의 배면으로부터 소정의 간격으로 이격되어 배치될 수 있다. 다만, 방전전극쌍들은 전면기판으로부터 동일한 레벨(level)에 배치되는 것이 바람직하다.

X전극(131)과 Y전극(132)은 소정의 간격으로 이격되어 x방향으로 서로 평행하게 방전셀(180)들을 가로질러 연장된다. 본 실시예에서, 롱 갭(long gap) 방전을 수행하기 위하여, X전극과 Y전극 사이의 간격(A)은 200㎛ 이상이 되도록 배치되는 것이 바람직하다. X전극(131)과 Y전극(132)은 금속재질로 이루어지고 좁은 폭으로 형성된다. 이러한 X전극(131)과 Y전극(132)은 Ag, Al 또는 Cu와 같은 금속을 이용하여 단층 구조로 형성될 수 있지만, Cr/Al/Cr 등의 다층 구조를 가지도록 형성될 수도 있다. 본 실시예에서, X전극(131)과 Y전극(132)이 투명전극을 구비하지 않도록 도시되어 있으나, 이에 한정되지 않고, 방전면적을 증가시키기 위하여 X전극(131)과 Y전극(132)은 투명전극을 구비할 수 있다.

방전전극쌍(112)들이 구비된 전면기판(111)에는 방전전극쌍(112)들을 매립하도록 제1유전체층(115)이 형성되어 있다. 제1유전체층(115)은, 인접한 X전극(131) 및 Y전극(132)이 서로 통전되는 것과 양이온 또는 전자가 X전극(131) 및 Y전극(132)에 직접 충돌하여 X전극(131) 및 Y전극(132)을 손상시키는 것을 방지하면서도, 전하를 유도할 수 있는 유전체로서 형성되는데, 이와 같은 유전체로서는 PbO, B₂O₃, SiO₂ 등이 있다.

또한, 제1유전체층(115)의 배면에는 통상 MgO로 된 보호층(116)이 형성되어 있다. 이러한 보호층(116)은, 방전시 양이온과 전자가 제1유전체층(115)에 충돌하여 제1유전체층(115)이 손상되는 것을 방지하며, 광투과성이 좋고, 방전시 2차전자를 많이 방출한다. 특히, MgO층(116)은 주로 스퍼터링, 전자빔 증착법 등을 이용하여 박막으로 형성된다.

전면기판(111)에 대향하는 배면기판(121) 상에는, 어드레스전극(122)들이 배치되어 있다. 어드레스전극(122)들은 각 방전셀(180)에서 X전극(131) 및 Y전극(132)과 교차하도록 방전셀(180)들을 가로질러 연장된다. 이러한 어드레스전극(122)들은 방전셀(180)들의 가운데 부분을 대향하는 배면기판(121) 상에 배치되는 것이 바람직하다.

어드레스전극(122)들은 X전극(131)과 Y전극(132) 간의 유지방전을 보다 용이 하게 하기 위한 어드레스방전을 일으키기 위한 것으로서, 보다 구체적으로는 유지방전이 일어나기 위한 전압을 낮추는 역할을 한다. 어드레스방전은 Y전극(132)과 어드레스전극(122) 간에 일어나는 방전으로서, 어드레스방전이 종료되면 Y전극(132) 측에 양이온이 축적되고 X전극(131) 측에 전자가 축적되며, 이로써 X전극(131)과 Y전극(132) 간의 유지방전이 보다 용이하게 된다.

이렇게 배치된 한 쌍의 X전극(131) 및 Y전극(132)과, 이와 교차하는 어드레스전극(122)에 의하여 이루어지는 공간이 단위 방전셀(180)로서 하나의 방전부를 형성하게 된다.

또한 전면기판(111)에 대향하는 배면기판(121) 상에는, 플로팅전극들(floating electrodes)(190)이 배치되어 있다. 플로팅전극(190)들은 외부로부터 별도의 전원이 인가되지 않는 전극들로, 본 실시예에서는 어드레스전극들에 전압인 인가됨에 따라 플로팅전극(190)들에 전압이 유기된다.

본 실시예에서 각 어드레스전극들 대칭축으로 하여, 각 어드레스전극들의 좌우에 2개의 플로팅전극(190)들이 배치된다. 이는 어드레스 방전이 발생할 때, 후술하는 제2유전체층 상에 축적되는 벽전하들을 등의 프라이밍 입자들이 균일하게 분포하도록 하여, 방전의 균일성을 확보하기 위함이다. 이러한 플로팅전극(190)들은 도 4에 도시된 바와 같이, 어드레스전극이 연장되는 방향(y방향)으로 소정의 길이를 가지도록 불연속적으로 배치되어 있다. 특히, 플로팅전극(190)들은 쌍을 이루는 X전극(131)과 Y전극(132) 사이에 형성된 갭(gap)의 후방(-z방향)에 배치되어 있다. 하지만, Y전극(132)과의 어드레스 방전을 원활하게 하기 위하여, 도 5에 도 시된 바와 같이, 전면기판(111)에 수직 방향(z방향)으로 플로팅전극(190)과 Y전극(132)이 교차하는 영역이 증가하도록 플로팅전극(190)이 배치될 수 있다. 또한, 도 6에 도시된 바와 같이, 플로팅전극(190)들은 어드레스전극과 평행한 방향(y방향)으로 연장되도록 배치될 수도 있다. 다만, 플로팅전극(190)들이 배치되는 방향과 개수는 다양하게 선택될 수 있다.

배면기판(121) 상에는 어드레스전극(122) 및 플로팅전극(190)들을 매립하도록 제2유전체층(125)이 형성되어 있다. 제2유전체층(125)은 방전 시 양이온 또는 전자가 전극들(122, 190)에 충돌하여 전극들(122, 190)을 손상시키는 것을 방지하면서도 전하를 유도할 수 있는 유전체로서 형성되는데, 이와 같은 유전체로서는 PbO, B₂O₃, SiO₂ 등이 있다.

방전셀(180)을 구획하는 격벽(128) 사이의 제2유전체층(125) 전면과, 격벽(128)의 측면에는 적색발광, 녹색발광, 청색발광 형광체층(126)들이 형성되어 있다. 이러한 형광체층(126)은 자외선을 받아 가시광선을 발생하는 성분을 가지는데, 적색 방전셀에 형성된 적색발광 형광체층은 Y(V,P)O₄:Eu 등과 같은 형광체를 포함하고, 녹색 방전셀에 형성된 적색발광 형광체층은 Zn₂SiO₄:Mn 등과 같은 형광체를 포함하며, 청색 방전셀에 형성된 청색발광 형광체층은 BAM:Eu 등과 같은 형광체를 포함한다.

또한, 상기 방전셀(180)들에는 네온(Ne), 크세논(Xe) 등이 혼합된 방전 가스가 채워지며, 상기와 같이 방전 가스가 채워진 상태에서, 전면기판 및 배면기판 (111, 121)의 가장 가장자리에 형성된 프릿트 글라스(frit glass)와 같은 밀봉 부재에 의해 전면기판 및 배면기판(111, 121)이 서로 봉합되어 결합되어진다.

상술한 바와 같이 구성된 본 발명에 따른 플라즈마 패널(100)의 작동을 설명하면 다음과 같다.

플라즈마 디스플레이 패널(100)에서 발생되는 플라즈마 방전은 크게 어드레스 방전과 유지 방전으로 나뉜다. 어드레스 방전은 어드레스전극(122)과 Y전극(132) 간에 어드레스방전 전압이 인가됨으로써 일어나고, 이 어드레스방전의 결과로 유지방전이 일어날 방전셀(180)이 선택된다. 그 후 상기 선택된 방전셀(180)의 X전극(131)과 Y전극(132) 사이에 방전유지 전압이 인가되면, 어드레스 방전에 의하여 선택된 방전셀(180)들에서 유지방전이 발생된다.

상기의 어드레스 방전에서, 어드레스전극(122)들에 소정의 전압이 인가될 때, 어드레스전극(122)에 인접하는 플로팅전극(190)들에는 전압이 유기된다. 플로팅전극(190)들에 유기되는 전압의 크기는 제2유전체층(125)의 비유전율, 어드레스전극(122)과의 거리 등에 의하여 변화되나, 실질적으로 어드레스전극(122)에 인가되는 전압의 약 50% 정도를 갖도록 유기된다. 따라서, 어드레스 방전이 발생할 때, 종래에 비하여 벽전하들이 제2유전체층 상에 균일하게 축적된다. 따라서, 종래의 어드레스전극(122)들이 배치되는 부분에 어드레스 방전이 집중되는 문제점이 감소시킴으로써, 플라즈마 디스플레이 패널의 수명을 향상시킨다. 또한, 플로팅전극(190)들로 인하여 어드레스 방전이 활발하게 발생되어, 어드레스 방전 전압이 감소된다. 이와 더불어, 플로팅전극(190)들의 배치는 전체적인 전극 면적을 증가시키 는 바, 프라이밍 입자들(priming particles)의 생성률을 및 공간전하의 이용률을 극대화시켜, 방전효율이 향상된다.

어드레스방전 및 유지 방전 후에, 여기된 방전가스의 에너지 준위가 낮아지면서 자외선이 방출된다. 그리고 이 자외선이 방전셀(180) 내에 도포된 형광체(126)를 여기시키는데, 이 여기된 형광체(126)의 에너지준위가 낮아지면서 가시광이 방출되며, 이 가시광이 제1유전체층(115)과 전면기판(111)을 투과하여 출사되면서 사용자가 인식할 수 있는 화상을 형성하게 된다.

본 발명에 따른 플라즈마 디스플레이 패널은 다음과 같은 효과를 가진다.

첫째, 플로팅전극들에 의하여 전극면적에 따른 벽전하의 증가와 함께 프라이밍 입자(priming particles)의 생성률 및 공간전하의 이용률이 극대화되어, 어드레스 방전이 원활하게 발생된다. 따라서, 휘도 및 발광효율이 증가하게 되며, 저전압 어드레스 방전이 가능하다. 또한, 어드레스 전류이 감소되어, 어드레스전극에 의한 소비전력을 낮출 수 있다.

둘째, 어드레스 방전이 방전공간 내에서 균일하게 발생되어, 전극들, 유전체층들 및 형광체층의 국부적인 열화 현상을 감소시킴으로써, 플라즈마 디스플레이 패널의 수명이 향상된다.

본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기 술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.

Claims (11)

1. 배면기판;

   상기 배면기판에 이격되어 배치된 전면기판;

   상기 전면기판과 배면기판 사이에 배치되고, 방전셀들을 구획하는 격벽들;

   상기 방전셀들을 가로질러 연장되며, 방전을 일으키는 방전전극쌍들;

   상기 방전전극쌍과 교차하도록 상기 방전셀들을 가로질러 연장되는 어드레스전극들;

   상기 전면기판을 대향하는 배면기판 상에 배치되는 플로팅전극들; 및

   상기 방전셀들 내에 배치된 형광체층들;을 구비하는 플라즈마 디스플레이 패널.
2. 삭제
3. 제1항에 있어서,

   상기 플로팅전극들은 상기 방전셀들마다 불연속적으로 배치된 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널.
4. 제3항에 있어서,

   상기 플로팅전극들은 상기 어드레스전극들이 연장되는 방향으로 소정의 길이를 가지는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널.
5. 제1항에 있어서,

   상기 플로팅전극들은 상기 방전셀들을 가로질러 연장되는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널.
6. 제1항에 있어서,

   상기 방전셀들에서 상기 플로팅전극들은 상기 어드레스전극들에 대칭되도록 배치되는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널.
7. 제1항에 있어서,

   상기 플로팅전극들은 유전체층에 덮이는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널.
8. 제1항에 있어서,

   상기 플로팅전극들에는 외부로부터 전원이 인가되지 않는 것을 특징으로 하 는 플라즈마 디스플레이 패널.
9. 제1항에 있어서,

   상기 쌍을 이루는 방전전극들 사이의 간격은 200㎛ 이상인 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널.
10. 제1항에 있어서,

    상기 방전전극쌍들을 덮는 제1유전체층과,

    상기 어드레스전극들을 덮는 제2유전체층을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널.
11. 제10항에 있어서,

    상기 배면기판을 대향하는 전면기판 상에는 상기 방전전극쌍들이 배치되며, 상기 방전전극쌍들은 상기 제1유전체에 덮이며,

    상기 전면기판을 대향하는 상기 배면기판 상에는 상기 어드레스전극들이 배치되며, 상기 어드레스전극들은 상기 제2유전체층에 덮이며,

    상기 제1유전체층과 상기 제2유전체층 사이에 상기 격벽들이 개재되는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널.

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