KR100708651B1

KR100708651B1 - 플라즈마 디스플레이 패널

Info

Publication number: KR100708651B1
Application number: KR1020040092359A
Authority: KR
Inventors: 안정철
Original assignee: 삼성에스디아이 주식회사
Priority date: 2004-11-12
Filing date: 2004-11-12
Publication date: 2007-04-18
Also published as: KR20060046861A

Abstract

본 발명은 국부적인 방전 집중 현상이 해소된 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 격벽과, 상기 방전셀들을 가로질러 연장되며 200㎛ 이상의 간격을 유지하도록 상기 전면기판의 배면에 배치되는 X전극과 Y전극의 쌍을 구비하는 방전전극쌍들과, 상기 방전셀을 대향하는 배면기판 상에 배치되며 상기 방전셀에서 상기 방전전극쌍과 교차하도록 상기 방전셀들을 가로질러 연장되는 어드레스전극들과, 상기 방전전극쌍들을 덮는 제1유전체층과, 상기 어드레스전극들을 덮도록 상기 배면기판에 배치되며 상기 어드레스전극들을 덮는 부분의 두께가 주변부의 두께보다 얇도록 단차가 상기 어드레스전극들이 연장되는 방향을 따라 연장되며 형성된 제2유전체층과, 상기 방전셀 내에서 상기 제2유전체층 상에 배치되며 상기 어드레스전극들을 덮는 상기 제2유전체층의 부분 상에 형성되는 두께가 상기 주변부 상에 형성되는 두께보다 두꺼운 형광체층과, 상기 방전셀 내에 있는 방전가스를 구비하는 플라즈마 디스플레이 패널을 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 나타낸다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

100 : 플라즈마 디스플레이 패널

111 : 전면기판 112 : 방전전극쌍

115 : 제1유전체층 116 : 보호층

121 : 배면기판 122 : 어드레스전극

125 : 제2유전체층 125a : 제1부분

125b : 제2부분 126 : 형광체

128 : 격벽 131 : X전극

132 : Y전극 180 : 방전셀

A, G : 쌍을 이루는 방전전극들 사이의 간격

H1 : 제1두께

H2 : 제2두께

본 발명은 플라즈마 디스플레이 패널에 관한 것으로서, 더 상세하게는 국부적인 방전 집중 현상이 해소된 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 레드(red), 그린(green), 블루(blue)의 형광체(26)가 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 전극들 사이의 거리가 증가할 경우, 어드레스 방전 개시전압 및 유지방전 전압이 증가하는 문제점이 있다. 특히, X전극과 Y전극 사이의 거리가 200㎛ 이상의 롱갭(long gap)이 될 경우, 이러한 문제는 더욱 심각해진다.

또한, 상기와 같은 롱갭 구조에서, 플라즈마 방전이 발생할 경우, X전극과 Y전극 사이의 중앙 부분에서만 방전이 집중되어, 외곽 부분은 상대적으로 어두워 보이게 되는 문제점이 있다. 이는 고휘도, 고효율을 저해하는 중요한 요소가 된다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 국부적인 방전 집중 현상이 해소되는 구조를 가지는 플라즈마 디스플레이 패널을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명은 어드레스 전압이 감소되고, 휘도 및 발광효율이 향상된 플라즈마 디스플레이 패널을 제공하는 것을 다른 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 격벽과, 상기 방전셀들을 가로질러 연장되며 200㎛ 이상의 간격을 유지하도록 상기 전면기판의 배면에 배치되는 X전극과 Y전극의 쌍을 구비하는 방전전극쌍들과, 상기 방전셀을 대향하는 배면기판 상에 배치되며 상기 방전셀에서 상기 방전전극쌍과 교차하도록 상기 방전셀들을 가로질러 연장되는 어드레스전극들과, 상기 방전전극쌍들을 덮는 제1유전체층과, 상기 어드레스전극들을 덮도록 상기 배면기판에 배치되며 상기 어드레스전극들을 덮는 부분의 두께가 주변부의 두께보다 얇도록 단차가 상기 어드레스전극들이 연장되는 방향을 따라 연장되며 형성된 제2유전체층과, 상기 방전셀 내에서 상기 제2유전체층 상에 배치되며 상기 어드레스전극들을 덮는 상기 제2유전체층의 부분 상에 형성되는 두께가 상기 주변부 상에 형성되는 두께보다 두꺼운 형광체층과, 상기 방전셀 내에 있는 방전가스를 구비하는 플라즈마 디스플레이 패널을 제공한다.

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 및 도 3을 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 복수개의 방전셀(180)들이 구획되어 있다. 격벽(128)은 방전셀(180) 사이의 광학적 크로스토크를 방지하는 기능을 수행한다. 본 실시예에서 격벽(128)은 x방향의 가로격벽부(128a)들 및 가로격벽부(128a)들과 교차하는 y방향의 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 되도록 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 전면기판(111)의 배면에 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 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)의 방전전극쌍(112)이 배치된 면에 대향하는 배면기판(121)의 전면에는, 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 용이하게 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.

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

도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 제2유전체층(125)은 어드레스전극(122)들을 덮는 부분(125a)의 두께(H1)가 주변(125b)의 두께(H2) 보다 얇도록 형성되어 있다. 다만, 여기에서 어드레스전극들을 덮는 부분(125a)은 정확히 어드레스전극들만을 덮는 부분만을 한정하는 것이 아니고, 어드레스전극들을 덮는 부분과 이에 인접하는 부분까지 포함될 수 있다. 본 실시예에서, 제2유전체층(125)은 어드레스전극(122)들을 덮으며 제1두께(H1)를 가지는 제1부분(125a)과, 제1부분(125a)으로부터 방전셀의 바깥쪽 방향으로 연장되며 제2두께(H2)를 가지는 제2부분(125b)으로 나뉜다. 도시된 바와 같이, 제1두께(H1)가 제2두께(H2) 보다 얇다.

또한, 본 실시예에서는, 두께가 변화하는 부분에 단차(125c)가 형성된 것으로 도시되어 있으나, 제2유전체층의 형상은 이에 한정되지 않고, 다양한 형상을 가질 수 있다. 예를 들면, 두께가 변화하는 부분이 경사부를 형성할 수 있다.

방전셀(180)을 구획하는 격벽(128) 사이의 제2유전체층(125) 전면과, 격벽(128)의 측면에는 적색발광, 녹색발광, 청색발광 형광체층(126)이 형성되어 있다. 특히, 제2유전체층(128)의 전면에 배치된 형광체층은, 제2유전체층의 형상에 의하여 두께가 변화되는데, 제1부분(125a) 상에 형성된 형광체층의 두께(H3)가 제2부분(125b) 상에 형성된 형광체층의 두께(H4)보다 두껍도록 형성된다. 이는 제1부분의 두께가 얇아서, 상기 제1부분(125a) 상에 배치된 형광체층의 두께(H3)가 제2부분(125b) 상에 형성된 형광체층의 두께(H4) 보다 두꺼워지기 때문이다.

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 어드레 스 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. 유지 방전 시에 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 제1유전층(115)과 전면기판(111)을 투과하여 출사되면서 사용자가 인식할 수 있는 화상을 형성하게 된다.

본 발명에서는, 어드레스전극(122)들들 덮는 제2유전체층의 제1부분(125a)이 제2부분(125b)에 비하여 상대적으로 얇게 형성되어 있기 때문에, 어드레스방전 시 벽전하가 제1부분(125a)에 집중되는 현상이 억제된다. 즉, 종래에 비하여 벽전하가 제1부분(125a)으로터 제2부분(125b)으로 확산되는 분포를 가지게 된다. 따라서, 방전공간 전체에 걸쳐서 방전이 균일하게 발생되므로, 종래에 방전셀의 중심부분에 비하여 상대적으로 어두워 보이는 외곽부분의 휘도 문제가 개선된다. 이는 곧 플라즈마 디스플레이 패널의 휘도 및 발광효율의 향상에 귀결된다.

또한, 방전의 균일화에 의하여, 형광체의 열화 현상이 감소되고, 두께가 얇은 제1부분(125a)에는 상대적으로 많은 양의 형광체가 도포될 수 있으므로, 전체적으로 형광체의 양이 증가하여 휘도가 향상되는 장점도 가진다.

특히, 어드레스전극(122)들을 덮는 제1부분(125a)이 얇게 형성되고, 방전의 균일성이 향상되므로, 어드레스 전압이 감소된다. 이 때, 형광체층(128)의 비유전율이 제2유전체층(125)의 비유전율보다 높은 재료를 이용하여 형성될 경우, 어드레스 전압이 더욱 크게 감소된다.

본 발명에 따른 플라즈마 디스플레이 패널은 다음과 같은 효과를 가진다.

첫째, 방전 공간 내의 방전의 균일성이 향상되어, 휘도 및 발광효율이 향상된다. 또한, 방전의 균일성은 형광체의 국부적 열화 현상을 저감시킨다.

둘째, 어드레스전극들을 덮는 유전체층 부분이 얇게 형성되므로, 어드레스 전압이 감소된다.

셋째, 얇은 두께로 형성된 유전체층 부분을 형광체로 도포할 경우, 형광체의 양이 증가하여 휘도가 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 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.

Claims

배면기판;

상기 배면기판에 이격되어 배치된 전면기판;

상기 전면기판과 배면기판 사이에 배치되고, 방전셀들을 구획하는 격벽;

상기 방전셀들을 가로질러 연장되며, 200㎛ 이상의 간격을 유지하도록 상기 전면기판의 배면에 배치되는 X전극과 Y전극의 쌍을 구비하는 방전전극쌍들;

상기 방전셀을 대향하는 배면기판 상에 배치되며, 상기 방전셀에서 상기 방전전극쌍과 교차하도록 상기 방전셀들을 가로질러 연장되는 어드레스전극들;

상기 방전전극쌍들을 덮는 제1유전체층;

상기 어드레스전극들을 덮도록 상기 배면기판에 배치되며, 상기 어드레스전극들을 덮는 부분의 두께가 주변부의 두께보다 얇도록 단차가 상기 어드레스전극들이 연장되는 방향을 따라 연장되며 형성된 제2유전체층;

상기 방전셀 내에서 상기 제2유전체층 상에 배치되며, 상기 어드레스전극들을 덮는 상기 제2유전체층의 부분 상에 형성되는 두께가 상기 주변부 상에 형성되는 두께보다 두꺼운 형광체층; 및

상기 방전셀 내에 있는 방전가스;를 구비하는 플라즈마 디스플레이 패널.
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