KR100730170B1 - 플라즈마 디스플레이 패널 - Google Patents

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KR100730170B1
KR100730170B1 KR1020050111984A KR20050111984A KR100730170B1 KR 100730170 B1 KR100730170 B1 KR 100730170B1 KR 1020050111984 A KR1020050111984 A KR 1020050111984A KR 20050111984 A KR20050111984 A KR 20050111984A KR 100730170 B1 KR100730170 B1 KR 100730170B1
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Abstract

본 발명은 EL발광층을 구비함으로써, 휘도 및 효율을 증가시킬 수 있는 구조를 가진 플라즈마 디스플레이 패널을 제공하는 것을 목적으로 하며, 이 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 제1기판과, 상기 제1기판과 대향되게 배치되는 제2기판과, 상기 제1기판과 제2기판 사이에 배치되는 것으로, 상기 제1기판 및 상기 제2기판과 함께 방전셀들을 한정하는 격벽과, 상기 제1기판에 배치된 제1방전전극과, 상기 제1기판에 배치되며, 상기 제1방전전극을 덮도록 형성되는 제1유전체층과, 상기 제2기판에 배치된 제2방전전극과, 상기 제2방전전극의 적어도 일부에 배치되는 EL발광층과, 상기 방전셀에 배치된 방전 가스를 구비하는 플라즈마 디스플레이 패널을 제공한다.

Description

플라즈마 디스플레이 패널{Plasma display panel}
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 플라즈마 디스플레이 패널을 도시한 개략적인 분해 사시도이다.
도 2는 도 1의 Ⅱ-Ⅱ선을 따라 자른 개략적인 단면도이다.
도 3은 본 발명의 제1 실시예의 일 변형예에 따른 플라즈마 디스플레이 패널을 도시한 개략적인 단면도이다.
도 4는 본 발명의 제2 실시예에 따른 플라즈마 디스플레이 패널을 도시한 개략적인 분해 사시도이다.
도 5는 도 4의 Ⅴ-Ⅴ선을 따라 자른 개략적인 단면도이다.
도 6은 본 발명의 제2 실시예에 따른 플라즈마 디스플레이 패널이 구비한 퀀텀 도트의 구조를 도시한 단면도이다.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *
100, 200, 300: 플라즈마 디스플레이 패널
110, 210, 310: 제1기판 120, 220, 320: 제2기판
130, 230, 330: 격벽 141, 241, 341: 제1방전전극
142, 242, 342: 제1방전전극 151, 251: 제1유전체층
160, 260: EL발광층 170, 360: 형광체층
180, 280, 370: 방전셀 190, 290, 380: 보호층
351: 제1EL발광층 352: 제2EL발광층
390: 유전체층
본 발명은 플라즈마 디스플레이 패널에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 EL발광층을 구비한 대향 방전형 플라즈마 디스플레이 패널에 관한 것이다.
최근 들어, 종래의 음극선관 디스플레이 장치를 대체하는 것으로 주목받고 있는 플라즈마 디스플레이 패널(Plasma Display Panel : PDP)은, 복수개의 전극이 형성된 두 기판 사이에 방전가스를 봉입한 후, 방전전압을 인가하여 플라즈마 기체 방전을 일으킴으로써 원하는 화상을 얻는 장치이다.
통상, 플라즈마 디스플레이 패널에 있어서, 휘도 및 효율은 디스플레이 패널의 성능을 평가하는 주요 변수이다. 패널의 효율 및 휘도를 증가시키기 위해서 형광체층의 표면적을 증가시키는 방법을 생각할 수 있다. 그러나 플라즈마 디스플레이 패널의 구조상 형광체층의 표면적을 증가시키는 데에는 한계가 있다.
또한, 플라즈마 디스플레이 패널의 휘도를 증가시키기 위하여 방전전극들에 인가되는 방전전압을 증가시킬 수 있다. 그러나 이 경우에는 방전전압이 일정 이상 높은 경우에는 휘도가 더 이상 증가하지 않거나 증가 비율이 감소하게 되고, 이로 인하여 오히려 플라즈마 디스플레이 패널의 효율이 나빠진다는 역효과가 나타난다.
특히 최근 들어, 플라즈마 디스플레이 패널이 고정세화 됨에 따라, 플라즈마 디스플레이 패널의 방전셀 크기가 작아질 수 밖에 없고, 따라서 방전셀 내에 도포된 형광체층의 표면적 또한 작아지게 된다. 그렇게 되면, 방전셀 마다 방출되는 가시광의 양이 감소하게 되어, 전체적으로 플라즈마 디스플레이 패널의 휘도가 감소하게 되고, 이는 결과적으로 플라즈마 디스플레이 패널의 효율을 저하시키는 원인이 되었다.
따라서, 플라즈마 디스플레이 패널의 휘도 및 효율을 증가시킬 수 있는 새로운 구조의 플라즈마 디스플레이 패널을 개발할 필요성이 대두된다.
본 발명의 목적은, EL발광층을 구비함으로써, 휘도 및 효율을 증가시킬 수 있는 구조를 가진 플라즈마 디스플레이 패널을 제공하는 것이다.
위와 같은 목적을 포함하여 그 밖에 다른 목적을 달성하기 위하여, 제1기판과, 상기 제1기판과 대향되게 배치되는 제2기판과, 상기 제1기판과 제2기판 사이에 배치되는 것으로, 상기 제1기판 및 상기 제2기판과 함께 방전셀들을 한정하는 격벽과, 상기 제1기판에 배치된 제1방전전극과, 상기 제1기판에 배치되며, 상기 제1방전전극을 덮도록 형성되는 제1유전체층과, 상기 제2기판에 배치된 제2방전전극과, 상기 제2방전전극의 적어도 일부에 배치되는 EL발광층과, 상기 방전셀에 배치된 방전 가스를 구비하는 플라즈마 디스플레이 패널을 제공한다.
여기서, 상기 EL발광층은 무기EL발광체 및 퀀텀 도트로 이루어진 군에서 선 택되는 하나를 포함하여 이루어질 수 있다.
여기서, 상기 EL발광층이 상기 무기EL발광체로 이루어졌을 경우, 상기 EL발광층은 500Å 내지 5000Å의 두께를 가지도록 형성되는 것이 바람직하다.
여기서, 상기 EL발광층은 상기 제1방전전극과 상기 제2방전전극에 방전전압이 인가되는 경우 발광하는 것이 바람직하다.
여기서, 상기 무기EL발광체는 ZnS:Mn, ZnS:Tb, SrS:Ce, Ca2S4:Ce, SrS:Cu, SrS:Ag, CaS:Pb 및 BaAl2S4:Eu로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 하나를 포함할 수 있다.
여기서, 상기 퀀텀 도트는 CdSe로 이루어진 코어와, ZnS로 이루어지며 상기 코어를 둘러싸도록 배치된 셀과, TOPO(Trioctylphosphine oxide)로 이루어지며 상기 셀 외곽에 배치된 캡스를 구비할 수 있다.
여기서, 상기 EL발광층이 상기 제2방전전극의 전부를 매립하도록 배치되지 않아, 상기 방전셀의 방전공간에 상기 제2방전전극이 노출되는 경우에는, 상기 제2방전전극을 매립하도록 추가적으로 유전체층이 배치되는 것이 바람직하다.
여기서, 상기 제2방전전극과 상기 EL발광층 사이에 유전체층이 개재되어 설치될 수 있다.
여기서, 상기 방전셀 내에는 형광체층이 더 배치될 수 있다.
여기서, 상기 형광체층은 빛발광 형광체 및 퀀텀 도트로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 하나를 포함할 수 있다.
여기서, 상기 방전셀 내에는 보호층이 더 배치될 수 있다.
또한, 상기와 같은 본 발명의 목적은, 제1기판과, 상기 제1기판과 대향되게 배치되는 제2기판과, 상기 제1기판과 제2기판 사이에 배치되는 것으로, 상기 제1기판 및 상기 제2기판과 함께 방전셀들을 한정하는 격벽과, 상기 제1기판에 배치된 제1방전전극과, 상기 제1방전전극의 적어도 일부에 배치되는 제1EL발광층과, 상기 제2기판에 배치된 제2방전전극과, 상기 제2방전전극의 적어도 일부에 배치되는 제2EL발광층과, 상기 방전셀에 배치된 방전 가스를 구비하는 플라즈마 디스플레이 패널을 제공함으로써 달성된다.
여기서, 상기 제1EL발광층은 무기EL발광체 및 퀀텀 도트로 이루어진 군에서 선택되는 하나를 포함하여 이루어질 수 있다.
여기서, 상기 제1EL발광층이 상기 무기EL발광체로 이루어졌을 경우, 상기 제1EL발광층은 500Å 내지 5000Å의 두께를 가지도록 형성되는 것이 바람직하다.
여기서, 상기 제2EL발광층은 무기EL발광체 및 퀀텀 도트로 이루어진 군에서 선택되는 하나를 포함하여 이루어질 수 있다.
여기서, 상기 제2EL발광층이 상기 무기EL발광체로 이루어졌을 경우, 상기 제2EL발광층은 500Å 내지 5000Å의 두께를 가지도록 형성되는 것이 바람직하다.
여기서, 상기 제1EL발광층 및 상기 제2EL발광층은 상기 제1방전전극과 상기 제2방전전극에 방전전압이 인가되는 경우 발광하는 것이 바람직하다.
여기서, 상기 무기EL발광체는 ZnS:Mn, ZnS:Tb, SrS:Ce, Ca2S4:Ce, SrS:Cu, SrS:Ag, CaS:Pb 및 BaAl2S4:Eu로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 하나를 포함할 수 있다.
여기서, 상기 퀀텀 도트는 CdSe로 이루어진 코어와, ZnS로 이루어지며 상기 코어를 둘러싸도록 배치된 셀과, TOPO로 이루어지며 상기 셀 외곽에 배치된 캡스를 구비할 수 있다.
여기서, 상기 제1EL발광층이 상기 제1방전전극의 전부를 매립하도록 배치되지 않아, 상기 방전셀의 방전공간에 상기 제1방전전극이 노출되는 경우에는, 상기 제1방전전극을 매립하도록 추가적으로 유전체층이 배치되는 것이 바람직하다.
여기서, 상기 제2EL발광층이 상기 제2방전전극의 전부를 매립하도록 배치되지 않아, 상기 방전셀의 방전공간에 상기 제2방전전극이 노출되는 경우에는, 상기 제2방전전극을 매립하도록 추가적으로 유전체층이 배치되는 것이 바람직하다.
여기서, 상기 제1방전전극과 상기 제1EL발광층 사이에 유전체층이 개재되어 설치될 수 있다.
여기서, 상기 제2방전전극과 상기 제2EL발광층 사이에 유전체층이 개재되어 설치될 수 있다.
여기서, 상기 방전셀 내에는 형광체층이 더 배치될 수 있다.
여기서, 상기 형광체층은 빛발광 형광체 및 퀀텀 도트로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 하나를 포함할 수 있다.
여기서, 상기 방전셀 내에는 보호층이 더 배치될 수 있다.
이어서, 도면을 참조하여 본 발명의 제1 실시예에 따른 플라즈마 디스플레이 패널(100)에 관하여 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 플라즈마 디스플레이 패널을 도시한 개략적인 분해 사시도이고, 도 2는 도 1의 Ⅱ-Ⅱ선을 따라 자른 개략적인 단면도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 제1 실시예에 따른 플라즈마 디스플레이 패널(100)은 제1기판(110), 제2기판(120), 격벽(130), 제1방전전극(141), 제2방전전극(142), 제1유전체층(151), EL(Electro Luminescent)발광층(160), 형광체층(170) 및 방전가스를 구비한다.
제1기판(110)과 제2기판(120)은 소정의 간격을 두고 이격되어 있으며, 서로 대향되도록 배치된다. 그 중 제1기판(110)은 투명한 유리로 이루어져 있어, 가시광선이 투과될 수 있도록 되어 있다.
본 실시예에서는 제1기판(110)이 투명하므로, 방전에 의해 발생되는 가시광선이 제1기판(110)을 투과하여 나가지만, 본 발명은 이에 한정하지 않는다. 즉, 본 발명의 제1기판이 불투명하면서 제2기판이 투명하게 구성될 수 있고, 제1기판 및 제2기판이 동시에 투명하게 구성될 수도 있다. 또한, 본 발명의 제1기판 및 제2기판은 반투명의 재질로 구성될 수 있으며, 그 표면 또는 내부에 색상 필터를 내장하여 구성될 수도 있다.
제1기판(110)과 제2기판(120) 사이에는 적어도 하나의 격벽(130)이 형성된다.
격벽(130)은 비방전부에 배치되어 제1기판(110) 및 제2기판(120)과 함께 방전셀(180)들을 한정하며, 하전 입자의 크로스토크(cross-talk)를 방지하는 기능을 한다.
제1방전전극(141)은 제1기판(110)의 하면에 스트라이프(stripe) 형상으로 배치되며, ITO(Indium Tin Oxide)로 된 투명한 전극으로 이루어진다.
본 제1 실시예의 제1방전전극(141)은 ITO로 이루어져 있으나, 본 발명은 이에 한정하지 않는다. 즉, 본 발명의 제1방전전극은 불투명 소재의 은(Ag), 구리(Cu), 알루미늄(Al) 등으로 이루어질 수 있다. 그러나, 그 경우에는 가시광의 투과율을 높이기 위해 제1방전전극을 폭이 좁은 여러 가닥으로 나누고, 그 사이에 광이 투과되도록 배치하는 것이 바람직하다.
본 제1 실시예의 제1방전전극(141)은 라인 저항을 줄이기 위한 보조전극을 구비하고 있지 않으나, 본 발명은 이에 한정하지 않는다. 즉, 본 발명의 제1방전전극은 라인 저항을 줄이기 위해 전기전도도가 높은 은(Ag) 등의 소재로 이루어진 버스전극을 구비할 수도 있다.
제1유전체층(151)은 제1기판(110)에 배치되며, 제1방전전극(141)을 덮어 매립하도록 형성된다.
제1유전체층(151)은 유지방전시 하전 입자가 제1방전전극(141)에 직접 충돌하여 손상시키는 것을 방지하며, 하전 입자를 유도하여 벽전하를 축적할 수 있는데, 이와 같은 유전체로서는 PbO, B2O3, SiO2 등이 사용된다.
제1유전체층(151)의 하면에는 보호층(190)이 형성되는데, 보호층(190)은 산화마그네슘(MgO)으로 이루어져 있다.
보호층(190)은 플라즈마 입자의 스퍼터링(sputtering)에 의해 제1방전전극(141)과 제1유전체층(151)이 손상되는 것을 방지하고, 2차 전자를 방출하여 방전전압을 낮추어 주는 역할을 한다.
제2방전전극(142)은 제1방전전극(141)의 연장방향과 교차되도록 제2기판(120)의 상면에 스트라이프 형상으로 배치되며, 은(Ag), 구리(Cu), 알루미늄(Al) 등으로 이루어진다.
본 제1 실시예의 제2방전전극(142)은 은(Ag), 구리(Cu), 알루미늄(Al) 등의 불투명 소재로 이루어지나 본 발명은 이에 한정하지 않는다. 즉, 본 발명의 제2방전전극은 ITO로 된 투명한 전극으로 이루어질 수 있다.
EL발광층(160)은 제2기판(120)에 배치되는데, 제2방전전극(142)을 덮어 매립하도록 배치된다.
EL발광층(160)은 무기EL발광체로 이루어지는데, 그 소재로 ZnS:Mn, ZnS:Tb, SrS:Ce, Ca2S4:Ce, SrS:Cu, SrS:Ag, CaS:Pb, BaAl2S4:Eu 등이 사용될 수 있다.
일반적으로 무기EL발광체는 그 양 측면에 서로 다른 극성의 전압이 가해지면 전류가 흐르게 되고, 그렇게 되면, 무기EL발광체 내에서 전자 전이 현상이 발생하여 광을 발생하는 성질을 지니고 있다. 그런데, 일반적으로 플라즈마 디스플레이 패널의 방전유지전압은 150V 내지 190V 정도이므로, 본 발명에 적용되는 무기EL발 광체는 상기 플라즈마 디스플레이 패널의 방전유지전압의 범위 내에서 발광하는 무기EL발광체를 적용하는 것이 바람직하다. 이와 같은 관점에서, 가장 바람직하게는 4000 내지 5000cd/m2의 휘도를 가진 ZnS:Mn, ZnS:Tb계를 사용하는 것이 좋다.
EL발광층(160)은 그 두께가 500Å 내지 5000Å를 가지도록 형성되는 것이 바람직한데, 이는 그 두께가 5000Å 이상인 경우에는 투광성이 열화되게 되고, 그 두께가 500Å 이하인 경우에는 상기 무기EL발광체에서 충분한 광이 발생하지 않기 때문이다.
본 제1 실시예의 EL발광층(160)은 제2방전전극(142)을 덮어 매립하도록 배치되지만, 본 발명은 이에 한정하지 않는다. 즉, 본 발명의 EL발광층은 제2방전전극의 일부만을 덮도록 배치될 수도 있다. 그러나, 그 경우에는 제2방전전극이 방전공간에 노출되는데, 그러한 직접적인 노출은 방전에 의해 제2방전전극의 손상을 가져오게 되어 바람직하지 않으므로, 제2방전전극을 매립하도록 유전체층을 추가로 배치하는 것이 바람직하다.
본 제1 실시예의 EL발광층(160)은 무기EL발광체로 이루어지지만, 본 발명은 이에 한정하지 않는다. 즉, 본 발명의 EL발광층은 퀀텀 도트(quantum dot)를 포함하여 이루어질 수도 있다.
본 제1 실시예의 경우에는 제2방전전극(142)과 EL발광층(160)이 밀착하여 배치되어 있어, 그 사이에 아무것도 개재하여 배치되어 있지 않지만, 본 발명은 이에 한정하지 않는다. 즉, 본 발명의 방전전극과 EL발광층사이에는 필요에 따라 유전체 층이 배치될 수도 있다.
EL발광층(160) 위에는 전술한 격벽(130)이 형성된다. 격벽(130)의 형성 방법으로는 샌드브래스트(sand blast)법, 인쇄법 등이 사용될 수 있으며, 또한, 격벽 재료를 가지고 시트(sheet) 형태로 형성한 후, 그 시트에 구멍을 내어 방전셀을 구획하는 격벽을 형성할 수도 있다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제1 실시예에서는 방전셀(180)의 횡단면의 형상이 사각형으로 되어 있으나, 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 즉, 본 발명에 따른 각각의 방전셀의 횡단면의 형상은, 삼각형, 오각형 등의 다각형, 또는 원형, 타원형 등의 여러 가지 형상이 될 수 있으며, 격벽이 줄무늬형 패턴(stripe pattern)으로 형성되어 각각의 방전셀이 개방형의 형상으로 될 수도 있다.
한편, 격벽(130)이 한정하는 방전셀(180)의 내부에는 형광체층(170)이 배치된다.
형광체층(170)은 격벽(130)의 측면과 EL발광층(160)의 상면에 형성되는데, 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 즉, 본 발명의 플라즈마 디스플레이 패널이 형광체층을 구비하는 경우에, 형광체층은 방전셀 내의 어느 부분이라도 형성될 수 있다.
형광체층(170)은 자외선을 받아 가시광을 발생하는 빛발광(photoluminescence) 형광체의 성분을 가지는데, 방출하는 가시광의 색상별로 각각 적색의 형광체층, 녹색의 형광체층, 청색의 형광체층으로 이루어진다.
여기서, 적색의 형광체층은 Y(V,P)O4:Eu 등의 소재의 형광체가 도포되어 형성될 수 있고, 녹색의 형광체층은 Zn2SiO4:Mn 등의 형광체가 도포되어 형성될 수 있으며, 청색의 형광체층은 BaMgAl10O17:Eu 등의 소재의 형광체가 도포되어 형성될 수 있다.
본 제1 실시예의 형광체층(170)은 빛발광 형광체로 형성되나, 본 발명은 이에 한정하지 않는다. 즉, 본 발명의 형광체층은 퀀텀 도트를 포함하여 이루어질 수도 있다.
본 제1 실시예에서는 방전셀(180) 내에 형광체층(170)이 형성되나, 본 발명은 이에 한정하지 않는다. 즉, 본 발명의 플라즈마 디스플레이 패널은 방전셀 내에 형광체층을 구비하지 않을 수 있으며, 그 경우에는 EL발광체만 발광하게 되고, 플라즈마 기체 방전은 EL발광체의 발광을 돕는 기능을 수행하게 된다.
상기와 같이, 제1기판(110)과 제2기판(120) 사이에 격벽(130), 제1방전전극(141), 제2방전전극(142), 제1유전체층(151), EL발광층(160), 형광체층(170) 등이 형성된 뒤에는, 제1기판(110)과 제2기판(120)을 프리트(frit) 등을 사용하여 봉착하게 된다.
제1기판(110)과 제2기판(120)을 봉착한 후에는, 조립된 플라즈마 디스플레이 패널(100) 내부의 공간이 공기로 가득 차 있으므로, 상기 조립된 플라즈마 디스플레이 패널(100)내의 공기를 완전히 배기하여, 방전의 효율을 높일 수 있는 적정의 방전 가스로 공기를 대체한다.
방전가스로는 크세논(Xe)을 포함한 Ne-Xe, He-Ne-Xe 등과 같은 혼합가스가 사용되는데, 상기 방전가스는 크세논(Xe) 뿐만 아니라, 질소(N2), 중수소(D2), 이산화탄소(CO2), 수소(H2), 일산화탄소(CO), 네온(Ne), 헬륨(He), 아르곤(Ar), 대기압의 공기 및 크립톤(Kr) 등을 포함하여 이루어질 수 있다.
상술한 바와 같이 구성된 본 발명의 제1 실시예에 따른 플라즈마 디스플레이 패널(100)의 하나의 예시적인 방전 과정을 설명하면 다음과 같다.
먼저, 외부의 전원으로부터 방전이 일어날 방전셀의 제1방전전극(141)과 제2방전전극(142)에 방전전압이 인가되면, 대향으로 배치되어 있는 제1유전체층(151)과 EL발광층(160)에 벽전하가 쌓이게 된다. 쌓인 벽전하는 교류 방전전압에 의해 이동하면서 대향 플라즈마 방전을 일으키게 되는데, 그러한 플라즈마 방전시에 여기된 방전가스의 에너지 준위가 낮아지면서, 자외선이 방출되게 된다.
방출된 자외선은 방전셀(180)내에 배치되어 있는 형광체층(170)의 형광체를 여기시키게 되는데, 이 여기된 형광체의 에너지준위가 낮아지면서, 적색, 녹색, 청색의 가시광이 방출된다.
한편, EL발광층(160)은 상기 플라즈마 방전 경로상에 배치되는데, 방전 중 EL발광층(160)에는 전류가 흐르게 된다. 이는, 제1방전전극(141) 및 제2방전전극(142)에 인가되는 방전전압은 반복해서 극성이 바뀌는 교류전압이므로, 유전체 역할을 하는 EL발광층(160)의 양단에는 반복해서 전압이 걸리고, 그에 따라 전류가 흐르기 때문이다. 이와 같이, EL발광층(160)에 전류가 흐르게 되면, 전자전이 현 상, 또는 터널 현상 등에 의해 가시광이 발생하게 된다.
상기와 같이, 형광체층(170) 및 EL발광층(160)에서 발생된 가시광은 합쳐져 제1기판(110)을 통하여 외부로 방사됨으로써, 플라즈마 디스플레이 패널(100)은 화상을 구현하게 된다.
이와 같이, 본 제1 실시예의 플라즈마 디스플레이 패널(100)은 무기EL발광체를 구비함으로써, 그 무기EL발광체에서 발생된 가시광과 형광체층(170)에서 발생된 가시광이 합쳐저 출사되므로, 종래의 플라즈마 디스플레이 패널보다 휘도가 우수한 장점이 있다.
또한, 본 제1 실시예의 플라즈마 디스플레이 패널(100)은 EL발광층(160)을 구동하기 위해서 별도의 전력이 필요하지 않고, 기존의 방전전압을 제1방전전극(141) 및 제2방전전극(142)에 인가하기만 하면 되므로, 소비전력이 추가적으로 상승하지 않아, 효율이 우수하다는 장점이 있다.
이하에서는 도 3을 참조하여, 본 발명의 제1 실시예의 일 변형예에 따른 플라즈마 디스플레이 패널(200)에 관하여 설명하되, 상기 제1 실시예와 상이한 사항을 중심으로 설명한다.
도 3은 본 발명의 제1 실시예의 일 변형예에 따른 플라즈마 디스플레이 패널을 도시한 개략적인 단면도이다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 제1 실시예의 일 변형예에 따른 플라즈마 디스플레이 패널(200)은 제1기판(210), 제2기판(220), 격벽(230), 제1방전전극(241), 제2방전전극(242), 제1유전체층(251), 무기EL발광체로 이루어진 EL발광층(260), 보 호층(290) 및 방전가스를 구비한다.
본 발명의 제1 실시예의 일 변형예에 따른 플라즈마 디스플레이 패널(200)이 전술한 제1 실시예에 따른 플라즈마 디스플레이 패널(100)과 상이한 점 중 대표적인 것은 형광체층을 구비하고 있지 않다는 점이다.
즉, 본 발명의 제1 실시예의 일 변형예에 따른 플라즈마 디스플레이 패널(200)은 각 방전셀(280)에 형광체층을 구비하지 않으므로, EL발광층(260)만이 가시광을 방출하는 구조를 구비하고 있다.
따라서, 플라즈마 방전은 EL발광층(260)의 발광을 제어하는 스위치로써의 기능을 주로 수행하기 때문에, 방전가스가 위치하는 영역의 간격, 즉, 보호층(290)에서 EL발광층(260) 사이의 간격(d)은 30㎛이하가 바람직하다. 이는, 보호층(290)에서 EL발광층(260) 사이의 간격(d)이 작을수록, 그만큼 플라즈마 방전 경로가 짧아지므로, EL발광층(260)에 흐르는 전류의 제어작용을 신속하게 수행할 수 있게 되고, 그렇게 되면, EL발광층(260)의 발광의 제어작용도 용이하게 수행할 수 있기 때문이다.
상기와 같이 구성된 본 발명의 제1 실시예의 일 변형예에 따른 플라즈마 디스플레이 패널(200)의 작용의 특징은 다음과 같다.
외부의 전원으로부터 제1방전전극(241)과 제2방전전극(242)에 방전전압이 인가되어 플라즈마 방전이 일어나면, EL발광층(260)에 전류가 흐르게 되고, 가시광이 방출된다. 한편, 플라즈마 방전이 일어나지 않는 경우에는, EL발광층(260)에 전류가 흐르지 않기 때문에, 가시광이 방출되지 않는다.
여기서, 플라즈마 방전은 EL발광층(260)에 전류를 공급해줌으로써, EL발광층(260)의 발광을 제어하기 위한 것이고, 플라즈마 방전시에 발생되는 자외선은 가시광으로 변환되지 않는다. 따라서, 본 발명의 제1 실시예의 일 변형예에 따르면 플라즈마 방전시에 발생되는 자외선이 사용되지 않으므로, 방전가스로 네온(Ne)만을 사용하여도 구동이 가능하다.
이와 같이 이루어진, 본 제1 실시예의 일 변형예에 따른 플라즈마 디스플레이 패널(200)은 형광체를 필요로 하지 않고, 그 구조가 간단하여 비용이 절감될 뿐만 아니라, 격벽 높이도 대폭적으로 줄일 수 있으므로, 초박형의 디스플레이를 구현할 수 있다는 장점이 있다.
또한, 본 제1 실시예의 일 변형예에 따른 플라즈마 디스플레이 패널(200)은 발광원으로써 무기EL발광체을 이용함으로써, 무기EL 디스플레이의 장점을 가지면서도, 종래의 플라즈마 디스플레이 패널의 메모리 특성과 계조 구현 등의 구동 방법을 그대로 이용할 수 있다는 장점이 있다.
이상과 같이 살펴본 구성, 작용 및 효과 이외의 본 발명의 제1 실시예의 일 변형예에 따른 플라즈마 디스플레이 패널(200)의 구성, 작용 및 효과는 상기 본 발명의 제1 실시예에 따른 플라즈마 디스플레이 패널(100)의 구성, 작용 및 효과와 동일하므로, 본 설명에서는 생략하기로 한다.
이하, 도 4 내지 도 6을 참조하여, 본 발명의 제2 실시예에 따른 플라즈마 디스플레이 패널(300)에 관하여 설명한다.
도 4는 본 발명의 제2 실시예에 따른 플라즈마 디스플레이 패널을 도시한 개 략적인 분해 사시도이고, 도 5는 도 4의 Ⅴ-Ⅴ선을 따라 자른 개략적인 단면도이고, 도 6은 본 발명의 제2 실시예에 따른 플라즈마 디스플레이 패널이 구비한 퀀텀 도트의 구조를 도시한 단면도이다.
도 4 및 도 5를 참조하면, 본 발명의 제2 실시예에 따른 플라즈마 디스플레이 패널(300)은 제1기판(310), 제2기판(320), 격벽(330), 제1방전전극(341), 제2방전전극(342), 제1EL발광층(351), 제2EL발광층(352), 형광체층(360), 유전체층(390) 및 방전가스를 구비한다.
제1기판(310)과 제2기판(320)은 소정의 간격을 두고 이격되어 있으며, 서로 대향되도록 배치된다. 그 중 제1기판(310)은 투명한 유리로 이루어져 있어, 가시광선이 투과될 수 있도록 되어 있다.
제1기판(310)과 제2기판(320) 사이에는 적어도 하나의 격벽(330)이 형성되는데, 격벽(330)은 비방전부에 배치되어 제1기판(310) 및 제2기판(320)과 함께 방전셀(370)들을 한정한다.
제1방전전극(341)은 제1기판(310)의 하면에 스트라이프 형상으로 배치되며, ITO로 된 투명한 전극으로 이루어진다.
제1EL발광층(351)은 제1기판(310)에 배치되는데, 제1방전전극(341)을 덮어 매립하도록 배치된다.
제1EL발광층(351)은 퀀텀 도트로 이루어지는데, 상기 퀀텀 도트는 양자효율이 100%까지 가능하고, 낮은 전압에서도 여기가 가능하기 때문에 효율을 향상시킬 수 있으며, 인쇄공정이 가능하여 대형 디스플레이에도 적용이 가능하다는 장점이 있다.
상기 퀀텀 도트는, 도 6에 도시된 바와 같이, CdSe로 이루어진 코어(351a)와, ZnS로 이루어지며 코어(351a)를 둘러싸도록 배치된 셀(351b)과, TOPO(Trioctylphosphine oxide)로 이루어지며 셀(351b) 외곽에 배치된 캡스(351c)를 구비할 수 있다.
한편, 상기 퀀텀 도트의 제1EL발광층(351)은 단층(mono layer)으로 형성될 수도 있고, 이와 달리 복층(multi layer)으로 형성될 수도 있다. 이 경우, 일반적으로 단층의 경우가 효율이 우수하므로 보다 유리하다.
제1EL발광층(351)의 하면에는 보호층(380)이 형성되는데, 보호층(380)은 산화마그네슘(MgO)으로 이루어져 있다.
보호층(380)은 플라즈마 입자의 스퍼터링에 의해 제1방전전극(341)과 제1EL발광층(351)이 손상되는 것을 방지하고, 2차 전자를 방출하여 방전전압을 낮추어 주는 역할을 한다.
제2방전전극(342)은 제1방전전극(341)의 연장방향과 교차되게 배치되되, 제2기판(320)의 상면에 스트라이프 형상으로 배치된다.
제2방전전극(342)은 제1방전전극(341)과 마찬가지로 ITO로 된 투명한 전극으로 이루어진다.
제2EL발광층(352)은 제1EL발광층(351)에 사용되는 퀀텀 도트로 이루어지며, 제2방전전극(342)의 일부를 덮도록 배치된다.
즉, 제2EL발광층(352)은 제2방전전극(342)의 전부를 덮어 매립하도록 구성되 지 않는다. 즉, 제2EL발광층(352)의 폭(S2)은 제2방전전극(342)의 폭(S1)보다 작도록 형성된다.
따라서, 제2방전전극(342)이 방전공간에 노출되어 방전에 의해 손상을 받을 위험이 있으므로, 제2방전전극(342)을 매립하도록 유전체층(390)을 제2기판(320)에 추가로 배치한다.
유전체층(390)은 PbO, B2O3, SiO2 등이 사용되는데, 제2방전전극(342)을 덮을 뿐만 아니라, 제2EL발광층(352)까지 덮도록 구성된다.
본 제2 실시예에서는 유전체층(390)이 제2방전전극(342)을 덮을 뿐만 아니라, 제2EL발광층(352)까지 덮도록 구성되나, 본 발명은 이에 한정하지 않는다. 즉, 본 발명의 유전체층의 형성은 제2방전전극이 방전셀의 방전공간에 노출이 되지 않도록 하는 것이 목적이므로, 유전체층의 형성으로 제2방전전극이 방전공간에 노출되지 않는 구조를 가진다면, 반드시 제2EL발광층까지 유전체층으로 덮을 필요는 없다.
본 제2 실시예의 경우에는 제1방전전극(341)과 제1EL발광층(351)이 밀착하여 배치되어 있고, 제2방전전극(342)과 제2EL발광층(352)이 밀착하여 배치되어 있어, 그 사이에 아무것도 개재하여 배치되어 있지 않지만, 본 발명은 이에 한정하지 않는다. 즉, 본 발명의 제1방전전극과 제1EL발광층 사이와, 제2방전전극과 제2EL발광층 사이에는 필요에 따라 추가적인 유전체층이 배치될 수도 있다.
유전체층(390) 위에는 전술한 격벽(330)이 형성되고, 격벽(330)이 형성하는 방전셀(370)의 내부에는 형광체층(360)이 배치된다.
형광체층(360)은 격벽(330)의 측면에 형성되어 플라즈마 방전에 의한 열화를 방지할 수 있도록 구성한다.
형광체층(360)은 자외선을 받아 가시광을 발생하는 빛발광 형광체의 성분을 가지는데, 방출하는 가시광의 색상별로 각각 적색의 형광체층, 녹색의 형광체층, 청색의 형광체층으로 이루어진다.
본 제2 실시예의 형광체층(360)을 이루는 형광체는 전술한 본 제1 실시예의 형광체층을 이루는 형광체와 동일한 형광체를 사용하므로, 여기서 설명은 생략하기로 한다.
본 제2 실시예에서는 방전셀(370) 내에 형광체층(360)이 형성되나, 본 발명은 이에 한정하지 않는다. 즉, 본 발명의 플라즈마 디스플레이 패널은 전술한 제1 실시예의 일 변형예의 경우와 마찬가지로 방전셀 내에 형광체층을 구비하지 않을 수 있으며, 그 경우에는 EL발광체만 발광하게 되고, 플라즈마 기체 방전은 EL발광체의 발광을 돕는 기능을 수행하게 된다.
상기와 같이, 제1기판(310)과 제2기판(320) 사이에 격벽(330), 제1방전전극(341), 제2방전전극(342), 제1EL발광층(351), 제2EL발광층(352), 형광체층(360) 등이 형성된 뒤에는, 제1기판(310)과 제2기판(320)을 프리트 등을 사용하여 봉착하게 된다.
제1기판(310)과 제2기판(320)을 봉착한 후에는, 조립된 플라즈마 디스플레이 패널(300) 내부의 공간이 공기로 가득 차 있으므로, 상기 조립된 플라즈마 디스플 레이 패널(300)내의 공기를 완전히 배기하여, 방전의 효율을 높일 수 있는 적정의 방전 가스로 공기를 대체한다.
방전가스로는 크세논(Xe)을 포함한 Ne-Xe, He-Ne-Xe 등과 같은 혼합가스가 사용되는데, 상기 방전가스는 크세논(Xe) 뿐만 아니라, 질소(N2), 중수소(D2), 이산화탄소(CO2), 수소(H2), 일산화탄소(CO), 네온(Ne), 헬륨(He), 아르곤(Ar), 대기압의 공기 및 크립톤(Kr) 등을 포함하여 이루어질 수 있다.
상술한 바와 같이 구성된 본 발명의 제2 실시예에 따른 플라즈마 디스플레이 패널(300)의 하나의 예시적인 방전 과정을 설명하면 다음과 같다.
먼저, 외부의 전원으로부터 방전이 일어날 방전셀의 제1방전전극(341)과 제2방전전극(342)에 방전전압이 인가되면, 대향으로 배치되어 있는 제1EL발광층(351)과 유전체층(390)에 벽전하가 쌓이게 된다. 쌓인 벽전하는 교류 방전전압에 의해 이동하면서 대향 플라즈마 방전을 일으키게 되는데, 그러한 플라즈마 방전시에 여기된 방전가스의 에너지 준위가 낮아지면서, 자외선이 방출되게 된다.
방출된 자외선은 방전셀(370)내에 배치되어 있는 형광체층(360)의 형광체를 여기시키게 되는데, 이 여기된 형광체의 에너지준위가 낮아지면서, 적색, 녹색, 청색의 가시광이 방출된다.
한편, 제1EL발광층(351) 및 제2EL발광층(352)은 상기 플라즈마 방전 경로상에 배치되는데, 방전 중 제1EL발광층(351) 및 제2EL발광층(352)에는 전류가 흐르게 된다. 이는, 제1방전전극(341) 및 제2방전전극(342)에 인가되는 방전전압은 반복해 서 극성이 바뀌는 교류 전압이므로, 유전체 역할을 하는 제1EL발광층(351) 및 제2EL발광층(352)의 양단에는 반복해서 전압이 걸리고, 그에 따라 전류가 흐르기 때문이다. 이와 같이, 제1EL발광층(351) 및 제2EL발광층(352)에 전류가 흐르게 되면, 전자전이 현상, 또는 터널 현상 등에 의해 가시광이 발생하게 된다.
상기와 같이, 형광체층(360), 제1EL발광층(351) 및 제2EL발광층(352)에서 발생된 가시광은 합쳐져 제1기판(310)을 통하여 외부로 방사됨으로써, 플라즈마 디스플레이 패널(300)은 화상을 구현하게 된다.
이와 같이, 본 제2 실시예의 플라즈마 디스플레이 패널(300)은 퀀텀 도트를 구비한 제1,2EL발광층(351)(352)을 구비함으로써, 그 퀀텀 도트에서 발생된 가시광과 형광체층(360)에서 발생된 가시광이 합쳐저 출사되므로, 종래의 플라즈마 디스플레이 패널보다 휘도가 우수한 장점이 있다.
또한, 본 제2 실시예의 플라즈마 디스플레이 패널(300)은 제1,2EL발광층(351)(352)을 구동하기 위해서 별도의 전력이 필요하지 않고, 기존의 방전전압을 제1방전전극(341) 및 제2방전전극(342)에 인가하기만 하면 되므로, 소비전력이 추가적으로 상승하지 않아, 효율이 우수하다는 장점이 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 플라즈마 디스플레이 패널에 의하면, 기존의 형광체층 외에, 상기 형광체층과 동시에 발광하는 EL발광층을 구비함으로써 플라즈마 디스플레이 패널의 휘도가 향상되며, 따라서 고정세의 패널에서 우수한 휘도를 가질 수 있는 효과가 있다.
또한, 상기 EL발광층을 구동하기 위한 별도의 전력이 필요하지 않고, 기존의 유지 방전시의 방전전압을 제1방전전극 및 제2방전전극에 인가하기만 하면 된다. 그렇게 되면, 추가적인 소비전력이 필요하지 않게 되어, 플라즈마 디스플레이 패널의 광효율이 높아지는 효과가 있다.
또한, 상기 EL발광층은 방전셀의 방전공간에서 플라즈마 방전이 일어나는 경우에만 작동하므로, 오발광의 문제점이 발생하지 않는 효과가 있다.
또한, 본 발명에 따른 플라즈마 디스플레이 패널은 필요에 따라 형광체층을 제외하고 EL발광층만을 구비하여 이루어 질 수 있으며, 그 경우에는 구조가 간단하여 비용이 절감될 뿐만 아니라, 격벽 높이도 대폭적으로 줄일 수 있으므로, 초박형의 디스플레이를 구현할 수 있는 효과가 있게 된다.
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 (26)

  1. 제1기판;
    상기 제1기판과 대향되게 배치되는 제2기판;
    상기 제1기판과 제2기판 사이에 배치되는 것으로, 상기 제1기판 및 상기 제2기판과 함께 방전셀들을 한정하는 격벽;
    상기 제1기판에 배치된 제1방전전극;
    상기 제1기판에 배치되며, 상기 제1방전전극을 덮도록 형성되는 제1유전체층;
    상기 제2기판에 배치된 제2방전전극;
    상기 제2방전전극에 배치되며, 무기EL발광체 및 퀀텀 도트로 이루어진 군에서 선택되는 하나를 포함하는 EL발광층; 및
    상기 방전셀에 배치된 방전 가스를 구비하는 플라즈마 디스플레이 패널.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 EL발광층이 상기 무기EL발광체로 이루어졌을 경우, 상기 EL발광층은 500Å내지 5000Å의 두께를 가지도록 형성되는 플라즈마 디스플레이 패널.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 EL발광층은 상기 제1방전전극과 상기 제2방전전극에 방전전압이 인가되는 경우 발광하는 플라즈마 디스플레이 패널.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 무기EL발광체는 ZnS:Mn, ZnS:Tb, SrS:Ce, Ca2S4:Ce, SrS:Cu, SrS:Ag, CaS:Pb 및 BaAl2S4:Eu로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 하나를 포함하는 플라즈마 디스플레이 패널.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 퀀텀 도트는 CdSe로 이루어진 코어와, ZnS로 이루어지며 상기 코어를 둘러싸도록 배치된 셀과, TOPO(Trioctylphosphine oxide)로 이루어지며 상기 셀 외곽에 배치된 캡스를 구비하는 플라즈마 디스플레이 패널.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 EL발광층이 상기 제2방전전극의 전부를 매립하도록 배치되지 않아, 상기 방전셀의 방전공간에 상기 제2방전전극이 노출되는 경우에는, 상기 제2방전전극을 매립하도록 추가적으로 유전체층이 배치되는 플라즈마 디스플레이 패널.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 제2방전전극과 상기 EL발광층 사이에 유전체층이 개재되어 설치되는 플라즈마 디스플레이 패널.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 방전셀 내에는 형광체층이 더 배치되는 플라즈마 디스플레이 패널.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 형광체층은 빛발광 형광체 및 퀀텀 도트로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 하나를 포함하는 플라즈마 디스플레이 패널.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 방전셀 내에는 보호층이 더 배치되는 플라즈마 디스플레이 패널.
  12. 제1기판;
    상기 제1기판과 대향되게 배치되는 제2기판;
    상기 제1기판과 제2기판 사이에 배치되는 것으로, 상기 제1기판 및 상기 제2기판과 함께 방전셀들을 한정하는 격벽;
    상기 제1기판에 배치된 제1방전전극;
    상기 제1방전전극에 배치되며, 무기EL발광체 및 퀀텀 도트로 이루어진 군에서 선택되는 하나를 포함하는 제1EL발광층;
    상기 제2기판에 배치된 제2방전전극;
    상기 제2방전전극에 배치되며, 무기EL발광체 및 퀀텀 도트로 이루어진 군에서 선택되는 하나를 포함하는 제2EL발광층; 및
    상기 방전셀에 배치된 방전 가스를 구비하는 플라즈마 디스플레이 패널.
  13. 삭제
  14. 제12항에 있어서,
    상기 제1EL발광층이 상기 무기EL발광체로 이루어졌을 경우, 상기 제1EL발광층은 500Å 내지 5000Å의 두께를 가지도록 형성되는 플라즈마 디스플레이 패널.
  15. 삭제
  16. 제12항에 있어서,
    상기 제2EL발광층이 상기 무기EL발광체로 이루어졌을 경우, 상기 제2EL발광층은 500Å 내지 5000Å의 두께를 가지도록 형성되는 플라즈마 디스플레이 패널.
  17. 제12항에 있어서,
    상기 제1EL발광층 및 상기 제2EL발광층은 상기 제1방전전극과 상기 제2방전전극에 방전전압이 인가되는 경우 발광하는 플라즈마 디스플레이 패널.
  18. 제12항에 있어서,
    상기 무기EL발광체는 ZnS:Mn, ZnS:Tb, SrS:Ce, Ca2S4:Ce, SrS:Cu, SrS:Ag, CaS:Pb 및 BaAl2S4:Eu로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 하나를 포함하는 플라즈마 디스플레이 패널.
  19. 제12항에 있어서,
    상기 퀀텀 도트는 CdSe로 이루어진 코어와, ZnS로 이루어지며 상기 코어를 둘러싸도록 배치된 셀과, TOPO로 이루어지며 상기 셀 외곽에 배치된 캡스를 구비하는 플라즈마 디스플레이 패널.
  20. 제12항에 있어서,
    상기 제1EL발광층이 상기 제1방전전극의 전부를 매립하도록 배치되지 않아, 상기 방전셀의 방전공간에 상기 제1방전전극이 노출되는 경우에는, 상기 제1방전전극을 매립하도록 추가적으로 유전체층이 배치되는 플라즈마 디스플레이 패널.
  21. 제12항에 있어서,
    상기 제2EL발광층이 상기 제2방전전극의 전부를 매립하도록 배치되지 않아, 상기 방전셀의 방전공간에 상기 제2방전전극이 노출되는 경우에는, 상기 제2방전전극을 매립하도록 추가적으로 유전체층이 배치되는 플라즈마 디스플레이 패널.
  22. 제12항에 있어서,
    상기 제1방전전극과 상기 제1EL발광층 사이에 유전체층이 개재되어 설치되는 플라즈마 디스플레이 패널.
  23. 제12항에 있어서,
    상기 제2방전전극과 상기 제2EL발광층 사이에 유전체층이 개재되어 설치되는 플라즈마 디스플레이 패널.
  24. 제12항에 있어서,
    상기 방전셀 내에는 형광체층이 더 배치되는 플라즈마 디스플레이 패널.
  25. 제24항에 있어서,
    상기 형광체층은 빛발광 형광체 및 퀀텀 도트로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 하나를 포함하는 플라즈마 디스플레이 패널.
  26. 제12항에 있어서,
    상기 방전셀 내에는 보호층이 더 배치되는 플라즈마 디스플레이 패널.
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