KR20050041138A - 플라즈마 디스플레이 패널의 하판 - Google Patents

플라즈마 디스플레이 패널의 하판 Download PDF

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Abstract

본 발명은 명실 명암대비율이 향상된 플라즈마 디스플레이 패널 하판을 제공하는 것을 목적으로 하며, 이 목적을 달성하기 위하여, 기판, 상기 기판 상에 형성되는 복수개의 어드레스전극, 상기 어드레스전극이 매립되도록 상기 기판 상에 형성되는 유전체층, 상기 유전체층 상부에 형성된 격벽 및, 상기 격벽에 의하여 구획된 방전공간 내에 도포되는 형광체층을 구비하고, 상기 격벽의 하부로부터 상기 격벽의 측면에 도포된 형광체층까지의 높이로서 규정되는 형광체층의 높이(H2)가 상기 격벽의 높이(H1)보다 낮은 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널의 하판을 제공한다.

Description

플라즈마 디스플레이 패널의 하판{The rear panel of plasma display panel}
본 발명은 플라즈마 디스플레이 패널에 관한 것으로서, 더 상세하게는 명실 명암대비율(contrast ratio)이 향상된 플라즈마 디스플레이 패널의 하판에 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.
이러한 플라즈마 디스플레이 패널은 방전 형식에 따라 직류형과 교류형으로 분류될 수 있다. 직류형 플라즈마 디스플레이 패널에서는 전극들이 방전 공간에 노출되어 하전입자의 이동이 대응 전극들 사이에서 직접적으로 이루어지고, 교류형 플라즈마 디스플레이 패널에서는 적어도 한 전극이 유전체층으로 덮여져서, 상호 대응하는 전극들의 직접적인 전하의 이동 대신 벽전하(Wall Charge)의 전계에 의하여 방전이 수행된다.
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. 도 1은 설명의 편의를 위하여 하판(60)이 90도 회전한 상태를 나타낸다. 상판(50)의 전면기판(11)에는 X전극(X)과 Y전극(Y)이 쌍을 이루는 유지전극쌍(12)이 배치되고, 전면기판(11)의 유지전극쌍(12)이 배치된 면에 대향하는 하판(60)의 배면기판(21)에는 어드레스전극(22)이 전면기판(11)의 전극들(X)(Y)과 교차하도록 배치된다. 전면기판(11)의 X, Y전극(X)(Y)으로 이루어진 유지전극쌍(12)은 보통 ITO(Indium Tin Oxide)로 된 투명한 전극으로서 흔히 투명전극이라 불리며, 이들 투명전극의 하면에는 라인 저항을 줄이기 위하여 금속재질로 이루어지고 좁은 폭으로 형성된 버스전극(14)이 배치된다. 이렇게 배치된 한 쌍의 X, Y전극(X)(Y)과, 이와 교차하는 어드레스전극(22)에 의하여 이루어지는 공간이 단위 방전셀(cell)로서 하나의 방전부를 형성하게 된다. 최근에는 콘트라스트를 증가시키기 위하여 상기 유지전극쌍(12)들 사이인 비방전부에, 상기 유지전극쌍(12)과 나란하게 형성되는 외광 반사 흡수층(40)이 배치되는 추세이다.
이렇게 X, Y전극(X)(Y)이 구비된 전면기판(11)과, 어드레스전극(22)이 구비된 배면기판(21)의 각 면에는 각 전극들을 매립하도록 각각 전면유전체층(15) 및 배면유전체층(25)이 형성된다. 전면유전체층(15) 상에는 통상 MgO로 된 보호층(16)이 형성되며, 배면유전체층(25) 상에는 방전거리를 유지하고 방전공간 사이의 전기적 광학적 크로스토크(cross-talk)를 방지하는 격벽(30)이 형성된다. 이 격벽(30)의 양 측면과 격벽(30)이 형성되지 않은 배면유전체층(25)의 상면에는 레드(red), 그린(green), 블루(blue)의 형광체(26)가 도포된다.
이런 구조를 가진 플라즈마 디스플레이 패널의 작동은 다음과 같다. 어드레스전극(22)과 Y전극(Y)에 소정의 전압이 인가되면, 두 전극 사이에서 어드레스방전이 일어나 전면유전체층(15) 상에 벽전하가 충전되어, 발광을 위한 방전셀이 선택된다. X전극(X)과 Y전극(Y) 사이에 소정의 전압이 인가되면, 이 두 전극(X)(Y) 사이에서 벽전하가 이동하면서 방전가스로 하여금 유지방전을 일으키게 하고, 이에 의해 방전가스가 자외선을 발생하게 되며, 이 발생된 자외선이 형광체(26)를 여기시켜 화상을 형성하게 된다. 이 경우, 플라즈마 디스플레이 패널은 비디오데이터에 따라 유지방전 횟수를 조절하여 영상 표시에 필요한 계조(gray level)를 구현하게 되며, 이러한 계조를 표현하기 위하여, 통상적으로 한 프레임을 방전횟수가 다른 여러 서브필드(sub field)로 나누어 구동하는 ADS(Address and Display Period Separated)방식이 이용된다.
그런데, 플라즈마 디스플레이 패널이 선명한 화질을 구현하기 위해서는 휘도가 중요하지만 명암대비율도 화질 개선에 큰 영향을 미친다. 이러한 명암대비율을 나타내는 기준으로 크게 명실 명암대비율과 암실 명암대비율이 있다. 명실 명암대비율은 외광이 패널면에 대한 수직 조도가 150 lux일 때에 측정한 것을 기준으로 하며, 암실 명암대비율은 외광의 영향이 없는 상태로서 암실의 조도가 21 lux 이하일 때에 측정한 것을 기준으로 한다. 플라즈마 디스플레이 패널이 암실 환경에서 사용되는 경우도 있지만, 명실 환경에서 사용되는 경우가 더 많기 때문에, 실질적인 화질의 개선을 이루기 위해서는 명실 명암대비율이 향상되어야 한다.
그런데, 일반적인 플라즈마 디스플레이 패널의 하판의 경우 격벽의 높이(h1)와 형광체의 높이(h2)를 같게 하여 설계한다. 이러한 설계는 다음과 같은 문제점을 일으킨다.
첫째, 도 2의 A부분에 도시된 바와 같이 제조시에 형광체층(26)이 격벽(30) 위로 흘러 넘칠 가능성이 있다. 특히, 형광체층(26)이 인접하는 방전공간(40)에 형성된 형광체층(26)과 섞이게 될 경우 혼색 불량이 발생하여 형광체층(26)이 고유의 색을 방전하지 못한다. 따라서, 출력되는 영상이 왜곡될 가능성이 존재한다.
둘째로 요구되는 방전공간 이외의 부분으로 형광체가 흘러 넘치면, 방전공간 내의 형광체층이 설계보다 얇게 형성된다. 따라서, 형광체의 양의 감소로 인하여 휘도가 감소되고, 화면 전체적으로 고른 휘도를 나타내는데 저해가 된다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 명실 명암대비율이 향상된 플라즈마 디스플레이 패널 하판을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기와 같은 목적 및 그 밖의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 기판, 상기 기판 상에 형성되는 복수개의 어드레스전극, 상기 어드레스전극이 매립되도록 상기 기판 상에 형성되는 유전체층, 상기 유전체층 상부에 형성된 격벽, 상기 격벽에 의하여 구획된 방전공간 내에 도포되는 형광체층을 구비하고, 상기 격벽의 하부로부터 상기 격벽의 측면에 도포된 형광체층까지의 높이로서 규정되는 형광체층의 높이가 상기 격벽의 높이보다 낮은 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널의 하판을 제공한다.
본 발명에 있어서 바람직하게는 상기 격벽이 폐쇄형 격벽일 수 있다.
또한, 본 발명에 있어서 바람직하게는 상기 격벽은 스트라이프(stripe) 격벽일 수 있다.
본 발명에 있어서 바람직하게는 상기 격벽의 높이에 대한 상기 형광체층 높이의 비(H2/H1)는 0.80 내지 0.97일 수 있다.
본 발명에 있어서 바람직하게는 상기 형광체층이 디스펜스공법에 의하여 형성될 수 있다.
또한, 본 발명에 있어서 바람직하게는 상기 형광체층이 전사법에 의하여 형성될 수 있다.
또한, 본 발명에 있어서 바람직하게는 상기 형광체층이 인쇄법에 의하여 형성될 수 있다.
이어서, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 플라즈마 디스플레이 패널의 하판(100)의 단면도가 도시되어 있다.
도시된 바와 같이, 기판(121) 상에는 복수개의 어드레스전극(122)이 형성되어 있다. 또한, 어드레스전극(122) 상에는 어드레스전극(122)이 매립되도록 유전체층(125)이 형성된다. 방전공간(140) 사이의 전기적 광학적 크로스토크를 방지하는 격벽(130)이 형성된다. 이 격벽(130)의 측면(131)과 격벽(130)이 형성되지 않은 유전체층(125)의 상면(132)에는 레드(red), 그린(green), 블루(blue)의 형광체(126)가 도포된다. 격벽(130)은 흰색, 검은색 등의 재료가 가능하며 검은색 재료를 사용하게 될 경우 외광 반사를 줄일 수 있다.
형광체층(126)의 높이(H2)는 격벽(130)의 하부(132)로부터 격벽(130)의 측면(131)에 도포된 형광체층(126)까지의 높이(H2)로서 규정된다. 도시된 바와 같이, 형광체층(126)의 높이(H2)가 격벽(130)의 높이(H1)보다 낮게 형성되어 있다. 이러한 구조는 형광체층(126)에 대하여 외광 반사가 가능한 각도(θ1)를 감소시킨다. 여기서, 외광 반사가 가능한 각도(θ1)는, 기판(121)에 수직인 선(b1)과, 격벽(130)의 상부 모서리(137)로부터 인접하는 격벽(130)의 측면(131)에 도포된 형광체층(126)에 대한 접선(b2) 사이의 각도(θ1)로 규정된다. 따라서, 플라즈마 디스플레이 패널의 외광 반사에 의한 명실 명암대비율의 감소를 억제할 수 있다.
또한, 형광체층(126)의 높이(H2)가 격벽(130)의 높이(H1)보다 낮게 형성되면, 형광체층(126)을 형성할 때 격벽(130)의 높이까지 형광체층(126)을 도포할 필요가 없으므로, 설계 오차나 제조 오류로 인하여 격벽(130) 위에 형광체층(126)이 올라타는 문제도 억제될 수 있다.
한편, 도시된 바와 같이 플라즈마 방전으로 생성된 Xe 여기종(미도시)에서 방출되는 자외선에 의한 생성되는 가시광선의 생성 각도(θ2)는, Xe 여기종(미도시)의 밀도가 방전공간(140)의 중앙부(144)에서 큰 것을 감안할 때 형광체층(126)의 높이(H2)가 낮을 경우 증가하게 된다. 단, 여기서 중앙부(144)는 인접하는 격벽(130) 사이의 거리(L)의 중심 위치와 격벽(130) 높이(H1)의 중심 위치에 의하여 결정된다. 또한, 가시광선의 생성 각도(θ2)는 중앙부(144)에서 인접하는 격벽(130)의 측면(131)에 도포된 형광체층(126)에 대한 접선(c2)과 기판(121)에 수직인 선(c1) 사이의 각도(θ2)로 정의된다.
격벽(130)은 도시된 바와 같은 스트라이프 형상의 격벽(130)일 수도 있지만, 바람직하게는 매트릭스 형상이나 벌집 형상과 같은 폐쇄형 격벽일 수 있다. 폐쇄형 격벽에서의 단면도는 도 3에 도시된 스트라이프 격벽(130)과 유사하므로, 그 구성상 특징은 도 3을 참조하면 된다. 즉, 형광층이 폐쇄된 방전공간을 둘러싸는 격벽에 도포되며, 형광층의 높이는 격벽의 높이 보다 낮게 형성된다.
바람직하게는 격벽(130)에 의하여 구획된 방전공간(140) 내에 형광체층(126)을 도포하는 방법은 패턴이 형성된 마스크를 사용하는 인쇄법이 일반적이다. 하지만, 점도포 또는 선도포를 이용하는 디스펜스공법으로도 형광체층(126)이 형성될 수 있다. 즉 분사 노즐(미도시)을 이용하여 방전공간(140)에 요구되는 형광체층(126)의 높이(H2)로 형광체를 연속적으로 점 또는 선도포를 한다. 디스펜스공법의 경우 형광층(126) 형성에 있어서 공정이 쉽기 때문에 바람직하다. 또한, 바람직하게는 형광층(126)의 도포는 인쇄법, 디스펜스공법 뿐만 아니라 전사법에 의하여도 수행될 수 있다.
도 4는 격벽(130)와 형광체층(126)의 무차원 높이차에 따른 외광 반사 휘도 및 피크(peak) 휘도의 측정값을 나타내는 그래프이다. 측정 조건은 명실 조건으로서 외광이 패널에 대한 수직 조도가 150 lux일 때에 측정한 것을 기준으로 한다. 무차원 높이차는 수학식 1에 의하여 정의된다. 여기서 격벽의 높이는 H1, 형광체층의 높이는 H2이다.
무차원 높이차 = 1-H2/H1
도 4의 그래프의 가로축은 무차원 높이차이고, 좌측 세로축은 외광 반사 휘도를 나타내고 우측 세로축은 피크 휘도를 나타낸다. 도시된 바와 같이 외광 반사 휘도는 무차원 높이차가 줄어들면서 감소되다가 점차 포화되는 경향을 나타낸다. 피크 휘도는 무차원 높이차가 감소됨에 따라 감소된다.
도 5는 도 4의 외광 반사 휘도 및 피크 휘도에 따른 명실 명암대비율을 나타내는 그래프이다. 도 5의 그래프의 가로축은 무차원 높이차이고, 세로축은 명실 명암대비율을 나타낸다. 피크 휘도와 외광 반사 휘도로부터 명실 명암대비율을 도출하는 식은 수학식 2와 같다.
명실 명암대비율 = (피크 휘도 + 외광 반사 휘도)/(패널 배경(background) 휘도 + 외광 반사 휘도)
여기서 패널 배경 휘도는 전원을 온(on)한 상태에서 형광체의 계조가 최소가 된 상태에서의 패널의 휘도를 나타내며, 거의 무시할 수 있다.
도시된 바와 같이 무차원 높이차가 0.03 내지 0.20 사이, 즉 격벽의 높이와 형광체층 높이의 상대적인 높이비(H2/H1)가 0.80 내지 0.97에서 명실 명암대비율이 극대값을 갖는 것을 볼 수 있다. 따라서, 상대적인 높이비(H2/H1)가 0.80 내지 0.97로 설계하는 것이 명실 명암대비율에 효과를 고려할 경우 바람직하다.
앞서 도시된 도면에서와 동일한 참조부호는 동일한 부재를 가리킨다.
본 발명에 의한 플라즈마 디스플레이 패널의 하판은 다음과 같은 효과를 가진다.
첫째, 격벽과 형광체층의 기하학적 형태에 의하여 외광 반사가 감소된다.
둘째, 형광체층에 의해 생성되는 가시광의 생성 각도가 증가하므로. 가시광선이 일정 수준 이상 유지되어 명실 명암대비율을 향상시킨다.
셋째, 형광체층의 높이가 격벽보다 낮기 때문에, 형광체를 도포할 때 인접하는 형광체와의 혼색에 의한 형광 불량이 억제된다.
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.
도 1은 일반적인 플라즈마 디스플레이 패널 중 표시영역의 단면을 도시하는 단면도이고,
도 2는 형광체층이 혼합되어 있는 플라즈마 디스플레이 패널의 하판을 나타내는 단면도이고,
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 플라즈마 디스플레이 패널의 하판을 나타내는 단면도이고,
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 플라즈마 디스플레이 패널의 피크(peak) 휘도와 외광 반사 휘도를 나타내는 그래프이고,
도 5는 도 4의 플라즈마 디스플레이 패널의 명실 명암대비율을 나타내는 그래프이다.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *
121 : 기판 122 : 어드레스전극
125 : 유전체층 126 : 형광체층
130 : 격벽 H1 :격벽의 높이
H2 : 형광체층의 높이

Claims (7)

  1. 기판;
    상기 기판 상에 형성되는 복수개의 어드레스전극;
    상기 어드레스전극이 매립되도록 상기 기판 상에 형성되는 유전체층;
    상기 유전체층 상부에 형성된 격벽; 및
    상기 격벽에 의하여 구획된 방전공간 내에 도포되는 형광체층;을 구비하고,
    상기 격벽의 하부로부터 상기 격벽의 측면에 도포된 형광체층까지의 높이로서 규정되는 형광체층의 높이(H2)가 상기 격벽의 높이(H1)보다 낮은 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널의 하판.
  2. 제1항에 있어서, 상기 격벽은 폐쇄형 격벽인 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널의 하판.
  3. 제1항에 있어서, 상기 격벽은 스트라이프(stripe) 격벽인 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널의 하판.
  4. 제1항에 있어서, 상기 격벽의 높이에 대한 상기 형광체층 높이의 비(H2/H1)는 0.80 내지 0.97인 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널의 하판.
  5. 제1항에 있어서, 상기 형광체층은 디스펜스공법에 의하여 형성되는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널의 하판.
  6. 제1항에 있어서, 상기 형광체층은 전사법에 의하여 형성되는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널의 하판.
  7. 제1항에 있어서, 상기 형광체층은 인쇄법에 의하여 형성되는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널의 하판.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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