KR100669329B1 - 플라즈마 디스플레이 패널 - Google Patents

Abstract

본 발명의 PDP는 서로 대향 배치되는 제1 기판과 제2 기판 사이로 유지전극 및 주사전극 쌍의 표시전극이 구비되는 다수의 방전셀을 이용해서 가스 방전에 의한 화상을 표시하는 플라즈마 디스플레이 패널에 있어서, 하나의 화소를 이루는 적색, 녹색, 청색의 방전셀이 삼각형 모양으로 배열되고, 상기 표시전극 각각은 그 연장 방향으로 이웃하는 방전셀의 겹치는 부분을 따라 길게 연장 형성되는 적어도 2개 이상의 라인부 조합으로 형성된다.

라인부, 버스전극, 플라즈마, 방전셀, 빈공간, 지그재그, 삼각형

Description

플라즈마 디스플레이 패널{PLASMA DISPLAY PANEL}

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 플라즈마 디스플레이 패널의 부분 분해 사시도이다.

도 2는 도 1의 A-A선을 따라 플라즈마 디스플레이 패널을 절개해서 보여주는 결합 단면도이다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 방전셀의 배치 구조를 보여주는 도면이다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 전극 구조를 격벽과 함께 설명하는 배치도이다.

도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 전극 구조를 격벽과 함께 설명하는 배치도이다.

본 발명은 플라즈마 디스플레이 패널에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 전극 구조를 개선해서 휘도를 향상시킨 플라즈마 디스플레이 패널에 관한 것이다.

일반적으로 플라즈마 디스플레이 패널(plasma display panel, 이하 'PDP')은 가스방전을 통하여 얻어진 플라즈마로부터 방사되는 진공자외선(vacuum ultraviolet: VUV)이 형광체를 여기시킴으로써 발생되는 가시광을 이용하여 영상을 구현하는 디스플레이 소자이다. 이러한 PDP는 60인치 이상의 초대형 화면을 불과 10㎝ 이내의 두께로 구현할 수 있고, CRT와 같은 자발광 디스플레이 소자이므로 색 재현력이 우수하고 시야각에 따른 왜곡현상이 적다는 특성을 갖고 있다. 또한, 액정 디스플레이 등에 비해 제조공법이 단순하여 생산성 및 원가 측면에서도 강점을 가지므로 차세대 산업용 평판 디스플레이 및 가정용 TV 디스플레이로 각광 받고 있다.

PDP의 구조는 1970년대부터 오랜 기간에 걸쳐 발전되어 왔는데, 현재 일반적으로 알려져 있는 구조는 3전극 면방전형 구조이다. 3전극 면방전형 구조는 동일 면상에 위치한 표시전극을 포함한 1개의 기판과 이로부터 일정 거리를 두고 이격되어 수직방향으로 이어지는 어드레스전극을 포함한 또 다른 기판으로 이루어지며, 그 사이에 방전가스가 봉입된 구조이다. 일반적으로 방전의 유무는 각 라인에 연결되어 독립적으로 제어되는 주사전극과 대향하고 있는 어드레스전극의 방전에 의해 결정되고, 휘도를 표시하는 유지방전은 동일 면상에 위치한 두 전극군(群)에 의해 이루어진다.

이때, 기판으로부터 방사되는 빛을 차단하지 않기 위해서 표시전극은 투명 전극으로 형성됨이 일반적이다. 그런데, 투명 전극 자체는 저항이 높기 때문에 이의 도전성을 보완하기 위해서 금속 전극을 투명 전극과 조합해서 유지 전극을 형성한다.

이때, 투명 전극은 ITO(Indium Tin Oxide)나 SnO₂와 같은 물질로 제작되며, 금속 전극은 Ag, Cr/Cu/Cr의 3층으로 이루어진 박막이나 Al/Cr의 2층 구조로 이루어진 박막이 사용된다.

이 같은 종래의 전극 구조는 금속 전극을 포토 에칭(photo etching)법, 리프트오프(liftoff)법으로 기판 표면에 형성하고, 다음 공정으로 투명 전극을 에칭(photo etching)법, 리프트오프(liftoff)법으로 형성한다.

따라서, 그 작업 공정이 매우 번잡하다는 단점이 있으며, 이로 인해서 패널의 제조 원가를 상승시키는 문제가 있다. 또한, 투명 전극 자체가 고가이므로, 이 역시 제조 원가를 상승시키게 된다.

때문에, 투명 전극을 사용하지 않고 금속 전극으로만 유지 전극을 형성하려는 노력이 진행되고 있으며, 이와 관련한 선행 기술의 하나로 미국특허 제6,522,072호에 개시된 "플라즈마 디스플레이 패널"을 들 수 있다.

이에 따르면, 상술한 전극 구조에 비해서 제조 원가를 낮출 수 있는 장점이 있다. 그러나, 이처럼 금속 전극만으로 형성된 유지 전극은 패널의 개구율을 떨어트려 휘도가 떨어지는 문제가 있다.

이 같은 문제를 해결하는 하나의 대안으로, 방전 갭을 사이에 두고 위치하는 두 금속 전극 사이의 거리를 크게 하는 방안을 고려할 수 있으나, 이는 방전 개시 전압을 높임과 아울러 방전이 불안정해지는 문제를 낳게 되므로 이에 대한 개선이 요구되고 있다.

본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로, 금속 전극만을 사용해서 패널의 개구율을 좋게 개선하면서도 안정적인 방전이 가능한 본 발명을 제공하는데 있다.

본 발명의 다른 목적은 격벽을 서로 어긋나도록 배치해서 구조적인 강도를 개선한 본 발명을 제공하는데 있다.

이 같은 목적을 달성하기 위해서 본 발명의 일 실시예에서 제공하는 플라즈마 디스플레이 패널은,

서로 대향 배치되는 제1 기판과 제2 기판 사이로 유지전극 및 주사전극 쌍의 표시전극이 구비되는 다수의 방전셀을 이용해서 가스 방전에 의한 화상을 표시하는 플라즈마 디스플레이 패널에 있어서, 하나의 화소를 이루는 적색, 녹색, 청색의 방전셀이 삼각형 모양으로 배열되고, 상기 표시전극 각각은 그 연장 방향으로 이웃하는 방전셀의 겹치는 부분을 따라 길게 연장 형성되는 적어도 2개 이상의 라인부 조합으로 형성된다.

본 발명에서, 상기 표시전극 각각는 상기 방전셀 내부에서 서로 마주해 방전갭을 이루는 제1 라인부와, 이로부터 이격되어 그 사이에 빈공간을 형성하는 제2 라인부를 포함해서 형성되는 것이 바람직하다.

그리고, 상기 방전셀은 상기 표시전극과 교차하는 방향으로 길게 연장 형성되는 제1 격벽부재와, 상기 표시전극의 연장 방향을 따라 이웃한 방전셀들을 지그 재그로 구획하는 제2 격벽부재에 의해 형성될 수 있다.

바람직하게, 상기 표시전극은 이 표시전극의 연장 방향으로 이웃한 상기 제2 격벽 부재 사이로 위치한다.

이때, 상기 제1 라인부 및 제2 라인부의 사이 간격은 상기 표시전극의 연장 방향으로 서로 이웃해서 위치하는 제2 격벽부재의 너비보다 작게 형성되는 것이 바람직하다.

이하, 첨부한 도면을 참조로 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 당업자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되는 것은 아니다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 플라즈마 디스플레이 패널을 보여주는 부분 분해 사시도이고, 도 2는 도 1의 A-A 선을 절단해서 보여주는 부분 결합 단면도이다.

도시된 바처럼, 본 실시예의 PDP는 제1 기판(10)(이하, '배면기판')과 제2 기판(20)(이하, '전면기판')이 소정의 간격을 두고 서로 대향 배치되고, 양 기판(10, 20)의 사이공간에는 격벽(16)에 의해서 형성되는 색상별 방전셀들(18R, 18G, 18B)이 구비되는 구조로 되어있다. 그리고, 방전셀(18) 내에는 자외선으로 여기되어 가시광을 방출하는 형광체층(19)이 격벽면(161)과 바닥면(141)을 따라 형성되며, 플라즈마 방전을 일으킬 수 있도록 방전가스(일례로 제논(Xe), 네온(Ne) 등을 포함하는 혼합가스)가 채워진다.

전면기판(20) 중 배면기판(10)을 향하는 대향면(201)에는 일 방향(도면의 x 축 방향)을 따라 표시전극(25)이 각 방전셀(18)에 대응하도록 형성된다. 이 표시전극(25)은 그 기능적인 작용상 주사전극(21)과 유지전극(23)으로 구성되며, 형태적으로는 일방향(도면의 x축 방향)으로 길게 연장 형성되는 바(bar) 모양으로 상기 방전셀 내부에서 서로 마주해 방전갭을 형성하고 있다.

본 실시예에서, 이 표시전극(25)은 금속의 도전성 물질로만 형성되며, 각 전극(21, 23) 내부로는 빈 공간(S)을 형성하고 있다. 이처럼 형성되는 본 실시예의 표시전극(25)에 대해서는 도면을 달리해서 아래에서 자세히 설명한다.

이 표시전극(25)은 유전층(28)이 덮고 있으며, 그 표면(281)으로는 MgO 보호막(29)이 더 형성된다. 이 MgO 보호막(29)은 플라즈마 방전시 전리된 이온의 충돌로부터 유전층(28)을 보호하며, 이온과 부딪혔을 때 이차전자의 방출계수도 높아 방전효율을 높이도록 작용한다.

그리고, 배면기판(10)의 전면기판(20) 대향면(101)에는 일방향(도면의 y축 방향)을 따라 어드레스전극(12)들이 형성되고, 이들 어드레스전극(12)들을 덮으면서 배면기판(10)의 내면 전체에 유전층(14)이 형성된다. 어드레스전극(12)은 이웃한 것끼리 소정의 간격을 유지하는 상태로 방전셀(18) 사이를 가로지르면서 서로 나란하게 형성된다.

격벽(16)은 상기 유전층(14) 위로 형성되는데, 본 실시예에서 격벽(16)은 1개의 화소를 이루는 적색, 녹색, 청색 방전셀(18R, 18G, 18B)이 삼각형 배열을 갖도록 형성된다. 이러한 하나의 예로써, 도면에서는 서로 교차하게 배열되는 사각모양의 폐쇄형 격벽을 예시하고, 이하의 설명도 이를 기준으로 하나 본 발명이 이로 써 한정되는 것은 아니다.

도시된 바처럼, 본 실시예에서 격벽(16)은 어드레스전극(12)과 나란한 방향으로 길게 이어지는 제1 격벽부재(16a)와, 이 제1 격벽부재(16a)와 교차하게 형성되는 제2 격벽부재(16b)로 이루어진다. 이때, 상기 제1 격벽부재(16a)는 서로 다른 색상의 방전셀을 구획하고, 상기 제2 격벽부재(16b)는 각각의 방전셀을 독립적인 방전공간으로 구획하는 작용을 한다.

따라서, 방전셀들(18)은 격자 모양을 이루게 된다. 이때, 상기 제2 격벽부재(16b)가 지그재그 모양으로 형성되어 있기 때문에, 방전셀(18)이 녹색, 적색, 청색 방전셀(18G, 18R, 18B)이 순차적으로 열을 이루며 배열되었다고 보았을 때, 녹색 및 청색 방전셀(18G, 18B)은 서로 대칭하는 모습으로 배열되고, 적색 방전셀(18R)은 상대적으로 녹색 또는 청색 방전셀보다 열 방향(도면의 y축 방향)으로 시프트(shift)된다. 이에 따라서, 화소 하나를 이루는 1조의 적색, 녹색, 청색 방전셀(18R, 18G, 18B)이 삼각형 배열을 갖게 된다(도 3참조).

그럼, 이하에서 이 같은 화소 배열을 갖는 방전셀에 따라 표시전극이 배치되는 관계와 전극 구조에 대해서 자세히 설명한다. 본 실시예에서, 표시전극은 투명전극을 사용하지 않고 금속전극만으로 이루어진다.

도 4는 도 1에 도시한 PDP에서 표시전극과 방전셀의 위치 관계를 선택적으로 보여주는 부분 평면도이다. 도 4에서는 표시전극과 방전셀만을 도시하고, 어드레스 전극은 그 도시를 생략하였다. 그리고, 표시전극의 도면번호는 녹색 방전셀을 기준으로 기재하였다.

본 실시예에서, 주사전극(21)과 유지전극(23) 각각은 바(bar) 모양을 갖는 라인부들의 조합으로 이루어지고, 서로 대칭하는 형상을 갖는다. 이 라인부들은 일 방향으로 길게 연장 형성되어 있다.

주사전극(21) 또는 유지전극(23)은 서로 이격되어 있는 적어도 2개 이상의 라인부로 구성된다. 각각의 라인부는 제1 격벽부재(16a)를 가로지르는 방향(또는, 어드레스전극과 교차하는 방향)으로 길게 연장 형성되어 있고, 상호간 일정한 거리를 유지하고 있다. 이에 따라서 전극들(21, 23) 내부는 빈공간(S)을 이루게 된다.

이처럼 형성되는 주사전극(21)과 유지전극(23)은 방전셀(18)에서 서로 마주하게 위치하는데, 각 방전셀(18)을 구획하는 제2 격벽부재(16b)에 인접해서 각각 위치하고, 이에 따라 방전셀(18) 중심에서 서로 대향해 방전갭(G)을 이룬다.

한편, 본 실시예에서 방전셀은 삼각형 배열을 이루고 있고, 이를 고려해서 유지전극 및 주사전극이 방전셀을 따라 위치하게 된다.

방전셀(18)은 녹색, 적색, 청색의 순서로 열을 이루면서 교대로 배열되어 있고, 녹색과 청색 방전셀(18G, 18B)은 제1 격벽부재(16a)를 사이에 두고 서로 대칭하는 형태로 배열되어 있다. 그리고, 그 사이에 위치하는 적색 방전셀(18R)이 위, 아래로(도면의 y축 방향) 2개의 녹색(또는, 청색) 방전셀(18G)에 걸쳐 위치하고 있다. 따라서, 부분적으로 적색 방전셀(18R)이 녹색(또는, 청색) 방전셀(18G)과 세로로 겹치게 되고, 그 사이간 거리는 "w"에 해당한다.

한편, 주사전극(21)과 유지전극(23) 각각은 어드레스전극(12)과 교차하는 방향으로 직선 형태로 길게 이어져 형성되고, "d" 사이에 위치해서 각 색상별 방전셀 을 가로지르도록 형성된다. 따라서, 주사전극(21) 또는 유지전극(23)의 돌출 길이(d)(또는, 제1 라인부와 제2 라인부 사이의 거리)는 이웃한 제2 격벽부재(16b) 사이의 폭(W)보다 작아야 한다.

이에 따라서, 주사전극(21)과 유지전극(23) 각각은 연장방향(도면의 x축 방향)으로 이웃한 제2 격벽부재(16b) 사이에 위치하고, 제1 격벽부재(16a)를 기준으로 이웃한 방전셀을 놓고 보았을 때는 위치적으로 위, 아래가 바뀌는 선대칭을 이루면서 배열된다.

즉, 어느 한편의 방전셀(예, 18G)에서 방전셀 중심을 향하고 있던 라인부가 이웃한 다른 편의 방전셀(18R)에서는 방전셀 끝, 즉 제2 격벽부재(16b)를 향해 위치하게 된다. 이처럼 본 실시예에서는 주사전극(21)과 유지전극(23) 각각이 일 방향을 따라 직선 형태로 길게 이어져 형성되고 있지만, 실질적으로는 전극의 연장 방향 방전셀을 따라 지그재그 모양으로 변하게 된다.

이처럼 본 실시예에서는 방전셀을 따라 교번하는 형태로 방전셀 중심에서 라인부(이하, '제1 라인부')(211, 231)가 서로 마주해 방전갭(G)을 형성하고 있으며, 이로부터 떨어져 제2 격벽부재(16b)에 인접해서는 다른 라인부(이하, '제2 라인부')(212, 232)가 형성되어 각각의 주사전극(21) 및 유지전극(23)을 형성하고 있다.

이에 따라서, 방전셀 중심을 두고 이웃한 한 쌍의 라인부(211, 231) 사이에서 각 전극으로 인가되는 전기적 신호에 따라 방전 초기의 대향방전을 형성하게 된다.

방전갭(G) 주변의 제1 라인부(211, 231) 사이에서 시작한 초기의 대향방전은 제2 라인부(212, 232) 사이로 확산되면서 방전셀 전체를 사용하는 면방전으로 유도된다. 이때, 제1 라인부(211, 231)와 제2 라인부(212, 232) 사이가 너무 넓게 되면, 방전이 확산되지 않으므로 적정한 거리를 유지해야 되고, 이는 플라즈마 방전에 관여하는 다양한 인자에 의존하므로 한정되어 정할 수는 없으나, 일반적인 구동 전압 범위내에서 약 130(㎛)미크론 정도를 유지하는 것이 바람직하다.

그리고, 본 실시예에서 각각의 주사전극(21) 및 유지전극(23)을 이루는 제1 라인부(211, 231)와 제2 라인부(212, 232)는 방전셀 내부에서 연결부(213, 233)에 의해 서로 연결되어 있다.

이때, 상기 연결부(213, 233)는 방전셀(18)의 세로축(도면의 y축 방향) 중심선을 따라 위치해서 기하학적으로 방전의 산포가 방전셀 전체에 대해서 균일하게 이루어질 수 있도록 하며, 형태적으로는 제2 라인부(212, 232)에 그 끝이 연결되어 있으며, 직선 형태로 제1 라인부(211, 231)로 연장되어 서로 접하고 있다.

이처럼, 서로 이격되어 있는 제1 라인부(211, 231) 및 제2 라인부(212, 232)가 연결부(213, 233)로 서로 연결되어 있기 때문에, 방전 과정에서 생성된 벽전하가 이 연결부(213, 233)를 따라 이동하면서 제2 라인부(212, 232) 사이의 방전갭(G)에서 형성된 대향방전이 제1 라인부(211, 231)로 확장해 방전 경로가 긴 면방전을 용이하게 형성할 수 있도록 작용한다.

한편, 도 5는 연결부의 다른 실시예를 도시한 것인데, 이 실시예에 따르면 제1 격벽부재 위로 연결부(213a, 233a)를 더 추가한 구조이다. 이 추가된 연결부(213a, 233a)는 실질적으로 라인부 사이에 생성되는 전기장의 모습이 대향 방전에 서 면방전으로 확산되는데 용이하게 작용하도록 동작한다.

도 3으로 돌아가서, 본 실시예에서는 제1 라인부(211, 231) 및 제2 라인부(212, 232) 사이에 방전 확산을 유도하는 제3 라인부(214, 234)를 더 형성할 수도 있다. 이에 따라서, 제1 라인부(211, 231) 사이에서 형성된 대향 방전은 이 제3 라인부(214, 234)를 가교삼아 제2 라인부(212, 232)로 확산되면서 면방전을 유도하도록 작용한다.

한편, 본 실시예에서 방전갭(G)은 상대적으로 짧은 거리의 숏갭(G1)과 숏갭(G1)보다 긴 롱갭(G2)의 이중 구조로 형성되는 것이 바람직하다. 특히, 상기 롱갭(G2)은 연결부(213, 233)와 제1 라인부(211, 231)가 만나는 교차점(P)에서 형성되는 것이 바람직한데, 제1 갭(G1)에서 시작된 방전을 연결부(213, 233)를 통해서 제1 라인부(211, 231) 사이에서 일어나는 면 방전으로 쉽게 유도하는 작용을 한다.

이상과 같이, 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.

본 발명에 따르면, 상술한 문제점을 해결해서 전극들이 부분적으로 빈공간을 형성한 상태로 이루어지기 때문에 종래에 비해서 패널의 개구율을 좋게 해서 발광 휘도를 높이는 장점이 있다. 더욱이, 종전의 버스 전극 및 투명 전극의 조합으로는 전극 배치가 어려웠던 삼각형 화소 배열을 갖는 방전셀에도 쉽게 적용이 가능하다 는 장점이 있다. 이는 격벽을 구조적으로 더욱 견고하게 형성할 수 있도록 도와준다.

이에 추가해서, 본 발명에 따르면 서로 이웃한 방전셀의 방전갭 사이의 거리가 종전보다 증대되어 가장 강한 방전세기를 보이는 이 방전갭에 의해서 이웃한 방전셀이 영향을 받아 오방전하는 문제를 개선하는 효과가 있다.

Claims (11)

1. 제1 기판;

   상기 제1 기판의 상면에 형성되는 어드레스 전극;

   상기 제1 기판으로부터 간격을 두고 대향 배치되는 제2 기판;

   상기 제1 기판을 향하는 상기 제2 기판의 대향면 상에 상기 어드레스 전극과 교차하는 방향을 따라 형성되는 표시전극; 및

   상기 제1 기판과 제2 기판 사이에 설치되어 방전셀을 구획하는 격벽을 포함하고,

   상기 방전셀은 하나의 화소를 이루는 적색, 녹색, 청색의 방전셀이 삼각형 모양으로 배열되고; 상기 표시전극과 교차하는 방향으로 길게 연장 형성되는 제1 격벽부재와, 상기 표시전극의 연장 방향을 따라 이웃한 방전셀들을 지그재그로 구획하는 제2 격벽부재에 의해 형성되며,

   상기 표시전극은 유지전극 및 주사전극의 조합으로 형성되고; 상기 유지전극 및 주사전극은 각각 그 연장 방향으로 이웃하는 방전셀의 겹치는 부분을 따라 연장 형성되는 적어도 2개 이상의 라인부 조합으로 형성되며; 상기 2개 이상의 라인부 조합은 상기 방전셀 내부에서 서로 마주해 방전갭을 이루는 제1 라인부와, 이로부터 이격되어 그 사이에 빈공간을 형성하는 제2 라인부를 포함하며,

   상기 표시전극은 이 표시전극의 연장 방향으로 이웃한 상기 제2 격벽부재 사이로 위치하는 플라즈마 디스플레이 패널.
2. 삭제
3. 삭제
4. 삭제
5. 제1항에 있어서,

   상기 제1 라인부 및 제2 라인부의 사이 간격이 상기 표시전극의 연장 방향으로 서로 이웃해서 위치하는 제2 격벽부재의 너비보다 작게 형성되는 플라즈마 디스플레이 패널.
6. 제1항에 있어서,

   상기 표시전극 각각이,

   상기 제1 라인부와 제2 라인부를 연결하는 연결부를 더 포함해서 형성되는 플라즈마 디스플레이 패널.
7. 제6항에 있어서,

   상기 표시전극 각각이,

   상기 제1 라인부와 제2 라인부 사이에 위치하는 제3 라인부를 더 포함해서 형성되는 플라즈마 디스플레이 패널.
8. 제6항에 있어서,

   상기 방전갭이 서로 다른 길이의 롱갭과 숏갭의 조합으로 형성되는 플라즈마 디스플레이 패널.
9. 제8항에 있어서,

   상기 롱갭이 상기 제1 라인부와 상기 연결부가 만나는 교차점에서 형성되는 플라즈마 디스플레이 패널.
10. 제1항에 있어서,

    상기 라인부들이 금속 전극으로 형성되는 플라즈마 디스플레이 패널.
11. 제1항에 있어서,

    상기 제1 라인부와 상기 제2 라인부가 상호 평행하게 일 방향으로 길게 연장 형성되는 플라즈마 디스플레이 패널.

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