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KR100581906B1 - 플라즈마 디스플레이 패널 및 이를 구비한 평판 표시 장치 - Google Patents

플라즈마 디스플레이 패널 및 이를 구비한 평판 표시 장치 Download PDF

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KR100581906B1
KR100581906B1 KR1020040020767A KR20040020767A KR100581906B1 KR 100581906 B1 KR100581906 B1 KR 100581906B1 KR 1020040020767 A KR1020040020767 A KR 1020040020767A KR 20040020767 A KR20040020767 A KR 20040020767A KR 100581906 B1 KR100581906 B1 KR 100581906B1
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KR
South Korea
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discharge
electrode
discharge space
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rear substrate
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유헌석
강경두
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삼성에스디아이 주식회사
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Abstract

본 발명은 방전 공간 내에 자기장을 형성하여 플라즈마 밀도를 증가시켜 발광 효율을 향상시킬 수 있는 플라즈마 디스플레이 패널 및 이를 구비한 평판 표시 장치에 관한 것이다. 본 발명에 따른 플라즈마 디스플레이 패널은, 전면기판, 배면기판, 격벽, 상부 측벽, 어드레스 전극, 방전 전극들, 형광체층, 및 자석을 구비한다. 상기 전면기판 및 배면기판은 소정 간격 이격되어 상호 대향하도록 배치된다. 상기 격벽은 전면기판과 배면기판 사이의 공간을 복수개의 방전 공간으로 구획하도록, 전면기판과 배면기판 사이에 형성된다. 상기 상부 측벽은 격벽과 함께 방전 공간을 구획하도록, 격벽과 전면기판 사이에 형성된다. 상기 어드레스 전극은 배면기판의 상측에 일 방향으로 연장되도록 형성된다. 상기 방전 전극들은 상부 측벽의 내부에 매립되고, 전면기판으로부터 배면기판을 향하는 방향으로 소정 간격 이격되어 방전 공간을 둘러싸도록 나란히 배치되고, 어드레스 전극과 교차되도록 연장되어 형성된다. 상기 형광체층은 방전 공간의 적어도 일면에 형성된다. 상기 자석은 상부 측벽 내부에 매립되고, 방전 전극들로부터 방전 공간을 향하는 방향으로 소정 간격 이격되어 방전 공간을 둘러싸도록 배치된다.

Description

플라즈마 디스플레이 패널 및 이를 구비한 평판 표시 장치{Plasma display panel and flat display device comprising the same}
도 1은 통상적인 3-전극 면방전 방식의 플라즈마 디스플레이 패널의 구조를 보여주는 분해 사시도이다.
도 2는 도 1의 플라즈마 디스플레이 패널의 단위 셀의 구성을 보여주는 단면도이다.
도 3은 본 발명의 바람직한 일 실시예로서, 플라즈마 디스플레이 패널의 일부를 도시한 분리 사시도이다.
도 4는 도 3의 플라즈마 디스플레이 패널의 하나의 방전공간을 도시한 Ⅳ-Ⅳ 단면도이다.
도 5는 도 4의 V-V 단면을 도시한 단면도이다.
도 6은 도 3의 방전전극의 연결상태를 나타낸 평면도이다.
도 7은 본 발명의 바람직한 다른 실시예로서, 플라즈마 디스플레이 패널의 일부를 도시한 분리 사시도이다.
도 8은 도 7의 플라즈마 디스플레이 패널의 하나의 방전공간을 도시한 Ⅷ-Ⅷ 단면도이다.
도 9는 도 8의 Ⅸ-Ⅸ 단면을 도시한 단면도이다.
도 10은 도 6의 방전전극의 연결상태를 나타낸 평면도이다.
〈도면의 주요 부호에 대한 간단한 설명〉
1, 200, 300: 플라즈마 디스플레이 패널,
10, 201, 301: 전면기판, 13, 202, 302: 배면기판,
An, 203, 303: 어드레스 전극, 11, 15, 204: 유전체층,
304: 제2 유전체층, 17, 205, 305: 격벽,
Yn, 206, 306: Y 전극, Xn, 207, 307: X 전극,
208: 상부 측벽, 308: 제1 유전체층,
16, 210, 310: 형광체층, 14, 220, 320: 방전공간,
12, 209, 309: 보호층, 250, 350: 자석.
본 발명은 플라즈마 디스플레이 패널 및 이를 구비한 평판 표시 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 방전 공간 내에 자기장을 형성하여 플라즈마 밀도를 증가시켜 발광 효율을 향상시킬 수 있는 플라즈마 디스플레이 패널 및 이를 구비한 평판 표시 장치에 관한 것이다.
최근, 평판 디스플레이 장치로서 플라즈마 디스플레이 패널을 채용한 장치는 대화면을 가지면서도, 고화질, 초박형, 경량화 및 광시야각의 우수한 특성을 갖고 있으며, 다른 평판 디스플레이 장치에 비해 제조방법이 간단하고 대형화가 용이하 여 차세대 대형 평판 디스플레이 장치로서 각광을 받고 있다.
도 1은 통상적인 3-전극 면방전 방식의 플라즈마 디스플레이 패널의 구조를 보여주는 내부 사시도이다. 도 2는 도 1의 패널의 단위 디스플레이 셀의 구성을 보여주는 단면도이다.
도면을 참조하면, 통상적인 면방전 플라즈마 디스플레이 패널(1)의 앞쪽 및 뒤쪽 글라스 기판들(10, 13) 사이에는, 어드레스 전극 라인들(AR1, AG1,..., A Gm, ABm), 유전체층(11, 15), Y 전극 라인들(Y1,..., Yn), X 전극 라인들(X 1,..., Xn), 형광층(16), 격벽(17) 및 보호층(12)으로서의 일산화마그네슘(MgO) 막이 마련되어 있다.
어드레스 전극 라인들(AR1, AG1,..., AGm, ABm)은 뒤쪽 글라스 기판(13)의 앞쪽에 일정한 패턴으로 형성된다. 배면 유전체층(15)은 어드레스 전극 라인들(AR1, AG1,..., AGm, ABm)의 앞쪽에서 전면(全面) 도포된다. 배면 유전체층(15)의 앞쪽에는 격벽(17)들이 어드레스 전극 라인들(AR1, AG1,..., AGm, ABm )과 평행한 방향으로 형성된다. 이 격벽(17)들은 각 방전셀의 방전 영역을 구획하고 각 방전셀 사이의 광학적 간섭(cross talk)을 방지하는 기능을 한다. 형광층(16)은 격벽(17)들 사이에서 형성된다.
X 전극 라인들(X1,..., Xn)과 Y 전극 라인들(Y1,..., Yn)은 어드레스 전극 라인들(AR1, AG1,..., AGm, ABm)과 직교되도록 앞쪽 글라스 기판(10)의 뒤쪽에 일정한 패턴으로 형성된다. 각 교차점은 상응하는 방전셀을 설정한다. 각각의 X 전극 라인(X1,..., Xn) 및 Y 전극 라인(Y1,..., Yn)은 ITO(Indium Tin Oxide) 등과 같은 투명한 도전성 재질의 투명 전극 라인과 전도도를 높이기 위한 금속 전극 라인이 결합되어 형성된다. 전면 유전체층(11)은 X 전극 라인들(X1,..., Xn)과 Y 전극 라인들(Y1,..., Yn)의 뒤쪽에 전면(全面) 도포되어 형성된다. 강한 전계로부터 패널(1)을 보호하기 위한 보호층(12) 예를 들어, 일산화마그네슘(MgO) 막은 전면 유전체층(11)의 뒤쪽에 전면 도포되어 형성된다. 방전 공간(14)에는 플라즈마 형성용 가스가 밀봉된다.
하지만, 도 1에 나타난 바와 같이, 이러한 3전극 면방전 플라즈마 디스플레이 패널을 포함한 종래의 면방전 플라즈마 디스플레이 패널(1)은, 전면기판(10)에 X 전극 라인들(X1, ..., Xn), Y 전극 라인들(Y1, ..., Yn), 및 이들 위에 형성되는 버스 전극들은 물론 그 위에 순차적으로 형성된 유전체층(11) 및 보호층(12)이 존재하고 있다. 여기서, 방전 시에 방전공간의 형광체층(16)으로부터 발광된 가시광선이 전면 기판(10)을 통과하는데, 상기 전면 기판(10)에 형성된 다양한 구성 요소들로 인하여 가시광선의 투과율이 60% 정도 밖에 되지 아니하는 중대한 문제점을 갖고 있다.
또한, 종래의 면방전 플라즈마 디스플레이 패널(1)에서는 방전을 일으키는 전극들이 방전공간의 상면, 즉 가시광선이 통과하는 전면기판(10)의 내측면에 형성되어 방전이 그 내측면에서 발생하여 확산되므로, 종래의 면방전 플라즈마 디스플 레이 패널(1)에서는 발광효율이 낮게 되는 본질적인 문제점을 갖고 있다.
나아가, 종래의 면방전 플라즈마 디스플레이 패널(1)에서는 장시간 사용할 경우 방전가스의 하전 입자가 전계에 의해 형광체층에 이온 스퍼터링(ion sputtering)을 일으킴으로써 영구잔상을 야기하는 문제점이 있었다.
본 발명은 상기한 문제점을 포함하여 종래의 플라즈마 디스플레이 패널의 여러 문제점들을 획기적으로 해결하기 위한 것으로서, 본 발명은 종래의 플라즈마 디스플레이 패널과는 다른 구조의 플라즈마 디스플레이 패널 및 이를 구비한 평판 표시 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명의 다른 목적은 방전 공간 내에 자기장을 형성하여 플라즈마 밀도를 증가시켜 발광 효율을 향상시킬 수 있는 플라즈마 디스플레이 패널 및 이를 구비한 평판 표시 장치를 제공하는 것이다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 플라즈마 디스플레이 패널은, 전면기판, 배면기판, 격벽, 상부 측벽, 어드레스 전극, 방전 전극들, 형광체층, 및 자석을 구비한다.
상기 전면기판 및 배면기판은 소정 간격 이격되어 상호 대향하도록 배치된다. 상기 격벽은 전면기판과 배면기판 사이의 공간을 복수개의 방전 공간으로 구획하도록, 전면기판과 배면기판 사이에 형성된다. 상기 상부 측벽은 격벽과 함께 방전 공간을 구획하도록, 격벽과 전면기판 사이에 형성된다. 상기 어드레스 전극은 배면기판의 상측에 일 방향으로 연장되도록 형성된다. 상기 방전 전극들은 상부 측벽의 내부에 매립되고, 전면기판으로부터 배면기판을 향하는 방향으로 소정 간격 이격되어 방전 공간을 둘러싸도록 나란히 배치되고, 어드레스 전극과 교차되도록 연장되어 형성된다. 상기 형광체층은 방전 공간의 적어도 일면에 형성된다. 상기 자석은 상부 측벽 내부에 매립되고, 방전 전극들로부터 방전 공간을 향하는 방향으로 소정 간격 이격되어 방전 공간을 둘러싸도록 배치된다.
또한, 상기 어드레스 전극을 덮도록 배면기판 위에 형성되는 유전체층을 더 구비하는 것이 바람직하다.
본 발명의 다른 측면에 따른 플라즈마 디스플레이 패널은, 전면기판, 배면기판, 격벽, 어드레스 전극, 방전 전극들, 제1 유전체층, 형광체층, 및 자석을 구비한다.
상기 전면기판 및 배면기판은 소정 간격 이격되어 상호 대향하도록 배치된다. 상기 격벽은 전면기판과 배면기판 사이의 공간을 복수개의 방전 공간으로 구획하도록, 전면기판과 배면기판 사이에 형성된다. 상기 어드레스 전극은 배면기판의 상측에 일 방향으로 연장되도록 형성된다. 상기 방전 전극들은 전면기판으로부터 배면기판을 향하는 방향으로 소정 간격 이격되어 방전 공간을 둘러싸도록 격벽에 나란히 배치되고, 어드레스 전극과 교차되도록 연장되도록 형성된다. 상기 제1 유전체층은 방전 전극들을 덮도록 형성된다. 상기 형광체층은 방전 공간의 적어도 일면에 형성된다. 상기 자석은 제1 유전체층 내부에 매립되고, 상기 방전 전극들로부터 상기 방전 공간을 향하는 방향으로 소정 간격 이격되어 상기 방전 공간을 둘러 싸도록 배치된다.
또한, 상기 어드레스 전극을 덮도록 배면기판 위에 형성되는 제2 유전체층을 더 구비하는 것이 바람직하다.
상기 자석이 영구 자석인 것이 바람직하다.
상기 자석이 전면기판으로부터 배면기판을 향하는 방향으로 수직하게 배치되는 것이 바람직하다.
상기 자석이, N극과 S극 중의 어느 하나의 극이 전면기판을 향하고, 다른 하나의 극이 배면기판을 향하도록 배치되는 것이 바람직하다.
또한, 본 발명은 전술한 플라즈마 디스플레이 패널을 구비하는 평판 표시 장치를 제공한다.
본 발명에 따르면, 자석에 의하여 형성된 자기장의 영향으로 플라즈마 밀도가 증가되고, 그로 인한 방전가스 여기종의 밀도가 증가되어, 자외선의 방출량이 증가되어 발광 효율을 향상시킬 수 있다.
또한, 개구율 및 가시광선 투과율을 획기적으로 향상시킬 수 있으며, 방전 가스 중 제논(Xe) 분압이 높은 경우에도 안정적인 어드레스 방전이 가능하여 발광 효율을 향상시킬 수 있으며, 이온 스퍼터링에 의한 영구잔상의 발생을 방지할 수 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 바람직한 실시예에 따른 본 발명을 상세히 설명하기로 한다.
도 3은 본 발명의 바람직한 일 실시예로서, 플라즈마 디스플레이 패널의 일 부를 도시한 분리 사시도이다. 도 4는 도 3의 플라즈마 디스플레이 패널의 하나의 방전공간을 도시한 Ⅳ-Ⅳ 단면도이다. 도 5는 도 4의 V-V 단면을 도시한 단면도이다. 도 6은 도 3의 방전전극들의 연결상태를 나타낸 평면도이다.
본 발명에 의한 플라즈마 디스플레이 패널의 구동방법은 본 실시예에서 기술하는 플라즈마 디스플레이 패널에만 적용되는 것이 아니고, 본 발명의 범위에 포함되는 다른 실시예들에 적용될 수 있는 사항들이라면, 그러한 사항들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 인식 가능한 모든 다른 실시예들을 설명하는 사항에도 해당된다는 것을 유의하여야 한다.
도면을 참조하면, 플라즈마 디스플레이 패널(200)은, 전면기판(201), 배면기판(202), 격벽(205), 상부 측벽(208), 어드레스 전극(203), 방전 전극들(206, 207), 형광체층(210), 및 자석(250)을 구비한다.
상기 전면기판(201) 및 배면기판(202)은 소정 간격 이격되어 상호 대향하도록 배치된다. 상기 격벽(205)은 전면기판(201)과 배면기판(202) 사이의 공간을 복수개의 방전 공간(220)으로 구획하도록, 전면기판(201)과 배면기판(202) 사이에 형성된다. 상기 상부 측벽(208)은 격벽(205)과 함께 방전 공간(220)을 구획하도록, 격벽(205)과 전면기판(201) 사이에 형성된다. 상기 어드레스 전극(203)은 배면기판(202)의 상측에 일 방향으로 연장되도록 형성된다. 상기 방전 전극들(206, 207)은 상부 측벽(208)의 내부에 매립되고, 전면기판(201)으로부터 배면기판(202)을 향하는 방향으로 소정 간격 이격되어 방전 공간(220)을 둘러싸도록 나란히 배치되고, 어드레스 전극(203)과 교차되도록 연장되어 형성된다. 상기 형광체층(210)은 방전 공간(220)의 적어도 일면에 형성된다. 상기 자석(250)은 상부 측벽(208) 내부에 매립되고, 방전 전극들(206, 207)로부터 방전 공간(220)을 향하는 방향으로 소정 간격 이격되어 방전 공간(220)을 둘러싸도록 배치된다. 또한, 상기 어드레스 전극(203)을 덮도록 배면기판(202) 위에 형성되는 유전체층(204)을 더 구비하는 것이 바람직하다.
이처럼, 플라즈마 디스플레이 패널(200)은 소정의 간격으로 떨어져 서로 마주보는 한 쌍의 기판, 예컨대 전면기판(201)과 배면기판(202)을 구비한다. 상기 전면기판(201)과 배면기판(202) 사이에는 복수의 방전공간(220)을 형성하는 측벽, 예컨대 격벽(205)이 소정의 패턴으로 배치되어 설치된다. 상기 격벽(205)은 복수의 방전공간(220)을 형성할 수 있는 한, 다양한 패턴의 격벽(205), 예컨대 스트라이프 등과 같은 개방형 격벽(205)은 물론, 와플, 매트릭스, 델타 등과 같은 폐쇄형 격벽(205)으로 될 수 있다. 또한, 폐쇄형 격벽(205)은, 방전공간(220)의 횡단면이, 본 실시예에서와 같은 사각형이외에도, 삼각형, 오각형 등의 다각형, 또는 원형, 타원형 등으로 되도록 형성될 수 있다.
상기 배면기판(202) 위에는 방전이 개시될 방전공간(220)을 선택하는 전압을 인가할 수 있도록 각각의 방전공간(220)에 대응하도록 어드레스 전극(203)이 소정의 패턴, 예컨대 스트라이프 형태로 형성된다. 어드레스 전극(203)의 패턴은 반드시 스트라이프 형태에 한정되지 않고 방전공간(220)의 형태에 따라 다양한 형태로 될 수 있다.
상기 어드레스 전극(203)은 본 실시예에서와 같이 배면기판(202)에 배치될 수도 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 적절한 다른 곳, 예컨대 전면기판(201), 격벽(205) 등에 배치될 수도 있다. 또한, 본 발명에 있어서, 상기 어드레스 전극(203)은 불필요할 수 있다. 왜냐하면, 방전이 개시될 방전공간(220)을 선택하는 전압은 어드레스 전극(220)이 없다고 하더라도 방전전극(206)(207)의 적절한 배치에 의해, 예컨대 두 방전전극(206)(207)이 서로 교차되도록 배치함에 의해 두 전극(206)(207) 사이에 방전공간(220)을 선택할 수 있는 전압을 인가할 수 있기 때문이다.
상기 배면기판(202) 위에는 상기 어드레스 전극(220)을 덮도록 유전체층(204)이 형성된다. 본 실시예에서는 유전체층(204)은 반드시 필요한 구성요소는 아니나, 통상의 플라즈마 디스플레이 패널에서와 같이 유전체층(204)이 구성요소로 포함될 수 있을 것이다. 또한, 상기 유전체층(204) 위에 격벽(205)이 설치되도록 구성될 수 있으나, 본 발명의 경우 반드시 이에 한정되는 것은 아니고, 배면기판(202) 위에 일단 격벽(205)이 설치되고 각 격벽(205) 사이에서 상기 배면기판(202) 위에 상기 어드레스 전극(220) 및 유전체층(204)이 순차적으로 배치될 수도 있다.
상기 상부 측벽(208)은 격벽(205)과 함께 방전 공간(220)을 구획하는 것으로, 격벽(205)과 전면기판(201) 사이에 격벽(205)을 따라 형성된다. 상부 측벽(208)을 내부를 따라 방전 공간(220)을 둘러싸도록, 방전 전극들(206, 207) 및 자석(250)이 상부 측벽(208)의 내부에 매립되도록 형성된다. 이때, 상부 측벽(208)은 유전체로 형성된 것이 바람직하다. 또한, 상부 측벽(208)의 방전 공간(220)을 향하는 면이 MgO 막으로 이루어진 보호층(209)에 의하여 덮여 있는 것이 바람직하다.
상기 방전 전극들(206, 207)은 상부 측벽(208)의 내부에 매립되고, 전면기판(201)으로부터 배면기판(202)을 향하는 방향으로 소정 간격 이격되어 방전 공간(220)을 둘러싸도록 나란히 배치되고, 어드레스 전극(203)과 교차되도록 연장되어 형성된다. 상기 방전 전극들(206, 207)은, 어드레스 전극(203)과 어드레스 방전을 일으켜 상기 방전 공간 중에서 발광하고자 하는 방전 공간을 선택하는 Y 전극(206)과, Y 전극(206)과 유지 방전을 일으키는 X 전극(207)을 구비하는 것이 바람직하다.
상기 X 전극(207)과 Y 전극(206)은 두 전극 사이에 인가된 전압 차이에 의한 방전이 상부 측벽(208)의 동일한 면에서 개시될 수 있도록 배치된다. 본 실시예에서는 격벽(205)에 X 전극(207) 및 Y 전극(206)이 형성되어 있으나, 본 발명의 경우, 상기 X 전극(207)과 Y 전극(206)은 방전공간(220)을 형성하는 측면에서 면방전을 발생시킬 수 있는 한, 다양한 형태 및 위치 등에 배치될 수 있다. 예컨대, X 전극(207)과 Y 전극(206)은 각각 상부 측벽(208)의 측면에서 링 형상으로 격벽(205)의 둘레를 따라 서로 나란하게 형성될 수 있다.
X 전극(207)과 Y 전극(206) 사이의 떨어진 거리는 면방전이 개시되어 확산되기에 적절한 정도이면 되지만, 가능한 한 두 전극 사이의 떨어진 거리를 짧게 하는 것이 저 전압구동이 가능하여 바람직하다. X 전극(207) 및 Y 전극(206)의 형상은, 본 실시예에서는 링 형상으로 되어 있으나, 본 발명의 경우 반드시 이에 한정되지 않고, 다양한 형상으로 될 수 있다. X 전극(207) 및 Y 전극(206)은 다양하게 배치될 수 있으나, 낮은 전압으로도 방전이 쉽게 개시되고 쉽게 확산될 수 있도록 배치되는 것이 바람직하다.
예컨대, 방전이 일어나는 면인 방전면이 가능한 한 넓게 되도록 X 전극(207) 및 Y 전극(206)을 배치하기 위하여, 링 형상의 X 전극(207)을 사이에 두고 그 상하로 링 형상의 Y 전극(206)이 배치될 수 있으며, 그 반대로 배치될 수도 있다. X 전극(207)과 Y 전극(206)을 이와 같이 배치되도록 하면, 방전이 일어나는 면이 방전공간(220)의 높이 방향 쪽으로 확대되는 효과를 얻을 수 있게 된다. 이 경우, 어드레스 전극(203)과 Y 전극(206) 사이에 인가되는 어드레스 전압을 낮추기 위하여, Y 전극(206)은 어드레스 전극(203)에 가깝게 위치하도록, 즉, Y 전극(306)을 배면기판(202) 쪽에 가깝도록 배치하는 것이 바람직하다.
또한, X 전극(207)과 Y 전극(206)은, 서로 마주보는 부분이 방전공간(220)의 측면에서 기판, 예컨대 전면기판(201)에 수직한 방향으로 배치되도록 설치될 수도 있다.
이와 같이 구성된 방전전극(206)(207)에 의해서는, 방전이 일어나는 면이 방전공간(220)의 둘레 방향 쪽으로 확대되는 효과를 얻을 수 있게 된다. 이밖에도 방전전극(206)(207)의 형상 및 배치 등은 다양하게 이루어질 수 있다. 상기 X 전극(207) 및 Y 전극(206)의 형성은 다양한 방법으로, 예컨대 인쇄법, 샌드블라스트법, 증착법 등이 될 수 있다. 상기 X 전극(207) 및 Y 전극(206)은 모두 격벽(205)의 상부에 위치하도록 배치시키는 것이 바람직하다.
상기 자석(250)은 방전 공간(220)의 적어도 일 측면의 상부 측벽(208) 내부에 매립되고, 방전 전극들(206, 207)로부터 방전 공간(220)을 향하는 방향으로 소정 간격 이격되도록 배치된다. 이때, 자석(250)이 방전 공간(220)을 둘러싸도록 배치될 수 있는데, 바람직하게는 도 6에 도시된 바와 같이 방전 공간(220)의 4 측면을 따라 형성되어 방전 공간(220)을 둘러 싸도록 배치되는 것이 바람직하다.
또한, 상기 자석이 영구 자석인 것이 바람직하다.
상기 자석(250)은 전면기판(201)으로부터 배면기판(202)을 향하는 방향으로 수직하게 배치되는 것이 바람직하다. 즉, 상기 자석(250)은, N극과 S극 중의 어느 하나의 극이 전면기판(201)을 향하고, 다른 하나의 극이 배면기판(202)을 향하도록 배치될 수 있다. 예를 들어, N극이 전면기판(201)을 향하고 S극이 배면기판(202)을 향하도록 자석(250)이 배치되거나, S극이 전면기판(201)을 향하고 N극이 배면기판(202)을 향하도록 자석(250)이 배치될 수 있다.
X 전극(207) 및 Y 전극(206)에 교대로 전압이 인가되어 방전 공간(220) 내부에 형성되는 전기장에 의하여 플라즈마가 중앙부로 모이는 경향을 띠게 된다. 한편, 자기장의 방향에 대하여 소정 각도로 이동하는 하전 입자는 자기장의 자기력선을 따라 나선 운동을 하게 된다. 따라서, 상기 플라즈마의 하전 입자들이 자석(250)에 의하여 형성된 자기장의 자기력선을 따라 나선 운동을 하게 되고, 방전 가스와 충돌할 확률이 커지게 되고, 방전 가스의 여기종의 생성량이 많아진다. 이에 따라, 플라즈마의 발생량이 많아져, 플라즈마 밀도가 증가되어 진공 자외선의 발생량이 많아져 휘도가 증가하게 되고, 그만큼 발광효율이 증가하게 된다. 이때, 본 발명에 의한 실험에 따르면 플라즈마 밀도가 자석이 없는 경우에 비하여 30%정도 증가하고, 그에 따라 휘도가 15~20%정도 증가한다.
상기 격벽(205), 상부 측벽(208), 유전체층(204), 그리고 전면기판(201)에 의하여 형성되는 방전공간(220)의 내면에는 방전가스로부터 발생된 자외선에 의해 여기되어 가시광선을 방출하는 형광체층(210)이 형성된다. 상기 형광체층(210)은 방전공간(220)의 어느 부위에도 형성될 수 있으나, 가시광선의 투과율 등을 고려할 때에, 배면기판(202) 쪽인 방전공간(220)의 하부를 덮도록 형성되는 것이 바람직하다. 특히, 방전공간(220)의 하면(220a)에 해당하는 유전체층(204)과, 측면의 하부(220b)에 해당하는 격벽(205)을 덮도록 배치시키는 것이 바람직하다.
상기 방전공간(220)에는 Ne, Xe 등 및 이들의 혼합기체와 같은 방전가스가 봉입된다. 본 실시예를 포함한 본 발명의 경우, 방전면이 증가하고 방전영역이 확대될 수 있어, 형성되는 플라즈마의 양이 증가하므로, 저 전압 구동이 가능하게 된다. 따라서, 본 발명의 경우, 고농도 Xe 가스를 방전가스로 사용하더라도 저 전압 구동이 가능하게 됨으로써 발광효율을 획기적으로 향상시킬 수 있게 된다. 이러한 점은 종래의 플라즈마 디스플레이 패널에서 고농도 Xe 가스를 방전가스로 사용할 경우 저 전압 구동이 매우 어렵게 되는 문제점을 해결할 수 있다.
상기 방전공간(220)의 상측 개방부는 전면기판(201)에 의하여 밀폐된다. 상기 전면기판(201)에는, 종래의 플라즈마 디스플레이 패널의 전면기판에 존재하던 ITO(indium tin oxide) 막으로 된 방전전극이나 버스전극, 이들을 덮도록 전면기판에 형성되는 유전체층이 존재하지 않게 된다. 따라서, 본 실시예를 포함한 본 발명 의 경우, 전면기판(201)의 개구율을 대폭 향상시킬 수 있음은 물론, 가시광선의 투과율을 90%까지 획기적으로 향상시켜 저 전압 구동을 구현할 수 있게 함으로써 발광효율을 극대화 할 수 있게 된다. 상기 전면기판(201)의 재질은 투명한 것이면, 어떠한 것도 될 수 있으며, 예컨대 유리를 재질로 할 수 있다.
도 3 내지 도 6의 플라즈마 디스플레이 패널을 통상의 구동방법에 의한 유지방전 주기에서의 방전 현상을 살펴보면 다음과 같다.
먼저 외부의 전원으로부터 상기 어드레스 전극(203)과 Y 전극(206) 사이에 소정의 어드레스전압이 인가되어 발광될 방전공간(220)이 선택되며, 선택된 방전공간(220)의 Y 전극(206) 상에 벽전하(wall charge)가 축적된다.
다음에, X 전극(207)에 + 전압이 인가되고, Y 전극(206)에 이보다 상대적으로 낮은 전압이 인가되면, 이러한 X 전극(207)과 Y 전극(206) 사이에 인가된 전압 차이에 의해 벽전하가 이동하게 된다. 이 벽전하의 이동에 의해 방전공간(220) 내의 방전가스 원자와 충돌하면서 방전을 일으켜 플라즈마를 생성시키고, 이러한 방전은 상대적으로 강한 전계가 형성되는 X 전극(207)과 Y 전극(206)의 서로 가까운 부분으로부터 발생할 가능성이 높게 된다.
본 실시예의 경우, X 전극(207)과 Y 전극(206)의 서로 가까운 부분이 방전공간(220)의 측면을 따라 형성되어 있으므로, 방전전극의 서로 가까운 부분이 방전공간의 상면에만 형성되어 있는 종래 기술에 비해, 방전이 발생할 가능성이 대폭 증가하게 된다. 시간이 지남에 따라 두 전극 사이의 전압 차이를 여전히 충분히 크게 유지시키면, 두 전극의 면들 사이에 형성된 전계가 점차 강하게 집중됨으로써, 방 전이 방전공간(220) 전체로 확산되게 된다. 본 실시예에서의 방전은 방전공간(220)의 4개의 측면에서 링 형상으로 발생되어 중앙부로 확산되는 반면에, 종래의 기술에서 방전은 방전공간(220)의 1개의 상면에서 발생되어 중앙부로 확산되므로, 본 실시예에서의 방전은 종래 기술에서의 방전에 비하여 그 확산 범위가 대폭 증가된다.
또한, 본 실시예에서 방전에 의해 발생되는 플라즈마는 방전공간(220)의 측면을 따라 링 형상으로 형성되었다가 중앙부로 확산되므로, 그 부피가 대폭 증대되어 가시광선의 양이 대폭 증대되고, 플라즈마가 방전공간(220)의 중앙부로 집중됨에 따라 공간전하를 활용할 수 있어 저 전압 구동이 가능해지고 발광효율이 향상되는 효과를 얻을 수 있다.
또한, 플라즈마가 방전공간(220)의 중앙부로 집중되고, 방전전극(206)(207)에 의한 전계가 플라즈마의 양 측면 쪽에 형성되므로, 전하가 방전공간(220)의 중앙부로 집중되어 형광체층(210)으로의 이온 스퍼터링을 원천적으로 방지 할 수 있게 된다.
일단 이러한 방전이 형성된 후에 X 전극(207)과 Y 전극(206) 사이의 전압 차이가 방전 전압보다 낮아지면, 방전은 더 이상 발생되지 않고, 공간 전하 및 벽전하가 방전공간(220)에 형성된다. 이때 X 전극(207)과 Y 전극(206)에 인가된 전압의 극성을 각각 서로 바꾸어 주면, 벽전하의 도움을 받아 방전이 다시 발생하게 된다. 이후에는, 방전이 방전공간(220) 전체로 확산되었다가 소멸하게 된다.
그리고, X 전극(207)과 Y 전극(206)의 극성을 다시 바꾸어 주면, 처음의 방 전 과정이 반복된다. 이와 같은 과정들을 반복하면서 방전이 안정적으로 발생하게 된다. 그러나, 본 발명에서 방전은 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 이해할 수 있는 범위 내에서 다양한 방전이 가능하다.
도 7은 본 발명의 바람직한 다른 실시예로서, 플라즈마 디스플레이 패널의 일부를 도시한 분리 사시도이다. 도 8은 도 7의 플라즈마 디스플레이 패널의 하나의 방전공간을 도시한 Ⅷ-Ⅷ 단면도이다. 도 9는 도 8의 Ⅸ-Ⅸ 단면을 도시한 단면도이다. 도 10은 도 6의 방전전극의 연결상태를 나타낸 평면도이다.
도면을 참조하면, 본 실시예에 의한 플라즈마 디스플레이 패널(300)을 방전 공간(320)을 둘러싸도록 자석을 형성하여 방전 공간(320)에 자기장을 형성하여, 플라즈마 밀도를 증가시켜 발광 효율을 증가시키는 점에서 도 3 내지 도 6에 도시하고 전술한 실시예와 유사한 실시예이다. 따라서, 전술한 실시예와 동일한 사항에 대해서는 전술한 실시예의 설명을 참조하고, 그 자세한 설명을 생략한다. 이때, 동일한 기능을 수행하는 구성 요소에 대해서는 유사한 참조 번호를 사용한다.
플라즈마 디스플레이 패널(300)은, 전면기판(301), 배면기판(302), 격벽(305), 어드레스 전극(303), 방전 전극들(306, 307), 제1 유전체층(308), 형광체층(310), 및 자석(350)을 구비한다.
상기 전면기판(301) 및 배면기판(302)은 소정 간격 이격되어 상호 대향하도록 배치된다. 상기 격벽(305)은 전면기판(301)과 배면기판(302) 사이의 공간을 복수개의 방전 공간(320)으로 구획하도록, 전면기판(301)과 배면기판(301) 사이에 형 성된다. 상기 어드레스 전극(303)은 배면기판(302)의 상측에 일 방향으로 연장되도록 형성된다. 상기 방전 전극들(306, 307)은 전면기판(301)으로부터 배면기판(302)을 향하는 방향으로 소정 간격 이격되어 방전 공간(320)을 둘러싸도록 격벽(305)에 나란히 배치되고, 어드레스 전극(303)과 교차되도록 연장되도록 형성된다. 상기 제1 유전체층(308)은 방전 전극들(306, 307)을 덮도록 형성된다. 상기 형광체층(310)은 방전 공간(320)의 적어도 일면에 형성된다. 상기 자석(350)은 제1 유전체층(308) 내부에 매립되고, 상기 방전 전극들(306, 307)로부터 상기 방전 공간(320)을 향하는 방향으로 소정 간격 이격되어 상기 방전 공간(320)을 둘러싸도록 배치된다. 또한, 상기 어드레스 전극(303)을 덮도록 배면기판(302) 위에 형성되는 제2 유전체층(304)을 더 구비하는 것이 바람직하다.
여기서, 격벽(305)은 방전공간을 형성하는 요소이기도 하지만, 방전전극(306)(307)이 설치되는 근거가 되는 요소이기도 하다. 따라서, 격벽(305)은 방전의 개시, 확산이 이루어질 수 있도록 방전전극(306)(307)이 설치될 수 있는 형태이면, 어떠한 형태로든 형성될 수 있다. 예컨대, 격벽(305)의 측면이 전면기판(301)에 대하여 수직한 방향 또는 수직한 방향에 대하여 어느 한 쪽으로 경사진 방향으로 연장되도록 할 수 있으며, 상기 측면이 일부는 한 쪽으로 경사진 방향으로 연장되다가 나머지 일부는 반대쪽으로 경사진 방향으로 연장되는 면인 굴곡면이 되도록 할 수도 있다.
이와 같이 격벽(305)을 다양하게 구성함으로써, 격벽(305)의 측면에 방전전극(306)(307)을 다양한 형상과 모양으로 배치하여 설치할 수 있고, 이에 의해 형성 되는 다양한 방전면에 대응하여 방전을 다양하게 개시, 확산시킬 수 있게 된다.
상기 격벽(305)에는, 방전공간(320)에서 방전을 일으키는 전극, 예컨대 X 전극(307)과 Y 전극(306)이 형성되어 있다. 상기 X 전극(307)과 Y 전극(306)은 두 전극 사이에 인가된 전압 차이에 의한 방전이 서로 연결된 면에서 개시될 수 있도록 배치된다. 본 실시예에서는 격벽(305)에 X 전극(307) 및 Y 전극(306)이 형성되어 있으나, 본 발명의 경우, 상기 X 전극(307)과 Y 전극(306)은 방전공간(320)을 형성하는 측면에서 면방전을 발생시킬 수 있는 한, 다양한 형태 및 위치 등에 배치될 수 있다. 예컨대, X 전극(307)과 Y 전극(306)은 각각 격벽(305)의 측면에서 링 형상으로 격벽(305)의 둘레를 따라 서로 나란하게 형성될 수 있다.
본 발명에 따른 플라즈마 디스플레이 패널 및 이를 구비한 평판 표시 장치는 다음과 같은 효과들을 갖는다.
먼저, 자석에 의하여 형성된 자기장의 영향으로 플라즈마 밀도가 증가되고, 그로 인한 방전가스 여기종의 밀도가 증가되어, 자외선의 방출량이 증가되어 발광 효율을 향상시킬 수 있다.
또한, 방전공간에서 발광된 가시광선이 전면기판을 통과하게 되는데, 가시광선이 통과하는 전면기판에는 기판 이외에 다른 요소가 존재하지 않으므로, 개구율 및 가시광선 투과율을 획기적으로 향상시킬 수 있다.
또한, 면방전이 방전공간을 형성하는 모든 측면에서 발생될 수 있으므로, 방전면이 종래에 비해 약 4배 이상 확대될 수 있다.
또한, 방전이 방전공간을 형성하는 측면에서 발생하여 방전공간의 중앙부로 확산되므로, 방전영역이 종래에 비해 현저하게 확대됨으로써 방전공간 전체를 효율적으로 이용할 수 있다.
또한, 방전이 방전공간을 형성하는 모든 측면에서 발생하여 방전공간의 중앙부로 확산되므로, 방전에 의한 플라즈마의 부피가 현저하게 커져 플라즈마의 양이 대폭 증가함으로써 그만큼 자외선을 많이 방출할 수 있게 된다.
또한, 방전 가스 중 제논(Xe) 분압이 높은 경우에도 안정적인 어드레스 방전이 가능하여, 고효율 방전 디스플레이가 가능하다.
또한, 방전공간의 측면에 형성된 방전전극에 인가된 전압에 의한 전기장 및 자기장이 플라즈마를 방전공간의 중앙부로 집중시켜 모이게 하므로, 장시간의 방전이 있더라도 방전에 의해 생성된 이온이 형광체에 충돌되는 것을 방지함으로써, 이온 스퍼터링(ion sputtering)에 의한 형광체 손상에 기인하여 발생하는 영구잔상의 문제점을 원천적으로 방지할 수 있다.
또한, 전술한 바와 같은 효과를 갖게 되므로, 낮은 전압으로도 구동이 가능하게 되어 발광효율을 획기적으로 향상시킬 수 있다.
본 발명은 첨부된 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 보호 범위는 첨부된 청구 범위에 의해서만 정해져야 할 것이다.

Claims (20)

  1. 소정 간격 이격되어 상호 대향하는 전면기판 및 배면기판;
    상기 전면기판과 상기 배면기판 사이의 공간을 복수개의 방전 공간으로 구획하도록, 상기 전면기판과 상기 배면기판 사이에 형성되는 격벽;
    상기 격벽과 함께 방전 공간을 구획하도록, 상기 격벽과 상기 전면기판 사이에 형성되는 상부 측벽;
    상기 배면기판의 상측에 일 방향으로 연장되도록 형성되는 어드레스 전극;
    상기 상부 측벽의 내부에 매립되고, 상기 전면기판으로부터 상기 배면기판을 향하는 방향으로 소정 간격 이격되어 상기 방전 공간을 둘러싸도록 나란히 배치되고, 상기 어드레스 전극과 교차되도록 연장되는 방전 전극들;
    상기 방전 공간의 적어도 일면에 형성되는 형광체층; 및
    상기 방전 공간의 적어도 일 측면의 상기 상부 측벽 내부에 매립되고, 상기 방전 전극들로부터 상기 방전 공간을 향하는 방향으로 소정 간격 이격되도록 배치되는 자석을 구비하는 플라즈마 디스플레이 패널.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 자석이 영구 자석인 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 자석이 방전 공간을 둘러싸도록 배치되는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 자석이 전면기판으로부터 배면기판을 향하는 방향으로 수직하게 배치되는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 자석이, N극과 S극 중의 어느 하나의 극이 상기 전면기판을 향하고, 다른 하나의 극이 상기 배면기판을 향하도록 배치되는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 방전 전극들이,
    상기 어드레스 전극과 어드레스 방전을 일으켜 상기 방전 공간 중에서 발광하고자 하는 방전 공간을 선택하는 Y 전극과, 상기 Y 전극과 유지 방전을 일으키는 X 전극을 구비하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 방전 전극들이 수직한 방향으로 배치되는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 상부 측벽이 유전체로 형성된 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 상부 측벽이 MgO 막에 의하여 덮여 있는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 어드레스 전극을 덮는 유전체층을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널.
  11. 소정 간격 이격되어 상호 대향하는 전면기판 및 배면기판;
    상기 전면기판과 상기 배면기판 사이의 공간을 복수개의 방전 공간으로 구획하도록, 상기 전면기판과 상기 배면기판 사이에 형성되는 격벽;
    상기 배면기판의 상측에 일 방향으로 연장되도록 형성되는 어드레스 전극;
    상기 전면기판으로부터 상기 배면기판을 향하는 방향으로 소정 간격 이격되어 상기 방전 공간을 둘러싸도록 상기 격벽에 나란히 배치되고, 상기 어드레스 전 극과 교차되도록 연장되는 방전 전극들;
    상기 방전 전극들을 덮는 제1 유전체층;
    상기 방전 공간의 적어도 일면에 형성되는 형광체층; 및
    상기 방전 공간의 적어도 일 측면의 상기 제1 유전체층 내부에 매립되고, 상기 방전 전극들로부터 상기 방전 공간을 향하는 방향으로 소정 간격 이격되도록 배치되는 자석을 구비하는 플라즈마 디스플레이 패널.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 자석이 영구 자석인 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널.
  13. 제11항에 있어서,
    상기 자석이 방전 공간을 둘러싸도록 배치되는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널.
  14. 제11항에 있어서,
    상기 자석이 전면기판으로부터 배면기판을 향하는 방향으로 수직하게 배치되는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널.
  15. 제11항에 있어서,
    상기 자석이, N극과 S극 중의 어느 하나의 극이 상기 전면기판을 향하고, 다 른 하나의 극이 상기 배면기판을 향하도록 배치되는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널.
  16. 제11항에 있어서,
    상기 방전 전극들이, 상기 어드레스 전극과 어드레스 방전을 일으켜 상기 방전 공간 중에서 발광하고자 하는 방전 공간을 선택하는 Y 전극과, 상기 Y 전극과 유지 방전을 일으키는 X 전극을 구비하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널.
  17. 제11항에 있어서,
    상기 방전 전극들이 수직한 방향으로 배치되는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널.
  18. 제11항에 있어서,
    상기 제1 유전체층이 MgO 막에 의하여 덮여 있는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널.
  19. 제11항에 있어서,
    상기 어드레스 전극을 덮는 제2 유전체층을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널.
  20. 제1항 내지 제19항 중 어느 한 항의 플라즈마 디스플레이 패널을 구비한 평판 표시 장치.
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