플라즈마 디스플레이 패널{Plasma display panel}

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 플라즈마 디스플레이 패널을 도시한 개략적인 부분 절개 사시도이다.

도 2는 도 1의 Ⅱ-Ⅱ선을 따라 자른 개략적인 단면도이다.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 전면기판의 봉착 부분을 도시한 단면도이다.

도 4는 본 발명의 실시예의 일 변형예에 따른 플라즈마 디스플레이 패널의 단면도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

100, 200: 플라즈마 디스플레이 패널 110, 210: 전면기판

111: 제1전면기판 112: 제2전면기판

113, 223: 공간 114, 224: 연결부재

115, 225: 봉착재 120, 220: 배면기판

130: 유지전극쌍 131, 231: 공통전극

132: 주사전극 140, 240: 제1유전체층

150, 250: 보호층 160, 260: 어드레스전극

170, 270: 제2유전체층 180, 280: 격벽

190, 290: 방전셀 191, 291: 형광체층

221: 제1배면기판 222: 제2배면기판

본 발명은 플라즈마 디스플레이 패널에 관한 것이며, 더욱 상세하게는 무효전력을 감소시키는 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 방전가스가 봉입된 후 방전전압이 가해지고, 이로 인하여 발생되는 자외선에 의해 소정의 패턴으로 형성된 형광체가 여기되어 가시광을 방출함으로써, 원하는 화상을 얻는 장치이다.

통상적으로, 종래의 교류형 3전극 면방전의 플라즈마 디스플레이 패널은 화상이 구현되는 전면기판과, 상기 전면기판에 이격되어 배치된 배면기판을 구비하고, 상기 전면기판에는 공통전극과 주사전극이 쌍을 이루는 유지전극쌍이 형성되며, 상기 배면기판에는 상기 유지전극쌍과 교차되도록 어드레스전극이 배치되어 있다.

이와 같이 구성된 종래의 플라즈마 디스플레이 패널을 구동하는 경우에는, 상기 유지전극쌍에 방전유지전압을 인가하게 되는데, 전면기판도 유전체의 성질을 가지고 있으므로, 전면기판에는 변위전류가 흐르게 된다. 그렇게 되면, 최초에 인 가된 전력의 일부만이 방전을 위해 사용되고, 나머지는 상기 변위전류에 의한 무효전력으로 소모되는 문제점이 있었다.

특히, 전면기판이 두꺼워 질수록 더욱 더 많은 무효전력을 소비하게 되므로, 상기와 같은 문제점을 해결하고자 얇은 전면기판을 사용할 수 있으나, 그렇게 되면, 전면기판의 강성이 약해지므로, 전면기판의 크기가 커질수록 휘어져 운반 및 가공에 있어 문제점이 있었다.

본 발명은 전술한 바와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 주된 목적은, 전면기판과 배면기판 중 유지전극쌍이 배치되는 기판을 2개의 기판으로 구성하고, 그 2개의 기판 사이의 공간의 유전율을 낮게 함으로써, 무효전력을 감소시키는 동시에 강성도 보완할 수 있는 플라즈마 디스플레이 패널에 관한 것이다.

위와 같은 목적을 포함하여 그 밖의 다른 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 화상이 표시되는 전면기판과, 상기 전면기판에 대해 평행하게 배치되는 제1배면기판과 상기 제1배면기판과 소정의 공간을 사이에 두고 위치하는 제2배면기판으로 이루어지되 상기 소정의 공간의 유전율은 상기 제1배면기판 및 상기 제2배면기판의 유전율보다 낮은 배면기판과, 상기 전면기판과 상기 배면기판 사이에 배치되고 상기 전면기판 및 상기 배면기판과 함께 방전셀들을 한정하는 격벽과, 상기 제1배면기판의 전면에 배치되는 유지전극쌍들과, 상기 방전셀들 내에 배치되는 형광체층과, 상기 방전셀들 내에 있는 방전가스를 포함하는 플라즈마 디스플레이 패널을 제공함으로써 달성된다.

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여기서, 상기 제1배면기판은 유리를 포함하여 이루어질 수 있다.

여기서, 상기 제2배면기판은 유리를 포함하여 이루어질 수 있다.

여기서, 상기 제1배면기판은 합성수지를 포함하여 이루어질 수 있다.

여기서, 상기 제2배면기판은 합성수지를 포함하여 이루어질 수 있다.

여기서, 상기 소정의 공간은 진공의 상태로 유지될 수 있다.

여기서, 상기 소정의 공간에는 상기 제1배면기판 및 상기 제2배면기판의 유전율보다 낮은 유전율을 가지는 물질이 위치할 수 있다.

여기서, 상기 제1배면기판 및 상기 제2배면기판의 유전율보다 낮은 유전율을 가지는 물질은 공기일 수 있다.

여기서, 상기 소정의 공간은 상기 제1배면기판과 상기 제2배면기판 사이의 가장자리에 배치되는 연결부재에 의해 형성될 수 있다.

이하, 바람직한 실시예를 첨부도면에 의거하여 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 플라즈마 디스플레이 패널을 도시한 개략적인 부분 절개 사시도이고, 도 2는 도 1의 Ⅱ-Ⅱ선을 따라 자른 개략적인 단면도이고, 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 전면기판의 봉착 부분을 도시한 단면도이다.

도 1, 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 플라즈마 디스플레이 패널(100)은 전면기판(110)과, 전면기판(110)에 대해 소정 간격으로 이격되어 평행하게 배치된 배면기판(120)을 구비한다.

전면기판(110)은 제1전면기판(111), 제2전면기판(112)으로 구성된다.

제1전면기판(111) 및 제2전면기판(112)은 유리를 주재료로 하여 투명하게 형성됨으로써, 가시광이 통과할 수 있도록 구성된다.

본 실시예의 제1전면기판(111) 및 제2전면기판(112)은 유리를 주재료로 하여 구성되나, 본 발명은 이에 한정하지 않는다. 즉, 본 발명의 제1전면기판 및 제2전면기판의 재질에는 특별한 제한이 없으며, 그 재질은 합성수지 등으로 이루어질 수 있다.

제1전면기판(111)과 제2전면기판(112)의 사이의 공간(113)은 진공으로 유지되는데, 이를 위해 제1전면기판(111)과 제2전면기판(112)이 소정의 간격(d ₁ )을 가지도록 봉착한 후, 제1전면기판(111)과 제2전면기판(112) 사이에 위치한 공기 등의 가스를 배기하여 진공의 상태로 만든다. 이 때, 상기 소정의 간격(d ₁ )에 의한 소정의 공간(113)의 크기는 무효전력을 충분히 줄일 수 있고, 전면기판(110)이 구조적으로 안정을 유지할 수 있는 범위 내에서 설계자가 적절히 결정할 수 있다.

즉, 작업자는 제1전면기판(111)과 제2전면기판(112)이 소정의 간격(d ₁ )을 유지하도록, 제1전면기판(111)과 제2전면기판(112) 사이의 가장자리에 연결부재(114)를 배치한 후, 연결부재(114) 주위에 봉착재(115)를 도포하여 제1전면기판(111)과 제2전면기판(112)을 봉착한다.

봉착재(115)로는 프리트(frit), 실리콘, 용제증발형 접착제 등이 사용될 수 있다.

본 실시예의 연결부재(114)는 유리의 소재로 이루어지나, 본 발명은 이에 한 정하지 않는다. 즉, 본 발명의 연결부재의 소재의 선정에 있어 특별한 제한은 없다. 예를 들어, 본 발명의 연결부재는 합성수지의 소재로도 이루어 질 수 있다.

본 실시예에서는 연결부재(114)와 봉착재(115)를 따로 구성하고 있으나, 본 발명은 이에 한정하지 않고, 연결부재의 자리에 봉착재를 두껍게 도포함으로써, 봉착재가 소정의 간격(d ₁ )을 유지하는 연결부재의 기능까지도 수행하도록 할 수 있다.

한편, 조립된 전면기판(110)의 배면(背面), 즉, 제2전면기판(112)의 배면에는 공통전극(131)과 주사전극(132)이 쌍을 이루는 유지전극쌍(130)이 배치된다.

공통전극(131)은 투명전극(131a)과 버스전극(131b)을 포함하여 이루어지고, 주사전극(132)도 투명전극(132a)과 버스전극(132b)을 포함하여 이루어져 있다.

투명전극(131a)(132a)은 버스전극(131b)(132b)에 접합되어 형성되며, 투명전극(131a)(132a)의 재료로서는 ITO(indium tin oxide)가 사용된다.

전면기판(110)의 배면에는 제1유전체층(140)이 유지전극쌍(130)을 매립하면서 적층되는데, 제1유전체층(140)은 방전시 인접한 공통전극(131) 및 주사전극(132)이 직접 통전되는 것을 방지하고, 하전 입자가 유지전극쌍(130)에 직접 충돌하여 손상시키는 것을 방지한다. 또한, 제1유전체층(140)은 하전 입자를 유도하여 벽전하를 축적할 수 있는 기능을 가지는데, 제1유전체층(140)의 유전체로서는 PbO, B ₂ O ₃ , SiO ₂ 등이 사용된다.

제1유전체층(140)의 배면에는 보호층(150)이 형성되는데, 보호층(150)은 산화마그네슘(MgO)으로 이루어져 있다. 보호층(150)은 플라즈마 입자의 스퍼터링 (sputtering)에 의해 유지전극쌍(130)들이 손상되는 것을 방지하고, 2차 전자를 방출하여 방전전압을 낮추어 주는 역할을 한다.

한편, 배면기판(120)도 유리로 이루어져 있으며, 배면기판(120)의 전방에는 어드레스전극(160)이 형성된다.

제2유전체층(170)은 어드레스전극(160)을 매립하면서, 배면기판(120) 위에 형성되는데, 제2유전체층(170)은 제1유전체층(140)과 같이 전극들을 보호하는 기능을 한다.

제2유전체층(170)의 전면에는 방전거리를 유지하고, 전기적 광학적 크로스토크를 방지하는 격벽(180)이 형성되는데, 격벽(180)은 방전셀(190)을 구획한다.

본 발명의 실시예에서는 방전셀(190)의 횡단면의 형상이 직사각형으로 한정되어 있으나, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니고, 방전셀(190)의 횡단면의 형상은 사각형, 삼각형, 오각형 등의 다각형, 또는 원형, 타원형 등의 형상으로 될 수 있고, 또한 격벽(180)이 줄무늬형 패턴(stripe pattern)으로 형성되어 개방형의 형상으로 될 수 있다.

방전셀(190)의 하면을 형성하는 제2유전층(170)의 상면과 격벽(180)의 양 측면에는 방전셀(190)별로 적색, 녹색, 청색의 형광체가 도포되어, 형광체층(191)을 형성한다.

격벽(180)은 방전셀(190)들 중 색이 다른 형광체층(191)이 도포되는 방전셀(190)들의 사이를 나누어 구획하는 세로격벽(180a)과 색이 동일한 형광체층(191)이 도포되는 방전셀(190)들의 사이를 나누어 구획하는 가로격벽(180b)으로 이루어진 다.

형광체층(191)은 자외선을 받아 가시광을 발생하는 성분을 가지는데, 그 색상별로 각각 청색의 형광체층(191a), 녹색의 형광체층(191b), 적색의 형광체층(191c)으로 이루어진다.

청색의 형광체층(191a)은 BAM:Eu 등과 같은 형광체를 포함하고, 녹색의 형광체층(191b)은 Zn ₂ SiO ₄ :Mn 등과 같은 형광체를 포함하며, 적색의 형광체층(191c)은 Y(V,P)O ₄ :Eu 등과 같은 형광체를 포함한다.

전면기판(110)과 배면기판(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 흔히 Ne-Xe, He-Xe, He-Ne-Xe 등의 혼합가스가 사용된다.

이하, 본 실시예에 따른 플라즈마 디스플레이 패널의 작용을 살펴본다.

플라즈마 디스플레이 패널(110)로 어드레스 전압이 인가되면, 어드레스방전이 일어나 방전이 일어날 방전셀(190)이 선택된 후, 그 선택된 방전셀(190)의 유지전극쌍(130)에 방전유지전압이 인가되게 된다. 그렇게 되면, 유지전극쌍(130)이 부착된 전면기판(110)도 유전체의 성질을 가지고 있으므로, 변위전류가 발생하여 무효전력을 소비하나, 제1전면기판(111)과 제2전면기판(112) 사이에는 제1전면기판(111) 및 제2전면기판(112)보다 유전율이 낮은 진공의 공간(113)이 있으므로, 무효 전력을 줄일 수 있다.

즉, 변위전류가 I이고, C는 전기용량이며, dv/dt는 시간에 대한 전압의 변화율이라 하면, 다음의 식이 성립하게 된다.

그런데, 전기용량 C는 유전율에 비례하므로, 유전율이 낮으면 낮을수록 전기용량 C가 작아지게 되고, 전기용량 C가 작아지게 되면, 변위전류 I가 낮아지게 된다. 변위전류 I가 낮아지게 되면, 무효전력이 감소하게 된다.

그런데, 본 실시예의 공간(113)의 상태인 진공의 유전율은 전면기판(110)의 재료인 유리의 유전율 보다 낮으므로, 진공의 공간(113)이 없이 유리로만 이루어져 있는 종래의 플라즈마 디스플레이 패널의 전면기판을 채용한 경우보다 무효전력이 감소되게 된다.

한편, 유지전극쌍(130)에 방전유지전압이 인가되어 유지방전이 일어나게 되면, 방전가스를 여기시키게 되고, 이 후, 유지방전시에 여기된 방전가스의 에너지 준위가 낮아지면서 자외선이 방출된다.

상기 자외선은 방전셀(190) 내에 도포된 형광체층(191)의 형광체를 여기시키는데, 여기된 형광체의 에너지준위가 낮아지면서 가시광이 방출되며, 이 방출된 가시광은 제2전면기판(112) 및 제1전면기판(111)을 투과함으로써, 사용자가 인식할 수 있는 화상을 표시하게 된다.

이상과 같이, 본 발명의 실시예에 따른 플라즈마 디스플레이 패널(100)은, 유지전극쌍(130)이 배치되는 전면기판(110)을 제1전면기판(111) 및 제2전면기판(112)으로 구성하고, 제1전면기판(111)과 제2전면기판(112) 사이의 공간(113)을 진공으로 함으로써, 공간(113)의 유전율을 제1전면기판(111) 및 제2전면기판(112)의 유전율 보다 낮게 함으로써, 무효전력을 감소시키는 동시에 전면기판(110)의 강성을 보완할 수 있다.

이하에서는 도 4를 참조하여, 본 발명의 실시예의 일 변형예에 관하여 설명하되, 본 발명의 실시예와 상이한 사항을 중심으로 하여 설명한다.

도 4는 본 발명의 실시예의 일 변형예에 따른 플라즈마 디스플레이 패널의 단면도이다.

본 발명의 실시예의 일 변형예에 따른 플라즈마 디스플레이 패널(200)은 투과형 플라즈마 디스플레이 패널으로서, 상기 본 발명의 실시예의 플라즈마 디스플레이 패널(100)을 거꾸로 놓은 상태로 대칭이 되도록 구성되어 있다.

즉, 본 발명의 실시예의 일 변형예에 따른 플라즈마 디스플레이 패널(200)은 전면기판(210), 배면기판(220), 공통전극(231) 및 주사전극(미도시)으로 이루어진 유지전극쌍(미도시), 제1유전체층(240), 보호층(250), 어드레스전극(260), 제2유전체층(270), 격벽(280) 및 형광체층(291)을 포함하고 있다.

전면기판(210)은 유리를 주재료로 하여 투명하게 형성됨으로써, 가시광이 통과될 수 있도록 구성되고, 전면기판(210)의 배면에는 어드레스전극(260)이 형성된다.

제2유전체층(270)은 어드레스전극(260)을 매립하면서, 전면기판(210)의 하부에 형성되는데, 제2유전체층(270)은 어드레스전극(260)들을 보호하는 기능을 한다.

제2유전체층(270)의 배면에는 방전거리를 유지하고, 전기적 광학적 크로스토크를 방지하는 격벽(280)이 형성되는데, 격벽(280)은 방전셀(290)을 구획한다.

방전셀(290)의 상면을 형성하는 제2유전층(270)의 상면과 격벽(280)의 양 측면에는 방전셀(290)별로 적색, 녹색, 청색의 형광체가 도포되어, 형광체층(291)을 형성한다.

형광체층(291)은 자외선을 받아 가시광을 발생하는 성분을 가지는데, 그 색상별로 각각 청색의 형광체층(291a), 녹색의 형광체층(291b), 적색의 형광체층(291c)으로 이루어지는데, 각각의 형광체층을 이루는 형광체 종류에 대해서는 상기 제1 실시예의 형광체층(191)과 동일하므로, 여기서 설명은 생략한다.

한편, 배면기판(220)은 제1배면기판(221)과 제2배면기판(222)으로 이루어져 있는데, 제1배면기판(221) 및 제2배면기판(222)은 합성수지로 이루어져 있다.

제1배면기판(221)과 제2배면기판(222)의 사이의 공간(223)은 공기(air)로 채워져 있는데, 이를 위해 제1배면기판(221)과 제2전면기판(222)이 소정의 간격(d ₂ )을 가지도록 봉착한다. 이 때, 상기 소정의 간격(d ₂ )에 의한 소정의 공간(223)의 크기는 무효전력을 충분히 줄일 수 있고, 배면기판(220)이 구조적으로 안정을 유지할 수 있는 범위 내에서 설계자가 적절히 결정할 수 있다.

즉, 작업자는 제1배면기판(221)과 제2배면기판(222)이 소정의 간격(d ₂ )을 유 지하도록, 제1배면기판(221)과 제2배면기판(222) 사이의 가장자리에 연결부재(224)를 배치한 후, 연결부재(224) 주위에 봉착재(225)를 도포하여 제1배면기판(221)과 제2배면기판(222)을 봉착한다.

봉착재(225)로는 프리트(frit), 실리콘, 용제증발형 접착제 등이 사용될 수 있다.

본 실시예의 일 변형예의 연결부재(224)는 합성수지의 소재로 이루어지나, 본 발명은 이에 한정하지 않는다. 즉, 본 발명의 연결부재의 소재의 선정에 있어 특별한 제한은 없다.

본 실시예의 일 변형예에서는 연결부재(224)와 봉착재(225)를 따로 구성하고 있으나, 본 발명은 이에 한정하지 않고, 연결부재의 자리에 봉착재를 두껍게 도포함으로써, 봉착재가 소정의 간격(d ₂ )을 유지하는 연결부재의 기능까지도 수행하도록 할 수 있다.

한편, 조립된 배면기판(220)의 전면, 즉, 제1배면기판(221)의 전면에는 공통전극(231)과 주사전극(미도시)이 쌍을 이루는 유지전극쌍(미도시)이 배치된다.

공통전극(231)은 투명전극(231a)과 버스전극(231b)을 포함하여 이루어지고, 주사전극도 투명전극(미도시)과 버스전극(미도시)을 포함하여 이루어져 있다.

본 발명의 실시예의 일 변형예는 공통전극(231)과 주사전극(미도시)이 투명전극을 포함하고 있지만, 본 발명의 공통전극과 주사전극은 이에 한정하지 않는다. 즉, 본 발명의 공통전극과 주사전극은 배면기판에 형성되어 투명전극으로 형성되지 않아도 되고, 은(Ag), 알루미늄(Al) 또는 구리(Cu) 등의 도전성이 우수하고 저항이 낮은 금속 재료로 형성할 수 있다.

배면기판(220)의 전면에는 제1유전체층(240)이 상기 유지전극쌍을 매립하면서 적층되는데, 제1유전체층(240)은 방전시 인접한 공통전극(231) 및 주사전극(미도시)이 직접 통전되는 것을 방지하고, 하전 입자가 상기 유지전극쌍에 직접 충돌하여 손상시키는 것을 방지한다. 또한, 제1유전체층(240)은 하전 입자를 유도하여 벽전하를 축적할 수 있는 기능을 가지는데, 제1유전체층(240)의 유전체로서는 PbO, B ₂ O ₃ , SiO ₂ 등이 사용된다.

제1유전체층(240)의 전면에는 보호층(250)이 형성되는데, 보호층(250)은 산화마그네슘(MgO)으로 이루어져 있다. 보호층(250)은 플라즈마 입자의 스퍼터링(sputtering)에 의해 상기 유지전극쌍들이 손상되는 것을 방지하고, 2차 전자를 방출하여 방전전압을 낮추어 주는 역할을 한다.

이하, 본 실시예의 일 변형예에 따른 플라즈마 디스플레이 패널의 작용을 살펴본다.

플라즈마 디스플레이 패널(200)로 어드레스 전압이 인가되면, 어드레스방전이 일어나 방전이 일어날 방전셀(290)이 선택된 후, 그 선택된 방전셀(290)의 유지전극쌍에 방전유지전압이 인가되게 된다. 그렇게 되면, 상기 유지전극쌍이 배치된 배면기판(220)도 유전체의 성질을 가지고 있으므로, 무효전력을 소비하나, 제1배면기판(221)과 제2배면기판(222) 사이의 공간(223)은 유전율이 낮은 공기로 채워지므 로, 무효전력을 줄일 수 있다.

즉, 본 실시예의 공간(223)에 채워지는 공기의 유전율은 배면기판(220)의 재료인 합성수지의 유전율 보다 낮으므로, 유리로만 이루어져 있는 종래의 플라즈마 디스플레이 패널의 전면기판을 채용한 경우보다 무효전력이 감소되게 된다.

한편, 상기 유지전극쌍에 방전유지전압이 인가되어 유지방전이 일어나게 되면, 방전가스를 여기시키게 되고, 이 후, 유지방전시에 여기된 방전가스의 에너지 준위가 낮아지면서 자외선이 방출된다.

상기 자외선은 방전셀(290) 내에 도포된 형광체층(291)의 형광체를 여기시키는데, 여기된 형광체의 에너지준위가 낮아지면서 가시광이 방출되며, 이 방출된 가시광은 전면기판(210)을 투과함으로써, 사용자가 인식할 수 있는 화상을 표시하게 된다.

이상과 같이, 본 발명의 실시예의 일 변형예에 따른 플라즈마 디스플레이 패널(200)은, 유지전극쌍이 배치되는 배면기판(220)을 제1배면기판(221) 및 제2배면기판(222)으로 구성하고, 제1배면기판(221) 및 제2배면기판(222) 사이의 공간(223)에 공기를 채움으로써, 공간(223)의 유전율을 제1배면기판(221) 및 제2배면기판(222)의 유전율보다 낮게 함으로써, 무효전력을 감소시키는 동시에 배면기판(220)의 강성도 보완할 수 있다.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 전면기판과 배면기판 중 유지전극쌍이 배치되는 기판을 2개의 기판으로 구성하고, 그 2개의 기판 사이의 공간의 유전율을 낮게 함으로써, 무효전력을 감소시키는 효과가 있다.

또한, 전면기판과 배면기판 중 유지전극쌍이 배치되는 기판을 2개의 기판으로 하여 강성을 보완함으로써, 유지전극쌍이 배치되는 기판의 휘어짐을 방지하는 효과가 있다.

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.