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発明の名称 プラズマディスプレイ装置
発行国 日本国特許庁(JP)
公報種別 公開特許公報(A)
公開番号 特開2007−149628(P2007−149628A)
公開日 平成19年6月14日(2007.6.14)
出願番号 特願2006−56642(P2006−56642)
出願日 平成18年3月2日(2006.3.2)
代理人 【識別番号】110000165
【氏名又は名称】グローバル・アイピー東京特許業務法人
発明者 朴 正后 / 玉 政于 / 李 造駿
要約 課題
プラズマディスプレイ装置において、放電効率、発光効率、輝度を確保すると共に、コストダウンを図ることにある。また、ITO無しのプラズマディスプレイ装置に於いて、放電効率、発光効率、輝度の特性を向上させることにある。

解決手段
上部基板に互いに平行するように形成された第1電極及び第2電極と、前記上部基板と対向する下部基板に形成されて放電空間を区画する隔壁を含んで構成され、前記第1電極及び第2電極は所定の厚さで放電空間に突出するように形成する。上部基板に形成された前記第1電極及び第2電極間対向放電が発生して静特性電圧マージンが向上することによって、安定的に動作可能な駆動電圧範囲が広くなり、放電電流が減少して消費電力を減らすことができ、全体の発光効率及び放電効率が向上する効果がある。
特許請求の範囲
【請求項1】
第1基板と、
前記第1基板に形成された第1主電極と、前記第1主電極から前記第1主電極から突出して形成された第1副電極とを含む第1電極と、
前記第1基板に前記第1主電極と平行に形成された第2主電極と、前記第2主電極から前記第1副電極に向かって突出して形成された第2副電極とを含む第2電極と、
前記第1基板に対向する第2基板と、
前記第2基板に形成される第3電極と、
前記第2基板に形成されて放電空間を区画する隔壁とを備え、
前記第1電極及び前記第2電極は、前記第2基板に向かって少なくとも2つ以上の層をなして形成されたことを特徴とする、プラズマディスプレイ装置。
【請求項2】
前記プラズマディスプレイ装置は、前記第1副電極と前記第2副電極との間に放電空間が形成されたことを特徴とする、請求項1に記載のプラズマディスプレイ装置。
【請求項3】
前記第1電極及び前記第2電極は金属電極であることを特徴とする、請求項1に記載のプラズマディスプレイ装置。
【請求項4】
前記第1電極及び前記第2電極において、主電極と副電極とは互いに異なる種類の金属電極であることを特徴とする、請求項3に記載のプラズマディスプレイ装置。
【請求項5】
前記第1電極及び前記第2電極の各電極層の厚さは略10μmであることを特徴とする、請求項1に記載のプラズマディスプレイ装置。
【請求項6】
前記プラズマディスプレイ装置は、前記第1電極及び前記第2電極の各電極層間に形成される第1誘電体層を更に含んで構成されることを特徴とする、請求項1に記載のプラズマディスプレイ装置。
【請求項7】
前記第1誘電体層の厚さは、前記第1電極及び前記第2電極の主電極または副電極の厚さと実質的に同一であることを特徴とする、請求項6に記載のプラズマディスプレイ装置。
【請求項8】
前記第1誘電体層は複数の層からなり、
前記複数の第1誘電体層は各層毎に誘電率が異なる誘電体で形成されたことを特徴とする、請求項7に記載のプラズマディスプレイ装置。
【請求項9】
前記プラズマディスプレイ装置は、前記第1電極及び前記第2電極の各々を所定の膜厚で覆う2つの誘電体層からなる第2誘電体層を更に含んで構成されることを特徴とする、請求項1乃至8の何れかに記載のプラズマディスプレイ装置。
【請求項10】
前記プラズマディスプレイ装置は、前記第1基板と最も第1基板側に形成された電極層との間に形成される第3誘電体層を更に含んで構成されることを特徴とする請求項9に記載のプラズマディスプレイ装置。
【請求項11】
前記第3誘電体層の厚さは、前記第1電極又は前記第2電極の主電極または副電極の厚さと実質的に同一であることを特徴とする、請求項10に記載のプラズマディスプレイ装置。
【請求項12】
第1基板と、
前記第1基板に互いに平行に形成された第1電極及び第2電極と、
前記第1基板と対向する第2基板と、
前記第2基板に形成された第3電極と、
前記第2基板に形成されて放電空間を区画する隔壁と、を備え、
前記第1電極及び第2電極は、前記第2基板方向に向かって少なくとも2つ以上の層が積層されて形成されたことを特徴とする、プラズマディスプレイ装置。
【請求項13】
前記プラズマディスプレイ装置は、前記第1電極と前記第2電極との間に放電空間が形成されたことを特徴とする、請求項12に記載のプラズマディスプレイ装置。
【請求項14】
前記第1電極及び第2電極は金属電極であることを特徴とする、請求項12に記載のプラズマディスプレイ装置。
【請求項15】
前記第1電極及び第2電極が第2基板方向に突出した全体の厚さは略50μmであることを特徴とする、請求項12に記載のプラズマディスプレイ装置。
【請求項16】
前記プラズマディスプレイ装置は、前記第1電極及び前記第2電極の各電極層間に形成される第1誘電体層を更に含んで構成されることを特徴とする、請求項12に記載のプラズマディスプレイ装置。
【請求項17】
前記第1誘電体層の厚さは、前記電極層の厚さと実質的に同一であることを特徴とする請求項16に記載のプラズマディスプレイ装置。
【請求項18】
前記プラズマディスプレイ装置は、前記第1電極の全体及び第2電極の全体を各々を所定の膜厚で覆う2つの誘電体層からなる第2誘電体層を更に含んで構成されることを特徴とする、請求項12乃至17の何れかに記載のプラズマディスプレイ装置。
【請求項19】
前記プラズマディスプレイ装置は、前記第1基板と最も第1基板側に形成された電極層との間に形成される第3誘電体層を更に含んで構成されることを特徴とする請求項18に記載のプラズマディスプレイ装置。
【請求項20】
第1基板に互いに平行に形成された第1電極及び第2電極と、
前記第1電極及び第2電極の各々を所定の膜厚で覆う2つの誘電体層と、を含んで構成され、
前記第1電極及び第2電極は、前記第1基板と対向する第2基板方向に各々略50μmの厚さを有するように形成されたことを特徴とするプラズマディスプレイ装置。
【請求項21】
第1基板と、
前記第1基板に形成され、第1電極及び該第1電極を覆う第1誘電体層を含む第1の電極構造体と、
前記第1基板上に前記第1の電極構造体と所定の間隔を持って略平行に形成され、第2電極及び該第2電極を覆う第2誘電体層を含む第2の電極構造体と、
前記第1基板に対向する第2基板と、
前記第2基板に形成された第3電極とを備え、
前記第1電極構造体と前記第2電極構造体との間で対向放電を発生することを特徴とする、プラズマディスプレイ装置。
【請求項22】
前記第2基板に形成されて放電空間を区画する隔壁を更に備え、
前記第1の電極構造体及び前記第2の電極構造体の高さは、前記隔壁の高さの略1/2以下であることを特徴とする、請求項21に記載のプラズマディスプレイ装置。
発明の詳細な説明
【技術分野】
【0001】
本発明は、プラズマディスプレイ装置に関し、特に、同一基板に形成された複数の電極を含むプラズマディスプレイ装置に関する。
【背景技術】
【0002】
プラズマディスプレイ装置は、上部ガラス基板と下部ガラス基板との間に形成された隔壁によって区画された単位セルをなして、各セル内にはヘリウム−キセノン(He−Xe)、ヘリウム−ネオン(He−Ne)などのような不活性ガスが高周波電圧により放電する際、真空紫外線(Vacuum Ultraviolet rays)が発生されて隔壁間に形成された蛍光体を発光させて画像を具現する装置である。このようなプラズマディスプレイ装置は、単純構造による製作の容易性と外形が薄型であり、低い消費電力などの特徴を有しているので、次世代ディスプレイ装置として現在脚光を浴びている。
【0003】
図1は、従来のITO−less(ITO無し;以下、ITOレスと称す)のプラズマディスプレイ装置の構造が図示された断面図である。ここで、前記図1は、説明の便宜上、上部基板を90度回転させた断面を図示した図であり、一つの放電セルを基準にして表示した図である。
【0004】
一般に、従来のプラズマディスプレイ装置は、蛍光体から発生する可視光線が前記上部基板を通じて画像を表現するために、スキャン電極及びサステイン電極を透明電極で形成する。ここで、前記透明電極は可視光線が透過できる透過性を有する電極としてITO(Indium Tin Oxide)と酸化錫(SnO)が一般的に使われる。
しかしながら、前記透明電極は電気的抵抗が大きいので、これを補完するために金属電極であるバス電極が共に使われてきた。
このような構造の場合には光透過性を向上させるためにITOパターニング(Patterning)工程が必須的であり、ITOパターンの形成は放電効率に大きい影響を及ぼす。しかしながら、ITOのミスアライン(misalign)、即ち位置合わせずれ及びITO切断などの問題が発生する時には、放電特性の低下及び放電効率の低下を生じる虞があり、ITO形成による人件費及び材料費の増大はPDPの価格競争力も低下させている実状である。
したがって、現在ITO形成工程を除去したITOレス技法が試みられているが、図1を参照してその構造を考察する。
【0005】
図1に図示した従来のITOレスプラズマディスプレイ装置は、上部ガラス基板10に一対のスキャン電極11とサステイン電極12が形成され、背面ガラス基板20に前記電極11、12と交差する方向にアドレス電極21が形成される。
ここで、前記スキャン電極11及びサステイン電極12は金属電極であるバス電極だけで構成される。
また、上部基板には前記スキャン電極11及びサステイン電極12を覆うように上部誘電体層13が形成され、前記誘電体層の表面には放電により前記電極及び誘電体層を保護し、2次電子発生率が高いMgO保護膜14が形成される。
【0006】
また、下部基板には前記アドレス電極21を覆うように下部誘電体層23が形成され、前記下部誘電体層の上部に放電セルを区画する隔壁22が形成される。
前記隔壁22により区画される各放電セルには、R(赤色)、G(緑色)、B(青色)の何れかの蛍光体24が塗布される。
【0007】
上記のように構成される従来のプラズマディスプレイ装置は、ITO電極がないことによりバス電極間で放電ギャップが大きくなって放電を発生させるために放電電圧を高めなければならない問題がある。この場合、放電電圧が高くなることにより放電効率が低下する問題がある。
この問題を解決するために、バス電極間放電ギャップを縮めて放電効率を向上させようとする試みがある。図2は、このような従来のITOレスプラズマディスプレイ装置の電極構造中の一例が図示された図であって、放電空間25上に形成された各スキャン電極11及びサステイン電極12毎に多数のバス電極を並べて水平方向に形成して効率を向上させようとした。しかしながら、多数のバス電極が水平方向に形成されることにより、開口率が低くなって蛍光体から発生する可視光線の透過性が低下し、それによって輝度低下が発生する問題があり、前記バス電極間に発生する放電が前記バス電極を覆うように形成された上部誘電体層(図1の13)の表面を通じた面放電であるので、発光効率のよくないという問題がある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0008】
本発明は、プラズマディスプレイ装置において、放電効率、発光効率等の特性の劣化を防止して、コストダウンを図ることにある。
また、本発明は、ITO無しのプラズマディスプレイ装置に於いて、放電効率、発光効率等の特性の劣化を向上させることにある。
【課題を解決するための手段】
【0009】
本発明の第1特徴に係るプラズマディスプレイ装置は、第1基板に互いに平行に形成された第1主電極及び第2主電極と、前記第1主電極から前記第2主電極の方向に突出して形成された第1副電極と、前記第2主電極から前記第1主電極方向に突出して形成された第2副電極と、前記第1基板と対向する第2基板に形成される第3電極と、前記第2基板に形成されて放電空間を区画する隔壁とを含んで構成されている。そして、前記各主電極及び副電極は、前記第2基板方向に少なくとも2つ以上の層をなして形成されたことを特徴とする。第1主電極と第1副電極とは第1電極を構成し、第2主電極と第1副電極とは第2電極を構成する。
【0010】
本発明の第2特徴に係るプラズマディスプレイ装置は、第1基板に互いに平行に形成された第1電極及び第2電極と、前記第1基板と対向する第2基板に形成された第3電極と、前記第2基板に形成されて放電空間を区画する隔壁と、を含んで構成されている。そして、前記第1電極及び第2電極は、前記第2基板方向に少なくとも2つ以上の層をなして形成されたことを特徴とする。
【0011】
本発明の第3特徴に係るプラズマディスプレイ装置は、第1基板に互いに平行するように形成された第1電極及び第2電極と、前記第1電極及び第2電極を一定の厚さで覆いかぶせるように形成された誘電体層と、を含んで構成されている。そして、前記第1電極及び第2電極は、前記第1基板と対向する第2基板方向に各々略50μmの厚さを有するように形成されたことを特徴とする。
【発明の効果】
【0012】
上記のように構成される本発明によるプラズマディスプレイ装置は、第1基板に形成された電極間に対向放電が発生するようにして、静特性マージンが向上することによって、安定的に動作可能な駆動電圧範囲が広くなり、放電電流が減少して電力消耗を減らすことができ、全体発光効率及び放電効率が向上する長所がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【0013】
以下、本発明の好ましい実施形態を添付の図面を参照しつつ詳細に説明する。
本発明に係るプラズマディスプレイ装置は、基本的に上部基板に互いに平行に形成された第1電極及び第2電極を含んで構成され、前記第1電極及び第2電極は所定の厚さで放電空間に突出するように形成される。
前記第1電極及び第2電極は透明電極(ITO電極)を含まず、金属電極であるバス電極だけで構成され(ITO−less)、前記第1電極及び第2電極は各々が、主電極と副電極から構成されたり、前記副電極がない主電極だけで構成されることができる。前記副電極は、前記互いに対向する主電極方向に突出するように形成されて放電ギャップを縮めて放電電圧を低めるように機能する補助電極をいう。
【0014】
<第1実施形態>
図3は、本発明に係るプラズマディスプレイ装置の第1実施形態が図示された図である。前記図3は、説明の便宜上、上部基板を90度回転させたプラズマディスプレイ装置の単位放電セルに該当する部分の断面図である。また、図4は本発明に係る第1実施形態の電極を上部から見た形態が図示された図であり、図5は本発明に係る第1実施形態の電極層が分離されて図示された図である。
【0015】
本発明による第1実施形態に係るプラズマディスプレイ装置は、上部基板100に互いに平行に形成された第1電極110及び第2電極110’を備えている。第1電極110は、第1主電極110bと、第1副電極110aとを有する。第2電極110’は、第2主電極110b’と、第2副電極110a’とを有する。第1主電極110b及び第2主電極110b’は、図3に示すように、上部基板100上に形成されている。第1副電極110aは、前記第1主電極110bから第2主電極110b’の方向に突出して形成されている。第2副電極110a’は、前記第2主電極110b’から第1主電極110bの方向に突出して形成されている。第1電極110及び第2電極110’は、図3及び図5に示すように、複数の電極層が積層されて下部基板200に向かって突出している。言い換えれば、前記各主電極110b,110b’及び副電極110a,110a’は、少なくとも2つ以上の層をなして放電空間に突出するように形成される。
【0016】
図3乃至図5を参照して説明すれば、上部ガラス基板100上に第1電極110及び第2電極110’が形成される。そして、下部ガラス基板200上に第3電極210が前記第1電極110及び第2電極110’と交差する方向に形成され、前記第3電極210を覆うように下部誘電体層230が形成される。
前記下部誘電体層230の上部に放電セルを区画する隔壁220が形成され、前記放電セルの内部には蛍光体240が塗布される。蛍光体240は、隔壁220の間から露出する下部誘電体層230上と、隔壁220の側面とに塗布される。
例えば、前面パネル(上板)は、上部ガラス基板100と、第1電極110及び第2電極110’とを含み、背面パネル(下板)は、下部ガラス基板200と、第3電極210と、下部誘電体層230と、隔壁220と、蛍光体240とを含むように構成することができる。
【0017】
前記第1主電極110b及び第1副電極110aはスキャン電極であり、前記第2主電極110b’及び第2副電極110a’はサステイン電極であり、互いに対称に形成される。したがって、以下、前記第1電極または第2電極のうち、いずれか一つを基準にして説明するが、互いに対応する相対電極も実質的に同一に構成される。
【0018】
前記主電極110b及び副電極110aは金属電極であり、同一な金属または互いに異なる種類の金属で形成されることができる。
前記金属電極としては、Ag、Cr、Cu及びAlなどが使われることができる。このような前記金属電極はフォトリソエッチング工程(フォトリソグラフィー及びエッチング工程)や感光ペースト工程で形成することができるが、これらに限るのではない。
フォトリソエッチング工程では、ドライフィルムレジスト(DFR)等のレジスト膜を金属電極上に形成し、レジスト膜を露光及び現像工程により所定の形状にパターニングした後、レジスト膜のパターンを介して金属電極をウェットエッチング又はドライエッチングすることで、金属電極を所定の形状にパターニングする。パターニング後には、レジスト膜は、アッシング又はウェットエッチングで除去される。
感光性ペースト工程では、金属電極の材料となる感光性ペーストを上部基板上に形成した後、感光性ペーストを乾燥させて溶剤成分を除去する。次に、所定の形状が形成されたフォトマスクを介して感光性ペーストを紫外線により露光し、感光性ペーストを所定の形状で硬化させる。その後、現像またはウェットエッチングにより非硬化部分を除去することにより、感光性ペーストを所定の形状にパターニングする。その後、感光性ペーストのパターンを焼成して樹脂成分を除去して、金属電極を形成する。
【0019】
前記主電極110b,110b’は、各行方向の全放電セルに共通するように上部基板に連続して形成される。
前記主電極110b,110b’の幅Bw1は、約70μm程度であり、仮に約70μm以下になる場合、工程上、前記主電極を形成する際に開放現象(OPEN)が発生することがあり、断面積の減少による抵抗の増加により電流が流れ難くなることにより輝度の低下が発生する可能性がある。
前記主電極110b,110b’の幅Bw1の最大値は放電ギャップGの大きさによって異なるが、約150μ程度まで可能であり、これより大きい場合には放電セルの上部を遮って 蛍光体により放出する可視光線を遮断して輝度が低下する現状が発生する。
【0020】
前記副電極110a,110a’は、各放電セル毎に前記主電極から、対向する主電極の方向に突出するように形成される。
前記副電極110aの幅Bw2は、約30μm程度であり、前記対向する主電極間の放電ギャップGを減らす機能をする。したがって、前記副電極の幅Bw2は放電ギャップGの大きさ及びプラズマディスプレイ装置の解像度による放電セルの大きさによって約150μm程度まで拡張されることができる。しかしながら、前記副電極の幅Bw2が長くなるほど放電電圧は減少するが、前記副電極の面積の増加によって可視光線を遮断する面積が広くなって輝度が減少し、効率が落ちる可能性がある。
【0021】
前記主電極と副電極は、説明の便宜上、別に区分したが、一つの工程により同時に形成されることができ、全体的に一つの電極を形成することができる。
前記主電極と副電極は少なくとも2つ以上の層を持って形成される。即ち、前記主電極と副電極を2つ以上の層をなすようにして電極の全体が一定の厚さを持つようにするものである。
前記主電極層と副電極層は下板(背面パネル)方向に積層するので、下板方向に突出する電極構造を有する。
【0022】
また、前記プラズマディスプレイ装置は、前記各電極層間に形成される第1誘電体層を更に含んで構成される。
図5は、3つの電極層が形成された場合を、例えば電極構造を分離して図示した図であって、前記3つの電極層の層間には2つの第1誘電体層120a、120bが形成される。第1誘電体層120a、120bは、第1電極110及び第2電極110’にそれぞれ同様の構造で形成される。図5において上方に上部ガラス基板100が配置されおり、最も上部ガラス基板100側の電極層から順番に1番目、2番目、3番目の電極層とすると、1番目の電極層と2番目の電極層との間に第1誘電体層120aが形成されており、2番目の電極層と3番目の電極層との間に第1電極層120bが形成されている。第1誘電体層120a、120bは、主電極110b(110b’)と副電極110a(110a’)を合わせた形状に対応して形成されている。
【0023】
上記のように、電極層と誘電体層を交互に積み重ねることによって、パネルの寄生キャパシタンス値を減少させ、面放電型構造に比べて長い放電経路を有するので、プラズマの損失を減らすことができ、高い電荷励起効率により駆動時の電流の消耗量が低減する。
また、前記第1誘電体層120a,120bは、パネル特性によって各層毎に誘電率が異なる誘電体で形成することが可能である。
ここで、前記プラズマディスプレイ装置は、第1電極110(前記主電極110b及び副電極110a)の全体、及び、第2電極110’(前記主電極110b’及び副電極110a’)の全体の各々を所定の膜厚で覆う2つの誘電体層からなる第2誘電体層130を更に含んで構成される。第1誘電体層120a,120b、第2誘電体層130は、それぞれ、第1電極110及び第2電極110’ごとに分離されて形成されている。
前記第2誘電体層130は、電極の側面と最下層の電極の底面を覆いかぶせるように形成される。また、前記第2誘電体層130を前記第1誘電体層120より厚く形成して寄生キャパシタンスを減少させることができる。
ここで、第1電極110と、第1電極110の各電極層の層間に形成される第1誘電体層120a,120bと、第1電極110を覆う第2誘電体層130とを含む多層構造膜を、第1電極構造体150とする。第2電極110’と、第2電極110’の各電極層の層間に形成される第1誘電体層120a,120bと、第2電極110’を覆う第2誘電体層130とを含む多層構造膜を、第2電極構造体150’とする。
【0024】
図6は、本発明に係る第1実施形態の電極の断面が図示された図であって、上部ガラス基板100上に形成された3つの電極層110と第1誘電体層120及び第2誘電体層130からなる第1電極構造体150の厚さが図示されている。第2電極構造体150’についても同様である。
前記主電極層または副電極層の一層の厚さBhは、約10μm程度であり、前記第1誘電体層の厚さDh1も前記電極層の厚さと実質的に同一であるように形成する。
ここで、多数の電極層を用いて全体の電極が一定の高さを有するようにする本実施形態の場合、いくつの電極層と誘電体層を形成するかによって違うだろうが、前記一つの電極層の厚さBhが約10μmよりも小さくなると、開放(OPEN)の危険や抵抗の増加による輝度の減少がある。
仮りに、一つの電極層及び第1誘電体層が約10μmよりも大きくなると、全体の電極の厚さ、即ち電極構造体150,150’の厚さ(図3のH、図6ではBh*3+Dh1*2+Dh2)が厚くなる。それによって、電極と下部基板との間の間隔があまりに近くなって左右側の隔壁部分に形成された蛍光体の活用率が低下し、また左右側の蛍光体から発生する可視光線が前記放電空間に突出した電極により多く遮断されるので輝度低下が発生する可能性がある。
【0025】
したがって、電極層の数及び誘電体層の数によって全体の電極の厚さ(図3のH、図6ではBh*3+Dh1*2+Dh2)と上部基板と下部基板との間の間隔(または、隔壁の高さ、図3のRh)を考慮して、各電極層及び第1誘電体層と第2誘電体層の厚さを適切に決定するものの、前記全体の電極の厚さHが隔壁高さRhの約1/2以下に形成されるようにすることが好ましい。
【0026】
(第2実施形態)
図7は、本発明に係るプラズマディスプレイ装置の第2実施形態が図示された図である。
【0027】
図7を参照すれば、本発明の第2実施形態に係るプラズマディスプレイ装置は、前記第1実施形態とその基本的な構造は同一であるが、前記第1実施形態の電極構造で副電極無しに主電極だけで構成されることが特徴である。
【0028】
即ち、前記第2実施形態は上部基板に互いに平行するように形成された第1電極及び第2電極を含んで構成され、前記第1電極及び第2電極は少なくとも2つ以上の層をなして放電空間に突出するように形成される。
【0029】
前記第1実施形態とその機能及び構成は実質的に同一である。但し、前記第1実施形態の第1電極110及び第2電極120から副電極が省略されて、主電極のみで構成される第1電極110及び第2電極120の間で対向放電を発生させる。副電極がなくなることにより、開口率が向上して輝度が明るくなる長所がある。但し、対向する前記第1電極及び第2電極間の放電ギャップが遠ざかることによる駆動電圧を上昇させなければならないが、全体的に効率面では従来の面放電電極構造よりは向上する長所がある。
【0030】
また、前記第1電極及び第2電極の隔離距離である放電ギャップを前記第1実施形態より狭く形成して駆動電圧を実質的に前記第1実施形態と同一にすることができる。
【0031】
(第3実施形態)
図8は、本発明に係るプラズマディスプレイ装置の第3実施形態が図示された図である。図8を参照すれば、本発明に係るプラズマディスプレイ装置の第3実施形態は、前記第1実施形態及び第2実施形態と同様に金属電極を少なくとも2つ以上の層をなすようにして放電空間に突出するように形成される点ではその構造が同一であるが、上部ガラス基板100と最初に積層される金属電極100との間に第3誘電層120aが更に形成される点が特徴である。
【0032】
前記第3実施形態では前記第1実施形態のように主電極及び副電極を全て有するT字形電極構造や前記第2実施形態のように副電極がない主電極だけでなされた一字形(直線状)電極構造の両方とも適用することができる。
各金属電極層間に第1誘電体層120bが形成され、前記金属電極層のうち、第1電極110及び第2電極110’の最上層と上部ガラス基板100との間に第3誘電体層120aが形成されている。これにより、全体的にパネル寄生キャパシタンスを低めることができ、電極構造体150,150’の全体の厚さも誘電体層をもう一つ使用することによって厚く形成できるので、第1電極と第2電極との間に対向放電が発生し易くするようにできる。第1誘電体層120b、第2誘電体層130及び第3誘電体層120aは、それぞれ、第1電極110及び第2電極110’ごとに分離されて形成されている。
【0033】
また、前記金属電極層と前記第1誘電体層120b及び第3誘電体層120aからなる多層膜を全て覆いかぶせるように、該多層膜の外郭には第2誘電体層130が形成される。
【0034】
ここで、前記第1誘電体層120b、第2誘電体層130及び第3誘電体層120aの誘電率は、パネル特性を考慮して互いに同一または相異する誘電率を有する物質で形成することができる。
また、前記第1実施形態と同様に、電極層の数及び誘電体層の数によって全体電極の厚さと、上部基板と下部基板との間の間隔(または、隔壁の高さ)とを考慮して各電極層、第1誘電体層、第2誘電体層、そして第3誘電体層の厚さを適切に決めるものの、前記の全体の電極の厚さHが隔壁高さRhの約1/2以下に形成されるようにすることが好ましい。
【0035】
<第4実施形態>
図9は、本発明に係るプラズマディスプレイ装置の第4実施形態が図示された図である。図9を参考すれば、本発明に係るプラズマディスプレイ装置の第4実施形態は、上部ガラス基板100に一定の厚さを有する第1電極110及び第2電極110’が形成され、前記第1電極110及び第2電極110’を各々所定の膜厚で覆う誘電体層130が形成されて、放電空間に電極が突出するように形成される。誘電体層130は、第1電極110及び第2電極110’ごとに分離されて形成されている。
【0036】
前記第1電極110及び第2電極110’は金属電極であって、その構成物質は前記第1実施形態と実質的に同一である。但し、第1実施形態とは異なり、各電極は、離隔されて層を構成せず、各金属電極が一定の厚さを有するように形成される。但し、このような構造の第1電極110及び第2電極110’も、各層の層間に誘電体層を介在させずに複数の層から構成されている。
この場合、前記金属電極の断面積が広くて電気的抵抗が低減する長所がある。
前記金属電極は、外部的には一つの金属電極のように見えても、製造工程上、薄い金属電極を多重積層させて金属電極層が離隔されず連続に層をなして一定の厚さを有するように形成することができる。即ち、第1実施形態とは異なり、前記薄い金属電極層間に誘電体層を形成しないようにする。言い換えれば、前記金属電極は、金属層の間に誘電体膜を形成せず、金属層の成膜工程を複数回繰り返すことにより製造することが可能である。
【0037】
また、この場合にも前記金属電極を上から見た場合、主電極と副電極を有するT字形電極構造や、副電極がない一字形(直線状)電極構造で形成することができる。
【0038】
<第5実施形態>
図10は、本発明に係るプラズマディスプレイ装置の第5実施形態が図示された図である。図10を参照すれば、本発明に係るプラズマディスプレイ装置の第5実施形態は、上部ガラス基板100に先に一定の厚さを有する第1誘電体層120が形成され、その上に一定の厚さを有する第1電極110及び第2電極110’が形成された後、前記第1電極110及び第2電極110’を各々所定の膜厚で覆う第3誘電体層130が形成されて、放電空間に電極が突出するように構成される。第1誘電体層120及び第3誘電体層130は、それぞれ、第1電極110及び第2電極110’ごとに分離されて形成されている。
基本的な構造及び機能は前記第4実施形態と類似しているが、前記上部ガラス基板100と金属電極110との間に第1誘電体層120が形成されることが特徴である。
【0039】
前記金属電極110、第1誘電体層120及び第2誘電体層130の材質及び誘電率などは、前記第1実施形態と実質的に同一である。
前記第1誘電体層120の誘電率と前記第2誘電体層130の誘電率とは、パネル特性によって変わることができ、前記第2誘電体層130の厚さは前記第1誘電体層120より厚く形成されることが好ましい。
【0040】
そして、前記金属電極及び誘電体層の厚さは、前記全体の電極の厚さHが隔壁高さRhの約1/2以下に形成される範囲内で適切に決まるようにすることが、輝度と効率面で好ましい。
【0041】
<プラズマディスプレイ装置の動作>
上記のように構成される本発明に係るプラズマディスプレイ装置の動作を考察すれば次の通りである。
【0042】
図11は、本発明に係るプラズマディスプレイ装置の静特性(Static Characteristics)が図示されたグラフである。図11は駆動電圧及び放電ギャップによって放電セルのON/OFF特性が分かり、それによって、静特性マージン(Static Margin)を観察することができる。
【0043】
本実験に使われたプラズマディスプレイ装置は、図3の前記第1実施形態または図7の第2実施形態のようなタイプの多層電極構造を有し、具体的に3つの電極層を有する。基本的なスペックは下記の表1の通りである。
【表1】


【0044】
ここで、前記各バス電極幅は主電極及び副電極を有するT字形多層構造では主電極と副電極の幅を足した値である。
【0045】
静特性(Static Characteristics)は、書込パルス(writing pulse)及び消去パルス(erasing pulse)を加えていない状態で、駆動電圧である維持電圧(Vs)を順次増加あるいは減少する場合の点火あるいは消去特性である。
【0046】
ここで、1つのセル(cell)に対しては点火電圧はVで表し、消去電圧は最小(放電)維持電圧Vsmに表す。
【0047】
前記VはOFF状態からONに変わる電圧であり、前記VsmはON状態からOFF状態に変わる電圧である。
N個のセルを有するプラズマディスプレイ装置において個々のセル特性が全て同一ではないので、VとVsmは図12のように4つに分けられる。
【0048】
図12は、N個のセルで点火電圧と消去電圧による記憶動作が発生する範囲が図示された図である。
N個のセルで維持電圧Vsを徐々に増加させて行きながら各セルがONされる時の電圧分布はV1からVNの分布を表すが、この際の最大値がVMであり、最小値がVmである。即ち、VMは維持電圧Vsを順次高めつつ駆動した場合、N個のセルのうち、一番最後にONされるセルでの電圧をいい、Vmは最初にONされるセルでの電圧をいう。
また、N個のセルで維持電圧Vsを徐々に減少させつつ各セルがOffされる時の電圧分布やはりVsm1からVsmNの分布を表すが、この際の最大値がVsmMであり、最小値がVsmmである。即ち、維持電圧Vsを低めて行く時、最初にOFFされるセルでの電圧をVsmMとし、最後にOFFされるセルでの電圧をVsmmとする。
この際、セルに印加される維持電圧Vsが前記VmとVsmMとの間である場合にセルは、以前のONまたはOFF状態を維持することになる記憶動作をすることになる。このような記憶動作が起こる電圧範囲、即ち、Vm>Vs>VsmMを満たす範囲が大きいほど静特性マージンが大きいと見ることができる。
【0049】
図11、図13乃至図15において、「Coplanar」はスキャン電極及びサステイン電極が同一平面にある、即ち両電極間で面放電を発生させる従来の電極構造であり、「300μm」、「330μm」、「350μm」、「370μm」は各放電ギャップで形成された本発明に係る電極構造の場合である。
【0050】
また、図11を参照すれば、従来には前記記憶動作が起こる範囲が210Vから260V間の約50V程度であるが、本発明による場合、特に放電ギャップが300μmである場合には230Vから340V程度で約110Vの範囲を有する。したがって、本発明の場合には静特性マージンが従来のプラズマディスプレイ装置より60Vマージンが増加することが分かる。
このような静特性マージンはより安定した駆動が可能にする駆動信号を設計することに有用である。即ち、静特性マージンが高いということは、より安定的に動作可能な電圧範囲が広くなるということを意味する。
【0051】
図13は、本発明に係るプラズマディスプレイ装置において駆動電圧に係る輝度変化(Luminance)が図示された図である。
図13を参照すれば、従来のプラズマディスプレイ装置と類似な放電ギャップである300μm程度の放電ギャップである場合には、従来のプラズマディスプレイ装置より輝度面では多少暗い特性を帯びる。これは電極の全体の厚さが厚くなることにより、放電セル側面から生じる可視光線が電極により遮断されてパネルの全面に透過する可視光線の量が減るためである。
しかしながら、この場合、放電ギャップを順次広めれば輝度が明るくなることが分かる。放電ギャップの増加は放電セルの大きさを増加させることを意味し、前記放電セルが大きくなる場合には蛍光体の面積も大きくなるので、輝度が増加されるのである。一方、従来のような程度の放電ギャップ(約300μm)を有する場合でも、減少する輝度の量は動作電圧約260Vで約11%程度であるが、これは、以後に考察する全体の効率に比較すれば大きい問題ではない。
【0052】
図14は、本発明に係るプラズマディスプレイ装置において駆動電圧に係る放電電流量(Discharge Current)の変化が図示された図である。
図14を参照すれば、従来のプラズマディスプレイ装置に比べて、本発明に係る前記多層型対向放電構造を有するプラズマディスプレイ装置は、動作電圧約260Vで放電ギャップが約300μmである場合に、放電電流が約70%程度減少される。即ち、電極と誘電体を積み重ねることによりパネルのキャパシタンス値が減少し、面放電型構造に比べて長い放電経路を有するのでプラズマ損失が減り、高い励起効率などの理由により放電電流量が減少される。
このような放電電流量の減少は、前記輝度値の減少ペナルティと比較してみれば、とても大きい長所である。
【0053】
図15は、本発明に係るプラズマディスプレイ装置において駆動電圧による発光効率(Luminous Efficiency)の変化が図示された図である。
図15を参照すれば、放電ギャップが増加するほど発光効率が増加する。
特に、駆動電圧が約260Vであり、放電ギャップが約300μmである場合には1.02lm/Wから1.52lm/W程度に効率が約67%上昇する。
したがって、本発明によるプラズマディスプレイ装置は、上部基板に形成されるバス電極を放電空間に突出するように形成して前記バス電極間には対向放電が発生し、これによって輝度面では若干の低下があるが、安定した駆動が可能な電圧範囲が広くなり、放電電流による消費電力が減少して、全体的に発光効率が向上するように構成される。
上記のように構成される本発明によるプラズマディスプレイ装置は、上部基板に形成されたバス電極間対向放電が発生するようにして静特性マージンが向上することによって安定的に動作可能な駆動電圧の範囲が広くなり、放電電流が減少して消費電力を減らすことができ、全体の発光効率が向上する効果が得られる。
【0054】
以上のように、本発明に係るプラズマディスプレイ装置を例示された図面を参照しつつ説明したが、本明細書に開示された実施形態と図面により本発明が限るのでなく、技術思想が保護される範囲内で応用されることができる。
【図面の簡単な説明】
【0055】
【図1】従来のITO−lessプラズマディスプレイ装置の構造が図示された断面図である。
【図2】従来のITO−lessプラズマディスプレイ装置の電極構造が図示された図である。
【図3】本発明に係るプラズマディスプレイ装置の第1実施形態が図示された図であって、上部基板を便宜上90度回転して図示された図である。
【図4】本発明に係る第1実施形態の電極を上部から見た形態を示す図である。
【図5】本発明に係る第1実施形態の電極層が分離されて図示された図である。
【図6】本発明に係る第1実施形態の電極の断面が図示された図である。
【図7】本発明に係るプラズマディスプレイ装置の第2実施形態が図示された図である。
【図8】本発明に係るプラズマディスプレイ装置の第3実施形態が図示された図である。
【図9】本発明に係るプラズマディスプレイ装置の第4実施形態が図示された図である。
【図10】本発明に係るプラズマディスプレイ装置の第5実施形態が図示された図である。
【図11】本発明に係るプラズマディスプレイ装置の静特性が図示されたグラフである。
【図12】N個のセルで点火電圧と消去電圧による記憶動作が発生する範囲が図示された図である。
【図13】本発明に係るプラズマディスプレイ装置において駆動電圧による輝度変化が図示された図である。
【図14】本発明に係るプラズマディスプレイ装置において駆動電圧による放電電流量の変化が図示された図である。
【図15】本発明に係るプラズマディスプレイ装置において駆動電圧による発光効率の変化が図示された図である。
【符号の説明】
【0056】
100 上部ガラス基板
110 バス電極
110a 主電極
110b 副電極
120 第1誘電体層
130 第2誘電体層
220 隔壁
Bh 電極層厚さ
Dh1 第1誘電体層厚さ
Dh2 第2誘電体層厚さ
Bw1 主電極の幅
Bw2 副電極の幅
G 放電ギャップ




 

 


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