KR100333691B1 - 방전전압감소를위한투명전극을구비하는플라즈마디스플레이패널 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 전자의 방전 경로를 증가시켜 패널의 방전전압을 낮출 수 있는, 방전전압 감소를 위한 투명전극을 구비하는 플라즈마 디스플레이 패널의 전면판에 관한 것으로, 배면판과 마주보지 않는 전면판의 전면에 ITO 투명전극을 형성하고, 투명전극에 전압을 인가하여 패널 내부 전자의 방전경로를 증가시켜 패널의 방전 전압을 낮추고, 패널에서 발생하는 전자기파를 차단하는데 특징이 있다.

Description

방전전압 감소를 위한 투명전극을 구비하는 플라즈마 디스플레이 패널{Plasma display panel having transparent electrode for lowering discharge voltage}
본 발명은 플라즈마 디스플레이 패널 제조 분야에 관한 것으로, 특히 전자의 방전경로를 증가시키고 패널의 전자파를 차단할 수 있는 교류형 플라즈마 디스플레이 패널에 관한 것이다.
플라즈마 디스플레이 패널(plasma display panel, 이하 PDP라 함)은 기체 방전시에 발생하는 플라즈마로부터 나오는 빛을 이용하여 문자 또는 그래픽을 표시하는 소자이다. PDP(plasma display panel)는 현재 활발히 연구되고 있는 LCD(liquid crystal display), FED(field emission display), ELD(Electroluminescence display)와 같은 여러 분야의 평판형 디스플레이 중에서도 대형화에 가장 적합한 장점을 가지고 있다.
플라즈마 디스플레이 패널은 40 ˝ 이상의 대형화화가 가능하고, 방전에서 형성되는 자외선이 형광막을 자극하여 가시광을 발광시키는 포토루미네슨스(photoluminescence) 메카니즘을 이용하기 때문에 CRT 수준의 칼라화가 가능하며, 자기 발광형 표시소자(self-emissive display)로서 160。 이상의 넓은 시야각을 갖는 등 다른 평탄 소자에서 찾아볼 수 없는 고유한 장점을 많이 가지고 있어 차세대 고선명 벽걸이 TV, TV와 PC의 기능이 복합화된 멀티미디어(multimedia)용 대형 표시장치로서 유력시되고 있어 최근 들어 이에 대한 관심이 고조되고 있다.
PDP는 두께가 3 ㎜ 정도되는 2장의 유리기판을 사용하여 각각의 기판 위에 적당한 전극과 형광체를 도포하고, 약 0.1 ㎜ 내지 0.2 ㎜의 간격을 유지하면서 그 사이의 공간에 플라즈마를 형성하는 방법을 채택하고 있기 때문에 평판으로서 대형화가 가능하다. 또한, PDP에서 가스 방전은 전극간에 전압이 인가되더라도 방전 개시 전압 이하의 인가전압에 대해서는 방전이 일어나지 않는 강한 비선형성을 갖고, 대형 디스플레이의 구동에 필수적인 기능인 기억기능(memory function)이 있어 초대형의 패널에 대해서도 휘도의 저하없이 고화질의 화상을 표현할 수 있다.
플라즈마 디스플레이는 플라즈마를 발생하기 위한 전극이 플라즈마에 직접 노출되어 전도전류(conduction current)가 전극을 통해 직접 흐르는 직류형(DC형)과 전극이 유전체로 덮여 있어 직접 노출되지 않아 변위전류(Displacement Current)가 흐르는 교류형(AC형)으로 구분된다.
직류형 플라즈마 디스플레이 패널(DC Plasma Display Panel, 이하 DC PDP)과 교류형 플라즈마 디스플레이 패널(AC Plasma Display Panel, 이하 AC PDP) 각각은 전면판과 배면판, 2매의 유리 기판으로 구성되는데, DC PDP의 전면판에는 음극이형성되고 배면판에는 양극, 형광체, 저항, 격벽이 형성되며, AC PDP의 전면판에는 방전유지전극, 버스전극, 유전층, 보호막이 형성되고, 배면판에는 어드레스 전극, 유전층, 격벽, 형광층이 형성된다.
한편, 플라즈마 디스플레이 패널에서 패널의 방전전압이 높으면 패널 제조시 고가의 고내압 구동 소자를 사용해야한다. 따라서, 플라즈마 디스플레이 패널의 가격을 저하시키기 위해서는 패널의 방전전압을 낮추는 것이 중요한 과제이다.
일반적으로 패널의 방전전압은 셀 내에서 전자의 방전경로와 셀 압력의 함수로 나타나며, 패널내 전자의 방전경로를 증가시키면 셀 내부에서 전자의 충돌회수가 증가하므로 패널의 방전전압이 낮아지게 된다.
첨부된 도면 도1은 종래의 플라즈마 디스플레이의 전면판 구조를 보이는 단면도로서, 전면판(10) 상에 형성된 X 전극(11A) 및 Y 전극(11B), X 전극(11A) 및 Y 전극(11B) 상에 각각 형성된 버스전극(12)을 보이고 있다. X 전극(11A) 및 Y 전극(11B)은 ITO(Indium Tin Oxide) 등의 투명전극 재료로 형성되는데, X 전극(11A)과 Y 전극(11B) 사이의 공간(G)에서는 전기장의 세기가 가장 강하여 전자의 에너지가 가장 높으나 방전 경로가 짧아서 전자가 충분히 가스 원자와 충돌하지 못하고 사장된다. 그러므로, 패널의 방전전압을 낮추기 위해서는 X 전극(11A)과 Y 전극(11B) 사이의 존재하는 높은 에너지를 갖는 전자의 방전경로를 증가시켜 전자의 충돌 회수를 증가시켜야 한다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 본 발명은 전자의 방전 경로를 증가시켜 패널의 방전전압을 낮출 수 있는, 방전전압 감소를 위한 투명전극을 구비하는 플라즈마 디스플레이 패널의 전면판을 제공하는데 그 목적이 있다.
도1은 종래의 플라즈마 디스플레이 전면판 구조를 보이는 단면도,
도2a는 본 발명의 제1 실시예에 따른 플라즈마 디스플레이 패널 전면판의 전면을 보이는 평면도,
도2b는 도2a의 A-A' 선을 따른 단면도,
도3은 본 발명의 제2 실시예에 따른 플라즈마 디스플레이 패널 전면판의 전면을 보이는 평면도,
도4는 본 발명의 제3 실시예에 따른 플라즈마 디스플레이 패널 전면판의 전면을 보이는 평면도,
도5a 내지 도5c는 X 스캔펄스, Y 스캔펄스 및 전면판 전면의 투명전극에 인가하는 펄스를 보이는 설명도,
도6a 내지 도6d는 전면판 전면에 인가되는 전압 크기에 따른 방전경로 변화를 보이는 그래프.
* 도면의 주요 부분에 대한 도면 부호의 설명
20, 30, 40: 전면판 21, 31, 41: 투명전극
22: 전극단자 23A: X 전극
23B: Y 전극 24: 버스전극
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 전면판(front panel)과 배면판(back panel)으로 이루어지는 플라즈마 디스플레이 패널(Plasma Display Panel)의 전면판에 있어서, 방전경로를 증가시키기 위하여, 배면판과 마주보지 않는 전면판의 전면상에 형성된 투명전극; 및 상기 투명전극의 양단에 형성된 전극단자를 포함하는 플라즈마 디스플레이 패널의 전면판을 제공한다.
본 발명은 배면판과 마주보지 않는 전면판의 전면에 ITO 투명전극을 형성하고, 투명전극에 전압을 인가하여 패널 내부 전자의 방전경로를 증가시켜 패널의 방전 전압을 낮추고, 패널에서 발생하는 전자기파를 차단하는데 특징이 있다. 전면판 전면에 투명전극을 형성하게 되면 전극 공간(G) 부분에서 전위(potential)가 증가하게 되고, 이로 인해 공간(G) 사이의 전기장 세기가 증가하여 전자의 방전경로가 증가하게 된다.
도2a는 본 발명의 제1 실시예에 따른 플라즈마 디스플레이 패널 전면판의 전면을 보이는 평면도로서, 플라즈마 디스플레이 패널의 전면판(20), 배면판(도시하지 않음)과 마주보지 않는 전면판(20)의 전면상에 전자-빔(electron-beam) 증착법또는 스퍼터링(sputtering) 법으로 형성된 투명전극(21), 상기 투명전극(21) 양단에 형성된 전극단자(22)를 보인다. 도2a에서는 전극단자(22)가 A-A'선에 평행한 투명전극(21)의 양단에 형성된 것을 예로서 설명하였지만, 전극단자(22)는 A-A'선에 수직한 투명전극(21)의 양단에 즉, B-B'선에 평행한 투명전극(21)의 양단에 형성될 수도 있다.
도2b는 도2a의 A-A' 선을 따른 단면도로서, 전면판(20)의 전면에 형성된 투명전극(21), 전면판의 후면에 형성된 X 전극(23A) 및 Y 전극(23B), X 전극(23A) 및 Y 전극(23B) 상에 각각 형성된 버스전극(24)을 보이고 있다.
전극단자(22)에 인가되는 전압의 크기는 투명전극(21)의 형상이나 X 전극(23A) 및 Y 전극(23B)에 인가된 전압의 크기에 따라 -500 V에서 500 V 사이의 값을 유지한다.
도3은 본 발명의 제2 실시예에 따른 플라즈마 디스플레이 패널 전면판의 전면을 보이는 평면도로서, 투명전극(31)이 전면판(30) 전면의 중심부에만 형성된 것을 보이고 있으며, 상기 투명전극(31) 양단에 형성된 전극단자(32)를 보인다.
한편, 도3에서는 전극단자(32)가 A-A'선에 평행한 투명전극(31)의 양단에 형성된 것을 예로서 도시하였지만, 전극단자(32)는 A-A'선에 수직한 투명전극(31)의 양단에 즉, B-B'선에 평행한 투명전극(31)의 양단에 형성될 수도 있다.
도4는 본 발명의 제3 실시예에 따른 플라즈마 디스플레이 패널 전면판의 전면을 보이는 평면도로서, 투명전극(41)이 전면판(40) 전면에 다수의 막대 패턴 형태로 형성되어 있으며, 상기 투명전극(41) 양단에 형성된 전극단자(42)를 보인다.한편, 도4에서는 전극단자(42)가 A-A'선에 평행한 투명전극(41)의 양단에 형성된 것을 예로서 설명하였지만, 전극단자(42)는 A-A'선에 수직한 투명전극(41)의 양단에 즉, B-B'선에 평행한 투명전극(41)의 양단에 형성될 수도 있다.
도5는 X 스캔펄스, Y 스캔펄스 및 전면판 전면의 투명전극에 인가하는 전압을 보이는 설명도로서, 스캔 펄스 주기와 인가되는 전압 관계의 세가지 유형을 보이고 있다. 즉, 도5a에 도시한 바와 같이 -500 V 내지 500 V 크기의 일정한 전압을 패널 작동 시간 동안 지속적으로 인가하거나, 도5b에 도시한 바와 같이 일정한 전압을 패널의 스캔 펄스(scan pulse) 주기 보다 크게 인가하거나, 도5c에 도시한 바와 같이 일정전압을 패널의 스캔 펄스 주기 보다 작게 인가할 수 있다.
도6a 내지 도6d는 전면판 전면에 인가되는 전압 크기에 따른 방전경로 변화를 보이는 그래프로서, 맥스웰 2차원 EM(Maxwell 2-dimensional EM)을 이용한 전자의 방전경로를 시뮬레이션(simulation) 결과를 보이고 있다.
씨뮬레이션은 다음과 같은 조건으로 실시하였다. 전극 및 유전체의 물질 특성에 관하여는, ITO 투명전극 및 버스전극은 전도도(conductivity)가 무한대이며 완전한 전도체(perfect conductor)로 설정하고, 전면판 및 배면판은 일반적인 유리로 설정하여 상대 유전율의 값은 5.5, 전도도는 E-12 siemens/m 값을 대입하고, 형광체는 상대 유전율이 5.5, 전도도가 E-12 siemens/m 인 유리로 설정하고, 내부가스는 상대 유전율이 1.000 F/m, 전도도가 0 siemens/m인 공기로 설정하고, 패널을 둘러싸고 있는 백그라운드(back ground)는 상대 유전율이 1, 전도도가 0 siemens/m인 진공으로 설정하고, 유전체는 상대 유전율이 10, 전도도가 0 siemens/m라고 설정하였다.
셀 구조는 다음의 표1과 같은 조건으로 설정하였다.
ITO 전극 폭 전극 간격 유전체 두께 격벽 높이 방전 공간 높이 격벽 폭
290 ㎛ 100 ㎛ 30 ㎛ 130 ㎛ 105 ㎛ 100 ㎛
또한, X 전극에는 175 V, Y 전극에는 0 V를 인가하며 어드레스 전극은 부유(floating) 상태가 되도록 하며, 경계 조건(boundary condition)으로는 뉴만 경계 조건(Neumann boundary condition)을 이용하였다.
도6a는 전면판 전면에 전압을 인가하지 않는 경우 즉, 종래와 같이 전면판 전면에 투명전극을 형성하지 않은 경우의 방전경로를 보이고, 도6b 내지 도6d는 본 발명에 따라 전면판 전면에 투명전극을 형성하고, 150 V, 175 V 및 200 V의 전압을 투명전극에 인가한 경우의 방전경로를 보인다. 도6a 내지 도6d의 결과로부터 본 발명에 따라 전면판 전면에 투명전극을 형성하여 전압을 인가하는 경우, X 전극과 Y 전극 사이의 영역에서 전자의 방전거리가 증가하는 것을 알 수 있으며, 방전경로의 증가 정도는 인가되는 전압의 크기에는 크게 영향을 받지 않음을 알 수 있다.
전술한 바와 같이 이루어지는 본 발명은 플라즈마 디스플레이 패널 전면판의 전면에 투명전극을 형성함으로써 셀 내부 특히, 이웃하는 전극 사이의 공간에서 발생하는 높은 에너지를 갖는 전자의 방전경로를 증가시킬 수 있다. 이에 따라 패널의 방전 전압을 낮출 수 있다.
또한, 플라즈마 디스플레이 패널 전면판의 전면에 투명전극을 형성하는 경우도체 물질을 플라즈마 디스플레이 전면에 형성하는 효과를 얻을 수 있으므로, 패널에서 발생하는 전자파를 차폐할 수 있다. 따라서, 패널 상에 전자파 차폐를 위한 전자파 차폐 필터를 별도로 부착할 필요가 없어 패널의 제조 공정이 단순해지고 제조 비용이 절감된다.
이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것이 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.
상기와 같이 이루어지는 본 발명은 패널의 방전 전압을 낮출 수 있어 고가의 고내압 구동 소자를 사용하지 않을 수 있고, 패널 전면에 별도의 전자기파 차폐 필터를 설치할 필요가 없어져 패널 생산비를 절감시킬 수 있다.

Claims (4)

  1. 전면판(front panel)과 배면판(back panel)으로 이루어지는 플라즈마 디스플레이 패널(Plasma Display Panel)에 있어서,
    방전경로를 증가시키기 위하여, 배면판과 마주보지 않는 전면판의 전면상에 형성된 투명전극; 및
    상기 투명전극의 양단에 형성된 전극단자
    를 포함하는 플라즈마 디스플레이 패널.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 전면판은,
    상기 배면판과 마주보는 상기 전면판의 후면상에 형성된 X 전극 및 Y 전극을 더 포함하며,
    상기 전면판의 전면 상에 형성된 투명전극에,
    패널 구동 시간 동안 -500 V 내지 500 V의 일정한 크기의 전압을 바이어스(bias)로 인가하거나, 또는 X, Y 각각의 스캔 펄스(scan pulse) 주기 보다 크거나 또는 작게 펄스 형식으로 전압을 인가하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 투명전극은,
    상기 전면판 전면의 중심부에 위치하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널.
  4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 투명전극은,
    상기 전면판 전면 상에 막대 패턴 형태로 위치하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널.
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