KR100524777B1 - 플라즈마 디스플레이 패널 제조 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 플라즈마 디스플레이 패널(PDP)에 관한 것으로, 특히 상부 유전체층을 광투과율을 조절할 수 있는 안료가 소정 비율 첨가된 유전체 전사필름으로 형성하여 색순도와 콘트라스트비를 높일 수 있는 플라즈마 디스플레이 패널 및 그 제조 방법에 관한 것이다. 상기와 같이 종래 PDP에서 블랙 스트라이프를 이용한 경우에는 개구면적의 저하에 의한 발광 효율면에서 문제가 생기고, 컬러 필터를 추가적으로 채용하는 경우에는 공정이 복잡해지는 문제점과 R, G에 비해 상대적으로 낮은 B 형광체의 효율때문에 PDP의 색온도가 아주 낮은 문제점이 있었다. 이와 같은 문제점을 감안한 본 발명은 상부 기판 상에 방전유지 전극(투명전극+버스전극)을 형성하는 단계와, 상기 방전유지 전극 상에 원하는 영역의 광투과율을 조절하는 안료가 소정 비율 포함된 유전체 전사필름을 이용하여 상부 유전체층을 형성하는 단계를 포함하여 이루어짐으로써, 색순도와 콘트라스트비를 높일 수 있는 효과가 있다. 또한, 유전체 전사필름의 형태로 막을 형성함으로써, 유전체 막의 두께를 균일하게 할 수 있고, 방전시의 전압마진과 방전 특성의 균일화를 이룰 수 있으며 모유리로 PbO계 뿐만 아니라 P₂O₅계 및 ZnO계 유리를 사용함으로써, 환경 및 인체에 무해한 재료의 사용이 가능한 효과가 있다.

Description

플라즈마 디스플레이 패널 제조 방법{MANUFACTURING METHOD FOR PLASMA DISPLAY PANEL}

본 발명은 플라즈마 디스플레이 패널(PDP)에 관한 것으로, 특히 상부 유전체층을 광투과율을 조절할 수 있는 안료가 소정 비율 첨가된 유전체 전사필름으로 형성하여 색순도와 콘트라스트비를 높일 수 있는 플라즈마 디스플레이 패널 제조 방법에 관한 것이다.

정보처리 시스템의 발전과 보급 증가에 따라 시각정보 전달 수단으로 디스플레이 장치의 중요성이 증대되고 있다. 특히 종래 CRT(Cathod Ray Tube)는 사이즈가 크고 동작전압이 높으며 표시 일그러짐이 발생하는 여러 가지 문제점을 가지고 있어 화면의 대형화, 평면화를 목표로 하는 최근의 추세가 적합하지 않아 최근에는 매트릭스 구조를 가지는 각종 평면 디스플레이의 연구가 활발히 진행 중이다.

일반적인 플라즈마 디스플레이 패널(PDP)은 He+Xe 또는 Ne+Xe 불활성 혼합가스의 방전시 발생하는 147㎚의 자외선에 의해 형광체를 발광시킴으로써 문자 또는 그래픽을 포함한 화상을 표시하는 장치로서, 대형화가 용이할 뿐만 아니라 표시품질이 우수하고, 응답속도가 빠르다는 특징이 있다. 또한, 박형화가 가능하기 때문에 액정 디스플레이 장치(LCD) 등과 함께 벽걸이용 디스플레이 용도로도 주목받고 있다.

PDP는 전극의 배치 구조에 따라 크게 면방전형과 대향형으로 구별되며, 전극의 노출여부에 따라 교류 방전형(AC type), 직류 방전형(DC type) 또는 혼합형(hybrid type)으로 구별되고, 특히, 3전극 교류 면방전형 PDP는 방전시 표면에 벽전하가 축적되며 방전에 의해 발생되는 스퍼터링으로부터 전극들을 보호하기 때문에 저전압 구동과 장수명의 장점을 가진다.

도1은 일반적인 교류 면방전형 플라즈마 디스플레이 패널의 단면도를 도시한 것이다. 도시된 바와 같이, 하부기판(1)과, 상기 하부기판(1) 상부에 형성된 어드레스 전극(2)과, 상기 어드레스 전극(2) 상부에 형성된 하부 유전체층(3)과, 상기 하부 유전체층(3) 상부에 형성되어 방전거리를 유지시키고 셀간의 전기적 광학적 크로스 토크를 방지하며 형광체층(5)을 수용하는 격벽(4)을 포함한다.

또한, 상기 상부 유전체층(7) 상에는 보호막(6)이 형성되는데, 보호막(6)은 방전중 가스이온에 의한 상부 유전체층(7)의 스퍼터링을 방지함으로써 수명을 증대시키고 이차 전자 방출에 의해 방전 개시 전압을 저하시키는 역할을 하는데, 방전 개시 전압이 낮아지면 안정된 방전을 얻을 수 있을 뿐만 아니라 전극의 수명 또한 길어지기 된다. 상기 보호막(7)과 형광체층(5) 사이의 공간은 Ne+Xe, He+Xe 등의 불활성 가스로 충전된다.

또한, PDP의 상부기판(9) 상에는 두개의 전극으로 구성된 방전유지 전극(8)이 형성되고, 그 방전유지 전극(8)은 상부기판(9)의 광투과를 저해하지 아니하도록 투명전극(8a, 8b)인 ITO(Indium-Tin-Oxide) 전극으로 구성된다. 그리고, 상기 방전유지 전극(8)의 전압강하 방지를 위해, 이보다 좁은 면적의 금속전극인 버스전극(8'a, 8'b)을 구비한다.

상기 방전유지 전극(8) 상에 상부 유전체층(7)을 형성하는데, 그 상부 유전체층(7)은 플라즈마 방전전류를 제한함과 아울러 방전시 벽전하를 축적하는 역할을 한다.

그럼, 도1을 참조하여 PDP의 작동 원리를 설명하면 다음과 같다. 먼저, 방전유지 전극(8)을 구성하는 두 전극(8a, 8b) 사이에 방전유지전압에 상당하는 전압을 인가하여 상부 유전체층(7)에 전하를 축적시킨다.

그 후 어드레스 전극(2)에 방전개시전압에 상당하는 전압을 인가하면 글로우 방전에 의해 불활성 가스가 전자와 이온으로 분리되어 플라즈마화 되고, 상기 전자와 이온이 재결합하는 순간에 발생하는 자외선에 의해 형광체층(5)이 여기됨으로써 가시광선이 발생된다.

그리고, 가속된 가스 이온이 충돌하여 유전체나 형광체를 열화시키는 것을 막기 위해 방전 가스는 분자량이 큰 Ne 가스를 주성분으로 사용하여 이온 충돌을 줄이고 있다.

그러나, Ne 가스는 방전에 의해 오렌지색의 가시광을 발생시킴으로 PDP의 색순도를 떨어뜨리는 단점이 있다. 또한, 형광체의 나쁜 색순도, 외부광의 표면반사 등도 PDP의 콘트라스트(Contrast)를 떨어뜨리는 문제점이 있었다.

이러한 문제점을 개선하기 위해 종래에는 PDP 상판에 컬러 필터(color filter) 혹은 블랙 스트라이프(black stripe) 등을 도입하였다.

도2는 상부 기판에 컬러 필터가 도입된 일반적인 PDP의 셀 단면도를 도시한 것이다. 도1에 도시된 PDP의 셀 단면도와 비교할 때, 상부 유전체층(7)과 보호막(6) 사이에 색순도를 높이고, 외부광에 의한 표면반사를 방지할 수 있는 컬러 필터층(10)을 구비하여 구성된다.

그리고, 이러한 컬러 필터층(10)은 보호막(6) 상부에 형성될 수도 있고, 상부 유전체층(7) 중간에 형성될 수도 있다.

또한, 상부 유전체층(7)을 컬러 필터층으로 대체하여 사용할 수도 있다.

하지만 이러한 컬러 필터를 추가적으로 채용하는 경우에는 공정이 복잡해지는 문제점이 있었고, 블랙 스트라이프를 이용한 경우에는 개구면적의 저하에 의한 발광 효율면에서 문제가 생겼다.

또한, R, G에 비해 상대적으로 낮은 B 형광체의 효율때문에 PDP의 색온도가 아주 낮은 문제점이 있었다.

상기와 같이 종래 PDP에서 블랙 스트라이프를 이용한 경우에는 개구면적의 저하에 의한 발광 효율면에서 문제가 생기고, 컬러 필터를 추가적으로 채용하는 경우에는 공정이 복잡해지는 문제점이 있었다.

또한, R, G에 비해 상대적으로 낮은 B 형광체의 효율때문에 PDP의 색온도가 아주 낮은 문제점이 있었다.

따라서, 이와 같은 문제점을 감안한 본 발명은 방전유지전극 상부에 형성된 상부 유전체층을 원하는 영역의 광투과율을 조절할 수 있는 안료가 포함된 단층 혹은 복층으로 구성된 유전체 전사필름을 이용하여 형성함으로써, 색순도와 콘트라스트 비를 높일 수 있는 플라즈마 디스플레이 패널 제조 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

또한, 본 발명은 유전체 전사필름의 형태로 막을 형성함으로써, 유전체 막의 두께를 균일하게 할 수 있고, 방전시의 전압마진과 방전 특성의 균일화를 이룰 수 있는 플라즈마 디스플레이 패널 제조 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

또한, 본 발명은 상부 유전체층을 구성하는 모유리로 PbO계 뿐만 아니라 P₂O₅계 및 ZnO계 유리를 사용함으로써, 환경 및 인체에 무해한 재료의 사용이 가능한 플라즈마 디스플레이 패널 제조 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명 플라즈마 디스플레이 패널 제조 방법은 상부 기판 상에 방전유지 전극(투명전극+버스전극)을 형성하는 단계와; 상기 방전유지 전극 상에 원하는 영역의 광투과율을 조절하는 안료와 PbO-B₂O₃-SiO₂계 유리, P₂O₅-B₂O₃-ZnO계 유리, ZnO-B₂O₃-RO(BaO, SrO, La₂O, Bi₂O₃)계 모유리 중 하나가 포함된 단층 혹은 복층 구조를 갖는 유전체 전사필름을 이용하여 상부 유전체층을 형성하는 단계를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.

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또한, 상기 상부 유전체층을 형성하는 단계는 모유리에 안료를 혼합하여 유리를 제조하고, 그 유리를 분쇄하여 소정 크기의 유리 분말을 형성하는 단계와, 상기 유리 분말을 바인더와 그 바인더를 용해하는 용제에 혼합하여 슬러리(slurry)를 형성하는 단계와, 상기 슬러리를 이용하여 유전체 전사필름을 성형하는 단계와, 상기 유전체 전사필름을 상기 방전유지 전극 상에 코팅하는 단계와, 상기 코팅된 유전체 전사필름을 소정 온도(550~600℃), 소정 시간(10~30분) 동안 소성하여 상부 유전체층을 형성하는 단계를 더 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.

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또한, 상기 유전체 전사필름은 5wt% 이하의 안료가 포함된 하나의 유전체층으로 형성되거나 안료가 포함되지 않는 유전체층과 20wt% 이하의 안료가 포함된 유전체층이 복합적으로 형성된 것을 특징으로 한다.

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상기와 같은 특징을 갖는 본 발명 플라즈마 디스플레이 패널 제조 방법에 대한 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참고하여 설명한다.

도3은 본 발명 플라즈마 디스플레이 패널의 상부 기판 상의 제조 과정을 도시한 것이다. 도시된 바와 같이, 상부기판인 유리를 가공하는 단계와, 그 상부기판 상에 투명전극인 두 전극과 그 두 전극의 일부분 상에 보조 전극인 버스전극을 순차적으로 증착하여 방전유지 전극을 형성하는 단계와, 상기 방전유지 전극 상에 광투과율을 조절하기 위한 안료가 포함된 유전체 전사필름을 이용하여 상부 유전체층을 형성하는 단계와, 상기 상부 유전체층 상에 산화마그네슘(MgO) 보호막을 형성하는 단계로 이루어진다.

도4는 본 발명에서 유전체 전사필름을 이용한 상부 유전체층을 형성하는 과정을 도시한 것이다. 도시된 바와 같이, 모유리의 원하는 영역에 광투과율을 조절할 수 있는 안료를 혼합하여 유리를 제조하고, 그 제조된 유리를 소정 크기(1~5um)로 분쇄하여 유리분말을 형성하는 단계와, 상기 유리분말을 바인더와 그 바인더를 용해하는 용제에 혼합하여 슬러리(slurry)를 형성하는 단계와, 상기 슬러리를 소정의 방법을 이용하여 유전체 전사필름으로 성형하는 단계와, 상기 유전체 전사필름을 방지유지 전극 상에 코팅하는 단계와, 상기 코팅된 유전체 전사필름을 소정의 온도와 시간동안 소성하고, 상부 유전체층인 후막을 형성하는 단계로 이루어진다.

그럼, 도4에 도시한 유전체 전사필름을 이용한 상부 유전체층을 형성하는 일 실시예 과정을 설명하면 다음과 같다.

먼저, 모유리에 소정 영역의 광투과율을 조절할 수 있는 안료를 혼합하여 유리를 제조하고, 그 제조된 유리를 1~5um 크기가 되도록 분쇄하여 유리분말을 형성한다. 이때, 모유리는 표1(PbO계 유리), 표2(P₂O₅계 유리), 표3(ZnO계 유리)에 도시된 물질로 이루어진 유리가 될 수 있다.

그리고, 표1, 표2, 표3에서 사용하는 단위는 wt%로서, 중량퍼센트를 의미하고, 표3에 모유리 구성물질인 RO는 BaO, SrO, La₂O, Bi₂O₃이 될 수 있다.

또한, 안료로 사용되는 물질로는 CuO, CoO, Nd₂O₃, NiO, Cr₂O₃, Pr₂O₃, Fe₂O₃이 될 수 있다.

이렇게 모유리와 안료가 포함된 유리분말이 형성되면, 그 형성된 유리분말을 아크릴계의 바인더와 그 바인더를 용해할 수 있는 톨루엔, 에틸 아세테이트, 아세톤, MEK(Methyl Ethyl Ketone) 등의 용제(solvent)에 혼합하여 슬러리를 만들고, 이를 닥터블레이드 등의 방법으로 유전체 전사필름을 성형한다.

이때, 상기 형성된 유전체 전사필름은 도5에 도시된 바와 같이 안료가 5wt% 이하로 포함된 하나의 유전체층(11a)으로 형성된 전사필름(도5a)으로 형성될 수 있고, 안료가 포함되지 않는 유전체층(11b)과 안료가 20wt% 이하로 포함된 유전체층(11c)으로 형성된 전사필름(도5b)으로 형성될 수도 있다.

이렇게 형성된 유전체 전사필름을 기 형성된 방지유지 전극 상에 코팅하고, 550~600℃의 범위에서 10~30분간 소성하여 20~40um 정도의 후막인 상부 유전체층을 형성한다.

상기 형성된 상부 유전체층 상부에 산화마그네슘(MgO) 보호막을 형성한다.

이와 같은 과정을 통해 형성된 PDP의 파장별 투과율을 도5에 도시하였다. 도시된 바와 같이, R(611nm), G(525nm)의 투과율보다 B(454nm)의 투과율이 높은 것을 알 수 있으며, 이로 인해 PDP의 색온도 및 콘트라스트의 획기적인 향상을 기대할 수 있다.

또한, 상부 유전체층의 형성시 전사필름을 사용함으로서 두께가 일정한 유전체막을 형성할 수 있고, 이로 인해 패널의 방전특성을 균일하게 할 수 있다.

그리고, 본 발명의 유전체 형성재료를 사용할 경우, 그 사용 형태는 여러가지가 있을 수 있는데, 상기에서와 같이 유전체 전사필름을 이용한 방법 외에도 용제와 바인더의 혼합물인 비히클(vehicle)과 유전체 유리 분말을 혼합한 페이스트(paste)를 사용한 스크린 인쇄법과 후막 코팅법 등의 방법으로도 도포가 가능하다.

상기에서 상세히 설명한 바와 같이 본 발명은 방전유지전극 상부에 형성된 상부 유전체층을 원하는 영역의 광투과율을 조절할 수 있는 안료가 포함된 단층 혹은 복층으로 구성된 유전체 전사필름을 이용하여 형성함으로써, 색순도와 콘트라스트 비를 높일 수 있는 효과가 있다.또한, 본 발명은 유전체 전사필름의 형태로 막을 형성함으로써, 유전체 막의 두께를 균일하게 할 수 있고, 방전시의 전압마진과 방전 특성의 균일화를 이룰 수 있는 효과가 있다.또한, 본 발명은 상부 유전체층을 구성하는 모유리로 PbO계 뿐만 아니라 P₂O₅계 및 ZnO계 유리를 사용함으로써, 환경 및 인체에 무해한 재료의 사용이 가능한 효과가 있다.

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도1은 일반적인 교류 면방전형 플라즈마 디스플레이 패널의 단면도.

도2는 종래 컬러 필터층이 구비된 플라즈마 디스플레이 패널의 단면도.

도3은 본 발명 플라즈마 디스플레이 패널 상부기판 상에서의 제조 과정 순서도.

도4는 도3의 상부 유전체층을 형성하는 과정에 대한 제조 과정의 상세 순서도.

도5는 본 발명에서 유전체 전사필름의 구성에 대한 예시도.

도6은 본 발명의 플라즈마 디스플레이 패널에 대한 광투과율에 대한 측정 결과를 도시한 도.

Claims (7)

1. 삭제
2. 상부 기판 상에 방전유지 전극(투명전극+버스전극)을 형성하는 단계와; 상기 방전유지 전극 상에 원하는 영역의 광투과율을 조절하는 안료와 PbO-B₂O₃-SiO₂계 유리, P₂O₅-B₂O₃-ZnO계 유리, ZnO-B₂O₃-RO(BaO, SrO, La₂O, Bi₂O₃)계 모유리 중 하나가 포함된 단층 혹은 복층 구조를 갖는 유전체 전사필름을 이용하여 상부 유전체층을 형성하는 단계를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널 제조 방법.
3. 제2항에 있어서, 상기 상부 유전체층을 형성하는 단계는 모유리에 안료를 혼합하여 유리를 제조하고, 그 유리를 분쇄하여 소정 크기의 유리 분말을 형성하는 단계와; 상기 유리 분말을 바인더와 그 바인더를 용해하는 용제에 혼합하여 슬러리(slurry)를 형성하는 단계와; 상기 슬러리를 이용하여 유전체 전사필름을 성형하는 단계와; 상기 유전체 전사필름을 상기 방전유지 전극 상에 코팅하는 단계와; 상기 코팅된 유전체 전사필름을 소정 온도(550~600℃), 소정 시간(10~30분) 동안 소성하여 상부 유전체층을 형성하는 단계를 더 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널 제조 방법.
4. 삭제
5. 제3항에 있어서, 상기 유전체 전사필름은 5중량퍼센트[wt%] 이하의 안료가 포함된 하나의 유전체층으로 형성된 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널 제조 방법.
6. 제3항에 있어서, 상기 유전체 전사필름은 안료가 포함되지 않는 유전체층과 20중량퍼센트[wt%] 이하의 안료가 포함된 유전체층이 복합적으로 형성된 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널 제조 방법.
7. 삭제