KR20010004124A - 플라즈마 디스플레이 패널의 격벽 형성방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 플라즈마 디스플레이 패널(plasma display panel, PDP) 제조 기술에 관한 것으로, 특히 플라즈마 디스플레이 패널의 격벽(barrier rib) 형성방법에 관한 것이며, 제조 단가를 낮추고 고정세 패턴의 형성이 용이한 동시에 높은 재현성을 가진 플라즈마 디스플레이 패널의 격벽 형성방법을 제공하는데 그 목적이 있다. 본 발명은 격벽용 페이스트를 도포한 다음, 형성하고자 하는 방전 공간의 형상을 가지는 스트라이프 와이어에 소정의 온도(예컨대 80℃)로 예열된 히팅 롤러 등을 사용하여 물리적인 힘을 가하여 그 형상이 격벽용 페이스트에 찍히도록 하는 기술로서, 최근 교세라(Kyocera)사에서 발표한 프레스(press)법과 그 원리가 유사하지만 생산비용 절감 측면에서 프레스법에 비해 유리하다.

Description

플라즈마 디스플레이 패널의 격벽 형성방법{A method for forming barrier rib in plasma display panel}

본 발명은 플라즈마 디스플레이 패널(plasma display panel, PDP) 제조 기술에 관한 것으로, 특히 플라즈마 디스플레이 패널의 격벽(barrier rib) 형성방법에 관한 것이다.

PDP는 기체 방전시에 생기는 플라즈마로부터 나오는 빛을 이용하여 문자 또는 영상을 표시하는 소자로 기체 방전 표시(gas discharge display) 소자라고도 부른다. PDP는 크게 플라즈마를 형성하기 위해 외부에서 가해주는 전압인가를 위해 사용되는 전극이 플라즈마에 직접 노출이 되어 전도전류가 전극을 통해 직접 흐르는 직류(DC)형과 전극이 유전체로 덮여 있어 직접 노출이 되지 않아 변위전류가 흐르게 되는 교류(AC)형으로 구분된다. 그리고, 방전 셀의 전극구조에 따라 대향 방전형, 표면 방전형, 격벽 방전형 등으로 분류가 되며, 방전가스로부터 나오는 가시광을 직접 이용하는 경우는 대부분 단색표시 PDP 소자에서 이용되는데, 대표적인 것으로 Ne 가스에서 나오는 오렌지색을 이용한 PDP가 있으며, 풀 칼라(full color) 표시가 요구될 경우, Kr이나 Xe와 같은 방전가스로부터 나오는 자외선이 적색(R), 녹색(G), 청색(B) 형광체를 여기시켜 나오는 가시광을 이용하게 된다. 다양한 평판 디스플레이 중에서도 PDP는 대화면의 구현이 가능한 표시소자로서 특히 가정용 벽걸이 TV용으로 주목되고 있으나, 아직까지 휘도와 명암비가 낮고, 구동전압이 타 소자에 비해 높고 전력 소비 효율이 낮으며, 대형화에 따른 제조 공정기술이 까다로워 생산 수율이 낮은 문제점들이 있어 상기의 특성의 개선과 더불어 저가격화가 이루어져야 하는 과제를 안고 있다.

현재 주류를 이루고 있는 면방전형 AC PDP의 경우, 첨부된 도면 도 1에 도시된 바와 같이 배면기판(10), 어드레스 전극(11), 백색 유전체(12), 격벽(13) 등이 배면판을 이루며, 전면기판(14), 투명 전극(15), 버스 전극(16), 투명 유전체(17), 유전체 보호막(18), 블랙 스트라이프(black stripe)(도시되지 않음) 등이 전면판을 이룬다. 또한, PDP에서 색상을 구현하기 위한 형광체(R, G, B)(19)는 투과형의 경우는 전면판에, 반사형의 경우는 도시된 바와 같이 배면판의 격벽(13) 사이에 배치된다.

현재 격벽을 형성하기 위해 사용되고 있는 방법으로, 스크린 마스크(screen mask)를 이용하여 원하는 패턴(pattern) 인쇄를 수회 반복하는 인쇄법과, 일정 높이만큼 격벽재를 두껍게 도포한 후 드라이 필름 레지스트(dry film resist, DFR)를 라미네이팅(laminating)하여 원하는 패턴을 미세한 연마제 알갱이로 깍아내는 샌드블라스트(sandblast)법과, 감광성 필름을 노광 현상한 후, 원하는 패턴 부위에 격벽 물질을 채워 넣고 소성하거나 스트립(strip)하여 감광성 필름을 제거해서 격벽을 형성하는 리프트-오프(Lift-off)법 등이 있다.

이 중 인쇄법의 경우, 원하는 격벽 높이를 얻기까지 여러 차례 반복 인쇄를 수행해야 하기 때문에 격벽의 기울어짐, 격벽의 높이 편차에 따른 방전 특성의 불안정 및 형광체 형성시 균일성 저하, 스크린 마스크 메쉬(screen mask mesh) 자국 등이 문제점으로 지적되어 재현성 불량에 따른 수율 저하가 예상되며, 스크린 마스크의 한계로 인해 고정세 패턴의 제작이 상당히 어려운 단점이 있다. 즉, 종래의 인쇄법으로 격벽을 형성하고자 할 때, 전술한 바와 같이 원하는 높이에 이를 때까지 인쇄 및 건조를 여러 차례 반복해야 하는데, 이때 시간의 흐름에 따른 스크린 마스크의 장력(tension), 페이스트의 특성 등이 변할 수 있으며 정렬 후에도 처음 위치에 똑바로 인쇄가 되지 않는 문제와 관련되고 있다. 또한 인쇄시 마스크 제작시 생기는 무늬 얼룩 때문에 격벽의 평탄성이 나빠질 수 있으며, 이는 형광체 형성에 영향을 미칠 뿐만 아니라 화상 구현시 불안정한 방전을 일으키는 원인이 되고 있다. 아울러 마스크 패턴 폭과 스크린 메쉬의 한계 등으로 인쇄가 가능한 패턴의 폭이 제한되어 고정세, 고화질의 패널을 제작하는데 걸림돌로 지적되고 있다.

한편, 샌드블라스트법의 경우, 포토법과 인쇄법의 혼합의 형태로 인쇄법에 의한 격벽 높이 편차나, 격벽의 기울어짐과 같은 단점이 없고, 재현성이 우수하여 수율 향상에도 상당히 유리한 측면이 많아 최근 격벽 형성시에 많이 이용되고 있지만, 실제 이용되는 재료의 효율성(사용된 페이스트의 90% 이상이 폐기물로 처리됨)이 낮아 생산비용의 절감에 걸림돌이 되고 있으며, 환경 측면에서도 많은 소음과 분진이 발생하여 이에 따른 처리비용을 별도로 고려해야 하는 비용상의 단점이 있다.

마지막으로, 리프트-오프법은 인쇄법의 장점인 재료의 효율성과 샌드블라스트법의 장점인 높은 재현성, 고정세 패턴 적용과 같은 특징을 모두 갖추고 있지만, 감광성 필름의 다량 사용으로 인한 재료비 상승, 소성시 다량의 유기 화합물이 배출되는데 따른 소성로의 오염과 작업환경의 불량 등이 문제점으로 지적되고 있다.

본 발명은 제조 단가를 낮추고 고정세 패턴의 형성이 용이한 동시에 높은 재현성을 가진 플라즈마 디스플레이 패널의 격벽 형성방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

도 1은 통상적인 면방전형 AC PDP의 단면 구조도.

도 2a 내지 도 2e는 본 발명의 일 실시예에 따른 PDP의 격벽 형성 공정도.

도 3은 본 발명의 일 실시예에서 격벽 형성시에 사용된 스트라이프 와이어 프레임(stripe wire frame)의 평면도.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

20 : 배면판용 유리기판

21 : 어드레스 전극

22 : 격벽용 페이스트

22a : 격벽

23 : 스트라이프 와이어

24 : 히팅 롤러

본 발명은 격벽용 페이스트를 도포한 다음, 형성하고자 하는 방전 공간의 형상을 가지는 스트라이프 와이어에 소정의 온도(예컨대 80℃)로 예열된 히팅 롤러 등을 사용하여 물리적인 힘을 가하여 그 형상이 격벽용 페이스트에 찍히도록 하는 기술로서, 최근 교세라(Kyocera)사에서 발표한 프레스(press)법과 그 원리가 유사하지만 생산비용 절감 측면에서 프레스법에 비해 유리하다.

상기의 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명의 특징적인 플라즈마 디스플레이 패널의 격벽 형성방법은, 소정의 하부층이 형성된 배면기판 상에 격벽용 페이스트를 도포하는 제1 단계; 형성하고자 하는 방전 공간의 형상을 가진 스트라이프 와이어를 상기 격벽용 페이스트가 도포된 상기 배면기판 상부에 정렬시키는 제2 단계; 상기 스트라이프 와이어에 물리적인 힘을 가하여 상기 격벽용 페이스트가 일정 깊이만큼 함몰되도록 하는 제3 단계; 및 상기 스트라이프 와이어를 상기 격벽용 페이스트로부터 이탈시키는 제4 단계를 포함하여 이루어진다.

이하, 본 발명이 속한 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 보다 용이하게 실시할 수 있도록 하기 위하여 본 발명의 바람직한 실시예를 소개하기로 한다.

첨부된 도면 도 2a 내지 도 2e는 본 발명의 일 실시예에 따른 PDP의 격벽 형성 공정을 도시한 것으로, 이하 이를 참조하여 설명한다.

우선, 도 2a에 도시된 바와 같이 배면판용 유리기판(20) 상에 어드레스 전극(21)을 형성한다.

다음으로, 도 2b에 도시된 바와 같이 블래이드 코터(blade coater) 또은 저밀도 인쇄용 메쉬(mesh) 마스크를 이용하여 격벽 높이 만큼의 격벽용 페이스트(22)를 전면 도포하고 건조시킨다. 블래이드 코터를 사용하는 경우 단 한번으로 대략 150㎛ 정도의 두께까지 도포가 가능하며, 저밀도 메쉬 마스크를 이용한 인쇄법을 사용하는 경우 대략 2∼3회 정도만으로도 150㎛ 정도까지 도포할 수 있다. 건조는 조금 불충분하게 건조되는 느낌이 들 정도로 실시하는데, 이는 스트라이프 와이어(stripe wire)가 눌렀을 때 쉽게 들어갈 수 있고, 유리기판(20)에 무리를 주지 않도록 하기 위함이다.

계속하여, 도 2c에 도시된 바와 같이 건조를 마친 배면기판에 스트라이프 와이어(23)를 적당한 높이까지 근접시킨다. 이때, 스트라이프 와이어(23)는 형성하고자 하는 방전 공간의 형상을 가지는 것을 사용하며, 그 와이어가 원형, 타원형, 사다리꼴, 역삼각형 등의 다양한 형태를 가질 수 있다.

이어서, 도 2d에 도시된 바와 같이 약 80℃ 정도로 예열된 히팅 롤러(heating roller)(24)로 눌러 격벽 패턴을 형성한다. 히팅 롤러(24)는 경도가 높은 고무 또는 테프론과 고무가 혼합된 재질로 사용하여 스트라이프 와이어(23)와 유리기판(20) 사이에 지나치게 많은 힘이 걸리지 않도록 함으로써 유리기판(23)의 파손을 방지한다. 아울러 스트라이프 와이어(23)를 누를 때 밖으로 나온 격벽 페이스트(22)를 다시 눌러주는 효과가 있어서 격벽의 평탄성을 좋게 할 수 있다.

다음으로, 도 2e에 도시된 바와 같이 스트라이프 와이어(23)를 제거하고, 건조 및 소성 공정을 실시하여 격벽(22a)을 형성한다. 이때, 어드레스 전극(21) 상에 격벽용 페이스트(22)가 일정 높이로 잔류하게 되므로 광 반사를 위한 백색 유전체를 형성할 필요가 없게 된다. 또한, 격벽(22a)의 소성과 동시에 어드레스 전극(21)의 소성을 진행할 수 있어 공정 단축을 통한 에너지 및 원가 절감을 기대할 수 있다.

이후, 형광체(도시되지 않음)를 도포하고, 소성을 실시하여 최종적인 배면 판을 완성한다. 이처럼 어드레스 전극(21)을 소성하지 않은 상태에서 격벽(22a) 형성 공정을 진행하기 때문에 유리기판(20)의 열변형에 따른 격벽(22a)과 어드레스 전극(21) 간의 오차를 사전에 줄일 수 있으므로 패널의 표시 품질 개선을 기대할 수 있다.

첨부된 도면 도 3은 상기 격벽 형성시에 사용된 스트라이프 와이어 프레임(stripe wire frame)을 도시한 것으로, 도면 부호 '30'은 스크린 마스크 프레임, '31'은 폴리 스크린 메쉬(poly screen mesh), '32'는 스트라이프 와이어를 각각 나타낸 것이다.

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.

전술한 본 발명은 기존의 인쇄법에서 사용된 스크린 마스크를 이용하면서도 종래처럼 약 10회 정도 인쇄 및 건조를 반복하지 않고 단 3회 정도에 원하는 높이의 격벽을 형성할 수 있으므로 생산성 및 공정 수율을 향상시킬 수 있다. 또한, 본 발명은 샌드블라스트법에 비해 재료의 이용 효율이 높고, 배면판 전극과 격벽을 동시에 소성할 수 있으며 백색 유전체를 별도로 형성할 필요가 없기 때문에 전반적인 공정 단축을 통한 패널 제조 원가를 기대할 수 있다. 또한 본 발명은 배면판 전극을 소성하지 않은 상태에서 격벽 형성 공정을 진행하기 때문에 유리기판의 열변형에 따른 격벽과 배면판 전극간의 오차를 사전에 줄일 수 있으므로 패널의 표시 품질을 개선하는 효과가 있다.

Claims (8)

1. 소정의 하부층이 형성된 배면기판 상에 격벽용 페이스트를 도포하는 제1 단계;

   형성하고자 하는 방전 공간의 형상을 가진 스트라이프 와이어를 상기 격벽용 페이스트가 도포된 상기 배면기판 상부에 정렬시키는 제2 단계;

   상기 스트라이프 와이어에 물리적인 힘을 가하여 상기 격벽용 페이스트가 일정 깊이만큼 함몰되도록 하는 제3 단계; 및

   상기 스트라이프 와이어를 상기 격벽용 페이스트로부터 이탈시키는 제4 단계

   를 포함하여 이루어진 플라즈마 디스플레이 패널의 격벽 형성방법.
2. 제1항에 있어서,

   상기 제1 단계 수행 후,

   도포된 상기 격벽용 페이스트를 건조시키는 제5 단계를 더 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널의 격벽 형성방법.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서,

   상기 스트라이프 와이어에 물리적인 힘을 가하기 위하여 실질적인 80℃의 온도로 예열된 히팅 롤러를 사용하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널의 격벽 형성방법.
4. 제3항에 있어서,

   상기 스트라이프 와이어가,

   상기 스트라이프 와이어를 지탱하는 폴리 스크린 메쉬를 통해 스크린 마스크 프레임에 장착된 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널의 격벽 형성방법.
5. 제3항에 있어서,

   상기 제4 단계 수행 후,

   상기 격벽용 페이스트를 소성하는 제5 단계를 더 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널의 격벽 형성방법.
6. 제1항 또는 제2항에 있어서,

   상기 격벽용 페이스트가,

   블래이드 코터를 사용하여 도포되는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널의 격벽 형성방법.
7. 제1항 또는 제2항에 있어서,

   상기 스트라이프 와이어가,

   원형, 타원형, 사다리꼴, 역삼각형 중 어느 하나의 형태를 가지는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널의 격벽 형성방법.
8. 제3항에 있어서,

   상기 히팅 롤러가,

   고무 또는 테프론과 고무가 혼합된 재질로 이루어진 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이의 격벽 형성방법.