KR100349559B1

KR100349559B1 - 면방전형 플라즈마 디스플레이 패널 및 그 제조방법

Info

Publication number: KR100349559B1
Application number: KR1020020018953A
Authority: KR
Inventors: 난토토시유끼; 나까하라히로유끼; 아와지노리유끼; 와끼타니마사유끼; 시노다쓰타에; 꼰노께이이찌로; 야나기바시야수오; 사까모토나오히토
Original assignee: 후지쯔 가부시끼가이샤
Priority date: 1995-08-25
Filing date: 2002-04-08
Publication date: 2002-08-21
Also published as: JP3163563B2; CN1306550C; KR100349735B1; JPH09129142A; TW400512B; US6200182B1; US5952782A; US6297590B1; CN1521795A; EP0762463A3; EP0762463B1; EP0762463A2; EP1041600B1; EP1041600A1; EP2226829B1; DE69638279D1; DE69621724D1; EP2226829A1; DE69621724T2

Abstract

본 발명은 라인간의 비발광 영역을 눈에 띄지 않게하여 표시의 콘트라스트를 높이는 것을 목적으로 한다.

그 구성은 방전공간(30)을 끼우는 기판쌍의 전면측 또는 배면측의 기판(11, 21)의 내면상에 표시라인(L)마다 라인방향으로 연장하는 한쌍의 표시전극(X, Y)을 갖는 면방전형 플라즈마 디스플레이 패널(1)에서, 전면측의 기판(11)의 내면측 또는 외면측에 평면에서 보아 인접한 라인(L)간의 표시전극쌍(X, Y)으로 끼워진 영역 (S2)과 겹쳐서 라인방향으로 연장하는 띠형상의 차광막(45)을 배치한 것이다.

Description

면방전형 플라즈마 디스플레이 패널 및 그 제조방법{SURFACE-DISCHARGE TYPE PLASMA DISPLAY PANEL AND FABRICATION METHOD THEREOF}

본 발명은 매트릭스 표시방식의 면방전형 플라즈마 디스플레이 패널(Plasma Display Panel : PDP) 및 그 제조방법에 관한 것이다.

면방전형 PDP는 주방전 셀을 획정(劃定)하는 한쌍의 표시전극쌍을 동일한 기판상에 인접 배치한 PDP이며, 형광체에 의한 컬러표시에 적합하므로, 텔레비전 영상의 표시가 가능한 박형 디바이스로서 널리 이용되고 있다. 또 하이비전 영상용의 대화면표시 디바이스로서 유력시되고 있다. 이와 같은 상황하에서 고정밀화와 대화면화와 더불어 고 콘트라스트화에 의한 표시품질의 향상이 요망되고 있다.

도14는 종래의 PDP(90)의 내부구조를 나타낸 요부 단면도이다. PDP(90)는 매트릭스 표시방식의 3전극 구조의 면방전형 PDP이며, 형광체의 배치형태에 의한 분류상 반사형으로 호칭되고 있다.

PDP(90)에서는 전면측의 유리기판(11)의 내면에 기판면에 연한 면방전을 생기게 하기 위한 평행한 한쌍의 표시전극쌍(X, Y)이 매트릭스 표시의 라인마다 한쌍씩 배열되어 있다. 그리고, 이들 표시전극쌍(X, Y)을 방전공간(30)에 대해 피복하며, AC구동을 위한 유전체층(17)이 형성되어 있다. 유전체층(17)의 표면에는 보호막(18)이 증착되어 있다. 유전체층(17) 및 보호막(18)은 다 같이 투광성을 가지고 있다.

표시전극쌍(X, Y)은 각각 ITO 박막으로 된 폭이 넓은 직선형상의 투명전극 (41)과 금속박막(Cr/Cu/Cr)으로 된 폭이 좁은 직선형상의 버스전극(42)으로 구성되어 있다. 버스전극(42)은 적정한 도전성을 확보하기 위한 보조전극이며, 투명 전극 (41)의 면방전 갭으로부터 먼 곳의 단연부(端緣部)에 배치되어 있다. 이와 같은 전극구조를 채용함으로써 표시광의 차광을 최소한으로 억제하면서 면방전 영역을 넓혀서 발광효율을 높일 수가 있다.

한편, 배면측의 유리기판(21)의 내면에는 표시전극쌍(X, Y)과 직교하는 어드레스 전극(A)이 배열되어 있다. 그리고, 어드레스 전극(A)의 상부를 포함하여 유리기판(21)을 피복하는 형광체층(28)이 형성되어 있다. 어드레스 전극(A)과 표시전극쌍(X)사이의 대향방전에 의해 유전체층(17)의 벽전하의 축적상태가 제어된다. 형광체층(28)은 면방전으로 생긴 자외선(UV)에 의해 국부적으로 여기되어 소정색의 가시광을 발한다, 이 가시광 중에서 유리기판(11)을 투과하는 광이 표시광이 된다.

그런데, 각 라인의 표시전극쌍(X)과 표시전극쌍(Y)간의 간극(S1)은 "방전슬릿"이라고 호칭되며, 이 방전슬릿(S1)의 폭(표시전극쌍(X, Y)의 배열방향의 치수) (w1)은 100∼200V 정도의 구동전압의 인가로 면방전이 생기도록 선정되어 있다. 이에 대해서 인접하는 라인간의 표시전극쌍(X)과 표시전극쌍(Y)간의 간극(S2)은 "역슬릿"이라 호칭되며, 이 역슬릿(S2)의 폭(w2)은 방전슬릿(S1)의 폭(w1)보다도 충분히 큰 값으로 선정되어 있다. 즉, 역슬릿(S2)을 사이에 두고 배열된 표시전극쌍(X, Y)간의 방전이 방지되어 있다. 이와 같이 방전슬릿(S1) 및 역슬릿(S2)을 두고 표시전극쌍(X, Y)을 배열함으로써 각 라인을 선택적으로 발광시킬 수가 있다. 따라서,표시화면내의 역슬릿(S2)에 대응하는 부분은 비발광 영역 또는 비표시 영역이 되고, 슬릿(S1)의 부분은 발광영역 또는 표시영역이 된다.

종래의 패널구조는 전면측으로부터 역슬릿(S2)을 통해서 비발광 상태의 형광체층(28)이 보이는 구조였다. 비발광 상태의 형광체층(28)은 백색 또는 엷은 회색등의 흰빛을 띤 색이다. 그 때문에 특히 밝은 장소에서 사용하였을 때에는 외광이 형광체층(28)에서 산란하여 라인간의 비발광 영역이 흰빛을 띠게 되어, 표시의 콘트라스트가 손상되었었다.

또한, 컬러표시용의 PDP의 콘트라스트를 높이는 방법으로서 전면측 기판의 외면에 형광체의 발광색에 대응한 반투명의 도료를 발라서 색필터로 하는 방법, PD P의 전면에 별도로 제작한 필터를 배치하는 방법, 유전체층(17)을 R, G, B로 색구분하여 착색하는 방법이 제안되어 있다.

그러나, 미소한 화소에 대응시켜서 각색의 도료를 바른다는 것은 매우 곤란하다. 별개의 필터를 배치한 경우에는 PDP와 필터간의 간극으로 인한 표시화상의 변형이 생긴다. 또 유전체층(17)을 색구분하는 경우에는 각 색마다 착색제(안료)가 다르므로 색구분에 따라서는 유전율의 균일성이 손상되어 방전특성이 불안정하게 된다. 또한 유전체층의 색구분은 도료를 구분해서 바르는 것과 마찬가지로 위치를 맞추기가 곤란하다.

본 발명은 상술한 문제를 감안하여 이루어진 것으로서, 라인간의 비발광 영역을 눈에 띄지 않게 하여 표시 콘트라스트를 높이는 것을 목적으로 한다.

또한, 본 발명은 표시라인간의 비발광 영역에 흑색안료를 함유한 차광막을 형성하기에 가장 적합한 구조 및 그 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

도1은 본 발명에 관한 PDP의 기본구조를 나타낸 사시도.

도2는 PDP의 요부의 단면도.

도3은 차광막의 평면도.

도4는 PDP의 전면측 부분의 제조방법을 나타낸 도면.

도5는 제2의 PDP의 요부의 단면도.

도6은 제3의 PDP의 요부의 단면도.

도7은 제4의 PDP의 요부의 단면도.

도8은 제5의 PDP의 요부의 단면도.

도9는 제2, 4, 5의 PDP의 제조방법을 설명한 단면도.

도10은 제2, 4, 5의 PDP의 제조방법을 설명한 단면도.

도11은 차광막을 패널 표시영역의 외부 주변부에도 형성한 경우의 평면도.

도12는 도11내의 XX-YY로 나타낸 부분의 단면 구조도.

도13은 PDP의 변형례의 단면도.

도14는 종래의 PDP의 내부구조를 나타낸 요부 단면도.

전술한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 전면기판상에, 면방전을 위한 방전슬릿을 사이에 두고 배치한 표시전극쌍을 각각 방전하지 않는 소정의 역슬릿을 사이에 두고 복수쌍 평행으로 배치하는 동시에, 상기 각 표시전극쌍을 피복하는 유전체층이 설치되고, 배면기판상에 상기 표시전극쌍과 교차하는 복수의 어드레스 전극과, 상기 각 어드레스 전극의 사이에 설치된 띠형상의 격벽과, 상기 격벽의 사이에 설치된 스트라이프 형상의 형광체를 구비하여 이루어진 면방전형 플라즈마 디스플레이 패널에 있어서, 상기 전면기판의 인접하는 표시전극쌍 사이의 상기 역슬릿부에서의 상기 전면기판과 상기 유전체층 사이에, 띠형상의 암색 또는 흑색막을 설치한 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명은 전면기판상에, 면방전을 위한 방전슬릿을 사이에 두고 배치한 표시전극쌍을 각각 방전하지 않는 소정의 역슬릿을 사이에 두고 복수쌍 평행으로 배치하는 동시에, 상기 각 표시전극쌍을 피복하는 유전체층이 설치되고, 배면기판상에 상기 표시전극쌍과 교차하는 복수의 어드레스 전극 및 복수의 형광체를 구비하여 이루어진 면방전형 플라즈마 디스플레이 패널에 있어서, 상기 전면기판의 인접하는 표시전극쌍 사이의 상기 역슬릿부에서의 상기 전면기판과 상기 유전체층 사이에, Mn과 Fe와 Cu를 함유하는 재료로 이루어진 띠형상의 흑색막을 상기 표시전극과의 사이에서 상기 흑색막의 변색방지를 위한 이간거리를 사이에 두고 배치한 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명은 상기 띠형상의 격벽은 적어도 정상부가 암색으로 형성되어있는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명은 상기 각 표시전극쌍은 투명전극과 상기 투명전극에서의 상기 역슬릿부에 가까운측의 단연부(端緣部)에 겹치는 금속전극으로 이루어지고, 상기 각 띠형상의 암색 또는 흑색막은 상기 표시전극의 금속전극에 끼워진 상기 역슬릿부의 상기 전면기판상에 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명은 방전공간을 개재하여 대향 배치된 한쌍의 기판을 갖고, 한쪽의 전면 기판 상에 표시라인에 대응한 복수의 표시전극과, 소정 패턴의 암색 또는 흑색막과, 상기 표시전극과 암색 또는 흑색막을 덮는 유전체층이 형성되고, 다른쪽의 배면기판상에 상기 표시라인과 교차하는 방향의 복수의 어드레스 전극이 형성된 면방전형 플라즈마 디스플레이 패널의 제조방법에 있어서, 상기 전면기판상에 상기 표시라인에 대응하는 표시전극을 형성한 상태에서 그 위로부터 흑색안료를 함유하는 감광성 레지스트층을 설치하고, 노광, 현상, 건조 공정을 거쳐서 비발광 영역에 대응하는 소정 패턴의 암색 또는 흑색막을 형성하고, 그후 유전체층 형성용 저융점 유리 페이스트층을 전면에 더 피복하고, 상기 저융점 유리 페이스트층을 상기 암색 또는 흑색막과 동시에 소성하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명은 상기 감광성 레지스트층이, 인접하는 표시라인 사이의 비발광 영역에 대응하여 라인 형상으로 연장하는 띠형상 부분과, 그것에 연속한 표시영역외의 주변영역 대응부분에 형성되도록 패터닝되는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명은 상기 감광성 레지스트층이, 저융점 유리 분말을 더 함유하고 있는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명은 상기 표시전극과 상기 암색 또는 흑색막을 비접촉 상태로 형성하기 위해, 상기 표시전극을 미리 절연박막으로 피복한 상태에서 상기 암색 또는 흑색막을 형성하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명은 상기 저융점 유리를 함유한 암색 또는 흑색막을, 비발광영역에서, 유리로된 전면기판의 내면에 접하여 형성하는 것을 특징으로 한다.

[실시예]

도1은 본 발명에 관한 PDP(1)의 기본구조를 나타낸 사시도이다. 또한 도1에서는 도14와 대응하는 구성요소에는 형상 및 재질의 차이에도 불구하고 동일한 부호를 붙이고 있다. 이하 다른 도면에 대해서도 마찬가지이다.

PDP(1)는 종래의 PDP(90)와 마찬가지로 반사형으로 호칭되는 매트릭스 표시방식의 3전극 구조의 면방전형 PDP이다. 외관 형상은 방전공간(30)을 끼우고 대향하는 한쌍의 유리기판(11, 21)으로 형성되어 있으며, 이들 유리기판(11, 21)은 서로의 대향영역의 주연부(周緣部)에 형성된 저융점유리로 된 도시하지 않은 틀형상의 실링층에 의해 접합되어 있다.

전면측의 유리기판(11)의 내면에는 기판면에 연한 면방전을 생기게 하기 위한 평행한 한쌍의 직선형상의 표시전극쌍(X, Y)이 매트릭스표시의 라인 L마다 한쌍씩 배열되어 있다. 라인 피치는 예컨대 660μm이다.

표시전극쌍(X, Y)은 각각 ITO 박막으로 된 폭이 넓은 직선형상의 투명전극 (41)과 다층구조의 금속박막으로 된 폭이 좁은 직선형상의 버스전극(42)으로 구성되어 있다. 투명전극(41) 및 버스전극(42)의 치수의 구체예로서는 투명전극(41)이두께 0.1μm, 폭 180μm, 버스전극(42)이 두께 1μm, 폭 60μm이다.

버스전극(42)은 적정한 도전성을 확보하기 위한 보조전극이며, 투명전극(41)의 면방전 갭으로부터 먼 곳의 단연부에 배치되어 있다.

PDP(1)에서는 표시전극쌍(X, Y)을 방전공간(30)에 대해 피복하며, AC구동을 위한 유전체층(PbO계 저융점유리층)(17)이 형성되어 있다. 그리고 유전체층(17)의 표면에는 MgO(산화마그네슘)로 된 보호막(18)이 증착되어 있다. 유전체층(17)의 두께는 약 30μm이며, 보호막(18)의 두께는 약 5000Å이다.

한편, 배면측의 유리기판(21)의 내면은 ZnO계 저융점유리로 된 두께 10μm 정도의 하지층(22)으로 균일하게 피복되어 있다. 그리고, 하지층(22)상에 표시전극 쌍(X, Y)과 직교하여 일정 피치(220μm)로 어드레스 전극(A)이 배열되어 있다. 어드레스 전극(A)은 은(Ag)페이스트의 소성에 의해 형성되고, 그 두께는 약 10μm이다. 하지층(22)은 어드레스 전극(A)의 전자이동(elecromigration)을 방지한다.

어드레스 전극(A)과 표시전극쌍(Y)간의 대향방전에 의해 유전체층(17)의 벽전하의 축적상태가 제어된다. 어드레스 전극(A)도 하지층(22)과 같은 조성의 저융점유리로 된 유전체층(24)으로 피복되어 있다. 어드레스 전극(A)의 상부 유전체층 (24)의 두께는 10μm 정도이다.

유전체층(24)상에는 높이가 약 150μm의 평면에서 보아 직선형상의 복수의 격벽(29)이 각 어드레스 전극(A) 사이에 1개씩 설치되어 있다. 그리고 어드레스 전극(A)의 상부를 포함하여 유전체층(24)의 표면 및 격벽(29)의 측면을 피복하는 프리 컬러표시를 위한 R(적색), G(녹색), B(청색)의 3원색의 형광체층(28R, 28G,28B)(이하, 특히 색을 구별할 필요가 없을 경우에는 형광체층(28)이라 기술한다)이 형성되어 있다. 이들 형광체층(28)은 면방전으로 생긴 자외선에 의해 여기되어 발광한다.

격벽(29)에 의해 방전공간(30)이 라인방향(표시전극쌍(X, Y)과 평행한 화소 배열방향)으로 단위 발광영역마다 구획되고, 또 방전공간(30)의 간극 치수가 규정되어 있다. PDP(1)에서는 매트릭스 표시의 열방향(표시전극쌍(X,Y)의 배열방향)으로 방전공간(30)을 구획하는 격벽은 없다. 표시전극쌍(X, Y)을 갖는 표시라인 L의 간격(역슬릿의 폭)이 100∼400μm로 선정되어, 각 라인 L에서의 50μm 정도의 면방전 갭(방전슬릿의 폭)에 비해 충분히 크므로 라인간의 방전의 간섭은 생기지 않는다.

PDP(1)에서 표시 1화소(픽셀(pixel))는 각 라인 L내의 인접하는 3개의 단위 발광영역(서브픽셀(sub-pixel))으로 구성된다. 동일한 열의 각 라인 L의 발광색은 동일하며, 각 색의 형광체층(28R, 28G, 28B)은 열내에서 연속되게 스크린 인쇄에 의해 형성되어 있다. 스크린 인쇄는 생산성이 우수하다. 열내에서 형광체층(28)이 연속할 경우에는 라인 L마다 분단시켜서 배치하는 경우에 비해 각 서브픽셀의 형광체층(28)의 두께를 용이하게 균일화할 수가 있다.

도2는 PDP(1)의 요부의 단면도, 도3은 차광막(45)의 평면도이다. 도2와 같이 PDP(1)에서는 유리기판(11)의 내면과 직접 접촉하여 가시광을 차단하는 차광막(45)이 역슬릿(S2)마다 형성되어 있다. 각 차광막(45)은 도3과 같이 라인방향으로 연장하는 띠형상으로 패턴화되어 있으며, 인접한 라인 L간의 표시전극쌍(X, Y)으로 끼워진 영역과 겹쳐서 배치되어 있다. 이들의 서로 떨어진 차광막(45)에 의해 표시화면의 전체에는 스트라이프 형상(주름무늬 형상)의 차광패턴이 형성되어, 라인 L사이에서 형광체층(28)이 가려져서 표시 콘트라스트가 높아진다. 스트라이프 패턴에 의하면 서브픽셀 또는 픽셀을 둘러싸는 매트릭스 패턴과 달리 라인방향의 위치가 어긋날 우려가 없으므로, PDP(1) 제조시의 양 유리기판(11, 21)의 위치를 맞추기가 용이해진다.

또한, 상술한 격벽(29)의 적어도 정상부는 상기 차광막과 마찬가지의 암색으로 형성해두는 것이 바람직하다. 이렇게 하면 서로 교차하는 방향의 격벽과 차광막으로 격자형상의 암색 패턴이 형성되므로, 각 서브픽셀의 윤곽이 명료해진다. 구체적으로는 격벽의 재료에 크롬(Cr)등의 흑색재료를 혼입시켜서 전체가 암색의 격벽을 형성한다.

도4는 PDP(1)의 전면측 부분의 제조방법을 나타낸 도면이다. PDP(1)는 유리기판(11)과 유리기판(21)에 별개로 소정의 구성요소를 설치하고, 그 후에 양 유리기판(11, 21)을 대향 배치하여 주연부를 접합하여 제조한다.

전면측의 제조시에는 우선 유리기판(11)의 표면에 스퍼터링에 의해 암색의 절연재료를 퇴적시키고, 금속전극(42)보다 표면 반사율이 적은 절연막(도시하지 않음)을 형성한다. 절연재료로서는 산화크롬(CrO), 산화규소(SiO)등을 사용할 수 있다. 절연막의 두께는 투명전극(41)의 단차를 경감하는 점에서 1μm 이하가 바람직하다. 다음에 절연막을 제1의 노광 마스크를 사용한 포토리소그래피에 의해 패턴화하여, 상술한 복수의 차광막(45)을 일괄해서 형성한다[도4(a)].

이어서, 차광막(45)을 갖는 유리기판(11)상에 ITO막을 형성하고, 제2의 노광마스크를 사용한 포토리소그래피에 의해 패턴화하여, 차광막(45)과 부분적으로 겹쳐서 투명전극(41)을 형성한다[도4(b)].

차광막(45)과 투명전극(41)을 덮도록 자외선 노광에 의해 비용해하는 네거티브형의 감광재료(61)를 도포하고, 유리기판(11)의 이면측으로부터 감광재료에 대해 전면 노광을 실시한다[도4(c)]. 그리고, 감광재료를 현상해서 차광막 사이의 영역만을 덮는 레지스트층(62)을 형성한다[도4(d)].

다음에 투명전극(41)의 노출부분상에 선택 도금에 의해 예컨대 니켈/동/니켈로 된 복층구조의 금속전극(42)을 형성한다[도4(e)].

그 후에 레지스트층(62)을 제거하고, 유전체층(17) 및 보호막(18)을 차례로 형성하여 전면측의 제조를 끝낸다[도4(f)].

이상과 같은 전면측의 제조에 있어서, 필요한 노광마스크의 수는 종래의 PDP(90)를 제조할 경우와 같은 수인 "2"이며(도4(a), (b)), 노광 마스크의 정렬수도 종래와 같은 수인 "1"이다. 즉 도4의 제조방법에 의하면 정렬의 어긋남으로 인한 수율을 저하시키지 않고 차광막(45)을 형성할 수가 있다.

도5는 본 발명의 제2의 실시예에 관한 PDP(2)의 요부의 단면도이며, 방전공간의 전면측 부분의 구조를 나타내고 있다. PDP(2)에서는 전면측의 유리기판(11)의 내면에 역슬릿(S2)과 동일한 폭의 차광막(46)이 형성되어 있다. 차광막(46)도 도3의 차광막(45)과 마찬가지로 평면에서 보아 라인방향으로 연장하는 띠형상이며, 스트라이프 형상의 광 패턴을 구성한다.

PDP(2)의 제조시에는 유리기판(11)상에 표시전극쌍(X, Y)을 형성한 후에, 예를 들어 산화철 또는 산화코발트 등의 600℃ 이상의 내열성을 갖는 흑색 안료를 역슬릿 영역(S2)에 인쇄하여 차광막(46)을 형성한다. 그리고, 저융점유리를 500∼600℃의 온도에서 소성하여 유전체층(17)을 형성한다.

차광막(46)의 두께는 유전체층(17) 표면의 평탄성을 확보하는 점에서 각 표시전극쌍의 두께 이하가 바람직하다. 또 유전체층(17)을 2층구조로 하여, 각 층마다 소성하는 것이 바람직하다. 즉, 우선 저융점 유리 페이스트를 비교적 얇게 도포하고 소성하여 하측 유전체층(17a)을 형성한다. 그 후에 다시 저융점 유리 페이스트를 필요한 두께의 유전체층(17)이 얻어지도록 도포하고 소성하여 상측 유전체층 (17b)을 형성한다. 차광막(46)과 접하는 하측 유전체층(17a)을 얇게 하면 소성시의 저융점 유리의 연화에 수반하는 흑색 안료의 유동을 저감할 수가 있으며, 차광막 (46)이 불필요하게 퍼져서 휘도가 저하하는 것을 방지할 수가 있다. 하측 유전체층 (17a)의 두께를 차광막(46) 폭의 1/10 이하로 선정하면 실질적으로 안료의 유동에 따른 영향이 나타나지 않는다.

또한, 하측 유전체층(17a)의 소성온도를 저융점 유리의 연화온도보다 낮은 온도로 함으로서도 차광막(46)이 불필요하게 퍼지는 것을 방지할 수가 있다. 이 경우에는 하측 유전체층(17a) 및 상측 유전체층(17b)의 두께를 동일하게 하여도 좋고, 상측 유전체층(17b)을 하측 유전체층(17a)보다 얇게 할 수도 있다.

도6은 본 발명의 제3의 실시예에 관한 PDP(3)의 요부의 단면도이며, 방전공간의 전면측 부분의 구조를 나타내고 있다. PDP(3)에서는 유전체층(17)의 두께방향의 중간부에 역슬릿(S2)마다 차광막(47)이 배치되어 있다. 차광막(47)도 도3의 차광막(45)과 마찬가지로 평면에서 보아 라인방향으로 연장하는 띠형상이며, 스트라이프 형상의 차광패턴을 구성한다.

차광막(47)의 폭(w47)은 역슬릿(S2)의 폭(w2)보다 크고, 역슬릿(S2)을 끼우는 금속전극(42)의 방전슬릿(S1)측의 단연(단부가장자리)간의 폭(w22)보다 작다. 즉, 각 금속전극(42)의 일부와 겹치도록 차광막(47)의 평면 치수가 선정되어 있다. 이에 따라, 역슬릿(S2)과 완전히 겹쳐지고, 또한 라인내의 투광부와 겹치지 않도록 차광막(47)의 위치를 결정하기가 용이해진다.

도7은 본 발명의 제4의 실시예에 관한 PDP(4)의 요부 단면도이다. 도2에 나타낸 차광막(45)은 X, Y전극(41,42)과 전면측 유리기판(10) 사이에 형성되어 있었으나, 도7에 나타낸 PDP(4)에서는 X, Y전극(41, 42) 사이의 역슬릿(S2)영역 내에서 X, Y전극(41, 42)상에 일부가 중첩되도록 차광막(49)이 형성되어 있다. 이와 같은 구조는 표시라인 영역 L 사이의 역슬릿 영역을 완전히 덮도록 차광막(49)을 형성하고 있는 점에서는 도2의 구조와 유사하나, 흑색 안료를 함유한 차광막(49)을 X, Y전극(41, 42)을 형성한 후에 형성하는 제조공정인 점에서 다르다. 이 제조공정에 대해서는 나중에 상세히 설명한다.

도7에 나타낸 PDP(4)의 구조에서는 차광막(49)이 Cr/Cu/Cr의 3층 구조로 된 버스전극(42)상에 단부가 위치하도록 중첩되어 있는 점에 의미가 있다. 즉, 버스전극(42)은 투명전극(41)의 고저항 재료에 비해 보다 높은 도전성을 주기 위해서 형성되나, 그 자체로서 차광성을 가지고 있다. 따라서, 버스전극(42)상까지 중첩하여차광막(49)이 형성되면 표시라인 영역 L 이외의 부분이 완전히 차광된다.

도8은 본 발명의 제5의 실시예에 관한 PDP(5)의 요부 단면도이다. 이 구조에서는 차광막(48)이 X, Y전극(41, 42) 사이에 형성되고 또한 차광막(48)은 X, Y전극 (41, 42)에 접촉하지 않고 떨어져 형성되어 있다. 예를 들어 X, Y전극(41, 42)의 비표시영역부의 거리가 500μm인 경우에는(42인치 PDP의 예) X, Y전극(41, 42)과 20μm정도 떨어져 있다. 이와 같은 구성은 표시라인 영역 L 사이를 완전히 차폐하는 구조는 아니지만, 제조공정의 관점에서 보면 바람직하다. 즉, 도7에 나타낸 PDP(4)의 경우와 마찬가지로 X, Y전극(41, 42)을 형성한 후에 차광막(48)을 형성할 수가 있고, 나아가서는 그 위에 형성되는 저융점 유리로 된 유전체층(17)의 소성공정과 함께 차광막도 소성할 수 있어서, 그 고온에서의 소성공정에서는 차광막(48)이 X, Y전극(41, 42)과 접촉하지 않으므로 안정한 처리를 실현할 수가 있다. 이 점에 관해서는 나중에 상세히 설명한다.

또, 도8의 PDP(5)의 구조에서는 차광막(48) 형성시의 정렬(위치 맞춤)에 관해, 차광막(48)의 폭이 비표시 영역(W22)보다 상당히 좁으므로, 상당한 여유를 가지고 차광막(48)이 표시라인 영역 L상에 겹치지 않도록 정렬시킬 수가 있다.

도9 및 도10은 상기한 도5, 7, 8에 나타낸 제2, 4, 5의 PDP의 제조방법을 설명한 단면도이다.

도9(a)에 나타낸 바와 같이 유리기판(11)상에 패시베이션막(passivation film)으로서, 예를 들어 산화실리콘막을 형성한 전면에 투명전극(41)을 스퍼터링법에 의해 형성한다. 투명전극(41)의 재료는 ITO로 되며, 막 두께 0.1μm 정도로 형성한다. 그리고, 통상의 리소그래피 공정에 의해 스트라이프 형상으로 패턴화하여 폭 180μm 정도의 X, Y전극(41, 42)을 형성한다.

다음에 도9(b)에 나타낸 바와 같이 버스전극층으로서 Cr/Cu/Cr의 3층 구조의 금속층(42)을 두께 1μm 정도로 전면에 스퍼터링법에 의해 형성한다. 그리고, 통상의 포토리소그래피 공정에 의해 60μm 정도로 패턴화한다. 상술한 바와 같이 버스전극(42)은 투명전극(41)의 대향하는 변과는 반대측의 단부에 위치하도록 형성된다.

상기한 X, Y전극(41, 42)의 형성은 고진공실내에 유리기판을 놓고 스퍼터링법으로 실시하나, 그 때 유리기판(11)에는 흑색 안료 등을 함유한 차광막 등이 형성되어 있지 않으므로, 스퍼터링의 고진공 처리를 안정적으로 실시할 수 있다.

다음에 도9(c)에 나타낸 바와 같이 흑색 안료를 함유한 포토레지스트층(71)을 스크린 인쇄법에 의해 형성한다. 이 흑색 안료는, 예를 들어 망간(Mn), 철(Fe), 동(Cu)의 산화물이며, 감광성 재료의 포토레지스트에 그와 같은 안료가 혼입되어 있다. 예를 들어, 도쿄 오까 공업주식회사제의 안료 분산형 포토레지스트(상품명 CFPR BK)가 사용된다.

그리고, 도9(d)에 나타낸 바와 같이 소정의 마스크 패턴을 통해 노광하여 현상하고, 예를 들어 120∼200℃ 온도의 건조 분위기중에서 2∼5분간 베이킹(건조)하여 차광막(49)을 형성한다. 도9(d)의 예에서는 도7에 나타낸 PDP(4)와 같이 차광막 (49)이 X, Y전극(41, 42)상에 중첩하여 패턴화된다.

이때, 마스크 패턴을 변경하면, 도9(e)에 나타낸 바와 같이 전극(41, 42)으로부터 떨어지게 차광막(48)을 형성할 수도 있다. 이 구조는 도8에 나타낸 PDP(5)의 구조가 된다. 마찬가지로 도5에 나타낸 구조와 같이 차광막(46)을 형성할 수도 있다.

상기와 같이, 차광막(49, 48)은 고분자 유기재료의 감광성 레지스트가 사용되므로, 전극(41)보다 먼저 차광막을 형성하여 안정화를 위해 소성해두면, 그 표면의 요철에 의해 전극(41)의 밀착성이 나빠지는 경우도 있다. 이와 같은 점에서 도9의 공정은 유리하다.

도10은 이어서 차광막상에 유전체층(17)과 보호층의 MgO층(18)을 형성하는 제조공정을 나타낸 단면도이다. 이 예에서는 도8 및 도9(e)에 나타낸 바와 같은 전극(41, 42)으로부터 떨어진 차광막(48)을 예로 들어 설명한다.

도10에 나타낸 유전체층(17)의 제조공정에서는 유전체층(17)의 소성공정에서 차광막(48)의 소성도 동시에 실시한다. 또 유전체층(17)의 형성에서는 산화납(PbO)을 주성분으로 한 저융점유리의 페이스트를 표면에 인쇄하여 소성하는데, 그 공정은 적어도 하층의 유전체층(17a)과 상층의 유전체층(17b)의 인쇄와 소성의 2개의 공정으로 된다. 또한, 하층의 유전체층(17a)으로서는 소성 분위기중에서 그 점도가 내려가지 않고, 투명전극(41)의 ITO나 버스전극(42)의 동(Cu)등과 반응하기 어려운 조성이 선택된다. 예를 들어 Pb/SiO₂/B₂O₃/ZnO를 함유한 유리 페이스트인 경우에는 SiO₂를 비교적 많이 함유한 재료가 선택된다.

또, 상층의 유전체층(17b)으로서는 소성분위기 중에서 충분히 점도가 내려가표면이 평탄하게 되는 조성이 선택된다. 예를들어, PbO/SiO₂/B₂O₃/ZnO를 함유한 유리 페이스트의 경우에는 SiO₂를 비교적 적게 함유한 재료가 선택된다.

도10(a)에 나타낸 바와 같이 SiO₂를 비교적 많이 함유한 PbO/SiO₂/B₂O₃/ZnO를 함유한 유리 페이스트가 유리기판(11)의 표면에 인쇄된다. 그리고, 약 580∼590℃의 건조 분위기중에서 약 60분간 소성한다. 그 유리 페이스트는 소성온도하에서도 그다지 점도가 내려가지 않아서, 투명전극(41)의 ITO나 버스전극(42)의 동(Cu)등과 반응하기 어렵다. 또한 차광막(48)과 함께 소성한다. 차광막(48)을 전극(41, 42)보다 먼저 형성하는 경우보다도 소성공정을 절약할 수 있다.

다음에 도10(b)에 나타낸 바와 같이 상층의 유전체층(17b)이 형성된다. 하층의 경우와 마찬가지로 유리 페이스트를 인쇄하고, 약 580∼590℃의 건조 분위기중에서 약 60분간 소성한다. 이 유리 페이스트로서는 상술한 바와 같이 SiO₂를 비교적 적게 함유한 PbO/SiO₂/B₂O₃/ZnO을 함유한 유리 페이스트가 바람직하다. 그 결과 표면이 평탄한 유전체층(17)이 형성된다.

마지막으로 도시하지 않은 유리기판(11)의 주변에 실링용의 저융점 유리재료의 막을 두껍게 형성한 후에 도10(c)에 나타낸 바와 같이 보호막으로서 MgO막(18)이 증착법에 의해 형성된다.

도10의 공정에서는 차광막(48)이 전극(41, 42)과 떨어진 예를 들어 설명하였으나, 상술한 바와 같이 도5나 도7에서 나타낸 PDP(2, 4)와 같이 차광막이 전극(41)에 접촉해 있어도 좋다. 단 이유는 분명하지 않으나 차광막이 전극(41, 42)에 접촉한 상태에서 600℃ 가까운 소성 분위기중에 놓아지면 차광막이 갈색으로 변색하는 경우가 있어, 차광막(48)과 같이 전극(41, 42)으로부터 떨어져 있는 것이 유효한 경우가 있다. 이 경우의 떨어진 거리를 편의상, 변색방치 간극이라 한다.

도11은 차광막(48)을 패널의 표시영역 외부의 주변부에도 형성한 경우의 평면도이다. 도12는 도11내의 XX-YY로 나타낸 부분의 단면 구조도이다. 차광막(48)은 표시라인 영역 L1, L2, L3 사이의 X전극과 Y전극 사이에 형성함으로써 콘트라스트를 높인다는 것은 상술한 바와 같다. 도11에서는 그 이외의 주변부에도 차광막(48)이 더 형성되어 있다.

PDP에는 통상 표시전극쌍이 되는 한쌍의 X, Y전극(X1, Y1, X2, Y2 X3, Y3)의 주변부에 우발 방전방지를 위하여 더미의 X, Y전극(DX, DY)이 설치되어 있다.이 더미전극(DX, DY) 사이에도 방전을 적극적으로 시켜서, 표시에 불필요한 벽전하의 축적을 방지한다. 그런데, 이와 같은 주변영역에서의 방전이나 형광체층의 노출은 표시영역의 콘트라스트를 떨어뜨리는 요인이 된다. 따라서, 도11과 같이 더미전극 (DX, DY)상(도면에서 Dummy), 그리고 버스전극(42)의 인출부분(42R)이 형성되어 있는 주변영역(PE)상에도 차광막(48)이 형성되어 있다. 도면에서 1점 쇄선으로 나타낸 EX는 패널의 표면상에 설치되는 표시화면틀이며, 이 틀(EX)의 위치에 유리기판간을 밀봉하기 위한 실링재(50)가 형성된다. 도12의 단면도에는 전면 유리기판(11)과 MgO막(18)상에 형성된 실링재(50)가 표시되고, 배면 유리기판은 생략되어 있다.

버스전극의 도출부(42R)는 도시하지 않은 플렉시블 케이블을 통해서 외부의제어회로에 접속된다. 따라서 버스전극의 도출부(42R)의 부분에서 실링재(50)에 의해 2개의 유리기판이 봉해져 있다.

[차광막의 재료]

도10에 나타낸 바와 같이 차광막(48)상에 유전체층(17)을 형성하여 600℃ 정도에서 소성함을 설명하였다. 이 때에 표시전극쌍과 차광막이 접촉하고 있으면, 이 차광막(48)의 흑색이 변색하는 문제를 야기하는 경우가 있다. 그 이유는 반드시 명확하지는 않지만, 소성중에 접촉상태의 표시전극쌍과 차광막간에 이온화 경향이 생겨서 저융점유리 페이스트가 흑색 안료의 Mn, Fe, Cu의 산화물로부터 산소를 빼앗고, 이들 산화물이 환원되는 것이 원인이라고 생각된다. 따라서 차광막이 되는 흑색 안료를 함유한 감광성 레지스트(71)에 그 자체가 적극적으로 산소를 방출하는 산화제를 혼입시키는 것이 변색방지에 유효하다.

구체적인 산화제로서는 NaNO₃, BaO₂등이 있다. 그 결과 소성공정을 거쳐도 변색이 발생하지 않다는 것이 확인되었다.

또한, 차광막은 PDP 내부로부터의 광을 외부에 누출시키지 않음으로써 PDP의 표시 콘트라스트를 높일 수가 있다. 그러나 다른 한편으로는 흑색이므로 외부로부터의 광이 차광막(48)과 유리기판(11)간의 계면에서 정반사하고, 이 정반사에 의한 투영이 발생하여 표시화면의 표면이 보기 어려워지는 현상이 생긴다. 이 표시전극쌍간의 정반사는 종래의 차광막이 형성되지 않은 구조에서도 배면 기판형상의 어드레스 전극 표면에 생기고 있었다. 따라서 이 차광막(48)과 유리기판(11)의 계면에서의 정반사를 방지하기 위하여 차광막의 재료에 저융점 유리분말을 혼입시킨다.

이 저융점 유리분말은, 예를 들어 유전체층(17)과 동일한 재료이며, 유기감광 레지스트(71)에 50% 정도 함유시킨다. 따라서 유기감광 레지스트(71)에는 흑색 안료와 저융점 유리분말이 함유되게 된다. 그 결과 전면 유리기판(11)의 전면측에는 종래와 같이 외광의 정반사가 발생하지만, 유리기판(11)과 차광막(48)간의 계면에서는 차광막(48)의 굴절률이 유리기판(11)의 굴절률에 가까워지므로, 그만큼 반사율이 반감한다. 또 차광막(48)의 흑색 안료에 의해 광이 흡수되어서, 그만큼의 반사광이 또 감소된다. 따라서 전체로서는 표시화면에서의 정반사가 줄어들으므로, 투영에 의해 보이지 않는 정도가 개선된다.

저융점 유리를 혼입시키지 않을 경우에는 8% 정도(유리표면에서 4%, 계면에서 4%)의 정반사율이었으나, 저융점 유리분말을 차광막(48)에 혼입시킨 결과, 정반사율은 6% 정도(유리표면에서 4%, 계면에서 2%)로 저하 하였다.

이상과 같이 표시화면의 콘트라스트를 높이기 위하여 차광막을 형성하는데, 그 형성에 있어서는 소성시의 변색방지를 위해 산화제를 혼입하고, 또한 정반사방지를 위해 저융점 유리분말을 혼입한다.

또한, 차광막의 변색 방지책으로서는 각 표시전극쌍을 얇은 절연막, 예를 들어 SiO₂막으로 피복하고, 이 절연박막에 의해 차광막과 표시전극쌍을 비접촉으로 하는 방법을 들 수 있다.

도13은 PDP의 변형례의 단면도다. 도13에는 전면측의 유리기판(11)과 배면측의 유리기판(21)이 나타나 있다. 이 예에서는 차광막(48)이 표시라인 L 사이의 영역에 있으며, 전면기판(11)의 외면상에 형성된 차광막(48A)의 예와, 유전체층(17)내에 형성된 차광막(48B)의 예와, 배면측 기판의 형광막(24)상에 형성된 차광막 (48C)의 예가 나타나 있다.

어느 위치에 차광막(48)이 형성되어 있어도 형광막(24)으로부터의 광이 전면측으로 누출하는 것을 방지할 수 있다.

이상의 설명에서는 반사형의 PDP(1, 2, 3, 4, 5)를 예시하였으나, 본 발명은 전면측의 유리기판(11)에 형광체층(28)를 배치한 투과형의 PDP에도 적용 가능하다. 또 차광막을 유리기판(11)의 외면상에 형성하여도 좋다. 단 이 경우에는 유리기판간의 정렬이 필요하다.

본 발명에 의하면 표시라인간의 비발광 영역을 눈에 띄지 않게 할 수가 있으며, 표시 콘트라스트를 높일 수가 있다.

본 발명에 의하면 형광체층 표면에서의 외광의 반사를 방지하여, 고콘트라스트의 표시를 실현할 수가 있다.

본 발명에 의하면 표시라인간에서의 외광의 반사를 방지함과 동시에 금속전극 표면에서 외광의 반사를 방지할 수 있어 고콘트라스트의 표시를 실현할 수가 있다.

본 발명에 의하면 유전체층 형성시의 차광막이 퍼지는 것을 막아서, 휘도의 저하를 방지할 수가 있다.

본 발명은 패턴화를 위한 마스크정렬의 회수를 증가하지 않고 차광막을 형성할 수 있으므로, 수율의 유지를 도모하면서 콘트라스트를 높일 수가 있다.

또한 본 발명에 의하면 표시전극쌍을 형성한 후에 차광막과 유전체층을 형성해서 동시에 소성할 수 있으므로, 비교적 안정한 처리에 의해 형성할 수가 있다.

Claims

전면기판상에, 면방전을 위한 방전슬릿을 사이에 두고 배치한 표시전극쌍을 각각 방전하지 않는 소정의 역슬릿을 사이에 두고 복수쌍 평행으로 배치하는 동시에, 상기 각 표시전극쌍을 피복하는 유전체층이 설치되고, 배면기판상에 상기 표시전극쌍과 교차하는 복수의 어드레스 전극과, 상기 각 어드레스 전극의 사이에 설치된 띠형상의 격벽과, 상기 격벽의 사이에 설치된 스트라이프 형상의 형광체를 구비하여 이루어진 면방전형 플라즈마 디스플레이 패널에 있어서,

상기 전면기판의 인접하는 표시전극쌍 사이의 상기 역슬릿부에서의 상기 전면기판과 상기 유전체층 사이에, 띠형상의 암색 또는 흑색막을 설치한 것을 특징으로 하는 면방전형 플라즈마 디스플레이 패널.
전면기판상에, 면방전을 위한 방전슬릿을 사이에 두고 배치한 표시전극쌍을 각각 방전하지 않는 소정의 역슬릿을 사이에 두고 복수쌍 평행으로 배치하는 동시에, 상기 각 표시전극쌍을 피복하는 유전체층이 설치되고, 배면기판상에 상기 표시전극쌍과 교차하는 복수의 어드레스 전극 및 복수의 형광체를 구비하여 이루어진 면방전형 플라즈마 디스플레이 패널에 있어서,

상기 전면기판의 인접하는 표시전극쌍 사이의 상기 역슬릿부에서의 상기 전면기판과 상기 유전체층 사이에, Mn과 Fe와 Cu를 함유하는 재료로 이루어진 띠형상의 흑색막을, 상기 표시전극과의 사이에서 상기 흑색막의 변색방지를 위한 이간거리를 사이에 두고 배치한 것을 특징으로 하는 면방전형 플라즈마 디스플레이 패널.
제 1항에 있어서,

상기 띠형상의 격벽은 적어도 정상부가 암색으로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 면방전형 플라즈마 디스플레이 패널.
제 1항 또는 제 2항에 있어서,

상기 각 표시전극쌍은 투명전극과 상기 투명전극에서의 상기 역슬릿부에 가까운 측의 단연부(端緣部)에 겹치는 금속전극으로 이루어지고, 상기 각 띠형상의 암색 또는 흑색막은 상기 표시전극의 금속전극에 끼워진 상기 역슬릿부의 상기 전면기판상에 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 면방전형 플라즈마 디스플레이 패널.
방전공간을 개재하여 대향 배치된 한쌍의 기판을 갖고, 한쪽의 전면 기판 상에 표시라인에 대응한 복수의 표시전극과, 소정 패턴의 암색 또는 흑색막과, 상기 표시전극과 암색 또는 흑색막을 덮는 유전체층이 형성되고, 다른쪽의 배면기판상에 상기 표시라인과 교차하는 방향의 복수의 어드레스 전극이 형성된 면방전형 플라즈마 디스플레이 패널의 제조방법으로서,

상기 전면기판상에 상기 표시라인에 대응하는 표시전극을 형성한 상태에서, 그 위로부터 흑색안료를 함유하는 감광성 레지스트층을 설치하고, 노광, 현상, 건조 공정을 거쳐서 비발광 영역에 대응하는 소정 패턴의 암색 또는 흑색막을 형성하고, 그 후 유전체층 형성용 저융점 유리 페이스트층을 전면에 더 피복하고, 상기 저융점 유리 페이스트층을 상기 암색 또는 흑색막과 동시에 소성하는 것을 특징으로 하는 면방전형 플라즈마 디스플레이 패널의 제조방법.
제 5항에 있어서,

상기 감광성 레지스트층이, 인접하는 표시라인 사이의 비발광 영역에 대응하여 라인 형상으로 연장하는 띠형상 부분과, 그것에 연속한 표시영역외의 주변영역 대응부분에 형성되도록 패터닝되는 것을 특징으로 하는 면방전형 플라즈마 디스플레이 패널의 제조방법.
제 5항 또는 제 6항에 있어서,

상기 감광성 레지스트층이, 저융점 유리 분말을 더 함유하고 있는 것을 특징으로 하는 면방전형 플라즈마 디스플레이 패널의 제조방법.
제 5항 또는 제 6항에 있어서,

상기 표시전극과 상기 암색 또는 흑색막을 비접촉 상태로 형성하기 위해, 상기 표시전극을 미리 절연박막으로 피복한 상태에서 상기 암색 또는 흑색막을 형성하는 것을 특징으로 하는 면방전형 플라즈마 디스플레이 패널의 제조방법.
제 7항에 있어서,

상기 저융점 유리를 함유한 암색 또는 흑색막을, 비발광 영역에서, 유리로된 전면기판의 내면에 접하여 형성하는 것을 특징으로 하는 면방전형 플라즈마 디스플레이 패널의 제조방법.