KR100354875B1 - 면방전형 플라즈마 디스플레이 패널의 제조방법 - Google Patents

면방전형 플라즈마 디스플레이 패널의 제조방법 Download PDF

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야나기바시야수오
사까모토나오히토
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Abstract

본 발명은 라인간의 비발광영역을 눈에 띄지 않게 하여 표시의 콘트라스트를 높일 수 있는 면방전형 플라즈마 디스플레이 패널의 제조방법에 관한 것으로, 방전공간(30)을 사이에 둔 기판 쌍의 전면측 또는 배면측 기판(11, 21)의 내면 상에 표시 라인(L)마다 라인방향으로 연장하는 한 쌍의 표시전극(X, Y)을 갖는 면방전형 PDP(1)에서, 전면측 기판(11)의 내면측 또는 외면측의 평면에서 보아 인접한 라인(L)간의 표시전극 쌍(X, Y) 사이의 영역(S2)과 겹쳐져서 라인방향으로 연장하는 띠형상의 차광막(45)을 배치하는 것을 특징으로 한다.

Description

면방전형 플라즈마 디스플레이 패널의 제조방법{MANUFACTURING METHOD OF SURFACE DISCHARGE PLASMA DISPLAY PANEL}
본 발명은 매트릭스 표시방식의 면방전형 플라즈마 디스플레이 패널(Plasma Display Panel: PDP)의 제조방법에 관한 것이다.
면방전형 PDP는 주방전 셀을 획정(劃定)하는 한 쌍의 표시전극 쌍을 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 고콘트라스트화에 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 한 쌍의 표시전극 쌍(X, Y)이 매트릭스표시의 라인마다 한 쌍씩 배열되어 있다. 그리고 이들 표시전극 쌍(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.
표시전극 쌍(X, Y)은 각각 ITO 박막으로 된 폭이 넓은 직선형상의투명전극(41)과 금속박막(Cr/Cu/Cr)으로 된 폭이 좁은 직선형상의 버스전극(42)으로 구성되어 있다. 버스전극(42)은 적정한 도전성을 확보하기 위한 보조전극이며, 투명전극(41)의 면방전 갭으로부터 먼 곳의 단연부(端緣部)에 배치되어 있다. 이와 같은 전극구조를 채용함으로써 표시광의 차광을 최소한으로 억제하면서 면방전영역을 넓혀서 발광효율을 높일 수 있다.
한편, 배면측의 유리기판(21)의 내면에는 표시전극 쌍(X, Y)과 직교하는 어드레스전극(A)이 배열되어 있다. 그리고 어드레스전극(A)의 상부를 포함하여 유리기판(21)을 피복하는 형광체층(28)이 형성되어 있다. 어드레스전극(A)과 표시전극(Y) 사이의 대향방전에 의해 유전체층(17)의 벽전하의 축적상태가 제어된다. 형광체층(28)은 면방전으로 생긴 자외선(UV)에 의해 국부적으로 여기되어 소정 색의 가시광을 발한다, 이 가시광 중에서 유리기판(11)을 투과하는 광이 표시광이 된다.
그런데 각 라인의 표시전극(X)과 표시전극(Y)간의 간극(S1)은 "방전슬릿"이라고 호칭되며, 이 방전슬릿(S1)의 폭(표시전극 쌍(X, Y)의 배열방향의 치수)(w1)은 100∼200V 정도의 구동전압의 인가로 면방전이 생기도록 선정되어 있다. 이에 대해서 인접하는 라인간의 표시전극(X)과 표시전극(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 표시전극 쌍(X, Y)간의 방전이 방지되어 있다. 이와 같이 방전슬릿(S1) 및 역슬릿(S2)을 사이에 두고 표시전극 쌍(X, Y)을 배열함으로써 각 라인을 선택적으로 발광시킬 수 있다. 따라서 표시화면내의 역슬릿(S2)에 대응하는 부분은 비발광영역 또는 비표시영역이 되고, 슬릿(S1) 부분은 발광영역 또는 표시영역이 된다.
종래의 패널구조는 전면측으로부터 역슬릿(S2)을 통해서 비발광상태의 형광체층(28)이 보이는 구조이었다. 비발광상태의 형광체층(28)은 백색 또는 엷은 회색등의 흰빛을 띤 색이다. 그 때문에 특히 밝은 장소에서 사용하였을 때에는 외광이 형광체층(28)에서 산란하여 라인간의 비발광영역이 흰빛을 띠게 되어, 표시의 콘트라스트가 손상되었었다.
또한 컬러표시용의 PDP의 콘트라스트를 높이는 방법으로서 전면측 기판의 외면에 형광체의 발광색에 대응한 반투명의 도료를 발라서 색필터로 하는 방법, PDP의 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)를 색구분하는 경우에는 각 색마다 착색제(안료)가 다르므로 색구분에 따라서는 유전율의 균일성이 손상되어 방전특성이 불안정하게 된다. 거기에다 유전체층의 색구분은 도료를 구분해서 바르는 것과 마찬가지로 위치를 맞추기가 곤란하다.
본 발명은 상술한 문제를 감안하여 이루어진 것으로서, 라인간의 비발광영역을 눈에 띄지 않게 하여 표시 콘트라스트를 높이는 것을 목적으로 한다.
또한 본 발명은 표시라인간의 비발광영역에 흑색안료를 함유한 차광막을 형성하기에 가장 적합한 구조의 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
도1은 본 발명에 의한 PDP의 기본구조를 나타낸 사시도.
도2는 PDP의 요부의 단면도.
도3은 차광막의 평면도.
도4는 PDP의 전면측 부분의 제조방법을 나타낸 도면.
도5는 제2 PDP의 요부의 단면도.
도6은 제3 PDP의 요부의 단면도.
도7은 제4 PDP의 요부의 단면도.
도8은 제5 PDP의 요부의 단면도.
도9는 제2, 4, 5 PDP의 제조방법을 설명한 단면도.
도10은 제2, 4, 5 PDP의 제조방법을 설명한 단면도.
도11은 차광막(48)을 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.
상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따르면, 방전공간을 통하여 대향 배치된 한 쌍의 기판을 갖고, 상기 한 쌍의 기판 중 전면기판 위에 표시라인에 대응한 복수의 표시전극 쌍이 형성되며, 상기 한 쌍의 기판 중 배면기판 위에 상기 표시전극 쌍과 교차하는 방향의 복수의 어드레스 전극이 형성된 면방전형 플라즈마 디스플레이 패널의 제조방법으로서, 상기 전면기판 위에, 상기 표시전극 쌍과, 상기 표시전극 쌍의 방전하지 않는 역슬릿부에 위치하는 띠모양의 차광막을 형성하는 공정과, 상기 표시전극 쌍과 상기 차광막을 형성한 후에, 유전체 재료를 도포하여 소성하는 공정을, 1회째의 도포 두께를 2회째보다도 작은 값으로 하여 2회 실시하여, 상기 표시전극 쌍과 상기 차광막을 피복하는 유전체층을 형성하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 면방전형 플라즈마 디스플레이 패널의 제조방법이 제공된다.
1회째의 소성시의 유전체재료를 얇게 도포함으로써 소성중의 유전체재료의 연화에 따른 차광막의 유동을 최소한으로 억제할 수 있으며, 차광막이 표시전극 쌍을 덮어서 불필요하게 퍼지는 것을 방지할 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 방전공간을 통하여 대향 배치된 한 쌍의 기판을 갖고, 상기 한 쌍의 기판 중 전면기판 위에 표시라인에 대응한 복수의 표시전극 쌍이 형성되며, 상기 한 쌍의 기판 중 배면기판 위에 상기 표시전극 쌍과 교차하는 방향의 복수의 어드레스전극이 형성된 면방전형 플라즈마 디스플레이 패널의 제조방법으로서, 상기 전면기판 위에, 상기 표시전극 쌍과, 상기 표시전극 쌍의 방전하지 않는 역슬릿부에 위치하는 띠모양의 차광막을 형성하는 공정과, 상기 표시전극 쌍과 상기 차광막을 형성한 후에, 유전체 재료를 도포하여 소성하는 공정을, 1회째의 소성온도를 유전체 재료의 연화점 온도보다도 낮은 온도로 하여 2회 실시하여, 상기 표시전극 쌍과 상기 차광막을 피복하는 유전체층을 형성하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 면방전형 플라즈마 디스플레이 패널의 제조방법이 제공된다.
소성온도를 연화온도보다 낮게 함으로써 차광막이 표시전극 쌍을 덮어서 불필요하게 퍼지는 것을 방지할 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 전면기판 위에, 면방전을 위한 방전슬릿을 사이에 두고 배치한 표시전극 쌍을 각각 방전하지 않는 소정의 역슬릿을 사이에 두고 복수 쌍 배치하며, 배면기판 위에, 상기 표시전극 쌍과 교차하는 복수의 어드레스전극 및 복수의 스트라이프 모양의 형광체를 구비하여 이루어지는 3전극형식의 면방전형 플라즈마 디스플레이 패널로서, 상기 각 표시전극 쌍은, 투명전극과 이 투명전극에서의 상기 역슬릿부에 가까운 측의 단연부에 겹치는 금속전극으로 이루어지고, 상기 전면기판의 인접하는 표시전극 쌍 사이의 상기 역슬릿부에, 띠모양의 절연성 차광막을 상기 역슬릿부 양측의 상기 금속전극과 겹치도록 설치한 면방전형 플라즈마 디스플레이 패널의 제조방법으로서, 전면측의 상기 기판 위에 차광재료막을 성막(成膜)하고 패터닝하여, 상기 차광막을 형성하는 공정과, 상기 차광막을 갖는 전면측의 상기 기판 위에 투명도전막을 성막하고 패터닝하여, 상기 차광막과 부분적으로 겹치도록 상기 투명전극을 형성하는 공정과, 상기 차광막과 상기 투명전극을 덮도록, 노광에 의해 용해되지 않는 감광재료를 도포하고, 전면측의 상기 기판의 이면측(裏面側)으로부터 상기 감광재료에 대해 전면 노광을 실시하고, 상기 감광재료를 현상하여 상기 차광막 사이에 레지스트층을 형성하는 공정과, 상기 투명전극의 노출부분 위에 도금법에 의해 선택적으로 금속막을 설치하여 상기 금속전극을 형성하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 면방전형 플라즈마 디스플레이 패널의 제조방법이 제공된다.
또한, 본 발명에 따르면, 방전공간을 통하여 대향 배치된 한 쌍의 기판을 갖고, 상기 한 쌍의 기판 중 전면기판 위에 표시라인에 대응한 복수의 표시전극 쌍이 형성되고, 상기 한 쌍의 기판 중 배면기판 위에 상기 표시전극 쌍과 교차하는 방향의 복수의 어드레스전극이 형성된 면방전형 플라즈마 디스플레이 패널의 제조방법으로서, 상기 전면기판 위에, 상기 표시전극 쌍과, 상기 표시전극 쌍의 방전하지 않는 역슬릿부에 위치하는 띠모양의 차광막을 형성하는 공정과, 상기 표시전극 쌍과 상기 차광막을 형성한 후에, 소성온도에서 제 1 점성을 갖는 제 1 유전체 페이스트를 형성하여 소성하고, 또 소성온도에서 상기 제 1 점성보다도 낮은 제 2 점성을 갖는 제 2 유전체 페이스트를 형성하여 소성하여, 상기 표시전극 쌍과 상기 차광막을 피복하는 유전체층을 형성하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 면방전형 플라즈마 디스플레이 패널의 제조방법이 제공된다.
여기서, 상기 차광막은 감광재료로 이루어지며, 상기 유전체 페이스트막과 함께 소성하는 것이 바람직하다.
[실시예]
도1은 본 발명에 관한 PDP(1)의 기본구조를 나타낸 사시도이다. 또한 도1에서는 도14와 대응하는 구성요소에는 형상 및 재질의 차이에 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 사이에 두고 대향하는 한 쌍의 유리기판(11, 21)으로 형성되어 있으며, 이들 유리기판(11, 21)은 서로의 대향영역의 주연부(周緣部)에 형성된 저융점 유리로 된 도시하지 않은 틀형상의 실링층에 의해 접합되어 있다.
전면측의 유리기판(11)의 내면에는 기판면에 연한 면방전을 생기게 하기 위한 평행한 한 쌍의 직선형상의 표시전극 쌍(X, Y)이 매트릭스표시의 라인(L)마다 한 쌍씩 배열되어 있다. 라인 피치는 예컨대 660㎛이다.
표시전극 쌍(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)이 두께 0.1㎛, 폭 180㎛, 버스전극(42)이 두께 1㎛, 폭 60㎛이다.
버스전극(42)은 적정한 도전성을 확보하기 위한 보조전극이며, 투명전극(41)의 면방전 갭으로부터 먼 곳의 단연부에 배치되어 있다.
PDP(1)에서는 표시전극 쌍(X, Y)을 방전공간(30)에 대해 피복하며, AC구동을위한 유전체층(PbO계 저융점 유리층)(17)이 형성되어 있다. 그리고 유전체층(17)의 표면에는 MgO(산화마그네슘)로 된 보호막(18)이 증착되어 있다. 유전체층(17)의 두께는 약 30㎛이며, 보호막(18)의 두께는 약 5000Å이다.
한편, 배면측의 유리기판(21)의 내면은 ZnO계 저융점 유리로 된 두께 10㎛ 정도의 하지층(22)으로 균일하게 피복되어 있다. 그리고 하지층(22)상에 표시전극 쌍(X, Y)과 직교하여 일정 피치(220㎛)로 어드레스전극(A)이 배열되어 있다. 어드레스전극(A)은 은 페이스트의 소성에 의해 형성되고, 그 두께는 약 10㎛이다. 하지층(22)은 어드레스전극(A)의 전자이동(elecromigration)을 방지한다.
어드레스전극(A)과 표시전극(Y)간의 대향방전에 의해 유전체층(17)에 대한 벽전하의 축적상태가 제어된다. 어드레스전극(A)도 하지층(22)과 같은 조성의 저융점 유리로 된 유전체층(24)으로 피복되어 있다. 어드레스전극(A)의 상부 유전체층(24)의 두께는 10㎛ 정도이다.
유전체층(24)상에는 높이가 약 150㎛인, 평면에서 보아 직선형상의 복수의 격벽(29)이 각 어드레스전극(A) 사이에 1개씩 설치되어 있다. 그리고 어드레스전극(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(표시전극 쌍(X, Y)과 평행한 화소 배열방향)으로 단위 발광영역마다 구획되고, 또 방전공간(30)의 간극 치수가 규정되어 있다. PDP(1)에서는 매트릭스표시의 열방향(표시전극 쌍(X,Y)의 배열방향)으로 방전공간(30)을 구획하는 격벽은 없다. 표시전극 쌍(X, Y)을 갖는 표시라인(L)의 간격(역슬릿의 폭)이 100∼400㎛로 선정되어, 각 라인(L)에서의 50㎛ 정도의 면방전 갭(방전슬릿의 폭)에 비해 충분히 크므로 라인간의 방전의 간섭은 생기지 않는다.
PDP(1)에서 표시 1화소(픽셀(pixel))는 각 라인(L)내의 인접하는 3개의 단위 발광영역(서브픽셀(sub-pixel))으로 구성된다. 동일한 열의 각 라인(L)의 발광색은 동일하며, 각 색의 형광체층(28R, 28G, 28B)은 열내에서 연속되게 스크린인쇄에 의해 형성되어 있다. 스크린인쇄는 생산성이 우수하다. 열내에서 형광체층(28)이 연속할 경우에는 라인(L)마다 분단시켜서 배치하는 경우에 비해 각 서브픽셀의 형광체층(28)의 두께를 용이하게 균일화할 수 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 패터닝되어 있으며, 인접한 라인(L)간의 표시전극(X, Y) 사이의 영역과 겹쳐서 배치되어 있다. 이들의 서로 떨어진 차광막(45)에 의해 표시화면의 전체에는 스트라이프형상(주름무늬형상)의 차광패턴이 형성되며, 라인(L) 사이에서 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 제조된다.
전면측의 제조시에는 우선 유리기판(11)의 표면에 스퍼터링에 의해 암색의 절연재료를 퇴적시키고, 금속전극(42)보다 표면반사율이 적은 절연막(도시하지 않음)을 형성한다. 절연재료로서는 산화크롬(CrO), 산화규소(SiO)등을 사용할 수 있다. 절연막의 두께는 투명전극(41)의 단차를 경감하는 점에서 1㎛ 이하가 바람직하다. 다음에 절연막을 제1 노광마스크를 사용한 포토리소그래피에 의해 패터닝하여, 상술한 복수의 차광막(45)을 일괄해서 형성한다[도4(a)].
이어서 차광막(45)을 갖는 유리기판(11)상에 ITO막을 형성하고, 제2 노광마스크를 사용한 포토리소그래피에 의해 패터닝하여, 차광막(45)과 부분적으로 겹쳐서 투명전극(41)을 형성한다[도4(b)].
차광막(45)과 투명전극(41)을 덮도록 자외선 노광에 의해 용해되지 않는 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)), 노광마스크의 정렬수도 종래와 같은 수인 "1"이다. 즉 도4의 제조방법에 의하면 정렬의 어긋남으로 인한 수율을 저하시키지 않고 차광막(45)을 형성할 수 있다.
도5는 본 발명의 제2 실시예에 의한 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, 스트라이프형상의 광패턴을 구성한다.
PDP(2)의 제조시에는 유리기판(11)상에 표시전극 쌍(X, Y)을 형성한 후에, 예를 들어 산화철 또는 산화코발트등의 600℃ 이상의 내열성을 갖는 흑색 안료를 역슬릿영역(S2)에 인쇄하여 차광막(46)을 형성한다. 그리고 저융점 유리를 500∼600℃의 온도에서 소성하여 유전체층(17)을 형성한다.
차광막(46)의 두께는 유전체층(17) 표면의 평탄성을 확보하는 점에서 각 표시전극 쌍의 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 수 있으며, 차광막(46)이 불필요하게 퍼져서 휘도가 저하하는 것을 방지할 수 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 함에 의해서도 차광막(46)이 불필요하게 퍼지는 것을 방지할 수 있다. 이 경우에는 하측 유전체층(17a) 및 상측 유전체층(17b)의 두께를 동일하게 하여도 좋고, 상측 유전체층(17b)를 하측 유전체층(17a)보다 얇게 할 수도 있다.
도6은 본 발명의 제3 실시예에 의한 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, 스트라이프형상의 차광패턴을 구성한다.
차광막(47)의 폭(w47)은 역슬릿(S2)의 폭(w2)보다 크고, 역슬릿(S2)을 사이에 둔 금속전극(42)의 방전슬릿(S1)측의 단연(端緣)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 의한 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 표시라인영역(L) 사이의 역슬릿영역을 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 3층구조로 된 버스전극(42)상에 단부가 위치하도록 중첩되어 있는 점에 의미가 있다. 즉 버스전극(42)은 투명전극(41)의 고저항재료에 비해 보다 높은 도전성을 주기 위해서 형성되나, 그 자체로서 차광성을 가지고 있다. 따라서 버스전극(42)상까지 중첩하여 차광막(49)이 형성되면 표시라인영역(L) 이외의 부분이 완전히 차광된다.
도8은 본 발명의 제5의 실시예에 의한 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 500㎛인 경우에는(42인치 PDP의 예) X, Y전극(41, 42)과 20㎛정도 떨어져 있다. 이와 같은 구성은 표시라인영역(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 수 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 수 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 비표시영역 (W22)보다 상당히 좁으므로, 상당한 여유를 가지고 차광막(48)이 표시라인영역(L)상에 겹치지 않도록 정렬시킬 수 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 위에 전면에 투명전극(41)을 스퍼터링법에 의해 형성한다. 투명전극(41)의 재료는 ITO로 되며, 막 두께 0.1㎛ 정도로 형성한다. 그리고 통상의 리소그래피공정에 의해 스트라이프형상으로 패터닝하여 폭 180㎛ 정도의 X, Y전극(41, 42)을 형성한다.
다음에 도9(b)에 나타낸 바와 같이 버스전극층으로서 Cr/Cu/Cr의 3층구조의 금속층(42)를 두께 1㎛ 정도로 전면에 스퍼터링법에 의해 형성한다. 그리고 통상의 포토리소그래피공정에 의해 60㎛ 정도로 패터닝한다. 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 안료등을 함유한 차광막등이 형성되어 있지 않으므로, 스퍼터링의 고진공처리를 안정적으로 실시할 수 있다.
다음에 도9(c)에 나타낸 바와 같이 흑색 안료를 함유한 포토레지스트층(71)을 스크린인쇄법에 의해 형성한다. 이 흑색 안료는, 예를 들어 망간(Mn), 철(Fe), 동(Cu)의 산화물이며, 감광성재료의 포토레지스트에 그와 같은 안료가 혼입되어 있다. 예를 들어 도꾜 오까 공업 주식회사제의 안료분산형 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 패터닝된다.
이때에 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)를 형성할 수도 있다.
상기와 같이 차광막(49, 48)은 고분자 유기재료의 감광성 레지스트가 사용되므로, 전극(41)보다 먼저 차광막을 형성하여 안정화를 위해 소성해두면, 그 표면의요철에 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 산화연(PbO)을 주성분으로 한 저융점 유리의 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 내려가 표면이 평탄하게 되는 조성이 선택된다. 예를 들어 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 막이 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 분위기 중에 놓여지면 차광막이 갈색으로 변색하는 경우가 있어, 차광막(48)과 같이 전극(41, 42)으로부터 떨어져 있는 것이 유효한 경우가 있다. 이 경우의 떨어진 거리를 편의상, 변색방치간극이라 한다.
도11은 차광막(48)을 패널의 표시영역 외부의 주변부에도 형성한 경우의 평면도이다. 도12는 도11내의 XX-YY로 나타낸 부분의 단면 구조도이다. 차광막(48)은 표시라인영역(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 표시전극 쌍이 되는 한 쌍의 X, Y전극(X1, Y1, X2, Y2 X3, Y3)의 주변부에 우발 방전 방지를 위하여 더미의 X, Y전극(DX, DY)이 설치되어 있다. 이 더미전극(DX, DY) 사이에서도 방전을 적극적으로 행하게 하여, 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 봉하기 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 외부의 제어회로에 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 표시전극 쌍과 차광막이 접촉하고 있으면, 이 차광막(48)의 흑색이 변색하는 문제를 야기하는 경우가 있다. 그 이유는 반드시 명확하지는 않지만, 소성중에 접촉상태의 표시전극 쌍과 차광막간에 이온화경향이 생겨서 저융점 유리 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 수 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 표시전극 쌍간의 정반사는 종래의 차광막이 형성되지 않은 구조에서도 배면 기판형상의 어드레스전극 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 흑색안료와 저융점 유리분말이 포함된다. 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 줄어들므로, 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 저하였다.
이상과 같이 표시화면의 콘트라스트를 높이기 위하여 차광막을 형성하는데, 그 형성에 있어서는 소성시의 변색방지를 위해 산화제를 혼입하고, 또한 정반사 방지를 위해 저융점 유리분말을 혼입한다.
또한 차광막의 변색방지책으로서는 각 표시전극 쌍을 얇은 절연막, 예를 들어 SiO2막으로 피복하고, 이 절연박막에 의해 차광막과 표시전극 쌍을 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 비발광영역을 눈에 띄지 않게 할 수 있어, 표시 콘트라스트를 높일 수 있다.
본 발명에 의하면 형광체층 표면에서의 외광의 반사를 방지하여, 고콘트라스트의 표시를 실현할 수 있다.
본 발명에 의하면 표시라인간에서의 외광의 반사를 방지함과 동시에 금속전극 표면에서 외광의 반사를 방지할 수 있어 고콘트라스트의 표시를 실현할 수 있다.
본 발명에 의하면 유전체층 형성시의 차광막이 퍼지는 것을 막아서, 휘도의 저하를 방지할 수 있다.
본 발명은 패터닝을 위한 마스크정렬의 회수를 증가하지 않고 차광막을 형성할 수 있으므로, 수율의 유지를 도모하면서 콘트라스트를 높일 수 있다.
또한 본 발명에 의하면 표시전극 쌍을 형성한 후에 차광막과 유전체층을 형성하여 동시에 소성할 수 있으므로, 비교적 안정한 처리에 의해 형성할 수 있다.

Claims (6)

  1. 방전공간을 통하여 대향 배치된 한 쌍의 기판을 갖고, 상기 한 쌍의 기판 중 전면기판 위에 표시라인에 대응한 복수의 표시전극 쌍이 형성되며, 상기 한 쌍의 기판 중 배면기판 위에 상기 표시전극 쌍과 교차하는 방향의 복수의 어드레스 전극이 형성된 면방전형 플라즈마 디스플레이 패널의 제조방법으로서,
    상기 전면기판 위에, 상기 표시전극 쌍과, 상기 표시전극 쌍의 방전하지 않는 역슬릿부에 위치하는 띠모양의 차광막을 형성하는 공정과,
    상기 표시전극 쌍과 상기 차광막을 형성한 후에, 유전체 재료를 도포하여 소성하는 공정을, 1회째의 도포 두께를 2회째보다도 작은 값으로 하여 2회 실시하여, 상기 표시전극 쌍과 상기 차광막을 피복하는 유전체층을 형성하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 면방전형 플라즈마 디스플레이 패널의 제조방법.
  2. 방전공간을 통하여 대향 배치된 한 쌍의 기판을 갖고, 상기 한 쌍의 기판 중 전면기판 위에 표시라인에 대응한 복수의 표시전극 쌍이 형성되며, 상기 한 쌍의 기판 중 배면기판 위에 상기 표시전극 쌍과 교차하는 방향의 복수의 어드레스전극이 형성된 면방전형 플라즈마 디스플레이 패널의 제조방법으로서,
    상기 전면기판 위에, 상기 표시전극 쌍과, 상기 표시전극 쌍의 방전하지 않는 역슬릿부에 위치하는 띠모양의 차광막을 형성하는 공정과,
    상기 표시전극 쌍과 상기 차광막을 형성한 후에, 유전체 재료를 도포하여 소성하는 공정을, 1회째의 소성온도를 유전체 재료의 연화점 온도보다도 낮은 온도로 하여 2회 실시하여, 상기 표시전극 쌍과 상기 차광막을 피복하는 유전체층을 형성하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 면방전형 플라즈마 디스플레이 패널의 제조방법.
  3. 전면기판 위에, 면방전을 위한 방전슬릿을 사이에 두고 배치한 표시전극 쌍을 각각 방전하지 않는 소정의 역슬릿을 사이에 두고 복수 쌍 배치하며, 배면기판 위에, 상기 표시전극 쌍과 교차하는 복수의 어드레스전극 및 복수의 스트라이프 모양의 형광체를 구비하여 이루어지는 3전극형식의 면방전형 플라즈마 디스플레이 패널로서, 상기 각 표시전극 쌍은 투명전극과 이 투명전극에서의 상기 역슬릿부에 가까운 측의 단연부에 겹치는 금속전극으로 이루어지고, 상기 전면기판의 인접하는 표시전극 쌍 사이의 상기 역슬릿부에, 띠모양의 절연성 차광막을 상기 역슬릿부 양측의 상기 금속전극과 겹치도록 설치한 면방전형 플라즈마 디스플레이 패널의 제조방법으로서,
    전면측의 상기 기판 위에 차광재료막을 성막(成膜)하고 패터닝하여, 상기 차광막을 형성하는 공정과,
    상기 차광막을 갖는 전면측의 상기 기판 위에 투명도전막을 성막하고 패터닝하여, 상기 차광막과 부분적으로 겹치도록 상기 투명전극을 형성하는 공정과,
    상기 차광막과 상기 투명전극을 덮도록, 노광에 의해 용해되지 않는 감광재료를 도포하고, 전면측의 상기 기판의 이면측(裏面側)으로부터 상기 감광재료에 대해 전면 노광을 실시하고, 상기 감광재료를 현상하여 상기 차광막 사이에 레지스트층을 형성하는 공정과,
    상기 투명전극의 노출부분 위에 도금법에 의해 선택적으로 금속막을 설치하여 상기 금속전극을 형성하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 면방전형 플라즈마 디스플레이 패널의 제조방법.
  4. 방전공간을 통하여 대향 배치된 한 쌍의 기판을 갖고, 상기 한 쌍의 기판 중 전면기판 위에 표시라인에 대응한 복수의 표시전극 쌍이 형성되고, 상기 한 쌍의 기판 중 배면기판 위에 상기 표시전극 쌍과 교차하는 방향의 복수의 어드레스전극이 형성된 면방전형 플라즈마 디스플레이 패널의 제조방법으로서,
    상기 전면기판 위에, 상기 표시전극 쌍과, 상기 표시전극 쌍의 방전하지 않는 역슬릿부에 위치하는 띠모양의 차광막을 형성하는 공정과,
    상기 표시전극 쌍과 상기 차광막을 형성한 후에, 소성온도에서 제 1 점성을 갖는 제 1 유전체 페이스트를 형성하여 소성하고, 또 소성온도에서 상기 제 1 점성보다도 낮은 제 2 점성을 갖는 제 2 유전체 페이스트를 형성하여 소성하여, 상기 표시전극 쌍과 상기 차광막을 피복하는 유전체층을 형성하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 면방전형 플라즈마 디스플레이 패널의 제조방법.
  5. 제4항에 있어서, 상기 띠모양의 차광막은, 감광재료로 이루어지며, 상기 제 1 유전체 페이스트막과 함께 소성되는 것을 특징으로 하는 면방전형 플라즈마 디스플레이 패널의 제조방법.
  6. 삭제
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