KR100366944B1 - 플라즈마 디스플레이 패널 및 그의 제조방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 저가의 소다라임 글래스를 사용하여 제조단가를 낮추기 위한 플라즈마 디스플레이 패널 및 그의 제조방법에 관한 것이다.
본 발명의 실시예에 따른 플라즈마 디스플레이 패널은 소다라임 글라스로 구성된 상부기판 및 하부기판과, 상부기판 상에 형성되는 상부전극들과, 하부기판 상에 형성되는 하부전극들과, 상부기판과 상부전극들 사이에 형성되어 상부기판과 상부전극들에 함유된 금속물질간의 화학반응을 방지하기 위한 제 1유전체층과, 하부기판과 하부전극들 사이에 형성되어 하부기판과 하부전극들에 함유된 금속물질간의 화학반응을 방지하기 위한 제 2유전체층을 구비한다.
본 발명은 저가의 소다라임 글래스를 이용하여 상/하부기판을 구성함으로써, 플라즈마 디스플레이 패널의 제조단가를 낮출수 있다.

Description

플라즈마 디스플레이 패널 및 그의 제조방법{Plasma Display Panel and Method of Fabricating the Same}
본 발명은 플라즈마 디스플레이 패널 및 그의 제조방법에 관한 것으로, 특히 저가의 소다라임 글래스를 사용하여 제조단가를 낮추기 위한 플라즈마 디스플레이 패널 및 그의 제조방법에 관한 것이다.
플라즈마 디스플레이 패널(Plasma Display Panel : 이하 "PDP"라 함)와 액정표시장치(Liquid Crystal Display Device : 이하 "LCD"라 함)는 평판형 표시장치 중에서 가장 실용성이 높은 차세대 표시장치로 각광받고 있다. 특히 PDP는 LCD에 비해 휘도가 높고 시약각이 넓어 옥외 광고탑 또는 벽걸이 티브이, 극장용 디스플레이와 같이 박형의 대형 디스플레이로서 응용성이 광범위하다.
플라즈마 디스플레이 패널은 He+Xe 또는 Ne+Xe 가스의 방전시 발생하는 147nm의 자외선에 의해 형광체를 발광시킴으로써 문자 또는 그래픽을 포함한 화상을 표시하게 된다. 이러한 PDP는 박막화와 대형화가 용이할 뿐만 아니라 최근의 기술 개발에 힘입어 크게 향상된 화질을 제공한다. 이러한 PDP는 크게 직류구동 방식과 교류구동 방식으로 대별된다. 교류구동 방식의 PDP는 직류구동 방식과는 달리 유전체를 이용함으로써 저전압 구동과 장수명의 장점을 가지므로 더욱 표시소자로 각광받고있다. PDP는 매트릭스 형태로 배열된 다수의 방전셀들로 구동되며, 하나의 방전셀은 화면의 한 화소를 이루게 된다.
도 1은 종래의 3 전극 교류 면방전형 PDP를 나타내는 사시도이고, 도 2는 도 1에 도시된 상판 및 하판을 간략히 도시한 단면도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 3 전극 교류 면방전형 PDP의 방전셀은 상부기판(2) 상에 형성되어진 상부전극(5,8)과, 하부기판(4) 상에 형성되어진 하부전극(16)을 구비한다. 상부전극(5,8)은 투명전극(4,7)과 Ag 성분이 함유된 금속 버스전극(3,6)으로 구성된다. 상부전극(5,8)이 나란하게 형성된 상부기판(2)에는 상부 유전층(10)과 보호층(12)이 적층된다. 상부 유전층(10)에는 플라즈마 방전시 발생된 벽전하가 축적된다. 보호층(12)은 플라즈마 방전시 발생된 스퍼터링에 의한 상부 유전층(10)의 손상을 방지함과 아울러 2차 전자의 방출 효율을 높이게 된다. 보호층(12)으로는 통상 산화마그네슘(MgO)이 이용된다. 하부전극(16)이 형성된 하부기판(14) 상에는 하부 유전층(18), 격벽(20)이 형성되며, 하부 유전층(18)과 격벽(20) 표면에는 형광체층(적색, 녹색, 청색)(22)이 도포된다. 하부전극(16)은 상부전극(5,8)과 교차되는 방향으로 형성된다. 격벽(20)은 하부전극(16)과 나란하게 형성되어 방전에 의해 생성된 자외선 및 가시광이 인접한 방전셀에 누설되는 것을 방지한다. 형광체층(22)은 플라즈마 방전시 발생된 자외선에 의해 여기되어 적색, 녹색 또는 청색중 어느 하나의 가시광선을 발생하게 된다. 상/하부기판(15,17)과 격벽(20) 사이에 마련된 방전공간(24)에는 가스방전을 위한 불활성 가스가 주입된다.
빛이 방출되는 과정을 간략히 설명하면, 먼저 패널의 모든 방전셀들을 초기화하기 위하여 모든 방전셀들의 상부전극(5,8)중 어느 하나의 전극에 리셋 펄스가 공급되어 리셋 방전이 일어난다. 리셋 방전시에는 방전셀 별로 벽전하들이 생성되어 뒤이어지는 어드레스 방전에 필요한 방전전압을 낮추게 된다. 그 다음 상부전극(5,8)중 리셋 펄스가 공급된 전극에 주사펄스가 공급되고, 이에 동기되어 하부전극(16)에 데이터 펄스가 인가됨으로써 두 전극 간에 어드레스 방전이 일어나 상/하부 유전층(10,18)에 벽전하가 형성된다. 어드레스 방전에 의해 선택된 셀들에서는 상부전극(5,8)에 교번적으로 공급되는 교류 신호에 의해 두 전극 간에 서스테인 방전이 일어난다. 이 때 방전공간(24)에서는 방전가스가 여기된 후 천이되는 과정에서 진공 자외선이 발생한다. 발생된 진공 자외선은 형광체(22)를 여기시켜 가시광선을 발생시키게 하고, 이로써 PDP의 화상이 구현되어진다.
그런데, 종래의 3 전극 교류 면방전형 PDP에서는 서스테인방전을 일으키는 상부전극(5,8) 간의 서스테인방전이 방전셀의 중앙부에서만 일어나기 때문에 방전셀의 공간을 충분히 활용하지 못했다. 이에 따라, 방전셀의 휘도는 낮아지고 발광효율을 저하되는 문제점이 있었다. 이러한 문제점을 해결하는 방안으로 서스테인방전을 일으키는 상부전극(5,8)을 방전셀의 양쪽 경계부에 설치하거나 방전전극의폭을 넓게 하고 있다. 하지만 상부전극(5,8)의 간격이 멀어지면 방전전압이 높아지고 방전전극의 폭을 넓게하면 방전전류도 함께 증가하여 전력 소모량이 많아지는 단점이 있다.
이와 같은 문제점을 해결하기 위해 도 3과 같이 5 전극 교류 면방전형 PDP가 개발되어 상용화되고 있다.
도 3은 5 전극 교류 면방전형 PDP를 나타내는 사시도이고, 도 4는 5 전극 교류 면방전형 PDP의 상판을 도시한 도면이다.
도 3 및 도 4를 참조하면, 5 전극 교류 면방전형 PDP의 방전셀은 상부기판(2) 상에 상부전극들(5,8)과, 트리거전극쌍(30,36)들을 구비하고 하부기판(14) 상에는 하부전극(16)을 구비한다. 상부전극들(5,8) 및 트리거전극쌍(30,36)은 투명전극(4,7,28,34)과 Ag가 함유된 금속 버스전극(3,6,26,32)으로 구성된다. 상부전극들(5,8) 사이에 트리거전극쌍(30,36)이 좁은 간격으로 평행하게 배치되고, 이 전극들(5,8,30,36)이 형성된 상부기판(2)에는 상부 유전층(10)과 보호층(12)이 적층된다. 상부 유전층(10)에는 플라즈마 방전시 발생된 벽전하가 축적된다. 보호층(12)은 플라즈마 방전시 발생된 스퍼터링에 의한 상부 유전층(10)의 손상을 방지함과 아울러 2차 전자의 방출 효율을 높이게 된다. 보호층(12)으로는 통상 산화마그네슘(MgO)이 이용된다. 하부전극(16)이 형성된 하부기판(14) 상에는 하부 유전층(18), 격벽(20)이 형성되며, 하부 유전층(18)과 격벽(20) 표면에는 형광체층(22)이 도포된다. 하부전극(16)은 상부전극(5,8) 및 트리거전극쌍(30,36)들과 교차되는 방향으로 형성된다.격벽(20)은 하부전극(16)과 나란하게 형성되어 방전에 의해 생성된 자외선 및 가시광이 인접한 방전셀에 누설되는 것을 방지한다. 형광체층(22)은 플라즈마 방전시 발생된 자외선에 의해 여기되어 적색, 녹색 또는 청색 중 어느 하나의 가시광선을 발생하게 된다. 상/하판(1,13)과 격벽(20) 사이에 마련된 방전공간(24)에는 가스방전을 위한 불활성 가스가 주입된다.
빛이 방출되는 과정을 간략히 설명하면, 먼저 패널의 모든 방전셀들을 초기화 하기 위해서 모든 방전셀들의 내부에 배치된 상부전극들(5,8)중 어느 하나의 전극과 트리거전극쌍(30,36)중의 하나에 리셋펄스가 공급되어 리셋방전이 일어난다. 리셋방전시에는 방전셀 별로 벽전하들이 생성되어 뒤이어지는 어드레스방전에 필요한 방전전압을 낮추게 된다. 그 다음 상부전극(5,8)중 리셋펄스가 공급된 전극에에 주사펄스가 공급되고, 이에 동기되어 하부전극(16)에 데이터 펄스가 인가됨으로써 두 전극 간에 어드레스 방전이 일어나 상/하부 유전층(10,18)에 벽전하가 형성된다. 어드레스방전에 의해 선택된 방전셀들에서는 상부전극(5,8) 사이에 설치된 트리거전극쌍(30,36)이 서스테인 기간 중에 교류 펄스전압인 트리거 펄스전압에 응답하여 보조방전을 일으킨다. 보조방전이 일어난 직후, 상부전극(5,8)에는 서스테인펄스가 공급된다. 그러면 상부전극(5,8)은 보조방전에 의해 방전셀 내에 축적된 벽전하와 서스테인 펄스에 의한 전압차에 의해 셀 내의 중앙부에서 방전을 일으킬 수 있게 된다. 이러한 서스테인방전은 서스테인펄스와 트리거펄스에 의해 연속적으로 발생된다.
이와 같은 5 전극 교류 면방전형 PDP는 3 전극 교류 면방전형 PDP와는 달리상판에 4개의 전극이 형성된다. 이로인해, 방전면적을 충분히 넓힐 수 있어 방전효율을 향상시킬 수 있게 되었다. 그러나, 5 전극 교류 면방전형 PDP는 3 전극 교류 면방전형 PDP와 같이 상/하부기판을 소량의 Na 성분이 함유된 글래스를 사용해야한다. 이는 상/하판을 제조하는 단계에서 가해지는 열에 의해 상/하부기판에 함유된 Na와 상/하부기판 상에 형성되는 상/하부전극에 함유된 Ag간에 화학적인 반응에 의한 표시화면의 변색을 최소화하기 위해서이다. 이와 같이 소량의 Na 성분이 함유된 글래스는 가격이 고가이기 때문에 PDP의 제조단가의 상승을 유발한다. 이로인해 최근에는 가격이 저렴한 소다라임 글래스를 이용하여 상/하부기판을 제조하고 있다. 그러나, 소다라임 글래스는 저가격에 비해 Na 성분이 다량 함유되어 있어 상/하판을 형성할 시 상/하부전극에 구성되어 있는 Ag와같은 금속물질과 화학적인 반응에 의해 화면에 표시되는 색의 변색 및 열에 의한 변형이 심하게 발생한다.
따라서, 본 발명의 목적은 저가의 소다라임 글래스를 사용하여 제조단가를 낮추기 위한 PDP 및 그의 제조방법을 제공하는데 있다.
도 1은 종래 기술에 따른 3 전극 교류 면방전형 플라즈마 디스플레이 패널을 나타내는 사시도.
도 2는 도 1에 도시된 상판 및 하판을 도시한 단면도.
도 3은 종래 기술에 따른 5 전극 교류 면방전형 플라즈마 디스플레이 패널을 나타내는 사시도.
도 4는 도 3에 도시된 상판 및 하판을 도시한 단면도.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 5 전극 교류 면방전형 플라즈마 디스플레이 패널의 상판 및 하판을 도시한 단면도.
도 6a 내지 도 6d는 도 5에 도시된 상판 및 하판의 제조방법을 단계적으로 도시한 단면도.
< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >
1, 15, 70, 71 : 상판 2, 50, 60 : 상부기판
3, 6, 26, 32, 38, 46, 52, 58 : 금속버스전극
4, 7, 28, 34, 40, 42, 48, 54, 60, 62 : 투명전극
5, 8, 44, 54, 64 : 상부전극 30, 36 : 트리거전극
52, 66 : 제1 유전체층 56 : 제 2 유전체층
58 : 제3 유전체층 13, 17, 71 : 하판
14 : 하부기판 16, 54 : 하부전극
18 : 하부 유전체층 20 : 격벽
22, 40, 41, 42 : 형광체 24 : 방전공간
59 : 보호층
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 실시예에 따른 플라즈마 디스플레이 패널은 소다라임 글라스로 구성된 상부기판 및 하부기판과, 상부기판 상에 형성되는 상부전극들과, 하부기판 상에 형성되는 하부전극들과, 상부기판과 상부전극들 사이에 형성되어 상부기판과 상부전극들에 함유된 금속물질간의 화학반응을 방지하기 위한 제 1유전체층과, 하부기판과 하부전극들 사이에 형성되어 하부기판과 하부전극들에 함유된 금속물질간의 화학반응을 방지하기 위한 제 2유전체층을 구비한다.
본 발명의 실시예에 따른 플라즈마 디스플레이 패널의 제조방법은 소다라임 글라스로 구성된 상부기판 및 하부기판을 마련하는 단계와, 상부기판 상에 제 1유전체층을 형성하는 단계와, 하부기판 상에 제 2유전체층을 형성하는 단계와, 제 1유전체층을 제 1유전체 형성공정 이후의 후속공정에서 사용되는 온도보다 높은 소성온도로 소성하는 단계와, 제 2유전체층을 제 2유전체 형성공정 이후의 후속공정에서 사용되는 온도보다 높은 소성온도로 소성하는 단계와, 제 1유전체층 상에 상부전극을 형성하는 단계와, 제 2유전체층 상에 하부전극을 형성하는 단계를 포함한다.
상기 목적 외에 본 발명의 다른 목적 및 특징들은 첨부도면을 참조한 실시예에 대한 설명을 통하여 명백하게 드러나게 될 것이다.
이하, 도 5내지 도 6d를 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하기로 한다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 5 전극 교류 면방전형 PDP의 상/하판을 간략히 도시한 단면도이다.
도 5를 참조하면, 먼저 5 전극 교류 면방전형 PDP의 방전셀의 상판은 상부기판(50) 상에 형성된 제1 유전체층(52)과, 제1 유전체층(52) 상의 소정부분에 형성된 다수의 상부전극들(54)과, 제1 유전체층(52) 및 다수의 상부전극들(54) 상에 형성된 제2 유전체층(56)과, 제2 유전체층(56) 상에 형성된 제3 유전체층(58)과, 제3 유전체층(58) 상에 형성된 보호층(59)을 구비하고, 하판은 하부기판(60) 상에 형성된 제1 유전체층(52)과, 제1 유전체층(52) 상에 형성된 하부전극(66)과, 하부전극(66) 상에 형성된 제2 유전체층(56)을 구비한다. 상부기판(50) 및 하부기판(60)은 다량의 SiO2과 함유됨과 아울러 녹는점을 낮추기 위해 알칼리 금속이 포함된 저가의소다라임 글래스로 구성된다. 제1 유전체층(52)에는 소성시 발생하는 열에 의해 다수의 상부전극(54) 및 하부전극(66)에 함유된 Ag와 같은 금속물질과 소다라임 글래스에 함유된 다량의 Na들간에 화학적인 반응을 방지하기 위해 다량의 SiO2와 PbO가 함유된다. 이와 같이 제 1유전체층(52)에 다량의 SiO2 및 PbO가 함유되면 Ag와 같은 금속물질과 화학적인 반응이 적음과 아울러 소성온도 및 투과율이 낮고 내전압이 높아진다. 상부전극(54) 및 하부전극(66)은 Ag와 같은 금속물질로 구성된다. 제2 유전체층(56)은 제1 유전체층(52)과 동일한 물질 및 특성을 가진다. 제3 유전체층(58)은 제1 유전체층(52)보다 많은 양의 SiO2와 PbO가 함유됨과 아울러 투과율이 높고 유동성이 강해 Ag와 같은 금속물질과 화학적인 반응이 크다. 보호층(59)은 플라즈마 방전시 발생된 스퍼터링에 의한 제3 유전체층(58)의 손상을 방지함과 아울러 2차 전자의 방출 효율을 높이게 된다. 보호층(59)으로는 통상 산화마그네슘(MgO)이 이용된다.
이와 같이 구성된 본 발명의 제조방법을 단계적으로 상세히 설명하면 도 6a 내지 도 6d와 같다.
도 6a를 참조하면, 먼저, 본 발명에 따른 5 전극 교류 면방전형 PDP의 상판(70) 및 하판(71)은 소다라임 글래스로 구성된 상부기판(50) 및 하부기판(60)을 마련한다. 상부기판(50) 및 하부기판(60)이 마련된 상판(70) 및 하판(71) 상에 스크린 프린트(Screen print)방법을 이용하여 제1 유전층(52)이 형성된다. 그런 다음, 상판(70) 및 하판(71)을 형성하는 후속공정에서 사용되는 온도보다 높은 제1 소성온도로 제1 유전체층(52)이 형성된 상부기판(50) 및 하부기판(60)이 가열된다. 가열된 상부기판(50) 및 하부기판(60)의해 제1 유전체층(52)이 소성됨과 아울러 상부기판(50) 및 하부기판(60)이 1차 열변형을 일으키게 된다. 이는 상부기판(50) 및 하부기판(60)이 후속의 소성공정에서 열에 의해 다른 층과의 화학적인 반응을 일으키는 것을 방지하기 위함이다.
도 6b를 참조하면, 제1 유전층(52) 상에 진공증착 또는 스크린 프린트방법을 이용하여 Ag와 같은 금속물질로 구성된 상부전극(54) 및 하부전극(66)이 형성된다. 이어서, 제1 소성온도보다 낮은 제2 소성온도로 상부전극(54) 및 하부전극(66)이 소성된다. 이 경우 제2 소성온도는 제1 소성온도보다 낮으므로 상부기판(50) 및 하부기판(60)의 열변형을 최소화되게 된다.
도 6c를 참조하면, 상부전극(54) 및 하부전극(66)이 형성된 제1 유전체층(52) 상에 제2 유전체층(56)이 스크린 프린트방법을 이용하여 형성된다. 그런 다음, 제2 소성온도보다 낮은 제3 소성온도로 제2 유전체층이 형성된 상판(70) 및 하판(71)을 가열하여 이 열로 인해 제2 유전체층(56)이 소성된다.
도 6d를 참조하면, 제2 유전체층(56)이 형성된 상판(70) 상에 스크린 프린트방법을 이용하여 제3 유전체층(58)이 형성된다. 그런다음, 제3 소성온도보다 낮은 제4 소성온도로 제3 유전체층(58)이 형성된 상판(70)을 가열하여 제3 유전체층(58)이 소성된다. 이어서, 제3 유전체층(58) 상에 위와 동일한 방법으로 보호층(59)이 증착된다.
본 발명의 실시예에 따른 PDP는 소다라임 글래스로 구성된 상/하부기판 상에 유전층을 형성한 후, 제일 높은 온도로 소성시켜 후속소성공정에서의 열변형을 최소화함으로써 Na 성분이 다량함유된 저가의 소다라임 글래스기판을 사용할 수 있게된다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 플라즈마 디스플레이 패널 및 그의 제조방법은 저가의 소다라임 글래스를 이용하여 상/하부기판을 구성함으로써, PDP의 제조단가를 낮출수 있다.
이상 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 발명의 기술사상을 일탈하지 아니하는 범위에서 다양한 변경 및 수정이 가능함을 알 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 기술적 범위는 명세서의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허 청구의 범위에 의해 정하여 져야만 할 것이다.

Claims (4)

  1. 소다라임 글라스로 구성된 상부기판 및 하부기판과,
    상기 상부기판 상에 형성되는 상부전극들과,
    상기 하부기판 상에 형성되는 하부전극들과,
    상기 상부기판과 상기 상부전극들 사이에 형성되어 상기 상부기판과 상기 상부전극들에 함유된 금속물질간의 화학반응을 방지하기 위한 제 1유전체층과,
    상기 하부기판과 상기 하부전극들 사이에 형성되어 상기 하부기판과 상기 하부전극들에 함유된 금속물질간의 화학반응을 방지하기 위한 제 2유전체층을 구비하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 및 제 2유전체층은 SiO2와 PbO를 주요성분으로 하는 유전체물질로 선택되는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널.
  3. 소다라임 글라스로 구성된 상부기판 및 하부기판을 마련하는 단계와,
    상기 상부기판 상에 제 1유전체층을 형성하는 단계와,
    상기 하부기판 상에 제 2유전체층을 형성하는 단계와,
    상기 제 1유전체층을 제 1유전체 형성공정 이후의 후속공정에서 사용되는 온도보다 높은 소성온도로 소성하는 단계와;
    상기 제 2유전체층을 제 2유전체 형성공정 이후의 후속공정에서 사용되는 온도보다 높은 소성온도로 소성하는 단계와,
    상기 제 1유전체층 상에 상부전극을 형성하는 단계와,
    상기 제 2유전체층 상에 하부전극을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널의 제조방법.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 제 1 및 제 2유전체층은 SiO2와 PbO를 주요성분으로 하는 유전체물질로 선택되는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널의 제조방법.
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