KR100394372B1 - 유전체층 형성용 저융점 유리 페이스트 및 저융점 유리 - Google Patents

Abstract

투명 전극이 국소적으로 소실하는 것을 방지한다.

방전 공간을 개재하여 대향하는 한 쌍의 기판 중의 적어도 한쪽의 기판 상에, 투명 전극과 버스 전극과 그것을 덮는 유전체층을 구비하는 플라즈마 디스플레이 패널의 상기 유전체층을 형성하기 위한 저융점 유리 페이스트로서, PbO-SiO₂-B₂O₃-ZnO계 또는 PbO-SiO₂-B₂O₃-ZnO-BaO계의 유리에, 상기 버스 전극의 주성분을 이루는 금속 산화물 및 상기 투명 전극의 주성분을 이루는 금속 산화물을 함유하여 이루어지는 것을 특징으로 한다. 유전체층(14) 내에 버스 전극 및 투명 전극의 주 성분이 함유됨에 따라 유전체층의 소성 공정을 거치더라도 투명 전극의 국소적인 소실이 없다.

Description

유전체층 형성용 저융점 유리 페이스트 및 저융점 유리{LOW MELTING POINT GLASS PASTE AND LOW MELTING POINT CLASS FOR FORMING DIELECTRIC LAYER}

본 발명은 플라즈마 디스플레이 패널의 투명 전극과 버스 전극을 피복하는 유전체층 형성용 저융점 유리 및 유리 페이스트에 관한 것이다.

플라즈마 디스플레이 패널(이하, 간단하게 PDP라 칭한다)은 대화면의 풀컬러 표시 장치로서 주목되고 있다. 특히, 3전극 면방전형의 AC형 PDP는 표시측의 기판 상에 면방전을 발생하는 복수의 표시 전극쌍을 유전체층으로 피복하여 형성하고, 배면측의 기판 상에 그 표시 전극쌍과 직교하는 어드레스 전극과 그것을 피복하는 형광체층을 형성한 구성을 특징으로 하고 있다. 그리고, 표시 전극쌍의 한쪽을 조작 전극으로 하여 순차 어드레스 전극과의 사이에서 방전을 발생시키면서 표시할 영상을 벽전하의 형태로 기입하고, 그 후 표시 전극쌍간에 일제히 유지 전압을 인가 하여 유지 방전을 발생시키는 것을 기본 동작으로 하고 있다.

이 유지 방전으로 발생한 자외선에 의해 3원색의 형광체층이 R, G, B(적, 녹, 청)의 형광색을 발하므로써 풀컬러 표시가 행하여진다. 따라서, 배면측 기판 상의 각 형광체의 발광색을 표시측의 기판 상에 형성된 표시 전극쌍을 통하여 출사하기 위한 표시 전극쌍으로서 투과 농도를 없애기 위해 투명 전극 재료가 사용되고, 또한 그 저항치의 저감을 위해 금속 버스 전극을 부가한 구성을 취하는 것이 보통이다.

즉, 투명 전극 재료는 전형적으로는 ITO(산화 인듐 In₂0₃와 산화 주석 SnO₂의 혼합물)로 구성되어 있는 반도체이며, 그 도전율은 금속 등에 비하여 낮다. 그 때문에, 그 도전성을 높이기 위해 투명 전극 위에 가는 금속 도전층을 부가한다.

그런데, 상기 투명 전극과 버스 전극을 피복하는 유전체층은 통상적으로, 기판 상에 저융점 유리 페이스트층을 형성한 후, 예를 들어 600℃정도의 고온에서 소성하는 것으로 형성된다. 이 고온 소성 공정에서 투명 전극과 그 위에 중첩된 버스 전극간의 재료간의 이온화 경향의 차이에 의해, 두 전극간에 전지 효과가 생겨 투명 전극이 얇아지거나 또는 소실하는 등의 문제가 있다. 투명 전극이 얇아지거나 또는 소실한 경우에는 표시 전극쌍간의 유지 방전 전압이 상승하여, PDP의 안정적인 구동이 곤란해진다. 본 발명자 등은 이전의 특원평9-038932에서, 유전체 재료에 투명 전극 재료를 혼합하므로써 투명 전극의 저항치의 상승을 억제하는 것을 제안한 바 있다. 그렇지만, 투명 전극 재료의 혼합으로는 투명 전극과 버스 전극간의 전지 효과에 의한 투명 전극의 문제를 해결할 수 없었고, 국소적으로 투명 전극이 소실하는 문제가 남아있다.

이와 같은 투명 전극의 소실의 이유는 반드시 확실하지는 않지만 유전체층을 고온에서 소성하고 있을 때에, 투명 전극과 버스 전극 사이에서 전지 효과에 기인한 산화 환원 반응이 발생하여 투명 전극 재료가 유전체층에 용출하기 때문이라고 추정된다.

따라서, 본 발명의 목적은 상기 문제점을 감안하여, 투명 전극이 국소적으로 소실하는 것을 방지할 수 있는 유전체층 형성용 저융점 유리 페이스트 및 저융점 유리를 제공하는데 있다.

도 1은 본 발명의 실시예의 PDP의 분해 사시도.

도 2는 PDP의 단면도.

도 3은 3 전극 면방전형의 PDP의 X, Y 전극과 어드레스 전극과의 관계를 나타낸 패널의 평면도.

도 4는 산화동을 유전체층에 함유시킨 때의 본원의 관찰 결과를 나타낸 도면.

도 5는 산화동을 유전체층에 함유시킨 때의 본원의 다른 관찰 결과를 나타낸 도면.

도 6은 산화동을 유전체층에 함유시킨 때의 본원의 다른 관찰 결과를 나타낸 도면.

도 7은 산화동을 유전체층에 함유시키지 않는 때의 관찰 결과를 나타낸 도면.

상기한 목적을 달성하기 위해, 본 발명은 방전 공간을 개재하여 대향하는 한 쌍의 기판 중의 적어도 한쪽의 기판 상에, 투명 전극과 버스 전극과 그것을 덮는 유전체층을 구비하는 플라즈마 디스플레이 패널의 상기 유전체층을 형성하기 위한 저융점 유리 페이스트로서, PbO-SiO₂-B₂O₃-ZnO계 또는 PbO-SiO₂-B₂O₃-ZnO-BaO계의 유리에, 상기 버스 전극의 주성분을 이루는 금속 산화물 및 상기 투명 전극의 주성분을 이루는 금속 산화물을 함유하여 이루어진 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명은 방전 공간을 개재하여 대향하는 한 쌍의 기판 중의 적어도 한쪽의 기판 상에, 투명 전극과 버스 전극과 그것을 덮는 유전체층을 구비하는 플라즈마 디스플레이 패널의 상기 유전체층을 형성하기 위한 저융점 유리로서, PbO-SiO₂-B₂O₃-ZnO계 또는 PbO-SiO₂-B₂O₃-ZnO-BaO계의 유리에, 상기 버스 전극의 주성분을 이루는 금속 산화물 및 상기 투명 전극의 주성분을 이루는 금속 산화물을 함유하여 이루어진 것을 특징으로 한다.

본 발명은 유전체층 내에 버스 전극 및 투명 전극의 주성분을 함유시킴으로써 고온 프로세스를 거치더라도 투명 전극이 국소적으로 소실하는 것이 방지되어 있는 것으로 생각된다.

[실시예]

이하, 본 발명의 실시예에 관하여 도면에 따라 설명한다. 그렇지만, 이와 같은 실시예가 본 발명의 기술적 범위를 한정하는 것은 아니다.

도 1은 본 발명의 실시예의 3전극 면방전형의 AC형 PDP의 분해 사시도이다. 또한, 도 2는 그 PDP의 단면도이다. 양 도면을 참조하여 그 구조에 관하여 설명한다. 본 예에서는 표시측의 유리 기판(10)의 방향(도 2에 나타낸 방향)으로 표시광이 출사된다. 20은 배면측의 유리 기판이다. 표시측의 유리 기판(10)상에는 투명 전극(11)과 그 위(도면에서는 아래쪽)에 형성된 도전성이 높은 버스 전극(12)으로 된 X 전극(13X)과 Y 전극(13Y)이 형성되고, 그들 전극쌍은 유전체층(14)과 MgO로 되어 있는 보호층(15)으로 덮여 있다. 버스 전극(12)은 투명 전극(11)의 도전성을 보충하기 위해 X 전극과 Y 전극의 반대측 단부에 따라서 설치된다.

이 버스 전극(12)은, 예를 들어 크롬·동·크롬의 3층 구조의 금속 전극이다. 또한, 투명 전극(11)은 통상적으로 ITO(INDIUM TIN OXIDE, 산화 인듐 In₂0₃와 산화주석 SnO₂의 혼합물)로 구성되고, 충분한 도전성을 확보하기 위해 상기 버스 전극(12)이 부가된다. 투명 전극은 산화 주석막(네사막)으로 형성되어 있는 경우도 있다. 또, 유전체층(14)은 통상적으로 산화납을 주성분으로 하는 저융점 유리 재료로 형성되며, 보다 구체적으로는 PbO-SiO₂-B₂0₃-Zn0계 또는 PbO-SiO₂-B₂0₃-Zn0-BaO계의 유리이다.

배면 유리 기판(20) 상에는, 예를 들어 실리콘 산화막으로 된 하지의 패시베이션막(21)상에 띠 형상의 어드레스 전극(A1, A2, A3)이 설치되고, 유전체층(22)으로 덮여 있다. 또, 이들 어드레스 전극(A)은 각각 기판(20) 상에 형성된 띠 형상의 격벽(23) 사이에 위치하고 있다. 이 격벽(23)은 표시 전극쌍 방향으로 방전셀을 분리하는 기능과 광의 크로스 토크(cross talk:누화)를 막는 기능의 2개의 기능을 갖는다. 인접하는 격벽(23)마다 적, 녹, 청의 형광체(24R, 24G, 24B)가 어드레스 전극상 및 격벽면을 피복하도록 도포되어 있다.

또한, 도 2에 나타낸 바와 같이, 표시측 기판(10)과 배면측 기판(20)은 약 100μm 정도의 갭을 유지하여 조합되고, 그 사이의 공간(25)에는 Ne+Xe의 방전용의 혼합 가스가 봉입된다.

도 3은 상기한 3전극 면방전형의 PDP의 X, Y 전극과 어드레스 전극과의 관계를 나타낸 패널의 평면도이다. X 전극(X1∼X10)은 횡방향으로 병행하여 배열되고 또한 기판 단부에서 공통 접속되며, Y 전극(Y1∼Y10)은 X 전극의 사이에 각각 설치되고 또한 개별로 기판 단부에 도출되어 있다. 이들 X, Y 전극은 각각 쌍으로 되어 표시 라인을 형성하고, 표시를 위한 유지 방전 전압이 교호로 인가된다. 또한 XD1, XD2 및 YD1, YD2는 각각 유효 표시 영역의 바깥쪽에 설치되어 있는 더미 전극으로서, 패널의 주변 부분의 비선형성의 특성을 완화하기 위해 설치되어 있다. 배면측 기판(20) 상에 설치되어 있는 어드레스 전극(A1∼Al4)은 X, Y 전극과 직교하여 설치된다.

X, Y 전극은 쌍으로 되어 유지 방전 전압이 교호로 인가되지만 Y 전극은 정보를 기입할 때의 스캔 전극으로서도 이용된다. 어드레스 전극은 정보를 기입할 때에 이용되며, 정보에 따라서 어드레스 전극과 스캔 대상의 Y 전극 사이에서 어드레스를 위한 플라즈마 방전이 발생된다.

표시 전극 기간에 유지 방전 전압이 인가되면 도 2에 화살표로 나타낸 바와 같이, 유전체층(14)의 표면(실제로는 보호층(15)의 표면) 위에 어드레스 방전으로 축적된 전하에 의한 전압이 합쳐져서 유지 방전이 발생한다. 그리고, 그 발생한 플라즈마로부터 발생하는 자외선이 형광층(22)에 조사되어 각각의 색의 광을 발생하고, 그 광은 도 2에 화살표로 나타낸 바와 같이 표시측의 기판(10) 상으로 출사한다.

상기한 바와 같이, 투명 전극(11)은 그 자체의 도전성이 그다지 높지 않은 반도체층이기 때문에 그 측단연부에 금속의 버스 전극(12)이 설치된다. 따라서, 투명 전극(11)의 도전성이 다소 낮아도 X 전극(13X)과 Y 전극(13Y)의 길이 방향의 저항은 낮게 억제된다.

그렇지만, 상술한 바와 같이 유전체층의 형성 프로세스에서 투명 전극이 손상하면 손상 부분에서는 다른 부분에 비하여 보다 높은 방전 전압이 요구되어 전체적으로 안정 동작이 곤란하게 된다.

그래서, 본 발명의 실시 형태에서는 투명 전극(11)의 손상에 의한 도전성의 저하를 막기 위해, 그 버스 전극(12)에 접하여 피복하는 유전체층(14)에 버스 전극의 주성분을 함유시킨다. 예를 들면, 버스 전극(12)이 크롬ㆍ동ㆍ크롬의 3층 구조인 경우에는 유전체층(14)에 산화동 Cu의 입자를 혼입한다. 또는, 유전체층(14)의 유리의 조성 내에 산화동을 도프시킨다. 그 결과, 그 후에 고온의 소성 공정을 거치더라도 유전체층(14)과 버스 전극(11) 사이의 전지 효과 및 산화 환원 반응이 방지되어, 투명 전극의 국소적인 소실을 피할 수 있다.

예를 들면, 이와 같이 버스 전극(12)의 주성분이 동인 경우에 그 산화물을 유전체층에 혼입하여 두면 투명 전극(11) 및 버스 전극(12), 그리고 유전체층(14)에서의 전지 효과 및 산화 환원 반응이 방지된다. 즉, 버스 전극의 주성분인 동이 이온화하여 유전체층(14) 측으로 일단 나온 후, 투명 전극(11)의 표면으로 흘러 In₂0₃의 환원 반응을 일으키고, 환원된 In이 더 이온화하여, 유전체층(14)의 유리 내로 용출하여 구멍이 뚫리는 전지 효과 및 산화 환원 반응이 미리 유전체층 내에 Cu 및 In을 유리의 일부로서 첨가시켜 둠으로써 억제되어 있는 것으로 생각된다.

도 4 내지 도 7은 산화동을 유전체 층(14)에 함유시킨 때의 ITO로 된 투명 전극(11)과 크롬ㆍ동ㆍ크롬으로 된 버스 전극(12) 및 투명 전극의 주성분인 산화 인듐을 이미 함유한 유전체층(14)의 관찰 결과를 나타낸 도면이다. 샘플로서 투명 전극에 산화 인듐 1n₂0₃와 산화 주석 SnO₂를 함유하는 ITO를, 버스 전극에 크롬사이에 개재되어 있는 동을, 유전체층에 투명 전극의 주성분인 산화 인듐의 분말을 혼합한 후에 PbO-SiO₂-B₂0₃-Zn0-Ba0계의 유리 조성을 사용했다. 그리고, 그 유리 조성내에 1.0wt%의 산화동을 도프시킨 예(도 4), 유리 조성내에 0.5wt%의 산화동을 도프시킨 예(도 5), 마찬가지로 0.3wt%의 산화동을 함유시킨 예(도 6), 및 산화동을 함유시키지 않은 예(도 7)의 4개의 샘플에 관하여 관찰하였다.

또한, 유리 재료에 산화동의 입자를 혼입하기 위해서는, 예를 들어 유리 분말에 적절한 용제와 결합제와 함께 산화동의 입자를 혼입시켜 페이스트화 하고, 기판 상에 스크린 인쇄 후 소성한다. 산화동의 입자를 가능한 한 작게하여 표시광을 차폐하는 일이 없도록 할 필요가 있다.

또한, 유리 조성 내에 산화동을 함유시키기 위해서는, 예를 들어 산화납을 주성분으로 하는 유리 분말에 산화동의 분말을 혼합하고, 1300℃정도의 고온하에서 용융한다. 이에 따라 산화동은 유리 조성에 혼입된다. 그 후, 용융한 상태에서 냉각하고 분말화하고, 용제와 결합제에 의해 페이스트화 하고 나서, 인쇄와 소성을 한다. 소성 온도는 통상 580℃ 내지 600℃정도이며, 이 공정에서 유리 분말은 용융하여 유전체층을 형성한다.

도 4∼도 7의 관찰 결과로부터 명백한 바와 같이, 유전체층에 투명 전극의 주성분인 산화 인듐만을 함유시키고, 산화동을 함유하지 않은 샘플인 도 7에서는 유전체층의 고온 소성 공정을 거친 후, 부호 30으로 나타낸 흑점부와 같이, 국소적으로 투명 전극이 소실하고 있음을 알 수 있다.

그에 반해, 유전체층에 투명 전극의 주성분인 산화 인듐을 함유시키고, 산화동을 함유시킨 도 4∼도 6에서는 유전체 재료의 고온 소성 공정을 거치더라도 투명 전극의 국소적인 소실이 억제된다. 도 7에서, 산화동을 전혀 도프하지 않을 경우에는, 부호 30으로 나타낸 바와 같이 1μm정도의 구멍이 무수하게 발생하고 있다. 그에 반하여, 특히 1.0wt%의 산화동을 도프한 도 4의 경우는 투명 전극의 소실, 즉, 구멍의 발생이 거의 관찰되지 않는다. 또한, 0.5wt%의 산화동을 도프한 도 5의 경우에도 거의 구멍의 발생이 관찰되지 않으며, 0.3wt%의 산화동을 도프한 도 6의 경우에서 조차도 산화동을 도프하지 않은 도 7과 비교하면, 구멍의 수가 1/3 이하로 감소하여 투명 전극의 소실이 억제되고 있다. 상기한 관찰 결과로부터 버스 전극(12)에 접하여 피복하는 유전체층(14) 내에 투명 전극의 주성분 및 버스 전극의 주성분을 함유시키는 것이 소성 등의 고온 프로세스에 대하여 버스 전극을 국소적으로 소실시키지 않기 위해서 유효한 것으로 이해된다.

따라서, 본 발명의 플라즈마 디스플레이 패널의 제조 방법으로서, 투명 전극과 버스 전극이 형성된 기판 상에 투명 전극과 버스 전극을 피복하는 유리 페이스트를 인쇄할 때에, 유리 페이스트 내에 버스 전극의 주성분을 함유시키는 것이 유효하다. 유전체 물질로 되어 있는 유리 페이스트 내에 버스 전극의 주성분을 함유시키는 방법으로서는, 상기한 입자를 혼입하는 방법과 주성분을 용융시켜 유리 조성에 혼입하는 방법을 생각할 수 있다. 이러한 제조 방법에 의하면, 그 유리 페이스트의 소성을 위한 고온 프로세스나 그 후의 2매의 유리 기판의 봉지 공정에서의 고온 프로세스를 거치더라도 투명 전극의 도전성이 저하하지 않는다.

상기한 실시예에서는 버스 전극 재료로서 동을 주성분으로 하는 것을 예로 들어 설명하였다. 그 이외의 물질로서는 버스 전극의 재료가 알루미늄(Al), 알루미늄 합금(A1-Cu, A1-Cr, Al-Cu-Mn 등), 코발트(Co), 은(Ag), 몰리브덴(Mo), 크롬(Cr), 탄탈륨(Ta), 텅스텐(W), 철(Fe) 등과 같은 재료라도 마찬가지의 효과를 기대할 수 있다.

이상 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면, 플라즈마 디스플레이 패널의 버스 전극의 주성분을 그 버스 전극을 피복하는 유전체층 내에 함유시킴으로써 투명 전극이 국소적으로 소실하는 것을 방지할 수 있다.

Claims (4)

1. 방전 공간을 개재하여 대향하는 한 쌍의 기판 중의 적어도 한쪽의 기판 상에, 투명 전극과 버스 전극과 그것을 덮는 유전체층을 구비하는 플라즈마 디스플레이 패널의 상기 유전체층을 형성하기 위한 저융점 유리 페이스트로서,

   PbO-SiO₂-B₂O₃-ZnO계 또는 PbO-SiO₂-B₂O₃-ZnO-BaO계의 유리에, 상기 버스 전극의 주성분을 이루는 금속 산화물 및 상기 투명 전극의 주성분을 이루는 금속 산화물을 함유하여 이루어진 것을 특징으로 하는 유전체층 형성용 저융점 유리 페이스트.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 버스 전극이 동을 주성분으로 하고, 상기 유리 조성에 0.1∼1.0Wt％의 산화동이 함유되어 이루어진 것을 특징으로 하는 유전체층 형성용 저융점 유리 페이스트.
3. 방전 공간을 개재하여 대향하는 한 쌍의 기판 중의 적어도 한쪽의 기판 상에, 투명 전극과 버스 전극과 그것을 덮는 유전체층을 구비하는 플라즈마 디스플레이 패널의 상기 유전체층을 형성하기 위한 저융점 유리로서,

   PbO-SiO₂-B₂O₃-ZnO계 또는 PbO-SiO₂-B₂O₃-ZnO-BaO계의 유리에, 상기 버스 전극의 주성분을 이루는 금속 산화물 및 상기 투명 전극의 주성분을 이루는 금속 산화물을 함유하여 이루어진 것을 특징으로 하는 유전체층 형성용 저융점 유리.
4. 제 3 항에 있어서,

   상기 버스 전극이 동을 주성분으로 하고, 상기 유리 조성에 0.1∼1.0Wt％의 산화동이 함유되어 이루어진 것을 특징으로 하는 유전체층 형성용 저융점 유리.