KR100400371B1 - 플라즈마 디스플레이 패널의 하판 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 표면조도를 낮추고 공정수를 줄이도록 한 플라즈마 디스플레이 패널의 하판 제조방법에 관한 것이다.

본 발명에 따른 플라즈마 디스플레이 패널의 제조방법의 하판 제조방법은 유리분말과 분사용 유기용액을 혼합하고 그 혼합액에 포함된 상기 유리분말을 미세하게 분쇄하는 단계와, 상기 유리분말이 미세하게 분쇄된 혼합액에 상기 분사용 유기용액을 다시 첨가하여 상기 유리분말을 상기 분사용 유기용액으로 희석하는 단계와, 상기 유리분말이 희석된 혼합액을 상기 기판 상에 분사하는 단계를 포함한다.

Description

플라즈마 디스플레이 패널의 하판 제조방법{Method of Fabricating Back Plate of Plasma Display Panel}

본 발명은 플라즈마 디스플레이 패널의 제조방법에 관한 것으로, 특히 표면조도를 낮추고 공정수를 줄이도록 한 플라즈마 디스플레이 패널의 하판 제조방법에 관한 것이다.

플라즈마 디스플레이 패널(Plasma Display Panel : 이하 "PDP"라 함)은 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.

도 1을 참조하면, 어드레스전극(2)이 실장되어진 하부 유리기판(14)과 유지전극쌍(4)이 실장되어진 상부 유리기판(16)을 구비하는 교류 구동방식의 PDP가 도시되어 있다. 어드레스전극(2)이 실장된 하부 유리기판(14) 상에는 유전체 후막(18)과 방전셀들을 분할하는 격벽(8)이 형성된다. 유전체 후막(18)과 격벽(8)의 표면에는 형광체(6)가 도포된다. 형광체(6)는 플라즈마 방전시 발생되는 자외선에 의해 발광함으로써 가시광선이 발생되게 한다. 유지전극쌍(4)이 실장된 상부 유리기판(16)에는 유전층(12)과 보호막(10)이 순차적으로 형성된다. 유전층(12)은 플라즈마 방전시 벽전하를 축적하게 되고, 보호막(10)은 플라즈마 방전시 가스 이온의 스퍼터링으로부터 유지전극쌍(4)과 유전층(12)을 보호함과 아울러 이차전자의 방출효율을 높이는 역할을 한다. 이러한 PDP는 방전셀들에는 He+Xe 또는 Ne+Xe의 혼합가스가 봉입된다.

격벽(8)은 방전셀간의 전기적·광학적 크로스토크(Crosstalk)를 방지하는 역할을 한다. 따라서, 격벽(8)은 표시품질과 발광효율을 위한 가장 중요한 요소이며 패널이 대형화·고정세화됨에 따라 격벽에 대한 다양한 연구가 이루어지고 있다. 격벽 제조방법으로는 스크린 프린팅(Screen printing)법, 샌드 블라스팅(Sand blasting)법, 첨가(Additive), 감광성 페이스트법 및 LTCCM(Low Temperature Cofired Ceramic on Metal) 방법 등이 적용되고 있다.

스크린 프린팅법은 공정이 간단하고 제조단가가 낮은 장점이 있으나, 매 인쇄시 스크린과 유리기판(14)의 정렬, 글라스 페이스트의 인쇄 및 건조를 수회 되풀이하는 문제점이 있다. 또한, 스크린과 유리기판의 위치가 어긋나게 되면 격벽이 변형되므로 격벽의 형상 정밀도가 떨어지는 단점이 있다.

샌드 블라스팅법은 대면적의 기판에 격벽을 형성할수 있는 장점이 있지만 연마재(샌드입자)에 의해 제거되는 글라스 페이스트의 양이 많게 되므로 재료의 낭비와 제조비용이 큰 단점이 있다. 또한, 연마재에 의해 유리기판(14)이 충격을 받게 되어 유리기판(14)이 균열 또는 손상되는 단점이 있다.

첨가법은 대면적의 기판 상에 격벽들(8)을 형성하기에 적합한 장점이 있으나, 포토레지스트와 글라스 페이스트의 분리가 어려워 잔류물이 남게되거나 격벽 성형시 격벽이 허물어지는 문제점이 있다.

감광성 페이스트법은 감광성 페이스트의 하부까지 감광성 페이스트를 노광하기 어려울 뿐 아니라 감광성 페이스트 가격이 고가인 단점이 있다.

LTCCM 방법은 다른 격벽 제조방법에 비하여, 공정이 단순하고 고정세·고종횡비의 격벽 제조에 유리하여 많은 연구가 진행되고 있다.

도 2a 내지 도 2h는 LTCCM법을 이용한 격벽 제조방법을 단계적으로 나타낸다. 먼저, 도 2a와 같은 그린시트(30)가 제작된다. 그린시트(30)는 유리분말, 유기용액, 가소재, 결합재, 첨가재 등이 소정 비율로 혼합된 슬러리를 폴리 에스테르 필름 위에 올려 놓고 닥터 블레이딩(Doctor Blading)으로 시트 형태로 성형한 후에 건조함으로써 제작된다. 그린시트(30)가 접합되는 기판(32)의 재료로는 통상 금속 예를 들면, 티타늄(Titanum)이 주로 사용된다. 티타늄은 글라스 또는 세라믹 계열의 기판보다 강도, 내열온도가 크기 때문에 다른 글라스, 세라믹 재료보다 얇은 두께로 제작될 수 있으며, 기판의 열적·기계적 변형을 줄일 수 있다. 또한, 티타늄은 반사율이 높기 때문에 기판 쪽으로 투과되는 즉, 백스캐터링(Back scattering)되는 가시광을 표시면 쪽으로 반사시킴으로써 발광효율과 휘도를 높일 수 있는 장점이 있다.

이 기판(32)과 그린시트(30)의 접합이 용이하도록 기판(32)과 그린시트(30)의 접합 전에 미세하게 분쇄되어 건조된 유리분말이 기판(32) 상에 도 2b와 같이분사(spray)하고 건조하게 된다. 이렇게 분사된 미세 유리분말은 500∼600℃ 정도의 열처리에 의해 기판(32)의 표면에 융착된다.

미세 유리분말이 표면 상에 융착된 기판(32) 상에 도 2c와 같이 그린시트(30)가 라미네이팅되어 접합된다.

이어서, 도 2d와 같이 그린시트(30) 상에는 어드레스전극(2)이 인쇄된 후에 건조된다.

어드레스전극(2)이 형성된 기판(30) 상에는 도 2e와 같이 유전체 슬러리가 전면 인쇄된 후 건조됨으로써 전극보호층(36)이 형성된다. 전극보호층(36)이 형성된 후에 어드레스전극(2)이 형성된 그린시트(30)와 전극보호층(36)의 접착력을 높이기 위하여 2차 라미네이팅을 실시한다. 이어서, 기판(32) 상에 접합된 그린시트(30)의 유동성을 높이기 위하여 결합재로 사용되는 유기물의 연화점 이하로 기판(32)을 가열하게 된다.

그린시트(30)의 유동성이 높아진 상태에서 도 2f와 같이 격벽 반대 형상의 홈(38a)이 형성된 금형(38)이 기판(32) 상에 정렬된다.

그리고 금형(38)은 도 2g와 같이 대략 150 kgf/cm²이상의 압력으로 기판(32) 상에 가압된다. 금형(38)의 가압시 그린시트(30)와 전극보호층(36)이 금형(38)의 홈(38a) 내로 이동되어 솟아 오르게 된다.

금형(38)이 도 2h와 같이 그린시트(30) 및 전극보호층(36)로부터 분리된 후에 격벽(8)은 승온, 유지, 냉각 존을 거치면서 소성된다. 이와 같은 소성과정에서그린시트(30) 내의 유기물들이 타서 없어지는 번아웃(Binder burn out)을 거친 후, 번아웃 이상의 온도에서 무기물들 상에 결정핵이 생성 및 성장된다. 격벽소성 후에는 형광체(6)를 인쇄하기 전에 전극보호층(36) 위에는 산화티타늄(TiO₂)과 같은 반사층 재료가 인쇄된후 소성된다.

그러나 종래의 LTCCM법을 이용한 격벽 제조방법에서는 그린시트(30)를 접합 준비를 위한 공정수가 많음은 물론, 그린시트(30)가 접착되는 기판(32)의 표면조도(Surface roughness)가 나쁜 문제점이 있다. 이를 상세히 하면, 도 3과 같이 기판(32) 상에 그린시트(30)를 접합하기 위하여 습식이나 건식으로 유리분말을 미세하게 분쇄하는 공정(S31 단계), 미세하게 분쇄된 유리분말을 건조하는 공정(S32 단계), 유리분말과 유기용액을 혼합하는 공정(S33 단계), 혼합액을 기판(32) 상에 분사하고 건조하는 공정(S34 단계) 및 유리분말을 기판(32) 상에 융착시키기 위한 열처리 공정(S35 단계) 등이 선행된다. 여기서, 미세하게 분쇄된 유리분말과 혼합되는 유기용액으로는 이소 프로필 알콜(Isopropyl Alcohol ; ISA)이 사용된다. 유리분말과 유기용액의 혼합액은 20 wt%의 유리분말과 80 wt%의 유기용액의 조성비로 혼합된다. S32 단계에서 분쇄된 유리분말들이 응집(agglomerate)된다. 이렇게 응집된 응집분말이 기판(32) 상에 분사되고 열처리에 기판(32) 상에 융착되면 기판(32)의 표면상태가 불균일 즉, 표면조도가 높게 되어 기판(32)과 그린시트(32) 사이의 접합력을 떨어뜨리게 된다. 기판(32)의 표면조도를 낮추기 위하여, 응집분말을 미세하게 파쇄할 수 있지만 공정수가 더 추가되는 또 다른 문제점이 발생한다.

따라서, 본 발명의 목적은 표면조도를 낮추고 공정수를 줄이도록 한 PDP의 하판 제조방법을 제공함에 있다.

도 1은 교류 구동방식의 면방전형 플라즈마 디스플레이 패널을 나타내는 사시도이다.

도 2a 내지 도 2h는 종래의 LTCCM 방법을 이용한 플라즈마 디스플레이 패널의 하판 제조방법을 단계적으로 나타내는 도면.

도 3은 종래의 LTCCM 방법을 이용한 플라즈마 디스플레이 팬러의 하판 제조방법에 있어서 기판과 그린시트의 접합 준비 공정들을 단계적으로 나타내는 흐름도.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 플라즈마 디스플레이 패널의 하판 제조방법을 단계적으로 나타내는 흐름도.

< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >

2 : 어드레스전극 4 : 유지전극쌍

6 : 형광체 8 : 격벽

10 : 보호막 12,18 : 유전층

14 : 하부 유리기판 16 : 상부 유리기판

30 : 그린시트 36 : 전극보호층

38 : 금형

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 PDP의 하판 제조방법은 유리분말과 분사용 유기용액을 혼합하고 그 혼합액에 포함된 상기 유리분말을 미세하게 분쇄하는 단계와, 상기 유리분말이 미세하게 분쇄된 혼합액에 상기 분사용 유기용액을 다시 첨가하여 상기 유리분말을 상기 분사용 유기용액으로 희석하는 단계와, 상기 유리분말이 희석된 혼합액을 상기 기판 상에 분사하는 단계를 포함한다.상기 목적 외에 본 발명의 다른 목적 및 특징들은 첨부한 도면을 참조한 실시예들에 대한 설명을 통하여 명백하게 드러나게 될 것이다.

이하, 도 4를 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하기로 한다.

도 4를 참조하면, 본 발명에 따른 PDP의 하판 제조방법은 유리분말 분쇄시 분사용 유기용액을 유리와 혼합하여 습식으로 분쇄하게 된다.(S41 단계) 분사용 유기용액으로는 이소 프로필 알콜(Isopropyl Alcohol ; ISA)이 사용된다. 이 유리분말 분쇄시의 유리분말과 분사용 유기용액의 혼합액은 40∼50 wt%의 유리분말과 60∼50 wt%의 분사용 유기용액의 조성비로 혼합된다. 이 분쇄과정에서 분사용 유기용액에 이해 미세 유리분말이 응집되지 않으면서 분쇄된다.

미세 유리분말이 혼합된 혼합액에 분사용 유기용액을 다시 첨가한다. 이와 같이 분사용 유기용액이 더 첨가되면 상기 혼합액에서 유리분말의 농도가 첨가된 분사용 유기용액만큼 낮추어 지면서 유리분말이 희석된다. 이렇게 유리분말이 희석된 혼합액은 기판(32) 상에 분사된 후에 건조된다.(S42 단계) 분사액은 분쇄시의 혼합액에 분사용 유기용액(ISA)이 더 첨가되어 10∼20 wt%의 유리분말과 80∼90 wt%의 분사용 유기용액의 조성비를 가진다. 이렇게 분사용 유기용액과 함께 기판(32) 상에 분사된 미세 유리분말은 500∼600℃ 정도의 열처리에 의해 기판(32)의 표면에 융착된다.(S43 단계)

이렇게 기판(32) 상에 유리분말이 융착된 후, 그 표면에 그린시트(30)가 라미네이팅에 의해 접합된다.(S44 단계)

그린시트(30) 상에는 스크린이 정렬된 후에 전극물질(전극페이스트)이 인쇄되는 인쇄공정과 인쇄된 전극패턴에 대한 건조(소성)공정을 통하여 어드레스전극(2)이 그린시트(30) 상에 형성된다. 그리고 어드레스전극(2)이 형성된 기판(30) 상에는 유전체 슬러리가 전면 인쇄된 후 건조됨으로써 전극보호층(36)이 형성된다.(S46 단계)

전극보호층(36)이 형성된 후에 어드레스전극(2)이 형성된 그린시트(30)와 전극보호층(36)의 접착력을 높이기 위하여 2차 라미네이팅을 실시하고 그린시트(30)의 유동성을 높이기 위하여 기판(32)을 가열한 다음, 금형(38)으로 전극보호층(36)과 그린시트(30)를 소정 압력으로 가압하여 격벽을 성형한다.(S47 단계)

마지막으로, 금형(38)이 성형된 격벽으로부터 분리되고 성형된 격벽이 승온, 유지, 냉각 존을 거치면서 소성된다.(S48 및 S49 단계) 이렇게 격벽(8)이 완성된후에, 기판(32)과 격벽(8)의 표면에 반사층재료가 인쇄되고, 그 위에 형광체가 도포된다.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 PDP의 하판 제조방법은 유리분말 분쇄시에 분사용 유기용액과 유리를 혼합하여 유리를 미세하게 분쇄하고 분사용 유기용액으로 미세 유리분말이 혼합된 용액을 희석하여 기판 상에 분사하게 된다. 그 결과, 본 발명에 따른 PDP의 하판 제조방법은 유리 분쇄시에 유리분말간의 응집이 억제될 수 있으므로 그린시트가 접합되는 기판의 표면조도를 낮추게 하여 그린시트와 기판 사이의 접합이 보다 용이하게 됨은 물론, 분쇄된 유리분말을 건조하는 공정이 생략되어 그린시트를 접합하기 위한 전공전의 공정수가 줄어들게 된다.

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 정하여져야만 할 것이다.

Claims (4)

1. 유리분말과 분사용 유기용액을 혼합하고 그 혼합액에 포함된 상기 유리분말을 미세하게 분쇄하는 단계(S41)와,

   상기 유리분말이 미세하게 분쇄된 혼합액에 상기 분사용 유기용액을 다시 첨가하여 상기 유리분말을 상기 분사용 유기용액으로 희석하는 단계(S42)와,

   상기 유리분말이 희석된 혼합액을 상기 기판 상에 분사하는 단계(S43)를 포함하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널의 하판 제조방법.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 유리분말의 분쇄시에 상기 유리분말과 분사용 유기용액의 혼합액은 40∼50 wt%의 유리분말과 60∼50 wt%의 분사용 유기용액의 조성비로 혼합되는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널의 하판 제조방법.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 분사용 유기용액으로 희석된 분사액은 10∼20 wt%의 유리분말과 80∼90 wt%의 분사용 유기용액의 조성비를 가지는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널의 하판 제조방법.
4. 제 1 항에 있어서,

   상기 분사용 유기용액은 이소 프로필 알콜(Isopropyl Alcohol)인 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널의 하판 제조방법.