KR100404082B1 - 플라즈마 디스플레이 패널소자의 칼라필터 형성방법 - Google Patents

플라즈마 디스플레이 패널소자의 칼라필터 형성방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 플라즈마 디스플레이 패널소자의 칼라필터 형성방법에 관한 것으로, 종래 잉크젯 인쇄법을 적용한 플라즈마 디스플레이 패널소자의 칼라필터 형성방법은 기판에 분사되는 잉크가 건조될 때, 솔벤트의 종류, 착색물질의 종류, 주위온도, 습기, 기판온도 또는 기판에 형성된 잉크수용층의 종류 등의 조건에 의해 칼라필터 착색농도의 균일성이 저하되며, 또한 잉크가 기판에 분사되어 부착될 때, 에지-컬 현상이 발생하여 칼라필터의 균일성을 저하시키는 문제점이 있었다. 따라서, 본 발명은 제1실시예의 솔벤트 흡수층을 적용하거나 또는 제2실시예의 유전막 패턴의 격벽을 통해 균일한 착색농도의 칼라필터를 형성할 수 있으며, 또한 잉크 분사에 따른 에지-컬 현상을 방지할 수 있는 효과가 있다.

Description

플라즈마 디스플레이 패널소자의 칼라필터 형성방법{METHOD FOR FORMING COLOR FILTER OF PLASMA DISPLAY PANEL DEVICE}
본 발명은 플라즈마 디스플레이 패널소자의 칼라필터 형성방법에 관한 것으로, 특히 균일한 착색농도를 갖는 칼라필터 패턴을 형성하기에 적당하도록 한 플라즈마 디스플레이 패널소자의 칼라필터 형성방법에 관한 것이다.
최근, 디지털 텔레비젼을 비롯한 고품위/대화면의 텔레비젼에 대한 기대가 높아지고 있는 추세에 음극선관(cathode ray tube : CRT), 액정 디스플레이(LCD) 및 플라즈마 디스플레이(PDP) 등의 분야별로 개발이 진행되고 있다.
기존에 텔레비젼의 디스플레이로 널리 사용되고 있는 음극선관은 해상도 및 화질에 대해서는 우수하지만, 화면의 크기에 따라 깊이 및 중량이 커지는 단점으로 인해 40 인치 이상의 대화면에는 적합하지 않다.
또한, 액정 디스플레이의 경우에는 소비전력이 적고, 구동전압도 우수한 장점이 있으나, 대화면을 제작하는데 기술상의 난점을 갖고 있으며, 시야각의 한계를 갖는 단점이 있다.
한편, 플라즈마 디스플레이의 경우에는 대화면을 실현할 수 있으며, 이미 60 인치 정도의 제품도 개발되어 있는 상태이다.
상기한 바와같은 플라즈마 디스플레이 패널소자는 하판상에 구획된 격벽을 형성한 다음 격벽의 홈에 적색, 녹색 및 청색의 형광체층을 형성하고, 상기 하판의 전극과 상판의 전극이 마주보는 상태로 평행하게 배치될 수 있도록 상판이 겹쳐지게 하고, 방전가스를 봉입하여 형성하며, 기체를 방전할때 발생하는 플라즈마로부터 방사되는 빛을 이용하여 영상을 제공하는 방식으로, 방전되는 플라즈마는 미세한 격벽에 의해 격리되어 단위 셀을 구성하게 된다.
상기 플라즈마 디스플레이 패널소자는 구동방식에 따라 크게 직류형(DC)과 교류형(AC)으로 분류되며, 직류형의 경우에는 전극이 방전 공간에 노출되는데 반하여 교류형의 경우에는 전극상에 유전체 유리층이 형성되어 있다.
이와같은 플라즈마 디스플레이 패널 소자를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
도1은 일반적인 플라즈마 디스플레이 패널 소자를 보인 단면도로서, 플라즈마 디스플레이 패널 소자의 하판은 하부 유리기판(1) 상의 전면에 증착되어 기판(1)에 포함된 알카리이온의 침투를 방지하는 차단막(2)과; 상기 차단막(2) 상의 일부에 형성된 방전 셀의 어드레스 전극(3)과; 상기 어드레스 전극(3)을 포함한 차단막(2) 상의 전면에 형성된 하판유전체(4)와; 상기 하판유전체(4) 상에 형성되어 방전 셀을 격리시키는 격벽(5)과; 상기 격벽(5)에 의해 서로 격리되어 격벽(5)의 측면 및 하판유전체(4)의 상면이 덮여지도록 형성된 R,G,B 색상의 형광체(6)로 이루어진다.
그리고, 플라즈마 디스플레이 패널 소자의 상판은 상부 유리기판(11) 상에 패터닝된 투명전극(12) 및 그 투명전극(12)의 저항값을 낯추는 버스전극(13)과; 상기 투명전극(12) 및 버스전극(13)이 형성된 상부 유리기판(11) 상에 형성되어 상기 하판의 형광체(6)로부터 발광되는 R,G,B 색상의 색순도 및 콘트라스트(contrast)를향상시키기 위한 R,G,B 색상의 칼라필터(14)와; 상기 투명전극(12), 버스전극(13) 및 칼라필터(14)를 포함한 상부 유리기판(11) 상에 순차적으로 형성된 하층유전체 및 상층유전체(15,16)와; 상기 상층유전체(16) 상부에 형성되어 플라즈마 방전에 따른 상층유전체(16)를 보호하는 보호막(17)으로 이루어지며, 이와같이 형성된 상판은 보호막(17)이 상기 하판과 미세하게 이격되어 마주보도록 설치된다.
상기한 바와같은 플라즈마 디스플레이 패널 소자의 단위 셀은 수백 마이크로 정도의 크기로, He, Ne, Xe 등으로 구성된 방전가스가 채워진 방전 셀 내부의 방전현상을 통해 Xe에서 발생된 플라즈마의 진공 자외선이 형광체를 여기시켜 가시광선이 상판을 투과함으로써, 화상이 외부로 전달된다.
이때, 가속된 가스이온이 충돌하여 유전체나 형광체를 열화시키는 것을 감소시키기 위하여 분자량이 큰 Ne가 주성분으로 사용된다.
그러나, 상기 Ne는 방전에 의해 오렌지색의 가시광이 발생함에 따라 플라즈마 디스플레이 패널소자의 색순도를 감소시키는 요인이 되며, 형광체의 색순도 및 외부광의 표면반사는 플라즈마 디스플레이 패널소자의 콘트라스트(contrast)를 저하시키는 문제점이 있다.
따라서, 상기한 바와같은 플라즈마 디스플레이 패널소자의 색순도 및 콘트라스트 저하를 향상시키기 위하여 상판에 칼라필터를 도입하고 있다.
종래 기술에 의한 칼라필터 형성방법은 스크린 인쇄법, 사진식각공정에 의한 감광성 페이스트법 및 잉크젯 인쇄법(ink-jet printing) 등이 적용되고 있다.
먼저, 상기 스크린 인쇄법의 경우는 투명전극 및 버스전극이 형성된 상부 유리기판 상에 R,G,B 각각의 칼라필터 페이스트를 인쇄하고, 120∼150℃의 온도범위에서 건조시킨 다음 550∼600℃의 온도범위에서 소성하여 형성하며, 공정이 단순하고, 저가의 장비를 사용하는 간편한 방식이지만, 인쇄 두께가 5㎛ 정도로 두꺼워 R,G,B 가시광의 투과율을 저하시키고, 두께 및 폭 균일도가 나쁘기 때문에 고정세 플라즈마 디스플레이 패널에 적합하지 않은 단점이 있다.
한편, 상기 감광성 페이스트법의 경우는 투명전극 및 버스전극이 형성된 상부 유리기판 상에 감광성을 부가시킨 칼라필터 페이스트를 스크린 인쇄 또는 스핀 코팅한 다음 건조, 노광 및 현상하여 패터닝하고, 수지나 용제를 제거하기 위하여 소성함으로써 형성하며, 두께 및 폭의 균일성이 우수하고, 3㎛ 이하의 두께로 얇게 성막할 수 있어 고정세 플라즈마 디스플레이 패널에 적용할 수 있으나, R,G,B 색상에 대한 각각의 필름 매립, 노광 및 현상이 이루어짐에 따라 제조공정이 복잡함과 아울러 혼색이 발생하기 쉽고, 세척된 칼라필터를 회수하는 것이 어렵기 때문에 가격이 높아지는 단점이 있다.
상기한 바와같은 스크린 인쇄법과 감광성 페이스트법의 단점을 보완하기 위하여 잉크젯 인쇄법이 제안되었다.
잉크젯 인쇄법의 경우는 플라즈마 디스플레이 패널소자의 상판 상에 블랙층을 격자의 형태로 형성한 다음 그 블랙층이 형성되지 않은 영역에 칼라필터와 유기 바인더로 이루어진 잉크액을 가압하여 노즐로부터 분사하여 채워넣음으로써, 원하는 패턴으로 잉크액을 부착시키는 방법으로, 이와같은 종래의 칼라필터 형성에 적용되는 잉크젯 인쇄법을 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
도2a 내지 도2d는 종래의 칼라필터 형성에 적용되는 잉크젯 인쇄기의 구동수순을 보인 예시도로서, 이에 도시한 바와같이 잉크젯 인쇄기는 잉크가 채워진 챔버(24)가 삽입되는 기판(21)과; 상기 챔버(24) 및 기판(21)의 일측단에 부착되는 다이아프램(23)과; 인가되는 전압에 의해 상기 다이아프램(23)과 함께 수축 및 팽창되어 챔버(24)의 타측단 노즐(25)을 통해 잉크를 분사시키는 압전체(22)로 구성되며, 그 구동수순을 도3의 전압파형도를 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
먼저, 도2a에 도시한 바와같이 도3의 전압값이 '0'인 <a> 에서는 상기 압전체(22)의 수축 및 팽창이 이루어지지 않는 평형상태를 나타낸다.
그리고, 도2b에 도시한 바와같이 도3의 소정의 전압이 인가된 <b> 에서는 상기 압전체(22)가 다이아프램(23)과 함께 수축하여 챔버(24)에 채워진 잉크가 챔버(24)의 안쪽으로 이동하게 된다.
그리고, 도2c에 도시한 바와같이 도3의 인가된 전압이 제거되는 <c> 에서는 상기 압전체(22)가 다이아프램(23)과 함께 팽창하면서 챔버(24)에 채워진 잉크를 노즐(25)을 통해 외부로 밀어내게 된다.
그리고, 도2d에 도시한 바와같이 도3의 전압값이 '0'인 <d> 에서는 상기 압전체(22) 및 다이아프램(23)이 평형상태로 돌아와 다음 분사를 준비한다.
이때, 플라즈마 디스플레이 패널소자의 칼라필터가 갖는 피치(pitch)에 따라 도3에 도시한 전압파형도의 높이와 폭을 조절함으로써, 분사되는 잉크의 양과 도트사이즈(dot size)를 변화시킬 수 있다.
따라서, 비교적 간단한 공정을 통해 칼라필터의 두께 및 폭 균일도를 향상시킴과 아울러 잉크젯 인쇄기의 인가전압을 통해 칼라필터의 두께를 효과적으로 제어할 수 있게 된다.
그러나, 상기한 바와같은 종래 잉크젯 인쇄법을 적용한 플라즈마 디스플레이 패널소자의 칼라필터 형성방법은 기판에 분사되는 잉크가 건조될 때, 솔벤트의 종류, 착색물질의 종류, 주위온도, 습기, 기판온도 또는 기판에 형성된 잉크수용층의 종류 등의 조건에 의해 칼라필터 착색농도의 균일성이 저하되며, 또한 잉크가 기판에 분사되어 부착될 때, 에지-컬(edge-curl) 현상이 발생하여 칼라필터의 균일성을 저하시키는 문제점이 있었다.
본 발명은 상기한 바와같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 창안한 것으로, 본 발명의 목적은 균일한 착색농도를 갖는 칼라필터 패턴을 형성할 수 있도록 한 플라즈마 디스플레이 패널소자의 칼라필터 형성방법을 제공하는데 있다.
도1은 일반적인 플라즈마 디스플레이 패널 소자를 보인 단면도.
도2a 내지 도2d는 종래 기술에 적용되는 잉크젯 인쇄기의 구동수순을 보인 예시도.
도3은 도2a 내지 도2d에 있어서, 잉크젯 인쇄기의 구동을 위해 인가되는 전압파형도.
도4a 내지 도4c는 본 발명의 제1실시예를 보인 수순단면도.
도5a 내지 도5c는 본 발명의 제2실시예를 보인 수순단면도.
***도면의 주요부분에 대한 부호의 설명***
31:상판 32:솔벤트 흡수층
33:칼라필터
먼저, 상기한 바와같은 본 발명의 목적을 달성하기 위한 플라즈마 디스플레이 패널소자의 칼라필터 형성방법의 제1실시예는 플라즈마 디스플레이 패널소자의 상부 유리기판과 투명/버스전극, 투명/버스전극과 하층유전체, 하층유전체와 상층유전체 또는 상층유전체와 보호막 사이의 한 영역에 스핀 코팅, 롤 코팅, 바 코팅, 스프레이 코팅 또는 딥 코팅을 적용하여 수 내지 수십 ㎛의 두께로 솔벤트 흡수층을 코팅하는 공정과; 상기 솔벤트 흡수층을 건조시킨 다음 잉크젯 인쇄법을 적용하여 R,G,B 색상의 잉크를 분사하고, 소성하여 칼라필터를 형성하는 공정을 포함하여이루어지는 것을 특징으로 한다.
그리고, 상기한 바와같은 본 발명의 목적을 달성하기 위한 제2실시예는 플라즈마 디스플레이 패널소자 상판의 상부 유리기판과 투명/버스전극, 투명/버스전극과 하층유전체, 하층유전체와 상층유전체 또는 상층유전체와 보호막 사이의 한 영역에 스핀 코팅, 롤 코팅, 바 코팅, 스프레이 코팅 또는 딥 코팅을 적용하여 유전막을 수 내지 수십 ㎛의 두께로 코팅하는 공정과; 상기 유전막을 패터닝하여 칼라필터가 형성될 영역의 유전막을 선택적으로 제거하는 공정과; 상기 유전막이 제거된 영역에 잉크젯 인쇄법을 적용하여 R,G,B 색상의 칼라필터를 채워넣는 공정을 구비하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
상기한 바와같은 본 발명의 제1실시예를 첨부한 도4a 내지 도4c의 수순단면도를 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
먼저, 도4a에 도시한 바와같이 플라즈마 디스플레이 패널소자의 상판(31) 상에 스핀 코팅, 롤 코팅, 바 코팅, 스프레이 코팅 또는 딥 코팅을 적용하여 솔벤트 흡수층(32)을 코팅한다. 이때, 솔벤트 흡수층(32)은 플라즈마 디스플레이 패널소자의 상판(31)을 제조하기 위하여 상부 유리기판, 투명/버스전극, 하층유전체, 상층유전체 및 보호막을 순차적으로 형성함에 있어서, 상부 유리기판, 투명/버스전극, 하층유전체, 상층유전체 중에 선택된 하나의 층 상부에 형성할 수 있으며, 솔벤트 흡수층(32)으로 아크릴수지, 에폭시수지, 이미드수지 또는 셀룰로즈 유도체(하이드록시프로필 셀루로즈, 히록시에틸 셀룰로즈 또는 메틸 셀룰로즈 등)를 적용하여 수 내지 수십 ㎛의 두께로 형성하는 것이 바람직하다.
그리고, 도4b에 도시한 바와같이 상기 솔벤트 흡수층(32)을 건조시킨 다음 잉크젯 인쇄법을 적용하여 R,G,B 색상의 잉크를 분사함으로써, 칼라필터(33)를 형성한다. 이때, 분사된 잉크의 솔벤트 성분은 솔벤트 흡수층(32)에 흡수되고, R,G,B 색상성분만이 균일하게 솔벤트 흡수층(32) 상부에 잔류한다.
그리고, 도4c에 도시한 바와같이 상기 결과물을 소성시켜 잔류하는 솔벤트 흡수층(32)을 제거함으로써, 최종적으로 균일한 착색농도를 갖는 칼라필터(33)를 형성한다.
상기한 바와같은 본 발명의 제1실시예에 따른 플라즈마 디스플레이 패널소자의 칼라필터 형성방법은 솔벤트 흡수층(32)에 분사된 잉크의 솔벤트 성분을 선택적으로 흡수하고, R,G,B 색상성분만이 균일하게 형성함에 따라 칼라필터(33)를 소성시키게 되면, 착색농도의 균일성이 향상되며, 또한 잉크 분사에 따른 에지-컬 현상을 방지할 수 있게 된다.
한편, 본 발명의 제2실시예를 첨부한 도5a 내지 도5c의 수순단면도를 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
먼저, 도5a에 도시한 바와같이 플라즈마 디스플레이 패널소자의 상판(41) 상에 스핀 코팅, 롤 코팅, 바 코팅, 스프레이 코팅 또는 딥 코팅을 적용하여 유전막(42)을 코팅한다. 이때, 유전막(42)은 플라즈마 디스플레이 패널소자의 상판(41)을 제조하기 위하여 상부 유리기판, 투명/버스전극, 하층유전체, 상층유전체 및 보호막을 순차적으로 형성함에 있어서, 상부 유리기판, 투명/버스전극, 하층유전체, 상층유전체 중에 선택된 하나의 층 상부에 형성할 수 있으며, 유전막(42)으로 PbO계, SiO2계, B2O3계 또는 ZnO계를 적용하여 수 내지 수십 ㎛의 두께로 형성하는 것이 바람직하다.
그리고, 도5b에 도시한 바와같이 상기 유전막(42)을 패터닝하여 칼라필터가 형성될 영역의 유전막(42)을 선택적으로 제거한다.
그리고, 도5c에 도시한 바와같이 상기 유전막(42)이 제거된 영역에 잉크젯 인쇄법을 적용하여 R,G,B 색상의 잉크를 분사한 다음 소성시켜 최종적으로 균일한 착색농도를 갖는 칼라필터(43)를 형성한다.
상기한 바와같은 본 발명의 제2실시예에 따른 플라즈마 디스플레이 패널소자의 칼라필터 형성방법은 칼라필터(43) 형성을 위한 잉크 분사에서 유전막(42) 패턴을 격벽으로 적용함에 따라 균일한 착색농도의 칼라필터(43)를 형성할 수 있으며, 또한 잉크 분사에 따른 에지-컬 현상을 방지할 수 있게 된다.
상기한 바와같은 본 발명에 의한 플라즈마 디스플레이 패널소자의 칼라필터 제조방법은 제1실시예의 솔벤트 흡수층을 적용하거나 또는 제2실시예의 유전막 패턴의 격벽을 통해 균일한 착색농도의 칼라필터를 형성할 수 있으며, 또한 잉크 분사에 따른 에지-컬 현상을 방지할 수 있는 효과가 있다.

Claims (4)

  1. 플라즈마 디스플레이 패널소자의 상부 유리기판과 투명/버스전극, 투명/버스전극과 하층유전체, 하층유전체와 상층유전체 또는 상층유전체와 보호막 사이의 한 영역에 스핀 코팅, 롤 코팅, 바 코팅, 스프레이 코팅 또는 딥 코팅을 적용하여 수 내지 수십 ㎛의 두께로아크릴수지, 에폭시수지, 이미드수지 또는 셀룰로즈 유도체 중 어느 하나가 적용된솔벤트 흡수층을 코팅하는 공정과; 상기 솔벤트 흡수층을 건조시킨 다음 잉크젯 인쇄법을 적용하여 R,G,B 색상의 잉크를 분사하고, 소성하여 칼라필터를 형성하는 공정을 포함하여 이루어진것을 하는 플라즈마 디스플레이 패널소자의 칼라필터 형성방법.
  2. 삭제
  3. 플라즈마 디스플레이 패널소자 상판의 상부 유리기판과 투명/버스전극, 투명/버스전극과 하층유전체, 하층유전체와 상층유전체 또는 상층유전체와 보호막 사이의 한 영역에 스핀 코팅, 롤 코팅, 바 코팅, 스프레이 코팅 또는 딥 코팅을 적용하여PbO계, SiO 2 계, B 2 O 3 계 또는 ZnO계중 어느 하나가 적용된유전막을 수 내지 수십 ㎛의 두께로 코팅하는 공정과; 상기 유전막을 패터닝하여 칼라필터가 형성될 영역의 유전막을 선택적으로 제거하는 공정과; 상기 유전막이 제거된 영역에 잉크젯 인쇄법을 적용하여 R,G,B 색상의 칼라필터를 채워넣는 공정을 구비하여 이루어진것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널소자의 칼라필터 형성방법.
  4. 삭제
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JP2001006541A (ja) * 1999-06-24 2001-01-12 Nec Corp プラズマディスプレイパネルとその製造方法及びその製造装置

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