KR100404083B1

KR100404083B1 - 피디피 표시소자

Info

Publication number: KR100404083B1
Application number: KR10-2001-0014342A
Authority: KR
Inventors: 이윤관
Original assignee: 엘지전자 주식회사
Priority date: 2001-03-20
Filing date: 2001-03-20
Publication date: 2003-11-03
Also published as: KR20020074340A

Abstract

본 발명은 피디피 표시소자는 전면 글래스 기판(1)의 하면에 상부유전체막(2), 유지전극(3), MgO보호막(4)이 형성되어 있고, 하측에 일정간격으로 두고 설치되는 후면 글래스 기판(5)의 상면에 하부유전체막(6), 어드레스 전극(7), 격벽(8), 형광체(9)가 형성되어 있는 피디피 표시소자에서, 상기 하부유전체막(6) 및 격벽(8)을 형성할 때에 칼라 필터기능을 가지는 굴절율이 높은 Nd계 화합물을 혼합하여 형성함으로써, 반사효율이 월등히 증대되고, 콘트라스트 비율이 증대되며, 색온도 및 색순도의 특성이 향상된다.

Description

피디피 표시소자{PDP DISPLAY DEVICE}

본 발명은 피디피 표시소자에 관한 것으로, 특히 하부유전체막과 격벽(BARRIER RIB)을 Nd계 화합물이 혼합된 유전체 재료로 제조하여 콘트라스트(CONTRAST)의 성능을 향상시키도록 하는데 적합한 피디피 표시소자에 관한 것이다.

대형 평판 디스플레이(FLAT PANEL DISPLAY) 시장을 주도할 가장 높은 잠재성을 가지고 있는 평판표시소자로 부상하고 있는 피디피(PLASMA DISPLAY PANEL) 소자는 격벽으로 격리되어 있는 방전 셀(CELL)에서 He-Ne, Ne-Xe 가스에 의한 플라즈마 발광 시에 발생하는 자외선이 형광체를 자극하여 여기상태에서 기저상태로 돌아갈 때 에너지 차에 의하여 발광하는 현상을 이용한 디스플레이 소자로서, 크게 교류형 피디피(AC-PDP)와 직류형 피디피(DC-PDP)로 분류되고 있다.

도 1은 상기 교류형 피디피를 보인 종단면도로서, 종래의 피디피 표시소자는 전면 글래스 기판(FRONT GLASS SUBSTRATE)(1)의 하면에 상부유전체막(UPPER DIELECTRIC LAYER)(2), 유지전극(SUSTAIN ELECTRODE)(3), MgO보호막(PROTECTION LAYER)(4)이 형성되어 있고, 하측에 일정간격으로 두고 설치되는 후면 글래스 기판(BACK GLASS SUBSTRATE)(5)의 상면에는 하부유전체막(LOWER DIELECTRIC LAYER)(6), 어드레스 전극(ADDRESS ELECTRODE)(7), 격벽(BARRIER RIB)(8), 형광체(9) 등이 형성되어 있다.

상기 상부유전체막(2)은 벽전하(WALL CHARGE)를 형성하여 방전유지전압에 의해 방전을 유지시키며 플라즈마 방전 시에 이온충격으로부터 전극을 보호하고 확산방지막의 역할을 함과 동시에 MgO보호막(4)에 대한 기반층을 제공한다.

상기 하부유전체막(6)은 중심파장에서 가시광선 반사율이 약50% 이상인 글래스-세라믹(GLASS-CERAMICS) 재료가 사용되는데 형광체(9)로부터 백 스캐터링(BACK SCATTERING)되어 나오는 가시광선을 반사하여 소자의 휘도를 증대시키고 이웃 층간의 확산방지막 역할을 하게 된다.

또한, 상기 격벽(8)은 상, 하의 전, 후면 글래스 기판(1)(5) 사이에 방전거리를 유지하고 인접한 셀 간의 전기적, 광학적 상호혼신(CROSS-TALK)을 방지하며 하부유전체막(6)과 마찬가지로 형광체(9)로 부터 백 스캐터링 되어 나오는 가시광선을 반사하여 소자의 효율을 증대시켜준다.

상기와 같은 상부유전체막(2)은 유지전극(3)과 맞닿은 부분에 비교적 연화점이 높은 연성글래스(SOFTENING GLASS)를 사용하며 그 위에는 연화점이 낮은 플로우 타입의 글래스를 형성하게 되는데, 통상 PbO계 글래스를 사용하며 5kv(40 μm)이상의 높은 내전압과 70% 이상의 투과율이 요구된다.

상기 하부유전체막(6)은 도 3과 같이, 직경 1~3μm 크기의 PbO계 모상유리분말에 반사특성을 얻기 위해 TiO₂분말을 약 5~10 wt%, 유전율 조절 및 두께유지 목적으로 Al₂O₃분말을 약2~10 wt% 혼합하여 유기용매와 혼합 페이스트(PASTE) 상태로 만든 뒤 어드레스 전극(7)이 형성되어 있는 후면 글래스 기판(5) 위에 스크린 프린팅(SCREEN PRINTING)방법으로 인쇄한 뒤 산화분위기 하에서 550~570℃ 범위에서 소성하여 약20μm의 두께로 형성한다.

상기 격벽(8)도 도 4와 같이, 직경 1~3μm 크기의 PbO계 모상유리분말에 반사특성을 얻기 위해 TiO₂분말을 약 5~10 wt%, 유전율 조절 및 두께유지 목적으로 Al₂O₃분말을 약2~10 wt% 혼합하여 유기용매와 혼합 페이스트 상태로 만든 뒤 수회 연속 인쇄하여 소성하거나 또는 인쇄, 건조후 샌드 블라스팅(SAND BLASTING)방법으로 일정 높이와 폭을 유지하는 형상을 형성한 뒤 550~570℃ 범위에서 소성하여 소결체를 만든다.

또한, 방전가스로는 He-Ne-Xe의 혼합가스를 사용하게 되는데, 이중 방전전압을 낮추고 방전 안정화를 위해 사용하는 Ne가스는 파장대가 약 585 nm인 오렌지색 계열의 가시광을 발생시킴으로 인해 피디피 소자(PDP DEVICE)의 색순도 및 콘트라스트를 강하시키는 단점이 있다. 또한 색순도 및 외광의 표면반사 등도 콘트라스트를 저하시키는 요인이 되었다.

이와 같은 점들을 해결하기 위한 방법으로 종래에는 안료형 칼라필터(COLOR FILTER) 방식과 산화물 밴드-패스 칼라필터(BAND-PASS COLOR FILTER) 방식의 2가지 방법이 알려지고 있다.

첫 번째로 안료형 칼라필터 방식은 도 2a에서와 같이, 유지전극(3)과 상부유전체막(2) 사이에 각각 적색 칼라필터, 녹색칼라필터, 청색칼라필터를 후막형성하여 1차소성한 뒤, 다시 필터 사이에 블랙재료를 채우는 방식이며 일반적으로 적색 칼라필터는 철산화물 무기안료, 녹색과 청색의 칼라필터 재료로는 코발트계 산화물 무기안료를 많이 사용하고 있다. 그러나 이 방식은 3번의 후막소성을 거쳐야 하므로 과다한 공정에 따른 원가상승으로 대면적 판넬 제작에 한계가 있는 문제점이 있었다. 또한 수차례의 열처리 공정으로 유지전극(3)과 상부유전체막(2)의 반응으로 소자의 수명단축의 원인이 되는 문제점이 있었다.

두 번째로 밴드-패스 칼라필터 방식은 도 2b에서와 같이, PbO를 주성분으로 하는 상부유전체막(2) 자체에 Nd₂0₃, NdF₃, NdCl₃, NdBr₃등의 Nd계 화합물을 혼합하여 내각전자의 전이에 의한 광흡수 원리를 이용하여 특정파장만 투과하도록 하는 방식을 이나, 이 방식 역시 안료형 칼라필터와 동일한 문제점을 가지고 있는 것이었다.

상기와 같은 문제점을 감안하여 안출한 본 발명의 목적은 후면 글래스 기판에 형성되는 하부유전체막과 격벽에 칼라 필터 기능을 부여하여 콘트라스트를 증대시키도록 하는데 적합한 피디피 표시소자를 제공함에 있다.

도 1은 종래 피디피 표시소자의 구조를 보인 종단면도.

도 2a는 종래 안료형 칼라 필터방식을 보인 종단면도.

도 2b는 종래 밴드-패스 칼라 필터방식을 보인 종단면도.

도 3은 종래 하부유전체막의 제조순서를 보인 제조공정도.

도 4는 종래 격벽의 제조순서를 보인 제조공정도.

도 5는 본 발명에 따른 하부유전체막의 제조순서의 일실시예를 보인 제조공정도.

도 6은 본 발명에 따른 하부유전체막의 제조순서의 다른실시예를 보인 제조공정도.

도 7은 본 발명에 따른 격벽의 제조순서의 일실시예를 보인 제조공정도.

도 8은 본 발명에 따른 격벽의 제조순서의 다른실시예를 보인 제조공정도.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

1 : 전면 글래스 기판 2 : 상부유전체막

3 : 유지전극 4 : MgO 보호막

5 : 후면 글래스 기판 6 : 하부유전체막

7 : 어드레스 전극 8 : 격벽

9 : 형광체

상기와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위하여 전면 글래스 기판의 하면에 상부유전체막, 유지전극, MgO보호막이 형성되어 있고, 하측에 일정간격으로 두고 설치되는 후면 글래스 기판의 상면에 하부유전체막, 어드레스 전극, 격벽, 형광체가 형성되어 있는 피디피 표시소자에 있어서, 상기 하부유전체막과 격벽이 PbO계 모상유리분말 , TiO₂분말 5~10 wt%, Al₂O₃분말 2~10 wt%의 혼합분말에 반사율증대 및 R,G,B광만의 재반사를 위한 Nd계 화합물이 중량비율로 5~30%혼합되어 이루어지되, 그 Nd계 화합물은 Nd₂0₃, NdF₃, NdCl₃, NdBr₃중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 피디피 표시소자가 제공된다

상기와 같은 칼라 필터기능을 가지는 Nd계화합물이 혼합된 유전체 재료로 형성된 하부유전체막과 격벽으로 이루어지는 피디피 표시소자에서 Nd계화합물은 모상유리내에 미결정상태로 형성되거나 또는 화합물자체로 유리분말에 혼합되어 진다.

따라서, 하부유전체막 자체의 특성에 의하여 형광체로부터 백 스캐터링 되는 가시광선을 반사하여 소자의 발광효율을 증대시킴과 동시에 어드레스 전극으로부터의 원자확산을 억제하여 형광체를 보호하게 가짐과 아울러 Nd계화합물에 의하여 각 형광체로 부터 스캐터링 되는 광중 R,G,B광만을 재반사 시켜서 색순도 및 콘트라스비를 향상시키게 된다.

상기와 같은 본 발명에 따른 피디피 표시소자 제조용 유전체 재료를 이용한 하부유전체막과 격벽의 형성과정을 각각의 실시예를 들어 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 5 내지 도 8은 본 발명에 따른 피디피 표시소자 제조용 유전체 재료를 이용한 하부유전체막과 격벽의 형성순서를 보인 제조공정도로서, 이를 참고로 차례로 설명하되 종래와 동일한 부분에 대하여는 동일부호를 부여하여 설명한다.

먼저, 도 5의 공정도에 보인 하부유전체막(6)의 형성과정의 일실시예와 같이, PbO-SiO₂-B₂O₂계 저 융점용 모상유리의 원료분말에 Nd₂0₃, NdF₃, NdCl₃, NdBr₃의 Nd계 화합물 중 하나 이상의 분말을 중량 비율로 5~30% 범위내로 충분히 혼합한다.

그 혼합된 분말을 백금도가니에 넣고 약 1200~1500℃의 온도구역에서 가열하여 용융한 후, 디 아이 워터 퀸칭(DI WATER QUENCHING), 또는 롤러 퀸칭(ROLLER QUENCHING)으로 글래스 쿨렛(GLASS CULLETS)을 만들고 밀링(MILLING)으로 분쇄하여직경 1~2μm 크기의 미분으로 만든다. 여기에 3μm 이하 크기의 충진제(Al₂O₃,TiO₂)를 일정 혼합비로 혼합한 후, 텀블링 믹서에서 약 7시간 혼합하고 용매(VEHICLE)와 일정비율로 혼합하여 페이스트 상태로 만든다. 그런 후 #250 스테인레스 스크린(STAINLESS SCREEN)을 이용하여 2패스로 약15~20μm의 두께가 되도록 도포하고, 150℃에서 건조한 다음 550~560℃의 산화분위기하에서 소결을 한다.

도 6의 공정도는 하부유전체막(6)을 형성하는 다른 실시예를 보인 것으로, PbO-SiO₂-B₂O₂계 저 융점용 모상유리의 원료분말을 일정비율로 혼합한 뒤 혼합된 분말을 백금도가니에서 약1200~1500℃로 가열하여 용융한 후, 디아이 워터 퀸칭 또는 롤러 퀸칭으로 글래스 쿨렛을 만들고 밀링으로 분쇄하여 직경 1~2μm의 크기의 미분으로 만든다. 이와 같은 모상유리분말에 충진제(Al₂O₃,TiO₂)와 Nd₂0₃, NdF₃, NdCl₃, NdBr₃의 Nd계 화합물 중 하나를 중량비율로 5~ 30%의 범위에서 혼합한 뒤 텀블링 믹서에서 약7시간 혼합한 후, 용매와 일정비율로 혼합하여 페이스트 상태로 만든다. 그런 다음 그 페이스트 상태의 혼합물을 #250의 스테인레스 스크린을 이용하여 스크린 프린팅 하되, 2패스로 약15~20μm의 두께로 도포하고 150℃에서 건조한 다음 550~560℃의 산화분위기에서 소결을 한다.

이와 같이 형성되어지는 하판유전체막(6)은 형광체(9)로 부터 백 스캐터링 되는 가시광선을 반사함으로써 소자의 발광효율을 증대시키고, 어드레스 전극으로부터의 원자확산을 억제하여 형광체(9)를 보호하는 역할을 한다. 그리고 Nd계 화합물에 의하여 형광체(9)로 부터 스캐터링 되는 광을 필터링하여 R,G,B광만을 재반사 시킴으로써 색순도 및 콘트라스트의 개선이 이루어지게 된다.

도 7은 Nd계 화합물이 혼합된 유전재료를 이용하여 격벽(8)을 형성하는 순서를 보인 일실시예로서, 먼저 PbO-SiO₂-B₂O₂계 저 융점용 모상유리의 원료분말에 Nd₂0₃, NdF₃, NdCl₃, NdBr₃의 Nd계 화합물 중 하나 이상의 분말을 중량 비율로 5~30% 범위내로 충분히 혼합한다. 그 혼합된 분말을 백금도가니에 넣고 약 1200~1500℃의 온도구역에서 가열하여 용융한 후, 디 아이 워터 퀸칭, 또는 롤러 퀸칭으로 글래스 쿨렛을 만들고 밀링으로 분쇄하여 직경 1~2μm 크기의 미분으로 만든다. 여기에 3μm 이하 크기의 충진제(Al₂O₃,TiO₂)를 일정 혼합비로 혼합한 후, 텀블링 믹서에서 약 7시간 혼합하고 용매와 일정비율로 혼합하여 페이스트 상태로 만든다.

그런 다음, 그 페이스트상태의 혼합물을 #200~#250 스테인레스 스크린을 이용하여 150~170μm가 되도록 수회 반복인쇄, 건조한 후에 DFR노광 및 현상을 한 후 샌드 블라스팅하여 격벽(8)을 형성하고, 550~560℃의 산화분위기에서 소결을 한다.

도 8은 도 7의 다른 실시예를 보인 것으로, PbO-SiO₂-B₂O₂계 저 융점용 모상유리의 원료분말을 일정비율로 혼합한 뒤 혼합된 분말을 백금도가니에서 약1200~1500℃로 가열하여 용융한 후, 디아이 워터 퀸칭 또는 롤러 퀸칭으로 글래스 쿨렛을 만들고 밀링으로 분쇄하여 직경 1~2μm의 크기의 미분으로 만든다. 이와 같은 모상유리분말에 입경 3μm 이하의 충진제(Al₂O₃,TiO₂)와 Nd₂0₃, NdF₃, NdCl₃, NdBr₃의 Nd계 화합물 중 하나를 중량비율로 5~ 40%의 범위에서 혼합한 뒤 텀블링 믹서에서 약7시간 혼합한 후, 용매와 일정비율로 혼합하여 페이스트 상태로 만든다. 그런 다음 그 페이스트 상태의 혼합물을 #200~#250의 스테인레스 스크린을 이용하여 150~170μm가 되도록 스크린 프린팅 하되, 수회 반복 인쇄 건조후 DFR노광, 현상을 하고, 샌드 블라스팅하여 격벽(8)을 형성하고, 550~560℃의 산화분위기에서 소결을 한다.

이와 같이 형성되는 격벽(8)은 R,G,B의 방전공간을 유지시켜주고 형광체(9)로 부터 백 스캐터링 되는 가시광선을 반사함으로써 소자의 발광효율을 증대시켜주게 된다. 뿐만 아니라 굴절율이 높은 Nd계 화합물이 혼합된 유전재료로 형성되어 있어서 반사효율이 월등히 증대되고, 형광체(9)로 부터 스캐터링 되는 광을 필터링하여 R,G,B광만을 재반사시킴으로써 색순도 및 콘트라스트 비를 개선할 수 있다.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 피디피 표시소자는 하부유전체막 및 격벽을 형성할 때에 칼라 필터기능을 가지는 굴절율이 높은 Nd계 화합물을 혼합하여 형성함으로써, 반사효율이 월등히 증대되고, 콘트라스트 비율이 증대될 뿐만 아니라 색온도 및 색순도의 특성을 향상시키는 효과가 있다.

Claims

전면 글래스 기판의 하면에 상부유전체막, 유지전극, MgO보호막이 형성되어 있고, 하측에 일정간격으로 두고 설치되는 후면 글래스 기판의 상면에 하부유전체막, 어드레스 전극, 격벽, 형광체가 형성되어 있는 피디피 표시소자에 있어서, 상기 하부유전체막과 격벽이 PbO계 모상유리분말 , TiO₂분말 5~10 wt%, Al₂O₃분말 2~10 wt%의 혼합분말에 반사율증대 및 R,G,B광만의 재반사를 위한 Nd계 화합물이 중량비율로 5~30%혼합되어 이루어지되, 그 Nd계 화합물은 Nd₂0₃, NdF₃, NdCl₃, NdBr₃중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 피디피 표시소자.
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