KR100408026B1 - 플라즈마 표시장치의 유전막 형성방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 플라즈마 표시장치의 유전막 형성방법에 관한 것으로, 유전체 재료를 배합 및 용융시키고, 밀링을 통해 분쇄한 다음 산성액체를 포함하는 용액을 통해 세정하거나 또는 밀링을 통해 분쇄하는 과정에서 산성액체를 첨가하여 세정을 동시에 실시함으로써, 밀링을 통한 분쇄과정에서 유리 입자의 표면에 잔류하는 미세한 분말이나 이물질을 제거할 수 있으며, 또한 밀링에 의한 충격과 마찰에 의해 형성되는 변형층을 제거함에 따라 후속 소성에 따른 유리 입자 사이의 기공발생을 최소화하여 유전체의 내전압 특성을 향상시키고, 투과율을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

Description

플라즈마 표시장치의 유전막 형성방법{METHOD FOR FORMING DIELECTRIC LAYER OF PLASMA DISPLAY}
본 발명은 플라즈마 표시장치의 유전막 형성방법에 관한 것으로, 특히 유전재료 분말의 표면처리 및 기공 제거를 통해 유전막의 특성을 향상시키기에 적당하도록 한 플라즈마 표시장치의 유전막 형성방법에 관한 것이다.
최근들어, 플라즈마 디스플레이 패널(plasma display panel : PDP) 소자가 2000년대 대형 평판 표시장치 시장을 주도할 가장 높은 잠재성을 지니고 있는 평판표시소자로 부상하고 있다.
상기 플라즈마 디스플레이 패널 소자는 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.
즉, 수백 마이크로 정도의 크기에 He, Ne, Xe 등으로 구성된 방전가스가 채워진 상기 단위 셀 내부의 방전현상을 통해 Xe에서 발생된 플라즈마의 진공 자외선이 형광체를 여기시켜 가시광선이 상판을 투과함으로써, 화상이 외부로 전달된다.
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 구성된다.
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)과 버스전극(13)을 포함한 상부 유리기판(11) 상에 형성된 상판유전체(14)와; 상기 상판유전체(14) 상부에 형성되어 플라즈마 방전에 따른 상판유전체(14)를 보호하는 보호막(15)으로 구성되며, 이와같이 형성된 상판은 보호막(15)이 상기 하판과 마주보도록 합착된다.
상기한 바와같은 일반적인 플라즈마 디스플레이 패널 소자에서도 특히, 교류형의 경우에 상판유전체는 벽전하(wall charge)를 형성하여 방전 유지전압에 의해 방전을 유지시키고, 플라즈마의 방전시에 이온충격으로부터 전극을 보호하고, 확산방지막의 역할을 수행함과 아울러 보호막에 대한 기반층의 역할을 수행한다.
따라서, 통상의 상판유전체는 전이점이 400∼470℃ 사이의 PbO계 투명 유리를 사용하며, 적분구 방식으로 약 40㎛ 내외의 두께, 80% 이상의 투과율 특성 및 약 5kV 이상의 DC 내전압(耐電壓) 특성이 요구되므로, 전극과 접촉되는 하층유전체와 보호막과 접촉되는 상층유전체의 적층구조로 형성한다.
상기 전극과 접촉되는 하층유전체의 경우는 전극확산을 방지하기 위해서 약 450℃ 내외의 전이점이 비교적 높은 유전체를 형성하며, 상기 보호막과 접촉되는 상층유전체의 경우는 약 400℃ 내외의 전이점이 낮은 유전체를 형성하여 평탄화층으로서의 역할을 수행하도록 한다.
한편, 상기한 바와같은 상판유전체의 내전압 특성도 중요시되고 있으며, 이와같은 내전압에 가장 지대한 영향을 끼치는 인자로는 유전막 내에 존재하는 기공(pore)의 입도와 크기분포를 들 수 있다.
상기 기공의 발생원인으로는 미소결, 오염, 비히클(vehicle) 및 분말입자 특성 등이 있으며, 특히 분말입자의 표면에 붙어있는 흡착수 및 밀링(milling)과 같은 외부 충격에 의한 표면결함은 정상적인 소결을 방해할 뿐만 아니라 기포발생의 주요한 원인으로 작용할 수 있다.
상술한 바와같은 종래의 유전막 형성방법을 첨부한 도2의 순서흐름도를 참조하여 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.
먼저, 제1단계(S1) 내지 제3단계(S3)로 도시한 바와같이 유리원료 산화물을 일정비율로 배합한 다음 약 1300∼1500℃ 정도의 온도로 용융시키고, 건식 또는 습식 밀링 방법을 통해 약 1㎛ 정도의 직경을 갖는 분말상태로 분쇄한다. 이때, 건식 밀링의 경우에는 세라믹 볼(ceramic ball)과 유리 컬릿(cullet)을 일정비율로 혼합하여 세라믹 용기(jar)에서 실시하며, 습식 밀링의 경우에는 세라믹 볼과 유리 컬릿을 세라믹 용기에 일정비율로 채우고, 알코올 또는 알코올과 순수를 일정비율로 채운 다음 수시간 동안 실시한다.
그리고, 제4단계(S4)로 도시한 바와같이 상기 분쇄된 유리원료 산화물을 약 120℃ 정도의 온도에서 건조시킨 다음 이미 제조된 비히클과 혼합하여 점도를 갖는 페이스트 상태로 만든다.
그리고, 제5단계(S5)로 도시한 바와같이 상기 페이스트 상태의 유리원료 산화물을 약 20㎛ 정도의 두께로 인쇄한 다음 약 570℃ 정도의 온도에서 소성시켜 하층유전체를 형성한다.
그리고, 제6단계(S6)로 도시한 바와같이 상기 하층유전체 상에 페이스트 상태의 유리원료 산화물을 약 20㎛ 정도의 두께로 인쇄한 다음 약 580℃ 정도의 온도에서 소성시켜 상층유전체를 형성한다.
그리고, 제7단계(S7)로 도시한 바와같이 상기 결과물을 최종적으로 소성시켜 유전막 제조를 완료한다.
그러나, 상기한 바와같은 유전막 제조방법은 상기 제3단계(S3)의 용융된 유리원료 산화물을 분쇄시키는 과정에서 건식 또는 습식 밀링에 의해 분쇄된 분말은 도3의 예시도에 도시한 바와같이 유리 입자의 표면에 미세한 분말이나 이물질이 잔류함에 따라 후속 소성과정에서 이들이 먼저 용융되어 유리 입자 사이의 공간을 막아버림으로써, 유리 입자의 미소성 상태나 유리 입자 사이의 기공 발생 요인이 되어 유전체의 내전압 특성을 저하시키게 된다.
또한, 유리 입자 표면에는 밀링과정에서 인가되는 충격과 마찰에 의해 변형층이 형성됨에 따라 이들 변형층이 유리의 점성유동에 의한 소결을 방해할 뿐만 아니라 기공 발생 및 탄소 잔류의 요인이 되어 유전체의 내전압 특성을 저하시키게 된다.
따라서, 본 발명은 상기한 바와같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 창안한 것으로, 본 발명의 목적은 유전재료 분말의 표면처리 및 기공 제거를 통해 유전막의 특성을 향상시킬 수 있는 플라즈마 표시장치의 유전막 형성방법을 제공하는데 있다.
도1은 일반적인 플라즈마 디스플레이 패널 소자를 보인 단면도.
도2는 도1에 있어서, 유전막 형성방법에 따른 순서흐름도.
도3은 도2에 있어서, 건식 또는 습식 밀링에 의해 분쇄된 유리원료 분말을 확대한 예시도.
도4는 본 발명의 제1실시예를 보인 순서흐름도.
도5는 본 발명의 제2실시예를 보인 순서흐름도.
상기한 바와같은 본 발명의 목적을 달성하기 위한 플라즈마 표시장치의 유전막 형성방법은 유리원료 분말을 일정비율로 배합한 다음 용융시키는 제1단계와; 상기 용융된 유리원료 분말을 밀링 방법을 통해 분쇄하는 제2단계와; 상기 분쇄된 유리원료 분말을 세정액을 통해 세정시키는 제3단계와; 상기 세정된 유리원료 분말을 건조시킨 다음 비히클과 혼합하여 점도를 갖는 페이스트 상태로 만드는 제4단계와; 상기 페이스트 상태의 유리원료 산화물을 제1 인쇄 및 소성 조건을 통해 인쇄 및 소성시켜 하층유전체를 형성한 다음 하층유전체 상에 다시 페이스트 상태의 유리원료 산화물을 상기 제1 인쇄 및 소성조건과 다른 제2 인쇄 및 소성 조건을 통해 인쇄 및 소성시켜 상층유전체를 형성하는 제5단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
상기한 바와같은 본 발명에 의한 플라즈마 표시장치의 유전막 형성방법에 대한 제1실시예를 도4의 순서흐름도를 참조하여 상세히 설명한다.
먼저, 제1단계(S11) 내지 제3단계(S13)로 도시한 바와같이 유리원료 산화물을 일정비율로 배합한 다음 백금 도가니에서 약 1200∼1500℃ 정도의 온도로 용융시키고, 밀링 방법을 통해 약 1∼2㎛ 정도의 직경을 갖는 분말상태로 분쇄한다. 이때, 밀링은 세라믹 볼과 유리 컬릿을 세라믹 용기에 일정비율로 채우고, 알코올 또는 알코올과 순수를 일정비율로 채운 다음 수시간 동안 실시한다.
그리고, 제4단계(S14)로 도시한 바와같이 상기 분쇄된 분말을 알코올과 산성액체, 순수와 산성액체 또는 알코올과 순수와 산성액체 중 하나의 용액과 혼합한 다음 약 50∼70℃ 정도의 온도에서 5-6 시간 교반(攪拌)하여 세정한다. 이때, 산성액체는 HF, HNO3등의 용액을 알코올, 순수 또는 알코올과 순수의 용액에 1∼10% 범위로 혼합하여 사용하는 것이 바람직하다.
상기 제4단계(S14)의 세정을 통해 종래의 설명에서와 같이 제3단계(S13)의 밀링에 의해 발생하는 입자 표면의 결함을 충분히 제거할 수 있게 된다.
그리고, 제5단계(S15)로 도시한 바와같이 상기 세정된 분말을 #300∼400 메쉬(mash)에 통과시켜 스크리닝(screening) 분급한 다음 오븐을 이용하여 약 120℃ 정도의 온도에서 12시간 정도 건조시킨 다음 준비된 비히클과 혼합하여 점도를 갖는 페이스트 상태로 만든다.
그리고, 제6단계(S16)로 도시한 바와같이 상기 페이스트 상태의 유리원료 산화물을 약 20㎛ 정도의 두께로 인쇄한 다음 약 570℃ 정도의 온도에서 소성시켜 하층유전체를 형성한다.
그리고, 제7단계(S17)로 도시한 바와같이 상기 하층유전체 상에 페이스트 상태의 유리원료 산화물을 약 20㎛ 정도의 두께로 인쇄한 다음 약 580℃ 정도의 온도에서 소성시켜 상층유전체를 형성한다.
그리고, 제8단계(S18)로 도시한 바와같이 상기 결과물을 최종적으로 소성시켜 유전막 제조를 완료한다.
한편, 본 발명에 의한 플라즈마 표시장치의 유전막 형성방법에 대한 제2실시예를 첨부한 도5의 순서흐름도를 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
먼저, 제1단계(S21) 내지 제2단계(S22)로 도시한 바와같이 유리원료 산화물을 일정비율로 배합한 다음 백금 도가니에서 약 1200∼1500℃ 정도의 온도로 용융시킨다.
그리고, 제3단계(S23)로 도시한 바와같이 상기 용융된 유리원료 산화물을 세라믹 볼과 유리 컬릿을 세라믹 용기에 일정 비율로 채우고, 알코올과 산성액체, 순수와 산성액체 또는 알코올과 순수와 산성액체 중 하나의 용액과 혼합하여 밀링과 동시에 세정을 실시한다. 이때, 산성액체는 상기 본 발명의 제1실시예와 동일하게 HF, HNO3등의 용액을 알코올, 순수 또는 알코올과 순수의 용액에 1∼10% 범위로 혼합하여 사용한다.
상기 본 발명의 제1실시예에서는 유리원료 산화물을 밀링을 통해 분쇄한 다음 알코올과 산성액체, 순수와 산성액체 또는 알코올과 순수와 산성액체 중 하나의용액을 통해 별도로 세정을 실시하였지만, 본 발명의 제2실시예에서는 유리원료 산화물을 밀링하는 과정에 알코올과 산성액체, 순수와 산성액체 또는 알코올과 순수와 산성액체 중 하나의 용액을 첨가하여 세정을 동시에 실시한다.
상기 본 발명의 제2실시예를 통해서도 종래의 설명에서와 같이 밀링에 의해 발생하는 입자 표면의 결함을 충분히 제거할 수 있게 된다.
그리고, 제4단계(S24)로 도시한 바와같이 상기 세정된 분말을 #300∼400 메쉬에 통과시켜 스크리닝 분급한 다음 오븐을 이용하여 약 120℃ 정도의 온도에서 12시간 정도 건조시킨 다음 준비된 비히클과 혼합하여 점도를 갖는 페이스트 상태로 만든다.
그리고, 제5단계(S25)로 도시한 바와같이 상기 페이스트 상태의 유리원료 산화물을 제1 인쇄 및 소성 조건을 통해 즉, 약 20㎛ 정도의 두께로 인쇄한 다음 약 570℃ 정도의 온도에서 소성시켜 하층유전체를 형성한다.
그리고, 제6단계(S26)로 도시한 바와같이 상기 하층유전체 상에 페이스트 상태의 유리원료 산화물을 상기 제1 인쇄 및 소성조건과 다른 제2 인쇄 및 소성 조건을 통해 즉, 약 20㎛ 정도의 두께로 인쇄한 다음 약 580℃ 정도의 온도에서 소성시켜 상층유전체를 형성한다.
그리고, 제7단계(S27)로 도시한 바와같이 상기 결과물을 최종적으로 소성시켜 유전막 제조를 완료한다.
상기한 바와같은 본 발명에 의한 플라즈마 표시장치의 유전막 형성방법에 대한 제1,제2실시예는 본 발명이 속하는 기술범주를 벗어나지 않는 범위내에서 플라즈마 표시장치에만 국한되지 않고, FED(field emission display)나 SSD(solidstate display)와 같은 여타의 표시장치에 자유롭게 적용할 수 있을 것이다.
상기한 바와같은 본 발명에 의한 플라즈마 표시장치의 유전막 형성방법은 유전체 재료를 배합 및 용융시키고, 밀링을 통해 분쇄한 다음 산성액체를 포함하는 용액을 통해 세정하거나 또는 밀링을 통해 분쇄하는 과정에서 산성액체를 첨가하여 세정을 동시에 실시함으로써, 밀링을 통한 분쇄과정에서 유리 입자의 표면에 잔류하는 미세한 분말이나 이물질을 제거할 수 있으며, 또한 밀링에 의한 충격과 마찰에 의해 형성되는 변형층을 제거함에 따라 후속 소성에 따른 유리 입자 사이의 기공발생을 최소화하여 유전체의 내전압 특성을 향상시키고, 투과율을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

Claims (6)

  1. 유리원료 분말을 일정비율로 배합한 다음 용융시키는 제1단계와; 상기 용융된 유리원료 분말을 밀링 방법을 통해 분쇄하는 제2단계와; 상기 분쇄된 유리원료 분말을 세정액을 통해 세정시키는 제3단계와; 상기 세정된 유리원료 분말을 건조시킨 다음 비히클과 혼합하여 점도를 갖는 페이스트 상태로 만드는 제4단계와; 상기 페이스트 상태의 유리원료 산화물을 제1 인쇄 및 소성 조건을 통해 인쇄 및 소성시켜 하층유전체를 형성한 다음 하층유전체 상에 다시 페이스트 상태의 유리원료 산화물을 상기 제1 인쇄 및 소성조건과 다른 제2 인쇄 및 소성 조건을 통해 인쇄 및 소성시켜 상층유전체를 형성하는 제5단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 플라즈마 표시장치의 유전막 형성방법.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 분쇄된 유리원료 분말을 세정시키는 제3단계는 상기 밀링 방법을 통해 분쇄하는 제2단계에 세정액을 첨가하여 분쇄와 세정을 동시에 실시하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 표시장치의 유전막 형성방법.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 세정액은 산성액체인 것을 특징으로 하는 플라즈마 표시장치의 유전막 형성방법.
  4. 제 3 항에 있어서, 상기 세정액은 알코올과 산성액체, 순수와 산성액체 또는 알코올과 순수와 산성액체 중 하나의 용액을 사용하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 표시장치의 유전막 형성방법.
  5. 제 4 항에 있어서, 상기 산성액체는 HF, HNO3등의 용액을 알코올, 순수 또는 알코올과 순수의 용액에 1∼10% 범위로 혼합하여 사용하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 표시장치의 유전막 형성방법.
  6. 제 1 항에 있어서, 상기 분쇄된 유리원료 분말을 세정시키는 제3단계는 알코올과 산성액체, 순수와 산성액체 또는 알코올과 순수와 산성액체 중 하나의 용액과 혼합한 다음 약 50∼70℃ 정도의 온도에서 5-6 시간 교반(攪拌)하여 실시하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 표시장치의 유전막 형성방법.
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