KR100416084B1 - 플라즈마 디스플레이 패널과 이의 제조방법 - Google Patents

Abstract

플라즈마 디스플레이 패널과 이의 제조 방법을 개시한다. 본 발명은 배면 기판의 윗면에 전면 기판상의 전극들과 직교하도록 스트립 형태의 어드레스 전극을 형성하고, 상기 어드레스 전극을 매립하도록 유전체층을 도포하고, 상기 배면 기판상에 격벽용 원소재를 전면 도포하고, 상기 배면 기판의 상부로부터 소정 간격 이격된 위치에 마스크를 정렬하고, 상기 마스크상에 설치된 광원으로부터 광을 조사하여 격벽이 형성될 부분의 격벽용 원소재를 건조시키고, 상기 형성된 격벽을 소성하고, 상기 격벽의 내측으로 적,녹,청색의 형광체층을 도포하는 것을 포함한다.

Description

플라즈마 디스플레이 패널과 이의 제조방법{Plasma display panel and the fabrication method thereof}

본 발명은 플라즈마 디스플레이 패널에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 배면 기판상에 격벽을 형성시키는 방법과 이에 따른 구조가 개선된 플라즈마 디스플레이 패널과 이의 제조 방법에 관한 것이다.

통상적으로 플라즈마 디스플레이 패널은 복수개의 전극이 코팅된 두 회로 기판 상에 방전 가스를 주입하여 봉입한 다음, 방전 전압을 가하고, 이 방전 전압으로 인하여 두 전극 사이에 기체가 발광하게 되면 적절한 펄스 전압을 가하여 두 전극이 교차하는 점에 어드레싱하여 소망하는 숫자, 문자 또는 그래픽을 구현하는 표시 장치를 말한다.

이러한 플라즈마 디스플레이 패널은 방전 셀에 인가하는 구동 전압의 형식, 예컨대 방전 형식에 따라 직류형과 교류형으로 분류하고, 전극들의 구성 형태에 따라 대향 방전형 및 면 방전형으로 구분할 수 있다.

직류형 플라즈마 디스플레이 패널은 모든 전극들이 방전 공간에 노출되는 구조로서, 대응 전극들 사이에 전하의 이동이 직접적으로 이루어진다. 반면에, 교류형 플라즈마 디스플레이 패널은 적어도 한 전극이 유전체층에 매립되고, 대응하는 전극들 사이에 직접적인 전하의 이동이 이루어지지 않는 대신에, 유전체층 표면에 방전에 의하여 생성된 이온과 전자가 부착하여 벽전압(wall voltage)을 형성하고, 유지 전압(sustaining voltage)에 의하여 방전 유지가 가능하다.

한편, 대향 방전형 플라즈마 디스플레이 패널은 단위 화소마다 어드레스 전극과 주사 전극이 대향하여 마련되고, 두 전극간에 어드레싱 방전 및 유지 방전이 일어나는 방식이다. 반면에, 면 방전형 플라즈마 디스플레이 패널은 각 단위 화소마다 어드레스 전극과 그에 해당되는 공통 전극과 주사 전극이 마련되어 어드레싱 방전과 유지 방전이 발생하게 되는 방식이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 종래의 플라즈마 디스플레이 패널(10)은 전면 기판(11)과, 상기 전면 기판(11)과 대향되게 배치되는 배면 기판(12)이 마련된다. 상기 전면 기판(11)의 아랫면에는 스트립 형태의 공통 전극(13)과 주사 전극(14)이 교대로 복수개 형성되어 있고, 상기 공통 및 주사 전극(13)(14)의 아랫면 일 가장자리를 따라서는 전극들(13)(14)의 라인 저항을 줄이기 위하여 상기 전극들(13)(14)보다 폭을 좁게하는 금속재로 된 버스 전극(15)이 설치된다.

상기 전면 기판(11)의 아랫면에는 상기 전극들(13)(14)과, 버스 전극(15)을 매립하기 위한 제 1 유전체층(16)이 도포되고, 상기 제 1 유전체층(16)의 아랫면에는 이를 보호하기 위하여 산화마그네슘(MgO)로 된 보호막층(17)이 형성된다.

한편, 상기 전면 기판(11)과 대향되게 설치되는 배면 기판(12)의 윗면에는 상기 공통 및 주사 전극(13)(14)과 직교하는 형태로 된 어드레스 전극(18)이 스트립 형태로 형성되어 있다. 상기 어드레스 전극(18)은 제 2 유전체층(19)에 의하여 매립되어 있다. 그리고, 상기 제 2 유전체층(19)의 윗면에는 격벽(100)이 소정 간격 이격되게 형성되어 있다. 상기 격벽(100)으로 인하여 구획되는 방전공간에는 아르곤과 같은 불활성 가스가 충전된다. 한편, 상기 격벽(100)의 내측으로는 적,녹,청색의 형광체층(110)이 도포되어 있다.

상기와 같은 구조를 가지는 종래의 플라즈마 디스플레이 패널(10)은 상기 주사 전극(14)과 어드레스 전극(18) 사이에 트리거 전압이 인가되면 예비 방전이 일어나 벽전하가 충전된다. 이 상태에서, 상기 공통 및 주사 전극(13)(14) 사이에 전압이 인가되면 유지 방전이 일어나 플라즈마가 생성된다. 이로부터 자외선이 방사되어 상기 형광체층(110)을 여기시켜 소망하는 화상을 구현하게 된다.

여기서, 플라즈마 디스플레이 패널(10)은 방전 공간을 구획하고, 크로스토크(cross talk)를 방지하기 위하여 배면 기판(12)상에 격벽(100)을 형성시키게 되는데, 이 격벽(100)을 형성시키는 과정은 대략 도 2a 내지 도 2e에 도시된바와 같다.

도면을 참조하면, 상기 언급한 바와 같이 어드레스 전극(18)과, 이를 매립하는 제 2 유전체층(19)이 윗면에 형성되어 있는 배면 기판(12)을 세정한다. 세정된 상기 배면 기판(12) 상에는 격벽용 원소재(21)를 전면 도포하게 된다.(도 2a)

이때, 상기 격벽용 원소재(21)의 두께는 대략 150 마이크로미터 내외이다. 그리고, 상기 격벽용 원소재(21)를 배면 기판(12)상에 도포하는 방식으로는 인쇄법을 주로 사용하고 있는데, 소망하는 두께의 격벽을 형성시키기 위해서는 격벽용 원소재(21)를 배면 기판(12) 상에 수회에 걸쳐 반복적으로 인쇄하게 된다. 인쇄가 완료되면 상기 격벽용 원소재(21)를 건조시키게 된다.

다음으로, 건조된 격벽용 원소재(21) 상에 포토 레지스트(22)를 도포하게 된다. 상기 포토 레지스트(22)를 도포한 다음에는, 상기 배면 기판(12)상에서 격벽을 형성시키고자 하는 지점과 상응하는 위치에 포토 마스크(23)를 정렬시키고, 별도로 설치된 광원으로부터 광(24)을 조사하여 노광시키게 된다.(도 2b)

노광이 완료되면, 이를 현상하여 격벽이 형성될 부분이외의 포토 레지스트(22)를 박리하게 된다.(도 2c)

이어서, 상기 배면 기판(12) 상에 샌드 블라스트(sand blast) 공법으로 격벽(25)이 형성되는 부분이외의 격벽용 원소재(21)를 제거하여 격벽(25)을 형성시키게 된다.(도 2d)

상기 격벽(25)이 형성되고 나면, 잔류하는 포토 레지스트(22)를 박리하여 격벽(25)을 완성하게 된다.(도 2e) 이렇게 완성된 격벽(25)은 대략 500 내지 600℃의온도 부근에서 소성하게 된다.

상기와 같은 과정을 통하여 완성된 종래의 격벽(25)은 상술한 바와 같이 배면 기판(12) 상에 격벽용 원소재(21)를 전면 도포시킨 다음에, 건조, 포토 레지스트 코팅, 노광, 현상, 샌드 블라스팅, 잔류 포토 레지스트 박리등의 공정을 거치게 되어서, 상기 격벽(25)을 형성시키는 공정수가 많고 복잡한 편이다. 그리고, 많은 공정수로 인하여 공정을 수행하는 과정이나, 다른 공정으로 전환하는 과정에서 상기 격벽(25)이 정해진 위치에서 이탈되어 형성되는 등의 오차가 발생할 수 있다.

또한, 샌드 블라스트 공법을 사용함에 따라서 탄산칼륨(CaCO₃)과 같은 연마제가 배면 기판(12)상에 고압으로 분사되는 과정에서 기판(12)상에 미세한 흠이 생기는 등의 문제점이 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창안된 것으로서, 배면 기판상에 형성되는 격벽을 형성시키는 방법과 이에 따른 구조가 개선된 플라즈마 디스플레이 패널과 이의 제조 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

도 1은 종래의 플라즈마 디스플레이 패널을 개략적으로 도시한 측단면도,

도 2a 내지 도 2e는 도 1의 격벽을 형성시키는 과정을 도시한 것으로서,

도 2a는 배면 기판상에 격벽용 원소재가 도포된 상태를 도시한 단면도,

도 2b는 도 2a의 격벽용 원소재상에 노광하는 상태를 도시한 단면도,

도 2c는 도 2a의 격벽용 원소재를 현상한 이후의 상태를 도시한 단면도,

도 2d는 도 2a의 배면 기판상에 식각한 이후의 상태를 도시한 단면도,

도 2e는 도 2a의 격벽을 완성한 이후의 상태를 도시한 단면도,

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 플라즈마 디스플레이 패널을 도시한 일부 절제된 분리사시도,

도 4a 내지 도 4b는 도 3의 격벽을 형성시키는 과정을 도시한 것으로서,

도 4a는 배면 기판상에 격벽용 원소재를 도포한 상태를 도시한 단면도,

도 4b는 도 4a의 격벽용 원소재상에 레이저빔을 조사하는 상태를 도시한 단면도,

도 4c는 도 4b의 격벽용 원소재상에 레이저빔이 조사된 이후의 상태를 도시한 단면도,

도 4d는 도 4a의 격벽이 완성된 이후의 상태를 도시한 단면도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 간단한 설명>

10,30...플라즈마 디스플레이 패널

11,31...전면 기판 12,32...배면 기판

13,33...공통 전극 14,34...주사 전극

15,35...버스 전극 16,36...제 1 유전체층

17,37...보호막층 18,38...어드레스 전극

19,39...제 2 유전체층 21,41...격벽용 원소재

22...포토 레지스트 23...포토 마스크

25,44,100...격벽 42...마스크

43...레이저 빔 110...형광체층

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 일 측면에 따른 플라즈마 디스플레이 패널의 제조방법은,

공통 및 주사 전극이 교대로 형성된 전면 기판과, 상기 전면 기판과 대향되게 어드레스 전극이 형성된 배면 기판을 상호 봉착되고, 적절한 전압을 가하여 상기 전극들이 교차하는 점에 어드레싱하여 소망하는 화상을 구현하는 플라즈마 디스플레이 패널의 제조방법에 관한 것으로,

상기 배면 기판의 윗면에 상기 공통 및 주사 전극과 직교하도록 스트립 형태의 어드레스 전극을 형성하는 단계;

상기 어드레스 전극을 매립하도록 유전체층을 도포하는 단계;

상기 배면 기판상에 격벽용 원소재를 전면 도포하는 단계;

상기 배면 기판의 상부로부터 소정 간격 이격된 위치에 마스크를 정렬하는 단계;

상기 마스크상에 설치된 광원으로부터 광을 조사하여 격벽이 형성될 부분의 격벽용 원소재를 건조시키는 단계;

상기 형성된 격벽을 소성하는 단계; 및

상기 격벽의 내측으로 적,녹,청색의 형광체층을 도포하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 마스크를 정렬하는 단계에서는,

상기 배면 기판상에 형성될 격벽과 상응하는 위치에 통공이 형성된 마스크를 상호 대향되게 위치시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

더욱이, 상기 광원으로부터 광을 조사하는 단계에서는,

상기 광원은 상기 격벽용 원소재에 레이저 빔을 조사하도록 레이저 빔원 인 것을 특징으로 한다.

게다가, 상기 격벽이 형성될 격벽용 원소재를 건조시키는 단계에서는,

상기 격벽용 원소재를 건조시키고, 상기 격벽이 형성되지 않은 부분의 격벽용 원소재를 고압으로 수세하여 제거하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 또 다른 측면에 측면에 의하면,

스트립 형태의 공통 전극과 주사 전극이 교대로 아랫면에 형성된 전면 기판;

상기 전극들을 매립하도록 형성되는 제 1 유전체층;

상기 전면 기판과 대향되게 설치되고, 상기 전극들과 직교하도록 스트립 형태의 어드레스 전극이 윗면에 형성된 배면 기판;

상기 어드레스 전극을 매립하도록 형성되는 제 2 유전체층;

상기 제 2 유전체층상에 소정 간격 이격되게 형성되어 방전 공간을 구획하는 것으로,

격벽용 원소재를 상기 배면 기판상에 도포하고, 격벽과 상응하는 형상의 통공을 가진 마스크를 위치시키고, 상기 통공을 통하여 레이저 빔을 주사하여 격벽이 형성될 부분의 격벽용 원소재를 건조시키고, 나머지 부분의 격벽용 원소재를 제거하여 소정 패턴을 가지도록 형성되는 격벽; 및

상기 격벽의 내측에 각각 도포되는 적,녹,청색의 형광체층;을 포함하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널이 제공된다.

이하에서 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명의 플라즈마 디스플레이 패널의 일 실시예를 상세하게 설명하고자 한다.

도 3은 본 발명의 일 예에 따른 플라즈마 디스플레이 패널(30)을 도시한 것이다.

도면을 참조하면, 상기 플라즈마 디스플레이 패널(30)에는 전면 기판(31)이마련된다. 상기 전면 기판(31)의 아랫면에는 스트립 형태의 공통 전극(33)과 주사 전극(34)으로 된 한 쌍의 방전셀이 교대로 복수개 형성되어 있다. 상기 공통 및 주사 전극(33)(34)의 아랫면에는 이들의 라인 저항을 줄이기 위하여 일측 가장자리를 따라서 스트립 형태의 버스 전극(35)이 형성되어 있다. 상기 버스 전극(35)은 상기 전극들(33)(34)보다 좁은 폭을 가지는 도전성의 소재로 이루어져 있다.

그리고, 상기 전극들(33)(34)과 버스 전극(35)은 상기 전면 기판(31)의 아랫면에 도포된 제 1 유전체층(36)에 의하여 매립되어 있다. 상기 제 1 유전체층(36)의 아랫면에는 산화마그네슘으로 된 보호막층(37)이 더 형성될 수 있다.

한편, 상기 전면 기판(31)과 대향되게 설치되는 배면 기판(32)의 윗면에는 상기 공통 및 주사 전극(33)(34)과 직교하는 형태로 된 어드레스 전극(38)이 스트립 형태로 형성된다. 상기 어드레스 전극(38)은 제 2 유전체층(39)에 의하여 매립되어 있다. 상기 제 2 유전체층(39)의 윗면에는 방전 공간을 한정하고, 크로스 토크를 방지하도록 격벽(300)이 상호 이격되게 형성되고, 이 방전 공간에는 아르곤 가스와 같은 불활성 기체가 주입되어 있다. 그리고, 상기 격벽(300)의 내측으로는 적,녹,청색의 형광체층(310)이 도포된다.

상기와 같은 구조를 가지는 본 발명의 실시예에 따른 플라즈마 디스플레이 패널(30)은 주사 전극(34)과 어드레스 전극(38) 사이에 전압이 인가되어 예비 방전이 일어나 벽전하가 충전된다. 이 벽전하가 충전된 방전 공간에서 공통 전극(33)과 주사 전극(34)사이에 전압이 인가되어 유지 방전이 일어나 플라즈마가 생성된다. 이로부터 자외선이 방사되어 적,녹,청색의 형광체층(310)을 여기시켜 화상을 구현하게 된다.

여기서, 상기 배면 기판(32) 상에 격벽(300)을 형성시키는 과정을 살펴보면 도 4a 내지 도 4d에 도시된 바와 같다.

여기서, 앞서 도시된 도면에서와 동일한 참조 번호는 동일한 기능을 하는 동일한 부재를 가리킨다.

도면을 참조하면, 그 윗면에 스트립 형태의 어드레스 전극(38)과, 이를 매립하는 제 2 유전체층(39)이 형성된 배면 기판(32)을 세정한다. 세정이 완료된 배면 기판(32) 상에는 격벽용 원소재(41)를 전면 도포하게 된다.(도 4a)

이때, 상기 격벽용 원소재(41)를 형성시키는 방법은 여러 가지 방법으로 수행이 가능하며, 여기서는 1회에 소망하는 두께인 150 마이크로미터정도의 격벽용 원소재(41)를 형성시킬 수 있도록 롤 코터(roll coater)를 이용한 코팅법을 채용한다.

다음으로, 상기 격벽용 원소재(41)가 형성된 배면 기판(32) 상에 격벽이 형성되는 부분과 상응하는 형상의 통공(42a)이 형성된 마스크(42)를 정렬하게 된다.

상기 배면 기판(32) 상에 마스크(42)가 위치한 다음에는 상기 마스크(42) 상에 광원, 예컨대 레이저 빔(43)을 조사하게 된다.(도 4b)

주지하는 바대로, 상기 레이저 빔(43)은 레이저 빔 원(source)으로부터 광에너지를 물질에 조사하여 이를 여기시키는 것으로써, 위상이 고르고 에너지 밀도가 높으며 퍼지지 않고 집광성이 우수한 빔이다. 이에 따라, 상기 격벽용 원소재(41) 중에서 추후 격벽이 형성될 부분과 상응하게 통공(42a)이 형성된 마스크(42)를 통하여 레이저 빔(43)이 주사된다.

상기 레이저 빔(43)이 주사되면, 격벽이 형성될 부분에 위치한 격벽용 원소재(41)는 건조되어 격벽(44)을 형성하고, 레이저 빔(43)이 조사되지 않은 부분의 격벽용 원소재(41)는 페이스트 상태를 그대로 유지하고 있다.(도 4c)

이어서, 상기 마스크(42)를 제거한 다음에는 도시되지 않은 별도의 분사 장치를 이용하여 상기 배면 기판(32) 상에 페이스트 상태로 유지되고 있는 격벽용 원소재(41)를 고압으로 수세하여 제거하게 된다.(도 4d)

이에 따라, 상기 배면 기판(32) 상에는 격벽(44)이 형성된다. 상기 격벽(44)이 형성되고 나면, 대략 500 내지 600℃ 내외의 온도, 바람직하게는 550℃ 온도 부근에서 소성하여 본 발명에 따른 격벽(44)을 완성하게 된다.

이상의 설명에서와 같이 본 발명의 플라즈마 디스플레이 패널과 이의 제조방법은 배면 기판상에 형성되는 격벽이 레이저 빔을 주사하여 형성됨으로써 다음과 같은 효과를 얻을 수 있다.

첫째, 포토 레지스트를 도포하는 공정이나, 노광 및 현상하는 공정이나, 특히, 샌드 블라스팅하는 공정이 없어지게 되어 공정이 단순화될 수 있다.

둘째, 샌드 블라스팅 공정시 고압의 연마제가 분사되면서 배면 기판의 표면에 부분적으로 발생할 수 있는 흠을 미연에 방지할 수 있다.

셋째, 레이저 빔을 주사하여 격벽을 건조시키게 됨으로써 격벽 패턴의 형상이 배면 기판상에서 위치오차없이 정확하게 정렬시키는 것이 가능하다.

본 발명은 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 등록청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.

Claims (6)

1. 배면 기판의 윗면에 스트립 형태의 어드레스 전극을 형성하는 단계;

   상기 어드레스 전극을 매립하도록 유전체층을 도포하는 단계;

   상기 배면 기판상에 격벽용 원소재를 전면 도포하는 단계;

   상기 배면 기판의 상부로부터 소정 간격 이격된 위치에 마스크를 정렬하는 단계;

   상기 마스크상에 설치된 레이저 빔원으로부터 레이저 빔을 조사하여 격벽이 형성될 부분의 격벽용 원소재를 건조시키는 단계;

   레이저 빔이 조사되지 않은 부분의 격벽용 원소재를 고압으로 수세하여 제거하는 단계;

   상기 형성된 격벽을 소성하는 단계; 및

   상기 격벽의 내측으로 적,녹,청색의 형광체층을 도포하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널의 제조 방법.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 마스크를 정렬하는 단계에서는,

   상기 배면 기판상에 형성될 격벽과 상응하는 위치에 통공이 형성된 마스크를 상호 대향되게 위치시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널의 제조 방법.
3. 삭제
4. 삭제
5. 스트립 형태의 공통 전극과 주사 전극이 교대로 아랫면에 형성된 전면 기판;

   상기 전극들을 매립하도록 형성되는 제 1 유전체층;

   상기 전면 기판과 대향되게 설치되고, 상기 전극들과 직교하도록 스트립 형태의 어드레스 전극이 윗면에 형성된 배면 기판;

   상기 어드레스 전극을 매립하도록 형성되는 제 2 유전체층;

   상기 제 2 유전체층상에 소정 간격 이격되게 형성되어 방전 공간을 구획하는 것으로,

   격벽용 원소재를 상기 배면 기판상에 도포하고, 격벽과 상응하는 형상의 통공을 가진 마스크를 위치시키고, 상기 통공을 통하여 레이저 빔을 주사하여 격벽이 형성될 부분의 격벽용 원소재를 건조시키고, 레이저 빔이 조사되지 않은 부분의 격벽용 원소재를 제거하고, 소성하여서 소정 패턴을 가지도록 형성되는 격벽; 및

   상기 격벽의 내측에 각각 도포되는 적,녹,청색의 형광체층;을 포함하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널.
6. 제 1 항에 있어서,

   형성된 격벽을 소성하는 단계에서는,

   대략 500 내지 600℃ 내외의 온도에서 소성하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널의 제조 방법.