KR100524300B1

KR100524300B1 - 플라즈마 디스플레이 패널의 유전체층과 그 제조방법

Info

Publication number: KR100524300B1
Application number: KR10-2003-0005308A
Authority: KR
Inventors: 이성욱; 권태인
Original assignee: 엘지전자 주식회사
Priority date: 2003-01-27
Filing date: 2003-01-27
Publication date: 2005-10-28
Also published as: KR20040068773A

Abstract

본 발명은 색온도의 저하를 최소화하고 색순도를 높이도록 한 플라즈마 디스플레이 패널의 유전체층과 그 제조방법에 관한 것이다.

이 플라즈마 디스플레이 패널의 유전체층은 Co계 산화물을 포함하는 제1 유전체층과, 제1 유전체층과 함께 기판 상에 적층되며 Nd₂O₃를 포함하는 제2 유전체층을 구비한다. 상기 유전체층의 제조방법은 기판 상에 전극을 형성하는 단계와, Co계 산화물을 포함하는 제1 유전체층과 Nd₂O₃를 포함하는 제2 유전체층을 적층함으로써 기판 상에 유전체층을 형성하는 단계를 포함한다.

Description

플라즈마 디스플레이 패널의 유전체층과 그 제조방법{DIELECTRIC LAYER OF PLASMA DISPLAY PANEL AND METHOD OF FABRICATING THE SAME}

본 발명은 플라즈마 디스플레이 패널에 관한 것으로 특히, 색온도의 저하를 최소화하고 색순도를 높이도록 한 플라즈마 디스플레이 패널의 유전체층과 그 제조방법에 관한 것이다.

정보처리 시스템이 발전하고 그 보급이 확대됨에 따라 시각정보 전달 수단으로서 표시장치의 중요성이 높아지고 있다. 이러한 표시장치의 주종을 이루고 있는 음극선관(Cathode Ray Tube : CRT)은 사이즈가 크고 동작전압이 높으며 표시 일그러짐이 발생하는 등의 단점이 있다. 최근에는 음극선관의 단점을 해결할 수 있는 액정표시장치(Liquid Crystal Display : LCD), 전계방출 표시장치(Field Emission Display : FED) 및 플라즈마 디스플레이 패널(Plasma Display Panel; 이하 "PDP"라 한다) 등의 평판표시장치가 개발되고 있다. 평판표시장치 중에서, PDP는 He+Xe, Ne+Xe, He+Xe+Xe 등의 불활성 혼합가스의 방전시 발생하는 147㎚의 진공자외선에 의해 형광체를 발광시킴으로써 화상을 표시하게 된다. 이러한 PDP는 박막화와 대형화가 용이할 뿐만 아니라 구조가 단순하므로로 제작이 용이하고 아울러 다른 평면 표시장치에 비하여 휘도 및 발광효율이 높다는 이점을 가진다. 특히, 교류 면방전형 PDP는 방전시 표면에 벽전하가 축적되며 방전에 의해 발생되는 스퍼터링으로부터 전극들을 보호하기 때문에 저전압 구동과 장수명의 장점을 가진다.

도 1을 참조하면, 교류 면방전형 PDP는 표시전극(16)이 형성된 전면 유리기판(10)과, 어드레스전극(22)이 형성된 배면 유리기판(12)을 구비한다.

전면 유리기판(10)과 배면 유리기판(12)은 격벽(14)을 사이에 두고 평행하게 이격된다. 전면 유리기판(10), 배면 유리기판(12) 및 격벽(14)에 의해 마련되어진 방전공간에는 Ne+Xe, He+Xe, He+Ne+Xe 등의 혼합가스가 주입된다. 표시전극(16)은 하나의 플라즈마 방전채널 내에 2 개가 한 쌍을 이루게 된다. 이 표시전극(16) 각각은 폭이 넓은 투명전극과, 그 투명전극의 일측가장자리에 접속되는 폭이 좁은 금속버스전극을 포함한다. 한 쌍의 표시전극(16) 중 어느 하나는 어드레스기간에 공급되는 스캔펄스에 응답하여 어드레스전극(22)과 함께 대향방전을 일으킨 후에, 서스테인기간에 공급되는 서스테인펄스에 응답하여 인접한 표시전극(16)과 면방전을 일으키는 스캔전극으로 이용된다. 또한, 스캔전극과 한 쌍을 이루는 다른 표시전극(16)은 서스테인펄스가 공통으로 공급되는 서스테인전극으로 이용된다.

표시전극들(16)이 형성된 전면 유리기판(10) 상에는 상판 투명 유전체층(18)과 보호층(20)이 적층된다. 상판 투명 유전체층(18)은 플라즈마 방전시 방전전류를 제한함과 아울러 방전시 벽전하를 축적하는 역할을 한다. 보호막(20)은 통상 산화마그네슘(MgO)으로 이루어지며, 플라즈마 방전시 발생된 스퍼터링으로 인하여 발생하는 유전체층(18)의 손상을 방지하고 2차 전자의 방출 효율을 높이게 된다. 배면 유리기판(12)에는 방전공간을 분할하기 위한 격벽들(14)이 수직으로 신장된다. 배면 유리기판(12)과 격벽들(14)의 표면에는 진공자외선에 의해 여기되어 적, 녹, 청(R,G,B)의 가시광을 발생하는 형광체(24R,24G,24B)가 형성된다.

PDP는 화상의 계조를 구현하기 위하여, 한 프레임을 발광횟수가 다른 여러 서브필드로 나누어 시분할 구동하게 된다. 각 서브필드는 전화면을 초기화시키기 위한 리셋기간과, 주사라인을 선택하고 선택된 주사라인에서 셀을 선택하기 위한 어드레스기간과, 방전횟수에 따라 계조를 구현하는 서스테인기간으로 나뉘어진다. 예를 들어, 256 계조로 화상을 표시하고자 하는 경우에 도 2와 같이 1/60 초에 해당하는 프레임 기간(16.67ms)은 8개의 서브필드들(SF1 내지 SF8)로 나누어지게 된다. 8개의 서브 필드들(SF1 내지 SF8) 각각은 전술한 바와 같이, 리셋기간, 어드레스기간 및 서스테인기간으로 나누어지게 된다. 각 서브필드의 리셋기간과 어드레스 기간은 각 서브필드마다 동일한 반면에 서스테인 기간과 그에 할당되는 서스테인펄스의 수는 각 서브필드에서 2ⁿ(n=0,1,2,3,4,5,6,7)의 비율로 증가된다.

이러한 PDP는 He, Ne, Xe 등을 포함한 방전가스의 방전시 Xe에서 발생된 자외선이 형광체를 여기시킴으로써 형광체(24R,24G,24B)로부터 방출되는 가시광선으로 화상을 표시한다. 방전가스에 포함된 Ne은 분자량이 크기 때문에 방전시 가스이온의 이온충돌을 줄임으로써 방전에 의해 가속된 가스이온이 유전체층(18)이나 형광체(24R,24G,24B)에 충돌하여 유전체층이나 형광체를 열화시키는 것을 줄이게 된다.

그런데 Ne 가스는 방전시 오랜지색의 가시광선을 방출함으로써 PDP의 색순도를 떨어뜨리는 요인으로 작용한다. 또한 PDP는 Ne 가스 이외에도 형광체 재료의 고유한 광학 특성에 의해 색순도가 나빠지며, 외부광의 반사 등에 의해서 콘트라스트가 떨어지는 문제점이 있다. 이러한 색순도 특성의 저하와 나쁜 콘트라스트 특성을 보상하기 위하여, PDP 상판에 별도의 컬러필터를 형성하거나 블랙스트라이프 등을 형성하는 방법이 제안된 바 있다. 그러나 블랙스트라이프를 형성하는 경우에 블랙스트라이프의 면적만큼 개구율이 저하되고, 개구율의 저하로 인하여 발광 효율이 저하되는 또 다른 문제점이 발생한다. 컬러필터를 추가적으로 형성하는 경우에는 컬러필터의 제조공정에 의해 상판 공정이 복잡하게 되며 컬러필터에 의해 휘도가 낮아지는 또 다른 문제점이 발생한다.

또한, 종래의 PDP는 적색광과 녹색광에 비하여 상대적으로 낮은 청색 형광체의 효율 때문에 색온도가 5,000K 정도로 아주 낮게 되므로 색왜곡이 심한 문제점이 있다. 이러한 색온도를 보상하기 위한 방법으로 적색 데이터, 녹색 데이터 및 청색 데이터의 입력신호를 회로적으로 조절하는 방법이나 도 2와 같이 색온도를 보상하기 위한 전면필터를 전면 유리기판 상에 부착하는 방법 또는 격벽 구조를 변경하여 셀의 크기를 비대칭적으로 형성하는 방법이 있다. 그러나 색온도를 보상하기 위한 종래의 방법은 회로의 복잡도와 비용상승을 유발할뿐 아니라 적색광과 녹색광의 광투과율을 억제함으로써 휘도 감소를 초래하는 전면필터를 부착함으로써 휘도가 낮아지는 문제점이 있다.

따라서, 본 발명의 목적은 색온도의 저하를 최소화하고 색순도를 높이도록 한 PDP의 유전체층과 그 제조방법을 제공함에 있다.

상술한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 실시예에 따른 PDP의 유전체층은 Co계 산화물을 포함하는 제1 유전체층과, 제1 유전체층과 함께 기판 상에 적층되며 Nd₂O₃를 포함하는 제2 유전체층을 구비한다.

본 발명의 실시예에 따른 PDP의 유전체층에 있어서, 제1 유전체층은 기판 상에 형성되며, 제2 유전체층은 제1 유전체층 상에 형성되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 실시예에 따른 PDP의 유전체층에 있어서, 제2 유전체층은 기판 상에 형성되며, 제1 유전체층은 제2 유전체층 상에 형성되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 실시예에 따른 PDP의 유전체층의 두께는 20∼40㎛인 것을 특징으로 한다.

본 발명의 실시예에 따른 PDP의 유전체층에 있어서, Nd₂O₃는 제2 유전체층에 0∼40wt% 범위 내에서 첨가되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 실시예에 따른 PDP의 유전체층에 있어서, Co계 산화물은 제1 유전체층에 0∼10wt% 범위 내에서 첨가되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 실시예에 따른 PDP의 유전체층 제조방법은 기판 상에 전극을 형성하는 단계와, Co계 산화물을 포함하는 제1 유전체층과 Nd₂O₃를 포함하는 제2 유전체층을 적층함으로써 기판 상에 유전체층을 형성하는 단계를 포함한다.

본 발명의 실시예에 따른 PDP의 유전체층 제조방법에 있어서, 제1 유전체층은 상기 기판 상에 형성되며, 제2 유전체층은 제1 유전체층 상에 형성되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 실시예에 따른 PDP의 유전체층 제조방법에 있어서, 제2 유전체층은 상기 기판 상에 형성되며, 제1 유전체층은 제2 유전체층 상에 형성되는 것을 특징으로 한다.

이하, 도 2 내지 도 5를 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들에 대하여 설명하기로 한다.

본 발명의 제1 실시예에 따른 PDP의 상판 투명 유전체층은 도 2와 같이 454nm, 525nm, 611nm 근방에서의 광투과율보다 585nm의 광투과율이 낮은 Nd₂O₃를 포함한다. Nd₂O₃는 방전시 Ne에서 발생되는 585nm의 오렌지광을 흡수하고 611nm 근방의 적색광, 525nm의 녹색광 및 454nm의 청색광을 투과시키는 광학적 특성을 가지며 외부광을 흡수한다.

본 발명의 제1 실시예에 따른 상판 투명 유전체층은 벽전하를 축적하고 전극을 보호하며 플라즈마 방전시 방전전류를 제한하는 유전체층 역할을 함과 아울러 Nd₂O₃에 의하여 외부광과 색순도를 떨어 뜨리는 불필요한 광을 흡수하고 적색광, 녹색광 및 청색광을 투과시키는 컬러필터 역할을 겸한다. 이러한 상판 투명 유전체층은 표시전극(스캔전극, 서스테인전극)의 방전 유지를 위하여 전면 유리기판 상에 20∼40㎛ 정도의 두께로 형성되고 높은 내전압 특성과 높은 광투과율을 보장하기 위하여 40∼60wt%의 PbO, 0∼30wt%의 B₂O₃, 5∼30wt%의 SiO₂를 포함하는 유리를 모체로 하고 0∼40wt%의 상기 Nd₂O₃을 첨가한다. 즉, 본 발명의 제1 실시예에 따른 PDP의 상판 투명 유전체층은 아래의 표 1과 같은 조성을 가진다.

	PbO	B₂O₃	SiO₂	Nd₂O₃
조성비(wt%)	40∼60	0∼30	5∼30	0∼40

본 발명의 제2 실시예에 따른 상판 투명 유전체층은 454nm의 청색광의 광투과율보다 611nm 근방의 적색광과 525nm의 녹색광의 광투과율이 낮은 CoO, Co₃O₄, Co₂O₃ 등의 Co계 산화물을 포함한다. 이 Co계 산화물에 의하여 본 발명에 따른 PDP는 하판 격벽의 구조변경이나 전면필터 내에 유기 염료(dye)를 혼합하지 않고도 추가공정없이 색온도를 보상할 수 있다.

이러한 상판 투명 유전체층은 표시전극(스캔전극, 서스테인전극)의 방전 유지를 위하여 전면 유리기판 상에 20∼40㎛ 정도의 두께로 형성되고 PbO-B₂O₃-SiO₂를 포함하는 유리를 모체로 하고 0∼10wt%의 상기 Co계 산화물을 첨가한다. 즉, 본 발명의 제2 실시예에 따른 PDP의 상판 투명 유전체층은 아래의 표 2와 같은 조성을 가진다.

	PbO	B₂O₃	SiO₂	Co계 산화물
조성비(wt%)	40∼60	0∼30	5∼30	0∼10

한편, 모유리에 0∼40wt%의 상기 Nd₂O₃ 및/또는 0∼10wt%의 상기 Co계 산화물이 함께 첨가될 수도 있다.

본 발명의 제3 실시예에 따른 상판 투명 유전체층은 표 3과 같이 B₂O₃-ZnO-P₂O₅ 계의 모유리에 0∼40wt%의 상기 Nd₂O₃ 및/또는 0∼10wt%의 상기 Co계 산화물이 첨가된다. 이 모유리는 높은 내전압 특성과 높은 광투과율 특성이 있다.

	B₂O₃	ZnO	P₂O₅
1 type (wt%)	0	46.2	53.8
2 type (wt%)	3.3	44.7	52.0
3 type (wt%)	6.8	43.1	50.1
4 type (wt%)	10.4	41.4	48.2
5 type (wt%)	14.1	39.7	46.2
6 type (wt%)	18.0	37.9	44.1
7 type (wt%)	22.0	36.1	41.9

본 발명의 제4 실시예에 따른 상판 투명 유전체층은 표 4와 같이 B₂O₃-ZnO-RO 계의 모유리에 0∼40wt%의 상기 Nd₂O₃ 및/또는 0∼10wt%의 상기 Co계 산화물이 첨가된다. 이 모유리는 높은 내전압 특성과 높은 광투과율 특성이 있다. 여기서, RO는 BaO, SrO, MgO, La₂O, Bi₂O₃ 중 적어도 어느 하나를 포함한다.

	ZnO	B₂O₃	RO
1 type (wt%)	19.8	42.4	37.8
2 type (wt%)	24.6	37.9	37.5
3 type (wt%)	29.3	33.4	37.3
4 type (wt%)	24.0	29.0	37.0

본 발명의 실시예들에 따른 상판 투명 유전체층의 제조방법은 도 3 및 도 4와 같다.

도 3 및 도 4를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 상판 투명 유전체층의 제조방법은 먼저 전면 유리기판(1)을 제작한 후에 그 전면 유리기판(1) 상에 투명전극(2) 패턴과 금속버스전극 패턴(3)을 적층한다.(S1 및 S2) 이어서, 전면 유리기판(1) 상에 0∼10wt%의 Co계 산화물이 포함된 제1 유전체층(4)이 형성된 다음(S3), 그 위에 0∼40wt%의 Nd₂O₃가 포함된 포함된 제2 유전체층(5)이 형성된다.(S4)

제1 및 제2 유전체층(4,5)의 제조방법을 도 5를 참조하여 상세히 설명하기로 한다. 표 1 내지 표 3과 같은 모유리에 0∼40wt%의 Nd₂O₃ 또는 0∼10wt%의 Co계 산화물이 첨가된 유리가 제조된 후에 그 유리가 중심입경이 1∼5㎛의 유리분말로 분쇄된다.(S51,S52) 그리고 이러한 유리분말은 에틸셀룰로오즈(ethyl-cellulose) 등의 바인더와 알파-테르피놀(α-terpineol), 비씨에이(Buthyl-cabitol-acethe : BCA) 등의 용제를 포함한 베히클(Vehicle)과 혼합함으로써 유전체 페이스트로 제작된다.(S53) 이 유전체 페이스트가 유리기판(1) 상에 스크린 인쇄 또는 후막 코팅된 후에 소성으로써 제1 및 제2 유전체층(4,5)이 유리기판(1) 상에 형성된다.(S54,S55)

또한, 제1 및 제2 유전체층(4,5)은 상기 유전체 페이스트와 닥터블레이드법을 이용하여 제작된 그린시트(또는 그린테이프)를 유리기판(1) 상에 라미네이팅 공정으로 부착된 다음, 소성됨으로써 유리기판(1) 상에 형성될 수 있다. 유전체 페이스트 또는 그린시트의 소성공정은 550∼600℃의 온도하에서 10∼30분간 실시된다. 제1 유전체층(4)과 제2 유전체층(5)의 위치는 바뀔 수 있으며 그 두 층의 총 두께는 대략 20∼40㎛ 정도이다.

제1 및 제2 유전체층(4,5)이 형성된 후, 그 위에는 MgO 보호막(6)이 진공 증착법 등을 이용하여 형성된다.

본 발명의 실시예에 따른 상판 투명 유전체층의 제조방법은 상기한 스크린 인쇄법, 후막 코팅법, 라미네이팅법 등에 국한되지 않고 유전체를 기판 상에 형성할 수 있는 공지의 어떠한 방법도 적용될 수 있다.

전술한 바와 같이, 본 발명에 따른 PDP의 유전체층과 그 제조방법은 모유리에 Nd₂O₃가 첨가된 유전체층과 Co계 산화물이 첨가된 유전체층을 상판에 적층함으로써 회로의 복잡도 증가, 격벽 구조의 변경, 전면필터나 블랙스타라이프의 추가없이 콘트라스트, 색순도 및 색온도를 높일 수 있으며 코스트를 저감할 수 있다.

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 정하여 져야만 할 것이다.

도 1은 종래의 3 전극 교류 면방전 플라즈마 디스플레이 패널을 도시하는 사시도이다.

도 2는 파장대별 Nd₂O₃의 광투과율을 나타내는 그래프이다.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 플라즈마 디스플레이 패널의 유전체층의 제조방법을 단계적으로 나타내는 흐름도이다.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 플라즈마 디스플레이 패널의 상판 단면을 나타내는 단면도이다.

도 5는 도 3에서 유전층의 제조공정을 더 상세히 나타내는 흐름도이다.

< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >

1,10 : 전면유리기판 2 : 투명전극

3 : 금속버스전극 4,5,18 : 유전체층

12 : 배면 유리기판 14 : 격벽

16 : 표시전극 6,20 : 보호막

24R,24G,24B : 형광체

Claims

6~10wt%의 Co계 산화물을 포함하는 제1 유전체층과,

상기 제1 유전체층과 함께 기판 상에 적층되며 20~40wt%의 Nd₂O₃를 포함하는 제2 유전체층을 구비하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널의 유전체층.
제 1 항에 있어서,

상기 제1 유전체층은 상기 기판 상에 형성되며,

상기 제2 유전체층은 상기 제1 유전체층 상에 형성되는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널의 유전체층.
제 1 항에 있어서,

상기 제2 유전체층은 상기 기판 상에 형성되며,

상기 제1 유전체층은 상기 제2 유전체층 상에 형성되는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널의 유전체층.
제 1 항에 있어서,

상기 제1 및 제2 유전체층의 총 두께는 20∼40㎛인 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널의 유전체층.
삭제
삭제
기판 상에 전극을 형성하는 단계와,

상기 전극이 형성된 기판 상에 6~10wt%의 Co계 산화물을 포함하는 제1 유전체층과 20~40wt%의 Nd₂O₃를 포함하는 제2 유전체층을 적층하여 상기 기판 상에 유전체층을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널의 유전체층 제조방법.
제 7 항에 있어서,

상기 제1 유전체층은 상기 기판 상에 형성되며,

상기 제2 유전체층은 상기 제1 유전체층 상에 형성되는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널의 유전체층 제조방법.
제 8 항에 있어서,

상기 제2 유전체층은 상기 기판 상에 형성되며,

상기 제1 유전체층은 상기 제2 유전체층 상에 형성되는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널의 유전체층 제조방법.