KR100570654B1 - 플라즈마 디스플레이 패널 제조방법 - Google Patents

Abstract

기판 상에 형성되는 격벽의 형태에 관계없이 형광체층을 균일한 두께로 형성할 수 있도록 하여 방전공간을 최적화하고 양호한 품질을 확보할 수 있도록, 기판 상에 형성된 격벽 내에 형광체 페이스트를 인쇄공정을 통해 도포하여 제1형광체층을 형성하는 단계와, 상기 제1형광체층을 건조하는 단계, 상기 제1형광체층 위에 노즐 분사공정을 통해 형광체 잉크를 분사하여 제2형광체층을 형성하는 단계, 상기 제2형광체층을 건조하는 단계, 각 형광체층을 소성하는 단계를 포함하는 플라즈마 디스플레이 패널 제조방법을 제공한다.

기판, 격벽, 제1형광체층, 제2형광체층, 인쇄, 분사

Description

플라즈마 디스플레이 패널 제조방법{METHOD FOR MANUFACTURING PLASMA DISPLAY PANEL}

도 1은 일반적인 플라즈마 디스플레이 패널의 방전셀의 분해 사시도,

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 플라즈마 디스플레이 패널의 격벽 사이에 형광체 페이스트를 도포하는 과정을 도시한 단면도이다.

본 발명은 플라즈마 디스플레이 패널(이하, PDP라 함)의 제조에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 격벽 내측에 형광체 페이스트를 균일하게 도포할 수 있도록 된 플라즈마 디스플레이 패널 제조방법에 관한 것이다.

알려진 바와 같이, 플라즈마 디스플레이 패널(plasma display panel, PDP)은 방전공간에 설치된 두 전극에 소정의 전압을 인가하여 이들 사이에서 플라즈마 방전이 일어나도록 하고, 이 플라즈마 방전시 발생되는 자외선에 의해 소정의 패턴으로 형성된 형광체층을 여기시켜 화상을 형성하게 된다.

이와 같은 플라즈마 디스플레이는 크게 교류형(AC type), 직류형(DC type) 및 혼합형(Hybrid type)으로 나누어진다. 도 1에 도시된 바와 같이, 통상의 플라즈 마 디스플레이 패널(100)은 하부기판(111), 하부기판(111) 위에 형성된 다수의 어드레스 전극(115), 이 어드레스 전극(115)이 형성된 하부기판(111) 위에 형성되어 방전전류를 제한하고 벽전하의 생성을 용이하게 하는 유전체층(119), 이 유전체층(119) 상부에 형성되어 방전거리를 유지시키고 셀간의 크로스 토크(cross talk)를 방지하는 다수의 격벽(123)과 격벽(123) 표면에 형성된 형광체층(125)을 포함한다.

다수의 방전유지전극(117)은 하부기판(111) 상에 형성된 다수의 어드레스 전극(115)과 소정 간격으로 이격되어 직교하도록 상부기판(113) 하부에 형성된다. 그리고 상기 유전체층(121) 및 방전시의 스퍼터링으로부터 유전층을 보호하는 보호막(127)이 순차적으로 방전유지전극(117)을 덮고 있다.

상기와 같이 구성된 PDP는 방전공간에 형성된 두 전극 상호 간에 전압을 인가함으로써 전극의 위에 있는 유전체층과 보호층의 표면에서 방전이 일어나 자외선이 발생하게 되고, 이 자외선에 의하여 상기 후면기판에 도포되어 있는 형광체가 여기하여 발광하며, 구분 도포된 R, G, B형광체에 의해 컬러 표시가 된다.

여기서 상기 후면기판에 격벽을 형성하기 위해서는 샌드블라스트 공법이 사용되며 최근에는 에칭 용액을 통한 격벽 형성방법이 검토되고 있는 데, 상기 에칭공법을 통해 격벽을 형성하는 경우 격벽 상부와 중간부 하부의 형상이 샌드블라스트에 의해 만들어진 격벽 형상과는 달리 불규칙하다는 단점이 있다.

이는 상기와 같은 에칭공정을 통해 형성하는 경우 에칭 시간에 따라 격벽의 상부와 중간부 하부의 에칭속도 및 폭이 달라지고 이에 따라 격벽의 형상이 매우 취약해 지기 때문으로, 단면을 기준으로 격벽의 중간부분이 항아리처럼 안쪽으로 오목하게 들어가는 현상이 발생되며 이에 따라 격벽 내에 형광체층 형성시 측벽에는 형광체 페이스트가 남아 있지 않게 되어 패널의 휘도가 떨어지고 방전특성이 불리해지는 문제점이 초래된다.

즉, PDP의 표시 휘도를 향상시키기 위해서는 한정된 에너지로 형광체를 효율좋게 발광시킬 필요가 있으며, 이를 위해서는 격벽으로 구획되는 한정된 공간 내에서 격벽의 측면에도 형광체 페이스트를 도포함으로써 전체 형광체층의 표면적을 크게 해야 하나, 종래의 형광체층 형성 공정의 경우 격벽 측면에 걸쳐 형광체층을 균일하게 형성하기가 곤란하여 PDP로서의 표시 품질의 면에서 만족할 수 없다.

더욱이 인쇄법에 의한 형광체층 형성방법 대신 공정단축과 재료비 절감을 통해 양산에 유리한 노즐 분사공법을 이용하여 격벽 내에 형광체층을 형성하는 경우 상기와 같이 측면 형상이 불균일한 격벽의 측면에 형광체 잉크를 균일하게 도포하기 어려우며 이에 따라 형광체 페이스트 도포 후 균일한 방전공간 확보 및 대칭형상 확보가 더욱 어려워지는 문제점이 있다.

이에 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 기판 상에 형성되는 격벽의 형태에 관계없이 형광체층을 균일한 두께로 형성할 수 있도록 하여 방전공간을 최적화하고 양호한 품질을 확보할 수 있는 플라즈마 디스플레이 패널 제조방법을 제공함에 그 목적이 있다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 기판 상의 격벽에 형광체층을 형성함에 있어서, 노즐 분사를 통해 형광체 잉크를 도포하기 전에 격벽 내측에 유기 고분자 결합제와 용매를 포함하여 점도를 갖는 형광체 페이스트를 인쇄공법으로 도포하는 것을 그 요지로 한다.

이를 위해 본 발명의 플라즈마 디스플레이 패널 제조방법은 기판 상에 형성된 격벽의 내측에 형광체층을 형성하는 공정에 있어서, 상기 격벽 내에 형광체 페이스트를 인쇄공정을 통해 도포하여 제1형광체층을 형성하는 단계와, 상기 제1형광체층을 건조하는 단계, 상기 제1형광체층 위에 노즐 분사공정을 통해 형광체 잉크를 분사하여 제2형광체층을 형성하는 단계, 상기 제2형광체층을 건조하는 단계, 각 형광체층을 소성하는 단계를 포함한다.

여기서 상기 제1형광체층을 형성하는 형광체 페이스트는 형광체와, 유기 고분자 결합제, 용매를 포함한다.

상기 유기 고분자 결합제는 PVA(polyvinyl alcohl) 수지, 아크릴 수지 등이 사용될 수 있다.

또한, 상기 용매는 알코올계의 분산용매가 바람직하며, 상기 분산용매로는 BCA(butylcarbitol acetate), Terpineol 등이 사용될 수 있다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

먼저 PDP에 대해 간략히 살펴보면, 도 1은 일반적인 플라즈마 디스플레이 패널의 방전셀의 분해 사시도로서, 상기한 도면에 의하면, PDP는 다수의 어드레스 전 극(115)과 방전전류를 제한하고 벽전하의 생성을 용이하게 하는 유전체층(119), 이 유전체층(119) 상부에 형성되어 방전거리를 유지시키고 셀간의 크로스 토크(cross talk)를 방지하는 다수의 격벽(123)과 격벽(123) 표면에 형성된 형광체층(125)을 포함하는 하부기판(111)과, 상기 하부기판(111) 상에 형성된 다수의 어드레스 전극(115)과 소정 간격으로 이격되어 직교하는 다수의 방전유지전극(117)과 유전체층(121)과 보호막(127)이 형성된 상부기판(113)을 포함한다.

그리고 상기 격벽(123)은 에칭에 의해 형성되는 데, 그 과정은 기판 전면에 형성된 유전체 위에 격벽용 페이스트로 전면 인쇄를 실시하여 격벽층을 형성하는 단계와, 상기 격벽층 위에 포토레지스트를 도포하고 그 위에 원하는 형상의 패턴이 형성된 포토마스크를 놓고 자외선으로 노광을 행하는 단계, 현상액으로 포토레지스트를 현상하여 원하는 형상의 포토레지스트패턴을 형성하는 단계, 에칭액을 이용하여 격벽층을 에칭하여 원하는 패턴의 격벽을 형성하는 단계와 알칼리 용액으로 포토레지스트패턴을 박막하는 단계를 포함한다.

한편, 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 플라즈마 디스플레이 패널의 격벽 사이에 형광체 페이스트를 도포하는 과정을 도시한 단면도이다.

상기한 도면에 의하면, 상기한 구조의 상부기판과 하부기판을 형성하고 이를 조립하여 플라즈마 디스플레이 패널을 제조하는 공정에 있어서, 상기 하부기판(111) 상에 형성된 격벽(123) 사이에 형광체층(30)을 형성하는 공정이 상기 격벽(123) 내에 유기 고분자 결합제와 분산용매를 포함하는 형광체 페이스트를 인쇄공정을 통해 도포하여 제1형광체층(10)을 형성하는 단계와, 상기 제1형광체층(10)을 건조하는 단계, 상기 제1형광체층(10) 위에 노즐 분사공정을 통해 형광체 잉크를 분사하여 제2형광체층(20)을 형성하는 단계, 상기 제2형광체층(20)을 건조하는 단계, 각 형광체층을 소성하여 하나의 형광체층(30)을 형성하는 단계를 포함한다.

이때, 상기 제1형광체층(10) 두께는 5 - 10㎛ 이내로 형성함이 바람직하며, 상기 제2형광체층(20)의 두께는 15 - 20㎛ 이내의 범위로 형성하여 전체 형광체층(30)의 두께가 30㎛ 이내로 형성함이 바람직하다.

여기서 상기 제1형광체층(10)에 도포되는 형광체 페이스트는 형광체와 더불어 언급한 바와 같이 격벽(123)에 대한 접착력을 높이는 유기 고분자 결합제와, 형광체 페이스트의 점도를 조절하여 인쇄성을 좋게 하기 위한 유기용매를 포함한다.

상기 유기 고분자 결합제로서는 열분해시 형광층에 불필요한 영향을 가하지 않으며 제거가 용이하도록 열분해성 고분자 수지인 고점도를 갖는 PVA(polyvinyl alcohol) 수지 또는 아크릴 수지가 사용될 수 있는 데, 아크릴 수지의 경우 수용성이 떨어지므로 바람직하게는 비용이 저렴한 PVA가 사용된다.

또한, 상기 분산용매로는 BCA(butylcarbitol acetate), Terpineol 등이 사용된다.

상기 조성물을 포함하는 형광체 페이스트는 PVA 수지를 분산용매에 용해시켜 비클을 제조하는 단계와, 상기 비클에 형광체를 첨가하여 교반하는 단계, 그리고 상기 형광체가 첨가된 비클을 혼련하는 단계를 거쳐 제조된다.

본 실시예에 있어서 상기 형광체로서는 특별히 한정되는 것이 아니며, 적절 히 선정하여 사용할 수가 있다. 형광체로서는 적색 발색용 형광체, 녹색 발색용 형광체 및 청색 발색용 형광체를 들 수가 있다.

그리고 상기 유기 고분자 결합제인 PVA 수지의 함유량은 PVA 수지와 분산용매를 포함하는 비클 전체 함량에 대해 10 - 30중량% 범위 내가 바람직하다.

PVA 수지의 함유량이 10중량% 이하인 경우에는 격벽에 형성되는 제1형광체층(10)의 두께를 확보할 수 없으며 30중량% 이상에서는 격벽 상부에 균일한 두께의 제1형광체층(10)을 형성할 수 없게 된다.

또한, 상기 PVA 수지가 용해된 비클의 점도는 10000 - 15000cps 범위내로 유지함이 인쇄에 적합하다.

비클의 점도가 10000cps 이하인 경우에는 형광체 페이스트가 흘러내려 격벽 측면에 인쇄가 곤란해지며 15000cps 이상인 경우에는 원하는 두께의 형광체층 형성이 곤란해진다.

상기 분산용제는 비클 전체 함량에 대해 70 - 90중량%의 범위 내로 상기 PVA 수지와 혼합되어 PVA 수지를 원활하게 용해할 수 있으며 건조시 거의 분해가 일어나게 된다.

그리고 상기 형광체는 전체 형광체 페이스트에 대해 40중량%로 포함함이 바람직하다. 이와같은 형광체의 함유량은 제1형광체층(10)을 이루는 형광체 페이스트에 국한되지 않으며 제2형광체층(20)을 이루는 형광체 잉크에 대해서도 동일하게 적용된다.

즉, 제2형광체층(20)을 형성하는 형광체 잉크에 있어서 형광체 잉크에 포함 되는 형광체의 함유량은 전체 형광체 잉크에 대해 40중량%로 함유된다.

이와같이 형광체 페이스트와 형광체 잉크에 동일한 함유량으로 형광체를 포함하는 이유는 원하는 형광체층 두께를 확보하기 위한 것으로 고형분 함량이 중요한 변수이므로 형광체를 또다른 변수로서 사용하지 않기 위함이다.

한편, 상기 제2형광체층(20)을 형성하는 형광체 잉크에 대해서는 노즐을 통한 분사공정에서 사용되고 있는 것으로 당업자 수준에서 이미 공지되어 있으므로 이하 설명을 생략한다.

이하, 본 발명에 따라 형광체층을 형성하는 과정에 대해 살펴보면, 에칭공정을 통해 하부기판 상에 격벽(123)이 형성되면 다음 공정으로 이송되어 격벽(123) 내측에 형광체층(30)을 형성하게 된다.

본 실시예에서 형광체는 2회에 걸쳐서 형성되는 데 먼저 인쇄공정을 통해 형광체 페이스트를 격벽(123) 내측면에 도포하게 된다.

상기 형광체 페이스트는 언급한 바와 같이 자체적으로 결합제로서 고점도의 PVA 수지가 포함되어 있어서 격벽(123) 내에 도포되는 경우 격벽(123) 측면에 대한 부착성이 양호하다.

따라서 형광체 페이스트를 인쇄공정을 통해 격벽(123) 내에 도포하게 되면 격벽(123)의 측면 상단까지 형광체 페이스트가 도포되어 제1형광체층(10)을 이루게 된다.

상기 제1형광체층(10)이 건조되면 다음 공정으로 제1형광체층(10) 위에 제2형광체층(20)을 도포한다.

제2형광체층(20)은 노즐을 통해 형광체 잉크를 분사하는 잉크젯 방식으로 형성되는 데, 노즐을 통해 형광체 잉크가 상기 제1형광체층(10) 위에 필요 두께로 도포된다.

그리고 제2형광체층(20)을 건조시킨 후 제1형광체층(10)과 제2형광체층(20)을 포함하는 전체 형광체층을 소성시켜 하나의 형광체층을 형성한다. 즉, 상기 소성공정을 거치면서 제1형광체층(10)에 포함된 PVA 수지가 제거되면서 전체적으로 균일한 하나의 형광체층(30)이 격벽(123) 내벽에 균일하게 형성될 수 있는 것이다.

이상을 통해 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고 특허청구범위와 발명의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러 가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고 이 또한 본 발명의 범위에 속하는 것은 당연하다.

이상 설명한 바와 같은 본 발명에 따른 플라즈마 디스플레이 패널 제조방법에 의하면, 기판상의 격벽 측면에 균일한 형광면을 형성할 수가 있어 표시 휘도가 높은 플라즈마 디스플레이 패널을 제공할 수가 있다.

또한, 플라즈마 디스플레이 패널의 격벽과 형광체층 형성시 에칭공법과 노즐 분사공정을 사용하여 양산이 가능하면서도 형광체층의 균일한 형성이 가능하여 생산성을 높일 수 있게 된다.

Claims (12)

1. 기판 상에 형성된 격벽 내에 형광체 페이스트를 인쇄공정을 통해 도포하여 제1형광체층을 형성하는 단계와;

   상기 제1형광체층을 건조하는 단계;

   상기 제1형광체층 위에 노즐 분사공정을 통해 형광체 잉크를 분사하여 필요한 두께의 제2형광체층을 형성하는 단계;

   상기 제2형광체층을 건조하는 단계;

   각 형광체층을 소성하는 단계

   를 포함하는 플라즈마 디스플레이 패널 제조방법.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 격벽에 형성되는 전체 형광체층의 두께가 30㎛ 이내인 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널 제조방법.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 제1형광체층은 두께가 5 - 10㎛ 이내인 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널 제조방법.
4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 제2형광체층은 두께가 15 - 20㎛ 이내인 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널 제조방법.
5. 제 1 항에 있어서, 상기 형광체 페이스트는 형광체와, 유기 고분자 결합제, 용매를 포함하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널 제조방법.
6. 제 5 항에 있어서, 상기 형광체 페이스트는 유기 고분자 결합제를 용매에 용해시켜 비클을 제조하는 단계와, 상기 비클에 형광체를 첨가하여 교반하는 단계, 그리고 상기 형광체가 첨가된 비클을 혼련하는 단계를 거쳐 제조되는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널 제조방법.
7. 제 5 항 또는 제 6 항에 있어서, 상기 유기 고분자 결합제는 PVA(polyvinyl alcohol) 수지 또는 아크릴 수지 등을 포함하는 군에서 선택되는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널 제조방법.
8. 제 5 항 또는 제 6 항에 있어서, 상기 용매는 BCA(butylcarbitol acetate), Terpineol 등을 포함하는 군에서 선택되는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널 제조방법.
9. 제 7 항에 있어서, 상기 유기 고분자 결합제는 비클 전체 함량에 대해 10 - 30중량% 범위내인 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널 제조방법.
10. 제 9 항에 있어서, 상기 비클의 점도는 10000 - 15000cps 범위내인 것을 특 징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널 제조방법.
11. 제 6 항에 있어서, 상기 형광체는 형광체 페이스트에 대해 40중량% 함유되는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널 제조방법.
12. 제 11 항에 있어서, 상기 형광체 잉크에 함유되는 형광체가 형광체 잉크에 대해 40중량%로 함유되는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널 제조방법.

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