KR100593071B1 - 플라즈마 디스플레이 패널 및 그의 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 플라즈마 디스플레이 패널 및 그 제조방법에 관한 것이다. 이와 같은 본 발명의 플라즈마 디스플레이 패널은 일정 간격을 두고 평행하게 배열된 유지전극이 형성된 전면기판, 유지전극들에 교차하는 방향으로 배열된 어드레스 전극이 형성된 후면기판을 포함하는 플라즈마 디스플레이 패널에 있어서, 유지전극, 어드레스전극 중 적어도 어느 한 전극은 ITO-Ag-ITO 순으로 적층되어 형성된 다층전극 구조를 갖는다. 또한, 플라즈마 디스플레이 패널 제조방법은 유지전극, 어드레스전극 중 적어도 어느 한 전극은 동일한 폭의 다층전극 구조를 갖는 플라즈마 디스플레이 패널 제조방법에 있어서, (a) 글라스 기판 위에 ITO-Ag-ITO 순으로 다층 박막을 형성하는 단계; (b) 상기 다층 박막 상에 포토레지스트를 도포하여 노광하는 단계; (c) 상기 다층 박막을 현상하여 전극을 형성하는 단계; 및 (d) 상기 전극 상에 유전층을 형성하는 단계를 포함한다. 이와 같은 본 발명에 의하면, 글라스 기판에 형성된 전극을 박막화 하여 전극 변색을 방지할 수 있고, 동시에 구동특성을 향상시킬 수 있다. 또한, 상기 글라스 기판에 형성된 전극을 다층 투명전극으로 형성하여 광 투과율을 크게 향상시키고, 이에 PDP 휘도를 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

플라즈마, 디스플레이, 패널, 유지전극, 어드레스전극, 다층전극

Description

플라즈마 디스플레이 패널 및 그의 제조방법{Plasma Display Panel and Making method thereof}

도 1은 종래 PDP의 장치 구조를 개략적으로 나타낸 사시도.

도 2는 본 발명에 따른 PDP 구조를 나타낸 단면도.

도 3은 본 발명에 따른 PDP 전극의 배치구조를 나타낸 도.

도 4는 본 발명에 따른 PDP 제조방법을 순차적으로 나타낸 도.

***** 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *****

110: 전면기판 111: 유지전극

112a, 112b: 유전층 113: 보호층

220: 후면기판 221: 격벽

222: 어드레스전극 223: 형광체

본 발명은 플라즈마 디스플레이 패널 및 그 제조방법에 관한 것으로, 더욱 자세하게는 글라스 기판 상에 형성된 전극구조를 달리하여 소성시 발생되는 전극변색을 방지하고 동시에 광 투과율을 높여 휘도특성을 향상시킬 수 있는 플라즈마 디스플레이 패널 및 그 제조방법에 관한 것이다.

최근 차세대 대형 플랫 패널 디스플레이(Flat Panel Display) 시장을 주도할 가장 높은 잠재성을 가지고 있는 평판표시소자로 부상하고 있는 플라즈마 디스플레이 패널(Plasma Display Panel: 이하, PDP라 함.)은 소다라임(Soda-lime) 글라스로 된 전면 기판과 후면 기판 사이에 형성된 격벽이 하나의 단위 셀을 이루고, 각 셀 내에는 헬륨-크세논(He-Xe), 헬륨-네온(He-Ne) 등과 같은 불활성 가스가 고주파 전압에 의해 방전이 될 때, 진공자외선(Vacuum Ultraviolet rays)이 발생되어 격벽 사이에 형성된 형광체를 발광시켜 화상을 구현하는 장치이다.

도 1은 종래 PDP의 장치 구조를 개략적으로 나타낸 사시도이다. 도시된 바와 같이 PDP(100)는 크게 화상이 디스플레이 되는 표시면 인 전면 기판(10)과 후면을 이루는 후면 기판(20)이 일정거리를 사이에 두고 평행하게 결합되고, 상기 전면기판(10) 상에는 투명전극(11a), 버스전극(11b)로 이루어진 유지전극(11)과, 블랙매트릭스(12), 상판 유전층(13a), 보호층(14)이 형성되고, 후면기판(20) 상에는 격벽(21), 어드레스전극(22), 형광체(23), 하판 유전층(13b)이 형성된다.

이러한 구조를 갖는 종래 PDP에 대하여 더욱 구체적으로 살펴보면, 먼저, 소다라임(Soda-lime) 글라스로 된 전면 기판(10)은 기판 상에 비교적 저항이 높은 ITO 물질을 이용하여 진공 증착법, CVD, 스퍼터링법 등으로 투명전극이 형성되고, 상기 투명전극(11a) 상에는 저항강하 역할을 하며 방전을 유지시켜주는 버스전극(11b)이 Ag을 재료로 하여 스크린 인쇄법, 라미네이팅법 등으로 형성된다. 또한, 벽전하 형성과 방전유지전압에 의해 방전을 유지시켜주고, 플라즈마 방전시에 이온 충격으로부터 전극을 보호함과 동시에 확산 방지막의 역할을 하는 상판 유전층(13a)이 전이점이 400℃ 근처인 Pbo를 주 재료로 하여 580℃의 소성온도를 가하여 약 30㎛ ~ 40㎛의 두께로 버스전극 상부에 형성된다. 또한, 상판 유전층(13a) 상부는 이차전자방출계수가 높은 재료로 방전전압을 강하시키고 동시에 방전을 유지시켜주며 이온으로부터 상기 유전층 및 유지전극을 보호해주는 산화마그네슘(MgO)을 증착한 보호층(14)이 형성된다.

또한, 소다라임(Soda-lime) 글라스로 된 후면 기판(20)은 기판 상에 전도성이 우수한 Ag을 재료로 하여 스크린 프린팅법, 라미네이팅법 등을 이용하여 어드레스 전극(22)이 형성되고, 상기 어드레스 전극(22) 상에는 확산 방지막 역할과 발광된 형광체로부터 후방으로 투과되는 가시광을 반사시키는 반사막 역할을 함과 동시에 격벽의 베이스 층 역할을 하는 화이트 백 유전층 즉, 하판 유전층(13b)이 스크린 인쇄법 등으로 형성된다. 또한, 하판 유전층(13b) 상부로는 방전유지 및 반사에 의한 발광효율을 향상시키고 동시에 방전 셀 간의 전기적, 광학적 상호혼신(cross talk)을 방지하는 격벽(21)이 샌드블라스팅법, 스크린 인쇄법, 감광성법, 에칭법 등의 다양한 방법으로 형성된다. 상기 하판 유전층(13b)과 격벽(21)은 통상 직경 1㎛ ~ 2㎛ 크기의 PbO 또는 non-PbO glass 미분말에 반사특성 향상 및 유전율 조절을 위해 TiO₂, Al₂O₃와 같은 미분말상태의 산화물을 수십 % 썩은 혼합분말을 유기 용매와 혼합하여 페이스트 상태로 만들고, 이를 상술한 스크린 인쇄법 등으로 하판 유전층은 약 20㎛두께로, 격벽 어드레스 방전시 화상표시를 위한 가시광선을 방출하는 R, G, B 형광층(23)이 도포된다.

한편, 상기와 같은 구조를 갖는 종래 PDP의 전극은 대부분 Ag를 주 재료로 고온 소성시 감광성 유기물과 PbO를 함유한 유전층과 화학 반응하여 전극이 변색되거나 열 변형이 일어나는 문제점이 있다.

또한, 상기 전극은 방전 셀 공간 내에 위치되어 가시광을 차단하는 단점이 있고, 이로 인해 구동 특성을 개선하는데 어려움을 야기 시키는 문제점 있다.

따라서 본 발명은 플라즈마 디스플레이 패널의 전극구조를 달리하여 고온 소성시 발생하는 전극의 변색 및 열 변형을 방지함과 동시에 가시광의 투과율을 향상시킬 수 있는 플라즈마 디스플레이 패널 및 그의 제조방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 플라즈마 디스플레이 패널은 일정 간격을 두고 평행하게 배열된 유지전극이 형성된 전면기판, 상기 유지전극들에 교차하는 방향으로 배열된 어드레스 전극이 형성된 후면기판을 포함하는 플라즈마 디스플레이 패널에 있어서, 상기 유지전극, 어드레스전극 중 적어도 어느 한 전극은 ITO-Ag-ITO 순으로 적층되어 형성된 다층전극 구조를 갖는 것을 특징으로 한다.
이와 같은 특징에 의하면, 상기 유지전극 또는 어드레스 전극은 기판에 인접하여 형성된 ITO층이 Ag층 상부에 형성된 ITO층 보다 더 두껍게 형성된다.

삭제

본 발명의 다른 특징에 의하면, 플라즈마 디스플레이 패널 제조방법은 유지전극, 어드레스전극 중 적어도 어느 한 전극은 동일한 폭의 다층전극 구조를 갖는 플라즈마 디스플레이 패널 제조방법에 있어서, (a) 글라스 기판 위에 ITO-Ag-ITO 순으로 다층 박막을 형성하는 단계; (b) 상기 다층 박막 상에 포토레지스트를 도포하여 노광하는 단계; (c) 상기 다층 박막을 현상하여 전극을 형성하는 단계; 및 (d) 상기 전극 상에 유전층을 형성하는 단계를 포함한다.

이와 같은 특징에 의하면, 상기 (a) ITO-Ag-ITO 순으로 다층 박막을 형성하는 단계는 스퍼터링법, 이온증착법, 진공증착법 중 적어도 어느 하나의 단계를 수행한다.
이와 같은 특징에 의하면, 상기 (a) ITO-Ag-ITO 순으로 다층 박막을 형성하는 단계는 ITO층은 580Å~ 620Å 두께로 형성하고, Ag층은 200Å ~ 220Å두께로 형성한다.

이하에서는 첨부된 도면을 참고로 하여 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세히 설명하기로 한다.

도 2는 본 발명에 따른 PDP 구조를 나타낸 단면도이다. 도시된 바와 같이, 본 발명의 PDP는 화상이 디스플레이 되는 표시면을 이루는 전면 기판(110)과 후면을 이루는 후면 기판(220)이 일정거리를 사이에 두고 평행하게 결합된다.

전면 기판(110)은 하방에 다수의 층으로 형성된 복수의 유지전극이 스퍼터링법, 이온증작법, 진공증착법 중 어느 하나에 의하여 박막(111) 형태로 형성된다. 유지전극의 다수의 층은 ITO-Ag-ITO(111a, 111b,111c) 순으로 적층된 구조로 상기 ITO(111a,111c)층은 반사방지막 역할을 하고, Ag(111b)층은 전기 전도층 역할을 하게 된다. 이 때, 상기 ITO-Ag-ITO 순으로 적층된 유지전극(111)에서 글라스 전면기판에 인접하여 형성되는 ITO(111a)층은 Ag층 상부에 형성된 ITO(111c)층보다 다소 두껍게 형성시키는 것이 바람직하다. 이는 전극의 저항 및 가시광의 투과율 특성을 고려한 것이다. 즉, 글라스 전면기판과 인접된 ITO층이 Ag층 상부에 형성된 ITO층보다 더 얇을 경우 상기 Ag층이 섬 상으로 형성되거나 불균질한 층이 형성됨으로써 전체 전극의 저항 증가 및 투과율 저하를 초래하기 때문이다.

상기 유지전극(111)은 벽전하를 형성하고, 방전유지전압에 의해 방전을 유지시키며 플라즈마 방전 시에 이온충격으로부터 전극을 보호하는 상판 유전층(112a)에 의해 덮인다. 상기 상판 유전층(112a) 하부에는 방전조건을 용이하게 하기 위하여 산화마그네슘(MgO)을 증착한 보호층(113)이 형성된다.

후면 기판(220)은 복수개의 방전 공간 즉, 셀을 형성시키기 위한 스트라이프 타입(또는 웰 타입)의 격벽(221)이 평행을 유지하여 배열되고 상기 유지전극(111)과 교차되는 부위에서 어드레스 방전을 수행하여 진공자외선을 발생시키게 되는 다수의 어드레스 전극(222)이 격벽(221)에 대해 평행하게 배치된다. 상기 어드레스 전극(222)은 전면기판의 유지전극과 마찬가지로 다수의 층 구조를 갖고, 상기 다수의 층은 ITO-Ag-ITO (222a,222b,222c)순으로 적층된 박막으로 형성된다. 또한, 글라스 전면기판에 인접하여 형성되는 ITO(222a)층은 Ag층 상부에 형성된 ITO(222c)층보다 다소 두껍게 형성된다. 상기 어드레스 전극(222) 상면에는 하판 유전층(112b)이 형성되고, 상기 하판 유전층(112b) 상면은 어드레스 방전시 화상표시를 위한 가시광선을 방출하는 R, G, B 형광층(223)이 도포된다.

한편, 상기 전면기판 및 후면기판에 형성된 상, 하판 유전층(112a,112b)은 후막 또는 박막 중 어느 하나로 형성된다. 특히, 본 발명의 PDP에서 상, 하판 유전층을 박막형태로 형성할 수 있는 이유는 통상적으로 유지전극 및 어드레스 전극을 약 10000Å의 두께인 후막으로 형성하는데 비하여 유지전극 및 어드레스전극을 약 1000Å 두께의 박막구조로 유지할 수 있기 때문이다. 이러한 박막구조를 갖는 유전층은 감광성 유기물을 포함하고, 주성분이 PbO로 인하여 고온 소성시 발생하는 전극확산현상을 근본적으로 차단할 수 있게 된다. 또한, Pb, Bi등과 같은 환경오염물질을 사용할 필요가 없기 때문에 친환경적인 측면에서도 유리하게 된다.

이와 같은 구조를 갖는 본 발명의 PDP에서 전극 배치는 다음 도3과 같다.

도 3은 본 발명에 따른 PDP 전극의 배치구조를 나타낸 것이다. 도 3을 살펴보면, 본 발명에 따른 PDP의 전극(111,222)은 방전 셀 공간 내에 위치된다. 이는 본 발명의 PDP 전극이 ITO을 이용한 투명전극을 이룸으로 가능한 것으로, 종래 PDP에 비하여 전계집속에 의한 휘도 상승 및 구동특성을 효과적으로 향상시킬 수 있게 된다. 물론 본 발명의 PDP 전극은 방전 셀 외에 위치될 수도 있다.

도 4는 본 발명에 따른 PDP 제조방법을 순차적으로 나타낸 도이다. 도 4를 살펴보기 전에, 본 발명의 PDP는 통상적인 PDP제조 방법과 마찬가지로 전면기판과 후면기판을 먼저 형성한 후, 이를 실링하여 PDP가 제작된다.

다만, 소성시 전극의 변색 및 가시광의 투과율을 향상시키기 위하여 글라스 기판에 형성된 전극은 다음과 같이 제작된다.

도시된 바와 같이, 먼저, 글라스 기판(110)위에 ITO-Ag-ITO(111a, 111b,111c) 순으로 스퍼터링법, 이온증작법, 진공증착법 등과 같은 방법을 이용하여 박막(111)을 형성한다. 이 때, 상기 ITO-Ag-ITO 순으로 적층된 다층 박막에 대해 높은 전기전도성 및 가시광 투과율을 확보하기 위하여 상기 ITO층은 580Å~ 620Å 두께로 형성하고, Ag층은 200Å ~ 220Å두께로 형성한다. 광 투과율을 높이기 위하여 Ag층의 두께를 가능한 줄이는 것이 바람직하지만 박막 형태의 Ag층이 200Å이하로 내려가면 전자의 평균이동거리에 가까워져 표면산란으로 인한 막의 저항이 급속도로 증가하는 문제점을 야기 시킨다. 따라서 상기 Ag층은 최소 200Å의 두께를 가지는 것이 바람직하다. 상기 다층 박막(111)이 형성된 글라스 기판(110)은 종래와 마찬가지로 박막 상부에 포토레지스트(1)를 도포하고, 상기 포토레지스트 상부에 패턴 마스크(2)를 놓고 빔(3)을 조사하여 노광하는 공정을 행한다.

이후, 현상 공정을 거쳐 글라스 기판을 전극(111)을 형성하고, 상기 전극 상부에 유전층(112a)을 인쇄 및 소성한 후, 최종적으로 유전층 상부에 산화마그네슘(MgO)을 증착한 보호층(113)을 형성한다.

이상에서 보는 바와 같이, 상술한 본 발명의 기술적 구성은 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자가 본 발명의 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해되어야 하고, 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

상술한 바와 같이, 본 발명은 글라스 기판에 형성된 전극을 박막화 하여 전극 변색을 방지할 수 있고, 동시에 구동특성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

또한, 상기 글라스 기판에 형성된 전극을 다층 투명전극으로 형성하여 광 투과율을 크게 향상시키고, 이에 PDP 휘도를 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

Claims (8)

1. 일정 간격을 두고 평행하게 배열된 유지전극이 형성된 전면기판, 상기 유지전극들에 교차하는 방향으로 배열된 어드레스 전극이 형성된 후면기판을 포함하는 플라즈마 디스플레이 패널에 있어서,

   상기 유지전극, 어드레스전극 중 적어도 어느 한 전극은 ITO-Ag-ITO 순으로 적층되어 형성된 다층전극 구조를 갖는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널.
2. 삭제
3. 삭제
4. 삭제
5. 제 1 항에 있어서,

   상기 유지전극 또는 어드레스 전극은 기판에 인접하여 형성된 ITO층이 Ag층 상부에 형성된 ITO층 보다 더 두껍게 형성된 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널.
6. 유지전극, 어드레스전극 중 적어도 어느 한 전극은 동일한 폭의 다층전극 구조를 갖는 플라즈마 디스플레이 패널 제조방법에 있어서,

   (a) 글라스 기판 위에 ITO-Ag-ITO 순으로 다층 박막을 형성하는 단계;

   (b) 상기 다층 박막 상에 포토레지스트를 도포하여 노광하는 단계;

   (c) 상기 다층 박막을 현상하여 전극을 형성하는 단계; 및

   (d) 상기 전극 상에 유전층을 형성하는 단계

   를 포함하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널 제조방법.
7. 제 6 항에 있어서,

   상기 (a) ITO-Ag-ITO 순으로 다층 박막을 형성하는 단계는 스퍼터링법, 이온증착법, 진공증착법 중 적어도 어느 하나의 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널 제조방법.
8. 제 6 항에 있어서,

   상기 (a) ITO-Ag-ITO 순으로 다층 박막을 형성하는 단계는 ITO층은 580Å~ 620Å 두께로 형성하고, Ag층은 200Å ~ 220Å두께로 형성하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널 제조방법.

Images