KR100645784B1 - 플라즈마 디스플레이 패널 - Google Patents

플라즈마 디스플레이 패널 Download PDF

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Abstract

본 발명은 기판의 제조공정을 단순화하면서 투명전극과 버스전극간의 도통저항을 줄일 수 있는 플라즈마 디스플레이 패널에 관한 것이다.
본 발명에 따른 플라즈마 디스플레이 패널의 스캔전극 및 서스테인전극은 투명전극, 버스전극 및 상기 투명전극과 상기 버스전극의 사이에 형성되고 블랙재를 포함하며 상기 블랙재는 전기적으로 이방성인 것을 특징으로 한다.
상기 블랙재는 비전도성 물질에 전도성 금속 산화물이 볼 또는 펠릿 형태로 형성된다.

Description

플라즈마 디스플레이 패널{PLASMA DISPLAY PANEL}
도 1은 통상의 3 전극 교류형 플라즈마 디스플레이 패널의 방전셀 구조를 나타낸 단면도이다.
도 2a 내지 도 2h는 종래의 플라즈마 디스플레이 패널의 상판 제조방법을 단계적으로 나타내는 단면도들이다.
도 3a 내지 도 3f는 본 발명의 따른 플라즈마 디스플레이 패널의 상판 제조방법을 단계적으로 나타내는 단면도들이다.
도 4는 본 발명에 따른 플라즈마 디스플레이 패널의 서스테인전극쌍을 나타내는 사시도이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
32X,132X : 어드레스전극 34Y,134Y : 서스테인전극쌍
34Z,134Z : 서스테인전극 36,136 : 형광체층
38,138 : 격벽 40,140 : 보호막
42,48 : 유전체층 44,144 : 하부기판
46 : 상부기판 52, 152 : 블랙매트릭스
80 : 전도성 금속 산화물 90 : 비전도성 금속
본 발명은 플라즈마 디스플레이 패널에 관한 것으로, 특히 기판의 제조공정을 단순화하면서 투명전극과 버스전극의 도통저항을 줄일 수 있는 플라즈마 디스플레이 패널의 제조방법에 관한 것이다.
최근, 액정표시장치(Liquid Crystal Display; 이하 "LCD"라 함), 전계방출 표시장치(Field Emission Display; 이하 "FED"라 함) 및 플라즈마 표시장치(Plasma Display Panel; 이하 "PDP"라 함)등의 평면 표시장치가 활발히 개발되고 있으며, 이들중 PDP는 단순구조에 의한 제작의 용이성, 고휘도 및 고발광 효율의 우수, 메모리 기능 및 160°이상의 광시야각을 갖는 점과 아울러 40 인치이상의 대화면을 구현할수 있는 장점을 가지고 있다.
도 1은 종래의 3전극 교류 면방전형 PDP의 방전셀을 나타내는 도면이다.
도 1을 참조하면, 상부기판(46) 상에 형성되어진 스캔전극(34Y) 및 서스테인전극(34Z)과, 하부기판(44) 상에 형성되어진 어드레스전극(32X)을 구비한다.
서스테인전극쌍(34Y,34Z)은 투명전극(34a)과 버스전극(34b)으로 이루어진다. 버스전극(34b)은 블랙재료층(34i)과 전극재료층(34j)의 이중층구조로 되어있다.
스캔전극(34Y)과 서스테인전극(34Z)이 나란하게 형성된 상부기판(46)에는 상 부 유전체층(42)과 보호막(40)이 적층된다. 상부 유전체층(42)에는 플라즈마 방전시 발생된 벽전하가 축적된다.
보호막(40)은 플라즈마 방전시 발생된 스퍼터링에 의한 상부 유전체층(42)의 손상을 방지함과 아울러 2차 전자의 방전 효율을 높이게 된다. 보호막(40)으로는 통상 산화마그네슘(MgO)이 이용된다.
어드레스전극(32X)이 형성된 하부기판(44) 상에는 하부 유전체층(48) 및 격벽(38)이 형성되며, 하부 유전체층(48)과 격벽(38)의 표면에는 형광체층(36)이 도포된다. 어드레스전극(32X)은 스캔전극(34Y) 및 서스테인전극(34Z)과 교차되는 방향으로 형성된다.
격벽(38)은 어드레스전극(32X)과 나란하게 형성되어 방전에 의해 생성된 자외선 및 가시광이 인접한 방전셀에 누설되는 것을 방지한다.
형광체층(36)은 플라즈마 방전시 발생된 자외선에 의해 여기되어 적색(R), 녹색(G) 또는 청색(B) 중 어느 하나의 가시광선을 발생하게 된다. 상부기판(46)/하부기판(44)과 격벽(38) 사이에 마련된 방전공간에는 가스방전을 위한 불활성 가스가 주입된다.
이러한 PDP의 상부 유전체층(42)에는 화면의 콘트라스트를 향상시키기 위해 서스테인전극쌍(34Y,34Z)과 나란한 방향으로 블랙매트릭스(52)가 형성된다.
블랙매트릭스(52)는 인접한 방전셀 사이에서 외부광 및 내부의 투과광을 흡수함으로써 채도 및 콘트라스트의 향상을 기할 수 있다. 또한 블랙매트릭스(52)는 가시광 흡수체이므로 검은색을 가져야 한다.
블랙매트릭스(52)는 루테늄(Ru)계의 산화물을 포함하는 전도성 물질이나 코발트(Co)계의 산화물을 포함하는 비전도성 물질을 용매 및 감광성 수지와 혼합하여 약 5㎛ 높이를 갖도록 인쇄법이나 감광성법에 의해 형성된다.
비전도성의 블랙재를 사용하여 플라즈마 디스플레이 패널의 상부기판을 제조하는 방법을 살펴보면 다음과 같다.
도 2a 내지 도 2g를 참조하면, 상부기판(46) 상에 투명전도성 물질을 증착한 후 패터닝하여 도 2a에 도시된 바와 같이 투명전극(34a)이 형성된다. 투명전극(34a)이 형성된 상부기판(46) 상에 투명전극(34a)을 덮도록 도 2b와 같이 전도성이 약한 블랙재료층(34i)이 인쇄된 후 건조된다. 이어서, 도 2c와 같이 블랙재료층(34i) 상에 투과부(60b)와 차단부(60a)를 갖는 제1 포토 마스크(60)를 이용하여 투과부(60b)와 대응되는 블랙재료층(61)이 노광된다.
이어서, 부분적으로 노광된 블랙재료층(34i)이 형성된 상부기판(46)상에 도 2d와 같이 전극재료층(34j)이 인쇄된 후 건조된다. 그 다음, 도 2e와 같이 투과부(70b) 및 차단부(70a)를 갖는 제2 포토 마스크(70)를 이용하여 투과부(70b)와 중첩되는 블랙재료층(34i) 및 전극재료층(34j)이 노광된다. 노광된 블랙재료층(34i) 및 전극재료층(34j)이 현상공정에 의해 패터닝된 후 소성공정을 거쳐 도 2f에 도시된 바와 같이 버스전극(34b)과 블랙 매트릭스(52)가 형성된다. 여기서, 버스전극은 블랙재료층(34i) 및 전극재료층(34j)으로 이루어진 2층구조이며 블랙 매트릭스(52)는 블랙재료층(34i)으로 이루어진 단층구조이다.
서스테인전극쌍(34Y,34Z)과 블랙매트릭스(52)가 형성된 상부기판(46) 상에 유전체층 물질을 도포하여 도 2g와 같이 상부 유전체층(42)이 형성된다.
이후, 상부 유전체층(42) 상에 보호층 물질인 산화마그네슘을 도포하여 도 2h에 도시된 바와 같이 보호막(40)이 형성된다.
이와 같이, 비전도성 블랙재를 사용할 경우 공정이 단순화되고 비용을 절감할 수 있는 장점이 있지만 버스전극(34j)과 투명전극(34a)간의 저항이 커지게 되어 도통저항이 저하되는 단점이 있다.
반면에 전도성 블랙재를 사용할 경우 버스전극(34j)과 투명전극(34a)간의 저항이 작기 때문에 도통저항이 우수하다는 장점이 있지만, 버스전극(34j) 형성과, 블랙매트릭스를 형성하기 위한 공정을 다르게 하여야 하는 점에서 공정 및 비용적인 측면에서 효과가 떨어지는 단점이 있다.
따라서, 공정을 단순화하고 제조 비용을 절감하면서도 버스전극과 투명전극간에 저항을 줄일 수 있는 방안이 모색된다.
따라서, 본 발명의 목적은 공정을 단순화하고 제조 비용을 절감하면서도 도통저항을 우수하게 할 수 있는 플라즈마 디스플레이 패널을 제공하는데 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 PDP는 스캔전극 및 서스테인전극은 투명전극, 버스전극 및 상기 투명전극과 상기 버스전극의 사이에 형성되고 블랙재를 포함하며 상기 블랙재는 전기적으로 이방성인 것을 특징으로 한다.
상기 블랙재는 비전도성 물질에 전도성 금속 산화물이 볼 또는 펠릿 형태로 형성된다.
상기 금속 산화물은 Au, Ag, Cu, Ru 등을 사용한다.
상기 금속 산화물의 첨가 비율은 5%~30% 인 것을 특징으로 한다.
상기 목적 외에 본 발명의 다른 목적 및 특징들은 첨부도면을 참조한 실시예에 대한 설명을 통하여 명백하게 드러나게 될 것이다.
이하, 도 3a 내지 도 4를 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 설명하기로 한다.
본 발명에 따른 플라즈마 디스플레이 패널의 제조 과정을 도 3a 내지 도 3g를 참조하여 살펴보면 다음과 같다.
도 3a를 참조하면, 상부기판(146) 상에 투명전도성 물질을 증착한 후 패터닝하여 도 3a에 도시된 바와 같이 투명전극(134a)을 형성된다.
도 3b를 참조하면, 투명전극(134a)이 형성된 상부기판(146) 상에 투명전극(134a)을 덮도록 도 3b와 같이 블랙재료층(134i)이 인쇄된 후 건조된다. 여기서 블랙재료층(134i)은 이방성 블랙전극(Anisotropic Black Conductor) 인 것을 특징으로 한다. 즉 비전도성 블랙재료에 Au, Ag, Cu, Ru 과 같은 금속물 내지 금속 산화물을 볼 또는 펠릿(Pellet) 형상 등으로 첨가한 재료를 사용한다. 이렇게 함으로써 종래의 비전도성 재료만을 사용할 경우에 투명전극(134a)과 버스전극(134j)간에 저항값이 큰 문제점을 해결할 수 있다.
도 3c를 참조하면, 블랙재료층(134i) 상에 투과부(160b)와 차단부(160a)를 갖는 제1 포토 마스크(160)를 이용하여 투과부(160b)와 대응되는 블랙재료층(161)이 노광된다.
도 3d를 참조하면, 부분적으로 노광된 블랙재료층(134i)이 형성된 상부기판(146)상에 전극재료층(134j)이 인쇄된 후 건조된다.
도 3e를 참조하면, 투과부(170b) 및 차단부(170a)를 갖는 제2 포토 마스크(170)를 이용하여 투과부(170b)와 중첩되는 블랙재료층(134i) 및 전극재료층(134j)이 노광된다. 노광된 블랙재료층(134i) 및 전극재료층(134j)이 현상공정에 의해 패터닝된 후 소성공정을 거치면 버스전극(134b)과 블랙 매트릭스(152)가 형성된다. 여기서, 버스전극은 블랙재료층(134i) 및 전극재료층(134j)으로 이루어진 2층구조이며 블랙 매트릭스(152)는 블랙재료층(134i)으로 이루어진 단층구조이다. 여기에, 서스테인전극쌍(134Y,134Z)과 블랙매트릭스(152)가 형성된 상부기판(146) 상에 유전체층 물질을 도포하고 상부 유전체층(142) 상에 보호층 물질인 산화마그네슘을 도포하여 도 3F에 도시된 바와 같이 보호막(140)이 형성된다.
도 4는 본 발명에 따른 이방성 블랙재료층(134i)을 사용하여 형성한 버스전극과 투명전극을 나타내는 사시도이다.
도 4를 참조하면, 본 발명에 따른 버스전극(134j)과 투명전극(134a)은 이방성 블랙재료층(134i)을 사이에 두고 형성된다.
블랙재료층(134i)은 비전도성 산화물(90)에 금속물 내지 금속 산화물(80)을 볼 또는 펠릿 형상으로 첨가하여 제조한다. 금속물 내지 금속 산화물은 Au, Ag, Cu 및 Ru 등을 사용할 수 있다. 비전도성 산화물(90)에 펠릿(pellet) 형상으로 형성되는 전도성 산화물(80)은 5%~30% 의 비율로 첨가된다. 전도성 산화물(80)의 첨가비율이 너무 적으면 투명전극(134a)과 버스전극(134j)간에 전도성을 저하시킬 수 있고, 첨가비율이 너무 많으면 공정이 어려워지고 이방성의 전기적 성질을 잘 나타내지 않으므로 전도성 산화물(80)은 5%~30% 로 첨가한다.
이처럼 본 발명에 따른 PDP의 상부기판의 제조에 있어서, 블랙재료층(134i)은 기본적으로 비전도성 산화물(90)을 주로 사용함으로써 공정을 간단히 할 수 있고 재료 비용을 절감할 수 있다. 또한 이러한 비전도성 산화물(90)에 금속 산화물(80)을 펠릿 형상으로 첨가함으로써 기존의 비전도성 산화물(90)만을 블랙재료층(134i)으로 사용하였을 경우의 단점이었던 투명전극(134a)과 버스전극(134j)간의 도통저항이 큰 것을 개선할 수 있다. 방전을 일으키기 위해 스캔전극 및 서스테인전극에 인가하는 전압을 종래에는 전압강하를 고려하여 높은 전압을 인가하였지만, 도통저항을 줄임으로써 스캔전극 및 서스테인전극에 인가하는 전압의 크기를 줄일 수 있다. 따라서, 일반적인 PDP의 가장 큰 단점이었던 소비전력을 줄일 수 있다. 또한, 블랙재료층(134i)에 있어서 전기적인 성질은 이방성으로써 투명전극(134a)과 버스전극(134j)간의 도통저항을 줄이면서 투명전극(134a)에서 버스전극(134j)으로의 전극의 종단면을 통해 전류가 흐르는 패스를 형성하기 때문에 블랙재료층(134i)내부에서의 횡단면을 통해 전류가 흐르는 것을 방지하기 때문에 전압 손실을 줄일 수 있고, 전극의 전체적인 분포를 통하여 고르게 전압이 형성될 수 있도록 하여, 방전의 신뢰성도 높일 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 플라즈마 디스플레이 패널의 제조방법은 제조된 블랙재료층과 전극재료층이 일체화된 단일 시트를 1회의 노광 및 현상공정으로 블랙매트릭스 및 버스전극을 형성함으로써 제조공정을 단순화시킨다. 또한, 단순해진 제조공정으로 인해 공기중의 먼지 등을 포함하는 이물질 등에 의한 소자특성의 저하가 방지된다.
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 정하여져야만 할 것이다.

Claims (6)

  1. 상부기판 일측면에 형성된 한 쌍의 평행한 스캔전극 및 서스테인전극이 복수 배치되고, 하부기판에 상기 스캔전극 및 서스테인전극과 교차하는 방향으로 어드레스 전극이 복수 배치되고, 상기 하부기판에 방전 공간을 분할 및 규정하는 격벽이 형성되고, 상기 격벽 사이에 형광체가 형성되는 3전극 면방전형 플라즈마 디스플레이 패널에 있어서,
    상기 스캔전극과 상기 서스테인전극은 투명전극 및 버스전극을 포함하여 구성되고, 상기 투명전극과 상기 버스전극의 사이에는 전기적으로 이방성(Anisotropic)을 갖는 블랙재가 구비되어 있는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 블랙재는 비전도성 물질에 전도성 금속물 또는 전도성 금속 산화물이 포함된 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 블랙재는 상기 비전도성 물질에 상기 전도성 금속물 또는 상기 전도성 금속 산화물이 볼(Ball) 또는 펠릿(Pellet) 형태로 형성된 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널.
  4. 제 2 항 또는 제 3 항에 있어서,
    상기 전도성 금속물 또는 상기 전도성 금속 산화물의 첨가 비율은 5% ~ 30% 인 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 전도성 금속물 또는 상기 전도성 금속 산화물은 Au, Ag, Cu, Ru 중 하나 이상인 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 전도성 금속물 또는 상기 전도성 금속 산화물은 Au, Ag, Cu 및 Ru 중 하나이거나, Au+Ag, Au+Cu, Au+Ru, Ag+Cu, Ag+Ru 및 Cu+Ru 중 하나이거나, Au+Ag+Cu, Au+Ag+Ru, Au+Cu+Ru, Ag+Cu+Ru 중 하나이거나 Au+Ag+Cu+Ru 중 하나인 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널.
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