KR100669324B1 - 플라즈마 디스플레이 패널 및 그 제조 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명의 PDP는 서로 대향 배치되는 제1 기판과 제2 기판 사이로 표시전극이 구비되는 다수의 방전셀을 이용해서 가스 방전에 의한 화상을 표시하는 플라즈마 디스플레이 패널에 있어서, 상기 표시전극을 덮는 제1 유전층과, 상기 제1 유전층 위로 형성되는 제2 유전층을 포함하고, 이웃한 표시전극 사이로 그 양단이 상기 표시전극에 겹쳐져 상기 제2 유전층에 형성되는 암색층을 포함해서 이루어진다.

플라즈마, 패널, 제조, 유전층, 인쇄법, 라미네이팅법

Description

플라즈마 디스플레이 패널 및 그 제조 방법{PLASMA DISPLAY PANEL AND METHODS FOR MANUFACTURING THEREOF}

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 플라즈마 디스플레이 패널의 부분 분해 사시도이다.

도 2는 도 1의 A-A선을 따라 플라즈마 디스플레이 패널을 절개해서 보여주는 결합 단면도이다.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 플라즈마 디스플레이 패널의 제조 방법을 설명하는 흐름도이다.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 플라즈마 디스플레이 패널의 제조 공정을 보여주는 공정도이다.

도 5는 인쇄법을 설명하는 모식도이다.

도 6은 라미네이팅법을 설명하는 모식도이다.

본 발명은 플라즈마 디스플레이 패널에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 전극을 덮고 있는 유전체층을 개선한 플라즈마 디스플레이 패널 및 그 제조 방법에 관한 것이다.

일반적으로 플라즈마 디스플레이 패널(plasma display panel, 이하 'PDP')은 가스방전을 통하여 얻어진 플라즈마로부터 방사되는 진공자외선(vacuum ultraviolet: VUV)이 형광체를 여기시킴으로써 발생되는 가시광을 이용하여 영상을 구현하는 디스플레이 소자이다. 이러한 PDP는 60인치 이상의 초대형 화면을 불과 10㎝ 이내의 두께로 구현할 수 있고, CRT와 같은 자발광 디스플레이 소자이므로 색 재현력이 우수하고 시야각에 따른 왜곡현상이 적다는 특성을 갖고 있다. 또한, 액정 디스플레이 등에 비해 제조공법이 단순하여 생산성 및 원가 측면에서도 강점을 가지므로 차세대 산업용 평판 디스플레이 및 가정용 TV 디스플레이로 각광 받고 있다.

PDP의 구조는 1970년대부터 오랜 기간에 걸쳐 발전되어 왔는데, 현재 일반적으로 알려져 있는 구조는 3전극 면방전형 구조이다. 3전극 면방전형 구조는 동일 면상에 위치한 표시전극을 포함한 1개의 기판과 이로부터 일정 거리를 두고 이격되어 수직방향으로 이어지는 어드레스전극을 포함한 또 다른 기판으로 이루어지며, 그 사이에 방전가스가 봉입된 구조이다. 일반적으로 방전의 유무는 각 라인에 연결되어 독립적으로 제어되는 주사전극과 대향하고 있는 어드레스전극의 방전에 의해 결정되고, 휘도를 표시하는 유지방전은 동일 면상에 위치한 두 전극군(群)에 의해 이루어진다.

그리고, PDP는 콘트라스트(contrast)를 높이기 위해서 암색층을 포함하는 것이 일반적이다. 이 암색층은 방전셀 사이의 비방전공간을 따라서 형성되고, PDP의 외부에서 비쳐지는 외부광을 흡수해 빛이 반사되면서 화상과 빛이 간섭되어 화상이 흐려지는 것을 방지한다.

이 암색층은 빛이 투과하지 못하는 도전성 물질을 사용해서 이웃한 표시전극과 떨어져 설치되었으나, 공정상의 문제로 암색층 자체가 일렬로 설치되지 못하고 구불구불하게 설치되었다. 이는 시각적으로 얼룩으로 보이게 하는 문제를 일으킨다.

이러한 문제를 해결하기 위해서 제안된 것이 이웃한 표시전극에 접해서 암색층을 설치하는 것으로, 이때에는 암색층을 비도전성의 흑색 물질로 제작한다. 그러나, 이 역시 방전 과정에서 전극에 높은 전압이 인가됨으로, 암색층 자체의 절연 특성이 파괴되어 전극간 숏트를 발생시키는 문제를 일으킨다.

이에, 본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로 콘트라스트를 좋게 개선하면서도 표시전극 사이의 숏트를 유발하지 않도록 개선한 플라즈마 디스플레이 패널 및 그 제조 방법을 제공하는데 있다.

이 같은 목적을 달성하기 위해서 본 발명의 일 실시예에서 제공하는 플라즈마 디스플레이 패널은,

서로 대향 배치되는 제1 기판과 제2 기판 사이로 표시전극이 구비되는 다수의 방전셀을 이용해서 가스 방전에 의한 화상을 표시하는 플라즈마 디스플레이 패널에 있어서, 상기 표시전극을 덮는 제1 유전층과, 상기 제1 유전층 위로 형성되는 제2 유전층을 포함하고, 이웃한 표시전극 사이로 그 양단이 상기 표시전극에 겹쳐져 상기 제2 유전층에 형성되는 암색층을 포함해서 이루어진다.

본 발명에서, 상기 암색층은 빛을 흡수하는 비도전성 물질로 형성되는 것이 바람직하다.

그리고, 상기 암색층과 상기 표시전극 사이의 두께는 16 미크론(㎛) 보다 크게 제1 유전층이 형성된다.

그리고, 상기 표시전극이 유지전극 및 주사전극의 조합으로 형성될 수 있고, 상기 유지전극 및 주사전극 각각이, 투명전극과 이 투명전극의 도전성을 보완하는 암색의 버스전극으로 형성되고, 상기 암색층이 상기 버스전극 사이의 비방전공간을 따라 부분적으로 상기 버스전극에 겹쳐져 형성될 수 있다.

본 발명의 다른 실시예에서 제공하는 플라즈마 디스플레이 패널의 제조 방법은,

기판 위로 표시전극을 형성하는 단계, 상기 표시전극을 덮는 제1 유전층을 형성하는 단계, 상기 제1 유전층 위로 이웃한 표시전극 사이로 그 양단이 상기 표시전극에 겹쳐지게 암색층을 형성하는 단계 그리고 상기 암색층을 덮는 제2 유전층을 형성하는 단계를 포함해서 이루어진다.

이때, 상기 제1 및 제2 유전층이 인쇄법으로 형성되고, 상기 암색층도 인쇄법으로 형성될 수 있다.

이하, 첨부한 도면을 참조로 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 당업자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형 태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되는 것은 아니다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 플라즈마 디스플레이 패널의 부분 분해 사시도이고, 도 2는 도 1의 A-A선을 따라 플라즈마 디스플레이 패널을 절개해서 보여주는 결합 단면도이다.

도시된 바처럼, PDP는 제1 기판(10)(이하, '배면기판')과 제2 기판(20)(이하, '전면기판')이 소정의 간격을 두고 서로 대향 배치되고, 양 기판(10, 20)의 사이공간에는 격벽(16)에 의해서 형성되는 방전셀들(18)이 구비되는 구조로 되어있다.

그리고, 방전셀(18) 내에는 자외선으로 여기되어 가시광을 방출하는 형광체층(19)이 격벽면과 바닥면을 따라 형성되며, 플라즈마 방전을 일으킬 수 있도록 방전가스(일례로 제논(Xe), 네온(Ne) 등을 포함하는 혼합가스)가 채워진다.

전면기판(20) 중 배면기판(10)을 향하는 대향면에는 일 방향(도면의 x축 방향)을 따라 표시전극(25)이 각 방전셀(18)에 대응하도록 형성된다. 이 표시전극(25)은 그 기능적인 작용상 주사전극(21)과 유지전극(23)으로 구성된다. 주사전극(21)은 어드레스전극(12)과 작용해서 켜지는 방전셀에 벽전하를 생성하고, 유지전극(23)은 주사전극(21)과 작용해서 켜지는 방전셀에 유지방전을 일으킨다.

유지전극(23)과 주사전극(21) 각각은 투명전극(21a, 23a)과 버스전극(21b, 23b)의 조합으로 형성된다. 투명전극(21a, 23a)은 전면기판(20)의 대향면으로 위치하고, 어드레스전극(12)과 교차하는 방향을 따라 길게 이어져 형성된다. 이 투명전극(21a, 23a)은 빛이 투과하는 도전물질인 ITO(indium tin oxide)로 제작될 수 있 다. 그리고, 버스전극(21b, 23b)은 투명전극(21b, 23b)의 끝에서 겹쳐진 상태로 이 투명전극의 연장방향과 동일한 방향으로 길게 연장 형성된다. 이 버스전극(21b, 23b)은 빛이 흡수되는 암색의 도전성 물질로 이루어진다.

이 표시전극(25)은 제1 유전층(28a)이 덮고 있으며, 이 제1 유전층(28a)의 대향면(281)으로는 암색층(27)이 형성된다. 이 암색층(27)은 빛을 흡수하는 비도전성 물질로 형성되고, PDP의 외부에서 비쳐지는 외부광을 흡수해 빛이 반사되면서 화상과 빛이 간섭되어 화상이 흐려지는 것을 방지한다.

이 암색층(27)은 이웃한 표시전극 사이로 그 양단이 일부 상기 표시전극에 겹쳐지게 위치하고, 표시전극 사이의 비방전공간(S)을 따라 일방향(도면의 x축 방향)으로 길게 연장 형성된다.

보다 자세히, 이웃한 주사전극(또는, 유지전극)을 이루는 버스전극(21a)이 서로 마주해서 방전이 일어나지 않는 비방전공간(S)을 형성하고 있다. 암색층(27)은 이 비방전공간(S) 위로 일부가 버스전극(21a)에 겹쳐지게 제1 유전층(28a)의 대향면(281)으로 형성된다. 이때, 버스전극(21b)과 암색층(27)이 실질적으로 암색으로 이루어져 있기 때문에, PDP 외부에서 볼 때에는 이 둘 사이의 경계가 표시되지 않는다. 그리고, 제1 유전층(28a)을 사이에 두고 일정한 거리로 이격되어 있기 때문에 버스전극(21b) 사이에서 숏트가 발생하는 것을 방지할 수가 있다.

한편, 아래의 표 1은 버스전극(21)과 암색층(27) 사이의 제1 유전층 두께(d)를 변화시키면서 제1 유전층(28a)의 절연파괴 현상을 시험한 결과이다. 이 실험에서 사용된 PDP는 양산품과 동일한 규격으로 제작되었으며, 두께를 2 미크론(㎛)씩 변화시켜 가면서 제1 유전층에서 절연파괴가 일어나는지를 실험하였다. 그 결과로, 'd'가 16 미크론(㎛) 이상에서는 절연파괴가 일어나지 않지만, 그 아래에서는 절연파괴가 일어남을 알 수가 있었다.

암색층과 제1 유전층 사이의 두께	8	10	12	14	16	18	20	22
절연파괴 발생 유무	발생	발생	발생	발생	발생하지 않음	발생하지 않음	발생하지 않음	발생하지 않음

그리고, 제2 유전층(28b)이 암색층(27)을 덮으면서 제1 유전층(28a)의 대향면에 걸쳐 형성된다.

이 제2 유전층(28b)의 표면으로는 MgO 보호막(29)이 더 형성된다. 이 MgO 보호막(29)은 플라즈마 방전시 전리된 이온의 충돌로부터 유전층(28)을 보호하며, 이온과 부딪혔을 때 이차전자의 방출계수도 높아 방전효율을 높이도록 작용한다.

그리고, 배면기판(10)의 전면기판(20) 대향면에는 일방향(도면의 y축 방향)을 따라 어드레스전극(12)들이 형성되고, 이들 어드레스전극(12)들을 덮으면서 배면기판(10)의 내면 전체에 유전층(14)이 형성된다. 어드레스전극(12)은 이웃한 것끼리 소정의 간격을 유지하는 상태로 방전셀(18) 사이를 가로지르면서 서로 나란하게 형성된다.

격벽(16)은 상기 유전층(14) 위로 형성되는데, 이 같은 격벽은 여러 가지 모양으로 형성될 수 있는데, 일 예로써 어드레스전극(12)과 동일한 방향으로 이웃한 것끼리 상호 평행하게 길게 형성되는 스트라이프 격벽 또는 스트라이프 격벽처럼 일방향으로 길게 연장되는 제1 격벽부재와 이와 교차해서 방전셀을 구획하는 제2 격벽부재로 이루어지는 폐쇄형 격벽이 있을 수 있다. 도 1에서는 스트라이프 격벽을 예로써 도시하였다.

이하, 도 3 내지 도 6을 참조로 해서 상술한 바와 같은 암색층을 갖는 PDP의 제조 방법에 대해서 자세히 설명한다. 도 3은 PDP의 제조 과정을 설명하는 흐름도이고, 도 4 내지 도 6은 제조 방법을 설명하는 모식도이다.

유전층(28)은 라미네이팅법과 인쇄법을 사용해서 형성할 수 있는데, 라미네이팅법은 유전체 페이스트를 전사 필름 형태로 제작해서 압착기(raminator)로 이 전사필름을 기판에 압착하는 방식으로 이루어지고, 인쇄법은 유전체 페이스트를 기판에 인쇄해서 건조 및 소성시키는 방식이다. 여기서의 설명은 유전층(28)이 인쇄법을 사용해서 유전층을 형성하는 예를 설명하고, 이후에 라미네이팅법으로 유전층을 형성하는 예를 설명한다.

도면을 참조하면, 표시전극이 패턴(pattern)되어 있는 기판(20)을 인쇄 장치에 공급하는 것으로 기판 위로 유전체 페이스트(30)를 인쇄한다(S11)(도 4의 (A) 참조). 이 유전체 페이스트(30)는 유전체의 원재료를 휘발성 용매, 첨가제, 결합제와 같은 물질들을 혼합한 조성물로써 점성을 갖고 있다.

이 인쇄 공정에 대해서 도 5를 가지고 구체적으로 설명하면 다음과 같다. 유전체 페이스트(30)를 스크린 마스크(33) 위로 토출한다. 그러면, 스퀴저(squeezer)(31)가 이 유전체 페이스트(30)를 밀고 진행함에 따라서 상기 스크린 마스크(33)에 마련된 일정 두께의 망사 사이로 유전체 페이스트(30)가 배출되어서 기판(20) 위로 공급된다.

그리고, 상기 스퀴저(31)가 지나간 스크린 마스크(33)는 위로 급속히 상승해서 유전체 페이스트(30)로부터 분리된다.

다음으로, 스크린 마스크(33)가 분리된 기판 위의 유전체 페이스트(30)는 스스로의 힘으로 형상을 결정해서 고정된다.

이 같은 과정을 거쳐서 전극에 유전체 페이스트(30)를 인쇄한 후에는 유전체 페이스트(30)를 건조시킨다(S12),

그 다음으로, 이 페이스트(30) 위로 상술한 바와 동일한 인쇄 공정을 사용해서 암색층(27) 형성물질을 인쇄하고 건조한다(S13)(도 4의 (B) 참조).

이처럼 S11 내지 S13 과정을 통해서 얻은 기판(20)을 소성로에서 일정 온도로 소성해서 제1 유전층(28a) 및 암색층(27)을 형성하게 된다(S14). 이때, 제1 유전층(28a)의 두께는 상술한 절연파괴가 일어나지 않는 두께로 형성된다.

그 다음으로, S15 과정에서는 제1 유전층(28a) 위로 상술한 인쇄 공정에서와 동일하게 유전체 페이스트를 도포해서 건조하고, 이를 소성로에서 소성시켜 제2 유전층(28b)으로 형성한다(도 4의 (C) 참조).

한편, 도 6은 라미네이팅법을 설명하는 모식도이다. 이 도면을 참조로 유전층을 형성하는 방법을 설명하면 다음과 같다.

기판(4)을 압착기에 공급한다. 기판(20)은 압착기에 마련된 한 쌍의 롤러(51a, 51b)를 통과하면서 전사 필름(40)이 기판 위로 압착된다.

보다 구체적으로, 원재료의 파우더에 점도 유지를 위한 결합제와, 경화를 방지하는 가소제와, 상기 결합제와 가소제를 용해하는 용매등과 함께 소량의 첨가제 를 서로 혼합해서 슬러리로 건조한 다음에 이 슬러리를 테잎케스팅법으로 일정 두께로 가공해서 전사 필름(40)을 준비한다.

이처럼 전사 필름(40)이 준비된 후에는, 양면에 부착된 보호 필름(41, 45) 중 한 면의 보호 필름(41)을 제거해서 기판과 서로 마주하는 방향으로 기판(20)과 동시에 전사 필름(40)을 롤러(51a, 51b)에 제공한다.

그러면, 한 쌍의 롤러(51a, 51b)가 전사 필름(40)을 기판 위로 압착하게 된다. 이에 따라, 전사 필름(40)은 롤러(51a, 51b)의 압착하는 힘에 의해서 일정한 압력을 받아 기판 위로 부착된다.

이렇게, 전사 필름(40)을 기판에 압착한 후에는 전사 필름(40)에 잔존하는 나머지 보호 필름(45) 역시 제거한 후에 소성로로 이동시켜서 일정 온도로 소성하는 것으로 유전층이 형성된다.

이상과 같이, 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.

본 발명에 따르면, 상술한 문제점을 해결해서 표시전극 사이에서 발생하던 암색층에 의한 숏트 문제를 해결할 수가 있다. 또한, 본 발명은 암색층으로 인해서 PDP가 얼룩지게 보이는 문제를 해결할 수가 있다.

Claims (9)

1. 제1 기판;

   상기 제1 기판의 상면에 형성되는 어드레스 전극;

   상기 제1 기판으로부터 간격을 두고 대향 배치되는 제2 기판;

   상기 제1 기판을 향하는 상기 제2 기판의 대향면 상에 상기 어드레스 전극과 교차하는 방향을 따라 형성되는 표시전극;

   상기 제1 기판과 제2 기판 사이에 설치되어 방전공간을 구획하는 격벽; 및

   상기 표시전극을 덮도록 순차적으로 적층되는 제1 유전층과 제2 유전층을 포함하고,

   상기 표시전극은 유지전극 및 주사전극의 조합으로 형성되고,

   상기 유지전극 및 주사전극은 각각이 투명전극과 이 투명전극의 도전성을 보완하는 암색의 버스전극으로 형성되고,

   상기 제2 유전층에는 상기 제1 유전층의 대향면에 암색층이 형성되고, 상기 암색층은 이웃하는 한 쌍의 상기 버스전극 사이의 비방전공간을 따라 위치하면서 그 양단이 부분적으로 상기 버스전극에 각각 겹쳐지게 형성되는 플라즈마 디스플레이 패널.
2. 제1항에 있어서,

   상기 암색층이 빛을 흡수하는 비도전성 물질로 형성되는 플라즈마 디스플레이 패널.
3. 제1항에 있어서,

   상기 암색층과 상기 표시전극 사이의 두께가 16미크론(㎛) 보다 크게 제1 유전층이 형성되는 플라즈마 디스플레이 패널.
4. 삭제
5. 가스 방전에 의한 화상을 표시하는 플라즈마 디스플레이 패널의 제조 방법에 있어서,

   투명전극과 이 투명전극의 도전성을 보완하는 암색의 버스전극을 각각 구비한 주사전극과 유지전극의 조합으로 된 표시전극을 기판 상에 형성하는 단계;

   상기 표시전극을 덮는 제1 유전층을 형성하는 단계;

   상기 제1 유전층 상에 이웃하는 주사전극과 유지전극 사이를 따라 그 양단이 상기 한 쌍의 버스전극에 부분적으로 각각 겹쳐지게 암색층을 형성하는 단계; 및

   상기 암색층을 덮도록 상기 제1 유전층 상에 제2 유전층을 형성하는 단계;

   를 포함하는 플라즈마 디스플레이 패널의 제조 방법.
6. 제5항에 있어서,

   상기 암색층이 빛을 흡수하는 비도전성 물질로 형성되는 플라즈마 디스플레이 패널의 제조 방법.
7. 제5항에 있어서,

   상기 암색층과 상기 표시전극 사이의 두께가 16미크론(㎛) 보다 크게 제1 유 전층이 형성되는 플라즈마 디스플레이 패널의 제조 방법.
8. 제5항에 있어서,

   상기 제1 및 제2 유전층이 인쇄법으로 형성되는 플라즈마 디스플레이 패널의 제조 방법.
9. 제5항에 있어서,

   상기 암색층이 인쇄법으로 형성되는 플라즈마 디스플레이 패널의 제조 방법.

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