KR100696539B1 - 플라즈마 디스플레이 패널의 제조 방법 - Google Patents

플라즈마 디스플레이 패널의 제조 방법 Download PDF

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KR100696539B1
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손승현
박형빈
김기영
장상훈
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Abstract

본 발명의 목적은 반사막 층을 구비하는 플라즈마 디스플레이 패널의 제조 방법으로, 반사막의 두께를 균일하게 형성할 수 있고, 제조 공정이 단순하여 양산성이 우수하며, 다양한 재료를 반사막 재료로 적용할 수 있는 플라즈마 디스플레이 패널의 제조 방법을 제공하는 것이다. 이를 위하여 본 발명에서는, 제1패널을 준비하는 단계(a); 상기 제1패널에 격벽을 형성하는 단계(b); 분말 상태의 반사막 재료가 고르게 분산된 슬러리를 준비하는 단계(c); 격벽이 형성된 제1패널을 상기 단계(c)에서 준비된 슬러리에 담갔다가 인양하면서 격벽이 형성된 면을 향해 소정의 기압의 기체를 분사하여 반사막 재료가 소정 두께로 도포되도록 하는 단계(d); 및 격벽이 형성된 제1패널을 건조시킨 후, 소정 온도로 가열하여 반사막 층을 형성시키는 단계(e)를 포함하는 플라즈마 디스플레이 패널의 제조 방법을 제공한다.

Description

플라즈마 디스플레이 패널의 제조 방법{Method of manufacturing Plasma display panel}
도 1은 플라즈마 디스플레이 패널을 도시한 부분 분리 사시도.
도 2는 본 발명에 따라 제작되는 플라즈마 디스플레이 패널의 일례를 보여주는 부분 분리 사시도.
도 3 내지 도 5는 제1패널을 제작하는 공정을 순차적으로 보여주는 도면.
도 6은 본 발명에 따른 플라즈마 디스플레이 패널의 제조 방법 중 반사막 형성 공정을 보여주는 도면.
도 7은 본 발명에 따른 플라즈마 디스플레이 패널의 제조 방법에 따라 하나의 반사막 층이 형성된 상태의 제1패널을 보여주는 부분 단면도.
도 8은 본 발명에 따른 플라즈마 디스플레이 패널의 제조 방법에 따라 두 개의 반사막 층이 형성된 상태의 제1패널을 보여주는 부분 단면도.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
31: 제2기판 32: 유지방전전극
33: 버스 전극 34: 제2유전체층
35: 보호막층 41: 제1기판
42: 어드레스 전극층 43: 제1유전체층
44: 격벽 45: 형광체층
70: 슬러리용 용기 80: 슬러리
90: 에어 노즐 100: 플라즈마 디스플레이 패널
150: 복합 반사막 151, 152: 반사막 층
본 발명은 플라즈마 디스플레이 패널(Plasma Display Panel)의 제조 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 반사막 층을 구비하는 플라즈마 디스플레이 패널의 제조 방법으로, 반사막의 두께를 균일하게 형성할 수 있고, 제조 공정이 단순하여 양산성이 우수하며, 다양한 재료를 반사막 재료로 적용할 수 있으며, 제조 원가가 절감되는 플라즈마 디스플레이 패널의 제조 방법에 관한 것이다.
플라즈마 디스플레이 패널은 가스방전현상을 이용하여 화상을 표시하는 평판 표시패널로서, 표시용량, 휘도, 콘트라스트, 잔상 및 시야각 등의 각종 표시능력이 기존의 다른 디스플레이 장치들에 비해 우수하다. 또한, 박형이면서, 대화면 표시가 가능하여 CRT를 대체할 수 있는 차세대 평판표시패널로서 각광을 받고 있다.
도 1에는 일본특허공개공보 제1998-172442호에 개시된 3전극 면방전 방식의 플라즈마 디스플레이 패널의 일 형태의 구성을 개략적으로 보여주는 부분 분리 사시도가 도시되어 있다.
도 1을 참조하면, 상기 플라즈마 디스플레이 패널(100)은 제1패널(40), 이와 대향되게 결합되는 제2패널(30) 및 상기 제1패널(40) 및 상기 제2패널(30)에 의해 형성되는 공간을 구획하여 방전셀을 형성하는 격벽(45)을 구비한다.
상기 제1패널(40)은 제1기판(41), 어드레스 전극(42), 제1유전체(43), 격벽(44) 및 형광체(45)를 구비한다. 상기 제1기판(41) 상에는 상기 어드레스 전극(42)이 소정의 패턴 예컨대, 스트라이프 패턴으로 복수 개 형성될 수 있다. 여기서, 어드레스 전극(42)의 길이방향은 상기 유지방전전극(32)의 길이방향과 교차되도록 형성된다. 상기 제1유전체(43)는 상기 어드레스 전극(42)을 매립하도록 제1기판(41) 상에 형성된다. 상기 제1유전체(43) 상에는 격벽(44)이 형성되는데, 이러한 격벽(44)은, 도 1에서 볼 수 있듯이, 어드레스 전극(42)과 대략 평행하게 형성된다. 상기 형광체(45)는 제1유전체(43) 상에서 격벽(44)의 측면 상에 걸쳐 도포된다.
한편, 화상의 표시부가 되는 제2패널(30)은 제2기판(31)과, 유지방전전극(32)과, 버스전극(33)과, 제2유전체(34) 및 보호막층(35)을 구비한다.
상기 제2기판(31) 상에는 유지방전전극(32)이 소정의 패턴, 예를 들어, 스트라이프 패턴으로 복수 쌍 형성될 수 있다. 상기 유지방전전극(32)의 전기저항을 개선하기 위해, 전기전도도가 우수한 재질로 이루어지는 버스전극(33)이 상기 유지방전전극(32)과 접하도록 형성된다. 상기 제2유전체(34)는 상기 유지방전전극(32) 및 버스전극(33)을 매립하도록 제2기판(31) 상에 형성되고, 상기 제2유전체(34) 상에는 보호막층(35)이 구비될 수 있다.
이상과 같은 구성을 가지는 플라즈마 디스플레이 패널은 플라즈마 방전에 의 해 발생한 자외선에 의해 여기되어 형광체층에서 기사광선이 발생하게 되고 이를 이용하여 화상을 표시한다. 그런데, 형광체층에서 발생하는 가시광선의 전부가 전방으로 진행하는 것은 아니고, 일부는 후방을 향하여 진행하거나 측방향을 향하여 진행한다. 따라서 실제로 발생시킨 가시광선의 전부를 화상의 표시를 위해 사용하지 못하는 단점이 있다.
또한, 플라즈마 방전 중에 방전셀 내에서 발생한 이온과 전자 등의 하전 입자는 비교적 높은 유전 상수 값을 가지는 유전체로 만들어진 격벽 부근에서 격벽에 부딪혀 손실된다. 이에 따라 플라즈마 방전이 원활히 일어나지 못하는 원인이 되고 소비전력을 증가시키는 원인이 된다.
이러한 단점을 극복하기 위하여, 상기 격벽과 상기 형광체층의 사이, 그리고 상기 제1유전체층과 상기 형광체층의 사이 부분에 반사막을 형성하여 형광체층에서 발생한 가시광선 중 측방향이나 후방을 향하는 가시광선들을 전방으로 반사하도록 하였다. 그러나 가시광선을 반사하여 휘도를 증가시키는 데에는 기여할 수 있으나, 그 제조 공정이 스퍼터링(sputtering)에 의해 이루어짐에 따라 두께를 균일하게 형성하기 어렵고, 다양한 반사막 재료에 적용하기 어려우며, 디스플레이 패널이 대형화됨에 따라 스퍼터링에 의해서 대형 패널 전면에 반사막을 형성하기에는 공정이 효율적이지 못한 단점이 있어왔다. 이에 이러한 문제점들을 해결할 수 있는 새로운 구조의 플라즈마 디스플레이 패널과 이를 제조할 수 있는 방법을 개발할 필요성이 크게 대두되고 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 고안된 것으로, 본 발명의 목적은 반사막 층을 구비하는 플라즈마 디스플레이 패널의 제조 방법으로, 반사막의 두께를 균일하게 형성할 수 있고, 제조 공정이 단순하여 양산성이 우수하며, 다양한 재료를 반사막 재료로 적용할 수 있는 플라즈마 디스플레이 패널의 제조 방법을 제공하는 것이다.
상기와 같은 본 발명의 목적은, 제1패널을 준비하는 단계(a); 상기 제1패널에 격벽을 형성하는 단계(b); 분말 상태의 반사막 재료가 고르게 분산된 슬러리를 준비하는 단계(c); 격벽이 형성된 제1패널을 상기 단계(c)에서 준비된 슬러리에 담갔다가 인양하면서 격벽이 형성된 면을 향해 소정의 기압의 기체를 분사하여 반사막 재료가 소정 두께로 도포되도록 하는 단계(d); 및 격벽이 형성된 제1패널을 건조시킨 후, 소정 온도로 가열하여 반사막 층을 형성시키는 단계(e)를 포함하는 플라즈마 디스플레이 패널의 제조 방법을 제공함으로써 달성된다.
여기서, 상기 반사막 층은 AlN, BN, BaTiO3, TiO2, 제오라이트, SiO2, 또는 다이아몬드 중에서 선택된 하나 이상의 재료를 포함하는 것이 바람직하다.
여기서, 상기 단계(c)의 반사막 재료를 변경하여 단계(c) 내지 단계(e)를 반복하여 복수 개의 반사막 층을 포함하는 복합 반사막을 형성하는 것이 바람직하다.
여기서, 상기 복수 개의 반사막 층 중 가시광선이 유입되는 표면에 위치하는 반사막 층의 유전 상수가 다른 반사막 층의 유전 상수에 비하여 작은 것이 바람직 하다.
여기서, 상기 복수 개의 반사막 층 중 가시광선이 유입되는 표면에 위치하는 반사막 층은 SiO2, BN, 또는 다이아몬드 중에서 선택된 재료를 포함하는 것이 바람직하고, 상기 복합 반사막의 전체 두께는 5㎛ 내지 30㎛인 것이 바람직하다.
이하에서는 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예에 대해 상세히 설명한다.
도 2에는 본 발명에 따라 제작되는 플라즈마 디스플레이 패널의 일 실시예의 구성을 개략적으로 보여주는 부분 분리 사시도가 도시되어 있다.
도 2에 도시된 것과 같이, 본 발명에 따라 제작되는 플라즈마 디스플레이 패널(100)은 제1패널(40), 제2패널(30) 및 격벽(44)을 포함한다.
상기 제2패널(30)은 전방에 배치되어 사용자의 눈에 보이는 화상이 표시되는 부분으로, 제2기판(31), 유지방전전극(32), 버스전극(33), 제2유전체(34) 및 보호막층(35)을 구비할 수 있다.
상기 제2기판(31) 상에는 유지방전전극(32)이 소정의 패턴, 예를 들어, 스트라이프 형태로 복수 개가 형성될 수 있다.
상기 유지방전전극(32)의 전기저항을 개선하기 위해, 전기전도도가 우수한 재질로 이루어지는 버스전극(33)이 상기 유지방전전극(32)과 접하도록 형성된다.
상기 제2유전체(34)는 상기 유지방전전극(32) 및 버스전극(33)을 매립하도록 제2기판(31) 상에 형성되고, 상기 제2유전체(34) 상에는 MgO로 만들어진 보호막층(35)이 구비될 수 있다.
한편, 제1패널(40)은 제1기판(41)과, 어드레스 전극(42)과, 제1유전체(43)와, 격벽(44) 및 형광체(45)를 구비한다.
상기 제1기판(41) 상에는 상기 어드레스 전극(42)이 소정의 패턴 예컨대, 스트라이프 형태로 복수 개 형성될 수 있다. 여기서, 어드레스 전극(42)의 길이방향은 상기 유지방전전극(32)의 길이방향과 교차되도록 형성된다.
상기 제1유전체(43)는 상기 어드레스 전극(42)을 매립하도록 제1기판(41) 상에 형성된다.
한편, 상기 격벽(44)은 상기 제1패널의 제1유전체층의 상측에 배치된다. 이러한 격벽(44)은 어드레스 전극(42)과 실질적으로 평행하게 형성된다.
상기 격벽(44) 및 제1유전체층(43)의 적어도 일부분에는 복합 반사막(150)이 배치된다. 상기 복합 반사막(150)이 배치된 면과 상기 격벽(44)의 표면, 상기 제1유전체층(43)의 표면에는 형광체층(45)이 형성된다. 바람직하게는 도면에 도시된 것과 같이 상기 형광체(45) 및 복합 반사막(150)이 제1유전체(43) 상에서 격벽(44)의 측면 상에 걸쳐 형성되는 것이 바람직한데, 본 발명이 반드시 이 부분 전체에 복합 반사막(150) 및 형광체층(45)이 배치되는 것으로 한정되는 것은 아니다.
상기 복합 반사막(150)은 도면에 도시된 것과 같이 서로 다른 유전 상수를 가지는 두 개의 반사막 층(151, 152)이 적층되어 이루어질 수 있다. 상기 반사막 층(151, 152)의 재료로는 AlN(Aluminum Nitride), BN(Boron Nitride), BaTiO3, TiO2, 제오라이트(Zeolite), SiO2 또는 다이아몬드 중에서 선택된 재료가 사용되는 것이 바람직하다.
상기 복합 반사막(150)이 배치되는 경우에는, 형광체층(45)에서 발생한 가시광선 중 플라즈마 디스플레이 패널(100)의 전방으로 향하여 나아가지 않는 빛을 반사하여 전방으로 향하는 가시광선의 양을 증가시켜 디스플레이 패널의 휘도를 증가시키는 효과를 얻을 수 있다.
한편, 상기 복합 반사막(150)은 이를 구성하는 각각의 반사막 층(151, 152)의 유전 상수가 서로 상이하게 구성되는 것이 바람직하다. 이와 같이 구성되는 경우, 다양한 파장의 전자기 방사선(electromagnetic radiation)을 반사시킬 수 있게 되어 휘도의 향상과 함께 방전 효율의 향상을 꾀할 수 있게 된다.
상기 복합 반사막(150)에서 이를 구성하는 반사막 층(151, 152) 중 최외곽의 반사막 층(여기서는 152번 부재)은 다른 반사막 층과 비교하여 유전 상수가 가장 작은 것이 바람직하다. 예를 들어. 위의 반사막 재료 중 SiO2, BN 또는 다이아몬드가 최외곽의 반사막 층의 재료로 사용되는 것이 바람직하다. 이렇게 형성됨으로써, 플라즈마 방전 시에 격벽에서 이온이나 전자 등의 차징(charging)이 발생하여 하전 입자들이 손실되는 것을 최소화할 수 있고, 플라즈마 디스플레이 패널의 방전 효율을 향상시킬 수 있다.
상기 복합 반사막(150)의 전체 두께는 5㎛ 내지 30㎛인 것이 바람직하다. 만약 상기 복합 반사막(150)을 5㎛ 이하의 두께로 형성하고자 하는 경우에는 이후에 설명하는 본 발명에 따른 공정에 의해 형성하기 어렵다는 단점이 있으며, 30㎛ 이상의 두께로 형성하는 경우에는 플라즈마 디스플레이 패널의 작동 중의 어드레싱(addressing)이 잘 이루어지지 못하게 되어 바람직하지 않다.
이하에서는 본 발명에 따른 플라즈마 디스플레이 패널을 제조하는 방법에 대해 설명한다. 플라즈마 디스플레이 패널의 제조 방법 중에서 본 발명의 특징적인 부분과 직접 연관이 없는 제2패널의 제조 방법에 대해서는 설명을 생략한다.
도 3 내지 도 5에는 본 발명에 따른 플라즈마 디스플레이 패널의 제조 방법 중 제1패널과 격벽을 제작하는 방법을 단계적으로 보여주는 도면이 도시되어 있다.
제1패널(40)은 소다석회 유리와 같은 물질로 만들어진 판상의 제1기판(41) 상에 어드레스 전극층(42)을 형성하고 그 위에 제1유전체층(43)을 형성하여 만든다.
상기 어드레스 전극층(42)은 Ag를 주성분으로 도전체 재료를 스크린 인쇄를 통해 제1기판(41) 상에 도포함으로써 형성될 수 있다. 상기 어드레스 전극층(42)은 예를 들어 스트라이프 패턴으로 형성될 수 있다(도 3).
상기 제1유전체층(43)은 상기 어드레스 전극층(42)을 매립하도록 형성되는데, 스크린 인쇄법에 의해 유리성분의 페이스트를 도포함으로써 형성될 수 있다(도 4).
그 다음으로는, 상기 제1패널의 상기 제1유전체층(43) 상에 격벽(44)들을 형 성한다. 여기서, 상기 격벽(44)들은 샌드 블라스트(Sand blast)법을 이용하여 형성될 수 있다. 즉, 상기 격벽(44)들은 제1유전체층(43) 상에 격벽재료를 도포하고, 그 위에 DFR(Dry Film Resist)을 적층한 후, 포토 마스크(미도시)를 이용해 선택적으로 노광 및 현상을 시키고, 노광 및 현상을 거치는 동안 경화되지 않고 남아 있는 부분을 샌드 블라스팅을 통해 제거함으로써 형성될 수 있다(도 5).
도 6 내지 도 8에는 본 발명에 따른 플라즈마 디스플레이 패널의 제조 방법 중 복합 반사막을 형성하는 공정을 단계적으로 보여주는 도면들이 도시되어 있다.
앞서 제작된 격벽을 구비하는 제1패널에 반사막을 형성하는 공정은 다음과 같이 수행될 수 있다.
도 6에 도시된 것과 같이, 소정의 용기(80) 내에 담긴 슬러리(slurry)(70)에 분말 상태의 반사막 재료를 고르게 분산시킨다. 앞서 준비한 격벽(44)이 형성된 제1패널(40)을 이 슬러리(70)에 담근 후 일정 속도로 인양한다. 인양할 때는 소정의 경사로 기울어진 상태로 상면에 일정한 기압의 공기를 노즐을 통해 분사해준다. 공기압이 일정하게 가해질 수 있도록 제1패널(40)의 길이 방향(화살표 방향)으로 인양하여 공기 분사 노즐(90)과 제1패널(40)과의 거리를 일정하게 유지한다. 제1패널(40)의 전면에 걸쳐 공기 분사가 완료되면 균일한 두께로 반사막 재료를 함유한 슬러리 코팅막이 제1패널(40)과 격벽(44)의 표면에 형성된다. 코팅막이 형성된 제1패널(40)을 건조시키고, 소정의 온도로 가열하면 도 7에 도시된 것과 같이 반사막(151)이 형성된다.
이러한 공정을 반사막 재료를 달리하여 반복하면 도 8에 도시된 것과 같이 복합 반사막(150)을 형성할 수 있다. 예를 들어, 다이아몬드 분말이 분산된 슬러리에 제1패널(40)을 담근 후 위와 같이 인양하고 건조 및 소성 과정을 거치면 다이아몬드로 만들어진 반사막이 형성된다. 그 다음, SiO2 분말을 함유한 슬러리에 다이아몬드로 만들어진 반사막이 형성된 제1패널을 담근 후 위에서 설명한 인양, 건조 및 소성 과정을 거치면 다이아몬드 반사막 층과 SiO2 반사막 층으로 이루어진 복합 반사막을 얻을 수 있다. 물론 본 발명의 플라즈마 디스플레이 패널 제조 방법을 사용하여 만들 수 있는 복합 반사막은 두 개의 반사막 층을 가지는 복합 반사막으로 한정되는 것이 아니고 원하는 수만큼의 반사막 층을 구비하는 복합 반사막을 형성할 수 있다.
그 다음으로, 상기 격벽(44)면과 상기 제1유전체층(43)의 표면에 걸쳐 형성된 복합 반사막(150) 중 상기 격벽의 측면과 상기 제1유전체층(43)의 상면에 위치한 부분의 표면에 형광체층을 형성한다. 상기 형광체층은 형광체 페이스트를 스크린 인쇄하여 형성할 수 있다.
상술한 바와 같이 제조된 제1패널은 별도로 제작된 제2패널과 건조 상태에서 글라스 프리트를 사용하여 밀봉하고, 불순가스를 제거하는 배기공정 및 방전가스를 충진 하는 봉입과정을 거쳐 플라즈마 디스플레이 패널로 완성된다.
지금까지는 본 발명에 따른 플라즈마 디스플레이 패널의 제조 방법을 설명하면서 도 1 및 도 2에 도시된 것과 같은 3전극 면방전 방식의 플라즈마 디스플레이 패널에 적용한 예에 대해서만 설명하였다. 그러나 본 발명은 3전극 면방전 방식의 플라즈마 디스플레이 패널에 한정되지 않는다.
예를 들어, 전극들의 일부 또는 전부가 격벽 내에 배치되는 형태의 플라즈마 디스플레이 패널의 경우, 전극들을 구비하는 격벽과 제1패널이 결합된 상태에서 위에서 설명한 것과 같은 방식의 복합 반사막 형성 공정을 수행할 수 있다.
또한, 동일한 3전극 면방전 방식이더라도 투과형 플라즈마 디스플레이 패널의 경우, 형광체층을 형성하는 공정은 앞서 설명한 플라즈마 디스플레이 패널의 제조 방법에서와 달리 제2패널 측에 형광체층이 형성되도록 변경될 수 있다.
본 발명의 플라즈마 디스플레이 패널의 제조 방법에 의하면, 복합 반사막이 형성된 플라즈마 디스플레이 패널을 간편하고 빠르게 제작할 수 있다. 또한, 복합 반사막을 구비하는 플라즈마 디스플레이 패널에서는 다양한 파장의 전자기 방사선들을 반사할 수 있어 플라즈마 디스플레이 패널의 방전 효율을 크게 향상시킬 수 있고, 그 휘도를 크게 향상시킬 수 있다.
본 발명은 첨부된 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 보호 범위는 첨부된 특허청구범위에 의해서 정해져야 할 것이다.

Claims (6)

  1. 삭제
  2. 삭제
  3. 제1패널을 준비하는 단계(a);
    상기 제1패널에 격벽을 형성하는 단계(b);
    분말 상태의 반사막 재료가 고르게 분산된 슬러리를 준비하는 단계(c);
    격벽이 형성된 제1패널을 상기 단계(c)에서 준비된 슬러리에 담갔다가 인양하면서 격벽이 형성된 면을 향해 소정의 기압의 기체를 분사하여 반사막 재료가 소정 두께로 도포되도록 하는 단계(d); 및
    격벽이 형성된 제1패널을 건조시킨 후, 소정 온도로 가열하여 반사막 층을 형성시키는 단계(e)를 포함하고,
    상기 단계(c)의 반사막 재료를 변경하여 단계(c) 내지 단계(e)를 반복하여 복수 개의 반사막 층을 포함하는 복합 반사막을 형성하며,
    상기 복수 개의 반사막 층 중 가시광선이 유입되는 표면에 위치하는 반사막 층의 유전 상수가 다른 반사막 층의 유전 상수에 비하여 작은 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널의 제조 방법.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 복수 개의 반사막 층 중 가시광선이 유입되는 표면에 위치하는 반사막 층은 SiO2, BN 또는 다이아몬드 중에서 선택된 한 가지 재료로 만들어지는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널의 제조 방법.
  5. 제3항 또는 제4항에 있어서,
    상기 복합 반사막의 전체 두께는 5㎛ 내지 30㎛인 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널의 제조 방법.
  6. 제3항 또는 제4항에 있어서,
    상기 반사막 층은 AlN, BN, BaTiO3, TiO2, 제오라이트, SiO2 또는 다이아몬드 중에서 선택된 하나 이상의 재료를 포함하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널의 제조 방법.
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