KR100705289B1

KR100705289B1 - 플라즈마 디스플레이 패널의 보호막 형성방법 및 그 조성물

Info

Publication number: KR100705289B1
Application number: KR1020040107434A
Authority: KR
Inventors: 김영성
Original assignee: 엘지전자 주식회사
Priority date: 2004-12-16
Filing date: 2004-12-16
Publication date: 2007-04-10
Also published as: CN1808669A; EP1671935A1; JP2006173129A; KR20060068695A; US20060130705A1

Abstract

본 발명은 플라즈마 디스플레이 패널의 보호막 형성방법 및 그 조성물에 관한 것으로서, PDP의 기판 제작과정에서 유전층상에 형성되어지는 보호막을 액상으로 제조하여 코팅형성이 가능하도록 함으로서 보호막 형성에 따른 제작단가를 절감시킬 수 있게된다. 특히, 액상의 보호막이 접착력과 분산성을 갖도록 함으로서 보호막의 균일성 및 표면품위가 향상되며 이로인하여 PDP 방전특성이 개선되는 효과를 갖게된다. 이를 실현하기 위한 본 발명은, 솔벤트와 분산제 혼합액에 MgO 분말을 첨가한 후 밀링을 실시하여 제1용액을 얻고, 솔벤트에 커플링 에이전트(티탄산염, 지르콘산염, 알루민산염, 실란)를 혼합후 밀링을 실시하여 얻은 제2용액을 상기 제1용액과 혼합하여 밀링을 실시한 후 이를 상부기판의 유전층 상에 코팅시킴으로서 보호막을 형성시키는 것을 특징으로 한다.

PDP, 보호막, 커플링, 에이전트, 바인더, 티탄산염, 지르콘산염, 알루민산염, 실란

Description

플라즈마 디스플레이 패널의 보호막 형성방법 및 그 조성물{PROTECT LAYER MANUFACTURE METHOD OF PLASMA DISPLAY PANEL AND COMPOSITION THEREOF}

도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 액상 보호막 제조과정 블럭도.

도 2는 본 발명의 제2실시예에 따른 액상 보호막 제조과정 블럭도.

도 3은 첨가물의 종류 및 함량에 따른 보호막의 방전특성 변화 그래프.

도 4는 본 발명의 커플링 에이전트 첨가에 따른 보호막 상태를 비교한 사진으로서,

4a는 커플링 에이전트가 첨가되지 않은 경우의 보호막 상태도.

4b는 본 발명에 따라 커플링 에이전트가 첨가된 경우의 보호막 상태도.

본 발명은 플라즈마 디스플레이 패널에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 플라즈마 표시 패널의 제조과정에서 기판에 사용되는 MgO 보호막의 방전특성을 개선시킴과 함께 보호막 형성과정이 보다 용이하게 이루어질 수 있도록 하기 위한 보호막 형성방법 및 그 조성물에 관한 것이다.

일반적으로, 플라즈마 디스플레이 패널(Plasma Display Panel; 이하 PDP라 칭함)은 2장의 유리기판 사이에서의 전극간 기체방전현상을 이용하여 화상을 표시하는 발광형 소자의 일종으로서, 각 셀마다 액티브 소자를 장착할 필요가 없어 제조공정이 간단하고, 화면의 대형화가 용이하며, 응답속도가 빨라 대형화면을 가지는 직시형 화상표시장치 특히, HDTV(High Definition Television)시대를 지향한 화상표시장치의 표시소자로 각광받고 있다.

이러한 PDP는 화상이 구현되는 전면기판과 후면의 배면기판이 일정 거리를 사이에 두고 평행하게 결합되는데, 그중 전면기판의 제조공정을 살펴보면 투명전극과 버스전극으로 이루어지는 전극구조를 패턴 형성한 후 500℃ 이상에서 소성공정을 거치고, 그 위에 벽전하를 발생시켜 구동전압을 떨어뜨리기 위한 유전층을 형성하며, 유전층의 형성이 완료되면 또 한번 고온에서 소성공정을 거친 후 방전시 발생하는 스퍼트링으로 부터 유전층을 보호하기 위한 보호층을 E-Beam 증착방식으로 형성하게 된다.

이때, 형성되는 보호층은 산화마그네슘(MgO)을 사용함으로서 막특성이 비교적 우수하여 제품의 수명 및 전기적 특성이 좋은 장점을 갖고 있다.

그러나, 여전히 PDP의 소비전력은 높아 이를 위한 보호막의 개선, 즉 MgO 물질을 대체할 만한 소재에 대한 연구가 계속되고 있으며, 특히 E-Beam 증착방법으로 인한 제조단가가 상승하게 되는 문제점이 있었다.

한편, 이러한 제조단가 개선을 위한 방안으로 MgO 분말을 사용하여 보호막을 코팅 형성하는 방법이 제안되고 있으나, 보호막의 방전특성 향상을 위해 첨가되는 규소나 티타늄 같은 물질들은 균일하게 형성이 어려우며 또한 일정 이상의 접착력을 지닐 수 없는 문제가 있다.

본 발명은 상기한 종래 기술에서의 문제점을 개선하기 위해 제안된 것으로서, 나노분말을 액상상태로 사용하여 보호막의 코팅형성이 가능하도록 하여 보호막의 형성공정에서의 생산단가를 낮추며 PDP 구동시 방전특성이 더욱 향상되어질 수 있도록 하는데 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 상판의 기판 상에 전극을 패턴형성하고, 상기 전극을 포함한 기판의 상부 전면에 유전층을 형성하며, 상기 유전층의 상부에 MgO 성분의 보호막을 형성하는 공정을 포함하여 이루어지는 플라즈마 디스플레이 패널 제조과정에 있어서, 상기 보호막 형성공정은, 솔벤트와 분산제 혼합액에 MgO 분말을 첨가한 후 밀링을 실시하여 제1용액을 만드는 단계; 솔벤트에 커플링 에이전트를 혼합후 밀링을 실시하여 제2용액을 만드는 단계; 상기 제1용액과 제2용액을 밀링하여 분산용액을 만드는 단계; 상기 분산용액을 상부기판의 유전층 상에 코팅시켜 보호막을 형성하는 단계로 이루어진 것을 특징으로 한다.

또한, 상판의 기판 상에 전극을 패턴형성하고, 상기 전극을 포함한 기판의 상부 전면에 유전층을 형성하며, 상기 유전층의 상부에 MgO 성분의 보호막을 형성하는 공정을 포함하여 이루어지는 플라즈마 디스플레이 패널 제조과정에 있어서, 상기 보호막 형성공정은, 커플링 에이전트를 솔벤트와 혼합한 후 MgO 분말을 첨가 하고, 밀링을 실시하여 분산용액을 만드는 단계; 상기 분산용액을 상부기판의 유전층 상에 코팅시켜 보호막을 형성하는 단계로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

상기 커플링 에이전트는 티탄산염, 지르콘산염, 알루민산염 또는 실란 중 어느 하나 이상이 혼합되고, 이 커플링 에이전트는 보호막 내에 0.001mol%~10mol% 이내로 혼합되는 것이 바람직하다.

또한, 본 발명에 따른 플라즈마 디스플레이 패널의 보호막 조성물에 있어서, 상판의 기판 상에 전극을 패턴형성하고, 상기 전극을 포함한 기판의 상부 전면에 유전층을 형성하며, 상기 유전층의 상부에 MgO 성분의 보호막이 형성된 플라즈마 디스플레이 패널에 있어서, 상기 보호막은, 티탄산염, 지르콘산염, 알루민산염 또는 실란 중 어느 하나 이상이 혼합된 커플링 에이전트 또는 바인더가 사용되는 것을 특징으로 한다.

본 발명에서는 보호막 형성과정에서 종래 증착방법에 따른 원가상승의 부담을 덜어주기 위해 수십nm의 나노분말의 커플링 에이전트를 액상상태로 하여 코팅하기 위한 방법으로, 이러한 나노액상 보호막을 형성하기 위해서는 몇가지 조건들이 해결되어야 한다.

즉, 기존의 증착법이 아닌 코팅방법으로 보호막을 형성하는 경우 나노분말의 혼합만으로는 균일한 믹싱을 얻기 어렵고, 이는 보호막 내에서 방전전압을 낮춰줄 수 있는 물질인 Ti, Zr, Al, Si 등의 첨가가 어려워 오히려 방전특성에 악영향을 줄 수 있게된다.

따라서, 불순물(특히, 무기물)이 거의 없는 막을 형성하기 위해서는 분말형 태의 혼합이 아닌 용액 제조과정에서 균일하게 믹싱이 이루어질 수 있는 방안이 필요하다.

또한, MgO 분말의 경우 녹는점이 2800℃ 정도 되기 때문에 소성공정에 의해 용융되지 않기 때문에, 보호막이 유전층 위에 코팅되기 위해서는 별도의 접착력을 필요로 하게 된다.

이러한 선행조건들을 만족시키기 위한 액상 보호막 제조과정에 대한 구체적인 실시예를 첨부도면을 참조하여 상세히 살펴보기로 한다.

<제1실시예>

먼저, 본 발명의 제1실시예에서는 커플링 에이전트를 첨가물로만 사용한 경우를 나타낸 것으로서 이때에는 기존의 Mgo 분산용액에 일정비율로 혼합하여 사용하게 된다.

즉, 도 1에서와 같이 솔벤트와 분산제를 일정비율로 혼합한 후 MgO 분말을 넣고 밀링을 하여 제1용액을 만든다. 이때 MgO 분말은 5~10중량%로 혼합시킴이 바람직하며, 필요하다면 별도의 바인더를 사용할 수도 있다.

그리고, 솔벤트에 커플링 에이전트로서 티타늄(Ti)을 베이스로 하는 티탄산염(Titanate)을 50중량%이하로 혼합한 후 밀링을 하여 제2용액을 만들어서 상기 제1용액과 적절하게 밀링처리함으로서 액상의 보호막용 분산용액을 만들어주게 된다.

이때, 본 발명에서 사용되는 커플링 에이전트의 중요한 특성으로는 무기물질과 유기고분자 매트릭스 사이에서 연결체 역할을 하기 때문에 접착력이 부족한 나노액상 보호막의 경우 접착력 향상과 분산 그리고 내부식성을 향상시킬 수 있게 된 다.

이러한 커플링 에이전트로는 상기 실시예에서의 티탄산염 외에 지르코늄(Zr)을 베이스로 하는 지르콘산염(Zirconate), 알루미늄(Al)을 베이스로 하는 알루민산염(Aluminate) 등이 있으며 실리콘으로 구성된 실란(Silane)도 이와 동일한 효과를 갖고있다.

<제2실시예>

본 발명의 제2실시예에서는 커플링 에이전트를 분산제 및 첨가물로 사용한 경우를 나타낸 것이다.

즉, 이때에는 도 2에서와 같이 커플링 에이전트로서 타탄산염(Titanate)을 솔벤트와 일정비율로 혼합한 후 MgO 분말을 넣고 밀링처리를 하여 직접 분산용액을 만들어주게 된다.

이와같은 상기 제1실시예 또는 제2실시예의 과정을 통해 얻어진 액상의 보호막 분산용액은 커플링 에이전트가 혼합되어져 있으므로 막 자체의 분산성 및 접착성이 향상되며, 특히 Ti 성분을 포함하게 됨으로 방전특성이 기존의 E-Beam 증착법에서와 동등하게 유지될 수 있게된다.

또한, 연구결과에 의하면 증착법에 의한 방법으로 TiO₂ 첨가 함량별 실제 검출되는 성분함량을 하기 [표 1]에 나타내었다.

Ti0₂/(MgO+TiO₂) (mol%)	보호막의 각 성분별 농도(mol%)			Ti/(Mg+Ti) (mol%)
Ti0₂/(MgO+TiO₂) (mol%)	Mg	Ti	O	Ti/(Mg+Ti) (mol%)
0	49.4	0	50.6	0
0.1	43.14	2.45	54.41	0.054
0.2	41.24	4.2	54.56	0.092
0.3	39.6	5.23	55.17	0.117

한편, 도 3은 MgO와 첨가되는 첨가물의 종류 및 함량에 따른 방전전압 특성 변화를 실험을 통해 나타낸 것으로서, 도시된 바와같이 첨가물(Additives)이 TiO₂인 경우 함량이 0 ~ 0.10mol% 범위내에서 기타 다른 첨가물에 비해 방전전압이 낮게 나타남을 알 수 있다.

그리고, 하기 [표 2]의 실험에 의하면 본 발명의 적용에 따라 20중량%의 티타네이트 첨가시 약 3mol%의 티타늄이 혼합된 MgO막을 얻을 수 있었으며, 이를 기존 증착법에 의해 형성된 MgO막의 성분과 비교하여 나타내었다.

	O	Mg	Ti
E-Beam	55.9	44.1
20중량% 첨가된 나노액상	62.4	34.7	2.9

그리고, 도 4는 실험예에 따라 코팅방법으로 형성되어진 MgO보호막의 단면상태를 촬영한 사진으로서, 좌측의 커플링에이전트를 혼합하지 않고 MgO막을 형성하였을 때에 비하여 우측의 커플링 에이전트를 일정량 혼합하여 MgO 보호막을 형성하였을때 유전층과의 접착력 및 표면품위(Uniformity)가 월등히 개선되어진 것을 확인할 수 있다.

따라서, 본 발명의 기술내용에서와 같이 제조된 액상의 보호막은 높은 접착력을 갖게되어 이를 PDP 제작과정에서 전면기판의 유전층 형성면에 박막의 보호막 을 코팅 형성이 가능하게 된다.

또한, 형성된 보호막 코팅층은 분산작용을 통해 막의 균일성이 개선되어 이에따른 구동시의 방전전압을 떨어뜨리는 이점을 갖게되는 것이다.

또한, 상판의 기판 상에 전극을 패턴형성하고, 상기 전극을 포함한 기판의 상부 전면에 유전층을 형성하며, 상기 유전층의 상부에 MgO 성분의 보호막이 형성된 플라즈마 디스플레이 패널에 있어서, 상기 보호막은, 티탄산염, 지르콘산염, 알루민산염 또는 실란 중 어느 하나 이상이 혼합된 커플링 에이전트 또는 바인더(Binder)가 사용되는 것이 바람직하다.

이상에서 살펴본 바와같은 본 발명은, PDP의 기판 제작과정에서 유전층상에 형성되어지는 보호막을 나노액상의 형태로 제조하여 기존의 진공증착법 대신 코팅형성이 가능하도록 함으로서 보호막 형성에 따른 제작단가를 절감시킬 수 있게된다. 특히, 나노액상의 MgO보호막이 접착력과 분산성을 갖도록 커플링 에이전트를 혼합함으로서 보호막의 균일성(Uniformity) 및 표면품위가 향상되며 이로인하여 PDP 방전특성이 개선되는 효과를 갖게된다.

Claims

상판의 기판 상에 전극을 패턴형성하고, 상기 전극을 포함한 기판의 상부 전면에 유전층을 형성하며, 상기 유전층의 상부에 MgO 성분의 보호막을 형성하는 공정을 포함하여 이루어지는 플라즈마 디스플레이 패널 제조과정에 있어서,

상기 보호막 형성공정은,

솔벤트와 분산제 혼합액에 MgO 분말을 첨가한 후 밀링을 실시하여 제1용액을 만드는 단계;

솔벤트에 커플링 에이전트를 혼합후 밀링을 실시하여 제2용액을 만드는 단계;

상기 제1용액과 제2용액을 밀링하여 분산용액을 만드는 단계;

상기 분산용액을 상부기판의 유전층 상에 코팅시켜 보호막을 형성하는 단계로 이루어진 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널의 보호막 형성방법.
상판의 기판 상에 전극을 패턴형성하고, 상기 전극을 포함한 기판의 상부 전면에 유전층을 형성하며, 상기 유전층의 상부에 MgO 성분의 보호막을 형성하는 공정을 포함하여 이루어지는 플라즈마 디스플레이 패널 제조과정에 있어서,

상기 보호막 형성공정은,

커플링 에이전트를 솔벤트와 혼합한 후 MgO 분말을 첨가하고, 밀링을 실시하여 분산용액을 만드는 단계;

상기 분산용액을 상부기판의 유전층 상에 코팅시켜 보호막을 형성하는 단계로 이루어지는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널의 보호막 형성방법.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

상기 커플링 에이전트는 티탄산염, 지르콘산염, 알루민산염 또는 실란 중 어느 하나 이상이 혼합되는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널의 보호막 형성방법.
제 3 항에 있어서,

상기 커플링 에이전트는 보호막 내에 0.001mol%~10mol% 이내로 혼합되는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널의 보호막 형성방법.
상판의 기판 상에 전극을 패턴형성하고, 상기 전극을 포함한 기판의 상부 전면에 유전층을 형성하며, 상기 유전층의 상부에 MgO 성분의 보호막이 형성된 플라즈마 디스플레이 패널에 있어서,

상기 보호막은,

티탄산염, 지르콘산염, 알루민산염 또는 실란 중 어느 하나 이상이 혼합된 커플링 에이전트 또는 바인더가 사용되는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널의 보호막 조성물.