KR100730042B1 - 플라즈마 디스플레이 패널의 격벽용 페이스트 조성물,그린시트, 및 이를 이용한 플라즈마 디스플레이 패널 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 플라즈마 디스플레이 패널의 격벽용 페이스트 조성물, 그린시트, 및 이를 이용한 플라즈마 디스플레이 패널에 관한 것이다. 더욱 상세하게는 본 발명의 격벽용 페이스트 조성물은 무연 유리 분말 30 ~ 60wt%, 충전제 1 ~ 10 wt%, 결합제 10 ~ 30wt%, 가소제 1 ~ 8wt%, 분산제 0.1 ~ 3wt% 및 용매 15 ~ 35wt%를 포함한다. 본 발명에 따른 격벽용 페이스트 조성물을 사용하여 제조된 격벽은 산화납을 포함하지 않으므로 환경 및 인체에 무해하고 제조원가를 절감할 수 있다.
PDP, 격벽, 무연

Description

플라즈마 디스플레이 패널의 격벽용 페이스트 조성물, 그린시트, 및 이를 이용한 플라즈마 디스플레이 패널{COMPOSITION OF PASTE, GREEN SHEET FOR BARRIER RIBS OF PLASMA DISPLAY PANEL, AND PLASMA DISPLAY PANEL USING THE SAME}
도 1은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 플라즈마 디스플레이 패널을 도시한 단면도이다.
도 2는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 격벽용 그린시트를 도시한 단면도이다.
도 3a 내지 도 3f는 도 1의 플라즈마 디스플레이 패널의 격벽 제조공정을 도시한 단면도들이다.
본 발명은 플라즈마 디스플레이 패널에 관한 것이다. 더욱 상세하게는, 플라즈마 디스플레이 패널에 사용되는 격벽용 페이스트 조성물 및 그린시트에 관한 것이다.
일반적으로 플라즈마 디스플레이 패널(Plasma Display Panel, 이하 "PDP"라 함)은, 플라즈마 방전에 의한 발광현상을 이용하여 영상이나 정보를 표시하는 평면 디스플레이로서, 패널 구조, 구동 방법에 따라 DC형과 AC형으로 나뉜다.
PDP는 격벽으로 분리된 방전 셀 내부에 플라즈마 방전을 발생시키며, 이때 각 방전 셀 내에 주입되어 있는 He, Xe 등의 가스의 방전에 의해 발생하는 자외선이 형광체를 여기 시켜 기저상태로 돌아갈 때의 에너지 차에 의해 발생하는 가시광선의 발광현상을 이용한 표시소자이다.
상기 PDP는 단순구조에 의한 제작의 용이성, 고휘도 및 고발광 효율의 우수성, 메모리 기능 및 160도 이상의 광시야각을 갖는 점과 아울러 40 인치 이상의 대화면을 구현할 수 있는 장점이 있다.
이하 상기 PDP의 구조를 개략적으로 설명한다.
상기 PDP는 대향 배치된 상부기판 및 하부기판, 격벽을 포함하며, 상기 상부기판, 하부기판 및 격벽에 의해 셀이 구획되어 형성된다. 상기 상부기판에는 투명전극이 형성되며, 상기 투명전극 상에는 상기 투명전극의 저항을 감소시키기 위하여 버스전극이 형성된다. 상기 하부기판에는 어드레스 전극이 형성된다.
상기 격벽에 의해 구획된 셀 내에는 형광 물질을 도포한다. 상기 상부기판에는 상기 투명전극 및 버스전극을 덮도록 상부 유전체층이 형성된다. 또한 상기 하부기판에는 상기 어드레스 전극을 피복하도록 하부 유전체층이 형성된다. 상기 상부 유전체층 상에는 산화마그네슘으로 이루어진 보호층이 형성된다.
한편, 상기 격벽은 상기 상부기판 및 하부기판 사이의 방전거리를 유지함과 아울러, 인접한 셀 간의 전기적, 광학적 상호혼신(crosstalk)을 방지하는 역할을 한다. 상기 격벽의 형성은 상기 PDP의 제조공정에서 표시품질과 효율을 위한 가장 중요한 단계이며, 패널이 대형화됨에 따라 격벽 형성 기술에 대한 다양한 연구가 이루어지고 있다.
통상적으로 격벽 형성에 사용되는 재료에는 산화납을 50wt% 이상 사용하는 유리분말과 유기물을 혼합한 페이스트가 사용되고 있다. 그러나 상기 산화납은 인체 및 환경에 유해한 물질로 알려져 있으며, 이 때문에 유리 분말 생산 및 사용에 있어 추가 환경 설비가 필요하게 되어 공정 효율이 떨어지며, 제조 원가가 증가하는 문제점이 있다. 또한, 산화납의 함량이 많아지게 되면, 격벽의 소성 공정시 점성 유동이 심해져서 소성 후에 기포가 많아지는 문제점이 있다.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 무연 유리 원료를 이용한 플라즈마 디스플레이 패널의 친환경의 격벽용 페이스트 조성물, 그린시트 및 이를 이용한 격벽을 포함하는 플라즈마 디스플레이 패널을 제공하는 것이다.
본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 격벽용 페이스트 조성물은 무연 유리 분말 30 ~ 60wt%, 충전제 1 ~ 10 wt%, 결합제 10 ~ 30wt%, 가소제 1 ~ 8wt%, 분산제 0.1 ~ 3wt% 및 용매 15 ~ 35wt%를 포함한다.
본 발명에 따른 격벽용 그린시트는 베이스 필름, 상기 베이스 필름상에 무연 유리 분말 30 ~ 60wt%, 충전제 1 ~ 10 wt%, 결합제 10 ~ 30wt%, 가소제 1 ~ 8wt%, 분산제 0.1 ~ 3wt% 및 용매 15 ~ 35wt%를 포함하는 제 1 페이스트 조성물을 코팅하여 형성된 제 1 막형성 재료층, 및 상기 제 1 막형성 재료층 상에 무연계 유리 분말 30 ~ 60wt%, 충전제 1 ~ 10 wt%, 결합제 10 ~ 30wt%, 가소제 1 ~ 8wt%, 분산제 0.1 ~ 3wt% 및 용매 15 ~ 35wt%를 포함하되, 상기 제 1 페이스트 조성물과 에칭 비율이 다른 제 2 페이스트 조성물을 코팅하여 형성된 제 2 막형성 재료층을 포함한다.
또한 본 발명에 따른 격벽용 그린시트는 베이스 필름, 상기 베이스 필름상에 형성되고, 무연 유리 분말 40 ~ 70wt%, 충전제 1 ~ 10wt%, 결합제 10 ~ 40wt%, 가소제 1 ~ 10wt% 및 분산제 0.1 ~ 5wt%를 포함하는 제 1 막형성 재료층, 및 상기 제 1 막형성 재료층 상에 형성되고, 무연계 유리 분말 40 ~ 70wt%, 충전제 1 ~ 10wt%, 결합제 10 ~ 40wt%, 가소제 1 ~ 10wt% 및 분산제 0.1 ~ 5wt%를 포함하는 제 2 막형성 재료층을 포함하되, 상기 제 2 막형성 재료층은 상기 제 1 막형성 재료층과 에칭 비율이 다른 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 플라즈마 디스플레이 패널은 서로 대향 배치되는 하부기판 및 상부기판, 상기 하부기판에 설치된 어드레스 전극들 및 상기 상부기판에 설치된 방전 유지 전극들, 상기 하부기판 및 상부기판의 사이 공간에 배치되며, 다수의 방전 셀을 구획하기 위한 격벽, 및 상기 격벽으로 구획된 방전 셀 내에 형성되는 적색, 녹색 및 청색 형광체층을 포함한다. 상기 격벽은 무연 유리 분말 30 ~ 60wt%, 충전제 1 ~ 10 wt%, 결합제 10 ~ 30wt%, 가소제 1 ~ 8wt%, 분산제 0.1 ~ 3wt% 및 용매 15 ~ 35wt%를 포함하는 페이스트 조성물로 형성된 것을 특징으로 한다.
상기 플라즈마 디스플레이 패널의 격벽용 페이스트 조성물, 그린시트 및 이를 이용한 플라즈마 디스플레이 패널은 산화납(PbO)을 포함하지 아니하는 무연유리분말을 포함하여 환경에 무해하다.
이하에서는 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 플라즈마 디스플레이 패널의 격벽용 페이스트 조성물, 그린시트 및 이를 이용한 플라즈마 디스플레이 패널의 바람직한 실시예를 자세히 설명하도록 한다.
도 1은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 플라즈마 디스플레이 패널을 도시한 단면도이다.
도 1을 참조하면, 플라즈마 디스플레이 패널(Plasma Display Panel, 이하 "PDP"라 함)은 상판구조(200) 및 하판구조(300)로 나뉜다.
PDP의 상판(200)에는, 글래스 기판(210, 이하, '상부기판'이라 함)의 하부에 투명전극(220), 버스전극(250), 제1 및 제2블랙 매트릭스(black matrix, 230 및 240), 상부 유전체층(260) 및 보호층(270)이 형성되어 있다.
투명전극(220)은 방전 셀로부터 공급되는 빛을 투과시키기 위하여 투명한 인듐주석산화물(이하 'ITO'라 함)로 형성한다.
버스전극(250)은 투명전극(220)의 하부에 형성되며, 투명전극(220)의 라인 저항을 감소시킨다.
버스전극(250)은 도전성이 높은 은(Ag) 페이스트로 형성한다. 이와 같이 버스전극(250)은 도전성이 높은 물질로 형성되기 때문에 도전성이 낮은 투명전극 (220)의 구동 전압을 감소시킨다.
제1블랙 매트릭스(230)는 투명전극(220)과 버스전극(250)의 사이에 매우 얇게 형성되므로 투명전극(220)과 버스전극(250)을 통전시키고, 상기 PDP의 콘트라스트를 향상시키는 역할을 담당한다.
제2블랙 매트릭스(240)는 방전 셀 사이에 형성되어 인접한 방전 셀 사이에서 외부광 및 내부의 투과광을 흡수함으로써 콘트라스트를 향상시켜 준다. 이와 같이 제2블랙 매트릭스(240)는 방전 셀 사이를 구분해주는 역할을 담당한다.
상부 유전체층(260)은 금속물질로 이루어진 버스전극(250)과 직접 접하는 층으로서, 버스전극(250)과의 화학반응을 피하기 위해 연화점이 높은 PbO계의 유리를 사용한다.
이러한 상부 유전체층(260)은 방전전류를 제한하여 글로우(GLOW) 방전을 유지시키고, 플라즈마 방전시 발생된 전하가 축적된다.
보호막(270)은 플라즈마 방전시 스퍼터링에 의한 상부 유전체층(260)의 손상을 방지함과 아울러 2차 전자의 방전 효율을 높여준다. 보호막(270)은 산화마그네슘(MgO)으로 형성된다.
PDP의 하판(300)에는, 글래스 기판(310, 이하 '하부기판'이라 함)의 상부에 어드레스 전극(320), 하부 유전체층(330), 격벽(340) 및 형광층(350)이 형성되어 있다.
어드레스 전극(320)은 각 방전셀의 중앙에 위치한다. 어드레스 전극(320)은 70~80μm 정도의 선폭을 가진다.
하부 유전체층(330)은 어드레스 전극(320)과 하부기판(310)의 전면에 위치하며, 어드레스 전극(320)을 보호한다.
격벽(340)은 하부 유전체층(330)의 상부에 위치하며 어드레스 전극(320)으로부터 소정거리 이격되어 형성되고, 수직 방향으로 더 긴 형태로 구성된다.
또한 격벽(340)은 하부격벽(344)과 상부격벽(342)으로 이루어진 복층 구조를 갖는다. 격벽(340)의 단면 형상은 상부격벽(342)과 하부격벽(344)의 폭이 동일한 직사각형의 형태일 수 있다. 다르게는, 격벽(340)은 상부격벽(342)의 폭이 하부격벽(344)의 폭보다 좁은 사다리꼴 형태일 수도 있다.
격벽(340)은 방전거리를 유지시키고, 인접한 방전 셀 간의 전기적, 광학적 간섭을 방지하기 위해 필요하다.
형광층(350)은 양 격벽(340)의 측면 및 하부 유전체층(330)의 상부에 걸쳐 위치한다.
형광층(350)은 플라즈마 방전시 발생된 자외선에 의해 여기되어 적색(R), 녹색(G), 또는 청색(B) 중 어느 하나의 가시광선을 발생시킨다.
이하, 상기 PDP의 발광 동작을 상술하겠다.
투명전극(220)과 버스전극(250) 사이에 일정한 전압(전압마진 범위에 있는)이 걸린 상태에서, 어드레스 전극(320)에 플라즈마를 생성할 만한 추가의 전압이 걸리게 되면, 투명전극(220)과 버스전극(250) 사이에 플라즈마가 형성되게 된다. 기체에는 어느 정도의 자유전자가 존재하게 되는데, 전기장이 걸리면, 그 자유전자들이 힘(F=qE)을 받게 된다.
이 힘을 받은 전자들이 불활성 기체들의 최외각 전자를 떼어낼 만큼의 에너지를 얻게 되면(제1이온화 에너지) 기체를 이온화시키게 되고, 여기서 발생한 이온과 전자는 전자장의 힘을 받아 양 전극으로 이동하게 된다. 특히 이온이 보호층(270)에 부딪치게 되면, 보호층(270)에서는 이차전자가 발생하게 되는데, 이 전자가 플라즈마의 형성을 돕게 된다.
따라서 초기 방전을 시작하기 위해서는 높은 전압이 필요하지만, 일단 방전이 되고 나면, 전자 밀도가 증가하면서 낮은 전압을 요하게 된다.
상기 PDP안에 주입되는 기체는 주로 Ne, Xe, He등의 불활성기체인데, 특히 Xe가 준안정상태에서 내놓는 147nm와 173nm의 파장의 자외선이 형광층(350)에 가해져서 적색, 녹색 또는 청색의 가시광선이 발생되도록 한다.
이 때 발생되는 가시광선은 그 형광층(350)의 종류에 따라 결정되며, 이에 따라 각 방전 셀은 적색, 녹색, 청색을 각각 표시하는 픽셀이 된다.
각 방전 셀의 알쥐비(RGB)값의 조합으로 색깔의 조절이 이루어진다. 상기 PDP의 경우는 플라즈마가 발생하는 시간을 조절하여 이를 조절하게 된다.
상기 발생된 가시광선은 상부기판(210)을 통해 외부로 발산하게 된다.
이하, PDP 하판(300)의 제조공정, 특히 격벽(340)의 조성물 및 제조공정을 상술한다.
도 2는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 격벽용 그린시트를 도시한 단면도이다.
도 2를 참조하면, 그린 시트(100)는 PDP 구성 요소의 형성 공정, 특히 격벽 (340)의 형성 공정에 적합하게 사용되는 시트이다. 그린 시트(100)는 격벽(340)을 형성하기 위한 페이스트 조성물들을 베이스 필름(110)상에 도포하고, 건조함으로써 형성되는 제 1 및 제 2 막형성 재료층(120 및 130)을 구비한다. 제 2 막형성 재료층(130)의 표면에는 보호 필름(140)이 마련되어 있다. 베이스 필름(110) 및 보호 필름(140)은 막형성 재료층들(120 및 130)과 박리 가능하도록 형성된다.
베이스 필름(110)은 내열성 및 내용제성을 가짐과 동시에 가요성(flexibility)을 갖는 수지 필름인 것이 바람직하다. 베이스 필름(110)이 가요성을 가짐으로써 상기 페이스트 조성물들을 도포할 수 있다. 이에 따라, 막 두께가 균일한 막형성 재료층들(120 및 130)을 형성할 수 있을 뿐만 아니라, 막형성 재료층들(120 및 130)을 롤 형태로 말아서 보존할 수 있다.
제 1 및 제 2 막형성 재료층(120 및 130)은 소성함으로써 격벽(340)이 되는 층이다. 제 1 및 제 2 막형성 재료층(120 및 130)을 형성하기 위해 베이스 필름(110)상에 도포되는 상기 페이스트 조성물은 본 발명에 따른 유리 분말, 충전제, 가소제, 결합제(Binder), 분산제 및 용매(solvent)가 함유되어 있다. 또한 상기 페이스트 조성물은 레벨링(Leveling) 특성 및 코팅 특성을 향상시키기 위한 첨가제를 더 포함하는 것이 바람직하다.
상기 격벽용 페이스트 조성물은, 무연계 유리 분말 30 ~ 60wt%, 충전제 1 ~ 10 wt%, 결합제 10 ~ 30wt%, 가소제 1 ~ 8wt%, 분산제 0.1 ~ 3wt% 및 용매 15 ~ 35wt%를 포함한다.
바람직하게는, 소포제 0 ~ 2wt% 및 레벨링제 0 ~ 2wt%를 더 포함한다.
상기 충전제는 ZnO, Al2O3 및 TiO2로 이루어진 그룹에서 선택된 하나 이상의 물질로 이루어진다.
상기 결합제는, 셀룰로오스계, 비닐계, 메타아크릴계 및 아크릴계로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상의 물질로 이루어진다.
상기 가소제는, 프탈레이트계, 글리콜계 및 아젤레이트계로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상의 물질로 이루어진다.
상기 용매는, 메틸에틸케톤, 에탄올, 크실렌, 톨루엔, PGME, MEK, IPA, 아세톤, 트리클로로에탄, 부탄올, MIBK, EA, 부틸 아세테이트, 싸이클로 헥사논, 물 및 프로필렌 글리콜 모노 메틸 에테르로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상의 물질로 이루어진다.
상기 분산제는, 폴리아민아마이드계, 인산 에스테르계, 폴리이소부틸렌, 올레산, 스테아린산, 어유, 폴리카르복실산의 암모늄염 및 나트륨 카르복시메틸로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상의 물질로 이루어진다.
이와 같이, 제 1 및 제 2 막형성 재료층(120 및 130)을 형성하기 위해 페이스트 조성물들이 구성되나, 상기 페이스트 조성물들이 베이스 필름(110)에 도포될 때, 제 1 막형성 재료층(120)을 형성하는 제 1 페이스트 조성물과 제 2 막형성 재료층(130)을 형성하는 제 2 페이스트 조성물이 서로 섞이지 않아야 한다.
이를 위해, 제 1 막형성 재료층(120)을 형성하는 상기 제 1 페이스트 조성물의 점도가 제 2 막형성 재료층(130)을 형성하는 상기 제 2 페이스트 조성물의 점도 보다 높아야 한다. 점도가 동일할 경우, 상기 페이스트 조성물들의 유동 특성이 동일하여 코팅시 섞이는 현상이 발생할 수 있기 때문이다.
또한, 제 1 막형성 재료층(120)과 제 2 막형성 재료층(130) 사이에 밀도차이가 존재하도록 설계한다.
또한, 제 1 막형성 재료층(120)과 제 2 막형성 재료층(130)은 동일한 조건하에서 에칭률이 다르며, 여기서 제 1 막형성 재료층(120)은 제 2 막형성 재료층(130)보다 에칭률이 낮다. 본 발명의 발명자들은 제 1 페이스트 조성물 및 제 2 페이스트 조성물간의 충전제의 함량비의 차이에 의해 위와 같은 에칭률의 차이가 발생한다는 것을 발견하였다.
상기와 같은 제 1 및 제 2 페이스트 조성물을 베이스 필름(110) 상에 코팅한 후, 건조하면 본 발명에 따른 그린시트(100)가 형성된다.
건조가 완료된 후, 본 발명에 따른 그린시트(100)에서 제 1 막형성 재료층(120) 및 제 2 막형성 재료층(130)은 무연계 유리 분말 40 ~ 70wt%, 충전제 1 ~ 10wt%, 결합제 10 ~ 40wt%, 가소제 1 ~ 10wt% 및 분산제 0.1 ~ 5wt%를 포함한다. 제 2 막형성 재료층(130)과 제 1 막형성 재료층(120)이 에칭 비율이 다름은 물론이다.
또한 제 1 또는 제 2 막형성 재료층(120 및 130)은, 소포제 0 ~ 2wt%, 레벨링제 0 ~ 2wt% 및 용매 0 ~ 1wt%를 더 포함하는 것이 바람직하다.
이와 같이, 상기 제 1 및 제 2 페이스트 조성물과 그린시트(100)로 제조가 완료된 후의 제 1 및 제 2 막형성 재료층(120 및 130)의 조성비가 다른 것은, 상기 제 1 및 제 2 페이스트 조성물이 건조되면서 용매 등의 물질이 대부분 증발되기 때문이다.
이하, 상기의 그린시트(100)의 특성을 평가한 실험 결과에 대해서 상술한다.
표 1에는 각 실시예에 따른 그린시트를 형성하기 위한 제 1 및 제 2 페이스트 조성물의 조성비가 나타나 있다.
상기 실험에서 유리 분말은 무연계 유리 분말, 충전제는 산화물 결정상 혼합물, 결합제는 메타아크릴 또는 아크릴계로 이루어진 물질, 분산제는 폴리 아민 아마이드계 물질, 가소제는 프탈레이트계, 아질레이트계 또는 글리콜계 물질, 소포제는 에틸헥사놀, 레벨링제는 실록산계 또는 아크릴계 물질, 용매는 크실렌, 톨루엔, PGME, MEK, 싸이클로 헥사논, IPA, 에틸 아세테이트 또는 부틸 아세테이트를 사용하였다.
함량 (wt%) 유리분말 제1층 충전제 제2층 충전제 결합제 분산제 가소제 소포제 레벨링제 용매
실시예1 36 6 4 24 1.5 4 0 0 24.5
실시예2 40 7 5 18 1.3 4 0.1 0.1 24.5
실시예3 51 5 6 16.7 1 1.8 1 0 17.5
실시예4 48 8 6 14.8 1.3 2.7 0 1 18.2
실시예5 46 2 6 10.1 0.5 6.8 0 0 28.6
표 1을 참조하면, 실시예 1의 제 1 및 제 2 페이스트 조성물은 유리 분말 36wt%, 결합제 24wt%, 분산제 1.5wt%, 가소제 4wt% 및 용매 24.5wt%를 포함한다. 다만, 제 1 페이스트 조성물은 충전제의 함량이 6wt%이고, 제 2 페이스트 조성물은 충전제의 함량이 4wt%이다.
실시예 2의 제 1 및 제 2 페이스트 조성물은 유리 분말 40wt%, 결합제 18wt%, 분산제 1.3wt%, 가소제 4wt%, 소포제 0.1wt%, 레벨링제 0.1wt% 및 용매 24.5wt%를 포함한다. 다만, 제 1 페이스트 조성물은 충전제의 함량이 7wt%이고, 제 2 페이스트 조성물은 충전제의 함량이 5wt%이다.
실시예 3의 제 1 및 제 2 페이스트 조성물은 유리 분말 51wt%, 결합제 16.7wt%, 분산제 1wt%, 가소제 1.8wt%, 소포제 1wt% 및 용매 17.5wt%를 포함한다. 다만, 제 1 페이스트 조성물은 충전제의 함량이 5wt%이고, 제 2 페이스트 조성물은 충전제의 함량이 6wt%이다.
실시예 4의 제 1 및 제 2 페이스트 조성물은 유리 분말 48wt%, 결합제 14.8wt%, 분산제 1.3wt%, 가소제 2.7wt%, 레벨링제 1wt% 및 용매 18.2wt%를 포함한다. 다만, 제 1 페이스트 조성물은 충전제의 함량이 8wt%이고, 제 2 페이스트 조성물은 충전제의 함량이 6wt%이다.
실시예 5의 제 1 및 제 2 페이스트 조성물은 유리 분말 46wt%, 결합제 10.1wt%, 분산제 0.5wt%, 가소제 6.8wt% 및 용매 28.6wt%를 포함한다. 다만, 제 1 페이스트 조성물은 충전제의 함량이 2wt%이고, 제 2 페이스트 조성물은 충전제의 함량이 6wt%이다.
제 1 및 제 2 페이스트 조성물의 충전제 함량을 다르게 함으로서, 제 1 및 제 2 페이스트 조성물의 에칭 비율을 다르게 설계한다.
이와 같이, 실시예 1 내지 실시예 5에 따른 제 1 및 제 2 페이스트 조성물을 베이스 필름 상에 코팅한 후, 건조하여 그린시트를 제작하였다. 건조가 완료된 후의 각 실시예에 따른 그린시트의 조성비는 표 2에 도시된 바와 같다.
함량 (wt%) 유리분말 제1층 충전제 제2층 충전제 결합제 분산제 가소제 소포제 레벨링제 용매
실시예1 47.7 7.9 5.3 31.2 2.0 5.3 0 0 0.4
실시예2 46.8 8.2 5.8 32.1 1.5 4.6 0.1 0.1 0.5
실시예3 61.8 6.1 7.3 20 1 2.2 1.2 0 0.3
실시예4 58.6 9.8 7.3 18.1 1.6 3 0 1 0.4
실시예5 64.4 2.8 8.4 14 0.7 9.1 0 0 0.3
표 2을 참조하면, 실시예 1의 제 1 및 제 2 막형성 재료층은 유리 분말 47.7wt%, 결합제 31.2wt%, 분산제 2wt%, 가소제 5.3wt% 및 용매 0.4wt%를 포함한다. 다만, 제 1 막형성 재료층은 충전제의 함량이 7.9wt%이고, 제 2 막형성 재료층은 충전제의 함량이 5.3wt%이다.
실시예 2의 제 1 및 제 2 막형성 재료층은 유리 분말 46.8wt%, 결합제 32.1wt%, 분산제 1.5wt%, 가소제 4.6wt%, 소포제 0.1wt%, 레벨링제 0.1wt% 및 용매 0.5wt%를 포함한다. 다만, 제 1 막형성 재료층은 충전제의 함량이 8.2wt%이고, 제 2 막형성 재료층은 충전제의 함량이 5.8wt%이다.
실시예 3의 제 1 및 제 2 막형성 재료층은 유리 분말 61.8wt%, 결합제 20wt%, 분산제 1wt%, 가소제 2.2wt%, 소포제 1.2wt% 및 용매 0.3wt%를 포함한다. 다만, 제 1 막형성 재료층은 충전제의 함량이 6.1wt%이고, 제 2 막형성 재료층은 충전제의 함량이 7.3wt%이다.
실시예 4의 제 1 및 제 2 막형성 재료층은 유리 분말 58.6wt%, 결합제 18.1wt%, 분산제 1.6wt%, 가소제 3wt%, 레벨링제 1wt% 및 용매 0.4wt%를 포함한다. 다만, 제 1 막형성 재료층은 충전제의 함량이 9.8wt%이고, 제 2 막형성 재료층은 충전제의 함량이 7.3wt%이다.
실시예 5의 제 1 및 제 2 막형성 재료층은 유리 분말 64.4wt%, 결합제 14wt%, 분산제 0.7wt%, 가소제 9.1wt% 및 용매 0.3wt%를 포함한다. 다만, 제 1 막형성 재료층은 충전제의 함량이 2.8wt%이고, 제 2 막형성 재료층은 충전제의 함량이 8.4wt%이다.
제 1 및 제 2 막형성 재료층에는 용매가 거의 포함되지 않은 것을 확인할 수 있다.
표 3에는 상기 실시예 1 내지 실시예 5에 따른 그린시트의 특성을 평가한 결과가 나타나 있다. 평가 기준은 강도, 연신율, 점착성, 잔류용제 함량, 내전압, 소결 치밀도 및 2층 구조 형성가능 여부이다.
강도 (gf/mm2) 연신율 (%) 점착성 (gf) 잔류용제 (%) 내전압 (kV) 소결 치밀도 2층 구조
실시예1 37 3000 이상 150 1 이하 4 이상 양호 가능
실시예2 53 2532 115 1 이하 4 이상 양호 가능
실시예3 95 1340 89 1 이하 4 이상 양호 가능
실시예4 78 2036 102 1 이하 4 이상 양호 가능
실시예5 53 301 120 1 이하 4 이상 양호 가능
표 3에 도시된 바와 같이, 실시예 1 내지 실시예 5에 따른 그린시트는 강도, 연신율 및 점착성 특성이 우수하고, 잔류용제의 함량도 낮으며, 내전압도 높은 것을 확인할 수 있다. 또한 소결 치밀도도 양호하며, 제 1 막형성 재료층과 제 2 막형성 재료층이 섞이지 않고 2층 구조를 유지함을 확인할 수 있다.
이와 같이, 본 발명에 따른 페이스트 조성물을 이용하여 형성한 그린시트(100)의 특성이 PDP의 격벽(340)을 형성하기에 만족할만함을 알 수 있다.
이하, 상기의 그린시트(100)를 이용하여 플라즈마 디스플레이 패널의 격벽 제조방법에 대해 상술한다.
도 3a 내지 도 3f는 도 1의 플라즈마 디스플레이 패널의 격벽 제조공정을 도시한 단면도들이다.
도 3a에 도시된 바와 같이, 그린시트(100)이 어드레스 전극(320) 및 하부 유전체층(330)이 형성된 하부 기판(310)에 전사된다. 어드레스 전극(320) 및 하부 유전체층(330)은 스퍼터링(sputtering), 이온 도금, 화학 증착 및 전착 등의 공정을 통해 하부 기판(310)상에 형성된다.
여기서, 제 2 막형성 재료층(130)의 표면에서 보호 필름(140)을 박리한 후, 하부기판(310) 표면에 제 2 막형성 재료층(130)의 표면이 접하도록 그린 시트(100)를 중첩한다. 이때에, 그린시트(100)를 전사하는 방향은 어드레스 전극(320)의 방향과 수평 또는 수직일 수 있고, 그린시트(100)를 전사하는 방향에는 일정한 제한이 없음은 물론이다.
이어서, 도 3b에 도시된 바와 같이, 하부기판(310)상에 베이스 필름(110)상의 제 1 및 제 2 막형성 재료층(120 및 130)이 전사될 수 있도록 그린 시트(100) 상에 가열된 롤러(500)를 이동시켜 열압착한다.
계속하여, 도 3c에 도시된 바와 같이 제 1 막형성 재료층(120)에서 베이스 필름(110)이 박리 제거된다.
그 다음, 제 1 및 제 2 막형성 재료층(120, 130)이 전사된 하부기판(310)을 500℃ 이상의 온도에서 열처리하여 상기 막형성 재료층들을 소결한다.
이어서, 도 3d에 도시된 바와 같이, 제 1 및 제 2 막형성 재료층(120 및 130)이 형성된 하부기판(310)에 일정한 개구가 형성된 마스크(400)를 위치시킨다. 마스크(400)의 개구는 격벽(340)이 형성될 위치와 대응되는 위치를 제외한 영역에 형성되어 있다.
이어서, 마스크(400)가 위치한 하부기판(310)은 에칭액으로 처리되어 마스크(400)의 개구에 대응되는 제 1 및 제 2 막형성 재료층(120 및 130)의 부분이 제거되어, 도 3e에 도시된 바와 같이 상부 격벽(342) 및 하부 격벽(344)으로 이루어진 격벽(340)이 성형된다.
이러한 에칭 공정에서, 제 1 막형성 재료층(120) 및 제 2 막형성 재료층(130)은 충전제의 함량비의 차이로 인해 에칭률의 차이를 갖는다. 그리고, 상기 함량비는 제 2 막형성 재료층(130)이 제 1 막형성 재료층(120)보다 높은 에칭률을 갖도록 설계되어야 한다. 이러한 조건에서, 제 2 형성 재료층(130)이 에칭되는 동안 제 1 막형성 재료층(120)이 측면 식각에 의한 손상을 적게 받게 되고, 따라서 구조적으로도 기계적으로도 안정한 직사각형 또는 사다리꼴의 단면 형상을 갖는 격벽을 얻을 수 있다.
계속하여, 도 3f에 도시된 바와 같이, 격벽(340)으로 구획된 셀 내부에 형광 물질을 도포하여 형광층(350)을 형성한다.
삭제
상기한 본 발명의 바람직한 실시예는 예시의 목적을 위해 개시된 것이고, 본 발명에 대한 통상의 지식을 가지는 당업자라면 본 발명의 사상과 범위 안에서 다양한 수정, 변경, 부가가 가능할 것이며, 이러한 수정, 변경 및 부가는 하기의 특허청구범위에 속하는 것으로 보아야 할 것이다.
본 발명에 따른 격벽용 페이스트 조성물, 그린시트 및 이를 포함한 플라즈마 디스플레이 패널은 산화납(PbO)을 포함하지 아니하는 무연유리분말을 포함하여 환경에 무해하다는 장점이 있다.

Claims (16)

  1. 무연 유리 분말 30 ~ 60wt%, 충전제 1 ~ 10 wt%, 결합제 10 ~ 30wt%, 가소제 1 ~ 8wt%, 분산제 0.1 ~ 3wt% 및 용매 15 ~ 35wt%를 포함하는 격벽용 페이스트 조성물.
  2. 제 1 항에 있어서,
    소포제 0 ~ 2wt% 및 레벨링제 0 ~ 2wt%를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 격벽용 페이스트 조성물.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 충전제는 ZnO, Al2O3 및 TiO2로 이루어진 그룹에서 선택된 하나 이상의 성분인 것을 특징으로 하는 격벽용 페이스트 조성물.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 결합제가 셀룰로오스계, 비닐계, 메타아크릴계 및 아크릴계 수지로 이루어진 그룹으로부터 선택된 하나 이상인 것을 특징으로 하는 격벽용 페이스트 조성물.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 가소제가 프탈레이트계, 글리콜계 및 아젤레이트계 수지로 이루어진 그룹으로부터 선택된 하나 이상인 것을 특징으로 하는 격벽용 페이스트 조성물.
  6. 제 1 항의 격벽용 조성물로 이루어진 격벽을 포함하는 플라즈마 디스플레이 패널.
  7. 베이스 필름;
    상기 베이스 필름상에 무연 유리 분말 30 ~ 60wt%, 충전제 1 ~ 10 wt%, 결합제 10 ~ 30wt%, 가소제 1 ~ 8wt%, 분산제 0.1 ~ 3wt% 및 용매 15 ~ 35wt%를 포함하는 제 1 페이스트 조성물을 코팅하여 형성된 제 1 막형성 재료층; 및
    상기 제 1 막형성 재료층 상에 무연 유리 분말 30 ~ 60wt%, 충전제 1 ~ 10 wt%, 결합제 10 ~ 30wt%, 가소제 1 ~ 8wt%, 분산제 0.1 ~ 3wt% 및 용매 15 ~ 35wt%를 포함하되, 상기 제 1 페이스트 조성물과 에칭 비율이 다른 제 2 페이스트 조성물을 코팅하여 형성된 제 2 막형성 재료층을 포함하는 격벽용 그린시트.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 제 2 막형성 재료층 상에 형성되는 보호 필름을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 격벽용 그린시트.
  9. 제 7 항에 있어서,
    상기 제 1 또는 제 2 막형성 재료층은, 소포제 0 ~ 2wt% 및 레벨링제 0 ~ 2wt%를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 격벽용 그린시트.
  10. 제 7 항에 있어서,
    상기 충전제는 ZnO, Al2O3 및 TiO2로 이루어진 그룹으로부터 선택된 하나 이상의 성분을 포함하는 격벽용 그린시트.
  11. 베이스 필름;
    상기 베이스 필름상에 형성되고, 무연 유리 분말 40 ~ 70wt%, 충전제 1 ~ 10wt%, 결합제 10 ~ 40wt%, 가소제 1 ~ 10wt% 및 분산제 0.1 ~ 5wt%를 포함하는 제 1 막형성 재료층; 및
    상기 제 1 막형성 재료층 상에 형성되고, 무연 유리 분말 40 ~ 70wt%, 충전제 1 ~ 10wt%, 결합제 10 ~ 40wt%, 가소제 1 ~ 10wt% 및 분산제 0.1 ~ 5wt%를 포함하는 제 2 막형성 재료층을 포함하되,
    상기 제 2 막형성 재료층은 상기 제 1 막형성 재료층과 에칭 비율이 다른 것을 특징으로 하는 격벽용 그린시트.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 제 2 막형성 재료층 상에 형성되는 보호 필름을 더 포함하는 것을 특징 으로 하는 격벽용 그린시트.
  13. 제 11 항에 있어서,
    상기 제 1 또는 제 2 막형성 재료층은, 소포제 0 ~ 2wt%, 레벨링제 0 ~ 2wt% 및 용매 0 ~ 1wt%를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 격벽용 그린시트.
  14. a) 서로 대향 배치되는 하부기판 및 상부기판;
    b) 상기 하부기판에 설치된 어드레스 전극들 및 상기 상부기판에 설치된 방전 유지 전극들;
    c) 상기 하부기판 및 상부기판의 사이 공간에 배치되며, 다수의 방전 셀을 구획하기 위한 격벽; 및
    d) 상기 격벽으로 구획된 방전 셀 내에 형성되는 적색, 녹색 및 청색 형광체층을 포함하고,
    상기 격벽은 무연 유리 분말 30 ~ 60wt%, 충전제 1 ~ 10 wt%, 결합제 10 ~ 30wt%, 가소제 1 ~ 8wt%, 분산제 0.1 ~ 3wt% 및 용매 15 ~ 35wt%를 포함하는 페이스트 조성물로 형성된 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 페이스트 조성물은, 소포제 0 ~ 2wt% 및 레벨링제 0 ~ 2wt%를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널.
  16. 제 14 항에 있어서,
    상기 충전제는 ZnO, Al2O3 및 TiO2로 이루어진 그룹으로부터 선택된 하나 이상의 성분을 포함하는 플라즈마 디스플레이 패널.
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