KR100738234B1 - 플라즈마 디스플레이 패널 제조용 그린 쉬트 및 플라즈마 디스플레이 패널 - Google Patents

Abstract

본 발명은 플라즈마 디스플레이 패널에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 플라즈마 디스플레이 패널의 블랙층 및 버스전극용 그린 쉬트에 관한 것이다.

이와 같은 본 발명의 플라즈마 디스플레이 패널의 블랙층 및 버스전극용 그린 쉬트는 베이스 필름과, 베이스 필름 상부에 형성된 블랙층용 드라이 필름과, 블랙층용 드라이 필름 상부에 형성된 버스 전극용 드라이 필름 및 버스 전극용 드라이 필름 위에 형성된 커버 필름을 포함하는 것을 특징으로 한다.

이와 같은 본 발명은 드라이 필름을 사용하여 블랙층과 버스 전극을 형성함에 있어서, 블랙층과 버스 전극용 드라이 필름의 조성물의 크기와 각 조성물의 중량의 비를 조절함으로써 버스 전극을 형성하는 드라이 필름에 글라스 프릿을 첨가하지 않고도 그 하부 층인 블랙층과 소성후 접합에 있어 문제가 생기지 않도록 함으로써, 버스 전극 패턴의 저항을 감소시킴과 동시에, 보다 미세한 전극 패턴의 형성을 가능케 한다.

블랙층 및 버스 전극용 그린 쉬트, 블랙층용 드라이 필름, 버스 전극용 드라이 필름

Description

플라즈마 디스플레이 패널 제조용 그린 쉬트 및 플라즈마 디스플레이 패널{Green sheet for manufacturing the Plasma Display Panel and Plasma Display Panel}

도 1은 일반적인 플라즈마 디스플레이 패널의 구조를 나타낸 도.

도 2는 일반적인 플라즈마 디스플레이 패널에서 전면 기판을 보인 단면도.

도 3a 내지 도 3g는 종래의 플라즈마 디스플레이 패널의 전면 기판 제조공정을 나타내는 도.

도 4는 본 발명에 따른 그린 쉬트(green sheet)의 구조를 나타낸 도.

***** 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *****

101 : 블랙층 및 버스전극용 그린 쉬트

102 : 블랙층용 드라이 필름

103 : 버스전극용 드라이 필름

본 발명은 플라즈마 디스플레이 패널의 전면 기판에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 플라즈마 디스플레이 패널의 전면 기판의 블랙층 및 버스전극 형성용 그린 쉬트에 관한 것이다.

일반적으로 플라즈마 디스플레이 패널은 전면기판과 후면기판 사이에 형성된 격벽사이의 공간이 하나의 단위 셀을 이루는 것으로, 각 셀 내에는 네온(Ne),헬륨(He) 또는 네온 및 헬륨의 혼합기체(Ne+He)와 같은 주 방전 기체와 소량의 크세논(Xe)을 함유하는 불활성 가스가 충진되어있다. 고주파 전압에 의해 방전이 될때, 불활성 가스는 진공자외선(Vacuum Ultraviolet rays)을 발생하고 격벽 사이에 형성된 형광체를 발광시켜 화상이 구현된다. 이와 같은 플라즈마 디스플레이 패널은 얇고 가벼운 구성이 가능하므로 차세대 표시장치로서 각광받고 있다.

도 1은 일반적인 플라즈마 디스플레이 패널의 구조를 나타낸 도이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 플라즈마 디스플레이 패널은 화상이 디스플레이 되는 표시면인 전면 글라스(101)에 스캔 전극(102)과 서스테인 전극(103)이 쌍을 이뤄 형성된 복수의 유지 전극쌍이 배열된 전면 기판(100) 및 배면을 이루는 후면 글라스(111) 상에 전술한 복수의 유지 전극쌍과 교차되도록 복수의 어드레스 전극(113)이 배열된 후면 기판(110)이 일정거리를 사이에 두고 평행하게 결합된다.

전면기판(100)은 하나의 방전셀에서 상호 방전시키고 셀의 발광을 유지하기 위한 스캔 전극(102) 및 서스테인 전극(103), 즉 투명한 ITO 물질로 형성된 투명전극(a)과 금속재질로 제작된 버스 전극(b)으로 구비된 스캔 전극(102) 및 서스테인 전극(103)이 쌍을 이뤄 포함된다. 스캔 전극(102) 및 서스테인 전극(103)은 방전 전류를 제한하며 전극 쌍 간을 절연시켜주는 하나 이상의 유전체층(104)에 의해 덮혀지고, 상부 유전체층(104) 상면에는 방전 조건을 용이하게 하기 위하여 산화마그네슘(MgO)을 증착한 보호층(105)이 형성된다.

후면기판(110)은 복수개의 방전공간, 즉 방전셀을 형성시키기 위한 스트라이프 타입(또는 웰 타입)의 격벽(112)이 평행을 유지하여 배열된다. 또한, 어드레스 방전을 수행하여 진공자외선을 발생시키는 다수의 어드레스 전극(113)이 격벽(112)에 대해 평행하게 배치된다. 후면기판(110)의 상측면에는 어드레스 방전시 화상표시를 위한 가시광선을 방출하는 R, G, B 형광체(114)가 도포된다. 어드레스 전극(113)과 형광체(114) 사이에는 어드레스 전극(113)을 보호하기 위한 하부 유전체층(115)이 형성된다.

한편, 이러한 플라즈마 디스플레이 패널을 제조하는 제조공정은 전공정, 후공정 및 모듈공정으로 구분할 수 있다. 전공정은 전극용 페이스트 인쇄, 노광, 현상 및 소성 등의 과정을 통해 전면기판과 후면기판을 제조할 수 있도록 소정의 유리 기판에 필요로 하는 여러 가지의 막을 입히는 공정이고, 후공정은 전면기판과 후면기판의 합착, 배기, 방전 가스 주입 및 팁 오프, 에이징, 검사 단계로 구성되어 있다. 또, 모듈공정은 플라즈마 디스플레이 패널을 완성하는 최종 공정으로서 회로의 실장, 세트를 조립하는 단계로 구성되어 있다.

도 2는 플라즈마 디스플레이 패널의 전면기판의 구조를 간략히 나타낸 도이다.

도 2에 도시된 바와 같이, 전면 기판(10) 상에는 ITO(Indium Tin Oxide) 물질로 형성된 투명전극(또는 ITO 전극)(11a)과 이 투명전극(11a) 상에 은(Ag)과 같은 금속재질로 제작된 버스전극(11b)이 배열된 복수의 유지전극(11)들이 평행하게 배열되어 있다.

일반적으로 버스전극을 이루는 은(Ag)은 방전에 의한 광은 투과하지 못하고, 외부광에 대해서는 반사를 하는 것으로 알려져 있어 콘트라스트를 나쁘게 하는 문제가 있다. 이러한 문제를 해결하기 위해 상기 투명전극(11a)과 버스전극(11b)사이에는 콘트라스트를 향상시키기 위한 블랙전극층(11c)이 형성된다. 한편, 유지전극(11)은 방전전류를 제한하며 전극쌍 간을 절연시켜주는 유전층(12)에 의해 덮혀지며 그 상면에는 방전조건을 용이하게 하기 위하여 산화 마그네슘(MgO)을 증착한 보호층(13)이 형성된다. 또 각각의 상기 유지전극(11)의 사이에는 전면 기판(10) 외부에서 발생하는 외부광을 흡수하여 반사를 줄여주는 광 차단의 기능과 전면 기판(10)의 퓨리티(Purity) 및 콘트라스트를 향상시키는 기능을 하는 블랙 매트릭스(14)가 배열된다.

이와 같이 구성된 종래 플라즈마 디스플레이 패널에서 전면 기판(10)을 제조하는 공정을 살펴보면 다음과 같다.

도 3a 내지 도 3g 는 종래의 플라즈마 디스플레이 패널의 전면 기판 제조공정을 나타내는 도로서, 전면기판(10) 상에 ITO(Indium Tin Oxide) 물질의 투명전극(11a)이 형성된 상태에서 블랙전극층을 형성하기 위한 블랙 페이스트를 인쇄한 후 약 120℃ 정도로 건조하고(도 3a), 그 위에 버스전극(11b)을 형성하기 위한 은(Ag) 페이스트로 인쇄한 후 건조한다(도 3b). 다음에 포토마스크(30: P/M)를 이용하여 자외선(UV) 노광한 후(도 3c), 현상한 후 약 550℃ 이상의 소성로(도시되지 않음)에서 3시간 여 동안 소성한다(도 3d). 그 후, 유전체 페이스트를 인쇄한 후 건조하고(도 3e), 방전셀과 방전셀 사이의 비방전 영역에 블랙매트릭스(BM)를 패턴 인쇄 한 후 건조한 후(도 3f), 유전체층과 블랙매트릭스를 동시 약 550℃ 이상의 소성로(도시되지 않음)에서 다시 3시간 여 동안 소성한다(도 3g).

상술한 바와 같이, 종래의 전면기판의 전극형성방법은 스크린 프린팅법을 주로 사용하여 왔다. 그러나, 최근 패널의 크기가 점차 대형화되는 추세로 인해 스크린 프린팅법에서 사용하는 인쇄 마스크도 대면적화 되어야 한다. 이와 같이 인쇄 마스크의 경우 대면적화 될수록 인쇄 횟수의 증가에 따른 마스크이 변형이 심화되는 문제가 발생한다. 결과적으로, 지속적으로 대형화되는 PDP 추세로 볼 때 이러한 스크린 프린팅법은 향후 공정에 대응하기 어려운 문제가 있다. 또한, 종래의 스크린 프린팅법은 HDTV용 PDP를 위한 고정세 패턴 형성이 어렵다.

이와 같은 이유로, 현재 그린 쉬트(Green Sheet, 이하 같다)공법을 사용하여 전극을 형성하는 방법에 대한 연구가 진행 중인데, 일반적인 그린 쉬트 공법에서는 베이스 필름(Base flim)위에 소정의 쉬트(Sheet)들을 형성하고 그 위에 쉬트의 보호를 위해 커버 필름(Cover flim)을 다시 합지하여 사용하고 있다. 이와 같이 형성되는 종래의 그린 쉬트에는 소성 단계에서의 소결 특성과 접합 특성 향상을 위하여 글라스 프릿(Glass frit)이 첨가되어왔다. 그런데, 글라스 프릿은 전기적으로 절연성 물질에 가까우므로, 특히 은(Ag) 전극 층에 첨가할 시에는 전극의 도전성에 손실을 주는 한편 미세 패턴 형성에 있어서 어려움이 있다.

본 발명은 이와 같은 종래의 문제점을 해결하고자 안출된 것으로, 그린 쉬트를 사용하여 블랙층과 은 전극을 형성함에 있어서, 특히 은 전극의 도전성에 대한 손상없이도 은 전극의 소성 단계에서의 소결 특성과 접합 특성을 향상시킴과 아울러 보다 미세한 전극 패턴 형성을 위한 그린 쉬트를 공급하는 데에 그 목적이 있다.

이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 플라즈마 디스플레이의 블랙층 및 버스전극용 그린 쉬트는 베이스 필름과, 베이스 필름 상부에 형성된 블랙층용 드라이 필름과, 블랙층용 드라이 필름 상부에 형성된 버스 전극용 드라이 필름 및버스 전극용 드라이 필름 상부에 형성된 커버 필름을 포함한다.

블랙층용 드라이 필름은 금속 산화물, 글라스 프릿, 바인더 및 유기물을 포함하고, 버스 전극용 드라이 필름은 은(Ag), 바인더 및 유기물을 포함하는 것을 특징으로 한다.

금속 산화물의 단위 입자의 크기는 10 nm 이상 70 nm 이하 이고, 글라스 프릿의 단위 입자의 크기는 600 nm 이상 900 nm 이하 이고, 은(Ag)의 단위 입자의 크기는 0.7 μm 이상 1.1 μm 이하 인 것을 특징으로 한다.

블랙층용 드라이 필름의 조성비는 금속 산화물이 10 wt % 이상 25 wt % 이하 이고, 글라스 프릿이 15 wt % 이상 25 wt % 이하 이고, 바인더 및 유기물이 50 wt % 이고, 버스 전극용 드라이 필름의 조성비는 은(Ag)이 50 wt % 이상 60 wt % 이하 이고, 바인더 및 유기물이 30 wt % 이상 45 wt % 이하 인 것을 특징으로 한다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 플라즈마 디스플레이 패널의 블랙층 및 버스전극용 그린쉬트의 실시예를 상세히 설명한다.

본 발명에서는 버스 전극을 형성하기 위해 주로 사용하는 은(Ag)의 경우 상대적으로 저온에서 자체 소결이 이루어지며, 더욱이 분말의 크기가 작아질수록 소성 온도는 더욱 낮아질 수 있다는 점, 그리고 하부 층을 형성하는 블랙층의 구성물질의 단위입자의 크기를 작게할수록 첨가하는 글라스 프릿의 양도 증가하여야 하는 점을 고려하여, 전도성인 버스 전극을 형성하는 드라이 필름의 원재료로 미크론(micron)단위의 미세한 은(Ag) 분말을 사용함으로써 내부에 글라스 프릿을 첨가하지 않고도 양호한 소결 특성 및 하부 블랙층과의 양호한 접합 특성을 나타내도록 하는 한편, 보다 미세한 전극 패턴을 형성할 수 있고, 전극 폭의 감소에도 불구하고 도전성의 손실이 없이 우수한 도전성을 갖는 패턴의 구현이 가능해진다.

이와 같은 점에 착안한 본 발명의 플라즈마 디스플레이 패널의 블랙층 및 버스전극용 그린 쉬트는 도 4에 도시된 바와 같이 베이스 필름(100)과, 베이스 필름(100) 위에 형성된 블랙층용 드라이 필름(102)과, 블랙층용 드라이 필름(102) 위에 형성된 버스 전극용 드라이 필름(103) 및 버스 전극용 드라이 필름(103) 위에 형성된 커버 필름(104)을 포함한다. 물론, 이후 거치게 될 노광공정을 고려하여 소정의 포토 레지스트를 추가적으로 형성하거나 블랙층용 드라이 필름(102), 버스 전극용 드라이 필름(103) 자체가 일정한 감광성을 띠도록 소정의 감광성 물질을 첨가하는 방안도 강구 할 수 있다.

한편, 블랙층용 드라이 필름(102)은 금속 산화물, 글라스 프릿, 바인더 및 유기물을 포함하고, 버스 전극용 드라이 필름(103)은 은(Ag), 바인더 및 유기물을 포함한다. 종래의 그린 쉬트와 비교하여 특징적인 사항은 버스 전극용 드라이 필름 (103)에 글라스 프릿이 포함되어 있지 않은 점이다. 즉, 블랙층용 드라이 필름(102)의 재료로 사용되는 금속 산화물은 플라즈마 디스플레이 패널의 제작공정에서 사용하는 소성 온도 범위에서는 자체 소결이 전혀 이루어지지 않으므로 다량의 글라스 프릿을 사용하는데, 이와 같은 상황은 버스 전극용 드라이 필름(103)에 주로 사용하는 은(Ag)의 경우도 마찬가지이다. 다만 이때, 은(Ag)을 주 재료로 하는 버스 전극용 드라이 필름(103)의 내부에서 글라스 프릿 성분을 배제하되, 접합되어 있는 블랙층용 드라이 필름(102)에 포함된 글라스 프릿과의 소결 특성을 이용하여 접합함으로써, 버스 전극용 드라이 필름(103)에 글라스 프릿을 첨가하지 않고도 블랙층용 드라이 필름(102)과의 충분한 접합강도를 유지하게 된다. 동시에 버스 전극용 드라이 필름(103)에 글라스 프릿을 첨가하지 않음으로써, 도전성의 손실이 없이 우수한 도전성을 갖는 패턴의 구현이 가능해진다.

이때 사용하는 블랙층용 드라이 필름(102)의 조성물중 금속산화물의 단위입자의 지름의 크기는 10 nm 이상 70 nm 이하이고, 글라스 프릿의 크기는 600 nm 이상 900 nm 이하로 하고, 은(Ag) 분말의 크기는 0.7 μm 이상 1.1 μm 이하로 하고, 블랙층 및 버스전극용 그린 쉬트(101)중 블랙층용 드라이 필름(102)의 조성물의 비는 금속 산화물 10 % 이상 25 % 이하, 글라스 프릿 15 % 이상 25 % 이하, 바인더 및 유기물 50 % 로 하고, 버스 전극용 드라이 필름(103)의 조성물의 비는 은 50 % 이상 60 % 이하, 바인더 및 유기물 30 % 이상 45 % 이하 로 한다.

이와 같이 플라즈마 디스플레이 패널의 블랙층 및 버스전극용 그린 쉬트(101)의 조성물들의 단위 입자의 크기와 각 조성물들의 중량의 비를 조절하는 동시 에 인접한 블랙층용 드라이 필름(102)에 포함된 글라스 프릿과의 소결 특성을 이용하여 접합함으로써, 버스 전극용 드라이 필름(103)에 글라스 프릿을 첨가하지 않고도 접합강도를 유지하게 된다. 또한 다른 한편으로 버스 전극용 드라이 필름(103)의 주재료인 은(Ag)을 미크론(micron) 단위의 미세한 분말로 하여 버스 전극용 드라이 필름(103)을 구현함으로써 우수한 도전성을 가진 미세한 전극 패턴을 형성할 수 있게 된다.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이, 본 발명의 기술적 구성은 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자가 본 발명의 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.

그러므로 이상에서 기술한 실시 예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해되어야 하고, 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이, 드라이 필름을 사용하여 블랙층과 버스 전극을 형성함에 있어서, 블랙층과 버스 전극용 드라이 필름의 조성물의 크기와 각 조성물의 중량의 비를 조절함으로써 버스 전극을 형성하는 드라이 필름에 글라스 프릿을 첨가하지 않고도 그 하부 층인 블랙층과 소성후 접합에 있어 문제가 생기지 않도록 함으로써, 버스 전극 패턴의 저항을 감소시킴과 동시에, 보다 미세한 전극 패턴을 형성하게 된다.

Claims (5)

1. 베이스 필름;

   상기 베이스 필름 상부에 형성되며, 금속 산화물, 글라스 프릿, 바인더 및 유기물을 포함하는 블랙층용 드라이 필름;

   상기 블랙층용 드라이 필름 상부에 형성되며, 은(Ag), 바인더 및 유기물을 포함하는 버스 전극용 드라이 필름; 및

   상기 버스 전극용 드라이 필름 상부에 형성된 커버 필름을 포함하는 플라즈마 디스플레이 패널의 블랙층 및 버스전극용 그린 쉬트.
2. 삭제
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 금속 산화물의 단위 입자의 크기는 10 nm 이상 70 nm 이하 이고, 상기 글라스 프릿의 단위 입자의 크기는 600 nm 이상 900 nm 이하 이고, 상기 은(Ag)의 단위 입자의 크기는 0.7 μm 이상 1.1 μm 이하 인 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널의 블랙층 및 버스전극용 그린 쉬트.
4. 제 1 항에 있어서,

   상기 블랙층용 드라이 필름의 조성비는 금속 산화물이 10 wt % 이상 25 wt % 이하 이고, 글라스 프릿이 15 wt % 이상 25 wt % 이하 이고, 바인더 및 유기물이 50 wt % 이고, 상기 버스 전극용 드라이 필름의 조성비는 은(Ag)이 50 wt % 이상 60 wt % 이하 이고, 바인더 및 유기물이 30 wt % 이상 45 wt % 이하 인 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널의 블랙층 및 버스전극용 그린 쉬트.
5. 제 1 항, 제 3 항 또는 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서의 그린 쉬트를 이용하여 제조된 플라즈마 디스플레이 패널.

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