KR100758913B1 - 플라즈마 디스플레이 패널 및 그 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 플라즈마 디스플레이 패널 및 그 제조방법에 관한 것으로 특히, 졸-겔법을 이용하여 유전체층을 형성하는 플라즈마 디스플레이 패널 및 그 제조방법에 관한 것이다. 이러한 본 발명은, 플라즈마 디스플레이 패널의 제조방법에 있어서, 상기 패널의 유지전극이 형성된 기판 위에 졸-겔법을 이용하여 유전체층을 형성하는 단계와, 상기 유전체층 위에 보호막을 형성하는 단계를 포함하여 구성된다.

졸-겔, PDP, 혼성, 조성물, 유전체.

Description

플라즈마 디스플레이 패널 및 그 제조방법{Plasma display panel and method for making the same}

도 1은 종래의 일반적인 플라즈마 디스플레이 패널의 일례를 나타내는 사시도

도 2는 본 발명의 플라즈마 디스플레이 패널의 일 실시예를 나타내는 단면도

도 3은 본 발명의 플라즈마 디스플레이 패널의 다른 실시예를 나타내는 단면도

도 4 및 도 5는 플라즈마 디스플레이 패널의 다른 실시예의 제조단계를 나타내는 단면도

<도면의 주요 부분에 대한 간단한 설명>

100 : 기판 200 : 유지전극

300 : 유전체층(제1유전체층) 310 : 제2유전체층

311 : 개구부 400 : 보호막

500 : 마스크

본 발명은 플라즈마 디스플레이 패널 및 그 제조방법에 관한 것이다.

플라즈마 디스플레이 패널(plasma display panel: 이하, PDP)은 방전 현상을 이용하여 화상을 표시하는 발광형 소자의 일종으로서, 각 셀마다 액티브 소자를 장착할 필요가 없어서 제조 공정이 간단하고, 화면의 대형화가 용이하며, 응답속도가 빨라 대형화면을 가지는 화상표시장치의 표시소자로 각광받고 있다.

이와 같은 PDP의 구조는 도 1에서 도시하는 바와 같이, 상부패널(10)과 하부패널(20)을 대향시켜 겹친 구조로 되어있다. 상기 상부패널(10)은 투명 기판(11)의 내면에 한 쌍의 유지전극(12)이 배열되는데, 보통 이 유지전극(12)은 투명전극과 버스전극(도시되지 않음)으로 나뉘어진다.

이러한 유지전극(12)은 AC 구동을 위한 유전체층(13)으로 피복되고, 이 유전체층(13)의 표면에는 보호막(14)이 형성된다.

한편, 상기 하부패널(20)의 내면에는 하부기판(21) 위에 어드레스 전극(22)이 배열되고, 그 위에 어드레스 전극(22)을 보호하는 유전체층(23)이 형성되는데, 이 유전체층(23) 위에는 어드레스 전극(22)을 구획하기 위한 스트라이프 또는 웰 타입의 격벽(24)이 형성되고, 이 격벽(24)에 의해 구획되는 방전셀(25)에는 컬러표시를 위한 적색, 청색 및 녹색의 형광체층(26)이 도포되어 서브 픽셀(sub pixel)을 이룬다.

상기 격벽(24)에 의하여 방전셀(25)이 서브 픽셀마다 구획되고, 또한 이 방전셀(25)에는 방전가스가 봉입되며, 하나의 픽셀(one pixel)은 상기 3개의 서브 픽셀로 이루어진다.

상기 유전체층(21)을 형성하는 방법으로는 글래스 분말을 포함하는 페이스트를 이용하여 유전체막을 형성한 후 마스크를 이용한 스퀴징으로 유전체막의 두께를 조절하여 형성하거나, 드라이 필름 레지스트(DFR: dry film resist)를 이용하여 라미네이팅 한 후, 에칭법, 샌드블라스팅법 등을 이용하여 유전체막의 두께를 조절하여 유전체층(21)을 형성한 후, 소성과정을 통하여 유전체층(21)을 제작하였다.

그러나 상기와 같은 종래의 방법은 소성 온도가 높고, 두께 편차를 조절하기에 용이하지 않으며, 유전체 재료에 포함되는 기포나 기공 등에 의하여 유전체층의 제조중에 수축이 발생하거나 기공이 그대로 형성되는 문제점이 있었다.

본 발명의 기술적 과제는 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 낮은 소성온도에서 균열 없이 두껍고 균일한 막을 형성할 수 있으며, 생산성이 높고 제품의 조성을 자유롭게 조절할 수 있는 플라즈마 디스플레이 패널 및 그 제조방법을 제공하고자 한다.

본 발명의 또 다른 기술적 과제는 방전셀 공간에서의 방전 전압을 낮출 수 있는 플라즈마 디스플레이 패널 및 그 제조방법을 제공하고자 한다.

상기와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 플라즈마 디스플레이 패널의 제조방법에 있어서, 상기 패널의 유지전극이 형성된 기판 위에 졸-겔법을 이용하여 유전체층을 형성하는 단계와, 상기 유전체층 위에 보호막을 형성하는 단계를 포함하여 구성함으로써 달성된다.

이때, 상기 유전체층을 형성하는 단계는, 유기규소화합물을 출발 물질로 제조하는 단계와, 상기 유기규소화합물을 이용하여 무기구조(Si-O-Si)가 형성되어 있는 구조물들을 형성하는 단계와, 상기 구조물을 이용하여 촉매를 사용하여 졸-겔 유전체 용액을 제조하는 단계와, 상기 졸-겔 유전체 용액을 상기 기판 위에 코팅하는 단계와, 소성하여 유전체층을 형성하는 단계를 포함하여 세부적으로 구성된다.

또한, 상기 발명의 목적을 이루기 위한 다른 관점으로서, 본 발명은, 플라즈마 디스플레이 패널의 제조방법에 있어서, 상기 패널의 유지전극이 형성된 기판 위에 졸-겔법을 이용하여 제1유전체층을 형성하는 단계와; 상기 제1유전체층 위에 졸-겔법을 이용하여 제2유전체층을 형성하는 단계와; 상기 패널을 소성하는 단계를 포함하여 구성함으로써 달성될 수 있다.

이때, 상기 제2유전체층을 형성하는 단계는, 유기규소화합물을 출발 물질로 제조하는 단계와, 상기 유기규소화합물을 이용하여 무기구조(Si-O-Si)가 형성되어 있는 구조물들을 형성하는 단계와, 상기 구조물을 이용하여 촉매를 사용하여 졸-겔 유전체 용액을 제조하는 단계와, 상기 졸-겔 유전체 용액을 제1유전체층 위에 코팅하는 단계를 포함하여 세부적으로 구성되며, 감광성 재료를 포함할 수 있다.

상기와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위한 또 다른 관점으로서, 본 발명은, 상부기판과; 상기 상부기판 위에 위치하는 유지전극과; 상기 유지전극을 피복하는 제1유전체층과; 상기 제1유전체층 위에 위치하여 상기 제1유전체층보다 얇게 형성되며, 감광성 재료를 이용하여 형성되는 제2유전체층을 포함하여 구성함으로써 달성된다.

이하, 첨부된 도면을 참고하여 본 발명에 의한 실시예를 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 2에서 도시하는 바와 같이, 본 발명의 일 실시예는, 기판(100) 위에 유지전극(200)이 위치하고, 유지전극(200) 위에는 이 유지전극(200)을 피복하는 유전체층(300)과, 이 유전체층(300)을 덮는 보호막(400)이 구성된다.

상기 유전체층(300)은 졸-겔(Sol-gel)법을 이용하여 형성되며, 이는 유기규소화합물을 출발물질로 하여, 촉매에 의하여 경화된 후, 통상의 성막 공정을 통하여 형성된다.

이러한 유전체층(300)을 덮는 보호막은 보통 유전체층(300)을 보호하는 내 스퍼터링 특성을 가지고, 2차전자 발생 비율이 높은 물질을 이용하는 것이 바람직하며, MgO와 같은 물질이 이용될 수 있다.

도 3은 본 발명의 다른 실시예를 도시하고 있다. 즉, 기판(100) 위에 유지전극(200)이 위치하고, 유지전극(200) 위에는 유전체층(300: 제1유전체층)이 위치한다.

도시하는 바와 같이, 이러한 제1유전체층(300) 위에는 이러한 제1유전체층(300) 보다 얇은 제2유전체층(310)이 형성되어 있다.

이러한 제2유전체층(310)은 유지전극(200)이 위치한 부분에 개구부(311)가 위치한다. 이러한 개구부(311)는 유지전극(200) 사이의 두께를 감소시켜 초기 방전 전압을 낮출 수 있다.

즉, 이와 같이, 제2유전체층(310)에 개구부(311)가 형성되면, 방전 공간이 확대되고 방전 퍼짐이 제한됨으로써, 방전 전압을 낮추고 방전 효율을 향상시킬 수 있다.

이와 함께, 개구부(311)를 기점으로 방전이 발생하므로, 유지전극(200) 사이뿐만 아니라 주변에도 강한 방전이 확산될 수 있고, 그에 의해 형광체층(도 1 참고)의 휘도 포화가 억제될 수 있다.

또한, 이러한 제2유전체층(310)은 감광성 물질을 포함한 졸-겔법에 의하여 형성되고, 포토 리소그래프와 같은 패터닝 과정에 의하여 형성될 수 있다.

이하, 이와 같은 구조를 갖는 플라즈마 디스플레이 패널의 제조방법의 실시예를 도면을 참고하여 설명한다.

도 2에서 도시하는 바와 같이, 유지전극(200)이 형성된 기판(100) 위에 졸-겔(Sol-gel)법을 이용한 유-무기 혼성 조성물을 이용하여 유전체층(300)을 형성한다.

이후, 상기 유전체층(300) 위에는 MgO와 같은 물질로 형성되는 보호막(400)을 구비할 수 있다.

상기 졸-겔법을 이용하여 유전체층(300)을 형성하는 단계는 세부적으로 다음과 같다.

먼저, R'_nSi(OR)_4-n 식으로 나타낼 수 있는 유기규소화합물을 출발 물질로 제조한다. 여기서 R'은 직쇄 또는 측쇄 알킬기, 페닐기, 페닐 알콕시기, 아민기 중 하나이며, R은 직쇄 또는 측쇄 알킬기이거나 이들 그룹이 가수분해 된 수소원자를 나타낸다(Si는 실리콘, O는 산소를 나타내는 원소기호이다).

이때, 상기 유기규소화합물은 하이드록실기, 비닐기, 아크릴기, 아미노기 등의 기능기를 가지고 있고, 대부분 전자받게 역할을 할 수 있는 페닐, "C=O" 등이 포함되어 있는 구조를 이용하게 된다.

이후, 상기 유기규소화합물을 이용하여 졸-겔 PDMS(polydimethylsiloxane)와 RSiO1.5 (organo-silsesquioxane) 등과 같이 무기구조(Si-O-Si)가 형성되어 있는 구조물들을 형성한다.

상기 구조물의 기본 기질(matrix)로 사용되는 졸-겔 구조물들은 Phenyl modified trialkoxysilane, Methacryl modified trialkoxysilane, Methyl/ethyl modified trialkoxysilane 등이 사용될 수 있다.

여기에 촉매를 사용하여 졸-겔 유전체 용액을 제조한 후, 유지전극(200)이 형성된 기판(100) 위에 코팅하고, 120 ~ 250℃ 범위 내에서 저온 소성하여 유전체층(300)을 형성한다.

도 3에서 도시하는 구조를 형성하는 단계는 다음과 같다. 즉, 도 4에서와 같이, 유지 전극(200)이 형성된 기판(100) 위에 졸-겔(Sol-gel)법을 이용한 유-무기 혼성 조성물을 이용하여 유전체층(300, 이하, 제1유전체층)을 형성하고, 상기 유전체층(300) 위에 졸-겔법을 이용하여 또 하나의 유전체층(310: 이하, 제2유전체층)을 형성한다.

상기 제1유전체층(300)과 제2유전체층(310)을 형성하는 졸-겔법은 상기 일 실시예의 경우와 동일하다.

즉, 제2유전체층(310)의 형성단계는 다음과 같다.

유기규소화합물을 출발 물질로 제조하고, 상기 유기규소화합물을 이용하여 무기구조(Si-O-Si)가 형성되어 있는 구조물들을 형성하며, 이후, 상기 구조물을 이용하여 촉매를 사용하여 졸-겔 유전체 용액을 제조한다.

그런 후에, 상기 졸-겔 유전체 용액을 제1유전체층(300) 위에 코팅하고 저온소성 함으로써 제2유전체층(310)을 형성하는 것이다.

이후, 상기 제2유전체층(310)은 유지전극(200) 사이의 두께를 감소시키기 위해 패터닝하여 개구부(311)를 형성할 수 있다.

즉, 상기 제2유전체층(310)이 감광성 재료를 포함하도록 하고, 도 5에서 도시하는 바와 같이, 마스크(500)를 이용하여 상기 제2유전체층(310)을 포토 리소그로피와 같은 방법으로 패터닝하는 것이다.

그리하여, 도 3에서와 같이, 상기 제2유전체층(310)에 개구부(311)를 형성하게 된다.

이와 같이, 유지전극(200) 사이를 패터닝하여 개구부(311)를 형성하게 되면 유지전극(200) 사이의 두께를 감소시켜 초기 방전 전압을 낮출 수 있게 된다.

또한, 유-무기 혼성 조성물을 이용하게 되면 유기 그룹이 무기 망목 구조에 의해 생기는 기공을 채워주는 역할을 함으로써 건조 시 발생하는 유전체층의 수축을 제한할 수 있다.

따라서 유-무기 혼성 조성물이 유기물이 치환되지 않은 금속 알콕사이드로 제조된 순수 무기재료에 비해 낮은 소성온도에서 균열 없이 두껍고 균일한 막을 형 성할 수 있다.

이와 같은 졸-겔 공정은 액상 공정으로서 생산성이 높고 제품의 조성을 자유롭게 조절할 수 있을 뿐만 아니라, 공정이 전반적으로 저온에서 이루어지므로 경제성이 높은 매우 유용한 방법이다.

상기 실시예는 본 발명의 기술적 사상을 구체적으로 설명하기 위한 일례로서, 본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않으며, 다양한 형태의 변형이 가능하고, 이러한 기술적 사상의 여러 실시 형태는 모두 본 발명의 보호범위에 속함은 당연하다.

이상과 같은 본 발명은 다름과 같은 효과가 있다.

첫째, 패널 제조에 졸-겔법을 이용함으로써, 유기 그룹이 무기 망목 구조에 의해 생기는 기공을 채워주는 역할을 하므로, 건조 시 발생하는 유전체층의 수축을 제한할 수 있다.

둘째, 이와 같은 졸-겔법을 이용하여 순수 무기재료에 비해 낮은 소성온도에서 균열 없이 두껍고 균일한 막을 형성할 수 있다.

셋째, 본 발명의 방법을 이용하면 생산성이 높고 제품의 조성을 자유롭게 조절할 수 있다.

넷째, 패널의 유전체층을 두 층으로 구성하고, 유전체층의 어느 하나의 두께를 조절함으로써 방전셀 공간에서의 초기 방전 전압을 낮출 수 있다.

Claims (17)

1. 삭제
2. 삭제
3. 삭제
4. 삭제
5. 삭제
6. 삭제
7. 삭제
8. 삭제
9. 플라즈마 디스플레이 패널의 제조방법에 있어서,

   상기 패널의 유지전극이 형성된 기판 위에 졸-겔법을 이용하여 제1유전체층을 형성하는 단계와;

   상기 제1유전체층 위에 졸-겔법을 이용하여 제2유전체층을 형성하는 단계와;

   상기 패널을 소성하는 단계를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널의 제조방법.
10. 제 9항에 있어서, 상기 제2유전체층을 형성하는 단계 후에,

    상기 제2유전체층의 소정의 부분을 제거하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널의 제조방법.
11. 제 10항에 있어서, 상기 소정의 부분은,

    상기 유지전극 사이의 부분인 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널의 제조방법.
12. 제 9항에 있어서, 상기 제2유전체층은 감광성 재료를 이용하여 형성하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널의 제조방법.
13. 제 9항에 있어서, 상기 제2유전체층을 형성하는 단계는,

    유기규소화합물을 출발 물질로 제조하는 단계와;

    상기 유기규소화합물을 이용하여 무기구조(Si-O-Si)가 형성되어 있는 구조물들을 형성하는 단계와;

    상기 구조물을 이용하여 촉매를 사용하여 졸-겔 유전체 용액을 제조하는 단계와;

    상기 졸-겔 유전체 용액을 제1유전체층 위에 코팅하는 단계를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널의 제조방법.
14. 상부기판과;

    상기 상부기판 위에 위치하는 유지전극과;

    상기 유지전극을 피복하는 제1유전체층과;

    상기 제1유전체층 위에 위치하여 상기 제1유전체층보다 얇게 형성되며, 감광성 재료를 이용하여 형성되는 제2유전체층을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하 는 플라즈마 디스플레이 패널.
15. 제 14항에 있어서, 상기 제2유전체층의 유지전극의 상측 부분에는,

    상기 제2유전체층이 소정부분 제거된 개구부가 형성된 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널.
16. 제 15항에 있어서, 상기 개구부는 유지전극의 간격보다 넓고 유지전극 전체 폭보다 좁은 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널.
17. 제 14항에 있어서, 상기 제1유전체층 및 제2유전체층 중 적어도 어느 하나는 졸-겔법을 이용하여 형성된 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널.

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