KR100814808B1 - 플라즈마 디스플레이 패널 - Google Patents

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KR100814808B1
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Abstract

본 발명은 플라즈마 디스플레이 패널에 관한 것으로, 보다 상세하게는 상기 플라즈마 디스플레이 패널은 서로 대향 배치되는 제1 기판 및 제2 기판, 상기 제1 기판과 제2 기판 사이의 공간에 배치되어 방전 공간들을 구획하는 격벽들, 상기 각 방전 공간 내에 형성되는 형광체층, 상기 제2 기판에서 일방향의 어드레스 라인을 따라 형성되는 어드레스 전극들, 상기 제2 기판에서 어드레스 전극들을 덮으며 형성되는 제2 유전층, 상기 제1 기판에서 상기 어드레스 전극과 교차하는 방향을 따라 형성되며, 상기 각 방전 공간에서 적어도 한 쌍이 대향하여 형성되는 표시 전극들, 상기 제1 기판에서 표시 전극들을 덮으며 형성되는 제1 유전층을 포함한다. 상기 하나의 어드레스 라인을 따라 어드레스 전극은 전체 주사 전극과 대응되도록 형성되며, 또한 상기 격벽은 ZnO, BaO, B2O3, P2O5, Bi2O3, SiO2, Al2O3 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 무연 유리 조성물을 포함하며, 10 이하의 유전율을 갖는다.
본 발명의 플라즈마 디스플레이 패널은 어드레스 전극의 전류가 감소되어 어드레싱 전압을 떨어뜨리고, 드라이버 IC 패키지부의 발열이 감소될 뿐만 아니라 패널의 A-A 전극간의 전극용량 및 A-Y 전극간의 전기용량이 동시에 감소되어, 개선된 패널 효율 및 감소된 어드레스 전극의 발열을 나타낸다.
격벽, 유전율, 전극 용량, 발열, 플라즈마 디스플레이 패널

Description

플라즈마 디스플레이 패널{PLASMA DISPLAY PANEL}
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 플라즈마 디스플레이 패널의 부분 분해 사시도이다.
[기술분야]
본 발명은 플라즈마 디스플레이 패널에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 환경 및 인체에 무해하며, 저유전율을 가져 어드레스 전극에서의 발열 저감 및 플라즈마 디스플레이 패널의 효율을 향상시킬 수 있는 격벽을 포함하는 플라즈마 디스플레이 패널에 관한 것이다.
[종래기술]
플라즈마 디스플레이 패널 (Plasma Display Panel)은 플라즈마 현상을 이용한 표시 장치로서, 비진공 상태의 기체 분위기에서 공간적으로 분리된 두 접전간에 어느 이상의 전위차가 인가되면 방전이 발생되는데, 이를 기체 방전 현상으로 지칭한다.
플라즈마 표시 소자는 이러한 기체 방전 현상을 화상 표시에 응용한 평판 표 시 소자이다. 현재 일반적으로 사용되고 있는 플라즈마 디스플레이 패널은 반사형 교류 구동 플라즈마 디스플레이 패널로서, 하판 구조의 경우 격벽 위에 형광체층이 형성되어 있다.
격벽은 플라즈마 디스플레이 패널내에서 방전 공간을 확보하고, 각 방전셀 간의 크로스토크(crosstalk)를 방지하며, 상판과 하판의 봉착시 외압으로부터 방전 공간을 유지하는 등의 작용을 하는 것으로, 상판과 하판 사이의 방전 공간 확보를 위해 통상 100㎛ 이상의 높이를 요하는데, 이런 두께를 얻기 위해서는 통상적으로 스크린 인쇄법(screen printing method), 샌드블라스트법(sand blast method), 블레이드법(blade method), 리프트오프법(lift-off method), 습식 화학 에칭법(WCE:Wet Chemical Etching, 이하 '에칭법'이라 함) 등의 다양한 격벽 제조 방법이 이용되어 왔다.
상기 격벽 형성에 사용되는 격벽 재료로는 산화납이 중량대비 50%이상 사용된 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 소성공정시 점성유동이 심해져서 소성 후에 기포가 많아지는 문제점이 있다.
본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 환경 및 인체에 무해하며, 저유전율을 가져 어드레스 전극에서의 발열 저감 및 플라즈마 디스플레이 패널의 효율을 향상시킬 수 있는 격벽을 포함하는 플라즈마 디스플레이 패널을 제공하는 것이다.
상기한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 예시적인 일 실시예에 따르면, 서로 대향 배치되는 제1 기판 및 제2 기판, 상기 제1 기판과 제2 기판 사이의 공간에 배치되어 방전 공간들을 구획하는 격벽들, 상기 각 방전 공간 내에 형성되는 형광체층, 상기 제2 기판에서 일방향의 어드레스 라인을 따라 형성되는 어드레스 전극들, 상기 제2 기판에서 어드레스 전극들을 덮으며 형성되는 제2 유전층, 상기 제1 기판에서 상기 어드레스 전극과 교차하는 방향을 따라 형성되며, 상기 각 방전 공간에서 적어도 한 쌍이 대향하여 형성되는 표시 전극들, 상기 제1 기판에서 표시 전극들을 덮으며 형성되는 제1 유전층을 포함하는 플라즈마 디스플레이 패널을 제공한다. 상기 하나의 어드레스 라인을 따라 형성되는 어드레스 전극은 전체 주사 전극과 대응되도록 형성되며, 또한 상기 격벽은 ZnO, BaO, B2O3, P2O5, Bi2O3, SiO2, 및 Al2O3로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상의 무연 유리 조성물을 포함하며, 10 이하의 유전율을 갖는 것이 바람직하다.
이하, 본 발명을 더욱 상세하게 설명한다.
종래 플라즈마 디스플레이 패널의 격벽은 PbO, SiO2 또는 B2O3 등의 주요 성분에, 추가적으로 백색 금속 산화물인 산화 티타늄(TiO2)을 첨가하여 형성되는 것이 일반적이었다. 첨가된 산화 티타늄은 격벽의 백색도를 향상시키고, UV에 의해 여 기된 형광체가 발생시키는 가시광의 반사 효율을 높임으로써 패널의 휘도를 높이는 역활을 한다. 그러나, 상기 산화 티타늄은 유전율이 매우 높은 금속 산화물로서, 어드레스-어드레스 전극(A-A 전극) 간의 전기용량(Capacitance)과 어드레스-유지 전극(A-Y 전극) 간의 전기용량을 증가시킨다. 이러한 현상은 결국, 방전시 어드레스 전극의 방전 전류를 증가시키게 되고, 이에 따라 드라이버 IC 패키지, 특히 테이프 캐리어 패키지(Tape carrier package: TCP)부의 발열이 증가되어 TCP가 파손되는 등의 문제가 있었다.
이에 대해, 본 발명은, 유전율이 낮은 무연 유리 조성물을 사용하여 격벽을 제조함으로써, 어드레스 전극의 전류를 저하시켜 어드레싱 전압을 감소시키고 패널의 A-A 전극간의 전극용량 및 A-Y 전극간의 전기용량을 동시에 감소시켜 패널의 효율 향상 및 드라이버 IC 패키지부의 발열을 감소시킬 수 있었다.
즉, 본 발명의 예시적인 일 실시예에 따른 플라즈마 디스플레이 패널은
서로 대향 배치되는 제1 기판 및 제2 기판;
상기 제1 기판과 제2 기판 사이의 공간에 배치되어 방전 공간들을 구획하는 격벽들;
상기 각 방전 공간 내에 형성되는 형광체층;
상기 제2 기판에서 일방향의 어드레스 라인을 따라 형성되는 어드레스 전극들;
상기 제2 기판에서 어드레스 전극들을 덮으며 형성되는 제2 유전층;
상기 제1 기판에서 상기 어드레스 전극과 교차하는 방향을 따라 형성되며, 상기 각 방전 공간에서 적어도 한 쌍이 대향하여 형성되는 표시 전극들;
상기 제1 기판에서 표시 전극들을 덮으며 형성되는 제1 유전층을 포함하며,
상기 하나의 어드레스 라인을 따라 형성되는 상기 어드레스 전극은 전체 주사 전극과 대응되도록 형성되며,
상기 격벽은 ZnO, BaO, B2O3, P2O5, Bi2O3, SiO2, 및 Al2O3로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상의 무연 유리 조성물을 포함하며, 10 이하의 유전율을 갖는다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 다양한 실시형태를 보다 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시형태에 따른 플라즈마 디스플레이 패널을 개략적으로 도시한 분해 사시도이다.
이 도면을 참조하여 플라즈마 디스플레이 패널을 개략적으로 설명하면, 본 발명의 일 실시형태에 따른 플라즈마 디스플레이 패널은 제1 기판(1, 이하에서 전면기판이라 한다)과 제2 기판(3, 이하에서 배면기판이라 한다)을 상호 면 대향 봉착하고, 이 전면기판(1)과 배면기판(3) 사이에 방전 가스를 충전하여 형성된다. 이 전면기판(1)과 배면기판(3) 사이에 형성되는 공간에는 다수의 격벽(5)들이 배치되어 복수의 방전 공간(7R, 7G, 7B)을 형성한다. 이 방전 공간(7R, 7G, 7B) 내에는 적(R), 녹(G), 청(B)색의 형광체가 형성되어 있다.
상기 전면기판(1) 상에는 도면의 x 축 방향을 따라 표시 전극(9, 11)들이 형 성되고, 이 표시 전극(9, 11)들은 y 축 방향으로 각 방전 공간(7R, 7G, 7B)에 상응하는 간격으로 배치된다. 그리고, 배면기판(3) 상에는 상기 표시 전극(9, 11)들과 교차하는 방향(도면의 y축 방향)을 따라 어드레스 전극(13)들이 형성되고, 이 어드레스 전극(13)들은 도면의 x 축 방향으로 각 방전 공간(7R, 7G, 7B)에 상응하는 간격으로 배치된다. 즉, 표시 전극(9, 11)들과 어드레스 전극(13)들은 각 방전 공간(7R, 7G, 7B)에 교차하면서 대응하는 구조로 배치된다.
상기 표시 전극(9, 11)들은 방전 공간 (7R, 7G, 7B)의 양측에 대향하는 유지전극 및 주사전극(9, 11)으로 이루어져, 전면기판(1)에 형성된다. 또한, 본 실시 형태에서는 전면기판(1)에 유지전극 및 주사전극(9, 11)을 구비하는 것을 예시하고 있지만, 스캔 및 어드레싱을 위하여 전면기판(1)에 상기한 표시 전극(9, 11)과 별도의 중간 전극(미도시)을 유지전극 및 주사전극(9, 11) 사이에 더 구비하는 것도 포함할 수 있다.
상기 유지전극 및 주사전극(9, 11)들은 도 1에 도시된 바와 같이 각각 투명전극(9a, 11a)과 버스전극(9b, 11b)으로 형성될 수 있으며, 투명전극(9a, 11a)이나 버스전극(9b, 11b)만으로 각각 형성될 수도 있다. 중간전극(미도시)이 구비될 경우, 제작 공정을 단순하게 하도록 이 중간전극도 이 유지전극 및 주사전극(9, 11)과 같은 재료 같은 구조로 형성되는 것이 바람직하다. 이 투명전극(9a, 11a)은 어드레스 전극(13)과 교차하는 방향(도면의 x 축 방향)으로 형성되는 스트라이프 타입으로 형성될 수 있다. 또한, 이 투명전극(9a, 11a)은 방전 공간 (7R, 7G, 7B)의 내부에서 면방전을 일으키는 부분으로서 방전 공간 (7R, 7G, 7B)의 상당한 면적을 차단하기 때문에 가시광의 차단을 최소화하여 휘도를 확보할 수 있도록 투명한 재질로 형성되는 것이 바람직하며, 보다 바람직하게는 ITO(Indium Tin Oxide) 전극으로 형성될 수 있다.
그리고, 상기 버스전극(9b, 11b)은 투명전극(9a, 11a)의 높은 저항을 보상하여 투명전극(9a, 11a)의 통전성을 확보하기 위한 것으로써, 전기의 전도성이 우수한 금속 재질로 형성되는 것이 바람직하며, 보다 바람직하게는 Al 전극으로 형성될 수 있다. 이러한 버스전극(9b, 11b)은 전면기판(1)상에 형성되는 투명전극(9a, 11a)에 적층 구조로 형성되어 어드레스 전극(13)과 교차하는 방향(도면의 x 축 방향)으로 형성된다. 또한, 이 버스전극(9b, 11b)은 불투명 재질로 형성되므로 격벽(5)에 대응하여 배치되고, 격벽(5)의 폭보다 좁은 폭으로 형성되어 방전 공간 (7R, 7G, 7B)에서 발광하는 가시광의 차단을 최소화하는 것이 바람직하다.
상기와 같이 형성되는 표시 전극(9, 11)들은 벽전하의 축적을 위하여 제1 유전층(17)에 의해 덮혀진다. 상기 제1 유전층(17)은 가시광의 투과율을 향상시키도록 투명 유전체로 형성되는 것이 바람직하다.
또한 상기 제1 유전층(17) 상에는 유지전극 및 주사전극(9, 11) 중 어느 한 전극(통상 주사전극)과 어드레스 전극(13) 간의 어드레싱과 가시광의 발광을 방해하지 않으면서, 이차 전자의 방출량을 더욱 증가시켜 소비 전력에 대한 휘도의 비, 즉 효율을 향상시키고 이로 인하여 휘도를 좋게 하기 위하여, 전자 증폭물질을 포함하는 전자 증폭층(미도시)이 더 형성될 수도 있다.
상기 전자 증폭 물질로는 카본 나노 튜브, 그라파이트 나노 파이버, 카본 나 노 파이버, 카본 나노 팁, 및 다이아몬드로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상의 것을 사용할 수 있으며, 보다 바람직하게는 카본 나노 튜브를 사용할 수 있다.
본 발명의 실시형태에 따른 플라즈마 디스플레이 패널은 상기 제1 유전층 또는 전자 증폭층 위에 MgO를 포함하는 보호막(19)을 더 포함할 수도 있다. 또한 상기 보호막은 MgO외에 MgF2, CaF2, LiF, Al2O3, ZnO, CaO, SrO, SiO2 및 La2O3로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상의 것을 더 포함할 수도 있다.
상기 보호막(19)은 플라즈마에 의해 분리된 원자의 이온이 유전층(17)에 충돌하여 이 유전층(17)을 손상시키는 것을 방지하고, 이온이 부딪혔을 때 2차 전자의 방출을 좋게 한다.
상기 어드레스 전극(13)들은 배면기판(3) 위 각각의 어드레스 라인을 따라 형성되며, 보다 바람직하게는 상기 하나의 어드레스 라인을 따라 형성되는 어드레스 전극은 전체 주사 전극과 대응되도록 형성되는 것이 바람직하다.
상기, 어드레스 전극(13)들은 방전 공간 (7R, 7G, 7B)에서 벽전하를 형성하여 어드레스 방전을 일으키도록 제2 유전층(15)으로 덮혀지고, 상기 격벽(5)은 상기 제2 유전층(15) 상에 형성된다.
상기 전면기판(1)과 배면기판(3) 사이에 구비되는 격벽(5)들은 서로 이웃하는 다른 격벽(5)들과 평행하게 배치되어, 전면기판(1)과 배면기판(3)을 소정의 간격으로 배치되어 이들 사이의 공간에 플라즈마 방전에 필요한 방전 공간 (7R, 7G, 7B)들을 구획 형성한다.
도 1에서는 어드레스 전극(13)들과 나란한 방향(도면의 y 축 방향)으로 형성된 격벽(5)들로만 형성되는 스트라이프형 격벽 구조를 예시하고 있으나, 본 발명의 격벽 구조는 상기 격벽 구조에 한정되지 않는다. 본 발명의 일 실시형태에 따른 격벽 구조는, 어드레스 전극(13)들과 나란한 방향(도면의 y 축 방향)으로 형성되는 격벽(5)들과 이 격벽(5)들과 교차하는 방향(도면의 x 축 방향)으로 형성되는 격벽(미도시)들에 의하여 방전 공간(7R, 7G, 7B)들을 각각 독립적으로 폐쇄하여 구획하는 폐쇄형 격벽 구조를 포함할 수도 있고, 상기 방전 공간 (7R, 7G, 7B)을 4각으로 형성하는 폐쇄형 격벽 구조와 6각 및 8각으로 형성하는 폐쇄형 격벽 구조를 포함할 수도 있다.
상기 격벽은 또한 10 이하의 유전율을 갖는 것이 바람직하며, 보다 바람직하게는 5 내지 10, 가장 바람직하게는 7 내지 9의 유전율을 갖는 것이 바람직하다.
전기용량은 하기 수학식 1에 의해 계산된다.
Figure 112005070070429-pat00001
(상기 수학식 1에 있어서 C는 전기용량(Capacitance), ε은 유전율, S는 격벽의 면적, d는 격벽간 거리를 나타낸다.)
상기 수학식 1에 나타난 바와 같이 면적(S)와 거리(d)와 같은 다른 조건이 일정하게 유지될 때, 유전율(ε)이 작아지면 전기용량(C)의 값도 비례하여 작아지게 된다.
또한 하기 수학식 2 및 3에 나타난 바와 같이, 전기용량(C)가 작아지면, 전류(I)가 적게 흐르게 되고, 이에 따라 하기 수학식 4에 나타난 바와 같이, 결국 패널의 소비 전력이 감소하게 되어 패널의 효율이 증가하게 된다.
Figure 112005070070429-pat00002
Figure 112005070070429-pat00003
(상기 수학식 2 및 3에 있어서, I는 전류, t는 시간, Q는 전하량, C는 전기 용량, V는 전압을 나타낸다.)
Figure 112005070070429-pat00004
(상기 수학식 4에 있어서, P=소비전력, V=전압, I=전류를 나타낸다.)
인접한 어드레스 전극간의 전기용량도 마찬가지로 상기 수학식 1에 따라, ε가 작아지면, C가 비례하여 작아지게 되고, 이는 어드레스 전극의 발열을 감소시킨다.
따라서, 격벽의 유전율이 10을 초과하면 전기용량이 증가하게 되고 이에 따라 어드레스 전극간의 발열이 증가하게 되어 바람직하지 않다.
상기 격벽에 포함되는 무연 유리 조성물은 환경 및 인체에 무해하며, 저유전율을 가져 어드레스 전극의 전류를 감소시켜 어드레싱 전압을 떨어뜨리고 전극 발열을 저감시키는 역할을 한다.
상기 무연 유리 조성물로는 ZnO, BaO, B2O3, P2O5, Bi2O3, SiO2, 및 Al2O3로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상의 것을 사용할 수 있으며, 보다 바람직하게는 산화아연-산화규소계(ZnO-SiO2), 산화아연-산화붕소-산화규소계(ZnO-B2O3-SiO2), 산화아연-산화붕소-산화규소-산화알루미늄계(ZnO-B2O3-SiO2-Al2O3), 산화비스무스-산화규소계(Bi2O3-SiO2), 산화비스무스-산화붕소-산화규소계(Bi2O3-B2O3-SiO2), 산화비스무스-산화붕소-산화규소계(Bi2O3-B2O3-SiO2), 산화비스무스-산화붕소-산화규소-산화알루미늄계(Bi2O3-B2O3-SiO2-Al2O3), 산화비스무스-산화아연-산화붕소-산화규소계(Bi2O3-ZnO-B2O3-SiO2), 산화비스무스-산화아연-산화붕소-산화규소-산화알루미늄계(Bi2O3-ZnO-B2O3-SiO2-Al2O3), 산화아연-산화붕소-산화알루미늄-산화규소-산화인계(ZnO-B2O3-Al2O3-SiO2-P2O5) 및 산화아연-산화바륨-산화붕소-산화비스무스-산화규소-산화알루미늄-산화인계(ZnO-BaO-B2O3-Bi2O3-SiO2-Al2O3-P2O5)로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상의 것을 사용할 수 있다. 가장 바람직하게는 산화아연-산화붕소-산화알루미늄-산화규소-산화인계(ZnO-B2O3-Al2O3-SiO2-P2O5) 또는 산화아연-산화바륨-산화붕소-산화 비스무스-산화규소-산화알루미늄-산화인계(ZnO-BaO-B2O3-Bi2O3-SiO2-Al2O3-P2O5)를 사용할 수 있다.
상기 무연 유리 조성물에 포함되는 각 성분들의 함량은 격벽의 유전율이 10이하가 되도록 하는 범위내에서 적절히 조절될 수 있다. 보다 바람직하게는 ZnO는 무연 유리 조성물 총 중량에 대하여 30 내지 50중량%로 포함되는 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 30 내지 40중량%로 포함될 수 있다. BaO는 무연 유리 조성물 총 중량에 대하여 10 내지 25중량%로 포함되는 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 10 내지 20중량%로 포함될 수 있다. B2O3는 무연 유리 조성물 총 중량에 대하여 20 내지 30중량%로 포함되는 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 20 내지 25중량%로 포함될 수 있다. Bi2O3는 무연 유리 조성물 총 중량에 대하여 5중량% 이하로 포함되는 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 1 내지 3중량%로 포함될 수 있다. SiO2는 무연 유리 조성물 총 중량에 대하여 5중량% 이하로 포함되는 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 1 내지 3중량%로 포함될 수 있다. P2O5는 무연 유리 조성물 총 중량에 대하여 5 내지 10중량%로 포함되는 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 5 내지 8중량%로 포함될 수 있다. 또한 Al2O3는 무연 유리 조성물 총 중량에 대하여 3 내지 5중량%로 포함되는 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 3 내지 4중량%로 포함될 수 있다. 상기 함량 범위 내에서는 격벽의 유전율 10 이하를 구현할 수 있어 바람직하다.
이와 같은 무연 유리 조성물은 또한 350 내지 590℃의 유리연화온도를 가지는 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 500 내지 590℃이다. 유리연화온도가 350℃ 미만인 경우에는 격벽 제조시 소성단계에서 과소성으로 인한 미세구조 불균일 및 두께 균일성의 저하 등이 발생할 수 있으며, 590℃를 초과하는 경우에는 격벽의 소성이 이루어지지 않아 치밀한 격벽을 형성할 수 없게 된다.
또한, 상기 무연유리분말은 열팽창계수가 51×10-7 내지 91×10-7/℃인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 75×10-7/℃ 내지 85×10-7/℃다. 열팽창계수가 상기 범위를 벗어나는 경우에는 제2기판과의 열팽창계수 차이로 인한 휨이나, 깨짐이 발생할 수 있다.
또한, 상기 무연유리분말은 0.1 내지 10㎛의 평균 입자 직경을 갖는 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 1 내지 3㎛이다. 무연유리분말의 평균 입자 직경이 0.1㎛ 미만인 경우에는 경시변화가 적은 안정한 슬러리 형태로 분산시키기 곤란하며, 10 ㎛를 초과하는 경우에는 격벽의 형태 및 미세구조를 제어하기 어려우며, 소성온도가 증가하고, 격벽 가공후의 표면의 균일도가 떨어질 수 있다.
상기 무연 유리 조성물은 또한 플라즈마 디스플레이 패널의 휘도 및 콘트라스트 향상을 위하여 Na2O, Li2O, K2O, CuO 또는 V2O5 등의 금속 산화물을 더 포함할 수도 있다.
상기 무연 유리 조성물은 격벽 총 중량에 대하여 50 내지 90중량%의 양으로 포함되는 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 70 내지 80중량%로 포함될 수 있다. 무연 유리 조성물의 함량이 50중량% 미만이면 큰 수축율로 인한 재료의 균열 발생이 높아지게 되므로 하여 바람직하지 않고, 90중량%를 초과하면 소결 특성 이 저하되어 바람직하지 않다.
상기 격벽은 또한 필요에 따라 무기 충전재 또는 무기 안료 등의 기타 첨가물을 더 포함할 수도 있다.
상기 무기 충전재는 격벽의 열팽창 계수 조정외에 격벽의 강도 향상, 소성시의 수축률 조정 또는 격벽의 치밀성 조정을 위해 사용된다. 구체적으로는 격벽의 강도 향상을 위해서는 알루미나, 산화지르코늄 등을 사용할 수 있으며, 격벽의 열팽창 계수 조정을 위해서는 지르콘(ZrSiO4), 코디어라이트, 뮬라이트, 비정질 실리카, 알루미나, 폴스테라이트, α-석영, 형석 등을 사용할 수 있다.
상기 무기 충전재는 평균 입자 직경이 0.1 내지 10 ㎛인 것이 바람직하다. 충전재의 입경이 0.1 ㎛ 미만인 경우에는 충전재의 분산이 어려워지며, 10㎛를 초과하는 경우에는 에칭 공정시에 균일한 에칭을 하기 어렵다.
또한, 상기 무기 충전재는 격벽 총 중량에 대하여 1 내지 25중량%의 양으로 포함되는 것이 바람직하며, 보다 바람직하게는 5 내지 20중량%로 포함된다. 상기 무기 충전재의 함량이 상기 범위를 벗어나는 경우에는 격벽의 형성이 어렵게 된다.
상기 무기 안료는 격벽의 열팽창 계수 조정외에 격벽의 착색, 소성시의 수축률 조정 및 격벽의 치밀성 조정을 위해 사용된다. 상기 무기 안료로서는 방전 발광시에 측면이 되는 격벽을 백색으로 함으로써 빛의 반사를 양호하게 하기 위한 것 으로서 PDP의 휘도 향상을 위해 백색계 무기 안료를 사용하는 것이 바람직하다. 이와 같은 백색계 무기안료로서는 통상적으로 격벽 형성시 사용되는 것이라면 특별한 한정없이 사용할 수 있으며, 구체적으로는 산화아연(ZnO) 등을 들 수 있다. 또한 PDP의 콘트라스트를 위해 PDP의 배면판에 형성되는 격벽의 최상층이나 PDP의 전면판에 형성되는 격벽에 이용되는 경우에는 통상의 흑색계 안료, 예를 들면 산화철(Fe2O3), 산화 코발트(CoO), 산화구리(CuO), 산화크롬(Cr2O3), 산화 망간(MnO2) 등을 사용할 수 있다.
상기 무기 안료는 격벽 총 중량에 대하여 1 내지 25중량%의 양으로 포함되는 것이 바람직하다. 상기 함량 범위 내에서는 적절한 색의 구현의 가능한 범위로써 바람직하고, 상기 함량 범위를 벗어날 경우 재료의 특성 변화 및 소결 특성에 불리하므로 바람직하지 않다.
상기한 구조를 갖는 본 발명의 예시적인 일 실시형태에 따른 플라즈마 디스플레이 패널은, 제1 기판용 기판위에 표시 전극을 형성하는 단계; 상기 제1 기판상에 상기 표시 전극을 덮도록 유전층 형성 조성물을 코팅한 후 소성하여 제1 유전층을 형성하여 제1기판을 제조하는 단계; 제2 기판용 기판위에 어드레스 전극을 형성하는 단계; 상기 제2 기판상에 상기 어드레스 전극을 덮는 제2 유전층을 형성하는 단계; 무연 유리 조성물을 포함하는 격벽 형성용 조성물을 이용하여 상기 어드레스 전극 사이의 상기 제2 유전층상에 방전 공간을 구획하는 격벽을 형성하는 단계; 상기 방전 공간 내에 형광체층을 형성하여 제2기판을 제조하는 단계; 및 상기 형성된 제1 기판 및 제2 기판을 상호 봉착, 배기 및 밀봉하는 단계를 포함하는 제조방법에 의해 제조될 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에 따른 플라즈마 디스플레이 패널 공정에 있어서, 저유전율을 갖는 격벽의 형성 방법을 제외한 나머지 플라즈마 디스플레이 패널의 제조 방법은 당해 분야에 널리 알려진 내용이어서 당해 분야에 종사하는 사람들에게는 충분히 이해될 수 있으므로 본 명세서에서 상세한 설명은 생략한다.
먼저, 무연 유리 조성물을 포함하는 격벽 형성용 조성물을 제조한다.
상세하게는, 바인더 수지 및 유기 용매를 포함하는 유기 비히클중에 무연 유리 조성물을 첨가한 후 3체롤, 볼밀, 샌드밀 등의 분산기로 분산시켜 슬러리상 또는 페이스트상의 격벽 형성용 조성물을 제조한다.
상기 무연 유리 조성물은 앞서 설명한 바와 동일하다. 상기 무연 유리 조성물은 또한 무리 유리 분말의 구성성분들을 혼합 후 용융, 건식 냉각, 건식 분쇄 및 해쇄하는 방법으로 제조되는 것이 바람직하며, 상기 방법에 따라 제조되는 무연 유리 조성물은 치밀도 및 색상이 우수하다.
상기 바인더 수지는 무연 유리 조성물을 지지하는 역할을 하는 것으로서, 바람직하게는 에틸셀룰로오스, 히드록시 에틸셀룰로오스, 니트로셀룰로오스 등을 포함하는 셀룰로오스계 수지; 또는 폴리부틸아크릴레이트, 폴리이소부틸메타크릴레이트 등을 포함하는 아크릴계 수지 등을 사용할 수 있다. 그 사용되는 양에는 크게 제한이 없어 필요에 따라 적절히 혼합하여 사용할 수 있으며, 바람직하게는 격벽 형성용 조성물 총 중량에 대하여 0.5 내지 20중량%의 양으로 포함되는 것이 바람직 하다.
상기 유기 용매로는 격벽 형성시 통상적으로 사용되는 것이라면 특별히 한정되지 않고 사용할 수 있으며, 바람직하게는 부틸셀로솔브아세테이트, 부틸카르비톨아세테이트 등을 포함하는 에스테르계 용매; 부틸카르비톨 등의 에테르계 용매; 및 나프타 등의 석유계 용매로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상의 것을 사용할 수 있다. 상기 용매는 상기 격벽 형성용 조성물에 잔부의 양으로 포함될 수 있으며, 바람직하게는 적절한 점도로 격벽을 형성할 수 있도록 격벽 형성용 조성물 총 중량에 대하여 4 내지 30중량%의 양으로 포함될 수 있다.
상기 격벽 형성용 조성물은 필요에 따라 무기 충전재 또는 무기 안료 등의 기타 첨가물을 더 포함할 수도 있다. 상기 무기 충전재 및 무기 안료는 앞서 설명한 바와 같다.
제조된 격벽 형성용 조성물을 이용하여 전극 및 유전체층을 형성한 플라즈마 디스플레이 패널용 기판에 스크린 인쇄법, 샌드블라스팅법, 포토리소그라피법, 롤링법 또는 에칭법 등의 방법으로 격벽을 형성한다. 보다 바람직하게는 기판 위에 격벽 형성용 조성물을 소정의 두께로 도포, 건조하고 그 위에 내샌드블라스트성을 가진 마스크를 패턴상으로 형성한 뒤 샌드 블라스트 가공을 행하여 격벽 이외의 부분을 제거하고, 소성하여 원하는 격벽을 형성하는 샌드블라스팅법을 사용할 수 있다.
이와 같은 격벽 형성 방법에 따라 상기 플라즈마 디스플레이 패널용 기판에의 격벽 형성용 조성물의 도포방법도 예를 들면 스크린 프린팅법, 스프레이 코팅 법, 롤 코팅법, 테이블 코팅법, 또는 닥터 블레이드를 이용한 코팅법 등이 사용될 수 있으며, 이에 한정되는 것은 아니다.
이후 플라즈마 디스플레이 패널용 기판에 형성된 격벽 형성용 조성물의 층을 소성하여 원하는 격벽을 형성할 수 있다.
이후 격벽이 형성된 제2기판과, 표시전극 및 제1유전층이 형성된 제1기판을 봉착, 배기, 밀봉하여 플라즈마 디스플레이 패널을 제조할 수 있다.
본 발명의 예시적인 일 실시예에 따른 플라즈마 디스플레이 패널은 저유전율의 격벽을 포함함으로써, 어드레스 전극의 전류가 감소되어 어드레싱 전압을 떨어뜨리고, 드라이버 IC 패키지부의 발열가 감소될 뿐만 아니라 패널의 A-A 전극간의 전극용량 및 A-Y 전극간의 전기용량이 동시에 감소되어, 개선된 패널 효율 및 감소된 어드레스 전극의 발열을 나타낼 수 있다.
이하 본 발명의 바람직한 실시예 및 비교예를 기재한다. 그러나 하기한 실시예는 본 발명의 바람직한 일 실시예일뿐 본 발명이 하기한 실시예에 한정되는 것은 아니다.
[실시예 1]
무연 유리 조성물 74중량%에 에틸셀룰로오스 및 부틸카르비톨 아세테이트의 유기 용매 26중량%를 첨가하여 페이스트상의 격벽 형성용 조성물을 제조하였다. 이때 상기 무연 유리 조성물은 ZnO 50중량%, B2O3 30중량%, Al2O3 5중량%, SiO2 5중량%, 및 P2O5 10중량%를 포함하며, 유리 연화 온도 555℃, 열팽창 계수 76×10-7/℃, 및 평균 입자 직경 2.5㎛을 갖는 것이다.
다음으로, 미리 스크린 인쇄법으로 전극 및 유전체층이 형성된 유리기판에 스크린 인쇄를 이용하여 상기 격벽 형성용 조성물의 인쇄 및 건조를 반복하여 행함으로써 격벽 형성용 조성물을 200㎛의 두께로 도포하였다.
적층한 상기 격벽 형셩용 조성물의 도포층 상에 샌드블라스트용 드라이 필름 레지스트를 라미네이터를 이용하여 온도 105℃, 압력 2.5kg/cm2, 전송속도 1.0m/min의 조건으로 라미네이트하였다.
라미네이트 후 드라이필름 레지스트를 폭 80㎛, 피치 420㎛의 라인 패턴의 개구부를 갖는 포토 마스크 및 출력 5kW의 초고압 수은등을 이용하여 노광량 400mj/cm2에서 노광하였다. 노광후 0.2% 탄산나트륨 수용액을 이용하여 온도 30℃, 압력 1.5kg/cm2의 조건으로 스프레이 현상하고, 폭 80㎛의 레지스트 패턴을 형성하였다. 레지스트 패턴의 형성 후 샌드 블라스트 장치를 이용하여 샌트를 압력 0.25MPa로 기판에 세게 불어 레지스트 패턴이 형성되어 있지 않은 부분의 격벽 형성용 조성물의 도포층을 깎아내었다.
그리고 나서 기판 전체를 40℃로 가온한 드라이 필름 레지스트의 박리액에 담그어 드라이 필름 레지스트를 박리하고, 수세 및 건조를 행하여 격벽 형성용 조성물에 의한 격벽 형상의 성형체를 제작하였다. 이후 580℃로 소성하여 격벽이 형성된 플라즈마 디스플레이 제2기판을 얻었다.
별도로 제작된 제1 기판과 함께 조립, 봉착, 배기, 가스주입 및 에이징하는 단계를 거침으로써 플라즈마 디스플레이 패널을 제조하였다.
[실시예 2]
Bi2O3 5중량%, B2O3 30중량%, ZnO 50중량%, SiO2 2중량%, Al2O3 3중량%, Li2O 2중량% 및 CuO 8중량%를 포함하는 무연 유리 조성물을 사용하는 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 실시하여 플라즈마 디스플레이 패널을 제조하였다.
[실시예 3]
Bi2O3 5중량%, ZnO 50중량%, B2O3 25중량%, SiO2 5중량%, Al2O3 5중량% 및 V2O5 10중량%를 포함하는 무연 유리 조성물을 사용하는 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 실시하여 플라즈마 디스플레이 패널을 제조하였다.
[비교예 1]
상기 실시예 1에서의 무연 유리 조성물 대신에 PbO2 와 TiO2를 9:1중량비로 포함하는 유리 분말을 사용하는 것을 제외하고는, 상기 실시예와 동일한 방법으로 실시하여 플라즈마 디스플레이 패널을 제조하였다. 이때 상기 유리 분말은 유전율이 12.5이었다.
상기 실시예 1 및 비교예 1에 따라 제조된 플라즈마 디스플레이 패널의 전기 용량을 측정하고, 이로부터 격벽의 유전율을 평가하였다. 유전율은 하기 수학식 5에 따라 계산하였다.
Figure 112005070070429-pat00005
(상기 수학식 5에 있어서 C는 전기용량(Capacitance), ε은 유전율, S는 격벽의 면적, d는 격벽간 거리를 나타낸다.)
측정 결과, 실시예 1 및 비교예 1에 따라 제조된 플라즈마 디스플레이 패널의 격벽은 각각 8 및 12.5의 유전율을 나타내었다. 이로부터 본 발명의 플라즈마 디스플레이 패널의 격벽 형성용 조성물로부터 제조된 격벽이 보다 낮은 유전율을 가짐을 확인할 수 있었다.
또한 상기 실시예 1 및 비교예 1에 따라 제조된 플라즈마 디스플레이 패널에 대하여 유전율에 따른 패널 발열량을 평가하기 위하여 플라즈마 디스플레이 패널을 바둑판 모양으로 9개로 구획한 후 접촉식 온도계로 패널의 온도를 직접 측정하였다. 서 측정시 패널을 1시간 정도 에이징한 후에, 온도가 포화(Saturation)되는 값을 측정하였다. 측정 결과를 하기 표 1에 나타내었다.
하기 표 1에서 측정 위치 1은 3행 3열의 바둑판 모양으로 구획된 플라즈마 디스플레이 패널에서 제1행 제1열 부, 2는 제1행 제2열 부, 3은 제1행 제3열 부, 4는 제2행 제1열 부, 5는 제2행 제2열 부, 6은 제2행 제3열 부, 7은 제3행 제1열 부, 8는 제3행 제2열 부, 9는 제3행 제3열 부를 의미한다.
　 측정온도(℃)
측정 위치 1 2 3 4 5 6 7 8 9 평균
실시예 1 39.5 41.2 40.3 41.1 39.9 40.5 39.9 39.9 41.7 40.4
비교예 1 45.5 46.2 45.8 45.9 46.1 46.5 46.2 45.7 46.03 46.0
상기 표 1에 나타난 바와 같이, 유전율의 차이에 따라 패널 발열 온도의 차이가 있음을 확인할 수 있었다. 실시예 1에서의 플라즈마 디스플레이 패널의 패널내 평균 온도 40.4℃인 반면, 비교예 1의 플라즈마 디스플레이 패널의 패널내 평균 온도는 46.0℃를 나타내어 유전율이 낮은 실시예 1의 플라즈마 디스플레이 패널이 유전율이 높은 비교예 1의 플라즈마 디스플레이 패널에 비해 발열이 감소됨을 확인할 수 있었다.
본 발명의 플라즈마 디스플레이 패널은 어드레스 전극의 전류가 감소되어 어드레싱 전압을 떨어뜨리고, 드라이버 IC 패키지부의 발열이 감소될 뿐만 아니라 패널의 어드레스-어드레스 전극간의 전극용량 및 어드레스-유지 전극간의 전기용량이 동시에 감소되어, 개선된 패널 효율 및 감소된 어드레스 전극의 발열을 나타낸다.

Claims (15)

  1. 서로 대향 배치되는 제1 기판 및 제2 기판;
    상기 제1 기판과 제2 기판 사이의 공간에 배치되어 방전 공간들을 구획하는 격벽들;
    상기 각 방전 공간 내에 형성되는 형광체층;
    상기 제2 기판에서 일 방향의 어드레스 라인을 따라 형성되는 어드레스 전극들;
    상기 제2 기판에서 어드레스 전극들을 덮으며 형성되는 제2 유전층;
    상기 제1 기판에서 상기 어드레스 전극과 직교하는 방향을 따라 상기 각 방전공간에 형성되는 적어도 한 쌍의 표시 전극들;
    상기 제1 기판에서 표시 전극들을 덮으며 형성되는 제1 유전층을 포함하며,
    상기 하나의 어드레스 라인을 따라 어드레스 전극은 전체 주사 전극과 대응되도록 형성되며,
    상기 격벽은 ZnO, BaO, B2O3, P2O5, Bi2O3, SiO2, Al2O3 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 무연 유리 조성물을 포함하고, 10 이하의 유전율을 가지며,
    상기 무연 유리 조성물은 51 × 10-7 내지 91 × 10-7 /℃의 열팽창 계수를 갖는 것인 플라즈마 디스플레이 패널.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 무연 유리 조성물은 산화아연-산화규소계(ZnO-SiO2), 산화아연-산화붕소-산화규소계(ZnO-B2O3-SiO2), 산화아연-산화붕소-산화규소-산화알루미늄계(ZnO-B2O3-SiO2-Al2O3), 산화비스무스-산화규소계(Bi2O3-SiO2), 산화비스무스-산화붕소-산화규소계(Bi2O3-B2O3-SiO2), 산화비스무스-산화붕소-산화규소계(Bi2O3-B2O3-SiO2), 산화비스무스-산화붕소-산화규소-산화알루미늄계(Bi2O3-B2O3-SiO2-Al2O3), 산화비스무스-산화아연-산화붕소-산화규소계(Bi2O3-ZnO-B2O3-SiO2), 산화비스무스-산화아연-산화붕소-산화규소-산화알루미늄계(Bi2O3-ZnO-B2O3-SiO2-Al2O3), 산화아연-산화붕소-산화알루미늄-산화규소-산화인계(ZnO-B2O3-Al2O3-SiO2-P2O5) 및 산화아연-산화바륨-산화붕소-산화비스무스-산화규소-산화알루미늄-산화인계(ZnO-BaO-B2O3-Bi2O3-SiO2-Al2O3-P2O5)로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상의 것인 플라즈마 디스플레이 패널.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 무연 유리 조성물은 350 내지 590℃의 유리연화온도를 갖는 것인 플라즈마 디스플레이 패널.
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서,
    상기 무연 유리 조성물은 0.1 내지 10㎛의 평균 입자 직경을 갖는 것인 플라즈마 디스플레이 패널.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 무연 유리 조성물은 Na2O, Li2O, K2O, V2O5 및 CuO로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상의 금속 산화물을 더 포함하는 것인 플라즈마 디스플레이 패널.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 무연 유리 조성물은 격벽 총 중량에 대하여 50 내지 99중량%의 양으로 포함되는 것인 플라즈마 디스플레이 패널.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 격벽은 무기 충전재 또는 무기 안료를 더 포함하는 것인 플라즈마 디스플레이 패널.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 무기 충전재는 알루미나, 산화지르코늄, 지르콘, 코디어라이트, 뮬라이트, 비정질 실리카, 알루미나, 폴스테라이트, α-석영 및 형석으로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상의 것인 플라즈마 디스플레이 패널.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 무기 충전재는 0.1 내지 10 ㎛의 평균 입자 직경을 갖는 것인 플라즈마 디스플레이 패널.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 플라즈마 디스플레이 패널은 상기 제1 유전층위에 전자 증폭 물질을 포함하는 전자 증폭층을 더 포함하는 것인 플라즈마 디스플레이 패널.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 전자 증폭 물질은 카본 나노 튜브, 그라파이트 나노 파이버, 카본 나노 파이버, 카본 나노 팁, 다이아몬드, 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 것인 플라즈마 디스플레이 패널.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 플라즈마 디스플레이 패널는 상기 제1 유전층위에 MgO를 포함하는 보호막을 더 포함하는 것인 플라즈마 디스플레이 패널.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 보호막은 MgF2, CaF2, LiF, Al2O3, ZnO, CaO, SrO, SiO2, La2O3, 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 물질을 더 포함하는 것인 플라즈마 디스플레이 패널.
  15. 제1항에 있어서,
    상기 무연 유리 조성물은 무연 유리 조성물 총 중량에 대하여 ZnO 30 내지 50중량%, BaO 10 내지 25중량%, B2O3 20 내지 30중량%, P2O5 5 내지 10중량%, Bi2O3 1 내지 5중량%, SiO2 1 내지 5중량%, 및 Al2O3 3 내지 5중량%를 포함하는 것인 플라즈마 디스플레이 패널.
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