KR100838083B1 - 플라즈마 디스플레이 패널 및 플라즈마 디스플레이 패널의제조방법 - Google Patents

플라즈마 디스플레이 패널 및 플라즈마 디스플레이 패널의제조방법 Download PDF

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이원주
강경두
조태승
전병민
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Abstract

본 발명에서는 플라즈마 디스플레이 패널 및 플라즈마 디스플레이 패널의 제조방법이 개시된다. 상기 플라즈마 디스플레이 패널은 서로 이격되어 있는 전면기판과 배면기판, 및 기판들 사이에서 서로 마주보게 배치되고, 대응되는 개구 패턴으로 함께 방전공간들을 형성하는 적어도 둘 이상의 전극 시트들을 포함하는 플라즈마 디스플레이 패널로서, 각 전극 시트는 방전공간들의 적어도 일부를 둘러싸면서 연장되며, 방전공간과 접하는 측의 모서리에는 라운드진 곡면부가 형성되어 있는 복수 개의 방전전극들, 및 방전전극들을 상호 지지 및 절연하기 위해 방전전극들 사이에서 일체로 형성되고, 방전전극과 동종금속의 산화물로 이루어진 절연부재를 구비하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의하면, 고 발광효율을 가지면서도 실용화를 위한 양산 제조에 적합한 새로운 구조를 갖고, 방전 안정성 및 내구성이 향상되는 플라즈마 디스플레이 패널 및 플라즈마 디스플레이 패널의 제조방법이 제공된다.

Description

플라즈마 디스플레이 패널 및 플라즈마 디스플레이 패널의 제조방법 {Plasma display panel and manufacturing method for a plasma display panel}
도 1은 한국공개특허공보 제2005-0104003호에 개시되어 있는 플라즈마 디스플레이 패널의 분해 사시도이다.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 플라즈마 디스플레이 패널의 분해 사시도이다.
도 3은 도 2의 Ⅲ-Ⅲ 선 및 Ⅲ`-Ⅲ`선을 따라 취한 수직 단면도이다.
도 4는 도 2의 전극 배치구조를 보인 사시도이다.
도 5 및 도 6은 각각 각진 모서리와 라운드진 모서리를 갖는 알루미늄 가공물에 대해 산화처리 결과로 얻어진 산화피막의 형상을 개략적으로 보여주는 단면도들이다.
도 7은 소정의 전압을 인가함에 의해 개구 주위의 산화피막이 파괴된 모습을 보여주는 사진이다.
도 8은 본 발명의 제2 실시예에 따른 플라즈마 디스플레이 패널의 분해 사시도이다.
도 9는 도 8의 Ⅶ-Ⅶ 선 및 Ⅶ`-Ⅶ`선을 따라 취한 수직 단면도이다.
도 10은 도 8에 도시된 전극 시트의 일부를 확대한 사시도이다.
도 11a 내지 도 11i는 본 발명의 제3 실시예로서, 플라즈마 디스플레이 패널의 제조방법을 공정 단계에 따라 도시한 수직 단면도들이다.
도 12는 본 발명의 아노다이징 공정을 설명하기 위한 개략적인 공정도이다.
도 13은 산화피막의 구조를 보여주는 절개 사시도이다.
도 14는 본 발명의 제조방법에 의한 산화피막의 구조를 보여주는 사진이다.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
110,210 : 전면기판 120,220 : 배면기판
120`,220` : 그루브 125,225 : 형광체
130,230,330 : 제1 전극 시트 131,141,331,341 : 절연층
135,235.335 : 제1 방전전극 135a,235a : 방전부
135b,235b : 통전부 135c,335c,345c : 방전전극의 코어부분
135t,335t,345t : 산화피막 140,240,340 : 제2 전극 시트
145,245,345 : 제2 방전전극 145a,245a : 방전부
145b,245b : 통전부 231,241 : 브릿지
330' : 알루미늄 플레이트 365 : 절연성 접착제
P1,P2 : 포토리지스트 PR1 : 제1 PR 마스크
PR2 : 제2 PR 마스크 S : 방전공간
W1 : 방전전극 부분 W2 : 방전전극 사이 부분
W3 : 방전공간 부분
본 발명은 가스방전을 이용하여 화상을 구현하는 플라즈마 디스플레이 패널및 플라즈마 디스플레이 패널의 제조방법에 관한 것으로, 고 발광효율을 가지면서도 실용화를 위한 양산제조에 적합하게 구조가 개선된 플라즈마 디스플레이 패널 및 제조방법에 관한 것이다.
평판 디스플레이 장치로서 플라즈마 디스플레이 패널을 채용한 장치는 대화면을 가지면서도, 고화질, 초박형, 경량화 및 광시야각의 우수한 특성을 갖고 있으며, 다른 평판 디스플레이 장치에 비해 제조방법이 간단하고 대형화가 용이하여 차세대 대형 평판 디스플레이 장치로서 각광을 받고 있다.
이러한 플라즈마 디스플레이 패널은 인가되는 방전전압에 따라 직류(DC)형, 교류(AC)형 및 혼합형(Hybrid)형으로 분류되고, 방전구조에 따라 대향 방전형 및 면 방전형으로 분류된다. 현재, 국내외에서 생산되고 있는 대부분의 플라즈마 디스플레이 패널은 3 전극 면방전형 플라즈마 디스플레이 패널이다.
최근, 상기 3 전극 면방전형 구조에서 불가피한 것으로 여겨졌던 형광체의 열화, 가시광 투과율 저하, 발광효율 저하 등의 제반 문제점을 해결하기 위하여, 새로운 구조의 플라즈마 디스플레이 패널에 관한 연구가 활발히 진행되고 있다.
그 중, 도 1에는 한국공개특허공보 제2005-0104003호에 개시되어 있는 플라즈마 디스플레이 패널의 분해 사시도가 도시되어 있다. 개시된 플라즈마 디스플레이 패널은 서로 소정간격을 두고 마주보게 배치되어 있는 전면기판(10) 및 배면기 판(20)과, 상기 기판들(10,20) 사이에서 방전공간(S)을 구획하기 위해, 수직으로 정렬되는 전방 격벽(31) 및 후방 격벽(24)을 포함한다. 상기 전방 격벽(31) 내에는 방전공간(S) 내에 표시방전을 일으키기 위해 상하로 이격되게 배치되어 있는 제1 방전전극(35) 및 제2 방전전극(45)이 매립되어 있다. 상기 전방 격벽(31)은 방전전극(35,45)을 매립하여 이온 충격에 의한 전극 손상을 방지하고, 방전에 유리한 환경을 제공하기 위한 것이며, 유전물질로 이루어져 있다. 상기 후방 격벽(24)에 의해 구획된 영역 내에는 형광체(25)가 도포되어 있다. 또한, 상기 배면기판(20)상에는 상기 방전전극들(35,45)과 교차하는 방향으로 연장되는 어드레스 전극(22)이 배치되고, 상기 배면기판(20)과 후방 격벽(24) 사이에는 상기 어드레스 전극(22)을 매립하기 위한 유전체층(21)이 배치되어 있다.
도 1에 도시된 플라즈마 디스플레이 패널에서는 방전공간(S)을 한정하는 측벽을 통해 방전이 수행되므로, 배면기판(20) 측에 도포되는 형광체(25)가 이온충격에 의해 열화될 우려가 거의 없고, 전면기판(10) 측에서 불투명한 전극 요소가 배제되어 가시광의 상방 투과율이 향상되며, 방전공간(S)의 모든 측벽을 통해 방전이 이루어지고 방전공간(S)의 중앙으로 플라즈마를 집중시킬 수 있어, 자외선의 생성을 획기적으로 증가시킬 수 있다.
그러나, 상기 플라즈마 디스플레이 패널은 방전전극(35,45)이 격벽(31) 내에 매립되어 있는 그 특유의 구조 때문에, 종래 제조기법으로는 양산제조에 한계가 있으며, 제조상의 선결문제로 인해 아직 실용화되지 못하고 있는 실정이다.
본 발명의 목적은 고 발광효율을 가지면서도 실용화를 위한 양산 제조에 적합한 새로운 구조의 플라즈마 디스플레이 패널 및 플라즈마 디스플레이 패널의 제조방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 상기와 같은 목적을 달성하면서도 방전 안정성 및 내구성이 향상되는 플라즈마 디스플레이 패널 및 플라즈마 디스플레이 패널의 제조방법을 제공하는 것이다.
상기한 바와 같은 목적 및 그 밖의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 측면에 따른 플라즈마 디스플레이 패널은,
서로 이격되어 있는 전면기판과 배면기판; 및
상기 기판들 사이에서 서로 마주보게 배치되고, 대응되는 개구 패턴으로 함께 방전공간들을 형성하는 적어도 둘 이상의 전극 시트들;을 포함하는 플라즈마 디스플레이 패널로서,
상기 각 전극 시트는,
상기 방전공간들의 적어도 일부를 둘러싸면서 연장되며, 상기 방전공간과 접하거나 또는 적어도 근접한 모서리에는 라운드진 곡면부가 형성되어 있는 복수 개의 방전전극들; 및
상기 방전전극들을 상호 지지 및 절연하기 위해, 상기 방전전극들 사이에서 일체로 형성되고, 상기 방전전극과 동종금속의 산화물로 이루어진 절연부재;를 구비하는 것을 특징으로 한다.
한편, 본 발명의 다른 측면에 따른 플라즈마 디스플레이 패널은,
서로 이격되어 있는 전면기판과 배면기판; 및
상기 기판들 사이에서 서로 마주보게 배치되고, 대응되는 개구 패턴으로 함께 방전공간들을 형성하는 제1, 제2 전극 시트;를 포함하는 플라즈마 디스플레이 패널로서,
각각의 제1, 제2 전극 시트는,
일 방향으로 배열된 상기 방전공간들의 적어도 일부를 둘러싸면서 연장되며, 상기 방전공간과 접하거나 또는 적어도 근접한 모서리에는 라운드진 곡면부가 형성되어 있는 복수 개의 방전전극들; 및
상기 방전전극들을 상호 지지 및 절연시키는 것으로, 상기 방전전극과 수직 단차를 이루며 일체로 형성되고, 상기 방전전극과 동종금속의 산화물로 이루어진 절연층;을 구비하는 것을 특징으로 한다.
한편, 본 발명의 또 다른 측면에 따른 플라즈마 디스플레이 패널은,
서로 이격되어 있는 전면기판과 배면기판; 및
상기 기판들 사이에서 서로 마주보게 배치되고, 대응되는 개구 패턴으로 함께 방전공간들을 형성하는 제1, 제2 전극 시트;를 포함하는 플라즈마 디스플레이 패널로서,
각각의 제1, 제2 전극 시트는,
상기 방전공간을 둘러싸는 방전면을 갖고 상기 방전면과 접한 모서리에는 라운드진 곡면부가 형성되어 있는 방전부들과, 상기 방전부들을 상호 전기적으로 연 결하는 통전부들을 구비하는 방전전극들; 및
상기 방전전극들을 상호 지지 및 절연하기 위해, 인접한 방전전극들 사이에서 일체로 형성되는 적어도 하나의 브릿지를 구비한다.
한편, 본 발명의 또 다른 측면에 따른 플라즈마 디스플레이 패널의 제조방법은,
어레이를 이루어 배열된 다수의 방전공간들과, 상기 방전공간들을 둘러싸면서 연장되는 복수 개의 방전전극들, 및 서로 이격되어 있는 상기 방전전극들을 구조적으로 상호 연결하는 절연부재를 구비하는 플라즈마 디스플레이 패널의 제조방법으로,
원소재 금속 시트를 준비하는 단계;
상기 금속 시트의 일면에 방전전극 형성부분을 덮는 제1 PR 마스크를 형성하는 단계;
상기 금속 시트의 타면에 방전전극 형성부분을 덮는 제2 PR 마스크를 형성하는 단계;
상기 제1 PR 마스크를 통해 노출된 금속 시트의 일면을 선택적으로 식각하는 제1 식각 단계;
상기 제2 PR 마스크를 통해 노출된 금속 시트의 타면을 선택적으로 식각하는 제2 식각 단계;
상기 제1 PR 마스크 및 제2 PR 마스크를 박리하는 단계;
상기 금속 시트를 중성 전해질 속에서 산화처리하여 상기 방전전극의 표면을 따라 산화피막을 형성하고, 상기 방전전극 사이 영역을 절연화하여 상기 절연부재로 형성하는 아노다이징 단계;
상기 단계들을 재차 실시하여, 적어도 두 매의 금속 시트들을 제공하는 단계;
제공된 금속 시트들을 서로 대면되게 적층하고 수직 정렬하는 단계; 및
적층된 금속 시트들을 사이에 두고, 제공된 전면기판 및 배면기판을 서로 마주보게 결합하는 프릿 실링 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
이하, 본 명세서에 첨부된 도면들을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 플라즈마 디스플레이 패널에 관하여 상세히 설명하기로 한다.
(제1 실시예)
도 2에는 본 발명의 제1 실시예에 따른 플라즈마 디스플레이 패널의 분해사시도가 도시되어 있고, 도 3에는 도 2의 Ⅲ-Ⅲ 선을 따라 취한 수직 단면도가 도시되어 있다. 다만, 상기 수직 단면도에서는 설명의 편의를 위해, 하부의 제2 전극 시트(140)가 도 2의 Ⅲ`-Ⅲ` 선을 따라 취한 단면 구조로 도시되어 있다. 또한, 도 4에는 도 2의 방전전극들(135,145)에 대한 확대 사시도가 도시되어 있다.
도시된 플라즈마 디스플레이 패널은 서로 소정 간격을 두고 마주보게 배치되어 있는 전면기판(110) 및 배면기판(120)을 포함하고, 상기 기판들(110,120) 사이에는 서로 대면되게 배치되어 함께 다수의 방전공간(S)을 형성하는 제1 전극 시트(130) 및 제2 전극 시트(140)가 개재된다. 상기 전면기판(110)은 소정의 영상이 투영되는 영상 표시면 측이 되고, 이를 위해, 광투과성이 우수한 유리소재의 글라스 기판으로 마련될 수 있다.
상기 제1 전극 시트(130) 및 제2 전극 시트(140)는 원소재가 되는 금속 시트에 소정의 전극패턴을 형성한 후, 산화처리를 거쳐 그 일부를 절연화시킨 일체형 시트이다. 이하에서는 상기 제1 전극 시트(130) 및 제2 전극 시트(140)의 구조에 대해 보다 상세히 살펴보기로 한다. 각각의 제1 전극 시트(130) 및 제2 전극 시트(140)에는 종횡으로 배열된 다수의 원형 개구들이 형성되며, 서로 대응되는 위치에 형성된 개구들에 의해 다수의 방전공간(S)들이 마련된다. 여기서, 방전공간(S)이란 표시방전을 일으키기 위한 소정의 전계가 형성되고, 방전결과로 여기될 수 있는 방전가스가 채워지는 공간을 의미한다. 본 발명에서는 상기 제1 전극 시트(130) 및 제2 전극 시트(140)가 상하로 대면되게 배치되어 함께 방전공간(S)을 형성하므로, 제1 및 제2 전극 시트(130,140)에 각각 형성된 상부 및 하부공간은 상기 방전공간(S)의 일부가 된다. 다만, 본 명세서를 통하여, 각 시트(130,140)에 형성된 상부 또는 하부공간을 방전공간(S)으로 칭하는 경우가 있으나, 이는 설명의 편이를 위한 것이며, 엄격한 의미에서 각 시트(130,140)에 형성된 공간은 방전공간(S)의 일부를 구성하는 것이다.
상기 제1, 제2 전극 시트(130,140)에 원형의 개구 패턴이 형성됨에 따라 각 방전공간(S)은 원기둥 형태를 갖게 된다. 이와 달리, 각 전극 시트(130,140)에 다각형의 개구 패턴이 형성됨에 의해, 각 방전공간(S)은 육면체를 포함하는 다양한 다면체 구조로도 형성될 수 있고, 이외에도 그 내부에 방전가스를 수용할 수 있는 구조라면, 특별한 형태에 한정되지 않는다.
상기 제1 전극 시트(130)에는 일 열로 배열된 방전공간(S)들을 둘러싸면서 일 방향(x 방향)으로 연장되는 다수의 제1 방전전극(135)들이 형성되어 있다. 상기 제1 방전전극(135)은 자체 저항에 의한 발열 손실을 최소화하기 위해, 전기전도성이 우수한 금속소재로 형성되는 것이 바람직한데, 예를 들어, 알루미늄 소재로 형성될 수 있다. 상기 제1 방전전극(135)들은 방전공간(S)을 둘러싸며 방전에 참여하는 방전부(135a) 및 상기 방전부(135a)를 상호 전기적으로 연결하며 방전부(135a)에 구동전원을 공급하기 위한 통전부(135b)를 포함한다. 상기 방전부(135a)는 그 형태에 따라 대응되는 형상으로 방전공간(S)을 한정하게 되므로, 구체적인 실시예에 따라 다양한 형태의 방전공간(S)을 형성하기 위해, 그 형태가 적절히 변형될 수 있음은 물론이다. 상기 방전공간(S)을 한정하는 방전부(135a)의 내부 면을 따라서는 라운드진 곡면부(R1)가 형성되어 있다. 상기 곡면부(R1)는 방전부(135a)의 상하 양쪽 모서리를 따라 환형으로 형성되어 있다. 이에 대해서는 후에 보다 상세히 설명하기로 한다.
한편, 도면에서 예시된 방전부(135a)는 방전공간(S)을 완전히 둘러싸도록 형성되어 있으나, 방전공간(S) 내에 방전을 일으키는데 충분한 전계를 유도할 수 있다면, 상기 방전부(135a)가 방전공간(S)의 일부만을 둘러싸도록 형성되는 변형도 가능하다. 이것은 방전전류를 제한하기 위한 목적에 기여할 수 있다. 이때, 상기 방전부(135a)는 그 일부가 개방된 형태로 마련될 수 있고, 개방된 부분은 방전부(135a)와 수직 단차를 형성하는 절연층(131)으로 구성될 수 있다.
한편, 상기 제1 방전전극(135)의 외표면에는 아노다이징(anodizing) 등의 산화처리를 통하여 소정 두께(To)로 산화피막(135t)이 형성되어 있으며, 상기 산화피막(135t)에 의해 덮여 있는 방전전극(135)의 내부는 산화되지 않고 전기 전도성을 유지하는 코어 부분(135c)으로 남게 된다. 상기 산화피막(135t)에 의해 제1 방전전극(135)은 외부환경으로부터 전기적으로 절연될 수 있다. 예를 들어, 상기 산화피막(135t)은 방전전극(135) 소재인 알루미늄(Al)이 산화된 절연성 알루미나(Al2O3)로 이루어질 수 있다. 방전공간(S)과 접하는 표면에 형성된 산화피막(135t)은 쌍을 이루어 배치된 방전전극들(135,145) 사이의 직접적인 통전을 막고, 방전에 참여하는 하전입자와의 충돌에 의한 전극(135) 손상을 방지함으로써, 종래 유전체층의 역할을 대신한다.
방전전극(135)들을 보호하는 산화피막(135t)은 내전압 특성을 고려하여 충분한 두께로 형성되는 것이 바람직하며, 산화피막(135t)의 두께(To)는 산화 공정시 인가전류, 전해용액의 선택, 공정시간 등의 공정조건을 제어함으로써 최적화시킬 수 있다. 한편, 제1 방전전극(135)의 표면이 산화피막(135t)으로 피복됨으로써, 그 하방에 놓여진 제2 방전전극(145)과의 전기적인 단락이 방지될 수 있다.
상기 산화피막(135t)의 형성과 관련하여, 방전공간(S)과 접하는 방전부(135a)의 모서리를 따라서는 라운드진 곡면부(R1)가 형성되어 있다. 일반적으로, 상기 방전공간(S)들은 전극 시트(130)에 대한 펀칭작업을 통해 형성될 것이므로, 방전공간(S)과 접하는 면은 펀칭시의 절단면에 해당되고, 절단면 측의 모서리에는 날카로운 에지가 형성될 가능성이 높다. 한편, 아노다이징 등의 산화공정에서는 노 출된 가공물의 표면을 기반으로 하여 이로부터 산화물을 성장시키게 되므로, 절단을 통해 형성된 날카로운 에지 위에는 치밀한 조직의 산화물이 형성되기 어렵다. 이에, 본 발명에서는 절단으로 형성된 모서리의 날카로운 에지가 제거되도록 라운드처리된 곡면부(R1)를 형성함으로써, 모서리의 에지에 의해 그 위에 형성될 산화피막(135t)의 성장기반이 취약해지는 것을 막고, 모서리 부분을 포함하는 전체 표면에 걸쳐 균일한 산화피막(135t)이 형성되도록 한다.
한편, 상기 제1 방전전극(135)들 사이에는 방전전극(135)과 일체로 이루어진 절연층(131)이 형성되어 있다. 상기 절연층(131)을 통하여 상기 제1 방전전극(135)들은 서로 구조적으로 지지되며, 전극 시트(130)의 전체적인 나풀거림이나 휨 변형이 방지될 수 있어, 생산 공정상의 취급 편이성이 도모될 수 있다. 도시된 바와 같이, 상기 절연층(131)은 방전전극(135)을 제외한 전극 시트(130)의 전 영역을 구성하게 된다. 다만, 표면을 통해 산화가 진행되는 아노다이징 공정의 특성상, 산화처리를 촉진하기 위해, 절연층(131) 일부에 개구가 형성되어 있을 수 있다. 이때, 개구되어 노출된 측면을 통해서도 산화가 진행될 수 있다.
상기 절연층(131)은 제1 방전전극(135)들을 구조적으로 상호 지지하면서, 방전전극들(135) 사이를 전기적으로 절연시킨다. 예를 들어, 전극 패턴이 형성된 알루미늄 시트를 아노다이징 처리함에 의해, 상기 절연층(131)에 대응되는 부분을 절연화시킨다면, 상기 절연층(131)은 알루미늄(Al)에 대한 산화물인 알루미나(Al2O3)로 이루어질 수 있다.
상기 절연층(131)은 제1 방전전극(135)과 수직 단차를 형성하면서 상대적으 로 얇은 두께(Ti)로 형성된다. 예를 들어, 상기 절연층(131)은 제1 방전전극(135)과 상하 양면으로 단차(d1,d2)를 형성하면서 얇은 두께(Ti)로 형성될 수 있다. 상기 절연층(131)의 두께(Ti)는 구체적인 아노다이징의 공정조건에 따라 결정될 수 있는데, 아노다이징을 통해 그 표면으로부터 내부로 산화가 진행되는 과정에서, 절연층(131)에 대응되는 부분이 완전히 산화될 정도로 충분히 얇게 마련되는 것이 바람직하다. 만일, 절연층(131)의 두께(Ti)가 이보다 두껍게 형성된다면, 제1 방전전극(135)들을 상호 연결하는 절연층(131)의 내부가 산화되지 않고 그대로 전기 전도성을 유지하게 되어, 서로 다른 전기적인 신호가 소통되는 방전전극(135)들이 절연층(131)을 통해 단락될 것이므로, 공정 마진을 포함하여 충분히 얇은 두께로 마련되는 것이 필요하다. 두께가 서로 다른 방전전극(135) 및 절연층(131) 구조를 형성하기 위해, 예를 들어, 원소재가 되는 알루미늄 전극 시트에서 상기 절연층(131) 부분을 양면으로 에칭하여, 방전전극(135)과 양면으로 단차진 구조를 만들게 된다. 이때, 일면과 타면에서 절연층(131)과 방전전극(135) 사이의 단차(d1,d2)가 동등하게 설계되면, 양면 에칭 작업이 대칭적으로 이루어질 수 있으며, 특별히 일면과 타면을 구별할 필요가 없게 되어 작업의 편이성이 도모될 수 있을 것이다.
한편, 상기 절연층(131)은 산화공정을 통해 그 내부까지 완전히 산화될 수 있는 얇은 두께로 형성되는 한, 상기 방전전극(135)과 상하 양쪽 면으로 단차(d1,d2)를 형성하거나, 대안으로 상기 방전전극(135)의 일면과는 깊은 단차를 형성하되, 방전전극(135)의 타면과는 동일한 높이의 평탄면을 구성하는 변형도 가능하다.
한편, 방전전극(135)과 절연층(131) 사이의 수직 단차(d1,d2)는 서로 두께를 상이하게 설계함으로써 동일한 산화 조건에 노출되는 방전전극(135)은 전도성을 유지하되, 절연층(131)은 그 내부까지 완전히 절연화되도록 하기 것이지만, 부수적으로 절연층(131) 상하로 형성된 단차공간(g)은 방전공간(S) 내에 불순가스를 배기하고, 방전가스를 충진하는 과정에서 이들 가스의 배기로 및 유입로로 제공될 수 있다. 이에, 배기-봉입 공정시간을 단축할 수 있음은 물론, 방전공간(S) 내에 잔여 불순가스를 남기지 않고 방전가스의 순도를 높게 유지할 수 있어 방전의 안정성에 기여할 수 있다.
상기 제1 전극 시트(130)의 하측에는 제1 전극 시트(130)와 대면되는 제2 전극 시트(140)가 배치된다. 상기 제2 전극 시트(140)는 상술한 제1 전극 시트(130)와 유사하게 구성될 수 있다. 보다 구체적으로 살펴보면, 상기 제2 전극 시트(140)에는 일정한 배열을 이루어 복수의 방전공간(S)들이 형성되어 있으며, 상기 방전공간(S)을 둘러싸며 연장되는 다수의 제2 방전전극(145)들이 형성되어 있다. 상기 제2 방전전극(145)은 방전공간(S)을 둘러싸며 방전에 직접 참여하는 방전부(145a) 및 상기 방전부(145a)들을 서로 전기적으로 연결시키는 통전부(145b)를 구비한다. 그리고, 방전공간(S)과 접하는 방전부(145a)의 모서리를 따라서는 라운드처리된 곡면부(R2)가 형성되어 있다.
상기 제2 방전전극(145)들은 x 방향으로 연장되는 제1 방전전극(135)들과 교차하는 y 방향으로 연장될 수 있으며, 이는 PM(Passive Matrix) 구동방식에서, 일 방전전극은 어드레스 전극으로 기능하고, 다른 방전전극은 주사전극으로 기능함으 로써, 표시방전을 일으킬 방전공간에 대한 선택동작이 가능하도록 하기 위한 것이다. 예를 들어, 제1 방전전극(135)은 주사전극으로, 제2 방전전극(145)은 어드레스 전극으로 구동될 수 있다. 다만, 상기한 전극 구조에 의해 본 발명의 기술적 범위가 제한되는 것은 아니며, 상기 제1, 제2 방전전극(135,145)이 평행하게 연장되도록 배열되고, 상기 방전전극들(135,145)과 교차하는 방향으로 연장되는 별도의 어드레스 전극(미도시)을 포함하는 전극 구조에 대해서도 본 발명의 기술적 사상은 동일하게 적용될 수 있다. 이때, 상기 방전전극(135,145) 중, 일 방전전극이 주사전극으로 기능하여, 어드레스 전극과 함께 방전공간의 선택을 위한 어드레스 방전을 일으킬 수 있다.
상기 제2 방전전극(145)들은 그 사이의 영역을 형성하는 절연층(141)에 의해 상호 지지 및 절연되며, 이 절연층(141)은 상기 제2 방전전극(145)들과 단차(d1,d2)를 형성하면서 얇은 두께(Ti)로 형성된다. 보다 구체적으로, 상기 절연층(141)은 상기 제2 방전전극(145)의 상하단으로부터 양방향으로 단차(d1,d2)를 형성하면서 박막 두께(Ti)로 구성될 수 있다. 한편, 도면으로 도시되지는 않았으나, 상기 제1, 제2 전극 시트(130,140)는 예를 들어, 비전도성의 유전체 접착층이 개재되어 대면되게 결합될 수 있다.
상기 전면기판(110)과 마주하게 배치되는 배면기판(120)은 전면기판(110)과 유사하게 유리를 주소재로 하는 글라스 기판으로 제공될 수 있다. 상기 배면기판(120)의 내측 면에는 방전공간(S)과 대응되게 그루브(120`)가 형성되어 있으며, 상기 그루브(120`)를 따라서는 형광체(125)가 도포되어 있다. 상기 그루브(120`)는 형광체(125)의 도포영역을 구획하며, 도포면적을 증대하기 위해 형성된 것이다. 상기 형광체(125)는 풀-칼라(full-color)의 디스플레이를 구현하기 위해, 서로 다른 색상들로 마련된다. 예를 들어, 빛의 3 원색으로 칼라 영상을 구현할 경우, 적색, 녹색, 및 청색 형광체(125)들이 교대로 상기 그루브(120`) 내에 도포되며, 각 방전공간(S)에서는 도포된 형광체(125)의 종류에 따라, 적색, 녹색, 또는 청색의 단색광이 출사되며, 이들이 모여서 하나의 칼라 영상을 구성하게 된다.
이하에서는 상기 플라즈마 디스플레이 패널의 구동에 대해 살펴본다. 상기 제1 방전전극(135) 및 제2 방전전극(145)에 교류전압을 인가함에 의해, 방전공간 내에 방전을 일으킬 수 있는 소정의 전계가 형성되고, 그로 인해 어드레스 방전 결과로 얻어진 벽전하 및 방전가스의 이온화를 통해 형성된 하전입자가 양 방전전극(135,145) 사이의 방전패스를 따라 이동하면서 표시방전이 일어나게 된다. 이 표시방전은 방전공간(S)을 한정하는 방전전극(135,145) 쌍의 측면을 통해 폐곡선 형태로 수직방향을 따라 일어나게 된다. 이런 점에서, 상기 방전전극(135,145)의 측면은 방전면이 된다. 방전공간(S)에 채워져 있던 방전가스는 방전패스를 따라 이동하는 하전입자와의 충돌에 의해 여기 상태에 이르며, 기저 상태로 떨어지면서 에너지 차이에 해당되는 자외선을 발생한다. 발생된 자외선은 형광체(125)를 통해 가시광 형태로 변환되며, 이 가시광이 전면기판(110) 쪽으로 투영되어 사용자가 인식할 수 있는 소정의 영상이 구현되는 것이다.
이하에서는 본 발명의 주요한 구성으로, 방전전극(135,145)에 마련된 곡면부(R1,R2)의 작용에 대해 설명하기로 한다. 전술한 바와 같이, 방전공간(S)과 접하 는 제1 방전전극(135) 및 제2 방전전극(135)의 모서리를 따라서는 라운드처리된 곡면부(R1,R2)가 형성되어 있다. 상기 곡면부(R1,R2)와 이웃한 방전면은 방전공간용 개구를 형성하기 위해, 원소재 플레이트를 천공하면서 형성되는 절단면에 해당된다. 때문에, 방전면과 이웃한 모서리를 따라서는 날카로운 에지가 형성되는 것이 일반적이다. 본 발명에서는 방전면 측의 모서리를 따라 마감절삭을 수행함으로써 상기 에지부를 제거하고, 그 결과로 도시된 바와 같은 곡면부(R1,R2)를 형성한다. 이때, 구체적인 절삭방식으로는 미소 절삭을 위한 연마가공이 바람직하며, 연마재를 부착하고 고속 회전되는 CMP 장치의 폴리싱 패드를 이용하는 CMP(Chemical Mechanical Polishing)나, 또는 단순히 사포 등의 연마재를 모서리에 가압하고 문질러 해당 모서리의 에지를 제거하는 수작업 등으로 이루어질 수 있다.
도 5는 모서리에 날카로운 에지가 그대로 남아있는 알루미늄 가공물에 대해 산화 처리한 결과로 얻어진 산화피막의 개략적인 형태를 보여주는 단면도이며, 도 6은 본 발명에서와 같이, 모서리에 둥근 형태의 곡면부(R)가 형성된 알루미늄 가공물에 대해 동일한 조건으로 산화 처리한 결과로 얻어진 산화피막의 개략적인 형태를 보여주는 단면도이다. 아노다이징 등의 산화공정에서는 외부 산소가 가공물의 표면을 통해 내부로 침투하게 되고, 반면 가공물의 알루미늄 성분은 그 표면을 통해 외부로 확산되면서 서로 친밀도가 높은 산소와 알루미늄 성분이 상호반응하여 산화피막을 형성하게 된다. 이렇게 형성되는 산화피막은 가공물의 표면에 수직한 법선 방향으로 성장하는 특성이 있으므로, 도 5에 도시된 바와 같이, 인접한 제1, 제2 면(P1,P2)이 만나는 모서리 부분이 각진 형태로 남아있게 되면, 산화피막을 따 라, 제1 면(P1)으로부터 성장되는 제1 산화막(L1)과 제2 면(P2)으로부터 성장되는 제2 산화막(L2) 사이에는 도시된 바와 같이 산화물이 존재하지 않는 크랙(crack,C)이 형성되기 쉽다. 또는 구체적인 산화공정 조건, 예를 들어, 공정시간이나 인가전류 등에 따라, 산화피막에 크랙(C)이 형성되지 않을 수도 있으나, 적어도 대응되는 모서리 부분에 형성된 산화물은 성긴 내부조직 때문에, 충분한 정도의 절연성을 제공하지 못하고, 내전압 특성이 낮아 쉽게 파괴되는 특성을 갖게 된다.
전술한 바대로, 방전전극(135,145) 표면에 형성된 산화피막(135t,145t)은 전극(135,145) 간의 직접적인 통전을 막고, 이온충격으로부터 전극(135,145)을 보호하는 종래 유전체층의 역할을 대신하게 되므로, 방전공간(S)과 접하는 전극(135,145)의 내부 면을 따라 산화피막(135t,145t)이 고르게 덮여있지 않고, 국부적으로 산화피막(135t,145t)이 결여된 크랙(C)이 형성된다면, 내전압 특성이 크게 떨어지는 것은 물론이고, 특히 크랙(C)이 형성될 개연성이 높은 모서리 부분에서 전계가 집중되면서 절연성이 파괴되고, 전극(135,145) 간의 직접적인 쇼트가 발생될 가능성이 높다.
도 7은 방전공간을 위한 다수의 개구(H)들이 형성된 알루미늄 플레이트에 산화피막을 형성하고 소정의 방전전압을 인가했을 때, 개구(H) 주위의 산화피막이 파손된 모습을 보여준다. 이러한 절연파괴는 개구(H)를 형성하기 위해 플레이트의 소정 영역을 천공하면서 형성된 날카로운 모서리 부분에 전술한 산화공정상의 한계로 치밀한 조직의 산화피막이 형성되지 않음으로써 해당 부분에 전계가 집중되면서 아킹(arching)이 발생된 결과로 이해될 수 있다.
반면에, 도 6에 도시된 바와 같이, 가공물의 모서리에 라운드진 곡면부(R)가 형성된다면, 평탄한 제1 면(P1) 및 제2 면(P2)으로부터 각각 성장되는 제1, 제2 산화막(L1,L2)과 함께, 곡면부(R)로부터도 방사상으로 라운드진 산화막(Lr)이 성장하게 되므로, 가공물의 표면을 따라 산화피막이 고르게 덮이게 된다. 이렇게, 라운드처리된 곡면부(R)는 산화피막의 성장을 위한 기반을 제공하여 내전압 특성에 기여하고, 디스플레이 패널의 내구성을 높이게 된다.
(제2 실시예)
도 8에는 본 발명의 제2 실시예에 따른 플라즈마 디스플레이 패널의 분해사시도가 도시되어 있고, 도 9에는 도 8의 Ⅶ-Ⅶ 선을 따라 취한 수직 단면구조가 도시되어 있다. 다만, 설명의 편의를 위해, 하부의 제2 전극 시트(240)는 도 8의 Ⅶ`-Ⅶ` 선을 따라 취한 단면 구조로 도시되어 있다. 그리고, 도 10에는 도 8의 전극 시트(230,240)들의 일부에 대한 확대 사시도가 도시되어 있다. 도시된 플라즈마 디스플레이 패널은 서로 마주보게 배치된 전면기판(210) 및 배면기판(220)과, 상기 기판들(210,220) 사이에 대면되게 배치되어 함께 방전공간(S)들을 형성하는 제1 전극 시트(230)와 제2 전극 시트(240)를 포함한다. 상기 제1, 제2 전극 시트(230,240)는 원소재가 되는 금속 시트에 소정 패턴으로 방전전극들(235,245) 및 이들을 서로 이어주는 브릿지(231,241)를 형성한 후, 산화처리를 통해 상기 브릿지(231,241) 부분을 절연화시킨 일체형 구조의 시트이다. 원소재가 되는 금속 시트는 방전전극의 자체 저항에 의한 전원손실을 고려하여 전기 전도성이 높으면서도, 산화처리를 통해 절연화가 상대적으로 용이한 알루미늄 시트로 제공될 수 있다.
이를 보다 구체적으로 살펴보면, 상기 제1 전극 시트(230)는 일 열로 배열된 방전공간(S)들을 둘러싸면서 x 방향으로 연장되는 다수의 제1 방전전극(235)들을 포함한다. 상기 제1 방전전극(235)들은 방전공간(S)을 둘러싸는 방전부(235a) 및 상기 방전부(235a)들을 전기적으로 연결시켜 주는 통전부(235b)를 구비한다. 상기 방전부(235a)는 방전공간(S)을 둘러싸서 독립적인 발광영역으로 구획한다. 또한, 상기 방전부(235a)는 쌍을 이루는 다른 방전부(245a)와 함께 해당 방전공간(S)에서 표시방전을 일으킨다. 상기 방전공간(S)과 접하는 방전부(235a)의 모서리에는 라운드처리된 곡면부(R1)가 형성되어 있다. 이것은 부드럽게 이어진 곡면부(R1)를 통해 산화피막(235t)이 성장될 수 있는 기저면을 제공하고, 그럼으로써 방전공간(S)과 접하는 방전면에 균일한 산화피막(235t)을 형성하기 위한 것이다.
상기 통전부(235b)는 소정 간격으로 이격되어 있는 방전부(235a)들을 x 방향으로 상호 통전시키며, 그 방향으로 배열된 일 열의 방전부(235a)들이 동일한 구동신호를 공유하도록 하여, 하나의 방전전극(235)을 구성하도록 한다. 상기 통전부(235b)는 당연히 전기 전도성을 가져야 하므로, 아노다이징 등을 통해 전극 시트(230)의 일부 영역을 절연화시킬 때, 그 표면은 산화되어 전도성을 잃더라도 내부의 코어부분(235c)은 산화되지 않고 그대로 전도성을 유지할 수 있도록 충분히 넓은 폭(W3)으로 형성되는 것이 바람직하다. 즉, 아노다이징의 공정조건을 검토하여, 적어도 공정 종료시점까지 폭 방향을 따라 산소가 침투하지 못하고 따라서 전도성이 그대로 유지되는 코어부분(235c)이 남아있도록, 상기 통전부(235b)의 폭(W3)을 넓게 형성하는 것이 필요하다. 한편, 상기 산화처리 결과, 상기 제1 방전전극들(235)의 표면을 따라서는 소정 두께(To)로 산화피막(235t)이 형성되어 있다. 방전공간(S)을 둘러싸는 방전전극(235) 표면에 형성된 산화피막(235t)은 방전전극(235,245) 상호간의 직접적인 통전을 막고, 방전에 의한 이온충격으로부터 방전전극(235)을 보호하는 역할을 한다. 수직으로 정렬된 제1 방전전극(235) 및 제2 방전전극(245)은 상기 산화피막(235t)에 의해 전기적으로 절연될 수 있다.
인접한 제1 방전전극(235)들은 그 사이를 연결하는 브릿지(231)를 통해 상호 구조적으로 지지된다. 상기 브릿지(231)는 방전전극(235)들 사이를 서로 연결하여 전극 시트(230)의 나풀거림이나 휨 변형을 방지한다. 상기 브릿지(231)는 방전전극(235)과 교차되는 y 방향으로 연장된다. 한편, 전극 시트(230)에 요구되는 지지강도를 고려하여 하나 이상 복수의 브릿지(231)가 소정 간격을 두고 나란하게 형성될 수도 있다.
상기 브릿지(231)는 절연성 산화물로 이루어져서, 인접한 방전전극(235)들을 상호 절연시키며, 서로 다른 구동신호가 소통되는 방전전극(235)들이 전기적으로 단락되는 것을 방지한다. 이렇게 방전공간(S)을 둘러싸는 방전부(235a)들은 x 방향으로는 통전부(235b)에 의해 서로 통전되며, y 방향으로는 브릿지(231)에 의해 서로 절연된다. 상기 브릿지(231)는 인접한 방전부(235a)들 사이에 형성될 수 있다. 다만, 상기 브릿지(231)는 인접한 방전전극(235)들 사이에서 절연 및 지지의 목적을 달성할 수 있는 한, 통전부(235b)들 사이에 형성될 수도 있다.
상기 브릿지(231)의 폭(W1,W2)은 표면으로부터 진행되는 산화처리 공정의 특 성상, 산화가 폭 방향을 따라 충분히 내부로 진행되어 브릿지(231) 전부가 절연화될 정도로 협소하게 형성되는 것이 바람직하다. 동일한 산화조건에 노출되는 통전부(231b)는 전도성을 그대로 유지하는 코어영역(235c)을 갖는 반면에, 상기 브릿지(231)는 그 전부가 산화를 통해 절연화되어야 하므로, 통전부의 폭(W3)과 브릿지의 폭(W1,W2) 사이에는 이하의 관계가 성립하게 된다.
W3 > W1, W2
제1 전극 시트(230)와 수직으로 정렬되는 제2 전극 시트(240)는 기본적으로는 상기 제1 전극 시트(230)와 유사한 구조를 갖는다. 즉, 상기 제2 전극 시트(240)에는 종횡으로 배열된 다수의 방전공간(S)들이 형성되며, 방전공간(S)들을 둘러싸면서 일 방향을 따라 연장되는 다수의 제2 방전전극(245)들이 배치되어 있다. 상기 제2 방전전극(245)은 제1 방전전극(235)과 교차하는 y 방향으로 연장될 수 있다. 상호 교차되게 배열된 제1 방전전극(235) 및 제2 방전전극(245)을 통해, 표시방전이 일어날 방전공간(S)에 대한 선택동작이 가능하게 된다.
상기 제2 방전전극(245)은 방전공간(S)을 구획하고 방전에 직접 참여하는 방전부(245a) 및 상기 방전부(245a)들을 서로 전기적으로 연결시켜 주는 통전부(245b)를 구비한다. 상기 방전공간(S)과 접하는 방전부(245a)의 모서리에는 라운드진 곡면부(R2)가 형성된다. 상기 곡면부(R2)는 치밀한 조직의 산화피막(245t)이 형성되기 위한 기저면을 제공한다. 한편, 상기 제2 방전전극(245)들은 이들 사이를 이어주는 브릿지(241)를 통해 구조적으로 상호 지지되며, 전기적으로 절연된다. 방전공간(S)을 둘러싸는 방전부(245a)들은 y 방향으로는 통전부(245b)에 의해 서로 통전되며, x 방향으로는 브릿지(241)에 의해 서로 절연된다.
한편, 상기 전면기판(210) 및 배면기판(220)은 유리소재로 이루어진 글라스 기판으로 제공될 수 있으며, 상기 배면기판(220)의 내측 면에는 상기 방전공간(S)들에 대응되도록 일정한 간격을 두고 다수의 그루브(220`)들이 형성될 수 있다. 상기 그루브(220`)들 내에는 형광체(225)가 도포되어 있다. 도면으로 도시되지는 않았으나, 상기 배면기판(220)과 함께 전면기판(210)에도 형광체(225)가 배치될 수 있으며, 이를 위해, 상기 전면기판(210)에도 형광체(225)의 도포영역을 구획하기 위한 그루브들이 형성될 수 있다.
(제3 실시예)
이하에서는 본 발명의 제3 실시예로서, 플라즈마 디스플레이 패널의 제조방법에 대해 상세히 설명하기로 한다. 본 발명에서는 아노다이징의 공정조건을 제어함에 의해 산화피막의 내부 구조를 변화시키고, 그에 따라, 내전압 특성이 향상된 플라즈마 디스플레이 패널을 제공한다.
도 11a 내지 도 11i에는 본 실시예에 따른 플라즈마 디스플레이 패널의 제조방법이 공정단계별로 도시되어 있다. 먼저, 도 11a에서 볼 수 있듯이, 제1 전극 시트의 원소재가 되는 금속 시트를 준비하는데, 예를 들어, 전도성 및 산소와의 친화력이 높아 산화도가 우수한 알루미늄 시트(330`)로 마련될 수 있다. 다음으로, 도 11b에 도시된 바와 같이, 제공된 알루미늄 시트(330`)의 상하 양쪽 면에 각각 제1, 제2 포토리지스트(P1,P2)를 도포한다. 상기 포토리지스트(P1,P2)는 UV 등의 조사광 에 노출되면 화학적인 반응을 통해 경화되는 감광성 수지재로 이루어질 수 있다.
다음으로, 노광 마스크(M1)를 통해 상측의 제1 포토리지스트(P1)에 대해 선택적으로 UV 광을 조사하는 노광과정 및 이어지는 현상과정을 통해, 도 11c에 도시된 바와 같이, 소정의 패턴을 갖는 제1 PR 마스크(PR1)를 형성한다. 상기 제1 PR 마스크(PR1)는 방전전극 부분(W1)에 대응되는 패턴을 갖고, 해당 부분(W1)을 커버한다. 다음으로, 전술한 공정과 유사하게, 노광 마스크(M2)를 통해 하측의 제2 포토리지스트(P2)에 대해 노광 및 현상과정을 진행하여, 도 11d에 도시된 바와 같이, 소정의 패턴이 형성된 제2 PR 마스크(PR2)를 형성한다. 이렇게 얻어진 제2 PR 마스크(PR2)는 방전전극 부분(W1)에 대응되는 패턴을 갖고, 해당 부분(W1)을 커버한다. 알루미늄 시트(330`)의 상면 및 하면에 각각 형성된 제1 PR 마스크(PR1) 및 제2 PR 마스크(PR2)는 서로 수직 정렬되는 것이 바람직하다. 후술하는 에칭 공정에서는 제1 PR 마스크(PR1) 및 제2 PR 마스크(PR2)를 통해 알루미늄 시트(330`)를 양면으로 식각하여 방전공간을 형성하게 되는데, 제1, 제2 PR 마스크(PR1,PR2)가 부정확하게 정렬되어 미스-얼라인(mis-align)이 발생될 경우, 방전공간들이 상하로 어긋나게 형성되어 패널의 표시기능이 저하될 수 있기 때문이다.
다음에는 도 11e 및 도 11f에서 볼 수 있듯이, 제1 PR 마스크(PR1)를 식각 방지막으로 하여, 알루미늄 시트(330`)의 상면에 대해 에칭을 실시한다. 상면 에칭으로, 방전공간 부분(W3) 및 방전전극 사이 부분(W2)이 선택적으로 식각된다. 이때, 상기 방전공간 부분(W3)은 풀 에칭(full-etching)되어 깊은 식각이 이루어지고, 방전전극 사이 부분(W2)은 하프-에칭(half-etching)되어 얇은 식각이 이루어진 다.
또한, 도 7e 및 도 7f에 도시된 바와 같이, 제2 PR 마스크(PR2)를 식각 방지막으로 하여, 알루미늄 시트(330`)의 하면에 대해 에칭을 실시한다. 하면 에칭을 통하여, 방전공간 부분(W3) 및 방전전극 사이 부분(W2)이 선택적으로 식각된다. 이때, 방전공간 부분(W3)은 완전히 관통될 때까지 풀-에칭(full-etching)이 진행되며, 상기 방전전극 사이 부분(W2)은 일정한 두께로 잔존하도록 하프 에칭(half-etching)된다.
이어서, 효용이 다한 상기 제1 PR 마스크(PR1) 및 제2 PR 마스크(PR2)를 박리하면, 도 11g에 도시된 바와 같은 구조의 전극 시트(330)가 얻어진다. 전술한 에칭과정을 통해 남겨진 일부(335`)는 방전전극을 구성하게 되고, 다른 일부(331`)는 방전전극 사이의 절연층을 구성하게 된다.
다음으로, 도 11h에 도시된 바와 같이, 상기 전극 시트(330)에 대해 산화처리를 통하여 그 표면에 산화피막(335t)을 형성하는 아노다이징 공정이 진행된다. 아노다이징을 통해 전극 시트(330)의 표면을 따라 생성되는 산화피막(335t)은 알루미나(Al2O3)로 이루어지고, 절연성을 갖는 세라믹 소재가 된다. 여기서, 상대적으로 두껍게 형성된 방전전극(335)은 산화되지 않고 전도성을 유지하는 코어부분(335c)을 갖고, 상대적으로 얇은 두께로 형성된 방전전극 사이 부분은 그 내부까지 완전히 산화가 진행되어 절연화되며, 방전전극(335)들을 상호 지지하고 절연시키는 절연층(131)을 구성하게 된다. 상기 아노다이징 공정은 본 발명의 주요한 구성으로, 후에 상세히 설명하기로 한다.
한편, 전술한 공정들을 반복함으로써 도 11i에서 볼 수 있듯이, 사실상 동일하게 구성된 또 다른 전극 시트(340)를 얻을 수 있다. 이렇게 얻어진 상기 전극 시트(340)는 방전전극(345) 사이의 절연층(341)을 갖고, 외표면이 산화피막(345t)으로 덮여 있는 방전전극(345)은 전도성을 유지하는 코어부분(345c)을 갖는다. 다음으로, 전극 시트들(330,340)을 서로 대칭이 되게 상하로 배치하고, 절연성 접착제(365)를 이용하여 대면되게 결합시킨다. 다만, 상기 전극 시트들(330,340)이 접착제(365)를 통해 서로 직접 결합되지 않더라도, 후술하는 바와 같이, 전면기판(310) 및 배면기판(320) 사이의 결합력에 의해 전극 시트(330,340)의 적층 구조가 유지될 수 있으므로, 상기 접착제(365)가 필수적인 것은 아니다.
이어서, 상기 전극 시트들(330,340)의 상하면에 배치될 전면기판(310) 및 배면기판(320)을 준비한다. 상기 전면기판(310) 및 배면기판(320)은 유리를 주소재로 하는 글라스 기판으로 제공될 수 있다. 다음으로, 상기 배면기판(320)에 일정한 간격으로 그루브(320`)를 형성하고, 형성된 그루브(320`) 내에 형광체(325)를 도포한다. 이때, 상기 그루브(320`)는 전극 시트(330,340)에 형성된 방전공간(S)에 대응되도록 일정한 간격을 두고 마련된다. 마지막으로, 상기 전극 시트들(330,340)을 사이에 두고 상기 전면기판(310) 및 배면기판(320)을 수직으로 정렬시킨 후, 테두리를 따라 도포된 프릿 실링제(315)를 통하여 서로 대면되게 결합한다.
이하에서는 본 발명의 아노다이징 공정에 대해 상세히 설명하기로 한다. 도12에는 아노다이징 공정을 설명하기 위한 개략적인 공정도가 도시되어 있다. 본 발명의 아노다이징 공정에서는 암모늄 붕산염, 암모늄 인산염, 또는 암모늄 주석산염 등의 중성 전해용액(Electrolysis solution) 속에서, 상기 알루미늄 시트(Al)를 양극(+)으로, 촉매로 작용하는 납(Pb), 카본(Carbon), 니켈(Ni), 백금(Pt) 등의 소재를 음극(-)으로 하여 직류전원을 통전함에 의해, 전기화학적인 반응을 통해 알루미늄(Al) 표면을 따라 Al2O3의 산화피막을 형성한다. 산소피막의 두께는 아노다이징의 구체적인 공정조건, 예를 들어, 공정시간, 직류전압의 세기 등을 조정하여 최적으로 제어될 수 있으나, 예를 들어, 1μm ~ 50 μm 범위로 조절될 수 있다.
도 13에는 산화피막의 수직 단면 구조를 모식적으로 보여주는 도면이다. 일반적으로 산화피막은 막 특성이 서로 다른 2개의 박막층을 포함하여 구성된다. 외부로 노출되는 표면에는 그 두께 방향을 따라 개구되고, 대략 수nm ~ 100nm 직경의 나노 포어(nano-pore)들로 이루어진 다공층(porous layer)이 형성되어 있다. 때문에, 상기 다공층(porous layer)은 전기적인 절연 특성이 상대적으로 떨어지게 된다. 상기 다공층(porous layer)과 그 밑의 알루미늄층(Al metal) 사이에는 장벽층(barrier layer)이 형성되는데, 상기 장벽층(barrier layer)은 다공층(porous layer)과 달리 포어(pore)를 포함하지 않는 치밀한 조직을 갖고 따라서, 내전압 특성에 기여하는 바가 크다. 상기 장벽층(barrier layer)의 두께에 따라 전체 산화피막의 내전압 특성이 좌우되는데, 황산이나 옥살산을 전해용액으로 사용하는 일반적인 아노다이징 공정에 의할 경우, 인가전압에 따라 형성되는 장벽층(barrier layer)의 두께는 최대 0.1μm 정도에 불과하다.
본 발명에서는 상기 전해용액으로 암모늄 붕산염, 암모늄 인산염, 암모늄 주석산염 등의 중성 전해용액을 사용함에 의해, 후막의 장벽층(barrier layer)을 형 성할 수 있다. 정량적으로, 아노다이징시 대략 700V의 전압을 인가함으로써, 대략 1μnm 두께의 장벽층을 형성할 수 있다. 도 14는 개선된 아노다이징 공법을 적용하여 얻어진 산화피막의 수직 단면구조를 전자 현미경으로 촬영한 것이다. 도면을 통하여, 장벽층(barrier layer) 두께가 상대적으로 많이 증가된 것을 확인할 수 있으며, 개선된 아노다이징 공법을 통해, 최고 1μm에 이르는 경계층을 형성할 수 있다.
본 발명에서는 방전전극 패턴이 형성된 금속 시트를 산화처리하여 방전전극의 표면에 유전체층을 대신하는 산화피막을 일괄적으로 형성하므로, 종래 유전체층을 형성하기 위한 별도의 공정이 불필요하게 된다. 특히, 방전공간을 둘러싸면서 연장되는 전극 배치를 가지면서도 양산 제조에 적합한 새로운 구조의 디스플레이 패널을 제시함으로써, 종래 고 효율의 디스플레이 패널이 갖는 제조상의 한계를 극복하고, 실용화를 앞당길 수 있게 된다.
또한, 최종적으로 통전이 필요한 부분과 절연이 필요한 부분 사이에 두께나 폭 등의 형상수치에 차등을 둠으로써, 선택적인 산화를 위한 별도의 패터닝 없이 전체 금속시트 영역에 대해 동일한 산화조건을 부가해도 일부 영역은 그대로 전도성을 유지하고, 다른 부분은 산화로 인해 절연화되므로, 제조 공정단계가 최소화될 수 있다.
특히, 본 발명에서는 방전공간과 접하는 방전전극의 모서리에 라운드진 곡면부를 형성함에 의해, 모서리의 날카로운 에지에 의해 그 위에 형성될 산화피막의 성장기반이 취약해지는 것을 막고, 모서리 부분을 포함하는 전체 표면에 걸쳐 균일한 산화피막이 형성되도록 한다. 이로써, 방전전극을 덮고 있는 산화피막에 크랙이 형성되거나, 또는 내전압 특성이 떨어지는 성긴 조직을 갖는 산화피막이 형성됨에 의한 방전 안정성 및 내구성 저하를 미연에 방지하고 있다.
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.

Claims (34)

  1. 서로 이격되어 있는 전면기판과 배면기판; 및
    상기 기판들 사이에서 서로 마주보게 배치되고, 대응되는 개구 패턴으로 함께 방전공간들을 형성하는 적어도 둘 이상의 전극 시트들;을 포함하는 플라즈마 디스플레이 패널로서,
    상기 각 전극 시트는,
    상기 방전공간들의 적어도 일부를 둘러싸면서 연장되며, 상기 방전공간과 접하거나 또는 적어도 근접한 모서리에는 라운드진 곡면부가 형성되어 있는 복수 개의 방전전극들; 및
    상기 방전전극들을 상호 지지 및 절연하기 위해, 상기 방전전극들 사이에서 일체로 형성되고, 상기 방전전극과 동종금속의 산화물로 이루어진 절연부재;를 구비하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널.
  2. 제1항에 있어서,
    각 방전전극은 독립적으로 구동되도록 인접 배열된 방전전극과 이격되게 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 곡면부는 상기 방전공간과 접하는 방전전극의 상하 양쪽 모서리를 따라 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 방전전극의 표면을 따라서는 산화피막이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 방전전극은 알루미늄을 주소재로 하여 이루어지고, 상기 절연부재는 절연성의 알루미나로 이루어지는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널.
  6. 서로 이격되어 있는 전면기판과 배면기판; 및
    상기 기판들 사이에서 서로 마주보게 배치되고, 대응되는 개구 패턴으로 함께 방전공간들을 형성하는 제1, 제2 전극 시트;를 포함하는 플라즈마 디스플레이 패널로서,
    각각의 제1, 제2 전극 시트는,
    일 방향으로 배열된 상기 방전공간들의 적어도 일부를 둘러싸면서 연장되며, 상기 방전공간과 접하거나 또는 적어도 근접한 모서리에는 라운드진 곡면부가 형성되어 있는 복수 개의 방전전극들; 및
    상기 방전전극들을 상호 지지 및 절연시키는 것으로, 상기 방전전극과 수직 단차를 이루며 일체로 형성되고, 상기 방전전극과 동종금속의 산화물로 이루어진 절연층;을 구비하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널.
  7. 제6항에 있어서,
    각 방전전극은 독립적으로 구동되도록 인접 배열된 방전전극과 이격되게 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 곡면부는 상기 방전공간과 접하는 방전전극의 상하 양쪽 모서리를 따라 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널.
  9. 제6항에 있어서,
    상기 방전전극은 알루미늄을 주소재로 하여 이루어지고, 상기 절연층은 절연성의 알루미나 소재로 이루어지는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널.
  10. 제6항에 있어서,
    상기 방전전극의 표면을 따라서는 절연성의 산화피막이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널.
  11. 제6항에 있어서,
    상기 방전전극은 상기 방전공간을 둘러싸며 방전에 직접 참여하는 방전부들 및 상기 방전부들을 서로 전기적으로 연결하는 통전부들을 구비하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 곡면부는 상기 방전부의 내부 모서리를 따라 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널.
  13. 제6항에 있어서,
    상기 제1 전극 시트와 제2 전극 시트에 마련된 방전전극들을 각기 제1 방전전극들과 제2 방전전극들이라고 할 때,
    상기 제1, 제2 방전전극은 서로 교차하는 방향으로 연장되는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널.
  14. 제6항에 있어서,
    상기 제1 전극 시트와 제2 전극 시트에 마련된 방전전극들을 각기 제1 방전전극들과 제2 방전전극들이라고 할 때,
    상기 제1, 제2 방전전극은 서로 평행하게 연장되며,
    상기 전면기판 또는 배면기판 측에는 상기 방전전극들과 교차하는 방향으로 연장되는 어드레스 전극이 배치되는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널.
  15. 제6항에 있어서,
    상기 절연층은 상기 방전전극과 수직 단차를 형성하면서 상기 방전전극 보다 얇은 두께로 형성되는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널.
  16. 제6항에 있어서,
    상기 절연층의 일면은 인접한 방전전극과 수직 단차를 형성하고, 그 타면은 상기 방전전극과 편평한 면을 이루는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널.
  17. 제6항에 있어서,
    상기 절연층의 상하 양면은 인접한 방전전극과 수직 단차를 형성하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널.
  18. 제6항에 있어서,
    상기 절연층은 상기 방전전극을 제외한 전극 시트의 전 영역을 구성하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널.
  19. 제6항에 있어서,
    상기 전면기판 및 배면기판 중 적어도 하나의 기판에는 상기 방전공간에 대응되게 소정 간격을 두고 다수의 그루브들이 형성되고, 상기 그루브 내에는 형광체가 도포되어 있는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널.
  20. 제6항에 있어서,
    상기 방전공간은 방전에 의해 여기될 수 있는 방전가스로 채워지는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널.
  21. 서로 이격되어 있는 전면기판과 배면기판; 및
    상기 기판들 사이에서 서로 마주보게 배치되고, 대응되는 개구 패턴으로 함께 방전공간들을 형성하는 제1, 제2 전극 시트;를 포함하는 플라즈마 디스플레이 패널로서,
    각각의 제1, 제2 전극 시트는,
    상기 방전공간을 둘러싸는 방전면을 갖고 상기 방전면과 접한 모서리에는 라운드진 곡면부가 형성되어 있는 방전부들과, 상기 방전부들을 상호 전기적으로 연결하는 통전부들을 구비하는 방전전극들; 및
    상기 방전전극들을 상호 지지 및 절연하기 위해, 인접한 방전전극들 사이에서 일체로 형성되는 적어도 하나의 브릿지를 구비하는 플라즈마 디스플레이 패널.
  22. 제21항에 있어서,
    상기 곡면부는 상기 방전면과 접하는 상하 양쪽의 모서리를 따라 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널.
  23. 제21항에 있어서,
    상기 브릿지는 상기 방전전극을 구성하는 금속소재의 산화물로 이루어져 있는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널.
  24. 제21항에 있어서,
    상기 브릿지는 상기 통전부 보다 협소한 폭으로 형성되는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널.
  25. 제21항에 있어서,
    상기 방전전극의 표면을 따라서는 절연성의 산화피막이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널.
  26. 제21항에 있어서,
    상기 제1 전극 시트와 제2 전극 시트에 마련된 방전전극들을 각기 제1 방전전극들과 제2 방전전극들이라고 할 때,
    상기 제1, 제2 방전전극은 서로 교차하는 방향으로 연장되는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널.
  27. 제21항에 있어서,
    상기 브릿지는 나란하게 배열된 방전전극들 사이에서 교차하는 방향으로 연장되는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널.
  28. 제21항에 있어서,
    상기 브릿지는 인접한 방전전극의 방전부들 사이에 형성되는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널.
  29. 제21항에 있어서,
    상기 전면기판 및 배면기판 중, 적어도 하나의 기판에는 상기 방전공간에 대응되게 소정 간격을 두고 다수의 그루브들이 형성되고, 상기 그루브 내에는 형광체가 도포되어 있는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널.
  30. 어레이를 이루어 배열된 다수의 방전공간들과, 상기 방전공간들을 둘러싸면서 연장되는 복수 개의 방전전극들, 및 서로 이격되어 있는 상기 방전전극들을 구조적으로 상호 연결하는 절연부재를 구비하는 플라즈마 디스플레이 패널의 제조방법으로,
    원소재 금속 시트를 준비하는 단계;
    상기 금속 시트의 일면에 방전전극 형성부분을 덮는 제1 PR 마스크를 형성하는 단계;
    상기 금속 시트의 타면에 방전전극 형성부분을 덮는 제2 PR 마스크를 형성하는 단계;
    상기 제1 PR 마스크를 통해 노출된 금속 시트의 일면을 선택적으로 식각하는 제1 식각 단계;
    상기 제2 PR 마스크를 통해 노출된 금속 시트의 타면을 선택적으로 식각하는 제2 식각 단계;
    상기 제1 PR 마스크 및 제2 PR 마스크를 박리하는 단계;
    상기 금속 시트를 중성 전해질 속에서 산화처리하여 상기 방전전극의 표면을 따라 산화피막을 형성하고, 상기 방전전극 사이 영역을 절연화하여 상기 절연부재로 형성하는 아노다이징 단계;
    상기 단계들을 재차 실시하여, 적어도 두 매의 금속 시트들을 제공하는 단계;
    제공된 금속 시트들을 서로 대면되게 적층하고 수직 정렬하는 단계; 및
    적층된 금속 시트들을 사이에 두고, 제공된 전면기판 및 배면기판을 서로 마주보게 결합하는 프릿 실링 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널의 제조방법.
  31. 제30항에 있어서,
    상기 중성 전해질은 암모늄 붕산염, 암모늄 인산염, 및 암모늄 주석산염 중에서 선택된 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널의 제조방법.
  32. 제30항에 있어서,
    상기 금속 시트는 알루미늄 시트인 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널의 제조방법.
  33. 제30항에 있어서,
    상기 제1 식각 및 제2 식각 단계를 통하여 상기 방전공간 부분은 양면으로 풀-에칭(full-etching)되는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널의 제조방법.
  34. 제30항에 있어서,
    상기 제1 식각 및 제2 식각 단계를 통하여 상기 방전전극 사이 영역은 양면으로 에칭되되, 그 일부가 잔존하도록 얇은 깊이로 에칭되는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널의 제조방법.
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