KR100852678B1 - 플라즈마 이미지 디스플레이 패널용 타일, 플라즈마 이미지 디스플레이 패널 및 플라즈마 패널 타일을 제조하는 방법 - Google Patents

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Abstract

적어도 하나의 전극 네트워크(11)로 덮힌 기판(10)을 포함하는 플레이트로서, 상기 네트워크는 25%보다 많은 구멍을 갖는 미네랄 물질로 이루어진 배리어의 네트워크(17)로 덮히는, 플레이트는, 전극 네트워크(11)와 배리어 네트워크(17) 사이에 배치되고 다공성이 25%보다 큰 미네랄 물질로 이루어진 다공성 기반의 하부층(18)을 포함한다. 강화된 다공성 배리어가 얻어진다. 유리하게, 상기 플레이트는 특정한 유전체층을 포함하지 않는다. 제조 단계 수가 제한되고, 상기 플레이트는 저온에서 완전하게 생성될 수 있다.

Description

플라즈마 이미지 디스플레이 패널용 타일, 플라즈마 이미지 디스플레이 패널 및 플라즈마 패널 타일을 제조하는 방법{TILE FOR A PLASMA IMAGE DISPLAY PANEL, PLASMA IMAGE DISPLAY PANEL AND PROCESS FOR MANUFACTURING A PLASMA PANEL TILE}
본 발명은 높은 다공성의 배리어 립(barrier rib)의 어레이로 자체 코팅되는, 적어도 하나의 전극 어레이로 코팅된 기판을 포함하는 플라즈마 이미지 디스플레이 패널용 타일에 관한 것이다. 문서 EP 1 017 083{톰슨(THOMSOM)}는 이러한 타일에 대해 개시하고 있다.
종래 방식에서, 배리어 립은 플라즈마 패널내에 방전 영역을 형성하기 위해 셀을 한정하는데 사용된다.
다공성 배리어 립의 이점 중에서, 본 발명자는,
- 그 다공성이 2%를 초과하지 않는 종래의 조밀한 배리어 립보다 낮은 온도에서 배리어 립을 생성할 수 있다는 점과,
- 플라즈마 패널을 펌핑(pumping)하기가 용이하다는 점을 기재하고 있다. 2개의 타일이 그 사이에 배리어 립에 의해 한정된 방전 영역을 남겨두도록 함께 결합된 후, 상기 타일 사이에서 발견된 기체를 펌핑하여 제거한 다음, 방전 기체를 펌핑된 공간으로 주입할 필요가 있다. 배리어 립이 조밀한 경우에 수십 시간은 아니라도 많은 시간동안 상기 펌핑 단계가 지속되고, 이것은 경제적인 관점에서 매우 이롭지 않다. 열린 다공성의 배리어 립을 이용하면 상기 펌핑 시간이 현저하게 단축된다.
이러한 유형의 타일은 일반적으로 플라즈마 패널의 후면 타일의 역할을 한다. 이러한 플라즈마 패널을 제조하기 위해서, 이러한 유형의 타일의 배리어 립의 상부에 투명한 전면 타일을 도포하는 것이 일반적인 관례이고, 상기 투명 전면 타일에는 또한 후면 타일의 전극에 직각으로 배향된(oriented orthogonally) 적어도 하나의 전극 어레이가 제공된다. 후면 타일의 전극과 전면 타일의 전극의 교점에서, 배리어 립의 벽, 후면 타일, 및 전면 타일에 의해 한정된 영역은, 이러한 영역을 교차하는 전극들 사이에 적당한 전위차를 인가함으로써 생성되는 발광 영역을 형성한다.
메모리 효과 및 동일 평면의 전극을 갖는 AC 플라즈마 패널을 제조하기 위해서, 전면 타일에는 유전체층으로 코팅된 동일 평면 전극 쌍의 어레이가 제공된다. 후면 타일의 전극은 또한 일반적으로 유전체층으로 커버된다. 플라즈마 패널은 이후에,
- 소위 어드레스지정 주기동안, 활성화될 방전 영역내의 전면 타일의 유전체층상에 전하를 생성하고;
- 소위 유지 주기동안, 유전체층 아래의 각각의 전극 쌍 사이에 일련의 전압 펄스를 인가함으로써 이러한 충전된 영역에서만 일련의 유지 발광을 활성화하기에 적당한 전극을 전기적으로 공급하는 시스템을 포함한다.
전극 쌍의 어레이에 대향하는, 배리어 립의 어레이가 제공된 타일의 전극은 이때 일반적으로 방전 영역을 활성화하는, 다시 말해서 셀을 어드레스지정하는 역할을 한다.
전기적 파괴(electrical breakdown)를 방지하고 방전 작용 및 부식(corrosion)에 대해 타일을 보호하기 위해서, 각각의 타일에 도포된 유전체층은 일반적으로 납을 함유하는 미네랄 유리를 주 성분으로 하는 조밀한 물질로 이루어져서, 타일이 500-600℃ 범위에서 베이킹(baking)될 수 있도록 한다.
따라서, 전술한 유형의 타일을 제조하는 방법은, 전극 어레이가 형성된 후와 녹색 배리어 립 물질층이 증착되기전에, 미네랄 유전체의 분말 및 유기 결합제를 주 성분으로 하는 균일한 두께를 갖는 녹색층의 증착 단계에 이어서, 일반적으로 유기 결합제를 제거하고 이러한 유전체의 밀도를 높이기에 적당한 조건하에서의 베이킹 단계를 포함한다.
이렇게 밀도가 상승된 유전체층이 또한 전극을 보호하는 기능을 갖는 동시에, 연마 물질이 배리어 립을 형성하기 위해 스프레이된다.
그러나, 상기 유전체층의 도포 및 베이킹과 관련된 이러한 추가 단계는 경제적으로 역효과를 가져온다.
또한, 다공성 배리어 립이 단점이 없는 것은 아니다. 다공성 배리어 립은 그 구조에 의해서 종래의 조밀한 배리어 립보다 더 깨지기 쉽거나 더 약하다. 이러한 효과는 폭이 좁은 배리어 립의 경우에서 두드러지는데, 70㎛이하의 너비를 갖는 경우에 특히 그러하다.
본 발명의 목적은 더 간단한 구조를 갖고, 강화된 다공성 배리어 립이 제공된, 전술한 유형의 타일을 제공하는 것으로, 상기 타일은 더 경제적인 방법으로 생성될 수 있다.
이러한 목적으로, 본 발명의 주제는 적어도 하나의 전극 어레이로 코팅된 기판을 포함하는 플라즈마 이미지 디스플레이 패널용 타일로서, 상기 전극 어레이는, 상기 패널내에 방전 영역을 형성하기 위해 셀을 한정하는데 이용되고, 다공성이 25%를 초과하고, 미네랄 물질로 이루어진 배리어 립의 어레이로 자체 코팅되며, 상기 타일은 다공성이 25%를 초과하고, 미네랄 물질로 이루어진 상기 배리어 립의 어레이와 상기 전극 어레이 사이에 삽입되는 다공성 베이스 하부층을 포함하는 것을 특징으로 한다.
각각의 배리어 립은 종래 방식으로 베이스, 측부 및 상부를 포함한다. 베이스 하부층은 타일의 활성 표면 영역내의 전극을 완전히 덮는다. 용어 "타일의 활성 표면 영역"은 패널의 셀에 해당하는 것을 의미하는 것으로 이해된다.
- 베이스 하부층이 다공성 배리어 립의 안정성 및 상기 기판에 대한 그 접착력을 상당히 개선할 수 있고;
- 이러한 하부층을 얻는 것은 비다공성 하부층보다 낮은 온도에서 다공성 하부층을 얻는 것이 더 용이하기 때문에 특히 경제적이라는 것을 발견했다.
기판에 대한 배리어 립의 접착력은, 기판이 덜 거칠고 배리어 립이 높은 다공성을 가질 때 더 중요하다. 본 발명에 따른 하부층 덕분에, 배리어 립은 하부층을 통해 기판의 전체 표면을 지탱하여, 배리어 립의 안정성 및 기판에 대한 그 접 착력을 개선한다.
높은 비율로 유리를 갖는 조밀한 배리어 립과 비교하면, 다공성 배리어 립은 또한 기계적 안정 및 기판에 대한 접착력 문제를 갖는다. 이러한 기판이 일반적으로 유리로 이루어지기 때문에, 다공성 물질은 유리질의 물질로 이루어진 조밀한 배리어 립보다 유리에 접착하기가 훨씬 더 어렵다는 것이 이해될 것이다. 베이킹 전후 양쪽에서 타일의 유용한 전체 표면상으로 연장되는, 본 발명에 따른 베이스 하부층의 추가는, 특히 이들이 폭이 좁고 다공성일 때, 배리어 립의 기계적 안정성 및 기판에 대한 이러한 배리어 립의 접착력을 개선할 수 있다. 따라서 본 발명에 따른 베이스 하부층은 또한 베이킹 전후에 상관없이 타일상에 배리어 립을 고정시키는 기능을 갖는다. 이러한 고정의 이점은, 녹색 상태, 다시 말해서 베이킹되지 않은 상태의 배리어 립의 형성이 배리어 립의 어레이의 특징을 갖는 보호마스크의 사전 도포를 필요로 하는 모래분사(sandblasting) 단계(아래에서 참조)를 포함하고, 이어서, 이러한 단계동안 특히 이러한 배리어 립을 약화시키거나 또는 불안정하게 할 위험이 많기 때문에, 이러한 보호 마스크를 제거하는 단계를 포함하는 경우에 특히 유리하다.
바람직하게, 배리어 립의 너비는 특히 측부에서 70㎛ 이하이다. 이것은 타일의 제조동안 베이킹된 상태인지 또는 베이킹전의 녹색 상태인지에 상관없이 이러한 배리어 립이 특히 약하기 때문이다. 본 발명에 따른 하부층은 이때 이러한 배리어 립을 강화하는데 심지어 더 유용하다. 배리어 립이 경사면(sloping side)을 갖는 경우에, 그 너비는 중간 높이에서 측정된다.
바람직하게, 베이스 하부층의 두께는 타일의 모든 지점, 즉 전체 방전 영역에 해당하는 이 타일의 활성 표면의 모든 지점에서 10㎛와 40㎛ 사이에 있다. 상기 타일의 셀의 바닥은 이때 베이스 하부층의 표면에 의해 형성되고, 타일의 기판 영역 또는 전극 영역을 노출시키는 구멍을 갖지 않는다.
바람직하게, 상기 타일은 전극과 상기 베이스 하부층 사이에 중간층, 특히 유전체 중간층을 갖지 않는다.
셀의 바닥을 형성하는 베이스 하부층은 심지어 다공성인 경우에도 플라즈마 방전 작용 및 플라즈마 방전에 의한 부식으로부터 전극을 보호하기에 충분하다. 이것은, 정상적인 사용에서 본 발명에 따른 타일의 전극의 개시단에서 시작되는 방전 비율이 본 발명에 따른 타일을 갖는 플라즈마 패널상에서의 전체 방전 횟수와 비교하여 이러한 부식이 적기 때문이다.
사실상, 이미지가 이러한 패널, 예를 들어 본 발명에 따른 타일이 후면(rear face)에 제공되고, 유전체층으로 코팅된 동일 평면 전극 쌍의 어레이를 구비하는 타일이 전면(front face)상에 제공된 패널에 디스플레이될 때, 대부분의 방전은 본 발명에 따른 타일에서 멀리 있는, 전면 타일의 쌍을 이룬 전극 사이에서 발생한다(동일 평면 방전). 동일 평면의 전극 쌍 사이에서 발생하는 이러한 방전은 유지 방전(sustain discharge)이라고 한다. 유지 주기 사이에서, 2개 타일의 대향 전극 사이, 따라서 특히 본 발명에 따른 타일의 전극 부근에서 방전이 발생할 수 있다. 이러한 방전은 특히 패널의 셀을 활성화하는데 사용된다. 이들은 대개 어드레스 방전이라고 불리고, 단순하게 전체 방전 횟수의 작은 쪽의 비율(minor proportion)을 구성한다. 본 발명에 따른 타일의 전극을 커버하는 베이스 하부층은 다공성이지만 어드레스 방전 작용 및 어드레스 방전에 의한 부식으로부터 전극을 보호하기에 충분하다. 전면의 유전체층은 이때 일반적으로 어떠한 파괴 위험을 단독으로 회피하고, 필요한 경우에 AC 패널의 종래 메모리 효과를 보장하기에 충분히 조밀하다.
변형예에 따르면, 베이스 하부층은 광을 반사하기에 적당한 성분을 포함한다. 이러한 목적으로 산화 티타늄을 사용하는 것이 바람직하다.
이렇게 얻어진 반사효과 덕분에, 셀의 바닥을 향해 방출된 방사선이 손실되지 않고, 본 발명에 따른 타일을 포함하는 플라즈마 패널의 발광 효율이 증가된다.
따라서, 본 발명에 따른 베이스 하부층은 3가지 기능, 즉 패널의 제조동안 전극을 보호하는 기능(아래 기재 참조), 배리어 립을 고정시키는 기능, 및 발광 효율을 개선하는 기능을 갖는다. 3가지 기능을 위한 단일 하부층의 사용은, 특정한 유전체층 및 특정한 반사층을 간삽(interpose)할 필요성을 없애기 때문에 경제적인 관점에서 특히 유리하다.
배리어 립은 또한 발광 효율을 개선하기 위해 반사 성분을 포함할 수 있다.
유리하게, 다공성 배리어 립을 얻기 위해서, 베이스 하부층의 미네랄 물질이 미네랄 충전재 및 미네랄 결합제를 포함하는 경우에, 배리어 립의 미네랄 물질내의 미네랄 결합제의 중량 비율은 13% 미만이다.
바람직하게, 베이스 하부층의 미네랄 물질이 미네랄 충전재를 포함하고 선택적으로 미네랄 결합제를 포함하는 경우에, 베이스 하부층의 미네랄 물질내의 미네랄 결합제의 중량 비율은 13% 미만이다. 이것은 다공성 하부층을 얻는 바람직한 방 법이다. 만일 특히 전극이 은으로 이루어지고 하부층 및/또는 배리어 립이 발광 효율을 개선하기 위해서 반사 기능을 갖는다면, 이러한 낮은 미네랄 결합제 함유량은 이러한 하부층 및 배리어 립으로의 은의 이동을 방지하고, 그 반사 특성을 저하하는, 미네랄 물질의 착색, 특히 황색화를 방지한다.
다른 변형예에 따르면, 베이스 하부층의 물질은 배리어 립의 물질과 동일하다. 이것은 타일의 제조를 간소화한다.
본 발명에서 벗어나지 않고서, 타일은 여러 베이스 하부층을 포함할 수 있는데, 하나는 배리어 립의 물질과 동일한 물질로 이루어지고 다른 하부층은 광을 반사하기에 적당한 성분을 포함한다.
바람직하게, 본 발명에 따른 타일은 배리어 립의 측부 및 상기 하부층을 적어도 부분적으로 덮는 형광체층을 포함한다.
이러한 층의 형광체의 속성은 일반적으로 배리어 립에 의해 한정된 셀의 열 또는 행에 따라서 달라진다. 이렇게 셀의 벽상에 증착된 형광체는 방출되는 자외선을, 종래 방식으로 이미지를 디스플레이하는데 사용되는 3가지 기본 컬러 중 하나의 가시광으로 변환하는 기능을 갖는다. 일반적으로, 서로 다른 기본 컬러가 제공된 인접한 셀은 화소(picture element) 또는 픽셀을 형성한다.
바람직하게, 이러한 형광체는 다공성 하부층 및 다공성 배리어 립상에 직접 증착된다. 이러한 다공성은 형광체의 접착을 촉진한다는 것을 발견했다. 이때 접착 중간층은 필요하지 않다.
바람직하게, 배리어 립의 베이스를 베이스 하부층에 결합시키는 표면상의 모 든 지점에서, 곡률 반경은 10㎛ 이상이다. 이러한 곡률 반경이 배리어 립의 안정성 뿐만 아니라 형광체 증착의 균일성에 심지어 더 유리할 수 있다는 것을 발견했다.
바람직하게, 배리어 립은 상부층으로 자체 코팅된다. 문서 EP 722 179, EP 893 813, 및 US 5 909 083에 기재된 바와 같이, 배리어 립 상부상의 이러한 상부층은 예를 들어,
- 배리어 립이 모래분사에 의해 형성되는 경우에 보호 마스크를 형성하고(아래 기재 참조);
- 및/또는 블랙 매트릭스 형성 및/또는 배리어 립의 높이에 있어서의 불규칙성을 보상하는 층을 형성하는데 사용된다.
본 발명의 주제는 또한, 메모리 효과를 갖는 AC 유형의 플라즈마 이미지 디스플레이 패널로서, 본 발명에 따른 제 1 타일, 및 상기 메모리 효과에 의해 방전을 유지하는 역할을 하는 동일 평면 전극이 제공된 제 2 타일을 포함하고, 상기 배리어 립에 의해 한정된 방전 영역을 타일 사이에 제공한다.
본 발명의 주제는 또한, 본 발명에 따른 플라즈마 패널 타일을 제조하는 방법으로서,
- 적어도 하나의 전극 어레이를 기판상에 형성하는 단계;
- 상기 전극 어레이 및 상기 기판상에 적어도 하나의 녹색 베이스 하부층 및 중첩된 주 녹색층을 증착하는 단계로서, 상기 하부층 및 상기 주 층 모두 미네랄 물질과 유기 결합제의 분말 혼합물을 주 성분으로 하는, 증착 단계;
- 베이스, 상부 및 측부를 포함하는 상기 녹색 배리어 립의 어레이를 형성하 기 위해서 상기 주 녹색층의 일부를 제거하도록, 그리고
전체 코팅부상에 하나의 구멍도 갖지 않도록 상기 녹색 베이스 하부층의 제거를 제한하지는 못해도 회피하도록 하기 위해서
연마 물질을 블라스팅(blasting)하는 단계; 및
- 상기 유기 결합제를 제거하고 상기 배리어 립 및 상기 베이스 하부 층의 미네랄 물질을 강화하기에 적당한 조건하에서 베이킹하는 단계를 포함하고,
상기 녹색 베이스 하부층의 조성물(composition) 및 두께는 상기 블라스팅 조건하에서 상기 하부층의 연마 속도가 상기 주 층의 연마 속도보다 느려지게 하기에 충분한 것을 특징으로 한다.
베이스 하부층 및 주 층은 시작 타일, 또는 그 전극 어레이가 제공된 기판상에 증착되어, 각각이 타일의 활성 표면상에서 대략 균일한 두께를 갖도록 한다.
하부층의 연마 속도는, 본 발명에 따라서, 비교가능한 연마 조건, 즉 배리어 립을 형성하기 위한 블라스팅 동안과 동일한 동작 조건하에서 동일한 연마 물질의 사용하에서의 주 층의 연마 속도보다 느리다.
따라서, 연마 물질을 블라스팅함으로써 배리어 립을 형성하는 단계 이후, 그리고 이러한 배리어 립에 의해 한정된 방전 셀이 기판상에서 얻어진 이후에, 이러한 셀의 바닥은 이때 베이스 하부층의 표면에 의해 형성되고, 상기 표면은 전극 또는 기판 영역을 노출시키는 하나의 구멍도 갖지 않는다. 베이스 하부층은 연마 물질에 의해 부분적으로 에칭될 수 있지만, 타일의 전극이 이러한 베이스 하부층으로 완전히 덮히기에 충분하도록 연마를 견뎌야한다. 따라서, 베이스 하부층은 연마 물 질을 블라스팅함으로써 녹색 배리어 립을 형성하는 동안 이 시점에서 하부 전극을 보호하는 기능을 주로 갖는다. 베이킹 이후에, 셀의 바닥은 여전히 베이킹된 베이스 하부층의 표면에 의해 형성된다.
베이스 하부층의 미네랄 물질은 미네랄 충전재를 포함하고 선택적으로 미네랄 결합제를 포함한다. 이러한 하부층의 미네랄 물질, 특히 미네랄 충전재의 분말의 입자 크기, 적절한 경우에, 상기 미네랄 결합제의 속성과 이러한 분말내에서의 이러한 결합제의 비율, 이러한 분말의 성분을 혼합하는 방법, 및 베이킹 조건은, 베이킹 이후에 얻어진 베이스 하부층의 부피 밀도가 이러한 하부층의 미네랄 충전재의 이론적 밀도의 75% 이하가 되기에 적당하다.
이러한 목적으로, 베이스 하부층의 미네랄 물질내의 미네랄 결합제의 비율은 13% 미만인 것이 바람직하다. 이러한 비율은 이러한 경우에 심지어 0이 될 수도 있다.
따라서 다공성이 25%를 초과하는 이러한 하부층 덕분에, 그리고 만일 전극 어레이가 전도 물질 및 유기 결합제를 포함하는 녹색층을 증착함으로써 형성된다면, 녹색 베이스 하부층 및 녹색 배리어 립이 베이킹되는 것과 동시에, 상기 방법의 종료시에 이러한 전극층을 베이킹하기가 더 쉬워지는데, 이는 이러한 베이스 하부층의 구멍 및 배리어 립의 구멍이 전극층의 분해 생성물을 포함한, 유기 결합제의 분해 생성물을 제거하기 더 용이하게 만들기 때문이다.
베이스 하부층 및 주 층의 증착 이후, 그리고 연마 동작 이전에, 형성될 배리어 립의 어레이에 대응하는 패턴이 제공된 폴리머 물질로 이루어진 보호 마스크 를 이러한 코팅부에 도포하는 것이 일반적인 관례이다. 이러한 마스크의 목적은, 배리어 립의 상부에 대응하는 주 층의 상부 영역이 마모되는 것을 방지하는 것이다. 따라서, 연마 동작 이후이면서 베이킹 이전에, 그리고 적절하다면, 형광체의 증착과 같은 다른 동작 이전에, 이러한 마스크는 일반적으로 알카라인 수용액을 스프레이함으로써 벗겨진다.
배리어 립의 베이스를 베이스 하부층에 결합하는 표면상의 모든 지점에서 곡률 반경이 10㎛ 이상인 것이 바람직하다는 점에 유의한다. 상기 곡률 반경이 커질수록 베이스 하부층의 연마 속도와 주 배리어 립 층의 연마 속도 사이의 차이가 작아진다.
타일상에서 배리어 립의 어레이를 제조하는 종래 방법에서와 같이, 베이킹동안 용이하게 제거될 수 있는 유기 결합제가 베이스 하부층과 주 층을 위해 선택될 것이다. 이러한 베이스 하부층 및 주 층이 용매인 액체를 이용하여 적용된다면, 어떠한 위험없이 제거하기가 용이한 용매에서 녹는 결합제가 선택될 것이다. 마스크가 모래분사 이전에 도포되고 이러한 마스크가 이후에 알카라인 수용액을 스프레이함으로써 제거되는 경우에, 셀룰로오스 수지, 아크릴 수지, 메타크릴 수지, 로진 수지 및 교차결합된(crosslinked) 폴리비닐 알콜을 주 성분으로 하는 수지를 포함하는 그룹에서 적절하게 선택된, 방수 유기 결합제를 선택하는 것이 바람직할 것이다. 바람직하게, 베이스 하부층의 유기 결합제는 폴리비닐 알콜을 주 성분으로 한다.
바람직하게, 특히 베이스 하부층의 유기 결합제가 주 층과 동일한 족인 경우, 베이스 하부층내의 유기 결합제의 비율은 주 층내의 유기 결합제의 비율보다 크다.
바람직하게, 베이스 하부층의 유기 결합제의 유리 전이 온도는 주 층의 유기 결합제의 온도보다 낮은데, 특히 60℃ 이하이다.
바람직하게, 본 발명에 따른 방법은 전극 어레이의 형성과 베이스 하부층의 증착 사이에, 중간층, 특히 유전체 중간층의 증착을 포함하지 않는다. 유전체 중간층의 도포를 회피함으로써, 본 발명에 따른 방법은 따라서 종래 기술의 방법보다 훨씬 더 경제적이다.
바람직하게, 본 발명에 따른 방법은 적어도 하나의 전극 어레이가 형성된 이후에 단일 베이킹 열처리만을 포함한다.
만일 전극 어레이가 전도 물질, 예를 들어 은, 알루미늄 또는 구리를 주 성분으로 하는 전도 물질 및 유기 결합제를 포함하는 녹색층을 증착함으로써 형성된다면, 본 발명에 따른 방법은 유리하게 녹색 전극층의 증착과 베이스 하부층의 증착 사이에 중간 베이킹 없이 단일의 최종 베이킹만을 포함한다. 하부층의 다공성 덕분에, 전극 어레이의 유기 결합제로부터 나오는 분해 생성물은 이러한 하부층을 손상시키지 않고서 용이하게 패스한다. 이러한 하부층의 거의 비유리질인 특성은 베이킹동안 전극 물질의 기생 확산(parasitic diffusion) 현상을 방지한다. 유리하게, 배리어 립이 증착되기전에 더이상 전극 어레이를 베이킹할 필요가 없다.
바람직하게, 본 발명에 따른 방법은 타일의 온도가 480℃를 초과하는 동안 어떤 단계도 포함하지 않는다.
미네랄 배리어 립 물질은 미네랄 배리어 립 충전재 및 미네랄 결합제를 포함 한다. 이러한 미네랄 물질, 특히 미네랄 배리어 립 충전재의 분말의 입자 크기, 그 미네랄 결합제의 속성과 이러한 분말내의 이러한 결합제의 비율, 이러한 분말의 성분을 혼합하는 방법, 및 상기 베이킹 조건은 베이킹 이후에 얻어진 배리어 립의 부피 밀도가 상기 미네랄 충전재의 이론적 밀도의 75% 미만이 되기에 적당하다. 이러한 방식에서, 다공성이 25%를 초과하는 배리어 립이 얻어지고, 이는 플라즈마 패널의 펌핑을 유리하게 촉진하고 단축시킨다.
베이킹 이후에 부피 밀도가 그 미네랄 충전재의 물질의 이론적 밀도의 75% 미만인 배리어 립, 다시 말해서 다공성이 25%를 초과하는 배리어 립을 얻기 위해서, 이러한 배리어 립을 위해 미네랄 결합제의 중량 비율이 13% 미만인 물질을 이용하는 것이 바람직하다. 미네랄 결합제로서, 낮은 융해점을 갖는 유리 또는 프릿이 일반적으로 사용된다. 이러한 낮은 비율의 미네랄 결합제의 경우에, 미네랄 결합제는 유리하게 콜로이드 실리카 또는 가수분해된 실란 또는 규산염을 포함하여, 다공성 배리어 립의 강도를 개선한다.
유리하게, 상기 방법은 형광체를 주 성분으로 하는 녹색층 및 유기 결합제를 모두 전극 어레이를 덮는 녹색 하부층 및 배리어 립의 베이스 및 측부상에 증착하는 단계를 포함한다. 이러한 단계는 종래 기술에서 자체적으로 알려져 있다. 본 발명 덕분에, 녹색 형광체층은 배리어 립의 벽 및 셀의 바닥이 동일한 물질로 구성되기 때문에 동일한 방식으로 상기 부분을 적신다. 따라서, 형광체의 더 균일한 분포 및 더 우수한 동질성이 얻어진다. 베이킹 이후에, 접착 중간층을 이용하지 않고서 배리어 립의 벽 및 셀의 바닥에 대한 더 우수한 형광체의 접착이 얻어진다.
본 발명은 비제한적인 예의 방법으로 도 1 및 도 2를 참조하여 제공된 다음의 설명을 읽을 때 좀더 명확하게 이해될 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 하부층을 갖는 타일이 제공된 플라즈마 패널을 나타내는 도면.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 하부층을 갖는 타일을 나타내는 도면.
도면을 간략화하기 위해서, 동일한 기능을 제공하는 요소에 대해서 동일한 참조번호를 사용한다.
상기 방법은 일반적으로 소다 석회 유리로 이루어진 종래의 타일(10)에서 시작한다. 베이킹 온도를 견딜 수 있는 다른 절연 물질이 타일을 위해 사용될 수 있다.
전극 어레이(11)는 예를 들어 다음의 종래 방법 중의 하나를 이용하여 자체적으로 알려진 방식으로 상기 타일에 도포된다.
- 녹색 전극 어레이를 형성하고, 필요하다면 전도 분말을 소결(sinter)하며, 최적의 전극 전도성을 얻기 위해서 페이스트(paste)를 직접 스크린 프린팅하는 방법으로서, 상기 페이스트는 전도 물질 및 유기 결합제의 분말을 주 성분으로 하고, 다음에 유기 결합제를 제거하기에 적당한, 녹색 전극의 베이킹이 이어지며;
- 녹색 전극의 어레이를 얻기 위해서, 페이스트내의 감광 결합제를 이용하여 균일한 페이스트층을 적용하는 방법으로서, 이어서 포토리소그래피 및 현상(development)이 이어지며; 그 다음 전술한 바와 동일한 조건하에서 베이킹이 이어지며;
- 전도 물질, 일반적으로 금속 또는 합금의 적어도 하나의 균일한 층을 진공 증착하는 단계, 보호성이고 광증감(photosensitization) 이후의 스트리핑을 견딜 수 있는 동질의 감광 유기층의 증착 단계, 상기 층에 감광성을 주고 상기 층이 전극을 보호하게 하기 위한 포토리소그래피 단계, 전도 물질로 이루어진 전극 어레이를 얻도록 하부 금속층 영역을 에칭하기 위해 감광성이 없는 부분을 스트리핑하는 단계, 및 잔여 감광층의 제거 단계로 이루어진 이러한 방법은 따라서 베이킹을 포함하지 않는다.
다음, 배리어 립의 어레이를 형성하는 단계가 수행된다.
배리어 립 물질의 분말은 일반적으로 미네랄 충전재 및 유리를 주 성분으로 하는 미네랄 결합제를 포함한다. 배리어 립을 베이킹할 때 도달되는 온도는 일반적으로 유리의 유리 전이 온도 이상이어서, 미네랄 결합제를 활성화하고 유기 결합제가 제거된 후에 충분한 강화를 얻게 된다. 높은 다공성, 특히 25%보다 다공성이 높은 배리어 립 물질을 얻기 위해서, 배리어 립 물질의 분말내의 이러한 유리의 중량 함유량은 바람직하게 2% 이상이고 10% 이하일 것이다. 이러한 함유량이 높아질수록 배리어 립의 폭이 더 좁아질 것이다.
베이스 하부층 물질의 분말은 또한 미네랄 충전재를 포함하고, 선택적으로 유리를 주 성분으로 하는 미네랄 결합제를 포함한다.
배리어 립 물질의 미네랄 충전재는 높은 흡착성을 갖고 베이킹 온도 범위내 에서 안정적인 미네랄 물질로부터 선택된다. 바람직하게, 이러한 충전재는 알루미나, 지르코니아, 산화 이트륨, 산화 티타늄 및 그 혼합물을 포함하는 그룹에서 선택된다. 알루미나는 특히 높은 흡착성을 갖는 양쪽성 분말(amphoteric powder)이기 때문이다. 지르코니아 또는 산화 티타늄은 요구되는 유전체 상수에 따른다. 미네랄 충전재는 또한 뮬라이트(mullite), 근청석(cordierite) 또는 제올라이트와 같은 물질을 포함한다. 바람직하게, 미네랄 충전재의 각각의 입자의 80%는 0.3㎛와 10㎛ 사이의 크기를 갖는다. 베이킹 이후에, 입자 크기는 일반적으로 변경되지 않는다.
하부층 물질의 미네랄 충전재는 배리어 립 물질의 미네랄 충전재와 동일하거나 또는 다를 수도 있다. 본 발명의 일 변형예에 따르면, 이러한 미네랄 충전재는 예를 들어 광반사 물질과 같은, 배리어 립의 주층을 위해 사용되는 미네랄 충전재 이외의 성분을 포함한다. 방전 셀의 바닥에 반사하는 백색 배경을 형성하기 위해서, 산화 티타늄이 다른 성분으로서 사용될 수 있다.
바람직하게, 미네랄 결합제의 평균 입자 크기는 미네랄 충전재의 평균 입자 크기 이하이다.
본 발명에 따르면, 높은 다공성, 특히 25%보다 다공성이 큰 베이스 하부층 물질을 얻기 위해서, 베이스 하부층 물질의 분말내의 선택적 미네랄 결합제의 중량 함유량은 바람직하게 13% 미만일 것이다. 베이스 하부층 물질의 분말은 미네랄 결합제를 포함하지 않을 수 있다.
다음, 적절한 경우에, 미네랄 충전재는 배리어 립 물질의 분말 또는 베이스 하부층 물질의 분말을 얻기 위해서 미네랄 결합제와 혼합된다. 이러한 분말의 2가 지 주요 미네랄 성분의 비율이 매우 다르기 때문에, 이들을 혼합하는 방법은, 미네랄 충전재의 입자 주위의 미네랄 결합제의 분산을 최적화하고 베이킹 단계동안 배리어 립의 상당한 강화를 제공하도록 하기 위해서 매우 중요하다. 약 1리터의 분말을 혼합하는 일반적인 방법은 약 4리터 용기내에 이러한 분말을 넣고 7000회전/분으로 약 4분간 회전하는 150㎜ 직경의 나이프를 이용하여 휘저어 건조시키는 것이다.
유기 결합제는 바람직하게 셀룰로오스 수지, 아크릴 수지, 메타크릴 수지, 로진 수지 및 교차결합된 폴리비닐 알콜을 주 성분으로 하는 수지를 포함하는 그룹에서 선택된다.
바람직하게, 녹색 베이스 하부층의 조성물은, 베이스 하부층의 연마 속도가 동일한 블라스팅 조건하에서 주 층의 연마 속도보다 현저히 느리게 설계된다. 연마 물질을 블라스팅하는 미리 결정된 조건하에서의 녹색층 또는 하부층의 연마 속도는, 일반적으로 이러한 층내의 유기 결합제의 비율이 증가될 때, 및/또는 이 결합제의 고유 탄성이 증가될 때, 감소된다.
루틴 테스트를 수행함으로써, 당업자는 연마 물질을 블라스팅하는 미리 결정된 조건하에서 다른 연마 속도를 갖는 녹색층 제제(formulation)를 개발할 수 있을 것이다. "블라스팅 조건"이라는 표현은, 연마 물질이 사용되는 조건뿐만 아니라 이러한 물질의 속성, 조직 및 구조를 의미하는 것으로 이해되어야 한다.
이러한 목적으로 녹색 베이스 하부층의 조성물을 설계하기 위해서, 예를 들어 베이스 하부층보다 훨씬 더 연마에 민감한 유기 결합제를 녹색 주 배리어 립 층 을 위해 사용할 수 있을 것이다. 특히 연마에 민감한 결합제로서, 로진을 사용하는 것이 바람직할 것이다.
한가지 이로운 솔루션은, UV-교차결합가능한 폴리비닐 알콜을 주 성분으로 하는 유기 결합제를 하부층을 위해 사용하는 것이다.
폴리비닐 알콜이 하부층의 유기 결합제로서 사용되는 경우에, 연마 테스트는, 베이스 하부층내의 유기 결합제의 함유량이 5 내지 10%에 이를 때 연마 속도가 50%까지 감소된다는 것을 나타냈다.
이러한 목적으로 녹색 베이스 하부층의 조성물을 설계하기 위해서, 주 층의 결합제보다 낮은 유리 전이 온도를 갖는 유기 결합제를 이러한 하부층을 위해 사용하는 것이 바람직할 것이다. 따라서, 60℃ 이하의 유리 전이 온도를 갖는 유기 결합제가 유리하게 사용될 수 있다. 예를 들어, 높은 연마-저항 베이스 하부층은 57℃의 유리 전이 온도를 갖는 4 중량%의 아크릴 또는 메타크릴 수지의 유기 결합제를 이용함으로써 얻어진다.
이러한 목적으로 녹색 베이스 하부층의 조성물을 설계하기 위해서, 주 층 및 베이스 하부층을 위해 동일한 유기 결합제를 이용하면, 베이스 하부층은 예를 들어 주 층내에서보다 유기 결합제의 함유량이 2.5 내지 8배 높게 제조될 것이다. 약 156℃의 유리 전이 온도를 갖는 등급 N4의 에틸 셀룰로오스를 결합제로서 취하면, 비율(결합제의 중량/미네랄 분말의 중량)은 베이스 하부층내에서의 10 내지 15%와 비교해서 주 층에서는 2 내지 4%가 된다.
주 층 및 베이스 하부층을 위해 동일한 유기 결합제 족을 이용함으로써, 주 배리어 립 층의 연마가능성은 더 높은 분자량의 결합제를 이용함으로써 증가될 수 있다. 따라서, 주 층보다 베이스 하부층에서 더 낮은 분자량을 갖는 등급을 이용하는 것이 바람직할 것이다.
연마 물질을 블라스팅하는 조건하에서 베이스 하부층의 결합제의 탄성을 증가시키고, 이러한 하부층에 더 우수한 연마 저항을 제공하기 위해서, 이러한 하부층의 유기 결합제에 가소제를 첨가하는 것이 바람직할 것이고, 상기 가소제는 상기 결합제에 맞게 조절되어, 도포후 녹색 하부층이 균열되게 하는 위험이 될 너무 많은 함유량을 회피한다. 전술한 N4 등급의 에틸 셀룰로오스를 이용하면, 1 내지 4 중량%의 (다시 미네랄 분말의 중량에 대해) 벤질 부틸 프탈레이트를 이용할 수 있다.
폴리비닐 알콜이 유기 결합제로서 사용되는 경우에, 연마 테스트는, 5%의 가소제가 이러한 결합제에 첨가될 때 연마 속도가 25%만큼 감소되는 것을 나타냈다. 가소제 함유량은, 배리어 립의 베이스를 생성하는 이러한 하부층의 베이킹된 기계적 강도를 훼손하지 않기 위해서 일반적으로 25% 미만의 제한된 상태로 유지해야 한다.
다시 동일한 목적을 위해서, 교차결합된 상태에서 측정된, 베이스 하부층내의 이러한 결합제의 유리 전이 온도를 낮추는 임의의 다른 수단이 사용될 수 있다.
배리어 립 물질 또는 하부층 물질의 분말은 따라서 자체적으로 알려진 방식으로 그 유기 결합제와 혼합된다.
녹색 배리어 립 층은 이때 문서 EP 722179{듀퐁(DuPont)}에 기재된 바와 같 이, 액체 처리에 의해 또는 이러한 미리 형성된 층의 녹색 테이프의 전사(transfer)에 의해 그 전극 어레이가 제공된 타일상에 직접 증착될 수 있다.
이제 여기서 액체 증착을 더 상세하게 설명할 것이다. 액체 증착 방법과 같이, 예를 들어 스크린 프린팅, 슬릿 코팅(slit coating) 또는 커튼 코팅(curtain coating)을 이용할 수 있다.
증착 동작 이전에 다음이 제조된다:
- 1. 유기 결합제 용액에 배리어 립 물질의 분말을 분산시킴으로써, 주 층을 도포하기 위한 액체 조성물 또는 페이스트;
- 2. 유기 결합제 용액에 배리어 립 물질의 분말을 분산시킴으로써, 베이스 하부층을 도포하기 위한 액체 조성물 또는 페이스트.
전체 녹색 배리어 립 층을 전극을 포함하는 타일면에 도포하기 위해서, 다음의 절차가 수행된다.
- 베이스 하부층 도포 조성물은 건조후에 일반적으로 10과 40㎛ 사이의 두께를 얻도록 자체적으로 알려진 방식으로 도포된다.
- 얻어진 베이스 하부층은 그로부터 용매를 증발시키기 위해 건조된다.
- 다음, 주 층 도포 조성물 중 적어도 한 층은 건조후에, 요구되는 배리어 립의 높이에 따른 두께를 갖는 주 층을 얻도록 자체적으로 알려진 방식으로 도포된다.
- 얻어진 주 층은 그로부터 용매를 증발시키기 위해 건조된다.
전체적으로 균일한 두께를 갖는 녹색 배리어 립 층 및 베이스 하부층으로 코 팅된 전극 어레이가 제공된 타일이 얻어진다.
다음 단계는 배리어 립의 형성과 관련된다.
연마 물질로는, 예를 들어, 유리 비드, 금속 탄환 또는 칼슘 탄산염 분말과 같은 고체 분말 또는 "모래"가 일반적으로 사용된다. 상기 동작은 이때 모래분사라고 한다. 연마 물질로는 액체를 사용하는 것도 가능하다.
따라서, 이제 타일이 제공되는 녹색 주 층내에 녹색 배리어 립을 형성하고자 시도된다. 상기 공정은 따라서 배리어 립 사이의 녹색층만을 연마에 의해 제거하고, 대조적으로 배리어 립의 위치에서의 상기 연마로부터 이 층을 보호하는 것이다.
이러한 목적으로, 제 1의 종래 방법은:
- 형성될 배리어 립의 어레이에 대응하는 패턴이 제공된 폴리머 물질로 이루어진 보호 마스크를 녹색 배리어 립 층에 도포하고;
- 상기 마스크의 패턴 사이에서 녹색층을 제거하고 이러한 패턴으로 녹색 배리어 립을 형성하도록 연마 물질을 블라스팅하며;
상기 마스크를 제거하는 것이다.
상기 마스크는, 예를 들어 직접 스크린 프린팅에 의해 제조될 수 있지만, 이 방법은 제한된 선명도를 제공한다는 단점을 갖는다. 이러한 마스크는, 또한 예를 들어 전체 영역 코팅, 마스크를 통한 UV 노광 및 현상(일반적으로 나트륨 탄산염 용액을 이용)에 따라서 광경화성 또는 감광성 폴리머 층의 포토리소그래피에 의해 생성될 수 있다.
유리하게, 마스크의 폴리머 물질은 교차결합된 폴리비닐 알콜(PVA: polyvinyl alcohol)을 주 성분으로 한다. 이러한 물질의 이점은, 뜨거운 물에서 전개되어, 알칼리 금속 원소를 포함하는 용액을 불필요하게 만들고, 특히 연마-저항성이 있고, 연마 동작후에 태우거나 열분해에 의해 용이하게 제거될 수 있다는 것이다. 종래의 스트리핑(stripping) 동작과 비교해서, 이러한 제거 방법은, 배리어 립이 약해지는 것을 방지하고, 심지어 더 폭이 좁은 배리어 립에 직면하게 되는 것을 회피한다. 이러한 제거 방법을 이용함으로써, 타일 오염에 따른 모든 위험을 갖는, 나트륨 또는 칼륨을 함유하는 마스크-스트리핑 용액의 이용이 다시 회피되고, 이 용액을 더 사용하면 배리어 립을 모래분사할 때 세척이 어려운 커다란 현상 표면이 생성된다. 100%의 (PVA+가소제)의 함유량, 1:2의 가소제/수지 비율에서 매우 높은 연마 저항이 얻어진다.
전술한 문서 EP 722179에 설명된 다른 방법은, 연마 물질의 블라스팅을 견딜 수 있기 위해서 배리어 립 물질로 채워질뿐만 아니라 충분히 큰 비율의 광경화성 유기 결합제를 함유하는 상부층을 배리어 립 물질의 주 층에 도포하는 것이다. 따라서, 상부층 자체내에서 마스크가 포토리소그래피에 의해 생성된다. 상기 문서 EP 722179에 따르면, 이러한 방법의 이점은, 연마 동작 직후에 광경화된 결합제가 그 결과로 제거되기 때문에 마스크를 직접 제거할 필요가 없다는 것이고, 베이킹 동작동안 그 열분해는 미네랄 충전재의 다공성에 의해 촉진된다. 베이킹 이후에, 이러한 상부층의 나머지 부분은 배리어 립의 상부를 형성한다.
유리하게, 상부층의 광경화성 유기 결합제는 교차결합된 폴리비닐 알콜을 주 성분으로 한다. 이러한 물질의 이점은, 특히 연마 저항성이 있다는 점이다. 20 내지 50%의 일반적인 (PVA+가소제) 함유량에서 매우 높은 연마 저항이 얻어졌다. 일반적으로 1:2의 가소제/수지 함유량에서 그러하다.
본 발명에 적용가능한 추가적인 변형예는 배리어 립의 상부를 형성하는데 사용되는 상부층의 사용과 관련된다.
- 문서 EP 722179 및 EP 893813에 기재된 바와 같이, 코발트 및 산화철과 같은 흑색 안료가 이러한 상부층의 미네랄 분말에 투입되어, 베이킹 이후에 배리어 립의 상부가 플라즈마 패널의 이미지 디스플레이 콘트라스트를 개선하는데 사용되는 블랙 매트릭스를 형성할 수 있다.
- 문서 EP 893813에 기재된 바와 같이, 이러한 상부층내의 미네랄 결합제의 비율은 주 층내에서보다 훨씬 더, 심지어 0까지 낮아질 수 있어서, 배리어 립의 상부는 하나의 타일이 플라즈마 패널을 형성하기 위해 다른 타일에 결합될 때 약간 압축될 수 있고, 이러한 압축은 배리어 립의 높이에 있어서의 불규칙성을 보상하고 배리어 립 전체를 따라 다른 타일과의 접합의 시일링을 개선하는데 사용된다.
따라서, 플라즈마 패널의 셀 또는 미래의 방전 영역을 한정하는 녹색 배리어 립의 어레이 및 전극 어레이가 제공된 타일이 얻어지고, 여기서 셀의 바닥 및 셀의 바닥에 교차하는 전극은 연마 물질의 블라스팅에 저항하고, 따라서 본 발명에 따라 유전체층의 부재시에 연마 물질의 블라스팅으로부터 전극을 보호하는 역할을 하는 베이스 하부층으로 덮힌다.
녹색 베이스 하부층에 의해 지지되는 녹색 배리어 립의 어레이가 제공된 타 일은 다음에 배리어 립의 측부 및 셀의 바닥에 있는 베이스 하부층상에 녹색 형광체층을 증착하는 동작을 할 준비를 한다. 증착 동작을 위해, 종래의 직접 스크린 프린팅 방법을 이용하여 다음의 단계를 수행하는 것이 바람직하다:
- 인가될 형광체를 반드시 포함하는 액체 페이스트, 유기 결합제, 및 녹색 배리어 립의 결합제 및 그 녹색 하부층의 결합제를 용해하지 않는 적어도 하나의 용매 또는 현탁액의 제공 단계;
- 이러한 형광체로 덮힐 영역에 마주하는 애퍼처(aperture)를 구비하는 스크린-프린팅 스크린을 통한 타일에 대한 이 페이스트의 도포 단계; 및
- 용매의 증발 단계.
도포될 각각의 형광체 유형에 대해 이러한 동작을 반복함으로써, 전극 어레이 및 형광체로 코팅된 배리어 립 어레이가 제공된 타일이 이때 얻어진다.
형광체를 증착하기 위해서, 배리어 립의 측부에 가해진 기계적 압력을 제한하기 위해서, 예를 들어 스프레이에 의해, 전체 영역 코팅과 결합된, 더 우수한 선명도를 제공하는 포토리소그래피 방법을 또한 이용할 수 있을 것이다. 그럼에도 불구하고, 이러한 방법은 형광체를 함유하는 물질의 실질적인 스크래핑(scrapping) 단계 및 이러한 스크랩을 재활용하기 위한 고가의 동작을 수반한다. 예를 들어 잉크젯에 의한 도포, 주사기를 이용한 투여, 또는 마이크로도우징(microdosing)과 같은 다른 증착 기술이 사용될 수 있다.
녹색 하부층, 녹색 배리어 립 및 녹색 형광체층을 포함하는 전체 어셈블리는, 이후 다양한 녹색층으로부터 유기 결합제를 제거하고, 배리어 립 및 그 베이스 하부층의 경우에 미네랄 물질을 강화하기에 적당한 조건하에서 베이킹된다. 유기 화합물은 일반적으로 380℃ 미만에서 제거되는데, 이것은 제 1 베이킹 열처리에서 이 온도까지 점진적으로 상승하여 실현되어, 녹색층의 구조를 손상시키지 않고서 이러한 유기 화합물을 제거한다. 제 2 열처리 단계에서, 배리어 립에 혼합되어 있고 선택적으로 그 베이스 하부층에 혼합되어 있는 미네랄 결합제의 연화 온도(softening temperature)에 적어도 가까운 온도까지 가열된다.
베이킹 열처리의 제 2 단계의 조건은, 배리어 립 물질이 충분히 강화되는 동시에, 여전히 베이스 하부층 및 배리어 립 모두에서 높은 다공성을 갖도록 조정된다. 이러한 조건하에서 수행된 베이킹은 거의 수축을 일으키지 않는다는 것을 발견했다.
본 발명에 따라 타일을 제조하기 위한 열처리 횟수가 상당히 감소된 것으로 밝혀졌는데, 이는 전극 어레이가 생성된 이후에 심지어 단일 열처리만으로 타일을 제조할 수 있기 때문이다.
본 발명에 따른 타일이 전극과 베이스 하부층 사이에 간삽된 특정한 유전체층을 포함하지 않기 때문에, 이러한 유전체층과 관련된 열처리가 불필요해진다.
480℃ 미만에서 분해되는 종래의 유기 결합제 및 배리어 립이 480℃ 이하에서 강화되기에 충분히 낮은 연화 온도를 갖는 미네랄 결합제를 이용하면, 480℃를 초과하지 않고서도 전체 타일을 생성할 수 있어서, 종래의 나트륨 석회 유리 타일의 경우에 그 제조동안 어떠한 타일 변형의 위험을 제거하지는 못해도 감소시킬 수 있다. 어떠한 타일 변형은 특히 후면 타일의 다양한 성분들, 및 그 구조에 따라 전 면 타일의 다양한 성분들 사이의 오조정(misalignment) 문제 및 플라즈마 패널의 오작동 문제를 초래한다는 점이 상기될 것이다.
따라서 도 1에 도시된 바와 같은 본 발명에 따른 타일, 또는 도 2의 다른 변형예에 따른 타일이 얻어진다. 이 타일에는 적어도 하나의 전극 어레이(11) 및 패널의 방전 영역을 위해 셀을 한정하는, 미네랄 물질로 이루어진 다공성 배리어 립 어레이(17)가 제공되고, 여기서, 셀의 바닥에서, 전극(11)은 미네랄 물질을 주 성분으로 하는 다공성 베이스 하부층(18)으로 덮힌다. 도 1에서, 배리어 립의 측부 및 셀의 바닥은 형광체(41)로 덮힌다. 도 2에서, 형광체가 도시되지 않는다.
도 2의 실시예는, 배리어 립이 타일의 평면에 대해 수직하지 않은 경사면을 갖고, 배리어 립을 지지하는 구역 외부에서 베이스 하부층이 배리어 립의 형성 단계동안 그 부분적이고 불규칙한 연마로부터 발생되는 둥글게 된 표면을 갖는다는 점에서, 도 1의 실시예와 다르다.
본 발명에 따른 베이스 하부층(18)이 기판에 대한 배리어 립의 접착력을 현저하게 개선한다는 것이 발견되었다.
본 발명에 따른 타일은 셀 또는 셀의 그룹을 한정하는 배리어 립이 제공된 모든 유형의 플라즈마 패널에서 사용될 수 있다.
도 1을 참조하면, 메모리 효과를 갖는 AC 유형의 이러한 플라즈마 이미지 디스플레이 패널은 전술한 하부층(18)에 의해 지지되는 배리어 립(17)이 제공된, 본 발명에 따른 제 1 타일, 및 동일 평면의 전극(33)이 제공된 제 2 타일(30)을 포함하고, 제 1 타일과 제 2 타일 사이에 배리어 립(17)에 의해 한정된 방전 영역(40)을 제공한다. 방전을 어드레스지정하는 역할을 하는 제 1 타일의 전극(11)은 적어도 패널의 활성부분에서 본 발명에 따라 하부층(18)으로 완전히 덮힌다. 메모리 효과에 의해 방전을 유지하는 역할을 하는, 제 2 타일(30)의 동일 평면의 전극(33)은 유전체층(32) 및 MgO를 주 성분으로 하는 보호층(31)으로 덮힌다.
다음의 예시는 본 발명을 더 상세하게 예시하고, 플라즈마 패널의 후면 타일의 제조와 관련된다.
예시 1:
172㎜ x 100㎜ 크기를 갖는 방전 영역을 한정하는 배리어 립의 어레이는 본 발명에 따라 254㎜ x 162㎜ 크기와 3㎜ 두께를 갖는 소다 석회 유리로 이루어진 타일상에 증착되고, 알루미늄 전도체로부터 형성된 전극 어레이가 제공되면, 상기 배리어 립은 360㎛ 피치로 타일상에 분포된다.
1.- (유기 결합제+유기 가소제)를 (10.6 중량%+3.3 중량%) 함유하는 건조한 녹색 베이스 하부층을 얻기에 적당하고, 다공성이 25%보다 큰 베이킹된 베이스 하부층을 얻기에 적당한 베이스 하부층 페이스트의 제조:
- 83g의 테르핀올(terpineol)에 13g의 N4 등급 에틸 셀룰로우즈를 용해시킨 다음, 참조번호 SANTICIZER 160를 갖는 제품 형태의 4g의 벤질 부틸 프탈레이트(phthalate)를 첨가해서 유기 결합제 용액을 제조;
- 미네랄 배리어 립 물질의 분말을 미리 건식 혼합: 다음은 고속의 믹서내에서 혼합되었다:
·미네랄 충전재: 98g의 알루미나; 0.3과 3㎛의 각각의 입자를 갖고, 2.60g/ ㎤의 압축 밀도를 갖는 바이모들(bimodal) 분말,
·미네랄 결합제: 15 중량%의 실리카를 포함하는 2g의 납 규산염; 반드시 0.5와 2㎛ 사이에 있는 각각의 입자; 연화 온도: 380℃;
- 95g의 전술한 유기 결합제 용액에 100g의 미네랄 배리어 립 물질 분말의 분산; 및
- 7㎛ 미만의 응집체 크기를 갖고 약 37,000m㎩.s의 점도를 갖는 분산액을 얻기 위해 삼단롤러(three-roll mill)에 분산액 통과.
2.- 3 중량%의 유기 결합제를 포함하는 건조한 녹색 주 층을 얻기에 적당하고, 다공성이 25%보다 큰 배리어 립을 얻기에 적당한, 배리어 립을 위한 주 층 페이스트의 제조:
- 92g의 테르핀올에 8g의 N4 등급 에틸 셀룰로우즈 수지를 용해시켜 유기 결합제 용액을 제조;
- 전술한 바와 동일한 조건하에서 동일한 성분을 이용하여 미네랄 배리어 립 물질의 분말을 미리 건식 혼합:
- 38.62g의 전술한 유기 결합제 용액에 100g의 미네랄 배리어 립 물질 분말을 분산; 및
- 7㎛ 미만의 응집체 크기를 갖고 약 80,000m㎩.s의 점도를 갖는 분산액을 얻기 위해 삼단롤러에 분산액 통과.
3.- 베이스 하부층의 증착:
48얀(yarn)/㎝를 포함하는 폴리에스테르 패브릭을 이용한, 베이스 하부층 페이스트의 단일 스크린-프린팅 패스가 전극 어레이가 제공된 타일면상에서 수행된 다음, 얻어진 하부층은 용매를 증발시키기 위해 120℃에서 12분동안 건조된다.
약 18㎛의 건조 두께를 갖는 녹색 베이스 하부층이 얻어졌다.
4.- 주 배리어 립 층의 증착:
48얀(yarn)/㎝를 포함하는 폴리에스테르 패브릭을 이용한, 주 층 페이스트의 4번의 스크린-프린팅의 패스, 및 90얀(yarn)/㎜를 포함하는 폴리에스테르 패브릭을 이용한, 동일한 페이스트의 한번의 스크린-프린팅 패스는, 건조된 베이스 하부층상에서 수행되며, 각각의 패스 다음에 120℃에서 12분동안 건조 단계가 이어진다.
약 110㎛의 건조 두께를 갖는 녹색 주 층이 얻어졌다.
5.- 보호 마스크의 도포:
- 온도 110℃/ 압력 4x105㎩의 조건하에서 주 녹색 배리어 립 층상에 40㎛ 두께의 감광성 건조막을 적층;
- 요구되는 배리어 립의 너비에 해당하는 70㎛ 두께를 갖는 블랙 선으로 형성된 마스크를 이용하여 100mJ/㎠로 적층된 막을 조사; 및
- 온도 30℃/ 압력 1.5x105㎩의 조건하에서 0.2 중량%의 Na2CO3를 포함하는 수용액에 의해 조사된 막을 현상.
녹색 배리어 립 층은 그후에 형성될 배리어 립의 어레이에 대응하는 패턴이 제공된 폴리머 물질로 이루어진 보호 마스크로 덮힌다.
6.- 연마 물질을 이용한 블라스팅 또는 "모래분사":
- 연마 물질: 금속 입자: 후지(Fuji)사의 등급 1000인 참조번호 S9;
- 연마 물질의 이용 조건: 약 200㎜ 길이의 평평한 직사각형 노즐 이용; 노즐 출구와 타일 사이의 간격이 95㎜; 연마 물질의 유속이 1800g/분; 노즐의 이동 방향이 타일 방향에 수직:
- 직선 측면을 갖는 배리어 립 구조에 대한 변형예 1: 모래분사 압력 0.035㎫; 노즐에 의한 타일상의 주사 속도가 50㎜/분; 타일 변위 속도가 110㎜/분;
- 격자 무늬의 배리어 립 구조에 대한 변형예 2: 모래분사 압력 0.035㎫; 노즐에 의한 타일상의 주사 속도가 50㎜/분; 타일 변위 속도가 105㎜/분;
얻어진 결과: 각각의 캐비티의 바닥에 녹색 물질의 잔여 층이 보존된 배리어 립의 균일한 에칭으로, 그 중심 두께는 처음에 증착된 베이스 하부층의 두께보다 약간 작다. 이러한 잔여 층에서 하나의 구멍도 관찰되지 않고, 하부 전극의 표면은 타일의 활성 부분의 어느 곳에서도 보이지 않는다. 종래의 방법{특정한 유전체 중간층상의 스토핑(stopping)}을 이용한 모래분사에 의해 얻어진 배리어 립과 비교할 때, 여기서는 배리어 립의 베이스가 더 둥글어서 후속 단계에서 형광체의 균일한 분포를 돕는 것을 발견했다.
7.- 스트리핑에 의한 마스크의 제거:
- 약 35℃의 온도 및 약 0.4x105㎩의 압력에서 1 중량%의 NaOH를 함유하는 수용액을 마스크에 도포;
- 물로 헹굼; 및
- 50℃에서 에어 나이프로 건조.
8.- 형광체 페이스트의 제공
3가지의 형광체 분말 - 적색, 녹색 및 청색 각각에 대해서:
- 300m㎩.s의 점도를 갖고 암모늄 중크롬산염의 첨가에 의해 감광성이 되는, 폴리비닐 알콜(PVA)을 주 성분으로 하는 수지의 수용액 이용; 및
- 100g의 PVA 용액에 60g의 각각의 형광체 분산; 7g의 NH4Cr2O7 + 11g의 액체 첨가제, 특히 안정제, 거품억제제(antifoam) 및 브라이트너(brightner)의 첨가.
9.- 녹색 형광체층의 증착:
각각의 컬러에 대해:
- 약 15㎛ 두께의 건조 코팅을 형성하기 위해 71얀(yarn)/㎝으로 이루어진 패브릭을 이용한, 이러한 컬러의 형광체 페이스트의 전체 영역 스크린 프린팅 다음에, 약 55℃에서 15분동안 녹색 형광체층을 건조;
- 요구되는 형광체의 분포에 따른 패턴으로, 800mJ/㎠로 녹색층의 조사; 및
- 2x105㎩의 압력에서 약 30℃의 온도까지 가열된 물을 스프레이한 다음, 65℃에서 약 15분동안 건조시킴으로서 조사된 층을 현상.
10.- 타일 주위에 시일 증착
이러한 시일은 상기 타일을 다른 타일과 결합시키는데 사용되어서, 플라즈마 스크린을 형성하고, 이러한 타일들 사이에 방전 기체로 채워질 방전-밀착 공간(discharge-tight space)을 남겨둔다.
11.- 약 2시간 30분동안 지속되는 온도로 450℃에서 베이킹.
하나의 동일한 동작동안, 시일, 베이스 하부층, 주 배리어 립 층, 및 형광체층의 유기 결합제는 이렇게 제거된다; 이러한 하부층 및 배리어 립을 위한 페이스트에 함유된 미네랄 결합제 덕분에, 배리어 립 및 하부층은 강화된다; 얻어진 배리어 립은 다공성이 25%보다 크고, 본 발명에 따라 연속적인 하부층에 의해 지지되고 강화되며, 상기 하부층 또한 다공성이 25%보다 크다. 실제로, 베이킹 후 수축이 전혀 관찰되지 않았다.
12.- 이렇게 얻어진 타일에 전면 타일을 결합:
- 400℃에서 함께 결합된 2개의 타일을 시일링한 다음에, 높은 진공을 얻기 위한 조건하에서 타일들 사이에 놓인 공간을 펌핑; 및
- 방전 기체로 패널을 채우고 패널을 마감하기 위해 시일링.
본 발명에 따른 방법 덕분에, 연마에 의해 형성된 배리어 립의 어레이가 제공된 플라즈마 패널 타일이 따라서 특히 전극을 보호하기 위한 층의 역할을 하는 유전체층의 도포 및 베이킹과 관련된 종래 기술에 따른 방법의 추가 단계를 완전히 제거함으로써 얻어지는 동시에, 배리어 립이 연마에 의해 형성된다.
또한, 배리어 립이 다공성이고 폭이 좁지만 본 발명에 따른 하부층 덕분에 안정적이다.
아래의 두번째 예시는 본 발명의 예시를 완료한다.
예시 2:
이 예시의 목적은 베이스 하부층 페이스트를 제공하는 제 1 단계, 및 방금 설명한 방법인 주 층 페이스트를 제공하는 제 2 단계에서, 베이스 하부층의 유기 결합제로서 폴리비닐 알콜을 이용하는데 있어서의 이점을 예시하는 것이다.
예시 2A:
- 3%의 수지 함유량을 갖는 에틸 셀룰로오스를 주 성분으로 하는 결합제를 갖는 주 층(용매: 테르핀올); 및
- 10.6% 함유량을 갖는 동일한 수지를 주 성분으로 하고, 3.3% 가소제에 의해 연화되는 결합제를 갖는 베이스 하부층(용매: 테르핀올).
연마 물질을 블라스팅하거나 "모래분사"하는 제 6 단계에서, 주 층의 연마 속도와 하부층의 연마 속도는 4배 차이였다.
예시 2B:
- 예시 1A에서와 같이, 3%의 수지 함유량을 갖는 에틸 셀룰로오스를 주 성분으로 하는 결합제를 갖는 주 층(용매: 테르핀올);
- 가소제가 첨가되지 않은 폴리비닐 알콜을 주 성분으로 하는 결합제(15% PVA)를 갖는 하부층으로, 이러한 하부층에서 디아조 감광제(diazo sensitizer)의 UV 교차결합을 허용하며, 물이 용매로 쓰이는, 하부층.
주 층 및 하부층에 대해 2가지의 서로 다른 수지를 이용하는 것과, 더 상세하게는, 교차결합된 폴리비닐 알콜이 테르핀올내에서 용해되지 않는다는 사실은, 주 층의 도포시에 하부층이 부분적으로 다시 용해되는 것을 방지한다. 그 결과, 배리어 립 사이의 캐비티 바닥은 유리하게 예시 1A에서보다 예시 1B에서 더 평평하다.
연마 물질을 블라스팅하거나 "모래분사"하는 제 6 단계에서, 주 층의 연마 속도와 하부층의 연마 속도는 16배 차이였다.
이로부터, 교차결합된 폴리비닐 알콜의 사용은 특히 본 발명을 방법을 구현하는데 유리하다는 것이 추론된다.
전술한 바와 같이, 본 발명은 플라즈마 이미지 디스플레이 패널용 타일에서 이용가능하다.

Claims (20)

  1. 적어도 하나의 전극 어레이(11)로 코팅된 기판(10)을 포함하는 플라즈마 이미지 디스플레이 패널용 타일로서, 상기 타일은, 다공성(porosity)이 25%를 초과하고 100% 미만인 미네랄 물질로 이루어지고, 상기 패널 내에 방전 영역(40)을 형성하기 위해 셀을 한정하는데 사용되는 배리어 립(barrier rib)의 어레이(17)로 자체 코팅되는, 플라즈마 이미지 디스플레이 패널용 타일에 있어서,
    상기 타일은, 상기 전극 어레이(11)와 상기 배리어 립 어레이(17) 사이에 삽입되고, 다공성이 25%를 초과하고 100% 미만인 미네랄 물질로 이루어지는 다공성 베이스 하부층(18)을 포함하는 것을 특징으로 하는, 플라즈마 이미지 디스플레이 패널용 타일.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 배리어 립의 너비는 0㎛를 초과하고 70㎛ 이하인 것을 특징으로 하는, 플라즈마 이미지 디스플레이 패널용 타일.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 베이스 하부층의 두께는 상기 타일의 모든 지점에서 10㎛와 40㎛ 사이에 있는 것을 특징으로 하는, 플라즈마 이미지 디스플레이 패널용 타일.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 타일은 상기 전극과 상기 베이스 하부층 사이에 중간층, 특히 유전체 중간층을 포함하지 않는 것을 특징으로 하는, 플라즈마 이미지 디스플레이 패널용 타일.
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 베이스 하부층은 광을 반사하는 성분을 포함하는 것을 특징으로 하는, 플라즈마 이미지 디스플레이 패널용 타일.
  6. 제 1 항에 있어서, 상기 베이스 하부층의 상기 미네랄 물질이 미네랄 충전재를 포함하고 선택적으로 미네랄 결합제를 포함하는 경우에, 상기 베이스 하부층의 미네랄 물질 내의 미네랄 결합제의 중량 비율은 0%와 13% 사이에 있는 것을 특징으로 하는, 플라즈마 이미지 디스플레이 패널용 타일.
  7. 제 1 항에 있어서, 상기 베이스 하부층의 물질은 상기 배리어 립의 물질과 동일한 것을 특징으로 하는, 플라즈마 이미지 디스플레이 패널용 타일.
  8. 제 1 항에 있어서, 상기 타일은 상기 하부층 및 상기 배리어 립의 측부를 적어도 부분적으로 덮는 형광체층을 포함하는 것을 특징으로 하는, 플라즈마 이미지 디스플레이 패널용 타일.
  9. 삭제
  10. 제 1 항에 있어서, 상기 배리어 립은 상부층으로 자체 코팅되는 것을 특징으로 하는, 플라즈마 이미지 디스플레이 패널용 타일.
  11. 메모리 효과를 갖는 AC 유형의 플라즈마 이미지 디스플레이 패널로서, 상기 패널은 제 1항 내지 제 10항 중 어느 한 항에 따른 제 1 타일 및 상기 메모리 효과에 의해 방전을 유지하는 역할을 하는 동일 평면의 전극(33)이 제공된 제 2 타일(30)을 포함하고, 상기 타일들 사이에 상기 배리어 립(17)에 의해 한정된 방전 영역(40)을 제공하는, 플라즈마 이미지 디스플레이 패널.
  12. 제 1 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 따른 플라즈마 패널 타일을 제조하는 방법으로서,
    - 적어도 하나의 전극 어레이를 기판상에 형성하는 단계;
    - 상기 전극 어레이 및 상기 기판상에, 적어도 하나의 녹색 베이스 하부층 및 중첩된 주 녹색층을 증착하는 단계로서, 상기 녹색 베이스 하부층 및 상기 주 녹색층 모두 미네랄 물질과 유기 결합제의 분말 혼합물을 주 성분으로 하는, 증착 단계;
    - 베이스, 상부 및 측부를 포함하는 상기 배리어 립의 어레이를 형성하기 위해서 상기 주 녹색층의 일부를 제거하도록, 그리고
    전체 코팅부상에 하나의 구멍도 갖지 않도록 상기 녹색 베이스 하부층의 제거를, 제한하지는 못해도(if not limit), 회피하도록 하기 위해서
    연마 물질을 블라스팅(blasting)하는 단계; 및
    - 상기 유기 결합제를 제거하고, 녹색인 상기 배리어 립 및 상기 녹색 베이스 하부층의 미네랄 물질을 강화하는 조건하에서 베이킹하는 단계를 포함하고,
    상기 녹색 베이스 하부층의 조성물 및 두께는, 상기 블라스팅의 조건하에서 상기 녹색 베이스 하부층의 연마 속도가 상기 주 녹색층의 연마 속도보다 느려지게 하는 것을 특징으로 하는, 플라즈마 패널 타일의 제조 방법.
  13. 제 12 항에 있어서, 상기 베이스 하부층의 미네랄 물질이 미네랄 충전재를 포함하고 선택적으로 미네랄 결합제를 포함할 때, 상기 베이스 하부층의 미네랄 물질 내의 미네랄 결합제의 중량 비율은 0%와 13% 사이에 있는 것을 특징으로 하는, 플라즈마 패널 타일의 제조 방법.
  14. 제 12 항에 있어서, 상기 녹색 베이스 하부층 내의 유기 결합제의 비율은 상기 주 녹색층 내의 유기 결합제의 비율보다 큰 것을 특징으로 하는, 플라즈마 패널 타일의 제조 방법.
  15. 제 12 항에 있어서, 상기 녹색 베이스 하부층의 유기 결합제의 유리 전이 온도는 상기 주 녹색층의 유기 결합제의 유리 전이 온도보다 낮은 것을 특징으로 하는, 플라즈마 패널 타일의 제조 방법.
  16. 제 12 항에 있어서, 상기 녹색 베이스 하부층의 유기 결합제 및 상기 주 녹색층의 유기 결합제는 셀룰로오스 수지, 아크릴 수지, 메타크릴 수지, 로진(rosin) 수지, 및 교차결합된 폴리비닐 알콜을 주 성분으로 하는 수지를 포함하는 그룹에서 선택되는 것을 특징으로 하는, 플라즈마 패널 타일의 제조 방법.
  17. 제 12 항에 있어서, 상기 녹색 베이스 하부층의 유기 결합제는 폴리비닐 알콜을 주 성분으로 하는 것을 특징으로 하는, 플라즈마 패널 타일의 제조 방법.
  18. 제 12 항에 있어서, 상기 방법은, 적어도 하나의 전극 어레이가 형성된 후에 단일 베이킹 열처리 단계만을 포함하는 것을 특징으로 하는, 플라즈마 패널 타일의 제조 방법.
  19. 제 12 항에 있어서, 상기 방법은, 상기 타일의 온도가 480℃를 초과하는 동안 어떠한 단계도 포함하지 않는 것을 특징으로 하는, 플라즈마 패널 타일의 제조 방법.
  20. 제 12 항에 있어서, 상기 녹색 베이스 하부층의 미네랄 충전재는 상기 주 녹색층의 미네랄 충전재와 동일한 것을 특징으로 하는, 플라즈마 패널 타일의 제조 방법.
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