KR100868310B1 - 플라즈마 디스플레이 패널 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 플라즈마 디스플레이 패널 제조방법에 관한 것으로, 종래 플라즈마 디스플레이 패널 제조방법은 형광체층의 형성을 위해 스크린 프린트법을 사용하며, 그 스크린 프린트 법의 특성상 각각의 형광체층을 형성하기 위해 복수회의 인쇄공정이 필요하며, 각 색상의 형광체층을 형성한 후, 건조과정을 수행해야 하기 때문에 그 공정시간이 지연되는 문제점이 있었다. 이와 같은 문제점을 감안한 본 발명은 하판유리의 상부에 반사층을 형성하고, 상기 반사층의 상부에 어드레스 전극을 형성하는 단계와; 상기 어드레스전극 및 반사층의 상부 전면에 유전막을 형성하는 단계와; 상기 유전막 상부에 격벽을 형성하여 픽셀영역을 정의하는 단계와; 상기 픽셀영역에 잉크젯 프린트법을 사용하여 형광체 잉크를 분사하고, 상기 분사된 형광체 잉크를 소성하여 형광체층을 형성하는 단계로 구성되어 형광체층을 그 두께 및 인쇄위치의 조절이 용이한 잉크젯 프린트법으로 형성하여, 공정을 단순화 시킴과 아울러 공정시간을 단축하는 효과가 있으며, 형광체층을 형성하는 재료의 낭비를 막아 제조비용을 절감하는 효과가 있다.

Description

플라즈마 디스플레이 패널 제조방법{MANUFACTURING METHOD FOR PLASMA DISPLAY PANEL}

도1은 일반적인 플라즈마 디스플레이 패널의 단면모식도.

도2는 본 발명 플라즈마 디스플레이 패널 제조방법중 형광체층을 형성하는 방법의 일실시예도.

도3은 본 발명 플라즈마 디스플레이 패널 제조방법 중 하판의 제조공정 흐름도.

도4는 본 발명에 적용되는 형광체층 형성공정의 흐름도.

도5는 본 발명에서 사용하는 각 색상별 형광체 잉크의 조성표.

도6은 본 발명의 다른 실시예도.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*

10:하부기판 11:하지막

12:어드레스전극 13:유전막

14:화이트격벽 16:블랙격벽

15:형광체층

본 발명은 플라즈마 디스플레이 패널 제조방법에 관한 것으로, 특히 잉크젯 프린트법에의해 형광체층을 형성함과 아울러 그 잉크젯 프린트 법에 적합한 형광체 조성을 제시하여 플라즈마 디스플레이 패널의 제조공정을 개선하는데 적당하도록 한 플라즈마 디스플레이 패널 제조방법에 관한 것이다.

최근 디지털 텔레비전을 비롯한 고품위, 대화면의 텔레비전에 대한 개발이 가속화되고 있다.

종래 텔레비전의 디스플레이로 널리 사용하고 있는 CRT는 해상도와 화질면에서 우수하지만 화면의 크기가 대형화 됨에 따라 부피 및 중량이 커져, 40인치 이상의 대화면 제작에는 부적합하다.

또한, LCD는 소비전력이 작고, 구동전압도 낮다는 우수한 특성이 있으나, 대화면을 제작하는데 기술상 곤란성이 있으며, 시야각의 제한으로 그 효율성이 저하된다.

이와 같은 문제점을 해결하는 방안으로 플라즈마 디스플레이 패널을 사용하고 있으며, 이미 63인치 제품도 개발되었으며, 이와 같은 종래 플라즈마 디스플레이 패널의 구조와 제조방법을 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

먼저, 도1은 일반적인 플라즈마 디스플레이 패널의 단면도로서, 이에 도시한 바와 같이 하부기판(10)의 상부에 위치하는 절연막인 하지막(11)과; 그 하지막(11) 의 상부일부에 위치하는 전압이 인가되는 어드레스전극(12)과; 상기 어드레스전극(12) 및 하지막(11)의 상부전면에 위치하는 유전막(13)과; 상기 어드레스전극(12)으로 부터 소정거리씩 각각 이격되는 유전막(13)의 상부에 접하며, 상부측과 하부측의 면적이 동일하며, 상하측으로 긴 형태를 나타내며, 픽셀영역을 구분하는 화이트격벽(14)과; 상기 화이트격벽(14)의 상부측에 위치하는 블랙격벽(16)와; 상기 화이트격벽(14)으로 분할 되는 픽셀영역의 화이트격벽(14)측면과 유전막(13)의 상부측에 소정의 두께로 위치하며, 자외선의 인가에 의해 R, G, B각각의 가시광을 발산하는 형광체층(15)과; 상부기판(20)과; 상기 상부기판(20)의 하측에 접하며, 상기 화이트격벽(14)이 한정하는 픽셀영역 내에서 상기 어드레스전극(12)과 수직으로 교차하도록 위치하는 유지전극(21)과; 상기 유지전극(21)의 하부일부에 위치하는 버스전극(22)과; 상기 버스전극(22), 유지전극(21), 상부기판(20)의 하부전면에 위치하는 유전막(23)과; 상기 유전막(23)을 보호하며, 상기 화이트격벽(14)에 접하도록 상기 유전막(23)의 하부에 위치하는 보호막(24)으로 구성된다.

상기와 같은 구성의 플라즈마 디스플레이 패널은 어드레스전극(12)과 유지전극(21) 및 버스전극(22) 사이의 전압차에 의해 상기 화이트격벽(14)에 의해 정의되는 셀영역 내에 주입된 방전가스가 플라즈마 상태로 되고, 그 플라즈마에서 발생하는 자외선에 의해 상기 형광체층(15)에서 가시광이 여기되어 특정한 색상을 표시하게 된다.

이하, 상기 플라즈마 디스플레이 패널을 제조하는 종래 플라즈마 디스플레이 패널 제조방법을 설명한다.

먼저, 유리기판인 하부기판(10)의 상부에 하지막(11)을 형성한다.

그 다음, 상기 하지막(11)의 상부에 ITO를 코팅하고, 패터닝하여 일측방향으로 긴 형태의 투명한 어드레스전극(12)을 형성한다.

그 다음, 상기 어드레스전극(12)과 하지막(11)의 상부전면에 가시광을 반사하는 유전막을 증착하여 유전막(13)을 형성한다.

그 다음, 상기 유전막(13)의 상부에 각종 인쇄법등을 사용하여 셀영역을 정의하는 화이트격벽(14)을 형성하고, 그 화이트격벽(14)의 상부에 블랙격벽(16)을 형성한다.

그 다음, 상기 화이트격벽(14), 블랙격벽(16) 및 상기 유전막(13)으로 정의되는 픽셀영역 내에 형광체층(15)을 인쇄한다.

이때 종래 형광체층(15)을 인쇄하는 방법은 스크린 프린트법을 사용하였으며, 그 스크린 프린트법을 이용한 형광체층(15)의 인쇄방법을 보다 상세히 설명한다.

먼저, 형광체 페이스트를 준비하고, 마스크를 사용하여 그 형광체 페이스트를 복수회 인쇄한다.

이에 의해 각 픽셀영역에는 적색, 녹색, 청색 중 특정한 하나의 색상을 나타내는 형광체가 인쇄되며, 이를 수회반복하여 적당한 두께와 균일성을 가지는 형광체층(15)을 형성하게 된다.

보통 상기 인쇄공정은 상기 플라즈마 디스플레이 패널의 하판에서 적색을 나 타내는 픽셀영역 모두에 대하여 동시에 적색 형광체 페이스트를 이용한 인쇄를 수행한후, 마스크를 바꿔 다시 녹색의 형광체 페이스트를 인쇄하고, 다시 청색의 형광체 페이스트를 인쇄한다.

이와 같은 인쇄과정의 사이에는 100~150℃의 온도분위기에서 건조시키는 과정을 포함하게 된다.

상기의 과정을 통해 모든 형광체를 인쇄하였으면, 이를 350~500℃의 온도분위기로 소성시켜, 형광체층(15)을 완성하게 된다.

상기 스크린 프린트법은 저가의 장비를 사용한다는 장점이 있지만, 상기 형광체 페이스트에 의해 마스크가 막히는 현상이 발생할 수 있어, 공정의 신뢰성이 저하된다.

또한, 인쇄되는 형광체층의 두께를 정확하게 조절하기가 용이하지 않고, 페이스트를 마스크를 통해 인쇄하는 스쿼지의 마모에 의한 불량이 발생할 수도 있다.

그 다음, 상기 상부기판(20)의 하부측에 유지전극(21)과 버스전극(22)을 형성하고, 그 유지전극(21) 및 버스전극(22)과 상부기판(20)의 저면에 유전막(23)을 형성하고, 그 유전막(23)을 보호하는 보호막(24)을 형성한다.

상기 보호막(24)은 MgO막이며, 상기 보호막(24)의 형성으로 상판의 준비를 완료한다.

그 다음, 상기 상판과 하판을 가스주입구가 형성되도록 봉지한 후, 그 주입구를 통해 방전가스를 픽셀영역내에 주입한다.

이때 주입되는 방전가스는 Ne, Ne, Xe를 포함한다.

이와 같이 주입된 방전가스는 Xe에서 발생하는 자외선에 의해 상기 형성한 형광체층(15)을 여기시켜 각 형광체층(15)이 나타내는 색상의 가시광을 얻을 수 있게 된다.

이처럼 종래 플라즈마 디스플레이 패널 제조방법은 그 형광체층의 형성을 다수회의 인쇄공정과 각 색상의 인쇄후 건조과정을 거쳐야 하기때문에 그 공정시간이 많이 걸리게 된다.

또한, 그 형광체층(15)의 두께를 정확하게 제어할 수 없으며, 마스크가 형광체 페이스트에 의해 막힘이 발생하면, 불량처리되거나, 그 마스크의 교체에 의해 공정의 진행이 중지되는 문제점을 가지고 있다.

상기한 바와 같이 종래 플라즈마 디스플레이 패널 제조방법은 형광체층의 형성을 위해 스크린 프린트법을 사용하며, 그 스크린 프린트 법의 특성상 각각의 형광체층을 형성하기 위해 복수회의 인쇄공정이 필요하며, 각 색상의 형광체층을 형성한 후, 건조과정을 수행해야 하기 때문에 그 공정시간이 지연되는 문제점이 있었다.

또한, 인쇄공정에서 사용하는 마스크가 형광체 페이스트에 의해 막혀 공정이 진행되지 않으며, 불량률이 높아지게 되어 수율이 저하되는 문제점이 있었다.

그리고, 인쇄되는 형광체 페이스트의 양을 조절하기가 용이하지 않아 형광체층의 두께를 정확하게 제어하기가 쉽지 않으며, 이에 따라 그 플라즈마 디스플레이 패널의 표시특성이 열화되는 문제점이 있었다.

이와 같은 문제점을 감안한 본 발명은 보다 빠른 공정시간을 가지며, 형광체층의 두께를 정확하게 제어할 수 있는 플라즈마 디스플레이 패널 제조방법을 제공함에 그 목적이 있다.

본 발명의 다른 목적은 상기 형광체층의 색상별로 최적화된 형광체 재료를 제공하고자 한다.

상기와 같은 목적은 하판유리의 상부에 반사층을 형성하고, 상기 반사층의 상부에 어드레스 전극을 형성하는 단계와; 상기 어드레스전극 및 반사층의 상부 전면에 유전막을 형성하는 단계와; 상기 유전막 상부에 격벽을 형성하여 픽셀영역을 정의하는 단계와; 상기 픽셀영역에 잉크젯 프린트법을 사용하여 형광체 잉크를 분사하고, 상기 분사된 형광체 잉크를 소성하여 형광체층을 형성하는 단계를 포함하여 구성함으로써 달성되는 것으로, 이와 같은 본 발명을 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도2는 본 발명 플라즈마 디스플레이 패널 제조방법의 특징인 형광체층을 형성하는 과정을 보인 모식도로서, 이에 도시한 바와 같이 형광체층(15)을 그 두께를 정확하게 제어할 수 있는 잉크젯 프린트법을 사용하여 형성한다.

상기 잉크젯 프린트법은 잉크액을 가압하여 노즐로 부터 분사함으로써, 상기 화이트격벽(14)과 블랙격벽(16) 및 유전막(13)이 이루는 픽셀영역 내에 액적을 주사하고, 이를 소성하여 건조시켜 형성하게 된다.

이와 같은 잉크젯 프린트법의 특징은 원하는 양의 액적을 원하는 위치에 분 사할 수 있다는 것이며, 재료의 낭비가 거의 없어 매우 경제적이라는 장점이 있다.

이하, 상기와 같은 본 발명을 좀 더 상세히 설명한다.

도3은 본 발명 플라즈마 디스플레이 패널의 제조공정 흐름도로서, 먼저, 유리기판인 하부기판(10)의 상부에 광반사층인 하지막(11)을 형성하고, 그 하지막(11)의 상부일부에 어드레스전극(12)을 형성한다.

그 다음, 상기 어드레스전그(12)과 하지막(11)의 상부전면에 유전막(13)을 형성한다.

이와 같이 유전막(13)을 형성한 후, 다시 화이트격벽(14)과 그 화이트격벽(14)의 상부에 위치하는 블랙격벽(16)을 형성하여, 픽셀영역을 정의한다.

그 다음, 상기 픽셀영역 상에 자외선에 의해 여기되어 각각 적색, 녹색, 청색을 나타내는 형광체가 포함된 잉크액을 주사하고, 건조시켜 형광체층(15)을 형성한다.

상기 형광체층(15)을 형성하는 과정은 도4의 흐름도에 도시한 바와 같이 먼저, 잉크재료를 혼합하는 단계와; 밀 베이스(MILL BASE)를 제조하는 단계와; 잉크를 제조하는 단계와; 상기 잉크의 특성을 평가하는 단계와; 상기 잉크를 이용하여 형광체층을 형성하는 단계로 크게 분류할 수 있다.

도5는 각 형광체층이 나타내는 색상에 따른 잉크의 조성을 나타낸 표로 형광체분말, 용제, 바인더 및 분산제의 무게 혼합비를 나타낸다.

상기 도5에서 알 수 있듯이 각 색상에 따른 혼합비는 동일하며, 단지 그 색 상을 나타낸는 형광체분말의 종류만이 다르게 된다.

상기 적색을 나타내는 형광체분말은 (YㆍGd)BO₃:Eu를 포함하는 무기안료를 사용하며, 녹색은 BaAl₁₂O₁₉:Mn, 청색은 BaMgAl₁₀O₁₇:Eu를 각각 포함하는 무기안료를 사용한다.

상기 형광체분말의 입자크기는 0.01~100㎛의 크기를 가지도록 미세화하여, 잉크젯 프린트시 노즐이 막히는 등의 문제가 발생하지 않도록 한다.

또한, 상기 형광체분말과 혼합되는 용제의 재료는 글리콜 에테르류, 글리콜류, 락테이트류, 고비점 알코올류 중 선택된 하나 또는 둘이상을 혼합하여 사용한다.

상기 용제의 함량은 상기 도5에 나타낸 바와 같이 30~90wt%로 하며, 상기 형광체 분말은 1~60wt%가 함유되도록 한다.

상기 용제는 분사가 용이하도록 하며, 형광체 분말의 분산성과 젖음성을 향상신다. 상기 용제로 언급한 예는 모두 100℃이상의 고비점을 가지는 것이며, 그 용제가 고비점을 가져야 하는 이유는 용제의 비점이 낮으면 분사시 안정성이 저하되며, 노즐에서의 용제 휘발이 커져 노즐이 막히는 경우가 발생하기 때문이다.

그리고 유기바인더로는 아크릴계 수지, 셀룰로오즈계 수지, 폴리 비닐 부티랄(PVB) 중 선택된 하나 또는 둘 이상을 첨가한다. 이때 바인더의 함량은 1~30wt%가 되도록 한다.

상기 바인더는 소성온도 500℃이하에서 잔류카본이 남지않는 것을 사용한다.

또한, 상기 분산제는 고분자형 분산제, 올리고머 분산제를 사용하며, 그 분산제의 혼합 중량비는 1~30wt%가 되도록 한다. 분산제는 형광체 입자의 분산성을 높이며, 용제와의 친화력을 향상시킨다.

이와 같이 잉크의 재료를 혼합하여, 밀 베이스(MILL BASE)를 제조하고, 이를 인쇄에 적용할 수 있는 잉크로 제조한다.

그 다음, 상기 제조된 잉크의 특성을 평가한다.

상기 잉크의 특성 평가의 항목은 잉크의 점도와 표면장력 등을 포함하며, 그 점도는 1~200cp, 표면장력은 1~100dyne/cm로 한다.

점도와 표면장력의 범위내에서 안정적인 분사가 이루어지며, 그 이상의 점도 또는 표면장력을 가질 경우 분사가 원하는데로 이루어지지 않게 된다.

그 다음, 상기 평가가 이루어진 잉크를 잉크젯 프린트법으로 분사하여 상기 형광체층(15)을 형성한다.

상기 도2에 도시한 헤드는 피에조(PIEZO) 방식의 것으로, 헤드의 외측면에 피에조(PIEZO)를 붙이고 이에 전압을 인가하여 그 피에조(PIEZO)의 신축작용에 의해 잉크를 노즐(NOZZLE) 밖으로 밀어내는 구조를 가진다.

또한, 헤드를 디스펜싱(DISPENSING) 방식으로 할 수 있으며, 도6에 도시한 바와 같이 잉크가 주입된 부분에 직접 압력을 인가하여 노즐(NOZZLE)을 통해 잉크가 분사되도록 한다.

상기 두 방식 모두에서 상기 노즐의 지름은 1~300㎛의 것을 사용하며, 이를 통해 분사면적 및 분사위치를 조절할 수 있다.

그리고, 상기 헤드에 노즐의 수를 제어하여 다수의 형광체층(15)을 동시에 형성할 수 있게 되어 공정시간을 단축하고, 비용을 절감할 수 있게 된다.

상기와 같은 방식으로 액적을 분사한 후, 소성하여 형광체층(15)을 형성하게 된다.

그 다음, 종래 설명한 바와 같이 상부기판(20)에 유지전극(21), 버스전극(22), 유전막(23) 및 보호층(24)을 형성하고, 상기 제조한 하판과 합착 및 방전가스를 주입하여 플라즈마 디스플레이를 제조하게 된다.

상기한 바와 같이 본 발명은 플라즈마 디스플레이 패널의 형광체층을 그 두께 및 인쇄위치의 조절이 용이한 잉크젯 프린트법으로 형성하여, 공정을 단순화 시킴과 아울러 공정시간을 단축하는 효과가 있으며, 형광체층을 형성하는 재료의 낭비를 막아 제조비용을 절감하는 효과가 있다.

또한, 스크린 프린트법을 이용할때에 비하여, 공정의 불량률을 줄이고, 균일한 두께의 형광체층을 형성하여 방전효율 및 발광효율을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

Claims (6)

1. 하판유리의 상부에 반사층을 형성하고, 상기 반사층의 상부에 어드레스 전극을 형성하는 단계와;

   상기 어드레스전극 및 반사층의 상부 전면에 유전막을 형성하는 단계와;

   상기 유전막 상부에 격벽을 형성하여 픽셀영역을 정의하는 단계와;

   상기 픽셀영역에 잉크젯 프린트법을 사용하여 형광체 잉크를 분사하고, 상기 분사된 형광체 잉크를 소성하여 형광체층을 형성하는 단계를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널 제조방법.
2. 제 1항에 있어서, 상기 형광체 잉크는,

   형광체 분말, 유기용제, 바인더와 분산제가 상기 형광체 분말의 색상에 관계없이 각각 1~60wt%, 30~90wt%, 1~30wt%와 1~30wt%의 중량비로 혼합된 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널 제조방법.
3. 제 2항에 있어서,

   상기 형광체 분말은 적색을 나타내는 형광체 분말로 (YㆍGd)BO₃:Eu를, 녹색을 나타내는 형광체 분말로 BaAl₁₂O₁₉:Mn을, 청색을 나타내는 형광체 분말로 BaMgAl₁₀O₁₇:Eu를 각각 포함하는 무기안료를 사용하며, 상기 무기안료의 입자크기는 0.01~100㎛인 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널 제조방법.
4. 제 2항에 있어서, 상기 유기용제는 글리콜 에테르류, 글리콜류, 락테이트류, 고비점 알코올류 중 선택된 하나 또는 둘 이상을 혼합하여 사용하고, 상기 바인더는 아크릴계 수지, 셀룰로오즈계 수지, 니트로 셀룰로오즈, 폴리 비닐 부티랄 중 선택된 하나 또는 둘 이상을 혼합하여 사용하고, 상기 분산제는 고분자형 분산제 또는 올리고머 분산제를 사용하거나, 상기 고분자형 분산제와 올리고머 분산제를 혼합하여 사용하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널 제조방법.
5. 제 1항에 있어서, 상기 형광체 잉크는 점도가 1~200cp이며, 표면장력은 1~100dyne/cm의 범위에 있는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널 제조방법.
6. 제 1항에 있어서, 상기 격벽은,

   상기 유전막 상부에 화이트격벽을 형성하고, 상기 화이트격벽의 상부에 블랙격벽을 형성한 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널 제조방법.

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