KR20000034686A - 평판표시소자의 기판 - Google Patents

Abstract

본 발명은 평판표시소자의 구성에 사용되는 개선된 기판을 개시한다.

열변형이 큰 일반 광학유리제 기판의 문제로 고가의 알루미늄 실리케이트계기판이 사용되고 있으나 이는 고가이며 생산상 부대적인 문제를 야기한다.

본 발명에서는 기판 표면에 저 열팽창율 재질로 억제층을 형성하여 기판의 열팽창을 억제하도록 함으로써, 염가의 기판사용이 가능하게 하였다.

Description

평판표시소자의 기판

본 발명은 평판표시소자에 관한 것으로, 특히 그 기판(substrate)에 관한 것이다.

차세대 화상표시소자로 점차 그 활용 영역이 넓어지고 있는 평판표시소자는, 이미 영역이 확고한 액정표시장치(LCD) 외에도 플라즈마 표시소자(PDP), 전계방출소자(FED)등의 실용화가 활발하다.

주지하다시피 PDP는 기체방전현상을 화상표시에 이용하는 것으로 대면적 박형(薄型)의 표시소자의 구성이 가능하여 벽걸이 TV등 차세대 화상표시소자로 점차 활발히 연구가 진행되고 있다.

PDP로 가장 널리 사용되고 있는 교류(AC)형 PDP의 구성은 대략 도 1에 도시된 바와 같은 바, 전면기판(P1)과 배면기판(P2)에 서로 교차 대향하는 전극(E1,E2)이 배열되고, 양 전극(E1,E2)의 교점에 형성되는 화소간의 구획을 위해 격벽(B)이 형성되어 있다. 양 기판(P1,P2)간의 공간에는 방전기체가 충전되어 방전공간(V)을 형성하고 있으며, 각 화소에는 적절한 형광층(F)가 형성되어 소요휘도 및 색상을 구현하게 된다.

한편 양 전극(E1,E2)중 어느 하나, 도시된 예는 반사형 PDP이므로 배면전극(E2)상에는 유전층(D; 표면의 보호층은 도시생략)이 적층되어 벽전하 형성에 의한 교류형 PDP의 작용을 하게 된다.

여기서 광투과 경로상의 전면전극(E1)은 투명전극으로 구성되고, 대면적소자등 전압강하가 큰 경우에는 금속전극이 버스(bus)전극으로 부가적으로 적층된다. 한편 배면전극(E2)은 불투명해도 관계없으므로 도전성이 우수한 금속전극으로 구성된다.

그런데 이러한 금속전극은 완전한 금속이 아니라 유리계 기층내에 금속을 분산시킨 구조이므로, 소성(燒成)이나 작동시 금속전극내의 금속이온이 인접 기능층으로 확산되는 침투(migration)되는 문제가 발생된다. 이를 방지하기 위해 금속전극, 도 1에서는 배면전극(E2) 하부에는 하지층(下地層;M)이 형성되는 바, 이는 침투현상을 방지하는 동시에 전극등 기능층의 인쇄성을 향상시키게 된다.

그런데 이와 같은 PDP를 포함하여, 사진식각에 의한 방법을 제외하고는 대부분의 평판표시소자의 기능층(E1,E2,D,B등)들은 인쇄방법으로 형성된다.

인쇄방법은 그 기능층의 기능재질을 유리계의 분말과 혼합하고, 유동성을 주기 위해 유기용매에 분산시킨 상태의 인쇄 페이스트(paste)를 조성하여, 이를 인쇄 및 건조시킨 뒤, 소성(燒成)함으로써 기능층을 구성하는 것이다.

여기서 전극(E1,E2)과 유전층(D)은 각 적어도 1회, 격벽(B)은 적어도 수회의 소성을 거치게 된다. 이외에도 기능층의 건조도 가열과정으로 이루어지고, 배기도 고온배기, 에이징(aging)시의 고발열등 PDP의 제조과정에서의 열처리 공정은 반복적으로 이루어지게 된다.

이에 따라 기판(P)은 도 2에 도시된 바와 같이 반복적으로 열팽창 및 수축을 반복하게 되는바, 이러한 열변형은 기판(P)이 나면(裸面) 상태가 아니라 이에 형성된 기능층들이 열변형을 억제하는 상태이므로 기판(P)에 잔류 변형이 발생될 뿐아니라 기능층 자체에도 변형이나 크랙(crack)이 발생되기 쉽다.

그 대표적인 것이 전극(E1,E2)의 진직도(進直度)가 뒤틀리거나, 전면형성되는 유전층(D; 일반적으로 기판(P1)보다 열팽창률이 작은 MgO로 형성)에 크랙이 발생되거나 백탁화(白濁化)되는 문제, 그리고 기판(P) 자체가 변형되는 등의 문제이다.

이의 해결을 위해 최근에는 열팽창율이 낮은 알루미늄 실리케이트(Alummino silicate)계의 기판이 사용되기 시작하였으나, 이는 일반적인 소다라임(soda lime)계 광학유리보다 수배이상 고가이며 열팽창율이 낮으므로 취성(脆性)을 가져 전열(前熱) 처리가 필요하여 제조원가 및 생산성에 여러 가지 문제가 있다.

이와 같은 종래의 문제점을 감안하여 본 발명의 목적은 염가의 일반 광학유리의 열팽창을 억제하여 변형의 문제를 해결한 기판을 제공하는 것이다.

도 1은 평판표시소자의 일례로서 PDP의 구성을 보이는 단면도,

도 2는 소성시의 기판의 문제점을 보이는 확대단면도,

도 3 내지 도 5는 각각 본 발명 실시예를 보이는 확대단면도들이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

P : 기판

1; 1a∼1c : 억제층

상술한 목적의 달성을 위해 본 발명에 의한 기판은 그 표면에 기판 재질보다 열팽창율이 낮은 재질의 억제층을 적층하는 것을 특징으로 한다.

그러면 기판의 열변형이 억제층에 의해 억제되어 감소되므로 기판을 반복적으로 열처리해도 변형의 문제가 발생되지 않게 된다.

이에 따라 본 발명은 제조원가의 상승없이 고품질의 평판표시소자를 제공하는 효과가 있다.

이와 같은 본 발명의 구체적 특징과 다른 이점들은 첨부된 도면을 참조한 이하의 바람직한 실시예의 설명으로 더욱 명확해질 것이다.

도 3에서, 기판(P)의 표면에는 기판(P)의 재질, 즉 소다라임계 광학유리보다 낮은 열팽창율을 가지는 재질의 억제층(1)이 형성된다.

여기서 억제층(1)은 균일하고 치밀한 조직을 가지며, 기판(P)이 가열되지 않은 상태로 형성되는 것이 바람직하므로 진공증착(deposition)이나 전자빔 증착등의 증착방법에 의해 형성되며, 두께는 수 ㎛ 정도로 충분할 것이다.

여기서 광학유리의 열팽창율은 88×10^-7/℃ 정도인 바, 본 발명에 사용되기에 적합한 억제층(1)의 재질로는 42×10^-7/℃의 Zr₂SiO₄나 45×10^-7/℃의 3Al₂O₃·2SiO₂(뮬라이트;mullite)등의 소위 세라믹 재질이 사용될 수 있으며, 5×10^-7/℃로 특히 열팽창율이 낮은 SiO₂등이 사용될 수 있다.

도 3과 같이 단일층에 의해 억제층(1)을 형성하는 경우, 열팽창율의 차이가 작으면 큰 효과가 없으므로 SiO₂가 사용되는 것이 기판(P)의 변형 억제에는 유리하다. 그러나 이 경우 열팽창율의 차이가 과도하므로 억제층(1)에 크랙이 발생하는 등의 문제가 발생될 가능성이 있다.

이에 따라 억제층(1)은 도 4에 도시된 바와 같이 2층(1a,1b)으로 하거나, 도 5에 도시된 바와 같이 3층(1a∼1c)으로 하여, 기판(P)과 열팽창율의 차이가 작은 재질로부터 순차적으로 복수층의 억제층(1)을 형성하는 것이 바람직하다.

예를들어 도 4의 2층 적층구조에 있어서는 기판(P)에 인접한 억제층(1a)은 열팽창율 42∼45정도인 세라믹(ZrSi₂O₄또는 3Al₂O₃·2SiO₂)재질로 하고, 그 상부의 억제층(1b)은 5×10^-7/℃ 정도로 이보다 열팽창율이 더욱 낮은 SiO₂로 조성할 수 있다.

이상과 같이 본 발명에 의하면 고가의 알루미늄 실리케이트계 기판을 사용하지 않고도, 일반 광학유리계 기판의 열팽창을 억제하여 변형없이 정밀도를 유지할수 있어 그 제조원가의 절감이 가능하다.

또한 알루미늄 실리케이트계 기판과 같은 전열처리가 필요없어 공정도 단순해진다.

물론 본 발명은 일반 유리뿐아니라 알루미늄 실리케이트계 기판에 적용되어 그 변형특성을 더욱 향상시킬수 있다.

Claims (4)

1. 그 상부에 기능층이 형성되는 평판표시소자의 기판에 있어서,

   표면에 이 기판의 재질보다 열팽창율이 낮은 재질의 억제층이 적층 형성되는 것을 특징으로 하는 평판표시소자의 기판.
2. 제1항에 있어서,

   상기 억제층의 형성방법이 증착방법인 것을 특징으로 하는 평판표시소자의 기판.
3. 제1항에 있어서,

   상기 억제층이 복수층으로 형성되고, 상기 기판에 인접한 층으로부터 단계적으로 열팽창율이 작은 재질로 억제층을 형성하는 것을 특징으로 하는 평판표시소자의 기판.
4. 제1항에 있어서,

   상기 억제층이 ZrSi₂O₄, 3Al₂O₃·2SiO₂, 또는 SiO₂중의 적어도 어느 한 재질로 구성되는 것을 특징으로 하는 평판표시소자의 기판.