KR20010003713A - Plasma display panel - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 플라즈마 디스플레이에 관한 것으로, 특히 방전효율과 콘트라스트가 향상된 플라즈마 디스플레이 패널에 관한 것이다.The present invention relates to a plasma display, and more particularly to a plasma display panel with improved discharge efficiency and contrast.
플라즈마 디스플레이는 가스방전에 의해 발생되는 자외선이 형광체에 작용하여 형광체에서 가시광선이 발생되는 것을 이용한 표시장치이다. 이러한 플라즈마 디스플레이는 지금까지 표시장치 수단의 주종을 이루어왔던 음극선관(Cathode Ray Tube, CRT)에 비해 두께가 얇고 가벼우며, 고선명 대형화면의 구현이 용이하다는 점과 넓은 시야각을 갖는다는 점등의 장점이 있다. 플라즈마 디스플레이 패널은 매트릭스 형태로 배열된 화소셀들로 이루어지며, 그 구동 방법에 따라 크게 직류(Direct Current : DC) 구동 방식과 교류(Alternative Current : AC) 구동 방식으로 나뉘어진다.The plasma display is a display device in which ultraviolet light generated by gas discharge acts on a phosphor to generate visible light from the phosphor. The plasma display is thinner and lighter than the Cathode Ray Tube (CRT), which has been the mainstay of the display device, and has the advantages of easy to realize a high-definition large screen and a wide viewing angle. have. The plasma display panel is composed of pixel cells arranged in a matrix, and is classified into a direct current (DC) driving method and an alternating current (AC) driving method according to the driving method thereof.
도 1은 일반적인 교류 구동 방식의 플라즈마 디스플레이 패널의 셀구조를 나타내는 도면이다. 도 1을 참조하여 그 구조를 설명하면 먼저, 면방전을 이루기위한 버스전극(30)쌍 및 투명전극(ITO전극)(26)쌍이 상부유리기판(20)의 밑면에 나란히 배치된다. 어드레스 방전시 벽전하를 축적하기 위한 유전체층(34)은 버스전극(30)쌍 및 투명전극(26)쌍을 감싸며 상부유리기판(20)의 밑면 전영역에 도포된다. 유전체층(34) 상에 전면 도포되는 MgO 보호막(36)은 화소셀의 수명을 연장시키며 2차 전자의 방출효율을 높여준다. 하부유리기판(22) 상에는 어드레스 방전을 위한 어드레스전극(28)이 버스전극(30)과 상호 직각으로 교차되도록 배치된다. 유전체층(34)과 동일한 역할을 수행하는 유전체후막(24)은 어드레스전극(28)을 감싸며 하부유리기판(22) 상에 도포된다. 유전체후막(24) 상에는 격벽(32)이 형성되고, 격벽(32)표면과 유전체후막(24) 상에는 방전시 자외선에 의해 여기되어 가시광선을 방출하는 형광체(38)가 도포된다. 격벽(32)은 형광체(38)의 도포면을 마련함과 동시에, 상부 및 하부유리기판(20,22)과 함께 방전영역(40)을 형성한다. 방전영역(40)에는 He+Xe 또는 Ne+Xe의 혼합가스가 충전된다.1 is a diagram illustrating a cell structure of a plasma display panel of a general AC driving method. Referring to FIG. 1, first, a pair of bus electrodes 30 and a pair of transparent electrodes (ITO electrodes) 26 are arranged side by side on the bottom surface of the upper glass substrate 20 to achieve surface discharge. The dielectric layer 34 for accumulating wall charges during the address discharge surrounds the bus electrode 30 pair and the transparent electrode 26 pair and is applied to the entire bottom surface of the upper glass substrate 20. The MgO passivation layer 36 coated on the entire dielectric layer 34 extends the lifetime of the pixel cell and increases the emission efficiency of secondary electrons. On the lower glass substrate 22, an address electrode 28 for address discharge intersects the bus electrode 30 at right angles to each other. The dielectric thick film 24, which performs the same role as the dielectric layer 34, is coated on the lower glass substrate 22 surrounding the address electrode 28. A partition wall 32 is formed on the thick dielectric film 24, and a phosphor 38 is applied on the surface of the partition wall 32 and the thick dielectric film 24 to be excited by ultraviolet rays during discharge to emit visible light. The partition 32 forms a coating surface of the phosphor 38 and forms a discharge region 40 together with the upper and lower glass substrates 20 and 22. The discharge region 40 is filled with a mixed gas of He + Xe or Ne + Xe.
빛이 방출되는 과정을 간략히 설명하면, 버스전극(30)과 어드레스전극(28) 간의 어드레스방전에 의해 유전체층(34)에 벽전하가 축적된 상태에서, 방전영역(40)에서 버스전극(30) 간의 면방전이 일어나면서 자외선이 방출된다. 방출된 자외선은 형광체(38)를 여기시켜 적색, 녹색, 청색 중 어느 하나의 가시광선을 발생시키게 된다.A brief description will be given of the light emission process. In the state where wall charges are accumulated in the dielectric layer 34 due to the address discharge between the bus electrode 30 and the address electrode 28, the bus electrode 30 is disposed in the discharge region 40. Ultraviolet rays are emitted as the surface discharge of the liver occurs. The emitted ultraviolet rays excite the phosphor 38 to generate visible light of any one of red, green, and blue.
격벽(32)은 글래스-세라믹스(Glass-Ceramics) 재료로 이루어지고 폭은 대략 100㎛, 높이는 200㎛ 내외로 설계된다. 격벽(32)은 만족할 만한 개구율을 얻기 위하여 큰 아스펙트 비(Aspect ratio : 높이 대 폭의 비)가 요구되고 있다. 특히, 플라즈마 디스플레이 패널의 격벽이 큰 아스펙트비를 가지게 되면 그만큼 형광체 도포면적과 방전공간이 확대되므로 방전효율 및 휘도가 향상된다.The partition wall 32 is made of glass-ceramics material and is designed to have a width of about 100 μm and a height of about 200 μm. The partition wall 32 is required to have a large aspect ratio (a ratio of height to width) in order to obtain a satisfactory aperture ratio. In particular, when the partition wall of the plasma display panel has a large aspect ratio, the phosphor coating area and the discharge space are increased accordingly, thereby improving the discharge efficiency and luminance.
격벽의 제조방법으로는 스크린프린트법, 샌드브라스트법, 금형법 등이 제안되고 있지만 각각의 방법들에서 많은 문제점들이 지적되고 있다. 스크린프린트법에서는 인쇄와 건조의 공정을 수회 실시하여 필요한 높이의 구조물을 만든 다음 소성하여 격벽을 형성시킨다. 이 제조법은 공정의 반복으로 인하여 제조시간이 많이 소요될 뿐만 아니라, 반복작업 하에서 스크린과 기판의 위치가 어긋나 큰 아스펙트비를 갖는 고정세 격벽을 형성하기가 곤란하다는 단점이 있다. 샌드브라스트법에서는 원하는 두께로 격벽재를 형성한 다음 감광성 수지패턴을 위에 형성하여 불필요한 부위를 샌드브라스트의 방식에 의해 제거해내어 격벽을 형성시킨다. 이 제조법은 연마재(샌드입자)에 의해 제거되는 재료의 낭비와 제조비용이 클뿐만 아니라 연마재에 의해 유리기판에 물리적인 충격을 가하게 되므로 기판의 손상을 초래하는 문제점이 있다. 금형법에서는 격벽재를 형성한 다음 금형으로 찍어내어 격벽을 형성시킨다. 금형법에서는 금형과 반고상화된 격벽재 필름 또는 격벽재 페이스트 사이의 압력제어가 어렵고 금형과 격벽의 분리가 어려우므로 고정세의 격벽 제조가 어렵다. 상기 언급한 격벽 제조 방식들은 모두 공정의 복잡성, 정밀한 공정제어 등의 문제를 지니고 있으므로 바람직한 양산공정으로는 확립되어 있지 않다. 이러한 방법들 외에도 큰 아스펙트 비를 가지는 격벽의 제조방법으로는 LIGA (Lithography + Electroplating + Molding)법, 실리콘의 이방성 에칭법, 감광성 유리 기판의 에칭법 등이 제안되고 있다. LIGA법은 가속기에서 발생되는 X선을 수지재료에 조사하여 X선이 조사된 부분의 성질을 변화시킨 후 식각하여 X선이 조사된 부분을 제거하는 방법이다. LIGA법은 X선을 발생시켜야 하므로 고가의 장비를 필요로하는 단점이 있다. 실리콘의 이방성 에칭법은 Si(110) 기판의 수직방향 우선 에칭성을 이용하여 구조물을 형성하는 방법이다. 이 방법은 대면적상에 고르게 격벽을 형성하기가 어렵고 고가의 실리콘 단결정을 이용하여야 하는 단점이 있다. 이에 반하여 감광성 유리기판의 에칭법은 저가의 공정으로 대면적상에서 큰 아스펙트비를 갖는 격벽을 비교적 손쉽게 제조할 수 있다는 장점이 있다.Screen printing method, sand blasting method, mold method and the like have been proposed as a method of manufacturing the partition wall, but many problems have been pointed out in each method. In the screen printing method, a printing and drying process is performed several times to make a structure having a required height, and then fired to form a partition wall. This manufacturing method takes a lot of manufacturing time due to the repetition of the process, it is difficult to form a high-definition partition wall having a large aspect ratio due to the position of the screen and the substrate is shifted under the repeated operation. In the sandblasting method, a partition wall material is formed to a desired thickness, and then a photosensitive resin pattern is formed thereon to remove unnecessary portions by the sandblasting method to form partition walls. This manufacturing method is not only a waste of the material removed by the abrasive (sand particles) and the manufacturing cost is large, but also a physical impact on the glass substrate by the abrasive has a problem that causes damage to the substrate. In the mold method, the partition wall material is formed and then stamped with a mold to form the partition wall. In the mold method, it is difficult to control the pressure between the mold and the semisolidified partition film or the partition wall paste, and the separation between the mold and the partition wall is difficult, which makes it difficult to manufacture high-definition partition walls. All of the above-mentioned barrier rib manufacturing methods have problems such as process complexity and precise process control, and thus are not established as preferable mass production processes. In addition to these methods, a method of manufacturing a partition wall having a large aspect ratio has been proposed, such as LIGA (Lithography + Electroplating + Molding) method, anisotropic etching method of silicon, etching method of photosensitive glass substrate, and the like. The LIGA method is a method of irradiating X-rays generated from an accelerator to a resin material to change the properties of the portions irradiated with X-rays and then etching them to remove portions irradiated with X-rays. The LIGA method has the disadvantage of requiring expensive equipment because it must generate X-rays. Anisotropic etching of silicon is a method of forming a structure using the vertical preferential etching of the Si (110) substrate. This method has a disadvantage in that it is difficult to form barrier ribs evenly over a large area and an expensive silicon single crystal must be used. On the other hand, the etching method of the photosensitive glass substrate has the advantage that it is relatively easy to manufacture a partition having a large aspect ratio on a large area in a low cost process.
감광성 유리기판의 에칭법은 포지티브 감광성 유리기판의 에칭법과 네가티브 감광성 유리기판의 에칭법으로 구분된다. 포지티브 감광성 유리기판의 에칭법을 살펴보면, 도 2a 내지 도 2d에서 나타난 바와 같이 마스크패턴의 형성, 노광, 열처리, 습식식각의 수순으로 격벽을 형성하게 된다. 먼저 도 2a에 보인 바와 같은 감광성 유리기판(60)은 그 주성분으로서 SiO2, Li2O, CeO2및 Al2O3와 감광성 금속으로서 Au, Ag, Cu 등이 소량 첨가된 조성에, 필요에 따라 기타 산화물을 첨가한 조성에 의해 감광성을 지니게 된다. 이러한 감광성 유리기판(60) 상에는 도 2b에서와 같이 마스크패턴(62)이 형성된 후, 소정 파장의 자외선을 발생하는 광원에 의해 자외선이 조사되어 노광된다. 이때 1㎜ 두께의 감광성 유리기판(60)이 노광된다고 할 경우의 자외선(310㎚ 기준)의 에너지는 대략 2 J/㎠ 이다. 소정시간 동안 노광된 감광성 유리기판(60)의 노광부분(64)은 3가의 Ce이온이 4가의 Ce이온으로 변화하면서 전자가 감광성 유리기판(60) 내에서 방출된다. 노광후, 감광성 유리기판(60) 상의 마스크패턴(62)이 제거되고 감광성 유리기판(60)은 소정의 온도로 열처리된다. 도 2c에서 열처리시 감광성 유리기판(60)의 노광부분(64)에는 노광에 의해 방출된 전자들이 감광성 금속이온과 반응하여 금속원소를 석출시키게 된다. 이와 같은 금속원소가 석출된 상태에서 감광성 유리기판(60)은 도 2c의 열처리과정에서 더 높은 온도로 열처리된다. 그러면 감광성 유리기판(60)의 노광부분(64)은 금속을 핵으로 하여 금속 주위에 SiO2, Li2O 등과 같은 결정상이 형성된다. 마지막으로, 열처리된 감광성 유리기판(60)을 불산(HF)이 함유된 수용액에 소정 시간동안 침전시켜 습식에칭시키게 되면 결정상의 석출 정도에 따라 결정상이 석출된 노광부분(64)은 용해되어 제거된다. 이와 같이 포지티브 감광성 유리기판의 에칭법에서는 결정상이 석출된 노광부분(64)과 미노광부분(66)과의 에칭속도차를 이용하여 노광부분(64)을 우선적으로 제거하여 격벽을 형성시키게 된다.The etching method of a photosensitive glass substrate is divided into the etching method of a positive photosensitive glass substrate, and the etching method of a negative photosensitive glass substrate. Looking at the etching method of the positive photosensitive glass substrate, as shown in Figures 2a to 2d, the partition wall is formed by the procedure of forming the mask pattern, exposure, heat treatment, wet etching. First, the photosensitive glass substrate 60 as shown in FIG. 2A has a composition in which SiO 2 , Li 2 O, CeO 2 and Al 2 O 3 as its main components and Au, Ag, Cu, etc. as a photosensitive metal are added in small amounts. Therefore, the photosensitive property is obtained by the composition to which other oxides are added. After the mask pattern 62 is formed on the photosensitive glass substrate 60 as illustrated in FIG. 2B, ultraviolet rays are exposed to light by a light source generating ultraviolet rays having a predetermined wavelength. At this time, when the photosensitive glass substrate 60 having a thickness of 1 mm is exposed, the energy of ultraviolet rays (based on 310 nm) is approximately 2 J / cm 2. In the exposed portion 64 of the photosensitive glass substrate 60 exposed for a predetermined time, electrons are emitted in the photosensitive glass substrate 60 as trivalent Ce ions are changed to tetravalent Ce ions. After exposure, the mask pattern 62 on the photosensitive glass substrate 60 is removed and the photosensitive glass substrate 60 is heat-treated to a predetermined temperature. In FIG. 2C, the electrons emitted by the exposure react with the photosensitive metal ions in the exposed portion 64 of the photosensitive glass substrate 60 to deposit metal elements. In such a state that the metal element is deposited, the photosensitive glass substrate 60 is heat-treated at a higher temperature in the heat treatment process of FIG. 2C. Then, the exposed portion 64 of the photosensitive glass substrate 60 forms a crystal phase such as SiO 2 , Li 2 O, etc. around the metal using the metal as a nucleus. Finally, when the heat-treated photosensitive glass substrate 60 is precipitated and wet etched in an aqueous solution containing hydrofluoric acid (HF) for a predetermined time, the exposed portion 64 in which the crystal phase is precipitated is dissolved and removed according to the degree of crystal phase precipitation. . As described above, in the etching method of the positive photosensitive glass substrate, the partition portion is formed by first removing the exposed portion 64 by using the etching rate difference between the exposed portion 64 and the unexposed portion 66 where the crystal phase is deposited.
네가티브 감광성 유리기판의 에칭법을 이용한 격벽의 제조는 포지티브 감광성 유리기판의 에칭법과 마찬가지로 마스크패턴의 형성, 노광, 열처리, 습식식각의 수순으로 이루어진다. 하지만 네가티브 감광성 유리기판의 에칭법에서는 포지티브 감광성 유리기판의 에칭법의 경우에 비해 열처리시의 열처리 온도가 더 높다. 또한 포지티브 감광성 유리기판의 에칭법과는 반대로 식각단계에서 미노광부분이 제거되고 노광부분이 남아 격벽을 형성하게 된다. 이러한 네가티브 감광성 유리기판의 에칭법은 포지티브 감광성 유리기판의 에칭법에 비해 큰 아스펙트비를 갖는 격벽을 정밀하게 형성시킬 수 있다는 장점이 있다.The production of the partition wall using the etching method of the negative photosensitive glass substrate is performed in the same manner as the etching method of the positive photosensitive glass substrate, in order of forming a mask pattern, exposing, heat treatment and wet etching. However, in the etching method of the negative photosensitive glass substrate, the heat treatment temperature during the heat treatment is higher than that of the positive photosensitive glass substrate. In addition, in contrast to the etching method of the positive photosensitive glass substrate, the unexposed portions are removed in the etching step and the exposed portions remain to form partition walls. The etching method of the negative photosensitive glass substrate has an advantage that the partition having a large aspect ratio can be precisely formed as compared with the etching method of the positive photosensitive glass substrate.
플라즈마 디스플레이 패널에 이용되는 격벽은 현재 대부분이 도 1에서와 같이 스트라이프 형태의 격벽 구조를 이루고 있다. 도 3은 스트라이프 형태의 격벽 구조를 보여주는 평면도이다. 이러한 스트라이프 상에서는 동일선상의 인접한 화소셀(104) 또는 서브셀(102) 간의 구분을 확실히 해주는 격벽이 따로 존재하지 않는다. 그리하여 플라즈마에서 발생되는 자외선이 동일선상에 있는 다른 형광체에 영향을 미칠 수 있으며, 형광체에서 발생되는 빛도 원하지 않는 방향으로 나올 수 있다. 그 결과 인접한 화소셀(104) 또는 서브셀(102) 간의 상호혼신(Crosstalk)이 심각하며 콘트라스트가 저하된다. 이러한 문제점을 해결하기 위하여 상부유리기판상에 별도의 블랙매트리스층을 형성시키는데, 블랙매트리스층은 생성된 가시광선의 빛을 차단하게 되어 휘도를 저하시키는 역효과를 가져오기도 한다. 또한 형광체도 스트라이프 상의 격벽(100) 측면과 하판상에만 형성되므로 형광체의 도포 면적도 적어 방전효율 및 휘도가 저하되는 문제점을 지닌다.Most of the partitions used in the plasma display panel have a stripe-shaped partition structure as shown in FIG. 1. 3 is a plan view illustrating a barrier rib structure having a stripe shape. On this stripe, there are no partitions for ensuring distinction between adjacent pixel cells 104 or subcells 102 on the same line. Thus, the ultraviolet light generated in the plasma may affect other phosphors on the same line, and the light generated in the phosphor may come out in an undesired direction. As a result, crosstalk between adjacent pixel cells 104 or subcells 102 is severe and the contrast is lowered. In order to solve this problem, a separate black mattress layer is formed on the upper glass substrate. The black mattress layer blocks the light of the generated visible light and thus may adversely affect the luminance. In addition, since the phosphor is formed only on the side of the barrier rib 100 on the stripe and on the lower plate, there is a problem in that the discharge area and the brightness of the phosphor are reduced, so that the discharge efficiency is low.
한편 적색(R), 녹색(G), 청색(B)의 가시광선을 발생시키는 각각의 형광체는 자외선에 의한 가시광선의 발광효율이 각각 다르다. 도 3에 도시한 바와 같은 종래의 구조에서는 적색(R), 녹색(G), 청색(B)중 한가지의 가시광선을 발생시키는 서브셀(102)들 각각의 방전 공간이 모두 동일한 크기로 되어 있으므로 각각의 서브셀(102)에서 발생되는 빛의 양이 균일하도록 조절하는 것이 용이하지 않다는 문제점도 함께 지니게 된다.On the other hand, each phosphor that generates visible light of red (R), green (G), and blue (B) has a different luminous efficiency of visible light due to ultraviolet rays. In the conventional structure as shown in FIG. 3, since the discharge spaces of each of the subcells 102 generating one of the visible light of red (R), green (G), and blue (B) are all the same size, There is also a problem that it is not easy to adjust the amount of light generated in each subcell 102 to be uniform.
따라서, 본 발명의 목적은 콘트라스트와 방전효율이 향상된 플라즈마 디스플레이 패널을 제공함에 있다.Accordingly, an object of the present invention is to provide a plasma display panel with improved contrast and discharge efficiency.
본 발명의 다른 목적은 적색, 녹색 및 청색 각각에 대응하는 서브셀들로부터 빛의 양이 균형적으로 발생되는 플라즈마 디스플레이 패널을 제공함에 있다.Another object of the present invention is to provide a plasma display panel in which the amount of light is balanced from the subcells corresponding to each of red, green, and blue.
도 1은 일반적인 교류 구동형 플라즈마 디스플레이 패널의 셀 구조를 개략적으로 도시하는 사시도.1 is a perspective view schematically showing a cell structure of a general AC-driven plasma display panel.
도 2a 내지 도 2d는 포지티브 감광성 유리를 이용한 격벽 제조 방법을 단계적으로 도시하는 수직 단면도.2A to 2D are vertical cross-sectional views showing stepwise a method for producing a partition wall using positive photosensitive glass;
도 3은 종래의 스트라이프 형태의 격벽 구조를 도시하는 평면도.3 is a plan view showing a conventional barrier rib structure.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 격벽 구조를 도시하는 사시도.4 is a perspective view showing a partition structure according to an embodiment of the present invention.
도 5a 내지 도 5d는 본 발명의 실시예에 따른 포지티브 감광성 유리기판의 에칭법을 이용한 격벽 제조 방법 및 제조된 격벽의 수평 단면 구조를 도시하는 도면.5A to 5D are diagrams illustrating a barrier rib manufacturing method using an etching method of a positive photosensitive glass substrate according to an embodiment of the present invention, and a horizontal cross-sectional structure of the manufactured barrier rib.
도 6a 내지 도 6d는 본 발명의 다른 실시예에 따른 네가티브 감광성 유리기판의 에칭법을 이용한 격벽 제조 방법 및 제조된 격벽의 수평 단면 구조를 도시하는 도면.6A to 6D are diagrams illustrating a barrier rib manufacturing method using an etching method of a negative photosensitive glass substrate and a horizontal cross-sectional structure of the manufactured barrier rib according to another embodiment of the present invention.
도 7은 서브셀의 크기가 서로 동일하며, 격벽폭이 모두 동일한 크기를 갖는 격벽 구조를 도시하는 도면.7 is a diagram illustrating a partition structure in which the subcells have the same size and the partition widths all have the same size.
＜ 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ＞<Description of the code | symbol about the principal part of drawing>
20 : 상부유리기판 22 : 하부유리기판20: upper glass substrate 22: lower glass substrate
24 : 유전체후막 26 : 투명전극(ITO전극)24 dielectric thick film 26 transparent electrode (ITO electrode)
28 : 어드레스전극 30 : 버스전극28: address electrode 30: bus electrode
32,100 : 격벽 34 : 유전체층32,100: partition 34: dielectric layer
36 : MgO 보호막 38 : 형광체36: MgO protective film 38: phosphor
40 : 방전영역 60,140,180 : 감광성 유리기판40: discharge area 60,140,180: photosensitive glass substrate
62,142,182 : 마스크패턴 64,144,184 : 노광부분62,142,182: mask pattern 64,144,184: exposed portion
66,146,186 : 미노광부분 102,202 : 서브셀66,146,186: Unexposed part 102,202: Subcell
104,204 : 화소셀 106,206 : 서브격벽104,204 pixel cells 106,206 sub-barrier
108,208 : 메인격벽108,208: Main bulkhead
상기 목적들을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 플라즈마 디스플레이 패널은 적색, 녹색 및 청색 각각에 대응하는 서브셀들을 포함하는 화소셀을 구분하기 위한 메인격벽과, 메인격벽의 폭보다 좁은 폭을 가지며 서브셀들을 구분하는 서브격벽을 구비한다.In order to achieve the above objects, the plasma display panel according to the present invention has a main partition wall for distinguishing pixel cells including subcells corresponding to each of red, green, and blue, and a subcell having a width smaller than that of the main partition wall. It is provided with a sub-barrier for separating them.
상기 목적들 외에 본 발명의 다른 목적 및 특징들은 첨부한 도면들을 참조한 실시 예에 대한 설명을 통하여 명백하게 드러나게 될 것이다.Other objects and features of the present invention in addition to the above objects will be apparent from the description of the embodiments with reference to the accompanying drawings.
이하, 도 4 내지 도 6d를 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 설명하기로 한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described with reference to FIGS. 4 to 6D.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 플라즈마 디스플레이 패널의 격벽 구조를 나타내는 사시도이다. 도 4를 참조하면, 본 발명의 플라즈마 디스플레이 패널은 서브셀(102) 및 화소셀(104)들을 사방으로 둘러싸는 격자형태의 격벽(106,108)을 구비한다. 적색(R), 녹색(G), 청색(B) 각각의 서브셀(102)들은 서브셀(102) 사이의 서브격벽(106)에 의해 구분된다. 적색(R), 녹색(G), 청색(B)의 서브셀(102)로 구성되는 하나의 화소셀(104)은 메인격벽(108)에 의해 인접한 화소셀(108)과 구분된다. 서브셀(102) 사이의 서브격벽(106) 폭은 화소셀(108) 사이의 메인격벽(108) 폭에 비해 비교적 좁다. 서브셀(102) 방전공간의 크기에 대해서는, 적색(R) 서브셀의 방전공간이 가장 크고, 청색(R) 서브셀의 방전공간이 그 다음으로 크고, 녹색(G) 서브셀의 방전공간이 가장 작다.4 is a perspective view illustrating a barrier rib structure of a plasma display panel according to an exemplary embodiment of the present invention. Referring to FIG. 4, the plasma display panel according to the present invention includes grid partitions 106 and 108 that surround the subcells 102 and the pixel cells 104 in all directions. The subcells 102 of red (R), green (G), and blue (B) are distinguished by the sub barrier ribs 106 between the subcells 102. One pixel cell 104 including the red (R), green (G), and blue (B) subcells 102 is distinguished from the adjacent pixel cells 108 by the main partition 108. The width of the sub barrier rib 106 between the subcells 102 is relatively narrow compared to the width of the main barrier rib 108 between the pixel cells 108. As for the size of the discharge space of the subcell 102, the discharge space of the red (R) subcell is the largest, the discharge space of the blue (R) subcell is the next largest, and the discharge space of the green (G) subcell is Smallest
도 5a 내지 도 5d는 본 발명의 실시예에 따른 포지티브 감광성 유리기판의 에칭법을 이용한 격벽 제조 방법을 단계적으로 나타낸다. 도 5a 및 도 5b를 참조하면, 감광성 유리기판(140) 상에 마스크패턴(142)이 형성되고 자외선에 노광된다. 노광후 마스크패턴(142)이 제거된 감광성 유리기판(140)은 도 5c의 과정에서 소정 온도로 열처리된다. 열처리과정에서 감광성 유리기판의 노광부분(144)에는 결정상이 석출된다. 마지막으로, 열처리된 감광성 유리기판을 습식식각시킴으로써 결정상이 석출된 노광부분(144)을 제거한다. 이렇게 제거된 노광부분(144)은 도 5d에 도시한 바와 같이 플라즈마 디스플레이 패널의 서브셀(102)의 방전영역을 형성하고, 식각되지 않은 도 4c의 미노광부분(146)은 도 5d의 격벽(106,108)을 형성하게 된다. 도 4에 보인 바와 같은 격벽 구조는 도 5b의 과정에서 동일한 수평 단면 구조의 마스크패턴(142)을 감광성 유리기판 상에 형성시킴으로써 용이하게 구현될 수 있다.5A to 5D illustrate a method of manufacturing a partition wall by using an etching method of a positive photosensitive glass substrate according to an exemplary embodiment of the present invention. 5A and 5B, a mask pattern 142 is formed on the photosensitive glass substrate 140 and exposed to ultraviolet rays. The photosensitive glass substrate 140 from which the post-exposure mask pattern 142 is removed is heat-treated at a predetermined temperature in the process of FIG. 5C. In the heat treatment process, a crystal phase is deposited on the exposed portion 144 of the photosensitive glass substrate. Finally, the exposed portion 144 where the crystal phase is deposited is removed by wet etching the heat-treated photosensitive glass substrate. The removed exposure portion 144 forms a discharge region of the subcell 102 of the plasma display panel as shown in FIG. 5D, and the unexposed portion 146 of FIG. 106, 108). The barrier rib structure shown in FIG. 4 may be easily implemented by forming the mask pattern 142 having the same horizontal cross-sectional structure on the photosensitive glass substrate in the process of FIG. 5B.
도 6a 내지 도 6d는 본 발명의 다른 실시예에 따른 네가티브 감광성 유리기판의 에칭법을 이용한 격벽 제조 방법을 나타낸다. 도 6a를 참조하면, 먼저 SiO2, Li2O, CeO2및 Al2O3와 감광성 금속으로서 Au, Ag, Cu 등이 소량 첨가된 감광성 유리기판(180)이 마련된다. 그 다음 도 6b에 도시한 바와 같이 마스크 패턴(182)이 형성된 후 소정 파장의 자외선이 조사됨으로써 노광된다. 이때, 1㎜ 두께의 감광성 유리기판이 노광된다고 할 경우, 자외선(310㎚ 기준)의 에너지는 포지티브 감광성 유리기판의 에칭법을 이용한 제조과정의 경우보다 낮은 대략 0.3 ~ 1 J/㎠ 이다. 노광된 감광성 유리기판(180)은 마스크 패턴(182)이 제거된 후 도 6c의 과정에서 열처리된다. 이 때의 열처리 온도는 포지티브 감광성 유리기판의 에칭법을 이용한 제조과정시의 경우보다 높은 600 ~ 650℃의 온도로 열처리된다. 이러한 열처리 과정에 의해 감광성 유리기판의 노광부분(184)과 미노광부분(186)은 조직적으로 서로 차이가 나게 된다. 도 6c의 열처리과정에서, 감광성 유리기판의 미노광부분(186)은 과다 결함이 존재하는 비정질 구조로 되며, 노광부분(184)은 금속을 핵으로하여 금속 주위에 SiO2, Li2O 등과 같은 결정상이 형성되면서 치밀한 조직구조를 가지게 된다. 이와 같은 부분별 조직적 차이를 나타내는 감광성 유리기판은 마지막 공정으로서 불산(HF)을 포함하는 수용액에 소정 시간동안 침전되어져 습식식각된다. 그러면 감광성 유리기판의 미노광부분(186)은 결함이 많은 비정질 구조를 가짐으로 인해 불산 수용액의 침투가 용이해지므로 쉽게 용해된다. 이에 따라 미노광부분(186)은 치밀한 조직구조를 갖는 노광부분(184)보다 빠르게 식각되어 제거된다. 결과적으로 포지티브 감광성 유리기판의 에칭법에서는 감광성 유리기판의 노광부분이 식각, 제거되지만, 반대로 네가티브 감광성 유리 기판의 에칭법에서는 결함이 많은 비정질 구조를 갖는 미노광부분이 식각, 제거되는 것이다. 이렇게 제거된 미노광부분(186)은 도 6d에 도시한 바와 같이 플라즈마 디스플레이 패널의 서브셀(102)의 방전영역을 형성하고, 식각되지 않은 도 6c의 노광부분(184)은 도 6d의 격벽(106,108)을 형성하게 된다. 도 4에 보인 바와 같은 격벽 구조는 도 6b의 과정에서 동일한 수평 단면 구조의 마스크패턴(182)을 감광성 유리기판 상에 형성시킴으로써 용이하게 구현될 수 있다.6A to 6D illustrate a method of manufacturing a partition wall using an etching method of a negative photosensitive glass substrate according to another exemplary embodiment of the present invention. Referring to FIG. 6A, first, a photosensitive glass substrate 180 including SiO 2 , Li 2 O, CeO 2 , Al 2 O 3, and a small amount of Au, Ag, Cu, or the like as a photosensitive metal is provided. Then, as shown in FIG. 6B, the mask pattern 182 is formed and then exposed by ultraviolet rays having a predetermined wavelength. In this case, when the photosensitive glass substrate having a thickness of 1 mm is exposed, the energy of ultraviolet ray (based on 310 nm) is about 0.3 to 1 J / cm 2, which is lower than that of the manufacturing process using the etching method of the positive photosensitive glass substrate. The exposed photosensitive glass substrate 180 is heat-treated in the process of FIG. 6C after the mask pattern 182 is removed. The heat treatment temperature at this time is heat-treated at a temperature of 600 ~ 650 ℃ higher than in the case of the manufacturing process using the etching method of the positive photosensitive glass substrate. By the heat treatment process, the exposed portion 184 and the unexposed portion 186 of the photosensitive glass substrate are systematically different from each other. In the heat treatment process of FIG. 6C, the unexposed portion 186 of the photosensitive glass substrate has an amorphous structure in which excessive defects exist, and the exposed portion 184 has a metal as a nucleus, such as SiO 2 , Li 2 O, or the like. As the crystal phase forms, it has a dense structure. The photosensitive glass substrate exhibiting such a partial structural difference is precipitated in an aqueous solution containing hydrofluoric acid (HF) for a predetermined time and wet-etched as a final process. Then, the unexposed portion 186 of the photosensitive glass substrate is easily dissolved since the non-exposed portion 186 has an amorphous structure with many defects to facilitate penetration of the hydrofluoric acid solution. Accordingly, the unexposed portion 186 is etched and removed faster than the exposed portion 184 having a dense structure. As a result, in the etching method of the positive photosensitive glass substrate, the exposed portion of the photosensitive glass substrate is etched and removed, whereas in the etching method of the negative photosensitive glass substrate, the unexposed portion having an amorphous structure with many defects is etched and removed. The unexposed portion 186 thus removed forms a discharge region of the subcell 102 of the plasma display panel as shown in FIG. 6D, and the unexposed portion 184 of FIG. 6C is the partition wall of FIG. 6D ( 106, 108). The barrier rib structure shown in FIG. 4 may be easily implemented by forming the mask pattern 182 having the same horizontal cross-sectional structure on the photosensitive glass substrate in the process of FIG. 6B.
상기 격벽 제조 과정에 있어서, 차후 접합공정시 발생할 수 있는 열팽창에 의해 유리가 파손되는 문제를 해결하기 위해, 필요한 경우 열처리에 의한 격벽의 결정화를 실시하여 격벽의 열팽창계수를 80X10-7/K 내지 90X10-7/K 사이의 값으로 하는 것이 바람직하다. 이를 위하여 포지티브 감광성 유리기판의 에칭법을 이용하는 경우에는 노광후 다시 열처리하여 결정화시키는 방법을 취할 수 있다. 또한 네가티브 감광성 유리기판의 에칭법을 이용하는 경우에는 형성된 격벽 자체에 결정화가 이루어져 있으므로 도 6c의 열처리과정에서 열처리시간의 변화등에 의해 열팽창계수를 조절하는 것이 가능하다.In the manufacturing process of the partition wall, in order to solve the problem that the glass is broken by the thermal expansion that may occur in the subsequent bonding process, if necessary, by crystallizing the partition wall by heat treatment, the thermal expansion coefficient of the partition wall is 80X10 -7 / K to 90X10 It is preferable to set it as a value between -7 / K. To this end, in the case of using the etching method of the positive photosensitive glass substrate, it is possible to take a method of crystallization by heat treatment after exposure again. In addition, when the etching method of the negative photosensitive glass substrate is used, crystallization is performed on the formed partition wall itself, so that the coefficient of thermal expansion can be adjusted by changing the heat treatment time in the heat treatment process of FIG. 6C.
본 발명에 따른 플라즈마 디스플레이 패널에서는 콘트라스트를 향상시키기 위하여 종래의 블랙매트리스층을 이용하는 대신, 격벽을 흑화처리하는 방법을 이용한다. 격벽의 흑화처리란 모든 파장의 가시광을 흡수하는 물질이 격벽 내에 포함되도록 하는 처리를 말한다. 포지티브 감광성 유리기판의 에칭법을 이용한 격벽 제조의 경우에는, 독일 schott사의 감광성 유리기판을 이용하여 도 5a 내지 도 5d의 공정에 의해 격벽을 제조한 다음, 구조물 전체를 자외선에 재노광하여 열처리하면, 열처리에 의해 형성되는 금속입자 및 결정립에 의해 격벽의 흑화가 가능하다. 이러한 경우 콘트라스트를 향상시키기 위한 별도의 블랙매트리스를 사용할 필요가 없다. 또한 네가티브 감광성 유리기판의 에칭법을 이용한 격벽 제조의 경우에는, 도 6a 내지 도 6d의 공정에 의해 반투명한 격벽이 형성된다. 이러한 경우에는 블랙매트리스 페이스트를 격벽의 표면층에 도포시켜(예를 들어 dipping) 소성하거나 격벽이 형성된 구조물을 블랙매트리스 용액에 침전시켜 격벽을 흑화시키는 방식이 가능하다. 이와 같이 흑화된 격벽을 하부유리기판상에 그라스페이스트를 이용하여 접합시키고, 하부유리기판상과 격벽 표면에 형광체를 도포한 다음, 상부유리기판을 접합하고 방전가스를 주입하면 플라즈마 디스플레이 패널이 완성된다.In the plasma display panel according to the present invention, instead of using a conventional black mattress layer to improve contrast, a method of blackening partition walls is used. The blackening process of a partition means the process which contains the substance which absorbs the visible light of all wavelengths in a partition. In the case of fabrication of the partition wall using the etching method of the positive photosensitive glass substrate, when the partition wall is manufactured by the process of FIGS. The blackening of a partition is possible by the metal particle and crystal grain formed by heat processing. In this case, there is no need to use a separate black mattress to improve the contrast. In addition, in the case of partition wall manufacture using the etching method of a negative photosensitive glass substrate, the translucent partition wall is formed by the process of FIGS. 6A-6D. In this case, it is possible to apply the black mattress paste to the surface layer of the partition wall (for example, dipping) to fire or to deposit the structure in which the partition wall is formed in the black mattress solution to blacken the partition wall. The blackened partition wall is bonded to the lower glass substrate by using a grasp, the phosphor is coated on the lower glass substrate and the partition wall surface, and then the upper glass substrate is bonded and the discharge gas is injected to complete the plasma display panel.
도 4에 도시된 바와 같은 서브격벽(106)과 메인격벽(108)은 각각 서브셀(102) 및 화소셀(104) 간의 광학적 상호혼신을 방지하고, 각각의 서브셀(102)에 도포되어지는 형광체의 도포면적을 확장시킨다. 서브격벽(106)의 폭은 메인격벽(108)의 폭보다 좁게 되어있어 서브셀(102)들의 방전공간이 극대화된다. 서브격벽(106)보다 두꺼운 메인격벽(108)은 콘트라스트의 향상을 도모한다. 만약 도 7에 도시된 바와 같이, 서브격벽(206)의 폭을 메인격벽(208)의 폭과 동일한 두께로 두껍게 형성시킨다면, 서브셀(202)들의 방전공간이 줄어들어 방전효율이 저하되는 문제점을 갖게 된다. 한편 도 4에 도시된 바와 같이, 적색(R), 녹색(G), 청색(B)의 서브셀(102)들은 색깔별로 방전공간의 크기가 서로 달라 각각의 서브셀(102) 별로 균형적인 빛의 방출이 이루어진다. 즉 서브셀(102)의 도포면에 도포되어지는 적색, 녹색, 청색용의 형광체는 자외선에 의해 빛을 발생시키는 가시광선 발광효율이 각각 다른데, 가시광선의 발광효율이 가장 낮은 적색 형광체가 도포된 적색(R) 서브셀의 방전공간을 가장 넓게하고, 상대적으로 가시광선의 발광효율이 가장 높은 녹색 형광체가 도포된 녹색(G) 서브셀의 방전공간을 가장 좁게함으로써 각각의 서브셀(102)로부터 빛이 균형적으로 발생하도록 할 수 있게 된다. 도 7에 도시한 바와 같이 적색(R), 녹색(G), 청색(B)의 서브셀(202)들을 모두 동일한 크기로 할 경우에는, 적색, 녹색, 청색광의 균형적인 혼합이 이루어지지 않게 되므로 색상 구현에 있어서 문제를 야기할 수 있다.As shown in FIG. 4, the sub barrier ribs 106 and the main barrier ribs 108 prevent optical crosstalk between the sub cells 102 and the pixel cells 104, respectively, and are applied to the respective sub cells 102. The application area of the phosphor is expanded. The width of the sub barrier rib 106 is narrower than the width of the main barrier 108 to maximize the discharge space of the subcells 102. The main bulkhead 108 thicker than the sub bulkhead 106 can improve the contrast. As shown in FIG. 7, if the width of the sub barrier rib 206 is formed to be the same thickness as the width of the main barrier rib 208, the discharge space of the sub cells 202 may be reduced to reduce the discharge efficiency. do. As shown in FIG. 4, the sub-cells 102 of red (R), green (G), and blue (B) have a different size of discharge space for each color, so that light is balanced for each subcell 102. Release is achieved. That is, the red, green, and blue phosphors applied to the application surface of the subcell 102 have different light emission efficiencies of generating light by ultraviolet rays. R) Light is balanced from each subcell 102 by making the discharge space of the subcell the widest and the narrowest the discharge space of the green (G) subcell coated with the green phosphor having the highest luminous efficiency of visible light. It can be generated as an enemy. As shown in FIG. 7, when the subcells 202 of red (R), green (G), and blue (B) are all the same size, balanced mixing of red, green, and blue light is not performed. This can cause problems in color implementation.
교류 구동 방식의 플라즈마 디스플레이 패널에 도 4에 도시한 바와 같은 격벽 구조를 적용시키면, 격벽(106,108)의 높이가 100~500㎛인 경우 서브격벽(106)의 폭은 20~50㎛정도로 설정할 수 있으며, 이때 메인격벽(108)의 폭은 40인치 플라즈마 디스플레이 패널일 경우 70~200㎛정도로 설정할 수 있다. 격벽(106,108)의 높이를 더 높인 새로운 형태의 플라즈마 디스플레이 패널이 개발된다면 격벽(106,108)의 폭은 수정이 가능한데, 예를 들어 500~1000㎛ 사이의 격벽(106,108) 높이를 갖는다고 한다면 서브격벽(106)의 폭은 50~150㎛ 사이의 값으로 설정할 수 있다.When the partition structure shown in FIG. 4 is applied to the AC drive type plasma display panel, when the height of the partitions 106 and 108 is 100 to 500 µm, the width of the sub partition 106 may be set to about 20 to 50 µm. At this time, the width of the main partition 108 may be set to about 70 ~ 200㎛ in the case of a 40-inch plasma display panel. If a new type of plasma display panel having a higher height of the barrier ribs 106 and 108 is developed, the width of the barrier ribs 106 and 108 can be modified. 106) may be set to a value between 50 and 150 µm.
상술한 바와같이, 본 발명에 따른 플라즈마 디스플레이 패널은 서브셀 및 화소셀을 구분하는 격자구조의 격벽을 구비함으로써 콘트라스트가 향상되고, 서브셀 및 화소셀 간의 상호혼신이 억제되어 디스플레이의 성능이 향상된다. 서브셀을 구분하는 서브격벽의 폭을 화소셀을 구분하는 메인격벽의 폭보다 좁게 함으로써 방전공간 및 형광체의 도포면적이 확대되어 방전효율 및 휘도를 향상시키는 효과를 얻을 수 있다. 흑화처리된 격벽을 사용하기 때문에 콘트라스트의 향상을 위한 별도의 블랙매트리스층을 형성할 필요가 없어지므로 블랙매트리스의 사용으로 인해 휘도가 저하되는 문제를 막을 수 있다. 적색(R), 녹색(G), 청색(B)의 빛을 방출하는 서브셀 각각의 방전공간은 각 형광체의 가시광선 발생효율에 따라 서로 다른 크기를 가짐으로써 각 서브셀로부터 균형적인 빛의 방출이 이루어지게 된다. 감광성 유리기판의 에칭법에 의해 격벽을 제조함으로써 큰 아스펙트비를 갖는 정밀한 격벽의 제조가 가능할 뿐만 아니라 제조공정도 간단하여 디스플레이의 경쟁력을 한층 강화시킬 수 있다.As described above, the plasma display panel according to the present invention includes a grid having a grid structure that separates the subcells and the pixel cells, thereby improving contrast and suppressing mutual interference between the subcells and the pixel cells, thereby improving display performance. . By making the width of the sub barrier rib separating the subcells smaller than the width of the main barrier separating the pixel cells, the application area of the discharge space and the phosphor is increased, thereby improving the discharge efficiency and the brightness. Since the blackened partition wall is used, there is no need to form a separate black mattress layer for improving contrast, thereby preventing the problem of deterioration in luminance due to the use of the black mattress. The discharge space of each of the subcells emitting red (R), green (G), and blue (B) light has a different size according to the visible light generation efficiency of each phosphor, thereby achieving balanced light emission from each subcell. This is done. By manufacturing the barrier ribs by the etching method of the photosensitive glass substrate, not only the precise barrier ribs having a large aspect ratio can be manufactured, but also the manufacturing process is simple, thereby further enhancing the competitiveness of the display.
이상 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 발명의 기술사상을 일탈하지 아니하는 범위에서 다양한 변경 및 수정이 가능함을 알수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 기술적 범위는 명세서의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허 청구의 범위에 의해 정하여 져야만 할 것이다.Those skilled in the art will appreciate that various changes and modifications can be made without departing from the technical spirit of the present invention. Therefore, the technical scope of the present invention should not be limited to the contents described in the detailed description of the specification but should be defined by the claims.
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