KR20010027349A - 플라즈마 디스플레이 패널의 버스전극 형성방법 - Google Patents

Abstract

개시된 내용은 전기전도도가 뛰어난 은(Ag)을 사용하여 버스전극을 형성함에 있어 그 형성공정을 간단히 하면서도 우수한 콘트라스트 특성 및 휘도 특성을 구현하기 위한 버스전극 형성방법에 관한 것이다.

이러한 목적을 달성하기 위해 은(Ag) 파우더에 흑색 도전성 금속물질을 소정의 함량으로 첨가하여 은(Ag) 페이스트를 제조하고, 상기 제조된 은 페이스트를 투명전극의 상면에 전면 인쇄하며, 소정의 패턴이 형성되어 있는 포토마스크를 끼우고 자외선 광으로 노광, 현상하여 불투명전극의 패턴을 형성하는 플라즈마 디스플레이 패널의 버스전극 형성방법이 제공된다.

Description

플라즈마 디스플레이 패널의 버스전극 형성방법{Method manufacturing bus-electrode of Plasma Display Panel}

본 발명은 플라즈마 디스플레이 패널(Plasma Display Panel)에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 전기전도도가 뛰어난 은(Ag)을 사용하여 버스전극을 형성함에 있어 그 형성공정을 간단히 하면서도 우수한 콘트라스트 특성 및 휘도 특성을 구현하기 위한 버스전극 형성방법에 관한 것이다.

일반적으로, 플라즈마 디스플레이 패널(Plasma Display Panel, 이하 PDP)은 2개의 유리 기판이 기밀성을 가지고 합착·고정되며, 그 내부의 기체 방전현상을 이용하여 화상을 표시하는 발광형 소자의 일종으로서, 각 셀마다 액티브 소자를 장착할 필요가 없어 제조 공정이 간단하고, 화면의 대형화가 용이하며, 응답속도가 빨라 대형 화면을 가지는 직시형 화상표시장치 특히, HDTV(High Definition TeleVision) 시대를 지향한 화상표시장치로 텔레비젼, 모니터, 옥내외 광고용 표시소자 등의 용도에 사용되고 있다.

이러한 PDP의 화상 표시부, 즉 패널부에서는 복수의 전극간의 교차부가 각 화소(셀)에서 대응하고 있는데, 구동시는 교차되는 전극간에 100볼트이상의 전압을 인가하고 가스를 글로우 방전시켜서 그때의 발광을 이용하여 화상을 표시하게 되며, 이러한 패널부가 구동부와 결합하여 하나의 표시소자로서의 역할을 한다.

이를 위해, 패널부를 이루는 유리기판의 밀봉된 구조내부에는 헬륨(He)에 지논(Xe)을 포함한 페닝가스 등의 방전가스가 100∼600 Torr 정도의 압력으로 채워지게 된다.

이와 같은 PDP는 각 셀에 할당된 전극의 수에 따라 2전극형, 3전극형, 4전극형 등으로 분류되는데, 이들 중 도 1에 제시된 3전극 면방전형 PDP를 종래 기술에 따른 PDP의 한 예로서 설명한다.

도시한 바와 같이, 전면기판(1)과 배면기판(2)이 진공 합착되어 패널부를 이루는데, 전면기판(1)측에는 유지방전을 위한 복수의 유지전극(3), 방전전류를 제한하는 유전층(4) 및 이 유전층(4)을 보호하기 위한 보호층(5)이 순차적으로 형성되어 있으며, 배면기판(2)측에는 유지전극(3)과의 사이에 어드레스 방전을 일으키기 위한 어드레스 전극(6), 복수의 방전공간을 형성시키는 스트라이프 타입의 격벽(7) 및 R,G,B의 형광막(8)이 형성되어 있다.

이러한 상태에서 최초에 임의의 방전셀 내에 있는 유지전극(3)과 어드레스전극(6)에 150V∼300V의 방전개시전압이 공급되면 해당 방전공간의 내부면에 벽전하가 형성되며, 그후 유지전극(3)과 어드레스전극(6)에 어드레스 방전전압이 공급되면 유지전극(3)과 어드레스전극(6) 사이에 어드레스 방전이 일어나게 된다.

상기의 어드레스 방전에 의해 셀 내부에서 전계가 발생하여 방전가스중의 미량전자들이 가속되고, 가속된 전자와 가스중의 중성입자가 충돌하여 전자와 이온으로 전리되며, 상기 전리된 전자와 중성입자와의 또 다른 충돌 등으로 중성입자가 점차 빠른 속도로 전자와 이온으로 전리되어 방전가스가 플라즈마 상태로 됨과 동시에 진공 자외선(UV)이 발생되고, 이 자외선이 형광막(8)을 여기시켜 가시광을 발생시킴에 따라 셀의 발광 즉, 화상표시를 인식할 수 있게 된다.

그후, 해당 유지전극(3)에 150V 이상의 유지방전전압이 공급되면 해당 방전셀 내의 유지전극(3) 사이에 유지방전이 일어나 셀의 발광이 일정 시간동안 유지된다.

여기서, 상기한 전극 중 유지전극(3)은 어드레스방전 및 유지방전을 위해 전압이 인가되므로 전기전도성이 높을수록 유리하지만 가시광이 통과되는 경로상에 위치하므로 휘도 향상을 위해 광투과율도 매우 중요하다.

따라서, 유지전극(3)을 광투과율의 향상을 위해 투명한 ITO물질로 형성하게 된 것으로, 이를 통상 ITO전극(9)이라 한다.

그런데, 이 ITO전극(9)은 투명하기 때문에 휘도 향상 효과는 있으나 전기전도성이 낮아 고정세, 대형의 PDP를 제작했을 경우 전압이 인가되는 첫 부분과 마지막 부분 사이에 전압강하가 일어나 원하는 신호의 표시를 하지 못하는 현상이 있으므로 이를 보완하기 위해 전기전도성이 뛰어난 금속재질의 전극, 즉 버스전극(10)을 ITO전극(9)의 상면에 형성하여 투명한 ITO전극(9)에 의한 휘도의 향상 및 불투명한 버스전극(10)에 의한 전압강하의 방지를 동시에 구현하고자 하였다.

이때, 버스전극(10)은 불투명하기 때문에 방전공간에서 표시되는 빛을 차단하여 전체 휘도를 감소시킬 수 있으므로 최소한의 폭으로 형성해야함은 자명하다.

아래에서 버스전극의 형성방법에 대해 설명한다.

가장 일반적인 버스전극(10)으로는 Cr-Cu-Cr의 3중구조 버스전극이 사용되고 있으나 이러한 구조의 버스전극(10)은 각각의 층을 별도로 에칭해야 하므로 에칭프로세스가 복잡하고, 에칭과정에서 아래층들이 언더커팅이 일어나 전체의 품질을 떨어뜨리는 원인이 되며, 또한 고정세의 HDTV를 대응하기 위한 미세한 전극폭에서도 우수한 전기전도성을 확보하기 위해서는 Cr-Cu-Cr막의 두께를 두껍게 해야함에 따라 스퍼터링으로 형성하는데 장시간이 소요됨은 물론 막의 품질도 저하되는 원인이 되므로 이를 개선하기 위하여 후막인쇄를 통한 단일금속을 사용하게 되었다.

단일 금속으로 가장 널리 알려진 것을 알루미늄(Al)과 은(Ag)으로서, 알루미늄은 가격은 저렴하나 은에 비해 전기전도도가 떨어지는 단점이 있어 최근에는 버스전극(10)으로 은을 주로 사용하고 있다.

이와 같이 은을 이용하여 버스전극(10)을 형성할 경우에는 콘트라스트 특성의 향상을 위한 블랙층(10a)과 휘도 특성의 향상을 위한 은층(10b)을 ITO전극(9)의 상면에 순차 형성하게 되는데, 도 2와 같이 별도의 블랙페이스트와 은페이스트를 조성한 후 ITO전극(9)의 상면에 블랙페이스트를 먼저 전면 인쇄하고 그 위에 은페이스트를 인쇄한 다음 포토마스크를 끼워 노광하고 현상하면 버스전극의 패턴이 형성되며, 이러한 상태에서 소정의 고온하에서 소성하여 유기바인더 성분을 분해하면 전체 두께 5㎛정도의 버스전극이 완성된다.

그러나 상기의 은으로 된 버스전극도 각각의 층dl 여러번의 인쇄공정을 거쳐 완성되므로 공정수가 많아 작업성 및 생산성이 저하되며, 원하는 두께를 얻기 어려워 소성시 에지 컬(Edge curl)이나 언더 컷(under cut) 등이 다발하고 있다.

또한, 블랙층은 전기전도성이 좋은 은(Ag)과 달리 거의 절연물질로 되어 있고 ITO전극과 은층의 사이에 위치되므로 접촉저항이 발생되어 전극의 저항이 커지게 되며, 결과적으로 안정적인 유지방전을 방해하게 된다.

아울러, 은층은 방전전류를 제한하는 유전층과 접촉되어 있고 그 연화점이 유전층을 이루는 유전체보다 낮으므로 소성시 약 590℃ 정도가 되는 소성온도에서 녹아 유전층내로 퍼짐에 따라 소성 후 냉각과정을 거치게 되면 유전층내에 은이 군데군데 뭉쳐 유전층을 변색시키게 되며, 이로 인해 휘도, 콘트라스트, 스크린 품위 등을 저하시키는 문제가 있다.

따라서, 본 발명은 이러한 점을 감안하여 제안된 것으로, 은으로 된 버스전극을 형성함에 있어 그 형성공정을 줄여 작업성 및 생산성을 향상시키는 플라즈마 디스플레이 패널의 버스전극 형성방법을 제공하는 데 그 목적이 있다.

다른 견지로는, ITO전극과 은층 사이의 전극 저항을 낮춤으로써 유지방전을 안정적으로 구현하는 데 그 목적이 있다.

또 다른 견지로는, 은층과 유전층이 직접 접촉되지 않게 하여 유전층으로의 은 침투를 방지함으로써 휘도, 콘트라스트, 스크린의 품위를 향상시키는 데 그 목적이 있다.

도 1은 일반적인 PDP의 분해사시도이고,

도 2는 종래 기술에 따른 PDP의 버스전극 형성공정도이고,

도 3은 본 발명에 따른 PDP의 버스전극 형성공정도이고,

도 4는 도 3의 A부 상세도이다.

*** 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ***

100 : 버스전극 101 : 은페이스트

102 : 은파우더 103 : 흑색 도전성 금속물질

이러한 목적들을 달성하기 위한 본 발명에 따른 플라즈마 디스플레이 패널의 버스전극 형성방법은, 임의의 기판상에 유지방전을 위해 복수의 투명전극 및 불투명전극을 순차 형성하는 플라즈마 디스플레이 패널의 유지전극 형성방법에 있어서: (1) 은(Ag) 파우더에 흑색 도전성 금속물질을 소정의 함량으로 첨가하여 은(Ag) 페이스트를 제조하는 단계; (2) 상기 은 페이스트를 상기 투명전극의 상면에 전면 인쇄하는 단계; 및 (3) 소정의 패턴이 형성되어 있는 포토마스크를 끼우고 자외선 광으로 노광, 현상하여 불투명전극의 패턴을 형성하는 단계를 포함하여서 된 것을 특징으로 한다.

바람직하기로, 상기 흑색 도전성 금속물질은 상기 은 파우더의 표면에 피복되는 단계를 더 포함한 것을 특징으로 한다.

선택적으로, 상기 흑색 도전성 금속물질은 상기 은 파우더의 표면에 10㎚이하의 두께로 피복되는 것을 특징으로 한다.

선택적으로, 상기 흑색 도전성 금속물질은 산화니켈, 산화코발트, 산화크롬 중 적어도 하나이거나, 이들 금속들의 조합체중 적어도 하나인 것을 특징으로 한다.

이와 같이 하면, 은층에 의한 휘도의 향상 및 흑색 도전성 금속물질에 의한 콘트라스트 특성의 향상을 동시에 구현할 수 있으면서도 버스전극의 형성공정수를 줄일 수 있어 작업성 및 생산성을 향상시킬 수 있다.

또한, 버스전극이 단일층으로 구성되어 에지컬 또는 언더컷 현상을 미연에 방지할 수 있음은 물론 흑색 도전성 금속물질의 피복두께가 도전성에 영향을 거의 미치지 않을 정도로 얇기 때문에 전극의 저항을 줄일 수 있으며, 은층과 유전층의 사이에 흑색 도전성 금속물질이 위치되므로 유전층의 변색을 방지할 수 있는 이점이 있다.

그리고, 본 발명의 실시 예로는 다수개가 존재할 수 있으며, 이하에서는 가장 바람직한 실시 예에 대하여 상세히 설명하기로 한다.

이 바람직한 실시 예를 통해 본 발명의 목적, 특징 및 이점들을 보다 잘 이해할 수 있게 된다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 플라즈마 디스플레이 패널의 버스전극 형성방법의 바람직한 실시 예를 상세히 설명하기로 한다.

또한, 설명에 사용되는 도면에 있어서, 도 1 및 도 2와 같은 구성성분에 관해서는 동일한 번호를 부여하여 표시하고 그 중복되는 설명을 생략하는 것도 있다.

본 실시예에 따른 플라즈마 디스플레이 패널의 버스전극은 도전성이 좋은 은을 사용하는 것으로, 그 형성방법은 도 3에 도시한 바와 같이 먼저 은층을 형성하기 위한 은페이스트(101)를 조성함에 있어 흑색 도전성 금속물질(103)을 소정량 첨가하여 은파우더(102)의 표면에 흑색 도전성 금속물질(103)이 피복되게 한다.

이때, 흑색 도전성 금속물질(103)의 피복 두께가 은의 도전성에 거의 영향을 미치지 않을 정도인 10㎚ 이하가 되도록 흑색 도전성 금속물질(103)의 첨가량을 조절해야 하며, 또한 흑색 도전성 금속물질(103)로는 흑색을 띠면서도 약간의 도전성을 가지고 있는 산화니켈, 산화코발트, 산화크롬 중 적어도 하나 이상을 포함하거나, 이들 금속들의 조합체중 적어도 하나 이상을 포함함이 바람직하다.

흑색 도전성 금속물질(103)을 포함하여 은페이스트(101)를 조성한 후에는 이를 ITO전극(9)의 상면에 전면 인쇄하고 포토마스크를 끼워 노광, 현상하여 버스전극의 패턴을 형성하게 된다.

이후, 소정의 고온하에서 소성을 하게 되며, 소성과정에서 은페이스트(101)내에 함유되어 있는 유기바인더 성분이 분해되어 버스전극(100)이 완성되는 것이다.

이와 같이 형성된 버스전극(100)은 도 4와 같이 각각의 은파우더(102)의 표면에 흑색 도전성 금속물질(103)이 피복된 구조를 갖게 되며, 따라서 PDP의 구동중 은층과 블랙층을 각각 구비한 종래 구조의 버스전극과 거의 대등한 콘트라스트 특성을 나타낼 수 있으면서도 그 형성공정에서 한 번의 인쇄만으로도 버스전극(100)을 형성할 수 있어 작업성 및 생산성을 향상시킬 수 있음을 알 수 있다.

또한, 버스전극(100)을 여러층으로 형성할 경우 소성시 에지컬이나 언더컷 현상이 발생되는 것과 달리, 본 발명에 따른 버스전극(100)은 단일층으로 되어 있어 에지컬 또는 언더컷 현상을 최소화할 수 있음도 알 수 있다.

그런데, 버스전극(100)의 구조상 각각의 은파우더(102) 표면에 흑색 도전성 금속물질(103)이 피복되어 있으므로 전체적으로 보아 은층과 ITO전극(9)의 사이에 흑색 도전성 금속물질(103)이 위치될 수 밖에 없는데, 흑색 도전성 금속물질(103) 자체가 어느 정도의 도전성을 가지고 있음은 물론 은의 도전성에 거의 영향을 미치지 않을 정도의 두께인 10㎚ 이하로 피복되어 있어 종래의 블랙층과 은층을 각각 형성하던 구조와 비교할 때 현저한 도전성 차이를 나타낼 수 있다.

이는 ITO전극(9)과 은층이 거의 접촉된다고도 볼 수 있으며, 따라서 접촉저항이 크게 줄어 전극의 저항을 낮출 수 있으므로 안정적인 유지방전 성능을 구현할 수 있음을 의미하는 것이다.

한편, 버스전극(100)을 형성한 후에는 그 상면에 방전전류를 제한하는 유전층(도면상에 미도시)을 형성하게 되며, 이때 버스전극(100)의 은과, 유전층을 이루는 유전체가 직접 접촉되어 유전층의 변색문제가 발생되므로 PDP의 휘도 및 품위를 떨어뜨림은 전술한 바 있다.

이러한 문제를 해결하기 위해서는 여러 가지 방법이 제안될 수 있으며, 예를 들어 버스전극의 연화점을 유전층의 연화점과 거의 대등하게 구현하여 소성시 버스전극이 녹지 않게 하거나, 버스전극과 유전층의 직접 접촉을 회피함으로써 가능한데, 본 발명에 의한 버스전극 형성방법을 따를 경우 버스전극(100)을 이루는 은층의 표면에 흑색 도전성 금속물질(103)이 피복되므로 자연적으로 은층과 유전층의 사이에 흑색 도전성 금속물질(103)이 위치되는 형상이 되어 상기한 문제를 해결할 수 있음을 알 수 있다.

그리고, 상기에서 본 발명의 특정한 실시 예가 설명 및 도시되었지만 본 발명이 당업자에 의해 다양하게 변형되어 실시될 가능성이 있는 것은 자명한 일이다.

이와 같은 변형된 실시 예들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어져서는 안되며, 이와 같은 변형된 실시 예들은 본 발명의 첨부된 특허청구범위 안에 속한다 해야 할 것이다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명은 버스전극 형성을 위한 은페이스트 조성시 흑색 도전성 금속물질을 첨가하여 은의 표면에 피복되게 함으로써 콘트라스트 특성을 높게 구현할 수 있음은 물론 한 번의 인쇄공정만으로도 버스전극의 형성이 가능해져 작업성 및 생산성을 향상시킬 수 있으며, 버스전극과 ITO전극 사이의 저항감소, 버스전극과 유전층 사이의 변색 문제 해결이 모두 가능해지는 효과가 있다.

Claims (4)

1. 임의의 기판상에 유지방전을 위해 복수의 투명전극 및 불투명전극을 순차 형성하는 플라즈마 디스플레이 패널의 유지전극 형성방법에 있어서:

   (1) 은(Ag) 파우더에 흑색 도전성 금속물질을 소정의 함량으로 첨가하여 은(Ag) 페이스트를 제조하는 단계;

   (2) 상기 은 페이스트를 상기 투명전극의 상면에 전면 인쇄하는 단계; 및

   (3) 소정의 패턴이 형성되어 있는 포토마스크를 끼우고 자외선 광으로 노광, 현상하여 불투명전극의 패턴을 형성하는 단계를 포함하여서 된 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널의 버스전극 형성방법.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 흑색 도전성 금속물질이 상기 은 파우더의 표면에 피복되는 단계를 더 포함한 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널의 버스전극 형성방법.
3. 제 2 항에 있어서,

   상기 흑색 도전성 금속물질은 상기 은 파우더의 표면에 10㎚이하의 두께로 피복되는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널의 버스전극 형성방법.
4. 제 1 항에 있어서,

   상기 흑색 도전성 금속물질은 산화니켈, 산화코발트, 산화크롬 중 적어도 하나이거나, 이들 금속들의 조합체중 적어도 하나인 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널의 버스전극 형성방법.