KR20030046062A - 플라즈마 디스플레이 패널 및 그의 제조방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 보호막을 라인형태로 유지전극쌍이 형성되는 방전영역만 도포시킴으로써 배기시간 단축 및 형광체 열화를 줄일 수 있도록 한 플라즈마 디스플레이 패널 및 그의 제조방법에 관한 것이다.
본 발명에 따른 플라즈마 디스플레이 패널은 기판 상에 형성되어 방전을 일으키는 전극들과, 전극들을 덮도록 상기 기판 상에 형성되는 유전층과, 유전층 상에 상기 전극들에 의한 방전영역에만 형성되는 보호층을 구비한다.
본 발명에 의하면, PDP 상판에 증착되는 보호막을 방전영역에만 패터닝하여 형성함으로써 상/하판 봉착 배기시 제거해야 할 산화마그네슘 즉, 보호막에 흡착된 오염원을 줄일 수 있게 된다.

Description

플라즈마 디스플레이 패널 및 그의 제조방법{Plasma Display Panel and Fabricating Method Thereof}
본 발명은 플라즈마 디스플레이 패널에 관한 것으로, 특히 상판의 산화마그네슘 보호막을 라인형태로 유지전극쌍이 형성되는 방전영역만 도포시킴으로써 배기시간 단축 및 형광체 열화를 줄일 수 있도록 한 플라즈마 디스플레이 패널 및 그의 제조방법에 관한 것이다.
정보처리 시스템의 발전과 보급 증가에 따라 시각정보 전달 수단으로 디스플레이 장치의 중요성이 증대되고 있다. 특히 종래 CRT(Cathod Ray Tube)는 사이즈가 크고 동작전압이 높으며 표시 일그러짐이 발생하는 여러 가지 문제점을 가지고 있어 화면의 대형화, 평면화를 목표로 하는 최근의 추세가 적합하지 않아 최근에는 매트릭스 구조를 가지는 각종 평면디스플레이의 연구가 활발히 진행 중이다.
최근, 액정표시장치(Liquid Crystal Display; 이하 "LCD"라 한다), 전계방출 표시장치(Field Emission Display; 이하 "FED"라 한다) 및 플라즈마 표시장치 (Plasma Display Panel; 이하 "PDP"라 한다)등의 평면 표시장치가 활발히 개발되고 있다. PDP는 He+Xe, Ne+Xe 및 He+Ne+Xe 등 불활성 혼합가스의 방전시 발생하는 147㎚의 자외선에 의해 형광체를 발광시킴으로써 문자 또는 그래픽을 포함한 화상을 표시하게 된다. 이러한 PDP는 박막화와 대형화가 용이할 뿐만 아니라 구조가단순해짐으로 제작이 용이해지고 아울러 다른 평면 표시장치에 비하여 휘도 및 발광효율이 높다는 이점을 가진다. 이러한 이점들로 인하여 PDP에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 특히, 3전극 교류 면방전형 PDP는 방전시 표면에 벽전하가 축적되며 방전에 의해 발생되는 스퍼터링으로부터 전극들을 보호하기 때문에 저전압 구동과 장수명의 장점을 가진다.
도 1 및 도 2는 통상적인 3전극 교류형 PDP의 방전셀에 대한 단면도를 도시한 것이다. 방전셀은 유지전극쌍(2)이 형성된 상부기판(1)과, 어드레스전극(7)이 형성된 하부기판(6)을 구비한다. 상부기판(1)과 하부기판(6)은 격벽(8)을 사이에 두고 평행하게 이격된다. 상부기판(1), 하부기판(6) 및 격벽(8)에 의해 마련되어진 방전공간에는 Ne+Xe, He+Xe 및 He+Ne+Xe 등의 혼합가스가 주입된다. 유지전극쌍(2) 중 하나는 어드레스기간에 공급되는 주사전압펄스에 응답하여 어드레스전극(7)과 함께 대향방전을 일으키고 서스테인기간에 공급되는 서스테인펄스에 응답하여 인접한 유지전극(2)과 면방전을 일으키는 주사/유지 전극으로 이용된다. 이러한 주사/유지 전극으로 이용되는 유지전극쌍(2)은 서스테인펄스가 공통으로 공급되는 공통유지전극으로 이용된다. 유지전극쌍(2)이 형성된 상부기판(1) 상에는 상부 유전층(4)과 보호막(5)이 적층된다. 상부 유전층(4)은 플라즈마 방전전류를 제한함과 아울러 방전시 벽전하를 축적하는 역할을 한다. 보호막(5)은 플라즈마 방전시 발생된 스퍼터링에 의한 상부 유전층(4)의 손상을 방지하고 2차 전자의 방출 효율을 높이게 된다. 이 보호막(5)은 통상 산화마그네슘(MgO)으로 이루어진다. 어드레스전극(7)은 상기 유지전극쌍(2)과 교차하게 형성되며, 디스플레이되어질 셀들을 선택하기 위한 데이터신호가 공급된다. 어드레스전극(7)이 형성되어진 하부기판(6)에는 하부 유전층이 형성된다. 하부 유전층 상에는 방전공간을 분할하기 위한 격벽들(8)이 수직으로 신장된다. 하부 유전층과 격벽(8)의 표면에는 진공 자외선에 의해 여기되어 적색, 녹색 또는 청색의 가시광을 발생하는 형광체(9)가 도포된다.
이러한 구조의 PDP 방전셀은 어드레스전극(7)과 유지 전극(2) 사이의 대향방전에 의해 선택된 후 유지전극쌍(2) 사이의 면방전에 의해 방전을 유지하게 된다. 그리고, 유지방전시 발생되는 자외선에 의해 형광체(9)가 발광하여 가시광이 셀 외부로 방출되게 된다. 이러한 셀의 방전유지기간, 즉 유지방전 횟수를 비디오데이터에 따라 조절함으로써 영상 표시에 필요한 계조(Gray Scale)를 구현하게 된다.
또한 상부기판 상에 유지전극쌍(2)을 스퍼터링이나 진공증착 등의 방법을 이용하여 형성하고, 그 유지전극쌍(2) 상에 Cr/Cu/Cr로 이루어진 금속 버스전극(3)을 주로 스퍼터링 방식에 의해 형성한다. 유지전극쌍(2)과 버스전극(3)이 형성된 상부기판(1)상에 상부 유전체층(4)은 스크린 프린팅 방법에 의해 도포되고, 이 유전체층(4) 표면에 보호막(5)이 형성되게 된다. 이때 산화마그네슘(MgO)을 약 5000Å정도로 증착하여 보호막을 형성한다.
이때 보호막인 산화마그네슘(MgO) 층은 주로 1층으로 되어 있으며, PDP의 방전전압 및 방전 유지전압 등 주로 전압 및 휘도 특성에 많은 영향을 미치는 중요한 막이므로 이 보호막을 개선시켜 좋은 방전특성을 얻으려 하는 것이다.
그러나, 산화 마그네슘(MgO)은 대기 중에 존재하는 수분(H20)과 흡착하기 쉽다. 시간이 지남에 따라 흡착된 수분이 막 내부로 확산되고, 일부는 화학반응으로 인하여 Mg(OH)2가 형성된다. 이러한 수분(H20)은 산화 마그네슘(MgO) 즉, 보호막 표면이 350℃ 이상이 되어야 제거될 수 있다.
이와 같이 일반적인 교류형 PDP의 제조에 있어서 산화 마그네슘에 포함된 수분(H20)를 제거 즉, 전극표면(즉, 절연층)을 균일화하여 양호한 방전특성을 얻고 구동전압을 감소시키기 위해 패널 봉착 전에 약 24시간 동안의 고온 진공배기를 수행한다.
이러한 고온 진공배기공정은 시간이 오래 걸리는 문제 외에도 형광체가 고온의 수분(H20) 분위기에서 장시간 노출됨으로 인하여 형광체의 발광효율이 저하되는 문제점이 있게 된다.
따라서, 본 발명의 목적은 PDP의 제조에 있어서 비방전 영역의 보호막 증착을 제외시킴으로써 패널에 증착된 보호막의 표면적을 줄임과 아울러 상하판 봉착/배기시 제거해야 할 오염원을 줄이도록 한 플라즈마 디스플레이 패널 및 그의 제조방법을 제공하는 데 있다.
도 1은 종래 면방전 교류 플라즈마 디스플레이 패널을 설명하는 도면.
도 2는 종래의 교류 플라즈마 디스플레이 패널의 단위 방전셀을 도시한 단면도.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 플라즈마 디스플레이 패널의 방전셀에 대한 상판의 단면을 나타내는 도면.
도 4는 도 3에 도시된 상판의 평면도를 나타내는 도면.
도 5a 내지 도 5e는 본 발명의 실시예에 따른 플라즈마 디스플레이 패널의 상판 제조방법을 순차적으로 나타내는 도면.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
1,11 : 상부기판 2,12 : 유지전극쌍
3,13 : 버스전극쌍 4,14 : 유전층
5,15 : 보호막 6 : 하부기판
7,17 : 어드레스전극 8,18 : 격벽
9 : 형광체 16 : 패턴 마스크
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 플라즈마 디스플레이 패널은 기판 상에 형성되어 방전을 일으키는 전극들과, 상기 전극들을 덮도록 상기 기판 상에 형성되는 유전층과, 상기 유전층 상에 상기 전극들에 의한 방전영역에만 형성되는 보호층을 구비한다.
본 발명에 따른 플라즈마 디스플레이 패널의 제조방법은 기판 상에 금속 재질이 포함되는 일정패턴으로 형성되어 방전을 일으키는 전극쌍들을 형성하는 단계와, 상기 기판 전면에 유전층을 형성하고 소성하는 단계와, 상기 유전층 상에서 상기 전극쌍에 의해 방전을 일으키는 영역에만을 덮도록 보호층을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서의 보호층을 형성하는 단계는 기판 상에 방전 영역이 오픈되어 있는 마스크를 배열하는 단계와, 상기 마스크를 통하여 산화마그네슘을 상기 기판 상에 증착시키는 단계를 포함하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 목적 외에 본 발명의 다른 목적 및 특징들은 첨부 도면을 참조한 실시예에 대한 설명을 통하여 명백하게 드러나게 될 것이다.
이하, 도 3 내지 도 5e를 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 설명하기로 한다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 플라즈마 디스플레이 패널의 방전셀에 대한 상판의 단면을 나타내는 도면이고, 도 4는 도 3에 도시된 상판의 평면도를 나타내는 도면이다.
도 3 및 도 4를 참조하면, PDP의 상판에서 상부기판(11)에는 하나의 화소에서 쌍을 이루며 상호간 방전에 픽셀의 발광을 유지하기 위한 방전 유지전극쌍(12)으로 주사전극(12a)과 유지전극(12b)이 형성되며, 유지전극쌍(12)의 가장자리에는 유지전극쌍(12)에 비해 상대적으로 좁은 폭을 가지며 주사 및 유지전극(12a,12b)의 저항성분을 보상하기 위하여 금속전극(13a,13b)으로 이루어진다. 상기 유지전극쌍(12)의 방전전류를 제한하고 유지전극쌍 간을 절연시켜 주는 유전층(14)이 형성되고, 유전층(14) 위에는 보호층(16a,16b)이 형성된다.
상판은 유지전극쌍(12a,12b) 간 방전에 의해 발광하는 방전영역(T1)과 하나의 방전셀과 다음 방전셀간 사이에 형성되어 방전이 발생되진 않는 비방전영역(T2)으로 구분된다. 이 때 보호층(16a,16b)은 유지전극쌍(12a,12b)에 의한 방전영역만을 도포하도록 스트라이프 형태로 형성된다.
상기와 같이 구성될 경우 보호막 증착 영역을 줄어들게 되고 봉착/배기시 보호막(16a,16b)과 흡착되는 수분의 양이 줄어듦으로 인하여 배기공정이 단축되고 형광체 열화를 줄일 수 있게 된다.
도 5a 내지 도 5e는 본 발명의 실시예에 따른 플라즈마 디스플레이 패널의 상판 제조방법을 순차적으로 나타내는 도면이다.
먼저, 상부기판(1) 상에 도 5a 및 도 5b에서와 같이 방전 유지전극쌍(12,13)을 이루는 라인 형태의 주사 및 유지전극(12a,12b)과 버스전극(13a,13b)을 각각 일정간격으로 패턴 형성하게 된다. 패턴이 형성되면 500℃ 이상에서 소성공정을 거치게 된다. 소성공정을 거친 후 도 5c에서와 같이 상부기판(11) 전면에 벽전하를 발생시켜 구동전압을 떨어뜨리기 위한 유전층(14)을 형성한다. 이때의 유전층(14)은 산화규소(SiO2) 및 산화납(PbO)이 주성분을 이루고 있다. 유전층(14)이 형성되면 또 한번의 소성공정을 거치게 된다.
유전층(14)이 형성되면 상부기판(11) 상에 도 5d에서와 같이 패턴 마스크(16)을 배열한다. 이 때 패턴 마스크(16)는 방전셀 간의 비방전 영역(T2) 상을 배치되는 차단부(16a)와, 유지전극쌍(12)에 의해 방전이 발생하는 방전영역(T1) 상에 배열되는 오픈부(16b)로 구성된다. 패턴 마스크(16)가 배열되면 패턴 마스크(16)의 오픈부(16b)를 통하여 방전시 발생하는 스퍼터링으로부터 유전층(14)을 보호하기 위하여 도 5e에서와 같이 유지전극쌍(12)과 나란하게 라인 형태의 보호층(15)이 형성된다. 보호층(6)은 산화마그네슘(MgO)이 사용된다.
그리고 완성된 상부구조와 하부구조를 프리트그라스에 의해 봉합하면 밀봉된 내부에 공간이 형성된다. 가스주입 유리관을 이용하여 이 공간내의 공기를 빼내고, 배기공정을 거쳐 내부진공을 이룬 후 유리관을 열로 봉합시켜 완전한 밀봉공간을 형성하게 되는 것이다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 교류 플라즈마 디스플레이 패널은 PDP 상판에 증착되는 보호막을 방전영역에만 패터닝하여 형성함으로써 상/하판 봉착 배기시 제거해야 할 산화마그네슘 즉, 보호막에 흡착된 오염원을 줄일 수 있게 된다.
이상 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 발명의 기술사상을 일탈하지 아니하는 범위에서 다양한 변경 및 수정이 가능함을 알 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 기술적 범위는 명세서의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허 청구의 범위에 의해 정하여져야만 할 것이다.

Claims (4)

  1. 기판 상에 형성되어 방전을 일으키는 전극들과,
    상기 전극들을 덮도록 상기 기판 상에 형성되는 유전층과,
    상기 유전층 상에 상기 전극들에 의한 방전영역에만 형성되는 보호층을 구비하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 보호막은 상기 기판 상에 고온으로 증착된 산화마그네슘막인 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널.
  3. 기판 상에 금속 재질이 포함되는 일정패턴으로 형성되어 방전을 일으키는 전극쌍들을 형성하는 단계와,
    상기 기판 전면에 유전층을 형성하고 소성하는 단계와,
    상기 유전층 상에서 상기 전극쌍에 의해 방전을 일으키는 영역에만을 덮도록 보호층을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널의 제조방법.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 보호층을 형성하는 단계는 기판 상에 방전 영역이 오픈되어 있는 마스크를 배열하는 단계와,
    상기 마스크를 통하여 산화마그네슘을 상기 기판 상에 증착시키는 단계를 포함하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널.
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