KR20040032350A - 플라즈마 디스플레이 패널의 상판 및 그의 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 서스테인전극쌍의 금속버스전극 상에 차단막을 형성함으로써 서스테인전극쌍 상에 형성된 유전체 내에서의 기포발생이나 황화현상을 방지하도록 한 플라즈마 디스플레이 패널 및 그의 제조방법에 관한 것이다.

서스테인전극쌍을 가지는 본 발명에 따른 플라즈마 디스플레이 패널의 상판은 서스테인전극쌍 각각이 가시광의 투과율이 높은 투명전극과, 투명전극 각각에 접속된 금속전극과, 금속전극 상에 형성되어 투명전극 물질과 금속전극 물질 간의 반응을 억제하기 위한 차단막을 구비하는 것을 특징으로 한다.

서스테인전극쌍을 가지는 본 발명에 따른 플라즈마 디스플레이 패널의 상판 제조방법은 서스테인전극쌍 각각이 가시광의 투과율이 높은 투명전극을 기판 상에 형성하는 단계와, 투명전극 각각에 접속된 금속전극을 형성하는 단계와, 금속전극 상에 투명전극 물질과 금속전극 물질 간의 반응을 억제하기 위한 차단막을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

플라즈마 디스플레이 패널의 상판 및 그의 제조방법{UPPER PLATE OF PLASMA DISPLAY PANEL AND METHOD OF THE SAME}

본 발명은 플라즈마 디스플레이 패널에 관한 것으로, 특히 서스테인전극쌍의 금속버스전극 상에 차단막을 형성함으로써 유전체 내에서의 기포발생이나 황화현상을 방지하도록 한 플라즈마 디스플레이 패널의 상판 및 그의 제조방법에 관한 것이다.

플라즈마 디스플레이 패널(Plasma Display Panel;이하 'PDP'라 함)은 통상 He+Xe, Ne+Xe, He+Ne+Xe 등의 가스 방전 시 발생하는 147nm의 자외선에 의해 형광체를 발광시킴으로써 문자 또는 그래픽을 포함한 화상을 표시하게 된다. 이러한 PDP는 박막화와 대형화가 용이하여 대면적 평판 디스플레이로서 주목받고 있을 뿐만 아니라 최근 업체들의 상업적인 생산이 개시되어 시장을 넓혀 가고 있다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 통상적으로 많이 사용되는 3전극 교류(AC) 방식의 PDP의 구조가 도시되어 있다.

도 1을 참조하면, 상/하부 유리기판(1,2)이 일정한 간격을 두고 평행하게 배치된다. 상/하부 유리기판(1,2) 사이의 방전공간에는 혼합가스가 주입된다. 혼합가스의 방전시 발광되는 형광체(5)는 하부 유리기판(2) 상에 도포된다. 상부 유리기판(1)에는 상부 유전체층(6)과 보호층(7)이 적층되며, 상부 유리기판(1)과 상부 유전체층(6) 사이에 길이방향으로 금속버스전극(9b)이 접합되는 서스테인전극쌍(Y,Z)이 어드레스전극(X)과 직교되는 방향으로 나란하게 배치된다. 하부 유리기판(2)에는 하부 유전체층(4)이 적층되며 그 사이에 어드레스전극(X)이 배치된다. 하부 유전체층(4) 위에는 어드레스전극(X)을 사이에 두고 격벽(3)이 신장된다.

하부 유리기판(2) 상에 형성되는 어드레스전극(X)은 어드레스전극(X)과 서스테인전극쌍(Y,Z) 중 한 전극에 전압이 인가되면 어드레스 방전을 일으키게 되어 방전셀을 선택하게 된다.

어드레스전극(X)상에 형성되는 격벽(3)은 셀 간의 전기적, 광학적 간섭을 차단하며 방전셀 내부에서 상/하부 유리기판(1,2)과 더불어 방전공간을 마련하게 된다.

격벽(3) 상에 도포되는 형광체(5)는 방전시 발생되는 짧은 파장의 진공 자외선(Vacuum Ultraviolet : VUV)에 의해 여기되어 고유색의 가시광선을 발생하므로써 각 방전셀에서 빛의 3원색인 적색, 녹색, 청색(R, G, B)을 표시하게 된다.

보호층(7)은 방전시 고유의 2차전자 방출특성을 가져 PDP의 방전전압을 낮추는 데 기여를 하며, 플라즈마 입자들의 이온 스퍼터링으로부터 상부 유전체층(6) 및 서스테인전극쌍(Y,Z)을 보호하는 역할을 한다. 이러한 보호층(7)은 주로 산화마그네슘(MgO)으로 이루어지고 있다.

서스테인전극쌍(Y,Z)은 어드레스 방전에 이어 서스테인전극쌍(Y,Z)에 서스테인 전압이 인가되어 서스테인 방전함으로써 방전을 유지시키게 된다. 서스테인전극쌍(Y,Z) 각각을 이루는 투명전극(9a)은 투명한 도전성물질(예를 들어, 인듐-틴-옥사이드(Indium-Tin-Oxide); ITO)로 형성되어 형광체(5)에서 발광된 가시광을 간섭하지 않게 된다. 그러나, 투명전극(9a)은 저항이 큰 도전성물질로 이루어져 있어 도전율이 낮다. 저항이 큰 투명전극(9a)은 서스테인전극쌍(Y,Z)의 방전 시 서스테인전극쌍(Y,Z)의 전압차를 유발시키고 열을 발생시킨다. 이는, 방전셀마다 방전량의 차이를 초래하여 패널의 휘도차를 발생시키며 패널의 온도를 높이는 등 패널의 균일성을 떨어뜨린다. 이에 의해, 도 2에 도시된 바와 같이 도전율이 낮은 투명전극(9a)에 금속버스전극(9b)이 접합되며, 이러한 금속버스전극(9b)은 서스테인전극쌍(Y,Z)의 저항을 줄여 패널의 균일성을 향상시키게 된다.

이러한 서스테인전극쌍(Y,Z)의 금속버스전극(9b)은 투명전극(9a)의 높은 저항 값을 보상하여 구동파형의 왜곡을 방지하는 목적으로 사용된다.

상/하부 유전체층(6, 4)은 방전시 전하를 축적하는 역할을 한다. 상부 유전체층(6)의 경우, 형광체(5)로부터 발광되는 가시광의 투과성을 증대시키기 위해 투명물질이 사용된다. 현재, 상용화되고 있는 PDP용 투명 유전체는 Pb가 다량 함유된 PbO-B₂O₃-SiO₂계인 저융점 타입 유전체가 주로 사용된다. 여기서, PbO는 저온 소성용 프릿(frit)에 일반적으로 첨가되는 성분이나, 플라즈마 방전 시 상부 유리기판(1)의 온도 상승으로 인해 상부 유리기판(1)의 서스테인전극쌍(Y,Z)으로부터 이온들이 발생되어 상부 유전체층(6)으로 확산 이동하게 된다. 그 결과, 장시간동안PDP를 사용할 경우, 전극이온들의 확산에 의해 상부 유전체층(6)에 자국(tree-like)이 남게 되며, 국부적으로 절연 저항을 감소시키는 문제가 있다.

나아가, 저융점 타입 유전체로 형성된 상부 유전체층(6)이 전극(Y,Z)주변에서 황색으로 변하는 황화현상이 유발된다. 황화현상을 유발하는 반응메커니즘은 아래 화학식 1에 나타나 있다.

상부 유리기판(1) 및 투명전극(9a)으로부터 발생한 Sn2+은 도 3에 도시된 바와 같이 금속버스전극(9b)에서 상부 유전체층(6)으로 확산이동한 은이온(Ag+)과 반응하여 은이온은 은(Ag)으로 쉽게 환원되고 Sn2+는 Sn4+로 산화된다. 이때, 금속버스전극(9b) 및 상부 유전체층(6) 사이에서 반응하여 형성된 은(Ag)은 콜로이드 형태로 군집을 이루어 상부 유전체층(6)을 황색으로 변화시키게 된다.

또한, 경우에 따라서는 금속버스전극(9b) 및 상부 유전체층(6)의 반응으로 인해 기포가 발생하기도 한다. 여기서, 전극 주변에 발생한 기포는 PDP의 방전시 전극을 단락시키거나 절연파괴를 초래하기도 한다.

이러한 금속버스전극과 유전체의 반응을 억제하는 방법으로 종래에는 주로 유전체의 조성을 금속버스전극과 반응이 억제되는 성분으로 설계하는 것이 주를 이루었다. 이에 의해, 전술한 바와 같이, 종래 전극과 반응이 심한 저융점 타입 유전체보다 반응성이 떨어지는 고융점 타입 유전체를 주로 사용하게 되었다. 여기서, 고융점 타입 유전체는 저융점 타입 유전체에 비해 Pb의 성분을 줄여 유전체의 유동성을 낮춘 PbO-ZnO-B₂O₃계 유전체이다. 유동성이 낮은 고융점 타입 유전체는 전극의 이온이 유전체 내에서 확산되는 양이 적어 전극과 유전체의 반응성이 낮은 특성을 가진다.

그러나 고융점 타입의 유전체는 저융점 타입의 유전체보다 투과율이 약 10% 정도 떨어져 PDP의 휘도를 현저하게 감소시키는 단점이 있다.

따라서, 유전체 내에서의 기포발생이나 황화현상을 일으키는 금속버스전극과 유전체의 반응을 억제함과 아울러 PDP의 휘도특성을 저하시키지 않는 유전체를 사용할 수 있도록 한 금속버스전극을 제조하는 방법이 개발되어야 하는 실정이다.

따라서, 본 발명의 목적은 서스테인전극쌍의 금속버스전극 상에 차단막을 형성함으로써 유전체 내에서의 기포발생이나 황화현상을 방지하도록 한 플라즈마 디스플레이 패널 및 그의 제조방법을 제공하는 데 있다.

도 1은 종래의 교류형 면방전 플라즈마 디스플레이 패널을 나타낸 사시도이다.

도 2는 도 1에 도시된 플라즈마 디스플레이 패널을 나타낸 단면도이다.

도 3은 도 1에 도시된 플라즈마 디스플레이 패널의 유전체 및 전극간 반응을 나타내는 도면이다.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 플라즈마 디스플레이 패널의 상판을 채용한 플라즈마 디스플레이 패널을 나타내는 단면도이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 간단한 설명>

1, 61 :상부유리기판2, 62 : 하부유리기판

3, 63: 격벽4, 64 : 하부 유전체층

5, 65 : 형광체6, 66 : 상부 유전체층

7, 67 : 보호층9,69 : 서스테인전극쌍

9a,69a: 투명전극9b,69b:금속버스전극

X, X1 : 어드레스전극Y,Y1 : 스캔전극

Z,Z1 : 서스테인전극

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 플라즈마 디스플레이 패널의 상판에 있어서 플라즈마 디스플레이 패널의 서스테인전극쌍은 가시광의 투과율이 높은 투명전극과, 투명전극 각각에 접속된 금속전극과, 금속전극 상에 형성되어투명전극 물질과 금속전극 물질 간의 반응을 억제하기 위한 차단막을 구비하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 플라즈마 디스플레이 패널의 상판에 있어서, 차단막은 코발트, 텅스텐 및 인을 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 플라즈마 디스플레이 패널의 상판에 있어서, 차단막은 1x 내지 1x % 코발트와, 2x 내지 2x % 의 텅스텐과, 3x 내지 3x %의 인을 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 플라즈마 디스플레이 패널의 상판에 있어서, 서스테인전극쌍이 형성되는 기판과, 서스테인전극쌍을 덮도록 기판 상에 형성되는 유전체층과, 유전체층 상에 형성되는 보호층을 더 구비하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 플라즈마 디스플레이 패널의 상판에 있어서, 유전체층은 저융점 타입 유전체인 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 플라즈마 디스플레이 패널의 상판 제조방법은 가시광의 투과율이 높은 투명전극을 기판 상에 형성하는 단계와, 투명전극 각각에 접속된 금속전극을 형성하는 단계와, 금속전극에서 방출되는 이온을 차단하기 위해 금속전극 상에 차단막을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 플라즈마 디스플레이 패널의 상판 제조방법에 있어서, 차단막은 코발트, 텅스텐 및 인을 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 플라즈마 디스플레이 패널의 상판 제조방법에 있어서, 차단막은 1x 내지 1x % 코발트와, 2x 내지 2x % 의 텅스텐과, 3x 내지 3x %의 인을 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 플라즈마 디스플레이 패널의 상판 제조방법에 있어서, 차단막은 금속전극 상에 무전해 도금된 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 플라즈마 디스플레이 패널의 상판 제조방법에 있어서, 서스테인전극쌍이 형성된 기판 상에 서스테인전극쌍을 덮도록 유전체층을 형성하는 단계와, 유전체층 상에 보호층을 형성하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 플라즈마 디스플레이 패널의 상판 제조방법에 있어서, 유전체층은 저융점 타입 유전체인 것을 특징으로 한다.

상기 목적 외에 본 발명의 다른 목적 및 이점들은 첨부 도면을 참조한 본 발명의 바람직한 실시 예에 대한 설명을 통하여 명백하게 드러나게 될 것이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 도 4를 참조하여 상세하게 설명하기로 한다.

도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 PDP 상판의 측면도를 개략적으로 나타낸다.

도 4을 참조하면, 본 발명에 따른 PDP 상판을 채용한 3전극 교류 면방전형 PDP는 하부 유리기판(62)에 적층된 하부 유전체층(64)과, 하부 유전체층(64) 사이에 배치되도록 형성된 어드레스전극(X1)과, 하부 유전체층(64) 위에서 어드레스전극(X1)을 사이에 두고 신장된 격벽(63)과, 격벽(63) 상에 도포된 형광체(65)를 포함하는 하판을 구비하고, 상부 유리기판(61)에 적층된 상부 유전체층(66)과, 상부 유전체층(66) 상에 적층된 보호층(67)과, 상부 유리기판(61)과 상부 유전체층(66)사이에서 형성되며 투명전극(69a) 및 금속버스전극(69b)으로 구성된 서스테인전극쌍(Y1,Z1)과, 서스테인전극쌍(Y1,Z1)의 금속버스전극(69b) 상에 도포된 차단막(68)을 포함하는 상판을 구비한다.

형광체(65)는 방전시 발생되는 짧은 파장의 진공 자외선(Vacuum Ultraviolet : VUV)에 의해 여기되어 고유색의 가시광선을 발생하므로써 각 방전셀에서 빛의 3원색인 적색, 녹색, 청색(R, G, B)을 표시하게 된다.

하부 유리기판(62)에서 어드레스전극(X1)은 어드레스전극(X1)과 서스테인전극쌍(Y1,Z1) 중 한 전극에 전압이 인가되면 어드레스 방전을 일으키게 되어 방전셀을 선택하게 된다.

격벽(63)은 방전셀 간의 전기적, 광학적 간섭을 차단하며 방전셀 내부에서 상/하부 유리기판(61,62)과 더불어 방전공간을 마련하게 된다.

보호층(67)은 방전시 고유의 2차전자 방출특성을 가져 PDP의 방전전압을 낮추는 데 기여를 하며, 플라즈마 입자들의 이온 스퍼터링으로부터 상부 유전체층(6) 및 서스테인전극쌍(Y,Z)을 보호하는 역할을 한다. 이러한 보호층(67)은 주로 산화마그네슘(MgO)으로 이루어지고 있다.

상/하부 유전체층(64,66)은 방전시 전하를 축적하는 역할을 한다. 상부 유전체층(6)의 경우, 형광체(5)로부터 발광되는 가시광의 투과성을 증대시키기 위해 투명물질이 사용된다

서스테인전극쌍(69)은 어드레스 방전에 이어 서스테인전극쌍(69)에 서스테인 전압이 인가되어 서스테인 방전함으로써 방전을 유지시키게 된다.서스테인전극쌍(Y1,Z1) 각각을 이루는 투명전극(69a)은 투명한 도전성물질(예를 들어, ITO)로 형성되어 형광체(65)에서 발광된 가시광을 간섭하지 않게 된다. 서스테인전극쌍(69) 각각에 접합되는 금속버스전극(69b)은 서스테인전극쌍(Y1,Z1) 각각이 도전율이 낮은 투명전극(ITO)으로 이루어져 있어 방전시 패널의 균일성을 떨어뜨리게 되므로 서스테인전극쌍(Y1,Z1)의 저항을 줄이는 역할을 하게 된다.

본 발명에 따른 PDP 상판은 상판의 서스테인전극쌍(Y1.Z1) 각각에 형성된 금속버스전극(69b)의 표면에 형성된 차단막(Barrier)(68)인 CoWP(코발트,텅스텐,인)층을 구비하게 된다. 이 차단막(68)은 차단막을 이루는 구성성분인 Co, W, 및 P 각각이 1x~2x%, 2x~2x%, 3x~3x%의 조성비율을 갖도록 형성된다.

이러한 차단막(68)은 금속버스전극(69b)을 구성하는 은(Ag) 혹은 구리(Cu)가 유전체층으로 확산되는 것을 방지하게 된다. 따라서, 종래 PDP의 금속버스전극과 유전체층 사이에서 발생하던 반응이 억제되어 기포발생이나 황화현상이 방지된다. 즉, 본 발명의 실시예에 따른 플라즈마 디스플레이 패널의 상판에서 금속전극(69b) 상에 형성되는 차단막(68)은 전극(Y1,Z1)에서 발생하는 이온의 확산방지층 역할을 하게 된다.

본 발명의 실시예에 따른 PDP 상판에서 금속버스전극(69b) 상에 차단막(68)을 형성하는 방법은 무전해 도금법을 이용하게 된다. 무전해 도금법은 전해 도금법에 비해 제작공정이 간단하고 효율적이며 금속 전극 위에 전극 이온 확산방지층인 차단막(68)을 선택적으로 형성할 수 있는 장점이 있다.

이러한 차단막(68)이 형성된 금속버스전극(69b)은 어떠한 조성을 가지는 유전체와도 반응성이 없게 된다.

따라서, 본 발명의 실시예에 따른 PDP 상판을 채용한 PDP는 광투과율이 높아 PDP의 휘도특성을 향상시키는 특성을 가지는 저융점 타입 유전체가 사용될 수 있다. 그 결과, 본 발명의 실시예에 따른 상판을 채용한 PDP의 광투과율은 고융점 타입의 투명유전체를 사용하는 종래 PDP에 비해 약 10% 정도 향상된다. 이에 의해, 본 발명의 실시예에 따른 PDP 상판을 채용한 PDP는 휘도특성이 종래에 비해 획기적으로 향상되게 된다.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 PDP 상판을 채용한 PDP는 금속전극 상에 금속전극에서 방출되는 전극 이온의 확산을 차단하는 차단막을 구비함으로써 유전체층에 발생하던 황화현상과 기포의 발생을 방지할 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 PDP 상판을 채용한 PDP는 금속전극 상에 금속전극에서 방출되는 전극 이온의 확산을 차단하는 차단막을 구비함으로써 광투과율이 우수한 저융점 유전체층을 사용할 수 있게 되어 PDP의 휘도특성을 획기적으로 향상시킬 수 있게 된다.

나아가, 본 발명에 따른 PDP 상판에서 금속전극 상에 형성되는 차단막은 무전해 도금법으로 제작됨으로써 전해 도금법에 비해 제작공정이 간단하며 금속전극 상에 선택적으로 차단막을 형성할 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 (11)

1. 서스테인전극쌍을 가지는 플라즈마 디스플레이 패널에 있어서,

   상기 서스테인전극쌍 각각은,

   가시광의 투과율이 높은 투명전극과,

   상기 투명전극 각각에 접속된 금속전극과,

   상기 금속전극 상에 형성되어 상기 투명전극 물질과 상기 금속전극 물질 간의 반응을 억제하기 위한 차단막을 구비하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널의 상판.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 차단막은 코발트, 텅스텐 및 인을 포함하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널의 상판.
3. 제 2 항에 있어서,

   상기 차단막은 1x 내지 1x % 코발트와,

   2x 내지 2x % 의 텅스텐과,

   3x 내지 3x %의 인을 포함하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널의 상판.
4. 제 1 항에 있어서,

   상기 서스테인전극쌍이 형성되는 기판과,

   상기 서스테인전극쌍을 덮도록 상기 기판 상에 형성되는 유전체층과,

   상기 유전체층 상에 형성되는 보호층을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널의 상판.
5. 제 4 항에 있어서,

   상기 유전체층은 저융점 타입 유전체인 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널의 상판.
6. 가시광의 투과율이 높은 투명전극을 기판 상에 형성하는 단계와,

   상기 투명전극 각각에 접속된 금속전극을 형성하는 단계와,

   상기 금속전극에서 방출되는 이온을 차단하기 위해 상기 금속전극 상에 차단막을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널의 상판 제조 방법.
7. 제 6 항에 있어서,

   상기 차단막은 코발트, 텅스텐 및 인을 포함하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널의 상판 제조 방법.
8. 제 7 항에 있어서,

   상기 차단막은 1x 내지 1x % 코발트와,

   2x 내지 2x % 의 텅스텐과,

   3x 내지 3x %의 인을 포함하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널의 상판 제조 방법.
9. 제 6 항에 있어서,

   상기 차단막은,

   상기 금속전극 상에 무전해 도금된 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널의 상판 제조 방법.
10. 제 6 항에 있어서,

    상기 서스테인전극쌍이 형성된 기판 상에 상기 서스테인전극쌍을 덮도록 유전체층을 형성하는 단계와,

    상기 유전체층 상에 보호층을 형성하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널의 상판 제조 방법.
11. 제 10 항에 있어서,

    상기 유전체층은 저융점 타입 유전체인 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널의 상판 제조 방법.