KR20040090078A - 플라즈마 디스플레이 패널의 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 유전체의 불량을 방지할 수 있는 플라즈마 디스플레이 패널의 제조방법에 관한 것이다.

본 발명은 감광성 유전체가 형성된 기판을 금형으로 가압하여 격벽을 형성하는 단계와; 상기 감광성 유전체에 자외선을 조사하는 단계와; 상기 격벽을 소성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

플라즈마 디스플레이 패널의 제조방법{FABRICATING METHOD OF PLASMA DISPLAY PANEL}

본 발명은 플라즈마 디스플레이 패널의 제조방법에 관한 것으로, 특히 유전체의 불량을 방지할 수 있는 플라즈마 디스플레이 패널의 제조방법에 관한 것이다.

플라즈마 디스플레이 패널(Plasma Display Panel : 이하, "PDP"라 함)은 He+Xe, Ne+Xe 및 He+Ne+Xe 등의 가스 방전시 발생하는 147nm의 자외선에 의해 형광체를 발광시킴으로써 문자 또는 그래픽을 포함한 화상을 표시하게 된다. 이러한 PDP는 박막화와 대형화가 용이할 뿐만 아니라 최근의 기술 개발에 힘입어 크게 향상된 화질을 제공한다.

도 1을 참조하면, 어드레스전극(2)이 실장되어진 하부기판(14)과 유지전극쌍(4)이 실장되어진 상부 유리기판(16)을 구비하는 교류 구동방식의 PDP가 도시되어 있다.

어드레스전극(2)이 실장된 하부기판(14) 상에는 하부 유전체(18)와 방전셀들을 분할하는 격벽(8)이 형성된다. 하부 유전체(18)와 격벽(8)의 표면에는 형광체(6)가 도포된다. 형광체(6)는 플라즈마 방전시 발생되는 자외선에 의해 발광함으로써 가시광선을 발생한다.

유지전극쌍(4)이 실장된 상부기판(16)에는 상부 유전체(12)와 보호막(10)이순차적으로 형성된다. 상부 유전체(12)는 플라즈마 방전시 벽전하를 축적하게 되고, 보호막(10)은 플라즈마 방전시 가스 이온의 스퍼터링으로부터 유지전극쌍(4)과 상부 유전체(12)를 보호함과 아울러 이차전자의 방출효율을 높이는 역할을 한다. 이러한 PDP의 방전셀들에는 He+Xe 또는 He+Ne+Xe의 혼합가스가 봉입된다.

격벽(8)은 방전셀간의 전기적·광학적 크로스토크(Crosstalk)를 방지하는 역할을 한다. 따라서, 격벽(8)은 표시품질과 발광효율을 위한 가장 중요한 요소이며 패널이 대형화·고정세화됨에 따라 격벽에 대한 다양한 연구가 이루어지고 있다. 격벽 제조방법으로는 스크린 프린팅(Screen printing)법, 샌드 블라스팅(Sand blasting)법, 첨가(Additive), 감광성 페이스트법 및 LTCC-M(Low Temperature Cofired Ceramic on Metal) 방법 등이 적용되고 있다.

스크린 프린팅법은 공정이 간단하고 제조단가가 낮은 장점이 있으나, 매 인쇄시 스크린과 유리기판(14)의 정렬, 글라스 페이스트의 인쇄 및 건조를 수회 되풀이하는 문제점이 있다. 또한, 스크린과 유리기판의 위치가 어긋나게 되면 격벽이 변형되므로 격벽의 형상 정밀도가 떨어지는 단점이 있다.

샌드 블라스팅법은 대면적의 기판에 격벽을 형성할수 있는 장점이 있지만 연마재(샌드입자)에 의해 제거되는 글라스 페이스트의 양이 많게 되므로 재료의 낭비와 제조비용이 큰 단점이 있다. 또한, 연마재에 의해 유리기판(14)이 충격을 받게 되어 유리기판(14)이 균열 또는 손상되는 단점이 있다.

첨가법은 대면적의 기판 상에 격벽들(8)을 형성하기에 적합한 장점이 있으나, 포토레지스트와 글라스 페이스트의 분리가 어려워 잔류물이 남게되거나 격벽 성형시 격벽이 허물어지는 문제점이 있다.

감광성 페이스트법은 감광성 페이스트의 하부까지 감광성 페이스트를 노광하기 어려울 뿐 아니라 감광성 페이스트 가격이 고가인 단점이 있다.

LTCC-M 방법은 다른 격벽 제조방법에 비하여, 저온공정이며 공정이 단순한 장점이 있다.

도 2a 내지 도 2g는 LTCC-M법을 이용한 격벽 제조방법을 단계적으로 나타낸다.

먼저, 도 2a와 같은 그린시트(30)가 제작된다. 그린시트(30)는 유리분말, 유기용액, 가소제, 결합제, 첨가제 등이 소정 비율로 혼합된 슬러리를 폴리 에스테르 필름 위에 올려 놓고 닥터 블레이딩(Doctor Blading)으로 시트 형태로 성형한 후에 건조함으로써 제작된다. 그린시트(30)가 접합되는 하부 기판(14)의 재료로는 통상 금속 예를 들면, 티타늄(Titanum)이 주로 사용된다. 티타늄은 글라스 또는 세라믹 계열의 기판보다 강도, 내열온도가 크기 때문에 다른 글라스, 세라믹 재료보다 얇은 두께로 제작될 수 있으며, 하부기판(14)의 열적·기계적 변형을 줄일 수 있다. 또한, 티타늄은 반사율이 높기 때문에 하부기판(14) 쪽으로 투과되는 즉, 백스캐터링(Back scattering)되는 가시광을 표시면 쪽으로 반사시킴으로써 발광효율과 휘도를 높일 수 있는 장점이 있다.

이어서, 도 2b와 같이 하부기판(14) 상에 그린시트(30)를 라미네이팅하여 접합하고 도 2c와 같이 그린시트(30) 상에 어드레스전극(2)이 형성된다.

어드레스전극(2)이 형성된 하부기판(30) 상에는 도 2d와 같이 유전체 슬러리가 전면 인쇄된 후 건조됨으로써 하부 유전체(36 )이 형성된다. 하부 유전체(36)가 형성된 후에 어드레스전극(2)이 형성된 그린시트(30)와 하부 유전체(36)의 접착력을 높이기 위하여 2차 라미네이팅을 실시한다. 이어서, 하부 기판(14) 상에 접합된 그린시트(30)의 유동성을 높이기 위하여 결합제로 사용되는 유기물의 연화점 이하로 기판(32)을 가열하게 된다.

그린시트(30)의 유동성이 높아진 상태에서 도 2e와 같이 격벽 반대 형상의 홈(38a)이 형성된 금형(38)이 기판(14) 상에 정렬된다.

그리고 금형(38)은 도 2f와 같이 대략 150 kgf/cm²이상의 압력으로 기판(14) 상에 가압된다. 금형(38)의 가압시 그린시트(30)와 유전체(18)가 금형(38)의 홈(38a) 내로 이동되어 솟아 오르게 된다.

금형(38)이 도 2g와 같이 그린시트(30) 및 유전체(36)로부터 분리된 후에 격벽(8)은 승온, 유지, 냉각 존을 거치면서 소성된다. 이와 같은 소성과정에서 그린시트(30) 내의 유기물들이 타서 없어지는 번아웃(Binder burn out)을 거친 후, 번아웃 이상의 온도에서 무기물들 상에 결정핵이 생성 및 성장된다. 격벽소성 후에는 형광체(6)를 인쇄하기 전에 유전체(36) 위에는 산화티타늄(TiO2)과 같은 반사층 재료가 인쇄된 후 소성된다.

한편, 도 3을 참고하면, 금형(38)의 가압에 의해 금형(38)의 홈(38a) 이외의 영역에 대응되며 격벽(8) 사이에 위치하는 유전체(이하 "제1 유전체" 라고한다)(36a)는 금형(38)의 홈(38a)에 대응되는 격벽(8) 상에 위치하는 유전체(이하 "제2 유전체" 라고한다)(36b)보다 상대적으로 큰 압력을 받게 된다. 금형(38)에 직접압력을 받는 제1 유전체(36a)는 고밀도화되어 제1 유전체(36a)내의 내부응력에 의해 제1 유전체(36a)는 상대적으로 밀도가 낮은 제2 유전체(36b) 쪽으로 신장하게 된다. 이를 재료의 구조면에서 설명하면, 큰 압력을 받은 제1 유전체(36a)내의 고분자 사이의 결합 사슬구조의 배열상태가 변형됨으로써 제1 유전체(36a)는 제2 유전체(36b)와 밀도차가 발생하게 된다. 이러한 사슬구조의 변형은 고분자 사이의 간격을 조밀하게 하여 제1 유전체(36a)의 밀도를 상승시킨다. 이에 따라, 제2 유전체(36b)는 제1 유전체(36a)에 비해 상대적으로 낮은 밀도를 갖는다.

이러한 상태에서 격벽(8)을 소성하게 되면 도 4에 도시된 바와 같이 금형의 큰 압력을 받은 하부 유전체의 갈라짐(tearing) 등이 발생되어 어드레스전극이 노출된다. 노출된 어드레스전극으로 인해 상대적으로 낮은 어드레스전압으로도 어드레스방전이 일어나 오방전이 발생되는 문제점이 있다.

따라서, 본 발명의 목적은 격벽 형성시 유전체의 불량을 방지할 수 있는 플라즈마 디스플레이 패널의 제조방법을 제공하는데 있다.

도 1은 교류 구동방식의 면방전형 플라즈마 디스플레이 패널을 나타내는 사시도.

도 2a 내지 도 2g는 도 1에 도시된 격벽의 제조방법을 나타내는 단면도.

도 3은 금형의 가압후 밀도차가 나타나는 유전체를 설명하기 위한 도면.

도 4는 유전체의 불량을 설명하기 위한 도면.

도 5a 내지 도 5h는 본 발명의 실시예에 따른 격벽의 제조방법을 나타내는 단면도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

2, 102 : 어드레스전극 4 : 유지전극쌍

6, 106 : 형광체 8, 108 : 격벽

10, 100 : 보호막 18, 118 : 유전체

14, 114 : 하부기판 16, 116 : 상부기판

30, 130 : 그린시트 38, 138 : 금형

150 : 마스크

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 실시예에 따른 PDP의 제조방법은 감광성 유전체가 형성된 기판을 금형으로 가압하여 격벽을 형성하는 단계와; 상기감광성 유전체에 자외선을 조사하는 단계와; 상기 격벽을 소성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 감광성 유전체를 자외선에 조사하는 단계는, 상기 격벽을 제외한 영역에 형성된 감광성 유전체에 자외선을 조사하는 것을 특징으로 한다.

상기 감광성 유전체 내의 감광성 고분자 물질은 상기 자외선에 반응하여 상기 감광성 유전체의 밀도를 부분적으로 변화시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 자외선에 의해 상기 감광성 유전체의 밀도가 감소되는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 감광성 유전체는 감광성 물질을 포함하는 5~45wt％의 유기물과 55~95wt％의 유리분말로 구성되는 것을 특징으로 한다.

상기 유기물은 부틸벤질프탈레이트와 폴리비닐 부티랄을 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 격벽을 형성하는 단계는 상기 격벽 반대 형상의 홈이 형성된 금형으로 상기 감광성 유전체가 형성된 기판 상을 가압하는 단계와; 상기 금형을 기판으로 부터 분리하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 목적 외에 본 발명의 다른 목적 및 특징들은 첨부도면을 참조한 실시예에 대한 설명을 통하여 명백하게 드러나게 될 것이다.

이하, 도 5a 내지 도 5h를 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 설명하기로 한다.

도 5a 내지 도 5h는 본 발명의 실시예에 따른 격벽 제조방법을 나타내는 단면도이다.

먼저, 도 5a과 같은 그린시트(130)가 제작된다. 그린시트(130)는 유리분말, 유기용액, 가소제, 결합제, 첨가제 등이 소정 비율로 혼합된 슬러리를 폴리 에스테르 필름 위에 올려 놓고 닥터 블레이딩(Doctor Blading)으로 시트 형태로 성형한 후에 건조함으로써 제작된다. 그린시트(130)가 접합되는 기판(114)의 재료로는 통상 금속 예를 들면, 티타늄(Titanum)이 주로 사용된다. 티타늄은 글라스 또는 세라믹 계열의 기판보다 강도, 내열온도가 크기 때문에 다른 글라스, 세라믹 재료보다 얇은 두께로 제작될 수 있으며, 기판(114)의 열적·기계적 변형을 줄일 수 있다. 또한, 티타늄은 반사율이 높기 때문에 기판(114) 쪽으로 투과되는 즉, 백스캐터링(Back scattering)되는 가시광을 표시면 쪽으로 반사시킴으로써 발광효율과 휘도를 높일 수 있는 장점이 있다.

이어서, 도 5b와 같이 기판(114) 상에 그린시트(130)를 라미네이팅하여 접합하고 도 5c와 같이 그린시트(130) 상에 어드레스전극(102)이 형성된다.

어드레스전극(102)이 형성된 기판(130) 상에는 도 5d와 같이 유전체 슬러리가 전면 인쇄된 후 건조됨으로써 감광성 유전체(136)가 형성된다. 이 감광성 유전체(136)는 부틸벤질프탈레이트(Butylbezylphthalate;BBP)와 폴리비닐 부티랄(polyvinyl butyral:PVB )및 감광성 유기물을 포함하는 5~45wt％의 유기물과 55~95wt％의 유리분말이 함유된다. 감광성 유기물에는 카르복시기와 에틸렌성 불포화 이중 결합을 함유한 분자량 500~수십만의 오리고머 또는 폴리머를 포함한다. 이때, 감광성 광중함 개시제는 0.1~10wt％의 범위에서 첨가된다. 한편, 감광성 유전체 대신 감광성 물질이 포함된 그린시트를 이용할 수 있다.

감광성 유전체(136)가 형성된 후에 어드레스전극(102)이 형성된 그린시트(130)와 감광성 유전체(136)의 접착력을 높이기 위하여 라미네이팅을 실시한다. 이어서, 기판(136) 상에 접합된 그린시트(130)의 유동성을 높이기 위하여 결합제로 사용되는 유기물의 연화점 이하로 기판(114)을 가열하게 된다.

그린시트(130)의 유동성이 높아진 상태에서 도 5e와 같이 격벽 반대 형상의 홈(138a)이 형성된 금형(138)이 기판(114) 상에 정렬된다.

그리고 금형(138)은 도 5f와 같이 대략 150 kgf/cm²이상의 압력으로 기판(114) 상에 가압된다. 금형(138)의 가압시 그린시트(130)와 감광성 유전체(136)가 금형(138)의 홈(138a) 내로 이동되어 솟아 오르게 된다.

도 5g 참조하면, 금형(138)의 가압에 의해 금형(138)의 홈(138a) 이외에 영역에 대응되는 격벽(108) 사이에 위치하는 감광성 유전체(이하 "제1 감광성 유전체" 라고 한다)(136a)는 금형(138)의 홈(138a)에 대응되는 격벽(108) 상에 형성된 광유전체(이하 "제2 감광성 유전체" 라고 한다)보다 상대적으로 큰 압력을 받게 된다. 이에 따라, 상대적으로 큰 압력을 받은 제1 감광성 유전체(136a)내의 고분자 사이의 결합 사슬구조의 배열상태가 변형되어 고분자 사이의 간격이 제2 감광성 유전체(136b)보다 조밀해진다. 서로 다른 밀도차를 갖는 제1 및 제2 감광성 유전체(136a, 136b)의 밀도차를 보상하기 위해 제2 감광성 유전체(136b) 보다 상대적으로 고분자 사이에 간격이 조밀한 제1 감광성 유전체(136a)에 자외선을 조사한다.

구체적으로, 차단부(150a)와 투과부(150b)를 갖는 마스크(150)가 격벽(108)이 형성된 기판(114)상에 정렬된다. 마스크(150)의 투과부(150b)는 제1 감광성 유전체(136a)에 대응 되도록 위치하고, 차단부(150a)는 격벽(108) 상에 위치하는 제2 감광성 유전체(136b)와 대응되도록 위치한다.

마스크(150)가 정렬된 기판(114)을 자외선에 노출시킴으로써, 마스크(150)의 투과부(150b)에 대응되는 제1 감광성 유전체(136a)가 자외선에 노출되게 된다. 이 자외선은 제1 감광성 유전체(136a)내에 함유된 감광성 유기물의 고분자와, 연결된 유기물 또는 유리분말의 고분자들 간의 결합사슬구조를 끊어주게 된다. 이로써 금형(138)의 가압으로 인하여 서로 다른 고분자 배열상태를 갖는 제1 및 제2 감광성 유전체(136a,136b)는 유사한 배열상태를 가지게 되므로 제1 감광성 유전체(136a)와 제2 감광성 유전체(136b)의 밀도는 유사해진다.

또한, 제1 감광성 유전체(136a)는 자외선을 투과 시킴으로서 제1 감광성 유전체를 투과한 자외선은 어드레스전극(102)까지 조사할 수 있게 된다. 이 자외선으로 인해 어드레스전극(102)내에 고분자 들의 조밀한 결합 사슬구조도 이완되어 어드레스전극(102)의 단선을 방지하게 된다.

금형(138)이 도 5h와 같이 그린시트(130) 및 감광성 유전체(136)로부터 분리된 후에 격벽(108)은 승온, 유지, 냉각 존을 거치면서 소성된다. 이와 같은 소성과정에서 그린시트(130) 내의 유기물들이 타서 없어지는 번아웃(Binder burn out)을 거친 후, 번아웃 이상의 온도에서 무기물들 상에 결정핵이 생성 및 성장된다.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 플라즈마 디스플레이 패널의 제조공정은 LTCC-M 방식으로 격벽을 형성하는 경우에 금형의 가압공정에 의해 상대적으로 밀도가 증가한 유전체에 자외선을 조사한다. 이 자외선은 유전체 내의 고분자 들의 조밀한 결합 사슬구조를 이완시킴으로써 유전체의 불량을 방지할수 있다. 또한, 유전체를 투과한 자외선은 어드레스전극 내의 고분자들의 조밀한 결합 사슬구조를 이완시킴으로써 어드레스전극의 불량을 방지할 수 있다.

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 (7)

1. 감광성 유전체가 형성된 기판을 금형으로 가압하여 격벽을 형성하는 단계와;

   상기 감광성 유전체에 자외선을 조사하는 단계와;

   상기 격벽을 소성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널의 제조방법.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 감광성 유전체를 자외선에 조사하는 단계는,

   상기 격벽을 제외한 영역에 형성된 감광성 유전체에 자외선을 조사하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널의 제조방법.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 감광성 유전체 내의 감광성 고분자 물질은 상기 자외선에 반응하여 상기 감광성 유전체의 밀도를 부분적으로 변화시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널의 제조방법.
4. 제 3 항에 있어서,

   상기 자외선에 의해 상기 감광성 유전체의 밀도가 감소되는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널의 제조방법.
5. 제 3 항에 있어서,

   상기 감광성 유전체는 감광성 물질을 포함하는 5~45wt％의 유기물과 55~95wt％의 유리분말로 구성되는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널의 제조방법.
6. 제 5 항에 있어서,

   상기 유기물은 부틸벤질프탈레이트와 폴리비닐 부티랄을 포함하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널의 제조방법.
7. 제 1 항에 있어서,

   상기 격벽을 형성하는 단계는

   상기 격벽 반대 형상의 홈이 형성된 금형으로 상기 감광성 유전체가 형성된 기판 상을 가압하는 단계와;

   상기 금형을 기판으로 부터 분리하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널의 제조방법.