KR20070029966A - 플라즈마 디스플레이 패널 - Google Patents

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KR20070029966A
KR20070029966A KR1020050084652A KR20050084652A KR20070029966A KR 20070029966 A KR20070029966 A KR 20070029966A KR 1020050084652 A KR1020050084652 A KR 1020050084652A KR 20050084652 A KR20050084652 A KR 20050084652A KR 20070029966 A KR20070029966 A KR 20070029966A
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Abstract

본 발명은 플라즈마 디스플레이 패널에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 플라즈마 디스플레이 패널의 전극 또는 이와 접하는 패널 부재에 카본을 함유시키거나, 전극 또는 패널부재와 접하도록 카본층을 도입함으로써, 종래 플라즈마 디스플레이패널의 전극, 특히 은(Ag) 전극을 사용함에 따라 발생하는 유리 기판 및 유전체층의 황변 현상과, 전극의 부식 현상을 방지하여 전극 및 패널의 수명 및 신뢰도를 증가시킨다.
카본, 변색, 마이그레이션, 부식, 황변

Description

플라즈마 디스플레이 패널{PLASMA DISPLAY PANEL}
도 1은 본 발명의 플라즈마 디스플레이 패널의 일 예를 개략적으로 나타낸 부분 분해 사시도.
도 2a는 본 발명의 제1구현예에 따라 카본이 함유된 어드레스 전극을 포함하는 플라즈마 디스플레이 패널의 배면패널의 부분 단면도.
도 2b는 본 발명의 제1구현예에 따라 카본이 함유된 버스전극을 포함하는 플라즈마 디스플레이 패널의 전면패널의 부분 단면도.
도 3a는 본 발명의 제2구현예에 따라 카본이 함유된 유전체층을 포함하는 플라즈마 디스플레이 패널의 배면패널의 부분 단면도.
도 3b는 본 발명의 제2구현예에 따라 카본이 함유된 유전체층을 포함하는 플라즈마 디스플레이 패널의 전면패널의 부분 단면도.
도 4a는 본 발명의 제3구현예에 따라 어드레스 전극과 유전체층 사이에 카본층이 형성된 플라즈마 디스플레이 패널의 배면패널의 부분 단면도.
도 4b는 본 발명의 제3구현예에 따라 어드레스 전극과 제2기판 사이에 카본층이 형성된 플라즈마 디스플레이 패널의 배면패널의 부분 단면도.
도 4c는 본 발명의 제3구현예에 따라 어드레스 전극과 유전체층, 및 어드레스 전극과 제2기판 사이에 카본층이 형성된 플라즈마 디스플레이 패널의 배면패널 의 부분 단면도.
도 5a는 본 발명의 제3구현예에 따라 버스전극과 유전체층 사이에 카본층이 형성된 플라즈마 디스플레이 패널의 전면패널의 부분 단면도
도 5b는 본 발명의 제3구현예에 따라 버스전극과 제1기판 사이에 카본층이 형성된 플라즈마 디스플레이 패널의 전면패널의 부분 단면도.
도 5c는 본 발명의 제3구현예에 따라 버스전극과 유전체층, 및 어드레스 전극과 제1기판 사이에 카본층이 형성된 플라즈마 디스플레이 패널의 배면패널의 부분 단면도.
도 6a는 실시예 1에서 제조된 은/카본 전극의 표면 상태를 보여주는 광학 현미경 사진이고, 도 6b는 비교예 1에서 제조된 전극의 표면 상태를 보여주는 광학 현미경 사진이다.
도 7a는 실시예 1에서 제조된 은/카본 전극의 표면 상태를 보여주는 광학 현미경 사진이고, 도 7b는 비교예 1에서 제조된 전극의 표면 상태를 보여주는 광학 현미경 사진이다.
도 8은 실시예 1 및 비교예 2에서 제조된 전극의 시간에 따른 마이그레이션 특성을 보여주는 그래프이다.
[기술분야]
본 발명은 전극의 부식·변색과 전극간의 쇼트를 방지하고, 유리 기판의 황변을 억제하기 위해 전극 또는 이와 플라즈마 디스플레이 패널의 부재에 카본을 함유시키거나, 상기 전극과 접하도록 카본층이 형성된 플라즈마 디스플레이 패널에 관한 것이다.
[종래기술]
플라즈마 디스플레이 패널(Plasma Display Panel, 이하 'PDP'라 한다)은 대형 패널 제작이 용이하고 빠른 응답속도를 가짐과 동시에 시야각이 넓어 차세대 디스플레이의 하나로 주목받고 있다.
PDP의 표시전극 및 어드레스 전극으로는 전기 전도도가 우수한 은 전극이 주로 사용되고 있다.
은 전극의 제조는 여러 가지 방법이 제안되고 있으나, 일반적으로 은 입자, 글라스 프릿, 수지 및 용매 등을 포함하는 은 페이스트를 스크린 인쇄법으로 패터닝한 후, 500 ℃ 이상에서 소성하여 제조하고 있다.
상기 은 전극은 소성 공정 중 이온화되어 Ag+의 형태로 유리 기판이나 유전체 층에 확산되는 마이그레이션(migration)이 발생하고, 상기 확산된 은 이온이 유리 기판 또는 유전체 중의 Sn2 +, Na+ 또는 Pb2 + 등의 알칼리 금속에 의해 환원된다. 상기 환원된 은 이온은 콜로이드 입자로 침전하여 계속 성장하여 이로 인해 유리 기판 또는 유전체층에 착색이 발생하여 PDP 패널의 황변 현상이 발생한다(J. E. SHELBY and J. VITKO. Jr Journal of Non Crystalline Solids Vo1. 150(1982) 107- 117).
이러한 황변 현상은 명실 콘트라스트를 비롯한 모듈의 광학적 품위에 악영향을 나타내, 결국 패널의 휘도 및 색도의 악화가 일어나 PDP의 화질을 현저히 저하시킨다.
이와 더불어 은 전극은 습기나 이물 등의 외인성 인자에 의해 은 전극이 산화은 혹은 황화은을 형성하여 전극 표면으로 석출되어 전극 패턴이 불량해지고, 전극이 쉽게 변색 및 부식되어 전극으로서의 전기적 특성뿐만 아니라 수명이 크게 저하되는 문제가 남아 있다.
이와 같은 문제를 해결하기 위해 다양한 방법이 시도되고 있으나, 아직까지 은 전극을 사용하는 경우 은 전극의 부식과, 유리 기판 및 유전체층의 황변 현상에 대한 특별한 해결책을 제시하고 있지는 못하다.
상기한 문제를 해결하기 위한 본 발명의 목적은 전극 또는 이와 접하는 플라즈마 디스플레이 패널 부재에 카본을 함유시켜, 전극의 부식을 방지하여 수명을 증가시키고, 전극과 접하는 유리 기판과 유전체층의 황변 현상을 억제하여 신뢰도가 증가된 플라즈마 디스플레이 패널을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 전극과 이와 접하는 플라즈마 디스플레이 패널 부재 사이에 카본층을 형성하여 전극의 부식을 방지하여 수명을 증가시키고, 전극과 접하는 유리 기판과 유전체층의 황변 현상을 억제하여 신뢰도가 증가된 플라즈마 디스플레이 패널을 제공하는 것이다.
상기한 목적을 달성하기 위해, 본 발명은 플라즈마 디스플레이 패널의 전극 또는 이와 접하는 플라즈마 디스플레이 패널 부재가 카본을 포함하는 플라즈마 디스플레이 패널을 제공한다.
또한 본 발명은 플라즈마 디스플레이 패널의 전극 및 이와 접하는 플라즈마 디스플레이 패널 부재 사이에 카본층이 형성된 플라즈마 디스플레이 패널을 제공한다.
이때 전극은 버스전극 또는 어드레스 전극 중에서 선택된 어느 하나 이상이고, 상기 플라즈마 디스플레이 패널 부재는 기판 또는 유전체층 중에서 선택된 어느 하나 이상의 부재이다.
이하 본 발명을 더욱 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 플라즈마 디스플레이 패널의 일 예를 모식적으로 나타낸 부분 분해 사시도이며, 본 발명의 내용이 상기 도 1의 구조에만 한정되는 것은 아니다.
도 1을 참고하면, 종래의 플라즈마 디스플레이 패널은 제1기판(1) 상에 일방향(도면의 Y 방향)을 따라 어드레스 전극들(3)이 형성되고, 어드레스 전극들(3)을 덮으면서 제1기판(1)의 전면에 유전체층(5)이 형성된다. 이 유전체층(5) 위로 각 어드레스 전극(3) 사이에 격벽(7)이 형성되며, 상기 격벽(7)은 필요에 따라 개방형 또는 폐쇄형으로 형성될 수 있다. 각각의 격벽(7) 사이에는 적(R), 녹(G), 청(B)색의 형광체층(9)이 위치한다.
그리고, 제1기판(1)에 대향하는 제1기판(11)의 일면에는 어드레스 전극(3)과 직교하는 방향(도면의 X 방향)을 따라 한쌍의 투명전극(13a)과 버스전극(13b)으로 구성되는 표시전극(13) 들이 형성되고, 상기 표시전극(13) 들을 덮으면서 제2기판(11) 전체에 유전체층(15)과 보호막(17)이 위치한다. 이로서 어드레스 전극(3)과 표시전극(13)의 교차 지점이 방전 셀을 구성한다.
이러한 구성에 의해, 어드레스 전극(3)과 어느 하나의 표시전극(13) 사이에 어드레스 전압(Va)을 인가하여 어드레스 방전을 행하고, 다시 한 쌍의 표시전극(13) 사이에 유지 전압(Vs)을 인가하면, 유지 방전시 발생하는 진공 자외선이 해당 형광체층(9)을 여기시켜 투명한 제2기판(11)을 통해 가시광을 방출하게 된다.
본 발명에 따른 제1구현예에서는 카본이 함유된 전극을 포함하는 플라즈마 디스플레이 패널을 제공한다. 상기 플라즈마 디스플레이 패널은 임의의 간격을 두고 실질적으로 평행하게 배치되는 제1기판 및 제2기판을 포함한다. 상기 제1기판 위에는 다수의 어드레스 전극들이 형성되고, 상기 어드레스 전극들을 덮으면서 제1기판 전면에 형성되는 제1유전체층이 형성되며, 상기 제1유전체층과 소정의 높이로 제공되며, 제1기판과 제2기판의 사이 공간에 배치되어 소정 간격으로 구획된 방전 공간을 형성하는 다수의 격벽들이 형성된다. 이때 형광층은 상기 방전 공간 내에 형성된다.
또한 제1기판에 대향하는 제2기판은 일면에 상기 어드레스 전극들과 교차하는 방향으로 배치되는 다수의 표시전극들이 형성되고, 상기 표시전극들을 덮으면서 상기 제2기판 전면에 형성되는 제2유전체층이 형성되며, 상기 제2유전체층을 덮으 면서 형성되는 보호막이 형성된다.
이때 상기 제1기판의 어드레스 전극과, 제2기판의 버스전극 중에서 선택된 어느 하나 이상의 전극이 카본을 포함한다. 상기 전극에 함유된 카본은 전극 제조시 소성 공정에서 발생하는 금속이온의 마이그레이션을 방해하여 유리재질의 제1 및 제2기판 및 유전체층들의 황변 현상을 억제할 뿐만 아니라 전극의 부식을 방지하는 것을 특징으로 한다.
카본은 소성 공정 중 발생하는 금속이온, 대표적으로 은 이온(Ag+)의 반응성을 금속이온의 이온화 경향의 차이로 억제함으로써 유리 기판 또는 유전체층으로 은 이온의 마이그레이션을 방지한다. 이에 따라 종래 은 이온과 유리 기판과 유전체층에 함유된 알칼리 금속과의 이온 교환에 따라 발생하는 은 콜로이드 형성을 억제하고, 상기 은 콜로이드 형성에 따른 유리 기판과 유전체층의 황변 현상을 방지함으로써 플라즈마 디스플레이 패널의 명실 콘트라스트를 증가시킨다.
또한, 카본은 전극의 산화를 방지하여 공기 중에 오랜 시간 노출하여도 산화금속 또는 황화금속과 같은 부식 현상을 방지하여 전극 패턴의 불량을 방지하고 전극의 수명을 증가시킨다.
이때 상기 전극 내 함유되는 카본은 금속 물질 100 중량부에 대하여 카본 0.1 내지 10.0 중량부를 포함하며, 만약 그 함량이 상기 범위 미만이면 카본의 첨가에 따른 내마이그레이션 및 내부식 효과를 얻을 수 없고, 상기 범위를 초과하게 되면 전극의 전도도가 저하되어 전극으로의 사용이 어렵다.
이때 상기 금속물질은 전극으로 사용되는 은(Ag), 금(Au), 알루미늄(Al), 구리(Cu), 백금(Pt), 로듐(Rh), 크롬(Cr), 백금-로듐 합금(Pt-Rh) 및 은-팔라듐 합금(Ag-Pd)로 이루어진 그룹 중에서 선택된 1종 이상이 바람직하며, 더욱 바람직하기로는 은이 사용된다.
사용가능한 카본으로는 카본 블랙(carbon black), 그라파이트(graphite), 아세틸렌 블랙(acetylene black), 수퍼 PTM(MMM사 제품), 케첸 블랙(ketjen black), 덴카 블랙(Denka Black), 활성카본분말(activated carbon powder), 플러렌(C60), 카본 나노튜브(carbon nano tube), 카본 나노파이버(carbon nano fiber), 카본 나노와이어(carbon nano wire), 카본 나노혼(carbon nano-horn) 및 카본 나노링(carbon nano ring)으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상이 가능하다.
상기 카본이 함유된 전극의 제조는 스크린 인쇄법(screen printing), 리프트-오프법(lift-off) 및 감광법(photolithography) 등의 후막법, 또는 진공증착법(evaporation), 스퍼터링, 이온 플레이팅(ion-plating)과 같은 물리적 기상 증착법(Physical Vapor Deposition, PVD), 화학적 기상 증착법(Chemical Vapor Deposition, CVD), 및 플라즈마 기상 증착법(Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition, PECVD) 등의 박막법이 가능하다.
상기 후막법을 이용하여 전극을 제조하는 경우 전술한 바의 금속물질과 카본은 분말 상태로 바인더, 용매, 가교제, 개시제, 분산제 가소제, 점도조절제, 자외선 흡수제, 감광성 모노머 및 증감제 등을 더욱 포함하여 페이스트 형태로 적용된 다.
이때 상기 금속물질과 카본은 평균 입경이 각각 1 ㎛ 내지 50 ㎛과 10 nm 내지 10 ㎛인 것이 바람직하며, 그 형태 또한 입상, 구상 또는 플레이크상 등이 가능하다.
이러한 전극 제조 공정에서 카본은 분말 상태로 도입하거나, 상기 카본 분말을 바인더 수지와 용매에 분산시킨 페이스트 상태로 도입될 수 있다.
사용가능한 바인더 수지는 통상적으로 사용되는 폴리메틸(메타)아크릴레이트, 폴리에틸(메타)아크릴레이트, 및 폴리부틸(메타)아크릴레이트 등의 폴리아크릴계 수지; 폴리 스티렌, 및 α-메틸스티렌 등의 폴리스티렌계 수지; 노볼락 수지; 폴리에스테르 수지; 및 히드록시에틸 셀룰로오즈(hydroxyethyl cellulose), 히드록시프로필 셀룰로오즈(hydroxypropyl cellulose), 및 에틸 셀룰로오즈(ethyl cellulose) 등의 셀룰로오즈계 수지가 가능하다.
사용가능한 용매는 디에틸케톤, 메틸부틸케톤, 디프로필케톤, 시클로헥사논 등의 케톤류, n-펜탄올, 4-메틸-2-펜탄올, 시클로헥산올, 디아세톤알코올 등의 알코올류, 에틸렌글리콜모노메틸에테르, 에틸렌글리콜모노에틸에테르, 에틸렌글리콜모노부틸에테르, 프로필렌글리콜모노메틸에테르, 프로필렌글리콜모노에틸에테르 등의 에테르계 알코올류; 아세트산-n-부틸, 아세트산아밀 등의 포화 지방족 모노카르복실산알킬 에스테르류; 락트산에틸, 락트산-n-부틸 등의 락트산 에스테르류, 메틸셀로솔브아세테이트, 에틸셀로솔브아세테이트, 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트, 에틸-3-에톡시프로피오네이트 등의 에테르계 에스테르류로 이루어진 그룹 중에서 선택된 단독 또는 2종 이상의 혼합 용매가 가능하다.
본 발명의 제1구현예에 따른 카본을 포함하는 전극은 플라즈마 디스플레이 패널을 구성하는 전면패널의 버스전극과, 배면패널의 어드레스 전극에 바람직하게 적용된다.
도 2a는 본 발명의 제1구현예에 따라 카본이 함유된 어드레스 전극(3, 빗금친 부분)을 포함하는 플라즈마 디스플레이 패널의 배면패널의 부분 단면도이고, 도 2b는 본 발명의 제1구현예에 따라 카본이 함유된 버스전극(13b, 빗금친 부분)을 포함하는 플라즈마 디스플레이 패널의 전면패널의 부분 단면도이다.
상기 도 2a 및 도 2b에 나타낸 바와 같이, 플라즈마 디스플레이 패널의 어드레스 전극(3) 또는 버스 전극(13)에 카본을 함유시킴으로써, 상기 전극들(3, 13)의 부식을 방지할 뿐만 아니라 이들과 접하는 제1 및 제2기판(1, 11)과 유전체층(5, 15)들의 황변 현상을 억제한다.
본 발명에 따른 제2구현예에서는 전극과 접하는 플라즈마 디스플레이 패널 부재에 카본이 함유된 플라즈마 디스플레이 패널을 제공한다.
상기 플라즈마 디스플레이 패널은 임의의 간격을 두고 실질적으로 평행하게 배치되는 제1기판 및 제2기판을 포함한다. 상기 제1기판 위에는 다수의 어드레스 전극들이 형성되고, 상기 어드레스 전극들을 덮으면서 제1기판 전면에 형성되는 제1유전체층이 형성되며, 상기 제1유전체층과 소정의 높이로 제공되며, 제1기판과 제2기판의 사이 공간에 배치되어 소정 간격으로 구획된 방전 공간을 형성하는 다수의 격벽들이 형성된다. 이때 형광층은 상기 방전 공간 내에 형성된다.
또한 제1기판에 대향하는 제2기판은 일면에 상기 어드레스 전극들과 교차하는 방향으로 배치되는 다수의 표시전극들이 형성되고, 상기 표시전극들을 덮으면서 상기 제2기판 전면에 형성되는 제2유전체층이 형성되며, 상기 제2유전체층을 덮으면서 형성되는 보호막이 형성된다.
이때 적어도 하나 이상의 플라즈마 디스플레이 패널 부재에 카본이 함유된다. 구체적으로, 유전체층 또는 제1 및 제2기판이고, 카본에 의해 전극 제조시 소성 공정에서 발생하는 금속이온의 마이그레이션을 방해하여 유리 재질의 제1 및 제2기판과 유전체층의 황변 현상을 억제할 뿐만 아니라 전극의 부식을 방지하는 것을 특징으로 한다.
상기 유전체층은 통상의 유전체에 사용되는 금속 산화물 100 중량부에 대하여 카본이 0.1 내지 10.0 중량부로 포함된다. 만약 그 함량이 상기 범위 미만이면 카본의 첨가에 따른 내마이그레이션 및 내부식 효과를 얻을 수 없고, 상기 범위를 초과하게 되면 유전체층이 흑색을 나타내어 제품으로서의 가치를 저하시킨다.
유전체에 사용되는 금속 산화물은 통상의 것을 사용하고 본 발명에서 특별히 한정하지는 않으나, 대표적으로 ZnO, B2O3, Al2O3, SiO2, SnO, P2O5, Sb2O3 및 Bi2O3로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상의 무연 유리분말이 바람직하다. 보다 바람직하게는 산화아연-산화규소계(ZnO-SiO2), 산화아연-산화붕소-산화규소계(ZnO-B2O3-SiO2), 산화아연-산화붕소-산화규소-산화알루미늄계(ZnO-B2O3-SiO2-Al2O3), 산화비스무스-산화규소계(Bi2O3-SiO2), 산화비스무스-산화붕소-산화규소계(Bi2O3-B2O3-SiO2), 산화비스무스-산화붕소-산화규소계(Bi2O3-B2O3-SiO2), 산화비스무스-산화붕소-산화규소-산화알루미늄계(Bi2O3-B2O3-SiO2-Al2O3), 산화비스무스-산화아연-산화붕소-산화규소계(Bi2O3-ZnO-B2O3-SiO2), 및 산화비스무스-산화아연-산화붕소-산화규소-산화알루미늄계(Bi2O3-ZnO-B2O3-SiO2-Al2O3)로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상의 것을 사용할 수 있다.
이때 상기 카본의 구체적인 사항은 본 구현예에서 언급하지 않으며, 상기 제1구현예에서 전술한 바를 따른다.
카본이 포함된 유전체층의 제조는 통상적으로 사용되는 스크린 인쇄법(screen printing)과 드라이 필름법(dry film method) 등의 후막법에 의해 이루어진다. 이때 상기 스크린 인쇄법 및 드라이 필름법을 적용하기 위해 금속 산활물 및 카본 이외에 바인더, 용매, 가교제, 개시제, 분산제 가소제, 점도조절제, 자외선 흡수제, 감광성 모노머 및 증감제 등을 더욱 포함할 수 있으며, 본 발명에서 한정하지는 않는다.
본 발명의 제2구현예에 따른 카본을 포함하는 유전체층은 플라즈마 디스플레이 패널을 구성하는 전면패널 및 배면패널의 유전체층들에 바람직하게 적용된다. 다만 플라즈마 디스플레이 패널의 전면패널에 형성되는 유전체층은 투명 유전체층으로 형성하고, 배면패널에 형성되는 유전체층은 빛을 반사하기 위해 TiO2가 포함된 백색 유전체층으로 형성한다.
도 3a는 본 발명의 제2구현예에 따라 카본이 함유된 유전체층(5, 빗금친 부분)을 포함하는 플라즈마 디스플레이 패널의 배면패널의 부분 단면도이고, 도 3b는 본 발명의 제2구현예에 따라 카본이 함유된 유전체층(15, 빗금친 부분)을 포함하는 플라즈마 디스플레이 패널의 전면패널의 부분 단면도이다.
상기 도 3a 및 도 3b에 나타낸 바와 같이, 플라즈마 디스플레이 패널의 유전체층들(5, 15)에 카본을 함유시킴으로써, 이와 접하는 전극들(3, 13)의 부식을 방지할 뿐만 아니라, 이들과 접하는 제1 및 제2기판(1, 11) 및 유전체층(5, 15) 자체의 황변 현상을 억제한다.
또한, 본 발명은 상기 제1 및 제2구현예와 같이 전극 조성물 또는 유전체 조성물에 카본을 첨가하는 방식과 더불어, 하기에 설명되는 바와 같이 전극에 인접하도록 카본층을 형성함으로써 유리 기판 및 유전체층의 황변 현상과, 은 전극의 부식을 방지할 수 있다.
본 발명에 따른 제3구현예에서는 전극 및 이와 접하는 플라즈마 디스플레이 패널의 부재 사이에 카본층이 형성된 플라즈마 디스플레이 패널을 제공한다.
상기 플라즈마 디스플레이 패널은 임의의 간격을 두고 실질적으로 평행하게 배치되는 제1기판 및 제2기판을 포함한다. 상기 제1기판 위에는 다수의 어드레스 전극들이 형성되고, 상기 어드레스 전극들을 덮으면서 제1기판 전면에 형성되는 제1 유전체층이 형성되며, 상기 제1 유전체층과 소정의 높이로 제공되며, 제1기판과 제2기판의 사이 공간에 배치되어 소정 간격으로 구획된 방전 공간을 형성하는 다수의 격벽들이 형성된다. 이때 형광층은 상기 방전 공간 내에 형성된다.
또한 제1기판에 대향하는 제2기판은 일면에 상기 어드레스 전극들과 교차하는 방향으로 배치되는 다수의 표시전극들이 형성되고, 상기 표시전극들을 덮으면서 상기 제2기판 전면에 형성되는 제2유전체층이 형성되며, 상기 제2유전체층을 덮으면서 형성되는 보호막이 형성된다.
이와 같은 구조의 플라즈마 디스플레이 패널 부재는 유전체층 또는 제1 및 제2기판이 되고, 카본에 의해 전극 제조시 소성 공정에서 발생하는 금속이온의 마이그레이션을 방해하여 유리 재질의 전면 및 제2기판과 유전체층의 황변 현상을 억제할 뿐만 아니라 전극의 부식을 방지하는 것을 특징으로 한다.
구체적으로 상기 카본층은 상기 제1기판의 어드레스 전극과 유전체층 사이, 어드레스 전극과 제2기판 사이, 및 제2기판과 유전체층 사이 중에서 선택된 1종 이상의 위치에 설치된다. 이때 카본층을 형성하는 카본의 구체적인 사항은 상기 제1구현예에서 언급한 바를 따르며, 본 구현예에서 서술하지 않는다.
본 제3구현예에 따른 카본층의 패턴은 전극의 패턴과 일치하도록 형성하는 것이 바람직하며, 전극의 패턴 형성과 동시에 또는 별개로 수행한다. 일예로, 기판 상에 금속물질을 스퍼터링하여 도전막을 형성한 후, 그 상부로 카본을 스퍼터링하여 카본막을 형성한 후, 통상의 포토리소그래피 공정에 의해 패터닝하여 패터닝된 카본층 및 전극층을 형성한다.
카본층의 제조는 스크린 인쇄법, 리프트-오프법 및 감광법 등의 후막 법 또는 열 증착법, 스퍼터링, 이온 플레이팅과 같은 물리적 기상 증착법(PVD), 화학적 기상 증착법(CVD), 및 플라즈마 기상 증착법(PECVD) 등의 박막법이 가능하다.
이때 후막법을 이용한 카본층의 제조는 제1구현예에서 전술한 바와 같이 페이스트 상태로 적용가능하며, 본 구현예에서 구체적으로 언급하지는 않는다. 상기 카본층은 0.1 ㎛ 내지 5.0 ㎛의 두께로 형성하며, 만약 그 두께가 상기 범위 미만이면 카본층의 삽입에 따른 효과를 기대할 수 없고, 상기 범위를 벗어나게 되면 패널 표면이 흑색을 나타내 화상 구현이 어려워진다.
본 발명에 따른 제3구현예의 카본층은 전극 및 이와 접하는 플라즈마 디스플레이 패널 부재인 제1기판, 제2기판 또는 유전체층들 사이에 형성된다.
도 4a는 본 발명의 제3구현예에 따라 어드레스 전극(3)과 유전체층(5) 사이에 카본층(8a, 빗금친 부분)이 형성된 플라즈마 디스플레이 패널의 배면패널의 부분 단면도이고, 도 4b는 어드레스 전극(3)과 제1기판(1) 사이에 카본층(8b, 빗금친 부분)이 형성된 플라즈마 디스플레이 패널의 배면패널의 부분 단면도이고, 도 4c는 어드레스 전극(3)과 유전체층(5), 및 어드레스 전극(3)과 제1기판(1) 사이에 카본층(8c, 8d)이 형성된 플라즈마 디스플레이 패널의 배면패널의 부분 단면도이다.
도 5a는 본 발명의 제3구현예에 따라 버스전극(13b)과 유전체층(15) 사이에 카본층(18a, 빗금친 부분)이 형성된 플라즈마 디스플레이 패널의 전면패널의 부분 단면도이다.
상기 도에서 보여주는 바와 같이 전극과 이와 접하는 플라즈마 디스플레이 패널 부재 사이에 카본층을 다양한 구조로 형성함으로써 전극의 부식에 따른 전극 패턴의 불량을 줄이고, 유리 재질의 전면 및 제2기판과, 유전체층들의 황변 현상을 억제함으로써 플라즈마 디스플레이 패널의 수명과 신뢰성을 증가시킨다.
이하 본 발명의 바람직한 실시예 및 비교예를 기재한다. 그러나 하기한 실시예는 본 발명의 바람직한 일 실시예일뿐 본 발명이 하기한 실시예에 한정되는 것은 아니다.
<실시예 1>
유리 기판에 은을 스퍼터링하여 0.5 ㎛ 두께의 은 전극을 형성하고, 그 상부로 카본 블랙을 스퍼터링하여 0.1 ㎛의 두께로 카본층을 형성하였다.
<비교예 1>
카본 분말을 사용하지 않은 것을 제외하고, 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 전극 패턴을 형성하였다.
<비교예 2>
유리 기판에 은을 스퍼터링하여 0.5 ㎛ 두께의 은 전극을 형성하고, 그 상부로 카본 블랙을 스퍼터링하여 0.25 ㎛의 두께로 카본층을 형성하였다.
<실험예 1> 전극의 부식 현상 억제
상기 실시예 1 및 비교예 1에서 제조된 전극의 마이그레이션 및 부식 정도를 알아보기 위해, 광학 현미경을 이용하여 표면 사진을 측정하였으며, 이를 도 6a 및 도 6b에 나타내었다.
도 6a는 실시예 1에서 제조된 전극의 표면 상태를, 도 6b는 비교예 1에서 제조된 전극의 표면 상태를 보여준다.
도 6a를 참조하면, 본 발명에 따라 전극 제조시 은 전극층에 카본층을 추가 형성함으로써 변색이 거의 일어나지 않고 부식성의 단자부 변색도 발생하지 않음을 알 수 있다.
이에 비하여 도 6b를 참조하면, 전극이 변색되고 전극 표면에 부식이 발생하여 전극 패턴이 불량함을 알 수 있다.
<실험예 2> 전극의 전기적 특징
상기 실시예 1 및 비교예 1-2에서 제조된 전극의 선저항 및 명실 콘트라스트를 측정하여 하기 표 1에 나타내었다.
선저항 명실 콘트라스트 색지수(b*)
실시예 1 35 ohm 105:1 0.45221
비교예 1 30 ohm 100:1 8.0684
비교예 2 38 ohm 110:1 0.74688
상기 표 1을 참조하면, 본 발명에 의해 전극 상부에 카본층을 형성하더라도 전기 전도도가 감소하지 않았고, 오히려 전극 내 변색 및 부식이 발생하지 않음에 따라 전기 전도도가 향상됨을 알 수 있었다.
또한, 명실 콘트라스트가 증가하여 색상의 재현성이 우수하고 선명한 화면의 플라즈마 디스플레이 패널을 구현함을 알 수 있었다.
<실험예 3> 전극의 황변 현상 억제
상기 실시예 1 및 비교예 1에서 제조된 전극의 황변 현상을 알아보기 위하여 광학 현미경을 이용하여 표면 사진을 측정하였으며, 이를 도 7a 및 도 7b에 나타내었다.
도 7a 및 도 7b는 상기 실시예 1 및 비교예 1에서 제조된 패널의 전극의 색상 차이를 보여주는 사진이다.
도 7a를 참조하면, 은 전극 상에 카본층을 형성함으로써 부식이 발생되지 않아 전극 표면이 백색을 유지하고 있는 반면에, 도 7b를 참조하면 전극의 일부가 갈색을 나타내어 부식이 발생함을 알 수 있다. 이러한 결과를 통해, 본 발명에 따라 전극 상에 카본층을 형성하여 종래 패널의 표면이 황색을 나타내는 황색화 현상을 억제함을 알 수 있다.
<실험예 4> 전극의 전기적 특성
상기 실시예 1 및 비교예 2에서 제조된 전극의 시간에 따른 마이그레이션 전류를 측정하여 도 8에 나타내었다.
도 8을 참조하면, 본 발명에 의해 카본층이 형성된 전극의 경우 은 전극의 이송(마이그레이션)이 서서히 진행되나, 비교예 1과 같이 은으로만 형성된 경우 빠른 속도로 진행되어, 은 콜로이드화가 급격히 진행됨을 알 수 있다.
이러한 결과는 본 발명과 같이 전극과 접촉하여 카본층을 형성하여 은 전극의 은 이온의 이송(마이그레이션)을 효과적으로 차단하여 전극의 수명을 증가시킬 수 있음을 의미한다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 의해 플라즈마 디스플레이 패널의 전극 또는 이와 접하는 플라즈마 디스플레이 패널 부재에 카본을 도입하거나, 전극과 접하도록 카본층을 형성함으로써, 종래 은 전극을 사용하여 발생하는 유리 기판과 유전체층의 황변 현상과, 은 전극의 부식을 방지하여 전극 및 패널의 수명을 증가시키고 신뢰도를 높인다.

Claims (18)

  1. 임의의 간격을 두고 실질적으로 평행하게 배치되는 제1기판 및 제2기판,
    상기 제1기판 위에 형성되는 다수의 어드레스 전극들,
    상기 어드레스 전극들을 덮으면서 제1기판 전면에 형성되는 제1유전체층,
    상기 제1유전체층과 소정의 높이로 제공되며, 제1기판과 제2기판의 사이 공간에 배치되어 소정 간격으로 구획된 방전 공간을 형성하는 다수의 격벽들,
    상기 방전 공간내에 형성되는 형광층,
    상기 제1기판에 대향하는 제2기판의 일면에 상기 어드레스 전극들과 교차하는 방향으로 배치되는 다수의 표시전극들,
    상기 표시전극들을 덮으면서 상기 제2기판 전면에 형성되는 제2유전체층, 및
    상기 제2유전체층을 덮으면서 형성되는 보호막을 포함하고,
    상기 제1기판의 어드레스 전극과, 제2기판의 버스전극 중에서 선택된 어느 하나 이상의 전극이 카본을 포함하는 플라즈마 디스플레이 패널.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 전극은 금속 물질 100 중량부에 대하여 0.1 내지 10.0 중량부의 카본을 포함하는 플라즈마 디스플레이 패널.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 금속 물질은 은(Ag), 금(Au), 알루미늄(Al), 구리(Cu), 백금(Pt), 로듐(Rh), 크롬(Cr), 백금-로듐 합금(Pt-Rh) 및 은-팔라듐 합금(Ag-Pd)로 이루어진 그룹 중에서 선택된 1종 이상인 플라즈마 디스플레이 패널.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 카본은 카본 블랙(carbon black), 그라파이트(graphite), 아세틸렌 블랙(acetylene black), 수퍼 PTM (MMM사 제품), 케첸 블랙(ketjen black), 덴카 블랙(Denka Black), 활성카본분말(activated carbon powder), 플러렌(C60), 카본 나노튜브(carbon nano tube), 카본 나노파이버(carbon nano fiber), 카본 나노와이어(carbon nano wire), 카본 나노혼(carbon nano-horn) 및 카본 나노링(carbon nano ring)으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상인 것인 플라즈마 디스플레이 패널.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 카본은 평균입경이 10 nm 내지 10 ㎛인 플라즈마 디스플레이 패널.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 전극은 스크린 인쇄법(screen printing), 리프트-오프법(lift-off), 감광법(photolithography), 진공증착법(evaporation), 스퍼터링, 이온 플레이팅(ion-plating), 화학적 기상 증착법(Chemical Vapor Deposition, CVD), 및 플라즈마 기 상 증착법(Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition; PECVD)으로 이루어진 그룹 중에서 선택된 1종의 방법으로 제조되는 것인 플라즈마 디스플레이 패널.
  7. 임의의 간격을 두고 실질적으로 평행하게 배치되는 제1기판 및 제2기판, 상기 제1기판 위에 형성되는 다수의 어드레스 전극들,
    상기 어드레스 전극들을 덮으면서 제1기판 전면에 형성되는 제1유전체층,
    상기 제1유전체층과 소정의 높이로 제공되며, 제1기판과 제2기판의 사이 공간에 배치되어 소정 간격으로 구획된 방전 공간을 형성하는 다수의 격벽들,
    상기 방전 공간내에 형성되는 형광층,
    상기 제1기판에 대향하는 제2기판의 일면에 상기 어드레스 전극들과 교차하는 방향으로 배치되는 다수의 표시전극들,
    상기 표시전극들을 덮으면서 상기 제2기판 전면에 형성되는 제2유전체층, 및
    상기 제2유전체층을 덮으면서 형성되는 보호막을 포함하고,
    상기 제1기판과 제2기판의 유전체층들 중에서 선택된 어느 하나 이상의 유전체층이 카본을 포함하는 플라즈마 디스플레이 패널.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 유전체층은 금속 산화물 100 중량부에 대하여 0.1 내지 10.0 중량부의 카본을 포함하는 플라즈마 디스플레이 패널.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 금속 산화물은 ZnO, B2O3, Al2O3, SiO2, SnO, P2O5, Sb2O3 및 Bi2O3로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상의 무연 유리 분말인 플라즈마 디스플레이 패널.
  10. 제7항에 있어서,
    상기 카본은 카본 블랙, 그라파이트, 아세틸렌 블랙, 수퍼 PTM (MMM사 제품), 케첸 블랙, 덴카 블랙, 활성카본분말, 플러렌(C60), 카본 나노튜브, 카본 나노파이버, 카본 나노와이어, 카본 나노혼 및 카본 나노링으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상인 플라즈마 디스플레이 패널.
  11. 제7항에 있어서,
    상기 카본 분말은 평균입경이 10 nm 내지 10 ㎛인 플라즈마 디스플레이 패널.
  12. 제9항에 있어서,
    상기 유전체층은 스크린 인쇄법 및 드라이 필름법으로 이루어진 그룹 중에서 선택된 1종의 방법으로 제조되는 것인 플라즈마 디스플레이 패널.
  13. 임의의 간격을 두고 실질적으로 평행하게 배치되는 제1 기판 및 제2기판,
    상기 제1기판 위에 형성되는 다수의 어드레스 전극들,
    상기 어드레스 전극들을 덮으면서 제1기판 전면에 형성되는 제1유전체층,
    상기 제1유전체층과 소정의 높이로 제공되며, 제1기판과 제2기판의 사이 공간에 배치되어 소정 간격으로 구획된 방전 공간을 형성하는 다수의 격벽들,
    상기 방전 공간내에 형성되는 형광층,
    상기 제1기판에 대향하는 제2기판의 일면에 상기 어드레스 전극들과 교차하는 방향으로 배치되는 다수의 표시전극들,
    상기 표시전극들을 덮으면서 상기 제2기판 전면에 형성되는 제2유전체층, 및
    상기 제2유전체층을 덮으면서 형성되는 보호막을 포함하고,
    적어도 하나 이상의 카본층이 구비된 플라즈마 디스플레이 패널.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 카본층은 상기 제2기판의 어드레스 전극과 유전체층 사이, 어드레스 전극과 제2기판 사이, 및 제1기판과 유전체층 사이 중에서 선택된 1종 이상의 위치에 설치되는 플라즈마 디스플레이 패널.
  15. 제13항에 있어서,
    상기 카본층은 전극 패턴과 동일하게 형성하는 플라즈마 디스플레이 패널.
  16. 제13항에 있어서,
    상기 카본층은 두께가 0.1 ㎛ 내지 5.0 ㎛인 플라즈마 디스플레이 패널.
  17. 제13항에 있어서,
    상기 카본층은 카본을 이용하여 스크린 인쇄법, 리프트-오프법, 감광법, 진공증착법, 스퍼터링, 이온 플레이팅, 화학적 기상 증착법 및 플라즈마 기상 증착법으로 이루어진 그룹 중에서 선택된 1종의 방법으로 제조되는 플라즈마 디스플레이 패널.
  18. 제13항에 있어서,
    상기 카본층은 카본 블랙, 그라파이트, 아세틸렌 블랙, 수퍼 PTM (MMM사 제품), 케첸 블랙, 덴카 블랙, 활성카본분말, 플러렌(C60), 카본 나노튜브, 카본 나노파이버, 카본 나노와이어, 카본 나노혼 및 카본 나노링으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 카본을 포함하는 플라즈마 디스플레이 패널.
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