KR20070109290A - 플라즈마 디스플레이 패널의 후면판 - Google Patents

플라즈마 디스플레이 패널의 후면판 Download PDF

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KR20070109290A
KR20070109290A KR1020060042063A KR20060042063A KR20070109290A KR 20070109290 A KR20070109290 A KR 20070109290A KR 1020060042063 A KR1020060042063 A KR 1020060042063A KR 20060042063 A KR20060042063 A KR 20060042063A KR 20070109290 A KR20070109290 A KR 20070109290A
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허성철
김명정
김영남
김상곤
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엘지마이크론 주식회사
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Abstract

플라즈마 디스플레이 패널의 후면판이 제공된다.
본 발명에 따른 플라즈마 디스플레이 패널의 후면판은 기판 상에 형성되는 전극과; 상기 전극을 덮도록 상기 기판 상에 형성된 유전체층과; 상기 유전체층 상에 형성된 격벽과; 상기 격벽과 유전체층 상에 형성된 형광체층을 구비하며; 상기 격벽은 B2O3 10～55중량%; P2O5 또는 SiO2 1～15중량%; ZnO, MgO 또는 이들의 혼합물 10～45중량%; BaO, CaO, SrO 또는 이들의 혼합물 10～30중량%; 및 Li2O, Na2O, K2O 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나의 알칼리 산화물(R2O) 1～3중량%를 포함하는 유리분말을 함유하는 것을 특징으로 한다.

Description

플라즈마 디스플레이 패널의 후면판{Rear Plate For Plasma Display Panel}
도 1은 본 발명에 따른 플라즈마 디스플레이 패널을 나타내는 단면도이다.
도 2a 내지 도 2f는 도 1에 도시된 플라즈마 디스플레이 패널의 제조방법을 나타내는 단면도이다.
< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >
50,60 : 기판 52 : 어드레스전극
54,68 : 유전체층 62 : 보호막
56 : 격벽 58 : 형광체층
본 발명은 플라즈마 디스플레이 패널의 후면판에 관한 것으로 더욱 상세하게는, 환경친화적인 재료로 형성되며 연화온도가 낮고 습식에칭이 가능한 격벽층을 가지는 가지는 플라즈마 디스플레이 패널의 후면판에 관한 것이다. 플라즈마 디스플레이 패널(Plasma Display Panel: 이하 "PDP"라 함)은 가스방전에 의해 발생되는 자외선이 형광체를 여기시킬 때 형광체로부터 가시광선이 발생되는 것을 이용한 표 시장치이다. PDP는 지금까지 표시수단의 주종을 이루어왔던 음극선관(Cathode Ray Tube : CRT)에 비해 두께가 얇고 가벼우며, 고선명 대형화면의 구현이 가능하다는 점 등의 장점이 있다. PDP는 매트릭스 형태로 배열된 다수의 방전셀들로 구성되며, 하나의 방전셀은 화면의 한 화소를 이루게 된다. 종래의 3전극 교류 면방전형 PDP의 방전셀은 상부기판 상에 형성된 서스테인전극쌍의 스캔전극과 서스테인전극, 상기 스캔전극 및 서스테인전극 상에 형성된 상부 유전체층, 상부 유전체층 상에 형성된 보호층을 포함하는 상판과, 하부기판 상에 서스테인전극쌍과 교차되게 형성되는 어드레스전극, 어드레스전극 상에 형성된 하부 유전체층을 포함하는 하판과, 상판과 하판 사이의 방전공간을 마련하는 격벽과, 격벽과 하부 유전체층 상에 형성되는 형광체층을 구비한다. 이러한 구조의 PDP는 어드레스전극과 서스테인전극 간의 대향방전에 의해 선택된 후 서스테인전극쌍간의 면방전에 의해 방전을 유지하게 된다. 유지방전시 발생되는 자외선에 의해 형광체가 발광함으로써 가시광이 셀 외부로 방출되게 된다. 이 결과, 방전셀들은 방전이 유지되는 기간을 조절하여 계조를 구현하게 되고, 그 방전셀들이 매트릭스 형태로 배열된 PDP는 화상을 표시하게 된다.상기 격벽은 일반적으로 저융점유리로 구성되고, 요구되는 특성으로는 소성온도가 저온일 것, 충분한 내전압성을 가질 것 및 방전시 소비 전류량을 감소시키기 위하여 유전율이 낮을 것 등을 들 수 있다.기존의 격벽 재료로는 PbO를 주성분으로 하는 물질, 즉, PbO-SiO2-B2O3계 유리가 주로 사용되어 왔으나 이와 같은 PbO계 물질이 인체 및 환경적으로 매우 유해하다는 단점이 있었기 때문에 납을 포함하지 않 은 물질에 대한 연구가 계속되고 있다. 이러한 납불함유 유리로서는 P2O5-ZnO계, Bi2O3-SiO2계, ZnO-B2O3-SiO2계 및 BaO-B2O3-Al2O3계 등이 제안되어 오고 있다.예를 들어, 일본 공개특허공보 제2001-180972호에는 무연저융점 유리 조성물로서 P2O5-ZnO계 유리 조성물이 개시되어 있으나, P2O5의 함량이 55중량% 이상으로서 너무 과량이기 때문에 기계적 강도가 떨어지고 연화온도가 높아지며 열팽창계수가 커질 뿐만 아니라 P2O5계 유리의 단점인 발포 현상이 발생하는 등의 문제점을 가지고 있었다. 일본 공개특허공보 2000-327370호에는 격벽형성용 ZnO-B2O3-SiO2계 무연 유리 조성물이 개시되어 있으나, PbO를 사용하지 않음에도 연화온도를 낮추는 성분이 첨가되어 있지 않기 때문에 연화온도가 592℃ 이상으로서 너무 높아서 소성온도가 높아진다는 문제점이 있다.
일본 공개특허공보 2001-163635호에도 격벽형성용 ZnO-B2O3-SiO2계 무연 유리 조성물이 개시되어 있으나, 연화온도가 540℃ 이상으로서 높으며, 실시예에 의하면 K2O 등의 알칼리 금속 산화물이 3.5∼15중량%로서 과량으로 사용되기 때문에 PDP의 수명이 짧아진다는 문제점이 있다.
또한, 일본 공개특허공 2003-48750호에는 격벽형성용 ZnO-B2O3-SiO2계 무연 유리 조성물이 개시되어 있으나, SiO2의 함량이 16중량%를 초과하기 때문에 에칭속도가 떨어지며 알칼리금속 산화물의 함유량이 3중량%를 초과하기 때문에 PDP의 수 명이 짧아진다는 문제점이 있었다.
한편, 종래 PDP의 격벽은 스크린 프린트법과 샌드블라스트법 등을 이용해 형성시키는 것이 일반적인데, 스크린 프린트법은 어드레스 전극 및 하부 유전체층이 순차적으로 형성된 기판 상에 스크린 프린터로 패턴형태의 격벽용 페이스트를 인쇄/건조를 반복하여 도포하고 최종적으로 소성하여 원하는 격벽을 형성한다.또한, 샌드블라스트법은 어드레스 전극 및 하부 유전체층이 순차적으로 형성된 기판 상에 격벽용 페이스트를 전면 인쇄한 후 노광 및 현상공정에 의해 형성된 포토레지스트패턴을 이용하여 격벽용 페이스트를 샌드입자로 패터닝한 후에 소성을 거쳐 원하는 격벽을 형성한다.상기 스크린 프린트법의 경우에는 패턴형태의 격벽을 반복적인 인쇄에 의해 형성시키기 때문에 치수 정밀도를 조절하기가 어렵다는 문제가 있고 샌드 블라스트법에 의해 형성된 격벽은 유전체층을 먼저 소성한 후에, 그 상부에 격벽을 형성하고 재차 소성을 해야하기 때문에 공정효율이 떨어지며, 상기 소성 이전의 격벽이 무너지지 않도록 하기 위하여 필러를 과량으로 넣어야 하며 따라서 소성온도가 상승되고, 필러의 조성 설계를 정밀하게 해야 하는 부담이 있다.이러한 문제점을 해결하기 위한 격벽 형성방법으로서 도입된 것이 화학적 에칭법인데, 이러한 방법은 격벽층 상부에 소정의 패턴을 형성한 후에 산계 액체 조성물(에칭액)을 이용하여 에칭함으로써 격벽을 형성하는 공정이다. 이러한 화학적 에칭법을 사용하여 격벽을 형성하는 경우에 상기 격벽은 소성후 에칭속도가 빨라야 하고 기공율이 낮아서 치밀한 구조를 가져야 하는데, 기존의 스크린 프린트법 및 샌드블러스트법에 사용된 격벽형성용 조성물은 소성후 산계 액체 조성물에 대한 에칭속도가 매우 느려서 생산성이 떨어진다는 문제점이 있었다. 예를 들어, 대한민국 공개특허공보 제2003-10416호에는 납성분(PbO) 대신에 Bi2O3를 사용한 무연, 무알칼리 투명유전체가 개시되어 있으나, 이는 격벽용 조성물이 아니라 투명유전체형성용 조성물로서 Bi2O3의 함량이 60중량% 이상으로 너무 과량이기 때문에 산계 에칭액에 대하여 에칭속도가 너무 느려서 습식에칭이 불가능하다는 문제점이 있었다.또한, 일본 공개특허공보 제2000-226231호에는 ZnO-B2O3-SiO2계 무연유리 조성물이 개시되어 있으나, SiO2의 함량이 20중량% 이상으로서 과량이기 때문에 마찬가지로 에칭속도가 너무 느리다는 문제점이 있었다.
따라서, 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 환경친화적인 재료를 사용하면서도 저온소성이 가능하고 생산성이 확보되는 속도의 에칭이 가능하며, 기계적강도가 우수하고 치밀한 구조를 가지는 격벽을 포함하는 플라즈마 디스플레이 패널의 후면판을 제공하는 것이다.
본 발명은 상기 기술적 과제를 달성하기 위하여,
기판 상에 형성되는 전극과; 상기 전극을 덮도록 상기 기판 상에 형성된 유전체층과; 상기 유전체층 상에 형성된 격벽과; 상기 격벽과 유전체층 상에 형성된 형광체층을 구비하며; 상기 격벽은 B2O3 10～55중량%; P2O5 또는 SiO2 1～15중량%; ZnO, MgO 또는 이들의 혼합물 10～45중량%; BaO, CaO, SrO 또는 이들의 혼합물 10～30중량%; 및 Li2O, Na2O, K2O 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나의 알칼리 산화물(R2O) 1～3중량%를 포함하는 유리분말을 함유하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널의 후면판을 제공한다.
본 발명의 일 실시예에 의하면, 상기 유리분말은 Bi2O3 1～10중량%를 더 포함하는 것일 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 의하면, 상기 유리분말은 ZrO2, Ti2O, Y2O3, Ga2O3, Nb2O5, WO3, CeO2 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나 또는 CuO, MnO2, Fe2O3, CoO, NiO 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나를 상기 유리분말 100중량부를 기준으로 1～30중량부를 더 포함하는 것일 수 있다.
본 발명의 바람직한 실시예에 의하면, 상기 유리분말은 필러로서 TiO2, ZrO2, ZnO, Al2O3, BN, 뮬라이트, MgO, NiO, Fe2O3, CrO, MnO2, CuO 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나를 더 포함하며, 상기 필러의 함량비는 상기 유리분말 100중량부를 기준으로 1～30중량부일 수 있다.
또한, 상기 유리분말의 평균입경은 1～10㎛이며, 상기 유리 분말의 연화온도는 490～530℃인 것이 바람직하다.
본 발명의 또 다른 실시예에 의하면, 상기 격벽의 산계 액체 조성물에 대한 에칭속도는 10㎛/min 이상인 것이 바람직하다.
또한, 상기 격벽의 열팽창계수는 60～87 x 10-7/℃인 것이 바람직하다.
이하, 도 1 내지 도 2f를 참조하여 본 발명을 더욱 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 플라즈마 디스플레이 패널을 나타내는 단면도이다.
도 1에 도시된 본 발명에 따른 PDP의 방전셀은 상부기판(60) 상에 형성되어진 스캔전극(Y) 및 서스테인전극(Z)과, 하부기판(50) 상에 형성되어진 어드레스전극(X)을 구비한다.
스캔전극(Y)과 서스테인전극(Z) 각각은 투명전극(64Y,64Z)과, 투명전극(64Y,64Z)의 선폭보다 작은 선폭을 가지며 투명전극(64Y,64Z)의 일측 가장자리에 형성되는 버스전극(66Y,66Z)을 포함한다. 투명전극(64Y,64Z)은 통상 인듐 틴 옥사이드(Indium Tin Oxide : ITO)로 상부기판(60) 상에 형성된다. 버스전극(66Y,66Z)은 투명전극(64Y,64Z) 상에 도전율이 높은 금속으로 형성되어 저항이 높은 투명전극(64Y,64Z)에 의한 전압강하를 줄이는 역할을 한다.
스캔전극(Y)과 서스테인전극(Z)이 나란하게 형성된 상부기판(60)에는 상부 유전체층(68)과 보호막(62)이 적층된다. 상부 유전체층(68)에는 플라즈마 방전시 발생된 벽전하가 축적된다. 보호막(62)은 플라즈마 방전시 발생된 스퍼터링에 의한 상부 유전체층(68)의 손상을 방지함과 아울러 2차 전자의 방출 효율을 높이게 된다. 보호막(62)으로는 통상 산화마그네슘(MgO)이 이용된다.
어드레스 전극(X)은 스캔전극(Y) 및 서스테인전극(Z)과 교차되는 방향으로 형성된다. 어드레스 전극(X)이 형성된 하부기판(50) 상에는 하부 유전체층(54), 격벽(56)이 형성되며, 하부 유전체층(54)과 격벽(56) 표면에는 형광체(58)가 도포된다. 격벽(56)은 어드레스 전극(X)과 나란하게 형성되어 방전에 의해 생성된 자외선 및 가시광이 인접한 방전셀에 누설되는 것을 방지한다. 형광체(58)는 플라즈마 방전시 발생된 자외선에 의해 여기되어 적색, 녹색 또는 청색 중 어느 하나의 가시광선을 발생하게 된다.
상/하부기판(60,50)과 격벽(56) 사이에 마련된 방전공간에는 가스방전을 위한 불활성 가스가 주입된다.
본 발명에 사용되는 격벽 형성용 유리분말은 PbO를 사용하지 않아 환경친화적이면서도 연화온도를 낮추는 성분을 적절이 사용함으로써 저온소성이 가능한 한편, 생산성이 확보되는 속도의 에칭이 가능하며, 기계적강도가 우수하고 치밀한 구조를 가지는 격벽을 형성할 수 있다는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 사용되는 B2O3는 유리를 구성하며 저융점 유리를 안정적인 유리질로 만들고 열팽창계수를 낮추는 역할을 하는데, 상기 성분들이 10중량% 미만인 때에는 유리 형성이 불안정하게 되고, 팽창율이 높아지며, 55중량%를 초과하게 되면 유리점도가 낮아져 결정화가 발생하기 쉬우며 팽창율이 너무 낮아져서 기판에 볼록(convex)하게 휨이 발생할 염려가 있다.
한편, 상기 P2O5 및 SiO2 역시 저융점 유리를 안정적인 유리질로 만드는 역할 을 하며 1～15중량%로 함유되는데, 1중량% 미만이면 안정한 유리질을 형성하기 어렵고 15중량%를 초과하는 때에는 연화온도가 높아져 소결 부족이 발생할 가능성이 있다. 한편, SiO2는 산계 에칭액에 대한 내에칭성을 부여하는 역할도 하기 때문에 15중량%를 초과하게 되면 에칭 속도가 떨어질 염려가 있고, P2O5가 15중량%를 초과하게 되면 발포현상으로 인해 유리의 내구성을 저하시킬 우려가 있다.
ZnO 또는 MgO는 중간제로서 사용되며 저융점 유리의 연화온도 및 열팽창계수를 낮추기 위한 성분으로서, 상기 성분이 10중량% 미만으로 사용되는 때에는 열팽창계수가 커질 우려가 있고, 45중량%를 초과하는 때에는 유리분말의 유리화가 어려워져서 저융점 유리가 소성중에 결정화될 우려가 있다.
BaO, CaO 또는 SrO는 수식제(network modifier)로서 유리 네트워크를 절단하여 에칭 속도를 증가시키고 연화온도와 열팽창계수를 낮추는 역할을 하는데, 상기 성분이 10중량% 미만으로 사용되는 때에는 상대적으로 상기 B2O3 및 SiO2의 함량이 증가하여 연화온도가 상승하게 되며 30중량%를 초과하는 때에는 B2O3 및 SiO2의 함량이 적어져서 안정한 유리질을 형성하기 어렵다.
본 발명에 사용되는 격벽 형성용 조성물은 Li2O, Na2O, K2O 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나의 알칼리 산화물을 함유하는데, 상기 알칼리 금속산화물은 유리의 연화온도를 획기적으로 낮추는 역할 및 유리의 유동성을 증가시키는 역할을 한다. 상기 알칼리 금속 산화물이 1중량% 미만으로 사용되면 첨가효 과를 얻기 어렵고, 3중량%를 초과하는 때에는 PDP의 작동시 점점 휘도가 떨어져서 수명이 감소할 염려가 있다.
본 발명에 사용되는 상기 유리분말은 Bi2O3 1～10중량%를 더 포함할 수 있는데, 상기 Bi2O3는 유리의 연화온도를 낮추는 역할을 한다. 상기 성분이 1중량% 미만인 때에는 첨가효과가 미약하고, 10중량%를 초과하는 때에는 산계 에칭액에 대한 내에칭성이 증가하여 원하는 에칭속도를 얻기 힘들다.
본 발명에 사용되는 상기 유리분말은 ZrO2, Ti2O, Y2O3, Ga2O3, Nb2O5, WO3, CeO2 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나 또는 CuO, MnO2, Fe2O3, CoO, NiO 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나를 상기 유리분말 100중량부를 기준으로 1～30중량부를 더 포함하는 것일 수 있는데, 상기 ZrO2, Ti2O, Y2O3, Ga2O3, Nb2O5, WO3, CeO2 및 이들의 혼합물은 전극의 변색, 연화 방지 및 유리를 안정화시키 역할을 하고 CuO, MnO2, Fe2O3, CoO, NiO 및 이들의 혼합물은 유리분말을 유색으로 만드는 역할을 한다. 상기 성분들의 함량이 30중량부를 초과하는 때에는 연화온도가 급격히 상승하며 유리화가 잘 이루어지지 않는다는 문제점이 있다.
본 발명에 사용되는 상기 격벽 형성용 유리분말은 유리 연화온도가 530℃ 이하인 것이 바람직한데, 유리분말의 유리 연화온도가 530℃를 초과하는 경우에는 격벽의 소성온도가 높아지고 열변형이 생겨서 기판의 치수 제어가 어려워진다는 문제 점이 있다.
또한, 상기 유리분말은 약 1～10㎛의 평균입경을 가지는 것이 바람직한데, 상기 유리분말의 평균 입경이 1㎛미만이면 격벽의 페이스트화가 어려워지고, 10㎛를 초과하면 소성공정시 유리분말이 치밀화되기 어려워 격벽 내에 기포가 발생하기 쉽다.
본 발명에 사용되는 상기 격벽 형성용 유리분말은 필러를 추가로 더 포함할 수 있는데, 상기 필러는 TiO2, ZrO2, ZnO, Al2O3, BN, 뮬라이트, MgO, NiO, Fe2O3, CrO, MnO2, CuO 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나일 수 있으며, 상기 필러의 함량비는 상기 유리분말 100중량부를 기준으로 1～30중량부일 수 있다. 이러한 필러는 유리분말의 물리/화학적 내구성 및 유전율과 형광체에서 발광하는 색의 반사율 및 휘도 증가 등을 위해 첨가되는 것으로서, 상기 성분들의 함량이 1중량부 미만인 때에는 첨가효과가 미약하고, 30중량부를 초과하는 경우에는 유리분말 내에 미반응 산화물의 양이 증가되어 오히려 격벽의 지지체로서의 소성강도를 떨어뜨리며, 화학적 내구성도 감소시킬 염려가 있다.
한편, 본 발명에 사용되는 상기 산계 액체 조성물에 대한 격벽의 에칭율은 10 ㎛/min 이상인 것이 바람직한데, 10 ㎛/min 미만인 때에는 격벽의 습식에칭시 작업성 및 생산성이 떨어지므로 바람직하지 않다.
본 발명에 사용되는 상기 격벽의 열팽창계수는 60～87 x 10-7/℃인 것이 바람 직한데, 열팽창계수가 60 x 10-7/℃미만이면 기판이 볼록(convex)하게 휨이 발생하고, 87 x 10-7/℃을 초과하는 경우에는 기판이 오목(concave)하게 휨이 발생하기 때문에 바람직하지 않다.
도 2a 내지 도 2f는 본 발명에 따른 플라즈마 디스플레이 패널의 후면판의 제조방법을 나타내는 단면도이다.
먼저, 기판(50) 상에 전극 재료층을 형성한 후 포토리소그래피공정과 식각공정으로 패터닝시킴으로써 도 2a에 도시된 바와 같이 전극층(52)을 형성한다.
다음으로, 상기 전극층(52)이 형성된 기판(50) 상에 본 발명에 사용되는 유전체 층 형성용 유리분말을 도포시켜 유전체재료층을 형성시킨 후 단독으로 소성하거나 차후에 격벽형성용 페이스트층 또는 그린테이프 형태의 격벽층을 구비시킨 후 함께 소성함으로써 유전체층(54)를 형성할 수 있다.
상기 유전체재료층 또는 유전체층(54)이 형성된 기판(50) 상에 격벽형성용 페이스트를 도포함으로써 격벽재료층(86)을 형성시키는 경우에는, 상기 격벽형성용 페이스트에는 상기 유리분말이외에 강도를 부여하는 결합제, 격벽층의 재료를 용해하고 밀링과 캐스팅에 필요한 유동성을 부여하는 용매, 가공성을 향상시키는 가소제를 포함하며 기포발생을 줄이기 위한 소포제, 무기물의 분산을 도와주는 분산제, 염료 및 윤활유를 포함할 수 있다. 이처럼 제조된 상기 격벽형성용 페이스트를 20～180℃의 온도에서 5～20분 동안 건조시킨 후 이를 원하는 높이에 도달할 때까지 다수번 반복함으로써 도 2c에 도시된 바와 같이 격벽재료층(86)을 형성시킬 수 있 다.
상기 결합제는 폴리비닐 부티랄, 폴리비닐알콜, 폴리비닐 아세테이트, 폴리 메틸 메타크릴레이트, 폴리에틸 아크릴레이트, 폴리 아크릴산, 에틸셀룰로즈, 히드록시에틸 셀룰로즈, 메틸 셀룰로즈, 카르복시메틸 셀룰로즈, 아크릴릭 에스테르 및 암모늄 폴리아크릴레이트로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나 이상을 포함하고, 상기 용매는 에틸 알콜, n-부틸 알콜, 톨루엔, 물, 메틸알콜, n-프로필 알콜, 이소프로필 알콜, 에틸렌 글리콜, 벤즈알데히드, 에틸아세테이트, 시클로헥산, 이소프로필 아세테이트, n-옥틸 알콜, 벤질 알콜, 글리세롤, 아세톤, 메틸 에틸 케톤, 프로피온산, n-옥타노익산, n-헥산, O- 크실렌, MIBK, 크실렌 및 터핀올로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나 이상을 포함하며, 상기 가소제는 물, 에틸렌 글리콜, 디에틸렌 글리콜, 테트라 에틸렌 글리콜, 글리세린, 디메틸 프탈레이트, 디부틸 프탈레이트, 벤질 부틸 프탈레이트, 폴리프로필렌 글리콜 및 폴리에틸렌 글리콜로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나 이상을 포함할 수 있다.
상기 첨가제로는 당업계에서 통상적으로 사용되는 것이면 특별히 제한되지 않고 사용될 수 있다.
한편, 상기 격벽층을 형성하는 유리분말에 결합제, 가소제, 및 유기용매, 예를 들어 이소프로필알콜과 같은 보조 용매를 혼합하여 500～40,000cP의 점도를 갖는 슬러리를 그린쉬트 형태로 형성하여 상기 격벽층을 제조할 수도 있다. 상기 슬러리는 닥터 블레이드법 등에 의해 예를 들면, PET 시트상에 코팅되어 박층을 형성한 후 용매를 건조하여 그린쉬트 형태로 수득할 수 있다. 상기 그린쉬트 형태의 격 벽층은 유전체층(54)의 상면에 라미네이팅하여 부착한 후, 소성함으로써 상기 유전체층(54)와 동시에 소성할 수도 있다.
그 다음으로, 상기 격벽재료층(86)상에 포토레지스트(78)를 전면 코팅한 다음 상기 포토레지스트(78)를 포토마스크를 이용하여 노광 및 현상공정을 통하여 패터닝함으로써 도 2d에 도시된 바와 같이 포토레지스트 패턴(88)을 형성시킨다. 상기 포토레지스트 패턴(88)을 마스크로 사용함으로써 상기 격벽 재료층을 산계 액체 조성물로 식각하여 도 2e에 도시된 바와 같이 격벽(56)을 형성시킬 수 있다. 상기 산계 액체 조성물은 당업계에서 통상적으로 사용되는 것이면 특별히 제한되지 않으며, 질산을 포함하는 조성물인 것이 바람직한데 예를 들면, 대한민국 등록특허공보 제300233호, 제390347호에 사용된 식각액을 사용할 수 있다. 그런 다음, 상기 격벽(56) 상에 잔존하는 포토레지스트 패턴을 스트립하여 제거하고, 수세한 후, 상기 격벽(56)이 형성된 기판(50) 상에 형광체용 페이스트를 전면 인쇄한 후 건조/소성함으로써 R, G, B 형광체층(58)을 형성시킨다.
이하, 바람직한 실시예를 들어 본 발명을 더욱 상세하게 설명하지만, 본 발명이 이에 의해 제한되는 것은 아니다.
실시예 1～8
소다라임 유리기판 상에 포토리소그래피 공정과 식각공정을 통해 패턴화된 전극층을 형성한 후, 대한민국 등록특허공보 제495488호에 개시되어 있는 바와 같 이 PbO 43.5중량%, SiO2 16중량%, B2O3 8중량%, Al2O3 2.5중량% ZnO 29중량% 및 NaO 1중량%를 포함하는 유전체층 형성용 페이스트 조성물을 도포하여 유전체재료층을 형성하고, 하기 표 1에 나타나 있는 바와 같은 유리분말 조성이 되도록 각 배치원료를 혼합하고 1100～1200℃로 용융시킨 다음 급냉시켜 플레이크 상의 유리를 제조하였다. 뒤이어, 상기 유리를 제트밀을 이용하여 분쇄한 후, 기류식 분급장치를 이용하여 분급함으로써 평균 입경 3㎛의 유리분말을 얻은 다음 터피네올과 에틸셀룰로오스를 포함하는 유기 비히클과 혼합하여 격벽 형성용 페이스트를 제조하였다. 다음으로, 상기 격벽 형성용 페이스트를 상기 유전체재료층의 상부에 도포한 다음, 550℃의 온도에서 30분동안 소성하여 격벽재료층을 형성하였다. 그 다음, 상기 격벽재료층의 상부에 포토레지스트를 도포하고 노광공정 및 현상공정을 거친 후, 질산을 포함하는 산계 액체 조성물을 사용하여 에칭함으로써 격벽을 형성한 다음, 상기 격벽 상부에 남아 있는 포토레지스트를 박막공정에 의하여 제거하고, 상기 격벽을 수세하였다. 마지막으로 형광체용 페이스트를 상기 격벽 및 유전체층의 상부에 전면 인쇄한 후 건조/소성함으로써 R, G, B형광체층(58)을 형성시켜, PDP 후면판을 제조하였다.
비교예 1～3
하기 표 2에 표시된 바와 같이 조성비가 변경된 격벽 형성용 페이스트를 사용한 것을 제외하고는 상기 실시예 1 내지 4와 동일한 방법으로 PDP용 후면판을 제 조하였다.
실시예 1 실시예 2 실시예 3 실시예 4 실시예 5 실시예 6 실시예 7 실시예 8
B2O3 40 32.49 29.77 35 35 30.12 33 32.72
SiO2 6.7 4.81 6.94 12 15 5.43 5.38
P2O5 - - - - - 8.22 - -
ZnO 30 36.7 36.47 37 32 43.33 20.58 25.5
MgO 10 - - - - - 5.15 -
BaO 7.73 23.84 24.79 13 - 15.33 27.69 27.45
CaO 2.57 - - - - - - -
SrO - - - - 15 - - -
Li2O 3 2.16 1.85 3 2 3 2.15 2.15
Na2O - - 0.18 - - - - -
K2O - - - - 1 - - -
Bi2O3 - - - - - - 6 6.8
비교예 1 비교예 2 비교예 3 비교예 4
B2O3 42 23.8 25.5 21
SiO2 - 12.0 20.0 41
P2O5 - - - -
ZnO 35 43.3 41.2 21
MgO - 6.4 - -
BaO 23 7.6 4.0 -
CaO - - 1.0 -
SrO - - - -
Li2O - - 2.8 4
Na2O - 3.0 0.5 4
K2O - 2.0 3.2 -
Bi2O3 - - - -
Al2O3 - 1.4 - -
ZrO2 - 0.5 - -
LiF - - - -
NaF - - 1.8 5
KF - - - -
TiO2 - - - 4
시험예 1
연화온도의 측정
상기 표 1의 실시예 1～8 및 표 2의 비교예 1～3에서 나타나 있는 바와 같은 유리분말 조성이 되도록 각 배치원료를 혼합하고 1100～1200℃로 용융시킨 다음 급냉시켜 플레이크 상의 유리를 제조하였다. 다음으로, 상기 유리를 건식 분쇄장비인 제트밀을 이용하여 분쇄한 후, 기류식 분급장치를 이용하여 분급함으로써 평균 입경 2-3㎛의 유리분말을 얻고, 상기 유리분말을 DSC 열분석 장비를 사용하여 연화온도를 측정하고 그 결과를 하기 표 3 및 표 4에 나타내었다.
시험예 2
열팽창계수의 측정
상기 표 1의 실시예 1～8 및 표 2의 비교예 1～3에서 나타나 있는 바와 같은 유리분말 조성이 되도록 각 배치원료를 혼합하고 1100～1200℃로 용융시킨 다음 급냉시켜 플레이크 상의 유리를 제조하였다. 상기 플레이크 상의 유리를 직사각형의 일정 크기로 가공한 다음, 350℃까지 승온시키면서 분당 증가되는 길이변화를 측정하여 열팽창계수를 구하고 그 결과를 하기 표 3 및 표 4에 나타내었다.
시험예 3
에칭속도의 측정
상기 표 1의 실시예 1～8 및 표 2의 비교예 1～3에서 나타나 있는 바와 같은 유리분말 조성이 되도록 각 배치원료를 혼합하고 1100~1200℃로 용융시킨 다음 급냉시켜 플레이크 상의 유리를 제조하였다. 다음으로, 상기 유리를 제트밀을 이용하여 분쇄한 후, 기류식 분급장치를 이용하여 분급함으로써 평균 입경 2-3㎛의 유리분말을 얻은 다음 터페놀과 에틸셀룰로오스를 포함하는 유기 비히클과 혼합하여 격벽 형성용 페이스트를 제조하였다. 다음으로, 소다라임 유리기판 상에 상기 격벽 형성용 페이스트를 스크린 인쇄한 후 550℃의 온도에서 60분동안 소성과정을 거친 후, 소성이 완료된 시편을 2 x 4 cm 크기로 절단하고, 5mm 정도의 부분을 제외한 나머지 부분을 테이핑하였다. 질산을 포함하는 산계 액체 조성물을 사용하여 에칭과정을 거치게 되면 상기 테이핑이 되지 않은 부분은 상기 산계 액체 조성물에 의해 에칭이 일어나게 되므로, 테이핑된 부분과 테이핑이 되지 않은 부분의 높이를 측정한 후 에칭한 분(min)으로 나누어 분당 에칭속도를 구하여 그 결과를 표 3 및 표 4에 나타내었다.
시험예 4
수명의 측정
상기 실시예 3, 비교예 2 및 비교예 3에 의해 제조된 PDP 후면판을 사용하여 PDP를 제조한 후, 휘도 측정 장비(Minolta사 제조, CA-100 plus)를 이용하여 패널 가속수명평가를 수행하고, 그 결과를 도 3에 도시하였다.
실시예 1 실시예 2 실시예 3 실시예 4 실시예 5 실시예 6 실시예 7 실시예 8
연화온도 498 520 526.3 516 526 526.2 529 525
열팽창계수 78.6 70.5 73 77 77 68.2 78.7 78
에칭속도 (㎛/min) 11.03 13.02 11.48 10.8 10.5 10.27 11.06 11.2
비교예 1 비교예 2 비교예 3 비교예 4
연화온도 602 610 500 533
열팽창계수 85 80 86 84
에칭속도 (㎛/min) 6.86 8.12 7.36 2.3
상기 표 3 및 4에서 볼 수 있는 바와 같이, 비교예 1 내지 4의 경우에는 에칭속도가 2.3～8.12㎛/min 이기 때문에 습식에칭에 적당하지 않을 뿐만 아니라, 비교예 1 및 2의 경우에는 연화온도가 600℃를 초과하기 때문에 격벽의 소성온도가 높아지고 열변형이 생겨서 기판의 치수 제어가 어려워지지만 본 발명의 실시예의 경우에는 연화온도가 530℃ 미만이며, 에칭속도가 10㎛/min 이상으로서 격벽의 물성이 우수하다는 것을 알 수 있다. 한편, 도 3을 참조하면, 비교예 1 및 2의 경우에는 알칼리금속 산화물의 사용량이 과량이기 때문에 약 400시간 경과 후의 휘도가 최초의 85%로 떨어짐에 반하여 본 발명의 실시예에 따르면 휘도 감소 폭이 적기 때문에 PDP의 수명 특성이 우수하다는 것을 확인할 수 있다.
상기에서 살펴본 바와 같이, 본 발명에 따른 플라즈마 디스플레이 패널의 후면판은 환경친화적인 재료를 사용하면서도 저온소성이 가능하고 이에 구비되어 있는 격벽이, 생산성이 확보되는 속도의 에칭이 가능하며, 패널의 수명특성이 우수하다는 장점이 있다.

Claims (7)

  1. 기판 상에 형성되는 전극과;
    상기 전극을 덮도록 상기 기판 상에 형성된 유전체층과;
    상기 유전체층 상에 형성된 격벽과;
    상기 격벽과 유전체층 상에 형성된 형광체층을 구비하며;
    상기 격벽은 B2O3 10～55중량%;
    P2O5 또는 SiO2 1～15중량%;
    ZnO, MgO 또는 이들의 혼합물 10～45중량%;
    BaO, CaO, SrO 또는 이들의 혼합물 10～30중량%; 및
    Li2O, Na2O, K2O 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나의 알칼리 산화물(R2O) 1～3중량%를 포함하는 유리분말을 함유하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널의 후면판.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 유리분말은 Bi2O3 1～10중량%를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널의 후면판.
  3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 유리분말은 ZrO2, Ti2O, Y2O3, Ga2O3, Nb2O5, WO3, CeO2 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나 또는 CuO, MnO2, Fe2O3, CoO, NiO 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나를 상기 유리분말 100중량부를 기준으로 1～30중량부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널의 후면판.
  4. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 유리분말은 필러로서 TiO2, ZrO2, ZnO, Al2O3, BN, 뮬라이트, MgO, NiO, Fe2O3, CrO, MnO2, CuO 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나를 더 포함하며,
    상기 필러의 함량비는 상기 유리분말 100중량부를 기준으로 1～30중량부인 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널의 후면판.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 유리분말의 평균입경은 1～10㎛이며, 상기 유리 분말의 연화온도는 530℃ 이하인 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널의 후면판.
  6. 제 1 항 또는 제 2항에 있어서,
    상기 격벽의 에칭속도는 10㎛/min 이상인 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널의 후면판.
  7. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
    상기 격벽의 열팽창계수는 60～87 x 10-7/℃인 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널의 후면판.
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