KR20080023985A

KR20080023985A - 플라즈마 디스플레이 패널의 격벽과 그 제작방법 및 이를구비한 플라즈마 디스플레이 패널

Info

Publication number: KR20080023985A
Application number: KR1020060088206A
Authority: KR
Inventors: 이홍철; 박대현; 배범진; 김제석; 류병길; 문은아; 서병화
Original assignee: 엘지전자 주식회사
Priority date: 2006-09-12
Filing date: 2006-09-12
Publication date: 2008-03-17

Abstract

본 발명은 플라즈마 디스플레이 패널의 격벽 및 그 제작방법을 개시한다. 본 발명에 의한 플라즈마 디스플레이 패널의 격벽은 격벽 상부에 형성되는 트렌치와 상기 트렌치 내에 형성되는 블랙탑을 포함하여 구성됨으로써, 패널의 콘트라스트를 향상시킬뿐만 아니라 종래 패널 방전시 블랙탑에 의한 휘도가 저감 현상을 방지하는 효과가 있다.

플라즈마 디스플레이 패널, 격벽, 블랙탑, 트렌치

Description

플라즈마 디스플레이 패널의 격벽과 그 제작방법 및 이를 구비한 플라즈마 디스플레이 패널{BARRIER RIP FOR PLASMA DISPLAY PANEL AND METHOD FOR MAKING THE SAME}

도 1은 종래 교류방식의 면방전형 PDP를 개략적으로 도시한 도면이다.

도 2는 종래 플라즈마 디스플레이 패널의 방전 및 격벽의 구조를 설명하기 위한 도면이다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 플라즈마 디스플레이 패널의 격벽의 구조를 개략적으로 도시한 단면도이다.

도 4는 블랙탑의 두께에 따른 빛의 반사도를 나타내는 실험 그래프이다.

도 5는 도 4의 실시예에 따른 격벽이 형성된 플라즈마 디스플레이 패널의 방전 모습을 설명하는 도면이다.

도 6은 본 발명에 일 실시예에 따른 플라즈마 디스플레이 패널의 제작방법을 개략적으로 도시한 도면이다.

< 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 >

301 격벽

303 트렌치

305 블랙탑

307 하부기판

311 유리기판

313 어드레스전극

320 상부기판

본 발명은 플라즈마 디스플레이 패널에 관한 것으로, 특히, 플라즈마 디스플레 패널의 격벽 및 그 제작방법에 관한 것이다.

일반적으로 플라즈마 디스플레이 패널(Plasma Display Panel : 이하 PDP라 함)은 He+Xe 또는 Ne+Xe 가스의 방전시 발생하는 147nm의 자외선이 형광체를 여기시켜 발생하는 빛을 이용하여 문자 또는 그래픽을 표시하는 디스플레이로서 박막화와 대형화가 용이할 뿐만 아니라 최근의 기술 개발에 힘입어 화질이 크게 향상되고 코스트가 경쟁력을 갖게 됨에 따라 차세대 디스플레이로서 주목을 받고 있다. 이 PDP는 화소들이 매트릭스 형태로 배치되고 각 화소셀들은 적색, 녹색, 청색의 신호를 발생하기 위한 적색, 녹색, 청색 3개의 서브 방전셀로 조합된다. PDP는 그 구동방식에 따라 크게 대향방전을 하게 되는 직류(DC)형과 면방전을 하게 되는 교류(AC)형으로 대별된다. 교류방식의 플라즈마 표시장치는 직류방식에 비하여 저소비전력과 라이프 타임이 큰 장점이 있기 때문에 주목을 받고 있는 구동방식이다.

도 1은 교류방식의 면방전형 PDP를 개략적으로 도시한 도면이다. 도 1을 참 조하면, PDP는 크게 상판과 하판으로 이루어지며 상판은 상부 유리기판(101)에 형성되는 유지전극쌍(102)과, 유지전극쌍(102)에 나란하게 형성되는 버스전극(103)과, 이 버스전극(103)과 상부 유리기판(101) 위 표면에 성막되는 유전체층(104)과, 유전체층(104) 위에 형성되는 MgO 보호막(106)을 구비한다.

유지전극쌍(102)은 투명전극(ITO)으로서 대향방전을 행함으로써 방전을 유지하는 전극들이다. 유지전극쌍(102)에 나란하게 접촉되는 버스전극(103)은 유지전극쌍(102)의 전기적 저항을 감소시킴으로써 방전 전압을 낮추는 역할을 한다. 버스전극(103)은 Cr/Cu/Cr 물질로 이루어져 유지전극(102) 위에 나란하게 증착 또는 식각(etching)됨으로써 형성된다. 유전체층(104)은 방전으로부터 유지전극쌍(102)을 보호하는 역할을 하게 되며 방전시에는 벽전하들이 축적된다. 이 유전체층(104)은 스크린 프린팅(Screen printing) 방법으로 도포 된다. 보호층(105)은 방전으로부터 유전체층(104)을 보호하는 역할을 하도록 MgO로 이루어지며 유전체층(104) 위에 약 2000Å 정도 성막된다..

하판은 하부 유리기판(111) 위에 유지전극쌍(102)과 직교하도록 형성된 어드레스 전극(113)과, 하부 유리기판(111)과 어드레스 전극(113) 위에 도포되는 제2 유전체층(112)과, 어드레스 전극(113)을 사이에 두고 하부 유리기판(111) 표면에서 수직으로 신장되는 격벽(115)과, 격벽(115)과 하부 유리기판(111)에 도포되어지는 형광체(114)를 구비한다.

상/하부 유리기판(101, 111)은 소다 석회 규산염(Soda Lime Silicate) 재질로 제작된다. 어드레스전극(113)은 데이터가 공급되어 하나의 유지전극(102)과 대 향방전을 하여 주사되는 방전셀을 선택하는 역할을 하게 된다. 이 어드레스전극(113)은 하부 유리기판(111)에 스크린 프린팅 방법에 의해 인쇄된다. 형광체(114)는 방전에 의해 발생되는 자외선에 의해 여기·발광되어 각 서브셀에서 적녹청(RGB)의 가시광선을 발생하게 된다.

격벽(115)은 상하판 유리기판(101, 111) 사이에 방전거리를 유지함과 아울러, 인접한 화소셀 또는 서브셀 간의 전기적, 광학적 상호혼신(Crosstalk)을 방지하는 역할을 한다. 격벽 형성은 PDP의 제조공정에서 표시품질과 효율을 위한 가장 중요한 단계이며 패널이 대형화, 고정세화 됨에 따라 격벽 형성 기술에 대한 다양한 연구가 이루어지고 있다. 일반적으로 사용되고 있는 격벽 형성 방법은 샌드 블라스팅(Sand blasting)법, 스크린 프린팅(Screen printing)법, 포토 에칭(Photo etching)법 등이 사용되고 있다.

도 2는 종래 플라즈마 디스플레이 패널의 방전 및 격벽의 구조를 설명하기 위한 도면이다. 플라즈마 디스플레이 패널은 도 2에 도시된 것처럼 크게 하판(201), 하판위에 형성된 격벽(203) 및 버스전극(209)이 구비된 상부기판(207)으로 구성된다. 격벽(203)은 상부에 블랙탑(205)이 형성되어 외부에서 오는 빛을 흡수하여 콘스라트스를 상승시킨다. 상부기판(207)의 버스 전극(209)에 의해서 방전 영역에 플라즈마 방전이 일어나고, 이에 의하여 하부기판과 격벽에 도포된 형광물질(211)이 여기하여 가시광선을 방출한다. PDP 하판의 격벽은 휘도의 손실을 막기 위해서 재료로 세라믹(ceramic) 또는 유리-세라믹(glass -ceramic)을 주로 사용하 고, 격벽의 폭은 대략 30~100㎛정도로 형성한다. 이러한 격벽은 TiO₂또는 Al를 충진제로 함유하고 있는 고반사형 투명 유전층으로 형성되어 휘도의 손실을 막기 위해 사용된다. 그러나 격벽의 이러한 높은 반사율로 인해 PDP의 명실 콘트라스트(contrast)를 감소시키는 문제를 해결하기 위해 종래에는 도 2와 같이 격벽(203) 상측에 블랙탑(205)을 형성하였다. 블랙탑(205)은 외부에서 입사하는 빛을 흡수함으로써 패널의 명실 콘트라스트를 향상시킨다. 블랙탑의 형성을 위해 Cr₂O₃, CuO, Fe₂O₃, Co₂O₃, MnO 등의 흑색 안료가 사용되는데, 이들 금속 산화물은 유전율이 10이상으로 PDP에 사용되는 글래스(glass) 재료에 비해서 높은 값을 갖는다. 따라서 패널의 휘도 및 효율을 고려하면 상기 흑색 피그먼트의 함량을 줄여야 한다. 이로 인해 충분한 흑색의 블랙탑(205)을 형성하기 위해서는 블랙탑의 두께가 두꺼워야 한다. 그러나 도 2에 도시된 것처럼 블랙탑(205)은 외부의 빛을 흡수할 뿐만 아니라 방전시 발생하는 가시광선도 흡수하여 패널의 휘도를 감소시키는 문제를 발생시킨다. 이를 블랙탑의 두께가 두꺼워질수록 그 정도가 심해진다.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 상기와 같은 문제점을 해결하여 콘트라스트 향상을 위한 블랙탑을 구비하고 있음과 동시에, 블랙탑에 의한 휘도 손실을 방지하는 플라즈마 디스플레이 패널의 격벽 및 그 제작방법을 제공함에 있다.

본 발명이 이루고자 하는 또 다른 목적은 콘트라스트 향상을 위한 블랙탑을 구비하고 있음과 동시에, 블랙탑에 의한 휘도 손실을 방지하는 격벽을 구비한 플라 즈마 다스플레이 패널을 제공함에 있다.

상기한 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 의한 플라즈마 디스플레이 패널의 격벽은 격벽 상부의 일부 영역에 형성되는 트렌치와 상기 트렌치 내에 형성되는 블랙탑을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

상기 블랙탑의 두께는 충분한 흑색도와 유전율을 고려하여 5㎛ 내지 45㎛로 하는 것이 바람직하고, 상기 트렌치의 깊이는 상기 블랙탑의 두께와 같은 것이 바람직하다.

또한, 격벽의 측면부와 상기 트렌치 사이의 너비는 가시광선의 효율적 반사를 위해 4㎛ 내지 6㎛로 함이 바람직하다.

상기 블래탑은 Cr₂O₃, CuO, Fe₂O₃, Co₂O₃, MnO로부터 선택된 어느 하나 또는 둘이상의 물질을 흑색 안료로 사용되고, 상기 흑색 안료는 격벽 구성 물질의 1% 내지 20%인 것이 바람직하다.

또한, 상기의 목적을 달성하기 위한 플라즈마 디스플레이 패널은 상부의 일부 영역에 트렌치가 형성되고, 상기 트렌치 내에 블랙탑이 형성된 격벽을 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.

또한, 상기의 목적을 달성하기 위한 플라즈마 디스플레이 패널의 제작방법은 기판 상에 격벽용 페이스트를 형성하는 단계, 상기 격벽용 페이스트 상의 소정 영역에 다수의 트렌치를 형성하는 단계, 상기 형성된 다수의 트렌치에 흑색물질을 주 입하여 다수의 블랙탑을 형성하는 단계, 및 상기 인접하는 블랙탑 사이의 격벽용 페이스트를 일부 제거하여 격벽을 형성하는 단계를 포함하여 이루어진다.

상기 격벽용 페이스트 상에 다수의 트렌치를 형성하는 단계는 몰딩 프레스 법을 사용하는 것이 바람직하다.

본 발명의 다른 목적, 특징 및 이점들은 첨부한 도면을 참조한 실시예들의 상세한 설명을 통해 명백해 질 것이다.

이하, 본 발명에 의한 플라즈마 디스플레이 패널의 격벽 및 그 제조방법 및 플라즈마 디스플레이 패널의 실시예를 통해 발명의 구성 및 동작을 상세하게 설명한다

도 3은 본 발명에 따른 플라즈마 디스플레이 패널의 격벽의 구조를 개략적으로 도시한 단면도이다.

도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명인 플라즈마 디스플레이 패널의 격벽(301)은 트렌치(303) 및 블랙탑(305)을 포함하여 구성된다.

격벽(301)은 플라즈마 디스플레이 패널의 하부기판(307) 상에 형성된다. 상기 하부기판은 플라즈마 디스플레이 패널의 하부기판으로 종래 기술과 동일한 기판을 말한다. 하부기판(307)은 일반적으로 유리기판(311)상에 어드레스전극(313)이 형성되고 그위에 유전물질(315) 등으로 구성되나 이에 대하여는 본 발명에서 제한을 두지 않는다. 상기 격벽(301)은 방전 셀간의 전기적, 광학적 상호혼신을 방지하는데 매우 중용한 역할을 수행하며, 재료로는 세라믹(ceramic) 또는 유리-세라믹(glass-ceramic)을 주로 사용한다.

상기 트렌치(303)는 격벽(301)상부의 일부 영역에 형성된다. 트렌치(303)는 격벽의 상부면에서 일부 영역을 함몰시킨 함몰부를 의미한다. 도 3에는 트렌치(303)의 단면이 직사각형의 형상을 나타내고 있으나 트렌치의 형상은 이에 제한되지 않고 밑면이 둥글거나 다각형 등의 다양한 형태로 구현될 수 있다. 트렌치(303)와 상기 격벽의 측면부 사이의 너비(B)를 크게하면 블랙탑의 면적이 줄어든다. 블랙탑의 면적이 줄어들면 외부 입사는 빛을 흡수하는 면적이 줄어들게 되어 블랙탑이 빛의 흡수률이 떨어진다. 따라서 콘트라스트를 크게 하기 위해서는 상기 트렌치와 격벽 사이의 너비(B)를 작게하여야 한다. 이 경우 트렌치의 너비(X)는 수학식 1과 같이 표현할 수 있다.

X = A - 2×B

다만, 격벽 측면부와 트렌치 사이의 너비(B)가 너무 얇게 형성하면 방전층에서 출사하는 빛이 격벽을 투과하여 블랙탑(305)으로 흡수되는 문제가 발생한다. 따라서 격벽의 반사도를 유지하면서 블랙탑의 면적을 최대한 크게하기 위해서 격벽(301)의 측면부와 상기 트렌치(303) 사이의 너비(B)는 4㎛ 내지 6㎛인 것이 바람직하다.

상기 블랙탑(305)은 상기 트렌치(303) 내에 형성되어 외부에서 입사하는 빛을 흡수한다. 블랙탑(305)은 외부에서 입사하는 빛을 흡수하여 패널 외부로 반사시키지 않음으로써 패널의 컨트래스트(contrast)를 향상시킨다. 상기 블래탑은 흑색 안료인 Cr₂O₃, CuO, Fe₂O₃, Co₂O₃, MnO로부터 선택된 어느 한 물질 또는 2 이상의 물질을 격벽 재료인 세라믹이나 유리 세라믹에 첨가하여 형성한다. 이때 이들은 금속 산화물로서 유전율이 10이상되므로 세라믹이나 유리 세라믹에 비해서 상당히 높은 값을 갖는다. 따라서 패널의 휘도 및 효율을 고려하면 흑색 안료의 양을 줄여야 한다. 그러나 빛의 흡수성을 높이기 위해서는 흑색도를 높여야 하므로 상기 흑색 안료는 유전율과 흡수성을 고려하여 격벽 구성 물질의 1% 내지 20%인 것이 바람직하다.

도 4는 블랙탑의 두께(h)에 따른 빛의 반사도를 나타내는 실험 그래프이다. 도 4의 가로축은 블랙탑의 두께(h)를 나타내고, 세로축은 반사도(L-value)를 나타낸다. 도 4의 (a)는 흑색 안료의 함량을 구성 물질의 20%일 때의 실험치이고, 도 4의 (b)는 흑색 안료가 1%일 때의 실험치이다. 세로축의 반사도는 검은 정도를 나타내는 흑색도와 역수의 관계가 있으므로 반사도가 낮을수록 흑색도가 높다는 것을 나타낸다. 흑색 안료 함량이 20%일때 (a)에 나타난 것처럼 블랙탑의 두께(h)가 두꺼워질수록 반사도는 급격히 줄어들다가 3㎛인근에서 기울기가 완만해지며, 점차 반사도 10% 정도로 수렴한다. 흑색 안료 함량이 1%인 경우 (b)처럼 완만한 기울기를 보이며 반사도가 감소하며 두께가 대략 30㎛에 이르면 반사도가 10% 정도로 떨어진다. 블랙탑의 두께(h)가 두꺼워질수록 격벽의 유전율이 커지고, 공정 및 제조단가의 상승 문제를 일으킨다. 따라서 블랙탑의 두께는 흑색도를 얻을 수있는 범위에서 최소로 하는 것이 바람직하다. 상술한 것과 같이 흑색 안료의 함량이 1% ~ 20% 정도가 바람직하므로 블랙탑의 두께도 상기 실험치에서 각 함량에서 최소 두께인 5㎛ ~ 30㎛ 정도가 됨이 바람직하다. 이때 블랙탑(305)은 상기 트렌치(303)의 깊이와 같게 형성할 수 있으나 이에 한정되지 않고 블랙탑을 상기 트렌치의 깊이보다 두껍거나 얕게 형성할 수도 있다.

도 5는 도 4의 일 실시예에 따른 격벽이 형성된 플라즈마 디스플레이 패널의 방전 모습을 설명하는 도면이다. 플라즈마 디스플레이 패널은 도 5에 도시된 것처럼 크게 하판(307), 하판위에 형성된 격벽(301) 및 버스전극(321)이 구비된 상부기판(320)으로 형성된다. 격벽(301)은 상부에 블랙탑(305)이 형성되어 외부에서 오는 빛을 흡수하여 콘스라트스를 상승시킨다. 상부기판(320)의 버스 전극(321)에 의해서 방전 영역에 플라즈마 방전이 일어나고, 이에 의하여 하부기판과 격벽에 도포된 형광물질(317)이 여기하여 가시광선을 방출한다. 이때 격벽(301)은 가시광선이 블랙탑에 흡수되지 않게 반사시킴으로써 종래 블랙탑이 형성된 격벽에 비해서 현저한 휘도 상승의 효과를 가져올 수 있다.

도 6은 본 발명에 의한 플라즈마 디스플레이 패널의 격벽을 제작하는 방법의 일 실시예를 나타내는 도면이다. 도면을 참조하면 본 발명에 의한 플라즈마 디스플레이 패널의 격벽 제작방법은 기판 상에 격벽용 페이스트를 형성하는 단계(a), 상기 격벽용 페이스트 상의 소정 영역에 다수의 트렌치를 형성하는 단계(b), 상기 형성된 다수의 트렌치에 흑색물질을 주입하여 다수의 블랙탑을 형성하는 단계(c) 및 상기 인접하는 블랙탑 사이의 격벽용 페이스트를 일부 제거하여 격벽을 형성하는 단계(d)로 이루어진다.

도 6의 (a)는 다수개의 전극이 형성된 기판(401)상에 격벽용 페이스트(403)가 형성된 모습을 보여준다. 도 6의 (b)는 격벽용 페이스트 상에 다수의 트렌치를 형성하는 단계를 보여준다. 이때 트렌치를 형성하는 단계는 몰딩 프레스 법을 사용하는 할 수 있다. 몰딩 프레스 법은 도 6의 (b)와 같이 기 형성된 금속의 틀(411)을 (a) 단계에서 형성된 격벽용 페이스트에 수직으로 압착하여 트렌치를 형성하는 방법을 말한다. 도 6의 (c)는 상기 형성된 트렌치(405)에 흑색 안료가 함유된 흑색 물질(407)을 주입기(421) 등을 이용하여 주입하여 블랙탑을 형성하는 모습을 보여준다. 이때 블랙탑을 형성하는 방법에는 상기와 같은 잉크젯 방법과 다른 방법으로 의할 수도 있다. 도 6의 (d)는 인접하는 블랙탑 사이의 격벽용 페이스트를 제거하여 형성된 격벽의 모습을 보여준다. 이때 블랙탑 사이의 격벽용 페이스트를 제거하는 방법은 샌드블라스팅 방법(sandblasting method), 포토리소그래피 방법(photolithogray method) 등 기존의 격벽을 형성하는 방법과 동일한 방법에 의할 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 실시예에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허청구범위에 의하여 정해져야 한다.

이상에서 본 것과 같이, 본 발명에 의하면 블랙탑을 구비하여 패널의 콘트라스트를 향상시킬뿐만 아니라 상기 블랙탑이 격벽의 트렌치에 형성되어 종래 패널 방전시 블랙탑에 의한 휘도가 저감 현상을 방지하는 효과가 있다.

Claims

격벽 상부의 일부 영역에 형성되는 트렌치;

상기 트렌치 내에 형성되는 블랙탑을 포함하여 구성된 플라즈마 디스플레이 패널의 격벽.
제1항에 있어서

상기 블랙탑의 두께는 5㎛ 내지 30㎛인 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널의 격벽.
제1항에 있어서

상기 블랙탑의 두께는 트렌치의 깊이와 같은 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널의 격벽.
제1항에 있어서

격벽의 측면부와 상기 트렌치 사이의 너비는 4㎛ 내지 6㎛인 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널의 격벽.
제1항에 있어서

상기 블랙탑은 Cr₂O₃, CuO, Fe₂O₃, Co₂O₃, MnO로부터 선택된 어느 하나 또는 둘 이상의 흑색 안료를 함유하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널의 격벽.
제5항에 있어서

상기 흑색 안료는 격벽 구성 물질의 1% 내지 20%인 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널의 격벽.
상부의 일부 영역에 트렌치가 형성되고, 상기 트렌치 내에 블랙탑이 형성된 격벽을 포함하여 구성된 플라즈마 디스플레이 패널.
기판 상에 격벽용 페이스트를 형성하는 단계;

상기 격벽용 페이스트 상의 소정 영역에 다수의 트렌치를 형성하는 단계;

상기 형성된 다수의 트렌치에 흑색물질을 주입하여 다수의 블랙탑을 형성하는 단계;

상기 인접하는 블랙탑 사이의 격벽용 페이스트를 일부 제거하여 격벽을 형성하는 단계를 포함하여 이루어지는 플라즈마 디스플레이 패널의 격벽 제작방법.
제8항에 있어서

상기 격벽용 페이스트 상에 다수의 트렌치를 형성하는 단계는 몰딩 프레스 법에 의하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널의 격벽 제작방법.