KR20090027499A - 플라즈마 디스플레이 패널 - Google Patents

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KR20090027499A
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Abstract

본 발명은 서로 대향 배치되는 제1 기판 및 제2 기판; 상기 제1 기판에 배치되는 복수의 어드레스 전극들; 및 상기 제2 기판에 상기 어드레스 전극들과 교차하는 방향으로 배치되며, 버스 전극을 포함하는 복수의 표시 전극들을 포함하며, 상기 버스 전극은 전이 금속, 희토류 금속, 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 발색 원소와 전기 전도성 금속의 혼합물을 포함하는 것인 플라즈마 디스플레이 패널을 제공한다.
상기 버스 전극은 외광 반사 휘도가 우수할 뿐만 아니라 전기 전도성이 우수하며, 또한 제조 공정이 간단하다.
플라즈마, 디스플레이, 패널, 전극, 버스전극, 일체형, 단일층, 전이금속, 희토류금속, 발색원소, 전기전도성금속

Description

플라즈마 디스플레이 패널{PLASMA DISPLAY PANEL}
본 발명은 플라즈마 디스플레이 패널에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 외광 반사 휘도가 우수할 뿐만 아니라 전기 전도성이 우수하며, 또한 제조 공정이 간단한 흑백 일체형 버스 전극을 포함하는 플라즈마 디스플레이 패널에 관한 것이다.
주지된 바와 같이, 플라즈마 디스플레이 패널(plasma display panel, PDP)은 기체방전을 통하여 얻어진 플라즈마로부터 방사되는 진공자외선(vacuum ultra-violet, VUV)이 형광체를 여기시켜 발생하는 적(R), 녹(G), 청(B)의 가시광을 이용하여 영상을 구현하는 디스플레이 소자이다.
이러한 플라즈마 디스플레이 패널은 60 인치 이상의 초대형 화면을 불과 10㎝ 이내의 두께로 구현할 수 있고, CRT와 같은 자발광 디스플레이 소자이므로 색재현력 및 시야각에 따른 왜곡현상이 없는 특성을 가진다. 또한 플라즈마 디스플레이 패널은 액정 표시 장치(liquid crystal display, LCD) 등에 비해 제조공법이 단순하여 생산성 및 원가 측면에서도 강점을 갖는 TV 및 산업용 평판 디스플레이로 각광 받고 있다.
플라즈마 디스플레이 패널의 구조는 1970년대부터 오랜 기간에 걸쳐 발전되 어 왔으며, 현재 일반적으로 잘 알려져 있는 구조는 교류형 3전극 면방전 구조이다. 이 교류형 3전극 면방전 구조의 플라즈마 디스플레이 패널은 기본적으로 한 쌍의 표시 전극이 전면기판 상에 형성되어 면 대향을 이루고, 이 전면기판으로부터 이격되어 있는 배면기판 상에 형성되는 어드레스전극을 포함한다.
특히, 플라즈마 디스플레이 패널에서 화상이 구현되는 전면 기판의 경우, 외광 반사 휘도를 낮추기 위해 어둡게 보일 필요가 있다.
따라서, 전면기판 상에 형성되는 표시 전극의 버스 전극은 부득이하게 블랙 전극층과 화이트 전극층의 2층 구조로 형성하고 있다. 이 블랙 전극층은 전면 기판을 통해 입사되는 외광을 흡수하도록 광흡수율이 높은 검정색으로 착색되어 외광 반사 휘도를 낮출 수 있게 한다.
그러나, 현재 대부분의 플라즈마 디스플레이 패널의 제조 업체에서 버스 전극을 형성하는데 사용하는 공법은 노광 및 현상 공정을 바탕으로 하는 음각 방식의 감광성 방식을 채택하고 있다.
따라서, 2층 구조의 버스 전극은 페이스트를 인쇄하고 건조한 후, 화이트 전극 페이스트를 인쇄, 건조, 노광, 현상, 및 소성하는 등의 복잡하고도 시간 소비적인 공정을 불필요하게 거치게 된다.
더욱이, 버스 전극을 형성하는 과정에서 적절하게 제어되지 못한 노광 및 현상 공정은 버스 전극의 단부가 들고 일어나는 에지컬(edge-curl) 현상을 발생시켜 제품의 신뢰도에 심각한 악영향을 미치게 한다.
또한, 최근 시장에서 선보이고 있는 플라즈마 디스플레이 패널은 궁극적으로 Full-HD(high definition)급의 화상을 표현할 수 있는 디스플레이 소자가 요구되고 있는 실정이다.
플라즈마 디스플레이 패널에서 Full-HD급(1920×1080)의 화상을 표현할 수 있기 위해서는 방전셀의 크기를 줄여 고정세를 이루는 것이 필요하며, 이에 따라 전극의 폭과 간격을 줄여 더욱 조밀하게 형성하는 것 또한 필요하다.
이에, 버스 전극을 기존의 2층 구조가 아닌 일체형 전극으로 구현하는 것에 대한 연구가 진행되고 있다. 그러나, 일체형 버스 전극은 기존의 2층 구조의 버스 전극에 비하여 전기 전도성이 매우 좋지 않아, 실제 플라즈마 디스플레이 패널로 구현되기 어려운 문제점이 있다.
본 발명의 목적은 외광 반사 휘도가 우수할 뿐만 아니라 전기 전도성이 우수하며, 또한 제조 공정이 간단한 흑백 일체형 버스 전극을 포함하는 플라즈마 디스플레이 패널을 제공하는 것이다.
본 발명의 일 구체예에 따르면, 서로 대향 배치되는 제1 기판 및 제2 기판; 상기 제1 기판에 배치되는 복수의 어드레스 전극들; 및 상기 제2 기판에 상기 어드레스 전극들과 교차하는 방향으로 배치되며, 버스 전극을 포함하는 복수의 표시 전극들을 포함하는 플라즈마 디스플레이 패널을 제공한다. 상기 버스 전극은 전이 금속, 희토류 금속, 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 발색 원소와 전기 전도성 금속의 혼합물을 포함한다.
상기 전이금속은 Co, Fe, Ru, Re, Rh, Os, Ir, 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 것이 바람직하다.
상기 희토류 금속은 Sc, Y, 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 것이 바람직하다.
상기 전기 전도성 금속은 은(Ag), 금(Au), 알루미늄(Al), 구리(Cu), 니켈(Ni), 크롬(Cr), 아연(Zn), 주석(Sn), 은-팔라듐 합금(Ag-Pd), 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 것이 바람직하다.
상기 버스 전극은 단일층으로 형성된 것이 바람직하다.
상기 발색 원소와 전기 전도성 금속은 전율고용(complete solid-solution) 형태가 아닌 혼합물 형태로 혼합된 것이 바람직하다.
상기 전기 전도성 금속의 입자 크기(D50)는 1 내지 3㎛인 것이 바람직하다.
상기 발색 원소의 입자 크기(D50)는 0.5 내지 2㎛인 것이 바람직하다.
상기 버스 전극은 상기 전기 전도성 금속 100 중량부에 대하여 상기 발색 원소를 0.04 내지 0.6 중량부로 포함하는 것이 바람직하다.
상기 발색 원소의 농도는 제2 기판과 가까울수록 증가하는 것이 바람직하다.
상기 발색 원소는 발색 원소 전체 중량에 대하여 75 내지 100 중량%가 버스 전극의 하부에 존재하는 것이 바람직하다.
상기 버스 전극은 글래스 프릿(glass frit)을 포함하는 무기 결합제를 더 포함하는 것이 바람직하다.
상기 발색 원소는 상기 글래스 프릿에 착색된 상태로 상기 전기 전도성 금속과 혼합된 것이 바람직하다.
상기 글래스 프릿에 착색된 발색 원소의 함량은 상기 글래스 프릿 100 중량부에 대하여 1 내지 5 중량부인 것이 바람직하다.
상기 발색 원소로 착색된 글래스 프릿의 농도는 제2 기판과 가까울수록 증가하는 것이 바람직하다.
상기 발색 원소로 착색된 글래스 프릿은 발색 원소로 착색된 글래스 프릿 전체 중량에 대하여 75 내지 100 중량%가 버스 전극의 하부에 존재하는 것이 바람직하다.
상기 버스 전극은 제2 기판과 접하는 면에 상기 발색 원소로 착색된 글래스 프릿으로 이루어진 발색 원소로 착색된 글래스 프릿 층을 포함하는 것이 바람직하다.
상기 발색 원소로 착색된 글래스 프릿 층의 높이는 버스 전극의 전체 높이 100에 대하여 8 내지 16인 것이 바람직하다.
상기 버스 전극은 상기 전기 전도성 금속 100 중량부에 대하여 상기 발색 원소로 착색된 글래스 프릿을 4 내지 11 중량부로 포함하는 것이 바람직하다.
상기 글래스 프릿은 비스무스계 글래스 프릿, 아연계 글래스 프릿, 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 글래스 프릿인 것이 바람직하다.
본 발명은 외광 반사 휘도가 우수할 뿐만 아니라 전기 전도성이 우수하며, 또한 제조 공정이 간단한 흑백 일체형 버스 전극을 제공한다.
이하, 본 발명을 보다 상세하게 설명한다.
본 발명의 일 구체예에 따르면, 서로 대향 배치되는 제1 기판 및 제2 기판; 상기 제1 기판에 배치되는 복수의 어드레스 전극들; 및 상기 제2 기판에 상기 어드레스 전극들과 교차하는 방향으로 배치되며, 버스 전극을 포함하는 복수의 표시 전극들을 포함하는 플라즈마 디스플레이 패널을 제공한다.
상기 버스 전극은 전이 금속, 희토류 금속, 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 발색 원소와 전기 전도성 금속의 혼합물을 포함한다. 상기 버스 전 극은 단일층으로 형성되면서도 기존의 흑색층을 포함하는 2층 구조로 형성된 버스 전극에 대비하여 동등 수준의 성능을 나타낸다.
상기 발색 원소와 전기 전도성 금속은 전율고용 형태가 아닌 혼합물의 형태로 혼합되는 것이 바람직하다. 상기 발색 원소와 전기 전도성 금속을 이용하여 버스 전극 형성용 페이스트를 제조시, 상기 발색 원소가 초기부터 단분산(mono-disperse) 되어 있는 경우, 상기 발색 원소와 전기 전도성 금속은 소성 후에도 상 변화 없이 혼합물의 형태로 존재할 수 있다.
상기 발색 원소 중에서 상기 전이금속은 Co, Fe, Ru, Re, Rh, Os, Ir, 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 것이 바람직하고, 상기 희토류 금속은 Sc, Y, 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 것이 바람직하다.
상기 전기 전도성 금속은 은(Ag), 금(Au), 알루미늄(Al), 구리(Cu), 니켈(Ni), 크롬(Cr), 아연(Zn), 주석(Sn), 은-팔라듐 합금(Ag-Pd), 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 것이 바람직하고, 은의 경우 전기 전도성이 우수하므로 가장 바람직하게 사용할 수 있다.
상기 전기 전도성 금속의 입자 크기(D50)는 1 내지 3㎛인 것이 바람직하다. 상기 전기 전도성 금속의 크기가 1㎛ 미만인 경우, 페이스트로 제조할 경우 분산도가 너무 증가하여 페이스트의 기본 물성인 점성을 확보하는 것이 어렵고, 3㎛를 초과하는 경우 패턴성이 악화되어 바람직하지 않다.
상기 발색 원소의 입자 크기(D50)는 0.5 내지 2㎛인 것이 바람직하다. 상기 발색 원소의 크기가 상기 범위 내인 경우 페이스트로 제조할 경우 단분산이 가장 잘 이루어지므로 바람직하다.
상기 버스 전극은 상기 전기 전도성 금속 100 중량부에 대하여 발색 원소를 0.04 내지 0.6 중량부로 포함하는 것이 바람직하다. 상기 발색 원소의 함량이 상기 전기 전도성 금속 100 중량부에 대하여 0.04 중량부 미만인 경우, 흑색도가 발현되지 않아 전극 라인이 흰색으로 보이며, 0.6 중량부를 초과하는 경우, 전기 전도도가 극단적으로 감소되어 바람직하지 않다.
상기 발색 원소의 농도는 제2 기판과 가까울수록 증가하는 것이 바람직하다. 본 발명의 바람직한 일 구체예에 따르면, 상기 발색 원소는 버스 전극 내에서 제2 기판으로 치우쳐 존재하는 것이 바람직하다. 이 경우, 상기 전기 전도성 금속 보다 상기 발색 원소의 흑색도가 더 높기 때문에 상기 버스 전극은 단일층으로 형성되면서도 기존의 2층 구조로 형성되는 버스 전극과 유사한 구조를 가지게 된다. 따라서, 상기 버스 전극은 단일층으로 형성됨으로써 제조 공정이 단순하고, 단일층으로 형성되면서도 외광 반사 휘도가 우수할 뿐만 아니라 전기 전도성이 우수하다.
상기 발색 원소의 농도가 제2 기판과 가까울수록 증가하는 경우, 상기 발색 원소는 발색 원소 전체 중량에 대하여 75 내지 100 중량%가 버스 전극의 하부에 존재하는 것이 바람직하다. 이 때, 상기 버스 전극의 하부는 제2 기판을 기준으로 한 버스 전극 높이의 1/2 이하인 부분을 의미한다.
상기 발색 원소의 75 내지 100 중량%가 버스 전극의 하부에 존재하는 경우, 상기 전기 전도성 금속 보다 상기 발색 원소의 흑색도가 더 높기 때문에 상기 버스 전극은 단일층으로 형성되면서도 기존의 2층 구조로 형성되는 버스 전극과 유사한 구조와 성능을 가질 수 있다.
상기 버스 전극은 글래스 프릿을 포함하는 무기 결합제를 더 포함하는 것이 바람직하고, 이 경우 상기 발색 원소는 상기 글래스 프릿에 착색된 상태로 상기 전기 전도성 금속과 혼합되는 것이 바람직하다.
이 경우에도 상기 발색 원소로 착색된 글래스 프릿의 농도는 제2 기판과 가까울수록 증가하는 것이 바람직하다. 즉, 상기 발색 원소로 착색된 글래스 프릿은 버스 전극 내에서 제2 기판으로 치우쳐 존재하는 것이 바람직하다.
상기 글래스 프릿에 착색된 발색 원소의 함량은 상기 글래스 프릿 100 중량부에 대하여 1 내지 5 중량부인 것이 바람직하다. 상기 발색 원소의 함량이 상기 글래스 프릿 100 중량부에 대하여 1 중량부 미만인 경우, 흑색도가 발현되지 않아 전극 라인이 흰색으로 보이며, 5 중량부를 초과하는 경우, 전기 전도도가 극단적으로 감소되어 바람직하지 않다.
상기 발색 원소로 착색된 글래스 프릿의 농도가 제2 기판과 가까울수록 증가하는 경우, 상기 발색 원소로 착색된 글래스 프릿은 상기 발색 원소로 착색된 글래스 프릿 전체 중량에 대하여 75 내지 100 중량%가 버스 전극의 하부에 존재하는 것이 바람직하다. 이 때, 상기 버스 전극의 하부는 제2 기판을 기준으로 한 버스 전극 높이의 1/2 이하인 부분을 의미한다.
상기 발색 원소로 착색된 글래스 프릿의 75 내지 100 중량%가 버스 전극의 하부에 존재하는 경우, 상기 버스 전극은 단일층으로 형성되면서도 기존의 2층 구조로 형성되는 버스 전극과 유사한 구조와 성능을 가지게 된다.
또한, 상기 버스 전극은 상기 제2 기판과 접하는 면에 상기 발색 원소로 착색된 글래스 프릿으로 이루어진 발색 원소로 착색된 글래스 프릿 층을 포함하는 것이 바람직하다. 상기 글래스 프릿 층은 거의 대부분이 상기 발색 원소로 착색된 글래스 프릿으로 이루어져 있지만, 미량의 전기 전도성 금속, 또는 버스 전극 제조시 사용되는 바인더, 용매, 또는 이들의 잔탄 등도 미량 포함될 수 있다.
상기 발색 원소로 착색된 글래스 프릿 층이 형성되는 경우, 상기 버스 전극은 단일층으로 형성되면서도 기존의 2층 구조로 형성되는 버스 전극과 유사한 구조를 가지게 된다. 따라서, 상기 버스 전극은 단일층으로 형성됨으로써 제조 공정이 단순하고, 단일층으로 형성되면서도 외광 반사 휘도가 우수할 뿐만 아니라 전기 전도성이 우수하다.
상기 발색 원소로 착색된 글래스 프릿 층의 높이는 버스 전극의 전체 높이 100에 대하여 8 내지 16인 것이 바람직하다. 가장 바람직하게 사용할 수 있는 버스 전극의 높이를 5 내지 6㎛라고 할 때, 상기 글래스 프릿 층의 높이는 0.5 내지 0.8㎛으로 형성되는 것이 바람직하다.
상기 버스 전극은 상기 전기 전도성 금속 100 중량부에 대하여 상기 발색 원소로 착색된 글래스 프릿을 4 내지 11 중량부로 포함하는 것이 바람직하다. 상기 발색 원소로 착색된 글래스 프릿의 함량이 상기 전기 전도성 금속 100 중량부에 대하여 4 중량부 미만인 경우, 흑색도가 발현되지 않아 전극 라인이 흰색으로 보이며, 11 중량부를 초과하는 경우, 전기 전도도가 극단적으로 감소되어 바람직하지 않다.
상기 글래스 프릿은 종래에 전극 제조용으로 사용되는 글래스 프릿이면 어느 것이나 바람직하게 사용될 수 있으며, 특히 비스무스계 글래스 프릿, 아연계 글래스 프릿, 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 글래스 프릿을 더욱 바람직하게 사용할 수 있다.
상기 버스 전극은 통상적인 버스 전극의 제조방법에 따라 제조될 수 있으며, 바람직하게는 상기 발색 원소와 상기 전기 전도성 금속의 혼합물을 비이클, 및 글래스 프릿 등과 혼합하여 페이스트로 제조한 후, 포토에칭법, 리프트오프법, 감광성 페이스트법, 직접인쇄법, 또는 TMT(tansfer materials technology)법 중에서 선택되는 어느 하나의 방법으로 제조될 수 있고, 더 바람직하게는 감광성 페이스트법에 의해 제조될 수 있다. 또한, 상기 버스전극은 전사필름을 이용하여 시트법, 감광성 테이프법 또는 물질 전사법 중에서 선택되는 어느 하나의 방법에 따라 제조될 수도 있다.
또한, 상기 발색 원소를 상기 글래스 프릿에 착색된 형태로 상기 전기 전도성 금속, 및 비이클과 혼합하여 페이스트를 제조할 수도 있다. 상기 발색 원소를 상기 글래스 프릿에 착색하는 방법으로는 이에 한정되는 것은 아니나, 상기 글래스 프릿 제조시 습식 혼합 형태로 발색 원소를 투입하여 상기 발색 원소로 착색된 글래스 프릿을 제조할 수 있다.
상기 버스 전극 제조시 패턴 형성 후 소성 과정을 거치게 된다. 이 때, 전기 전도성 금속 대비 발색 원소 또는 발색 원소로 착색된 글래스 프릿의 함량을 조절하거나, 발색 원소 또는 전기 전도성 금속의 크기를 조절하거나, 또는 소성 조건 등을 조절함으로써, 상기 소성 과정에서 글래스 프릿이 버스 전극 하부로 가라 앉으면서 소성되도록 할 수 있다. 이렇게 제조된 버스 전극은 발색 원소, 또는 발색 원소로 착색된 글래스 프릿의 농도가 제2 기판과 가까워질수록 증가하는 농도 구배를 가지도록 형성된다. 또한, 상기한 방법에 의할 경우, 상기 버스 전극과 제2 기판 사이에 상기 발색 원소로 착색된 글래스 프릿으로 이루어진 발색 원소로 착색된 글래스 프릿 층이 형성된다.
상기 전기 전도성 금속 대비 발색 원소 또는 발색 원소로 착색된 글래스 프릿의 함량, 및 발색 원소 또는 전기 전도성 금속의 크기는 상기 명세서에 기재된 바와 같다.
상기 버스 전극의 제조 방법 중에서 감광성 페이스트 법은 a) 상기 발색 원소와 상기 전기 전도성 금속의 혼합물로 감광성 페이스트를 제조하는 단계, b) 상기 감광성 페이스트를 투명 전극이 형성된 제2 기판 기재 위에 인쇄 및 건조하여 감광성 코팅층을 형성하는 단계, c) 패턴이 형성된 마스크를 이용하여 상기 감광성 코팅층을 노광하는 단계, 및 d) 상기 노광된 감광성 코팅층을 현상한 후, 건조 및 소성하는 단계를 포함한다.
상기 감광성 페이스트는 전기 전도성 금속, 발색 원소, 감광성 비이클, 및 글래스 프릿을 혼합하여 제조되며, 바람직하게는 전기 전도성 금속을 65 내지 70 중량%, 글래스 프릿을 3 내지 7 중량%, 발색 원소를 상기 글래스 프릿 전체 중량에 대하여 1.0 내지 5.0 중량%, 및 나머지는 감광성 비이클을 혼합하여 제조될 수 있다.
상기 감광성 비이클은 용매, 감광성 모노머, 감광성 올리고머 및 감광성 폴리머로 이루어진 군에서 선택되는 감광성 성분, 및 광중합 개시제를 포함하는 통상적인 감광성 비이클을 사용할 수 있으며, 본 발명에서는 특별히 한정되지 않는다.
상기 비이클에 포함되는 용매의 바람직한 예로는 트리메틸펜타메디올모노이소부틸레이트(TPM), 부틸카비톨(BC), 부틸셀로솔브(butyl cellosolve, BC), 부틸 카비톨 아세테이트(butyl carbitol acetate, BCA), 터피놀 아이소머, 톨루엔, 텍사놀(texanol) 등의 유기 용매가 사용 가능하다.
또한, 감광성 올리고머 및 감광성 폴리머는 탄소-탄소 불포화 결합을 갖는 화합물 중 적어도 1종류를 중합하여 얻어진 중량 평균 분자량 500 내지 100,000의 올리고머 또는 폴리머인 것이 바람직하며, 보다 구체적으로는 메타크릴 폴리머, 폴리에스테르 아크릴레이트, 트리메틸올프로판 트리아크릴레이트, 트리메틸올프로판 트리에톡시 트리아크릴레이트, 크레졸 에폭시 아크릴레이트 올리고머, 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA)-폴리메틸아크릴레이트(PMAA) 공중합체, 히드록시프로필셀룰로오즈(HPC), 에틸셀룰로오즈(EC), 및 폴리이소부틸메타크릴레이트(PIBMA)로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상인 것이 더 바람직하다.
또한, 상기 감광성 모노머는 자외선 조사에 의해 중합되어 감광성 페이스트를 경화시키는 것으로서, 아크릴레이트계 모노머 등이 사용될 수 있으며, 보다 구체적인 예로는 에폭시 아크릴레이트, 폴리에스테르 아크릴레이트, 메틸아크릴레이트, 에틸아크릴레이트, n-프로필아크릴레이트, 이소프로필아크릴레이트, n-부틸아크릴레이트, sec-부틸아크릴레이트, 이소-부틸아크릴레이트, tert-부틸아크릴레이 트, n-펜틸아크릴레이트, 알릴아크릴레이트, 벤질아크릴레이트, 부톡시에틸아크릴레이트, 부톡시트리에틸렌글리콜아크릴레이트, 시클로헥실아크릴레이트, 디시클로펜타닐아크릴레이트, 디시클로펜테닐아크릴레이트, 2-에틸헥실아크릴레이트, 글리세롤아크릴레이트, 글리시딜아크릴레이트, 헵타데카플루오로데실아크릴레이트, 2-히드록시에틸아크릴레이트, 이소보르닐아크릴레이트, 2-히드록시프로필아크릴레이트, 이소덱실아크릴레이트, 이소옥틸아크릴레이트, 라우릴아크릴레이트, 2-메톡시에틸아크릴레이트, 및 메톡시에틸렌글리콜아크릴레이트, 메톡시디에틸렌글리콜아크릴레이트로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상이 사용될 수 있다.
상기 광중합 개시제는 벤조페논, o-벤조일벤조산 메틸, 4,4-비스(디메틸아민)벤조페논, 4,4-비스(디에틸아미노)벤조페논, 4,4-디클로로벤조페논, 4-벤조일-4-메틸디페닐케톤, 디벤질케톤, 플루오레논, 2,2-디에톡시아세토페논, 2,2-디메톡시-2-페닐아세토페논, 2-히드록시-2-메틸프로피오페논, p-t-부틸디클로로아세토페논, 티오크산톤, 2-메틸티오크산톤, 2-클로로티오크산톤, 2-이소프로필티오크산톤, 디에틸티오크산톤, 벤질디메틸케탄올, 벤질메톡시에틸아세탈, 벤조인, 벤조인메틸에테르, 벤조인부틸에테르, 안트라퀴논, 2-t-부틸 안트라퀴논, 2-아밀안트라퀴논, β-클로로안트라퀴논, 안트론, 벤즈안트론, 디벤조스베론, 메틸렌안트론, 4-아지드벤잘아세토페논, 2,6-비스(p-아지드벤질리덴)시클로헥사논, 2,6-비스(p-아지드벤질리덴)-4-메틸시클로헥사논, 2-페닐-1,2-부타디온-2-(o-메톡시카르보닐)옥심, 2,3-비스(4-디에틸아미노벤잘)시클로펜타논, 2,6-비스(4-디메틸아미니벤잘)시클로헥사논, 2,6-비스(4-디메틸아미노벤잘)-4-메틸시클로헥사논, 미히라케톤, 4,4-비스(디 에틸아미노)-벤조페논, 4,4-비스(디메틸아미노)칼콘, 4,4-비스(디에틸아미노)칼콘, p-디메틸아미노신나밀리덴인다논, p-디메틸아미노벤질리덴인다논, 2-(p-디메틸아미노페닐비닐렌)-이소나프토티아졸, 1,3-비스(4-디메틸아미노벤잘)아세톤, 1,3-카르보닐-비스(4-디에틸아미노벤잘)아세톤, 3,3-카르보닐-비스(7-디에틸아미노쿠말린), N-페닐-N-에틸에탄올아민, N-페닐에탄올아민, N-톨릴디에탄올아민, N-페닐에탄올아민, 디메틸아미노벤조산 이소아밀, 디에틸아미노벤조산 이소아밀, 3-페닐-5-벤조일티오-테트라졸, 및 1-페닐-5-에톡시카르보닐티오-테트라졸로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상인 것이 바람직하다.
상기 비이클에 포함되는 용매, 감광성 모노머, 감광성 올리고머 및 감광성 폴리머로 이루어진 군에서 선택되는 감광성 성분, 및 광중합 개시제의 함량은 특별히 제한되지 않으며, 코팅성 및 감광성의 조절을 위하여 각 성분의 함량을 용이하게 선택하여 사용할 수 있다.
상기 감광성 페이스트는 또한 필요에 따라 분산제, 소포제, 산화방지제, 중합금지제, 가소제, 또는 금속분말 등의 첨가제를 더욱 포함할 수 있다. 이들 첨가제는 반드시 사용되는 것은 아니고 필요에 따라 사용되며, 첨가 시에는 일반적으로 알려진 양을 적절하게 조절하여 사용할 수 있다. 또한, 상기 감광성 페이스트는 에폭시계 수지, 에틸 셀룰로오스 또는 니트로 셀룰로오스와 같은 셀룰로오스계 수지 등의 비감광성 수지를 더 포함할 수도 있다.
상기 방법으로 제조된 감광성 페이스트를 이용하여 인쇄 및 건조하여 감광성 코팅층을 형성하는 단계, 패턴이 형성된 마스크를 이용하여 상기 감광성 코팅층을 노광하는 단계, 및 상기 노광된 감광성 코팅층을 현상한 후, 건조 및 소성하는 단계는 일반적으로 널리 알려진 방법에 따라 실시할 수 있으므로, 본 발명에서는 상세한 설명을 생략한다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 일 실시예에 한정되지 않는다.
도 1은 본 발명의 일 구체예에 따른 플라즈마 디스플레이 패널(100)을 나타낸 부분 분해 사시도이다. 도 1을 참조하면, 본 발명의 일 구체예에 따른 플라즈마 디스플레이 패널(100)의 구조는 제1 기판(3) 상에 일방향(도면의 y축 방향)을 따라 어드레스 전극(13)이 형성되고 이 어드레스 전극(13)을 덮으면서 제1 기판(3)에 제1 유전체층(15)이 형성된다. 상기 제1 유전체층(15) 위로 각 어드레스 전극(13) 사이에 배치되도록 격벽(5)이 형성되며 각각의 격벽(5) 사이에 복수의 방전셀(7R, 7G, 7B)이 형성된다. 상기 방전셀(7R, 7G, 7B) 내에는 적색(R), 녹색(G), 청색(B)의 형광체층(8R, 8G, 8B)이 형성된다.
상기 격벽(5)은 방전 공간을 구획하는 형상이라면 어느 형태도 가능하며, 다양한 패턴으로 형성된다. 예컨대 상기 격벽(5)은 스트라이프 등과 같은 개방형 격벽은 물론, 와플, 매트릭스, 델타 등과 같은 폐쇄형 격벽으로 형성될 수 있다. 또한, 상기 폐쇄형 격벽은 방전공간의 횡단면이 사각형, 삼각형, 오각형 등의 다각형, 또는 원형, 타원형 등이 되도록 형성될 수 있다.
그리고 제1 기판(3)에 대향하는 제2 기판(1)의 일면에는 어드레스 전극(13)과 교차하는 방향(도면의 x축 방향)을 따라 한 쌍의 투명 전극(9a, 11a)과 버스 전극(9b, 11b)으로 구성되는 표시 전극(9, 11)이 형성되고 이 표시 전극(9, 11)을 덮으면서 제2 기판(1)에 제2 유전체층(17)과 MgO 보호층(19)이 형성된다.
상기 제1 기판(3) 상의 어드레스 전극(13)과 제2 기판(1) 상의 표시 전극(9, 11)이 교차하는 지점이 방전셀(7R, 7G, 7B)을 구성하는 부분이 된다.
상기 버스 전극(9b, 11b)은 단일층으로 형성되며, 전이 금속, 희토류 금속, 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 발색 원소와 전기 전도성 금속의 혼합물을 포함하고, 상기 발색 원소와 전기 전도성 금속은 전율고용 형태가 아닌 혼합물의 형태로 혼합된다.
또한, 상기 버스 전극(9b, 11b)은 글래스 프릿을 포함하는 무기 결합제를 더 포함하고, 상기 발색 원소는 상기 글래스 프릿에 착색된 상태로 상기 전기 전도성 금속과 혼합되어 존재한다. 상기 발색 원소로 착색된 글래스 프릿의 농도는 제2 기판(1)과 가까울수록 증가하다.
상기 플라즈마 디스플레이 패널(100)은 어드레스 전극(13)과 표시 전극(9, 11) 사이에 어드레스 전압(Va)을 인가하여 어드레스 방전을 행하고 다시 한 쌍의 표시 전극(9, 11) 사이에 유지 전압(Vs)을 인가하여 유지 방전시켜 구동한다. 이 때, 발생하는 여기원이 해당 형광체를 여기시켜 투명한 제2 기판(1)을 통하여 가시광을 방출하면서 플라즈마 디스플레이 패널의 화면을 구현하게 된다. 상기 여기원으로는 진공 자외선(Vacuum Ultraviolet)이 주로 이용된다.
이하 본 발명의 바람직한 실시예 및 비교예를 기재한다. 그러나 하기한 실시에는 본 발명의 바람직한 일 실시예일뿐 본 발명이 하기한 실시예에 한정되는 것은 아니다.
( 플라즈마 디스플레이 패널의 제조)
( 비교예 1)
통상적인 방법에 따라 패널 글라스 위에 어드레스 전극, 상기 어드레스 전극을 덮는 유전체층, 및 상기 유전체층 위에 배치되는 격벽을 형성하고, 상기 격벽으로 구획된 방전셀 내에 적색, 녹색, 및 청색 형광체층을 형성하여 제1 기판을 제조하였다.
또한, 상기 제1 기판과 별도로 다른 패널 글라스 위에 산화인듐주석(ITO)을 스퍼터링 한 후, 패터닝하여 투명전극을 형성하였다.
폴리메틸메타크릴레이트(PMMA)-폴리메틸아크릴레이트(PMAA) 공중합체, 히드록시프로필셀룰로오즈(HPC), 에틸셀룰로오즈(EC), 및 폴리이소부틸메타크릴레이트(PIBMA)를 포함하는 혼합 바인더 30 중량부, 트리메틸펜타메디올모노이소부틸레이트(TPM), 부틸카비톨(BC), 부틸카비톨아세테이트(BCA), 및 터피놀 아이소머를 포함하는 용매 50 중량부, 광중합 개시제인 2,2-디메톡시-2-페닐아세토페논 3 중량부, 광중합성 모노머인 에폭시 아크릴레이트 17 중량부를 포함하는 감광성 비이클을 제조하였다.
상기 감광성 비이클 30 중량%, 흑색물질인 루테늄옥사이드 65 중량%, 및 PbO-SiO2-B2O3계 글래스 프릿 5 중량%를 혼합하여 흑색층 형성용 페이스트를 제조하고, 스퀴저(squeezer)를 이용하여 상기 투명전극 위에 흑색층 형성용 페이스트를 전면인쇄하고 건조하였다.
또한, 상기 감광성 비이클 30 중량%, 백색 은(White Ag) 65 중량%, 및 PbO-SiO2-B2O3계 글래스 프릿 5 중량%을 혼합하여 백색 은 페이스트를 제조하고, 스퀴저를 이용하여 상기 투명전극 위에 백색 은 페이스트를 전면인쇄하고 건조하였다.
다음으로, 건조된 페이스트 상에 소정의 패턴이 형성된 포토마스크 및 노광 장치를 이용하여 450 mJ/㎠로 노광한 다음, 35℃의 0.4 중량% 탄산나트륨 수용액을 노즐을 통해 1.2 kgf/㎠의 분사압력으로 25초간 현상하여 미 노광된 부위를 제거하여 소정의 패턴을 형성하였다. 이어서, 550 ℃에 30분간 소성 시켜 막 두께가 4 ㎛인 패턴화된 버스 전극을 얻었다.
상기 투명전극 및 버스 전극을 덮으며 투명 유전체층을 형성하고, 상기 투명 유전체층 위에 다시 MgO 보호막을 형성하여 제2 기판을 제조하였다.
상기 제조된 제1 기판 및 제2 기판을 합착한 후, 배기, 가스주입, 및 봉입하여 50인치 플라즈마 디스플레이 패널을 제조하였다.
( 참고예 1)
상기 비교예 1과 동일한 감광성 비이클을 제조하고, 상기 비이클 30 중량%, 백색 은(White Ag) 60 중량%, 카본나노튜브(CNT) 5 중량%, 및 PbO-SiO2-B2O3계 글래스 프릿 5 중량%를 혼합하여 감광성 페이스트를 제조하고, 이를 이용하여 제2 기판 에 단일층의 버스 전극을 형성한 것을 제외하고는 비교예 1과 동일한 방법으로 플라즈마 디스플레이 패널을 제조하였다.
( 실시예 1)
상기 비교예 1과 동일한 감광성 비이클을 제조하고, 상기 비이클 29.95 중량%, 백색 은(White Ag) 65 중량%, 발색 원소 Ru가 0.05 중량%, 및 비스무스계 글래스 프릿 5 중량%를 혼합하여 감광성 페이스트를 제조하고, 이를 이용하여 제2 기판에 단일층의 버스 전극을 형성한 것을 제외하고는 비교예 1과 동일한 방법으로 플라즈마 디스플레이 패널을 제조하였다.
상기 은의 입자 크기(D50)는 1.0㎛이고, 상기 발색 원소의 입자 크기(D50)는 0.8㎛인 것을 사용하였다.
( 실시예 2)
상기 실시예 1에서 상기 글래스 프릿 제조시 상기 발색 원소를 습식 혼합하여 발색 원소를 상기 글래스 프릿에 착색한 후, 상기 발색 원소로 착색된 글래스 프릿을 혼합하여 감광성 페이스트를 제조한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 플라즈마 디스플레이 패널을 제조하였다.
(버스 전극의 주사 전자 현미경( SEM ) 관찰)
상기 실시예 2에서 제조된 버스 전극을 주사 전자 현미경으로 관찰하였고, 그 결과를 도 2, 및 도 3에 나타내었다. 도 2는 실시예 2에서 제조한 버스 전극의 상부에서 관찰한 주사 전자 현미경 사진이고, 도 3은 실시예 2에서 제조한 버스 전극의 단면을 관찰한 주사 전자 현미경 사진이다.
도 2, 및 도 3을 참조하면, 실시예 2에서 제조한 버스 전극은 단일층으로 형성되어 있으며, 발색 원소로 착색된 글래스 프릿이 제2 기판 쪽으로 치우쳐 존재하는 것을 확인할 수 있다.
( 플라즈마 디스플레이 패널의 성능 측정)
상기 비교예 1, 참고예 1, 및 실시예 2에서 제조된 플라즈마 디스플레이 패널에 대하여 버스 전극의 저항, 흑색도, 및 외광 반사 휘도를 측정하였다. 상기 결과를 하기 표 1에 나타내었다.
상기 버스 전극의 저항은 멀티테스터(34401A®, AGILENT TECHNOLOGIES사 제품)를 이용하여, 소성이 된 버스 전극의 양 끝단부를 마이크로-프로브(micro-probe)로 접촉시킨 후, 선저항을 측정하였다. 상기 측정한 선저항을 두께와 선폭의 함수로 계산하여 비저항을 계산하였다.
상기 흑색도는 CM-2600d®, MINOLTA사 제품)를 이용하여 측정하였고, 상기 외광 반사 휘도는 CS-1000®, MINOLTA사 제품)를 이용하여 측정하였다.
[표 1]
비저항 (Ωm) 선저항(50 인치) (Ω) 흑색도 (L*) 외광 반사 휘도 (cd)
비교예 1 3.3×10-6 80 30 8.5
실시예 2 3.6×10-6 88 32 9.0
참고예 1 3.96×10-6 105 35 9.67
상기 표 1을 참조하면, 참고예 1은 비교예 1에 비하여 비저항이 약 12% 증가하고, 외광 반사 휘도가 1.17cd(약 13.7%) 상승하였음을 알 수 있다. 반면, 실시 예 2는 비교예 1에 비하여 비저항이 약 10% 증가하였고, 외광 반사 휘도가 0.5cd(약 5.8%) 상승하였음을 알 수 있다
또한, 상기 비교예 1, 참고예 1, 및 실시예 2에서 제조된 플라즈마 디스플레이 패널에 대하여 접촉식 휘도계(CA-100plus®, MINOLTA사 제품)를 이용하여 전백(full white) 상태에서의 휘도, 및 최대 휘도를 측정하였으며, 소비 전력을 측정하였고, 그 결과를 하기 표 2에 나타내었다.
[표 2]
전백 휘도 (cd/m2) 최대 휘도 (cd/m2) 소비 전력 (W) 390W 환산시 전백 휘도 (cd/m2)
비교예 1 164.2 995.5 379.7 168.65
실시예 2 166.7 1040.2 374.5 173.60
참고예 1 149.6 943.9 371.5 157.05
상기 표 2를 참조하면, 실시예 2의 경우, 비교예 1, 및 참고예 1의 경우 보다 전백 휘도, 최대 휘도가 우수하고, 비교예 1 보다 소비 전력이 우수함을 확인할 수 있다.
본 발명의 단순한 변형 또는 변경은 모두 이 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의하여 용이하게 실시될 수 있으며 이러한 변형이나 변경은 모두 본 발명의 영역에 포함되는 것으로 볼 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 구체예에 따른 플라즈마 디스플레이 패널의 분해 사시도.
도 2는 본 발명의 실시예 2에서 제조한 버스 전극의 상부에서 관찰한 주사 전자 현미경(SEM) 사진.
도 3은 본 발명의 실시예 2에서 제조한 버스 전극의 단면을 관찰한 주사 전자 현미경 사진.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
1 : 제2 기판 3 : 제1 기판
5 : 격벽 7 : 방전셀
8 : 형광체층 9, 11 : 표시 전극
13 : 어드레스 전극 15 : 제1 유전체층
17 : 제2 유전체층 19: MgO 보호층
100 : 플라즈마 디스플레이 패널

Claims (20)

  1. 서로 대향 배치되는 제1 기판 및 제2 기판;
    상기 제1 기판에 배치되는 복수의 어드레스 전극들; 및
    상기 제2 기판에 상기 어드레스 전극들과 교차하는 방향으로 배치되며, 버스 전극을 포함하는 복수의 표시 전극들을 포함하며,
    상기 버스 전극은 전이 금속, 희토류 금속, 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 발색 원소와 전기 전도성 금속의 혼합물을 포함하는 것인 플라즈마 디스플레이 패널.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 전이금속은 Co, Fe, Ru, Re, Rh, Os, Ir, 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 것인 플라즈마 디스플레이 패널.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 희토류 금속은 Sc, Y, 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 것인 플라즈마 디스플레이 패널.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 전기 전도성 금속은 은(Ag), 금(Au), 알루미늄(Al), 구리(Cu), 니 켈(Ni), 크롬(Cr), 아연(Zn), 주석(Sn), 은-팔라듐 합금(Ag-Pd), 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 것인 플라즈마 디스플레이 패널.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 버스 전극은 단일층으로 형성된 것인 플라즈마 디스플레이 패널.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 발색 원소와 전기 전도성 금속은 전율고용(complete solid-solution) 형태가 아닌 혼합물 형태로 혼합된 것인 플라즈마 디스플레이 패널.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 전기 전도성 금속의 입자 크기(D50)는 1 내지 3㎛인 것인 플라즈마 디스플레이 패널.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 발색 원소의 입자 크기(D50)는 0.5 내지 2㎛인 것인 플라즈마 디스플레이 패널.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 버스 전극은 상기 전기 전도성 금속 100 중량부에 대하여 상기 발색 원 소를 0.04 내지 0.6 중량부로 포함하는 것인 플라즈마 디스플레이 패널.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 발색 원소의 농도는 제2 기판과 가까울수록 증가하는 것인 플라즈마 디스플레이 패널.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 발색 원소는 상기 발색 원소 전체 중량에 대하여 75 내지 100 중량%가 버스 전극의 하부에 존재하는 것인 플라즈마 디스플레이 패널(상기 버스 전극의 하부는 제2 기판을 기준으로 한 버스 전극 높이의 1/2 이하인 부분을 의미함).
  12. 제1항에 있어서,
    상기 버스 전극은 글래스 프릿(glass frit)을 포함하는 무기 결합제를 더 포함하는 것인 플라즈마 디스플레이 패널.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 발색 원소는 상기 글래스 프릿에 착색된 상태로 상기 전기 전도성 금속과 혼합된 것인 플라즈마 디스플레이 패널.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 글래스 프릿에 착색된 발색 원소의 함량은 상기 글래스 프릿 100 중량부에 대하여 1 내지 5 중량부인 것인 플라즈마 디스플레이 패널.
  15. 제13항에 있어서,
    상기 발색 원소로 착색된 글래스 프릿의 농도는 제2 기판과 가까울수록 증가하는 것인 플라즈마 디스플레이 패널.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 발색 원소로 착색된 글래스 프릿은 상기 발색 원소로 착색된 글래스 프릿 전체 중량에 대하여 75 내지 100 중량%가 버스 전극의 하부에 존재하는 것인 플라즈마 디스플레이 패널(상기 버스 전극의 하부는 제2 기판을 기준으로 한 버스 전극 높이의 1/2 이하인 부분을 의미함).
  17. 제13항에 있어서,
    상기 버스 전극은 상기 제2 기판과 접하는 면에 상기 발색 원소로 착색된 글래스 프릿으로 이루어진 발색 원소로 착색된 글래스 프릿 층을 포함하는 것인 플라즈마 디스플레이 패널.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 발색 원소로 착색된 글래스 프릿 층의 높이는 버스 전극의 전체 높이 100에 대하여 8 내지 16인 것인 플라즈마 디스플레이 패널.
  19. 제13항에 있어서,
    상기 버스 전극은 상기 전기 전도성 금속 100 중량부에 대하여 상기 발색 원소로 착색된 글래스 프릿을 4 내지 11 중량부로 포함하는 것인 플라즈마 디스플레이 패널.
  20. 제12항에 있어서,
    상기 글래스 프릿은 비스무스계 글래스 프릿, 아연계 글래스 프릿, 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 글래스 프릿인 것인 플라즈마 디스플레이 패널.
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