KR20090032221A - 플라즈마 디스플레이 패널용 격벽 조성물 및 이를 이용한플라즈마 디스플레이 패널 및 이를 이용한 플라즈마디스플레이 패널의 제조 방법 - Google Patents

플라즈마 디스플레이 패널용 격벽 조성물 및 이를 이용한플라즈마 디스플레이 패널 및 이를 이용한 플라즈마디스플레이 패널의 제조 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 8 이하의 저유전율을 가지는 격벽을 형성함으로써, PDP의 전체 효율 향상 및 구동 전압을 감소시킬 수 있는 플라즈마 디스플레이 패널용 격벽 조성물 및 이를 이용한 플라즈마 디스플레이 패널 및 이를 이용한 플라즈마 디스플레이 패널의 제조 방법에 관한 것이다.

Description

플라즈마 디스플레이 패널용 격벽 조성물 및 이를 이용한 플라즈마 디스플레이 패널 및 이를 이용한 플라즈마 디스플레이 패널의 제조 방법{Barrior rib composition for plasma display panel and Plasma display panel using the same and Method for fabricating the same}
본 발명은 플라즈마 디스플레이 패널에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 플라즈마 디스플레이 패널용 격벽 조성물 및 그와 같은 유전체 조성물을 이용한 플라즈마 디스플레이 패널 및 제조 방법에 관한 것이다.
멀티 미디어 시대의 도래와 함께 더 세밀하고, 더 크고, 더욱 자연색에 가까운 색을 표현해줄 수 있는 디스플레이 장치의 등장이 요구되고 있다. 그런데, 40인치 이상의 큰 화면을 구성하기에는 현재의 CRT(Cathode Ray Tube)는 한계가 있어서, LCD(Liquid Crystal Display)나 PDP(Plasma Display Panel; 이하 'PDP') 및 프로젝션 TV(Television) 등이 고화질 영상의 분야로 용도확대를 위해 급속도로 발전하고 있다.
플라즈마 디스플레이 패널은 플라즈마 방전을 이용하여 화상을 표시하는 전자 장치로서, PDP의 방전 공간에 배치된 전극에 소정의 전압을 인가하여 이들 사이 에서 플라즈마 방전이 일어나도록 하고, 이 플라즈마 방전 시 발생되는 진공자외선(VUV)에 의해 소정의 패턴으로 형성된 형광체층을 여기시켜 화상을 형성한다.
상기와 같은, PDP는 고효율을 위해 고농도 Xe 방전가스를 사용하고 있으며, 높은 구동 전압과 전류 손실을 방지 하기 위해 격벽재의 저유전율화가 요구되고 있다.
기존의 격벽 재료(Filler포함)의 유전상수는 10~20 정도이다.
최근 연구 결과에 따르면 격벽재의 유전상수가 12에서 8로 감소되었을 때 효율 증가와 구동전압의 감소가 나타났다.
따라서, 격벽 재료의 유전상수를 8 이하로 감소시킬 수 있다면 고농도 Xe 방전 가스를 사용하는 PDP에서 효율 증가와 구동 전압의 감소를 기대할 수 있다.
상기 격벽 재료는 모상 유리와 충진재(Filler)로 이루어져 있는데, 지금까지는 격벽 재료의 유전상수는 모상 유리에 의존하고 있어서 상기 격벽 재료의 유전상수를 7 이하로 감소시키는데 한계가 있었다.
본 발명의 목적은, 8 이하의 저유전율을 가지는 격벽을 형성함으로써, PDP의 전체 효율 향상 및 구동 전압을 감소시킬 수 있는 플라즈마 디스플레이 패널용 격벽 조성물 및 이를 이용한 플라즈마 디스플레이 패널 및 이를 이용한 플라즈마 디스플레이 패널의 제조 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 플라즈마 디스플레이 패널용 격벽 조성물은, 50 내지 90 중량%의 모상 유리와; 10 내지 50 중량% 및 8 이하의 유전율을 가지는 충진재(Filler);를 포함하여 이루어진다.
이때, 상기 모상 유리는 ZnO-B2O3계와, ZnO-Si2O계 및 Al2O3-B2O3-SiO2계 중 적어도 하나의 조성으로 이루어질 수 있다.
또한, 상기 충진재는 SiO2와, Alumina silicate와, Forsterite(Mg2SiO4)와, Vycor glass(96SiO2-4B2O3) 중 적어도 하나를 포함한다.
또한, 상기 충진재의 입도는 0.1 내지 20㎛이고, 상기 충진재의 입자 형상은 판형 또는 구형이 될 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 플라즈마 디스플레이 패널은, 서스테인 전극이 형성된 제1 기판과; 어드레스 전극이 형성된 제2 기판과; 상기 제1 및 제2 기판 사이에 형성되는 격벽;을 포함하되, 상기 격벽은 50 내지 90 중량%의 모상 유리와 10 내지 50 중량% 및 8 이하의 유전율을 가지는 충진재(Filler)를 포함하여 이루어진다.
또한, 본 발명에 따른 플라즈마 디스플레이 패널의 제조 방법은, 50 내지 90 중량%의 모상 유리와 10 내지 50 중량% 및 8 이하의 유전율을 가지는 충진재(Filler)와 비히클을 혼합한 격벽 재료를 준비하는 단계와; 상기 격벽 재료를 어드레스 전극이 형성된 기판상에 도포하여 격벽을 형성하는 단계와; 상기 형성된 격벽을 소성하는 단계를 포함하여 이루어진다.
이때, 상기 격벽 형성 단계는 스크린 인쇄법과, 샌드 블라스팅법과, 그린 시트법과, 감광성 페이스트법, 에칭법 중 적어도 어느 하나의 방법을 이용하여 형성할 수 있다.
본 발명에 따른 플라즈마 디스플레이 패널용 격벽 조성물 및 이를 이용한 플라즈마 디스플레이 패널 및 이를 이용한 플라즈마 디스플레이 패널의 제조 방법은, 8 이하의 저유전율을 가지는 충진재를 이용하여 격벽을 형성함으로써, PDP의 효율 향상 및 구동 전압을 감소시키는 효과가 있다.
본 발명의 다른 목적, 특성 및 이점들은 첨부한 도면을 참조한 실시예들의 상세한 설명을 통해 명백해질 것이다.
이하, 상기 목적이 구체적으로 실현될 수 있는 본 발명의 바람직한 실시예가 첨부된 도면을 참조하여 설명된다.
첨부된 도면에서는 여러 층 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확 대하여 나타냈으며, 도면에 나타난 각 층간의 두께 비가 실제 두께 비를 나타내는 것은 아니다.
한편, 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "상에" 형성 또는 위치한다고 할 때, 이는 다른 부분의 바로 위에 형성되어 직접 접촉하는 경우뿐만 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 존재하는 경우도 포함하는 것을 이해하여야 한다.
도 1은 본 발명에 따른 플라즈마 디스플레이 패널을 나타낸 구조도이다.
도 1을 참조하면, 먼저, 전면 기판(110)상에 투명 전극(120a, 130a)과 버스 전극(120b, 130b)을 형성한다. 여기서, 전면 기판은 디스플레이 기판용 글래스 또는 소다라임 유리를 밀링(milling) 및 클리닝(cleaning)하여 제조된다.
그리고, 투명 전극(120a, 130a)은 ITO 또는 SnO2 등을, 스퍼터링에 의한 포토에칭법(photoetching) 또는 CVD에 의한 리프트 오프(lift-off)법 등으로 형성한다. 그리고, 버스 전극(120b, 130b)은 은(Ag) 등의 재료를, 스크린 인쇄법 또는 감광성 페이스트법 등으로 형성한다.
이어서, 투명 전극(120a, 130a)과 버스 전극(120b, 130b)이 형성된 전면 기판(110) 상에 상판 유전층(140)을 형성한다. 여기서, 상판 유전층(140)은 본 발명에 따른 조성을 갖는 재료를 스크린 인쇄법이나 코팅법 또는 그린 시트를 라미네이팅하는 방법 등으로 적층한다.
이어서, 상판 유전층(140) 상에 보호막(150)을 증착한다. 여기서, 보호막(150)은 산화 마그네슘 등을 전자빔 증착법, 스퍼터링법 또는 이온 도금법 등의 방법으로 형성할 수 있다.
그리고, 배면 기판(210) 상에 어드레스 전극(220)을 형성한다. 여기서, 배면 기판(210)은 디스플레이 기판용 글래스 또는 소다리임 유리를 밀링(milling) 또는 클리닝(cleaning) 등의 가공을 통하여 형성한다.
상기 어드레스 전극(220)은 은(Ag) 등을 스크린 인쇄법, 감광성 페이스트법 또는 스퍼터링 후 포토에칭법 등으로 형성한다. 그리고, 상기 어드레스 전극(220)이 형성된 배면 기판(210) 상에 하판 유전층(230)을 형성한다.
여기서, 하판 유전층(230)은 플라즈마 디스플레이 패널의 휘도를 증가시키기 위하여 백색을 나타내는 것이 바람직하다.
이어서, 각각의 방전 셀을 구분하기 위한 격벽(240)을 형성한다.
이때, 상기 격벽(240)은 스크린 인쇄법, 샌드 블라스팅법, 그린시트법, 감광성 페이스트법, 에칭법 등을 이용하여 형성할 수 있다.
이하, 본 발명에 따른 격벽(240) 재료의 조성물에 대해 상세히 설명한다.
본 발명에 따른 격벽(240) 재료는, 50 내지 90 중량%의 모상 유리와, 10 내지 50 중량% 및 8 이하의 유전율을 가지는 충진재(Filler)를 포함하여 이루어진다.
상기 모상 유리는 ZnO-B2O3계와, ZnO-Si2O계 및 Al2O3-B2O3-SiO2계 등 유전상수가 8 내지 10을 갖고, 전이점 온도가 480℃ 이하이고, 열팽창계수가 80×10-7/℃ 이하인 모든 유리 조성을 포함한다.
상기 충진재는 SiO2와, Alumina silicate와, Forsterite(Mg2SiO4)와, Vycor glass(96SiO2-4B2O3) 등의 유전상수가 8 이하인 모든 산화물을 포함한다. 또한, 상기 충진재의 입도는 0.1 내지 20㎛이고, 상기 충진재의 입자 형상은 판형 또는 구형이 될 수 있다.
상기 충진재의 종류 중 SiO2는 비정질과 결정질로 나누어지며 유전상수는 두 상(비정질, 결정질)에 대해 4 정도로 비슷한 값을 갖지만, 열팽창계수는 매우 다르다.
즉, 비정질 SiO2의 열팽창계수는 5.5×10-7/℃ (0~300℃)인 반면에, 결정질의 SiO2는 79.7 ×10-7/℃(0~80℃, parallel to c-axis)이다.
상기 격벽(240) 재료의 열팽창계수는 일반적으로 85×10-7/℃ (50~350℃)이하이며, 모상 유리의 열팽창계수에 따라 SiO2의 두 가지 상(비정질, 결정질)을 적절히 첨가하는 것이 필요하다.
하지만, 대체적으로 모상 유리의 열팽창계수가 상대적으로 높기 때문에 열팽창계수가 낮은 비정질의 SiO2을 첨가하는 것이 바람직하다.
상기와 같은 SiO2는 유전상수가 4 정도이고, 매우 안정적이기 때문에 저유전율 충진재로써 매우 적합하다.
따라서, 이하의 설명에서는 본 발명에 따른 충진재가 SiO2라는 가정하에 상 세히 설명한다. 물론, 본 발명을 이에 한정하는 것은 아니다.
상기 하판 유전층(230) 중 방전 공간에 접하는 면과, 상기와 같이 형성된 격벽(240)의 측면에 형광체(250)를 도포한다.
상기 형광체(250)는 각각의 방전 셀에 따라 R,G,B의 형광체가 차례로 도포되는데, 스크린 인쇄법이나 감광성 페이스트법으로 도포된다.
그리고, 상부 패널을 격벽(240)을 사이에 두고 하부 패널과 접합하고 실링한 후, 내부의 불순물 등을 배기한 후 방전 가스를 주입하여 PDP를 완성한다.
이하, 도 2 및 도 3을 참조하여, 본 발명에 따른 격벽 재료를 이용하여 격벽을 형성하는 과정에 대해 상세히 설명한다.
도 2는 본 발명에 따른 격벽 조성물을 이용한 플라즈마 디스플레이 패널의 격벽 제조 과정을 나타낸 일 실시예 흐름도이다.
도 3은 본 발명에 따른 격벽 조성물을 이용한 플라즈마 디스플레이 패널의 격벽 제조 과정을 나타낸 일 실시예 설명도이다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 50 내지 90 중량%의 모상 유리와, 10 내지 50 중량%의 SiO2와, 비히클(바인더 및/또는 솔벤트 포함)를 혼합하여 본 발명에 따른 격벽 재료의 페이스트(241)를 만든다(S210).
이때, 상기 모상 유리 및 SiO2와, 상기 비히클은 7 : 3 정도로 혼합되는 것이 바람직하다.
상기와 같이 형성된 페이스트(241)를 하판 유전층(230) 상에 도포한 후, 일 정 시간 동안 건조시킨다.
이후, 상기 도포 및 건조 과정을 반복적으로 수행하여 일정한 두께(예를 들면, 150-200㎛)를 갖는 격벽(240)을 형성한다(S220).
이후, 상기 형성된 격벽(240)을 540~600℃의 온도로 소성하여 상기 격벽(240)을 최종적으로 완성한다(S230).
상기 도 3에서는 스크린 인쇄법을 이용하여 본 발명에 따른 격벽(240)을 형성하는 과정이 도시되어 있으나, 상기 스크린 인쇄법 이외에 통상의 샌드 블라스팅법, 광감성 페이스트법, 그린시트법, 에칭법을 이용하여 본 발명에 따른 격벽(240)을 형성할 수도 있다.
또한, 상기 격벽(240)은 스트라이프형(stripe-type), 웰형(well-type), 또는 델타형(delta-type)으로 형성할 수 있다.
도 4는 본 발명에 따른 SiO2가 함유된 격벽의 유전율과 종래의 TiO2가 함유된 격벽의 유전율을 비교한 그래프이다.
도 4를 참조하면, 종래의 TiO2가 함유된 격벽 유전율의 경우, 상기 TiO2의 함량이 증가할수록, 상기 TiO2가 함유된 격벽의 유전 상수가 증가하여 상기 유전율이 높아지는 것을 나타내고 있다.
또한, 본 발명에 따른 SiO2가 함유된 격벽 유전율의 경우, 상기 SiO2의 함량이 증가할수록, 상기 SiO2가 함유된 격벽의 유전 상수가 감소하여 상기 유전율이 낮 아지는 것을 나타내고 있다.
즉, 최초 TiO2와 SiO2의 함량이 10 중량%일 경우에는 상기 TiO2의 유전 상수가 상기 SiO2의 유전 상수보다 약간 낮은 것을 알 수 있다.
그러나, 상기 TiO2와 SiO2의 함량이 40 중량% 이상이면, 상기 TiO2의 유전 상수는 거의 15에 근접하고, 상기 본 발명에 따른 SiO2의 유전 상수는 3에 근접한 것을 알 수 있다.
상기와 같이, 본 발명에 따른 충진재인 SiO2를 10 내지 50 중량%으로 격벽 재료에 혼합하면, 종래의 충진재인 TiO2 보다 낮은 유전율을 가지는 것을 알 수 있다.
상기와 같이, 본 발명은 8 이하의 유전율을 갖는 충진재를 격벽 재료로 사용하여 상기 격벽을 형성함으로써, PDP의 전체 효율 향상 및 구동 전압을 감소시킬 수 있다.
본 발명은 상술한 실시예에 한정되지 않으며, 첨부된 청구범위에서 알 수 있는 바와 같이 본 발명이 속한 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 변형이 가능해도 이러한 변형은 본 발명의 범위에 속한다.
도 1은 본 발명에 따른 플라즈마 디스플레이 패널을 나타낸 구조도이다.
도 2는 본 발명에 따른 격벽 조성물을 이용한 플라즈마 디스플레이 패널의 격벽 제조 과정을 나타낸 일 실시예 흐름도이다.
도 3은 본 발명에 따른 격벽 조성물을 이용한 플라즈마 디스플레이 패널의 격벽 제조 과정을 나타낸 일 실시예 설명도이다.
도 4는 본 발명에 따른 SiO2가 함유된 격벽의 유전율과 종래의 TiO2가 함유된 격벽의 유전율을 비교한 그래프이다.
<도면의 주요 부호에 대한 설명>
110 : 전면기판 120, 130 : 표시전극
120a, 130a : 투명전극 120b, 130b : 버스전극
140 : 상판 유전층 150 : 보호층
210 : 배면기판 220 : 어드레스 전극
230 : 하판 유전층 240 : 격벽
250 : 형광체

Claims (8)

  1. 50 내지 90 중량%의 모상 유리; 및
    10 내지 50 중량% 및 8 이하의 유전율을 가지는 충진재(Filler);를 포함하여 이루어지는 플라즈마 디스플레이 패널용 격벽 조성물.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 모상 유리는, ZnO-B2O3계와, ZnO-Si2O계 및 Al2O3-B2O3-SiO2계 중 적어도 하나의 조성으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널용 격벽 조성물.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 충진재는, SiO2와, Alumina silicate와, Forsterite(Mg2SiO4)와, Vycor glass(96SiO2-4B2O3) 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널용 격벽 조성물.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 충진재의 입도는, 0.1 내지 20㎛인 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널용 격벽 조성물.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 충진재의 입자 형상은, 판형 또는 구형인 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널용 격벽 조성물.
  6. 서스테인 전극이 형성된 제1 기판;
    어드레스 전극이 형성된 제2 기판; 및
    상기 제1 및 제2 기판 사이에 형성되는 격벽;을 포함하되,
    상기 격벽은 50 내지 90 중량%의 모상 유리와 10 내지 50 중량% 및 8 이하의 유전율을 가지는 충진재(Filler)를 포함하여 이루어지는 플라즈마 디스플레이 패널.
  7. 50 내지 90 중량%의 모상 유리와 10 내지 50 중량% 및 8 이하의 유전율을 가지는 충진재(Filler)와 비히클을 혼합한 격벽 재료를 준비하는 단계;
    상기 격벽 재료를 어드레스 전극이 형성된 기판상에 도포하여 격벽을 형성하는 단계; 및
    상기 형성된 격벽을 소성하는 단계를 포함하여 이루어지는 플라즈마 디스플레이 패널의 제조 방법.
  8. 제 7항에 있어서,
    상기 격벽 형성 단계는, 스크린 인쇄법과, 샌드 블라스팅법과, 그린 시트법과, 감광성 페이스트법, 에칭법 중 적어도 어느 하나의 방법을 이용하여 형성하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널의 제조 방법.
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