KR20090069926A - 플라즈마 디스플레이 패널의 격벽 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 플라즈마 디스플레이 패널의 격벽 제조방법에 관한 것이다. 본 발명에 따른 플라즈마 디스플레이 패널의 격벽 제조방법은 하부 글라스 기판 상에 감광성 물질을 형성하는 형성단계, 감광성 물질을 노광하는 노광 단계, 감광성 물질을 에칭하는 에칭단계, 감광성 물질 상에 격벽 슬러리를 도포하는 도포단계, 감광성 물질을 소정조건으로 소성하여 격벽을 형성하는 소성단계, 격벽의 측면에 형광체를 도포하는 형광체 도포단계를 포함한다. 이에 의해 플라즈마 디스플레이 패널의 제조 공정 및 재료를 단순화할 수 있다.

PDP, 격벽, PR, DFR

Description

플라즈마 디스플레이 패널의 격벽 제조방법{Manufacturing process of partion wall for plazma display panel}

본 발명은 플라즈마 디스플레이 패널에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 플라즈마 디스플레이 패널의 격벽 제조방법에 관한 것이다.

멀티미디어 시대의 도래와 함께 더 세밀하고, 더 크고, 더욱 자연색에 가까운 색을 표현해 줄 수 있는 디스플레이 장치의 등장이 요구되고 있다.

그런데, 40인치 이상의 큰 화면을 구성하기에는 현재의 CRT(Cathode Ray Tube) 구조나 LCD(Liquid Crystal Display)방식으로는 한계가 있어서, 평판표시장치 중 플라즈마 디스플레이 패널(PDP)이 각광받고 있으며 고화질 영상의 분야로 용도확대를 위해 고정세화와 대화면화가 급속도로 발전하고 있다.

플라즈마 디스플레이 패널(PDP)은 차세대 대형 평판 디스플레이 시장을 주도하고 있는 것으로, 격벽으로 격리되어 있는 방전 셀에서 헬륨-네온(He-Ne), 네온-크세논(Ne-Xe) 가스에 의한 플라즈마 발광시에 발생하는 자외선이 형광체를 자극

하여 여기 상태에서 기저 상태로 돌아갈 때 에너지차에 의해서 발생하는 발광 현상을 이용한 디스플레이 소자로서 크게 교류형(AC) 플라즈마 디스플레이 패널과 직류 형(DC) 플라즈마 디스플레이 패널로 분류되고 있다.

플라즈마 디스플레이 패널의 최대 특징은 같은 자체 발광형인 CRT와 비교하여 10cm 이하로 얇게 제작될 수 있고, 평면의 대화면(60~80inch) 제작이 손쉬울 뿐 아니라 스타일(style)이나 디자인(design)면에서 종래 CRT와는 명확히 구별이 된다.

플라즈마 디스플레이 패널은 얇고 가벼우며, 자체 발광형으로 박진감, 현장감 있는 화상 구현이 가능하고, 구조가 간단하며 대화면 평면 디스플레이를 쉽게 제작할 수 있어, 일찍부터 HDTV(고선명 TV)의 적격 판정을 받아왔다.

LCD와 비교하면 자체 발광형이므로 좌우 넓은 범위에 걸쳐 깨끗하고 아름다운 화면을 볼 수 있고, 시야각이 수평, 수직 어느 쪽으로도 160°이상의 광시야각을 갖고 있다.

특히, 화면 교체 시간이 LCD보다 10배 이상 빠르므로 동화상 표시에 가장 알맞은 디스플레이라고 할 수 있으며, 도트 매트릭스(Dot Matrix) 방식에 의한 고정화소에서 영상 표시 방식이기 때문에 밝고, 색 편차나 화면의 비뚤어짐이 없고, 자계의 영향은 전혀 받지 않아 대화면, 고화질 영상에 가장 적합한 디스플레이라 할 수 있다.

플라즈마 디스플레이 패널은 격벽으로 정의되는 픽셀 내에 형광체를 가지고 있으며,그 형광체의 하부 각각에 어드레스전극을 구비하는 하판과, 상기 하판의 어드레스전극에 대항하는 버스전극 및 서스테인전극을 구비하는 상판으로 구성된다.

현재 플라즈마 디스플레이 패널의 격벽을 제조하는데 있어서 기판 상에 일정 두께의 전극제를 도포한 후 노광 현상을 거쳐 전극 패턴을 형성한 후 전극층 위에는 유전체를 열소성 공정을 이용하여 형성한 후에 유전체 상에 일정 두께의 격벽제를 도포한다. 격벽제 도포 후에는 다시 노광, 현상을 거쳐 샌드 블라스팅이나 에칭법 등으로 일정 형태의 격벽을 형성하고 격벽 내부에 형광층을 형성한다.

그러나, 종래의 플라즈마 디스플레이 패널의 격벽의 제조방법은, 유기 바인더를 사용하여 인쇄, 다이 코팅, 시트 상등으로 하여 형성 후 소성함으로써 격벽 내, 외부에 높은 비표면적을 갖는 미세한 기포의 존재로 인해 수분 등 외부의 불순 가스를 흡착, 방전 도중 방전 셀을 오염시켜 구동 및 수명에 영향을 주게 되고 다량의 기포가 존재하는 불완전 소성체임으로 인해 외부의 충격에도 매우 취약하다.

또한 도포, 인쇄, 건조, 소성 등의 연속 공정과 이에 따르는 시설 투자 역시 비용 절감의 걸림돌이 된다.

따라서 본 발명의 목적은, 플라즈마 디스플레이 패널의 격벽 제조 공정 및 재료를 단순화하는데 있다.

전술한 목적 및 그 밖의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 플라즈마 디스플레이 패널의 격벽 제조방법은, 하부 글라스 기판 상에 감광성 물질을 형성하는 형성단계와, 상기 감광성 물질을 노광하는 노광단계와, 상기 감광성 물질을 에칭하는 에칭단계와, 상기 감광성 물질 상에 격벽 슬러리를 도포하는 도포단계와, 상기 감광성 물질을 소정조건으로 소성하여 격벽을 형성하는 소성단계와, 상기 격벽의 측면에 형광체를 도포하는 형광체 도포단계를 포함한다.

본 발명에 따르면, 도포, 인쇄, 건조, 소성 등의 연속 공정등을 줄여 제조 공정 및 재료를 단순화할 수 있는 플라즈마 디스플레이 패널의 격벽 제조방법의 제공에 있다.

이하에서는 도면을 참조하여 본 발명을 보다 상세하게 설명한다.

도 1은 플라즈마 디스플레이 패널의 개략적인 단면도이다.

도 1을 참조하면, 플라즈마 디스플레이 패널 소자는 상부 글라스 기판(70), 하부 글라스 기판(10), 상부 글라스 기판(70)과 하부 글라스 기판(10)의 사이에서 방전 공간을 유지시켜주는 격벽(50)으로 구성되어 있다.

상부 글라스 기판(70)상에는 투명 전극(73), 버스 전극(76), BM, 상판 유전체(80), 보호막(85)이 형성된다. 격벽(50), 그리고 하부 글라스 기판(10)상에는 어드레싱 전극(30), 하판 유전체(40), 형광체(60)가 형성된다.

상판 글라스 (70)의 경우 버스 전극(76)은 비교적 저항이 높은 투명 전도성 박막 위에서 저항 강하의 역할을 하게 되며 방전을 유지시켜준다. 통상 투명 박막은 진공 증착법, CVD, Sputtering 법 등으로 형성하며 버스 전극은 스크린 프린팅법, 라미네이팅법등을 사용하여 형성하며 대부분 은(Ag)전극재료를 사용하여 형성한다.

상판 유전체는 벽전하(wall charge)를 형성, 방전 유지 전압에 의해 방전을 유지시키며, 플라즈마 방전 시에 이온 충격으로부터 전극을 보호하고 확산 방지막의 역할을 하게 된다.

대부분 산화납(PbO)이 주성분인 조성의 유전재료를 사용하며 전이점이 400℃근방으로서 소성온도는 560 내지 580℃정도이며 최종 두께는 30 내지 40um부분을 유지한다. 산화 마그네슘(MgO)은 이차전자 방출계수가 높은 재료로서 방전 전압을 강하시키고 동시에 방전을 유지시켜주며 이온 충격으로부터 유전체 및 전극을 보호해주는 역할을 하게 된다.

하부 글라스 기판(10)의 경우 어드레싱 전극은 스크린 프린팅법, 라미네이팅법 등을 이용하여 형성하며 대부분 전도성이 우수한 은(Ag)전극을 사용한다. 어드레싱 전극 위에는 확산 방지막 역할을 함과 동시에 형광체로부터 후방으로 투과되는 가시광을 반사시키는 반사막 역할을 하고 격벽의 기저층 역할을 하게 되는 하판 유전체층을 형성하게 된다.

격벽은 플라즈마 디스플레이 패널소자에서 방전 유지 및 반사에 의한 발광 효율을 향상시키고 동시에 방전 셀간의 전기적, 광학적 상호 혼신을 방지하는 매우 중요한 역할을 한다. 일반적으로 하판 유전체와 격벽은 직경 1-2㎛크기의 PbO 또는 non-PbO 글라스 미분말에 반사특성 향상 및 유전율 조절을 위해 미분말 상태의 산화물을 수십 % 섞은 혼합분말을 유기 용매와 혼합하여 페이스트 상태로 만들어 형성한다.

하판 유전체의 형성 방법은 스크린 프린팅 법이나 라미네이팅 방법이 일반적 이며 격벽은 샌드 블라스팅 법, 스크린 프린팅 법, 감광성법, 에칭 법 등 다양한 방법으로 형성하고 있다. 하판 유전체의 최종 두께는 약 20um, 격벽은 76~150um 정도의 두께를 합착하여 약 500 Torr의 불활성 방전 가스를 주입하여 소자 제작을 완료하게 된다.

도 2는 플라즈마 디스플레이 패널의 개략적인 격벽 제조방법을 도시한 도이다.

도 2를 참조하여 플라즈마 디스플레이 패널의 제조 방법을 살펴보면, 하부 글라스 기판(10) 상에 어드레스 전극 형성을 위한 전극제를 도포(S1)하고, 전극이 형성되는 부분에 노광 공정을 수행하고(S5), 소성 공정을 통해 어드레스 전극을 형성(S10)한다.

어드레스 전극이 형성된 후 전극 상에 유전체를 도포하여 유전층을 형성(S15)하고, 유전층 상에 격벽제를 도포(S20)한다.

격벽이 형성되는 부분에 노광 공정을 수행(S25)한 후, 노광공정이 끝나면 격벽제를 소성 공정을 통하여 플라즈마 디스플레이 패널의 격벽을 형성(S30)하고, 격벽의 측면에 형광체를 도포한다(S35).

상판과 하판의 별도의 제조 과정이 완료되면, 상판과 하판을 합착하여 플라즈마 디스플레이 패널을 완성하게 된다.

도 3a 내지 도 3f는 본 발명의 일실시예에 따른 플라즈마 디스플레이 패널의 격벽 제조방법을 도시한 단면도이다.

도 3a를 참조하면, 하부 글라스 기판(100) 상에 전극제를 도포하고, 노광/현 상을 통하여 어드레스 전극(110)을 소성하여 형성하고, 유전체(120)를 형성하고, 유전체(120) 상에 감광성 물질(130)인 감광액(PR) 또는 감광성 필름(DFR)을 형성한다.

유전체(120) 상에 감광성 물질(130)인 감광액(PR) 또는 감광성 필름(DFR)을 형성하는데 있어서, 제작하고자 하는 플라즈마 디스플레이 패널의 크기에 따라 감광액(PR)의 도포 두께를 두껍게 하거나 또는 감광성 필름(DFR)을 여러 층으로 형성하여 격벽의 높이를 조절할 수 있다.

도 3b 및 도 3c를 참조하면, 어드레스 전극(110) 상에 형성된 유전체(120)에 도포되거나 배치된 감광액(PR) 또는 감광성 필름(DFR)상에 포토마스크(136)를 사용하여 노광을 한 후, 감광액(PR) 또는 감광성 필름(DFR)을 에칭하여 노광 처리가 되지 않은 부분을 제거하고, 노광 처리가 된 감광액(PR) 또는 감광성 필름(DFR)(135)을 남긴다.

노광 공정은 기본적으로 사진을 인화하는 과정과 같기 때문에 포토마스크 공정이라고도 한다. 피사체가 담긴 필름으로 사진을 현상하는 것과 마찬가지로, 포토마스크는 필름과도 같은 역할을 한다.

노광하는 부분은 어드레스 전극(110)이 형성된 부분 상에 형성된 PR 또는 DFR이며, 이때 노광 조건은 320㎚ 내지 420㎚의 영역이 주 파장이며, 노광 공정 후 에칭공정시 사용되는 에칭 용액은 감광액 또는 감광성 필름 현상액인 알칼리 수용액을 사용하는 것이 바람직하다.

도 3d, 도 3e 및 도 3f를 참조하면, 에칭 공정으로 노광 처리가 되지 않은 부분이 제거된 빈 공간에 격벽 슬러리(135)를 도포한 후, 소정조건으로 도포된 격벽 슬러리(135)를 건조한다.

격벽 슬러리(135)를 건조하는데 있어서, 건조 온도는 15℃ 내지 150℃의 온도로 1분 내지 20분 동안 건조시키는 것이 바람직하다.

건조된 격벽 슬러리(135)를 제외한 감광성 물질(135)을 소성공정으로 제거하여 플라즈마 디스플레이 패널의 격벽을 생성한 후, 격벽의 측면에 형광체(145)를 도포한다.

격벽 슬러리(140)는 글래스 파우더에 SlO₂ 및 TiO₂ 등의 필러가 포함된 무기물들을 아크릴계 전색제를 이용하여 유동성을 가지는 물질을 사용한다

격벽 슬러리(140)를 도포한 후에, 건조 공정 후에 수행되는 감광성 물질(135)을 제거하는 소성 공정은 500℃ 내지 600℃의 온도로 1분 내지 60분 동안 소성시키는 것이 바람직하다.

전술한 플라즈마 디스플레이 패널의 격벽 제조방법은 패널의 크기에 따라 감광성 물질(135)인 PR 또는 DFR의 도포 두께 및 배치 횟수에 따라 격벽의 높이 조절이 용이하여 도포, 인쇄, 건조, 소성 등의 연속 공정 등을 줄여 제조 공정 및 재료를 단순화할 수 있다.

또한, 이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 전술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어져서는 안될 것이다.

도 1은 플라즈마 디스플레이 패널의 단면도,

도 2는 도 2는 플라즈마 디스플레이 패널의 격벽 제조방법을 도시한 도, 그리고

도 3a 내지 도 3f는 본 발명의 일실시예에 따른 플라즈마 디스플레이 패널의 격벽 제조방법을 도시한 도이다.

<도면의 주요 부분에 관한 부호의 설명>

100: 하부 글라스 기판 110: 어드레스 전극

120: 유전체 130: 감광성 물질

135: 노광된 감광성 물질 136: 포토마스크

Claims (12)

1. 하부 글라스 기판 상에 감광성 물질을 형성하는 형성단계;

   상기 감광성 물질을 노광하는 노광단계;

   상기 감광성 물질을 에칭하는 에칭단계;

   상기 감광성 물질 상에 격벽 슬러리를 도포하는 도포단계;

   상기 감광성 물질을 소정조건으로 소성하여 격벽을 형성하는 소성단계; 및

   상기 격벽의 측면에 형광체를 도포하는 형광체 도포단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널의 격벽 제조방법.
2. 제1항에 있어서, 상기 감광성 물질은 감광액(PR) 또는 감광성 필름(DFR)인 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널의 격벽 제조방법.
3. 제1항에 있어서,

   상기 기판 상에 어드레스 전극을 형성하는 단계; 및

   상기 어드레스 전극 상에 유전층을 형성하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널의 격벽 제조방법.
4. 제3항에 있어서,

   상기 유전층이 형성된 부분 상에 기판 상에 상기 감광성 물질을 형성하여 노 광하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널의 격벽 제조방법.
5. 제1항에 있어서,

   상기 노광단계에서의 빛의 파장은 320nm 내지 420nm 인 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널의 격벽 제조방법.
6. 제1항에 있어서,

   상기 에칭단계에서의 에칭 용액은 감광액 또는 감광성 필름 현상액인 알칼리 수용액인 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널의 격벽 제조방법.
7. 제1항에 있어서,

   상기 격벽 슬러리는 글래스 파우더에 SlO₂ 및 TiO₂ 등의 필러가 포함된 무기물들을 아크릴계 전색제를 이용하여 유동성을 가지는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널의 격벽 제조방법.
8. 제1항에 있어서,

   상기 도포단계 후 상기 격벽 슬러리를 소정조건으로 건조시키는 건조 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널의 격벽 제조방법.
9. 제8항에 있어서,

   상기 건조단계의 소정조건은 15℃ 내지 150℃의 온도로 건조시키는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널의 격벽 제조방법.
10. 제9항에 있어서 상기 건조단계의 건조 시간은 1분 내지 20분 동안 건조시키는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널의 격벽 제조방법.
11. 제1항에 있어서,

    상기 소성단계의 소정조건은 500℃ 내지 600℃로 1 내지 60분 동안 소성시키는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널의 격벽 제조방법.
12. 제11항에 있어서,

    상기 소성단계의 소성 시간은 1분 내지 60분 동안 소성 시키는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널의 격벽 제조방법.

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