KR20090076549A - 플라즈마 디스플레이 패널 및 그 제조방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 플라즈마 디스플레이 패널의 격벽과 하판 유전체에 관한 것이다.
본 발명은 제 1 기판 상에, 어드레스 전극과 제 1 유전체 및 형광체가 구비된 제 1 패널; 제 2 기판 상에, 서스테인 전극쌍과 제 2 유전체 및 보호막이 구비된 제 2 패널; 및 상기 제 1 패널과 제 2 패널 사이에 구비되고, 탄소 화합물, 질소 화합물 및 탄소 나노 튜브(CNT) 중 적어도 하나를 포함하는 필러 및 모상 유리로 이루어진 격벽을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널을 제공한다.
따라서, 본 발명에 의하면 격벽 재료 또는 백색 유전체 재료의 소성 공정에서, 유기물을 충분히 제거하고 재료의 균일성 및 신뢰성을 확보할 수 있다.
Figure P1020080002568
격벽, 백색 유전체, 밀도, 저유전율

Description

플라즈마 디스플레이 패널 및 그 제조방법{Plasma display panel and method for manufacturing the same}
본 발명은 플라즈마 디스플레이 패널에 관한 것으로, 특히 플라즈마 디스플레이 패널용 격벽 재료 및 그와 같은 격벽 재료를 이용한 플라즈마 디스플레이 패널에 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) 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 사이에서 플라즈마 방전이 일어나도록 하고, 이 플라즈마 방전 시 발생되는 진공자외선(VUV)에 의해 소정의 패턴으로 형성된 형광체층을 여기시켜 화상을 형성한다.
여기서, 플라즈마 디스플레이 패널의 격벽은 저융점 유리를 포함하여 이루어진다. 그리고, 격벽의 형상과 높이를 유지하고 강도를 확보하기 위하여 모상 유리 외에 필러(filler)를 사용한다. 그리고, 하부 패널의 백색 유전체는 높은 반사율을 확보하고 유전율 등의 물성을 구현하기 위하여 필러를 사용한다. 현재 필러로써 SiO2, Al2O3, ZnO 및 TiO2 등이 사용되고 있다.
그러나, 상술한 필러들은 다음과 같은 문제점이 있다.
격벽 또는 백색 유전체에 포함되는 필러는 모상 유리와 밀도 차이가 있다. 따라서, 격벽 재료 또는 백색 유전체 재료 내의 밀도의 불균일한 분포는, 소성 공정에서 균일도를 떨어뜨려서 신뢰성에 영향을 준다.
또한, 격벽 재료 또는 백색 유전체 재료 내의 열전도도의 차이로 인하여 소성 공정에서 유기물이 완전히 연소되지 않을 수도 있다.
본 발명의 목적은, 격벽 재료 또는 백색 유전체 재료 내의 밀도 차이를 줄여서, 소성 공정 후 재료의 균일성 및 신뢰성을 확보하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은, 열전도율이 높은 필러를 사용하여, 격벽 재료 및 백색 유전체 재료의 소성 공정에서 유기물을 완전히 제거하는 것이다.
상술한 문제점을 해결하기 위하여 본 발명은 제 1 기판 상에, 어드레스 전극과 제 1 유전체 및 형광체가 구비된 제 1 패널; 제 2 기판 상에, 서스테인 전극쌍과 제 2 유전체 및 보호막이 구비된 제 2 패널; 및 상기 제 1 패널과 제 2 패널 사이에 구비되고, 탄소 화합물, 질소 화합물 및 탄소 나노 튜브(CNT) 중 적어도 하나를 포함하는 필러 및 모상 유리로 이루어진 격벽을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널을 제공한다.
본 발명의 다른 실시 형태에 따르면, 제 1 기판 상에, 어드레스 전극과, 탄소 화합물, 질소 화합물 및 탄소 나노 튜브(CNT) 중 적어도 하나를 포함하는 필러 및 모상 유리를 구비한 백색 유전체, 및 형광체가 구비된 제 1 패널; 및 격벽을 사이에 두고 상기 제 1 패널과 합착되며, 제 2 기판 상에 서스테인 전극쌍과 투명 유전체 및 보호막이 구비된 제 2 패널을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널을 제공한다.
본 발명의 또 다른 실시 형태에 의하면, 제 1 기판 상에 어드레스 전극과 제 1 유전체를 형성하는 단계; 상기 제 1 기판 상에, 탄소 화합물, 질소 화합물 및 탄소 나노 튜브로 구성되는 군으로부터 선택되는 필러 및 모상 유리로 이루어진 격벽을 형성하는 단계; 상기 격벽에 의하여 구획되는 셀 내에 형광체를 도포하는 단계; 제 2 기판 상에 서스테인 전극쌍과 유전체 및 보호막을 형성하는 단계; 및 상기 제 1 기판과 제 2 기판을 합착하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널의 제조방법을 제공한다.
본 발명의 또 다른 실시 형태에 의하면, 제 1 기판 상에 어드레스 전극을 형성하는 단계; 상기 제 1 기판 상에, 모상 유리와 탄소 화합물, 질소 화합물 및 탄소 나노 튜브(CNT)로 구성되는 군으로부터 선택되는 필러 및 모상 유리를 구비한 백색 유전체를 형성하는 단계; 상기 제 1 기판 상에, 격벽을 형성하는 단계; 상기 격벽에 의하여 구획되는 셀 내에 형광체를 도포하는 단계; 제 2 기판 상에 서스테인 전극쌍과 유전체 및 보호막을 형성하는 단계; 및 상기 제 1 기판과 제 2 기판을 합착하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널의 제조방법을 제공한다.
상술한 본 발명에 따른 플라즈마 디스플레이 패널 및 그 제조방법의 일실시예의 효과를 설명하면 다음과 같다.
첫째, 격벽 재료 또는 백색 유전체 재료 내의 밀도 차이가 적으므로, 소성 공정 후 재료의 균일성 및 신뢰성이 확보된다.
둘째, 격벽 재료와 백색 유전체의 소성 공정에서 유기물이 완전히 제거된다.
셋째, 감광성 공법에서 필러의 굴절률이 모상 유리와 유사하여, 재료의 하부까지 충분히 노광시킬 수 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 확대하여 나타냈으며, 도면에 나타난 각 층간의 두께 비가 실제 두께 비를 나타내는 것은 아니다.
본 발명에 따른 플라즈마 디스플레이 패널은, 상부 패널과 하부 패널이 격벽을 사이에 두고 합착되어 이루어진다. 먼저, 도 1을 참조하여 본 발명에 따른 플라즈마 디스플레이 패널의 일실시예를 설명한다.
도 1에 도시되어 있는 바와 같이, 본 발명의 플라즈마 디스플레이 패널은 전면기판(170) 상에 일방향으로 통상 ITO(Indium Tin Oxide)로 이루어진 한 쌍의 투명전극(180a, 180b)과 통상 금속 재료로 이루어지는 버스전극(180a', 180b')으로 구성되는 서스테인 전극쌍이 형성된다. 그리고, 서스테인 전극쌍을 덮으면서 전면기판(170) 전면에 유전체(190)와 보호막(195)이 순차적으로 형성되어 이루어진다.
전면 기판(170)은 디스플레이 기판용 글라스의 밀링(milling) 및 클리닝(cleaning) 등의 가공을 통하여 형성된다. 여기서, 투명 전극(180a, 180b)은 ITO(Indium-Tin-Oxide) 또는 SnO2 등을, 스퍼터링(sputtering)에 의한 포토에칭(photoetching)법 또는 CVD에 의한 리프트 오프(lift-off)법 등으로 형성된 것이다. 그리고, 버스 전극(180a', 180b')은 은(Ag) 등을 포함하여 이루어진다. 또한, 서스테인 전극쌍에는 블랙 매트릭스가 형성될 수 있는데, 저융점 유리와 흑색 안료 등을 포함하여 이루어진다.
그리고, 투명 전극과 버스 전극이 형성된 전면 기판(170) 상에는, 유전체(190)가 형성된다. 여기서, 유전체(190)는 투명한 저융점 유리를 포함하여 이루어지며, 구체적인 조성은 후술한다. 그리고, 상판 유전층(190) 상에는 산화 마그네슘 등으로 이루어진 보호막이 형성되어, 방전시 (+) 이온의 충격으로부터 유전체를 보호하고, 2차 전자 방출을 증가시키기도 한다.
한편, 배면기판(110)의 일면에는 상기 서스테인 전극쌍과 교차하는 방향을 따라 어드레스 전극(120)이 형성되고, 이 어드레스 전극(120)을 덮으면서 배면기판(110)의 전면에 백색 유전층(130)이 형성된다. 백색 유전층(130)은 인쇄법 또는 필름 라미네이팅(laminating) 방법에 의하여 도포된 후, 소성 공정을 통하여 완성된다. 그리고, 백색 유전층(130) 위로 각 어드레스 전극(120) 사이에 배치되도록 격벽(140)이 형성된다. 그리고, 격벽(140)은 스트라이프형(stripe-type), 웰형(well-type), 또는 델타형(delta-type)일 수 있다.
격벽의 조성을 상세히 설명하면 다음과 같다.
격벽은 모상 유리와 필러를 포함하여 이루어진다. 모상 유리로서 유연계 모 상 유리와 무연계 모상 유리가 있다. 유연계 모상 유리는 ZnO, PbO 및 B2O3 등을 포함하여 이루어지고, 무연계 모상 유리는 ZnO, B2O3, BaO, SrO 및 CaO 등으로 이루어진다.
그리고, 필로로서, SiC 등의 탄소 화합물, BN 등의 질소 화합물 및 탄소 나노 튜브(CNT) 등이 사용된다.
이하에서 상술한 필러의 일실시예들의 특성을 비교예들과 비교한다.
실시예
열 전도성(W/m·k) 밀도
SiC 77.5 3.18
BN 20.0 3.49
CNT MAx. 3,000~6,000 1.33~1.44
비교예
열 전도성(W/m·k) 유전율 밀도
TiO2 7.4 50 4.23
ZnO 23.4 3 5.66
Al2O3 30.0 16 3.96
SiO2 1.38 4 2.18
실시예에서 SiC와 CNT는, 표 2의 비교예에 기재된 필러들에 비하여 열전도성이 현저히 우수한 것을 알 수 있다. 따라서, 소성 공정에서 격벽 재료 내부에 열이 충분히 전달되어, 유기물이 완전히 연소될 수 있다. 또한, BN은 상술한 SiC 및 CNT보다는 낮은 열전도성을 가지나, 밀도가 낮고 유전율도 4.1로 비교적 낮다.
따라서, BN을 필러로 사용하면, 격벽 재료 내에서 밀도 구배가 약해져서 소성 공정에서 열이 충분히 전달되고, 완성된 격벽의 유전율을 낮출 수 있다.
그러나, 비교예에 기재된 필러들은 TiO2와 SiO2는 열전도성이 너무 낮으며, Al2O3는 유전율이 너무 높으며, ZnO는 밀도가 너무 커서 격벽 재료 내에서 밀도 구배가 생기게 된다.
또한, 상술한 SiC와 BN 및 CNT 등의 필러를 각각의 특성에 따라 ZnO 등과 함께 사용할 수도 있다. 이 때, 필러를 혼합하여 사용함으로써, 격벽 재료 내에서 열전도의 향상과 저유전율 등을 동시에 구현할 수 있다.
모상 유리의 크기는 1~10 마이크로 미터이고, 필러의 크기는 10 마이크로 미터 이하인 것을 특징으로 한다. 여기서, 모상 유리의 크기가 1 마이크로 미터 이하이면 페이스트화하기가 어렵고, 10 마이크로 미터 이상이면 소성 공정에서 충분히 치밀회되기가 어렵고 기포가 생길 수 있다. 그리고, 필러는 모상 유리 사이의 빈 공간을 채워서 격벽의 모양이 유지될 수 있도록 한다. 그리고, 감광성 공법으로 형성된 경우 모상 유리의 굴절률과 필러의 굴절률의 비는 1 : 0.9 내지 1 : 1.1 인 것이 바람직한데, 이유는 후술한다.
그리고, 격벽 (140) 상에는 블랙 탑이 형성될 수도 있다. 그리고, 각각의 격벽(140) 사이에 적색(R), 녹색(G), 청색(B)의 형광체층(150a, 150b, 150c)이 형성된다. 배면기판(110) 상의 어드레스 전극(120)과 전면기판(110) 상의 서스테인 전극쌍이 교차하는 지점이 각각 방전셀을 구성하는 부분이 된다.
그리고, 상기 전면기판(170)과 배면기판(110)이 격벽(140)을 사이에 두고 접합되는데, 기판의 외곽에 구비된 실링재를 통하여 접합된다.
그리고, 상부 패널과 하부 패널은 구동 장치와 연결되어 있다.
도 2는 본 발명에 따른 플라즈마 디스플레이 패널의 구동 장치와 연결부를 나타낸 도면이다. 이하에서, 도 2를 참조하여 상술한 구조의 패널과 구동 장치의 연결부를 설명한다.
도시된 바와 전체 플라즈마 디스플레이 장치는, 패널(220)과, 상기 패널(220)에 구동 전압을 공급하는 구동 기판(230)과, 상기 패널(220)의 각각의 셀에 대한 전극들과 상기 구동 기판(230)을 연결하는 연성 기판의 일종인 테이프 캐리어 패키지(Tape carrier package, 이하 TCP라 함)(240)로 이루어진다. 여기서, 패널(220)은 상술한 바와 같이 전면 기판과 배면 기판 및 격벽을 포함하여 이루어진다.
그리고, 상기 패널(220)과 상기 TCP(240)의 전기적, 물리적 연결 및 상기 TCP(240)와 구동 기판(230)의 전기적, 물리적 연결은 이방성 전도 필름(Anisotropic conductive film, 이하 ACF라 함)을 사용한다. ACF는 금(Au)을 코팅한 니켈(Ni)의 볼(ball)을 이용하여 만든 전도성 수지 필름이다.
도 3은 일반적인 테이프 캐리어 패키지의 기판 배선 구조를 나타낸 도면이다.
도시된 바와 같이, TCP(240)는 패널(220)과 구동 기판(230) 사이의 결선을 담당하면서, 구동 드라이버 칩이 탑재되어 있다. TCP(340)는 연성 기판(342) 상에 밀집 배치된 배선(343)과, 상기 배선(343)과 연결되면서 상기 구동 기판(330)으로부터 전력을 제공받아 패널(320)의 특정 전극에 제공하는 구동 드라이버 칩(341)로 이루어져 있다. 여기서, 구동 드라이버 칩(341)은 작은 수의 전압과 구동 제어 신호들을 인가 받아 높은 전력의 많은 신호들을 교번하면서 출력하는 구조를 가지므로, 상기 구동 기판(330) 측과 연결되는 배선은 수가 작고, 상기 패널(320)측과 연결되는 배선은 수가 많다. 따라서, 상기 구동 기판(330)측 공간을 활용하여 상기 구동 드라이버 칩(341)의 배선을 연결하는 경우도 있으므로, 상기 배선(343)은 상기 구동 드라이버 칩(341)의 중심을 경계로 구분되지 않을 수도 있다.
도 4는 본 발명에 따른 플라즈마 디스플레이 장치의 또 다른 실시예를 모식적으로 나타낸 도면이다.
본 실시예에서, 패널(320)은 구동 장치와 FPC(Flexible printed circuit, 이하 FPC라 함)(350)를 통하여 연결된다. 여기서, FPC(350)는 polymide를 이용하여 내부에 패턴을 형성한 필름이다. 그리고, 본 실시예에서도 FPC(350)와 패널(320)은 ACF를 통하여 연결된다. 또한, 본 실시예에서 구동 기판(330)은 PCB 회로인 것은 당연하다.
여기서, 구동 장치는 데이타 드라이터와 스캔 드라이버와 서스테인 드라이버 등으로 이루어진다. 여기서, 데이타 드라이버는 어드레스 전극에 연결되어 데이터 펄스를 인가한다. 그리고, 스캔 드라이버는 스캔 전극에 연결되어 상승 램프 파형(Ramp-up), 하강 램프 파형(Ramp-down), 스캔 펄스(scan) 및 서스테인 펄스를 공급한다. 또한, 서스테인 드라이버는 공통 서스테인 전극에 서스테인 펄스와 DC 전압을 인가한다.
그리고, 플라즈마 디스플레이 패널은 리셋 기간, 어드레스 기간 및 서스테인 기간으로 나뉘어 구동된다. 리셋 기간에는 스캔 전극들에 상승 램프 파형(Ramp-up)이 동시에 인가된다. 그리고, 어드레스 기간에는 부극성 스캔 펄스(scan)가 스캔 전극들에 순차적으로 인가되며, 동시에 스캔 펄스와 동기되어 어드레스 전극들에 정극성의 데이터펄스가 인가된다. 또한, 서스테인 기간에는 스캔 전극들과 서스테인 전극들에 교번적으로 서스테인 펄스(sus)가 인가된다.
상술한 본 발명에 따른 플라즈마 디스플레이 패널의 일실시예는, 격벽을 이루는 필러의 밀도가 낮아서 격벽 내에서 밀도 구배가 생기지 않고 격벽의 균일성(uniformity)를 확보할 수 있다. 또한, 상술한 재료들의 유전율이 상대적으로 낮아서, 플라즈마 디스플레이 패널의 방전 효율을 향상시키고, 구동 전압의 감소를 이룰 수 있다. 즉, 고효율의 플라즈마 디스플레이 패널을 구현하기 위하여, 고농도의 Xe 등을 방전 가스로 사용하는데, 상술한 저유전율의 필러를 격벽 재료로 사용하면, 구동 전압의 감소 및 전류의 손실 방지를 이룰 수 있다.
그리고, 상술한 실시예들에서 격벽의 유전율을 낮추고 반사율을 높이고 유기물의 완전 소성 및 균일도의 향상을 위하여, 필러로서 탄소 화합물, 질소 화합물 및 탄소 나노 튜브(CNT)로 사용하였으나, 하부 패널의 백색 유전체에 상술한 필러를 사용할 수도 있다. 그리고, 상부 패널의 유전체에 사용할 수도 있으나, 투명 유전체이어야 하므로 모상 유리 등의 조성이 상이할 수 있음은 당연하다.
도 5a 내지 5l은 본 발명에 따른 플라즈마 디스플레이 패널의 제조방법의 일실시예를 나타낸 도면이다. 도 5a 내지 5l를 참조하여 본 발명에 따른 플라즈마 디스플레이 패널의 제조방법을 설명하면 다음과 같다.
먼저, 도 5a에 도시된 바와 같이 전면 기판(170) 상에 투명 전극(180a, 180b)과 버스 전극(180a', 180b')을 형성한다. 여기서, 전면 기판(170)은 디스플레이 기판용 글래스 또는 소다라임 유리를 밀링(milling) 및 클리닝(cleaning)하여 제조된다. 그리고, 투명 전극(180a)은 ITO 또는 SnO2 등을, 스퍼터링에 의한 포토에칭법(photoetching) 또는 CVD에 의한 리프트 오프(lift-off)법 등으로 형성한다. 그리고, 버스 전극(180a')은 은(Ag) 등의 재료를, 스크린 인쇄법 또는 감광성 페이스트법 등으로 형성한다. 또한, 서스테인 전극쌍에는 상에는 블랙 매트릭스가 형성될 수 있는데, 저융점 유리와 흑색 안료 등을 스크린 인쇄법 또는 감광성 페이스트법 등으로 형성할 수 있다.
이어서, 도 5b에 도시된 바와 같이 투명 전극(180a)과 버스 전극(180b)이 형성된 전면 기판(170) 상에 유전체(190)를 형성한다. 여기서, 유전체(190)는 저융점 유리 등을 포함한 재료를 스크린 인쇄법이나 코팅법 또는 그린 시트를 라미네이팅하는 방법 등으로 적층한다.
이어서, 도 5c에 도시된 바와 같이 유전체(190) 상에 보호막(195)을 증착한다. 보호막(195)은 산화 마그네슘 등으로 이루어지고, 실리콘 등을 도펀트로 포함할 수 있다. 여기서, 보호막(195)은 화학적 기상 증착(CVD)법, 전자빔(E-beam)법, 이온 도금(Ion-plating)법, 졸겔법 및 스퍼터링법 등으로 형성될 수 있다.
그리고, 도 5d에 도시된 바와 같이, 배면 기판(110) 상에 어드레스 전극(120)을 형성한다. 여기서, 배면 기판(110)은 디스플레이 기판용 글래스 또는 소다리임 유리를 밀링(milling) 또는 클리닝(cleaning) 등의 가공을 통하여 형성한다. 이어서, 배면 기판(110) 상에 어드레스 전극(120)을 형성한다. 어드레스 전극(120)은 은(Ag) 등을 스크린 인쇄법, 감광성 페이스트법 또는 스퍼터링 후 포토에칭법 등으로 형성한다.
그리고, 도 5e에 도시된 바와 같이 어드레스 전극(120)이 형성된 배면 기판(110) 상에 유전체(130)를 형성한다. 상기 유전체(130)는 저융점 유리와 TiO2 등의 필러를 포함한 재료를 스크린 인쇄법 또는 그린 시트의 라미네이팅 등의 방법으로 형성한다. 여기서, 하판 유전체(130)는 플라즈마 디스플레이 패널의 휘도를 증가시키기 위하여 백색을 나타내는 것이 바람직하다.
이어서, 도 5f 내지 5j에 도시된 바와 각각의 방전 셀을 구분하기 위한 격벽을 형성한다.
먼저, 격벽 재료를 준비하는데, 용매와 분산제와 모상 유리 및 필러를 혼합하고, 밀링하여 준비한다. 이 때, 필러로서 탄소 화합물, 질소 화합물 및 탄소 나노 튜브(CNT) 등을 사용한다. 구체적으로, 상기 용매와 분산제와 충분한 크기로 밀링된 모상 유리 및 필러를 소정 시간(예를 들면, 1시간) 동안 휘저어(stirring) 혼합하고, 초음파 분산기를 이용한 초음파 분산을 통해 골고루 혼합할 수 있다.
여기서, 모상유리로서 유연계 모상 유리와 무연계 모상 유리가 있다. 유연계 모상 유리는 ZnO, PbO 및 B2O3 등을 포함하여 이루어지고, 무연계 모상 유리는 ZnO, B2O3, BaO, SrO 및 CaO 등으로 이루어진다.
이어서, 도 5f에 도시된 바와 같이, 하판 유전체(130) 상에 격벽 재료(140a)를 도포한다. 격벽 재료의 도포는 페이스트의 형태로 제조된 재료를, 스프레이 코팅(spray coating)법, 바(bar) 코팅법, 스크린 프린팅(screen printing)법, 그린시트법 등의 방법으로 수행될 수 있는데, 바람직하게는 그린시트로 제조되어 라미네이팅될 수 있다.
그리고, 격벽 재료(140a)의 패터닝은 샌딩, 식각(etching) 및 감광성 공법 등이 가능하다.
먼저, 식각 공법을 상세히 설명한다.
먼저, 도 5g에 도시된 바와 같이 격벽 재료(140a) 상에 DFR(dry film resist)(155)를 소정 간격으로 형성한다. 여기서, DFR(155)는 격벽이 형성될 위치에 형성하는 것이 바람직하다.
그리고, 도 5i에 도시된 바와 같이, 격벽 재료를 패터닝하여 격벽(140)을 형성한다. 즉, 식각액을 DFR의 상부에서 분사하면, DFR(155)이 구비되지 않은 부분의 격벽 재료가 점차 식각되어 격벽(140)의 형태로 패터닝된다. 그리고, DFR(155)을 제거하고, 세정공정을 통하여 식각액을 제거한 후 소성 공정을 거치면 도 5i에 도시된 바와 같이 격벽(140) 구조가 완성된다. 여기서, 격벽(140)은 스트라이브 타입, 웰 타입, 델타 타입 등으로 형성될 수 있음은 상술한 바와 같다.
그리고, 식각 공법을 사용할 때, 격벽 재료의 에칭율은 재료의 상부와 하부에서 상이할 수 있다. 즉, 격벽 재료의 상부로부터 차차 식각되므로, 상부는 하부에 비하여 식각액에 노출되는 시간이 더 많다. 따라서, 격벽 재료의 상부와 하부의 에칭율이 동일하다면, 격벽의 상부는 하부에 비하여 지나치게 좁은 폭의 구조로 형성될 수 있다. 따라서, 격벽 재료의 하부의 에칭율이 상부의 에칭율보다 더 큰 것을 특징으로 하는데, 구체적으로 격벽의 재료의 하부의 에칭율은, 상기 격벽의 재료의 상부의 에칭율의 1.2배 내지 3배일 수 있다. 그리고, 에칭 공정은 샌딩이나 감광성 공정에 비하여 격벽 표면의 균일성(uniformity)를 향상시킬 수 있는 장점이 있다.
이어서, 감광성 공법을 설명한다. 도 5h에 도시된 바와 같이 하판 유전체(130) 상에 격벽 재료(140a')를 도포하고, 마스크(157)를 씌우고 노광한 후 현상한다. 즉, 어드레스 전극과 대응되는 부분에 마스크를 위치시키고 노광하면, 현상 및 소성 공정 후에는 빛을 조사받은 부분만이 남아서 격벽을 형성한다. 여기서, 격벽 재료에 포토 레지스트(photoresist) 성분을 포함하면, 격벽 및 블랙 탑 재료의 패터닝을 용이하게 수행할 수 있다. 또한, 하판 유전체와 격벽 재료를 함께 소성하면, 격벽 재료 내의 모상 유리는 하판 유전체 내의 무기 파우더 등과 결합력이 증대되어 내구성의 강화를 기대할 수 있다.
그리고, 약 500~600℃의 온도에서 격벽 재료를 소성하여 유기물을 제거하여 격벽의 패터닝을 마무리한다. 이 때, 상술한 탄소 화합물, 질소 화합물 및 탄소 나노 튜브(CNT) 등의 필러는 열전도율이 높고 유전율이 낮으며, 밀도가 낮다. 따라서, 격벽 재료 내에서 밀도 구배가 생기지 않으므로, 소성 공정에서 격벽 재료 내에 열이 골고루 전달되어 격벽 재료 내의 유기물이 완전히 제거될 수 있다. 또한, 격벽 재료 내에서 각 부분의 밀도 구배가 생기지 않으므로, 패터닝된 격벽의 균일도가 향상되어 신뢰성을 기대할 수 있다.
그리고, 감광성 공법으로 격벽을 패터닝할 경우, 모상 유리의 굴절률과 필러의 굴절률의 비는 1 : 0.9 내지 1 : 1.1 인 것이 바람직한다. 즉, 모상 유리의 굴절률과 필러의 굴절률의 차이가 크면, 노광 공정에서 빛이 재료의 하부에까지 충분히 도달하지 않을 수 있다. 따라서, 모상 유리와 비슷한 굴절율을 가진 필러를 사용하여, 격벽 재료를 충분히 노광할 수 있다.
이어서, 도 5k에 도시된 바와 같이 상기 하판 유전층(130) 중 방전 공간에 접하는 면과, 격벽의 측면에 형광체(150a, 150b, 150c)를 도포한다. 형광체는 각각의 방전셀에 따라 R,G,B의 형광체가 차례로 도포되는데, 스크린 인쇄법이나 감광성 페이스트법으로 도포된다.
그리고, 도 5l에 도시된 바와 같이 상부 패널을 격벽을 사이에 두고 하부 패널과 접합하고 실링한 후, 내부의 불순물 등을 배기한 후 방전 가스(160)를 주입한다.
이하에서, 상부 패널과 하부 패널의 실링 공정을 상세히 설명한다.
실링 공정은 스크린 인쇄법, 디스펜싱법 등으로 수행된다.
스크린 인쇄법은 패터닝된 스크린을 소정 간격 유지하여 기판 위에 놓고, 실링재 형성에 필요한 페이스트를 압착, 전사시켜서 원하는 형상의 실링재를 인쇄하는 방법이다. 스크린 인쇄법은 생산 설비가 간단하고, 재료의 이용 효율이 높은 장점이 있다.
그리고, 디스펜싱법은 스크린 마스크 제작에 사용되는 CAD 배선 데이터를 이용하여, 후막 페이스트를 공기 압력을 이용하여 기판 상에 직접 토출하여 실링재를 형성하는 방법이다. 디스펜싱법은 마스크의 제작비용이 절감되고, 후막의 형상에 큰 자유도를 가질 수 있는 장점이 있다.
도 6a는 플라즈마 디스플레이 패널의 전면 기판과 후면 기판을 합착하는 공정을 나타낸 도면이고, 도 6b는 도 6a의 A-A'의 단면도이다.
도시된 바와 같이, 도시된 바와 같이, 전면 기판(170) 또는 배면 기판(110) 상에 실링재(600)가 도포된다. 구체적으로, 기판의 최외곽에서 소정 간격을 두고 동시에 인쇄되거나 디스펜싱되어 도포된다.
이어서, 상기 실링재(600)를 소성한다. 소성 과정에서, 실링재(600)에 포함된 유기물이 제거되고, 전면 기판(170)과 배면 기판(110)이 합착된다. 그리고, 이러한 소성 공정에서 실링재(600)의 폭이 넓어지고 높이가 낮아질 수 있다. 본 실시예에서는 실링재(600)가 인쇄 또는 도포되었으나, 실링 테이프의 형태로 형성되어 전면 기판 또는 배면 기판에 접착하여 사용할 수도 있다.
그리고, 에이징 공정을 통하여 소정 온도에서 보호막 등의 특성을 향상시킨다.
그리고, 전면 기판 상에 전면 필터를 형성할 수 있다. 전면 필터에는 패널에서 외부로 외부로 방사되는 전자파(Elctromagnetic Interference;EMI)를 차폐하기 위한 전자파 차폐막이 구비된다. 이러한 전자파 차폐막은 전자파를 차폐하면서도 디스플레이 장치에서 요구되는 가시광 투과율을 확보하기 위하여, 도전성 물질이 특정 형태로 패터닝되기도 한다. 그리고, 전면 필터에는 근적외선 차폐막, 색보정막 및 반사방지막 등이 형성될 수도 있다.
이상 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 발명의 기술 사상을 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.
본 발명에 따른 플라즈마 디스플레이 패널 및 그 제조방법은 격벽과 백색 유전체의 균일성 및 신뢰성을 확보할 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 플라즈마 디스플레이 패널의 일실시예의 방전 셀 구조를 나타낸 도면이고,
도 2는 본 발명에 따른 플라즈마 디스플레이 패널의 구동 장치와 연결부를 나타낸 도면이고,
도 3은 일반적인 테이프 캐리어 패키지의 기판 배선 구조를 나타낸 도면이고,
도 4는 본 발명에 따른 플라즈마 디스플레이 패널의 또 다른 실시예를 모식적으로 나타낸 도면이고,
도 5a 내지 도 5k는 본 발명에 따른 플라즈마 디스플레이 패널의 제조방법의 일실시예를 나타낸 도면이고,
도 6a는 플라즈마 디스플레이 패널의 전면 기판과 후면 기판을 합착하는 공정을 나타낸 도면이고,
도 6b는 도 6a의 A-A'의 단면도이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
110 : 배면 기판 120 : 어드레스 전극
130 : 하판 유전체 140 : 격벽
150a, 150b, 150c : 형광체 160 : 방전 가스
170 : 전면 기판 180a, 180b : 투명 전극
180a', 180b' : 버스 전극 190 : 상판 유전체
195 : 보호막 220 : 패널
230 : 구동 기판 240 : TCP
241 : 구동 드라이버 칩 242 : 연성 기판
243 : 배선 250 : FPC
260 : 방열판

Claims (12)

  1. 제 1 기판 상에, 어드레스 전극과 제 1 유전체 및 형광체가 구비된 제 1 패널;
    제 2 기판 상에, 서스테인 전극쌍과 제 2 유전체 및 보호막이 구비된 제 2 패널; 및
    상기 제 1 패널과 제 2 패널 사이에 구비되고, 탄소 화합물, 질소 화합물 및 탄소 나노 튜브(CNT) 중 적어도 하나를 포함하는 필러 및 모상 유리로 이루어진 격벽을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 탄소 화합물은,
    SiC 인 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 질소 화합물은,
    BN인 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 모상 유리는,
    무연계 유리인 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널.
  5. 제 4 항에 있어서, 상기 무연계 유리는,
    ZnO;
    B2O3; 및
    BaO, SrO 및 CaO로 구성되는 군으로부터 선택되는 물질을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널.
  6. 제 1 기판 상에, 어드레스 전극과, 모상 유리와 제 1 항 내지 제 5 항에 기재된 필러을 구비한 백색 유전체, 및 형광체가 구비된 제 1 패널; 및
    격벽을 사이에 두고 상기 제 1 패널과 합착되며, 제 2 기판 상에 서스테인 전극쌍과 투명 유전체 및 보호막이 구비된 제 2 패널을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널.
  7. 제 1 기판 상에 어드레스 전극과 제 1 유전체를 형성하는 단계;
    상기 제 1 기판 상에, 탄소 화합물, 질소 화합물 및 탄소 나노 튜브 중 적어도 하나를 포함하는 필러 및 모상 유리로 이루어진 격벽을 형성하는 단계;
    상기 격벽에 의하여 구획되는 셀 내에 형광체를 도포하는 단계;
    제 2 기판 상에 서스테인 전극쌍과 유전체 및 보호막을 형성하는 단계; 및
    상기 제 1 기판과 제 2 기판을 합착하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널의 제조방법.
  8. 제 7 항에 있어서, 상기 격벽을 형성하는 단계는,
    샌딩법, 에칭법 및 감광성 공법 중 어느 하나의 방법으로 수행되는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널의 제조방법.
  9. 제 7 항에 있어서, 상기 격벽을 형성하는 단계는,
    용매와 분산제와 모상 유리 및 상기 필러를 혼합하여 격벽 재료를 준비하는 단계;
    상기 격벽 재료를 상기 제 1 유전체 상에 도포하는 단계; 및
    상기 격벽 재료를 선택적으로 식각하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널의 제조방법.
  10. 제 7 항에 있어서, 상기 격벽을 형성하는 단계는,
    용매와 분산제와 모상 유리 및 상기 필러를 혼합하여 격벽 재료를 준비하는 단계;
    상기 격벽 재료를 상기 제 1 유전체 상에 도포하는 단계; 및
    상기 격벽 재료 상에 마스크를 씌우고 선택적으로 노광하고 현상하여, 격벽을 형성하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널의 제조방법.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 모상 유리의 굴절률 대 상기 필러의 굴절률은 1 : 0.9 내지 1 : 1.1 인 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널의 제조방법.
  12. 제 1 기판 상에 어드레스 전극을 형성하는 단계;
    상기 제 1 기판 상에, 모상 유리와 제 7 항 내지 제 11 항에 기재된 필러를 포함하여 백색 유전체를 형성하는 단계;
    상기 제 1 기판 상에, 격벽을 형성하는 단계;
    상기 격벽에 의하여 구획되는 셀 내에 형광체를 도포하는 단계;
    제 2 기판 상에 서스테인 전극쌍과 유전체 및 보호막을 형성하는 단계; 및
    상기 제 1 기판과 제 2 기판을 합착하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널의 제조방법.
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