KR20090091936A - 플라즈마 디스플레이 패널 및 그 제조 방법 - Google Patents

플라즈마 디스플레이 패널 및 그 제조 방법

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KR20090091936A
KR20090091936A KR1020080017165A KR20080017165A KR20090091936A KR 20090091936 A KR20090091936 A KR 20090091936A KR 1020080017165 A KR1020080017165 A KR 1020080017165A KR 20080017165 A KR20080017165 A KR 20080017165A KR 20090091936 A KR20090091936 A KR 20090091936A
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Abstract

본 발명은 기존의 오렌지 적색 형광체인 (Y,Gd)BO3:Eu에 색순도가 우수한 Y(V,P)O4:Eu를 첨가함으로써, 적색 형광체의 색순도 및 수명 특성이 향상되는 플라즈마 디스플레이 패널 및 그 제조 방법에 관한 것이다.

Description

플라즈마 디스플레이 패널 및 그 제조 방법{Plasma display panel and Method for fabricating in thereof}
본 발명은 영상 표시 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 플라즈마 디스플레이 패널 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
도 1은 종래 기술의 면방전형 플라즈마 디스플레이 패널의 구성도이다.
최근 들어 표시 품위에 대한 다양한 욕구와 표시 소자의 대형화, 평판화, 슬림화에 대한 많은 연구로 인하여 다양한 표시 소자가 등장하였다.
그 중 플라즈마 디스플레이 패널(PDP)은 넓은 시야각과 강한 비선형성, 메모리 기능, 내자계성을 가지며, 경량화, 박형화, 대형화가 용이하므로 대형 평판 벽걸이 디스플레이 소자로 가장 주목을 받고 있다.
종래 기술의 면방전형 PDP의 구조는 상판 유리(1)와, 상판 유리(1)의 표면에 전기적으로 독립되어 나란히 형성되는 두 개의 유지 전극(sustain electrod)(3)과, 유지 전극(3)상에 차례로 형성되는 유전층(7)과 보호층(8)으로 상판이 구성된다.
여기서, 상판은 픽셀 단위로 구성된 유지 전극(3)에 전압 파형을 인가하기 위한 전극 라인으로 사용되는 버스 전극(5)을 포함한다.
그리고 하판 유리(2)상에 상판 유리(1)에 형성된 유지 전극(3)과 수직한 방향으로 형성되는 어드레스 전극(4) 및 유전층(7a)과, 어드레스 전극(4)들 사이에 그들과 동일 방향으로 형성되는 격벽(6)들과, 격벽(6)들 상에 형성되는 R,G,B의 형광체(9a)(9b)(9c)들로 하판이 구성된다.
여기서, 하판의 격벽(6)들 사이에 형성되는 형광체 중 적색 형광체(9a)로는 (Y,Gd)BO3:Eu가 가장 널리 사용되고 있다.
그러나, (Y,Gd)BO3:Eu는 다른 종류의 적색 형광체보다 휘도 및 수명 특성은 우수하지만 색순도가 안 좋은 단점이 있다.
현재는 상기 색순도를 개선하기 위해 PDP 내부에 색보정 필터를 추가하거나, 또는 PDP의 전면에 위치하는 필터에 색보정 기능을 추가하는 방법을 사용하고 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 색순도 및 수명 특성이 향상된 적색 형광체를 구비한 플라즈마 디스플레이 패널 및 그 제조 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 플라즈마 디스플레이 패널은, 적어도 하나의 전극과, 상기 전극 상에 형성된 제1 유전체 층 및 상기 제1 유전체 층 상에 형성되는 보호막을 구비한 제1 기판과; 격벽을 사이에 두어 상기 제1 기판과 합착되고, 적어도 하나의 어드레스 전극과, 상기 어드레스 전극 상에 형성된 제2 유전체 층 및 적색/녹색/청색 형광체 층을 구비한 제2 기판;을 포함하되, 상기 적색 형광체 층은 (Y,Gd)BO3:Eu와 Y(V,P)O4:Eu를 포함하여 이루어진다.
이때, 상기 (Y,Gd)BO3:Eu와 Y(V,P)O4:Eu의 총량 중 Y(V,P)O4:Eu의 함량은 5 내지 50 중량%이 될 수 있다.
또한, 상기 (Y,Gd)BO3:Eu의 입자 크기는 0.5 내지 1.5㎛이고, 상기 Y(V,P)O4:Eu의 입자 크기는 4.5 내지 5.5㎛이 될 수 있고, 상기 Y(V,P)O4:Eu의 입자 표면상에 상기 (Y,Gd)BO3:Eu의 입자가 다수개 합착된다.
또한, 본 발명은 격벽을 사이에 두고 스캔 및 서스테인 전극이 형성된 제1 기판과 어드레스 전극이 형성된 제2 기판이 서로 합착된 플라즈마 디스플레이 패널의 제조 방법에 있어서, 상기 격벽내에 (Y,Gd)BO3:Eu와 Y(V,P)O4:Eu를 포함한 적색 형광체 층을 형성하는 단계;를 포함하여 이루어진다.
이때, 상기 형성 단계는 50 내지 95 중량%의 (Y,Gd)BO3:Eu와, 5 내지 50 중량%의 Y(V,P)O4:Eu 및 비히클을 혼합한 적색 형광체 재료를 준비하는 단계와; 상기 준비된 적색 형광체 재료를 상기 격벽내에 도포하는 단계와; 상기 도포된 적색 형광체 재료를 소성하는 단계;를 포함하여 이루어진다.
본 발명에 따른 플라즈마 디스플레이 패널 및 그 제조 방법은, 기존의 오렌지 적색 형광체인 (Y,Gd)BO3:Eu에 색순도가 우수한 Y(V,P)O4:Eu를 첨가함으로써, 적색 형광체의 색순도 및 수명 특성이 향상되는 효과가 있다.
도 1은 종래 기술의 면방전형 플라즈마 디스플레이 패널의 구성도이다.
도 2는 본 발명에 따른 플라즈마 디스플레이 패널의 방전 셀 구조를 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명에 따른 플라즈마 디스플레이 패널의 구동 장치와 연결부를 나타낸 도면이다.
도 4는 일반적인 테이프 캐리어 패키지의 기판 배선 구조를 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명에 따른 플라즈마 디스플레이 장치의 또 다른 실시예를 모식적으로 나타낸 도면이다.
도 6a 내지 도 6c는 본 발명에 따른 플라즈마 디스플레이 패널의 전면 패널 제조 공정을 나타낸 단면도이다.
도 7a 내지 도 7f는 본 발명에 따른 플라즈마 디스플레이 패널의 후면 패널 제조 공정을 나타낸 단면도이다.
도 8은 본 발명에 따른 (Y,Gd)BO3:Eu3 +와 Y(V,P)O4:Eu3 +의 발광 스펙트럼을 나타낸 그래프이다.
도 9는 CIE 1931 색 좌표계를 나타낸 도면이다.
도 10은 본 발명에 따른 (Y,Gd)BO3:Eu3 +와 Y(V,P)O4:Eu3 +의 합착 상태를 설명하기 위한 도면이다.
<도면의 주요 부호에 대한 설명>
110: 배면 기판 120: 어드레스 전극
130: 하판 유전체 140: 격벽
150a, 150b, 150c: 형광체 160: 방전 가스
170: 전면 기판 180a: 스캔 전극
180b: 서스테인 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
300: 전면 필터
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, 전면 패널과 후면 패널이 격벽을 사이에 두고 합착되어 이루어진다. 먼저, 도 2 및 3을 참조하여 본 발명에 따른 플라즈마 디스플레이 패널의 일 실시예를 설명한다.
도 2는 본 발명에 따른 플라즈마 디스플레이 패널의 방전 셀 구조를 나타낸 도면이다.
도 2에 도시되어 있는 바와 같이, 본 발명의 플라즈마 디스플레이 패널은 전면 패널(170) 상에 일 방향으로 통상 ITO(Indium Tin Oxide)로 이루어진 스캔 전극과 서스테인 전극(180a, 180b)과 통상 금속 재료로 이루어지는 버스전극(180a', 180b')이 형성된다. 그리고, 스캔 전극과 서스테인 전극 및 버스전극을 덮으면서 전면 기판(170) 상에 상판 유전체 층(190)과, 보호막(195)이 순차적으로 형성되어 이루어진다.
전면 패널(170)은 디스플레이 기판용 글라스의 밀링(milling) 및 클리닝(cleaning) 등의 가공을 통하여 형성된다.
여기서, 스캔 전극(180a)과 서스테인 전극(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, 스캔 전극과 서스테인 전극에는 블랙 매트릭스가 형성될 수 있는데, 저융점 유리와 흑색 안료 등을 포함하여 이루어진다.
그리고, 스캔 전극과 서스테인 전극 및 버스전극이 형성된 전면 패널(170) 상에 상판 유전체 층(190)이 형성된다. 여기서, 상판 유전체 층(190)은 투명한 저융점 유리를 포함하여 이루어진다.
그리고, 상판 유전체 층(190) 상에는 보호막(195)이 형성되어, 방전시 (+) 이온의 충격으로부터 유전체를 보호하고, 2차 전자 방출을 증가시키기도 한다.
상기 보호막(195)은 전자빔(Electron Beam) 증착법, 스퍼터링법, 이온 도금법(Ion Plating), 스크린 인쇄법 등을 이용하여 형성할 수 있다.
또한, 상기 보호막(195)은 산화 마그네슘인 MgO 박막으로 형성된 제1 층(195a)와 단결정의 산화 마그네슘 파우더를 포함한 제2 층(195b)을 포함하여 형성될 수 있다.
이때, 상기 제1 층(195a) 상의 일부분에, 단결정의 MgO 나노 파우더가 포함된 파티클이 일종의 군집 형태로 제2 층(195b)를 이루어, 전체적으로 보호막의 표면이 평탄하지 않고 울퉁불퉁한 형상을 이루게 된다.
따라서, 플라즈마 디스플레이 패널의 가스 방전시에 전면 패널(170)과 후면 패널(110)의 전자적인 상호 작용으로 인하여 이차전자의 방출량이 증가하고, 방전개시전압을 낮출 수 있으므로, 결과적으로 방전효율을 높이고 지터(jitter)를 감소시킨다.
한편, 후면 패널(110)의 일면에는 상기 서스테인 전극쌍과 교차하는 방향을 따라 어드레스 전극(120)이 형성되고, 상기 어드레스 전극(120)을 덮으면서 배면기판(110)의 전면에 백색의 하판 유전체 층(130)이 형성된다.
하판 유전체 층(130)은 인쇄법 또는 필름 라미네이팅(laminating) 방법에 의하여 도포된 후, 소성 공정을 통하여 완성된다.
그리고, 하판 유전체 층(130) 위로 각 어드레스 전극(120) 사이에 배치되도록 격벽(140)이 형성된다. 이때, 격벽(140)은 스트라이프형(stripe-type), 웰형(well-type), 또는 델타형(delta-type)일 수 있다.
그리고, 각각의 격벽(140) 사이에 적색(R), 녹색(G), 청색(B)의 형광체 층(150a, 150b, 150c)이 형성된다.
본 발명에 따른 적색 형광체 층(150a)은 본 발명에 따라, 오렌지 적색 형광체인 (Y,Gd)BO3:Eu와 진한 적색 형광체인 Y(V,P)O4:Eu를 포함하여 형성된다.
본 발명에 따른 적색 형광체 층(150a)에 대한 제고 과정 및 조성은 이하 상세히 후술한다.
한편, 녹색 형광체 층(150b)은 Zn2SiO4:Mn을 사용하여 형성되고, 최근에는 상기 Zn2SiO4:Mn과 (Y, Gd)BO3:Tb를 혼합하여 형성되기도 한다.
또한, 청색 형광체 층(150c)은 BaMgAl10O17:Eu를 사용하여 형성된다.
한편, 후면 패널(110) 상의 어드레스 전극(120)과 전면 패널(170) 상의 서스테인 전극쌍이 교차하는 지점이 각각 방전셀을 구성하는 부분이 된다.
그리고, 상기 전면 패널(170)과 후면 패널(110)이 격벽(140)을 사이에 두고 접합되는데, 기판의 외곽에 구비된 실링재를 통하여 접합된다.
그리고, 전면 패널(170)과 후면 패널(110)은 구동 장치와 연결되어 있다.
도 3은 본 발명에 따른 플라즈마 디스플레이 패널의 구동 장치와 연결부를 나타낸 도면이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 전체 플라즈마 디스플레이 장치(210)는, 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 패널(170)과 후면 패널(110) 및 격벽(140)을 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 4는 일반적인 테이프 캐리어 패키지의 기판 배선 구조를 나타낸 도면이다.
도 4에 도시된 바와 같이, TCP(240)는 패널(220)과 구동 기판(230) 사이의 결선을 담당하면서, 구동 드라이버 칩이 탑재되어 있다.
TCP(240)는 연성 기판(242) 상에 밀집 배치된 배선(243)과, 상기 배선(243)과 연결되면서 상기 구동 기판(230)으로부터 전력을 제공받아 패널(220)의 특정 전극에 제공하는 구동 드라이버 칩(241)로 이루어져 있다.
여기서, 구동 드라이버 칩(241)은 작은 수의 전압과 구동 제어 신호들을 인가 받아 높은 전력의 많은 신호들을 교번하면서 출력하는 구조를 가지므로, 상기 구동 기판(230) 측과 연결되는 배선은 수가 작고, 상기 패널(220)측과 연결되는 배선은 수가 많다.
따라서, 상기 구동 기판(230)측 공간을 활용하여 상기 구동 드라이버 칩(241)의 배선을 연결하는 경우도 있으므로, 상기 배선(243)은 상기 구동 드라이버 칩(341)의 중심을 경계로 구분되지 않을 수도 있다.
도 5는 본 발명에 따른 플라즈마 디스플레이 장치의 또 다른 실시예를 모식적으로 나타낸 도면이다.
본 실시예에서, 패널(220)은 구동 장치와 FPC(Flexible printed circuit, 이하 FPC라 함)(250)를 통하여 연결된다. 여기서, FPC(250)는 polymide를 이용하여 내부에 패턴을 형성한 필름이다. 그리고, 본 실시예에서도 FPC(250)와 패널(220)은 ACF를 통하여 연결된다. 또한, 본 실시예에서 구동 기판(230)은 PCB 회로인 것은 당연하다.
여기서, 구동 장치는 데이타 드라이버와 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.
도 6a 내지 도 6c는 본 발명에 따른 플라즈마 디스플레이 패널의 전면 패널 제조 공정을 나타낸 단면도이다.
이하, 도 6a 내지 도 6c를 참조하여, 본 발명에 따른 플라즈마 디스플레이 패널의 전면 패널 제조 공정을 상세히 설명한다.
먼저, 도 6a에 도시된 바와 같이 전면 패널(170) 상에 스캔 전극(180a)과 서스테인 전극(180b)과 버스 전극(180a', 180b')을 형성한다.
여기서, 전면 패널(170)은 디스플레이 기판용 글래스 또는 소다라임 유리를 밀링(milling) 및 클리닝(cleaning)하여 제조된다.
그리고, 스캔 전극(180a)과 서스테인 전극(180b)은 ITO(Indium Tin Oxide)를 스퍼터링(sputtering)에 의한 포토에칭(photoetching)법과, 이온 도금법(Ion Plating) 및 진공 증착법등을 이용하여 형성하거나 또는 SnO2를 CVD에 의한 리프트 오프(lift-off)법으로 형성할 수 있다.
상기 ITO(Indium Tin Oxide)를 포토에칭법을 이용하여 상기 스캔 전극(180a)과 서스테인 전극(180b)을 형성할 경우 ITO를 전면 패널(170) 상에 증착하고, 상기 증착된 ITO 상에 포토레지스트를 도포 및 건조한다. 이후, 상기 포토레지스트 상에 소정 패턴이 형성된 포토 마스크를 올려놓고 빛을 조사하여 노광한다. 상기 노광 공정을 거친 이후, 경화되지 않은 부분을 현상한 후 에칭하여 상기 스캔 전극(180a)과 서스테인 전극(180b)을 형성한다.
또한, 상기 SnO2를 리프트 오프법을 이용하여 상기 스캔 전극(180a)과 서스테인 전극(180b)을 형성할 경우 전면 패널(170) 상에 포토레지스트를 도포한 후, 상기 도포된 포토레지스트 상에 소정 패턴이 형성된 포토 마스크를 올려놓고 빛을 조사하여 노광한다. 상기 노광 공정을 거친 이후, 경화되지 않은 부분을 현상한다. 이후 상기 현상 공정을 거친 후에 SnO2를 증착한 후 상기 포토레지스트를 박리하여 상기 스캔 전극(180a)과 서스테인 전극(180b)을 형성한다. 또한, 상기 스캔 전극(180a)과 서스테인 전극(180b)에는 블랙 매트릭스가 형성될 수 있는데, 저융점 유리와 흑색 안료 등을 포함하여 이루어진다.
상기 버스 전극(180a', 180b')은 은(Ag)을 스크린 인쇄법 또는 감광성 페이스트법등을 이용하여 형성하거나 또는 Cr/Cu/Cr 또는 Cr/Al/Cr을 스퍼터링에 의한 포토에칭법을 이용하여 형성할 수 있다.
상기 스크린 인쇄법을 이용하여 상기 버스 전극버스 전극(180a', 180b')을 형성할 경우 스크린 마스크를 통해 은(Ag)등의 도전성 물질 페이스트를 전면기판(170) 상에 인쇄한 후, 건조 및 소성하여 형성한다.
또한, 감광성 페이스트법을 이용하여 상기 버스 전극(180a', 180b')을 형성할 경우 감광성 은(Ag)을 전면 패널(170) 상에 인쇄 및 코팅한 후 건조한다. 이후, 상기 코팅된 은(Ag) 위에 소정 패턴이 형성된 포토 마스크를 올려놓고 빛을 조사하여 노광한다. 상기 노광 공정을 거친 이후, 경화되지 않은 부분을 현상한 후 다시 건조 및 소성하여 상기 버스 전극(180a', 180b')을 형성한다.
상기 포토에칭법을 이용하여 상기 버스 전극(180a', 180b')을 형성할 경우 상기 Cr/Cu/Cr 또는 Cr/Al/Cr을 전면 패널(170) 상에 증착하고, 상기 증착된 Cr/Cu/Cr 또는 Cr/Al/Cr 상에 포토레지스트를 도포 및 건조한다. 이후, 상기 포토레지스트 상에 소정 패턴이 형성된 포토 마스크를 올려놓고 빛을 조사하여 노광한다. 상기 노광 공정을 거친 이후, 경화되지 않은 부분을 현상한 후 에칭하여 상기 버스 전극(180a', 180b')을 형성한다.
이어서, 도 6b에 도시된 바와 같이 스캔 전극(180a)과 서스테인 전극(180b) 및 버스 전극(180a', 180b')이 형성된 전면 패널(170) 상에 상판 유전체 층(190)을 형성한다.
상기 상판 유전체 층(190)은 저융점 글라스 페이스트를 스크린 인쇄법, 코터(coater)법 및 그린 시트를 라미네이팅하는 방법을 이용하여 형성할 수 있다. 상기 코터법은 롤(Roll) 또는 슬럿(Slot)의 두가지 방식 중 어느 하나의 방식을 이용할 수 있다.
이어서, 도 6c에 도시된 바와 같이 상판 유전체 층(190) 상에 보호막(195)을 증착한다.
여기서, 본 발명에 따른 보호막(195)은 산화마그네슘(MgO)를 포함한 제1 보호막(195a)과 단결정의 산화마그네슘 파우더를 포함한 제2 보호막(195b)로 이루어진다.
제1 보호막(195a)은 상판 유전체 층(190) 상에 형성된다. 그리고, 실리콘(Si) 등의 도펀트를 포함할 수 있다. 여기서, 제 1 보호막(195a)은 화학적 기상 증착(CVD)법, 전자빔(E-beam)법, 이온 도금(Ion-plating)법, 졸겔법 및 스퍼터링법 등으로 형성될 수 있다. 이때, 제1 보호막(195a) 내에 실리콘이 도핑되면 어드레스 기간의 지터 값이 줄어들게 되나, 실리콘의 함유량이 일정 값 이상으로 커지면 지터 값이 증가될 수 있다. 따라서, 실리콘은 지터 값이 최소화되는 범위로 도핑되는 것이 바람직하며, 최적 함량으로 보호막 내에 20 내지 500 ppm(parts per million)의 비율로 포함되는 것이 바람직하다. 그리고, 지터 값을 줄이기 위하여 실리콘 대신 다른 물질을 도펀트로 사용할 수도 있을 것이다.
그리고, 제1 보호막(195a) 상에는 도시된 바와 같이 제2 보호막(195b)이 형성된다.
여기서, 제2 보호막(195b)은 단결정의 산화마그네슘 파우더를 포함하여 이루어진다. 이때, 제2 보호막(195b) 내에서 단결정의 산화마그네슘 파우더는 크기가 5 내지 100 마이크로 미터이다. 여기서, '크기'는 결정이 구의 형상이면 지름을 의미하고, 육면체의 형상이면 한 변의 길이를 의미한다. 상기 단결정은 결정 전체가 일정한 결정축을 따라 규칙적으로 생성된 고체를 의미하며, 배향이 서로 다른 조그만 단결정들의 집합인 다결정과 구분된다.
도 7a 내지 도 7f는 본 발명에 따른 플라즈마 디스플레이 패널의 후면 패널 제조 공정을 나타낸 단면도이다.
먼저, 도 7a에 도시된 바와 같이, 후면 패널(110) 상에 어드레스 전극(120)을 형성한다. 여기서, 후면 패널(110)은 디스플레이 기판용 글래스 또는 소다리임 유리를 밀링(milling) 또는 클리닝(cleaning) 등의 가공을 통하여 형성한다.
상기 어드레스 전극(120)은 은(Ag)을 스크린 인쇄법 또는 감광성 페이스트법등을 이용하여 형성하거나 또는 Cr/Cu/Cr 또는 Cr/Al/Cr을 스퍼터링에 의한 포토에칭법을 이용하여 형성할 수 있다.
즉, 상기 스크린 인쇄법을 이용하여 상기 어드레스 전극(120)을 형성할 경우 스크린 마스크를 통해 은(Ag)등의 도전성 물질 페이스트를 상기 후면 패널(110) 상에 인쇄한 후, 건조 및 소성하여 형성한다.
또한, 감광성 페이스트법을 이용하여 상기 어드레스 전극(120)을 형성할 경우 감광성 은(Ag)을 후면 패널(110) 상에 인쇄 및 코팅한 후 건조한다. 이후, 상기 코팅된 은(Ag) 위에 소정 패턴이 형성된 포토 마스크를 올려놓고 빛을 조사하여 노광한다. 상기 노광 공정을 거친 이후, 경화되지 않은 부분을 현상한 후 다시 건조 및 소성하여 상기 어드레스 전극(120)을 형성한다.
또한, 상기 포토에칭법을 이용하여 상기 어드레스 전극(120)을 형성할 경우 상기 Cr/Cu/Cr 또는 Cr/Al/Cr을 상기 후면 패널(110) 상에 증착하고, 상기 증착된 Cr/Cu/Cr 또는 Cr/Al/Cr 상에 포토레지스트를 도포 및 건조한다. 이후, 상기 포토레지스트 상에 소정 패턴이 형성된 포토 마스크를 올려놓고 빛을 조사하여 노광한다. 상기 노광 공정을 거친 이후, 경화되지 않은 부분을 현상한 후 에칭하여 상기 어드레스 전극(120)을 형성한다.
그리고, 도 7b에 도시된 바와 같이, 어드레스 전극(120)이 형성된 후면 패널(110) 상에 백색의 하판 유전체 층(130)를 형성한다.
상기 하판 유전체 층(130)은 저융점 유리와 TiO2 등의 필러를 포함한 재료를 스크린 인쇄법 또는 그린 시트의 라미네이팅 등의 방법으로 형성한다. 여기서, 하판 유전체 층(130)는 플라즈마 디스플레이 패널의 휘도를 증가시키기 위하여 백색을 나타내는 것이 바람직하다. 공정의 간략화를 위하여, 하판 유전체 층(130)과 어드레스 전극(120)을 하나의 공정에서 소성할 수도 있다.
이어서, 도 7c 내지 7e에 도시된 바와 각각의 방전 셀을 구분하기 위한 격벽을 형성한다.
이때, 상기 격벽 재료(140a)는 용매와 분산제와 모상 유리 및 다공성 필러를 혼합하고, 밀링하여 준비한다. 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. 그리고, 필러로서, SiO2, Al2O3 등의 산화물을 사용한다.
상기와 같은, 격벽 재료(140a)를 상기 하판 유전체층(130) 상에 도포한 후, 일정 시간 동안 건조시킨다.
이후, 상기 도포 및 건조 과정을 반복적으로 수행하여 일정한 두께(예를 들면, 150-200㎛)로 만들다. 이어서, 격벽 재료(140a)를 패터닝하여, 격벽(140)을 형성한다.
이때, 상기 패터닝 공정은 마스크(155)를 씌우고 노광한 후, 현상하여 수행된다. 즉, 어드레스 전극과 대응되는 부분에 마스크(155)를 위치시키고 노광하면, 현상 및 소성 공정 후에는 빛을 조사받은 부분만이 남아서 상기 격벽(140)을 형성한다.
그 다음으로, 도 7f에 도시된 바와 같이, 상기 하판 유전체 층(130) 중 방전 공간에 접하는 면과, 상기 격벽(140)의 측면에 적색/녹색/청색 형광체(150a, 150b, 150c)를 도포하여 형광체 층(150)을 형성한다. 즉, 상기 형광체 층(250)은 각각의 방전 셀에 따라 R,G,B의 형광체가 차례로 도포되는데, 스크린 인쇄법이나 감광성 페이스트법으로 도포된다.
여기서, 녹색 형광체 층(150b)은 Zn2SiO4:Mn 또는 Zn2SiO4:Mn과 (Y, Gd)BO3:Tb를 혼합하여 형성하고, 청색 형광체 층(150c)은 BaMgAl10O17:Eu를 사용하여 형성한다.
이하, 본 발명에 따른 적색 형광체(150a)에 대해 상세히 설명한다.
본 발명에 따른 적색 형광체(150a)는 오렌지 적색 형광체인 (Y,Gd)BO3:Eu3 +와 진한 적색 형광체인 Y(V,P)O4:Eu3 +를 포함하여 형성된다.
상기 (Y,Gd)BO3:Eu는 YBO3라는 모체에 Gd와 Eu3 +(활성제로써, 3가 이온일때 적색을 나타내는 원소)를 도핑한 것으로써, 상기 YBO3 모체 자체가 진공 자외선 영역의 빛을 흡수할 수 있는 전하 전달 밴드(Charge Transfer Band)를 가지고 있고, 상기 전하 전달 밴드를 통해 흡수된 전하 에너지를 상기 Eu3 +로 전달하여 적색을 나타낸다.
또한, Gd는 Y 자리에 치환되어 YBO3 모체와 상기 Eu3 +사이의 전하 전달 능력을 높혀 휘도를 더욱 상승시킨다.
또한, YBO3 모체는 PDP 내에서 가해질 수 있는 열화의 원인들에 대해 굉장히 안정적인 물질로써, 상기 (Y,Gd)BO3:Eu3 +를 사용하여 적색 형광체(150a)를 형성할 경우 수명이 늘어나는 훌륭한 장점이 있다.
그러나, 상기 (Y,Gd)BO3:Eu3 +는 도 8에 도시된 발광 스펙트럼에 나타난 바와 같이, 590㎚와, 610㎚ 및 630㎚ 파장에서 큰 피크가 발생된다.
상기와 같은, 3개의 피크들은 도 9에 도시된 색 좌표계 상에서 (0.64, 0.35) 정도의 색 좌표값을 가지게 된다.
그러나, 현재 적색에 대한 디스플레이의 국제 표준은 색 좌표값으로 (0.67, 0.33)이기 때문에 상기 (Y,Gd)BO3:Eu3 +만으로는 국제 표준 규격을 만족시킬 수 없으므로, 본 발명에서는 상기 (Y,Gd)BO3:Eu3 +에 색순도가 우수한 Y(V,P)O4:Eu3 +를 첨가하여 적색 형광체 층(150a)을 형성한다.
이때, 상기 (Y,Gd)BO3:Eu3 +의 입자 크기는 0.5 내지 1.5㎛이고, 상기 Y(V,P)O4:Eu3+의 입자 크기는 0.5 내지 1.5㎛로써, 상기 (Y,Gd)BO3:Eu3 +와 Y(V,P)O4:Eu3+가 혼합될 경우에 도 10에 도시된 바와 같이, 상기 Y(V,P)O4:Eu의 입자 표면상에 상기 (Y,Gd)BO3:Eu의 입자가 다수개 합착된다.
이때, 상기 (Y,Gd)BO3:Eu3 +와 Y(V,P)O4:Eu3 +의 총량 중 상기 (Y,Gd)BO3:Eu3 +의 함량은 50 내지 95 중량%을 가지는데, 상기 (Y,Gd)BO3:Eu3 +의 함량이 50 중량% 미만이면 휘도 및 수명 특성이 안 좋아지고, 상기 (Y,Gd)BO3:Eu3 +의 함량이 95 중량%을 초과하면 색순도가 안 좋아지는 문제점이 발생된다.
또한, 상기 (Y,Gd)BO3:Eu3 +와 Y(V,P)O4:Eu3 +의 총량 중 상기 Y(V,P)O4:Eu3 +의 함량은 5 내지 50 중량%을 가지는데, 상기 Y(V,P)O4:Eu3 +의 함량이 5 중량% 미만이면 색순도의 향상이 되지 않고, 상기 Y(V,P)O4:Eu3 +의 함량이 50 중량%을 초과하면 휘도 및 수명 특성이 안 좋아진다.
따라서, 본 발명에서는 색순도가 우수한 대신에 수명이 짧은 단점이 있는Y(V,P)O4:Eu3+의 입자 표면상에 휘도 및 수명 특성이 좋은 다수개의 (Y,Gd)BO3:Eu3 + 입자들을 합착하므로써, 우수한 휘도 및 수명 특성을 가지면서 색순도까지 향상되는 적색 형광체(150a)를 형성할 수 있는 것이다.
상기와 같은 적색 형광체(150a)는 50 내지 95 중량%의 (Y,Gd)BO3:Eu3 +와, 5 내지 50 중량%의 Y(V,P)O4:Eu3 + 및 비히클을 혼합한 적색 형광체 재료를 격벽(140)내에 도포한 후 건조/노광/현상/소성하여 본 발명에 따른 적색 형광체(150a)를 완성한다.
물론, 본 발명에서는 감광성 페이스트법 또는 건조 필름법(Dry film)을 이용하여 본 발명에 따른 적색 형광체(150a)를 형성하는 과정이 나타나 있으나, 감광성 페이스트법 또는 건조 필름법 이외에 통상의 패턴 인쇄법을 이용하여 본 발명에 따른 형광체층을 형성할 수도 있다. 물론, 상기 패턴 인쇄법을 이용할 경우, 상기 노광 및 현상 과정은 생략될 수 있다.
이하, 표 1을 참조하여 본 발명에 따른 적색 형광체 층(150a)의 구체적 실시예를 비교함으로써 본 발명의 효과를 구체적으로 살펴보도록 한다.
표 1은 본 발명에 따른 적색 형광체 층의 실시예 별 특성을 나타낸 표이다.
x 값 y 값 적색 휘도
비교예 0.640 0.350 100%(필터 적용시)
실시예 1 0.661 0.334 105%(필터 적용시)
실시예 2 0.668 0.330 108%(필터 적용시)
표 1을 참조하면, 비교예의 경우에는 (Y,Gd)BO3:Eu3 +만을 사용하여 적색 형광체를 형성한 경우, 도 9에 도시된 색 좌표계의 색 좌표값이 (0.640, 0.350)이고, 색 보정을 위한 필터가 PDP에 적용된 경우 적색 휘도는 100%이다.
실시예 1은 상기 (Y,Gd)BO3:Eu3 +와 Y(V,P)O4:Eu3 +를 60:40의 중량비로 혼합하여 본 발명에 따른 적색 형광체 층(150a)를 형성한 경우, 도 9에 도시된 색 좌표계의 색 좌표값이 (0.661, 0.334)이고, 색 보정을 위한 필터가 PDP에 적용된 경우 적색 휘도는 105%이다.
실시예 2는 상기 (Y,Gd)BO3:Eu3 +와 Y(V,P)O4:Eu3 +를 50:50의 중량비로 혼합하여 본 발명에 따른 적색 형광체 층(150a)를 형성한 경우, 도 9에 도시된 색 좌표계의 색 좌표값이 (0.668, 0.330)이고, 색 보정을 위한 필터가 PDP에 적용된 경우 적색 휘도는 108%이다.
상기 도 9의 색 좌표계의 색 좌표값은 x값이 증가하고 y값이 감소할수록 색순도가 좋아진다.
따라서, 상기 비교예와 실시예 1을 비교하면, 실시예 1의 x값이 비교예의 x값보다 0.021만큼 증가하고, 실시예 1의 y값이 비교예의 y값보다 0.016만큼 감소되므로, 실시예 1이 비교예보다 색순도가 좋아지는 것을 알 수 있다.
또한, 상기 비교예와 실시예 2를 비교하면, 실시예 1의 x값이 비교예의 x값보다 0.028만큼 증가하고, 실시예 2의 y값이 비교예의 y값보다 0.020만큼 감소되므로, 실시예 2가 비교예보다 색순도가 좋아지는 것을 알 수 있다.
이상, 본 발명은 본 발명의 정신 및 필수적 특징을 벗어나지 않는 범위에서 다른 특정한 형태로 구체화될 수 있음은 당업자에게 자명하다. 예를 들면, 본 기술분야의 당업자에게는 전술한 실시예들을 서로 조합하여 사용하는 것도 매우 용이할 것이다.
따라서, 상기의 상세한 설명은 모든 면에서 제한적으로 해석되어서는 아니되고 예시적인 것으로 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 첨부된 청구항의 합리적 해석에 의해 결정되어야 하고, 본 발명의 등가적 범위 내에서의 모든 변경은 본 발명의 범위에 포함된다.

Claims (8)

  1. 적어도 하나의 전극과, 상기 전극 상에 형성된 제1 유전체 층 및 상기 제1 유전체 층 상에 형성되는 보호막을 구비한 제1 기판; 및
    격벽을 사이에 두어 상기 제1 기판과 합착되고, 적어도 하나의 어드레스 전극과, 상기 어드레스 전극 상에 형성된 제2 유전체 층 및 적색/녹색/청색 형광체 층을 구비한 제2 기판;을 포함하되,
    상기 적색 형광체 층은 (Y,Gd)BO3:Eu와 Y(V,P)O4:Eu를 포함하여 이루어지는 플라즈마 디스플레이 패널.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 (Y,Gd)BO3:Eu와 Y(V,P)O4:Eu의 총량 중 Y(V,P)O4:Eu의 함량은 5 내지 50 중량%인 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널.
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 Y(V,P)O4:Eu의 입자 표면상에 상기 (Y,Gd)BO3:Eu의 입자가 다수개 합착되는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널.
  4. 제3 항에 있어서,
    상기 (Y,Gd)BO3:Eu의 입자 크기는 0.5 내지 1.5㎛이고,
    상기 Y(V,P)O4:Eu의 입자 크기는 4.5 내지 5.5㎛인 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널.
  5. 격벽을 사이에 두고 스캔 및 서스테인 전극이 형성된 제1 기판과 어드레스 전극이 형성된 제2 기판이 서로 합착된 플라즈마 디스플레이 패널의 제조 방법에 있어서,
    상기 격벽내에 (Y,Gd)BO3:Eu와 Y(V,P)O4:Eu를 포함한 적색 형광체 층을 형성하는 단계;를 포함하여 이루어지는 플라즈마 디스플레이 패널의 제조 방법.
  6. 제5 항에 있어서, 상기 형성 단계는,
    50 내지 95 중량%의 (Y,Gd)BO3:Eu와, 5 내지 50 중량%의 Y(V,P)O4:Eu 및 비히클을 혼합한 적색 형광체 재료를 준비하는 단계;
    상기 준비된 적색 형광체 재료를 상기 격벽내에 도포하는 단계; 및
    상기 도포된 적색 형광체 재료를 소성하는 단계를 포함하여 이루어지는 플라즈마 디스플레이 패널의 제조 방법.
  7. 제5 항에 있어서,
    상기 Y(V,P)O4:Eu의 입자 표면상에 상기 (Y,Gd)BO3:Eu의 입자가 다수개 합착되는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널의 제조 방법.
  8. 제7 항에 있어서,
    상기 (Y,Gd)BO3:Eu의 입자 크기는 0.5 내지 1.5㎛이고,
    상기 Y(V,P)O4:Eu의 입자 크기는 4.5 내지 5.5㎛인 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널의 제조 방법.
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