KR20090093048A - 플라즈마 디스플레이 패널 및 그 제조방법 - Google Patents

플라즈마 디스플레이 패널 및 그 제조방법

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KR20090093048A
KR20090093048A KR1020080018357A KR20080018357A KR20090093048A KR 20090093048 A KR20090093048 A KR 20090093048A KR 1020080018357 A KR1020080018357 A KR 1020080018357A KR 20080018357 A KR20080018357 A KR 20080018357A KR 20090093048 A KR20090093048 A KR 20090093048A
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김경구
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엘지전자 주식회사
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Abstract

본 발명은 플라즈마 디스플레이 패널 및 그 제조방법에 관한 것이다.
본 발명은 제 1 기판 상에, 어드레스 전극과, 제 1 유전체, 및 형광체가 구비된 제 1 패널; 격벽을 사이에 두고 상기 제 1 패널과 합착되며, 제 2 기판 상에 복수 개의 투명 전극과, 버스 전극과, 제 2 유전체 및 보호막이 구비된 제 2 패널; 및 상기 제 2 패널 상에 구비되고, 베이스 글라스 상에 세리움(Ce) 산화물 또는 구리(Cu) 산화물이 패터닝된 전자파 차폐막을 구비한 전면필터를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널을 제공한다.
따라서, 본 발명에 의하면 플라즈마 디스플레이 패널의 전자파 차폐막이 진회색 또는 진청색을 띠게 되어 패널의 컨트라스트가 향상되고, 전면 기판 또는 글라스형 전면필터의 황색 변색을 방지할 수 있어 패널의 광투과율 및 외관의 심미성이 향상된다.

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 패널의 전자파 차폐막 및 그 제조방법에 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.
PDP는 자체 발광형인 CRT와 비교하여 10cm 이하로 얇게 제작될 수 있고, 평면의 대화면(60~80 inch)제작이 손쉬울 뿐 아니라 스타일(style)이나 디자인(design)면에서 종래 CRT와는 명확히 구별이 된다. PDP는 얇고 가벼우며, 자체 발광형으로 박진감, 현장감 있는 화상 구현이 가능하고, 구조가 간단하며 대화면 평면 디스플레이(display)를 쉽게 제작할 수 있어, 일찍부터 HDTV(High Definition Television)의 적격 판정을 받아왔다.
플라즈마 디스플레이 패널은 어드레스 전극을 구비한 하판과, 서스테인 전극쌍을 구비한 상판과 격벽으로 정의되는 방전셀을 가지며, 방전셀 내에는 형광체를 구비하여 이루어진다. 상기 상판과 하판 사이의 방전 공간 내에서 방전을 일으키며, 이 때 발생된 자외선이 형광체에 입사되어 가시광선이 발생하고, 상기 가시광선에 의하여 화면이 표시된다.
여기서, 상술한 플라즈마 디스플레이 패널 등은 구동 과정에서 인체에 유해한 전자파 등이 발생하므로, 이를 차단하기 위하여 화상이 표시되는 패널의 전면에 전면필터가 구비되기도 한다.
전면필터는 글래스형 또는 필름형으로 형성되어, 전자파(EMI, ElectroMagnetic Interference)와 근적외선(NIR, Near Infrared Rays)을 차폐하고 색보정 및 외부에서 입사되는 빛의 반사를 방지하는 역할 등을 한다.
글래스형의 전면필터 중 전자파 차폐막의 구성을 설명하면 다음과 같다.
전자파 차폐막은 베이스 글래스(glass) 상에 도전성 물질이 메쉬(mesh) 형상으로 구비되어 이루어지며, 상기 도전성 물질은 프레임에 의해 지지되기도 한다. 메쉬 형상은, 도전성 물질을 사진 석판술(Photolithography) 또는 포토 에칭(photo-etching) 공정 또는 스퍼터링(sputtering)법 등으로 패터닝(patterning)하여 형성된다.
그러나, 상술한 종래의 플라즈마 디스플레이 패널의 전면필터는 다음과 같은 문제점이 있었다.
첫째, 전자파 차폐막은 보통 Ag(은)을 기본으로 한 물질을 인쇄하게 되는데, 전기 전도도를 내기 위하여 소성 공정을 거치면 고유의 은색을 띠게 된다. 따라서, 패널의 표면이 백색과 가까운 은색을 띠어 패널의 컨트라스트(contrast)를 저하시키게 된다.
또한, 베이스 글라스 또는 전면 기판의 변색 문제가 있다.
즉, 전자파 차폐막은 Ag를 포함하여 이루어지는데, Ag가 베이스 글라스로 확산되면서, 베이스 글라스에 포함된 Na+(나트륨)이온과 이온 교환을 해서 Ag+이온으로 변화되었다가, 다시 Ag로 환원되어 나오면서 나노 클러스터(nano cluster)를 형성하여 황색 변색을 일으킨다. 상술한 황색 변색의 원인이 되는 Ag의 확산은 주위에 산소(O2)가 존재하고, 온도가 높을수록 Ag+의 이온 형태로 확산이 더 잘 되는데, 확산이 시작되는 온도는 대략 200~300℃ 정도의 온도이다.
전자파 차폐막을 이루는 Ag의 소성 공정은 통상적으로 공기(Air) 분위기에서 500~600℃에서 이루어지기 때문에 공기 중에 포함된 산소와 500℃ 이상의 고온이 작용하여 Ag가 베이스 글라스로 확산을 일으키고, 이후의 공정 중에 표면 플라즈몬 공명(Surface Plasma Resonance)에 의하여 황색 변색 현상이 발생한다. 상술한 황색 변색 문제는 패널을 외관상 좋지 않게 만들 뿐만 아니라 투과율을 떨어뜨리기 때문에 베이스 글라스의 전체적인 광특성을 떨어뜨린다.
또한, 전자파 차폐막을 전면 기판 상에 직접 형성하는 공법이 도입되고 있는데, 현재 전면 기판으로는 소다라임 유리기판 또는 디스플레이용 기판 등이 사용된다. 여기서, 소다라임 유리 기판의 Na 함량은 PD 200의 3배 정도로 매우 높기 때문에 PD 200에 비하여 황색 변색이 심하게 발생한다.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 전자파 차폐막이 흑색과 유사한 색을 띠어서 컨트라스트가 향상된 플라즈마 디스플레이 패널 및 그 제조방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 전면 기판 또는 글라스형 전면필터의 황색 변색을 방지할 수 있는 플라즈마 디스플레이 패널 및 그 제조방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 황색 변색을 방지하여, 광투과율이 뛰어나고 외관상 우수한 플라즈마 디스플레이 패널 및 그 제조방법을 제공하는 것이다.
상술한 문제점을 해결하기 위하여 본 발명은 제 1 기판 상에, 어드레스 전극과, 제 1 유전체, 및 형광체가 구비된 제 1 패널; 격벽을 사이에 두고 상기 제 1 패널과 합착되며, 제 2 기판 상에 복수 개의 투명 전극과, 버스 전극과, 제 2 유전체 및 보호막이 구비된 제 2 패널; 및 상기 제 2 패널 상에 구비되고, 베이스 글라스 상에 세리움(Ce) 산화물 또는 구리(Cu) 산화물이 패터닝된 전자파 차폐막을 구비한 전면필터를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널을 제공한다.
본 발명의 다른 실시 형태에 의하면, 제 1 기판 상에, 어드레스 전극과, 제 1 유전체, 및 형광체가 구비된 제 1 패널; 격벽을 사이에 두고 상기 제 1 패널과 합착되며, 제 2 기판 상에 복수 개의 투명 전극과, 버스 전극과, 제 2 유전체 및 보호막이 구비된 제 2 패널; 및 상기 제 2 기판 상에, 세리움 산화물 또는 구리 산화물이 패터닝되어 형성된 전자파 차폐막을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널을 제공한다.
본 발명의 또 다른 실시 형태에 따르면, 제 1 기판 상에, 어드레스 전극과, 제 1 유전체 및 격벽을 형성하는 단계; 상기 격벽에 의하여 구획되는 셀 내에 형광체를 도포하는 단계; 제 2 기판 상에, 복수 개의 투명 전극과 버스 전극과 유전체 및 보호막을 형성하는 단계; 상기 제 1 기판과 제 2 기판을 합착하는 단계; 베이스 글래스 상에, 세리움 산화물 또는 구리 산화물을 패터닝하여 전자파 차폐막을 형성하는 단계; 및 상기 전자파 차폐막을 상기 제 2 기판의 표시면 상에 합착하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널의 제조방법을 제공한다.
본 발명의 또 다른 실시 형태에 따르면, 제 1 기판 상에, 어드레스 전극과, 제 1 유전체 및 격벽을 형성하는 단계; 상기 격벽에 의하여 구획되는 셀 내에 형광체를 도포하는 단계; 제 2 기판 상에, 복수 개의 투명 전극과 버스 전극과 유전체 및 보호막을 형성하는 단계; 상기 제 1 기판과 제 2 기판을 합착하는 단계; 및 상기 제 2 기판 상에, 세리움 산화물 또는 구리 산화물을 패터닝하여 전자파 차폐막을 형성하는 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, 플라즈마 디스플레이 패널의 전자파 차폐막이 진회색 또는 진청색을 띠게 되어, 패널의 컨트라스트가 향상된다.
둘째, 플라즈마 디스플레이 패널의 전면 기판 또는 글라스형 전면필터의 황색 변색을 방지할 수 있어, 패널의 광투과율 및 외관의 심미성이 향상된다.
도 1a는 본 발명에 따른 플라즈마 디스플레이 패널의 일실시예의 방전 셀 구조를 나타낸 사시도이고,
도 1b는 본 발명에 따른 전자파 차폐막의 일실시예의 평면도이고,
도 1c는 본 발명에 따른 플라즈마 디스플레이 패널에 전자파 차폐막이 형성된 구조를 간략히 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 5m는 본 발명에 따른 플라즈마 디스플레이 패널의 제조방법의 일실시예를 나타낸 도면이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
10 : 접지부 20 : 도전성 패턴
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 500 : 마스터 몰드
510 : 블랭킷 롤
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 1a를 참조하여 본 발명에 따른 플라즈마 디스플레이 패널의 일실시예를 설명한다.
도 1a에 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 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 Ag(은)을 포함하여 이루어진다. 그리고, 도시되지는 않았으나, 투명 전극과 버스 전극의 사이에는 저융점 유리와 흑색 안료 등으로 이루어진 블랙 매트릭스가 구비되어, 패널의 콘트라스트(contrast)를 향상시킬 수 있다.
그리고, 투명 전극(180a, 180b)과 버스 전극(180a', 180b')이 형성된 전면 기판(170) 상에는 유전체(190)가 형성된다. 여기서, 유전체(190)는 투명한 저융점 유리를 포함하여 이루어지며, 구체적인 조성은 후술한다. 그리고, 유전체(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 유전체(130)가 형성된다. 여기서, 어드레스 전극(120)은 Ag(은)을 포함하여 이루어진다.
백색 유전체(130)는 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.
격벽(140)은, 모상 유리와 다공성 필러를 포함하여 이루어진다. 모상 유리로서 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 산화물이 포함된다.
그리고, 도시되지 않았으나 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.
도 1b는 본 발명에 따른 전자파 차폐막의 일실시예의 평면도이다.
여기서, 전자파 차폐막은 베이스 글래스(30) 상에 도전성 패턴(20)이 패터닝되어 있고, 테두리 부분에는 접지부(10)가 도시되어 있다. 베이스 글래스(30)는 전면필터를 지지하는 프레임의 역할을 한다. 그리고, 도전성 패턴(20)은 메쉬(mesh) 형태로 패터닝되어 있으며, 스트라이프 타입으로 패터닝될 수도 있다. 도전성 패턴(20)은 글래스 프릿(glass frit)에 세리움(Ce) 산화물 또는 구리(Cu) 산화물이 포함된 것을 특징으로 한다.
여기서, 글래스 프릿은 SiO2-Al2O3-ZnO 계열이고, 상기 도전성 패턴(20) 내에서 세리움 또는 구리의 중량비는 1~20%인 것을 특징으로 한다. 세리움 산화물 또는 구리 산화물은 진회색 및 진청색을 띠어, 전자파 차폐막이 흑색 또는 이와 유사한 색을 띠게 한다. 글래스 프릿은, 전자파 차폐막을 이루는 도전성 패턴(20)의 성분이 베이스 글래스(30)와 충분히 합착될 수 있게 한다. 그리고, 상술한 세리움 산화물 또는 구리 산화물의 중량비가 1% 미만이며 전자파 차폐막이 충분히 흑색을 띠지 않고, 중량비가 20%를 넘으면 글래스 프릿의 함량이 줄어들어서 베이스 글래스(30)와 합착이 충분히 되지 않을 수 있다.
그리고, 상기 도전성 패턴(20)은 플라즈마 디스플레이 패널의 전면에 구비되어야 하므로 개구율을 저하시키지 않도록 형성되어야 한다. 바람직하게는 선폭이 10~30 ㎛(마이크로 미터)이어야 한다. 도전성 패턴(20)의 선폭이 10 마이크로 미터이면 개구율은 93.5% 정도이고, 30 마이크로 미터이면 개구율은 70% 정도이다. 상술한 개구율을 확보하기 위하여 각각의 도전성 패턴(20)은 150~500 마이크로미터 이격되어 배열되는 것이 바람직하고, 더욱 바람직하게는 300마이크로미터 정도 이격되어야 한다. 그리고, 전자파 차폐막의 테두리에는 접지부가 형성된다.
도 1c는 본 발명에 따른 플라즈마 디스플레이 패널에 전자파 차폐막이 형성된 구조를 간략히 나타낸 도면이다. 여기서, 상술한 전자파 차폐막은 글래스 타입의 전면필터의 형태로 제조될 수 있으나, 전면 기판(170) 상에 직접 형성될 수도 있다. 그리고, 전자파 차폐막은 Ag를 포함하고 있지 않으므로 베이스 글래스 또는 전면 기판의 황색 변색 현상이 발생하지 않는다. 또한, 도전성 패턴 내의 세리움 산화물 또는 구리 산화물이 진회색 내지 진청색을 띠어, 패널의 컨트라스트를 향상시킬 수 있다.
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.
도 5a 내지 5m는 본 발명에 따른 플라즈마 디스플레이 패널의 제조방법의 일실시예를 나타낸 도면이다. 도 5a 내지 5m을 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.
이어서, 버스 전극(180a', 180')을 Ag을 포함한 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, 상판 유전체(190)를 형성한다. 여기서, 유전체(190)는 저융점 유리 등을 포함한 재료를 스크린 인쇄법이나 코팅법 또는 그린 시트를 라미네이팅하는 방법 등으로 적층하고 소성한다.
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 형성할 수 있다.
또한, 어드레스 전극(120)은 범용 도전성 금속과 귀금속을 재료로 하여 형성할 수 있으며, 구체적인 공정은 상술한 버스 전극의 경우와 같다.
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. 공정의 간략화를 위하여, 하판 유전체(130)와 어드레스 전극(120)을 하나의 공정에서 소성할 수도 있다.
이어서, 도 5f 내지 5h에 도시된 바와 각각의 방전 셀을 구분하기 위한 격벽을 형성한다.
먼저, 격벽 재료를 준비하는데, 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.
이어서, 도 5f에 도시된 바와 같이, 하판 유전체(130) 상에 격벽 재료(140a)를 도포한다. 격벽 재료의 도포는 스프레이 코팅(spray coating)법, 바(bar) 코팅법, 스크린 프린팅(screen printing)법, 그린시트법 등의 방법으로 수행될 수 있는데, 바람직하게는 그린트로 제조되어 라미네이팅될 수 있다.
그리고, 격벽 재료(140a)의 패터닝은 샌딩, 식각(etching) 및 감광성 공법 등이 가능하다. 이하에서 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, 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 5h에 도시된 바와 같이 격벽(140) 구조가 완성된다. 여기서, 격벽(140)은 스트라이브 타입, 웰 타입, 델타 타입 등으로 형성될 수 있음은 상술한 바와 같다.
이어서, 도 5i에 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, 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 5j는 플라즈마 디스플레이 패널의 전면 기판과 후면 기판을 합착하는 공정을 나타낸 도면이고, 도 5k는 도 5j의 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.
도 5l은 상술한 공정으로 접합된 패널에, 전면필터를 형성하는 공정을 나타낸 도면이다.
먼저, 마스터 몰드(500)에 도전성 패턴의 재료(20a)를 주입한다. 여기서, 도전성 패턴의 재료(20a)는 글래스 프릿과 흑색 물질 등의 무기물과, 용매와 바인더와 분산제 등의 유기물을 포함하여 이루어진다. 그리고, 글래스 프릿은 SiO2-Al2O3-ZnO 계열이고, 흑색 물질은 세리움 산화물 또는 구리의 산화물인 것을 특징으로 한다. 상술한 글래스 프릿과 흑색 물질 등을 용매 등에 고르게 혼합한 후, 페이스트 형태로 제조한다.
여기서, 종래의 SiO2-Al2O3-ZnO 계열의 글래스 프릿과 흑색 물질을 먼저 혼합하고 이에 유기물을 혼합할 수 있으나, 글래스 프릿과 유기물로 이루어진 재료에 상술한 흑색 물질을 추가로 혼합할 수 있다. 이 때, 글래스 프릿 자체에 흑색 물질을 먼저 혼합하는 방법은 양자 간의 결합력 증대 효과를 기대할 수 있고, 만들어진 재료에 흑색 물질을 추가로 혼합하는 방법은 종래의 재료와 공정을 그대로 사용할 수 있는 이점이 있다.
이 때, 상기 도전성 패턴 재료(20a)의 무기물 내에서, 세리움 산화물 또는 구리 산화물의 중량비는 1~20%인 것을 특징으로 한다. 세리움 산화물 또는 구리 산화물은 진회색 및 진청색을 띠어, 전자파 차폐막이 흑색 또는 이와 유사한 색을 띠게 한다. 세리움 산화물 또는 구리 산화물의 중량비가 1% 미만이며 전자파 차폐막이 충분히 흑색을 띠지 않고, 중량비가 20%를 넘으면 글래스 프릿의 함량이 줄어들어서 베이스 글래스(30)와 합착이 충분히 되지 않을 수 있다.
그리고, 마스터 몰드(500) 상에 롤러(510)를 롤링하면, 상기 롤러(510)의 표면에 도전성 패턴의 재료가 전이된다.
이어서, 플라즈마 디스플레이 패널의 전면 기판(170) 상에, 상기 롤러(510)를 롤링한다. 이 때, 롤러(510)의 표면에서 도전성 패턴의 재료(20a)가 분리되어, 상기 전면 기판(170) 상에 도전성 패턴(20)으로 전사된다.
이어서, 상기 페이스트 형태의 도전성 패턴을 건조하고 소성한다. 여기서, 건조는 약 100℃ 정도의 온도에서 이루어지고, 소성은 약 500~600℃의 온도에서 이루어진다. 소성 공정에서 유기물 성분이 거의 제거되며, 전자파 차폐막을 이루는 도전성 패턴(20)의 글래스 프릿 성분이 전면 기판(170)과 충분히 합착된다.
그리고, 패널의 개구율을 저하시키지 않기 위하여, 도전성 패턴의 선폭을 10~30 ㎛(마이크로 미터)로 형성한다. 또한, 도전성 패턴을 150~500 마이크로미터 이격되어 배열되는 것이 바람직하고, 더욱 바람직하게는 300마이크로미터 정도로 이격되게 패터닝한다.
본 실시예에서는 전자파 차폐막을 전면 기판 상에 직접 패터닝하였으나, 베이스 글래스 상에 패터닝하여 글래스 형태의 전면필터로 제조할 수도 있다. 또한, 본 실시예에서는 오프 셋 방법을 통하여 글래스 상에 직접 도전성 물질을 패턴 인쇄하였으나, 도전성 물질 재료를 먼저 도포한 후에 패터닝할 수 있다. 즉, 그린 시트의 형태로 제조된 재료를 도포하거나, 증착 등의 방법으로 도포할 수 있고, 이 때 패터닝 공정이 반드시 필요하다.
그리고, 전면필터에는 상술한 전자파 차폐막 외에 근적외선 차폐막, 색보정막 및 반사방지막 등이 형성될 수도 있다.
상술한 방법으로 제조된 전자파 차폐막은, Ag를 포함하고 있지 않으므로 베이스 글래스 또는 전면 기판의 황색 변색 현상이 발생하지 않는다. 또한, 도전성 패턴 내의 세리움 산화물 또는 구리 산화물이 진회색 내지 진청색을 띠어, 패널의 컨트라스트를 향상시킬 수 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, 패널의 컨트라스트가 향상되고 기판의 광투과율이 향상되어 외관의 심미성을 향상시킬 수 있다.

Claims (9)

  1. 제 1 기판 상에, 어드레스 전극과, 제 1 유전체, 및 형광체가 구비된 제 1 패널;
    격벽을 사이에 두고 상기 제 1 패널과 합착되며, 제 2 기판 상에 복수 개의 투명 전극과, 버스 전극과, 제 2 유전체 및 보호막이 구비된 제 2 패널; 및
    상기 제 2 패널 상에 구비되고, 베이스 글라스 상에 세리움(Ce) 산화물 또는 구리(Cu) 산화물이 패터닝된 전자파 차폐막을 구비한 전면필터를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널.
  2. 제 1 기판 상에, 어드레스 전극과, 제 1 유전체, 및 형광체가 구비된 제 1 패널;
    격벽을 사이에 두고 상기 제 1 패널과 합착되며, 제 2 기판 상에 복수 개의 투명 전극과, 버스 전극과, 제 2 유전체 및 보호막이 구비된 제 2 패널; 및
    상기 제 2 기판 상에, 세리움 산화물 또는 구리 산화물이 패터닝되어 형성된 전자파 차폐막을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 전자파 차폐막은 SiO2-Al2O3-ZnO계의 글래스 프릿을 더 포함하고, 상기 전자파 차폐막 내에서 상기 세리움 산화물 또는 구리 산화물의 중량비는 1~20%인 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널.
  4. 제 1 기판 상에, 어드레스 전극과, 제 1 유전체 및 격벽을 형성하는 단계;
    상기 격벽에 의하여 구획되는 셀 내에 형광체를 도포하는 단계;
    제 2 기판 상에, 복수 개의 투명 전극과 버스 전극과 유전체 및 보호막을 형성하는 단계;
    상기 제 1 기판과 제 2 기판을 합착하는 단계;
    베이스 글래스 상에, 세리움 산화물 또는 구리 산화물을 패터닝하여 전자파 차폐막을 형성하는 단계; 및
    상기 전자파 차폐막을 상기 제 2 기판의 표시면 상에 합착하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널의 제조방법.
  5. 제 4 항에 있어서, 상기 전자파 차폐막을 형성하는 단계는,
    SiO2-Al2O3-ZnO계의 글래스 프릿과, 세리움 산화물 또는 구리 산화물 중 적어도 하나의 물질, 용매, 분산제 및 바인더를 포함하는 페이스트를 준비하는 단계; 및
    상기 페이스트를 상기 베이스 글래스 상에, 오프셋 법으로 패턴 인쇄하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널의 제조방법.
  6. 제 4 항에 있어서, 상기 전자파 차폐막을 형성하는 단계는,
    SiO2-Al2O3-ZnO계의 글래스 프릿과, 세리움 산화물 또는 구리 산화물 중 적어도 하나의 물질, 용매, 분산제 및 바인더를 포함하는 페이스트를 준비하는 단계; 및
    상기 페이스트를 상기 베이스 글래스 상에 도포하고, 패터닝하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널의 제조방법.
  7. 제 5 항 또는 제 6 항에 있어서,
    상기 페이스트를 500~600℃ 의 온도에서 소성하는 단계를 더 포함하는 플라즈마 디스플레이 패널의 제조방법.
  8. 제 5 항 또는 제 6 항에 있어서, 상기 페이스트를 준비하는 단계는,
    상기 SiO2-Al2O3-ZnO계의 글래스 프릿과 용매와 분산제 및 바인더의 혼합물에, 세리움 산화물 또는 구리 산화물 중 어느 하나의 물질을 혼합하는 것을 특징으로하는 플라즈마 디스플레이 패널의 제조방법.
  9. 제 1 기판 상에, 어드레스 전극과, 제 1 유전체 및 격벽을 형성하는 단계;
    상기 격벽에 의하여 구획되는 셀 내에 형광체를 도포하는 단계;
    제 2 기판 상에, 복수 개의 투명 전극과 버스 전극과 유전체 및 보호막을 형성하는 단계;
    상기 제 1 기판과 제 2 기판을 합착하는 단계; 및
    상기 제 2 기판 상에, 세리움 산화물 또는 구리 산화물을 패터닝하여 전자파 차폐막을 형성하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널의 제조방법.
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