KR20100000221A

KR20100000221A - 형광체 페이스트 및 그를 이용한 플라즈마 디스플레이 패널제조방법

Info

Publication number: KR20100000221A
Application number: KR1020080059636A
Authority: KR
Inventors: 박민수
Original assignee: 엘지전자 주식회사
Priority date: 2008-06-24
Filing date: 2008-06-24
Publication date: 2010-01-06

Abstract

이차 전자 방출을 증가시켜 발광효율을 높일 수 있는 형광체 페이스트 및 그를 이용한 플라즈마 디스플레이 패널 제조방법에 관한 것으로, 형광체 페이스트는 유기 바인더와 용매가 혼합된 비이클과, 형광체 분말과, MgO와 Mg(OH)2로 이루어진 혼합물을 포함하여 구성될 수 있다.

형광체, 혼합물, 이차 전자, MgO, 발광효율

Description

형광체 페이스트 및 그를 이용한 플라즈마 디스플레이 패널 제조방법{fluorescent paste and method for fabricating plasma display panel using the same}

본 발명은 플라즈마 디스플레이 패널용 형광체 페이스트에 관한 것으로, 이차 전자 방출을 증가시켜 발광효율을 높일 수 있는 형광체 페이스트 및 그를 이용한 플라즈마 디스플레이 패널 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.

일반적으로 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 발생되 는 진공자외선(VUV)에 의해 소정의 패턴으로 형성된 형광체를 여기시켜 화상을 형성한다.

플라즈마 디스플레이 패널은 상판의 MgO과 하판의 형광체로 둘러싸인 공간에서 방전이 이루어지는데, 상판의 MgO은 이차 전자의 방출과 유전체의 보호가 주 목적이고, 하판의 형광체는 자외선을 받아 가시광선을 방출하는 것이 주 목적이다.

여기서, 이차 전자는 이온 충격으로 방출되고, 이온 충격은 전극에 인가된 전압으로 발생한다.

따라서, 상판은 두 개의 전극에 인가된 전압을 통해, MgO에 이온 충격이 발생하여 이차 전자를 발생시킨다.

그러나, 하판의 형광체는 이온 충격이 있어도, 이차 전자를 발생하는 물질이 아니므로, 이온 충격이 유효하게 사용되지 못하고, 형광체의 열화만을 발생시킨다.

본 발명의 목적은 이러한 문제들을 해결하기 위한 것으로, MgO와 Mg(OH)2로 이루어진 혼합물을 포함하는 형광체 페이스트를 사용하여 플라즈마 디스플레이 패널을 제작함으로써, 이차 전자의 방출을 증가시켜 방전 효율을 높일 수 있는 형광체 페이스트 및 그를 이용한 플라즈마 디스플레이 패널 제조방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명의 다른 목적은 MgO와 Mg(OH)2로 이루어진 혼합물을 포함하는 형광체 페이스트를 사용하여 플라즈마 디스플레이 패널을 제작함으로써, 유기물에 의한 MgO의 오염을 줄일 수 있는 형광체 페이스트 및 그를 이용한 플라즈마 디스플레이 패널을 제공하는데 있다.

본 발명에 따른 형광체 페이스트는 유기 바인더와 용매가 혼합된 비이클과, 형광체 분말과, MgO와 Mg(OH)2로 이루어진 혼합물을 포함하여 구성될 수 있다.

여기서, 혼합물은 50 - 90% 중량부를 갖는 MgO와, 10 - 50% 중량부를 갖는 Mg(OH)2를 포함할 수 있다.

그리고, 혼합물은 형광체 분말보다 작은 크기의 입자로 이루어질 수 있으며, 혼합물은 형광체 페이스트의 전체 부피에 대해 5 - 50%인 부피를 가질 수 있다.

또한, 혼합물의 MgO 또는 Mg(OH)2 입자 크기는 10 - 100nm일 수 있으며, 형광체 분말의 입자 크기는 1 - 10um일 수 있다.

본 발명에 따른 플라즈마 디스플레이 패널의 제조방법은 어드레스 전극, 유전체층, 격벽, 상기 격벽에 의해 구분되는 방전셀을 갖는 제 1 패널과, 서스테인 전극쌍, 유전체층 및 보호막을 갖는 제 2 패널을 준비하는 단계와, 유기 바인더와 용매를 혼합하여 비이클을 만드는 단계와, 비이클에 형광체 분말 및 MgO와 Mg(OH)2로 이루어진 혼합물을 혼합하여 형광체 페이스트를 만드는 단계와, 형광체 페이스트를 방전셀 내에 도포하는 단계와, 형광체 페이스트를 건조 및 소성하여 방전셀 내에 형광체를 형성하는 단계와, 제 1 패널 및 제 2 패널을 합착하는 단계를 포함하여 이루어질 수 있다.

여기서, 혼합물은 50 - 90% 중량부를 갖는 MgO와, 10 - 50% 중량부를 갖는 Mg(OH)2를 포함할 수 있고, 혼합물은 형광체 페이스트의 전체 부피에 대해 5 - 50%인 부피를 가질 수 있다.

본 발명의 다른 목적, 특징 및 잇점들은 첨부한 도면을 참조한 실시예들의 상세한 설명을 통해 명백해질 것이다.

본 발명에 따른 형광체 페이스트 및 그를 이용한 플라즈마 디스플레이 패널 제조방법은 다음과 같은 효과가 있다.

본 발명은 MgO와 Mg(OH)2로 이루어진 혼합물을 포함하는 형광체 페이스트를 사용하여 플라즈마 디스플레이 패널을 제작함으로써, 이차 전자의 방출을 증가시켜 방전 효율을 높일 수 있다.

또한, 본 발명의 형광체 페이스트는 MgO 이외에도 Mg(OH)2를 더 포함하기 때문에, MgO가 카본 등과 같은 유기물에 오염되는 것을 차단할 수 있어, 유기물에 의한 MgO의 오염을 줄일 수 있다.

이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.

본 발명은 플라즈마 디스플레이 패널의 하판쪽에서도 상판과 같이 이차 전자를 방출시켜 방전 효율을 높이기 위하여, 하판 상부에 형성되는 형광체에 MgO가 포함되도록 형광체 페이스트를 제작하는 것에 특징이 있다.

즉, 본 발명은 형광체에 MgO를 혼합함으로써, 방전셀 내에서 생성된 이온들 중에서, 하판으로 향하는 이온들에 의한 이온 충격으로, 하판에서도 전자 방출을 이룰 수 있어 방전 전압을 낮출 수 있는 효과가 있다.

그러나, MgO만을 혼합하여 형광체 페이스트를 제작하면, 소성 공정시에 형광체 페이스트에 존재하는 유기물들에서 발생된 카본(carbon) 등에 의해 MgO가 오염될 수 있다.

왜냐하면, MgO는 카본과 쉽게 결합되어 MgCO3를 형성하는데, 이 경우 MgO의 본래 목적인 이차전자 방출 특성이 감소하므로 원하는 전압 감소 효과를 얻기는 어렵기 때문이다.

따라서, 본 발명에서는 형광체 페이스트 제작시, MgO이외에도 Mg(OH)2를 추가로 혼합하여 카본 등에 의해 MgO가 오염되는 것을 방지할 수 있다.

여기서, Mg(OH)2는 가열에 의해 쉽게 H가 탈착되는데, 이 H는 유기물 등에서 발생하는 카본들과 결합하여 CHx 기체상을 형성할 수 있다.

CHx는 카본이 단독으로 존재하는 경우보다 반응성이 매우 감소되므로, MgO와 반응할 수 있는 기회가 적어 MgO의 오염을 줄일 수 있다.

이러한 이유들에 의해 본 발명은 MgO와 Mg(OH)2로 이루어진 혼합물을 사용하여 형광체 페이스트를 제작할 수 있다.

본 발명의 형광체 페이스트는 유기 바인더와 용매가 혼합된 비이클과, 형광체 분말과, MgO와 Mg(OH)2로 이루어진 혼합물을 포함하여 제작될 수 있다.

여기서, 비이클은 약 5 - 80% 중량부를 갖는 유기 바인더와, 약 20 - 95% 중량부를 갖는 용매를 포함하여 제조될 수 있다.

이때, 유기 바인더는 유기고분자로서, 셀룰로오스계 고분자, 아크릴계 고분 자, 비닐계 고분자 등일 수 있다.

본 발명에서 사용가능한 셀룰로오스계 고분자는 메틸, 에틸, 니트로 셀룰로오스 등이 있으며, 아크릴계 고분자는 폴리메틸메타크릴레이트, 폴리메틸아크릴레이트, 폴리에틸아크릴레이트, 폴리에틸메타크릴레이트, 폴리노말프로필아크릴레이트, 폴리노말프로필메타크릴레이트, 폴리이소프로필아크릴레이트, 폴리이소프로틸, 메타크릴레이트, 폴리노말부틸아크릴레이트, 폴리노말부틸메타크릴레이트, 폴리씨클로헥실아크릴레이트, 폴리씨클로헥실메타크릴레이트, 폴리라우릴아크릴레이트, 폴리라우릴메타크릴레이트, 풀리스테아릴아크릴레이트, 폴리스테아릴메타크릴레이트 등일 수 있으며, 이러한 고분자의 단량체들을 두 개 이상 공중합하여 사용할 수도 있다.

또한, 비닐계 고분자로는 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리스티렌, 폴리비닐알콜, 폴리부틸아세테이트, 폴리비닐피롤리돈 등일 수 있다.

이러한 고분자들은 단독으로 사용될 수도 있지만, 경우에 따라서는 혼합하여 사용될 수도 있다.

또한, 용매는 셀룰로오스계 고분자, 아크릴계 고분자, 비닐계 고분자 등의 유기고분자를 용해시킬 수 있는 용매라면 어느 것이든지 가능하다.

용매로는, 벤젠류, 알코올류, 클로로포름, 에스테르, 시클로헥사논, N,N-디메틸아세트아마이드, 아세토니트릴 등의 유기용매이거나, 또는 물, 황산칼륨 수용액, 황산마그네슘 수용액 등의 수용성 용매일 수 있으며, 이들 중에서 선택하여 단독 또는 두 종류 이상 혼합 사용할 수도 있다.

한편, 형광체 분말은 청색 형광체, 녹색 형광체, 적색 형광체가 모두 사용 가능하다.

일 예로, 적색 형광체로는 Y(V,P)O4:Eu, 또는 (Y,Gd)BO3:Eu 등을 사용할 수 있으며, 녹색 형광체로는 Zn2SiO4:Mn, (Zn,A)2SiO4:Mn (A는 알칼리 금속) 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택된 것을 사용할 수 있다.

또한, 녹색 형광체와 BaAl12O19:Mn, (Ba, Sr, Mg)OaAl2O3:Mn (a = 1 내지 23의 정수), MgAlxOy:Mn (x = 1 내지 10, y = 1 내지 30), LaMgAlxOy:Tb,Mn (x = 1 내지 14, y = 8 내지 47), 및 ReBO3:Tb (Re는 Sc, Y, La, Ce 및 Gd 중에서 선택된 하나 이상의 희토류 원소임)으로부터 이루어진 군에서 선택되는 적어도 하나의 형광체를 혼합하여 사용할 수도 있다.

그리고, 청색 형광체는 BaMgAl10O17:Eu, CaMgSi2O6:Eu, CaWO4:Pb, Y2SiO5:Eu 또는 이들의 혼합물을 사용할 수 있다.

한편, 혼합물은 약 50 - 90% 중량부를 갖는 MgO와, 약 10 - 50% 중량부를 갖는 Mg(OH)2를 포함할 수 있다.

여기서, 혼합물의 비율은 형광체 페이스트에 존재하는 유기물의 함량에 따라 변동될 수 있다.

예로서, 만일 형광체 페이스트에 함유된 유기물의 양이 기준치에 비해 증가하면, 그에 상응하여 MgO의 함량을 줄이고, Mg(OH)2의 함량을 늘릴 수 있다.

또한, 반대로, 만일 형광체 페이스트에 함유된 유기물의 양이 기준치에 비해 감소하면, 그에 상응하여 MgO의 함량을 늘리고, Mg(OH)2의 함량을 줄일 수 있다.

그리고, 혼합물은 형광체 분말보다 작은 크기의 입자로 이루어지기 때문에, 혼합물의 입자들은 형광체 분말의 입자들 사이에 삽입되는 형태로 혼합될 수 있다.

형광체 분말의 입자 크기는 약 1 - 10um이며, 바람직하게는 2 - 5um일 수 있으며, 혼합물의 MgO 또는 Mg(OH)2 입자 크기는 약 10 - 100nm일 수 있다.

따라서, 본 발명의 형광체 페이스트는 형광체 분말 입자들 사이의 빈공간에는 혼합물의 입자들이 존재하는 형태로 이루어진다.

이때, 혼합물은 형광체 페이스트의 전체 부피에 대해 약 5 - 50%인 부피를 가지며, 바람직하게는 형광체 페이스트의 전체 부피에 대해 약 20 - 50%인 부피를 가질 수 있다.

이와 같이, 혼합물의 부피가 형광체 페이스트의 전체 부피에 대해 약 20 - 50%인 이유는, 만일, 혼합물의 부피가 형광체 페이스트의 전체 부피에 대해 약 20% 이하라면, 유기물에 의한 MgO의 오염으로 인하여 원하는 만큼의 이차 전자가 방출되지 않으므로, 방전 효율이 저하되는 문제가 있으며, 만일, 혼합물의 부피가 형광체 페이스트의 전체 부피에 대해 약 50% 이상이라면, 형광체 분말의 함량이 감소하므로 형광체의 색 특성을 저하시킬 수 있는 문제가 있을 수 있다.

이와 같이, 본 발명의 형광체 페이스트는 비이클, 형광체 분말, MgO와 Mg(OH)2로 이루어진 혼합물 이외에도, 형광체 페이스트의 유동 특성을 향상시키기 위한 아크릴계 분산제, 실리콘계 소포제, 평활제, 산화 방지제, 디옥틸프탈레이트 등과 같은 가소제 등의 첨가제들이 포함될 수도 있다.

여기서, 첨가제의 함량은 형광체 페이스트의 총 중량으로부터 약 0.1 - 5% 중량부를 갖는 것이 바람직하다.

그 이유는 첨가제의 함량이 형광체 페이스트의 총 중량으로부터 약 0.1 - 5% 중량부보다 많은 경우, 인쇄성이 저하될 수 있다.

이와 같이, 제작되는 형광체 페이스트를 이용한 플라즈마 디스플레이 패널의 형광체층을 제조공정을 설명하면 다음과 같다.

먼저, 유기 바인더와 용매를 혼합하여 비이클을 만든다.

여기서, 비이클은 약 5 - 80% 중량부를 갖는 유기 바인더와, 약 20 - 95% 중량부를 갖는 용매를 혼합하여 제작되는데, 유기 바인더는 유기고분자로서, 셀룰로오스계 고분자, 아크릴계 고분자, 비닐계 고분자 등일 수 있고, 용매는 벤젠류, 알코올류, 클로로포름, 에스테르, 시클로헥사논, N,N-디메틸아세트아마이드, 아세토니트릴 등의 유기용매이거나, 또는 물, 황산칼륨 수용액, 황산마그네슘 수용액 등의 수용성 용매일 수 있으며, 이들 중에서 선택하여 단독 또는 두 종류 이상 혼합 사용할 수도 있다.

다음, 비이클에 형광체 분말을 혼합하여 제 1 형광체 페이스트를 만든다.

여기서, 제 1 형광체 페이스트는 약 20 - 90% 중량부를 갖는 비이클과, 약 10 - 80% 중량부를 갖는 형광체 분말을 혼합하여 제작되는데, 형광체 분말은 적색 형광체로서, Y(V,P)O4:Eu, 또는 (Y,Gd)BO3:Eu 등을 사용할 수 있고, 녹색 형광체로서, Zn2SiO4:Mn, (Zn,A)2SiO4:Mn (A는 알칼리 금속) 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택된 것을 사용할 수 있으며, 청색 형광체로서, BaMgAl10O17:Eu, CaMgSi2O6:Eu, CaWO4:Pb, Y2SiO5:Eu 또는 이들의 혼합물을 사용할 수 있다.

이어, 제 1 형광체 페이스트에 MgO와 Mg(OH)2로 이루어진 혼합물을 혼합하여 제 2 형광체 페이스트를 만든다.

여기서, 혼합물은 약 50 - 90% 중량부를 갖는 MgO와, 약 10 - 50% 중량부를 갖는 Mg(OH)2로 이루어지며, 혼합물의 비율은 형광체 페이스트에 존재하는 유기물의 함량에 따라 변동될 수 있다.

그리고, 혼합물은 제 2 형광체 페이스트의 전체 부피에 대해 약 5 - 50%인 부피를 가지며, 바람직하게는 제 2 형광체 페이스트의 전체 부피에 대해 약 20 - 50%인 부피를 가지도록 혼합한다.

이어, 제 2 형광체 페이스트와 용매를 혼합한다.

여기서, 제 2 형광체 페이스트는 약 5 - 80% 중량부를 가지고, 용매는 약 10 - 95% 중량부를 갖도록 혼합할 수 있다.

다음, 용매가 혼합된 제 2 형광체 페이스트를 플라즈마 디스플레이 패널의 하판의 셀 내에 도포하여 형광체층을 형성한다.

여기서, 형광체층의 도포 방법은 스크린 인쇄법(screen printing method), 닥터 블레이드법(doctor blade method), 침지법(dip method), 리버스롤법(reverse roll method), 다이렉트 롤법(direct roll method), 그라비아법(gravure method), 압출 성형법(extrusion method), 브러쉬법(brush method) 등으로부터 선택하여 수행할 수 있는데, 스크린 인쇄법을 사용하는 것이 바람직하다.

이어, 형광체층을 건조 및 소성 공정을 수행한다.

여기서, 형광체층의 건조 공정은 약 50 - 250도의 온도 범위에서, 약 5 - 90 분간 수행하고, 진공 또는 불활성 가스의 환원 분위기하에서, 약 300 - 600도의 온도 범위에서, 약 30 - 60분간 소성 공정을 수행할 수 있다.

이때, 소성 공정은 가장 바람직하게는 약 400 - 550도의 저온에서 약 30 - 60분간 수행하는 것이 바람직하다.

만일, 소성 온도가 너무 낮거나 소성 시간이 짧은 경우에는 형광체층으로부터 유기 물질의 제거가 어려우며, 소성 온도가 너무 높거나 소성 시간이 긴 경우에는 형광체층의 열화가 발생될 수 있다.

다음, 패널의 상/하판을 합착하여 플라즈마 디스플레이 패널을 완성할 수 있다.

이와 같이, MgO와 Mg(OH)2로 이루어진 혼합물을 포함하는 형광체을 갖는 본 발명의 실시예와 일반적인 형광체를 갖는 비교예를 살펴보면 다음과 같다.

실시예

약 80% 중량부를 갖는 부틸카르비톨아세테이트의 용매에 약 20% 중량부를 갖는 에틸셀룰로오스를 혼합한 비이클을 준비하고, 약 40% 중량부를 갖는 청색 형광체인 BaMgAl₁₀O₁₇:Eu와, 약 60% 중량부를 갖는 MgO와 약 40% 중량부를 갖는 Mg(OH)2로 이루어진 혼합물을 준비한 다음, 이들을 혼합하여 형광체 페이스트를 제조하고, 이 형광체 페이스트를 방전셀 내에 스크린 인쇄법으로 도포하여 형광체층을 형성하였다.

다음, 도포된 형광체층을 약 100도에서, 약 60분간 건조 공정을 수행하고, 아르곤 가스의 환원 분위기하에서, 약 500도에서, 약 50분간 소성 공정을 수행하였다.

비교예

약 80% 중량부를 갖는 부틸카르비톨아세테이트의 용매에 약 20% 중량부를 갖는 에틸셀룰로오스를 혼합한 비이클을 준비하고, 약 40% 중량부를 갖는 청색 형광체인 BaMgAl₁₀O₁₇:Eu을 준비하여 혼합한 다음, 형광체 페이스트를 방전셀 내에 스크린 인쇄법으로 도포하여 형광체층을 형성하였다.

이와 같이, MgO와 Mg(OH)2로 이루어진 혼합물이 포함된 형광체를 갖는 실시예와 MgO와 Mg(OH)2로 이루어진 혼합물이 포함되지 않은 형광체를 갖는 비교예는 하기 표 1과 같은 차이가 있었다.

[표 1]

	방전효율(%)	잔류유기물질(%)
실시예	120	4.12
비교예	100	6.71

이와 같이, 본 발명의 실시예는 MgO와 Mg(OH)2로 이루어진 혼합물이 포함된 형광체를 이용하므로, 이차 방전의 방출 증가로 방전효율이 비교예에 비해 높고, Mg(OH)2와 유기물과의 반응으로 인하여 잔류되는 유기물질이 비교예에 비해 줄어들 기 때문에 플라즈마 디스플레이 패널의 수명 및 광특성이 향상될 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 형광체층을 갖는 플라즈마 디스플레이 패널을 보여주는 도면으로서, 도 1에 도시되어 있는 바와 같이, 본 발명의 플라즈마 디스플레이 패널은 상판(170) 위에 한 쌍의 투명전극(180a, 180b)과 버스전극(180a', 180b')으로 구성되는 서스테인 전극쌍이 형성된다.

그리고, 서스테인 전극쌍을 덮으면서 상판(170) 전면에 유전체층(190)과 보호막(195)이 순차적으로 형성되어 이루어진다.

상판(170)은 디스플레이 기판용 글라스의 밀링(milling) 및 클리닝(cleaning) 등의 가공을 통하여 형성된다.

여기서, 투명전극(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, 버스전극(180a', 180b')은 범용의 도전성 금속과 귀금속이 포함되어 이루어진다.

여기서, 범용의 도전성 금속으로는 Al(알루미늄), Cu(구리), Ni(니켈), Cr(크롬) 및 Mo(몰리브덴) 등이 있고, 귀금속으로는 Ag(은), Au(금), Pt(백금), Ir(이리듐) 등이 있다.

이어, 범용 금속과 귀금속을 혼합할 때, 범용 금속으로 코어(core)를 형성하고, 귀금속으로 코어의 표면을 감쌀 수도 있다.

그리고, 투명전극과 버스전극이 형성된 상판(170) 위에는, 유전체층(190)이 형성된다.

여기서, 유전체층(190)은 투명한 저융점 유리로 이루어지며, 구체적인 조성은 후술한다.

다음, 유전체층(190) 위에는 산화 마그네슘 등으로 이루어진 보호막이 형성되어, 방전시 (+) 이온의 충격으로부터 유전체층을 보호하고, 이차전자 방출을 증가시키기도 한다.

한편, 하판(110) 위에는 서스테인 전극쌍과 교차하는 방향을 따라 어드레스 전극(120)이 형성되고, 이 어드레스 전극(120)을 덮으면서 하판(110)의 전면에 백색 유전체층(130)이 형성된다.

여기서, 어드레스 전극(120)은 상술한 버스 전극과 같이 범용의 도전성 금속과 귀금속이 포함되어 이루어질 수 있고, 범용의 도전성 금속으로는 Al(알루미늄), Cu(구리), Ni(니켈), Cr(크롬) 및 Mo(몰리브덴) 등이 있으며, 귀금속으로는 Ag(은), Au(금), Pt(백금), Ir(이리듐) 등이 있다.

그리고, 백색 유전체층(130)은 인쇄법 또는 필름 라미네이팅(laminating) 방법에 의하여 도포된 후, 소성 공정을 통하여 완성되고, 백색 유전체층(130) 위에는 각 어드레스 전극(120) 사이에 배치되도록 격벽(140)이 형성된다.

다음, 격벽(140)은 스트라이프형(stripe-type), 웰형(well-type), 또는 델타형(delta-type)일 수 있다.

격벽(140)은, 모상 유리와 다공성 필러를 포함하여 이루어지는데, 모상 유리로서 유연계 모상 유리와 무연계 모상 유리가 있으며, 유연계 모상 유리는 ZnO, PbO 및 B2O3 등을 포함하여 이루어지고, 무연계 모상 유리는 ZnO, B2O3, BaO, SrO 및 CaO 등으로 이루어진다.

또한, 필러로서, SiO2, Al2O3 등의 산화물이 포함되고, 도시되지 않았으나 격벽 (140) 위에는 블랙 탑이 형성될 수도 있다.

그리고, 각각의 격벽(140) 사이의 방전셀 내에는 적색(R), 녹색(G), 청색(B)의 형광체층(150a, 150b, 150c)이 형성된다.

여기서, 형광체층(150a, 150b, 150c)은 MgO와 Mg(OH)2로 이루어진 혼합물을 포함하는데, Mg(OH)2는 소성 공정시에 유기물의 카본 등과 반응하여 기체상으로 제거될 수 있다.

또한, 혼합물은 약 50 - 90% 중량부를 갖는 MgO와, 약 10 - 50% 중량부를 갖는 Mg(OH)2로 이루어지며, 혼합물의 비율은 형광체층에 존재하는 유기물의 함량에 따라 변동될 수 있다.

다음, 하판(110) 위의 어드레스 전극(120)과 상판(170) 위의 서스테인 전극쌍이 교차하는 지점이 각각 방전셀을 구성하는 부분이 된다.

그리고, 상판(170)과 하판(110)이 격벽(140)을 사이에 두고 접합되는데, 기판의 외곽에 구비된 실링재를 통하여 접합된다.

그리고, 상판과 하판은 구동 장치와 연결되어 있다.

도 2는 본 발명에 따른 플라즈마 디스플레이 패널의 구동 장치와 연결부를 나타낸 도면이다.

도 2에 도시된 바와 같이, 전체적인 플라즈마 디스플레이 장치는, 패널(220) 과, 패널(220)에 구동 전압을 공급하는 구동부(230)와, 패널(220)의 각 셀에 대한 전극들과 구동부(230)를 연결하는 연성 기판의 일종인 테이프 캐리어 패키지(Tape carrier package, 이하 TCP라 함)(240)로 이루어진다.

여기서, 패널(220)은 상술한 바와 같이 상판과 하판 및 격벽을 포함하여 이루어진다.

그리고, 패널(220)과 TCP(240)의 전기적, 물리적 연결 및 TCP(240)와 구동부(230)의 전기적, 물리적 연결은 이방성 전도 필름(Anisotropic conductive film, 이하 ACF라 함)을 사용하는데, 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.

도 3에 도시된 바와 같이, TCP(240)는 패널(220)과 구동부(230) 사이의 결선을 담당하는데, 연성 기판(242) 위에 밀집 배치된 배선(243)과, 배선(243)과 연결되면서 구동부(230)로부터 전력을 제공받아 패널(220)의 특정 전극에 제공하는 구동 드라이버 칩(241)으로 이루어져 있다.

여기서, 구동 드라이버 칩(241)은 작은 수의 전압과 구동 제어 신호들을 인가받아 높은 전력의 많은 신호들을 교번하면서 출력하는 구조를 가지므로, 구동부(230)와 연결되는 배선은 수가 작고, 패널(220)에 연결되는 배선은 수가 많다.

따라서, 구동부(230)는 공간을 활용하여 구동 드라이버 칩(241)의 배선을 연결하는 경우도 있으므로, 배선(243)은 구동 드라이버 칩(241)의 중심을 경계로 구 분되지 않을 수도 있다.

도 4a 내지 4k는 본 발명에 따른 플라즈마 디스플레이 패널의 제조방법의 일실시예를 나타낸 도면이다.

먼저, 도 4a에 도시된 바와 같이 상판(170) 상에 투명 전극(180a, 180b)과 버스 전극(180a', 180b')을 형성한다.

여기서, 상판(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.

이어, 버스 전극(180a', 180')을 형성하는데, 상술한 바와 같이 범용 도전성 금속과 귀금속이 포함된 재료를 사용한다.

버스 전극 재료는 상술한 범용 도전성 금속과 귀금속을 혼합하여 페이스트를 제조할 수 있고, 상술한 바와 같이 범용 금속의 코어와 표면의 귀금속 층을 이룰 수도 있다.

그리고, 도 4b에 도시된 바와 같이 투명 전극(180a)과 버스 전극(180b)이 형성된 상판(170) 위에 유전체층(190)을 형성한다.

여기서, 유전체층(190)은 저융점 유리 등을 포함한 재료를 스크린 인쇄법이나 코팅법 또는 그린 시트를 라미네이팅하는 방법 등으로 적층한다.

그리고, 상술한 버스 전극 재료와 유전체층(190)을 소성할 수 있는데, 각각을 별개의 공정에서 소성할 수도 있으나, 공정의 간소화를 위하여 하나의 공정으로 소성할 수도 있다.

이때, 소성 온도는 약 500 - 600도인 것이 바람직한데, 버스 전극과 유전체의 소성 공정을 함께하면, 산소와 버스 전극 사이를 유전체가 차단하여 산화되는 버스 전극 재료의 양을 줄일 수 있다.

이어, 도 4c에 도시된 바와 같이 유전체층(190) 위에 보호막(195)을 증착한다.

여기서, 보호막(195)은 산화 마그네슘 등으로 이루어지고, 실리콘 등을 도펀트로 포함할 수 있으며, 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 4d에 도시된 바와 같이, 하판(110) 위에 어드레스 전극(120)을 형성한다.

여기서, 하판(110)은 디스플레이 기판용 글래스 또는 소다리임 유리를 밀링(milling) 또는 클리닝(cleaning) 등의 가공을 통하여 형성할 수 있으며, 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 4e에 도시된 바와 같이 어드레스 전극(120)이 형성된 하판(110) 위에 유전체층(130)을 형성한다.

여기서, 유전체층(130)는 저융점 유리와 TiO2 등의 필러를 포함한 재료를 스 크린 인쇄법 또는 그린 시트의 라미네이팅 등의 방법으로 형성할 수 있으며, 유전체층(130)은 플라즈마 디스플레이 패널의 휘도를 증가시키기 위하여 백색을 나타내는 것이 바람직하다.

공정의 간략화를 위하여, 유전체층(130)과 어드레스 전극(120)을 하나의 공정에서 소성할 수도 있다.

이어서, 도 4f 내지 4i에 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 있는데, 유연계 모상 유리는 ZnO, PbO 및 B2O3 등을 포함하여 이루어지고, 무연계 모상 유리는 ZnO, B2O3, BaO, SrO 및 CaO 등으로 이루어지며, 필러로서, SiO2, Al2O3 등의 산화물을 사용한다.

이어서, 도 4f에 도시된 바와 같이, 유전체층(130) 위에 격벽 재료(140a)를 도포한다.

여기서, 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 4g에 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 4h에 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 4i에 도시된 바와 같이 격벽(140) 구조가 완성된다.

여기서, 격벽(140)은 스트라이브 타입, 웰 타입, 델타 타입 등으로 형성될 수 있음은 상술한 바와 같다.

이어, 도 4j에 도시된 바와 같이 유전체층(130) 중 방전 공간에 접하는 면과, 격벽(140)의 측면에 MgO와 Mg(OH)2로 이루어진 혼합물을 포함하는 형광체층(150a, 150b, 150c)을 도포한다.

형광체층(150a, 150b, 150c)은 각각의 방전셀에 따라 R,G,B의 형광체가 차례로 도포되는데, 스크린 인쇄법이나 감광성 페이스트법으로 도포된다.

그리고, 도 4k에 도시된 바와 같이, 상판(170)을 격벽(140)을 사이에 두고 하판(110) 접합하고 실링한 후, 내부의 불순물 등을 배기한 후 방전 가스(160)를 주입한다.

여기서, 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.

상판(170) 또는 하판(110) 위에 실링재를 도포하는데, 기판의 최외곽에서 소정 간격을 두고 동시에 인쇄되거나 디스펜싱되어 도포된다.

이어, 실링재를 소성하면, 소성 과정에서, 실링재에 포함된 유기물이 제거되고, 상판(170)과 하판(110)이 합착된다.

이러한 소성 공정에서, 실링재의 폭은 넓어지고 높이가 낮아질 수도 있다.

또한, 실링재는 실링 테이프의 형태로 상판 또는 하판에 형성하여 사용할 수도 있다.

그리고, 합착된 상/하판(170, 110)에 에이징 공정을 수행하면, 보호막의 특성을 향상될 수도 있다.

그리고, 상판(170) 위에 전면 필터를 형성할 수도 있는데, 전면 필터에는 패널에서 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 특허 청구의 범위에 의하여 정해져야 한다.

도 1은 본 발명에 따른 MgO와 Mg(OH)2로 이루어진 혼합물을 포함하는 형광체층을 갖는 플라즈마 디스플레이 패널을 보여주는 도면

도 2는 본 발명에 따른 플라즈마 디스플레이 패널의 구동 장치와 연결부를 나타낸 도면

도 3은 일반적인 테이프 캐리어 패키지의 기판 배선 구조를 나타낸 도면

도 4a 내지 도 4k는 본 발명에 따른 플라즈마 디스플레이 패널의 제조방법의 일실시예를 나타낸 도면

Claims

유기 바인더와 용매가 혼합된 비이클;

형광체 분말;

MgO와 Mg(OH)2로 이루어진 혼합물을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 형광체 페이스트.
제 1 항에 있어서, 상기 비이클은 5 - 80% 중량부를 갖는 유기 바인더와, 20 - 95% 중량부를 갖는 용매를 포함하는 것을 특징으로 하는 형광체 페이스트.
제 1 항에 있어서, 상기 혼합물은 50 - 90% 중량부를 갖는 MgO와, 10 - 50% 중량부를 갖는 Mg(OH)2를 포함하는 것을 특징으로 하는 형광체 페이스트.
제 1 항에 있어서, 상기 혼합물은 상기 형광체 분말보다 작은 크기의 입자로 이루어지는 것을 특징으로 하는 형광체 페이스트.
제 1 항에 있어서, 상기 혼합물은 상기 형광체 페이스트의 전체 부피에 대해 5 - 50%인 부피를 갖는 것을 특징으로 하는 형광체 페이스트.
제 1 항에 있어서, 상기 혼합물은 상기 형광체 페이스트의 전체 부피에 대해 20 - 50%인 부피를 갖는 것을 특징으로 하는 형광체 페이스트.
제 1 항에 있어서, 상기 혼합물의 MgO 또는 Mg(OH)2 입자 크기는 10 - 100nm인 것을 특징으로 하는 형광체 페이스트.
제 1 항에 있어서, 상기 형광체 분말의 입자 크기는 1 - 10um인 것을 특징으로 하는 형광체 페이스트.
어드레스 전극, 유전체층, 격벽, 상기 격벽에 의해 구분되는 방전셀을 갖는 제 1 패널과, 서스테인 전극쌍, 유전체층 및 보호막을 갖는 제 2 패널을 준비하는 단계;

유기 바인더와 용매를 혼합하여 비이클을 만드는 단계;

상기 비이클에 형광체 분말 및 MgO와 Mg(OH)2로 이루어진 혼합물을 혼합하여 형광체 페이스트를 만드는 단계;

상기 형광체 페이스트를 상기 방전셀 내에 도포하는 단계;

상기 형광체 페이스트를 건조 및 소성하여 상기 방전셀 내에 형광체를 형성하는 단계; 그리고,

상기 제 1 패널 및 제 2 패널을 합착하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널의 제조방법.
제 9 항에 있어서, 상기 혼합물은 50 - 90% 중량부를 갖는 MgO와, 10 - 50% 중량부를 갖는 Mg(OH)2를 포함하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널의 제조방법.
제 9 항에 있어서, 상기 혼합물은 상기 형광체 페이스트의 전체 부피에 대해 5 - 50%인 부피를 갖는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널의 제조방법.
제 9 항에 있어서, 상기 건조 공정은 50 - 250도의 온도 범위에서, 5 - 90분간 수행하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널의 제조방법.
제 9 항에 있어서, 상기 소성 공정은 300 - 600도의 온도 범위에서, 30 - 60분간 수행하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널의 제조방법.