KR20100040978A - 플라즈마 디스플레이 패널의 제조 방법 - Google Patents

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KR20100040978A
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료따 하마다
야스히사 이시꾸라
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파나소닉 주식회사
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Abstract

금속의 미립자 또는 금속 산화물의 미립자를 포함하는 잉크를 이용해서, 치수 정밀도 좋게, 또한 생산성을 크게 저하시키지 않게 투명 전극을 형성할 수 있는 패널의 제조 방법을 제공한다. 그 때문에, 잉크제트 인쇄법에 의해 금속의 미립자 또는 금속 산화물의 미립자를 포함하는 잉크를 직경이 상이한 복수의 잉크 도트로서 전면 기판 상에 인쇄해서, 투명 전극을 형성한다.

Description

플라즈마 디스플레이 패널의 제조 방법{METHOD FOR MANUFACTURING PLASMA DISPLAY PANEL}
본 발명은, 표시 디바이스 등에 이용하는 교류 면 방전형 플라즈마 디스플레이 패널의 제조 방법에 관한 것이다.
플라즈마 디스플레이 패널(이하, 간단히 「패널」이라고 칭함.)로서 대표적인 교류 면 방전형 패널은, 대향 배치된 전면판과 배면판 사이에 다수의 방전 셀이 형성되어 있다. 전면판은, 글래스제의 전면 기판과, 1쌍의 주사 전극과 유지 전극으로 된 표시 전극쌍과, 그들을 덮는 유전체층 및 보호층을 갖는다. 배면판은, 글래스제의 배면 기판과, 데이터 전극과, 그것을 덮는 유전체층과, 격벽과, 형광체층을 갖는다. 그리고, 표시 전극쌍과 데이터 전극이 입체 교차하도록 전면판과 배면판이 대향 배치되어 밀봉되고, 내부의 방전 공간에는 방전 가스가 봉입되어 있다. 여기서 표시 전극쌍과 데이터 전극이 대향하는 부분에 방전 셀이 형성된다. 이와 같이 구성된 패널의 각 방전 셀 내에서 가스 방전을 발생시키고, 적, 녹, 청 각 색의 형광체를 여기 발광시켜 컬러 표시를 행하고 있다.
주사 전극 및 유지 전극은, 예를 들면 폭이 넓은 스트라이프 형상의 투명 전극 상에 폭이 좁은 스트라이프 형상의 버스 전극을 적층해서 형성되어 있다. 투명 전극은, 예를 들면 스퍼터법 등을 이용해서 전면 기판 상에 형성된 인듐 주석 산화물(ITO) 박막을, 포토리소그래피법 등에 의해 스트라이프 형상으로 패터닝해서 형성한다. 또한 버스 전극은, 투명 전극 상에 은(Ag) 페이스트를 스트라이프 형상으로 인쇄하고 소성해서 형성한다(예를 들면, 특허 문헌 1 참조). 그러나, 스퍼터법 등으로 인듐 주석 산화물(ITO) 박막을 형성하기 위해서는 진공 장치나 노광기 등의 설비가 필요로 된다. 그 때문에, 생산 설비가 대형으로 됨과 함께, 생산성이 낮고, 코스트가 높다고 하는 문제점이 있었다.
이들 과제를 해결하기 위해서, 인듐(In), 주석(Sn), 안티몬(Sb), 알루미늄(Al) 및 아연(Zn)으로부터 선택된 금속의 미립자를 포함하는 잉크를 도포, 소성해서, 투명 전극을 형성하는 방법이 개시되어 있다(예를 들면, 특허 문헌 2 참조).
또한, 인듐(In)과 주석(Sn)을 필수 성분으로 하는 인듐 주석 산화물(ITO) 복합 산화물을 350℃~800℃에서 소성해서 결정 입계를 성장시킨 인듐 주석 산화물(ITO) 초미립자 분말을 유기 용매에 용해해서 이루어지는 잉크를 도포, 소성해서 투명 전극을 형성하는 방법도 개시되어 있다(예를 들면, 특허 문헌 3 참조).
방전 셀 내부의 주사 전극과 유지 전극의 거리, 즉 방전 갭의 거리는, 그 방전 셀의 방전 특성을 크게 좌우한다. 그 때문에, 투명 전극으로 방전 갭을 형성하는 경우, 투명 전극의 인쇄 정밀도가 나빠 방전 갭의 거리의 변동이 크면, 방전 셀마다의 방전 특성의 변동도 커져 표시 화면에 얼룩이 발생해서 화상 표시 품질이 저하한다고 하는 문제가 있었다.
투명 전극을 형성하는 방법으로서는, 잉크를 낭비 없이 효율적으로 인쇄, 도포할 수 있는 잉크제트 인쇄법이 우수하다. 그러나 잉크제트 인쇄법은 잉크 도트의 크기에 따라 치수 정밀도가 제한되기 때문에, 치수 정밀도가 좋은 투명 전극을 형성하기 위해서는 잉크 도트 직경을 작게 할 필요가 있다. 그러나 잉크 도트 직경을 작게 하면 인쇄에 필요로 하는 시간이 길어져, 생산성이 저하한다고 하는 과제가 있었다. 또한 생산성을 올리기 위해서는 노즐의 수를 늘리면 되지만, 인접하는 노즐의 간격을 무제한으로 좁게 할 수는 없다. 따라서, 현실적으로는 잉크제트 인쇄 장치에 다수의 인쇄 헤드를 설치해야만 하여, 잉크제트 인쇄 장치가 복잡 또한 고가로 된다고 하는 과제가 있었다.
[선행 기술문헌]
[특허 문헌 1] 일본 특허 공개 2000-156168호 공보
[특허 문헌 2] 일본 특허 공개 2005-183054호 공보
[특허 문헌 3] 일본 특허 공개 2005-166350호 공보
본 발명은, 사이에 방전 갭을 형성한 한 쌍의 투명 전극을 전면 기판 상에 복수 구비한 플라즈마 디스플레이 패널의 제조 방법으로서, 잉크제트 인쇄법에 의해, 금속의 미립자 또는 금속 산화물의 미립자를 포함하는 잉크를 직경이 상이한 복수의 잉크 도트로서 전면 기판 상에 인쇄하고, 투명 전극을 형성하는 것을 특징으로 하는 것이다.
이러한 방법에 따르면, 잉크제트 인쇄법에 의해, 금속의 미립자 또는 금속 산화물의 미립자를 포함하는 잉크를 이용해서 치수 정밀도 좋게, 또한 생산성을 크게 저하시키지 않고 투명 전극을 형성할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시 형태에서의 패널의 구조를 도시하는 분해 사시도.
도 2a는 동일 패널의 표시 전극쌍의 상세를 도시하는 전면 판측으로부터 본 정면도.
도 2b는 동일 패널의 표시 전극쌍의 상세를 도시하는 전면판의 단면도.
도 3a는 동일 패널의 전면판의 제조 방법을 설명하기 위한 도면.
도 3b는 동일 패널의 전면판의 제조 방법을 설명하기 위한 도면.
도 3c는 동일 패널의 전면판의 제조 방법을 설명하기 위한 도면.
도 3d는 동일 패널의 전면판의 제조 방법을 설명하기 위한 도면.
도 3e는 동일 패널의 전면판의 제조 방법을 설명하기 위한 도면.
도 4는 동일 패널의 전면 기판 상에 잉크를 인쇄하는 모습을 도시하는 도면.
도 5는 동일 패널의 웨트층의 상세를 도시하는 도면.
도 6a는 동일 패널의 배면판의 제조 방법을 설명하기 위한 도면.
도 6b는 동일 패널의 배면판의 제조 방법을 설명하기 위한 도면.
도 6c는 동일 패널의 배면판의 제조 방법을 설명하기 위한 도면.
도 6d는 동일 패널의 배면판의 제조 방법을 설명하기 위한 도면.
도 6e는 동일 패널의 배면판의 제조 방법을 설명하기 위한 도면.
이하, 본 발명의 실시 형태에 대해서 도면을 참조하면서 설명한다.
(실시 형태)
도 1은 본 발명의 실시 형태 1에서의 패널의 구조를 도시하는 분해 사시도이다. 패널(10)은, 전면판(20)과 배면판(30)을 대향 배치하고, 주변부를 봉착 부재(도시 생략)를 이용해서 봉착함으로써 구성되어 있고, 내부에 다수의 방전 셀이 형성되어 있다.
전면판(20)은, 글래스제의 전면 기판(21)과, 주사 전극(22)과 유지 전극(23)을 포함하는 표시 전극쌍(24)과, 블랙 스트라이프(25)와, 유전체층(26)과, 보호층(27)을 갖는다. 전면 기판(21) 상에는 1쌍의 주사 전극(22)과 유지 전극(23)을 포함하는 표시 전극쌍(24)이 서로 평행하게 복수 형성되어 있다. 그리고 인접하는 표시 전극쌍(24) 사이에는 블랙 스트라이프(25)가 형성되어 있다.
도 1에는 표시 전극쌍(24)과 블랙 스트라이프(25)가, 주사 전극(22), 유지 전극(23), 블랙 스트라이프(25), 주사 전극(22), 유지 전극(23), 블랙 스트라이프(25)로 반복되도록 형성되어 있는 도면을 도시하였다. 그러나 표시 전극쌍(24)과 블랙 스트라이프(25)가, 주사 전극(22), 유지 전극(23), 블랙 스트라이프(25), 유지 전극(23), 주사 전극(22), 블랙 스트라이프(25), 주사 전극(22), 유지 전극(23), 블랙 스트라이프(25), 유지 전극(23), 주사 전극(22), 블랙 스트라이프(25)로 반복되도록 형성되어 있어도 된다.
그리고 표시 전극쌍(24) 및 블랙 스트라이프(25)를 피복하도록 유전체층(26)이 형성되고, 유전체층(26) 상에 보호층(27)이 형성되어 있다.
배면판(30)은, 글래스제의 배면 기판(31)과, 데이터 전극(32)과, 기초 유전체층(33)과, 격벽(34)과, 형광체층(35)을 갖는다. 배면 기판(31) 상에는, 복수의 데이터 전극(32)이 서로 평행하게 형성되어 있다. 그리고 데이터 전극(32)을 피복하도록 기초 유전체층(33)이 형성되고, 또한 그 위에 우물정자(井) 형상의 격벽(34)이 형성되고, 기초 유전체층(33)의 표면과 격벽(34)의 측면에 적, 녹, 청 각 색의 형광체층(35)이 형성되어 있다.
도 2a는 본 발명의 실시 형태 1에서의 패널의 표시 전극쌍의 상세를 도시하는 전면 판측으로부터 본 정면도이다. 도 2b는 본 발명의 실시 형태 1에서의 패널의 표시 전극쌍의 상세를 도시하는 전면판의 단면도이다.
주사 전극(22)은, 불투명한 제1 버스 전극(22a)과, 투명한 제1 투명 전극(22b)을 갖는다. 유지 전극(23)도 제2 버스 전극(23a)과 제2 투명 전극(23b)을 갖는다. 그리고 한 쌍의 투명 전극인 제1 투명 전극(22b)과 제2 투명 전극(23b) 사이에 거리 d의 방전 갭이 형성된다. 이하, 제1 버스 전극(22a) 및 제2 버스 전극(23a)을 각각 간단히 「버스 전극(22a), 버스 전극(23a)」이라고 칭한다. 또한 제1 투명 전극(22b) 및 제2 투명 전극(23b)을 각각 간단히 「투명 전극(22b), 투명 전극(23b)」이라고 칭한다.
버스 전극(22a)은 흑색층(22c)과 도전층(22d)을 포함하고, 버스 전극(23a)은 흑색층(23c)과 도전층(23d)을 포함한다. 흑색층(22c, 23c)은, 패널(10)을 표시면측으로부터 보았을 때에 버스 전극(22a, 23a)을 검게 보이기 위해서 형성되어 있다. 예를 들면 산화 루테늄(RuO2)을 주성분으로 하는 흑색을 전면 기판(21) 상에 폭이 좁은 스트라이프 형상으로 형성한 것이다. 그리고 도전층(22d, 23d)은, 버스 전극(22a, 23a)의 도전성을 높이기 위해서 형성되어 있고, 흑색층(22c, 23c) 상에 은(Ag)을 포함하는 도전성의 재료를 적층해서 형성한 것이다.
블랙 스트라이프(25)는, 패널(10)을 표시면측으로부터 보았을 때에 표시면을 검게 보이기 위해서 형성되어 있다. 예를 들면 산화 루테늄(RuO2)을 주성분으로 하는 흑색의 재료를 이용해서 전면 기판(21) 상에 형성한 것이다.
투명 전극(22b, 23b)은, 방전 공간에 강한 전계를 발생해서 방전을 발생시킴과 함께, 형광체층(35)에서 발생한 광을 패널(10)의 외부로 취출하기 위해서 형성되어 있다. 그리고 투명 전극(22b)은, 버스 전극(22a) 중 적어도 일부를 피복하도록, 금속의 미립자 또는 금속 산화물의 미립자를 포함하는 잉크를 폭이 넓은 스트라이프 형상으로 인쇄하고, 산화성 분위기 중에서 소성해서 형성한 것이다.
마찬가지로, 투명 전극(23b)은 버스 전극(23a) 중 적어도 일부를 피복하도록, 금속의 미립자 또는 금속 산화물의 미립자를 포함하는 잉크를 폭이 넓은 스트라이프 형상으로 인쇄하고, 산화성 분위기 중에서 소성해서 형성한 것이다.
또한, 본 실시 형태에서는, 버스 전극(22a, 23a)의 폭을 각각 80㎛, 투명 전극(22b, 23b)의 폭을 각각 160㎛으로서 설명한다. 또한, 버스 전극(22a)과 투명 전극(22b)의 겹침 부분 및 버스 전극(23a)과 투명 전극(23b)의 겹침 부분을 각각 80㎛, 방전 갭의 폭을 60㎛으로서 설명한다. 또한, 이들 값은 패널(10)의 사양 등에 기초하여 최적으로 설정하는 것이 바람직하다.
다음으로 패널(10)의 제조 방법에 대해서 설명한다. 도 3a와, 도 3b와, 도 3c와, 도 3d와, 도 3e는, 본 발명의 실시 형태 1에서의 패널의 전면판의 제조 방법을 설명하기 위한 도면이다.
전면판(20)을 제조하기 위해서는, 우선 글래스제의 전면 기판(21)을 알칼리 세정한다. 그 후, 도 3a에 도시하는 바와 같이, 산화 루테늄(RuO2)이나 흑색안료를 주성분으로 하는 흑색층용 페이스트를 이용해서, 흑색층(22c, 23c)의 전구체(22cx, 23cx), 및 블랙 스트라이프(25)의 전구체(25x)를 전면 기판(21) 상에 형성한다. 이들 전구체(22cx, 23cx, 25x)는 스크린 인쇄법, 포토리소그래피법 등의 공지 기술을 이용해서 형성할 수 있다. 그 후, 은(Ag)을 포함하는 도전층용 페이스트를 이용해서 전구체(22cx, 23cx) 상에 도전층(22d, 23d)의 전구체(22dx, 23dx)를 형성한다.
본 발명에서 「전구체」란, 흑색층용 페이스트 등의 구성 부재용 페이스트를 도포하고, 함유하는 유기 성분은 제거되지만, 무기 성분이 용융되어 있지 않은 상태까지 열 처리한 것을 칭한다.
다음으로, 도 3b에 도시하는 바와 같이, 전구체(22cx, 23cx, 25x, 22dx, 23dx)가 형성된 전면 기판(21)을 소성해서, 버스 전극(22a, 23a), 블랙 스트라이프(25)를 형성한다. 이 때의 소성의 피크 온도는 550℃~600℃가 바람직하고, 본 실시 형태에서는 580℃이다. 또한 버스 전극(22a, 23a)의 두께는, 1㎛~6㎛이 바람직하고, 본 실시 형태에서는 4㎛이다.
다음으로, 도 3c에 도시하는 바와 같이, 투명 전극(22b, 23b)을 형성한다. 우선, 평균 입경이 5㎚~100㎚의, 인듐(In), 주석(Sn), 안티몬(Sb), 알루미늄(Al) 및 아연(Zn) 중 적어도 1개의 금속의 미립자, 혹은 이들 중 적어도 1개의 금속 산화물의 미립자(이들 금속 중의 2개 이상의 원소를 포함하는, 소위 복합 산화물의 미립자를 포함함), 혹은 이들 금속 중의 2개 이상의 합금의 미립자, 또는 이들 미립자의 혼합물을 포함하는 잉크를 작성한다. 본 실시 형태에서는, 평균 입경이 10㎚의 인듐(In)-주석(Sn)의 합금 미립자를 12중량%의 농도로 분산제와 함께 유기 용매 중에 분산시키고, 잉크를 작성하였다. 또한, 유기 용매로서는, 데카 히드로 나프탈렌(decahydronaphthalene)을 이용하였지만, 이 이외에도, 예를 들면, 톨루엔(toluene), 크실렌(xylene), 벤젠(benzene), 테트라 데칸(tetradecane)과 같은 무극성 용매, 방향족 탄화수소류, 헥산(hexane), 헵탄(heptane), 옥탄(octane), 노난(nonane), 데칸(decane), 운데칸(undecane), 도데칸(dodecane), 트리데칸(tridecane), 테트라데칸(tetradecane), 펜타데칸(pentadecane), 헥사데칸(hexadecane), 옥타데칸(octadecane), 노나데칸(nonadecane), 에이코산(eicosane), 트리메틸펜탄(trimetylpentane) 등의 장쇄 알칸(long-chain alkane), 시클로헥산(cyclohexaane), 시클로헵탄(cycloheptane), 시클로옥탄(cyclooctane) 등의 고리 형상 알칸(cyclic alkane) 등을 이용할 수 있다.
다음으로, 잉크제트 인쇄 장치를 이용해서, 버스 전극(22a) 중 적어도 일부를 피복하도록 폭이 넓은 스트라이프 형상으로 잉크를 인쇄해서 웨트층(22bx)을 형성한다. 또한, 버스 전극(23a) 중 적어도 일부를 피복하도록 폭이 넓은 스트라이프 형상으로 잉크를 인쇄해서 웨트층(23bx)을 형성한다.
도 4는, 본 발명의 실시 형태에서의 패널(10)의 전면 기판(21) 상에 잉크를 인쇄하는 모습을 도시하는 도면이다. 또한 도 5는, 본 발명의 실시 형태에서의 패널(10)의 웨트층(22bx, 23bx)의 상세를 도시하는 확대도이다.
도 4에 도시하는 바와 같이, 잉크제트 인쇄 장치는, 작은 직경의 인쇄 노즐을 갖는 인쇄 헤드(80)와, 큰 직경의 인쇄 노즐을 갖는 인쇄 헤드(90)를 구비하고 있다. 그리고 각각의 인쇄 헤드(80, 90)는, 표시 전극쌍(24)의 반복 피치의 정수배의 피치로 복수의 인쇄 노즐을 갖는다.
본 실시 형태에서는, 인쇄 헤드(80)는, 표시 전극쌍(24)의 반복 피치로 768개의 인쇄 노즐을 갖고, 그 노즐 직경은 20㎛이다. 이 인쇄 노즐은, 토출되는 액적의 직경이 약 25㎛으로 되고, 전면 기판(21)에 착탄하면 약 30㎛ 직경의 잉크 도트(82)로 되도록 설계되어 있다. 그리고 인쇄 헤드(80)는, 잉크 도트(82)가 서로 겹쳐 1열로 배열되도록 잉크를 인쇄해서 제1 투명 전극(22b)의 방전 갭측의 폭이 좁은 웨트층(221bx)을 형성한다. 마찬가지로, 제2 투명 전극(23b)의 방전 갭측의 폭이 좁은 웨트층(231bx)을 형성한다.
또한 인쇄 헤드(90)는, 표시 전극쌍(24)의 반복 피치로 768개의 인쇄 노즐을 갖고, 그 노즐 직경은 120㎛이다. 이 인쇄 노즐은, 토출되는 액적의 직경이 약 140㎛으로 되고, 전면 기판(21)에 착탄되면 약 160㎛ 직경의 잉크 도트(92)로 되도록 설계되어 있다. 그리고 인쇄 헤드(90)는, 잉크 도트(92)가 서로 겹치면서 또한 방전 갭측의 웨트층(221bx)의 일부 및 버스 전극(22a) 중 적어도 일부와 겹쳐 1열로 배열되도록 잉크를 인쇄해서 폭이 넓은 웨트층(222bx)을 형성한다. 마찬가지로, 잉크 도트(92)가 서로 겹치고 또한 방전 갭측의 웨트층(231bx)의 일부 및 버스 전극(23a) 중 적어도 일부와 겹쳐 1열로 배열되도록 잉크를 인쇄해서 폭이 넓은 웨트층(232bx)을 형성한다.
본 실시 형태에서는, 우선 인쇄 헤드(80)의 인쇄 노즐 및 인쇄 헤드(90)의 인쇄 노즐을 제1 투명 전극(22b)의 위치에 맞추어, 768개의 웨트층(221bx)과 768개의 웨트층(222bx)을 인쇄해서 768개의 웨트층(22bx)을 형성한다. 다음으로 인쇄 헤드(80)의 인쇄 노즐 및 인쇄 헤드(90)의 인쇄 노즐을 제2 투명 전극(23b)의 위치에 맞추어, 768개의 웨트층(231bx)과 768개의 웨트층(232bx)을 인쇄해서 768개의 웨트층(23bx)을 형성한다. 이와 같이, 1왕복 2회의 인쇄로 각각 768개의 웨트층(22bx, 23bx)을 형성하였다.
그 후, 도 3d에 도시하는 바와 같이, 웨트층(22bx, 23bx)이 형성된 전면 기판(21)을 건조시키고, 산화성 분위기 중에서 400℃~600℃에서 소성해서, 두께 80㎚~1000㎚의 투명 도전막을 포함하는 투명 전극(22b, 23b)을 형성한다. 본 실시 형태에서는, 웨트층(22bx, 23bx)이 형성된 전면 기판(21)을 1×10-3Pa의 감압 하에서 230℃의 온도 조건에서 10min간 유지해서 건조하였다. 그리고 대기 중에서 500℃의 온도 조건에서 60min간 소성하고, 두께 약 300㎚의 인듐 주석 산화물(ITO)막을 포함하는 투명 전극(22b, 23b)을 형성하였다.
다음으로, 도 3e에 도시하는 바와 같이, 주사 전극(22), 유지 전극(23) 및 블랙 스트라이프(25)가 형성된 전면 기판(21) 상에, 인쇄법 등의 공지 기술에 의해, 유전체층(26)의 전구체를 형성한다. 그리고 유전체층(26)의 전구체를 소성해서, 두께 20㎛~50㎛의 유전체층(26)을 형성한다.
본 실시 형태에서는, 산화 붕소(B2O3) 34.6중량%, 산화 규소(SiO2) 1.4중량%, 산화 아연(ZnO) 27.6중량%, 산화물 바륨(BaO) 3.3중량%, 산화 비스무스(Bi2O3) 25중량%, 산화 알루미늄(Al2O3) 1.1중량%, 산화 몰리브덴(MoO3) 4.0중량%, 산화 텅스텐(WO3) 3.0중량%를 포함한 유전체 글래스를 포함하는 유전체 페이스트를 작성하였다. 이와 같이 해서 작성된 유전체 글래스의 연화점은 약 570℃이다. 다음으로 주사 전극(22), 유지 전극(23) 및 블랙 스트라이프(25)가 생성된 전면 기판(21) 상에 다이코트법에 의해 유전체 페이스트를 도포해서 유전체층(26)의 전구체(도시 생략)를 형성하였다. 그리고 유전체층(26)의 전구체(도시 생략)를 약 590℃에서 소성해서 두께 약 40㎛의 유전체층(26)을 형성하였다.
또한, 유전체 페이스트로서는, 상기 이외에도, 예를 들면, 산화 붕소(B2O3), 산화 규소(SiO2), 산화 아연(ZnO), 산화 비스무스(Bi2O3), 산화 알루미늄(Al2O3), 산화 몰리브덴(MoO3), 산화 텅스텐(WO3), 산화 세륨(CeO), 혹은 알칼리 토류 금속 산화물, 알칼리 금속 산화물 등 중에서 몇가지를 포함한 연화점 520℃~590℃의 유전체 글래스를 포함하는 유전체 페이스트를 이용할 수 있다.
그리고 유전체층(26) 상에, 산화 마그네슘(MgO)을 주성분으로 하는 보호층(27)을, 진공증착법 등에 의해 형성한다.
다음으로 배면판(30)의 제조 방법에 대해서 설명한다. 도 6a와, 도 6b와, 도 6c와, 도 6d와, 도 6e는, 본 발명의 실시 형태에서의 패널의 배면판의 제조 방법을 설명하기 위한 도면이다.
우선, 도 6a에 도시하는 바와 같이, 스크린 인쇄법, 포토리소그래피법 등에 의해, 배면 기판(31) 상에, 은(Ag)을 주성분으로 하는 도전층용 페이스트를 일정 간격으로 스트라이프 형상으로 도포하고, 데이터 전극(32)의 전구체(32x)를 형성한다.
다음으로, 도 6b에 도시하는 바와 같이, 전구체(32x)가 형성된 배면 기판(31)을 소성해서, 데이터 전극(32)을 형성한다. 데이터 전극(32)의 두께는, 예를 들면 2㎛~10㎛이다.
계속해서, 도 6c에 도시하는 바와 같이, 데이터 전극(32)을 형성한 배면 기판(31) 상에 유전체 페이스트를 도포하고, 이 후 소성해서 기초 유전체층(33)을 형성한다. 기초 유전체층(33)의 두께는, 예를 들면 약 5㎛~15㎛이다.
계속해서, 도 6d에 도시하는 바와 같이, 기초 유전체층(33)을 형성한 배면 기판(31) 상에 감광성의 유전체 페이스트를 도포한 후, 건조해서 격벽(34)의 전구체를 형성한다. 그 후, 포토리소그래피법 등의 공지 기술을 이용해서 격벽(34)을 형성한다. 격벽(34)의 높이는, 예를 들면 100㎛~150㎛이다.
그리고, 도 6e에 도시하는 바와 같이, 격벽(34)의 벽면 및 유전체층(33)의 표면에, 적색 형광체, 녹색 형광체, 청색 형광체 중 어느 하나를 포함하는 형광체 잉크를 도포한다. 그 후 건조, 소성해서 형광체층(35)을 형성한다.
적색 형광체로서는, 예를 들면 (Y, Gd)BO3:Eu, (Y,V)PO4:Eu 등을, 녹색 형광체로서는, 예를 들면 Zn2SiO4:Mn, (Y, Gd)BO3:Tb, (Y, Gd)Al3(BO3)4:Tb 등을, 청색 형광체로서는, 예를 들면 BaMgAl10O17:Eu, Sr3MgSi2O8:Eu 등을 각각 이용할 수 있다.
그리고 전면판(20)과 배면판(30)을, 표시 전극쌍(24)과 데이터 전극(32)이 입체 교차하도록 대향 배치하고, 방전 셀이 형성된 화상 표시 영역의 외측의 위치에서 저융점 글래스를 이용해서 봉착한다. 그 후, 내부의 방전 공간에 크세논을 포함하는 방전 가스를 봉입해서, 패널(10)이 완성된다.
상술한 바와 같이 본 실시 형태에서는, 투명 전극(22b, 23b)을, 잉크제트 인쇄법에 의해, 금속의 미립자 또는 금속 산화물의 미립자를 포함하는 잉크를 직경이 다른 2개의 잉크 도트(82, 92)로서 전면 기판(21) 상에 인쇄해서 형성한다.
그리고, 투명 전극(22b, 23b)의 방전 갭측의 잉크 도트(82)의 직경을, 다른 잉크 도트의 직경인 방전 갭의 반대측의 잉크 도트(92)의 직경보다도 작게 인쇄하고 있다.
또한 투명 전극(22b, 23b)을, 서로 직경이 다른 2열의 잉크 도트(82, 92)를 인쇄해서 형성하고 있다.
본 실시 형태에서 웨트층(22bx, 23bx)을 형성하는 잉크제트 인쇄 장치는, 작은 직경의 인쇄 노즐을 갖는 인쇄 헤드(80)와 큰 직경의 인쇄 노즐을 갖는 인쇄 헤드(90)를 구비하고 있다. 그리고, 작은 직경의 인쇄 노즐을 갖는 인쇄 헤드(80)를 이용해서, 잉크 도트(82)가 서로 겹쳐 1열로 배열되도록 잉크를 인쇄한다. 이와 같이, 제1 투명 전극(22b)의 방전 갭측의 폭이 좁은 웨트층(221bx) 및 제2 투명 전극(23b)의 방전 갭측의 폭이 좁은 웨트층(231bx)을 형성한다. 따라서 방전 갭은, 작은 잉크 도트(82)의 열인 웨트층(221bx)과 웨트층(231bx) 사이에 형성된다.
이와 같이 해서 방전 갭을 형성하면, 방전 갭의 변동은 작은 잉크 도트(82)의 직경의 1/10 정도로 된다. 본 실시 형태에서는 작은 잉크 도트(82)의 직경이 30㎛이므로, 방전 갭의 변동은 3㎛ 정도로 되고, 포토리소그래피법과 거의 동등한 치수 정밀도로 된다. 따라서 본 실시 형태에 따르면, 잉크제트 인쇄 장치를 이용해서 방전 갭의 변동이 작은 패널(10)을 제조할 수 있다. 또한, 작은 잉크 도트(82)의 직경은, 요구되는 방전 갭의 정밀도의 10배 이하, 큰 잉크 도트(92)의 직경의 1/10 이상을 목표로 설정하면 된다.
또한 본 실시 형태에서, 큰 직경의 인쇄 노즐을 갖는 인쇄 헤드(90)를 이용해서, 잉크 도트(92)가 서로 겹치고 또한 방전 갭측의 웨트층(221bx)의 일부 및 버스 전극(22a) 중 적어도 일부와 겹쳐 1열로 배열되도록 인쇄해서 폭이 넓은 웨트층(222bx)을 형성한다. 마찬가지로, 잉크 도트(92)가 서로 겹치고 또한 방전 갭측의 웨트층(231bx)의 일부 및 버스 전극(23a) 중 적어도 일부와 겹쳐 1열로 배열되도록 인쇄해서 폭이 넓은 웨트층(232bx)을 형성한다.
이와 같이 큰 직경의 인쇄 노즐을 갖는 인쇄 헤드(90)를 이용해서 투명 전극(22b, 23b)의 폭과 거의 동일한 160㎛ 직경의 잉크 도트(92)를 인쇄한다. 이에 의해, 1열의 잉크 도트(92)의 열에서 폭이 넓은 웨트층(222bx) 또는 웨트층(232bx)을 형성할 수 있다.
만일 작은 직경의 인쇄 노즐을 갖는 인쇄 헤드(80)만으로 투명 전극(22b, 23b)을 형성한다고 가정하면, 30㎛ 직경의 잉크 도트를 겹쳐서 인쇄해야 한다. 이 경우, 160㎛ 폭의 투명 전극(22b, 23b)을 형성하기 위해서는 약 10열의 잉크 도트(82)의 열이 필요로 된다. 따라서 웨트층(22bx, 23bx)을 형성하기 위해서는, 예를 들면 10왕복 20회의 인쇄가 필요로 되어, 생산성이 현저하게 저하한다. 물론 인쇄 헤드(80)를 10개 설치함으로써 본 실시 형태와 마찬가지의 생산성을 확보할 수 있다. 그러나, 잉크제트 인쇄 장치가 대규모이며, 또한 구조도 복잡해지고, 또한 인쇄 헤드는 고가이므로, 잉크제트 인쇄 장치도 매우 고가의 것으로 된다.
그러나 본 실시 형태에서는, 큰 직경의 인쇄 노즐을 갖는 인쇄 헤드(90)에 의해 1열의 잉크 도트(92)를 인쇄해서 폭이 넓은 투명 전극(22b, 23b)을 형성하므로, 생산성도 좋다. 또한, 큰 잉크 도트(92)의 직경은, 요구되는 투명 전극(22b, 23b)의 폭의 정도 또는 그것보다 약간 작게 설정하면 된다.
이와 같이 본 실시 형태에서는, 작은 직경의 인쇄 노즐을 갖는 인쇄 헤드(80)를 이용해서 작은 직경의 잉크 도트(82)의 열을 인쇄해서 방전 갭의 치수 정밀도를 확보한다. 또한, 큰 직경의 인쇄 노즐을 갖는 인쇄 헤드(90)를 이용해서 큰 직경의 잉크 도트(92)의 열을 인쇄하므로, 생산성 좋게 투명 전극(22b, 23b)을 형성하고 있다.
또한 본 실시 형태에서는, 금속의 미립자를 포함하는 잉크를 잉크제트 인쇄법에 의해 스트라이프 형상으로 인쇄하였다. 이와 같이 잉크제트 인쇄법을 이용함으로써, 잉크를 낭비 없이, 또한 치수 정밀도 좋게 패터닝할 수 있다.
또한 본 실시 형태에서는, 투명 전극(22b)은 버스 전극(22a) 중 적어도 일부를 피복하도록, 인듐(In), 주석(Sn) 등의 금속 미립자를 포함하는 잉크를 폭이 넓은 스트라이프 형상으로 인쇄하고, 산화성 분위기 중에서 소성해서 형성하였다.
마찬가지로, 투명 전극(23b)은 버스 전극(23a) 중 적어도 일부를 피복하도록, 인듐(In), 주석(Sn) 등의 금속 미립자를 포함하는 잉크를 폭이 넓은 스트라이프 형상으로 인쇄하고, 산화성 분위기 중에서 소성해서 형성하였다.
그리고 다음의 공정에서 투명 전극(22b, 23b)을 피복하도록 유전체층(26)을 형성하였다. 그 때문에, 가령 투명 전극(22b, 23b)의 기계적 강도가 낮아도, 흠집이 나거나 벗겨지거나 할 가능성이 매우 작아진다.
또한 본 실시 형태에서, 평균 입경이 10㎚인 인듐(In)-주석(Sn)의 합금 미립자를 포함하는 잉크를 인쇄한 후, 500℃의 고온에서 소성한 투명 전극(22b, 23b)은, 저항이 낮고, 투과율이 높으며, 또한 전면 기판(21)이나 버스 전극(22a, 23a)과의 밀착성도 양호하였다. 이 이유로서는, 예를 들면 소성에 의해 인듐(In)이 산화 인듐(In2O3)으로 변화할 때에 미립자가 팽창함으로써, 입자간의 밀착성이나 기판과의 밀착성이 보다 향상하였기 때문이 아닐까 생각된다.
또한 본 실시 형태에서, 평균 입경이 5㎚~100㎚인 금속의 미립자를 이용해서 투명 전극(22b, 23b)을 형성하였다. 이것은, 평균 입경이 5㎚ 미만에서는, 미립자와 유전체 글래스의 반응이 생기기 쉽고, 또한, 은(Ag)을 포함하는 버스 전극(22a, 23a)과의 단차부에 균열이 생기기 쉬워지기 때문이다. 또한, 평균 입경이 100㎚을 초과하면, 잉크제트 인쇄 장치의 미세 노즐에 막힘이 발생하기 쉬워지기 때문이다. 또한 평균 입경이 지나치게 크면, 입자간의 접촉 면적이 감소하여 시트 저항이 커지기 때문이다.
또한, 본 실시 형태에서는, 작은 직경의 인쇄 노즐을 갖는 인쇄 헤드(80)와 큰 직경의 인쇄 노즐을 갖는 인쇄 헤드(90)를 1개씩 구비한 잉크제트 인쇄 장치를 이용하였지만, 본 발명은 이것에 한정되는 것은 아니다. 예를 들면, 작은 직경의 인쇄 노즐을 갖는 인쇄 헤드를 갖는 잉크제트 인쇄 장치와, 큰 직경의 인쇄 노즐을 갖는 인쇄 헤드를 갖는 잉크제트 인쇄 장치를 구비하고, 작은 직경의 인쇄 노즐을 갖는 인쇄 헤드를 갖는 잉크제트 인쇄 장치를 이용해서 웨트층(221bx, 231bx)을 형성하고, 큰 직경의 인쇄 노즐을 갖는 인쇄 헤드를 갖는 잉크제트 인쇄 장치를 이용해서 웨트층(222bx, 232bx)을 형성해도 된다. 또한, 작은 직경의 인쇄 노즐을 갖는 인쇄 헤드의 수를, 큰 직경의 인쇄 노즐을 갖는 인쇄 헤드의 수보다도 많게 해서, 생산성을 더욱 향상시켜도 된다.
또한, 본 실시 형태에서는, 인듐(In)-주석(Sn)의 합금 미립자를 이용해서 인듐 주석 산화물(ITO)막을 포함하는 투명 전극(22b, 23b)을 형성하였다. 그러나, 상기 이외에도, 예를 들면 주석(Sn)의 미립자를 이용해서 산화 주석(SnO2)막을 포함하는 투명 전극을 형성해도 된다. 또한, 아연(Zn)의 미립자를 이용해서 산화 아연(ZnO)막을 포함하는 투명 전극을 형성해도 된다.
또한 본 실시 형태에서는, 전구체(22cx, 23cx, 22dx, 23dx)를 소성한 후, 웨트층(22bx, 23bx)을 형성해서 소성하였다. 그러나, 예를 들면 전구체(22cx, 23cx, 22dx, 23dx) 상에 다시 웨트층(22bx, 23bx)을 형성한 후, 전구체(22cx, 23cx, 22dx, 23dx), 및 웨트층(22bx, 23bx)을 동시에 소성해서 주사 전극(22), 유지 전극(23)을 형성해도 된다.
또한 본 실시 형태에서는, 작은 직경의 잉크 도트(82)의 열과 큰 직경의 잉크 도트(92)의 열을 각각 1열씩, 합계 2열의 잉크 도트의 열을 인쇄해서 웨트층(22bx, 23bx)을 형성하였다. 그러나 본 발명은 이것에 한정되는 것은 아니다. 직경이 다른 잉크 도트의 열을 3열, 또는 그 이상 인쇄해서, 웨트층(22bx) 또는 웨트층(23bx)의 한 쪽, 또는 웨트층(22bx, 23bx)의 양방을 형성해도 된다. 단, 이 경우에도 방전 갭측의 잉크 도트의 직경을, 다른 잉크 도트의 직경보다도 작게 설정하는 것이 바람직하다. 또한 잉크 도트의 간격은, 잉크 도트가 전기적으로 플로팅 상태로 되지 않도록, 잉크 도트간 및 잉크 도트와 버스 전극간이 전기적으로 도통하는 거리로 설정되어 있으면 된다.
또한, 본 실시 형태에서 이용한 구체적인 각 수치는, 간단히 1열을 예로 든 것에 불과하며, 패널의 사양 등에 맞추어, 적당히 최적인 값으로 설정하는 것이 바람직하다.
[산업상의 이용 가능성]
본 발명에 따르면, 잉크제트 인쇄법에 의해, 금속의 미립자 또는 금속 산화물의 미립자를 포함하는 잉크를 인쇄해서 치수 정밀도 좋게, 또한 생산성을 크게 저하시키지 않고 투명 전극을 형성할 수 있다. 따라서, 투명 전극을 갖는 패널의 제조 방법으로서 유용하다.
10 : 패널
20 : 전면판
21 : 전면 기판
22 : 주사 전극
22a : (제1) 버스 전극
22b : (제1) 투명 전극
22bx, 23bx : 웨트층
22c, 23c : 흑색층
23 : 유지 전극
22cx, 23cx : (흑색층의) 전구체
22d, 23d : 도전층
22dx, 23dx : (도전층의) 전구체
23a : (제2) 버스 전극
23b : (제2) 투명 전극
24 : 표시 전극쌍
25 : 블랙 스트라이프
25x : (블랙 스트라이프의) 전구체
26 : 유전체층
27 : 보호층
30 : 배면판
31 : 배면 기판
32 : 데이터 전극
32x : (데이터 전극의) 전구체
33 : 기초 유전체층
34 : 격벽
35 : 형광체층
80 : (작은 직경의 인쇄 노즐을 갖는) 인쇄 헤드
90 : (큰 직경의 인쇄 노즐을 갖는) 인쇄 헤드
82 : (작은) 잉크 도트
92 : (큰) 잉크 도트
221bx, 231bx : (폭이 좁은) 웨트층
222bx, 232bx : (폭이 넓은) 웨트층

Claims (3)

  1. 사이에 방전 갭을 형성한 한 쌍의 투명 전극을 전면 기판 상에 복수 구비한 플라즈마 디스플레이 패널의 제조 방법으로서,
    잉크제트 인쇄법에 의해, 금속의 미립자 또는 금속 산화물의 미립자를 포함하는 잉크를 직경이 상이한 복수의 잉크 도트로서 상기 전면 기판 상에 인쇄해서, 상기 투명 전극을 형성하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널의 제조 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 투명 전극의 상기 방전 갭측의 잉크 도트의 직경을, 다른 잉크 도트의 직경보다도 작게 인쇄하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널의 제조 방법.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 투명 전극을, 2열의 잉크 도트를 인쇄해서 형성하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널의 제조 방법.
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