KR20100104106A - 플라즈마 디스플레이 패널 및 그 제조 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 기존 고가의 은(Ag)을 사용하지 않고, 어노딕 본딩(anodic bonding)을 이용하여 저가의 알루미늄(Al)으로 버스 전극 및 어드레스 전극을 형성할 수 있는 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 장치에 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.

상술한 PDP 등의 디스플레이 장치의 최대 특징은 자체 발광형인 CRT와 비교하여 얇은 두께로 제작될 수 있고, 평면의 대화면(60~80inch) 제작이 손쉬울 뿐 아니라 style이나 design 면에서 종래 CRT와는 명확히 구별이 된다.

PDP는 어드레스 전극을 구비한 하판과, 서스테인 전극쌍을 구비한 상판과 격벽으로 정의되는 방전 셀을 가지며, 상기 방전 셀 내에는 형광체가 도포되어 화면 을 표시한다.

구체적으로, 상기 상판과 하판 사이의 방전 공간 내에서 방전이 일어나면 이 때 발생된 자외선이 형광체에 입사되어 가시광선이 발생하고, 상기 가시광선에 의하여 화면이 표시된다.

본 발명의 목적은, 플라즈마 디스플레이 패널의 버스 전극 및 어드레스 전극을 형성 시에 기존 고가의 은(Ag)을 사용하지 않고, 어노딕 본딩(anodic bonding)을 이용하여 저가의 알루미늄(Al)으로 버스 전극 및 어드레스 전극을 형성할 수 있는 플라즈마 디스플레이 패널 및 그 제조 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 플라즈마 디스플레이 패널은, 기판 상에 형성된 적어도 하나의 버스 전극과, 상기 버스 전극 상에 형성된 제1 유전체 층과, 상기 제1 유전체 층 상에 형성되는 보호막을 순차적으로 구비한 제1 기판과; 격벽을 사이에 두고 상기 제1 기판과 합착되며, 기판 상에 형성된 복수개의 어드레스 전극과, 상기 어드레스 전극 상에 형성된 제2 유전체 층 및 형광체 층을 순차적으로 구비한 제2 기판;을 포함하고, 상기 버스 전극 및 어드레스 전극은, 어노딕 본딩(anodic bonding)을 이용하여 알루미늄(이하, 'Al')으로 형성된 것을 특징으로 한다.

이때, 본 발명에 따른 플라즈마 디스플레이 패널은, 상기 기판과 버스 전극 사이에 형성되는 블랙층;을 더 포함하여 이루어진다.

즉, 상기 블랙층에는 상기 버스 전극의 어노딕 본딩을 위한 Na₂O가 첨가될 수 있고, 더욱 상세히 설명하면 상기 블랙층은, 20 내지 60 wt%의 ZnO와; 10 내지 50 wt%의 B₂O₃와; 5 내지 30 wt%의 BaO와; 0.5 내지 12 wt%의 Na₂O와; 2 내지 10 wt%의 흑색 안료;를 포함하여 이루어질 수 있다.

이때, 상기 흑색 안료는 CoO, CuO, CrO 중 적어도 어느 하나가 될 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 플라즈마 디스플레이 패널의 제조 방법은, 제1 기판 상에 어노딕 본딩(anodic bonding)을 이용하여 알루미늄(이하, 'Al')으로 적어도 하나의 버스 전극을 형성하는 단계와; 상기 버스 전극 상에 순차적으로 제1 유전체 층 및 보호막을 형성하여 상기 제1 기판을 완성하는 단계와; 제2 기판 상에 상기 어노딕 본딩을 이용하여 Al으로 적어도 하나의 어드레스 전극을 형성하는 단계와; 상기 어드레스 전극 상에 순차적으로 제2 유전체 층과, 격벽 및 형광체 층을 형성하여 상기 제2 기판을 완성하는 단계와; 상기 격벽을 사이에 두고 제1 및 제2 기판을 합착하는 단계;를 포함하여 이루어진다.

이때, 본 발명에 따른 플라즈마 디스플레이 패널의 제조 방법은, 상기 제1 기판과 버스 전극 사이에 블랙층을 형성하는 단계;를 더 포함하여 이루어질 수 있다.

이때, 상기 블랙층은 상기 버스 전극의 어노딕 본딩을 위한 Na₂O가 첨가될 수 있고, 더욱 상세히 설명하면, 상기 블랙층 형성 단계는, 20 내지 60 wt%의 ZnO와, 10 내지 50 wt%의 B₂O₃와, 5 내지 30 wt%의 BaO와, 0.5 내지 30 wt%의 Na₂O와, 2 내지 10 wt%의 흑색 안료가 혼합된 페이스트를 제1 기판 상에 도포하는 단계와; 상기 도포된 물질을 소성하는 단계;를 포함하여 이루어진다.

또한, 상기 버스 전극 형성 단계는, 어노딕 본딩을 이용하여 제1 기판 상에 Al 박막을 접착하는 단계와; 상기 Al 박막 상에 포토레지스트 필름을 라미네이팅한 후 노광/현상하여 버스 전극의 패턴을 형성하는 단계;를 포함하여 이루어진다.

이때, 상기 패턴 형성 단계는, 상기 Al 박막 상에 상기 버스 전극 패턴 형성을 위한 포토레지스트 필름을 위치시키는 단계와; 마이크로 블레이드 또는 워터젯을 이용하여 상기 Al 박막의 영역 중 노출된 영역에 틈(chasm)을 형성하는 단계와; 상기 포토레지스트 필름에 노광/현상하여 버스 전극의 패턴을 형성하는 단계;를 포함하여 이루어진다.

또한, 상기 버스 전극 형성 단계는, 어노딕 본딩을 이용하여 제1 기판 상에 다수개의 Al 와이어를 접착하는 단계와; 상기 Al 와이어들의 양측면을 지그(jig)에 연결하는 단계와; 상기 지그를 이용하여 상기 Al 와이어들을 잡아당겨 늘이는 단계와; 롤러를 이용하여 상기 늘어난 Al 와이어들을 압연하여 버스 전극 형상을 형성하는 단계;를 포함하여 이루어진다.

이때, 상기 어드레스 전극 형성 단계는, 어노딕 본딩을 이용하여 제2 기판 상에 Al 박막을 접착하는 단계와; 상기 Al 박막 상에 포토레지스트 필름을 라미네이팅한 후 노광/현상하여 어드레스 전극의 패턴을 형성하는 단계;를 포함하여 이루어진다.

이때, 상기 패턴 형성 단계는, 상기 Al 박막 상에 상기 어드레스 전극 패턴 형성을 위한 포토레지스트 필름을 위치시키는 단계와; 마이크로 블레이드 또는 워터젯을 이용하여 상기 Al 박막의 영역 중 노출된 영역에 틈(chasm)을 형성하는 단 계와; 상기 포토레지스트 필름에 노광/현상하여 어드레스 전극의 패턴을 형성하는 단계;를 포함하여 이루어진다.

또한, 상기 어드레스 전극 형성 단계는, 어노딕 본딩을 이용하여 제2 기판 상에 다수개의 Al 와이어를 접착하는 단계와; 상기 Al 와이어들의 양측면을 지그(jig)에 연결하는 단계와; 상기 지그를 이용하여 상기 Al 와이어들을 잡아당겨 늘이는 단계와; 롤러를 이용하여 상기 늘어난 Al 와이어들을 압연하여 어드레스 전극 형상을 형성하는 단계;를 포함하여 이루어진다.

본 발명에 따른 플라즈마 디스플레이 패널 및 그 제조 방법은, 저가의 알루미늄으로 버스 전극 및 어드레스 전극을 형성할 수 있음에 따라, 제조 단가를 낮출 수 있는 효과가 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.

한편, 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "상에" 형성 또는 위치한다 고 할 때, 이는 다른 부분의 바로 위에 형성되어 직접 접촉하는 경우뿐만 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 존재하는 경우도 포함하는 것을 이해하여야 한다.

본 발명에 따른 플라즈마 디스플레이 패널은, 전면 기판과 배면 기판이 격벽을 사이에 두고 합착되어 이루어진다. 이하, 도면을 참조하여 본 발명에 따른 플라즈마 디스플레이 패널의 일 실시예를 설명한다.

본 발명을 설명하기 앞서, 기존의 버스 전극 및 어드레스 전극은 통상적으로 고가의 은(이하, 'Ag') 분말을 이용한 오프셋 인쇄 방법으로 형성된다.

그러나, 상기와 같은 Ag는 고가의 재료이고, 상기 Ag의 가격이 상승할수록, 플라즈마 디스플레이 패널의 제조 단가도 상승할 수 밖에 없는 문제점이 있다.

따라서, 본 발명에서는 버스 전극 및 어드레스 전극을 저가의 알루미늄(Al)으로 형성하는 과정을 제시한다.

도 1은 본 발명에 따른 플라즈마 디스플레이 패널의 방전 셀 구조를 나타낸 도면이다.

도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 플라즈마 디스플레이 패널(Plasma Display Panel; 이하 'PDP')는 어노딕 접착(anodic bonding) 기법을 이용하여 알루미늄(이하, 'Al')으로 형성된 버스 전극(180)과, 어드레스 전극(120)을 구비한다.

즉, 전면 기판(170) 상에는 어노딕 접착 기법으로 이용하여 Al으로 형성된 버스 전극(180)이 형성된다.

이때, 본 발명에 따른 버스 전극(180)은 ITO 물질을 사용하지 않고, 기존의 스캔 전극 및 유지 전극 기능을 일체화한 ITO-less 구조로 형성된다.

상술한 Al형 버스 전극(180)의 형성 과정은 이하의 도 5에서 상세히 설명한다.

그리고, 상기 ITO-less 형태의 Al형 버스 전극(180)을 덮으면서 전면 기판(170) 상에 제1 유전체 층(190)이 형성된다. 여기서, 제1 유전체 층(190)은 투명한 저융점 유리를 포함하여 이루어지며, 구체적인 조성은 후술한다.

그리고, 제1 유전체 층(190) 상에는 산화 마그네슘 등으로 이루어진 보호막이 형성되어, 방전 시 (+) 이온의 충격으로부터 유전체를 보호하고, 2차 전자 방출을 증가시키기도 한다. 이하의 도 5에서 보호막을 상세히 설명한다.

한편, 배면 기판(110)의 일면에는 상기 버스 전극(180)과 교차하는 방향을 따라 본 발명에 따른 Al형 어드레스 전극(120)이 형성된다.

즉, 어드레스 전극(120) 역시, 본 발명에 따라, 어노딕 접착(anodic bonding) 기법을 이용하여 알루미늄(이하, 'Al')으로 형성된다.

상술한 Al형 어드레스 전극(120)의 형성 과정은 이하의 도 8에서 상세히 설명한다.

그리고, 상기 Al형 어드레스 전극(120)을 덮으면서 배면 기판(110)의 전면에 백색의 제2 유전체 층(130)이 형성된다.

제2 유전체 층(130)은 인쇄법 또는 필름 라미네이팅(laminating) 방법에 의하여 도포된 후, 소성 공정을 통하여 완성된다.

그리고, 제2 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.

그리고, 상기 전면 기판(170)과 배면 기판(110)이 격벽(140)을 사이에 두고 접합되는데, 기판의 외곽에 구비된 실링재를 통하여 접합된다.

그리고, 전면 기판(170)과 배면 기판(110)은 구동 장치와 연결되어 있다.

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

도 2에 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 기판(170)과 배면 기판(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 3은 일반적인 테이프 캐리어 패키지의 기판 배선 구조를 나타낸 도면이다.

도 3에 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 4는 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 데이터 드라이터와 스캔 드라이버와 서스테인 드라이버 등으로 이루어진다. 여기서, 데이터 드라이버는 어드레스 전극에 연결되어 데이터 펄스를 인가한다. 그리고, 스캔 드라이버는 버스 전극(180)의 전체 영역 중 스캔 전극에 해당하는 영역과 연결되어 상승 램프 파형(Ramp-up), 하강 램프 파형(Ramp-down), 스캔 펄스(scan) 및 서스테인 펄스를 공급한다. 또한, 서스테인 드라이버는 버스 전극(180)의 전체 영역 중 유지 전극에 해당하는 영역과 연결되어 서스테인 펄스와 DC 전압을 인가한다.

그리고, 플라즈마 디스플레이 패널은 리셋 기간, 어드레스 기간 및 서스테인 기간으로 나뉘어 구동된다. 리셋 기간에는 버스 전극(180)의 전체 영역 중 스캔 전극에 해당하는 영역에 상승 램프 파형(Ramp-up)이 동시에 인가된다. 그리고, 어드레스 기간에는 부극성 스캔 펄스(scan)가 상기 버스 전극(180)의 전체 영역 중 스캔 전극에 해당하는 영역에 순차적으로 인가되며, 동시에 스캔 펄스와 동기되어 어드레스 전극들에 정극성의 데이터펄스가 인가된다. 또한, 서스테인 기간에는 버스 전극(180)의 전체 영역 중 스캔 전극에 해당하는 영역과 유지 전극에 해당하는 영역에 교번적으로 서스테인 펄스(sus)가 인가된다.

이하, 도 5 내지 도 7을 참조하여, 본 발명에 따른 플라즈마 디스플레이 패널의 전면 기판 제조 과정 및 Al형 버스 전극 제조 과정에 대해 상세히 설명한다.

도 5a 내지 5h는 본 발명에 따른 플라즈마 디스플레이 패널의 전면 기판 제조 방법을 나타낸 일 실시예 공정 순서도이다.

도 6a 내지 도 6c는 마이크로 블레이드 또는 워터젯을 이용하여 버스 전극을 제조하는 과정을 나타낸 일 실시예 공정 순서도이다.

도 7a 내지 도 7c는 지그(Jig) 및 Al의 연성을 이용하여 버스 전극을 제조하는 과정을 나타낸 일 실시예 공정 순서도이다.

먼저, 도 5a 내지 5h를 참조하여 본 발명에 따른 플라즈마 디스플레이 패널의 전면 기판(100) 제조 방법을 설명하면 다음과 같다.

먼저, 도 5a에 도시된 바와 같이, 전면 기판(170) 상에 PDP의 반사율 저감 및 콘트라스트 향상을 위한 블랙층(181)을 형성한다.

이때, 블랙층(181)은 매트릭스 형태가 될 수 있고, 블랙층(181)에는 본 발명에 따라 어노딕 접착 기법에 의해 버스 전극(180) 형성을 위한 Al 박막과 접착될 경우, 상기 Al 박막과의 접착력을 높히기 위한 Na₂O가 첨가된다.

즉, 본 발명에 따른 블랙층(181)은 20 내지 60 wt%의 ZnO와, 10 내지 50 wt%의 B₂O₃와, 5 내지 30 wt%의 BaO와, 0.5 내지 12 wt%의 Na₂O와, 2 내지 10 wt%의 흑색 안료가 혼합한 물질을 전면 기판(170)에 도포하고, 250 내지 550도의 온도로 소성하여 형성할 수 있다.

이때, 상기 흑색 안료는 CoO, CuO, CrO 중 적어도 어느 하나가 될 수 있다.

그 다음으로, 도 5b에 도시된 바와 같이, 어노딕 접착 기법을 이용하여 블랙층(181) 상에 본 발명에 따른 버스 전극 형성을 위한 Al 박막(180)을 접착한다.

도 5c를 참조하면, 상기 블랙층(181)에는 어노딕 접착 기법의 접착력을 상승시키는 Na₂O가 첨가되어 있다.

즉, 전면 기판(170)에 캐소드(cathode) 전극을 연결하여 전압을 인가하고, Al 박막(180)에 어노드(anode) 전극을 연결하여 전압을 인가하면, Na⁺ 이온이 캐소드 전극 방향으로 유도되고, 블랙층(181)의 상층부에는 알칼리 감소(depletion) 영역이 발생된다.

상기와 같은, 블랙층(181) 상층부에 발생된 알칼리 감소 영역에는 O₂ ^-와, 공공(vacancy)이 생성된다. 이때, Al 박막(180)의 Al 이온이 블랙층(181)의 상층부에서 생성된 O와 결합되어 Al₂O₃ 층이 형성되고, 공공(vacancy) 자리에 Al 이온이 침투되어 Al 박막(180)과 블랙층(181)이 서로 접착되는 것이다.

그 다음으로, 도 5d 내지 도 5f를 참조하여, 상기와 같은 Al 박막(180)을 ITO-less 형태의 버스 전극으로 형성하는 과정에 대해 상세히 설명한다.

먼저, 도 5d에 도시된 바와 같이, Al 박막(180) 상에 버스 전극 패턴 형성을 위해 라미네이팅 된 포토레지스트 필름(182)을 위치시키고, 노광 및 현상 공정을 수행하면, Al 박막(180)의 영역 중 빛을 조사받지 못한 부분만 남아서 ITO-less의 버스 전극(180)이 형성된다.

이때, 상기 Al 박막(180)의 두께는 3 내지 10㎛가 바람직하다.

그 다음으로, 도 5e 및 도 5f에 도시된 바와 같이, 블랙층(181)의 영역 중 버스 전극(180)이 형성되지 않은 부분에 에칭 공정을 수행하면, 블랙층(181)의 영역 중 버스 전극(180)이 형성되지 않은 부분이 제거되어, 최종 ITO-less의 버스 전극(180)을 완성한다.

이때, 상기 에칭 공정은 H₃PO₄계 화학산(acid chemical)을 이용하여 에칭할 수 있다.

즉, 45도 내지 50도의 온도 환경 내에서 50 내지 80 vol%의 H₃PO₄와, 10 내지 20 vol%의 HNO₃와, 30 내지 50 vol%의 H₂O를 혼합한 용액을 이용하여 상기 블랙층(181)의 영역 중 버스 전극(180)이 형성되지 않은 부분에 에칭 공정을 수행할 수 있다.

그러나, 도 5e 및 도 5f의 공정으로 식각을 수행할 경우, Al형 버스 전극(180)이 기존의 Ag형 버스 전극보다 두께의 상승이 발생될 수 있고, 등방 식각에 의해서 사이드 식각(side etching)이 발생될 수 있는 문제점이 있을 수 있다.

따라서, 본 발명은 도 6a 내지 도 6c에 도시된 바와 같이, 마이크로 블레이드(183) 또는 워터젯(184)을 이용하여 도 5e 및 도 5f의 식각 공정을 보다 빠르게 수행할 수 있고, 사이드 식각의 발생 빈도를 감소시킬 수 있다.

먼저, 도 6a에 도시된 바와 같이, 어노딕 접착 기법을 통해 블랙층(181) 상에 Al 박막(180)이 접착된 상태에서, 마이크로 블레이드(183)를 이용하여 Al 박막(180)의 에칭될 부분에 틈(chasm)(185)을 형성하거나, 또는 워터젯(184)을 이용하여 Al 박막(180)의 에칭될 부분에 물을 분사하여 틈(chasm)(185)을 형성한다.

상기와 같이, Al 박막(180)의 에칭될 부분에 틈(chasm)(185)이 형성되면, 도 6b 및 도 6c에 도시된 바와 같이, 노광/현상 공정 및 에칭 공정 수행 시에 Al 박막(180)의 에칭되는 부분의 두께가 줄어 들어, 보다 빠르게 버스 전극(180)을 형성 할 수 있다.

또한, 7a 내지 도 7c에 도시된 바와 같이, Al의 연성을 이용하여 버스 전극(180)을 형성할 수 있다.

즉, 도 7a에 도시된 Al 와이어(180)는 어노딕 접착 기법에 의해 전면 기판(170)에 접착된 상태이고, Al의 내부에는 블랙층 역할을 하는 흑색 안료가 첨가된다.

상기와 같은, Al 와이어(180)의 양측면을 지그(186)에 연결한 후, 상기 지그(186)를 당겨서 상기 Al 와이어(180)를 늘여 당긴다.

그 다음으로, 도 7b 및 도 7c에 도시된 바와 같이, 롤러(186)를 이용하여 상기 지그(186)에 의해 늘어난 Al 와이어(180)를 압연하면, 본 발명에 따른 버스 전극(180)이 형성된다.

이상, 도 6 및 도 7을 참조하여, 본 발명에 따른 Al형의 ITO-less 버스 전극(180) 형성 과정에 대해 상세히 설명하였다.

그러나, 도 5a 내지 도 5f, 도 6 및 도 7에는 본 발명에 따른 버스 전극(180)이 ITO-less 구조인 것을 설명하였으나 본 발명을 이에 한정하는 것은 아니다. 즉, 도 5a 내지 도 5f, 도 6 및 도 7에는 도시되지 않았으나, 전면 기판(170) 상에 스캔 및 서스테인 전극을 형성한 후에, 상기 스캔 및 서스테인 전극 상에 블랙층(181) 및 Al 박막(180)을 적층하여 ITO 구조의 버스 전극을 형성할 수도 있는 것이다.

한편, 도 5g에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따라 형성된 Al형 버스 전 극(180) 상에 제2 유전체 층(190)을 형성한다.

상기 제2 유전체 층(190)은 모상 유리 조성물을 도가니에서 용융시키고, 상기 용융된 제2 유전체 층(190)의 조성물의 유리를 냉각시켜 얇은 플레이트 형상으로 형성시키고, 상기 형성된 플레이트 형상을 분쇄하여 유리 분말을 얻는다.

상기와 같이 얻어진 유리 분말을 비히클(vehicle) 및/또는 바인더(binder)와 혼합하여 페이스트(paste)를 만들고, 상기 페이스트를 통상의 인쇄법에 의해 제2 유전체 층(190)을 형성한다.

한편, 상기 페이스트를 기초로 하여 필름(dry film)을 제조하고 이를 라미네이팅(laminating)함으로써 제2 유전체 층(190)을 형성할 수도 있다. 이렇게 제2 유전체 층(190)이 형성되면 540 내지 580℃에서 소성 공정을 거침으로써 제2 유전체 층(190)이 완성된다.

이어서, 도 5h에 도시된 바와 같이 제2 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 8a 내지 8g는 본 발명에 따른 플라즈마 디스플레이 패널의 배면 기판 제조 방법을 나타낸 일 실시예 공정 순서도이다.

도 9a 내지 도 9c는 마이크로 블레이드 또는 워터젯을 이용하여 어드레스 전극을 제조하는 과정을 나타낸 일 실시예 공정 순서도이다.

도 10a 내지 도 10c는 지그(Jig) 및 Al의 연성을 이용하여 어드레스 전극을 제조하는 과정을 나타낸 일 실시예 공정 순서도이다.

먼저, 도 8a 내지 8g를 참조하여 본 발명에 따른 플라즈마 디스플레이 패널의 전면 기판(100) 제조 방법을 설명하면 다음과 같다.

먼저, 도 8a에 도시된 바와 같이, 상술한 어노딕 접착 기법을 이용하여 배면 기판(110) 상에 본 발명에 따른 어드레스 전극 형성을 위한 Al 박막(120)을 접착한다. 이때, 상기 어드레스 전극 형성을 위한 Al 박막(120)의 두께는 3 내지 10㎛이 바람직하다.

이때, 배면 기판(110)내에는 도 5에서 상술한 바와 같이, 상기 Al 박막(120)과의 접착력을 높히기 위한 Na₂O가 첨가될 수도 있다.

그 다음으로, 도 8b에 도시된 바와 같이, Al 박막(120) 상에 어드레스 전극 패턴 형성을 위해 라미네이팅 된 포토레지스트 필름(182)을 위치시키고, 노광 및 현상 공정을 수행하면, Al 박막(120)의 영역 중 빛을 조사받지 못한 부분만 남는다.

그 다음으로, 상기 노광 및 현상된 Al 박막(121)의 영역 중 어드레스 전극(120)이 형성되지 않은 부분에 에칭 공정을 수행하면, 최종 어드레스 전극(120)이 완성된다.

이때, 상기 에칭 공정은 H₃PO₄계 화학산(acid chemical)을 이용하여 에칭할 수 있다.

즉, 45도 내지 50도의 온도 환경 내에서 50 내지 80 vol%의 H₃PO₄와, 10 내 지 20 vol%의 HNO₃와, 30 내지 50 vol%의 H₂O를 혼합한 용액을 이용하여 상기 블랙층(181)의 영역 중 어드레스 전극(120)이 형성되지 않은 부분에 에칭 공정을 수행할 수 있다.

그러나, 도 8b의 공정으로 식각을 수행할 경우, Al형 어드레스 전극(180)이 기존의 Ag형 어드레스 전극보다 두께의 상승이 발생될 수 있고, 등방 식각에 의해서 사이드 식각(side etching)이 발생될 수 있는 문제점이 있을 수 있다.

따라서, 본 발명은 도 9a 내지 도 9c에 도시된 바와 같이, 마이크로 블레이드(183) 또는 워터젯(184)을 이용하여 도 8b의 식각 공정을 보다 빠르게 수행할 수 있고, 사이드 식각의 발생 빈도를 감소시킬 수 있다.

먼저, 도 9a에 도시된 바와 같이, 어노딕 접착 기법을 통해 배면 기판(110) 상에 Al 박막(120)이 접착된 상태에서, 마이크로 블레이드(183)를 이용하여 Al 박막(120)의 에칭될 부분에 틈(chasm)(121)을 형성하거나, 또는 워터젯(184)을 이용하여 Al 박막(120)의 에칭될 부분에 물을 분사하여 틈(chasm)(121)을 형성한다.

상기와 같이, Al 박막(120)의 에칭될 부분에 틈(chasm)(121)이 형성되면, 도 9b 및 도 9c에 도시된 바와 같이, 노광/현상 공정 및 에칭 공정 수행 시에 Al 박막(120)의 에칭되는 부분의 두께가 줄어 들어, 보다 빠르게 어드레스 전극(120)을 형성할 수 있다.

또한, 10a 내지 도 10c에 도시된 바와 같이, Al의 연성을 이용하여 어드레스 전극(120)을 형성할 수 있다.

즉, 도 10a에 도시된 Al 와이어(120)는 어노딕 접착 기법에 의해 배면 기판(110)에 접착된 상태이다.

상기와 같은, 어드레스 전극 형성을 위한 Al 와이어(120)의 양측면을 지그(186)에 연결한 후, 상기 지그(186)를 당겨서 상기 Al 와이어(120)를 늘여 당긴다.

그 다음으로, 도 10b 및 도 10c에 도시된 바와 같이, 롤러(186)를 이용하여 상기 지그(186)에 의해 늘어난 Al 와이어(120)를 압연하면, 본 발명에 따른 어드레스 전극(120)이 형성된다.

이상, 도 9 및 도 10을 참조하여, 본 발명에 따른 Al형의 어드레스 버스 전극(120) 형성 과정에 대해 상세히 설명하였다.

한편, 도 8c에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 Al형 어드레스 전극(120)이 형성된 배면 기판(110) 상에 백색의 제2 유전체 층(130)을 형성한다.

이하, 본 발명에 따른 제2 유전체 층(130)은 상술한 제1 유전체 층(190)의 조성물 및 제조 과정이 동일하다.

이어서, 도 8d 내지 8f에 도시된 바와 각각의 방전 셀을 구분하기 위한 격벽을 형성한다.

이때, 상기 격벽의 재료(140a)는 모상 유리와 충진재(filler)를 포함하여 이루어진다.

상기와 같은, 격벽 재료(140a)에 비히클(바인더 및/또는 솔벤트 포함)를 혼합하여 격벽 제조용 페이스트를 만든 후, 상기 격벽 제조용 페이스트를 상기 제2 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 8g에 도시된 바와 같이, 상기 제2 유전체 층(130) 중 방전 공간에 접하는 면과, 상기 격벽(140)의 측면에 형광체(150a, 150b, 150c)를 도포하여 형광체 층(150)을 형성한다.

즉, 상기 형광체층(250)은 각각의 방전 셀에 따라 R,G,B의 형광체가 차례로 도포되는데, 스크린 인쇄법이나 감광성 페이스트법으로 도포된다.

이때, 상기 적색(R) 형광 물질로 (Y, Gd)BO³:Eu3⁺ 을 사용하고, 녹색(G) 형광 물질로는 Zn₂SiO₄:Mn2⁺ 을 사용하고, 청색(B) 형광 물질로는 BaMgAl₁₀O₁₇:Eu2⁺ 를 많이 사용한다.

그 다음으로, 도 5의 과정에 의해 완성한 전면 기판(170)을 상기 격벽(140)을 사이에 두고 상기 배면 기판(110)과 접합하고 실링하고, 내부의 불순물 등을 배기한 후, 상기 격벽(140)내의 방전 셀에 Xe+Ne 또는 Xe+He 또는 Xe+Ne+He의 방전 가스(160)를 주입한 후 봉입하면, 도 1과 같은 본 발명의 플라즈마 디스플레이 패널이 완성된다.

이하에서, 전면 기판(170)과 배면 기판(110)의 실링 공정을 상세히 설명한다.

상기 실링 공정은 통상적으로 스크린 인쇄법, 디스펜싱법 등으로 수행된다.

상기 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, 상기 디스펜싱법은 스크린 마스크 제작에 사용되는 CAD 배선 데이터를 이용하여, 후막 페이스트를 공기 압력을 이용하여 기판상에 직접 토출하여 실링재를 형성하는 방법이다. 디스펜싱법은 마스크의 제작비용이 절감되고, 후막의 형상에 큰 자유도를 가질 수 있는 장점이 있다.

도 11a는 플라즈마 디스플레이 패널의 전면 기판과 배면 기판을 합착하는 공정을 나타낸 도면이다.

도 11b는 도 11a의 A-A'의 단면도이다.

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. 상기 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(170) 또는 배면 기판(110)에 접착하여 사용할 수도 있다. 그리고, 에이징 공정을 통하여 소정 온도에서 보호막 등의 특성을 향상시킨다.

그리고, 전면 기판(170) 상에 전면 필터(300)를 형성할 수 있다.

상기 전면 필터는 본 발명에 따른 전면 기판(170) 내부에 전자파 차폐를 위한 도전성 메쉬층(191)이 형성되었기 때문에, 전자파 차폐 기능이 구비되지 않고, 근적외선 차폐층, 색보정층 및 반사방지층 등이 형성될 수도 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.

도 1은 본 발명에 따른 플라즈마 디스플레이 패널의 방전 셀 구조를 나타낸 도면이다.

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

도 3은 일반적인 테이프 캐리어 패키지의 기판 배선 구조를 나타낸 도면이다.

도 4는 본 발명에 따른 플라즈마 디스플레이 장치의 또 다른 실시예를 모식적으로 나타낸 도면이다.

도 5a 내지 5h는 본 발명에 따른 플라즈마 디스플레이 패널의 전면 기판 제조 방법을 나타낸 일 실시예 공정 순서도이다.

도 6a 내지 도 6c는 마이크로 블레이드 또는 워터젯을 이용하여 버스 전극을 제조하는 과정을 나타낸 일 실시예 공정 순서도이다.

도 7a 내지 도 7c는 지그(Jig) 및 Al의 연성을 이용하여 버스 전극을 제조하는 과정을 나타낸 일 실시예 공정 순서도이다.

도 8a 내지 8g는 본 발명에 따른 플라즈마 디스플레이 패널의 배면 기판 제조 방법을 나타낸 일 실시예 공정 순서도이다.

도 9a 내지 도 9c는 마이크로 블레이드 또는 워터젯을 이용하여 어드레스 전극을 제조하는 과정을 나타낸 일 실시예 공정 순서도이다.

도 10a 내지 도 10c는 지그(Jig) 및 Al의 연성을 이용하여 어드레스 전극을 제조하는 과정을 나타낸 일 실시예 공정 순서도이다.

도 11a는 플라즈마 디스플레이 패널의 전면 기판과 배면 기판을 합착하는 공정을 나타낸 도면이다.

도 11b는 도 11a의 A-A'의 단면도이다.

Claims (16)

1. 기판 상에 형성된 적어도 하나의 버스 전극과, 상기 버스 전극 상에 형성된 제1 유전체 층과, 상기 제1 유전체 층 상에 형성되는 보호막을 순차적으로 구비한 제1 기판; 및

   격벽을 사이에 두고 상기 제1 기판과 합착되며, 기판 상에 형성된 복수개의 어드레스 전극과, 상기 어드레스 전극 상에 형성된 제2 유전체 층 및 형광체 층을 순차적으로 구비한 제2 기판;을 포함하고,

   상기 버스 전극 및 어드레스 전극은, 어노딕 본딩(anodic bonding)을 이용하여 알루미늄(이하, 'Al')으로 형성된 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널.
2. 제1 항에 있어서,

   상기 기판과 버스 전극 사이에 형성되는 블랙층;을 더 포함하여 이루어지는 플라즈마 디스플레이 패널.
3. 제2 항에 있어서,

   상기 블랙층에는, 상기 버스 전극의 어노딕 본딩을 위한 Na₂O가 첨가된 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널.
4. 제3 항에 있어서, 상기 블랙층은,

   20 내지 60 wt%의 ZnO;

   10 내지 50 wt%의 B₂O₃;

   5 내지 30 wt%의 BaO;

   0.5 내지 12 wt%의 Na₂O; 및

   2 내지 10 wt%의 흑색 안료;를 포함하여 이루어지는 플라즈마 디스플레이 패널.
5. 제4 항에 있어서,

   상기 흑색 안료는, CoO, CuO, CrO 중 적어도 어느 하나인 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널.
6. 제1 기판 상에 어노딕 본딩(anodic bonding)을 이용하여 알루미늄(이하, 'Al')으로 적어도 하나의 버스 전극을 형성하는 단계;

   상기 버스 전극 상에 순차적으로 제1 유전체 층 및 보호막을 형성하여 상기 제1 기판을 완성하는 단계;

   제2 기판 상에 상기 어노딕 본딩을 이용하여 Al으로 적어도 하나의 어드레스 전극을 형성하는 단계;

   상기 어드레스 전극 상에 순차적으로 제2 유전체 층과, 격벽 및 형광체 층을 형성하여 상기 제2 기판을 완성하는 단계; 및

   상기 격벽을 사이에 두고 제1 및 제2 기판을 합착하는 단계;를 포함하여 이루어지는 플라즈마 디스플레이 패널의 제조 방법.
7. 제6 항에 있어서,

   상기 제1 기판과 버스 전극 사이에 블랙층을 형성하는 단계;를 더 포함하여 이루어지는 플라즈마 디스플레이 패널의 제조 방법.
8. 제7 항에 있어서,

   상기 블랙층에는, 상기 버스 전극의 어노딕 본딩을 위한 Na₂O가 첨가된 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널의 제조 방법.
9. 제8 항에 있어서, 상기 블랙층 형성 단계는,

   20 내지 60 wt%의 ZnO와, 10 내지 50 wt%의 B₂O₃와, 5 내지 30 wt%의 BaO와, 0.5 내지 30 wt%의 Na₂O와, 2 내지 10 wt%의 흑색 안료가 혼합된 페이스트를 제1 기판 상에 도포하는 단계; 및

   상기 도포된 물질을 소성하는 단계;를 포함하여 이루어지는 플라즈마 디스플레이 패널의 제조 방법.
10. 제9 항에 있어서,

    상기 흑색 안료는, CoO, CuO, CrO 중 적어도 어느 하나인 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널의 제조 방법.
11. 제6 항에 있어서, 상기 버스 전극 형성 단계는,

    어노딕 본딩을 이용하여 제1 기판 상에 Al 박막을 접착하는 단계; 및

    상기 Al 박막 상에 포토레지스트 필름을 라미네이팅한 후 노광/현상하여 버스 전극의 패턴을 형성하는 단계;를 포함하여 이루어지는 플라즈마 디스플레이 패널의 제조 방법.
12. 제11 항에 있어서, 상기 패턴 형성 단계는,

    상기 Al 박막 상에 상기 버스 전극 패턴 형성을 위한 포토레지스트 필름을 위치시키는 단계;

    마이크로 블레이드 또는 워터젯을 이용하여 상기 Al 박막의 영역 중 노출된 영역에 틈(chasm)을 형성하는 단계; 및

    상기 포토레지스트 필름에 노광/현상하여 버스 전극의 패턴을 형성하는 단계;를 포함하여 이루어지는 플라즈마 디스플레이 패널의 제조 방법.
13. 제6 항에 있어서, 상기 버스 전극 형성 단계는,

    어노딕 본딩을 이용하여 제1 기판 상에 다수개의 Al 와이어를 접착하는 단계;

    상기 Al 와이어들의 양측면을 지그(jig)에 연결하는 단계;

    상기 지그를 이용하여 상기 Al 와이어들을 잡아당겨 늘이는 단계; 및

    롤러를 이용하여 상기 늘어난 Al 와이어들을 압연하여 버스 전극 형상을 형성하는 단계;를 포함하여 이루어지는 플라즈마 디스플레이 패널의 제조 방법.
14. 제6 항에 있어서, 상기 어드레스 전극 형성 단계는,

    어노딕 본딩을 이용하여 제2 기판 상에 Al 박막을 접착하는 단계; 및

    상기 Al 박막 상에 포토레지스트 필름을 라미네이팅한 후 노광/현상하여 어드레스 전극의 패턴을 형성하는 단계;를 포함하여 이루어지는 플라즈마 디스플레이 패널의 제조 방법.
15. 제14 항에 있어서, 상기 패턴 형성 단계는,

    상기 Al 박막 상에 상기 어드레스 전극 패턴 형성을 위한 포토레지스트 필름을 위치시키는 단계;

    마이크로 블레이드 또는 워터젯을 이용하여 상기 Al 박막의 영역 중 노출된 영역에 틈(chasm)을 형성하는 단계; 및

    상기 포토레지스트 필름에 노광/현상하여 어드레스 전극의 패턴을 형성하는 단계;를 포함하여 이루어지는 플라즈마 디스플레이 패널의 제조 방법.
16. 제6 항에 있어서, 상기 어드레스 전극 형성 단계는,

    어노딕 본딩을 이용하여 제2 기판 상에 다수개의 Al 와이어를 접착하는 단계;

    상기 Al 와이어들의 양측면을 지그(jig)에 연결하는 단계;

    상기 지그를 이용하여 상기 Al 와이어들을 잡아당겨 늘이는 단계; 및

    롤러를 이용하여 상기 늘어난 Al 와이어들을 압연하여 어드레스 전극 형상을 형성하는 단계;를 포함하여 이루어지는 플라즈마 디스플레이 패널의 제조 방법.

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