KR20110069974A - 플라즈마 디스플레이 패널 및 그 제조방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 플라즈마 디스플레이 패널은, 전면기판과 후면기판을 갖는 플라즈마 디스플레이 패널에 있어서, 상기 후면기판 상에 형성된 복수개의 어드레스전극: 상기 어드레스전극을 포함한 후면기판 상에 형성된 유전체층; 상기 유전체층 상의 격벽 형성 영역 상에 형성된 격벽; 및 상기 격벽의 표면 상에 스프레이(spray)법에 의해 도포된, 콘트라스트를 높이기 위한 안료층을 포함하는 것을 특징으로 한다.
플라즈마 디스플레이 패널, 격벽, 안료층, 콘트라스트, 스프레이

Description

플라즈마 디스플레이 패널 및 그 제조방법{plasma display panel and method for fabricating the same}
본 발명은, 플라즈마 디스플레이 패널(plasma display panel)에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 스프레이(spray)법을 이용하여 격벽(barrier)의 표면에 안료층을 콘트라스트를 향상시키도록 한 플라즈마 디스플레이 패널 및 그 제조방법에 관한 것이다.
플라즈마 디스플레이 패널은, 평판형 표시소자의 하나로서, 셀(cell) 내부에서 불활성 혼합가스가 방전을 할 때 발생하는 자외선이 형광체를 발광시킴으로써 화상을 표시하는 표시소자이다. 플라즈마 디스플레이 패널은, 방전방식에 따라 교류(AC)형과 직류(DC)형으로 구분된다. 교류형 플라즈마 디스플레이 패널에서는 3전극 교류 면방전형 플라즈마 디스플레이 패널이 주로 사용되고 있다.
이러한 3전극 교류 면방전형 플라즈마 디스플레이 패널의 일반적인 구조는 도 1에 도시된 바와 같다. 도 1에서는, 후면기판(21)의 표면 상에, 복수개의 어드레스전극(23)이 이격간격을 두고 일방향으로 연장하며 배치되고, 후면기판(21)과 어드레스전극(23) 상에 유전체층(25)이 적층되고, 어드레스전극(23) 사이의 유전체층(25) 상에 격벽(27)이 어드레스전극(23)과 동일방향으로 연장하며 배치되고, 형광체층(29)이 격벽(27)의 상측부를 제외하고 어드레스전극(23), 유전체층(25), 및 격벽(27)의 표면 상에 형성된다. 또한, 전면기판(22)의 표면 상에 투명 도전성 서스테인전극(24)이 이격 간격을 두고 어드레스전극(25)과 교차하는 방향으로 배열되고, 또한 투명 도전성 스캔전극(26)이 서스테인전극(24) 사이의 전면기판(22)의 표면 상에 서스테인전극(24)과 나란한 방향으로 연장하며 배치된다. 서스테인전극(24)의 일부분 상에, 서스테인전극(24)의 저항을 줄이기 위한 버스전극(24a)이 서스테인전극(24)의 길이방향으로 따라가면서 연장하여 배치되고, 스캔전극(26)의 일부분 상에, 스캔전극(26)의 저항을 줄이기 위한 버스전극(26a)이 스캔전극(26)의 길이방향으로 따라가면서 연장하여 배치되고, 서스테인전극(24)과 스캔전극(26) 상에 유전체층(28)이 형성되고, 유전체층(28) 상에 보호층(30)이 형성된다. 한편, 후면기판(21)과 전면기판(22)이 분리된 것처럼 도시되어 있지만, 실제로는 후면기판(21)과 전면기판(22)의 가장자리부가 서로 봉착되어 있음은 자명한 사실이다.
여기서, 격벽(27)은, 방전셀의 가스방전공간을 확보하며, 인접한 방전셀 간의 전기적, 광학적 크로스토크(cross talk)를 방지하는 역할을 하여 표시품질과 발광효율을 위한 중요한 요소이다.
이러한 격벽은, 인쇄법, 에칭(etching)법, 샌드블라스트(sand blast)법 등에 의해 형성될 수 있다. 격벽의 타입에는, 도 1에 도시된 바와 같은 스트라이프타입(stripe type)이거나 매트릭스타입(matrix type)(미도시) 등이 있다. 격벽의 피 치(pitch)와 폭은 설계치에 따라 다양하게 설정될 수가 있다.
그런데, 플라즈마 디스플레이 패널의 대형화, 고정세화에 따라 격벽에 대한 많은 연구가 이루어지고 있다. 특히 콘트라스트(contrast)를 향상시키기 위하여 격벽의 최상단부에만 흑색층을 형성하거나, 흑색 또는 암색 안료로 격벽을 형성하는 방법이 사용되어 왔다.
그러나 격벽의 최상단부에만 흑색층을 형성하는 경우, 격벽의 최상단부에만 흑색층을 형성하는 공정을 진행하는 중에 흑색층이 격벽으로부터 박리되거나, 플라즈마 디스플레이 패널 제품을 사용하는 중에 흑색층이 격벽으로부터 박리되는 문제점이 있었다. 또한, 흑색 또는 암색 안료로 격벽의 전체 또는 일부를 형성하는 경우, 실질적으로 콘트라스트 향상에 기여하지 않는 격벽의 내부까지도 흑색 또는 암색 안료로 형성되므로 격벽 재료의 낭비가 심하였다.
또한 종래의 매트릭스타입의 격벽은, 반사도를 높이기 위하여 백색(white)으로 형성되어 있는데, 이는 콘트라스트를 떨어뜨리는 문제점이 있었다.
따라서 본 발명의 목적은, 격벽의 표면에 안료층을 도포함으로써 콘트라스트를 향상시키는데 있다.
본 발명의 다른 목적은, 격벽 재료의 낭비를 방지하여 원가절감을 이루는데 있다.
이와 같은 목적을 달성하기 위한, 본 발명의 실시예에 따른 플라즈마 디스플레이 패널은, 전면기판과 후면기판을 갖는 플라즈마 디스플레이 패널에 있어서, 상기 후면기판 상에 형성된 복수개의 어드레스전극: 상기 어드레스전극을 포함한 후면기판 상에 형성된 유전체층; 상기 유전체층 상의 격벽 형성 영역 상에 형성된 격벽; 및 상기 격벽의 표면 상에 도포된, 콘트라스트를 높이기 위한 안료층을 포함하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 안료층은, 스프레이법에 의해 상기 격벽의 표면 상에 도포될 수 있다.
바람직하게는, 상기 안료층은, 흑색, 갈색, 청색을 포함하는 암색을 띄는 성분으로 형성될 수 있다.
바람직하게는, 상기 안료층의 두께는, 5㎛~10㎛ 범위에 있는 것이 가능하다.
또한, 이와 같은 목적을 달성하기 위한, 본 발명의 실시예에 따른 플라즈마 디스플레이 패널의 제조방법은, 후면기판 상에 복수개의 어드레스전극을 형성하는 단계: 상기 어드레스전극을 포함한 후면기판 상에 유전체층을 형성하는 단계; 상기 유전체층 상의 격벽 형성 영역 상에 격벽을 형성하는 단계; 및 상기 격벽의 표면 상에, 콘트라스트를 높이기 위한 안료층을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 안료층을, 스프레이법에 의해 상기 격벽의 표면 상에 도포할 수 있다.
본 발명에 따르면, 격벽 재료의 낭비를 방지하여 원가절감을 이룰 수 있을 뿐 아니라 콘트라스트를 향상시킬 수가 있다. 또한 격벽 상의 안료층을 다양한 색상으로 구현하여 격벽을 다양한 색상으로 구현할 수 있다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 플라즈마 디스플레이 패널을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.
도 2는, 본 발명의 실시예에 따른 플라즈마 디스플레이 패널의 격벽을 나타낸 단면구조도이다.
도 2를 참조하면, 플라즈마 디스플레이 패널의 후면기판(40) 상에 하지막(41)이 적층되고, 하지막(41) 상에, 복수개의 어드레스전극(43)이 배열되고, 하 지막(41)과 어드레스전극(43) 상에 유전체층(45)이 적층되고, 유전체층(45) 상의 격벽 형성 영역에 격벽(47)이 배치되고, 유전체층(45) 및 격벽(47)의 표면 상에 안료층(49)이 도포되어 있다.
여기서, 안료층(49)은, 예를 들어 스프레이(spray)법 등에 의해 도포될 수 있다. 안료층(49)의 색상을 흑색으로 구현하기 위하여, 구리(Cu), 망간(Mn)의 화합물을 사용할 수 있으며, 크롬(Cr)이 첨가될 수도 있다.
격벽(47)의 색상에 따른 안료층(49)의 안료 및 플릿글래스의 조성비가 달라질 수 있다. 예를 들어, 격벽(47)의 색상을 흑색화시킨다면, 구리(Cu), 망간(Mn)의 조성계로서 그 성분비가 적절히 이루어진다. 즉, 슬러리 상태의 안료는, 안료 1~4%(Cu:Mn의 함량비는 흑색 농도에 따라 상이하다. 일반적으로 Cu:Mn의 비를 1:1 기준으로 하되, 흑색의 진함에 따라서 구리(Cu)의 함량을 망간(Mn)보다 더 첨가를 시킬 수가 있다)와, 플릿글래스(SiO2+ZnO+BaO+P2O5+SrO) 4~16%와, 결합제(Binder system)(STD 5%~40% + BCA 1%~5% + BC 5~20%) 2~5%와, 용매제(Solvent system)(BCA 5%~10% + BC 3~6%) 75%~92%으로 이루어질 수 있다.
격벽(47)의 색상을 구현하기 위한 안료의 조성은 상이하다.
안료층(49)의 색상을 갈색으로 구현하기 위하여, 티타늄(Ti), 망간(Mn), 안티몬(Sb)의 화합물을 사용할 수가 있다. 격벽의 갈색을 구현하기 위해서는, 철(Fe)+티타늄(Ti)+아연(Zn)의 조성이 함유되며, 그 함량비는 기본적으로, 1:1:1로 하며, 갈색의 농도 구현을 위해서 그 함량비를 상이하게 할 수 있다. 또한, 안료+ 플릿글래스+ 용매제(solvent system)+ 결합제(binder system)은 동일하다.
이와 같이 티타늄(Ti) 및 망간(Mn)의 함량을 적절히 조절함으로써 안료층(49)의 색상을 흑색, 갈색, 청색 등 다양한 색상으로 구현할 수가 있다.
또한, 상기 프릿글래스에 저유전율 재료를 도입함으로써 방전셀의 방전전압을 낮출 수가 있다.
이와 같이 구성되는 플라즈마 디스플레이 패널의 제조방법을 도 3 내지 도 5를 참조하여 설명하기로 한다.
도 3을 참조하면, 먼저, 통상적인 방법을 이용하여, 플라즈마 디스플레이 패널의 투명한 후면기판(40) 상에 유전성 하지막(41)을 적층하고, 하지막(41) 상에, 복수개의 어드레스전극(43)을 이격 간격을 두고 일방향으로 연장하도록 형성하고, 하지막(41)과 어드레스전극(43) 상에 유전체층(45)을 적층한다.
그런 다음, 통상적인 방법을 이용하여 유전체층(45) 상의 격벽 형성 영역에 격벽(47)을 형성한다. 이를 좀 더 상세히 언급하면, PbO를 포함한 모상유리 미분말 또는 PbO를 포함하지 않은 모상유리 미분말에, TiO2, Al2O3 등과 같은 미분말 상태의 산화물을 혼합하여 혼합분말을 형성한다. 여기서, 미분말 상태의 산화물은, 유전체층(45)과 격벽(47)의 반사특성을 향상시키고 유전체층(45)과 격벽(47)의 유전율을 조절하며, 내충격성을 확보한다. 이후에, 상기 혼합분말에 유기용매를 혼합하여 페이스트(paste)를 만든다.
상기 페이스트를 유전체층(45)의 전면 상에 도포하고 나서, 스크린 프린팅(screen printing)법, 에칭법, 샌드블라스팅법, 금형법 등에 의해 유전체층(45) 상의 격벽 형성 영역에 격벽패턴을 형성한다. 이어, 소성공정을 이용하여 상기 격벽패턴을 소성함으로써 격벽(47)을 형성한다.
도 4를 참조하면, 격벽(47)이 형성된 후면기판(40)을 스프레이장치(미도시)에 투입한 후, 스프레이법을 이용하여, 격벽(47)의 표면 상에 안료층(49)을 형성한다. 이를 좀 더 상세히 언급하면, 상기 스프레이장치 내에서 후면기판(40)의 격벽(47)과, 마스크(50)의 개구부(51)가 동일 수직선 상에 위치하도록, 후면기판(40) 상에 마스크(50)를 정합하여 배치하고, 격벽도포용 홀더(H)를 유전체층(45)과 격벽(47)의 경계면에 장착한다.
이러한 상태에서, 스프레이장치의 노즐(60)을, 도시된 바와 같은 화살표의 방향으로 이동하면서 격벽(47)의 표면 상에, 도 3c의 안료층(49)을 위한 슬러리 상태의 안료 화합물(49a)을 전체적으로 일정한 간격을 가지고 균일한 두께로 도포한다. 이때, 격벽(47)의 최종 목표 높이를 120㎛로 설정하였다면, 격벽(47)을 110~115㎛의 높이로 형성시킨다. 격벽(47)을 110~115㎛의 높이로 형성한 후, 스프레이장치의 노즐(60)을 통하여 슬러리 상태의 안료 화합물을 5㎛~ 10㎛ 범위의 두께로 도포한다.
이때, 상기 스프레이되는 안료 화합물에 의해 유전체층(45)이 손상되는 것을 최소화하기 위하여, 마스크(50)를 이용하여 격벽(47)의 표면 상에만 안료층(49)을 도포하는 것이 바람직하다.
여기서, 상기 스프레이되는 안료 화합물은, 안료층(49)의 색상을 구현하기 위한 화합물과 프릿글래스(frit glass)를 유기용매로 혼합한 저점도의 슬러 리(slurry)이다. 안료층(49)의 색상을 흑색으로 구현하기 위하여, 구리(Cu), 망간(Mn)의 화합물을 사용할 수 있다. 이때, 안료 화합물은, 안료 1~4%(Cu:Mn의 함량 비는 흑색 농도에 따라 달라질 수 있다. 일반적으로, Cu:Mn의 함량 비는 1:1을 기준으로 하되, 흑색의 진함에 따라서 구리(Cu)의 함량을 망간(Mn)보다 더 첨가를 시킬 수가 있다) + 플릿글래스(SiO2+ZnO+BaO+P2O5+SrO)4~16% + 결합제(Binder system)(STD 5%~40%+BCA 1%~5%+BC 5~20%) 2~5% + 용매제(Solvent system)(BCA 5%~10%+BC 3~6%) 75%~92%으로 이루어질 수 있다.
안료층(49)의 색상을 갈색으로 구현하기 위하여, 티타늄(Ti), 망간(Mn), 안티몬(Sb)의 화합물을 사용할 수가 있다. 이때, 안료는 1~4%이고, Ti:Mn:Sb의 함량비는 갈색 농도에 달라질 수 있으며, 일반적으로 1:1:1의 함량비를 기준으로 한다.
안료층(49)의 색상을 청색으로 구현하기 위해서는, 코발트(Co), 알루미늄(Al)의 화합물을 사용할 수가 있다. 이때, 안료는 1~4%이고, Co:Al의 함량비는 청색농도에 따라 달라질 수가 있다. 일반적으로, 1:1의 함량비를 기준으로 한다.
그 밖의 조성은 흑색과 동일하다. 티타늄(Ti) 및 망간(Mn)의 함량을 적절히 조절함으로써 안료층(49)의 색상을 갈색에서 흑색으로 변경하거나 다양한 짙은 색상으로 구현하는 것이 가능하다. 상기 프릿글래스에 저유전율 재료를 도입함으로써 방전셀의 방전전압을 낮출 수가 있다.
한편, 스프레이법 대신에 감광법 등과 같은 흑색층을 형성할 수 있는 방법을 적용 가능함은 당연한 사실이다.
도 5를 참조하면, 그런 다음, 안료층(49)이 도포된 후면기판(40)을 상기 스 프레이장치로부터 인출한 후 소성공정을 이용하여 안료층(49)을 소성함으로써 안료층(49)을 최종적으로 완성한다. 따라서 실질적인 격벽은 격벽(47)과 안료층(49)으로 구성된다.
여기서, 안료층(49)의 원하는 색상을 구현하기 위해서는, 소성조건이 중요한 요소가 된다. 즉, 격벽(47)을 흑색화 하기 위해서는 안료층(49)을 산소분위기와 450~550℃의 온도에서 120~150분 동안 소성시킨다.
이후, 안료층(49) 유전체층(45)응상기 구조물 상에 형광체층(미도시)을 형성하는 공정을 포함한 통상적인 공정을 실시하여 후면기판을 완성한다. 이와 관련된 부분은, 본 발명의 요지와 관련성이 적으므로 설명의 편의상 이에 대한 상세한 설명을 생략하기로 한다.
따라서 본 발명의 플라즈마 디스플레이 패널은, 스프레이법을 이용하여 격벽의 표면 상에 안료층을 형성하므로 안료층의 다양한 색상을 구현하기 쉽고 나아가 콘트라스트를 향상시킬 수가 있다. 또한, 안료층의 재료로 프릿글래스를 사용하는 것이 어려움이 없을 뿐 아니라 프릿글래스에 저유전율 재료를 도입함으로써 방전셀의 방전전압을 낮추어 구동마진을 확대할 수 있다. 또한, 안료층의 재료 낭비를 줄여 재료비의 원가절감이 가능하다.
한편, 본 발명은, 도시된 도면과 상세한 설명에 기술된 바람직한 실시예에 관한 내용에 한정되지 아니 하며, 본 발명의 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변형 및 수정도 가능함은 이 분야에 통상의 지식을 가진 자에게는 자명한 사실이다.
도 1은, 일반적인 플라즈마 디스플레이 패널의 구조를 개략적으로 나타낸 사시도이다.
도 2는, 본 발명에 따른 플라즈마 디스플레이 패널의 격벽 구조를 나타낸 단면구조도이다.
도 3 내지 도 5는, 본 발명에 따른 플라즈마 디스플레이 패널의 제조방법을 나타낸 단면공정도이다.

Claims (6)

  1. 전면기판과 후면기판을 갖는 플라즈마 디스플레이 패널에 있어서,
    상기 후면기판 상에 형성된 복수개의 어드레스전극:
    상기 어드레스전극을 포함한 후면기판 상에 형성된 유전체층;
    상기 유전체층 상의 격벽 형성 영역 상에 형성된 격벽;
    상기 격벽의 표면 상에 도포된, 콘트라스트를 높이기 위한 안료층을 포함하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널.
  2. 제1항에 있어서, 상기 안료층은, 스프레이법에 의해 상기 격벽의 표면 상에 도포된 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널.
  3. 제1항에 있어서, 상기 안료층은, 흑색, 갈색, 청색을 포함하는 암색을 띄는 성분으로 형성된 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널.
  4. 제1항에 있어서, 상기 안료층의 두께는, 5㎛~10㎛ 범위에 있는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널.
  5. 후면기판 상에 복수개의 어드레스전극을 형성하는 단계:
    상기 어드레스전극을 포함한 후면기판 상에 유전체층을 형성하는 단계;
    상기 유전체층 상의 격벽 형성 영역 상에 격벽을 형성하는 단계; 및
    상기 격벽의 표면 상에, 콘트라스트를 높이기 위한 안료층을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널의 제조방법.
  6. 제5항에 있어서, 상기 안료층을, 스프레이법에 의해 상기 격벽의 표면 상에 도포하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널의 제조방법.
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