KR100444501B1 - 플라즈마 디스플레이 패널의 하판 및 그의 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 기판과 어드레스전극 사이의 절연특성을 향상시킬 수 있는 플라즈마 디스플레이 패널의 하판 및 그의 제조방법에 관한 것이다.

본 발명에 따른 플라즈마 디스플레이 패널의 하판은 기판 상에 형성되는 유기물층과, 유기물층을 덮도록 상기 기판 상에 형성되는 그린시트와, 그린시트 상에 인쇄되는 어드레스전극과, 어드레스전극을 보호하는 유전체층을 구비하는 것을 특징으로 한다.

이에 따라, 기판과 어드레스전극 사이의 절연특성을 향상시킬 수 있다.

Description

플라즈마 디스플레이 패널의 하판 및 그의 제조방법{Back Plate of Plasma Display Panel and Method of Fabricating Thereof}

본 발명은 플라즈마 디스플레이 패널에 관한 것으로, 특히 기판과 어드레스전극 사이의 절연특성을 향상시킬 수 있는 플라즈마 디스플레이 패널의 하판 및 그의 제조방법에 관한 것이다.

플라즈마 디스플레이 패널(Plasma Display Panel : 이하, "PDP"라 함)은 He+Xe 또는 Ne+Xe 가스의 방전시 발생하는 147nm의 자외선에 의해 형광체를 발광시킴으로써 문자 또는 그래픽을 포함한 화상을 표시하게 된다. 이러한 PDP는 박막화와 대형화가 용이할 뿐만 아니라 최근의 기술 개발에 힘입어 크게 향상된 화질을 제공한다.

도 1을 참조하면, 어드레스전극(2)이 실장된 하부 유리기판(14)과 유지전극쌍(4)이 실장된 상부 유리기판(16)을 구비하는 교류 구동방식의 PDP가 도시되어 있다. 어드레스전극(2)이 실장된 하부 유리기판(14) 상에는 하부 유전체층(18)과 방전셀들을 분할하는 격벽(8)이 형성된다. 유전체층(18)과 격벽(8)의 표면에는 형광체(6)가 도포된다. 형광체(6)는 플라즈마 방전시 발생되는 자외선에 의해 발광함으로써 가시광선이 발생되게 한다. 유지전극쌍(4)이 실장된 상부 유리기판(16)에는 상부 유전체층(12)과 보호막(10)이 순차적으로 형성된다. 상부 유전체층(12)은플라즈마 방전시 벽전하를 축적하게 되고, 보호막(10)은 플라즈마 방전시 가스 이온의 스퍼터링으로부터 유지전극쌍(4)과 상부 유전체층(12)을 보호함과 아울러 이차전자의 방출효율을 높이는 역할을 한다. 이러한 PDP의 방전셀들에는 He+Xe 또는 Ne+Xe의 혼합가스가 봉입된다.

격벽(8)은 방전셀간의 전기적·광학적 크로스토크(Crosstalk)를 방지하는 역할을 한다. 따라서, 격벽(8)은 표시품질과 발광효율을 위한 가장 중요한 요소이며 패널이 대형화·고정세화됨에 따라 격벽에 대한 다양한 연구가 이루어지고 있다. 격벽 제조방법으로는 스크린 프린팅(Screen printing)법, 샌드 블라스팅(Sand blasting)법, 첨가(Additive), 감광성 페이스트법 및 LTCCM(Low Temperature Cofired Ceramic on Metal) 방법 등이 적용되고 있다.

그 중에서 스크린 프린팅법은 공정이 간단하고 제조단가가 낮은 장점이 있으나, 매 인쇄시 스크린과 유리기판(14)의 정렬, 글라스 페이스트의 인쇄 및 건조를 수회 되풀이하는 문제점이 있다. 또한, 스크린과 유리기판의 위치가 어긋나게 되면 격벽이 변형되므로 격벽의 형상 정밀도가 떨어지는 단점이 있다.

샌드 블라스팅법은 대면적의 기판에 격벽을 형성할 수 있는 장점이 있지만 연마제(샌드입자)에 의해 제거되는 글라스 페이스트의 양이 많게 되므로 재료의 낭비와 제조비용이 큰 단점이 있다. 또한, 연마제에 의해 유리기판(14)이 충격을 받게 되어 유리기판(14)이 균열 또는 손상되는 단점이 있다.

첨가법은 대면적의 기판 상에 격벽들(8)을 형성하기에 적합한 장점이 있으나, 포토레지스트와 글라스 페이스트의 분리가 어려워 잔류물이 남게 되거나 격벽성형시 격벽이 허물어지는 문제점이 있다.

LTCCM 방법은 다른 격벽 제조방법에 비하여, 낮은 온도의 고온공정이며 공정이 단순한 장점이 있다.

도 2a 내지 도 2h는 LTCCM법을 이용한 하판 제조방법을 단계적으로 나타낸다. 먼저, 도 2a와 같은 그린시트(30)가 제작된다. 그린시트(30)는 유리분말, 유기용액, 가소제, 결합제, 첨가제 등이 소정 비율로 혼합된다. 예를 들면, 그린시트(30) 내에 ZnO-B₂O₃-MgO-SiO₂, ZnO-B₂O₃-MgO-SiO₂-Al₂O₃의 무기물이 첨가된다. 이러한 조성물을 폴리 에스테르 필름 위에 올려 놓고 닥터 블레이딩(Doctor Blading)을 사용하여 시트 형태로 성형한 후에 건조하여 그린시트(30)를 완성한다. 그린시트(30)가 접합되는 기판(32)의 재료로는 티타늄(Titanum)이 주로 사용된다. 티타늄은 글라스 또는 세라믹 계열의 기판보다 강도, 내열온도가 크기 때문에 다른 글라스, 세라믹 재료보다 얇은 두께로 제작될 수 있으며, 기판(32)의 열적·기계적 변형을 줄일 수 있다. 또한, 티타늄은 반사율이 높기 때문에 기판(32) 쪽으로 투과되는 즉, 백스캐터링(Back scattering)되는 가시광을 표시면 쪽으로 반사시킴으로써 발광효율과 휘도를 높일 수 있는 장점이 있다.

기판(32)과 그린시트(30)의 접합을 위하여 도 2b에 도시된 바와 같이 기판(32) 상에 글레이즈(glaze)를 분사(spray)한 후 500℃∼600℃의 온도에서 소성하여 글레이즈층(34)을 형성한다. 글레이즈층(34)은 접합제 역할을 하며 글레이즈층(34) 상에 도 2c에 도시된 바와 같이 그린시트(30)를 올려 놓고, 라미네이팅 공정을 수행하여 기판(32)과 그린시트(30)를 접합한다. 라미네이션 공정은 기판(32)과 그린시트(30)에 균일한 압력과 온도을 가하면서 접착하는 공정이다.

이어서, 도 2d와 같이 그린시트(30) 상에는 어드레스전극(2)이 인쇄된 후에 건조된다.

어드레스전극(2)이 형성된 기판(32) 상에는 도 2e와 같이 유전체 슬러리가 전면 인쇄된 후 건조됨으로써 전극보호층(37)이 형성된다. 이어서, 기판(32) 상에 접합된 그린시트(30)의 유동성을 높이기 위하여 결합제로 사용되는 유기 결합제 예를 들면, 폴리-비닐-부티랄(Poly-vinyl-butiral ; 이하, "PVB"라 함)의 연화점 부근으로 온도를 가열하게 된다.

그린시트(30)의 유동성이 높아진 상태에서 도 2f와 같이 격벽 반대 형상의 홈(38a)이 형성된 금형(38)을 기판(32) 상에 정렬한다.

그리고 금형(38)은 도 2g와 같이 대략 150kgf/cm²이상의 압력으로 기판(32) 상에 가압된다. 금형(38)의 가압시 그린시트(30)와 전극보호층(37)이 금형(38)의 홈(38a) 내로 이동되어 솟아오르게 된다.

금형(38)이 도 2h와 같이 그린시트(30) 및 전극보호층(37)으로부터 분리된 후에 격벽(8)은 승온, 유지, 냉각 존을 거치면서 소성된다. 이와 같은 소성과정에서 그린시트(30) 내의 유기물들이 타서 없어지는 번아웃(Binder burn out)을 거친 후, 번아웃 이상의 온도에서 무기물들 상에 결정핵이 생성되고 성장된다.

그러나 LTCCM법을 이용한 격벽 제조방법은 기판(32)으로 티타늄을 사용하므로 기판(32)과 어드레스전극(2) 사이에 캐패시터(Capacitor)가 형성된다. 이에 따라, 누설 전류가 발생된다. 누설 전류의 발생을 방지하기 위하여 먼저 그린시트(30)의 재료를 가능한 낮은 유전율을 가지는 재료를 사용하거나 비어있는 공간이 많은 포러스한(porous) 재료를 사용한다. 이 때, 낮은 유전율을 가지는 재료를 사용할 경우, 열팽창계수를 조절하기 어려움과 아울러 고온에서 열처리하기가 어렵기 때문에 유전율이 낮은 세라믹 유리분말을 만들기가 쉽지 않다. 또한, 포러스한 재료를 사용하는 경우 격벽의 기밀성이 좋지 않아 쉽게 허물어지게 된다.

따라서, 기판(32)과 어드레스전극(2) 사이에 형성되는 캐패시터의 정전용량값의 발생을 방지하기 위해 그린시트(30)의 두께를 두껍게 하여 기판(32)과 어드레스전극(2) 사이의 거리를 멀게 함으로써 PDP의 두께가 두꺼워지게 되므로 PDP의 박형화 추세에서 그린시트(30)의 두께를 두껍게 하는데는 한계가 있다.

따라서, 본 발명의 목적은 기판과 어드레스전극 사이의 절연특성을 향상시킬 수 있는 PDP의 하판 및 그의 제조방법을 제공하는데 있다.

도 1은 교류 구동방식의 면방전형 플라즈마 디스플레이 패널을 나타내는 사시도.

도 2a 내지 도 2h는 종래의 LTCCM 방법을 이용한 플라즈마 디스플레이 패널의 하판 제조방법을 단계적으로 나타내는 도면.

도 3a 내지 도 3f는 본 발명의 실시 예에 따른 플라즈마 디스플레이 패널의 하판 제조방법을 단계적으로 나타내는 도면.

< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >

2, 68 : 어드레스전극 4 : 유지전극쌍

6 : 형광체 8 : 격벽

10 : 보호막 12, 18, 66 : 유전층

14, 32, 62 : 하부기판 16 : 상부기판

30, 60 : 그린시트 34 : 글레이즈층

37 : 전극보호층 38, 68 : 금형

61 : 유기물층 63 : 공극

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 플라즈마 디스플레이 패널의 하판은 기판 상에 형성되는 유기물층과, 상기 유기물층을 덮도록 상기 기판 상에 형성되는 그린시트와, 상기 그린시트 상에 인쇄되는 어드레스전극과, 상기 어드레스전극을 보호하는 유전체층을 구비한다.상기 유기물층은 상기 어드레스전극과 대응된다.상기 유기물층의 두께는 5㎛ ~ 50㎛이다.본 발명에 따른 플라즈마 디스플레이 패널의 하판 제조방법은 기판 상에 유기물층을 형성하고 상기 유기물층을 패터닝하는 단계와, 상기 패터닝된 유기물층을 덮도록 상기 기판 상에 그린시트를 형성하는 단계와, 상기 그린시트 상에 어드레스전극을 인쇄하는 단계와, 상기 어드레스전극을 보호하는 유전체층을 형성하는 단계와, 소성 온도에서 상기 유기물층을 태워 상기 기판과 상기 어드레스전극 사이에 공극을 형성하는 단계를 포함한다.상기 소성 온도는 700℃ ~ 850℃ 사이의 온도이다.

상기 목적 외에 본 발명의 다른 목적 및 특징들은 첨부한 도면들을 참조한 실시 예에 대한 설명을 통하여 명백하게 드러나게 될 것이다.

이하, 도 3a 내지 도 3g를 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 설명하기로 한다.

도 3a 내지 도 3g는 본 발명의 실시 예에 따른 PDP의 하판 제조방법을 나타낸다.

도 3a 내지 도 3g를 참조하면, 본 발명에 따른 PDP의 하판은 기판(62)과 어드레스전극(64) 사이에 유기물층(61)을 형성하여 캐패시터 형성을 방지한다.

도 3a를 참조하면, 기판(62) 상에 어드레스전극 패턴과 대응하는 패턴 형태로 유기물층(61)이 형성된다.

유기물층(61)은 기판(62) 상에 고분자, 용매 등으로 이루어진 유기물질을 증착한 후, 포토리쏘그래피(Photolithography) 방법으로 패터닝함으로써 형성된다. 이 때, 유기물층(61)의 두께는 5㎛ ~ 50㎛이다.

이 유기물층(61)은 후술될 기판(62)과 어드레스전극(64) 사이에 형성되는 유전율을 줄이는데 도움을 준다.

유기물층(61)이 형성된 기판(62)의 재료로는 티타늄(Titanum)이 주로 사용된다. 티타늄은 글라스 또는 세라믹 계열의 기판보다 강도, 내열온도가 크기 때문에 다른 글라스, 세라믹 재료보다 얇은 두께로 제작될 수 있으며, 기판(62)의 열적·기계적 변형을 줄일 수 있다. 또한, 티타늄은 반사율이 높기 때문에 기판(62) 쪽으로 투과되는 즉, 백스캐터링(Back scattering)되는 가시광을 표시면 쪽으로 반사시킴으로써 발광효율과 휘도를 높일 수 있는 장점이 있다.

이 후, 도 3b에 도시된 바와 같이 유기물층(60)이 형성된 기판(62) 상에 격벽을 형성시키기 위한 그린시트(60)가 형성된다. 이 그린시트(60)는 라미네이팅 공정에 의해 기판(62)과 접합된다. 라미네이팅 공정은 기판(62)과 그린시트(60)에 균일한 압력과 온도를 가하면서 접착하는 공정이다.

그린시트(60)를 기판(62) 상에 라미네이팅한 후, 도 3c에 도시된 바와 같이 그린시트(60) 상에 어드레스전극(64)이 인쇄된다. 어드레스전극(64)은 그린시트(60)를 사이에 두고 유기물층(61)과 중첩된다. 그리고 어드레스전극(64)을 보호하기 위해 소정 두께를 가지는 유전체층(66)이 형성된다.

이어서, 도 3d에 도시된 바와 같이 기판(62) 상에 접합된 그린시트(60)의 유동성을 높이기 위하여 연화점 부근으로 기판(62)을 가열한다. 이 때, 그린시트(60) 의 유동온도를 높이기 위하여 그린시트(60) 내에 포스테라이트(Foresterite), 코디어라이트(Codierite), ZrO₂, Al₂O₃등의 조성을 첨가할 수도 있다.

이렇게 그린시트(60)의 유동성이 높아진 상태에서 도 3e와 같이 격벽 반대 형상의 홈(68a)이 형성된 금형(68)이 기판(62) 상에 정렬된다.

그리고 도 3f에 도시된 바와 같이 금형(68)은 소정 압력으로 기판(62) 상에 가압된다. 금형(68)의 가압시 그린시트(60)와 유전체층(66)이 금형(68)의 홈(68a) 내로 이동되어 솟아 오르게 된다.

금형(68)이 도 3g와 같이 그린시트(60) 및 유전체층(66)로부터 분리된 후에 격벽은 승온, 유지, 냉각 존을 거치면서 소성된다. 이 때의 소성공정은 700℃ ~ 850℃의 소성 온도에서 수행된다. 이러한 소성조건하에서 유기물층(61)의 유기물들이 타서 없어지게 되어 공극(63)이 형성됨과 아울러 그린시트(66) 내의 유기물들이 타서 없어지게 된다. 여기서, 공극(63)은 기판(62)과 어드레스전극(64) 사이에 형성되어 기판(62)과 어드레스전극(64) 사이에 형성되는 캐패시터의 정전용량값을 줄일 수 있다. 다시 말하면, 기판(62)과 어드레스전극(64) 사이의 절연특성을 향상시키게 된다.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 PDP의 하판 및 그의 제조방법은 기판과 어드레스전극 사이에 공극을 형성시킴으로써 기판과 어드레스전극 사이의 절연 특성을 향상시킬 수 있다. 이에 따라, 본 발명에 따른 PDP의 하판 및 그의 제조방법은 기판과 어드레스전극 사이에 공극이 형성됨으로써 소성공정을 원할하게 할 수 있다.

이상 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 발명의 기술사상을 일탈하지 아니하는 범위에서 다양한 변경 및 수정이 가능함을 알 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 기술적 범위는 명세서의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허 청구의 범위에 의해 정하여 져야만 할 것이다.

Claims (7)

1. 기판 상에 형성되는 유기물층과,

   상기 유기물층을 덮도록 상기 기판 상에 형성되는 그린시트와,

   상기 그린시트 상에 인쇄되는 어드레스전극과,

   상기 어드레스전극을 보호하는 유전체층을 구비하며,

   상기 유기물층은 상기 어드레스전극과 대응되는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널의 하판.
2. 삭제
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 유기물층의 두께는 5㎛ ~ 50㎛인 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널의 하판.
4. 기판 상에 유기물층을 형성하고 상기 유기물층을 패터닝하는 단계와,

   상기 패터닝된 유기물층을 덮도록 상기 기판 상에 그린시트를 형성하는 단계와,

   상기 그린시트 상에 어드레스전극을 인쇄하는 단계와,

   상기 어드레스전극을 보호하는 유전체층을 형성하는 단계와,

   소성 온도에서 상기 유기물층을 태워 상기 기판과 상기 어드레스전극 사이에 공극을 형성하는 단계를 포함하며,

   상기 유기물층은 상기 어드레스전극과 대응되는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널의 하판 제조방법.
5. 삭제
6. 제 4 항에 있어서,

   상기 유기물층의 두께는 5㎛ ~ 50㎛인 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널의 하판 제조방법.
7. 제 4 항에 있어서,

   상기 소성 온도는 700℃ ~ 850℃ 사이의 온도인 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널의 하판 제조방법.