KR100496255B1 - 플라즈마 디스플레이 패널 및 그의 제조방법 - Google Patents

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KR100496255B1 KR10-2003-0020543A KR20030020543A KR100496255B1 KR 100496255 B1 KR100496255 B1 KR 100496255B1 KR 20030020543 A KR20030020543 A KR 20030020543A KR 100496255 B1 KR100496255 B1 KR 100496255B1
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Abstract

본 발명은 금형에 의한 어드레스전극 및 하부유전체층의 손상을 방지할 수 있는 플라즈마 디스플레이 패널 및 그의 제조방법에 관한 것이다.
본 발명에 따른 플라즈마 디스플레이 패널의 제조방법은 기판 상에 제1 그린시트를 접합하는 단계와, 상기 제1 그린시트 상에 다수의 어드레스전극들을 형성하는 단계와, 상기 다수의 어드레스전극이 형성된 기판을 1차 소성하는 단계와, 상기 제1 그린시트 상에 상기 다수의 어드레스 전극들 각각의 양끝단이 노출되도록 상기 제1 그린시트보다 면적이 작은 제2 그린시트를 접합하는 단계와, 상기 제2 그린시트 상에 유전체층을 형성하는 단계와, 상기 유전체층 상에 금형을 가압한 후 2차 소성하여 격벽을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

플라즈마 디스플레이 패널 및 그의 제조방법{Plasma Display Panel and Method of Fabricating The same}
본 발명은 플라즈마 디스플레이 패널에 관한 것으로, 특히 금형에 의한 어드레스전극 및 하부유전체층의 손상을 방지할 수 있는 플라즈마 디스플레이 패널 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, 종래 PDP는 상부기판(16) 상에 유지전극쌍(4)이 형성된 상판(UP)과, 하부기판(14) 상에 어드레스전극(2)이 형성된 하판(DP)을 구비한다.
상판(UP)의 상부기판(16) 상에는 유지전극쌍(4)이 소정간격을 사이에 두고 형성되며, 이 유지전극쌍(4)이 형성된 상부기판(16)에는 상부유전체(12)와 보호막(10)이 순차적으로 형성된다. 상부유전체(12)는 플라즈마 방전시 벽전하를 축적하게 되고, 보호막(10)은 플라즈마 방전시 가스 이온의 스퍼터링으로부터 유지전극쌍(4)과 상부유전체(12)를 보호함과 아울러 2차전자의 방출효율을 높이는 역할을 한다.
하판(DP)의 하부기판(14) 상에는 어드레스전극(2)이 형성되며, 어드레스전극(2)이 형성된 하부기판(14) 상에는 하부유전체(18)와 방전셀들을 분할하는 격벽(8)이 형성된다. 하부유전체(18)와 격벽(8)의 표면에는 형광체(6)가 도포된다. 형광체(6)는 플라즈마 방전시 발생되는 자외선에 의해 발광함으로써 가시광선이 발생되게 한다.
이러한 PDP의 방전셀들에는 He+Xe 또는 Ne+Xe의 혼합가스가 주입된다.
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 기판의 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 기판이 충격을 받게 되어 기판이 균열 또는 손상되는 단점이 있다.
첨가법은 대면적의 기판 상에 격벽들을 형성하기에 적합한 장점이 있으나, 포토레지스트와 글라스 페이스트의 분리가 어려워 잔류물이 남게 되거나 격벽 성형시 격벽이 허물어지는 문제점이 있다.
LTCCM 방법은 다른 격벽 제조방법에 비하여, 저온공정이며 공정이 단순한 장점이 있다.
도 2a 내지 도 2h는 LTCCM법을 이용한 PDP의 하판 제조방법을 단계적으로 나타낸다.
먼저, 도 2a에 도시된 바와 같이 그린시트(30)를 마련한다. 그린시트(30)는 유리분말, 유기용액, 가소제, 결합제, 첨가제 등이 소정 비율로 혼합된 슬러리를 폴리 에스테르 필름 위에 올려 놓고 닥터 블레이딩(Doctor Blading)으로 시트 형태로 성형한 후에 건조함으로써 제작된다.
그린시트(30)는 균일한 압력과 온도에 의한 라미네이팅공정에 의해 도 2b에 도시된 바와 같이 하부기판(14)과 접합된다. 그린시트(30)가 접합된 하부기판(14) 상에 도 2c에 도시된 바와 같이 어드레스전극(2)이 형성된다. 어드레스전극(2)이 형성된 하부기판(14) 상에는 도 2d에 도시된 바와 같이 유전체 슬러리가 전면 인쇄된 후 건조됨으로써 하부유전체층(18)이 형성된다.
하부유전체층(18)이 형성된 하부기판(14) 상부에는 도 2e에 도시된 바와 같이 격벽 반대 현상의 홈(38a)이 형성된 금형(38)이 정렬된다. 이 금형(38)을 이용하여 소정 압력으로 하부유전체층(18)이 형성된 하부기판(14)을 도 2f에 도시된 바와 같이 가압한다. 금형(38)의 가압시 그린시트(30)와 하부유전체층(18)이 금형(38)의 홈(38a) 내로 이동되어 솟아 오르게 된다. 그런 다음, 도 2g에 도시된 바와 같이 금형(38)이 그린시트(30) 및 하부유전체층(37)으로부터 분리된 후 소성공정에 의해 격벽(8)이 완성된다.
그러나, LTCCM법을 이용한 격벽 제조방법에서 하부유전체층(18)과 그린시트(30)에 금형에 의한 압력에 의해 금형(38)과 가장 인접한 하부유전체층(18)에 크랙(Crack)이 발생하게 되는 경우가 종종 발생된다. 크랙이 발생된 하부유전체층(18) 사이로 노출된 어드레스전극(2)에 의해 상대적으로 낮은 전압으로도 방전이 발생하는 오방전이 일어나는 문제점이 있다. 심한 경우 어드레스전극(18)의 단선이 일어나는 문제점이 있다.
따라서, 본 발명의 목적은 금형에 의한 어드레스전극 및 하부유전체층의 손상을 방지할 수 있는 PDP 및 그의 제조방법을 제공하는데 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 플라즈마 디스플레이 패널의 제조방법은 기판 상에 제1 그린시트를 접합하는 단계와, 상기 제1 그린시트 상에 다수의 어드레스전극들을 형성하는 단계와, 상기 다수의 어드레스전극이 형성된 기판을 1차 소성하는 단계와, 상기 제1 그린시트 상에 상기 다수의 어드레스 전극들 각각의 양끝단이 노출되도록 상기 제1 그린시트보다 면적이 작은 제2 그린시트를 접합하는 단계와, 상기 제2 그린시트 상에 유전체층을 형성하는 단계와, 상기 유전체층 상에 금형을 가압한 후 2차 소성하여 격벽을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
삭제
상기 금형을 가압하여 격벽을 형성하는 단계는 상기 유전체층이 형성된 기판을 격벽 반대 형상의 홈이 형성된 금형을 가압하여 격벽을 형성하는 단계인 것을 특징으로 한다.
상기 제1 및 제2 차 소성온도 중 적어도 어느 하나는 약 750℃인 것을 특징으로 한다.
상기 제1 및 제2 그린시트 중 적어도 어느 하나는 10~45wt%의 SiO2와, 15~50wt%의 ZnO와, 10~45wt%의 MgO와, 5~30wt%의 B2O3를 포함하는 92~95wt%의 화합물과; 5~8wt%의 포스터라이트로 이루어진 것을 특징으로 한다.
삭제
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 플라즈마 디스플레이 패널은 격벽용 조성물로 성형된 제1 그린시트와, 상기 제1 그린시트 상에 상기 제1 그린시트보다 면적이 작게 형성되며 격벽용 조성물로 성형된 제2 그린시트로 이루어지며 상기 제1 및 제2 그린시트 상에 금형을 가압하여 형성되는 격벽과; 상기 제1 및 제2 그린 시트 사이에 형성된 어드레스 전극을 구비하며, 상기 제2 그린시트는 상기 제1 그린시트 상에 다수개 형성되는 어드레스전극들 각각의 양끝단이 노출되도록 형성되는 것을 특징으로 한다.
삭제
상기 제1 및 제2 그린시트 중 적어도 어느 하나는 10~45wt%의 SiO2와, 15~50wt%의 ZnO와, 10~45wt%의 MgO와, 5~30wt%의 B2O3를 포함하는 92~95wt%의 화합물과; 5~8wt%의 포스터라이트로 이루어진 것을 특징으로 한다.
삭제
상기 목적 외에 본 발명의 다른 목적 및 특징들은 첨부한 도면들을 참조한 실시 예에 대한 설명을 통하여 명백하게 드러나게 될 것이다.
이하, 도 3 내지 도 5g를 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 설명하기로 한다.
도 3은 본 발명에 따른 PDP를 나타내는 단면도이다.
도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 PDP는 상부기판(66) 상에 유지전극쌍(54)이 형성된 상판(UP)과, 하부기판(64) 상에 어드레스전극(52)이 형성된 하판(DP)을 구비한다.
상판(UP)의 상부기판(66) 상에는 유지전극쌍(54Y,54Z)이 소정간격을 사이에 두고 형성된다. 유지전극쌍(54Y,54Z) 각각은 상대적으로 넓은 폭을 가지며 90% 이상의 광투과율이 좋은 투명전극물질(ITO)로 이루어진 투명전극(54a)과, 상대적으로 좁은 폭을 가지는 버스전극(54b)으로 이루어진다. 여기서, 투명전극물질(ITO)은 저항값이 크므로 전력을 효율적으로 전달하지 못한다. 따라서, 투명전극(54a) 상에 도전성이 좋은 물질, 예를 들면 은(Ag)나 구리(Cu)로 이루어진 버스전극(54b)을 형성시킴으로써 투명전극(54a)의 저항성분을 보상한다. 이러한 유지전극쌍(54Y,54Z)은 패널 주사를 위한 주사신호와 방전유지를 위한 유지신호가 주로 공급하는 주사전극(54Y)과, 유지신호가 주로 공급되는 유지전극(54Z)으로 구분된다.
유지전극쌍(54)이 형성된 상부기판(66)에는 상부유전체(62)와 보호막(60)이 순차적으로 형성된다. 상부유전체(62)는 플라즈마 방전시 벽전하를 축적하게 되고, 보호막(60)은 플라즈마 방전시 가스 이온의 스퍼터링으로부터 유지전극쌍(54)과 상부유전체(62)를 보호함과 아울러 2차전자의 방출효율을 높이는 역할을 한다.
하판(DP)의 하부기판(64) 상에는 어드레스전극(52)이 형성되며, 어드레스전극(52)이 형성된 하부기판(64) 상에는 하부유전체(68)와 방전셀들을 분할하는 격벽(58)이 형성된다. 격벽(58)은 LTCCM방법으로 제1 및 제2 그린시트(80,72)와 하부유전체층(68)이 돌출되어 형성된다. 제1 그린시트(80)는 하부기판(64) 전면에 형성되며, 제2 그린시트(72)는 도 4에 도시된 바와 같이 어드레스전극(52)의 양끝이 노출되도록 어드레스전극(52)이 형성된 제1 그린시트(80) 상에 형성된다. 어드레스전극(52)의 양끝이 노출되도록 형성되는 제2 그린시트(72)에 의해 추후에 격벽을 형성하기 위한 금형의 얼라인이 용이해진다. 이러한 제1 및 제2 그린시트(72,80)의 두께는 제1 및 제2 그린시트(72,80)에 포함된 유리분말의 유전율에 따라 결정된다. 제1 및 제2 그린시트(72,80) 중 적어도 어느 하나의 두께는 예를 들어 약 20~150㎛이며,
제1 및 제2 그린시트(80,72) 각각은 예를 들어 약 92~95wt%의 혼합물과, 약 5~8wt%의 포스터라이트(Fosterite)로 이루어진다. 포스터라이트는 결정화 온도보다 낮은 연화점을 가지는 유리분말 사용시 유동 온도를 높일 수 있다. 혼합물은 표 1에 도시된 바와 같은 함량조건을 가지게 된다.
SiO2 ZnO MgO B2O3
10~45wt% 15~50wt% 10~45wt% 5~30wt%
형광체(56)는 격벽(58)을 이루는 돌출된 하부유전체(68)의 표면에 도포되어 플라즈마 방전시 발생되는 자외선에 의해 발광함으로써 가시광선이 발생되게 한다. 그리고, 가스방전을 위한 불활성 가스가 PDP 내부의 방전공간에 주입되어진다.
이러한 PDP 방전셀은 어드레스전극(52)과 주사전극(54Y) 사이의 대향방전에 의해 선택된 후 유지전극쌍(54Y,54Z) 사이의 면방전에 의해 방전을 유지하게 된다. PDP 방전셀에서는 유지방전시 발생되는 자외선에 의해 형광체(56)가 발광함으로써 가시광이 방전셀 외부로 방출되어 화상을 표시하게 된다.
도 5a 내지 도 5g는 본 발명의 실시 예에 따른 PDP의 하판 제조방법을 나타낸다.
먼저, 도 5a에 도시된 바와 같이 제1 그린시트(80)를 마련한다. 제1 그린시트(80)는 약 92~95wt%의 혼합물과, 약 5~8wt%의 포스터라이트(Fosterite)로 이루어진다. 혼합물은 10~45wt%의 SiO2와, 15~50wt%의 ZnO와, 10~45wt%의 MgO와, 5~30wt%의 B2O3를 포함한다.
제1 그린시트(80)는 도 5b에 도시된 바와 같이 하부기판(64) 상에 라미네이팅(laminating)된다. 이 때, 제1 그린시트(80)가 접합되는 하부기판(64)의 재료로는 통상 금속 예를 들면, 티타늄(Titanum)이 주로 사용된다. 티타늄은 글라스 또는 세라믹 계열의 기판보다 강도, 내열온도가 크기 때문에 다른 글라스, 세라믹 재료보다 얇은 두께로 제작될 수 있으며, 하부기판(64)의 열적·기계적 변형을 줄일 수 있다.
제1 그린시트(80)가 접합된 하부기판(64) 상에 도 5c에 도시된 바와 같이 어드레스전극(52)이 형성된다. 어드레스전극(52)이 형성된 후 약 700 ~ 850℃, 예를 들어 750℃로 어드레스전극(52)이 형성된 하부기판(64)을 1차 소성하게 된다. 1차 소성된 하부기판(64) 상에 도 5d에 도시된 바와 같이 제2 그린시트(72)가 라미네이팅된다. 제2 그린시트(72)는 제1 그린시트(80)보다 상대적으로 작은 크기로 형성되어 다수의 어드레스전극(52)들 각각의 양끝단이 노출되도록 어드레스전극(52)이 형성된 제1 그린시트(80) 상에 라미네이팅된다. 제2 그린시트(72)가 형성된 하부기판(64) 상에 유전체 슬러리가 전면 인쇄된 후 건조됨으로써 하부유전체층(68)이 형성된다.
하부유전체층(68)이 형성된 하부기판(64) 상부에는 도 5e에 도시된 바와 같이 격벽 반대 현상의 홈(88a)이 형성된 금형(88)이 정렬된다. 이 금형(88)을 이용하여 소정 압력으로 하부유전체층(68)이 형성된 하부기판(64)을 도 5f에 도시된 바와 같이 가압한다. 금형(88)의 가압시 제1 및 제2 그린시트(80,72)와 하부유전체층(68)이 금형(88)의 홈(88a) 내로 이동되어 솟아 오르게 된다.
금형(88)이 도 5g와 같이 격벽형성용 제1 및 제2 그린시트(80,72) 및 하부유전체층(68)로부터 분리된 후에 격벽은 승온, 유지, 냉각 존을 거치면서 2차 소성하여 형성된다. 이와 같은 2차 소성과정은 700 ~ 850℃의 온도에서 수행되어 제1 및 제2 그린시트(68) 내의 유기물들이 타서 없어지게 된다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 PDP 및 그의 제조방법은 어드레스전극을 사이에 두고 형성되는 제1 및 제2 그린시트와 하부유전체층이 금형에 의해 가해지는 압력으로 돌출되어 격벽이 형성된다. 제2 그린시트와 하부유전체층에 의해 금형에 의해 가해지는 압력에 의한 어드레스전극의 단선을 방지할 수 있다. 또한, 하부유전체층에 크랙이 발생하더라도 제2 그린시트에 의해 어드레스전극의 노출을 방지할 수 있어 오방전을 방지할 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.
도 1은 교류 구동방식의 면방전형 플라즈마 디스플레이 패널을 나타내는 사시도이다.
도 2a 내지 도 2g는 종래의 LTCCM 방법을 이용한 플라즈마 디스플레이 패널의 제조방법을 단계적으로 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명에 따른 플라즈마 디스플레이 패널을 나타내는 단면도이다.
도 4는 도 3에 도시된 제2 그린시트를 상세히 나타내는 도면이다.
도 5a 내지 도 5g는 본 발명의 실시 예에 따른 플라즈마 디스플레이 패널의 제조방법을 단계적으로 나타내는 도면이다.
< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >
2,52 : 어드레스전극 4,54 : 유지전극쌍
6,56 : 형광체 8,58 : 격벽
10,60 : 보호막 12,18,62,68 : 유전층
14,64 : 하부기판 16,66 : 상부기판
30,72,80 : 그린시트 38,88 : 금형

Claims (10)

  1. 기판 상에 제1 그린시트를 접합하는 단계와,
    상기 제1 그린시트 상에 다수의 어드레스전극들을 형성하는 단계와,
    상기 다수의 어드레스전극이 형성된 기판을 1차 소성하는 단계와,
    상기 제1 그린시트 상에 상기 다수의 어드레스 전극들 각각의 양끝단이 노출되도록 상기 제1 그린시트보다 면적이 작은 제2 그린시트를 접합하는 단계와,
    상기 제2 그린시트 상에 유전체층을 형성하는 단계와,
    상기 유전체층 상에 금형을 가압한 후 2차 소성하여 격벽을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널의 제조방법.
  2. 삭제
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 금형을 가압하여 격벽을 형성하는 단계는
    상기 유전체층이 형성된 기판을 격벽 반대 형상의 홈이 형성된 금형을 가압하여 격벽을 형성하는 단계인 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널의 하판 제조방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 차 소성온도 중 적어도 어느 하나는 약 750℃인 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널의 제조방법.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 그린시트 중 적어도 어느 하나는
    10~45wt%의 SiO2와, 15~50wt%의 ZnO와, 10~45wt%의 MgO와, 5~30wt%의 B2O3를 포함하는 92~95wt%의 화합물과;
    5~8wt%의 포스터라이트로 이루어진 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널의 제조방법.
  6. 삭제
  7. 격벽용 조성물로 성형된 제1 그린시트와, 상기 제1 그린시트 상에 상기 제1 그린시트보다 면적이 작게 형성되며 격벽용 조성물로 성형된 제2 그린시트로 이루어지며 상기 제1 및 제2 그린시트 상에 금형을 가압하여 형성되는 격벽과;
    상기 제1 및 제2 그린 시트 사이에 형성된 어드레스 전극을 구비하며,
    상기 제2 그린시트는 상기 제1 그린시트 상에 다수개 형성되는 어드레스전극들 각각의 양끝단이 노출되도록 형성되는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널.
  8. 삭제
  9. 제 7 항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 그린시트 중 적어도 어느 하나는
    10~45wt%의 SiO2와, 15~50wt%의 ZnO와, 10~45wt%의 MgO와, 5~30wt%의 B2O3를 포함하는 92~95wt%의 화합물과,
    5~8wt%의 포스터라이트로 이루어진 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널.
  10. 삭제
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