KR101387531B1 - 터치 스크린을 구비한 플라즈마 디스플레이 패널 및 그제조 방법 - Google Patents

터치 스크린을 구비한 플라즈마 디스플레이 패널 및 그제조 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 전면 패널과 전면 필터 중 어느 한 면에만 투명 도전막(ITO)을 형성하여 터치 스크린을 구비하는 플라즈마 디스플레이 패널 및 그 제조 방법에 관한 것이다.

Description

터치 스크린을 구비한 플라즈마 디스플레이 패널 및 그 제조 방법{Plasma display panel having a touch-screen and Method for fabricating in threrof}
본 발명은 플라즈마 디스플레이 패널에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 터치 스크린을 구비한 플라즈마 디스플레이 패널 및 그 제조 방법에 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.
그러나, 상술한 PDP 등은 구동 과정에서 전자파 등이 발생하므로, 이를 차단하기 위하여 화상이 표시되는 패널의 전면에 전면 필터가 구비된다.
PDP는 어드레스 전극을 구비한 후면 패널과, 서스테인 전극쌍을 구비한 전면 패널과 격벽으로 정의되는 방전셀을 가지며, 방전셀 내에는 형광체가 도포되어 화면을 표시한다.
구체적으로, 상기 전면 패널과 후면 패널 사이의 방전 공간 내에서 방전이 일어나면, 이때 발생된 자외선이 형광체에 입사되어 가시광선이 발생하고, 상기 가시광선에 의하여 화면이 표시된다.
상술한 PDP의 전면에는 전면 필터가 구비되는데, 상기 전면 필터에는 상기 전면 필터에는 패널에서 외부로 외부로 방사되는 전자파(Elctromagnetic Interference;EMI)를 차폐하기 위한 전자파 차폐막과, 근적외선 차폐막, 색 보정막, 반사 방지막을 포함하여 구성된다.
본 발명은 전면 패널과 전면 필터 사이에 사용자의 터치 지점에 대한 좌표 신호를 발생하는 터치 스크린을 구비하는 플라즈마 디스플레이 패널 및 그 제조 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제1 실시예에 따른 터치 스크린을 구비한 플라즈마 디스플레이 패널은, 메쉬 패턴의 전자파 차폐막이 형성된 전면 패널과; 투명 도전막이 형성되고, 상기 전자파 차폐막과 상기 투명 도전막이 서로 마주보도록 합착되는 전면 필터와; 상기 전자파 차폐막이 형성된 전면 패널과 상기 투명 도전막이 형성된 전면 필터 사이에 형성되는 다수의 스페이서;를 포함하여 이루어진다.
이때, 상기 전자파 차폐막은 Ag 또는 Cu 페이스트로 형성될 수 있다.
또한, 상기 투명 도전막은 ITO(Indum-Tin-Oxide), IZO(Indum-Zine-Oxide) 및 ITZO(Indum-Tin-Zine-Oxide) 중 적어도 어느 하나로 형성될 수 있다.
또한, 상기 전면 패널은 상기 전자파 차폐막의 메쉬 패턴 상에 형성되는 도전막;을 더 포함하여 이루어진다.
또한, 본 발명의 제1 실시예에 따른 터치 스크린을 구비한 플라즈마 디스플레이 패널의 제조 방법은, 전면 패널 상에 메쉬 패턴의 전자파 차폐막을 형성하는 단계와; 전면 필터 상에 투명 도전막을 형성하는 단계와; 상기 전자파 차폐막이 형 성된 전면 패널과 상기 투명 도전막이 형성된 전면 필터 사이에 다수의 스페이서를 형성하는 단계와; 상기 스페이서들을 상기 전자파 차폐막과 투명 도전막 사이에 두고, 상기 전면 패널과 상기 전면 필터를 서로 마주보도록 합착하는 단계;를 포함하여 이루어진다.
또한, 본 발명의 제2 실시예에 따른 터치 스크린을 구비한 플라즈마 디스플레이 패널은, 투명 도전막이 형성된 전면 패널과; 메쉬 패턴의 전자파 차폐막이 형성되고, 상기 투명 도전막과 상기 전자파 차폐막이 서로 마주보도록 합착되는 전면 필터와; 상기 투명 도전막이 형성된 전면 패널과 상기 전자파 차폐막이 형성된 전면 필터 사이에 형성되는 다수의 스페이서;를 포함하여 이루어진다.
또한, 본 발명의 제2 실시예에 따른 터치 스크린을 구비한 플라즈마 디스플레이 패널의 제조 방법은, 전면 패널 상에 투명 도전막을 형성하는 단계와; 전면 필터 상에 메쉬 패턴의 전자파 차폐막을 형성하는 단계와; 상기 투명 도전막이 형성된 전면 패널과 상기 전자파 차폐막이 형성된 전면 필터 사이에 다수의 스페이서를 형성하는 단계와; 상기 스페이서들을 상기 투명 도전막과 전자파 차폐막 사이에 두고, 상기 전면 패널과 상기 전면 필터를 서로 마주보도록 합착하는 단계;를 포함하여 이루어진다.
본 발명에 따른 터치 스크린을 구비한 플라즈마 디스플레이 패널 및 그 제조 방법은, 전면 패널과 전면 필터 사이에 터치 스크린을 추가하여 다양한 기능을 장착할 수 있을 뿐만 아니라 소비자의 심리에 어필할 수 있으며, 고급 브랜드 가치를 상승시킬 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 전면 패널과 전면 필터 중 어느 한 면에만 투명 도전막(ITO)을 형성하여 터치 스크린을 구성함으로써, 종래 2장이 사용되던 고가의 투명 도전막을 1장만 사용하므로 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.
본 발명에 따른 플라즈마 디스플레이 패널은, 전면 패널과 후면 패널이 격벽을 사이에 두고 합착되어 이루어진다. 먼저, 도 1 및 2를 참조하여 본 발명에 따른 플라즈마 디스플레이 패널의 일 실시예를 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 플라즈마 디스플레이 패널의 방전 셀 구조를 나타낸 도면이다.
도 1에 도시되어 있는 바와 같이, 본 발명의 플라즈마 디스플레이 패널은 전면 패널(170) 상에 일 방향으로 통상 ITO(Indium Tin Oxide)로 이루어진 스캔 전극과 서스테인 전극(180a, 180b)과 통상 금속 재료로 이루어지는 버스전극(180a', 180b')이 형성된다. 그리고, 스캔 전극과 서스테인 전극 및 버스전극을 덮으면서 전면 기판(170) 상에 상판 유전체 층(190)과, 보호막(195)이 순차적으로 형성되어 이루어진다.
전면 패널(170)은 디스플레이 기판용 글라스의 밀링(milling) 및 클리닝(cleaning) 등의 가공을 통하여 형성된다.
여기서, 스캔 전극(180a)과 서스테인 전극(180b)은 ITO(Indium-Tin-Oxide) 또는 SnO2 등을, 스퍼터링(sputtering)에 의한 포토에칭(photoetching)법 또는 CVD에 의한 리프트 오프(lift-off)법 등으로 형성된 것이다.
그리고, 버스 전극(180a', 180b')은 은(Ag) 등을 포함하여 이루어진다. 또한, 스캔 전극과 서스테인 전극에는 블랙 매트릭스가 형성될 수 있는데, 저융점 유리와 흑색 안료 등을 포함하여 이루어진다.
그리고, 스캔 전극과 서스테인 전극 및 버스전극이 형성된 전면 패널(170) 상에 상판 유전체 층(190)이 형성된다. 여기서, 상판 유전체 층(190)은 투명한 저융점 유리를 포함하여 이루어진다.
그리고, 상판 유전체 층(190) 상에는 보호막(195)이 형성되어, 방전시 (+) 이온의 충격으로부터 유전체를 보호하고, 2차 전자 방출을 증가시키기도 한다.
상기 보호막(195)은 전자빔(Electron Beam) 증착법, 스퍼터링법, 이온 도금법(Ion Plating), 스크린 인쇄법 등을 이용하여 형성할 수 있다.
또한, 상기 보호막(195)은 산화 마그네슘인 MgO 박막으로 형성된 제1 층(195a)와 단결정의 산화 마그네슘 파우더를 포함한 제2 층(195b)을 포함하여 형성될 수 있다.
이때, 상기 제1 층(195a) 상의 일부분에, 단결정의 MgO 나노 파우더가 포함된 파티클이 일종의 군집 형태로 제2 층(195b)를 이루어, 전체적으로 보호막의 표면이 평탄하지 않고 울퉁불퉁한 형상을 이루게 된다.
따라서, 플라즈마 디스플레이 패널의 가스 방전시에 전면 패널(170)과 후면 패널(110)의 전자적인 상호 작용으로 인하여 이차전자의 방출량이 증가하고, 방전개시전압을 낮출 수 있으므로, 결과적으로 방전효율을 높이고 지터(jitter)를 감소시킨다.
한편, 후면 패널(110)의 일면에는 상기 서스테인 전극쌍과 교차하는 방향을 따라 어드레스 전극(120)이 형성되고, 상기 어드레스 전극(120)을 덮으면서 배면기판(110)의 전면에 백색의 하판 유전체 층(130)이 형성된다.
하판 유전체 층(130)은 인쇄법 또는 필름 라미네이팅(laminating) 방법에 의하여 도포된 후, 소성 공정을 통하여 완성된다.
그리고, 하판 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. 후면 패널(110) 상의 어드레스 전극(120)과 전면기판(110) 상의 서스테인 전극쌍이 교차하는 지점이 각각 방전셀을 구성하는 부 분이 된다.
그리고, 상기 전면 패널(170)과 후면 패널(110)이 격벽(140)을 사이에 두고 접합되는데, 기판의 외곽에 구비된 실링재를 통하여 접합된다.
그리고, 전면 패널(170)과 후면 패널(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 패널(170)과 후면 패널(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 데이타 드라이터와 스캔 드라이버와 서스테인 드라이버 등으로 이루어진다. 여기서, 데이타 드라이버는 어드레스 전극에 연결되어 데이터 펄스를 인가한다. 그리고, 스캔 드라이버는 스캔 전극에 연결되어 상승 램프 파 형(Ramp-up), 하강 램프 파형(Ramp-down), 스캔 펄스(scan) 및 서스테인 펄스를 공급한다. 또한, 서스테인 드라이버는 공통 서스테인 전극에 서스테인 펄스와 DC 전압을 인가한다.
그리고, 플라즈마 디스플레이 패널은 리셋 기간, 어드레스 기간 및 서스테인 기간으로 나뉘어 구동된다. 리셋 기간에는 스캔 전극들에 상승 램프 파형(Ramp-up)이 동시에 인가된다. 그리고, 어드레스 기간에는 부극성 스캔 펄스(scan)가 스캔 전극들에 순차적으로 인가되며, 동시에 스캔 펄스와 동기되어 어드레스 전극들에 정극성의 데이터펄스가 인가된다. 또한, 서스테인 기간에는 스캔 전극들과 서스테인 전극들에 교번적으로 서스테인 펄스(sus)가 인가된다.
도 5a 내지 도 5c는 본 발명에 따른 플라즈마 디스플레이 패널의 전면 패널 제조 공정을 나타낸 단면도이다.
이하, 도 5a 내지 도 5c를 참조하여, 본 발명에 따른 플라즈마 디스플레이 패널의 전면 패널 제조 공정을 상세히 설명한다.
먼저, 도 5a에 도시된 바와 같이 전면 패널(170) 상에 스캔 전극(180a)과 서스테인 전극(180b)과 버스 전극(180a', 180b')을 형성한다.
여기서, 전면기판(170)은 디스플레이 기판용 글래스 또는 소다라임 유리를 밀링(milling) 및 클리닝(cleaning)하여 제조된다.
그리고, 스캔 전극(180a)과 서스테인 전극(180b)은 ITO(Indium Tin Oxide)를 스퍼터링(sputtering)에 의한 포토에칭(photoetching)법과, 이온 도금법(Ion Plating) 및 진공 증착법등을 이용하여 형성하거나 또는 SnO2를 CVD에 의한 리프트 오프(lift-off)법으로 형성할 수 있다.
상기 ITO(Indium Tin Oxide)를 포토에칭법을 이용하여 상기 스캔 전극(180a)과 서스테인 전극(180b)을 형성할 경우 ITO를 전면기판(170) 상에 증착하고, 상기 증착된 ITO 상에 포토레지스트를 도포 및 건조한다. 이후, 상기 포토레지스트 상에 소정 패턴이 형성된 포토 마스크를 올려놓고 빛을 조사하여 노광한다. 상기 노광 공정을 거친 이후, 경화되지 않은 부분을 현상한 후 에칭하여 상기 스캔 전극(180a)과 서스테인 전극(180b)을 형성한다.
또한, 상기 SnO2를 리프트 오프법을 이용하여 상기 스캔 전극(180a)과 서스테인 전극(180b)을 형성할 경우 전면기판(170) 상에 포토레지스트를 도포한 후, 상기 도포된 포토레지스트 상에 소정 패턴이 형성된 포토 마스크를 올려놓고 빛을 조사하여 노광한다. 상기 노광 공정을 거친 이후, 경화되지 않은 부분을 현상한다. 이후 상기 현상 공정을 거친 후에 SnO2를 증착한 후 상기 포토레지스트를 박리하여 상기 스캔 전극(180a)과 서스테인 전극(180b)을 형성한다. 또한, 상기 스캔 전극(180a)과 서스테인 전극(180b)에는 블랙 매트릭스가 형성될 수 있는데, 저융점 유리와 흑색 안료 등을 포함하여 이루어진다.
상기 버스 전극(180a', 180b')은 은(Ag)을 스크린 인쇄법 또는 감광성 페이스트법등을 이용하여 형성하거나 또는 Cr/Cu/Cr 또는 Cr/Al/Cr을 스퍼터링에 의한 포토에칭법을 이용하여 형성할 수 있다.
상기 스크린 인쇄법을 이용하여 상기 버스 전극버스 전극(180a', 180b')을 형성할 경우 스크린 마스크를 통해 은(Ag)등의 도전성 물질 페이스트를 전면기판(170) 상에 인쇄한 후, 건조 및 소성하여 형성한다.
또한, 감광성 페이스트법을 이용하여 상기 버스 전극(180a', 180b')을 형성할 경우 감광성 은(Ag)을 전면기판(170) 상에 인쇄 및 코팅한 후 건조한다. 이후, 상기 코팅된 은(Ag) 위에 소정 패턴이 형성된 포토 마스크를 올려놓고 빛을 조사하여 노광한다. 상기 노광 공정을 거친 이후, 경화되지 않은 부분을 현상한 후 다시 건조 및 소성하여 상기 버스 전극(180a', 180b')을 형성한다.
상기 포토에칭법을 이용하여 상기 버스 전극(180a', 180b')을 형성할 경우 상기 Cr/Cu/Cr 또는 Cr/Al/Cr을 전면기판(170) 상에 증착하고, 상기 증착된 Cr/Cu/Cr 또는 Cr/Al/Cr 상에 포토레지스트를 도포 및 건조한다. 이후, 상기 포토레지스트 상에 소정 패턴이 형성된 포토 마스크를 올려놓고 빛을 조사하여 노광한다. 상기 노광 공정을 거친 이후, 경화되지 않은 부분을 현상한 후 에칭하여 상기 버스 전극(180a', 180b')을 형성한다.
이어서, 도 5b에 도시된 바와 같이 스캔 전극(180a)과 서스테인 전극(180b) 및 버스 전극(180a', 180b')이 형성된 전면 패널(170) 상에 상판 유전체 층(190)을 형성한다.
상기 상판 유전체 층(190)은 저융점 글라스 페이스트를 스크린 인쇄법, 코터(coater)법 및 그린 시트를 라미네이팅하는 방법을 이용하여 형성할 수 있다. 상기 코터법은 롤(Roll) 또는 슬럿(Slot)의 두가지 방식 중 어느 하나의 방식을 이용 할 수 있다.
이어서, 도 5c에 도시된 바와 같이 상판 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 6a 내지 도 6f는 본 발명에 따른 플라즈마 디스플레이 패널의 후면 패널 제조 공정을 나타낸 단면도이다.
먼저, 도 6a에 도시된 바와 같이, 후면 패널(110) 상에 어드레스 전극(120)을 형성한다. 여기서, 후면 패널(110)은 디스플레이 기판용 글래스 또는 소다리임 유리를 밀링(milling) 또는 클리닝(cleaning) 등의 가공을 통하여 형성한다.
상기 어드레스 전극(120)은 은(Ag)을 스크린 인쇄법 또는 감광성 페이스트법등을 이용하여 형성하거나 또는 Cr/Cu/Cr 또는 Cr/Al/Cr을 스퍼터링에 의한 포토에칭법을 이용하여 형성할 수 있다.
즉, 상기 스크린 인쇄법을 이용하여 상기 어드레스 전극(120)을 형성할 경우 스크린 마스크를 통해 은(Ag)등의 도전성 물질 페이스트를 상기 배면기판(110) 상에 인쇄한 후, 건조 및 소성하여 형성한다.
또한, 감광성 페이스트법을 이용하여 상기 어드레스 전극(120)을 형성할 경우 감광성 은(Ag)을 배면기판(110) 상에 인쇄 및 코팅한 후 건조한다. 이후, 상기 코팅된 은(Ag) 위에 소정 패턴이 형성된 포토 마스크를 올려놓고 빛을 조사하여 노광한다. 상기 노광 공정을 거친 이후, 경화되지 않은 부분을 현상한 후 다시 건조 및 소성하여 상기 어드레스 전극(120)을 형성한다.
또한, 상기 포토에칭법을 이용하여 상기 어드레스 전극(120)을 형성할 경우 상기 Cr/Cu/Cr 또는 Cr/Al/Cr을 상기 배면기판(110) 상에 증착하고, 상기 증착된 Cr/Cu/Cr 또는 Cr/Al/Cr 상에 포토레지스트를 도포 및 건조한다. 이후, 상기 포토레지스트 상에 소정 패턴이 형성된 포토 마스크를 올려놓고 빛을 조사하여 노광한다. 상기 노광 공정을 거친 이후, 경화되지 않은 부분을 현상한 후 에칭하여 상기 어드레스 전극(120)을 형성한다.
그리고, 도 6b에 도시된 바와 같이, 어드레스 전극(120)이 형성된 후면 패널(110) 상에 백색의 하판 유전체 층(130)를 형성한다.
상기 하판 유전체 층(130)은 저융점 유리와 TiO2 등의 필러를 포함한 재료를 스크린 인쇄법 또는 그린 시트의 라미네이팅 등의 방법으로 형성한다. 여기서, 하판 유전체 층(130)는 플라즈마 디스플레이 패널의 휘도를 증가시키기 위하여 백색을 나타내는 것이 바람직하다. 공정의 간략화를 위하여, 하판 유전체 층(130)과 어드레스 전극(120)을 하나의 공정에서 소성할 수도 있다.
이어서, 도 6c 내지 6e에 도시된 바와 각각의 방전 셀을 구분하기 위한 격벽을 형성한다.
이때, 상기 격벽 재료(140a)는 용매와 분산제와 모상 유리 및 다공성 필러를 혼합하고, 밀링하여 준비한다. 여기서, 모상유리로서 유연계 모상 유리와 무연계 모상 유리가 있다. 유연계 모상 유리는 ZnO, PbO 및 B2O3 등을 포함하여 이루어지고, 무연계 모상 유리는 ZnO, B2O3, BaO, SrO 및 CaO 등으로 이루어진다. 그리고, 필러로서, SiO2, Al2O3 등의 산화물을 사용한다.
상기와 같은, 격벽 재료(140a)를 상기 하판 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 6f에 도시된 바와 같이, 상기 하판 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 패널(170)을 상기 격벽(140)을 사이에 두고 상기 후면 패널(110)과 접합하고 실링하고, 내부의 불순물 등을 배 기한 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 패널(170)과 후면 패널(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 기판 상에 직접 토출하여 실링재를 형성하는 방법이다. 디스펜싱법은 마스크의 제작비용이 절감되고, 후막의 형상에 큰 자유도를 가질 수 있는 장점이 있다.
도 7a는 플라즈마 디스플레이 패널의 전면 패널과 후면 패널을 합착하는 공정을 나타낸 도면이다.
도 7b는 도 7a의 A-A'의 단면도이다.
도시된 바와 같이, 전면 패널(170) 또는 후면 패널(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 패널(170)과 후면 패널(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.
또한, 상기와 같이 완성된 본 발명에 따른 플라즈마 디스플레이 패널의 전면에는 전면 필터(300)가 구비되는데, 상기 전면 필터(300)는 전자파(EMI, Electro Magnetic Interference; 이하 'EMI'로 약칭함)와, 근적외선(Near Infrared Rays; 이하 'NIR'로 약칭함)을 차폐하고 색보정 및 외부에서 입사되는 빛의 반사를 방지하는 역할 등을 한다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명에 따른 전면 필터(300)에 대해 상세히 설명한다.
도 8은 본 발명에 따른 플라즈마 디스플레이 패널에 구비되는 필름형 및 글라스형 전면 필터를 나타낸 단면도이다.
먼저, 도 4의 (a) 및 (b)에 도시된 바와 같이, 필름형 전면 필터(300a) 및 글라스형 전면 필터(300b)는 플라즈마 디스플레이 패널의 전면 패널(170) 측으로 발생된 전자파 차폐, 외부광 반사 방지, 근적외선 차폐, 그리고 색 보정과 같은 기능을 하게 된다.
이를 위하여, 상기 필름형 전면 필터(300a) 및 글라스형 전면 필터(300b)는 필름 또는 글라스에 반사 방지막(310)과 색 보정막(320)과 근적외선 차폐막(330) 및 전자파 차폐막(340)을 구비한다. 이때, 반사 방지막(310)과 색보정막(320)과 근적외선 차폐막(330) 및 전자파 차폐막(340)의 순서는 달라질 수도 있다.
반사 방지막(310)은 외부로부터 입사된 광이 다시 외부로 반사되는 것을 방지하여 콘트라스트를 향상시키게 한다.
색보정 막(320)은 색 조절 염료(Color Dye)를 포함하여 색조를 조절함으로써 색순도를 높이게 된다.
근적외선 차폐막(330)은 플라즈마 디스플레이 패널의 전면 패널(170)에서 발생된 약 800~1000nm 파장 대역의 근적외선을 흡수하여 외부로 방사되는 것을 차폐한다.
전자파 차폐막(340)은 플라즈마 디스플레이 패널의 전면 패널(170)으로부터 발생된 전자파를 흡수하여 그 전자파가 외부로 방출되는 것을 차폐하게 된다.
이하, 도면을 참조하며 본 발명에 따른 터치 스크린을 구비한 플라즈마 디스플레이 패널에 대해 상세히 설명한다.
<제1 실시예>
도 9는 본 발명에 따른 터치 스크린을 구비한 플라즈마 디스플레이 패널을 나타낸 제1 실시예 단면도이다.
도 9를 설명하기 앞서서, 도 10을 참조하여 현재 터치 스크린의 구조에 대해 먼저 설명한다.
도 10은 터치 스크린의 구조를 나타낸 도면이다.
도 10에 도시된 바와 같이, 현재 터치 스크린(70)은 제1 투명 도전막(74)이 형성된 상부 필름(72)과, 제2 투명 도전막(78)이 형성되고 상부 필름(72)과 마주 보면서 일정 간격 이격되는 하부 필름(76)이 구비된다.
상부 필름(72)과 하부 필름(76)은 비 터치 영역인 외곽부를 따라 도포된 실링재(72)에 의해 접합되고 그 실링재(72) 높이만큼 이격된다. 또한, 터치 영역에서 상부 필름(72)과 하부 필름(76)과의 이격을 위하여 다수의 스페이서들(70)이 상부 필름(72)의 제1 투명 도전막(74) 또는 하부 필름(76)의 제2 투명 도전막(78) 상에 더 형성된다.
스타일러스 펜 또는 사용자의 손가락에 의해 눌려지는 상부 필름(72)으로는 폴리에틸렌 텔레프탈레이트(PET) 등을 이용한 투명 필름이 주로 이용되고, 하부 필름(76)으로는 상부 필름(72)과 같은 재질의 투명 필름, 유리 기판, 또는 플라스틱 기판이 이용된다.
이때, 제1 및 제2 투명 도전막(74, 78)으로는 ITO(Indum-Tin-Oxide), IZO(Indum-Zine-Oxide), ITZO(Indum-Tin-Zine-Oxide) 중 어느 하나가 이용된다.
상기와 같은 터치 스크린(70)은 스타일러스 펜 또는 사용자의 손가락이 상부필름(72)을 눌러 제1 투명 도전막(74)이 제2 투명 도전막(78)과 접촉하게 되면 그 접촉 위치에 따라 저항치를 가변시키게 된다.
그리고, 가변된 저항치에 따라 전류 또는 전압이 달라지므로, 그 변화하는 전류 또는 전압을 터치 스크린(70)은 제1 투명 도전막(74)에 접속된 제2 X 전극바(75B)을 통해 X축 좌표 신호로 출력하고, 제2 투명 도전막(78)에 접속된 제2 Y 전극바(79B)를 통해 Y축 좌표 신호 출력하게 된다.
이 경우, 터치 스크린(70)은 컨트롤러(도시하지 않음)의 제어에 의해 X축 좌표 신호와 Y축 좌표 신호를 순차적으로 출력하게 된다.
상기 도 10과 같은 터치 스크린을 플라즈마 디스플레이 패널에 구비하기 위해서, 본 발명의 제1 실시예에서는 도 9에 도시된 바와 같이, 스캔 전극 및 서스테인 전극(180a, 180b)이 형성된 전면 패널(170)의 반대면에 전면 필터(300)의 전자파 차폐 기능을 하는 Ag 페이스트로 형성된 메쉬 패턴(410)을 구비한다.
또한, 전면 필터(300)에서는 전자파 차폐막(340)을 구비하지 않고, 반사 방지막(310)과 색보정막(320) 및 근적외선 차폐막(330)이 형성된 면의 반대면에 ITO, IZO 및 ITZO 등의 투명 도전막(420)을 구비한다.
즉, 본 발명의 제1 실시예는 Ag 페이스트로 형성된 전자파 차폐 기능을 하는 메쉬 패턴(310)을 기존의 하측 투명 도전막으로 사용함으로써, 종래 상측 및 하측 2장이 사용되던 고가의 투명 도전막을 1장만 사용하는 것이다.
또한, 전면 패널(170)의 메쉬 패턴(410)과 전면 필터(300)의 투명 도전막(420) 사이에는 다수의 스페이서들(430)이 형성된다.
상기와 같이, 전면 패널(170)의 메쉬 패턴(410)이 종래의 하측 투명 도전막 역할을 수행함으로써, 본 발명에서는 전면 필터(300)에 구비된 1장의 상측 투명 도전막을 이용하여 전면 패널(170)과 전면 필터(300) 사이에 터치 스크린을 구비할 수 있다.
이하, 도 11을 참조하여 본 발명에 따른 터치 스크린을 구비한 플라즈마 디 스플레이 패널의 제조 과정에 대해 상세히 설명한다.
도 11a 내지 도 11d는 본 발명에 따른 터치 스크린을 구비한 플라즈마 디스플레이 패널의 제조 과정을 나타낸 제1 실시예 공정 순서도이다.
먼저, 도 11a에 도시된 바와 같이, 전면 패널(170)의 스캔 전극 및 서스테인 전극(180a, 180b)이 형성된 면의 반대면에 Ag 또는 Cu 페이스트를 이용하여 전자파 차폐 기능을 하는 메쉬 패턴(410)을 형성한다.
즉, Ag 페이스트로 메쉬 패턴(410)을 형성할 경우 오프셋 법을 이용할 수 있고, Cu 페이스트로 메쉬 패턴(410)을 형성할 경우 포토 에칭법을 이용할 수 있다.
상기와 같이 형성된 메쉬 패턴(410)은 기존 터치 스크린에서의 하측 투명 도전막으로 사용된다.
이때, 메쉬 패턴(410)의 선폭은 10 내지 30㎛로 형성하고, 메쉬 패턴(410)의 두께는 1 내지 20㎛로 형성하고, 메쉬 패턴(410)간의 간격은 50 내지 150㎛로 형성한다. 또한, 메쉬 패턴(410) 중 적어도 어느 하나의 패턴은 외부 접지 단자와 연결된다.
또한, 본 발명에서는 메쉬 패턴(410)이 격자 무늬이기 때문에 터치 스크린으로서의 센싱 능력이 떨어질 수 있으므로, 도 11b에 도시된 바와 같이 메쉬 패턴(410) 상에 도전막(411)을 코팅한다.
도전막(411)은 Cu, Ag, Au, Al, Ni, Pt, 카본 나노튜브(CNT) 등을 분산제와 함께 혼합한 후, 상기 혼합된 물질을 메쉬 패턴(410) 상에 도포하여 형성하거나 또는 스프레이 방식으로 산포하여 형성할 수 있다. 이때, 도전막(411)의 두께는 상기 메쉬 패턴(410)의 두께보다 두껍지 않도록 한다.
그 다음으로, 도 11c에 도시된 바와 같이, 전면 필터(300)의 반사 방지막(310)과 색보정막(320) 및 근적외선 차폐막(330)이 형성된 면의 반대면에 ITO, IZO 및 ITZO 등의 투명 도전막의 시트(420)를 부착한다.
마지막으로, 도 11d에 도시된 바와 같이, 상기 전면 패널(170)의 메쉬 패턴(410)과 전면 필터(300)의 투명 도전막(420) 사이에는 다수의 스페이서들(430)이 형성되어 본 발명의 제1 실시예에 따른 터치 스크린을 구비한 플라즈마 디스플레이 패널이 완성된다.
상기와 같은, 본 발명의 제1 실시예에 따른 터치 스크린을 구비한 플라즈마 디스플레이 패널은 스타일러스 펜 또는 사용자의 손가락이 전면 필터(300)를 눌러 투명 도전막(420)이 메쉬 패턴(410)과 접촉하게 되면, 그 접촉 위치에 따라 저항치가 가변된다.
그리고, 상기 가변된 저항치에 따라 전류값 또는 전압값이 변화하게 되고, 상기 변화된 전류값 또는 전압값을 상기 투명 도전막(420) 및 메쉬 패턴(410)에 연결된 외부 전극을 통해 X 및 Y 좌표를 출력하여 터치 스크린 기능을 수행하게 된다.
<제2 실시예>
도 12는 본 발명에 따른 터치 스크린을 구비한 플라즈마 디스플레이 패널을 나타낸 제2 실시예 단면도이다.
본 발명의 제2 실시예는 기존 전면 필터의 구조를 그대로 사용하면서, 전면 패널(170)에 투명 도전막(420)을 부착하여 간단하게 터치 스크린을 구비한 플라즈마 디스플레이 패널을 제조할 수 있다.
즉, 도 12에 도시된 바와 같이, 스캔 전극 및 서스테인 전극(180a, 180b)이 형성된 전면 패널(170)의 반대면에 투명 도전막의 시트(420)를 부착한다.
그리고, 전면 필터(300)의 메쉬 패턴(410)과 상기 전면 패널(170)의 투명 도전막(410) 사이에는 다수의 스페이서들(430)이 형성되어 본 발명의 제2 실시예에 따른 터치 스크린을 구비한 플라즈마 디스플레이 패널이 완성된다.
상기와 같은, 본 발명의 제2 실시예에 따른 터치 스크린을 구비한 플라즈마 디스플레이 패널은 스타일러스 펜 또는 사용자의 손가락이 전면 패널(170)를 눌러 메쉬 패턴(410)이 투명 도전막(420)과 접촉하게 되면, 그 접촉 위치에 따라 저항치가 가변된다.
그리고, 상기 가변된 저항치에 따라 전류값 또는 전압값이 변화하게 되고, 상기 변화된 전류값 또는 전압값을 메쉬 패턴(410) 및 투명 도전막(420)에 연결된 외부 전극을 통해 X 및 Y 좌표를 출력하여 터치 스크린 기능을 수행하게 된다.
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 도 5c는 본 발명에 따른 플라즈마 디스플레이 패널의 전면 패널 제조 공정을 나타낸 단면도이다.
도 6a 내지 도 6f는 본 발명에 따른 플라즈마 디스플레이 패널의 후면 패널 제조 공정을 나타낸 단면도이다.
도 7a는 플라즈마 디스플레이 패널의 전면 패널과 후면 패널을 합착하는 공정을 나타낸 도면이다.
도 7b는 도 7a의 A-A'의 단면도이다.
도 8은 본 발명에 따른 플라즈마 디스플레이 패널에 구비되는 필름형 및 글라스형 전면 필터를 나타낸 단면도이다.
도 9는 본 발명에 따른 터치 스크린을 구비한 플라즈마 디스플레이 패널을 나타낸 제1 실시예 단면도이다.
도 10은 터치 스크린의 구조를 나타낸 도면이다.
도 11a 내지 도 11d는 본 발명에 따른 터치 스크린을 구비한 플라즈마 디스플레이 패널의 제조 과정을 나타낸 제1 실시예 공정 순서도이다.
도 12는 본 발명에 따른 터치 스크린을 구비한 플라즈마 디스플레이 패널을 나타낸 제2 실시예 단면도이다.
<도면의 주요 부호에 대한 설명>
<도면의 주요 부호에 대한 설명>
110: 배면 기판 120: 어드레스 전극
130: 하판 유전체 140: 격벽
150a, 150b, 150c: 형광체 160: 방전 가스
170: 전면 기판 180a: 스캔 전극
180b: 서스테인 전극 180a', 180b': 버스 전극
190: 상판 유전체 195 : 보호막
220: 패널 230: 구동 기판
240: TCP 241: 구동 드라이버 칩
242: 연성 기판 243: 배선
250: FPC 260: 방열판
300: 전면 필터 300a: 필름형 전면 필터
300b: 글라스형 전면 필터 310: 반사 방지막
320: 색 보정막 330: 근적외선 차폐막
340: 전자파 차폐막 410: 메쉬 패턴
411: 도전막 420: 투명 도전막
430: 스페이서

Claims (10)

  1. 메쉬 패턴의 전자파 차폐막이 형성된 전면 패널;
    투명 도전막이 형성되고, 상기 전자파 차폐막과 상기 투명 도전막이 서로 마주보도록 합착되는 전면 필터; 및
    상기 전자파 차폐막이 형성된 전면 패널과 상기 투명 도전막이 형성된 전면 필터 사이에 형성되는 다수의 스페이서;를 포함하여 이루어지는 터치 스크린을 구비한 플라즈마 디스플레이 패널.
  2. 제1 항에 있어서, 상기 전자파 차폐막은,
    Ag 또는 Cu 페이스트로 형성된 것을 특징으로 하는 터치 스크린을 구비한 플라즈마 디스플레이 패널.
  3. 제1 항에 있어서, 상기 투명 도전막은,
    ITO(Indum-Tin-Oxide), IZO(Indum-Zine-Oxide) 및 ITZO(Indum-Tin-Zine-Oxide) 중 적어도 어느 하나로 형성된 것을 특징으로 하는 터치 스크린을 구비한 플라즈마 디스플레이 패널.
  4. 삭제
  5. 전면 패널 상에 메쉬 패턴의 전자파 차폐막을 형성하는 단계;
    전면 필터 상에 투명 도전막을 형성하는 단계;
    상기 전자파 차폐막이 형성된 전면 패널과 상기 투명 도전막이 형성된 전면 필터 사이에 다수의 스페이서를 형성하는 단계; 및
    상기 스페이서들을 상기 전자파 차폐막과 투명 도전막 사이에 두고, 상기 전면 패널과 상기 전면 필터를 서로 마주보도록 합착하는 단계;를 포함하여 이루어지는 터치 스크린을 구비한 플라즈마 디스플레이 패널의 제조 방법.
  6. 제5 항에 있어서, 상기 전자파 차폐막은,
    Ag 또는 Cu 페이스트로 형성된 것을 특징으로 하는 터치 스크린을 구비한 플라즈마 디스플레이 패널의 제조 방법.
  7. 제5 항에 있어서, 상기 투명 도전막은,
    ITO(Indum-Tin-Oxide), IZO(Indum-Zine-Oxide) 및 ITZO(Indum-Tin-Zine-Oxide) 중 적어도 어느 하나로 형성된 것을 특징으로 하는 터치 스크린을 구비한 플라즈마 디스플레이 패널의 제조 방법.
  8. 삭제
  9. 투명 도전막이 형성된 전면 패널;
    메쉬 패턴의 전자파 차폐막이 형성되고, 상기 투명 도전막과 상기 전자파 차폐막이 서로 마주보도록 합착되는 전면 필터; 및
    상기 투명 도전막이 형성된 전면 패널과 상기 전자파 차폐막이 형성된 전면 필터 사이에 형성되는 다수의 스페이서;를 포함하여 이루어지는 터치 스크린을 구비한 플라즈마 디스플레이 패널.
  10. 전면 패널 상에 투명 도전막을 형성하는 단계;
    전면 필터 상에 메쉬 패턴의 전자파 차폐막을 형성하는 단계;
    상기 투명 도전막이 형성된 전면 패널과 상기 전자파 차폐막이 형성된 전면 필터 사이에 다수의 스페이서를 형성하는 단계; 및
    상기 스페이서들을 상기 투명 도전막과 전자파 차폐막 사이에 두고, 상기 전면 패널과 상기 전면 필터를 서로 마주보도록 합착하는 단계;를 포함하여 이루어지는 터치 스크린을 구비한 플라즈마 디스플레이 패널의 제조 방법.
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