KR100444514B1 - 플라즈마 디스플레이 패널의 하판 및 그의 제조방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 정전용량값을 줄일 수 있는 플라즈마 디스플레이 패널의 하판 및 그의 제조방법에 관한 것이다.
본 발명에 따른 플라즈마 디스플레이 패널의 하판은 기판 상에 형성되는 그린시트와 그린시트 상에 인쇄되는 어드레스전극을 구비하는 플라즈마 디스플레이 패널의 하판에 있어서, 상기 어드레스전극과 대응되는 위치의 상기 기판 표면에 형성되는 홈과, 상기 기판의 홈을 제외한 영영에 형성되는 글레이지층과, 상기 홈과 상기 그린시트 사이에 형성되는 공극을 구비하는 것을 특징으로 한다.
이에 따라, 정전용량값을 줄일 수 있다.
Description
본 발명은 플라즈마 디스플레이 패널에 관한 것으로, 특히 유전상수가 낮은 그린시트를 가질 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)은 플라즈마 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 격벽 성형시 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 하며글레이즈층(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/cm2 이상의 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. 이때, 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 그린시트(30)의 두께를 두껍게 하는데 한계가 있다.
따라서, 본 발명의 목적은 정전용량값을 줄일 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 3은 본 발명의 실시 예에 따른 플라즈마 디스플레이 패널의 하판을 나타내는 도면.
도 4a 내지 도 4e는 도 3에 도시된 플라즈마 디스플레이 패널의 하판 제조방법을 단계적으로 나타내는 도면.
< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >
2, 66 : 어드레스전극 4 : 유지전극쌍
6 : 형광체 8 : 격벽
10 : 보호막 12, 18, 68 : 유전체층
14, 32, 60 : 하부기판 16 : 상부기판
30, 64 : 그린시트 34, 62 : 글레이즈층
37 : 전극보호층 38 : 금형
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 플라즈마 디스플레이 패널의 하판은 기판 상에 형성되는 그린시트와 그린시트 상에 인쇄되는 어드레스전극을 구비하는 플라즈마 디스플레이 패널의 하판에 있어서, 상기 어드레스전극과 대응되는 위치의 상기 기판 표면에 형성되는 홈과, 상기 기판의 홈을 제외한 영영에 형성되는 글레이지층과, 상기 홈과 상기 그린시트 사이에 형성되는 공극을 구비하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 플라즈마 디스플레이 패널의 하판 제조방법은 기판 상에 글레이지층을 형성하는 단계와, 상기 글레이지층이 형성된 상기 기판 표면에 홈을 형성하는 단계와, 상기 기판 상에 그린시트를 형성하는 단계와, 상기 그린시트 상에 어드레스전극을 인쇄하는 단계와, 상기 어드레스전극을 보호하는 유전체층을 형성하는 단계와, 상기 유전체층 상에 격벽 형상의 홈이 형성된 금형을 가압하여 격벽을 성형하여 소성하여 상기 기판과 상기 그린시트 사이에 공극을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
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 4e를 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 설명하기로 한다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 PDP의 하판을 나타내는 도면이다.
도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 PDP의 하판은 어드레스전극(66)과 대응되어 홈(60a)이 형성된 기판(60)과, 상기 기판(60) 상에 격벽을 형성하기 위한 그린시트(64)와, 상기 기판(60)과 그린시트(64)를 접착하기 위한 글레이즈층(62)과, 상기 그린시트(64) 상에 인쇄된 어드레스전극(66)과, 어드레스전극(66)을 보호하기 위하여 그린시트(64) 상에 형성된 유전체층(68)을 구비한다. 이때, 기판(60)의 홈(60a)과 그린시트(64) 사이에 공극(65)이 형성되어 기판(60)과 어드레스전극(66) 사이의 거리를 멀게 한다. 이에 따라, 기판(60)과 어드레스전극(66) 사이에 형성될 수 있는 캐패시터의 정전용량값을 줄인다.
이러한 PDP의 하판 제조방법은 도 4a 내지 도 4e에 도시된 바와 같다.
도 4a를 참조하면, 본 발명에 따른 PDP의 하판의 제조방법은 우선 기판(60)을 준비한다. 기판(60)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(60)의 열적·기계적 변형을 줄일 수 있다. 또한, 티타늄은 반사율이 높기 때문에 기판(60) 쪽으로 투과되는 즉, 백스캐터링(Back scattering)되는 가시광을 표시면 쪽으로 반사시킴으로써 발광효율과 휘도를 높일 수 있는 장점이 있다.
이어서, 도 4b에 도시된 바와 같이 기판(60) 상에 그린시트(64)를 접합시키기 위한 글레이즈층(62)을 형성한다. 글레이즈층(62)은 기판(60) 상에 글레이즈(glaze)를 분사(spray)한 후 500∼600℃의 온도에서 소성함으로써 형성된다.
글레이즈층(62)이 형성된 기판(60)을 도 4c에 도시된 바와 같이 선택적으로 식각하거나 기계적으로 가공하여 기판(60) 표면에 사각홈(60a)이나 원형홈(60b)을 형성시킨다. 이에 따라, 사각홈(60a) 또는 원형홈(60b)과 대응되는 글레이즈층(62)도 제거된다.
이렇게 홈(60a)이 형성된 기판(60) 상에 도 4d에 도시된 바와 같이 그린시트(64), 어드레스전극(66) 및 유전체층(68)을 순차적으로 형성한다.
그린시트(64)는 상기 기판(60)의 홈(60a)을 채우게 되며, 기판(60) 상에 형성된 글레이즈층(62)에 의해 접합된다. 이때, 글레이즈층(62) 상에 그린시트(64)를 올려 놓고, 라미네이팅 공정을 수행하여 기판(60)과 그린시트(64)를 접합한다. 라미네이션 공정은 기판(60)과 그린시트(64)에 균일한 압력과 온도을 가하면서 접착하는 공정이다. 그런데, 홈(60a)에 대응되는 영역에는 글레이즈층(62)이 형성되어 있지 아니하므로 그린시트(64)는 기판(60)의 홈(60a)에 채워지기만 한다. 이후, 그린시트(64) 상에 어드레스전극(66)이 인쇄된다. 이어서, 어드레스전극(66)이 형성된 그린시트(64) 상에 소정 두께를 가지는 유전체층(68)을 형성한다. 이때, 기판(60) 상에 접합된 그린시트(64)의 유동성을 높이기 위하여 유기 결합제의 연화점 부근으로 기판(60)을 가열한다. 또한, 그린시트(64) 내에 포스테라이트(Foresterite), 코디어라이트(Codierite), ZrO2, Al2O3등의 조성을 첨가하여 유동 온도를 높일 수 있다. 이렇게 그린시트(64)의 유동성이 높아진 상태에서 도시되지 않은 격벽 반대 형상의 홈이 형성된 금형을 기판(60) 상에 정렬하여 기판(60)을 가압한다. 이에 따라, 금형의 가압시 그린시트(64)와 유전체층(68)이 금형의 홈 내로 이동되어 솟아 오르게 된다. 이로써 격벽 형상이 형성된다.
이후, 금형을 그린시트(64) 및 유전체층(68)로부터 분리시킨 후, 소성공정을 수행한다. 소성공정은 700 ~ 850℃의 온도에서 그린시트(64) 내의 유기물들이 타서 없어지게 하는 공정이다. 이때, 그린시트(64)는 기판(60)의 홈(60a)과 글레이즈층(62)으로 접합되지 않은 상태이므로 소성과정 후에는 소성 수축이 일어나게 된다. 이에 따라, 도 4e에 도시된 바와 같이 기판(60)의 홈(60a)과 그린시트(64) 사이에 공극(65)이 형성된다. 이러한 공극(65)은 기판(60)과 어드레스전극(66) 사이에 캐패시터가 형성되는 것을 방지한다. 즉, 공극(65)에 의해 기판(60)과 어드레스전극(66) 사이의 거리를 멀게 함으로써 캐패시터의 정전용량값을 줄일 수 있으며, 이러한 정전용량값에 의한 구동시 누설되는 전류의 발생을 방지할 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 PDP의 하판 및 그의 제조방법은 기판 상에 홈을 형성시킴으로써 기판과 어드레스전극 사이의 거리를 멀게 할 수 있다. 이에 따라, 본 발명에 따른 PDP의 하판 및 그의 제조방법은 기판과 어드레스전극 사이에 형성되는 캐패시터의 정전용량값을 줄일 수 있으므로 누설되는 전류를 줄일 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 (8)
- 기판 상에 형성되는 그린시트와 상기 그린시트 상에 인쇄되는 어드레스전극을 구비하는 플라즈마 디스플레이 패널의 하판에 있어서,상기 어드레스전극과 대응되는 위치의 상기 기판 표면에 형성되는 홈과,상기 기판의 홈을 제외한 영영에 형성되는 글레이지층과,상기 홈과 상기 그린시트 사이에 형성되는 공극을 구비하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널의 하판.
- 제 1 항에 있어서,상기 어드레스전극을 덮도록 상기 그린시트 상에 형성되는 유전체층을 추가로 구비하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널의 하판.
- 제 1 항에 있어서,상기 기판의 홈은 사각홈과 원형홈 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널의 하판.
- 기판 상에 글레이지층을 형성하는 단계와,상기 글레이지층이 형성된 상기 기판 표면에 홈을 형성하는 단계와,상기 기판 상에 그린시트를 형성하는 단계와,상기 그린시트 상에 어드레스전극을 인쇄하는 단계와,상기 어드레스전극을 보호하는 유전체층을 형성하는 단계와,상기 유전체층 상에 격벽 형상의 홈이 형성된 금형을 가압하여 격벽을 성형하여 소성하여 상기 기판과 상기 그린시트 사이에 공극을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널의 하판 제조방법.
- 삭제
- 제 4 항에 있어서,상기 기판 상의 홈은 식각액에 의해 식각되는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널의 하판 제조방법.
- 제 4 항에 있어서,상기 기판 상의 홈은 기계적 가공에 의해 형성되는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널의 하판 제조방법.
- 제 4 항에 있어서,상기 기판의 홈은 사각홈과 원형홈 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널의 하판 제조방법.
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