KR100696697B1 - 플라즈마 디스플레이 패널 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 플라즈마 디스플레이 패널에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 a) 어드레스 전극, 상기 어드레스 전극을 덮는 유전체층, 상기 유전체층 전면에 형성된 격벽 및 상기 격벽으로 구획된 방전셀 내에 위치하는 형광체층을 포함하는 제1기판, 및 b) 투명 전극 및 버스 전극을 포함하는 표시 전극, 상기 표시 전극을 덮으며 전면에 형성된 투명 유전체층 및 상기 투명 유전체층 위에 코팅된 보호막을 포함하는 제2기판을 포함하며, 상기 격벽은 무기흡착제를 포함하는 것인 플라즈마 디스플레이 패널에 관한 것이다.
무기흡착제, 제올라이트, 격벽, 불순물, 흡착
Description
도 1은 본 발명의 플라즈마 디스플레이 패널의 일 예를 도시한 부분분해사시도.
도 2는 격벽 내에 무기흡착제를 포함하는 플라즈마 디스플레이 패널의 제1기판의 부분 단면도.
[산업상 이용분야]
본 발명은 플라즈마 디스플레이 패널, 및 격벽 형성용 조성물에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 소성 공정 후에도 형광막 내에 잔존하는 유기물의 잔탄이나 수분의 양이 적은 플라즈마 디스플레이 패널, 및 이의 제조에 사용되는 격벽 형성용 조성물에 관한 것이다.
[종래기술]
플라즈마 디스플레이 패널은 플라즈마 현상을 이용한 표시 장치로서, 비진공 상태의 기체 분위기에서 공간적으로 분리된 두 접점간에 어느 이상의 전위차가 인가되면 방전이 발생되는데, 이를 기체 방전 현상으로 지칭한다.
플라즈마 표시 소자는 이러한 기체 방전 현상을 화상 표시에 응용한 평판 표시 소자이다. 현재 일반적으로 사용되고 있는 플라즈마 디스플레이 패널은 반사형 교류 구동 플라즈마 디스플레이 패널로서, 후면기판(이하 제1기판이라 한다.) 구조의 경우 격벽으로 구획된 방전셀 내에 형광체층이 형성되어 있다. 또한, 전면기판(이하 제2기판이라 한다.)의 경우에는 표시 전극과 상기 표시 전극을 덮는 유전체층을 포함하고 있다.
플라즈마 디스플레이 패널에서 형광체층을 형성하는 방법으로는 주로 인쇄법을 이용하고 있다. 상기 형광체 인쇄용 페이스트에는 유기 바인더 수지와 용매의 혼합물인 비이클을 혼합한다. 상기 비이클은 형광체 페이스트에 유동성을 부여하는 역할을 하며, 방전셀 내에 형광체 페이스트를 도포한 후에는 용매를 제거하기 위한 건조 공정과 유기바인더를 제거하기 위한 소성공정을 거친다.
그러나, 상기 유기바인더는 소성공정 후에 잔탄을 남기게 되고, 이러한 잔탄은 방전셀에 남아있는 수분과 함께 형광막의 열화를 가져오는 원인이 된다.
일본특허공개 제2004-186021호는 방전셀 내에 잔탄이 남게 되면, 형광체의 휘도, 및 효율 저하가 발생하며, 형광체의 수명 등과 같은 신뢰성에도 영향을 미친다고 지적하고 있다.
또한, 일본특허공개 제2002-358892호는 가스 방전 표시 패널에 있어서 가스 배기구의 프리트 내측 주변, 또는 프리트 내에 가스 및 불순물을 흡착 및 분해를 가능하게 하는 흡착제를 도포하는 방법에 대하여 소개하고 있다. 그러나, 상기 일본특허는 봉착시에 배출되는 가스로부터 불순물을 흡착하는 것이므로, 방전셀 내에 잔류하는 잔탄이나 수분을 흡착하기에는 효과가 부족한 것이다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 격벽 내에 무기흡착제를 포함하여 잔탄 및 수분의 제거효율이 우수한 플라즈마 디스플레이 패널을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 상기 격벽을 제조하기 위한 격벽형성용 조성물을 제공하는 것이다.
본 발명은 상기 목적을 달성하기 위하여, 방전셀을 구획하는 격벽에 무기흡착제를 포함하는 플라즈마 디스플레이 패널을 제공한다.
본 발명은 또한, 글래스 프리트, 고분자 수지, 유기용제, 및 무기흡착제를 포함하는 격벽형성용 조성물을 제공한다.
이하, 본 발명을 보다 상세하게 설명한다.
플라즈마 디스플레이 패널을 장시간 구동할 경우에는, 형광체층에 남아 있는 잔탄이나 수분이 방전셀 내의 온도 상승이나 고에너지의 여기로 인하여 휘발하게 되고, 이러한 잔탄이나 수분이 방전가스나 MgO 산화막을 오염시키는 결과를 가져오게 된다.
이러한 오염을 방지하기 위해서는 형광막을 둘러싸고 있는 격벽에 오염물질이나 수분등을 흡착시킬 수 있도록 다공성 물질을 포함하는 것이 바람직하다.
본 발명의 플라즈마 디스플레이 패널은 a) 어드레스 전극, 상기 어드레스 전 극을 덮는 유전체층, 상기 유전체층 전면에 형성된 격벽 및 상기 격벽으로 구획된 방전셀 내에 위치하는 형광체층을 포함하는 제1기판, 및 b) 투명 전극 및 버스 전극을 포함하는 표시 전극, 상기 표시 전극을 덮으며 전면에 형성된 투명 유전체층 및 상기 투명 유전체층 위에 코팅된 보호막을 포함하는 제2기판을 포함하며, 상기 격벽은 무기흡착제를 포함한다.
도 1은 본 발명의 플라즈마 디스플레이 패널의 일 예를 나타낸 부분분해사시도이다. 도면을 참고하면, 플라즈마 디스플레이 패널은 제1기판(1) 상에 일방향(도면의 Y 방향)을 따라 어드레스 전극들(3)이 형성되고, 어드레스 전극들(3)을 덮으면서 제1기판(1)의 전면에 유전체층(5)이 형성된다. 이 유전체층(5) 위로 각 어드레스 전극(3) 사이에 격벽(7)이 형성되며, 상기 격벽(7)은 필요에 따라 개방형 또는 폐쇄형으로 형성될 수 있다. 각각의 격벽(7) 사이에는 적(R), 녹(G), 청(B)색의 형광체층(9)이 위치한다.
그리고, 제1기판(1)에 대향하는 제2기판(11)의 일면에는 어드레스 전극(3)과 직교하는 방향(도면의 X 방향)을 따라 한쌍의 투명 전극(13a)과 버스 전극(13b)으로 구성되는 표시 전극들(13)이 형성되고, 표시 전극들(13)을 덮으면서 제2기판(11) 전체에 투명 유전체층(15)과 보호막(17)이 위치한다. 이로서 어드레스 전극(3)과 표시 전극(13)의 교차 지점이 방전 셀을 구성하게 되며, 방전 셀들은 방전 가스로 채워져 있다.
이러한 구성에 의해, 어드레스 전극(3)과 어느 하나의 표시 전극(13) 사이에 어드레스 전압(Va)을 인가하여 어드레스 방전을 행하고, 다시 한쌍의 표시 전극 (13) 사이에 유지 전압(Vs)을 인가하면, 유지 방전시 발생하는 진공 자외선이 해당 형광체층(9)을 여기시켜 투명한 전면 기판(11)을 통해 가시광을 방출하게 된다.
다만, 본 발명의 플라즈마 디스플레이 패널에 있어서, 상기 격벽을 제외한 나머지 구성은 상기 예로 특별히 한정되지 않으며, 종래에 알려진 모든 플라즈마 디스플레이 패널의 구성이 모두 본 발명에 적용될 수 있다.
상기 격벽에 포함되는 무기흡착제는 10 내지 1500 m2/g의 비표면적을 가지는 것이 바람직하고, 800 내지 1200 m2/g 의 비표면적을 가지는 것이 더 바람직하다. 무기흡착제의 비표면적이 10 m2/g 미만인 경우에는 흡착성능이 떨어지며, 1500 m2/g를 초과하는 경우에는 격벽의 디스펜싱 공정에서 페이스트 작업에 바람직하지 않다.
상기 무기흡착제는 이온 교환형 제올라이트(zeolite)인 것이 바람직하며, 이온 교환형 몰데나이트(mordenite), 및 클리노프틸로라이트(clinoptilolite)로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상의 제올라이트인 것이 더 바람직하다.
또한, 상기 무기흡착제는 리튬이온 교환형태 몰데나이트(mordenite), 나트륨 이온 교환형태의 몰데나이트, 칼슘이온 교환형태의 포자사이트(faujasite, X형), 칼슘이온 교환형태의 클리노프틸로라이트(clinoptilolite)로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상의 제올라이트인 것이 가장 바람직하다.
본 발명의 플라즈마 디스플레이 패널에 있어서, 상기 격벽은 격벽 내부에 분산된 형태로 무기흡착제를 포함하는 것이 바람직하다. 도 2는 격벽(7) 내에 무기흡착제(21)를 포함하는 플라즈마 디스플레이 패널의 제1기판의 부분 단면도이다.
상기 도 2와 같이, 격벽 내부에 분산된 형태로 무기흡착제를 포함하는 경우에는 상기 격벽에 포함되는 무기흡착제의 함량이 1 내지 10 중량%인 것이 바람직하며, 2 내지 5 중량%인 것이 더 바람직하다. 상기 무기흡착제의 함량이 1 중량% 미만인 경우에는 잔탄 및 수분의 흡착능력이 미미하며, 10 중량%를 초과하는 경우에는 유전율, 열팽창율 등과 같은 격벽 고유의 특성이 영향을 받는다.
상기 잔탄은 유기물의 탄화물을 의미하며, 이러한 잔탄은 패널 구동중에 산화되어 가스 및 불순물을 유발한다. 상기 잔탄의 구체적인 예로는 H2O, CO2, 및 CH4 등이 있다.
상기 플라즈마 디스플레이 패널의 격벽은 수분 제거 효율이 80 %이상이며, 보다 바람직하게는 80 내지 99 %이다.
또한, 상기 격벽의 잔탄 제거 효율은 15 % 이상이며, 보다 바람직하게는 15 내지 40 %이다.
상기 수분 제거효율, 및 잔탄 제거 효율은 높을수록 우수한 발광효율을 가지는 플라즈마 디스플레이 패널을 제공하므로, 상기 격벽은 상기 기준 이상의 제거효율을 가지는 것이 바람직하다.
상기 플라즈마 디스플레이 패널의 격벽은 글래스 프리트, 고분자 수지, 유기용제, 및 무기흡착제를 포함하는 격벽형성용 조성물로부터 제조된다.
상기 격벽형성용 조성물에 포함되는 글래스 프리트는 당업계에서 통상적으로 사용되는 것을 사용할 수 있으며, 본 발명에서는 특별히 한정되지 않는다. 다만, 바람직하게는 PbO, SiO2, B2O3, Al2O3, Ti02, CaO, 또는 ZnO 중에서 선택되는 1종 이상을 포함하는 글래스 프리트를 사용할 수 있다.
상기 고분자 수지는 바인더의 역할을 하는 것으로서, 아크릴계 수지, 에폭시계 수지, 및 셀룰로오스계 수지로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상인 것이 바람직하다.
또한, 상기 유기용제는 부틸 셀로솔브(BC:butyl cellosolve), 부틸 카르비톨 아세테이트(BCA:butyl carbitol acetate), 테르피네올(TP:terpineol), 및 텍사놀(texanol)로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상인 것이 바람직하다.
상기 바인더와 유기용제의 혼합물을 당업계에서는 통상 비이클이라 한다. 상기 비이클은 형광체층의 제조에도 동일하게 사용될 수 있다.
상기 격벽형성용 조성물에 포함되는 무기흡착제의 구체적인 예는 앞서 기재한 것과 동일하다.
상기 격벽형성용 조성물은 통상적인 격벽형성용 조성물에 무기흡착제를 더 포함하는 것이며, 글래스 프리트 100 중량부에 대하여, 고분자 수지 100 내지 150 중량부, 유기용제 2 내지 50 중량부, 및 무기흡착제 1 내지 10 중량부를 포함하는 것이 바람직하고, 무기흡착제 2 내지 5 중량부를 포함하는 것이 더 바람직하다. 상기 무기흡착제의 함량이 1 중량부 미만인 경우에는 격벽 제조시에 불순물 흡착 능력이 낮고, 10 중량부를 초과하는 경우에는 격벽의 물성을 저하시킬 수 있다.
상기 격벽형성용 조성물을 이용하여 격벽을 형성하고, 플라즈마 디스플레이 패널을 조립, 봉착, 배기, 가스주입, 에이징하는 단계 등은 당업계에 널리 알려진 것이므로, 본 발명에서는 특별히 한정되지 않는다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 기재한다. 다만, 하기의 실시예는 본 발명의 바람직한 일 실시예일 뿐, 본 발명이 하기 실시예에 의해 한정되는 것은 아니다.
[실시예]
실시예 1
글래스 프리트(대주전자, DGC562S) 40 중량%, 에틸 셀룰로오스 50 중량%, 부틸카르비톨아세테이트 8 중량%, 및 리튬이온 교환형태 몰데나이트(mordenite)(애경화학, Valfor 100) 2 중량%를 혼합하여 격벽형성용 조성물을 제조하였다.
상기 격벽형성용 조성물을 어드레스 전극과 유전체층이 형성된 제1기판의 유전체층 위에 300 ㎛ 두께로 도포하고, 550℃에서 30분간 소성하여 격벽재를 형성하였다.
상기 격벽재 위에 감광성 필름(BF704, TOKYO OHKA CHEMICALS)을 라미네이팅 하고, 노광 및 현상하여 패터닝을 하였다.
스프레이 장치로 되어 있는 에칭설비에 상기 패터닝된 제1기판을 올려놓고, 염산과 황산을 8:2의 중량비로 혼합한 에칭액을 상기 격벽재에 분사하였다. 이 때, 분사 압력은 3 kgf/m2, 스프레이 노즐의 직경은 0.5 mm, 분사 높이는 120 mm, 분사온도는 30℃로 하였다. 상기 에칭 과정이 끝난 후, 감광성 필름을 제거하여 제1기판에 일정한 높이와 패턴을 가지는 격벽을 형성하였다.
또한, 부틸카르비톨 아세테이트와 테르피네올의 중량비 4:6 혼합용매 100 중량부에 대하여 에틸셀룰로오스 6 중량부를 혼합하여 비이클을 제조하였다. 상기 비이클 100 중량부에 대하여 청색 형광체인 BaMgAl10O17:Eu 40 중량부를 혼합하여 형광체 페이스트를 제조한 후, 상기 격벽으로 구획된 제1기판의 방전셀의 바닥면과 격벽 측면에 상기 청색 형광체 페이스트를 도포하여 청색 형광체층을 형성하였다.
적색 형광체인 (Y,Gd)BO3:Eu 및 녹색 형광체인 ZnSiO4:Mn를 이용하여 상기 방법과 동일한 방법으로 적색 및 녹색 형광체층을 형성하였다.
상기 형광체층이 형성된 제1기판을 200 ℃에서 건조하고, 500 ℃에서 소성하였다.
또한, 표시전극, 유전체층 및 보호막이 형성된 제2기판을 준비한 후, 상기 제1기판과 제2기판을 조립, 봉착, 배기, 방전 기체 주입 및 에이징하여 플라즈마 디스플레이 패널을 제조하였다.
실시예 2
리튬이온 교환형태 몰데나이트(mordenite) 대신에 나트륨 이온 교환형태의 몰데나이트(애경화학, Valfor 100) 2 중량%를 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 격벽을 형성한 플라즈마 디스플레이 패널을 제조하였다.
실시예 3
리튬이온 교환형태 몰데나이트 대신에 칼슘이온 교환형태의 포자사이트(X형)(애경화학, Folfor 100) 2 중량%를 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 격벽을 형성한 플라즈마 디스플레이 패널을 제조하였다.
실시예 4
리튬이온 교환형태 몰데나이트(mordenite) 대신에 칼슘이온 교환형태의 클리노프틸로라이트(동신) 2 중량%를 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 격벽을 형성한 플라즈마 디스플레이 패널을 제조하였다.
비교예 1
격벽제조시 제올라이트를 사용하지 않은 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 격벽을 형성한 플라즈마 디스플레이 패널을 제조하였다.
상기 실시예 1 내지 4 및 비교예 1에 따라 형성된 격벽을 포함하는 플라즈마 디스플레이 패널에 대하여 수분 제거 효율, 잔탄 제거효율, 및 수명유지율을 아래와 같은 방법으로 측정하였으며, 그 결과를 하기 표 1에 정리하였다.
[수분 제거 효율 측정]
0.5 m x 1 m x 1 m 부피의 챔버 내에 상기 실시예 1 내지 4, 및 비교예 1에 따라 제조된 제1기판을 20 시간 동안 방치한 후, 제1기판 방치 전 후의 챔버 내의 상대습도를 비교하여 수분 제거 효율을 측정하였다.
[잔탄 제거 효율 측정]
잔탄제거 효율은 CS-444, NO-436를 이용하여 측정하였다. 헬륨 가스를 캐리어로 이용하여 시료 연소시에 발생하는 CO2, N2, SO2가스를 검출기(Detector)에 이송시키고, 적외선 흡수방식 및 열전도율 방식을 통해 피크를 하여, 검출된 peak의 면적으로부터 계산하여 잔탄의 함량을 측정하였다.
[수명유지율]
상기 격벽을 형성한 플라즈마 디스플레이 패널을 가속수명상태에서 초기 Full White 휘도 대비 500 hr 시간 가속수명 후, 휘도유지율(%)을 이용하여 수명유지율을 측정하였다.
[표 1]
| 수분 제거 효율 (%) | 잔탄 제거 효율 (%) | 수명유지율 (%) | |
| 실시예 1 | 92 | 35 | 95 |
| 실시예 2 | 82 | 20 | 91 |
| 실시예 3 | 87 | 22 | 91 |
| 실시예 4 | 88 | 18 | 93 |
| 비교예 1 | 0 | 0 | 90 |
상기 표 1에서 보는 것과 같이, 본 발명의 플라즈마 디스플레이 패널은 격벽 자체의 수분, 및 잔탄 제거 효율이 우수하며, 기존의 격벽을 포함하는 플라즈마 디스플레이 패널보다 우수한 수명유지율을 가지는 것을 알 수 있다.
본 발명의 플라즈마 디스플레이 패널은 형광체층의 소성공정 후에 잔존하는 수분, 및 잔탄 제거효율이 우수하여, 형광체층의 열화를 방지하고, 발광효율이 우수한 장점을 가진다.
Claims (14)
- 어드레스 전극, 상기 어드레스 전극을 덮는 유전체층, 상기 유전체층 전면에 형성된 격벽 및 상기 격벽으로 구획된 방전셀 내에 위치하는 형광체층을 포함하는 제1기판; 및투명 전극 및 버스 전극을 포함하는 표시 전극, 상기 표시 전극을 덮으며 전면에 형성된 투명 유전체층, 및 상기 투명 유전체층 위에 코팅된 보호막을 포함하는 제2기판을 포함하며,상기 격벽은 비표면적이 10 내지 1500 m2/g인 이온교환형 제올라이트(zeolite)인 무기 흡착제를 포함하는 것인 플라즈마 디스플레이 패널.
- 삭제
- 삭제
- 제1항에 있어서,상기 무기흡착제는 리튬이온 교환형태의 몰데나이트(mordenite), 나트륨 이온 교환형태의 몰데나이트, 칼슘이온 교환형태의 포자사이트(X형), 및 칼슘이온 교환형태의 클리노프틸로라이트(clinoptilolite)로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상의 제올라이트인 플라즈마 디스플레이 패널.
- 제1항에 있어서,상기 무기흡착제는 격벽 내에 분산된 형태로 포함되는 것인 플라즈마 디스플레이 패널.
- 제5항에 있어서,상기 격벽은 상기 무기흡착제를 1 내지 10 중량%로 포함하는 것인 플라즈마 디스플레이 패널.
- 제1항에 있어서,상기 격벽은 수분 제거 효율이 80 내지 99 %인 플라즈마 디스플레이 패널.
- 제1항에 있어서,상기 격벽은 잔탄 제거 효율이 15 내지 40 %인 플라즈마 디스플레이 패널.
- 글래스 프리트, 고분자 수지, 유기용제, 및 무기흡착제를 포함하고,상기 무기흡착제가 비표면적이 10 내지 1500 m2/g인 이온교환형 제올라이트(zeolite)인 격벽형성용 조성물.
- 제9항에 있어서,상기 고분자 수지는 아크릴계 수지, 에폭시계 수지, 및 셀룰로오스계 수지로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상인 격벽형성용 조성물.
- 제9항에 있어서,상기 유기용제는 부틸 셀로솔브(BC:butyl cellosolve), 부틸 카르비톨 아세테이트(BCA:butyl carbitol acetate), 테르피네올(TP:terpineol), 및 텍사놀(texanol)로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상인 격벽형성용 조성물.
- 삭제
- 제9항에 있어서,상기 무기흡착제는 리튬이온 교환형태 몰데나이트(mordenite), 나트륨 이온 교환형태의 몰데나이트, 칼슘이온 교환형태의 포자사이트(X형), 및 클리노프틸로라이트(clinoptilolite)로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상의 제올라이트인 격벽형성용 조성물.
- 제9항에 있어서,상기 격벽형성용 조성물은 글래스 프리트 100 중량부에 대하여, 고분자 수지 100 내지 150 중량부, 유기용제 2 내지 50 중량부, 및 무기흡착제 1 내지 10 중량부를 포함하는 것인 격벽형성용 조성물.
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