KR100832306B1

KR100832306B1 - 플라즈마 디스플레이 패널 및 그 저온 제조방법

Info

Publication number: KR100832306B1
Application number: KR1020070020498A
Authority: KR
Inventors: 배병수; 김정환
Original assignee: 한국과학기술원
Priority date: 2007-02-28
Filing date: 2007-02-28
Publication date: 2008-05-26
Anticipated expiration: 2027-02-28
Also published as: US7868548B2; US20090146564A1; JP2008218405A

Abstract

본 발명은 300℃ 이하 온도의 저온공정에 의해 제조될 수 있는 플라즈마 디스플레이 패널에 관한 것으로, 상판의 유전체층, 하판의 유전체층 및 격벽, 및 상판과 하판의 봉착재 중 적어도 하나가 유기 단량체, 유기 올리고머 또는 중합이 가능한 관능기를 가지는 실록산계 올리고머를 경화시켜 얻은 3차원망목구조의 화합물로 이루어지는 플라즈마 디스플레이 패널 및 그 제조방법을 제공한다.

플라즈마 디스플레이 패널, 유전체, 격벽, 봉착재, 저온 제작

Description

플라즈마 디스플레이 패널 및 그 저온 제조방법 {Plasma Display Panel and Low Temperature Fabrication Method thereof}

도 1은 상하판 전체에 소다석회 유리 기판을 사용하여 제작한 플라즈마 디스플레이 패널의 구조를 나타낸 단면도이다.

도 2는 상판은 소다석회 유리 기판을 사용하고, 하판은 스테인레스 스틸을 사용하여 제작한 플라즈마 디스플레이 패널의 구조를 나타낸 단면도이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

11: 소다석회 유리 상판 12: ITO 투명전극

13: Ag 버스전극 14: 유전체층

15: MgO 보호층 21: 소다석회 유리 하판

22: Ag 어드레스 전극 23: 유전체층

24: 격벽 25: 형광층

31: 스테인레스 스틸 하판 32: 유전체층

33: Ag 어드레스 전극 34: 유전체 및 격벽

35: 형광층

본 발명은 플라즈마 디스플레이 패널 및 그 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 300℃ 이하 온도의 저온 소성으로 패널을 제작함으로써, 공정 중 기판 변형을 억제하여 대형 패널의 제작이 가능하고, 제작이 단순 용이해져서, 저가격, 고수율로 신뢰성있게 제작할 수 있는 플라즈마 디스플레이 및 그 제조방법에 관한 것이다.

일반적인 플라즈마 디스플레이 패널은 화상이 디스플레이 되는 표시면인 상판과 하판이 일정거리를 사이에 두고 평행하게 결합되어 있다.

상판 상에는 ITO(Indium Tin Oxide) 등과 같은 물질로 형성된 투명전극과 이 투명전극 상에 은(Ag)과 같은 금속재질로 제작된 버스전극이 배열된 복수의 서스테인 전극들이 평행하게 배열되어 있다. 상기 서스테인 전극은 방전전류를 제한하며 전극쌍 간을 절연시켜주는 유전층에 의해 덮혀지며 그 상면에는 방전조건을 용이하게 하기 위하여 산화 마그네슘(MgO)을 증착한 보호층이 형성된다.

상기 하판은 복수개의 방전공간 즉, 셀을 형성시키기 위한 스트라이프 타입(또는 웰 타입)의 격벽이 평행을 유지하며 배열되고 상기 서스테인 전극과 교차되는 부위에서 어드레스 방전을 수행하여 진공자외선을 발생시키게 되는 다수의 어드레스 전극이 상기 격벽에 대해 평행하게 배치된다. 상기 격벽을 구성하기 전에 하 측의 어드레스 전극의 상측에는 우선 유전층이 소성에 의해 형성되고, 또 상기 하판의 상측면의 격벽내에는 화상표시를 위한 가시광선을 방출하는 R.G.B 형광층이 도포된다.

상기와 같이 제작된 상하판 기판을 봉착재를 사용하여 봉착한 후 가열배기를 통하여 방전공간 내의 잔여 물질을 제거하고 플라즈마를 띄우기 위한 가스를 충진함으로써 플라즈마 디스플레이 패널을 제조하였다.

그러나 기존에 방식에 있어서는 유전체 물질, 격벽 물질, 봉착재 물질에 페이스트 혹은 슬러리 타입의 유리 프릿을 사용하여 물질의 경화를 위하여 500∼600 ℃의 높은 소성 온도를 필요로 한다. 대표적인 연화 물질인 Pb의 첨가 없이 만들 경우에는 더 높은 온도에서 소성되어야 한다. 이러한 고온 열이력 공정은 기판 유리의 치수를 변하게 하고 패턴을 어긋나게 하여 표시 패널의 불량을 초래하며, 또한 패널을 대화면화시키는데 어려움을 야기하는 등 많은 단점을 가지고 있다. 이러한 이유로 일반적으로 격벽을 지지하는 PDP 기판 역시도 고온에서 연화가 일어나지 않는 특수 유리를 사용하여야 한다.

플라즈마 디스플레이 패널용 투명 유전체의 경우, 유리 페이스트는 PbO가 과량 포함된 PbO-B₂O₃-SiO₂계 조성의 유리분말과 필러, 유기 용제, 고분자 수지가 혼합되어 있으며, 유리기판 위에 스크린 인쇄법으로 후막을 형성한 후, 500∼600 ℃에서 고온소성한다. 유전체막의 높은 광투광성을 얻기 위해서는 층 내에 포함되는 기포를 제거하는 과정이 매우 중요하며, 유리 분말의 조성, 입경, 제조 조건, 소성 조건 등의 정밀한 조절이 요구된다.

유전체의 내전압 특성은 플라즈마 디스플레이 패널의 구동에서 매우 중요한 요소이며, 유리페이스트를 이용한 유전체의 경우 소결조건이나 유리분말의 표면 상태에 의해 발생하게 되는 기포에 의해 내전압의 감소가 발생하게 된다. 또한 소성 후 막내에 남게 되는 금속성 Pb는 유전층의 내전압을 낮추어 유전체의 성능 저하를 가져온다.

저융점 유리를 주성분으로 하는 프릿(frit)을 이용한 방법에 의해서는 과량의 Pb를 첨가함이 없이 저온 소성형 투명 유전소재를 얻는 데는 어려움이 따르는 실정이며, 저융점 유리페이스트의 경우에도 550∼580℃ 온도의 고온 소성을 요구한다. 500℃ 이상의 고온 열이력 공정은 기판 유리의 치수를 변하게 하고 패턴을 어긋나게 하여 표시 패널의 불량을 초래하며, 또한 패널을 대화면화시키는데 어려움을 야기하는 등 많은 단점을 가지고 있다.

납성분을 주로 갖는 저융점 유리는 방전시 높은 전류를 발생시켜 소자의 소비전력을 높이는 단점을 가진다. 또한 납은 환경오염 물질로서 특히 하판의 격벽제조와 같이 폐기물이 많이 발생하는 경우에, 환경오염 및 폐기물 처리비의 증가를 발생시킨다. 일본특허공개 9-199037호 공보와 일본특허공개 9-278482호의 공보에서는 연화점이 500∼600℃인 Na₂O-B₂O₃-SiO₂계 유리, Na₂O-B₂O₃-ZnO계 유리를 납 성분이 없는 유리조성으로 제시하고 있다. 이들 유리에는 연하점을 저하시키는 Na₂O(산화나트륨), K₂O(산화칼륨), Li₂O(산화리튬) 등의 알칼리 금속산화물로 이루어지는 연화 점 저하성분이 첨가되어 있고, 유전체층의 소성을 비교적 낮은 온도에서 행할 수 있다. 그러나 이러한 연화점 저하성분이 첨가된 유리를 유전체층에 이용하는 경우에는 유전체층이나 전면 유리기판이 노랗게 변하는 황변 가능성이 있으며, 소성온도가 비교적 높은 500℃ 이상을 가져 저가의 소다석회 유리 기판이나 얇은 금속 기판과 같은 보편적인 기판의 사용에 제한을 둔다.

또한, 국제특허출원 PCT-JP2002-006666에서는 Na₂O-B₂O₃-SiO₂계 유리, Na₂O-B₂O₃-ZnO계 유리의 황변을 줄이기 위한 방법으로 산화아연, 산화붕소, 산화리튬, 산화나트륨, 산화칼륨, 산화루비듐, 산화세슘, 산화구리, 산화은, 산화망간(Ⅳ), 산화세륨(Ⅳ), 산화주석(Ⅳ), 산화안티몬(Ⅳ) 등을 유전체 조성 성분으로 제시하고 있으나 이 또한 소성온도가 500℃ 이상인 물질들이다.

저융점 유리페이스트를 이용한 유전체층의 형성은 통상 스크린 인쇄법이 대표적으로 사용되고 있으나, 2회 이상의 반복된 인쇄를 통하여 후막을 형성하므로 공정이 매우 복잡하다. 특히 하판의 격벽은 유전체층에 비해 두꺼운 막을 요구하므로, 8회 정도의 인쇄를 통해서 얻을 수 있다. 그러나 유리페이스트를 이용한 막은 소성조건에 따라 표면의 평탄도가 변화하므로, 공정에 세심한 주의를 요구한다. 이러한 스크린 인쇄법의 단점을 보완하기 위해서 일본특허공개 제97-102273호에는 유리 페이스트 조성물을 지지 필름상에 도포하고, 도막을 건조하여 막 형성용 재료층을 형성하고, 지지 필름상에 형성된 막 형성용 재료층을 전극이 고정된 유리 기판의 표면에 전사하고, 전사된 막 형성용 재료층을 소성함으로써 상기 유리 기판 표 면에 유전체층을 형성하는 공정(드라이 필름법)을 포함하는 PDP의 제조 방법을 제공하고 있다. 하지만, 드라이 필름을 이용한 전사방식도 공정을 단순화시킬 수는 있으나 기존의 저융점 유리페이스트를 이용하므로 소성 조건에 따른 유전체의 결함은 마찬가지로 존재한다.

국제특허 출원 PCT-JP2001-02289와 대한민국 특허 출원 2002-46902에서는 실리콘수지와 무기-유기 혼성물질을 통해 기존의 납이 포함된 저융점 유리에 비해 상당히 낮은 온도에서 소성이 가능한 유전체 및 격벽 조성을 제시하고 있으며, 기존의 인쇄법이외에 스핀코팅, 바코팅, 도포법 등의 다양한 유전체 형성방법을 제안하고 있다. 또한 앞서 상술한 드라이필름에 의한 전사방식으로의 응용성이 높고 소성 시 기포에 의한 내전압의 감소를 줄 일 수 있는 장점으로 가진다. 실리콘계 수지나 무-유기 혼성물질을 유전체 조성으로 사용한 경우, 기존의 문제점인 납성분에 인한 환경오염, 유전체 기능저하, 높은 유전상수에 의한 고전력 소비 , 높은 소성온도에 의한 정밀 치수변형, 기판의 제한성 등을 해결 할 수 있다. 특히 저온 소성은 저온기판과 얇은 기판의 사용을 사용할 수 있게 하면서, 기판 변형의 억제에 의한 대형 패널의 제작을 가능하게 하고, 공정이 단순, 용이해져서 결론적으로는 저가격의 PDP를 고수율로 신뢰성 있게 제작할 수 있다.

플라즈마 디스플레이에 하판에 사용되는 격벽재료는 통상 전면 기판에서 사용되는 유전체 조성에 백색 및 흑색계 안료를 첨가하는 조성으로 제작되며, 조성에 따라 다양한 격벽모양의 제조방법이 제시되고 있다. 42" 패널의 경우 스크린 인쇄법으로 격벽 전체 높이의 유전체층을 만들고 샌드블라스팅(sandblasting)법으로 격 벽구조를 형성하는 것이 통상적이나, 60" 이상 HDTV급 플라즈마 디스플레이 패널의 제조에서는 구조물간의 더 작은 피치와 평활성을 요구하므로 다층 인쇄를 통한 스크린 인쇄나 샌드블라스팅법은 정확한 치수를 가지며 복잡한 구조물의 제조에는 적합하지 않다. 복잡한 다층 스크린 인쇄로 인한 공정의 복잡화와 패널전체에 균일한 격벽 유전체 형성 문제를 해결하기 위해 일본 특허 공개 제9-102273호와 일본특허출원 제9-101653호 에서는 앞서 상술한 전사필름 (유리 페이스트 조성물과 지지필름으로부터 얻어지는 막형성 재료층과 이 막형성 재료층 표면에 용이하게 박리되도록 설치된 커버 필름을 적층시켜 이루어진 복합 필름)을 통해 한 번의 공정으로 격벽층을 형성하는 것을 제안하고 있다. 그러나 이러한 방법도 공정의 단순화는 가능하나 소성된 저융점 유리가 가지는 기판의 제한성, 미세구조 패턴의 어려움, 표면의 평활도, 많은 환경오염 폐기물 발생 등의 단점을 피할 수 없다. 따라서 한번의 공정으로 높은 두께를 얻을 수 있고, 미세패턴이 용이한 재료의 개발과 격벽의 저온소성이 저가 기판 사용 및 대면적 고화질 플라즈마 디스플레이 패널의 제조에 있어서 필수적이다.

일반적인 플라즈마 디스플레이 패널의 제조공정에서 상판과 하판을 겹쳐 테두리를 유리로 봉착시키는데 이 때 사용되는 유리가 플라즈마 디스플레이 패널 봉착재이다. 이러한 봉착에 있어서 상기 상판과 하판의 테두리 봉착시 이미 형성되어 있는 격벽, 형광체층, 유전체층 등의 특성을 손상시키지 않기 위해서는 플라즈마 디스플레이 패널 봉착재가 가능하면 낮은 소성점을 가져야 한다.

종래 기술에 의한 플라즈마 디스플레이 패널 봉착용 유리 조성물은 주로 PbO-B₂O₃계나 PbO-ZnO-B₂O₃계로 조성되는데 일례로 일본 NEG의 LS-0118, LS-0206, GA-0951, LS-7201, LS-7105 등이 이에 속하며, 그 소성점은 약 340∼400℃로 알려져 있다. 그러나, 상기와 같은 종래 기술에 의한 플라즈마 디스플레이 패널 봉착용 유리 조성물은 인체에 유해한 PbO 성분을 함유하고 있기 때문에 전술하였듯이 제품 폐기시 환경오염, 자연 생태계 파괴 등을 초래하여 생태계에 악영향을 미친다.

본 발명은 상기한 바와 같은 종래기술이 가지는 문제를 해결하기 위해 제안된 것으로서,

본 발명의 목적은 플라즈마 디스플레이 패널의 상판의 유전체층, 하판의 유전체층 및 격벽, 그리고 상판과 하판의 봉착을 납을 사용하지 않고도, 300℃ 이하의 온도에서 중합시켜 경화하여 얻을 수 있는 플라즈마 디스플레이 패널 및 그 제조방법을 제공하는데 있으며, 그에 따른 결과로 얇은 저온 기판의 사용을 가능하게 하고, 공정 중 기판 변형을 억제하여 대형 패널의 제작이 가능하고, 제작이 단순 용이해져서 저가격, 고수율로 신뢰성 있는 플라즈마 디스플레이 패널 및 그 제조방법을 제공함에 있다.

상기한 목적을 달성하기 위하여 상판 및 하판의 결합에 의해 제조될 수 있는 플라즈마 디스플레이 패널에 있어서,

상판의 유전체층, 하판의 유전체층 및 격벽, 및 상판과 하판의 봉착재 중 적어도 하나가 유기 단량체, 유기 올리고머 또는 중합이 가능한 관능기를 가지는 실록산계 올리고머를 경화시켜 얻은 화합물로 이루어지는 플라즈마 디스플레이 패널을 제공한다.

본 발명에 의하면 바람직하게는 상기 실록산계 올리고머에 중합이 가능한 관능기를 가지는 유기 단량체 또는 올리고머를 첨가하여 경화시켜 얻은 화합물로 이루어지는 플라즈마 디스플레이 패널을 제공한다.

또한 본 발명은 상판 및 하판의 결합에 의해 제조될 수 있는 플라즈마 디스플레이 패널의 제조방법에 있어서,

유기 단량체, 유기 올리고머 또는 중합이 가능한 관능기를 가지는 실록산계 올리고머를 경화시켜 상판의 유전체층, 하판의 유전체층 및 격벽, 및 상판과 하판의 봉착재 중 어느 하나를 형성하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널의 제조방법을 제공한다.

본 발명에 의하면 바람직하게는 상기 실록산계 올리고머에 중합이 가능한 관능기를 가지는 유기 단량체 또는 올리고머를 첨가하고 경화시켜 3차원망목구조를 형성하여 상판의 유전체층, 하판의 유전체층 및 격벽, 및 상판과 하판의 봉착재 중 적어도 하나를 형성하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널의 제조방법을 제공한다.

이하, 본 발명의 내용을 보다 상세하게 설명하면 다음과 같다.

본 발명의 플라즈마 디스플레이 패널(PDP)은 크게 상판과 하판으로 나누어 제작할 수 있으며, 상판의 유전체층, 하판의 유전체층 및 격벽, 그리고 상판과 하판의 봉착을 유기 단량체, 유기 올리고머 또는 중합이 가능한 관능기를 가지는 실록산계 올리고머를 단위체로 하여 300℃이하의 온도에서 중합시켜 경화하여 제조될 수 있다.

유기 모노머 또는 유기 올리고머는 중합이 가능한 관능기를 가지는 화합물로서, 이때 중합이 가능한 관능기는 그 구조내에 할로겐원자, 히드록시기, 글리시독시기, 아민기, 비닐기, 에폭시기, (메트)아크릴기, 아미노기 및 머캅토, 시아노기, 치환된 아미노기, 니트로기, 이미드기 등의 관능기를 포함할 수 있다. 이들 유기 모노머는 중합되어 폴리머로 된다.

본 발명에 사용될 수 있는 실록산계 올리고머는 중합이 가능한 관능기로 수식된 것이 바람직하며, 이들은 300℃ 이하의 온도에서 중합 및 경화되어 3차원 망목구조를 형성할 수 있다.

보다 구체적으로는 본 발명에 사용될 수 있는 유기 올리고머는 노볼락형 에폭시 올리고머(예를 들어, 제품명 KBPN-115 (Kukdo Chemical Co., Korea) 등을 들 수 있으며, 실록산계 올리고머로는 싸이클로 에폭시 올리고실록산(Hybrimer ED, Kaist, 한국), 메타크릴 올리고실록산(Hybrimer MD, Kaist, 한국), 에폭시-아민 혼합 올리고실록산(Hybrimer GAD, Kaist, 한국) 등의 유기 수식 실록산계 올리고머를 들 수 있다.

이들 원료물질의 중합을 위해 필요한 경우, 개시제, 경화제 등의 첨가제가 함께 사용될 수 있다. 경화제의 예로는 페놀 노볼락형 올리고머, 비스페놀-A 노볼락형 올리고머, 크레졸 노볼락형 올리고머 경화제 등과 다이시안다이아미드 또는 아민 계열의 경화제나 프탈릭에시드언하이드라이드 등의 산무수산물계 모노머 경화제 등을 들 수 있으며, 이들은 에폭시와 당량비로 0.5~2의 비율로 사용될 수 있다. 개시제의 예로는 2-페닐이미다졸, 메틸이미다졸, 트리페닐포스파인, 하이드록시-싸이크로헥실페닐케톤, 2,2-디메톡시-2-페닐아세토페논, 벤조페논 및 페닐-2-하이드록시-2-프로필케톤 등을 들 수 있으며, 이들은 에폭시 및 아크릴과 중량비로 0.5~5wt%의 비율로 사용될 수 있다.

이들 혼합된 물질은 경화과정을 통해 3차원 망목구조를 이룰 수 있으며, 중합이 가능한 유기관능기로 수식된 실록산계 올리고머를 경화하는 경우 바람직하게는 상기 물질의 경화를 더욱 돕기 위해 유기 단량체 또는 올리고머를 전체 용액에 중량비로 0~50wt% 첨가할 수도 있다.

본 발명에 사용가능한 유리 단량체 또는 올리고머로는 비스페놀-A, 비스페놀-F, 부탄디올다이글리시딜에테르, 1,2-에폭시-3-페녹시프로판, 부틸글리시딜에테르, 펜타디엔디에폭시드, 에틸렌글리콜 디글리시딜에테르, 트리메틸올에탄, 트리글리시딜에테르, 1,2,7,8-디에폭시에탄, 씨넨다이옥사이드, 비스(3-글리시디옥시)테트라메틸다이실옥산, 2,3-에폭시프로필-4-(2,3-에폭시프로폭시)벤조에이트, 1,4-비스(2'3'-에폭시프로필)옥타플루오로-N-부탄, 및 비스[4-(2,3-에폭시-프로필다이오)페닐]-설파이드와 1.6-헥산디올디아크릴레이트, 트리프로필렌글리콜디아크릴레이트, 트리메틸프로판트리아크릴레이트, 펜타에리스리톨테트라아크릴레이트, 2-하이 드록시에틸아크릴레이트, 2-하이드록시에틸메타크릴레이트, 하이드록시프로필 아크릴레이트, 하이드록시프로필메타크릴레이트, 하이드록시부틸아크릴레이트 및 하이드록시부틸메틸크릴레이트 등을 들 수 있다.

또한, 격벽의 경우는 반사율을 높이기 위하여 백색안료를 혼합한 재료를 사용할 수 있다.

상기 상하판의 기판은 저가격이며 연화점이 낮은 소다석회 유리 기판을 사용하는 것이 바람직하다. 그리고 하판의 경우 플라즈마 방전시 발생하는 열의 방출을 용이하게 하기 위해 열전도가 좋은 금속 기판을 사용하는 것도 가능하다.

상판은 소다석회 유리 기판으로 이루어지는 상판의 평면 상에 복수의 표시 전극 쌍(버스 전극과 서스테인 전극)이 스트라이프 형상으로 형성되고, 또한 이들 전극 군을 피복하도록 상유전체막 및 보호막이 적층되어 구성되어 있다. 위에서 유전체층은 재료를 도포하고 300℃이하의 온도에서 경화한다.

한편, 하판은 소다석회 유리 기판 혹은 금속 기판으로 이루어지는 하판의 평면 상에 복수의 어드레스 전극이 스트라이프 형상으로 형성되고, 또한, 어드레스 전극을 피복하도록 하유전체막이 적층되며, 하유전체막 상에는 어드레스 전극과 어드레스 전극 사이에 격벽이 형성되고, 또한, 하유전체막의 표면상 및 격벽의 측면 상에 형광체 막이 도포되어 구성되어 있다. 위에서 유전체층은 재료를 도포하고 300℃이하의 온도에서 경화한다. 또한 격벽은 방전공간을 형성하고 300℃이하의 온도에서 경화하여 만들 수 있다.

상판과 하판은 격벽을 사이에 두고 서로 간격을 두고 평행하게 배치되며, 표 시 전극 쌍과 어드레스 전극이 입체로 교차하는 지점에 방전 셀이 형성되어 있다. 봉착은 상판 또는 하판에 재료를 디스펜스한 후 300℃이하의 온도에서 경화한 후 미반응 유기물 등을 배기하여 수행될 수 있다.

본 발명에 따른 PDP는, 구동 시에, 점등하고자 하는 방전 셀에서, 버스 전극과 어드레스 전극에 전압을 인가하여 기입방전을 일으켜서 벽 전하를 축적하고, 그 후, 버스 전극과 서스테인 전극에 교대로 유지 펄스를 인가한다. 이에 의해, 기입방전이 이루어진 셀에서 선택적으로 유지방전이 발생하여 발광함으로써 화상이 표시되도록 되어 있다.

이하 본 발명의 내용을 실시예에 의해 보다 상세하게 설명하기로 한다. 다만 이들 실시예는 본 발명의 내용을 이해하기 위해 제시되는 것일 뿐 본 발명의 권리범위가 이들 실시예에 한정되는 것으로 해석되어서는 아니된다.

<실시예 1>

도 1은 본 발명의 실시예 1에 관한 PDP의 구성을 나타내는 개략도로서, 본 도면에서는 PDP를 구성하고 있는 표시 셀을 부분적으로 나타내고 있다.

이 PDP는 크게 상판과 하판으로 나누어 제작할 수 있으며, 각각의 패널 제조 후 양면 패널을 합착함으로써 PDP를 만들 수 있다.

상판은 소다 석회 유리 기판(11)으로 이루어지는 상판의 평면 상에 복수의 표시 전극 쌍(버스 전극(13)과 서스테인 전극(12))이 스트라이프 형상으로 형성되고, 또한 이들 전극 군을 피복하도록 상유전체막(14) 및 보호막(15)이 적층되어 구 성되어 있다.

한편, 하판은 소다석회 유리 기판(21)으로 이루어지는 하판의 평면 상에 복수의 어드레스 전극(22)이 스트라이프 형상으로 형성되고, 또한, 어드레스 전극(22)을 피복하도록 하유전체막(23)이 적층되며, 하유전체막(23) 상에는 어드레스 전극(22)과 어드레스 전극(22) 사이에 격벽(24)이 형성되고, 또한, 하유전체막(23)의 표면상 및 격벽(24)의 측면 상에 형광체 막(25)이 도포되어 구성되어 있다.

상판과 하판은 격벽(24)을 사이에 두고 서로 간격을 두고 평행하게 배치되며, 표시 전극 쌍(12, 13)과 어드레스 전극(22)이 입체로 교차하는 지점에 방전 셀이 형성되어 있다.

이 PDP는, 구동 시에, 점등하고자 하는 방전 셀에서, 버스 전극(13)과 어드레스 전극(22)에 전압을 인가하여 기입방전을 일으켜서 벽 전하를 축적하고, 그 후, 버스 전극(13)과 서스테인 전극(12)에 교대로 유지 펄스를 인가한다. 이에 의해, 기입방전이 이루어진 셀에서 선택적으로 유지방전이 발생하여 발광함으로써 화상이 표시되도록 되어 있다.

상기 PDP의 제조방법에 대하여 설명한다.

상판의 제작은 다음의 순서와 같다. 투명 ITO 전극(12)과 버스전극(13)이 패턴된 소다석회 유리 전극기판(11)의 표면상에 유전체 물질을 150~300℃에서 가열하여 경화함으로써 상유전체막(14)을 형성할 수 있다. 상기 유전체 물질은 노볼락형 에폭시 올리고머인 KBPN-115 (Kukdo Chemical Co., Korea)에 노볼락형 올리고머 경화제인 KBE-F4113 (Kolon Chemical Co., Korea) 를 에폭시와 당량비로 1.0의 비율, 개시제인 2-페닐이미다졸 (Aldrich, USA)를 에폭시와 중량비로 1.0 wt% 의 비율로 섞은 물질로 3차원 망목구조를 이루고 있다.

이어서 상유전체막(14)에 MgO로 이루어지는 보호막(15)을 스퍼터법을 이용하여 형성한다.

하판의 제작은 다음의 순서와 같다. 어드레스 전극(22)이 패턴된 소다석회 유리 전극기판(21)의 표면상에 유전체 물질을 200℃에서 가열하여 경화함으로써 하유전체막(23)을 형성할 수 있다. 상기 유전체 물질은 노볼락형 에폭시 올리고머인 KBPN-115 (Kukdo Chemical Co., Korea)에 노볼락형 올리고머 경화제인 KBE-F4113 (Kolon Chemical Co., Korea) 를 에폭시와 당량비로 1.0의 비율, 개시제인 2-페닐이미다졸 (Aldrich, USA)를 에폭시와 중량비로 1.0 wt% 의 비율로 섞은 상유전체 물질에 무기 안료인 타이타니아 COTIOX R-730 (Cosmo Chemical Co., Korea) 를 중량비로 30 wt％로 첨가혼합한 물질이다.

이어서 하유전체막(23)에 인접하는 어드레스 전극(22) 사이에 몰드법을 이용하여 한번에 격벽(24)을 형성한다. 이 격벽(24)은 상기 하유전체막의 형성에 이용한 것과 같은 타이타니아가 포함된 에폭시 물질을 격벽재료로 하고, 이 격벽 재료를 250℃에서 가열하여 경화함으로써 제작한다.

다음에 격벽(24) 사이의 공간에 형광체막(25)을 형성한다. 형광체는 적색, 녹색, 청색 형광체를 순차적으로 배열하여 스크린인쇄법으로 도포하고, 300℃로 건조, 소성함으로써 형성할 수 있다. 형광체는 유기바인더로 아크릴수지를 사용하여 번아웃 온도를 낮출 수 있었다.

상기 제작된 상판과 하판을 합착함으로써 PDP를 만들 수 있다. 상판 혹은 하판의 외곽에 밀봉재인 Duralco^TM 4703 (Cotronics Co., USA) 를 디스펜싱하고, 상판과 하판을 합착한 후, 300℃의 온도에서 경화시켜 밀봉한다.

다음에 양 패널간의 내부를 고진공(~10^-3 Pa) 으로 배기하고, 이것에 적당한 압력으로 혼합 방전 가스를 봉입함으로써, PDP를 완성할 수 있다.

<실시예 2>

PDP의 구성은 실시예 1의 PDP 구성과 같으며, 상기 PDP의 제조방법에 대하여 설명한다.

상판의 제작은 다음의 순서와 같다. 투명 ITO 전극(12)과 버스전극(13)이 패턴된 소다석회 유리 전극기판(11)의 표면상에 유전체 물질을 180~250℃에서 가열하여 경화함으로써 상유전체막(14)을 형성할 수 있다. 상기 유전체 물질은 에폭시 올리고실록산 올리고머인 Hybrimer GD (KAIST, Korea)에 노볼락형 올리고머 경화제인 KBE-F4113 (Kolon Chemical Co., Korea)를 에폭시와 당량비로 1.0의 비율, 개시제인 2-페닐이미다졸 (Aldrich, USA)를 에폭시와 중량비로 1.0 wt% 의 비율로 섞은 물질로서 3차원 유무기 망목구조를 이루고 있다. 상기 물질에는 경화를 돕기 위하여 에폭시 모노머인 부탄디올 다이글리시딜 에테르를 전체 용액에 중량비로 30 wt% 첨가하였다.

이어서 상유전체막에 MgO로 이루어지는 보호막(15)을 스퍼터법을 이용하여 형성한다.

하판의 제작은 다음의 순서와 같다. 어드레스 전극(22)이 패턴된 소다석회 유리 전극기판(21)의 표면상에 유전체 물질을 UV(Hg lamp)로 2000 mJ 조사하여 가경화하고 200℃에서 가열하여 경화함으로써 하유전체막(23)을 형성할 수 있다. 상기 유전체 물질은 싸이클로 에폭시 올리고실록산인 Hybrimer ED (KAIST, Korea)에 개시제인 UV-6976 (Dow Chem. USA)를 에폭시와 중량비로 2.0 wt% 의 비율로 섞은 상유전체 물질에 무기 안료인 타이타니아 COTIOX R-730 (Cosmo Chemical Co., Korea) 를 중량비로 30 wt％로 첨가혼합한 물질이다.

이어서 하유전체막(23)에 인접하는 어드레스 전극(22) 사이에 몰드법을 이용하여 한번에 격벽(24)의 형상을 만들고 UV(Hg lamp)를 2000 mJ 조사하여 가경화하고 250℃에서 가열하여 경화함으로써 격벽(24)을 만들 수 있다. 이 격벽(24)은 상기 하유전체막(23)의 형성에 이용한 것과 같은 타이타니아가 포함된 다이페닐 사이클로 에폭시 물질을 격벽재료로 하고, 이 격벽 재료를 250℃에서 가열하여 경화함으로써 제작한다.

상기 제작된 상판과 하판을 합착함으로써 PDP를 만들 수 있다. 상판 혹은 하 판의 외곽에 밀봉재인 Duralco^TM 4703 (Cotronics Co., USA) 를 디스펜싱하고, 상판과 하판을 합착한 후, 300℃의 온도에서 경화시켜 밀봉한다.

<실시예 3>

PDP의 구성은 실시예 1의 PDP 구성과 비슷하나, 하판을 소다석회 유리 기판(21) 대신 스테인레스 스틸 기판(31)을 사용하여 방열판의 효과를 동시에 가질 수 있다. 상기 PDP의 제조방법에 대하여 설명한다.

상판의 제작은 실시예 2의 재료와 순서와 동일하다.

하판의 제작은 다음의 순서와 같다. 스테인레스 스틸(31)의 표면상에 유전체 물질을 도포한 후 UV(Hg lamp)를 2000 mJ 조사하여 가경화하고 200℃에서 가열하여 경화함으로써 하유전체막(32)을 형성할 수 있다. 상기 유전체 물질은 사이클로 에폭시 올리고실록산 올리고머인 Hybrimer ED (KAIST, Korea)에 개시제인 UV-6976 (Dow Chem. USA)를 에폭시와 중량비로 2.0 wt% 의 비율로 섞은 제 1 유전체 물질에 무기 안료인 타이타니아 COTIOX R-730 (Cosmo Chemical Co., Korea) 를 중량비로 30 wt％로 첨가혼합한 물질이다.

유전체상(32)에 어드레스 전극(33)을 형성한다. 이 어드레스 전극(33)은 실버졸을 잉크젯법을 이용하여 스트라이프 형상으로 코팅하고, 이것을 300℃에서 가 열하여 실버졸을 소성함으로써 어드레스 전극(33)을 형성한다.

다음에 어드레스 전극(33)이 형성된 하판상에 인접하는 어드레스 전극(33) 사이에 몰드법을 이용하여 한번에 격벽(34)의 형상을 만들고 UV(Hg lamp)를 2000 mJ 조사하여 가경화하고 250℃에서 가열하여 경화함으로써 격벽(34)을 만들 수 있다. 격벽(34) 제조시에 잔유막(34)을 남겨서 유전체막(34)을 동시에 제작한다. 이 격벽(34)은 상기 하유전체막(32)의 형성에 이용한 것과 같은 타이타니아가 포함된 다이페닐 사이클로 에폭시 물질을 격벽재료로 하고, 이 격벽 재료를 250℃에서 가열하여 경화함으로써 제작한다.

다음에 격벽(34) 사이의 공간에 형광체막(35)을 형성한다. 형광체는 적색, 녹색, 청색 형광체를 순차적으로 배열하여 스크린인쇄법으로 도포하고, 300℃로 건조, 소성함으로써 형성할 수 있다. 형광체는 유기바인더로 아크릴수지를 사용하여 번아웃 온도를 낮출 수 있었다.

상기 제작된 상판과 하판을 합착함으로써 PDP를 만들 수 있다. 상판 혹은 하판의 외곽에 밀봉재인 Duralco^TM 4703 (Cotronics Corp., USA)를 디스펜싱하고, 상판과 하판을 합착한 후, 300℃의 온도에서 경화시켜 밀봉한다.

상기 각 실시예를 통해 제조된 PDP를 대상으로 구동실험을 한 결과는 하기 표 1에서와 같다.

<표 1> 구동 결과

본 발명에 의하면, 플라즈마 디스플레이 패널을 제작하는 전 공정을 300℃이하의 온도에서 실시하여, 얇은 저온 기판의 사용을 가능하게 하고, 공정 중 기판 변형을 억제하여 대형 패널의 제작이 가능하고, 제작이 단순 용이해져서, 플라즈마 디스플레이 패널을 저가격, 고수율로 신뢰성있게 제작할 수 있게 한다.

Claims

상판 및 하판의 결합에 의해 제조될 수 있는 플라즈마 디스플레이 패널에 있어서,

상판의 유전체층, 하판의 유전체층 및 격벽, 및 상판과 하판의 봉착재 중 적어도 하나가 유기 단량체, 유기 올리고머 또는 중합이 가능한 관능기를 가지는 실록산계 올리고머를 중합 및 경화시켜 얻은 3차원망목 구조의 화합물로 이루어지는 플라즈마 디스플레이 패널
제 1항에 있어서, 상기 실록산계 올리고머에 중합이 가능한 관능기를 가지는 유기 단량체 또는 유기 올리고머를 첨가하여 경화시켜 얻은 3차원망목구조의 화합물로 이루어지는 플라즈마 디스플레이 패널
제 1항 또는 제 2항에 있어서, 3차원 망목구조는 25℃ 내지 300℃ 이하의 온도에서 경화되어 얻은 것임을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널
제 1항 또는 제 2항에 있어서, 관능기는 할로겐원자, 히드록시기, 글리시독시기, 아민기, 비닐기, 에폭시기, (메트)아크릴기, 아미노기 및 머캅토, 시아노기, 치환된 아미노기, 니트로기 및 이미드기의 군에서 선택되는 적어도 1종의 것을 포함하는 플라즈마 디스플레이 패널
제 2항에 있어서, 올리고머 분자량은 100 내지 10,000 이하인 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널
제 1항 또는 제 2항에 있어서, 격벽은 백색안료를 포함하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널
제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상판 또는 하판은 소다석회 유리를 포함하는 저온유리 기판 또는 금속 기판인 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널
상판 및 하판의 결합에 의해 제조될 수 있는 플라즈마 디스플레이 패널의 제조방법에 있어서,

유기 단량체, 유기 올리고머 또는 중합이 가능한 관능기를 가지는 실록산계 올리고머를 중합 및 경화시켜 3차원 망목구조를 형성하여 상판의 유전체층, 하판의 유전체층 및 격벽, 및 상판과 하판의 봉착재 중 적어도 하나를 형성하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널의 제조방법
제 8항에 있어서, 상기 실록산계 올리고머에 중합이 가능한 관능기를 가지는 유기 단량체 또는 유기 올리고머를 첨가하고 경화시켜 3차원망목구조를 형성하여 상판의 유전체층, 하판의 유전체층 및 격벽, 및 상판과 하판의 봉착재 중 적어도 하나를 형성하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널의 제조방법
제 8항 또는 제 9항에 있어서, 경화는 25℃ 내지 300℃ 이하의 온도에서 수행되어지는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널의 제조방법
제 8항 또는 제 9항에 있어서, 관능기는 할로겐원자, 히드록시기, 글리시독시기, 아민기, 비닐기, 에폭시기, (메트)아크릴기, 아미노기 및 머캅토, 시아노기, 치환된 아미노기, 니트로기 및 이미드기의 군에서 선택되는 적어도 1종의 것을 포함하는 플라즈마 디스플레이 패널의 제조방법
제 9항에 있어서, 올리고머 분자량은 100 내지 10,000 이하인 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널의 제조방법
제 8항 또는 제 9항에 있어서, 유전체층은 재료를 도포하는 단계와 25℃ 내지 300℃ 이하의 온도에서 경화하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널의 제조방법
제 8항 또는 제 9항에 있어서, 격벽은 방전공간을 형성하는 단계와 25℃ 내지 300℃ 이하의 온도에서 경화하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널의 제조방법
제 8항 또는 제 9항에 있어서, 격벽은 백색안료를 포함하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널의 제조방법
제 8항 또는 제 9항에 있어서, 봉착재는 상판 또는 하판에 재료를 디스펜스하여, 25℃ 내지 300℃이하의 온도에서 경화되는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널의 제조방법
제 8항 또는 제 9항에 있어서, 경화단계 이후에 미중합 단량체 또는 올리고머를 제거하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널의 제조방법
제 8항 또는 제 9항에 있어서, 상판 또는 하판은 소다석회 유리를 포함하는 저온유리 기판 또는 금속 기판인 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널의 제조방법