KR100186541B1 - 칼라 플라즈마 디스플레이 판넬 - Google Patents

Abstract

본 발명은 플라즈마 디스플레이 판넬(PIasma Display Pannel)에 유전층 및 보호층을 형성하는데 있어 전기 영동법을 이용하여 순차적으로 형성한 칼라 PDP가 개시된바, 유전층과 보호층의 형성에 있어, 상기 유전층과 보호층을 별도의 공정으로 제작하여야 하는 번거로운 문제점이 발생하여 투명한 전면기판상에 한쌍의 상부전극을 형성하고, 상기 상부전극위에 유전층을 형성하며, 상기 유전층위에 연속적으로 보호층을 형성한 상부구조와; 배면기판위에 하부전극을 형성하고, 상기 하부전극 양측으로 격벽을 형성하며, 상기 하부전극과 상기 격벽주위에 형광체를 형성한 하부구조로 이루어져 저렴한 재료로서, 고가의 인쇄장비와 증착설비를 사용하지 않고도 동일한 실험장치로 두가지 공정을 동시에 진행할 수 있어 경제적으로 커다란 효과를 가지는 것이다.

Description

칼라 플라즈마 디스플레이 판넬

제1도는 종래 기술에 따른 칼라 플라즈마 디스플레이 판넬(PDP)의 단면 구조도.

제2도는 본 발명에 따른 칼라 플라즈마 디스플레이 판넬의 단면 구조도.

제3도는 본 발명에 따른 제2도의 상부구조를 나타낸 도면.

제4도는 본 발명에 따른 제2도의 하부구조를 나타낸 도면.

제5도는 본 발명에 따른 전기영동 실험장치를 나타낸 도면.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 전면기판 2 : 유전층

3 : 보호층 4 : 상부전극

5 : 방전영역 6 : 격벽

7 : 자외선 8,9,10 : 형광체(R, G, B)

11,22 : 배면기판 12,21 : 하부전극

23 : 용기 24 : 금속판

25 : 전기영동 용액 26 : 전원

본 발명은 칼라 플라즈마 디스플레이 판넬에 관한 것으로서, 특히 플라즈마 디스플레이 패널(Plasma Display Pannel : 이하, PDP라 칭함)에 유전층 및 보호층을 형성하는데 있어 전기 영동법을 이용하여 상기 유전층과 보호층을 순차적으로 형성하는 칼라 PDP에 관한 것이다.

이하, 종래 기술에 따른 칼라 PDP에 대하여 첨부된 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.

제1도는 종래 기술에 따른 칼라 PDP의 단면구조도를 나타낸 도면이다.

먼저, 종래 기술에 따른 칼라 PDP는 제1도에 도시된 바와 같이, 상부구조와 하부구조로 구성된다.

여기서, 상기 상부구조는 전면기판(1)의 동일면상에 한쌍의 상부전극(4)을 형성하고, 상기 상부전극(4)위에 유전층(2)을 인쇄로 형성한다.

상기 상부전극(4)위에 형성된 유전층(2)위에 보호층(3)을 증착방식으로 형성한다.

또한, 상기 하부구조는 배면기판(11)위에 하부전극(12)을 형성하고, 상기 하부전극(12)간에 인접한 셀(Cell)과의 크로스 토크(crosstalk)현상을 방지하기 위하여 격벽(6)을 형성한다.

한편, 상기 격벽(6)과 하부전극(12) 주위에 형광체(8,9,10)를 형성한다.

이때, 상기 상부구조와 하부구조의 사이 공간에 불활성가스를 봉입하여 방전영역(5)을 가지도록 형성하는 것이다.

상기와 같이 구성된 종래 기술에 따른 칼라 PDP의 동작을 설명하면 다음과 같다.

제1도에 도시된 바와 같이, 한쌍의 상부전극(4) 상호간에 구동전압을 인가하게 되면 유전층(2)과 보호층(3) 표면의 방전영역(5)에서 면방전이 일어나서 자외선(7)이 발생한다.

상기 발생한 자외선(7)에 의해 형광체(8,9,10)을 여기시키고, 상기 발광된 형광체(8,9,10)에 의해 칼라 표시가 이루어진다.

이를 상세히 설명하면 다음과 같다.

방전 셀(Cell)내부에 존재하는 우존전자들이 인가된 구동전압에 의해 음극(-)으로 가속하면서, 상기 방전셀안에 400 - 500 Torr정도의 압력으로 채워진 불활성 혼합가스, 즉 헬륨(He)을 주성분으로 하여 크세논(Xe), 네온(Ne)가스 등을 첨가한 패닝(penning) 혼합가스를 충돌하여 상기 불활성가스가 여기되면서 147nm의 자외성(7)이 발생한다.

상기와 같은 자외선(7)이 하부전극(12)과 격벽(6)주위를 둘러싸고 있는 형광체(8,9,10)와 충돌하여 가시광선 영역에 발광이 된다.

상기와 같은 과정으로 동작을 하는 AC 칼라 PDP에 있어, 상기 상부전극(4)위에 균일하게 도포된 유전층(2)는 DC 칼라 PDP의 각각의 셀에 있는 저항을 대신할 수 있는 용량성 저항역할을 한다.

또한, 벽 전하(wall charge)효과를 가지므로 인하여 구동전압을 저하시키는 것이다.

그리고, 상기 유전층(2)을 보호하고, 입사되는 이온의 충격에 의해 발생되는 2차전자를 프라이밍(priming)전자로 이용할 수 있는 2차전자 방출계수가 큰 성분이 MgO인 보호층(3)을 형성한다.

또한, 상기 하부전극(12)간에 형성된 격벽(6)은 셀간의 크로스토크 현상을 방지하는 역할을 하고, 그 높이는 대략수십 μm에서 수백 μm전도이기 때문에 현재는 8 - 9정도의 다층 스크린(screen) 인쇄방식으로 형성하고 있다.

한편, 고정세 AC칼라 PDP에 있어, 투명한 전면기판(I)위에 약 1μm의 두께를 가지는 상부전극(4)에 높은 절연저항과 유전율을 가지는 25μm정도의 유전층(2)을 형성하여 충분한 절연내력과 표면전하를 축적할 수 있어야 하며, 600^oC정도의 유전체 소성온도에서 균열 및 상부전극(4)과의 부착력이 우수해야 한다.

그리고, 보호층(3)형성도 약 25μm의 유전층(2)위에 약 3000Å정도의 보호층(3)을 형성하고, 플라즈마로부터 유전층(2)을 보호한다.

또한, 방전영역(5)의 면방전으로부터 입사되는 이온의 충돌에 의하여 발생하는 2차전자를 프라이밍 전자로 이용할 수 있어야 하므로 2차전자 방출계수가 큰 보호층(3)이 필요하게 되는 것이다.

한편, 상기한 유전층(2)및 보호층(3)을 대면적으로 형성하기 위해서는 균일도가 매우 중요하다.

대면적에 형성된 유전층(2)및 보호층(3)의 두께 균일도와 물성의 균일도가 90%이상이 되어야만 고정세 디스플레이를 구현할 수 있다.

그러나, 상기한 종래 기술에 따른 칼라 PDP의 문제점은 다음과 같다.

첫째, 유전층형성에 있어서, 페이스트(paste)상태의 조합액을 스크린 인쇄방법으로 형성하기 때문에 대면적의 PDP제작시 두께 균일도가 저하되어 소성시에 첨가재료에 의한 균열이 발생되는 문제점이 있다.

둘째, 보호층 형성에 있어서, 스퍼터링(Sputtering)방식이나 일렉트론 빔(electron beam)방식 등의 증착법에 의해서 형성하기 메문에 공정시간이 상당히 오래 걸리며, 대면적에 적합한 증착장비를 제작하는데 많은 문계점이 있다.

셋째, 유전층과 보호층을 별도의 공정으로 제작하여야 하는 번거로운 문제점이 있다.

따라서, 본 발명은 상기한 종래 기술에 따른 제반 문제점을 허결하기 위하여 안출된 것으로, PDP에 유전층 및 보호층을 형성하는데 있어 전기 영동법을 이용하여 상기 유전층과 보호층을 순차적으로 형성하도록 하여 별도의 공정으로 인하여 발생되는 번거로움을 제거할 수 있는 칼라 PDP를 제공함에 있다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 칼라 PDP는 투명한 전면기판상에 한쌍의 상부전극을 형성하고, 상기 상부전극위에 유전층을 형성하며, 상기 유전층위에 보호층을 형성한 상부구조와; 배면기판위에 하부전극을 형성하고, 상기 하부전극 양측으로 격벽을 형성하며, 상기 하부전극과 상기 격벽주위에 형광체를 형성한 하부구조로 이루어짐을 특징으로 한다.

이하, 본 발명에 따른 칼라 PDP에 대하여 첨부된 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.

제2도는 본 발명에 따른 칼라 PDP의 단면 구조도이고, 제3도는 본 발명에 따른 제2도의 상부구조를 나타낸 도면이며, 제4도는 본 발명에 따른 제2도의 하부구조를 나타낸 도면이며, 제5도는 본 발명에 따른 전기영동 실험장치를 나타낸 도면이다.

먼저, 본 발명에 따른 칼라 PDP는 제1도에 도시된 바와 같이, 투명한 전면기판(1)상에 한쌍의 상부전극(4)을 형성하고, 상기 상부전극(4)위에 전기영동법(Electro-phoresis)을 이용하여 유전층(2)을 형성한다.

상기 형성된 유전층(2)위에 상기 동일한 전기영동법에 의한 연속공정으로 보호층을 형성하여 제3도에서와 같이 상부구조를 구성한다.

그리고, 제4도에 도시된 바와 같이, 배면기판(11)위에 하부전극(12)을 형성하고, 상기 하부전극(12)간에 인접된 셀간에 발생되는 크로스토크 현상을 방지하기 위해 격벽(6)을 형성한다.

여기서, 상기 하부전극(12)과 격벽(6)주위에 형광체(8, 9, 10)를 형성한 하부구조로 구성된다.

이때, 상기의 상부구조와 하부구조를 제2도에 도시된 바와 같이 상부구조의 유전층(2)간에 형성된 홈에 상기 하부구조를 끼우는 방법으로 결합하여 구성하는 것이다.

상기와 같이 구성된 본 발명에 따른 칼라 PDP의 동작을 설명하면 다음과 같다.

우선, 제4도에 도시된 바와 같이, 유전층(2)과 보호층(3)을 상부전극(4)위에 제5도에 도시한 전기영동장치를 이용한 전기영동법으로 형성한다.

여기서, 상기 전기영동법은 제5도에 도시한 바와 같이, 부도체인 용기(23)를 준비하고, 전면기판(1)위에 증착을 통해 형성된 상부전극(4)을 전원(26)의 음극을 연결한다.

그리고, 상기 용기(23)내에 유전층(2)용 전기영동용액(25)을 넣고, 전압을 인가하게 되면 상기 음극으로 인가된 상부전극(4)표면위에 유전층(2)이 도포되는 것이다.

상기와 같이 유전층(2)이 형성된 상부기판(1)을 보호층(3)용 전기영동용액이 들어있는 다른 용기(23)내에 넣어서 상기 유전층(2)위에 보호층(3)을 형성하는 것이다.

상기와 같은 전기영동실험을 위해 유전층용 실험장지와 보호층용 실험장치를 인접한 곳에 준비한다.

여기서, 상기 유전층(2)용 전기영동용액의 성분 및 조합방법은 다음과 같다.먼저, 유전체 분말에 이소프로필알콜(IPA)을 적당한 비율로 섞어서 볼밀(Ball Mill)을 이용하여 완전히 분산되도록 혼합한다.

여기서, 상기 유전체 분말은 반도체 물질로 이루어진다.

그리고, 상기 이소프로필 알콜과 질산 마그네슘 수화물{Mg(N0₃)₂6H₂0} 또는 질산이트륨 수화물{Y(N0₃)₃5H₂0}을 적당한 비율로 혼합하여 상기 질산 마그네슘 수화물 또는 질산이트륨 수화물{Y(N0₃)₃5H₂0}이 완전히 용해되도록 섞은 용액에 넣어서 상기 유전층(2)용 전기영동용액을 만드는 것이다.

이렇게 만든 전기영동용액에 전원(26)의 전압을 인가하게 되면, 분산에 의해 양전하로 하전된 유전체 분말이 음극쪽으로 이동하게 된다.

그리고, 아래와 같은 반응식에 의해 음극표면에서는 수소기체가 발생한다.

또한, 음극근처의 유전체 분말 주위에서는 아래와 같은 반웅식에 의해서 상기 유전체 분말주위를 Mg(OH)₂(S)가 둘러싸서 음극에 달라 붙게 된다.

이렇게 형성된 유전체를 소성공정으로 소결하고 난 후, 인접한 실험장치에 있는 보호층(3) 전기영동용액에 담구어 상기와 같은 방법으로 보호층(3)을 형성하는 것이다.

그리하여, 상기와 같이 형성된 유전층(2)과 보호층(3)의 형상은 전계의 영향에 의해서 제3도에 도시된 바와 같이, 상부전극(4) 위쪽에 많은 양의 도포가 일어나고, 측면쪽에는 극히 미량만이 도포되는 것이다.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 칼라 PDP는 전기영동법을 이용하여 연속적인 공정으로 유전층 및 보호층을 형성하므로서, 상부기판과 상부전극의 전면에 유전층 및 보호층을 형성하지 않아도 가능하다.

그리고, 저렴한 재료로서, 고가의 인쇄장비와 증착설비를 사용하지 않고도 동일한 실험장치로 두가지 공정을 동시에 진행할 수 있어 경제적으로 커다란 효과를 가지는 것이다.

Claims (13)

1. 투명한 전면기판상에 한쌍의 상부전극을 형성하고, 상기 상부전극위에 유전층을 형성하며, 상기 유전층위에 연속적으로 보호층을 형성한 상부구조와; 배면기판위에 하부전극을 형성하고, 상기 하부전극 양측으로 격벽을 형성하며, 상기 하부전극과 상기 격벽주위에 형광체를 형성한 하부구조로 이루어짐을 특징으로 하는 칼라 플라즈마 디스플레이 판넬.
2. 제1항에 있어서, 상기 하부구조를 상부구조에 삽입하여 형성함을 특징으로 하는 칼라 플라즈마 디스플레이 판넬.
3. 제1항에 있어서, 상기 격벽은 상기 전면기판과 배면기판사이에 크로스토크 현상을 방지하도록 형성함을 특징으로 하는 칼라 플라즈마 디스플레이 판넬.
4. 제1항에 있어서, 상기 유전층은 전기영동법을 이용하여 상부전극 위에 형성함을 특징으로 하는 칼라 플라즈마 디스플레이 판넬.
5. 제1항에 있어서, 상기 보호층은 전기영동법을 이용하여 상기 유전층위에 형성함을 특징으로 하는 칼라 플라즈마 디스플레이 판넬.
6. 제1항에 있어서, 상기 상부전극은 상기 전면기판상에 증착에 의해 형성됨을 특징으로 하는 칼라 플라즈마 디스플레이 판넬.
7. 제1항에 있어서, 상기 하부전극은 상기 배면기판상에 증착에 의해 형성됨을 특징으로 차는 칼라 플라즈마 디스플레이 판넬.
8. 제4항 및 제5항에 있어서, 상기 유전층 및 보호층은 연속공정으로 형성함을 특징으로 하는 칼라 플라즈마 디스플레이 판넬.
9. 제4항 및 제5항에 있어서, 상기 전기영동법을 이용한 유전층 및 보호층의 형성은 일정 용기내의 전면기판위에 형성된 상부전극을 전원의 음극에 연결하고, 균일한 전계를 형성하기 위해 평행하게 일정거리를 두고 금속판을 위치시킨 후, 상기 전원의 양극을 연결하여 상기 용기내에 유전층용 전기영동용액을 넣고 전압을 인가하게 되면 상기 음극으로 인가된 상부전극 표면위에 유전층이 도포되며, 상기 유전층이 형성된 상부 기판을 보호층용 전기영동용액 들어 있는 다른 용기내에 넣어 상기 유전층위에 보호층을 형성하도록 함을 특징으로 하는 칼라 플라즈마 디스플레이 판넬.
10. 제9항에 있어서, 상기 용기는 부도체로 이루어짐을 특징으로하는 칼라 플라즈마 디스플레이 판넬.
11. 제9항에 있어서, 상기 전기영동용액은 유전체 분말에 이소프로필알콜(IPA)을 적당한 비율로 섞어서 완전히 분산되도록 혼합한 후, 상기 이소프오펄 알콜과 질산 마그네슘 수화물{Mg(N0₃)₂6H₂0} 또는 질산이트륨 수화물{Y(N0₃)₃5H₂0}을 적당한 비율로 혼합하여 질산 마그네슘 수화물 또는 질산이트륨 수화물{Y(N0₃)₃5H₂0}이 완전히 용해되도록 섞은 용액에 넣어서 생성됨을 특징으로 하는 칼라 플라즈마 디스플레이 판넬.
12. 제11항에 있어서, 상기 유전체 분말과 이소프로필 알콜을 분산하는데 볼빌(Ball Mill)을 이용함을 특징으로 하는 칼라 플라즈마 디스플레이 판넬.
13. 제11항에 있어서, 상기 유전체 분말은 반도체 물질로 이루어짐을 특징으로 하는 칼라 플라즈마 디스플레이 판넬.