KR19980073423A - 교류형 플라즈마 표시소자의 보호층 형성방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 AC PDP의 유전층상에 보호층을 형성하는 신규한 방법을 개시한다.

종래에는 후막 유전층상에 박막방법에 보호층을 형성하여 원가 및 공정상 많은 문제가 있었던 바, 본 발명에서는 후막 유전층 표면을 가열 및 급냉시킴으로써 미세구조의 보호층을 형성하고, 특히 전자방출물질의 수용액에 의해 급냉시킴으로써 방전특성을 개선할 수 있는 고품질의 AC형 PDP를 낮은 원가로 제공한다.

Description

교류형 플라즈마 표시소자의 보호층 형성방법

본 발명은 교류(AC)형 플라즈마 표시소자(PDP)의 제조에 관한 것으로, 특히 유전층을 보호하는 보호층을 형성하는 방법에 관한 것이다.

기체방전현상을 화상표시에 이용하는 PDP의 가장 기본저인 구성은 직류(DC)형 PDP로서, 이는 제1도에서 그 사이에 방전기체가 충전된 두 기판(P1,P2)에 전극(E1,E2)을 교차대향시킨 구성을 가진다(B는 격벽임).

이러한 DC형 PDP는 그 구조 및 구동이 극히 간단하지만 방전개시가 지연되고 선택시에만 방전이 일어나므로 일반적인 주사(scan)방식으로 구동하면 듀티 타임(duty time)이 짧아 발광휘도가 낮고, 이에 따라 고해상도나 동화상 표시에는 사용이 곤란하다.

방전개시의 촉진과 방전의 유지를 위해 여러 가지 다른 방식의 PDP가 출현한 바, 그중 대표적인 것이 AC형 PDP인데 이는 어느 한 전극(예를들어 E2)상에 유전층(I)을 적층하여 구성되고, 유전층(I)을 통해 대전되어 형성되는 벽전하(wall discharge)에 의해 신속한 방전과 메모리효과를 구현하게 된다.

이러한 유전층(I)을 포함하여 각 기능층(E1,E2,B)들은 원가와 공정의 편의상 후막(厚膜)방법인 인쇄에 의해 구성된다. 유전층(I)은 주로 SiO₂등의 입자를 페이스트(paste)상으로 인쇄하여 소성(燒成)함으로써 구성되는 바, 완성된 유전층(I)은 도2에 확대 도시된 바와 같이 비교적 큰 입자(G)들로 구성되어 그 사이에 상당한 틈새가 형성된다.

그런데 PDP는 방전소자인 바, 방전공간내의 하전입자들의 유전층(I)의 틈새를 통해 전극(E2; 특히 음극)을 스퍼터링(sputtering) 하여 손상시키는 문제가 있다.

이에 따라 유전층(I)상에는 MgO등의 증착(deposition)에 의해 보호층(overcoat layer;T)을 형성해주게 된다. MgO로 된 보호층(T)은 또한 방전개시전압을 낮춰 주는 역할을 수행하게 된다.

그러나 이러한 보호층(T)이 증착등 박막방법에 의해 형성됨에 따라 PDP의 시설 및 제조원가가 크게 상승될 뿐만아니라, MgO 보호층(T)은 오염되기 쉬워 고청정환경을 요구하며 취성(脆性)을 가져 크랙(crack)이 발생되기 쉬운등 여러 가지 문제가 있다.

이와 같은 종래의 문제점을 감안하여 본 발명의 목적은 박막방법에 의존하지 않고 보호층을 형성하는 방법을 제공하는 것이다.

도 1은 AC형 PDP의 기본적 구성을 보이는 단면도,

도 2는 유전층상의 보호층의 구성을 보이는 부분확대 단면도.

도 3은 본 발명 방법의 흐름도,

도 4는 이에 따른 본 발명의 한 실시예의 흐름을 보이는 순차적 단면도들,

도 5는 본 발명의 다른 실시예의 작용을 보이는 개념도이다.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*

P1,P2 : 기판E1,E2 : 전극

I : 유전층(dielectric layer)

T : 보호층(overcoat layer)

G : (유전층의) 압자G' : (보호층의) 미세입자

M : 전자방출물질Ne: 방전기체

상술한 목적의 달성을 위해 본 발명에 의한 방법은 후막방법에 의해 유전층을 형성하여, 이 유전층의 표면을 고온으로 가열한 뒤, 이를 급냉(急冷)시키는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 다른 특징에 의하면 이러한 급냉은 유전층의 표면가열후 전자방출물질의 수용액의 분사 또는 침지(浸漬)로 냉각시킴으로써 이루어진다.

그러면 가열된 유전층 표면의 입자가 급냉되어 입경(粒經)이 미세하게 재형성, 즉 미세입자로 재결정 됨으로써 치밀한 구조를 형성함으로써 하전입자의 침투를 효율적으로 방지할 수 있게 되며, 본 발명의 다른 특징인 구현시에는 이와 동시에 미세입자간의 틈새에 전자방출 물질이 함침(含浸)되어 2차 전차방출등 방전특성을 향상시킬 수 있게 된다.

[실시예]

[실시예 1]

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 한 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.

도3의 단계(100)에서 전극(도1의 E2)상에는 인쇄등 일반적인 후막방법에 의해 유전층(I)이 형성된다. 유전층(I)은 후막방법으로 형성되므로 그 입자(G)의 입경이 상당히 크며 입자(G)간에 틈새가 형성된 엉성한 구조가 된다.

여기서 유전층(I)은 주로 흑색안료가 포함된 SiO₂를 주성분으로 조성되는 바, 입자(G)는 SiO₂입자나 안료 또는 P_bO₂등의 입자가 되고, 소성에 의해 이들 입자(G)는 서로 그 표면의 일부가 부착되어 있는 상태이다.

다음 도3의 단계(200) 및 도 4B와 같이 유전층(I)의 표면을 소정의 온도로 가열하게 된다. 여기서 가열온도는 유전층(I)의 주성분인 SiO₂의 재결정(再結晶) 온도 이상인 450℃ 내지 550℃ 정도인 것이 바람직하며, 표면가열이므로 소성로등과 같은 분위기 가열이 아닌 복사열에 의한 가열인 것이 바람직하다.

여기서 표면가열의 수단으로 바람직한 방법은 레이저광(光)의 조사(照射)인바, 레이저 열원은 고밀도의 에너지를 한정된 면적에 순간적으로 집중인가할 수 있어 바람직하다.

다음 도3의 단계(300) 및 도 4C와 같이 가열된 유전층(I)의 표면을 소정 냉매(A)에 의해 급냉시키게 된다.

그러면 도4D와 같이 유전층(I)의 표면 주위의 입자(G)가 조밀한 미세입자(G')로 재결정되어 유전층(I)상에 치밀한 구조의 보호층 (T)을 형성하게 된다.

여기서 표면가열 및 급냉에 의해 입자(G)가 미세입자(G')로 변화되는 것은 결정의 크기, 즉 입경이 용융상태로부터의 냉각속도가 빠를수록 작아지기 때문이다. 또한 재결정되는 입자(G)는 주로 SiO₂입자가 된다.

한편 표면가열후 급냉에 사용되는 냉매(A)는 복사열에 의한 경우 기판(도1의 P1,P2)도 어느 정도 가열된 상태일 것이므로 냉매(A)와의 온도차가 너무 크면 기판(P1,P2)에 손상이 발생될 우려가 있다. 그러므로 냉매(A)는 70∼100℃ 정도로 가열된 공기나 불화성기체인 것이 적절한다.

한편 레이저조사에 의한 표면 가열시에는 그 가열범위가 미세하게 한정되어 기판(P1,P2)까지 전열(傳熱)되지 않게 되므로 이 경우에는 가열후 상온에 그대로 방치하여도 기판(P1,P2)에 손상이 발생되지 않게 되며 상온방치 자체가 급냉이 된다.

이상과 같이 본 발명에 의하면 유전층 자체로서 그 표면에 보호층을 형성하게 되므로 그 공정이 매우 간단하고 공정원자가 낮으며 주위 환경에 대한 요구 조건도 완화되게 된다.

[실시예 2]

한편 본 발명의 다른 특징을 구현하는 방법은 역시 제3도에 도시된 바와 같이 후막공정에 의한 유전층 (도1의 I)의 형성후(단계 100), 이 유전층(I)의 표면을 가열한 뒤(단계 200), 이를 급냉시켜(단계 300) 유전층(I) 표면에 치밀한 구조의 보호층(T)을 형성하는 과정으로 이루어진다.

이러한 방법은 기본적으로 전술한 실시예1의 방법과 유사한바, 본 발명의 다른 특징에 의하면 이 급냉과정을 전자방출물질 수용액의 분사(噴射) 또는 침지(浸漬)에 의해 수행하게 된다.

전자방출물질로 사용될 수 있는 것은 Ba,Mg,La 또는 Cr등의 금속의 단체 또는 그 산화물인 것이 바람직한 바, 이들은 온도나 외부전하의 충격등에 의해 쉽게 전자를 방출하는 물질들이다.

이러한 전자방출물질의 수용액을 가열한 유전층(I)상에 분사 또는 침지하게 되면 유전층(I)의 표면에 있는 입자(G)들이 급냉되어 미세입자로 재결정되는 동시에, 이 미세입자들간의 틈새에 전자방출물질 수용액이 침투하여 함침된다.

유전층(I)을 건조시키고 나면 유전층(I)의 표면에는 그 사이의 틈새에 전자방출물질이 잔류하는 미세입자들로된 보호층(T)이 형성된다.

여기서 전자방출물질은 보호층(T)의 틈새를 차단하여 전극(E2)의 스퍼터링을 방지하는 동시에, 도5와 같은 작용으로 방전특성을 향상 시키게 된다.

도 5에서, 방전공간내의 Ne 또는 Ar등의 방전기체(Ne)는, 유전층 (I)의 표면(실제로는 보호층(T)의 표면)에 대전된 전하에 의한 이온화(ionization)와 여기(excitation) 및 페닝(penning)등 여러 가지 기구(mechanism)를 통해 1차적으로 전자를 방출한 뒤, 이를 전자 및 이온들이 다시 전하(電荷)등과 연쇄방응하여 다량의 전자방출, 즉 방전을 일으키게 된다.

이때 유전층(I) 표면의 보호층(T)에 함침된 전자방출물질(M)은 이온 및 전자등의 전하에 의해 여기되어 다량의 2차 전자를 방출하게 된다.

이에 따라 PDP의 방전개시전압이 저하되어 신속한 방전개시가 가능할 뿐 아니라 방전강도도 향상된다.

이와 같이 본 발명에 의하면 유전층 자체로 그 표면에 보호층을 형성하면서 이에 우수한 전기적 특성을 부여함으로써 고선응의 AC형 PDP를 낮은 제조원가로 구현하게 된다.

Claims (7)

1. 교류형 플라즈마의 유전층상에 보호층을 형성하는 방법에 있어서,

   상기 유전층을 후막방법으로 형성하고,

   상기 유전층의 표면을 소정온도로 가열한 뒤,

   이를 급냉함으로써 상기 유전층의 표면에 조밀한 구조의 보호층을 형성하는 것을 특징으로 하는 교류형 플라즈마 표시소자의 보호층 형성방법.
2. 제1항에 있어서,

   상기 유전층의 표면가열 온도가 450℃ 내지 550℃인 것을 특징으로 하는 교류형 플라즈마 표시소자의 보호층 형성방법.
3. 제1항에 있어서,

   상기 급냉이 70∼100℃이 기체분사로 이루어지는 것을 특징으로 하는 교류형 플라즈마 표시소자의 보호층 형성방법.
4. 제1항에 있어서,

   상기 유전층의 표면 가여방법이 레이저 조사에 의해 이루어지는 것을 특징으로 하는 교류형 플라즈마 표시소자의 보호층 형성방법.
5. 제1항 내지 제4항중의 어느 한 항에 있어서,

   상기 급냉이 상기 레이저 조사후 상온방치로 이루어지는 것을 특징으로 하는 교류형 플라즈마 표시소자의 보호층 형성방법.
6. 제1항에 있어서,

   상기 급냉이 상기 유전층에 대한 전자방출물질의 수용액의 분사 또는 침지로 이루어지는 것을 특징으로 하는 교류형 플라즈마 표시소자의 보호층 형성방법.
7. 제6항에 있어서,

   상기 전자방출물질이 Ba,Mg,La 또는 Cr중의 적어도 어느 하나의 단체 또는 그 산화물인 것을 특징으로 하는 교류형 플라즈마 표시소자의 보호층 형성방법.