KR100232134B1 - 피디피용 산화마그네슘 박막층 형성을위한 페이스트 및 그를 이용한 산화마그네슘 박막층 제조 방법 - Google Patents

피디피용 산화마그네슘 박막층 형성을위한 페이스트 및 그를 이용한 산화마그네슘 박막층 제조 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 PDP(Plasma Display)용 기판의 상면에 MgO 박막층을 형성하기 위한 페이스트(Paste) 조성을 조정함과 함께 간단한 코팅 방법을 적용함으로써 공정의 단순화 및 설비의 간단화로 저렴한 생산원가를 얻고, 코팅시 기판을 보호하는데 적합한 페이스트 및 그를 이용한 MgO 박막층의 제조 방법에 관한 것이다.
본 발명의 구성은 MgO 입자, Mg을 포함한 Salt, 유기바인더로 조성된 페이스트로 이루어지며, 또한 이러한 페이스트를 기판상에 공지 코팅방법으로 코팅후 소성처리하여 MgO 박막층을 얻는 제조 방법에 관한 것이다.

Description

피디피(PDP)용 산화마그네슘(MgO) 박막층 형성을 위한 페이스트 및 그를 이용한 산화마그네슘(MgO) 박막층 제조 방법
본 발명은 디스플레이(Display) 장치의 PDP(Plasma display)용 기판의 상면에 MgO 박막층을 형성시키는 것에 관한 것으로, 특히 MgO 박막층 형성을 위한 페이스트(Paste) 조성을 조정함과 함께 일반적인 코팅법을 적용함으로써, 공정의 단순화와 설비의 간단화로 저렴한 제조 원가 및 코팅시의 기판을 보호하는데 적합한 MgO 페이스트 및 그를 이용한 MgO 박막층의 제조 방법에 관한 것이다.
도 1은 일반적인 PDP의 단면구조를 나타낸 것으로, 전면 유리기판(1)의 동일면상에 한쌍의 상부전극(4)을 형성하고, 상기 상부전극(4)위에 유전층(2)을 인쇄기법으로 형성하며, 상기 유전층(2)위에 보호층(3)을 증착방식으로 형성한 상부구조와, 배면 유리기판(11)위에 하부전극(12)을 형성하고, 상기 하부전극(12)간에 인접한 셀(Cell)과의 누화(Crosstalk) 현상을 방지하기 위해 격벽(6)을 형성하며, 상기 격벽(6)과 하부전극(12)주위에 형광체(8, 9, 10)를 형성한 하부 구조로 구성되어 상기 상부구조와 하부구조의 사이 공간에 불활성 가스를 봉입하여 방전영역(5)을 가지도록 구성된다.
이와 같은 구조에서 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)를 여기시키고, 상기 발광된 형광체(8, 9, 10)에 의해 칼라(Color) 표시가 이루어진다.
즉, 방전셀(Cell) 내부에 존재하는 전자들이 인가된 구동전압에 의해 음극(-)으로 가속하면서, 상기 방전셀안에 400∼500 torr 정도의 압력으로 채워진 불활성 혼합가스 즉, 헬륨(He)을 주성분으로 하여 크세논(Xe), 네온(Ne) 가스 등을 첨가한 페닝(Penning) 혼합가스와 충돌하여 상기 불활성 가스가 여기되면서 147㎚의 자외선(7)이 발생한다.
상기 자외선(7)이 하부전극(12)과 격벽(6) 주위를 둘러싸고 있는 형광체(8, 9, 10)와 충돌하여 가시광선영역에 발광이 된다.
상기한 보호층(3)을 제작하는 종래의 방법에 있어서 재료 제작의 선례는 SLD 94 DlGEST(P 323-326, 저자 Amano)등에서 찾을 수 있다.
이 논문은 솔벤트속에 MgO Powder를 혼합하여 제조한 MgO Paste를 Screen Printing하여 두께 2㎛인 MgO 보호층을 형성하고 500℃ 가열하는 방법이 제공되고 있다.
이와 같은 Screen Printing은 재료의 저가격 및 대체 신기술로서 상당한 매력을 갖는 방법이다.
그러나, 이 방법은 PDP의 발광 Cell로부터 빛을 통과시키는데 부적절한 후막 제작법이 될 수도 있다.
따라서 AC PDP의 기판인 상판 Glass상에 MgO 후막 필름을 도포하는 것이 용이하지 않다.
한편, 다른예로써는 EU Patent No, 934002015호에서는 수백 Nano Meter의 두께를 갖는 MgO 보호층을 진공(Vacuum)방식으로 피복시키고 있다.
이와 같은 진공 방식은 E-Beam과 Radio Frequency(RF) Sputtering 방법으로써 제작비용이 높으며 생산성도 좋지 않음과 함께 Firing Voltage를 낮추어야 하고, 또한 Sputtering시 Device 장수명을 위해 이온 충돌을 억제시키는 기능 등을 만족시켜야 한다.
본 발명은 상기한 종래의 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로, MgO 박막층 형성을 위한 페이스트(Paste) 성분을 조정하고, 일반적인 간단한 코팅방법(Spray법, Dipping법, Spin Coating법등)으로 코팅하므로써, 설비 및 공정의 간단화로 저렴한 제조 원가를 얻기 위한 것에 적합한 MgO 박막 형성용 페이스트 및 그를 이용한 MgO 박막층 제조 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
도 1은 일반적인 PDP 단면도
도 2는 본 발명에 따른 열처리 온도 조건을 나타낸 그래프
도 3은 전기적 특성을 나타낸 그래프
이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 MgO 입자, Mg를 포함한 Salt(염류), 유기바인더로 조성된 MgO 박막층 형성용 Micro Paste로 이루어진다.
상기 Micro Paste 100중량% 중에서 MgO 입자는 크기가 0.1∼0.5㎛ 범위이고, 첨가량은 0.01∼0.2 중량% 이며, 양호하게는 0.03∼0.15 중량% 이고, 가장 바람직하게는 0.04∼0.1 중량% 이고, 입자크기는 0.2∼0.4㎛ 범위이다.
Mg를 함유한 Salt는 Mg(NO3), MgCl2, Mg(CH3COO)2로 이루어지며, 그 첨가량은 0.35∼7.0 중량%로써, 양호하게는 1.5∼5.0 중량% 이고, 가장바람직하게는 2.0∼4.0 중량%이다.
그 밖의 성분은 유기바인더로써 에타놀(Ethanol), 아세톤 또는 메틸-에틸케톤(Methyl-Ethylketone)을 들 수 있다.
본 발명의 MgO Micropaste는 적절한 기술에 따라서 유전체 표면위에 도포해서 사용한다.
이러한 기술의 예로서 유전체와 스퀴지 사이의 필요한 Gap을 고정시켜 발라준다.
스퀴지는 균질한 표면을 가져야 하고 그 형태는 Tube Type, Core Type, 막대 Type을 요구한다(재질은 유리 또는 금속을 재료로 만들지만 금속은 Micropaste와 반응하지 않는 재료 즉 티타늄을 사용한다).
다른 제작 기술로는 Spray법, Dipping법, Spin Coating법에 의해서도 제작 가능하다.
원하는 유전체를 Pattern의 Film Mask로 막아놓고 도포하여 박막제작을 해 줄 수 있다.
도포한후에 5분 동안에 걸쳐 유기 Solvent를 증발 시키고 나면 그 결과로서 Salt가 남는데 그 Salt안에는 처음부터 있었던 MgO 입자가 있다.
그 다음 공기중에서 상기 코팅된 기판을 400℃ 이상, 좋게는 420℃ 이상이고, 가장 바람직하게는 450℃ 이상에서 소성한다.
소성할때는 최고 온도에서 5∼20분까지, 좋게는 10∼15분간 소성한다.
승온시간은 40∼120분까지 하지만 바람직하게는 60∼90분간 상기온도가 될 때까지 서서히 승온시킨다.
이와 같은 소성처리후 냉각시간(Cooling Time)은 40∼120분, 바람직하게는 60∼120분간 서서히 냉각시킨다.
이와 같이 처리하여서된 본 발명은 원하지않던 물질을 증발시키고 이것은 Salt로부터 날아가게 된다.
그 때문에 소성에 따른 Salt로부터 새롭게 생긴 MgO는 이미 함께 혼합시켜 존재하고 있는 MgO 입자 주위에 붙어서 점점 성장(Growth)되어간다.
이때의 MgO 소립자는 핵의 역할을 해준다.
다음은 실시예에 따라 설명한다.
실시예 1
표 1과 같은 조성으로된 Micro Paste 100g을 일반적인 도포방법으로 기판상에 도포한후 Belt Furnace속에 넣고 도 2와 같은 방법으로 열처리하였다.
[표 1]
MicroPaste 성분 wt.%
MgO Particle Mg(NO3)2MgCl2Mg(CH3COO)2C2H5OH 0.08 0.9 0.2 3.3 95.52
계 100 wt%
실시예 2
표 2와 같은 조성으로된 Micro Paste 100g을 이용하여 실시예 1과 동일하게 처리하였다.
[표 2]
MicroPaste 성분 wt.%
MgO Particle Mg(NO3)2MgCl2Mg(CH3COO)2C2H5OH CH3COC2H5 0.12 0.85 0.15 3.4 80.48 15.0
계 100 wt%
상기한 실시예 1 및 2를 통해 MgO 후막층을 얻을 수 있다.
상기 MgO 후막층을 이용하여 도 1과 같은 AC PDP Cell을 제작하여 Firing Voltate를 측정해본 결과 도 3과 같이 나타났다.
도 3에서와 같이 전기적 특성이 E-Beam 방법보다도 더 크다.
그러나 그 차이는 적고 AC PDP에서 두가지 방법모두 적용가능하다.
이상에서와 같이 본 발명은 MgO 입자와 Mg를 함유한 Salt, 유기바인더를 적절히 배합함과 함께 코팅방법에 구애없이 PDP용 기판의 상면에 MgO 박막층을 간단한 설비 및 공정화로 코팅할 수 있어 PDP 생산 코스트(Cost)를 대폭 줄일 수 있고, Firing Voltage를 대폭 줄일수 있는 PDP MgO 박막 형성이 가능하다.

Claims (8)

  1. PDP(Plasma Display)용 기판의 상면에 MgO 박막을 형성하기 위한 페이스트(Paste)에 있어서,
    MgO 입자, Mg를 포함하는 염류(Salt), 유기바인더로 구성됨을 특징으로하는 PDP용 MgO 박막층 형성을 위한 페이스트.
  2. 제 1 항에 있어서,
    MgO 입자는 크기가 0.1∼0.5㎛인 것을 특징으로 하는 PDP용 MgO 박막층 형성을 위한 페이스트.
  3. 제 1 항에 있어서,
    Mg를 포함하는 Salt가 Mg(NO3)2, MgCl2, Mg(CH3COO)2인 것을 특징으로 하는 PDP용 MgO 박막층 형성을 위한 페이스트.
  4. 제 1 항에 있어서,
    유기바인더가 에타놀, 아세톤 또는 메틸-에틸캐논(Methyl-Ethyl Ketone)중에서 1종 이상인 것을 특징으로 하는 PDP용 MgO 박막층 형성을 위한 페이스트.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항에 있어서,
    페이스트 전체 100 중량% 중에는 MgO 입자가 0.01∼0.2 중량%, Mg을 포함한 Salt가 0.35∼7.0 중량이고, 나머지는 유기바인더인 것을 특징으로 하는 PDP용 MgO 박막층 형성을 위한 페이스트.
  6. PDP용 기판의 상면에 MgO 박막층을 형성시키는 것에 있어서,
    MgO 입자, Mg을 포함한 염류(Salt), 유기바인더를 혼합하여 페이스트(Paste)를 얻는 단계,
    상기 페이스트를 기판의 상면에 코팅하는 단계,
    상기 코팅된 기판을 소성하는 단계로 하여 이루어짐을 특징으로 하는 PDP용 MgO 박막층의 제조 방법.
  7. 제 6 항에 있어서,
    페이스트 전체 100 중량% 중에는 MgO 입자는 크기가 0.1∼0.5㎛ 및 그 첨가량이 0.01∼0.2 중량% 이고, Mg을 포함한 Slat가 0.35∼7.0 중량% 이고, 나머지는 유기바인더임을 특징으로 하는 PDP용 MgO 박막층의 제조 방법.
  8. 제 6 항 또는 제 7 항에 있어서,
    400∼500℃ 온도에서 5∼20분간 소성처리함을 특징으로 하는 PDP용 MgO 박막층의 제조 방법.
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