KR100281072B1 - Paste for manufacturing thin film of protecting layer in A.C Plasma Display Panel - Google Patents
Paste for manufacturing thin film of protecting layer in A.C Plasma Display Panel Download PDFInfo
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Abstract
본 발명은 플라즈마 디스플레이와 같은 전기소자에 사용되는 보호층박막에 관한 것으로, 특히 MgO 박막으로 형성된 보호층박막에 관한 것이다. 본 발명의 MgO 보호층 박막은 PDP용 기판에 보호층박막을 형성하기 위한 페이스트에 있어서, MgO와BaCO3가 포함된 혼합물과, Mg를 포함하는 염류와, 유기용매로 이루어져 구성된 것이 특징이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a protective layer thin film used for an electric device such as a plasma display, and more particularly, to a protective layer thin film formed of an MgO thin film. The MgO protective layer thin film of the present invention is characterized in that the paste for forming a protective layer thin film on a PDP substrate comprises a mixture containing MgO and BaCO 3 , a salt containing Mg, and an organic solvent.
Description
본 발명은 전자소자의 보호층박막을 형성하기 위한 새로운 물질에 관한 것으로, 특히 교류 플라즈마 디스플레이 패널의 보호층 박막을 제조하기 위한 페이스트에 관한 것이다.The present invention relates to a new material for forming a protective layer thin film of an electronic device, and more particularly to a paste for manufacturing a protective layer thin film of an AC plasma display panel.
도 1은 일반적인 PDP의 단면구조를 도시한 것으로, 전면 유리기판(1)의 동일면 상에 한 쌍의 상부전극(4)을 형성하고, 상부전극(4) 위에 유전층을 인쇄기법으로 형성하며, 유전층(2) 위에 보호층을 증착방식으로 형성한 상부구조와, 배면 유리기판(11) 위에 하부전극(12)을 형성하고, 하부전극(12) 간에 인접한 셀(cell)과의 누화(crosstalk) 현상을 방지하기 위해 격벽(6)을 형성하며, 격벽(6)과 하부전극(12) 주위에 형광체(8, 9, 10)를 형성한 하부 구조로 구성되어 상부구조와 하부구조의 사이 공간에 불활성 가스를 봉입하여 방전영역(5)을 가지도록 구성된다.1 illustrates a cross-sectional structure of a general PDP, in which a pair of upper electrodes 4 are formed on the same surface of the front glass substrate 1, and a dielectric layer is formed on the upper electrodes 4 by a printing method. (2) forming a lower structure 12 on the rear glass substrate 11 by forming a protective layer on the back surface by a deposition method, and crosstalk between adjacent cells between the lower electrodes 12; In order to prevent the barrier rib 6 from being formed, the lower structure including phosphors 8, 9, and 10 formed around the barrier rib 6 and the lower electrode 12 is inert in the space between the upper structure and the lower structure. It is comprised so that a gas may be enclosed and the discharge area | region 5 may be provided.
이와 같은 구조에서 한 쌍의 상부전극(4) 상호간에 구동전압을 인가하게 되면 유전층(2)과 보호층(3) 표면의 방전영역에서 면방전이 일어나서 자외선(7)이 발생된다. 이 자외선(7)에 의해 형광체(8, 9, 10)를 여기시키고, 발광된 형광체(8, 9, 10)에 의해 칼라(color) 표시가 이루어진다.In such a structure, when a driving voltage is applied between the pair of upper electrodes 4, surface discharge occurs in the discharge regions of the surfaces of the dielectric layer 2 and the protective layer 3, thereby generating ultraviolet rays 7. The ultraviolet rays 7 excite the phosphors 8, 9, and 10, and color display is performed by the emitted phosphors 8, 9, and 10.
즉, 방전셀(cell) 내부에 존재하는 전자들이 인가된 구동전압에 의해 음극(-)으로 가속하면서, 상기 방전셀 안에 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 불활성 가스가 여기되면서 147nm의 파장을 갖는 자외선이 발생한다. 이러한 자외선(7)이 하부전극(12)과 격벽(6) 주위를 둘러싸고 있는 형광체(8, 9, 10)와 충돌하여 가시광선 영역에 발광이 된다.That is, while the electrons inside the discharge cell accelerate to the cathode (-) by the applied driving voltage, helium (He) is filled with the inert mixed gas filled with the pressure of about 400 to 500 torr in the discharge cell. As the main component, it collides with a Penning mixed gas to which xenon (Xe), neon (Ne) gas, etc. are added, and the inert gas is excited to generate ultraviolet rays having a wavelength of 147 nm. The ultraviolet light 7 collides with the phosphors 8, 9, and 10 surrounding the lower electrode 12 and the partition wall 6 to emit light in the visible light region.
전자와 표시소자의 제조방법에 있어서 MgO 막은 저온의 플라즈마 개스방전에서 작게는 스퍼터링에 의한 이온충격으로부터 기판을 보호하는 기능과, 크게는 2차전자 방출에 기인하는 방전전압을 낮추는 기능의 두가지 기능으로 사용되어진다.In the method of manufacturing electrons and display devices, the MgO film has two functions, a function of protecting the substrate from ion bombardment by sputtering at a low temperature plasma gas discharge, and a function of lowering the discharge voltage due to secondary electron emission. It is used.
MgO 보호층을 제조하기 위한 종래의 물질의 예는 SID 94 DIGEST의 323∼326 페이지에 기술된 Amano의 논문에서 찾을 수 있다. 이 논문은 솔벤트 안의 MgO 파우더로부터 MgO 페이스트를 예로 나타낸 것이다. 이 페이스트의 스크린 프린팅은 2㎛의 얇은 MgO 보호층의 구조물을 제공한다. 그리고, 그 페이스트를 500℃의 온도로 가열시킨다. 이 스크린 프린팅은 재료의 단가가 낮아 상당히 효용성이 높은 방법이다.Examples of conventional materials for making MgO protective layers can be found in Amano's paper described on pages 323-326 of SID 94 DIGEST. This paper presents an example of MgO paste from MgO powder in solvent. Screen printing of this paste provides a structure of a thin MgO protective layer of 2 μm. And the paste is heated at the temperature of 500 degreeC. This screen printing is a very useful method due to the low cost of materials.
그러나, 스크린 프린팅에 의한 보호박막제조방법은 PDP의 발광셀로부터 빛을 통과시키는 데에 부적절할 수도 있다. 실제로 교류 PDP의 기판인 상판 유리 상에 MgO 박막 필름을 도포하는 것은 용이하지 않다. 보호층의 도포방법에서 생산성을 더 높이고 더 얇게 깍아 제조할 수 있는 새로운 물질이 계속 개발 중에 있다.However, the method of manufacturing a protective thin film by screen printing may be inappropriate for passing light from the light emitting cell of the PDP. In fact, it is not easy to apply an MgO thin film on the top glass which is a board | substrate of an AC PDP. New materials are being developed that can produce higher and thinner cuts in the application of the protective layer.
MgO 보호층을 제조하기 위한 또다른 예는 EU Pat No.934002015에 기술된 Shinoda의 발명에서 찾을 수 있다. 이 특허는 교류 플라즈마 패널에 진공방법으로 조성된 수백 나노미터의 얇은 MgO 보호층이 사용된 예를 나타낸 것이다.Another example for producing the MgO protective layer can be found in Shinoda's invention described in EU Pat No.934002015. This patent shows an example where hundreds of nanometers of thin MgO protective layers were formed in an alternating plasma panel by a vacuum method.
그런데, 상술한 종래의 보호박막 제조방법은 플라즈마 디스플레이 패널의 발광셀에서 빛을 전달하기 위한 박막을 제조하는 데에 부적절하다는 문제점이 있다. 또, 전자빔과 RF스퍼터링(Radio Frequency Sputtering)의 증발, 진공방법은 생산성이 낮고 제조가격이 매우 비싸다. 게다가 진공방식은 방전개시전압(firing voltage)을 낮추어야 하고, 스퍼터링 시, 디바이스의 수명연장을 위해 이온 충돌을 억제시키는 기능 등을 만족시켜야 한다.However, the above-described conventional method for manufacturing a protective thin film has a problem in that it is inappropriate to manufacture a thin film for transmitting light in the light emitting cell of the plasma display panel. In addition, the evaporation and vacuum method of the electron beam and RF sputtering (Radio Frequency Sputtering) is low in productivity and very expensive to manufacture. In addition, the vacuum method must lower the firing voltage and satisfy the function of suppressing ion collisions for the life of the device during sputtering.
본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위한 것으로, MgO 박막층 형성을 위한 페이스트의 성분을 조정하고, 일반적인 간단한 코팅방법(예를 들어, 스프레이법 등)에 의해 박막을 코팅함으로써, 설비 및 공정이 간단하여 제조단가가 낮은 MgO 박막형성용 페이스트 및 그를 이용한 MgO 박막층 제조방법을 제공하는 데에 그 목적이 있다.The present invention is to solve this problem, by adjusting the components of the paste for forming the MgO thin film layer, and coating the thin film by a common simple coating method (for example, spray method, etc.), the equipment and the process is simple to manufacture It is an object of the present invention to provide a low-cost MgO thin film forming paste and an MgO thin film layer manufacturing method using the paste.
도 1은 일반적인 플라즈마 디스플레이 패널에서 하나의 셀을 간략하게 도시한 단면도.1 is a cross-sectional view schematically showing one cell in a typical plasma display panel.
도 2는 본 발명에 따른 열처리 온도조건을 나타낸 그래프.2 is a graph showing the heat treatment temperature conditions according to the present invention.
도 3은 본 발명에 의한 PDP의 동작시간에 따른 휘도변화와 종래의 기술에 의한 PDP의 동작시간에 따른 휘도변화를 비교한 그래프.3 is a graph comparing the change in luminance according to the operation time of the PDP according to the present invention and the operation time of the PDP according to the prior art.
도 4는 본 발명에 의한 PDP의 광투과율을 나타낸 그래프.Figure 4 is a graph showing the light transmittance of the PDP according to the present invention.
도 5는 본 발명의 페이스트와 종래의 페이스트의 전기적인 특성을 나타낸 그래프.5 is a graph showing the electrical properties of the paste of the present invention and the conventional paste.
본 발명은 산화재가 포함된 공기중에서 보온공정을 실시하여 박막을 형성할 수 있는 물질을 제공하는 것이 특징이다.The present invention is characterized by providing a material capable of forming a thin film by performing a thermal insulation process in the air containing the oxidizing material.
본 발명의 페이스트는 BaCO3을 20% 내지 50% 로 혼합한 MgO+BaCO3입자의 혼합물에 의해 제조된다. 그리고, Mg는 Mg(NO3)2, Mg(CH3COO)2의 염류 안에 에탄올과 같은 유기용매에 의해 8% 정도의 중량비율로 포함되어 있다. 즉, 본 발명의 페이스트는 BaCO3의 중량비율이 20% 내지 50% 정도의 범위를 갖는 MgO+BaCO3혼합물과, Mg(NO3)2, Mg(CH3COO)2의 중량비율이 8%이고, 나머지는 유기용매로 이루어진 염류를 포함하여 구성된다.Paste of the present invention are prepared by a mixture of MgO + BaCO 3 particle mixing BaCO 3 with 20% to 50%. In addition, Mg is contained in the salt ratio of Mg (NO 3 ) 2 and Mg (CH 3 COO) 2 in a weight ratio of about 8% by an organic solvent such as ethanol. That is, the paste of the present invention has a MgO + BaCO 3 mixture having a weight ratio of BaCO 3 in a range of 20% to 50%, and a weight ratio of Mg (NO 3 ) 2 and Mg (CH 3 COO) 2 at 8%. And the remainder comprises salts consisting of organic solvents.
본 발명은 PDP의 보호층박막을 구성하는 새로운 물질로서, 교류 PDP의 표면, 발광셀 안의 방전개스와 전극 사이에 접착되어 구현된 유전체 표면과 같은 전자소자와 표시소자를 보호하는 박막층을 제조하기 위한 페이스트이다. 이러한 페이스트 중의 하나는 Mg(NO3)2, Mg(CH3COO)2와 같은 염류가 용해된 에탈올 등의 유기용매와 MgO+BaCO3혼합물입자의 부유물을 혼합하여 생성된다.The present invention is a new material constituting the protective layer thin film of the PDP, for manufacturing a thin film layer for protecting the electronic device and the display device such as the surface of the AC PDP, the dielectric surface adhered between the discharge gas and the electrode in the light emitting cell Paste. One such paste is produced by mixing an organic solvent such as ethanol in which salts such as Mg (NO 3 ) 2 and Mg (CH 3 COO) 2 are dissolved and a suspension of MgO + BaCO 3 mixture particles.
본 발명에 의한 페이스트의 구성물은 20% 내지 50%의 무게비율의 BaCO3가 0.5㎛정도의 크기를 갖는 입자 형태의 MgO+BaCO3혼합물을 포함한다. 바람직한 MgO+BaCO3혼합물은 0.4㎛의 크기를 갖는 입자로서 BaCO3의 중량비율이 20% 내지 40% 이고, 더 나은 MgO+BaCO3혼합물은 0.3㎛ 의 크기를 갖는 입자로서 BaCO3의 중량비율이 20% 내지 35%인 것이다.The composition of the paste according to the present invention comprises a mixture of MgO + BaCO 3 in the form of particles having a size of about 0.5 μm of BaCO 3 in a weight ratio of 20% to 50%. Preferred MgO + BaCO 3 mixtures are particles having a size of 0.4 μm with a BaCO 3 weight ratio of 20% to 40%, and better MgO + BaCO 3 mixtures with particles having a size of 0.3 μm have a weight ratio of BaCO 3 . 20% to 35%.
페이스트의 구성물은 Mg(NO3)2, Mg(CH3COO)2이 대략 8%정도의 무게비율, 바람직하게는 6% 정도의 Mg(NO3)2의 무게비율, 더 바람직하게는 Mg(NO3)2, Mg(CH3COO)2가 4%의 무게비율을 갖도록 구성되어 있다. 페이스트의 구성물의 잔여물은 에탄올과 같은 유기용매이다.The composition of the paste is Mg (NO 3 ) 2 , Mg (CH 3 COO) 2 of about 8% by weight, preferably 6% of Mg (NO 3 ) 2 by weight, more preferably Mg ( NO 3 ) 2 , Mg (CH 3 COO) 2 is configured to have a weight ratio of 4%. The residue of the composition of the paste is an organic solvent such as ethanol.
본 발명은 또한, 종래의 페이스트를 도포하는 방법에 의해 본 발명의 페이스트로 기판의 표면을 도포하는 것과, 페이스트가 도포된 기판을 산화재중에서 Mg가 MgO에서 분리된 염류를 포함하는 것이 허용되는 적정온도(400℃ 이상)까지 가열하는 것과, 가열된 기판을 상온까지 냉각하는 것을 포함하여 보호층을 본딩하는 방법에 관한 것이다.The present invention is also suitable for applying the surface of the substrate with the paste of the present invention by a method of applying a conventional paste and allowing the paste-coated substrate to contain salts in which Mg is separated from MgO in an oxidizing material. It relates to a method of bonding a protective layer, including heating to a temperature (400 ° C. or higher) and cooling the heated substrate to room temperature.
본 발명의 페이스트는 적당한 기술에 의해 기판의 표면에 도포된다. 이러한 기술의 한 예는 도포기구와 기판표면 사이의 필요한 공간을 도포하는(smearing) 방법이다. 그러한 도포기구는 튜브나 코어나 글래스 또는, 금속의 끝부분의 표면을 불활성의 페이스트로 균질하게 형성하는 것이다. 또 다른 예는 인쇄법, 스프레이법, 도핑법, 스피닝법 등이다.The paste of the present invention is applied to the surface of the substrate by a suitable technique. One example of this technique is a method of smearing the required space between the applicator and the substrate surface. Such applicator is to homogeneously form the surface of the tube, core or glass or the end of the metal with an inert paste. Still other examples are printing, spraying, doping, spinning and the like.
상술한 과정에 의해 페이스트가 기판 표면에 도포된 후, 짧은 시간동안 유기용매(에탄올과 같은)로 기판 표면의 생성물을 용해한다. 이 때, 기판 표면의 생성물은 Mg(NO3)2, Mg(CH3COO)2같은 Mg를 포함한 염류가 결정화된 MgO+BaCO3초립자를 포함하여 구성된다.After the paste is applied to the substrate surface by the above-described procedure, the product on the substrate surface is dissolved in an organic solvent (such as ethanol) for a short time. At this time, the product on the surface of the substrate is composed of MgO + BaCO 3 granules in which salts containing Mg, such as Mg (NO 3 ) 2 and Mg (CH 3 COO) 2, are crystallized.
그리고, 본 발명은 페이스트가 도포된 기판을 400℃ 이상의 온도로 유지시킨다. 이 때의 바람직한 온도는 420℃이고, 더 바람직한 온도는 440℃이다. 기판은 440℃의 피크온도에 다달으면 공기중에서 소정(firing)된다. 소성시키는 바람직한 방법은 10분 내지 50분 동안 피크온도를 유지하는 것이고, 더 나은 것은 20분 내지 30분동안 피크온도를 유지하는 것이다. 이 때의 가열(heat up)시간은 40분 내지 120분이며, 바람직한 것은 60분 내지 90분 정도이다. 냉각(cool-down)시간은 40분 내지 150분이며, 바람직한 것은 60분 내지 120분 정도이다.The present invention maintains the paste-coated substrate at a temperature of 400 ° C or higher. Preferable temperature at this time is 420 degreeC, and more preferable temperature is 440 degreeC. The substrate is firing in air when it reaches a peak temperature of 440 ° C. The preferred method of firing is to maintain the peak temperature for 10 to 50 minutes, and even better to maintain the peak temperature for 20 to 30 minutes. The heat up time at this time is 40 minutes to 120 minutes, preferably 60 minutes to 90 minutes. The cool-down time is 40 minutes to 150 minutes, preferably 60 minutes to 120 minutes.
산화재는 공기 또는, 대기를 포함하는 산소 등으로 구성된다. 이 글에서 소성(firing)이란 뜻은 Mg를 포함한 염류에서 모든 구성물이 분리되고, 염류가 분리된 후 보호층이 소정의 형상으로 결정화될 때까지 소정의 온도로 적정한 시간동안 가열하는 것을 의미한다.The oxidant is composed of air or oxygen including the atmosphere. Firing in this article means that all components are separated from salts, including Mg, and heated for a suitable time to a predetermined temperature until the protective layer crystallizes into a predetermined shape after the salts are separated.
본 발명을 좀 더 상세히 표현하면, 아래의 예제와 같다. 전적으로 명세서와 그 뒤의 청구범위에 의한 예제에 지시된 것이 아니라면, 모든 부분과 모든 비율은 무게를 나타낸 것이고, 그리고 모든 온도는 섭씨 온도를 표현한 것이다. 이 예제들이 기술 안에서 실행되는 동안, 그 기술은 단지 청구범위에 표현된 범위 내의 발명의 범위 안에서 동작된다.In more detail, the present invention is as follows. Unless fully indicated in the specification and the examples by the claims that follow, all parts and all ratios are weights, and all temperatures are degrees Celsius. While these examples are practiced in the description, the description operates only within the scope of the invention as expressed in the claims.
(제 1 실시예)(First embodiment)
아래의 표 1에 도시된 각 구성요소들은 100그램의 페이스트의 규정된 총합의 혼합비율에 일치하도록 나타낸 것이다.Each of the components shown in Table 1 below is shown to match the mixing ratio of the specified total of 100 grams of paste.
표 1의 페이스트는 기판의 표면에 도포된다. 그러면, 기판은 산화재가 포함된 벨트소성로(belt furnace)에서 440℃로 150분 동안 유지되어 30분의 피크온도에서 소성된다.The paste of Table 1 is applied to the surface of the substrate. The substrate is then maintained at 440 ° C. for 150 minutes in a belt furnace containing an oxidizing material and fired at a peak temperature of 30 minutes.
(제 2 실시예)(Second embodiment)
아래의 표 2에 도시된 각 구성요소들은 100그램의 페이스트의 규정된 총합의 혼합비율에 일치하도록 나타낸 것이다.Each of the components shown in Table 2 below is shown to match the mixing ratio of the specified total of 100 grams of paste.
표 2의 페이스트는 기판의 표면에 도포된다. 기판은 산화재가 포함된 벨트소성로(belt furnace)에서 450℃로 180분 동안 유지되어 30분의 피크온도에서 소성된다.The paste of Table 2 is applied to the surface of the substrate. The substrate was held at 450 ° C. for 180 minutes in a belt furnace containing an oxidant and fired at a peak temperature of 30 minutes.
본 발명의 제 1 실시예와 제 2 실시예에 의해 패널 위에는 0.5㎛정도의 투명한 보호층박막이 형성된다. 그리고, 그 보호층박막에 의해 교류 플라즈마 디스플레이 패널이 조립된다. 방전개시전압의 측정치 결과가 첨부된 도 5에 도시되어 있다. 도 5는 종래의 전자빔(Electronic Beam)에 의해 형성된 보호층박막과 본 발명의 제 1, 제 2 실시예에 의해 형성된 보호층박막의 방전전압을 도시한 그래프이다. 본 발명의 페이스트에 의해 형성된 보호층박막의 실질적인 전기적인 특성은 도 5에 도시된 것과 같이 종래의 전자빔 방법에 의해 그리 좋지는 않다.According to the first and second embodiments of the present invention, a transparent protective layer thin film of about 0.5 μm is formed on the panel. The alternating plasma display panel is assembled by the protective layer thin film. The measurement result of the discharge start voltage is shown in FIG. FIG. 5 is a graph showing the discharge voltages of the protective layer thin film formed by the conventional electron beam and the protective layer thin film formed by the first and second embodiments of the present invention. Substantial electrical properties of the protective layer thin film formed by the paste of the present invention are not so good by the conventional electron beam method as shown in FIG.
그러나, 본 발명의 방전전압은 종래의 전자빔 방법에 의해 생성된 보호막의 방전전압보다 대략 10% 정도의 차이를 보인다. 일반적인 교류플라즈마 디스플레이 패널의 전기적인 특성에서 10% 정도의 차이는 정상적인 동작에서 충분히 허용되는 수치이며, 이 정도의 차이는 화질에 크게 영향을 주지 않는다.However, the discharge voltage of the present invention is about 10% different from the discharge voltage of the protective film produced by the conventional electron beam method. A difference of about 10% in the electrical characteristics of a typical AC plasma display panel is a sufficiently acceptable value in normal operation, and this difference does not significantly affect image quality.
본 발명은 종래의 기술에 비해 플라즈마 디스플레이 패널의 보호층박막을 형성하는 방법이 용이하고, 제조단가가 낮다는 장점이 있다. 왜냐하면, 종래의 전자빔(EB)방법은 진공챔버와 같은 특수한 장치를 사용하여 보호층박막을 형성하는데, 본 발명에 의한 보호층박막 제조방법은 인쇄(print), 스프레이(spray) 등의 극히 평범한 공정으로 보호층박막을 형성할 수 있으므로, 종래의 방법보다 월등히 용이하고, 제조단가가 낮다. 게다가 본 발명에 의한 보호층박막은 종래의 전자빔에 의한 보호층박막에 버금가는 방전특성과 높은 투과율 그리고, 긴 동작수명을 가지고 있으므로, 본 발명은 종래의 전자빔에 비해 제조방법이 용이하고 제조단가가 낮으면서도 거의 비슷한 성능을 가진 보호층박막을 형성할 수 있는 효과가 있다.The present invention is advantageous in that the method for forming the protective layer thin film of the plasma display panel is easier and the manufacturing cost is lower than that of the related art. This is because the conventional electron beam (EB) method uses a special device such as a vacuum chamber to form a protective layer thin film. The method for manufacturing a protective layer thin film according to the present invention is a very ordinary process such as printing and spraying. Since a protective layer thin film can be formed, it is much easier than the conventional method, and manufacturing cost is low. In addition, since the protective layer thin film of the present invention has discharge characteristics, high transmittance, and long operation life comparable to those of the conventional protective layer thin film by the electron beam, the present invention is easier to manufacture and lower in cost than the conventional electron beam. It is effective to form a protective layer thin film having a low but almost similar performance.
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| A201 | Request for examination | ||
| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
| GRNT | Written decision to grant | ||
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Payment date: 20110920 Year of fee payment: 12 |
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| LAPS | Lapse due to unpaid annual fee |