KR101048378B1 - Ac plasma display device using surface plasmon of metal nano particles and method for manufacturing thereof - Google Patents

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이성민
조관현
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Abstract

PURPOSE: An alternating current(AC) display device and a manufacturing method thereof are provided to increase luminescence intensity of a blue fluorescent substance using metal nano-particles, thereby increasing the efficiency of a display device. CONSTITUTION: An address electrode is formed in a part of an upper part of a rear substrate. A lower dielectric layer(230) is formed in a front surface of an upper part of the rear substrate and address electrode. A blue fluorescent substance layer(252) includes metal nano-particles of a fixed size with surface plasmon wavelengths. The blue fluorescent substance layer is formed in an upper part of the lower dielectric layer. The metal nano-particles(257) are formed between the lower dielectric layer and blue fluorescent substance layer.

Description

금속 나노 입자의 표면 플라즈몬을 이용한 교류 플라즈마 디스플레이 소자 및 그 제조 방법{AC PLASMA DISPLAY DEVICE USING SURFACE PLASMON OF METAL NANO PARTICLES AND METHOD FOR MANUFACTURING THEREOF}AC plasma display device using surface plasmon of metal nanoparticles and its manufacturing method {AC PLASMA DISPLAY DEVICE USING SURFACE PLASMON OF METAL NANO PARTICLES AND METHOD FOR MANUFACTURING THEREOF}

본 발명은 교류 플라즈마 디스플레이 소자에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 블루 형광체층에 블루 형광체의 흡수 및 발광 파장 영역에 해당하는 표면 플라즈몬 파장 영역을 갖는 20[nm] 내지 100[nm] 크기의 금속 나노 입자를 삽입시켜 블루 형광체의 발광 세기를 증가시켜 디스플레이 소자의 효율을 증가시킬 수 있는 교류 플라즈마 디스플레이 소자 및 그 제조 방법에 관한 것이다.The present invention relates to an AC plasma display device, and more particularly, 20 [nm] to 100 [nm] -sized metal nanoparticles having a surface plasmon wavelength region corresponding to an absorption and emission wavelength region of a blue phosphor in a blue phosphor layer. The present invention relates to an AC plasma display device and a method of manufacturing the same, which can increase the light emitting intensity of a blue phosphor to increase the efficiency of the display device.

교류 플라즈마 디스플레이 패널(AC Plasma Display Panel)은 격벽으로 나누어진 각각의 셀(Cell)에서 유지 전극에 교류 전압을 걸어주어 헬륨-크세논(He-Xe)과 같은 불활성 혼합 기체 환경에서 플라즈마를 발생시킨다. 이때, 발생하는 진공자외선(Vacuum Ultraviolet Rays)이 형광체를 여기시킴으로써, 형광체가 발광하여 디스플레이 소자로서 역할을 하게 된다.
The AC Plasma Display Panel generates an plasma in an inert mixed gas environment such as helium-xenon (He-Xe) by applying an alternating voltage to the sustain electrode in each cell divided into partition walls. At this time, the generated vacuum ultraviolet rays (Vacuum Ultraviolet Rays) excite the phosphor, and thus the phosphor emits light to serve as a display element.

도 1은 일반적인 교류 플라즈마 디스플레이 패널의 사시도를 나타낸 것으로, 도시된 바와 같이 교류 플라즈마 디스플레이 패널은 전면판과 후면판으로 구성되며, 전면판에는 상부 기판(160) 상에 스캔 전극 및 서스테인 전극을 포함하는 투명 전극(170)이 형성되고, 그 아래로 상부 유전체층(180)이 형성되며, 상부 유전체층(180)을 보호하기 위한 MgO 보호막층(190)이 형성된다.1 is a perspective view of a typical AC plasma display panel, and as shown, the AC plasma display panel includes a front panel and a rear panel, and the front panel includes a scan electrode and a sustain electrode on the upper substrate 160. The transparent electrode 170 is formed, and an upper dielectric layer 180 is formed below, and an MgO passivation layer 190 is formed to protect the upper dielectric layer 180.

후면판에는 전면판과 마찬가지로 어드레스 전극(120)이 전면판의 투명 전극(170)과 직교하도록 하부 기판(110) 상부에 형성되고, 그 상부에 하부 유전체층(130)과 격벽(140)이 순차적으로 형성되며, 격벽(140)에 의해 형성된 영역에 형광체층(150)이 형성되어 방전 시에 가시광선을 외부로 내보낼 수 있게 하는 구조를 갖는다.Similar to the front plate, an address electrode 120 is formed on the lower plate so as to be orthogonal to the transparent electrode 170 of the front plate, and the lower dielectric layer 130 and the partition wall 140 are sequentially formed thereon. The phosphor layer 150 is formed in a region formed by the partition wall 140 to emit visible light to the outside during discharge.

이때, 셀의 분리는 격벽에 의해 이루어지고 전면판과 후면판을 조립 및 봉착한 후 방전 가스를 주입하면 격벽으로 인해 방전 공간이 확보 되면서 플라즈마 방전이 이루어 질 수 있다.At this time, the cell is separated by a partition wall, and after assembling and sealing the front plate and the back plate and injecting the discharge gas, the discharge space is secured by the partition wall and plasma discharge may be performed.

현재 상용화된 교류 플라즈마 디스플레이 패널의 구조는 상기 도 1에 도시된 사시도를 기본으로 하고 있으며 디스플레이 소자의 발광 효율을 증가시키기 위해서 방전 가스 함량을 높이거나, 유지 전극 간의 거리를 증가시키는 등의 구조적 방법이 도입되었다.Currently, the structure of the AC plasma display panel commercially available is based on the perspective view illustrated in FIG. 1, and structural methods such as increasing the discharge gas content or increasing the distance between the sustain electrodes are performed to increase the luminous efficiency of the display device. Was introduced.

여기서, 유지 전극 사이의 간격은 서스테인 전극과 스캔 전극 사이의 간격을 말하며 이 간격이 증가할수록 플라즈마 방전의 효율이 증가하는 것으로 알려져 있어 발광 효율 증가를 달성할 수 있으나, 구동 전압이 상승한다는 문제가 수반된다. 이와 더불어 격벽을 높게 형성하여 방전 공간 내 체적 부피를 증가시켜 효율 향상을 기대하는 시도도 이루어지고 있다.Here, the spacing between the sustain electrodes refers to the spacing between the sustain electrode and the scan electrode. As the spacing increases, the efficiency of the plasma discharge increases, and thus the emission efficiency can be increased, but the driving voltage increases. do. In addition, attempts have been made to increase efficiency by increasing the volume of the bulkhead in the discharge space.

형광체에 관한 연구로서는 새로운 조성을 갖는 형광체를 제조하거나 더욱 미세한 입자 크기를 갖는 형광체 알갱이를 합성하여 셀 내부에 도포함으로써 진공 자외선(VUV)이 형광체를 여기하지 못하고 소멸하는 손실을 줄이고자 하고 있다. 그러나, 아직 기존 형광체의 발광 휘도를 뛰어넘는 새로운 조성의 형광체를 발견하기 위한 연구는 미흡한 실정이며, 미세 형광체 개발 역시 [nm] 수준의 형광체 입자 합성이 용이하지 못하여 연구가 더 진행될 필요가 있다. Research into phosphors is intended to reduce the loss of vacuum ultraviolet light (VUV) that does not excite the phosphor by producing phosphors with a new composition or by synthesizing phosphor particles with finer particle sizes and applying them inside the cell. However, studies to find a phosphor having a new composition that exceeds the luminescence brightness of existing phosphors are still insufficient, and the development of fine phosphors also does not facilitate the synthesis of phosphor particles at the [nm] level.

이외에도 형광체가 열화되어 휘도가 감소하는 문제를 해결하기 위해서 SiO2와 같은 산화막으로 코팅함으로써 형광체의 응집을 막고 열화정도를 개선하고자 하는 방법이 제안되고 있다. 특히 SiO2와 같은 물질로 형광체의 표면을 둘러싸는 경우에는 굴절율의 차이를 발생시켜 형광체로 입사하는 광원의 흡수율을 높여주기 때문에 발광을 더욱더 크게 할 수 있는 것으로 보고되고 있다. In addition, in order to solve the problem that the phosphor deteriorates and the brightness decreases, a method of preventing the aggregation of the phosphor and improving the degree of deterioration by coating with an oxide film such as SiO 2 has been proposed. Particularly, when the surface of the phosphor is surrounded by a material such as SiO 2 , a difference in refractive index is generated to increase the absorption rate of the light source incident on the phosphor.

기존의 교류 플라즈마 디스플레이 소자에 사용되는 형광체는 광자 발광형 형광체로서, VUV 내지 UV에 해당하는 광원을 받아 여기된 후 다시 안정화되면서 가시광선 영역의 빛을 방출하게 되는데, 이때 삼원색을 표현하기위해서 R, G, B 세 가지 형광체를 사용한다.The phosphor used in the conventional AC plasma display device is a photon emission type phosphor, which receives a light source corresponding to VUV to UV and is excited again to emit light in the visible range, where R, G, B three phosphors are used.

하지만, 기존의 교류 플라즈마 디스플레이 소자는 R, G 형광체에 비해 B 형광체의 휘도가 낮은 문제점이 있다.However, the conventional AC plasma display device has a problem in that the luminance of the B phosphor is lower than that of the R and G phosphors.

따라서, B 형광체의 휘도를 높일 수 있는 방법의 필요성이 대두된다.Therefore, there is a need for a method capable of increasing the luminance of the B phosphor.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창안된 본 발명의 실시예에 따른 목적은, 일정 크기의 금속 나노 입자에 의한 표면 플라즈몬 공명을 이용하여 블루 형광체의 발광 세기를 증가시키고, 이를 통해 교류 플라즈마 디스플레이 소자의 효율을 증가시킬 수 있는 금속 나노 입자의 표면 플라즈몬을 이용한 교류 플라즈마 디스플레이 소자 및 그 제조 방법을 제공하는데 있다.An object according to an embodiment of the present invention, which was devised to solve the above problems, is to increase the emission intensity of a blue phosphor using surface plasmon resonance caused by metal nanoparticles of a certain size, thereby increasing the intensity of the AC plasma display device. An object of the present invention is to provide an alternating current plasma display device using a surface plasmon of metal nanoparticles and a method of manufacturing the same.

상기 목적을 달성하기 위한, 본 발명의 한 관점에 따른 교류 플라즈마 디스플레이 소자는 후면 기판 상부 일부에 형성되는 어드레스 전극, 상기 후면 기판 및 상기 어드레스 전극 상부 전면에 형성되는 하부 유전체층, 및 블루(Blue) 형광체의 흡수 및 발광 파장 영역 중 적어도 하나에 해당하는 표면 플라즈몬 파장 영역을 갖는 기 설정된 크기의 금속 나노 입자들을 포함하며, 상기 하부 유전체층 상부에 형성되는 블루 형광체층을 포함하는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, an AC plasma display device according to an aspect of the present invention includes an address electrode formed on a portion of an upper surface of a rear substrate, a lower dielectric layer formed on an entire surface of the rear substrate and an upper portion of the address electrode, and a blue phosphor. It includes a metal nanoparticles of a predetermined size having a surface plasmon wavelength region corresponding to at least one of the absorption and emission wavelength region of the, characterized in that it comprises a blue phosphor layer formed on the lower dielectric layer.

바람직하게, 상기 금속 나노 입자들은 20[nm] 내지 100[nm]의 크기를 가질 수 있다.Preferably, the metal nanoparticles may have a size of 20 [nm] to 100 [nm].

바람직하게, 상기 금속 나노 입자들은 상기 하부 유전체층과 상기 블루 형광체층 사이에 형성될 수도 있고, 상기 블루 형광체층 상부에 형성될 수도 있으며, 상기 블루 형광체층의 내부에 형성될 수도 있다.Preferably, the metal nanoparticles may be formed between the lower dielectric layer and the blue phosphor layer, may be formed on the blue phosphor layer, or may be formed inside the blue phosphor layer.

바람직하게, 상기 금속 나노 입자들의 재질은 Au, Ag, Al, Cu를 포함하는 전이금속일 수 있다.Preferably, the material of the metal nanoparticles may be a transition metal including Au, Ag, Al, Cu.

바람직하게, 상기 금속 나노 입자들은 Au, Ag, Al, Cu를 포함하는 전이금속을 코어로 하고 상기 전이금속의 산화물을 쉘로하는 코어-쉘 형태를 가질 수도 있고, Au, Ag, Al, Cu를 포함하는 전이금속을 쉘로 하고 상기 전이금속의 산화물을 코어로 하는 코어-쉘 형태를 가질 수도 있다.Preferably, the metal nanoparticles may have a core-shell form using a transition metal including Au, Ag, Al, Cu as a core and an oxide of the transition metal as a shell, and include Au, Ag, Al, Cu. It may have a core-shell form having a transition metal as a shell and an oxide of the transition metal as a core.

바람직하게, 상기 블루 형광체층은 상기 금속 나노 입자들이 뭉치는 것을 최소화하기 위해, 상기 금속 나노 입자들을 기 설정된 용매에 선 분산시킨 후 블루 형광체와 혼합한 블루 형광체 페이스트를 이용하여 형성할 수 있다.
Preferably, the blue phosphor layer may be formed using a blue phosphor paste mixed with a blue phosphor after predispersing the metal nanoparticles in a predetermined solvent in order to minimize aggregation of the metal nanoparticles.

본 발명의 한 관점에 따른 교류 플라즈마 디스플레이 소자 제조 방법은 후면 기판 상부 일부에 어드레스 전극을 형성하는 단계; 상기 후면 기판 및 상기 어드레스 전극 상부 전면에 하부 유전체층을 형성하는 단계; 및 상기 하부 유전체층 상부에 블루(Blue) 형광체의 흡수 및 발광 파장 영역 중 적어도 하나에 해당하는 표면 플라즈몬 파장 영역을 갖는 기 설정된 크기의 금속 나노 입자들을 포함하는 블루 형광체층을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.According to an aspect of the present invention, a method of manufacturing an AC plasma display device includes forming an address electrode on a portion of an upper surface of a rear substrate; Forming a lower dielectric layer on an upper surface of the rear substrate and the address electrode; And forming a blue phosphor layer on the lower dielectric layer, the blue phosphor layer including metal nanoparticles having a predetermined size having a surface plasmon wavelength region corresponding to at least one of absorption and emission wavelength regions of the blue phosphor. It features.

바람직하게, 상기 금속 나노 입자들은 20[nm] 내지 100[nm]의 크기를 가질 수 있다.Preferably, the metal nanoparticles may have a size of 20 [nm] to 100 [nm].

바람직하게, 상기 블루 형광체층을 형성하는 단계는 상기 금속 나노 입자들을 기 설정된 용매에 선 분산시킨 후 블루 형광체와 혼합한 블루 형광체 페이스트를 형성하고, 상기 블루 형광체 페이스트를 이용하여 상기 블루 형광체층을 형성할 수 있다.
Preferably, the forming of the blue phosphor layer may include dispersing the metal nanoparticles in a predetermined solvent and then forming a blue phosphor paste mixed with the blue phosphor, and forming the blue phosphor layer using the blue phosphor paste. can do.

본 발명의 한 관점에 따른 디스플레이 소자는 블루 형광체의 흡수 및 발광 파장 영역 중 적어도 하나에 해당하는 표면 플라즈몬 파장 영역을 갖는 20[nm] 내지 100[nm] 크기의 금속 나노 입자들을 포함하는 블루 형광체층을 포함하는 것을 특징으로 한다.According to an aspect of the present invention, a display device includes a blue phosphor layer including metal nanoparticles having a size of 20 [nm] to 100 [nm] having a surface plasmon wavelength range corresponding to at least one of absorption and emission wavelength ranges of a blue phosphor. Characterized in that it comprises a.

바람직하게, 상기 블루 형광체층은 자발광 디스플레이 소자에 형성될 수 있다.Preferably, the blue phosphor layer may be formed on a self-luminous display device.

본 발명에 따르면, 블루 형광체의 흡수 또는 발광 파장 영역에 해당하는 표면 플라즈몬 공명 파장 영역을 갖는 금속 나노 입자를 이용하여 블루 형광체의 발광 세기를 증가시킬 수 있기 때문에 블루 형광체의 발광 세기를 증가시킬 수 있으며, 이를 교류 플라즈마 디스플레이 소자에 접목시키는 경우 디스플레이 소자의 효율을 증가시킬 수도 있다.According to the present invention, since the emission intensity of the blue phosphor can be increased by using the metal nanoparticles having the surface plasmon resonance wavelength region corresponding to the absorption or emission wavelength region of the blue phosphor, the emission intensity of the blue phosphor can be increased. In the case of incorporating this into the AC plasma display device, the efficiency of the display device may be increased.

또한, 본 발명은 블루 형광체의 흡수 또는 발광 파장 영역 뿐만 아니라 플라즈마 방전 상에서 발생하는 다양한 빛, 즉 VUV, UV, 형광체의 발광 빛 등에 대한 표면 플라즈마 공명 파장 영역을 갖는 금속 나노 입자를 이용하여 블루 형광체에 입사하는 광원의 여기 효율이 증가될 뿐만 아니라, 국부적으로 강화된 필드 및 주변의 흡광도(Optical Density of State)가 증가하여 형광체의 발광 특성을 향상시킬 수 있다.In addition, the present invention provides a blue phosphor by using a metal nanoparticle having a surface plasma resonance wavelength region for the absorption or emission wavelength region of the blue phosphor as well as a variety of light generated on the plasma discharge, that is, VUV, UV, the emission light of the phosphor. In addition to increasing the excitation efficiency of the incident light source, the locally enhanced field and peripheral optical density may be increased to improve the luminescence properties of the phosphor.

나아가, 본 발명은 신조성의 블루 형광체 또는 새로운 블루 형광체의 형성 방식 등을 개발하지 않고 기존의 블루 형광체와 형성 방식을 이용하여도 블루 형광체의 발광 세기를 증가시킬 수 있기 때문에 개발 비용을 줄일 수 있고, 블루 형광체를 이용하는 디스플레이 소자 예를 들어, 화이트 LED, FED 등 자발광 디스플레이 소자에 다양하게 응용될 수 있다. Furthermore, the present invention can reduce the development cost because the luminous intensity of the blue phosphor can be increased even by using the existing blue phosphor and the formation method without developing a new blue phosphor or a formation method of the new blue phosphor. For example, a display device using a blue phosphor may be variously applied to a self-luminous display device such as a white LED and an FED.

도 1은 일반적인 교류 플라즈마 디스플레이 패널의 사시도를 나타낸 것이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 플라즈마 디스플레이 소자에 대한 사시도를 나타낸 것이다.
도 3은 금속 나노 입자의 크기에 따른 소광 스펙트럼을 나타낸 것이다.
도 4는 본 발명에서의 금속 나노 입자들이 블루 형광체층의 상부에 형성된 후면판의 단면도를 나타낸 것이다.
도 5는 본 발명에서의 금속 나노 입자들이 블루 형광체층의 하부에 형성된 후면판의 단면도를 나타낸 것이다.
도 6은 본 발명에서의 금속 나노 입자들이 블루 형광체층의 상부 및 하부에 형성된 후면판의 단면도를 나타낸 것이다.
도 7은 본 발명에서의 금속 나노 입자들이 블루 형광체층의 내부에 형성된 후면판의 단면도를 나타낸 것이다.
도 8은 금속 나노 입자를 포함한 블루 형광체 페이스트를 이용하여 제조한 단막의 PL 세기 측정 결과를 나타낸 것이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 교류 플라즈마 디스플레이 소자 제조 방법에 대한 동작 흐름도를 나타낸 것이다.1 is a perspective view of a typical AC plasma display panel.
2 is a perspective view of a plasma display device according to an embodiment of the present invention.
Figure 3 shows the quench spectrum according to the size of the metal nanoparticles.
Figure 4 shows a cross-sectional view of the back plate metal nanoparticles in the present invention formed on top of the blue phosphor layer.
Figure 5 shows a cross-sectional view of the back plate metal nanoparticles formed in the lower portion of the blue phosphor layer in the present invention.
Figure 6 shows a cross-sectional view of the back plate formed in the upper and lower metal nanoparticles of the blue phosphor layer in the present invention.
Figure 7 shows a cross-sectional view of the back plate metal nanoparticles in the present invention formed inside the blue phosphor layer.
FIG. 8 shows the PL intensity measurement results of a monolayer prepared using a blue phosphor paste including metal nanoparticles.
9 is a flowchart illustrating a method of manufacturing an AC plasma display device according to an embodiment of the present invention.

상기 목적 외에 본 발명의 다른 목적 및 특징들은 첨부 도면을 참조한 실시 예에 대한 설명을 통하여 명백히 드러나게 될 것이다.Other objects and features of the present invention in addition to the above objects will be apparent from the description of the embodiments with reference to the accompanying drawings.

본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.Preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In describing the present invention, when it is determined that the detailed description of the related well-known configuration or function may obscure the gist of the present invention, the detailed description thereof will be omitted.

이하에서는, 본 발명의 일 실시 예에 따른 금속 나노 입자의 표면 플라즈몬을 이용한 교류 플라즈마 디스플레이 소자 및 그 제조 방법을 첨부된 도 2 내지 도 9를 참조하여 상세히 설명한다.Hereinafter, an AC plasma display device using a surface plasmon of a metal nanoparticle and a method of manufacturing the same according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 2 to 9.

플라즈몬(plasmon)이란 금속 내의 자유전자가 집단적으로 진동하는 유사 입자를 말한다. Planar한 금속 층의 표면에서 여기 된 플라즈몬은 금속 표면에서 전파하기 때문에 표면 플라즈몬(surface plasmon)이라 부르기도 한다. 또한 나노 입자화된 금속의 경우에는 여기된 플라즈몬이 전파하지 않고 나노 입자의 근접장 내에서 귀속되기 때문에 국부화된 표면 플라즈몬(Localized surface plasmon)이라 부른다. 금속 나노 입자의 경우 자외선~가시광선 대역 광원의 전기장과 플라즈몬이 짝지어지면서 광흡수가 일어나 선명한 색을 띠게 되는데, 플라즈몬과 광자가 결합되어 생성하는 또 다른 유사 입자를 플라즈마 폴라리톤이라고 한다. 이러한 현상을 표면 플라즈몬 공명(surface plasmon resonance)이라 하며, 국소적으로 매우 증가된 전기장을 발생시키는데, 이것은 빛 에너지가 표면 플라즈몬에 변환되어 금속 나노 입자 표면에 축적되었음을 뜻한다.
Plasmons are analogous particles in which free electrons in a metal vibrate collectively. Plasmons excited at the surface of the planar metal layer are sometimes called surface plasmons because they propagate at the metal surface. In the case of nanoparticles, metals are called localized surface plasmons because excited plasmons do not propagate and are attributed within the near field of the nanoparticles. In the case of metal nanoparticles, the electric field of the ultraviolet-visible light band light source and the plasmon are paired with each other, resulting in light absorption and vivid color. This phenomenon is called surface plasmon resonance and generates a locally highly increased electric field, which means that light energy is converted to surface plasmons and accumulated on the surface of metal nanoparticles.

본 발명은 블루 형광체에 20[nm] 내지 100[nm]의 크기를 갖는 금속 나노 입자들을 삽입하고, 삽입된 금속 나노 입자들의 표면 플라즈몬 공명 현상을 이용하여 블루 형광체의 발광 세기를 증가시키며, 이를 통해 블루 형광체를 사용하는 모든 디스플레이 소자의 효율을 개선시키고자 하는 것을 그 요지로 한다.
The present invention inserts metal nanoparticles having a size of 20 [nm] to 100 [nm] into a blue phosphor, and increases the emission intensity of the blue phosphor by using surface plasmon resonance of the inserted metal nanoparticles. The point is to improve the efficiency of all display elements using the blue phosphor.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 플라즈마 디스플레이 소자에 대한 사시도를 나타낸 것이다.2 is a perspective view of a plasma display device according to an embodiment of the present invention.

도 2를 참조하면, 교류 플라즈마 디스플레이 소자는 상부 기판(260)과 하부 기판(210), 하부 전극(220)과 상부 전극들(270), 하부 유전체층(230)과 상부 유전체층(280), 격벽(240), 형광체층(250), 금속 나노 입자들(257) 및 보호막층(290)을 포함한다.Referring to FIG. 2, the AC plasma display device includes an upper substrate 260 and a lower substrate 210, a lower electrode 220 and upper electrodes 270, a lower dielectric layer 230, an upper dielectric layer 280, and a partition wall ( 240, the phosphor layer 250, the metal nanoparticles 257, and the passivation layer 290.

상부 기판(260)과 하부 기판(210)은 플라즈마 디스플레이 패널에 적용되는 유리 기판일 수 있고, 플렉시블 플라즈마 디스플레이 패널에 적용되는 경우에는 폴리이미드 기판과 같은 플라스틱 기판일 수 있으며, 하부 기판(210)은 상황에 따라 투명 기판을 사용할 수도 있고, 불투명 기판을 사용할 수도 있다.The upper substrate 260 and the lower substrate 210 may be a glass substrate applied to the plasma display panel, and when applied to the flexible plasma display panel, may be a plastic substrate such as a polyimide substrate, and the lower substrate 210 may be Depending on the situation, a transparent substrate may be used, or an opaque substrate may be used.

하부 전극(220) 예를 들어, 어드레스 전극과 상부 전극들(270) 예를 들어, 스캔 전극과 서스테인 전극은 플라즈마 디스플레이 패널을 구동시키기 위해, 전압을 인가하기 위한 전극으로, ITO 등과 같은 투명 전극으로 형성될 수 있다.The lower electrode 220, for example, the address electrode and the upper electrodes 270, for example, the scan electrode and the sustain electrode are electrodes for applying a voltage to drive the plasma display panel, and are transparent electrodes such as ITO. Can be formed.

하부 유전체층(230)은 하부 기판(210)과 하부 전극(220) 상부에 형성되고, 상부 유전체층(280)은 상부 기판(260)과 상부 전극들(270) 상부에 형성된다.The lower dielectric layer 230 is formed on the lower substrate 210 and the lower electrode 220, and the upper dielectric layer 280 is formed on the upper substrate 260 and the upper electrodes 270.

격벽(240)은 하부 유전체층(230) 상부에 형성되어 플라즈마 방전 공간을 확보한다.The partition wall 240 is formed on the lower dielectric layer 230 to secure a plasma discharge space.

형광체층(250)은 격벽들에 의해 형성되는 셀 영역에 각각의 형광체 물질을 도포하여 형성하는데, 블루 형광체 영역에는 블루 형광체의 발광 세기를 향상시키기 위한 금속 나노 입자들을 포함하는 블루 형광체층을 형성한다. 즉, R(Red) 영역(251)에는 R 형광체를 도포하고, G(Green) 영역(253)에는 G 형광체를 도포하며, B(Blue) 영역(252)에는 블루 형광체의 발광 세기를 향상시킬 수 있는 크기를 갖는 금속 나노 입자들(257) 포함하는 블루 형광체를 도포한다.The phosphor layer 250 is formed by applying respective phosphor materials to the cell region formed by the partition walls, and the blue phosphor layer forms a blue phosphor layer including metal nanoparticles for improving the emission intensity of the blue phosphor. . That is, the R phosphor is coated on the R (Red) region 251, the G phosphor is coated on the G (Green) region 253, and the emission intensity of the blue phosphor is improved on the B (Blue) region 252. A blue phosphor containing metal nanoparticles 257 having a size is applied.

여기서, B 형광체층(252)에 포함된 금속 나노 입자들(257)은 표면 플라즈몬 공명 특성을 통해 블루 형광체의 발광 세기를 증가시킬 수 있는 일정 크기를 갖는 것이 바람직하다.Here, the metal nanoparticles 257 included in the B phosphor layer 252 may have a predetermined size to increase the emission intensity of the blue phosphor through surface plasmon resonance characteristics.

금속 나노 입자의 표면 플라즈몬 공명 특성은 소광 스펙트럼(Extinction Spectra)을 통해 관찰될 수 있는데, 소광은 흡수(Absorption)와 산란(Scattering)의 합으로 나타내어진다.Surface plasmon resonance characteristics of metal nanoparticles can be observed through extinction spectra, which is represented by the sum of absorption and scattering.

금속 나노 입자를 이용하여 블루 형광체의 발광 세기를 증가시키기 위해서는 블루 형광체의 여기 파장과 발광 파장 전 후 영역에 소광 피크(Extinction Peak)를 위치시키는 것이 바람직하며, 도 3에 도시된 금속 나노 입자의 크기에 따른 소광 스펙트럼을 통해 알 수 있듯이, 블루 형광체에 포함되는 금속 나노 입자의 크기가 20[nm] 내지 100[nm]인 경우 플라즈몬 공명 파장 영역이 400[nm]~450[nm]인 것을 알 수 있고, 금속 나노 입자의 크기가 100[nm]보다 큰 경우 예를 들어, 작은 입자들이 모여 집적(aggregation)됨으로써, 100[nm]보다 큰 입자로 성장된 경우 금속 나노 입자들이 특정 파장 대역에서 공명 정도가 작아지거나, 공명 특성이 사라지는 모습을 관찰 할 수 있다.In order to increase the emission intensity of the blue phosphor using the metal nanoparticles, it is preferable to place an extinction peak in the excitation wavelength of the blue phosphor and the region before and after the emission wavelength, and the size of the metal nanoparticle shown in FIG. 3. As can be seen from the quench spectrum according to the present invention, when the size of the metal nanoparticles included in the blue phosphor is 20 [nm] to 100 [nm], the plasmon resonance wavelength range is 400 [nm] to 450 [nm]. In the case where the size of the metal nanoparticles is larger than 100 [nm], for example, when small particles are aggregated and grown into particles larger than 100 [nm], the metal nanoparticles have a resonance degree in a specific wavelength band. Can be observed to be small or the resonance characteristic disappears.

즉, 블루 형광체에 금속 나노 입자들을 포함시킨다고 해서 블루 형광체의 발광 세기가 증가하는 것은 아니고, 블루 형광체의 발광 및 흡수 파장 영역인 430~470[nm]과 근접한 플라즈몬 공명 파장 영역을 갖는 금속 나노 입자들의 크기에 해당하는 20[nm] 내지 100[nm]의 금속 나노 입자들(257)을 포함하는 경우에만 블루 형광체의 발광 세기를 향상시킬 수 있다.In other words, the inclusion of the metal nanoparticles in the blue phosphor does not increase the emission intensity of the blue phosphor, but the metal nanoparticles having the plasmon resonance wavelength region close to the emission and absorption wavelength region of the blue phosphor. The emission intensity of the blue phosphor may be improved only when the metal nanoparticles 257 having a size of 20 [nm] to 100 [nm] are included.

이와 같이, 블루 형광체의 여기 파장과 결합된 20[nm] 내지 100[nm] 크기를 갖는 금속 나노 입자들의 표면 플라즈몬 공명 특성은 다이폴 진동 특성에 의해서 VUV 내지 UV에 의한 여기 효율을 증가시켜주며, 또한 발광 파장과 결합 시에는 발광체의 인접 영역에 흡광도를 증가시킴으로써 여기종들이 보다 더 효율적으로 발광할 수 있도록 도와준다. 이와 더불어 발광체의 여기된 여기종들은 금속 나노 입자들로 에너지를 전이하기도 하는데, 전이된 에너지는 플라즈몬 산란(Scattering) 프로세스에 의해 다시 가시광으로 방출하게 되므로 전체적인 PL(photoluminescence) 증가로 나타나게 된다. As such, the surface plasmon resonance characteristics of the metal nanoparticles having a size of 20 [nm] to 100 [nm] combined with the excitation wavelength of the blue phosphor increase the excitation efficiency by VUV to UV due to the dipole vibration characteristics. When combined with the emission wavelength, the excitation species increase the absorbance in adjacent regions of the luminous body to help the emission of light more efficiently. In addition, the excited excitation species of the emitter also transfer energy to the metal nanoparticles, and the transferred energy is emitted back to visible light by the plasmon scattering process, resulting in an overall increase in photoluminescence (PL).

따라서, 본 발명에서의 블루 형광체에 포함되는 금속 나노 입자들(257)은 20[nm] 내지 100[nm]의 크기를 갖는 것이 바람직하다.Therefore, the metal nanoparticles 257 included in the blue phosphor of the present invention preferably have a size of 20 [nm] to 100 [nm].

이런 금속 나노 입자들(257)은 Au, Ag, Al, Cu 등을 포함하는 전이 금속을 이용하여 형성할 수 있으며, 금속 나노 입자를 포함하는 블루 형광체층(252)은 다양한 방식에 의해 형성할 수 있는데, 일 예로 금속 나노 입자들(257)이 뭉치는 것을 최소화하기 위해, 금속 나노 입자들을 기 설정된 용매에 선 분산시킨 후 블루 형광체와 혼합한 블루 형광체 페이스트를 이용하여 형성할 수 있다. 이때, 뭉침 현상을 최소화하기 위해 임의의 분산제 예를 들어, PVP(Poly Vinyl Pyrrolidone)와 같은 물질이 사용될 수도 있으며, 블루 형광체층(252)은 금속 나노 입자가 포함된 블루 형광체 페이스트를 스크린 프린팅 방법 및 스핀 코팅법 등을 이용하여 형성할 수 있다.The metal nanoparticles 257 may be formed using a transition metal including Au, Ag, Al, Cu, and the like, and the blue phosphor layer 252 including the metal nanoparticles may be formed by various methods. For example, to minimize agglomeration of the metal nanoparticles 257, the metal nanoparticles may be predispersed in a predetermined solvent and then formed using a blue phosphor paste mixed with a blue phosphor. In this case, any dispersant, for example, a material such as poly vinyl pyrrolidone (PVP) may be used to minimize aggregation, and the blue phosphor layer 252 may be a screen printing method of blue phosphor paste containing metal nanoparticles and It can form using a spin coating method.

다른 일 예로, 액상환원법 등으로 임의의 형상을 갖는 금속 나노 입자들을 형성한 후 휘발성 용매에 분산시켜 디스펜서 등으로 블루 형광체층 상부, 하부, 중간 등에 흩어 뿌림으로써, 금속 나노 입자들을 블루 형광체층에 형성할 수도 있다.As another example, the metal nanoparticles having an arbitrary shape may be formed by a liquid reduction method, and then dispersed in a volatile solvent, and then, the metal nanoparticles are formed on the blue phosphor layer by scattering the upper, lower, and middle portions of the blue phosphor layer with a dispenser or the like. You may.

또한, 금속 나노 입자들(257)은 그 형태가 구형을 기본으로 하고 있으나 우수한 표면 플라즈몬 특성을 여기하기 위해서 구형에 가까운 다면체로 제작될 수도 있고, 그 이외의 다른 형태 예를 들어, 사면체 형태, 육면체 형태, 클러스터 형태, 보우 형태 등과 같은 다양한 형태로 형성될 수도 있다. 그리고, 이렇게 형성된 금속 나노 입자들의 주기, 배열 등이 달라질 수도 있다.In addition, although the metal nanoparticles 257 are spherical in shape, they may be made of a polyhedron close to a spherical body in order to excite excellent surface plasmon properties, and other shapes, for example, tetrahedral shape and hexahedron. It may be formed in various shapes such as shape, cluster shape, bow shape and the like. In addition, the period, arrangement, etc. of the metal nanoparticles thus formed may vary.

또한, 블루 형광체를 여기시키는 여기 파장으로 플라즈마 방전 시에 발생하는 VUV 내지 UV 대역의 파장인 140~300[nm]의 파장이 일괄적으로 사용되므로, 금속 나노 입자들(257)은 진공 자외선(VUV), 적외선(IR), 가시광선(Visible) 광원에 대해서 표면 플라즈몬 공명을 일으킬 수 있도록 형성되는 것이 바람직하다. 이는 교류 플라즈마 디스플레이 패널은 플라즈마 방전에서 발생하는 다양한 광원이 셀 내부에 존재할 수 있기 때문에 이런 다양한 광원에 의한 표면 플라즈몬 공명을 통해 블루 형광체의 발광 특성을 더욱 더 향상시킬 수 있기 때문이다.In addition, since the wavelength of 140-300 [nm], which is a wavelength of VUV to UV bands generated during plasma discharge, is collectively used as an excitation wavelength for exciting the blue phosphor, the metal nanoparticles 257 may be vacuum ultraviolet (VUV). ), Infrared (IR), visible light (Visible) is preferably formed so as to cause surface plasmon resonance for the light source. This is because the AC plasma display panel may further improve light emission characteristics of the blue phosphor through surface plasmon resonance caused by such various light sources because various light sources generated in the plasma discharge may exist inside the cell.

나아가, 블루 형광체층의 발광 특성을 향상시키기 위한 금속 나노 입자들(257)은 다양한 위치에 형성될 수 있다.Furthermore, the metal nanoparticles 257 may be formed at various locations to improve the light emission characteristics of the blue phosphor layer.

예컨대, 도 4에 도시된 바와 같이, 금속 나노 입자들(410)이 블루 형광체층(252) 상부에 형성되어 블루 형광체의 발광 세기를 증가시킬 수도 있고, 도 5에 도시된 바와 같이, 금속 나노 입자들(510)이 하부 유전체층(230)과 블루 형광체층(252) 사이 즉, 블루 형광체층(252) 하부에 형성되어 블루 형광체의 발광 세기를 증가시킬 수도 있다.For example, as shown in FIG. 4, the metal nanoparticles 410 may be formed on the blue phosphor layer 252 to increase the emission intensity of the blue phosphor, and as shown in FIG. 5, the metal nanoparticles. The fields 510 may be formed between the lower dielectric layer 230 and the blue phosphor layer 252, that is, under the blue phosphor layer 252, to increase the emission intensity of the blue phosphor.

또한, 도 6에 도시된 바와 같이, 금속 나노 입자들(610)이 블루 형광체층(252) 하부 및 상부에 모두 형성되어 블루 형광체의 발광 세기를 증가시킬 수도 있으며, 도 7에 도시된 바와 같이, 금속 나노 입자들(710)이 블루 형광체층(252) 내부에 형성되어 블루 형광체의 발광 세기를 증가시킬 수도 있다.In addition, as shown in FIG. 6, the metal nanoparticles 610 may be formed on both the bottom and the top of the blue phosphor layer 252 to increase the emission intensity of the blue phosphor. As shown in FIG. 7, Metal nanoparticles 710 may be formed inside the blue phosphor layer 252 to increase the emission intensity of the blue phosphor.

물론, 금속 나노 입자들이 형성되는 위치에 따라 금속 나노 입자들의 표면 플라즈몬 공명에 의해 증가될 수 있는 블루 형광체의 발광 세기가 상이할 수도 있다.Of course, the emission intensity of the blue phosphor, which may be increased by the surface plasmon resonance of the metal nanoparticles, may vary depending on the position where the metal nanoparticles are formed.

도 8은 금속 나노 입자를 포함한 블루 형광체 페이스트를 이용하여 제조한 단막의 PL 세기 측정 결과를 나타낸 것으로, 은 나노 입자의 표면 플라즈몬 공명 특성이 블루 형광체에 원활하게 영향을 주도록 하기 위해서 은 나노 입자를 기존 블루 형광체 페이스트에 사용되는 용매 혹은 그 용매와 비슷한 성질의 용매에 선 분산 시킨 후 블루 형광체와 혼합함으로써, 은 나노 입자가 함유된 형광체 페이스트를 이용하여 단막을 형성한 것이다.FIG. 8 shows the PL strength measurement results of a monolayer prepared using a blue phosphor paste including metal nanoparticles. In order to allow the surface plasmon resonance characteristics of the silver nanoparticles to affect the blue phosphor smoothly, A single layer is formed by using a phosphor paste containing silver nanoparticles by linearly dispersing it in a solvent used in a blue phosphor paste or a solvent having a property similar to that of the solvent, followed by mixing with a blue phosphor.

도 8을 통해 알 수 있듯이, 크기가 20[nm] 내지 100[nm]인 은 나노 입자를 포함하는 블루 형광체 단막(Ag Sample11 내지 Ag Sample13)인 경우 은 나노 입자가 포함되지 않은 블루 형광체 단막(Ref)에 비해 PL 강도(PL intensity)가 향상되는 것을 알 수 있고, 또한 단막에 포함된 은 나노 입자의 함유량이 15.6[g/L]에서 60[g/L]로 증가함에 따라 PL 강도가 더욱 더 향상되는 것을 알 수 있다.As can be seen from FIG. 8, in the case of the blue phosphor monolayer (Ag Sample11 to Ag Sample13) containing silver nanoparticles having a size of 20 [nm] to 100 [nm], the blue phosphor monolayer containing no silver nanoparticles (Ref PL intensity is improved as compared to), and as the content of the silver nanoparticles contained in the monolayer increases from 15.6 [g / L] to 60 [g / L], the PL intensity is further increased. It can be seen that the improvement.

물론, 20[nm] 내지 100[nm]의 크기를 갖는 은 나노 입자의 형상을 최적화함으로써, PL 강도 즉 발광 특성을 더욱 향상시킬 수도 있다.Of course, by optimizing the shape of the silver nanoparticles having a size of 20 [nm] to 100 [nm], the PL intensity, that is, the light emission characteristic can be further improved.

반면, 크기가 100[nm]보다 큰 은 나노 입자를 포함하는 블루 형광체 단막(Ag Sample21 및 Ag Sample22)인 경우 은 나노 입자가 포함되지 않은 블루 형광체 단막(Ref)에 비해 PL 강도가 감소하는 것을 알 수 있는데, 이는 크기가 큰 은 나노 입자로 인해 VUV 내지 UV 광원이 블루 형광체에 도달하는 효율을 줄임과 동시에 표면 플라즈몬 공명으로 인한 발광 증가 효과보다 은 나노 금속 입자로의 에너지 흡수 및 소멸이 더 강해지기 때문이다.On the other hand, the blue phosphor monolayers (Ag Sample21 and Ag Sample22) containing silver nanoparticles larger than 100 [nm] showed a decrease in PL intensity compared to the blue phosphor monolayer (Ref) containing no silver nanoparticles. This allows the large silver nanoparticles to reduce the efficiency of the VUV to UV light source reaching the blue phosphor, while at the same time increasing the energy absorption and dissipation into the silver nanometal particles more than the luminescent increase effect due to surface plasmon resonance. Because.

이와 같이, 본 발명에서 블루 형광체의 발광 특성을 향상시키기 위해 블루 형광체에 포함되는 금속 나노 입자는 20[nm] 내지 100[nm] 크기를 갖는 것이 바람직하며 그 함유량을 상황에 따라 적절히 조절하는 것이 바람직하다.As such, the metal nanoparticles included in the blue phosphor in the present invention preferably have a size of 20 [nm] to 100 [nm] in order to improve the luminescence properties of the blue phosphor, and the content thereof is preferably adjusted according to circumstances. Do.

다시 도 2를 참조하여, 보호막층(290) 예를 들어, MgO 보호막층은 상부 유전체층(280) 상부에 전자빔(E-beam) 증착 방식에 의해 형성된다.Referring back to FIG. 2, the passivation layer 290, for example, the MgO passivation layer, is formed by an E-beam deposition method on the upper dielectric layer 280.

그리고, 하부 기판(210) 상에 형성된 구조물인 후면판과 상부 기판(260) 상에 형성된 구조물인 전면판을 실런트(sealant)를 이용하여 봉합한 후 가스를 주입한다.
In addition, the back plate, which is a structure formed on the lower substrate 210, and the front plate, which is a structure formed on the upper substrate 260, are sealed using a sealant, and then gas is injected.

이와 같이, 본 발명에 따른 교류 플라즈마 디스플레이 소자는 블루 형광체의 흡수 및 발광 파장 영역에 해당하는 표면 플라즈몬 공명 파장 영역을 갖는 20[nm] 내지 100[nm] 크기의 금속 나노 입자들을 블루 형광체층에 삽입 또는 추가시킴으로써, 블루 형광체의 발광 특성을 향상시킬 수 있고, 이를 통해 신조성의 블루 형광체를 개발하거나 블루 형광체의 새로운 형성 방법을 개발할 필요가 없으며, 따라서 저비용으로 고효율의 교류 플라즈마 디스플레이 소자를 구현할 수 있다.As described above, the AC plasma display device according to the present invention inserts 20 [nm] to 100 [nm] -sized metal nanoparticles having a surface plasmon resonance wavelength region corresponding to the absorption and emission wavelength region of the blue phosphor into the blue phosphor layer. Or by adding, it is possible to improve the light emitting characteristics of the blue phosphor, it is not necessary to develop a new blue phosphor or to develop a new method of forming a blue phosphor, thereby realizing a high efficiency AC plasma display device at low cost .

나아가, 기존의 블루 형광체에 적용이 가능하기 때문에 블루 형광체를 사용하는 디스플레이 및 전자 소자의 시장성을 확보할 수 있다.
Furthermore, since the present invention can be applied to existing blue phosphors, marketability of displays and electronic devices using blue phosphors can be secured.

본 발명에서 교류 플라즈마 디스플레이 소자의 블루 형광체층에 삽입되는 금속 나노 입자들은 순수한 금속 재질로만 이루어질 수도 있지만, 상술한 금속 재질의 나노 입자가 분산될 때 입자의 뭉침을 막고 표면 플라즈몬 공명의 세기를 크게 하기 위해, 금속 재질과 옥사이드 재질로 이루어진 코어-쉘(Core-Shell) 형태의 구조가 사용될 수도 있다.In the present invention, the metal nanoparticles inserted into the blue phosphor layer of the alternating current plasma display device may be made of pure metal only. However, when the nanoparticles of the above-described metal material are dispersed, the particles may be prevented from being aggregated and the intensity of surface plasmon resonance may be increased. To this end, a core-shell structure made of a metal material and an oxide material may be used.

여기서, 옥사이드 재질은 금속과 산소가 결합한 AgO, Ag2O3, AuO, ZnO, Al2O3, Cu2O3, TiO2 등을 포함할 수 있으며, 금속 재질이 코어가 되고 옥사이드 재질이 쉘 형태가 될 수도 있는데, 코어-쉘 구조는 열처리를 통해서 코어 금속의 표면을 옥사이드화 하거나, 이종의 금속과 금속 옥사이드 물질을 서로 섞어 열처리 해줌으로써 제조할 수 있다.Here, the oxide material may include AgO, Ag 2 O 3 , AuO, ZnO, Al 2 O 3 , Cu 2 O 3 , TiO 2, etc., in which a metal and oxygen are combined, and the metal material is a core and the oxide material is a shell. The core-shell structure may be prepared by oxidizing the surface of the core metal through heat treatment, or by mixing and heat treating heterogeneous metals and metal oxide materials.

물론, 옥사이드 재질이 코어가 되고 금속 재질이 쉘이 되는 코어-쉘 형태를 가질 수도 있다.Of course, it may also have a core-shell form in which the oxide material becomes the core and the metal material becomes the shell.

이런 코어-쉘의 크기는 블루 형광체의 발광 세기를 증가시킬 수 있는 크기를 갖는 것이 바람직하며, 그 크기는 상술한 금속 나노 입자의 크기인 20[nm] 내지 100[nm] 크기를 가질 수도 있고, 다른 크기를 가질 수도 있다.The size of the core-shell is preferably to have a size that can increase the emission intensity of the blue phosphor, the size may have a size of 20 [nm] to 100 [nm], which is the size of the above-described metal nanoparticles, It may have a different size.

이때, 코어의 크기와 쉘의 크기는 상황에 따라 달라질 수 있지만, 코어의 크기는 20[nm] 내지 70[nm]일 수 있고, 쉘의 크기는 10[nm] 이하로 형성할 수 있다.
At this time, the size of the core and the size of the shell may vary depending on the situation, the size of the core may be 20 [nm] to 70 [nm], the size of the shell may be formed to 10 [nm] or less.

도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 교류 플라즈마 디스플레이 소자 제조 방법에 대한 동작 흐름도를 나타낸 것이다.9 is a flowchart illustrating a method of manufacturing an AC plasma display device according to an embodiment of the present invention.

도 9를 참조하면 교류 플라즈마 디스플레이 소자 제조 방법은, 전면판 및 후면판을 형성하는 단계(S910, S920), 형성된 전면판 및 후면판을 봉합하고, 진공 배기 공정 과정을 수행한 후 가스 주입 공정 과정을 수행하는 단계(S930 내지 S950)로 이루어진다.Referring to FIG. 9, in the method of manufacturing an AC plasma display device, the steps of forming the front plate and the back plate (S910 and S920), sealing the formed front plate and the back plate, performing a vacuum exhaust process, and then performing a gas injection process It consists of the steps (S930 to S950).

전면판을 형성하는 단계(S910)는 상부 기판 예를 들어, 유리 기판 전면 상부에 상부 전극 즉, 스캔 전극과 서스테인 전극, 그리고 각 전극 상부 일부에 형성되는 버스 전극을 형성하고, 상부 전극이 형성된 상부 기판 상에 상부 유전체층을 형성한다(S911, S912).In the forming of the front plate (S910), an upper electrode, for example, a scan electrode and a sustain electrode, and a bus electrode formed on a portion of each of the upper electrodes may be formed on the upper surface of the upper substrate, for example, the glass substrate. An upper dielectric layer is formed on the substrate (S911, S912).

그 다음, 상부 유전체층 상부에 상부 유전체층을 보호하기 위한 보호막층 예를 들어, MgO 보호막층을 형성한다(S913).Next, a protective layer for protecting the upper dielectric layer, for example, an MgO protective layer is formed on the upper dielectric layer (S913).

후면판을 형성하는 단계(S920)는 하부 기판 전면 상부에 하부 전극 즉, 어드레스 전극을 형성하고, 어드레스 전극이 형성된 하부 기판 상부에 하부 유전체층을 형성한다(S921, S922).In the forming of the back plate (S920), a lower electrode, that is, an address electrode is formed on the upper surface of the lower substrate, and a lower dielectric layer is formed on the lower substrate on which the address electrode is formed (S921, S922).

하부 유전체층 상부에 격벽을 형성하고, 격벽들에 의해 형성되는 셀 영역에 R, G, B 형광체층을 형성하는데, B 형광체층은 B 형광체의 흡수 및 발광 파장 영역에 해당하는 표면 플라즈몬 공명 영역을 갖는 일정 크기의 금속 나노 입자들을 포함시켜 형성한다(S923, S924).A barrier rib is formed on the lower dielectric layer, and R, G, and B phosphor layers are formed in the cell region formed by the barrier ribs. The B phosphor layer has a surface plasmon resonance region corresponding to the absorption and emission wavelength region of the B phosphor. It is formed by including a metal nano particles of a predetermined size (S923, S924).

이때, B 형광체층에 형성되는 금속 나노 입자들은 B 형광체의 흡수 및 발광 파장 영역을 고려하여 20[nm] 내지 100[nm] 크기를 갖도록 형성하는 것이 바람직하고, 형광체를 여기시키는 여기 파장으로 플라즈마 방전 시에 발생하는 VUV 내지 UV 대역의 파장인 140~300[nm]의 파장이 일괄적으로 사용되기 때문에 이러한 파장 영역에서 플라즈몬 공진을 갖는 금속 나노 입자들이 B 형광체층에 형성되는 것이 바람직하다.In this case, the metal nanoparticles formed in the B phosphor layer are preferably formed to have a size of 20 [nm] to 100 [nm] in consideration of the absorption and emission wavelength region of the B phosphor, and plasma discharge at an excitation wavelength for exciting the phosphor. Since wavelengths of 140 to 300 nm, which are wavelengths of the VUV to UV bands generated at the time, are collectively used, metal nanoparticles having plasmon resonance in such a wavelength range are preferably formed in the B phosphor layer.

B 형광체층에 형성되는 금속 나노 입자들은 Au, Ag, Al, Cu 등을 포함하는 전이 금속을 이용하여 형성할 수 있는데, 금속 나노 입자들은 B 형광체층의 하부 및/또는 상부, 내부 등에 형성될 수 있다.The metal nanoparticles formed in the B phosphor layer may be formed using a transition metal including Au, Ag, Al, Cu, and the like, and the metal nanoparticles may be formed in the lower part and / or the upper part of the B phosphor layer. have.

즉, B 형광체층을 형성한 후 그 상부에 20[nm] 내지 100[nm] 크기의 금속 나노 입자들을 형성할 수 있고, 하부 유전체층 상부에 20[nm] 내지 100[nm] 크기의 금속 나노 입자들을 형성한 후 그 상부에 B 형광체층을 형성할 수도 있으며, 하부 유전체층 상부에 B 형광체층을 형성한 후 그 상부에 20[nm] 내지 100[nm] 크기의 금속 나노 입자들을 형성하고 그 상부에 또 다시 B 형광체층을 형성할 수도 있다.That is, after forming the B phosphor layer, it is possible to form metal nanoparticles having a size of 20 [nm] to 100 [nm] thereon, and metal nanoparticles having a size of 20 [nm] to 100 [nm] above the lower dielectric layer. After forming them, a B phosphor layer may be formed thereon, and a B phosphor layer may be formed on the lower dielectric layer, and metal nanoparticles having a size of 20 [nm] to 100 [nm] may be formed thereon, and on the top thereof. Again, the B phosphor layer can be formed.

B 형광체층에 포함되는 금속 나노 입자들은 다양한 방법에 의해 형성될 수 있는데, 일 예로, 금속 나노 입자들을 기 설정된 용매에 선 분산시킨 후 블루 형광체와 혼합한 블루 형광체 페이스트를 이용하여 형성할 수 있다. 이때, 뭉침 현상을 최소화하기 위해 PVP와 같은 임의의 분산제가 사용될 수도 있으며, B 형광체층은 금속 나노 입자가 포함된 블루 형광체 페이스트를 스크린 프린팅 방법 및 스핀 코팅법 등을 이용하여 형성할 수 있다.The metal nanoparticles included in the B phosphor layer may be formed by various methods. For example, the metal nanoparticles may be formed by pre-dispersing the metal nanoparticles in a predetermined solvent and then using a blue phosphor paste mixed with a blue phosphor. At this time, any dispersant such as PVP may be used to minimize the aggregation phenomenon, and the B phosphor layer may form a blue phosphor paste including metal nanoparticles using a screen printing method and a spin coating method.

다른 일 예로, 액상환원법 등으로 임의의 형상을 갖는 금속 나노 입자들을 형성한 후 휘발성 용매에 분산시켜 디스펜서 등으로 B 형광체층 상부, 하부, 중간 등에 흩어 뿌림으로써, 금속 나노 입자들을 B 형광체층에 형성할 수도 있다.As another example, the metal nanoparticles having an arbitrary shape may be formed by a liquid reduction method, and then dispersed in a volatile solvent, and then, the metal nanoparticles are formed on the B phosphor layer by scattering the upper, lower, and middle portions of the B phosphor layer using a dispenser or the like. You may.

본 발명에서 B 형광체층에 삽입되는 금속 나노 입자들은 순수한 금속 재질로만 이루어질 수도 있지만, 금속 재질과 옥사이드 재질로 이루어진 코어-쉘 형태의 구조가 사용될 수도 있다.In the present invention, the metal nanoparticles inserted into the B phosphor layer may be made only of a pure metal material, but a core-shell structure made of a metal material and an oxide material may be used.

여기서, 옥사이드 재질은 금속과 산소가 결합한 AgO, Ag2O3, AuO, ZnO, Al2O3, Cu2O3, TiO2 등을 포함할 수 있으며, 금속 재질이 코어가 되고 옥사이드 재질이 쉘 형태가 될 수도 있고, 옥사이드 재질이 코어가 되고 금속 재질이 쉘이 되는 코어-쉘 형태가 될 수도 있다.Here, the oxide material may include AgO, Ag 2 O 3 , AuO, ZnO, Al 2 O 3 , Cu 2 O 3 , TiO 2, etc., in which a metal and oxygen are combined, and the metal material is a core and the oxide material is a shell. It may be in the form of a core, or in the form of a core-shell in which an oxide material becomes a core and a metal material becomes a shell.

이런 일 예들과 같이, 다양한 방식에 의해 금속 나노 입자들을 포함하는 B 형광체층과 R, G 형광체층이 형성되면, 봉합 단계(S930)를 수행한다.As in these examples, when the B phosphor layer and the R and G phosphor layers including the metal nanoparticles are formed by various methods, a sealing step (S930) is performed.

봉합 단계(S930)는 단계 S910과 단계 S920 각각에 의해 형성된 전면판과 후면판을 실런트(sealant)를 이용하여 봉합한다.In the sealing step S930, the front plate and the back plate formed by each of steps S910 and S920 are sealed using a sealant.

진공 배기 공정 단계(S940)는 플라즈마 방전공간 영역 내부에 있는 불순물 등을 배기시키기 위한 공정으로, 진공 상태에서 방전공간 영역 등으로부터 아웃게싱(outgassing)되는 불순물을 로터리 펌프 또는 터보 펌프 등을 이용하여 배기시킨다.The vacuum evacuation step (S940) is a process for evacuating impurities in the plasma discharge space region, and exhausts impurities outgassed from the discharge space region in a vacuum state using a rotary pump or a turbo pump. Let's do it.

가스 주입 공정 단계(S950)는 방전공간 영역에 플라즈마 방전을 발생시키기 위한 헬륨-크세논(He-Xe), 헬륨-네온(He-Ne) 등과 같은 불활성 가스를 주입한다.
In the gas injection process step S950, an inert gas such as helium-xenon (He-Xe), helium-neon (He-Ne), or the like for generating plasma discharge is injected into the discharge space region.

본 발명에 따른 블루 형광체층에 포함된 20 내지 100[nm] 크기의 금속 나노 입자들에 의한 표면 플라즈몬을 이용하는 특징은, 교류 플라즈마 디스플레이 소자 뿐만 아니라 블루 형광체층을 이용하는 모든 디스플레이 소자에 적용될 수 있다.The feature of using the surface plasmon by the metal nanoparticles of the size of 20 to 100 [nm] included in the blue phosphor layer according to the present invention can be applied to all display elements using the blue phosphor layer as well as an alternating current plasma display element.

예컨대, 자발광 디스플레이지 소자인 white LED, FED 등에 20 내지 100[nm] 크기의 금속 나노 입자들을 포함하는 블루 형광체층을 형성함으로써, 자발광 디스플레이 소자에서 블루 형광체의 발광 세기를 향상시킬 수 있다.For example, by forming a blue phosphor layer including metal nanoparticles having a size of 20 to 100 nm in white LEDs and FEDs, which are self-luminous display devices, the emission intensity of the blue phosphors in the self-luminous display devices can be improved.

즉, 디스플레이 소자는 디스플레이 소자에 구동 전압을 인가하기 위한 전극들과, 전극들 사이에 형성되며 20 내지 100[nm] 크기의 금속 나노 입자들을 포함하는 블루 형광체층을 포함함으로써, 블루 형광체의 발광 세기를 향상시키고, 이를 통해 디스플레이 소자의 효율을 향상시킬 수 있다.
That is, the display device includes electrodes for applying a driving voltage to the display device, and a blue phosphor layer formed between the electrodes and including metal nanoparticles having a size of 20 to 100 [nm], thereby emitting light intensity of the blue phosphor. This improves the efficiency of the display device.

본 발명에 의한, 금속 나노 입자의 표면 플라즈몬을 이용한 교류 플라즈마 디스플레이 소자 및 그 제조 방법은 본 발명의 기술적 사상의 범위 내에서 다양한 형태로 변형, 응용 가능하며 상기 실시 예에 한정되지 않는다. 또한, 상기 실시 예와 도면은 발명의 내용을 상세히 설명하기 위한 목적일 뿐, 발명의 기술적 사상의 범위를 한정하고자 하는 목적은 아니며, 이상에서 설명한 본 발명은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 있어 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하므로 상기 실시 예 및 첨부된 도면에 한정되는 것은 아님은 물론이며, 후술하는 청구범위뿐만이 아니라 청구범위와 균등 범위를 포함하여 판단되어야 한다.The alternating current plasma display device using the surface plasmon of the metal nanoparticles and the method of manufacturing the same according to the present invention can be modified and applied in various forms within the scope of the technical idea of the present invention and are not limited to the above embodiments. In addition, the embodiments and drawings are merely for the purpose of describing the contents of the invention in detail, not intended to limit the scope of the technical idea of the invention, the present invention described above is common knowledge in the technical field to which the present invention belongs As those skilled in the art can have various substitutions, modifications, and changes without departing from the spirit of the present invention, it is not limited to the embodiments and the accompanying drawings. And should be judged to include equality.

210: 하부 기판
220: 하부 전극
230: 하부 유전체층
240: 격벽
250: 형광체층
252: 블루 형광체층
257: 금속 나노 입자들
260: 상부 기판
270: 상부 전극
280: 상부 유전체층
290: 보호막층210: lower substrate
220: lower electrode
230: lower dielectric layer
240: bulkhead
250: phosphor layer
252: blue phosphor layer
257 metal nanoparticles
260: upper substrate
270: upper electrode
280: top dielectric layer
290: protective layer

Claims (18)

후면 기판 상부 일부에 형성되는 어드레스 전극;
상기 후면 기판 및 상기 어드레스 전극 상부 전면에 형성되는 하부 유전체층; 및
블루(Blue) 형광체의 흡수 및 발광 파장 영역 중 적어도 하나에 해당하는 표면 플라즈몬 파장 영역을 갖는 기 설정된 크기의 금속 나노 입자들을 포함하며, 상기 하부 유전체층 상부에 형성되는 블루 형광체층
을 포함하는 것을 특징으로 하는 교류 플라즈마 디스플레이 소자.An address electrode formed on an upper portion of the rear substrate;
A lower dielectric layer formed on an upper surface of the rear substrate and the address electrode; And
A blue phosphor layer including metal nanoparticles having a predetermined size having a surface plasmon wavelength region corresponding to at least one of absorption and emission wavelength regions of a blue phosphor, and formed on the lower dielectric layer.
AC plasma display device comprising a. 제1항에 있어서,
상기 금속 나노 입자들은
20[nm] 내지 100[nm]의 크기를 갖는 것을 특징으로 하는 교류 플라즈마 디스플레이 소자.The method of claim 1,
The metal nanoparticles
AC plasma display device having a size of 20 [nm] to 100 [nm]. 청구항 3은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.Claim 3 was abandoned when the setup registration fee was paid. 제2항에 있어서,
상기 금속 나노 입자들은
상기 하부 유전체층과 상기 블루 형광체층 사이에 형성되는 것을 특징으로 하는 교류 플라즈마 디스플레이 소자.The method of claim 2,
The metal nanoparticles
AC plasma display device, characterized in that formed between the lower dielectric layer and the blue phosphor layer. 청구항 4은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.Claim 4 was abandoned when the registration fee was paid. 제2항에 있어서,
상기 금속 나노 입자들은
상기 블루 형광체층 상부에 형성되는 것을 특징으로 하는 교류 플라즈마 디스플레이 소자.The method of claim 2,
The metal nanoparticles
AC plasma display device, characterized in that formed on the blue phosphor layer. 청구항 5은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.Claim 5 was abandoned upon payment of a set-up fee. 제2항에 있어서,
상기 금속 나노 입자들은
상기 블루 형광체층의 내부에 형성되는 것을 특징으로 하는 교류 플라즈마 디스플레이 소자.The method of claim 2,
The metal nanoparticles
AC plasma display device, characterized in that formed in the blue phosphor layer. 청구항 6은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.Claim 6 was abandoned when the registration fee was paid. 제2항에 있어서,
상기 금속 나노 입자들의 재질은
Au, Ag, Al, Cu를 포함하는 전이금속인 것을 특징으로 하는 교류 플라즈마 디스플레이 소자.The method of claim 2,
The material of the metal nanoparticles is
An AC plasma display device comprising a transition metal containing Au, Ag, Al, and Cu. 제2항에 있어서,
상기 금속 나노 입자들은
Au, Ag, Al, Cu를 포함하는 전이금속을 코어로 하고 상기 전이금속의 산화물을 쉘로하는 코어-쉘 형태를 갖는 것을 특징으로 하는 교류 플라즈마 디스플레이 소자.The method of claim 2,
The metal nanoparticles
An alternating current plasma display device having a core-shell form including a transition metal including Au, Ag, Al, and Cu as a core and an oxide of the transition metal as a shell. 제2항에 있어서,
상기 금속 나노 입자들은
Au, Ag, Al, Cu를 포함하는 전이금속을 쉘로 하고 상기 전이금속의 산화물을 코어로하는 코어-쉘 형태를 갖는 것을 특징으로 하는 교류 플라즈마 디스플레이 소자.The method of claim 2,
The metal nanoparticles
An alternating current plasma display device having a core-shell form comprising a transition metal including Au, Ag, Al, and Cu as a shell and an oxide of the transition metal as a core. 제2항에 있어서,
상기 블루 형광체층은
상기 금속 나노 입자들이 뭉치는 것을 최소화하기 위해, 상기 금속 나노 입자들을 기 설정된 용매에 선 분산시킨 후 블루 형광체와 혼합한 블루 형광체 페이스트를 이용하여 형성하는 것을 특징으로 하는 교류 플라즈마 디스플레이 소자.The method of claim 2,
The blue phosphor layer is
In order to minimize the aggregation of the metal nanoparticles, AC plasma display device, characterized in that the metal nanoparticles are pre-dispersed in a predetermined solvent and then formed using a blue phosphor paste mixed with a blue phosphor. 후면 기판 상부 일부에 어드레스 전극을 형성하는 단계;
상기 후면 기판 및 상기 어드레스 전극 상부 전면에 하부 유전체층을 형성하는 단계; 및
상기 하부 유전체층 상부에 블루(Blue) 형광체의 흡수 및 발광 파장 영역 중 적어도 하나에 해당하는 표면 플라즈몬 파장 영역을 갖는 기 설정된 크기의 금속 나노 입자들을 포함하는 블루 형광체층을 형성하는 단계
을 포함하는 것을 특징으로 하는 교류 플라즈마 디스플레이 소자 제조 방법.Forming an address electrode on an upper portion of the rear substrate;
Forming a lower dielectric layer on an upper surface of the rear substrate and the address electrode; And
Forming a blue phosphor layer on the lower dielectric layer, the blue phosphor layer including metal nanoparticles having a predetermined size having a surface plasmon wavelength region corresponding to at least one of absorption and emission wavelength regions of the blue phosphor;
AC plasma display device manufacturing method comprising a. 제10항에 있어서,
상기 금속 나노 입자들은
20[nm] 내지 100[nm]의 크기를 갖는 것을 특징으로 하는 교류 플라즈마 디스플레이 소자 제조 방법.The method of claim 10,
The metal nanoparticles
An alternating current plasma display device manufacturing method having a size of 20 [nm] to 100 [nm]. 제11항에 있어서,
상기 블루 형광체층을 형성하는 단계는
상기 하부 유전체층 상부에 상기 금속 나노 입자들을 형성한 후 상기 블루 형광체를 형성하거나, 상기 하부 유전체층 상부에 상기 블루 형광체를 형성한 후 그 상부에 상기 금속 나노 입자들을 형성하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 소자 제조 방법.The method of claim 11,
Forming the blue phosphor layer
Forming the blue phosphor after the metal nanoparticles are formed on the lower dielectric layer, or forming the blue phosphor on the lower dielectric layer, and forming the metal nanoparticles thereon. Way. 제11항에 있어서,
상기 블루 형광체층을 형성하는 단계는
상기 하부 유전체층 상부에 상기 블루 형광체를 형성하고, 그 상부에 상기 금속 나노 입자들을 형성하며, 그 상부에 상기 블루 형광체를 형성하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 소자 제조 방법.The method of claim 11,
Forming the blue phosphor layer
Forming the blue phosphor on the lower dielectric layer, forming the metal nanoparticles on the blue dielectric, and forming the blue phosphor on the blue dielectric. 제11항에 있어서,
상기 금속 나노 입자들은
Au, Ag, Al, Cu를 포함하는 전이금속을 코어로 하고 상기 전이금속의 산화물을 쉘로하는 코어-쉘 형태를 갖는 것을 특징으로 하는 교류 플라즈마 디스플레이 소자 제조 방법.The method of claim 11,
The metal nanoparticles
A method of manufacturing an AC plasma display device, characterized in that it has a core-shell form in which a transition metal containing Au, Ag, Al, Cu is used as a core, and an oxide of the transition metal is used as a shell. 제11항에 있어서,
상기 금속 나노 입자들은
Au, Ag, Al, Cu를 포함하는 전이금속을 쉘로 하고 상기 전이금속의 산화물을 코어로하는 코어-쉘 형태를 갖는 것을 특징으로 하는 교류 플라즈마 디스플레이 소자 제조 방법.The method of claim 11,
The metal nanoparticles
A method of manufacturing an AC plasma display device, characterized in that it has a core-shell form in which a transition metal containing Au, Ag, Al, Cu is used as a shell, and an oxide of the transition metal is used as a core. 제11항에 있어서,
상기 블루 형광체층을 형성하는 단계는
상기 금속 나노 입자들을 기 설정된 용매에 선 분산시킨 후 블루 형광체와 혼합한 블루 형광체 페이스트를 형성하고, 상기 블루 형광체 페이스트를 이용하여 상기 블루 형광체층을 형성하는 것을 특징으로 하는 교류 플라즈마 디스플레이 소자 제조 방법.The method of claim 11,
Forming the blue phosphor layer
And dispersing the metal nanoparticles in a predetermined solvent to form a blue phosphor paste mixed with a blue phosphor, and forming the blue phosphor layer using the blue phosphor paste. 블루 형광체의 흡수 및 발광 파장 영역 중 적어도 하나에 해당하는 표면 플라즈몬 파장 영역을 갖는 20[nm] 내지 100[nm] 크기의 금속 나노 입자들을 포함하는 블루 형광체층
을 포함하는 것을 특징으로 하는 디스플레이 소자.Blue phosphor layer comprising metal nanoparticles of size 20 [nm] to 100 [nm] having a surface plasmon wavelength region corresponding to at least one of the absorption and emission wavelength regions of the blue phosphor
Display device comprising a. 제17항에 있어서,
상기 블루 형광체층은
자발광 디스플레이 소자에 형성되는 것을 특징으로 하는 디스플레이 소자.The method of claim 17,
The blue phosphor layer is
Display element, characterized in that formed on the self-luminous display element.
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