KR20050082357A - 플라즈마 디스플레이 패널 소자 상판 유전체 조성 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 플라즈마 디스플레이 패널 소자 상판 유전체 조성 방법에 관한 것으로, 종래 플라즈마 디스플레이 패널 소자는 Ag전극 상부의 유전체 형성 과정에서 Ag전극으로부터 확산된 Ag 이온이 원형 콜로이드를 발생시켜 전극 주위가 시각적으로 황색을 띄게 되어 표현 영상의 색온도를 저하시키는 문제점이 있으며, 이를 방지하기 위해 소자 재료 및 공정 조건을 조절하고 있지만 원형 콜로이드의 형성을 완전히 방지하지 못하며 수시로 변화되는 공정에 따른 콜로이드 형성 방지 조건을 매번 찾아내기 어렵고 가용 재료의 제한으로 설계가 어려운 문제점이 있었다. 상기와 같은 문제점을 감안한 본 발명은 상판 유전체로 사용되는 투명 유리 조성에 천이금속 원소인 CoO 혹은 CuO 중 적어도 하나를 반드시 함유하도록 하여 유전체 내부로 확산된 Ag⁺ 이온이 환원 되기 전에 상기 천이금속 이온이 먼저 환원되도록 함으로써 Ag0 콜로이드의 생성을 억제하며, 청색 혹은 녹색을 띈 상기 천이금속 원소에 의한 착색으로 황변을 보상함과 아울러 색온도를 높여 표시 화면 품질을 개선할 수 있는 효과가 있다. 또한, 이러한 황변 현상 방지를 위해 제한되었던 공정 자유도를 크게 향상시키는 효과 역시 기대할 수 있다.

Description

플라즈마 디스플레이 패널 소자 상판 유전체 조성 방법{SYNTHETIC METHOD FOR UPPER PLATE DIELECTRIC OF PLASMA DISPLAY PANEL DEVICE}

본 발명은 플라즈마 디스플레이 패널 소자 상판 유전체 조성 방법에 관한 것으로, 특히 플라즈마 디스플레이 패널 소자의 전극으로 Ag를 이용하는 경우 발생하는 원형 콜로이드에 의한 황변을 방지하도록 상판 유전체를 이루는 유리 조성에 천이금속 원소를 포함시켜 색온도 저하를 방지할 수 있도록 한 플라즈마 디스플레이 패널 소자 상판 유전체 조성 방법에 관한 것이다.

TFT 액정표시소자(LCD), 유기 EL, FED 등과 함께 차세대 표시 소자로 각광을 받고 있는 플라즈마 디스플레이 패널(Plsama Display Panel:PDP)소자는 격벽(barrier rib)에 의해 격리된 방전 셀 내에서 He + Xe,또는 Ne + Xe 가스의 방전시에 발생하는 147nm 의 자외선이 R,G,B 의 형광체를 여기시켜 그 형광체가 여기상태에서 기저상태로 돌아갈 때의 에너지차에 의한 발광현상을 이용하는 표시소자이다. 상기 PDP 표시소자는 단순구조에 의한 제작의 용이성, 고휘도 및 고발광 효율, 메모리 기능, 높은 비선형성, 160°이상의 광시야각 등의 특성으로 40˝이상의 대형표시소자 시장을 점유할 것으로 기대되고 있다.

도1은 일반적인 교류형 PDP 소자를 보인 단면도로서, 먼저 PDP 소자의 하판은 하부 유리기판(1) 상의 전면에 증착되어 기판(1)에 포함된 알카리이온의 침투를 방지하는 차단막(2)과; 상기 차단막(2) 상의 일부에 형성된 방전 셀의 어드레스 전극(3)과; 상기 어드레스 전극(3)을 포함한 차단막(2) 상의 전면에 형성된 하판유전체(4)와; 상기 하판유전체(4) 상에 형성되어 방전 셀을 격리시키는 격벽(5)과; 상기 격벽(5)에 의해 격리된 하판유전체(4) 상에 형성된 형광체(6)로 이루어진다.

그리고, 플라즈마 디스플레이 패널 소자의 상판은 상부 유리기판(11) 상에 형성된 투명전극(12) 및 그 투명전극(12)의 저항값을 낮추는 버스전극(13)과; 상기 투명전극(12) 및 버스전극(13)을 포함한 상부 유리기판(11) 상의 전면에 형성된 상판 유전체(14)와; 상기 상판 유전체(14) 상의 전면에 형성되어 플라즈마 방전에 따른 상판 유전체(14)를 보호하는 보호막(15)으로 이루어지며, 이와같이 형성된 상판은 보호막(15)이 상기 하판의 격벽(5) 및 형광체(6)와 마주보도록 설치된다.

상기와 같은 구성에서, 상판의 버스전극(13)은 일반적으로 Ag를 주 성분으로 이루어지며, 그 상부에 유전체(14)가 형성 된다. 이러한 유전체 형성은 유전 물질을 도포한 후 약 500~600℃로 소성하는 공정이 필수적인데, 그 과정에서 상기 Ag 버스전극(13) 형성시 발생한 Ag⁺ 이온이 상판 유전체(14)로 확산하여 원형 콜로이드를 형성하게 된다.

도 2는 상부 유리기판(11)의 투명전극(12) 상부에 Ag 버스전극(13)을 형성하고, 유전체(14)를 형성한 후 열처리한 결과 발생된 원형 Ag 콜로이드의 확산 형태(a)를 보인 것이다. Ag 전극으로부터 Ag⁺ 이온이 발생하므로 Ag 버스전극(13) 주변에 원형 콜로이드 분포가 많으며 이러한 원형 Ag 콜로이드는 시각적으로 황색으로 보이게 된다. 이를 플라즈마 디스플레이 패널 전극의 황변 현상이라 한다.

상기 황변 현상은 Ag 버스전극(13) 상부에 유전체(14)를 형성하는 과정에서 확산된 Ag⁺ 이온이 주변의 전자와 결합하여 환원하면서 콜로이드를 형성하기 때문에 발생하며, 이러한 황변 현상은 화면이 백색으로 표현되는 경우 색온도를 낮추어 화질 저하를 유발한다. 이러한 황변 현상이 발생하는 종래 투명 유전체(14)는 일반적으로 PbO-B₂O₃-SiO₂ 계 유리 조성을 중심으로 망목 수식제인 알칼리토류 RO(BaO, MgO, SrO) 중 하나 이상과 Al₂O₃등의 중간제를 소량 첨가한 조성으로 이루어졌다. 이러한 조성에서는 Ag 전극으로 부터 확산된 Ag⁺ 이온이 환원 분위기에서 주변 전자와 결합하여 Ag⁰ 콜로이드를 형성하는 것을 방지하기 어려웠다.

따라서, 이를 방지하기 위해서 Ag 이온이 쉽게 확산되지 않도록 유전체 재료를 제한(PbO가 소량 함유된 유전체, PbO 없는 유전체 조성은 Ag 이온 확산을 용이하게 하므로 사용이 제한됨)하며, 소성시 공정 조건을 조절하는 방법을 이용하고 있으나 공정 조건을 변경하는 경우는 소성시의 분위기, 소성 온도등이 수시로 변화하고 있는 추세에서 황변을 억제하기 위해 해당 조건이 변경될때 마다 그에 따른 새로운 공정을 만들기 어렵고 사용 재료의 제한은 설계를 어렵게 하는 요인이 된다.

상기한 바와같은 종래 플라즈마 디스플레이 패널 소자는 Ag전극 상부의 유전체 형성 과정에서 Ag전극으로부터 확산된 Ag 이온이 원형 콜로이드를 발생시켜 전극 주위가 시각적으로 황색을 띄게 되어 표현 영상의 색온도를 저하시키는 문제점이 있으며, 이를 방지하기 위해 소자 재료 및 공정 조건을 조절하고 있지만 원형 콜로이드의 형성을 완전히 방지하지 못하며 수시로 변화되는 공정에 따른 콜로이드 형성 방지 조건을 매번 찾아내기 어렵고 가용 재료의 제한으로 설계가 어려운 문제점이 있었다.

상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 본 발명은 상판 유전체로 사용되는 투명 유리 조성에 천이금속인 CoO 혹은 CuO 중 적어도 하나를 반드시 함유하도록 하여 유전체 내부로 확산된 Ag⁺ 이온이 환원 되기 전에 상기 천이금속 이온이 먼저 환원되도록 함으로써 Ag0 콜로이드의 생성을 억제하며, 청색 혹은 녹색을 띈 상기 천이금속 원소에 의한 착색으로 황변을 보상할 수 있도록 한 플라즈마 디스플레이 패널 소자 상판 유전체 조성 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 Ag 버스 전극 상부에 형성되는 유리조성을 가진 상판 유전체 조성 방법에 있어서, 유리 조성을 위한 유리분말에 CoO 또는 CuO 중 적어도 하나를 반드시 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기한 바와같은 본 발명을 일 실시예를 통해 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 3은 본 발명 일 실시예에 따라 Ag 전극(22) 상부에 천이금속인 CoO 또는 CuO 중 적어도 하나를 함유한 투명 유리조성 유전체(23)를 형성한 것으로, 도시된 바와 같이 상기 유전체(23)를 소정하는 과정(500~600℃ 열처리) 후에도 확산된 Ag⁺ 이온에 의한 콜로이드가 크게 줄어들게 되며, 간혹 형성된 콜로이드에 의한 황변 역시 상기 포함되는 천이금속의 색상(청색 혹은 녹색)에 의해 보상되므로 실제 영상에는 미치는 영향을 최대한 억제할 수 있다.

이는 상기 Ag⁺ 이온이 환원 분위기에서 Ag⁰로 환원되는 양이 크게 줄어들었음을 의미하는데, 본 발명은 이렇게 Ag⁺ 이온이 환원 분위기에서 주변의 전자와 결합하여 환원되는 양을 줄이도록 Ag⁺ 이온보다 포함된 천이금속을 먼저 환원시켜 환원 분위기의 전자 수를 감소시키는데 그 특징이 있는 것이다.

먼저, 본 발명에서 제공되는 투명 유리조성 유전체(23)에는 Ag 전극(22)의 이온(Ag+)보다 먼저 환원 됨에 따라 Ag⁰ 콜로이드 형성을 억제하는 CoO 혹은 CuO 와 같은 천이 금속이 하나 이상 첨가 되어야 한다.

상기 CoO 혹은 CuO 와 같은 천이금속을 유리 조성에 포함시키게 되면, 해당 천이금속 이온의 가전자 변화에 의해 Ag+가 환원 되기 전에 Co³⁺ → Co²⁺, Cu³⁺ → Cu²⁺로 해당 이온이 먼저 환원되면서 Ag⁺ 주변의 전자를 줄이게 되어 결과적으로 Ag ⁺ 이온이 환원되는 것을 억제할 수 있게 된다.

또한, 상기 CoO 혹은 CuO가 첨가된 유전체(23)의 색상은 청색 혹은 녹색을 띄게 되는데, 이는 미량 형성된 황변을 보색하는 역할을 하며, 색온도를 높여 더욱 선명한 화면을 제공해 주는 역할도 함께 한다. 약한 청색이나 녹색이 섞인 백색이 더욱 선명한 백색을 나타낼 수 있다는 것은 상식이며, 경우에 따라서는 고의적으로 유전체를 청색으로 착색하는 경우도 있으므로, 이러한 청색이나 녹색으로의 착색은 본 발명이 표시되는 화면의 색온도를 높여 화질을 개선할 수 있도록 하는 한 요인이 된다.

이러한 본 발명의 실현을 위해 상기 투명 유리조성 유전체(23)의 유리 조성은 유리 조성을 위한 유리 분말에 CoO 혹은 CuO를 중량 대비 0.01~10% 첨가하며, 첨가되는 구체적인 양은 황변의 억제와 착색의 상관 관계를 염두에 두면서 공정 조건에 따라 결정될 수 있다.

상술한 바와같이 본 발명 플라즈마 디스플레이 패널 소자 상판 유전체 조성 방법은 상판 유전체로 사용되는 투명 유리 조성에 천이금속 원소인 CoO 혹은 CuO 중 적어도 하나를 반드시 함유하도록 하여 유전체 내부로 확산된 Ag⁺ 이온이 환원 되기 전에 상기 천이금속 이온이 먼저 환원되도록 함으로써 Ag0 콜로이드의 생성을 억제하며, 청색 혹은 녹색을 띈 상기 천이금속 원소에 의한 착색으로 황변을 보상함과 아울러 색온도를 높여 표시 화면 품질을 개선할 수 있는 효과가 있다. 또한, 이러한 황변 현상 방지를 위해 제한되었던 공정 자유도를 크게 향상시키는 효과 역시 기대할 수 있다.

도 1은 일반적인 플라즈마 디스플레이 패널 소자를 보인 단면도.

도 2는 종래 Ag 전극 형성 후 발생하는 원형 Ag 콜로이드 입자에 의한 황변영역을 보이는 단면도.

도 3은 본 발명 일 실시예의 상판 구조를 보인 단면도.

***도면의 주요부분에 대한 부호의 설명***

20: 상부 유리기판 21: 투명 전극

22: 버스전극 23: 천이금속 함유 유전체

24: 보호막

Claims (3)

1. Ag 버스 전극 상부에 형성되는 유리조성을 가진 상판 유전체 조성 방법에 있어서, 유리 조성을 위한 유리분말에 CoO 또는 CuO 중 적어도 하나를 반드시 포함하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널 소자 상판 유전체 조성 방법.
2. 제 1항에 있어서, 상기 포함되는 CoO 또는 CuO의 양은 0.01~10wt% 인 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널 소자 상판 유전체 조성 방법.
3. 제 1항에 있어서, 상기 포함되는 CoO 또는 CuO는 청색 혹은 녹색의 염료 기능을 하며, 그 양은 Ag 이온의 환원 방지와 발생한 황변을 보상하는 두가지 기능을 모두 고려하여 결정되는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널 소자 상판 유전체 조성 방법.