KR20130120746A - 형광체 층에 형성된 금속 나노 입자 층을 포함하는 교류 플라즈마 디스플레이 패널， 및 교류 플라즈마 디스플레이 패널의 제조 방법 - Google Patents

형광체 층에 형성된 금속 나노 입자 층을 포함하는 교류 플라즈마 디스플레이 패널， 및 교류 플라즈마 디스플레이 패널의 제조 방법 Download PDF

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Abstract

교류 플라즈마 디스플레이 패널은, 전면판과, 전면판과 함께 교류 플라즈마 디스플레이 패널을 구성하는 후면판을 포함한다. 후면판은, 격벽들 사이에 형성되는 형광체 층과, 형광체 층 위에 형성되는 금속 나노 입자 층을 포함한다.

Description

형광체 층에 형성된 금속 나노 입자 층을 포함하는 교류 플라즈마 디스플레이 패널， 및 교류 플라즈마 디스플레이 패널의 제조 방법{AC PDP including metal nanoparticle layer formed on phosphor layer, and method of manufacturing the same}
본 발명은 교류 플라즈마 디스플레이 패널(alternating current plasma display panel) 기술에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 형광체 층 위에 형성된 금속 나노 입자 층을 포함하는 교류(교류형) 플라즈마 디스플레이 패널, 및 상기 교류 플라즈마 디스플레이 패널의 제조 방법에 관한 것이다.
최근에는, 기존의 CRT(Cathode Ray Tube)나 LCD(Liquid Crystal Display)와는 달리 디지털 신호에 의해 밝기 조절 등이 가능하고, 대형화면을 좀더 선명하게 표시할 수 있는 디지털 디스플레이 장치인 플라즈마 디스플레이 패널(Plasma Display Panel)에 대한 관심이 급증하고 있다.
플라즈마 디스플레이 패널(Plasma Display Panel: PDP)은 전기적 방전을 이용하여 화상을 형성하는 것으로서, 패널 크기에 관계없이 휘도나 시야각 등의 표시 성능이 우수하기 때문에 대형화 및 박형화된 평판 디스플레이로 실용화되어 LCD와 함께 그 수요가 나날이 증가되고 있다.
이러한 플라즈마 디스플레이 패널은 전극에 인가되는 직류 또는 교류 전압에 의하여 전극 사이에 있는 가스에서 방전이 일어나고, 가스방전 과정에서 수반되는 자외선의 방사에 의하여 형광체가 여기(excitation)되어 가시광을 발산하게 된다.
플라즈마 디스플레이 패널은 그 방전 형식에 따라 직류형(DC(direct current) type)과 교류형(AC type)으로 분류되며, 직류형 플라즈마 디스플레이 패널은 모든 전극들이 방전공간에 노출되는 구조로서, 대응 전극들 사이에 전하의 이동이 직접적으로 이루어지는 반면, 교류형 플라즈마 디스플레이 패널은 적어도 하나의 전극이 유전체층으로 감싸지고, 대응하는 전극들 사이에 직접적인 전하의 이동이 이루어지지 않는 대신 벽전하(Wall charge)에 의하여 방전이 수행된다.
부연하여 설명하면, PDP는 플라즈마 상태로 만들기 위해 외부에서 가해주는 전압 인가를 위해 사용되는 전극이 플라즈마에 직접 노출되어 전도전류가 전극을 통해 직접 흐르는 직류형(DC형)과 전극이 유전체로 덮여 있는 교류형(AC형)으로 크게 구분되고 있다. 이러한 2종류의 PDP는 외관상으로는 거의 비슷하지만 동작시키는 전압인가 방법이 다르다.
본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는, 액상 분무 방식(liquid spray method)을 이용하여 금속 나노 입자(예를 들어, 은(Ag) 나노 입자)를 격벽들 사이의 형광체 층 위에 형성(배치)한 교류 플라즈마 디스플레이 패널(교류 플라즈마 디스플레이 소자), 및 교류 플라즈마 디스플레이 패널의 제조 방법을 제공하는 것이다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본 발명의 실시예에 따른 교류 플라즈마 디스플레이 패널은, 전면판; 및 상기 전면판과 함께 상기 교류 플라즈마 디스플레이 패널을 구성하는 후면판을 포함하며, 상기 후면판은, 격벽들 사이에 형성되는 형광체 층; 및 상기 형광체 층 위에 형성되는 금속 나노 입자 층을 포함할 수 있다.
상기 금속 나노 입자 층은 휘발성 용매에 금속 나노 입자들을 분산시킨 금속 나노 입자 혼합 용액을 분사하는 액상 분무 방법(liquid spray method)에 의해 형성될 수 있다.
상기 형광체 층은 Blue 발광 형광체 층이고, 상기 금속 나노 입자 층은 은(Ag) 나노 입자 층일 수 있다. 상기 금속 나노 입자 층은, 은(Ag) 나노 입자, 금(Au) 나노 입자, 또는 구리(Cu) 나노 입자를 포함할 수 있다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본 발명의 실시예에 따른 교류 플라즈마 디스플레이 패널의 제조 방법은, (a) 상기 교류 플라즈마 디스플레이 패널의 후면판에 포함된 격벽들 사이에 형광체 층을 인쇄하는 단계; (b) 상기 인쇄된 형광체 층을 건조하는 단계; 및 (c) 금속 나노 입자 혼합 용액을 상기 건조된 형광체 층 위에 분무하여 금속 나노 입자 층을 형성하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 교류 플라즈마 디스플레이 패널의 제조 방법은, (d) 상기 금속 나노 입자 층이 형성된 형광체 층을 건조하는 단계; 및 (e) 상기 (d) 단계에서 건조된 형광체 층을 소성(firing)하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 금속 나노 입자 혼합 용액은, 휘발성 용매에 은(Ag) 나노 입자, 금(Au) 나노 입자, 및 구리(Cu) 나노 입자 중 어느 하나를 분산한 용액일 수 있다. 상기 은(Ag) 나노 입자, 금(Au) 나노 입자, 및 구리(Cu) 나노 입자 중 어느 하나가 분산된 금속 나노 입자 혼합 용액은 계면활성제를 더 포함할 수 있다. 상기 은(Ag) 나노입자는 유전체로 코팅한 입자일 수 있다.
본 발명에 따른 형광체 층에 형성된 금속 나노 입자 층을 포함하는 교류 플라즈마 디스플레이 패널, 및 교류 플라즈마 디스플레이 패널의 제조 방법은 간단하고 저가의 공정인 액상 분무 방식(액상 분무 방법)을 이용하여 금속 나노 입자들이 도포된 형광체 층을 포함하므로, 교류 플라즈마 디스플레이 소자의 발광 효율을 향상(증가)시킬 수 있다.
이 발명은 광자 발생 형광체의 발광 특성(발광 세기 또는 발광 휘도)을 향상시키고자 하는 새로운 구조로서 예를 들어 휘도가 낮은 Blue 형광체의 발광 특성을 향상시키고자 Blue 파장 대역에서 공진하는 은(Ag) 나노 입자를 사용할 수 있다. 상기 은 나노 입자를 적용하는 방법에 있어서, 기존 공정 단계에서 은 나노 입자를 포함한 용액을 액상으로 분무하는 공정 단계와 용액의 건조 단계가 추가된다. 이러한 공정 방법은 교류 플라즈마 디스플레이 패널의 공정 과정에 은 나노 입자의 뭉침 또는 침전을 방지할 수 있는 방법으로서 비교적 간단하게 기존 공정에 적용하여 고효율 교류 플라즈마 디스플레이 소자를 구현(제작)할 수 있다.
본 발명의 상세한 설명에서 사용되는 도면을 보다 충분히 이해하기 위하여, 각 도면의 간단한 설명이 제공된다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 교류 플라즈마 디스플레이 패널(100)을 나타내는 도면이다.
도 2는 도 1의 후면판(140)의 실시예를 보다 상세히 설명하는 도면이다.
도 3은 도 1 및 도 2에 도시된 교류 플라즈마 디스플레이 패널의 발광 효율의 향상을 설명하는 그래프(graph)이다.
도 4는 이 발명의 실시예에 따른 교류 플라즈마 디스플레이 패널의 제조 방법(400)을 설명하는 흐름도(flow chart)이다.
본 발명 및 본 발명의 실시에 의하여 달성되는 목적을 충분히 이해하기 위해서는, 본 발명의 실시예를 예시하는 첨부 도면 및 첨부 도면에 기재된 내용이 참조되어야 한다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하는 것에 의해, 본 발명을 상세히 설명한다. 각 도면에 제시된 동일한 참조 부호는 동일한 구성 요소를 나타낸다.
교류 플라즈마 디스플레이 패널의 발광 효율을 증가시키기 위해서 다양한 연구가 시도되고 있다. 먼저 플라즈마 내부의 진공 자외선(VUV(vacuum-ultraviolet)) 광원 효율을 증가시키기 위해서 크세논(Xe) 가스의 함량을 높이거나, 서스테인 전극 갭((sustain electrode gap)(즉, 유지전극과 스캔전극 사이의 간격)을 증가시켜 방전의 효율을 증가시키는 방법이 있을 수 있다.
그러나 이러한 방법은 구동전압이 상승한다는 문제가 동시에 발생하게 되어 이를 해결하기 위한 차선의 방법을 요구하게 된다. 이와 더불어 형광체 층 측면에서는 형광체 알갱이의 크기를 줄여 VUV 광원 또는 자외선(UV(ultraviolet)) 광원에 대한 형광체의 흡수면적을 증가시킴으로써 형광체를 여기하는 데 사용되는 VUV 광원 또는 UV 광원의 손실을 줄이고자 하는 연구가 있을 수 있다. 새로운 조성을 갖는 형광체를 개발하는 연구도 꾸준히 진행되고 있는 상황이다. 이러한 연구들에서는 형광체의 크기가 나노(nano) 크기로 작아질 경우 오히려 형광체 자체의 휘도가 감소하는 문제가 발생하는 한편, 새로운 조성을 갖는 형광체 개발 역시 시간과 노력이 많이 소요될 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 교류 플라즈마 디스플레이 패널(100)을 나타내는 도면(사시도)이다.
도 1을 참조하면, 교류 플라즈마 디스플레이 패널(또는 평판 교류 플라즈마 디스플레이 패널)(100)은 전면판(상판 또는 상부 패널)(105) 및 후면판(하판 또는 하부 패널)(140)을 포함한다. 교류 플라즈마 디스플레이 패널(100)은 3전극 교류형(AC) 플라즈마 디스플레이 패널로서, 면방전 구조를 가진다. 교류형 플라즈마 디스플레이 패널(100)은 격벽(165)으로 구획된 방전 셀(cell)에서 전극에 인가되는 교류 전압에 의해 불활성 혼합 가스(방전 가스)가 방전할 때 발생하는 진공 자외선(VUV(vacuum-ultraviolet))이 형광체를 여기(excitation)시켜 형광체로부터 발생되는 가시광선에 의해 영상을 표시할 수 있다. 전면판(105)과 후면판(140)은 실런트(sealant)를 이용하여 봉합될 수 있다.
전면판(105)은, 전면판 기판(전면 기판)(110), 스캔 전극(scan electrode)(120)과 유지 전극(sustain electrode)(125)과 버스 전극(bus electrode)(130)으로 구성되는 전극, 전면판 유전체 층(115), 및 보호층(135)을 포함한다. 상기 전극, 전면판 유전체 층(115), 및 보호층(135)은 전면판 기판(110) 위에 순서대로 적층될 수 있다. 전면판 기판(110)은, 예를 들어, 유리로 제작될 수 있다.
전면판(105)에는 유지 전극 층(125)과 스캔 전극 층(120)이 인쇄되어 형성 되고 그 위에 교류 동작을 위한 유전체 층(115)이 도포된다. 유전체 층(115)을 보호하기 위해서 산화마그네슘(MgO)이 산화보호막(135)으로 형성된다. 이때, MgO는 통상 전자 빔 증착기로 형성된다.
후면판(140)은, 후면판 기판(후면 기판)(145), 어드레스 전극(address electrode)(155), 후면판 유전체 층(150), 격벽(165)들, 격벽들(165) 사이에 형성(배치)되는 형광체(발광체) 층(160), 및 형광체 층(형광체 막)(160) 위에 형성(배치)되는 금속 나노 입자 층(미도시)을 포함한다. 어드레스 전극(175), 후면판 유전체 층(150), 격벽들(165), 형광체 층(160), 및 금속 나노 입자 층(도 2의 금속 나노 입자(205)들에 의해 형성되는 층)이 후면판 기판(145) 위에 순서대로 적층될 수 있다. 후면판 기판(145)은, 예를 들어, 유리로 제작될 수 있다.
후면판(140)에는 전면판(105)과 마찬가지로 어드레스 전극(175)이 전면판(105)의 전극들과 직교하도록 형성되고, 그 위에 유전체 층(150)이 배치된다. 후면판 유전체 층(150) 위에는 셀 형성 및 방전 공간 분리를 위해서 격벽(165)이 형성되고, 격벽들(165) 안에 형광체 층(160)이 스크린(screen) 인쇄 공정에 의해 인쇄되어 도포될 수 있다. 이후, 전면판(105)과 후면판(140)을 조립 및 봉착하고, 방전 가스를 주입하면 격벽(165)으로 인해 방전 공간이 확보되면서 플라즈마 방전이 이루어 질 수 있다. 플라즈마 방전에 의해서 나오는 광원은 격벽으로 이루어진 공간에 채워진 형광체(160)에 의해서 가시광선으로 변환된다.
교류 플라즈마 디스플레이 소자(교류 플라즈마 디스플레이 패널)(100)는 셀(cell) 내부에 존재하는 방전 가스에 전압을 걸어 플라즈마를 발생시키고 플라즈마 상태로부터 발생하는 VUV 광원 또는 자외선 광원을 형광체 층(160)에서 흡수한 후 다시 가시광선으로 변환하는 메커니즘으로 동작하게 된다. 따라서 형광체(160)의 광 흡수에 의한 여기 효율 및 발광 효율은 교류 플라즈마 디스플레이 소자(100)의 방전효율에 직접적인 영향을 미칠 수 있다.
도 2는 도 1의 후면판(140)의 실시예를 보다 상세히 설명하는 도면이다.
도 2를 참조하면, 형광체 층(160) 위에 금속 나노 입자 층을 형성하기 위해 금속 나노 입자들(205)이 액상 분무기(200)의 에어 스프레이 노즐을 통해 형광체 층(160) 위(상부)에 분무된다.
금속 나노 입자(205)는 은(Ag) 나노 입자(은 나노 구조체), 금(Au) 나노 입자, 또는 구리(Cu) 나노 입자일 수 있다. 금속 나노 입자(205)의 형태(모양)는 구형, 사면체, 또는 육면체일 수 있다. 금속 나노 입자를 완전한 구형으로 제조하는 것은 어려울 수 있으므로, 금속 나노 입자(205)는 사면체와 같은 다면체로도 제작될 수 있다. 상기 금속 나노 입자 층은 휘발성 용매에 다수의 금속 나노 입자들을 분산시킨 금속 나노 입자 혼합 용액을 분사하는 액상 분무 방법(liquid spray method)(액상 분무법)에 의해 형성될 수 있다.
형광체 층(160)은 Red 형광체(Red 발광 형광체), Green 형광체, 또는 Blue(블루) 형광체를 포함할 수 있다. 은(Ag) 나노 입자가 적용(도포)되는 형광체 층은 Blue 형광체 층일 수 있다.
본 발명의 실시예에서 금속 나노 입자 층을 은(Ag) 나노 입자 층으로 가정하여 설명하면 다음과 같다.
기체 플라즈마 방전 시에 발생한 VUV 또는 UV에 해당하는 광원과 형광체 발광 에너지에 대해서 표면 플라즈몬 공명을 일으킬 수 있는 금속으로 특히 Blue 형광체의 발광 에너지에 적합한 금속은 은(Ag) 나노 입자이다. 이때, 기존의 교류 플라즈마 디스플레이 패널의 공정 순서에서 형광체(160) 인쇄 후 건조된 형광체 층 위에 휘발성 용매에 분산된 은(Ag) 나노 입자들(205)이 분무된다. 은 나노 입자는, 예를 들어, 10(nm) 이상이고 100(nm) 이하의 크기를 가질 수 있다. 기존 형광체 인쇄 공정 후에 액상 분무법으로 은(Ag) 나노 입자를 형성해주는 방법은, 기존 공정 단계를 위배하지 않으면서도 간단하게 은 나노 입자를 형성해줄 수 있는 장점이 있고, 더불어 은 나노 입자가 형광체 페이스트에 혼합되어있을 때 침전하는 문제를 해결해 줄 수 있다. 액상 분무법을 적용하기 위해서 용매는, 은(Ag) 나노 입자의 분산에 적합한 유기용매이고 동시에 저온(예를 들어, 기온 25(°C)) 휘발성의 특성을 가질 수 있다. 유기용매(휘발성 유기용매)는, 예를 들어, 에탄올, 이소프로필알코올(이소프로필에탄올)(IPA), 또는 톨루엔 등일 수 있다. 또한 은(Ag) 나노 입자와 같은 금속 나노 입자가 분산될 때 나노 입자가 뭉쳐서 더 큰 입자를 형성하거나 침전될 수 있는 가능성을 방지하고 금속 나노 입자의 분산정도를 높이기 위해서 폴리바이닐피롤리돈 (polyvinylpyrrolidone, PVP)과 같은 계면활성제가 유기 용매(또는 은(Ag) 나노입자가 분산된 금속 나노 입자 혼합 용액)에 첨가될 수 있다. 또한 금속 나노 입자의 분산 정도를 향상시키기 위해 금속 나노 입자를 유전물질(유전체)로 코팅함으로써 코어(core)-쉘(shell) 형태(코어와 쉘이 결합된 형태)의 구조가 사용될 수 있다. 유전물질의 재질은 AgOx, SiO2, ZnO, Al2O3, 또는 TiO2일 수 있다. 이때, 금속 재질이 코어가 되고 유전물질의 두께는 1(nm)이상이고 50(nm)이하일 수 있다. 코어-쉘 구조는 열처리를 통해서 코어 금속의 표면을 옥사이드(oxide)화하거나, 이종의 금속과 금속옥사이드 물질을 서로 섞어 열처리함으로써 제조할 수도 있다.
액상 분무법을 이용하여 은(Ag) 나노 입자를 형성한 후 휘발성 용매와 같은 유기 용매를 제거(휘발)시키기 위해서 휘발성 용매의 끓는 점 이상(예를 들어, 100 (°C) 이상이고 250 (°C))에서 건조 단계를 거치게 되며 예를 들어 5(분) 이상이고 30(분) 이하의 시간에서 건조될 수 있다. 액상 분무 방식에 의해서 형성된 은(Ag) 나노 입자는 Blue 발광 영역에서 표면 플라즈몬 공명 특성을 가질 수 있으므로 인접한 형광체(발광체)(160)의 발광 특성을 향상시킬 수 있고 이러한 특성은 결국 방전시에 높은 방전 휘도를 나타낼 수 있어 디스플레이 소자(100)의 효율을 크게 증가시킬 수 있다.
Blue 형광체 층은 다른 형광체 층에 비해 광 휘도(brightness)가 낮으므로 은 나노 입자가 적용될 때 Blue 형광체 층의 발광 효율이 효과적으로 향상될 수 있다. Blue 형광체 층의 발광 특성을 개선하기 위해 은 나노 입자로 인해 발생하는 표면 플라즈몬 공명 특성이 이용된다. 즉, Blue 형광체에 맞는 표면 플라즈몬 공명 특성을 위해서 은(Ag) 나노 입자를 적용하되, 기존의 공정 단계를 변형하지 않기 위해서 형광체 층(160)의 도포 및 건조 공정 후 액상 분무기(200)를 통해 은(Ag) 나노 입자가 함유된 용액을 살포함으로써 은 나노 입자를 형광체 층(160) 위에 형성된다. 이후, 형광체 층(160)에 형성된 은(Ag) 나노 입자 층의 건조 단계를 거쳐 은(Ag) 나노 입자를 분산하기 위한 용매를 증발시킨다.
표면 플라즈몬 공명 특성(공명할 때의 표면 플라즈몬)은 형광체 층(160)의 밴드갭 에너지(bandgap energy)와 결합하여 형광체 층(160)에 강한 발광 세기를 유도한다. 이러한 표면 플라즈몬 공명 특성은, 가시광선 영역에서 음의 굴절률을 보이는 금속에서만 나타나는 고유의 특성일 수 있다.
표면 플라즈몬 공명(surface plasmon resonance)은 금속 나노 입자가 가시광선 대역 또는 근적외선 대역의 특정 파장을 갖는 빛 등과 공명하여 금속 나노 입자의 표면 플라즈몬이 집단으로 진동하는 현상을 말한다. 표면 플라즈몬 공명이 발생하는 경우 금속 나노 입자는 공명 파장의 빛을 흡수하여 그 보색의 선명한 빛을 방출한다. 표면 플라즈몬은 금속박막 표면에서 일어나는 전자들의 집단적 진동을 의미한다.
은 나노 입자의 액상 분무가 가능하도록 하기 위해서, 은 나노 입자를 휘발성의 용매에 선분산(pre-dispersion)(먼저 분산을 시킴)시킨 후 액상 분무 방식으로 형광체 층(160) 위에 형성한다. 이러한 방식은 형광체 층(160)의 인쇄 및 건조 단계와 형광체 층(160)의 소성 단계 사이에 간단하게 삽입(적용)할 수 있으며 가시광 영역에서 강한 플라즈몬 공명을 일으키는 은(Ag) 나노 입자를 형광체 층(160) 표면에 위치시킴으로써 은(Ag) 나노 입자의 표면 플라즈몬 공명 특성을 이용하여 형광체 층의 발광 세기(발광 강도)를 크게 증가시킬 수 있다. 은 나노 입자의 표면 플라즈몬 공명 특성은 형광체(형광체 층(160))주변으로 강화된 필드(전계(electric field))를 유도하고 광 상태 밀도(Optical Density of State)를 증가시켜 형광체의 발광 특성이 향상될 수 있다. 따라서 이러한 은 나노 입자-형광체 구조를 바탕으로 제작된 교류 플라즈마 디스플레이 소자(100)는 높은 발광 효율을 가질 수 있다.
도 3은 도 1 및 도 2에 도시된 교류 플라즈마 디스플레이 패널의 발광 효율의 향상을 설명하는 그래프(graph)이다.
도 3을 참조하면, 도 3은 도 1 및 도 2를 참조하여 설명된 공정 방법을 적용하여 제작된 43 인치(inch) 교류 플라즈마 디스플레이 패널의 방전 휘도를 측정한 그래프이다.
본 발명의 실시예에 따른 은(Ag) 나노 입자를 형광체 상부에 액상 분무법으로 형성하였을 때의 교류 플라즈마 디스플레이 패널은, 도 3에서 “Ag side”로 지시(indication)되는 바와 같이, 종래의 은 나노 입자를 삽입하지 않는 교류 플라즈마 디스플레이 패널(도 3에서 reference로 표시됨)보다 높은 방전 휘도 특성을 가짐을 알 수 있다. 보다 구체적으로 설명하면, 도 3을 통해 본 발명의 휘도 수치가 종래의 디스플레이 패널의 휘도 수치보다 6(%)이상이고 12(%) 이하의 증가량을 가짐을 알 수 있다.
도 4는 이 발명의 실시예에 따른 교류 플라즈마 디스플레이 패널의 제조 방법(400)을 설명하는 흐름도(flow chart)이다.
교류 플라즈마 디스플레이 패널의 제조 방법(400)에 의해, 도 1 및 도 2를 참조하여 설명된 교류 플라즈마 디스플레이 패널(100)이 제작(형성)될 수 있다.
도 4를 참조하면, 전면판 형성 단계(405)에서 전면판이 형성되고 전면판 제조 공정이 다음과 같이 설명된다. 전면판 기판 위에 스캔 전극 및 유지 전극이 형성된다. 스캔 전극 및 유지 전극은, 예를 들어, 전면판 기판 위에 투명전극 재료인 ITO(indium tin oxide) 또는 SnO2를 코팅한 후 사진 식각법 등으로 패터닝하여 형성할 수 있다.
스캔 전극 및 유지 전극 위에 각각 스캔 전극(또는 유지 전극)보다 폭이 좁은 버스 전극이 형성된다. 버스 전극은, 예를 들어, 감광성 Ag 페이스트를 인쇄한 후 사진 식각법 등으로 패터닝하여 형성할 수 있다. 버스 전극은 투명한 소재로 제조될 수 있고 스캔 전극의 라인(line) 저항 및 유지 전극의 라인 저항을 감소시키며, 스캔 전극과 유지 전극과 버스 전극은 스트라이프(stripe) 형태를 가진다.
버스 전극 위에 전면판 유전체 층이 형성된다. 전면판 유전체 층은 스크린 인쇄법 등으로 글라스 분말 페이스트를 인쇄하여 형성할 수 있다. 전면판 유전체 층은 스캔전극과 유지전극과 버스전극을 포함하는 전극을 보호하고 교류 플라즈마 디스플레이 패널(100)의 교류 동작을 위한 커패시터(capacitor)의 역할을 수행할 수 있다. 전면판 유전체 층은 플라즈마 방전이 될 때 발생된 벽 전하가 축적되어 방전을 유지시킨다. 전면판 유전체 층 위에 보호층이 형성된다. 보호층은 전면판 유전체층을 보호하고, 2차 전자를 방출하여 방전 전압을 하강시킨다. 보호층은 MgO을 이용하여 진공 증착법 등에 의해 형성할 수 있다.
후면판 형성 단계는, 어드레스 전극 형성 단계(410), 후면판 유전체 층 형성 단계(415), 격벽 형성 단계(420), 형광체 층 형성 단계(425), 및 금속 나노 입자 층 형성 단계(430)를 포함한다.
어드레스 전극 형성 단계(410)에 따르면, 후면판의 기판 상에 어드레스 전극이 형성된다. 어드레스 전극은 전면판의 스캔 전극 및 유지 전극과 직교하고, 스트라이프(stripe) 형태를 가지며, 투명한 물질로 형성될 수 있다. 어드레스 전극은 전술한 스캔 전극 및 유지 전극의 형성 방법과 동일한 방법에 의해 형성될 수 있다.
후면판 유전체 층 형성 단계(415)에 따르면, 어드레스 전극 위에 후면판 유전체 층이 형성된다. 후면판 유전체 층은 전술한 전면판 유전체 층의 형성 방법과 동일한 방법에 의해 형성될 수 있다. 후면판 유전체 층은 형광체 층으로부터 후방으로 방사되는 가시광선의 일부를 반사시키는 것에 의해 교류 플라즈마 디스플레이 패널(100)의 발광효율을 향상시킬 수 있다. 후면판 유전체 층은 어드레스 전극을 보호하는 기능도 수행할 수 있다.
격벽 형성 단계(420)에 따르면, 후면판 유전체 층 위에 격벽들이 형성된다. 격벽들은 유리 소재로 이루어질 수 있고, 유리판을 식각 처리하여 형성되거나 또는 스크린프린트 공정 후 샌드 블래스팅(sand blasting) 법 등에 의해 형성될 수 있다. 격벽들은 셀들(cells)을 각각 분리하고, 스트라이프(stripe) 구조 또는 웰(well) 구조(격자 구조)를 가질 수 있다. 격벽들은 유리 소재로 형성될 수 있다.
형광체 층 형성 단계(425)에 따르면, 격벽들 사이에 형광체 층이 형성(도포 또는 배치)된 후 건조될 수 있다. 형광체 층은 Red 발광 형광체, Green 발광 형광체, 또는 Blue 발광 형광체를 이용하여 인쇄법 또는 감광성 용제를 첨가하여 노광 식각하는 감광성 페이스터법과 형광체를 함유하는 잉크를 잉크젯으로 토출하여 형광체 패턴을 형성하는 잉크젯법 등으로 형성될 수 있다.
금속 나노 입자 층 형성 단계(430)에 따르면, 은(Ag) 나노 입자와 같은 금속 나노 입자들과 휘발성 용매를 혼합한 금속 나노 입자 혼합 용액을 액상 분무법을 통해 형광체 층 위에 분무(분사)한 후 건조한다. 상기 건조된 금속 나노 입자 층이 형성된 형광체 층이 예를 들어 400(℃)이상이고 450(℃)이하의 온도에서 소성(firing)됨으로써 금속 나노 입자가 형광체 층 위에 형성될 수 있다. 상기 금속 나노 입자 혼합 용액은, 이소프로필에탄올(IPA) 또는 에탄올과 같은 휘발성 용매에 10(nm)이상이고 100(nm)이하 크기의 은(Ag) 나노 입자, 금(Au) 나노 입자, 및 구리(Cu) 나노 입자 중 어느 하나를 분산한 용액일 수 있다. 은(Ag) 나노 입자, 금(Au) 나노 입자, 및 구리(Cu) 나노 입자 중 어느 하나가 분산된 금속 나노 입자 혼합 용액은 계면활성제를 더 포함할 수 있다. 본 발명의 다른 실시예에 있어서, 은(Ag) 나노입자는 1(nm)이상이고 50(nm)이하인 두께의 유전체로 코팅한 입자일 수 있다. 이러한 방법으로 은(Ag) 나노 입자가 삽입된 형광체 층은 플라즈마 방전 시 표면 플라즈몬 공명 특성을 가지는 것에 의해 고휘도 발광 특성을 가지므로, 최종적으로 고효율 교류 플라즈마 디스플레이 패널 제작이 가능하게 할 수 있다.
봉합 단계(435)에 따르면, 상기 각각 형성된 전면판과 후면판은 서로 조립되어 실런트(sealant)를 이용하여 봉합(봉착)될 수 있고, 방전 공간인 방전 셀이 형성된다.
배기 및 주입 단계(440)에 따르면, 봉합된 전면판과 후면판에 진공 배기 공정이 수행되고 가스 주입 공정에 의해 방전 가스가 주입된다. 그러면, 본 발명의 교류 플라즈마 디스플레이 패널이 제작된다.
도 4에 도시된 교류 플라즈마 디스플레이 패널의 제조 방법(400)은 전면판이 먼저 형성된 후 후면판이 형성되는 것으로 설명되었지만, 본 발명의 다른 실시예의 경우 후면판이 먼저 형성된 후 전면판이 형성될 수도 있고, 후면판과 전면판이 동시에 형성될 수도 있다.
전술한 본 발명에서 사용되는 가시광선 영역에서 발광 파장을 갖는 광자 발생 형광체는 교류 플라즈마 디스플레이 패널뿐만 아니라 LED(light emitting diode) 소자와 같은 조명 기기에도 이용되고 있으므로, 상기 광자 발생 형광체를 사용하는 소자에 본 발명의 기술이 적용될 수 있다.
이상에서와 같이, 도면과 명세서에서 실시예가 개시되었다. 여기서, 특정한 용어들이 사용되었으나, 이는 단지 본 발명을 설명하기 위한 목적에서 사용된 것이며 의미 한정이나 특허청구범위에 기재된 본 발명의 범위를 제한하기 위하여 사용된 것은 아니다. 그러므로 이 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명으로부터 다양한 변형 및 균등한 실시예가 가능하다는 점을 이해할 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.
140: 후면판
145: 후면판 기판
150: 후면판 유전체 층
155: 어드레스 전극
160: 형광체 층
165: 격벽
200: 액상 분무기
205: 금속 나노 입자
425: 형광체 층 형성 단계
430: 금속 나노 입자 층 형성 단계

Claims (9)

  1. 교류 플라즈마 디스플레이 패널에 있어서,
    전면판; 및
    상기 전면판과 함께 상기 교류 플라즈마 디스플레이 패널을 구성하는 후면판을 포함하며,
    상기 후면판은,
    격벽들 사이에 형성되는 형광체 층; 및
    상기 형광체 층 위에 형성되는 금속 나노 입자 층을 포함하는 교류 플라즈마 디스플레이 패널.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 금속 나노 입자 층은 휘발성 용매에 금속 나노 입자들을 분산시킨 금속 나노 입자 혼합 용액을 분사하는 액상 분무 방법(liquid spray method)에 의해 형성되는 교류 플라즈마 디스플레이 패널.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 형광체 층은 Blue 발광 형광체 층이고, 상기 금속 나노 입자 층은 은(Ag) 나노 입자 층인 교류 플라즈마 디스플레이 패널.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 금속 나노 입자 층은,
    은(Ag) 나노 입자, 금(Au) 나노 입자, 또는 구리(Cu) 나노 입자를 포함하는 교류 플라즈마 디스플레이 패널.
  5. 교류 플라즈마 디스플레이 패널의 제조 방법에 있어서,
    (a) 상기 교류 플라즈마 디스플레이 패널의 후면판에 포함된 격벽들 사이에 형광체 층을 인쇄하는 단계;
    (b) 상기 인쇄된 형광체 층을 건조하는 단계; 및
    (c) 금속 나노 입자 혼합 용액을 상기 건조된 형광체 층 위에 분무하여 금속 나노 입자 층을 형성하는 단계를 포함하는 교류 플라즈마 디스플레이 패널의 제조 방법.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 교류 플라즈마 디스플레이 패널의 제조 방법은,
    (d) 상기 금속 나노 입자 층이 형성된 형광체 층을 건조하는 단계; 및
    (e) 상기 (d) 단계에서 건조된 형광체 층을 소성(firing)하는 단계를 더 포함하는 교류 플라즈마 디스플레이 패널의 제조 방법.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 금속 나노 입자 혼합 용액은,
    휘발성 용매에 은(Ag) 나노 입자, 금(Au) 나노 입자, 및 구리(Cu) 나노 입자 중 어느 하나를 분산한 용액인 교류 플라즈마 디스플레이 패널의 제조 방법.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 은(Ag) 나노 입자, 금(Au) 나노 입자, 및 구리(Cu) 나노 입자 중 어느 하나가 분산된 금속 나노 입자 혼합 용액은 계면활성제를 더 포함하는 교류 플라즈마 디스플레이 패널의 제조 방법.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 은(Ag) 나노입자는 유전체로 코팅한 입자인 교류 플라즈마 디스플레이 패널의 제조 방법.
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