KR100480151B1 - 플라즈마 디스플레이 패널 - Google Patents

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KR100480151B1
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Abstract

본 발명은 고경도와 높은 화학적 안정성을 갖는 전면컬러필터를 구비한 플라즈마 디스플레이 패널에 관한 것이다.
본 발명에 따른 플라즈마 디스플레이 패널은 격벽을 사이에 두고 대향하는 상판 및 하판과; 상기 상판과 대면하도록 형성되며 전자파 차폐하기 위한 전자파 차폐막 및 외부광의 반사를 방지하기 위한 적어도 하나의 무반사막을 포함하는 전면 컬러필터를 구비하며; 상기 전자파 차폐막 및 무반사방지막 중 적어도 어느 하나의 박막은 W-DLN, Hf-DLN, Zr-DLN, Al-DLN, Nb-DLN 중 어느 하나를 포함하는 다이아몬드 나노 화합물로 형성된다.

Description

플라즈마 디스플레이 패널{Plasma Display Panel}
본 발명은 플라즈마 디스플레이 패널에 관한 것으로, 특히 고경도와 높은 화학적 안정성을 갖는 전면컬러필터를 구비한 플라즈마 디스플레이 패널에 관한 것이다.
최근들어, 평판 디스플레이 장치로서 대형패널의 제작이 용이한 플라즈마 디스플레이 패널(Plasma Display Panel; 이하, "PDP"라 한다)이 주목받고 있다. PDP는 통상 디지털 비디오데이터에 따라 화소들 각각의 방전기간을 조절함으로써 화상을 표시하게 된다. 이러한 PDP로는 도 1에 도시된 바와 같이 3전극을 구비하고 교류전압에 의해 구동되는 교류형 PDP가 대표적이다.
도 1은 종래의 PDP를 나타내는 단면도이다.
도 1을 참조하면, PDP는 상부기판(10) 상에 순차적으로 형성된 유지전극쌍(14,16), 상부 유전체층(28) 및 보호막(30)을 가지는 상판(UP)과, 하부기판(12) 상에 순차적으로 형성된 하지막(18), 어드레스전극(20), 하부 유전체층(22), 격벽(24), 형광체층(26) 및 블랙스트라이프(46)을 가지는 하판(DP)을 구비한다. 상부기판(10)과 하부기판(12)은 격벽(24)에 의해 평행하게 이격된다.
상판(UP)의 유지전극쌍(14, 16) 각각은 상대적으로 넓은 폭을 가지며 90% 이상의 광투과율이 좋은 투명전극물질(ITO)로 이루어진 투명전극(14A, 16A)과, 상대적으로 좁은 폭을 가지는 버스전극(14B, 16B)으로 이루어진다. 여기서, 투명전극물질(ITO)은 저항값이 크므로 전력을 효율적으로 전달하지 못한다. 따라서, 투명전극(14A, 16A) 상에 도전성이 좋은 물질, 예를 들면 은(Ag)이나 구리(Cu)로 이루어진 버스전극(14B, 16B)을 형성시킴으로써 투명전극(14A, 16A)의 저항성분을 보상한다. 이러한 유지전극쌍(14, 16)은 주사유지전극 및 공통유지전극으로 구성된다. 주사유지전극(14)에는 패널 주사를 위한 주사신호와 방전유지를 위한 유지신호가 주로 공급되고, 공통유지전극(16)에는 유지신호가 주로 공급된다. 상부 유전체층(28)과 하부 유전체층(22)에는 전하가 축적된다. 보호막(30)은 스퍼터링에 의한 상부 유전체층(28)의 손상을 방지하여 PDP의 수명을 늘릴 뿐만 아니라 2차 전자의 방출 효율을 높이게 된다. 보호막(30)으로는 통상 산화마그네슘(MgO)이 이용된다.
하판의 하지막(18)은 PDP 제조시 하부기판(12)과 어드레스전극(20)간의 확산을 방지하는 역할을 하게 된다. 어드레스전극(20)은 유지전극쌍(14,16)과 교차하게 형성된다. 이 어드레스전극(20)에는 디스플레이될 셀들을 선택하기 위한 데이터신호가 공급된다. 격벽(24)은 어드레스전극(20)과 나란하게 형성되어 방전에 의해 생성된 자외선이 인접한 셀에 누설되는 것을 방지한다. 블랙스트라이프(46)는 인접한 방전셀들 간의 간섭을 최소화하고, 화면의 콘트라스트를 향상시키기 위해 격벽 상에 격벽을 따라 형성된다. 형광체층(26)은 하부 유전체층(22) 및 격벽(24)의 표면에 도포되어 적색, 녹색 또는 청색 중 어느 하나의 가시광선을 발생하게 된다. 그리고, 가스방전을 위한 불활성 가스가 내부의 방전공간에 주입되어진다.
이러한 PDP 셀은 어드레스전극(20)과 주사유지전극(14) 사이의 대향방전에 의해 선택된 후 유지전극쌍(14,16) 사이의 면방전에 의해 방전을 유지하게 된다. PDP 셀에서는 유지방전시 발생되는 자외선에 의해 형광체(26)가 발광함으로써 가시광이 셀 외부로 방출되게 된다. 이 결과, 셀들을 가지는 PDP는 화상을 표시하게 된다. 이 경우, PDP는 비디오데이터에 따라 셀의 방전유지기간, 즉 유지방전 횟수를 조절하여 영상 표시에 필요한 계조(Gray Scale)를 구현하게 된다.
이러한 PDP의 상판 전면부에는 전자기 차폐 및 외부광의 반사를 방지하기 위하여 전면컬러필터(CF)가 형성된다. 이 전면컬러필터(CF)는 제1 및 제2 무반사막(32A,32B), 제1 및 제2 접착층(34A,34B), 컬러필터기판(42), 유색접착층(40), 폴리에틸렌 테레프탈레이트(Polyethylene terepthalate; 이하 "PET"라 함)막(38), 전자기 차폐막(36) 및 보호막(33)을 구비한다.
이러한 컬러필터(CF)의 제조방법을 살펴보면, 상판(UP)의 상부기판(10)과 대면하는 면에 약 30㎛두께의 MgO, SiO2, TiN, TiC를 증착하여 제1 무반사막(32A)을 형성하고, 그 위에 제1 접착층(34A)을 형성된다. 제1 접착층(34A) 상에는 컬러필터기판(42)이 형성되고, 그 위에 안료를 혼합한 유색접착층(40)이 형성된다. 이 유색접착층(40)은 콘트라스트에 영향을 주며 동시에 PET막(38)과 컬러필터기판(42)과의 접착층 역할을 하게 된다. 이러한 유색접착층(40) 상에 기계적 강도, 높은 투광성 및 내열성을 갖는 PET막(38)을 약 80㎛두께로 형성한다. 이 PET막(38) 상에는 근적외선 및 전자기 차폐를 위해 도 2에 도시된 바와 같이 전도성금속의 은(Ag)(36A)과 전도성 고굴절율 투명 재료인 투명전도성물질(ITO)(36B)을 교번적으로 형성하여 전자기차폐막(36)을 약 400Å두께로 형성한다. 이 전자기 차폐막(36) 위에 제2 접착층(34B)을 형성한다. 그 위에 외부광의 반사를 방지하기 위해 MgO, SiO2, TiN, TiC를 약 30㎛두께로 증착하여 제2 무반사막(32B)을 형성한다. 이 제2 무반사막(32B) 상에 금속산화물계열의 물질을 증착하여 오염방지와 스크래치에 강한 보호막(33)을 형성한다. 이에 따라, 컬러필터(CF)를 완성하게 된다. 완성된 컬러필터(CF)는 상판(UP)과 일정 폭의 진공 갭을 유지하도록 장착하게 된다.
종래의 PDP의 컬러필터는 스크래치 및 오염특성이 매우 약해 별도의 보호막(33)을 형성해야 하는 문제점이 있다. 또한, 제1 및 제2 무반사층(32A,32B), 보호막(33), 전자기차폐막(36)을 서로 다른 물질 및 다른 공정을 사용함으로써 원가가 상승하게 되며 생산성이 저하되는 문제점이 있다.
따라서, 본 발명의 목적은 고경도와 높은 화학적 안정성을 갖는 전면컬러필터를 구비한 플라즈마 디스플레이 패널을 제공하는데 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 플라즈마 디스플레이 패널은 격벽을 사이에 두고 대향하는 상판 및 하판과; 상기 상판과 대면하도록 형성되며 전자파 차폐하기 위한 전자파 차폐막 및 외부광의 반사를 방지하기 위한 적어도 하나의 무반사막을 포함하는 전면 컬러필터를 구비하며; 상기 전자파 차폐막 및 무반사방지막 중 적어도 어느 하나의 박막은 W-DLN, Hf-DLN, Zr-DLN, Al-DLN, Nb-DLN 중 어느 하나를 포함하는 다이아몬드 나노 화합물로 형성되는 것을 특징으로 한다.
상기 적어도 하나의 무반사막은 제1 및 제2 무반사막을 포함하며, 상기 전면 컬러필터는 상기 제1 무반사막 상에 형성되는 제1 접착층과, 상기 제1 접착층 상에 형성되는 컬러필터기판과, 상기 컬러필터기판 상에 형성되는 유색 접착층과, 상기 유색접착층과 상기 전자가 차폐막 사이에 형성되는 폴리에틸렌 테레프탈레이트막과, 상기 전자기 차폐막과 상기 제2 무반사막 사이에 형성되는 제2 접착층을 구비하는 것을 특징으로 한다.
상기 제1 및 제2 무반사막 중 적어도 어느 하나는 다이아몬드 나노 화합물 로 형성되는 것을 특징으로 한다.
상기 전기기 차폐막은 다이아몬드 나노 화합물과 은이 교번적으로 형성되는 것을 특징으로 한다.
삭제
상기 다이아몬드 나노 화합물의 내열온도는 1200℃ 이상인 것을 특징으로 한다.
상기 다이아몬드 나노 화합물의 경도는 4000kg/㎟ 이상인 것을 특징으로 한다.
상기 다이아몬드 나노 화합물의 굴절율은 2.1 이상인 것을 특징으로 한다.
상기 다이아몬드 나노 화합물의 투과율은 90% 이상인 것을 특징으로 한다.
상기 목적 외에 본 발명의 다른 목적 및 특징들은 첨부한 도면을 참조한 실시예에 대한 설명을 통하여 명백하게 드러나게 될 것이다.
이하, 도 3 내지 도 5를 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하기로 한다.
도 3을 참조하면, PDP는 상부기판(10) 상에 순차적으로 형성된 유지전극쌍(64,66), 상부 유전체층(78) 및 보호막(80)을 가지는 상판(UP)과, 하부기판(62) 상에 순차적으로 형성된 하지막(68), 어드레스전극(70), 하부 유전체층(72), 격벽(74), 형광체층(76) 및 블랙스트라이프(96)을 가지는 하판(DP)을 구비한다. 상부기판(60)과 하부기판(62)은 격벽(74)에 의해 평행하게 이격된다.
상판(UP)의 유지전극쌍(64,66) 각각은 상대적으로 넓은 폭을 가지며 90% 이상의 광투과율이 좋은 투명전극물질(ITO)로 이루어진 투명전극(64A,66A)과, 상대적으로 좁은 폭을 가지는 버스전극(64B,66B)으로 이루어진다. 여기서, 투명전극물질(ITO)은 저항값이 크므로 전력을 효율적으로 전달하지 못한다. 따라서, 투명전극(64A,66A) 상에 도전성이 좋은 물질, 예를 들면 은(Ag)이나 구리(Cu)로 이루어진 버스전극(64B,66B)을 형성시킴으로써 투명전극(64A,66A)의 저항성분을 보상한다. 이러한 유지전극쌍(64,66)은 주사유지전극 및 공통유지전극으로 구성된다. 주사유지전극(64)에는 패널 주사를 위한 주사신호와 방전유지를 위한 유지신호가 주로 공급되고, 공통유지전극(66)에는 유지신호가 주로 공급된다. 상부 유전체층(78)과 하부 유전체층(72)에는 전하가 축적된다. 보호막(80)은 스퍼터링에 의한 상부 유전체층(78)의 손상을 방지하여 PDP의 수명을 늘릴 뿐만 아니라 2차 전자의 방출 효율을 높이게 된다. 보호막(80)으로는 통상 산화마그네슘(MgO)이 이용된다.
하판의 하지막(68)은 PDP 제조시 하부기판(62)과 어드레스전극(70)간의 확산을 방지하는 역할을 하게 된다. 어드레스전극(70)은 유지전극쌍(64,66)과 교차하게 형성된다. 이 어드레스전극(70)에는 디스플레이될 셀들을 선택하기 위한 데이터신호가 공급된다. 격벽(74)은 어드레스전극(70)과 나란하게 형성되어 방전에 의해 생성된 자외선이 인접한 셀에 누설되는 것을 방지한다. 블랙스트라이프(96)는 인접한 방전셀들 간의 간섭을 최소화하고, 화면의 콘트라스트를 향상시키기 위해 격벽 상에 격벽을 따라 형성된다. 형광체층(76)은 하부 유전체층(72) 및 격벽(74)의 표면에 도포되어 적색, 녹색 또는 청색 중 어느 하나의 가시광선을 발생하게 된다. 그리고, 가스방전을 위한 불활성 가스가 내부의 방전공간에 주입되어진다.
이러한 PDP의 상판 전면부에는 전자기 차폐 및 외부광의 반사를 방지하기 위하여 전면컬러필터(CF)가 형성된다. 이 전면컬러필터(CF)는 도 4에 도시된 바와 같이 제1 및 제2 무반사막(82A,82B), 제1 및 제2 접착층(84A,84B), 컬러필터기판(92), 유색접착층(90), 폴리에틸렌 테레프탈레이트(Polyethylene terepthalate; 이하 "PET"라 함)막(88), 전자기 차폐막(86)을 구비한다.
이러한 전면컬러필터(CF)의 제조방법을 살펴보면, 상판(UP)의 상부기판(60)과 대면하는 면에 고굴절율의 다이아몬드 나노 화합물(Diamond Like Nano Composite : 이하 "DLN"이라 함)을 약 30㎛두께의 제1 무반사막(82A)을 형성하고, 그 위에 제1 접착층(84A)을 형성된다. 제1 접착층(84A) 상에는 컬러필터기판(92)이 형성되고, 그 위에 안료를 혼합한 유색접착층(90)이 형성된다. 이 유색접착층(90)은 콘트라스트에 영향을 주며 동시에 PET막(88)과 컬러필터기판(92)과의 접착층 역할을 하게 된다. 이러한 유색접착층(90) 상에 기계적 강도, 높은 투광성 및 내열성을 갖는 PET막(88)을 약 80㎛두께로 형성한다. 이 PET막(88) 상에는 근적외선 및 전자기 차폐를 위해 전도성금속의 은(Ag)(86A)과 고굴절율 투명 전도성 DLN계 화합물(86B)을 교번적으로 형성하여 전자기차폐막(86)을 약 400Å두께로 형성한다. 이 전자기 차폐막(86) 위에 제2 접착층(84B)을 형성한다. 그 위에 외부광의 반사를 방지하기 위해 DLN계 화합물을 약 30㎛두께로 제2 무반사막(82B)을 형성한다. 이에 따라, 전면 컬러필터(CF)를 완성하게 된다. 완성된 전면 컬러필터(CF)는 상판(UP)과 일정 폭의 진공 갭을 유지하도록 장착하게 된다.
이와 같이, 제1 및 제2 무반사막(82A,82B), 전자기 차폐막(86)에 이용되는 DLN계 화합물은 아래의 표 1에서 알 수 있는 바, W-DLN, Hf-DLN, Zr-DLN, Al-DLN, Nb-DLN 등이 있으며, 1200℃ 이상의 내열온도를 가지게 된다. 특히, DLN계 화합물은 a : (C-H)와 a : (Si-O)가 네트웍(Network) 구조로 강하게 공유결합되어 있으며, 그 공유결합 사이에 금속(W,Hf,Zr,Al,Nb)이온이 결합되어 있다. 이에 따라, DLN계 화합물은 표 1에 도시된 바와 같이 4000kg/㎟이상의 높은 경도를 갖고, 화학성이 우수하고 불활성 특성을 가지고 있어 스크래치 및 오염방지막으로서 우수한 효과를 가지고 있다.
DLN계 화합물은 가시광영역에서 약 90%이상의 높은 투과율을 갖으며, 표 1에서 알 수 있는 바, 넓은 영역의 굴절율 범위와 동시에 높은 굴절율을 가지고 있다. 따라서, DLN계 무반사층은 무반사특성효율을 높일 수 있다.
DLN박막 W-DLN Hf-DLN Zr-DLN Al-DLN Nb-DLN
경도(kg/㎟) 5500 4000 4500 5000 4500
굴절율 2.1~3.1 2.5~3.1 3.3~3.7 2.2~3.7 2.5~3.1
DLN계 화합물은 고주파 스퍼터링 시스템을 이용하여 기판(92) 상에 증착시킬 수 있다.
도 5는 DLN계 화합물을 증착시키기 위한 고주파 스퍼터링 시스템을 나타낸다.
도 5를 참조하면, 기판홀더(98)에 기판(92)이 고정된 후, 진공조(58) 내의 압력이 10-7 Torr를 유지하도록 진공펌프를 이용하여 배기시킨다. 그리고 매스 플로우 제어기(MFC ; 50A,50B,50C)를 통하여 Ar, CH4, O2의 혼합가스를 3∼5 mTorr, 50~100 sccm으로 진공조(58) 내에 주입한다. 여기서, Ar, CH4, O2의 혼합비율은 Ar : CH4 : O = 100 : 40 : 10으로 설정된다. 기판홀더(98)에 전압을 인가하여 기판(92)을 100∼200℃ 정도로 가열시키고 RF 발생기(52A,52B)와 DC 전원 공급기(56)를 구동시키게 되면 진공조(58) 내에 플라즈마가 형성된다. 이때, 각 타겟들(48A,48B,48C)에 인가되는 전압은 4″타겟을 기준으로 실리콘타겟(48C)에 150 ∼ 300 W(RF), 카본 타겟(48A)에 200 ∼350 W(RF), 금속 타겟(48B)에 500 ∼ 700 W(DC)이 되도록 인가된다. 플라즈마에 의해 생성되는 Ar 가속이온이 실리콘 타겟(48C), 금속(W,Hf,Zr,Al,Nb) 타겟(48B) 및 카본 타겟(48A)에 순차적으로 충돌하여 각 원소를 스퍼터링(Sputtering)시키게 된다. 이 때, 스퍼터링된 실리콘, 금속 및 카본원소들이 CH4와 O2의 분해 이온과 함께 반응하여 기판(92) 상에 전면 증착된다. 그러면 금속 원소들에 따라 기판 상에는 W-DLN, Hf-DLN, Zr-DLN, Al-DLN 또는 Nb-DLN이 형성된다. 이들은 제1 및 제2 무반사막(82B,82A), EMI차폐막(86)으로 형성된다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 PDP의 컬러필터의 무반사막, EMI차폐막을 DLN계 화합물로 형성한다. 이에 따라, 고경도와 높은 화학적 안정성 및 불활성특성을 가지고 있는 DLN계 화합물은 컬러필터의 스크래치 및 오염방지막으로 이용될 수 있다. 또한, DLN계 화합물은 높은 굴절율과 넓은 범위를 가지고 있어 무반사막으로 이용될 수 있다. 뿐만 아니라, DLN계 화합물은 가시광영역에서 약 90%이상의 투과율과 전도특성을 가지고 있어 EMI차폐막으로 이용될 수 있다.
이상 설명한 내용을 통해 당업자 라면 본 발명의 기술사상을 일탈하지 아니하는 범위에서 다양한 변경 및 수정이 가능함을 알수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 기술적 범위는 명세서의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허 청구의 범위에 의해 정하여 져야만 할 것이다.
도 1은 종래의 플라즈마 디스플레이 패널을 나타내는 도면.
도 2는 도 1에 도시된 전자기 차폐막을 나타내는 도면.
도 3은 본 발명에 따른 플라즈마 디스플레이 패널을 나타내는 도면.
도 4는 도 3에 도시된 컬러필터를 나타내는 도면.
도 5는 본 발명에 따른 다이아몬드 나노 화합물을 기판 상에 증착시키기 위한 고주파 스퍼터링 시스템을 나타내는 도면.
< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >
10,60 : 상부기판 12,62 : 하부기판
14,64 : 주사/유지전극 16,66 : 공통유지전극
18,68 : 하지막 20,70 : 어드레스전극
22,28,77,78 : 유전체층 24,74 : 격벽
26,76 : 형광체층 30,80 : 보호막
32A,32B,82A,82B : 무반사막 34A,34B,84A,84B : 접착체층
36,86 : 전자기차폐막 38,88 : PET막
40,90 : 유색접착체층 42,92 : 컬러필터기판

Claims (9)

  1. 격벽을 사이에 두고 대향하는 상판 및 하판과;
    상기 상판과 대면하도록 형성되며 전자파 차폐하기 위한 전자파 차폐막 및 외부광의 반사를 방지하기 위한 적어도 하나의 무반사막을 포함하는 전면 컬러필터를 구비하며;
    상기 전자파 차폐막 및 무반사방지막 중 적어도 어느 하나의 박막은 W-DLN, Hf-DLN, Zr-DLN, Al-DLN, Nb-DLN 중 어느 하나를 포함하는 다이아몬드 나노 화합물로 형성되는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 무반사막은 제1 및 제2 무반사막을 포함하며,
    상기 전면 컬러필터는
    상기 제1 무반사막 상에 형성되는 제1 접착층과,
    상기 제1 접착층 상에 형성되는 컬러필터기판과,
    상기 컬러필터기판 상에 형성되는 유색 접착층과,
    상기 유색접착층과 상기 전자가 차폐막 사이에 형성되는 폴리에틸렌 테레프탈레이트막과,
    상기 전자기 차폐막과 상기 제2 무반사막 사이에 형성되는 제2 접착층을 구비하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 무반사막 중 적어도 어느 하나는 다이아몬드 나노 화합물로 형성되는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 전기기 차폐막은 상기 다이아몬드 나노 화합물과 은이 교번적으로 형성되는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널.
  5. 삭제
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 다이아몬드 나노 화합물의 내열온도는 1200℃ 이상인 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 다이아몬드 나노 화합물의 경도는 4000kg/㎟ 이상인 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 다이아몬드 나노 화합물의 굴절율은 2.1 이상인 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이이 패널.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 다이아몬드 나노 화합물의 투과율은 90% 이상인 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널.
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