KR100692817B1 - 플라즈마 디스플레이 패널의 방전특성 향상을 위한 보호막형성방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 플라즈마 디스플레이 패널의 방전특성 향상을 위한 보호막 형성방법에 관한 것으로서, 기존의 MgO 증착공법을 그대로 사용하는 가운데 보호막 표면의 종횡비를 크게 해줄 수 있는 방법을 통해 PDP의 휘도를 높이고 방전전압을 낮춰 PDP의 소비전력을 낮출 수 있도록 하기 위한 것이다. 이를 실현하기 위한 본 발명은, 상판의 기판 상에 전극을 패턴형성하고, 상기 전극을 포함한 기판의 상부 전면에 유전층을 형성하며, 상기 유전층의 상부에 MgO 성분의 보호막을 형성하는 공정을 포함하여 이루어지는 플라즈마 디스플레이 패널 제조과정에 있어서, 상기 보호막 형성공정에서는 MgB₂ 타겟과 공기와의 반응을 통하여 가늘고 긴 선 모양의 결정을 갖는 휘스커 MgO층을 형성시키는 것을 특징으로 한다.

PDP, 방전, 종횡비, 보호막, MgO, 휘스커, MgB2 타겟, E-Beam

Description

플라즈마 디스플레이 패널의 방전특성 향상을 위한 보호막 형성방법{PROTECT LAYER MANUFACTURE METHOD OF PLASMA DISPLAY PANEL}

도 1 본 발명의 휘스커 MgO층 형성을 위한 PDP 상판 제조공정도.

도 2 본 발명의 휘스커 MgO층 형성을 위한 열처리 과정도.

도 3 본 발명의 보호막 표면에 가늘고 긴 휘스커 MgO의 SEM 사진.

도 4 본 실시예에 따른 보호층이 유전층상에 형성된 상태를 나타낸 개략도로서,

4a는 일 실시예로서 휘스커 MgO층을 단독으로 형성하였을 때의 상태도.

4b는 다른 실시예로서 휘스커 MgO층을 일반 MgO층과 함께 다층으로 형성하였을 때의 상태도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

10 : 유전층 20, 21 : 휘스커 MgO층

22 : MgO층

본 발명은 플라즈마 디스플레이 패널에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 플라즈마 표시 패널의 제조과정에서 기판에 사용되는 MgO 보호막의 방전특성을 개선시킴과 함께 보호막 형성과정이 보다 용이하게 이루어질 수 있도록 하기 위한 보호막 형성방법에 관한 것이다.

일반적으로, 플라즈마 디스플레이 패널(Plasma Display Panel; 이하 PDP라 칭함)은 2장의 유리기판 사이에서의 전극간 기체방전현상을 이용하여 화상을 표시하는 발광형 소자의 일종으로서, 각 셀마다 액티브 소자를 장착할 필요가 없어 제조공정이 간단하고, 화면의 대형화가 용이하며, 응답속도가 빨라 대형화면을 가지는 직시형 화상표시장치 특히, HDTV(High Definition Television)시대를 지향한 화상표시장치의 표시소자로 각광받고 있다.

이러한 PDP는 화상이 구현되는 전면기판과 후면의 배면기판이 일정 거리를 사이에 두고 평행하게 결합되는데, 그중 전면기판의 제조공정을 살펴보면 투명전극과 버스전극으로 이루어지는 전극구조를 패턴 형성한 후 500℃ 이상에서 소성공정을 거치고, 그 위에 벽전하를 발생시켜 구동전압을 떨어뜨리기 위한 유전층을 형성하며, 유전층의 형성이 완료되면 또 한번 고온에서 소성공정을 거친 후 방전시 발생하는 스퍼트링으로 부터 유전층을 보호하기 위한 보호층을 E-Beam 증착방식으로 형성하게 된다.

이때, 형성되는 보호층은 산화마그네슘(MgO)을 사용함으로서 막특성이 비교적 우수하여 제품의 수명 및 전기적 특성이 좋은 장점을 갖고 있다.

그러나, PDP의 고속구동이 요구되면서 고휘도, 낮은 방전전압, 낮은 방전지 연(Delay) 특성을 필요로 하게 되고있으며, 이를 위한 보호막의 개발 중 하나가 CNT(탄소나노튜브)의 큰 종횡비(Aspect ratio)를 이용하여 패널특성을 개선하고자 하는 것이나 이는 제조방법이 어렵고 오염문제 등이 발생하게 되어 현재 적용을 못하고 있는 실정이다.

본 발명은 상기한 종래 보호막 관련 문제점을 개선하기 위해 제안된 것으로서, 보호막 자체의 종횡비를 크게 해줌으로서 판넬의 고휘도화, 낮은 방전전압, 낮은 방전지연의 특성을 향상시켜 향후 PDP의 고속구동에 큰 효과를 나타낼 수 있도록 하는데 목적이 있다.

상기 목적은, 상판의 기판 상에 전극을 패턴형성하고, 상기 전극을 포함한 기판의 상부 전면에 유전층을 형성하며, 상기 유전층의 상부에 MgO 성분의 보호막을 형성하는 공정을 포함하여 이루어지는 플라즈마 디스플레이 패널 제조과정에 있어서, 상기 보호막 형성공정에서는 MgB₂ 타겟과 공기와의 반응을 통하여 가늘고 긴 선 모양의 결정을 갖는 휘스커 MgO층을 형성시키는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널의 방전특성 향상을 위한 보호막 형성방법을 통해 이룰 수 있게 된다.

상기 MgB₂ 타겟은 E-Beam 증착법을 이용하여 유전층의 상부면에 증착시키는 것을 특징으로 한다.
상기 휘스커 MgO층은 상기 유전층 및 MgO보호층과 함께 다층구조로 형성되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 플라즈마 디스플레이 패널은 상부 기판; 상기 상부 기판상에 패턴 형성되는 전극; 상기 전극을 포함한 기판의 상부 기판 전면에 형성되는 유전층; 및 상기 유전층의 상부에 가늘고 긴 선 모양의 결정을 갖는 휘스커 MgO층을 포함한다.
상기 휘스커 MgO층은 MgB₂ 및 공기와 반응하여 형성되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서는 플라즈마 디스플레이 패널의 방전특성 향상을 위한 방안으로 보호막의 종횡비를 크게 해주기 위한 것으로서, 이와같이 종횡비를 크게 해주면 Field Emission 효과에 의해 휘도가 향상되고, 이차전자 방출이 늘어나 방전전압을 낮출 수 있게된다.

즉, 종래 기술인 CNT막을 유전층 위에 패턴 형성하고 그 위에 MgO보호막을 형성하는 경우, CNT로 인하여 막 자체의 투과율이 낮아짐에도 불구하고 종횡비가 크게 되어 실제 측정결과 발광휘도가 약간 증가함을 확인할 수 있었다.

따라서, 본 발명에서는 MgO보호막 자체의 종횡비를 크게 해줌으로서 종래 CNT를 사용하였을 때에 비해 투과율 감소 없이 동일한 방전특성의 향상을 가져올 수 있게된다.

또한, PDP작동에 중요한 개시전압(Firing Voltage)을 낮출 수 있게 되는 것은, 휘도에의 효과가 같은 원리로 큰 종횡비의 물질은 끝부분의 Fielding Emission이 강해 이차전자방출이 커지게 되고, 이온에 의한 이차전자방출뿐만 아니라 전자에 의한 이차전자방출도 크게 증가하게 되는 것이다.

즉, 본 발명에서는 PDP판넬의 제조과정에서 종횡비가 큰 MgO막[이하 "휘스커(whisker)MgO"라 함]을 형성시키게 되는 것으로서 구체적인 실시예를 첨부도면을 참조하여 이하에서 살펴보기로 한다.

본 발명에서 이용되는 마그네슘 다이보라이드(MgB₂)는 고온, 진공 중에서는 Mg와 B가 각각 기화되지만, 고온의 공기중에서는 산소가 Mg와 쉽게 반응하여 안정된 MgO가 형성되고, B₂O₃는 잔류가스로 남게된다. 형상은 종횡비가 큰 휘스커(whiker)(가늘고 긴 선) 모양(도 3)이 되며, 대략적인 열처리 조건은 수백℃에서 5 시간 정도가 된다.

따라서, 이와같은 원리를 이용한 본 실시예에서는 도 1의 PDP상판 공정도에서와 같이 상부기판의 글래스를 가공하고, 가공이 이루어진 기판상에 투명전극을 패턴 형성하며, 투명전극의 상부에 보조전극을 패턴 형성하고, 상기 형성된 전극을 포함한 기판 전면에 유전체를 도포후 건조/소성 과정을 반복함으로서 유전층을 형성시킨 뒤, 본 발명의 MgB₂를 증착 후 열처리 함으로서 도 4a에서와 같이 유전층(10) 위에 휘스커 MgO층(20)을 형성하게 되는 것이다.

즉, 본 발명의 휘스커 MgO층(20) 형성시에는 도 2에서와 같이 MgB₂ 타겟을 E-Beam 증착을 이용하여 진공상태에서 유전층 상부에 증착하게 되는데, 이때의 증착두께는 현재의 보호막 두께(800nm)를 고려하여 1~2㎛ 정도로 실시함이 바람직하게 된다.

그리고, 상기 증착 후 상하판을 합착하는데, 이때 방전공간 내에는 공기가 충분히 들어갈 수 있도록 한다.

한편, 열처리 공정은 별도의 과정 필요없이 상하판 합착 과정으로 대체된다. 즉, 보통 상하판 합착이 500℃ 전후로 행해지므로 합착과정을 통해 열처리가 이루어지게 되는 것이다.

그러나, 조건에 따라 완전히 열처리가 되지 않을 경우에는 별도로 열처리를 해주어야 한다.

이후, 합착된 상하판 패널 내부공기의 배기과정을 통해 상기 증착된 MgB₂가 휘스커 MgO층(20)으로 되면서 생신 B₂O₃ 가스를 도 2에서와 같은 원리로 배기시키게 된다.

따라서, 상기 과정을 통해 살펴본 바와같이 본 발명의 방법은 별도의 추가되는 공정 없이 현재의 PDP 제조공정을 그대로 사용할 수 있는 장점이 있어, 종래의 CNT 등의 방법보다 유리하게 됨을 알 수 있다.

도 3은 실제 MgB2 분말을 에어(air) 분위기에서 900℃, 5시간 열처리 했을때의 휘스커 MgO의 표면 모습을 나타낸 것이다.

그리고, 상기에서 본 발명의 특정한 실시예가 설명 및 도시되었지만 본 발명의 휘스커 MgO 형성방법이 당업자에 의해 다양하게 변형되어 실시될 가능성이 있는 것은 자명한 일이다.

예를들면, 상기 실시예에서는 도 4a에서와 같이 본 발명의 휘스커 MgO층(20)을 단일막으로 형성하였으나, 이는 도 4b에서와 같이 보호막을 종횡비가 큰 본 발명의 휘스커 MgO층(21)과 기존의 일반 MgO층(22)의 다층구조로 형성할 수도 있게된다.

따라서, 이러한 변형된 실시예들은 본 발명의 첨부된 특허청구범위에 속한다 할 수 있을 것이다.

이상에서 살펴본 바와같은 본 발명은, 기존의 MgO 증착공법을 그대로 사용하는 가운데 보호막 표면의 종횡비를 크게 해줄 수 있는 방법을 통해 PDP의 휘도를 높이고 방전전압을 낮춰 PDP의 소비전력을 낮출 수 있게된다.

또한, 방전지연 시간을 줄여 PDP의 고속구동이 가능하게 되며, 별도의 추가공정 없이 기존의 제조공정을 그대로 사용할 수 있게 됨으로 생산단가 절감측면에서도 이점을 나타낸다.

Claims (5)

1. 상판의 기판상에 전극을 패턴형성하고, 상기 전극을 포함한 기판의 상부 전면에 유전층을 형성하며, 상기 유전층의 상부에 MgO 성분의 보호막을 형성하는 공정을 포함하여 이루어지는 플라즈마 디스플레이 패널 제조과정에 있어서,

   상기 보호막 형성공정은, MgB₂ 타겟과 공기와의 반응을 통하여 가늘고 긴 선 모양의 결정을 갖는 휘스커 MgO층을 형성시키는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널의 방전특성 향상을 위한 보호막 형성방법.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 MgB₂ 타겟은 E-Beam 증착법을 이용하여 유전층의 상부면에 증착시키는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널의 방전특성 향상을 위한 보호막 형성방법.
3. 제 1항에 있어서,

   상기 휘스커 MgO층은 상기 유전층 및 MgO보호층과 함께 다층구조로 형성되는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널의 방전특성 향상을 위한 보호막 형성방법.
4. 상부 기판;

   상기 상부 기판상에 패턴 형성되는 전극;

   상기 전극을 포함한 기판의 상부 기판 전면에 형성되는 유전층; 및

   상기 유전층의 상부에 가늘고 긴 선 모양의 결정을 갖는 휘스커 MgO층;

   을 포함하는 플라즈마 디스플레이 패널.
5. 제 4 항에 있어서,

   상기 휘스커 MgO층은 MgB₂ 및 공기와 반응하여 형성되는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널.

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