KR19990043615A - 교류형 플라즈마 표시소자의 보호층 형성방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 AC PDP의 유전층을 보호하는 보호층을 형성하는 신규한 방법을 개시한다.

종래의 MgO 보호층은 강도가 약하고 흡습성이 있어 고청정 제조환경을 요구하며, 그 제조과정에 있어서도 고진공분위기와 산화분위기를 동시에 요구하는 모순이 있어 증착속도도 낮은 문제가 있었다.

본 발명에서는 DLC의 화학기상증착으로 강도가 높고 제조환경에 강한 보호층을 제공하고, 특히 플라즈마 방전에 의한 고속증착으로 유전층을 대체하여 발광 휘도가 높은 AC형 PDP의 구현이 가능하게 한다.

Description

교류형 플라즈마 표시소자의 보호층 형성방법

본 발명은 플라즈마 표시소자(PDP : Plasma Display Panel)의 제조에 관한 것으로, 더 상세히는 교류(AC)형 PDP의 보호층으로 형성하는 방법에 관한 것이다.

도 1에서, 기체방전현상을 화상표시에 이용하는 PDP의 기본적 구성은 교차대향하는 전극(E1, E2)이 배열된 두 기판(P1, P2) 사이에 방전기체를 충전하고 선택화소간의 간섭을 방지하기 위해 격벽(B)으로 구획한 직류(DC)형 PDP이다.

그러나 이러한 DC형 PDP는 듀티 사이클(duty cycle)이 제한되어 고해상도 동화상의 표시가 불가능하므로 어느 일측전극(E1, E2)상에 유전층(D)을 형성하여 벽전하(wall charge)를 형성함으로써 발광휘도를 향상시키는 교류(AC)형 PDP가 주로 사용되고 있다.

여기서 유전층(D)은 형광층(F)의 대향측에 형성되는 바, 형광층(F)이 전면기판(P1)에 형성되어야 하는 경우 얇고 균일한 형광층(F)이 형성이 곤란하므로 형광층(F)은 일반적으로 배면기판(P2)측에 대략 U자형의 단면 거어스(girth)를 가지도록 형성되고, 이에 따라 유전층(D)은 전면기판(P1)측에 형성된다.

도시된 구성은 특히 면(面) 방전형 PDP인바, 유전층(D) 하부의 전면전극(E1)을 복수의 평행전극(E1a, E1b)들로 구성하여 대향측의 배면전극(E2)과 개시방전을 일으킨 뒤 평행전극(E1a, E1b)간에 유지방전을 일으켜 발광휘도를 더욱 높이도록 하고 있다.

한편 유전층(D)등은 일반적으로 인쇄등 후막(厚膜) 방법에 의해 형성되는 바, 이 경우 치밀하지 못한 유전층(D)의 틈새로 플라즈마가 침투하여 전극(E1)을 손상시키는 소위 이온 봄바드먼트(ion bombardment) 현상이 발생되므로, 그 방지를 위해 유전층(D)상에는 박막(薄膜) 방법에 의해 보호층(T)이 형성된다.

이러한 보호층(T)은 도 2에 도시된 바와 같이 주로 MgO등의 전자빔 증착법(E-beam Evaporation)에 의해 형성된다.

도 2에서, 진공챔버내의 크루시블(crucible;10)상에는 고순도 MgO 단결정의 타겟(target;20)이 설치되어, 전자총(30)에서 발사된 전자빔(X)에 의해 타격됨으로써 증발 및 확산되어 기판(도 1에서는 유전층(D)이 형성된 전면기판(P1)상에 부착 및 성장됨으로써 보호층(T)을 형성하게 된다. 이때 보호층(T)을 구성하는 MgO의 조성비를 조정하기 위해 진공챔버내에는 O₂가스가 주입되어 산화분위기가 형성된다.

그런데 이와 같이 형성된 MgO 보호층(T)의 가장 큰 문제는 흡습성(吸濕性)을 가지며 그 경도(硬度)가 낮다는 점이다. 즉 증착과정에서 진공챔버를 제습방식으로 배기해야 할 뿐만아니라 PDP 제조환경이 전체적으로 낮은 습도의 고청정 환경으로 유지되지 않으면 보호층(T)이 수분을 흡수하여 백탁화(白濁化)되기 쉽고, 온도변화나 외력의 인가등에 의해 보호층(T)에 크랙(crack)이나 흠집이 발생되기 쉬운 문제가 있는 것이다.

뿐만아니라 그 제조방법에 있어서도, 전자빔 증착법은 전자빔의 가속을 위해 고진공상태를 요구하지만, MgO 보호층(T)의 형성을 위해서는 O₂가스의 주입이 요구되므로 전자빔의 원활한 가속이 어려워 그 증착효율이 낮은 문제가 있었다. 즉 종래의 MgO 보호층(T) 및 그 제조방법은 O₂가 요구되는 산화물층을 고진공상태를 요구하는 전자빔 증착법으로 형성하는 근본적인 모순을 가지고 있었던 것이다.

이외에도 종래의 방법은 고순도의 MgO 타겟(20)을 필요로 하므로 높은 제조원가를 소요하는 문제가 있다.

이와 같은 종래의 문제점을 감안하여 본 발명의 목적은 저렴한 원가와 높은 생산성으로 우수한 보호층의 형성이 가능하여, 유전층 자체의 형성도 가능한 보호층 형성방법을 제공하는 것이다.

제 1도는 AC형 PDP의 한 구성을 보이는 단면도.

제 2도는 종래의 보호층 형성방법을 보이는 단면도.

제 3도는 본 발명 보호층 형성방법을 보이는 단면도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

P : P1, P2 : 기판 D : 유전층

T : 보호층 1 : 고주파 전원

2, 3 : 전극

상술한 목적의 달성을 위해 본 발명자가 먼저 고려한 것은 일반적으로 전자빔증착법 등 진공증착법에 의한 박막의 품질이 우수한 것으로 알려져 있으나, 배기 및 진공의 유지가 필요하여 그 설비원가가 높고 공정 효율이 낮으며, 특히 MgO등 산화물 박막의 형성에는 부적절하다는 사실이다.

이에 따라 본 발명자는 기상증착에 의해 보호층을 형성할 수 있는 재질을 여러 가지로 탐색한 바 DLC(Diamond Like Carbon; 유사 다이아몬드)가 이러한 목적에 가장 적합하다는 결론에 도달하였다.

DLC는 다이아몬드와 유사하게 다이아몬드 결정구조를 가지는 탄소재질인 바, MgO와 같이 2차 전자방출효과는 두드러지게 나타내지 않으나 흡습성이 없고 그 경도가 매우 높아 고청정의 제조조건을 요구하지 않는 장점이 있다.

그런데 일반적인 DLC의 기상증착은 H₂등의 환원성 분위기내에서 고순도의 흑연 타겟을 가열하여 증착시키는 방법으로 이루어지는 바, 이 경우 고순도 흑연 타겟의 원가가 높고 그 가열도 레이저 등 고밀도 열원이 아니면 이루어지기 어렵다.

이에 따라 본 발명에서는 기상의 탄소화물을 주입하여 이를 플라즈마 방전등으로 증착시킴으로써 DLC를 증착시키는 것을 특징으로 한다.

그러면 고가의 고순도 타겟을 사용할 필요없이 기상 원료의 주입만으로 보호층을 형성할 수 있게 되므로 매우 저렴하고 신속하게 고품질의 보호층을 얻을 수 있어, PDP의 제조원가를 절감하고 품질을 향상시킬 수 있게 된다.

(실시예)

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 한 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.

도 3에서, 내부분위기의 조절이 가능한 압력챔버내에는 두 대향전극(2, 3)이 위치하고 한 전극(2)상에 보호층(도 1의 T)이 형성될 기판(P)이 위치하게 된다.

압력챔버내에는 기상의 탄소화합물, 예를들어 CH₄가 주입되고, 환원성 분위기를 형성하는 H₂가스, 그리고 플라즈마 방전가스로서 예를들어 He가 주입된다. 한편 양전극(2, 3)에는 고주파전원, 예를들어 10∼15MHz의 고주파전원(1)이 접속된다.

여기서 두 전극(2, 3)간의 간격과 각 가스(CH₄, H₂, He)의 조성비 및 압력은 인가전압 등 플라즈마 방전조건과 성막(成膜)속도 등을 결정하므로, 이에 따라 적절히 실험적으로 결정된다.

압력챔버의 밀폐후 각 가스가 주입되어 소요분위기를 형성한 후 양 전극(2, 3)간에 고주파전원(1)을 인가하면, 압력챔버내의 각 가스(CH₄, H₂, He)는 고도로 이온화되어 플라즈마 방전을 개시한다. 그러면 CH₄의 탄소는 압력챔버의 벽면에 접촉되어 이에 부착되는 바, 이에 따라 기판(P)상에 DLC로 된 보호층(T)을 증착시키게 된다.

또한, 본 발명의 보호층(T)은 유전층(D)의 대체도 가능하다. 즉 유전용량은 유전층의 두께에 반비례하는 바, 치밀한 조직의 박막으로 구성된 DLC의 얇은 층으로 된 보호층(T)의 유전층(D)을 대체하면 유전용량의 증가로 방전강도를 향상시켜 발광휘도의 개선이 가능하게 된다. 이 경우 DLC층의 명칭은 보호층(T)이 아니라 유전층(D)이 적절한 것이나, 편의상 유전층(D)과 보호층(T)을 함께 형성하는 것으로 간주하기로 한다.

이상과 같이 본 발명에 의하면 기상의 재료를 사용하므로 고가인 고순도 타겟의 사용이 불필요하여 그 제조원가가 낮고, 흡습성이나 크랙발생등의 문제가 없고 고진공 조건을 요구하지 않으므로 제조환경의 요구 청정도가 낮은 우수한 특성의 보호층이 제공된다.

Claims (5)

1. 교류형 플라즈마 표시소자의 유전층상에 보호층을 형성하는 방법에 있어서,

   기상의 탄소화합물을 주입하여 이를 유전층상에 증착시킴으로써 유사 다이아몬드층을 형성하는 것을 특징으로 하는 교류형 플라즈마 표시소자의 보호층 형성방법.
2. 제1항에 있어서,

   상기 탄소화합물의 증착이 환원성분위기내에서 이루어지는 것을 특징으로 하는 교류형 플라즈마 표시소자의 보호층 형성방법.
3. 제1항 내지 제3항중의 어느 한 항에 있어서,

   상기 분위기내에 방전기체를 주입하여 탄소화합물의 증착이 플라즈마 방전에 의해 이루어지는 것을 특징으로 하는 교류형 플라즈마 표시소자의 보호층 형성방법.
4. 제4항에 있어서,

   상기 플라즈마 방전이 고주파 전원의 인가에 의해 이루어지는 것을 특징으로 하는 교류형 플라즈마 표시소자의 보호층 형성방법.
5. 제1항에 있어서,

   상기 유사 다이아몬드층이 상기 유전층과 보호층을 함께 형성하는 것을 특징으로 하는 교류형 플라즈마 표시소자의 보호층 형성방법.