KR20050101753A - 플라즈마 디스플레이 패널 - Google Patents

Abstract

본 발명은 유전체를 보호하는 보호막의 재질을 개선한 플라즈마 디스플레이 패널에 관한 것이다.

본 발명은 데이타전극 간을 절연시키고 방전공간과 분리시키기 위한 유전층 및, 상기 유전층을 보호하기 위해 보호막을 포함하는 플라즈마 디스플레이 패널에 있어서, 상기 보호막의 재질을 MgO물질과 탄소나노튜브를 이용한 복합체를 사용하여 막을 형성하고 상기 복합체를 패널에 코팅하는 것을 특징으로 한다.

이와 같이, 본 발명은 플라즈마 디스플레이 패널 보호막의 재질을 개선하여, 보호막의 기계적 특성을 향상시키고, 패널의 제작 공정을 단순화 하고, 다량의 2차전자를 발생시키는 플라즈마 디스플레이 패널을 제공한다.

Description

플라즈마 디스플레이 패널 {Plasma Display Panel}

본 발명은 플라즈마 디스플레이 패널에 관한 것으로, 더욱 자세하게는 나노복합체로 형성된 보호막이 포함된 플라즈마 디스플레이 패널에 관한 것이다.

최근 각광을 받고 있는 평면 디스플레이 소자에는 액정 표시소자(LCD)와 플라즈마 디스플레이 패널(PDP), 유기 EL 표시소자 등이 있다. 현재 시판되고 있는 표시장치 중의 중.소형에서는 액정 표시소자가 주이며, 대형에서는 플라즈마 디스플레이 패널이 주를 이루고 있다.

일반적으로, 플라즈마 디스플레이 패널(Plasma Display Panel: 이하, 'PDP'라 함.)은 소다라임(Soda-lime) 글라스로 된 전면 글라스와 배면 글라스 사이에 형성된 격벽이 하나의 단위 셀을 이루고, 각 셀 내에는 네온(Ne), 헬륨(He) 또는 네온 및 헬륨의 혼합기체(Ne+He)을 주 방전 기체로 사용하여 소량의 크세논(Xe)을 첨가한 불활성 가스가 고주파 전압에 의해 방전이 될 때, 진공자외선(Vacuum Ultraviolet rays)이 발생되어 격벽 사이에 형성된 형광체를 발광시켜 화상을 구현하는 장치이다.

도 1은 종래 PDP 장치의 구조를 개략적으로 나타낸 사시도이다. 도시된 바와 같이 PDP는 화상이 디스플레이 되는 전면 글라스(10)와 후면을 이루는 후면 글라스(20)가 일정거리를 사이에 두고 평행하게 결합된다. 전면 글라스(10)는 아래쪽에 각각의 화소에서 Y전극과 Z전극의 상호 면방전에 의해 셀의 발광을 유지하기 위한 유지전극(11)이 형성된다. 유지전극(11)은 투명한 ITO 물질로 형성된 투명전극(11a)과 금속재질로 제작된 버스전극(11b)으로 구비되며, 쌍을 이뤄 형성된다. 상기 유지전극(11)은 방전전류를 제한하며 전극 쌍 간을 절연시켜주는 유전층(12)에 의해 덮혀 진다.

유전층(12) 아래면에는 이온의 스퍼터링(sputtering)으로부터 유전층을 보호하고, 이차 전자의 용이한 발생을 위해 산화마그네슘(MgO)을 증착한 보호막(13)이 형성된다.

후면 글라스(20)상에는 복수개의 방전공간 즉, 셀을 형성시키기 위한 스트라이프 타입(stripe type) 또는 웰 타입 (well type)의 격벽(21)이 평행하게 배열된다.

격벽(21)사이의 내부에서는 상기 유지전극(11)과 교차되는 다수의 어드레스 전극(22)에 의해 어드레스 방전이 수행되어 진공자외선을 발생시킨다.

격벽(21)사이에는 어드레스 방전시 화상표시를 위한 가시광선을 방출하는 R, G, B 형광층(23)이 도포된다.

이러한 구조를 갖는 종래 PDP 장치의 구조에서 전면 글라스의 유전층(12) 아래면에 형성된 보호막(13)은 유전층을 이온의 스퍼터링 (sputtering)으로부터 보호한다. 또한 보호막(13)은 방전시 낮은 에너지의 이온이 표면에 부딪혔을 때, 비교적 높은 이차 전자 발생계수의 특성을 갖게 하여 방전 플라즈마의 구동 및 유지전압을 낮춰 주는 역할을 한다.

이러한 MgO 보호막을 형성하는 방법에는 일반적으로 스퍼터링(sputtering)법이나 전자빔 증착(E-beam evaporation)법 등의 방법이 사용된다. 이와 같은 방법으로 증착된 MgO 보호막은 치밀한 구조를 갖고 있어 보호막으로서의 역할 수행은 가능하다.

하지만, 플라즈마 디스플레이 패널 제작 공정의 대부분은 후막 공정인데 반해 공정 중간에 박막 공정을 도입하는 것은 공정의 전체적인 진행상 적합하지 않으며, 진공 장비를 사용하게 됨으로써 가격 상승의 요인으로 작용할 수도 있다. 이를 해결하기 위해 졸-겔 공정을 이용해 MgO 용액을 형성하고, 이를 통해 스핀-코팅(spin coating)이나 딥핑(dipping), 스프레이 (spray)등의 방법등으로 보호막을 형성하려는 연구가 이루어 졌다.

그러나, 졸-겔 공정으로 형성된 막은 구성의 치밀성이 떨어지는 등 기계적 특성이 나빠 보호막으로 이용하기에는 어느 정도 한계가 있다.

일본전기 회사(NEC) 부설 연구소의 lijima 박사가 최초로 발견한 탄소나노튜브는 섬유상의 형태로 매우 큰 종횡비를 갖고 있고, 튜브의 직경과 구조에 따라 도체 또는 반도체의 특성을 보이며, 매우 강한 기계적 강도와 테라 단위의 영률, 우수한 열전도도 등의 특성을 갖고 있다. 이러한 특성을 지닌 탄소나노튜브의 응용분야는 매우 다양하다.

그 중에 하나가 탄소나노튜브의 섬유상의 모양과 탄소나노튜브 자체의 기계적 특성을 이용한 나노복합체(nano composite)이다. 즉, 기계적 특성이 부족한 모재 물질과 기계적 특성이 우수한 탄소나노튜브를 혼합하여 모재 물질의 기계적 특성을 크게 향상시킬 수 있는 나노복합체를 만들수 있다.

또한, 탄소나노튜브를 사용하여 플라즈마 디스플레이 패널의 보호막으로 사용할 경우 2차 전자가 다량으로 발생한다. 따라서, 이를 이용해 PDP의 보호막을 제조하려는 연구가 많이 진행되고 있다.

탄소나노튜브를 이용한 기존의 MgO 보호층 구조는 이미 형성된 탄소나노튜브층 위에 MgO층을 적층 시키는 방식이다. 즉, 유전체 위에 탄소나노튜브층을 형성하고, 그 위에 MgO층을 스퍼터링법이나 전자빔 증착법으로 형성하는 방법이다. 그러나, 이는 탄소나노튜브층과 MgO층의 결합력이 약한 문제가 있어 쉽게 벗겨 질 수 있는 단점이 있으며, 공정이 두 단계로 나뉘어 있어 효율적이지 못한 공정구조를 갖고 있다는 문제점이 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, MgO 물질과 탄소나노튜브로 이루어진 나노복합체를 PDP 전면글라스의 보호막 재질로 이용한 플라즈마 디스플레이 패널을 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한, 보호막의 기계적 특성을 향상 시키고, 보호막의 2차 전자 발생율을 높이고, 패널의 제작 공정을 단순화 할 수 있는 플라즈마 디스플레이 패널을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명은 상기의 목적을 달성하기 위하여, 데이터 전극 간을 절연시키고 방전공간과 분리시키기 위한 유전층 및, 상기 유전층을 보호하기 위해 보호막을 포함하는 플라즈마 디스플레이 패널에 있어서, 상기 보호막의 재질은 MgO물질과 탄소나노튜브의 혼합에 의한 나노복합체이고, 상기 보호막은 상기 나노복합체의 코팅에 의하여 형성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 특징에 따르면, 상기 보호막의 재질은 MgF₂, CaF₂, LiF, Al₂O₃, ZnO, CaO, SrO, SiO₂, La₂O₃ 중 어느 하나 이상의 물질이 첨가되는 것을 특징으로 한다. 즉, 상기 물질들 중 하나 이상을 첨가하여 보호막의 재질을 구성하고 이를 이용해 형성된 나노복합체를 유전체 상부에 코팅하여 보호막을 형성할 수 있다.

본 발명은 상기 보호막의 재질을 MgO 물질 대신에 MgF₂, CaF₂, LiF, Al₂O ₃, ZnO, CaO, SrO, SiO₂, La₂O₃ 중 어느 하나 이상의 물질과 탄소나노튜브를 혼합하여 나노복합체를 형성하는 것을 특징으로 한다. 즉, MgO 물질 대신에 상기 물질들 중 하나 이상의 물질과 탄소나노튜브를 혼합하여 나노복합체를 형성할 수 있고, 이를 유전체 상부에 코팅하여 보호막을 형성할 수 있다.

본 발명의 특징에 따르면, 상기 복합체는 졸-겔 공정을 이용하여 형성된 MgO 용액과, 정제된 탄소나노튜브를 혼합하여 형성되는 것을 특징으로 한다.

종래 기술의 경우 졸-겔 공정을 이용해 MgO 용액을 형성한 후 이를 스핀-코팅(spin coating)이나 딥핑(dipping), 스프레이 (spray)등의 방법으로 보호막을 형성하였다. 하지만, MgO 용액만을 졸-겔 공정으로 형성하여 보호막을 제작했으므로 구성의 치밀성이 떨어져 기계적 특성이 저하되는 문제가 발생했다. 또한 탄소나노튜브층위에 MgO층을 적층 시키는 방식으로 보호막을 제조하여 두 층간의 결합력이 약해 쉽게 벗겨 질 수 있는 문제점이 있었다.

본 발명은 MgO 용액에 탄소나노튜브를 혼합하여 나노복합체를 형성하고 이를 스크린 프린팅, 딥핑, 스핀 코팅, 스프레이 방법중 하나를 이용하여 패널에 코팅한다. 탄소나노튜브와 MgO를 혼합한 나노복합체를 이용해 보호막을 형성하므로, 보호막의 기계적 특성을 향상시킬 수 있고, 탄소나노튜브층과 MgO층의 결합력이 약한 문제를 해결할 수 있다.

또한, 본 발명은 탄소나노튜브와 MgO물질로 형성된 나노복합체를 이용해 보호막을 형성하므로, 다량의 2차전자를 방전공간으로 발생시킬수 있어 패널의 구동전압과 유지전압을 낮출 수 있으므로 구동의 효율성을 증가 시킬 수 있게 된다.

이하에서는 본 발명에 따른 구체적인 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 설명한다.

<실시예>

도 2는 탄소나노튜브와 MgO를 이용한 나노복합체 형성 개념도이다.

도 2에 도시된 바와 같이, 졸-겔 공정을 이용해 형성된 MgO 용액과 탄소나노튜브를 혼합하여 나노복합체를 형성하게 된다. 즉, 졸-겔 공정을 이용해 형성된 액체 상태의 MgO 물질에 탄소나노튜브 물질을 첨가하고, 이 두 물질이 나노복합체내에 균일하게 존재하도록 혼합하여 나노복합체를 형성한다. 본 발명은 상기의 나노복합체를 보호막의 원료 물질로 사용하므로 탄소나노튜브 자체의 강한 기계적 특성을 이용하게 되므로, 종래의 문제점이었던 보호막의 기계적 특성이 약한 것을 해결할 수 있다. 또한 두 물질을 혼합해 형성된 하나의 복합체를 이용해 보호막을 형성하므로 종래의 문제인 탄소나노튜브층과 MgO층이 구분된채 보호막을 형성하여 두 층의 결합력이 약한 문제를 해결할 수 있게 된다.

도 3은 본 발명이 적용된 플라즈마 디스플레이 패널을 나타낸 도이다.

도 3은 도 1에 도시된 일반적인 플라즈마 디스플레이 패널의 전면 패널의 위상을 90도 회전 시킨 것을 도시한 것이다. 도 3에 도시된 바와 같이 종래의 일반적인 플라즈마 디스플레이 패널의 구조를 유지한채 보호막의 물질을 나노복합체로 하여 이를 스크린 프린팅, 딥핑, 스핀 코팅, 스프레이 방법중 어느 하나를 이용하여 전면 패널의 유전체 상부에 코팅한다. 이로써 보호막의 구조가 탄소나노튜브층과 MgO층이 두층으로 나뉘어져 구성되던 구조에서, 나노복합체로 구성된 하나의 보호막층을 이루게 되어 종래의 두 층간 결합력 문제를 해결할 수 있게 된다.

또한, 도 3에 도시된 바와 같이 나노복합체를 전면 패널의 유전층 상부에 증착시켜 보호막을 구성하므로, 이온이 보호막에 충돌할때 2차전자가 다량으로 발생하는 나노복합체로 이루어진 보호막의 특성을 이용할 수 있다. 이 특성을 이용해 방전공간내 2차전자의 발생율을 증가시켜 패널의 구동전압과 유지전압을 낮춰 구동 효율을 증가시킬 수 있게 된다.

이상에서와 같이 본 발명은 플라즈마 디스플레이 패널의 보호막의 재질을 개선하여 보호막의 기계적 특성을 향상시켜 유전층을 보호하는 기능을 충실히 수행하고, 보호막의 내구력을 향상시킬 수 있으며 전면 패널의 수명을 연장하는 효과를 얻을 수 있다.

또한 본 발명은, 전면패널의 보호막 제작 공정을 단순화 하여 제조비용을 낮출 수 있는 비용 절감의 효과를 얻을 수 있다.

또한 본 발명은, 플라즈마 디스플레이 패널의 보호막의 재질을 개선하여 이온에 의해 발생하는 2차전자의 발생율을 증가시켜, 구동전압과 유지전압을 낮춰 패널의 구동 효율을 높일 수 있다.

도 1은 종래 플라즈마 디스플레이 패널의 장치 구조를 개략적으로 나타낸 사시도.

도 2는 탄소나노튜브와 MgO를 이용한 나노복합체 형성 개념도.

도 3은 본 발명이 적용된 플라즈마 디스플레이 패널을 나타낸 도.

***** 도면의 주요한 부분에 대한 부호의 설명 *****

10: 전면 글라스 11: 제 1전극, 유지전극

12: 유전층 13: 보호막

20: 후면 글라스 21: 격벽

22: 제 2전극, 어드레스 전극 23: 형광층

30: MgO 31: 탄소나노튜브

32: 나노복합체 40: 나노복합체 보호층

Claims (5)

1. 데이타전극 간을 절연시키고 방전공간과 분리시키기 위한 유전층 및, 상기 유전층을 보호하기 위해 보호막을 포함하는 플라즈마 디스플레이 패널에 있어서,

   상기 보호막의 재질은 MgO물질과 탄소나노튜브의 혼합에 의한 나노복합체이고,

   상기 보호막은 상기 복합체의 코팅에 의하여 형성되는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 보호막의 재질은 MgF₂, CaF₂, LiF, Al₂O₃, ZnO, CaO, SrO, SiO₂, La₂O₃ 중 어느 하나 이상의 물질이 첨가되는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널.
3. 제 1항에 있어서,

   상기 복합체는 졸-겔 공정을 이용하여 형성된 MgO 용액과, 정제된 탄소나노튜브를 혼합하여 형성되는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널.
4. 제 1항에 있어서

   상기 복합체를 패널에 코팅하는 방법은 스크린 프린팅, 딥핑, 스핀 코팅, 스프레이 방법 중 어느 하나를 이용하여 코팅하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널 제조 방법.
5. 데이타전극 간을 절연시키고 방전공간과 분리시키기 위한 유전층 및, 상기 유전층을 보호하기 위해 보호막을 포함하는 플라즈마 디스플레이 패널에 있어서,

   상기 보호막의 재질은 MgF₂, CaF₂, LiF, Al₂O₃, ZnO, CaO, SrO, SiO₂, La₂O₃ 중 어느 하나 이상의 물질과 탄소나노튜브를 혼합하여 나노복합체를 형성하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널.