KR20050111474A - Core-shell structured nanoneedle and plasma display panel comprising same as protective film - Google Patents
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Abstract
본 발명은 기판상에 다중벽(쉘/코어) 구조의 나노바늘이 접합된 구조체에 관한 것으로서, 본 발명에 따라 기판상에 내열성 및 내식각성이 우수한 물질을 바늘형태로 증착 성장시킨 후 바늘 형태의 나노구조체상에 다양한 이종물질을 코팅시켜 제조된 접합구조체는, 물리적, 화학적으로 안정하고, 한쪽 끝의 곡률반경이 수 나노미터 이하로 예리하고 표면적이 넓은 나노바늘을 함유하여 이차전자 방출특성이 매우 우수하므로 PDP용 보호막 재료로서 유리하게 사용될 수 있다. The present invention relates to a structure in which a nano-walled needle having a multi-wall (shell / core) structure is bonded onto a substrate. According to the present invention, a material having excellent heat resistance and etching resistance on a substrate is deposited and grown in the form of a needle. The bonded structure manufactured by coating various heterogeneous materials on the nanostructure is physically and chemically stable, and has a secondary radius of electron emission because the radius of curvature of one end is several nanometers or less and the nanoneedle has a large surface area. Since it is excellent, it can be advantageously used as a protective film material for PDP.
Description
본 발명은 기판상에 다중벽(쉘/코어) 구조의 나노바늘이 접합된 구조체에 관한 것으로, 구체적으로는, 이차전자 방출을 위한 PDP용 보호막으로 유리하게 사용될 수 있는 구조체에 관한 것이다.The present invention relates to a structure in which nanoneedle having a multi-wall (shell / core) structure is bonded onto a substrate, and more particularly, to a structure that can be advantageously used as a protective film for PDP for secondary electron emission.
최근 각광 받고 있는 디스플레이 기술인 플라즈마 디스플레이 패널(PDP)은 경량 박형이고 대형화가 용이하다는 장점을 가지고 있어 차세대 디스플레이의 주자로 주목을 받고 있지만, PDP가 대중화되기 위해서는 고효율, 저전력 소모 및 내구성 등과 관련한 문제가 선결되어야 하는데, 이러한 문제는 PDP 구성요소 중 전면 유리기판의 선형전극에 피막된 유전체층 위에 형성되는 보호막(protective film)과 상당한 관련이 있다.Plasma Display Panel (PDP), a display technology that has been in the spotlight recently, is attracting attention as a runner of next-generation displays because of its advantages of being light in weight and easy to enlarge. This problem has to do with considerable concern with protective films formed on dielectric layers coated on linear electrodes of front glass substrates among PDP components.
PDP용 보호막은 PDP 구동시 이온충격으로부터 유전체층을 보호하고 이차전자 방출을 통한 구동전압의 저감을 목적으로 형성되기 때문에 다음과 같은 특성을 기본적으로 갖추고 있어야 한다. The protective film for PDP is formed to protect the dielectric layer from ion shock during PDP driving and to reduce the driving voltage through secondary electron emission.
우선, 이온충격 및 장시간 구동에 의해 분해되지 않도록 높은 원자간 결합 에너지를 갖고, 이차전자 방출계수가 높아야 하며, PDP 형광체로부터 방출된 가시광선이 우리 눈에 도달할 때 보호막과 유전체층 계면에서 발생되는 빛의 간섭, 산란 및 굴절이 최소화되도록 높은 광투과율 및 낮은 굴절율을 가져야 한다. 이 외에도, 보호막 위의 표면 전하 및 공간 전하가, 인접한 셀(cell)에 영향을 미쳐서는 안되므로 높은 전기 절연성을 갖는 재료를 선택해야 한다. First, it must have high interatomic binding energy, high secondary electron emission coefficient, and light generated at the interface of protective film and dielectric layer when visible light emitted from PDP phosphor reaches our eyes. It should have a high light transmittance and low refractive index to minimize interference, scattering and refraction. In addition to this, the surface charge and space charge on the protective film should not affect adjacent cells, so a material having high electrical insulation must be selected.
현재, 이와 같은 조건을 만족시키는 PDP용 보호막 재료로서 산화마그네슘(MgO) 단일소재가 대부분 사용되고 있다. 그러나, MgO 박막은, 다결정 형태이어서 플라즈마에 의해 쉽게 손상되고, 이차전자 방출계수가 그다지 높지 않으며, 표면에 이산화탄소, 수증기 등이 흡착되는 등 불순물 오염으로 인해 보호막 특성이 감소되고, MgO 자체의 방전전압 또한 높은 편이어서 소비전력 절감 및 효율적 측면에서 문제가 있다. Currently, magnesium oxide (MgO) single material is mostly used as a protective film material for PDP that satisfies such conditions. However, the MgO thin film is polycrystalline and easily damaged by plasma, the secondary electron emission coefficient is not so high, the protective film characteristics are reduced due to impurity contamination such as carbon dioxide, water vapor, etc. adsorbed on the surface, and the discharge voltage of the MgO itself. In addition, there is a problem in terms of power consumption reduction and efficiency because it is high.
이러한 문제점을 해결하기 위해, MgO의 구조를 변경시키거나 전기적 특성을 변화시키는 등의 노력이 계속되어 왔다. 예를 들면, MgO/MgF2 및 MgO/BaSrGdO4 등과 같은 다층 보호막을 증착시켜 PDP 성능의 향상을 꾀하는 방법이 알려져 있다(T. Sasaki, et. al., SID 96 digest, p. 283; I. Koiwa, et. al., IEICE Trans. Electron. Vol. E79-C (11), 1608). 그러나, 상기 다층 보호막들은 시간이 지남에 따라 특성이 열화되어 MgO 단층 보호막보다도 저하된 특성을 나타내어 PDP용 보호막으로 응용하는데 한계가 있다.In order to solve this problem, efforts have been made to change the structure of MgO or to change electrical properties. For example, a method of improving PDP performance by depositing multilayer protective films such as MgO / MgF 2 and MgO / BaSrGdO 4 is known (T. Sasaki, et. Al., SID 96 digest, p. 283; I. Koiwa, et. Al., IEICE Trans. Electron. Vol. E79-C (11), 1608). However, the multilayered protective films deteriorate with time, and thus exhibit properties that are lower than those of the MgO single-layered protective films, thereby limiting their application to PDP protective films.
따라서, 본 발명의 목적은 내식각성과 열안정성을 갖춘 동시에 이차전자 방출 특성이 우수하여 PDP용 보호막으로 유리하게 사용될 수 있는, 신규한 형태의 나노구조체를 제공하는 것이다. Accordingly, it is an object of the present invention to provide a novel nanostructure, which can be advantageously used as a protective film for PDP, having excellent corrosion resistance and thermal stability and excellent secondary electron emission characteristics.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명에서는, 기판상에 다중벽(쉘/코어) 구조의 나노바늘이 접합된 구조체를 제공한다.In order to achieve the above object, the present invention provides a structure in which the nano-needle of the multi-wall (shell / core) structure is bonded on the substrate.
또한, 본 발명에서는 상기 접합 구조체를 보호막으로 포함하는 플라즈마 디스플레이 패널을 제공한다.In addition, the present invention provides a plasma display panel including the bonding structure as a protective film.
이하 본 발명에 대하여 보다 상세히 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail.
본 발명에 따른 접합 구조체는, 기판 상에 내식각성 및 열안정성이 우수한 물질을 나노바늘 형태로 수직 성장시킨 후, 그 위에 두께 조절을 하면서 다양한 이종물질을 코팅시킴으로써 제조될 수 있고, 그 기본 구조는 도 1에 나타낸 바와 같이, 기판상에 쉘/코어 구조의 나노바늘이 적층되어 있는 것을 특징으로 한다.The bonded structure according to the present invention may be prepared by vertically growing a material having excellent etching resistance and thermal stability in the form of a nanoneedle on a substrate, and then coating various heterogeneous materials with thickness control thereon, and the basic structure may be As shown in FIG. 1, the nanoneedle of the shell / core structure is laminated | stacked on the board | substrate.
본 발명에 있어서, 상기 나노바늘을 증착시켜 성장시키기 위한 기판으로는 특별한 제한은 없으며, 예를 들면 유리, 플라스틱, 사파이어, 실리콘(Si), 실리콘카바이드(SiC), 금속(예: Ti, Al, Cu, Fe, Pt, Au, Ag 및 Ni), GaAs, Al2O3, MgO 등을 사용할 수 있다.In the present invention, there is no particular limitation as a substrate for depositing and growing the nanoneedle, for example, glass, plastic, sapphire, silicon (Si), silicon carbide (SiC), metal (eg Ti, Al, Cu, Fe, Pt, Au, Ag and Ni), GaAs, Al 2 O 3 , MgO and the like can be used.
본 발명에 따른 다중벽(쉘/코어) 구조의 나노바늘을 구성하는 물질로는 특별한 제약은 없고, PDP용 보호막 재질로서 갖추어야 할 기본 물성을 갖는 물질은 모두 사용할 수 있다. The material constituting the nano-needle of the multi-wall (shell / core) structure according to the present invention is not particularly limited, and any material having basic properties to be provided as a protective film material for PDP may be used.
구체적으로, 코어(core) 부분의 나노바늘 재질로는 내식각성 및 열안정성이 우수한 물질이 적합하며, 예를 들면 ZnO, TiO2, CeO2, MgO, CoO, CdO, CuO, WO, BaO 등과 같은 산화물; 다이아몬드(C), 실리콘(Si), 게르마늄(Ge) 등과 같은 IVB족 화합물; AlN, GaN, InN, GaAs, InP, GaP 등과 같은 III-VB족 화합물; SiC 등과 같은 카바이드 화합물 등을 사용할 수 있다.Specifically, a material having excellent corrosion resistance and thermal stability is suitable as the material of the core of the core portion, for example, ZnO, TiO 2 , CeO 2 , MgO, CoO, CdO, CuO, WO, BaO, etc. oxide; Group IVB compounds such as diamond (C), silicon (Si), germanium (Ge), and the like; Group III-VB compounds such as AlN, GaN, InN, GaAs, InP, GaP and the like; Carbide compounds such as SiC and the like can be used.
또한, 나노바늘에 코팅되는 물질(쉘 부분)로는 특별한 제한은 없고, 예를 들면 ZnO, TiO2, CeO2, MgO, CoO, CdO, CuO, WO, BaO 등과 같은 산화물; AlN, GaN, InN 등과 같은 질화물; SiC 등과 같은 카바이드; GaAs, InP, GaP 등과 같은 III-VB족 화합물; MgF2 등과 같은 불화물; Cs, Ni, Pt, Au 등과 같은 금속 등을 사용할 수 있으며, 특히, 질화물, 다이아몬드(C), MgO 등 음의 전자 친화도를 갖는 물질이 바람직하다(내용 확인 바랍니다).Further, the material (shell portion) coated on the nanoneedle is not particularly limited, and examples thereof include oxides such as ZnO, TiO 2 , CeO 2 , MgO, CoO, CdO, CuO, WO, BaO, and the like; Nitrides such as AlN, GaN, InN, and the like; Carbides such as SiC and the like; III-VB group compounds such as GaAs, InP, GaP, and the like; Fluorides such as MgF 2 and the like; Metals such as Cs, Ni, Pt, Au and the like can be used, and in particular, materials having negative electron affinity such as nitride, diamond (C), MgO and the like are preferable (please check the contents).
본 발명에 있어서, 코어 부분의 나노바늘을 성장시키거나, 성장된 코어 부분에 이종물질들을 코팅하는 방법으로는, 유기금속 화학증착법을 포함하는 화학 기상증착법, 스퍼터링(sputtering), 펄스레이저 증착법(pulse laser deposition) 등과 같은 물리적 성장 방법뿐만 아니라 금과 같은 금속촉매를 이용하는 기상 이송법(vapor-phase transport process) 등과 같은 다양한 방법이 사용될 수 있지만, 그 중에서도 금속촉매 없이 대면적 기판 위에 고품위 물질을 성장시킬 수 있고 이종물질 코팅시 뚜렷한 계면 형성이 가능한 유기금속 화학증착법이 특히 바람직하다.In the present invention, as a method of growing a nanoneedle of the core portion or coating heterogeneous materials on the grown core portion, chemical vapor deposition, sputtering, pulsed laser deposition including an organometallic chemical vapor deposition method (pulse) Various methods such as vapor-phase transport process using metal catalysts such as gold as well as physical growth methods such as laser deposition may be used, but among them, high-quality materials can be grown on large-area substrates without metal catalysts. Particular preference is given to organometallic chemical vapor deposition which is capable of forming distinct interfaces when coating dissimilar materials.
구체적으로, 본 발명에 따른 접합 구조체는, 기판 위에 바람직하게는 유기금속 화학증착법을 이용하여, 당분야에 공지된 다양한 전구체를 사용하여 1 내지 3 시간동안 상기 내식각성 및 열안정성이 우수한 물질을 나노바늘 형태로 증착 성장시킨 후, 그 위에 바람직하게는 유기금속 화학증착법을 이용하여, 당분야에 공지된 다양한 전구체를 사용하여 10분 이하의 시간동안 이종물질을 증착시켜 코팅함으로써 제조할 수 있다.Specifically, the bonded structure according to the present invention, by using an organometallic chemical vapor deposition method on the substrate, using a variety of precursors known in the art for 1 to 3 hours to the material excellent in the etching resistance and thermal stability nano After deposition growth in the form of a needle, it can be prepared by depositing and coating a heterogeneous material thereon for up to 10 minutes using various precursors known in the art, preferably using organometallic chemical vapor deposition.
상기 유기금속 화학증착법에 의한 나노바늘의 증착, 성장 및 나노바늘 상의 이종물질 코팅 공정은, 증착 성장시키고자 하는 물질의 반응 전구체들을 개별라인을 통해 각각 반응기에 주입하고, 10-5 내지 760 mmHg의 압력 및 온도 200 내지 900 ℃의 반응조건 하에서 화학반응시킴으로써 수행될 수 있다.The deposition, growth of the nanoneedle by the organometallic chemical vapor deposition, and the heterogeneous material coating process on the nanoneedle are performed by injecting the reaction precursors of the material to be deposited and grown into the reactor through separate lines, respectively, between 10 -5 and 760 mmHg. It can be carried out by chemical reaction under the reaction conditions of pressure and temperature 200 to 900 ℃.
상기 코어 부분의 나노바늘 및 그 위에 증착되는 코팅층은, 유기금속 화학증착법에 의해 형성시 도입되는 반응 기체들의 유입량이나 증착 온도 및 시간 등의 조건을 조절함으로써 각각 원하는 형태 및 두께로 형성될 수 있다. The nanoneedle of the core portion and the coating layer deposited thereon may be formed in a desired shape and thickness by adjusting conditions such as an inflow amount of the reaction gases introduced during formation by organometallic chemical vapor deposition, deposition temperature and time, and the like.
상기 코어 부분의 나노바늘은, 한쪽 끝의 곡률 반경이 수 옹스트롬 내지 수 나노미터 범위이고, 직경이 1 nm 내지 1 ㎛ 범위, 길이가 100 nm 내지 5 ㎛ 범위일 수 있고; 나노바늘 위에 증착되는 코팅층의 두께는 0.1 내지 100 nm 범위인 것이 바람직하다.The nanoneedle of the core portion may have a radius of curvature at one end ranging from several Angstroms to several nanometers, ranging from 1 nm to 1 μm in diameter, and 100 nm to 5 μm in length; The thickness of the coating layer deposited on the nanoneedle is preferably in the range of 0.1 to 100 nm.
본 발명에 따라 형성된 접합 구조체에 포함되는 다중벽 구조의 나노바늘은 결정성이 우수하고, 열적, 물리적 안정성이 뛰어날 뿐만 아니라, 끝이 뾰족하고 표면적이 넓어 이차전자 방출이득이 커서 기존의 MgO 박막보다 현저히 향상된 이차전자 방출특성을 나타내므로, 도 2에 나타낸 바와 같이, PDP를 구성하고 있는 전면 유리기판의 전극에 피막된 유전체층 위에 기존의 MgO 박막 대신 본 발명에 따른 접합 구조체를 증착시킴으로써 이차전자 방출특성이 우수한 PDP 발광 셀(cell)을 얻을 수 있다. The nanoneedle of the multi-walled structure included in the bonded structure formed according to the present invention has excellent crystallinity, excellent thermal and physical stability, and has a sharp tip and a large surface area so that the secondary electron emission gain is larger than that of the conventional MgO thin film. Since the secondary electron emission characteristics are significantly improved, as shown in FIG. 2, secondary electron emission characteristics are deposited by depositing a bonded structure according to the present invention instead of the existing MgO thin film on the dielectric layer coated on the electrode of the front glass substrate constituting the PDP. This excellent PDP light emitting cell can be obtained.
또한, 본 발명에 따라 제조된, 기판상에, 질화물 코팅층을 함유하는 다중벽(쉘/코어) 구조의 산화아연계 나노바늘이 접합된 구조체는 우수한 결정성 및 수직 배향성으로 인해 이차전자 방출특성이 더욱 향상되므로, 높은 이차전자 방출이득(secondary electron emission yield)을 요구하는 소자에도 이용될 수 있다.In addition, a structure in which a zinc oxide-based nanoneedle of a multi-wall (shell / core) structure containing a nitride coating layer is bonded on a substrate manufactured according to the present invention has a secondary electron emission characteristic due to excellent crystallinity and vertical orientation. Since it is further improved, it can also be used for devices requiring high secondary electron emission yield.
이하, 본 발명을 하기 실시예에 의거하여 좀더 상세하게 설명하고자 한다. 단, 하기 실시예는 본 발명을 예시하기 위한 것일 뿐 한정하지는 않는다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail based on the following examples. However, the following examples are not intended to limit the invention only.
실시예 1: 기판상에 GaN/ZnO 나노바늘이 접합된 구조체의 제조Example 1 Fabrication of a Structure Bonded by GaN / ZnO Nanoneedle on a Substrate
운반기체로 아르곤을 사용하여 반응전구체인 디에틸아연(Zn(CH3)2) 및 O2 기체를 개별적인 라인을 통해 각각 실리콘 또는 유리 기판이 위치된 반응기내로 0.1 내지 10 sccm 및 10 내지 100 sccm 범위의 흐름속도로 주입하고, 기판 상에서 상기 물질들을 화학반응시켜 기판상에 균일한 길이와 밀도분포로 성장된, 한쪽 끝이 예리한 산화아연 나노바늘을 제조하였다. 약 1시간에 걸쳐 나노바늘의 성장이 진행되는 동안 반응기 내의 압력은 10-5 내지 760 mmHg로, 온도는 400 내지 600 ℃로 유지하였다.Using argon as the carrier gas, the reaction precursors, diethylzinc (Zn (CH 3 ) 2 ) and O 2 gases, are separated into separate lines by 0.1 to 10 sccm and 10 to 100 sccm, respectively, into the reactor where the silicon or glass substrate is located. Injected at a flow rate in the range, and chemically reacted on the substrate to produce a zinc oxide nanoneedle with a sharp edge, grown to a uniform length and density distribution on the substrate. The pressure in the reactor was maintained at 10 −5 to 760 mmHg and the temperature at 400 to 600 ° C. during the growth of the nanoneedle over about 1 hour.
이어서, 개별적인 라인을 통해 TMGa(trimethyl gallium) 및 NH3 기체를 각각 1 내지 50 sccm 및 100 내지 2000 sccm 범위의 흐름속도로 반응기내로 주입하고, 압력은 10-5 내지 760 mmHg로, 온도는 200 내지 900 ℃로 유지하면서 반응기 내에서 상기 반응 전구체들을 10분 동안 화학반응시켜, 기판상에 다중벽 구조의 질화갈륨(GaN)/산화아연(ZnO) 나노바늘이 접합된 구조체를 제조하였다.Trimethyl gallium (TMGa) and NH 3 gases were then introduced into the reactor through a separate line at flow rates ranging from 1 to 50 sccm and 100 to 2000 sccm, respectively, at a pressure of 10 -5 to 760 mmHg and at a temperature of 200 The reaction precursors were chemically reacted in the reactor for 10 minutes while maintaining the temperature at 900 ° C. to prepare a structure in which a multi-walled gallium nitride (GaN) / zinc oxide (ZnO) nanoneedle was bonded to the substrate.
증착 반응을 완료한 후, 수득된 다중벽 구조의 GaN/ZnO 나노바늘의 주사 전자 현미경 사진 및 투과 전자 현미경 사진을 각각 도 3 및 4에 나타내었다. 도 3으로부터, 제조된 다중벽 구조의 나노바늘들이 기판에 수직인 방향으로 잘 배향되어 있을 뿐만 아니라 크기가 균일하고 조밀하게 분포되어 있음을 알 수 있고, 도 4로부터 본 발명에 따라 제조된 다중벽 구조의 나노바늘은 뚜렷한 계면을 가짐을 알 수 있다. After completion of the deposition reaction, scanning electron micrographs and transmission electron micrographs of the obtained multi-walled GaN / ZnO nanoneedle are shown in FIGS. 3 and 4, respectively. It can be seen from FIG. 3 that the manufactured multi-walled nanoneedles are not only well oriented in the direction perpendicular to the substrate but also uniformly and densely distributed in size, and from FIG. It can be seen that the nanoneedle of the structure has a distinct interface.
실시예 2: 기판상에 AlN/ZnO 나노바늘이 접합된 구조체의 제조Example 2 Preparation of Structures Bonded with AlN / ZnO Nanoneedle on a Substrate
코어(core) 부분의 산화아연 나노바늘 위에 코팅시키려는 물질의 반응전구체 중 하나인 TMGa 대신 TMAl(trimethyl aluminium)을 사용하는 것을 제외하고는, 실시예 1과 유사한 공정을 수행하여, 기판상에 다중벽 구조의 질화알루미늄(AlN)/산화아연(ZnO) 나노바늘이 접합된 구조체를 제조하였다.A similar procedure as in Example 1 was carried out except that trimethyl aluminum (TMAl) was used instead of TMGa, which is one of the reaction precursors of the material to be coated on the zinc oxide nanoneedle of the core portion, to multi-wall on the substrate. A structure in which aluminum nitride (AlN) / zinc oxide (ZnO) nanoneedle having a structure was bonded was manufactured.
비교예 1: ZnO 나노바늘Comparative Example 1: ZnO Nanoneedle
실시예 1에서 다중벽 구조의 GaN/ZnO 나노바늘을 제조하는 공정 중에 수득한, GaN 코팅공정을 수행하기 전의 ZnO 나노바늘을 비교예 1로 하였다. The ZnO nanoneedles before performing the GaN coating process, which were obtained during the process of manufacturing the GaN / ZnO nanoneedles of the multi-wall structure in Example 1, were used as Comparative Example 1.
비교예 2: GaN 박막Comparative Example 2: GaN Thin Film
운반기체로 수소를 사용하여 반응전구체인 TMGa 및 NH3 기체를 개별적인 라인을 통해 각각 약 4 sccm 및 1000 sccm의 흐름속도로 반응기내로 주입하고, 압력은 약 200 torr로, 온도는 약 500 ℃로 유지하면서 실리콘 기판이 위치된 반응기 내에서 상기 반응 전구체들을 5분 동안 화학반응시켜 약 10 nm 두께의 GaN 박막을 성장시켰다.Using hydrogen as a carrier gas, the precursor precursors, TMGa and NH 3 gas, were injected into the reactor at separate flow rates of about 4 sccm and 1000 sccm, respectively, and the pressure was about 200 torr and the temperature was about 500 ° C. While maintaining the silicon substrate, the reaction precursors were chemically reacted for 5 minutes to grow a GaN thin film having a thickness of about 10 nm.
비교예 3: AlN 박막Comparative Example 3: AlN Thin Film
운반기체로 수소를 사용하여 반응전구체인 TMAl 및 NH3 기체를 개별적인 라인을 통해 각각 약 20 sccm 및 1000 sccm의 흐름속도로 반응기내로 주입하고, 압력은 약 200 torr로, 온도는 약 1200 ℃로 유지하면서 실리콘 기판이 위치된 반응기 내에서 상기 반응 전구체들을 2분 동안 화학반응시켜 약 10 nm 두께의 AlN 박막을 성장시켰다.Using hydrogen as a carrier gas, the precursor precursors TMAl and NH 3 gas were injected into the reactor at separate flow rates of about 20 sccm and 1000 sccm, respectively, and the pressure was about 200 torr and the temperature was about 1200 ° C. While maintaining the silicon substrate, the reaction precursors were chemically reacted for 2 minutes to grow an AlN thin film having a thickness of about 10 nm.
본 발명에 따른 다중벽 구조의 나노바늘의 이차전자 방출특성을 조사하기 위하여 약 10-7 torr의 고진공 하에서 실시예 1 및 2에서 제조된 다중벽 구조의 나노바늘 및 비교예 1 및 2에서 제조된 ZnO 나노바늘, GaN 박막 및 AlN 박막의 인가전압에 따른 이차전자 방출이득(γ)을 측정 비교하고, 그 결과를 도 5a 및 5b에 나타내었다. 도 5a 및 도 5b로부터, 본 발명에 따른 다중벽 구조의 나노바늘이 이종물질이 코팅되지 않은 산화아연 나노바늘 및, 이차전자 방출 특성이 우수하다고 알려진 질화물(AlN 또는 GaN) 박막보다도 이차전자 방출이득이 높음을 알 수 있다.In order to investigate the secondary electron emission characteristics of the nano-needle of the multi-walled structure according to the present invention under the high vacuum of about 10 -7 torr nano-needle of the multi-walled structure prepared in Examples 1 and 2 and prepared in Comparative Examples 1 and 2 Secondary electron emission gain (γ) of ZnO nanoneedle, GaN thin film and AlN thin film was measured and compared, and the results are shown in FIGS. 5A and 5B. 5A and 5B, secondary electron emission gains are obtained from a multi-walled nanoneedle according to the present invention than a zinc oxide nanoneedle having no heterogeneous material coated thereon and a nitride (AlN or GaN) thin film which is known to have excellent secondary electron emission characteristics. It can be seen that this is high.
본 발명에 따라 기판상에 수직 증착된 바늘 형태의 나노구조체에 다양한 이종물질을 코팅시켜 제조된 접합 구조체는 기계적, 열적으로 안정할뿐만 아니라 이차전자 방출 특성이 매우 우수하여 고효율, 저전력 소모 및 내구성이 뛰어난 PDP용 보호막으로서 유리하게 이용될 수 있다. 또한, 본 발명에 따르면, PDP용 보호막 제조시 대량생산이 용이한 화학기상 증착법을 이용할 수 있다는 장점이 있어 향후 PDP 생산성도 향상시킬 수 있어 산업적, 기술적으로 아주 큰 가치를 가지고 있다.According to the present invention, a bonded structure prepared by coating various heterogeneous materials on a needle-shaped nanostructure vertically deposited on a substrate is not only mechanically and thermally stable but also has excellent secondary electron emission characteristics and thus high efficiency, low power consumption, and durability. It can be advantageously used as an excellent PDP protective film. In addition, according to the present invention, there is an advantage that the chemical vapor deposition method that can be easily mass-produced in the manufacture of a protective film for PDP can be improved in the future PDP productivity has a great industrial and technical value.
도 1은 본 발명에 따른 다중벽 구조의 나노바늘의 기본 구조도이고,1 is a basic structural diagram of a nano-needle of a multi-walled structure according to the present invention,
도 2는 본 발명에 따른 접합 구조체를 보호막으로 포함하는 플라즈마 디스플레이 패널(plasma display panel, PDP) 발광 셀(cell)의 기본 구조도이고,2 is a basic structural diagram of a plasma display panel (PDP) light emitting cell including a bonded structure according to the present invention as a protective film,
도 3은 본 발명의 실시예 1에서 제조된 다중벽 구조의 GaN/ZnO 나노바늘의 주사전자현미경 사진(scanning electron microscopy, SEM)이고,3 is a scanning electron micrograph (Scanning electron microscopy, SEM) of a multi-walled GaN / ZnO nanoneedle prepared in Example 1 of the present invention,
도 4는 본 발명의 실시예 1에서 제조된 다중벽 구조의 GaN/ZnO 나노바늘의 투과전자현미경 사진(transmission electron microscopy, TEM)이며,4 is a transmission electron micrograph (TEM) of a multi-walled GaN / ZnO nanoneedle prepared in Example 1 of the present invention,
도 5a 및 5b는 본 발명의 실시예 1 및 2, 및 비교예 1 및 2에서 각각 제조된 나노바늘 및 박막의 인가전압에 따른 이차전자 방출이득(secondary electron emission yield, γ)을 나타내는 그래프이다. 5A and 5B are graphs illustrating secondary electron emission yield (γ) according to applied voltages of the nanoneedle and the thin film prepared in Examples 1 and 2 and Comparative Examples 1 and 2, respectively.
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