KR20060072816A - 플라즈마 디스플레이 패널의 보호층 증착방법 - Google Patents

플라즈마 디스플레이 패널의 보호층 증착방법 Download PDF

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KR20060072816A
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Abstract

본 발명은 플라즈마 디스플레이 패널의 보호층 증착방법에 관한 것이다.
이러한 본 발명에 따른 플라즈마 디스플레이 패널의 보호층 증착방법은 (a) 진공 챔버의 소정 위치에 유전체층이 형성된 전면 패널을 장착하는 단계, (b) 진공 챔버 내에 산소와 아르곤의 혼합 가스를 주입하여 반응 분위기를 형성하는 단계 및 (c) 반응 분위기 하에서 전면 패널의 유전체층 상부에 보호층을 증착하는 단계를 포함한다.
따라서, 본 발명은 플라즈마 디스플레이 패널의 보호층 증착방법을 개선하여 보호층의 표면이 좀 더 균일해짐으로써 이차전자 방출특성이 좋아져 전압 특성 향상에 도움을 주어 패널의 휘도가 향상되며, 패널의 장기간 사용 시 보호층의 안정화에도 기여를 하여 패널의 신뢰성이 향상되는 효과가 있다.

Description

플라즈마 디스플레이 패널의 보호층 증착방법{Deposition Method of Protection Layer for Plasma Display Panel}
도 1은 일반적인 플라즈마 디스플레이 패널의 구조를 나타낸 도.
도 2는 종래 플라즈마 디스플레이 패널의 전면패널 제조 공정을 순차적으로 나타낸 공정도.
도 3a 및 3b는 종래 플라즈마 디스플레이 패널의 보호층을 E-beam법을 이용하여 증착하는 방법을 나타낸 도.
도 4는 본 발명에 따른 플라즈마 디스플레이 패널의 제조방법을 순차적으로 나타낸 블록도
도 5는 본 발명에 따른 플라즈마 디스플레이 패널의 보호층을 RF-스퍼터링법을 이용하여 증착하는 과정을 나타낸 도.
도 6은 본 발명에 따른 플라즈마 디스플레이 패널의 보호층 증착 시 챔버 내의 가스조성별 방전 유지전압에 따른 휘도 변화를 그래프로 나타낸 도.
본 발명은 플라즈마 디스플레이 패널에 관한 것으로, 더욱 자세하게는 보호 층 증착방법을 개선한 플라즈마 디스플레이 패널의 제조방법에 관한 것이다.
일반적으로, 플라즈마 디스플레이 패널은 전면 패널과 후면 패널 사이에 형성된 격벽이 하나의 단위 셀을 이루는 것으로, 각 셀 내에는 네온(Ne), 헬륨(He) 또는 네온과 헬륨의 혼합기체(Ne+He)와 같은 주 방전 기체와 소량의 크세논을 함유하는 불활성 가스가 충진되어 있다. 고주파 전압에 의해 방전이 될 때, 불활성 가스는 진공자외선(Vacuum Ultraviolet Rays)을 발생하고 격벽 사이에 형성된 형광체를 발광시켜 화상이 구현된다. 이와 같은 플라즈마 디스플레이 패널은 얇고 가벼운 구성이 가능하므로 차세대 표시장치로서 각광받고 있다.
도 1은 일반적인 플라즈마 디스플레이 패널의 구조를 나타낸 도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 플라즈마 디스플레이 패널은 화상이 디스플레이 되는 표시면인 전면 글라스(101)에 스캔 전극(102) 및 서스테인 전극(103)이 쌍을 이뤄 형성된 복수의 유지전극쌍이 배열된 전면 패널(100) 및 배면을 이루는 후면 글라스(111) 상에 전술한 복수의 유지전극쌍과 교차되도록 복수의 어드레스 전극(113)이 배열된 후면 패널(110)이 일정거리를 사이에 두고 평행하게 결합된다.
전면 패널(100)은 하나의 방전셀에서 상호 방전시키고 셀의 발광을 유지하기 위한 스캔 전극(102) 및 서스테인 전극(103), 즉 투명한 물질로 형성된 투명전극(a)과 은(Ag)과 같은 금속재질로 제작된 버스전극(b)으로 구비된 스캔 전극(102) 및 서스테인 전극(103)이 쌍을 이뤄 포함된다. 스캔 전극(102) 및 서스테인 전극(103)은 방전 전류를 제한하며 전극 쌍 간을 절연시켜주는 유전체층(104)에 의해 덮혀지고, 상부 유전체층(104) 상면에는 방전 조건을 용이하게 하기 위하여 산화마 그네슘(MgO)을 증착한 보호층(105)이 형성된다.
후면 패널(110)은 복수 개의 방전 공간 즉, 방전셀을 형성시키기 위한 스트라이프 타입의 격벽(112)이 평행을 유지하여 배열된다. 또한, 어드레스 방전을 수행하여 진공자외선을 발생시키는 다수의 어드레스 전극(113)이 격벽(112)에 대해 평행하게 배치된다. 후면 패널(110)의 상측면에는 어드레스 방전 시 화상표시를 위한 가시광선을 방출하는 R, G, B 형광체(114)가 도포된다. 어드레스 전극(113)과 형광체(114) 사이에는 어드레스 전극(113)을 보호하기 위한 하부 유전체층(115)이 형성된다.
이와 같은 플라즈마 디스플레이 패널에 있어서, 전면 패널 제조 공정을 순차적으로 살펴보면 다음과 같다.
도 2는 종래 플라즈마 디스플레이 패널의 전면 패널 제조 공정을 순차적으로 나타낸 공정도이다.
도 2에 도시된 바와 같이, (a) 단계에서는 전면 글라스(200)에 유지전극쌍인 스캔 전극(210) 및 서스테인 전극(220)을 형성한다.
이러한 스캔 전극(210) 및 서스테인 전극(220)은 투명전극(210a, 220a)과 버스전극(210b, 220b)으로 형성되어 있는데 스캔 전극(210) 및 서스테인(220) 전극 형성 방법의 일례를 살펴보면, 산화 인듐과 산화주석으로 이루어진 ITO(Indium Tin Oxide) 물질로 형성된 투명 전극막 상부에 드라이 필름을 라미네이팅하여 소정의 패턴이 형성된 포토 마스크(Photo Mask)의 패턴으로 노광한 후, 현성 및 에칭 공정을 거쳐 스캔용 투명전극(210a)과 서스테인용 투명전극(220a)을 형성한다.
이와 같은 스캔용 투명전극(210a)과 서스테인용 투명전극(220a) 상부에 버스전극(210b, 220b)을 각각 형성하게 되는데 그 형성 방법의 일례를 살펴보면, 감광성 은(Ag)페이스트를 스크린 인쇄(Screen-printing)방식으로 인쇄한 후, 전술한 투명전극 형성 방법과 마찬가지로 노광공정을 이용하여 버스전극을 형성한다. 그 후 550℃ 정도의 온도로 가열하여 소성을 행함으로써 스캔 전극(210) 및 서스테인 전극(220)이 형성된다.
이 후, (b) 단계에서, 스캔 전극(210) 및 서스테인 전극(220)이 형성된 전면 글라스 상부에 유전체층(230)을 형성한다.
이러한 유전체층(230) 형성 방법의 일례를 살펴보면, 유전체 유리 페이스트를 도포하여 건조한 후, 약 500℃ ~ 600℃의 온도로 소성을 행하여 유전체층(230)을 형성한다.
마지막으로, (c) 단계에서, 유전체층(230)의 표면상에 산화마그네슘으로 이루어지는 보호층(240)을 CVD법, 이온도금법이나 진공증착법 등을 이용하여 형성하면 플라즈마 디스플레이 패널의 전면 패널이 완성된다.
이와 같은 전면 패널에서의 보호층(240)은 플라즈마 디스플레이 패널의 방전전압을 낮추기 위한 이차전자를 공급해주며 상부 유전체층(230)이 이온으로부터 받는 손상을 막아주는 역할을 한다.
다음은 이러한 역할을 하는 보호층의 E-beam법을 이용하여 증착하는 과정을 보여준다.
도 3a 및 3b는 종래 플라즈마 디스플레이 패널의 보호층을 E-beam법을 이용 하여 증착하는 방법을 나타낸 도이다.
도 3a에 도시된 바와 같이, 유지전극쌍 상부에 유전체층(304)이 형성된 전면 패널(300)을 보호층(305)을 증착시키기 위해 진공 챔버(310) 내부로 진입시킨다. 이 때, 진공 챔버(310) 내부로 진입한 전면 패널(300)은 유전체층(304) 상부에 보호층(305)을 증착시키는 장치를 통해 보호층(305)이 증착되는데, 이러한 보호층 증착 장치는 전면 패널(300)을 고정하는 패널고정부(330)와 전면 패널(300)이 소정거리로 이격되어 전면 패널(300)에 통상 산화마그네슘(MgO)으로 이루어지는 보호층(305)을 증착시키는 증기발산부(350)를 포함한다. 여기서, 증기발산부(350)는 허스(Hearth, 350a)내에 MgO 물질(350b)을 담아서 허스(Hearth, 350a)에 형성된 오리피스(Orifice, 350a1)를 통하여 전자빔(E-Beam, 370)건으로 MgO 물질(350b)을 집중 조사하는 장치를 말한다.
한편, 진공 챔버(310) 내부에서 패널고정부(330)에 놓여진 전면 패널(300)은 증기발산부(350)와 10㎝의 거리(d1)로 이격되어 제작된다. 이와 같이 제작된 진공 챔버(310)내의 보호층 증착장치(330, 350)를 이용하여 도 3b에 도시된 바와 같이 증기발산부(350)의 MgO 물질(350b)을 허스(Hearth, 350a)에 형성된 오리피스(Orifice, 350a1)를 통하여 전자빔(E-Beam, 370)건으로 집중 조사하면 MgO 물질(350b)은 에너지 대부분이 열로 변하게 되어 기체의 승화상태인 증기가 전면 패널(300)의 유전체층(304) 표면에 달라붙게 된다.
그러나 증기발산부(350)는 패널고정부(330)에 놓여진 전면 패널(300)의 유전 체층(304) 상부와 10㎝의 거리로 이격되어 제작되므로 전자빔(E-Beam, 370)건을 주사할 시에는 시간당 보호층(305) 재료인 MgO 기체원자가 발산되어 유전체층(304) 상부에 달라붙는 증착시간은 늦어지게 되고, 또한 이러한 보호층(305)의 증착공정에서 전술한 전면 패널(300)과 증기발산부(350)는 고정된 상태이기 때문에 보호층(305)의 재료인 MgO 기체원자가 한정된 유전체층(304) 표면의 소정 부분에 다량으로 발산되고, 이에 따라 유전체층(304) 상부의 양측 부분은 중앙측 부분보다 달라붙는 증착면적의 두께가 좁게 형성되어 보호층(305)의 양측 부분의 부식속도가 중앙측 부분의 부식속도보다 빨라지게 되므로 패널의 수명은 단축된다.
또한, 표면이 균일하지 않기 때문에 이차전자방출계수도 일정치 않아 플라즈마 디스플레이 패널의 휘도가 낮아지는 문제점이 있다.
따라서 본 발명은 전면 패널의 보호층 증착방법을 개선하여 플라즈마 디스플레이 패널의 수명을 늘리고 휘도를 향상시킬 수 있는 플라즈마 디스플레이 패널의 보호층 증착방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 플라즈마 디스플레이 패널의 보호층 증착 방법은 (a) 진공 챔버의 소정 위치에 유전체층이 형성된 전면 패널을 장착하는 단계; (b) 진공 챔버 내에 산소와 아르곤의 혼합 가스를 주입하여 반응 분위기를 형성하는 단계; 및 (c) 반응 분위기 하에서 전면 패널의 유전체층 상부에 보호층을 증착하는 단계를 포함한다.
챔버 내의 산소 함량은 40%이상 60%이하인 것을 특징으로 한다.
챔버 내의 아르곤 함량은 40%이상 60%이하인 것을 특징으로 한다.
챔버 내의 증착 압력은 1.0×10-3Torr이상 1.5×10-3Torr이하인 것을 특징으로 한다.
챔버 내의 전면 패널의 온도는 80℃이상 120℃이하인 것을 특징으로 한다.
챔버 내의 MgO 증착율은 5Å/sec이상 10Å/sec이하인 것을 특징으로 한다.
유전체층 상부에 형성되는 보호층은 RF-스퍼터링법으로 증착되는 것을 특징으로 한다.
보호층의 두께는 4000Å이상 6000Å이하인 것을 특징으로 한다.
이하에서는 첨부된 도면을 참고로 하여 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세히 설명한다.
도 4는 본 발명에 따른 플라즈마 디스플레이 패널의 제조방법을 순차적으로 나타낸 블록도이다.
도 4에서 보는 바와 같이, 본 발명에 따른 플라즈마 디스플레이 패널의 제조방법은 도 4의 우측에 나열된 전면 패널 제조 과정과, 좌측에 나열된 후면 패널 제조 과정 및 하측에 나열된 실링 과정 등을 포함한 조립 과정을 포함한다.
먼저, 도 4의 우측에 나열된 전면 패널 제조 과정을 설명하면 다음과 같다. 전면 패널은 먼저 기재가 되는 전면 글라스를 준비한 후(100), 전면 글라스 상부에 복수의 유지전극쌍이 형성된다(110). 이 후, 유지전극쌍 상부에 상판 유전체층이 형성되고(120), 상판 유전체층 상부에 유지전극쌍을 보호하기 위한 Mgo로 이루어진 보호층이 형성된다(130).
이어서, 도 4의 좌측에 나열된 후면 패널 제조 과정을 설명하면 다음과 같다. 후면 패널은 전면 패널과 마찬가지로 먼저 기재가 되는 후면 글라스를 준비하고(200), 전면 패널에 형성된 유지전극쌍과 교차하여 대향되도록 복수의 어드레스전극이 후면 글라스에 형성된다(210). 이 후, 어드레스전극 상면에 하판 유전체층이 형성되고(220), 하판 유전체층 상면에 형광층이 형성된다(230).
이와 같이 제조된 전면 패널과 후면 패널은 서로 실링되어(300) 플라즈마 디스플레이 패널(400)을 형성한다.
이와 같이 형성되는 본 발명에 따른 플라즈마 디스플레이 패널에서 전면 패널의 보호층을 RF-스퍼터링을 이용하여 증착하는 방법을 살펴보면 다음 5와 같다.
도 5는 본 발명에 따른 플라즈마 디스플레이 패널의 보호층을 RF-스퍼터링법을 이용하여 증착하는 과정을 나타낸 도이다.
도 5에 도시된 바와 같이, (a) 단계에서는 진공 챔버(400)의 하부에 유전체층이 형성된 전면 패널(410)을 장착한다.
이 후, (b) 단계에서 진공 챔버(400) 내에 산소(O2)와 아르곤(Ar) 혼합 가스를 주입한다. 이 때, 산소(O2)와 아르곤(Ar)의 혼합 가스는 아르곤(Ar) 가스에 산소(O2)를 섞어 10sccm 유량으로 혼합가스를 챔버 내에 주입한다. 또한, 챔버 내의 산소(O2)의 함량은 40%이상 60%이하의 함량을 가지며 아르곤(Ar) 역시 40%이상 60%이 하의 함량을 갖는다. 예를 들어, 만약 산소(O2)의 함량이 40%라면 아르곤(Ar)의 함량은 60%이며 반대로 산소(O2)의 함량이 60%라면 아르곤(Ar)의 함량은 40%가 된다.
이 후, (c) 단계에서 산소(O2)와 아르곤(Ar)의 혼합 가스를 주입하면서 RF 전력(420)을 50W로 일정하게 걸어주면 MgO 타겟(430)이 챔버(400) 내의 하부에 위치한 전면 패널(410)의 유전체층 상부에 증착된다.
이와 같은 방법으로 증착되는 보호층은 그 증착을 위한 조건으로 챔버 내의 산소(O2)와 아르곤(Ar)의 함량은 각각 40%이상 60%이하라 하였다. 그 이유를 살펴보면 다음과 같다.
도 6은 본 발명에 따른 플라즈마 디스플레이 패널의 보호층 증착 시 챔버 내의 가스조성별 방전 유지전압에 따른 휘도 변화를 그래프로 나타낸 도이다.
도 6을 살펴보면, 산소(O2) 50%, 아르곤(Ar) 50%의 혼합가스를 주입한 경우와 종래와 같이 챔버 내에 아르곤(Ar) 가스만을 주입한 경우의 휘도변화를 비교하여 그래프로 나타내었다. 도시된 바와 같이, 산소(O2)와 아르곤(Ar)의 혼합가스를 주입한 경우가 아르곤(Ar) 가스만을 주입한 경우보다 휘도가 더욱 높았다. 이에 따라 챔버 내의 산소(O2)의 함량은 40%이상 60%이하의 함량을 가지며 더욱 바람직하게는 50%의 함량을 갖고, 아르곤(Ar) 역시 챔버 내의 함량은 40%이상 60%이하의 함량을 가지며 더욱 바람직하게는 50%의 함량을 갖는다. 이 때, 챔버 내의 증착압력은 1.0×10-3Torr이상 1.5×10-3Torr이하이고 챔버 내의 하부에 장착되는 패널의 온도는 80℃이상 120℃이하이며 이에 따른 챔버 내의 MgO 증착율은 5Å/sec이상 10Å/sec이하이다.
이와 같은 조건으로 증착된 보호층의 두께는 4000Å이상 6000Å이하이다. 더욱 바람직한 보호층의 두께는 5000Å이다.
이와 같이 챔버 내에 산소(O2)와 아르곤(Ar) 혼합가스를 주입하여 RF-스퍼터링법을 이용하여 보호층을 증착하면 종래 E-Beam법을 이용하여 보호층을 증착할 때보다 표면이 매끄러워져 이차전자 방출특성이 좋아져 전압특성 향상에 도움을 주어 패널의 휘도가 향상되며 패널의 장기간 사용 시 보호층의 안정화에도 기여하여 패널의 신뢰성이 향상된다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 기술적 구성은 본 발명이 속하는 기술 분야의 당업자가 본 발명의 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.
그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해되어야 하고, 본 발명의 범위는 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
이상에서 보는 바와 같이, 본 발명은 플라즈마 디스플레이 패널의 보호층 증착방법을 개선하여 보호층의 표면이 좀 더 균일해짐으로써 이차전자 방출특성이 좋아져 전압 특성 향상에 도움을 주어 패널의 휘도가 향상되며, 패널의 장기간 사용 시 보호층의 안정화에도 기여를 하여 패널의 신뢰성이 향상되는 효과가 있다.

Claims (8)

  1. (a) 진공 챔버의 소정 위치에 유전체층이 형성된 전면 패널을 장착하는 단계;
    (b) 상기 진공 챔버 내에 산소와 아르곤의 혼합 가스를 주입하여 반응 분위기를 형성하는 단계; 및
    (c) 상기 반응 분위기 하에서 전면 패널의 유전체층 상부에 보호층을 증착하는 단계;
    를 포함하는 플라즈마 디스플레이 패널의 보호층 증착방법.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 챔버 내의 산소 함량은 40%이상 60%이하인 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널의 보호층 증착방법.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 챔버 내의 아르곤 함량은 40%이상 60%이하인 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널의 보호층 증착방법.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 챔버 내의 증착 압력은 1.0×10-3Torr이상 1.5×10-3Torr이하인 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널의 보호층 증착방법.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 챔버 내의 전면 패널의 온도는 80℃이상 120℃이하인 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널의 보호층 증착방법.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 챔버 내의 MgO 증착율은 5Å/sec이상 10Å/sec이하인 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널의 보호층 증착방법.
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 유전체층 상부에 형성되는 보호층은 RF-스퍼터링법으로 증착되는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널의 보호층 증착방법.
  8. 제 1항에 있어서,
    상기 보호층의 두께는 4000Å이상 6000Å이하인 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널의 보호막 증착방법.
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