KR20070021719A - Plasma display panel and the manufacturing method of the same - Google Patents
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Abstract
본 발명은 플라즈마 디스플레이 패널 및 그 제조방법에 관한 것으로서, 플라즈마 디스플레이 패널이 산화 마그네슘과 수소원자를 포함하여 형성되는 보호막을 포함하여 구성되어, 상기 보호막을 이루는 결정이 [220] 배향을 가져 플라즈마 디스플레이 패널의 방전 효율을 높인다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a plasma display panel and a method of manufacturing the same, wherein the plasma display panel includes a protective film formed of magnesium oxide and hydrogen atoms, and thus the crystals forming the protective film have an [220] orientation. To increase the discharge efficiency.
플라즈마 디스플레이 패널, MgO, 보호막, 배향 Plasma Display Panel, MgO, Protective Film, Orientation
Description
도 1 은 플라즈마 디스플레이 패널의 구조가 도시된 도,1 is a diagram showing the structure of a plasma display panel;
도 2 는 종래 기술에 의한 플라즈마 디스플레이 패널의 보호막의 결정 구조가 도시된 도,2 is a view showing a crystal structure of a protective film of a plasma display panel according to the prior art;
도 3 은 본 발명에 의한 플라즈마 디스플레이 패널의 보호막의 결정 구조가 도시된 도, 3 is a view showing a crystal structure of a protective film of a plasma display panel according to the present invention;
도 4a 내지 4c 는 본 발명에 의한 플라즈마 디스플레이 패널의 보호막의 엑스선 회절 분석 결과가 도시된 도,4A to 4C are diagrams showing the results of X-ray diffraction analysis of the protective film of the plasma display panel according to the present invention;
도 5 는 본 발명에 의한 플라즈마 디스플레이 패널의 보호막과 종래의 보호막의 엑스선 회절 분석 비교 결과가 도시된 도,FIG. 5 is a diagram showing a comparison result of X-ray diffraction analysis of a protective film and a conventional protective film of a plasma display panel according to the present invention;
도 6 은 본 발명에 의한 플라즈마 디스플레이 패널의 보호막과 종래의 보호막의 2차 전자 방출 계수가 도시된 도,6 is a diagram showing secondary electron emission coefficients of a protective film and a conventional protective film of a plasma display panel according to the present invention;
도 7 은 본 발명에 의한 플라즈마 디스플레이 패널의 보호막과 종래의 보호막의 온도에 따른 응답 특성이 도시된 도,7 is a diagram illustrating a response characteristic according to a temperature of a protective film and a conventional protective film of a plasma display panel according to the present invention;
도 8 은 본 발명에 의한 플라즈마 디스플레이 패널의 보호막이 형성되는 과 정이 도시된 도,8 is a view illustrating a process of forming a protective film of the plasma display panel according to the present invention;
도 9 는 본 발명에 따른 플라즈마 디스플레이 패널의 보호막의 제조 장치가 도시된 도이다.9 is a diagram illustrating an apparatus for manufacturing a protective film of a plasma display panel according to the present invention.
<도면의 주요 부분에 관한 부호의 설명><Explanation of symbols on main parts of the drawings>
14: 보호막14: shield
본 발명은 플라즈마 디스플레이 패널 및 그 제조방법에 관한 것으로서, [220] 결정 배향을 가지는 보호막을 형성하여 플라즈마 디스플레이 패널의 응답 속도 및 2차 전자 방출 계수를 높일 수 있는 플라즈마 디스플레이 패널 및 그 제조방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a plasma display panel and a method for manufacturing the same, and to a plasma display panel and a method for manufacturing the same, which may increase a response speed and secondary electron emission coefficient of the plasma display panel by forming a protective film having a crystal orientation. will be.
종래 기술에 의한 플라즈마 디스플레이 패널은 도 1 에 도시된 바와 같이 크게 전면기판(A)과 배면기판(B)으로 이루어진다.The plasma display panel according to the prior art is largely composed of a front substrate A and a rear substrate B as shown in FIG.
상기 전면기판(A)에는 순차적으로 형성되는 스캔 전극(1) 및 서스테인 전극(2)과, 상기 스캔 전극 및 서스테인 전극위에 적층되는 유전체층(3)과, 상기 유전체층 상에 형성되는 보호막(4)으로 이루어진다.The front substrate A includes a scan electrode 1 and a sustain electrode 2 which are sequentially formed, a
상기 스캔 전극(1) 및 서스테인 전극(2)는 각각 상대적으로 넓은 폭을 가지고 가시광을 투과하기 위하여 투명 전극 물질(ITO)로 이루어진 투명 전극(1a, 2a)과, 상대적으로 좁은 폭을 가지며 상기 투명 전극의 면저항을 보상하기 위하여 구비되는 금속 물질로 이루어진 버스 전극(1b, 2b)으로 구성된다.The scan electrode 1 and the sustain electrode 2 each have a relatively wide width and
상기 스캔 전극(1) 및 서스테인 전극(2)으로 플라즈마 디스플레이 패널 구동을 위한 구동신호가 공급되면, 상기 유전체층(3)에는 벽전하가 축적되고, 상기 보호막(4)은 스퍼터링에 의한 상기 유전체층(3)의 손상을 방지하고 2차 전자의 방출 효율을 높인다.When a driving signal for driving the plasma display panel is supplied to the scan electrode 1 and the sustain electrode 2, wall charges are accumulated in the
상기 배면기판(B)에는 어드레스 전극(6)이 형성되고, 상기 어드레스 전극 위로 벽전하가 축적되는 유전체층(8)이 순차적으로 형성된다.An
상기 유전체층(8) 상에는 방전 공간을 구획하는 격벽(7) 및 상기 격벽의 측면 및 상기 방전 공간 저면부에 도포되고 방전에 의해 발생되는 자외선에 의해 여기 발광되어 적색, 녹색 또는 청색 중 어느 하나의 가시광선을 발생하는 형광체(9)가 형성된다.On the
상기 보호막(4)은 가시광선이 잘 투과될 수 있도록 투명할 뿐만 아니라, 유전체층 보호 및 2차 전자 방출 성능이 우수한 MgO를 주로 사용하고 있다. 상기 MgO로 이루어진 보호막은 상기 플라즈마 디스플레이 패널 동작 중, 방전 가스의 이온 충격으로 인한 영향을 완화시킬 수 있는 내스퍼터링 특성을 가져 이온충돌로부터 유전체층(3)을 보호하고 2차 전자의 방출을 통하여 방전 전압을 낮추는 역할을 하는 투명 보호박막이다. 상기 보호막은 통상적으로 3000~7000Å 두께로 상기 유전체 층(3)을 덮도록 적층되어 형성된다. The
상기 보호막(4)은 도 2 에 도시된 것과 같은 결정 구조를 가지는데, 상기 보호막은 그 두께 방향으로 [111] 배향, 즉 상기 보호막의 두께방향으로 내스퍼터링 특성이 우수한 [111] 면이 배향한 막으로 되어 있다.The
이때, 상기 보호막(4)이 조밀하게 형성되지 않으면 전자 방출성이 낮아지고, 이온 충돌에 의해 상기 유전체층(3)이 손상되는 것을 효과적으로 방출할 수 없다. At this time, if the
상기 [111] 배향을 가지는 보호막(4)은 전자 방출성을 높이기 위하여 복수의 원기둥형 결정을 가지도록 하는데, 도 2 에 도시된 바와 같이, 현재 상기 [111] 배향을 가지는 보호막은 일정 간격 이상 조밀하게 형성하는 것이 어려워 상기 보호막의 2차 전자 방출 특성 및 내스퍼터링 특성을 높이는데 한계가 있다.The
특히, 상기 보호막(4)이 조밀하게 형성되지 못하는 경우 상기 보호막이 유전체층(3)을 효과적으로 보호하지 못하여, 방전이 이루어짐에 따라 상기 유전체층으로 금속, 수분을 비롯한 불순물이 유입되어 플라즈마 디스플레이 패널의 방전 특성이 저하된다는 문제점이 있다.In particular, when the
본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 플라즈마 디스플레이 패널의 보호막의 결정을 [111] 배향 이외에 [220] 배향으로 형성하여, 2차 전자 방출 계수를 높이고 응답속도가 개선된 플라즈마 디스플레이 패널 및 그 제조방법을 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention has been made to solve the above problems of the prior art, by forming a crystal of the protective film of the plasma display panel in a [220] orientation in addition to the [111] orientation, thereby improving the secondary electron emission coefficient and improved response speed It is an object of the present invention to provide a plasma display panel and a method of manufacturing the same.
상기한 과제를 해결하기 위한 본 발명에 따른 플라즈마 디스플레이 패널은 산화 마그네슘과 수소원자를 포함하여 형성되는 보호막을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.The plasma display panel according to the present invention for solving the above problems is characterized in that it comprises a protective film formed by including magnesium oxide and hydrogen atoms.
이때, 상기 보호막의 결정 구조는 [220] 배향 또는 [220] 배향과 [111] 배향 구조를 가지는 것을 특징으로 한다.In this case, the crystal structure of the protective film is characterized by having a [220] orientation or a [220] orientation and a [111] orientation structure.
또한 상기 본 발명에 의한 플라즈마 디스플레이 패널의 제조방법은 글라스 위에 전극이 형성되는 단계와, 상기 글라스 위에 유전체층이 형성되는 단계와, 상기 유전체층 상에 수소를 포함한 기체를 사용하여 보호막을 증착시키는 단계를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.In addition, the method of manufacturing a plasma display panel according to the present invention includes forming an electrode on the glass, forming a dielectric layer on the glass, and depositing a protective film using a gas containing hydrogen on the dielectric layer. Characterized in that the configuration.
여기서, 상기 수소를 포함하는 기체는 수증기, 수소 기체중 어느 하나인 것을 특징으로 하고, 상기 보호막을 증착시키기 위하여 상기 수소를 포함하는 기체 이외에 산소 기체를 추가로 사용하여 보호막을 증착시킨다.Here, the hydrogen-containing gas may be any one of water vapor and hydrogen gas, and in order to deposit the protective film, the protective film is further deposited using oxygen gas in addition to the gas containing hydrogen.
이때, 상기 보호막 증착은 이온 증착법 또는 전자빔 증착법에 이루어지는 것을 특징으로 한다.At this time, the protective film deposition is characterized in that the ion deposition method or electron beam deposition method.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하면 다음과 같다. 도 3 은 본 발명에 의한 플라즈마 디스플레이 패널의 보호막의 결정 구조가 도시된 도이고, 도 4a 내지 4c 는 본 발명에 의한 플라즈마 디스플레이 패널의 보호막의 엑스선 회절 분석 결과가 도시된 도이고, 도 5 는 본 발명에 의한 플라즈마 디스플레이 패널의 보호막과 종래의 보호막의 엑스선 회절 분석 비교 결과가 도시된 도이고, 도 6 은 본 발명에 의한 플라즈마 디스플레이 패널의 보호막과 종래의 보호막의 2차 전자 방출 계수가 도시된 도이고, 도 7 은 본 발명에 의한 플라즈마 디스플레이 패널의 보호막과 종래의 보호막의 온도에 따른 응답 특성이 도시된 도이다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. 3 is a view showing the crystal structure of the protective film of the plasma display panel according to the present invention, Figures 4a to 4c is a view showing the results of X-ray diffraction analysis of the protective film of the plasma display panel according to the present invention, Figure 5 X-ray diffraction analysis results of the protective film of the plasma display panel and the conventional protective film according to the invention is shown, Figure 6 is a view showing the secondary electron emission coefficient of the protective film and the conventional protective film of the plasma display panel according to the present invention. 7 is a diagram illustrating response characteristics according to temperatures of a protective film and a conventional protective film of a plasma display panel according to the present invention.
플라즈마 디스플레이 패널은 복수의 라인 형상의 전극이 나열되어 설치되는 전면 기판 및 배면 기판이 구비되고, 상기 전면 기판 및 배면 기판 사이에는 방전 가스가 봉입되어 합착된다The plasma display panel includes a front substrate and a rear substrate on which a plurality of line-shaped electrodes are arranged in a row, and discharge gas is enclosed and bonded between the front substrate and the rear substrate.
상기 전면 기판에는 상기 배면 기판과 대향하는 면에 상기 전극을 덮는 유전체층이 피복되어 있고, 상기 유전체층 상에는 보호막(14)이 형성된다.The front substrate is covered with a dielectric layer covering the electrode on a surface facing the rear substrate, and a
상기 플라즈마 디스플레이 패널 구동시에는 상기 전면 기판과 배면기판에 형성된 전극간 어드레스 방전을 발생시켜, 점등하고 싶은 셀의 보호막(14) 표면에 전하를 형성한다. 상기 전면 기판상에 형성된 전극간 서스테인 방전을 통해 상기 전하가 형성된 셀에서는 화면이 표시된다.When the plasma display panel is driven, an address discharge between the electrodes formed on the front substrate and the rear substrate is generated to form charge on the surface of the
이때, 상기 보호막(14)은 상기 어드레스 방전 및 서스테인 방전시 생기는 이온 충돌(스퍼터링)로부터 상기 유전체층 및 전극을 보호하는 동시에 상기 어드레스 방전시 2차 전자를 방출하여 전하를 유지하는 역할을 수행한다.In this case, the
이를 위하여 상기 보호막(14)은 내스퍼터링 특성(anti-sputtering property)과 2차 전자 방출성이 뛰어난 산화 마그네슘(MgO)을 주 성분으로 하여 이루어진다. 또한 본 발명의 플라즈마 디스플레이 패널에 구비되는 상기 보호막은 산화 마그네슘 이외에 수소 원자를 더 포함하여 구성된다.To this end, the
일반적으로 상기 보호막(14)은 진공 챔버 내부를 산소 분위기로 만들고, MgO 필렛에 전자 빔(Electron-beam)을 주사하여 상기 MgO 필렛에서 떨어져 나온 MgO가 유전체층 상에 적층되도록 하여 형성된다.In general, the
이때, 상기 진공 챔버 내부에 수소 원자를 포함하는 기체를 주입하여 보호막(14)을 성막시키면, 상기 보호막(14)이 상기 MgO와 수소 원자를 포함하여 형성된다. 상기 보호막이 상기 MgO 이외에도 수소 원자를 포함하여 형성되면, 종래 [111] 배향 구조 이외에도 [220] 배향 구조를 가지게 된다.At this time, when the
상기 보호막(14)이 [220] 배향 구조로 형성되거나, 상기 [220] 배향 구조와 [111] 배향 구조가 혼합되어 형성되면, 도 3 에 도시된 바와 같이, 상기 보호막의 결정 구조가 더 조밀해 지는 것은 물론, 결정 입자 크기가 증가하여 플라즈마 디스플레이 패널 특성을 개선한다.When the
즉, 보호막(14)은 복수개의 결정이 하나의 방향으로 신장하여 밀집한 층으로서, 원기둥형 결정의 일단이 노출되어 있는데, 종래 기술에 의한 보호막(4)은 이 원기둥형 결정이 도 2 에 도시된 바와 같이 위에서 보면 대략 삼각형으로 보인다. 이에 반해, MgO 이외에 수소 원자를 포함하고 [220] 배향 구조를 가지는 본 발명에 의한 보호막은 도 3 에 도시된 바와 같이, 형성된 결정이 조밀할 뿐만 아니라, 결정립의 크기가 종래에 비해 크고 표면도 평탄하다.That is, the
종래에는 상기 보호막(14) 형성시, 챔버 내부를 산소 분위기로 만들어 MgO로 이루어진 보호막을 형성했던 것과 달리, 상기 챔버 내부에 산소뿐만 아니라, 수증기 또는 수소기체 등 수소 원자를 포함하는 기체를 추가로 주입하여 보호막을 형성하면, 형성되는 보호막의 결정 입자 크기가 증가하여 결정이 좀 더 촘촘하게 형성된다.Conventionally, when the
상기 보호막(14)의 결정이 조밀하게 형성되면 상기 보호막에 흡착되는 불순물의 양을 줄일 수 있고 상기 유전체층으로 유입되는 불순물의 양이 줄어들어 플라즈마 디스플레이 패널의 방전 효율이 증가한다.If the crystals of the
또한 상기 보호막(14)이 종래 [111] 배향 이외에 [220] 배향 구조를 가지고 형성되면, 상기 보호막 표면의 평탄도(uniformity)가 증가하게 되는데, 상기 보호막 표면의 평탄도가 증가하면 보호막의 내스퍼터링 특성이 개선되게 된다. In addition, when the
일반적으로 보호막(14)은 진공 챔버 내부를 산소 분위기로 형성한 후, MgO 필렛에 전자 빔을 조사하여 상기 유전체층 상에 보호막을 형성시킨다. In general, the
본 발명에서와 같이 [220] 배향 또는 [220] 배향과 [111] 배향이 혼합된 배향 구조를 갖는 보호막(14)은 챔버 내부에 수소를 포함하는 기체를 주입하여 형성할 수 있다.As in the present invention, the
챔버 내부에 산소를 주입하지 않고, 수증기 또는 수소 기체와 같은 기체만을 주입하여도 상기 [220] 배향 또는 [220] 배향과 [111] 배향이 혼합된 배향 구조를 갖는 보호막(14)이 형성될 수 있고, 챔버 내부에 산소 가스와 수소를 포함하는 기체를 주입하여 [220] 배향 또는 [220] 배향과 [111] 배향이 혼합된 배향 구조를 갖는 보호막을 형성할 수 있다.Even without injecting oxygen into the chamber and injecting only a gas such as water vapor or hydrogen gas, the
도 4a 에 도시된 바와 같이, 챔버 내부에 산소 없이 수증기(H2O)만을 주입하면 수증기 양이 적은 상태에서는 [111] 배향 구조를 가지는 보호막(14)이 형성되지만(a), 상기 주입한 수증기 유량을 늘리면 [220] 배향 구조를 가지는 보호막이 형성된다(b).As shown in FIG. 4A, when only water vapor (H 2 O) is injected into the chamber without oxygen, a
또한, 도 4b 에 도시된 바와 같이, 산소 분위기 하에서 상기 수증기(H2O)를 주입하면, 산소 없이 수증기만을 주입한 경우보다 효과적으로 [220] 배향을 가지는 보호막(14)을 형성할 수 있다.In addition, as illustrated in FIG. 4B, when the water vapor (H 2 O) is injected in an oxygen atmosphere, the
예를 들어, 산소 유량이 40sccm인 상태에서 수증기(H2O)의 유량을 증가시키면 [111] 배향 이외의 [220] 배향을 가지는 보호막(14)이 형성되는데, 이때 수증기 유량이 120sccm 이상에서 [220] 배향을 가지는 보호막이 형성된다.For example, when the flow rate of water vapor (H 2 O) is increased while the oxygen flow rate is 40 sccm, the
산소의 유량을 더욱 증가시키면 보호막(14)을 보다 빨리 형성시킬 수 있을 뿐만 아니라, 적은 수증기(H2O)를 주입하여도 [220] 배향 구조의 보호막(14)을 형성할 수 있게 된다.If the flow rate of oxygen is further increased, the
즉, 도 4c 에 도시된 바와 같이, 산소 유량이 135sccm인 상태에서는 수증기(H2O)를 주입하지 않고도 형성되는 보호막(14)의 강도 및 밀도를 높일 수 있다. 또한 산소 유량이 40sccm에 비해 더 적은 수증기를 주입하여도 [220] 배향 구조를 갖는 보호막을 생성할 수 있는데, 산소 유량이 40sccm 상태에서는 120sccm 이상의 수증기를 주입하여야 [220] 배향을 가지는 보호막이 형성된 데 반해, 산소 유량이 135sccm인 상태에서는 80sccm 이상의 수증기 유량 하에서도 [220] 배향 구조를 가지는 보호막을 형성 할 수 있다(b). 뿐만 아니라, 수증기의 유량을 더욱 증가시키면 [111] 배향 구조와 [220] 배향 구조의 형성 강도가 비슷해지고, 결국 [220] 배향 구조만을 가지는 보호막을 형성할 수 있다(c).That is, as shown in FIG. 4C, in the state where the oxygen flow rate is 135 sccm, the strength and density of the
산소 유량을 동일하게 유지한 상태에서 상기 보호막(14) 성막 과정중 수소를 포함한 기체를 주입한 경우의 플라즈마 디스플레이 패널 특성을 살펴보자.The characteristics of the plasma display panel when a gas containing hydrogen is injected during the formation of the
이때, 증착 분위기 조건은 다음 표1 과 같다.At this time, the deposition atmosphere conditions are shown in Table 1 below.
[표 1]TABLE 1
이와 같이, 산소 유량은 동일하게 형성하고, 수증기 유량을 다르게 하면 형성되는 보호막(14)의 결정 배향성이 다르게 나타난다. As described above, the oxygen flow rate is formed the same, and when the water vapor flow rate is changed, the crystal orientation of the
즉, 도 5 에 도시된 바와 같이, 산소만 주입하여 형성된 보호막(14)의 경우에는 [111] 배향 구조만을 가지는데 반해, 수증기를 주입하여 형성된 보호막은 [111] 배향 구조 이외에 [220] 배향 구조를 동시에 가지게 된다.That is, as shown in FIG. 5, the
이때 형성되는 보호막(14)은 수소 원자를 포함하여 형성되고, 도 3 에 도시된 바와 같이, 보호막의 결정립 사이즈가 종래에 비해 50% 이상 증가하게 된다.At this time, the
특히, 수소 원자를 포함하여 형성되고, [220] 배향 구조를 가지는 보호막은 도 6 에 도시된 바와 같이, 2차 전자 방출 계수가 증가하게 된다. 즉, [111] 배향 구조만을 가지는 보호막과는 달리, [111] 배향 구조 및 [220] 배향 구조를 가지는 보호막은 2차 전자 방출 계수(γ)가 20% 이상 증가하여 방전 전압을 낮출 수 있다.In particular, the protective film formed by including hydrogen atoms and having a [220] alignment structure has an increased secondary electron emission coefficient as shown in FIG. That is, unlike the protective film having only the [111] alignment structure, the protective film having the [111] alignment structure and the [220] alignment structure may increase the secondary electron emission coefficient γ by 20% or more to lower the discharge voltage.
플라즈마 디스플레이 패널 내부에 주입된 방전 가스는 가스 분자끼리 충돌하여 프라이밍 입자를 형성하게 되고, 상기 프라이밍 입자는 상기 보호막(14)에 충돌하면서 2차 전자를 발생하게 된다. 상기한 바와 같이, 상기 보호막에서 2차 전자 발생이 증가하게 되면, 낮은 전압을 인가하여도 방전이 발생할 수 있다.The discharge gas injected into the plasma display panel collides with gas molecules to form priming particles, and the priming particles collide with the
따라서, 2차 전자 방출 계수(γ)가 증가하면 낮은 전압 하에서도 방전이 발생되므로, 플라즈마 디스플레이 패널의 방전 개시 전압을 낮출 수 있게 된다. 플라즈마 디스플레이 패널은 고전압 하에서 구동하는 장치이므로, 화면을 표시함에 따른 전력 소모가 상당한 바, 상기와 같이 플라즈마 디스플레이 패널의 방전 개시 전압을 줄이면 플라즈마 디스플레이 패널의 전력소모를 줄일 수 있게 된다. Therefore, when the secondary electron emission coefficient γ increases, discharge occurs even at a low voltage, so that the discharge start voltage of the plasma display panel can be lowered. Since the plasma display panel is a device that operates under a high voltage, the power consumption of the display of the screen is considerable. Therefore, when the discharge start voltage of the plasma display panel is reduced, the power consumption of the plasma display panel can be reduced.
이때, 2차 전자 방출 계수(γ)가 20% 증가하면, 방전 개시 전압을 약 10V 정도 낮출 수 있게 된다. At this time, when the secondary electron emission coefficient γ increases by 20%, the discharge start voltage can be lowered by about 10V.
또한, 도 7 에 도시된 바와 같이, 상온에서의 응답 속도 또한 개선된다. 즉, [111] 배향 구조 이외에 [220] 배향 구조를 가지는 보호막이 형성되면, 온도에 따른 지터(Jitter) 특성이 개선되어 응답 속도가 빨라지게 된다.In addition, as shown in Fig. 7, the response speed at room temperature is also improved. That is, when the protective film having the [220] alignment structure is formed in addition to the [111] alignment structure, the jitter characteristic according to temperature is improved, and the response speed is increased.
상기 표 1 에 도시된 실험 조건 하에서 형성된 보호막(14)의 경우에는, 수증기(H2O)가 주입된 챔버에서 형성된 보호막의 경우 상온에서의 응답 속도가 약 0.4㎲ 정도 개선되고, 저온에서의 응답 속도 또한 1.2㎲ 정도 개선된다. In the case of the
여기서, 상기 응답 속도는 전압 인가후 방전이 발생될 때까지 걸리는 시간으로, 어드레스 방전의 응답속도를 말한다. 상기 응답 속도가 빨라지면 어드레스 방전을 일으키기 위해 전극으로 인가되는 스캔 펄스의 폭을 줄일 수 있게 된다. Here, the response speed is a time taken until the discharge occurs after the voltage is applied, and refers to the response speed of the address discharge. When the response speed increases, the width of the scan pulse applied to the electrode to reduce the address discharge can be reduced.
플라즈마 디스플레이 패널은 화면이 표시되기 위해서 켜져야할 셀을 기입하는 어드레스 기간이 긴 편이다. 따라서 상기와 같이 스캔 펄스의 폭을 줄이면 어드레스 기간을 줄일 수 있게 되어, 서스테인 펄스의 유지 기간을 확보하거나 하나의 프레임동안 인가되는 서스테인 펄스의 개수를 증가시켜 서스테인 방전 효율 증가가 가능하다.The plasma display panel has a long address period for writing cells to be turned on for the screen to be displayed. Therefore, as described above, if the width of the scan pulse is reduced, the address period can be shortened, and thus the sustain discharge efficiency can be increased by securing the sustain period of the sustain pulse or increasing the number of sustain pulses applied during one frame.
상기 응답 속도는 특히, 고온으로 갈수록 취약하게 되는데 상기와 같이 [220] 배향 구조를 가지는 보호막의 경우에는 상온에서의 응답 특성이 0.4㎲ 정도 개선된다.In particular, the response speed becomes more vulnerable as the temperature increases, and in the case of the protective film having the [220] alignment structure as described above, the response characteristic at room temperature is improved by about 0.4 kHz.
또한, 표 2 에 도시된 바와 같이, 보호막(14)이 [220] 배향 구조를 가지면, 고온 마진 또한 개선된다.In addition, as shown in Table 2, when the
[표 2]TABLE 2
고온 마진이란 어드레스 기간동안 어드레스 전극으로 인가되는 전압(Va)과 고온에서 인가되는 어드레스 전압과의 차이를 의미한다. 일반적으로 상온에서는 어드레스 전압은 60V 내지 65V 범위 이내에서 인가되는데, 고온에서는 인가되는 어드 레스 전압을 낮춰준다. 이때, 어드레스 전압을 낮추다 보면 어드레스 방전이 이루어지지 않아 오방전이 발생할 수 있는데, 상기 고온 마진은 오방전 없이 어드레스 방전이 이루어지도록 고온에서 인가되는 어드레스 전압과 상온에서 인가되는 어드레스 전압과의 차이를 의미한다.The high temperature margin refers to a difference between a voltage Va applied to the address electrode during the address period and an address voltage applied at a high temperature. In general, at room temperature, the address voltage is applied within the range of 60V to 65V. At high temperatures, the address voltage is lowered. In this case, when the address voltage is lowered, an error discharge may occur because address discharge is not performed. The high temperature margin means a difference between an address voltage applied at a high temperature and an address voltage applied at a room temperature so that the address discharge is performed without a false discharge. .
즉, 상온에서 65V의 어드레스 전압(Va)이 인가될 때, 고온 마진이 10V 이면 고온에서는 55V의 어드레스 전압을 인가하여 어드레스 방전을 일으키는 것이다. 여기서, 상기 고온 마진이 크면 더 낮은 어드레스 전압을 인가하여도 오방전 없이 어드레스 방전이 이루어지므로 플라즈마 디스플레이 패널의 효율을 증가시킬 수 있다.That is, when the address voltage Va of 65V is applied at room temperature, if the high temperature margin is 10V, the address discharge is applied by applying an address voltage of 55V at high temperature. In this case, when the high temperature margin is large, address discharge is performed without erroneous discharge even when a lower address voltage is applied, thereby increasing the efficiency of the plasma display panel.
표 2 에 도시된 바와 같이, [220] 배향 구조를 가지는 보호막(14)의 경우에는 고온 마진이 11V로 [111] 배향 구조만을 가지는 보호막에 비해 고온 마진이 크다. As shown in Table 2, in the case of the
뿐만 아니라, 보호막(14)이 [220] 배향 구조를 가지게 되면, 휘도 및 방전 효율이 모두 10% 정도 개선되는 효과를 가진다.In addition, when the
즉, 보호막(14) 형성 시 수소 원자를 포함하는 기체를 주입하여 보호막을 형성하면, 상기 보호막이 MgO와 수소 원자를 포함하여 구성되며 그 배향 구조는 [111] 배향 구조 이외에 [220] 가 혼합된 결정면을 가지게 된다.That is, when the
이에 따라, 형성된 보호막(14)의 결정 입자 사이즈가 50% 이상 증가하는 것은 물론, 상기 결정 입자 표면의 평탄도가 증가하여 2차 전자 방출 계수(γ)를 높여 종래보다 낮은 전압 하에서 방전이 발생되도록 한다. 또한, 응답 속도 및 고온 마진, 휘도 특성을 종래보다 개선하여 플라즈마 디스플레이 패널의 효율이 증가된다. Accordingly, the crystal grain size of the formed
상기와 같이 구성되는 플라즈마 디스플레이 패널의 제조 방법을 살펴보면 다음과 같다. 도 8 은 본 발명에 의한 플라즈마 디스플레이 패널의 보호막이 형성되는 과정이 도시된 도이고, 도 9 는 본 발명에 따른 플라즈마 디스플레이 패널의 보호막의 제조 장치가 도시된 도이다.Looking at the manufacturing method of the plasma display panel configured as described above is as follows. 8 is a view showing a process of forming a protective film of the plasma display panel according to the present invention, Figure 9 is a view showing a manufacturing apparatus of the protective film of the plasma display panel according to the present invention.
도 8 에 도시된 바와 같이, 글라스(g)위에 전극(11, 12)과 유전체층(13)이 차례로 형성된 후(a, b), 보호막(14)이 상기 유전체층 상에 증착된다. 이때, 상기 보호막은 수증기(H2O), 수소 기체(H2) 등 수소를 포함한 기체를 사용하여 증착된다(e).As shown in FIG. 8, after the electrodes 11 and 12 and the
상기 보호막(14)은 전자 빔 증착법(E-Beam 증착법) 또는 이온 플레이팅법, 후막 인쇄법, 스퍼터법 등의 방법으로 형성될 수 있는데, 본 명세서에서는 주로 사용되는 전자 빔 증착법 및 이온 플레터링 법에 의해서 보호막이 성막되는 방법을 기술하나, 이에 한정되지 않음을 명시한다.The
우선, 상기 보호막(14)이 전자 빔 증착법에 의해서 성막되는 과정을 살펴보면 다음과 같다. 전자 빔 증착법에 의하여 상기 보호막을 형성하기 위한 제조 장치는 도 9 에 도시된 바와 같이, 기본적으로 진공 챔버(50)와, 상기 챔버 내부를 감 압하는 펌프(미도시)와, MgO로 이루어진 필렛(60)으로 전자 빔을 조사하는 전자총(51)로 구성된다.First, the process of forming the
상기 보호막(14)을 성막하기 위해서, 상기 진공 챔버(50) 내부는 상기 진공 챔버 내부로 기체를 주입하기 위한 기체 주입부(미도시)를 구비하여, 상기 진공 챔버 내부로 수소 원자를 포함하는 기체를 주입한다.In order to form the
이때, 상기 진공 챔버(50) 내부로 주입 가능한 기체는 수증기(H2O), 수소 기체 등을 사용할 수 있다.At this time, the gas that can be injected into the
만일, 상기 수증기(H2O)를 사용하여 보호막(14)을 성막하기 위해서는 상기 진공 챔버 내부를 수증기 분위기로 만들고, 상기 전자총(51)을 사용하여 MgO 필렛(60)으로 전자 빔을 조사한다. 상기 MgO 필렛으로 전자 빔이 조사되면, 필렛으로부서 MgO가 떨어져나와 상기 유전체층(13)상에 증착되어 보호막이 형성되는데, 이때 필렛에서 떨어져 나온 MgO가 전자 방출성이 우수한 [220] 및 [111] 면 배향에 선택적으로 형성된다.In order to form the
수증기 분위기 하에서 MgO 필렛에 전자빔을 조사하면, 도 8 에 도시된 바와 같이, 상기 유전체층(13) 표면에 입상결정이 형성되는데(c), 증착 초기단계에서는 상기 유전체층 표면에 보호막(14)을 형성하는 물질이 유전체층 표면에 달라붙거나 떨어지지 않기 때문에 작은 직경의 입상결정이 형성된다. When the electron beam is irradiated to the MgO fillet in a water vapor atmosphere, as shown in FIG. 8, granular crystals are formed on the surface of the dielectric layer 13 (c). In the initial stage of deposition, the
상기 유전체층(13) 표면에 입상 결정이 형성된 후 열처리를 하면, 인접한 입상결정끼리 합쳐져서 입상결정보다 큰 직경을 갖는 시드결정이 복수개 형성된다 (d). 상기 시드결정은 면 배향한 단결정으로 형성되므로, 상기와 같은 진공 증착을 계속하면 상기 시드결정의 결정성장 방향으로 원하는 두께의 보호막(14)을 형성한다(e). When granular crystals are formed on the surface of the
이때, 상기 가열 처리후의 시드결정의 활성상태를 유지하여 결정 성장을 용이하게 하기 위하여 상기 플라즈마 디스플레이 패널 기판(P)을 200℃로 가열하는 것이 바람직하다. In this case, in order to maintain the active state of the seed crystal after the heat treatment to facilitate crystal growth, the plasma display panel substrate P is preferably heated to 200 ° C.
특히, 상기 진공 챔버(50) 내부를 수증기 분위기로 만들어 보호막을 성막시키면, 형성되는 보호막(14) 배향 구조가 종래와 달리 [111] 배향 이외에 [220] 배향을 가지게 된다.In particular, when the protective film is formed by making the inside of the
이를 위해, 상기 진공 챔버(50) 내부로 주입되는 수증기는 유량이 40sccm 이상 1000sccm 이하가 되도록 하고, 이때 수증기 분압은 적어도 4.0X10-3Pa 이상이 되어야 한다.To this end, the water vapor injected into the
상기 진공 챔버(50) 내부로 주입되는 수증기 유량이 너무 적으면 상기 보호막(14)의 배향이 [220] 구조를 가지지 못하고 [111] 배향 단독으로 형성되므로, 상기 진공 챔버 내부로 주입되는 수증기는 [220] 배향 구조의 보호막이 형성될 정도로 주입되어야 한다. 반대로 주입되는 수증기 유량이 너무 많으면 MgO 베이스의 보호막이 제대로 형성되지 않을 수 있으므로 유량이 1000sccm 이하가 되도록 한다.If the flow rate of the water vapor injected into the
상기 보호막(14)이 수증기 분위기 하에서 형성되면, 보호막이 MgO에 수소 원자가 섞인 형태의 결정을 보이고, 상기 보호막의 결정립 사이즈 및 표면 평탄도가 종래 산소 분위기 하에서 형성된 보호막의 결정립 사이즈와 표면 평탄도보다 증가하게 된다.When the
이로 인하여, 상기 유전체층(13)이 불순물에 노출되는 확률이 감소하고, 상기 보호막(14)의 2차 전자 방출계수가 증가하여 방전 개시전압을 낮출 수 있게 된다. 또한 플라즈마 디스플레이 패널의 응답 속도 및 고온 특성이 개선되어 플라즈마 디스플레이 패널의 휘도 및 방전 효율이 개선된다.As a result, the probability that the
또한, 상기 보호막(14)은 수증기 뿐만 아니라 진공 챔버(50) 내부에 수소 기체(H2)를 주입하여 수소 분위기 하에서 증착될 수 있는데, 이 경우 상기 주입되는 수소 기체의 유량은 180sccm 이상이 되도록 한다. In addition, the
상기 진공 챔버(50)가 수소 분위기로 형성되는 경우에도, 보호막(14)은 [111] 배향 및 [220] 배향이 혼합된 결정 구조를 가지도록 성막되거나, [220] 배향만을 가지는 결정 구조를 띄고 성막된다.Even when the
이 경우에도 역시 형성된 보호막(14)의 결정립 사이즈가 종래에 비해 증가하고, 2차 전자의 방출 계수 및 응답속도, 고온 특성이 개선되어 플라즈마 디스플레이 패널의 방전 효율을 높인다.Also in this case, the grain size of the
이때, 상기 진공 챔버(50) 내부에 수증기(H2O) 또는 수소 기체(H2)와 같이 수소 원자를 포함한 기체만을 주입하지 않고, 산소(O2) 기체를 더 주입하면 상기 보호막(14)의 성막 효율을 높일 수 있다.In this case, the
즉, 종래 보호막이 성막될 때와 같이, 진공 챔버(50) 내부에 산소를 주입하 면, [220] 배향을 가지는 보호막(14)을 효과적으로 형성할 수 있다. 상기 진공 챔버(50) 내부에 산소가 주입되어 산소 분위기가 되면, 증착되는 물질의 결정 구조에서 산소 결함이 발생되는 것을 억제할 수 있다. 즉, 상기 MgO 필렛에서 떨어져나온 Mg가 상기 진공 챔버 내부의 산소와 결합하여 보호막 표면에 증착되기 때문이다.That is, when oxygen is injected into the
이를 위하여, 상기 진공 챔버(50) 내부로 주입되는 산소의 유량은 40sccm 이상이 되어야 하고, 분압으로는 대략 1.0X10-2 Pa 이상이 되어야 한다.For this purpose, the flow rate of oxygen injected into the
상기 진공 챔버(50) 내부로 주입되는 산소의 유량이 증가할수록 더 적은양의 수소 원자를 포함한 기체가 주입되어도 [220] 배향 구조를 가지는 보호막(14)이 성막될 수 있고, 수소 원자를 포함하는 기체만 주입된 경우보다 산소와 수소 원자를 포함하는 기체가 주입된 경우에서 [220] 배향 구조를 가지는 보호막을 보다 효과적으로 형성할 수 있게 된다.As the flow rate of the oxygen injected into the
상기 보호막(14)이 이온 플레이팅법에 의해서 형성되는 과정을 살펴보면 다음과 같다. Looking at the process of forming the
이온 플레이팅법은 진공 챔버에서 발생시킨 플라즈마 빔을 증발 재료에 조사하여 증발 입자를 이온화해서 성막하는 방법이다. 이때, 상기 증발 재료는 ingot이나 입상 상태로도 사용할 수 있는데, 이온화율이 높기 때문에 성막 속도 및 치밀한 막이 형성될 수 있다. The ion plating method is a method of irradiating a plasma beam generated in a vacuum chamber onto an evaporation material to ionize evaporated particles and to form a film. In this case, the evaporation material may be used in an ingot or in a granular state. Since the ionization rate is high, a deposition rate and a dense film may be formed.
즉, 진공 챔버 내부에서 플라즈마 빔을 MgO 필렛에 조사하여 MgO 입자를 이온화하고, 상기 이온화된 MgO 입자가 유전체층 표면에 달라붙어 보호막이 성막되는 것이다.That is, MgO particles are ionized by irradiating a plasma beam to the MgO fillet in the vacuum chamber, and the ionized MgO particles adhere to the surface of the dielectric layer to form a protective film.
이때에도 역시, 상기 진공 챔버 내부에 수증기 또는 수소 기체와 같이 수소 원자를 포함하는 기체를 주입한 후 보호막을 성막하는 경우, [111] 배향 이외에 [220] 배향 구조를 가지는 보호막의 성막이 가능하다.In this case, when the protective film is formed after injecting a gas containing hydrogen atoms such as water vapor or hydrogen gas into the vacuum chamber, the protective film having a [220] alignment structure in addition to the [111] orientation can be formed.
또한, 수소 원자를 포함하는 기체 이외에 산소 기체를 상기 진공 챔버 내부로 주입하면, 수소 원자를 포함하는 기체만을 주입한 경우보다 빠른 속도로 [220] 배향 구조를 가지는 보호막이 형성된다. 특히, 일정 양 이상의 산소와 수소 원자를 포함한 기체가 주입된 경우에는 상기 보호막은 [220] 단독 배향만을 가지게 된다. 상기 보호막이 [220] 단독 배향으로 형성되는 경우, 상기 보호막의 내스퍼터링 특성은 극대화된다.In addition, when oxygen gas is injected into the vacuum chamber in addition to a gas containing hydrogen atoms, a protective film having an alignment structure is formed at a faster rate than when only a gas containing hydrogen atoms is injected. In particular, when a gas containing a predetermined amount or more of oxygen and hydrogen atoms is injected, the protective film has only a single orientation. When the protective film is formed in a single orientation, the sputtering resistance of the protective film is maximized.
이를 위하여, 상기 진공 챔버 내부가 대략 7×10-7 Torr 정도의 진공도를 가질 때까지 배기한 후, 수소 원자를 포함하는 기체를 대략 1.0×10-3 Torr 정도로 유지시키면서 증착을 수행한다. 이때 플라즈마 디스플레이 패널 기판의 온도는 200℃ 내지 250℃ 범위 이내를 유지하도록 한다.To this end, the vacuum chamber is evacuated until it has a vacuum degree of about 7 × 10 −7 Torr, and then vapor deposition is performed while maintaining a gas containing hydrogen atoms at about 1.0 × 10 −3 Torr. In this case, the temperature of the plasma display panel substrate is maintained within a range of 200 ° C to 250 ° C.
만일, 상기 진공 챔버 내부에 산소가 주입되는 경우 상기 주입되는 산소의 분압은 대략 1.0×10-4 Torr 정도가 되도록 하고, 이때 주입되는 수소 원자를 포함하는 기체의 양은 1.0×10-3 Torr 이하가 되어도 무방하나 상기 주입되는 수소 원자를 포함하는 기체의 양이 너무 감소하면 [220] 배향을 가지는 보호막의 형성이 어 려우므로, 상기 수소 원자를 포함하는 기체의 양은 1.0×10-5 Torr 이상은 되도록 한다. When oxygen is injected into the vacuum chamber, the partial pressure of oxygen to be injected is about 1.0 × 10 -4 Torr, and the amount of gas containing hydrogen atoms to be injected is 1.0 × 10 -3 Torr or less. Although the amount of the gas containing the injected hydrogen atoms is too low, it is difficult to form a protective film having a [220] orientation, so that the amount of the gas containing the hydrogen atoms is 1.0 × 10 −5 Torr or more. do.
이상과 같이 본 발명에 의한 플라즈마 디스플레이 패널 및 그 제조방법을 예시된 도면을 참조로 설명하였으나, 본 명세서에 개시된 실시예와 도면에 의해 본 발명은 한정되지 않고, 기술사상이 보호되는 범위 이내에서 응용될 수 있다. As described above, the plasma display panel and the method of manufacturing the same according to the present invention have been described with reference to the illustrated drawings. Can be.
상기와 같이 구성되는 본 발명에 따른 플라즈마 디스플레이 패널 및 그 제조방법은 플라즈마 디스플레이 패널에 구비되는 보호막이 [220] 배향 구조를 가지도록 하여 이차전자방출계수를 증가시켜 플라즈마 디스플레이 패널의 방전 개시 전압을 낮추고 응답 속도를 개선하여 방전 효율 및 휘도가 증가되는 효과가 있다.The plasma display panel and the method of manufacturing the same according to the present invention are configured as described above so that the protective film provided in the plasma display panel has an alignment structure to increase the secondary electron emission coefficient to lower the discharge start voltage of the plasma display panel. By improving the response speed, the discharge efficiency and the brightness are increased.
Claims (14)
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