KR20070077327A - 플라즈마 디스플레이 패널의 보호막, 그 형성방법 및전자빔 타겟 - Google Patents

플라즈마 디스플레이 패널의 보호막, 그 형성방법 및전자빔 타겟 Download PDF

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Abstract

본 발명은 전자빔 증착법으로 플라즈마 디스플레이 패널의 보호막을 형성하기 위한 다공성 펠릿에 관한 것이다.
본 발명은 플라즈마 디스플레이 패널의 보호막 형성에 사용되는 전자빔 타겟에 있어서, 단결정의 MgO를 포함한 나노 파우더를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 전자빔 타겟을 제공한다.
따라서, 본 발명에 의하면 불순물 및 수분의 함유량이 현저히 적은 전자빔 타겟을 사용하여 균일한 품질을 가진 플라즈마 디스플레이 패널의 보호막을 짧은 시간에 형성할 수 있다.
다공성 펠릿(pellet), 나노 파우더, 전자빔 증착법

Description

플라즈마 디스플레이 패널의 보호막, 그 형성방법 및 전자빔 타겟{A protection layer of a plasma display panel, a method for fabricating it and target for E-beam evaporation}
도 1은 본 발명에 따른 다공성 펠릿 형태의 전자빔 타겟의 일실시예를 나타낸 도면.
도 2는 본 발명에 따른 전자빔 타켓을 사용하여 플라즈마 디스플레이 패널의 보호막을 형성하는 공정의 일실시예를 나타낸 도면.
도 3은 본 발명에 따른 플라즈마 디스플레이 패널의 보호막의 일실시예를 나타낸 도면.
도 4는 본 발명에 따른 플라즈마 디스플레이 패널의 방전 셀 구조의 일실시예를 나타낸 도면.
도 5는 본 발명에 따른 플라즈마 디스플레이 패널의 웰-타입 격벽을 나타낸 사시도.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
100 : 다공성 펠릿 110 : 나노 파우더
130 : 진공 챔버 150 : 도가니
160 : 전자총 160' : 전자빔
210 : PDP 하판 220 : 하부 기판
230 : 어드레스 전극 235 : 하판유전체
240 : 격벽 245 : 형광체
260 : PDP 상판 270 : 상부 기판
275 : 상판유전체 280 : 보호막
280a : 제 1 보호막 280b : 제 2 보호막
290 : 서스테인 전극 290a : 투명 전극
290b : 버스 전극 295 : 방전 가스
본 발명은 멀티 미디어 시대의 새로운 화상 표시 장치 중의 하나인 플라즈마 디스플레이 패널(Plasma Display Panel, 이하 'PDP'라 함)에 관한 것으로, 구체적으로는 플라즈마 디스플레이 패널의 보호막에 관한 것이다.
멀티 미디어 시대의 도래와 함께 더 세밀하고, 더 크고, 더욱 자연색에 가까운 색을 표현해줄 수 있는 디스플레이 장치의 등장이 요구되고 있다. PDP는 얇고 가벼우며, 자체 발광형으로 박진감, 현장감 있는 화상 구현이 가능하고, 구조가 간단하며 대화면 평면 디스플레이(display)를 쉽게 제작할 수 있어, 일찍부터 HDTV(High Definition Television)의 적격 판정을 받아왔다.
PDP는 어드레스 전극을 구비한 하판과, 서스테인 전극쌍을 구비한 상부기판 과 격벽으로 정의되는 방전셀을 가지며, 방전셀 내에는 형광체를 구비하여 이루어진다. 상기 상판과 하판 사이의 방전 공간 내에서 방전을 일으키며, 이 때 발생된 자외선이 형광체에 입사되어 가시광선이 발생하고, 상기 가시광선에 의하여 화면이 표시된다.
상기 플라즈마 디스플레이 패널의 방전시에 (+) 이온의 충격 때문에 상판의 서스테인 전극쌍에 구비된 유전체가 닳아 없어지고, 이 때 Na 등의 금속 물질이 전극을 단락(short)시키기도 한다. 따라서, 보호막으로 MgO 박막을 코팅하여 상기 유전체를 보호하는데, MgO는 (+) 이온의 충격에 잘 견디며, 2차 전자 방출 계수가 비교적 낮아서 방전 개시전압을 다소 낮추는 효과가 있다.
종래의 플라즈마 디스플레이 패널의 보호막은 스크린 인쇄법, 이온-도금법, 스퍼터링법 및 전자빔 증착법 등의 방법으로 형성하는데, 전자빔 증착법은 상기 전자빔 증착법은 MgO 등의 타겟에 전자빔을 가하여 보호막을 형성하는 방법이다.
그러나, 상술한 종래의 전자빔 증착법에 의한 보호막 형성방법은 다음과 같은 문제점이 있었다.
MgO를 수산화물(hydroxide) 형태에서 가공을 하여 타겟을 제조하므로 수소 또는 수분이 포함되며, 펠릿 형태로 제조하는 공정에서 불순물이 포함되어 순도가 낮아진다. 따라서, 전자빔으로 펠릿 형태의 MgO를 증발시키는데 많은 에너지가 필요하고 증발 속도도 늦어지며, 결과적으로 제조된 플라즈마 디스플레이 패널의 보호막의 품질의 열화가 유발되기도 한다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 불순물 및 수분의 함유량이 현저히 적은 플라즈마 디스플레이 패널의 보호막 형성을 위한 전자빔 타겟을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 짧은 시간에 균일한 품질을 가진 플라즈마 디스플레이 패널의 보호막을 형성하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 플라즈마 디스플레이 패널의 보호막 형성에 사용되는 전자빔 타겟에 있어서, 단결정의 MgO를 포함한 나노 파우더를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 전자빔 타겟을 제공한다.
본 발명은 플라즈마 디스플레이 패널의 보호막 형성에 사용되는 전자빔 타겟의 제조방법에 있어서, 단결정의 MgO를 포함한 나노 파우더를 바스켓(basket)에 주입하는 단계; 및 상기 바스켓에 담겨진 나노 파우더를 가열하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 전자빔 타겟의 제조방법을 제공한다.
본 발명은 단결정의 MgO가 포함된 나노 파우더를 진공 챔버에 구비하는 단계; 상기 나노 파우더를 전자빔을 가하여 증발하여 확산시키는 단계; 및 상기 증발 및 확산된 MgO가 상판 유전체 상에 증착되어 성장하는 단계를 포함하여 이루어지는 플라즈마 디스플레이 패널의 보호막 형성방법을 제공한다.
본 발명은 다공성 펠릿에서 전자빔 증착법에 의해 형성된 단결정의 MgO를 포함하여 이루어지는 플라즈마 디스플레이 패널의 보호막을 제공한다.
바람직하게는 상기 나노 파우더는, 다공성 펠릿 형태를 한 것을 특징으로 한 다.
바람직하게는 상기 단결정의 MgO는, 크기가 10~100nm인 것을 특징으로 한다.
바람직하게는 상기 단결정의 MgO를 가열하는 단계는, 400~900℃에서 상기 단결정의 MgO를 가열하는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 단결정 또는 다결정의 MgO를 포함하며, 상기 결정의 입자 크기가 10~100nm인 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널의 보호막을 제공한다.
이하 상기의 목적을 구체적으로 실현할 수 있는 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 설명한다. 종래와 동일한 구성 요소는 설명의 편의상 동일 명칭 및 동일 부호를 부여하며 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.
도 1은 본 발명에 따른 다공성 펠릿 형태의 전자빔 타겟의 일실시예를 나타낸 도면이다. 도 1을 참조하여 본 발명에 따른 플라즈마 디스플레이 패널의 보호막 형성에 사용되는 전자빔 타겟을 설명하면 다음과 같다.
상기 전자빔 타겟은 보호막을 형성하기 위한 것이므로 단결정 또는 다결정의 MgO를 포함하여 이루어지는 것이 바람직하다. 여기서, 단결정이라 함은 결정 전체가 일정한 결정축을 따라 규칙적으로 생성된 고체 즉 고체 전체에서 분자가 규칙적인 배열을 이루는 결정을 의미하며, 다결정이라 함은 배향이 서로 다른 조그만 단결정들의 집합을 의미한다. 구체적으로 상기 MgO는 나노 크기(100nm 이하)의 파우더 형상을 하고 있으며, 더욱 바람직하게는 크기가 10~100nm이어야 한다. 상술한 크기는 상술한 MgO 결정이 구의 형상이면 직경을 의미하고, 정육면체의 형상이면 한 변의 길이를 의미한다.
더욱 바람직하게는 상기 전자빔 타겟은 다공성 펠릿(100)의 형태를 하여야 한다. 상기 다공성 펠릿(100)은 MgO 결정(100)들로 채워진 구조를 하고 있으나, 상기 MgO 결정(100)들 사이에 빈 공간이 일부 형성되어 있다. 도 1에서 다공성 펠릿(100)은 육면체 형상을 하고 있으나, 구형 등의 형상도 가능하다. 그러나, 육면체 형태로 가공하는 것이 공정상 유리하고 취급이 간편한 점 등의 이점이 있다.
상술한 전자빔 타겟의 제조방법의 일실시예를 설명하면 다음과 같다.
먼저 단결정의 나노 파우더를 바스켓에 주입한 후, 이어서 상기 나노 파우더를 가열하는데 가열 온도는 400~900℃인 것이 바람직하다. 상술한 나노 파우더는 단결정 또는 다결정의 MgO인 것이 바람직하고, 크기는 10~100nm인 것이 더욱 바람직하다. 상술한 가열 과정을 통하여 MgO 결정 표면에 흡착된 수분이나 불순물 등이 증발하며, 증발된 곳에 빈 공간이 형성되며 입자들 간에 응집이 생기고 표면에 부분적으로 함몰된 부위가 있는 다공성 펠릿을 이루게 된다. 상기 바스켓이 육면체이면 완성된 다공성 펠릿도 육면체의 형상을 이루게 된다.
상술한 바와 같이 다공성 펠릿의 표면에 부분적으로 함몰된 부위가 형성되면, 전자빔 증착법으로 보호막을 형성할 때 소모되는 에너지를 절약할 수 있는데 이에 대하여는 후술한다.
도 2는 본 발명에 따른 전자빔 타켓을 사용하여 플라즈마 디스플레이 패널의 보호막을 형성하는 공정의 일실시예를 나타낸 도면이다. 도 2를 참조하여 본 발명에 따른 플라즈마 디스플레이 패널의 보호막 형성 공정을 설명하면 다음과 같다.
먼저 단결정 또는 다결정의 MgO가 포함된 나노 파우더(100)를 진공 챔버 (130)에 구비하는데 상기 나노 파우더(100)는 다공성 펠릿의 형상을 하고, 도가니(crucible, 150)에 담겨진 것이 바람직하다. 이어서 상기 나노 파우더(100)에 전자빔(160')을 가하면 MgO가 증발하여 확산된다. 이 때, 상술한 바와 같이 다공성 펠릿 형상의 나노 파우더는 비표면적이 매우 넓다. 상술한 비표면적은 전체 부피에 대한 외부에 노출된 표면적의 비를 말하며, 상기 다공성 펠릿은 표면에 함몰된 부분이 존재하므로 그만큼 비표면적이 넓다.
전자총(160)을 작동하여 전기장 및 자기장을 가하면, 전자빔(160')이 배출되어 나노 파우더(100)에 충돌하고 이 때 상기 나노 파우더(100)에 포함된 단결정 또는 다결정의 MgO가 증발되어 확산되며, 상기 증발된 MgO는 상판 유전체(275) 상에 증착되어 보호막을 형성한다.
상술한 MgO 결정은 크기가 10~100nm이므로, 본 공정에서 형성되는 보호막 역시 10~100nm 크기의 MgO 결정을 포함하여 이루어진다. 따라서, 형성된 보호막은 구성 입자의 크기가 고르며 전자빔 증착법은 진공챔버에서 진행되기 때문에 불순물도 거의 포함되지 않는다.
또한 상기 다공성 펠릿 형태의 나노 파우더는 수분 및 불순물을 거의 포함하지 않으므로, 종래의 MgO 증발을 위한 전자빔의 에너지보다 적은 양의 에너지로 MgO 결정을 증발시킬 수 있고 MgO 결정의 크기가 거의 균일하므로 형성된 보호막의 품질도 균일하게 된다.
도 3은 본 발명에 따른 플라즈마 디스플레이 패널의 보호막의 일실시예를 나타낸 도면이다. 도 3은 상술한 공정에 의하여 완성된 본 발명에 따른 플라즈마 디 스플레이 패널의 보호막을 설명하면 다음과 같다.
상부 기판(270) 상에 투명 전극(290a)과 버스 전극(290b)를 포함한 유지 전극쌍이 형성되고, 차례로 상판 유전체(275) 및 보호막(280)이 형성된다. 상기 보호막(280)은 상술한 다공성 펠릿 형태의 나노 파우더를 전자빔 법으로 증착하여 형성한 것이므로, 단결정의 MgO를 포함하여 이루어지고 크기가 10~100nm인 것이 바람직하다.
상술한 본 발명에 따른 플라즈마 디스플레이 패널의 보호막의 작용을 설명하면 다음과 같다.
상술한 보호막을 이루는 MgO 단결정은 나노 크기의 균일한 결정들로 이루어져 있으므로 결정간의 결합 에너지가 적으므로 방전시에 큰 에너지를 가지고 승화하게 된다. 따라서 결정의 성장이 촉진되어 보호막의 표면에 수분 등의 불순물 가스의 부착이 감소하고 상기 플라즈마 디스플레이 패널 내에서의 방전에 장애가 줄어들어서 방전 개시 전압이 감소한다.
도 4는 본 발명에 따른 플라즈마 디스플레이 패널의 방전 셀 구조의 일실시예를 나타낸 도면이고, 도 5는 본 발명에 따른 플라즈마 디스플레이 패널의 웰-타입 격벽을 나타낸 사시도이다. 도 4 및 도 5를 참조하여 본 발명에 따른 보호막을 포함하는 플라즈마 디스플레이 패널을 설명하면 다음과 같다.
3전극 교류 면방전형 PDP는 하판 유리(220) 상의 일부에 어드레스 전극(230)이 구비되고,상기 하판 유리(220)와 어드레스 전극(230) 상에 하판 유전체(235)가 구비된다. 상기 하판 유전체(235) 상의 일부에는 격벽(240)이 형성되는데, 상기 격 벽(240)에 의해 이웃한 방전셀이 분리되며, 상기 격벽(240)의 측면 및 상기 하판유전체(235) 상에는 형광체(245)가 구비된다.
이상이 PDP 하판(210)의 구조이며, 이하에서 PDP 상판(260)의 구조를 설명한다.
상판 유리(270) 상에 상기 어드레스 전극(230)과 교차되도록 일정한 간격을 두고 서스테인 전극쌍(290)이 구비되는데, 투명 전극(290a)은 도전율이 낮아 버스 전극(290b)이 추가로 구비되어 상기 서스테인 전극쌍(Y,Z)의 저항을 줄이게 된다. 상기 상판 유리(270)와 서스테인 전극쌍(290) 상에는 상판 유전체(275)가 구비되고, 상기 상판 유전체(275) 상에 보호막(280)이 구비되는데, 상기 보호막(280)은 후술하는 바와 같이 2개의 층으로 구분된다.
상기 PDP 하판(210)과 상기 PDP 상판(260)이 마주보도록 접합되어 PDP 방전셀을 형성하는데, 상기 각각의 서스테인 전극(290)의 사이 간격 또는 상기 격벽(240)의 상부에 블랙 매트릭스(Black Matrix) 또는 블랙 탑(black top)이 구비되어, PDP에 유입되는 외부광이 패널에 반사되는 것을 흡수하는 역할을 한다. 이 때, PDP 상판(260)과 하판(210) 및 격벽(240)으로 정의되는 방전셀 내에는 방전가스가 주입되는데, 상기 방전가스는 불활성기체로서 He+Xe 또는 Ne+Xe 또는 He+Ne+Xe 가스 등이 주입된다.
본 발명은 상술한 실시예에 한정되지 않으며, 첨부된 청구범위에서 알 수 있는 바와 같이 본 발명이 속한 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 변형이 가능해도 이러한 변형은 본 발명의 범위에 속한다.
상기에서 설명한 본 발명에 따른 플라즈마 디스플레이 패널의 보호막, 그 형성방법 및 전자빔 타겟의 효과를 설명하면 다음과 같다.
첫째, 플라즈마 디스플레이 패널의 보호막 형성을 위한 전자빔 타겟의 불순물 및 수분의 함유량이 현저히 적다.
둘째, 짧은 시간에 균일한 품질을 가진 플라즈마 디스플레이 패널의 보호막을 형성할 수 있다.

Claims (12)

  1. 플라즈마 디스플레이 패널의 보호막 형성에 사용되는 전자빔 타겟에 있어서,
    단결정의 MgO를 포함한 나노 파우더를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 전자빔 타겟.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 나노 파우더는,
    다공성 펠릿 형태를 한 것을 특징으로 하는 전자빔 타겟.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 단결정의 MgO는,
    크기가 10~100nm인 것을 특징으로 하는 전자빔 타겟.
  4. 플라즈마 디스플레이 패널의 보호막 형성에 사용되는 전자빔 타겟의 제조방법에 있어서,
    단결정의 MgO를 포함한 나노 파우더를 바스켓(basket)에 주입하는 단계; 및
    상기 바스켓에 담겨진 나노 파우더를 가열하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 전자빔 타겟의 제조방법.
  5. 제 4 항에 있어서, 상기 단결정의 MgO는,
    크기가 10~100nm인 것을 특징으로 하는 전자빔 타겟의 제조방법.
  6. 제 4 항에 있어서, 상기 단결정의 MgO를 가열하는 단계는,
    400~900℃에서 상기 단결정의 MgO를 가열하는 것을 특징으로 하는 전자빔 타겟의 제조방법.
  7. 단결정의 MgO가 포함된 나노 파우더를 진공 챔버에 구비하는 단계;
    상기 나노 파우더를 전자빔을 가하여 증발하여 확산시키는 단계; 및
    상기 증발 및 확산된 MgO가 상판 유전체 상에 증착되어 성장하는 단계를 포함하여 이루어지는 플라즈마 디스플레이 패널의 보호막 형성방법.
  8. 제 7 항에 있어서, 상기 나노 파우더는,
    다공성 펠릿의 형태를 한 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널의 보호막 형성방법.
  9. 제 7 항에 있어서, 상기 단결정의 MgO는,
    크기가 10~100 nm인 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널의 보호막 형성방법.
  10. 다공성 펠릿에서 전자빔 증착법에 의해 형성된 단결정의 MgO를 포함하여 이루어지는 플라즈마 디스플레이 패널의 보호막.
  11. 제 10 항에 있어서, 상기 단결정의 MgO는,
    크기가 10~100 nm인 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널의 보호막.
  12. 단결정 또는 다결정의 MgO를 포함하며, 상기 결정의 입자 크기가 10~100nm인 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널의 보호막.
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