KR20080081638A - 플라즈마 디스플레이 패널의 보호막 및 그 형성 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 플라즈마 디스플레이 패널의 보호막과 그 형성방법을 개시한다. 본 발명에 의한 플라즈마 디스플레이 패널의 보호막 형성방법은 격벽을 사이에 두고 상판과 하판을 합착하여 형성하는 플라즈마 디스플레이 패널을 제작하는 공정에 있어서, 전극과 유전체가 형성된 상판과 MgO와 Gd를 포함하여 이루어진 펠렛을 챔버 내에 장착하는 단계, 상기 챔버 내를 진공화하면서 O₂와 H₂O를 주입하는 단계 및 상기 펠렛에 에너지를 가하여 상기 상판의 유전체 표면에 보호막을 증착시키는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하여 플라즈마 디스플레이 방전시의 효율을 좋게 하며, 지터특성이 뛰어난 플라즈마 디스플레이 패널을 제작할 수 있도록 한다.

플라즈마 디스플레이 패널, 보호막, MgO, Gd

Description

플라즈마 디스플레이 패널의 보호막 및 그 형성 방법{Protection film for Plasma Display Panel and Method for fablicating the protection film}

도 1은 교류방식의 면방전형 PDP를 개략적으로 도시한 도면이다.

도 2는 본 발명에 의한 플라즈마 디스플레이 패널의 보호막의 형성 방법을 개략적으로 나타내는 순서도이다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 플라즈마 디스플레이 패널의 보호막을 형성하는 방법을 설명하기 위한 챔버의 개략적인 도면이다.

도 4는 보호막이 증착된 플라즈마 디스플레이 패널의 상판의 단면을 나타내는 도면이다.

도 5는 상기 표 1의 실험조건에 의해 형성된 보호막을 구비한 플라즈마 디스플레이 패널의 효율과 방전 delay time 및 산포(sigma)를 나타내는 그래프이다.

도 6은 도 2의 제작 방법으로 형성된 보호막이 구비된 플라즈마 디스플레이 패널의 구조를 개략적으로 도시한 도면이다.

< 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 >

210 : 챔버

213 : 패널 고정부

215 : 전자총

217 : 펠렛 장착부

230 : 플라즈마 디스플레이 패널

240 : 펠렛(pellet)

본 발명은 플라즈마 디스플레이 패널에 관한 것으로, 특히 플라즈마 디스플레이 패널의 상판에 형성되는 보호막과 그 형성방법에 관한 것이다.

일반적으로 플라즈마 디스플레이 패널(Plasma Display Panel : 이하 PDP라 함)은 He+Xe 또는 Ne+Xe 가스의 방전시 발생하는 147nm의 자외선이 형광체를 여기시켜 발생하는 빛을 이용하여 문자 또는 그래픽을 표시하는 디스플레이로서 박막화와 대형화가 용이할 뿐만 아니라 최근의 기술 개발에 힘입어 화질이 크게 향상되고 코스트가 경쟁력을 갖게 됨에 따라 차세대 디스플레이로서 주목을 받고 있다. 이 PDP는 화소들이 매트릭스 형태로 배치되고 각 화소셀들은 적색, 녹색, 청색의 신호를 발생하기 위한 적색, 녹색, 청색 3개의 서브 방전셀로 조합된다. PDP는 그 구동방식에 따라 크게 대향방전을 하게 되는 직류(DC)형과 면방전을 하게 되는 교류(AC)형으로 대별된다. 교류방식의 플라즈마 표시장치는 직류방식에 비하여 저소비전력과 라이프 타임이 큰 장점이 있기 때문에 주목을 받고 있는 구동방식이다.

도 1은 교류방식의 면방전형 PDP를 개략적으로 도시한 도면이다. 도 1을 참조하면, PDP는 크게 상판과 하판으로 이루어진다.

상판은 상부 유리기판(101)에 형성되는 Scan 전극과 Common 전극을 불리는 유지전극쌍(102)과, 유지전극쌍(102)에 나란하게 형성되는 버스전극(103)과, 이 버스전극(103)과 상부 유리기판(101) 위 표면에 성막되는 유전체층(104)과, 유전체층(104) 위에 형성되는 보호막(106)을 구비한다. 하판은 하부 유리기판(111) 위에 유지전극쌍(102)과 직교하도록 형성된 어드레스 전극(113)과, 하부 유리기판(111)과 어드레스 전극(113) 위에 도포되는 제2 유전체층(112)과, 어드레스 전극(113)을 사이에 두고 하부 유리기판(111) 표면에서 수직으로 신장되는 격벽(115)과, 격벽(115)과 하부 유리기판(111)에 도포되어지는 형광체(114)를 구비한다.

이와 같이 형성되는 종래의 플라즈마 디스플레이 패널은, 상기 어드레스 전극과 Scan 전극으로 구동전압을 인가받아 이들 사이에 어드레스 방전을 일으켜 상기 상부 기판 및 하부 기판으로 각기 형성된 유전층에 벽전하를 형성하고, 상기 어드레스 방전에 의해 선택된 셀들에서 상기 유지전극쌍 사이에 교번적으로 공급되는 교류 신호에 의해 서스테인 방전을 일으킨다.

이에 따라 방전 셀을 형성하는 방전 공간에서는 이 공간에 충진된 방전 가스가 여기되었다가 천이되면서 자외선이 발생하고, 방전에 의해 발생된 이들 자외선은 형광체(114)를 여기시키고, 여기된 형광체는 낮은 에너지 준위로 천이될 때 형광체의 특성에 따라 서로 다른 파장의 가시광선이 발생한다.

이러한 플라즈마 디스플레이 패널이 선명한 화질과 저전력 소모를 하기 위해서는 방전전압을 낮추고 지터특성을 좋게하는 것이 필요하다. 최근 방전전압을 최소화하고 지터특성을 좋게 하기 위해 보호막과 관련된 연구가 많이 진행되고 있다. 종래 보호막은 이온이 표면체 충돌할 때 방출되는 전자의 수가 비교적 많고, 스퍼터링(sputtering)이 적어 패널 수명을 연장시킬수 있는 MgO가 주로 사용되었다. 그러나 MgO만으로 구성된 보호막은 전자방출과 관련해 그 한계가 있었다. 또한 그 보호막을 형성하는 공정에 있어서 함께 주입하는 기체의 성질에 따라 막의 성질이 달라진다.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 플라즈마 디스플레이 패널에서 그 효율을 높이고 지터특성이 뛰어나게 하기 위한 보호막 및 그 형성방법을 제공하는 데 있다.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 플라즈마 디스플레이 패널의 보호막 형성 방법은 격벽을 사이에 두고 상판과 하판을 합착하여 형성하는 플라즈마 디스플레이 패널을 제작하는 공정에 있어서, 전극과 유전체가 형성된 상판과 MgO와 Gd가 혼합된 펠렛을 챔버 내에 장착하는 단계, 상기 챔버 내를 진공화하면서 O₂와 H₂O를 주입하는 단계, 상기 펠렛에 에너지를 가하여 상기 상판의 유전체 표면에 증착시키는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

상기 챔버 내에 장착하는 펠렛은 MgO와 0.1 내지 10mol%의 Gd를 포함한 것이 바람직하며, 상기 챔버에 주입하는 O₂와 H₂O의 부피비는 10 내지 50 : 90 내지 50인 것이 바람직 하다.

상기 펠렛에는 레이저 빔을 이용하여 에너지를 가하여 보호막을 증착할 수 있다.

본 발명의 다른 목적, 특징 및 이점들은 첨부한 도면을 참조한 실시예들의 상세한 설명을 통해 명백해 질 것이다.

이하, 본 발명에 의한 플라즈마 디스플레이 패널의 보호막 및 그 형성 방법의 실시예를 통해 본 발명의 구성 및 동작을 상세하게 설명한다.

도 2는 본 발명에 의한 플라즈마 디스플레이 패널의 보호막의 형성 방법을 개략적으로 나타내는 순서도이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 플라즈마 디스플레이 패널의 보호막을 형성하는 방법을 설명하기 위한 챔버의 개략적인 도면이다.

본 발명에 의한 플라즈마 디스플레이 패널의 보호막의 형성 방법은 도 2에 도시된 것과 같이 우선 기판에 전극과 유전체가 형성된 상판을 준비하는 단계, 상판과 MgO와 Gd가 혼합된 펠렛을 챔버 내에 장착하는 단계, 상기 챔버 내를 진공화하면서 O₂와 H₂O를 주입하는 단계, 상기 펠렛에 에너지를 가하여 상기 상판의 유전체 표면에 증착시키는 단계를 포함하여 이루어진다.

이와 같은 보호막을 형성 방법은 도 3과 같은 챔버(210)를 이용한다. 챔버에는 보호막을 증착시킬 패널(230)을 고정시키는 패널 고정부(213)와 펠렛(pellet)(240)을 장착하는 펠렛 장착부(217)가 구비되어 있으며, 또한 펠렛(240)에 레이저 빔을 주사하는 전자총(215)과 챔버내부를 진공화시키는 펌프와 연결된 배출구(221) 및 O₂와 H₂O를 주입하는 흡입구(223)가 구비되어 있다.

본 발명에 의한 플라즈마 디스플레이 패널의 보호막을 형성하기 위해 우선 상기 챔버(210) 내에 전극과 유전체가 형성된 상판(230)과 펠렛(240)을 장착한다. 상기 상판에 전극과 유전체를 형성하는 것은 종래의 기술로 구현할 수 있으므로 이에 대하여 구체적인 설명은 생략한다. 보호막을 형성할 상판(230)은 챔버 내에 구비된 패널 고정부(213)에 고정시킨다. 패널 고정부(213)는 챔버 외부에서 연결된 구동부(미도시) 등에 의해 적당한 속도로 패널을 회전시킬 수도 있으며, 열선 등을 이용하여 패널을 증착에 알맞은 온도로 유지할 수 있다.

상기 챔버(210) 내부에는 상기 상판과 대응되도록 위치한 펠렛 장착부(217)에 펠렛(pellet)을 충전한다. 펠렛은 보호막을 형성하는 재료(source) 물질을 말한다. 본 발명에서는 이러한 펠렛으로 MgO와 Gd가 포함된 물질을 사용하는 것이 특징이다. 보호막으로 MgO만을 사용하는 종래의 보호막보다 MgO에 Gd를 첨가하는 것이 패널의 효율을 증대시킨다. 이때 펠렛은 MgO에 10mol% 이하의 Gd를 첨가하는 것이 바람직하다.

상기 챔버(210)에 상판(230)과 펠렛(240)을 장착한 후에 챔버 내부를 진공화 시킨다. 이때 챔버 외부의 펌프 등을 이용하여 배기구(221)를 통해 챔버 내부의 공기를 배출시킨다. 챔버 내부의 공기가 어느정도 제거되면, 흡입구(223)를 통해 O₂와 H₂O를 주입한다. 이때에도 배기구를 통한 내부 공기의 배출은 계속되고 있으므로 소정의 시간이 지나면 챔버 내부에는 O₂와 H₂O가 혼합된 공기가 천천히 흘러가게 된 다. 장비에 따라 달라지나 일반적으로 H₂O가 200sccm(standard cubic centimetre per minute)을 넘지 않도록 흡입구에서 조절하는 것이 바람직하다. 또한 상기 챔버에 주입하는 O₂와 H₂O의 부피비는 10 내지 50 : 90 내지 50인 것이 바람직하다.

상기 챔버(210) 내부에 O₂와 H₂O로 충전되면, 전자총(215)으로 펠렛(240)에 레이저 빔을 조사한다. 레이저 빔에 의해 출사된 레이저 에너지는 펠렛을 증발시킨다. 이때 레이저 빔이외에 팰렛에 적당한 에너지를 공급할 수 있는 것이라면 레이점 빔이외의 장치로 구현될 수 있다. 일정한 일함수(work funtion)를 넘어서는 에너지가 공급되면 펠렛의 분자는 점차분리되어 같은 챔버 내부에 장찬된 상판(230)의 표면에 MgO와 Gd가 혼함된 물질로 보호막이 증착된다.

도 4는 보호막이 증착된 플라즈마 디스플레이 패널의 상판의 단면을 나타내는 도면이다. 도 4를 참조하면 투명한 유리기판(231) 상에 다수개의 전극(233)이 형성되고 이를 보호하는 유전체(235)가 형성되어 있으며, 그 위에 상기의 증착과정을 통해 형성된 보호막(340)을 구비한다. 이때 상기 보호막의 첨가된 Gd의 양과 챔버 내부에 주입한 O₂와 H₂O의 양에 따라 그 성질이 달라진다.

표 1은 첨가물과 주입한 O₂와 H₂O의 양에 따른 보호막의 성질을 살펴보기 위하여 증착조건을 달리한 실험조건표이다.

	O2	H2O	Gd 첨가유무
Ref.	30	x	x
Gd 30	30	x	o
Gd 50	50	x	o
Gd + H2O	30	50	o
H2O	30	50	x

상기 표에서 Ref는 종래 일반적인 MgO 보호막을 형성하는 방법을 나타낸 것으로 MgO를 펠렛으로 하고 챔버내에 30sccm의 O₂를 유입시킨 상태로 보호막을 증착시킨 것이고, Gd 30은 Ref에 Gd를 첨가하여 형성한 것이고, Gd 50은 Ref에 Gd를 첨가하고 O₂를 50sccm 유입시켜 형성한 것이고, Gd + H₂O는 Ref에 H₂O를 50sccm를 더 유입시켜 형성한 것이고, H₂O는 Ref에 H₂O 50sccm을 더 유입시키켜 보호막을 형성시켰다.

도 5는 상기 표 1의 실험조건에 의해 형성된 보호막을 구비한 플라즈마 디스플레이 패널의 효율과 방전 delay time 및 산포(sigma)를 나타내는 그래프이다.

도 5의 (a)는 표 1의 실험조건에 따른 보호막을 구비한 패널의 방전전압과 효율을 나타내는 그래프이다. 가로축은 방전전압을 나타내고 세로축은 효율[lm/w]을 나타낸다. (a)에 도시된 것과 같이 Ref에 비하여 Gd를 첨가한 것이 동일한 방전전압에서 효율이 높았으며, O₂의 비율이 30sccm 보다 50sccm이 될때 높았다. 또한, Ref보다 O₂에 H₂O를 함께 주입시키는 경우가 효율이 월등히 높아지는 것을 볼 수 있으며, Ref의 조건에 Gd와 H₂O를 함께 주입시키는 경우가 가장 높은 효율을 가지는 것을 볼 수 있다.

도 5의 (b)는 표 1의 실험조건에 따른 보호막을 구비한 패널의 방전시 지터시간과(jitter time)과 오방전 비율(miss-adressing probability)을 나타내는 그래프이다. 가로축은 지터시간을 나타내고 세로축은 오방전 비율을 나타낸다. 플라즈마 디스플레이 패널이 선명한 화질을 제공하기 위해서는 일정한 오방전 비율이하로 떨어뜨릴 수 있는 반응시간이 필요하며, 이러한 시간이 짧은 것이 지터특성이 좋다고 할 수 있다. (b)에 도시된 것과 같이 Ref에 비해서 Gd를 첨가한 것이 지터특성이 좋아지고, Ref에서 H₂O를 더 주입한 것의 지터특성이 현저하게 좋아 졌다. (b)의 그래프에 도시되어 있듯이 Ref에 Gd를 첨가하고 H₂O를 함께 주입하여 형성한 보호막을 구비한 패널의 지터특성이 가장 크게 개선되는 것을 볼 수 있다.

표 2는 상기와 같은 실험을 수차례 걸쳐 실험한 결과의 산포(sigma)를 나타내는 표이다.

	Ref	Gd 30	Gd 50	Gd + H2O	H2O
Sigma	1.025	0.670	0.846	0.113	0.157

표 2에서 보는 것과같이 산포치도 Gd + H₂O가 가장 낮은 것을 알 수 있다.

도 5와 표 2에서 살펴본 것과 같이 보호막의 재료로 MgO에 Gd를 첨가시키고 증착시에 O₂ 및 H₂O를 함께 주입시켜 보호막을 형성하는 경우에는 패널의 효율을 높이고 지터특성 및 산포특성까지 좋아지게되어 선명한 화질을 제공하는 플라즈마 디스플레이 패널을 제공할 수 있다.

도 6은 도 2의 제작 방법으로 형성된 보호막이 구비된 플라즈마 디스플레이 패널의 구조를 개략적으로 도시한 도면이다. 도 6을 참조하면 본 발명에의한 플라즈마 디스플레이 패널은 상부기판(231) 위에 전극(233)과 유전체(235)가 형성되고 상기 유전체(235) 상에 MgO와 Gd가 혼합된 물질을 O₂와 H₂O를 주입하며 증착시킨 보호막(340)으로 구성되는 상판과 하부기판(251) 상에 전극(253)과 유전체(255), 방전구역을 구별하는 격벽(257), 격벽(257)과 유전체(259) 상에 형광체가 형성된 하판이 합착하여 형성된다. 본 발명에 의한 플라즈마 디스플레이 패널은 상판에 형성된 보호막이 MgO와 10mol% 이하의 Gd가 첨가되고 증착과정에서 O₂와 H₂O를 주입하며 형성되어 도 5에서 살펴본것과 같이 종래 플라즈마 디스플레이 패널에 비해서 그 효율이 뛰어나고 지터특성과 산포가 좋아 선명한 화질을 제공한다.

이상 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 발명의 기술사상을 일탈하지 아니하는 범위에서 다양한 변경 및 수정이 가능함을 알 수 있을 것이다.

따라서, 본 발명의 기술적 범위는 실시예에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허청구범위에 의하여 정해져야 한다.

이상에서 본 것과 같이, 본 발명에 의하면 플라즈마 디스플레이 패널의 보호막은 보호막이 MgO와 Gd로 이루어지고, 그 증착과정에서 O₂와 H₂O를 주입하여 형성함으로써 플라즈마 디스플레이 방전시의 효율을 좋게 하며, 지터특성이 뛰어난 플라즈마 디스플레이 패널을 제작할 수 있게 한다.

Claims (5)

1. 격벽을 사이에 두고 상판과 하판을 합착하여 형성하는 플라즈마 디스플레이 패널을 제작하는 공정에 있어서,

   전극과 유전체가 형성된 상판과 MgO와 Gd를 포함하여 이루어진 펠렛을 챔버 내에 장착하는 단계;

   상기 챔버 내를 진공화하면서 O₂와 H₂O를 주입하는 단계;

   상기 펠렛에 에너지를 가하여 상기 상판의 유전체 표면에 보호막을 증착시키는 단계;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널의 보호막 형성 방법.
2. 제1항에 있어서,

   상기 챔버 내에 장착하는 펠렛은 MgO와 0.1 내지 10mol%의 Gd를 포함한 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널의 보호막 형성 방법.
3. 제1항에 있어서,

   상기 챔버에 주입하는 O₂와 H₂O의 부피비는 10 내지 50 : 90 내지 50인 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널의 보호막 형성 방법.
4. 제1항에 있어서,

   상기 펠렛에 레이저 빔을 조사하여 에너지를 가하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널의 보호막 형성 방법.
5. 격벽을 사이에 두고 상판과 하판을 합착하여 형성된 플라즈마 디스플레이 패널에 있어서, 상기 상판은

   기판;

   상기 기판상에 형성된 다수의 전극;

   상기 전극을 포함하는 기판 상에 형성되는 유전체;

   상기 유전체 상에 형성되어 유전체를 보호하는 보호막으로 구성되고,

   상기 보호막은 0.1 내지 10mol%의 Gd를 포함하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널.

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