KR20000044655A - 플라즈마 디스플레이 패널의 보호막 증착용 산화마그네슘 증착재의 탈가스 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 플라즈마 디스플레이 패널 제조공정 중 보호막 형성을 위한 MgO 증착재에 흡착된 수분 및 이산화탄소 등을 제거하기 위한 탈가스 공정시간을 감소시키고 MgO 증착재를 재활용할 수 있는, 플라즈마 디스플레이 패널의 보호막 증착용 산화마그네슘 증착재의 탈가스 방법에 관한 것으로, MgO 증착재를 400℃ 이상의 고온에서 가열하여 표면에 흡착된 수분 등의 가스를 제거한 후 MgO 증착재를 챔버에 넣어 MgO 보호막을 증착하는데 그 특징이 있다. 또한, 증착시 챔버 바닥 주위로 흘러나와 MgO 증착재 가루가 묻어 있는 것을 초음파 세정을 하고, 400℃이상 고온의 진공, 산소 또는 질소분위기에서 가열하여 표면에 흡착한 불순물을 제거하여 재 사용할 수 있도록 하는데 특징이 있다.

Description

플라즈마 디스플레이 패널의 보호막 증착용 산화마그네슘 증착재의 탈가스 방법

본 발명은 플라즈마 디스플레이 패널 제조 공정중 보호막 증착공정에 있어서 증착시 증착재의 탈가스에 관한 것이다.

플라즈마 디스플레이(plasma display)는 기체 방전시에 발생하는 플라즈마로부터 나오는 빛을 이용하여 문자 또는 그래픽을 표시하는 소자이다. PDP(plasma display panel)는 현재 활발히 연구되고 있는 LCD(liquid crystal display), FED(field emission display), ELD(Electroluminescence display)와 같은 여러 분야의 평판형 디스플레이 중에서도 대형화에 가장 적합한 장점을 가지고 있다.

플라즈마 디스플레이는 40 ˝ 이상의 대형화화가 가능하고, 방전에서 형성되는 자외선이 형광막을 자극하여 가시광을 발광시키는 포토루미네슨스(photoluminescence) 메카니즘을 이용하기 때문에 CRT 수준의 칼라화가 가능하며, 자기 발광형 표시소자(self-emissive display)로서 160 。 이상의 넓은 시야각을 갖는 등 다른 평탄 소자에서 찾아볼 수 없는 고유한 장점을 많이 가지고 있어 차세대 고선명 벽걸이 TV, TV와 PC의 기능이 복합화된 멀티미디어(multimedia)용 대형 표시장치로서 유력시되고 있어 최근 들어 이에 대한 관심이 고조되고 있다.

PDP는 두께가 3 ㎜ 정도되는 2장의 유리기판을 사용하여 각각의 기판 위에 적당한 전극과 형광체를 도포하고, 약 0.1 ㎜ 내지 0.2 ㎜의 간격을 유지하면서 그 사이의 공간에 플라즈마를 형성하는 방법을 채택하고 있기 때문에 평판으로서 대형화가 가능하다. 또한, PDP에서 가스 방전은 전극간에 전압이 인가되더라도 방전 개시 전압 이하의 인가전압에 대해서는 방전이 일어나지 않는 강한 비선형성을 갖고, 대형 디스플레이의 구동에 필수적인 기능인 기억기능(memory function)이 있어 초대형의 패널에 대해서도 휘도의 저하없이 고화질의 화상을 표현할 수 있다.

플라즈마 디스플레이는 플라즈마를 발생하기 위한 전극이 플라즈마에 직접 노출되어 전도전류(conduction current)가 전극을 통해 직접 흐르는 직류형(DC형)과 전극이 유전체로 덮여 있어 직접 노출되지 않아 변위전류(Displacement Current)가 흐르는 교류형(AC형)으로 구분된다.

직류형 플라즈마 디스플레이 패널(DC Plasma Display Panel, 이하 DC PDP)과 교류형 플라즈마 디스플레이 패널(AC Plasma Display Panel, 이하 AC PDP) 각각은 전면판과 배면판, 2매의 유리 기판으로 구성되는데, DC PDP의 전면판에는 음극이 형성되고 배면판에는 양극, 형광체, 저항, 격벽이 형성되며, AC PDP의 전면판에는 방전유지전극, 버스전극, 유전층, 보호막이 형성되고, 배면판에는 어드레스 전극, 유전층, 격벽, 형광층이 형성된다.

납유리가 주성분인 저융점 유리로 만들어지는 유전체가 플라즈마에 노출이 되면 납의 환원 석출에 의해 방전전압이 높아지고 불균일 방전이 일어나는 문제 등을 야기하기 때문에 플라즈마에 대한 안정성을 갖는 보호막이 필요하며, 방전 특성상 높은 2차 전자방출계수가 요구된다. 이러한 문제점을 해결하기 위한 보호막을 이루는 물질로는 현재 MgO가 가장 적합하다고 알려져 있으며 주로 전자-빔 증착과 같은 진공 증착기술에 의해 만들어지나 진공 박막 프로세스는 장비가 고가일 뿐만 아니라 생산성이 낮아 생산 단가가 높아지는 원인이 되고 있으므로 MgO와 같은 보호막을 스크린 프린팅으로 만들기 위한 페이스트 개발에 대한 연구가 진행되고 있다. MgO 보호막이 가져야될 중요한 특성은 저전압 구동과 장수명이다. MgO 페이스트를 만들 때 MgO 분말에 MgO 바인더를 첨가해서 소성 후 치밀화를 도모함으로서 휘도의 증가 및 방전 전압의 감소 등 PDP 특성을 향상시키는 장점이 있다.

즉, MgO 보호막은 높은 2차 전자 방출계수에 의한 방전전압의 감소, 우수한 내스퍼터링에 의한 장수명화, 높은 투과율 등의 이유로 플라즈마 디스플레이 패널에서 유전체의 보호막으로 형성되며, 전자빔 증착기를 사용하여 MgO 증착재 또는 타겟(target)을 가열하여 기판에 막을 형성한다.

종래의 기술에서 전자빔 증착법에 의한 MgO 보호막 형성공정은 챔버(chamber)의 진공배기, MgO 탈가스, 증착의 순으로 이루어지는데, 통상적으로 음극, 필라멘트(filament), 양극 등의 세정 및 교환 등으로 이루어지는 전자총 유지(maintenance) 단계, MgO 증착재 회수 및 공급 단계, 음극 탈가스 단계, MgO막 증착 단계를 실시하고 이후, 전자총 유지 단계부터 그 과정을 반복한다.

MgO는 조해성 물질로 대기중에 노출되는 경우 대기중의 수분 및 이산화탄소를 매우 잘 흡착하는 성질을 가지고 있어 MgO 증착재의 경우 대개 진공 포장으로 납입되고, 용융점이 2850 ℃ 정도로 매우 높아 내열재료의 대표적인 물질이며, 흡착된 가스는 대개 300 ℃ 이상의 고온에서 탈리한다고 알려져 있다.

10"급 이상의 대형 기판용 증착기의 경우 증착용 MgO 증착재가 챔버의 바닥에 보통 수십 Kg정도로 매우 많이 남아 있는데, 대기에 노출되면 공기와 반응하여 MgO의 탈가스에 많은 시간이 걸리며 챔버를 열어야 하는 유지(maintenance) 과정에서는 특히 문제가 된다.

MgO 증착재의 표면에 흡착된 수분 및 이산화탄소 등의 가스는 전자빔 증착기 사용시(전자빔 조사시) 챔버의 진공도를 나쁘게 하는 이상방전의 주원인이 되어 장비의 정상적인 동작을 이루어지지 못하게 하고 음극 수명을 감소시킬 뿐만 아니라, 막의 조성, 막의 결정성 및 투과율 등 막의 특성을 저하시켜 패널의 특성을 나쁘게 한다.

MgO 증착재의 표면에 흡착된 수분 및 이산화탄소 등의 가스를 제거하기 위한 종래의 탈가스 공정에서는, 전자빔으로 MgO 증착재를 가열하고 있다. 전자빔을 이용한 MgO 증착재 가열시 전류의 크기를 250 ㎃, 350 ㎃, 450 ㎃, 550 ㎃로 네 단계로 나누어 인가하고, 각 단계에서는 빔 전류를 올리는 속도를 일정하게 하며, 각 단계에서 일정한 진공도가 도달될 때까지 기다린 후 다음 전류 크기 단계로 넘어간다. 이때, 각 전류 크기 단계에서 일정한 진공도에 도달할 때까지 많은 시간이 소모된다. 예로서 챔버를 열었을 경우 이틀이 소요되는데, 그 이유는 증착재가 절연재료이고 빔 조사 영역이 증착재 전체가 아니라 부분적으로 빔이 조사되기 때문이다. 따라서, 많은 시간을 빔 조사에 의한 탈가스에 소모하게 되면 장비의 효율이 떨어지고 전자총의 음극 및 필라멘트의 사용주기가 짧아져 유지비가 증가한다. 또한, 빔이 국부적으로 가열된 부분에서는 증착재가 증발하여 소모되므로 증착재가 낭비된다. 이때, 소모된 증착재가 챔버 내의 방착판 등에 증착되고 전자총의 음극과 필라멘트의 수명이 줄어들어 관리 주기가 감소하여 장비의 실 가동율이 낮아지는 문제점이 있다.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 본 발명은 MgO 보호막 형성을 위한 MgO 증착재에 흡착된 수분 및 이산화탄소 등을 제거하기 위한 탈가스 공정시간을 감소시키고 MgO 증착재를 재활용할 수 있는, 플라즈마 디스플레이 패널의 보호막 증착용 산화마그네슘 증착재의 탈가스 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 플라즈마 디스플레이 패널 제조공정 중 보호막 형성을 위한 MgO 증착재에 흡착된 불순물을 제거하는 탈가스 방법에 있어서, 대기중에 노출된 상기 MgO 증착재를 400 ℃가 넘는 온도에서 가열하여, 상기 MgO 증착재 표면에 흡착된 불순물을 제거하는 MgO 증착재의 탈가스 방법을 제공한다.

본 발명은 MgO 증착재를 400 ℃ 이상 고온의 진공, 산소 또는 질소분위기에서 가열하여 표면에 흡착된 수분 등의 가스를 제거한 후 MgO 증착재를 챔버에 넣어 MgO 보호막을 증착하는데 그 특징이 있다. 또한, 증착시 챔버 바닥 주위로 흘러나와 MgO 증착재 가루가 묻어 있는 것을 초음파 세정을 하고, 400℃이상 고온에서 가열하여 표면에 흡착한 불순물을 제거하여 재 사용할 수 있도록 하는데 그 특징이 있다.

또한, MgO 자동공급기(fedder) 내에 열선을 내장하여 증착 직전에 가열시켜 대기와 노출시키지 않고 불순물 제거효율을 증가시킨다.

초음파 세정은 D.I 수(deionized water), 에탄올 또는 아세톤을 이용하여 실시한다.

이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것이 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.

상기와 같이 이루어지는 본 발명은 대기중에 노출된 MgO 표면에 흡착되어 있는 수분 등의 불순물을 효과적으로 제거하여 MgO탈가스에 걸리는 시간을 줄일 수 있다. 부수적인 효과로서 전자빔 증착기의 전자총의 음극 및 필라멘트를 장시간 효율 좋게 사용할 수 있으며 값비싼 증착재도 절약할 수 있다.

또한, 증착시 바닥 주위로 흘러나와 표면이 오염되었거나 MgO 증착재 가루가 묻어있는 것을 초음파 세정을 하고 400℃이상 고온에서 가열하여 표면에 흡착한 불순물을 제거하여 재 사용하여 재료비를 절감할 수 있으며 증착되어 작게 되거나 가루로 된 증착재를 깨끗하게 분리하여 보다 좋은 특성의 막을 형성할 수 있다.

Claims (5)

1. 플라즈마 디스플레이 패널 제조공정 중 보호막 형성을 위한 MgO 증착재에 흡착된 불순물을 제거하는 탈가스 방법에 있어서,

   대기중에 노출된 상기 MgO 증착재를 400 ℃가 넘는 온도에서 가열하여, 상기 MgO 증착재 표면에 흡착된 불순물을 제거하는 MgO 증착재의 탈가스 방법.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 불순물은 수분 등 또는 이산화탄소인 것을 특징으로 하는 MgO 증착재의 탈가스 방법.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

   상기 대기중에 노출된 MgO 증착재를 초음파 세정한 후, 400 ℃가 넘는 온도에서 가열하여, 상기 MgO 증착재 표면에 흡착된 불순물을 제거하는 것을 특징으로 하는 MgO 증착재의 탈가스 방법.
4. 제 3 항에 있어서,

   상기 초음파 세정은 D.I 수(deionized water), 에탄올 또는 아세톤을 이용하는 것을 특징으로 하는 MgO 증착재의 탈가스 방법.
5. 제 4 항에 있어서,

   상기 MgO 증착재를 진공, 산소 또는 질소분위기에서 가열하는 것을 특징으로 하는 MgO 증착재의 탈가스 방법.