KR100350652B1 - 플라즈마 디스플레이 패널의 격벽 및 형광체 형성 방법 - Google Patents
플라즈마 디스플레이 패널의 격벽 및 형광체 형성 방법 Download PDFInfo
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Abstract
본 발명은 격벽 형성 과정에서 격벽이 손상되는 것을 억제하고 셀 간에 형광체를 균일하게 도포하여 오방전을 방지할 수 있는 플라즈마 디스플레이 패널의 격벽 및 형광체 형성 방법에 관한 것으로, 형광체 입자가 함유된 DFR을 이용하여 노광 및 현상을 통하여 형광체 패턴을 형성하고, 인쇄기 또는 코터 등으로 형광체 패턴 사이에 격벽재를 넣고 건조 및 소성을 통하여 격벽 및 형광체 패턴을 형성하는데 그 특징이 있다.
Description
본 발명은 플라즈마 디스플레이 패널 제조 방법에 관한 것으로, 특히 플라즈마 디스플레이 패널의 격벽 및 형광체 형성 방법에 관한 것이다.
플라즈마 디스플레이 패널(plasma display panel, 이하 PDP라 함)은 기체 방전시에 발생하는 플라즈마로부터 나오는 빛을 이용하여 문자 또는 그래픽을 표시하는 소자이다. PDP는 현재 활발히 연구되고 있는 LCD(liquid crystal display), FED(field emission display), ELD(electroluminescence display)와 같은 여러 평판형 디스플레이 중에서도 대형화에 가장 적합한 장점을 가지고 있다.
즉, 플라즈마 디스플레이 패널은 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 평판 소자에서 찾아볼 수 없는 고유한 장점을 많이 가지고 있어 차세대 고선명 벽걸이 TV, TV와 PC의 기능이 복합화된 멀티미디어(multimedia)용 대형 표시장치로서 유력시되고 있다.
PDP는 두께가 3mm 정도되는 2장의 유리기판을 사용하여 각각의 기판 위에 적당한 전극과 형광체를 도포하고, 두 기판의 간격을 약 0.1mm 내지 0.2mm로 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 디스플레이 패널은 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.
AC형 PDP의 전면판에는 평행한 한쌍의 투명전극, 전도율을 높이기 위해 투명전극 상에 형성되는 버스전극(bus electrode), 유전층 등이 형성된다. 배면판에는 버스전극과 수직한 어드레스 전극, 유전층, 유전층 상에 형성된 격벽, 격벽 사이에 형성된 형광층이 형성된다. 이러한 구조의 전면판과 배면판을 봉착, 배기하여 PDP를 이룬다.
PDP의 제조에는 스크린 인쇄, 포토리소그래피와 같은 공통되는 공정 기술 및 격벽 형성을 위한 특수 공정들이 있다. 그 중 스크린 인쇄법(screen print) 및 샌드블라스트(sandblast) 방법은 다음과 같은 특징을 갖는다.
스크린 인쇄법에 의한 후막형성 기술은 생산설비가 간단하고, 재료 이용 효율이 높아서 PDP 제조에 가장 많이 이용되고 있는 공정 중의 하나이다. 스크린 인쇄의 원리는 패터닝된 스크린을 일정간격 유지하여 기판 위에 놓고 격벽 형성에 필요한 페이스트(paste)를 압착, 전사시켜 원하는 형상을 기판에 인쇄하는 방식이다. 통상 1회 인쇄에서 소성 전에 20 ㎛ 정도의 높이를 얻을 수 있다. 따라서 , 50 ㎛ 내지 100 ㎛의 격벽을 얻기 위해서는 5회 내지 10회의 중첩 인쇄를 하여 다수의 건조 공정을 실시하여야 하기 때문에 생산성이 낮고, 유리기판(glass)의 변형에 따른 낮은 재현성 그리고 고정세화에 어려운 단점이 있다.
샌드블라스트법은 기판 위에 격벽물질을 넓게 도포한 후 부분적으로 이를 제거함으로써 격벽을 형성하는 방법으로 최근 대형 패널 제조 공정에서 고정세용 격벽 형성을 위해 많이 이용되고 있는 방법이다. 전극이 형성되어 있는 기판 전면에 스크린 인쇄법을 이용하여 격벽재료를 인쇄하고 격벽재료 상에 감광성 필름을 입힌후, 노광과 현상작업을 거쳐 격벽재료를 보호할 감광성 필름이 남도록 한다. 그리고 연마제를 분사하여 감광성 필름에 보호되지 않은 부분을 물리적으로 제거하여 격벽을 형성하게 되는데 이때, 사용되는 연마제는 Al2O3, SiC, 유리 미립자 등이 사용되고 압축된 공기나 질소 가스에 의해 분사된다. 샌드블라스트법으로 70 ㎛ 이하의 격벽을 대면적의 기판에 형성하는 것이 가능하지만 기판 유리에 물리적 충격을 가해 소성시 기판의 균열을 일으킬 수 있고, 공정이 복잡하며 설비 투자에 소요되는 경비가 많으며 많은 재료의 소모로 인한 생산 단가의 상승, 분진으로 인한 공해 발생의 소지를 갖고 있다.
고정세화를 위한 종래 격벽을 형성하는 기술로는 리프트-오프(lift off)법을 예로 들 수 있다. 도1a 내지 도1c를 참조하여 리프트 오프법을 상세히 설명한다.
도1a는 기판(10) 상에 레지스트 패턴(11)이 형성된 상태를 보인다. 이때, 레지스트 패턴(11)은 이후 소정의 패턴을 형성하고자 하는 이외의 영역에 형성한다. 도1b는 레지스트 패턴(11) 및 기판(10)을 덮는 성막재료(12)가 형성된 것을나타내며, 도1c는 레지스트 패턴(11)을 제거하면서 레지스트 패턴 상에 존재하는 성막재료(12)를 함께 제거하여 소정의 패턴(12A)을 형성한 것을 보이고 있다.
리프트-오프 공정을 이용한 PDP의 격벽 형성 공정에서는 상기 레지스트 패턴으로써 DFR(dry film resist)을 이용하는데, DFR 패턴 상에 격벽재를 형성한 후 DFR 패턴을 제거하는 과정에서 DFR이 팽윤되어 박리되므로 격벽에 손상을 주는 단점이 있다.
한편, 형광체는 일반적으로 인쇄기술을 이용하여 도포하는데, 스크린 마스크의 불균일성 등으로 셀(Cell) 사이에 형광체를 균일하게 도포하기가 어려워 고품질의 패널 제작이 어렵고 일부 형광체는 격벽 위로 넘쳐 흘려 오방전 현상을 발생시키므로 생산성이 떨어지는 문제점이 있다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 본 발명은 격벽 형성 과정에서 격벽이 손상되는 것을 억제하고 셀간에 형광체를 균일하게 도포하여 오방전을 방지할 수 있는 플라즈마 디스플레이 패널의 격벽 및 형광체 형성 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
도1a 내지 도1c는 리프트 오프법을 설명하기 위한 공정 단면도,
도2a 내지 도2f는 본 발명의 일실시예에 따른 플라즈마 디스플레이 패널의 격벽 및 형광체 형성 공정 단면도.
*도면의 주요부분에 대한 도면 부호의 설명*
21: 전극
F: 형광체 분말이 함유된 드라이 필름 레지스트
F1, F2, F3: DFR 패턴
24: 격벽재
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 전극 형성이 완료된 기판 상에 유전층을 형성하는 제1 단계; 상기 유전층 상에 형광체 물질이 함유된 드라이 필름레지스트 패턴을 형성하여, 상기 드라이 필름 레지스트 패턴 사이에 격벽 형성 영역을 정의하는 제2 단계; 상기 드라이 필름 레지스트 패턴 사이에 격벽 물질을 채우는 제3 단계; 및 상기 드라이 필름 레지스트 패턴 및 상기 격벽 물질을 열처리하여, 상기 드라이 필름 레지스트 패턴으로 이루어지는 형광체 및 격벽을 형성하는 제4 단계를 포함하는 플라즈마 디스플레이 패널 제조 방법을 제공한다.
상기 제2 단계는, 빨강, 파랑, 녹색 중 서로 다른 한 가지 색의 형광체를 각각 포함하는 제1 드라이 필름 레지스트, 제2 드라이 필름 레지스트 및 제3 드라이 필름 레지스트를 마련하는 제5 단계; 상기 유전층 상에 상기 제1 드라이 필름 레지스트를 덮고 노광 및 현상하여 이웃하는 세 개의 상기 전극 중 제1 전극 상에 제1 드라이 필름 레지스트 패턴을 형성하는 제6 단계; 상기 제6 단계가 완료된 전체 구조 상에 상기 제2 드라이 필름 레지스트를 덮고 노광 및 현상하여 이웃하는 세 개의 상기 전극 중 제2 전극 상에 제2 드라이 필름 레지스트 패턴을 형성하는 제7 단계; 및 상기 제7 단계가 완료된 전체 구조 상에 상기 제3 드라이 필름 레지스트를 덮고 노광 및 현상하여 이웃하는 세 개의 상기 전극 중 제3 전극 상에 제3 드라이 필름 레지스트 패턴을 형성하는 제8 단계를 포함한다.
본 발명은 종래의 리프트-오프법을 개선하여 격벽 및 형광체 패턴을 동시에 형성하는 플라즈마 디스플레이 패널 제조 방법에 관한 것으로, 형광체 입자가 함유된 DFR을 이용하여 노광 및 현상을 통하여 형광체 패턴을 형성하고, 인쇄기 또는 코터(coater) 등으로 형광체 패턴 사이에 격벽재를 넣고 건조 및 소성을 통하여 격벽 및 형광체 패턴을 형성하는데 그 특징이 있다.
이하, 도2a 내지 도2f를 참조하여 본 발명의 일실시예에 따른 플라즈마 디스플레이 패널의 격벽 및 형광체 형성 공정 방법을 상세히 설명한다.
먼저, 도2a에 도시한 바와 같이 전극(21) 형성이 완료된 배면 기판(20) 상에 반사막 역할을 하는 유전층인 화이트 백(white back)층(22)을 전면도포한다.
다음으로, 도2b에 도시한 바와 같이 화이트백층(22) 상에 형광체 분말이 함유된 드라이 필름 레지스트(DFR)(F)를 라미네이터(laminator)를 이용하여 부착시키고, 포토마스크(M)를 이용하여 상기 함유된 DFR(F)을 노광한다. 이어서, 약알카리 수용액을 이용한 현상 공정을 실시하여 DFR 패턴을 형성한다.
형광체 DFR은 형광체 분말, 빛을 받으면 경화되는 감광 반응재, 폴리비닐알콜 등의 바인더(binder)를 디에틸렌그리콜메틸에테르 등의 용제로 혼합하여 형성하며, 상기 DFR이 이후의 소성 공정에서 균일하게 수축되도록 하기 위하여 DFR 내의 감광 반응재, 바인더 및 형광체 조성비를 조절하여 형성한다. 예컨대, 일반적으로 사용하는 격벽용 또는 화이트백용 페이스트는 페이스트 + 바인더(수지) + 용제가 50∼60% + 10∼20% + 20∼30% 정도로 구성하여 사용한다.
이후, DFR 상에 보호필름을 부착을 부착하여 DFR을 완성한다.
R(red), G(green), B(blue) 3색의 형광체가 각각 함유된 DFR 패턴을 형성하기 위하여, 각 색의 형광체가 함유된 DFR을 부착, 노광 및 현상하는 공정을 반복적으로 실시하여 이웃하는 3개의 전극(21) 각각의 상부에 각 색의 형광체가 함유된 DFR 패턴을 형성한다.
도2c는 제1 형광체 분말이 함유된 DFR을 노광 및 현상하여, 이웃하는 세개의전극(21) 중 제1 전극 상에 제1 DFR 패턴(F1)을 형성한 상태를 보이고, 도2d는 제2 형광체 및 제3 형광체 분말이 함유된 DFR 각각을 노광 및 현상하여, 이웃하는 세개의 전극(21) 중 제2 전극 및 제3 전극 상에 제2 DFR 패턴(F2) 및 제3 DFR 패턴(F3)을 형성한 것을 나타내고 있다. 각 노광 공정에서 포토마스크는 동일한 것을 사용하며 한 격벽에서 다음 격벽까지의 거리(셀 피치) 만큼 포토마스크를 이동시키면서 노광한다.
이와 같이 R, G, B 형광체 분말을 함유하는 DFR 패턴 형성이 완료된 후에는 도2e에 도시한 바와 같이 DFR 패턴(F1, F2, F3)을 보호벽으로 이용하여 DFR 패턴(F1, F2, F3) 사이에 인쇄기 또는 막대 형태의 코터(bar type coater)를 사용하여 격벽재(24)를 채운다.여기서, 격벽재(24)는 PbO-B2O3-ZnO 또는 PbO-B2O3-SiO2등의 통상의 격벽 물질인 바, 여기에 TiO를 첨가하면 화이트백용 페이스트가 된다. 한편, 근래에는 환경 문제 등을 이유로 Pb를 대체할 다른 물질들을 개발 중에 있다.
이어서, 도2f에 도시한 바와 같이 형광체가 함유된 DFR 패턴(F1, F2, F3) 및 격벽재를 건조 소성하여 격벽 및 형광체를 동시에 형성한다.
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 격벽 및 형광체 패턴이 드라이 필름 레지스트 패턴에 따라서 형성되므로 패턴의 고정세화가 가능하고, 격벽 및 형광체가 동시에 형성되므로 패턴 간의 오정렬(mis-align) 문제가 발생하지 않아 생산성을 높일 수 있으며, 형광체가 전극으로 흘러내리지 않으므로 오방전에 의한 수율 저하를 방지할 수 있고, 형광체가 방전공간 전면에 균일하게 형성되므로 고품질의 PDP 제조가 용이해진다.
Claims (5)
- 플라즈마 디스플레이 패널 제조 방법에 있어서,전극 형성이 완료된 기판 상에 유전층을 형성하는 제1 단계;상기 유전층 상에 형광체 물질이 함유된 드라이 필름 레지스트 패턴을 형성하여, 상기 드라이 필름 레지스트 패턴 사이에 격벽 형성 영역을 정의하는 제2 단계;상기 드라이 필름 레지스트 패턴 사이에 격벽 물질을 채우는 제3 단계; 및상기 드라이 필름 레지스트 패턴 및 상기 격벽 물질을 열처리하여, 상기 드라이 필름 레지스트 패턴으로 이루어지는 형광체 및 격벽을 형성하는 제4 단계를 포함하는 플라즈마 디스플레이 패널 제조 방법.
- 제 1 항에 있어서,상기 제2 단계는,빨강, 파랑, 녹색 중 서로 다른 한 가지 색의 형광체를 각각 포함하는 제1 드라이 필름 레지스트, 제2 드라이 필름 레지스트 및 제3 드라이 필름 레지스트를 마련하는 제5 단계;상기 유전층 상에 상기 제1 드라이 필름 레지스트를 덮고 노광 및 현상하여 이웃하는 세 개의 상기 전극 중 제1 전극 상에 제1 드라이 필름 레지스트 패턴을형성하는 제6 단계;상기 제6 단계가 완료된 전체 구조 상에 상기 제2 드라이 필름 레지스트를 덮고 노광 및 현상하여 이웃하는 세 개의 상기 전극 중 제2 전극 상에 제2 드라이 필름 레지스트 패턴을 형성하는 제7 단계; 및상기 제7 단계가 완료된 전체 구조 상에 상기 제3 드라이 필름 레지스트를 덮고 노광 및 현상하여 이웃하는 세 개의 상기 전극 중 제3 전극 상에 제3 드라이 필름 레지스트 패턴을 형성하는 제8 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널 제조 방법.
- 제 2 항에 있어서,상기 제5 단계 내지 상기 제7 단계에서,동일한 마스크를 이용하여 노광을 실시하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널 제조 방법.
- 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,상기 유전층을 반사 물질인 화이트백층으로 형성하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널 제조 방법.
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| KR20010004314A (ko) | 2001-01-15 |
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