KR100257386B1 - 플라즈마 디스플레이 패널용 패턴 형성방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 기판 위에 유지전극, 어드레스 전극, 격벽의 패턴을 형성시켜 표면 기판 및 배면 기판을 제조하는 플라즈마 디스플레이 패널(이하, PDP라 함)용 패턴 형성방법에 관한 것으로서, 특히 기판을 세정한 후 상기 기판과 소정의 간격을 두고 정렬되도록 상기 기판 위에 패턴 형태에 따라 개구부가 형성된 마스크를 위치 결정시키는 제 1 과정과, 상기 마스크의 개구부를 통과한 패턴재료가 상기 기판에 증착되도록 상기 마스크를 향해 패턴재료를 스퍼터링하여 상기 기판에 패턴을 형성시키는 제 2 과정과, 상기 제 1 과정 및 제 2 과정을 적어도 한번 이상 반복한 후 상기 마스크 표면에 쌓인 패턴재료가 일정 두께 이상이 되면 상기 마스크 상의 패턴재료를 제거하는 제 3 과정으로 이루어진 PDP용 패턴 형성방법을 제공함으로써 패턴 형성공정이 단순화되어 제품의 생산성 및 수율이 향상되고 투자비가 절감되도록 한 것이다.

Description

플라즈마 디스플레이 패널용 패턴 형성방법

본 발명은 페닝(penning)가스를 방전 현상에 이용한 평판 표시 장치인 플라즈마 디스플레이 패널(이하, PDP라 부름)에 관한 것으로서, 특히 마스크를 이용하여 기판 위에 유지전극, 어드레스 전극, 격벽의 패턴을 직접 형성시키는 PDP용 패턴 형성방법에 관한 것이다.

21세기 정보전자 기술은 향후 초고속 정보통신기술과 컴퓨터에 의하여 보다 더 고속화되고 성장 발전될 것이며, 이를 뒷받침하여 주는 핵심요소 기술은 고 부가가치를 갖는 반도체와 디스플레이 기술이다.

지금까지의 디스플레이에 대한 개념은 CRT(cathode-ray tube) 일변도의 제한된 영역에 의미를 두어 왔으나, 정보화 사회의 발전과 함께 인간이 접할 수 있는 정보의 양이 방대해지고 종류도 다양해짐에 따라 정보매체의 통합개념으로서 멀티미디어 개념이 대두되고 있다. 이러한 멀티미디어 시대에 디스플레이가 중요시되는 것은 대부분의 정보전달이 인간의 시각적 기능을 통해서 이루어지며 기기의 사용환경이 다양화되고 있기 때문이다.

예를 들면, 개인휴대용이나 자동차, 항공기 등 이동성이 강조되는 환경에서 사용되는 기기의 경우에는 경박단소, 저소비전력 등이 중요한 인자가 될 것이며, 대중을 위한 정보전달 매체로 사용되는 경우에는 시야각이 넓은 대화면의 디스플레이 특성이 요구되고 있다. 이러한 평판 디스플레이를 대표하는 품목으로는 LCD(liquid crystal display), PDP(plasma display panel), FED(field emission display) 등을 들 수 있는데, 이중 PDP가 후막기술을 이용한 저가격 및 대형화의 이점으로 인해 CRT를 대체할 차세대 디스플레이로서 가장 각광받고 있다.

상기 PDP는 40˝이상의 HDTV(high definition television)를 구현하는데 있어서 여타의 디스플레이 소자보다 제조 공정의 특성상 제작이 용이한 이점을 가지고 있으며, 벽걸이 텔레비젼, 가정 극장용(home theater) 디스플레이, 각종 모니터 등에 다양하게 응용되고 있다.

일반적으로 PDP는 방전셀에 인가하는 구동전압의 형식에 따라서 크게 간접 방전형(이하, AC PDP라 부름)과 직접 방전형(이하, DC PDP라 부름)으로 구분된다. 상기 AC PDP는 정현파 교류전압 또는 펄스 전압으로 구동되며 전극이 유전체로 피복되어 있음에 반해, DC PDP는 전극이 그대로 방전공간에 노출되어 있어 방전 전압이 걸려 있는 동안 방전 전류가 흐른다.

일반적인 AC형 PDP는 도 1에 도시된 바와 같이 소정의 공간을 사이에 두고 서로 대향되게 위치된 표면 기판(1)과 배면 기판(5)으로 이루어진다.

상기에서, 상기 표면 기판(1)의 일면에는 상호 평행하게 배열되도록 표시 전극(2)이 형성되고, 상기 배면 기판(5) 중 상기 표면 기판(1)과의 대향면에는 상기 표시 전극(2)과 직교되도록 상호 평행하게 배열된 어드레스 전극(6)이 형성되어 있다. 이때, 상기 표시 전극(2)과 어드레스 전극(6)은 스트라이프(stripe) 상으로 형성된다.

또한, 상기 표시 전극(2) 위에는 방전시 방전 전류를 제한하고 벽전하의 생성을 용이하게 하는 유전체층(3)이 균일한 두께로 형성되며, 상기 유전체 층(3) 위에는 방전시 일어나는 스퍼터링(sputtering)으로부터 상기 표시 전극(2)과 유전체 층(3)을 보호하도록 산화마스네슘(MgO) 보호막(4)이 증착되어 있다.

또한, 상기 표면 기판(1)과 배면 기판(5) 사이에는 상기 어드레스 전극(6)을 복수의 방전셀로 분리하여 셀간 혼색을 방지하고 방전공간을 확보할 수 있도록 격벽(7)이 배열 형성되며, 상기 어드레스 전극(6) 위에는 적색, 녹색, 청색으로 구분된 형광체(8)가 도포되어 있다.

또한, 상기 표면 기판(1)과 배면 기판(5) 사이의 방전공간에는 네온(Ne)이나 헬륨(He), 크세논(Xe) 등의 방전 가스가 주입되어 있다.

상기와 같이 구성된 PDP는 투명 전극 상호 간에 전압을 인가함으로써 전극의 위에 있는 유전체층(3)과 보호층(4)의 표면에서 방전이 일어나 자외선이 발생하게 된다. 이 자외선에 의하여 상기 배면 기판(5)에 도포되어 있는 형광체가 여기하여 발광하며, 구분 도포된 형광체에 의해 컬러 표시가 된다.

도 2는 종래 기술에 따른 PDP용 패턴 형성과정이 도시된 플로우 챠트이다.

도 2를 참조하여 설명하면, 먼저 기판을 세정하여 상기 기판 상에 존재하는 이물질을 제거한 후, 상기 기판 위에 패턴재료를 증착시켜 일정한 두께의 박막을 형성시킨다.

이후, 상기 패턴재료 위에 포토 레지스트를 도포하여 가경화시킨 후 형성시킬 패턴에 따라 개구부가 형성된 마스크를 이용하여 상기 포토 레지스트를 부분적으로 노광시키면 노광된 부분의 화학적 조성이 변화한다.

이후, 상기 기판을 향해 현상액을 분사하여 상기 포토 레지스트 중 불필요한 부분을 제거한다. 이때, 상기 포토 레지스트 중 노광된 부분은 화학적으로 조성이 변화되어 현상액에 의해 녹지 않으므로 노광되지 않은 부분만이 녹아서 제거되고 원하는 형상의 포토 레지스트만이 남게 된다.

이후, 상기 기판을 향해 식각액을 분사하여 상기 패턴재료를 부분적으로 제거한다. 이때, 현상액에 의해 녹지 않고 남아있는 포토 레지스트가 그 밑에 형성된 패턴재료의 식각을 방지하도록 보호하는 역할을 하므로 상기 패턴 재료 중 상기 포토 레지스트로부터 노출된 부분만이 제거된다.

이후, 상기 기판 상에서 포토 레지스트를 박리시켜 제거하면 원하는 패턴이 형성된 기판을 얻을 수 있다.

그러나, 상기와 같은 종래의 PDP용 패턴 형성방법은 패턴을 형성하기 위해서 여러 단계의 공정을 거쳐야 하므로 제품의 생산성 및 수율이 저하되고, 각각의 공정에서 고가의 장비가 필요하므로 설비 투자액이 큰 문제점이 있다.

또한, 종래의 PDP용 패턴 형성방법에서는 PDP가 대형화되는 추세에 따라 대면적의 PDP가 요구될 때 전공정의 장비를 재설계해야하므로 시장에 대한 대응성이 떨어지고 초기 개발시에는 위험부담이 큰 문제점이 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 기판 위에 패턴 형상에 따라 개구부가 형성된 마스크를 위치 결정시킨 후 상기 마스크를 향해 패턴재료를 분사하여 상기 기판에 직접 패턴을 형성시킴으로써 패턴 형성 공정이 단순화되어 제품의 생산성 및 수율이 향상되고 투자비가 절감되도록 하는 PDP용 패턴 형성방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

도 1은 일반적인 플라즈마 디스플레이 패널(이하, PDP라 함)의 구조가 도시된 구성도,

도 2는 종래 기술에 따른 PDP용 패턴 형성과정이 나타난 플로우 챠트,

도 3은 본 발명에 따른 PDP용 패턴 형성과정이 나타난 플로우 챠트,

도 4는 도 3이 도시된 구성도,

도 5는 본 발명에 따른 마스크 세정과정이 도시된 구성도이다.

〈도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명〉

50 : 기판 53 : 마스크

53' : 개구부 55 : 패턴

55' : 패턴재료

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 PDP용 패턴 형성방법의 특징은 기판을 세정한 후 상기 기판과 소정의 간격을 두고 정렬되도록 상기 기판 위에 패턴 형태에 따라 개구부가 형성된 마스크를 위치 결정시키는 제 1 과정과, 상기 마스크의 개구부를 통과한 패턴재료가 상기 기판에 증착되도록 상기 마스크를 향해 패턴재료를 스퍼터링하여 상기 기판에 패턴을 형성시키는 제 2 과정으로 이루어진 것이다.

또한, 본 발명의 부가적인 특징은, 상기 제 1 과정 및 제 2 과정을 적어도 한번 이상 반복한 후 상기 마스크 표면에 쌓인 패턴재료가 일정 두께 이상이 되면 상기 마스크 상의 패턴재료를 제거하는 제 3 과정을 더 포함하여 이루어지는데 있다.

상기와 같이 구성된 본 발명은 패턴 형성공정이 단순화되어 소요시간이 단축되고 제반설비가 감소되므로 제품의 생산성 및 수율이 향상되고 설비에 대한 투자액이 절감되는 이점이 있다.

이하, 본 발명의 실시 예를 첨부한 도면을 참조하여 설명한다.

도 3은 본 발명에 따른 PDP용 패턴 형성과정이 나타난 플로우 챠트, 도 4는 도 3이 도시된 구성도, 도 5는 본 발명에 따른 마스크 세정과정이 도시된 구성도이다.

도 3 및 도 4 및 도 5를 참조하여 설명하면, 먼저 기판(50)을 세정하여 상기 기판(50) 상에 존재하는 이물질을 제거한 후 상기 기판(50)과 소정 간격을 두고 정렬되도록 상기 기판(50) 위에 마스크(53)를 위치 결정시킨다. 이때, 상기 마스크(53)에는 패턴 형상과 동일하게 형태로 개구부(53')가 형성되어 있다.

이후, 상기 마스크(50)를 향해 패턴재료(55')를 스퍼터링하여 상기 마스크(53)의 개구부(53')를 통과한 패턴재료가 상기 기판(50)에 증착되도록 함으로써 상기 기판(50)에 패턴(55)을 형성시킨다.

이후, 상기한 과정을 적어도 한번 이상 반복한 후 상기 마스크(53)의 개구부(53')를 통해 통과하지 못하고 마스크(53) 표면에 쌓인 패턴재료(55')가 일정 두께 이상으로 성장되면, 이로 인해 기판(50)에 형성될 패턴(55) 형상이 영향을 받아 PDP의 해상력이 저하될 수 있기 때문에 상기 마스크(53) 상의 패턴재료(55')를 제거한다. 이때, 상기 마스크(53) 상의 패턴재료(55')는 상기 마스크(53)를 향해 부식액을 분사하여 녹여 없애거나 기계적 방식을 이용하여 강제 제거한다.

이후, 상기 마스크(53) 상에 존재하는 패턴재료(55')의 잔여물이 완전히 제거되도록 상기 마스크(53)를 세정/건조시킨 후 기판(50) 위에 위치 결정시켜 상기한 과정을 되풀이하여 반복한다.

상기와 같은 본 발명에 따른 PDP용 패턴 형성방법은 패턴(55) 형상에 따라 개구부(53')가 형성된 마스크(53)를 기판(50) 위에 위치 결정시킨 후 상기 마스크(53)를 향해 패턴재료(55')를 분사하여 상기 기판(50)에 직접 패턴(55)을 형성시킴으로써 포토 리쏘그라피(Photo lithography) 공정에서 필요했던 포토 레지스트의 도포, 노광, 현상, 식각, 박리 등의 단계가 불필요하게 된다. 따라서, 패턴(55)의 형성공정이 단순화되어 소요시간이 단축됨과 동시에 제반설비가 감소되므로 제품의 생산성 및 수율이 향상되고 설비에 대한 투자액이 절감되는 이점이 있다.

Claims (2)

1. 기판을 세정한 후 상기 기판과 소정의 간격을 두고 정렬되도록 상기 기판 위에 패턴 형태에 따라 개구부가 형성된 마스크를 위치 결정시키는 제 1 과정과, 상기 마스크의 개구부를 통과한 패턴재료가 상기 기판에 증착되도록 상기 마스크를 향해 패턴재료를 스퍼터링하여 상기 기판에 패턴을 형성시키는 제 2 과정으로 이루어진 것을 특징으로 하는 PDP용 패턴 형성방법.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 제 1 과정 및 제 2 과정을 적어도 한번 이상 반복한 후 상기 마스크 표면에 쌓인 패턴재료가 일정 두께 이상이 되면 상기 마스크 상의 패턴재료를 제거하는 제 3 과정을 더 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 PDP용 패턴 형성방법.

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