KR100467681B1 - 플라즈마 디스플레이 소자의 격벽 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 가열부를 사이에 두고 제1전극과 제2전극이 소정간격 이격되는 소정 패턴의 전극을 기판에 형성하는 전극형성단계; 상기 제1전극과 상기 제2전극이 형성된 기판위에 유전체층을 형성하는 유전체층형성단계; 상기 가열부에 열을 전달시킬수 있는 가열수단을 구비하여 가열하는 가열단계; 상기 유전체층이 형성된 기판위에 격벽재료의 페이스트를 도포 및 건조시킴으로써 격벽 적층부를 형성하는 단계; 상기 격벽 적층부상에 포토레지스트 재료를 도포 및 건조시키는 단계; 상기 포토레지스트 재료에 격벽에 상응하는 소정 형상의 패턴으로 형성된 노광마스크를 씌워 노광하는 단계; 상기 포토레지스트에 샌드블라스팅을 하는 단계; 상기 포토레지스트를 제거하는 단계; 및 상기 격벽 재료 페이스트를 소성하여 격벽을 형성하는 단계;를 포함하는 플라즈마 디스플레이 소자의 격벽 제조방법을 개시한다. 여기서, 상기 가열부의 격벽을 제거하는 단계;를 더 포함할 수 있으며, 상기 가열수단은 레이저일 수 있다.

Description

플라즈마 디스플레이 소자의 격벽 제조 방법{Method for manufacturing partition of plasma display device}

본 발명은 플라즈마 디스플레이 소자의 격벽 제조 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 분할 구동되는 플라즈마 디스플레이 소자의 격벽제조방법에 관한 것이다.

플라즈마 디스플레이 소자는 가스방전현상을 이용하여 화상을 표시하기 위한 것으로서, 표시용량, 휘도, 콘트라스트, 잔상, 시야각 등의 각종 표시능력이 우수하여, CRT를 대체할 수 있는 표시 소자로 각광을 받고 있다. 이러한 플라즈마 디스플레이 소자는 전극에 인가되는 직류 또는 교류 전압에 의하여 전극 사이의 가스에서 방전이 발생하고, 여기에서 수반되는 자외선의 방사에 의하여 형광체를 여기시켜 발광하게 된다.

도 1a는 종래 분할구동되는 교류형 플라즈마 디스플레이 소자의 구조에 관한 분해 사시도이며, 도1b는 도1a의 Ⅰ-Ⅰ에 따른 배면기판의 단면도이다.

도1a를 참조하면, 유리와 같은 투명한 전면기판(11)의 배면측에는 공통(common)전극(13X)과 주사(scan)전극(13Y)이 쌍을 이루어 스트립형상으로 형성되고, 배면기판(12)의 전면측에는 어드레스(address) 전극(13A)이 중앙부에서 분리되어 형성된다. 그리고, 전면기판(11)과 배면기판(12)이 상호 조립되었을 때 상호 직각으로 교차된다. 전면기판(11)의 내측면에는 유전체층(14)과 보호층(15)이 차례로 적층된다. 한편, 배면기판(12)에는 유전체층(14')의 상부 표면에 격벽(17)이 형성되며, 격벽(17)에 의해 셀(19)이 형성된다. 셀(19)내에는 방전개스로서 불활성 개스가 충전된다. 또한 각각의 셀(19)을 형성하는 격벽(17)의 내측에는 소정 부위에 형광체(18)가 도포된다. 각각의 셀(19)에는 적색(R), 녹색(G) 및, 청색(B)의 화소에 해당하는 형광체(18)가 도포된다. 도면에는 도시되지 않았으나, 공통전극 및 주사전극(13X, 13Y)에는 버스 전극이 형성될 수 있다.

위와 같은 구성을 가지는 플라즈마 디스플레이 소자의 작동을 설명하면, 우선 방전을 일으킬 수 있도록 트리거 전압(trigger voltage)이 인가되면 유전층(14)에 양이온이 축적되고, 쓰레숄드 전압(threshold voltage)을 넘어서면, 인접하는 공통전극(13X)과 주사전극(13Y) 사이에서 안정적인 방전 상태가 유지된다. 안정된 방전 상태에서는 자외선 영역의 광들이 형광체(18)를 여기시켜 발광하게 하며, 이에 따라 셀(19)별로 형성되는 각 화소가 디스플레이할 수 있도록 화상을 형성한다.

위에 설명된 바와 같이, 플라즈마 디스플레이 소자의 격벽은 형광막이 도포되는 장소 및, 방전 공간을 제공한다. 이러한 격벽은 샌드 블라스트 법 예컨데, 유리와 같은 배면 기판위에 격벽 재료의 페이스트를 일정한 두께로 도포하고 건조시키고, 그 위에 원하는 격벽 모양의 보호막을 형성하거나 또는 샌드 블라스트용 마스크를 삽입한 상태에서 연마 입자인 샌드를 고압 분사함으로써 불필요한 부분을 제거하는 방식에 의하여 형성될 수 있다.

도 2a 및 도 2b는 샌드 블라스트 방법을 이용하여 격벽을 형성하는 과정을 도1의 Ⅱ-Ⅱ단면 기판상에 도시한 것이며, 도 2c는 샌드블라스팅공정에서 정전기가 발생하여 전극의 단부에 전하가 축적되는 상태를 도1의 Ⅲ-Ⅲ 단면 기판상에 도시한 것이다.

도 2a를 참조하면, 기판(21)상에는 소정 패턴의 전극(22)과, 상기 전극(22)을 덮는 유전체층(23)이 형성되어 있다. 유전체층(23)은 유전체 재료를 도포 및 건조하여 소성된 상태로 형성된다. 격벽을 형성하기 위해서는 상기 유전체층(23)의 상부에 격벽 재료 페이스트의 적층부(24)를 형성하고 마스크(25)를 씌우게 된다. 마스크(25)에는 차폐부(26)와 통공부(27)가 형성되어 있으며, 차폐부(26)는 고속으로 분사되는 연마 입자(28)를 격벽 페이스트의 적층부(24)에 대하여 차폐하는 반면에, 통공부(27)를 통해서 분사되는 연마 입자(28)는 격벽 페이스트 적층부(24)를 소정 형태로 마모시키게 된다.

도 2b를 참조하면, 유전층(23)의 상부에 소정 형태의 격벽(24a)이 형성된 것을 알 수 있다. 격벽(24a)이 형성된 이후에는 다시 소성 과정을 거치게 된다.

도 2c를 참조하면, 샌드블라스팅 공정시에 연마입자(28)가 격벽재료 페이스트의 적층부(17)를 마모시킬 때 정전기가 발생하게 된다. 이러한 정전기에 의한 전기장의 형성은 연마입자(28)의 마모작용을 방해하게 되고, 격벽형성 불량의 원인이 된다. 특히, 대형 플라즈마 디스플레이 소자는, 어드레싱(addressing)주기를 짧게 함으로써 상대적으로 유지방전 주기를 보다 길게 함으로써 휘도를 향상시키기 위하여 어드레스 전극을 상부와 하부로 분할하여 구동하는데, 샌드블라스팅에 공정에 따른 전하는 도시된 바와 같이 화살표방향으로 유전체의 표면을 따라 이동하여 도체인 전극(13A,13A')의 단부(23,24)에 축적된다. 따라서, 전극(13A,13A')사이에 전위차가 발생하게 되고 그 상호작용으로 단부(23,24)사이 또는 그 주위의 유전체를손상시키게 된다. 즉, 유전체의 유전율이 감소되고, 나아가 유전체의 크랙이 발생하게 된다. 더욱이 전극(13A,13A')의 단부(23,24)에 축적된 전하에 의하여 중앙부에서 격벽 형성이 특히 방해받게 되므로써 격벽형성의 불량이 크게 된다.

본 발명은 위와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 정전기의 발생에 따른 격벽형성의 불량 및 유전체층의 손상을 방지하는 플라즈마 디스플레이 소자의 격벽 제조 방법을 제공하는 데 그 목적이 있다.

도 1은 종래의 플라즈마 디스플레이 소자의 분해 사시도이고.

도 2a 및 도 2b 는 종래 기술에 따른 플라즈마 디스플레이 소자의 격벽 제조 방법을 단면으로 도시한 것이며, 도 2c는 샌드블라스팅공정에서 정전기가 발생하여 전극의 단부에 전하가 축적되는 상태를 도시한 것이다.

도 3 내지 도 11은 본 발명에 따른 플라즈마 디스플레이 소자의 격벽 제조 방법을 단면으로 도시한 것이다.

도 12는 본 발명에 따른 방법에 의하여 제조된 격벽을 포함하는 기판을 도시한 사시도이다.

< 도면의 주요 부호에 대한 간단한 설명 >

112. 기판

123a. 제1전극 123b. 제2전극

130. 유전체층

140. 격벽적층부 140a. 격벽

150. 포토레지스트층 160. 연마입자

170. 노광마스크

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 일측면에 따른 플라즈마 디스플레이 소자의 격벽제조 방법은, 가열부를 사이에 두고 제1전극과 제2전극이 소정간격 이격되는 소정 패턴의 전극을 기판에 형성하는 전극형성단계; 상기 제1전극과 상기 제2전극이 형성된 기판위에 유전체층을 형성하는 유전체층형성단계; 상기 가열부에 열을 전달시킬수 있는 가열수단을 구비하여 가열하는 가열단계; 상기 유전체층이 형성된 기판위에 격벽재료의 페이스트를 도포 및 건조시킴으로써 격벽 적층부를 형성하는 단계; 상기 격벽 적층부상에 포토레지스트 재료를 도포 및 건조시키는 단계; 상기 포토레지스트 재료에 격벽에 상응하는 소정 형상의 패턴으로 형성된 노광마스크를 씌워 노광하는 단계; 상기 포토레지스트에 샌드블라스팅을 하는 단계; 상기 포토레지스트를 제거하는 단계; 및 상기 격벽 재료 페이스트를 소성하여 격벽을 형성하는 단계;를 포함한다.

더 나아가, 플라즈마 디스플레이 소자의 격벽 제조방법은 상기 가열부의 격벽을 제거하는 단계;를 더 포함할 수 있다. 그리고, 상기 가열부에는 격벽이 형성되지 않을 수도 있다. 또한, 상기 가열수단은 샌드블라스팅을 하는 동안에 상기 가열부를 가열할 수 있다. 여기서, 상기 가열수단은 레이저를 이용한 것일 수 있다.

이하에서 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명에 따른 플라즈마 디스플레이 소자의 격벽제조방법에 대하여 상세하게 설명하고자 한다.

도3 내지 도12는 본 발명에 따른 일실시예로서 플라즈마 디스플레이 소자의 격벽제조공정을 도시한 것이다.

도3은 본 발명에 따른 일실시예로서 기판위에 형성된 전극을 도시한 사시도이다.

도시된 바와 같이, 기판(112)에는 어드레스전극(123)이 형성되는데, 상기 어드레스전극(123)은 그 중앙부에서 상부와 하부로 소정간격 이격되어 분리된 제1전극(123a)과 제2전극(123b)을 구비한다. 상기 제1전극(123a)과 제2전극(123b)은 서로 대향하여 배치되고 그 사이의 이격된 거리에 의하여 가열부(112a)가 마련된다. 여기서 가열부(112a)는 후술하는 샌드블라스팅공정에서 축적되는 전하를 분산 또는 제거하기 위하여 가열하는 부분을 의미한다.

상기 전극(123a,123b) 패턴은 인쇄법, 포토리소그래피법, 리프트오프(lift off)법 및 에칭(etching)법 등을 이용하여 형성될 수 있으며, 그 일예로서 포토리소프래피법을 설명하면 다음과 같다. 포토레지스트에 소정의 기능재를 분산시킨 다음에 필요에 따라 바인더, 분산제, 계면활성제, 감광보조제 등을 첨가하여 감광성 페이스트를 만든 후, 기판위에 전면 도포 및 건조한 후, 상기 전극(123a,123b)의 패턴으로 형성된 노광용 포토마스크(photo mask)를 통하여 노광 및 현상하여 기판(112)상에 원하는 소정의 전극 패턴막을 형성한다.

도4a는 도3의 Ⅰ-Ⅰ의 단면 기판상에 유전체층이 형성된 것을 도시한 것이며, 도4b는 도3의 Ⅱ-Ⅱ의 단면 기판상에 유전체층이 형성된 것을 도시한 것이다.

도면을 참조하면, 전극(123a,123b)이 형성된 기판(112)상에 스크린 인쇄법에 의하여 1회 내지 2회에 걸쳐서 유전체재료를 전면 인쇄하고, 소정시간동안 건조시킨후에, 다시 소성공정을 거치면 유전체층이 형성된다. 여기서, 상기 소성공정은 후술하는 격벽 소성공정에서 함께 할 수도 있다. 그리고, 본 발명은 여기에 한정되는 것은 아니며, 기판(112)과 전극(123a,123b)위에 유전체층을 형성하는 공정을 생략함으로써 곧바로 격벽을 형성할 수도 있다.

도 5 내지 도8a 및 도 9는 도 3의 Ⅰ-Ⅰ의 단면 기판상에 형성되는 격벽을 도시한 것이며, 도8b는 도 3의 Ⅳ-Ⅳ의 단면 기판상에 형성되는 격벽을 도시한 것이다.

도 5에 도시된 바와 같이, 전극이 형성된 기판(112)의 상부에 격벽 재료 페이스트의 적층부(140)를 형성한다. 격벽 재료의 페이스트는 본 발명의 기술분야에서 통상적인 것을 사용할 수 있으며, 도포 및 건조 과정을 통해서 소정 두께로 전면에 적층한다.

도6에 도시된 바와 같이, 격벽 재료 페이스트의 적층부(140)의 상부에 포토레지스트(150)를 도포한다. 그 다음에 노광용 마스크(170)를 상기 포토레지스트(150)에 씌운 상태에서 노광을 실시한다. 상기 마스크(170)에는 광의 투과부(170a)와 차광부(170b)가 형성되어 있다. 여기서, 마스크(170)의 투과부(170a)는 후속 공정으로서 격벽이 형성될 위치에 대응하는 곳에 배치된다. 노광이 실시되면 광을 받은 포토레지스트(150)의 부분은 경화되는 반면에 다른 부분은 경화되지 아니하게 된다. 여기서 상기 포토레지스트로서 이용될수 있는 재료중에는 드라이 필름 레지스트(dry film resist;DFR)를 사용하는 것이 바람직하다.

도7은 포토레지스트의 노광이 완료된 상태를 도시한 것이다. 도면을 참조하면, 격벽재료 페이스트(140)의 상부에서 포토레지스트(150)는 경화된 포토레지스트 패턴(150a)과 경화되지 않은 포토레지스트 패턴(150b)을 구비하게 된다.

도 8a에 도시된 바와 같이, 샌드블라스팅 공정을 실시하면, 연마입자(160)는 경화된 포토레지스트 패턴(150a)에서는 통과하지 못하여 차폐되지만, 경화되지 않은 포토레지스트 패턴(150b)에서는 충돌하면서 마모한다. 그런데, 샌드블라스팅 공정에서 연마입자(160) 또는 격벽페이스트 등의 마찰로 인하여 정전기가 발생하여 분리된 전극(123a,123b;도 4b참조)의 단부(125,126)에 전하가 축적된다.

도 8b에 도시된 바와 같이, 이를 방지하기 위하여 가열수단을 구비하여 샌드블라스팅공정을 수행할 동안 화살표방향(A)에서 기판(112)의 외표면을 가열한다. 그리고 가열수단은 샌드블라스팅을 하는 동안 축적된 전하를 분산 또는 제거하기 위하여 기판(112)를 소정의 온도로 가열하는 것이며, 그 가열온도, 가열주기 또는 가열시간은 기판등의 재료의 물성값에 따라 다르게 될 수 있다.

이러한 가열수단은 본 기술분야에서 통상 사용될 수 있는 것이면 제한없이 사용될 수 있으며, 그 일예로서 레이저 발생부(180)를 구비할 수 있다. 레이저 발생부(180)는 가열을 위해 사용될 수 있는 것이면 그 제한이 없으며, 가이드레일과 볼스크류(미도시) 등을 이용하면 화살표방향으로 이동시키면서 가열할 수 있다. 여기서 화살표방향은 전극(123a,123b;도 3 및 도 4b참조)의 단부(125,126) 사이의 전하가 축적된 부분으로서 전극(123a,123b)이 형성된 기판의 반대면에서 도3의 Ⅳ-Ⅳ을 따라 이동하는 방향이다. 즉, 기판(112a)의 가열부(112a;도3참조)를 따라 이동하는 방향이다. 상기 가열수단으로서, 히터코일(미도시)과 같은 열선을 사용하여 열전달시킴으로써 제1전극(123a)와 제2전극(123b)사이에 축적되는 전하를 분산시킬 수도 있다.

도 9a는 샌드블라스팅 공정에 의하여 형성된 격벽을 도시한 것이다. 도면을 참조하면, 샌드블라스팅 공정에 의해서 격벽(140a)이 형성되는데, 격벽(140a)의 위에는 광경화된 포토레지스트 패턴(150a)이 잔류하여 남아있게 된다. 여기서, 도9b는 도3a의 Ⅲ-Ⅲ의 단면 기판상에서 샌드블라스팅 공정으로 형성된 격벽을 도시한 것이다.

도10은 도9b에서 포토레지스트가 제거된 상태를 도시한 것이다. 포토레지스트(150a)를 제거하는 방법으로서는 여러 가지가 있을 수 있으나, 그 일예로서 DFR을 포함하는 포토레지스트의 제거방법은 박리과정에 의한다. 즉, 박리장비를 이용하여 염기성인 박리액을 산성인 DFR에 통과시키면, 산염기 중화반응에 의하여 박리되어지므로, 이를 제거할 수 있게 된다. 그리고 소성과정을 거치면 스트라이프 타입의 격벽으로 된다.

소성과정을 거쳐 형성된 스트라이프 타입의 격벽(140a)에 있어서 "B"부분은 제거하지 않을 수도 있으나, 이러한 경우 제조공정에 있어서 격벽(140a)의 영향으로 인하여 방전공간의 진공전도도(vaccumm-conduction)가 상대적으로 낮아지고 방전공간의 배기가 원활하게 되지 못하며, "B"영역에 잔류하는 불순물이 플라즈마 형성용 가스의 순도를 떨어뜨리고 플라즈마 표시패널의 화질을 떨어뜨리게 되므로, "B"부분을 제거한다. 도시된 바와 같은 "B"부분을 제거하는 방법으로서는 본 발명의 기술분야에서 사용할 수 있는 것이면 제한없이 사용될 수 있으며, 그 일예로서 블레이드법 즉, 미세한 날로 "B"부분과 제3전극(121)을 깍아내어 제거할 수 있다.

또한, 포토레지스트(150)를 도포하는 단계에서, 격벽재료 페이스트의 "B"부분에 마스크(170)의 차광부(170b)를 배치함으로써, 상기 "B"부분에 격벽이 형성되지 않게 할 수도 있다.

도11은 도10에서 "B"부분을 제거한 상태를 도시한 것이며, 도12는 본 발명의 일실시예로서 플라즈마 디스플레이용 격벽이 기판에 완성된 상태를 도시한 사시도이다.

도면을 참조하면, Y방향에서 스트라이프 타입의 격벽(140a)이 그 중앙부(C)에서 분리되는 구조가 된다.

이와 같이, 격벽(135a)이 완성된 후에는 격벽과 유전체층(130)위에 형광체층(미도시)을 도포하여 배면기판을 제조하고, 공통전극 및 주사전극, 유전체층 및 보호막 등이 형성된 전면기판을 배면기판과 조립하여 플라즈마 디스플레이소자(도1참조)를 제조한다. 그리고, 이와 같이 Y방향으로 양분된 전극구조를 가지는 패널은 분할구동방식으로 동작된다.

본 발명에 따른 플라즈마 디스플레이 소자의 격벽 제조 방법에 의하면, 샌드 블라스팅시에 정전기에 의한 유전체층이 손상되는 것을 방지할 수 있으며, 샌드 블라스팅시에 분할된 전극사이에서 전하의 축적이 분사되어 제거되 때문에 샌드블라스팅 공정에 의한 격벽 형성의 불량이 방지될 수 있게 된다.

본 발명은 첨부된 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 보호 범위는 첨부된 청구 범위에 의해서만 정해져야 할 것이다.

Claims (6)

1. 가열부를 사이에 두고 제1전극과 제2전극이 소정간격 이격되는 소정 패턴의 전극을 기판에 형성하는 전극형성단계;

   상기 제1전극과 상기 제2전극이 형성된 기판위에 유전체층을 형성하는 유전체층형성단계;

   상기 가열부에 열을 전달시킬수 있는 가열수단을 구비하여 가열하는 가열단계;

   상기 유전체층이 형성된 기판위에 격벽재료의 페이스트를 도포 및 건조시킴으로써 격벽 적층부를 형성하는 단계;

   상기 격벽 적층부상에 포토레지스트 재료를 도포 및 건조시키는 단계;

   상기 포토레지스트 재료에 격벽에 상응하는 소정 형상의 패턴으로 형성된 노광마스크를 씌워 노광하는 단계;

   상기 포토레지스트에 샌드블라스팅을 하는 단계;

   상기 포토레지스트를 제거하는 단계; 및

   상기 격벽 재료 페이스트를 소성하여 격벽을 형성하는 단계;를 구비하는 플라즈마 디스플레이 소자의 격벽 제조방법.
2. 삭제
3. 제1항에 있어서,

   상기 가열부의 격벽을 제거하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 소자의 격벽 제조방법.
4. 제1항에 있어서,

   상기 가열부에는 격벽이 형성되지 않는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 소자의 격벽 제조방법.
5. 제1항에 있어서,

   상기 가열수단은 샌드블라스팅을 하는 동안 상기 가열부를 가열하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 소자의 격벽제조방법.
6. 제1항에 있어서,

   상기 가열수단은 레이저인 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 소자의 격벽제조방법.