KR20040051154A - 격벽 형성용 마스크 및 이를 이용한 플라즈마 디스플레이패널의 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 포토공정을 배제하여 파티클에 의한 공정불량을 예방할 수 있는 격벽 형성용 마스크 및 이를 이용하여 공정시간을 단축시키고, 제조단가를 감소시켜 생산성을 향상시킬 수 있는 플라즈마 디스플레이 패널의 제조방법을 제공하기 위한 것으로서, 본 발명의 격벽 형성용 마스크는 샌드블라스트 공정시 압력을 견딜 수 있는 재질로 이루어져 배면기판 상에 흡착되며, 복수의 방전셀이 정의되는 셀 영역에 상응하여 격벽 형성을 위한 복수의 개구부를 구비하고, 셀 영역 밖의 모서리 부근에는 상기 배면기판과의 얼라인을 위한 얼라인 마크를 구비하는 것을 특징으로 하고, 본 발명의 플라즈마 디스플레이 패널의 제조방법은 배면기판 상에 복수의 어드레스 전극들을 형성하는 단계와, 어드레스 전극들을 포함한 배면기판 상에 유전체층을 형성하는 단계와, 유전체층 상에 소정의 두께를 갖는 격벽용 페이스트층을 형성하는 단계와, 격벽용 페이스트층 상에 격벽 형성을 위한 복수의 개구부를 갖는 격벽 형성용 마스크를 얼라인 마크를 이용하여 얼라인시키는 단계와, 샌드블라스트 공정으로 격벽용 페이스트를 선택적으로 연마하여 어드레스 전극과 평행한 방향으로 복수의 격벽을 형성하는 단계로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

Description

격벽 형성용 마스크 및 이를 이용한 플라즈마 디스플레이 패널의 제조방법{The mask for forming a barrier rib and method for manufacturing plasma display panel using the mask}

본 발명은 플라즈마 디스플레이 패널에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 격벽 형성시 포토공정을 배제할 수 있는 마스크 및 이를 이용하여 공정 시간을 단축시키고 코스트를 절감시킬 수 있는 플라즈마 디스플레이 패널의 제조방법에 관한 것이다.

일반적으로, 플라즈마 디스플레이 패널(PDP: Plasma display panel)은 형광물질이나 특수 가스를 여기시켜 빛을 발생시키고, 이 빛을 이용하여 화상을 표시하는 표시장치의 하나로서, 각 방전 셀의 내부에서 기체 방전 현상을 이용하여 컬러 화상을 표시하는 발광형 디스플레이 장치이다.

이와 같은 플라즈마 디스플레이 패널은 제조 공정이 간단하고 응답 속도가 빠르며 화면의 대형화가 용이하여 평판형 디스플레이 장치로서 크게 각광을 받고 있으며, 동작 원리에 따라 직류형 플라즈마 디스플레이 패널과 교류형 플라즈마 디스플레이 패널로 대별된다.

도 1 내지 도 2는 일반적인 플라즈마 디스플레이 패널을 설명하기 위한 면방전 방식의 교류형 플라즈마 디스플레이 패널의 사시도 및 단면도를 도시한 것이다. 참고로, 도 2는 설명의 편의를 위해 전면기판을 90°회전시킨 것이다.

도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 플라즈마 디스플레이 패널은 서로 대향하여 설치된 전면기판(100)과 배면기판(200)이 서로 합착되어 구성되고, 상기 전면기판(100)에는 쌍을 이루어 방전셀의 발광을 유지하기 위한 유지 전극(11)과 스캔 전극(13)이 형성되고, 상기 유지전극(11) 및 스캔 전극의 방전 전류를 제한하고 전극쌍 간을 상호 절연시키는 유전체층(15)이 형성되며, 상기 유전체층(15) 상에는 보호층(17)이 형성된다.

상기 배면기판(200)에는 어드레스 방전을 수행하여 진공자외선을 발생시키는 어드레스 전극(21)과, 상기 어드레스 전극(21)을 포함한 전면에 형성된 배면유전체층(23)과, 상기 배면유전체층(23)상에 형성되어 단위셀을 구분짓고 콘트라스트(Contrast) 향상을 위해 상부가 어두운 색을 띄는 격벽(25)과, 각 단위셀 내의 격벽(25) 및 상기 배면 유전체층(23)의 표면에 형성되어 어드레스 방전시 화상표시를 위한 가시광선을 방출하는 적/녹/청색의 형광체(27)가 형성된다.

또한, 상기 전면기판(100)과 배면기판(200) 사이의 방전 영역에는 네온(Ne) 또는 헬륨(He), 크세논(Xe) 등의 불활성 가스가 혼합되어 400 내지 500 Torr 정도의 압력으로 채워져 있는데, 통상, 직류형 플라즈마 디스플레이 패널의 방전 영역에 채워지는 불활성 가스는 헬륨-크세논(He-Xe)의 혼합기체가 사용되고, 교류형 플라즈마 디스플레이 패널의 방전영역에 채워지는 불활성 가스는 네온-크세논(Ne-Xe)의 혼합기체가 사용된다.

상기 유지 전극(11)과 스캔 전극(13)은 각 방전셀의 광투과율을 높이기 위해 투명전극(11a)(13a) 및 금속으로 된 버스전극(11b)(13b)으로 구성되며, 상기 버스전극(11b)(13b)은 외부에 설치된 구동 IC(도시되지 않음)로부터 방전전압을 인가 받고, 투명전극(11a)(13a)은 상기 버스전극(11b)(13b)에 인가된 방전전압을 전달받아 인접한 투명전극(11a)(13a)간에 방전을 유도한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 종래 기술에 따른 플라즈마 디스플레이 패널의 제조방법을 설명하기로 한다.

도 3a 내지 3e는 종래 기술에 따른 플라즈마 디스플레이 패널의 제조방법을 설명하기 위한 공정단면도로서, 도 3a에 도시된 바와 같이, 배면기판(31) 상부에 스크린 마스크를 이용하여 전극 패턴을 형성한 후, 건조 및 소성공정을 수행하여 어드레스 전극(33)을 형성하고, 상기 어드레스 전극(33)을 포함한 배면기판(31) 전면에 스크린 마스크를 이용하여 유전체용 페이스트를 인쇄한 후, 전술한 건조 및 소성 공정을 수행하여 유전체층(35)을 형성한다.

이어서, 도 3b에 도시된 바와 같이, 상기 유전체층(35) 상에 격벽용 페이스트를 스퀴저(Squeezer)를 이용하여 인쇄한 후, 건조시킨 다음, 이를 수회 반복하여 소정의 두께를 갖는 격벽층(37)을 형성한다.

이후, 도 3c에 도시된 바와 같이, 상기 격벽층(37) 상에 드라이필름레지스트(DFR: Dry Film Resist)(39)를 라미네이팅(laminating)한 후, 상기 드라이필름레지스트(39) 상에 포토마스크(도시하지 않음)를 형성한 다음, 도 3d와 같이 노광 공정과 현상 공정을 차례로 수행하여 격벽 형성을 위한 마스크로 이용되는 드라이필름레지스트패턴(39a)을 형성한다.

이어서, 샌드블라스트 공정을 이용하여 상기 격벽층(37)을 연마하는 것에 의해 최종적으로 도 3e에 도시한 바와 같이, 격벽(37a)을 형성한 후, 상기 드라이필름레지스트패턴(39a)을 제거한다.

이후, 도면에는 도시되지 않았지만, 상기 격벽(37a)이 형성된 배면기판(31)과 복수의 패턴이 형성된 전면기판을 합착한 후, 내부공기를 배기한 다음, 방전가스를 주입하여 플라즈마 디스플레이 패널을 완성한다.

그러나 상기와 같은 종래 기술에 따른 플라즈마 디스플레이 패널의 제조방법은 다음과 같은 문제점이 있었다.

격벽을 형성함에 있어서, 드라이필름레지스트는 라미네이팅(Laminating)이나 노광 공정시 파티클(Particle)에 민감하여 상기 파티클에 의해 전기적인 오픈(Open) 또는 쇼트(Short) 등의 공정 불량을 야기시키며, 라이네이팅을 위해서는 고가의 드라이필름포토레지스트가 대량 요구되므로 제조단가가 그 만큼 상승하게 된다.

또한, 드라이필름레지스트의 라미네이팅, 노광, 현상 등 격벽 형성을 위한 마스크 형성에 많은 공정이 요구되므로 공정시간이 증가하여 전체적으로 TAT(Turn Around Time)가 증가하게 되어 생산성이 저하된다.

본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로서, 포토공정을 배제하여 파티클에 의한 공정 불량을 방지할 수 있는 격벽 형성용 마스크를 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명의 다른 목적은 상기와 같은 격벽 형성용 마스크를 이용하여 공정시간을 단축시키고, 제조단가를 감소시켜 생산성을 향상시킬 수 있는 플라즈마 디스플레이 패널의 제조방법을 제공하는데 있다.

도 1은 일반적인 플라즈마 디스플레이 패널의 구조도

도 2는 일반적인 플라즈마 디스플레이 패널에 따른 단면도

도 3a 내지 3e는 종래 기술에 따른 플라즈마 디스플레이 패널의 제조방법을 설명하기 위한 공정단면도

도 4a는 본 발명에 따른 플라즈마 디스플레이 패널의 격벽 형성용 마스크의 구조도

도 4b는 도 4a와 같은 마스크가 배면기판 상에 형성된 경우의 사시도

도 5a 내지 5d는 본 발명의 플라즈마 디스플레이 패널의 제조방법을 설명하기 위한 공정단면도

도 6은 본 발명의 플라즈마 디스플레이 패널의 제조방법에 따른 샌드블라스트 공정시 노즐의 배치도

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*

51 : 배면기판 53 : 어드레스 전극

55 : 유전체층 57 : 격벽용 페이스트층

57a : 격벽 59 : 격벽 형성용 마스크

61 : 노즐

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 플라즈마 디스플레이 패널의 격벽 형성용 마스크는 샌드블라스트 공정시 압력을 견딜 수 있는 재질의 플레이트로 이루어져 배면기판 상에 흡착되며, 복수의 방전셀이 정의되는 셀 영역에 상응하여 격벽 형성을 위한 복수의 개구부를 구비하고, 상기 셀 영역 밖의 모서리 부근에는 상기 배면기판과의 얼라인을 위한 얼라인 마크를 구비하는 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 샌드블라스트 공정시 압력을 견딜 수 있는 재질로서는 스테인레스강 또는 크롬-니켈 합금 또는 알루미늄 합금 중 어느 하나인 것을 특징으로 한다.

한편, 본 발명의 플라즈마 디스플레이 패널의 제조방법은 배면기판 상에 복수의 어드레스 전극들을 형성하는 단계와, 상기 어드레스 전극들을 포함한 배면기판 상에 유전체층을 형성하는 단계와, 상기 유전체층 상에 소정의 두께를 갖는 격벽용 페이스트층을 형성하는 단계와, 상기 격벽용 페이스트층 상에 격벽 형성을 위한 복수의 개구부를 갖는 격벽 형성용 마스크를 얼라인 마크를 이용하여 상기 격벽용 페이스트층의 상부에 얼라인시키는 단계와, 샌드블라스트 공정으로 상기 격벽용 페이스트를 선택적으로 연마하여 상기 어드레스 전극과 평행한 방향으로 복수의 격벽을 형성하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시형태에 따른 플라즈마 디스플레이 패널의 격벽 형성용 마스크 및 이를 이용한 플라즈마 디스플레이 패널의 제조방법을 첨부된 도면을 참조하여 설명하기로 한다.

도 4a는 본 발명의 실시예에 따른 플라즈마 디스플레이 패널의 격벽 형성용 마스크를 도시한 것으로서, 본 발명의 격벽 형성용 마스크(59)는 패널의 표시면에 상응하는 영역(59a)에 격벽이 형성될 방향을 따라 다수의 개구부(59b)를 구비하고, 모서리 부근에는 배면기판과의 정합을 위한 얼라인 마크(59c)가 구비된 플레이트(Plate)로 이루어진다.

이와 같은 본 발명의 격벽 형성용 마스크(59)는 샌드블라스트 공정시 압력을 견딜 수 있고, 배면기판과의 흡착이 용이한 재질로 구성되는 것이 바람직하며, 일예로, 스테인레스강 또는 크롬-니켈 합금 또는 알루미늄 합금의 플레이트(Plate)가 바람직하다. 또한, 상기 마스크를 이용하여 격벽을 형성하였을 경우, 격벽의 높이가 너무 높지 않고 적당한 높이를 갖도록 그 두께는 200㎛ 미만으로 조절하는 것이 바람직하다.

이와 같이 격벽 형성용 마스크가 스테인레스강이나 크롬-니켈 합금 또는 알루미늄 합금의 플레이트로 구성되기 때문에 하나의 마스크를 사용하여 여러 개의 패널에 대해 격벽을 형성할 수가 있으므로 마스크를 반영구적으로 사용할 수가 있어 마스크에 소요되는 비용을 현저하게 절감시킬 수가 있다. 참고로, 드라이필름레지스트를 이용하는 종래의 경우에는 각 패널마다 드라이필름레지스트의 라미네이팅, 노광 및 현상 공정을 통해 형성하여 얻어지는 일회성 마스크인 관계로 마스크에 소요되는 비용이 전체 제조 단가에서 큰 비중을 차지할 수밖에 없다. 더욱이,드라이필름레지스트와 같은 감광성 재료는 고가이며 대부분 수입에 의존하고 있는 실정에서 하나의 패널마다 감광성 재료를 이용하여 마스크를 형성할 경우 가중한 재료비로 인해 제품의 코스트가 증가하여 가격 경쟁력 측면에서도 불리하게 작용한다. 참고로, 도 4b는 상기 도 4a와 같은 격벽 형성용 마스크를 배면기판, 보다 자세하게는 상기 배면기판 상에 형성된 격벽용 페이스트층 위에 얼라인(Align)시켰을 경우의 사시도이다.

이하에서는 상기와 같은 본 발명의 플라즈마 디스플레이 패널의 격벽 형성용 마스크를 이용한 플라즈마 디스플레이 패널의 제조방법에 대해서 설명하기로 한다.

도 5a 내지 5d는 본 발명의 플라즈마 디스플레이 패널의 제조방법을 설명하기 위한 공정단면도이다.

먼저, 도 5a에 도시한 바와 같이, 배면기판(51) 상에 인쇄 페이스트법, 감광성 페이스트법, 포토에칭법, 리프트 오프법 등 통상의 전극 형성 공정을 이용하여 복수개의 어드레스 전극(53)을 형성한다. 일예로, 인쇄 페이스트법을 이용하는 경우에는 먼저, 상기 배면기판(51) 상에 스크린 마스크(Screen mask) 및 스퀴저(Squeezer)를 이용하여 전극용 페이스트(Paste)를 인쇄한 후, 100~150??의 온도에서 수 내지 수십 분(分) 정도 건조시킨 다음, 500~600??의 온도에서 수 내지 수십 분간 소성 공정을 수행하여 스트라이프(Stripe) 형태로 배치되는 복수의 어드레스 전극(53)을 형성한다.

이후, 상기 어드레스 전극(53)을 포함한 기판(51) 전면에 스크린 마스크(Screen mask)를 이용하여 유전체용 페이스트를 인쇄한 후, 건조 및 소성 공정을 수행하여 유전체층(55)을 형성하고, 도 5b에 도시한 바와 같이, 상기 유전체층(55) 상에 격벽용 페이스트층을 인쇄한 후 건조 및 소성 공정을 통해 소정의 두께, 바람직하게는 200㎛ 정도의 두께로 격벽용 페이스트층(57)을 형성한다.

이어서, 도 5c에 도시한 바와 같이, 상기 격벽용 페이스트층(57) 상에 도 4a와 같은 구조를 갖는 스테인레스강 또는 크롬-니켈 합금 또는 알루미늄 합금의 플레이트로 이루어진 격벽 형성용 마스크(59)를 형성한다. 이때, 상기 격벽 형성용 마스크(59)와 상기 격벽용 페이스트층(57)과의 얼라인은 얼라인 카메라 및 상기 격벽 형성용 마스크(59)의 모서리 부근에 마킹(Marking)된 얼라인 마크(59c)를 이용하여 행해진다.

이와 같이, 상기 격벽용 페이스트층(57)의 상부에 격벽 형성용 마스크(59)를 얼라인시킨 후, 도 5d에 도시한 바와 같이, 샌드블라스트 공정을 수행하여 선택적으로 상기 격벽용 페이스트층(57)을 연마하는 것에 의해 단위 셀을 구분짓고 인접한 셀간의 크로스토크(Cross-talk)를 방지하기 위한 격벽(57a)을 형성한다.

이때, 상기 샌드블라스트 공정을 위한 노즐의 배치 방향은 도 6과 같다. 즉, 격벽의 형성 위치와 교차하는 방향으로 노즐을 배치함으로써, 상기와 같은 격벽 형성용 마스크(59)를 이용하여 격벽을 형성할 경우, 격벽의 균일도(Uniformity)를 향상시킬 수가 있다.

실제로, 종래의 플라즈마 디스플레이 패널의 제조방법에 따른 샌드블라스트 공정은 노즐이 고정 설치된 상태에서 기판이 왕복운동하면서 상기 기판 상에 형성된 격벽층이 연마되어 최종적으로 격벽이 형성되는 반면에, 본 발명의 플라즈마 디스플레이 패널의 제조방법에 따른 샌드블라스트 공정에서는 상기 격벽 형성용 마스크(59)가 배면기판(51)과 얼라인된 상태에서 흡착되며, 이와 같이 배면기판(51)과 격벽 형성용 마스크(59)가 흡착된 상태에서 움직이지 않고 고정되어 있기 때문에 노즐의 방향을 도 6과 같이 배치하면 격벽층이 선택적으로 연마되어 최종적으로 격벽이 남게 되었을 때, 격벽 형상의 균일도를 향상시키는데 더 효율적이다.

또한, 공정상에서는 상기 격벽용 페이스트층(57) 상부에 상기 격벽 형성용 마스크(59)가 형성된 배면기판(51)을 샌드블라스트를 위한 챔버(도시하지 않음)내로 로딩한 다음, 연마제를 고압으로 분사하여 상기 격벽 형성용 마스크(59)의 개구부(59b)를 통해 노출된 격벽용 페이스트층(57)을 연마하게 되는데, 본 발명의 격벽 형성용 마스크(59)는 그 재질이 스테인레스강이나 크롬-니켈 합금 또는 알루미늄 합금으로 구성되기 때문에 하나의 격벽 형성용 마스크(59)를 이용하여 여러 개의 패널에 대해 격벽을 형성할 수가 있다.

즉, 본 발명의 격벽 형성용 마스크는 반영구적으로 사용할 수가 있기 때문에 패널마다 마스크를 형성해야 하는 종래에 비해 마스크에 소요되는 비용을 최소화할 수 있다.

이와 같이, 반구영적인 격벽 형성용 마스크(59)를 이용하여 배면기판(51) 상에 격벽(57a)을 형성한 후에는 도면에는 도시되지 않았지만 복수의 패턴이 형성된 전면기판과 합착한 후, 배기한 다음, 방전가스를 주입하고 팁-오프 공정과 에이징 공정을 수행하면 본 발명에 따른 플라즈마 디스플레이 패널의 제조공정이 완료된다. 참고로, 상기 전면기판 상에는 쌍을 이루어 방전셀의 발광을 유지하기 위한 방전유지전극쌍이 형성되고, 상기 방전유지전극쌍을 포함한 전면에는 방전 전류를 제한하고 전극쌍 간을 상호 절연시키는 유전체층이 형성되며 상기 유전체층상에는 보호층이 형성된다.

이상에서 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하였으나, 본 발명은 다양한 변화와 변경 및 균등물을 사용할 수가 있고, 상기 실시예를 적절히 변형하여 동일하게 응용할 수가 있음이 명확하다. 따라서 상기 기재 내용은 하기의 특허청구범위의 한계에 의해 정해지는 본 발명의 범위를 한정하는 것이 아니다.

이상에서 상술한 바와 같이, 본 발명의 격벽 형성용 마스크 및 이를 이용한 플라즈마 디스플레이 패널 제조방법은 다음과 같은 효과가 있다.

첫째, 격벽을 형성함에 있어서, 드라이필름레지스트의 라미네이팅(Laminating), 노광(Exposure), 현상(Develope)공정으로 이루어지는 포토공정을 이용하지 않기 때문에 공정시간을 단축시킬 수가 있으며, 고가의 감광성 물질을 사용하지 않기 때문에 재료비를 절감시킬 수가 있다.

둘째, 하나의 마스크를 이용하여 여러 개의 패널에 대해서 격벽을 형성할 수가 있기 때문에 마스크에 소요되는 비용을 현저하게 절감시킬 수가 있다.

셋째, 격벽 형성시 파티클에 민감한 감광성 재료를 사용하지 않기 때문에 파티클로 인한 전기적인 오픈이나 쇼트 등을 예방할 수 있어 패널의 신뢰성을 향상시킬 수가 있다.

Claims (4)

1. 전면기판과 배면기판이 합착되어 방전에 의한 표시를 행하는 플라즈마 디스플레이 패널에 있어서, 상기 배면기판 상에 격벽을 형성하기 위한 마스크로서,

   샌드블라스트 공정시 압력을 견딜 수 있는 재질의 플레이트로 이루어져 상기 배면기판 상에 흡착되며, 복수의 방전셀이 정의되는 셀 영역에 상응하여 격벽 형성을 위한 복수의 개구부를 구비하고, 상기 셀 영역 밖의 모서리 부근에는 상기 배면기판과의 얼라인을 위한 얼라인 마크를 구비하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널의 격벽 형성용 마스크.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 샌드블라스트 공정시 압력을 견딜 수 있는 재질로서는 스테인레스강 또는 크롬-니켈 합금 또는 알루미늄 합금 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널의 격벽 형성용 마스크.
3. 배면기판 상에 복수의 어드레스 전극들을 형성하는 단계와;

   상기 어드레스 전극들을 포함한 배면기판 상에 유전체층을 형성하는 단계와;

   상기 유전체층 상에 소정의 두께를 갖는 격벽용 페이스트층을 형성하는 단계와;

   상기 격벽용 페이스트층 상에 격벽 형성을 위한 복수의 개구부를 갖는 격벽 형성용 마스크를 얼라인 마크를 이용하여 상기 격벽용 페이스트층의 상부에 얼라인시키는 단계와;

   샌드블라스트 공정으로 상기 격벽용 페이스트를 선택적으로 연마하여 상기 어드레스 전극과 평행한 방향으로 복수의 격벽을 형성하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널의 제조방법.
4. 제 3 항에 있어서, 상기 격벽을 형성하는 단계는,

   상기 격벽 형성용 마스크의 상부에 상기 격벽이 형성될 방향과 교차하는 방향으로 복수의 노즐을 배치하여 상기 노즐에서 분사되는 연마제를 이용하여 상기 격벽용 페이스트층을 연마하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널의 제조방법.