CN1691249A - 等离子体显示板及其制造方法 - Google Patents
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Abstract
所提供的是等离子体显示板(PDP)和制造该PDP的方法。所述方法包括操作：预备多个基片；及在所述基片上重复完成至少二或多次蚀刻过程形成有多层结构的障壁。通过多次蚀刻过程形成有多层结构的障壁，于是，能保证所述障壁的直线性。因此，能扩大放电空间，并能增加涂敷荧光的面积，从而提高放电性能。
Description
发明背景
本申请要求2004年4月21日提交韩国知识产权局的申请号为10-2004-0027564韩国专利申请的优先权，通过引用将其完整地结合在此。
技术领域
本发明涉及一种通过改进限定放电单元的障壁的结构提高亮度及其放电效率的等离子体显示板，以及制造该等离子体显示板的方法。
背景技术
一般而言，等离子体显示板(PDP)是平板显示装置，它在多个基片(在其上形成放电电极)之间注射放电气体给电极放电，并通过由上述放电产生的紫外线激发荧光层以显示想得到的数字、字符或图形。
PDP包括多个基片，在基片之间形成的多个放电电极，限定放电单元的障壁和涂敷在障壁上的荧光层。
在这里，以这种方式制造障壁：冲洗基片，在基片上涂敷用于形成障壁的原料，干燥基片，排列光掩膜使其曝光和显影，用喷砂法除去未形成障壁的区域上的原料，隔离保留的光刻胶层并烘焙原料。
以上述方式在制造常规的障壁中，在喷砂过程中在高压下往基片上注射研磨材料，例如CaCO3，于是，在基片上可形成细微的凹槽。
因此，原料被涂敷在基片上并在其上形成光刻胶，然后，光刻胶被曝光和显影，并在光刻胶上注射蚀刻剂以形成障壁。这种方法被称为蚀刻法。
韩国准备公开的专利(专利号为2000-13228)公开了一种障壁，通过在基片上形成凹槽后进行蚀刻过程，该障壁具有与其宽度相比障壁更大的高度。韩国准备公开的专利(专利号为1993-8917)公开了通过直接蚀刻基片形成的障壁。
按照常规蚀刻方法通过下面的过程形成障壁。
在基片上形成放电电极，电介质层覆盖放电电极，且用于形成障壁的原料完全地涂敷在电介质层上。接着，光刻胶完全地涂敷在用于形成障壁的原料上，然后，光刻胶被曝光和显影。另外，通过蚀刻过程除去用于形成障壁的原料的不需要部分，以形成想得到形状的障壁。
然而，用蚀刻法制造的障壁有凹下部分的外形。那就是，障壁上和下端部分的宽度大于障壁中间部分的宽度。这是由于在蚀刻过程中各向同性的蚀刻速度引起的底割(under cut)问题产生的。例如，在一种情况下形成障壁上端部的宽度为40μm，由于蚀刻机制，障壁中间部分的宽度变为约20μm。因此，当涂敷在障壁侧壁上的荧光发射光时，光发射路径可能被障壁中断，且由于减小了放电空间，降低了光发射效率。
发明内容
通过在蚀刻过程中形成双层结构的障壁，本发明提供改进了亮度和放电特性的等离子体显示板，以及制造该等离子体显示板的方法。
按照本发明的一个方面，有提供制造等离子体显示板的方法，该等离子体显示板包括在该板上限定放电单元的障壁，该方法包括以下操作：预备多个基片；以及通过在基片上重复执行至少二或更多次蚀刻过程形成有多层结构的障壁。
在障壁形成中，通过第一蚀刻过程在基片上可形成第一障壁，通过第二蚀刻过程在第一障壁上可形成第二障壁。
第一层障壁的形成可包括以下操作：在基片上涂敷用于形成第一层障壁的原料；在用于形成第一层障壁的原料上涂敷第一光刻胶；通过曝光和显影第一光刻胶形成第一层障壁的图案；通过蚀刻用于形成第一层障壁的原料形成第一层障壁；以及剥落保留在第一层障壁上的第一光刻胶。
所述方法可进一步包括在第一层障壁上形成第二层障壁之前，在第一层障壁之间的空隙形成第二光刻胶图案的操作。
第二层障壁的形成可包括以下操作：在第一层障壁和第二光刻胶上涂敷用于形成第二层障壁的原料；在用于形成第二层障壁的原料上涂敷第三光刻胶；通过曝光和显影第三光刻胶形成第二层障壁的图案；通过蚀刻用于形成第二层障壁的原料形成第二层障壁；以及剥落保留在第一层障壁之间的第二光刻胶和保留在第二层障壁上的第三光刻胶。
按照本发明的另一个方面，有提供等离子体显示板，包括：相互面对的多个基片；在基片的对立面上形成的多个放电电极；在基片之间配置的障壁，且有至少二或更多层；以及在障壁的内壁上涂敷的红、绿和蓝色荧光，其中每一个障壁上和下端部分的横截面面积相对大于障壁中间部分的横截面面积。
附图说明
通过用详细的示例性实施例及参照其中的附图的描述，本发明的上述及其他特征与优点将变得更明显，其中：
图1A到1E是说明在等离子体显示板(PDP)上制造常规障壁的过程的图，和
图1A是剖视图，显示在常规基片上涂敷用于形成障壁的原料后PDP的状态；
图1B是剖视图，显示在图1A的基片上敷上光刻胶后的状态；
图1C是剖视图，显示曝光和显影图1B中所示基片的状况；
图1D是剖视图显示在图1C的基片上形成障壁后的状态；
图1E是剖视图显示分离保留在图1D的基片上的光刻胶的状态；
图2是剖视图，显示按照本发明的等离子体显示板(PDP)；
图3A到3I是说明按照本发明的制造PDP障壁的过程的图；
图3A是剖视图，显示在本发明基片上形成地址电极图案后的状态；
图3B是剖视图，显示在图3A的基片上涂敷用于形成第一障壁的原料的状态；
图3C是剖视图，显示在图3B的基片上敷上第一光刻胶后的状态；
图3D是剖视图，显示曝光和显影图3C的基片的状况；
图3E是剖视图，显示蚀刻图3D的基片的状况；
图3F是剖视图，显示在图3E的基片上形成第一障壁后的状态；
图3G是剖视图，显示分离保留在图3F的基片上的第一光刻胶后的状态；
图3H是剖视图，显示在图3G的第一障壁之间敷第二光刻胶后的状态；
图3I是剖视图，显示在图3H所示的基片上涂敷用于形成第二障壁的原料后的状态；
图3J是剖视图，显示在图3I所示的基片上形成第二光刻胶图案后的状态；
图3K是剖视图，显示在图3J所示的基片上形成第二障壁后的状态；以及
图3L是剖视图，显示在图3K所示的基片上结合第一和第二障壁形成障壁后的状态。
具体实施方式
图1A到1E顺序地说明制造常规障壁的过程。
参考附图，在基片111上形成地址电极112的图案，电介质层113覆盖地址电极112，且用于形成障壁的原料114完全地涂敷在电介质层113上(图1A)。
接着，光刻胶115完全地涂敷在用于形成障壁的原料114上(图1B)。涂敷光刻胶115后，在光刻胶115上安排光掩膜116，并曝光和显影(图1C)。
另外，除去用于形成障壁的原料114的不必要部分以形成想得到形状的障壁117。在这里，光刻胶115保留在障壁117上(图1D)，并除去保留的光刻胶115以完成障壁117(图1E)。
然而，用蚀刻法制造的障壁117有凹下部分的外形。那就是，障壁117上端部分的宽度W1大于障壁117中间部分的宽度W2。上述的底割问题是由用于形成具有高度H1的障壁117的蚀刻过程的各向同性的蚀刻速度引起的。
图2是显示按照本发明的等离子体显示板(PDP)200的一部分的视图。
参考图2，PDP200包括前基片210和后基片250。
前基片210由透明材料(例如钠钙玻璃)形成。沿基片的X方向，X电极221和Y电极222交替地配置在前基片210的下表面。
X电极221包括斑纹状的第一透明电极线221a，从第一透明电极线221a向Y电极222凸出的第一凸体221b，以及沿第一透明电极线221a的边沿形成的第一总线电极线221c。
Y电极222包括斑纹状的第二透明电极线222a，从第二透明电极线222a到X电极221凸出的第二凸体222b，以及沿第二透明电极线222a的边沿形成的第二汇流电极线222c。
第一和第二透明电极线221a和222a与第一和第二凸体221b和222b由透明的导电膜形成，例如氧化铟锡(ITO)膜。另外，理想的是第一和第二总线电极线221c和222c由高导电性材料形成，例如，用于减小第一和第二透明电极线221a和222a电阻的Ag糊剂。
X和Y电极221和222被前电介质层230覆盖。前电介质层230能被选择性地印刷在被组成图案的X和Y电极221和222上，或能被完全地印刷在前基片210上。保护层240(例如MgO层)沉积在前电介质层230的表面上。
平行于前基片210配置后基片250。后基片250也由透明材料(例如钠钙玻璃)形成。
沿基片Y方向在后基片250上配置斑纹状的地址电极260。与X和Y电极221和222交叉配置地址电极260。延伸地址电极260横过相临的放电单元，并被后电介质层270覆盖。
在前和后基片221和222之间配置障壁280以限定放电空间，并防止相邻单元间产生的串扰。障壁280包括沿基片的X方向配置的横向障壁281和沿基片的Y方向配置的长方向障壁282。横向障壁281从相邻长方向障壁282的内侧向相对的方向延伸，且横向和长方向障壁281和282形成矩阵形式。
另外，能不同地形成障壁280，如曲折状，三角状或蜂窝状，于是，限定的放电单元不限于形状，例如，四角形，六角形，椭圆形或圆形。
在障壁280上涂敷红、绿和蓝色荧光层290。在放电单元的任何部分能涂敷荧光层290，然而，在本实施例中，在障壁280的内壁上涂敷荧光层290。
荧光层290敷在每一个放电单元。红色的荧光由(Y，Gd)BO3:Eu+3形成，绿色荧光由Zn2SiO4:Mn2+形成，以及蓝色荧光由BaMgAl10O17:Eu2+形成是理想的。
在有上述结构的PDP 200中，给Y电极222和地址电极270施加电信号以选择放电单元，且给X和Y电极221和222交替地施加电信号以引起在前基片210的表面上的表面放电。另外，由于表面放电产生紫外线，且从选择的放电单元的荧光层290发射的可见光来显示静止图像或活动图像。
按照本发明，通过执行至少二或更多次蚀刻过程PDP 200包括多层障壁以保证障壁的平直度。另外，通过二或更多次蚀刻过程形成多层障壁以具有一定的形状。
按照本发明的障壁将被更详细地描述如下。
在后基片250上形成限定放电空间的障壁280。障壁280包括在后电介质层270的表面上被直接做成图案的第一层障壁283，以及在第一层障壁283的上端部形成的第二层障壁284。在第一层障壁283的上端部整体地与第一层障壁283形成第二层障壁284，且有与第一层障壁283的形状相同的形状。因此，第一和第二层障壁283和284形成双层结构。另外，由于蚀刻过程，第一和第二障壁283和284的上和下端部分的横截面积相对大于中间部分的横截面积。
在下文中，参照图3A到3L将对按照本发明制造障壁的过程进行描述。
如图3A所示，预备由透明玻璃形成的基片311。在基片311上印刷地址电极312并烘焙。在基片311的某个方向配置要相互隔离预先确定的间隔的地址电极312。在地址电极312上敷电介质层313以覆盖地址电极312。
另外，如图3B所示，在后基片311上完全地印刷用于形成第一层障壁的原料314。以各种各样的方式能敷用于形成第一层障壁的原料314，在本实施例中，在屏315上安放用于形成第一层障壁的原料314，且涂刷器316向基片311的方向行进执行全部的印刷操作。
另外，如图3C所示，在用于形成第一层障壁的原料314上完全地涂敷第一光刻胶317。
如图3D所示，在涂敷的第一光刻胶317上安排与第一光刻胶317隔离的光掩膜318，并通过在基片上照射紫外线完成曝光和显影过程。
因此，如图3E所示，在原料314与将要形成的障壁相对应的部分上保留第一光刻胶317，且除去在其他部分上的第一光刻胶317。
接着，从后基片311的上部通过管嘴318注射蚀刻剂319以冲掉原料314，于是形成想得到形状的第一层障壁320，如图3F所示。在相同方向上使用蚀刻剂319的各向同性的蚀刻速度，通过第一蚀刻过程形成第一层障壁320。
另外，如图3G所示，隔离保留在第一层障壁320上的第一光刻胶，并完成第一层障壁320。由于蚀刻过程，第一障壁320上和下端部分的横截面积实际大于中间部分的横截面积，且形成象“I”形的障壁320。
当形成第一层障壁320时，如图3H所示，在第一层障壁320之间的空隙上完全地涂敷第二光刻胶321，且曝光和显影以形成图案。实际上，由于第二光刻胶321的厚度约为30μm，第二光刻胶321阻挡了空的空隙而不是渗入空的空隙。
另外，如图3I所示，在第一层障壁320和第二光刻胶321上完全地印刷用于形成第二层障壁的原料322。由于蚀刻过程，第二障壁324上和下端部分的横截面积实际大于中间部分的横截面积，且形成象“I”形的障壁324。
涂敷用于形成第二层障壁的原料322后，如图3J所示，在原料322上完全地涂敷第三光刻胶323。通过曝光和显影上面所述的光掩膜，形成涂敷的第三光刻胶323的图案。在这里，在用于形成将成为图案的第二层障壁的原料322上形成第三光刻胶323。
如图3K所示，从后基片311的上部通过管嘴注射蚀刻剂以完成第二蚀刻过程。按照在同一方向上各向同性的蚀刻速度，在第一层障壁320的上部形成第二层障壁324。另外，第二层障壁324实际上有与第一层障壁320的形状相同的形状。
另外，如图3L所示，隔离保留在第二层障壁324上端部的第三光刻胶323和保留在第一层障壁320之间的第二光刻胶321以完成第二层障壁324。
通过第一和第二蚀刻过程形成的第一和第二层障壁320和324形成双层结构。障壁不限于双层结构，如果它满足通过二或更多次蚀刻过程形成的多层结构。另外，第一和第二层障壁320和324的整体高度H2实际上与常规障壁(117，参考图1E)的整体高度相同。
因此，由于通过至少二或更多次蚀刻过程完成障壁320和324，能减小蚀刻过程中底割现象的产生。那就是，当与第二层障壁324的上端部的宽度W3相比时，第二层障壁324的中间部分的宽度W4与常规障壁相比凹下得较小。由于障壁320和324的每一个的高度低于常规障壁的高度，能相对减小由于蚀刻过程凹下的宽度。
按照由本申请人具体化的试验，获得如表1所示的结果。
表1
| 对比例 | 实例 | 差异 | 提高率 | |
| F/W亮度 | 174cd/m2 | 201cd/m2 | 27cd/m2 | 15.5％ |
| 光发射效率 | 1.07lu/w | 1.17lu/w | 0.1lu/w | 9.34％ |
在示例中，如图3A到3L所示，通过第一和第二蚀刻过程形成双层结构的障壁，且对比例包括用常规方法制造的单层结构的障壁。另外，测量了板装置的全色(F/W)亮度和光发射效率。
参考表1，本发明的F/W亮度是201cd/m2而对比例的F/W亮度是174cd/m2，于是有约27cd/m2的差异，且亮度比对比例的亮度提高了约15.5％。另外，在本实施例中，光发射效率是1.17lu/w，然而，对比例的光发射效率是1.07lu/w，于是，有约0.1lu/w的差异，且光发射效率比对比例的光发射效率提高了约9.34％。
由于通过多次蚀刻过程制造障壁，与常规障壁的高度相比障壁的每一个有相对低的高度，所以，由于各向同性的蚀刻速度，当在障壁的长方向执行蚀刻过程时，能减小障壁在其宽度方向上的掘进。于是，提高了放电性能。
如上所述，按照本发明，由于通过二或更多次蚀刻过程以多层结构形成障壁，能保证障壁的平直度。因此，能扩大放电空间，且能增加涂敷荧光的面积，于是能提高光发射性能。
另外，由于能减小障壁在其宽度方向上的掘进，可增加光发射性能并能提高亮度和光发射效率。
由于障壁有多层结构，能预先防止障壁的损坏。
虽然通过参考示例性实施例具体地说明和描述了本发明，但在不脱离如由下面的权利要求所限定的本发明的精神和范围的情况下，在形式和细节上可以做各种各样的改变，对此本领域的普通技术人员是了解的。
Claims (8)
1.一种制造等离子体显示板的方法，所述等离子体显示板包括在所述板上限定放电单元的障壁，所述方法包括以下操作：
预备多个基片；和
在所述基片上通过重复执行至少二或多次蚀刻过程形成具有多层结构的障壁。
2.如权利要求1所述的方法，其中在所述障壁的形成中，通过第一蚀刻过程在所述基片上形成第一障壁，并通过第二蚀刻过程在第一障壁上形成第二障壁。
3.如权利要求2所述的方法，其中第一层障壁的形成包括以下操作：
在所述基片上涂敷用于形成第一层障壁的原料；
在用于形成第一层障壁的原料上涂敷第一光刻胶；
通过曝光和显影第一光刻胶形成第一层障壁的图案；
通过蚀刻用于形成第一层障壁的原料形成第一层障壁；和
剥落保留在第一层障壁上的第一光刻胶。
4.如权利要求2所述的方法，进一步包括，在第一层障壁上形成第二层障壁前，在第一层障壁之间的空隙上形成第二光刻胶的图案。
5.如权利要求4所述的方法，其中第二层障壁的形成包括以下操作：
在第一层障壁和第二光刻胶上涂敷用于形成第二层障壁的原料；
在用于形成第二层障壁的原料上涂敷第三光刻胶；
通过曝光和显影第三光刻胶形成第二层障壁的图案；
通过蚀刻用于形成第二层障壁的原料形成第二层障壁；和
剥落保留在第一层障壁之间的第二光刻胶，以及保留在第二层障壁上的第三光刻胶。
6.如权利要求5所述的方法，其中形成第二层障壁的图案以对应第一层障壁。
7.如权利要求5所述的方法，其中第二层障壁整体地耦合到第一层障壁。
8.一种等离子体显示板，包括：
相互面对的多个基片；
在所述基片的相对表面上形成的多个放电电极；
障壁，配置在所述基片之间，并有至少二或更多层；和
在所述障壁的内壁上涂敷的红、绿和蓝色荧光，
其中每一个障壁的上和下端部分的横截面积相对大于所述障壁中间部分的横截面积。
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| C10 | Entry into substantive examination | ||
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| C02 | Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001) | ||
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