KR100244174B1 - Manufacturing method of barrier of plasma display panel - Google Patents
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Abstract
플라즈마 디스플레이 패널의 격벽 제조방법에 관한 것으로, 유리 기판 표면내에 이온교환법으로 감광성 물질을 주입하여 이온교환층을 형성하고, 이온교환층의 소정영역을 노광 및 열처리하여 결정화시킨 다음, 결정화된 영역을 식각하여 격벽을 형성하거나 또는 유리 기판 표면내에 이온교환법으로 감광성 물질을 주입하여 이온교환층을 형성하고, 이온교환층을 노광 및 열처리하여 결정화시키며, 결정화된 이온교환층상의 소정영역에 마스크 패턴을 형성한 다음, 마스크 패턴을 마스크로 결정화된 이온교환층을 식각하여 격벽을 형성함으로써, 유리 기판의 변형을 방지하고 간단하게 미세한 격벽을 형성할 수 있으며 저가격, 고품위의 플라즈마 디스플레이 패널을 제작할 수 있다.The present invention relates to a method of manufacturing a partition wall of a plasma display panel. Forming a barrier rib, or injecting a photosensitive material into the surface of the glass substrate by ion exchange to form an ion exchange layer, and exposing and heat treating the ion exchange layer to crystallize, forming a mask pattern on a predetermined region on the crystallized ion exchange layer. Next, by forming the partition wall by etching the ion exchange layer crystallized using the mask pattern as a mask, it is possible to prevent deformation of the glass substrate and to simply form a fine partition wall, and to manufacture a low-cost, high-quality plasma display panel.
Description
본 발명은 플라즈마 디스플레이 패널(Plasma Display Panel ; PDP)에 관한 것으로, 특히 플라즈마 디스플레이 패널의 격벽 제조방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE
일반적으로, 플라즈마 디스플레이는 기체 방전시 발생하는 플라즈마로부터 나오는 빛을 이용하여 영상을 제공하는 것으로, 방전되는 플라즈마는 미세한 격벽에 의해 격리되어 단위 셀을 구성하고 있다.In general, a plasma display provides an image using light emitted from a plasma generated during gas discharge, and the discharged plasma is separated by a fine partition wall to constitute a unit cell.
미세한 격벽에 의해 구성된 단위 셀을 구동회로에 의해 선택적으로 발광시킴으로써 영상을 구현하는데, 실제 플라즈마 디스플레이를 제작할 때에 100㎛ 정도되는 단위 셀을 유리 기판위에 형성하는 것은 상당히 어렵다.An image is realized by selectively emitting light of a unit cell formed by a fine partition wall by a driving circuit. It is quite difficult to form a unit cell of about 100 μm on a glass substrate when fabricating an actual plasma display.
이와 같은 플라즈마 디스플레이의 미세한 격벽 형성을 위해 최근에는 스크린 인쇄(screen print)법, 샌드 브래스트(sand blast)법, 감광성 페이스트(paste)법, 첨가(additive)법 등을 사용한다.Recently, a screen print method, a sand blast method, a photosensitive paste method, an additive method, and the like are used to form a fine partition wall of such a plasma display.
스크린 인쇄법은 기판상에 유리 페이스트를 7-8회 정도 반복하여 인쇄 및 건조시킨 후, 소성하여 격벽을 만드는 공정이다.Screen printing is a process in which glass paste is repeatedly printed and dried on a substrate about 7-8 times, dried, and then fired to form partition walls.
그러나, 양산시 제조시간이 매우 길고 격벽의 정밀도가 좋지 못하다.However, during mass production, the manufacturing time is very long and the partition wall precision is not good.
샌드 브래스트법은 기판상에 유리 페이스트를 도포하고 건조시킨 후, 유리 페이스트의 소정영역을 샌딩 처리로 제거하고 소성하여 격벽을 제조하는 공정으로, 제조시간은 비교적 짧지만 재료 손실이 많고 샌딩 처리 과정에서 생성된 폐기물이 공해 물질이기 때문에 환경 처리를 위한 비용 발생의 부담이 있다.The sand blasting method is a process of coating and drying a glass paste on a substrate, and then removing a predetermined area of the glass paste by sanding and firing to manufacture a partition wall. Since the generated waste is pollutant, there is a burden of cost for the environmental treatment.
그리고, 감광성 페이스트법은 기판상에 감광성 유리 페이스트를 도포하고 건조한 다음, 식각하는 공정으로 10회 정도의 반복 작업에 의해 격벽이 형성되는데, 정밀한 치수 조정은 가능하나 감광성 유리 페이스트의 가격이 비싸고 제작시간이 길어진다는 단점이 있다.In addition, the photosensitive paste method is a process of coating and drying the photosensitive glass paste on a substrate, followed by etching, to form a partition wall by about 10 repetitive operations. This has the disadvantage of being longer.
첨가법은 기판상에 레지스터(register)를 도포하고 현상시킨 후, 현상된 레지스터 사이에 유리 페이스트를 도포하고 건조 및 연마시킨 다음, 레지스터를 제거하고 소성하여 격벽을 형성하는 공정이다.The addition method is a process of applying and developing a register on a substrate, applying a glass paste between the developed resistors, drying and polishing, removing the resistor and firing to form a partition.
그러나, 제작시간 및 비용 부담이 많다는 단점이 있다.However, there is a disadvantage that a lot of manufacturing time and cost burden.
상기와 같은 격벽 제조공정중에서 감광성 유리를 이용하여 격벽을 제조하는 공정 방법을 제외한 나머지 공정 방법들은 대부분이 소다-라임계 유리 기판을 사용하므로 유리 기판의 변형 문제가 매우 심각하다.Except for the method of manufacturing a partition wall using photosensitive glass in the partition fabrication process as described above, most of the process methods use a soda-lime-based glass substrate, so the deformation problem of the glass substrate is very serious.
또한, 소다-라임계 유리 기판을 이용한 격벽 제조공정은 일반급의 디스플레이용으로는 적용이 가능하지만 고화질 디스플레이용으로는 적합하지 못하다.In addition, the bulkhead manufacturing process using a soda-lime-based glass substrate is applicable to the display of the general class, but not suitable for high-definition display.
고화질 디스플레이용으로는 감광성 페이스트나 감광성 유리 기판을 사용하는 식각공정이 가장 유리한데, 그 이유는 셀의 크기가 보다 미세하고 격벽의 높이에 대한 두께의 비(aspect ratio)가 커질수록 유리하기 때문이다.For high-quality displays, the etching process using photosensitive paste or photosensitive glass substrate is most advantageous because the cell size is finer and the larger the ratio of the thickness to the height of the partition wall is, the better. .
종래 기술에 따른 플라즈마 디스플레이 패널의 격벽 제조방법에 있어서는 다음과 같은 문제점이 있었다.The conventional method for manufacturing a partition wall of a plasma display panel has the following problems.
첫째, 제조공정이 복잡하고 제조시간이 길며 제조원가가 높다.First, the manufacturing process is complicated, the manufacturing time is long, and the manufacturing cost is high.
둘째, 소다-라임계 유리 기판을 사용한 격벽 제조방법에서는 유리 기판의 변형 문제가 심각할 뿐만 아니라 고화질 디스플레이용으로는 적합하지 못하다.Second, in the method of manufacturing a partition wall using a soda-lime-based glass substrate, not only the deformation problem of the glass substrate is serious but also not suitable for high-definition display.
그리고, 감광성 페이스트나 감광성 유리 기판을 사용한 격벽 제조방법에서는 고화질 디스플레이용으로는 적합하지만 가격이 매우 비싸다.In the method of manufacturing partition walls using photosensitive pastes and photosensitive glass substrates, although suitable for high-quality displays, the price is very expensive.
본 발명은 이와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 유리 기판을 표면처리하여 미세한 격벽을 쉽게 얻을 수 있는 저가격, 고품위의 플라즈마 디스플레이 패널 격벽 제조방법을 재공하는데 그 목적이 있다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve such a problem, and has an object to provide a low-cost, high-quality plasma display panel partition wall manufacturing method that can easily obtain a fine partition wall surface treatment.
도 1a 및 도 1b는 본 발명에 따른 유리 기판의 두께 방향으로의 이온들에 대한 농도 분포를 보여주는 도면1A and 1B show concentration distributions for ions in the thickness direction of a glass substrate according to the present invention.
도 2a 내지 2f는 본 발명 제 1 실시예에 따른 플라즈마 디스플레이 패널의 격벽 제조공정을 보여주는 도면2A to 2F illustrate a process of fabricating a partition wall of a plasma display panel according to a first embodiment of the present invention.
도 3a 내지 3f는 본 발명 제 2 실시예에 따른 플라즈마 디스플레이 패널의 격벽 제조공정을 보여주는 도면3A to 3F illustrate a process of fabricating a partition wall of a plasma display panel according to a second embodiment of the present invention.
도면의 주요부분에 대한 부호의 설명Explanation of symbols for main parts of the drawings
1 : 유리 기판 2 : 이온교환층1: glass substrate 2: ion exchange layer
2a : 결정화층 3 : 마스크2a: crystallization layer 3: mask
4 : 마스크 패턴4: mask pattern
본 발명에 따른 플라즈마 디스플레이 패널의 격벽 제조방법은 유리 기판 표면내에 이온교환법으로 감광성 물질을 주입하고, 유리 기판의 소정영역을 식각하여 격벽을 형성하는데 주요 특징이 있다.The method for manufacturing a partition wall of a plasma display panel according to the present invention has a main feature of forming a partition wall by implanting a photosensitive material into the glass substrate surface by ion exchange and etching a predetermined region of the glass substrate.
본 발명의 다른 특징은 유리 기판 표면내에 이온교환법으로 감광성 물질을 주입하여 이온교환층을 형성하는 제 1 스텝과, 이온교환층의 소정영역을 노광 및 열처리하여 결정화시키는 제 2 스텝과, 결정화된 영역을 식각하여 격벽을 형성하는 제 3 스텝으로 이루어지는데 있다.Another feature of the present invention is a first step of forming an ion exchange layer by injecting a photosensitive material into the surface of the glass substrate by an ion exchange method, a second step of crystallizing a predetermined area of the ion exchange layer by exposure and heat treatment, and a crystallized region And a third step of forming a partition wall by etching.
본 발명의 또 다른 특징은 유리 기판 표면내에 이온교환법으로 감광성 물질을 주입하여 이온교환층을 형성하는 제 1 스텝과, 이온교환층을 노광 및 열처리하여 결정화시키는 제 2 스텝과, 결정화된 이온교환층상의 소정영역에 마스크 패턴을 형성하는 제 3 스텝과, 마스크 패턴을 마스크로 결정화된 이온교환층을 식각하여 격벽을 형성하는 제 4 스텝으로 이루어지는데 있다.Another feature of the present invention is a first step of forming an ion exchange layer by injecting a photosensitive material into the surface of the glass substrate by an ion exchange method, a second step of crystallizing the ion exchange layer by exposure and heat treatment, and on the crystallized ion exchange layer And a fourth step of forming a mask pattern in a predetermined region of the mask, and a fourth step of forming a partition by etching the ion exchange layer crystallized using the mask pattern as a mask.
상기와 같은 특징을 갖는 본 발명에 따른 플라즈마 디스플레이 패널의 격벽 제조방법을 첨부된 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, a method of manufacturing a partition wall of a plasma display panel according to the present invention having the above characteristics will be described with reference to the accompanying drawings.
먼저, 본 발명에 대한 기본 원리의 이해를 돕기 위해 감광성 유리에 대해 설명하기로 한다.First, the photosensitive glass will be described to help understand the basic principle of the present invention.
감광성 유리는 40년전 미국의 코닝사에서 개발한 유리로써, SiO2-Li2O-Al2O3계 유리에 Au, Ag, Cu 등의 감광제를 소량 첨가한 조성계의 유리이다.Photosensitive glass was developed by Corning, Inc., USA 40 years ago, and is a composition-based glass in which a small amount of a photosensitive agent such as Au, Ag, Cu, or the like is added to SiO 2 -Li 2 O-Al 2 O 3 -based glass.
이 유리에 자외선을 조사하면 유리내에 존재하는 감광성 이온인 Au, Ag, Cu 등이 금속원자 상태로 되어 콜로이드상이 형성된다.When the glass is irradiated with ultraviolet light, Au, Ag, Cu, or the like, which are photosensitive ions present in the glass, become a metal atom, and a colloidal phase is formed.
이렇게 생성된 콜로이드상은 결정상의 핵으로 작용하여 450∼600℃에서 열처리하게 되면 Li2O-SiO2결정을 석출시키게 된다.The colloidal phase thus formed acts as a nucleus of the crystal phase, and when thermally treated at 450 to 600 ° C., precipitates Li 2 O—SiO 2 crystals.
석출된 상기 결정상은 산용액에 대한 침식이 매우 빠르기 때문에 이 부분만을 선택적으로 제거할 수 있다.The precipitated crystal phase can selectively remove only this part because the erosion of the acid solution is very fast.
본 발명에서는 기존의 소다-라임계 유리 기판의 표면만을 상기에 설명한 감광성 유리와 같은 특성을 갖게하여 플라즈마 디스플레이 패널의 격벽을 제조하는 것이다.In the present invention, only the surface of the conventional soda-lime-based glass substrate has the same characteristics as the photosensitive glass described above to manufacture the partition wall of the plasma display panel.
이와 같이 소다-라임계 유리 기판의 표면을 감광성 유리와 같은 특성으로 만들기 위해서는 먼저, 유리 기판을 300∼500℃ 범위의 온도를 유지하는 LiNO3용액에 담근다.In order to make the surface of the soda-lime-based glass substrate such as photosensitive glass, the glass substrate is first immersed in a LiNO 3 solution maintaining a temperature in the range of 300 to 500 ° C.
그러면, 유리 기판 표면에서 유리 성분내에 존재하는 알칼리 성분인 Na+이온과 LiNO3용액 중에 존재하는 Li+이온 상호간에 이온교환이 일어나게 되는데 그 반응식은 다음과 같다.Then, ion exchange occurs between Na + ions, which are alkali components present in the glass component, and Li + ions, which are present in the LiNO 3 solution, on the surface of the glass substrate. The reaction scheme is as follows.
여기서, A는 유리내의 알칼리 이온이고, B는 용액내의 이온이다.Where A is an alkali ion in the glass and B is an ion in the solution.
즉, 소다-라임계 유리의 경우는 Na 이온 성분이 약 13 w/o 정도되는데, 이를 LiNO3용액내의 Li+이온과 교환반응이 충분히 일어나도록 하면 유리 표면의 Na+이온은 거의 없어지고 Li+이온으로 치환되어 도 1a에 도시된 바와 같이, 유리 기판 두께방향으로의 이온들에 대한 농도 분포가 생기게 된다.That is, in the case of soda-lime-based glass, the Na ion component is about 13 w / o. When this is sufficiently exchanged with Li + ions in the LiNO 3 solution, Na + ions on the surface of the glass almost disappear and Li + Substituted with ions, as shown in FIG. 1A, a concentration distribution for ions in the glass substrate thickness direction is generated.
그리고, 이를 다시 300∼500℃ 범위의 온도를 유지하는 AgNO3용액에 담가 상기와 같은 반응식처럼 유리 기판내의 Na+이온, Li+이온과 AgNO3용액내의 Ag+이온 사이에 교환 반응이 일어나서 도 1b에 도시된 바와 같이, 유리 기판 두께방향으로의 이온들에 대한 농도 분포가 이루어진다.Then, this was again immersed in AgNO 3 solution maintaining a temperature in the range of 300 ~ 500 ℃ and exchange reaction between Na + ions, Li + ions in the glass substrate and Ag + ions in the AgNO 3 solution as shown in the reaction scheme as shown in Figure 1b As shown in FIG. 2, concentration distribution for ions in the glass substrate thickness direction is achieved.
이와 같이, 이온교환반응을 LiNO3용액과 AgNO3용액을 각각 별도로 사용할 수도 있지만 두 용액의 혼합용액을 사용할 수도 있다.As such, although the LiNO 3 solution and the AgNO 3 solution may be used separately, the mixed solution of the two solutions may be used.
상기와 같은 방법을 사용하면 유리 기판 표면내에 일정깊이의 이온교환층이 형성되는데, 이 이온교환층의 두께는 이온교환용액내의 이온농도, 이온교환용액의 온도, 이온교환 시간에 따라 조절할 수 있다.Using the above method, an ion exchange layer having a predetermined depth is formed on the surface of the glass substrate, and the thickness of the ion exchange layer can be adjusted according to the ion concentration in the ion exchange solution, the temperature of the ion exchange solution, and the ion exchange time.
예를 들면, 50 mole%의 LiNO3용액내에 유리 기판을 약 450℃에서 12시간 정도 담가두면 약 200㎛의 깊이까지 Na+이온과 Li+이온이 완전히 교환된 이온교환층을 만들 수 있다.For example, immersing a glass substrate in 50 mole% LiNO 3 solution at about 450 ° C. for 12 hours can produce an ion exchange layer in which Na + ions and Li + ions are completely exchanged to a depth of about 200 μm.
그리고, LiNO3용액과 AgNO3용액의 혼합용액을 사용하는 경우에는 두 용액의 조성비를 조절함으로써 이온교환층의 두께를 조절할 수 있다.In addition, when using a mixed solution of LiNO 3 solution and AgNO 3 solution, it is possible to control the thickness of the ion exchange layer by adjusting the composition ratio of the two solutions.
도 2a 내지 2f는 본 발명 제 1 실시예에 따른 플라즈마 디스플레이 패널의 격벽 제조공정을 보여주는 도면으로서, 도 2a에 도시된 바와 같이, 먼저, 상기에 설명한 것처럼 이온교환용액에 유리 기판(1)을 담가 이온교환용액과 유리 기판(1)과의 이온들을 이온교환시킴으로써 유리 기판(1) 표면내에 이온교환층을 형성한다.2A to 2F illustrate a process of fabricating a partition wall of a plasma display panel according to a first embodiment of the present invention. As shown in FIG. 2A, first, the
이어, 도 2b에 도시된 바와 같이, 이온교환층(2)이 형성된 유리 기판(1)을 세척 및 건조시킨 후, 도 2c에 도시된 바와 같이, 마스크(3)를 사용하여 이온교환층(2)의 소정영역에 자외선을 조사하면, 도 2d에 도시된 바와 같이, 자외선을 쪼인 이온교환층(2)의 감광성 물질인 Ag+이온이 중성의 콜로이드 입자로 석출된다.Subsequently, as shown in FIG. 2B, the
이것을 약 450∼550℃의 온도로 열처리하게 되면, Ag 콜로이드 입자를 핵으로 하여 SiO2-LiO2결정상이 석출됨으로써 이온교환층(2)의 소정영역에 결정화층(2a)이 형성된다.When this is heat-treated at a temperature of about 450 to 550 ° C., the SiO 2 —LiO 2 crystal phase is precipitated using the Ag colloidal particles as a nucleus to form a
그리고, 도 2e에 도시된 바와 같이, 이 결정화층(2a)은 산용액에 침식이 잘되므로 결정화층(2a)이 형성된 이온교환층(2)을 산용액으로 에칭하여 도 2f에 도시된 바와 같이, 일정간격의 격벽들을 형성한다.As shown in FIG. 2E, since the
이와 같이, 격벽을 형성한 후에 전극을 형성하고 기판 전체에 유전체층을 형성함으로써 플라즈마 디스플레이 패널을 제작할 수 있다.As described above, the plasma display panel can be manufactured by forming electrodes after forming the partition walls and forming dielectric layers on the entire substrate.
본 발명은 기존의 플라즈마 디스플레이 패널 제작방법과는 달리 격벽을 먼저 제작하고 전극 및 유전체층을 격벽 사이에 형성하여 유리 기판의 변형을 방지하고 유전재료의 소비를 줄일 수 있어 미세한 격벽의 제조에 경제적으로 대응할 수 있다.Unlike the conventional plasma display panel fabrication method, the barrier ribs may be manufactured first, and the electrode and the dielectric layer may be formed between the barrier ribs to prevent deformation of the glass substrate and to reduce the consumption of dielectric materials. Can be.
도 3a 내지 3f는 본 발명 제 2 실시예에 따른 플라즈마 디스플레이 패널의 격벽 제조공정을 보여주는 도면으로서, 도 3a 및 도 3b는 본 발명 제 1 실시예와 동일하므로 설명은 생략하기로 한다.3A to 3F illustrate a process of fabricating a partition wall of a plasma display panel according to a second embodiment of the present invention. FIGS. 3A and 3B are the same as the first embodiment of the present invention, and thus description thereof will be omitted.
도 3c에 도시된 바와 같이, 이온교환층(2) 전면을 자외선으로 조사한 후, 도 3d에 도시된 바와 같이, 약 450∼550℃의 온도로 열처리하여 SiO2-LiO2결정상을 갖는 결정화층(2a)을 형성한다.As shown in FIG. 3C, after irradiating the entire surface of the
그리고, 도 3e에 도시된 바와 같이, 결정화층(2a)상의 소정영역에 마스크 패턴(4)을 형성한 후, 마스크 패턴(4)을 마스크로 하여 노출된 결정화층(2a)을 산용액으로 에칭함으로써, 도 3f에 도시된 바와 같이, 일정간격의 격벽들을 형성한다.3E, after the
본 발명에 따른 플라즈마 디스플레이 패널의 격벽 제조방법에 있어서는 다음과 같은 효과가 있다.In the method of manufacturing a partition wall of a plasma display panel according to the present invention, the following effects are obtained.
기존의 소다-라임계 유리 기판을 표면처리하고 식각공정을 통해 미세한 격벽을 형성함으로써 유리 기판의 변형을 방지하고 간단하게 미세한 격벽을 형성할 수 있으며 저가격, 고품위의 플라즈마 디스플레이 패널을 제작할 수 있다.Surface treatment of existing soda-lime-based glass substrates and the formation of fine barrier ribs through an etching process prevents deformation of the glass substrate and enables the formation of fine barrier ribs.
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