KR100300335B1 - 평판 디스플레이의 제조방법 - Google Patents

Abstract

평판 디스플레이의 제조방법으로서, 평판 디스플레의 셀갭을 유지하는 스페이서가 기판상에 지지되는 상태를 강화시킬 수 있도록 하기 위하여, 평판 디스플레이용 기판의 일면에 복수의 스페이서 삽입용 홈을 형성하는 단계와; 상기 각 스페이서 삽입용 홈에 스페이서를 삽입하여 이를 고정시키는 단계를 포함하며, 상기 스페이서 삽입용 홈 형성 단계는, 감광성 물질로 구비된 기판에 임의의 패턴으로 형성된 구멍부를 갖는 마스크를 상기 기판과 대향 배치하고, 상기 마스크를 통해 상기 기판을 노광하고, 상기 기판을 열처리하고, 상기 기판의 다른 일면에 과에칭 방지용 물질을 코팅하여 상기 기판의 노광 부위를 에칭하고, 상기 과에칭 방지용 물질을 기판으로부터 제거하는 단계를 포함한다.

Description

평판 디스플레이의 제조방법{A METHOD OF MANUFACTURING FOR A FLAT PANEL DISPLAY}

본 발명은 평판 디스플레이에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 평판 디스플레이의 셀갭을 유지하는 스페이서를 페이스 플레이트(faceplate)에 고정시키기 위한 방법에 관한 것이다.

평판 디스플레이(Flat Panel Display)에서 스페이서(spacer)는, 양 기판 사이에 배치되어 해당 평판 디스플레이의 셀갭을 유지하도록 한다.

특히, 전계 방출 디스플레이(FED; Field Emission Display)에서는, 상기 스페이서의 기능이 중요하게 대두되는데, 이는 페이스 플레이트와 백 플레이트(backplate) 사이의 간격이 상기한 스페이서에 의해 균일하게 유지되어야만 화상의균일도를 양호하게 얻을 수 있기 때문이다.

그러나, 전계 방출 디스플레이와 같이 양 기판 사이에 형성되는 내부 공간부를 대략 10^-7torr 정도의 진공 상태로 유지하고 있는 평판 디스플레이는, 상기 양 기판 사이의 내부 압력과 외부 대기압과의 압력 차이로 인해, 다른 디스플레이보다 상기한 간격을 균일하게 유지하는 것이 어렵다.

따라서, 전계 방출 디스플레이를 비롯한 평판 디스플레이에서는, 스페이서가 중요한 역할을 담당하게 되며 이는 디스플레이의 크기가 클수록 더욱 그러하다.

이러한 스페이서가 통상적으로 갖추어야할 조건으로는, 1) 애노드와 캐소드 어레이(array)와의 전기적인 브레이크다운(breakdown) 막기 위한 비전도성의 특성, 2) 대기압 하에서 평판 디스플레이가 무너지는 것을 방지할 수 있도록 기계적 강도, 3) 전자 충돌에 의한 안정성, 4) 기판 내부 공간부를 고진공 상태로 얻을 수 있도록 높은 온도(약 400℃)에서 견뎌낼 수 있는 능력, 5) 디스플레이 화면상에 보이지 않도록 충분히 작은 폭을 갖고 형성되는 것 등이 있다.

이를 고려하여 종래에 제시된 평판 디스플레이로서, 미국 특허 5,649,847에는 페이스 플레이트 상에 마련된 그립퍼(gripper)에 스페이서 벽(spacer wall)의 일측을 끼워 삽입함으로써, 필드 에미션 디바이스(field emission device)를 형성하는 기술이 개시되어 있다.

이 기술에서는, 스페이서를 형성하기 위해, 먼저 필드 에미션 디바이스의 페이스 플레이트에 상기한 그립퍼를 형성하고, 이후, 스페이서 벽을 그립퍼 사이에 개재하게 된다.

그러나, 이 기술에서는 스페이서를 고정시키기 위한 그립퍼가 경우에 따라 그 제조 단계에서, 그립퍼 형성물질을 다층으로 도포할 때, 그 층이 균일하게 도포되지 않아 불량하게 제조되면, 이에 고정되는 스페이서의 얼라인 상태가 저하되어 결국, 스페이서가 그 기능을 제대로 발휘하지 못하게 된다.

또한, 상기 그립퍼와 같이 스페이서를 고정시키기 위한 고정체가 페이스 플레이트의 기판 위에 형성되는 구조를 갖게 되면, 그립퍼가 스페이서를 고정시킬 때에 스페이서에 대한 지지력이 약해져 경우에 따라서는 그 지지상태를 허무를 위험성이 있다.

따라서, 본 발명은 이와 같은 문제점을 감안하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은, 기판의 셀갭을 유지하도록 하는 스페이서를 기판 상에 결합시킴에 있어 스페이서가 충분한 지지력을 받으면서 고정될 수 있도록 한 평판 디스플레이의 제조방법을 제공함에 있다.

이에 본 발명은 상기 목적을 실현하기 위하여,

평판 디스플레이용 기판의 일면에 복수의 스페이서 삽입용 홈을 형성하는 단계와; 상기 각 스페이서 삽입용 홈에 스페이서를 삽입하여 이를 고정시키는 단계를포함하며,

상기 스페이서 삽입용 홈 형성 단계는,

감광성 물질로 구비된 기판에 임의의 패턴으로 형성된 구멍부를 갖는 마스크를 배치하고, 상기 마스크를 통해 상기 기판을 노광하고, 상기 기판을 열처리하고,상기 기판의 다른 일면에 과에칭 방지용 물질을 코팅하고, 상기 기판을 에칭하고, 상기 과에칭 방지용 물질을 기판으로부터 제거하는 단계를 포함하는 평판 디스플레이의 제조방법을 제안한다.

상기에서 열처리 고정단계는 500도의 온도 분위기를 유지하는 소성로와, 600도의 온도 분위기를 유지하는 소성로에 상기 기판을 투입하여 단계적으로 이루며, 이 때, 열처리 시간은 각기 1시간 정도로 유지한다.

또한, 상기에서 과에칭 방지용 물질은 포토레지스트로 구비됨이 바람직하다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 평판 디스플레이를 도시한 단면도이고,

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 평판 디스플레이의 페이스 플레이트를 도시한 사시도이고,

도 3a 내지 도 3f는 본 발명의 실시예에 따른 스페이서 삽입용 홈의 형성 단계를 설명하기 위해 도시한 개략도이고,

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 스페이서 삽입용 홈에 스페이서가 삽입 결합되는 상태를 도시한 부분 확대 사시도이다.

이하, 본 발명을 명확히 하기 위한 바람직한 실시예를 첨부한 도면에 의거하여 설명하도록 한다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 평판 디스플레이를 도시한 단면도로서, 본 실시예서 설명하게 될 평판 디스플레이는 전계 방출 디스플레이를 예로 한다.

도시된 바와 같이 상기 전계 방출 디스플레이는, 통상의 전계 방출 디스플레이와 마찬가지로, 전계 방출용 음극(1a)이 배치되어 있는 백 플레이트(1)와, 형광층(3a)이 배치되어 있는 페이스 플레이트(3)를 소정의 간격을 유지하여 평행하게 배치하고, 이들 사이에는 디스플레이의 셀갭을 유지하도록 하는 다수의스페이서(5)를 배치한 구조를 갖는다.

상기에서 양 플레이트(1,3)는 봉지 형태로 봉인되어 그 내부 공간부(7)를 진공 상태로 유지하게 되는데, 여기서 상기 양 플레이트(1,3)가 봉인될 때에 그 사이에는 사이드 벽(side wall)(9)이 개재된다.

이러한 구조에서 백 플레이트(1)는, 그 기판(substrate)(1b)의 일면으로 복수의 캐소드 전극(1c) 및 전계 방출용 음극(1a), 절연막(1e), 그리드 전극(1f)을 소정의 패턴을 유지하여 형성하고 있으며, 상기 페이스 플레이트(3)는, 그 기판(substrate)(3b)의 일면에 복수의 형광층(3a) 및 애노드 전극(3c)을 소정의 패턴을 유지하여 형성하고 있다.

또한, 상기 스페이서(5)는 상기 공간부(7) 내에 배치되면서, 그 양측단을 상기 양 플레이트(1,3)측으로 지지하게 된다. 즉, 상기 스페이서(5)는 그 일측 부위를 상기 페이스 플레이트(3)의 기판(3b)에 형성된 스페이서 삽입용 홈(3d)에 끼우고, 그 다른 일측 부위는 상기 백 플레이트(1)의 그리드 전극(1f)에 밀착되도록 하여 상기 공간부(7) 내에 배치된다.

여기서 상기한 스페이서 삽입용 홈(3d)은, 도 2를 통해 더욱 알 수 있듯이, 상기 애노드 전극(3c)의 전극 사이에 배치되도록 상기 페이스 플레이트(3)의 기판(3b) 상에 형성된다.

본 실시예에서는 상기 애노드 전극(3c)이 상기 기판(3b)의 일면에 소정의 간격을 두고 복수로 형성됨에 따라, 실질적으로 상기 스페이서 삽입용 홈(3d)은 상기 애노드 전극(3c)의 길이 방향을 따라 이와 평행한 상태를 유지하면서 소정의 폭과높이를 갖는 직사각형의 형태로 형성된다.

이러한 상기 스페이서 삽입용 홈(3d)에 결합되는 상기 스페이서(5)는, 얇은 판인 시트(shee) 형상으로 이루어지며, 이는 글라스(glass), 글라스-세라믹(glass-ceramic), 세라믹(ceramic) 등을 재질로 하여 구비됨이 바람직하다.

또한, 상기 스페이서(5)는, 평판 디스플레이에서 요구되는 하이 어스펙트 레시오(high aspect ratio)를 가지며, 아울러 평판 디스플레이의 스페이서가 갖는 기본적인 물리 화학적인 특성을 지닌다.

본 실시예에서는 이러한 스페이서(5)를 다음의 공정 단계를 거쳐 형성되는 스페이서 삽입용 홈(3d)에 결합시켜 상기한 전계 방출 디스플레이를 제조하게 된다.

도 3a ∼ 도 3f는 페이스 플레이트(3)의 기판(3b)에 상기 스페이서 삽입용 홈(3d)을 형성하는 과정을 단계별로 도시한 개략도이다.

도면을 참고하여 보면, 우선 상기 기판(3b)을 감광성 유리(photosensitive glass)와 같은 감광성 물질로 구비하고, 이 기판(3b)의 일면에 임의의 패턴 즉, 길이 방향으로 형성된 복수의 구멍부(20a)를 갖는 마스크(20)를 배치시킨 다음, 이에 280∼340㎚ 정도의 파장을 갖는 자외선(UV)을 조사한다.

이 단계에 의해 상기 기판(3b) 상에는, 상기 구멍부(20a)를 통과하는 자외선(UV)의 노광 상태에 따라 상기 구멍부(20a)의 패턴에 맞는 이미지가 형성된다.

이 후, 상기 기판(3b)은 고온 분위기의 소성로에 투입되어 열처리 공정을 거치게 되는데, 이 열처리 공정은 500도의 온도 분위기의 소성로와, 600도의 온도 분위기를 유지하는 소성로에서 각기 단계별로 1시간씩 진행되어진다.

이와 같이 하여 열처리 공정이 끝나게 되면, 상기 기판(3b)의 다른 일면으로는 과에칭(over-etching) 방지용 물질인 포토레지스트(P)가 전체적으로 도포되는 바, 이 포토레지스트(P)는 다음 단계에서 진행될 에칭 공정에서 상기한 이미지 부위가 지나치게 에칭되는 것을 방지할 목적으로 사용된다.

즉, HF를 에칭액으로 하여 상기 기판(3b)을 에칭하면, 상기 기판(3b)의 한쪽면만으로 상기한 이미지 부위가 어느 정도 제거되면서 상기한 바와 같이 소정의 폭(w)과 높이(h)를 갖는 스페이서 삽입용 홈(3d)이 형성되게 된다.

또한, 상기 홈(3d)이 최종 형성된 상기한 기판(3b)은, 상기 포토레지스트(P)를 제거시키게 되고 전체적인 균일성을 위하여 연마(polishing)되어진다.

이와 같은 단계들을 거쳐 상기 기판(3b)에 상기 스페이서 삽입용 홈(3d)이 형성되면, 상기 스페이서(5)는 그 일측부를 상기 스페이서 삽입용 홈(3d)에 끼움 결합시켜 상기 기판(3b)상에 고정될 수 있게 되는 바, 이 때, 도 4에 도시된 바와 같이 상기 스페이서 삽입용 홈(3d)으로 글라스 프리트(glass frit)나 부착 물질(adhesive material)과 같은 접착제(22)가 도포되고 상기 스페이서(5)가 상기 스페이서 삽입용 홈(3d)에 끼워지면, 이의 고정 상태는 더욱 강화될 수 있게 된다.

이상과 같이 본 발명에서는, 애노드 전극(3c) 사이로 배치 형성되는 스페이서 삽입용 홈(3d)에 시트 형상을 갖는 스페이서(5)의 일측을 삽입하여 페이스 플레이트(3)를 구성하고, 이를 상기 백 플레이트(1)와 조합함으로써 하나의 전계 방출디스플레이로 형성하게 된다.

한편, 상기한 실시예에서는 전술한 바와 같이 평판 디스플레이의 예를 전계 방출 디스플레이로 하여 설명하였으나, 본 발명은 이 전계 방출 디스플레이뿐만 아니라 다른 평판 디스플레이 가령, 플랫 씨알티(flat CRT)에도 적용됨이 가능하다.

이상을 통해 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였으나, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니고 특허 청구의 범위와 발명의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러 가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고 이 또한 본 발명의 범위에 속하는 것은 당연하다.

상기한 설명에서와 같이 본 발명은, 스페이서가 강화된 지지 상태를 가지고 페이스 플레이트와 백 플레이트 사이에 배치되도록 함으로써, 스페이서의 얼라인 상태가 양호하게 유지되도록 하여 평판 디스플레이의 기능이 향상되도록 하는 효과를 갖는다.

Claims (3)

1. 평판 디스플레이용 기판의 일면에 복수의 스페이서 삽입용 홈을 형성하는 단계와;

   상기 각 스페이서 삽입용 홈에 스페이서를 삽입하여 이를 고정시키는 단계를 포함하며,

   상기 스페이서 삽입용 홈 형성 단계는,

   감광성 물질로 구비된 기판에 임의의 패턴으로 형성된 구멍부를 갖는 마스크를 상기 기판과 대향 배치하며,

   상기 마스크를 통해 상기 기판을 노광하고,

   상기 기판을 열처리하고,

   상기 기판의 다른 일면에 과에칭 방지용 물질을 코팅하여 상기 기판의 노광부위를 에칭하고,

   상기 과에칭 방지용 물질을 상기 기판으로부터 제거하는 단계를 포함하는 평판 디스플레이의 제조방법.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 열처리 단계는 500도∼600도 온도 분위기의 소성로에서 단계별로 1시간씩 이루는 평판 디스플레이의 제조방법.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 과에칭 방지용 물질이 포토레지스트인 평판 디스플레이의 형성방법.