KR100351149B1 - 표시소자 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 표시소자 제조방법에 관한 것으로, 종래 표시소자 제조방법은 플라즈마 디스플레이 패널에 있어서는 상판유전체를 유기 바인더와 Pb를 40%이상 함유하고 있는 붕규산유리 분말 혼합 페이스트를 600℃ 이하의 온도에서 소성하여 완전소성체를 형성할 수 없어 유기물의 잔존 등에 의한 유전체 내부에 기포가 존재하여 절연파괴 및 투과율이 저하되는 문제점이 있었고, SSD의 경우 유전체와 발광체의 사이에 그 유전체와 발광층의 밀착성을 향상시키기 위해, SOL-GEL법 또는 MOD법으로 평탄층을 형성하여, 공정이 복잡하고, 수율이 저하되는 문제점이 있었다. 이와 같은 문제점을 감안한 본 발명은 플라즈마 디스플레이 패널 또는 솔리드 스테이트 디스플레이를 제조하는 표시소자 제조방법에 있어서, 상기 플라즈마 디스플레이 패널의 상판 유전층의 상층과 솔리드 스테이트 디스플레이의 평탄화층을 진공증착법에 의해 증착되는 PVDF(PolyVinylDene Fluoride)로 대체하여 기공 감소 및 치밀도를 향상시켜, 광투과율을 향상시킴과 아울러 절연파괴 특성을 향상시키는 효과가 있고, 분말의 제작, 용매와의 혼합에 의한 페이스트 제작, 및 페이스트의 도포 및 소성공정의 진행으로 공정이 복잡한 스크린 프린트법을 사용하지 않고, 공정이 단순한 진공증착법을 사용하여 원가절감 및 생산성을 향상시키는 효과가 있다.

Description

표시소자 제조방법{MANUFACTURING METHOD FOR DISPLAY}

본 발명은 표시소자 제조방법에 관한 것으로, 특히 표시소자의 유전체층 또는 평탄화층으로 PVDF(polyvinylidene fluoride)를 사용하여 공정을 단순화함과 아울러 표시소자의 특성을 향상시키는데 적당하도록 한 표시소자 제조방법에 관한 것이다.

도1은 종래 표시소자의 일실시예인 플라즈마 디스플레이 패널의 단면도로서, 이에 도시한 바와 같이 배면 기판(11)의 상부전면에 확산방지막(12)을 증착하고, 그 확산방지막(12)의 상부전면에 금속을 증착하고, 증착된 금속을 패터닝하여 상기 확산방지막(12)의 상부일부에서 일측방향으로 긴 형태의 어드레스전극(13)을 형성하는 단계와; 상기 어드레스전극(13)과 확산방지막(12)의 상부전면에 하판 유전체층(14)을 스크린 프린트법으로 형성하고, 그 하판유전체층(14)과 동일 물질을 사용하여, 상기 형성한 어드레스전극(13)으로 부터 소정거리 이격되는 영역에 하판유전체층(14)의 상부에 격벽(15, BARRIER RIB)을 형성하는 단계와; 상기 격벽(15)과 하판유전체층(14)의 상부전면에 형광체층(16)을 형성하여, 플라즈마 디스플레이 패널의 하판구조를 제작하는 단계와; 전면유리기판(21)의 상부일부에 유지전극(22)을 형성하고, 그 유지전극(22)의 상부일부에 버스전극(23)을 형성하는 단계와; 상기 버스전극(23), 유지전극(22) 및 전면유리기판(21)의 상부에 상판유전체층(24)을 형성하고, 그 상판유전체층(24)의 상부에 보호층(25)를 형성하여 상판구조를 완성하는 단계와; 상기 상판구조와 하판구조를 접합하고, 그 사이 공간에 플라즈마 생성을 위한 가스를 충진하는 단계로 제조된다.

이하, 상기와 같은 종래 플라즈마 디스플레이 패널 제조방법을 좀 더 상세히 설명한다.

먼저, 배면 기판(11)의 상부전면에 확산방지막(12)을 증착한다.

그 다음, 상기 확산방지막(12)의 상부전면에 금속을 증착하고, 증착된 금속을 패터닝하여 상기 확산방지막(12)의 상부일부에서 일측방향으로 긴 형태의 어드레스전극(13)을 형성한다. 이때, 어드레스전극(13)의 제조는 증착후 식각법을 사용하거나, 어드레스전극이 형성될 위치만을 선택적으로 노출시키는 마스크 패턴을 형성하고, 그 마스크 패턴과 동일 수준에서, 노출된 확산방지막(12)의 상부에 위치하는 어드레스전극(13)을 형성한 후, 마스크 패턴을 제거하는 방법을 사용한다.

그 다음, 상기 어드레스전극(13)과 확산방지막(12)의 상부전면에 하판 유전체층(14)을 형성한다.

그 다음, 배면과 전면 기판 간의 방전거리를 유지함과 아울러 인접한 셀간의 전기적, 광학적 크로스 토크(CROSS TALK)를 방지하기 위하여 상기 하판 유전체층(14)과 동일한 재료를 사용하여 격벽을 형성한다.

또한, 그 격벽은 상기 형성한 어드레스전극(13)으로 부터 소정거리 이격되는 영역에 하판유전체층(14)의 상부에 위치하도록 한다.

그 다음, 상기 격벽(15)과 하판 유전체층(14)의 상부전면에 형광체층(16)을 형성하여, 플라즈마 디스플레이 패널의 하판구조를 제작한다.

이와 같이 형광체층(16) 까지 형성하여 플라즈마 디스플레이 패널의 하판 구조를 완성하게 된다.

그 다음, 전면 유리기판(21)의 상부일부에 유지전극(22)을 형성한다. 이 유지전극(22)은 버스전극과 어드레스전극에 의해 발생한 플라즈마가 일정하게 유지될 수 있도록 제어하기 위한 것이며, 그 유지전극(22)의 상부일부에 버스전극(23)을 형성한다.

그 다음, 상기 버스전극(23), 유지전극(22) 및 전면유리기판(21)의 상부에 상판유전체층(24)을 형성한다. 이때 상판유전체층(24)은 플라즈마 방전 시에 이온충격으로 부터 전극을 보호하고, 확산방지막의 역할을 하게 된다.

또한, 그 상판유전체층(24)은 전극과 직접 접촉하는 하층(24-1)과 높은 평활도를 갖는 상층(24-2)으로 구분된다. 하층은 ITO와 버스금속전극과의 화학반응을 방지하기 위해 연화점이 높은 유리를 사용한다. 그리고, 상층은 높은 평활도가 요구되는 관계로 연화점이 하층보다 수십도 낮은 저 연화점 유전체 후막을 수십 ㎛의 두께로 형성한다. 현재 상판 유전체층은 Pb를 약 40% 이상 함유하고 있는 입경 1~2㎛ 크기의 붕규산유리(BOROSILICATE GLASS) 분말에 유기 바인더(BINDER)를 혼합한 페이스트(PASTE)를 스크린 프린트법으로 도포한 후, 550~580℃의 온도에서 소성하여 형성한다. 상판 유전체의 유전율은 10~15의 값을 가지며, 가시광선의 투과율은 중심파장에서 약 85%정도이다.

이는 바인더와의 혼합체인 페이스트를 600℃이하의 온도에서 소성함으로써, 완전한 소성체가 되지 못하며, 유기물의 잔존 등에 의하여 유전체 내부에 기포가 존재하여 절연파괴 및 투과율 저하의 원인이된다.

도2는 종래 표시소자의 다른 실시예인 SSD(SOLID STATE DISPLAY)의 단면도로서, 이에 도시한 바와 같이 Al₂O₃기판(31)의 상부에 금속전극(32)을 형성하는 단계와; 상기 금속전극(32)의 상부전면에 강유전체층(33)을 형성하는 단계와; 상기 강유전체층(33)의 상부에 MOD 법을 이용하여 평탄화층(34)를 형성하는 단계와; 그 평탄화층(34)의 상부에 발광층(35)을 진공증착법을 이용하여 증착하는 단계와; 상기 발광층(35) 상에 유전층(36)을 증착하고, 그 유전층의 상부에 ITO박막을 도포하고, 패터닝한 후, 소성하여 ITO 전극(37)을 형성하는 단계로 제조된다.

이하, 상기와 같은 종래 SSD의 제조방법을 좀 더 상세히 설명한다.

먼저, 기판으로는 고온소결특성으로 인해 96% Al₂O₃기판(31)을 사용하고, 기판 위에는 진공증착 또는 스크린 프린팅 방법으로 어드레싱(ADDRESSING)용 금속전극을 약 10㎛의 두께로 형성한다. 이때의 금속전극은 알루미늄으로 제작하며, 사진식각 또는 선택적 증착법을 사용하여 일측방향으로 긴 형태의 다수의 금속전극(32)을 제조한다.

그 다음, 상기 금속전극(32)과 노출된 Al₂O₃기판(31)의 상부에는 높은 절연파괴 특성과 낮은 구동전압을 유지하기 위해서 강유전체층(33)을 형성하게 되는데 일반적으로 페로브스카이트(PEROVSKITE) 결정구조를 가지고 있는 직경 2~3㎛의 SrTiO₃, PbTiO₃, BaTiO₃분말을 유기용제와 혼합하여 50~200㎛의 후막상태로 전극위에 도포한 후, 산화분위기에서 900~1000℃의 온도로 소성한다.

이때의 강유전체층(33)은 이후의 공정에서 형성할 발광층(35)을 전기적인 절연파괴로부터 보호하는데 목적이 있으므로 핀홀(PIN HOLE)이 없어야 하고, tanδ가 작아야 한다.

그 다음, 상기 강유전체층(33)의 상부에는 강유전체층(33)과 발광층(35)의 밀착성을 향상시키기 위해 졸-겔(SOL-GEL) 또는 MOD방법으로 수 ㎛의 평탄화층(34)을 형성한다.

그 다음, 상기 평탄화층(34)의 상부에 ZnS:Sm(RED), ZnS:Tb(GREEN), CaGa₂S₄:Ce(BLUE) 발광체를 약 0.5-2㎛의 두께로 형성하여 발광층(35)을 형성한다.

그 다음, 상기 발광층(35)의 상부에 발광체와 이후에 형성할 전극(37) 간의 상호 확산방지를 위해 1~3㎛두께의 유전체층(36)을 형성한다.

그 다음, 상기 유전체층(36)의 상부전면에 ITO전극(37)을 상기 금속전극(32)와는 수직으로 교차하는 방향으로 형성한다.

상기한 바와 같이 종래 표시소자 제조방법은 플라즈마 디스플레이 패널에 있어서는 상판유전체를 유기 바인더와 Pb를 40%이상 함유하고 있는 붕규산유리 분말 혼합 페이스트를 600℃ 이하의 온도에서 소성하여 완전소성체를 형성할 수 없어 유기물의 잔존 등에 의한 유전체 내부에 기포가 존재하여 절연파괴 및 투과율이 저하되는 문제점이 있었고, SSD의 경우 유전체와 발광체의 사이에 그 유전체와 발광층의 밀착성을 향상시키기 위해, SOL-GEL법 또는 MOD법으로 평탄층을 형성하여, 공정이 복잡하고, 수율이 저하되는 문제점이 있었다.

이와 같은 문제점을 감안한 본 발명은 플라즈마 디스플레이 패널에 있어서,상판유전체층에 기포가 존재하지 않도록 하며, SSD의 경우 단순한 공정을 사용하여 표면조도가 높고, 밀착성이 우수한 평탄화층을 형성할 수 있는 표시소자 제조방법을 제공함에 그 목적이 있다.

도1은 종래 표시소자 제조방법의 일실시예인 플라즈마 디스플레이 패널의 단면도.

도2는 종래 표시소자 제조방법의 다른 실시예인 솔리드 스테이트 디스플레이의 단면도.

도3은 본 발명 표시소자 제조방법의 일실시예인 플라즈마 디스플레이 패널의 단면도.

도4는 본 발명 표시소자 제조방법의 다른 실시예인 솔리드 스테이트 디스플레이의 단면도.

***도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명***

11:배면기판 12:확산방지막

13:어드레스전극 14:유전체층

15:격벽 16:형광체층

21:전면 유리기판 22:유지전극

23:버스전극 24:상판유전체층

24-1:하층 24-2:상층

25:보호층

상기와 같은 목적은 플라즈마 디스플레이 패널 또는 솔리드 스테이트 디스플레이를 제조하는 표시소자 제조방법에 있어서, 상기 플라즈마 디스플레이 패널의 상판 유전층의 상층과 솔리드 스테이트 디스플레이의 평탄화층을 진공증착법에 의해 증착되는 PVDF(PolyVinylDene Fluoride)로 대체하여 구성함으로써 달성되는 것으로, 이와 같은 본 발명을 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도3은 본 발명 플라즈마 디스플레이 표시소자의 단면도로서, 이에 도시한 바와 같이 배면 기판(11)의 상부전면에 확산방지막(12)을 증착하고, 그 확산방지막(12)의 상부전면에 금속을 증착하고, 증착된 금속을 패터닝하여 상기 확산방지막(12)의 상부일부에서 일측방향으로 긴 형태의 어드레스전극(13)을 형성하는 단계와; 상기 어드레스전극(13)과 확산방지막(12)의 상부전면에 하판 유전체층(14)을 스크린 프린트법으로 형성하고, 그 하판유전체층(14)과 동일 물질을 사용하여, 상기 형성한 어드레스전극(13)으로 부터 소정거리 이격되는 영역에 하판유전체층(14)의 상부에 격벽(15, BARRIER RIB)을 형성하는 단계와; 상기 격벽(15)과 하판유전체층(14)의 상부전면에 형광체층(16)을 형성하여, 플라즈마 디스플레이 패널의 하판구조를 제작하는 단계와; 전면유리기판(21)의 상부일부에 유지전극(22)을 형성하고, 그 유지전극(22)의 상부일부에 버스전극(23)을 형성하는 단계와; 상기 버스전극(23), 유지전극(22) 및 전면유리기판(21)의 상부에 상판유전체층(24)의 하층(24-1)을 형성하는 단계와; 상기 상판유전체층의 하층(24-1)의 상부에 상층(24-2)을 PVDF를 진공증착법으로 증착하여 형성하는 단계와; 상기 상판유전체층(24)의 상부에 보호층(25)을 형성하여 상판구조를 완성하는 단계와; 상기 상판구조와 하판구조를 접합하고, 그 사이 공간에 플라즈마 생성을 위한 가스를 충진하는 단계로 제조된다.

이하, 상기와 같은 본 발명 표시소자의 일실시예인 플라즈마 디스플레이 패널 제조방법을 좀 더 상세히 설명한다.

먼저, 종래와 동일한 방법으로 배면 기판(11), 확산방지막(12), 어드레스전극(13), 하판 유전체층(14), 격벽(15), 형광체층(16)을 형성하여, 플라즈마 디스플레이 패널의 하판구조를 제작한다.

그 다음, 전면 유리기판(21)의 상부일부에 유지전극(22)을 형성한다. 이 유지전극(22)은 프린트스크린법 또는 선택적 성장법을 통해 제작할 수 있다.

그 다음, 그 유지전극(22)의 상부일부에 버스전극(23)을 형성한다.

그 다음, 상기 버스전극(23), 유지전극(22) 및 전면유리기판(21)의 상부전면에 스크린 프린트법을 이용하여 상판유전체층(24)의 하층(24-1)을 20~30㎛의 두께로 형성한다.

그 다음, 상기 하층(24-1)의 상부에 진공증착법을 이용하여 PVDF(polyvinylidene fluoride) 유기박막 유전체를 증착하여, 상판유전체층(24)의 상층(24-2)을 형성한다.

이때의 상층(24-2)은 10~20㎛의 두께로 형성하며, 할로겐 램프를 사용하여, 버스전극(23)과 유지전극(22)이 형성된 상태의 전면 유리기판(1)을 챔버내에 로딩하고, 반응실의 압력을 10^-5Torr 정도로 유지시킨다.

상기 할로겐 램프를 이용하여 상기 전면 유리기판(1)의 온도를 약 50~70℃로 유지하면서, 발열원의 온도를 분당 5~7℃의 온도로 계속증가시켜 300℃까지 상승시키고, 300℃에서 셔터를 열어 PVDF 박막을 증착시킨다.

이와 같이 형성된 상층(24-2)은 유전율이 1MHz에서 약 10~15의 범위를 갖게 되며, 100Å이하의 표면조도를 갖게 된다. 또한 일반 스크린 프린트법으로 형성되는 PbO계열의 유전체 보다 매우 낮은 기공율과 잔류카본을 함유하게 됨으로써, 절연파괴 특성이 향상되고, 85% 이상의 높은 광투과 특성을 나타낸다.

그 다음, 상기 상층(24-2)의 상부에 보호층(25)을 형성하여 상판을 형성한 후, 상기 제작한 하판과 접착하고, 그 사이에 가스를 주입하여 플라즈마 디스플레이 패널을 제작하게 된다.

도4는 본 발명 표시소자의 다른 실시예인 SSD의 단면도로서, 이에 도시한 바와 같이 Al₂O₃기판(31)의 상부에 금속전극(32)을 형성하는 단계와; 상기 금속전극(32)의 상부전면에 강유전체층(33)을 형성하는 단계와; 상기 강유전체층(33)의 상부에 진공증착법을 이용하여 PVDF를 증착하여 평탄화층(34)를 형성하는 단계와; ITO 전극(37)의 상부전면에 유전층(36)을 형성하고, 그 유전층의 상부에 발광층(35)을 증착하는 단계와; 상기 PVDF 평탄화층(34)의 열변형을 통해 상기 PVDF 평탄층(34)과 발광층(35)을 접합하는 단계를 통해 제조된다.

이하, 상기와 같은 본 발명 표시소자의 일실시예인 SSD 제조방법을 좀 더 상세히 설명한다.

먼저, 종래와 동일한 방법으로 96% Al₂O₃기판(31)의 상부에 어드레스 전극(32)을 형성하고, 그 어드레스 전극(32)과 노출된 Al₂O₃기판(31)의 상부에는 높은 절연파괴 특성과 낮은 구동전압을 유지하기 위해서 강유전체층(33)을 형성한다. 이 또한 종래와 동일하게 페로브스카이트(PEROVSKITE) 결정구조를 가지고 있는 직경 2~3㎛의 SrTiO₃, PbTiO₃, BaTiO₃분말을 유기용제와 혼합하여 50~200㎛의 후막상태로 전극위에 도포한 후, 산화분위기에서 900~1000℃의 온도로 소성하여 형성한다.

그 다음, 상기 강유전체층(33)의 상부에 PVDF를 진공증착법으로 증착하여 평탄화층(34)을 형성한다.

이때의 평탄화층(34)은 상기 플라즈마 디스플레이 패널의 제작예와 같이 압력의 범위를 10^-5Torr로 유지하고, 기판온도를 약 50~70℃로 유지하면서, 발열원의 온도를 분당 5~7℃의 온도로 계속증가시켜 300℃까지 상승시키고, 300℃에서 셔터를 열어 PVDF 박막을 증착시켜, 10 내지 20㎛의 두께로 형성한다.

평탄화층(34)은 그 강유전체 층의 표면조도를 개선하고, 발광층과의 계면을 안정하게 유지시켜 안정된 전압 및 발광특성을 유지시켜 준다.

그 다음, 상판용 투명 기판(도면 미도시)의 상부에 ITO 전극(37)을 형성하고, 그 ITO 전극(37)과 상판용 투명 기판의 상부에 두께 10㎛의 투명절연체 후막 프린트 스크린법을 이용하여 형성함으로써, 유전체층(36)을 형성한다.

그 다음, 상기 유전체층(36)의 상부에 진공증착법을 통해 ZnS:Sm(RED), ZnS:Tb(GREEN), CaGa₂S₄:Ce(BLUE) 발광체를 약 0.5-2㎛의 두께로 형성하여 발광층(35)을 형성한다.

그 다음, 상기 두 기판을 200 내지 300℃의 온도 분위기로 유지하여, 상기 PVDF 평탄화층(34)을 열변형시켜, ITO전극(37)과 상기 발광층(35)을 상기 ITO전극(37)과 상기 어드레스 전극(32)이 수직으로 교차하는 방향으로 접착하여 소자를 제작한다.

상기한 바와 같이 본 발명 표시소자 제조방법은 표시소자의 유전층을 PVDF 고분자막으로 대체하여, 기공 감소 및 치밀도를 향상시켜, 광투과율을 향상시킴과 아울러 절연파괴 특성을 향상시키는 효과가 있고, 분말의 제작, 용매와의 혼합에 의한 페이스트 제작, 및 페이스트의 도포 및 소성공정의 진행으로 공정이 복잡한 스크린 프린트법을 사용하지 않고, 공정이 단순한 진공증착법을 사용하여 원가절감 및 생산성을 향상시키는 효과가 있다.

Claims (6)

1. 삭제
2. 배면 기판의 상부전면에 확산방지막을 증착하고, 그 확산방지막의 상부전면에 금속을 증착하고, 증착된 금속을 패터닝하여 어드레스전극을 형성하는 단계와; 상기 어드레스전극과 확산방지막의 상부전면에 하판 유전체층을 스크린 프린트법으로 형성하고, 그 하판유전체층과 동일 물질을 사용하여, 상기 형성한 어드레스전극으로 부터 소정거리 이격되는 영역의 하판유전체층의 상부에 격벽을 형성하는 단계와; 상기 격벽과 하판유전체층의 상부전면에 형광체층을 형성하여, 플라즈마 디스플레이 패널의 하판구조를 제작하는 단계와; 전면유리기판의 상부일부에 유지전극을 형성하고, 그 유지전극의 상부일부에 버스전극을 형성하는 단계와; 상기 버스전극, 유지전극 및 전면유리기판의 상부에 상판유전체층의 하층을 형성하는 단계와; 상기 상판유전체층의 하층의 상부에 상층을 PVDF를 진공증착법으로 증착하여 형성하는 단계와; 상기 상판유전체층의 상부에 보호층를 형성하여 상판구조를 완성하는 단계와; 상기 상판구조와 하판구조를 접합하고, 그 사이 공간에 플라즈마 생성을 위한 가스를 충진하는 단계로 이루어진 것을 특징으로 하는 표시소자 제조방법.
3. 제 2항에 있어서, 상기 상판 유전체층의 상층을 형성하는 방법은 기판전압을 50~70℃로 유지하고, 챔버의 압력을 10^-5Torr로 유지한 상태에서 분당 5~7℃의 온도범위로 발열원의 온도를 상승시켜, 발열원의 온도가 300℃가 되는 시점에서 PVDF 증착을 시작하여 그 PVDF의 두께가 10~20㎛가 되도록 증착하는 것을 특징으로 하는 표시소자 제조방법.
4. Al₂O₃기판의 상부에 금속전극을 형성하는 단계와; 상기 금속전극의 상부전면에 강유전체층을 형성하는 단계와; 상기 강유전체층의 상부에 진공증착법을 이용하여 PVDF를 증착하여 평탄화층를 형성하는 단계와; ITO 전극의 상부전면에 유전층을 형성하고, 그 유전층의 상부에 발광층을 증착하는 단계와; 상기 PVDF 평탄화층을 가열하여 열변형을 통해 상기 PVDF 평탄층과 발광층을 접합하는 단계로 이루어진 것을 특징으로 하는 표시소자 제조방법.
5. 제 4항에 있어서, 상기 PVDF 평탄층을 형성하는 방법은 기판전압을 50~70℃로 유지하고, 챔버의 압력을 10^-5Torr로 유지한 상태에서 분당 5~7℃의 온도범위로 발열원의 온도를 상승시켜, 발열원의 온도가 300℃가 되는 시점에서 PVDF 증착을 시작하여 그 PVDF의 두께가 10㎛가 되도록 증착하는 것을 특징으로 하는 표시소자 제조방법.
6. 제 4항에 있어서, 상기 PVDF 평탄층을 가열하여 접합하는 단계에서 가열온도는 200 내지 300℃로 가열하는 것을 특징으로 하는 표시소자 제조방법.