KR100578957B1 - 플라즈마 디스플레이 패널의 제조 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 배기홀 형성 공정을 개선한 플라즈마 디스플레이 패널의 제조 방법에 관한 것이다. 이를 위하여 본 발명은 어드레스 전극, 유전체 및 격벽이 순차로 형성된 제1 기판을 준비하는 단계, 제1 기판에 배기홀을 형성하는 단계, 제1 기판에 형광체를 도포하고 소성하는 단계, 방전유지전극, 버스전극, 유전체 및 보호막이 순차로 형성된 제2 기판을 준비하는 단계, 그리고 제1 기판과 제2 기판을 얼라인하여 합체하는 단계를 포함하는 플라즈마 디스플레이 패널의 제조 방법과 이를 이용한 플라즈마 디스플레이 패널을 특징으로 한다. 이와 같은 본 발명을 통하여 플라즈마 디스플레이 패널을 대량으로 제조할 수 있다.

배기홀, 형광체, 소성, 기판

Description

플라즈마 디스플레이 패널의 제조 방법{METHOD OF MANUFACTURING A PLASMA DISPLAY PANEL}

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따라 제조한 플라즈마 디스플레이 패널의 부분 평면도이다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따라 하나의 기판에 다수의 플라즈마 디스플레이 패널 유닛을 형성한 부분 사시도이다.

도 3은 일반적인 플라즈마 디스플레이 패널의 방전셀의 분해 사시도이다.

본 발명은 플라즈마 디스플레이 패널 및 그 제조 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 배기홀 형성 공정을 개선한 플라즈마 디스플레이 패널의 제조 방법 및 이를 이용한 플라즈마 디스플레이 패널에 관한 것이다.

플라즈마 디스플레이 패널(plasma display panel, PDP)은 플라즈마 방전에 의한 하부기판 또는 방전에 의해 여기된 형광체에 의해 화상을 형성하는 장치로서, 플라즈마 디스플레이 패널의 방전공간에 설치된 두 전극에 소정의 전압을 인가하여 이들 사이에서 플라즈마 방전이 일어나도록 하고, 이 플라즈마 방전시 발생되는 자 외선에 의해 소정의 패턴으로 형성된 형광체층을 여기시켜 화상을 형성한다.

이와 같은 플라즈마 디스플레이는 크게 교류형(AC type), 직류형(DC type) 및 혼합형(Hybrid type)으로 나누어진다. 도 3은 일반적인 교류형 플라즈마 디스플레이 패널의 방전셀의 분해 사시도이다. 도 3을 참조하면, 일반적인 플라즈마 디스플레이 패널(100)은 하부기판(103), 하부기판(103) 위에 형성된 다수의 어드레스 전극(107), 이 어드레스 전극(107)이 형성된 하부기판(103) 위에 형성된 유전체층(111), 이 유전체층(111) 상부에 형성되어 방전거리를 유지시키고 셀간의 크로스 토크(cross talk)를 방지하는 다수의 격벽(113)과 격벽(113) 표면에 형성된 형광체층(115)을 포함한다. 다수의 방전유지전극(105)은 하부기판(103) 상에 형성된 다수의 어드레스 전극(107)과 소정 간격으로 이격되어 직교하도록 상부기판(101) 하부에 형성된다. 그리고 유전체층(109) 및 보호막(117)이 순차적으로 방전유지전극(105)을 덮고 있다. 이러한 구조의 방전셀안에 네온이나 제논 등의 불활성 가스가 봉입되므로, 방전유지전극(105)에 고전압을 인가하면, 플라즈마 상태에서 발생되는 진공 자외선이 형광체층(115)을 여기시켜서 발광되면서 화상이 형성된다.

한편, 최근 들어서 평판 디스플레이에 대한 폭발적인 수요 증가와 함께 대형 TV 등의 분야에서 플라즈마 디스플레이 패널에 대한 수요도 지속적으로 증가하고 있다. 이러한 플라즈마 디스플레이 패널의 경우, 종래에는 상판 하나에 방전유지전극, 유전체층 및 보호막을 차례로 형성하고, 하판 하나에 어드레스 전극, 유전체 층, 격벽 및 형광체층을 형성하여 양자를 합체하여 플라즈마 디스플레이 패널을 제 조하여 왔으므로 그 수율이 현저하게 떨어지는 문제점이 있었다. 이 경우, 아예 처음부터 배기홀이 형성된 기판을 사용하여 플라즈마 디스플레이 패널을 제조함으로써, 기판 봉착 후에 플라즈마 디스플레이 패널을 고진공 상태로 배기한 후 혼합 가스를 주입하여 봉입하였다.

그러나 플라즈마 디스플레이 패널의 생산성을 높이기 위하여 하나의 기판에 다수의 플라즈마 디스플레이 패널 유닛(unit)을 형성하는 공정이 개발됨에 따라, 전술한 바와 같이 배기홀이 처음부터 형성되어 있는 기판을 사용하는 경우 하나의 기판에 플라즈마 디스플레이 패널 유닛의 수만큼 배기홀을 형성해야 하므로, 소성 공정을 여러번 거치면서 기판에 크랙(crack)이 발생하는 등의 문제점이 있었다.

본 발명은 전술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 사전에 배기홀이 형성되어 있지 않은 기판을 플라즈마 디스플레이 패널의 제조 공정에 사용하면서도 소성 공정시 문제가 없는 플라즈마 디스플레이 패널 및 그 제조 방법을 제공하고자 한다.

전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 플라즈마 디스플레이 패널 제조 공정은, 어드레스 전극, 유전체 및 격벽이 순차로 형성된 제1 기판을 준비하는 단계, 제1 기판에 배기홀을 형성하는 단계, 제1 기판에 형광체를 도포하고 소성하는 단계, 방전유지전극, 버스전극, 유전체 및 보호막이 순차로 형성된 제2 기판을 준비하는 단계, 그리고 제1 기판과 제2 기판을 얼라인(align)하여 합체하는 단계를 포 함하는 것을 특징으로 한다.

여기서, 배기홀을 형성하는 단계는, 제1 기판을 드릴로 천공하여 배기홀을 형성하면서 물로 세정하거나, 레이저빔을 제1 기판에 주사하거나, 제1 기판을 워터 제트(water jet)로 천공하여 배기홀을 형성할 수 있다.

또한, 제1 기판을 준비하는 단계에서는, 어드레스 전극, 유전체 및 격벽이 순차로 형성되어 이루어진 유닛(unit)을 하나의 기판상에 다수 형성할 수 있다.

그리고 제2 기판을 준비하는 단계에서는, 방전유지전극, 버스전극, 유전체 및 보호막이 순차로 형성되어 이루어진 유닛을 하나의 기판상에 다수 형성할 수 있다.

한편, 제2 기판을 준비하는 단계와 제1 기판과 상기 제2 기판을 얼라인하여 합체하는 단계의 사이에는, 제1 기판 및 제2 기판을 각 유닛별로 절단 및 면취하는 단계를 더 포함할 수 있다.

어드레스 전극 및 버스 전극 중 적어도 하나 이상은 오프셋 방법으로 형성하는 것이 바람직하다.

본 발명에서는 전술한 바와 같은 플라즈마 디스플레이 패널의 제조 공정을 통하여 플라즈마 디스플레이 패널을 제조할 수 있다.

본 발명의 플라즈마 디스플레이 패널의 제조 방법에서는 처음부터 배기홀이 형성되어 있지 않은 기판을 사용하여 플라즈마 디스플레이 패널을 제조하되, 제조 공정 중에 배기홀 형성 공정을 삽입하여 배기홀을 형성하도록 하고 있다.

본 발명의 플라즈마 디스플레이 패널의 제조 공정은 크게, 하부기판 제조 공정, 상부기판 제조 공정, 그리고 상부기판과 하부기판의 합체 공정으로 나누어진다.

하부기판 제조 공정에서는 하부기판 제조를 위한 3mm 정도 두께의 유리기판을 준비하며, 전극 등의 형성을 위하여 유리기판을 세정한다. 세정한 유리 기판에 어드레스 전극을 형성한다. 어드레스 전극은 Ag 패턴을 인쇄하여 건조한 후 소성하는 과정을 거쳐서 형성한다. 오프셋 공법을 이용하여 Ag 패턴을 인쇄하는 것이 바람직하며, 이 경우 Ag 패턴 인쇄시 스퀴즈를 이용하여 Ag 전극 패턴을 인쇄 및 건조하고, 550~600℃에서 소성하여 페이스트내의 유기수지를 제거함으로써 전극을 형성한다. 다음으로 패턴을 완성한 후, 패턴 검사를 통하여 오픈 및 쇼트 등의 결함이 있는지 검사한다.

어드레스 전극을 형성한 후에는 그 위에 유전체를 형성한다. 유전체는 방전시에 콘덴서로 작용하고, 전류를 제한하는 역할과 메모리 기능을 주로 담당하며, 유리 페이스트를 주재료로 사용하고 있다. 투명 유전체를 형성하는 공정에서는, 저융점 유리 분말을 주성분으로 하는 페이스트를 유리기판 전체에 20~40㎛의 두께로 스크린 인쇄한 후 소성한다. 다음으로 격벽을 형성한 후 소성시킨다. 격벽 형성 공정에 있어서는 코터 다이헤드를 이용하여 격벽 재료를 페이스트화한 후, 유리 기판에 전면 인쇄하여 건조한다. 다음으로, 전면에 형성된 막위에 감광성 필름을 압착시켜 라미네이팅한 후, 노광을 통하여 감광성 필름상의 격벽 패턴 이외의 비노광 부위를 제거한다. 그 후, 고온으로 뿜어내는 연마제로 표면을 샌드 블라스팅하여 격벽 형상을 형성하고, 남은 감광성 필름을 제거한 다음 소성하여 결함 존재 여 부를 검사한다.

이와 같은 단계를 거쳐 형성한 하부기판에 배기홀을 형성한다. 배기홀은 플라즈마 디스플레이 패널의 비표시영역상에 형성하며 가장자리 부근에 형성하는 것이 바람직하다. 본 발명의 플라즈마 디스플레이 패널에서 배기홀을 형성하는 경우, 드릴, 레이저빔 및 워터제트(water-jet) 등을 사용할 수 있다. 드릴을 사용하는 경우에 형성되는 입자가 비산되는 것을 방지하기 위해서는 물로 세정을 하면서 드릴 가공을 행한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 배기홀이 형성된 플라즈마 디스플레이 패널의 하부기판을 도시하고 있다. 도 1에 도시한 바와 같이, 하부 기판(10) 상에는 다수의 격벽(20)이 형성되어 있으며, 비표시영역에 배기홀(30)이 형성되어 있다. 상기한 바와 같이, 본 발명의 플라즈마 디스플레이 패널에 있어서 배기홀은 이르 통하여 배기 및 가스 주입을 쉽게 행할 수 있도록 유리 기판의 가장자리 부근에 형성하는 것이 바람직하다. 본 발명과 같이 배기홀을 형성하는 경우, 격벽 형성 후에 배기홀을 형성하므로, 종전에 비하여 배기홀 부근에 입자 비산이 적을 뿐만 아니라 배기홀 내부의 표면이 매끄럽고 깨끗하다.

특히, 본 발명에서는 형광체층을 형성한 후에 배기홀을 형성하는 경우, 수분에 취약한 형광체층에 악영향을 끼칠 수 있어서 형광체층 형성전에 배기홀을 형성한다. 배기홀을 형성한 후에는 적색(R), 녹색(G) 및 청색(B)의 순으로 형광체층을 인쇄 및 건조하고 소성하여 격벽 사이에 형광체층을 형성한다. 먼저 스퀴즈를 이용하여 형광체를 인쇄한 다음에 소성 건조시켜 형광체 내의 유기 용제 및 유기 수지를 제거하고, 소성 및 건조하여 형광체층내의 유기 용제 및 유기 수지를 제거한다. 인쇄가 완료된 후에는 패턴 검사를 통하여 인쇄된 형광체층이 불량한지 여부를 검사한다. 다음으로 유리를 주재료로 하는 프릿(frit)을 완성된 하부기판의 가장자리를 따라 도포한다.

전술한 공정을 거쳐서 본 발명의 플라즈마 디스플레이 패널의 하부기판을 제조한다. 다음으로는 본 발명의 플라즈마 디스플레이 패널의 상부기판 제조 방법에 대하여 상세하게 설명한다.

전술한 하부기판과 마찬가지로 전극 등의 형성을 위하여 유리기판을 세정한다. 통상적인 플라즈마 디스플레이 패널의 경우, 550~600℃의 고온에서 상부기판에 형성하는 부품의 소성 및 형성이 이루어지므로, 이 온도에서 크랙이 발생하지 않고 견딜 수 있는 특성을 가진 유리기판을 사용하는 것이 중요하다.

유리기판 세정 후, 유리기판상에 스퍼터링 코팅된 ITO(indium tin oxide)막에 포토리소그래피 공정을 실행하여 방전유지전극을 형성한다. 이 공정에서는, 먼저 유리기판 세정 후 감광성 필름(dry film resist, DFR)을 피복한다. 감광성 필름은 자외선에 노출되면 경화되는 특성을 가지고 있다. 감광성 필름을 피복한 후 노광한 다음, 노광되지 않은 부분의 감광성 필름을 제거한다. 다음으로 에칭을 실시하여 ITO막 중에서 전극이 아닌 부위를 제거한다. 감광성 필름을 제거하고 형성된 투명전극의 양호 여부를 확인하기 위하여, 그 표면을 검사한다. 표면 검사시에는 박리의 양호 여부도 검사하는 데 특히 패턴 검사에서는 빛의 음영을 읽어 미리 기억된 패턴과 비교하여 불량 여부를 판단한다. 이러한 방법을 통하여 방전유지전 극을 최종적으로 형성한다.

방전유지전극은 투명한 박막이므로, 전기 저항이 높다. 따라서 전압이 원활하게 전극에 인가될 수 있도록 방전유지전극상에 은 등의 페이스트로 이루어진 버스 전극을 형성한다. 버스 전극의 경우 오프셋(offset) 공정을 이용하여 형성하는 것이 다량의 플라즈마 디스플레이 패널 제조를 위해서 바람직하다.

이와 같이 버스 전극을 형성한 다음 그 위에 유전체를 형성한다. 상부기판의 유전체 형성 공정은 하부기판에서의 유전체 형성 공정과 동일하므로 유전체 형성 공정에 대한 자세한 설명은 생략한다.

유전체를 형성한 후에는 유전체 위에 MgO 보호막을 형성한다. 유전체가 형성된 상부기판을 MgO 증착실에 로드한 뒤, 증착실을 진공으로 만든 다음 전자총을 작동시켜 자기장 및 전기장을 형성하며, 전자총에서 배출되는 이온을 하부의 MgO 증착 재료에 충돌시켜 증착 재료를 상부에 위치한 상부기판에 증착시킨다.

이와 같은 공정을 거쳐서 상부기판을 제조한다.

전술한 바와 같이 하부기판 및 상부기판을 제조한 다음, 이들을 합체하고 소성한다. 상부기판과 하부기판을 합체하는 경우, 미리 유리기판에 형성한 얼라인 마크(align mark)를 이용하여 상부기판과 하부기판을 얼라인(align)한 후 합체한다. 다음으로 배기홀을 통하여 플라즈마 디스플레이 패널 내부의 가스를 배기한 다음, 약 500torr로 불활성의 Xe 또는 Ne 가스 등을 주입하고 배기홀을 봉입한다. MgO 보호막 표면을 활성화하고 물성 안정을 위해서 에이징을 통하여 예비 방전을 실시한다. 이와 같이 형성한 플라즈마 디스플레이 패널에 FPC(flexible printed circuit, 연성회로기판)를 통하여 PCB(printed circuit board, 인쇄회로기판)와 연결함으로써 플라즈마 디스플레이 장치를 완성한다.

상기와 같은 본 발명의 플라즈마 디스플레이 패널의 제조 공정은 특히 하나의 기판으로부터 다수의 플라즈마 디스플레이 패널을 제조하는 경우에 특히 바람직하다. 도 2는 이러한 공정을 거쳐서 제조한 본 발명의 일 실시예에 따른 플라즈마 디스플레이 패널을 도시하고 있는데, 하나의 유리 기판상에 8세트의 플라즈마 디스플레이 패널 유닛을 형성하는 예를 나타내고 있다. 도 2에 도시한 바와 같이, 하부 기판(11) 상에는 각 플라즈마 디스플레이 패널 유닛(41)별로 격벽(21)이 형성되어 있고, 비표시영역에는 배기홀(31)이 형성되어 있는 데, 각각의 플라즈마 디스플레이 패널별로 배기홀(31)이 형성되어 있다.

이와 같이 하나의 기판으로부터 다수의 플라즈마 디스플레이 패널을 제조하는 경우에는 하부 기판상에 어드레스 전극, 유전체 및 격벽이 순차로 형성되어 이루어진 플라즈마 디스플레이 패널 유닛을 다수 형성한다. 또한, 상부 기판상에 방전유지전극, 버스전극, 유전체 및 보호막이 순차로 형성되어 이루어진 플라즈마 디스플레이 패널 유닛을 다수 형성한다.

이와 같이 하여 상부기판 및 하부기판을 준비완료 한 후에 각 플라즈마 디스플레이 패널 유닛별로 절단 및 면취한 다음, 상부기판 및 하부기판을 얼라인하여 합체한다.

이와 같은 플라즈마 디스플레이 패널의 제조 공정을 통하여 유리기판의 배기홀 형성시에 크랙이 발생하지 않으면서 대량으로 플라즈마 디스플레이 패널을 제 조할 수 있다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 따르면, 하나의 유리기판에 다수의 플라즈마 디스플레이 패널 유닛을 형성하는 공정에 있어서, 배기홀을 유리 기판에 미리 형성하지 않고 형광체 형성 공정 바로 이전에 형성하므로 소성 공정 중에 유리 기판에 크랙이 발생하지 않는 이점이 있다. 또한, 종전에 비하여 배기홀 부근에 입자 비산이 적을 뿐만 아니라 배기홀 내부의 표면이 매끄럽고 깨끗하게 된다.

또한, 본 발명의 플라즈마 디스플레이 패널 제조 공정을 통하여 하나의 유리기판으로부터 다수의 플라즈마 디스플레이 패널을 제조할 수 있으므로, 대량의 플라즈마 디스플레이 패널 제조 공정이 합리화되는 이점이 있다.

또한, 오프셋 공정을 이용하여 버스전극 및 어드레스전극을 형성하므로 플라즈마 디스플레이 패널 제조 공정이 좀더 간편해지는 동시에 공정 비용이 저렴해지는 효과가 있다.

본 발명을 앞서 기재한 바에 따라 설명하였지만, 다음에 기재하는 특허청구범위의 개념과 범위를 벗어나지 않는 한, 다양한 수정 및 변형이 가능하다는 것을 본 발명이 속하는 기술 분야에 종사하는 자들은 쉽게 이해할 것이다.

Claims (9)

1. 어드레스 전극, 유전체 및 격벽이 순차로 형성된 제1 기판을 준비하는 단계;

   상기 제1 기판에 배기홀을 형성하는 단계;

   상기 제1 기판에 형광체를 도포하고 소성하는 단계;

   방전유지전극, 버스전극, 유전체 및 보호막이 순차로 형성된 제2 기판을 준비하는 단계; 및

   상기 제1 기판과 상기 제2 기판을 얼라인(align)하여 합체하는 단계

   를 포함하는 플라즈마 디스플레이 패널(plasma display panel, PDP)의 제조 방법.
2. 제1항에 있어서,

   상기 배기홀을 형성하는 단계는,

   상기 제1 기판을 드릴로 천공하여 상기 배기홀을 형성하면서 물로 세정하는 플라즈마 디스플레이 패널의 제조 방법.
3. 제1항에 있어서,

   상기 배기홀을 형성하는 단계는,

   레이저빔을 상기 제1 기판에 주사하여 상기 배기홀을 형성하는 플라즈마 디스플레이 패널의 제조 방법.
4. 제1항에 있어서,

   상기 배기홀을 형성하는 단계는,

   상기 제1 기판을 워터 제트(water jet)로 천공하여 상기 배기홀을 형성하는 플라즈마 디스플레이 패널의 제조 방법.
5. 제1항에서,

   상기 제1 기판을 준비하는 단계는,

   상기 어드레스 전극, 유전체 및 격벽이 순차로 형성되어 이루어진 유닛(unit)을 하나의 기판상에 다수 형성하는 플라즈마 디스플레이 패널의 제조 방법.
6. 제5항에서,

   상기 제2 기판을 준비하는 단계는,

   상기 방전유지전극, 버스전극, 유전체 및 보호막이 순차로 형성되어 이루어진 유닛을 하나의 기판상에 다수 형성하는 플라즈마 디스플레이 패널의 제조 방법.
7. 제6항에서,

   상기 제2 기판을 준비하는 단계와 상기 제1 기판과 상기 제2 기판을 얼라인하여 합체하는 단계의 사이에,

   상기 제1 기판 및 상기 제2 기판을 각 유닛별로 절단 및 면취하는 단계를 더 포함하는 플라즈마 디스플레이 패널의 제조 방법.
8. 제1항에서,

   상기 어드레스 전극 및 상기 버스 전극 중 적어도 하나 이상은 오프셋(offset) 방법으로 형성되는 플라즈마 디스플레이 패널의 제조 방법.
9. 삭제

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