KR100749164B1 - 방전을 이용한 디스플레이 패널의 격벽형성방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 방전을 이용한 디스플레이 패널의 격벽형성방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 정전도장기법을 이용하여 균일한 두께의 격벽을 형성할 수 있는 방전을 이용한 디스플레이 패널의 격벽형성방법에 관한 것이다. 본 발명의 격벽형성방법은, 격벽이 형성되야 할 부분에 정전기를 발생시키고, 그 위에 격벽입자를 불어넣어서 격벽을 형성한다. 따라서 본 발명은 전압 조절에 의해서 격벽을 매우 균일한 두께로 형성하는 것이 가능하기 때문에, 대형화 패널의 격벽제조에 매우 유용하게 이용될 수 있다.

플라즈마 디스플레이 패널, 격벽, 정전기

Description

방전을 이용한 디스플레이 패널의 격벽형성방법{Barrier rib manufacturing method of display panel using discharge}

도 1은 일반적인 플라즈마 디스플레이 패널의 구조도,

도 2는 본 발명에 따른 방전을 이용한 디스플레이 패널의 격벽형성 과정도,

도 3은 본 발명에 따른 방전을 이용한 디스플레이 패널에서 격벽이 형성되는 과정을 보여주는 공정도.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

100 : 기판 105 : 금속층

110 : 격벽입자 120 : 격벽

본 발명은 방전을 이용한 디스플레이 패널의 격벽형성방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 정전도장기법을 이용하여 균일한 두께의 격벽을 형성할 수 있는 방전을 이용한 디스플레이 패널의 격벽형성방법에 관한 것이다.

방전을 이용한 디스플레이 패널에서 가장 일반적인 것으로 플라즈마 디스플레이 패널(Plasma Display Panel)을 들 수 있다. 상기 플라즈마 디스플레이 패널은, 상부기판과 하부기판 사이에 유지전극과 어드레스전극을 매트릭스 형태로 구성하여 화소를 형성하고, 상기 전극 사이에서 방전을 일으키면서 발생한 가시광을 이용하여 화상을 구현하는 평판 디스플레이 장치이다.

즉, 플라즈마 디스플레이 패널은 상부기판과 하부기판 사이에서 발생되는 방전에 의해서 화상이 표시된다. 따라서 플라즈마 디스플레이 패널은 방전을 위한 방전공간을 형성해야 하고, 일반적으로 방전공간은 상부기판과 하부기판 사이에 구성된 격벽에 의해서 형성된다.

이하의 설명에서는 상기 방전을 이용한 디스플레이 패널로써 플라즈마 디스플레이 패널을 예를 들어 설명한다.

다음은 일반적인 플라즈마 디스플레이 패널에 대해서 설명하며, 종래의 플라즈마 디스플레이 패널의 격벽형성과정의 문제점을 살펴본다.

종래의 플라즈마 디스플레이 패널의 상부기판구조는 도 1에 도시하고 있는 바와 같이, 상부기판(50)의 동일면 상에 일정한 폭과 높이를 갖는 한쌍의 유지전극(45)을 형성하고, 상기 유지전극(45) 상에 유전층(40)을 형성한 후, 상기 유전층(40)을 보호하는 보호층(35)으로 형성되고 있다.

그리고 종래 플라즈마 디스플레이 패널의 하부기판구조는, 도 1에 도시하고 있는 바와 같이, 하부기판(10)의 상부에 일정한 폭과 높이를 갖는 어드레스전극(15)을 형성하고, 상기 어드레스전극(15)의 상부에 절연을 위한 유전 층(20)을 형성하고, 상기 유전층(20)의 상부에 각 셀의 방전공간을 만들고, 인접한 셀(Cell) 간의 크로스토크(Crosstalk) 현상을 방지하기 위한 격벽(30)을 형성하며, 상기 격벽(30)의 측벽과 유전층(20) 상부에 형광층(25)을 형성하고 있다.

이렇게 구성되는 하부기판과 상부기판을 밀착시키면, 상기 하부기판과 상부기판 사이에 상기 격벽(30)에 의해서 방전공간(55)이 형성된다. 상기 방전공간(55)에 네온가스, 제온가스, 그리고 헬륨가스 등의 방전을 위한 가스가 주입되어지고, 전압이 인가되면 방전이 일어나면서 화상 표시가 이루어지는 것이다.

이와 같은 구조를 갖는 플라즈마 디스플레이 패널은 다음의 과정에 의해서 방전이 일어난다.

상기 유지전극(45)과 어드레스전극(15)에 전위차가 발생 가능하도록 초기방전전압을 인가하면, 두 전극 사이에 초기방전이 이루어진다. 이후, 한쌍의 유지전극(45) 사이에 방전이 일어나면서 계속해서 방전이 유지되고, 이때 방전에 의해서 발생된 자외선에 의하여 형광층(25)의 형광물질이 여기되어 표시하고자 하는 동화상이 칼라로 표시된다.

즉, 방전셀 내부에 존재하는 전자들이 인가된 전압에 의해 가속하면서, 상기 방전셀 안에 400 ~ 600 토르 정도의 압력으로 채워진 불활성 혼합가스와 충돌하여 자외선을 발생시키고, 이렇게 발생된 자외선이 형광층(25)과 충돌하면서 가시광을 발생시키게 되는 것이다.

이와 같이 방전을 이용한 디스플레이 패널에서는 방전이 일어날 수 있는 방전공간(55)이 필요하게 된다. 따라서 플라즈마 디스플레이 패널에서는 상기 방전 공간(55)을 상부기판과 하부기판 사이에 구성된 격벽(30)에 의해서 형성하는 것이다.

결과적으로 플라즈마 디스플레이 패널에 있어서 격벽은, 플라즈마 디스플레이 패널의 전기, 광학적 특성에 결정적으로 기여하는 레드(Red), 그린(Green), 블루(Blue)의 각 칼라에 따른 방전공간, 형광체 형성공간을 확보하는 역할을 갖는다. 또한, 격벽은, 고휘도, 색도, 구동전압 마진(Margin) 확보를 위해 고 아스펙트(Aspect)비, 고 평활성, 형장 정도, 고 반사율, 하층과의 밀착성, 하층과의 영향 최소화, 형광체 도포가 용이해야 하는 등, 최적의 공정조건 설정이 요구되어진다.

현재까지 상기 격벽은, 스크린 인쇄법, 샌드 브라스트법, 아디티부법, 에칭법 등 여러가지 방법으로 제조가 제안되고 있다.

상기 스크린 인쇄법은, 인쇄기 자체를 경사시키는 등의 개량에 의하여 1셀의 피치 0.1mm 정도의 SXGA 클래스의 격벽을 제작하는 것이 가능하나, 대각 40 인치 이상의 칼라 플라즈마 디스플레이 패널의 대량생산에는 적절하지 못하다.

따라서 최근 상기 스크린 인쇄법을 대체하는 격벽제조방법으로서, 샌드 브라스트법, 아디티부법 등이 적용되고 있으며, 상기 방식들은 포토 공정을 행하기 때문에, 50μm 폭의 격벽까지 제작 가능하여, 높은 해상도를 요구하는 칼라 플라즈마 디스플레이 패널의 양산화에 주목되고 있다.

그러나 상기와 같은 격벽제작방법에 있어서도 공정이 복잡하거나 높은 제작비용을 요구하는 등 여러가지 문제점을 갖고 있다. 특히, 최근의 추세가 대형화 및 고해상도를 요구하는 방향으로 진행되고 있기 때문에, 현재 사용하고 있는 방법에 의한 격벽제조방법으로는 대형화 및 고해상도는 어려운 문제점이 있다.

일 예로서 샌드 브라스트법에 의한 칼라 플라즈마 디스플레이 패널의 격벽 형성은, 포토 공정 후에 샌드 브라스트에 의해 적어도 1회의 공정이 필요하다. 그러나 상기 포토 레지스터와 격벽재 사이의 접착력이 약하여, 샌드 브라스트 공정 중에 격벽재의 상부에 형성된 포토 레지스터가 떨어져 나가는 문제점이 발생되었다. 또한, 샌드 브라스트법은, 공정이 매우 복잡하고, 고 비용을 소요해야 하는 등의 문제점을 갖고 있기 때문에, 이와 더불어 대형화를 추구하기 위해서는 제조비용이 매우 높아져서 실질적으로 제품화되기에는 어렵게 된다.

또한, 에칭법에 의한 칼라 플라즈마 디스플레이 패널의 격벽 형성에 있어서도, 격벽재의 일부를 에칭하기 위한 공정을 위해서 에칭액 속에 패널을 담궈야 한다. 따라서 제작될 패널보다 큰 용기와 그 용기 속에 담궈질 에칭액을 필요로 하고, 패널을 용기에 넣고 꺼내기 위한 작업을 필요로 하는 등, 부가적인 공정 수반을 요구하기 때문에, 결과적으로 대형화의 패널 제작에는 어려운 문제점이 있다. 더불어 상기 에칭법은 격벽재의 일부를 잘라내므로서 재료의 낭비를 가져오는등, 대형화 패널 제작에는 어려운 문제점이 있다.

본 발명은 지금까지 이용되고 있었던 격벽제조방법과는 완전히 다른 제조방법을 제안한다. 특히, 본 발명의 격벽제조방법은, 대형화 패널의 격벽제조에 매우 유용하게 이용될 수 있다. 그리고 본 발명은 격벽을 매우 균일한 두께로 형성하여, 상부기판과 하부기판의 밀착공정을 용이하게 한다. 또한, 본 발명의 격벽제조방법은, 제조비용을 절감시키고, 공정을 단순화시키는 등, 종래 격벽제조방법에서 가지고 있었던 문제점들을 해결할 수 있는 방법이다.

따라서 본 발명의 목적은 정전도장기법을 이용하여 균일한 두께의 격벽을 형성할 수 있는 방전을 이용한 디스플레이 패널의 격벽형성방법을 제공함에 있다.

본 발명의 다른 목적은, 대형화 디스플레이 패널의 격벽 제조에 용이한 방전을 이용한 디스플레이 패널의 격벽형성방법을 제공함에 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 방전을 이용한 디스플레이 패널의 격벽형성방법은, 격벽형성위치에 금속층을 형성하는 도전성 물질을 도포하는 단계와, 상기 도포된 금속층에 고전압을 인가하는 단계와, 상기 고전압이 인가된 금속층에 대전된 격벽입자를 불어넣는 스프레이단계와, 상기 금속층과 스프레이된 격벽입자를 소성하는 소성단계를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

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본 발명에 있어서 상기 금속층에 공급되는 고전압의 크기는, 형성하고자 하는 격벽의 높이에 비례하여 조절되는 것이 바람직하다.

이하 첨부한 도면을 참조하여 본 발명에 따른 방전을 이용한 디스플레이 패널의 격벽형성방법에 대해서 상세하게 설명한다.

도 2는 본 발명에 따른 방전을 이용한 디스플레이 패널의 격벽형성을 위한 동작 과정도이다. 그리고 도 3은 본 발명의 격벽형성 공정도에 따라서 격벽이 제조되는 과정을 보여주는 공정도이다.

본 발명에서 이용하고자 하는 정전도장기법은, 도료입자를 대전시켜서 전기력에 의하여 이것을 도장대상으로 향하여 구동시킨다는 원리이다. 상기 정전도장기법은, 경제성과 위생상의 견지로부터 많은 장점이 있기 때문에, 대형화 패널의 격벽형성에 매우 유용하게 이용될 수 있다. 이와 같은 정전도장기법은, 그리드법, 캡방식 등이 있다.

다음은 정전도장기법을 이용한 본 발명의 격벽 제조방법에 대해서 설명한다.

우선, 정전도장기법을 이용하기 위해서는 정전기를 발생시켜야 한다. 따라서 전기가 공급되었을때, 정전기를 발생시킬 수 있는 도전성의 물질을 도포하는 공정이 필요하다.

따라서 첫번째로 대형화 패널의 기판(100)을 준비하고, 상기 기판(100) 상부이고, 격벽이 형성되야 할 위치에 도전성의 물질을 도포한다. 상기 도전성의 물질은 알루미늄(Al)과 같은 금속재를 이용하는 것이 바람직하다. 즉, 도 3a에 도시되고 있는 바와 같이, 기판(100) 상부에 금속층(105)을 형성시킨다(제 200 단계). 상기 금속층(105)은 격벽이 형성될 부분에 정전기를 발생 가능한 정도로만 형성되 면 된다. 따라서 형성되야 할 격벽의 높이의 매우 일부분으로 형성된다.

그리고 상기 금속층(105)은, 격벽이 형성될 부분에만 형성되야 하므로, 패터닝공정이 우선 수행되야 한다. 상기 금속층(105)의 형성을 위해서는 일반적인 에칭법을 이용할 수도 있고, 인쇄법을 이용할 수도 있다.

상기 과정으로 기판(100) 상부에 금속층(105)이 형성되면, 상기 금속층(105)에 고전압을 인가한다(제 210 단계). 상기 제 210 단계에서 인가되는 고전압의 크기에 따라서 형성되는 격벽의 두께가 조정이 가능하다. 따라서 제 210 단계에서 인가되는 고전압의 크기는, 형성되야 할 격벽의 두께에 따라서 조절한다.

상기 제 210 단계의 수행에 의해서 상기 기판(100)의 표면은 전기가 인가된 금속층(105) 부분과, 전기가 인가되지 않은 기판부로 나뉘게 된다. 이와 같이, 상기 금속층(105)에 고전압을 인가하고 있는 상태에서, 스프레이건 등을 이용하여 격벽입자를 상기 기판(100)으로 불어넣는다(제 220 단계).

이렇게 해서 기판(100) 측으로 제공된 격벽입자는, 도 3b에 도시되고 있는 바와 같이, 정전기를 일으키고 있는 금속층(105)의 상부에 부착된다.

한편, 상기 기판(100)의 상부에 형성된 금속층(105)은 대용량의 패널 전부분에 걸쳐서 동일한 크기의 전압이 인가되고 있는 상태가 된다. 따라서 상기 제 220 단계에 의한 스프레이 공정시에, 상기 금속층(105) 상부에 부착되는 격벽입자는 대용량의 패널 전부분에 걸쳐서 고르게 부착되는 것이다.

물론, 처음 격벽입자가 금속층(105)의 상부에 부착되는 경우에 있어서는, 확률에 의해서 부착되기 때문에, 금속층(105)의 표면에 부착된 부분과 부착되지 않은 부분으로 구분된다. 그러나 계속해서 동일한 크기의 전압을 인가하여 일정높이의 격벽을 형성하는 공정이 유지되는 사이에, 격벽입자가 많이 부착된 부분과 적게 부착된 부분 사이에 전위차가 발생되고, 이러한 전위차에 의해서 공급되는 격벽입자는 적게 부착된 부분에 적층되는 상태가 된다. 따라서 최종적으로 대용량의 패널 전부분에 걸쳐서 격벽입자는 고르게 적층되어, 균일한 두께를 형성하는 것이 가능하게 되는 것이다. 이와 같이 균일한 두께의 격벽 형성이 가능한 것은, 상기 금속층(105)에 제공되는 전압의 크기에 따라서 조절되기 때문이다.

상기 제 220 단계에 의한 격벽입자를 제공하는 스프레이 공정이 완료되면, 도 3b에 도시되고 있는 바와 같이, 금속층(105)의 상부에 격벽입자(110)가 흡착된 상태가 된다. 그러나 이때, 금속층(105)의 상부에 부착된 격벽입자(110)는 입자 사이 사이에 작은 구멍이 많은 상태를 갖게 된다. 따라서 상기 금속층(105)의 상부에 부착된 격벽입자(110)들은 하나하나 개별적인 상태이기 때문에, 격벽으로서의 강도를 갖고 있지 못한 상태가 된다.

따라서 상기 제 220 단계에 의한 스프레이 공정 후, 소성공정을 수행한다(제 230 단계). 상기 제 230 단계에 의한 소성공정은 금속층(105) 상부에 부착된 격벽입자들 사이의 구멍 및 불순물을 없애고, 격벽과 기판(100) 사이의 합착력을 높이며, 특히 격벽이 갖어야 하는 강도를 유지할 수 있도록 한다. 상기 소성공정은 매우 고온에서 수행된다.

상기 제 230 단계에 의한 소성공정이 수행될 때, 상기 도전성의 금속층(105)은 산화가 되어 버린다. 즉, 공기 중의 산소와 금속(알루미늄)이 결합하여 산화물(Al2O3)을 형성하게 되는 것이다. 상기 금속층 자체는 매우 도전성이 높지만, 산화물로 변화되어버리면 도전성이 없어지기 때문에, 상기 금속층 자체도 절연물 상태를 유지하게 된다.

이상의 공정을 통해서 도 3c에 도시되고 있는 바와 같은 완성된 격벽(120)을 형성하는 것이 가능하게 된다.

그리고 본 발명은 기판(100) 상부에 금속층(105)을 형성하여 기판에 직접 격벽을 형성하는 실시예를 설명하고 있으나, 기판 상부에 어드레스전극과 유전층을 형성하고, 상기 유전층의 상부에 격벽을 형성하는 공정에 있어서는 상기 유전층 상부에서 본 발명의 공정이 수행됨은 물론이다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 방전을 이용한 디스플레이 패널의 격벽형성방법은, 정전도장기법을 이용하는 것을 특징으로 한다. 특히, 본 발명의 격벽제조방법은, 제조공정이 단순하여 대형화 패널의 격벽제조에 매우 유용하게 이용될 수 있는 잇점이 있다. 또한, 본 발명의 격벽제조방법은, 단순공정에 의해서 제조비용을 절감하여, 전체적인 방전을 이용한 디스플레이 패널의 제조단가를 낮출 수 있는 잇점이 있다.

그리고 본 발명은 전압 조절에 의해서 격벽의 높이를 자유롭게 조절하는 것이 가능하고, 특히 격벽을 매우 균일한 두께로 형성하는 것이 가능하기 때문에 균일한 방전공간을 확보하여, 방전효율을 높일 수 있는 잇점이 있다. 더불어, 균일 한 격벽 두께를 얻게 되므로서 상부기판과 하부기판의 밀착공정을 용이하게 하는 잇점을 얻을 수 있다.

Claims (4)

1. 격벽형성위치에 금속층을 형성하는 도전성 물질을 도포하는 단계와,

   상기 도포된 금속층에 고전압을 인가하는 단계와,

   상기 고전압이 인가된 금속층에 대전된 격벽입자를 불어넣는 스프레이단계와,

   상기 금속층과 스프레이된 격벽입자를 소성하는 소성단계를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 방전을 이용한 디스플레이 패널의 격벽형성방법.
2. 삭제
3. 삭제
4. 제 1항에 있어서,

   상기 금속층에 공급되는 고전압의 크기는, 형성하고자 하는 격벽의 높이에 비례하여 조절되는 것을 특징으로 하는 방전을 이용한 디스플레이 패널의 격벽형성방법.

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