KR19990012635A - 플라즈마 표시소자의 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 신규한 구성의 PDP 제조방법을 개시한다.

높이가 큰 격벽은 종래 적층인쇄법이나 사진식각법, 그리고 샌드블래스팅의 어느 방법으로 구현하여도 문제가 있었던 바, 본 발명에서는 형성된 캐비티에 격벽재질과 필요에 따라 전극 및 절연층을 충전 또는 형성한 뒤 이를 기판에 대해 전도 및 이전시켜 격벽을 형성함으로써 고품질의 격벽 및 전극을 매우 높은 생산성으로 형성할 수 있도록 하였다.

Description

플라즈마 표시소자의 제조방법

본 발명은 플라즈마 표시소자(PDP : Plasma Display Panel)의 제조에 관한 것으로, 특히 그 격벽과 전극의 형성에 관한 것이다.

주지하다시피 PDP는 기체방전현상을 화상표시에 응용한 평판소자로서, 일반적으로 그 사이에 방전기체를 충전한 두 기판에 전극을 교차대향 배열하여 화소를 선택하는 매트릭스(matrix) 구조로 구성된다.

그런데 PDP는 기체분자의 대전에 의해 방전이 일어나게 되므로 화소간의 전하의 이동이 자유로우면 선택되지 않은 인접화소에 방전이 발생되는 소위 크로스토오크(cross-talk)가 발생하게 된다. 이에 따라 화소간의 전하의 이동을 방지 또는 억제하기 위해 화소간에 격벽이 형성된다.

이러한 격벽은 PDP의 구동방식에 따라 스트라이프(stripe)형이나 크로스(cross)형으로 형성될 수 있으며, 화소간의 분리뿐아니라 두 기판간의 간격, 즉 방전갭(discharge gap)을 유지하는 역할도 하고 있다.

도 1에 도시된 바와 같이 격벽(B)은 일반적으로 복수의 인쇄층(B1∼Bn)의 적층인쇄에 의해 형성되는데, 먼저 기판(P)상에 전극(E)을 형성한 뒤 그 외측의 격벽(B) 위치에 순차적으로 인쇄층(B1∼Bn)을 적층하여 이를 소성(燒成)함으로써 격벽(B)을 형성하는 것이다.

그런데 방전기체의 종류와 방전조건에 따라 방전갭, 즉 격벽(B)의 높이는 거의 고정된 반면, PDP의 고정세(高精細)화에 따라 격벽(B)의 허용폭은 점차 감소되고 있다. 미세피치(pitch)의 격벽(B) 형성을 위해서는 1회 인쇄로 얻을 수 있는 인쇄층(B1∼Bn)의 두께가 작아질 수 밖에 없으므로, 결국 동일한 높이의 격벽(B)을 형성하는 인쇄층(B1∼Bn)의 수는 고정세화에 따라 증가되고 있다. 예를들어 VGA급 해상도의 PDP의 격벽(B)을 구성하는데 무려 7∼9층의 인쇄층(B1∼Bn), 즉 7∼9회의 반복적인 적층인쇄를 요하게 되어 고해상도 PDP의 구현에 큰 장애가 되고 있다.

한편 인쇄방법에 의한 다른 문제점은 반복적인 소성, 즉 고온 열처리가 이뤄지므로 기판(P) 등의 열변형의 문제가 크며, 인쇄페이스트(paste)의 형성을 위해 다량의 유기용제를 사용하므로 불순물의 잔류량이 크고 소성시 기포 등의 잔류로 치밀한 조직의 형성이 어렵다는 점이다.

이와 같은 문제점의 해결을 위해 도 2에 도시된 바와 같이 사진식각법에 의해 격벽(B)을 형성하는 방법이 출현한 바, 이는 FODEL법이라는 명칭으로 그 방법과 재료가 상용화된 것이다.

도 2에서, 기판(P)상에는 감광물질이 포함된 절연층(B')이 적층되고, 그 상부에서 마스크(M)을 통해 이 절연층(B')을 선택적으로 노광한 뒤 이를 현상함으로써 격벽(B)을 형성하게 된다.

그런데 격벽(B)은 전하이동의 차단을 위해 절연재질이어야 할 뿐아니라, 가시광선의 차단을 위해 불투명이어야 하고 또한 컨트라스트의 향상을 위해서는 흑색이어야 한다. 이에 따라 사진시각법의 적용시에도 1회로 감광시킬 수 있는 깊이에 제한이 주어질 수밖에 없어서 부득이 수회반복의 적층방법을 적용할 수 밖에 없게 되므로 사진식각법의 이점이 발휘되기 곤란하다.

또한 감광성 절연층(B') 하부에 전극(E)이 미리 형성되어 있어야 하는데, 절연층(B')의 식각시 전극(E)도 식각되어 전극(E)의 품질이 저하되는 문제도 있다.

이와 유사한 방법으로 감광성 필름을 기판(P)상에 부착하여 사진식각으로 격벽(B)을 형성하는 방법이 있으나, 마찬가지 문제가 있다.

한편 도 3에 도시된 것은 샌드블래스팅(sand blasting)법인바, 이는 (A)와 같이 기판(P)상에 마스크(M)를 설치하고 그 창(W)을 통해 그리트(grit ; G)를 분사함으로써 기판(P)을 식각하여 (B)와 같은 격벽(B)을 기판(P)에 일체로 형성하는 것이다.

이러한 샌드블래스팅법은 대면적의 기판(P)에 신속하게 격벽(B)을 형성할 수 있으므로, 인쇄된 전극(E)상에 보호층을 형성하고 샌드 블래스팅으로 격벽(B)을 형성함으로써 일부 양산화에 적용되고 있으나, 격벽(B)의 높이가 커지면 그 사이의 웰(well ; L)의 깊이가 깊어져 인쇄에 의한 전극(E)의 형성이 불가능하게 되므로 부득이 (B)와 같이 금속와이어(wire)나 스트립(strip) 등으로 된 스트링(string)전극(E')을 사용할 수 밖에 없게 된다. 주지하다시피 스트링전극(E')은 기계적으로 설치할 수밖에 없는 바, 멀티스트린(multi screen) 장치용 PDP등 피치(pitch)가 큰 경우에는 별다른 문제가 없으나 미세피치의 PDP 구현은 어려운 실정이다.

한편 격벽(B)은 그 상면에서 다른 기판과 접촉하여 방전갭(discharge gap)을 유지하는 역할도 하는 바, 특히 적층인쇄에 의한 격벽(B)의 상면은 그다지 균일하지 못하므로 방전갭이 소자 전체적으로 균일하지 못하여 국부적인 휘도 차이가 발생되는 문제가 있다.

이에 따라 본 발명의 목적의 균일한 상면을 가지는 두께에 제한없이 간단하게 형성할 수 있는 격벽의 제조방법을 제공하는 것이다.

도 1은 적층인쇄에 의한 격벽형성을 보이는 단면도,

도 2는 사진식각법에 의한 격벽형성을 보이는 단면도,

도 3(A), (B)는 샌드블래스팅법에 의한 격벽형성과 전극구성을 보이는 단면도,

도 4(A) 내지 (H)는 본 발명에 의한 격벽형성과정을 보이는 순차적 단면도들,

도 5 및 도 6은 본 발명 형판의 구성들을 보이는 부분사시도들이다.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*

P : 기판E : 전극

B : 격벽B' : 격벽재질

B : 절연층1 : 형판(型板 ; mold plate)

2 : 캐비티(cavity)

이와 같은 목적의 달성을 위해 본 발명에 의한 PDP 제조방법은

격벽을 형성할 캐비티(cavity)가 구비된 형판(型板 ; mold plate)을 구성하여,

이 형판의 캐비티에 격벽재질을 충전하고,

이 형판을 기판에 대해 전도(轉倒)시켜 충전된 격벽재질을 기판으로 이전(移轉)시키는 것을 특징으로 한다.

이러한 구성에 의하면 한 규격의 PDP에 대해 형판을 제작하고나면 이를 이용해 PDP를 대량 생산할 수 있게 되어 PDP의 제조원가를 크게 절감할 수 있을 뿐 아니라, 제조된 격벽의 표면이 형판의 캐비티 내면에 의해 매우 균질하게 형성될 수 있게 된다.

[실시예]

이하 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 4(A)에서 형판(1)에는 격벽(B)이 형성될 캐비티(cavity ; 2)가 구비되는데, 그 상세에 대하여는 도 5 및 6을 통해 후술한다.

다음 도 4(B)에서 형판(1)상에서 격벽재질(B')을 가압 인쇄함으로써 캐비티(2)에 격벽재질을 충전한다.

그러면 이 형판(1)을 기판(P)에 대해 전도시켜 캐비티(2)로 성형(成形)된 격벽재질(B')을 기판(P)으로 이전시켜야 하는바, 이 기판(P)의 격벽(B)간에는 도 4(H)에 도시된 바와 같이 전극(E)이 형성되어야 한다. 이 격벽(B)은 기판(P)상에 별도로 형성될 수도 있으나 이 실시예에서는 형판(1)상에 직접 형성하는 구성을 보이고 있다.

즉 도 4(C)에서 형판(1)상에는 전극(E)이 역시 인쇄방법에 의해 형성된다. 그 형성위치에는 전극(E)의 최종위치에 따라 캐비티(2)간의 형판(1) 상면이 된다.

다음 도 4(D)에서는 전극(E)의 돌출에 의한 격벽(B)과 기판(P)간의 틈새 형성을 방지하기 위해 격벽재질(B')과 동일한 재질로 전극(E)과 동일 레벨이 되도록 절연층(B)을 형성해준다.

그러면 도 4(E)와 같이 형판(1)상에 기판(P)을 덮어주고, 형판(1) 및 기판(P)을 도 4(F)와 같이 기판(P)이 하부로 가도록 전도시키게 된다.

이 상태에서 형판(1)을 들어올리면 격벽재질(B')과 전극(E) 및 절연층(B)은 기판(P)상에 잔류하게 된다.

여기서 형판(1)의 원활한 분리를 위해서는 격벽재질(B') 및 절연층(B) 재질(주로 유리계 재질)에 대한 친화성이 기판(P)보다 낮은 재질로 형판(1)을 구성하는 것이 바람직하며, 형판(1)은 반복 사용되어야 하므로 강도와 내마모성이 큰 것이 바람직한 바, 형판(1)은 바람직하기로 세라믹판 또는 금속판으로 구성된다. 그러나 세라믹 재질은 유리계 재질과 소성시 잘 융착되어 분리에 다소 곤란이 따르며 식각에 의한 캐비티(2) 형성이 불가능하므로, 형판(1)은 금속판으로 구성되는 것이 더욱 바람직하다. 한편 금속판중에서도 기계적특성이 우수한 스테인리스강은 내식성(耐蝕性)이 커서 식각이 곤란하므로 형판(1)을 일반강판 또는 구리판 등으로 구성하여 필요에 따라 도금이나 열처리 등으로 표면처리함으로써 기계적특성을 보완하는 것이 바람직하다.

또한 형판(1)의 분리에 앞서 형판(1)에 초음파혼(ultrasonic horn) 등의 접촉으로 이를 고주파 진동시키면 격벽재질(B')은 매끈한 외형으로 형판(1)과 분리될 수 있으며, 더욱 바람직하기로 형판(1)은 격벽재질(B')의 소성온도, 예를들어 SiO₂계열의 격벽재질(B')의 경우 400∼500℃의 온도로 가열된 상태를 유지한다. 그러면 형판(1)의 캐비티(2)에 인쇄충전된 격벽재질(B')은 표면이 소성된 상태, 즉 전체적인 가(假) 소성상태가 되어 형판(1)과의 분리가 용이하고 형판(1) 분리후에도 형태를 그대로 유지하게 된다.

형판(1)을 분리하고 나면 기판(P)을 고온분위기에 투입하여 격벽재질(B')과 전극(E) 및 절연층(B)을 소성(형판(1) 가열로 가소성이 이루어진 경우는 본(本)소성이 됨)시킴으로써 도 4(H)와 같이 격벽(B) 및 전극(E)이 완성된다.

이에 의하여 격벽(B)의 높이가 아무리 크더라도 그 높이와 무관하게 똑같은 공정에 의해 격벽(B)이 쉽게 형성될 수 있으며, 전극(E)과 격벽(B)이 함께 소성될 수 있어 중복되는 소성공정과 이에 따른 수신간의 공정시간의 절감이 가능하며 유리제 기판(P)의 반복적인 열처리에 의한 변형 및 뒤틀림의 문제도 완화될 수 있다.

특히 완성된 격벽(B) 및 전극(E)의 표면이 형판(1)의 캐비티(2) 내면에 따라 매우 매끄럽게 형성되는 바, PDP 동작시 전하를 포착할 격벽(B)의 공극(孔隙)이 없어지므로 전하밀도의 향상과 이에 따른 방전강도의 증가 및 그 결과로서의 휘도 향상도 가능하다.

한편 교류(AC)형 PDP의 경우 절연층(B)이 전극(E)을 전면적으로 덮게 되는 바, 절연층(B)의 표면이 역시 매끄러우므로 별도의 보호층이 없이도 전극(E)의 이온 봄바드먼트(ion bombardment)에 의한 손상을 방지할 수 있을 것으로 예측된다.

한편 캐비티(2)는 격벽(B)의 소요형태에 따라 형판(1)상에 도 5와 같은 스트라이트(stripe)형이나 도 6과 같은 매트릭스(matrix)형으로 형성된다. 여기서 격벽(B)은 PDP의 해상도에 따라 다르기는 하지만 VGA 또는 SVGA급 해상도에 있어서는 폭이 수십 ㎛, 높이(즉 캐비티의 높이)는 100∼200㎛ 정도이다.

이러한 크기의 캐비티(2)를 형성하는 바람직한 방법은 사진식각법인바, 이에 따라 형판(1)은 금속판으로 구성되는 것이 바람직하며, 스테인리스강의 경우는 기계적 특성은 우수하나 식각이 곤란하고 구리판의 경우는 식각은 용이하나 내구성등 기계적 특성이 낮으므로, 바람직하기로는 형판(1)은 일반 강판으로 구성되어 캐비티(2)를 형성한 뒤 필요에 따라 표면경화나 방식도금등의 표면처리를 하는 것이 바람직하다.

이상과 같이 본 발명은 PDP의 규격에 따라 형판(1)을 구성하고 나면, 이 형판(1)을 반복적으로 사용하여 해당 규격의 격벽(B)과 필요에 따라 전극(E)까지 양산체제로 형성할 수 있게 된다. 형성된 격벽(B)과 전극(E)은 표면이 매끄러워 PDP의 휘도향상에 기여할 수 있으며 방전갭(discharge gap)을 균일화하여 전체휘도도 균일한 PDP를 구현할 수 있게 된다.

Claims (7)

1. 격벽 사이에 전극이 형성되는 플라즈마 표시소자의 제조방법에 있어서,

   상기 격벽을 형성할 캐비티가 구비된 형판을 구성하여,

   이 형판의 캐비티에 격벽재질을 충전하고,

   상기 형판을 기판에 대해 전도시킨 뒤 상기 형판을 분리하여 캐비티에 충전된 상기 격벽재질을 기판으로 이전시키는 것을

   특징으로 하는 플라즈마 표시소자의 제조방법.
2. 제1항에 있어서,

   상기 격벽재질의 충전후 상기 형판상에 상기 전극을 형성하여,

   상기 기판에 상기 격벽재질과 상기 전극을 함께 이전시키는 것을

   특징으로 하는 플라즈마 표시소자의 제조방법.
3. 제1항에 있어서,

   상기 형판이 금속판으로 구성되어 상기 캐비티가 상기 형판을 사진식각하여 형성되는 것을

   특징으로 하는 플라즈마 표시소자의 제조방법.
4. 제1항에 있어서,

   상기 격벽재질의 캐비티 충전이 가압인쇄로 이루어지는 것을

   특징으로 하는 플라즈마 표시소자의 제조방법.
5. 제2항에 있어서,

   상기 격벽재질과 전극이 함께 소성되는 것을

   특징으로 하는 플라즈마 표시소자의 제조방법.
6. 제1항에 있어서,

   상기 형판의 분리에 앞서 상기 형판을 고주파 진동시키는 것을

   특징으로 하는 플라즈마 표시소자의 제조방법.
7. 제1항에 있어서,

   상기 형판을 상기 격벽재질의 소성온도로 가열유지하는 것을

   특징으로 하는 플라즈마 표시소자의 제조방법.