KR20000026584A - 플라즈마 디스플레이 패널 후면판 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명에서는 스크린 프린팅과 포토리소그래피를 적절히 사용하여 PDP 후면판의 각 기능층들을 형성하고 소성체를 화학 에칭해 격벽층을 형성한 PDP 제조방법에 있어서, 이들 각 기능층을 얼라인할 때 기본적으로 해당층과 그 하층을 짝맞춤하고 포토리소그래피 시에는 해당층과 동일하게 얼라인 마크를 가져 가도록 하며, 이 과정에서 인쇄 및 소성에 의해 각 기능층에서 생기는 변형에 따른 얼라인 에러를 보정 및 보상을 하도록 하여 얼라인 에러를 줄인 플라즈마 디스플레이 패널 후면판 제조 방법에 관한 것이다.

이를 구현하기 위한 본 발명의 플라즈마 디스플레이 패널 후면판 얼라인 방법은, 글라스 기판위에 단계별로 적층하는 순서가 하지층, 전극층, 유전체층, 격벽층, 적색 형광체층, 녹색 형광체층, 청색 형광체층으로 되어있고, 상기 하지층과 유전체층은 전면인쇄, 건조, 소성의 순으로 가공처리되고, 상기 전극층과 형광체층은 패턴인쇄, 건조, 소성의 순에 의한 가공처리, 또는 전면인쇄, 건조, 포토리소그래피, 소성에 의한 가공처리중 어느 하나로 행하고, 상기 격벽층은 전면인쇄, 건조, 소성, 포토리소그래피의 순으로 가공처리하도록 하는 플라즈마 디스플레이 패널 후면판 제조 방법에 있어서, 상기 전면인쇄 또는 패턴인쇄 시에, 상기 하지층은 상기 글라스 기판과 얼라인하고, 상기 전극층은 상기 하지층과 얼라인하고, 상기 유전체층은 전극층과 얼라인하고, 상기 격벽층은 상기 유전체층과 얼라인하고, 상기 적색, 녹색, 청색 형광체층은 순차적으로 상기 격벽층과 각각 얼라인을 행하고, 상기 건조체 또는 소성체 위의 포토리소그래피 시에, 상기 하지층과 동일한 얼라인 마크를 가지는 전극용 포토마스크로 상기 하지층과 얼라인하고, 상기 전극층과 동일한 얼라인 마크를 가지는 격벽용 포토 마스크로 상기 전극층과 얼라인하고, 상기 격벽층과 동일한 얼라인 마크를 가지는 형광체용 포토 마스크로 상기 격벽층과 얼라인을 행하도록 하는 것을 특징으로 한다.

Description

플라즈마 디스플레이 패널 후면판 제조 방법

본 발명은 플라즈마 디스플레이 패널(Plasma Display Panel: PDP) 후면판 제조 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 스크린 프린팅과 포토리소그래피를 적절히 사용하여 PDP 후면판의 각 기능층들을 형성하고 소성체를 화학 에칭해 격벽층을 형성한 PDP 제조방법에 있어서, 이들 각 기능층을 얼라인할 때 기본적으로 해당층과 그 하층을 짝맞춤하고 포토리소그래피 시에는 해당층과 동일하게 얼라인 마크를 가져 가도록 하며, 이 과정에서 인쇄 및 소성에 의해 각 기능층에서 생기는 변형에 따른 얼라인 에러를 보정 및 보상을 하도록 하여 얼라인 에러를 줄인 플라즈마 디스플레이 패널 후면판 제조 방법에 관한 것이다.

상기 플라즈마 디스플레이 패널(PDP)은 전면 글라스 기판과 후면 글라스 기판 사이에 방전 공간을 형성하고 전극사이에서 플라즈마 방전을 일으켜 주위에 존재하는 형광체로 하여금 여기되도록 발광시킴으로써 화면을 표시하는 장치이다.

일반적으로, 플라즈마 디스플레이 패널(PDP)은 직류형과 교류형으로 나눌수 있으며, 이 중 교류형 PDP가 현재 주류를 이루고 있다.

도 1은 일반적인 교류형 PDP의 1(one) 셀(Cell)을 단면 구성으로 나타낸 것으로, 전면판(100)과 후면판(200) 사이에 실링구조체(36)가 밀봉된 구조이다.

먼저 전면판(100)은, 전면 글라스 기판(10)과, 상기 전면 글라스 기판(10) 하단에 형성된 유지전극(12)과, 상기 유지전극(12)의 저항을 줄이기 위해 상기 유지전극(12) 하단에 형성된 버스(BUS) 전극(14)과, 상기 버스 전극(14) 및 유지전극(12)을 덮는 전면 유전체층(16)과, 상기 전면 유전체층(16)의 스퍼터링을 방지하기 위해 상기 전면 유전체층 하단에 형성된 산화마그네슘(MgO)층(18)으로 구성되어 있다.

상기 후면판(200)의 구성은, 후면 글라스 기판(20)과, 상기 후면 글라스 기판(20) 위에 형성되며 어드레스 전극의 색번짐 등을 방지하기 위한 하지층(22)과, 상기 하지층(22) 위에 일정한 간격으로 형성된 어드레스 전극(24)과, 상기 어드레스 전극(24)을 덮는 후면 유전체층(26)과, 상기 어드레스 전극(24) 사이의 상기 유전체층(26) 상단에 형성된 격벽(28)과, 상기 격벽(28) 면을 따라 각각 코팅·소성된 적색(R), 녹색(G), 청색(B) 형광체(30,32,34)로 되어 있다.

상기 전면판(100)과 후면판(200) 사이에는 플라즈마 방전을 일으키는 가스가 봉입되어 있으며, 이것의 밀폐를 위해 상기 전면판(100)과 후면판(200) 사이를 실링구조체(36)로 밀봉되어 있다.

상기 후면판(200)을 형성하기 위한 제조방법으로는 스크린 프린터(screen print)법, 샌드블라스트(Sand Blast)법 등이 널리 사용되고 있다.

상기 스크린 프린터법은, 후면 글라스기판(20)에 하지제판을 올려놓은 다음 하지용 페이스트를 하지제판 위에 올려놓고 스퀴지로 밀어서 상기 하지제판의 개구부를 통해 상기 페이스트를 통과시켜 스크린 인쇄한다. 이때 인쇄된 하지층(22)은 120∼150℃의 온도로 5∼10분정도 건조시킨후 550∼580℃로 10분정도 소성을 행한다.

그후, 상기 소성체에 전극용 페이스트를 전극제판 위에 올려놓고 스퀴지로 전극패턴인쇄를 실시하여 전극층(24)을 형성하고, 이를 120∼150℃의 온도로 5∼10분정도 건조시킨후 500∼600℃로 10분정도 소성을 행한다.

이어, 상기 소성체에 유전체용 페이스트를 유전체제판 위에 올려놓고 스퀴지로 유전체 전면인쇄를 실시하여 유전체(26)를 형성하고, 이를 120∼150℃의 온도로 5∼10분정도 건조시킨후 550∼580℃로 10분정도 소성을 행한다.

그후, 상기 소성체에 격벽용 페이스트를 격벽제판 위에 올려놓고 스퀴지로 격벽 패턴인쇄를 실시하여 격벽층(28)을 형성하고 이를 120∼150℃의 온도로 5∼10분정도 건조시킨후, 다시 상기 격벽층(28) 위에 격벽 패턴인쇄 공정과 건조 공정을 8∼20회정도 실시한후 550∼600℃로 10분정도 소성을 행한다.

그후, 상기 소성체에 적색 형광체용 페이스트를 적색 형광체 제판위에 올려놓고 스퀴지로 적색형광체 패턴인쇄를 실시하여 적색형광체층(30)을 형성하고, 이를 120∼150℃의 온도로 5∼10분정도 건조시킨후 녹색 형광체용 페이스트를 녹색 형광체 제판위에 올려놓고 상기와 동일한 방법으로 녹색형광체층(32)을 형성한다. 그리고, 청색 형광체용 페이스트를 청색형광체제판 위에 올려놓고 상기와 동일한 방법으로 청색 형광체층(34)을 형성하고 난 뒤 450∼490℃로 30∼60분정도로 소성을 행하여 PDP 후면판을 완성한다.

상기 샌드블라스터법에 의한 PDP 후면판 제조방법은 다음과 같다.

후면기판(20) 위에 하지층(22)에서 유전체층(26) 까지를 형성하는 방법은 상기 스크린 프린터법과 동일하며 이후 격벽(28)을 형성하는 방법은 다음과 같다.

유전체(26)의 소성체 위에 격벽용 페이스트를 격벽제판 위에 올려놓고 스퀴지로 격벽 전면인쇄를 실시하여 격벽층을 형성하고, 이를 120∼150℃의 온도로 5∼10분정도 건조시킨후 다시 형성된 격벽층 위에 격벽 전면인쇄 공정과 건조 공정을 8∼10회 정도 실시한후 포토레지스트를 상기 건조체 위에 코팅하여 노광 현상을 실시한 뒤 샌드로 샌드블라스팅하여 격벽층을 형성하고, 이어 550∼600℃로 10분정도 소성을 행하여 격벽(28)을 완성한다. 그후 적색(R), 녹색(G), 청색(B) 형광체(30,32,34)층을 상기 스크린 프린터법과 동일하게 형성한다.

여기서, 스크린 프린터법 및 샌드블라스트법에 의한 PDP 후면판 제조공정에 있어서, 각 상하층 인쇄 및 소성 공정 진행에 따른 얼라인(Align) 방법은 다음과 같다.

먼저 도 2에 나타낸 바와 같이, 인쇄시 스크린 프린팅의 결과로 각 기능층은 인쇄영역(40)과 얼라인 마크(Align Mark)(42)로 표시될 수 있으며, 또한 샌드 블라스트법에서의 포토리소그래피시 격벽 건조체 위에 코팅된 포토레지스트를 노광하는데 필요한 포토마스크(Photo Mask)도 상기와 동일하게 패턴형성영역(40)과 얼라인 마크(42)로 표시할 수 있다.

여기서, 통상 얼라인마크(42)는 인쇄영역(40) 또는 패턴영역(40)의 대각선 연장선상 또는 대각선 연장선상을 중심으로 해 좌우로 배치되며, 형태는 원형 또는 사각형 또는 십자형으로 표기된다.

상기 스크린 프린터법 및 샌드블라스트법의 인쇄 공정은 글라스 기판(20) 위에 얼라인 마크(42)가 있는 하지층(22)을 인쇄, 건조, 소성한 후 상기 소성체의 하지용 얼라인 마크(42)와 전극용 제판에 표시된 얼라인 마크를 얼라인하여 전극인쇄를 실시한다. 이어, 전극 인쇄체를 건조·소성후 상기 하지용 얼라인 마크와 유전체용 제판에 표시된 얼라인 마크와를 얼라인하여 유전체 인쇄를 실시한다.

그후, 유전체 인쇄체를 건조, 소성후 상기 하지용 얼라인 마크와 격벽용 제판에 표시된 얼라인 마크를 얼라인하여 격벽패턴인쇄(스크린 프린터법의 경우)하거나 격벽전면인쇄(샌드블라스트법의 경우)를 실시하고, 이를 건조한후 소성(스크린 프린터법의 경우)하거나 포토리소그래피(샌드블라스트법의 경우)를 행한다.

이때 포토리소그래피에 있어서는 상기 전극용 얼라인마크와 격벽용 포토마스크의 얼라인 마크를 얼라인하여 노광 현상을 실시하여 샌드 블라스팅해 격벽을 완성한후 소성을 실시한다.

그후 상기 소성체의 격벽 얼라인 마크와 적색 형광체 제판에 표시된 얼라인 마크를 얼라인하여 적색(R) 형광체 패턴인쇄를 실시하고 건조를 행한다. 녹색(G), 청색(B) 형광체 형성시에도 상기 적색 형광체 형성시와 동일한 방법으로 실시하여 각각 적색(R), 녹색(G), 청색(B) 형광체를 인쇄, 건조한후 소성을 행하여 PDP 후면판을 만들게 된다.

그런데, 이와 같은 종래의 플라즈마 디스플레이 패널 후면판 얼라인 방법에 있어서는 다음과 같은 문제점이 있었다.

첫째, PDP 후면판에 사용되는 글라스 기판(20)은 통상 일반창 유리용 소다라임 글라스(Soda-lime Glass) 또는 PDP 전용의 소다라임 글라스(PD-200, ASahi제품)등을 사용하나 이는 500℃ 이상의 열처리시에 변형이 일어나는 문제점이 있었다. 즉, 하지층(22)에서 격벽층(28) 형성 공정 사이의 소성처리온도가 보통 550∼600℃이므로 열처리시 변형이 일어나 각 상하층의 얼라인이 맞지 않게 되며, 더군다나 소성 횟수가 증가할수록 변형 정도는 더 증가하여 얼라인이 더 맞지 않는 문제점이 있었다.

둘째, 사용제판의 텐션(Tension) 변화, 페이스트의 점도 변화, 스크린 프린터(Screen Printer)의 기계적인 상태 변화등이 발생할 경우 각 상하층간의 얼라인을 맞추기가 어려운 문제점이 있었다.

셋째, 얼라인을 위한 짝맞춤이 하지층 얼라인 마크를 중심으로 맞출 경우 얼라인 마크 표시 및 상층의 전극 유전체층, 격벽층과의 얼라인을 위한 작업이 쉬워지기는 하나 소성 횟수의 증가 및 인쇄 과정상 오차의 누적으로 인해 실제적으로는 얼라인이 잘 되지않는 문제점이 있었다.

넷째, 샌드블라스트법의 경우, 포토레지스트를 코팅한 후 노광을 행할 때 인쇄오차, 변형 오차 등에 대한 얼라인 보정을 실시하지 않을 경우 격벽 사이에 전극이 위치하지 않고 격벽 밑에 전극이 위치하거나 옆 격벽쪽으로 전극이 위치해 버리는 경우가 발생하여 제품의 불량을 가져오는 문제점이 있었다.

다섯째, 스크린 프린터법 및 샌드블라스트법에 있어서, 격벽 소성전 완벽하게 얼라인이 이루어지더라도 반드시 실시되어야 하는 격벽소성처리로 인해 글라스기판 및 격벽 하층들의 변형이 일어나 전극과의 얼라인이 완벽하게 되지 않는 문제점이 있었다.

따라서, 본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명에서는 스크린 프린팅과 포토리소그래피를 적절히 사용하여 PDP 후면판의 각 기능층들을 형성하고 소성체를 화학 에칭해 격벽층을 형성한 PDP 제조방법에 있어서, 이들 각 기능층을 얼라인할 때 기본적으로 해당층과 그 하층을 짝맞춤하고 포토리소그래피 시에는 해당층과 동일하게 얼라인 마크를 가져 가도록 하며, 이 과정에서 인쇄 및 소성에 의해 각 기능층에서 생기는 변형에 따른 얼라인 에러를 보정 및 보상을 하도록 하여 얼라인 에러를 줄인 플라즈마 디스플레이 패널 후면판 제조 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

도 1은 일반적인 교류형 PDP의 1셀의 단면 구성도

도 2는 종래의 인쇄 또는 패턴영역 및 얼라인 마크의 위치를 나타낸 도면

도 3A 내지 도 3D는 본 발명에 의한 PDP의 각 층별 제판상의 얼라인 마크를 나타낸 도면

도 4는 본 발명에 의한 인쇄 단계별 얼라인 흐름도

도 5는 인쇄 또는 소성 공정시 비틀림의 예를 나타낸 도면

도 6은 본 발명에 의한 포토 마스크의 구성을 나타낸 도면

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

10 : 전면 글라스 기판 12 : 유지전극

14 : 버스전극 16 : 전면 유전체층

18 : 산화마그네슘(MgO)층 20 : 후면 글라스 기판

22 : 하지층 24 : 어드레스 전극층

26 : 후면 유전체층 28 : 격벽층

30 : 적색 형광체 32 : 녹색 형광체

34 : 청색 형광체 36 : 실링 구조체

40 : 인쇄영역 또는 패턴형성영역

42 : 얼라인 마크 44 : 하지용 얼라인 마크

46 : 전극용 얼라인 마크 48 : 유전체용 얼라인 마크

50 : 적색 형광체용 얼라인 마크 52 : 녹색 형광체용 얼라인 마크

54 : 청색 형광체용 얼라인 마크

70 : n-1층 얼라인 마크 70' : n층 얼라인 마크

72 : n-1층 인쇄 또는 소성영역 종축 중심선

72' : n층 인쇄 또는 소성영역 종축 중심선

74 : n-1층 인쇄 또는 소성영역 횡축 중심선

74' : n층 인쇄 또는 소성영역 횡축 중심선

76 : 포지 패턴 78 : 포토 마스크 기판

80 : 네가 패턴

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 플라즈마 디스플레이 패널 후면판 제조 방법은,

적어도 글라스 기판위에 하지층, 전극층, 유전체층, 격벽층, 적색 형광체층, 녹색 형광체층, 청색 형광체층으로 구성되어 있고,

상기 하지층과 유전체층은 전면인쇄·건조·소성의 순으로 가공처리되고,

상기 전극층과 형광체층은 패턴인쇄·건조·소성의 순에 의한 가공처리, 또는 전면인쇄·건조·포토리소그래피·소성에 의한 가공처리중 어느 하나로 행하고,

상기 격벽층은 전면인쇄·건조·소성·포토리소그래피의 순으로 가공처리하도록 하는 플라즈마 디스플레이 패널 후면판 제조 방법에 있어서,

상기 전면인쇄 또는 패턴인쇄 공정시에는,

상기 하지층을 상기 글라스 기판과 얼라인하는 단계와,

상기 전극층을 상기 하지층과 얼라인하는 단계와,

상기 유전체층을 상기 전극층과 얼라인하는 단계와,

상기 격벽층을 상기 유전체층과 얼라인하는 단계와,

상기 적색, 녹색, 청색 형광체층을 순차적으로 상기 격벽층과 각각 얼라인하는 단계로 행하고,

상기 건조체 또는 소성체 위의 포토리소그래피 공정시에는,

상기 하지층과 동일한 얼라인 마크를 가지는 전극용 포토마스크로 상기 하지층과 얼라인하는 단계와,

상기 전극층과 동일한 얼라인 마크를 가지는 격벽용 포토 마스크로 상기 전극층과 얼라인하는 단계와,

상기 격벽층과 동일한 얼라인 마크를 가지는 형광체용 포토 마스크로 상기 격벽층과 얼라인하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 전면인쇄 또는 패턴인쇄는 상기 글라스 기판위에 적층된 어느 특정한 층을 n층이라고 하고 그 밑층을 n-1층이라고 할 때, 상기 n층의 인쇄는, n층에 해당하는 기능층을 더미인쇄하는 단계와, 상기 더미인쇄 위치를 얼라인용 카메라에 인식시키는 단계와, 상기 n-1층이 형성된 소성체를 투입하여 얼라인용 카메라에 그 위치를 인식시켜 상기 n-1층과 상기 n층을 얼라인하여 n층에 해당하는 기능층을 인쇄하는 단계를 포함한다.

그리고, 상기 인쇄에 의한 변형으로 각 상하층 사이의 얼라인 마크가 불일치할 경우, 상층의 인쇄영역 종축 및 횡축 중심선과 하층의 인쇄영역 종축 및 횡축 중심선을 일치시켜서 얼라인 보정을 한다.

또한, 상기 소성에 의한 변형으로 상기 전극층과 에칭용 격벽 포토 마스크와의 얼라인 마크가 불일치할 경우, 상기 전극층의 종축 중심선과 상기 에칭용 격벽 포토 마스크의 종축 중심선을 일치시켜서 얼라인 보정을 한다.

또한, 상기 소성에 의한 변형으로 상기 격벽층과 형광체층 포토 마스크와의 얼라인 마크가 불일치할 경우, 상기 격벽층의 종축 중심선과 상기 형광체층 포토 마스크의 종축 중심선을 일치시켜서 얼라인 보정을 한다.

상기 전극용 포토 마스크는 전극 유효부가 네가 패턴으로, 얼라인 마크부가 포지 패턴으로 형성되어 있으며, 상기 에칭용 격벽 포토 마스크는 격벽 유효부가 네가 패턴으로, 얼라인 마크부가 포지 패턴으로 형성되어 있다. 그리고, 상기 형광체용 포토 마스크는 형광체 유효부가 네가 패턴으로, 얼라인 마크부가 포지 패턴으로 형성되어 있다.

또한, 상기 에칭용 격벽 포토 마스크는 (총전극 패턴의 횡축길이 변화량÷총 격벽 스트라이퍼 수) 만큼의 변형량을 전체 격벽 스트라이퍼들에 동일하게 분할 보정하여 전극 패턴과 격벽 패턴을 얼라인 하도록 하는 단계를 포함하는 것이 바람직하다.

이하, 본 발명의 일실시예에 관하여 첨부도면을 참조하면서 상세히 설명한다.

또, 실시예를 설명하기 위한 모든 도면에서 동일한 기능을 갖는 것은 동일한 부호를 사용하고 그 반복적인 설명은 생략한다.

먼저, 본 발명에 의한 PDP 후면판 제조방법은 다음과 같다.

글라스 기판(20) 위에 하지용 페이스트를 하지제판 위에 올려놓고 스퀴지로 하지전면인쇄를 실시하여 하지층(22)을 형성하고, 이를 120∼180℃로 10∼20분정도 건조한후, 550∼600℃로 10∼60분 정도로 소성을 행한다.

이어 전극층(24)을 아래의 2가지 공정중 1가지로 행한다.

즉, 그 하나가 상기 하지 소성체에 전극용 페이스트를 전극용 제판 위에 올려놓고 스퀴지로 전극 패턴인쇄를 실시하여 전극층(24)을 형성하고, 이를 120∼180℃로 10∼20분정도 건조한후 500∼580℃로 10∼60분 정도로 소성을 행한다.

또다른 방법은 상기 하지 소성체에 전극용 유(U)브이(V) 페이스트를 전극용 제판위에 올려놓고 스퀴지로 전극 전면인쇄를 실시하여 전극층(24)을 형성하고 이를 120∼180℃로 10∼20분 정도 건조한후 UV 페이스트 전용 현상액을 사용하여 현상을 실시한후 550∼600℃로 10∼60분 정도로 소성을 행한다.

그후 유전체층(26)은 상기 전극층(24) 위에 유전체용 페이스트를 유전체 제판위에 올려놓고 스퀴지로 유전체 전면인쇄를 실시하여 유전체층(26)을 형성하고 이를 120∼180℃로 10∼20분정도 건조한후, 550∼600℃로 10∼60분 정도로 소성을 실시한다

이어 격벽층(28)은 상기 유전체층 소성체 위에 격벽용 페이스트를 격벽제판위에 올려놓고 스퀴지로 격벽 전면인쇄를 실시하여 격벽층(28)을 형성하고 120∼180℃로 10∼20분정도 건조한후, 다시 격벽층(28) 위에 격벽전면인쇄 공정, 건조 공정을 8∼10회 정도 실시한후 450∼650℃로 10∼30분 정도로 소성을 행한다

이어 상기 소성체 위에 포토레지스트를 형성하여 에칭용 포토 마스크로 노광 현상을 실시하고 전용 에칭액으로 에칭을 실시하여 격벽층(28)을 완성한다.

이어 형광체층(30,32,34)은 아래의 2가지중 1가지로 행한다.

그 하나가 상기 격벽 가공체 위에 적색(R) 형광체용 페이스트를 형광체 제판 위에 올려놓고 스퀴지로 적색(R) 형광체 패턴인쇄를 실시하여 적색(R) 형광체층(30)을 형성하고, 이를 120∼180℃로 10∼20분정도 건조한후 녹색(G) 및 청색(B) 형광체층을 순차적으로 상기와 동일하게 실시하여 적색(R), 녹색(G), 청색(B) 형광체층을 건조 완료하고, 이어 450∼490℃로 30∼60분 정도로 소성을 행한다

또다른 방법은 상기 격벽 가공체 위에 적색 형광체용 UV 페이스트를 적색 형광체용 제판위에 올려놓고 스퀴지로 적색 형광체 전면인쇄를 실시하여 적색 형광체층(30)을 형성하고, 이를 120∼180℃로 10∼20분정도 건조한후, 적색 형광체용 포토 마스크로 노광하고 전용 현상액으로 현상한후 녹색(G) 및 청색(B) 형광체층을 순차적으로 상기와 동일하게 실시하여 적색(R), 녹색(G), 청색(B) 형광체 층을 현상완료하고 이어 450∼490℃로 30∼60분 정도로 소성을 행한다

여기서 본 발명에 의한 PDP 후면판 제조방법에 있어서, 먼저 각 상하층 인쇄 및 소성 공정 진행에 따른 얼라인 방법을 도 3A 내지 도 3D를 참조하여 설명하기로 한다.

도 3A 내지 도 3D는 본 발명에 의한 각 층별 제판상 얼라인 마크의 예를 나타낸 것이다.

하지용 제판은 하지영역(22) 바깥에 1∼2개 하지용 얼라인 마크(44)가 형성되어 있으며, 이 얼라인 마크(44)와 글라스 기판(20)을 얼라인 한후, 하지용 페이스트를 하지제판 위에 올려놓고 스퀴지로 하지 전면인쇄를 글라스 기판(20) 위에 실시한다.(더미 인쇄(Dummy printing, 空인쇄))

이어 상기 더미(Dummy) 인쇄(空 인쇄)한 것을 얼라인용 카메라에 인식시키고 글라스 기판(20)을 투입하여 얼라인용 카메라가 상기 더미인쇄한 것을 인식한 내용과 얼라인하여 글라스 기판(20) 위에 하지 전면인쇄를 실시한다. 즉 도 4에 나타낸 바와 같은 방식으로 전극층(24), 유전체층(26), 격벽층(28), 형광체층(30,32,34)까지 적용하여 진행하게 된다.

여기서, 각층별 얼라인마크 및 짝맞춤은 도 3에 표시한 바와 같이, 전극층(24)은 1∼5개 정도의 얼라인 마크를 가지고 그중 1∼2개 정도의 얼라인 마크를 하지층(22) 얼라인 마크와 동일하게 표시하여(도 3A, 도 3B) 짝맞춤을 하고, 유전체층(26)은 1∼2개 정도의 얼라인마크를 가지고 그중 1∼2개 정도의 얼라인마크를 전극층(24) 얼라인마크와 동일하게 표시하여(도 3B, 도 3C) 짝맞춤을 하고, 격벽층(28)은 1∼5개 정도의 얼라인마크를 가지고 그중 1∼2개 정도의 얼라인마크를 상기 유전체층(26)과 동일하게 표시하여(도 3C, 도 3D) 짝맞춤하고, 형광체층(30,32,34)은 적색(R), 녹색(G), 청색(B) 형광체 별로 각각 1∼5개 정도의 얼라인마크를 가지고 그중 1∼2개 정도의 얼라인마크를 상기 격벽층(28)과 동일하게 표시하여(도 3D) 각각 짝맞춤을 실시한다.

여기서, 포토리소그래피(Photo Lithograpy)로 진행하는 공정, 즉 전극층(24), 격벽층(28), 형광체층(30,32,34) 포토리소그래피 시에는 각각의 포토마스크는 다음과 같이 짝맞춤 및 얼라인을 실시한다.

즉, 전극층(24)은 전극 포토마스크에 해당 하지층과 동일한 얼라인마크 및 개수를 표시하여 해당 하지층과 짝맞춤을 하여 얼라인하고, 격벽층(28)은 격벽 포토마스크에 해당 전극층과 동일한 얼라인마크 및 개수를 표시하여 해당 전극층과 짝맞춤을 하여 얼라인하고, 형광체층(30,32,34)은 적색(R), 녹색(G), 청색(B) 형광체 포토마스크 각각에 해당 격벽층과 얼라인마크 및 개수를 표시하여 해당 격벽층과 각각 짝맞춤을 하여 얼라인한다.

그런데, 각 상하층 인쇄 및 소성공정 진행에 따라 해당층의 얼라인을 실제로 행할 경우 다음과 같은 여러 문제점이 발생하여 얼라인 보정을 실시하지 않을 수 없다.

즉, 실제 인쇄 작업시 각각 해당층의 스크린 제판의 스크린 텐션 변화, 사용 페이스트의 롯트별 특성 및 사용중 점도변화, 스크린 프린터의 기계적인 오차 등이 발생하여 각 상하층의 얼라인이 설계, 또는 제판에 형성된 얼라인마크를 기준하여 상하좌우로 틀어지게 된다.

또한, 소다 라임 글라스 위에 형성된 각 층은 대부분 500℃가 넘는 열처리를 행하게 되므로 해서 변형이 일어나 상기 언급한 변형이 인쇄에 의한 변형과는 별개로 발생한다.

따라서 인쇄 및 소성에 의한 변형에 따라 얼라인 보정을 실시해야 한다.

먼저, 인쇄에 의한 변형의 경우 도 5에 표시된 바와 같이 각 상하층 사이의 짝맞춤하는 얼라인마크들(70,70')이 한 지점에서 네 지점 사이에 1개∼4개 얼라인마크 불일치(짝맞춤하는 상하의 얼라인마크를 각각 1개씩만 하는 경우)에 따른 경우의 수 만큼 얼라인 불일치가 일어날 수 있다. 따라서 하지층에서 형광체층 사이의 인쇄 얼라인 불일치에 대응하여 균일하게 후면판 전체로 얼라인 할 수 있는 최상의 방법은 각 상하층의 인쇄 영역 종축 중심선(72,72')과 횡축 중심선(74,74') 끼리를 맞추는 것이다.

이렇게 함으로써, 얼라인 불일치에 대해 동일량으로 최대한 균등하게 얼라인 보정을 쉽게 할 수 있다.

이어 소성에 의한 변형의 경우, 특별히 문제 될 수 있는 것은 포토리소그래피 공정에 있어서, 포토리소그래피 되는 대상과 해당 포토마스크의 얼라인 불일치이다. 좀더 상세히 말하면, 횡축 방향으로 기(旣) 패턴 형성층 위에 포토리소그래피를 하여 패턴을 형성하려는 공정에서 얼라인 보정을 할 필요가 있다는 것이다.(단, 하지층 위에 전극층을 포토리소그래피로 형성할 경우는 패턴 대 패턴 끼리의 얼라인 필요성이 상대적으로 떨어진다.)

즉, 전극층이 형성된 소성체 위에(보다 정확히는 유전체층 위에) 격벽 패턴을 형성하는 경우와 격벽층이 형성된 소성체 위에 형광체 패턴을 형성하는 경우이다.

먼저 전극층과 격벽층 사이의 관계를 보면, PDP 후면판 구조로 볼 때 격벽들 사이에 전극이 위치하는 관계로 격벽층 포토리소그래피시 전극층과 얼라인이 필요하다. 그런데, 통상 소다 라임 글라스로 된 글라스 기판 위에 하지 소성, 전극 소성, 유전체 소성, 격벽 소성의 순으로 열처리를 하는 경우 각 단계별로 소성을 거치게 될 때마다 본래의 글라스 기판 길이보다 짧아지는 열수축 현상이 일어나게 된다. 즉 표 1과 같은 결과를 얻을 수 있다.

(단위 : μm)

	하지 소성체	전극 소성체	유전체 소성체	격벽 소성체	비 고
최초 글라스 기판에서 단계별 적층후 글라스 횡축길이 수축량	-100∼-1000	-20∼-300	-20∼-300	-20∼-300

여기서,

1) 사용 기판 : 소다 라임 글라스로 두께는 2.8t, 크기는 40인치임.

2) 길이 측정 지점 : 전극 인쇄영역 바깥의 횡축 양 끝단부를 잇는 임의의 2지점

3) 각 단계별로 편차가 있는 것은 글라스 기판 하나하나 마다의 특성차에 기인한 것으로 표 1은 평균값임.

즉, 상기와 같이 각 단계별로 소성을 거치게 되면 글라스 기판은 수축이 일어나게 되며 이에따라 전극 패턴 형성 직후를 기준으로 격벽 소성을 거친 직후까지의 길이 수축량을 계산해 보면 -100∼-400μm 정도가 된다. 이를 40인치 VGA급의 단위 피치값인 420μm와 상관해 고려하면 전극과 격벽이 제대로 얼라인 될 수 없음을 증명한다. 더구나 단위 피치가 더 작은 VGA급 이상의 고해상도에서는 더욱더 얼라인 불일치가 일어날 수 있음을 쉽게 알수 있다.

이때, 패턴 형성 지역의 종축으로도 변형이 일어나나 종축 방향으로는 상호 얼라인 상관성이 약해 그 효과를 무시할 수 있다.

여기서, 격벽층과 형광체층의 경우는 전극층과 격벽층과의 관계와는 다르다.

즉, 격벽층은 스크린 프린트법 또는 샌드 블라스트법에 의한 경우와는 다르게 이미 소성이 완료된 상태에서 격벽 가공이 되므로, 상기와 같이 횡축방향으로의 열수축을 고려할 필요가 없다. 따라서 소성에 의한 열수축으로 횡축 방향에 대한 형광체 포토마스크의 얼라인 보정은 필요없다.

상기의 사실을 바탕으로 소성 변형에 대응한 얼라인을 보정하기 위한 방법은 다음과 같다.

먼저, 포토리소그래피 공정에 있어서, 각각 전극층, 격벽층, 형광체층 형성을 위해 각각의 포토 마스크와 포토레지스트가 코팅된 글라스 기판의 해당층과의 노광을 위한 얼라인 보정이 필요하다. 즉, 상기 언급한 변형에 의해, 정확하게 각 해당 얼라인 마크들이 일치하지 않기 때문에 인쇄에 의한 변형에 대응한 얼라인 보정과 마찬가지로 포토리소그래피 되는 대상과 해당 포토마스크의 횡축 및 종축 중심선과를 맞추어 보정하는 것이다.

그러나, 상기 언급한 바와 같이, 포토리소그래피 시에는 종축 방향으로의 상호 얼라인 연관성이 약하고 또한 횡축 방향으로의 변형에 대한 고려가 필요하므로, 실제적으로는 포토리소그래피 되는 대상의 종축 중심선과 해당 포토마스크의 종축 중심선과를 맞추어 보정하면 된다.

이때 얼라인을 위한 짝맞춤시 노광 공정에 있어서, 포토마스크의 네가(Nega) 또는 포지(Posi) 타입에 따라 얼라인 작업의 용이성이 문제된다.

즉 전극층, 격벽층, 형광체층의 패턴 노광시 통상 노광기에 해당 포토마스크를 고정하고 해당 노광 대상 기판을 거취대에 장착후 이동을 시켜 짝맞춤을 실시하게 되는데, 해당 포토마스크의 얼라인마크가 네가 패턴(Negative Pattern : 데이터가 있는 유효 폐도형 형상을 말함)(80)이 될 경우 해당 노광 대상 기판의 얼라인 마크와의 짝맞춤에 있어서, 얼라인마크 전체 크기가 식별이 잘 되지 않기 때문에 작업이 어렵게 된다. 따라서 해당 포토마스크의 얼라인마크는 도 6에 나타낸 바와 같이, 포지패턴(Positive Pattern : 데이터가 있는 유효 개도형 형상을 말함)(76)이 될 경우 상기 문제를 쉽게 해결 할 수 있다.

또한, 패턴 유효부는 얼라인마크와 반대로 네가 패턴(80)으로 해야만 포토리소그래피후 전극층, 격벽층, 형광체층이 제대로 형성될 수 있다.

따라서 해당 포토마스크의 패턴 유효부는 네가패턴(80)으로 얼라인마크부는 포지패턴(76)으로 실시하는 것이 가장 적합하다.

이어 상기 언급한 소성 변형에 의한 전극과 격벽의 얼라인 보정에 있어서, 에칭용 격벽 포토마스크는 상기 표 1에 나타낸 바와 같은 열수축을 감안하여 얼라인 보정을 실시해야 한다.

즉, 전극 패턴 형성후에서 격벽 형성후 사이의 수축량을 고려하여 에칭용 격벽 포토마스크내 스트라이퍼(stripe : 전극 또는 격벽 패턴에 있어서 패턴 집합체를 이루고 있는 전극 또는 격벽 단위체)들마다 보정값을 주어야 한다.

이를 주기 위한 방법으로 동일량 분할 및 부분 변형량 분할 등이 있으나 부분 변형량 분할은 격벽 전체 지역을 n등분 분할하여 각 분할 지역마다 분할지수 X 부분 변형량을 격벽 스트라이퍼에 보정할 수 있는 방법이나 그 보정값이 포토마스크의 패턴을 묘화하는 플로팅(plotting)기의 묘화한계 하한이기 때문에 적용이 어렵다. 따라서 동일량 분할을 적용하여 기(旣) 측정한 전극패턴의 단계별 소성처리시의 변형량을 평균한 즉 총전극 패턴 횡축길이 변화량을 총격벽 스트라이퍼수 만큼 나누어 변형량을 계산하고 이 값을 전체 격벽 스트라이퍼들에 동일하게 보정하게되면 가장 간단하게 또한 전극 및 격벽간 얼라인 오차범위내로 얼라인 보정이 가능해진다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명의 플라즈마 디스플레이 패널 후면판 제조 방법에 의하면, 각 기능층별 소성처리에 따른 소성횟수 증가로 인한 변형에 대응해 얼라인 보정이 가능하며, 인쇄상 발생하는 각종 얼라인 에러에 대응해 얼라인 보정 작업을 쉽게 할 수 있을 뿐만아니라 얼라인 에러 오차를 간단한 방법으로 쉽게 줄일수 있다. 또한, 스크린 프린팅과 포토리소그래피를 적절히 사용하고 특히 소성체를 화학 에칭해 격벽을 가공하는 공정을 포함하는 PDP 후면판 제조방법에 대응해 얼라인하는 방법에 있어서, 얼라인 작업을 효율화할 수 있으며 동시에 PDP 후면판 전체적으로 얼라인 불일치가 없는 양품을 만들 수 있다. 그리고 격벽층 소성처리후 격벽 얼라인을 할수 있기 때문에 스크린 프린팅법 및 샌드블라스터법 대비 격벽층 형성 전후 얼라인을 쉽게 할수 있는 매우 뛰어난 효과가 있다.

아울러 본 발명의 바람직한 실시예들은 예시의 목적을 위해 개시된 것이며, 당업자라면 본 발명의 사상과 범위 안에서 다양한 수정, 변경, 부가등이 가능할 것이며, 이러한 수정 변경등은 이하의 특허청구범위에 속하는 것으로 보아야 할 것이다.

Claims (9)

1. 적어도 글라스 기판위에 하지층, 전극층, 유전체층, 격벽층, 적색 형광체층, 녹색 형광체층, 청색 형광체층으로 구성되어 있고,

   상기 하지층과 유전체층은 전면인쇄·건조·소성의 순으로 가공처리되고,

   상기 전극층과 형광체층은 패턴인쇄·건조·소성의 순에 의한 가공처리, 또는 전면인쇄·건조·포토리소그래피·소성에 의한 가공처리중 어느 하나로 행하고,

   상기 격벽층은 전면인쇄·건조·소성·포토리소그래피의 순으로 가공처리하도록 하는 플라즈마 디스플레이 패널 후면판 제조 방법에 있어서,

   상기 전면인쇄 또는 패턴인쇄 공정시에는,

   상기 하지층을 상기 글라스 기판과 얼라인하는 단계와,

   상기 전극층을 상기 하지층과 얼라인하는 단계와,

   상기 유전체층을 상기 전극층과 얼라인하는 단계와,

   상기 격벽층을 상기 유전체층과 얼라인하는 단계와,

   상기 적색, 녹색, 청색 형광체층을 순차적으로 상기 격벽층과 각각 얼라인하는 단계로 행하고,

   상기 건조체 또는 소성체 위의 포토리소그래피 공정시에는,

   상기 하지층과 동일한 얼라인 마크를 가지는 전극용 포토마스크로 상기 하지층과 얼라인하는 단계와,

   상기 전극층과 동일한 얼라인 마크를 가지는 격벽용 포토 마스크로 상기 전극층과 얼라인하는 단계와,

   상기 격벽층과 동일한 얼라인 마크를 가지는 형광체용 포토 마스크로 상기 격벽층과 얼라인하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널 후면판 제조 방법.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 전면인쇄 또는 패턴인쇄는,

   상기 글라스 기판위에 적층된 어느 특정한 층을 n층이라고 하고 그 밑층을 n-1층이라고 할 때,

   상기 n층의 인쇄는, n층에 해당하는 기능층을 더미인쇄하는 단계와,

   상기 더미인쇄 위치를 얼라인용 카메라에 인식시키는 단계와,

   상기 n-1층이 형성된 소성체를 투입하여 얼라인용 카메라에 그 위치를 인식시켜 상기 n-1층과 상기 n층을 얼라인하여 n층에 해당하는 기능층을 인쇄하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널 후면판 제조 방법.
3. 제 1항에 있어서,

   상기 인쇄에 의한 변형으로 각 상하층 사이의 얼라인 마크가 불일치할 경우,

   상층의 인쇄영역 종축 및 횡축 중심선과 하층의 인쇄영역 종축 및 횡축 중심선을 일치시켜서 얼라인 보정을 하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널 후면판 제조 방법.
4. 제 1항에 있어서,

   상기 소성에 의한 변형으로 상기 전극층과 에칭용 격벽 포토 마스크와의 얼라인 마크가 불일치할 경우,

   상기 전극층의 종축 중심선과 상기 에칭용 격벽 포토 마스크의 종축 중심선을 일치시켜서 얼라인 보정을 하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널 후면판 제조 방법.
5. 제 1항에 있어서,

   상기 소성에 의한 변형으로 상기 격벽층과 형광체층 포토 마스크와의 얼라인 마크가 불일치할 경우,

   상기 격벽층의 종축 중심선과 상기 형광체층 포토 마스크의 종축 중심선을 일치시켜서 얼라인 보정을 하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널 후면판 제조 방법.
6. 제 1항 또는 제 4항에 있어서,

   상기 전극용 포토 마스크에서, 전극 유효부를 네가 패턴으로, 얼라인 마크부를 포지 패턴으로 형성시키는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널 후면판 제조 방법.
7. 제 1항 또는 제 4항에 있어서,

   상기 에칭용 격벽 포토 마스크에서, 격벽 유효부를 네가 패턴으로, 얼라인 마크부를 포지 패턴으로 형성시키는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널 후면판 제조 방법.
8. 제 1항 또는 제 5항에 있어서,

   상기 형광체용 포토 마스크에서, 형광체 유효부를 네가 패턴으로, 얼라인 마크부를 포지 패턴으로 형성시키는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널 후면판 제조 방법.
9. 제 1항에 있어서,

   상기 에칭용 격벽 포토 마스크는 (총전극 패턴의 횡축길이 변화량÷총 격벽 스트라이퍼 수) 만큼의 변형량을 전체 격벽 스트라이퍼들에 동일하게 분할 보정하여 전극 패턴과 격벽 패턴을 얼라인 하도록 하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널 후면판 제조 방법.