KR20000061236A - 플라즈마 표시장치의 전극 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 교류 구동형 플라즈마 표시장치의 전극 제조방법에 관한 것이다.

본 발명에 따른 플라즈마 표시장치의 전극 제조방법은 기판 상에 도금법을 이용하여 전극층을 형성시키는 단계와, 전극패턴 상에 산화/확산 보호막을 형성시키는 단계와, 전극층을 패터닝하는 단계를 포함한다.

본 발명에 의하면, 도금법을 이용하여 전극패턴을 형성함과 아울러 전극패턴 상에 산화/확산 보호막을 형성함으로써 전극패턴을 저저항화시킴과 아울러 미세패턴화시킬 수 수 있게 된다.

Description

플라즈마 표시장치의 전극 제조방법{Method For Fabricating Electrodes in Plasma Display}

본 발명은 플라즈마 표시장치의 제조방법에 관한 것으로, 특히 교류 구동형 플라즈마 표시장치의 전극 제조방법에 관한 것이다.

최근 들어 대형화에 유리한 플라즈마 디스플레이 패널(Plasma Display Panel : 이하 "PDP"라 함)에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. PDP는 통상 가스 방전 현상을 이용하여 화상을 표시하며, 크게 직류(DC) 구동형과 교류(AC) 구동형으로 대별된다. 교류 구동형 PDP는 직류방식에 비하여 저소비전력과 라이프 타임이 큰 장점이 있기 때문에 관심이 집중되고 있다.

도 1을 참조하면, 종래의 교류 구동형 PDP는 상부 유리기판(1)에 나란하게 형성되는 투명전극쌍(3)과, 투명전극쌍(3) 각각에 나란하게 형성되는 금속버스전극쌍(4)과, 유지전극쌍(3)과 금속버스전극쌍(4)을 포함하여 상부 유리기판(1) 상에 전면 증착되는 유전체층(5)과, 유전체층(5) 상에 전면 증착되는 MgO 보호막(6)과, 하부 유리기판(2) 상에 형성되는 어드레스 전극(7)과, 하부 유리기판(2)과 어드레스 전극(7) 상에 전면 증착되는 유전체층(8)과, 어드레스 전극(7)을 사이에 두고 하부 유리기판(2) 상에서 수직으로 형성되는 격벽(9)과, 유전체층(8)과 격벽(9)에 도포되어지는 형광체(10)를 구비한다.

투명전극쌍(3)과 금속버스전극쌍(4)은 어드레스 전극(7)과 직교되는 방향으로 배치된다. 어드레스 기간에 하나의 투명전극(3) 및 금속버스전극(4)은 어드레스 전극(7)과 대향방전된 후, 서스테인 기간에 투명전극쌍(3)과 금속버스전극(4) 사이에 면방전이 발생되어 방전을 유지시키게 된다. 금속버스전극쌍(4)은 투명전극쌍(3)이 저항률이 높은 인듐 틴 옥사이드(Indium Tin Oxide : ITO)로 이루어지기 때문에 이들 투명전극쌍(3)의 저항률을 줄이게 된다. 상부 유리기판(1) 상에 형성되는 유전체층(5)은 방전시 벽전하를 축적하여 방전 구동전압을 낮추는 역할을 하게 된다. MgO 보호층(6)은 방전에 의해 발생되는 스퍼터링(Sputtering)으로부터 투명전극쌍(3), 금속버스전극쌍(4) 및 유전체층(5)을 보호하는 역할을 하게 된다. 어드레스 전극(7)은 어드레스 기간에 하나의 투명전극(3) 및 금속버스전극(4)과 대향방전을 행함으로써 유전체층(5)에 벽전하를 형성하는 역할을 하게 된다. 하부 유리기판(2) 상에 형성되는 유전체층(8)은 방전으로부터 어드레스 전극(7)을 보호하는 역할을 한다. 격벽(9)은 상/하부 유리기판(1,2)과 더불어 방전셀 공간을 마련함과 아울러, 방전셀 간의 전기적·광학적 신호간섭(Crosstalk)를 방지하는 역할을 하게 된다. 상/하부 유리기판(1,2)과 격벽(9) 사이의 방전공간에는 He+Xe의 불활성 방전가스가 주입된다. 형광체(10)는 방전에 의해 발생된 진공 자외선에 의해 여기 및 천이되어 적색(R)·녹색(G)·청색(B) 중 어느 하나의 고유한 색의 가시광을 발생하게 된다.

금속버스전극쌍(3)은 전술한 바와 같이 투명전극쌍(3)의 저항을 감소시키는 역할로서, 저항증대에 의한 에너지 손실 및 신호지연등이 해결될 수 있도록 저저항 특성이 요구되고 있다. 또한, 금속버스전극쌍(3)은 전도율이 높은 금속물질로서 형광체(10)로부터의 가시광을 차단하여 개구율 및 휘도를 떨어 뜨릴 수 있기 때문에 미세 배선화되어야 하는 과제를 안고 있다.

금속버스전극쌍(3)은 도 2a 내지 도 2c에서와 같이 금속물질 형성, 포토 레지스트 패턴 형성, 에칭 및 포토레지스트 제거 공정에 의해 제조되고 있다. 먼저, 상부 유리기판(1) 상에 인듐 틴 옥사이드(ITO) 막(3a)을 전면 형성시키게 된다. 그 다음, 상부 유리기판(1) 위에는 도 2a에서와 같이 스퍼터링에 의해 Cr 층(4a), Cu 층(4b), Cr 층(4c)이 연속적으로 성막된다. 도 2b에서 Cr 층(4c) 위에는 포토레지스터 패턴(11)이 형성된다. 도 2c에서, 상부 유리기판(1)이 노광 및 식각된다. 그러면 포토레지스트 패턴(11) 이외의 부분에서 Cr 층(4a), Cu 층(4b), Cr 층(4c)이 제거된 후, 식각에 의해 포토레지스트 패턴(11)이 제거된다. 마지막으로, 인듐 틴 옥사이드막(3a)을 패터닝시켜 투명전극(3) 패턴을 형성시키게 된다.

그러나 종래의 전극 제조방법은 저저항화를 위하여 금속버스전극쌍(4)이 후막화가 되어야 하지만 두께가 두꺼워지는 만큼 스퍼터링 소요시간이 길어지게 되고, 스퍼터링의 특성상 스트레스(Stress)가 커지게 된다. 이러한 스트레스에 의해서 금속버스전극쌍(4)의 표면이 벗겨지는(peeling) 현상이 패턴 형성 중에 발생된다. 이러한 문제에 의해 종래의 전극 제조방법에 의해서는 Cu 층(4b)의 두께가 2μm 이내로, 폭이 100μm 이상으로 형성되고 있다. 반면, 투명전극쌍(3) 각각의 폭이 250 μm 으로 형성된다. 이에 따라, 금속버스전극쌍(4) 각각이 투명전극쌍(3) 점유공간에서 100 μm 이상을 점유하게 된다. 그 결과, 도 1에서 전극영역폭 W에서 금속버스전극쌍(3)은 1/3 이상을 차지하게 되어 그 만큼 가시광을 차단하게 되므로 개구율 및 휘도를 낮추게 하는 주요한 원인이 된다.

따라서, 본 발명의 목적은 전극이 저저항화되고 그 전극이 미세 전극배선으로 패터닝되도록 한 플라즈마 표시장치의 전극 제조방법을 제공하는데 있다.

도 1은 종래의 교류 구동형 플라즈마 표시장치를 나타내는 사시도.

도 2a 내지 도 2c는 종래의 전극 제조방법을 단계적으로 나타내는 단면도.

도 3a 내지 도 3i는 본 발명의 실시예에 따른 플라즈마 표시장치의 전극 제조방법을 단계적으로 나타내는 단면도.

＜ 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ＞

1 : 상부 유리기판 2 : 하부 유리기판

3,13 : 투명전극 3a,13a : 인듐 틴 옥사이드막

4,20 : 금속버스전극 4a,4c,14a : Cr 층

4b,14b : Cu 층 5,8 : 유전체층

6 : MgO 보호막 7 : 어드레스 전극

9 : 격벽 10 : 형광체

11 : 포토레지스트 패턴 15 : 감광성 수지패턴

16 : 구리 도금막 17 : 니켈 도금막

18 : 금도금막

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 플라즈마 표시장치의 전극 제조방법은 기판 상에 도금법을 이용하여 전극층을 형성시키는 단계와, 전극패턴 상에 산화/확산 보호막을 형성시키는 단계와, 전극층을 패터닝하는 단계를 포함한다.

상기 목적 외에 본 발명의 다른 목적 및 특징들은 첨부도면을 참조한 실시예에 대한 설명을 통하여 명백하게 드러나게 될 것이다.

이하, 도 3을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하기로 한다.

도 3a 내지 도 3i는 본 발명의 실시예에 따른 플라즈마 표시장치의 전극 제조방법을 단계적으로 나타내는 도면이다.

먼저, 상부 유리기판(1) 상에 인듐 틴 옥사이드(ITO) 막(13a)을 전면 형성시키게 된다. 그 다음, 도 3a에서와 같이 도금 시드층으로서 Cr 층(14a)과 Cu 층(14b)이 스퍼터링되어 상부 유리기판(1) 상에 연속적으로 성막된다. 여기서, Cr 층(14a)은 상부 유리기판(1)과 Cu 층(14b) 사이의 밀착력을 향상시키는 역할을 한다. 이 Cr 층(14a)은 Ti 층으로 대신될 수 있다. Cu 층(14b)은 후공정에서 구리 도금시에 구리 도금막이 성장되는 시드층 역할을 하게 된다. 도 3b에서, Cu 층(14b) 위에는 포토리소그라피 공정에 의해 감광성 수지패턴(15)이 형성된다. 도 3c에서, 황산구리용액을 기본으로 하는 도금액에 상부 유리기판(1)을 침전시켜 전기도금시키게 된다. 그러면 감광성 수지패턴(15) 사이의 Cu 층(14b) 노출부분에서는 구리 도금막(16a)이 성장되기 시작한다. 전기도금은 금속 도금막(16)이 원하는 높이로 될 때까지 계속된다. 금속 도금막(16)이 원하는 높이로 성장되면 감광성 수지패턴(15)과 Cu 층(14b)은 도 3d 및 도 3e에서와 같이 에칭에 의해 제거된다. 감광성 수지패턴(15)과 Cu 층(14b)이 제거되면 Cr 층(14a) 위에는 구리 도금막(16)만 남게 된다. 금속 도금막(16)은 감광성 수지패턴(15)에 따라 그 폭이 미세하게 형성될 수 있다. 도 3f에서, 상부 유리기판(1) 상에는 Ni이나 Ni을 포함한 합금으로 무전해도금된다. 그러면 무전해도금은 Cr 층(14a) 상에서는 잘되지 않으므로 니켈 도금막이 성장되지 않게 되는 반면, 구리 도금막(16) 표면에만 니켈 도금막(17)이 성장된다. 이 때, 니켈 도금막(17)은 구리 도금막(16)의 상면 및 측면에 균일하게 성막된다. 도 3g에서, 무전해도금을 실시하여 니켈 도금막(17) 표면에 Au을 성장시키게 된다. 이 때의 무전해도금 역시 Cr 층(14a) 위에는 잘 되지 않으므로 니켈 도금막(17) 표면에만 금도금막(18)이 성장된다. 여기서, 니켈 도금막(17)은 구리 도금막(16)과 금도금막(18) 간의 확산을 방지하는 역할을 하게 된다. 금도금막(18)은 유전체층(5)을 형성시키는 공정에서 유전체 페이스트 소성시 전극재료 즉, 구리의 산화를 방지하는 역할을 하게 된다. 금도금막(18)이 형성되면 도 3h에서 전극간 단락(Short)을 방지하도록 노출된 Cr 층(14a)이 식각에 의해 제거된다. 마지막으로, 도 3i에서와 같이 포토리소그라피공정에 의해 인듐 틴 옥사이드막(3a)을 패터닝하여 투명전극(13)을 형성시키게 된다.

본 발명에 의해 형성되는 금속버스전극(20)은 전기 도금법을 이용하여 그 폭 We이 30∼100 μm 정도이며 두께 Te는 5 μm로 형성된다. 여기서, 니켈 도금막(17)과 금도금막(18)의 두께는 대략 1 μm 정도로 형성된다.

이와 같이 형성된 금속버스전극(20)의 비저항은 2 μΩcm로 종래의 전극 제조방법에 의해 형성되는 금속버스전극(20)의 그것이 2.5∼3 μΩcm인데 비하여, 대폭 향상됨이 확인되었다. 여기서, 비저항은 라인상의 전극패턴으로부터 측정되는 저항값이다.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 플라즈마 표시장치의 전극 제조방법은 도금법을 이용하여 전극패턴을 형성함과 아울러 전극패턴 상에 산화/확산 보호막을 형성함으로써 전극패턴을 저저항화시킴과 아울러 미세패턴화시킬 수 있게 된다. 이에 따라, 본 발명에 따른 전극 제조방법에 의해 형성된 전극패턴은 형광체로부터의 가시광차단을 최소화하여 개구율을 향상시킴과 아울러 발광효율을 적어도 30% 이상 향상시킬 수 있게 된다.

이상 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 발명의 기술사상을 일탈하지 아니하는 범위에서 다양한 변경 및 수정이 가능함을 알 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 기술적 범위는 명세서의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허 청구의 범위에 의해 정하여 져야만 할 것이다.

Claims (5)

1. 기판 상에 도금법을 이용하여 전극층을 형성시키는 단계와,

   상기 전극패턴 상에 산화/확산 보호막을 형성시키는 단계와,

   상기 전극층을 패터닝하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 표시장치의 전극 제조방법.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 전극층을 형성시키는 단계는 상기 기판 상에 밀착력 향상층을 전면 형성시키는 단계와,

   상기 밀착력 향상층 상에 도금 시드층을 전면 형성시키는 단계와,

   상기 도금 시드층 상에 감광성 수지패턴을 형성시키는 단계와,

   전기도금에 의해 상기 도금 시드층 위에 전극재료층을 성장시키는 단계와,

   상기 감광성 수지패턴을 제거하는 단계와,

   상기 도금 시드층을 제거하는 단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 표시장치의 전극 제조방법.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 산화/확산 보호막을 형성시키는 단계는 무전해도금에 의해 상기 전극패턴 상에 확산방지 보호막을 형성시키는 단계와,

   무전해도금에 의해 상기 확산방지 보호막 표면에 산화방지 보호막을 형성시키는 단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 표시장치의 전극 제조방법.
4. 제 2 항에 있어서,

   상기 밀착력 향상층은 Cr, Ti 중 어느 하나를 포함하며,

   상기 도금 시드층과 전극재료층은 Cu를 포함하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 표시장치의 전극 제조방법.
5. 제 3 항에 있어서,

   상기 확산방지 보호막은 Ni을 포함하며,

   상기 산화방지 보호막은 Au을 포함하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 표시장치의 전극 제조방법.