KR20010107190A - 방전을 이용한 디스플레이 패널의 격벽형성방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 방전을 이용한 디스플레이 패널의 격벽형성방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 고온공정이 배제된 방전을 이용한 디스플레이 패널의 격벽형성방법에 관한 것이다. 본 발명의 격벽형성방법은, 금속의 알루미늄을 증착시켜서, 에칭하여 격벽을 형성한 후, 양극산화기법을 이용하여 알루미늄을 산화물로 변화시켜서 절연체를 형성하여 격벽을 형성한다. 따라서 본 발명은 격벽 형성을 위한 고온의 소성공정이 배제되므로서, 기판의 뒤틀림을 방지하고, 전극 형성 및 유전층의 합착온도를 낮추면서 제조를 쉽게 하는 효과를 얻을 수 있다.

Description

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

본 발명은 방전을 이용한 디스플레이 패널의 격벽형성방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 소성공정이 배제된 방전을 이용한 디스플레이 패널의 격벽형성방법에 관한 것이다.

플라즈마 디스플레이 패널은, 상판과 하판 사이에 유지전극과 어드레스전극을 매트릭스 형태로 형성하여 화소를 구동하고, 상기 전극 사이에서 방전을 일으키면서 발생한 자외선을 이용하여 화상을 구현하는 평판 디스플레이 장치이다.

즉, 상기 플라즈마 디스플레이 패널은 상판과 하판 사이에서 방전을 발생시키며, 이러한 방전이 발생되기 위하여 상판과 하판 사이에 방전공간이 형성된다.

다음은 종래 플라즈마 디스플레이 패널의 구조를 간단하게 살펴본다.

종래의 플라즈마 디스플레이 패널의 상판구조는 도 1에 도시하고 있는 바와 같이, 상부기판(50)의 동일면 상에 일정한 폭과 높이를 갖는 한쌍의 유지전극(45)을 형성하고, 상기 유지전극(45)을 절연하고, 유지방전시 낮은 전압으로도 방전을 시킬 수 있도록 방전시 여기된 전하들을 보전하기 위한 유전체층(40)을 형성한 후, 상기 유전체층(40)을 보호하는 보호층(35)으로 구성되어 있다.

그리고 종래 플라즈마 디스플레이 패널의 하판구조는, 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 유전체층(20)을 형성하고,상기 유전체층(20)의 상부에 방전공간을 형성하고, 인접한 셀(Cell) 간의 크로스토크(Crosstalk) 현상을 방지하기 위한 격벽(30)을 형성하며, 상기 격벽(30)의 측벽과 유전체층(20) 상부에 형광체층(25)을 형성하고 있다.

따라서 이렇게 구성되는 하판과 상판을 밀착시키면, 상기 하판과 상판 사이에 상기 격벽(30)에 의해서 형성된 방전공간(55)이 구성된다. 상기 방전공간(55)에 네온가스, 제온가스, 그리고 헬륨가스 등의 방전을 위한 가스가 주입되어지면, 최종적인 플라즈마 디스플레이 패널의 단위 셀이 형성되어진다.

이와 같은 구조를 갖는 플라즈마 디스플레이 패널은 다음과 같이 방전이 일어난다.

상기 유지전극(45)과 어드레스전극(15)에 전위차가 발생 가능하도록 전압을 인가하면, 초기 방전이 일어나고, 이후 상기 방전공간(55)에서 상기 한쌍의 유지전극(45) 사이에서 면방전이 일어나면서 자외선이 발생한다. 이때, 자외선에 의해서 주위 형광체층(25)의 형광물질이 여기되면서 칼라 표시가 이루어진다.

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

즉, 플라즈마 디스플레이 패널의 방전은, 상기 방전공간(55)에서 일어난다. 상기 방전공간(55)은 격벽(30)에 의해서 형성되고 있다.

상기 격벽(30)은 앞서도 설명하고 있는 바와 같이, 레드(Red), 그린(Green),블루(Blue)의 각 칼라에 따른 방전영역을 분리할 목적으로 형성된다. 그리고 상기 격벽의 형성조건으로서 균일한 방전공간을 확보하고, 크로스 토크(Cross talk)를 방지할 수 있는 격벽의 높이와 폭의 균일성이 확보되는 최적의 공정조건 설정을 필요로 한다.

특히, 매우 높은 해상도를 요구하는 고해상도의 플라즈마 디스플레이 패널에서는 상기 제작 가능한 격벽의 폭이 결과적으로 플라즈마 디스플레이 패널의 휘도와 발광효율을 결정짓기 때문에, 미세한 폭의 격벽 제작공정은 플라즈마 디스플레이 패널에서 매우 중요하게 작용한다.

다음은 일반적인 샌드 블라스트법에 의한 종래 플라즈마 디스플레이 패널의 격벽 제조방법을 설명하면서 종래 격벽제조의 문제점을 살펴본다.

첫째, 종래 플라즈마 디스플레이 패널에서 격벽제조를 위해서는 고온의 소성공정이 항상 이루어져야만 하였다.

샌드 블라스트법에 의한 격벽제조공정은, 우선 기판에 격벽 페이스트의 건조막을 형성한다. 그리고 건조막의 표면에 드라이 필름 레지스터(DFR)을 라미네이트한다. 상기 드라이 필름 레지스터를 노광, 현상하고, 상기 드라이 필름 레지스터 패턴을 마스크로서 샌드 브라스트한다. 이후, 드라이 필름 레지스터를 제거하고 소성하여, 완성된 격벽을 형성하게 된다.

상기 샌드 브라스트법에 의한 격벽제조 외에도 감광성 페이스트법, 아디티브법, 후막인쇄법 등에 있어서도 최종적으로 완성된 격벽을 형성하기 위해서는 소성공정이 항상 수행되었다. 이와 같은 소성공정은, 완전히 유기 수지를 제거하는 것과 함께, 그래스와 유사한 재질의 격벽재를 소성시켜 충분한 강도를 가지게 하기 위함이다.

그러나 상기 소성공정은 매우 높은 고온에서 수행된다는 문제점이 있다. 통상 유리와 같은 재질은 510도 이상부터 급격한 변형을 가져온다. 따라서 550도 이상에서 수행되는 상기 격벽의 소성공정으로 유리로 이루어진 기판 자체의 뒤틀림이 발생되면서 기설계된 패턴으로 패널이 형성되지 못하게 되는 문제를 일으키는 것이다.

또한, 상기 격벽의 형성을 위한 소성공정이 매우 고온에서 이루어지므로서, 제조가 매우 어려운 문제점을 수반하게 된다. 특히, 매우 높은 해상도를 요구하는 플라즈마 디스플레이 패널에서는 상기 격벽의 폭이 매우 미세하게 설계된다. 따라서 상기 미세하게 설계된 격벽이 기존의 소성온도를 이용한 소성공정으로 상판을 누르는 대기압의 기계적 강도를 견디도록 재료를 선정하기는 매우 어렵다.

둘째, 기준의 샌드 블라스트 공법을 이용하여 높은 해상도의 격벽을 형성하는 경우, 미세 패턴으로 이루어진 격벽 상부의 샌드 보호층이 쉽게 격벽 상부에서 샌드의 압력과 공기의 압력에 의하여 탈리되는 현상이 발생되는 문제점이 있다.

셋째, 종래에는 상기 격벽이 어드레스전극과 유전층이 형성된 후에 이루어지기 때문에, 상기 격벽의 소성공정온도는 상기 어드레스전극과 유전층의 형성을 위한 온도에도 영향을 미친다는 문제점이 있다.

즉, 종래의 플라즈마 디스플레이 패널은, 그래스(Glass)로 이루어진 하부기판(10) 상부에 셀을 선택적으로 선별하기 위한 어드레스전극(15)을스트라이프(Stripe) 형태로 세로로 형성시킨 후, 상기 어드레스전극(15)을 보호하고, 절연하기 위하여 상기 전극 전면을 유전층(20)으로 도포하고 있다. 그리고 상기 유전층(20) 상부로, 방전시 각 셀의 방전공간(55)을 만들기 위한 격벽(30)을 형성시키고 있다. 따라서 종래의 플라즈마 디스플레이 패널의 하판은, 하부기판(10) 상부에 격벽(30)이 형성하기 전에 어드레스전극(15)과 유전층(20)을 먼저 형성시켜야 하였다.

따라서 상기 하부기판(10) 상에 어드레스전극(15)과 유전층(20)을 형성시킬 때, 약 500도 이하에서 공정이 가능함에도 불구하고 상기 격벽(30) 형성을 위한 소성공정에서 약 550도 이상을 유지해야만 하기 때문에, 상기 격벽(30)의 형성 전에 하부기판(10) 상에 우선 형성해야 하는 어드레스전극(15)과 유전층(20)의 공정에서도 필요이상의 고온(약 550도 이상)을 유지해줘야하는 문제점이 발생되는 것이다.

또한, 상기 격벽(30) 형성을 위한 고온의 소성공정으로 인하여, 그래스로 이루어진 하부기판(10)의 뒤틀림이 발생되고, 결과적으로 기판 상에 이미 형성되고 있는 어드레스전극(15)의 위치가 변형되는 문제가 발생되는 것이다.

플라즈마 디스플레이 패널은, 각 셀간의 균일한 방전공간을 위해서는 격벽과 격벽의 중앙부와 패널에 형성되어 있는 어드레스전극과의 얼라인을 가능한 정확하게 하여야 한다. 그러나 상기와 같은 제조공법에 의한 어드레스전극의 위치 변형으로 얼라인(Align)에 문제가 발생되면서 공정 수율이 저하되어 제조비용이 상승되는 문제점을 발생시켰다. 특히, 종래 플라즈마 디스플레이 패널 제조시에 발생되는 얼라인의 문제는 매우 높은 해상도를 요구하는 플라즈마 디스플레이 패널에서는더욱 큰 문제점으로 예상된다.

따라서 본 발명의 목적은 매우 강성의 알루미늄을 이용하여 소성공정을 배제하여 격벽을 제조할 수 있는 방전을 이용한 디스플레이 패널의 격벽제조방법을 제공함에 있다.

도 1은 일반적인 방전을 이용한 디스플레이 패널의 구조도,

도 2는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 방전을 이용한 디스플레이 패널의 격벽 형성을 위한 공정도,

도 3은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 격벽 형성시의 순차 공정도,

도 4는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 방전을 이용한 디스플레이 패널의 격벽 형성을 위한 공정도,

도 5는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 격벽 형성시의 순차 공정도.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

100 : 기판 105 : 격벽재

110 : 포토 레지스터 120 : 격벽

125 : Al2O3 산화물

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 방전을 이용한 디스플레이 패널의 격벽제조방법은, 금속의 격벽재를 형성하는 단계와; 격벽 패턴을 형성하는 단계와; 에칭하는 단계와; 에칭된 금속격벽 외부에 산화물을 형성하는 단계를 포함하여 구성된다.

또한, 본 발명에 따른 방전을 이용한 디스플레이 패널의 격벽제조방법은, 기판에 드라이 필름 레지스터를 형성하는 단계와; 상기 드라이 필름 레지스터를 패턴하는 단계와; 금속격벽을 형성하는 단계와; 상기 드라이 필름 레지스터를 박리하는 단계와; 형성된 금속격벽 외부에 산화물을 형성하는 단계를 포함하여 구성된다.

본 발명은 상기 금속격벽을 형성하기 전에 접착력을 높이기 위한 매개층을 형성하는 단계를 더 포함하여 구성된다.

본 발명의 상기 금속격벽은, 산화가 가능한 금속재질을 이용하는 것을 특징으로 한다.

본 발명은 양극산화기법을 이용하여 상기 금속격벽의 표면을 산화시키는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 상기 금속격벽은, 알루미늄 또는 알루미늄 합금을 이용하는 것을 특징으로 한다.

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

도 2는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 방전을 이용한 디스플레이 패널의 격벽 제조를 위한 공정 순서도이다. 그리고 도 3은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 격벽 제조과정을 보여주는 순차 공정도이다.

우선, 격벽이 형성되기 위한 기판을 가공/세정하여, 일정크기의 기판(100)을 형성한 후, 상기 기판(100)의 상부에 격벽재(105)를 형성한다. 이때, 상기 격벽재(105)는 알루미늄(Al) 또는 알루미늄합금을 이용하여, 기판(100) 상부에 증착시킨다(제 200 단계). 이때, 도 1에 도시하고 있는 바와 같이, 상기 기판(100) 상부에 어드레스 전극 및 유전체층이 형성된 후에 격벽이 형성되는 구조에서는, 상기 기판(100)의 상부로 어드레스 전극 및 유전체층의 형성공정 후, 상기 알루미늄의 격벽재(105)가 형성되어야 할 것이다.

상기 제 200 단계에서 격벽재(105)가 기판(100) 상부에 형성되면, 격벽 패터닝을 수행한다(제 210 단계). 상기 제 210 단계는, 드라이 필름을 노광, 현상 한 후, 도 3의 두번째 공정에서와 같이, 격벽이 형성되야 할부분에는 드라이 필름(110)으로 마스크되고, 그 외의 격벽재 부분은 노출되어져, 형성될 격벽부분과에칭될 부분이 차별화되는 패터닝공정을 수행한다.

다음, 패터닝된 패널을 에칭시키면 또는 드라이 필름 패턴을 마스크로서 샌드 블라스트하면(제 220 단계), 도 3의 세번째 공정에서 보여지는 바와 같이, 격벽(120) 부분만이 남겨진 상태로 알루미늄의 격벽이 형성된다.

그리고 본 발명의 격벽형성을 위한 마지막 단계로서, 상기 알루미늄의 격벽 외부에 절연층을 형성하는 공정을 수행한다(제 230 단계).

상기 알루미늄은 금속재이고, 강한 도체의 성질을 가지고 있다. 그러나 상기 격벽은, 각 셀과 셀 사이의 방전영역을 분리할 목적으로 형성되기 때문에, 각 셀과 셀은 전기적으로 분리되어 있어야 한다. 따라서 본 발명은 알루미늄의 격벽이 형성된 후, 상기 알루미늄을 산화시켜서 상기 격벽(120) 외부에 부도체로 덮이도록 한다.

이를 위해서 본 발명은 알루미늄의 격벽(120)의 형성이 완료되면, 양극산화기법을 이용하여, 상기 알루미늄 상부에 부도체가 형성되도록 한다. 즉, 알루미늄(Al)에 전계를 걸어서 산 속에 놓아두면, 빠른 속도로 알루미늄(Al)의 표면 일부가 산화되어 Al2O3로 변화된다.

상기 Al은 강한 도전체이지만, 상기 산화물인 Al2O3는 부도체이다. 따라서 도 3의 마지막 단계에서 보여지고 있는 바와 같이, 알루미늄의 격벽(120) 상부에 부도체의 산화물(125)이 형성되어, 상기 격벽을 전기적으로 절연시키는 역할을 수행한다.

또한, 상기 제 230 단계에 의한 알루미늄의 격벽(120) 외부에 절연층(125)을형성하는 공정은, 별도의 절연물을 상기 격벽(120)의 상부에서 도포하여 형성하는 것도 가능하다.

또한, 상기 제 230 단계에 의한 알루미늄의 격벽(120) 외부에 절연층(125)을 형성하는 공정은, 상기 격벽(120)이 형성된 패널을 산화분위기에서 약 300도 이상에서 가열하여, 산화알루미늄으로 변화시키는 것도 가능할 것이다.

다음, 도 4는 본 발명의 제 2 실시예에 의한 방전을 이용한 디스플레이 패널의 격벽 형성방법을 도시하는 흐름도이다. 그리고 도 5는 도 4에 따른 공정도이다.

본 발명의 제 2 실시예는, 리프트 오프법(lift-off)으로 격벽을 형성하는 과정을 설명하고 있다.

즉, 기판(400) 상부에 드라이 필름 레지스터(410)를 형성하고(제 300 단계), 격벽이 형성되지 않을 부분에만 드라이 필름 레지스터(410)를 남기고, 격벽이 형성될 부분의 드라이 필름 레지스터(410)는 제거시키는 패터닝공정을 수행한다(제 310 단계).

따라서 도 5의 두번째에서 설명되고 있는 바와 같은 형상으로 드라이 필름 레지스터(410)가 패턴되면, 기판(400)과 형성될 격벽의 접착력을 높이기 위한 매개층(430)을 형성한다(제 315 단계). 상기 매개층(430)은, 접착력이 높은 Au, Ni, Cr을 이용하는 것이 바람직하다.

상기 제 315 단계에서 격벽이 형성될 부분에 매개층(430)이 형성되면, 다음은 알루미늄 또는 알루미늄 합금의 격벽(420)을 형성하고자 하는 격벽의 높이만큼증착시킨다(제 320 단계).

상기 제 320 단계에 의해서 알루미늄의 격벽(420)이 기판(400) 상부에 형성되면, 기판(400) 상부에 형성되고 있던 레지스터(410)를 박리하여, 도 5의 네번째 공정에서 도시되고 있는 바와 같이, 알루미늄 격벽(420)을 형성시킨다(제 330 단계).

그리고 마지막으로, 상기 알루미늄의 격벽(420)이 형성된 패널을 양극산화법을 이용하여 산화알루미늄으로 변화되도록 한다. 따라서 패널은 산화알루미늄으로 변화된 격벽(425)을 형성하게 되는 것이다.

이와 같이 하여, 본 발명은 기판 상부에 격벽을 형성함에 있어서 종래의 격벽 형성시에 수행되던 고온의 소성공정을 배제시켰다. 이것은 상기 격벽재로서 매우 강성의 알루미늄을 이용하기 때문이며, 종래와 같이 격벽으로서의 강성을 유지하기 위하여 고온의 소성공정을 수행할 필요가 없기 때문이다.

따라서 종래에서와 같이 격벽 소성공정에 따른 하부기판의 뒤틀림이 방지되면서 하판에 형성되어 있는 전극의 위치변형을 방지하게 되고, 더불어 상판과의 얼라인을 쉽게 조절할 수 있게 된다.

더불어 본 발명에서는 강성의 알루미늄 또는 알루미늄 합금으로 격벽을 형성하고 있다. 상기 알루미늄 합금은, 알루미늄의 압박으로 벗겨지는 것을 방지하기 위해서, 알루미늄에 Zr, Ti, Si 등을 첨가재로 하여 구성시키는 것이 바람직하다.

이상 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 격벽형성방법은, 격벽 형성할 때 고온의 소성공정을 배제하므로서 최초 설계시의 격벽사이의 상대위치를 유지하는 것이 가능하고, 전극 등의 형성에 있어서 공정이 간편하며 더불어 상하부기판 사이의 얼라인 조절이 쉬워지는 잇점을 얻을 수 있다.

특히, 본 발명의 격벽재로 사용하는 알루미늄은 구조적으로 강하고, 블랙 칼라를 갖는 것이 가능하다. 따라서 상기 격벽 자체에 의해서 셀과 셀 사이의 외부 반사광을 차단하는 효과를 갖게 되므로 콘트라스트를 향상시킬 수 있는 잇점이 있다.

Claims (6)

1. 금속의 격벽재를 형성하는 단계와;

   격벽 패턴을 형성하는 단계와;

   에칭하는 단계와;

   에칭된 금속격벽 외부에 산화물을 형성하는 단계를 포함하여 구성되는 방전을 이용한 디스플레이 패널의 격벽형성방법.
2. 기판에 드라이 필름 레지스터를 형성하는 단계와;

   상기 드라이 필름 레지스터를 패턴하는 단계와;

   금속격벽을 형성하는 단계와;

   상기 드라이 필름 레지스터를 박리하는 단계와;

   형성된 금속격벽 외부에 산화물을 형성하는 단계를 포함하여 구성되는 방전을 이용한 디스플레이 패널의 격벽형성방법.
3. 제 2 항에 있어서,

   상기 금속격벽을 형성하기 전 접착력을 높이기 위한 매개층을 형성하는 단계를 더 포함하여 구성되는 방전을 이용한 디스플레이 패널의 격벽형성방법.
4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 금속격벽은, 산화가 가능한 금속재질을 이용하는 것을 특징으로 하는 방전을 이용한 디스플레이 패널의 격벽형성방법.
5. 제 4 항에 있어서,

   상기 산화물의 도포는, 양극산화기법을 이용하여 상기 금속격벽의 표면을 산화시키는 것을 특징으로 하는 방전을 이용한 디스플레이 패널의 격벽형성방법.
6. 제 5 항에 있어서,

   상기 금속격벽은, 알루미늄 또는 알루미늄 합금을 이용하는 것을 특징으로 하는 방전을 이용한 디스플레이 패널의 격벽형성방법.