KR20030013783A

KR20030013783A - 플라즈마 디스플레이 패널의 전면기판 공정방법

Info

Publication number: KR20030013783A
Application number: KR1020010047967A
Authority: KR
Inventors: 권혁관; 구자권; 최정웅
Original assignee: 주식회사 유피디
Priority date: 2001-08-09
Filing date: 2001-08-09
Publication date: 2003-02-15

Abstract

본 발명은 플라즈마 디스플레이 패널의 전면기판에 형성되는 버스 흑색층과 블랙매트릭스 및 격벽 흑색층을 소정의 흑색 감광성물질을 이용하여 구성하되, 동일 공정단계에서 노광처리를 수행한 후 한번의 현상 및 소성공정을 수행하도록 함으로써, 패널의 제조공정을 단축시키고 여러번의 현상 소성공정에 따른 패널의 성능 저하를 방지할 수 있도록 된 플라즈마 디스플레이 패널의 전면기판 공정방법에 관한 것이다.

또한 본 발명에 따른 플라즈마 디스플레이 패널의 전면기판 공정방법은, ITO전극이 형성된 전면기판에 흑색의 감광성물질을 인쇄하고, 그 위에 버스 흑색층 및 블랙매트릭스 패턴, 또는 버스 흑색층과 블랙매트릭스 및 격벽 흑색층패턴을 노광처리하며, 노광처리된 흑색의 감광성물질 위에 버스 금속페이스트를 인쇄하여 버스 금속층패턴을 노광처리한 후 전면기판을 현상 및 소성처리하도록 구성되는 것을 특징으로 한다.

Description

플라즈마 디스플레이 패널의 전면기판 공정방법{Method of fabricating front-plate for a PDP}

본 발명은 플라즈마 디스플레이 패널에 관한 것으로, 특히 플라즈마 디스플레이 패널의 전면기판에 형성되는 버스 흑색층과 블랙매트릭스 및 격벽 흑색층을 흑색의 감광성물질을 이용하여 노광처리를 수행한 후 한번의 현상 및 소성공정을 수행하여 전면기판을 제조하도록 함으로써, 패널의 제조공정을 단축시키고 여러번의 현상 및 소성공정에 따른 패널의 성능 저하를 방지할 수 있도록 된 플라즈마 디스플레이 패널의 전면기판 공정방법에 관한 것이다.

플라즈마 디스플레이는 기체 방전시에 발생되는 플라즈마로부터 형광체를 자극시켜 빛을 발생하여 소정 문자나 그래픽을 표시하도록 된 디스플레이 소자로서, 현재 활발히 연구되고 있는 LCD(Liquid Crystal Display), FED(Field Emission Display), ELD(Electro Luminescence Display)와 같은 여러 분야의 평판형 디스플레이 중에서도 특히 대형화에 적합하다는 장점을 갖고 있다.

도1은 일반적인 면방전 AC 플라즈마 디스플레이 패널의 구조를 개략적으로 나타낸 도면이다.

도1에 도시된 바와 같이, 플라즈마 디스플레이 패널은 전면기판(1)과 배면기판(2)이 진공 합착되어 패널부를 이루며, 전면기판(1)측에는 유지방전을 위한 복수의 유지전극(3), 방전전류를 제한하는 유전층(4) 및 이 유전층(4)을 보호하기 위한 보호층(5)이 순차적으로 형성되어 있으며, 배면기판(2)측에는 유지전극(3)과의 사이에 어드레스방전을 일으키기 위한 어드레스 전극(6), 복수의 방전공간을 형성시키는 스트라이프 타입의 격벽(7) 및 R,G,B의 형광막(8)이 형성되어 있다.

이러한 상태에서 상기 방전공간에 아르곤과 같은 불활성 가스를 채우고, 이후 유지전극(3)과 어드레스전극(6)에 소정 구동전압을 인가하게 되면 해당 방전공간의 불활성가스가 플라즈마 상태로 됨과 동시에 진공 자외선이 발생되고, 이 자외선이 형광막(8)을 여기시켜 가시광을 발생시킴에 따라 셀의 발광 즉 화상이 표시되게 된다.

여기서 상기 유지전극(3)은 광투과율의 향상을 위해 투명한 ITO물질로 형성하게 되므로, 이를 통상 ITO전극(9)이라 한다. 그런데 이 ITO전극(9)은 투명하기 때문에 휘도 향상 효과는 있으나 전기전도성이 낮아 전압이 인가되는 첫 부분과 마지막 부분 사이에 전압강하가 일어나 원하는 신호의 표시를 하지 못하게 되는 문제가 있다. 이에 일반적으로 ITO전극(9)의 상면에 전기전도성이 높은 금속재질의 전극, 즉 버스전극(10)을 형성하게 된다.

이때 상기 버스전극(10)은 일반적으로 알루미늄(Al)이나 은(Ag)을 사용하게 되는데, 이는 백색을 나타내므로 패널의 콘트라스트 특성을 향상시키기 위해 일반적으로 ITO전극(9)과 버스전극(10)사이에 흑색층(도시되지 않음)을 형성하게 된다.

또한, 최근에는 패널구동시 발생되는 방전셀간의 간섭현상으로 인해 패널의 콘트라스트가 저하되는 것을 방지하기 위해 방전 공간을 제외한 버스전극 사이에블랙매트릭스층을 형성하여 셀간의 광 차단역할을 행하도록 구성하고 있다.

도2는 종래 플라즈마 디스플레이 패널의 전면기판(1) 공정과정을 설명하기 위한 도면이다.

우선, 전면기판(1)에 ITO전극(9)을 형성하고 그 위에 버스 흑색층 페이스트(11)와 버스 금속층페이스트(12)를 순차적으로 도포한다(A, B). 그리고 버스전극패턴 포토마스크를 대고 자외선(UV)에 노광시킨 후, 현상액을 통해 현상함으로써 흑색층(10₁)과 금속층(10₂)로 구성되는 버스전극(10)을 형성한다(C, D).

이후, 상술한 바와 같이 ITO전극(9) 상부에 버스전극(10)이 형성된 상태에서, 블랙매트릭스 페이스트(14)를 도포하고(E), 블랙매트릭스 패턴의 포토마스크(15)를 이용하여 노광하고 현상처리함으로써, 버스전극(15)간에 소정 블랙매트릭스(16)를 형성하게 된다(F,G).

즉 종래에는 플라즈마 디스플레이 패널의 전면기판(1)에 버스전극(10)을 형성한 후 블랙매트릭스(16)를 형성하게 된다. 그런데 버스전극(10)이 형성된 상태에서 블랙매트릭스(16) 형성을 위해 현상하는 과정을 수행하게 되면, 이 블랙매트릭스(16) 형성과정에서 도3에 도시된 바와 같은 언더컷(under cut)현상(a) 및 에지컬(edge curl)현상(b)이 발생하게 되어 유전체 인쇄공정 중 패널을 오염시키고 유전층과의 사이에 기포를 발생시켜 패널의 안정적인 구동을 방해하는 문제가 발생하게 된다.

또한, 패널의 콘트라스트를 향상시키기 위한 방법으로 최근에는배면기판(2)에 형성되는 백색의 격벽(7) 상부에 흑색층을 형성하여 패널을 구성하고 있다.

이는 도4에 도시된 바와 같이, 패널의 배면기판(2)에 어드레스전극(6) 및 화이트백층(21)을 형성한 후, 격벽페이스트(22) 및 흑색페이스트(23)를 순차적으로 도포한다(H,I). 그리고 이 흑색페이스트(23) 위에 드라이필름 레지스터(DFR : Dry Film Resist)(24)를 라미네이팅(Laminating)하여 격벽패턴이 형성된 포토마스크(25)를 사용하여 노광하고 현상하여 패턴을 형성한다(J,K). 이어, 드라이필름 레지스터 스트립(DFR Strip) 즉, 샌드블러스트과정을 거쳐 흑색층(23)과 격벽층(22)으로 구성되는 격벽(7)을 완성하게 된다(L).

그러나 상기한 경우에 있어서 격벽의 상부에 격벽성분과 다른 성분으로 구성되는 흑색층(23)을 형성함에 따라 하층부와의 밀착도를 떨어뜨리는 박리현상이 나타나게 되는 문제가 발생되게 된다. 또한 격벽 흑색층은 격벽의 상부에 형성되는 것으로 격벽과 동일한 넓이를 갖도록 규정되게 된다. 따라서 빛의 발광 개구율 상황에 따라 격벽 흑색층의 넓이를 조절한다는 것이 불가능하다는 한계가 있게 된다.

이에 본 발명은 상기한 사정을 감안하여 창출된 것으로, 플라즈마 디스플레이 패널의 버스 흑색층과 블랙매트릭스를 흑색의 감광성물질로 동일 레벨의 공정단계에서 노광처리하고, 버스 금속전극을 노광처리하며, 노광처리된 전면기판에 대해 한 번의 현상공정과 소성 공정을 수행하도록 함으로써, 패널의 공정과정을 단축시킴과 더불어 블랙매트릭스 형성에 따른 버스전극의 손상 및 패널의 오염을 방지하여 결과적으로 패널의 콘트라스트 및 가격 경쟁력을 향상시키도록 함에 그 기술적 목적이 있다.

또한 패널의 배면기판에 형성되는 격벽 상부의 흑색층을 패널의 전면기판에 형성하되, 블랙매트릭스와 동일한 흑색의 감광성물질로 블랙매트릭스 노광처리시 동일 레벨의 공정단계에서 노광처리를 수행하도록 함으로써, 패널의 공정과정을 단축시켜 생산성의 향상과 패널의 제조단가를 절감할 수 있도록 함에 또 다른 목적이 있다.

도1은 일반적인 플라즈마 디스플레이 패널의 구성을 개략적으로 나타낸 도면.

도2는 도1에 도시된 전면기판(1)의 제조공정을 설명하기 위한 도면.

도3은 도2에 도시된 공정에 따른 언더컷 및 에지컬현상을 나타낸 도면.

도4는 도1에 도시된 배면기판(2)의 격벽형성공정을 설명하기 위한 도면.

도5는 본 발명의 제1 실시예에 따른 플라즈마 디스플레이 패널의 전면기판 공정과정을 설명하기 위한 도면.

도6은 본 발명의 제2 실시예에 따른 플라즈마 디스플레이 패널의 흑색패턴형상을 나타낸 도면.

****** 도면의 주요부분에 대한 간단한 설명 ******

1 : 전면기판, 2 : 배면기판,

3 : 유지전극, 4 : 유전층,

5 : 보호층, 6 : 어드레스전극,

7 : 격벽, 8 : 형광층,

9 : ITO전극, 10 : 버스전극,

51 : 흑색의 감광성페이스트, 52 : 흑색 패턴 포토마스크,

53 : 버스 금속페이스트, 54 : 버스 금속층패턴 포토마스크.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제1관점에 따른 플라즈마 디스플레이 패널의 전면기판 공정방법은, ITO전극이 형성된 전면기판에 흑색의 감광성물질을 인쇄하는 제1단계와, 제1단계에서 인쇄된 흑색의 감광성물질 위에 버스 흑색층 및 블랙매트릭스 패턴을 노광처리하는 제2단계, 제2단계를 수행한 흑색의 감광성물질 위에 버스 금속페이스트를 인쇄하는 제3단계, 제3단계에서 인쇄된 버스 금속페이스트 위에 버스금속 패턴을 노광처리하는 제4단계 및, 제4단계를 수행한 전면기판을 현상 및 소성처리하는 제5단계를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

또한 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제 2관점에 따른 플라즈마 디스플레이 패널의 전면기판 공정방법은, ITO전극이 형성된 전면기판에 흑색의 감광성물질을 인쇄하는 제11단계와, 11단계에서 인쇄된 흑색의 감광성물질 위에 버스 흑색층과 블랙매트릭스 및 격벽 흑색층 패턴을 노광처리하는 제12단계, 12단계를 수행한 흑색의 감광성물질 위에 버스 금속페이스트를 인쇄하는 제13단계, 13단계에서인쇄된 버스 금속페이스트 위에 버스금속 패턴을 노광처리하는 제14단계 및, 14단계를 수행한 전면기판을 현상 및 소성처리하는 제15단계를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

즉 상기한 바에 의하면, 블랙매트릭스와 버스 흑색층 및 격벽 흑색층을 흑색의 감광성물질을 통해 노광처리를 수행한 후 버스 금속층을 노광처리하고, 노광처리된 전면기판에 대해 한 번의 현상 및 소성공정을 수행하여 플라즈마 디스플레이 패널의 전면기판을 구성함으로써, 공정과정을 단축시켜 플라즈마 디스플레이 패널의 생산성을 향상시킴과 더불어, 버스 금속전극의 손상을 방지하여 플라즈마 디스플레이 패널의 발광 품질을 향상시킬 수 있게 된다.

이어, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명에 따른 실시예를 설명한다.

도5는 본 발명의 제1 실시예에 따른 플라즈마 디스플레이 패널의 전면기판(50) 제조공정을 설명하기 위한 도면이다.

도5에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 플라즈마 디스플레이 패널의 제조공정은, 우선 전면기판(50)에 상호 소정 거리를 두고 나란하도록 ITO전극(9)을 형성한다.

이어 ITO전극(9)이 형성된 상측에 흑색의 감광성페이스트(51)를 소정회 인쇄한다(O). 이때 상기 흑색의 감광성페이스트(51)는 흑색의 띠면서도 약간의 도전성을 갖는 예컨대 산화니켈, 산화코발트, 산화크롬등의 성분을 포함하여 구성되어 종래 블랙매트릭스기능과 버스 흑색층의 기능을 수행할 수 있도록 된 물질로 구성하는 것이 바람직할 것이다.

그리고 버스 흑색층패턴과 블랙매트릭스 패턴을 형성하기 위한 흑색패턴 포토마스크(52)를 흑색의 감광성페이스트(51) 위에 위치시킨 후 자외선(UV)에 노출시켜 노광처리한다(P).

여기서, 상기 흑색패턴 포토마스크(52)를 통한 버스 흑색층 및 블랙매트릭스 패턴의 노광처리는 종래의 버스 흑색층 패턴의 포토마스크와 블랙매트릭스 패턴의 포토마스크를 각각 이용하여 노광처리하거나 또는 버스 흑색층 패턴과 블랙매트릭스 패턴이 합성된 형태의 흑색패턴을 갖는 포토마스크(52)를 이용하여 각각 또는 동시에 노광처리하도록 실시할 수 있다.

한편, 상기 버스 흑색층패턴과 블랙패트릭스 패턴의 노광공정 후(Q), 버스 금속페이스트(53)를 흑색의 감광성페이스트(51) 위에 인쇄한다(Q).

이어, 버스 금속페이스트(53) 위에 버스 금속층 패턴의 포토마스크(54)를 위치시킨 후 자외선(UV)에 노출시켜 노광처리한다(R).

그리고, 버스 금속층패턴이 노광처리 된 전면기판(50)을 소정의 현상액을 이용하여 현상처리함과 더불어 소정 온도 예컨대 540℃의 고온 소성처리를 수행한다(S).

이때 상기 전면기판(50)을 현상액에 현상하게 되면 노광처리시 포토마스크(54)에 의해 가려진 부분의 페이스트는 자외선에 의한 영향을 받지않게 되어 제거되고, 자외선에 노출된 부분만이 남아 소정 패턴을 형성하게 된다. 따라서, 본 발명에 따른 전면기판(50) 현상시에는 상기 (P)단계에서의 버스 흑색층과 블랙매트릭스 패턴 및 (R)단계에서의 버스 금속층 패턴의 노광처리에 따른 자외선노출부분만이 남아있게 된다.

그리고 본 발명에 따른 플라즈마 디스플레이 패널 공정방법을 통한 플라즈마 디스플레이 패널에 형성되는 블랙매트릭스(51₂)는 버스전극의 흑색층(51₁)과 동일한 높이를 갖게 된다.

이후, 버스전극과 블랙매트릭스가 형성된 전면기판(50)에 유전층(4) 및 보호층(5)을 순차적으로 형성함으로써, 플라즈마 디스플레이 패널의 전면기판(50)의 공정을 완료하게 된다.

즉 상기 실시예에 의하면 플라즈마 디스플레이 패널의 전면기판에 형성되는 버스전극의 버스 흑색층과 블랙매트릭스패턴을 노광처리한 후 버스전극의 금속층 패턴을 노광처리하고, 버스전극과 블랙매트릭스패턴이 노광처리된 전면기판을 현상 및 소성하게 된다.

따라서 버스전극 금속층의 손상을 방지할 수 있을 뿐 아니라 별도의 블랙매트릭스 형성을 위한 공정을 단축하여, 패널의 콘트라스트 저하를 방지함과 더불어 패널의 제조시간 및 제조비용을 절감할 수 있게 된다.

또한, 한 번의 현상 및 소성공정을 통해 버스전극 및 블랙매트릭스를 형성하게 됨으로써, 에지컬현상을 감소시키고, 이에 따라 유전층의 기포발생을 방지하여 결과적으로 성능이 우수한 플라즈마 디스플레이 패널을 생산할 수 있게 된다.

한편, 상기 실시예에 있어서는 버스 흑색층과 블랙매트릭스패턴을 노광처리한 후 버스 금속층을 노광처리하도록 실시하였으나, 버스 흑색층과 블랙매트릭스패턴 노광처리시 격벽 흑색층도 함께 노광처리하도록 실시하는 것도 가능하다.

즉 도5의 (P)단계 수행시 격벽 흑색층 패턴이 마스킹된 포토마스크(52)를 흑색 감광성 페이스트(51)위에 위치시켜 노광처리하게 된다. 도6은 플라즈마 디스플레이 패널의 전면기판(50)에 형성된 버스 흑색층(51₁)과 블랙매트릭스(51₂) 및 격벽 흑색층(51₃)의 패턴형상을 나타낸 도면이다.

이때 상기 (P)단계 수행시 흑색의 감광성페이스트(51) 위에 놓여지는 포토마스크(52)를 버스 흑색층과 블랙매트릭스 및 격벽 흑색층 패턴이 합성된 흑색패턴 형태로 구성하여, 한번의 노광처리로서 행하는 것이 가능하다.

또한 버스 흑색층과 블랙매트릭스 및 격벽 흑색층 패턴이 형성된 각각의 포토마스크를 이용하여 각각 또는 차례로 겹쳐 놓은 후 노광처리하도록 수행하는 것도 바람직할 것이다.

즉 상기한 바에 의하면, 플라즈마 디스플레이 패널의 배면기판(2)에 구성되는 격벽 흑색층을 패널의 전면기판(1)의 버스 흑색층 및 블랙매트릭스 공정시 수행하도록 함으로써, 플라즈마 디스플레이 패널의 제조공정을 단축시킬 수 있게 된다.

또한, 플라즈마 디스플레이 패널의 배면기판(2)에서 수행되어지는 격벽 흑색층을 전면기판 공정시 수행하게 됨으로써, 빛의 발광 개구율을 조절하고자 하는 경우 플라즈마 디스플레이 패널의 전면기판에 형성되는 격벽 흑색층 형성을 위한 포토마스트 패턴만을 변화시켜 노광처리하는 동작으로 간단히 처리될 수 있다. 이때 격벽 흑색층은 플라즈마 디스플레이 패널 배면기판에 형성되는 격벽의 위치에 대응되도록 형성하는 것이 바람직할 것이다. 예컨대 격벽을 중심으로 격벽 흑색층의 넓이를 조절하게 된다.

즉, 상기 실시예에 의하면 흑색의 감광성물질을 이용하여 버스 흑색층과 블랙매트릭스 및 격벽 흑색층을 노광하고, 이후 버스 금속층을 노광처리한 후 한 번의 현상 및 소성공정을 행하여 전면기판을 제조하도록 함으로써, 플라즈마 디스플레이 패널의 성능을 향상시킴과 더불어 제조공정 단축으로 인한 생산성을 향상시킬 수 있게 된다.

한편, 본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않고 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위내에서 다양하게 변형 실시하는 것이 가능하다.

이상 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면, 블랙매트릭스와 버스 흑색층 및 격벽 흑색층을 흑색의 감광성물질을 통해 노광처리를 수행한 후 버스 금속층을 노광처리하고, 노광처리된 전면기판에 대해 한 번의 현상 및 소성공정을 수행하여 플라즈마 디스플레이 패널의 전면기판을 구성함으로써, 공정과정을 단축시켜 플라즈마 디스플레이 패널의 생산성을 향상시킴과 더불어, 버스 금속전극의 손상을 방지하여 플라즈마 디스플레이 패널의 발광 품질을 향상시킬 수 있게 된다.

Claims

ITO전극이 형성된 전면기판에 흑색의 감광성물질을 인쇄하는 제1단계와,

제1단계에서 인쇄된 흑색의 감광성물질 위에 버스 흑색층 및 블랙매트릭스 패턴을 노광처리하는 제2단계,

제2단계를 수행한 흑색의 감광성물질 위에 버스 금속페이스트를 인쇄하는 제3단계,

제3단계에서 인쇄된 버스 금속페이스트 위에 버스금속 패턴을 노광처리하는 제4단계 및,

제4단계를 수행한 전면기판을 현상 및 소성처리하는 제5단계를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널의 전면기판 공정방법.
제1항에 있어서,

상기 제2단계는 버스 흑색층 패턴과 블랙매트릭스 패턴이 합성된 흑색 패턴의 포토마스크를 이용하여 노광처리하도록 하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널의 전면기판 공정방법.
제1항에 있어서,

상기 제2단계는 각각의 버스 흑색층 패턴의 포토마스크와 블랙매트릭스 패턴의 포토마스크를 이용하여 노광처리하도록 하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널의 전면기판 공정방법.
ITO전극이 형성된 전면기판에 흑색의 감광성물질을 인쇄하는 제11단계와,

제11단계에서 인쇄된 흑색의 감광성물질 위에 버스 흑색층과 블랙매트릭스 및 격벽 흑색층 패턴을 노광처리하는 제12단계,

제12단계를 수행한 흑색의 감광성물질 위에 버스 금속페이스트를 인쇄하는 제13단계,

제13단계에서 인쇄된 버스 금속페이스트 위에 버스금속 패턴을 노광처리하는 제14단계 및,

제14단계를 수행한 전면기판을 현상 및 소성처리하는 제15단계를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널의 전면기판 공정방법
제4항에 있어서,

상기 제12단계는 버스 흑색층 패턴과 블랙매트릭스 패턴 및 격벽 흑색층패턴이 합성된 흑색패턴의 포토마스크를 이용하여 노광처리하도록 된 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널의 전면기판 공정방법.
제4항에 있어서,

상기 제12단계는 각각의 버스 흑색층 패턴이 형성된 포토마스크와 블랙매트릭스 패턴이 형성된 포토마스크 및 격벽 흑색층패턴이 형성된 포토마스크를 이용하여 노광처리하도록 된 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널의 전면기판 공정방법.