KR20040072112A - 플라즈마 디스플레이 패널의 전극 형성방법 - Google Patents

Abstract

고정세의 균일한 패턴의 형성과 동시에 페이스트 재료의 손실을 억제하는데 적합한 플라즈마 디스플레이 패널의 전극 형성방법이 개시되어 있는 바, 본 발명의 플라즈마 디스플레이 패널의 전극 형성방법은, 스크린 마스크를 사용하여 기판 상에 전극용 감광성 페이스트를 인쇄하여 제1패턴을 형성하고 건조하는 단계; 포토마스크를 사용하여 상기 제1패턴의 일부를 노광하는 단계; 비노광된 상기 제1패턴의 부분을 현상 제거하여 제2패턴으로 형성하는 단계; 및 소성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

플라즈마 디스플레이 패널의 전극 형성방법{METHOD FOR FORMING ELECTRODE OF PLASMA DISPLAY PANEL}

본 발명은 플라즈마 디스플레이 패널(PDP : Plasma Display Panel)의 제조 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 패널의 전극을 형성하기 위한 방법에 관한 것이다.

통상적으로 플라즈마 디스플레이 패널은 복수개의 전극이 코팅된 두 기판사이에 방전 가스를 주입하여 봉입한 다음, 전극에 전압 펄스를 가하여 각 방전 셀을 방전시키고 두 전극이 교차하는 점을 어드레싱하므로써 소망하는 숫자, 문자 또는 그래픽을 구현하는 화상 표시 장치를 말한다.

플라즈마 디스플레이 패널은 방전 셀에 인가하는 구동 전압의 형식, 예컨대 방전 형식에 따라 직류형과 교류형으로 분류하고, 전극들의 구성 형태에 따라 대향 방전형 및 면 방전형으로 구분할 수 있다.

직류형 플라즈마 디스플레이 패널은 모든 전극들이 방전 공간에 노출되는 구조로서, 대응 전극들 사이에 전하의 이동이 직접적으로 이루어진다. 반면에, 교류형 플라즈마 디스플레이 패널은 적어도 한 전극이 유전체층에 매립되고, 대응하는전극들 사이에 직접적인 전하의 이동이 이루어지지 않는 대신에, 유전체층 표면에 방전에 의하여 생성된 이온과 전자가 부착하여 벽 전압(wall voltage)를 형성하고, 유지 전압(sustaing voltage)에 의하여 방전 유지가 가능하다.

한편, 대향 방전형 플라즈마 디스플레이 패널은 단위 화소마다 어드레스 전극과 주사 전극이 대향하여 마련되고, 두 전극간에 어드레싱 방전 및 유지 방전이 일어나는 방식이다. 반면에, 면 방전형 플라즈마 디스플레이 패널은 각 단위 화소마다 어드레스 전극과 그에 해당되는 X 및 Y전극이 마련되어 어드레싱 방전과 유지 방전이 발생하게 되는 방식이다.

도 1a 및 도 1b는 통상적인 면 방전형 플라즈마 디스플레이 패널의 사시도로서, 이를 통해 플라즈마 디스플레이 패널의 제조 공정을 개략적으로 살펴보면 다음과 같다.

전면 기판(110)이 마련되고, 상기 전면 기판상에 다수개의 X-전극 및 Y-전극을 형성시킨다. X-전극 및 Y-전극은 각각 투명전극(114)과 버스전극(112)로 구성된다. 이어서 X-전극 및 Y-전극들을 매립하도록 유전체층(116)을 형성한다. 상기 유전체층 상에는 예컨대 MgO막과 같은 보호막(118)을 형성시킨다.

한편, 상기 전면 기판과 대향되는 배면 기판의 경우에는 상기 배면 기판(102)상에 어드레스 전극(104)을 형성시킨다. 이 어드레스 전극은 유전체층(106)에 의하여 매립되고 유전체층 상에는 어드레스 전극과 나란한 방향으로 격벽(108)이 형성되고, 격벽의 내측으로는 적,녹,청색의 형광체층(120a, 120b, 120c)이 도포된다.

이와 같이 각각 완성된 전면 기판과 배면 기판은 상호 정열된 상태에서 상호 봉착시키고, 봉착된 기판 내부에 잔류하는 수분을 비롯한 불순물을 제거하기 위하여 진공상태에서 배기를 수행한다. 다음으로, 패널의 요구 특성에 따라 Ne, Xe, He등의 혼합 기체를 봉입하고 패널을 배기 장치로부터 분리한다. 이어서, 패널에 소정의 전압을 인가하여 에이징(aging) 방전시키고, 구동 칩을 장착하여 플라즈마 디스플레이 패널을 완성하게 된다.

상술한 바와 같은 일련의 플라즈마 디스플레이 패널의 제조 공정에 있어서, 전면패널 및 배면패널에 각각 전극이 형성되고 있어 전극 형성 공정이 많은 부분을 차지하고 있으며 매우 중요하다.

패널의 전극 형성 방법은 여러가지 공법이 제시되어 있는 바, 스크린 인쇄법(Screen printing method), 사진식각법(Photolithography), 및 리프트-오프법(lift-off method) 등이 알려져 있다.

도 2는 스크린 인쇄법의 공정 순서를 나타내는 것으로, 도 2를 참조하면 스크린 마스크(screen mask)를 이용하여 원하는 사이즈의 패턴(pattern)으로 인쇄하는 과정(S21)과, 건조 과정(S22) 및 소성 과정(S23)으로 이루어진다. 패턴 인쇄 및 건조는 통상적으로 1∼2회를 실시하게 된다.

이러한 스크린 인쇄법은 기판내에 직접 인쇄 공정에 의해 전극 패턴을 형성하므로 공정의 간소화 및 전극 페이스트(paste)의 불필요한 소모가 없다는 장점이 있으나, 패턴 형성을 균일화가 어렵고 스크린 마스크 메쉬(screen mask mesh) 자국 등이 문제점으로 지적되어 고정세 패턴의 제작이 상당히 어려운 단점이 있다.

도 3은 사진식각법의 공정 순서를 나타낸 것으로, 사진식각법은 통상 포토법 또는 포델(FODEL)법이라고도 불리운다. 감광성 전극 페이스트를 기판 전면에 인쇄하는 전면 인쇄 과정(S31)과, 건조 과정(S32)과, 포토마스크를 사용하여 노광하는 과정(S33)과, 비노광 부분의 페이스트를 현상액으로 선택적으로 용해시켜 제거하는현상 과정(S34) 및 소성 과정(S35)로 이루어진다. 전면 인쇄 및 건조는 통상적으로 1∼2회를 실시하게 된다.

이러한 사진식각법은 정밀한 치수 조정이 가능한 장점이 있고, 균일한 패턴을 형성하는 것이 가능한 반면에, 기판내의 전면 인쇄로 인하여 페이스트 재료의 손실이 크다는 단점이 있다. 즉 전극에 요구되는 패턴의 선폭이 50∼70㎛인 데 반하여 피치가 350㎛ 정도이기 때문에 현상 처리시에 제거되는 은페이스트의 양이 너무 많아지고, 경제성이 떨어진다.

본 발명은 상기한 문제점을 감안한 것으로써, 고정세의 균일한 패턴의 형성과 동시에 페이스트 재료의 손실을 억제하는데 적합한 플라즈마 디스플레이 패널의 전극 형성방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

도 1a 및 도 1b는 통상적인 면 방전형 플라즈마 디스플레이 패널의 사시도,

도 2는 스크린 인쇄법에 따른 공정 순서를 나타내는 도면,

도 3은 사진식각법의 공정 순서를 나타낸 도면,

도 4는 본 발명에 따른 플라즈마 디스플레이 패널의 전극 형성 방법을 도시한 도면,

도 5a 내지 도 5d는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 전극 형성 공정 단면도.

※ 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

51 : 기판 52 : 감광성 페이스트

53 : 포토마스크

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 플라즈마 디스플레이 패널의 전극 형성방법은, 스크린 마스크를 사용하여 기판 상에 전극용 감광성 페이스트를 인쇄하여 제1패턴을 형성하고 건조하는 단계; 포토마스크를 사용하여 상기 제1패턴의 일부를 노광하는 단계; 비노광된 상기 제1패턴의 부분을 현상 제거하여 제2패턴으로 형성하는 단계; 및 소성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

바람직하게, 본 발명에서 상기 패턴 인쇄된 감광성 페이스트의 사이즈, 즉제1패턴의 선폭은 상기 스크린 마스크와 상기 포토마스크의 얼라인먼트를 고려하여 원하는 전극의 선폭보다 크게 하는 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명이 속한 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 보다 용이하게 실시할 수 있도록 하기 위하여 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하도록 한다.

도 4는 본 발명에 따른 플라즈마 디스플레이 패널의 전극 형성 방법을 도시한 것이다.

도 4를 참조하면, 본 발명에 따른 플라즈마 디스플레이 패널의 전극 형성 방법은 기판 상에 실질적으로 원하는 전극의 사이즈 보다 큰 사이즈의 패턴으로 패턴 인쇄하는 과정(S41)과, 인쇄된 패턴의 페이스트를 건조시키는 과정(S42)와, 포토마스크를 사용하여 원하는 전극 패턴의 영역만을 노광하는 과정(S43)과, 비노광 부분의 페이스트를 현상액으로 선택적으로 용해시켜 제거하는 현상 과정(S44) 및 소성 과정(S45)로 이루어진다. 패턴 인쇄 및 건조 과정은 1∼2회 또는 그 이상 반복 실시할 수 있다.

이와 같이 본 발명은 스크린 인쇄법과 사진식각법을 혼합하여 사용하되, 인쇄시에 원하는 패턴 사이즈보다 크게 스크린 인쇄하고 이후 원하는 패턴 사이즈로 사진식각하는 방법으로서, 최종적인 전극 패턴은 사진식각법에 의해 원하는 고정세로 균일하게 형성되며, 인쇄시에 패턴 인쇄하므로 전면 인쇄시보다 상대적으로 페이스트 재료의 손실을 억제할 수 있다.

도 5a 내지 도 5d는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 전극 형성 공정 단면도이다.

먼저, 도 5a는 스크린 마스크를 사용하여 기판(51) 상에 감광성 페이스트(52)를 인쇄하고 건조한 상태로서, 필요에 의해 인쇄 및 건조는 수회 반복하여 실시할 수 있다.

인쇄되는 패턴의 사이즈는 실질적인 전극의 사이즈 보다 약 60㎛ 정도 크게 형성한다. 스트라이프 형상의 전극 선폭이 통상 50∼70㎛이므로 좌/우 각각 약 30㎛ 가량 크게하여 110∼130㎛의 선폭으로 패턴 인쇄한다. 그 이유는 인쇄시의 스크린 마스크와 노광시의 포토마스크의 얼라인먼트를 고려한 것이다. 또한 스크린 인쇄법은 패턴의 선폭이 100㎛을 하회하면 패턴형상을 충실하게 재현하는 것이 불가능하거나, 단선 등이 발생하는 문제점이 있고, 스크린 인쇄시에 원리상 스크린의 중앙부분과 주변부분에서 가하는 힘이 다르고, 신장량에 차이가 생기기 때문에 동일한 배면기판 상에서 패턴의 인쇄 정밀도가 다른 결과를 초래하고 전극에 요구되는 인쇄 정밀도(면내±10㎛)를 충분히 만족할 수가 없다. 따라서, 스크린 인쇄시에 패턴의 선폭은 110㎛ 이상으로 하는 것이 바람직하다.

전극 페이스트는 예컨대 Ag 페이스트가 사용가능하다. 건조는 약 80℃의 온도에 약 20분 동안 실시한다.

이어서, 도 5b에 도시된 바와 같이, 포토마스크(53)를 사용하여 패턴 인쇄된 페이스트 중에서 원하는 전극 패턴 영역만을 자외선 노광한다.

도 5c는 비노광 부분의 페이스트를 예컨대 탄산나트륨(Na2CO3) 수용액과 같은 현상액으로 선택적으로 용해시켜 제거한 상태이고, 도 5d는 소성에 의해 최종적인 형상의 전극을 완성한 상태이다. 소성은 450∼600℃에서 5∼6시간 동안 실시한다.

본 발명의 기술 사상은 상기 바람직한 실시예에 따라 구체적으로 기술되었으나, 상기한 실시예는 그 설명을 위한 것이며 그 제한을 위한 것이 아님을 주의하여야 한다. 또한, 본 발명의 기술 분야의 통상의 전문가라면 본 발명의 기술 사상의 범위내에서 다양한 실시예가 가능함을 이해할 수 있을 것이다.

본 발명은 원하는 고정세로 균일하게 전극 패턴을 형성할 수 있고, 인쇄시에 패턴 인쇄하므로 전면 인쇄시보다 적어도 50%의 페이스트 사용량을 절감할 수 있다.

또한, 현상시에 현상하여야 하는 전극 양이 줄어들기 때문에 현상 시간의 단축을 가져다주는 효과가 있고, 현상시간 단축으로 인해 현상시 발생되는 언더컷(전극의 밑면이 현상에 의해 깍여 나가는 현상)을 줄일 수 있으며, 소성시 발생되는 에지 컬(edge cull)을 줄이는 효과도 얻을 수 있다.

Claims (5)

1. 스크린 마스크를 사용하여 기판 상에 전극용 감광성 페이스트를 인쇄하여 제1패턴을 형성하고 건조하는 단계;

   포토마스크를 사용하여 상기 제1패턴의 일부를 노광하는 단계;

   비노광된 상기 제1패턴의 부분을 현상 제거하여 제2패턴으로 형성하는 단계; 및

   소성하는 단계

   를 포함하는 플라즈마 디스플레이 패널의 전극 형성 방법.
2. 제1항에 있어서,

   상기 제1패턴의 선폭은 상기 스크린 마스크와 상기 포토마스크의 얼라인먼트를 고려하여 원하는 전극의 선폭보다 크게 하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널의 전극 형성 방법.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서,

   상기 패턴 인쇄 및 건조 단계를 복수회 실시하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널의 전극 형성 방법.
4. 제1항 또는 제2항에 있어서,

   상기 감광성 페이스트는 Ag 페이스트를 포함하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널의 전극 형성방법.
5. 제1항 또는 제2항에 있어서,

   상기 제1패턴의 선폭은 110∼130㎛으로 형성하고, 상기 제2패턴의 선폭은 50∼70㎛으로 형성하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널의 전극 형성방법.