KR20070110681A - 금속 도금용 기판, 이를 이용한 평판 디스플레이 장치의제조 방법 및 상기 평판 디스플레이 장치 - Google Patents

금속 도금용 기판, 이를 이용한 평판 디스플레이 장치의제조 방법 및 상기 평판 디스플레이 장치 Download PDF

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한동희
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Abstract

본 발명은 복수의 오목부와 볼록부를 갖는 도전체; 및 상기 도전체의 오목부에 채워진 절연체를 포함하는 금속 도금용 기판, 상기 금속 도금용 기판을 이용한 평판 디스플레이 장치의 제조 방법 및 상기 평판 디스플레이 장치에 관한 것이다. 본 발명을 따르는 금속 도금용 기판은 반복 사용이 가능하여, 이를 이용하면 평판 디스플레이 장치의 제조 비용 및 시간을 절감할 수 있다.

Description

금속 도금용 기판, 이를 이용한 평판 디스플레이 장치의 제조 방법 및 상기 평판 디스플레이 장치{A substrate for plating metal, method for preparing a flat display device using the same and the flat display device}
도 1은 본 발명을 따르는 금속 도금용 기판의 일 구현예를 개략적으로 도시한 단면도이고,
도 2a 내지 2f는 본 발명을 따르는 평판 디스플레이 장치의 제조 방법을 설명한 도면이고,
도 3 및 4는 본 발명을 따르는 평판 디스플레이 장치의 일부를 개략적으로 도시한 단면도이고,
도 5는 본 발명을 따르는 평판 디스플레이 장치로서 플라즈마 디스플레이 패널의 일 구현예를 도시한 도면이다.
<도면의 주요 부분에 대한 간략한 설명>
11, 21 : 도전체 17, 27 : 절연체
19, 29 : 금속 도금용 기판 30 : 전극
39 : 접착층 40 : 기판
본 발명은 금속 도금용 기판, 평판 디스플레이 장치의 제조 방법 및 평판 디스플레이 장치에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 복수의 오목부와 볼록부를 갖는 도전체 및 상기 도전체의 오목부에 채워진 절연체를 포함하는 금속 도금용 기판, 이를 이용한 평판 디스플레이 장치의 제조 방법, 상기 방법으로 제조된 평판 디스플레이 장치에 관한 것이다. 상기 금속 도금용 기판을 이용하면 우수한 전도성을 갖는 금속으로 이루어진 전극을 얻을 수 있으며, 상기 금속 도금용 기판은 반복 사용이 가능하여, 이를 이용하면 평판 디스플레이 장치의 제조 비용 및 시간을 절약할 수 있다.
종래의 디스플레이 장치의 대표적인 활용 분야로는 개인용 컴퓨터의 모니터와 텔레비젼 수상기 등을 들 수 있다. 이러한 디스플레이 장치는 고속 열전자 방출을 이용하는 음극선관 (CRT; Cathode Ray Tube)과, 최근에 급속도로 발전하고 있는 액정 디스플레이 장치 (LCD; Liquid Crystal Display), 플라즈마 디스플레이 패널 (PDP; Plasma Display Panel) 및 전계 방출 디스플레이 장치 (FED; Field Emission Display) 등과 같은 평판 디스플레이 장치 (Flat Panel Display)로 크게 분류될 수 있다.
이러한 평판 디스플레이 장치들 중에서, 플라즈마 디스플레이 패널(Plasma Display Pannel : 이하, "PDP"라고도 함)은 투명 전극 상호 간에 전압을 인가함으로써 전극 상부의 유전층과 보호층의 표면에서 방전이 일어나 자외선이 발생하고, 이렇게 발생된 자외선에 의해서 배면기판에 도포되어 있는 형광체가 여기하여 발광 되도록 하는 디스플레이 장치이며, 전계 방출 디스플레이 장치는 캐소드 전극 위에 일정한 간격으로 배열된 에미터에 강한 전계를 인가함으로써 에미터로부터 전자를 방출시키고, 이 전자를 애노드 전극 상부에 구비된 형광층에 충돌시켜 형광체를 발광되도록 하는 디스플레이 장치이다.
PDP의 전극을 형성하는 방법으로, 종래에는 스크린 인쇄법을 이용하였다. 그러나, 스크린 인쇄법은 고도의 숙련도를 요하고, 정밀도가 떨어지기 때문에 스크린 인쇄법으로는 PDP에 요구되는 고정밀도의 대화면 패턴을 얻기가 힘들다. 또한, 스크린 인쇄법에서는 인쇄시 스크린에 의한 단락 또는 단선이 생길 수 있으며, 해상도(resolution)에 한계가 있어서, 미세 패턴의 전극을 형성하는데 제한을 받는다는 단점이 있다.
한편, PDP의 전극을 형성하는 또 다른 방법으로서, 대면적에 적합한 고정밀의 전극회로를 형성하기 위하여 감광성 페이스트를 이용한 포토리소그래피법이 개발되었다. 이는 감광성 페이스트를 유리 기판 등에 전면 인쇄한 후, 소정의 건조 공정을 거치고 나서, 포토마스크가 부착된 자외선 노광 장치를 이용하여 노광시킨 다음, 포토마스크로 차광되어 미경화된 부분을 소정의 현상액으로 현상하여 제거하고, 이 후 경화되어 남아 있는 경화막을 소정의 온도로 소성시킴으로써 패턴화된 전극을 형성하는 방법이다. 상기 감광성 페이스트를 이용한 전극 형성 방법은 예를 들면, 미국 특허 제5037723호에 개시되어 있다.
그러나, 전술한 바와 같이, 감광성 페이스트를 이용하여 전극을 형성하는 경우, 노광 및 현상 단계를 거치는 동안 실제 전극 형성에 필요한 페이스트보다 많은 양의 페이스트를 소비하게 되어 생산 비용이 증가할 수 있는 등 생산성이 저하될 수 있다는 문제점이 있다. 또한, 감광성 페이스트를 이용하여 전극을 형성하는 경우, 금속 성분 외에도, 페이스트에 포함된 각종 유기물 및 무기물의 소성 결과물을 포함하는 전극이 생성되는 바, 금속만으로 이루어진 전극에 비하여 전도성이 감소될 수 있는 문제점이 있어, 이를 해결할 필요성이 시급하다.
본 발명은 전술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 금속으로 이루어진 전극을 형성할 수 있으며, 반복 사용이 가능하여 생산성을 향상시킬 수 있는 금속 도금용 기판, 이를 이용한 평판 디스플레이 장치의 제조 방법 및 상기 방법을 이용하여 제조된 평판 디스플레이 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 본 발명의 과제를 이루기 위하여, 본 발명의 제1태양은,
복수의 오목부와 볼록부를 갖는 도전체; 및 상기 도전체의 오목부에 채워진 절연체를 포함한 금속 도금용 기판을 제공한다.
상기 본 발명의 다른 과제를 이루기 위하여, 본 발명의 제2태양은,
전술한 바와 같은 금속 도금용 기판을 제공하는 단계와, 상기 금속 도금용 기판을 이용하여 금속 물질로 이루어진 전극을 형성하는 단계와, 상기 전극을 접착 조성물을 이용하여 기판에 제공하는 단계와, 상기 접착 조성물을 소성하여, 상기 전극과 상기 기판 사이에 접착층을 형성함으로써 상기 전극을 기판에 고정하는 단계를 포함하는 평판 디스플레이 장치의 제조 방법을 제공한다.
상기 본 발명의 또 다른 과제를 이루기 위하여, 본 발명의 제3태양은,
기판과, 금속 물질로 이루어진 전극과, 상기 기판 및 상기 금속 물질로 이루어진 전극 사이에 개재된 접착층을 구비하고, 상기 전극이 전술한 바와 같은 금속 도금용 기판을 이용하여 형성된 것을 특징으로 하는 평판 디스플레이 장치를 제공한다.
본 발명을 따르는 금속 도금용 기판을 이용하면 우수한 도전성을 갖는 전극을 얻을 수 있을 뿐만 아니라, 반복 사용이 가능하여 평판 디스플레이 장치의 생산 비용 및 시간을 절감할 수 있다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명을 보다 상세히 설명한다.
본 발명을 따르는 금속 도금용 기판은, 복수의 오목부와 볼록부를 갖는 도전체와 상기 도전체의 오목부에 채워진 절연체를 포함한다.
도 1은 본 발명을 따르는 금속 도금용 기판(19)의 일 구현예의 단면을 개략적으로 도시한 것이다. 도 1에 도시된 금속 도금용 기판(19)은 도전체(11) 및 절연체(17)를 포함한다. 도전체(11)은 복수의 오목부와 볼록부를 갖는다. 절연체(17)은 도 1에 도시된 바와 같이, 상기 도전체(11)의 오목부를 채우는 형태를 갖는다. 따라서, 본 발명을 따르는 금속 도금용 기판(19)의 표면은 도전체(11)와 절연체(17)가 교대로 노출되어 있으면서, 실질적으로 평탄하다.
이와 같은 본 발명을 따르는 금속 도금용 기판(19)을 이용하면, 외부로 노출된 도전체(11)의 상부에만 금속이 도금될 수 있다(후술할 도 2c 참조). 따라서, 절연체(17)를 제거하지 않고도, 상기 금속 도금용 기판(19)에 도금된 금속을 상기 금속 도금용 기판(19)으로부터 용이하게 분리할 수 있다. 즉, 금속 도금용 기판(19)을 변형시키지 않고도 상기 기판에 도금된 금속을 기판과 분리할 수 있다. 이로써, 상기 금속 도금용 기판(19)의 반복 사용이 가능하게 되므로, 생산 비용 및 시간을 절감할 수 있게 된다.
상기 도전체(11)는 금속 도금이 가능한 재료인 것이 바람직하다. 상기 도전체(11)를 이루는 물질의 비제한적인 예에는, 스테인레스강(SUS), Ti, Ni, W, Ta 등이 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 도전체(11)는 복수의 볼록부 및 오목부를 갖는데, 볼록부의 너비(d1) 및 볼록부 간의 간격(d2)는 형성하고자 하는 금속 패턴(예를 들면, 전극 패턴)을 고려하여 결정될 수 있다. 예를 들어, 상기 금속 도금용 기판(19)을 이용하여 플라즈마 디스플레이 패널의 어드레스 전극을 형성하고자 할 경우, 볼록부의 너비(d1)는 10㎛ 내지 90㎛일 수 있고, 볼록부 간의 간격(d2)는 150㎛ 내지 200㎛일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 절연체(17)는 금속 도금 시 금속 도금이 이루어지지 않도록 절연 물질로 이루어질 수 있다. 상기 절연체(17)는 광경화성 수지의 경화물을 포함할 수 있다. 상기 광경화성 수지는 바람직하게는 UV경화성 수지로서, 이의 비제한적인 예에는, 아크릴 수지, 프탈레이트계 수지, 에폭시계 수지, 우레아계 수지, 멜라민계 수지, 아세틸렌계 수지, 피롤(pyrrole)계 수지, 티오펜계 수지 및 올레핀계 수지로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상일 수 있다. 보다 구체적으로, 상기 광경화성 수지의 예에는, 메틸아크릴레이트, 에틸아크릴레이트, n-프로필아크릴레이트, 이소프로필아크릴레이트, n-부틸아크릴레이트, sec-부틸아크릴레이트, 이소-부틸아크릴레이트, tert-부틸 아크릴레이트, 사이클로헥실 아크릴레이트, 알릴아크릴레이트, 벤질아크릴레이트, 부톡시에틸아크릴레이트, 부톡시트리에틸렌글리콜아크릴레이트, 글리세롤아크릴레이트, 글리시딜아크릴레이트, 2-히드록시에틸아크릴레이트, 이소보르닐아크릴레이트, 2-히드록시프로필아크릴이트, 메틸메타아크릴레이트, 에틸메타아크릴레이트, n-부틸메타크릴레이트, n-데실메타크릴레이트, n-헥사데실메타아크릴레이트, 폴리에틸렌프탈레이트, 폴리부틸렌프탈레이트, 폴리디히드록시메틸사이클로헥실 테레프탈레이트, 우레아-포름알데히드 수지, 멜라민(2,4,6-트리아미노-1,3,5-트리아진)-포름알데히드 수지, 멜라민-우레아 수지, 멜라민-페놀 수지, 폴리아세틸렌, 폴리피롤, 폴리(3-알킬티오펜), 폴리페닐렌 비닐리덴 및 폴리티에틸 비닐리덴으로 이루어진 군으로부터 선택될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
한편, 상기 절연체(17)는 무기물계 바인더 및 광개시제 중 하나 이상을 더 포함할 수 있다. 상기 무기물계 바인더는 절연체(17)의 내구성을 증가시키는 역할을 하며, 상기 광개시제는 노광시 광경화성 수지의 가교 결합을 보다 효과적으로 개시하여 경화 반응을 촉진하는 역할을 할 수 있다.
상기 무기물계 바인더의 예로는 글라스 프릿 등을 들 수 있다. 보다 구체적으로, 상기 무기물계 바인더의 비제한적인 예로는 PbO-SiO2계, PbO-B2O3-SiO2계, ZnO-SiO2계, ZnO-B2O3-SiO2계, Bi2O3-SiO2계 및 Bi2O3-B2O3-SiO2계로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상의 바인더를 들 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 한편, 상기 광개시제의 비제한적인 예로는, 벤조페논, o-벤조일벤조산 메틸, 4,4-비스(디메틸아민)벤조페논, 4,4-비스(디에틸아미노)벤조페논, 4,4-디클로로벤조페논, 4-벤조일-4-메틸디페닐케톤, 디벤질케톤, 2,2-디에톡시아세토페논, 2,2-디메톡시-2-페닐아세토페논, 2-히드록시-2-메틸프로피오페논, 티오크산톤, 2-메틸티오크산톤, 2-클로로티오크산톤, 2-이소프로필티오크산톤, 디에틸티오크산톤, 벤질디메틸케탄올, 벤질메톡시에틸아세탈 등이 사용될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
전술한 바와 같은 금속 도금용 기판을 이용하여 도금된 금속은 각종 평판 디스플레이 장치(예를 들면, 플라즈마 디스플레이 패널) 등의 전극으로 이용될 수 있다. 이하, 도 2a 내지 2f를 참조하여, 전술한 바와 같은 금속 도금용 기판을 이용한 평판 표시 장치의 제조 방법의 일 구현예를 살펴보도록 한다.
먼저, 도 2a에 도시된 바와 같이, 복수의 오목부와 볼록부를 갖는 도전체(21)를 준비한다. 상기 복수의 오복부와 볼록부를 갖는 도전체(21)는 공지된 다양한 방법, 예를 들면 포토리소그래피법을 이용하여 형성될 수 있다. 먼저, 전술한 바와 같은 재료(예를 들면, SUS, Ti, Ni, W, Ta 등)로 이루어진 도전체 기판을 준비한 다음 통상의 포토레지스트막 형성 방법에 따라, 상기 도전체 기판 상부에 포토레지스트막을 형성한 다음, 포토레지스트막이 형성된 도전체 기판을 에칭하여 상기 도전체 기판 상에 오목부를 형성한다. 그리고 나서 포토레지스트막을 제거함으로써, 복수의 오목부와 볼록부를 갖는 도전체(21)를 완성한다. 이와 같은 과정은 미세패턴 형성을 위한 공지의 방법을 이용한 것으로서 구체적인 공정은 당업자에게 용이하게 인식가능한 것이다.
이후, 도 2b에 도시된 바와 같이 복수의 오목부와 볼록부를 갖는 도전체(21) 중 오목부에 절연체(27)를 형성한다. 상기 절연체(27)을 형성하는 방법의 일 구현예로서, 전술한 바와 같은 광경화성 수지 및 용매를 포함하는 페이스트를 준비한 다음, 이를 상기 복수의 오목부와 볼록부를 갖는 도전체(21)의 오목부에 나이프 등을 이용하여 채운다. 이 때, 상기 페이스트에는 전술한 바와 같은 무기물계 바인더 및/또는 광개시제를 추가로 더 포함할 수 있음은 물론이다. 상기 페이스트 중 용매는 페이스트의 점도, 흐름성 등을 조절하는 역할을 하는 것으로서, 예를 들면, 터피네올, 텍사놀 등을 사용할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 이 중, 2 이상이 조합을 사용할 수 있다. 그리고 나서, 노광, 예를 들면 UV 노광을 수행하여 광경화성 수지의 경화 반응을 일으켜, 광경화성 수지의 경화물이 형성되도록 한다. 이로써, 복수의 오목부와 볼록부를 갖는 도전체(21)의 오목부에 절연체(27)가 형성되어, 본 발명을 따르는 금속 도금용 기판(29)이 완성될 수 있다. 전술한 바와 같은 절연체(27)의 형성 방법은 일 구현예에 불과한 것으로서, 이 밖에 다양한 변형예가 가능하다.
상기 도 2b에 도시된 바와 같은 금속 도금용 기판(29)을 준비한 다음, 이를 이용하여 금속 도금을 실시하면, 도 2c에 도시된 바와 같이 복수의 오목부와 볼록 부를 갖는 도전체(21)의 볼록부 상에만 금속(30)이 도금된다.
상기 전극 형성 단계는 도금법을 이용할 수 있는데, 예를 들면 전해도금법을 이용할 수 있다. 전해도금법은 전기장을 이용하여 도금을 하는 방법으로서, 상기 금속 도금용 기판(29)을 도금액에 침지시키고 전기장을 가하면, 도금 조성물에 포함된 금속 염이 석출되어 상기 금속 도금용 기판에 도금되는 방법이다.
보다 구체적으로, 전해도금법을 이용하여 전극을 형성하는 방법에 따르면, 파워 소스의 음극을 제1배선을 통하여 금속 도금용 기판(29)의 도전체(21)와 연결시키고, 파워 소스의 양극은 제2배선을 통하여 소스 전극에 연결시킨다. 이 때, 상기 소스 전극은 금속 도금용 기판(29)을 이용하여 도금하고자 하는 금속과 동일한 금속으로 이루어 질 수 있다. 이 상태에서, 상기 금속 도금용 기판(29)을 금속 도금용 기판(29)을 이용하여 도금하고자 금속의 염이 포함된 도금 조성물에 침지시키고, 상기 파워 소스에 소정의 전류를 일정 시간 동안 인가하면, 금속 도금용 기판(29)의 절연체(27) 상부를 제외한 도전체(21)의 볼록부 상에만 금속이 석출되면서 전극(30)이 형성된다.
상기 전해도금법에 있어서, 도금 조성물은 Ag 도금 조성물, Au 도금 조성물, Cu 도금 조성물, Ni 도금 조성물, Pt 도금 조성물, Pa 도금 조성물 또는 Al 도금 조성물일 수 있다. 또한, 상기 도금 조성물들 중 하나 이상을 차례로 이용하여 전해도금법을 수행함으로써, 도 2c의 전극(30)을 2 이상의 서로 다른 금속으로 이루어진 2층 이상의 구조로 형성할 수 있다.
따라서, 전극 형성 단계에서 형성된 전극은 Ag, Au, Cu, Ni, Pt, Pa 또는 Al 로 이루어질 수 있다. 이들 중 2 이상의 물질의 조합으로 이루어질 수도 있다. 즉, 상기 전극 형성 단계에서 상기 도금 조성물 중 하나를 사용하여 단층 구조의 전극을 형성하거나, 상기 도금액 중 상이한 금속 염을 포함하는 2 이상의 도금액을 순차적으로 이용하여 다층 구조의 전극을 형성하는 것도 가능하다. 예를 들어, Ag 도금 조성물을 이용하는 경우, 도 2c의 전극(30)은 Ag로만 이루어질 수 있고, Cu 도금 조성물 및 Ag 도금 조성물을 차례로 이용하면, 도 2c의 전극(30)은 Cu/Ag로 이루어진 2층 구조를 가질 수 있으며, Cu 도금 조성물, Ag 도금 조성물 및 Ni 도금 조성물을 차례로 이용하면, 도 2c의 전극(30)은 Cu/Ag/Ni로 이루어진 3층 구조를 가질 수 있는 등, 다양하게 변형될 수 있다.
이와 같이 전극(30)을 금속 도금용 기판(29)의 볼록부 상부에만 형성한 다음, 상기 전극을 접착 조성물을 이용하여 기판에 제공한다. 이 때, "기판"이란 평판 디스플레이 장치 중 전극이 형성될 영역을 구비한 지지체를 가리킨다. 예를 들어, 상기 전극(30)이 PDP용 어드레스 전극에 대응되는 경우, 상기 기판은 PDP 후방 패널을 이루는 배면 기판일 수 있는 등, 이는 제조하고자 하는 장치의 구조에 따라 상이하며, 당업자에게 용이하게 인식가능한 것이다.
상기 전극(30)을 기판에 제공하는 단계는, 예를 들면 도 2d 및 2e에 도시된 바와 같이 점착층(34)을 전극 전사 수단으로 이용하는 방법과 도 2f에 도시된 바와 같이 전극(30)을 금속 도금용 기판(29)으로부터 직접 전사하는 방법을 이용할 수 있다.
먼저, 점착층(34)을 전극 전사 수단으로 이용하여 전극(30)을 기판에 제공하 는 과정을 살펴보면, 도 2d에서와 같이 금속 도금용 기판(29)에 형성된 전극(30)을 점착층(34)에 접촉시킨 다음, 점착층(34)을 들어올림으로써 금속 도금용 기판(29)로부터 전극(30)을 분리한다. 이 때, 전극(30)의 형태가, 예를 들면 전극의 직선성 등이 변형되지 않도록, 전극(30)과 금속 도금용 기판(29)이 이루는 각도를 일정하게 유지되도록 점착층(34)을 들어올린다. 이를 위하여, 전극(30)과 금속 도금용 기판(29)이 이루는 각도는 예를 들면, 45도 이하를 유지하면서, 전극(30) 분리 단계를 수행할 수 있다. 상기 분리 단계는 점착층(34)이 구비된 롤러 등을 이용하는 기계적 방법 등 다양한 방법으로 수행될 수 있다.
본 발명을 따르는 금속 도금용 기판(29)을 사용할 경우, 전극(30)은 도전체(21)의 볼록부 상부에만 형성되므로, 금속 도금용 기판(29)을 변형(예를 들면, 절연체(27)의 제거)하지 않고서도 전극(30)을 금속 도금용 기판(29)으로부터 분리할 수 있다. 이로써, 본 발명을 따르는 금속 도금용 기판(29)은 반복 사용이 가능해 지는 바, 평판 디스플레이 장치의 생산 원가를 크게 절감할 수 있다.
상기 점착층(34)을 이루는 물질은 전극(30)을 금속 도금용 기판(29)으로부터 분리하는 역할을 하는 것으로, 전극(30)을 점착시킬 수 있는 물질이라면 특별히 한정되지 않는다, 예를 들어, 상기 점착층(34)은 비닐계 수지, 아크릴계 수지, 셀룰로오스계 수지, 에폭시계 수지, 실리콘 고무 등 다양한 물질을 포함할 수 있다. 보다 구체적으로, 상기 점착층(34)을 이루는 물질은 예를 들면, 폴리비닐 알콜 수지, (메트)아크릴산 수지, 메틸메타크릴레이트 수지, 에틸메타크릴레이트 수지, 이소부틸메타크릴레이트 수지, 노말부틸메타크릴레이트 수지, 노말부틸메틸메타크릴 레이트 수지, 히드록시에틸메타크릴레이트 수지, 히드록시프로필메타크릴레이트 수지, 히드록시에틸아크릴레이트 수지, 아크릴아미드 수지, 메틸아크릴레이트 수지, 글리시딜메타크릴레이트 수지, 에틸아크릴레이트 수지, 이소부틸아크릴레이트 수지, 노말부틸아크릴레이트 수지, 2-에틸헥실아크릴레이트 수지, 에틸 셀룰로오스 수지, 니트로 셀룰로오스 수지 , 비스페놀 A형 에폭시 수지, 비스페놀 F형 에폭시 수지, 비스페놀 S형 에폭시 수지, 페놀노블락형 에폭시 수지, 크레졸블락형 에폭시 수지, 다이머산(Dimer Acid) 변성 에폭시 수지, 고무변성 에폭시 수지, 우레탄변성 에폭시 수지, 페녹시 수지 및 폴리올 변성 에폭시 수지 및 상기 수지들을 이루는 모노머 중 2 이상의 모노머로 형성된 공중합체 수지, 삼원중합체 수지 등을 포함하나 이에 제한되는 것은 아니다.
그리고 나서, 도 2e에 도시된 바와 같이, 금속 도금용 기판(29)으로부터 분리된 전극(30)을 접착 조성물(37)이 도포된 기판(40)과 접촉시킨 후, 점착층(34)를 전극(30)으로부터 분리한다.
상기 접착 조성물(37)은 무기질계 바인더 및 비이클을 포함한다.
상기 접착 조성물(37) 중 무기질계 바인더는 이 후 수행될 소성 공정에서 용융 또는 연화되어 접착층(39)(후술할 도 3 및 4 참조)을 이룸으로써, 전극(30)과 기판(40) 사이에 접착력을 부여하는 역할을 한다.
상기 무기질계 바인더로는, 이에 제한되는 것은 아니지만, PbO-SiO2계, PbO-B2O3-SiO2계, ZnO-SiO2계, ZnO-B2O3-SiO2계, Bi2O3-SiO2계 및 Bi2O3-B2O3-SiO2계로 이루 어진 군으로부터 선택된 하나 이상의 바인더일 수 있다. 무기질계 바인더의 입자 외형은 특별히 한정되지 않으나, 구형일수록 좋고, 평균 입경은 5.0㎛ 이하인 것이 바람직하다. 무기질계 바인더의 평균 입경이 5.0 ㎛를 초과하는 경우에는 소성막, 즉 접착층(39) 표면이 불균일하게 형성되어 전극(30)과 기판(40) 간의 접착력이 약화될 수 있다는 문제점이 발생할 수 있기 때문이다.
또한, 상기 무기질계 바인더의 연화 온도 (softening temperature)는 400℃ 내지 600℃, 바람직하게는 350℃ 내지 450℃ 일 수 있다. 연화 온도가 400℃ 미만인 경우에는 소성시 접착 소정물 중 비이클이 효과적으로 분해되지 않을 수 있으며, 연화 온도가 600℃를 초과하는 경우에는 소성 시 기판 변형이 일어날 수 있다는 문제점이 발생할 수 있기 때문이다.
상기 접착 조성물(37) 중 비이클은 접착 조성물(37)과 전극(30)간의 접착력이 상기 점착층(34)과 전극(30)간의 접착력보다 높게 되도록 선택될 수 있다. 이는, 이 후 전극(30)으로부터 점착층(34)을 분리할 때, 전극(30)이 기판(40)으로부터 분리되는 것을 방지하기 위한 것이다.
또한, 상기 비이클은 소성 공정시 대부분 휘발하는 성분이다. 따라서, 무기질계 바인더의 연화 온도를 고려하여 약 500℃ 이하의 온도에서 열분해 제거되며, 보다 구체적으로는 소성 공정시 예를 들면, 평탄한 소성막 형성을 위하여 기포 자국이 잔류하지 않도록 비교적 저온, 예를 들면 350℃ 이하의 온도에서도 열분해될 수 있는 물질일 수 있다.
상기 두 가지 조건을 만족시킬 수 있다면, 상기 비이클의 종류는 특별히 제 한되지 않는다. 상기 접착 조성물(37) 중 비이클의 비제한적인 예에는 아크릴계 수지 등이 포함될 수 있으며, 이는 다양한 화학 회사로부터 입수가능하다. 상기 아크릴계 수지의 구체적인 예에는, 폴리메틸 아크릴레이트, 폴리에틸 아크릴레이트, 폴리프로필 아크릴레이트, 폴리이소프로필 아크릴레이트, 폴리부틸 아크릴레이트, 폴리(에틸렌-co-에틸아크릴레이트), 폴리(에틸렌-co-아크릴산), 폴리메틸메타크릴레이트 (PMMA), 폴리에틸메타크릴레이트, 폴리부틸메타크릴레이트, 폴리아크릴아미드 등이 포함되나 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 무기질계 바인더의 함량은 접착 조성물 100중량부 당 0.1중량부 내지 5중량부, 바람직하게는 0.1중량부 내지 1중량부일 수 있으며, 상기 비이클의 함량은 접착 조성물 100중량부 당 95중량부 내지 99.9중량부, 바람직하게는 99중량부 내지 99.9중량부일 수 있다. 상기 무기질계 바인더의 함량이 접착 조성물 100중량부 당 0.1중량부 미만인 경우에는, 전극(30)과 기판(40) 사이에 충분한 접착력을 제공할 수 없다는 문제점이 발생할 수 있고, 상기 무기질계 바인더의 함량이 접착 조성물 100중량부 당 5중량부를 초과하게 되는 경우에는 소성 후 잔류물이 증가할 수 있기 때문이다.
상기 접착 조성물(37)은 도 2e에 도시된 바와 같이 기판(40)에 제공될 수 있으며, 이와는 달리 전극(30)에 도포되어 제공될 수도 있다. 이 때, 접착 조성물(37)은 1㎛ 내지 40㎛ 미만의 두께로 도포될 수 있다. 보다 바람직하게는 5㎛ 내지 10㎛의 두께로 도포될 수 있다. 상기 접착 조성물(37)의 도포 두께는 건조 시 2㎛ 내지 20㎛, 바람직하게는, 2㎛ 내지 3㎛이 될 수 있는 것이 바람직하다. 상기 접착 조성물(37)의 도포 두께가 1㎛ 미만인 경우, 탈착력 감소의 문제점이 발생할 수 있고, 상기 접착 조성물(37)의 도포 두께가 40㎛를 초과하는 경우에는 건조 시간 및 소성 시간이 증가하여 생산성이 저하될 수 있다는 문제점이 있다.
한편, 상기 도 2d 및 2e에 도시된 바와 같이, 점착층(34)를 전극 전사 수단으로 이용하여 전극(30)을 기판(40)에 제공하는 방법 외에, 도 2f에 도시된 바와 같이 전극(30)을 금속 도금용 기판(29)으로부터 직접 기판에 제공하는 것도 가능하다. 이 때, 도 2f에 도시된 접착 조성물(37) 및 기판(40)에 대한 상세한 설명은 전술한 바를 참조한다.
그리고 나서, 소성 공정을 통하여 전극(30)과 기판(40) 사이에 접착층(39)을 형성함으로써, 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이 전극(30)을 기판(40)에 고정시킨다. 상기 전극(30)과 기판(40) 사이에 개재되는 접착층(39)은 접착 조성물(27)의 소성 결과물로서, 전극(30)과 기판(40) 간의 접착력을 부여한다. 상기 소성 공정은 400℃ 내지 650℃, 바람직하게는 450℃ 내지 550℃의 온도에서 수행될 수 있다. 소성 온도가 400℃ 미만인 경우, 상기 무기질계 바인더의 소결 및 비이클이 열분해가 효과적으로 이루어지지 않아 접착 조성물의 소성 결과물인 접착층(39)이 불충분하게 형성되어 전극(30)이 기판(40)에 제대로 접착될 수 없다는 문제점이 있고, 소성 온도가 650℃를 초과하는 경우, 기판(40) 변형이 일어날 수 있다는 문제점이 있기 때문이다.
한편, 접착 조성물(37) 중 비이클의 효과적인 분해를 위하여, 상기 소성 단계는 적어도 산소를 포함하는 대기 분위기 또는 산소 분위기 하에서 수행될 수 있 다. 이 때, 전극(30)이 Cu 등과 같이 산소 분위기 하에서 쉽게 산화될 수 있는 물질로 이루어진 경우, 전극(30)의 산화를 방지하기 위하여, 전극(30)을 Cr 또는 Ni 등으로 코팅한 다음, 대기 분위기 또는 산소 분위기 하에서 소성 단계를 진행할 수 있다.
이로써, 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이 기판(40), 접착층(39) 및 전극(30)이 차례로 구비된 평판 디스플레이 장치를 얻을 수 있다.
본 발명의 평판 디스플레이 장치는 기판; 금속 물질로 이루어진 전극; 및 상기 기판 및 상기 금속 물질로 이루어진 전극 사이에 개재된 접착층;을 구비하되, 상기 전극은 전술한 바와 같은 금속 도금용 기판을 이용하여 형성된 전극이다.
도 3 및 4에서 기판(40) 상부에는 접착층(39)이 구비되어 있으며, 접착층(39) 상부에는 전극(30)이 구비되어 있다. 이 중, "기판"이란, 전극이 형성될 영역을 구비한 지지체를 가리키는 것으로서, 예를 들어 상기 전극이 플라즈마 디스플레이 패널의 어드레스 전극인 경우, 배면 기판을 가리키는 것일 수 있다.
상기 전극(30)은 도전성이 우수한 금속 물질로 이루어질 수 있다. 상기 금속 물질은 Ag, Au, Cu, Ni, Pt, Pa, Al, 또는 이들 중 2 이상의 조합일 수 있다. 상기 전극(30)은 전술한 바와 같은 금속 물질로 이루어진 단일층 구조일 수 있다. 한편, 상기 전극(30)은 전술한 바와 같은 금속 물질 중 상이한 2 종 이상의 금속 물질로 이루어진 2 층 이상의 구조일 수 있는 등, 다양한 형태를 가질 수 있다.
상기 전극(30)은 전술한 바와 같은 본 발명을 따르는 금속 도금용 기판을 이용하여 형성된 것으로서, 도 3 및 4에 도시된 바와 같이 상기 전극(30)의 단면 중 일부가 곡면을 가질 수 있다. 이는 본 발명을 따르는 금속 도금용 기판이, 도 1에 도시된 바와 같이, 도전체(11)와 절연체(17)가 교대로 노출된 평탄한 기판이어서, 이를 이용하여 금속으로 이루어진 전극을 형성할 경우, 외부로 노출된 도전체(11) 상부에만 금속이 도금되기 때문이다.
상기 접착층(39)은 상기 전극(30)을 기판(40)에 고정시키는 역할을 한다. 접착층(29)은 무기질계 바인더의 소성 결과물로 이루어질 수 있다. 상기 무기질계 바인더에 대한 상세한 설명은 도 2e에 대한 상세한 설명 부분을 참조한다.
상기 접착층(39)의 두께는 0.2㎛ 내지 4㎛, 바람직하게는 0.2㎛ 내지 1㎛일 수 있다. 상기 접착층(39)의 두께가 0.2㎛ 미만인 경우, 전극(30)이 기판(40)에 제대로 고정될 수 없을 수 있고, 상기 접착층(39)의 두께가 4㎛를 초과하는 경우, 기판으로부터 전극까지의 두께가 지나치게 두꺼워질 수 있다.
전술한 바와 같은 전극 및 접착층의 구조는 다양한 평판 디스플레이 장치에 응용될 수 있다. 예를 들어, 평판 디스플레이 장치 중, 플라즈마 디스플레이 패널에 응용되는 경우, 상기 전극은 배면 기판의 어드레스 전극으로 이용되거나, 전면 기판의 버스 전극 등으로 이용될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
본 발명을 따르는 평판 디스플레이 장치는 매우 다양하다. 이의 구체예에는 플라즈마 디스플레이 패널이 포함된다. 본 발명을 따르는 플라즈마 디스플레이 패널의 일 구현예는 도 5를 참조한다.
상기 플라즈마 디스플레이 패널의 일 구현예는 투명한 전면기판; 상기 전면기판에 대해 평형하게 배치된 배면기판; 상기 전면기판과 상기 배면기판 사이에 배 치되어 발광 셀들을 구획하는 격벽; 일방향으로 배치된 발광셀들에 걸쳐서 연장되며 후방유전체층에 의하여 매립된 어드레스 전극들; 상기 어드레스 전극이 연장된 방향과 교차하는 방향으로 연장되며 전방유전체층에 의하여 매립된 유지전극쌍들; 상기 격벽 내측면에 도포된 적색, 녹색, 청색 형광체층(phosphor layer); 및 상기 발광셀 내에 있는 방전가스;를 구비할 수 있다.
도 5 중, 전방패널 (310)은 전면기판 (311), 상기 전면기판의 배면 (311a)에 형성된 Y전극 (312)과 X전극 (313)을 구비한 유지전극쌍 (314)들, 상기 유지전극쌍들을 덮는 전방유전체층 (315) 및 상기 전방유전체층을 덮는 MgO 소결체 보호막 (316)을 구비한다. 상기 Y전극 (312)과 X전극 (313) 각각은 ITO 등으로 형성된 투명전극 (312b, 313b)과 도전성이 우수한 금속으로 형성된 버스전극 (312a, 313a)을 구비한다.
한편, 후방패널 (320)은 배면기판 (321), 배면기판의 전면 (321a)에 상기 유지전극쌍과 교차하도록 형성된 어드레스 전극들 (322), 상기 어드레스 전극들을 덮는 후방유전체층 (323), 상기 후방유전체층 상에 형성되어 발광셀 (326)들을 구획하는 격벽 (324)을 포함하며, 본 발명에 따른 형광체 (325)는 상기 발광셀 내에 배치된다. 상기 어드레스 전극들 (322)은 전술한 바와 같이 기제작된 후, 전술한 바와 같은 접착 조성물의 소성 결과물인 접착층 (322a)에 의하여 배면기판 (321)에 구비된 것이다. 따라서, 본 발명의 PDP 후방배널을 이루는 배면기판 (321)의 상부로는 접착층 (322a) 및 어드레스 전극들 (322)가 차례로 구비되어 있다. 상기 어드레스 전극(322) 및 접착층(322a)에 관한 설명은 전술한 바와 동일하므로 생략한 다.
상기 도 5는 PDP 후방패널에 구비된 어드레스 전극이 전술한 바와 같은 접착층에 의하여 기판에 고정된 전극인 경우를 예시한 것이나, 예를 들면, 버스 전극(313a, 312a)등과 같은 다른 전극도 본 발명의 방법에 따라 구비될 수 있는 등, 다양한 변형예가 가능함은 물론이다.
이하, 실시예를 통하여 본 발명을 보다 상세히 설명한다.
[실시예]
실시예
SUS 기판을 준비한 다음, 상기 SUS 기판 상부에 스핀 코팅기를 이용하여 SU-8 (포토레지스트막 형성용 재료임, 미국, 마이크로켐사 제품임)을 도포한 후, 90℃에서 15분간 건조시킨 다음, 어드레스 전극 패턴에 대응되는 포토마스크를 놓은 다음, 365nm의 자외선에 160초간 노광시키고, SU-8용 현상액을 이용하여 현상한 후, 90℃에서 15분간 건조시켜 어드레스 전극의 패턴을 갖는 포토레지스트막을 형성하였다. 그리고 나서, 질산 수용액을 에칭액으로 이용하여 상기 SUS 기판을 에칭하여, SUS 기판에 오목부 및 볼록부를 형성하였다. 이 때, 볼록부의 너비는 약 95㎛이고, 볼록부 간의 간격은 약 175㎛이었다. 이 후, SU-8용 현상액을 이용하여 포토레지스트막을 제거하여, 복수의 오목부와 볼록부를 갖되, 상기 볼록부가 어드레스 전극의 패턴에 대응되는 SUS 기판을 얻었다.
이 후, 광경화성 수지로서 아크릴 수지 30g, 용매로서 터피네올 55g, 글라스 프릿으로서 PbO-SiO2계 프릿 33g을 포함하는 페이스트를 준비하여, 상기 SUS 기판의 오목부에 나이프를 이용하여 채워넣었다. 그리고 나서, UV 노광하여, 상기 아크릴 수지를 경화시켜, SUS 기판의 오목부에 상기 아크릴 수지의 경화물을 형성함으로써, 본 발명을 따르는 금속 도금용 기판을 완성하였다.
그리고 나서, 상기 금속 도금용 기판을 파워 소스의 음극에 연결시키고, 파워 소스의 양극을 Ag 전극에 연결시켰다. 이 후, 상기 금속 도금용 기판을 Ag 도금 조성물인 AgCN 계통의 알칼리 도금액 내에(국내 주암도연사 제품임)에 침지시킨 다음 25℃의 온도 및 2.5A/dm2의 전류 밀도 하에서 약 6분간 Ag 도금을 수행하여, 상기 금속 도금용 기판에 단면이 곡면을 가지며, 상기 단면의 최대 높이가 약 3.5㎛ Ag 전극을 형성하였다.
이 후, Ag 전극이 형성된 상기 금속 도금용 기판을 순수로 세척한 다음, 점착층인 아크릴 수지(주식 회사 거명 제품임)를 상기 Ag 전극과 접촉시킨 다음, 상기 Ag 전극이 금속 도금용 기판과 이루는 각도를 45도로 유지하면서, 상기 Ag 전극을 금속 도금용 기판과 분리하였다.
한편, 프리트인 PbO-SiO2와 비이클인 아크릴계 수지(주식 회사 거명 제품임)를 포함하는 접착 조성물을 준비하였다. 상기 접착 조성물 중, PbO-SiO2 프리트의 함량은 5중량부였고, 비이클인 아크릴계 수지의 함량은 95중량부였다. 상기 접착 조성물을 PDP 하판을 이루는 배면 기판에 40㎛ 두께로 도포하였다. 그리고 나서, 점착층인 아크릴 수지에 부착된 Ag 전극을 상기 접착 조성물과 접촉시킨 다음, 점 착층을 상기 Ag 전극으로부터 제거하였다. 이를 120℃에서 10분간 건조시킨 후, 이를 산소 분위기 및 600℃의 온도 하에서 소성시켜, 1㎛ 두께의 접착층을 형성함으로써, PDP용 배면기판에 Ag 전극을 고정시켰다. 이 후, 후방 유전체층, 발광셀, 발광셀 내의 형광체층을 차례로 구비하여 PDP 후방패널을 제작하였다. 상기 후방패널과 기제작된 전면 기판, 유지전극쌍, 상기 유기전극쌍을 덮는 전방유전체층 및 다결정 MgO 소결체 보호막을 구비한 PDP 전방패널에 대하여 봉착, 배기, 방전 가스 주입의 공정을 수행하여 PDP를 제작하였다.
본 발명을 따르는 금속 도금용 기판은 복수의 오목부와 볼록부를 갖는 도전체 및 상기 도전체의 오목부에 채워진 절연체를 갖는 바, 상기 금속 도금용 기판을 이용하여 전극을 형성한 후, 상기 기판의 변형없이도 상기 전극을 상기 기판으로부터 분리할 수 있다. 따라서, 본 발명을 따르는 금속 도금용 기판은 반복 사용이 가능하므로, 평판 디스플레이 장치의 생산 단가를 현저히 절감할 수 있다. 또한, 동일한 전극 도금용 기판을 계속 사용함으로써 전극 불량률도 줄일 수 있고, 전극 형성용 페이스트 조성물로 형성된 전극과는 달리 페이스트 조성물로 포함된 각종 유기물 및 무기물의 소성 결과물없이 실질적으로 금속 물질로만 이루어진 전극을 얻을 있는 바, 이를 이용하면 신뢰성이 향상된 평판 디스플레이 장치를 얻을 수 있다.
상기에서는 본 발명의 바람직한 구현예 및 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허청구의 범위에 기재된 본 발명의 사 상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

Claims (11)

  1. 복수의 오목부와 볼록부를 갖는 도전체; 및 상기 도전체의 오목부에 채워진 절연체를 포함한 금속 도금용 기판.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 도전체가 스테인레스강(SUS), Ti, Ni, W 및 Ta로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상으로 이루어진 것을 특징으로 금속 도금용 기판.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 볼록부의 너비가 10㎛ 내지 90㎛이고, 상기 볼록부 간의 간격이 150㎛ 내지 200㎛인 것을 특징으로 하는 금속 도금용 기판.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 절연체가 광경화성 수지의 경화물을 포함한 것을 특징으로 하는 금속 도금용 기판.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 절연체가 무기물계 바인더 및 광개시제 중 하나 이상을 더 포함한 것을 특징으로 하는 금속 도금용 기판.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항의 금속 도금용 기판을 제공하는 단계;
    상기 금속 도금용 기판을 이용하여 금속 물질로 이루어진 전극을 형성하는 단계;
    상기 전극을 접착 조성물을 이용하여 기판에 제공하는 단계; 및
    상기 접착 조성물을 소성하여, 상기 전극과 상기 기판 사이에 접착층을 형성함으로써 상기 전극을 기판에 고정하는 단계;
    를 포함하는 평판 디스플레이 장치의 제조 방법.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 전극 형성 단계를 전해도금법을 이용하여 수행하는 것을 특징으로 하는 평판 디스플레이 장치의 제조 방법.
  8. 기판;
    금속 물질로 이루어진 전극; 및
    상기 기판 및 상기 금속 물질로 이루어진 전극 사이에 개재된 접착층;
    을 구비하고, 상기 전극이 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항의 금속 도금용 기판을 이용하여 형성된 것을 특징으로 하는 평판 디스플레이 장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 전극이 Ag, Au, Cu, Ni, Pt, Pa, Al, 또는 이들 중 2 이상의 조합으로 이루어진 것을 특징으로 하는 평판 디스플레이 장치.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 전극의 단면 중 일부가 곡면을 갖는 것을 특징으로 하는 평판 디스플레이 장치.
  11. 제8항에 있어서,
    상기 전극이 플라즈마 디스플레이 패널의 어드레스 전극 또는 버스 전극인 것을 특징으로 하는 평판 디스플레이 장치.
KR1020060043454A 2006-05-15 2006-05-15 금속 도금용 기판, 이를 이용한 평판 디스플레이 장치의제조 방법 및 상기 평판 디스플레이 장치 KR20070110681A (ko)

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