KR100190168B1 - 평판 표시소자의 격벽 형성방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 PDP등의 평판 표시소자에 있어서 격벽을 형성하는 신규한 방법을 개시한다.

종래에는 반복적인 인쇄에 의해 격벽의 소요 높이를 얻었으므로 고밀도의 소자의 제조시는 인쇄원판의 원가상승뿐 아니라 각층의 정합문제가 매우 심각하며 격벽 형성의 불량이 높아 제조수율이 낮은 문제가 있었다.

본 발명에서는 전극상에 격벽의 소요높이 만큼의 격벽층을 전면적으로 인쇄한뒤 레이저 에칭등의 드라이 에칭에 의해 식각하여 격벽을 형성하도록 함으로써 종래의 문제점을 해결하였다.

Description

평판 표시소자의 격벽 형성 방법

제1도는 종래의 격벽 형성방법을 보이는 단면도.

제2도는 본 발명 격벽 형성방법을 보이는 흐름도.

제3도는 제2도의 흐름에 따른 공정의 진행을 보이는 순차적 단면도들.

제4도는 본 발명에 의해 제조될 수 있는 다른 구성을 보이는 단면도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 기판(substrate) 2 : 전극

3 : 격벽층(barrier layer ) 4 : 격벽

5, 5' : 1차 식각부분 6, 6' : 2차 식각부분

본 발명은 평판 표시소자(Flat Display Panel)의 제조에 관한 것으로, 특히 그 격벽(barrier)을 형성하는 방법에 관한 것이다.

플라즈마 표시소자(PDP: Plasma Display Panel)등의 평판표시소자의 구성에 있어서는 크로스토크(cross-talk)등 인접화소간의 간섭을 방지하고 전면기판과 배면기판의 소정의 간격을 유지하도록 하기 위해 기판상에 격벽을 형성하게 된다.

이와같은 격벽의 형성은 일반적으로 제1도에 도시된 바와같은 방법으로 이루어진다. 즉 기판(11)상에 소정패턴으로 소정두께(t)의 전극(12)을 인쇄 및 소성한 뒤, 그 측부에 격벽층(14a)을 소정높이(h)가 될때까지 반복적으로 인쇄하여 격벽(14)을 형성한다.

일반적인 격벽(14) 형성방법은 상술한 바와같이 지극히 간단히 표현될 수 있으나 고정세(高精細)한 화상의 표시를 위해 전극(12)간의 피치(pitch: p)를 고밀도화하는 경우, 이 방법은 실제적으로 해결 불가능한 많은 문제를 야기하게 된다.

예를들어 640 × 480 화소의 25, 패널을 제조하는 경우 전극(12)간의 피치는 0.35㎜정도가 되어야 하는데, 이 경우 전극(12)의 두께(t)는 20내지 25㎛, 격벽(14)의 높이(h)는 120 내지 150㎛정도가 되어야 한다.

이러한 고밀도의 패턴을 인쇄하기 위해서는 400메시(mesh) 정도의 고밀도 원판이 사용되어야 하는데 이러한 고밀도 원판은 그 가격이 엄청난 고가일뿐 아니라 인쇄의 반복에 의해 원판이 늘어나므로 소정회수 이상의 인쇄에는 사용이 불가능하여 인쇄원가가 매우 높아지게 된다.

상술한 원판 가격의 문제보다 더욱 심각한 것은 반복 인쇄시 각 격벽층(14a)의 정합(alignment)문제인 바, 인쇄의 반복에 따라 점차 변형되는 원판으로 예를들어 0.35㎜피치의 패턴을 수회에 걸쳐 동일한 위치에 정확히 정합시키는 것은 매우 어려운 작업이다. 뿐만 아니라 각 층의 인쇄후에는 건조만을 행하고 모든 층이 인쇄가 완료된 뒤에야 소성하게 되므로 격벽층(14a)이 충분한 강도를 가지지 못하게 되어 후속적인 인쇄의 압력에 의해 먼저 인쇄된 격벽층(14a)이 무너져내림으로써 일정한 높이를 유지하지 못하게 되는 문제도 빈발하게 된다. 이 경우 격벽(14)만을 선별적으로 세척해낼 수 있는 방법이 없으며, 물리적 또는 화학적 세척시 전극(12)이 손상되어버리므로 불량이 된 기판(11)의 재생도 거의 불가능하여 종래에는 평판 표시소자의 수율(收率)이 극히 낮고 그 화질등 동작특성도 양호하지 못한 문제가 있었다.

이에 대한 대안으로 반복적 인쇄 적층에 의해 격벽(14)을 형성하는 대신 화학적 에칭(etching)방법을 사용하는 방법도 생각해 볼 수 있다. 그러나 인쇄될 수 있는 전극(12) 물질은 수십 % 정도가 바인더(binder)이므로 격벽(14)의 화학적 에칭시 전극(12)이 손상되어버려 이 방법은 채택될 수 없다. 또한 격벽(14)은 상당한 두께를 가지므로 화학적 에칭은 경제성이 없다.

한편 전극(12)을 반도체등 박막(薄膜)공정에 사용되는 방법과 같이 스퍼터링(sputtering)등에 의해 순수 금속전극으로 형성하는 방법도 고려될 수 있으나, 이 경우에는 화학적 에칭에 의한 패터닝(patterning)이 가능해진다 하더라도 박막 공정은 인쇄등 후막(厚膜)공정에 비해 수십배의 공정원가가 소요되어 반도체 장치등과 같이 고가의 고정밀디바이스(device)에나 사용될 수 있을뿐 화상장치로 사용되는 평판 표시소자에는 전혀 경제성이 없게 된다.

한편 비교적 두께(t)가 작은 전극(12)의 인쇄에는 격벽(14)과 같이 제조상의 심각한 문제는 없으나, 그 형상이 불균일하고 소성에 의해 표면이 산화되어 , 도전성이 떨어지고 이상방전이 발생되는등 작동상의 문제가 많았다.

이와같은 종래의 여러가지 문제점을 감안하여 본 발명의 목적은 고밀도의 평판표시 소자에서 매우 경제적이며 간단한 공정으로 격벽을 형성할 수 있는 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 다른 목적은 균일하고 정확한 형상의 전극의 형성이 가능하여 작동의 신뢰성을 높일 수 있는 격벽 형성방법을 제공하는 것이다.

상술한 목적을 달성하기 위해 본 발명에 의한 격벽 성형방법은 전극물질을 인쇄 및 소성하여 전극을 형성하는 단계와,

형성된 전극상에 격벽의 소요 높이만큼 절연체를 전면적으로 인쇄 및 소성하여 격벽층을 형성하는 단계와,

전면 형성된 격벽충을 드라이 에칭(dry etching)에 의해 선별적으로 식각하여 격벽을 형성하는 단계를 구비하는 것을 특징으로 한다.

이와같은 본 발명에 의하면 고메시의 고밀도 원판을 사용하여 각 층을 정합시켜 가며 반복적인 인쇄를 행할 필요가 전혀 없게되어 자재원가와 제조 공수가 현저히 절감되고 작업의 소요 정도(精度)도 현저히 완화된다. 또한 드라이 에칭에 의해 전극의 노출부가 깨끗하게 커팅(cutting)되므로 그 작동의 신뢰성도 보장된다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. 이하의 설명에서는 제2도의 각 공정단계와 제3도의 단면을 상호 참조하여 설명한다.

먼저 제2도의 단계(100)에서 전극(2')을 소정 패턴으로 기판(1)상에 인쇄한다. 이때 전극(2')의 두께는 10㎛ 이하로서 그다지 두껍지 않으므로 400메시 이상의 고밀도 원판을 사용한다 하더라도 1회 또는 2회의 인쇄로 형성할 수 있어 원가나 정합의 문제는 그다지 심각하지 않다. 예를들어 350㎛ 정도의 피치(pitch)에서 ±50㎛ 이하의 인쇄오차는 방전시에 영향을 미치지 않으므로 정확한 정합이 이루어지지 않아도 실용상 문제가 없는 것이다. 그러나 본 발명에서는 후술하는 이유에 따라 전극(2')의 인쇄패턴에 있어서 에지(edge)의 정밀도가 그다지 중요하지 않으므로 200 내지 300 메시 정도의 중(중中)정도의 메시의 원판으로 단 1회 인쇄하는 것으로 충분하다.

여기서 메시(mesh)란 인쇄원판등의 스크린(screen)의 밀도를 나타내는 단위로서 1인치당의 망목(網木)수, 즉 그물코의 수를 나타내는 것으로, 일반적으로 저(低) 메시는 200메시 미만, 고(高 )메시는 300메시 이상, 중(中 )메시는 200 메시 내지 300메시를 지칭한다.

다음 단계(110)에서 인쇄된 전극(2')패턴을 소성(燒成)시키면 제3도의 (a)에 보인바와같이 가판(1)상에 전극(2')이 형성된다.

단계(120)에서 이 전극(2')상에 격벽층(3)을 전면적으로 도포 또는 인쇄한다. 이때 격벽충(3)은 전면적으로 인쇄되므로 인쇄원판은 매우 낮은 저메시의 원판을 사용될 수 있다. 예를들어 80메시의 원판을 사용하는 경우 1회 인쇄로 얻을수 있는 두께는 80내지 100㎛ 정도인 바, 전술한 예와같이 150∼180㎛ 두께의 격벽(4)을 요하는 경우 2회 정도의 인쇄로 소요두께를 얻을 수 있다.

이러한 저메시의 원판은 고메시의 원판 원가의 1/10정도에 불과하며 전면적인 인쇄이므로 정합은 전혀 문제가 되지 않는다.

다음 단계(130)에서 이 격벽(3)을 소성하면 제3도(b)와 같은 단면을 얻게된다.

단계(140)에서 드라이에칭 방법으로 격벽층(3)을 식각하게 되는데, 드라이 에칭 방법은 플라즈마(Plasma)에칭등의 이온 충격(ion bombardment)이나 레이저(laser)에칭 등 여러가지 방법이 사용될 수 있다. 그런데 후막인쇄 방법으로 형성된 전극(2')과 격 벽층(3)은 전술한 바와같이 바인더등 여러가지 불순물이 포함되어 있으므로 이온충격등의 경우 산화등 여러가지 문제가 수반될 수 있다. 이에따라 본 발명의 구현에 가장 적절한 드라이 에칭 방법은 레이저 빔을 조사(照射)하여 격벽층(3)을 식각(蝕刻)하는 방 법이다.

이러한 격벽층(3)의 식각과정은 바람직하기로 두과정으로 이루어진다. 먼저 제3도(c)와 같이 격벽을 형성할 부분(4') 사이의 공간(5)을 전극(2)의 표면 노출될때까지 식각한뒤, 제3도(d)와 같이 전극(2)의 측면과 격벽형성 부분(4') 사이의 공간(6)을 식각한다 .

다음 단계(150)에서 초음파 또는 진공세정등의 방법으로 식각 잔류물을 세정해내면 제3도(e)와 같은 구조가 완성된다.

제3도(e)의 완성된 구조는 격벽(4)과 전극(2)이 그 에지가 매우 정밀하게 커팅되어 있어서 표면 산화나 형상의 불균일에 의한 문제는 전혀 발생되지 않는다. 이에따라 단계(100)의 전극 인쇄시 에지의 정밀도나 두께가 정확하지 않아도 소요 전극(2) 패턴을 얻는데 지장이 없다.

한편 이와같은 본 발명 방법은 AC형 PDP와 같이 전극(2) 표면에 절연층이 형성되어야 하는 경우에도 적용될수 있다. 이 경우에는 제4도에서와 같이 1차 식각되는 부분(5')과 2차 식각되는 부분(6')의 깊이와 폭의 조절로 전극(2')표면에 격벽(4)과 동일한 재질의 절연층(7)을 형성할 수 있다. 통상적으로 격벽(4)은 절연특성만이 중요할 뿐 유전율등은 고려되지 않고 전극(2')표면의 절연층(7)은 높은 유전율이 요구되는바, 절연특성과 유전율이 다같이 양호한 재질의 선택으로 격벽(4)과 절연층(7)의 요구 특성을 동시에 만족시킬 수 있다. 이때 전극(2') 표면에 잔류시키는 절연층(7)의 두께는 일반적인 AC형 PDP의 절연층의 두께, 예를들어 50 내지 200로 하는 것이 바람직하다.

또한 필요에 따라 전극(2')이 형성되지 않는 기판(1) 표면에도 절연층(8)을 잔류시킬 수 있는 바, 이러한 구성은 기판(1)의 요구재질을 현저히 완화시킨다. ITO (Indium Tin Oxide)등의 투명 전극의 경우 소성시 유리의 금속성분이 확산되어 투명도가 저하되며, 전극(2') 상부에 도포되는 형광체는 산소에 취약하므로 기판(1)은 일반적으로 일반유리 가격의 10배 이상인 무 알칼리 유리 재질로 제조된다. 이와같이 기판(1)의 노출면에 절연층(8)으로 잔류시켜 차폐하는 경우 기판(1)은 일반적인 유리재질로 구성될 수 있다.이때 도시된 전극(2')이 ITO등의 투명전극인 경우에는 그 저면에 적절한 절연재질이 요구된다.

이상과 같이 본 발명에 의하면 고밀도의 평판 표시장치를 제조하는 경우에도 저메시의 인쇄 원판을 사용할 수 있어서 그 원가가 현저히 저감되며 각 구성층의 인쇄 회수도 단 1, 2회 정도이므로 인쇄원판의 사용수명도 현저히 증가되며, 또한 반복인쇄시의 정합문제도 발생되지 않는다. 또한 전극의 커팅이 자연적으로 이루어져 그 동작특성이 개선되고, 소요 절연층도 필요에 따라 임의로 형성 할 수 있다.

이에따라 본 발명은 평판표시 장치의 제조원가의 절감과 생산성 및 품질의 향상에 큰 효과가 있다.

Claims (4)

1. 기판상에 200메시 미만의 저메시의 인쇄원판에 의해 전극물질을 인쇄 및 소성하여 전극을 형성하는 단계와, 상기 전극상에 200메시 미만의 저메시의 인쇄원판에 의해 격벽의 소요 높이만큼 절연체를 전면적으로 인쇄 및 소성하여 격벽층을 형성하는 단계와, 상기 전면 형성된 격벽층을 드라이 에칭에 의해 선별적으로 식각하여 격벽을 형성하는 단계를 구비하는 것을 특징으로 하는 평판표시 소자의 격벽 형성방법.
2. 제1항에 있어서, 상기 드라이 에칭이 레이저 에칭인 것을 특징으로 하는 평판표시소자의 격벽 형성방법.
3. 제1항에 있어서, 상기 격벽층의 식각 단계가, 상기 전극을 노출시키는 1차식각과, 상기 전극외측의 기판을 노출시키는 2차 식각으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 평판 표시소자의 격벽 형성방법.
4. 제3항에 있어서, 상기 전극 또는 기판의 표면에 50 내지 200㎛ 두께의 격벽층을 잔류시켜, 잔류된 격벽층이 절연층으로 기능하는 것을 특징으로 하는 평판 표시소자의 격벽 형성방법.