Plasma Display Panel 의공정기술 한용규 dbgmaco79@gmail.com Charged Particle Beam & Plasma Lab. / PDP Research Center Department of Electrophysics, Kwangwoon University, Seoul, Korea Contents 1. 개요 2. PDP의구조 3. PDP 제작순서 4. PDP 제작공정 5. 차세대공정 1
PDP 의소개 Plasma Display Panel Plasma Display Panel 가볍고얇다 넓은시야각 대화면구현에적합 빠른구동속도 간단한제작공정 2
Plasma Display Panel 의특징 대면적화 60 50 박형 0 100mm 경량 1/6 42 1/10 PDP CRT 광시야각 균일성 내지자계 PDP CRT 160 [Double width than LCD] 매우강한비선형성, 메모리기능, Full color화가능, 우수한온도특성 (-40 ~ 90 o C), 긴수명, 전면동시발광, 입력펄스의갯수로화면표시, 자체발광 40 인치이상대화면직시형 HDTV 급 Digital 방송에적합 PDP 의구조 3
AC - PDP 의구조 Sustaining electrode(ito) Front glass Dielectric layer MgO layer Bus electrode Barrier Ribs Addressing electrode Phosphors(RGB) AC - PDP 의구조 Sustain Electrode (ITO) Black Stripe Front Glass BUS Electrode (silver) Dielectric Layer MgO Phosphor (RGB) Barrier Ribs Rear Glass Dielectric Layer Address Electrode 4
AC - PDP 상판의구성 BUS 전극 MgO 보호막 VUV 유전체 ITO 투명전극 Plasma Glass AC - PDP 하판의구성 R,G,B 형광체 격벽 유전체 Address 전극 Glass 5
PDP 의발광 Discharge Discharge Discharge White light emission AC - PDP 발광구조 Sustain Electrode (ITO Electrode) Bus Electrode (Silver Electrode) Front glass Barrier Rib Dielectric layer MgO Protective layer Phosphor Rear glass White Back (Dielectric layer) Vacuum Ultra-violet Visible Light Address electrode 6
PDP 제작순서 PDP 제작공정 7
Sustain (ITO) 전극 역할및요구특성 역 할 요구특성 -높은가시광투과율 -낮은저항 - 방전유지전극 -Bus 전극과의밀착성 -균일한두께 -내열성, 내약품성 Sustain (ITO) 전극형성 Chemical Etching Scanning UV Lamp Photomask DFR Laminating UV Exposure 현상 박리 Etching 8
Sustain (ITO) 전극형성 차세대공정법 LASER patterning DFR Laminating UV Exposure 현상 박리 Etching Bus 전극 역할및요구특성 역 할 요구특성 - 낮은저항 -투명전극의높은저항보상 -Contrast 향상 -균일한패턴 -ITO 전극과의밀착성 -유전체와의비반응성 - 내열성 9
Bus 전극형성 Bus 전극형성법 Screen Printing Etching 스크린인쇄법 (Direct pattern print) -단순공정 - 전극불균일 -효율적재료이용 에칭 (Photo litho, Lift off, Photo Sens) -공정이복잡하다 - 유해용액노출 -비효율적재료이용 여러가지전극형성법 형성법 Screen Print 법 Photolithography 법 Lift-Off 법감광성 Paste 법 인쇄 Spatter 성막 DFR 도포 Paste 도포 건조 DFR 도포 노광 노광 공정도 막의품질? 소성 노광 현상 현상 치수정도? 제작한계? 현상 Paste 매립 소성 제작 Cost? 에칭 DFR 제거 DFR 제거 소성 10
Bus 전극형성 차세대공정법 전극 Green Sheet 법 Toner roll(ag) Cover film Used Toner roll Glass substrate UV Exposed Bus 전극형성 차세대공정법 Off set 인쇄법 Paste Silicon bracket Prominence Glass substrate 11
Dielectric layer 역할및요구특성 역 할 요구특성 - 낮은저항 -투명전극의높은저항보상 -Contrast 향상 -균일한패턴 -ITO 전극과의밀착성 -유전체와의비반응성 - 내열성 Dielectric layer 형성 Dielectric layer 형성법 Screen Printing Laminating * 2004 IMID LG Electronics 12
MgO 보호막 역할및요구특성 역 할 요구특성 -유전체보호안정된방전유지 -2차전자방출계수확보낮은방전전압 -내구성 -투과율의균일성 -높은 2차전자방출계수 MgO 박막공정법 전자빔증착법 : 전기장과자기장으로가속되어지는전자빔을시료에충돌시켜가열및증발시켜박막을형성시키는방법이다. 이때전자빔의에너지를재료표면에집중시켜고속증착및고순도증착을가능하게한다. 하지만, 전자빔증착의경우는대형기판에양질의박막을균일하게도포해야하는어려움과비교적고진공을요하는관계로생산공정상의가격이비싸다는문제점을가지고있다. 스퍼터링법 : 초기에는진공증착과동일한 10-5 10-7 torr 정도의진공도를유지하나플라즈마를일으킬수있는아르곤가스를진공실압력이약 10²torr 될때까지불어넣고, 표적재료에높은부전압 (-500-5000V) 을걸어음극으로만든다. 이때비정규글로우방전에의해발생한높은에너지 (1,000eV) 를가진불활성가스양이온이음극으로대전된표적재료표면에충돌하여표적재료를원자형태로방출시키며, 진공증착의경우보다높은 10 40eV 정도에너지를가진증기상이피처리물쪽으로이동하여응축되게함으로서표면층을형성하게하는방식이다 이온플래이팅법 : 증발되는입자를이온화하여성막을시킨다는특징이있다. 이온플래이팅으로 MgO 를성막하는경우에는막의밀착성과결정성에대한특성은스퍼터링법과비슷한특성을갖는다. 그러나고속증착 (8 nm/s) 이가능한장점이있다. 13
MgO 보호막 각공정의장단점 재료 형성방법 장점 단점 E-beam evaporating - 단순한공정조건 / 안정적인공정 - 높은투과율 - 두께균일성이낮음 - 높은공정비용 ( 장치비 ) MgO Ion-plating - 치밀한조직 - 높은결정성 - 내 sputtering 성우수 - 두께균일성낮음 - 높은공정비용 ( 장치비 ) Sputtering -치밀한조직 -높은결정성 -내 sputtering성우수 -낮은증착속도 -까다로운공정조건 MgO 보호막 E-Beam Evaporating Method Substrate Magnetic field Electron Filament E-beam source B - - - F - B - - - - 14
Address 전극 역할및요구특성 역 할 요구특성 - 낮은저항 -Address 방전 -균일한패턴 -유전체와의비반응성 - 내열성 Dielectric layer (White back) 역할및요구특성 역 할 요구특성 -Address전극보호 -후면에서가시광반사전면으로의방출유도 -높은가시광반사율 -두께의균일성 15
Barrier Rib 역할및요구특성 역 할 요구특성 -상/ 하판간격유지 -방전영역( 셀 ) 구분 -강도및경도 -높은가시광반사율 -적절한패턴 Barrier Rib 격벽형성법 Screen Printing Sand Blast Lift-off Wet Etching Molding (Lift-off) 16
Barrier Rib After Sand blast 17