KR100324562B1 - Electrode form methode of Plasma Display Panel - Google Patents
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Abstract
본 발명은 플라즈마 표시장치의 전극형성방법에 관한 것으로서, 특히 배면기판 상에 형성되는 어드레스전극과 글라스 상호간의 밀착성을 향상시키고, 소성 공정시 발생하는 전극의 오염을 방지하며 작업시간 단축을 통해 제품의 양산성을 높일 수 있도록 하는데 목적이 있다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an electrode forming method of a plasma display device, and in particular, to improve adhesion between an address electrode and a glass formed on a rear substrate, to prevent contamination of electrodes generated during a sintering process, and to reduce work time. The purpose is to increase the mass production.
이를 실현하기 위하여 본 발명의 어드레스전극 형성방법은, 배면기판 상에 에칭성이 양호한 글라스 층을 형성하는 단계와, 상기 글라스 층위에 포토레지스트(P/R)를 도포 한 후 일정 패턴으로 노광/현상/에칭하여 그루브를 형성하는 단계와, 상기 형성된 그루브 상에 금속산화막을 형성하는 단계와, 상기 금속산화막 형성 후 어드레스전극을 금속산화막을 이용한 무전해도금법으로 형성하게 되는 것이다.In order to achieve this, the method of forming an address electrode according to the present invention includes forming a glass layer having good etching property on a back substrate, applying photoresist (P / R) on the glass layer, and then exposing / developing in a predetermined pattern. Forming a groove by etching, forming a metal oxide film on the formed groove, and forming an address electrode by an electroless plating method using the metal oxide film after forming the metal oxide film.
Description
본 발명은 플라즈마 표시장치에 관한 것으로서, 특히 MOG구조의 플라즈마 디스플레이 패널(PDP)에 있어서 밀착성이 우수한 어드레스전극을 배면기판에 형성하기 위한 전극형성방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a plasma display device, and more particularly, to an electrode forming method for forming an address electrode having excellent adhesion on a rear substrate in a plasma display panel (PDP) having a MOG structure.
도 1 은 일반적인 플라즈마 디스플레이 패널의 MOG(Metal On Groove)구조를 단면도를 통해 나타낸 것으로 이해를 돕기 위해 상부구조를 90도 회전하여 도시하였다.FIG. 1 illustrates a MOG structure of a general plasma display panel through a cross-sectional view, and the upper structure is rotated by 90 degrees for clarity.
도면을 참조하여 PDP구조를 살펴보면, 화상의 표시면인 전면기판(1)과, 상기 전면기판(1)과 일정거리를 사이에 두고 평행하게 위치한 배면기판(2)으로 이루어지는데, 상기 전면기판(1)에는 배면기판(2) 대향면에 일정간격으로 형성된 복수개의 유지전극라인(3)과, 상기 복수개의 유지전극라인(3)위에 형성되어 방전전류를 제한하는 유전층(4)과, 상기 유전층(4)위에 형성되어 상기 유지전극라인(3)을 보호하는 보호층(5)으로 구성되며, 상기 배면기판(2)에는 복수개의 방전공간을 형성시키는 복수개의 그루브(7;Groove)와, 상기 그루브(7) 전면에 형성되고 유지전극라인(3)과 직교하는 어드레스 전극(6)과, 상기 어드레스전극(6)의 전면에 형성되어 방전시 가시광선을 방출하는 형광층(8)으로 이루어진다.Looking at the PDP structure with reference to the drawings, it consists of a front substrate (1) which is a display surface of the image, and a rear substrate (2) disposed in parallel with a certain distance between the front substrate (1), the front substrate ( 1) a plurality of sustain electrode lines 3 formed on the opposite surface of the rear substrate 2 at a predetermined interval, a dielectric layer 4 formed on the plurality of sustain electrode lines 3 to limit discharge current, and the dielectric layer. (4) formed on the protective layer (5) to protect the sustain electrode line (3), the back substrate (2) a plurality of grooves (Groove) for forming a plurality of discharge spaces, and An address electrode 6 formed on the entire surface of the groove 7 and orthogonal to the sustain electrode line 3 and a fluorescent layer 8 formed on the front surface of the address electrode 6 to emit visible light upon discharge.
상기와 같이 구성된 종래기술에 의한 PDP중 임의의 셀의 화상표시 과정은 다음과 같다.The image display process of any cell in the PDP according to the prior art configured as described above is as follows.
먼저, 해당 유지전극라인(3)에 예비방전전압이 공급되면 이후의 어드레스 방전이 안정적으로 일어나도록 유지전극라인(3) 간에 예비방전이 일어난다.First, when the preliminary discharge voltage is supplied to the sustain electrode line 3, the preliminary discharge occurs between the sustain electrode lines 3 so that subsequent address discharge occurs stably.
그 후, 유지전극라인(3)과 해당 어드레스 전극라인(6)에 어드레스 방전전압이 공급되면 상기 유지전극라인(3)과 해당 어드레스 전극라인(6)간의 어드레스 방전이 일어나게 된다. 즉, 셀 내부에서 전계가 발생하여 방전가스중의 미량전자들이 가속되고, 가속된 전자와 가스중의 중성입자가 충돌하여 전자와 이온으로 전리되며, 상기 전리된 전자와 중성입자와의 또 다른 충돌 등으로 중성입자가 점차 빠른 속도로 전자와 이온으로 전리되어 방전가스가 플라즈마 상태로 되는 동시에 진공 자외선이 발생된다. 상기 발생된 자외선이 형광층(8)을 여기시켜 가시광선을 발생시키고 발생된 가시광선은 전면기판(1)을 통해서 외부로 출사되면 외부에서 임의의 셀의 발광 즉, 화상표시를 인식할 수 있게 된다.Thereafter, when an address discharge voltage is supplied to the sustain electrode line 3 and the address electrode line 6, an address discharge occurs between the sustain electrode line 3 and the address electrode line 6. In other words, an electric field is generated inside the cell, and the trace electrons in the discharge gas are accelerated, the accelerated electrons and the neutral particles in the gas collide with each other, and are ionized into electrons and ions, and another collision between the ionized electrons and the neutral particles Neutral particles are gradually ionized into electrons and ions at high speed, and the discharge gas is turned into a plasma state and vacuum ultraviolet rays are generated. When the generated ultraviolet rays excite the fluorescent layer 8 to generate visible light, and the emitted visible light is emitted to the outside through the front substrate 1, the emitted ultraviolet light of an arbitrary cell may be recognized from the outside. do.
그 후, 해당 유지전극라인(3)에 150V 이상의 유지 방전 전압이 공급되면 상기 쌍을 이루는 유지전극라인(3)간에 유지 방전이 일어나 각 셀의 발광을 일정기간동안 유지시키게 된다.After that, when the sustain discharge voltage of 150 V or more is supplied to the sustain electrode line 3, sustain discharge occurs between the pair of sustain electrode lines 3 to maintain light emission of each cell for a predetermined period of time.
이와 같이 동작되는 종래 PDP는 전면기판과 배면기판을 구성한 후 프리트글라스(미도시)를 이용하여 결합시키고 내부에는 방전가스를 집어넣고 완전히 밀봉하여 제조하게 된다.The conventional PDP operated as described above is manufactured by forming a front substrate and a rear substrate, and then combining them using frit glass (not shown), inserting a discharge gas into the inside, and completely sealing them.
특히, 배면기판(2)에 방전공간을 형성하는 방법에 있어서 종래에 사용한 대표적인 것은 유전층을 형성한 후 스크린 마스크를 이용하여 일정 패턴으로 다층 인쇄하여 수직한 격벽을 쌓아 방전공간을 형성하는 방법이 있으나, 본 명세서에서는 상기에서 살펴본 바와 같이 MOG구조에 대해 살펴보기로 한다.In particular, the typical method used to form the discharge space on the back substrate (2) is a method of forming a discharge space by forming a vertical partition wall by forming a dielectric layer and then printing a multilayer pattern in a predetermined pattern using a screen mask. In the present specification, the MOG structure will be described as described above.
MOG 구조는 형광층을 전기 영동법에 의해 형성함으로 고정세화가 가능한 장점을 갖는 구조로서, MOG구조에 의한 방전공간 형성방법으로 기판글라스 상에 에칭(etching)성이 양호한 글라스 층을 일정 높이로 형성한 후 직접 포토마스크를 이용해 노광 → 현상 →에칭공정에 의해서 형성하게 된다.The MOG structure has a merit that high definition can be achieved by forming the fluorescent layer by electrophoresis, and a glass layer having good etching property is formed on a substrate glass at a predetermined height by a discharge space forming method using the MOG structure. Thereafter, a photomask is used to form the photoresist layer under the process of exposure → development → etching.
상기 MOG구조의 형성공정을 도 2를 참조하여 살펴보면 다음과 같다.Looking at the formation process of the MOG structure with reference to FIG.
먼저 배면기판(2)상에 에칭성이 좋은 글라스 층(10)을 150∼180μm 정도 형성한 후(a) 포토레지스트(11)를 도포한다. (b) 그 다음 포토마스크(12)를 대고 노광시킨 후(c) 현상공정에서 현상시켜 패턴을 형성하고(d) 다시 에칭액에 넣어 그루브 형상(7)을 형성한다.(e) 상기 에칭공정은 에칭액에서 100∼300초 동안 에칭을 행하고 세정을 행한 후 소성로에 넣어 200∼500℃ 사이에서 20∼60분 동안 소성시킨다.First, the glass layer 10 having good etching property is formed on the back substrate 2 by about 150 to 180 μm (a) and then the photoresist 11 is applied. (b) The photomask 12 is then exposed to light (c) and then developed in a developing step to form a pattern (d) and then placed in an etchant to form a groove shape (7). The etching solution is etched for 100 to 300 seconds, washed, and placed in a baking furnace for 20 to 60 minutes between 200 to 500 ° C.
그 후 포토레지스트(11)가 남겨진 기판 상에 진공챔버 내에서 스퍼터(SPUTTER)나 전자빔증착(E-BAEM)법을 이용해 금(Au) 또는 은(Ag)을 형성함으로 넓은 면적의 전극막(12)이 완성되는 것이다.(f) 그리고 형광층(8)을 전기영동법으로 형성시키면 (g)단계와 같이 그루브(7) 전면에 어드레스전극(6)과 형광체(8)가 형성된 배면기판구조를 완성하게 된다.After that, a large area of the electrode film 12 is formed by forming gold (Au) or silver (Ag) using a sputter or electron beam deposition (E-BAEM) method in a vacuum chamber on the substrate where the photoresist 11 is left. (F) Then, if the fluorescent layer 8 is formed by electrophoresis, as shown in step (g), the back substrate structure in which the address electrode 6 and the phosphor 8 are formed on the entire surface of the groove 7 is completed. Done.
그러나 상기와 같은 종래 어드레스전극 형성공정은 스퍼터링이나 전자빔 증착 방법에 있어서의 공정조건 중 어드레스전극의 형성이 요구되는 배면기판을 수용할 수 있는 규모의 진공챔버와 이 진공챔버 내부의 압력을 소정의 진공압 상태로형성하는 등의 조건이 요구되며, 이때 진공챔버 내부의 진공 배기 시간에 의한 작업시간이 과다하게 소요되고, 진공장비의 사용으로 인한 제품의 제조단가가 상승하게 된다.However, the above-described conventional address electrode forming process includes a vacuum chamber of a scale capable of accommodating a back substrate requiring the formation of the address electrode in the process conditions of the sputtering or electron beam deposition method, and the pressure inside the vacuum chamber to a predetermined level. Conditions such as forming in a pneumatic state is required, at this time excessive working time by the vacuum exhaust time inside the vacuum chamber is excessive, and the manufacturing cost of the product due to the use of the vacuum equipment is increased.
또한, 그루브 형성물질이 글라스 층이므로 전극의 증착에 따른 배면기판과 금속재 간의 밀착성이 저하되고, 소성 공정시 글라스 층으로부터 소다성분이 전극으로 확산/침투하여 전극이 오염되며, 그에 따른 어드레스전극의 저항이 높아지는 등의 문제점이 있었다.In addition, since the groove forming material is a glass layer, the adhesion between the back substrate and the metal material is reduced due to the deposition of the electrode, and the soda component diffuses and penetrates into the electrode from the glass layer during the firing process, thereby contaminating the electrode, and thus the resistance of the address electrode. There was a problem such as increase.
본 발명은 상기한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 발명된 것으로 MOG 구조에서의 어드레스전극과 그루브 면 간의 밀착성을 향상시키고, 소성 공정시 발생하는 전극의 오염을 방지하며, 작업시간의 단축을 통해 제품의 양산성을 높이도록 하는데 목적이 있다.The present invention has been invented to solve the problems of the prior art as described above to improve the adhesion between the address electrode and the groove surface in the MOG structure, to prevent contamination of the electrode generated during the firing process, and to reduce the work time The purpose is to increase the mass production of the product through.
이를 실현하기 위한 본 발명의 기술적 수단은 전극형성공정에 있어서 금속산화막을 먼저 그루브 상에 도포한 후 그 위에 어드레스전극을 무전해도금법을 이용하여 형성시키는 것이다.The technical means of the present invention for realizing this is to first apply a metal oxide film on the groove in the electrode forming step, and then form the address electrode on the groove using the electroless plating method.
도 1 은 종래 플라즈마 디스플레이 패널의 단면도.1 is a cross-sectional view of a conventional plasma display panel.
도 2 는 종래 기술에 의한 배면기판의 형성 공정도.2 is a process chart for forming a back substrate according to the prior art.
도 3 은 본 발명에 의한 어드레스전극 형성 공정도.3 is a process diagram for forming an address electrode according to the present invention;
*** 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ****** Explanation of symbols for the main parts of the drawing ***
1 : 전면기판 2 : 배면기판1: Front board 2: Back board
3 : 유지전극 4 : 유전층3: sustain electrode 4: dielectric layer
5 : 보호층 6 : 어드레스전극5: protective layer 6: address electrode
7,107 : 그루브 8 : 형광층7,107 groove 8: fluorescent layer
102 : 배면기판 110 : 글라스 층102: back substrate 110: glass layer
111,111': 포토레지스트(P/R) 112 : 어드레스전극111, 111 ': photoresist (P / R) 112: address electrode
113 : 금속산화막113: metal oxide film
이하, 본 발명을 첨부도면을 참조하여 이하에서 상세히 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
먼저, 본 발명에 의한 배면기판의 어드레스 전극 형성공정을 도 3을 참조하여 살펴보면 다음과 같다.First, the process of forming an address electrode of a rear substrate according to the present invention will be described with reference to FIG. 3.
배면기판(102)상에 (a) 단계와 같이 에칭성이 양호한 글라스 층(110)을 형성한 후 포토레지스트(P/R)(111)를 도포하고 노광/현상/에칭공정을 거쳐 그루브(107)가 형성되는 (c) 단계까지는 종래와 동일하게 진행된다.After forming the glass layer 110 having good etching property on the back substrate 102 as in step (a), the photoresist (P / R) 111 is applied and the groove 107 is subjected to the exposure / development / etching process. ) Is performed in the same manner as before until step (c) is formed.
그리고 상기 패턴형성이 완료되면 P/R(111)을 제거한 후 (d) 단계에서 나타낸 바와 같이, 금속산화막(113)을 무전해도금법을 이용하여 그루브(107)를 포함한 배면기판(102)의 전면에 박막을 이루도록 형성하게 된다.When the pattern formation is completed, the P / R 111 is removed, and then, as shown in step (d), the front surface of the back substrate 102 including the groove 107 using the electroless plating method on the metal oxide film 113. It is formed to form a thin film.
여기서, 상술한 무전해도금법에 대하여 보다 상세히 설명하면, 일반적으로 금속을 대상물에 증착시키기 위한 공정은 크게 습식과 건식 공정을 구분되고, 이들 공정 중 전자인 습식 공정에는 무전해도금법이 있고, 후자의 건식 공정에는 진공챔버 내의 기판상에 목적하는 금속을 타겟으로 하여 스퍼터링에 의해 타격하토록 하거나, 전자빔을 이용하여 증발시키도록 함으로써 기판상에 증착되도록 하는 방법이 있다.Herein, the electroless plating method described above will be described in more detail. Generally, a process for depositing a metal on an object is largely divided into a wet process and a dry process, and the former wet process includes the electroless plating method. In the dry process, there is a method in which a target metal is targeted on a substrate in a vacuum chamber to be hit by sputtering or evaporated using an electron beam to be deposited on the substrate.
전자의 경우에는 코스트면에서 유리하나 현재 본 발명에서 목적하는 글라스와 같은 평탄한 면을 갖는 기판에는 일단 형성된 금속막이 충분한 밀착력을 갖을 수 없는 단점이 지적되고 있고, 후자의 경우는 진공 챔버 등의 고가의 장비가 요구되는 단점이 있다.Although the former is advantageous in terms of cost, it is pointed out that the substrate which has a flat surface such as glass, which is the object of the present invention, cannot be sufficiently adhered once, and the latter is expensive. There is a disadvantage that equipment is required.
따라서, 본 발명은 전자의 방법을 개선하기 위하여 금속막과 글라스 등 평탄한 기판 사이에 중간층으로서 금속산화막을 일단 형성한 후 이 금속산화막 위에 무전해도금을 하는 것이다.Therefore, in order to improve the former method, a metal oxide film is formed as an intermediate | middle layer between a metal film and flat substrates, such as glass, and electroless plating is performed on this metal oxide film.
이를 구현하기 위해서는, 먼저 금속산화막을 형성하기 위해서, 일반적으로 열분해법으로 알려져 있는 공정으로서, 배면기판(102)의 전면에 형성되는 글라스층(110)이 열분해되는 온도 약 300∼450℃로 가열된 상태에서 해당 금속이 화학적으로 분해되어 있는 열분해가 용이한 상태의 용액을 분무하여 증착되도록 함으로써 형성된다.In order to implement this, in order to first form a metal oxide film, a process generally known as a pyrolysis method, the glass layer 110 formed on the front surface of the back substrate 102 is heated to a temperature of about 300 ~ 450 ℃ thermal decomposition The metal is formed by spraying a solution in an easily decomposed state in which the metal is chemically decomposed in a state.
이때 상술한 금속산화막 중 산화아연(ZnO)막을 형성하고자 할 경우에는 아연 아세테이트(zinc acetate)가 1∼10% 정도 함유된 무수에틸알코올 용액을 분무하고, 산화티타늄(TiO2)막을 형성하고자 할 경우에는, 티탄 아세테이트(titan acetate)가 1∼10% 정도 함유된 무수 에틸알코올 용액을 분무하게 된다.At this time, to form a zinc oxide (ZnO) film of the above-described metal oxide film to spray anhydrous ethyl alcohol solution containing about 1-10% of zinc acetate (zinc acetate), and to form a titanium oxide (TiO 2 ) film For example, anhydrous ethyl alcohol solution containing about 1 to 10% of titanium acetate is sprayed.
이렇게 분무되어 가열된 기판에 약 수㎛ 정도 크기로 도달된 액적은 기판에서 열분해를 일으켜 유기물은 비산하고, 금속성분이 공기 중의 산소와 화합하여 산화아연, 산화티타늄 등의 금속산화막으로 형성되는 것이다.The droplets, which are sprayed and reached to a size of about several micrometers, are thermally decomposed on the substrate to scatter organic substances, and the metal components are combined with oxygen in the air to form a metal oxide film such as zinc oxide or titanium oxide.
상술한 바와 같이, 형성되는 금속산화막의 표면은 매우 치밀함과 동시에 표면적이 극대화된 마이크로(micro: ㎛) 단위의 미세 요철을 갖게 되고, 이러한 금속산화막을 이용하여 일반적으로 알려진 무전해도금 공정을 행하게 되는 것이다.As described above, the surface of the metal oxide film to be formed is very dense and has a fine unevenness in micro (μm) units with a maximum surface area, and the metal oxide film is used to perform a generally known electroless plating process. Will be.
이상에서 그루브(107) 부위를 포함한 배면기판(102)의 전면 즉, 박막 형성된 금속산화막(113) 전체면에 다시 P/R(111')을 전면 도포하고, 이어 노광/현상 공정을 거쳐 f단계와 같이 P/R(111') 패턴을 형성하게 되며, 어드레스전극(112)을 금속산화막(113)을 이용한 무전해도금법으로 형성하면 g단계와 같은 형상을 이루게 되며, 이어 상기의 공정이 완료된 후 P/R(111')을 제거하게 되면 h단계와 같은 형상을 이루어 배면기판구조를 완성하게 되는 것이다.In the above, the entire surface of the back substrate 102 including the groove 107 portion, that is, the entire surface of the thin film formed metal oxide film 113 is again coated with P / R (111 '), followed by the f / development process. P / R (111 ') pattern is formed as described above. When the address electrode 112 is formed by the electroless plating method using the metal oxide film 113, it forms a shape as in step g. After the above process is completed, Removing the P / R 111 ′ completes the back substrate structure by forming the shape as in step h.
즉, 본 발명에 의한 공정 중 금속산화막(ZnO, TiO2등)을 이용한 무전해도금이라는 방법으로 그루브(107)에 금속층(Au, Ag등)을 형성함으로써 금속산화물과의 밀착성이 좋은 어드레스전극(112)으로 활용할 수 있게 되는데, 이와 같은 공정을 통해 이루어지는 전극형성공정은 진공챔버 내에서 금속증착에 의해 형성되는 종래 기술의 진공공정에 비교하여 공정시간을 단축시킬 수 있고 종래의 스퍼터링이나 전자빔 증착법에 비교하여 어드레스전극의 밀착성이 향상되는 등의 효과를 가져올 수 있다.That is, by forming a metal layer (Au, Ag, etc.) in the groove 107 by a method of electroless plating using a metal oxide film (ZnO, TiO 2, etc.) during the process according to the present invention, an address electrode having good adhesion with a metal oxide ( 112), the electrode forming process through this process can reduce the process time compared to the conventional vacuum process formed by metal deposition in the vacuum chamber, and the conventional sputtering or electron beam deposition method In comparison, the adhesiveness of the address electrode can be improved.
또한, 상기 금속산화막(113)은 기판의 소성 공정 중 글라스의 소다 성분이 어드레스전극에 확산/침투하여 전극의 저항을 증가시키게 되는 것을 막아 주는 역할을 함으로 전극의 오염을 방지할 수 있는 것이다.In addition, the metal oxide layer 113 may prevent contamination of the electrode by preventing the soda component of the glass from diffusing / infiltrating the address electrode and increasing the resistance of the electrode during the firing process of the substrate.
한편, 금속산화막을 형성하는 방법으로서는 상술한 방법 이외에도 화학기상증착(CVD), 스퍼터링(sputtering) 등의 방법이 가능한 것이고, 특히 본 발명에서 예시한 사용용액인 아연 아세테이트 또는 티탄 아세테이트 이외에도 해당 금속을 중심으로 하는 각종 유기물들이 모두 가능하며, 용액의 농도 또한 상술한 조건으로 예시한 10%까지로 한정될 필요는 없는 것이다.As the method for forming the metal oxide film, chemical vapor deposition (CVD), sputtering, or the like may be used in addition to the above-described method, and in particular, in addition to zinc acetate or titanium acetate, which is the use solution illustrated in the present invention, Various organic materials can be used, and the concentration of the solution need not be limited to 10% exemplified in the above-described conditions.
그리고, 실시예에 기술한 용매 또한 무수 에틸알코올 이외에도 값싼 공업용수 또는 아세톤 등 많은 종류의 유기 용매에 대하여 사용 가능한 것이다.The solvents described in the examples can also be used for many kinds of organic solvents such as cheap industrial water or acetone, in addition to anhydrous ethyl alcohol.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명의 기술적 요지는 금속산화막을 이용한 무전해도금법을 이용하여 어드레스전극을 형성시킴으로 전극의 밀착성을 향상시키는 것으로서, 밀착성 뿐 아니라 소성 공정 중 발생하는 전극의 오염을 방지하고 제품의 양산성을 증대시키는 등의 효과가 있게 된다.As described above, the technical gist of the present invention is to improve the adhesion of the electrode by forming an address electrode by using an electroless plating method using a metal oxide film, and to prevent contamination of the electrode generated during the firing process as well as adhesion. There is an effect of increasing mass productivity.
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