디스플레이 제조기술 특론

1. 디스플레이 제조기술 특론 강의 11

2. AC-PDP 원리 및 구조 ★ Front Glass는 설명 편의상 90도 회전시킨 것임 원 리 구 조 Visible Light (Front Glass Substrate) Bus Electrode Dielectric Layer Front Glass Substrate Sustain Electrode Protection Layer(MgO) Protection Layer(MgO) Bus Electrode Dielectric Layer Plasma (Back Glass Substrate) Sustain Electrode Barrier Rib UV Address Electrode Barrier Rib Phosphor(R,G,B) Visible Light Dielectric Layer Dielectric Layer Under Layer Under Layer Back Glass Substrate Address Electrode Phosphor(R,G,B) 동 작 특 징 ■ 상판에 Sustain/Bus전극을 제작하고, 전극보호와 전기적 Capacitor 역할을 갖는 유전층과 보호막이 증착된 상판 기판 ■ 하판에 Address전극과 광반사를 위한 백색유전막, 방전공간을 분할하는 격벽 및 형광체가 Coating된 하판 기판 ■ 합착기에서 상·하판을 Align하여 합착하고 방전Gas를 주입하여 Panel을 완성하며 마지막으로 회로부를 연결하여 Module을 완성하는 대형, 평면, 자발광 표시소자임. 1. Panel 내부에 Ne + Xe + α가스를 봉입한 구조. 2. 전극상호간에 전압을 인가하는 것에 의해 유전체 보호층의 표면에서 면방전이 발생. 3. Plasma의 Memory Effect를 이용하여 Matrix Addressing을 함. 4. Plasma에서 발생된 자외선에 의해 각 형광체(R,G,B)가 여기/ 발광되어 원하는 천연색 표시.

3. AC-PDP 공정도 상판 전극 형성 유전체 형성 Seal재 형성 보호막 형성 유전층을 보호하고 2차전자 방출계수를 증가시키기 위하여 MgO박막을 증착하여 보호막 형성함. 전기적으로 Capacitor 역할을 하며 인쇄방식으로 유전체를 Coating함. 상하판 합착을 위하여 저융점 Frit Glass를 형성함. 박막기술과 photolithography기술로 Plasma 유지를 위한 Sustain/Bus전극을 제작함. 세 정 Protection Layer(MgO) Seal Dispensing 유전체 인쇄 금속막 성막 BUS Electrode MgO 증착 가소성 건 조 PR도포/건조 소 성 노광/현상 Front Glass 에 칭 Sustain Electrode Dielectric Layer Bus전극인쇄/건조/소성 하판 전극/유전체 형성 격벽 형성 형광체 형성 방전 공간을 분할하고 Cross talk를 방지하기 위해서 높이 100㎛가량의 격벽을 Sandblast방식으로 형성함. 각각의 격벽사이에 R,G,B 형광체를 Strip형태로 인쇄함. 방전 선택용 Address전극/유전층을 인쇄방식으로 형성함. Barrier Rib 하지막인쇄/건조/소성 격벽재 인쇄/건조 R형광체인쇄/건조 Dielectric Layer 전극 인쇄 감광성 Film 부착 G형광체인쇄/건조 노광 / 현상 전극 건조 B형광체인쇄/건조 Back Glass Sandblast 소 성 전극 소성 Address Electrode Under Layer 소 성 유전층인쇄/건조/소성 Phosphor(R,G,B) Aging Module 조립 배기/GAS주입 합 착 상하판 Glass를 Align. MgO 표면의 활성화와 물성 안정을 위해서 예비 방전을 실시. 방전을 원활하게 하기 위해서 고진공 상태로 Panel을 배기한 후, 약 500Torr로 혼합가스를 주입한 후 봉입함. 안정된 Panel을 회로와 연결하여 조립함. 배기/ 주입 SET 장착 상하판 Align 부품 자삽 Sealing 배 기 Clamping 예비 방전 Soldering GAS 주입 TEST 소 성 Interconnection Front Glass Front Glass 봉 입 Back Glass Back Glass 조정/검사

4. AC-PDP 전공정 유전층(상) Seal 유전층(하) 보호막 Glass투입 투명전극 보조전극 상 세정 세정 MgO Depo. Coat Sputtering Dispense Glass투입 P.검사 Coat Coat Dry Dry Cleaning PR Coating 판 Repair Dry Dry Expose Fire Expose Fire Fire Develop Develop Fire Etch/Strip Barrier Rib 하지막 Data 전극 형광체 Glass투입 유전층 하 Coat(R) Dry(B) Coat Coat Coat Coating Glass투입 Dry(R) Expose Dry Cleaning Dry Dry Dry 판 Expose Develop Fire DFR Lami. Expose Fire Develop Fire Expose Develop Coat(G) Develop Fire Dry(G) Sandblast P.검사 Expose Strip Repair Develop Fire Coat(B)

5. 합착/배기/Gas AGING 상/하판 합착 Aging Sealing Pad Cut 배기/Gas 주입 P.검사 휘도,전압 점등검사 전압Check AC-PDP 후공정

6. 상판(Front Plate) 형성 공법 재료 및 성막방법 요구특성 • 고투과율 • 저저항화 • 막두께의 균일성 • BUS전극과의 밀착성. • 내열성,내약품성. 투명전극 (Sustain) • ITO(Indium Tin Oxide) • - Photo/etching • - Liftoff법 • ITO(Indium Tin Oxide) • - Sputter법(전도성이 가장 우수) 2. BUS전극: BUS전극은 방전시 저항에 의한 전압강하를 줄이기 위함. 형성 공법 재료 및 성막방법 요구특성 • Cr/Cu/Cr,Cr/Al/Cr • - Sputter법 • 감광성Paste(Ag) • - 인쇄, Coating • Paste(Ag) • - Pattern인쇄 • Cr/Cu/Cr,Cr/Al/Cr • - Photo/etching법 • - Liftoff법 • 감광성Paste. • - Photo법. • 인쇄 Paste. • - Direct Pattern인쇄. • 저저항화 • 투명전극과의 밀착성 • 선폭의 Uniformity • 내열성 • 유전체와의 Matching성 BUS전극 하판(Back Plate) 1. Address전극(Data 전극) : Data를 writing. - BUS전극의 요구특성 및 공법과 유사함. 전극의 종류 및 특성 • 투명전극(Sustain) : 두 개의 쌍으로 이루어진 투명전극은 AC PDP의 방전유지 전극으로써 Cell내에서 플라즈마가 • 형성된 후, 방전을 지속적으로 다음 펄스에 의해 유지될 수 있도록 함.

7. Lift Off 법 Photo Etching 법 투명전극 형성공정 1. PR Coating 1. ITO 증착(Sputter) Duct Roll Roll의 회전방향 ITO(000~0000Å) PR(Photoresist) Glass Glass Coating Roll 2. PR Coating Backup Roll Duct Roll Roll의 회전방향 2. 노광 PR(Photoresist) Coating Roll Glass UV(365nm)조사. ITO Photomask Backup Roll 3. 노광 감광된 부분 PR UV(365nm)조사. Photomask 3. 현상 감광된 부분 PR PR(Photoresist) 4. 현상 4. ITO 증착(Sputter) PR(Photoresist) PR(Photoresist) 5. Etch/Strip 5. Photoresist 박리 ITO Acid Etching Photoresist 제거

8. Bus 및 Address 전극 형성공정 감광성 PASTE 법 Photo/Etching 법 Cr/Cu/Cr증착 인쇄(Coating) Squeezer 감광성Ag Screen Mask PR Coating Paste 건 조 Glass Soft Bake UV(365nm)조사. Photomask 노 광 감광된 부분 노광/현상 현 상 Hard Bake Etching 전극 형상 사진 건 조 전극형성 PR Strip 소 성

9. Barrier Rib 형성공정 Photolithograpy Method Screen Printing Sandblasting Method Direct Etching Photosensitive Glass Paste Glass Paste Glass Paste Glass Paste Glass Dry Film Resist Laminating Exposure/Develop Photoresist Coating & Exposure Screen Printing Exposure Photoresist Resist Repetition (10 ~ 15 times) Sandblasting Develop Develop/Etch Strip Strip

10. Process 투명유전체 대표 특성 Process Flow • 두께 전면 인쇄 유지전극 보호와 전기적으로 Capacitor 역할 목 적 건 조 • 잔류 용제 절연성, 평활성, 고투과율,저기포성,전극과의 저반응성 요구특성 • Binder Burn-Out • 전극과의 반응성 • 유전막의 구조 소 성 설 비 공 법 사 용 재 료 인쇄기 건조로 소성로 Screen인쇄법 저융점 Glass Paste (*상,하층용) 재 료 27㎛ 유전층 기포 Laminator 건조로 소성로 저융점 Glass Film (상,하층용) Dry Film법 Glass * 하층용: 전극과의 Matching성 상층용: 절연성 ,평활성 유전체 형성공정 1

11. 형성 공법 종류 • 막 두께및 표면 평탄도 우수 • 공정 간단 • 고생산성 • 低 Cost • 초기투자비 低 장점 단점 • 막 두께및 표면 불균일화 • 재료 Cost가 높다 • 인쇄기 • 건조로 • 소성로 • Laminator • 소성로 설비 유전체 형성공정 2 Dry Film 법 인쇄법 공정 그림 1층용 : ITO 반응 억제 인 쇄 D/F Laminating Printing (2∼3회) Dry Film 2층용 : 고투과율 확보 건 조 D/F Laminating 전극 Glass기판 소 성 Roll 소 성

12. 형광체 형성공정 형광체 대표 특성 Process Process Flow • 두께 • Patterning성 Pattern 인쇄 방전에 의해 발생되는 VUV 를 가시광으로 변환 목 적 R, G , B 3회 반복 건 조 • 잔류 용제 색순도,잔광시간 발광휘도,노화, 도포특성 요구특성 • Binder Burn-Out • 형광막의 치밀성 소 성 사 용 재 료 막형성 방법 주재료 부재료 Sqeeze Rubber R,G,B 형광체 Paste Pattern인쇄법 - Screen Mask Barrier Rib 재 료 R,G,B 감광성 Paste 감광성 Paste법 현상액 Phosphor R,G,B 형광체 Film Dry Film법 현상액 Electrode Glass

13. 방전으로부터 내구성이 약한 유전체를 보호함으로써 Panel이 장시간동안 안정된 동작을 하게 하며, 방전시에 2차 전자를 많이 방출함으로써 방전전압을 낮추는 역할. 목적 요구 특성 • 내구성(내 Sputter성)이 높을 것 • 2차 전자 방출특성이 우수할 것 • 절연특성이 좋을 것 • Sealing 전/후 투과도가 높고 균일할 것 보호막 관련 공정 코팅전 보호막 코팅 코팅후 보관 Aging 단계 • 보호막 증착 공법 • E-beam Evaporation • 증착 조건 • Power, 증착온도, • 재료순도 등 • 표면상태(유전체) • 보관온도, 분위기 • 합착(Seal)온도 • Aging 방식 • Aging 조건 변수 보호막(MgO) 형성공정

14. Seal 봉착/배기/주입 공정 본 Process는 상판/하판 Glass를 합착하여 내부 공기를 배기한 후 Plasma 방전 Gas를 주입하는 공정으로 설비구성은 일체형과 Seal봉착로, 배기/주입기로 분리된 분리형이 있음. 설비는 Seal재 봉착을 위한 Heater부, 배기를 위한 진공 Pump부와 방전Gas 주입부로 구성됨. Process Flow 상 판 하 판 MgO증착 형광체 소성 봉착 Align Seal 봉착로 Seal봉착 배기/주입기 배기 Gas주입 Seal봉착 /배기/ 주입기 Tip-off Aging

15. 기말고사 • ★ 일시 : 12/9 목요일 (10문제 출제 예정) • Positive Photoresist의 정의, 공정 Flow 및 주요성분을 기술하시요. • PECVD에서 a-Si이 증착되는 4단계를설명하시요. • Dry Etching의 Mechanism을 간단하게 설명하고 By-product의 요구특성을 • 기술하시요. • 5 Mask 기술의 공정 순서를 그림으로 나타내고 설명하시요. • 4 Mask 기술은 5 Mask 기술의 Active 공정과 S/D 공정을 Half-tone Mask로 • 공정을 단순화한 것이다. 4Mask 기술의 Active & S/D 공정의순서를 • 그림으로 나타내고 설명하시요.