KR100236299B1 - 발수제 처리에 의한 전계방출 발광소자의 형광막 제조방법 - Google Patents

발수제 처리에 의한 전계방출 발광소자의 형광막 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 디스플레이 형광면의 제조 방법에 관한 것이다. 종래 기술에 따라 형광막을 제조할 경우 이 블랙매트릭스상에 형광체가 잔존하여 고품질의 화상을 얻지 못하는 문제가 있었는 바, 본 발명에서는 이러한 블랙매트릭스상에 형광체가 잔존하지 않아 깨끗한 화상을 얻을 수 있는 형광막의 제조 방법을 제공한다. 본 발명은 발수 성질을 갖는 물질을 사용하여 이를 ITO 글라스 상에 코팅한 뒤 사진 식각 기술로 형광막을 형성한다.

Description

발수제 처리에 의한 전계방출 발광소자의 형광막 제조방법
본 발명은 발수 효과를 나타내는 물질(이하 발수제라 칭함) 처리에 의한 고품위 전계방출 발광소자의 형광막 형성방법에 관한 것이다. 더욱 구체적으로는 ITO 글라스상에 블랙매트릭스를 형성시킨 후 발수제를 처리하는 방법에 관한 것이다.
전계방출 발광소자용 형광면은 일반적으로 ITO 글라스 상에 R, G, B형광막 및 그 형광면 사이에 블랙매트릭스가 형성된다. 그 제조공정은 다음과 같다.
(가) ITO 글라스(1, 2)를 초음파 세정한 후 건조한다.
(나) 건조된 ITO 글라스위에 스핀 코팅방법을 이용하여 네가티브포토래지스트(이하 NPR이하 칭한다)를 도포, 건조하여 NPR필름(3)을 형성시킨다.
(다) ITO 글라스위에 포토마스크(4)를 배치시킨 후 노광한다.
(라) (다)에서 얻어진 ITO 글라스를 물로 현상하여 소정의 NPR패턴(5)을 갖는 ITO 글라스를 얻는다.
(마) 블랙매트릭스 잉크(6)를 NPR 패턴된 ITO 글라스에 스핀코팅한다.
(바) 술파믹산 처리를 하여 물로 세정하여 블랙매트릭스(7)가 형성된 ITO 글라스를 얻는다.
(사) 여기에 형광체 슬러리를 스핀코팅, 건조, 현상하여 형광막이 형성된 ITO 글라스를 제조한다.
여기서 (사)단계에서 1회 공정을 실시하는 경우 단색의 형광막을 얻을 수 있으며, 3회 실시하는 경우에는 R, G, B의 풀칼라(full color) 형광막을 얻을 수 있다.
대부분의 디스플레이 형광면은 적색(R), 녹색(G), 청색(B)이 스트라이프(stripe), 도트(dot) 혹은 모자이크 형태로 패턴되어 있으며, 그 형광면 사이에는 블랙매트릭스가 형성되어 있다. 이러한 블랙매트릭스는 전자의 미스랜딩된 외광을 흡수함으로서 화면의 콘트라스트(contrast)와 색순도를 향상시키는 역할을 한다. 따라서, 이러한 블랙매트릭스상에는 형광체 성분이 잔존해서는 그 역할을 충분히 발휘할 수 없다. 그러나, 상술한 방법에 따라 형광막을 생성해본 결과, 블랙매트릭스 상에는 각색의 형광체 잔사가 많이 남아있음을 확인하였다. 본 발명에서는 이러한 형광체 성분의 잔존(이하 잔사라 칭함)량을 최소화하는 방안을 제공한다.
도1은 종래 기술에 의한 형광막 제조 공정의 개략도;
도2는 본 발명에 의해 발수제 처리를 하는 경우 형광막 제조 방법의 개략도이다.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
1 : ITO 층 2 : 글라스 기판
3 : 네가티브포토레지스트 피름 4 : 포토 마스크
5 : 네가티브포토레지스트 패턴 6 : 블랙매트릭스 잉크
7 : 블랙매트릭스 8 : 발수제
본 발명에서는 기존의 (바)와 (사)의 단계 사이에 블랙매트릭스상에 발수제 처리를하여 사진 식각기술(형광체 슬러리의 스핀 코팅, 건조, 노광, 현상 공정)로서 형광막을 형성한다. 본 발명에 따른 방법의 공정을 도2와 관련하여 설명하면,
(가) ITO 글라스(1, 2)를 초음파 세정한 후 건조한다.
(나) 건조된 ITO 글라스위에 스핀 코팅 방법을 이용하여 네가티브포토래지스트(이하 NPR이하 칭한다)를 도포, 건조하여 NPR필름(3)을 형성시킨다.
(다) ITO 글라스위에 포토마스크(4)를 배치시킨 후 노광한다.
(라) (다)에서 얻어진 ITO 글라스를 물로 현상하여 소정의 NPR패턴(5)을 갖는 ITO 글라스를 얻는다.
(마) 블랙매트릭스용 잉크(6)를 NPR 패턴된 ITO 글라스에 스핀코팅한다.
(바) 술파믹산 처리를하여 물로 세정하여 블랙매트릭스(7)가 형성된 ITO 글라스를 얻는다.
(사) 발수제(8)를 일정 농도를 용해시킨 후 블랙매트릭스가 형성된 ITO 글라스 상에 코팅하여 건조한다.
(아) 여기에 형광체 슬러리를 스핀코팅, 건조, 현상하여 형광막이 형성된 ITO 글라스를 제조한다.
종래 기술과 마찬가지로 (사)단계에서 1회 공정을 실시하는 경우 단색의 형광막을 얻을 수 있으며, 3회 실시하는 경우에는 R, G, B의 풀칼라(full color) 형광막을 얻을 수 있다.
이러한 방법을 사용하면, 블랙매트릭스 위에 형성된 발수층이 블랙매트릭스와 형광체 슬러리와의 상호 인력을 저하시켜 사진 식각기술의 수행후에도 블랙매트릭스 상에 잔사가 남아있지 않았다. 이는 수용성 감광성 수지, 형광체, 기타 첨가제 및 물로 구성되는 형광체 슬러리는 친수성인데 반하여 발수제는 강력한 친유성이므로 노광 공정후 현상공정, 즉 물로 세정하는 공정에서 블랙매트릭스위의 형광막은 쉽게 씻겨 나오며, 이에 반하여 블랙매트릭스가 형성되지 않은 부위, 즉 R, G, B 형광체의 패턴이 형성되는 부위에서는 감광성 수지가 UV에 의해 가교막을 형성하여 형광체를 단단히 고정시키기 때문에 발수제에 의한 영향을 별로 받지 않으므로, R, G, B 형광막이 그대로 유지될 수 있다.
본 발명에 사용하기 위한 발수제로는 불소계 발수제(삼원화학제품, 삼비가드 2200C), 실리콘계 발수제(삼원화학제품, 삼비텍스 SR-730, 삼비놀 CATF-12) 및 기타 친유성 고분자 용액이 있을 수 있다. 친유성 고분자로는 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리스티렌, 폴리비닐부티랄, 에폭시 수지, 페놀수지, 멜라민 수지등이 있을 수 있다. 이러한 발수 효과를 나타내는 물질을 일정 농도로 용해시킨 후 블랙매트릭스가 형성된 ITO 글라스상에 코팅 건조한 후 형광체 슬러리를 스핀 코팅, 건조, 노광, 현상하면 전술한 작용에 의해 잔사가 없는 깨끗한 형광막을 제조할 수 있다.
본 발명에 의해 제공되는 발수제의 농도는 0.005 내지 25 중량%, 바람직하게는 0.1 내지 8 중량%가 적당하다. 또한 이러한 발수제는 순수한 용액상태이어도 가능하며 현탁 혹은 애멀젼 상태이어도 무방하다.
이하 본 발명을 실시예로서 더욱 상세하게 설명하지만, 본 발명이 이들 실시예로 한정되는 것은 아니다.
[실시예]
초음판 세정된 ITO 글라스 상에 NPR로 폴리비닐 알코올 8 중량%, 폴리비닐피롤리돈 3중량%, 폴리디아조 수지 1중량%, 중크롬산 암모늄 0.5 중량%, 4, 4'-디아지도-2,3'-스틸벤 디술파믹산(이나트륨염) 0.5중량% 및 순수 87 중량%를 스핀코팅하여 건조시키고, 형성된 감광필름 위에 포토 마스크를 배치시킨 다음 0.220 mW/cm2의 광에너지를 갖는 UV에 15초 동안 노출시켰다. 노광후 물로 현상한 다음 80℃의 오븐에서 건조시켰다. 네가티브 포토레지스트의 패턴이 형성된 ITO 글라스상에 블랙매트릭스용 잉크(60 중량%의 카본 블랙, 5 중량%의 폴리 아크릴산 에스테르, 30 중량%의 순수 및 5 중량%의 암모니아로 구성)를 스핀코팅한 뒤 건조시키고 15%의 술파믹산 수용액에 침적시켜 레지스트 패턴과 ITO와의 부착력을 약화시킨 후 물로 씻어 주어 블랙 메트릭스가 형성된 ITO 글라스를 얻었다. 여기에 3 중량%의 불소계 발수제(본 실시예에서는 삼원화학사의 제품 삼비가드 2200C사용)의 수계 에멀젼을 스핀코팅시킨 뒤 건조하여 발수제 막을 형성하였다. 여기에 미리 제조한 형광체 슬러리(60 중량%의 적색 형광체, 4 중량%의 수용성 감광제, 0.5 중량%의 기타 첨가제 및 35.5 중량%의 순수)를 발수제 막이 형성된 ITO 글라스 위에 도포, 건조, 노광, 현상에 의하여 형광체 패턴을 형성시킨 뒤 화상분석기로 조사한 결과 블랙매트릭스상에 잔사가 없는 형광체 패턴을 얻을 수 있었다.
[비교예]
실시예에서와 동일한 조건에서 블랙매트릭스를 형성시켰으며 여기에 발수제 처리를 하지 않고 곧바로 코팅, 건조, 노광, 현상하여 형광체 패턴을 형성시켰다. 화상분석시 형광체 패턴을 조사한 결과 블랙매트릭스 상에 다수의 형광체 잔사가 발견되었다.
본 발명에 따라 발수제 처리를 하는 경우, 블랙매트릭스상에 잔사가 남아 있지 않았으며, 이러한 처리를 거친 형광막은 잔사가 발생하지 않았다. 이에 따라 고품위의 화질을 얻을 수 있는 형광막을 얻을 수 있었다.

Claims (4)

  1. (가) ITO 글라스(1, 2)를 초음파 세정한 후 건조하는 단계와,
    (나) 건조된 ITO 글라스위에 스핀 코팅방법을 이용하여 네가티브포토래지스트를 도포, 건조하여 네가티브포토래지스트 필름(3)을 형성시키는 단계와,
    (다) ITO 글라스위에 포토마스크(4)를 배치시킨 후 노광하는 단계와,
    (라) (다)단계에서 얻어진 ITO 글라스를 물로 현상하여 소정의 네가티브포토래지스트 패턴(5)을 갖는 ITO 글라스를 얻는 단계와,
    (마) 블랙매트릭스용 잉크(6)를 NPR 패턴된 ITO 글라스에 스핀코팅, 건조하는 단계와,
    (바) 술파믹산 처리를하여 물로 세정하여 블랙매트릭스(7)가 형성된 ITO 글라스를 얻는 단계와, 및
    (사) 여기에 형광체 슬러리를 스핀코팅, 건조, 현상하는 공정을 1회 또는 수회 반복하여 형광막이 형성된 ITO 글라스를 제조하는 단계를 포함하는 형광막 형성 방법에 있어서, (바)단계와 (사)단계 사이에 ITO 글라스 상에 발수제(8) 코팅하고 건조하는 단계와 추가된 것을 특징으로 하는 전계방출 발광소자의 형광막 제조방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 발수제는 불소계 또는 실리콘계 또는 친유성 고분자인 것을 특징으로 하는 방법.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 발수제 코팅을 위한 발수제의 농도는 0.01 내지 20 중량%인 것을 특징으로 하는 방법.
  4. 제3항에 있어서, (사)단계에서 스핀코팅, 건조, 노광, 현상하는 공정을 3회 반복하여 R, G, B 삼색의 형광막을 얻는 것을 특징으로 하는 방법.
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