KR100275805B1 - 후막 패턴형성방법 및 전사시트 - Google Patents

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Abstract

유리기판 상에 복수종류의 후막재료 페이스트를 일괄 도포하여 복수의 층을 형성한다. 또는, 전사용 필름기판 상에 복수종류의 후막재료 페이스트를 일괄 도포하여 형성한 복수의 층을 유리기판에 일괄 전사한다. 다음에, 그들 층중 적어도 1개 이상의 층을 패터닝하고나서 일괄 소성한다. 이에 의해, 유리기판 상에 후막 패터닝이 형성된다.

Description

후막 패턴형성방법 및 전사시트
본 발명은, 플라즈마 디스플레이 패널(PDP), 필드 에미션 디스플레이(FED), 액정표시장치(LCD), 형광표시장치, 혼성집적회로 등의 제조과정에 있어 기판 상에 후막 패턴을 형성하는 후막 패턴형성방법 및 전사시트(轉寫 sheet)에 관한 것이다.
종래, 이러한 종류의 후막 패턴형성방법으로서는 유리나 세라믹 등의 기판 상에 도체 또는 절연체용의 페이스트(paste)를 스크린인쇄에 의해 패턴형상으로 도포한 후, 소성(燒成)공정을 거쳐 기판에 밀착한 후막 패턴을 형성하는 방법이 알려져 있다. 이 방법에서는, 예컨대 선폭 100㎛, 높이 100㎛의 세선을 형성하는데에는 중쇄(重刷)를 복수회 반복할 필요가 있다.
그러나, 스크린인쇄에 의한 다수회의 패턴인쇄로 후막 패턴을 형성하는 방법은, 생산성이 나빠지는데다가, 스크린판이 늘어나는 등의 이유에 의해, 중쇄할 때마다 인쇄위치가 미소하게 어긋나고, 이 때문에 패턴의 형태가 나빠진다는 문제점이나, 페이스트가 갖는 유동성 때문에, 끝이 넓어져 버려 높은 종횡비의 후막 패턴을 형성할 수 없다는 문제도 있다. 더욱이, 개방계이기 때문에, 이물의 혼입방지 등의 조건관리가 어렵다는 문제도 있다.
본 발명은, 상기한 사정을 감안하여 이루어진 것으로, 용이하면서 간단하게 기판 상에 원하는 패턴을 갖춘 후막재료층을 형성할 수 있는 후막 패턴형성방법 및 전사시트를 제공하는 것에 그 목적이 있다.
도 1은 AC형 플라즈마 디스플레이 패널의 제1구성예를 그 전면판과 배면판을 이간한 상태로 나타낸 구조도,
도 2는 동시 다층도포장치에 의해 유리기판 상에 복수종류의 후막재료 페이스트를 일괄 도포한 상태를 나타낸 설명도,
도 3은 동시 다층도포장치에 의해 기재필름 상에 복수종류의 후막재료 페이스트를 일괄 도포한 상태를 나타낸 설명도,
도 4는 장벽형성용 전사시트의 단면도,
도 5는 장벽형성용 전사시트를 사용하여 유리기판 상에 장벽을 형성하는 순서를 나타낸 공정도,
도 6은 장벽형성용 전사시트를 사용하여 유리기재 상에 장벽을 형성하는 순서를 나타낸 공정도이다.
본 발명의 후막 패턴형성방법은, 기판 상에 복수종류의 후막재료 페이스트를 도포하여 복수의 후막재료층을 적층형태로 형성하는 공정과, 복수의 후막재료층을 건조시키는 공정, 기판 상의 적어도 1개의 후막재료층을 패터닝하여 후막재료층에 원하는 패턴을 형성하는 공정 및, 기판 상의 후막재료층을 일괄하여 소성하는 공정을 구비하여 이루어진 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 후막 패턴형성방법은, 전사용 필름기재(film 基材) 상에 복수종류의 후막재료 페이스트를 도포하여 복수의 후막재료층을 적층상태로 형성하는 공정과, 복수의 후막재료층을 건조시키는 공정, 필름기재 상의 복수의 후막재료층을 기판에 전사하는 공정, 기판 상의 적어도 1개의 후막재료층을 패터닝하여 후막재료층에 원하는 패턴을 형성하는 공정 및, 기판 상의 복수의 후막재료층을 일괄하여 소성하는 공정을 구비하여 이루어진 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 후막 패턴형성방법은, 전사용 필름기재 상에 복수종류의 후막재료 페이스트를 도포하여 복수의 후막재료층을 적층상태로 형성하는 공정과, 복수의 후막재료층을 건조시키는 공정, 필름기재 상의 적어도 1개의 후막재료층을 패터닝하여 후막재료층에 원하는 패턴을 형성하는 공정, 필름기재 상의 복수의 후막재료층을 기판에 전사하는 공정 및, 기판 상의 복수의 후막재료층을 일괄하여 소성하는 공정을 구비하여 이루어진 것을 특징으로 한다.
또한, 전사시트는, 전사용 필름기재와, 이 전사용 필름기재 상에 복수종류의 후막재료 페이스트를 도포하여 적층형상으로 형성된 복수의 후막재료층을 구비하여 구성된 것을 특징으로 한다.
(실시예)
이하, 본 발명의 실시예를 도면을 참조하면서 상세히 설명한다.
제1실시예
복수의 후막 패턴을 갖춘 대표적인 것으로, 여기에서는 플라즈마 디스플레이 패널(PDP)을 예로 들어 도 1 내지 도 3에 의해 본 발명의 제1실시예에 대하여 설명한다.
일반적으로, 플라즈마 디스플레이 패널은 2매의 대향하는 유리기판에 각각 규칙적으로 배열한 1쌍의 전극을 설치하고, 그 사이에 Ne, Xe 등을 주체로 하는 가스를 봉입(封入)한 구조로 되어 있다. 그리고, 이들 전극간에 전압을 인가하고, 전극주변의 미소한 셀내에서 방전을 발생시킴으로써, 각 셀을 발광시켜 표시를 행하도록 하고 있다. 정보 표시를 하기 위해서는 규칙적으로 늘어놓은 셀을 선택적으로 방전발광시킨다. 이 PDP에는 전극이 방전공간에 노출하고 있는 직류형(DC형)과, 절연층으로 덮여져 있는 교류형(AC형)의 2개의 타입이 있고, 쌍방 모두 표시기능이나 구동방법의 차이에 의해, 리프레쉬 구동방식과 메모리 구동방식으로 더 분류된다.
도 1에 AC형 PDP의 제1구성예를 나타내고 있다. 이 도면은 전면판(前面板)과 배면판(背面板)을 떨어뜨린 상태로 나타낸 것으로, 도시한 바와 같이 2매의 유리기판(1,2)이 서로 평행하면서 대향하여 배열설치 되어 있고, 양자는 배면판으로 되는 유리기판(2) 상에 서로 평행하게 설치된 장벽(3)에 의해 일정한 간격으로 유지되도록 되어 있다. 이 장벽(3)으로는 고휘도화 하기 위하여 백색으로 했거나, 대비(contrast)를 향상하기 위하여 흑색으로 했지만, 양자의 장점을 살리기 위해 장벽(3)이 백색장벽(3a)과, 이 백색장벽(3a)의 전면판(1)측에 설치된 흑색장벽(3b)으로 이루어진 구조로 되어 있는 것이 특히 바람직하다.
전면판으로 되는 유리기판(1)의 배면측에는 투명전극인 유지전극(4)과 금속전극인 버스전극(5)으로 구성되는 복합전극(4,5)이 서로 평행하게 형성되고, 이를 덮어 유전체층(6)이 형성되어 있으며, 그 상에 보호층(7; MgO층)이 더 형성되어 있다. 또한, 배면판으로 되는 유리기판(2)의 전면측에는 하지층(11)이 설치되고, 이 하지층(11) 상에 상기 복합전극(4,5)과 직교하도록 장벽(3)의 사이에 위치하여 어드레스전극(8)이 서로 평행하게 형성되어 있고, 그 상에 유전체층(9)이 형성되며, 장벽(3)의 벽면과 유전체층(9) 표면을 덮도록 하여 형광체(10)가 더 설치되어 있다. 이 AC형 PDP는 면방전형이고, 전면판(1) 상의 복합전극간에 교류전압을 인가하며, 전면판(1)과 배면판(2)간의 공간에 누설전계에 의해 방전시키는 구조로 되어 있다. 이 경우, 교류를 인가하고 있기 때문에 전계의 방향은 주파수에 대응하여 변화한다. 그리고, 이 방전에 의해 생기는 자외선에 의해 형광체(10)를 발광시켜, 전면판(1)을 투과하는 광을 관찰자가 보아 인지하도록 되어 있다.
상기와 같은 AC형 PDP의 배면판은, 그 제조시에 유리기판(2) 상에 어드레스전극(8), 유전체층(9), 장벽(3) 등을 후막 패턴으로 형성한다. 본 발명은 각각의 층에 대하여 1층씩 도포, 건조, 패터닝, 소성이라는 공정을 반복하는 대신에, 복수의 층을 일괄로 형성하는 것이다. 이 AC형 PDP의 배면판(2)의 경우에 대하여 몇가지의 예를 든다.
하나는, 장벽(3)이 백색장벽(3a)과 흑색장벽(3b)의 2층구조의 경우이다. 이 경우, 도 2에 나타낸 바와 같이, 유리기판(2) 상에 백색장벽층(22)과 흑색장벽층(23)을 슬롯다이코터(20: slot die coater), 커튼코터(curtain coater: 도시하지 않았음) 등의 코팅장치를 이용하여 동시에 적층형성한다. 이 경우, 유리기판(2)에는 전극 등의 다른 구성요소가 미리 형성되어 있다.
또는, 도 3에 나타낸 바와 같이, 전사용 필름기판(24) 상에 마찬가지로 슬롯다이코터(20), 커튼코터(도시하지 않았음), 슬라이드코터(slide coater: 도시하지 않았음) 등의 코팅장치를 이용하여 흑색장벽층(23)이 필름기재(24)측으로 되도록 동시에 백색장벽층(22)과 흑색장벽층(23)을 적층형성하고, 유리기판(2) 상에 열압착 라미네이트(laminate)법 등에 의해 백색장벽층(22)과 흑색장벽층(23)을 전사한다. 이어서, 내샌드블러스트(耐sandblast)성의 마스크를 매개로 백색장벽층(22) 및 흑색장벽층(23)을 일괄적으로 샌드블러스트법에 의해 패터닝하거나, 또는 상층으로 되는 흑색장벽층(23)을 감광성의 재료에 의해 형성해 두고, 이 흑색장벽층(23)을 포토리소그래피법에 의해 패터닝한 후, 샌드블러스트법에 의해 백색장벽층(22)을 패터닝한다. 최후에, 내샌드블러스트성 마스크를 소성제거할 수 없는 경우는 박리제거한 후 소성한다.
또한, 다른 상태로서 장벽층(22,23)과 그 장벽층(22,23)의 아래에 형성하는 유전체층(9)을 동시 형성해도 된다. 장벽층(22,23)은 상기와 같은 2층의 적층구조로 되어 있지만, 단층이어도 상관없다. 이 경우도, 우선 유리기판(2) 상 또는 전사용 필름기재(24) 상에 유전체층(9)과 장벽층(22,23)을 상기와 같은 코팅방법으로 적층형성한다. 이어서, 패터닝할 필요가 있는 장벽층(22,23)만을 샌드블러스트법 등에 의해 패터닝한다. 다만, 그 경우에 장벽층(22,23) 하부의 유전체층(9)까지 패터닝하지 않도록, 샌드블러스트율을 다르게 두는 것이 바람직하다. 예컨대, 유전체층(9) 형성재료중의 바인더(binder)수지나 가소제(可塑劑) 등의 유기성분량을 장벽(22,23)중의 유기성분량 보다도 많게함으로써, 유전체층(9)을 유연(柔軟)하게 하여 내샌드블러스트성을 향상시킬 수 있다.
또한, 다른 상태로서 하지층(11)과 어드레스전극(8)을 동시 형성하는 경우가 있다. 이 경우, 하지층(11)은 패터닝이 필요치 않고, 어드레스전극(8)만을 패터닝 해야만 된다. 이 경우도, 상기의 유전체층(9)과 장벽층(22,23)의 동시 형성의 경우와 마찬가지로 유리기판(2) 상 또는 전사용 필름기재(24) 상에 하지층(11)과 어드레스전극층(8)을 동시 적층형성하고, 샌드블러스트법에 의해 어드레스전극층(8)만을 패터닝할 수 있다. 또는, 감광성의 전극재료를 이용하여 어드레스전극층(8)을 하지층(11)과 동시 코팅하고, 어드레스전극층(8)만을 포토리소그래피법에 의해 패터닝 할 수도 있다.
또한, 다른 상태로서 어드레스전극(8)과 그 어드레스전극(8) 상의 유전체층(9)을 동시 형성하는 경우가 있다. 이 경우는, 하층으로 되는 어드레스전극층(8)이 패터닝 되므로, 미리 전사용 필름기재(24) 상에 상기와 같은 방법에 의해 유전체층(9)과 어드레스전극층(8)을 동시 적층하고, 상기와 같이 샌드블러스트법이나 포토리소그래피법에 의해 어드레스전극층(8)을 패터닝한 후, 어드레스전극층(8) 및 유전체층(9)을 유리기판(2)에 전사함으로써 형성된다.
본 발명에서는 최종적으로 일괄 소성하여 유리기판에 하지층(11), 어드레스전극층(8), 유전체층(9) 및 장벽(3)을 결착(結着)시키기 때문에, 사용하는 후막재료 페이스트는 도체, 절연체와 함께 적어도 유리프릿(glass frit)을 함유하는 무기성분과 바인더수지를 함유한다.
예컨대, 장벽(3)을 형성하기 위한 패턴형성재료로서는 PbO를 주성분으로 하는 저융점 유리프릿, 소성시의 형상을 안정시키기 위한 내화물 필러(耐火物 filler) 및 바인더수지를 혼합한 유리 페이스트가 사용되고, 이것에 착색목적의 안료와 또한 필요에 따라 용제, 첨가제 등이 첨가된다.
저융점 유리프릿으로서는, 주성분으로 PbO를 50%이상 함유하고, 유리의 분상(分相)을 방지하는 효과를 가지게 하거나, 연화점(軟化占)을 조정하거나, 열팽창계수를 유리기판에 합치게 하기 위하여, Al2O3, B2O3, SiO2, MgO, CaO, SrO, BaO 등을 함유하는 것이 일반적으로 이용된다. 또한, 그 연화점이 350~650℃에서 열팽창계수(α300)가 60×17-7/℃~100×10-7/℃의 것이 바람직하다. 내화물 필러로서는 500~600℃정도의 소성온도에서 연화하지 않는 것을 널리 사용할 수 있고, 저가로 입수할 수 있는 것으로 알루미나, 마그네시아, 칼시아, 코쥬라이트, 실리카, 무라이트, 지르콘, 지르코니아 등의 세라믹 분체가 적합하게 이용된다.
그리고, 장벽(3)에 차광성을 갖게하여 흑색장벽재료로 하는 경우에는 어두운색의 안료를 첨가한다. 이 어두운색의 안료로서는 Co-Cr-Fe, Co-Mn-Fe, Co-Fe-Mn-Al, Co-Ni-Cr-Fe, Co-Ni-Mn-Cr-Fe, Co-Ni-Al-Cr-Fe, Co-Mn-Al-Cr-Fe-Si 등이 이용된다. 한편, 장벽에 광반사성을 갖게하여 백색장벽재료로 하는 경우에는 밝은색의 안료를 첨가한다. 이 밝은색의 안료로서는 티타니아(TiO2) 등이 이용된다.
무기성분중의 저융점 유리의 함유율은 50~80중량%가 바람직하다. 너무 많으면, 소성에 의한 형상유지성에 어려움이 생긴다. 또한, 탈바인더성을 잃고, 치밀성이 악화하기 때문에 바람직하지 않다. 반대로, 너무 적으면 내화물 필러의 틈새를 충분히 매립할 수 없어 치밀성이 악화함과 동시에 소성후의 기계적강도가 저하하고, 패널 봉착(封着)의 경우에 결함을 일으킨다.
바인더수지는, 저온에서 연소/분해/기화하고, 탄화물이 장벽중에 존재하지 않는 것이 필요하고, 에틸셀룰로스, 메틸셀룰로스, 니트로셀룰로스, 셀룰로스아세테이트, 셀룰로스프로피오네이트, 셀룰로스브틸레이트 등의 셀룰로스계 수지, 또는 메틸메타크릴레이트, 에틸메타크릴레이트, 노르말브틸메타크릴레이트, 이소브틸메타크릴레이트, 이소프로필메타크릴레이트, 2-에틸메틸메타크릴레이트, 2-히드록시에틸메타크릴레이트 등의 중합체 또는 공중합체로 이루어진 아크릴계 수지가 바람직하게 이용된다. 또한, 감광성의 바인더수지를 이용할 수도 있고, 분자중에 중합성 불포화결합을 갖는 프레폴리머, 올리고머 및/또는 모노머를 적당하게 혼합하여 이용할 수 있다. 예컨대, 불포화 디카본산과 다가(多價)알콜의 축합물 등의 불포화 폴리에스테르류, 아크릴레이트류, 메타크릴레이트류 등이 이용되고, 자외선경화형의 경우에는 이들에 광중합개시제를 첨가한 것이 이용된다. 이들의 바인더수지는 유리기판(2)에 직접형성하는 경우는 0.5~5.0중량% 정도로 좋지만, 일단 필름기재(24) 상에 형성하고나서 유리기판(2)에 전사하는 경우는 무기성분에 대해 1.0~20중량% 정도 더하는 것이 바람직하다. 다만, 바인더수지의 첨가율이 너무 높으면 유연성이 증가하고, 샌드블러스트에 의한 연삭속도(硏削速度)가 늦어지게 되므로, 샌드블러스트법에 의해 형성하는 경우는 바인더수지가 소실(燒失)하는 온도에서 또는 유리프릿이 완전하게 융착(融着)해 버리지 않는 온도에서 반소성하고나서 샌드블러스트 처리하는 것이 바람직하다.
더욱이, 첨가제로서 가소제, 계면활성제, 소포제, 산화방지제 등이 필요에 따라 이용된다. 이중 가소제는 장벽재료를 필름화한 경우의 유연성을 향상시키기 위하여 첨가하는 것이 바람직하고, 프탈산에스테르류, 세바틴산에스테르류, 인산에스테르류, 아디핀산에스테르류, 글리콜산에스테르류, 크엔산에스테르류 등이 일반적으로 이용된다. 가소제의 첨가량은 수지분(樹脂分)에 대한 중량비로 1/5이하가 바람직하지만, 일단 필름기재(24) 상에 형성하는 경우에는 유연성이 필요하기 때문에, 무기성분에 대해 5~30중량% 더하는 것이 바람직하다. 다만, 가소제의 첨가율이 너무 높으면 수지의 유연성이 증가하고, 샌드블러스트에 의한 연삭속도가 늦어지게 되므로, 샌드블러스트법에 의해 형성하는 경우는 가소제가 소실하는 온도에서 또는 유리프릿이 완전하게 융착해 버리지 않는 온도에서 반소성하고나서 샌드블러스트 처리하는 것이 바람직하다.
장벽재료 페이스트에 사용되는 용제로서는, 이용하는 바인더수지에 대해 양호한 용매인 것이 바람직하고, 테르피네올, 브틸카비톨아세테이트 등이 적합하게 사용된다. 용제의 선정은 용제의 휘발성과, 사용하는 바인더수지의 용해성을 주로 고려하여 선정된다. 바인더수지에 대한 용제의 용해성이 낮으면, 고형분(固形分) 비가 동일하더라도 도공액(塗工液)의 점도가 높게되버려 도포적성(塗布適性)이 악화한다는 문제를 일으킨다. 용제의 함유율은, 너무 적으면 리브재료 페이스트의 점도가 너무 높아지게 되고, 페이스트내의 기포를 빼는 것이 곤란하게 되고, 레벨링불량에 의해 도포면의 평활성이 나빠지는 등의 문제가 발생하기 때문에 바람직하지 않다. 반대로, 너무 많을 경우에는 분산입자의 침강(沈降)이 빠르게 되어 리브재료의 조성을 안정화하는 것이 곤란하게 되고, 건조에 많은 에너지와 시간을 요하는 등의 문제가 생기기 때문에 바람직하지 않고, 바람직하게는 20~50중량%이다. 또한, 일단 필름기재 상에 형성하는 경우에는 5~40중량%가 바람직하다.
또한, 유전체층(9)이나 하지층(11) 등을 형성하는 경우에는 상기의 저융점 유리프릿을 바인더수지에 분산시킨 유리 페이스트가 이용된다. 한편, 어드레스전극(8)을 형성하는 것에 이용되는 전극용 페이스트는 상기 저융점 유리프릿으로 이루어진 무기성분, 도전성분체 및 열가소성수지로 이루어지고, 필요에 따라 증점제(增粘劑) 등의 첨가제를 함유한다. 저융점 유리프릿으로서는 상기한 재료가 이용되지만, 특히 평균입자지름이 0.3~5㎛의 것을 사용하면 좋다. 또한, 도전성분체로서는 금, 은, 동, 니켈, 알루미늄 등이 이용되고, 평균입자지름 0.1~5㎛의 것을 사용하면 된다. 도전성분체 100중량부에 대해, 저융점 유리프릿은 2~20중량부 더하는 것이 바람직하다. 바인더수지로서는 상기한 재료 어느것도 사용할 수 있고, 전극형성용 페이스트중에 3~50중량%, 더욱이 5~30중량% 더해지는 것이 바람직하다.
다음에, 본 발명의 구체적 실시예에 대하여 설명한다. 여기서는 PDP의 2단장벽을 형성하는 것에 본 발명을 응용했다.
(실시예1)
우선, 도 2에 나타낸 바와 같이, 어드레스전극(8)과 유전체층(9)이 미리 형성된 유리기판을 준비했다. 더욱이, 도 2에서는 어드레스전극(8) 및 유전체층(9)이 편의상 제외되어 있다. 그리고, 도 2에 나타낸 바와 같이, 슬릿폭이 500㎛이고 도공폭이 1m인 슬릿을 2조 갖춘 슬롯다이코터(20)를 사용하고, 유리기판(2)에 있어서의 유전체층(9) 상으로부터 하기 조성A,B의 장벽재료 페이스트를 일괄 도포함으로써 2층의 장벽형성층(22,23)을 적층상태로 형성했다. 건조후의 두께가 상층의 흑색장벽층(23: 표면측;흑색)과 하층의 백색장벽층(22: 기판측;백색)이 각각 50㎛와 120㎛로 되도록 토출량, 도포속도를 조정했다.
〈조성A: 상층용 페이스트〉
유리프릿: 松浪硝子「MB-010A」 65중량부
필러(알루미나): 岩谷化學工業「RA-40」 7중량부
안료: 大日精化工業「다이피로키사이드블랙#9510」 7중량부
바인더: 다우·케미컬「에토셀STD-100」 1중량부
용제: 디에틸렌글리콜모노브틸에틸아세테이트 10중량부
타피네올 10중량부
〈조성B: 하층용 페이스트〉
유리프릿: 松浪硝子「MB-200」 65중량부
필러(알루미나): 岩谷化學工業「RA-40」 7중량부
안료: 티이카「MT-500B」 7중량부
바인더: 다우·케미컬「에토셀STD-100」 1중량부
용제: 디에틸렌글리콜모노브틸에틸아세테이트 10중량부
타피네올 10중량부
이어서, 유리기판(2)을 80℃로 가열하고, 드라이필름레지스트(東京應化工業製「BF-603」)를 라미네이트하고나서, 선폭 80㎛, 피치 250㎛의 라인패턴마스크를 매개로 자외선에 의해 노광을 행했다. 노광조건은 365nm에서 측정한 때에 강도 5mW/cm2, 조사량 400mJ/cm2이다. 노광후, 탄산나트륨 0.2wt 수용액에 의해 액온 30℃에서 스프레이 현상(現像)을 행했다. 이것에 의해, 선폭 80㎛, 피치 250㎛의 샌드블러스트용 마스크가 얻어졌다.
1주야(晝夜) 실온에서 건조, 에이징(aiging)한 후, 샌드블러스트 마스크를 매개로 샌드블러스트 가공을 행해 백색장벽층(22) 및 흑색장벽층(23)의 불필요한 부분을 제거했다. 구체적으로는, 연마재로서 프지민코포레이티드제「FO#800」를 사용하고, 분사량 100g/min, 분사압력 2kgf/cm2, 유리기판(2)과 노즐의 거리 120mm, 노즐의 스캔속도 100mm/sec의 조건에서 샌드블러스트 가공을 행했다. 샌드블러스트 처리를 종료한 후, 샌드블러스트 마스크를 수산화나트륨 1wt% 수용액으로 스프레이 박리했다. 더욱이, 피크온도 580℃, 유지시간 15분의 조건에서 소성을 행했다. 이에 의해, 높이 120㎛, 정부폭(頂部幅) 50㎛, 저부폭 100㎛의 2단장벽(3)이 피치 250㎛로 형성되었다.
상기와 같이 하여 2단장벽(3)을 형성한 후, 장벽(3)의 사이에 형광체(10)를 형성하여 배면판(2)을 완성시켜, 별도 제작한 전면판(1)과 합쳐 패널화한 바, 대비가 양호하고 휘도효율이 높은 PDP가 얻어졌다.
(실시예2)
실시예1과 동일한 2층 동시 도포 가능한 슬롯다이코터를 사용하고, 도 3에 나타낸 바와 같이, 50㎛ 두께의 PET필름(24) 상에 하기 조성C,D의 후막재료 페이스트를 일괄 도포함으로써, 2층의 장벽층(22,23)을 적층하고, 장벽형성용의 전사시트(25)를 형성했다. 건조후의 두께가 상층의 백색장벽층(22: 표면측;백색)과 하층의 흑색장벽층(23: 필름측;흑색)이 각각 150㎛와 50㎛로 되도록 토출량, 도포속도를 조정했다.
〈조성C: 상층용 페이스트〉
유리프릿: 松浪硝子「MB-008」 65중량부
필러(알루미나): 岩谷化學工業「RA-40」 10중량부
안료: 티카「MT-500B」(산화티탄) 10중량부
바인더: n-브틸메타크릴레이트/2-히드록시에 8중량부
틸메타크릴레이트 공중합체
가소제: 프탈산비스(2-에틸헥실) 5중량부
용제: 프로피렌글리콜모노메틸에테르 12중량부
〈조성D: 하층용 페이스트〉
유리프릿: 松浪硝子「MB-008」 65중량부
필러(알루미나): 岩谷化學工業「RA-40」 10중량부
안료: 大日精化工業「다이피로키사이드블랙#9510」 10중량부
바인더: n-브틸메타크릴레이트/2-히드록시에 8중량부
틸메타크릴레이트 공중합체
가소제: 프탈산비스(2-에틸헥실) 5중량부
용제: 프로피렌글리콜모노메틸에테르 12중량부
그리고, 어드레스전극(8)과 유전체층(9)이 미리 형성된 유리기판(2)에 상기 전사시트(25)를 그 상층을 유전체층(9)측에 마주보게 가열압착하여 라미네이트 했다. 구체적으로는, 오토컷트라미네이터(旭化成「ACL-9100」)를 사용하고, 유리기판(2)을 80℃로 가열한 상태에서 라미네이트롤(laminate roll) 온도 100℃에서 전사했다. 이와 같이, 2층의 장벽형성층(22,23)을 유리기판(2) 상에 일괄 전사한 후, 280~290℃에서 반소성하여 가소제를 제거했다.
이어서, 제1실시예와 마찬가지로, 샌드블러스트용 마스크의 형성공정, 샌드블러스트 가공에 의한 패터닝 공정, 그에 이어서 소정공정을 행했다, 이렇게 하여, 2단장벽(3)을 형성한 후, 장벽(3)의 사이에 형광체(10)를 형성하여 배면판(2)을 완성시켜, 별도 제작한 전면판(1)과 합쳐 패널화한 바, 대비가 양호하고 휘도효율이 높은 PDP가 얻어졌다.
본 발명은, 상술한 바와 같이 구성되어 있기 때문에, 이하에 기재된 바와 같은 효과를 얻는다.
본 발명에 의하면, 유리기판 상에 복수종류의 후막재료 페이스트를 일괄 도포하여 복수의 층을 형성하거나, 또는 필름기판 상에 복수종류의 후막재료 페이스트를 일괄 도포하여 형성한 복수의 층을 유리기판에 일괄 전사한다. 그 후 그들의 층중 적어도 1개 이상의 층을 패터닝하고나서 일괄 소성하도록 했기 때문에, 복수의 패턴형성층을 동시에 도포할 수 있고, 이것에 의해 공정을 단축하여 비용절감을 도모할 수 있다.
또한, 필름기재 상에 복수종류의 후막재료 페이스트를 일괄 도포하여 복수의 층을 형성하고, 그들의 층중 적어도 1개 이상의 층을 패터닝한 후에, 필름기재 상의 복수의 층을 기판에 일괄 전사하고나서 일괄 소성할 수 있고, 이 방법에 의해서도 복수의 패턴형성층을 동시에 도포함으로써 공정을 단축하여 비용절감을 도모할 수 있다.
제2실시예
다음에, 본 발명의 제2실시예에 대하여 도 4 내지 도 6에 의해 설명한다. 도 4 내지 도 6에 나타낸 제2실시예는 도 4에 나타낸 장벽형성용 전사시트(31)를 이용하여 도 1에 나타낸 플라즈마 디스플레이 패널(PDP)을 형성하는 것이다. 본 실시예에 있어서, 도 1 내지 도 3에 나타낸 제1실시예와 동일부분에는 동일부호를 부여하여 상세한 설명은 생략한다.
여기서, 도 4는 일괄 전사타입의 장벽형성용 전사시트(31)의 단면도를 나타낸다. 이 장벽형성용 전사시트(31)는 전사용 기재필름(32) 상에 흑색장벽재료 페이스트를 도포하여 흑색장벽층(33)을 형성하고, 흑색장벽층(33)이 건조한 후에 백색장벽재료 페이스트를 도포하여 백색장벽층(34)을 형성하는 것으로 제작된다. 이 장벽형성용 전사시트(31)를 사용하여 유리기판(2) 상에 장벽층(33,34)을 형성하면, 흑색장벽층(33)이 백색장벽층(34)의 상측으로 된다. 또한, 도시하지는 않았지만, 개별 전사타입의 장벽형성용 전사시트(31)는 각각의 필름 상에 각각 흑색장벽재료 페이스트와 백색장벽재료 페이스트를 도포하여 제작된다.
장벽형성용 전사시트(31)의 전사용 기재필름(32)으로서는 PET필름, 폴리에틸렌필름, 폴리에스테르필름, 폴리이미드필름, 폴리아미드필름, 폴리테트라플르오로에틸렌필름 등을 사용할 수 있지만, 그중에서도 비용면에서 PET필름이 가장 적합하다.
장벽재료로서는 PbO를 주성분으로 하는 저융점 유리프릿, 소성시의 형상을 안정시키기 위한 내화물 필러 및 바인더수지를 혼합한 유리 페이스트가 사용되고, 이에 착색목적의 안료와 또한 필요에 따라 용제, 첨가제 등이 첨가된다.
장벽재료 페이스트의 제조방법은, 적어도 저융점 유리분말과 내화물 필러와 바인더수지와 용제를 함유하는 혼합물을 볼밀(ball mill)에 의해 분산조합한다. 즉, 바인더수지를 용제로 용해하여 필요에 따라 첨가제를 가한 용액(비히클)중에 무기성분(저융점 유리분말과 내화물 필러)을 혼합하여 이루어진 혼합물을 제조한 후, 이 혼합물을 볼밀에 거쳐서 분산조합하지만, 불순물의 혼입을 피하기 위하여, 세라믹볼을 이용하고, 보다 바람직하게는 내벽이 세라믹이나 플라스틱으로 피복된 볼밀을 사용한다. 그 후, 또한 3개의 롤밀(roll mill)로 섞어반죽한다. 그리고, 필요에 따라 분산조합한 후, 진공교반기를 이용하여 감압탈포(減壓脫泡)한다.
각 장벽재료 페이스트의 기재필름(32)으로의 도포방법으로서는, 스크린인쇄법, 다이코팅, 블레이드코팅, 콤마코팅, 리버스롤코팅, 스프레이코팅, 건코팅, 익스트루젼코팅, 립코팅 등이 바람직하게 이용된다. 또한, 슬롯다이코터 등의 동시 다층 도포장치를 사용하여 흑색장벽재료 페이스트와 백색장벽재료 페이스트를 일괄 도포하도록 해도 된다.
더욱이, 절연성의 기재필름(32) 상에 장벽재료와 같은 절연성 재료층을 형성하면 대전(帶電)하기 쉬운 것으로 되기 때문에, 기재필름(32)에 대전방지처리를 실시해두는 것이 바람직하다. 대전방지재료로는, 일반적으로 이용되는 것을 사용하면 되고, 계면활성제, 친수성기(親水性基)를 갖는 고분자재료, 카본이나 금속분말 등을 갖는 도료, 도전성박막 등을 들 수 있다.
이하, AC형 PDP(도 1 참조)에 있어서의 배면판(2)에 장벽(3)을 형성하는 경우를 예로 들어 도 5 및 도 6을 참조하면서 설명한다.
우선, 도 5a에 나타낸 바와 같이, 유리기판(2)을 준비한다. 이 유리기판(2)으로서는, 통상의 플로트(float) 유리를 이용하는 것이 가능하지만, 투광성 및 두께가 균일한 것이 필요하다. 이와 같은 유리로서는 SiO2, Al2O3, MgO, CaO를 주성분으로 하고, Na2O, K2O, PbO, B2O3등의 부성분으로 이루어진 유리를 들 수 있다.
유리기판(2)의 표면에는 필요에 따라 저융점 유리로 이루어진 박막의 하지층(11)을 형성한다. 이 하지층(11)은 유리기판(2)으로부터의 알칼리성분 등의 확산을 방지하기 위하여, 또는 어드레스전극(8), 유전체층(9) 및 장벽(3)을 형성할 때의 유리기판(2)과의 밀착력을 향상시키기 위하여 형성해 두는 것이 바람직하다. 그 상에, Ag, Ni, Cu 등의 금속 및 이들 합금을 함유하는 저융점 유리프릿을 저온에서 소성 가능한 바인더수지로 분산시킨 전극 페이스트재료를 이용하여 스크린인쇄법, 포토리소그래피법, 충진법, 샌드블러스트법 등에 의해 어드레스전극(8)을 형성하고, 필요에 따라 저융점 유리로 이루어진 유전체층(9)을 형성한다. 유전체층(9)은 구동시킬 때의 안정성을 위해 형성해 두는 것이 바람직하다. 유전체층(9)의 재료로는 산화납유리나 산화비스마스를 주성분으로 하는 저융점 유리가 적합하게 이용된다.
이와 같이, 유리기판(2) 상에 하지층(11), 어드레스전극(8), 유전체층(9)을 형성한 후, 그 상에 백색장벽(3a)과 흑색장벽(3b)으로 이루어진 2단구조의 장벽(3)을 형성한다. 더욱이, 도 5 및 도 6에서는, 편의상 유리기판(2) 상의 하지층(11), 어드레스전극(8), 유전체층(9) 등의 도시를 생략하고 있다.
우선, 유리기판(2) 상에 장벽층(33,34)을 형성한다. 도 4에 나타낸 일괄 전사타입의 장벽형성용 전사시트(31)를 사용하는 경우, 도 5b에 나타낸 바와 같이, 해당 전사시트(31)를 유리기판(2) 상에 라미네이트하고나서 기재필름(32)을 박리함으로써, 흑색장벽층(33)과 백색장벽층(34)의 2층으로 이루어진 장벽층(42)을 기재필름(32)으로부터 유리기판(2) 상에 전사한다. 개별 전사타입의 장벽형성용 전사시트(31)를 사용하는 경우는, 백색장벽(34)과 흑색장벽(33)을 이 순서대로 전사하여 2층구조의 장벽층(42)을 형성한다.
다음에, 도 5c에 나타낸 바와 같이, 장벽층(42) 상에 드라이필름레지스트를 라미네이트하여 마스크층(43)을 형성한 후, 원하는 패턴의 마스크(M)를 매개로 마스크층(43)을 자외선으로 노광하고, 또한 현상공정을 거쳐 도 5d에 나타낸 바와 같은 샌드블러스트용 레지스트 마스크(44)를 형성한다.
이어서, 도 6a에 나타낸 바와 같이, 샌드블러스트용 레지스트 마스크(44)를 매개로 샌드블러스트 가공을 행해 장벽층(42)을 패터닝한다. 이에 의해, 장벽층(42)의 불필요한 부분이 제거되고, 도 6b에 나타낸 바와 같이, 백색장벽(3a) 상에 흑색장벽(3b)이 겹쳐진 장벽(3)이 형성된다. 그리고, 도 6c에 나타낸 바와 같이, 샌드블러스트용 마스크(44)를 박리한 후, 소성공정을 거쳐 백색장벽(3a)과 흑색장벽(3b)으로 이루어진 2단구조의 장벽(3)이 얻어진다. 최종적으로 형성하는 장벽(3)의 높이는, 소성후에 100~200㎛로 되는 것이 적당하다.
다음에, 본 발명의 구체적 실시예에 대하여 설명한다.
전사용 기재필름(32)으로 50㎛ 두께의 PET필름을 사용하고, 기재필름(32) 상에 하기 조성A의 흑색장벽재료 페이스트를 다이코터에 의해 도포하여 170℃에서 건조시키고, 그 상으로부터 하기 조성B의 백색장벽재료 페이스트를 동일하게 다이코터로 도포하여 170℃에서 건조시킴으로써, 2층구조의 장벽층(42)을 갖춘 장벽형성용 전사시트(31)를 제작했다. 건조후의 두께가 하층의 흑색장벽층(33: 필름측;흑색층)과 상층의 백색장벽층(34: 표면측;백색층)이 각각 50㎛와 150㎛로 되도록 도공량을 조정했다.
〈조성A: 백색장벽재료 페이스트〉
유리프릿: 松浪硝子「MB-008」 65중량부
필러(알루미나): 岩谷化學工業「RA-40」 10중량부
안료: 大日精化工業「다이피로키사이드블랙#9510」 10중량부
바인더: n-브틸메타크릴레이트/2-히드록시에 8중량부
틸메타크릴레이트 공중합체
가소제: 프탈산비스(2-에틸헥실) 5중량부
프탈산디메틸 5중량부
용제: 프로피렌글리콜모노메틸에테르 12중량부
〈조성B: 백색장벽재료 페이스트〉
유리프릿: 松浪硝子「MB-008」 65중량부
필러(알루미나): 岩谷化學工業「RA-40」 10중량부
안료: 티카「MT-500B」(산화티탄) 10중량부
바인더: n-브틸메타크릴레이트/2-히드록시에 8중량부
틸메타크릴레이트 공중합체
가소제: 프탈산비스(2-에틸헥실) 5중량부
프탈산디메틸 5중량부
용제: 프로피렌글리콜모노메틸에테르 12중량부
그리고, 어드레스전극(8)과 유전체층(9)을 형성한 유리기판(2)에 상기 전사시트(31)를 그 상층을 유전체층측에 마주보게 가열압착하여 라미네이트 했다. 구체적으로는, 오토컷트라미네이터(旭化成「ALC-9100」)를 사용하고, 기판을 80℃로 가열한 상태에서 라미네이트롤 온도 100℃로 전사했다. 전사속도는 2m/min이다. 이와 같이, 2층의 장벽층(42)을 유리기판(2) 상에 일괄 전사한 후, 280~290℃에서 반소성하여 가소제를 제거했다.
이어서, 유리기판(2)을 80℃로 가열하고, 드라이필름레지스트(43: 東京應化工業製「BF-603」)를 라미네이트하고나서, 선폭 90㎛, 피치 250㎛의 라인패턴마스크(M)를 매개로 자외선에 의해 노광을 행했다. 노광조건은 365nm로 측정한 때에 강도 5mW/cm2, 조사량 400mJ/cm2이다. 노광후, 탄산나트륨 0.2wt 수용액에 의해 액온 30℃에서 스프레이 현상을 행했다. 이에 의해, 선폭 90㎛, 피치 250㎛ 샌드블러스트용 레지스트 마스크(44)가 얻어졌다.
1주야 실온에서 건조, 에이징한 후, 샌드블러스트용 레지스트 마스크(44)를 매개로한 샌드블러스트 가공을 행해 장벽층(42)의 불필요한 부분을 제거했다. 구체적으로는, 연마재로서 프지민코포레이티드제「FO#800」를 사용하고, 분사량 100g/min, 분사압력 2kgf/cm2, 유리기판(2)과 노즐의 거리 120mm, 노즐의 스캔속도 100mm/sec의 조건에서 샌드블러스트 가공을 행했다. 샌드블러스트 처리를 종료한 후, 샌드블러스트용 레지스트 마스크(44)를 수산화나트륨 1wt% 수용액으로 스프레이 박리했다. 더욱이, 피크온도 580℃, 유지시간 15분의 조건에서 소성을 행했다. 이에 의해, 높이 120㎛, 정부폭 50㎛, 저부폭 100㎛의 2단장벽(3)이 피치 250㎛로 형성되었다.
상기와 같이, 2단장벽(3)을 형성한 후, 장벽(3)의 사이에 형광체(10)를 형성하여 배면판(2)을 완성시켜, 별도 제작한 전면판(1)과 합쳐 패턴화한 바, 대비가 양호하고 휘도효율이 높은 PDP가 얻어졌다.
이상 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면, 2층구조의 장벽층을 전사시트에 의해 형성하고, 이 장벽층을 샌드블러스트 가공에 의해 패터닝하도록 했기 때문에, 스크린인쇄에 의해 2층의 장벽형성층을 형성하는 것에 비하면 공정단축이 도모된다.

Claims (14)

  1. 기판 상에 복수종류의 후막재료 페이스트를 도포하여 복수의 후막재료층을 적층상태로 형성하는 공정과,
    상기 복수의 후막재료층을 건조시키는 공정,
    상기 기판 상의 적어도 1개의 후막재료층을 패터닝하여 상기 후막재료층에 원하는 패턴을 형성하는 공정 및,
    상기 기판 상의 복수의 후막재료층을 일괄하여 소성하는 공정을 구비하여 이루어진 것을 특징으로 하는 후막 패턴형성방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 복수종류의 후막재료 페이스트를 도포하는 경우, 흑색장벽재료 페이스트와, 백색장벽재료 페이스트를 도포하는 것을 특징으로 하는 후막 패턴형성방법.
  3. 제1항에 있어서, 상기 복수종류의 후막재료 페이스트를 도포하는 경우, 동시 다층도포장치를 사용하여 도포하는 것을 특징으로 하는 후막 패턴형성방법.
  4. 제1항에 있어서, 상기 원하는 패턴을 형성하는 경우, 상기 후막재료층 상에 레지스트 마스크를 설치한 후, 이 레지스트 마스크가 설치된 후막재료에 대해 샌드블러스트 처리를 행하는 것을 특징으로 하는 후막 패턴형성방법.
  5. 전사용 필름기재 상에 복수종류의 후막재료 페이스트를 도포하여 복수의 후막재료층을 적층형태로 형성하는 공정과,
    상기 복수의 후막재료층을 건조시키는 공정,
    상기 필름기재 상의 복수의 후막재료층을 기판에 전사하는 공정,
    상기 기판 상의 적어도 1개의 후막재료층을 패터닝하여 상기 후막재료층에 원하는 패턴을 형성하는 공정 및,
    상기 기판 상의 복수의 후막재료층을 일괄하여 소성하는 공정을 구비하여 이루어진 것을 특징으로 하는 후막 패턴형성방법.
  6. 제5항에 있어서, 상기 복수종류의 후막재료 페이스트를 도포하는 경우, 흑색장벽재료 페이스트와, 백색장벽재료 페이스트를 도포하는 것을 특징으로 하는 후막 패턴형성방법.
  7. 제5항에 있어서, 상기 복수종류의 후막재료 페이스트를 도포하는 경우, 동시 다층도포장치를 사용하여 도포하는 것을 특징으로 하는 후막 패턴형성방법.
  8. 제5항에 있어서, 상기 원하는 패턴을 형성하는 경우, 후막재료층 상에 레지스트 마스크를 설치한 후, 이 레지스트가 설치된 후막재료에 대해 샌드블러스트 처리를 행하는 것을 특징으로 하는 후막 패턴형성방법.
  9. 전사용 필름기재 상에 복수종류의 후막재료 페이스트를 도포하여 복수의 후막재료층을 적층상태로 형성하는 공정과,
    상기 복수의 후막재료층을 건조시키는 공정,
    상기 필름기재 상의 적어도 1개의 후막재료층을 패터닝하여 상기 후막재료층에 원하는 패턴을 형성하는 공정,
    상기 필름기재 상의 복수의 후막재료층을 기판에 전사하는 공정 및,
    상기 기판 상의 복수의 후막재료층을 일괄하여 소성하는 공정을 구비하여 이루어진 것을 특징으로 하는 후막 패턴형성방법.
  10. 제9항에 있어서, 상기 복수종류의 후막재료 페이스트를 도포하는 경우, 흑색장벽재료 페이스트와, 백색장벽재료 페이스트를 도포하는 것을 특징으로 하는 후막 패턴형성방법.
  11. 제9항에 있어서, 상기 복수종류의 후막재료 페이스트를 도포하는 경우, 동시 다층도포장치를 사용하여 도포하는 것을 특징으로 하는 후막 패턴형성방법.
  12. 제9항에 있어서, 상기 원하는 패턴을 형성하는 경우, 상기 후막재료층 상에 레지스트 마스크를 설치한 후, 이 레지스트 마스크가 설치된 상기 후막재료에 대해 샌드블러스트 처리를 행하는 것을 특징으로 하는 후막 패턴형성방법.
  13. 전사용 필름기재와,
    상기 전사용 필름기재 상에 복수종류의 후막재료 페이스트를 도포하여 적층형상으로 형성된 상기 복수의 후막재료층을 구비하여 구성된 것을 특징으로 하는 전사시트.
  14. 제13항에 있어서, 상기 복수의 후막재료층에는 원하는 패턴이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 전사시트.
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