KR100352181B1 - 플라즈마 디스플레이 패널의 후면판 제조방법 및 그제조장치 - Google Patents

Abstract

알카리 용액으로의 침적 및 초음파 처리를 통해 포토레지스트와 에칭 침전생성물인 레지듀를 제거하기 위한 플라즈마 디스플레이 패널의 후면판 제조방법 및 그 제조장치가 개시된다. 상기 방법 및 장치는, 첫째, 격벽 가공후 박막공정 진행에 있어서 알카리에 의한 격벽 가공체 손상이 없고, 포토레지스트, 레지듀 및 기타 이질물을 완벽하게 제거할 수 있으므로 박막 불량을 막을 수 있다. 둘째, 현상조건 및 박막조건의 관리인자가 적고, 조건 마진(Margin)이 넓어 생산성이 향상된다. 셋째, 에칭후, 박막에서 건조까지의 일괄처리가 가능하고 또한 단시간내에 처리할 수 있어 대량, 고품질의 PDP의 후면판을 생산 할 수 있다.

Description

플라즈마 디스플레이 패널의 후면판 제조방법 및 그 제조장치 {METHOD FOR FABRICATING REAR PANEL OF PLASMA DISPLAY PANEL AND APPARATUS FOR FABRICATING THE SAME}

본 발명은 플라즈마 디스플레이 패널의 후면판 제조방법 및 그 제조장치에 관한 것으로, 특히 알카리 용액으로의 침적 및 초음파 처리를 통해 포토레지스트와 에칭 침전생성물인 레지듀를 제거하기 위한 플라즈마 디스플레이 패널의 후면판 제조방법 및 그 제조장치에 관한 것이다.

플라즈마 디스플레이 패널(Plasma Display Panel : 이하 "PDP"라 한다)은 전면유리기판과 후면유리기판 사이에 방전 공간을 형성하고 전면판전극과 후면판전극 사이에서 플라즈마 방전을 일으켜 주위에 존재하는 형광체를 여기 발광시켜 화면을 표시하는 장치이다. PDP는 직류형과 교류형으로 나눌수 있으며 이중 교류형 PDP가 현재 주류를 이루고 있다.

교류형 PDP의 대표적인 구조는 후지쯔 방식의 형태로 다음과 같이 구성되어 있다.

전면판은 전면유리기판과 상기 전면유리기판 하단에 형성된 투명전극과 상기 투명전극의 저항을 줄이기 위해 상기 투명전극 하단에 형성된 버스전극과 상기 버스전극 및 투명전극을 덮는 전면유전체층과 상기 전면유전체층의 스퍼터링을 막고 2차 전자방출을 높이기 위해 상기 유전체층의 하단에 형성된 산화마그네슘층으로 구성된다.

후면판은 후면유리기판과 상기 후면유리기판 위에 일정간격으로 형성된 어드레스전극과 상기 어드레스전극을 덮는 후면유전체층과 상기 후면유전체층 위에 방전공간을 형성하는 격벽과 상기 격벽면을 따라 형성된 적색, 녹색, 청색 형광체층으로 되어 있다.

상기 전면판과 후면판 사이에는 플라즈마 방전을 일으키는 가스가 봉입되어 있으며 이것의 밀폐를 위해 상기 전면판과 후면판 사이를 실링제로 밀봉한다.

상기 PDP의 후면판을 형성하기 위한 제조방법으로는 샌드블라스트공법이 널리 사용되고 있다. 상기 샌드블라스트 공법에 의한 PDP의 후면판 제조방법은 다음과 같다.

후면유리기판에 전극용 페이스트를 전극제판 위에 올려놀고, 스퀴지로 전극패턴 인쇄를 실시하여 전극층을 형성하고 이를 120∼150℃의 온도로 5∼10분 정도 건조 시킨 후, 500∼600℃로 10분 정도 소성을 행한다. 이어, 상기 소성체에 유전체용 페이스트를 유전체 제판 위에 올려놓고 스퀴지로 유전체 전면 인쇄를 실시하여 유전체를 형성하고 이를 120∼150℃의 온도로 5∼10분 정도 건조시킨 후 500∼600℃로 10분 정도 소성을 행한다.

그후, 상기 소성체에 격벽용 페이스트를 격벽제판 위에 올려놓고 스퀴지로 격벽 전면 인쇄를 실시하고 120∼150℃의 온도로 5∼10분 정도 건조시킨 후, 이를 수회 반복하여 격벽층을 완성한 후 400∼450℃ 30분 정도 가소성을 행한다. 이어 드라이 필름 레지스트를 상기 격벽 가소성체 위에 라미네이팅하고, 그 위에 포토마스크를 놓고 자외선으로 노광을 행한다.

그후, 1∼2%의 알카리 용액으로 드라이필름레지스트 층을 현상하여 120℃의 온도로 20분 정도 건조하고 샌드블라스트로 격벽을 가공한다. 이후, 3∼5%의 알카리 용액으로 격벽층 위의 드라이필름레지스트를 박막하고 500∼600℃의 온도로 O.5∼1시간 정도 소성을 실시하여 격벽층을 완성하게 된다.

그러나 상기와 같은 종래의 플라즈마 디스플레이 패널의 후면판 제조방법은 다음과 같은 문제점들이 있다.

첫째, 400∼450℃의 열처리에 의한 격벽 가소성은 격벽 재료의 연화점 부근에서 행하게 되므로 멜팅(Melting)에 의한 격벽층의 표면 조도 개선이 이루어 지지 않고, 드라이필름레지스트가 라미네이팅 되기 때문에 가소성체와 드라이필름레지스트의 밀착력이 떨어져 현상 및 격벽 가공의 균일성이 나빠지는 단점이 있다.

둘째, 내부구조가 치밀하지 못하고 입자간 결합력이 떨어지는 격벽 가소성체를 현상할 경우, 알카리에 의한 가소성체 표면의 손상 등의 문제가 발생하게 되며, 이에 따라 가소성조건 및 현상조건의 관리인자가 많아지고 동시에 조건 마진(Margin)이 좁아지게 되는 단점이 있다.

셋째, 격벽 가공 후 박막 공정의 진행에 있어서도 알카리에 의한 격벽 가공체 손상이 일어나기 쉬워 격벽의 가공 균일성이 나빠지고, 이에 따라 박막조건 관리인자가 많아지고 동시에 조건 마진(Margin)이 좁아지는 문제점들이 있다.

본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 창작된 것으로, 본 발명의 목적은, 알라리 용액으로의 침적 및 초음파 처리를 통해 포토레지스트와 에칭 침전생성물인 레지듀를 완벽하게 제거하여 박막불량을 줄일 수 있음과 동시에 생산성을 향상시킬 수 있는 플라즈마 디스플레이 패널의 후면판 제조방법및 그 제조장치를 제공함에 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 포토레지스트 박막 장치를 보인 도.

도 2a 내지 도 2c는 본 발명의 일 실시예에 따른 박막부에 초음파장치가 설치된 것을 보인 도.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 제조장치의 이송부를 보인 도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

1 : 반입부 2 : 에칭액 제거부

3 : 박막부 4 : 세척부

5 : 건조부 6 : 반출부

7 : 이송부 8 : 노즐

9 : 박막액 10 : 에어 나이프

11 : 진동자 12 : 발진기

13 : 구동모터 14 : 구동축

15,16 : 제 1,2차 동력전달장치 17 : 피에칭체

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 플라즈마 디스플레이 패널의 후면판 제조방법은, 기판 위에 격벽용 유리 페이스트를 도포 및 건조하여 소정 높이의 격벽 건조층을 형성한 후 소성시키고, 포토리소그라피를 이용하여 패터닝을 하며 에칭을 통해 플라즈마 방전 공간인 격벽을 형성하는 플라즈마 디스플레이 패널의 후면판 제조방법에 있어서,

에칭이 완료된 피에칭체를 반입하는 과정; 상기 반입한 피에칭체의 표면에 묻어있는 에칭액과 이물을 제거하는 과정; 상기 에칭액과 이물이 제거된 피에칭체의 표면에 부착된 포토레지스트를 박막하는 과정; 상기 포토레지스트가 박막된 피에칭체를 세척하는 과정; 상기 세척된 피에칭체를 건조하는 과정;

상기 건조된 피에칭체를 반출하는 과정; 그리고, 상기 피에칭체가 반입, 박막처리, 반출되도록 피에칭체를 이송하는 과정을 수행한다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 플라즈마 디스플레이 패널의 후면판 제조장치는, 기판 위에 격벽용 유리 페이스트를 도포 및 건조하여 소정 높이의 격벽 건조층을 형성한 후 소성시키고, 포토리소그라피를 이용하여 패터닝을 하며 에칭을 통해 플라즈마 방전 공간인 격벽을 형성하는 플라즈마 디스플레이 패널의 후면판 제조장치에 있어서,

에칭이 완료된 피에칭체를 반입하는 수단; 상기 반입한 피에칭체의 표면에 묻어있는 에칭액과 이물질을 제거하는 수단; 상기 에칭액과 이물질이 제거된 피에칭체의 표면에 부착된 포토레지스트릍 박막하는 수단; 상기 포토레지스트가 박막된 피에칭체를 세척하는 수단; 상기 세척된 피에칭체를 건조하는 수단; 상기 건조된 피에칭체를 반출하는 수단; 그리고, 상기 피에칭체가 반입, 박막처리, 반출되도록 피에칭체를 이송하는 수단을 구비한다.

이하 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들에 따른 플라즈마 디스플레이 패널의 후면판 제조방법 및 그 제조장치를 상세히 설명한다.

먼저, 본 실시예에 따른 박막장치를 도 1 내지 도 3을 참조하여 설명한다. 도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 포토레지스트 박막 장치를 보인 도이고, 도 2a 내지 도 2c는 본 발명의 일 실시예에 따른 박막부에 초음파장치가 설치된 것을 보인 도이며, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 제조장치의 이송부를 보인 도이다.

도시한 바와 같이, 에칭이 완료된 피에칭체(17)를 반입하는 반입부(1)와, 반입된 피에칭체(17)의 표면에 묻어있는 에칭액과 이물질을 다수개의 노즐(8)로 이송 방향에 대해 상하에서 물 등의 유체를 분사하여 제거하는 에칭액 제거부(2)가 마련된다. 그리고, 에칭액과 이물질이 제거된 피에칭체(17)의 표면에 부착된 포토레지스트를 박막하는 박막부(3)와, 상기 포토레지스트가 박막된 에칭체(17)를 다수개의 노즐(8)로 이송 방향에 대해 상하에서 물 등의 유체를 분사하여 세척하는 세척부(4)와, 세척된 피에칭체(17)를 다수의 에어나이프(10)를 통해 열풍을 발생시켜 이송방향에 대해 상하에서 피에칭체(17)를 건조하는 건조부(5)가 마련된다. 또, 건조된 피에칭체(17)를 반출하는 반출부(6)와, 피에칭체(17)가 반입, 박막처리, 반출되도록 피에칭체(17)를 이송하는 이송부(7)로 구성된다.

박막부(3)에 초음파 처리장치가 구비될 경우에는, 도 2a 내지 도 2c에 나타낸 바와 같이, 전기에너지를 초음파로 변환하는 장치인 진동자(11)와 상기 진동자(11)에 고주파 전기에너지를 공급하는 전기장치인 발진기(12)로 초음파 처리장치를 구성한다. 그리고, 진동자(11)는, 도 2a에 도시된 바와 같이, 박막부(3)의 외부 바닥면 또는 측면에 설치하거나, 도 2b와 같이 박막부(3)의 내부 바닥면 또는 측면에 설치하거나, 도 2c 처럼 박막부 내 박막액(9)속에 침적형태로 설치할 수 도 있다.

그리고 이송부(7)는, 도 3에 나타낸 바와 같이, 피에칭체(17)를 이송시키는데 필요한 동력을 발생시키는 구동모타(13)와 구동모타(13)로 부터의 동력을 전달받아 구동되는 구동축(14)과 구동모타(13)에서 구동축(14)으로 동력을 전달하는 제 1 차 동력전달장치(15)와 구동축(14)에서 적어도 1개 이상의 다른 구동축(14)으로 동력을 전달하는 제 2 차 동력전달장치(16)로 구성된다.

본 실시예에 따른 플라즈마 디스플레이 패널의 후면판 제조방법을 설명한다.

후면유리기판에 전극용 페이스트를 전극 제판 위에 올려놓고 스퀴지로 전극패턴 인쇄를 실시하여 전극층을 형성하고 이를 120∼180℃의 온도로 5∼20분 정도 건조 시킨 후 500∼600℃ 로 10∼60분 정도 소성을 행한다. 그리고, 상기 소성체에 유전체용 페이스트를 유전체 제판 위에 올려놓고 스퀴지로 유전체 전면인쇄를 실시하여 유전체를 형성하고, 이를 120∼180℃의 온도로 5∼20분 정도 건조시킨 후 500∼600℃로 10∼60분 정도 소성을 행한다.

그후, 상기 소성체에 격벽용 페이스트를 격벽 제판 위에 올려놓고 스퀴지로격벽 전면인쇄를 실시하여 120∼180℃의 온도로 5∼20분 정도 건조시킨 후, 이를 수회 반복하여 격벽층을 완성한 후 500∼600℃로 10∼60분 정도 소성을 행하여 격벽 소성체를 만든다. 이어, 포토레지스트를 상기 격벽 소성체 위에 코팅하고 그 위에 포토마스크를 놓고 자외선으로 노광을 행한다.

그후, 물 또는 O.1∼2%의 탄산나트륨 또는 수산화나트륨 등의 알카리 용액으로 포토레지스트층을 현상하여 100∼120℃로 10∼20분 정도 건조 하고 산계의 에칭액으로 침적 또는 분사에칭을 실시하여 격벽을 가공한다. 이후, 에칭이 완료된 피에칭체(17)를 반입부(1)로 반입한 후 에칭액제거부(2)로 진행시킨다. 에칭액제거부(2)에서는 상온의 물 등으로 에칭체(17)의 격벽 가공면과 포토레지스트에 묻어 있는 에칭액과 격벽 소성체와 에칭액의 화학반응에 의해 생긴 침전생성물인 레지듀(Residue) 및 기타 이물질을 l∼1OKg/㎠의 압력으로 피에칭체(17)의 상,하로 분사하여 제거를 한다.

박막부(3)는 통상 포토레지스트로 사용하는 물질이 네가티브형의 수용성 콜로이드계 또는 포토폴리머로 아크릴계, 우레탄계, 나일론계, 셀룰로스 유도체를 사용하므로 이를 팽윤 또는 용해 시킬 수 있는 알카리계 용액을 사용하게 된다. 즉, 액온 25℃∼80℃, 농도 1∼20%의 KOH 또는 NaOH 또는 Na₂C0₃수용액을 박막부(3)내에 채우고 피에칭체(17)를 3∼20분 침적 통과 시키면 포토레지스트가 용해되어 피에칭체 박막이 이루어진다.

격벽 소성체의 경우에는 내부구조 및 입자간의 결합력이 강하여 강알카리 용액과의 반응이 일어나지 않아 피에칭체의 격벽 가공면 손상이 일어나지 않는다. 따라서, 알카리 침적을 통해 포토레지스트를 쉽게 박막할 수 있다.

그러나, 반사율, 내충격성, 내열성 증가 등의 물성 향상을 위해 백색 필러 또는 흑색 필러를 투입한 격벽 재료의 경우 상기의 방법으로 박막을 실시할 경우 포토레지스트는 쉽게 박막이 되나 레지듀 제거는 쉽게 되지 않는다. 즉, 흑, 백색 필러의 투입량이 증가할 수록 격벽과 격벽 사이의 방전공간에 레지듀 발생이 많아 지게 되고, 방전공간 밖으로의 배출량이 급격히 줄어들면서 공간내 축적량이 많아 진다. 이것은 발생한 레지듀가 물 또는 알카리 용액에 잘 세척되지 않고 방전 공간내에 레지듀가 잔류하게 됨을 의미한다.

본 실시예에 따른 제조방법에는 상기와 같은 문제을 해소하기 위하여 초음파 처리를 하는데, 이를 설명한다.

도 2에 나타낸 바와 같이, 박막부(3)내에 전기에너지를 초음파로 변환하는 장치인 진동자(11)와 진동자(11)에 고주파 전기 에너지를 공급하는 전기 장치인 발진기(12)로 초음파 처리장치를 구성한다. 초음파에 의한 방법은 기계적 작용, 분리 작용, 화학적 작용을 통해 격벽 가공면으로부터 포토레지스트 및 레지듀를 완전히 제거할 수 있다.

20~90KHz의 고주파를 박막부(3)내에 발생시키면 초음파가 용액중으로 전파되고 초음파의 압축력과 팽창력에 의한 압력 변화로 미세 기포군이 생성, 수축폭발을 일으키는 캐비테이션(Cavitation)현상을 일으켜 물리적으로 결합된 포토레지스트와 레지듀를 분리 및 분해시킨다.

이때, 20KHz이하의 초음파는 캐비테이션을 일으키는 음의 강도가 낮고 일정하여 분리 및 분해 효과가 떨어지고, 90KHz이상일 경우는 캐비테이션 현상이 일어나기 어렵다. 상기 원리를 이용하여 박막 실험한 결과를 아래의 표 1에 나타내었다.

	실시예1	실시예2	실시예3	실시예4	실시예5	실시예6	실시예7	실시예8	실시예9
초음파 대역(KHz)	28단주파	28단주파	28단주파	40단주파	40단주파	40단주파	40~90다주파	40~90다주파	40~90다주파
초음파 처리 시간(분)	1	3	3	1	3	3	1	3	3
액온도(℃)	30	35	35	30	35	35	30	35	35
격벽재료내 백색필러량(%)	30	30	40	30	30	40	30	30	40
격벽재료내 흑색필러량(%)	10	10	15	10	10	15	10	10	15
SEM 분석 결과

:레지듀 및 기타 이물 완전제거,:일부 잔류, X:다량 잔류

상기 실험 결과 중 단주파는 특정 주파수로 일정시간 처리를 한 것이며, 다주파는 40-90KHz대역의 초음파를 동시에 발생시켜 사용한다. 즉, 진동자를 특수 설계하여 복합 공진을 일으키는 방식 또는 기본주파수와 1차고주파를 이용하는 2주파방식 또는 2종류 이상의 진동자를 이용한 진동자 스위칭 방식을 사용할 수 있다.

상기 포토레지스트 및 레지듀를 제거 후 세척부(4)로 통과시켜 피에칭체(17)의 격벽 가공면에 묻어 있는 박막액 및 기타 이물질을 l~1OKg/㎠의 압력으로 피에칭체(17)의 상, 하로 분사하여 이를 제거 한다.

상기 세척된 피에칭체(17)는 다수의 에어 나이프(10)를 통해 50~120℃의 열풍을 발생시켜 이송방향에 대해 상,하에서 피에칭체(17)를 건조하고 반출부(6)로이송된다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 의한 플라즈마 디스플레이 패널의 후면판 제조방법 및 그 제조장치는, 첫째, 격벽 가공후 박막공정 진행에 있어서 알카리에 의한 격벽 가공체 손상이 없고, 포토레지스트, 레지듀 및 기타 이질물을 완벽하게 제거할 수 있으므로 박막 불량을 막을 수 있다.

둘째, 현상조건 및 박막조건의 관리인자가 적고, 조건 마진(Margin)이 넓어 생산성이 향상된다.

셋째, 에칭후, 박막에서 건조까지의 일괄처리가 가능하고 또한 단시간내에 처리할 수 있어 대량, 고품질의 PDP의 후면판을 생산 할 수 있다.

이상에서는, 본 발명의 일 실시 예에 따라 본 발명을 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 사상을 벗어나지 않는 범위내에서 본 발명을 변경 및 변형한 것도 본 발명에 속함은 당연하다.

Claims (6)

1. 기판 위에 격벽용 유리 페이스트를 도포 및 건조하여 소정 높이의 격벽 건조층을 형성한 후 소성시키고, 포토리소그라피를 이용하여 패터닝을 하며 에칭을 통해 플라즈마 방전 공간인 격벽을 형성하는 플라즈마 디스플레이 패널의 후면판 제조방법에 있어서,

   에칭이 완료된 피에칭체를 반입하는 과정;

   상기 반입한 피에칭체의 표면에 묻어있는 에칭액과 이물을 제거하는 과정;

   상기 에칭액과 이물이 제거된 피에칭체의 표면에 부착된 포토레지스트를 박막하는 과정;

   상기 포토레지스트가 박막된 피에칭체를 세척하는 과정;

   상기 세척된 피에칭체를 건조하는 과정;

   상기 건조된 피에칭체를 반출하는 과정; 그리고,

   상기 피에칭체가 반입, 박막처리, 반출되도록 피에칭체를 이송하는 과정을 수행하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널의 후면판 제조방법.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 피에칭체의 표면에 부착된 포토레지스트를 박막하는 방법은, 상기 포토레지스트가 부착된 피에칭체를 알카리 용액에 침적하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널의 후면판 제조방법.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 피에칭체의 표면에 부착된 포토레지스트를 박막하는 방법은, 상기 포토레지스트가 부착된 피에칭체를 알카리용액에 침적함과 동시에 상기 알카리 용액내에 초음파를 발생, 유지시켜 이루어지는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널의 후면판 제조방법.
4. 제 3 항에 있어서,

   상기 초음파는 20~50KHz 대역의 단주파인 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널의 후면판 제조방법.
5. 제 3 항에 있어서,

   상기 초음파는 40~90KHz 대역의 다주파인 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널의 후면판 제조방법.
6. 기판 위에 격벽용 유리 페이스트를 도포 및 건조하여 소정 높이의 격벽 건조층을 형성한 후 소성시키고, 포토리소그라피를 이용하여 패터닝을 하며 에칭을 통해 플라즈마 방전 공간인 격벽을 형성하는 플라즈마 디스플레이 패널의 후면판 제조장치에 있어서,

   에칭이 완료된 피에칭체를 반입하는 수단;

   상기 반입한 피에칭체의 표면에 묻어있는 에칭액과 이물질을 제거하는 수단;

   상기 에칭액과 이물질이 제거된 피에칭체의 표면에 부착된 포토레지스트를 박막하는 수단;

   상기 포토레지스트가 박막된 피에칭체를 세척하는 수단;

   상기 세척된 피에칭체를 건조하는 수단;

   상기 건조된 피에칭체를 반출하는 수단; 그리고

   상기 피에칭체가 반입, 박막처리, 반출되도록 피에칭체를 이송하는 수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널의 후면판 제조장치.