KR100386242B1 - 표시소자의 백 플레이트 성형용 금형 제작방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 표시소자의 백 플레이트 성형용 금형 제작방법에 관한 것으로, 종래에는 엑스레이 식각마스크를 사용하여 대면적화가 용이하지 않은 문제점이 있었다. 이와 같은 문제점을 감안한 본 발명은 금형 기판 상부에 금형 플래팅 시드층, 후막 감광막, 마스크 플레팅 시드층, 사진 감광막을 순차적으로 형성하는 단계와; 상기 구조의 상부에 사진식각 마스크를 사용하여 상기 사진 감광막를 선택적으로 자외선에 노광시키는 단계와; 상기 노광된 사진 감광막을 현상하여 패턴을 형성하는 단계와; 상기 사진 감광막이 제거된 위치에 엑스레이 마스크 패턴을 형성하는 단계와; 상기 엑스레이 마스크 패턴을 식각마스크로 하는 식각공정으로 상기 잔존하는 사진 감광막을 제거하고, 그 하부의 마스크 플레팅 시드층을 제거하여 그 하부의 후막 감광막의 일부를 노출시키는 단계와; 엑스레이를 조사하여 상기 노출된 후막 감광막을 패터닝하는 단계와; 상기 구조의 상부전면에 금형재료를 증착하고 평탄화하여 상기 후막 감광막 패턴을 노출시킴과 아울러 그 후막 감광막 패턴과 동일 수준의 금형재료 패턴을 형성하는 단계와; 상기 금형재료의 사이에 노출되어 있는 후막 감광막을 제거하는 단계로 구성되어 식각의 마스크를 기판 상에 형성하여 금형의 중앙부 패턴과 주변부 패턴을 정확한 패턴으로 형성함으로써, 대형의 표시소자를 용이하게 형성할 수 있는 효과가 있다.

Description

표시소자의 백 플레이트 성형용 금형 제작방법{MANUFACTURING METHOD FOR MOLD FOR BACK PLATE IN DISPLAY}

본 발명은 표시소자의 백 플레이트 성형용 금형 제작방법에 관한 것으로, 금형 기판의 표면에 직접 마스크 패턴을 형성한 후, 그 마스크 패턴을 이용하여 금형을 제작함으로써, 보다 정밀하고 대면적에 적합한 백 플레이트 형성용 금형을 제조할 후 있는 표시소자의 백 플레이트 성형용 금형 제작방법에 관한 것이다.

최근 표시소자의 발전추세는 대면적화와 고선명화로 요약할 수 있으며, 기존의 CRT(CATHODE RAY TUBE)를 채용한 화상표시장치는 동작원리상 대형화에 한계를 갖고 있다. 이와 같은 CRT의 한계를 극복할 수 있는 화상 표시장치로서 평판 디스플레이(FLAT PANEL DISPLAY)에 대한 수요가 점증하고 있다. 이와 같은 평판 디스플레이의 일종인 플라즈마 디스플레이 패널의 구조는 화면을 구성하는 각 화소를 개별적으로 제어하여 화소별로 플라즈마 방전 상태를 생성하여 자체 발광 시키고, 발광된 화소 상에 형성되어 있는 형광물질을 투과하도록 하여 표시장치에서 원하는 화소의 색상 및 휘도를 조절하도록 구성되어 있다.

상기 각 화소는 플라즈마 여기를 위한 상하부 전극, 화소별로 독립적으로 플라즈마 방전이 일어날 수 있도록 하는 격벽(RIB), 화소별로 플라즈마 방전에 의해 발광하는 적녹청의 3원색 형광물질, 플라즈마 상태로 여기되는 충진기체인 Xe등으로 구성된다. 통상적으로 플라즈마 디스플레이 패널의 백플레이트에는 각 화소별로 플라즈마 방전을 일으키게 하는 양윽과, 플라즈마 방전을 화소별로 격리하기 위한격벽이 형성되며, 형광체 및 음극은 커버 플레이트(COVER PLATE)에 형성된다.

종래에는 상기 백 플레이트를 기판을 사진 묘화 및 화학적 식각공정을 이용하여 제조하거나, 격벽 재료를 스크린 프린팅 기법으로 일정 높이로 도포하고 소성하여 격벽을 제조하거나, 사진 묘화 및 샌드 블라스트(SAND BLAST)를 이용하여 격벽을 구성하는 유리를 기계적으로 형성하는 방법이 이용되고 있으나, 이와 같은 기술들은 대면적인 기판에 감광막의 도포, 노광, 현상, 화학적 식각등의 복잡한 단계를 거쳐 제조해야 함으로써, 양산성 및 수율이 저하되는 문제점이 있었다. 이와 같은 문제점을 해결하기 위하여 최근 정밀 금형을 이용하여 압축 성형기법으로 백 플레이트를 대량 생산할 수 있는 방법이 시도되고 있으며, 이와 같은 종래 표시소자의 백 플레이트 형성을 위한 금형의 제작방법을 첨부한 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.

도1은 종래 표시소자의 백 플레이트 성형용 대면적 금형을 제작하는 엑스레이 식각공정의 모식도로서, 이에 도시한 바와 같이 금형 제작용 기판(1)의 상부로 부터 소정거리 이격된 거리에 엑스레이 식각마스크(2)를 위치시키고, 엑스레이 식각장치(3)를 이용하여 상기 엑스레이 식각마스크(2)를 통해 노출되어 있는 기판(1)의 상부일부를 식각하여 원하는 금형을 제작하게 된다.

이와 같이 엑스레이의 조사에 의해서 금형을 제작하는 경우에는 기존의 방법에 비하여 공정이 단순화되어 대량생산에 적합하고, 화학적 식각방법에 비해 보다 정밀한 패턴을 형성할 수 있게 된다.

그러나, 이와 같이 식각마스크(2)를 기판(1)과 소정거리 이격시킨 상태에서엑스레이를 조사하면, 엑스레이 식각장치(3)의 특성상 엑스레이 식각장치(3)의 자체는 고정되어 있고, 편광판(5)의 각도를 조절하여 소스(4)의 엑스레이를 조사함으로써, 기판(1)의 면적이 큰 경우에는 그 기판(1)의 주변부에 위치하는 격벽패턴은 그 크기 및 위치가 엑스레이 식각마스크(2)의 위치와는 다르게 형성된다.

이에 따라 대면적의 백 플레이트를 형성하기 위한 대면적의 금형 제작에는 그 적용이 용이하지 않게 된다.

또한, 상기 기판(1)의 위치를 변경하여 엑스레이 식각장치(3)를 이용하여 식각하는 경우에는 도2에 도시한 바와 같이 금형의 패턴이 정렬의 부정확성에 의해 정확히 형성되지 않으며, 이를 스티칭(stitching)이라 한다.

상기한 바와 같이 종래 표시소자의 백 플레이트 형성용 금형 제작방법은 사진식각법 등을 이용하면 대면적의 금형을 제작하기 위해 포토레지스트의 도포, 노광 및 현상, 화학적 식각등의 다수의 공정을 거쳐야 함으로써, 양산성 및 수율이 저하됨과 아울러 가공면이 거칠고 정밀도에 한계가 있는 문제점이 있었으며, 종래 엑스레이 식각마스크를 이용하는 엑스레이 식각법을 이용한 금형 제작에는 대면적화가 용이하지 않은 문제점이 있었다.

이와 같은 문제점을 감안한 본 발명은 대면적의 백 플레이트 형성용 금형을 단순한 공정을 사용하여 제작할 수 있는 표시소자의 백 플레이트 형성용 금형 제작방법을 제공함에 그 목적이 있다.

도1은 종래 표시소자의 백 플레이트 성형용 금형 제작방법의 모식도.

도2는 도1의 방법으로 금형을 제작할때 발생할 수 있는 패턴의 불균일 성을 보인 모식도.

도3은 본 발명 표시소자의 백 플레이트 성형용 금형 제작방법의 모식도.

도4a 내지 도4h는 본 발명 표시소자의 백 플레이트 성형용 금형 제작방법의 수순단면도.

도5a 내지 도5c는 제작된 금형을 이용하여 백 플레이트를 제조하는 공정의 수순단면도.

도6은 제작된 백 플레이트와 커버 플레이트의 구조를 보인 사시도.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*

41:금형 기판 42:금형 플래팅 시드층

43:후막 감광막 44:마스크 플레팅 시드층

45:사진 감광막 46:사진식각 마스크

47:엑스레이 마스크 패턴 48:금형재료

상기와 같은 목적은 금형 기판 상부에 금형 플래팅 시드층, 후막 감광막, 마스크 플레팅 시드층, 사진 감광막을 순차적으로 형성하는 단계와; 상기 구조의 상부에 사진식각 마스크를 사용하여 상기 사진 감광막를 선택적으로 자외선에 노광시키는 단계와; 상기 노광된 사진 감광막을 현상하여 패턴을 형성하는 단계와; 상기 사진 감광막이 제거된 위치에 엑스레이 마스크 패턴을 형성하는 단계와; 상기 엑스레이 마스크 패턴을 식각마스크로 하는 식각공정으로 상기 잔존하는 사진 감광막을 제거하고, 그 하부의 마스크 플레팅 시드층을 제거하여 그 하부의 후막 감광막의 일부를 노출시키는 단계와; 엑스레이를 조사하여 상기 노출된 후막 감광막을 패터닝하는 단계와; 상기 구조의 상부전면에 금형재료를 증착하고 평탄화하여 상기 후막 감광막 패턴을 노출시킴과 아울러 그 후막 감광막 패턴과 동일 수준의 금형재료 패턴을 형성하는 단계와; 상기 금형재료의 사이에 노출되어 있는 후막 감광막을 제거하는 단계로 구성함으로써 달성되는 것으로, 이와 같은 본 발명을 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도3은 본 발명 표시소자의 백 플레이트 형성용 금형 제작방법의 모식도로서, 이에 도시한 바와 같이 엑스레이 식각마스크 패턴(33)을 기판(31)과 접하도록 형성한 후, 엑스레이 식각장치(32)를 사용하여 상기 엑스레이 식각마스크 패턴(33)에 의해 선택적으로 노출되어 있는 기판(31)의 일부를 식각하여 금형을 형성한다.

도4a 내지 도4h는 본 발명 표시소자의 백 플레이트 형성용 금형의 제조공정 수순단면도로서, 이에 도시한 바와 같이 금형 기판(41)의 상부에 금형 플래팅 시드층(42), 후막 감광막(43), 마스크 플레팅 시드층(44), 사진 감광막(45)을 순차적으로 형성하는 단계(도4a)와; 상기 구조의 상부에 사진식각 마스크(46)를 사용하여 상기 사진 감광막(45)를 선택적으로 자외선에 노광시키는 단계(도4b)와; 상기 노광된 사진 감광막(45)을 현상하여 패턴을 형성하는 단계(도4c)와; 상기 사진 감광막(45)이 제거된 위치에 엑스레이 마스크 패턴(47)을 형성하는 단계(도4d)와; 상기 엑스레이 마스크 패턴(47)을 식각마스크로 하는 식각공정으로 상기 잔존하는 사진 감광막(45)을 제거하고, 그 하부의 마스크 플레팅 시드층(44)을 제거하여 그 하부의 후막 감광막(44)의 일부를 노출시키는 단계(도4e)와; 엑스레이를 조사하여 상기 노출된 후막 감광막(44)을 패터닝하는 단계(도4f)와; 상기 구조의 상부전면에 금형재료(48)를 증착하고 평탄화하여 상기 후막 감광막(44) 패턴을 노출시킴과 아울러 그 후막 감광막(44) 패턴과 동일 수준의 금형재료(48) 패턴을 형성하는 단계(도4g)와; 상기 금형재료(48)의 사이에 노출되어 있는 후막 감광막(44)을 제거하는 단계(도4h)로 구성된다.

이하, 상기와 같이 구성된 본 발명 표시소자의 백 플레이트 형성용 금형 제작방법을 좀 더 상세히 설명한다.

먼저, 도4a에 도시한 바와 같이 금형 기판(41)을 준비하고, 세정공정을 진행하여 상기 기판(41)의 표면의 불순물을 제거하고, 그 기판(41)의 상부전면에 도금과정의 시드(SEED)로 사용될 금속층인 금형 플레팅 시드층(42)을 증착한다.

그 다음, 금형 플레팅 시드층(42)의 상부에 엑스레이 감광용 후막 감광막(43)을 도포한다. 이때 상기 후막 감광막(43)은 PMMA(Polymethylmethacrylate)를 사용한다.

그 다음, 상기 후막 감광막(43)의 상부에 마스크층의 전기 도금을 위한 금속층인 마스크 플레팅 시드층(44)을 증착한다.

이때, 상기 마스크 플레팅 시드층(44)은 Cr과 Au가 각각 400, 3000Å의 두께로 순차 적층된 형태이며, 증착방식은 스퍼터링법을 사용하여 증착한다.

그 다음, 상기 마스크 플레팅 시드층(44)의 상부전면에 사진 감광막(45)을 도포한다.

그 다음, 도4b에 도시한 바와 같이 상기 구조의 상부에 사진식각 마스크(46)를 사용하여 상기 사진 감광막(45)를 선택적으로 자외선에 노광시킨다.

그 다음, 도4c에 도시한 바와 같이 상기 노광된 사진 감광막(45)을 현상하여 사진 감광막(45) 패턴을 형성한다.

그 다음, 도4d에 도시한 바와 같이 전기도금법으로 Au를 도금하여 상기 사진 감광막(45)이 제거되어 노출되는 마스크 플레팅 시드층(44)의 상부에 엑스레이 마스크 패턴(47)을 형성한다.

이때, 엑스레이 마스크 패턴(47)은 그 두께를 10㎛이하로 균일하게 형성한다.

그 다음, 도4e에 도시한 바와 같이 상기 엑스레이 마스크 패턴(47)을 식각마스크로 하는 식각공정으로 상기 잔존하는 사진 감광막(45)을 제거하고, 그 하부의 마스크 플레팅 시드층(44)을 제거하여 그 하부의 후막 감광막(43)의 일부를 노출시킨다.

그 다음, 도4f에 도시한 바와 같이 상기 구조의 상부전면에 엑스레이를 조사하여 상기 노출된 후막 감광막(43)을 패터닝한다.

이때, 상기 후막 감광막(43)과 엑스레이 마스크 패턴(47)은 그 이격거리가 엑스레이의 조사에 대하여 무시할만큼 작으므로, 대면적에서 정확한 패턴으로 형성할 수 있게 된다.

그 다음, 도4g에 도시한 바와 같이 상기 구조의 상부전면에 금형재료(48)를 도금한다. 이때의 도금은 도금틀에서 상기 금형재료(48)인 금속이 넘치도록 전해 또는 무전해 도금방법으로 도금한다.

그 다음, 상기 도금된 금형재료(48)를 평탄화하여 상기 후막 감광막(44) 패턴을 노출시킴과 아울러 그 후막 감광막(44) 패턴과 동일 수준의 금형재료(48) 패턴을 형성한다.

그 다음, 도4h에 도시한 바와 같이 상기 금형재료(48)의 사이에 노출되어 있는 후막 감광막(44)을 화학적 또는 물리적인 방법을 사용하여 다른 구조물에 손상이 되지 않도록 제거하여 금형을 제작하게 된다.

도5a 내지 도5c는 상기 제작된 금형을 이용하여 백 플레이트를 제조하는 공정의 수순단면도로서, 이에 도시한 바와 같이 기판(41)의 전면에 증착된 금형 플레팅 시드층(42)과 그 금형 플레팅 시드층(42)의 상부에 각각 소정거리 이격되어 형성된 금형재료(48)가 위치하는 금형과 백 플레이트 재료(49)를 대향시키는 단계(도5a)와; 상기 금형재료(48)가 백 플레이트 재료(49) 내로 삽입되도록 압착하는 단계(도5b)와; 상기 금형과 백 플레이트 재료(49)를 분리하는 단계(도5c)로 구성된다.

이와 같이 상기 도4a 내지 도4h의 공정을 통해 제작한 금형을 백 플레이트 재료(49)에 압력을 가해 그 금형의 형상이 백 플레이트 재료(49)에 나타나도록 함으로써, 백 플레이트를 용이하게 제작할 수 있게 된다.

상기 금형재료(48)의 사이영역에 의해 백 플레이트에는 상기 금형재료(48)이 높이와 동일한 높이의 격벽이 형성된다.

이와 같이 형성된 백 플레이트의 격벽 사이영역인 화소영역에 양극을 세도우 마스크(SHADOW MASK)방식으로 패터닝하여 양극을 형성하여 완전한 백 플레이트를 형성한다.

도6은 상기와 같이 형성된 백 플레이트와 커버 플레이트의 사시도로서, 이에 도시한 바와 같이 백 플레이트(60)에 형성된 격벽(61)으로 분리되는 화소영역에 위치하는 전극(62)과 커버 플레이트(70)에 형성된 전극(71)은 상호 수직으로 교차하는 방향으로 위치하며, 상기 백 플레이트(60)와 커버 플레이트(70)를 봉착하고, 그 격벽으로 인해 발생하는 방전공간의 공기를 외부로 유출시키고, 다시 그 방전공간에 방전가스를 주입한 후, 배기구를 봉합함으로써 표시소자를 제조하게 된다.

상기한 바와 같이 본 발명 표시소자의 백 플레이트 성형용 금형 제작방법은 엑스레이 식각의 마스크를 기판 상에 형성하여 금형의 중앙부 패턴과 주변부 패턴을 정확한 패턴으로 형성함으로써, 대형의 표시소자를 용이하게 형성할 수 있는 효과가 있으며, 양산과정에서 제작한 금형을 이용하여 다수의 백 플레이트를 제작할 수 있게 되어 가공정밀도와 균일도가 높은 백 플레이트를 다량으로 생산하는데 적합한 효과가 있다.

Claims (6)

1. 금형 기판 상부에 금형 플래팅 시드층, 후막 감광막, 마스크 플레팅 시드층, 사진 감광막을 순차적으로 형성하는 단계와; 상기 구조의 상부에 사진식각 마스크를 사용하여 상기 사진 감광막를 선택적으로 자외선에 노광시키는 단계와; 상기 노광된 사진 감광막을 현상하여 패턴을 형성하는 단계와; 상기 사진 감광막이 제거된 위치에 엑스레이 마스크 패턴을 형성하는 단계와; 상기 엑스레이 마스크 패턴을 식각마스크로 하는 식각공정으로 상기 잔존하는 사진 감광막을 제거하고, 그 하부의 마스크 플레팅 시드층을 제거하여 그 하부의 후막 감광막의 일부를 노출시키는 단계와; 엑스레이를 조사하여 상기 노출된 후막 감광막을 패터닝하는 단계와; 상기 구조의 상부전면에 금형재료를 증착하고 평탄화하여 상기 후막 감광막 패턴을 노출시킴과 아울러 그 후막 감광막 패턴과 동일 수준의 금형재료 패턴을 형성하는 단계와; 상기 금형재료의 사이에 노출되어 있는 후막 감광막을 제거하는 단계로 이루어진 것을 특징으로 하는 표시소자의 백 플레이트 성형용 금형 제작방법.
2. 제 1항에 있어서, 상기 후막 감광막은 엑스레이를 감광하는 PMMA(Polymethylmethacrylate)인 것을 특징으로 하는 표시소자의 백 플레이트 성형용 금형 제작방법.
3. 제 1항에 있어서, 상기 엑스레이 마스크 패턴은 전기도금법으로 Au를 도금하여 형성하는 것을 특징으로 하는 표시소자의 백 플레이트 성형용 금형 제작방법.
4. 제 1항 또는 제 3항에 있어서, 상기 엑스레이 마스크 패턴은 그 두께가 10㎛이하가 되도록 균일하게 형성하는 것을 특징으로 하는 표시소자의 백 플레이트 성형용 금형 제작방법.
5. 제 1항에 있어서, 상기 마스크 플레팅 시드층은 스퍼터링법을 이용하여 Cr과 Au를 각각 400Å, 3000Å의 두께로 순차적으로 증착하여 된 것을 특징으로 하는 표시소자의 백 플레이트 성형용 금형 제작방법.
6. 제 1항에 있어서, 상기 후막 감광막을 제거하는 단계는 화학적 또는 물리적인 식각방법을 사용하여 다른 구조물이 손상되지 않도록 후막 감광막을 제거하는 것을 특징으로 하는 표시소자의 백 플레이트 성형용 금형 제작방법.