KR100387118B1 - Ｐｄｐ용 엠보싱 몰드의 제작방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 제작비용이 절감되고 정밀도가 높은 PDP용 엠보싱 몰드의 제작방법에 관한 것으로서, 커터에 의해 아크릴판 또는 락카 코팅 플레이트등의 기판에 일정한 폭과 깊이의 미세홈을 다수 형성하는 단계와, 기판의 미세홈이 형성된 엠보싱부에 액상 전도성 물질을 도포하여 전도성을 갖도록 하는 단계와, 전도성을 갖게 된 엠보싱부에 정밀도금을 실시하여 미세홈을 채운 엠보싱부를 갖는 엠보싱 몰드를 성형하는 단계와, 엠보싱 몰드를 기판으로부터 분리하는 단계에 의해 PDP용 엠보싱 몰드를 제작하는 방법을 제공한다. 본 발명은 또한, PDP용 엠보싱 몰드를 마스터 기판으로 사용하여 그 엠보싱부에 이형제를 코팅하는 단계와, 마스터 기판에 전극을 설치하고 마스킹처리를 하여 마스터 기판의 엠보싱부의 미세홈을 채운 엠보싱부를 갖는 엠보싱 기판을 제작하는 단계와, 마스터 기판으로부터 엠보싱 기판을 분리하는 단계와, 엠보싱 기판을 이용하여, 아크릴 기판등을 사용하여 엠보싱 몰드를 제작하는 방법과 동일하게 다수의 엠보싱 몰드를 제작하는 단계로 이루어진 PDP용 엠보싱몰드의 제작방법을 제공한다.

Description

ＰＤＰ용 엠보싱 몰드의 제작방법{a method for preparing a mold for barrier wall of PDP}

본 발명은 PDP용 엠보싱 몰드의 제작방법, 보다 상세하게는 PDP용 격벽체를 제작하기 위한 엠보싱 몰드를 제작하기 위한 방법에 관한 것이다.

PDP는 차세대 평판 디스플레이 장치로서 각광받고 있는 플라즈마 디스플레이 패널(plasma display panel)의 약자로서, PDP는 전면유리, 배면유리 및 격벽체에 의해 밀봉된 가스에 전압을 가하여 발광을 일으켜서 표시장치로 사용하는 것이다.즉, 격벽으로 구성된 방에 3원색(R, G, B)중 하나의 색의 형광체를 코팅하고, 전면유리와 배면유리판에 설치한 각각의 전극에 전압을 가하면 방전이 일어나며 이 때 생긴 자외선이 형광체에 부딪쳐서 빛과 색이 나타난다.

PDP용 격벽체는 세라믹 판을 사용한 사진식각기술, 유전체 페이스트를 이용한 후막인쇄기술에 의해 유리판위에 격벽을 형성하는 방법이 알려져 있으나 정밀도가 만족스럽지 못하고, 제작원가가 비싸며, 특히 30인치 이상의 크기나 XGA급(셀 피치:240㎛)이나, HDTV급(셀 피치:160㎛)의 해상도를 갖기에는 적합하지 못하다.

근래에 와서 금형(mold press)법이 제작원가 절감에 적합한 것으로 주목받고 있으나 상세한 기술내용이 알려져 있지 않은 상태이다.

발명자는 금형법에 의해 PDP용 엠보싱 몰드를 제작하는 방법을 2년에 걸쳐 연구하는데 몰두하여 본 발명을 완성하였다.

본 발명은 비용이 절감되는 PDP용 엠보싱 몰드의 제작방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명은 또한 정밀도가 높은 PDP용 엠보싱 몰드의 제작방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

도 1a∼도 1d는 본 발명의 하나의 실시예의 공정도,

도 2a∼도 2c는 도 1a의 공정을 설명하는 도면,

도 3a∼도 3e는 본 발명의 다른 실시예의 공정도이다.

<도면의 주요부분의 부호의 설명>

A, A', A" : 기판 1 : 미세홈

2a, 2b, 2c : 커터 3, 103 : 엠보싱부

5, 105, 107 : 엠보싱 몰드

본 발명은, 위와 같은 목적을 달성하기 위하여 커터에 의해 아크릴판 또는 락카 코팅 플레이트등의 기판에 일정한 폭과 깊이의 미세홈을 다수 형성하는 단계와, 기판의 미세홈이 형성된 엠보싱부에 액상 전도성 물질을 도포하여 전도성을 갖도록 하는 단계와, 전도성을 갖게 된 엠보싱부에 정밀도금을 실시하여 미세홈을 채운 엠보싱부를 갖는 엠보싱 몰드를 성형하는 단계와, 엠보싱 몰드를 기판으로부터 분리하는 단계에 의해 PDP용 엠보싱 몰드를 제작하는 방법을 제공한다. 본 발명은 또한, PDP용 엠보싱 몰드를 마스터 기판으로 사용하여 그 엠보싱부에 이형제를 코팅하는 단계와, 마스터 기판에 전극을 설치하고 마스킹처리를 하여 마스터 기판의 엠보싱부의 미세홈을 채운 엠보싱부를 갖는 엠보싱 기판을 제작하는 단계와, 마스터 기판으로부터 엠보싱 기판을 분리하는 단계와, 엠보싱 기판을 이용하여, 아크릴 기판등을 사용하여 엠보싱 몰드를 제작하는 방법과 동일하게 다수의 엠보싱 몰드를 제작하는 단계로 이루어진 PDP용 엠보싱몰드의 제작방법을 제공한다.

위와 같은 본 발명에 의해 엠보싱부가 형성된 아크릴 기판을 이용하여 비교적 염가로 정밀도가 높은 대형 PDP용 마스터 엠보싱 몰드를 제작할 수 있고, 기존의 엠보싱 몰드에 의해 제작한 엠보싱 기판에 의해 다수의 상용(商用) 엠보싱 몰드의 제작이 가능하다.

이하 본 발명을 실시예에 의해 첨부도면을 참고로 상세히 설명한다. 아래의 기술은 본 발명을 예를 들어 설명하는 것으로서 본 발명이 그러한 예에 의해 제한되거나 한정되지 않음은 물론이다.

(실시예)

실시예 1

도 1a∼도 1d는 본 발명의 하나의 실시예의 공정도로서 PDP용 엠보싱 몰드를제작하기까지의 공정을 나타낸 것이며, 도 2a∼ 도 2c는 각각 기판에 대한 미세홈형성에 사용된 커터의 부분확대정면도, 기판에 형성된 미세홈을 보여주는 부분확대도, 기판에 대한 미세홈 형성과정을 보여주는 설명도이다.

제 1단계 : 기판에 대한 미세홈의 형성

8㎜ 두께의 아크릴 기판(A)을 가로와 세로가 53㎝×45㎝의 크기로 절단하여 도 1a와 같이 평행을 이루는 다수의 미세홈(1)을 삭설하여 150㎛의 깊이와 165㎛의 미세피치를 갖는 엠보싱부(3)를 한면에 형성하였다. 미세홈(1)은 3200줄, 총 연장은 1.4㎞ 정도였다.

아크릴판은 미세홈(1) 형성과정에서 파괴되지 않고 가공성이 좋은 것을 선택하여 표면을 평면가공하고 검사한 후 사용하였고, 커터는 도 2a와 같은 크기의 원반형으로 도 2c와 같이 황삭용(荒削用), 정삭용(精削用), 연삭용(硏削用)의 3종의 커터(2a∼2c)를 동일한 축에 정렬배치(align)하여 아크릴기판(A)의 표면에 미세홈(1)을 삭설하여 엠보싱부(3)를 형성하였다.

이 과정에서 생기는 가공칩(chip)의 제거와 커터들에 의한 마찰열을 냉각시키기 위해 냉각용 절삭액을 분무하였다. 이 때, 가공면의 발열을 최소화하고 면의 조도(粗度)향상, 가공시간 단축을 위해 커터의 회전속도를 1400∼10000RPM, 전진속도를 70∼150㎜/sec로 조절하였다.

위와 같이 아크릴 기판(A)에 형성된 미세홈(1)에 의한 엠보싱부(3)의 정밀도를 검사한 결과 만족할만한 것으로 판명되었다.

제 2단계 : 엠보싱부에 대한 전도성부여

아크릴기판(A)은 부도체이므로 이를 도금에 적합하도록 전도성처리를 하여야 한다. 도 1a의 공정에서 엠보싱부(3)가 만들어진 기판(A)을 도 1b와 같이 탈지, 증류수 세척등 전도성 부여작업에 필요한 전처리를 하였다. 이처럼 부도체의 표면이 전도성을 갖도록 하는 방법은 전처리공정과 함께 공지되어 있다.

엠보싱부에 대한 전도성부여를 위해 스즈키 테크노 코리아의 이온전도성 폴리머 용액을 상온에서 기판(A)에 도포하여 1∼3㎛의 두께로 코팅하였다.

위와 같이 형성된 전도성 코팅에 대하여 검사한 결과 전기저항이 50Ω/m 이하였고, 상온에서 대기중에 노출시킨 경우 1시간, 30∼35℃의 도금액에 노출시킨 경우 1시간동안 표면처리 상태를 유지함으로써 만족스러운 결과를 얻었다.

제 3단계 : 도금단계

위와 같이 전도성 처리가 끝난 53㎝×45㎝의 대면적 엠보싱부(3)에 도 1c와 같이 두꺼운 도금을 실시하였다.

도금작업은 도금이 필요한 엠보싱부(3)를 제외한 부분에 마스킹처리를 한 기판을 도체로 되어 전극역할을 하는 고정구(4)에 장착하여 도금장치의 음극에 연결하고 교반하면서 행하였다.

이러한 도금방법과 증류수 세척등 전처리는 공지된 방법을 사용하였으며, 1000㎛두께의 닉켈도금을 위해 약 50시간이 소요되었다.

도금방법에 관한 구체적 데이터는 아래와 같다.

(1) 도금용액 조성

가) 설파민산 닉켈(Ni(NH2SO3)2 Solution) 650∼700g/ℓ

나) 염화 닉켈(Nicl2,6H2O) 1∼4g/ℓ

다) 붕산(H2BO3) 35∼50g/ℓ

라) 피트(Pit) 방지제 2㏄/ℓ

마) 증류수

(2) 도금환경

가) 도금액 온도 : 30℃∼55℃

나) PH : 4.0∼4.5

다) 여과 : 연속 여과 방식(3㎛)

라) 가열방식 : 열 교환식

마) 교반 : 용액 순환식, 기계 교반식

바) 전류밀도 : 0.5A/d㎡∼10A/d㎡

(3) 도금공정(4단계)

가) 저 전해 도금(Pre-Nickelling)

- 온 도 : 30℃∼35℃

- 전류밀도 : 0.5A/d㎡∼1.5A/d㎡

- 교 반 : 저속(30∼60㎜/sec)

- 도금시간 : 1시간

나) 정속 도금(엠보싱 Plating)

- 온 도 : 40℃∼50℃

- 전류밀도 : 2.0A/d㎡∼3.0A/d㎡

- 교 반 : 정속(80∼120㎜/sec)

- 도금시간 : 7∼10시간

다) 고속 도금(Base Plating)

- 온 도 : 45℃∼55℃

- 전류밀도 : 3.5A/d㎡∼10A/d㎡

- 도금시간 : 20시간∼40시간

라) 마무리 도금(Free Plating)

- 온 도 : 45℃∼55℃

- 전류밀도 : 1.0A/d㎡∼3A/d㎡

- 교 반 : 정속(80∼120㎜/sec)

- 도금시간 : 2시간

위의 도금공정에서는 기판(A)의 미세홈(1)이 닉켈분자로 채워진 후 엠보싱부(3)의 위에 두께가 1000㎛정도인 닉켈도금층이 형성되는데, 기판(A)의 엠보싱부(3)로 인해 도금층 표면에 굴곡이 형성된다.

도금작업이 끝난 후 닉켈도금층의 표면의 굴곡을 제거하기 위해 그라인딩 및 폴리싱작업을 하였다.

제 4단계 : 엠보싱 몰드의 분리단계

제 3단계의 도금에 의해 도 1d와 같이 미세홈(11)에 의해 엠보싱부(13)가 형성된 엠보싱 몰드(5)를 아크릴 기판(A)으로부터 분리하기 위해 약품을 사용하여 아크릴 기판(A)을 용해하였다.

이렇게 얻은 엠보싱 몰드(5)를 검사한 결과 미세홈(11)의 표면조도와 정밀도가 뛰어나서 아크릴 기판(A)과 동일한 PDP용 격벽체를 제작하기 위한 금형으로 사용하기에 적합하였다.

실시예 2

실시예 1에서는 아크릴 기판(A)에 엠보싱부(3)를 형성한 것을 이용하여 PDP용 엠보싱 몰드를 제작하기 위한 방법을 설명하였으나, 이러한 방법은 아크릴 기판(A)에 엠보싱부(3)를 형성하는 공정이 매우 복잡하고 높은 정밀도를 요하므로 PDP용 엠보싱 몰드를 제작하는데 상당한 어려움이 있다. 또한, 어렵게 엠보싱부(3)를 형성한 아크릴 기판(A)을 폐기하여야 하는 문제점도 있다.

실시예 2는 이와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 하나의 PDP용 엠보싱 몰드를 사용하여 다수의 PDP용 엠보싱 몰드를 제작하는 방법에 관한 것이며 아래와 같은 공정으로 이루어진다.

제 1단계 : 엠보싱 기판 제작단계

기존의 PDP용 엠보싱 몰드의 엠보싱부(103)에 이형제를 코팅하고 코팅상태를검사하였다(도 3a 참조).

검사를 통과한 PDP용 엠보싱 몰드를 마스터 기판(A')으로 사용하여 실시예 1의 제 3단계에서의 전도성처리가 된 아크릴 기판(A)과 동일하게 도금처리를 하여 엠보싱 기판(A")을 얻었다.

제 2단계 : 분리단계

제 1단계의 도금단계에 의해 얻은 엠보싱 기판(A")을 마스터 기판(A')으로부터 분리하였다. 제 1단계에서 도포된 이형제로 인해 분리작업은 매우 용이하였다(도 3b 참조).

분리된 마스터 기판(A')을 검사한 결과 아무런 변형도 발견되지 아니하였고 엠보싱 기판(A")도 만족스러운 것으로 검사되었다.

마스터 기판(A')은 장래의 사용을 위해 방청처리 후 보관하였다.

제 3단계 : 엠보싱 몰드 형성단계

엠보싱 기판(A")을 제 1단계의 마스터 기판(A')과 같이 사용하여 제 1단계와 동일하게 도 3c와 같이 도금작업을 행하여 엠보싱 몰드(105)를 얻었다.

제 4단계 : 분리단계

제 3단계의 도금작업에 의해 형성된 엠보싱 몰드(105)를 엠보싱 기판(A")으로부터 도 3d에 나타나 있듯이 제 2단계와 동일하게 분리하였다.

분리된 엠보싱 몰드(105)와 엠보싱 기판(A")의 검사결과 제 2단계와 동일하게 만족스러운 상태임이 확인되었다.

엠보싱 기판(A")은 장래의 사용을 위해 방청처리 후 보관하였다.

제 5단계 : 후처리 단계

제 4단계에서 얻은 엠보싱 몰드(105)를 실시예 1의 제 3단계에서 얻은 엠보싱 몰드(5)와 동일하게 도 3e에 나타나 있듯이 그라인딩 및 폴리싱 처리하였다.

완성된 엠보싱 몰드(105)의 배면을 에폭시로 페인팅하고 전자석으로 된 척에 장착하여 평면과 평행도를 유지하도록 하였다.

위의 설명으로부터 명백하듯이 실시예 2의 제 3단계 ∼ 제 5단계를 반복함으로써 하나의 엠보싱 기판(A")에 의해 다수의 PDP용 엠보싱 몰드를 제작할 수 있다.

위의 실시예에서는 아크릴판을 기판으로 사용하는 것을 예로 들어 설명하였으나 아크릴판에 한정되지 아니하며 PDP의 격벽체와 동일한 형상을 만들 수 있는 것이면 모두 사용할 수 있다. 예를 들어, 유리판위에 락카를 500㎛정도의 두께로 코팅한 것을 기판으로 사용하여 실험한 결과 아크릴판을 사용한 것과 동일한 결과를 얻었다.

전도성 부여처리, 정밀도금에 있어서도 위에 설명한 방법외에 다른 방법을 채택할 수 있고, 이 경우에도 본 발명의 범위에 속함은 물론이다.

또한, 미세홈이 HDTV급의 150㎛의 홈 깊이와 165㎛의 피치를 갖는 엠보싱부를 형성하는 방법에 대하여 설명하였으나 그 보다 정밀도가 낮거나 높은 엠보싱 몰드도 본 발명의 방법에 의해 제작할 수 있음은 물론이다. 특히, 해상도가 STGA급(셀 피치:360㎛)이하의 경우 황삭용 커터 및 연삭용 커터만을 사용하여 기판에 미세홈을 삭설할 수 있다.

이상 설명한 바와 같이 본 발명은 PDP의 격벽체와 동일한 형상의 기판을 사용한 도금법에 의해 우수한 품질의 PDP용 엠보싱 몰드를 비교적 염가로 대량 생산할 수 있는 효과가 있다.

Claims (19)

1. 커터에 의해 아크릴판 또는 락카 코팅 플레이트등의 기판 전면에 일정한 폭과 깊이의 평행 미세홈을 일정한 피치로 다수 삭설하는 엠보싱부 형성 단계와, 상기 기판의 엠보싱부에 액상 전도성 물질을 도포하는 전도성처리 단계와, 전도성을 갖게 된 상기 기판의 엠보싱부에 정밀 닉켈도금을 실시하여 상기 기판의 미세홈들을 채운 엠보싱부를 갖는 엠보싱 몰드를 성형하는 정밀도금 단계와, 상기 엠보싱 몰드를 기판으로부터 분리하는 엠보싱 몰드 분리 단계를 포함하여 이루어지는 PDP용 엠보싱 몰드의 제작방법.
2. 제 1항에 있어서, 황삭용 커터와 연삭용 커터를 동일축상에 정렬한 장치를 사용하여 기판에 미세홈들을 형성하는 것을 특징으로 하는, PDP용 엠보싱 몰드의 제작방법.
3. 제 1항에 있어서, 황삭용 커터, 정삭용 커터 및 연삭용 커터를 동일축상에 정렬한 장치를 사용하여 기판에 미세홈들을 형성하는 것을 특징으로 하는, PDP용 엠보싱 몰드의 제작방법.
4. 제 1항 내지 제 3항의 어느 하나의 항에 있어서, 상기 기판의 엠보싱부의 전도성물질 도포층의 저항이 50Ω/m이하이고, 상온에서 대기중에 노출시킨 경우 1시간, 30℃∼35℃의 도금액에 노출시킨 경우 1시간동안 전도성처리상태를 유지하는 것을 특징으로 하는 PDP용 엠보싱 몰드의 제작방법.
5. 제1항 내지 제3항의 어느 하나의 항에 있어서, 상기 정밀 닉켈 도금단계가 전류밀도 0.5A/d㎡∼1.5A/d㎡의 도금단계, 전류밀도 2.0A/d㎡∼3.0A/d㎡의 도금단계, 전류밀도 3.5A/d㎡∼10A/d㎡의 도금단계, 전류밀도 1.0A/d㎡∼3.0A/d㎡의 도금단계로 이루어진 것을 특징으로 하는, PDP용 엠보싱 몰드의 제작방법.
6. 제5항에 있어서, 도금용액이 설파민산 닉켈 650∼700g/ℓ, 염화닉켈 1∼4g/ℓ, 붕산 35∼50g/ℓ, 피트방지제 2cc/ℓ 및 증류수를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는, PDP용 엠보싱 몰드의 제작방법.
7. 삭제
8. 제 1항에 있어서, 상기 엠보싱 몰드 분리단계에서 상기 기판이 약품에 의해 용해되는 것을 특징으로 하는, PDP용 엠보싱 몰드의 제작방법.
9. PDP용 엠보싱 몰드의 엠보싱부에 이형제를 도포하는 단계와, 이형제가 도포된 PDP용 엠보싱 몰드를 마스터 기판으로 사용하여 그 엠보싱부위에 정밀 닉켈도금을 실시하여 그 미세홈들을 채운 엠보싱부를 갖는 엠보싱 기판을 성형하는 단계와, 상기 엠보싱 기판의 엠보싱부위에 정밀 닉켈도금을 실시하여 그 미세홈들을 채운 엠보싱부를 갖는 엠보싱 몰드를 성형하는 단계와, 상기 엠보싱 몰드를 상기 엠보싱 기판으로부터 분리하는 단계를 포함하여 이루어지는 PDP용 엠보싱 몰드의 제작방법.
10. 제9항에 있어서, 상기 정밀 닉켈 도금단계가 전류밀도 0.5A/d㎡∼1.5A/d㎡의 도금단계, 전류밀도 2.0A/d㎡∼3.0A/d㎡의 도금단계, 전류밀도 3.5A/d㎡∼10A/d㎡의 도금단계, 전류밀도 1.0A/d㎡∼3.0A/d㎡의 도금단계로 이루어진 것을 특징으로 하는, PDP용 엠보싱 몰드의 제작방법.
11. 제10항에 있어서, 도금용액이 설파민산 닉켈 650∼700g/ℓ, 염화닉켈 1∼4g/ℓ, 붕산 35∼50g/ℓ, 피트방지제 2cc/ℓ 및 증류수를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는, PDP용 엠보싱 몰드의 제작방법.
12. 삭제
13. PDP용 격벽체와 동일하게 소정의 피치로 평행을 이루는 미세홈이 연속 형성된 기판의 엠보싱부위에 정밀 닉켈도금을 실시하여 그 미세홈들을 채운 엠보싱부를 갖는 엠보싱 몰드를 성형하는 단계와, 상기 기판으로부터 엠보싱 몰드를 분리하는 엠보싱 몰드 분리단계를 포함하여 이루어지는 PDP용 엠보싱 몰드의 제작방법.
14. 제 13항에 있어서, 상기 기판이 커터에 의해 아크릴판 또는 락카 코팅 플레이트등의 1차 기판 전면에 일정한 폭과 깊이의 미세홈을 다수 일정한 피치로 삭설하는 엠보싱부 형성 단계와, 상기 1차 기판의 엠보싱부에 액상 전도성 물질을 도포하는 전도성처리 단계를 거쳐 만들어지는 것을 특징으로 하는, PDP용 엠보싱 몰드의 제작방법.
15. 제 14항에 있어서, 엠보싱 몰드 분리단계에서 상기 기판이 약품에 의해 용해되는 것을 특징으로 하는, PDP용 엠보싱 몰드의 제작방법.
16. 제 13항에 있어서, 상기 기판이, 기존 PDP용 엠보싱 몰드의 엠보싱부에 이형제를 도포하는 단계와, 이형제가 도포된 PDP용 엠보싱 몰드를 마스터 기판으로 사용하여 그 엠보싱부위에 정밀 닉켈도금을 실시하여 그 미세홈들을 채운 엠보싱부를 갖는 기판을 성형한 후 분리하여 얻어진 것을 특징으로 하는, PDP용 엠보싱 몰드의 제작방법.
17. 제16항에 있어서, 상기 정밀 닉켈 도금단계가 전류밀도 0.5A/d㎡∼1.5A/d㎡의 도금단계, 전류밀도 2.0A/d㎡∼3.0A/d㎡의 도금단계, 전류밀도 3.5A/d㎡∼10A/d㎡의 도금단계, 전류밀도 1.0A/d㎡∼3.0A/d㎡의 도금단계로 이루어진 것을 특징으로 하는, PDP용 엠보싱 몰드의 제작방법.
18. 제17항에 있어서, 도금용액이 설파민산 닉켈 650∼700g/ℓ, 염화닉켈 1∼4g/ℓ, 붕산 35∼50g/ℓ, 피트방지제 2cc/ℓ 및 증류수를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는, PDP용 엠보싱 몰드의 제작방법.
19. 삭제