KR100390390B1

KR100390390B1 - 전기영동법과 사진식각을 이용한 평판 디스플레이의형광체 코팅방법

Info

Publication number: KR100390390B1
Application number: KR10-2000-0047349A
Authority: KR
Inventors: 염준호; 성영은
Original assignee: 광주과학기술원
Priority date: 2000-08-17
Filing date: 2000-08-17
Publication date: 2003-07-07
Also published as: US6627060B1; KR20020014197A

Abstract

본 발명은 전기영동법(EPD)과 사진식각을 이용한 평판 디스플레이의 형광체 코팅방법에 관한 것이다.

본 발명에서는 후공정으로 고온의 열처리를 거치지 않고도 접착력을 향상시킬 수 있는 새로운 방법을 개발하였다. 전기영동법으로 형광체 분말을 기판위에 코팅한 후 UV 경화층을 코팅한 후 UV 조사를 통해 형광체의 접착력을 후열처리의 경우보다 크게 증가시킬 수 있다. 또한 이 층은 UV에 의해 사진식각이 가능하여 RGB 패턴으로 형광체를 코팅시킬 수 있어 FED나 PDP와 같은 차세대 디스플레이에서 풀 칼라 구현을 위한 최적의 방법으로 응용될 수 있다.

Description

전기영동법과 사진식각을 이용한 평판 디스플레이의 형광체 코팅방법{Phosphor Coating Method for Flat Display Using Electrophoretic Deposition and UV Lithography}

본 발명은 전기영동법과 사진식각을 이용한 평판 디스플레이의 형광체 코팅방법에 관한 것으로, 특히 전기영동법(EPD: Electrophoretic Deposition)과 UV 사진식각 기술을 결합하여 간편하고 신뢰성있는 형광체 코팅막을 만들어 접착력을 크게 향상시킴에 의해 안정성을 높이고, 포토레지스트(photoresist)를 사용하여 사진식각에 의해 풀 칼라(full color) 구현을 위한 RGB 형광체 패턴을 만들 수 있는 평판 디스플레이의 형광체 코팅방법에 관한 것이다.

형광체 코팅기술은 디스플레이나 LED 산업 발전에 중요한 기술이라 할 수 있다. 다양한 코팅기술 중 최근 각광을 받고 있는 기술이 전기영동법(Electrophoretic deposition)이다. 특히 FED(Field Emission Display), PDP(Plasma Display Panel) 같은 평판디스플레이의 구현을 위해서 꼭 필요한 기술이라 할 수 있다. 이하에 먼저 현재까지 알려진 형광체 코팅기술을 설명한다.

첫째로 슬러리(slurry)법이 있다. 이 방법은 형광체를 포토레지스트(PR)에 고르게 분산시킨 후 계면 활성제 및 분산제 등 기타 첨가제를 투입하여 만든 슬러리를 패널(panel)에 도포한 후 이를 건조, UV(ultra violet) 경화(curing)를 통해서 형광막을 만드는 방법이다(Advanced Materials, 1999, 11, No.2, p95∼97 참조).

두번째로 전자 사진(electrophotographic)법이 있다. 이 방법은 광전도층을 형성한 후 새도우(shadow) 마스크를 통해 노광을 하여 전도층의 패턴을 만들고 난 뒤 마찰 전하를 띤 형광체를 코팅하는 방법이다(Advanced Materials, 1999, 11, No.2, p97∼99 참조).

세번째로 새틀링(settling)법이 있다. 이 방법은 규산(silicic acid)을 포함한 알칼리 용액에 형광체를 분산시킨 후 침강시킨 다음 건조시켜 형광체를 코팅하는 방법이다(Advanced Materials, 1999, 11, No.2, p100∼101 참조).

그리고 최근 각광을 받는 전기영동법(EPD: Electrophoretic Deposition)이 있다. 전기영동이란 전기적으로 대전된 입자가 용액상에서 전기장에 의해서 이동하는 현상을 말한다. 형광체를 적절한 용매에 적당한 양의 전해질을 첨가시킴에 의해 전기적으로 대전을 시키고 이에 전기장을 가해 반대 극성의 전극으로 이동시켜 형광체를 코팅하는 방법이다. 이때 기판(전극)과의 접착력 향상을 위해 니트로셀루로스(nitrocellulose), 아크릴 수지(acryl resin)나 니트레이트(nitrate)계를 사용한다.

FED와 같은 투과형 평판 디스플레이를 위해선 형광체 밀도가 수 mg/cm²이내이어야 한다. 이를 위한 최근 각광을 받는 전기영동법은 Mg 니트레이트, La 니트레이트, Y 니트레이트와 같은 전해질을 IPA(isopropyl alcohol)에 용해시킨 후 형광체를 분산시키고 전기장을 걸어 기판위에 형광체를 코팅시킨다. 이때 접착력을 향상시키기 위해 후공정으로 425℃에서 1시간동안 어닐링(annealing)을 해준다(Advanced Materials, 1999, 11, No.2, p101∼102 참조).

그외 스크린 인쇄법 등 여러 방법이 있다.

상기한 바와같이 종래의 형광체 코팅방법으로서 슬러리법, 전자 사진법, 새틀링법 등 많은 기술이 알려져 있다. 그러나 이런 방법들에 따라 제작된 디스플레이는 하이인포메이션 콘텐트 디스플레이(high-information content display)에 필요한 조건을 만족시키지 못한다. 또한 이들은 대체로 10-40KeV의 높은 전자 에너지(electron energy)에서 구동하는 CRT와 같은 디스플레이에 적합하도록 디자인되었다.

그러나, 차세대 디스플레이, 예를 들어 FED는 500-1000V의 낮은 전압에서 구동되고 이로 인해 얇은 형광체 스크린이 요구된다. 이를 위한 코팅방법으로 최근 각광을 받는 전기영동법이 있다. 그러나 전기영동법을 통해 형광체를 코팅할 때에는 접착력이 약해 형광체와 기판사이의 접착력을 향상시키기 위해 용액내에 글리세린을 첨가하거나, 후공정으로 425℃에서 1시간 가량 어닐링을 해야 하는 단점이 있다.

따라서 본 발명은 이러한 종래기술의 문제점을 감안하여 안출된 것으로, 그 목적은 전기영동법과 UV 사진식각 기술을 결합하여 간편하고 신뢰성있는 형광체 코팅막을 만들어 형광체와 기판의 접착력(adhesive strength)을 크게 향상시킴에 의해 안정성을 높이고, 포토레지스트를 사용하여 사진식각에 의해 풀 칼라(full color) 구현을 위한 RGB 형광체 패턴을 만들 수 있는 평판 디스플레이의 형광체 코팅방법을 제공하는 데 있다.

도 1a 내지 도 1i는 본 발명에 따른 전기영동법과 사진식각을 이용한 평판 디스플레이의 형광체 코팅방법을 설명하기 위한 공정 단면도,

도 2a 내지 도 2d는 전기영동법으로 코팅한 형광체 위에 UV 경화층을 만드는 공정을 보여주는 공정 단면도,

도 3은 후공정을 거치지 않은 경우, 후공정을 거친 경우 및 UV 경화층을 만들어 경화시켰을 때 각각에 대한 형광체의 잔류량 측정 데이터를 보여주는 그래프,

도 4a는 전기영동법에 사용되는 PR이나 PVA+ADC가 형광체와 화학적 변화를 일으키는 지를 판단하기 위하여 Y₃Al₅O₁₂:Ce_0.05형광체 분말 자체와, 전기영동법(EPD)을 통해 ITO 유리기판에 코팅한 경우와, PVA+ADC 수용액에 분산시킨 뒤 코팅한 경우와, 포토레지스트(PR)에 분산시켜 코팅한 경우의 X선회절(XRD) 데이터를 보여주는 그래프,

도 4b는 형광체의 발광효율을 검사하기 위하여 (Y_1-0.036Eu_0.036)₂O₃형광체를 전기영동법으로 ITO에 코팅한 뒤 UV 경화층을 만들기 전후의 스펙트럼을 CCD 카메라를 통해 비교한 그래프,

도 5a는 Y₃Al₅O₁₂:Ce_0.05형광체를 전기영동법을 통해 ITO 유리기판에 코팅할 때, 전압을 200∼600V에 따라 코팅된 형광체의 양을 나타낸 그래프,

도 5b는 Y₃Al₅O₁₂:Ce_0.05형광체를 전기영동법을 통해 ITO 유리기판에 코팅할 때, 용액내 형광체의 양(g/L)에 따라 코팅된 형광체의 양을 나타낸 그래프,

도 6은 전기영동법으로 형광체를 코팅한 후 용액내 잔재해 있는 형광체를 분말 형태로 회수한 뒤 원래의 형광체와 비교한 X선회절 데이터를 보여주는 그래프이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호설명 *

1 ; 유리기판 2 ; 전도층

3 ; 포토레지스트 3a-3c ; 윈도우

4 ; 상대전극 5a-5c ; 형광체 분산용액

6 ; 전원장치 7 ; 적색 형광체 패턴셀

8 ; 녹색 형광체 패턴셀 9 ; 청색 형광체 패턴셀

10a-10c ; UV 경화층

상기한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 유리기판 위에 전도층을 형성하는 단계와, 코팅을 원하는 형광체가 분산된 형광체 분산용액을 이용하여 전기영동법에 의해 상기 전도층 위에 형광체를 코팅하는 단계와, 상기 기판의 상부면에 1-2중량%의 폴리비닐알콜(PVA)과 0.01-0.02중량%의 암모니늄디크로메이트(ADC), 그리고 잔부가 H2O로 구성되는 수용액을 도포하여 UV 경화층을 형성하고 UV 조사함에 의해 UV 경화층을 경화시키는 단계로 구성되는 것을 특징으로 하는 평판 디스플레이용 형광체의 코팅방법을 제공한다.

본 발명의 다른 특징에 따르면, 본 발명은 유리기판 위에 전도층을 형성하는 제1단계와, 상기 전도층 위에 제1포토레지스트층을 형성하고 원하는 제1패턴으로 패턴닝하여 상기 전도층에 대한 다수의 제1윈도우를 형성하는 제2단계와, 코팅을 원하는 제1형광체가 분산된 제1형광체 분산용액을 이용하여 전기영동법에 의해 상기 다수의 제1윈도우를 통하여 전도층 위에 선택적으로 제1형광체를 코팅하여 다수의 제1형광체 패턴셀을 형성하는 제3단계와, 상기 코팅되어 노출된 제1형광체 패턴셀을 포함한 기판의 상부면에 1-2중량%의 폴리비닐알콜(PVA)과 0.01-0.02중량%의 암모니늄디크로메이트(ADC), 그리고 잔부가 H₂O로 구성되는 수용액을 도포하여 제1UV 경화층을 형성하고 제1형광체 패턴셀 상부를 선택적으로 UV 조사함에 의해 제1UV 경화층을 선택적으로 경화시켜 상기 노출된 제1형광체 패턴셀 부분에 선택적으로 다수의 제1접착층을 형성하는 제4단계와, 상기 제4단계에 이어서 제1형광체 패턴셀과 인접한 위치에 상기 제1형광체의 코팅방법과 동일한 방법으로 제2형광체로 코팅된 다수의 제2형광체 패턴셀을 형성하고, 상기 다수의 제2형광체 패턴셀 상부에 선택적으로 다수의 제2접착층을 형성하는 제5단계와, 상기 제1 및 제2 형광체 패턴셀과 인접한 위치에 상기 제1형광체의 코팅방법과 동일한 방법으로 제3형광체로 코팅된 다수의 제3 형광체 패턴셀을 형성하고, 상기 다수의 제3 형광체 패턴셀 상부에 선택적으로 다수의 제3 접착층을 형성하는 제6단계로 구성되는 것을 특징으로 하는 평판 디스플레이용 형광체의 코팅방법을 제공한다.

상기 UV경화층은 폴리비닐알콜(PVA)과 암모니늄디크로메이트(ADC) 함유 수용액을 사용하여 이루어지며, 상기 공정에 사용되는 PVA+ADC 수용액은 1-2중량%의 PVA와, 0.01-0.02중량%의 ADC와, 잔부 H₂O로 이루어진 것을 사용한다. 그리고 난 후에 UV를 이용하여 선택적으로 경화시킨다. 이때 상기 PVA와 ADC의 함량이 상기 하한값보다 적을 경우에는 기판에 대한 형광체의 접착력 증대를 실질적으로 기대하기 어렵고, 한편 상한값을 초과하면 형광체의 발광효율이 감소하여 바람직하지 않다. 상기 수용액은 스프레잉(spraying), 디핑(dipping) 및 스핀코팅 방법 중 어느 하나의 방법으로 형성할 수 있다.

상기 제1 내지 제3 형광체는 풀 칼라 구현을 위한 적색, 청색 및 녹색 형광체로 구성되고, 1화소셀을 이룬다.

더욱이, 상기 포토레지스트층으로서 폴리비닐알콜(PVA)과 암모니늄디크로메이트(ADC) 함유 수용액을 사용하는 것도 가능하다.

또한, 본 발명에서는 상기 전기영동법으로 형광체를 코팅한 후 형광체 분산 수용액 내에 잔재해 있는 형광체를 100℃이상에서 1시간이상 가열하여 수용액 중의 수분을 증발시킨 뒤 소닉(sonic)을 통해 형광체를 분말 형태로 회수하여 재사용하는 것도 가능하다.

상기한 바와같이 본 발명에서는 전기영동법과 UV 사진식각 기술을 결합하여 간편하고 신뢰성있는 형광체 코팅막을 만들어 후공정 없이 접착력을 크게 향상시킴에 의해 안정성을 높이고, 포토레지스트(PR)를 사용하여 사진식각에 의해 RGB 형광체 패턴을 만들 수 있어 풀 칼라(full color) 평판 디스플레이를 구현할 수 있게 되었다.

(실시예)

이하에 상기한 본 발명을 바람직한 실시예가 도시된 첨부도면을 참고하여 더욱 상세하게 설명한다.

첨부된 도 1a 내지 도 1i는 본 발명에 따른 전기영동법과 사진식각을 이용한 평판 디스플레이의 형광체 코팅방법을 설명하기 위한 공정 단면도이고, 도 2a 내지 도 2d는 전기영동법으로 코팅한 형광체 위에 UV 경화층을 만드는 공정을 보여주는공정 단면도이다.

먼저 도 1a 내지 도 1i를 참고하면, 본 발명에 따른 형광체 코팅방법은 먼저 도 1a에 도시된 유리 기판(1)을 이용하여 도 1b와 같이 유리 기판(1) 위에 전도층(2)을 만든다. 상기 전도층(2)으로는 알루미늄(Al)을 스퍼터링(sputtering)하거나, ITO(Indium Tin Oxide) 피막 유리기판을 이용할 수 있으며, 기타 유기 전도성 물질을 스핀 코팅이나 디핑(dipping) 등의 방법으로 만들 수 있다.

다음으로 RGB 패턴을 만들기 위해서 도 1c와 같이 전도층(2)의 상부에 포토레지스트(PR)(3)를 도포한 뒤 사용자가 원하는 패턴, 예를들어 풀 칼라의 구현에 필요한 RGB 패턴 중 어느 하나, 예를들어 R(Red) 패턴 모양대로 사진식각 패턴닝(lithographically patterning)을 하여 전도층(2)에 대한 윈도우(3a)를 형성한다.

상기 공정에 사용되는 포토레지스트(3)는 후속 공정을 위하여 이소프로필 알콜(IPA: isopropyl alcohol) 용액내에서 용해되지 않는 것으로 선택되어야 하며 이를 1500rpm 이상으로 스핀 코팅한 뒤 노광 마스크를 통해 패턴을 만든다. 이때 포토레지스트(3)는 후공정으로서 UV 경화층(8)에 사용될 PVA(Polyvinyl Alcohol)+ADC(Ammonium Dichromate) 수용액을 사용할 수 도 있다. PVA+ADC막은 IPA와 같은 극성유기용매에 녹지 않는다. 이때 PVA+ADC막을 제거시키는 방법은 400℃이상에서 열처리를 하는 것이 바람직하다.

그후 형광체(R)를 분산시킨 용액(5a)을 만들기 위하여 니트레이트(nitrate)가 용해되어 있는 이소프로필 알콜(IPA: isopropyl alcohol), 아세톤(acetone), 에탄올(ethanol)과 같은 유기용매에 적색 형광체(R)를 분산시킨다.

즉, Mg 니트레이트나 La 니트레이트 혹은 Mg 니트레이트와 La 니트레이트를 혼합하여 용해시킨 IPA에 적색 형광체(R)를 분산시킨다. 분산되는 형광체(R)의 양은 2-4g/L정도이며, 분산은 교반(stirring)을 오래 할수록 잘 이루어지는데 보통 12∼24시간 실행한다.

그 다음 도 1d와 같이 형광체 분산용액(5a)에 유리 기판(1)과 상대전극(4)을 위치시킨 후 전기영동법에 의해 적색 형광체(R)를 코팅한다.

즉, 전기영동셀을 만들고 형광체(R)를 코팅할 기판(1)으로 ITO 피막 유리기판을 사용하였다. 상대전극(4)으로는 스테인레스 스틸이나 같은 ITO 유리기판을 사용하였다. 전원장치(6)로부터 형광체를 코팅할 기판(1)의 전도층(2)에 음극, 상대전극(4)에 양극을 연결하여 100-600V로 전압을 약 60-300초 동안 가하면 기판(1)의 노출된 전도층(2)에 적색 형광체(R)가 약 2-4마이크로미터 두께로 코팅되어 적색 형광체(R) 패턴셀(7)을 형성한다.

이 경우 인가전압이 높을수록, 전압인가 시간이 길수록 형광체가 많이 코팅되지만, 코팅되는 형광체의 팩킹밀도(packing density)는 저전압 또는 고전압, 장시간 코팅시 낮아지므로 형광체 종류, 요구되는 코팅막의 두께 등에 따라 실험조건이 조절되어야 한다.

이어서, 도 1e와 같이 코팅된 적색 형광체(R) 패턴셀(7) 위에 UV 경화(curable)층(10a)을 만들고 마스크를 사용하여 선택적으로 경화시킨다. 이때 UV 경화층(10a)은 형광체의 광효율에 영향을 거의 미치지 않는 투명한 재료 중에서선택해야 한다.

즉, UV 경화(curable)층(10a)으로서 적색 형광체(R) 패턴셀(7)이 코팅된 기판(1)위에 PVA와 ADC를 용해시킨 수용액을 스프레잉(spraying), 디핑(dipping), 또는 스핀코팅(spin coating) 등을 이용하여 수 마이크로 두께로 도포하여 형성한다. 그리고 난 후에 UV (365nm)를 이용하여 선택적으로 경화시킨다.

이 경우 상기한 UV 경화층(10a)이 적색 형광체(R) 패턴셀(7)에 도포될 때 상기 수용액의 일부는 박막 코팅된 형광체 파티클 사이로 침투하여, UV 경화 처리시 부서진(broken) PVA와 환원된 Cr 이온의 크로스 링킹(crosslinking)으로 인해 형광체 파티클 사이, 파티클과 전도층(2) 사이의 접착력을 강화시켜주는 역할을 하게 된다.

또한 UV 경화층(10a)은 코팅된 적색 형광체(R) 패턴셀(7) 위에 절연층을 만드는 효과도 있어 후속된 공정에서 다른 색깔의 녹색 및 청색 형광체(G,B)를 전기영동법으로 코팅할 때 원하는 부분에만 코팅할 수 있는 장점이 있다.

한편, 녹색 및 청색 형광체(G,B)는 위의 과정을 반복하여 도 1i에 도시된 RGB 형광체 패턴셀(7-9)을 만들 수 있다. 상기 RGB 형광체 패턴셀(7-9)은 1화소셀을 형성한다.

즉, RGB 패턴을 만드는 경우는 정밀하게 설계된 마스크를 이용해서 경화시킨다. RGB 패턴을 만드는 경우에는 도 1a 내지 도 1d에 따라서 적색 형광체(R) 패턴셀(7)을 형성하고, 계속하여 도 1e 및 도 1g와 같이 새롭게 포토레지스트(3)를 도포한 후 해당하는 형광체가 코팅될 부분의 포토레지스트(3)를 사진식각방법으로 에칭하여 전도층(2)에 대한 윈도우(3b,3c)를 형성한다.

그후 각각 청색 및 녹색 형광체 분산용액(5b,5c)을 준비한 후 이를 이용하여도 1f 및 도 1h와 같이 각각 전기영동법으로 청색 및 녹색 형광체(B,G)를 코팅함에 의해 청색 및 녹색 형광체(B,G) 패턴셀(8,9)을 전도층(2)에 형성하고 도 1g 및 도 1i와 같이 UV 경화층(10b,10c)을 만들면 된다.

만약, 포토레지스트로서 PVA+ADC 수용액을 사용할 경우 전기영동법의 후공정과 같은 열처리를 통해 패턴을 만들게 된다. 이때 UV 경화층을 만들지 않을 경우 글리세린이나, 셀룰로스와 같은 첨가제를 넣어 형광체의 접착력을 향상시킨다. 하지만 이 경우는 상기한 UV 경화층을 만드는 경우의 접착력에는 크게 못 미친다.

도 2는 전기영동법으로 코팅한 형광체 위에 UV 경화층을 만드는 과정만 보여주는 그림이다. 도시된 바와같이 RGB 형광체 패턴을 형성하지 않고 단일의 형광체를 코팅하는 경우에는 먼저 유리기판(1) 위에 전도층(2)을 형성하고, 코팅할 형광체가 분산된 수용액(5)을 이용하여 전기영동법으로 전도층(2) 상부에 형광체(11)를 코팅한 후 접착층으로서 UV 경화층(10)을 도포하여 경화시키는 공정으로 이루어진다.

이하에 상기한 본 발명 방법에 따라 유리기판에 코팅된 형광체 코팅막에 대한 물성을 이하에 각종 실험을 통하여 알아본다.

도 3은 전기영동법(EPD)에 의해 형광체를 코팅한 후 후공정을 거치지 않은 경우(A1), 종래방법에 따른 후공정을 거친 경우(A2) 및 본 발명에 따라 UV 경화층을 만들어 경화시켰을 때(A3) 각각에 대한 형광체의 잔류량(residual) 측정 데이터를 비교하여 보여주는 그래프이다.

도 3에서 알 수 있듯이 본 발명에 따라 UV 경화층을 만들어 경화시킨 경우(A3)는 50∼70psi로 질소를 불어도 코팅된 형광체가 거의 그대로(약 100%) 남아 있어, 동일한 실험조건에서 형광체 잔류량이 10% 이하로 나타나는 후공정을 거치지 않은 경우(A1)와 후공정을 거친 경우(A2)에 비하여 접착력이 크게 향상되었음을 알 수 있다. 이러한 형상은 UV 경화층을 이루는 수용액이 코팅된 형광체의 파티클 사이에 침투된 상태로 경화가 이루어지기 때문에 형광체의 접착력이 증가한 것으로 판단된다.

도 4a는 전기영동법에 사용되는 PR이나 PVA+ADC가 형광체와 화학적 변화를 일으키는 지를 판단하기 위하여 Y₃Al₅O₁₂:Ce_0.05형광체(phosphor) 분말 자체(B1)와, 전기영동법(EPD)을 통해 ITO 유리기판에 형광체를 코팅한 경우(B2)와, 형광체를 PVA+ADC 수용액에 분산시킨 뒤 코팅한 경우(B3)와, 포토레지스트(PR)에 분산시켜 코팅한 경우(B4)의 X선 회절(XRD) 데이터이다.

그림을 통해 알 수 있듯이 X-레이 피크의 위치가 모두 일치하는 것으로 보아 전기영동법에 사용되는 포토레지스트(PR)나 PVA+ADC 수용액이 형광체와 화학적 변화를 전혀 일으키지 않음을 알 수 있다.

도 4b는 형광체의 발광효율을 검사하기 위하여 (Y_1-0.036Eu_0.036)₂O₃형광체를 전기영동법으로 ITO에 코팅한 뒤 UV 경화층을 코팅하기 전(C1)과 후(C2)의 스펙트럼을 CCD 카메라를 통해 비교한 그래프로서, X축은 파장, Y축은 강도(Intensity)를 나타낸다.

상기 검사에서 UV 경화층을 경화시키는데 사용된 UV 광원은 22W용량 254nm UV 램프를 사용하였다. 도 4b와 같이 본 발명의 UV 경화층이 코팅된 경우(C2)에도 코팅된 형광체의 발광효율은 코팅되지 않은 경우(C1)와 비교하여 거의 차이가 없음을 알 수 있다.

도 5a는 Y₃Al₅O₁₂:Ce_0.05형광체를 전기영동법을 통해 ITO 유리기판에 코팅할 때, 전도층과 상대전극 사이에 인가되는 전압을 200∼600V로 변경하여 코팅한 경우 코팅된 형광체의 양을 mg/cm²로 나타낸 그래프이다. 도면에 도시된 바와같이 전압이 높을수록 형광체가 많이 코팅되는 것을 알 수 있다.

도 5b는 Y₃Al₅O₁₂:Ce_0.05형광체를 전기영동법을 통해 ITO 유리기판에 코팅할 때, 코팅할 형광체가 분산된 수용액 내에 포함된 형광체의 양(g/L)에 따라 코팅된 형광체의 양을 mg/cm²로 나타낸 그래프이다. 도시된 바와같이 수용액 내에 형광체의 양이 많을수록 형광체가 많이 코팅되는 것을 알 수 있다.

도 6은 전기영동법으로 형광체를 코팅한 후 형광체 분산 수용액 내에 잔재해 있는 형광체를 100℃이상에서 1시간이상 수용액을 증발시킨 뒤 소닉(sonic)을 통해형광체를 분말 형태로 회수한 뒤 원래의 형광체와 X선 회절 데이터(XRD)로 비교한 것이다. 도시된 바와같이 회수된 형광체에 대한 피크(D2)의 위치는 원래의 형광체에 대한 피크(D1)의 위치와 정확하게 일치하는 것을 통해 전기영동법으로 형광체 코팅시 잔재한 형광체를 재사용 할 수 있음을 알 수 있다.

상기한 바와같이 종래에는 전기영동법으로 형광체 분말을 코팅한 경우 형광체와 기판의 접착력을 향상시키기 위해 후공정으로 고온의 열처리를 해야만 한다. 하지만 본 발명에서는 이러한 후공정을 거치지 않고도 접착력을 향상시킬 수 있으며, 접착층으로서 코팅된 형광체 위에 UV 경화층을 코팅한 후 UV 조사를 통해 형광체의 접착력을 고온 열처리의 경우보다 크게 증가시킬 수 있다. 더욱이 고온 열처리 공정을 거치지 않는 본 발명에서는 유리기판을 사용한 디스플레이의 생산 불량률을 크게 낮출 수 있게 된다.

또한 이 층은 UV에 의해 사진식각이 가능하여 일정 패턴으로 형광체를 코팅시킬 수 있어 FED나 PDP와 같은 차세대 디스플레이에서 풀 칼라 구현을 위한 최적의 방법으로 응용될 수 있다. 더욱이 첨가제로 발광효율을 저하시키는 글리세린 등을 사용하지 않아도 되므로 발광효율의 증대라는 이점이 있다.

이상에서는 본 발명을 특정의 바람직한 실시예를 예를들어 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 아니하며 본 발명의 정신을 벗어나지 않는 범위내에서 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에 의해 다양한 변경과 수정이 가능할 것이다.

Claims

삭제
유리기판 위에 전도층을 형성하는 제1단계와,

상기 전도층 위에 제1포토레지스트층을 형성하고 원하는 제1패턴으로 패턴닝하여 상기 전도층에 대한 다수의 제1윈도우를 형성하는 제2단계와,

코팅을 원하는 제1형광체가 분산된 제1형광체 분산용액을 이용하여 전기영동법에 의해 상기 다수의 제1윈도우를 통하여 전도층 위에 선택적으로 제1형광체를 코팅하여 다수의 제1형광체 패턴셀을 형성하는 제3단계와,

상기 코팅되어 노출된 제1형광체 패턴셀을 포함한 기판의 상부면에 1-2중량%의 폴리비닐알콜(PVA)과 0.01-0.02중량%의 암모니늄디크로메이트(ADC), 그리고 잔부가 H₂O로 구성되는 수용액을 도포하여 제1UV 경화층을 형성하고 제1형광체 패턴셀 상부를 선택적으로 UV 조사함에 의해 제1UV 경화층을 선택적으로 경화시켜 상기 노출된 제1형광체 패턴셀 부분에 선택적으로 다수의 제1접착층을 형성하는 제4단계와,

상기 제4단계에 이어서 제1형광체 패턴셀과 인접한 위치에 상기 제1형광체의 코팅방법과 동일한 방법으로 제2형광체로 코팅된 다수의 제2형광체 패턴셀을 형성하고, 상기 다수의 제2형광체 패턴셀 상부에 선택적으로 다수의 제2접착층을 형성하는 제5단계와,

상기 제1 및 제2 형광체 패턴셀과 인접한 위치에 상기 제1형광체의 코팅방법과 동일한 방법으로 제3형광체로 코팅된 다수의 제3 형광체 패턴셀을 형성하고, 상기 다수의 제3 형광체 패턴셀 상부에 선택적으로 다수의 제3 접착층을 형성하는 제6단계로 구성되는 것을 특징으로 하는 평판 디스플레이용 형광체의 코팅방법.
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제2항에 있어서, 상기 수용액은 스프레잉(spraying), 디핑(dipping) 및 스핀코팅 방법 중 어느 하나의 방법으로 도포하여 경화층을 형성하는 것을 특징으로 하는 평판 디스플레이용 형광체의 코팅방법.
제2항에 있어서, 상기 제1 내지 제3 형광체는 풀 칼라 구현을 위한 적색, 청색 및 녹색 형광체인 것을 특징으로 하는 평판 디스플레이용 형광체의 코팅방법.
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제2항에 있어서, 상기 제1 내지 제3 형광체는 1화소셀을 구성하는 것을 특징으로 하는 평판 디스플레이용 형광체의 코팅방법.
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