KR100445024B1 - 표시소자용형광막의제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 기판으로부터 소정간격만큼 이격된 위치에 기재필름, 광흡수층, 완충층 및 형광체층으로 이루어진 도너 필름을 설치하는 단계; 및 상기 도너 필름에 에너지원을 조사하여 형광체를 상기 기판상에 전사시킨 다음, 열처리하하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 표시소자용 형광막의 제조방법을 제공한다. 본 발명에 따르면, 먼지나 이물질에 의한 불량이 감소하여 종래 방법과 비교하여 제조수율이 향상되고 공정이 단순하여 생산성이 향상될 뿐만 아니라 고해상도의 화면 구현이 가능하다.

Description

표시소자용 형광막의 제조방법

본 발명은 표시소자용 형광막의 제조방법에 관한 것으로서, 상세하기로는 먼지나 이물질에 의한 불량이 감소하고 종래 방법과 비교하여 해상도가 향상된 표시소자용 형광막을 제조하는 방법에 관한 것이다.

어떤 정보를 디스플레이상에 나타내는 데 사용되는 화상표시소자로서 열전자방출 및 형광물체의 발광을 이용한 음극선관 (CRT), 음극선관의 원리와 유사하지만 전자방출을 하는 음극이 실선 구조로 되어 있고 전체적인 형태가 주로 평판형으로 되어 있는 형광표시관(VFD), 액정의 전기광학적 특성을 이용한 액정표시소자(LCD), 대전된 양 전극사이에서의 기체 방전 현상을 이용한 플라즈마 표시소자 (PDP) 등이 있다.

상기 표시소자에서는 칼라구현층으로서 적색, 녹색 및 청색의 형광체층 또는 칼라필터층을 이용한다.

칼라구현층을 구성하는 형광체층은 포토리소그래피법, 프린팅법 등에 의하여 형성된다. 그런데 포토리소그래피법은 형광체 조성물 도포후, 노광, 현상 및 열처리과정을 반복적으로 거치므로 공정이 매우 길고 복잡할 뿐만 아니라, 특히 노광 및 현상공정중 먼지에 의한 불량이 빈번하게 발생된다. 그리고 형광체 조성물을 도포하기 이전에 이 조성물의 접착성을 높여주기 위하여 하도액 도포 및 열처리과정을 거쳐야 하는 제조상 번거로움이 있다.

한편, 프린팅법은 평판 디스플레이인 플라즈마 디스플레이 패널(PDP), 전계방출표시소자(FED) 등에서 주로 사용하고 있는 방법으로서, 균일한 형광체 패턴을 얻을 수 있기는 하지만 다음과 같은 문제점이 가지고 있다.

그런데 상기 인쇄법에 따른 경우 다음과 같은 문제점이 있다.

첫째, 상기 방법에 따라 형성된 패턴의 두께가 불균일한 편이다 (두께 편차 : 약 20%).

둘째, 스크린 인쇄에 의존하므로 해상도가 약 80μm 정도가 한계라서 고해상도의 패턴을 형성하는 것이 어렵다.

셋째. 인쇄시 스크린 마스크에 의한 패턴의 막힘 불량이 많다.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 상기 문제점을 해결하여 먼지나 이물질에 의한 불량이 감소되고 해상도가 향상된 표시소자용 형광막의 제조방법을 제공하는 것이다.

도 1은 본 발명에서 사용하는 레이저 전사장치를 개략적으로 나타낸 도면이고,

도 2는 본 발명에 따른 도너 필름(donor film)의 구조를 나타낸 도면이고,

도 3a, 도 3b는 본 발명의 레이저 전사법에 따라 형광막을 제조하는 과정을 설명하기 위한 도면들이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

13. 모듈레이터 14. 집속광학계

21, 38. 기재필름 22, 37. 광흡수층

23, 36. 완충층 24, 35. 형광체층

33, 33'. 투명기판 34, 34'. 투명전극층

상기 과제를 이루기 위하여 본 발명에서는 (a) 기판으로부터 소정간격만큼 이격된 위치에 기재필름, 광흡수층, 완충층 및 형광체층으로 이루어진 도너 필름을 설치하는 단계; 및 (b) 상기 도너 필름에 에너지원을 조사하여 형광체를 상기 기판상에 전사시킨 다음, 열처리하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 표시소자용 형광막의 제조방법에 의하여 이루어진다.

상기 기재필름은 지지체 역할을 하며, 광투과율이 90% 이상인 필름을 사용하는 것이 바람직하며, 그 구체적인 예로는 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리카보네이트 등이 있다.

상기 광흡수층은 광 또는 열을 흡수하면 분해반응을 일으켜 질소가스나 수소 가스 등을 방출함으로써 전사에너지를 제공하는 역할을 한다. 이 층은 Al, Bi, Sn, In 및 Zn중에서 선택된 금속이나, Al, Bi, Sn, In, Zn, Ti, Cr, Mo, W, Co, Ir, Ni, Pd, Pt, Cu, Ag, Au, Zr 및 Fe중에서 선택된 금속 산화물 또는 그 황화물, 일반적인 염료(dye)나 안료(pigment) 등으로부터 선택된 물질로 이루어진다. 그리고 완충층은 상기 광흡수층의 열을 전달하는 역할을 하며, 사질산펜타에리트리트(PETN), 트리니트로톨루엔(TNT) 등으로부터 선택된 물질로 이루어진다.

본 발명에서는 상술한 바와 같이 레이저 전사법을 이용하여 형광막을 형성하는 것이다. 여기에서 레이저 전사법이란 피전사체층이 도포된 도너 필름(donor)으로부터 전사될 물질을 수용체 (유리 또는 고분자 필름)쪽으로 원하는 패턴대로 밀어내어 상기 수용체상으로 전사하는 원리를 이용하는 방법이다.

도 1은 본 발명에서 사용하는 레이저 전사장치를 개략적으로 나타낸 도면이다.

이를 참조하면, 먼저 에너지원으로부터 고출력의 레이저빔 (11)이 방출된다. 에너지원으로는 Nd/YAG와 같은 고출력의 고체 레이저, CO₂, CO와 같은 가스 레이저 또는 다이오드와 결합된 Nd/YAG(Diode-coupled Nd/YAG) 등이 사용된다. 방출된 레이저빔은 빔 스플리터 (12)를 거쳐서 동일한 세기를 지닌 여러개의 빔으로 나뉘어지게 된다. 이와 같이 하나의 빔을 여러개의 빔으로 나누어 각각의 형상에 따라 세기비를 조절함으로써 원하는 형태로 물질을 전사한다.

여러개의 빔으로 나누어진 레이저빔은 전사하고자 하는 형상에 따라 모듈레이터 (13)에서 세기비가 조절된 후 접속광학계 (14)를 거쳐 광섬유 (15)를 통하여 전사시킬 물질층을 포함하는 도너 필름 (16)상으로 조사된다. 이 때 도너필름 (16)중 빛을 받은 부분에 도포된 형광체 물질만이 수용체 (17)상에 전사된다. 이 때 스테이지 (18)의 움직임은 물질의 형상에 따라 빔 다발의 세기를 조절해주는 레이터(raiter) (19)와 함께 컴퓨터 (20)에 의하여 제어가 된다.

도 2는 본 발명에서 사용하는 도너 필름 (25)의 구조를 나타낸 것이다.

이를 참조하면, 기재필름 (21) 위에 광흡수층 (22), 완충층 (23) 및 형광체층 (24)이 순차적으로 형성되어 있다.

도 3a, 도 3b는 본 발명의 일실시예에 따른 액정표시소자의 형광막 제조방법에 있어서, 형광체 패턴의 전사단계를 설명하기 위한 도면이다.

이를 참조하면, 투명기판 (33)상에 투명전극 (34)을 형성하여 제1기판 (40)을 형성한다. 이와 별도로 기재필름 (38)상에 광흡수층 (37), 완충층 (36) 및 형광체층 (35)을 순차적으로 도포하여 도너 필름 (39)을 준비한다.

그리고 나서, 상기 제1기판 (40)과 소정간격만큼 이격된 위치에 상기 도너 필름 (39)을 배치한 다음, 상기 도너 필름 (39)에 에너지원을 조사한다. 에너지원으로는 레이저빔, 크세논 램프, 할로겐 램프 등을 사용하며, 이로부터 선택조사된 에너지원은 전사장치 (32)를 거쳐서 기재필름 (38)을 통과하여 광흡수층 (37)을 활성화시키고 열분해반응에 의하여 수소 또는 질소 가스를 방출시키는 동시에 열을 방출한다. 방출된 열은 완충층 (36)을 거쳐 전달되고 상기 가스의 폭발력에 의하여 투명기판 (32) 상부에 투명전극 (34)이 형성되어 있는 제1기판 (40)상에 형광체 물질을 전사한다.

상기한 바와 같은 전사과정을 거친 후에는 전사된 형광체를 고형화, 고착화시키기 위하여 열처리하는 공정을 거치게 된다.

여기에서 형광체 물질의 전사는 한 번 또는 다단계를 거쳐 이루어질 수 있다. 즉 전사하는 형광체층의 두께에 있어서는 한 번에 필요한 두께를 전사할 수도 있고, 여러번 반복에 의하여 전사할 수도 있다. 그러나 공정의 편의성 및 안정성을 고려한다면 한 번에 형광체 물질을 전사시키는 것이 바람직하다.

도 3b는 상기한 방법에 따라 제조된 형광체층 (35')를 갖는 액정표시패널을 나타낸 것이며, 여기에서 (33')은 투명기판을, (34')는 투명전극을 나타낸다.

그 후, 상기 형광막 (35') 패턴사이에 블랙 매트릭스(미도시)를 형성한다. 이 때 블랙 매트릭스는 레이저 전사방법을 사용하여 형성할 수 있다.

즉, 상기 제1기판으로부터 소정간격만큼 이격된 위치에 기재필름, 광흡수층, 완충층 및 블랙매트릭스층으로 이루어진 도너 필름을 설치하고, 상기 도너 필름에 에너지원을 조사하여 블랙 매트릭스가 상기 제1기판상에 전사시킴으로써 블랙 매트릭스 패턴을 형성한다.

그런데 블랙 매트릭스는 상술한 바와 같이 형광막 (35')이 형성된 기판에 형성해도 되고 반대전극이 형성된 다른 기판, 즉 제2기판에 형성하여도 무방하다.

이어서, 상기 제1기판과 이 기판과 서로 마주보도록 제2기판을 적층하고 접합하여 액정표시소자를 제조한다.

본 발명에 따르면 다음과 같은 효과가 있다.

첫째, 공정이 건식방법이므로 종래 먼지나 이물질에 의한 불량이 감소하여종래 방법과 비교하여 제조수율이 약 10% 이상 향상될 뿐만 아니라, 공정이 단순하여 생산적이다.

둘째, 종래의 방법들의 경우에는 해상도가 70 내지 100μm 정도 범위이지만 본 발명에 따르면 해상도가 20μm까지 구현가능하다.

셋째, 본 발명에 따른 형광체층 형성용 전체 조성물내에서 형광체의 조성비, 색상의 조절면에서 종래기술에 의한 방법과 비교해볼 때 종래의 경우에는 감광제 등과 혼합하여 양호한 형광체층 패턴을 얻기 위해서는 형광체의 비율이 약 50% 정도로 제한되는 반면, 본 발명에서는 형광체의 비율이 약 70% 정도가 가능하므로 형광체의 여기 효율을 높일 수 있다.

Claims (1)

1. (a) 기판으로부터 소정간격만큼 이격된 위치에 기재필름, 광흡수층, 완충층 및 형광체층으로 이루어진 도너 필름을 설치하는 단계; 및

   (b) 상기 도너 필름에 레이저빔, 크세논 램프 및 할로겐 램프로 이루어진 군으로부터 선택된 에너지원을 조사하여 형광체를 상기 기판상에 전사시킨 다음, 열처리하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 표시소자용 형광막의 제조방법.