KR100467679B1 - 컬러 브라운관의 블랙 매트릭스 형성방법 - Google Patents
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Abstract
목적: 본 발명은 노광부분이 현상되어 제거되는 감광성 블랙 매트릭스 용액을 이용하여 단일의 막 형성 공정으로 블랙 매트릭스 패턴을 형성할 수 있도록 한 컬러 브라운관의 블랙 매트릭스 형성방법을 제공한다.
구성: 컬러 브라운관의 블랙 매트릭스 형성방법에 있어서, 고분자로서 노보라크; 감광제로서 디-아조나트로퀴논(DNQ), 흑연, 및 첨가제로서 실리케이트 류, 증점제, 안정제 중 적어도 하나를 사용하여 혼합 조성된 감광성 블랙 매트릭스 용액을 사용하는 단일의 막 처리공정으로서 블랙 매트릭스 패턴을 형성하는 것을 특징으로 한다. 상기 단일의 막 처리공정은 도포, 건조, 노광, 베이킹, 및 현상의 공정으로 순차 행해진다.
효과: 본 발명은 노광부분이 제거되는 감광성 블랙 매트릭스 용액을 사용한 단일의 막 처리공정에 의해 블랙 매트릭스 패턴을 제작할 수 있게 되므로 종래에 비해 공정 수를 절감할 수 있어 공정 관리가 수월해지고 생산성이 향상되며 생산비를 절감할 수 있다.
Description
본 발명은 컬러 브라운관의 블랙 매트릭스 형성방법에 관한 것으로, 특히 노광부분이 현상되어 제거되는 감광성 블랙 매트릭스 용액을 사용한 단일의 막 처리공정으로 블랙 매트릭스 패턴을 형성할 수 있도록 한 컬러 브라운관의 블랙 매트릭스 형성방법에 관한 것이다.
종래의 새도우마스크형 컬러 브라운관은 패널 내면에 적,녹,청 형광체를 도트(스트라이프) 형태로 규칙적으로 배열하고 여기에 형광체 도트(스트라이프)의 크기보다 작은 크기의 전자빔을 주사해서 형광체를 발광시키도록 구성되어 있다.
이 경우에 패널의 내벽과 새도우 마스크의 구멍의 주변에서 산란된 전자가 형광면 전체를 때리게 되므로 형광막이 발광하여 콘트라스트가 저하되고, 게다가 형광체 도트의 전자 빔에 의한 발광이 인접하는 타색의 형광체 도트를 발광시키게 되어 색순도를 저하시키게 된다.
이러한 결점을 개선하기 위해 형광체의 크기를 주사되는 전자빔의 크기보다 작게 하고 각 형광체 도트 간의 공간을 흑연(Graphite)과 같은 비발광성 흡수물질로 충진하는 블랙 매트릭스 방식이 개발되었다.
블랙 매트릭스 방식의 장점은 외광에 의한 콘트라스트의 저하방지 및 색순도 향상 및 전면 글래스의 투과율 증진에 따른 휘도 향상을 도모할 수 있다.
이와같이 컬러 브라운관의 표시품질을 향상시킬 수 있도록 하는 블랙 매트릭스의 제조 과정을 도 2a 내지 도 2d를 참조하여 설명하기로 한다.
블랙 매트릭스는 도 2a에 도시된 바와같이 세정된 패널(2) 전면에 감광성 수지 용액을 도포하여 감광성 수지막(4)을 형성 및 건조한 다음, 도 2b에 도시된 바와같이 마스크(MSK)를 덮고 사진식각공정에 의해 감광성 수지막(4)을 소망의 패턴으로 형성하고, 그 상부 전면에 도 2c와 같이 흑연을 도포 및 건조하여 흑연막(6)을 형성한 후, 상기 감광성 수지막(4)을 고압에칭하여 제거함으로써 도 2d에 도시된 바와같은 흑연막(6)의 남은 패턴에 의한 최종의 블랙 매트릭스 패턴(BM)을 형성하게 된다.
이러한 블랙 매트릭스 패턴 형성과정을 단계적으로 요약하면 다음과 같다.
- 제 1 단계: 감광성 수지막 도포
- 제 2 단계: 도포된 감광성 수지막 건조
- 제 3 단계: 검조된 감광성 수지막 현상
- 제 4 단계: 현상된 감광성 수지막 패턴 건조
- 제 5 단계: 감광성 수지막 패턴의 상부에 흑연막 도포
- 제 6 단계: 흑연막 건조
- 제 7 단계: 에칭액 도포
- 제 8 단계: 고압 에칭 후 완료
상기 감광성 수지막의 형성에 사용되는 감광성 수지용액은 고분자 화합물, 감광제를 주성분으로 하여 실렌, 계면활성제 등이 첨가되어 조성되며, 이 중 고분자 화합물은 PVP(Polyvinyl Pyrrolidone)가 사용되고, 감광제로는 DAS(4,4'-Diazidostilbene-2,2'-sodium disulationate)를 사용한 PVP-DAS 포토레지스트가 이용된다.
감광성 수지막의 반응은 노광된 부분에서 DAS가 분해되고 이것이 다시 PVP를 공격하여 광중합가교 반응을 일으킴으로써 노광된 부분은 경화반응이 일어나 현상액에 녹지 않고 노광되지 않은 부분은 현상되어진다.
이렇게 형성된 감광성 수지막의 상부 전면에 블랙 매트릭스막을 형성한 후 황산과 같은 강산을 도포한 후 고압수로 현상을 할 경우 감광성 수지막의 패턴이 형성되었던 부분이 황산에 의해 흑연과 함께 현상되어진다. 따라서 처음에 형성되었던 감광성 수지막의 패턴과 정확히 반대의 블랙 매트릭스막이 형성되는 것이다.
이와 같은 종래의 블랙 매트릭스 형성방법은 제조 과정에서 전술한 바와같이 감광성 수지막과 흑연막을 형성 및 식각하는 두 번에 걸친 막 처리공정이 필요하기 때문에 공정 시간이 오래 소요되고 그만큼 공정 관리가 힘들어지는 단점을 가지고 있다.
전술한 종래의 문제점을 해결하기 위해 안출된 본 발명은 블랙 매트릭스 형성을 위해 종래에 행하던 두 번의 막 처리공정을 노광부분이 제거되는 감광성 블랙 매트릭스 용액을 사용한 단일의 막 처리공정으로 절감할 수 있도록 개선한 컬러 브라운관의 블랙 매트릭스 형성방법을 제공하는데 목적을 두고 있다.
전술한 목적을 구현하는 본 발명의 방법은 컬러 브라운관의 블랙 매트릭스 형성방법에 있어서, 노보라크 계의 고분자, 감광제, 흑연, 첨가제로 혼합 조성된 감광성 블랙 매트릭스 용액을 사용하는 단일의 막 처리공정으로서 블랙 매트릭스 패턴을 형성하는 것을 특징으로 한다.
여기에서, 상기 감광제는 디-아조나트로퀴논(DNQ)을 사용한 것이고, 상기 첨가제는 실리케이트 류, 증점제, 안정제 중 적어도 하나이다.
이하, 본 발명을 바람직한 실시예로서 상세히 설명한다.
제 1 실시예
노보라크 98 wt% 와 DNQ 2 wt%를 에틸렌 클리콜에 7 %의 농도로 녹이고, 여기에 흑연을 13 %의 혼합비율이 되게 넣은 후 교반하여 감광성 블랙 매트릭스 용액을 조성한 다음, 이를 세정된 유리패널에 회전코팅한다. 이러한 과정으로 감광성 블랙 매트릭스 막이 형성된 패널을 365 nm 파장의 UV에 30초간 노광한 후 30초간 120 ℃에서 베이킹하고 이를 5 % NaOH 용액으로 40초간 현상한다. 본 출원의 발명자는 이러한 제 1 실시예에 의한 다수회 반복된 실험 결과, 노광된 부분이 제거된 1㎛ 해상도의 블랙 매트릭스 패턴을 얻을 수 있었다.
제 2 실시예
노보라크 97 wt% 와 DNQ 3 wt%를 에틸렌 클리콜에 7 %의 농도로 녹이고, 여기에 흑연을 13 %의 혼합비율이 되게 넣은 후 교반하여 감광성 블랙 매트릭스 용액을 조성한 다음, 이를 세정된 유리패널에 회전코팅한다. 이러한 과정으로 감광성 블랙 매트릭스 막이 형성된 패널을 365 nm 파장의 UV에 30초간 노광한 후 30초간 120 ℃에서 베이킹하고 이를 5 % NaOH 용액으로 40초간 현상한다. 본 출원의 발명자는 이러한 제 2 실시예에 의한 다수회 반복된 실험 결과에서도 노광된 부분이 제거된 1㎛ 해상도의 블랙 매트릭스 패턴을 얻을 수 있었다.
상기 두 실시예에서, 감광제가 빛을 받을 경우 분해되어서 산을 발생시킨다. 이것이 고분자를 공격하여 반응을 일으켜 소수성기를 친수성기로 변화시켜 노광 후 NaOH 등의 알칼리 용액으로 현상할 경우 노광된 부분만 노보라크 및 흑연과 함께 현상되어 포지티브 패턴을 얻게 되는 것이며, 이렇게 하여 블랙 매트릭스 패턴이 형성되는 것이다.
이와같이 본 발명에 의해서 제조되는 블랙 매트릭스 패턴은 종래와 같이 두 번에 걸쳐서 행하는 막 처리공정에 의하지 않고 단일의 막 처리공정에 의해 형성할 수 있음을 알 수 있다.
즉, 도 1a에 도시된 바와같이 세정된 패널(12)에 노보라크를 주성분으로 하여 DNQ 및 흑연을 혼합하여 조성된 감광성 블랙 매트릭스 용액을 도포 및 건조하여 감광성 블랙 매트릭스 막(14)을 형성한 후, 그 상부 전면에 도 1b에 도시된 바와같이 마스크(MSK)를 덮어 노광을 실시하고, 이를 베이킹하여 경화한 다음, 현상을 실시하여 감광성 블랙 매트릭스 막(14) 중 노광된 부분을 제거함으로써, 도 1c에 도시된 바와같은 소망의 블랙 매트릭스 패턴(BM)을 형성할 수 있게 되는 것이다.
이상에서 설명한 본 발명에 의한 블랙 매트릭스 패턴의 제조 과정을 단계적으로 요약하면 다음과 같다.
- 제 1 단계 : 감광성 블랙 매트릭스 막(감광성 수지막&흑연막) 형성
- 제 2 단계 : 감광성 블랙 매트릭스 막 건조
- 제 3 단계 : 노광
- 제 4 단계 : 베이킹
- 제 5 단계 : 감광성 블랙 매트릭스 막(감광성수지막&흑연막) 현상 후 완료
이와 같이 행하여 블랙 매트릭스 패턴을 형성할 수 있는 본 발명의 방법은 노광부분이 제거되는 감광성 블랙 매트릭스 막을 형성하는 한번의 막 처리공정으로 블랙 매트릭스 패턴을 제작할 수 있게 되므로, 감광성 수지막을 형성한 후 현상하여 패턴을 만들고, 여기에 다시 흑연막을 형성하여 고압에칭하는 등, 2회에 걸친 막 처리공정에 의해 블랙 매트릭스 패턴이 제작되던 종래에 비해 한번의 막 처리공정을 절감할 수 있게 되는 것이다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명은 노광부분이 제거되는 감광성 블랙 매트릭스 용액을 사용한 단일의 막 처리공정에 의해 블랙 매트릭스 패턴을 제작할 수 있게 되므로 종래에 비해 공정 수를 절감할 수 있어 공정 관리가 수월해지고 생산성이 향상되며 생산비를 절감할 수 있다.
도 1a 내지 도 1c는 본 발명의 방법이 적용된 공정 순서도
도 2a 내지 도 2d는 종래의 블랙 매트릭스 형성방법에 의한 공정 순서도
Claims (5)
- 컬러 브라운관의 블랙 매트릭스 형성방법에 있어서,노보라크 계의 고분자, 감광제, 흑연, 첨가제로 혼합 조성된 감광성 블랙 매트릭스 용액을 사용하는 단일의 막 처리공정으로서 블랙 매트릭스 패턴을 형성하는 것을 특징으로 하는 컬러 브라운관의 블랙 매트릭스 형성방법.
- 제 1 항에 있어서, 상기 감광제는 디-아조나트로퀴논을 사용한 것을 특징으로 하는 컬러 브라운관의 블랙 매트릭스 형성방법.
- 제 1 항에 있어서, 상기 첨가제는 실리케이트 류, 증점제, 안정제 중 적어도 하나인 것을 특징으로 하는 컬러 브라운관의 블랙 매트릭스 형성방법.
- 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 흑연은 상기 감광성 블랙 매트릭스 용액 중 5∼20% 의 혼합비율을 갖는 것을 특징으로 하는 컬러 브라운관의 블랙 매트릭스 형성방법.
- 제 1 항에 있어서, 상기 단일의 막 처리공정은 도포, 건조, 노광, 베이킹, 및 현상의 공정으로 순차 행해짐을 특징으로 하는 컬러 브라운관의 블랙 매트릭스 형성방법.
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