KR100522067B1 - 플라즈마 디스플레이 및 그의 제조 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 격벽 단부의 튀어 오름, 부풀어 오름을 방지하여 단부에서의 오방전이 없는 플라즈마 디스플레이를 제공하는 것이다. 나아가 전면에 결쳐 균일한 발광 특성을 갖는 플라즈마 디스플레이를 제공한다. 본 발명의 플라즈마 디스플레이는 대형 텔레비젼 또는 컴퓨터 모니터에 사용할 수가 있다. 본 발명의 플라즈마 디스플레이는 기판상에 유전체 및 스트라이프상 격벽이 형성된 플라즈마 디스플레이로서, 이 격벽의 길이 방향 단부에 경사부를 가지며, 이 경사부의 높이(Y) 및 이 경사부 저변의 길이(X)가 0.5≤X/Y≤100의 범위에 있는 것을 특징으로 한다. 또한, 본 발명의 플라즈마 디스플레이의 제조 방법은 무기 재료와 유기 재료로 이루어지는 격벽용 페이스트를 사용하여 단부에 경사부를 갖는 스트라이프상 격벽 패턴을 기판상에 형성하는 공정 및 이 격벽 패턴을 소성하는 공정을 거쳐 상기한 스트라이프상 격벽을 형성하는 것을 특징으로 한다.

Description

플라즈마 디스플레이 및 그의 제조 방법{Plasma Display and Method for Manufacturing The Same}

본 발명은 플라즈마 디스플레이 및 그의 제조 방법에 관한 것이다. 플라즈마 디스플레이는 대형 텔레비젼 또는 컴퓨터 모니터에 사용할 수가 있다.

플라즈마 디스플레이(PDP)는 액정 패널에 비해 고속 표시가 가능하며, 대형화가 용이하기 때문에 OA 기기 및 홍보 표시 장치 등의 분야에 사용되고 있다. 또한, 고품위 텔리비젼 분야 등으로의 응용이 상당히 기대되고 있다.

이와 같이 용도가 확대됨에 따라 섬세하고 다수의 표시 셀을 갖는 칼라 플라즈마 디스플레이가 주목되고 있다. AC 방식 플라즈마 디스플레이를 예로 들어 설명하면, 전면 유리 기판과 배면 유리 기판 사이에 구비된 방전 공간내에서 대향하는 애노드 및 캐쏘드 전극 사이에 플라즈마 방전을 발생시키고, 상기 방전 공간내에 봉입되어 있는 가스에서 발생한 자외선을 방전 공간내에 설치한 형광체에 조사함으로써 표시를 행하는 것이다. AC 방식 플라즈마 디스플레이의 간단한 구성도를 도 1에 나타낸다. 이 경우, 방전의 확장을 일정 영역으로 억제하고, 표시를 규정된 셀 내에서 행하게 함과 동시에, 균일한 방전 공간을 확보하기 위하여 격벽(장벽, 리브(rib)라고도 함)이 설치되어 있다. AC 방식 플라즈마 디스플레이의 경우, 이 격벽은 스트라이프상으로 형성된다.

상기 격벽은 대략 폭 30 내지 80 ㎛, 높이 70 내지 200 ㎛인데, 통상, 전면 유리 기판 또는 배면 유리 기판에 유리 분말을 함유하는 절연 페이스트를 스크린 인쇄법으로 인쇄, 건조하고, 이 인쇄, 건조 공정을 수십회 반복하여 소정 높이로 형성한다.

일본 특허 공개 평 1-296534, 일본 특허 공개 평 2-165538, 일본 특허 공개 평 5-342992, 일본 특허 공개 평 6-295676, 일본 특허 공개 평 8-50811호 공보에서는 격벽을 감광성 페이스트를 사용하여 포토리쏘그래피 기술에 의해 형성하는 방법이 제안되어 있다.

상기한 어떤 방법도 유리 분말을 함유하는 절연 페이스트 격벽 패턴 형상으로 형성한 후, 소성함으로써 격벽을 형성한다. 그 때 격벽의 단부가 격벽 상부와 하부의 소성 수축 차이에 의해 제4도에 나타내는 바와 같이, 기저부에서 박리되어 튀어 오르거나, 제5도에 나타내는 바와 같이, 박리는 되지 않지만 격벽 상부가 부풀어 오르는 문제가 발생하였다.

이 튀어 오름 또는 부풀어 오름이 격벽의 단부에 있으면, 전면판과 배면판을 합쳐 패널을 형성할 때 배면판의 격벽 정상부와 전면판 사이에 갭이 발생한다. 이 갭에 의해 방전시에 크로스 토크가 발생하여, 영상에 흔들림이 발생하는 문제가 있었다.

이 대책으로서 일본 특허 공개 평 6-150828호 공보에서는 격벽을 다층 구조로 하여 상층과 하층의 조성을 바꾸고, 하층에 상층보다도 저융점의 유리를 설치하는 방법이 제안되어 있다. 또한, 일본 특허 공개 평 6-150831호 공보에서는 단부의 기저부에 언더 유리층을 설치하는 방법이 제안되어 있다. 그러나, 어떤 방법도 부풀어 오름을 방지하기에는 불충분하였다. 또한, 일본 특허 공개 평 6-150832호 공보에서는 격벽 단부를 계단상으로 하는 방법이 기재되어 있는데, 부풀어 오름을 방지하기에는 불충분하였다.

<발명의 개시>

본 발명은, 단부의 튀어 오름 및 부풀어 오름이 없는 미세 플라즈마 디스플레이 및 그 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다. 또한, 본 발명은 오방전이 적은 미세(高精細) 플라즈마 디스플레이 및 그 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다. 또한, 본 발명에서의 플라즈마 디스플레이란 격벽으로 구획된 방전 공간내에서 방전함으로써 표시를 행하는 디스플레이를 가리키며, 상기한 AC 방식 플라즈마 디스플레이 이외에도 플라즈마 어드레스 액정 디스플레이를 비롯한 각종 방전형 디스플레이를 포함하는 것이다.

본 발명의 목적은 기판상에 유전체층 및 스트라이프상 격벽이 형성된 플라즈마 디스플레이로서, 이 격벽의 길이 방향 단부에 경사부를 가지며, 이 경사부의 높이(Y) 및 이 경사부의 저변 길이(X)가 하기의 범위에 있는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이에 의해 달성된다.

0.5≤X/Y≤100

또한, 본 발명의 목적은 기판상에 유전체층 및 스트라이프상 격벽이 형성된 플라즈마 디스플레이의 제조 방법으로서, 무기 재료와 유기 성분으로 이루어지는(comprise) 격벽용 페이스트를 사용하며, 단부에 경사부를 갖는 스트라이프상 격벽 패턴을 기판상에 형성하는 공정 및 이 격벽 패턴을 소성하는 공정을 거쳐 격벽의 길이 방향 단부에 경사부를 가지며, 이 경사부의 높이(Y) 및 이 경사부 저변의 길이(X)가 하기 범위에 있는 스트라이프상 격벽을 형성하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이의 제조 방법에 의해 달성된다.

0.5≤X/Y≤100

도 1은 플라즈마 디스플레이의 구조를 나타내는 도면.

도 2는 본 발명의 격벽 형상을 나타내는 측면도.

도 3은 종래의 격벽 형상을 나타내는 측면도.

도 4는 소성 후의 격벽의 튀어 오름 형상을 나타내는 측면도.

도 5는 부풀어 오름의 형상을 나타내는 측면도.

도6, 도 7 및 도 8은 본 발명의 격벽 형상의 일례를 나타내는 측면도.

도 9는 격벽용 페이스트 도포막에 형성한 경사면의 일례를 나타내는 단면도.

도 10은 칼 또는 지석의 형상과 그에 의해 깎여진 도포막 단부의 형상의 관계를 나타내는 단면도.

도 11 및 도 12는 본 발명의 바람직한 제조 방법인 도포막 단부를 칼로 절삭함으로써 경사면을 형성하는 방법의 일례이다.

도 13은 본 발명의 제조 방법에 바람직하게 사용되는 격벽 모형의 단면도.

도 14는 실시예 3에서 도포막 단부에 경사면을 형성한 격벽 패턴의 단면도.

<발명을 실시하기 위한 최량의 형태>

본 발명의 플라즈마 디스플레이는 격벽 단부에 경사부를 갖는 것이 필요하다. 격벽 단부에 경사부를 가짐으로써 도 2와 같이 격벽 상부의 수축 응력과 접착력에 기인하는 응력을 완화시킬 수가 있어 튀어 오름, 부풀어 오름을 방지할 수 있다.

격벽 단부에 경사부를 갖지 않는 경우는, 소성에 의한 수축시, 도 3과 같이 격벽 하부가 기저부와 접촉되어 있는데 반하여, 상부는 수축이 자유롭기 때문에, 이 수축 응력의 차이에 의해 튀어 오름(도 4) 또는 부풀어 오름(도 5)이라는 현상이 일어난다고 추정된다.

경사부는 (1) 직선상, (2) 위로 볼록한 곡선, (3) 아래로 볼록한 곡선 및 (4) 복수의 직선을 연결한 것 등과 같은 형상이더라도 경사진 것이라면 좋다.

또한, 경사부는 격벽의 양쪽 단부에 형성되는 것이 패널 봉착시의 전면판과 배면판간의 갭 얼룩을 없애는 점에서 바람직하다.

또한, 경사부는 도 6과 같이 계단 형상과 조합하여도 좋다. 단, 경사부가 아닌 부분의 높이는 50 ㎛ 이하가 바람직하다. 직각 부분을 갖는 계단 형상은 수축 응력의 균형을 잡을 수가 없기 때문에, 높이가 높을수록 튀어 오름 또는 부풀어 오름의 정도가 커진다. 50 ㎛ 이하이면 부풀어 오름이 작아 20 인치 이상의 패널을 형성했을 경우, 전면판과 격벽이 밀착되어 크로스토크가 일어나기 어려워진다. 계단 형상과 경사부를 조합하는 경우, 경사부를 격벽 최상부에 마련하는 것이 보다 바람직하다. 경사부가 최상부에 있음으로써 부풀어 오름을 해소할 수 있다.

상기 경사부의 높이(Y)와 경사부 저면의 길이(X)(도 7)가 하기에 표시되는 범위에 있는 것이 바람직하다.

0.5 ≤ X/Y≤ 100

또한, 경사부 저면의 길이(X)는 0.05 내지 50 ㎜인 것이 바람직하다. 경사부는 목적으로 하는 격벽 높이보다도 낮고, 화상 산란을 발생시킨다는 점에서 X가 50 ㎜를 초과하면 바람직하지 않다. 보다 바람직하게는 10 ㎜ 이하, 보다 바람직하게는 5 ㎜ 이하이다. 또한, 0.05 ㎜ 미만인 경우는 경사부를 형성함에 의한 튀어 오름 억제 또는 부풀어 오름 억제에 대한 효과가 적다.

또한, 본 발명에서 격벽 경사부의 경사각이 0.5 내지 60도인 것이 바람직하다. 경사가 직선상이 아닌 경우에는 도 8에 나타낸 바와 같이, 경사가 최대가 되는 부분의 각도를 경사각으로 한다. 경사각이 0.5도 이하이면 경사부가 너무 길어지기 때문에, 패널 설계상 바람직하지 않고, 경사각이 60도 이상이면 소성시의 벗겨짐을 충분히 억제할 수 없다. 또한, 바람직한 범위로서는 20 내지 50도이다.

부풀어 오름, 튀어 오름은 소성시에 일어나기 때문에, 경사부는 격벽 소성전에 형성하는 것이 바람직하다.

격벽용 페이스트의 소성시의 수축율을 r이라 하면, 소성 수축은 높이 방향으로는 현저하지만, 격벽 길이 방향으로는 거의 일어나지 않기 때문에, 소성전의 경사부의 높이를 Y', 경사부의 길이를 X'라 하면, Y=r×Y', X≒X'가 된다. 따라서, 소성 후의 격벽 형상을 본 발명의 범위로 하기 위해서는 소성 전의 격벽 패턴 단부의 바람직한 형상은 0.5≤X'/(Y'×r)≤100의 범위이다.

이 때, 소성전의 경사부의 높이 Y'는 소성전의 격벽 패턴의 높이 0.2 내지 1배인 것이, 격벽 단부의 융기를 방지하기 때문에 효과적이다. 0.2배 미만이면 격벽 상부와 하부의 소성 수축 응력의 차이를 완화할 수가 없어 융기를 방지할 수가 없다. 또한, 1배로 했을 경우, 경사부를 형성하는 공법에 따라서는 기판에 설치되어 있는 유전체 또는 전극을 상처입히거나 할 수 있으므로, 0.9배 이하가 바람직하다. 보다 바람직하게는 0.3 내지 0.8배이다.

경사부 형상의 측정 방법은 특별히 한정되지 않지만, 광학 현미경, 주사 전자 현미경 또는 레이저 현미경을 사용하여 측정하는 것이 바람직하다.

예를 들면 주사 전자 현미경(HITACHI S-2400)을 사용하는 경우는 다음과 같은 방법이 바람직하다. 격벽 단부가 정확히 나오도록 절단하여 관찰이 가능한 크기로 가공한다. 측정 배율은 경사부가 시야에 들어오는 것을 선택한다. 그리고 경사부와 동등한 크기의 표준 시료로 축척을 교정한 후에 사진을 촬영한다. 도 7과 같은 방법으로 X와 Y의 길이를 측정하고 축척에서 형상을 산출한다.

또한, 비파괴로 측정을 하고자 하는 경우는 레이저 포커스 변위계(예를 들면 (주)퀴엔스사 제품, LT-8010)를 사용하여도 좋다. 이 경우도 마찬가지로 표준 시료로 교정을 행한 후, 측정을 하는 것이 바람직하다. 이 때 레이저의 측정면이 격벽의 스트라이프 방향과 평행인 것을 확인하는 것이 정확한 측정을 하기 위하여 바람직하다.

본 발명의 플라즈마 디스플레이의 제조 방법에서는 무기 재료와 유기 성분으로 이루어지는 격벽용 페이스트를 사용하고, 단부에 경사부를 갖는 스트라이프상 격벽 패턴을 기판상에 형성하는 공정 및 이 격벽 패턴을 소성하는 공정을 거쳐 격벽의 길이 방향 단부에 경사부를 갖는 스트라이프상 격벽을 형성한다. 격벽 단부에 경사부를 형성하는 방법은 특별히 한정되지 않지만, 이하와 같은 방법을 사용할 수가 있다.

하나의 방법은, 격벽용 유리 페이스트를 기판상에 도포할 때, 도포막의 단부가 경사면을 형성하도록 도포하고, 그 도포막의 경사면이 스트라이프상 격벽 패턴의 길이 방향 단부가 되도록 격벽 패턴을 형성하는 방법이다. 도포 방법은 특별히 한정되지 않지만, 스크린 인쇄, 롤 코터, 닥터 블레이드, 구금에서 토출되는 슬릿 다이 코터를 사용하는 것이 바람직하다.

격벽 패턴 형성 방법으로는 스크린 인쇄법, 샌드 블래스트법, 리프트 오프법, 포토리쏘그래피법 등을 사용할 수가 있다.

특히, 격벽 패턴의 형성을 포토리쏘그래피법으로 하는 경우는 상기한 경사면을 갖는 도포막을 스트라이프상 패턴을 갖는 포토마스크를 통하여 노광하여 현상함으로써 스트라이프상 격벽 패턴을 형성하는데, 그 때 경사면을 단부로 한 도포막 길이보다 긴 스트라이프상 패턴을 갖는 포토마스크를 통하여 노광함으로써, 단부에 경사부를 갖는 스트라이프상 격벽 패턴을 얻을 수가 있다. 이 방법은 후속 가공을 필요로 하지 않아, 공정을 늘리지 않고 경사부를 형성할 수 있다.

다른 하나의 방법은, 격벽용 유리 페이스트를 기판상에 도포한 후, 도포막을 가공하여 경사면을 형성하고, 그 도포막의 경사면이 스트라이프상 격벽 패턴의 길이 방향 단부가 되도록 격벽 패턴을 형성하는 방법이다.

도포막을 가공하여 경사면을 형성하는 방법은 어떠한 방법이라도 좋으나, 도포막에 유체를 분사하여 경사면을 형성하는 것이 바람직하다. 구체적으로는 아직 완전하게 건조 경화되어 있지 않은 유동성이 남은 도포막에 유체를 분사하여 도 9에 나타내는 바와 같이 경사면을 형성한다.

이 방법에서 사용하는 유체로서는 작업 온도에서 액체 또는 기체이면 어떠한 물질이어도 좋은데, 소성 공정을 거친 후에 기판상에 잔류되지 않는 물질이며, 작업을 깨끗하게 행할 수 있는 것이 바람직하다. 유체는 클리닝 정도 및 회수 작업이 불필요하다는 점에서 기체가 바람직하다. 기체의 성분은 특별히 한정되지 않지만, 비용면에서 공기 또는 질소가 적합하게 사용된다. 유체로서 기체를 사용하는 경우는 아직 완전하게 건조 경화되어 있지 않은 유동성이 남은 도포막에 기체를 분사하여 경사면을 형성하는 것이 바람직하다. 또한, 기체로서 용매를 사용하는 것이 바람직하다. 유체로서 용제를 사용하는 경우는 건조 경화 후의 도포막에 용매를 분사하여 경사면을 형성함으로써 정밀한 가공이 가능하다.

유체의 분사는 노즐 또는 슬릿을 사용하는 것이 바람직하다. 노즐의 내경 및 슬릿의 간격은 각각 0.01 ㎜ 내지 3 ㎜인 것이 바람직하다. 0.01 ㎜ 미만이면 유체 분사시, 필요한 유량을 얻을 수 없어 경사면을 형성할 수 없다. 3 ㎜를 초과하면 유체의 분사 위치 제어가 곤란해진다.

도포막을 가공하여 경사면을 형성하는 방법으로서는 기계적으로 절삭하여 가공하는 방법도 좋다. 여기에서 말하는 절삭이란 칼이나 지석 또는 그와 유사한 것으로의 절삭, 샌드 블래스트로의 절삭, 레이저 조사에 의한 태워 버림 등을 포함한다. 절삭량은 도포막의 두께에 의존하며 도포막 두께의 10 내지 90 ％가 바람직하고, 특히 50 내지 80 ％가 바람직하다. 절삭량이 너무 많으면 기판이 깍여질 우려가 있고, 너무 적으면 도포막 두께 불균일의 영향으로 절삭할 수 없는 부분이 발생한다. 도포막을 건조 경화 후, 절삭하는 것이 절삭에 의한 부풀어 오름을 발생시키지 않기 때문에 바람직하다. 또한 열이나 자외선으로 경화 후에 이 방법을 적용하여도 좋다. 포토리쏘그래피법에 의해 도포막에 자외선으로 패턴을 노광하여 부분적으로 경화되어 있는 부분이 발생된 경우에도 적용할 수 있다.

절삭 속도에 대해서는 절삭 단면의 상황을 보고 정하면 되는데, 0.05 내지 10 m/분이 바람직하다.

또한, 칼, 지석 등의 재료에 대해서는 세라믹, 고속도강, 초강 등의 절삭용 재료로서 사용되는 것이라면 모두 적용할 수 있다.

도포막이 감광성 페이스트를 도포한 것이며, 포토리쏘그래피법에 의해 격벽 패턴의 형성을 하는 경우에는 노광 후, 현상 전의 공정에서 절삭하는 것도 바람직하다. 절삭 가스가 현상 공정에 의해 씻겨 내려가 간편하게 절삭 가스에 의한 결점을 방지할 수 있다.

격벽 패턴 형성에 리프트 오프법을 사용하는 경우에는 수지형에 격벽용 페이스트를 충전하여 건조 경화한 후에 수지형과 격벽용 페이스트 도포막을 동시에 절삭하는 것이 바람직하다. 동시에 절삭함으로써 격벽 패턴의 쓰러짐을 방지할 수 있다. 또한, 절삭 가스도 수지형을 제거하는 공정에서 함께 제거할 수 있기 때문에 결점 방지에도 유리하다. 리프트 오프법이란, 유리 기판상에 감광성 수지에 의해 격벽 패턴의 모형으로서 수지형을 형성하고, 거기에 격벽용 페이스트를 충전한다. 이어서 이 격벽용 페이스트를 건조한 후 수지형을 제거하여 격벽 패턴을 형성하고, 이 격벽 패턴을 소성함으로써 격벽을 형성하는 방법이다.

또한, 격벽 패턴 형성에 샌드 블래스트법을 사용하는 경우에는 샌드 블래스트에 의해 불필요 부분을 제거한 후에 레지스트층과 함께 절삭하여도 좋다. 레지스트층을 제거할 때에 절삭 가스도 동시에 제거할 수 있기 때문에 결점 방지에 유리하다. 샌드블래스트법이란, 격벽용 페이스트 도포막 위에 레지스트층을 도포하고, 이 레지스트층을 노광, 현상함으로써 격벽 패턴 마스크를 형성하고, 샌드 블래스트에 의해 불필요 부분을 제거함으로써 격벽 패턴을 형성한 후 레지스트층을 제거하여 격벽 패턴을 소성함으로써 격벽을 형성하는 방법이다.

절삭에 의해 경사면이 형성된 도포막 단부의 바람직한 형상의 일례를 도 10에 나타낸다. 경사면이 아닌 부분의 높이를 t1, 도포막 두께를 t2, 경사면의 경사각을 ψ라 하면, t1/t2=0.1 내지 0.8, ψ=0.1 내지 60도의 범위가 바람직하다. 그것을 위해서는 목적으로 하는 경사면 형상과 일치된 형상의 성형 칼 또는 지석 등(예를 들면 도 10의 파선으로 나타내는 형상)을 사용하면 좋다. 절삭시에는 기판을 고정하여 칼, 지석 등의 절삭 수단을 이동시켜도, 절삭 수단을 고정하여 기판을 이동시켜도 좋다. 칼을 사용했을 경우, 도 10을 옆에서 본 도면을 도 11 및 도 12에 나타낸다. 여기에서는 칼을 고정하여 기판을 화살표 방향으로 이동시켰다. 칼의 기판에 대한 각도는 도 11에 나타내는 바와 같이 기판에 대하여 대향하도록 하여도 좋고, 도 12에 나타내는 바와 같이 기판에 칼이 덮이도록 하여도 좋다. 도포막의 특성에 맞추어 선택하면 좋다. 어떠한 경우라도 칼과 기판의 각도 Θ는 10 내지 80도, 특히 15 내지 60도가 바람직하다.

샌드 블래스트로 절삭하는 경우 또는 레이저로 태워 없애는 경우는 샌드 블래스트의 분사 각도 또는 레이저 조사 각도가 중요해지는데, 목적으로 하는 경사면 형상에 맞도록 각도를 설정하면 좋다. 바람직한 각도로서는 상기와 마찬가지로 0.1 내지 60도인 것이 좋다.

또한, 도포막을 절삭함으로써 발생하는 절삭 가스를 강제적으로 배제하는 것이 바람직하다. 절삭 가스의 강제적인 배제는 절삭 가스를 흡인하여 행하는 것이 바람직하다. 이에 따라 가스의 도포막 표면으로의 재부착을 방지하여 패널 결함의 방지가 된다. 또한 흡인에 사용하는 장치의 흡인 압력은 10 내지 500 hPa인 것이 바람직하다.

또한 막 두께 형상이 항상 일정해지도록 도포막 프로파일에 맞추어 상기 칼 또는 지석의 도포막에 대한 상대 위치를 변화시키는 것도 좋다. 대각 20 인치 이상의 유리 기판상에 격벽 패턴을 형성하는 경우, 기판에는 수십 ㎛ 오더의 웨이브가 존재한다. 칼 또는 지석과 기판의 거리를 일정하게 함으로써 유전체 또는 전극을 절삭하는 것을 방지하여 결함 방지가 된다.

도포막을 가공하여 경사면을 만드는 수단으로서 용제로 녹여 가공하여도 좋다. 구체적으로는 천 등에 용제를 함유시켜 도포막을 문지름으로써 경사면을 형성한다. 또한, 도포막에 쐐기형의 판을 찍어 경사면을 형성하여도 좋다.

특히 격벽 패턴의 형성을 포토리쏘그래피법으로 행하는 경우는 상술한 바와 마찬가지로 경사면을 단부로 한 도포막 길이보다 긴 스트라이프상 패턴을 갖는 포토마스크를 사용함으로써 단부에 경사부를 갖는 스트라이프상 격벽 패턴을 얻을 수가 있다.

또한, 여기에서 말하는 경사면을 단부로 한 도포막 길이란, 경사면을 최단부라 간주했을 경우의 도포막 길이를 말한다. 도포막 가공시에, 형성된 경사면의 외부에 도포막의 불필요한 일부(이하, 도포막 잔사라 함)가 남아버렸을 경우, 이 도포막 잔사는 경사면을 단부로 한 도포막 길이에는 포함되지 않는다. 도포막 잔사는 현상 공정 등의 후 공정에서 기판상에서 제거된다. 예를 들면 도 9는 도포막에 경사면을 형성한 부분이며, 도면에서 좌측이 도포막, 우측이 도포막 외부인데, 본 발명에서는 도면 좌측의 점선을 도포막 길이의 단부라 간주한다. 또한, 도면 우측의 점선에서 우측은 불필요한 도포막 잔사이다. 여기에서 경사면을 단부로 한 도포막 길이보다 길고, 도포막 잔사는 포함되지 않는 길이, 즉 도면 좌측의 점선과 우측의 점선 사이에 패턴의 단부가 존재하는 길이의 포토마스크를 사용함으로써 도포막 잔사는 노광되지 않으므로, 현상시에 제거되어 단부에 경사부를 갖는 격벽 패턴만이 얻어진다.

또한, 격벽 패턴을 형성하고 나서, 단부를 가공하여 경사부를 형성하여도 좋은데, 가공의 용이함 또는 공정수를 적게 할 수 있다는 점에서, 상기와 같이 경사부를 형성한 후 격벽 패턴을 형성하는 것이 바람직하다.

격벽 단부에 경사부를 형성하는 다른 방법은, 무기 재료와 유기 성분으로 이루어지는 격벽용 페이스트를 스트라이프상의 홈을 형성한 격벽 모형에 충전하는 공정, 이 격벽 모형에 충전된 격벽용 페이스트를 기판상에 전사하는 공정, 이 격벽용 페이스트를 400 내지 600 ℃에서 소성하는 공정을 이 순서로 포함하는 방법이다.

즉, 미리 격벽 패턴에 대응되는 홈을 격벽 모형에 형성하고, 여기에 격벽용 유리 페이스트를 충전하며, 이 페이스트를 격벽 모형에서 유리 기판상에 전사하여 격벽 패턴을 형성하는 방법이다. 이 방법에서는 유리 페이스트를 격벽용 모형 속에 충전한 후 유리 기판상에 전사하여 격벽 패턴을 형성하는데, 전사할 때에 압력을 가하여 전사함으로써 전사 결함이 발생하기 어려워진다. 또한, 가열하면서 전사함으로써 격벽 모형에서의 페이스트의 탈리가 용이해진다. 나아가 유리 페이스트 중의 유기 성분이 열중합되는 성분을 함유하는 경우, 중합 수축에 의한 부피 변화가 발생하기 때문에 격벽형의 박리가 용이해진다.

이 방법에서는 격벽 패턴을 형성한 후 상술한 바와 같은 경사면 형성 방법에 따라 격벽 패턴 단부에 경사부를 형성하여도 좋은데, 미리 격벽 모형에 형성하는 홈의 단부에 경사부를 형성해 두면, 후 가공의 필요가 없어져 공정을 늘리지 않고 경사부를 형성할 수 있어 바람직하다.

또한, 다른 방법은 무기 재료와 유기 재료로 이루어지는 격벽용 페이스트를 기판에 도포하여 도포막을 형성하는 공정, 이 도포막에 스트라이프상의 홈을 형성한 격벽 모형을 대고 눌러 격벽 패턴을 형성하는 공정, 이 격벽 패턴을 400 내지 600 ℃에서 소성하는 공정을 이 순서대로 포함하는 방법이다.

이 방법은, 격벽용의 유리 페이스트를 미리 유리 기판의 일부 또는 전면에 균일 도포하고, 이 페이스트 도포층에 격벽 모형을 대고 누름으로써 격벽 패턴을 형성하는 방법이다. 유리 페이스트를 유리 기판에 균일하게 도포하는 방법은 특별히 한정되지 않지만, 스크린 인쇄법이나 다이 코터 또는 롤 코터를 사용한 코팅법 등을 바람직하게 들 수 있다.

이 방법에서도 상기와 마찬가지로 미리 격벽 모형에 형성하는 홈의 단부에 경사부를 형성해 두는 것이 바람직하다.

도 13은 상기한 각 제조 방법에 바람직하게 사용되는 격벽 모형의 단면도이며, 격벽 모형에 형성된 홈의 길이 방향 단부에 경사부를 갖는다. 이 격벽 모형을 구성하는 재료로서는 고분자 수지 또는 금속을 바람직하게 들 수 있는데, 전자의 제조 방법에서는 실리콘 고무 제품의 격벽 모형을 바람직하게 사용할 수가 있으며, 후자의 제조 방법에서는 금속판을 패턴 에칭 또는 연마제를 사용한 패턴 연삭 등에 의해 제작한 격벽 모형을 바람직하게 사용할 수가 있다.

단부에 경사부를 갖는데 덧붙여 격벽을 다층 구성으로 하여 상층보다 하층에 저연화점 유리를 사용하는 것도 접착력을 향상시킬 수 있기 때문에 바람직하다. 기저부와의 점착력이 향상됨으로써 튀어 오름을 방지할 수 있다.

본 발명의 플라즈마 디스플레이용 격벽은 하면폭을 Lb, 반값폭을 Lh, 상면폭을 Lt로 했을 때,

Lt/Lh = 0.65 내지 1

Lb/Lh = 1 내지 2

의 범위에 있는 것이 바람직하다. 또한 Lb는 격벽 저부의 폭, Lh는 반값폭(격벽 높이를 100으로 했을 때 저면에서 50인 높이의 선폭), Lt는 격벽 상부의 폭을 나타낸다.

Lt/Lh가 1보다 크면 격벽 중앙에 잘록함이 발생하는 형상이 되어 격벽의 피치에 대한 방전 공간의 비율, 즉 개구율이 작아지기 때문에 휘도가 저하된다. 또한, 형광체 형성시에 도포 얼룩, 즉 두께 얼룩 또는 불균일이 발생한다. 또한, 0.65 미만이면 상면이 너무 좁아져 패널 형성시에 가해지는 대기압에 견디는 강도가 부족하여 선단의 망가짐이 발생하기 쉬워진다. Lb/Lh가 1 미만이면 강도가 낮아져 격벽의 쓰러짐, 사행의 원인이 되기 때문에 바람직하지 않다. 또한, 2보다 크면 방전 공간이 감소함으로써 휘도가 저하된다.

보다 바람직하게는 Lt/Lh=0.8 내지 1, Lb/Lh=1 내지 1.5의 범위가 개구율의 확보라는 점에서 우수하기 때문에 바람직하다. 단, Lt=Lh=Lb인 경우는 강도가 약해져 쓰러짐이 발생하기 쉬우므로 바람직하지 않다. 형상으로서는 격벽 하면에 잘록함 등이 없는 사다리형 또는 직사각형 형상이 강도의 점에서 바람직하다.

또한, 소성 전의 격벽 패턴을 상기 형상으로 함으로써, 특히 기판 유리나 유전체층과의 접촉 면적이 넓어져 형상 유지 특성 또는 안정성이 향상된다. 그 결과, 소성 후의 벗겨짐, 단선이 해소된다.

본 발명에서의 격벽의 기공율은 격벽의 쓰러짐을 방지하고, 기판과의 밀착성이 우수하다는 점에서 10 % 이하가 바람직하고, 3 % 이하가 보다 바람직하다. 기공율(P)은 격벽 재료의 진비중을 dth, 격벽의 실측 밀도를 dex로 했을 때,

P=(dth-dex)/dth×100

으로 정의한다.

격벽 재료의 진비중은 다음과 같은 이른바 아르키메데스법을 사용하여 산출하는 것이 바람직하다. 격벽 재료를 유발을 사용하여 손가락 끝에 느껴지지 않을 정도인 325 메쉬 이하 정도까지 분쇄한다. 그리고 JIS-R2205에 기재된 바와 같이 진비중을 구한다.

이어서, 실측 밀도의 측정은 격벽 부분을 형상을 망가뜨리지 않도록 깎아내어 분쇄를 행하지 않는 것 이외는 상기와 마찬가지로 하여 아르키메데스법을 사용하여 계측을 한다.

기공율이 10 ％보다 크면, 밀착 강도가 저하되는데 덧붙여 강도의 부족, 또한, 방전시에 기공에서 배출되는 가스, 수분의 흡착에 의한 휘도 저하 등의 발광 특성 저하의 원인이 된다. 패널의 방전 수명, 휘도 안정성 등의 발광 특성을 고려하면, 보다 바람직하게는 1 ％ 이하가 좋다.

플라즈마 디스플레이나 플라즈마 어드레스 액정 디스플레이의 격벽에 사용하는 경우는 유리 전이 온도, 연화점이 낮은 유리 기판상에 패턴 형성하기 때문에 격벽 재료로서 유리 전이 온도가 430 내지 500 ℃, 연화점이 470 내지 580 ℃의 유리 재료를 사용하는 것이 바람직하다. 유리 전이 온도가 500 ℃, 연화점이 580 ℃보다 높으면 고온에서 소성해야 하여 소성시에 기판에 변형이 발생한다. 또한, 유리 전이 온도가 430 ℃, 연화점이 470 ℃보다 낮은 재료는 치밀한 격벽층을 얻을 수 없어 격벽의 벗겨짐, 단선, 사행의 원인이 된다.

유리 전이 온도, 연화점의 측정은 다음과 같이 하는 것이 바람직하다. 시차 열분석(DTA)법을 사용하여 유리 시료 약 100 ㎎를 20 ℃/분으로 공기 중에서 가열하고, 횡축에 온도, 종축에 열량을 플롯하여 DTA 곡선을 그린다. DTA 곡선에 의해 유리 전이 온도와 연화점을 판독한다.

또한, 기판 유리에 사용되는 일반적인 높은 변형점 유리의 열 팽창 계수가 80 내지 90×10^-7/K이므로, 기판의 휨, 패널 봉착시의 균열 방지를 위해서는 50 내지 400 ℃의 열팽창 계수(α_50∼400)가 50 내지 90×10^-7/K, 나아가 60 내지 90×10 ^-7/K의 유리 재료를 격벽 및 유전체층을 사용하는 것이 바람직하다. 상기의 특성을 갖는 유리 재료를 사용함으로써 격벽의 벗겨짐이나 단선을 방지할 수가 있다.

격벽 재료의 조성으로서는 산화 규소는 유리 중에 3 내지 60 중량%의 범위에서 배합하는 것이 바람직하다. 3 중량% 미만인 경우는 유리층의 치밀성, 강도 또는 안정성이 저하되며, 열팽창 계수가 목적으로 하는 값에서 벗어나 유리 기판과의 불일치가 일어나기 쉽다. 또한, 60 중량％ 이하로 함으로써 연화점이 낮아져 유리 기판으로의 점착이 가능해지는 등의 잇점이 있다.

산화 붕소는 유리 중에 5 내지 50 중량%의 범위로 배합함으로써 전기 절연성, 강도, 열팽창 계수, 절연층의 치밀성 등의 전기, 기계 및 열적 특성을 향상시킬 수가 있다. 50 중량%를 초과하면 유리의 안정성이 저하된다.

산화 비스무스, 산화 나트륨, 산화 칼륨 중 적어도 1종류를 2 내지 15 중량％ 함유하는 유리 분말을 사용함으로써도 유리 기판상에 패턴 가공할 수 있는 온도 특성을 갖는 감광성 페이스트를 얻을 수가 있다. 리튬, 나트륨, 칼륨 등의 알칼리 금속의 산화물을 첨가량으로서는 15 중량％ 이하, 바람직하게는 15 중량％로 함으로써 페이스트의 안정성을 향상시킬 수가 있다.

산화 리튬을 함유하는 유리 조성으로서는 산화물 환산 표기로,

산화 리튬 2 내지 15 중량%

산화 규소 15 내지 50 중량％

산화 붕소 15 내지 40 중량％

산화 바륨 2 내지 15 중량％

산화 알루미늄 6 내지 25 중량%

의 조성을 함유하는 것이 바람직하다. 또한, 상기 조성에서 산화 리튬 대신에 산화 나트륨, 산화 칼륨을 사용하여도 좋은데, 페이스트 안정성의 점에서 산화 리튬이 바람직하다.

또한, 산화납, 산화 비스무스, 산화 아연과 같은 금속 산화물과 산화 리튬, 산화 나트륨, 산화 칼륨과 같은 알칼리 금속 산화물의 양쪽을 함유하는 유리에 의해 보다 낮은 알칼리 함유량으로 연화점이나 선열팽창 계수의 제어가 용이해진다.

기판과 격벽 사이에 유전체층을 마련하면 기판상에 직접 형성하는 경우에 비해 격벽의 밀착성이 증대되어 벗겨짐이 억제된다.

유전체층의 두께는 5 내지 20 ㎛, 보다 바람직하게는 8 내지 15 ㎛인 것이 균일한 유전체층의 형성을 위하여 바람직하다. 두께가 20 ㎛를 초과하면 소성시, 탈매가 곤란하여 균열이 발생하기 쉬우며, 기판에 가하는 응력이 크기 때문에 기판이 휘는 등의 문제가 발생한다. 또한, 5 ㎛ 미만이면 두께의 균일성을 유지하기가 곤란하다.

유전체층용 도포막 위에 격벽 패턴을 형성한 후 격벽 패턴과 유전체층용 도포막을 동시에 소성하면, 유전체층용 도포막과 격벽 패턴의 탈결합이 동시에 일어나기 때문에, 격벽 패턴의 탈결합에 의한 수축 응력이 완화되어 벗겨짐 또는 단선을 방지할 수 있다. 이에 대하여 우선 유전체층용 도포막만을 소성한 후, 이 위에 격벽 패턴을 형성하여 소성하는 경우, 격벽과 유전체층과의 밀착 부족에 의한 소성시의 벗겨짐 또는 단선을 일으키기 쉽다. 또한, 격벽 패턴과 유전체층용 도포막을 동시에 소성하면 공정수가 적어도 된다는 잇점이 있다.

동시 소성법의 경우, 유전체층용 도포막을 형성한 후, 막 경화를 행하면 격벽 패턴 형성 공정에서 이 도포막이 현상액에 침식되지 않기 때문에 바람직하다. 유전체층용 도포막을 경화하기 위해서는 유전체층용 페이스트에 감광성인 것을 사용하여 유리 기판상에 도포하고 건조를 행한 후, 노광을 하여 광경화하는 방법이 간편하여 적합하게 사용된다.

또한, 열중합에 의해서도 도포막을 경화시킬 수가 있다. 이 경우는 유전체층용 페이스트 중에 라디칼 중합성 단량체 및 라디칼 중합 개시제를 첨가하여 페이스트를 도포 후, 가열하는 방법 등이 있다.

유전체층용 도포막의 경화를 행하지 않을 수도 있는데, 경화를 행했을 경우에 비하여 격벽 패턴 공정에서 현상액에 의한 침식을 받아 유전체층에 균열이 발생하기 쉽다. 따라서, 현상액에 비용해성의 중합체를 선택해야 한다.

본 발명의 유전체층은 50 내지 400 ℃ 범위의 열팽창 계수 α_50∼400의 값이 70 내지 85×10^-7/K, 보다 바람직하게는 72 내지 83×10^-7/K인 유리를 주성분으로 하는 것이 기판 유리의 열팽창 계수와 정합하여 소성시에 유리 기판에 가해지는 응력을 줄인다는 점에서 바람직하다. 주성분으로 한다는 것은 전체 성분 중에 60 중량％ 이상, 바람직하게는 70 중량％ 이상 함유되는 것을 말한다. 85 ×10^-7/K를 초과하면 유전체층의 형성면측으로 기판이 휘는 응력이 가해지고, 70×10^-7/K 미만이면 유전체층이 없는 면측으로 기판이 휘는 응력이 가해진다. 이 때문에 기판의 가열, 냉각을 반복하면 기판이 갈라지는 경우가 있다. 또한, 전면 기판과의 봉착시, 기판의 휨 때문에 양쪽 기판이 평행해지지 않아 봉착되지 않는 경우도 있다.

본 발명의 플라즈마 디스플레이용 기판의 상기 휨량은 기판의 곡률 반경 R에 반비례하므로 기판의 곡률 반경의 역수(I/R)에 의해 규정할 수가 있다. 여기에서 휨량의 정부(正負)값은 기판이 휘는 방향을 나타낸다. 유리 기판의 곡률 반경은 여러가지 방법으로 측정할 수 있는데, 표면 거칠기 계수(도꾜 세이미쯔사 제품: 서프콤 1500 A 등)를 사용하여 기판면의 웨이브를 측정하는 방법이 가장 간편하다. 얻어진 웨이브 곡선의 최대 편차 H, 측정 길이 L로부터 다음 식을 사용하여 휨량 I/R을 산출할 수 있다.

I/R=8H/L2

기판에 휨이 발생되어 있는 경우, 전면판과 배면판의 봉착시, 격벽 두부와 전면판 표면 사이에 간극이 발생함으로써 각 셀간에 오방전이 발생하거나 봉착시에 기판이 파손되거나 한다. 이러한 문제가 발생하지 않기 위해서는 휨량의 절대값을 3×10^-3m^-1 이하로 할 필요가 있다. 즉 기판의 휨량을 다음 식의 범위내로 할 필요가 있다.

-3×10^-3m^-1≤I/R≤3×10^-3m^-1(R은 기판의 곡률 반경을 나타낸다)

본 발명에서는 유전체층 중에 알칼리 금속을 실질적으로 함유하지 않음으로써 소성시의 기판의 휨이나 패널 봉착시의 균열을 방지할 수가 있다. 본 발명에서 실질적으로 함유하지 않는다는 것은, 알칼리 금속의 함유량이 무기 재료에 대하여 0.5 중량％ 이하, 바람직하게는 0.1 중량％ 이하이다. 열팽창 계수가 기판 유리와 정합되어 있어도 유전체 중에 알칼리 금속, 예를 들면 Na(나트륨), Li(리튬), K(칼륨) 등의 함유량이 0.5 중량％를 초과하는 경우는 소성시에 유리 기판 또는 전극 중의 유리 성분과 이온 교환이 일어나기 때문에, 기판의 표면 부분 또는 유전체층의 열팽창 계수가 변화되어 유전체층과 기판의 열팽창 계수와 일치하지 않게 되고, 기판에 인장 응력이 발생하여 기판 균열의 원인이 된다. 또한, 알칼리 토금속도 실질적으로 함유하지 않는 것이 보다 바람직하다.

본 발명의 유전체층은 적어도 2층인 것이 바람직하다. 유리 기판상의 전극 위에 형성된 유전체층(유전체층 A라 함) 및 유전체층 A 상에 형성된 유전체층(유전체층 B라 함)의 2층 구조가 바람직하다. 예를 들면 전극으로서 은을 사용했을 경우, 유전체층 A 중의 성분과 은이온 또는 유리 기판상의 성분이 이온 교환 등의 반응을 일으켜 유전체층 A가 착색된다는 문제가 발생하는 경우가 있다. 특히 유전체층 A 중에 알칼리 금속 및 그 산화물이 함유되는 경우, 상기 이온 교환 반응이 현저하게 일어나 유전체층 A가 황색화되는 경우가 있다. 이 문제를 해결하기 위하여 본 발명의 유전체층 A 및 B가 실질적으로 알칼리 금속을 함유하지 않는 무기 재료인 것이 바람직하다.

본 발명의 유전체층에는 산화 비스무스, 산화 납, 산화 아연 중 1종 이상, 보다 바람직하게는 산화 비스무스를 10 내지 60 중량％ 함유하는 유리를 사용함으로써 열연화 온도, 열 팽창 계수의 제어가 용이해지므로 바람직하다. 특히 산화 비스무스를 10 내지 60 중량％ 함유하는 유리를 사용하는 것은 페이스트의 안정성 등의 잇점이 있다. 산화 비스무스, 산화 납, 산화 아연의 첨가량은 60 중량％를 초과하면 유리의 내열 온도가 너무 낮아져 유리 기판상으로의 베이킹이 어려워진다.

구체적인 유리 조성의 예로서는 산화물 환산 표기로 이하의 조성을 함유하는 것을 들 수 있는데, 본 발명은 이 유리 조성으로 한정되는 것은 아니다.

산화 비스무스 10 내지 60 중량％

산화 규소 3 내지 50 중량％

산화 붕소 10 내지 40 중량％

산화 바륨 5 내지 20 중량％

산화 아연 10 내지 20 중량％

본 발명의 유전체층 중에 함유되는 무기 재료로서는 산화 티탄, 알루미나, 실리카, 티탄산 바륨, 지르코니아 등의 백색 충전제가 사용된다. 유리를 50 내지 95 중량％, 충전제를 5 내지 50 중량％ 함유하는 무기 재료가 사용된다. 충전제를 상기 범위로 함유함으로써 유전체층의 반사율을 향상시켜 고휘도의 플라즈마 디스플레이가 얻어진다.

본 발명의 유전체층은 무기 재료 분말과 유기 결합제로 이루어지는 유전체 페이스트를 유리 기판상에 도포 또는 적층하고, 소성함으로써 형성할 수 있다. 유전체층용 페이스트에 사용하는 무기 재료 분말의 양은 무기 재료 분말과 유기 성분의 합에 대하여 50 내지 95 중량％인 것이 바람직하다. 50 중량％ 미만이면 유전체층의 치밀성, 표면 평활성이 결여되고, 95 중량％를 초과하면 페이스트 점도가 상승하여 도포시의 두께 얼룩이 커진다.

본 발명 격벽의 제작 방법은 특별히 한정되지 않지만, 공정은 적고 미세한 패턴 형성이 가능한 감광성 페이스트법이 바람직하다.

감광성 페이스트법은 유리 분말을 주성분으로 하는 무기 재료와 감광성을 갖는 유기 성분으로 이루어지는 감광성 페이스트를 사용하여 도포막을 형성하고, 이 도포막을 포토마스크를 통하여 노광하여 현상함으로써 격벽 패턴을 형성하고, 그 후 이 격벽 패턴을 소성하여 격벽을 얻는 방법이다.

감광성 페이스트법에 사용하는 무기 재료의 양은 무기 재료와 유기 재료의 합에 대하여 65 내지 85 중량％인 것이 바람직하다.

65 중량％보다 적으면, 소성시의 수축율이 커져 격벽의 단선, 박피의 원인이 되기 때문에 바람직하지 않다. 또한, 페이스트로서 건조가 어려워져 눌러붙음이 발생하여 인쇄 특성이 저하된다. 또한, 패턴의 두꺼움, 현상시의 잔막 발생이 일어나기 쉽다. 85 중량％보다 크면, 감광 성분이 적음으로써 격벽 패턴 저부까지 광경화되지 않아 패턴의 형성성이 나빠지기 쉽다.

이 방법을 사용하는 경우에는 무기 재료로서 하기와 같은 유리 분말을 사용하는 것이 바람직하다.

유리 분말 중에 산화 알루미늄, 산화 바륨, 산화 칼슘, 산화 마그네슘, 산화 아연, 산화 지르코늄 등, 특히 산화 알루미늄, 산화 바륨, 산화 아연을 첨가함으로써 연화점, 열 팽창 계수, 굴절율을 제어할 수가 있는데, 그 함유량은 40 중량％ 이하가 바람직하고, 보다 바람직하게는 25 중량％ 이하이다.

또한, 일반적으로 절연체로서 사용되는 유리는 1.5 내지 1.9 정도의 굴절율을 가지고 있는데, 감광성 페이스트법을 사용하는 경우, 유기 성분의 평균 굴절율이 유리 분말의 평균 굴절율과 크게 다른 경우는 유리 분말과 유기 성분의 계면에서의 반사, 산란이 커져 정세한 패턴이 얻어지지 않는다. 일반적인 유기 성분의 굴절율은 1.45 내지 1.7이기 때문에 유리 분말과 유기 성분의 굴절율을 정합시키기 위해서는 유리 분말의 평균 굴절율을 1.5 내지 1.7로 하는 것이 바람직하다. 보다 보다 바람직하게는 1.5 내지 1.65로 하는 것이 좋다.

산화 나트륨, 산화 리튬, 산화 칼슘 등의 알칼리 금속의 산화물을 합계 2 내지 10 중량% 함유하는 유리를 사용함으로써 연화점, 열팽창 계수의 제어가 용이해질 뿐만 아니라, 유리의 평균 굴절율을 낮게 할 수가 있기 때문에 유기물과의 굴절율차를 작게 하기가 용이해진다. 2 %보다 작을 때는 연화점의 제어가 어려워진다. 10 %보다 클 때는 방전시에 알칼리 금속 산화물의 증발에 의해 휘도 저하를 초래한다. 또한 알칼리 금속 산화물의 첨가량은 페이스트의 안정성을 향상시키기 위해서도 8 중량%보다 작은 것이 바람직하며, 보다 바람직하게는 6 중량% 이하이다.

특히 알칼리 금속 중에서는 산화 리튬을 사용하는 것이 비교적 페이스트의 안정성을 높게 할 수가 있기 때문에 바람직하다. 또한, 산화 리튬을 사용했을 경우는 비교적 소량의 첨가로도 굴절율을 제거할 수 있는 잇점이 있다.

그 결과, 유리 기판상에 점착 가능한 연화점을 가지며, 평균 굴절율을 1.5 내지 1.7로 할 수가 있어 유기 성분과의 굴절율차를 작게 하기가 용이해진다.

산화 비스무스를 함유하는 유리는 연화점 또는 내수성 향상의 점에서 바람직한데, 산화 비스무스를 10 중량％ 이상 함유하는 유리는 굴절율이 1.6 이상이 되는 것이 많다. 이 때문에 산화 나트륨, 산화 리튬, 산화 칼륨 등의 알칼리 금속의 산화물과 산화 비스무스를 병용함으로써 연화점, 열팽창 계수, 내수성, 굴절율의 콘트롤이 용이해진다.

본 발명에서의 유리 재료의 굴절율 측정은 감광성 유리 페이스트법으로 노광하는 광의 파장으로 측정하는 것이 효과를 확인하는 데에 정확하다. 특히 350 내지 650 nm 범위인 파장의 광으로 측정하는 것이 바람직하다. 나아가 i선(365 nm) 또는 g선(436 nm)에서의 굴절율 측정이 바람직하다.

본 발명의 격벽은 콘트라스트를 높인다는 점에서 우수하므로 흑색으로 착색되어 있어도 좋다. 여러 가지 금속 산화물을 첨가함으로써 소성 후의 격벽을 착색할 수가 있다. 예를 들면, 감광성 페이스트 중에 흑색의 금속 산화물을 1 내지 10 중량％ 함유함으로써 흑색의 패턴을 형성할 수가 있다.

이 때에 사용하는 흑색의 금속 산화물로서 Ru, Cr, Fe, Co, Mn, Cu의 산화물 중 적어도 1종, 바람직하게는 3종 이상을 함유함으로써 흑색화가 가능해진다. 특히 Ru와 Cu의 산화물을 각각 5 내지 20 중량％ 함유함으로써 흑색 패턴을 형성할 수 있다.

또한, 흑색 이외에 적, 청, 녹색으로 발색하는 무기 안료를 첨가한 페이스트를 사용함으로써 각색의 패턴을 형성할 수 있다. 이러한 착색 패턴은 플라즈마 디스플레이의 칼라 필터 등에 적합하게 사용할 수가 있다.

격벽 유리 재료의 유전율은 패널의 소비 전력, 방전 수명이 우수하다는 점에서 주파수 1 MHz, 온도 20 ℃일 때 4 내지 10인 것이 바람직하다. 4 이하로 하기 위해서는 유전율이 3.8 정도인 산화 규소를 많이 함유하여야 하여 유리 전이 온도가 높아지고 소성 온도가 높아지므로, 기판 변형의 원인이 되어 바람직하지 않다. 10 이상이면 대전량의 증가에 의한 전력 손실이 발생하여 소비 전력의 증가를 불러 일으키기 때문에 바람직하지 않다.

또한, 본 발명의 격벽 비중은 2 내지 3.3인 것이 바람직하다. 2 이하로 하기 위해서는 유리 재료에 산화 나트륨이나 산화 칼륨 등의 알칼리 금속의 산화물을 많이 함유하여야 하고, 방전 중에 증발되어 방전 특성을 향상시키는 원인이 되기 때문에 바람직하지 않다. 3.3 이상이 되면 대형 화면으로 했을 때, 디스플레이가 무거워지거나, 하중으로 기판에 변형이 발생시키거나 하므로 바람직하지 않다.

상기에서 사용되는 유리 분말 입경은 제작하고자 하는 격벽의 선폭이나 높이를 고려하여 선택되는데, 50 부피％ 입경(평균 입경 D50)이 1 내지 6 ㎛, 최대 입경 크기가 30 ㎛ 이하, 비표면적 1.5 내지 4 ㎡/g인 것이 바람직하다. 보다 바람직하게는 10 부피입경(D10) 0.4 내지 2 ㎛, 50 부피입경(D50) 1.5 내지 6 ㎛, 90 부피입경(D90): 4 내지 15 ㎛, 최대 입경 크기가 25 ㎛ 이하, 비표면적 1.5 내지 3.5 ㎡/g를 갖고 있는 것이 바람직하다. 보다 바람직하게는 D50이 2 내지 3.5 ㎛, 비표면적 1.5 내지 3 ㎡/g이다.

여기에서 D10, D50, D90은 각각 입경이 작은 유리 분말에서 10 부피％, 50 부피％, 90 부피％의 유리 입경이다.

상기 입도 분포보다 작으면 비표면적이 증가하기 때문에 분말의 응집성이 올라가고, 유기 성분내로의 분산성이 내려가기 때문에 기포를 끌어들이기 쉬워진다. 그 때문에 광산란이 증가하고, 격벽 중앙부의 두꺼워짐, 저부의 경화 부족이 발생하여 바람직한 형상을 얻을 수 없다. 또한, 크면 분말의 부피 밀도가 내려가기 때문에 충전성이 내려가고, 감광성 유기 성분의 양이 부족하여 기포를 끌어들이기 쉬워져 역시 광산란을 일으키기 쉬워진다.

따라서, 입도 분포에는 최적 영역이 있어 상기와 같은 입도 분포를 가진 유리 분말을 사용함으로써, 분말의 충전성이 향상되어 감광성 페이스트 중의 분말 비율을 증가시켜도 기포를 끌어 들이는 일이 적어져, 여분의 광산란이 작기 때문에 격벽 패턴 형성이 유지된다. 또한 분말 충전 비율이 높으므로 소성 수축율이 낮아지고, 패턴 정밀도가 향상되어 바람직한 격벽 형상이 얻어진다.

입경의 측정 방법은 특별히 한정되지 않지만, 레이저 회절·산란법을 사용하는 것이 간편하게 측정할 수 있으므로 바람직하다. 예를 들면 마이크로 트랙사 제품, 입도 분포계 HRA 9320-X100을 사용했을 경우의 측정 조건은 하기와 같다.

시료량: 1 g

분산 조건: 정제수 중에서 1 내지 1.5 분간 초음파 분산, 분산되기 어려운 경우는 0.2 ％ 헥사메타인산 나트륨 수용액 중에서 행한다.

입자 굴절율: 유리 종류에 따라 변경(리튬계 1.6, 비스무스계 1.88)

용매 굴절율: 1.33

측정수: 2회

본 발명의 격벽에 연화점이 550 내지 1200 ℃, 보다 바람직하게는 650 내지 800 ℃인 충전제를 3 내지 60 중량％ 함유시켜도 좋다. 이에 따라 감광성 페이스트법에서 패턴 형성 후 소성시의 수축율이 작아지고 패턴 형성이 용이해져, 소성시의 형상 유지성이 향상된다.

충전제로서는 티타니아, 알루미나, 티탄산 바륨, 지르코니아 등의 세라믹스 또는 산화 규소, 산화 알루미늄을 15 중량％ 이상 함유하는 고융점 유리 분말이 바람직하다. 일례로서는 이하의 조성을 함유하는 유리 분말을 사용하는 것이 바람직하다.

산화 규소 25 내지 50 중량％

산화 붕소 5 내지 20 중량％

산화 알루미늄 25 내지 50 중량％

산화 바륨 2 내지 10 중량％

고융점 유리 분말을 충전제로서 사용할 때, 모유리 재료(저융점 유리)와의 굴절율 차이가 크면 유기 성분과의 정합이 곤란해져 패턴 형성성이 나빠진다.

그래서, 저융점 유리 분말의 평균 굴절율 N1, 고융점 유리 분말의 평균 굴절율 N2가 다음의 범위에 있음으로써 유기 성분과의 굴절율 정합이 용이해진다.

-0.05≤N1-N2≤0.05

무기 분말 굴절율의 오차가 작은 것도 광산란 저감에는 중요한 것이다. 굴절율의 오차가 ±0.05인(무기 분말의 95 부피％ 이상이 평균 굴절율 N1±0.05의 범위에 들어 있다) 것이 광산란 저감에는 바람직하다.

사용하는 충전제의 입경으로서는 평균 입경 1 내지 6 ㎛인 것이 바람직하다. 또한, D10(10 부피％ 입경) 0.4 내지 2 ㎛, D50(50 부피％ 입경): 1 내지 3 ㎛, D90(90 부피％ 입경): 3 내지 8 ㎛, 최대 입자 크기: 10 ㎛ 이하의 입도 분포를 갖는 것을 사용하는 것이 패턴 형성을 행하는 데에 바람직하다.

보다 바람직하게는 D90은 3 내지 5 ㎛, 최대 입자 크기 5 ㎛ 이하가 바람직하다. D90이 3 내지 5 ㎛의 미세한 분말인 것이 소성 수축율을 낮게 할 수가 있으며, 기공율이 낮은 격벽을 제작하는 점에서 우수하므로 바람직하다. 또한, 격벽 상부의 길이 방향의 요철을 ±2 ㎛ 이하로 하는 것이 가능해진다. 충전제에 큰 입경의 분말을 사용하면 기공율이 상승할 뿐만 아니라, 격벽 상부의 요철이 커져 오방전을 불러일으키므로 바람직하지 않다.

유리 페이스트중에 함유되는 유기 성분으로서는 에틸셀룰로오스로 대표되는 셀룰로오스 화합물, 폴리이소부틸메타크릴레이트로 대표되는 아크릴중합체 등을 사용할 수가 있다. 또한, 폴리비닐알코올, 폴리비닐부티랄, 메타크릴산에스테르 중합체, 아크릴산 에스테르 중합체, 아크릴산 에스테르-메타크릴산 에스테르 공중합체, α-메틸스티렌 중합체, 부틸메타크릴레이트 수지 등을 들 수 있다.

그 밖에 유리 페이스트에는 필요에 따라 각종 첨가제를 첨가할 수가 있으며, 점도를 조정하고자 하는 경우는 유기 용매를 첨가하여도 좋다. 이 때 사용되는 유기 용매로서는 메틸셀로솔브, 에틸셀로솔브, 부틸셀로솔브, 메틸에틸케톤, 디옥산, 아세톤, 시클로헥사논, 시클로펜타논, 이소부틸알코올, 이소프로필알코올, 테트라히드로푸란, 디메틸술폭시드, γ-부티로락톤, 브로모벤젠, 클로로벤젠, 디브로모벤젠, 디클로로벤젠, 브로모벤조산, 클로로벤조산, 테르피네올 등 또는 이들 중의 1종 이상을 함유하는 유기 용매 혼합물이 사용된다.

또한, 격벽 형성법으로서 감광성 페이스트법을 사용하는 경우에는 하기와 같은 유기 성분이 사용된다.

유기 성분은 감광성 단량체, 감광성 올리고머, 감광성 중합체 중 적어도 1종류에서 선택되는 감광성 성분을 함유하며, 다시 필요에 따라 결합제, 광중합 개시제, 자외선 흡수제, 증감제, 증감 조제, 중합금지제, 가소제, 증점제, 유기 용매, 산화 방지제, 분산제, 유기 또는 무기 침전 방지제 등의 첨가제 성분을 첨가하는 것도 행해진다.

감광성 성분으로서는, 광불용화형인 것과 광가용화형인 것이 있으며, 광불용화형의 것으로서,

(A) 분자내에 불포화기 등을 하나 이상 갖는 관능성 단량체, 올리고머, 중합체를 함유하는 것

(B) 방향족 디아조 화합물, 방향족 아지드 화합물, 유기 할로겐 화합물 등의 감광성 화합물을 함유하는 것

(C) 디아조계 아민과 포름알데히드와의 축합물 등 이른바 디아조 수지라는 것 등이 있다.

또한, 광가용형의 것으로서는,

(D) 디아조 화합물의 무기염 또는 유기산과의 착물, 퀴논디아조류를 함유하는 것

(E) 퀴논디아조류를 적당한 중합체 결합제로 축합시킨, 예를 들면 페놀, 노볼락 수지의 나프토퀴논-1,2-디아지드-5-술폰산 에스테르 등이 있다.

본 발명에 사용하는 감광성 성분은 상기한 모든 것을 사용할 수가 있다. 감광성 페이스트로서 무기 미립자와 혼합하여 간편하게 사용할 수가 있는 감광성 성분은 (A)의 것이 바람직하다.

감광성 단량체로서는, 탄소-탄소 불포화 결합을 함유하는 화합물로, 그 구체적인 예로서 메틸아크릴레이트, 에틸아크릴레이트, n-프로필아크릴레이트, 이소프로필아크릴레이트, n-부틸아크릴레이트, sec-부틸아크릴레이트, sec-부틸아크릴레이트, 이소-부틸아크릴레이트, tert-부틸아크릴레이트, n-펜틸아크릴레이트, 알릴아크릴레이트, 벤질아크릴레이트, 부톡시에틸아크릴레이트, 부톡시트리에틸렌글리콜아크릴레이트, 시클로헥실아크릴레이트, 디시클로펜타닐아크릴레이트, 디시클로펜테닐아크릴레이트, 2-에틸헥실아크릴레이트, 글리세롤아크릴레이트, 글리시딜아크릴레이트, 헵타데카플루오로데실아크릴레이트, 2-히드록시에틸아크릴레이트, 이소보닐아크릴레이트, 2-히드록시프로필아크릴레이트, 이소데실아크릴레이트, 이소옥틸아크릴레이트, 라우릴아크릴레이트, 2-메톡시에틸아크릴레이트, 메톡시에틸렌글리콜아크릴레이트, 메톡시디에틸렌글리콜아크릴레이트, 옥타플루오로펜틸아크릴레이트, 페녹시에틸아크릴레이트, 스테아릴아크릴레이트, 트리플루오로에틸아크릴레이트, 알릴화 시클로헥실디아크릴레이트, 1,4-부탄디올디아크릴레이트, 1,3-부틸렌글리콜디아크릴레이트, 에틸렌글리콜디아크릴레이트, 디에틸렌글리콜디아크릴레이트, 트리에틸렌글리콜디아크릴레이트, 폴리에틸렌글리콜디아크릴레이트, 디펜타에리스리톨헥사아크릴레이트, 디펜타에리스리톨모노히드록시펜타아크릴레이트, 디트리메틸올프로판테트라아크릴레이트, 글리세롤디아크릴레이트, 메톡시화 시클로헥실디아크릴레이트, 네오펜틸글리콜디아크릴레이트, 프로필렌글리콜디아크릴레이트, 폴리프로필렌글리콜디아크릴레이트, 트리글리세롤디아크릴레이트, 트리메틸올프로판트리아크릴레이트, 아크릴아미드, 아미노에틸아크릴레이트, 페닐아크릴레이트, 페녹시에틸아크릴레이트, 벤질아크릴레이트, 1-나프틸아크릴레이트, 2-나프틸아크릴레이트, 비스페놀A디아크릴레이트, 비스페놀A-에틸렌옥시드 부가물의 디아크릴레이트, 비스페놀A-프로필렌옥시드 부가물의 디아크릴레이트, 티오페놀아크릴레이트, 벤질머캅탄아크릴레이트 등의 아크릴레이트, 또한, 이러한 방향환의 수소 원자 중 1 내지 5개를 염소 또는 브롬 원자로 치환한 단량체 또는 스티렌, p-메틸스티렌, o-메틸스티렌, m-메틸스티렌, 염소화 스티렌, 브롬화 스티렌, α-메틸스티렌, 염소화 α-메틸스티렌, 브롬화 α-메틸스티렌, 클로로메틸스티렌, 히드록시메틸스티렌, 카르복시메틸스티렌, 비닐나프탈렌, 비닐안트라센, 비닐카르바졸 및 상기 화합물의 분자내의 아크릴레이트를 일부 또는 전부를 메타크릴레이트로 바꾼 것, γ-메타크릴옥시프로필트리메톡시실란, 1-비닐-2-피롤리돈 등을 들 수가 있다. 본 발명에서는 이들을 1종 또는 2종 이상 사용할 수가 있다.

이들 이외에 불포화 카르복실산 등의 불포화산을 첨가함으로써 감광 후의 현상성을 향상시킬 수가 있다. 불포화 카르복실산의 구체적인 예로서는 아크릴산, 메타크릴산, 이타콘산, 크로톤산, 말레인산, 푸말산, 비닐아세트산 또는 이들의 산무수물 등을 들 수가 있다.

이들 단량체의 함유율은 유리 분말과 감광성 성분의 합에 대하여 5 내지 30 중량％가 바람직하다. 이 이외의 범위에서는 패턴 형성성의 악화, 경화후의 경도 부족이 발생하기 때문에 바람직하지 않다.

결합제로서는 폴리비닐알코올, 폴리비닐부티랄, 메타크릴산 에스테르 중합체, 아크릴산 에스테르 중합체, 아크릴산 에스테르-메타크릴산 에스테르 공중합체, α-메틸스티렌 중합체, 부틸메타크릴레이트 수지 등을 들 수 있다.

또한, 상술한 탄소-탄소 이중 결합을 갖는 화합물 중 적어도 1종류를 중합하여 얻어진 올리고머 또는 중합체를 사용할 수가 있다. 중합시에, 이들 광반응성 단량체의 함유율이 10 중량％ 이상, 보다 바람직하게는 35 중량％ 이상이 되도록 다른 감광성 단량체와 중합할 수가 있다.

공중합하는 단량체로서는 불포화 카르복실산 등의 불포화산을 공중합함으로써 감광 후의 현상성을 향상시킬 수가 있다. 불포화 카르복실산의 구체적인 예로서는 아크릴산, 메타크릴산, 이타콘산, 크로톤산, 말레인산, 푸말산, 비닐아세트산 또는 이들의 산무수물 등을 들 수 있다.

이렇게 하여 얻어진 측쇄에 카르복실기 등의 산성기를 갖는 중합체 또는 올리고머의 산가(AV)는 30 내지 150, 나아가 70 내지 120의 범위가 바람직하다. 산가가 30 미만이면 미노광부의 현상액에 대한 용해성이 저하되기 때문에 현상액 농도를 짙게 하면 노광부까지 박피가 발생하여 미세한 패턴이 얻어지기 어렵다. 또한, 산가가 150을 초과하면 현상 허용폭이 좁아진다.

현상성을 불포화산 등의 단량체로 부여하는 경우는 중합체의 평가값은 50 이하로 함으로써 유리 분말과 중합체의 반응에 의한 겔화를 억제할 수가 있으므로 바람직하다.

이상 나타낸 중합체 또는 올리고머에 대하여 광반응성기를 측쇄 또는 분자 말단에 부가시킴으로써, 감광성을 가진 감광성 중합체 또는 감광성 올리고머로서 사용할 수가 있다. 바람직한 광반응성기는, 에틸렌성 불포화기를 갖는 것이다. 에틸렌성 불포화기로서는 비닐기, 알릴기, 아크릴기, 메타크릴기 등을 들 수가 있다.

이와 같은 측쇄를 올리고머 또는 중합체에 부가시키는 방법은, 중합체 중의 메르캅토기, 아미노기, 수산기 또는 카르복실기에 대하여 글리시딜기 또는 이소시아네이트기를 갖는 에틸렌성 불포화 화합물 또는 아크릴산 클로라이드, 메타크릴산 클로라이드 또는 알릴클로라이드를 부가 반응시켜 만드는 방법이 있다.

글리시딜기를 갖는 에틸렌성 불포화 화합물로서는 아크릴산 글리시딜, 메타크릴산 글리시딜, 알릴글리시딜에테르, 에틸아크릴산 글리시딜, 크로토닐글리시딜에테르, 크로톤산 글리시딜에테르, 이소크로톤산 글리시딜에테르 등을 들 수 있다.

이소시아네이트기를 갖는 에틸렌성 불포화 화합물로서는 (메타)아크릴로일이소시아네이트, (메타)아크릴로일에틸이소시아네이트 등이 있다.

또한, 글리시딜기 또는 이소시네이트기를 갖는 에틸렌성 불포화 화합물 또는 아크릴산 클로라이드, 메타크릴산 클로라이드 또는 알릴클로라이드는 중합체 중의 머캅토기, 아미노기, 수산기 또는 카르복실기에 대하여 0.05 내지 1 몰당량을 부가시키는 것이 바람직하다.

감광성 페이스트 중의 감광성 중합체, 감광성 올리고머 및 결합제로 이루어지는 중합체 성분의 양으로서는 패턴 형성성, 소성 후의 수축율의 관점에서 우수하므로 유리 분말과 감광성 성분의 합에 대하여 5 내지 30 중량％인 것이 바람직하다. 이 범위 밖이면 패턴 형성이 불가능하거나 패턴의 두꺼워짐이 발생하므로 바람직하지 않다.

광중합 개시제의 구체적인 예로서 벤조페논, o-벤조일벤조산 메틸, 4,4-비스(디메틸아민)벤조페논, 4,4-비스(디에틸아미노)벤조페논, 4,4-디클로로벤조페논, 4-벤조일-4-메틸디페닐케톤, 디벤질케톤, 플루오레논, 2,2-디에톡시아세토페논, 2,2-디메톡시-2-페닐-2-페닐아세토페논, 2-히드록시-2-메틸프로피오페논, p-t-부틸디클로로아세토페논, 티오크산톤, 2-메틸티오크산톤, 2-클로로티오크산톤, 2-이소프로필티오크산톤, 디에틸티오크산톤, 벤질디메틸케탄올, 벤질메톡시에틸아세탈, 벤조인, 벤조인메틸에테르, 벤조인부틸에테르, 안트라퀴논, 2-t-부틸 안트라퀴논, 2-아밀안트라퀴논, β-클로르안트라퀴논, 안트론, 벤즈안트론, 디벤조스베론, 메틸렌안트론, 4-아지드벤잘아세토페논, 2,6-비스(p-아지드벤질리덴)시클로헥사논, 2,6-비스(p-아지드벤질리덴)-4-메틸시클로헥사논, 2-페닐-1,2-부타디온-2-(o-메톡시카르보닐)옥심, 1-페닐-프로판디온-2-(o-에톡시카르보닐)옥심, 1,3-디페닐-프로판트리온-2-(o-에톡시카르보닐)옥심, 1-페닐-3-에톡시-프로판트리온-2-(o-벤조일)옥심, 미히라케톤, 2-메틸-[4-(메틸티오)페닐]-2-모르폴리노-1-프로파논, 2-벤질-2-디메틸아미노-1-(4-모르폴리노페닐)부타논-1-나프탈렌술포닐클로라이드, 퀴놀린술포닐클로라이드, N-페닐티오아크리돈, 4,4-아조비스이소부티로니트릴, 디페닐디술피드, 벤즈티아졸디술피드, 트리페닐포스핀, 캄퍼퀴논, 사브롬화탄소, 트리브로모페닐술폰, 과산화벤조인 및 에오신, 메틸렌블루 등의 광환원성 색소와 아스코르빈산, 트리에탄올아민 등의 환원제 조합등을 들 수 있다. 본 발명에서는 이것들을 1종 또는 2종 이상 사용할 수 있다.

광중합 개시제는 감광성 성분에 대하여 0.05 내지 20 중량%의 범위에서 첨가되며, 보다 바람직하게는 0.1 내지 15 중량%이다. 중합 개시제의 양이 너무 적으면, 광감도가 불량해지고, 광중합 개시제의 양이 너무 많으면, 노광부의 잔존율이 너무 작아질 우려가 있다.

자외선 흡수제를 첨가하는 것도 유효하다. 자외선 흡수 효과가 높은 화합물을 첨가함으로써 높은 종횡비, 미세도, 고해상도를 얻을 수 있다. 자외선 흡수제로서는 유기계 염료로 이루어지는 것, 그 중에서도 350 내지 450 nm의 파장 범위에서 높은 UV 흡수 계수를 갖는 유기계 염료가 바람직하게 사용된다. 구체적으로는 아조계 염료, 아미노케톤계 염료, 크산텐계 염료, 퀴놀린계 염료, 안트라퀴논계, 벤조페논계, 디페닐시아노아크릴레이트계, 트리아진계, p-아미노벤조산계 염료 등을 사용할 수 있다. 유기계 염료는 흡광제로서 첨가했을 경우에도, 소성 후의 절연막 중에 잔존하지 않고 흡광제에 의한 절연막 특성의 저하를 적게할 수 있으므로 바람직하다. 이들 중에서도 아조계 및 벤조페논계 염료가 바람직하다.

유기 염료의 첨가량은 유리 분말에 대하여 0.05 내지 1 중량부가 바람직하다. 0.05중량% 이하이면 자외선 흡광제의 첨가 효과가 낮고, 1 중량%를 초과하면 소성후의 절연막 특성이 저하되므로 바람직하지 않다. 보다 바람직하게는 0.1 내지 0.18 중량%이다.

유기 염료로 이루어지는 자외선 흡광제 첨가 방법의 일례를 든다. 유기 염료를 미리 유기 용매에 용해한 용액을 제조하고, 그것을 페이스트 제조시에 혼련한다. 또는, 이 유기 염료 용매 중에 유리 미립자를 혼합 후, 건조하는 방법도 있다. 이 방법에 의해 유리 미립자 개개의 입자 표면에 유기 염료막을 도포한 이른바 캡슐상의 미립자를 제조할 수 있다.

본 발명에 있어서, 무기 미립자에 포함되는 Ca, Fe, Mn, Co, Mg 등의 금속 및 산화물이 페이스트 중에 함유된 감광성 성분과 반응하여 페이스트가 단시간에 겔화되어 도포할 수 없게 되는 경우가 있다. 이와 같은 반응을 방지하기 위하여 안정화제를 첨가하여 겔화를 방지하는 것이 바람직하다. 사용하는 안정화제로서는, 트리아졸 화합물이 바람직하게 사용된다. 트리아졸 화합물로서는 벤조트리아졸 유도체가 바람직하게 사용된다. 그 중에서도 특히 벤조트리아졸이 유효하게 작용한다. 본 발명에서 사용되는 벤조트리아졸에 의한 유리 미립자의 표면 처리의 일례를 들면, 무기 미립자에 대하여 소정량의 벤조트리아졸을 아세트산 메틸, 아세트산 에틸, 에틸알코올, 메틸알코올 등의 유기 용매에 용해한 후, 무기 미립자가 충분히 젖을 수 있도록 용액 중에 1 내지 24시간 침지한다. 침지후, 바람직하게는 20 내지 30 ℃에서 자연 건조하여 용매를 증발시키고 트리아졸 처리된 미립자를 제조한다. 사용되는 안정화제의 비율(안정화제/무기 미립자)은 0.05 내지 5 중량%가 바람직하다.

증감제는 감도를 향상시키기 위하여 첨가된다. 증감제의 구체예로서는, 2, 4-디에틸티오크산톤, 이소프로필티오크산톤, 2,3-비스(4-디에틸아미노벤잘)시클로펜타논, 2,6-비스(4-디메틸아미노벤잘)시클로헥사논, 2,6-비스(4-디메틸아미노벤잘)-4-메틸시클로헥사논, 미히라케톤, 4,4-비스(디에틸아미노)-벤조페논, 4,4-비스(디메틸아미노)카르콘, 4,4-비스(디에틸아미노)카르콘, p-디메틸아미노신나밀리덴인다논, p-디메틸아미노벤질리덴인다논, 2-(p-디메틸아미노페닐비닐렌)-이소나프토티아졸, 1,3-비스(4-디메틸아미노벤잘)아세톤, 1,3-카르보닐-비스(4-디에틸아미노벤잘)아세톤, 3,3-카르보닐-비스(7-디에틸아미노쿠말린), N-페닐-N-에틸에탄올아민, N-페닐에탄올아민, N-톨릴디에탄올아민, N-페닐에탄올아민, 디메틸아미노벤조산 이소아밀, 디에틸아미노벤조산 이소아밀, 3-페닐-5-벤조일티오테트라졸, 1-페닐-5-에톡시카르보닐티오테트라졸 등을 들 수 있다. 본 발명에서는 이들을 1종 또는 2종 이상 사용할 수 있다. 한편, 증감제 중에는 광중합 개시제로서도 사용할 수 있는 것이 있다. 증감제를 본 발명의 감광성 페이스트에 첨가하는 경우, 그 첨가량은 감광성 성분에 대하여 통상 0.05 내지 10 중량％, 보다 바람직하게는 0.1 내지 10 중량％이다. 증감제의 양이 너무 적으면 광감도를 향상시키는 효과가 발휘되지 않고, 증감제의 양이 너무 많으면 노광부의 잔존율이 너무 작아질 우려가 있다.

또한, 증감제는 노광 파장에 흡수를 갖고 있는 것이 사용된다. 이 경우, 흡수 파장 근방에서는 굴절율이 극단적으로 높아지기 때문에 증감제를 다량으로 첨가함으로써 유기 성분의 굴절율을 향상할 수가 있다. 이 경우 증감제의 첨가량은 3 내지 10 중량％ 첨가할 수가 있다.

중합 금지제는, 보존시의 열안정성을 향상시키기 위하여 첨가된다. 중합 금지제의 구체적인 예로서는, 히드로퀴논, 히드로퀴논의 모노에스테르화물, N-니트로소디페닐아민, 페노티아진, p-t-부틸카테콜, N-페닐나프틸아민, 2,6-디-t-부틸-p-메틸페놀, 클로라닐, 피로가롤 등을 들 수 있다.

또한, 첨가함으로써 광경화 반응의 역치를 올리고, 패턴 선폭의 축소화, 갭에 대한 패턴 상부의 두터움이 없어진다.

그 첨가량은 감광성 페이스트 중에 통상 0.01 내지 1 중량％이다. 0.01 중량％보다 작으면 첨가 효과가 나오기 어렵고, 1 중량％보다 많이 첨가하면 감도가 저하되기 때문에 패턴을 형성하기 위한 노광량이 많이 필요해진다.

가소제의 구체적인 예로서는, 디부틸프탈레이트, 디옥틸프탈레이트, 폴리에틸렌글리콜, 글리세린 등을 들 수 있다.

산화 방지제는 보존시에 아크릴계 공중합체의 산화를 방지하기 위하여 첨가된다. 산화 방지제의 구체적인 예로서 2,6-디-t-부틸-p-크레졸, 부틸화 히드록시아니솔, 2,6-디-t-4-에틸페놀, 2,2-메틸렌-비스-(4-메틸-6-t-부틸페놀), 2,2-메틸렌-비스-(4-에틸-6-t-부틸페놀), 4,4-비스-(3-메틸-6-t-부틸페놀), 1,1,3-트리스-(2-메틸-6-t-부틸페놀), 1,1,3-트리스-(2-메틸-4-히드록시-t-부틸페닐)부탄, 비스[3,3-비스-(4-히드록시-3-t-부틸페닐)부티르산]글리콜에스테르, 디라우릴티오디프로피오네이트, 트리페닐포스파이트 등을 들 수 있다. 산화 방지제를 첨가하는 경우, 그 첨가량은 통상 페이스트중에 0.01 내지 1 중량％이다.

본 발명의 감광성 페이스트에는 용액의 점도를 조정하고자 하는 경우, 유기 용매를 첨가하여도 좋다. 이 때 사용되는 유기 용매로서는 메틸셀로솔브, 에틸셀로솔브, 부틸셀로솔브, 메틸에틸케톤, 디옥산, 아세톤, 시클로헥사논, 시클로펜타논, 이소부틸알코올, 이소프로필알코올, 테트라히드로푸란, 디메틸술폭시드, γ-부티로락톤, 브로모벤젠, 클로로벤젠, 디브로모벤젠, 디클로로벤젠, 브로모벤조산, 클로로벤조산등 또는 이들 중의 1종 이상을 함유하는 유기 용매 혼합물이 사용된다.

유기 성분의 굴절율이란, 노광에 의해 감광성 성분을 감광시키는 시점에서의 페이스트 중의 유기 성분의 굴절율이다. 즉 페이스트를 도포하고, 건조 공정 후에 노광을 행하는 경우는, 건조 공정 후의 페이스트 중의 유기 성분의 굴절율을 말한다. 예를 들면, 페이스트를 유리 기판상에 도포한 후, 50 내지 100℃에서 1 내지 30분 건조하여 굴절율을 측정하는 방법 등이 있다.

본 발명에 있어서 굴절율의 측정은, 일반적으로 이루어지는 에립소메트리법과 V블럭법이 바람직하며, 측정은 노광하는 광의 파장으로 행하는 것이 효과를 확인하는데 정확하다. 특히 350 내지 650 nm 범위 중의 파장광으로 측정하는 것이 바람직하다. 나아가, i선(365 nm) 또는 g선(436 nm)에서의 굴절율 측정이 바람직하다.

또한, 유기 성분이 광조사에 의해 중합된 후의 굴절율을 측정하기 위해서는, 페이스트 중에 대하여 광조사하는 경우와 마찬가지 빛을 유기 성분에만 조사함으로써 측정할 수 있다.

감광성 페이스트는 통상 무기 미립자, 자외선 흡광제, 감광성 중합체, 감광성 단량체, 광중합 개시제, 유리 슬릿 및 용매 등의 각종 성분을 소정의 조성이 되도록 조합한 후, 3축 롤러 또는 혼련기로 균질하게 혼합 분산하여 제조한다.

페이스트의 점도는 무기 미립자, 증점제, 유기 용매, 가소제 및 침전 방지제 등의 첨가 비율에 따라 적절히 조정되는데, 그 범위는 2000 내지 20만 cps(센티포이즈)이다. 예를 들면 유리 기판으로의 도포를 스핀코트법으로 행하는 경우는, 200 내지 5000 cps가 바람직하다. 스크린 인쇄법으로 1회 도포하여 10 내지 20μm를 얻기 위해서는 1만 내지 10만 cps가 바람직하다.

이어서, 감광성 페이스트를 사용하여 패턴 가공을 하는 일례에 대해서 설명하겠는데, 본 발명은 이에 한정되지 않는다.

유리 기판과 세라믹스 기판 또는 중합체제 필름 위에 감광성 페이스트를 전면 도포 또는 부분적으로 도포한다. 도포 방법으로서는, 스크린 인쇄, 바 코팅, 롤 코팅, 다이 코팅, 블레이드 코팅 등의 방법을 사용할 수 있다. 도포 두께는 도포 회수, 스크린의 메쉬, 페이스트의 점도를 선택함으로써 조정할 수 있다.

여기서 페이스트를 기판상에 도포하는 경우, 기판과 도포막과의 밀착성을 높이기 위하여 기판의 표면 처리를 할 수 있다. 표면 처리액으로서는 실란 커플링제, 예를 들면 비닐트리클로로실란, 비닐트리메톡시실란, 비닐트리에톡시실란, 트리스-(2-메톡시에톡시)비닐실란, γ-글리시독시프로필트리메톡시실란, γ-(메타크릴록시프로필)트리메톡시실란, γ-(2-아미노에틸)아미노프로필트리메톡시실란, γ-클로로프로필트리메톡시실란, γ-머캅토프로필트리메톡시실란, γ-아미노프로필트리에톡시실란 등 또는 유기 금속, 예를 들면 유기 티타늄, 유기 알루미늄, 유기 지르코늄 등이다. 실란커플링제 또는 유기 금속을 유기 용매, 예를 들면 에틸렌글리콜모노메틸에테르, 에틸렌글리콜모노에틸에테르, 메틸알코올, 에틸알코올, 프로필알코올, 부틸알코올 등으로 0.1 내지 5 ％의 농도로 희석한 것을 사용한다. 이어서, 이 표면 처리액을 스피너 등으로 기판상에 균일하게 도포한 후에 80 내지 140℃에서 10 내지 60분간 건조함으로써 표면 처리를 할 수 있다.

또한, 필름상에 도포했을 경우, 필름상에서 건조를 행한 후, 다음의 노광 공정을 행하는 경우와, 유리 또는 세라믹의 기판 위에 붙인 후, 노광 공정을 행하는 방법이 있다.

도포한 후, 노광 장치를 사용하여 노광을 행한다. 노광은 통상의 포토리토그래피로 이루어지도록, 포토마스크를 사용하여 마스크 노광하는 방법이 일반적이다. 사용하는 마스크는, 감광성 유기 성분의 종류에 따라 네가티브형 또는 포지티브형 중의 어느쪽을 선정한다.

또한, 포토마스크를 사용하지 않고 적색 또는 청색의 레이저광 등으로 직접 묘화하는 방법을 사용하여도 좋다.

노광 장치로서는, 스테퍼 노광기, 프록시미티 노광기 등을 사용할 수 있다. 또한, 큰 면적의 노광을 행하는 경우는, 유리 기판 등의 기판상에 감광성 페이스트를 도포한 후에, 반송하면서 노광을 행함으로써 작은 노광 면적의 노광기로 커다란 면적을 노광할 수가 있다.

이 때 사용되는 활성 광원은, 예를 들면 가시 광선, 근적외선, 자외선, 전자선, X선, 레이저광 등을 들 수 있는데, 이들 중에서 자외선이 바람직하며, 그 광원으로서는, 예를 들면 저압 수은등, 고압 수은등, 초고압 수은등, 할로겐 램프, 살균등 등을 사용할 수 있다. 이들 중에서도 초고압 수은등이 적합하다. 노광 조건은 도포 두께에 따라 다른데, 3 내지 50 mW/㎠ 출력의 초고압 수은등을 사용하여 20초 내지 30분간 노광을 한다.

노광 후, 감광 부분과 비감광 부분의 현상액에 대한 용해도 차이를 이용하여 현상을 행하는데, 이 경우 침지법, 샤워법, 스프레이법, 브러쉬법으로 행한다.

사용하는 현상액은 감광성 페이스트 중의 유기 성분이 용해 가능한 유기 용매를 사용할 수 있다. 또한, 이 유기 용매에 그 용해력이 손상되지 않는 범위에서 물을 첨가하여도 좋다. 감광성 페이스트 중에 카르복실기 등의 산성기를 갖는 화합물이 존재하는 경우, 알칼리 수용액으로 현상할 수 있다. 알칼리 수용액으로서 수산화 나트륨 또는 탄산 나트륨, 수산화 칼슘 수용액 등과 같은 금속 알칼리 수용액을 사용할 수 있는데, 유기 알칼리 수용액을 사용하는 것이 소성시에 알칼리 성분을 제거하기 쉬우므로 바람직하다.

유기 알칼리로서는 아민 화합물을 사용할 수가 있다. 구체적으로는 테트라메틸암모늄히드록사이드, 트리메틸벤질암모늄히드록사이드, 모노에탄올아민, 디에탄올아민 등을 들 수 있다. 알칼리 수용액의 농도는 통상 0.01 내지 10 중량％, 보다 바람직하게는 0.1 내지 5 중량％이다. 알칼리 농도가 너무 낮으면 가용부가 제거되지 않고, 알칼리 농도가 너무 높으면 패턴부를 박리시키며 비가용부를 부식시킬 우려가 있어 바람직하지 않다. 또한, 현상시의 현상 온도는 20 내지 50 ℃에서 행하는 것이 공정 관리상 바람직하다.

이어서 소성로에서 소성을 한다. 소성 분위기나 온도는 페이스트 또는 기판의 종류에 따라 다른데 공기중, 질소, 수소 등의 분위기 중에서 소성한다. 소성로로서는 배치식의 소성로 또는 밸트식의 연속형 소성로를 사용할 수가 있다.

유리 기판상에 패턴 가공하는 경우는 승온 속도 200 내지 400 ℃/시간에 540 내지 610℃의 온도에서 10 내지 60분간 유지하여 소성을 행한다. 또한, 소성 온도는 사용하는 유리 분말에 의해 결정되는데, 패턴 형성 후의 형태가 망가지지 않으며, 유리 분말의 형상이 남지 않는 적정한 온도에서 소성하는 것이 바람직하다.

적정 온도보다 낮으면 기공율, 격벽 상부의 요철이 커져 방전 수명이 짧아지거나 오방전을 일으키기 쉽거나 하기 때문에 바람직하지 않다.

또한, 적정 온도보다 높으면 패턴 형상시의 형상이 망가져 격벽 상부가 둥그스름해지거나 극단적으로 높이가 낮아져 목적으로 하는 높이를 얻을 수 없기 때문에 바람직하지 않다.

또한, 이상의 도포 또는 노광, 현상, 소성의 각 공정 중에 건조, 예비 반응의 목적으로 50 내지 300℃ 가열 공정을 도입하여도 좋다.

이하에 본 발명을 실시예 및 비교예를 사용하여 구체적으로 설명한다. 단, 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 또한 실시예, 비교예 중의 농도(％)는 특별히 언급이 없는 한 중량％이다.

본 발명의 실시예에 사용한 재료를 이하에 나타낸다.

유리 (1);

조성: Li₂O 7 ％, SiO₂ 22 ％, B₂O₃ 32 ％, BaO 4 ％, Al₂O₃ 22 ％, ZnO 2 ％, MgO 6 ％, CaO 4 ％

열물성: 유리 전이 온도 491 ℃, 연화점 528 ℃,

열팽창 계수 74×10^-7/K

입경: D10 0.9 ㎛

D50 2.6 ㎛

D90 7.5 ㎛

최대 입경 22.0 ㎛

비표면적: 1.92 ㎡/g

굴절율: 1.59(g선 436 nm)

비중: 2.54

유리 (2);

조성: Bi₂O₃ 38 ％, SiO₂ 7 ％, B₂O₃ 19 ％, BaO 12 ％, Al₂O₃ 4 ％, ZnO 20 ％

열물성: 유리 전이 온도 475 ℃, 연화점 515 ℃,

열팽창 계수 75×10^-7/K

입경: D10 0.9 ㎛

D50 2.5 ㎛

D90 3.9 ㎛

최대 입경 6.5 ㎛

(백색 충전제 분말)

충전제; TiO₂, 비중 4.61

(중합체)

중합체 (1): 40 ％의 메타크릴산(MAA), 30 ％의 메틸메타크릴레이트(MMA) 및 30 ％의 스티렌(St)으로 이루어지는 공중합체의 카르복실기에 대하여 0.4 당량의 글리시딜메타크릴레이트(GMA)를 부가 반응시킨 중량 평균 분자량 43000, 산가 95의 감광성 중합체의 40 ％ γ-부티로락톤 용액

중합체 (2): 에틸셀룰로오스/테르피네올=6/94(중량비)의 용액

(단량체)

단량체 (1): X₂-N-CH(CH₃)-CH₂-(O-CH₂-CH(CH₃)) _n-N-X₂

X: -CH₂-CH(OH)-CH₂O-CO-C(CH₃)=CH₂

n=2 내지 10

단량체 (2): 트리메틸올프로판트리아크릴레이트 모디파이드 PO

(광중합 개시제)

IC-369: Irgacure-369(시바 가이기 제품)

2-벤질-2-디메틸아미노-1-(4-모르폴리노페놀)부타논-1

IC-907: Irgacure-907(시바 가이기 제품)

2-메틸-1-(4-(메틸티오)페닐-2-모르폴리노프로파논

(증감제)

DETX-S: 2,4-디에틸티오크산톤

(증감 조제)

EPA: p-디메틸아미노벤조산 에틸에스테르

(가소제)

DBP: 디부틸프탈레이트(DBP)

(증점제)

SiO: SiO₂의 아세트산 2-(2-부톡시에톡시)에틸 15 용액

(유기 염료)

스단: 아조계 유기 염료, 화학식 C₂₄H₂₀N₄O, 분자량 380.45

(용매)

γ-부티로락톤

테르피네올

(분산제)

노브코스파스 092(산노프코사 제품)

(안정화제)

1,2,3-벤조트리아졸

<실시예 1>

우선, 격벽용 감광성 페이스트를 제조하였다. 유리 분말(유리 (1)) 100 중량부에 대하여 유기 염료 0.08 중량부의 비율로 칭량하였다. 수단을 아세톤에 용해시키고, 분산제를 첨가하여 균질화기로 균질하게 교반하였다. 이 용액중에 유리 분말을 첨가하여 균질하게 분산, 혼합한 후 회전 증발기를 사용하여 100 ℃의 온도에서 건조하여 아세톤을 증발시켰다. 이렇게 하여 유기 염료의 막에서 유리 분말의 표면이 균질하게 코팅된 분말을 제조하였다.

중합체 (1), 단량체 (1), 광중합 개시제(IC-369), 증감제, 가소제, 용매를 37.5:15:4.8:4.8:2:7.5의 중량비로 혼합하여, 균질하게 용해시켰다. 그 후, 이 용액을 400 메쉬의 필터를 사용하여 여과하여 유기 비히클을 얻었다.

상기 유리 분말과 상기 유기 비히클을 유리 분말:유기 비히클=70:71.6의 중량비가 되도록 첨가하여 3축 롤러로 혼합, 분산하여 격벽용의 감광성 페이스트를 조정하였다. 유기 성분의 굴절율은 1.59, 유리 분말의 굴절율은 1.59였다.

이어서, 마찬가지로 하여 유리 (2):충전제:중합체 (2)=55:10:35의 중량비가 되는 유전체층용 감광성 페이스트를 제조하였다. 이 유전체 페이스트를 피치 140 ㎛, 선폭 60 ㎛, 두께 4 ㎛의 전극을 미리 형성한 13인치 크기의 아사히 가라스사 제품의 PD-200 유리 기판 위에 325 메쉬의 스크린을 사용하여 스크린 인쇄로 균일하게 도포하였다. 그 후 80 ℃에서 40분간 건조하고, 550 ℃에서 가소성하여 두께 10 ㎛의 유전체층을 형성하였다.

이 유전체층 위에 상기 격벽용 페이스트를 325 메쉬의 스크린을 사용하여 스크린 인쇄에 의해 균일하게 도포하여 도포막을 형성하였다. 도포막에 핀홀 등이 발생하는 것을 회피하기 위하여 도포, 건조를 수회 이상 반복 행하여 막 두께의 조정을 행하였다. 스크린판의 인쇄판은 격벽 패턴 길이 방향의 길이보다도 작게 설계한 것을 사용하였다. 도중의 건조는 80 ℃에서 10분간, 도포막을 형성 후의 건조는 80 ℃에서 1시간 행하였다. 건조 후의 도포막 두께는 150 ㎛였다. 도포막 단부에는 길이 2000 ㎛의 경사면이 형성되어 있었다.

이어서, 140 ㎛ 피치의 스트라이프상의 네가티브형 크롬마스크를 통하여 상면에서 50 mJ/㎠ 출력의 초고압 수은등으로 자외선 조사하였다. 노광량은 1.0 J/㎠ 이었다. 이 때, 크롬 마스크는 격벽 패턴의 길이가 상기 도포막의 격벽 길이 방향의 길이보다도 큰 것을 사용하였다.

이어서, 35 ℃로 유지한 모노에탄올아민 0.2 중량％의 수용액을 샤워로 170초간 뿌림으로써 현상하고, 그 후 샤워 스프레이를 사용하여 물로 세정하였다. 이에 따라 광경화되어 있지 않은 부분이 제거되어, 유리 기판상에 스트라이프상의 격벽 패턴이 형성되었다.

이와 같이 하여 격벽 패턴이 형성된 유리 기판을 공기중에서 570 ℃에서 15분간 소성하여 격벽을 형성하였다. 소성 전후의 격벽 패턴 단부의 단면 형상을 주사형 전자 현미경(HITACHI 제품 S-2400)으로 관찰하였다. 평가 결과를 표 1에 기재하였다. 부풀어 오름, 튀어 오름이 없는 경우는 ○, 부풀어 오름, 튀어 오름이 있는 경우는 그 내용과 수치를 기재하였다.

그 결과, X가 2 ㎜, Y가 100 ㎛, X/Y=20으로, 본 발명의 범위를 만족한 것이었다. 또한, 격벽 단부에 튀어 오름, 부풀어 오름 없이 양호한 것이었다.

이와 같이 형성된 격벽 사이에 적, 청, 녹으로 발광하는 형광체 패턴을 스크린 인쇄법을 사용하여 도포하고, 이것들을 소성(500 ℃, 30분)하여 격벽의 측면 및 저부에 형광체층을 형성하여 배면판을 완성시켰다.

이어서, 전면판을 이하의 공정에 따라 제작하였다. 우선, 배면판과 같은 유리 기판 위에 ITO를 스퍼터법으로 형성한 후. 레지스트를 도포하여 목적으로 하는 패턴으로 노광, 현상한 후 에칭 처리하여 소성 두께 0.1 ㎛, 선폭 200 ㎛의 투명 전극을 형성하였다. 또한, 흑색은 분말로 이루어지는 감광성 은페이스트를 사용하여 포토리쏘그래피법으로, 소성후 두께 10 ㎛의 버스 전극을 형성하였다. 전극은 피치 140 ㎛, 선폭 60 ㎛인 것을 제작하였다.

그리고, 전극 형성한 전면판 위에 투명 도전체 페이스트를 20 ㎛ 도포하고, 430 ℃에서 20분간 유지하여 베이킹하였다. 이어서 형성된 투명 전극, 흑색 전극, 유전체층을 한꺼번에 피복하도록 전자 빔 증착기를 사용하여 두께 0.5 ㎛의 MgO 막을 형성하여 전면판을 완성시켰다.

얻어진 전면 기판을 상기의 배면 기판과 맞붙여 봉착한 후, 방전용 가스를 봉입하고, 구동 회로를 접합하여 플라즈마 디스플레이를 제작하였다. 이 패널에 전압을 인가하여 표시를 하였다. 평가 결과를 표 1에 나타냈다. 전면에 걸쳐 균일한 표시가 얻어진 경우는 ○, 오방전 등의 문제가 나타난 경우는 그 내용을 기재하였다. 표 1에 나타낸 바와 같이 전면에 걸쳐서 균일한 표시가 얻어졌다.

<실시예 2>

유전체용 페이스트를 유리 (2), 충전제, 중합체 (2), 단량체 (2)를 각각 22.5:2.2:10:10:0.3:1.6의 중량비로 혼합한 감광성 페이스트로 한 것 이외는 실시예 1과 마찬가지로 하여 유리 기판상에 유전체층용 페이스트를 도포하였다. 건조 후의 두께는 15 ㎛였다. 가소성을 행하는 대신에 상면에서 50 mJ/㎠ 출력의 초고압 수은등으로 노광량 1 J/㎠으로 자외선 노광하였다. 그 다음은 실시예 1과 마찬가지로 플라즈마 디스플레이를 제작하였다. 유전체층은 격벽 패턴 소성시에 동시에 소성되었다. 실시예 1과 마찬가지로 평가를 하였다. 결과를 표 1에 나타냈다.

<실시예 3>

격벽용 감광성 페이스트를 스크린 인쇄로 기판상에 도포할 때에 스크린 인쇄판을 포토마스크의 격벽 패턴 길이보다도 큰 면적에서 두께 50 ㎛ 인쇄하고, 이어서 실시예 1과 마찬가지의 포토마스크의 격벽 패턴보다 작은 인쇄면의 스크린 인쇄판을 사용하여 두께 100 ㎛ 인쇄한 것 이외는 실시예 1과 마찬가지로 조작을 행하였다.

패턴 형성을 행했더니, 두께 50 ㎛의 격벽 하부층의 단부는 직각 형상을 이루고 두께 100 ㎛의 격벽 상층부의 단부는 경사되어 있어 도 14에 나타내는 형상이 되었다.

실시예 1과 마찬가지로 소성했더니, 하층부의 단부(소성 후 33 ㎛ 높이가 됨)는 10 ㎛의 부풀어 오름을 발생시켰으나, 상층부의 단부(소성 후 67 ㎛ 높이가 됨)는 부풀어 오름없이 형성되었다. 상층부가 67 ㎛이기 때문에 하층부의 부풀어 오름은 상층부를 넘지 않아 격벽 전체로서는 문제없이 형성되었다. 그 다음은 실시예 1과 마찬가지로 플라즈마 디스플레이를 제작하여 평가를 하였다. 결과를 표 1에 나타냈다.

<실시예 4>

격벽용 페이스트를 기판상에 도포할 때, 슬릿 다이 코터를 사용하여 건조전 두께 250 ㎛로 도포하고, 건조하기 전에 내경 0.4 ㎜ψ의 노즐을 사용하여 공기를 분사하여 도포막 단부에 경사면을 형성한 것 이외는 실시예 1과 마찬가지로 격벽 패턴 형성을 행하였다. 공기의 압력은 2.5 ㎏f/㎠, 분사 각도는 기판에 대하여 수직 방향에서 45°기울여 분사하였다. 그 다음은 실시예 1과 마찬가지로 플라즈마 디스플레이를 제작하여 평가를 행하였다. 결과를 표 1에 나타냈다.

<실시예 5>

도포막 단부에 경사면을 형성할 때, 노즐에서의 공기 분사압을 0.5 ㎏f/㎠로 한 것 이외는 실시예 4와 마찬가지로 플라즈마 디스플레이를 제작하여 평가를 행하였다. 결과를 표 1에 나타냈다.

<실시예 6>

격벽용 페이스트를 기판상에 도포한 후, 80 ℃에서 5분간 건조하여 내경 1.5 ㎜ψ의 노즐에서 분사압 1.0 ㎏f/㎠이고, 에틸셀룰로오스/테르피네올=1/99(중량비)의 용제를 분사하여 도포막 단부에 경사면을 형성한 것 이외는 실시예 4와 마찬가지로 플라즈마 디스플레이를 제작하여 평가를 행하였다. 결과를 표 1에 나타냈다.

<실시예 7>

도포막 단부에 경사면을 형성할 때 분사를 간격 0.4 ㎜의 슬릿을 사용하여 행한 것 이외는 실시예 4와 마찬가지로 플라즈마 디스플레이를 제작하여 평가하였다. 결과를 표 1에 나타냈다.

<실시예 8>

도포막 단부에 경사면을 형성할 때, 도포막을 80 ℃에서 1시간 건조한 후, 도포막 단부를 칼로 도려내 경사면으로 가공한 것 이외는 실시예 4와 마찬가지로 플라즈마 디스플레이를 제작하여 평가하였다. 칼의 선단 크기는 ψ=30도, 그 칼을 각도 Θ=45도로 기판에 덮어 씌우듯이 배치하여 5 m/s의 속도로 15 ㎛/회 절삭하였다. 이 조작을 5회 반복하여 격벽 상부에서 75 ㎛를 절삭하였다. 결과를 표 1에 나타냈다.

<실시예 9>

우선, 알루미늄 기판상에 연삭 장치를 사용하여 피치 200 ㎛, 선폭 30 ㎛, 높이 200 ㎛의 스트라이프상의 격벽 원형을 형성하였다. 이 격벽 원형상에 실리콘 수지를 충전하여 피치 200 ㎛, 선폭 30 ㎛, 두께 200 ㎛의 스트라이프상의 홈이 형성된 실리콘형(크기 300 ㎜각)을 형성하여 격벽 모형으로 삼았다. 상기에서 격벽 원형 단부에 경사부를 형성함으로써, 이 실리콘 수지제 격벽 모형의 단부 3 ㎜의 길이에 걸쳐 경사부를 갖도록 하였다.

이어서, 유리 분말 (1) 800 g, 중합체 (2) 200 g, 가소제 50 g, 테르피네올 250 g을 혼합하여 3축 롤러로 혼합, 분산하여 점도 9500 cps의 격벽용 페이스트를 작성하였다.

상기한 실리콘형에 닥터 블레이드 코터를 사용하여 이 격벽용 페이스트를 충전한 후, 400 ㎜각의 유리 기판상에 전사하여 실리콘형을 박리함으로써 격벽 패턴을 형성하였다. 이어서, 격벽 패턴을 형성한 유리 기판을 실시예 1과 마찬가지 소성 조건으로 소성함으로써 격벽을 형성하였다.

그 다음은 실시예 1과 마찬가지로 플라즈마 디스플레이를 제작하여 평가를 행하였다. 결과를 표 1에 나타냈다.

<실시예 10>

우선, 두께 1 ㎜의 동판상에 에칭법으로 피치 200 ㎛, 선폭 30 ㎛, 높이 200 ㎛의 스트라이프상의 홈을 형성하여 격벽 모형으로 삼았다. 에칭할 때에 홈의 단부에 경사부가 형성되도록 에칭을 행하였다.

이어서, 유리 분말 (2) 800 g, 중합체 (2) 150 g, 가소제 50 g, 단량체 (2) 100 g, 중합 개시제(벤조일옥시드) 10 g, 용매 250 g을 혼합하여 3축 롤로 혼합, 분산하여 점도 8500 cps의 격벽용 페이스트를 작성하였다.

상기한 격벽 모형에 닥터 블레이드 코터를 사용하고 이 격벽용 페이스트를 충전한 후 400 ㎜각의 유리 기판상에 대고 눌러, 100 ℃에서 30분간 가열하였다. 이어서, 격벽 모형을 박리함으로써 격벽 패턴을 형성하고, 격벽 패턴을 형성한 유리 기판을 실시예 1과 마찬가지의 소성 조건으로 소성함으로써 격벽을 형성하였다.

그 다음은 실시예 1과 마찬가지로 플라즈마 디스플레이를 제작하여 평가를 행하였다. 결과를 표 1에 나타냈다.

<실시예 11>

두께 1 ㎜의 동판상에 에칭법으로 피치 200 ㎛, 선폭 30 ㎛, 높이 200 ㎛의 스트라이프상의 홈을 형성하여 격벽 모형으로 삼았다. 에칭할 때에 홈의 단부에 각도 10도의 경사부가 형성되도록 에칭을 행하였다.

실시예 10과 같은 격벽용 페이스트를 실시예 4와 마찬가지의 조작으로 기판상에 도포하고, 건조 전에 상기한 격벽 모형을 유리 기판상의 격벽용 페이스트 도포막에 대고 눌러 가압 프레스하면서 80 ℃로 가열하였다. 이어서, 격벽 모형을 박리함으로써 격벽 패턴을 형성하고 격벽 패턴을 형성한 유리 기판을 실시예 1과 마찬가지 소성 조건으로 소성함으로써 격벽을 형성하였다.

그 다음은 실시예 1과 마찬가지로 플라즈마 디스플레이를 제작하여 평가를 행하였다. 결과를 표 1에 나타냈다.

<실시예 12>

실시예 1에서 격벽용 감광성 페이스트를 도포, 건조한 후, 격벽용 감광성 페이스트 도포막 단부를 용제를 함유시킨 천으로 문질러 경사면을 형성한 것 이외는 실시예 1과 마찬가지로 플라즈마 디스플레이를 제작하여 평가를 행하였다. 결과를 표 1에 나타냈다.

<비교예 1>

사용하는 칼의 각도 ψ를 80도로 하고, 도포층 단부의 경사면 길이를 35 ㎛로 한 것 이외는 실시예 8과 마찬가지로 격벽 패턴의 형성을 행하였다.

본 페이스트의 도포막은 소성에 의해 63 ％로 수축되기 때문에, 부풀어 오름없이 소성되면 소성 후는 X=35 ㎛, Y=100 ㎛가 되어 X/Y=0.35가 되는 형상이다.

실시예 1과 마찬가지로 소성한 결과, 격벽 단부에 80 ㎛의 튀어 오름이 발생하였다. 그 다음은 실시예 1과 마찬가지로 플라즈마 디스플레이를 제작하여 평가를 행하였다. 결과를 표 1에 나타냈다. 표시면 주변부의 폭 약 10 ㎜의 범위에서 크로스토크가 발생되었다.

<비교예 2>

크롬 마스크를 상기 도포막의 격벽 길이 방향 길이보다도 작은 것을 사용한 것 이외는 실시예 1과 마찬가지로 격벽 패턴의 형성을 행하였다. 격벽 패턴의 단부는 수직이며 경사부는 전혀 없었다.

실시예 1과 마찬가지로 소성한 결과, 격벽 단부에는 20 ㎛의 융기가 발생하였다. 얻어진 격벽 단부의 형상을 도 5에 나타냈다. 그 다음 실시예 1과 마찬가지로 플라즈마 디스플레이를 제작하여 평가를 행하였다. 결과를 표 1에 나타냈다. 표시면 주변부의 폭 약 10 ㎜의 범위에서 크로스 토크가 발생하였다.

결과

		실시예 1	실시예 2	실시예 3	실시예 4	실시예 5
소성전	X'(㎛)	2000	3000	2000	2000	2000
	Y'(㎛)	150	150	100	120	60
	도포막 두께(㎛)	150	150	150	150	150
	Y'/도포막 두께	1	1	0.67	0.53	0.4
소성후	X(㎛)	2000	3000	2000	2000	2000
	Y(㎛)	100	100	67	80	40
	X/Y	20	30	29.9	25	50
	최대 각도(도)	60	55	55	2.3	1.1
격벽 단부의 상태		○	○	○	○	○
튀어 오름 높이(㎛)(부풀어 오름 높이)		0	0	0	0	0
방전 결과		○	○	○	○	○

결과

		실시예 6	실시예 7	실시예 8	실시예 9	실시예 10
소성전	X'(㎛)	4000	500	130	2400	2000
	Y'(㎛)	75	150	75	200	200
	도포막 두께(㎛)	150	150	150	200	200
	Y'/도포막 두께	0.5	1	0.5	1	1
소성후	X(㎛)	4000	500	130	2400	2000
	Y(㎛)	50	100	50	120	100
	X/Y	80	5	2.6	20	20
	최대 각도(도)	0.7	11.3	30	2.9	2.9
격벽 단부의 상태		○	○	○	○	○
튀어 오름 높이(㎛)(부풀어 오름 높이)		0	0	0	0	0
방전 결과		○	○	○	○	○

결과

		실시예 11	실시예 12	비교예 1	비교예 2
소성전	X'(㎛)	570	5000	35	0
	Y'(㎛)	200	150	150	-
	도포막 두께(㎛)	200	150	150	150
	Y'/도포막 두께	1	1	1	-
소성후	X(㎛)	570	5000	측정 불가	측정 불가
	Y(㎛)	100	100	측정 불가	측정 불가
	X/Y	5.7	50	측정 불가	측정 불가
	최대 각도(도)	10	1.1	80	측정 불가
격벽 단부의 상태		○	○	튀어 오름	부풀어 오름
튀어 오름 높이(㎛)(부풀어 오름 높이)		0	0	80	20
방전 결과		○	○	단부크로스토크	단부크로스토크

본 발명의 격벽 단부 형상을 가짐으로써, 단부의 튀오 오름, 부풀어 오름이 없는 플라즈마 디스플레이가 얻어진다. 이에 따라 단부에서 오방전이 발생하지 않고, 전면에 걸쳐 균일한 표시를 할 수 있는 플라즈마 디스플레이를 제공할 수가 있다. 본 발명의 플라즈마 디스플레이는 대형 텔레비젼 또는 컴퓨터 모니터에 이용할 수가 있다.

Claims (15)

1. 기판상에 유전체층 및 스트라이프상 격벽이 형성된 플라즈마 디스플레이로서, 이 격벽의 길이 방향 단부에 경사부를 가지며, 이 경사부의 높이(Y) 및 이 경사부 저변의 길이(X)가 하기의 범위에 있는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이.

   0.5≤X/Y≤100
2. 제1항에 있어서, 경사부 저변의 길이(X)가 0.05 내지 10 ㎜인 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이.
3. 제1항에 있어서, 경사부의 경사각이 0.5 내지 60도인 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이.
4. 기판상에 유전체 층 및 스트라이프상 격벽이 형성된 플라즈마 디스플레이의 제조 방법으로서, 무기 재료와 유기 성분으로 이루어지는 격벽용 페이스트를 사용하여 단부에 경사부를 갖는 스트라이프상 격벽 패턴을 기판상에 형성하는 공정 및 이 격벽 패턴을 소성하는 공정을 거쳐, 격벽의 길이 방향 단부에 경사부를 가지며, 이 경사부의 높이(Y) 및 이 경사부 저변의 길이(X)가 하기 범위에 있는 스트라이프상 격벽을 형성하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이의 제조 방법.

   0.5≤X/Y≤100
5. 제4항에 있어서, 격벽용 페이스트 단부에 경사면을 갖도록 기판상에 도포하여 도포막을 형성하는 공정, 이 도포막의 경사면이 길이 방향 단부가 되도록 스트라이프상 격벽 패턴을 형성하는 공정, 및 이 격벽 패턴을 소성하는 공정을 거쳐 스트라이프상 격벽을 형성하는 플라즈마 디스플레이의 제조 방법.
6. 제4항에 있어서, 격벽용 페이스트를 기판상에 도포하여 도포막을 형성하는 공정, 이 도포막을 가공하여 경사면을 형성하는 공정, 이 도포막의 경사면이 길이 방향 단부가 되도록 스트라이프상 격벽 패턴을 형성하는 공정, 및 이 격벽 패턴을 소성하는 공정을 거쳐 스트라이프상 격벽을 형성하는 플라즈마 디스플레이의 제조 방법.
7. 청구항 7은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.

   제6항에 있어서, 도포막을 가공하여 경사면을 형성하는 공정을 도포막에 유체를 분사함으로써 행하는 플라즈마 디스플레이의 제조 방법.
8. 청구항 8은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.

   제7항에 있어서, 분사하는 유체가 기체인 플라즈마 디스플레이의 제조 방법.
9. 청구항 9은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.

   제6항에 있어서, 도포막을 가공하여 경사면을 형성하는 공정을 도포막을 절삭함으로써 행하는 플라즈마 디스플레이의 제조 방법.
10. 제5 또는 6항에 있어서, 격벽용 페이스트가 감광성 격벽용 페이스트이며, 격벽 패턴을 형성하는 공정에서 상기 격벽용 페이스트 도포막을 경사면을 단부로 한 도포막 길이보다 긴 스트라이프상 패턴을 갖는 포토마스크를 통하여 노광하고, 현상함으로써 스트라이프상 격벽 패턴을 형성하는 플라즈마 디스플레이의 제조 방법.
11. 제4항에 있어서, 무기 재료와 유기 성분으로 이루어지는 격벽용 페이스트를 스트라이프상의 홈을 형성한 격벽 모형에 충전하는 공정, 이 격벽 모형에 충전된 격벽용 페이스트를 기판상에 전사하는 공정, 이 격벽용 페이스트를 소성하는 공정을 이 순서로 포함하는 플라즈마 디스플레이의 제조 방법.
12. 제4항에 있어서, 무기 재료와 유기 성분으로 이루어지는 격벽용 페이스트를 기판상에 도포하여 도포막을 형성하는 공정, 이 도포막에 스트라이프상의 홈을 형성한 격벽 모형을 대고 눌러 격벽 패턴을 형성하는 공정, 이 격벽 패턴을 소성하는 공정을 이 순서로 포함하는 플라즈마 디스플레이의 제조 방법.
13. 제4항에 있어서, 소성전 경사부의 높이(Y')와 경사부의 길이(X'), 격벽용 페이스트의 소성에 의한 수축율(r)이 하기 관계에 있는 플라즈마 디스플레이의 제조 방법.

    0.5≤X'/(r×Y')≤100
14. 제4항에 있어서, 소성전 경사부의 높이(Y')가 소성전의 격벽 패턴 높이의 0.2 내지 1배인 플라즈마 디스플레이의 제조 방법.
15. 제4항에 있어서, 기판상에 무기 재료와 유기 성분으로 이루어지는 유전체 페이스트 도포막을 형성하고, 그 위에 격벽용 페이스트를 사용하여 스트라이프상 격벽 패턴을 형성한 후에, 상기 유전체 페이스트 도포막과 격벽 패턴을 동시에 소성하는 플라즈마 디스플레이의 제조 방법.