KR100837352B1

KR100837352B1 - 격벽 제조 장치 및 방법

Info

Publication number: KR100837352B1
Application number: KR1020050112015A
Authority: KR
Inventors: 박덕해; 박민수; 김제석; 류병길
Original assignee: 엘지전자 주식회사
Priority date: 2005-11-22
Filing date: 2005-11-22
Publication date: 2008-06-12
Also published as: KR20070054042A

Abstract

본 발명은 격벽 제조 장치 및 방법에 관한 것으로, 종래에는 PDP 소자의 화면 해상도가 증가함에 따라 격벽간 서브 화소(sub-pixel)의 피치가 기존의 420um에서 200um 이하로 감소되고 있어, 격벽 두께가 20내지 30um 정도인 것이 요구된다. 이러한 문제점을 감안한 본 발명은 식각 특성이 서로 상이한 복수층을 성막하여 격벽 형성용 후막을 형성하는 단계와; 상기 격벽 형성용 후막 상부에 격벽 위치에 대응하는 식각 보호 패턴을 형성하는 단계와; 상기 격벽 형성용 후막의 각 층에 대응하는 식각액을 분사하여 상기 격벽 형성용 후막을 식각하는 단계를 포함하고, 격벽 형성용 후막을 식각 특성이 서로 다른 물질로 구성하여 식각액의 조성과 분사 순서에 따라 격벽의 식각 정도를 조절함으로써 격벽의 상단을 하단에 비해 좁게 형성하여 미세 격벽을 형성하는 효과가 있다.

Description

격벽 제조 장치 및 방법{PARTITION WALL MANUFACTURING APPARATUS AND METHOD}

도 1은 종래 교류형 플라즈마 디스플레이 패널 소자를 보인 단면도.

도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 플라즈마 디스플레이 패널의 격벽 형성 과정을 도시한 순서도.

도 3은 도 2에 도시된 격벽 형성 과정을 설명하기 위한 수순 단면도.

도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 플라즈마 디스플레이 패널의 격벽 제조 장치의 구성을 보인 블록도.

**도면의 주요부분에 대한 부호의 설명**

400 : 기판 420 : 식각조

450 : 밸브 수단

본 발명은 격벽 제조 장치 및 방법에 관한 것으로, 특히 격벽의 폭을 미세하게 형성할 수 있게 한 격벽 제조 장치 및 방법에 관한 것이다.

TFT 액정표시소자(LCD), 유기 EL, FED 등과 함께 차세대 표시 소자로 각광을 받고 있는 플라즈마 디스플레이 패널(Plsama Display Panel:PDP, 이하 PDP로 표기)소자는 격벽(barrier rib)에 의해 격리된 방전 셀 내에서 He + Xe,또는 Ne + Xe 가스의 방전시에 발생하는 147nm 의 자외선이 R,G,B 의 형광체를 여기시켜 그 형광체가 여기상태에서 기저상태로 돌아갈 때의 에너지차에 의한 발광현상을 이용하는 표시소자이다. 상기 PDP 표시소자는 단순구조에 의한 제작의 용이성, 고휘도 및 고발광 효율, 메모리 기능, 높은 비선형성, 160도이상의 광시야각 등의 특성으로 40"이상의 대형표시소자 시장을 점유할 것으로 기대되고 있으며, 이미 102" 급 제품도 개발되어 있다.

도 1은 종래 교류형 PDP 소자를 보인 단면도로서, 먼저 PDP 소자의 하판은 하부 유리기판(1) 상의 전면에 증착되어 기판(1)에 포함된 알카리이온의 침투를 방지하는 차단막(2)과; 상기 차단막(2) 상의 일부에 형성된 방전 셀의 어드레스 전극(3)과; 상기 어드레스 전극(3)을 포함한 차단막(2) 상의 전면에 형성된 하판유전체(4)와; 상기 하판유전체(4) 상에 형성되어 방전 셀을 격리시키는 격벽(5)과; 상기 격벽(5) 위에 형성된 블랙 매트릭스(Black Matrix)(7)와; 상기 격벽(5)에 의해 격리된 하판유전체(4) 상에 형성된 형광체(6)로 이루어진다.

그리고 PDP 소자의 상판은 상부 유리기판(11) 상에 형성된 투명전극(12) 및 그 투명전극(12)의 저항값을 낮추는 버스전극(13)과; 상기 투명전극(12) 및 버스전극(13)을 포함한 상부 유리기판(11) 상의 전면에 형성된 상판 유전체(14)와; 상기 상판 유전체(14) 상의 전면에 형성되어 플라즈마 방전에 따른 상판 유전체(14)를 보호하는 보호막(15)으로 이루어지며, 이와 같이 형성된 상판은 보호막(15)이 상기 하판의 격벽(5) 및 형광체(6)와 마주보도록 설치된다.

상기 PDP 소자의 격벽(5) 위에 형성된 블랙 매트릭스(7)는 형광체(6)로부터 방출되는 광을 흡수하여 방전 셀 간의 광 간섭을 방지한다. 격벽(5) 위에 블랙 매트릭스(7)를 형성하기 위해 격벽 유전층을 형성하고 격벽 유전층 위에 블랙 매트릭스를 형성한 다음 방전 셀 영역을 식각하는 방법이 사용되거나 패턴 마스크를 이용하여 유전층 페이스트의 도포와 소성을 반복하여 격벽을 형성하고 형성된 격벽 위에 블랙 매트릭스를 도포하여 형성하는 방법이 사용된다.

PDP 소자에서 격벽을 형성하는 방법에는 샌드 블라스팅(sand blasting)법과 식각법이 있으며 샌드 블라스팅법은 한국 특허출원 제2000-10322호에 개시되어 있고, 식각법은 격벽을 구성하는 유리 분말과 세라믹 분말을 포함하는 페이스트를 이용하여 유리 기판 상에 소정 두께의 후막을 형성하고 에칭 보호 패턴막을 형성시킨 후, 형성된 후막을 에칭액으로 식각하여 격벽을 형성한다. PDP 소자에서 다수의 격벽은 방전 셀의 영역을 구분한다.

PDP 소자의 화면 해상도가 증가함에 따라 격벽간 서브 화소(sub-pixel)의 피치가 기존의 420um에서 200um 이하로 감소되고 있어, 격벽 두께가 50um보다 얇은 격벽을 제조할 수 있는 방법이 요구된다. 예를 들어, 서브 화소 피치가 200um이고 격벽 두께가 50um일 경우, 개구율은 50퍼센트이고, 서브 화소 피치가 100um일 경우 개구율은 0퍼센트가 되어 표시 소자를 구성할 수 없으므로 격벽 두께가 20내지 30um 정도인 것이 요구된다.

격벽 두께가 20um 내지 30um 정도로 좁게 형성하는 것은 종래 샌드 블라스팅 (sand blasting)법과 식각법으로는 불가능하다. 이러한 문제점을 개선한 격벽 제조 방법으로 수용액의 후막 식각 방법을 이용한 격벽 제조 방법이 한국 특허출원 2002-18720에 개시되어 있다.

따라서 본 발명은 상기와 같은 문제점을 감안하여 창안한 것으로, 격벽의 상부를 좁게 형성하여 상부 격벽과의 접촉점을 최대한 줄여 미세한 패턴을 제작할 수 있도록 한 격벽 제조 장치 및 방법을 제공함에 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 식각 특성이 서로 상이한 복수층을 성막하여 격벽 형성용 후막을 형성하는 단계와; 상기 격벽 형성용 후막 상부에 격벽 위치에 대응하는 식각 보호 패턴을 형성하는 단계와; 상기 격벽 형성용 후막의 각 층에 대응하는 식각액을 분사하여 상기 격벽 형성용 후막을 식각하는 단계를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.

또한, 식각액과 상기 식각액을 세정하는 순수의 공급을 조절하는 복수의 밸브 수단과; 기판상에 복수층으로 형성된 격벽 형성용 후막에 식각액을 분사하고 순수를 분사하는 동작을 반복하여 마스크 사이의 격벽 형성용 후막을 식각하는 식각조를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 실시 예에서 격벽은 식각 특성이 서로 다른 물질로 구성되는 상부 격벽과 하부 격벽으로 구분되어 식각액의 조성에 따라 상부 격벽과 하부 격벽의 식각 특성이 다르게 구성되고, 상기 서로 다른 식각 특성에 의해 상기 상부 격벽과 하부 격벽의 식각률 또한 달라진다. 상기 식각 특성은 식각액의 조성에 의한 화학적 식각과 분사 식각액의 기계적 에너지에 의한 기계적 식각에 의해 좌우된다. 상기 화학적 식각에 영향을 미치는 요소에는 격벽을 구성하는 성분간의 혼합 비율, 소성 조건 등의 다양한 변수가 있고, 상기 기계적 식각에 영향을 미치는 요소에는 식각액의 온도, 압력, 유량, 식각액의 분사 각도, 분사 노즐 형상, 주사 속도(scanning speed) 등의 다양한 변수가 있다.

본 발명의 실시 예에 따른 격벽 제조 장치 및 방법은 격벽 형성용 후막을 상부층과 하부층으로 식각 특성을 서로 다르게 구성하여 화학적 식각과 기계적 식각에 의한 상부 격벽과 하부 격벽의 식각 정도를 조절하여 상부 격벽의 폭과 하부 격벽의 폭을 서로 다르게 형성한다.

본 발명의 실시 예에 따른 식각 방법은 사진 식각법을 사용하는데, 기판 상에 형성된 격벽 형성용 후막 상에 감광 특성을 이용한 내식성 마스크를 형성하고자 하는 격벽 패턴으로 형성한 뒤 식각액으로 마스크 사이의 격벽 형성용 후막을 식각함으로써 격벽 패턴을 형성한다. 상기 사진 식각법은 식각액의 식각 방향이 특정 방향을 향하지 않고 모든 방향으로 식각되는 소위 등방성 식각이므로 식각액이 마스크 밑을 파고들게 되어 격벽의 측면이 수직으로 식각되지 않고 경사면을 갖게 된다.

이하, 본 발명에 따른 실시 예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 발명을 설명하기 위하여 첨부된 것으로, 도 2는 본 발명의 실시 예에 따 른 플라즈마 디스플레이 패널의 격벽 형성 과정을 도시한 순서도이고, 도 3은 도 2에 도시된 격벽 형성 과정을 설명하기 위한 수순 단면도이고, 도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 플라즈마 디스플레이 패널의 격벽 제조 장치의 구성을 보인 블록도이다.

이하, 본 발명에 의한 것으로, 격벽 제조 장치 및 방법을 첨부된 도면을 참조하여 설명한다.

상기 첨부된 도 2를 참조하여, 본 발명에 의한 격벽 제조 방법을 설명하면, 도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 플라즈마 디스플레이 패널의 격벽 형성 과정을 도시한 순서도이다.

도 3은 도 2에 도시된 격벽 형성 과정을 설명하기 위한 수순 단면도로서, 이를 통해 본 발명을 상세히 설명하도록 한다.

격벽 제조 방법은 닥터 블레이드 테이프 케스팅법, 다이 캐스팅, 콤마 코팅, 스크린 프린팅, 다이 코팅, 롤 코팅 등을 이용하여 페이스트를 도포하여 격벽 형성용 후막을 형성한다.

먼저, 도 3의 (a)에 도시된 바와 같이 상부층(330)과 하부층(320)으로 구분하여 격벽 형성용 후막을 형성한다. 상기 상부층과 하부층은 식각 특성이 서로 다른데, 식각 특성을 서로 다르게 하기 위해 상부층(330)을 구성하는 성분 조성과 형성 조건을 하부층(320)을 구성하는 성분 조성과 형성 조건을 다르게 구성한다. 성분 조성은 식각 특성의 기계적 식각에 비해 화학적 식각에 영향을 크게 받을 수 있고, 형성 조건은 기계적 식각에 영향을 받을 수 있다. 식각 특성은 앞서 설명한 바 와 같이, 다양한 변수에 영향을 받으므로 요구된 식각 특성에 맞게 다양한 변수의 값을 설정한다. 실제 변수의 값의 설정은 격벽 형성용 후막을 식각하는 식각 환경을 달리하여 실험적 방법에 의해 결정된다.

상기 상부측과 하부층의 복수층으로 형성된 격벽 형성용 후막이 형성된 다음, 사진 식각법에 의해 마스크(340)를 형성하고 격벽 제조 장치에 의해 마스크(340) 사이의 격벽 형성용 후막을 식각한다. 상기 격벽 제조 장치는 식각 특성이 서로 다른 상부층(330)과 하부층(320)으로 구성된 격벽 형성용 후막을 식각 조건을 다르게 설정하여 상기 격벽 형성용 후막을 식각한다.

상기 격벽 제조 장치를 도 4를 참조하여 설명하면, 도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 플라즈마 디스플레이 패널의 격벽 제조 장치의 구성을 보인 블록도로서, 이에 도시된 바와 같이 격벽 제조 장치의 밸브 수단(450)은 화학적 조성이 다른 식각액과 상기 식각액을 씻어주는 순수의 공급을 조절하고, 식각조(420)는 기판(400) 상에 형성된 격벽 형성용 후막에 식각액을 분사한 다음 순수를 분사하는 동작을 반복하여 마스크(340) 사이의 격벽 형성용 후막을 식각한다.

상기 밸브 수단(450)에서 제1밸브(451)는 격벽 형성용 후막의 상부층(330)을 식각하는 상부 식각액의 공급을 조절하고, 제2밸브(452)는 격벽 형성용 후막의 상부층(330)과 하부층(320)을 모두 식각하는 후막 식각액의 공급을 조절하고, 제3밸브(453)는 격벽 형성용 후막의 하부층(320)을 식각하는 하부 식각액의 공급을 조절하고, 제4밸브(454)는 식각액을 씻어주는 순수의 공급을 조절한다.

상기 밸브 수단(450)을 구성하는 각각의 밸브를 조절하여 격벽 형성용 후막 을 식각하는 공정 순서를 설명한다.

격벽 제조 방법은 상기 격벽 형성용 후막의 상부층(330)만 선택적으로 식각하는 화학적 조성으로 상부 식각액을 혼합하여 준비하고, 상기 격벽 형성용 후막의 상부층(330)과 하부층(320)을 모두 식각하는 화학적 조성으로 후막 식각액을 혼합하여 준비하고, 격벽 형성용 후막의 하부층(320)을 식각하는 화학적 조성으로 하부 식각액을 혼합하여 준비한다.

격벽 제조 장치는 상기 혼합된 식각액을 밸브 수단의 제어에 의해 격벽 형성용 후막의 선택적 식각을 실시한다. 먼저, 상기 격벽 제조 장치는 도 3의 (b)에 도시된 바와 같이, 밸브 수단(450)의 제1밸브(451)를 열어 상부 식각액을 격벽 형성용 후막에 분사하여 상부 격벽(331)(격벽 형성용 후막의 상부층)을 식각한 후, 도 3의 (c)에 도시된 바와 같이 제2밸브(452)를 열어 후막 식각액을 격벽 형성용 후막에 분사하여 상부 격벽(332)과 하부 격벽(321)(격벽 형성용 후막의 하부층)을 식각한다. 즉, 격벽 제조 장치는 상부 격벽(332)과 하부 격벽(321)의 서로 다른 식각 특성에 따른 식각액의 분사를 조절하여 격벽의 식각 정도를 조절함으로써 상부 격벽(332)의 폭을 하부 격벽(321)의 폭에 비해 좁게 형성한다. 다른 실시 예로, 격벽 제조 장치는 제2밸브(452)를 열어 상부 격벽(332)과 하부 격벽(321)을 식각한 후, 제1밸브(451)를 열어 상부 격벽(332)을 식각하여 상부 격벽(332)과 하부 격벽(321)의 폭을 조절한다. 또한, 격벽 제조 장치는 제1밸브(451)를 열어 상부 격벽(332)을 식각한 후, 제3밸브(453)를 열어 하부 격벽(321)을 식각한 다음, 제1밸브(451)를 열어 상부 격벽(332)을 다시 식각하여 상부 격벽(332)과 하부 격벽(321)의 폭을 조 절한다. 이와 같이, 격벽 제조 장치는 화학적 조성이 서로 다른 식각액의 분사 순서를 다르게 조정하여 상부 격벽(332)과 하부 격벽(321)의 식각 정도를 제어하여 상부 격벽(332)과 하부 격벽(321)의 폭을 조절한다.

그 다음, 도 3의 (d)에 도시된 바와 같이 마스크(340)를 식각하여 상부 격벽(332)의 폭이 하부 격벽(321)의 폭에 비해 좁게 형성된 격벽을 형성한다.

이와 같이, 본 발명의 실시 예에서 하부 격벽은 PDP 패널의 상판과 하판을 지지할 수 있도록 넓은 접촉점을 가지도록 형성할 수 있고, 상부 격벽(332)은 패널 상판과의 접촉점을 최대한 줄여 미세 패턴을 형성한다. 격벽간 서브 화소(sub-pixel)의 피치가 감소하면 격벽의 폭에 의한 개구율이 감소하지만 본 발명은 상기 상부 격벽(332)을 미세 패턴으로 형성하여 개구율을 증가시켜 PDP 소자의 화면 해상도를 증가시킨다. 따라서, 상기 PDP 패널은 상기 PDP 패널의 기판상에 하부 격벽을 형성하고, 상기 하부 격벽 상에 상기 하부 격벽보다 폭이 좁은 상부 격벽을 형성하고, 상기 하부 격벽과 상기 상부 격벽의 식각률이 다른 조성으로 이루어진다.

이상, 본 발명의 실시 예로 상부 격벽과 하부 격벽으로 구성된 2종 격벽에 대해 미세 패턴의 격벽을 형성하는 방법을 기술하였으나, 다른 실시 예로 격벽을 구성하는 층을 식각 특성이 다른 둘 이상의 다수 층으로 구성하여 미세 격벽을 형성할 수 있다. 이때, 격벽을 구성하는 각각의 층에 대응하는 식각액의 화학적 조성을 다르게 혼합하고 식각액의 분사 순서를 조절하여 미세 격벽을 형성한다.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이, 본 발명은 격벽 형성용 후막을 식각 특성이 서로 다른 물질로 구성하여 식각액의 조성과 분사 순서에 따라 격벽의 식각 정도를 조절함으로써 격벽의 상단을 하단에 비해 좁게 형성하여 미세 격벽을 형성 하는 효과가 있다.

또한, 본 발명은 격벽 형성용 후막을 구성하는 층간의 식각 특성을 서로 다르게 구성하여 화학적 식각과 기계적 식각에 의한 층간 식각 정도를 조절하여 격벽의 각 층에 대응한 폭을 서로 다르게 형성하여 격벽의 상단이 하단에 비해 좁게 형성된 구조 이외에 다양한 형상을 갖는 격벽 구조를 형성하는 효과가 있다.

Claims

식각 특성이 서로 상이한 제1층 및 제2층을 성막하여 격벽 형성용 후막을 형성하는 단계와;

상기 격벽 형성용 후막 상부에 격벽 위치에 대응하는 식각 보호 패턴을 형성하는 단계와;

상기 격벽 형성용 후막의 각 층에 대응하는 식각액을 분사하여 상기 격벽 형성용 후막을 식각하는 단계를 포함하며,

상기 격벽 형성용 후막은,

식각 특성이 상이한 상부 격벽과 하부 격벽으로 이루어지며,

상기 서로 상이한 식각 특성은,

식각액의 조성에 의한 화학적 식각 특성과 식각액의 기계적 에너지에 의한 기계적 식각 특성에 따라 서로 상이한 식각 특성을 지니며,

상기 격벽 형성용 후막을 식각하는 단계는,

상기 상부 격벽만 식각하는 상부 식각액과 상기 상부 격벽과 하부 격벽을 동시에 식각하는 후막 식각액을 준비하는 단계와;

상기 상부 식각액을 상기 격벽 형성용 후막에 분사하여 상부 격벽을 식각하는 단계와;

상기 후막 식각액을 상기 격벽 형성용 후막에 분사하여 상부 격벽과 하부 격벽을 동시에 식각하는 단계를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 격벽 제조 방법.
식각 특성이 서로 상이한 제1층 및 제2층을 성막하여 격벽 형성용 후막을 형성하는 단계와;

상기 격벽 형성용 후막 상부에 격벽 위치에 대응하는 식각 보호 패턴을 형성하는 단계와;

상기 격벽 형성용 후막의 각 층에 대응하는 식각액을 분사하여 상기 격벽 형성용 후막을 식각하는 단계를 포함하며,

상기 격벽 형성용 후막은,

식각 특성이 상이한 상부 격벽과 하부 격벽으로 이루어지며,

상기 서로 상이한 식각 특성은,

식각액의 조성에 의한 화학적 식각 특성과 식각액의 기계적 에너지에 의한 기계적 식각 특성에 따라 서로 상이한 식각 특성을 지니며,

상기 격벽 형성용 후막을 식각하는 단계는,

상기 상부 격벽만 식각하는 상부 식각액과 상기 상부 격벽과 하부 격벽을 동시에 식각하는 후막 식각액을 준비하는 단계와;

상기 후막 식각액을 상기 격벽 형성용 후막에 분사하여 상부 격벽과 하부 격벽을 동시에 식각하는 단계와;

상기 상부 식각액을 상기 격벽 형성용 후막에 분사하여 상부 격벽을 추가로 식각하여 상부 격벽과 하부 격벽의 폭을 조절하는 단계를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 격벽 제조 방법.
식각 특성이 서로 상이한 제1층 및 제2층을 성막하여 격벽 형성용 후막을 형성하는 단계와;

상기 격벽 형성용 후막 상부에 격벽 위치에 대응하는 식각 보호 패턴을 형성하는 단계와;

상기 격벽 형성용 후막의 각 층에 대응하는 식각액을 분사하여 상기 격벽 형성용 후막을 식각하는 단계를 포함하며,

상기 격벽 형성용 후막은,

식각 특성이 상이한 상부 격벽과 하부 격벽으로 이루어지며,

상기 서로 상이한 식각 특성은,

식각액의 조성에 의한 화학적 식각 특성과 식각액의 기계적 에너지에 의한 기계적 식각 특성에 따라 서로 상이한 식각 특성을 지니며,

상기 격벽 형성용 후막을 식각하는 단계는,

상기 상부 격벽만 식각하는 상부 식각액과 상기 하부 격벽만 식각하는 하부 식각액을 준비하는 단계와;

상기 상부 식각액을 상기 격벽 형성용 후막에 분사하여 상부 격벽을 식각하는 단계와;

상기 하부 식각액을 상기 격벽 형성용 후막에 분사하여 하부 격벽을 식각하는 단계와;

상기 상부 식각액을 상기 격벽 형성용 후막에 분사하여 상부 격벽을 추가로 식각하여 상부 격벽과 하부 격벽의 폭을 조절하는 단계를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 격벽 제조 방법.
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식각액과 상기 식각액을 세정하는 순수의 공급을 조절하는 복수의 밸브 수단과;

상기 복수의 밸브 수단의 제어에 의해 기판상에 제1층 및 제2층으로 형성된 격벽 형성용 후막에 식각액을 분사하고 순수를 분사하는 동작을 반복하여 마스크 사이의 격벽 형성용 후막을 식각하는 식각조를 포함하는 것을 특징으로 하는 격벽 제조 장치.
제9항에 있어서, 상기 복수의 밸브 수단은

상기 제1층을 식각하는 상부 식각액의 공급을 조절하는 제1밸브와;

상기 제1층 및 제2층을 모두 식각하는 후막 식각액의 공급을 조절하는 제2밸브와;

상기 제2층을 식각하는 하부 식각액의 공급을 조절하는 제3밸브와;

상기 복수 종류 식각액을 세정하는 순수의 공급을 조절하는 제4밸브로 구성된 것을 특징으로 하는 격벽 제조 장치.
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