KR19990015477A - 플라즈마 디스플레이 패널의 격벽 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 플라즈마 디스플레이 패널의 격벽 제조방법에 관한 것이다.

에칭이 용이한 거푸집의 재료로서의 금속시트재를 선정하여 세정하는 공정과 상기 금속시트재 상에 포토 레지스트를 도포하는 공정과 미세패턴을 형성하기 위하여 자외선으로 상기 포토 레지스트를 노광하는 노광공정과 리소그래피 형성을 위한 현상공정과, 포토 레지스트의 막강화를 위한 경막공정과 금속시트재를 소정의 형상으로 에칭하는 에칭공정과 소정의 박막액으로 상기 포토 레지스트를 제거하는 박막공정으로 거푸집을 형성하고, 격벽제조용 페이스트를 소정형상으로 에칭된 금속시트재 거푸집 내에 밀어 넣는 스퀴징 공정과 상기 스퀴징된 금속시트재를 유리기판과 합착하는 합착공정과 이 합착물을 건조 및 소성처리하는 건조/소성공정과 상기 소성된 합착물을 소정의 에칭액으로 에칭하는 에칭공정으로 이루어지는 격벽 형성공정으로 구성된다.

따라서, 에칭이 용이한 금속시트재 거푸집을 이용하여 미세 패턴을 형성하여 균일한 플라즈마 디스플레이 패널의 격벽을 제조하기 때문에, 고휘도를 실현하며, 페이스트를 밀어 넣는 공정에서 1회에 격벽 높이 150∼180㎛를 형성할 수 있으므로 격벽제조가 용이하고, 고가의 격벽 페이스트의 손실을 방지하여 원가절감을 도모할 수 있다.

Description

플라즈마 디스플레이 패널의 격벽 제조방법

본 발명은 플라즈마 디스플레이 패널의 격벽 제조방법에 관한 것으로, 특히 금속시트재를 틀로 하여 격벽재료를 코팅하고 소성과 에칭을 실시하여 제조함으로써, 고정세화 및 대면적화를 달성하면서 용이하게 제조할 수 있는 플라즈마 디스플레이 패널의 격벽 제조방법에 관한 것이다.

일반적으로 플라즈마 디스플레이 패널의 격벽은, TV나 모니터의 섀도우마스크에 상응하는 부분으로 색을 맺히게 하는 화소로서의 역할을 한다.

좀 더 생동감 있고 선명한 디스플레이를 위해서는 색을 구현하는 화소가 고정세화되어야 한다.

플라즈마 디스플레이 패널에서 선명한 색을 구현하기 위한 격벽의 제조는, 다층 스크린 인쇄법, 샌드 블라스트법 등의 기술에 의하여 행해지고 있고, 각 방식에서 사용되는 격벽제조용 유리소재는 PbO-B₂O₃-SiO₂, PbO-B₂O₃-SiO₂-ZnO 등의 성분을 주로 사용하며 소성온도를 낮추기 위하여 위의 저융점 재료들을 주로 사용한다.

도 1은 종래의 다층 스크린 인쇄법의 제조과정을 순서대로 나타낸 단면도이다.

이 도면에서 부호 10은 유리기판이고, 20은 상기 유리기판(10) 상에 적층인쇄된 격벽이다. 이 다층 스크린 인쇄법은 같은 위치에 같은 모양의 패턴을 인쇄하여 쌓아가는 방식이다. 그 모양을 일정하게 하기 위하여 고정세화된 메쉬(mesh)와 얼라인먼트(allignment)가 주요기술이며 원재료의 소모가 없어서 실용화되고 있는 기술이다.

도 1을 참조한다. 먼저 기판(10)에 패턴대로 인쇄하고 얼라인먼트시켜 설계된 형상대로 10여회 이상의 다층인쇄를 하여 격벽(20)을 형성한다 [(A)→(B)→(C)].

이렇게 하면, 도 2a 및 도 2b와 같이 유리기판(10) 상에 다층구조의 격벽(20)이 형성된다.

도 3은 종래의 샌드 블라스트법에 의한 격벽형성방법을 제조 순서대로 나타낸 단면도이다. 먼저, 원하는 높이의 페이스트(50)를 기판(10) 상에 인쇄하고 건조시킨 후에 건조막 레지스트(dry film resistor)(60)를 건조된 페이스트(50) 상에 패턴형성한다.

이 때 패턴되지 않은 부분에 분사노즐에서 미세 샌드를 분사하여 격벽재료를 연마하여 격벽을 형성한다. 건조막 레지스트의 제거와 소성을 거친 후 격벽(80)을 완성한다. 이 샌드 블라스트법은 현재 대면적화에 널리 사용되는 기술이다.

그러나, 종래의 플라즈마 디스플레이 패널의 격벽 제조방법은 다음과 같은 문제가 있다.

첫째, 다층 스크린 인쇄방식의 경우, 대면적화가 요구되면서 얼라인먼트와 스크린 메쉬의 고정세화가 문제점으로 대두된다.

도 2a는 다층 스크린 인쇄법에 의한 유리기판상의 문제를 설명하기 위하여 나타낸 측단면도, 도2b는 다층 스크린 인쇄법에 의한 유리기판상의 문제를 설명하기 위하여 나타낸 사시도이다. 이들 도면에서는 상기 격벽(20)은 얼라인먼트가 맞지 않는 것을 나타내고 있으며, 이것은 격벽의 단면형상의 얼라인먼트가 맞지 않아 나타나는 현상이고(도 2a), 상부에서 바라 본 형상도 메쉬가 고정세화되지 않아 가장자리와 측면이 깨끗하지 않게 나와 격벽형상을 얻기가 어려웠다(도 2b).

둘째, 샌드 블라스트법인 경우, 노즐에서 미세한 샌드를 분사시켜 패턴되지 않은 부분의 건조된 격벽재료를 연마시켜 내야 하므로 미세하고 균일한 크기의 샌드가 필요하며 샌드와 연마된 격벽재료의 혼합물을 분류할 수 있는 장비 등의 부대시설을 필요로 하며 고가의 격벽재료를 인쇄한 후 다시 2/3 이상 연마해야 하는 손실과 연마시 샌드에 의하여 격벽에 손상을 입힐 우려가 있는 문제가 있다.

본 발명은 상기 다층 스크린 인쇄법이나 샌드 블라스트법의 문제를 감안하여 이를 해결하기 위하여 발명된 것으로, 그 목적으로 하는 바는 금속시트재를 틀로 하여 격벽재료를 코팅하고 소성과 에칭을 실시하여 제조함으로써, 고정세화 및 대면적화를 달성하면서 용이하게 제조할 수 있는 플라즈마 디스플레이 패널의 격벽 제조방법을 제공함에 있다.

도 1은 종래의 다층 스크린 인쇄법의 제조과정을 순서대로 나타낸 단면도

도 2a는 다층 스크린 인쇄법에 의한 유리기판상의 문제를 설명하기 위하여 나타낸 측단면도

도2b는 다층 스크린 인쇄법에 의한 유리기판상의 문제를 설명하기 위하여 나타낸 사시도

도 3은 종래의 샌드 블라스트법에 의한 격벽형성방법을 제조 순서대로 나타낸 단면도

도 4는 본 발명의 플라즈마 디스플레이 패널의 격벽 제조방법을 2단계로 나타낸 공정도

도 5는 본 발명의 2단계 공정중 거푸집 형성공정을 순서대로 나타낸 공정도

도 6은 본 발명의 2단계 공정중 격벽 형성공정을 순서대로 나타낸 공정도

도 7a는 본 발명의 플라즈마 디스플레이 패널의 격벽 제조방법에서의 부분에칭을 나타낸 단면도

도 7b는 본 발명의 플라즈마 디스플레이 패널의 격벽 제조방법에서의 관통에칭을 나타낸 단면도

도 7c는 본 발명의 플라즈마 디스플레이 패널의 격벽 제조방법에서의 부분 에칭 격벽 형성공정을 나타낸 단면도

도 7d는 본 발명의 플라즈마 디스플레이 패널의 격벽 제조방법에서의 관통 에칭 격벽 형성공정을 나타낸 단면도

도 8은 본 발명의 각 실시예에 있어서의 각부 명칭을 나타낸 단면도

도면중 주요부분에 대한 부호의 설명

10 : 유리기판 20 : 격벽

50 : 페이스트 60 : 건조막 레지스트

80 : 격벽 90 : 부분 에칭 거푸집

92 : 관통 에칭 거푸집 92a : 넓게 에칭된 면

92b : 좁게 에칭된 면 120 : 부분 에칭 격벽

130 : 관통 에칭 격벽 140 : 격벽형상폭

150 : 페이스트 두께 160 : 피치

170 : 페이스트 300 : 페이스트

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 플라즈마 디스플레이 패널의 격벽 제조방법은, 기본적으로 페이스트를 유지하기 위하여 소정의 형상으로 거푸집을 형성하는 거푸집 형성공정과, 상기 거푸집 내에 격벽제로서 페이스트를 밀어 넣어 격벽을 형성하는 격벽공정으로 이루어진다.

여기에서, 거푸집 형성은, 에칭이 용이한 거푸집의 재료로서의 금속시트재를 선정하여 세정하는 공정과 상기 금속시트재 상에 포토 레지스트를 도포하는 공정과 미세패턴을 형성하기 위하여 자외선으로 상기 포토 레지스트를 노광하는 노광공정과 리소그래피 형성을 위한 현상공정과, 포토 레지스트의 막강화를 위한 경막공정과 금속시트재를 소정의 형상으로 에칭하는 에칭공정과 소정의 박막액으로 상기 포토 레지스트를 제거하는 박막공정으로 이루어지며,

상기 격벽형성은, 격벽제조용 페이스트를 소정형상으로 에칭된 금속시트재 거푸집 내에 밀어 넣는 스퀴징 공정과 상기 스퀴징된 금속시트재를 유리기판과 합착하는 합착공정과 이 합착물을 건조 및 소성처리하는 건조/소성공정과 상기 소성된 합착물을 소정의 에칭액으로 에칭하는 에칭공정으로 이루어진다.

상기 금속시트재는 순철, 니켈합금, 구리합금 중에서 선택된 어느 하나인 것이 좋고, 또 수축율을 감안하여 그 두께가 150∼250㎛ 인 것이 바람직하다.

상기 에칭공정은 그 에칭액으로서 염화철(FeCl₃)을 사용하며 농도 20∼40%로 조절하여 실시하는 것이 좋고, 상기 박막처리는 40∼90℃의 가성소다(NaOH) 수용액에 실시하며, 상기 스퀴징 공정은 스퀴지(squeezy)나 바코터(bar coater)를 이용하여 깊이 150∼180㎛ 정도의 페이스트를 밀어 넣는 것이 바람직하다.

상기 페이스트는 수축율을 최소화하기 위하여 입경의 크기가 큰 파우더와 필러를 주입한 수축율이 10∼20% 정도인 재료를 사용하는 것이 좋고, 상기 격벽 형성공정에 의한 격벽은, 거푸집의 에칭 정도에 따라 금속시트재를 모두 에칭하지 않은 부분 에칭 거푸집이나, 거푸집의 에칭 정도에 따라 금속시트재의 미패턴부를 모두 관통 에칭하는 관통 에칭 거푸집이 형성되며, 상기 스퀴징 공정은 스퀴지를 이용하여 한번에 150∼180㎛ 의 페이스트를 밀어넣고, 이 때 부분 에칭 거푸집의 경우 기판과 금속시트재 사이에 접착을 위하여 스크린 인쇄법으로 30∼40㎛ 정도의 페이스트를 인쇄하여 접합시키는 것이 좋으며, 상기 격벽형성은 관통 에칭 거푸집의 경우에는 에칭에 의하여 넓게 에칭된 면을 기판쪽에 접하게 하고 좁게 에칭된 면에 페이스트를 밀어 넣어 형성하는 것이 바람직하다.

이와 같은 본 발명의 격벽 제조방법에 의하면, 에칭이 용이한 금속시트재 거푸집을 이용하여 미세 패턴을 형성하여 균일한 플라즈마 디스플레이 패널의 격벽을 제조하기 때문에, 고휘도를 실현하며, 페이스트를 밀어 넣는 공정에서 1회에 격벽 높이 150∼180㎛를 형성할 수 있으므로 격벽제조가 용이하고, 고가의 격벽 페이스트의 손실을 방지하여 원가절감을 도모할 수 있다.

이하, 본 발명의 플라즈마 디스플레이 패널의 격벽 제조방법에 대하여 첨부도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 본 발명의 특징은 이른바 격벽 거푸집을 이용한 격벽제조방법이다.

도 4는 본 발명의 플라즈마 디스플레이 패널의 격벽 제조방법을 2단계로 나타낸 공정도이다. 즉, 여기에서는 크게 거푸집 형성과 격벽형성이라고 하는 2단계로 이루어지며, 종래의 인쇄법에서 확보하기 어려운 높이를 거푸집을 이용하여 한번에 밀어 넣어 확보할 수 있게 된다.

도 5는 본 발명의 플라즈마 디스플레이 패널의 격벽 제조방법에서의 거푸집 형성공정을 나타낸 공정도이다.

먼저, 에칭이 용이한 금속시트재를 거푸집의 재료로 선정하는데, 예를들면 순철, 니켈합금, 구리합금이 사용된다. 여기에서 형성하고자 하는 격벽의 높이는 100∼150㎛이므로 열처리에 의한 10∼20%의 수축율을 감안하여 금속시트재의 두께는 150∼250㎛가 적당하다.

재료가 선정되면 금속시트재를 세정한 후(S102), 포토 레지스트를 도포한다(S104).

이어서 미세패턴을 형성하기 위하여 노광을 실시하고(S106), 현상/경막/수세처리를 하고(S108), 막부착력을 강하게 하기 위하여 열처리를 한다(S110). 염화철(FeCl₃) 등의 용액을 에칭액으로 사용하여 농도 20∼40%로 조절하고 금속시트재를 에칭한다(S112). 이 에칭으로 필요로 하는 깊이를 확보하여 40∼90℃의 가성소다(NaOH) 수용액에 레지스트 박막처리를 하여(S114) 금속시트재의 거푸집을 완성한다(S114).

도 6은 본 발명의 2단계 공정중 격벽 형성공정을 순서대로 나타낸 공정도이다. 상기 과정에서 제조한 금속시트재의 거푸집에 격벽제조용 페이스트를 스퀴지(squeezy)나 바코터(bar coater)를 이용하여 깊이 150∼180㎛ 정도의 양을 밀어 넣고(S202), 페이스트의 건조와 소성처리를 한 후(S204; S206), 수축율을 최소화하기 위하여 입경의 크기가 큰 파우더와 필러를 주입한 수축율이 10∼20% 정도인 재료를 선정하여 사용한다.

격벽이 형성되어 있는 합착물은 상기 사용하였던 에칭액으로 에칭하면(S208), 후면판 격벽이 형성된다(S210). 이 때 형성된 격벽은 거푸집의 에칭 정도에 따라 2가지로 나눌 수 있다.

도 7a는 본 발명의 플라즈마 디스플레이 패널의 격벽 제조방법에서의 부분에칭을 나타낸 단면도, 도 7b는 본 발명의 플라즈마 디스플레이 패널의 격벽 제조방법에서의 관통에칭을 나타낸 단면도, 도 7c는 본 발명의 플라즈마 디스플레이 패널의 격벽 제조방법에서의 부분 에칭 격벽 형성공정을 나타낸 단면도, 도 7d는 본 발명의 플라즈마 디스플레이 패널의 격벽 제조방법에서의 관통 에칭 격벽 형성공정을 나타낸 단면도이다.

이들 도면을 참조하면, 본 발명은 금속시트재를 모두 에칭하지 않은 도 7a의 부분 에칭 거푸집(90)과 미패턴부를 모두 관통 에칭하는 관통 에칭 거푸집(92)으로 형성된다.

여기에서 부분 에칭 거푸집(90)은 매트릭스형과 스트라이프 형으로 형성이 가능하며 관통 에칭 거푸집(92)은 스트라이프형으로 제조할 수 있게 된다.

상기 형성된 2가지 거푸집을 이용하여 격벽을 형성할 때에는, 도 7c 및 도 7d에 나타낸 바와 같이, 스퀴지를 이용하여 한번에 150∼180㎛ 정도의 페이스트(300)를 밀어넣고, 이 때 부분 에칭 거푸집(90)의 경우 기판과 금속시트재 사이에 접착을 위하여 스크린 인쇄법으로 30∼40㎛ 정도의 페이스트를 인쇄하여 접합시킨다.

도 7b에 도시한 바와 같이, 관통 에칭 거푸집(92)의 경우에는 에칭에 의하여 넓게 에칭된 면(92a)을 기판쪽에 접하게 하고 좁게 에칭된 면(92b)에는 페이스트(300)를 밀어 넣는다.

이와 같은 공정을 통하여 열처리한 후 철판 거푸집을 에칭해내면, 도 7c의 (B)에 나타낸 바와 같은 부분 에칭 격벽(120)과 도 7d의 (B)에 나타낸 바와 같은 관통 에칭 격벽(130)이 형성된다.

상기 공정에 있어서, 구체적인 실시예로서 패턴을 격벽높이 200㎛ 로 하여 격벽폭 50㎛(피치 150, 250), 격벽폭 100㎛(피치 200, 300)를 이용하여, 거푸집을 형성할 경우 나타나는 형상에 대하여 격벽두께와 균일성에 대하여 목표치의 70%이상이면 ○, 69%∼40% 사이이면 △, 그 이하이면 ×로 구분한다.

격벽형상폭(㎛)	30	50	100
피 치(㎛)	100	150	200	250	200	300
페이스트 두께(㎛)	×	×	△	○	○	○
균 일 성	×	×	△	○	△	△

상기 표 1에서와 같이 격벽폭 50, 피치 200 패턴 수준까지 격벽을 형성할 수 있었음을 알수 있었다.

도 8은 상기 표 1의 각 조건에 있어서의 각부 명칭을 나타낸 단면도이다.

격벽형상폭(140)은 거푸집에서 에칭된 부분, 즉 격벽형성시 격벽의 넓은 폭을 의미하며, 피치(160)는 격벽과 격벽 사이의 거리, 페이스트 두께(150)는 페이스트(170)를 밀어 넣을 경우 들어간 높이를 각각 의미한다.

각 실시예는 부분 에칭 거푸집(90)을 이용하여 실시한 것으로 하였다.

상술한 바와 같은 본 발명의 플라즈마 디스플레이 패널의 격벽 제조방법에 의하면, 에칭이 용이한 금속시트재 거푸집을 이용하여 미세 패턴을 형성하여 균일한 플라즈마 디스플레이 패널의 격벽을 제조하기 때문에, 고휘도를 실현하며, 페이스트를 밀어 넣는 공정에서 1회에 격벽 높이 150∼180㎛를 형성할 수 있으므로 격벽제조가 용이하고, 고가의 격벽 페이스트의 손실을 방지하여 원가절감을 도모할 수 있다.

Claims (5)

1. 페이스트를 유지하기 위하여 소정의 형상으로 거푸집을 형성하는 거푸집 형성공정과,

   상기 거푸집 내에 격벽제용 페이스트를 밀어 넣어 격벽을 형성하는 격벽공정으로 이루어진 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널의 격벽 제조방법.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 거푸집 형성은,

   에칭이 용이한 거푸집의 재료로서의 금속시트재를 선정하여 세정하는 공정과,

   상기 금속시트재 상에 포토 레지스트를 도포하는 공정과,

   미세패턴을 형성하기 위하여 자외선으로 상기 포토 레지스트를 노광하는 노광공정과,

   리소그래피 형성을 위한 현상공정과,

   포토 레지스트의 막강화를 위한 경막공정과,

   금속시트재를 소정의 형상으로 에칭하는 에칭공정과,

   소정의 박막액으로 상기 포토 레지스트를 제거하는 박막공정으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널의 격벽 제조방법.
3. 제 2 항에 있어서, 상기 금속시트재는, 순철, 니켈합금, 구리합금 중에서 선택된 어느 하나인 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널의 격벽 제조방법.
4. 제 1 항에 있어서, 상기 격벽형성은,

   격벽제조용 페이스트를 소정형상으로 에칭된 금속시트재 거푸집 내에 밀어 넣는 스퀴징 공정과,

   상기 스퀴징된 금속시트재를 유리기판과 합착하는 합착공정과,

   이 합착물을 건조 및 소성처리하는 건조/소성공정과,

   상기 소성된 합착물을 소정의 에칭액으로 에칭하는 에칭공정으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널의 격벽 제조방법.
5. 제 4 항에 있어서, 상기 페이스트는 수축율이 10∼20% 정도인 재료인 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널의 격벽 제조방법.