KR20020084811A - 플라즈마 디스플레이 패널의 제조방법 - Google Patents

플라즈마 디스플레이 패널의 제조방법 Download PDF

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KR20020084811A
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Abstract

본 발명은 고정밀도의 리브 등을 가지는 PDP를 저비용으로 제조하는 방법을 제공하는 것이다. 지지 필름 위에 형성된 감광성 페이스트 조성물 층을 기판에 전사하고, 노광처리한 다음, 지지 필름을 제거하고, 이어서 소성시켜 격벽, 전극, 저항체, 유전체, 형광체, 칼라 필터 및 블랙 매트릭스 중의 적어도 하나를 형성시키는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널의 제조방법이 제공된다.

Description

플라즈마 디스플레이 패널의 제조방법{Method for manufacturing a plasma display panel}
본 발명은 신규한 플라즈마 디스플레이 패널의 제조방법, 보다 상세하게는 고정밀도의 격벽, 전극, 저항체, 유전체, 형광체, 칼라 필터 및 블랙 매트릭스 중의 적어도 하나를 저비용으로 형성하는 플라즈마 디스플레이 패널의 제조방법에 관한 것이다.
근래, 표시장치로서 CRT 디스플레이와 동일한 정도의 발광 휘도를 가지며 구조가 비교적 간단해서 장치를 콤팩트하게 만들 수 있는 데다가, 20인치를 초과하는 표시장치도 용이하게 제작할 수 있는 플라즈마 디스플레이 패널(이하, PDP라고 한다)이 주목을 모아 많은 연구가 이루어지고 있다. 이러한 PDP는 대향배치된 기판의 표면에 절연재료로 이루어진 격벽이 설치되며 다수의 표시 셀로 구획되고, 이러한 셀 내부에 유지된 형광물질에, 전극 사이에서 일으킨 플라즈마 방전에 의한 자외선을 작용시켜 발광시킨 것을 표시단위로 하는 표시장치이다. 이와 같이 형광물질을 발광시키기 위하여 기판, 셀내의 전극, 저항체, 유전체가 설치되며, 또한 칼라 표시를 위하여 칼라 필터나 블랙 매트릭스가 설치되어 있다. 이러한 격벽, 전극, 저항체, 유전체, 형광체, 칼라 필터 및 블랙 매트릭스[이하, 리브(rib) 등이라고 한다]의 형성에는, 종래의 기판 위에 비감광성 무기 입자 함유 페이스트 조성물을 스크린 인쇄하여 패턴을 형성시키고 이를 소성시키는 방법, 또는 감광성 무기 입자 함유 페이스트 조성물 층을 기판 위에 형성시키고 포토마스크를 통해 자외선 등을 조사하고 현상하여 기판 위에 패턴을 잔존시켜 이를 소성시키는 포토리소그라피법 등이 채용되고 있다. 그러나 전자의 스크린 인쇄법에서는 한 층으로는 막의 두께가 얇아서 페이스트 조성물을 다층으로 인쇄해야 하므로, 패턴의 위치 정밀도가 좋지 않으며 대형화로 고도로 정밀하고도 세밀한 PDP의 제조가 곤란하였다. 또한, 포토리소그라피법에서는 리브 등을 형성하는 막 형성 재료층이 두껍기 때문에, 깊이 방향에 대한 감도가 불충분하며 가장자리가 뚜렷한 고도로 정밀하고도 세밀한 패턴을 형성할 수 없는 결점이 있었다. 이러한 종래의 PDP의 제조에 있어서의 결점을 해결하기 위하여, 예를 들면, 일본 공개특허공보 제2000-7383호에는, 막 형성 재료층을 기판 위에 전사하고, 그 위에 레지스트막을 형성시킨 다음, 노광처리로 레지스트 패턴을 형성시키고, 이어서 패턴을 마스크로 한 에칭처리로 막 형성 재료층에 패턴을 형성시킨 다음, 소성시키는 PDP의 제조방법이 제안되어 있다. 그러나 당해 공보 등에 기재된 방법으로는 작업 공정의 수가 증가하여 비용이 높아지는 데다가 막 형성 재료층을 기판 위에 전사한 다음 지지 필름을 박리시킬 때 막 형성 재료층이 가지는 점착성에 의해 막 형성 재료층 위에 흔적(박리흔)이 남는 결점이 있었다.
이러한 현상을 감안하여 본 발명자 등은 예의 연구를 거듭한 결과, 지지 필름 위에 형성된 감광성 페이스트 조성물 층을 기판에 전사하고, 노광처리한 다음, 지지 필름을 제거하여 박리흔이 없는 막 형성 재료층을 수득하고, 이를 소성시킴으로써 고정밀도의 리브 등을 용이하게 제조할 수 있음을 밝혀내어 본 발명을 완성한 것이다. 즉, 본 발명은 고정밀도의 리브 등을 가지는 PDP를 저비용으로 제조할 수 있는 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
위의 목적을 달성하는 본 발명은, 지지 필름 위에 형성된 감광성 페이스트 조성물 층을 기판에 전사하고, 노광처리한 다음, 지지 필름을 제거하고, 이어서 소성시켜 격벽, 전극, 저항체, 유전체, 형광체, 칼라 필터 및 블랙 매트릭스 중의 적어도 하나를 형성시키는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널의 제조방법에 관한 것이다.
이하, 본 발명을 상세하게 설명한다.
지지 필름 위에 형성된 감광성 페이스트 조성물 층은 자외선, 엑시머 레이저, X선, 전자선(이하, 광선 등이라고 한다)에 의한 노광처리에 대해서 필요한 투명성을 가지며 포토리소그라피 수단으로 정밀도가 높은 패턴을 형성할 수 있는 감광성 페이스트 조성물의 층이라면 특별이 제한되지는 않지만, 예를 들면, 일본공개특허공보 제2000-268633호, 일본 공개특허공보 제2000-53444호, 일본 공개특허공보 제(평)11-246638호에 기재되어 있는 무기 분말, 무기 분말을 결착하는 수지, 아크릴계 바인더 수지 및 용제를 함유하는 감광성 페이스트 조성물이나 수용성 셀룰로스 유도체, 광중합성 단량체, 하이드록실기 함유 아크릴 수지, 광중합 개시제(이하, 수용성 셀룰로스 유도체, 광중합성 단량체, 하이드록실기 함유 아크릴 수지 및 광중합 개시제를 유기 성분이라고 한다) 및 무기 분말을 함유하는 수현상형 감광성 페이스트 조성물 등을 들 수 있다. 특히, 수현상형 감광성 페이스트 조성물은 광선 투과율이 좋으며 유기 성분이 많은 경우에도 광선 투과율을 높게 유지할 수 있으며 포토리소그라피 수단으로 정밀도가 높은 패턴을 형성할 수 있는 데다가 수현상성인 점에서 바람직하게 사용된다.
유기 성분의 수용성 셀룰로스 유도체로서는 공지의 것을 사용할 수 있으며, 특별히 제한되지는 않지만, 예를 들면, 카복시메틸 셀룰로스, 하이드록시에틸 셀룰로스, 하이드록시에틸메틸 셀룰로스, 하이드록시프로필 셀룰로스, 에틸하이드록시에틸 셀룰로스, 카복시메틸에틸 셀룰로스, 하이드록시프로필메틸 셀룰로스 등을 들 수 있다. 이들은 단독으로 사용하거나 두 종류 이상을 혼합하여 사용할 수 있다.
또한, 광중합성 단량체로서는 공지의 광중합성 단량체도 좋으며, 특별히 제한되지는 않지만, 예를 들면, 에틸렌 글리콜 디아크릴레이트, 에틸렌 글리콜 디메타크릴레이트, 트리에틸렌 글리콜 디아크릴레이트, 트리에틸렌 글리콜 디메타크릴레이트, 트리메틸올프로판 트리아크릴레이트, 트리메틸올프로판 트리메타크릴레이트, 트리메틸올에탄 트리아크릴레이트, 트리메틸올에탄 트리메타크릴레이트, 펜타에리트리톨 디아크릴레이트, 펜타에리트리톨 디메타크릴레이트, 펜타에리트리톨 트리아크릴레이트, 펜타에리트리톨 트리메타크릴레이트, 펜타에리트리톨 테트라아크릴레이트, 펜타에리트리톨 테트라메타크릴레이트, 디펜타에리트리톨 테트라아크릴레이트, 디펜타에리트리톨 테트라메타크릴레이트, 디펜타에리트리톨 펜타아크릴레이트, 디펜타에리트리톨 펜타메타크릴레이트, 디펜타에리트리톨 헥사아크릴레이트, 디펜타에리트리톨 헥사메타크릴레이트, 글리세롤 아크릴레이트, 글리세롤 메타크릴레이트, 카도에폭시 디아크릴레이트, 이들 예시 화합물의 (메타)아크릴레이트를 푸마레이트로 대체한 푸마르산 에스테르, 이타코네이트로 대체한 이타콘산 에스테르, 말레에이트로 대체한 말레산 에스테르 등을 들 수 있다.
또한, 하이드록실기 함유 아크릴 수지로서는, 예를 들면, 아크릴 에스테르계 단량체와 하이드록실기 함유 단량체를 주요한 공중합성 단량체로 하며, 또한 필요에 따라, 이들과 공중합 가능한 다른 단량체를 중합시켜 수득한 공중합체를 들 수 있다. 아크릴 에스테르계 단량체로서는, 예를 들면, 아크릴산 또는 메타크릴산과 탄소수 1 내지 20의 모노알콜과의 모노에스테르화물이 적당하며, 하이드록실기 함유 단량체로서는, 예를 들면, 아크릴산 또는 메타크릴산(예: 하이드록시메틸 아크릴레이트, 하이드록시메틸 메타크릴레이트, 2-하이드록시에틸 아크릴레이트, 2-하이드록시에틸 메타크릴레이트, 2-하이드록시프로필 아크릴레이트, 2-하이드록시프로필 메타크릴레이트, 3-하이드록시프로필 아크릴레이트, 3-하이드록시프로필 메타크릴레이트, 2-하이드록시부틸 아크릴레이트, 2-하이드록시부틸 메타크릴레이트, 3-하이드록시부틸 아크릴레이트, 3-하이드록시부틸 메타크릴레이트, 4-하이드록시부틸 아크릴레이트, 4-하이드록시부틸 메타크릴레이트 등)과 탄소수 1 내지 10의 글리콜과의 모노에스테르화물이나, 에폭시에스테르 화합물(예: 글리세롤 아크릴레이트, 글리세롤 메타크릴레이트, 디펜타에리트리톨 모노아크릴레이트, 디펜타에리트리톨 모노메타크릴레이트, ε-카프로락톤 변성 하이드록시에틸 아크릴레이트, ε-카프로락톤 변성 하이드록시에틸 메타크릴레이트, 2-하이드록시-3-페녹시프로필 아크릴레이트 등)을 적당하게 사용할 수 있다. 또한, 이들 아크릴에스테르계 단량체 및 하이드록실기 함유 단량체와 공중합 가능한 기타 단량체로서는, 예를 들면, α,β-불포화 카복실산(예: 아크릴산, 메타크릴산, 이타콘산, 시트라콘산, 말레산, 푸마르산 등) 및 이들의 무수물 또는 반에스테르화물, α,β-불포화 카복실산 에스테르(예: 메틸 아크릴레이트, 에틸 아크릴레이트, n-프로필 아크릴레이트, 이소프로필 아크릴레이트, n-부틸 아크릴레이트, 이소부틸 아크릴레이트, sec-부틸 아크릴레이트, 사이클로헥실 아크릴레이트, 2-에틸헥실 아크릴레이트, 스테아릴 아크릴레이트, 메틸 메타크릴레이트, 에틸 메타크릴레이트, n-프로필 메타크릴레이트, 이소프로필 메타크릴레이트, sec-프로필 메타크릴레이트, n-부틸 메타크릴레이트, 이소부틸 메타크릴레이트, sec-부틸 메타크릴레이트, 사이클로헥실 메타크릴레이트, 2-에틸헥실 메타크릴레이트, 스테아릴 메타크릴레이트, 2,2,2-트리플루오로메틸 아크릴레이트, 2,2,2-트리플루오로메틸 메타크릴레이트 등), 스티렌류(예: 스티렌, α-메틸스티렌, p-비닐톨루엔 등) 등을 바람직하게 들 수 있다. 또한, 아크릴로니트릴, 메타크릴로니트릴, 아크릴아미드, 메타크릴아미드, 비닐 아세테이트, 글리시딜 아크릴레이트, 글리시딜 메타크릴레이트 등도 사용할 수 있다. 이들은 단독으로 사용하거나 두 종류 이상을 조합하여 사용할 수 있다.
감광성 페이스트 조성물 중의 수용성 셀룰로스 유도체와 광중합성 단량체의 비율은 둘의 총합을 100중량부로 하여, 수용성 셀룰로스 유도체가 10 내지 50중량부이고 광중합성 단량체가 90 내지 50중량부이며, 바람직하게는 수용성 셀룰로스 유도체가 20 내지 40중량부이고 광중합성 단량체가 80 내지 60중량부이며, 보다 바람직하게는 수용성 셀룰로스 유도체가 25 내지 35중량부이고 광중합성 단량체가 75 내지 65중량부의 범위이다. 각각의 성분이 위의 범위 미만이거나 초과하는 경우에는 필요한 패턴의 형성 정밀도를 얻을 수 없는 데다가, 광선 투과성이 떨어져서 바람직하지 않다. 예를 들면, 광중합성 단량체가 50중량부 미만인 경우, 광중합이 부족해져서 현상시 화상부가 용출되어 화상 형성이 이루어지지 않는다. 또한, 광중합성 단량체가 90중량부를 초과하는 경우에는, 미세한 화상의 해상성이 저하된다.
또한, 수용성 셀룰로스 유도체와 하이드록실기 함유 아크릴 수지의 비율은 둘의 총합을 100중량부로 하여, 수용성 셀룰로스 유도체가 50 내지 90중량부이고 하이드록실기 함유 아크릴 수지가 50 내지 10중량부이며, 바람직하게는 수용성 셀룰로스 유도체가 60 내지 80중량부이고 하이드록실기 함유 아크릴 수지가 40 내지 20중량부이며, 보다 바람직하게는 수용성 셀룰로스 유도체가 60 내지 70중량부이고 하이드록실기 함유 아크릴 수지가 40 내지 30중량부의 범위이다. 각각의 성분이 위의 범위 미만이거나 초과하는 경우에는 필요한 패턴의 형성 정밀도를 얻을 수 없는 데다가, 광선 투과성이 떨어지게 된다. 예를 들면, 하이드록실기 함유 아크릴수지가 10중량부 미만인 경우, 현상 내성이 저하되어 화상을 형성할 수 없으며, 50중량부를 초과하면 현상성이 저하되어 현상 잔사가 발생한다.
또한, 광중합 개시제로서는 일반적으로 공지되어 있는 것을 사용할 수 있으며, 예를 들면, 벤조페논류, 벤조인류, 벤조인 알킬 에테르류, 아세토페논류, 아미노아세토페논류, 벤질류, 벤질 알킬 케탈류, 안트라퀴논류, 케탈류, 티오크산톤류 등을 들 수 있다. 구체적인 예로서는 2,4-비스-트리클로로메틸-6-(3-브로모-4-메톡시)페닐-s-트리아진, 2,4-비스-트리클로로메틸-6-(2-브로모-4-메톡시)페닐-s-트리아진, 2,4-비스-트리클로로메틸-6-(3-브로모-4-메톡시)스티릴페닐-s-트리아진, 2,4-비스-트리클로로메틸-6-(2-브로모-4-메톡시)스티릴페닐-s-트리아진, 2,4,6-트리메틸벤조일디페닐포스핀 옥사이드, 1-[4-(2-하이드록시에톡시)페닐]-2-하이드록시-2-메틸-1-프로판-1-온, 2,4-디에틸티오크산톤, 2,4-디메틸티오크산톤, 2-클로로티오크산톤, 1-클로로-4-프로폭시티오크산톤, 3,3-디메틸-4-메톡시벤조페논, 벤조페논, 1-(4-이소프로필페닐)-2-하이드록시-2-메틸프로판-1-온, 1-(4-도데실페닐)-2-하이드록시-2-메틸프로판-1-온, 4-벤조일-4'-메틸디메틸 설파이드, 4-디메틸아미노벤조산, 메틸 4-디메틸아미노벤조에이트, 에틸 4-디메틸아미노벤조에이트, 부틸 4-디메틸아미노벤조에이트, 2-에틸헥실 4-디메틸아미노벤조에이트, 2-이소아밀 4-디메틸아미노벤조에이트, 2,2-디에톡시아세토페논, 벤질 디메틸 케탈, 벤질-β-메톡시에틸 아세탈, 1-페닐-1,2-프로판디온-2-(o-에톡시카보닐) 옥심, 메틸 o-벤조일벤조에이트, 비스(4-디메틸아미노페닐) 케톤, 4,4'-비스디에틸아미노벤조페논, 벤질, 벤조인, 벤조인 메틸 에테르, 벤조인 에틸 에테르, 벤조인 이소프로필 에테르, 벤조인 n-부틸 에테르, 벤조인 이소부틸 에테르, p-디메틸아미노아세토페논, p-tert-부틸트리클로로아세토페논, p-tert-부틸디클로로아세토페논, 티오크산톤, 2-메틸티오크산톤, 2-이소프로필티오크산톤, 디벤조스베론, α,α-디클로로-4-페녹시아세토페논, 펜틸-4-디메틸아미노벤조에이트, 2-(o-클로로페닐)-4,5-디페닐이미다졸릴 이량체 등을 들 수 있다. 이들은 단독으로 사용하거나 두 종류 이상을 조합하여 사용할 수 있다.
광중합 개시제는 수용성 셀룰로스 유도체와 광중합성 단량체의 총합을 100중량부로 하여 0.1 내지 10중량부의 범위, 보다 바람직하게는 0.2 내지 5중량부의 범위에서 적당하게 사용된다. 광중합 개시제가 0.1중량부 미만인 경우, 경화성이 저하된다. 또한, 광중합 개시제가 10중량부를 초과하는 경우, 개시제의 흡수에 의한 저부(低部) 경화 불량이 보인다.
또한, 감광성 페이스트 조성물 중에는, 필요에 따라서, 자외선 흡수제, 증감제, 증감 조제, 중합 금지제, 가소제, 증점제, 유기 용매, 분산제, 소포제, 유기 또는 무기 침전 방지제 등의 첨가제 성분을 첨가할 수 있다.
증감제는 감도를 향상시키기 위해 첨가하는데, 이의 구체적인 예로서는 2,4-디에틸티오크산톤, 이소프로필티오크산톤, 2,3-비스(4-디에틸아미노벤잘)사이클로펜타논, 2,6-비스(4-디메틸아미노벤잘)사이클로헥사논, 2,6-비스(4-디메틸아미노벤잘)-4-메틸사이클로헥사논, 미힐러 케톤, 4,4-비스(디에틸아미노)-벤조페논, 4,4-비스(디메틸아미노)칼콘, 4,4-비스(디에틸아미노)칼콘, p-디메틸아미노신나밀리덴인다논, p-디메틸아미노벤질리덴인다논, 2-(p-디메틸아미노페닐비닐렌)-이소나프토티아졸, 1,3-비스(4-디메틸아미노벤잘)아세톤, 1,3-카보닐-비스(4-디에틸아미노벤잘)아세톤, 3,3-카보닐-비스(7-디에틸아미노쿠마린), N-페닐-N-에틸에탄올아민, N-페닐에탄올아민, N-톨릴디에탄올아민, N-페닐에탄올아밀, 이소아밀 디메틸아미노벤조에이트, 이소아밀 디에틸아미노벤조에이트, 3-페닐-5-벤조일티오테트라졸, 1-페닐-5-에톡시카보닐티오테트라졸 등을 들 수 있으며, 이들을 한 종류 또는 두 종류 이상 사용할 수 있다.
또한, 중합 금지제는 보존시의 열안정성을 향상시키기 위해 첨가하는데, 이의 구체적인 예로서는 하이드로퀴논, 하이드로퀴논의 모노에스테르화물, N-니트로소디페닐아민, 페노티아진, p-t-부틸카테콜, N-페닐나프틸아민, 2,6-디-t-부틸-p-메틸페놀, 클로란일, 피로갈롤 등을 들 수 있으며, 또한 기판에 대한 추종성(追從性) 향상을 위한 가소제로서는 구체적으로 디부틸 프탈레이트(DBP), 디옥틸 프탈레이트(DOP), 폴리에틸렌 글리콜, 글리세린, 디부틸 타르트레이트 등을 들 수 있다.
소포제의 구체적인 예로서는, 폴리에틸렌 글리콜(분자량 400 내지 800) 등의 알킬렌 글리콜계, 실리콘계, 고급 알콜계의 소포제 등을 들 수 있으며, 페이스트 또는 필름 중의 기포를 감소시키며 소성 후의 기공(氣孔)을 감소시킬 수 있다.
감광성 페이스트 조성물 중에 함유되는 무기 분말로서는 노광 광원에 대하여 필요한 투명성을 만족시키는 것이라면 특별히 제한되지는 않지만, 예를 들면, 유리, 세라믹(코딜라이트 등), 금속 등을 사용할 수 있다. 구체적으로는, 유리 분말(예: PbO-SiO2계, PbO-B2O3-SiO2계, ZnO-SiO2계, ZnO-B2O3-SiO2계, BiO-SiO2계,BiO-B2O3-SiO2계의 붕규산납 유리, 붕규산아연 유리, 붕규산비스무스 유리 등)이나 Na, K, Mg, Ca, Ba, Ti, Zr, Al 등의 각종 산화물{산화코발트, 산화철, 산화크롬, 산화니켈, 산화구리, 산화망간, 산화네오디뮴, 산화바나듐, 산화세륨, 티패크 옐로우(Tipaque Yellow), 산화카드뮴, 산화루테늄, 실리카, 마그네시아, 스피넬 등}, 형광체 분말{예: ZnO:Zn, Zn3(PO4)2:Mn, Y2SiO5:Ce, CaWO4:Pb, BaMgAl14O23:Eu, ZnS:(Ag, Cd), Y2O3:Eu, Y2SiO5:Eu, Y3Al5O12:Eu, YBO3:Eu, (Y, Gd)BO3:Eu, GdBO3:Eu, ScBO3:Eu, LuBO3:Eu, Zn2SiO4:Mn, BaAl12O19:Mn, SrAl13O19:Mn, CaAl12O19:Mn, YBO3:Tb, BaMgAl14O23:Mn, LuBO3:Tb, GdBO:Tb, ScBO3:Tb, Sr6Si3O3Cl4:Eu, ZnS:(Cu, Al), ZnS:Ag, Y2O2S:Eu, ZnS:Zn, (Y, Cd) BO3:Eu, BaMgAl12O23:Eu 등}, 금속 분말(예: 철, 니켈, 팔라듐, 텅스텐, 구리, 알루미늄, 은, 금, 백금 등) 등을 들 수 있다. 특히 유리, 세라믹 등이 투명성이 우수하기 때문에 바람직하다. 그 중에서도 유리 분말(유리 프릿)을 사용한 경우에 가장 현저한 효과가 나타난다. 무기 분말이 산화규소, 산화알루미늄 또는 산화티탄을 함유하면 흐려지게 되고, 광선 투과율이 저하되기 때문에, 이들 성분을 함유하지 않는 무기 분말이 바람직하다. 이들 무기 분말은 사용하는 격벽, 전극, 저항체, 유전체, 형광체, 칼라 필터, 블랙 매트릭스에 적당한 것을 적절하게 선택하여 사용하는 것이 좋다.
무기 분말의 입자 직경은 제작하는 패턴의 형상에 따르지만, 평균 입자 직경이 1 내지 10μm, 보다 바람직하게는 2 내지 8μm가 바람직하게 사용된다. 평균입자 직경이 10μm를 초과하면, 고정밀도의 패턴 형성시에 표면 요철이 생기기 때문에 바람직하지 않으며, 평균 입자 직경 1μm 미만에서는 소성시 미세한 공동이 형성되어 절연 불량 발생의 원인이 되기 때문에 바람직하지 않다. 무기 분말로서는 구상, 블록상, 플레이크상, 엽상(葉狀)인 것을 단독으로 사용하거나 두 종류 이상을 조합하여 사용할 수 있다.
무기 분말로서는 흑색 이외에 적색, 청색, 녹색 등으로 발색하는 무기 안료를 함유할 수 있다. 안료를 함유하는 감광성 페이스트 조성물을 사용함으로써 각각의 색의 패턴을 형성할 수 있으며, 칼라 필터 등을 적합하게 제작할 수 있다. 또한, 무기 분말은 물성치가 상이한 미립자를 조합하여 사용할 수도 있다. 특히, 열 연화점이 상이한 유리 분말이나 세라믹 분말을 사용함으로써 소성시의 수축율을 억제할 수 있다. 무기 분말은 리브 등의 특성에 따라 이의 조성을 변화시켜 감광성 페이스트 조성물에 배합하는 것이 좋다.
무기 분말은, 위에서 설명한 바와 같이, 평균 입자 직경이 1 내지 10μm이면, 입자 직경이 10μm 이하이기 때문에, 이의 2차 응집을 방지하기 위해서, 또한 분산성을 향상시키기 위해서, 무기 분말의 성질을 손상시키지 않는 범위에서 유기산, 무기산, 실란 커플링제, 티타네이트계 커플링제, 알루미늄계 커플링제, 계면활성제 등으로 이의 표면을 미리 처리할 수 있다. 이러한 처리방법으로서는, 처리제를 유기 용제나 물 등에 용해시킨 다음, 무기 분말을 첨가 교반하고, 용매를 증류제거한 다음, 약 50 내지 200℃에서 2시간 이상 동안 가열 처리하는 것이 좋다. 또한, 이러한 처리제는 감광성 조성물을 페이스트화 할 때 첨가하여도 좋다.
감광성 페이스트 조성물 중에 함유된 유기 성분과 무기 분말의 비율은 감광성 페이스트 조성물의 총합을 100중량부로 하여, 유기 성분이 10 내지 35중량부이고 무기 분말이 90 내지 65중량부인 범위가 좋다. 바람직하게는 유기 성분이 15 내지 30중량부이고 무기 분말이 85 내지 70중량부인 범위, 보다 바람직하게는 유기 성분이 20 내지 25중량부이고 무기 분말이 80 내지 75중량부인 범위이다. 각각의 성분이 이러한 범위 미만이거나 초과하는 경우 필요한 성능을 유지할 수 없다. 예를 들면, 유기 성분이 15중량부 미만인 경우에는 광중합이 부족해져서 현상시 화상부가 용출되어 화상을 형성할 수 없다. 또한, 유기 성분이 35중량부를 초과하면 소성 후에 패턴 박리가 발생하여 바람직하지 않다.
감광성 페이스트 조성물은 통상적으로 용제를 함유하는데, 당해 용제로서는 무기 분말과의 친화성, 유기 성분의 용해성이 양호하며 감광성 페이스트 조성물에 적당한 점성을 부여할 수 있으며 건조시켜 용이하게 증발제거할 수 있는 것이 바람직하다. 이러한 용제의 구체적인 예로서는 케톤류(예: 디에틸 케톤, 메틸 부틸 케톤, 디프로필 케톤, 사이클로헥사논 등), 알콜류(예: n-펜탄올, 4-메틸-2-펜탄올, 사이클로헥사놀, 디아세톤알콜 등), 에테르계 알콜류(예: 에틸렌 글리콜 모노메틸 에테르, 에틸렌 글리콜 모노에틸 에테르, 에틸렌 글리콜 모노부틸 에테르, 프로필렌 글리콜 모노메틸 에테르, 프로필렌 글리콜 모노에틸 에테르, 디에틸렌 글리콜 모노메틸 에테르, 디에틸렌 글리콜 모노에틸렌 에테르, 디에틸렌 글리콜 디메틸 에테르, 디에틸렌 글리콜 디에틸 에테르 등), 포화 지방족 모노카복실산 알킬 에스테르류(예: n-부틸 아세테이트, 아밀 아세테이트 등), 락트산 에스테르류(예: 에틸락테이트, n-부틸 락테이트 등), 에테르계 에스테르류(예: 메틸 셀로솔브 아세테이트, 에틸 셀로솔브 아세테이트, 프로필렌 글리콜 모노메틸 에테르 아세테이트, 프로필렌 글리콜 모노에틸 에테르 아세테이트, 에틸 3-에톡시프로피오네이트, 2-메톡시부틸 아세테이트, 3-메톡시부틸 아세테이트, 4-메톡시부틸 아세테이트, 2-메틸-3-메톡시부틸 아세테이트, 3-메틸-3-메톡시부틸 아세테이트, 3-에틸-3-메톡시부틸 아세테이트, 2-에톡시부틸 아세테이트, 4-에톡시부틸 아세테이트, 4-프로폭시부틸 아세테이트, 2-메톡시펜틸 아세테이트 등) 등을 예시할 수 있으며, 이들은 단독으로 사용하거나 두 종류 이상을 조합하여 사용할 수 있다.
용제의 함유 비율은 감광성 페이스트 조성물의 점도를 적당한 범위로 유지하기 위하여 유기 성분과 무기 분말의 총합 100중량부에 대해서 300중량부 이하가 바람직하며, 보다 바람직하게는 10 내지 70중량부, 가장 바람직하게는 25 내지 35중량부이다.
위에 기재한 바와 같이 조제된 감광성 페이스트 조성물을 건조막의 두께가 10 내지 100μm로 되도록 지지 필름 위에 도포하고, 건조시켜 감광성 페이스트 조성물 층을 형성시킨다. 사용되는 지지 필름으로서는, 예를 들면, 막의 두께가 15 내지 125μm인 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리카보네이트, 폴리비닐 클로라이드 등의 합성 수지 필름으로 이루어진 가요성 필름을 들 수 있다. 그리고 감광성 필름을 형성할 때에는 유기 성분과 무기 분말을 용제에 용해 또는 분산시켜 감광성 페이스트 조성물로 하고 어플리케이터, 바 피복기, 와이어 바 피복기, 롤 피복기, 커튼 유동 피복기 등을 사용하여 지지 필름에 도포한다. 특히 롤 피복기가 막 두께의 균일성이 우수하며, 또한 두께가 두꺼운 막을 우수한 효율로 형성할 수 있어서 바람직하다. 지지 필름은, 필요에 따라, 전사가 용이하도록 이형처리될 수 있다. 또한, 감광성 페이스트 조성물 층에는 미사용시 감광성 페이스트 조성물 층을 안정하게 보호하기 위하여 보호 필름을 점착시키는 것이 좋다. 이러한 보호 필름으로서는 실리콘을 코팅하거나 베이킹한 두께 15 내지 125μm 정도의 폴리에틸렌 테레프탈레이트 필름, 폴리프로필렌 필름, 폴리에틸렌 필름 등이 적당하다.
본 발명의 PDP의 제조방법으로서는 지지 필름 위에 감광성 페이스트 조성물 층을 형성하고, 감광성 페이스트 조성물 층을 기판의 표면에 대하여, 필요에 따라, 보호 필름층을 박리시킨 후, 일괄하여 전사하고, 마스크를 개재시켜 광선을 조사하여 화상 노광하거나, 마스크 없이 전면 노광한 다음, 지지 필름을 제거하고, 화상 노광한 페이스트 조성물 층을 현상처리하여 패턴을 형성시키고 전면 노광한 페이스트 조성물 층은 현상처리하지 않고 패턴을 형성시키고 소성시킨다. 페이스트 조성물 층이 전사된 기판으로서는 유리 기판, 당해 유리 기판 위에 버스 전극(bus electrode) 등의 전극을 설치한 기판, 세라믹 기판 등을 들 수 있다. 또한, 전사에 있어서는, 필요에 따라, 보호 필름을 제거하고, 감광성 페이스트 조성물 층을 기판 표면에 중첩시킨 다음, 핫 롤 라미네이터 등을 사용하여 열압착시킬 수 있다. 열압착은 기판의 표면 온도를 80 내지 140℃로 가열하고 롤 압력 1 내지 5kg/cm2, 이동속도 0.1 내지 10.0m/min의 범위에서 하는 것이 좋다. 기판은 예열되어 있어도 좋으며, 예열 온도로서는, 예를 들면, 40 내지 100℃의 범위가 선택된다. 또한, 노광에 사용되는 방사선 조사장치로서는 포토리소그라피법에서 일반적으로 사용되고 있는 자외선 조사장치, 반도체 및 액정표시 장치를 제조할 때 사용되고 있는 노광장치 등을 사용할 수 있다.
현상처리에서는 통용되는 알칼리 현상액이나 물이 사용되며 알칼리 현상액의 알칼리 성분으로서는 리튬, 나트륨, 칼륨 등의 알칼리 금속의 수산화물, 탄산염, 중탄산염, 인산염, 피로인산염, 1급 아민(예: 벤질아민, 부틸아민 등), 2급 아민(예: 디메틸아민, 디벤질아민, 디에탄올아민 등), 3급 아민(예: 트리메틸아민, 트리에틸아민, 트리에탄올아민 등), 사이클릭 아민(예: 모르포린, 피페라진, 피리딘 등), 폴리아민(예: 에틸렌디아민, 헥사메틸렌디아민 등), 암모늄 하이드록사이드류(예: 테트라메틸암모늄 하이드록사이드, 테트라에틸암모늄 하이드록사이드, 트리메틸벤질암모늄 하이드록사이드, 트리메틸페닐벤질암모늄 하이드록사이드 등), 설포늄 하이드록사이드류(예: 트리메틸설포늄 하이드록사이드, 디에틸메틸설포늄 하이드록사이드, 디메틸벤질설포늄 하이드록사이드 등), 콜린, 규산염 함유 완충액 등을 들 수 있다. 또한, 현상처리에 있어서는 감광성 페이스트 조성물의 특성에 따라 현상액의 종류·조성·농도, 현상시간, 현상온도, 현상방법(예를 들면, 침지법, 요동법, 샤워법, 스프레이법, 패들법), 현상장치 등을 적당히 선택하는 것이 좋다.
본 발명의 PDP의 제조방법에 있어서는, 노광처리 후에 지지 필름을 박리시키는데, 이러한 노광처리로 감광성 페이스트 조성물 층의 점착성이 줄어들어 박리흔이 남지 않는다.
소성에 사용되는 온도로서는 감광성 페이스트 조성물 중의 유기 물질이 소실되는 온도이면 되는데, 예를 들면, 400 내지 600℃에서 10 내지 90분 동안의 소성을 선택할 수 있다.
이와 같이 본 발명의 PDP의 제조방법은 제조공정이 간편함에도 불구하고 고정밀도의 리브 등을 형성할 수 있으며 정밀한 PDP를 양산성이 우수하게 제조할 수 있다.
이하, 본 발명의 실시예에 대하여 설명하는데, 본 발명이 이것에 의하여 조금도 한정되지 않는다.
실시예
실시예 1
(감광성 페이스트 조성물의 조제)
수용성 셀룰로스 유도체로서 하이드록시프로필 셀룰로스 22중량부, 하이드록시기 함유 아크릴 수지로서 스티렌/하이드록시에틸 메타크릴레이트=55/45(중량%) 공중합체(Mw=40000) 14중량부, 광중합성 단량체로서 2-메타크릴로일옥시에틸-2-하이드록시프로필 프탈레이트[상품명 HO-MPP, 교에이샤카가쿠(주) 제품] 63중량부, 광중합 개시제로서 2,2-디메톡시-2-페닐아세토페논(상품명 IR-651, 시바 가이기사 제품) 0.9중량부, 자외선 흡수제로서 아조 염료(상품명 염료 SS, 다이토케믹스사제품) 0.1중량부 및 용제로서 3-메톡시-3-메틸부탄올 100중량부를 혼합기에서 3시간 동안 혼합하여 유기 성분을 조제한다. 이어서, 유기 성분(고형분 50%) 50중량부와 무기 분말로서 유리 프릿 75중량부를 혼련하여 감광성 페이스트 조성물을 수득한다.
(감광성 필름의 제조)
감광성 페이스트 조성물을 폴리에틸렌 테레프탈레이트로 된 지지 필름 위에 리프 피복기를 사용하여 도포하고, 도막을 100℃에서 6분 동안 건조시켜 용제를 완전히 제거하여, 두께가 40μm인 감광성 페이스트 조성물 층을 형성시킨다. 감광성 페이스트 조성물 층 위에 두께가 25μm인 폴리에틸렌 필름을 접착시켜 감광성 필름을 제조한다.
(감광성 필름의 평가)
수득한 감광성 필름의 폴리에틸렌 필름을 박리시키면서, 미리 80℃로 가열한 유리 기판에 핫 롤 라미네이터를 사용하여 105℃에서 라미네이트한다. 이 때의 공기 압력은 3kg/cm2이고, 라미네이트 속도는 1.0m/min이다. 전사된 감광성 페이스트 조성물 층 위에 시험각 패턴 마스크를 개재시키고, 초고압 수은등을 사용하여 400mJ/cm2의 조사량으로 자외선 노광을 수행한다. 이어서, 지지 필름인 폴리에틸렌 테레프탈레이트를 박리시키자 박리흔이 없었다. 수득한 노광 패턴의 미노광 부분을 수온 30℃의 물을 사용하여 3kg/cm2의 분사압으로 30초 동안 스프레이 현상을 수행하여 패턴을 형성시킨다. 수득한 패턴에 대해서 밀착성을 평가한 결과, 남은 최소 선폭(線幅)은 60μm였다.
또한, 패턴의 소성 후의 형상 안정성을 평가하기 위하여, 위의 방법으로 패턴을 형성시키고 승온 스피드 10℃/min으로 가열하여 580℃에서 30분 동안 유지시키는 소성처리를 수행한다. 양호한 소성 패턴이 수득되었다.
실시예 2
실시예 1에 있어서, 광중합 개시제를 2,2-디메톡시-2-페닐아세토페논(상품명 IR-651, 시바 가이기사 제품) 1중량부로 하고 자외선 흡수제를 사용하지 않는 것 이외에는 실시예 1과 동일하게 감광성 필름을 제작하고, 폴리에틸렌 필름을 박리시키면서 미리 80℃로 가열해 둔 버스 전극이 형성된 유리 기판 위에 핫 롤 라미네이터를 사용하여 105℃에서 라미네이트한다. 이 때의 공기 압력은 3kg/cm2이고, 라미네이트 속도는 1.0m/min이다.
전사된 감광성 페이스트 조성물 층에 초고압 수은등을 사용하여 100mJ/cm2의 조사량으로 자외선을 전면 노광한다. 이어서, 지지 필름인 폴리에틸렌 테레프탈레이트를 박리시키자 박리흔이 없었다. 또한, 유전체 특성을 평가하기 위하여 위의 방법으로 수득한 페이스트 조성물 층을 승온 스피드 10℃/min으로 가열하여 580℃에서 30분 동안 유지하여 소성시킨다. 그 결과, 방전압(放電壓)이 불균일하지 않은 유전체 층이 수득되었다.
비교예 1
(페이스트 조성물의 조제)
수용성 셀룰로스 유도체로서 하이드록시프로필 셀룰로스 22중량부, 하이드록시 함유 아크릴 수지로서 스티렌/하이드록시에틸 메타크릴레이트=55/45(중량%) 공중합체(Mw=40000) 14중량부, 가소제로서 디부틸 프탈레이트 64중량부 및 용제로서 3-메톡시-3-메틸부탄올 100중량부를 혼합기에서 3시간 동안 혼합하여 유기 성분을 조제하고, 유기 성분(고형분 50%) 50중량부와 무기 분말로서 유리 프릿 75중량부를 혼련하여 페이스트 조성물을 수득한다.
(필름의 제조)
페이스트 조성물을 폴리에틸렌 테레프탈레이트로 된 지지 필름 위에 리프 피복기를 사용하여 도포하고 도막을 100℃에서 6분 동안 건조시켜 용제를 완전히 제거하여 두께가 40μm인 페이스트 조성물 층을 형성시키고, 그 위에 두께가 25μm인 폴리에틸렌 필름을 접착시킨다.
(필름의 평가)
수득한 필름의 폴리에틸렌 필름을 박리시키면서 미리 80℃로 가열해 둔 버스 전극이 형성된 유리 기판에 핫 롤 라미네이터를 사용하여 105℃에서 페이스트 조성물 층을 라미네이트한다. 공기 압력은 3kg/cm2이고, 라미네이트 속도는 1.0m/min이다. 이어서, 지지 필름인 폴리에틸렌 테레프탈레이트를 박리시키자 박리흔이 보였다. 또한, 유전체의 특성을 평가하기 위하여 필름을 승온 스피드 10℃/min으로 가열하여 580℃에서 30분 동안 유지시켜 소성처리를 하자 박리흔의 부분에 방전압의 불균일이 발생하며 플라즈마 디스플레이로서 표시 결함(휘도의 불균일)이 나타났다.
비교예 2
실시예 2와 동일하게 감광성 필름을 제작하고, 수득한 감광성 필름의 폴리에틸렌 필름을 박리시키면서 미리 80℃로 가열해 둔 버스 전극이 형성된 유리 기판에 핫 롤 라미네이터를 사용하여 105℃에서 라미네이트한다. 이 때의 공기 압력은 3kg/cm2이고, 라미네이트 속도는 1.0m/min이다.
이어서, 지지 필름인 폴리에틸렌 테레프탈레이트를 박리시키자 박리흔이 보였다. 또한, 유전체 특성을 평가하기 위하여, 전사한 감광성 필름 층에 초고압 수은등을 사용하여 100mJ/cm2의 조사량으로 자외선을 조사한 다음, 승온 스피드 10℃/min으로 가열하여 580℃에서 30분 동안 유지시켜 소성처리를 하자 박리흔의 부분에 방전압의 불균일이 발생하며, 플라즈마 디스플레이로서 표시 결함(휘도의 불균일)이 나타났다.
본 발명의 PDP의 제조방법은 지지 필름 위의 감광성 페이스트 조성물 층을 기판 위에 전사하고, 노광처리한 다음, 지지 필름을 제거하고 소성시키는 각각의공정으로 이루어지며, 지지 필름의 제거시에 박리흔이 남지 않으며 고정밀도의 리브 등을 형성할 수 있다. 게다가, 이러한 제조방법의 공정은 종래 채용되었던 방법의 공정에 있어서 지지 필름의 제거 전에 노광처리하는 간편한 수단으로 실시할 수 있으며, 이의 공업적 가치는 크다.

Claims (6)

  1. 지지 필름 위에 형성시킨 감광성 페이스트 조성물 층을 기판에 전사하고, 노광처리한 다음, 지지 필름을 제거하고, 이어서 소성시켜 격벽, 전극, 저항체, 유전체, 형광체, 칼라 필터 및 블랙 매트릭스 중의 적어도 하나를 형성시킴을 특징으로 하는, 플라즈마 디스플레이 패널의 제조방법.
  2. 지지 필름 위에 형성시킨 감광성 페이스트 조성물 층을 기판에 전사하고, 노광처리한 다음, 지지 필름을 제거하고, 이어서 소성시켜 유전체를 형성시킴을 특징으로 하는, 플라즈마 디스플레이 패널의 제조방법.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 감광성 페이스트 조성물이 수용성 셀룰로스 유도체, 광중합성 단량체, 하이드록실기 함유 아크릴 수지, 광중합 개시제, 무기 분말 및 용제를 함유하는 감광성 페이스트 조성물인 플라즈마 디스플레이 패널의 제조방법.
  4. 제3항에 있어서, 무기 분말이 유리 분말인 플라즈마 디스플레이 패널의 제조방법.
  5. 제1항 또는 제2항에 있어서, 노광처리가 화상 노광으로서, 지지 필름을 제거한 다음, 현상처리하고, 이어서 소성시킴을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널의 제조방법.
  6. 제1항 또는 제2항에 있어서, 노광처리가 감광성 페이스트 조성물 층의 전면 노광으로서, 지지 필름을 제거한 다음, 현상처리하지 않고 소성시킴을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널의 제조방법.
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