KR20060058228A - 플라즈마 디스플레이 패널의 초음파 세척장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 플라즈마 디스플레이 패널의 제조장치에 관한 것이다.

본 발명에 따른 플라즈마 디스플레이 패널의 제조장치에 있어서 에칭 공정 후 남아 있는 잔여물을 제거하기 위한 초음파 세척장치는 액체를 저장하고 있는 수조와 초음파를 발생하기 위한 초음파 발생장치와, 상기 액체에 기포를 투입하기 위한 기포공급장치를 구비한다.

Description

플라즈마 디스플레이 패널의 초음파 세척장치{An Utrasonic Cleaning appratus for Plasma Display Panel}

도 1은 교류 구동방식의 면방전형 플라즈마 디스플레이 패널을 나타내는 도면이다.

도 2a 내지 도 2g는 도 1에 도시된 격벽의 제조방법을 단계적으로 나타내는 단면도이다.

도 3은 종래의 초음파 세척장치를 나타내는 도면이다.

도 4는 초음파 세척 후 격벽에 남아있는 잔여물을 나타내는 도면이다.

도 5는 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 초음파 세척장치를 나타내는 도면이다.

도 6은 본 발명의 제 2 실시 예에 따른 초음파 세척장치를 나타내는 도면이다.

도 7은 제 1 및 제 2 실시 예에 따른 초음파 세척원리를 나타내는 도면이다.

도 8은 본 발명의 제 3 실시 예에 따른 초음파 세척장치를 나타내는 도면이다.

도 9는 제 3 실시 예에 따른 초음파 세척원리를 나타내는 도면이다.

< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >

2 : 어드레스전극 4 : 유지전극쌍

6 : 형광체 8 : 격벽

10 : 보호막 12, 18 : 유전층

14 : 하부기판 16 : 상부기판

20a, 34a : 백색층 20b : 흑색층

22 : DFR 24, 38 : 마스크

28 : 에칭액 30, 50 : 수조

34, 54 : 롤러 32, 52 : 초음파 발생장치

80 : 물 분사장치

본 발명은 플라즈마 디스플레이 패널의 제조장치에 관한 것으로, 특히 하부기판에서 격벽을 생성하기 위한 에칭공정 후 기판을 세척하는 초음파 세척장치에 관한 것이다.

플라즈마 디스플레이 패널(Plasma Display Panel : 이하, "PDP"라 함)은 He+Xe, Ne+Xe, He+Ne+Xe 등의 가스 방전시 발생하는 147nm의 자외선에 의해 형광체 를 발광시킴으로써 문자 또는 그래픽을 포함한 화상을 표시하게 된다. 이러한 PDP는 박막화와 대형화가 용이할 뿐만 아니라 최근의 기술 개발에 힘입어 크게 향상된 화질을 제공한다.

도 1을 참조하면, 어드레스전극(2)이 실장되어진 하부기판(14)과 유지전극쌍(4)이 실장되어진 상부기판(16)을 구비하는 교류 구동방식의 PDP가 도시되어 있다. 어드레스전극(2)이 실장된 하부기판(14) 상에는 유전체(18)와 방전셀들을 분할하는 격벽(8)이 형성된다. 유전체(18)와 격벽(8)의 표면에는 형광체(6)가 도포된다. 형광체(6)는 플라즈마 방전시 발생되는 자외선에 의해 발광함으로써 가시광선을 방출한다. 유지전극쌍(4)이 실장된 상부기판(16)에는 유전층(12)과 보호막(10)이 순차적으로 형성된다. 유전층(12)은 플라즈마 방전시 벽전하를 축적하게 되고, 보호막(10)은 플라즈마 방전시 가스 이온의 스퍼터링으로부터 유지전극쌍(4)과 유전층(12)을 보호함과 아울러 이차전자의 방출효율을 높이는 역할을 한다. 이러한 PDP의 방전셀들에는 He+Xe, Ne+Xe, He+Ne+Xe 등의 혼합가스가 주입된다.

격벽(8)은 방전셀간의 전기적 ·광학적 크로스토크(Crosstalk)를 방지하는 역할을 한다. 따라서, 격벽(8)은 표시품질과 발광효율을 위한 가장 중요한 요소이다. 특히, 패널이 대형화 ·고정세화됨에 따라 격벽에 대한 다양한 연구가 이루어지고 있다. 격벽 제조방법으로는 스크린 프린팅(Screen printing)법, 첨가(Additive)법, 감광성 페이스트법, LTCCM(Low Temperature Cofired Ceramic on Metal) 방법, 샌드 블라스팅(Sand blasting)법 등이 적용되고 있다.

그 중에서 스크린 프린팅법은 공정이 간단하고 제조단가가 낮은 장점이 있으 나, 매 인쇄시 스크린과 하부기판(14)의 정렬, 글라스 페이스트의 인쇄 및 건조를 수 회 되풀이 해야 하는 문제점이 있다. 또한, 인쇄 과정 중에 스크린과 유리기판의 위치가 어긋나게 되면 격벽이 변형되는 문제점이 있다.

첨가법은 대면적의 기판 상에 격벽들(8)을 형성하기에 적합한 장점이 있으나, 포토레지스트와 글라스 페이스트의 분리가 어려운 점이 있다. 이 경우에, 잔류물이 남게 되거나 격벽 성형시 격벽이 허물어지는 문제점이 있다.

감광성 페이스트법은 감광성 페이스트의 하부까지 감광성 페이스트를 노광하기 어려울 뿐 아니라 감광성 페이스트 가격이 고가인 단점이 있다.

LTCCM 방법은 비교적 제조 공정이 단순하고 고정세, 고종횡비 격벽제조에 유리한 장점이 있는 반면, 격벽 성형에 필요한 금형 압력을 낮추기 위한 격벽 재료의 조성을 선택하기가 어려운 단점이 있다. 또한, 가해지는 금형 압력이 편압되면 격벽의 높이가 불균일하게 되어 불균일한 격벽의 높이를 보정하기 위한 별도의 연마공정 등이 필요하게 된다.

이러한 공정 중 에칭법(ETCHING)은 박막은 미세 패턴 형성에 이용되는 기술로서 습식 에칭과 건식 에칭이 있다.

도 2a 내지 2g를 참조하여 습식 에칭법을 이용하여 격벽을 제조하는 방법을 살펴보면 다음과 같다.

먼저, 도 2a를 참조하면, 어드레스전극(도시하지 않음)이 실장된 하부기판(14) 상에 유전체(18)가 형성되며, 유전체(18) 상에 소정의 높이를 가지는 격벽용 페이스트(20)가 형성된다. 여기서, 격벽용 페이스트(20)는 인쇄법이나 코팅방법으 로 형성되며 백색층 페이스트(20a)와 흑색층 페이스트(20b)가 순차적으로 적층되도록 구성된다.

도 2b를 참조하면, 격벽용 페이스트(20) 상에 드라이 필름 레진(Dry Film Resin ; 이하 "DFR" 이라 함)(22)이 형성된다. DFR(22)은 라미네이팅 공정을 통해 격벽용 페이스트(20)와 접합된다. 라미네이팅 공정은 소정 온도의 열과 균일한 압력을 가하여 DFR을 접합시키는 공정이다.

도 2c를 참조하면, DFR(22) 상에 마스크(24)가 정렬되고 광이 조사된다. 마스크(24)는 일정한 간격으로 교번되게 배열되는 광차단부(24b)와 광투과부(24a)를 구비한다. 광차단부(24b)는 격벽이 형성될 영역에 조사되는 광을 차단한다. 광투과부(24a)는 격벽이 형성되지 않을 방전공간 영역에 해당하는 DFR(22)의 영역에 광을 투과시킨다.

도 2d를 참조하면, 노광공정에 이어서 DFR(22)의 현상공정이 실시된다. 현상공정에 의해, 광에 노출되지 않은 영역(이하 "미노광 영역"이라 함)의 DFR(22)은 흑색층 격벽용 페이스트(20b) 상에 잔류하는 반면에, 광에 노출된 영역(이하 "노광 영역"이라 함)의 DFR(22)은 식각되어 제거된다.

도 2e를 참조하면, DFR(22)의 식각으로 패터닝 된 패널을 뒤집어서 에칭액(28)에 담근다. 노광공정을 거치면서 광이 투과된 영역은 비경질화되어 에칭액(28)에 의해 화학적으로 제거된다.

도 2f를 참조하면, 에칭 공정 후에 형성된 격벽이 나타난다.

도 2g를 참조하면, 에칭 공정 후 형성된 격벽에 박리공정을 실시하게 된다. 이 박리공정에 의해 DFR(22)은 박리된다. 이어서, 격벽용 페이스트(20)는 소성된다. 그 결과, 격벽(8)이 완성되고, 격벽(8)들 사이에 오목하게 방전공간이 형성된다.

이와 같이 하부기판을 제조하는 과정에서 격벽()을 생성하기 위해 에칭을 하는 과정에서 식각된 격벽용 패이스트의 잔여물이 생기고 이 잔여물을 제거하는 과정이 필요하다. 따라서 에칭 후 초음파를 이용한 잔여물 제거 공정을 거치게 된다.

도 3은 잔여물 제거를 위한 초음파 세척장치를 나타내는 도면이다.

도 3을 참조하면, 초음파 세척장치는 정제수(39)가 담긴 수조(30)와, 수조 하단부에 설치된 롤러(34)와, 수조(30)의 아래에서 수조 하단면에 초음파를 방출하는 초음파발생장치(32)를 구비한다.

도시하지 않은 기판은 에칭과정이 끝난 후 라인(도시하지 않음)을 따라 이동하면서 초음파공정장치를 통과하게 된다.

이를 위해 수조(30)는 기판이 통과하기 위한 홀(35)을 구비한다.

롤러(34)는 롤러 지지대(36)에 롤러의 회전축이 고정된 형태로 이루어지고, 롤러(38)의 회전에 의해 기판이 이동된다.

초음파발생장치(32)는 수조(30)의 하단면에 25∼30KHz의 초음파를 방출하여 수조(30)내의 물에 미세한 진동이 연속적으로 발생하게 한다. 이를 이용해 격벽제조 후 발생된 잔여물을 제거하게 된다.

이러한 방법으로 잔여물을 제거하는 과정을 거치더라도 격벽 사이사이 마다 완전히 제거되지 않은 잔여물이 존재하게 된다.

도 4을 참조하면, 격벽(20) 사이사이는 격벽용 패이스트가 식각된 공간으로서 이 부분에서 잔여물(21)이 발생하게 되고, 이곳은 격벽(20)에 의해 폐쇄된 좁은 공간이어서 잔여물의 제거가 용이하지 않게 된다. 특히, 격벽용 패이스트가 점성을 가지고 있을 뿐만 아니라, 에칭시 화학적으로 페이스트를 제거한 것이기 때문에 잔여물이 물리적으로 완전히 떨어져 나간 상태가 아니다. 이렇게 잔존하는 잔여물은 방전공간내에 형광체를 도포하는 과정에서 형광체 도포면의 불균일성을 가져오게 되고, 방전효율과 기판특성에 악영향을 끼치게 된다. 특히, 기판에 잔류하고 있는 불순물은 패널의 오점으로 남아 풀 화이트(full white) 구현시에도 휘도를 떨어뜨려 콘트라스트에도 나쁜 영향을 끼친다.

따라서, 본 발명의 목적은 에칭 후 기판에 남아 있는 잔여물을 효과적으로 제거할 수 있는 초음파 발생장치를 제공하는 데에 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 플라즈마 디스플레이 패널의 제조장치에 있어서 초음파 세척장치는 액체를 저장하고 있는 수조와 초음파를 발생하기 위한 초음파 발생장치와, 상기 액체에 기포를 투입하기 위한 기포공급장치를 구비한다.

상기 초음파 세척장치는 기판이 상기 수조안으로 투입되기 위해 액체 면의 높이보다 높은 곳에 형성된 제 1 홀과, 상기 제 1 홀을 통과한 기판을 수조 내에서 이동시키기 위한 롤과, 상기 기판을 상기 수조 밖으로 통과시키기 위해 액체 면의 높이보다 높은 곳에 형성된 제 2 홀을 더 구비한다.

상기 기포공급장치는 상기 수조의 아래에 위치하고 기포를 발생하기 위한 기포발생장치와, 상기 기포발생장치와 연결되고 상기 수조 내의 액체에 기포를 주입하기 위한 기포공급관을 구비한다.

본 발명의 다른 실시 예에 의한 상기 기포공급장치는 상기 수조의 측면에 위치하고 기포를 발생하기 위한 기포발생장치와, 상기 기포발생장치와 연결되고, 상기 롤의 최상단 높이보다 낮은 곳에 위치하는 기포공급관과, 상기 기포공급관에서 상기 수조내의 액체로 기포를 공급하기 위해 소정의 간격을 두고 형성된 다수의 홀을 구비한다.

상기 초음파세척장치는 상기 수조의 상부에 위치하여 상기 수조내의 액체에 강한 압력으로 액체를 분사시키는 액체 분사장치를 더 구비한다.

상기 액체 분사장치는 상기 수조 내의 측면에 위치한다.

상기 목적 외에 본 발명의 다른 목적 및 특징들은 첨부한 도면을 참조한 실시 예에 대한 설명을 통하여 명백하게 드러나게 될 것이다.

이하, 도 5 내지 도 9를 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 설명하기로 한다.

본 발명에 따른 플라즈마 디스플레이 패널의 제조장치에 의한 기판을 제조하 는 과정에서 에칭을 하여 식각하는 과정까지는 공지의 어떠한 기술을 사용할 수 있다.

에칭 후 기판은 도 5에 도시된 본 발명에 따른 초음파 세척과정을 거치게 된다.

도 5를 참조하면, 본 발명의 제 1 실시 예에 의한 초음파 세척장치는 정수된 물(59)이 담겨있는 수조(50)와, 수조 하단부에 설치된 롤러(54)와, 수조(50)의 아래에서 수조 하단면에 초음파를 방출하는 초음파발생장치(52)와, 수조(50)의 하단부에 설치된 기포발생장치(60)를 구비한다.

도시하지 않은 기판은 에칭과정이 끝난 후 라인(도시하지 않음)을 따라 이동하면서 초음파공정장치를 통과하게 된다. 이를 위해 수조(50)는 기판이 통과하기 위한 홀(55)을 구비한다.

수조(50)에 담겨있는 정수된 물(59)은 기판이 이동하는 과정에서 기판을 세척한다. 이를 위해 물(59)은 롤러(54)위를 이동하는 기판(도시하지 않음)이 잠길 수 있을 정도까지 채워져 있고, 기판이 잠길 경우 기판보다 약 1.5㎝ 높은 곳에 수면이 형성되도록 한다.

롤러(54)는 회전을 하여 기판이 이동하도록 하며, 본 발명의 실시 예에 해당하는 것처럼 롤러 지지대(56)에 롤러(54)의 회전축(58)이 고정되어 형성될 수 있고, 회전축이 수조의 하단에 위치하여 회전중심이 바닥면보다 아래에 위치할 수 있다.

초음파 발생장치(52)는 하단면에 25∼30KHz의 초음파를 방출하여 수조(50)내 의 물에 미세한 진동이 연속적으로 발생하게 하여 이를 이용하여 기판내에 남아 있는 잔여물을 제거하게 된다.

기포발생장치(60)는 수조(50)의 하단면 아래에서 설치되어 수조(50)의 하단에 기포투입구(62)를 통하여 기포를 방출시킨다.

도 6은 본 발명의 제 2 실시 예에 따른 초음파세척장치를 나타내는 도면이다.

도 6을 참조하면, 본 발명의 제 2 실시 예에 의한 초음파 세척장치는 정수된 물이 담겨있는 수조(50)와, 수조 하단부에 설치된 롤러(54)와, 수조(50)의 측면에 설치된 기포발생장치(70)와, 기포발생장치(70)와 연결되어 수조(50)의 하단면에서 수조(50)내의 물에 기포를 공급하기 위한 관(72)과 상기 관에서 소정의 간격을 두고 형성된 다수의 홀(74)과, 수조(50) 하단면에 초음파를 방출하는 초음파발생장치(52)를 구비한다.

도 6에 있어서, 전술한 실시 예와 실질적으로 동일한 구성요소에 있어서는 동일한 도면부호를 사용하고 상세한 설명을 생략하기로 한다.

제 1 및 제 2 실시 예에 따른 초음파 세척장치에 의한 기판의 잔여물제거 방법을 도 7을 참조하여 설명하면 다음과 같다.

도 7를 참조하면, 본 발명에 따른 기판의 세척방법은 기포발생장치에서 발생되어 기판(100)의 하단면에 접촉하는 기포(110)와 초음파 발생장치에 의해 발산되는 초음파(120)의 상호작용으로 기판(100)을 세척하게 된다.

기포투입구를 통하여 방출된 기포(110)는 기판(100)의 하단면으로 방출되게 된다. 기포(110)는 수조의 하단면으로부터 전파되는 초음파(120)에 의한 진동으로 터지게 되고, 이렇게 터지게 되는 기포에 의해 물속의 진동이 더 커지게 되고 기판에도 미세한 진동이 전해진다.

즉, 본 발명에 따른 기판 세척장치는 초음파를 진동자로 이용하여 물 내의 진동을 발생하는 것뿐만 아니라, 기포가 터지면서 발생하는 진동을 더하여 물분자의 진동을 더 크게 할 수 있고, 또한 기판도 진동을 하도록 하여, 기판내의 잔여물이 남아있는 것을 더욱 효과적으로 제거하여 기판을 세척할 수 있다.

도 8은 본 발명의 제 3 실시 예에 따른 초음파 세척장치를 나타내는 도면이다.

도 8을 참조하면, 본 발명의 제 3 실시 예에 의한 초음파 세척장치는 정수된 물이 담겨있는 수조(50)와, 수조 하단부에 설치된 롤러(54)와, 수조(50)의 아래에서 수조(50) 하단면에 초음파를 방출하는 초음파발생장치(52)와, 수조(50)의 하단부에 설치된 기포발생장치(60)와, 수조(50)의 상단에서 물을 분사하는 물분사장치(80)를 구비한다.

본 발명의 실시 예에서 전술한 실시 예와 실질적으로 동일한 구성요소는 동일한 도면부호를 사용하고 상세한 설명은 생략하기로 한다.

도 9은 본 발명의 제 3 실시 예에 따른 기판의 세척과정을 나타내는 도면이다.

도 9를 참조하면, 본 발명에 따른 기판의 세척방법은 기포발생장치에서 발생되어 기판(100)의 하단면에 접촉하는 기포(110)와 초음파 발생장치에 의해 발산되 는 초음파(120)와 물분사장치(80)에서 분사되는 물의 상호작용으로 기판(100)을 세척하게 된다.

기포투입구를 통하여 방출된 기포(110)는 기판(100)의 하단면으로 방출되게 된다. 기포(110)는 수조의 하단면으로부터 전파되는 초음파(120)에 의한 진동으로 터지게 되고, 이렇게 터지게 되는 기포에 의해 물속의 진동이 더 커지게 된다.

또한, 물분사장치(80)에서 분사되는 물에 의해 수조내의 물의 진동이 더 커지게 되고 기판의 진동도 크게 된다.

즉, 본 발명에 따른 기판 세척장치는 초음파를 진동자로 이용하여 물 내의 진동을 발생하는 것뿐만 아니라, 기포가 터지면서 발생하는 진동을 더하여 물분자의 진동을 더 크게 할 수 있고, 수조의 상부에서 분사되는 물에 의해 수조 내의 물의 파동을 더욱 크게 할 수 있다.

따라서 기판내의 잔여물이 남아있는 것을 더욱 효과적으로 제거하여 기판을 세척할 수 있다.

본 발명의 실시 예에 따른 물 분사장치는 도면에서와 같이 수조(50)의 상단부에 설치될 수 있고, 또는 수조의 옆면에서 설치될 수도 있다.

또한, 본 발명의 제 3 실시 예에 의한 물 분사장치는 본 발명의 제 2 실시 예와의 결합으로도 실시 될 수 있고, 물분사장치를 이용한 단일 실시도 가능하다.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 플라즈마 디스플레이 기판의 초음파 세척 장치는 초음파를 진동자로 이용하는 것 외에 기포와 분사되는 물에 의해 세첵액의 진동을 더욱 크게 하여, 효과적으로 기판에 남아 있는 잔여물을 제거할 수 있다.

이상 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 발명의 기술사상을 일탈하지 아니하는 범위에서 다양한 변경 및 수정이 가능함을 알 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 기술적 범위는 명세서의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허 청구의 범위에 의해 정하여져야만 할 것이다.

Claims (6)

1. 기판의 격벽을 제조하기 위한 에칭공정 후, 기판에 남아 있는 잔여물을 제거하기 위한 장치에 있어서,

   액체를 저장하고 있는 수조와;

   초음파를 발생시키고, 상기 초음파를 상기 액체에 전파하기 위한 초음파 발생장치와;

   상기 액체에 기포를 투입하기 위한 기포공급장치를 구비하는 것을 특징으로 하는 초음파 세척장치.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 초음파 세척장치는

   상기 기판이 상기 수조안으로 투입되기 위해 액체 면의 높이보다 높은 곳에 형성된 제 1 홀과;

   상기 제 1 홀을 통과한 기판을 수조 내에서 이동시키기 위한 롤과;

   상기 기판을 상기 수조 밖으로 통과시키기 위해 액체 면의 높이보다 높은 곳에 형성된 제 2 홀을 구비하는 것을 특징으로 하는 초음파 세척장치.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 기포공급장치는

   상기 수조의 아래에 위치하고 기포를 발생하기 위한 기포발생장치와;

   상기 기포발생장치와 연결되고 상기 수조 내의 액체에 기포를 주입하기 위한 기포공급관을 구비하는 것을 특징으로 하는 초음파 세척장치.
4. 제 1 항에 있어서,

   상기 기포공급장치는

   상기 수조의 측면에 위치하고 기포를 발생하기 위한 기포발생장치와;

   상기 기포발생장치와 연결되고, 상기 롤의 최상단 높이보다 낮은 곳에 위치하는 기포공급관과;

   상기 기포공급관에서 상기 수조내의 액체로 기포를 공급하기 위해 소정의 간격을 두고 형성된 다수의 홀을 구비하는 것을 특징으로 하는 초음파세척장치.
5. 제 1 항에 있어서,

   상기 초음파세척장치는

   상기 수조의 상부에 위치하여 상기 수조내의 액체에 강한 압력으로 액체를 분사시키는 액체 분사장치를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 초음파 세척장치.
6. 제 5 항에 있어서,

   상기 액체 분사장치는 상기 수조 내의 측면에 위치하는 것을 특징으로 하는 초음파 세척장치.

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