KR20060084620A - 플라즈마 디스플레이 패널의 격벽 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 플라즈마 디스플레이 패널의 격벽 제조방법에 관한 것으로서, 더욱 구체적으로는 모든 파장을 투과시키는 패턴 및 특정 범위의 파장을 선택적으로 투과시키는 패턴을 구비하는 포토마스크를 사용하여 1회의 노광만으로 주격벽과 보조격벽이 단차를 갖는 매트릭스형 격벽을 제조할 수 있는 플라즈마 디스플레이 패널의 격벽 제조방법에 관한 것이다. 본 발명에 따르면, 플라즈마 디스플레이 패널의 제조 공정 도중 요구되는 배기 공정이 원활하게 수행될 수 있고, 발광 효율이 높은 플라즈마 디스플레이 패널을 간이하면서도 경제적인 방법으로 제조할 수 있다.

플라즈마 디스플레이 패널, 매트릭스형 격벽

Description

플라즈마 디스플레이 패널의 격벽 제조방법{Method for preparing barrier rib of plasma display panel}

도 1은 종래의 통상적인 플라즈마 디스플레이 패널의 구조를 개략적으로 보여주는 부분 사시도이다.

도 2a 내지 2e는 본 발명에 따른 플라즈마 디스플레이 패널의 격벽 제조방법에 대한 공정도를 개략적으로 나타낸 도면이다.

도 3은 본 발명에 따른 플라즈마 디스플레이 패널의 격벽 제조방법에서 사용되는 포토마스크를 개략적으로 나타낸 평면도이다.

<도면의 주요 부호에 대한 설명>

21: 기판 22: 어드레스 전극

23: 유전체 24: 제1 격벽 페이스트

25: 제2 격벽 페이스트 26: 포토마스크

27: 광 28: 주격벽

29: 보조격벽 31: 광 불투과 부분

32: 수직 패턴 33: 수평 패턴

본 발명은 플라즈마 디스플레이 패널의 격벽 제조방법에 관한 것으로서, 1회의 노광만으로 단차를 갖는 매트릭스형 격벽을 제조할 수 있는 플라즈마 디스플레이 패널의 격벽 제조방법에 관한 것이다.

통상적으로, 플라즈마 디스플레이 패널은 밀폐된 공간에 설치된 전극들 사이에 가스가 충전된 상태에서 전극에 소정의 전압을 인가하여 글로우 방전 (glow discharge)이 일어나도록 하고, 글로우 방전시 발생되는 자외선에 의해 소정 패턴으로 형성된 형광체층을 여기시켜 화상을 형성하게 된다. 이와 같은 플라즈마 디스플레이 패널은 구동방법에 따라 직류형 또는 교류형 또는 혼합형 (Hybrid type)으로 분류되고, 전극 구조에 따라 방전에 필요한 최소 2개의 전극을 갖는 것과, 3개의 전극을 갖는 것으로 구분된다.

도 1에는 종래의 통상적인 플라즈마 디스플레이 패널의 구조를 보여주는 부분 사시도를 도시하였다. 도 1을 참조하면, 플라즈마 디스플레이 패널은 전방 패널 (170) 및 후방 패널 (160)을 포함한다.

상기 전방 패널 (170)은 전면 기판 (151), 상기 전면 기판의 배면에 형성된 Y 전극과 X 전극을 구비한 유지 전극쌍, 상기 유지 전극쌍들을 덮는 전방 유전체층 (155a) 및 상기 전방 유전체층을 덮는 보호막 (156)을 구비한다. 상기 Y 전극과 X 전극 각각은 ITO 등으로 형성된 투명전극 (153a, 153b)과 본 발명에 따른 버스 전극 (154)을 구비한다.

상기 후방 패널 (160)은 배면 기판 (152), 배면 기판의 전면에 상기 유지 전 극쌍과 교차하도록 형성된 어드레스 전극 (153c)들, 상기 어드레스 전극들을 덮는 후방 유전체층 (156b), 상기 후방 유전체층 상에 형성되어 발광셀들을 구획하는 격벽 (157) (이는 어드레스 전극과 평행한 주격벽 (157a) 및 어드레스 전극과 직교하는 보조격벽 (157b)을 포함한다), 및 상기 발광셀 내에 배치된 형광체층 (158)을 구비한다.

상기와 같은 플라즈마 디스플레이 패널에서 격벽은 하판 (또는 배면 기판)에 형성되는 구조물로서, 방전 공간 확보 및 인접한 셀 (cell) 간의 전기적 및 광학적 크로스토크 (cross talk)를 방지하는 역할을 한다. 이러한 격벽은 PDP 기종에 따라 다르나, 스트라이프 (stripe) 형태의 경우 150 내지 300 ㎛의 간격 또는 피치 (pitch)로 상부 폭 60 내지 100 ㎛, 하부 폭 100 내지 160 ㎛, 및 높이 100 내지 150 ㎛를 갖는다.

격벽은 PDP 하판에 어드레스 전극 및 그 위에 유전체를 형성한 다음, 스크린 인쇄법 (screen printing method), 샌드 블라스트법 (sand blast method), 에칭법 (etching) 법, 및 사진식각법 (photolithography) 등을 이용하여 형성할 수 있다.

스크린 인쇄법은 패턴된 스크린 마스크 (mask)를 사용하여 격벽 페이스트를 스퀴즈 (squeeze)를 이용하여 기판에 인쇄하고 건조하여 용제를 제거한 다음, 다시 인쇄 및 건조를 수 회 반복 실시하여 원하는 두께의 건조된 막을 형성하고, 소성 공정을 거쳐 격벽을 형성하는 방법이다. 그러나, 이 방법은 공정 시간이 많이 소요되고, 낮은 해상도 및 반복된 인쇄 작업에 의한 오정렬로 인해서 균일한 패턴의 격벽을 형성하기 어렵다는 문제점이 있다.

샌드 블라스트법은 격벽 페이스트를 테이블 코터 (table coater) 등을 이용하여 한 번에 인쇄하고 건조하여 원하는 두께의 막을 형성하고, 내샌딩성을 갖는 드라이 필름 레지스트 (dry film resist, DFR)를 라미네이팅 (laminating)하고, 노광 및 현상 공정을 통해서 패터닝한 후, 이 DFR 패턴을 마스크로 사용하여 샌딩 공정에서 고압의 미세한 연마제를 분사시켜 건조 막을 패턴화하고, 남아있는 DFR을 제거한 다음, 소성공정을 거쳐서 격벽을 완성하는 방법이다. 이러한 샌드 블라스트법은 스크린 인쇄법에 비해 오정열에 의한 문제점은 없으나, 공정이 복잡하고 연마제에 의한 충격으로 전극 단자부가 손상되는 단점이 있다.

에칭법은 샌드 블라스트법과 유사한 방식으로, 단지 샌딩 공정 대신 소성된 막을 에칭액을 이용하여 패터닝함으로써 격벽을 형성하는 것으로서, 고해상도가 가능한 장점이 있으나, 양산 비용이 높다는 단점을 갖고 있다.

또한, 사진식각법은 감광성 페이스트를 인쇄 및 건조하여 원하는 두께의 막을 형성하고, 포토마스크가 장착된 자외선 노광 장치를 이용하여 노광한 후, 다시 인쇄, 건조, 및 노광 공정을 수 회 반복 실시하여 원하는 두께를 형성한 다음, 현상 공정에서 비노광부를 선택적으로 제거한 후, 소성공정을 거쳐 격벽을 제조한다. 사진 식각법은 스크린 인쇄법에 비해 고 해상도의 격벽을 얻을 수 있고, 샌드 블라스트법에 비해 DFR 및 샌드 공정을 거치지 않는 장점이 있으나, 공정 처리 횟수가 많고 반복 공정 시 오정렬에 의한 문제가 발생될 수 있다는 단점이 있다. 사진식각벅의 이러한 문제점을 해결하기 위하여 미국 특허 제6,197,480호에는 무기물과 유기물의 굴절율 차이를 최소화하는 방법, 대한민국 특허출원 제2004-12298호에는 무기물을 퓸드 실리카로 표면처리하는 방법을 이용하여 노광감도를 향상시켜 1회의 노광 공정을 통해 격벽을 형성하는 방법 등이 개시되어 있다.

상기 여러 방법들을 사용하여 형성되는 격벽은 스트라이프형 (stripe type)과, 형광체의 발광 효율이 우수하며 주격벽과 보조격벽이 단차를 갖는 (배기 공정에서 개스를 쉽게 배기하기 위해서는 단차를 가져야 함) 매트릭스형 (matrix type)으로 나누어 지는데, 매트릭스형이 스트라이프형에 비하여 발광 효율이 우수함에도 불구하고, 제조 공정이 복잡하고, 수율이 떨어져서 제조 비용이 상승한다는 문제점이 있기 때문에, 현재는 플라즈마 디스플레이 패널을 제조하는 데에 있어서 대부분 스트라이프형 격벽을 채택하고 있다.

따라서, 본 발명은 상기 종래기술의 문제점을 해결하여, 원활한 배기가 가능하고 발광 효율이 높으며 주격벽과 보조격벽이 단차를 갖는 매트릭스형 격벽을 간이하고 경제적인 방법으로 제조할 수 있는 플라즈마 디스플레이 패널의 격벽 제조방법을 제공하고자 한다.

본 발명은 상기 기술적 과제를 달성하기 위한 일 구현예에서,

기판 상에 어드레스 전극 및 유전체층을 형성하는 단계;

상기 유전체층 상에 제1 격벽 페이스트를 코팅하고 건조시키는 단계;

상기 제1 격벽 페이스트 상에 제2 격벽 페이스트를 코팅하고 건조시키는 단계;

투과광의 파장 범위가 서로 상이한 수직 패턴 및 수평 패턴을 구비하는 포토마스크를 사용하여 상기 제1 격벽 페이스트 및 제2 격벽 페이스트를 노광시키는 단계;

알카리 현상액을 이용하여 현상시킴으로써 단차를 갖는 격벽 페이스트의 패턴을 형성하는 단계; 및

상기 패턴을 소성하여 주격벽과 보조격벽이 단차를 갖는 격벽을 형성하는 단계

를 포함하는 플라즈마 디스플레이 패널의 격벽 제조방법을 제공한다.

본 발명은 상기 기술적 과제를 달성하기 위한 다른 구현예에서,

상기 방법에 의해서 제조된 플라즈마 디스플레이 격벽을 제공한다.

또한, 본 발명은 상기 기술적 과제를 달성하기 위한 또 다른 구현예에서,

상기 방법에 의해서 제조된 플라즈마 디스플레이 격벽을 포함하는 플라즈마 디스플레이 패널을 제공한다.

이하, 본 발명을 더욱 상세하게 설명하기로 한다.

본 발명은 플라즈마 디스플레이 패널의 격벽 제조방법에 있어서, 모든 파장을 투과시키는 패턴 및 특정 범위의 파장을 선택적으로 투과시키는 패턴을 구비하는 포토마스크를 사용하여 1회의 노광만으로 주격벽과 보조격벽이 단차를 갖는 매트릭스형 격벽을 제조할 수 있는 플라즈마 디스플레이 패널의 격벽 제조방법에 관한 것이다.

도 2a 내지 2e에는 본 발명에 따른 플라즈마 디스플레이 패널의 격벽 제조방 법에 대한 공정도를 개략적으로 나타내었다.

도 2a 내지 2e를 참조하면, 본 발명에 따른 방법은 먼저 유리 기판 등의 기판 (21) 상에 어드레스 전극 (22) 및 유전체층 (23)을 형성한다. 어드레스 전극 (22) 및 유전체층 (23)의 형성은 종래의 통상적인 방식에 의해서 수행될 수 있다 (도 2a).

다음 단계로서, 상기 유전체층 (23) 상에 제1 격벽 페이스트 (24)를 코팅 및 건조시키고, 이어서 상기 제1 격벽 페이스트와는 상이한 조성을 갖는 제2 격벽 페이스트 (25)를 다시 코팅 및 건조시킨다 (도 2b). 상기 격벽 페이스트들의 코팅은 테이블 코팅기 등과 같은 당업계에 통상적으로 널리 알려진 코팅기를 사용하여 수행될 수 있으며, 건조 공정은 컨벡션 오븐 (convection oven) 또는 IR 오븐에서 80 내지 150 ℃ 의 온도로, 5 내지 30 분 동안 건조시킴으로써 수행될 수 있다.

본 발명은 상기와 같이 두 층의 서로 다른 격벽 페이스트 및 하기 포토마스크를 사용함으로써 300 내지 700 mJ/cm²의 에너지를 갖는 자외선에 의한 1회 노광에 의해서 주격벽과 보조격벽이 단차를 갖는 매트릭스형 격벽을 제조할 수 있다.

이를 상세히 설명하면, 제1 격벽 페이스트 (24)는 노광시 조사되는 자외선의 모든 파장에 광가교 반응을 일으키는 감광성 페이스트인 반면에, 제2 격벽 페이스트 (25)는 노광시 조사되는 자외선의 일부 선택적인 파장에 광가교 반응을 일으키도록 설계되어 있는 페이스트이다.

또한, 도 3에는 본 발명에 따른 플라즈마 디스플레이 패널의 격벽 제조방법 에서 사용되는 포토마스크를 개략적으로 나타낸 평면도가 도시되어 있으며, 이를 참조하면, 상기 포토마스크는 주격벽을 형성하는 수직 패턴 (32) 및 보조격벽을 형성하는 수평 패턴 (33), 그리고 빛이 투과하지 못하는 광 불투과 부분 (31)을 포함한다. 여기에서, 수직 패턴 (32)은 노광 램프에서 나오는 자외선의 모든 파장의 빛을 투과시키는 반면에, 수평 패턴 (33)은 노광 램프에서 나오는 자외선 중 일부 선택적인 파장의 빛만을 투과시키는 구조를 갖는다.

따라서, 도 2c에 도시된 바와 같이, 이러한 포토마스크 (26)를 사용하여 상기 제1 격벽 페이스트 (24) 및 제2 격벽 페이스트 (25)를 노광시키게 되면, 상기 포토마스크 (26)의 광 불투과 부분 (31), 수직 패턴 (32), 및 수평 패턴 (33)에 대응되게 상기 페이스트가 노광되게 된다.

이를 구체적인 예를 들어 설명하면, 하기와 같다.

설명의 편의를 위하여, 상기 포토마스크 (26)의 수평 패턴 (33)은 300 nm 이상의 파장만이 투과되고, 상기 제1 격벽 페이스트 (24)는 노광시 조사되는 자외선의 모든 파장에 광가교 반응을 일으키는 감광성 페이스트인 반면, 상기 제2 격벽 페이스트 (25)는 300 nm 미만의 파장에서만 광가교 반응이 발생되는 것으로 가정하기로 한다.

이 경우에, 상기 포토마스크 (26)의 광 불투과 부분 (31)으로부터는 어떠한 파장의 빛도 투과되지 못하므로, 이 영역에 해당하는 상기 제 1 (24) 및 제 2 격벽 페이스트 (25)는 노광이 이루어지지 않고, 따라서 광가교 반응이 발생되지 않게 된다.

또한, 상기 포토마스크 (26)의 수직 패턴 (32)으로부터는 모든 파장의 빛이 투과되고, 따라서 300 nm 미만의 파장도 투과되므로, 하층인 제 1 격벽 페이스트 (24)및 상층인 제2 격벽 페이스트 (25) 모두 광가교 반응이 발생된다.

반면에, 상기 포토마스크 (26)의 수평 패턴 (33)으로부터는 300 nm 이상의 파장만이 투과되므로, 상층인 제2 격벽 페이스트 (25)는 이러한 파장 범위의 빛에 노광되더라도 광가교 반응이 발생되지 않는 반면에, 하층인 제1 격벽 페이스트 (24)는 광가교 반응이 발생된다.

결국, 상기 노광 단계를 거친 이후에 Na₂CO₃ 용액, KOH, TMAH 등과 같은 적당한 알칼리 현상액으로 30 ℃ 내외의 온도에서 현상하게 되면, 제1 격벽 페이스트는 상기 포토마스크 (26)의 광 불투과 부분 (31)에 해당되는 영역을 제외하고는 모든 영역, 즉 상기 포토마스크 (26)의 수직 패턴 (32) 및 수평 패턴 (33) 모두에서 잔존하게 되지만, 제2 격벽 페이스트는 상기 포토마스크 (26)의 수직 패턴 (32)에 해당되는 영역에서만 잔존하게 되며, 따라서 도 2d에서 볼 수 있는 바와 같은 단차를 갖는 페이스트의 패턴이 형성된다.

이후, 상기 형성된 페이스트 패턴을 소성로 등에서 500 내지 600℃의 온도에서 10 내지 30 분간 소성함으로써, 어드레스 전극 (22)과 평행한 주격벽 (28)과 어드레스 전극 (22)과 수직인 보조격벽 (29)이 높이차, 즉 단차를 갖는 격벽이 형성된다 (도 2e).

상기에서는 설명의 편의를 위하여, 300 nm를 기준으로 수평 패턴 (33)은 300 nm 이상의 파장만이 투과되고, 제2 격벽 페이스트 (25)는 300 nm 미만의 파장에서만 광가교 반응이 발생되는 것으로 가정하였지만, 노광 공정에 사용되는 일반적인 파장 대역, 즉 250 nm 내지 400 nm의 범위 이내에서 임의의 다른 파장 값이 선택될 수도 있으며, 또한, 상기 설명한 바와는 역으로, 300 nm를 기준으로 수평 패턴 (33)은 300 nm 미만의 파장만이 투과되고, 제2 격벽 페이스트 (25)는 300 nm 이상의 파장에서만 광가교 반응이 발생되는 경우도 있을 수 있다.

본 발명에서와 같이 특정 격벽 페이스트가 특정 파장 범위에서만 광가교 반응을 일으키게 하는 것은 격벽 페이스트의 제조 공정에서 첨가되는 광개시제의 흡수 파장에 의존하며, 격벽 페이스트의 제조시 첨가되는 광개시제의 흡수 파장값은 당업계에 공지되어 있으므로, 당업자라면 용이하게 특정 파장 범위에서만 광가교 반응을 일으키는 격벽 페이스트를 제조할 수 있다.

또한, 본 발명에서 사용되는 포토마스크의 수평 패턴과 같이, 특정 파장을 기준으로 그 이상 또는 그 이하의 파장만을 통과시키는 필터링 기능을 갖는 포토마스크는 당업계에 공지되어 있다.

본 발명에서 사용된 2가지 종류의 격벽 페이스트들은 상기 서술한 바와 같은 광개시제 성분을 제외하고는 나머지 성분들에 있어서, 동일한 조성을 가지며, 이들 격벽 페이스트들은 격벽 분말 및 감광성 비이클을 포함한다.

상기 격벽 분말로는 유리 분말 (glass powder)의 성분을 단독으로 사용할 수도 있으나, 현재는 주로 격벽을 불투명하게 하여 반사율을 증가시켜 휘도를 향상시키기 위해 유리 분말 성분에 알루미나 및/또는 산화티타늄 등을 첨가한 것이 사용 된다. 유리 분말의 성분은, 이에 제한되지는 않지만 PbO-SiO₂계, PbO-SiO₂-B ₂O₃계, PbO-SiO₂-B₂O₃-ZnO계, PbO-SiO₂-B₂O₃ -BaO계, PbO-SiO₂-ZnO-BaO계, ZnO-SiO₂계, ZnO-B₂O₃-SiO₂계, ZnO-K₂O-B₂O₃-SiO ₂-BaO계, Bi₂O₃-SiO₂계, Bi₂O₃-B ₂O₃-SiO₂계, Bi₂O₃-B₂O₃ -SiO₂-BaO계, 및 Bi₂O₃-B₂O₃-SiO₂-BaO-ZnO계로 이루어진 군으로부터 선택된다. 또한, 이들 유리 분말들은 단독 또는 2종 이상 혼합하여 사용할 수 있다.

상기 유리 분말의 입자 형상은 특별히 한정되지 않지만, 구형인 것이 바람직한데, 이는 구형의 입자가 충진율 및 자외선 투과도에 있어서 판상이나 무정형보다 우수한 특성을 갖기 때문이다. 유리 분말의 평균 입자 직경 (D_avg)은 2 내지 5 ㎛, 최소 입자 직경 (D_min)은 0.5 ㎛, 최대 입자 직경 (D_max)은 10 ㎛인 것이 적합하다. 평균 입자 직경이 2 ㎛ 미만이거나, 최소 입자 직경이 0.5 ㎛ 미만이 되면 노광감도의 저하 및 소성 시 수축율이 커서 원하는 격벽 형태를 얻을 수 없고, 평균 입자 직경이 5 ㎛를 초과하거나, 최대 입자 직경이 10 ㎛를 초과하게 되면 격벽의 치밀성 및 격벽 모양의 직진성이 떨어지는 문제점이 있어서 바람직하지 않다.

유리 분말의 연화 (softening) 온도는 400 내지 600 ℃인 것이 바람직하다. 연화 온도가 400 ℃ 미만이 되면 소성시 원하는 형상의 격벽을 얻을 수 없고, 연화 온도가 600 ℃를 초과하게 되면 연화가 제대로 일어나지 않는다는 문제점이 있어서 바람직하지 않다. 유리 분말의 열팽창 계수는 격벽이 형성되는 기판의 열 팽창 계수에 가까울 수록 좋은데, 이는 유리 분말과 기판과의 열팽창 계수 차이가 크게 되 면 기판이 휘거나 심한 경우에는 파손될 수도 있기 때문이다.

격벽 페이스트 중, 감광성 비이클의 함량은 격벽 분말 100중량부를 기준으로 하여 20 내지 100 중량부인 것이 바람직하다.

격벽 분말이 상기 함량비에 비해서 적은 경우에는 원하는 두께의 격벽을 얻을 수 없고, 많은 경우에는 노광 감도 부족으로 격벽을 형성할 수 없다는 문제점이 있어서 바람직하지 않다.

또한, 감광성 비이클이 상기 함량비에 비해서 적은 경우에는 페이스트의 인쇄성 불량 및 노광 감도 저하의 문제점이 있으며, 많은 경우에는 소성 시에 수축이 심하게 일어나 원하는 형태의 격벽을 형성하기 어려운 문제점이 있어서 바람직하지 않다.

상기 감광성 비이클은, 유기 바인더, 가교제, 광개시제, 용매, 및 기타 첨가제를 포함하며, 이들 각각의 성분들에 대해서 더욱 상세하게 설명하면 하기와 같다.

현상 공정에서 알카리 수용액을 현상액으로 사용하는 경우에, 유기 바인더는 산성기를 포함하는 것을 사용한다. 이러한 유기 바인더로는 여러 가지 종류의 고분자가 사용될 수 있는데, 그 중 아크릴계 수지가 가격 및 특성 면에서 가장 적합하다. 아크릴계 수지 내에 산성기를 갖게 하기 위해서는 카르복실기를 갖는 모노머를 이용할 수 있으며, 따라서 본 발명에 따른 유기 바인더로서 카르복실기를 갖는 모노머와 다른 1개 이상의 모노머들과의 공중합체를 사용할 수 있다.

카르복실기를 갖는 모노머는, 이에 제한되는 것은 아니지만, 아크릴산, 메타 크릴산, 푸마르산, 말레인산, 비닐초산 및 이들의 무수물로 이루어진 군으로부터 하나 이상 선택된 것이 바람직하며, 이러한 카르복실기를 갖는 모노머와 공중합되는 다른 모노머는 메틸아크릴레이트, 메틸메타크릴레이트, 에틸아크릴레이트, 에틸메타크릴레이트, n-부틸아크릴레이트, n-부틸메타크릴레이트, 이소부틸아크릴레이트, 이소부틸메타크릴레이트, 2-히드록시에틸아크릴레이트, 2-히드록시에틸메타크릴레이트, 에틸렌글리콜모노메틸에테르아크릴레이트, 및 에틸렌글리콜모노메틸에테르메타크릴레이트, 스티렌, p-히드록시스티렌으로 이루어진 군으로부터 하나 이상 선택된 것이 바람직하다.

또한, 유기 바인더로는 상기 공중합체의 카르복실기와 에틸렌성 불포화 화합물을 반응시킴으로써, 결과적으로 바인더 내에 가교 반응을 일으킬 성분이 부가된 것을 이용할 수도 있다. 상기 에틸렌성 불포화 화합물로는 글리시딜메타크릴레이트, 3,4-에폭시시클로헥실메틸메타크릴레이트, 및 3,4-에폭시시클로헥실메틸아크릴레이트로 이루어진 군으로부터 선택된 것이 사용될 수 있다.

더 나아가, 유기 바인더로는 상기 공중합체들을 단독으로 사용할 수도 있으나, 막 레벨링이나 요변 특성 향상 등의 목적으로 메틸셀룰로오즈, 에틸셀룰로오즈, 니트로셀룰로오즈, 히드록시메틸셀룰로오즈, 히드록시에틸셀룰로오즈, 히드록시프로필셀룰로오즈, 카르복시메틸셀룰로오즈, 카르복시에틸셀룰로오즈, 및 카르복시에틸메틸셀룰로오즈로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상의 물질을 혼합하여 사용할 수도 있다.

상기 공중합체의 분자량은 5,000 내지 100,000 g/mol인 것이 바람직하며, 산 가는 20 내지 150 mgKOH/g인 것이 바람직하다. 공중합체의 분자량이 5,000 g/mol 미만인 경우에는 페이스트의 인쇄성이 떨어지고, 100,000 g/mol을 초과하는 경우에는 현상시 비노광부가 제거가 안되는 문제점이 있어서 바람직하지 않다. 또한, 공중합체의 산가가 20 mgKOH/g 미만인 경우에는 현상성이 떨어지고, 150 mgKOH/g을 초과하는 경우에는 노광된 부분까지 현상되는 문제점이 있어서 바람직하지 않다.

상기 유기 바인더의 함량은 첨가되는 격벽 분말의 함량, 증점제의 첨가 여부 및 그 함량 등에 의해서 결정되는데, 유기 바인더는 감광성 비이클 100 중량부에 대해서 10 내지 50 중량부인 것이 바람직하다. 유기 바인더의 함량이 상기 범위 미만인 경우에는 점도 및 인쇄성 저하라는 문제점이 있어서 바람직하지 않고, 함량이 상기 범위를 초과하는 경우에는 현상성 불량 및 수축율이 심해 원하는 격벽의 형상을 얻을 수 없어 바람직하지 않다.

가교제로는 단관능 및 다관능 모노머가 이용될 수 있는데, 일반적으로는 노광 감도가 좋은 다관능 모노머를 이용한다. 이러한 다관능 모노머로는, 이에 제한되는 것은 아니지만, 1,6-헥산디올 디아크릴레이트, 1,6-헥산디올 (에톡시레이티드) 디아크릴레이트, 1,4-부탄디올 디아크릴레이트, 2-부틸-2-에틸-1,3-프로판디올 디아크릴레이트, 1,9-노난디올 디아크릴레이트, 트리프로필렌글리콜 디아크릴레이트, 디프로필렌글리콜 디아크릴레이트, 또는 테트라에틸렌글리콜 디아크릴레이트와 같은 디아크릴레이트계; 트리메틸올프로판 트리아크릴레이트, 트리메틸올프로판에톡시레이티드 트리아크릴레이트, 글리세린프록시레이티드 트리아크릴레이트, 펜타에리스리톨 트리아크릴레이트, 또는 트리메틸올프로판 (프록시레이티드)3 트리아크 릴레이트와 같은 트리아크릴레이트계; 디트리메틸올프로판 테트라아크릴레이트, 테트라메틸올프로판 테트라아크릴레이트, 또는 펜타에리스리톨테트라아크릴레이트와 같은 테트라아크릴레이트계; 디펜타에리스리톨 펜타아크릴레이트와 같은 펜타아크릴레이트계; 디펜타에리스리톨 헥사아크릴레이트와 같은 헥사아크릴레이트계 등이 있다. 상기 가교제의 함량은 상기 공중합체 바인더 100 중량부에 대해서 50 내지 200 중량부인 것이 바람직한데, 가교제의 함량이 50 중량부 미만인 경우에는 노광 감도가 떨어져서 패턴된 격벽을 얻을 수 없고, 200 중량부를 초과하는 경우에는 수축율이 심해 원하는 격벽의 형상을 얻을 수 없어서 바람직하지 않다.

광개시제의 경우, 제1 격벽 페이스트의 경우에는 당업계에서 통상적으로 사용되는 임의의 광개시제를 적당히 선택하여 사용할 수 있지만, 제2 격벽 페이스트의 경우에는 상기 포토마스크의 보조 격벽을 형성하는 패턴들이 투과시키는 파장 영역대를 고려하여 선정해야한다. 예를 들어, 포토마스크의 보조 격벽을 형성하는 패턴들이 투과시키는 파장의 영역대가 300 nm 미만인 경우, 광개시제는 300 nm 이상의 파장에 광가교 반응을 일으키는 것을 사용해야 한다. 당업계에서 통상적으로 사용되는 광개시제로는, 이에 제한되는 것은 아니지만, 1-히드록시시클로헥실페닐케톤, 2-히드록시-2-메틸-1-페닐-1-프로판온, 2-히드록시-1-[4-(2-히드록시에톡시)페닐]-2-메틸-1-프로판온, 2,2-디메톡시페닐아세토페논, 메틸벤조일포메이트, 2-벤질-2-디메틸아미노-1-(4-모르폴리노페닐)-1-부타논, 2-메틸-[4-(메틸티오)페닐]-2-모르폴리노프로판-1-온, 디페닐(2,4,6-트리메틸벤조일)포스핀옥사이드, 비스(2,4,6-트리메틸벤조일)페닐포스핀옥사이드 등이 있다. 상기 광개시제의 함량은 상기 카르복실기를 함유하는 바인더 100 중량부에 대해서 10 내지 150 중량부인 것이 바람직한데, 광개시제의 함량이 10 중량부 미만인 경우에는 페이스트의 노광 감도가 떨어지고, 150 중량부를 초과하는 경우에는 소성막의 선폭이 크게 나오거나 소성막 주변에 잔사가 발생되는 문제점이 있어서 바람직하지 않다.

상기 용매로는, 바인더 및 광개시제를 용해시킬 수 있고, 가교제 및 기타 첨가제와 잘 혼합되면서 비등점이 150 ℃ 이상인 것이 사용될 수 있다. 비등점이 150 ℃ 미만인 경우에는 조성물의 제조 과정, 특히 3-롤 밀 공정에서 휘발되는 경향이 커서 문제가 되며, 또한 인쇄시 용매가 너무 빨리 휘발되어 인쇄 상태가 좋지 않게 되므로 바람직하지 않다. 상기 조건을 충족시킬 수 있는 바람직한 용매로는, 이에 제한되는 것은 아니지만, 에틸카비톨, 부틸카비톨, 에틸카비톨아세테이트, 부틸카비톨아세테이트, 텍사놀, 테르핀유, 디프로필렌글리콜메틸에테르, 디프로필렌글리콜에틸에테르, 디프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트, γ-부티로락톤, 셀로솔브아세테이트, 부틸셀로솔브아세테이트, 및 트리프로필렌글리콜로 이루어진 군으로부터 하나 이상 선택된 것이 사용될 수 있다. 상기 용매의 함량은 유기 바인더 100 중량부에 대해서 50 내지 400 중량부인 것이 바람직한데, 용매의 함량이 50 중량부 미만인 경우에는 페이스트의 점도가 너무 높아 인쇄가 제대로 안되는 문제점이 있어서 바람직하지 않고, 400 중량부를 초과하는 경우에는 점도가 너무 낮아서 인쇄를 할 수 없는 문제점이 있어서 바람직하지 않다.

또한, 상기 감광성 비이클은 감도를 향상시키는 증감제, 조성물의 보존성을 향상시키는 중합금지제 및 산화방지제, 해상도를 향상시키는 자외선 흡광제, 조성 물 내의 기포를 줄여 주는 소포제, 분산성을 향상시키는 분산제, 인쇄시 막의 평탄성을 향상시키는 레벨링제, 및 요변 특성을 부여하는 가소제 등과 같은 첨가제를 더 포함할 수도 있다.

상기 제1 격벽 페이스트, 제2 격벽 페이스트, 및 상기 서술한 특성을 갖는 포토마스크가 장착된 노광 장치를 이용하여, 상기 서술한 미세 패턴의 형성 과정 및 소성 과정을 거침으로써 본 발명에 따른 플라즈마 디스플레이 패널의 격벽을 제조할 수 있다.

본 발명은 다른 구현예에서, 상기 방법에 의해서 제조된 플라즈마 디스플레이 격벽을 제공한다.

또한, 본 발명은 또 다른 구현예에서, 상기 방법에 의해서 제조된 플라즈마 디스플레이 격벽을 포함하는 플라즈마 디스플레이 패널을 제공한다.

이하, 본 발명을 실시예를 통하여 더욱 상세히 설명하기로 하되, 본 발명의 범위가 하기 실시예로만 한정되는 것으로 해석되어서는 아니될 것이다.

실시예

실시예 1. 제1 격벽 페이스트 조성물의 제조

격벽 분말 (평균입자 크기 = 2.5 ㎛, D_max = 7.1 ㎛, 구형율 75%의 PbO-SiO₂-B₂O₃계 + TiO₂) 70.0 중량%, 바인더 1 (poly(MMA-co-MAA) 공중합체, 분자량 25,000 g/mol, 산가 110 mgKOH/g) 6.0 중량%, 바인더 2 (히드록시프로필 셀룰로오즈, 평균 분자량 (Mw) = 100,000 g/mol) 0.5 중량%, 광개시제 (디페닐(2,4,6-트리메틸벤조 일)포스핀옥사이드) 2.0 중량%, 가교제 1 (트리메틸올프로판 에톡시레이티드 트리아크릴레이트) 4.0 중량%, 가교제 2 (에틸렌 글리콜 디아크릴레이트) 1.0 중량%, 가교제 3 (디프로필렌글리콜 헥사아크릴레이트) 1.0 중량%, 저장안정제 (말론산) 0.1 중량%, 용매 (텍사놀) 15.4 중량%의 조성을 갖는 페이스트를 배합하여 교반기에 의해서 교반한 후, 3-롤 밀을 이용하여 반죽함으로써 본 발명에 따른 감광성 격벽 페이스트 조성물을 제조하였다. 상기 조성물의 제조에 있어서는 감광성 비이클 성분을 먼저 배합하여 비이클을 제조한 후, 격벽 분말을 첨가하였다.

실시예 2. 제2 격벽 페이스트 조성물의 제조

격벽분말 (평균 입자 크기 = 2.1 ㎛, D_max = 6.2 ㎛, 구형율 80%의 PbO-SiO₂-B₂O₃계 + TiO₂) 70.0 중량%, 바인더 1 (poly(MMA-co-MAA) 공중합체, 분자량 25,000 g/mol, 산가 110 mgKOH/g) 6.0 중량%, 바인더 2 (히드록시프로필 셀룰로오즈, 평균 분자량 (Mw) = 100,000 g/mol) 0.5 중량%, 광개시제 1 (2,2-디메톡시페닐아세토페논) 1.0 중량%, 광개시제 2 (2-메틸-1-[4-(메틸티오)페닐]-2-몰포리노프로판-1-온) 0.75 중량%, 증감제 (2,4-디에틸티오산톤) 0.25 중량%, 가교제 1 (트리메틸올프로판 에톡시레이티드 트리아크릴레이트) 4.0 중량%, 가교제 2 (에틸렌 글리콜 디아크릴레이트) 2.0 중량%, 저장안정제 (말론산) 0.1 중량%, 용매 (텍사놀) 15.4 중량%의 조성을 갖는 페이스트를 배합하여 상기 실시예 1과 동일한 방법을 이용하여 감광성 격벽 페이스트 조성물을 제조하였다.

실시예 3. 격벽의 제조

어드레스 전극과 유전체 층이 형성되어 있는 6" 테스트 유리 기판 위에 상기 실시예 1에서 제조한 제1 격벽 페이스트를 테이블 코터 (table coater)를 이용하여 전면 도포하였다. 이후, IR 건조기를 이용하여 100℃에서 15분간 건조하여 두께 140㎛를 갖는 막을 형성하였다. 건조된 제1 격벽 페이스트 상에 상기 실시예 2에서 제조한 제2 격벽 페이스트를 테이블 코터를 이용하여 다시 전면 도포하였다. 이후, IR 건조기를 이용하여 100℃에서 15분간 건조하여 두께 40㎛를 갖는 막을 형성하였다. 페이스트 건조 막 위에 수평 패턴 (보조격벽을 형성하는 패턴)들의 광투과 파장 영역대가 380 nm 이상으로 설계된 포토마스크가 장착된 자외선 노광장치를 이용하여 500 mJ/cm²의 노광량을 조사하였다. 노광 완료 후, 30 ℃의 0.4% 탄산나트륨 수용액을 노즐압력 1.5 kgf/cm²로 분사하여 미노광 부분을 현상시켜 선폭 120㎛, 간격 130㎛, 및 두께 180㎛를 갖는 어드레스 전극과 평행한 패턴막 (소성 후 주격벽이 됨) 및 선폭 350㎛, 간격 400㎛, 및 두께 140㎛를 갖는 어드레스 전극과 수직인 패턴막 (소성 후 보조격벽이 됨)을 형성하였다. 이후, 소성로를 이용하여 550 ℃에서 20분간 소성하여 선폭 100 ㎛, 간격 150 ㎛, 및 두께 120 ㎛를 갖는 주격벽과 선폭 300 ㎛, 간격 450 ㎛, 및 두께 90㎛를 갖는 보조격벽을 형성하였다.

본 발명에 따르면, 원활한 배기가 가능하고 발광 효율이 높으며 주격벽과 보조격벽이 단차를 갖는 매트릭스형 격벽을 단 1회의 노광 공정에 의해서, 간이하고 경제적인 방법으로 제조할 수 있다.

Claims (8)

1. 기판 상에 어드레스 전극 및 유전체층을 형성하는 단계;

   상기 유전체층 상에 제1 격벽 페이스트를 코팅하고 건조시키는 단계;

   상기 제1 격벽 페이스트 상에 제2 격벽 페이스트를 코팅하고 건조시키는 단계;

   투과광의 파장 범위가 서로 상이한 수직 패턴 및 수평 패턴을 구비하는 포토마스크를 사용하여 상기 제1 격벽 페이스트 및 제2 격벽 페이스트를 노광시키는 단계;

   알카리 현상액을 이용하여 현상시킴으로써 단차를 갖는 격벽 페이스트의 패턴을 형성하는 단계; 및

   상기 패턴을 소성하여 주격벽과 보조격벽이 단차를 갖는 격벽을 형성하는 단계

   를 포함하는 플라즈마 디스플레이 패널의 격벽 제조방법.
2. 제1항에 있어서,

   상기 제1 격벽 페이스트는 250 nm 내지 400 nm의 모든 파장 범위에서 광가교 반응이 발생되는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널의 격벽 제조방법.
3. 제1항에 있어서,

   상기 제2 격벽 페이스트는 250 nm 초과 400 nm 미만의 파장 범위에서 선택되는 어느 하나의 파장보다 크고 400 nm 이하의 파장 범위에서만 광가교반응이 발생되는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널의 격벽 제조방법.
4. 제3항에 있어서,

   상기 수평 패턴은 250 nm 초과 400 nm 미만의 파장 범위에서 선택되는 어느 하나의 파장 이하이고, 250 nm 이상의 파장 범위만 투과시키는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널의 격벽 제조방법.
5. 제1항에 있어서,

   상기 제2 격벽 페이스트는 250 nm 초과 400 nm 미만의 파장 범위에서 선택되는 어느 하나의 파장보다 작고 250 이상의 파장 범위에서만 광가교반응이 발생되는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널의 격벽 제조방법.
6. 제5항에 있어서,

   상기 수평 패턴은 250 nm 초과 400 nm 미만의 파장 범위에서 선택되는 어느 하나의 파장 이상이고, 400 nm 이하의 파장 범위만 투과시키는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널의 격벽 제조방법.
7. 제1항 내지 제6항 중의 어느 한 항에 따른 제조방법에 의해서 제조된 플라즈 마 디스플레이 패널의 격벽.
8. 제7항에 따른 격벽을 포함하는 플라즈마 디스플레이 패널.

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