KR100738650B1

KR100738650B1 - 플라즈마 디스플레이 패널용 격벽의 제조방법

Info

Publication number: KR100738650B1
Application number: KR1020050032475A
Authority: KR
Inventors: 배병수; 김정환; 고지훈; 정경호
Original assignee: 한국과학기술원
Priority date: 2005-04-19
Filing date: 2005-04-19
Publication date: 2007-07-11
Also published as: US20090085482A1; US7766713B2; WO2006112591A1; JP2008535198A; KR20060110389A

Abstract

본 발명은 실리콘 화합물 수지를 포함하는 플라즈마 디스플레이 패널용 격벽의 제조방법을 제공한다.

제 1측면에 따른 본 발명은 기판위에 실리콘 화합물 수지층을 형성하는 단계; 상기 실리콘 화합물 수지층을 격벽 모양의 패턴이 형성된 마스터로 압착하여 전사하는 단계; 및 상기 실리콘 화합물 수지를 경화한 후 마스터를 이형시키는 단계를 포함한다.

제 2측면에 따른 본 발명은 실리콘 화합물 수지를 격벽 모양의 패턴이 형성된 마스터의 홈에 충진하는 단계; 기판상에 상기 마스터를 압착하여 전사하는 단계; 및 상기 전사된 실리콘 화합물 수지를 경화한 후 마스터를 이형시키는 단계를 포함한다.

플라즈마 디스플레이 패널, 격벽, 실리콘 화합물

Description

플라즈마 디스플레이 패널용 격벽의 제조방법{Manufacturing Method of Barrier Rib for Plasma Display Panel}

도 1은 평판형 마스터를 사용하는 제 1측면(좌측)및 제 2측면(우측)에 따른 본 발명의 플라즈마 디스플레이 패널용 격벽 제조 공정도

도 2는 롤형 마스터를 사용하는 제 1측면(좌측) 및 제 2측면(우측)에 따른 본 발명의 플라즈마 디스플레이 패널용 격벽 제조 공정도

도 3 및 도 4는 본 발명에 따라 제조된 플라즈마 디스플레이 패널용 격벽의 사진 및 격벽의 확대사진

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

11: 평판형 마스터 12: 배면 기판

13: 실리콘 화합물 수지층 14: 격벽

15: 롤형 마스터

본 발명은 플라즈마 디스플레이 패널용 격벽의 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 저온 소성이 가능하고, 유동성을 가지는 원료로부터 미세하고 복잡한 형태의 격벽을 간단하면서 정밀하게 제조하는 것이 가능하며, 연속적인 공정이 가능한 플라즈마 디스플레이 패널(PDP)용 격벽의 제조방법을 제공함에 있다.

플라즈마 디스플레이 소자를 구성하는 격벽구조는 어드레스 전극이 평행하게 패턴되어 있는 배면 유리 위에 형성되는 통상 전극을 덮는 유전체에 형성되는 구조물이다. 격벽은 패널내에서 방전거리를 유지하고, 인접한 셀간의 전기적, 광학적 혼신을 방지하기 위해 구비되며, 폭이 40∼100 ㎛, 높이가 50∼200 ㎛ 정도이다.

일반적으로 플라즈마 디스플레이의 격벽 형성을 위해서는 저융점 글래스를 주성분으로 하는 프릿(frit)을 이용한 물질이 슬러리 혹은 페이스트 형태로서 사용된다. 이와 같은 물질을 이용하는 격벽의 형성 방법으로는 스크린 인쇄(screen print)법, 샌드 블라스팅(sand blasting)법, 사진 식각(photolithography)법, 몰딩(molding)법이 주로 사용되고 있다.

페이스트 혹은 슬러리 타입의 프릿 물질은 격벽 모양으로 제조한 후에 글래스 프릿 물질의 경화를 위하여 500∼600 ℃의 높은 소성 온도를 필요로 한다. 대표적인 연화 물질인 Pb의 첨가 없이 만들 경우에는 더 높은 온도에서 소성되어야 한다. 그러나, 격벽 재료에 있어서 섭씨 500도 이상의 납은 환경오염 물질로서 배면기판의 격벽제조와 같이 폐기물이 많이 발생하는 경우에, 환경오염 및 폐기물 처리비의 증가를 발생시킨다. 게다가 격벽 제조시 고온 열이력 공정은 기판 유리의 치 수를 변하게 하고 패턴을 어긋나게 하여 표시 패널의 불량을 초래하며, 또한 패널을 대화면화시키는데 어려움을 야기하는 등 많은 단점을 가지고 있다. 이러한 이유로 일반적으로 격벽을 지지하는 PDP 기판 역시도 고온에서 연화가 일어나지 않는 특수 유리를 사용하여야 한다.

종래 42" 패널의 경우, 통상적으로 스크린 인쇄법으로 격벽 전체 높이의 유전체층을 만들고 샌드블라스팅(sandblasting)법으로 격벽구조를 형성하였으나, 60" 이상 HDTV급 플라즈마 디스플레이 패널의 제조에서는 구조물간의 더 작은 피치와 평활성을 요구하므로 다층 인쇄를 통한 스크린 인쇄법이나 샌드블라스팅법은 정확한 치수를 가지며 복잡한 구조물의 제조에는 적합하지 않다. 복잡한 다층 스크린 인쇄로 인한 공정의 복잡화와 패널전체에 균일한 격벽을 형성하는 문제를 해결하기 위해 일본 특허공개 제9-102273호와 일본 특허공개 제10-291834호 에서는 전사필름 (글래스 페이스트 조성물과 지지필름으로부터 얻어지는 막형성 재료층과 이 막형성 재료층 표면에 용이하게 박리되도록 설치된 커버 필름을 적층시켜 이루어진 복합 필름)을 통해 한 번의 공정으로 격벽층을 형성하는 것을 제안하고 있다. 그러나 이러한 방법도 공정의 단순화는 가능하나 소성된 저융점 글래스가 가지는 기판의 제한성, 미세구조 패턴의 어려움, 표면의 평활도, 많은 환경오염 폐기물 발생 등의 단점을 피할 수 없다. 따라서 한번의 공정으로 높은 두께를 얻을 수 있고, 미세패턴이 용이한 재료의 개발이 대면적 고화질 플라즈마 디스플레이 패널의 제조에 있어서 필수적이다.

PDP의 격벽을 제조하는 방법에 있어서 기존에 사용되는 샌드 블라스팅법 등 보다 격벽의 품질 특성이 우수하고, 제조 공정이 단순하고, 제조 원가가 저렴한 방법으로서 몰드 또는 롤 가압법이 있다. 이 방법은 유리 기판 또는 티탄과 같은 금속 기판상에 격벽 재료를 포함하고 있는 페이스트를 도포하여 건조시키거나, 건식 필름을 적층한 후, 이를 격벽의 역상이 패턴된 평판형의 몰드 또는 원통형 롤 몰드로 압축 성형하여 격벽을 형성하는 방법이다. 일본 특허공개 제11-185605호, 일본 특허공개 제10-3265712호, 일본 특허출원 제9-170148호, 한국 특허출원 제1998-54538호, 한국 특허출원 제1998-21101호, 한국 특허출원 제1998-22675호, 한국 특허출원 제1998-18584호 등에 이와 관련된 기술 내용이 개시되어 있다. 보통 페이스트는 격벽 재료인 무기질 재료(글래스 분말(frit glass), 충진용 세라믹(Al₂O₃ , TiO₂ , ZrO₂ 등))를 포함하고, 인쇄 및 압축 성형시 요구되는 유동 특성을 얻기 위한 유기질 재료(용매, 결합제, 요변제, 가소제, 희석제, 기타 첨가제)를 포함한 것이 사용된다. 이렇게 얻어진 페이스트를 건조시킨 후, 제조하고자 하는 격벽의 역상을 가진 평판형 몰드로 가압하여 격벽을 성형하고 몰드로부터 이형시킨 후 소성한 뒤, 형광체를 격벽 측면과 하면에 인쇄하여 PDP의 후면판으로 제조한다. 이들 방법의 경우도 몰드와 성형된 격벽의 이형성의 확보가 문제점으로 제시되고 있다.

상기의 평판형 몰드 대신 격벽의 역상으로 홈이 패턴된 롤을 사용하여 격벽을 형성하는 방법도 사용된다. 이 방법은 롤을 건조된 페이스트 또는 건식 필름에 압착하여 격벽 형상으로 성형한 후, 이를 소성하여 격벽을 제조하는 방법이다.

이와 같은 기계적 압축법 이외에 금속 또는 폴리머와 같은 기재를 격벽 형상 의 역상으로 평판 몰드 또는 롤을 이용하여 가공하거나, 포토 에칭법으로 성형한 후, 격벽 재료를 포함하고 있는 페이스트 또는 슬러리를 매입하고, 이를 건조한 후, 몰드를 제거하는 방법이 일본 특허출원 제9-165907호, 일본 특허출원 제9-243523호, 한국특허출원 제1998-34029호 등에 개시되어 있다. 이와 같은 방법은 미세한 격벽을 형성할 수 있는 방법으로 제안되고 있다. 사진 식각법 또는 몰드 압축법에 의하여 격벽 형상의 패턴 홈을 성형한 후, 이 패턴의 홈에 격벽용 재료를 충진한다. 매입 과정으로 스퀴저(squeezer)를 이용한 프린팅법이나, 테이프 캐스팅 공정이 적용된다. 격벽 재료를 포함한 매질의 매입이 완료되면 이를 건조시키고, 어드레스 전극이 인쇄된 기판재료 상에 라미네이션 시키면서 몰드를 이형시키고, 소성한 후 형광체를 격벽 측면과 하면에 인쇄하여 PDP의 후면판으로 제조한다.

상기의 몰드법에 있어서, 몰드에 도포되는 격벽 재료의 유동성과 격벽 형성 후 재료로부터 몰드를 제거하는 단계에서 격벽 재료와 몰드 간의 반응성 혹은 이형 문제는 격벽 제조에 악영향을 미치게 된다. 격벽 재료를 몰드에 충전하는 단계에서 패턴된 홈의 전체를 재료가 채울 수 있어야 균일한 격벽이 생성될 수 있고, 몰드의 제거 단계에서 몰드의 패턴 사이에서 소성된 격벽 재료가 몰드와 반응없이 쉽게 이형되어야 손상되지 않은 균일한 격벽을 얻을 수 있으나 상기한 종래의 방법들 만으로는 이러한 목적을 달성하기가 곤란하다.

본 발명은 상기한 바와 같은 종래기술이 가지는 문제를 해결하기 위해 제안 된 것으로서,

본 발명의 목적은 섭씨 300도 이하의 저온 소성이 가능하고, 유동성을 가지는 원료로부터 미세하고 복잡한 형태의 격벽을 간단하면서 정밀하게 제조하는 것이 가능하며, 연속적인 공정이 가능한 플라즈마 디스플레이 패널용 격벽의 제조방법을 제공함에 있다.

상기한 목적을 달성하기 위하여 제 1측면에 따른 본 발명은 기판위에 실리콘 화합물 수지층을 형성하는 단계; 상기 실리콘 화합물 수지층을 격벽 모양의 패턴이 형성된 마스터로 압착하여 전사하는 단계; 및 상기 실리콘 화합물 수지를 경화한 후 마스터를 이형시키는 단계를 포함하는 플라즈마 디스플레이 패널용 격벽의 제조방법을 제공한다.

또한, 제 2측면에 따른 본 발명은 실리콘 화합물 수지를 격벽 모양의 패턴이 형성된 마스터의 홈에 충진하는 단계; 기판상에 상기 마스터를 압착하여 전사하는 단계; 및 상기 전사된 실리콘 화합물 수지를 경화한 후 마스터를 이형시키는 단계를 포함하는 플라즈마 디스플레이 패널용 격벽의 제조방법을 제공한다.

상기 제 1측면 및 제 2측면에 따른 본 발명에 있어서, 실리콘 화합물 수지는 바람직하게는 안료를 추가로 포함하는 것이 바람직하다.

상기 제 1측면 및 제 2측면에 따른 본 발명에 있어서, 실리콘 화합물 수지는 자외선 또는 열 경화제를 추가로 포함하는 것이 바람직하다.

상기 제 1측면 및 제 2측면에 따른 본 발명에 있어서, 실리콘 화합물은 하기 구조식 Ⅰ 또는 R⁶SiO_1.5를 반복단위로 하는 화합물을 포함하거나, 이들 화합물을 단량체로 하는 중합체에서 선택되어지는 것이 바람직하다.

(Ⅰ)

상기 식에서 X는 0을 포함하는 정수이고, R₁, R₂, R₃, R₄, R₅, R₆은 각각 알킬기, 케톤기, 아크릴기, 메타크릴기, 알릴기, 알콕시기, 방향족기, 할로겐기, 아미노기, 머캡토기, 에테르기, 에스테르기, 알콕시기, 술폰기, 니트로기, 하이드록시기, 사이클로부텐기, 카보닐기, 카르복실기, 알키드기, 우레탄기, 비닐기, 니트릴기, 또는 에폭시 작용기를 단독 또는 2종 이상 가지는 직쇄, 측쇄 또는 고리형의 C_1~12의 탄화수소기이고, A는 O 또는 NH 이다. 상기 C_1~12의 탄화수소기는 일부 수소가 불소로 치환된 것을 포함한다.

상기 제 1측면 및 제 2측면에 따른 본 발명에 있어서, 안료는 산화루테늄, 산화니켈, 타이타니아, 타이타니아-알루미나, 산화철, 산화티탄, 질화바륨, 산화알루미나의 군에서 선택되는 적어도 1 또는 2이상의 물질을 포함하는 것이 바람직하다.

상기 제 1측면 및 제 2측면에 따른 본 발명에 있어서, 마스터는 평판형 또는 롤형인 것이 바람직하다.

또한, 본 발명은 실리콘 화합물 수지를 포함하며, 상기 제 1측면 내지 제 2측면에 따른 제조방법에 의해 제조되는 플라즈마 디스플레이 패널을 제공한다.

이하, 본 발명의 내용을 보다 상세하게 설명하면 다음과 같다.

본 발명에 따른 격벽의 제조방법은 실리콘 화합물 수지를 주성분으로 하고, 마스터 전사법을 이용하여 제조하는 과정을 포함한다. 사용가능한 마스터로는 평판형 또는 롤형 모두 가능하며, 이들 마스터를 이용하여 실리콘 화합물 수지층을 배면기판상에 형성한 후 마스터를 가압하여 전사하는 마이크로 엠보싱법 또는 마스터에 형성된 홈에 실리콘 화합물 수지를 채운 뒤 배면기판 상에 가압하여 전사하는 스탬핑법을 이용한다.

본 발명에서 실리콘 화합물은 유기-무기 혼성물질로서, 바람직하게는 실록산(-Si-O-) 혹은 실라잔 결합(-Si-NH-)을 기본으로 하면서, 실리콘 원자의 4개 결합부위 중 어느 하나에 직쇄, 측쇄 또는 고리형의 C_1-12의 탄화수소기를 가지는 물질을 말한다. 보다 바람직하게는 상기 실리콘 화합물은 하기 구조식 Ⅰ 또는 R⁶SiO_1.5를 반복단위로 하는 화합물을 포함하거나, 이들 화합물을 단량체로 하는 중합체에서 선택되어지는 것이 바람직하다.

(Ⅰ)

이외에도 본 발명에 사용가능한 실리콘 화합물의 예로는 국내특허공개 제2004-0013816호에 개시된 유기-무기 혼성물질 등이 있다.

상기한 물질로 구성되는 실리콘 화합물 수지에는 적어도 하나 이상의 금속원자를 결합에 포함할 수 있다. 상기 구조식에서 실리콘 원자가 차지하고 있는 자리에 알루미늄, 티타늄, 지르코늄, 주석 등의 금속 원자로 이루어진 전구체를 사용하여 금속 물질이 포함된 실리콘 화합물 수지를 만들 수 있다. 바람직하게는 실록산 결합(-Si-O-)과 산화 금속원자의 결합(-M-O-)의 균일한 결합을 기본으로 하며, 실리콘 원자 혹은 금속 원자의 3개 혹은 그 이상의 결합부위 중 어느 하나에 직쇄, 측쇄 또는 고리형의 C_1-12의 탄화수소기를 가진다. 이상의 금속 원자를 실리콘 화합물 수지에 첨가함으로써 획득할 수 있는 장점으로는 기계적 혹은 열적 성질의 개선을 바랄 수 있고, 광학적 성질의 다양한 변화를 줄 수 있다는 점이다.

상기 실리콘 화합물 수지에 격벽의 내구성 및 광학적 성질을 부여하기 위하여 바람직하게는 안료가 사용될 수 있다. 격벽의 내구성 및 광학적 성질을 부여하는 한 안료의 종류는 특별히 한정되지 않고, 무기안료 뿐만 아니라 통상적으로 사용되는 안료는 모두 여기에 포함될 수 있다. 이러한 안료의 예로는 흑색 안료로 산화 루테늄, 산화 니켈, 타이타니아, 타이타니아-알루미나, 산화 철이 있고, 백색 안료로 산화 티탄, 질화 바륨, 산화 알루미나 등이 있다. 격벽 재료에서 무기 안료의 양은 실리콘 화합물의 중량을 기준으로 10∼60％로 다양하게 혼합되고, 무기 안료의 혼합량에 따라서 격벽이 보여주는 특성을 변화시킬 수 있다.

또한 상기 실리콘 화합물 수지에 적절한 경화제를 첨가하여, 격벽 제조시 자외선 혹은 열에 의해서 재료를 경화하여 격벽을 제조할 수 있다. 경화제(또는 개시제)의 종류는 특별히 한정하지 않으며, 실리콘 화합물 수지의 타입에 따라서 또는, 열 혹은 자외선의 종류에 따라서 적절히 선택할 수 있으며, 노출 시간은 격벽의 형상이 무너지지 않으며, 마스터가 이형될 시 뜯김이 없는 정도에서 결정되어질 수 있다.

상기 과정에 의해 최종 생성된 실리콘 화합물 수지를 포함하는 격벽 조성물은 준비된 마스터와 배면 기판 사이에 도포, 충진되어 전극과 유전체 형성이 끝난 배면 기판에 전사된다. 전사된 격벽 재료는 자외선이나 열에 의해 경화된 후 마스터를 배면 기판으로부터 제거함으로써 격벽 형상을 만들 수 있다. 이하 본 발명에 따른 격벽 제조방법을 도면을 참조하여 상세하게 설명하기로 한다.

도 1은 평판형 마스터를 사용하는 제 1측면(좌측)및 제 2측면(우측)에 따른 본 발명의 플라즈마 디스플레이 패널용 격벽 제조 공정도를 나타낸다.

평판형 마스터를 사용하는 제 1측면에 따른 본 발명의 제조방법을 상기 도 1을 참조하여 설명하면 다음과 같다. 먼저 패턴된 평판형 마스터(11)에 격벽 형상(14)의 역상을 형성하고 평판형 마스터(11)를 배면 기판(12)과 정렬하여 격벽 형성이 연속적인 공정에 의해 이루어지도록 한다. 격벽제조용 실리콘 화합물 수지(13)를 배면 기판(12) 위에 코팅하여 마스터(11)를 압착한다. 상기 마스터(11) 및 배면 기판(12) 간의 실리콘 화합물 수지(13)는 배면 기판(12)에 부착된 강도상태를 유지하면서 마스터(11)에 패턴된 역상(14)으로 되고, 열이나 자외선에 의해서 경화처리된다. 이 마스터(11)는 상기 배면 기판(12) 위에 형성된 격벽(14)을 남기고 배면 기판(12)과 떨어지게 된다. 그 후 300℃ 미만의 온도에서 소성 공정을 거쳐서 완전한 격벽을 형성한다.

평판형 마스터를 사용하는 제 2측면에 따른 본 발명의 제조방법을 상기 도 1을 참조하여 설명하면 다음과 같다. 먼저, 패턴된 마스터(11)에 격벽(14) 형상의 역상을 형성하고 평판형 마스터(11)를 배면 기판(12)과 정렬하여 격벽 형성이 연속적인 공정에 의해 이루어지도록 한다. 실리콘 화합물 수지(13)를 마스터(11)의 패턴된 홈이 있는 판에 도포하고, 홈에 충진한다. 평판 마스터(11)에 의해서 상부에 서 마스터(11)에 충진된 실리콘 화합물 수지(13)를 배면 기판(12) 상에 부착하고 이 상태에서 열 혹은 자외선으로 경화한다. 그 후 배면 기판(12)과 마스터(11)를 분리하고, 그 후 300℃ 미만의 온도에서 소성 공정을 거쳐서 완전한 격벽을 형성한다.

본 발명의 상기 제 1측면 또는 제 2측면에 따른 제조방법은 평판 마스터의 예로서 설명되었지만, 롤형 마스터를 이용하는 경우에도 동일한 격벽을 제조할 수 있다. 이를 도 2를 참조하여 설명하기로 한다.

롤형 마스터를 사용하는 제 1측면에 따른 본 발명의 제조방법을 상기 도 2(좌측)를 참조하여 설명하면 다음과 같다. 먼저 패턴된 마스터(15)에 격벽(14) 형상의 역상을 형성하고 롤형 마스터(15)를 배면 기판(12)과 정렬하여 격벽 형성이 연속적인 공정에 의해 이루어지도록 한다. 실리콘 화합물 수지(13)를 배면 기판(12) 위에 코팅하여 마스터(15)를 압착한다. 상기 마스터(15) 및 배면 기판(12) 간의 실리콘 화합물 수지(13)는 배면 기판(12)에 부착된 강도 상태를 유지하면서 롤 마스터(15)에 패턴된 형상의 역상(14)으로 됨과 동시에 열이나 자외선에 의해서 경화처리된다. 이 마스터(15)는 연속적인 회전에 의해 상기 배면 기판(12) 위에 형성된 격벽(14)을 남기고 배면 기판(12)과 떨어지게 된다. 그 후 300℃ 미만의 온도에서 소성 공정을 거쳐서 완전한 격벽을 형성한다.

롤형 마스터를 사용하는 제 2측면에 따른 본 발명의 제조방법을 상기 도 2(우측)를 참조하여 설명하면 다음과 같다. 먼저 패턴된 마스터(15)에 격벽(14)의 역상을 형성하고 롤형 마스터(15)를 배면 기판(12)과 정렬하여 격벽 형성이 연속적인 공정에 의해 이루어지도록 한다. 실리콘 화합물 수지(13)를 마스터(15)의 패턴된 홈이 있는 판에 도포하고, 홈에 충진한다. 롤 마스터(15)에 의해서 상부에서 마스터(15)에 충진된 실리콘 화합물 수지(13)가 롤의 회전에 의해 배면 기판(12)과 부착되고, 압착과 동시에 열 혹은 자외선에 의해 격벽 형상(14)으로 경화되고, 그 후 배면 기판(12)과 마스터(15)는 분리된다. 그 후 300℃ 미만의 온도에서 소성 공정을 거쳐서 완전한 격벽을 형성한다.

상기 평판형 마스터와 롤형 마스터의 적용은 단독 혹은 두개 이상의 결합된 공정으로 사용할 수 있다. 하나의 예로 실리콘 화합물 수지가 도포, 충진되는 마스터 부분 혹은 배면 기판과 맞닿는 마스터 부분은 평판형 마스터를 적용하고, 마스터의 운행은 롤에 의해서 행함으로써, 평판형과 롤형 마스터를 동시에 적용할 수 있다.

마스터가 갖는 격벽 패턴의 모양은 다양하다. 스트라이프 타입의 격벽 모양일 경우 마스터의 전사 방향과 격벽의 배치는 마스터의 진행 방향에서 0∼90° 모두 가능하다. 또한 벌집 모양 혹은 미안더 타입의 격벽 또한 연속적으로 쉽게 제작할 수 있다.

마스터의 재질은 롤형이나 평판형 혹은 둘을 포함하는 모든 형태에 적합한 것인 한 특별히 한정되지 아니한다.

이하 본 발명의 내용을 실시예에 의해 보다 상세하게 설명하기로 한다. 다만 이들 실시예는 본 발명의 내용을 이해하기 위해 제시되는 것일 뿐 본 발명의 권리범위가 이들 실시예에 한정되는 것으로 해석되어서는 아니된다.

<실시예 1>

3-글리시독시프로필트리메톡시실란 (Aldrich 사) 13.11g과 다이이소부틸실란다이올 10.05g을 혼합한 후, 수산화나트륨 0.1g을 촉매로 첨가하여 80℃ 에서 3시간 반응시켜 용액을 제조하였다. 제조된 용액을 진공상태에서 60℃로 가열하여 메탄올을 전부 추출한 후 에폭시 개시제 UVI 6992 (Dow 사) 0.1g을 첨가하여 경화제를 포함한 실리콘 화합물 수지를 준비하였다.

준비된 실리콘 화합물 수지에 무기 안료인 타이타니아를 중량비로 20, 30, 40, 50, 60％로 달리하여 첨가혼합하였다. 타이타니아의 혼합량에 따라서 표 1에 나타낸 바와 같이 격벽이 나타내는 특성은 변화함을 알 수 있다.

[표 1]

유전율(@ 1MHz)	6∼13
열팽창계수(10^-6/℃)	10∼80
소성온도(℃)	150∼220
반사율(@ 500nm, ％)	50∼80

상기 무기안료 및 경화제가 첨가된 실리콘 화합물 수지를 PDMS 재질의 마스터를 이용하여 배면기판상에 도 1의 우측에 도시한 바와 같은 스탬핑 공정에 따라 격벽을 형성하였다. 이때 경화과정은 광원으로 500W 수은 램프를 사용하여 365 nm 대의 자외선을 이용하였고, 노광시간은 1분으로 하면서 계속 압착하였다.

이후, 마스터를 가성형된 격벽과 배면 기판으로부터 박리시키고 마스터를 배면 기판으로부터 제거하였다. 상기 단계를 거쳐 전사과정을 완료하고, 그 후 200℃ 에서 3시간 소성함으로써 높이 140 ㎛, 두께 140 ㎛, 셀 피치 380 ㎛ 를 갖는 격벽을 최종적으로 형성할 수 있었다. (도 3, 4 참조)

<실시예 2>

비닐기를 갖고 있는 PDMS(분자량: 28,000, Bayer사)에 경화제로 2,5-다이메틸 2,5-t-부틸퍼옥시 헥산(Aldrich 사)을 중량비로 5％ 첨가하여 실리콘 화합물 수지를 준비하였다.

실시예 1과 동일한 방법으로, 실리콘 화합물 수지에 무기 안료인 타이타니아를 중량비로 20, 30, 40, 50, 60％로 달리하여 첨가혼합하였다. 격벽은 특성은 상기 타이타니아의 혼합량에 따라서 표 1에 나티낸 바와 같이 변화하였다.

상기 무기안료 및 경화제가 첨가된 실리콘 화합물 수지를 스테인레스 재질의 롤형 마스터를 이용하여 배면기판상에 도 2의 좌측에 도시한 바와 같은 공정에 따라 격벽을 형성하였다. 이때 롤형 마스터의 압착 공정에서 롤형 마스터와 실리콘 화합물 수지층이 닿는 부분을 국부적으로 열에 노출시키면서 경화처리하였다. 열 공급을 위해 본 실시예에서는 150℃ 의 열선이 내장된 롤을 사용하였고, 배면 기판 아래로 롤과 평행한 150℃ 의 열선을 설치하여, 격벽 재료의 열경화 분위기를 조성하였고, 롤(15)의 회전은 1 rpm으로 하였다.

이후, 롤형 마스터는 가성형된 격벽과 배면 기판으로부터 회전함으로써 마스터를 격벽 및 배면 기판으로부터 자연스럽게 제거할 수 있다. 상기 단계를 거쳐 전사과정을 완료한 후, 180℃ 에서 4시간 소성을 수행함으로써 격벽을 최종적으로 형성할 수 있었다.

<실시예 3>

본 실시예에서는 실리콘 화합물 수지를 달리하는 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 격벽을 제조하였다. 본 실시예에 사용된 실리콘 화합물 수지의 준비과정은 다음과 같다.

3-메타아크릴옥시프로필트리메톡시실란(Aldrich 사) 13.11g 과 디이소부틸실란다이올 10.05g을 혼합한 후, 수산화나트륨 0.1g을 촉매로 첨가하여 80℃ 에서 3시간 반응시켜 용액을 제조하였다. 반응 용액에 자외선 경화를 위한 개시제 2,2-디메톡사-2-페닐-아세토페논(Aldrich 사)을 0.25g을 첨가하여 실리콘 화합물 수지를 준비하였다. 상기 실리콘 화합물 수지에 무기 안료인 타이타니아를 중량비로 20, 30, 40, 50, 60％로 달리하여 첨가혼합하였다.

<실시예 4>

본 실시예에서는 실리콘 화합물 수지를 달리하는 것을 제외하고는 실시예 2와 동일한 방법으로 격벽을 제조하였다. 본 실시예에 사용된 실리콘 화합물 수지의 준비과정은 다음과 같다.

에폭시싸이클로헥실아이소부틸-폴리실시퀴옥센(분자량: 1026, Aldrich 사) 9.417 g과 비스(3,4-에폭시싸이클로헥실메틸) 아디페이트(Aldrich 사) 3.664g을 테트라하이드로 퓨란 10g 에 녹여 상온에서 3시간 동안 교반하였다. 개시제로 알루미늄 2-부톡사이드를 전체 에폭시기의 5 중량％가 되도록 첨가하여 실리콘 화합물 수지를 준비하였다. 상기 실리콘 화합물 수지에 무기 안료인 타이타니아를 중량비로 20, 30, 40, 50, 60％로 달리하여 첨가혼합하였다.

<실시예 5>

3-메타크릴옥시프로필트리메톡시실란(Aldrich 사) 13.78g과 다이페닐실란다이올(Fluka 사) 12.00g을 혼합한 후 실록산 반응을 촉진시키기 위한 촉매로 수산화 나트륨을 0.1g 첨가한 후 80℃에서 6시간 교반하여 실리콘 화합물 수지를 수득하였다. 상기 반응에 의하여 얻어진 실리콘 화합물 수지에 무기 안료인 타이타니아 6.7g을 첨가하고 아크릴 경화를 위한 광개시제로 2,2-디메톡시-2-페닐-아세토페논(Aldrich사)을 0.25g을 첨가하였다.

상기 얻어진 실리콘 화합물 수지를 이용하여 도 1 및 도 2에 도시한 4가지 방법에 따라 각각의 격벽을 제조하였다. 각 방법에 따른 격벽의 제조시에 365nm 자외선 램프를 이용하여 3J/cm² 의 양의 자외선을 조사하였고, 소성공정은 온도 200℃ 에서 3시간 수행하여 원하는 격벽을 제조하였다.

<실시예 6>

3-글리시독시프로필트리메톡시실란(Aldrich 사) 13.78g 과 다이페닐실란다이올(Fluka 사) 12.00g을 혼합한 후 실록산 반응을 촉진시키기 위한 촉매로 수산화 나트륨을 0.1g 첨가한 후 80℃에서 6시간 교반하여 실리콘 화합물을 수득하였다. 상기 반응에 의하여 얻어진 실리콘 화합물 수지에 무기 안료인 타이타니아 6.7g을 첨가하고 에폭시 경화를 위한 열개시제로 1-메틸이미다졸(Aldrich사)을 0.25g을 첨가하였다.

상기 얻어진 실리콘 화합물 수지를 이용하여 도 1 및 도 2에 도시한 4가지 방법에 따라 각각의 격벽을 제조하였다. 각 방법에 따른 격벽의 제조시에 130℃ 의 열에 의해 경화시키고, 소성공정은 온도 220℃ 에서 3시간 수행하여 원하는 격벽을 제조하였다.

<실시예 7>

3-글리시독시프로필트리메톡시실란(Aldrich 사) 5.78g 과 3-메타크릴옥시프로필트리메톡시실란(Aldrich 사) 7.87g과 다이페닐실란다이올(Fluka사) 12.00g을 혼합한 후 실록산 반응을 촉진시키기 위한 촉매로 수산화 나트륨을 0.1g 첨가한 후 80℃에서 6시간 교반하여 실리콘 화합물 수지를 수득하였다. 상기 반응에 의하여 얻어진 실리콘 화합물 수지에 타이타니아 무기 안료 6.7g을 첨가하고 톨루엔 20g에 녹아있는 비스페놀-A (Aldrich사) 를 1.36g 첨가한 후 에폭시 경화를 위한 열개시제로 1-메틸이미다졸(Aldrich사)을 0.25g을 첨가하였다.

상기 얻어진 실리콘 화합물 수지를 이용하여 도 1 및 도 2에 도시한 4가지 방법에 따라 각각의 격벽을 제조하였다. 각 방법에 따른 격벽의 제조시에 130℃에서 경화시키고, 소성공정은 온도 200℃에서 3시간 수행하여 원하는 격벽을 제조하였다.

<실시예 8>

3-메타크릴옥시프로필트리메톡시실란(Aldrich 사) 13.78g 대신에 3-메타크릴 옥시프로필트리메톡시실란(Aldrich 사) 10.33g 과 지르코늄 테트라이소프로폭사이드 3.45g을 사용한 것을 제외하고는 실시예 5와 동일한 방법으로 실리콘 화합물 수지를 제조하였고, 격벽을 제조하였다.

<실시예 9>

3-글리시독시프로필트리메톡시실란(Aldrich 사) 13.78g 대신에 3-글리시독시프로필트리메톡시실란(Aldrich 사) 10.33g 과 지르코늄 테트라이소프로폭사이드 3.45g을 사용한 것을 제외하고는 실시예 6과 동일한 방법으로 실리콘 화합물 수지를 제조하였고, 격벽을 제조하였다.

<실시예 10>

3-메타크릴옥시프로필트리메톡시실란(Aldrich 사) 13.11g 대신에 3-메타크릴옥시프로필트리메톡시실란(Aldrich 사) 9.83g 과 티타늄 테트라에톡사이드 3.28 g을 사용한 것을 제외하고는 실시예 5와 동일한 방법으로 실리콘 화합물 수지를 제조하였고, 격벽을 제조하였다.

<실시예 11>

3-글리시독시프로필트리메톡시실란(Aldrich 사) 13.11g 대신에 3-글리시독시프로필트리메톡시실란(Aldrich 사) 9.83g 과 티타늄 테트라에톡사이드 3.28 g을 사용한 것을 제외하고는 실시예 6과 동일한 방법으로 실리콘 화합물 수지를 제조하였 고, 격벽을 제조하였다.

<실시예 12>

3-글리시독시프로필트리메톡시실란(Aldrich 사) 5.78g 과 3-메타크릴옥시프로필트리메톡시실란(Aldrich 사) 7.87g 대신에 3-글리시독시프로필트리메톡시실란(Aldrich 사) 4.28g, 지르코늄 테트라이소프로폭사이드 1.5g, 3-메타크릴옥시프로필트리메톡시실란(Aldrich 사) 5.9g, 티타늄 테트라 에톡사이드 1.97g을 사용한 것 외에는 실시예 7과 동일한 방법으로 실리콘 화합물 수지를 제조하였고, 격벽을 제조하였다.

<실시예 13>

3-글리시독시프로필트리메톡시실란(Aldrich 사) 5.78g 과 3-메타크릴옥시프로필트리메톡시실란(Aldrich 사) 7.87g 대신에 메타크릴산(Aldrich사) 1.95g, 3-메타크릴옥시프로필트리메톡시실란(Aldrich 사) 2.3g, 3-글리시독시 프로필트리메톡시실란(Aldrich 사) 7.87g을 사용한 것 외에는 실시예 7과 동일한 방법으로 실리콘 화합물 수지를 제조하였고, 격벽을 제조하였다.

<실시예 14>

3-글리시독시프로필트리메톡시실란(Aldrich 사) 5.78g 과 3-메타크릴옥시프로필트리메톡시실란(Aldrich 사) 7.87g 대신에 3-글리시독시프로필트리메톡시실란 (Aldrich 사) 4.28g, 지르코늄 테트라이소프로폭사이드 1.5g, 메타크릴산(Aldrich사) 0.95g, 3-메타크릴옥시프로필트리메톡시실란(Aldrich 사) 3.3g, 티타늄 테트라 에톡사이드 1.97g을 사용한 것 외에는 실시예 7과 동일한 방법으로 실리콘 화합물 수지를 제조하였고, 격벽을 제조하였다.

<실시예 15>

다이페닐실란다이올 대신에 다이페닐디메톡시실란(Fluka 사) 13.56g과 가수분해 및 축합반응을 위해 물 2g을 사용한 것을 제외하고는 실시예 5 내지 실시예 15 와 동일한 방법으로 실리콘 화합물 수지를 제조하였고, 격벽을 제조하였다.

본 발명에 의하면, 격벽의 조성이 PbO를 함유하지 않고 섭씨 300도 이하의 낮은 온도에서도 소성이 가능하고 액상으로부터 마스터 전사 방법에 의해 격벽을 용이하게 형성시킬 수 있다. 또한 소성 공정의 온도를 저하시킬 수 있기 때문에 저온에 적합한 소다 라임 유리 기판이나 플라스틱 기판을 사용할 수 있게 한다.

또한, 본 발명은 원료로서 실리콘 화합물 수지를 사용함으로써 미세하고 복잡한 형태의 격벽을 정밀하게 제조하는 것이 가능하고, 연속적으로 격벽을 제조할 수 있으며, 격벽 형성시 원재료의 낭비에 의한 환경 오염의 발생이 적고, 제조 공정의 단축에 의해 비용을 감소시킬 수 있는 장점이 있다.

Claims

기판위에 하기 실리콘 화합물(1)을 포함하는 수지층을 형성하는 단계; 상기 실리콘 화합물 수지층을 격벽 모양의 패턴이 형성된 마스터로 압착하여 전사하는 단계; 및 상기 실리콘 화합물 수지를 경화한 후 마스터를 이형시키는 단계를 포함하는 플라즈마 디스플레이 패널용 격벽의 제조방법.

(1)

상기 식에서 X는 0을 포함하는 정수이고, R₁, R₂, R₃, R₄, R₅, R₆는 각각 아크릴기, 메타크릴기, 비닐기, 알릴기, 알콕시기, 할로겐기, 아미노기, 머캡토기, 하이드록시기, 사이클로부텐기, 니트릴기, 또는 에폭시 작용기를 단독 또는 2종 이상 가지는 직쇄, 측쇄 또는 고리형의 C_1~12의 탄화수소기이고, A는 O 또는 NH이다. 상기 C_1~12의 탄화수소기는 일부 수소가 불소로 치환된 것을 포함한다.
제 1항에 있어서, 실리콘 화합물 수지는 안료를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널용 격벽의 제조방법.
제 1항에 있어서, 실리콘 화합물 수지는 자외선 또는 열 경화제를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널용 격벽의 제조방법.
삭제
제 2항에 있어서, 안료는 산화루테늄, 산화니켈, 타이타니아, 타이타니아-알루미나, 산화철, 산화티탄, 질화바륨, 산화알루미나의 군에서 선택되는 적어도 1 또는 2이상의 물질을 포함하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널용 격벽의 제조방법.
하기 실리콘 화합물(1)을 포함하는 수지를 격벽모양의 패턴이 형성된 마스터의 홈에 충진하는 단계; 기판상에 상기 마스터를 압착하여 전사하는 단계; 및 상기 전사된 실리콘 화합물 수지를 경화한 후 마스터를 이형시키는 단계를 포함하는 플라즈마 디스플레이 패널용 격벽의 제조방법

(1)

상기 식에서 X는 0을 포함하는 정수이고, R₁, R₂, R₃, R₄, R₅, R₆는 각각 아크릴기, 메타크릴기, 비닐기, 알릴기, 알콕시기, 할로겐기, 아미노기, 머캡토기, 하이드록시기, 사이클로부텐기, 니트릴기, 또는 에폭시 작용기를 단독 또는 2종 이상 가지는 직쇄, 측쇄 또는 고리형의 C_1~12의 탄화수소기이고, A는 O 또는 NH이다. 상기 C_1~12의 탄화수소기는 일부 수소가 불소로 치환된 것을 포함한다.
제 6항에 있어서, 실리콘 화합물 수지는 안료를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널용 격벽의 제조방법.
제 6항에 있어서, 실리콘 화합물 수지는 자외선 또는 열 경화제를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널용 격벽의 제조방법.
삭제
제 7항에 있어서, 안료는 산화루테늄, 산화니켈, 타이타니아, 타이타니아-알루미나, 산화철, 산화티탄, 질화바륨, 산화알루미나의 군에서 선택되는 적어도 1 또는 2이상의 물질을 포함하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널용 격벽의 제조방법.
제 1항 또는 제 6항에 있어서, 마스터는 평판형 또는 롤형인 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널용 격벽의 제조방법.
제 1항 또는 제 6항에 있어서, 실리콘 화합물 수지에는 적어도 하나 이상의 금속원자가 실리콘 원자를 대체하여 결합되어짐을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널용 격벽의 제조방법.
하기 실리콘 화합물(1)을 포함하는 수지를 포함하며, 제 1항 내지 제 3항, 제5항 내지 제8항 및 제10항에서 선택된 어느 한 항에 의한 방법에 따라 제조된 플라즈마 디스플레이 패널

(1)

상기 식에서 X는 0을 포함하는 정수이고, R₁, R₂, R₃, R₄, R₅, R₆는 각각 아크릴기, 메타크릴기, 비닐기, 알릴기, 알콕시기, 할로겐기, 아미노기, 머캡토기, 하이드록시기, 사이클로부텐기, 니트릴기, 또는 에폭시 작용기를 단독 또는 2종 이상 가지는 직쇄, 측쇄 또는 고리형의 C_1~12의 탄화수소기이고, A는 O 또는 NH이다. 상기 C_1~12의 탄화수소기는 일부 수소가 불소로 치환된 것을 포함한다.