KR20050074195A - 플라즈마디스플레이패널의 전극 형성을 위한 기판표면처리방법 - Google Patents

플라즈마디스플레이패널의 전극 형성을 위한 기판표면처리방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 잉크젯 공법을 이용하여 플라즈마 디스플레이의 전극을 형성하는 공정에 있어서 미세선폭구현을 위한 기판의 표면처리방법에 관한 것이다. 잉크젯 공법을 이용하여 발수처리를 하기 위해서 저점도의 발수제를 이용하게 되며 이에 따라 발수제 제조에 드는 비용의 절감 효과가 있다. 기판상에 발수층과 전극층을 모두 잉크젯 공법으로 형성할 수 있어 플라즈마 디스플레이의 전극 형성 공정 단계가 간단해 지며, 생산성이 향상되고 비용이 절감된다.

Description

플라즈마디스플레이패널의 전극 형성을 위한 기판표면 처리방법{Method For Treating Substrate For Forming Electrode Of PDP}
본 발명은 PDP 전극 형성 방법에 있어서 기판표면 처리방법에 관한 것으로, 더욱 구체적으로는 잉크젯 공법을 이용하여 PDP의 대형화, 고정세화를 구현할 수 있도록 하기 위하여 PDP 기판을 발수처리 하는 방법에 관한 것이다.
잉크젯 인쇄법에서 전극층이 고정세의 미세선폭을 가지는 패턴으로 형성되기 위해서는 유리 표면의 표면에너지를 낮게 만들어 주어야 하며, 낮은 표면 에너지를 만들어 주기 위해 유리 기판을 발수처리 해야한다.
플라즈마 디스플레이의 대형화, 고정세화에 따라 기존의 공법을 사용한 플라즈마 디스플레이의 제작은 불가능하게 되었다. 이에 따라 대형화 및 고정세화를 구현할 수 있는 신공법으로 옵셋인쇄 또는 잉크젯 인쇄법 등이 제시되고 있다. 특히, 잉크젯인쇄법의 경우 기술의 특성상 플라즈마 디스플레이의 대형화가 가장 용이한 것으로 알려져있다. 그러나 잉크젯 인쇄법을 이용할 경우 전극이 미세선폭을 가지기 어려운 단점이 있어 미세선폭을 가지는 패턴을 형성하기 위해서는 잉크젯 인쇄를 하기 전에 기판의 표면처리가 필요하다.
기판상에 미세선폭을 가지는 패턴을 형성하기 위해서는 기판인 유리 표면의 표면에너지를 낮게 만들어 주여야 한다. 낮은 표면에너지를 위해서는 유리 표면 상에 낮은 표면에너지를 갖는 물질을 형성시켜야한다. 낮은 표면에너지를 갖는 물질을 형성시켜 유리 기판을 발수처리 하면 도 1과 같이 선폭의 변화가 발생한다. 유리 표면에 발수제를 도포하여 발수기능을 부여하는 방법으로는 CF4 또는 C3F8 과 같은 불소계가스를 사용하여 플라즈마를 대기압 또는 진공중에서 처리하는 방법과 테프론 등의 불소계 고분자 층을 유리표면에 코팅하는 법 및 실리콘계 발수제를 유리에 도포하여 화학적으로 박막을 형성시키는 방법이 있다.
진공중에서 불소계가스를 사용한 플라즈마 처리방법은 대형의 진공챔버를 필요로하므로 설비 투자비가 크며 생산공정상 배치타입으로 구성되어야 하므로 생산성이 저하된다.
대기압중에서 플라즈마를 사용할 경우 생산성 및 설비투자비측면에서는 장점을 가지나 고가의 불소계가스를 대기중으로 연속적으로 공급해주어야 하므로 설비의 유지비가 많이 소요되는 단점이 있다.
테프론등의 불소계 고분자층을 유리표면에 코팅할 경우에는 막두께가 두꺼워져 유리의 광투과율이 저하되며, 내스크래치성이 약한 문제점이 있다.
낮은 표면에너지를 갖는 물질인 실리콘계 발수제를 화학반응을 통하여 유리표면에 형성시킬 경우 시간이 지남에 따라 유리내의 알칼리 성분이 용출됨으로 인하여 발수성능이 떨어진다. 또한, 기존 재료의 특성상 딥코팅 등의 방법을 적용하여야 하나 대형 기판의 경우 막의 품질을 균일하게 형성하기 어려운 단점이 있다.
본 발명의 목적은 기존의 기판 표면처리 방법에 비하여 설비의 투자비 및 유지비를 절감할 수 있는 기판표면 처리방법을 제공하는 것이다.
또한, 본 발명의 목적은 전극층 형성에 사용되는 잉크젯 설비를 그대로 사용할 수 있고 공정을 간단화 할 수 있는 기판 표면처리 방법을 제공하는 것이다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위한 PDP전극 형성을 위한 기판표면 처리방법에 있어서 기판표면 처리방법은 잉크젯 장치의 잉크젯 헤드로 부터 발수제를 기판에 토출하는 방법과 발수제가 인쇄된 기판에 박막이 형성되도록 건조하여 기판상에 발수층을 구현하는 것이다.
기판상에 박막 형성은 기판상의 실라놀기와 기판상에 인쇄된 발수제의 플루오르화 알킬기(이하 Rf기라 명함)가 반응할 수 있도록 발수제가 인쇄된 기판을 100℃ 내지 180℃ 에서 20분 내지 40분 동안 건조시키는 것을 특징으로 한다.
저점도의 발수제는 유리표면의 실라놀기와 반응하여 실록산 결합을 형성하는 부분과 대기에 접하여 물에대한 발수성을 부여하는 플루오르카본기를 갖는 Rf기로 구성된 플로오로알킬화합물을 사용할 수 있다.
플로오로알킬화합물은 임계표면장력이 20dyn/cm 이하로, 점도는 5 내지 15CPS이며, PH는 1.0 내지 3.5 정도인 것이 바람직하다.
이하, 도면을 참조하면서, 실시예를 통하여 본 발명을 더욱 상세히 설명하기로 한다. 이들 실시예는 단지 본 발명을 예시하기 위한 것이며, 본 발명의 보호 범위가 이들 실시예에 의해 제한되는 것은 아니다.
잉크젯에서 사용할 수 있는 잉크는 점도가 5내지 15CPS이며, 표면장력은 30 내지 45mN/m의, 분산질의 크기는 1㎛이하로 균일하게 분포된 액이어야 한다. 따라서, 잉크젯 공법을 이용하여 기판에 발수층을 형성하기 위하여 발수제는 저점도로 상기의 조건을 갖추어야 한다. 최근 발수제로 개발된 플로우로알킬화합물은 플로오로에톡시실란과 이소프로필알콜 용매 및 촉매작용을 하는 미량의 염산의 가수분해 반응을 통하여 제조된다. 발수정도에 따라 플로오로에톡시실란 이외에도 CF3(CF2)7SiCH3(Cl)2 또는 CF3CH2 CH2SiCl3 또는 CF3CH2CH2Si(OCH3) 3 등을 선택적으로 사용할 수 있다.
이하, 도 2 내지 도 7를 참조하여 본 발명의 일 실시예를 설명한다.
도 2내지 도 3은 잉크젯 공법으로 기판상에 발수제를 토출하는 것과, 기판상에 박막이 형성되는 과정을 나타내는 도면이다.
도 2를 참조하면, 피에조타입의 복수의 노즐을 가지는 잉크젯 헤드(21)를 사용하여 기판(23)상에 발수제(22)를 토출한다. 피에조타입은 잉크젯 헤드의 장치구성이 간단하고 잉크에 대한 전기적 및 열적 성능의 제한이 적다. 토출되는 발수제의 입자크기는 20 내지 40㎛ 정도가 바람직하다. 도 3을 참조하면, 발수제를 인쇄한 기판은 유리표면의 실라놀기와 플로오르카본기를 갖는 Rf기와 100℃ 내지 180℃ 에서 20분 내지 40분간 반응을 하여 견고한 실록산 결합을 형성한다.
도 4는 발수층이 형성된 기판에 잉크젯 공법으로 Ag잉크를 토출하여 전극층이 형성되는 과정을 나타내는 도면이다.
도 4를 참조하면, 피에조타입의 복수의 노즐을 가지는 잉크젯 헤드(51)를 사용하여 기판(52)상에 형성된 발수층(53) 위에 Ag 잉크(54)를 토출한다.
도 5 내지 도 6은 전면판 및 배면판에 형성된 전극에 대한 단면도이다.
도 5을 참조하면, 전면판에 형성된 전극은 버스전극(73)으로 기판(71)상에 보조전극의 기능을 갖는 투명전극(72) 막상에 형성된 발수층 위에 형성된다. 투명전극(72) 박막상에 발수층이 형성되어야 하고 이때, 잉크젯 공법을 이용하여 발수층의 막의 두께를 수백 nm 두께를 가질 수 있도록 하여 발수층이 두꺼울 경우 발생하는 전극 기능의 상실 문제가 발생하지 않도록 한다. 전면판(71)에 형성된 전극의 선폭은 50 내지 80㎛를 유지하는 것이 바람직하다. 도 6은 배면판(81)에 형성된 어드레스전극(82)이다. 기판 배면에 형성된 전극의 선폭은 150 내지 200㎛를 유지하도록 하는 것이 바람직하다.
도 7은 기판 상에 발수층 형성과 발수층 상에 전극을 형성하는 공정에 관한 도면이다.
도 7을 참조하면, 발수층 형성을 포함한 잉크젯 전극형성 공정은 발수층과 전극이 형성되는 기판을 세정하는 공정(91)과 기판상에 잉크젯 공법으로 발수제를 발수층 상에 패터닝 하는 공정(92)과 인쇄된 발수제와 기판이 반응할 수 있도록 하기위한 건조공정(93)과 발수층에 전극을 형성하기 위하여 잉크젯 공법으로 Ag 잉크를 토출하는 공정(94)과 소성(95)하는 공정을 포함하여 이루어 질 수 있다.
본 발명은 PDP전극 형성에 있어서 기판표면 처리시 잉크젯 공법을 이용하여 발수제의 제조에 드는 비용을 저렴하게 하며, 기판표면 처리 공정과 발수층 상에 전극을 형성하는 공정을 in-line구성이 가능하도록 하여 생산성을 향상시키고 투자비를 절감하는 효과가 있다.
도 1은 기판에 발수처리에 따른 잉크 액적의 직경변화를 나타내는 도면이다.
도 2는 잉크젯 공법으로 기판상에 발수제 토출을 나타내는 도면이다.
도 3은 기판에 박막이 형성되는 과정을 나타내는 도면이다.
도 4는 발수층이 형성된 기판에 잉크젯공법으로 Ag잉크가 토출되어 전극층이 형성되는 과정을 나타내는 도면이다.
도 5는 전면판에 형성된 전극의 단면도 이다.
도 6은 배면판에 형성된 전극의 단면도 이다.
도 7은 발수층 형성을 포함한 잉크젯 전극형성 공정과정이다.

Claims (4)

  1. 잉크젯 공법을 이용한 표면처리에 있어서, 잉크젯 장치의 잉크젯 헤드로 부터 발수제를 기판에 토출하는 단계;
    건조하여 기판상에 발수층을 구현하는 단계를 구비하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 PDP전극 형성을 위한 기판표면 처리방법.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 기판상에 박막을 형성시키기 위하여 상기 기판과 상기 기판상에 인쇄된 발수제가 100℃ 내지 180℃ 에서 20분 내지 40분 동안 건조되는 것을 특징으로 하는 PDP전극 형성을 위한 기판표면 처리방법.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 발수제는 유리표면의 실라놀(silanol;OH)기와 반응하여 실록산(siloxane;Si-O-Si) 결합을 형성하는 부분과 대기에 접하여 물에 대한 발수성을 부여하는 플루오르카본기를 갖는 플로오르화 알킬기로 구성된 플로오로알킬화합물을 사용하는 것을 특징으로 하는 PDP전극 형성을 위한 기판표면 처리방법.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 플로오로알킬화합물은 임계표면장력이 20dyn/cm 이하로, 점도는 5 내지 15CPS이며, PH는 1.0 내지 3.5 정도인 것을 특징으로 하는 PDP전극 형성을 위한 기판표면 처리방법.
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