플라즈마 디스플레이 장치의 격벽 제조 방법 및 그에 의한 플라즈마 디스플레이 장치{Method for forming partition of plasma display pannel and plasma display pannel thereby}

본 발명은 플라즈마 디스플레이 장치의 격벽 제조 방법 및 그에 의한 플라즈마 디스플레이 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 플라즈마 디스플레이 장치에 구비된 배면 기판의 격벽을 전자 사진법(electrophotography)을 통해서 제조하는 방법 및, 그에 의해 제조된 격벽을 구비하는 플라즈마 디스플레이 장치에 관한 것이다.

통상적으로 플라즈마 디스플레이 장치는 가스방전현상을 이용하여 화상을 표시하기 위한 것으로서, 표시용량, 휘도, 콘트라스트, 잔상, 시야각 등의 각종 표시능력이 우수하여, CRT를 대체할 수 있는 패널로 각광을 받고 있다. 이러한 플라즈마 디스플레이 장치는 전극에 인가되는 직류 또는 교류 전압에 의하여 전극 사이의 가스에서 방전이 발생하고, 여기에서 수반되는 자외선의 방사에 의하여 형광체를 여기시켜 발광하게 된다.

플라즈마 디스플레이 장치는 방전 메카니즘에 의하여 교류형(AC형)과 직류형(DC형)으로 양분될 수 있다. 직류형은 플라즈마 표시 패널을 구성하는 각 전극들이 방전셀에 봉입되는 가스층에 직접적으로 노출되어 그에 인가되는 전압이 그대로 방전 가스층에 인가되는 것이고, 교류형은 각 전극들이 방전 가스층과 유전체층에 의하여 분리되어 방전 현상시 발생되는 하전입자들을 상기 전극들이 흡수하지 않고 벽전하를 형상하게 되며, 이와 같은 벽전하를 이용하여 다음 방전을 일으키는 것이다.

도 1에는 일반적인 교류형 플라즈마 디스플레이 장치의 구조에 대한 개략적인 분해 사시도가 도시되어 있다.

도면을 참조하면, 전면 유리 기판(11)과 배면 유리 기판(12) 사이에 투명한 디스플레이 전극인 제 1 전극(13a)과 어드레스 전극인 제 2 전극(13b)이 형성된다. 제 1 전극(13a)과 제 2 전극(13b)은 전면 유리 기판(11) 및 배면 유리 기판(12)의 내표면에 각각 스트라이프 형상으로 형성되며, 기판(11,12)이 상호 조립되었을 때 상호 직각으로 교차하게 된다. 전면 유리 기판(11)의 내표면에는 유전층(14)과 보호층(15)이 차례로 적층된다. 한편, 배면 유리 기판(12)에는 유전층(14')의 상부 표면에 격벽(17)이 형성되며, 격벽(17)에 의해 셀(19)이 형성된다. 셀(19)내에는 아르곤과 같은 불활성 개스가 충전된다. 또한 각각의 셀(19)을 형성하는 격벽(17)의 내측에는 소정 부위에 형광체(18)가 도포된다.

위와 같은 구성을 가지는 플라즈마 디스플레이 장치의 작동을 개략적으로 설명하면, 우선 전극(13a,13b)의 방전을 일으킬 수 있도록 소위 트리거 전압(trigger voltage)이라 불리우는 고전압이 인가된다. 트리거 전압에 의해 유전층(14)에 양이온이 축전되면 방전이 발생하게 된다. 트리거 전압이 쓰레숄드 전압(threshold voltage)을 넘어서면 셀(19)내에 충전된 아르곤 개스등은 방전에 의해 플라즈마 상태가 되며, 전극(13a,13b) 사이에서 안정적인 방전 상태를 유지할 수 있다. 안정된 방전 상태에서는 방전광중에서 자외선 영역의 광들이 형광체(18)에 충돌하여 발광하게 되며, 그에 따라서 셀(19)별로 형성되는 각각의 화소는 화상을 디스플레이할 수 있게 된다..

도 2는 블레이드 코오터(blade coater)에 대한 개략적인 사시도이다. 블레이드 코오터는 플라즈마 디스플레이 장치의 격벽을 종래 기술의 반복 인쇄법으로 제작하는데 사용되는 장치들중 하나이다.

도면을 참조하면, 도면 번호 21 로 지시된 배면 기판에는 이미 이전의 공정을 통해서 어드레스 전극(13b, 도1)과 유전층(14)등이 형성되어 있다. 배면 기판(21)의 상부 표면에는 도시되지 아니한 메쉬(mesh)가 부착되며, 블레이드(22)는 지지대(23)의 하부에 설치되어 있다. 지지대(23)는 배면 기판(21)의 상부에서 수평으로 이동할 수 있으며, 이때 블레이드(22)는 배면 기판(21)의 상부에서 페이스트 상태의 격벽 재료를 가압하면서 수평 방향으로 이동하게 된다. 즉, 블레이드(22)는 메쉬가 부착된 배면 기판(21)에 대하여 페이스트 상태의 격벽 재료를 가압하면서 수평으로 이동함으로써 격벽 재료를 배면 기판(21)의 유전층 표면에 균일하게 도포한다.

위에 설명된 바와 같은 종래 기술의 반복 프린팅 방법에 의해 블레이드 코오터를 이용하여 격벽을 제조하는 방법에는 다음과 같은 문제점이 따른다.

우선, 블레이드 코오터에 의한 프린팅 작업은 소정 두께의 격벽 높이가 형성될때까지 수회 반복되어야 하는데, 이때 각각의 프린팅 작업 이후에는 항상 건조 작업이 뒤따른다. 최종적으로 완성되어야할 격벽의 높이가 약 200 마이크로미터일 경우, 프린팅 작업과 건조 작업은 최소한 10 회 이상 반복되어야 한다. 따라서 격벽 제조 작업에 필요한 시간이 길어지며, 예를 들면 하나의 기판당 1 시간 이상이 소요된다. 이러한 제조 시간의 지체는 생산성의 저하를 초래한다.

또다른 문제점으로는 블레이드가 페이스트 상태의 격벽 재료를 기판의 표면에 가압할 때, 기판에 부착된 메쉬가 블레이드의 가압력에 의해 변형된다는 점이다. 메쉬는 격벽의 패턴을 유지하는 기능을 가지므로, 메쉬가 변형될 경우 격벽이 설계상의 패턴대로 제작될 수 없다. 즉, 최종 완성된 격벽의 형태가 왜곡될 수 있으며, 이것은 화상의 품질 저하로 이어진다.

한편, 본 출원인이 출원한 대한민국 특허 출원 제 00-0000 호에는 위와 같은 문제점을 개선하기 위한 전자 사진법에 의한 격벽 형성 방법이 개시되어 있다. 전자 사진법에 의한 격벽 형성 방법은, 어드레스 전극이 형성된 배면 기판의 표면에 대전 가능한 유기물 재료로 유전층을 형성하여 유전층 표면을 대전시키고, 상기 유전층 표면에 정전 잠상을 형성할 수 있도록 자외선 광으로 노광시킨 후에, 분말 상태의 대전된 격벽 재료를 상기 유전층 표면에 스프레이함으로써 상기 정전 잠상을현상하는 것이다. 상기 유전층 표면에 정전기력에 의해 부착된 격벽 재료는 유전청 표면을 소정 온도로 가열함으로써 정착된다.

그런데 위와 같은 전자 사진법에 의한 격벽 형성 방법에서는 유전층 재료가 대전 가능한 재료여야만 하는데, 현실적으로 대전 가능한 유전층 재료를 채택하는 것이 대폭적인 비용 상승을 초래한다는 문제점을 가지고 있다. 또한 상기 출원에서는 분말 상태의 격벽 재료가 반복적으로 스프레이 되더라도 단지 하나의 성분에 한정되므로, 장치의 작동시에 발생되는 열열팽창 변형에 의한 크랙(crack)을 효과적으로 방지하지 못한다는 문제점을 가지고 있다.

본 발명은 위와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 개선된 플라즈마 디스플레이 장치의 격벽 제조 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 통상적인 유전층 재료를 이용하는, 전자 사진법에 의한 플라즈마 디스플레이 장치의 격벽 제조 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 열팽창 변형에 효과적으로 대응하는 격벽을 구비한 플라즈마 디스플레이 장치의 격벽 제조 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 개선된 전자 사진법에 의해 제작된 격벽을 구비한 플라즈마 디스플레이 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 열팽창 변형에 효과적으로 대응할 수 있는 격벽을 구비한 플라즈마 디스플레이 장치를 제공하는 것이다.

도 1은 일반적인 플라즈마 디스플레이 장치의 개략적인 분해 사시도.

도 2는 종래 기술의 반복 프린팅 방법에 의해 격벽을 형성하는 블레이드 코오터(blade coater)에 대한 개략적인 사시도.

도 3은 본 발명에 따라서 플라즈마 디스플레이 장치의 격벽을 제조하는 방법을 개략적으로 도시하는 공정도.

도 4는 본 발명에 따른 배면 기판에 형성된 도전층 및 광 도전층을 도시하는 개략적인 단면도.

도 5는 배면 기판에 형성된 광 도전층의 표면이 대전되는 것을 개략적으로 도시한 단면도.

도 6은 대전된 배면 기판의 광 도전층을 자외선광으로 노광시키는 것을 도시하는 개략적인 단면도.

도 7은 정전 잠상에 액체 토너를 부착시키는 현상 과정을 도시하는 개략적인 단면도.

도 8은 이전의 현상 단계에서 형성된 격벽을 가지는 광 도전층의 전면에 걸쳐 노광하는 것을 도시하는 개략적인 단면도.

* 도면의 주요 부호에 대한 간단한 설명 *

11.12 기판 13a,13b 전극

14. 유전층 15 보호층

17. 격벽 18. 형광체

19. 셀 21. 기판

22. 블레이드 23. 지지대

41. 배면 기판 42. 어드레스 전극

43. 유전층 44. 도전층

45. 광 도전층 47. 마스크

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따르면,

어드레스 전극을 가진 배면 기판의 표면에 유전층을 형성하는 단계,

상기 유전층의 표면에 도전층과 광 도전층을 순차적으로 형성하는 단계,

상기 광 도전층의 표면을 대전시키는 단계,

상기 광 도전층에 정전 잠상을 형성할 수 있도록 자외선광을 이용하여 소정 패턴으로 노광시키는 단계,

상기 정전 잠상이 형성된 광 도전층을 대전된 액체 토너층에 근접시킴으로써 상기 정전 잠상에 액체 토너를 부착시키는 현상 단계,

상기 정전 잠상에 부착된 토너를 건조시키고, 정전 잠상 이외의 영역에 잔류하는 토너를 흡입하는 단계,

상기 광 도전층의 표면 대전 단계로부터 상기 토너의 건조 및 흡입 단계까지의 과정을 상이한 조성의 액체 토너를 이용하여 반복하는 단계 및,

격벽이 형성된 배면 기판을 소성시키는 단계를 포함하는 플라즈마 디스플레이 장치의 격벽 제조 방법이 제공된다.

본 발명의 일 특징에 따르면, 상기 유전층 재료는 이산화 규소를 주성분으로 하는 실리케이트를 이용하여 형성된다.

본 발명의 다른 특징에 따르면, 상기 도전층은 암모늄염이 포함된 알코올 용액을 상기 유전층의 표면에 스핀 코팅한 후에 건조시킨다.

본 발명의 다른 특징에 따르면, 상기 도전층의 두께는 2 마이크로미터 이하로 형성되며, 또는 1 마이크로미터로 형성된다.

본 발명의 다른 특징에 따르면, 상기 광 도전층은, 플로우렌(flourene) 계통의 도너(doner), 안트라퀴논(antraquinon) 계통의 어셉터(acceptor), 폴리아크릴레이트(polyacrylate) 계통의 바인더(binder) 및, 톨루엔을 포함하는 조성물을 상기 도전층의 표면에 스핀 코팅하고, 이후에 건조시킴으로써 형성된다.

본 발명의 다른 특징에 따르면, 상기 플로우렌 계통의 도너, 안트라퀴논 계통의 어셉터, 폴리아크릴레이트 계통의 바인더는 1 내지 10: 10 내지 20: 80 내지 90 wt% 의 조성을 가지며, 또는 5:15:85 wt% 의 조성을 가진다.

본 발명의 다른 특징에 따르면, 상기 광 도전층의 두께는 1 내지 10 마이크로미터이며, 또는 5 내지 6 마이크로미터이다.

본 발명의 다른 특징에 따르면, 반복되는 노광 단계는 3 회에 걸쳐 이루어지며, 최초의 노광 단계는 크롬 패턴이 형성된 마스크를 이용하여 수행되며, 두 번째 및 세 번째의 노광시에는 마스크 없이 노광이 이루어진다.

본 발명의 다른 특징에 따르면, 상기 최초 노광시에 마스크는 상기 광 도전층의 표면으로부터 1 밀리미터 이하의 거리로 이격되며, 또는 0.5 밀리미터 이하의 거리로 이격된 상태로 배치된다.

본 발명의 다른 특징에 따르면, 상기 현상 단계는 전류가 인가되는 전극의 표면에 층류 상태로 유동하는 액체 토너를 상기 정전 잠상이 형성된 광 도전층에 근접시킴으로써, 대전된 액체 토너가 상기 정전 잠상에 부착된다.

본 발명의 다른 특징에 따르면, 상기 액체 토너가 유동하는 전극과 상기 광 도전층 사이의 간격은 0.1 내지 2 mm 사이로 유지되며, 또는 0.5 내지 1 mm 사이로 유지된다.

본 발명의 다른 특징에 따르면, 상기 액체 토너는 금속 산화물의 혼합체인 프릿트(frit)와 바인더와 용매를 포함하는 조성물이다.

본 발명의 다른 특징에 따르면, 상기 액체 토너는 상기 프릿트와 바인더를 각각 3:7 의 중량비로 혼합하고, 상기 프릿트와 바인더의 혼합체를 용매와 1 내지 5:15 내지 25 wt% 로 혼합하거나 또는 1:20 wt % 로 혼합한 것이다.

본 발명의 다른 특징에 따르면, 상기 바인더는 폴리메타아크릴릭 애시드(polymetaacrylic acid)이며, 상기 용매는 이소파라핀(isoparaffin) 액체이다.

본 발명의 다른 특징에 따르면, 상기 액체 토너의 프리트는 3 회에 걸친 반복 현상 되며, 각각의 반복 현상시 마다 상이한 금속 산화물 성분을 포함하며, 최초에 적용되는 액체 토너의 프릿트는 산화납, 산화망간 및, 산화아연을 포함하고, 두 번째로 적용되는 액체 토너의 프릿트는 산화납, 산화구리, 산화망간 및, 산화크롬을 포함하고, 세 번째로 적용되는 액체 토너의 프릿트는 산화납, 삼산화이붕소 및, 산화알루미늄을 포함한다.

본 발명의 다른 특징에 따르면, 상기 최초에 적용되는 액체 토너의 프릿트는 산화납, 산화망간 및, 산화아연이 25 내지 35: 35 내지 45: 25 내지 35 wt% 로 포함되며, 또는 30:40:30 wt% 로 포함된다.

본 발명의 다른 특징에 따르면, 상기 두 번째로 적용되는 액체 토너의 프릿트는 산화납, 산화구리, 산화망간 및, 산화크롬이 25 내지 35: 20 내지 30:25 내지 35: 10 내지 20 wt% 로 포함되며, 또는 30:25:30:15 wt% 로 포함된다.

본 발명의 다른 특징에 따르면, 상기 세 번째로 적용되는 액체 토너의 프릿트는 산화납, 삼산화이붕소 및 산화알루미늄이 30 내지 40:20 내지 30 : 35 내지 45 wt% 로 포함되며, 또는 35:25:40 wt% 로 포함된다.

본 발명의 다른 특징에 따르면, 상기 토너를 흡입하는 단계는 소정의 진공 압력을 가지는 흡입 노즐을 소정 속도로 이동시킴으로써 이루어진다.

본 발명의 다른 특징에 따르면, 상기 소성 단계는 500℃ 내지 600℃의 온도로 약 20 분 내지 약 40 분 가열하여 이루어지거나, 또는 약 550℃의 온도로 30 분 이상 가열함으로써 이루어진다.

또한 본 발명에 따르면,

스트라이프 형태의 어드레스 전극, 유전층 및, 격벽이 순차적으로 적층된 배면 기판 부재를 구비하는 플라즈마 디스플레이 장치에 있어서, 상기 격벽은,

어드레스 전극을 가진 배면 기판의 표면에 유전층을 형성하는 단계,

상기 유전층의 표면에 도전층과 광 도전층을 순차적으로 형성하는 단계,

상기 광 도전층의 표면을 대전시키는 단계,

상기 광 도전층에 정전 잠상을 형성할 수 있도록 자외선광을 이용하여 소정 패턴으로 노광시키는 단계,

상기 정전 잠상이 형성된 광 도전층을 대전된 액체 토너층에 근접시킴으로써 상기 정전 잠상에 액체 토너를 부착시키는 현상 단계,

상기 정전 잠상에 부착된 토너를 건조시키고, 정전 잠상 이외의 영역에 잔류하는 토너를 흡입하는 단계,

상기 광 도전층의 표면 대전 단계로부터 상기 토너의 건조 및 흡입 단계까지의 과정을 상이한 조성의 액체 토너를 이용하여 반복하는 단계 및,

격벽이 형성된 배면 기판을 소성시키는 단계에 의해 형성되는 플라즈마 디스플레이 장치가 제공된다.

본 발명의 다른 특징에 따르면,

상기 액체 토너는 금속 산화물의 혼합체인 프릿트(frit)와 바인더와 용매를 포함하는 조성물이며,

상기 액체 토너의 프리트는 반복 현상시 마다 상이한 금속 산화물 성분을 포함하며,

완성된 격벽은 높이에 따라 상이한 열팽창 계수를 가짐으로써 높이에 따른 열팽창 변형량의 차이를 수용할 수 있도록 한다.

본 발명의 다른 특징에 따르면, 상기 반복 단계는 3 회에 걸쳐 이루어진다.

이하 본 발명을 첨부된 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 보다 상세히 설명하기로 한다.

도 3은 본 발명에 따라서 플라즈마 디스플레이 장치를 제조하는 방법을 개략적으로 도시하는 공정도이다.

도면을 참조하면, 본 발명의 방법은, 어드레스 전극이 형성된 배면 기판에 유전층을 형성하는 단계(32)와, 유전층의 표면에 도전층을 형성하는 단계(32)와, 도전층의 상부에 광 도전층을 형성하는 단계(33)와, 상기 광 도전층의 표면을 대전시키는 단계(34)와, 상기 대전된 광 도전층을 노광시키는 단계(35)와, 노광에 의해 형성된 정전 잠상에 액체 토너를 접촉시키는 현상 단계(36)와, 상기 정전 잠상에 부착된 액체 토너를 건조시킴과 동시에 정전 잠상 영역 이외에 잔류하는 토너를 흡입 배출시키는 흡입 건조 단계(37)와, 상기의 대전 단계(34)로부터 흡입 건조 단계(37)까지의 과정을 상이한 특성을 가지는 토너를 이용하여 반복하는 단계와, 위와 같이 형성된 격벽이 유전층에 고정될 수 있도록 기판을 소성시키는 단계(39)를 포함한다. 소성 단계(39) 이후에는 후공정(40)으로 진행한다. 각각의 단계에 따른 보다 상세한 사항은 후술될 것이다.

본 발명에 따른 플라즈마 디스플레이 장치의 격벽 제조 방법에서, 배면 기판에 형성되는 어드레스 전극은 통상의 방법으로 형성된다. 즉, 사진 식각법(photolithography)에 의해서 ITO 재료의 전극을 배면 기판의 내측 표면에 형성한다.

다음에 배면 기판에 유전층 재료를 전면에 걸쳐 도포하고 이를 건조시킨다. 유전층 재료는 통상적인 스핀 코팅법이나 또는 전면 인쇄 방법에 의해 도포될 수 있다. 유전층은 종래 기술에서 사용되었던 것과 동일한 재료를 이용할 수 있으며, 예를 들면 통상의 이산화규소를 주성분으로 하는 실리케이트를 이용하여 형성될 수 있다.

도 4는 배면 기판의 표면에 도전층과 광도전층이 형성된 것을 도시하는 단면도이다.

도면을 참조하면, 배면 기판(41)의 표면에는 어드레스 전극(42)과 유전층(43)이 형성되어 있고, 유전층(43)의 상부에는 도전층(44)과 광 도전층(45)이 순차적으로 적층된다. 도전층(44)은 암모늄염이 포함된 알콜 용액을 스핀 코팅 방법에 의해 도포하여 건조시킴으로써 형성될 수 있다. 도전층(44)의 두께는 2 마이크로미터 이하로 유지되어야 하며, 바람직한 도전층(44)의 두께는 약 1 마이크로미터이다.

한편, 광 도전층(45)을 형성하기 위한 용액은 플로우렌(flourene) 계통의 도너(doner), 안트라퀴논(antraquinon) 계통의 어셉터(acceptor), 폴리아크릴레이트(polyacrylate) 계통의 바인더(binder)를 포함하는 조성물을 톨루엔 용액과 혼합함으로써 제조될 수 있다. 상기 조성물의 바람직한 조성 비율은 도너, 어셉터 및, 바인더의 비율이 1 내지 10: 10 내지 20: 80 내지 90 wt% 이며, 바람직스럽게는 상기 조성 비율이 5:15:85 wt % 이다. 광 도전층(45)은 상기 용액을 스핀 코팅한 이후에 건조시킴으로써 형성되며, 스핀 코팅 이후의 광 도전층(45)의 두께는 약 1 내지 10 마이크로미터이며, 또는 약 5 내지 6 마이크로미터인 것이 바람직스럽다. 도 4를 참조하여 설명된 과정은 도 3의 유전층 형성 단계(31), 도전층 코팅 단계(32) 및, 광 도전층 코팅 단계(33)에 해당한다.

도 5에 도시된 것은 광 도전층의 표면을 대전시키는 것을 도시하는 개략적인 단면도이다.

도면을 참조하면, 광 도전층(45)의 표면은 텅스텐 와이어 또는 스코로트론(scorotron , 49)을 이용하여 전면에 걸쳐 플러스 전기로 대전된다. 이때 도전층(44)은 접지 상태를 유지한다. 이와 같은 과정은 도 3에서 표면 대전 단계(34)에 해당한다.

도 6에 도시된 것은 마스크를 이용하여 광 도전층에 소정 패턴의 정전 잠상을 형성하는 노광 단계를 설명하는 개략적인 단면도이다.

도면을 참조하면, 노광용 마스크(47)는 광 도전층(45)의 표면으로부터 소정 거리로 이격되어 있다. 마스크(47)는 글래스(45)의 표면에 크롬 재료로 패턴(46)을 형성함으로써 제작된다. 크롬 패턴(46)은 이후에 형성될 격벽의 패턴과 일치하는 것으로서, 크롬 패턴(56)은 노광용 자외선 광을 차단하는 작용을 한다. 도 6 에서 영문자 a 로 지시된 것은 크롬 패턴(46)의 이격 거리이며, 영문자 d 로 지시된 것은 유전층(43)의 표면으로부터 마스크(47)가 이격된 거리를 나타낸다. 상기 이격 거리는 d 가 1 mm 이하로 유지되어야 하며, 바람직하기로는 d 가 0.5 mm 이하로 유지된 상태에서 노광이 이루어진다. 마스크(47)를 통해 조사되는 광(61)은 365 나노미터의 파장을 포함하는 자외선광인 것이 바람직스럽다.

위와 같이 마스크(47)를 씌운 상태에서 자외선광(61)을 조사하면, 크롬 패턴(46)에 의해 자외선광(61)이 차단되는 부분을 제외한 광도전층(45)의 표면 부분에서 플러스 전하가 배제됨으로써 소정 패턴의 정전 잠상이 형성된다. 즉, 도면 번호 62 로 지시된 부분에서는 플러스 전하가 배제되며, 이것은 유전층(43)의 표면에서 격벽이 형성되어야할 부분과 일치한다. 자외선광(61)에 의해 배제된 전하는 광 도전층(45)의 하부에 형성된 도전층(44)을 통해 배제된다. 즉, 도전층(44)은 노광 과정에서 정전 잠상을 형성할 때 전하가 용이하게 배제될 수 있도록 하기 위한 것이다. 도 6을 참조하여 설명된 단계는 도 3에서 도면 번호 35 로 지시된 노광 단계에 해당한다.

도 7은 정전 잠상이 형성된 광 도전층(45)의 표면을 액체 토너를 이용하여 현상하는 단계를 개략적으로 도시하는 단면도이다.

도면을 참조하면, 액체 토너(72)는 전류가 인가되는 하부 전극(71)의 표면상에 층류 상태로 유동함으로써 플러스 전기로 대전되며, 정전 잠상이 형성된 광 도전층(45)과 하부 전극(71)은 소정 간격을 유지한다. 도시되지 아니한 이송 장치에 의해 배면 기판(75)은 화살표 75 로 지시된 바와 같이 수평 방향으로 이동 가능하며, 도시되지 아니한 승강 장치에 의해 하부 전극(76)은 화살표 76 로 지시된 바와 같이 수직 방향으로 승강 가능하다. 실제의 현상 작용에서는 기판(41)의 광 도전층(45)을 향해 하부 전극(71)이 상승됨으로써, 광 도전층(45)과 하부 전극(71) 사이에 형성된 갭에 액체 토너(72)가 충만되는 상태가 된다. 이때 광 도전층(45)과 하부 전극(71) 사이의 간격은 0.1 mm 이상 2 mm 이내로 유지되며, 바람직스럽게는 약 0.5 내지 1 mm 로 유지되는 것이 바람직스럽다.

위에 설명된 바와 같이, 광 도전층(45)에 형성된 정점 잠상에 층류 유동하는 액체 토너(72)를 근접시킴으로써 액체 토너는 정전 잠상에 부착된다. 이때 사용되는 액체 토너는 하나 이상의 금속 산화물들을 포함하는 프릿트 재료, 바인더 및 용매로써 이루어지는 조성물이다. 이후에 설명되는 바로서, 액체 토너에 포함된 프릿트 재료의 금속 산화물 조성은 2 회 이상의 반복적인 현상 과정마다 상이하게 선택되며, 특히 본 발명에서는 3 회 반복되는 현상 과정에서 선택되는 프릿트 재료의 금속 산화물 조성에 대하여 설명될 것이다. 최초의 현상에서 사용되는 액체 토너는 금속 산화물의 조성물인 프릿트(frit)와 바인더를 각각 3:7 의 중량비로 혼합하고, 상기 프릿트와 바인더의 혼합체를 이소파라핀 용매와 1 내지 5: 15 내지 25 wt % 로 혼합한 것이며, 바람직스럽게는 1:20 wt %로 혼합한 것이다. 상기 바인더는 폴리메타아크릴릭 애시드(polymetaacrylic acid)인 것이 바람직스러우며, 상기 프릿트는 산화납(PbO), 산화 망간(MnO) 및. 산화 아연(ZnO)의 비율이 25 내지 35: 35 내지 45 : 25 내지 35이며, 또는 상기 비율이 30:40:30 wt % 인 것이 바람직스럽다. 도 7을 참조하여 설명된 현상 단계는 도 3의 현상 단계(36)에 해당한다.

현상이 이루어진 이후에는 광 도전층(45)에 잔류하는 액체 토너를 흡입 건조하는 과정이 수행된다. 정전기력에 의해 광 도전층(45)의 정전 잠상에 부착된 액체 토너는 건조됨으로써 정착이 이루어지며, 이때 정전 잠상 이외의 영역에 분산된 액체 토너는 진공에 의해 흡입됨으로써 제거되어야 한다. 이는 도 3에서 흡입 건조 단계(37)에 해당한다. 흡입 건조 작업은 상온에서 이루어지며, 흡입 노즐의 흡입 압력을 0.5 내지 5 Kg/㎠ 유지한 상태에서 흡입 노즐을 1 내지 2 cm/sec 의 속도로 이동시킴으로써 이루어진다.

다시 도 3을 참조하면, 대전 단계(34)로부터 흡입 건조 단계(37)가 위에 설명된 최초의 과정을 포함하여 2 회 이상 반복되며, 바람직스럽게는 3 회에 걸쳐 반복된다. 즉, 최초의 현상 및 흡입 건조 과정이 종료된 이후에, 기판 표면을 대전시키고, 노광/현상하고, 흡입 건조하는 과정이 2 회 이상 더 반복되며, 바람직스럽게는 2 회 반복되는 것이 바람직스럽다. 다음에 설명되는 것은 2 회 반복되는 경우이다.

두 번째 및 세번째의 표면 대전 과정은 도 5를 참조하여 설명된 바와 같다. 즉, 텅스텐 와이어 또는 스코로트론(49)을 이용하여, 광 도전층(33)의 표면을 소정의 전위로 대전시킨다. 최초의 현상 단계에서 형성된 격벽을 가지는 표면을 대전시키면, 전위의 크기는 격벽의 상부 표면이 가장 높고, 다음에 격벽의 측면이 높으며, 격벽이 형성되지 아니한 광 도전층의 표면 전위가 가장 낮게 형성된다.

한편, 두 번째 및 세 번째의 노광 단계(35)는 도 6에 도시된 최초 노광 단계와 같이 마스크(47)를 이용하여 수행될 수도 있으나, 다른 예에서는 마스크 없이도 수행될 수 있다.

도 8은 두 번째 및 세 번째의 노광 단계를 마스크 없이 수행하는 것을 도시하는 개략적인 단면도이다.

도면을 참조하면, 이전의 현상 단계에서 형성된 격벽(81)을 가지는 광 도전층(45)의 표면에 자외선광(82)을 조사하는 것이 도시되어 있다. 여기에서, 마스크 없이 노광을 수행하여도 격벽(81)의 표면에 대전된 전하는 배제되지 아니하고, 격벽(81)이 형성되지 아니한 광 도전층(45)의 표면의 전하만이 배제된다. 이것은 이전에 형성된 격벽 재료 자체가 절연성을 가지기 때문에 전하가 배제될 통로가 없기 때문이다.

반복적으로 수행되는 현상 과정에서, 액체 토너에 포함된 프릿트의 조성은 서로 다르다. 하나의 실시예에서 현상 과정을 3 회 반복할 경우, 최초의 현상 과정에서 적용되는 액체 토너의 프릿트 조성은 위에서 설명된 바와 같다. 두 번째의 현상 과정에서 적용되는 액체 토너의 프릿트 조성은 산화납(PbO), 산화구리(CuO), 산화망간(MnO), 산화크롬(CrO)이 25 내지 35:20 내지 30: 10 내지 20 wt% 의 조성을 가지며, 바람직스럽게는 30:25:30:15 wt % 의 조성을 가지는 것이다.

또한 세 번째 현상 과정에서 적용되는 액체 토너의 프릿트는 산화납(PbO), 삼산화이붕소(B ₂ O ₃₎ , 산화 알루미늄(Al ₂ O ₃ )도 30 내지 40: 20 내지 30 : 35 내지 45 wt %의 조성을 가지며, 바람직스럽게는 35:25:40 wt % 의 조성을 가지는 것이다. 이처럼 액체 토너의 프리트 조성을 상이하게 하는 것은 완성된 격벽이 열팽창에 의해 변형될 때 크랙이 발생되는 것을 방지하기 위해서이다. 즉, 격벽의 높이에 따라 열팽창 변형의 정도가 상이하므로, 상이한 열팽창 계수를 가진 프릿트를 적용함으로써 높이에 따른 열팽창 변형량의 차이를 수용할 수 있도록 하는 것이다. 상이한 조성을 가지는 프릿트의 높이는 각각의 층이 약 50 내지 80 마이크로미터로 적층되며, 3 개층의 프릿트가 적층될때에도 마찬가지이다.

표면 대전으로부터 흡입 건조까지의 과정이 3 회 반복된 이후에는 소성 과정을 거치게 된다. 소성은 약 500 ℃ 내지 600℃ 의 온도로 20 분 내지 40 분 정도 가열함으로써 이루어지며, 바람직스럽게는 약 550℃ 의 온도로 30 분 이상 가열함으로써 이루어진다. 소성(sintering)시에 가해지는 열은 격벽 재료에 포함된 바인더 물질 및, 유전층의 표면에 형성된 도전층(44)과 광 도전층(45)을 모두 제거하는 결과를 가져온다. 이때, 열에 의해 격벽의 프릿트 성분이 일부 연화됨으로써, 상기 격벽은 이산화 규소를 주성분으로 하여 형성된 유전층에 안정적으로 고정될 수 있다. 소성이 종료된 이후에는 격벽을 안정화시킬 목적으로 가열이 이루어지며, 이것은 50 내지 100℃ 의 온도로 5 내지 15 분간 이루어진다.

위에서 설명된 실시예에서는 광도전층의 표면을 플러스 전기로 대전시키고, 격벽이 형성될 위치에 해당하는 부분에 크롬 패턴을 가지는 마스크를 사용하는 방식을 사용하였으나, 그 반대의 경우도 가능하다. 즉, 광도전층의 표면을 마이너스 전기로 대전시키고, 격벽이 형성되지 않을 위치에 크롬 패턴을 가지는 마스크를 사용하여 첫 번째의 노광을 수행하면 동일한 결과를 얻을 수 있다.

본 발명에 따른 플라즈마 디스플레이 장치의 격벽 제조 방법은 전자 사진법에 의해 격벽을 제조하므로 격벽의 형상을 왜곡시키지 않으면서 빠른 시간내에 작업을 완료할 수 있다는 장점을 가지며, 통상의 유전층 재료를 적용할 수 있다는 장점을 가진다. 예를 들면, 통상의 인쇄법에 의한 격벽 형성에서는 왜곡 오차가 ±30 마이크로 미터 이고 소요 시간이 60 분 이상인데 비하여, 본 발명의 방법에서는 왜곡 오차가 ± 3 마이크로 미터 이하이며 소요 시간도 20 분 이하였다. 또한 완성된 플라즈마 디스플레이 장치는 작동시에 열팽창에 의해 변형되더라도 격벽에 크랙이 발생하지 않는다는 장점을 가진다.

본 발명은 첨부된 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 수 있을 것이다. 예를 들면, 본 발명은 플라즈마 디스플레이 장치의 격벽 제조에 관해서만 설명하였으나, 플라즈마 어드레스 액정 표시 장치(PALCD;plasma addressed liquid crystal display)에도 사용될 수 있다. 즉, PALCD 장치에 구비된 격벽을 형성하는데에도 위에 설명된 방법을 그대로 적용할 수 있는 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 보호 범위는 첨부된 청구 범위에 의해서만 정해져야 할 것이다.