에칭용 필름형 전사재료 document_id A220623071043

플라즈마 디스플레이 패널(Plasma Display Panel, 이하 PDP로 약칭한다)은 전면판과 배면판으로 구성되어져 있으며, 전면판에는 표시전극이 형성되고, 배면판에는 어드레스 전극 및 격벽이 형성된다. 이때, 표시전극과 어드레스 전극이 서로 교차되도록 전면판과 배면판이 조립되는데, 그 사이에 네온(Ne)이나 헬륨(He) 및 크세논(Xe)등의 혼합 방전 가스가 채워지고, 방전셀 단위로 적색(R), 녹색(G), 청색(B) 형광체가 구분되어 도포된다. 이러한 격벽(Barrier Rib)은 플라즈마의 방전 공간을 제공하여 화소를 정의하고, 형광체가 코팅될 수 있는 공간을 제공하며, 각각의 어드레스 전극 사이에 소정의 패턴, 예컨대 스트라이프 모양으로 형성되어 어드레스 전극을 복수의 방전셀로 분리하는 역할을 한다. PDP의 격벽의 형성 방식에 대한 연구개발에 있어서는, 화소간의 혼색(Cross talk)을 방지함으로써 표시 소자의 콘트라스트를 향상시키는 것 및 PDP의 제조 원가 경감이 주된 문제가 되고 있다. 격벽의 형성 방식에는 스크린 프린팅법, 에칭법, 샌드블라스트법, 스퀴징법, 감광성 페이스트를 이용한 포토리소그래피법 등이 있다. 스크린 프린팅법 인쇄 공정은 가장 오랫동안 응용된 방식으로서, 글래스 위에 격벽 재료인 글래스 페이스트를 소정의 두께로 인쇄한 후 건조한다. 그 후, 원하는 높이의 격벽을 형성하기 위하여 상기 스크린 프린팅을 동일한 위치에 수십회 반복하여 실시하고, 원하는 높이로 격벽이 형성되면 소성로에서 고온의 소성을 수행하여 유기물질을 제거하고 제품을 완성한다. 이러한 스크린 프린팅법은 스크린 인쇄장치와 소성로 등의 비교적 간단한 장비로 제조할 수 있고, 재료의 이용효율이 높은 장점이 있다. 그러나, 적어도 10회 이상의 반복적인 인쇄 공정이 요구되어 이 과정에서 격벽의 높이를 맞추기가 용이하지 않고 공정시간이 길며, 반복적인 인쇄와 건조시마다 이전 격벽층과 인쇄 패턴과의 정렬을 이루어야 하지만 정확한 정위치를 잡기가 어려워 비뚤어진 적층이 발생하여 50㎛ 이하의 선폭을 가지는 격벽의 제조가 불가능하다. 스크린 프린팅법은 이러한 단점으로 인해 해상도 구현의 한계를 가지고 있어 고정밀 세밀화 PDP의 제조에는 이용될 수 없는 방식이다. 종래의 에칭법에 의한 플라즈마 디스플레이 패널의 격벽 제조 방법의 일예는프릿 글래스 페이스트(Frit Glass Paste)를 기판에 코팅하고 소성한 후, 그 위에 드라이 필름 레지스트(Dry Film Resist;DFR)를 도포하고 노광 및 현상을 하여 마스크(레지스트 패턴)를 만든 다음, 이를 이용하여 에칭액으로 프릿 글래스층을 식각함으로써 격벽을 형성하고 레지스트를 제거하여 다시 한번 소성하는 방식이다. 에칭법은 대면적 패널의 제조가 가능하고, 높은 해상도의 패널을 저가로 제조할 수 있으며, 다양한 모양의 격벽 패턴을 용이하게 얻을 수 있다는 장점이 있다. 그러나, 에칭법은 습식 식각법을 이용하므로 PDP 미세패턴의 소자구현이 어려울 뿐 아니라, 에칭액의 온도와 농도를 조절하고 균일하게 유지하기 어려우며, 세정 후에도 에칭액이 남아있는 단점이 있다. PDP는 화소 하나하나에서 전자방전에 의한 플라즈마 발광이 발생하여 화상을 표시하는 장치이며, 최근의 추세는 대화면화 및 고정세화, 즉 화소수의 증가화가 진행되고 있는바, 이러한 대형화 및 고정세화를 구현하는데 직결되는 공정이 격벽 패턴의 형성 공정이며 특히 가시광의 혼색을 방지하여 색순도를 높이기 위해서는 직벽 구조의 격벽 패턴 형성이 보다 더 요구된다. 한편 샌드블래스트법은 글래스 기판상에 격벽 형성용 절연층을 형성하고 그 위에 마스크를 패터닝한 다음에, 세라믹 입자나 탄산칼슘 미립자와 같은 절삭입자를 고압으로 불어 넣음으로써 그 운동에너지를 이용하여 필요없는 부분을 절삭하여 격벽을 형성하는 방법으로써 50㎛ 이내의 선폭의 격벽까지 제작 가능하다. 샌드블래스트 공정은 고정세 패턴으로 형상이 직벽에 가까운 격벽 제조가 가능하기 때문에 여러 제조사에서 응용되고 있으며 현재 AC PDP 개발품에서 가장 많이 적용되고 있는 격벽 제조 방법이다. 그러나, 분진으로 인한 환경적인 폐해, 격벽의 재료가 되는 무연 프릿 글래스의 환경친화성 물질의 개발, 제조비 감소를 위한 폐재의 재활용 문제 및 전극이나 방전 공간의 오염 문제 이외에도, 고정세화 추세로 진행됨에 따라 격벽의 두께가 얇아질수록 식각 입자의 충돌에너지를 격벽이 이기지 못하여 깨어질 수 있는 등 해결해야 할 문제점이 많이 있다. 스퀴징(squeezing)법에 의한 플라즈마 디스플레이 패널의 격벽 제조 방법은 기판 상에 두꺼운 레지스트를 도포하고 노광과 현상을 거쳐서 남은 레지스트 부(-)패턴에 글래스 페이스트를 채워 소성한 다음 남은 부패턴을 제거함으로써 격벽을 형성한다. 스퀴징법은 광원을 이용하여 공정하므로 미세한 형상의 격벽 형성이 가능하고 유리 기판에 적합한 장점이 있으나, 100㎛이상의 패턴을 도포할 때 시간이 많이 소요되고 형성된 패턴이 허물어지거나 소성시 격벽 균열의 위험이 있고 소성 후에도 감광성 필름이 잔존하여 이를 깨끗이 제거해야 한다는 과제가 있다. 페이스트 포토리소그래피(Paste Photolithography)법을 이용한 플라즈마 디스플레이 패널의 격벽 제조 방법의 일예로는 감광성 페이스트를 격벽 재료로 이용하는 것으로서, 두꺼운 감광성 격벽 물질의 페이스트를 도포하여 건조한 다음, 패턴된 마스크를 올려 노광하고 현상하여 남은 형상을 소성하여 격벽을 형성하는 방법이다. 격벽 물질로서 감광성 페이스트를 이용한 공정은 다른 격벽 제조 방법에 비하여 고정밀 세밀화가 가능하지만, 감광성 페이스트 재료의 가격이 비싸고 재료의 이용 효율이 낮아 제조 비용이 극히 높으며, 최소한 3~5번의 노광 횟수로 인한 공정지연 및 노광 시간 등 노광 공정의 안정성이 극히 높게 요구되어야 하는 단점이 있다. 상술한 여러 방법들 중 에칭법에 의한 격벽형성 방법에서는 드라이 필름 레지스트, 즉 에칭용 필름형 전사재료로 통상 네가티브형 드라이필름 포토레지스트(이하, nega-DFR이라 한다.)가 이용되어 왔다. nega-DFR은 노광된 부위가 광가교를 일으켜 잔류하고 미노광부위가 씻겨 나가게 되는바, 이는 형상적 제어가 용이하지 않으며 격벽재에 대한 밀착력이 떨어진다. 한편 PDP의 경우 종래에는 LCD에 비하여 고해상도에 대한 요구가 적었으나 점차 PDP에서도 고해상도가 요구되면서 격벽간 간격을 더욱 좁혀나가고 있는 추세이며 이러한 요구에 nega-DFR은 부응하지 못한다. nega-DFR을 이용하여 격벽형성을 위한 패턴을 형성한 후 에칭하게 되면 포토레지스트층이 박리되는 문제가 있어 목적하는 해상도를 발현할 수 없었다.