KR100570750B1 - 플라즈마 디스플레이 패널용 감광성 도전 조성물 - Google Patents

플라즈마 디스플레이 패널용 감광성 도전 조성물 Download PDF

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Abstract

본 발명은 플라즈마 디스플레이 패널용 감광성 도전 조성물에 관한 것으로서, 이 감광성 도전 조성물은 실란 화합물, 감광성 유기 비히클, 유리 프릿 및 도전성 분말을 포함한다.
상기 플라즈마 디스플레이용 감광성 도전 조성물은 실란 화합물을 더욱 포함하여, 전극 형성의 소성 공정에서 실란 화합물이 SiO2 형태로 산화되면서 전극의 구성 성분인 전도성 입자들과 유리 기판 사이의 접착력을 향상시켜주고, 또한 전도성 입자들이 소결될 때 입자들간을 결합력을 강화시켜 줌으로써, 플라즈마 디스플레이 패널의 제조 공정 중 격벽 형성 공정의 하나인 샌딩 공정에서 전도성 입자들이 기판에서 떨어져 나가거나, 변형되는 것을 막아 주는 역할을 하게 되어 단자부의 탈락이나 단선 등의 불량을 방지할 수 있다.
전극,실란화합물,샌딩,PDP

Description

플라즈마 디스플레이 패널용 감광성 도전 조성물{PHOTOSENSITIVE CONDUCTIVE COMPOSITION FOR PLASMA DISPLAY PANEL}
도 1은 본 발명의 실시예 1의 도전 조성물을 이용하여 형성된 어드레스 전극을 샌딩 공정을 실시한 후, 전극의 모습을 나타낸 광학 현미경 사진.
도 2는 본 발명의 실시예 2의 도전 조성물을 이용하여 형성된 어드레스 전극을 샌딩 공정을 실시한 후, 전극의 모습을 나타낸 광학 현미경 사진.
도 3은 본 발명의 실시예 3의 도전 조성물을 이용하여 형성된 어드레스 전극을 샌딩 공정을 실시한 후, 전극의 모습을 나타낸 광학 현미경 사진.
도 4는 본 발명의 실시예 4의 도전 조성물을 이용하여 형성된 어드레스 전극을 샌딩 공정을 실시한 후, 전극의 모습을 나타낸 광학 현미경 사진.
도 5는 본 발명의 실시예 5의 도전 조성물을 이용하여 형성된 어드레스 전극을 샌딩 공정을 실시한 후, 전극의 모습을 나타낸 광학 현미경 사진.
도 6은 본 발명의 참고예 1의 도전 조성물을 이용하여 형성된 어드레스 전극을 샌딩 공정을 실시한 후, 전극의 모습을 나타낸 광학 현미경 사진.
도 7은 비교예 1의 도전 조성물을 이용하여 형성된 어드레스 전극을 샌딩 공정을 실시한 후, 전극의 모습을 나타낸 광학 현미경 사진.
[산업상 이용 분야]
본 발명은 플라즈마 디스플레이 패널용 감광성 도전 조성물에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 견고한 전극 형성이 가능한 플라즈마 디스플레이 패널용 감광성 도전 조성물에 관한 것이다.
[종래 기술]
일반적으로 플라즈마 디스플레이 패널 하판 전극인 어드레스 전극은 패턴화된 도전 막으로 되어 있다. 종전에는 이러한 패턴된 도전 막을 형성하기 위해 스크린 인쇄법이 일반적으로 사용되었지만, 이를 이용한 제품들의 고성능화 및 소형화가 진행되면서 도전 막 패턴의 미세화 및 후막화가 요구되었고, 이에 따라 스크린 인쇄법으로는 해상도를 따라가지 못하는 문제점이 발생하여, 최근에는 감광성 도전 페이스트를 이용한 포토리소그래피법에 의해 미세하고 막 두께가 두꺼운 도전 막을 형성하고 있다.
이 방법에서는 감광성 도전 페이스트를 플라즈마 디스플레이 패널 등의 유리 기판에 전면 인쇄 한 후 소정의 건조 공정을 거치고 나서 포토마스크가 부착된 자외선 노광 장치를 이용하여 노광시킨 다음, 포토마스크로 차광되어 미 경화된 부분을 소정의 현상액으로 현상하여 제거시킨다. 이후 경화되어 남아있는 경화막을 소정의 온도로 소성하는 것에 의해 패턴화된 도전 막을 형성하게 된다.
패턴화된 도전 막을 형성한 다음, 이 도전 막 위에 소정의 공정을 통해 유전체 층을 형성하고, 다음으로 유전체 층 위에 격벽을 형성하게 된다. 격벽 형성 방법은 유전체 층 위에 격벽 페이스트를 이용하여 스크린 인쇄법으로 인쇄한 후 건조시키고 나서, DFR(dry film resist)을 건조된 격벽 페이스트에 붙이고(라미네이팅(laminating)), 포토마스크가 장착된 노광 장치에 의해 DFR에 자외선을 조사함으로써, 조사된 DFR 부위에서 가교 반응이 일어나, 다음 공정인 현상 공정에서 조사된 DFR 부위는 남고 조사되지 않은 DFR 부위는 현상되어 제거됨으로써 패턴화된 DFR을 얻게 된다. 이후 샌드 기(sand machine)를 이용하여 패턴화된 DFR 표면 위를 샌딩하게 되는데, 이 때 DFR이 남아있는 부위는 샌딩 시 하층을 보호하여 손상되지 않게 하는 반면, DFR이 없는 부위는 샌딩 시 하층이 깎이어 없어지게 됨으로써 격벽을 형성하게 된다.
일반적으로 1회 샌딩 과정에 의해 어드레스 전극의 단자부가 손상되는 경우는 적으나, 격벽 형성 후 검사과정에서 격벽에 불량이 발생한 경우, 격벽을 제거하고 나서, 다시 유전체 층 위에 격벽을 형성하는 공정을 거치게 되는데, 이 때 2회의 샌딩 과정에서 어드레스 전극의 단자부가 탈락이나 단선되는 문제가 발생한다.
본 발명은 상술한 2회 이상의 샌딩 과정에서 어드레스 전극의 단자부가 탈락이나 단선되는 문제를 방지하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 어드레스 전극을 견고하게 형성할 수 있어 2회 이상의 샌딩 과정에서도 전극 단자부가 탈락되거나 단선되지 않는 플라즈마 디스플레이 패널용 감광성 도전 조성물에 관한 것이다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 실란 화합물; 감광성 유기 비히클(vehicle); 유리 프릿; 및 도전성 분말을 포함하는 플라즈마 디스플레이 패널용 감광성 도전 조성물을 제공한다.
이하 본 발명을 보다 상세하게 설명한다.
본 발명은 플라즈마 디스플레이 패널(Plasma Display Panel, 이하 PDP)의 제조에 있어 어드레스 전극(address electrode) 형성에 사용되는 감광성 도전 조성물에 관한 것으로서, 실란 화합물을 더욱 포함하는 감광성 도전 조성물이다. 이 실란 화합물은 어드레스 전극 사이의 접착력 및 어드레스 전극을 형성하는 전도성 입자들간의 결합력을 향상시켜주는 역할을 한다.
본 발명의 감광성 도전 조성물에서 상기 실란 화합물의 함량은 0.1 내지 10.0 중량%가 바람직하고, 0.3 내지 3.0 중량%가 더욱 바람직하다. 조성물 전체 중량 대비 0.1 중량% 미만이 되면 샌딩 공정 시에 전극 막의 탈락이나 절단 등의 예방하는데 불충분하며, 조성물 전체 중량 대비 10.0 중량%를 초과하면 공정 특성이 나빠지거나 전극의 저항 값이 상승하는 문제가 발생된다.
상기 실란 화합물은 기판(glass)과 어드레스 전극 사이의 접착력 및 어드레스 전극을 형성하는 전도성 입자들간의 결합력을 향상시켜 줌으로써, 후 공정인 격벽(barrier rib) 제조를 위한 샌드 블라스팅(sand blasting) 공정에서 전극 단자부의 탈락이나 절단 등의 손상을 방지할 수 있다.
실란 화합물이 첨가되어 샌딩 시 어드레스 전극 단자부의 탈락이나 단선을 방지하는 원리는 조성물 내에 존재하는 실란 화합물이 소성 공정 시 SiO2 형태로 산화되면서 전극의 구성 성분인 전도성 입자들과 유리 기판 사이를 결합시켜주며 또한, 전도성 입자들이 소결될 때 입자들간을 결합력을 강화시켜 줌으로써, 샌딩 시 전도성 입자들이 기판에서 떨어져 나가거나, 변형되는 것을 막아 주는 역할을 하게 된다.
이러한 실란 화합물은 감광성 전도 조성물에 적용할 때에는 유기 비히클 성분의 하나인 바인더 합성 시 모노머로 첨가하여 중합시킴으로써 바인더 내에 함유된 상태로 사용할 수도 있고, 감광성 도전 조성물을 유리 기판에 인쇄하기 전, 미리 유리 기판에 코팅하여 사용할 수도 있으나, 작업성 및 공정성을 고려할 때, 유기 비히클에 첨가하여 사용하는 것이 가장 바람직하다.
상기 실란 화합물은 하기 화학식 1의 구조를 갖는다.
[화학식 1]
Figure 112004003801213-pat00001
(상기 화학식에서, R1, R2, R3 및 R4는 동일하거나 서로 독립적으로 H, 알킬기, 비닐기, 실란기, 알킬할라이드기, 할라이드기, 아릴기, 알콕시기, 에테르기(알콕시알킬기), 에폭사이드기, 알콜기, 에스테르기, 아민기 및 산기로 이루어진 군에서 선택되는 것이다)
상기 화학식 1의 실란 화합물은 지방족이든 방향족이든 제한되지 않으나, 조 성물 제조시 휘발되지 않도록 끓는점이 150℃ 이상인 것이 바람직하며, 실란 화합물이 고체인 경우에는 유기 비히클 성분에 용해되어야 하고, 액체인 경우에는 유기 비히클에 잘 혼합되어 상 분리 등이 일어나지 않아야 하며, 또한 조성물 내에서 변질 등이 일어나서 조성물의 물성을 변화시켜서도 안 된다.
이러한 바람직한 실란 화합물의 예로서, R1 내지 R4중에서 적어도 하나가 -H 또는 알킬기를 갖는 것으로 트리프로필실란, 트리이소프로필실란, 트리부틸실란, 트리이소부틸실란, 트리헥실실란, 디메틸옥타데실실란, 테트라에틸실란, 디이소프로필옥틸실란 등이 있으며; R1 내지 R4 중에서 적어도 하나가 비닐기를 갖는 것으로 트리에틸비닐실란, 알릴트리메틸실란, 알릴트리이소프로필실란, 트리메틸(3-메틸-2-부틸)-실란, 디알릴디메틸실란, 테트라비닐실란, 테트라알릴실란, 트리페닐비닐실란, 알릴트리페닐실란 등이 있으며; R1 내지 R4 중에서 적어도 하나가 실란기를 갖는 것으로 비스(트리메틸실릴)메탄, 트리스(트리메틸실릴)메탄, 헥사메틸디실란, 테트라키스(트리메틸실릴)실란 등이 있으며; R1 내지 R4 중에서 적어도 하나가 알킬할라이드기(또는 할라이드기)를 갖는 것으로 비스(클로로메틸)디메틸실란, 클로로디이소프로필실란, 1,2-비스(클로로디메틸실릴)에탄, 클로로트리에틸실란, 클로로디메틸옥틸실란 등이 있으며; R1 내지 R4기 중에서 적어도 하나가 아릴기를 갖는 것으로 디메틸페닐실란, 1,2-비스(디메틸실릴)벤젠, 1,4-비스(디메틸실릴)벤젠, 페닐트리메틸실란, 디페닐실란, 디페닐메틸실란, 디페닐메틸실란, 트리페닐실란, 트리 벤질실란, 벤질트리메틸실란, 벤질옥시트리메틸실란 등이 있으며; R1 내지 R4 중에서 적어도 하나가 알콕시기(또는 에테르기)를 갖는 것으로 (메톡시메틸)트리메틸실란, 에톡시트리메틸실란, 프로폭시트리메틸실란, 메톡시디메틸옥틸실란, 메톡시디메틸옥타데실실란, 디메톡시메틸옥틸실란, 트리메톡시프로필실란, 이소부틸트리메톡시실란, 옥틸트리메톡시실란, 옥타데실트리메톡시실란, 메틸트리메톡시실란, 에틸트리메톡시실란, 이소부틸트리에톡시실란, 옥틸트리에톡시실란, 디에톡시페닐실란, 페닐트리메톡시실란, 페닐트리에톡시실란, 비닐트리메톡시실란, 트리에톡시비닐실란, 알릴트리에톡시실란, 트리스(2-메톡시에톡시)비닐실란 등이 있으며; R1 내지 R4 중에 에폭사이드기를 갖는 것으로 3-글리시독시프로필트리메톡시실란, 디에톡시(3-글리시딜옥시프로필)메틸실란, 트리메톡시[2-(7-옥사비시클로[4.1.0]헵트-3-일)에틸]실란 등이 있으며; R1 내지 R4 중에서 적어도 하나가 알콜기를 갖는 것으로 (트리메틸실릴)메탄올, 1-(트리메틸실릴)에탄올, 2-(트리메틸실릴)에탄올, 3-(트리메틸실릴)-1-프로판올트리에틸실란올, t-부틸디메틸실란올, 5-(t-부틸디메틸실릴옥시)-1-펜탄올, 2-(메틸디페닐실릴)에탄올 등이 있으며; R1 내지 R4 중에서 적어도 하나가 에스테르기를 갖는 것으로 트리메틸실릴아세테이트, 트리메틸실릴메틸아세테이트, 메틸(트리메틸실릴)아세테이트, 에틸(트리메틸실릴)아세테이트, t-부틸(트리메틸실릴)아세테이트, 에틸 3-(트리메틸실릴)-프로피온에이트, 2-[(트리메틸실릴)메틸]-2-프로펜-1-일 아세테이트, 트리메틸실릴 메타크릴레이트, 2-(트리메틸실 릴옥시)에틸 메타크릴레이트, 3-(트리메톡시실릴)프로필 메타크릴레이트, 메틸트리메틸실릴말로네이트, 에틸트리메틸실릴말로네이트, 비스(트리메틸실릴)말로네이트 등이 있으며; R1 내지 R4 중에 아민기를 갖는 것으로 N,N-디에틸(트리메틸실릴메틸)아민, N-t-부틸트리메틸실릴아민, N,N-디에틸트리메틸실릴아민, 1,1'-에틸렌비스(N,N,1,1-테트라메틸)실란아민, 1-(트리메틸실릴)피롤리딘, 4-(트리메틸실릴)모르포린 등이 있으며; R1 내지 R4 중에서 적어도 하나가 산기를 갖는 것으로 (트리메틸실릴)아세트산 3-(트리메틸실릴)프로피온산 등이 있으며; 그 외에 R1 내지 R4 중에서 적어도 하나가 니트릴기를 갖는 3-(트리에톡시실릴)프로피온니트릴, t-부틸디페닐실릴시안나이드; R1 내지 R4 중에서 적어도 하나가 이소시아네이트기를 갖는 3-(트리에톡시실릴)프로필이소시안네이트 등도 사용 가능하다. 또한, 이들 화합물들은 단독 또는 2종 이상 혼합하여 사용할 수 있다.
본 발명의 감광성 도전 조성물에서 사용되는 도전성 분말은 패턴화된 소성 막에 도전성을 부여하기 위한 것으로, 바람직한 도전성 분말은 은, 금, 동, 알루미늄 또는 이들의 합금을 들 수 있다. 상기 도전성 분말 입자의 외형은 특별히 한정되지 않지만, 충진율이나 자외선 투과 등을 고려할 때 구형이 바람직하며, 표면적이 0.3 내지 2.0 ㎡/g인 것이 적합하다. 또한, 평균 입경은 0.1 내지 5.0 ㎛인 것이 적합하다. 표면적이 0.3 ㎡/g 미만 또는 평균 입경이 5.0 ㎛를 초과하게 되면 소성 막 패턴의 직진성이 불량하고 또한 소성 막의 저항이 높게 되는 단점이 나타나며, 표면적이 2.0 ㎡/g을 초과하거나 평균 입경이 0.1 ㎛ 미만이 되면 페이스트 의 분산성 및 노광 감도가 불량해지는 문제가 나타난다.
본 발명의 감광성 도전 조성물에서, 상기 도전성 분말의 함량은 40 내지 80 중량%가 바람직하다. 도전성 분말의 함량이 40 중량% 미만이면 소성 시에 도전 막의 선폭 수축이 심하고 단선이 일어날 수 있으며, 80 중량%를 초과하면 인쇄성 불량 및 광 투과의 저하에 의한 불충분한 가교 반응에 의해 원하는 패턴을 얻을 수 없다.
상기 유리 프릿은 소성 공정에서 소결됨으로써, 도전성 분말과 유리 기판 사이에 접착력을 주는 것으로, 본 발명에서 사용 가능한 유리 프릿으로는 PbO-SiO2계, PbO-B2O3-SiO2계, ZnO-SiO2계, ZnO-B2O3-SiO 2계, Bi2O3-SiO2계, Bi2O3-B2 O3-SiO2계 등이 있다. 또한, 이들 유리 프릿 성분들은 단독 또는 2종 이상 혼합하여 사용할 수 있다. 유리 프릿의 입자 외형은 특별히 한정되지 않으며, 단지 최대 입자 크기가 5.0㎛ 이하인 것이 적합하다. 입자 크기가 5㎛ 이상이 되면 소성 막이 불균일하고 직진성이 나빠지는 원인이 된다.
유리 프릿의 열팽창 계수는 50×10-7 내지 100×10-7이 바람직하다. 열팽창 계수가 50×10-7 미만인 경우 소성 막 밑 부분 외에 소성 막 주변에까지 넓게 펴져 있게 됨으로써 실질적으로 소성 막과 유리 기판 사이의 접착력 저하의 원인이 될 수 있고, 유리 기판의 열팽창 계수가 100×10-7을 초과하는 경우에는 유리 프릿이 소성 막 중심부에 몰리게 됨으로써 소성 막 양쪽 끝 부분이 말려 올라가는 현상(소 위 에지-컬(edge-curl))이 발생한다.
본 발명의 감광성 도전 조성물에서 유리 프릿의 함량은 0.5 내지 5.0 중량%가 적합하며, 0.5 중량% 미만이 되면 도전 막과 유리 기판 사이의 접착력이 저하되어 후 공정을 거치는 과정에서 도전 막이 떨어지는 문제점이 발생하고, 유리 프릿이 5.0 중량%을 초과하게 되면 도전 막의 저항이 증가하는 문제점이 발생한다.
감광성 도전 조성물의 유기 성분인 비히클은 바인더, 가교제, 광개시제 및 용제로 구성되며, 필요에 따라 첨가제를 더욱 포함할 수도 있다.
상기 바인더로는 감광성 도전 조성물이 알카리 수용액에 현상이 되게 하기 위해 산성기를 갖는, 즉 카르복실기를 갖는 모노머와 다른 1개 이상의 모노머들과의 공중합체가 일반적으로 사용된다. 카르복실기를 갖는 모노머로는, 아크릴산, 메타크릴산, 푸마르산, 말레인산, 비닐초산 및 이들의 무수물을 들 수 있고, 이들 모노머들과 공중합시키는 다른 모노머들로는 메틸 아크릴레이트, 메틸 메타크릴레이트, 에틸 아크릴레이트, 에틸 메타크릴레이트, n-부틸 아크릴레이트, n-부틸 메타크릴레이트, 이소부틸 아크릴레이트, 이소부틸 메타크릴레이트, 2-히드록실 에틸 아크릴레이트, 2-히드록실 에틸 메타크릴레이트, 에틸렌 글리콜 모노메틸 에테르 아크릴레이트, 에틸렌 글리콜 모노메틸 에테르 메타크릴레이트 등이 있다.
상기 바인더로 이용되는 공중합체의 분자량은 5,000 내지 100,000g/mol이 적합하며, 산가는 20 내지 100 mgKOH/g이 적합하다. 공중합체의 분자량이 5,000g/mol 미만이 되면 조성물의 인쇄성이 떨어지고, 분자량이 100,000g/mol을 초과하게 되면 현상성이 나빠지는 원인이 된다. 공중합체의 산가의 경우 20 mgKOH/g 미만이 되면 현상성이 나빠지고, 100 mgKOH/g을 초과하게 되면 노광된 부분까지 현상되는 문제점을 갖는다.
또한, 바인더로는 상기 중합체의 카르복실기와 에틸렌성 불포화 화합물을 반응시켜, 결과적으로 바인더 내에 가교 반응을 일으킬 성분이 부가된 것을 이용할 수 있다. 이러한 에틸렌성 불포화 화합물로는 클리시딜메타크릴레이드, 3,4-에폭시시클로헥실메틸메타크릴레이트, 3,4-에폭시시클로헥실메틸아크릴레이트 등이 있다.
또한, 바인더로 막 레벨링이나 요변 특성(搖變, thixotropy) 향상 등의 목적으로 셀룰로오즈, 히드록시 메틸 셀룰로오즈, 히드록시 에틸 셀룰로오즈, 카르복시 메틸 셀룰로오즈, 카르복시 에틸 셀룰로오즈, 카르복시 에틸 메틸 셀룰로오즈 등의 셀룰로오즈 유도체를 혼합하여 사용할 수도 있다.
감광성 도전 조성물 내 바인더의 함량은 5 내지 15 중량%가 적합하다. 바인더 함량이 5 중량% 미만이 되면 인쇄성이 떨어지고, 15 중량%를 초과하게 되면 현상성 불량 및 소성 막 주변에 잔사(residue)가 발생되는 문제가 있다.
가교제는 다 관능 모노머가 이용되는데, 예를 들면 에틸렌 글리콜 디아크릴레이트, 에틸렌 글리콜 디아크릴레이트, 트리메틸올프로판 트리아크릴레이트, 트리메틸올프로판 트리메타크릴레이트, 테트라메틸올프로판 테트라아크릴레이트, 테트라메틸올프로판 테트라메타크릴레이트, 펜타에리스리톨 트리 아크릴레이트, 펜타에리스리톨 트리 메타크릴레이트, 펜타에리스리톨 테트라 아크릴레이트, 펜타에리스리톨 테트라 메타크릴레이트 등을 들 수 있다. 이들 가교제 성분들은 단독 또는 2 종 이상 혼합하여 사용할 수 있다. 가교제 함량은 바인더 100 중량부에 대하여 20 내지 100 중량부가 적합하다. 가교제 함량이 바인더 대비 20 중량부 미만이 되면 노광 감도가 떨어지거나, 현상 공정 시 패턴에 흠이 생기는 경향이 있으며, 가교제 함량이 바인더 함량 대비 100 중량부를 초과하게 되면 현상 후 선폭이 커지면서 패턴 모양이 깨끗하지 않고, 이것은 소성 후 잔사(residue)를 발생시키게 된다.
광개시제의 구체적인 예로서 벤조페논, o-벤조일벤조산 메틸, 4,4-비스(디메틸아민)벤조페논, 4,4-비스(디에틸아미노)벤조페논, 2,2-디에톡시아세토페논, 2,2-디메톡시-2-페닐-2-페닐아세토페논, 2-메틸-[4-(메틸티오)페닐]-2-모르폴리노프로파-1-온, 2-벤질-2-디메틸아미노-1-(4-모르폴리노페닐)-1-부타논, 비스(2,6-디메톡시벤조일)-2,4,4-트리메틸펜틸포스핀옥사이드, 비스(2,4,6-트리메틸벤조일)페닐포스핀옥사이드 등을 들 수 있다. 본 발명에서는 이것들을 1종 또는 2종 이상 혼합하여 사용할 수 있다. 광개시제는 가교제 100 중량부에 대하여 1 내지 50 중량부가 바람직하며, 광개시제의 성분이 가교제 100 중량부에 대하여 1.0 중량부 미만이면 페이스트의 노광 감도가 떨어지고, 가교제 100 중량부에 대하여 50 중량부를 초과하게 되면 노광부의 선폭이 작게 나오는 문제가 발생한다.
감광성 도전 조성물에 사용되는 첨가제는 감도를 향상시키는 증감제, 페이스트의 보존성을 향상시키는 중합 금지제 및 산화방지제, 해상도를 향상시키는 자외서 흡광제, 페이스트 내의 기포를 줄여 주는 소포제, 분상성을 향상시켜 주는 분산제, 인쇄 시 막의 평탄성을 향상시키는 레벨링제, 요변 특성을 주는 가소제 등이 있다. 이들 첨가제는 반드시 사용되는 것은 아니고 필요에 따라 사용되며, 첨가 시 에는 일반적으로 알려진 양을 적절하게 조절하여 사용하면 된다.
감광성 도전 조성물에 사용되는 용제로는 특별히 제한을 두지 않으며, 단지, 바인더 및 개시제를 녹일 수 있고, 가교제 및 기타 첨가제와 잘 섞이면서 끓는점이 150℃ 이상이면 된다. 끓는점이 150℃ 미만이 되면 페이스트 제조 과정, 특히 3-롤 밀 공정에서 휘발되어 날아가는 경향이 크므로 문제가 되며, 또한 인쇄 시 용제가 너무 빨리 휘발되어 인쇄 상태가 나쁘게 되는 결과를 초래한다. 상기 조건을 만족하는 바람직한 용제로는, 에틸 카비톨, 부틸카비톨 에틸 카비톨 아세테이트, 부틸카비톨 아세테이트, 텍사놀, 테르핀유, 디프로필렌글리콜 메틸 에테르, 디프로필렌글리콜 에틸 에테르, 디프로필렌글리콜 모노메틸 에테르 아세테이트, γ-부티로락톤, 셀로솔브 아세테이트, 부틸셀로솔브 아세테이트, 트리프로필렌 글리콜 등이 있다. 이들 용제는 단독으로 사용하거나 2종이상 혼합하여 사용할 수 있다.
본 발명의 감광성 도전 조성물은 플라즈마 디스플레이의 전극 패턴을 형성하는데 사용하는 것으로서, 이하, 본 발명의 감광성 도전 조성물을 사용하여 패턴 가공을 실시하는 일 예를 설명하나, 패턴 가공을 실시하는 방법이 이에 한정되지 않음은 물론이다.
유리 기판에 어드레스 전극을 형성하기 위하여, 복수개의 홈을 동일한 간격으로 형성하고, 이 홈을 포함하여 유리 기판 표면에 본 발명의 감광성 도전 조성물을 전면 도포한다. 도포 방법으로는 스크린 인쇄, 바 코터, 롤 코터 등의 공지된 어떠한 방법을 사용하여도 무방하다. 이어서 이를 포토마스크를 사용하여 노광 공정을 실시하고, 현상 공정을 실시한다. 이후, 소성로에서 소성을 실시한다. 이때 소성 온도는 사용되는 기판에 따라 조절할 수 있으며, 예를 들어 유리 기판을 사용하는 경우에는 400 내지 600℃가 바람직하고 세라믹스 기판을 사용하는 경우에는 400 내지 1000℃가 바람직하다. 소성 온도가 400℃ 미만이 되면 소성 시 유기물 분해가 완전하게 일어나지 않아 유기물이 잔류하는 문제 및 유리 프릿의 연화가 일어나지 않고 전도성 입자의 융착도 불완전하게 일어나는 문제가 나타날 수 있으며, 소성온도가 600℃ 또는 1000℃를 초과하면 유리 기판을 사용하는 경우 유리기판이 휘는 문제가 발생한다. 이러한 소성 공정에 따라, 본 발명의 감광성 도전 조성물에 포함된 실란 화합물이 SiO2로 산화되면서, 전극의 구성 성분인 도전성 입자들과 유리 기판 사이를 결합시켜 주게 된다.
이하, 실시예 및 비교예를 사용하여 본 발명에 대해 구체적으로 설명하고자 한다. 단, 본 발명은 이에 한정되지 않는다.
(실시예 1-5, 참고예 1, 2 및 비교예 1)
표 1에 나타낸 조성비로 배합하고, 교반기에 의해 교반 후, 3-롤 밀을 이용하여 반죽해서 감광성 도전 페이스트를 제조하였다. 배합 시 비히클을 먼저 조합한 다음 유리 프릿과 도전성 물질을 첨가하였다. 표 1 내에 나타낸 숫자는 중량%를 나타낸다. 하기 표 1에서, 바인더 중량은 바인더로 사용되는 공중합체를 형성하는데 사용된 용매(에틸 카비톨 아세테이트)가 포함된 양으로서, 이 중에서 실제 바인더 중량은 8 중량%이다. 사용된 바인더의 자세한 조성은 표 2에 나타내었다.
성분 실시예 1 실시예 2 실시예 3 실시예 4 실시예 5 참고예 1 참고예 2 비교예 1
도전성 물질 63.0 63.0 63.0 63.0 63.0 63.0 63.0 63.0
유리 프릿 3.0 3.0 3.0 3.0 3.0 3.0 3.0 3.0
바인더 16.0 16.0 16.0 16.0 16.0 16.0 16.0 16.0
가교제 A 4.0 4.0 3.0 4.0 3.0 4.0 3.0 4.0
가교제 B 2.0 2.0 1.0 2.0 1.0 2.0 1.0 2.0
개시제 A 0.8 0.8 0.8 0.8 0.8 0.8 0.8 0.8
개시제 B 0.7 0.7 0.7 0.7 0.7 0.7 0.7 0.7
가소제 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0
용제 6.5 6.5 6.5 6.5 5.5 7.45 0.5 7.5
저장안정제 2.0 2.0 2.0 - - 2.0 - 2.0
실란 화합물 1 1.0 - - - - 0.05 - -
실란 화합물 2 - 1.0 - - - - - -
실란 화합물 3 - - 3.0 - 3.0 - 5.5 -
실란 화합물 4 - - - 3.0 3.0 - 5.5 -
실시예 1의 경우 실란 화합물 1로 알킬기 및 알콕시기를 갖는 것을 페이스트 대비 1.0 중량% 첨가하였고, 실시예 2의 경우 실란 화합물 2로 알콕시기 및 비닐기를 갖는 것을 페이스트 대비 1.0 중량% 첨가하였다. 실시예 3의 경우에는 실란 화합물 3이 가교성을 갖는 메타크릴레이트기를 갖고 있어 페이스트 대비 3.0 중량%를 첨가하는 대신 가교제 함량을 2.0 중량% 감소시켰으며, 실시예 4의 경우 실란 화합물 4가 저장안정성을 부여하는 3차 아민기를 갖고 있어 페이스트 대비 3.0 중량%를 첨가하고 저장안정제를 첨가하지 않았다. 실시예 5는 실란 화합물 3과 4를 각각 페이스트 대비 3.0 중량%를 첨가하는 대신 가교제를 감소시키고 저장안정제를 첨가하지 않았다. 참고예 1은 실란 화합물 1을 미량 첨가하여 최소 함량을 평가하기 위해 실시하였으며, 반면에 참고예 2는 실란 화합물을 과량 첨가하여 최대 함량을 평가하기 위해 실시하였다. 비교예 1은 실란 화합물이 첨가 안된 것으로 샌딩 시 어드레스 전극의 손상 정도를 기준으로 삼기 위해 실시하였다.
상기 표 1의 성분을 표 2에 설명하였다.
성분 내용
도전성 물질 Ag 분말, 구형, 표면적 : 0.65 ㎡/g, 평균 입자 크기 : 1.7㎛
유리 프릿 PbO-SiO2계, 무정형, 최대 크기 : 3.4㎛
바인더 중합체(폴리(MMA-co-MAA), 분자량 15,000g/mol, 산가 55mgKOH/g) + 용매(에틸 카비톨 아세테이트)(5 : 5 중량비)
가교제 A 트리메틸올프로판 트리메타크릴레이트
가교제 B 펜타에리스리톨 테트라 메타크릴레이트
개시제 A 2,2-디메톡시-2-페닐-2-페닐아세토페논
개시제 B 2-벤질-2-디메틸아미노-1-(4-모르폴리노페닐)-1-부타논
용제 에틸 카비톨 아세테이트
가소제 디옥틸프탈레이트
저장안정제 N,N-디메틸아미노 에틸 벤조에이트
실란 화합물 1 에틸트리에톡시실란
실란 화합물 2 트리스(2-메톡시에톡시)비닐실란
실란 화합물 3 2-(트리메틸실릴옥시)에틸메타크릴레이트
실란 화합물 4 N,N-디에틸(트리메틸실릴메틸)아민
표 2의 성분을 이용하여 표 1의 조성으로 페이스트를 제조한 후, 각 페이스트를 이용하여 다음과 같은 방법으로 샌딩 시, 어드레스 전극의 탈락 등의 손상 정도를 평가하였다.
(1) 인쇄 : 20㎝×20㎝ 유리 기판상에 스크린 인쇄법으로 인쇄함.
(2) 건조 : 드라이 오븐에서 100℃에서 15분간 건조시킴.
(3) 노광 : 고압 수은 램프가 장착된 자외선 노광 장치를 이용하여 300 mJ/㎠로 조사함.
(4) 현상 : 0.4% 탄산나트륨 수용액을 노즐압력 1.5kgf/㎠ 분사하여 현상시킴.
(5) 소성 : 전기 소성로를 이용하여 580℃에서 12분간 소성하여 어드레스 전극을 형성함.
(6) 샌딩 : 자체 제조한 샌딩기를 이용하여 샌드 분말을 1.2kgf/㎠ 분사 압력으로 1분 동안 어드레스 단자부를 샌딩함.
(7) 평가 : 광학 현미경을 이용하여 샌딩 부위를 관찰함.
상기 (1)-(7)의 과정을 실시예 1 내지 5 및 참고예 1 및 비교예 1에서 조합한 페이스트를 이용하여 실시한 결과의 광학현미경 사진을 도 1 내지 도 7에 각각 나타내었다. 단, 참고예 2의 경우 현상성 불량으로 실시하지 못했다.
도 1 내지 도 7에 나타낸 바와 같이 페이스트 내에 실란 화합물이 첨가되지 않은 비교예 1과 실란 화합물이 소량 함유된 참고예 1의 경우 단자부 전극의 손상 정도가 심한 것을 나타내고 있다. 실란 화합물이 가장 많이 첨가된 실시예 5의 경우 전극 단자부의 손상이 거의 없는 것으로 나타났다. 그 외의 실시예는 거의 비슷한 결과를 나타내고 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 플라즈마 디스플레이용 감광성 도전 조성물은 실란 화합물을 더욱 포함하여, 전극 형성의 소성 공정에서 실란 화합물이 SiO2 형태로 산화되면서 전극의 구성 성분인 도전성 입자들과 유리 기판 사이의 접착력을 향상시켜주고, 또한 도전성 입자들이 소결될 때 입자들간을 결합력을 강화시켜 줌으로써, 플라즈마 디스플레이 패널의 제조 공정 중 격벽 형성 공정의 하나인 샌딩 공정에서 도전성 입자들이 기판에서 떨어져 나가거나, 변형되는 것을 막아 주는 역할을 하게 되어 단자부의 탈락이나 단선 등의 불량을 방지할 수 있다.

Claims (7)

  1. 실란 화합물;
    감광성 유기 비히클;
    유리 프릿; 및
    도전성 분말
    을 포함하는 플라즈마 디스플레이 패널용 감광성 도전 조성물.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 실란 화합물의 함량은 0.1 내지 10.0 중량%인 플라즈마 디스플레이 패널용 감광성 도전 조성물.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 실란 화합물은 하기 화학식 1로 표현되는 것인 플라즈마 디스플레이 패널용 감광성 도전 조성물.
    [화학식 1]
    Figure 112004003801213-pat00002
    (상기 화학식에서, R1, R2, R3 및 R4는 동일하거나 서로 독립적으로 H, 알킬기, 비닐기, 실란기, 알킬할라이드기, 할라이드기, 아릴기, 알콕시기, 에테르기(알콕시알킬기), 에폭사이드기, 알콜기, 에스테르기, 아민기 및 산기로 이루어진 군에 서 선택되는 것이다)
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 감광성 유기 비히클의 함량은 15 내지 60 중량%인 플라즈마 디스플레이 패널용 감광성 도전 조성물.
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 감광성 유기 비히클은 바인더, 가교제, 광개시제, 첨가제 및 용제를 포함하는 것인 플라즈마 디스플레이 패널용 감광성 도전 조성물.
  6. 제 1 항에 있어서, 상기 유리 프릿의 함량이 0.5 내지 5.0 중량%인 플라즈마 디스플레이 패널용 감광성 도전 조성물.
  7. 제 1 항에 있어서, 상기 도전성 물질의 함량이 40 내지 80 중량%인 플라즈마 디스플레이 패널용 감광성 도전 조성물.
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