KR100776898B1

KR100776898B1 - 일괄 소성용 감광성 흑색 페이스트 및 상기 페이스트를사용한 ｐｄｐ 전면 기판의 제조 방법

Info

Publication number: KR100776898B1
Application number: KR1020060028346A
Authority: KR
Inventors: 노부유끼 스즈끼; 히로유끼 도까이; 가즈따까 나까다
Original assignee: 다이요 잉키 세이조 가부시키가이샤
Priority date: 2005-03-30
Filing date: 2006-03-29
Publication date: 2007-11-19
Also published as: CN1841618A; JP2006278221A; CN100576406C; TW200707091A; KR20060106746A

Abstract

본 발명은 유전체층 내에서의 기포의 발생이나, 부유, 비틀림의 문제도 없고, PDP 전면 기판에 전극 및(또는) 블랙 매트릭스층과 유전체층을 일괄 소성에 의해 형성하는 것이 가능한 일괄 소성용 감광성 흑색 페이스트 및 그것을 사용한 PDP 전면 기판의 제조 방법을 제공한다.

본 발명의 일괄 소성용 감광성 흑색 페이스트는 유전체층의 하층에 형성되고, 상기 유전체층과 일괄 소성되는 흑색층을 구성하는 감광성 페이스트이며, 흑색 무기 안료, 알칼리 가용성 수지, 광 중합성 단량체 및(또는) 올리고머 및 광 중합 개시제를 함유하며, 유리 분말을 함유하지 않는 것을 특징으로 한다.

일괄 소성용 감광성 흑색 페이스트, PDP 전면 기판, 유전체층, 흑색 무기 안료, 알칼리 가용성 수지, 광 중합성 단량체, 광 중합성 올리고머, 광 중합 개시제

Description

일괄 소성용 감광성 흑색 페이스트 및 상기 페이스트를 사용한 ＰＤＰ 전면 기판의 제조 방법{PHOTOSENSITIVE BLACK PASTE FOR BATCH CALCINATION AND METHOD FOR MANUFACTURING FLAT PDP FRONT SUBSTRATE USING THE SAME}

[특허 문헌 1] 일본 특허 공개 제2003-16928호 공보

[특허 문헌 2] 일본 특허 공개 (평)9-218509호 공보

본 발명은 플라즈마 디스플레이 패널(이하, PDP라 약칭함) 전면 기판의 제조 기술에 관한 것이고, 상세하게는 전극 및(또는) 블랙 매트릭스 패턴과 유전체층을 일괄 소성에 의해 일체적으로 제조하는 것이 가능한 PDP 전면 기판의 제조 방법 및 그것에 사용하는 일괄 소성용 감광성 흑색 페이스트에 관한 것이다.

최근, 평면 패널 디스플레이는 여러 가지 형태의 것이 제품화 또는 개발되고 있다. 이전에는 액정이면 시야각이나 응답 속도, 대화면화, PDP이면 소비 전력이나 휘도 등, 리어프로젝터이면 윤곽이 희미해진 선명하지 못한 화상이 되는 등의 문제가 있었지만, 최근의 기술 개발의 속도는 매우 빠르고, 각 디스플레이의 문제점도 급속히 해결되고 있으며, 화질에 의한 각 디스플레이의 차는 작아지고 있다. 그 때문에, 향후 보급이 어떠한 방법으로 진행되는지의 여부에 대해서는 가격이 큰 비율을 차지하게 되기 때문에, 패널의 제조 비용을 얼마나 낮출 수 있는지의 여부가 중요한 키 포인트가 된다.

PDP의 프론트 패널 제조는, ITO의 패턴을 형성한 후, 감광성 페이스트에 의한 버스 전극 패턴화→소성→유전체 도포→소성이라는 공정을 거치는 것이 일반적이고, 추가로 블랙 매트릭스(이하, "BM"이라고도 약기함)를 설치하는 경우에는, 버스 전극의 소성 후에 BM 패턴화→소성이라는 공정이 추가되는 것이 통상이다. 이와 같이 PDP의 제조에서는 소성 공정이 각 패턴화마다 반복되지만(이하에서, "통상 공정"이라 칭함), 소성 공정은 유기 성분의 반아웃, 무기 성분의 융착을 행하는 공정이기 때문에 소성 온도는 550 ℃ 이상으로 매우 고온이고, 유지 시간도 길다. 또한 유리 패널이 크기 때문에 급격한 온도 변화는 어렵고, 승온, 냉각 시간도 매우 길어진다. 또한 온도가 높기 때문에 필요로 하는 에너지도 방대하고, 설비도 매우 거대한 것이 되기 때문에, 소성 공정은 PDP 제조 중에서도 가장 제조 비용에 차지하는 비율이 큰 공정이다. 그 때문에, 소성 공정을 줄일 수 있으면 패널의 제조 비용의 대폭 저감이 가능해진다.

소성 회수를 줄이는 방법으로는, 전극을 패턴화한 후, 소성하지 않고 유전체를 도포하여 전극과 유전체를 일괄 소성하는 방법이 개시되어 있다(예를 들면, 특허 문헌 1 참조). 또한, BM층을 설치하는 경우에는 감광성 흑색 페이스트를 사용하여 전극과 BM을 일괄적으로 패턴화한 후, 유전체를 도포하고, 이것을 일괄 소성하는 방법이 생각된다. 상기 방법이면 소성 공정을 1회, 후술 방법이면 소성 공정 을 2회 단축할 수 있다(이와 같이, 전극 및(또는) BM 패턴화 후, 소성을 행하지 않고 유전체를 도포한 후, 전극 및(또는) BM층과 유전체층을 동시에 소성하여 일체적으로 형성하는 것을 "일괄 소성"이라 함).

그러나, 통상 공정에서 사용 가능한 페이스트(예를 들면, 특허 문헌 2 참조)를 사용하여 일괄 소성을 행하면, 소성 후의 유전체 내에 전극의 가장자리로부터 기포가 발생하고, 절연 불량이나 투과율 저하의 문제가 발생하기 쉽다는 문제점이 있었다. 또한, 유전체 재료로서 페이스트상의 것과 시트상의 것이 있지만, 특히 페이스트상의 유전체를 사용한 경우에는, 건조시에 유전체하의 패턴에 부유나 비틀림이 발생하기 쉽다는 문제점도 있었다. 또한, BM에 전극과 동일한 감광성 흑색 페이스트를 사용하고, 전극과 BM층과 유전체층을 일괄 소성한 경우에는, BM으로부터도 기포의 발생이 인정되는 등 상기 문제점이 더욱 악화되는 경향이 있었다.

본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위해 개발된 것이고, 유전체층 내에서의 기포의 발생이나, 부유, 비틀림 문제도 없고, PDP 전면 기판에 전극 및(또는) 블랙 매트릭스층과 유전체층을 일괄 소성에 의해 형성하는 것이 가능한 일괄 소성용 감광성 흑색 페이스트 및 그것을 사용한 PDP 전면 기판의 제조 방법 및 그 PDP 전면 기판을 구비하는 플라즈마 디스플레이 패널을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명자들은 상기 과제를 감안하여 예의 연구한 결과, 일괄 소성한 경우에 유전체 내에 발생하는 기포는, 유전체층의 하층에 형성되는 흑색층에 사용되는 페 이스트 중에 함유되는 유리 분말에 기인하는 것을 밝혀내었다. 또한, 본 발명자들은 유전체층의 부유나 비틀림의 문제는, 유전체에 함유되는 용제가 하층의 언더 컷트부에 들어가는 것이 원인이고, 하층에 내용제성을 가지게 함으로써 해결되는 것을 발견하여 본 발명을 완성하기에 이르렀다.

즉, 본 발명은 유전체층의 하층에 형성되고, 상기 유전체층과 일괄 소성되는 흑색층을 구성하는 감광성 페이스트이며, 흑색 무기 안료, 알칼리 가용성 수지, 광 중합성 단량체 및(또는) 올리고머 및 광 중합 개시제를 함유하며, 유리 분말을 함유하지 않는 것을 특징으로 하는 일괄 소성용 감광성 흑색 페이스트에 관계된다.

또한, 다른 양태에서는, 유리 분말을 페이스트의 무기 성분 중에 대하여 30 질량％ 이하의 비율로 함유할 수 있다.

또한, 본 발명은 플라즈마 디스플레이 전면 기판을 제조할 때에, 투명 전극이 형성된 전면 기판 상에 상기 본 발명에 따른 일괄 소성용 흑색 페이스트를 사용하여 흑색층을 형성하고, 상기 흑색층을 소성하지 않고 상기 흑색층보다도 상층에 유전체층을 형성하고, 그 후 상기 흑색층과 상기 유전체층을 일괄 소성하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 전면 기판의 제조 방법에 관계된다.

본 발명의 한 양태에서, 유전체층을 형성하기 전에 흑색층을 열 경화 또는 자외선 경화하고, 그 후 흑색층과 유전체층을 일괄 소성하는 것이 바람직하다.

<발명을 실시하기 위한 최선의 형태>

이하, 본 발명을 상세히 설명한다.

투명 전극이 형성된 PDP 전면 기판 상에, 소정 패턴의 버스 전극용 흑색 페 이스트 및(또는) 블랙 매트릭스용 흑색 페이스트의 피막을 형성한 후, 유전체 페이스트를 도포하여 건조한 상태에서 일괄 소성을 행한 경우, 흑백 2층 구조를 포함하는 버스 전극에서, 흑색 페이스트는 대기 온도가 높아짐에 따라 소성 중에 유동성이 증가하고, 상층에 사용된 은 페이스트의 무게에 변형되어 은 전극의 선폭 전체에 확대되고, 제조 조건에 따라서는 선폭으로부터 비어져 나오게 되는 경우도 있다. 이러한 상태에서는 흑색 페이스트 중에 함유되는 기포가 유전체층으로부터 완전히 빠져버리지 않고, 유전체층 중 전극의 가장자리부에 기포가 발생하기 쉬워진다. 또한, 블랙 매트릭스의 흑색 페이스트에도 통상 치밀성을 높이기 위해서 유리 분말이 함유되어 있기 때문에, 블랙 매트릭스층과 유전체층을 일괄 소성시키는 경우에는, 블랙 매트릭스층으로부터도 기포의 발생이 인정되어 문제를 더욱 악화시킨다.

본 발명에 따른 일괄 소성용 감광성 흑색 페이스트는 이러한 지견에 기초하여 개발된 것이고, 유리 분말을 함유하지 않으며, 버스 전극의 흑색층 및(또는) 블랙 매트릭스층(이하에서, 모두 "흑색층"이라 총칭함)용 재료이며 상기 흑색층 상에 형성되는 유전체층과의 일괄 소성용으로 사용되는 것을 특징으로 한다.

이하에 본 발명의 일괄 소성용 감광성 흑색 페이스트의 구성 성분에 대해서 설명한다.

본 발명의 감광성 흑색 페이스트는, 필수 성분으로서 흑색 무기 안료, 알칼리 가용성 수지, 광 중합성 단량체 및(또는) 올리고머 및 광 중합 개시제를 함유한다.

흑색 무기 안료로는, 공지된 관용의 흑색 재료를 사용할 수 있고, 예를 들면 Cu, Fe, Mn, Co, Cr 등의 단독 산화물 또는 복합 산화물을 들 수 있고, 그 중에서도 사삼산화코발트(Co₃O₄)는 소성시 변색이 적고, 소성 후의 흑색 선명도가 우수하다는 점에서 바람직하다. 또한, 이들 흑색 무기 안료는 2종 이상을 함께 사용할 수 있다. 이들 흑색 무기 안료는, 통상의 양적 비율에서 사용할 수 있지만, 페이스트의 무기 성분 중에 대하여 70 질량％ 이상의 비율로 배합하는 것이 바람직하다.

알칼리 가용성 수지로는, 카르복실기를 갖는 수지, 구체적으로는 그것 자체가 에틸렌성 불포화 이중 결합을 갖는 카르복실기 함유 감광성 수지 및 에틸렌성 불포화 이중 결합을 갖지 않는 카르복실기 함유 수지 중 모두 사용 가능하다. 바람직하게 사용할 수 있는 수지(올리고머 및 중합체 중 어느 하나일 수도 있음)로는, 이하와 같은 것을 들 수 있다.

(1) 불포화 카르복실산과 불포화 이중 결합을 갖는 화합물을 공중합시킴으로써 얻어지는 카르복실기 함유 수지

(2) 불포화 카르복실산과 불포화 이중 결합을 갖는 화합물의 공중합체에 에틸렌성 불포화기를 펜던트로서 부가시킴으로써 얻어지는 카르복실기 함유 감광성 수지

(3) 에폭시기와 불포화 이중 결합을 갖는 화합물과 불포화 이중 결합을 갖는 화합물의 공중합체에 불포화 카르복실산을 반응시키고, 생성된 2급의 수산기에 다 염기산 무수물을 반응시켜 얻어지는 카르복실기 함유 감광성 수지

(4) 불포화 이중 결합을 갖는 산 무수물과, 그것 이외의 불포화 이중 결합을 갖는 화합물의 공중합체에 수산기와 불포화 이중 결합을 갖는 화합물을 반응시켜 얻어지는 카르복실기 함유 감광성 수지

(5) 에폭시 화합물과 불포화 모노카르복실산을 반응시키고, 생성된 2급의 수산기에 다염기산 무수물을 반응시켜 얻어지는 카르복실기 함유 감광성 수지

(6) 불포화 이중 결합을 갖는 화합물과 글리시딜(메트)아크릴레이트의 공중합체의 에폭시기에 1 분자 중에 1개의 카르복실기를 갖고, 에틸렌성 불포화 결합을 갖지 않는 유기산을 반응시키며, 생성된 2급의 수산기에 다염기산 무수물을 반응시켜 얻어지는 카르복실기 함유 수지

(7) 수산기 함유 중합체에 다염기산 무수물을 반응시켜 얻어지는 카르복실기 함유 수지

(8) 수산기 함유 중합체에 다염기산 무수물을 반응시켜 얻어지는 카르복실기 함유 수지에 에폭시기와 불포화 이중 결합을 갖는 화합물을 더욱 반응시켜 얻어지는 카르복실기 함유 감광성 수지

또한, 상기 카르복실기 함유 감광성 수지 및 카르복실기 함유 수지로는, 각각 중량 평균 분자량 1,000 내지 100,000, 바람직하게는 5,000 내지 70,000 및 산가 50 내지 250 mg KOH/g, 또한 카르복실기 함유 감광성 수지의 경우, 그 이중 결합 당량이 350 내지 2,000, 바람직하게는 400 내지 1,500인 것을 바람직하게 사용할 수 있다. 상기 수지의 분자량이 1,000보다 낮은 경우, 현상시 피막의 밀착성에 악영향을 주고, 한편 100,000보다도 높은 경우, 현상 불량이 발생하기 쉽기 때문에 바람직하지 않다. 또한, 산가가 50 mg KOH/g보다 낮은 경우, 알칼리 수용액에 대한 용해성이 불충분하고 현상 불량이 발생하기 쉬우며, 한편 250 mg KOH/g보다 높은 경우, 현상시에 피막의 밀착성의 열화나 광 경화부(노광부)의 용해가 발생하기 때문에 바람직하지 않다. 또한, 카르복실기 함유 감광성 수지의 경우, 감광성 수지의 이중 결합 당량이 350보다도 작으면, 소성시에 잔사가 남기 쉬워지고, 한편 2,000보다도 크면, 현상시의 작업 여유도가 좁으며, 광 경화시에 고노광량을 필요로 하기 때문에 바람직하지 않다.

이들 알칼리 가용성 수지는, 통상의 양적 비율에서 사용할 수 있지만, 페이스트 중에 수지 고형분으로 10 내지 40 질량％의 비율로 배합하는 것이 바람직하다.

광 중합성 단량체 및(또는) 올리고머는, 조성물의 광 경화성의 촉진 및 현상성을 향상시키기 위해서 사용되고, 예를 들면 2-히드록시에틸아크릴레이트, 2-히드록시프로필아크릴레이트, 디에틸렌글리콜 디아크릴레이트, 트리에틸렌글리콜 디아크릴레이트, 폴리에틸렌글리콜 디아크릴레이트, 폴리우레탄디아크릴레이트, 트리메틸올프로판트리아크릴레이트, 펜타에리트리톨트리아크릴레이트, 펜타에리트리톨테트라아크릴레이트, 트리메틸올프로판에틸렌옥시드 변성 트리아크릴레이트, 트리메틸올프로판프로필렌옥시드 변성 트리아크릴레이트, 디펜타에리트리톨펜타아크릴레이트, 디펜타에리트리톨헥사아크릴레이트 및 상기 아크릴레이트에 대응하는 각 메타크릴레이트류; 프탈산, 아디프산, 말레산, 이타콘산, 숙신산, 트리멜리트산, 테 레프탈산 등의 다염기산과 히드록시알킬(메트)아크릴레이트와의 모노-, 디-, 트리- 또는 그 이상의 폴리에스테르 등을 들 수 있지만, 특정한 것으로 한정되는 것은 아니며, 이들을 단독으로 또는 2종 이상을 조합하여 사용할 수 있다. 이들 중에서도, 1 분자 중에 2개 이상의 아크릴로일기 또는 메타크릴로일기를 갖는 다관능 단량체가 바람직하다.

이러한 광 중합성 단량체 및(또는) 올리고머는, 알칼리 가용성 수지의 수지 고형분 100 질량부에 대하여 30 내지 100 질량부의 비율로 배합하는 것이 바람직하다. 단량체 성분이 알칼리 가용성 수지의 수지 고형분 100 질량부에 대하여 100 질량부를 초과하면, 도막의 태그성이 나빠지고, 먼지가 부착되기 쉬우며, 먼지 부착 부분에서 패턴화 불량이 발생하기 쉬워진다. 또한, 전극의 경우에는 은층 인쇄시에 판 분리가 나빠져 균일한 도막 형성이 불가능해진다. 한편, 단량체 성분이 30 질량부 미만이면, 단량체 성분이 적고 패턴 형성이 어려워진다.

광 중합 개시제의 구체예로는, 벤조인, 벤조인메틸에테르, 벤조인에틸에테르, 벤조인이소프로필에테르 등의 벤조인과 벤조인알킬에테르류; 아세토페논, 2,2-디메톡시-2-페닐아세토페논, 2,2-디에톡시-2-페닐아세토페논, 1,1-디클로로아세토페논 등의 아세토페논류; 2-메틸-1-[4-(메틸티오)페닐]-2-모르폴리노프로판-1-온, 2-벤질-2-디메틸아미노-1-(4-모르폴리노페닐)-부타논-1 등의 아미노아세토페논류; 2-메틸안트라퀴논, 2-에틸안트라퀴논, 2-t-부틸안트라퀴논, 1-클로로안트라퀴논 등의 안트라퀴논류; 2,4-디메틸티오크산톤, 2,4-디에틸티오크산톤, 2-클로로티오크산톤, 2,4-디이소프로필티오크산톤 등의 티오크산톤류; 아세토페논디메틸케탈, 벤질 디메틸케탈 등의 케탈류; 벤조페논 등의 벤조페논류; 또는 크산톤류; (2,6-디메톡시벤조일)-2,4,4-펜틸포스핀옥시드, 비스(2,4,6-트리메틸벤조일)-페닐포스핀옥시드, 2,4,6-트리메틸벤조일디페닐포스핀옥시드, 에틸-2,4,6-트리메틸벤조일페닐포스피네이트 등의 포스핀옥시드류; 각종 퍼옥시드류 등을 들 수 있고, 이들 공지된 관용의 광 중합 개시제를 단독으로 또는 2종 이상을 조합하여 사용할 수 있다. 이들 광 중합 개시제의 배합 비율은 상기 알칼리 가용성 수지의 수지 고형분 100 질량부에 대하여, 1 내지 30 질량부가 적당하고, 바람직하게는 5 내지 20 질량부이다.

또한, 상기한 바와 같은 광 중합 개시제는 N,N-디메틸아미노벤조산에틸에스테르, N,N-디메틸아미노벤조산이소아밀에스테르, 펜틸-4-디메틸아미노벤조에이트, 트리에틸아민, 트리에탄올아민 등의 3급 아민류와 같은 광 증감제의 1종 또는 2종 이상과 조합하여 사용할 수 있다.

또한, 보다 깊은 광 경화 심도가 요구되는 경우, 필요에 따라 가시 영역에서 라디칼 중합을 개시하는 시바·스페셜티·케미컬즈사 제조의 이르가큐어 784 등의 티타노센계 광 중합 개시제, 로이코 염료 등을 경화 보조제로서 조합하여 사용할 수 있다.

또한, 보다 깊은 광 경화 심도가 요구되는 경우, 필요에 따라 열 중합 촉매를 상기 광 중합 개시제와 병용하여 사용할 수 있다. 이 열 중합 촉매는, 몇 분 내지 1 시간 정도에 걸쳐 고온에서의 에이징에 의해 미경화된 광 중합성 단량체를 반응시킬 수 있는 것이고, 구체적으로는 과산화벤조일 등의 과산화물, 아조이소부티로니트릴 등의 아조 화합물 등이 있고, 바람직하게는 2,2'-아조비스이소부티로니 트릴, 2,2'-아조비스-2-메틸부티로니트릴, 2,2'-아조비스-2,4-디발레로니트릴, 1'-아조비스-1-시클로헥산카르보니트릴, 디메틸-2,2'-아조비스이소부틸레이트, 4,4'-아조비스-4-시아노발레르산, 2-메틸-2,2'-아조비스프로판니트릴, 2,4-디메틸-2,2,2',2'-아조비스펜탄니트릴, 1,1'-아조비스(1-아세톡시-1-페닐에탄), 2,2,2',2'-아조비스(2-메틸부탄아미드옥심)디히드로클로라이드 등을 들 수 있으며, 보다 바람직한 것으로는 친환경적인 비-시안, 비-할로겐 형태의 1,1'-아조비스(1-아세톡시-1-페닐에탄)을 들 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 감광성 흑색 페이스트는, 상기한 성분 이외에 소성 피막의 치밀성을 향상시키기 위해서, 알루미나, 코제라이트, 지르콘 등의 골재의 1종 이상을 바람직하게 선택하여 함유할 수 있다. 또한 각 유리 페이스트는, 안정성 향상을 위해 무기산, 유기산, 인산 화합물(무기 인산, 유기 인산) 등의 산을 첨가할 수도 있다.

또한, 도포 방법에 알맞은 원하는 점도로 조정하기 위해서, 필요에 따라서 유기 용제나 습윤제를 첨가할 수도 있다. 유기 용제의 대표적인 예로는, 톨루엔, 크실렌, 테트라메틸벤젠이나, 엑손 가가꾸(주) 제조의 소르벳소 #100, 소르벳소 #150, 소르벳소 #200, 엑손 아로마틱 나프타 No. 2, 셀(주) 제조의 LAWS, HAWS, VLAWS, 셀졸 D40, D70, D100, 70, 71, 72, A, AB, R, DOSB, DOSB-8 등의 방향족계 용제; 엑손 가가꾸(주) 제조의 엑손 나프타 No. 5, No. 6, No. 7, 엑손 오더리스 용매, 엑손 고무 용매 등의 지방족계 용제; 메탄올, 에탄올, 프로판올, 이소프로판올, 부탄올, 헥산올, 셀로솔브, 부틸셀로솔브, 카르비톨, 부틸카르비톨 등의 알코 올계 용제; 아세트산에틸, 아세트산부틸, 셀로솔브아세테이트, 카르비톨아세테이트, 락트산메틸, 락트산에틸, 락트산부틸 등의 에스테르계 용제를 들 수 있다. 이들 유기 용제는 단독으로 또는 2종 이상을 혼합하여 사용할 수 있다.

본 발명의 일괄 소성용 감광성 흑색 페이스트는, 추가로 필요에 따라 실리콘계, 아크릴계 등의 소포·레벨링제를 피막 패턴의 유리 기판에의 밀착성 향상을 위해 실란 커플링제 등의 첨가제를 배합할 수도 있다. 또한, 필요에 따라 도전성 금속 분말의 산화를 방지하기 위한 공지된 관용의 산화 방지제나 보존시의 열적 안정성을 향상시키기 위한 열 중합 금지제, 소성시 기판과의 결합 성분인 금속 산화물, 규소 산화물, 붕소 산화물 등의 미립자를 첨가할 수도 있다.

상기한 바와 같이, 본 발명의 감광성 흑색 페이스트는 유리 분말을 함유하지 않는 것을 제1 특징으로 하지만, 본 발명자들의 연구 결과, 특정한 함유율 이하에서는 기포의 발생이 억제될 수 있다는 것을 발견하였다. 즉, 본 발명의 감광성 흑색 페이스트는, 다른 양태에서 페이스트의 무기 성분 중에 30 질량％ 이하의 비율로 유리 분말을 함유하며, 유전체층과의 일괄 소성용으로 사용되는 흑색층용 감광성 페이스트이다.

이 경우의 유리 분말로는, 연화점 400 내지 600 ℃의 유리 분말을 사용할 수 있다. 그 밖의 무기 미립자로는, 실리카 분말이나 도전 분말 등을 사용할 수 있다.

이어서 본 발명의 PDP 전면 기판의 제조 방법에 대해서 설명한다.

본 발명의 PDP 전면 기판의 제조 방법에서는, 투명 전극이 형성된 전면 기판 상에 전극용 및(또는) 블랙 매트릭스층용으로서 본 발명에 따른 감광성 흑색 페이스트를 사용하고,

(i) 블랙 매트릭스층용으로서 사용하는 경우는, 우선 본 발명에 따른 감광성 흑색 페이스트를 전체면에 도포하고, 건조시켜 건조 도막을 형성한다. 이어서, 패턴 노광하고, 현상한 후, 열 경화 처리 또는 자외선 경화 처리를 하고, 블랙 매트릭스 패턴을 형성한다.

(ii) 전극용으로서 사용하는 경우에는, 본 발명에 따른 감광성 흑색 페이스트를 전체면에 도포하고, 건조시켜 건조 도막을 형성하고, 그 위에 은의 도막 패턴을 형성하고 전극에 필요한 부분을 패턴 노광하며, 현상한 후, 열 경화 처리 또는 자외선 경화 처리를 행하여 전극 패턴을 형성한다.

(iii) 또한 블랙 매트릭스용 및 전극용으로서 사용하는 경우에는, 본 발명에 따른 감광성 흑색 페이스트를 전체면에 도포하고, 건조시켜 건조 도막을 형성한다. 이어서 블랙 매트릭스 패턴만을 노광하고, 그 위에 은의 도막 패턴을 형성하고 전극에 필요한 부분을 패턴 노광하며, 현상하여 블랙 매트릭스 패턴과 전극 패턴을 동시에 형성한 후, 열 경화 처리 또는 자외선 경화 처리하고, 블랙 매트릭스 및 전극 패턴을 형성한다. 이와 같이 하여 형성된 블랙 매트릭스 및(또는) 전극 패턴 상에 유전체 페이스트를 전체면에 도포하고, 건조시킨 후 일괄 소성한다.

상기 제조 공정에서는, 흑색층 패턴을 형성한 후이며, 그 위에 유전체 페이스트를 도포하기 전에 열 경화 처리 또는 자외선 경화 처리하는 것이 바람직하다. 이러한 열 처리 또는 자외선 경화 처리를 행하지 않고 유전체층을 형성하여 이것을 일괄 소성한 경우, 유전체에 함유되는 용제가 하층의 언더 컷트부에 들어가는 것에 기인하는 유전체층의 부유나 비틀림의 문제가 발생하기 쉽기 때문이다. 단, 유전체가 시트상인 경우에는, 패턴이 손상을 받는 정도의 용제는 포함되어 있지 않기 때문에, 부유나 비틀림의 문제는 거의 발생하지 않고, 자외선 경화 처리 또는 열 경화 처리를 행할 필요성은 없다.

열 경화 처리 조건으로는, 가열 온도 150 내지 250 ℃에서 유지 시간 15 내지 30 분이 바람직하다. 가열 온도가 지나치게 낮으면, 가열에 의한 아크릴 단량체의 반응이 불충분하고 내용제성이 떨어지며, 유전체 페이스트 건조 중에 패턴이 부유하거나, 비틀린다는 문제가 발생한다. 한편, 가열 온도가 너무 높으면, 페이스트의 탈결합제가 진행되고, 형성 패턴의 강도가 없어지며, 유전체 페이스트 인쇄시에 결함이 발생된다는 문제가 발생한다.

자외선 경화 처리 조건으로는, 패턴을 형성한 이면으로부터 자외선 조사하는 경우에는, 노광량을 50 mJ/㎠ 이상, 바람직하게는 200 mJ/㎠ 이상으로 하는 것이 바람직하다. 또한, 패턴을 형성한 표면으로부터 자외선 조사하는 경우에는, 노광량을 500 mJ/㎠ 이상, 바람직하게는 1000 mJ/㎠ 이상으로 하는 것이 바람직하다. 이 노광량이 적으면, 광 경화 부족 때문에 유전체 페이스트 건조 중에 패턴이 부유하거나, 비틀려버린다. 한편, 노광량은 많아져도 문제는 발생하지 않지만, 노광량이 불필요하게 많은 것은 시간과 에너지의 낭비이다.

<실시예>

이하에 본 발명의 실시예를 나타내어 구체적으로 설명하지만, 본 발명이 하 기 실시예에 한정되는 것은 아니다. 또한, 이하에서 "부" 및 "％"는 특별히 언급하지 않는 한 모두 질량 기준이다.

(실시예 1)

(감광성 흑색 페이스트의 제조)

알칼리 가용성 수지 A: 온도계, 교반기, 적하 로트 및 환류 냉각기를 구비한 플라스크에, 메틸메타크릴레이트와 메타크릴산을 0.87:0.13의 몰비로 넣고, 용매로서 디에틸렌글리콜 모노메틸에테르아세테이트, 촉매로서 아조비스이소부티로니트릴을 넣어 질소 분위기하에 80 ℃에서 2 내지 6 시간 동안 교반하여 유기 결합제 A를 얻었다. 이 유기 결합제 A는 중량 평균 분자량이 약 30,000, 산가가 90 mg KOH/g, 고형분 57 ％였다. 또한, 얻어진 유기 결합제 A(공중합 수지)의 중량 평균 분자량의 측정은, 시마즈 세이사꾸쇼 제조의 펌프 LC-6AD와 쇼와 덴꼬제 칼럼 쇼덱스(Shodex)(등록상표) KF-804, KF-803, KF-802를 3개 연결한 고속 액체 크로마토그래피에 의해 측정하였다. 이와 같이 하여 얻어진 유기 결합제 A를 사용하여 하기 표 1에 나타내는 조성비로 배합하고, 교반기에 의해 교반한 후, 3개 롤밀에 의해 연육하여 페이스트화를 행하였다.

상기 성분 조성으로 제조한 감광성 흑색 페이스트를 유리 기판 상에 패턴을 형성하고, 자외선 경화 처리를 행한 후, 패턴 상에 유전체 페이스트를 도포, 건조하였다. 그 후 유전체와 일괄 소성하여 형성 패턴 상 및 유전체 내의 기포 발생을 단면의 전자 현미경 관찰로 확인하였다.

시험편 제조:

유리 기판 상에, 평가용 각 감광성 흑색 페이스트를 380 메쉬의 폴리에스테르 캘린더 스크린을 이용하여 전체면에 도포하고, 이어서 열풍 순환식 건조로로 90 ℃에서 20 분간 건조하여 건조 도막이 4 ㎛인 지촉 건조성이 양호한 도막을 형성하였다. 이어서, 광원으로서 초고압 수은등을 사용하고, 네가티브 유리 마스크를 개재시켜, 건조 도막 상의 적산 광량이 400 mJ/㎠가 되도록 L/S=100/300 ㎛ 패턴을 노광한 후, 액체 온도 25 ℃의 0.4 질량％ Na₂CO₃ 수용액을 사용하여 현상을 행하고, 수세하였다. 이와 같이 하여 도막 패턴을 형성한 기판을 고압 수은등에 의해 1000 mJ/㎠로 자외선 경화 처리를 행하였다. 이 공정을 포함시킴으로써 패턴 하부의 광 미경화 부분이 광 경화하기 때문에, 유전체 페이스트 도포→건조 공정에서 유전체 내의 용제에 의한 손상을 없애고, 패턴의 부유, 비틀림을 없앨 수 있었다. 자외선 경화 처리를 행한 기판에 유전체 페이스트를 100 메쉬의 스테인레스 스크린으로 인쇄하여 열풍 순환식 건조기로 90 ℃에서 40 분간 건조하였다. 그 후 공기 분위기하에서 570 ℃까지 승온하여 30 분간 소성하고, 흑색 패턴을 형성한 시험편을 제조하였다. 제조한 기판의 단면을 전자 현미경으로 관찰하고, 흑색 패턴상 및 유전체 내의 기포의 발생에 대해서 확인을 행하였다.

평가 방법:

직경이 3 ㎛ 이상인 기포가 내절연성, 투과율에 영향을 미치는 것으로 생각되기 때문에, L이 100 ㎛인 패턴을 3개소 관찰하고, 흑색 패턴 상에 직경이 3 ㎛ 이상인 기포가 발생하고 있는지의 여부를 확인하였다.

결과를 하기 표 2에 나타낸다. 유리 분말을 함유하지 않거나, 유리 분말이 페이스트의 무기 성분 중에 대하여 30 질량％ 이하의 시료 번호 1 및 2는 기포의 발생이 없고 양호하였다.

본 발명에 의해, 유전체층 내에서의 기포의 발생이나, 부유, 비틀림 등의 문제가 발생하지 않고, PDP 전면 기판에 전극과 유전체층 또는 전극과 블랙 매트릭스층과 유전체층을 일괄 소성에 의해 일체적으로 형성하는 것이 가능해지므로, PDP의 프론트 패널을 저비용과 생산성이 양호하게 제공하는 것이 가능해졌다.

Claims

유전체층의 하층에 형성되고, 상기 유전체층과 일괄 소성되는 흑색층을 구성하는 감광성 흑색 페이스트이며, (A) 흑색 무기 안료, (B) 알칼리 가용성 수지, (C) 광 중합성 단량체, 올리고머 또는 광 중합성 단량체와 올리고머의 혼합물, 및 (D) 광 중합 개시제를 함유하며, 유리 분말을 페이스트의 무기 성분 중에 대하여 0 질량％ 내지 30 질량％의 비율로 함유하는 것을 특징으로 하는 일괄 소성용 감광성 흑색 페이스트.
삭제
제1항에 있어서, 상기 흑색 무기 안료의 배합량이 페이스트의 무기 성분 중에 대하여 70 질량％ 내지 100 질량％의 비율인 것을 특징으로 하는 일괄 소성용 감광성 흑색 페이스트.
제1항에 있어서, 상기 알칼리 가용성 수지의 배합량이 페이스트 중에 수지 고형분으로 10 내지 40 질량％의 비율인 것을 특징으로 하는 일괄 소성용 감광성 흑색 페이스트.
제1항에 있어서, 상기 광 중합성 단량체, 올리고머 또는 광 중합성 단량체와 올리고머의 혼합물의 배합량이 상기 알칼리 가용성 수지의 수지 고형분 100 질량부에 대하여 30 내지 100 질량부의 비율인 것을 특징으로 하는 일괄 소성용 감광성 흑색 페이스트.
제1항에 있어서, 상기 광 중합 개시제의 배합량이 상기 알칼리 가용성 수지의 수지 고형분 100 질량부에 대하여 1 내지 30 질량부의 비율인 것을 특징으로 하는 일괄 소성용 감광성 흑색 페이스트.
플라즈마 디스플레이 전면 기판을 제조할 때에, 투명 전극이 형성된 전면 기판 상에, 제1항에 기재된 일괄 소성용 흑색 페이스트를 사용하여 흑색층을 형성하고, 상기 흑색층을 소성하지 않고 상기 흑색층보다도 상층에 유전체층을 형성하며, 그 후 상기 흑색층과 상기 유전체층을 일괄 소성하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 전면 기판의 제조 방법.
제7항에 있어서, 유전체층을 형성하기 전에 흑색층을 열 경화 또는 자외선 경화하고, 그 후 흑색층과 유전체층을 일괄 소성하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 전면 기판의 제조 방법.
제1항에 기재된 일괄 소성용 흑색 페이스트를 사용하여 흑색층을 형성한 플라즈마 디스플레이 전면 기판을 구비하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널.