KR101107130B1 - 플라즈마 디스플레이 패널용 페이스트 조성물, 플라즈마 디스플레이 패널 기판의 제조 방법 및 플라즈마 디스플레이 패널 - Google Patents

플라즈마 디스플레이 패널용 페이스트 조성물, 플라즈마 디스플레이 패널 기판의 제조 방법 및 플라즈마 디스플레이 패널 Download PDF

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Abstract

스크린 인쇄 방식이나 디스펜서 방식에 대한 프로세스 적합성을 갖는 플라즈마 디스플레이 패널용 페이스트 조성물, 플라즈마 디스플레이 패널용 기판의 제조 방법 및 플라즈마 디스플레이 패널을 제공한다.
상기 플라즈마 디스플레이 패널용 페이스트 조성물은 수평균 입경이 50 내지 3,000 nm인 아크릴레이트계 폴리머 미립자 및 유기 용매를 포함하고, 상기 아크릴레이트계 폴리머 미립자는 상기 유기 용매에 팽윤되어 증점한다.
이에 따라, 페이스트 조성물에 포함되는 아크릴레이트계 폴리머 미립자가 유기 용매에 완전히 용해되지 않고 입자 형상을 유지하여, 스크린 인쇄나 디스펜서 방식에 알맞은 점도를 가짐으로써 스크린 인쇄나 디스펜서 방식에 대한 프로세스 적합성을 갖도록 할 수 있다.
플라즈마 디스플레이 패널, 아크릴레이트계 폴리머 미립자, 입경, 증점

Description

플라즈마 디스플레이 패널용 페이스트 조성물, 플라즈마 디스플레이 패널 기판의 제조 방법 및 플라즈마 디스플레이 패널{PASTE COMPOSITION FOR PLASMA DISPLAY PANEL, METHOD OF MANUFACTURING THE SUBSTRATE OF THE PLASMA DISPLAY PANEL AND PLASMA DISPLAY PANEL}
본 기재는 플라즈마 디스플레이 패널용 페이스트 조성물, 플라즈마 디스플레이 패널 기판의 제조 방법 및 플라즈마 디스플레이 패널에 관한 것이다.
플라즈마 디스플레이, 유기 전계 발광 소자 등의 일렉트로닉스 제품이나 태양 전지, 이차전지, 연료전지, 적층 세라믹 콘덴서(Multi-Layer Ceramic Capacitor: MLCC) 등의 에너지 관계의 디바이스 등의 제작 공정에 있어서, 페이스트 형의 조성물은 빈번히 이용될 수 있는 물질이다.
플라즈마 디스플레이 패널(이하, PDP)을 예로 들어서 설명하자면, 페이스트 형의 조성물(이하, 페이스트 조성물)은 형광체층, 유전체층, 격벽, 전극배선 등 PDP의 여러 구조를 형성할 때에 빈번히 이용될 수 있다.
PDP 형광체층의 경우, 형광체를 포함하는 페이스트 조성물을 스크린 인쇄나 디스펜서에 의한 토출 등에 의해 격벽 내에 충전하고, 건조?소성 공정을 거쳐서 형성된다.
종래의 페이스트 조성물은 상기 공정에 적당한 점도를 위하여 에틸 셀룰로오스(EC)를 바인더로서 광범위하게 사용하였다.
그러나, 형광체가 소성 공정시 열화되기 때문에 EC의 소실 온도인 500 ℃ 정도에서는 형광체의 열화에로 인하여 플라즈마 디스플레이의 성능이 충분히 발휘될 수 없는 문제가 있었다.
상술한 바와 같은 형광체의 열화를 해결하기 위하여, 소실 온도가 400 ℃ 정도로 낮고, 형광체의 열화를 억제할 수 있는 바인더로서 아크릴레이트계 수지나 메타크릴레이트계 수지가 검토되고 있다.
아크릴레이트계 수지나 메타크릴레이트계 수지는 저온에서 소성이 가능하기 때문에 형광체의 열화가 억제되어 PDP의 효율을 높일 수 있는 반면, 아크릴레이트계 수지나 메타크릴레이트계 수지는 점착성이나 예사성(spinning ability; 점성 액체를 떨어뜨리거나 액 중에서 막대를 빠르게 들어올릴 때 액체가 길게 실을 뽑는 성질)이 강하여 페이스트 조성물을 제조할 때에 분산이나 혼합이 곤란한 문제가 있었다.
PDP의 격벽 내에 충전할 때의 예를 들면, 제조한 형광체를 포함하는 페이스트 조성물을 스크린 인쇄했을 경우에는 페이스트 조성물이 스크린 판에 밀착되어 떨어지지 않기 때문에 페이스트 조성물을 잘 충전할 수 없는 문제가 있었다.
디스펜서 방식에 의해 페이스트 조성물을 격벽 내에 충전할 경우에도 점착성과 예사성 때문에 페이스트 조성물을 디스펜서의 노즐 선단에서 원활히 토출할 수 없는 문제가 있었다.
스크린 인쇄의 경우 페이스트 조성물의 전단속도(shear rate)는 수 백 sec-1이고, 디스펜서 방식의 경우 전단속도는 수 만 sec-1에 달한다.
따라서, 페이스트 조성물은 인쇄나 토출 시 유리한 특성을 갖도록 상기 수 백 내지 수 만 sec-1(shear 영역)에서 저점도가 되게 제조될 필요가 있다. 이러한 특성을 구조점성(shear thinning)이라고 부른다.
인쇄나 토출의 shear영역에 있어서 페이스트 조성물의 점도가 높으면 인쇄나 토출을 고속으로 할 수 없기 때문에 페이스트 조성물을 사용하는 장치의 생산성을 향상시킬 수 없다.
한편, 페이스트 조성물에 첨가되는 형광체 등의 물질은 침강하기 쉬워 인쇄나 토출 이의의 상태에서는 페이스트 조성물에 첨가되는 물질이 침강하지 않도록 고점도가 요구된다.
통상의 아크릴레이트계 수지나 메타크릴레이트계 수지를 이용해서 제조한 페이스트 조성물의 점도특성은 전단속도(shear rate)에 의해 점도가 크게 변화되지 않는 뉴턴 유동성이라 스크린 인쇄 공정이나 디스펜서 방식에 적합성을 갖지 못하는 문제가 있었다.
이와 같이, 저온 소성성을 가지며, 스크린 인쇄 방식이나 디스펜서 방식 등의 프로세스에 적합한 페이스트 조성물은 없었다.
본 발명은 이러한 문제에 감안해서 이루어진 것으로, 그 목적은 스크린 인쇄 방식이나 디스펜서 방식에서의 프로세스 적합성을 갖는 신규하고 개량된 페이스트 조성물, 이 페이스트 조성물을 이용한 플라즈마 디스플레이 패널용 기판의 제조 방법 및 플라즈마 디스플레이 패널을 제공함에 있다.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 구현예에 따르면, 수평균 입경이 50 내지 3,000 nm인 아크릴레이트계 폴리머 미립자 및 유기 용매를 포함하고, 상기 아크릴레이트계 폴리머 미립자는 상기 유기 용매에 팽윤되어 증점하는 것인 플라즈 마 디스플레이 패널용 페이스트 조성물이 제공된다.
상기 플라즈마 디스플레이 패널용 페이스트 조성물에 함유되는 아크릴레이트계 폴리머 미립자는 유기 용매에 부분적으로 용해하고 팽윤된다. 이로써, 상기 플라즈마 디스플레이 패널용 페이스트 조성물은 스크린 인쇄 방식이나 디스펜서 방식에 적합한 구조 점성을 가짐으로써, 스크린 인쇄 방식이나 디스펜서 방식에 적합한 프로세스 적합성을 갖게 된다.
상기 아크릴레이트계 폴리머 미립자는 상기 유기 용매 중에서의 팽윤 입경이 건조 상태에서의 입경에 대하여 1.1 내지 3 배인 것이 바람직하다.
상기 아크릴레이트계 폴리머 미립자는 유화 중합법에 의해 얻어지는 것이 바람직하다.
상기 아크릴레이트계 폴리머 미립자는 공기 중에서의 열분해 온도가 410 ℃ 이하인 것이 바람직하다.
상기 플라즈마 디스플레이 패널용 페이스트 조성물은 전단속도 1 sec-1에서의 점도가 10 Pa?sec 이상이고, 전단속도 4,000 sec-1에서의 점도가 2 Pa?sec 이하인 것이 바람직하다.
상기 플라즈마 디스플레이 패널용 페이스트 조성물은 상기 전단속도 4,000 sec-1에서의 점도가 1 Pa?sec 이하인 것이 또한 바람직하다. 이들 점도는 23 ℃에서 측정된 것이다.
상기 플라즈마 디스플레이 패널용 페이스트 조성물은 무기 형광체 조성물을 더 포함할 수도 있다.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명이 다른 일 구현예에 따르면, 격벽에 의하여 방전 공간이 구획된 기판에 있어서, 상기 방전 공간 내에 스크린 인쇄 방식 또는 디스펜서 방식으로 상술한 플라즈마 디스플레이 패널용 페이스트 조성물을 충전하는 것인 플라즈마 디스플레이 패널용 패널 기판의 제조 방법이 제공된다.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 또 다른 일 구현예에 따르면, 상술한 플라즈마 디스플레이 패널용 페이스트 조성물을 이용하여 형성된 형광체층을 포함하는 플라즈마 디스플레이 패널이 제공된다.
본 발명에 따른 페이스트 조성물은 상기 페이스트 조성물에 포함되는 아크릴레이트계 폴리머 미립자가 유기 용매에 완전히 용해되지 않고 입자 형상을 유지하여, 스크린 인쇄나 디스펜서 방식에 적합한 점도를 가짐으로써, 스크린 인쇄나 디스펜서 방식에의 프로세스 적합성을 가질 수 있다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 구현예에 대하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 구현예에 한정되지 않는다.
도면에서 여러 층 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다. 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 붙였 다. 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "위에" 있다고 할 때, 이는 다른 부분 "바로 위에" 있는 경우뿐만 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다. 반대로 어떤 부분이 다른 부분 "바로 위에" 있다고 할 때에는 중간에 다른 부분이 없는 것을 뜻한다.
구현예
< PDP 구조>
본 발명의 제1 구현예에 따른 PDP용 페이스트 조성물을 설명하기에 앞서, 먼저 일반적인 플라즈마 디스플레이 패널의 구조에 대해서 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 구현예에 따른 PDP(10)를 방전 유지 전극에 따라 절단했을 경우의 확대 단면도이다.
도 1로부터 명확히 알 수 있는 바와 같이, PDP(10)는 배면기판(101), 어드레스 전극(103), 제1유전체층(105), 전면기판(107), 제2유전체층(111) 및 격벽(113)을 포함한다.
제1기판인 배면기판(101)과 제2기판인 전면기판(107)은 소정의 크기를 가지는 기판이고, 예를 들어 소다라임 유리 등의 유리를 재료로 사용할 수 있다. 배면기판(101) 및 전면기판(107)의 크기는 본 구현예에 따른 PDP(10)를 포함하는 플라즈마 디스플레이의 화면 크기에 따라 변경될 수 있다. 배면기판(101) 및 전면기판(107)의 표면에 예를 들어 SiO2 등의 물질을 코팅하여 배면기판(101) 및 전면기판(107)의 절연성을 담보할 수 있다. 배면기판(101)과 전면기판(107)의 두께를 얇 게 함으로써 PDP(10)의 박형화를 도모할 수 있고, 제조하는 PDP의 두께에 따라 이들 PDP 기판의 두께를 변경할 수 있다. 이들 배면기판(101)과 전면기판(107)은 소정의 공간을 개재하여 서로 대향하게 배치된다.
제1전극인 어드레스 전극(103)은 후술하는 방전 유지 전극(109)과 마찬가지로, 방전 공간(117)에 플라즈마 방전을 발생시키기 위하여 사용하는 전극이다. 어드레스 전극(103)은 Ag, Al, Ni, Cu, Mo, Cr 등의 도전성 금속을 사용하여 형성할 수 있다. 어드레스 전극(103)은 배면기판(101)의 전면기판(107) 측의 표면(도 1의 Z축 양의 방향 측의 표면)에 형성되어 있다. 이 경우, 어드레스 전극(103) 자체가 방전 공간(117)에 노출되는 것은 바람직하지 않다. 이에 따라 어드레스 전극(103)은 제1유전체층(105)에 의해 표면이 뒤덮인다. 한편, 제1유전체층(105)은 SiO2 등을 사용하여 반사형 유전체층으로 형성될 수 있다. 또한 제1유전체층(105)의 표면에 다시 MgO 등의 일함수 값이 작은 물질로 만들어진 보호층을 형성하여 제1유전체층(105)을 플라즈마에 의한 제1유전체층(105)의 스퍼터링으로부터 보호할 수 있다. 보호층은 방전 공간(115) 내에 발생하는 플라즈마에 의해 유전체 등이 스퍼터링되는 것을 보호할 수 있다.
또한 어드레스 전극(103)은 스퍼터링이나 증착법 등의 방법을 사용하여 형성할 수 있으나, 특정한 형성 방법에 한정되는 것은 아니다.
제2전극인 방전 유지 전극(109)은 방전 공간(117)에 플라즈마 방전을 발생하기 위하여 어드레스 전극(103)과 함께 사용되는 전극이다.
방전 유지 전극(109)은 인듐-주석 산화물(Indium-Tin Oxide: ITO) 등의 투명전극이나, Ag, Al, Ni, Cu, Mo, Cr 등의 도전성 금속을 사용하여 형성할 수 있다.
방전 유지 전극(109)은 전면기판(107)의 배면기판(101) 측의 표면(도 1의 z축 음의 방향 측의 표면)에 형성된다. 이때, 방전 유지 전극(109)에 대해서도 전극 자체가 방전 공간(117)에 노출되는 것은 바람직하지 않다. 따라서 방전 유지 전극(109)은 제2유전체층(111)에 의해서 표면이 뒤덮인다. 한편 제2유전체층(111)은 SiO2 등을 사용하여 형성할 수 있다. 또한 제2유전체층(111)의 표면에 MgO 등의 일함수 값이 작은 물질로 만들어진 보호층을 형성함으로써 제2유전체층(111)을 플라즈마에 의한 제2유전체층(111)의 스퍼터링으로부터 보호할 수 있다.
한편, 방전 유지 전극(109)은 예를 들어 스퍼터링이나 증착법 등의 방법을 사용하여 형성할 수 있으나, 특정한 형성 방법에 한정되는 것은 아니다.
격벽(113)은 소정의 간격을 가지도록 배치된 배면기판(101) 및 전면기판(107)에서 생기는 공간을 소정의 넓이를 가지는 복수개의 방전 공간(115)으로 구획하는 역할을 한다. 즉, 방전 공간(115)은 배면기판(101), 전면기판(107) 및 격벽(113)에 의해 정의되는 공간이다. 격벽(113)은 도 1에 도시한 바와 같이 격자형으로 형성되므로, 도 1에 도시한 예에서 방전 공간(115)은 상하(z축 방향)로 형성된 배면기판(101) 및 전면기판(107)과 좌우(y축 방향)로 배치된 2개의 격벽(113)에 의해 구획된다.
도 1에 도시한 바와 같이, 격벽(113)의 단면 형상은 테이퍼(tapered) 형상 으로 되어 있다. 도 1에서 격벽(113)의 단면 형상은 테이퍼 형상이지만, 본 발명에 따른 격벽(113)의 단면 형상은 도면에 도시된 형상에 한정되는 것은 아니고 넓은 방전 공간(115)을 확보할 수 있는 형상이면 다양한 형상을 가질 수 있고 예를 들어 단면이 대략 장방형일 수도 있다.
상술한 바와 같이 격벽(113)은 소정의 유리 재료를 사용하여 형성된다.
격벽(113)을 형성하는 방법은 공지된 모든 방법을 이용하는 것이 가능하지만, 스크린 인쇄법, 샌드블라스트법, 포토리쏘그라피법, 에칭법 등을 사용할 수도 있다.
이와 같이 본 구현예에 따른 PDP(10)는 대향 방전형의 PDP로서, 두 전극(103, 109)에 소정의 전압이 인가되면 방전 공간(115)에 방전 경로가 발생하여 플라즈마 방전이 일어난다. 본 구현예에 따른 PDP(10)에서 방전 경로는 격벽(113)의 높이 방향(즉, 도 1에서 z축 방향)에 따라 대략 수직 방향으로 형성된다.
한편, 본 구현예에 따른 방전 공간(117) 각각에는 형광체층(117)이 형성되어 있다. 형광체층(117)은 플라즈마 방전에 의해 발생하는 자외선을 받아 소정 파장 범위의 가시광선을 발생하는 층이며, 발광하는 가시광선의 파장은 형광체층(117)에 함유된 형광체 물질을 변경함으로써 변화시킬 수 있다. 본 구현예에 따른 PDP(10)을 제조하는 경우에는 예를 들어 적색(R) 발광하는 방전 공간, 녹색(G) 발광하는 방전 공간 및 청색(B) 발광하는 방전 공간의 세 종류가 필요하므로, 적어도 세 종류의 형광체 물질을 구분하여 사용할 필요가 있다.
이러한 형광체층(117)은 도 1에 나타낸 장소에 한정되는 것은 아니고, 방전 공간(115) 내에서 방전 경로가 아닌 장소라면 어디에 형성되어도 상관없다. 또한 형광체층(117)이 형광체층(117)으로부터의 발광이 투과해 가는 기판인 전면기판(107)에 형성되는 경우에는 투과율이 저하되지 않도록 형광체층(117)의 두께를 얇게 하는 것이 바람직하다.
또한 방전 공간(115)은 진공 상태가 아니고, 예를 들어 Xe가 주 방전 가스인 Ne-Xe 가스 등이 봉입되어 있을 수 있다. 또한 필요에 따라 방전 가스로서 Ne의 일정량이 He으로 대체될 수도 있다.
여기에서, 상기 형광체층(117)은 상술한 바와 같이 스크린 인쇄법이나 디스펜서 방식에 의해 형광체 페이스트 조성물을 방전 공간(115)에 충전하고, 형광체 페이스트 조성물을 소성함으로써 형성된다.
또한 형광체 페이스트 조성물에 첨가되는 무기 형광체 조성물 대신 유전체층 형성을 위한 유전체 물질을 첨가하여 본 발명에 따른 페이스트 조성물을 유전체 페이스트 조성물로서 이용할 수도 있고, 무기 형광체 조성물 대신 격벽 형성용의 물질을 첨가하여 본 발명에 따른 페이스트 조성물을 격벽 형성용 페이스트 조성물로서 이용할 수도 있으며, 무기 형광체 조성물 대신 전극 형성용의 물질을 첨가하여 본 발명에 따른 페이스트 조성물을 전극 형성용 페이스트 조성물로 이용할 수도 있다.
< PDP 용 형광체 페이스트 조성물>
이하, 본 구현예에 따른 PDP용 형광체 페이스트 조성물에 대하여 상세히 설명한다.
본 구현예에 따른 PDP용 형광체 페이스트 조성물은 아크릴레이트계 폴리머 미립자, 유기 용매 및 무기 형광체 조성물을 포함한다.
[ 아크릴레이트계 폴리머 미립자]
본 구현예에 따른 PDP용 페이스트 조성물에서는 바인더로서 소정의 입경을 갖는 아크릴레이트계 폴리머 미립자를 사용한다. 이로써, 하기 설명하는 것과 같은 소정의 점도를 소유하는 페이스트 조성물을 얻을 수 있다.
본 구현예에 따른 아크릴레이트계 폴리머는 입자 형상을 갖고, 유기 용매에 의해 팽윤되어 증점한다.
여기에서, '팽윤'이란 아크릴레이트계 폴리머 미립자의 표면이 유기 용매와 상호 작용(아크릴레이트계 폴리머 미립자의 표면이 유기 용매에 부분적으로 용해)하고, 이에 따라 아크릴레이트계 폴리머 미립자의 입경이 확대하는 동시에 바인더로서의 아크릴레이트계 폴리머 자체가 증점하는 것을 의미한다.
아크릴레이트계 폴리머의 중합법으로는 일반적으로 용매에 모노머를 용해시켜 용액형으로 행하는 용액 중합법, 모노머 및 생성 폴리머를 용해하지 않고 용매 중에서 모노머를 격렬하게 휘저으면서 행하는 현탁 중합법 및 물에 불용 또는 난용성의 비닐 화합물을 유화제에 의해 물에 분산한 상태에서 행하는 유화 중합법 등이 있다.
본 구현예에 따른 페이스트 조성물에 있어서, 아크릴레이트계 폴리머 미립자로서 사용 가능한 아크릴레이트계 폴리머는 유화 중합법에 의해 얻어지는 것이 바람직하다.
유화 중합법은 생성되는 폴리머의 입경 제어가 용이할 뿐만 아니라 이른바 코어-셀 구조를 소유하는 입자를 얻기 위해서 알맞은 방법이다.
유화 중합법을 이용해서 아크릴레이트계 폴리머를 중합하는 것으로 코어 부분(입자의 중심부분)에 가교로 생긴 불용성 부분을 형성하고, 쉘 부분(입자의 표면부분)에 용해성을 갖는 부분을 그래프트 중합하여, 유기 용매에 부분적으로 용해하는 미립자를 합성할 수 있다.
또한 이러한 방법으로 생성된 아크릴레이트계 폴리머는 유기 용매 내에서도 입자 형상을 유지하고 있어, 통상의 전단 응력 하(페이스트나 용액이 정치상태로 거의 유동하지 않는 상태)에서는 입자간에 약한 상호 작용이 있다.
그러나 전단 응력이 가해지면 입자 간의 상호 작용이 약해지기 때문에 상술 한 바와 같은 구조점성이 발현된다고 생각할 수 있다.
아크릴레이트계 폴리머 미립자로서 사용 가능한 아크릴레이트계 폴리머(아크릴 수지 및 메타크릴레이트 수지를 포함)로는 특별히 제한은 없으나, 각종 아크릴레이트계 모노머가 단독으로 또는 여러 종류의 아크릴레이트계 모노머를 공중합하여 사용될 수 있다.
또한 아크릴레이트계 이외의 다른 모노머를 코모노머로서 공중합하여 사용할 수도 있다. 또한 아크릴레이트계 폴리머 미립자로서 사용 가능한 아크릴레이트계 폴리머는 가교제를 이용해서 가교된 것일 수도 있다.
아크릴레이트계 폴리머 미립자로서 사용 가능한 아크릴레이트계 폴리머를 구성하는 모노머의 구체적인 예로는, 하기의 것이 있을 수 있지만, 이에 한정되는 것 은 아니다.
아크릴레이트계의 모노머의 구체적인 예로는, 아크릴산; 메타크릴산; 알킬 아크릴레이트(예를 들면, 메틸 아크릴레이트, 에틸 아크릴레이트, n-프로필 아크릴레이트, 이소프로필 아크릴레이트, n-부틸 아크릴레이트, 이소부틸 아크릴레이트, t-부틸 아크릴레이트, 2-에틸헥실 아크릴레이트, 시클로헥실 아크릴레이트, 페닐 아크릴레이트, 벤질 아크릴레이트, 페닐에틸 아크릴레이트 등), 히드록시기 함유 알킬 아크릴레이트(예를 들면, 2-히드록시에틸 아크릴레이트, 2-히드록시프로필 아크릴레이트 등) 등의 아크릴산 에스테르; 알킬 메타크릴레이트(예를 들면, 메틸 메타크릴레이트, 에틸 메타크릴레이트, n-프로필 메타크릴레이트, 이소프로필 메타크릴레이트, n-부틸 메타크릴레이트, 이소부틸 메타크릴레이트, t-부틸 메타크릴레이트, 2-에틸헥실 메타크릴레이트, 시클로헥실 메타크릴레이트, 페닐 메타크릴레이트, 벤질 메타크릴레이트, 페닐에틸 메타크릴레이트 등), 히드록시기 함유 알킬 메타크릴레이트(예를 들면, 2-히드록시에틸 메타크릴레이트, 2-히드록시프로필 메타크릴레이트 등) 등의 메타크릴산 에스테르; 아크릴아미드; 치환된 아크릴아미드(예를 들면, N-메틸 아크릴아미드, N-메틸올 아크릴아미드, N,N-디메틸올 아크릴아미드, N-메톡시메틸 아크릴아미드 등); 메타크릴아미드; 치환된 메타크릴아미드(예를 들면, N-메틸 메타크릴아미드, N-메틸올 메타크릴아미드, N,N-디메틸올 메타크릴아미드, N-메톡시메틸 메타크릴아미드 등); 아미노기 치환된 알킬 아크릴레이트(예를 들면, N,N-디에틸아미노에틸 아크릴레이트 등); 아미노기 치환된 알킬 메타크릴레이트(예를 들면, N,N-디에틸아미노 메타크릴레이트 등); 에폭시기 함유 아크릴레 이트(예를 들면, 글리시딜 아크릴레이트 등); 에폭시기 함유 메타크릴레이트(예를 들면, 글리시딜 메타크릴레이트 등); 아크릴산의 염(예를 들면, 나트륨염, 칼륨염, 암모늄염 등); 메타크릴산의 염(예를 들면, 나트륨염, 칼륨염, 암모늄염 등)을 들 수 있다.
상술한 모노머는 1종을 단독으로 또는 2종 이상을 조합하여(공중합시켜) 사용 할 수 있다.
또한 아크릴레이트계 모노머와 공중합이 가능한 코모노머로는, 스티렌 및 그 유도체; 불포화 디카르본산(예를 들면, 이타콘산, 말레인산, 푸마르산 등); 불포화 디카르본산의 에스테르(예를 들면, 이타콘산 메틸, 이타콘산 디메틸, 말레인산 메틸, 말레인산 디메틸, 푸마르산 메틸, 푸마르산 디메틸 등); 불포화 디카르본산의 염 (예를 들면, 나트륨염, 칼륨염, 암모늄염 등); 술폰산기 또는 그 염을 함유하는 모노머(예를 들면, 스티렌 술폰산, 비닐 술폰산 및 그들의 염(나트륨염, 칼륨염, 암모늄염 등)); 무수 말레인산, 무수 이타콘산 등의 산무수물; 비닐 이소시아네이트; 알릴 이소시아네이트; 비닐메틸에테르; 비닐에틸에테르; 아세트산 비닐 등을 들 수 있다.
상술한 모노머는 1종을 단독으로 또는 2종 이상을 조합하여(공중합시켜) 사용 할 수 있다.
또한 본 구현예에 따른 아크릴레이트계 폴리머는 입자 형상을 갖고, 페이스트 조성물에 첨가되는 무기 형광체 조성물의 입경보다도 작은 입경을 가진다.
즉, 본 구현예에 따른 아크릴레이트계 폴리머 미립자는 건조 시에 수평균 입 경으로 50 내지 3,000 nm의 평균 입경을 갖는다. 수평균 입경이 50 nm 미만의 아크릴레이트계 폴리머 미립자를 형성하는 것은 현재로는 구현이 어렵고, 수평균 입경이 3,000 nm를 넘을 경우에는 아크릴레이트계 폴리머 미립자의 입경이 무기 형광체 조성물의 입경과 동일한 정도 또는 그 이상이 되어버리는 때문에 무기 형광체 조성물의 분산성이 저하되고, 아크릴레이트계 폴리머 미립자의 첨가량을 증가시키지 않으면 원하는 점도를 얻을 수 없다.
건조 상태에 있어서의 본 구현예에 따른 아크릴레이트계 폴리머 미립자의 수평균 입경은 현미경 사진(주사전자 현미경 등에 의한 사진)을 화상 해석함으로써, 하나의 사진에서 입자의 수평균 입경을 측정할 수 있다.
여기서 일반적인 아크릴레이트계 수지를 용매 중에 용해시켰을 경우에는 고분자 사슬의 서로 얽혀 점도가 증가한다.
이 때문에 용매 중에 용해한 아크릴레이트계 수지는 예사성이나 점착성을 발현되어 스크린 인쇄 방식이나 디스펜서 방식에는 적합하지 않다.
본 구현예에 따른 아크릴레이트계 폴리머 미립자는 유기 용매에 의해 팽윤되어 증점하는 성질을 가진다.
아크릴레이트계 폴리머 미립자의 용매 중에서의 팽윤 입경은 건조 상태에서의 입경에 대하여 1.1 내지 3 배가 되는 것이 바람직하다.
본 구현예에 따른 아크릴레이트계 폴리머 미립자는 유기 용매에 부분 용해하고, 상술한 바와 같은 팽윤 입경으로 팽윤함으로써, 스크린 인쇄 방식이나 디스펜서 방식에 적합한 점도를 갖게 된다.
팽윤 입경이 건조 상태의 입경의 1.1 배 미만일 경우에는 아크릴레이트계 폴리머 미립자가 유기 용매에 용해하고 있는 부분이 얼마 되지 않아서, 유기 용매가 아크릴레이트계 폴리머 미립자를 거의 용해하지 않고 있는 것을 의미하므로, 스크린 인쇄 방식이나 디스펜서 방식에 적합한 점도를 얻을 수 없다. 또한 팽윤 입경이 건조 상태의 입경의 3 배를 넘을 경우에는 아크릴레이트계 폴리머 미립자가 유기 용매에 용해하고 있는 부분이 증가하는 것을 나타내는 때문에 처음부터 예사성이나 점착성이 발현된다.
한편, 본 구현예에 따른 아크릴레이트계 폴리머 미립자의 팽윤 상태에 있어서의 수평균 입경은 현미경 사진(예를 들면, 광학현미경이나 투과형 전자 현미경 등에 의한 사진)을 화상 해석함으로써, 1장의 사진에 있는 입자의 수평균 입자 직경을 측정할 수 있다. 또한 광산란을 이용한 입도 분포계를 이용하는 방법에 의해서도 수평균 입자 직경을 측정할 수 있다.
한편, 본 구현예에 따른 아크릴레이트계 폴리머 미립자는 수평균 입경이 상이한 두 종류 이상의 미립자군의 혼합물일 수도 있다. 즉, 아크릴레이트계 폴리머 미립자로서는 수평균 입경이 상이한 복수개의 미립자군을 조합해서 사용할 수도 있다.
또한 본 구현예에 따른 아크릴레이트계 폴리머 미립자는 공기 중에서의 소성 온도(즉, 열분해 온도)가 410 ℃ 이하인 것이 바람직하다.
상술한 바와 같이, 에틸 셀룰로오스와 같은 500 ℃ 이상이 높은 소성 온도를 갖는 수지를 이용하면, 소성 공정에 있어서 형광체의 열화가 발생하고, PDP의 효율 이 저하될 수 있다.
더욱 구체적으로는, 본 구현예에 따른 아크릴레이트계 폴리머 미립자는 410 ℃에서의 잔사율이 1 % 이하인 것이 바람직하다.
폴리머 중에 포함되는 탄소 등의 잔사 성분이 있으면, 잔사 성분이 형광체의 형광 저해 물질로서 작용해서 휘도가 떨어지거나 잔사로부터 가스 성분이 서서히 배출되어 PDP의 수명 열화의 원인이 될 수 있다.
여기서, 잔사율은 소성 공정을 통한 소실 이후 잔존한 수지의 질량/초기 수지의 질량으로 표시된다.
또한 소실은 공기 중에서 소정의 온도로 수지를 가열했을 때 수지가 분해, 소실하는 것을 의미한다.
410 ℃에서의 잔사율이 1 % 이하인 아크릴레이트계 폴리머 미립자를 사용함으로써, 형광체 페이스트를 소성할 때 소성 온도를 낮게 설정하는 것이 가능하고, 소성에 기인하는 형광체의 열화를 방지할 수 있다.
한편, 상술한 410 ℃에서의 잔사율은 시차 열-열중량 동시 측정(Thermo-Gravimetry/Differential Thermal-Analysis: TG/DTA)이 가능한 열분석계 등을 이용해서 측정할 수 있다.
[유기 용매]
본 구현예에 따른 PDP용 페이스트 조성물에 사용할 수 있는 유기 용매로는 아크릴레이트계 폴리머 미립자를 팽윤할 수 있는 것이면 특별히 제한되지 않는다. 단, 제조 공정을 고려했을 경우, 건조 속도가 지나치게 빠르면 제조 중에 건조되어 고형분의 석출 등이 일어나므로 바람직하지 않다.
이러한 관점에서, 본 구현예에 따른 PDP용 형광체 페이스트 조성물에 사용 가능한 유기 용매로는 비점이 150 ℃ 이상인 것이 바람직하고, 더욱 바람직하게는 180 ℃ 이상인 것이 좋다.
본 구현예에 따른 PDP용 페이스트 조성물에 사용할 수 있는 유기 용매로는 테르펜계 용매(테르페네올 등)이나 카르비톨계 용매(부틸카르비톨, 부틸카르비톨 아세테이트) 등을 들 수 있다.
[형광체]
본 구현예에 따른 형광체 페이스트 조성물로는 적색 형광체, 녹색 형광체 또는 청색 형광체 중 어느 하나가 무기 형광체 조성물로서 첨가된다.
적색 형광체는 소정의 여기광(예를 들면, 방전 가스로서 이용되는 제논 가스의 공명선 147 nm나, 분자선 173 nm)에 의해 여기 되어, 약 600 내지 800 nm의 파장을 소유하는 광을 발광하는 형광체이다. 이러한 적색 형광체의 일례를 들면, YVO4:Eu, Y2SiO5:Eu, Y3Al5O12:Eu, Zn2(PO4)2:Mn, GdBO3, ScBO3:Eu, LuBO3:Eu, Y(P,V)O4:Eu, YBO3:Eu, (Y,Gd)BO3:Eu (YGB라고도 한다.), Y2O3:Eu, (Y,Gd)2O3:Eu(YGO라고도 한다.), La2O2S:Eu 등을 들 수 있다.
녹색 형광체는 소정의 여기광(예를 들면, 방전 가스로서 이용되는 제논 가스의 공명선 147 nm나, 분자선 173 nm)에 의해 여기 되어, 약 490 내지 550 nm의 파장을 소유하는 광을 발광하는 형광체이다. 이러한 녹색 형광체의 일례를 들면, Y3(Al,Ga)5O12:Ce, BaMgAl10O17:Mn, BaMg2Al14O24:Mn, BaMgAl14O22:Mn, BaMgAl10O17:Eu, Mn, SrAl12O19:Mn, ZnAl12O19:Mn, CaAl12O19:Mn, YBO3:Tb, LuBO3:Tb, GdBO3:Tb, ScBO3:Tb, LaPO4:Ce, Tb, Sr4Si3O8Cl4:Eu, Zn2SiO4:Mn(P1이라고도 한다.),BaAl12O19:Mn, Ca3Sc2Si3O12:Ce, SrGa2S4:Eu 등을 들 수 있다.
청색 형광체는 소정의 여기광(예를 들면, 방전 가스로서 이용되는 제논 가스의 공명선 147 nm나, 분자선 173 nm)에 의해 여기 되어, 약 430 내지 490 nm의 파장을 소유하는 광을 발광하는 형광체이다. 이러한 청색 형광체의 일례를 들면, BaMgAlxOy:Eu(x, y는 1 내지 50의 자연수, 예를 들면, BaMgAl10O17:Eu로 표시되는 BAM 등), CaWO4:Pb, CaWO4:W, Sr3(PO4)2:Eu, Ba3(PO4)2:Eu, Y2SiO5:Ce, SrMg(SiO4)2:Eu, BaMg2Al14O24:Eu, SrCl(PO4)3:Eu, Y2Si5:Ce, CaMgSi2O6:Eu 등을 들 수 있다.
상술한 형광체는 어디까지나 하나의 예로서, 본 구현예에 따른 PDP용 형광체 페이스트에 사용되는 형광체는 상술한 예에 한정되는 것은 아니다.
[배합 비율]
본 구현예에 따른 PDP용 형광체 페이스트 조성물은 상술한 성분을 포함하며, 이때 아크릴레이트계 폴리머 미립자, 무기형광체 조성물 및 유기 용매의 배합 비율은 다음과 같은 비율인 것이 바람직하다.
PDP용 페이스트 조성물 전체를 100 중량%라 할 때 아크릴레이트계 폴리머 미립자의 함유량은 1 내지 15 중량%이고, 적색, 녹색 또는 청색의 무기 형광체 조 성물의함유량은 30 내지 50 중량%이며, 유기 용매의 함유량은 40 내지 60 중량%인 것이 바람직하다.
본 구현예에 따른 PDP용 형광체 페이스트 조성물에는 상기한 성분 이외에 형광체의 분산성 향상을 위한 각종 첨가제를 더욱 첨가할 수도 있다.
첨가제로는 형광체의 분산성을 향상시킬 수 있는 것이면 특별히 종류를 막론하고 사용하는 것이 가능하지만, 예로서, 다가 카르본산이나 그 암모늄염 등의 분산제를 들 수 있다.
다가 카르본산은, 저급 내지 고급 지방족계의 다가 카르본산 등으로, 테트라부틸 암모늄염 등의 암모늄염을 형성하고 있어도 좋다.
구체적인 예를 들면, 楠本化成(남본화성)社의 HIPLAAD시리즈나 비와이케이社의 Disperbyk시리즈 등을 들 수 있다.
한편, 상술한 바와 같은 첨가제의 함유량은 상술한 아크릴레이트계 폴리머 미립자, 무기 형광체 조성물 및 유기 용매의 함유량 이외에 0 내지 3 중량%인 것이 바람직하다.
< PDP 용 형광체 페이스트 조성물의 점도특성>
이하, 본 구현예에 따른 PDP용 형광체 페이스트 조성물의 점도 특성에 대해서 상세하게 설명한다.
이미 설명한 것처럼, 본 구현예에 따른 PDP용 형광체 페이스트 조성물에는 정치상태에서 형광체가 침강하지 않도록 저전단속도(예를 들면, 10 Pa?sec 이하)에서의 고점도가 필요하다.
다른 한편으로는 스크린 인쇄 방식이나 디스펜서 방식으로 형광체 페이스트 조성물이 용이하게 격벽 내에 충전할 수 있도록 충전 시에는 고전단속도(예를 들면, 몇 백 내지 몇 만 Pa?sec)에서의 저점도가 필요하다.
이를 상세하게 설명하면, FHD(Full High Definition)이라고 불리는 규격의 플라즈마 디스플레이는 1,920×1,080픽셀의 패널에 의해 구성되고, 각 픽셀은, R(적), G(녹), B(청)을 표시하는 3종의 서브 픽셀로 구성된다.
50 인치 디스플레이의 경우에 같은 색을 발색 하는 서브 픽셀 간의 거리는 0.576 mm이고, 각 서브 픽셀의 폭은 0.576/3=0.192 mm=192 μm가 된다.
각 서브 픽셀 간에는 20 내지 50 μm 정도의 격벽이 존재하고, 그 공간의 폭은 150 μm 정도가 된다.
이러한 좁은 공간 내에 페이스트 조성물을 충전하기 때문에 스크린 인쇄에서는 판의 개구가 50 내지 100 μm이며, 페이스트가 스크린의 메쉬를 빠져 나갈 때에 걸리는 전단속도는 몇 백 sec-1 정도가 된다.
또한 디스펜서 방식에서는 노즐의 직경이 50 내지 100 μm가 되기 때문에 노즐 내를 페이스트 조성물이 빠져 나갈 때에 걸리는 전단속도는 몇 만 sec-1에 도달한다.
본 구현예에 따른 PDP용 페이스트 조성물은 PDP의 생산성을 고려하여 고속으로 격벽 내에 충전되어야 하기 때문에, 상술한 전단속도의 영역에서는 점도가 낮아져 유동성을 발현해야 한다.
이러한 상황을 감안하여 본 발명자들은 스크린 인쇄 방식이나 디스펜서 방식에의 적합성을 갖고 형광체가 침강하지 않는 안정된 점도의 형광체 페이스트 조성물을 얻기 위해서, 23 ℃에서 점도계로 점도를 측정했을 경우, 전단속도 1 sec-1에서의 점도가 10 Pa?sec 이상이고, 전단속도 4,000 sec-1에서의 점도가 2 Pa?sec 이하인 것이 바람직하다는 것을 알았다.
또한 전단속도 4,000 sec-1에서의 점도가 1 Pa?sec 이하일 때 더욱 바람직한 프로세스 적합성을 나타내는 것을 알았다.
PDP용 형광체 페이스트 조성물의 점도는 주로 페이스트 조성물에 포함되는 아크릴레이트계 폴리머 미립자가 나타내는 점성에 기인한다.
또한 아크릴레이트계 폴리머 미립자는 상술한 바와 같이 유기 용매에 용해하고 있는 정도에 따라 점도가 변화되는 것이다.
본 구현예에 따른 아크릴레이트계 폴리머 미립자는 상술한 바와 같은 건조 상태에서의 수평균 입경을 가지고, 팽윤에 의해 증점하는 성질을 소유하는 것으로, 상술 한 바와 같은 스크린 인쇄 방식이나 디스펜서 방식에 적합한 점도특성을 갖는다.
< PDP 용 패널 기판의 제조 방법>
이상 설명한 것 같은 PDP용 형광체 페이스트 조성물을 이용하여 PDP용 패널 기판(예를 들면, PDP용 패널 배면판)을 제조할 수 있다.
다시 말해, 도 1에 나타낸, 어드레스 전극(103), 제1유전체층(105), 격 벽(113) 등이 형성되어, 방전 공간(115)이 구획된 배면기판(101)을 준비하고, 방전 공간(115) 안에, 스크린 인쇄 방식 또는 디스펜서 방식을 이용하여, 상술한 PDP용 형광체 페이스트 조성물을 충전한다.
계속해서, 형광체 페이스트 조성물이 충전된 배면기판을 410 ℃로 소성하여 형광체층(117)을 형성하여 PDP용 패널 배면판을 제조할 수 있다.
또한 별도로 방전 유지 전극(109) 및 제2유전체층(111)이 형성된 전면기판(107)을 준비하고, 형광체층(117)이 형성된 PDP용 패널 배면판 격벽(113) 위로 준비한 전면기판(101)을 배치한다.
그 후, 방전 공간(115) 안을 공기를 뺀 상태에서 소정의 방전 가스를 주입하고, 방전 공간(115)을 밀봉하는 단계를 행한다.
이러한 방법에 의해 플라즈마 디스플레이 패널을 제조할 수 있다.
이상, PDP용 형광체 페이스트 조성물을 예로 본 발명에 따른 페이스트 조성물에 대해서 상세하게 설명하였다.
그러나, 본 발명에 따른 페이스트 조성물은 PDP에 있어서의 형광체층의 형성에 이용할 수 있는 페이스트 조성물 뿐만 아니라, PDP의 유전체층, 격벽, 전극형성 등에 이용할 수 있는 페이스트 조성물에 대하여도 적용할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 페이스트 조성물은 PDP용의 페이스트 조성물에 한정되는 것은 아니고, 유기 전계 발광 소자 등의 일렉트로닉스 제품이나, 태양 전지, 이차전지, 연료전지, 적층 세라믹 콘덴서 등의 에너지 관계의 디바이스 등의 제작 공정에 있어서 이용할 수 있는 페이스트 조성물에 대하여도 적용할 수 있다.
실시예
이하 실시예를 통하여 본 발명을 구체적으로 설명한다.
본 실시예에서는 본 발명에 따른 페이스트 조성물의 일례로서 PDP용 형광체 페이스트 조성물에 대해서 구체적으로 설명한다.
( 실시예 1)
유화 중합에 의해 얻어진 메타크릴레이트 수지로 이루어지는 아크릴레이트계 폴리머 미립자를, 테르페네올(간토화학社)과 부틸카르비톨 아세테이트(간토화학社)을 6:4의 중량비로 혼합한 유기 용매에 첨가하고, 60 ℃에서 가열하며 혼합하여 11 질량%의 용액을 제조하였다. 제조한 용액은 무색 투명하였다.
그런 다음, 제조한 용액 60 g과 형광체로서 BAM(BaMgAl10O17:Eu2 +) 40g을 혼합하고, 폴리 카르본산계 분산제인 남본화성社 HIPLAAD ED 360 0.5 g을 첨가제로서 혼합하였다.
이 혼합물을 3본밀(mill)로 혼련하여 청색 형광체 페이스트를 제조하였다.
중합한 메타크릴레이트 수지(아크릴레이트계 폴리머 미립자)를 세이코 인스트루먼트社의 열분석계 6,000 TG/DTA로 측정하고, 410 ℃에서의 잔사율을 측정하여 얻어진 열분석 결과를 도 2에 나타내었다. 중합한 메타크릴레이트 수지의 잔사율은 0.2 %였다.
또한 건조 상태의 아크릴레이트계 폴리머 미립자의 SEM 사진을 일본전자社의 JSM-6304F 주사전자 현미경을 이용해서 촬영하여 얻어진 SEM 사진으로부터 메타크 릴레이트 수지의 입경을 측정하였다.
얻어진 SEM 사진을 도 3에 나타내었다.
도 3을 이용하여 메타크릴레이트 수지의 수평균 입경을 측정하니 90 nm였다.
또한 제조한 용액을 일본전자社의 JEM-1400 투과형 전자 현미경(TEM)으로 관찰하였다.
제조한 용액의 팽윤 입경은 180 nm이었고 팽윤은 2 배였다.
또한 얻어진 형광체 페이스트 조성물에 대하여 앤톤펄社 MCR300 점도계에 25 mmφ, 0.5 °의 콘 플레이트를 장착하여 23 ℃에서 점도를 측정하여 얻어진 결과를 도 4에 나타내었다.
그 결과, 전단속도 1sec-1에서의 점도는 20.2 Pa?sec이고, 전단속도 4,000sec-1에서의 점도는 0.61 Pa?sec였다.
얻어진 형광체 페이스트 조성물을 바-코터(coater)로 유리 기판 위에 도포하고, 공기 중에서 410 ℃로 소성한 후 남은 형광체 분말을 중심파장 172 nm의 엑시머 램프에서 여기 하고 그 발광 강도를 측정하였다.
또한 얻어진 형광체 페이스트 조성물을 스크린 인쇄 방식에서 50 인치 FHD 상당의 배면판 패널(격벽 피치 192 μm, 격벽 내 공극 폭 150 μm)에 충전하고, 그 상태 및 모양을 관찰하였다.
멀티노즐-디스펜서를 이용하여 형광체 페이스트 조성물을 상기의 배면판에 공기압 0.3 MPa에서 충전하고 그 상태 및 모양을 관측하였다.
이때, 격벽상부와 노즐 헤드의 갭은 100 μm이고, 노즐의 조작 속도는 100 mm/sec으로 하였다. 얻어진 결과를 이하의 표 1에 나타내었다.
( 실시예 2 내지 9)
실시예 1의 메타크릴레이트 수지를 건조 입경이 다른 메타크릴레이트 수지로 변경한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 PDP용 형광체 페이스트 조성물을 제조하고, 상술한 바와 같은 측정을 하여 얻어진 결과를 표 1에 나타내었다.
또한 실시예 8의 PDP용 형광체 페이스트 조성물의 팽윤 시의 광학현미경 사진을 도 5에 나타내었다.
( 실시예 10)
실시예 1의 메타크릴레이트 수지를 건조 입경이 다른 아크릴 수지로 변경한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 PDP용 형광체 페이스트 조성물을 제조하고, 상술 한 바와 같은 측정을 하여, 얻어진 결과를 표 1에 나타내었다.
( 실시예 11)
실시예 1에서 사용한 형광체를 녹색 형광체인 P1으로 변경한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 PDP용 형광체 페이스트 조성물을 제조하고, 상술한 바와 같은 측정을 하여 얻어진 결과를 표 1에 나타내었다.
(실시예 12)
실시예 1에서 사용한 형광체를 적색 형광체인 YGO로 변경한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 PDP용 형광체 페이스트 조성물을 제조하고, 상술한 바와 같은 측정을 하여 얻어진 결과를 표 1에 나타내었다.
( 비교예 1)
실시예 1에서 사용한 메타크릴레이트 수지를 에틸 셀룰로오스(Dow 케미칼社의 에토셀45)로 변경한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 PDP용 형광체 페이스트 조성물을 제조하고, 상술한 바와 같은 측정을 하여 얻어진 결과를 표 1에 나타내었다.
( 비교예 2)
비교예 1에서 제조한 형광체 페이스트 조성물에 대해서, 열분석 온도를 500 ℃로 설정하여 측정하였다.
한편, 비교예 2에 있어서의 소성 후의 휘도를 그 밖의 실시예 및 비교예에 있어서의 상대 휘도의 기준으로 하였다.
( 비교예 3)
실시예 1에서 사용한 메타크릴레이트 수지를 건조 입경이 4,000 nm인 메타크릴레이트 수지로 변경한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 PDP용 형광체 페이스트 조성물을 제조하고, 상술한 바와 같은 측정을 하여 얻어진 결과를 표 1에 나타내었다.
( 비교예 4)
실시예 1에서 사용한 메타크릴레이트 수지를 용액 중합에 의해 제조한 메타크릴레이트 수지로 변경한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 PDP용 형광체 페이스트 조성물을 제조하고, 상술한 바와 같은 측정을 하여 얻어진 결과를 표 1에 나타내었다.
(비교예 5)
실시예 1에서 사용한 메타크릴레이트 수지를 현탁 중합에 의해 제조한 건조 입경이 30,000 nm의 메타크릴레이트 수지로 변경한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 PDP용 형광체 페이스트 조성물을 제조하고, 상술한 바와 같은 측정을 하여 얻어진 결과를 표 1에 나타내었다.
( 비교예 6)
실시예 1에서 사용한 메타크릴레이트 수지를 팽윤되지 않는 메타크릴레이트 수지로 변경한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 PDP용 형광체 페이스트 조성물을 제조하고, 상술한 바와 같은 측정을 하여 얻어진 결과를 표 1에 나타내었다.
( 비교예 7)
비교예 2에서 사용한 형광체를 녹색 형광체인 P1로 변경한 것을 제외하고는 비교예 2와 동일하게 PDP용 형광체 페이스트 조성물을 제조하고, 상술한 바와 같은 측정을 하여 얻어진 결과를 표 1에 나타내었다.
( 비교예 8)
비교예 2에서 사용한 형광체를 적색 형광체인 YGO로 변경한 것을 제외하고는 비교예 2와 동일하게 PDP용 형광체 페이스트 조성물을 제조하고, 상술한 바와 같은 측정을 하여 얻어진 결과를 표 1에 나타내었다.
[표 1]
Figure 112009040270084-pat00001
먼저, 도 3에 명확히 나타난 바와 같이, 본 발명에 따른 아크릴레이트계 폴리머 미립자는 건조 상태에서 입자 형상을 갖는다.
또한 도 5에 나타낸 바와 같이, 본 발명에 따른 PDP용 형광체 페이스트 조성물은 유기 용매 중에 있어서 입자 형상을 유지하는 것을 알 수 있다.
실시예 1 내지 실시예 10으로부터 명확히 나타난 바와 같이, 건조 상태에 있어서의 수평균 입경이 50 내지 3,000 nm의 범위에 있는 아크릴레이트계 폴리머 미립자를 포함하는 PDP용 형광체 페이스트 조성물은 전단속도 1sec-1 및 4,000sec-1에 있어서, 스크린 인쇄 방식 및 디스펜서 방식에 적당한 점도를 소유하고 있어, 각각의 방식에 있어서 양호한 충전 특성을 나타낸다는 것을 알 수 있다.
또한 410 ℃에서의 잔사율도 1 % 이하의 값을 나타내고 있어, 소성 후의 상대강도도 비교예 2보다 좋은 값이 얻었다.
또한 실시예 1, 11 및 12를 비교하면, 청색, 녹색, 적색의 형광체 각각에 대해서 양호한 충전 특성을 나타낸 다는 것이 명확히 나타난다.
다른 한편으로는 건조 상태에 있어서의 수평균 입경이 4,000 nm(유화 중합)인 메타크릴레이트 수지를 사용한 비교예 3에서는, 입자의 입경이 형광체에 대하여 크기 때문에, 점도부족, 분산성 불량 및 형광체의 침강이 발생하였다. 그 결과, 스크린 인쇄 방식 및 디스펜서 방식에 있어서의 충전 특성은 불량하였다.
또한 입자 형상을 소유하지 않고 있는 메타크릴레이트 수지를 이용한 비교예 4는 수지가 유기 용매에 용해되어 점도가 너무 낮아 형광체의 침강이 생겼다.
또한 제작한 페이스트는 그 점도 특성이 뉴턴 유동성이며 고전단속도에서의 점도가 충분히 낮지 않기 때문에 스크린 인쇄 방식 및 디스펜서 방식에 있어서의 충전 특성은 불량하였다.
건조 상태에서의 수평균 입경이 30,000 nm(현탁 중합)인 메타크릴레이트 수지를 사용한 비교예 5는 수지가 유기 용매에 용해되고, 예사성 및 점착성이 강해졌다. 그 결과, 3본밀에 있어서의 분산성이 불량하고, 결과적으로 스크린 인쇄 방식 및 디스펜서 방식에 있어서의 충전 특성도 불량하였다.
그리고 건조 상태에서의 수평균 입경이 90 nm이며 팽윤되지 않는 메타크릴레이트 수지를 사용한 비교예 6은 점도가 낮고 스크린 인쇄 방식 및 디스펜서 방식에 있어서의 충전 특성은 불량하였다.
이상에서 설명한 바와 같이, 건조 상태에 있어서 소정의 수평균 입경을 가지고, 유기 용매에 의해 팽윤되어 증점하는 아크릴레이트계 폴리머 미립자를 함유하는 본 발명에 따른 페이스트 조성물은 스크린 인쇄나 디스펜서 방식에 적합한 점도를 소유하고, 스크린 인쇄나 디스펜서 방식에서의 프로세스 적합성을 가진다.
이상에서 본 발명의 바람직한 구현예들에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리 범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구 범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리 범위에 속하는 것이다.
도 1은 플라즈마 디스플레이 패널의 구조를 설명하기 위한 단면도이고,
도 2는 실시예 1에서의 아크릴레이트계 폴리머 미립자의 열분석 결과를 설명하기 위한 그래프이고,
도 3은 실시예 1에서의 아크릴레이트계 폴리머 미립자의 건조 상태에서의 SEM 사진이고,
도 4는 실시예 1에서의 아크릴레이트계 폴리머 미립자의 점도측정 결과를 설명하기 위한 그래프이고,
도 5는 실시예 8에서의 PDP용 형광체 폴리머 조성물의 팽윤 상태에서의 광학현미경 사진이다.
<도면 부호의 설명>
10: 플라즈마 디스플레이 패널 101: 배면기판
103: 어드레스 전극 105: 제1유전체층
107: 전면기판 109: 방전 유지 전극
111: 제2유전체층 113: 격벽
115: 방전 공간 117: 형광체층

Claims (9)

  1. 수평균 입경이 50 내지 3,000 nm인 아크릴레이트계 폴리머 미립자 및
    유기 용매를 포함하고,
    상기 아크릴레이트계 폴리머 미립자는 상기 유기 용매에 팽윤되어 증점하는 것으로서, 상기 유기 용매 중에서의 팽윤 입경이 건조 상태에서의 입경에 대하여 1.1 내지 3 배인 것인 플라즈마 디스플레이 패널용 페이스트 조성물.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 아크릴레이트계 폴리머 미립자는,
    유화 중합법에 의해 얻어지는 것인 플라즈마 디스플레이 패널용 페이스트 조성물.
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 제1항에 있어서,
    상기 플라즈마 디스플레이 패널용 페이스트 조성물은,
    무기 형광체 조성물을 더 포함하는 것인 플라즈마 디스플레이 패널용 페이스트 조성물.
  8. 격벽에 의하여 방전 공간이 구획된 기판에 있어서,
    상기 방전 공간 내에 스크린 인쇄 방식 또는 디스펜서 방식으로 제1항, 제3항 및 제7항 중 어느 한 항에 따른 플라즈마 디스플레이 패널용 페이스트 조성물을 충전하는 것인 플라즈마 디스플레이 패널용 패널 기판의 제조 방법.
  9. 제1항, 제3항 및 제7항 중 어느 한 항에 따른 플라즈마 디스플레이 패널용 페이스트 조성물을 이용하여 형성된 형광체층을 포함하는 플라즈마 디스플레이 패널.
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