KR101309812B1 - 옵셋 인쇄용 전극 조성물 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 특정한 조합의 단량체를 포함하는 중합체를 유기 바인더로 포함시킴으로써, 우수한 전사성과 300회 이상의 연속 인쇄가 가능하고, 미세 전극 패턴 형성시 패턴 형성 속도를 향상시킬 수 있는 옵셋 인쇄용 전극 조성물에 관한 것이다.

Description

옵셋 인쇄용 전극 조성물{Electrode composition for offset printing}
본 발명은 옵셋 인쇄용 전극 조성물에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 본 발명은 특정한 조합의 단량체를 공중합한 공중합체를 유기 바인더로 포함시킴으로써, 우수한 전사성과 300회 이상의 연속 인쇄가 가능하고, 미세 전극 패턴 형성시 패턴 형성 속도를 향상시킬 수 있는 옵셋 인쇄용 전극 조성물에 관한 것이다.
플라즈마 디스플레이 패널에 포함되는 전극을 형성하는 방법으로 감광성 전극 형성용 페이스트를 스크린 인쇄를 통해 유리 기판에 전면 인쇄를 시행하고 포토리소그래피법을 이용하여 필요한 부분만을 노광, 현상하고 소성하여 전극을 형성하는 방법이 있다. 그러나, 이러한 포토리소그래피법은 불필요한 부분까지 모두 인쇄한 후 현상 공정을 통하여 제거함으로써 고가의 재료의 유실이 커 제조비가 상승한다는 단점과 인쇄, 건조, 노광, 현상 및 소성 공정을 거쳐 제조되기 때문에 공정 시간이 길다는 단점을 갖고 있다. 또한, 스크린 인쇄시 사용되는 금속 및 폴리에스테르 스크린 마스크는 사용 시간이 경과함에 따라 늘어나 변형되어 인쇄 막 두께가 변하는 단점을 갖고 있다.
이러한 문제점을 해결하기 위해 잉크젯 인쇄, 필름 전사 방법 등이 시행되고 있지만, 많은 재료비, 많은 공정수, 고가의 장비 등의 문제가 있었다.
이와 같은 단점을 보완하기 위해 사용된 옵셋 인쇄법은 공정수를 인쇄, 건조 및 소성의 공정으로 단순화하여 기존 공정을 획기적으로 줄이고 필요한 부분만을 인쇄함으로써 고가 재료의 유실없이 미세한 전극 패턴을 재현성있게 기판에 형성할 수 있다.
최근 부품 소형화 및 고해상도의 디스플레이가 요구되면서 높은 도전성과 100㎛이하의 미세 선폭을 갖는 전극 패턴이 요구되고 있다. 그러나, 기존에 사용되던 옵셋 인쇄용 전극 조성물은 미세 선폭을 갖는 전극 패턴을 형성하기 어렵고, 고무 블랭킷과의 밀착성이 약하여 전사성이 떨어지며, 이로 인해 연속 인쇄성이 좋지 않은 문제점이 있었다.
본 발명의 목적은 우수한 전사성을 갖는 옵셋 인쇄용 전극 조성물을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 연속 인쇄성이 좋은 옵셋 인쇄용 전극 조성물을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 상기 전극 조성물을 옵셋 인쇄하여 제조된 전극을 포함하는 플라즈마 디스플레이 패널을 제공하는 것이다.
본 발명의 전극 조성물은 도전성 물질, 유기 바인더, 유리 프릿 및 용제를 포함하고, 상기 유기 바인더는 a) 네오데칸산 에스테르 단량체(제1단량체), b) 아미드기를 갖는 단량체(제2단량체), 및 c) 에틸렌성 불포화 단량체(제3단량체)를 공중합한 공중합체일 수 있다.
일 구체예에서, 유기 바인더는 a)네오데칸산 에스테르 단량체 20-40중량%, b)아미드기를 갖는 단량체 1-10중량%, c) 에틸렌성 불포화 단량체 50-79중량%를 공중합한 공중합체일 수 있다.
일 구체예에서, 전극 조성물은 도전성 물질 60-90중량%, 유기 바인더 1-10중량%, 유리 프릿 1-10중량% 및 잔량의 용제를 포함할 수 있다.
본 발명의 전극 형성 방법은 (a)전극 조성물을 그라비아롤 요판 홈에 충진하고, 상기 그라비아롤에 충진된 전극 조성물을 실리콘 고무로 된 블랭킷롤 상에 전사하는 단계; (b)상기 블랭킷롤 상에 전사된 전극 조성물을 유리 기판에 전사하는 단계; 및 (c)상기 유리 기판에 전사된 전극 조성물을 건조 및 소성하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 플라즈마 디스플레이 패널은 상기 전극 형성 방법으로 형성된 전극을 포함할 수 있다.
본 발명의 옵셋 인쇄용 전극 조성물은 우수한 전사성 및 연속 인쇄성을 가질 수 있다. 또한, 본 발명의 전극 조성물은 미세 선폭을 갖는 전극 패턴을 형성할 수 있다.
본 발명의 전극 조성물은 도전성 물질, 유기 바인더, 유리 프릿 및 용제를 포함하고, 상기 유기 바인더는 a) 네오데칸산 에스테르 단량체(제1단량체), b) 아미드기를 갖는 단량체(제2단량체), 및 c) 에틸렌성 불포화 단량체(제3단량체)를 공중합한 공중합체일 수 있다.
도전성 물질
도전성 물질은 통전성을 증가시키기 위한 것으로, 은, 금, 백금, 팔라듐, 구리, 알루미늄, 니켈, 텅스텐, 크롬, 티타늄 또는 이들의 합금으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상의 도전성 분말을 사용할 수 있다.
도전성 물질의 평균 입경(D50)은 0.1-3㎛, 바람직하게는 0.3-2㎛를 갖는 것이 좋다.
도전성 물질은 그 형상이 구형, 침상형, 판상형, 및 무정형상으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상을 사용할 수 있다.
도전성 물질은 전체 전극 조성물 중 60-90중량%, 바람직하게는 70-85중량%로 포함되는 것이 좋다. 상기 범위 내에서, 제조된 전극이 충분한 도전성을 가질 수 있고, 전극이 적절한 두께를 가질 수 있다.
유기 바인더
유기 바인더는 a) 네오데칸산 에스테르 단량체(제1단량체), b) 아미드기를 갖는 단량체(제2단량체), 및 c) 에틸렌성 불포화 단량체(제3단량체)를 공중합한 공중합체일 수 있다.
a)네오데칸산 에스테르 단량체 (제 1단량체)
네오데칸산 에스테르 단량체는 네오데칸산 에스테르기를 갖고 상기 제2 단량체 또는 제3 단량체와 중합 반응 가능한 모이어티를 포함하는 단량체를 의미할 수 있다. 이러한 모이어티로는 비닐기, 하이드록시기, 카르복시기, 에폭시기 등을 예로 들 수 있지만, 이에 제한되는 것은 아니다. 네오데칸산 에스테르 단량체는 예를 들면, 네오데칸산 비닐 에스테르, 네오데칸산 글리시딜 에스테르, 네오데칸산 코발트, 네오데칸산 옥틸도데실, 네오데칸산염 등으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상을 포함할 수 있지만, 이들에 제한되는 것은 아니다.
네오데칸산 에스테르 단량체는 상기 공중합체 중 20-40중량%, 바람직하게는 24-40중량%로 포함될 수 있다. 상기 범위 내에서, 고무 블랭킷에 전이가 잘 되며, 글래스 기판에 대해 우수한 부착력을 가질 수 있다.
b)아미드기를 갖는 단량체 (제 2단량체)
아미드기를 갖는 단량체는 아미드기를 갖고 상기 제1단량체 또는 제3단량체와 중합가능한 단량체를 의미할 수 있다. 예를 들면, 아미드기를 갖는 단량체는 아크릴 아미드, 메타크릴 아미드, 아미드산, 소디움 아미드, 아민 아미드, 알콕시 또는 알킬기 함유 아미드, 아세트아미드, 트리플루오르아세트아미드, 포름아미드, 메틸카바메이트 등으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상을 포함할 수 있지만, 이들에 제한되는 것은 아니다.
아미드기를 갖는 단량체는 상기 공중합체 중 1-10중량%, 바람직하게는 3-10중량%로 포함될 수 있다. 상기 범위 내에서, 셋 공정시 고무 블랭킷에서 쉽게 글래스로 전이될 수 있도록 할 수 있다.
c) 에틸렌성 불포화 단량체(제3단량체)
상기 에틸렌성 불포화 단량체는 상기 제 1단량체 또는 제 2단량체와 중합가능한 단량체로서, 방향족 고리를 갖는 단량체, 히드록시기를 갖는 단량체, 지환족기를 갖는 단량체 및 카르복시기를 갖는 단량체로 이루어진 군으로부터 선택되는 단량체 중 1종 이상을 포함할 수 있다.
상기 에틸렌성 불포화 단량체는 상기 공중합체 중 50-79중량%, 바람직하게는 50-73중량%로 포함될 수 있다. 상기 범위 내에서, 형성된 도막을 견고히 유지할 수 있다.
바람직하게는, 상기 에틸렌성 불포화 단량체는 방향족 고리를 갖는 단량체, 히드록시기를 갖는 단량체, 지환족기를 갖는 단량체 및 카르복시기를 갖는 단량체를 모두 포함할 수 있다. 이러한 경우, 유기 바인더는 a)네오데칸산 에스테르 단량체 20-30중량%, b)아미드기를 갖는 단량체 1-10중량%, c1)방향족 고리를 갖는 단량체 30-40중량%, c2)히드록시기를 갖는 단량체 5-10중량%, c3)지환족기를 갖는 단량체 10-30중량% 및 c4)카르복시기를 갖는 단량체 5-10중량%를 포함할 수 있다. 또는, 유기 바인더는 a)네오데칸산 에스테르 단량체 20-40중량%, b)아미드기를 갖는 단량체 1-10중량% 및 c1)방향족 고리를 갖는 단량체 5-54중량%, c2)히드록시기를 갖는 단량체 5-10중량%, c3)지환족기를 갖는 단량체 15-25중량% 및 c4)카르복시기를 갖는 단량체 5-10중량%를 포함할 수 있다.
방향족 고리를 갖는 단량체는 방향족 고리를 적어도 하나 이상 포함하는 에틸렌성 불포화 단량체로서, 탄소수 C6-C20으로 구성되는 단일환 또는 복소환의 방향족 고리를 갖는 (메타)아크릴산 에스테르 또는 치환 또는 비치환된 스티렌을 포함할 수 있다. 방향족 고리를 갖는 단량체는 예를 들면, 스티렌, α-메틸 스티렌, 페닐 (메타)아크릴레이트, 비페닐 (메타)아크릴레이트, 페녹시 에틸(메타)아크릴레이트, 벤질 (메타)아크릴레이트, 페녹시 디에틸렌글리콜 (메타)아크릴레이트 및 에틸렌옥사이드 변성 노닐페놀 (메타)아크릴레이트로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상을 의미할 수 있지만, 이들에 제한되는 것은 아니다. 방향족 고리를 갖는 단량체는 유기 바인더 중 50-79중량%, 또는 5-54중량%로 포함될 수 있지만, 이들에 제한되는 것은 아니다.
히드록시기를 갖는 단량체는 히드록시기를 적어도 하나 이상 포함하는 에틸렌성 불포화 단량체로서, 바람직하게는 히드록시기를 갖는 (메타)아크릴산 에스테르를 의미할 수 있다. 예를 들면, 상기 히드록시기를 갖는 (메타)아크릴산 에스테르는 2-히드록시에틸 (메타)아크릴레이트, 4-히드록시부틸 (메타)아크릴레이트, 2-히드록시프로필 (메타)아크릴레이트, 2-히드록시부틸 (메타)아크릴레이트, 6-히드록시헥실 (메타)아크릴레이트, 1,4-시클로헥산디메탄올 모노 (메타)아크릴레이트, 1-클로로-2-히드록시프로필 (메타)아크릴레이트, 디에틸렌글리콜 모노 (메타)아크릴레이트, 1,6-헥산디올 모노 (메타)아크릴레이트, 펜타에리스리톨 트리 (메타)아크릴레이트, 디펜타에리스리톨 펜타 (메타)아크릴레이트, 네오펜틸 글라이콜 모노 (메타)아크릴레이트, 트리메틸올프로페인 디 (메타)아크릴레이트, 트리메틸올에테인 디 (메타)아크릴레이트, 2-히드록시-3-페닐옥시프로필 (메타)아크릴레이트, 4-히드록시사이클로헥실 (메타)아크릴레이트, 2-히드록시-3-페닐옥시 (메타)아크릴레이트, 4-히드록시사이클로헥실 (메타)아크릴레이트, 및 사이클로헥세인 디메탄올 모노 (메타)아크릴레이트로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상을 의미할 수 있지만, 이들에 제한되는 것은 아니다. 히드록시기를 갖는 단량체는 유기 바인더 중 50-79중량%, 또는 5-10중량%로 포함될 수 있지만, 이들에 제한되는 것은 아니다.
지환족기를 갖는 단량체는 지환족기를 적어도 하나 이상 포함하는 에틸렌성 불포화 단량체로, 탄소수 C4-C20의 단일환 또는 복소환의 지환족 고리를 포함하는 (메타)아크릴산 에스테르를 포함할 수 있다. 예를 들면, 사이클로헥실 (메타)아크릴레이트, 사이클로펜틸 (메타)아크릴레이트, 이소보닐 (메타)아크릴레이트, 테트라하이드로퍼프릴 (메타)아크릴레이트, (2-에틸-1-메틸-1,3-디옥솔란-4-일) 메틸 (메타)아크릴레이트, (2-이소부틸-2-메틸-1,3-디옥솔란-4-일)메틸 (메타)아크릴레이트, (1,4-디옥사스피로 [4.5]데크-2-일) 메틸 (메타)아크릴레이트로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상을 의미할 수 있지만, 이들에 제한되는 것은 아니다. 지환족 고리를 갖는 단량체는 유기 바인더 중 50-79중량%, 또는 15-25중량%로 포함될 수 있지만 이들에 제한되는 것은 아니다.
카르복시기를 갖는 단량체는 카르복시기를 갖는 에틸렌성 불포화 단량체로서, 예를 들면, (메타)아크릴산, 이타콘산, 말레산, 푸마르산, 비닐초산, 카르복실릭 에틸 아크릴레이트, 포스포릭 (메타)아크릴레이트등으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상을 의미할 수 있지만, 이들에 제한되는 것은 아니다. 카르복시기를 갖는 단량체는 유기 바인더 중 50-79중량% 또는 5-10중량%로 포함될 수 있지만, 이들에 제한되는 것은 아니다.
한 구체예에서, 유기 바인더는 하기 화학식 1로 표시되는 구조를 포함 할 수 있다.
<화학식 1>
Figure 112010079311613-pat00001
(상기 식에서 R은 탄소수 C6-C20으로 구성되는 단일환 또는 복소환의 방향족 고리, 히드록시기, 탄소수 C4-C20의 단일환 또는 복소환의 지환족 고리 또는 카르복시기를 나타내고, a,b 및 c는 각 단량체의 몰수를 나타내고, 몰수 비 a: b: c는 12-16: 9-13: 71-79가 될 수 있다.
상기 몰수 비 범위 내에서, 연속인쇄성이 향상 될 수 있으며, 오프공정 및 셋공정에도 적합한 성능을 나타낼 수 있다.
다른 구체예에서, 유기 바인더는 바람직하게는 하기 화학식 2로 표시되는 구조를 포함할 수 있다.
<화학식 2>
Figure 112010079311613-pat00002
(상기 식에서, R1은 탄소수 C6-C20으로 구성되는 단일환 또는 복소환의 방향족 고리를 나타내고, R2는 탄소수 C4-C20의 단일환 또는 복소환의 지환족 고리를 나타내고, n은 0-10의 정수를 나타내고a,b,c1,c2,c3 및 c4는 각 단량체의 몰수를 나타내고, 몰수 비 a: b: c1: c2: c3: c4는 13-17 : 3-7 : 31-35 : 5-9 : 31-35 : 5-9 가 될 수 있다.)
상기 몰수 비 범위 내에서, 연속인쇄성이 향상 될 수 있으며, 오프공정 및 셋공정에도 적합한 성능을 나타낼 수 있다.
또 다른 구체예에서, 상기 화학식 2의 바람직한 예는 하기 화학식 3과 같다.
<화학식 3>
Figure 112010079311613-pat00003
(상기 식에서, n,a,b,c1,c2,c3 및 c4는 상기 화학식 2에서 정의된 바와 같다.
상기 화학식 1 내지 화학식 3 의 구조를 포함하는 공중합체는 랜덤 공중합체일 수 있다. 상기 화학식 1 내지 화학식 3을 포함하는 공중합체에서 각 단량체로부터 유도된 구조단위의 배열 순서는 변경가능하고, 동일한 단량체가 연속적으로 배열될 수도 있다.
유기 바인더는 전극 조성물 중 1-10중량%, 바람직하게는 5-10중량%로 포함될 수 있다. 상기 범위 내에서, 연속인쇄성이 매우 우수하며, 패턴 형성성이 양호할 수 있다.
유기 바인더의 점도는 5,000-20,000cps가 될 수 있다. 상기 범위 내에서, 오프공정이 원활하게 이루어질 수 있다. 유기 바인더의 산가는 20-50mgKOH/g가 될 수 있다. 유기 바인더의 중량평균분자량은 1,000-10,000g/mol이 될 수 있다. 상기 범위 내에서, 우수한 표면특성을 발현하게 된다.
유기 바인더는 단량체를 이용하여 중합체를 제조하는 통상의 중합 반응을 이용하여 제조될 수 있다. 이 때 퍼옥시드계 열 개시제, 아조계 계시제 등이 사용될 수 있지만, 이들에 제한되는 것은 아니다. 예를 들면, 큐멘 하이드로퍼옥시드, 디이소프로필벤젠 하이드로퍼옥시드, 3차 부틸 하이드로퍼옥시드 등을 사용할 수 있다. 열 개시제는 네오데칸산 에스테르 단량체 100 중량부에 대하여 5-15중량부로 포함될 수 있다. 중합시 단량체를 용해하기 위해 부틸 카비톨 아세테이트 등을 포함하는 용제를 추가로 사용할 수 있고, 중합 온도는 140-160℃에서 4-8시간 동안 수행하는 것이 바람직하다.
유리 프릿
유리 프릿은 도전성 물질과 기판과의 부착성을 증가시키는 기능을 한다.
유리 프릿은 연화점이 300℃-600℃이고, 열 팽창 계수가 70-110 x 10-7/℃인 것이 바람직하다. 연화점이 상기 범위 내인 경우, 고온 소성에 의한 확산과 p-n 접합층이 파괴되지 않고, 유동성이 적절하여 은 분말간의 소성도가 떨어지지 않는다. 열 팽창 계수가 상기 범위 내인 경우, 기판과의 팽창 계수의 차이에 따른 응력으로 기계적 충격으로 전극 탈락 등의 문제가 발생하지 않는다.
유리 프릿은 예를 들면, SiO2, B2O3, Bi2O3, Al2O3, ZnO, Na2O, K2O, Li2O, BaO, CaO, MgO, SrO, PbO 및 Tl로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상을 포함할 수 있다. 바람직하게는, 유리 프릿은 ZnO, Bi2O3 및 PbO로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상을 포함하는 것이 바람직하다.
유리 프릿의 평균 입경(D50)은 0.5-10㎛인 것이 바람직하다.
유리 프릿은 전체 조성물 중 1-10중량%, 바람직하게는 3-7중량%로 포함되는 것이 좋다. 상기 범위 내에서, 얇은 선폭 구현시에도 기판과의 오믹 컨택이 안정해지고, 전기 비저항이 높아지지 않는다.
용제
용제는 유기 바인더를 녹일 수 있는 것으로서 100-300℃의 비점을 갖는 유기 용제를 사용할 수 있다.
용제는 예를 들면, 이소프로필 알코올, 2-에틸헥실알코올, 메톡시펜탄올, 부톡시에탄올, 에톡시에톡시 에탄올, 부톡시에톡시 에탄올, 메톡시 프로폭시 프로판올, 글리세롤, 에틸렌 글리콜, 글리세롤, 텍산올, 알파터피네올, 케로센, 미네랄 스피릿 및 디히드로터피네올, 디에틸렌글리콜 부틸에테르, 디에틸렌글리콜 에틸에테르, 디프로필렌글리콜 메틸에테르 및 디헥실렌글리콜 에틸에테르로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상을 사용할 수 있지만, 이들에 제한되는 것은 아니다.
용제는 전극 조성물 중 도전성 물질, 유기 바인더 및 유리 프릿을 제외한 잔량으로 포함될 수 있다. 예를 들면, 용제는 전극 조성물 중 8-20중량%로 포함될 수 있다. 상기 범위 내에서, 침강 안정성이 우수할 수 있다.
전극 조성물은 도전성 물질, 유기 바인더, 유리 프릿 및 용제 이외에도 점도 안정화제를 더 포함할 수 있다. 점도 안정화제는 전극 조성물 중 0.1-5중량%로 포함될 수 있지만, 이들에 제한되는 것은 아니다. 점도 안정화제는 말론산, 폴리에틸렌계 왁스 등으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상을 포함할 수 있지만, 이들에 제한되는 것은 아니다.
전극 조성물은 점도 안정화제, 가소제, 실록산 화합물, 분산제, 소포제, 커플링제 및 레벨링제로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상을 더 포함할 수 있다. 상기 추가로 포함되는 첨가제는 당업자들이 알고 있는 것으로부터 취사 선택하여 사용할 수 있다.
본 발명의 전극 형성 방법은 (a)전극 조성물을 그라비아롤 요판 홈에 충진하고, 상기 그라비아롤에 충진된 조성물을 실리콘 고무로 된 블랭킷롤 상에 전사하는 단계(오프 단계);
(b)상기 블랭킷롤 상에 전사된 조성물을 유리 기판에 전사하는 단계(세트 단계); 및
(c)상기 유리 기판에 전사된 조성물을 건조 및 소성하는 단계(건조 및 소성 단계)를 포함할 수 있다.
전극 조성물에 대한 내용은 상기에서 서술한 바와 같다.
유리 기판에 전사된 조성물을 건조 및 소성하는 단계에서 사용되는 온도, 압력 및 시간은 적절하게 조절할 수 있다.
본 발명은 상기 전극 형성 방법으로 형성된 전극을 포함하는 플라즈마 디스플레이 패널을 제공한다. 플라즈마 디스플레이 패널에 있어서, 버스 전극 또는 어드레스 전극은 본 발명의 실시예에 따른 전극 조성물을 이용한 옵셋 인쇄 방법으로 형성될 수 있다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 통해 본 발명의 구성 및 작용을 더욱 상세히 설명하기로 한다. 다만, 이는 본 발명의 바람직한 예시로 제시된 것이며 어떠한 의미로도 이에 의해 본 발명이 제한되는 것으로 해석될 수는 없다.
여기에 기재되지 않은 내용은 이 기술 분야에서 숙련된 자이면 충분히 기술적으로 유추할 수 있는 것이므로 그 설명을 생략하기로 한다.
실시예
제조예 1: 유기 바인더의 제조
200ml 4구 플라스크에 교반기, 반응 콘트롤러에 연결된 온도계, 콘덴서 및 원료 투입관을 연결시켰다. 상기 플라스크에, 용매 부틸 카비톨 아세테이트 45 중량부를 넣고 150℃로 높였다. 네오데칸산 비닐 에스테르 25 중량부, 아크릴 아마이드 4 중량부, 및 스티렌 단량체 35 중량부를 첨가하였다. 퍼옥시드계 열 개시제(Di tert-butyl peroxide)10 중량부를 첨가하고 150℃에서 2시간 동안 반응시켰다. 2시간 후, 부틸 카비톨 아세테이트 2 중량부, 퍼옥시드계 열개시제 2 중량부를 20분 동안 투입하고 145℃에서 2시간 동안 반응시켰다. 냉각한 후 반응을 종결하여 유기 바인더를 제조하였다. 제조된 유기 바인더의 고형분 농도는 68%, 점도는 8,000cps, 중량평균분자량 6,000g/mol, 및 산가 32 mgKOH/g이었다.
제조예 2-6: 유기 바인더의 제조
상기 제조예 1에서 유기 바인더에 포함되는 성분의 종류 및 함량을 하기 표 1과 같이 변경한 것을 제외하고는 동일한 방법을 실시하여 유기 바인더를 제조하였다.
<표 1>(단위: 중량부)
Figure 112010079311613-pat00004
*제1단량체: 네오데칸산 비닐 에스테르
제2단량체: 아크릴 아마이드
제3단량체 c1: 스티렌
제3단량체 c2: 히드록시에틸 메타크릴레이트
제3단량체 c3: 사이클로헥실 메타크릴레이트
제3단량체 c4: 메타크릴산
실시예와 비교예에서 사용된 성분의 구체적인 사양은 다음과 같다.
도전성 물질: 평균 입경(D50)이 1.5㎛인 구형의 은 분말(福田金屬箔粉工業社, grade AgO-AO)
유기 바인더: 상기 제조예에서 제조한 유기 바인더
유리 프릿: 평균 입경(D50)이 2.2㎛이고, 연화점이 450℃인 Bi2O3계 유리 프릿(READE社)
용제: 디프로필렌 글리콜 메틸 에테르
점도 안정화제: 말론산
실시예 1: 전극 조성물의 제조
상기 제조예에서 제조한 유기 바인더 7mg(7중량%)을 디프로필렌 글리콜 메틸 에테르 10mg(10중량%)에 넣었다. 은 분말 78.3mg(78중량%) 및 유리 프릿 5.0mg(5중량%)을 넣었다. 교반한 후 세라믹 3롤 밀로 혼련 분산시켜 전극 조성물을 얻었다. 디프로필렌 글리콜 메틸 에테르 6.5mg을 더 첨가하여 점도를 조절할 수 있다.
실시예 2-5: 전극 조성물의 제조
상기 실시예 1에서 각 성분의 종류 및 함량을 하기 표 2와 같이 변경한 것을 제외하고는 동일한 방법을 실시하여 전극 조성물을 얻었다.
비교예 1-2: 전극 조성물의 제조
상기 실시예 1에서 각 성분의 종류 및 함량을 하기 표 2와 같이 변경한 것을 제외하고는 동일한 방법을 실시하여 전극 조성물을 얻었다.
<표 2>(단위: 중량%)
Figure 112010079311613-pat00005
실험예 : 전극 조성물을 이용한 패턴 형성시 물성 측정
14cm x 14cm 크기의 고융점 유리판에 상기 실시예와 비교예에서 제조된 조성물을 오프셋 인쇄기를 이용하여 전극 패턴을 형성한 후, 100℃로 10분 동안 유지되도록 조정된 IR 벨트 건조로에서 건조시켰다. 상기 공정 후 평가는 오프 공정후 블랭킷에 전사된 상태, 세트 공정 후 블랭킷에 전사된 상태 및 블랭킷에 잔유물 남음 여부를 평가하였다. 이후 기판을 560℃에서 20분 동안 소성하여, 밀착성, 인쇄후 전극 직진도, 연속 인쇄성, 비저항 및 소성 후 두께를 관찰하였으며, 그 결과를 하기 표 3에 나타내었다.
<물성 측정 방법>
1. 오프 공정 및 세트 공정 후 블랭킷에 전사된 상태
매우 좋음: 패턴부 돌기, 배선부의 끊김이 발생하지 않음.
좋음: 패턴부 돌기, 배선부의 끊김이 약간 발생함.
나쁨: 패턴부 돌기, 배선부의 끊김이 많이 발생함.
2. 세트 공정 후 블랭킷에 잔유물 남음 여부
매우 좋음: 잔유물이 남지 않음.
좋음: 소량의 잔유물이 남음.
나쁨: 다량의 잔유물이 남음(Piling 불량)
3. 밀착성
상기 제조된 시험편에 대하여 네가티브 마스크 30㎛에 의해 형성된 패턴에 대해 박리 유무를 평가하였다.
매우 좋음: 패턴의 박리가 없음.
좋음: 패턴의 박리가 일부 있음.
나쁨: 패턴의 박리가 많음.
4. 인쇄후 전극 직진도(평가선폭: 80미크론 라인)
매우 좋음: 선폭의 최대치와 최소치의 차이가 3미크론 이내
좋음: 선폭의 최대치와 최소치의 차이가 6미크론 이내
나쁨: 선폭의 최대치와 최소치의 차이가 6미크론 초과
5. 연속 인쇄성
매우 좋음: 연속인쇄 200매 진행 후 전폭의 변화가 5미크론 이내
좋음: 연속인쇄 200매 진행 후 선폭의 변화가 10미크론 이내
나쁨: 연속인쇄 200매 진행 후 선폭의 변화가 10미크론 초과
<표 3>
Figure 112010079311613-pat00006
상기 표 3에서 나타난 바와 같이, 본 발명의 옵셋 인쇄용 전극 조성물은 오프 공정 및 세트 공정 후 전사성이 우수하고, 전극 직진도 및 연속 인쇄성이 우수하였다. 반면에, 네오데칸산 에스테르 단량체 또는 아미드기를 포함하는 단량체를 포함하지 않은 중합체로 된 유기 바인더를 포함하는 전극 조성물은 오프 공정 또는 세트 공정 후 전사성이 좋지 않고, 밀착성과 전극 직진도도 좋지 않음을 알 수 있다(비교예 1과 2 참조).

Claims (15)

  1. 도전성 물질, 유기 바인더, 유리 프릿 및 용제를 포함하고,
    상기 유기 바인더는 a) 네오데칸산 에스테르 단량체, b) 아미드기를 갖는 단량체, 및 c) 에틸렌성 불포화 단량체를 공중합한 공중합체인 것을 특징으로 하는 전극 조성물.
  2. 제1항에 있어서, 상기 유기 바인더는 상기 a)네오데칸산 에스테르 단량체 20-40중량%, b)아미드기를 갖는 단량체 1-10중량%, 및 c) 에틸렌성 불포화 단량체 50-79중량%를 공중합한 공중합체인 것을 특징으로 하는 전극 조성물.
  3. 제1항에 있어서, 상기 (c)에틸렌성 불포화 단량체는 c1)방향족 고리를 갖는 단량체, c2)히드록시기를 갖는 단량체, c3)지환족기를 갖는 단량체 및 c4)카르복시기를 갖는 단량체 중에서 선택된 적어도 1종 이상인 것을 특징으로 하는 전극 조성물.
  4. 제3항에 있어서, 상기 유기 바인더는 상기 a)네오데칸산 에스테르 단량체 20-40중량%, b)아미드기를 갖는 단량체 1-10중량% 및 c1) 방향족 고리를 갖는 단량체 5-54중량%, c2)히드록시기를 갖는 단량체 5-10중량%, c3)지환족기를 갖는 단량체 15-25중량% 및 c4)카르복시기를 갖는 단량체 5-10중량%를 공중합한 공중합체인 것을 특징으로 하는 전극 조성물.
  5. 제1항에 있어서, 상기 네오데칸산 에스테르 단량체는 네오데칸산 비닐 에스테르, 네오데칸산 글리시딜 에스테르, 네오데칸산 코발트, 네오데칸산 옥틸도데실, 네오데칸산염으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상인 것을 특징으로 하는 전극 조성물.
  6. 제1항에 있어서, 상기 아미드기를 갖는 단량체는 아크릴 아미드, 메타크릴 아미드, 아미드산, 소디움 아미드, 아민 아미드, 알콕시 또는 알킬기 함유 아미드, 아세트아미드, 트리플루오르아세트아미드, 포름아미드, 메틸카바메이트로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상인 것을 특징으로 하는 전극 조성물.
  7. 제3항에 있어서, 상기 방향족 고리를 갖는 단량체는 스티렌, α-메틸 스티렌, 페닐 (메타)아크릴레이트, 비페닐 (메타)아크릴레이트, 페녹시 에틸(메타)아크릴레이트, 벤질 (메타)아크릴레이트, 페녹시 디에틸렌글리콜 (메타)아크릴레이트 및 에틸렌옥사이드 변성 노닐페놀 (메타)아크릴레이트로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상인 것을 특징으로 하는 전극 조성물.
  8. 제3항에 있어서, 상기 지환족기를 갖는 단량체는 사이클로헥실 (메타)아크릴레이트, 사이클로펜틸 (메타)아크릴레이트, 이소보닐 (메타)아크릴레이트, 테트라하이드로퍼프릴 (메타)아크릴레이트, (2-에틸-1-메틸-1,3-디옥솔란-4-일) 메틸 (메타)아크릴레이트, (2-이소부틸-2-메틸-1,3-디옥솔란-4-일)메틸 (메타)아크릴레이트, (1,4-디옥사스피로 [4.5]데크-2-일) 메틸 (메타)아크릴레이트로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상인 것을 특징으로 하는 전극 조성물.
  9. 제3항에 있어서, 상기 카르복시기를 갖는 단량체는 (메타)아크릴산, 이타콘산, 말레산, 푸마르산, 비닐초산, 카르복실릭 에틸 아크릴레이트, 포스포릭 (메타)아크릴레이트로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상인 것을 특징으로 하는 전극 조성물.
  10. 제1항에 있어서, 상기 유기 바인더는 하기 화학식 1 또는 화학식 2로 표시되는 구조를 포함하는 공중합체인 것을 특징으로 하는 전극 조성물.
    <화학식 1>
    Figure 112010079311613-pat00007

    (상기 식에서 R은 탄소수 C6-C20으로 구성되는 단일환 또는 복소환의 방향족 고리, 히드록시기, 탄소수 C4-C20의 단일환 또는 복소환의 지환족 고리 또는 카르복시기를 나타내고, a,b 및 c는 각 단량체의 몰수를 나타내고, 몰수 비 a: b: c는 12-16: 9-13: 71-79 이며, 각 단량체로부터 유도된 구조단위의 배열 순서는 변경가능함.)

    <화학식 2>
    Figure 112010079311613-pat00008

    (상기 식에서, R1은 탄소수 C6-C20으로 구성되는 단일환 또는 복소환의 방향족 고리를 나타내고, R2는 탄소수 C4-C20의 단일환 또는 복소환의 지환족 고리를 나타내고, n은 0-10의 정수를 나타내고 a,b,c1,c2,c3 및 c4는 각 단량체의 몰수를 나타내고, 몰수 비 a: b: c1: c2: c3: c4는 13-17 : 3-7 : 31-35 : 5-9 : 31-35 : 5-9 이며, 각 단량체로부터 유도된 구조단위의 배열 순서는 변경가능함.)
  11. 제1항에 있어서, 상기 유기 바인더는 상기 전극 조성물 중 1-10중량%로 포함되는 것을 특징으로 하는 전극 조성물.
  12. 제1항에 있어서, 상기 전극 조성물은 도전성 물질 60-90중량%, 유기 바인더 1-10중량%, 유리 프릿 1-10중량% 및 잔량의 용제를 포함하는 것을 특징으로 하는 전극 조성물.
  13. 제1항에 있어서, 상기 전극 조성물은 점도 안정화제, 가소제, 실록산 화합물, 분산제, 소포제, 커플링제 및 레벨링제로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전극 조성물.
  14. (a)제1항 내지 제13항 중 어느 한 항의 전극 조성물을 그라비아롤 요판 홈에 충진하고, 상기 그라비아롤에 충진된 전극 조성물을 실리콘 고무로 된 블랭킷롤 상에 전사하는 단계;
    (b)상기 블랭킷롤 상에 전사된 전극 조성물을 유리 기판에 전사하는 단계; 및
    (c)상기 유리 기판에 전사된 전극 조성물을 건조 및 소성하는 단계를 포함하는 전극 형성 방법.
  15. 제14항의 방법으로 형성된 전극을 포함하는 플라즈마 디스플레이 패널.
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