KR20010037347A

KR20010037347A - 평판표시장치용 격벽 페이스트 조성물 및 이를 이용한 격벽의 제조방법

Info

Publication number: KR20010037347A
Application number: KR1019990044808A
Authority: KR
Inventors: 조준형; 유정수; 유미경
Original assignee: 성재갑; 주식회사 엘지화학
Priority date: 1999-10-15
Filing date: 1999-10-15
Publication date: 2001-05-07
Also published as: KR100425240B1

Abstract

평판표시장치용 격벽을 제조하는데 있어 스퀴징법을 이용할 때에 발생되는 높은 성형압력을 개선하기 위해 기존에 사용된 열가소성 유기 바인더를 열경화성 수지인 에폭시 수지로 바꾸고, 성형성을 증가시키기 위해 폴리에틸렌글리콜을 첨가하고, 무기물과의 분산을 위해 분산제를 첨가하며 또한 상온에서 안정한 경화촉진를 위해 상온안정성 경화촉진제를 사용하여 성형하면 기존의 열가소성 유기바인더 보다 유동성이 좋은 조건에서 성형 가능하므로 기존 성형압을 최대 1/10로 낮출 수 있다.

Description

평판표시장치용 격벽 페이스트 조성물 및 이를 이용한 격벽의 제조방법{Composition of barrier rib for flat panel display and a method for manufacturing barrier rib using the same}

[발명이 속하는 기술분야]

본 발명은 평판표시장치용 격벽 페이스트 조성물 및 이를 이용한 격벽의 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 평판표시장치용의 격벽 반대형상 모양으로 제조된 금형을 사용하여 페이스트를 가열 압축하여 격벽을 제조하는 방법에 있어서 상기 방법에 사용되는 페이스트 조성물에 관한 것이다. 또한 본 발명은 상기 페이스트 조성물로 그린 세라믹 테이프를 제조하는 방법 및 평판표시장치용 격벽을 제조하는 방법에 관한 것이기도 하다.

[종래기술]

일반적으로 플라즈마 디스플레이의 미세한 격벽형성을 위해서는 스크린 인쇄(screen print)법, 샌드블라스트(sand blast)법, 감광성 페이스트(paste)법, 첨가 법(additive)법 또는 스퀴징(squeezing)법 등을 사용한다.

상기 방법에 있어서 각각의 격벽용 페이스트의 조성물은 방법에 따라 유기물과 무기물의 조성이 바뀌고 격벽을 형성하는 구성과 원리도 달라진다. 예를 들어 감광성 페이스트법에 대해서는 유기물에 첨가되는 반응성 모노머는 전자선 경화형 수지이어야 한다.

상기에서 스퀴징법은 기판 위에 페이스트를 형성하여 건조시키거나 또는 세라믹이나 유리 입자의 무기물과 유기물이 혼합된 상태의 세라믹 테이프를 제조한 후 기판 위에 합치하여 기판을 가열하고, 금형을 가압하여 격벽을 형성하고, 금형을 격벽이 형성된 기판에서 이탈시키고 격벽이 형성된 기판을 냉각시키고 적정한 소성온도에서 소성하면 격벽이 형성된다. 상기 방법은 LG전자의 대한민국 특허출원 제 1997-027537호에 상세히 기술되어 있다.

또한 사노프 사(SARNOFF Co.)의 국제특허출원 제 98-49706호의 플라즈마 디스플레이 장치에는 격벽형성 방법이 스퀴징법으로 설명되어져 있는 바, 상기 방법에서 기판 위에 성형되는 물질은 그린 세라믹 테이프이다. 상기 국제특허출원에서 사용되는 기판은 금속기판을 사용하는데, 사용되는 기판과 그린 세라믹 테이프와의 열팽창 계수가 일치하는 그린 세라믹 테이프의 제조 방법에 대해 기술되어 있다. 상기의 제조 방법은 기존의 방법에 비해 성형공정이 간단하고 연속적인 일괄공정으로 격벽을 제조하므로 양산성 향상 및 저가격화를 실현할 수 있다.

또한 기존의 그린 세라믹 테이프는 전극을 인쇄하는 유전율이 낮은 테이프로 사용되었으나 세라믹 테이프를 먼저 제조하고 테이프를 금속이나 유리기판 위에 올려놓고 가열 압축하여 격벽형상을 제조하는데 이용할 수 있다. 이때 사용되는 그린 세라믹 테이프는 격벽형상을 성형하는 성형성이 우수한 물질일 뿐 만 아니라 제조된 격벽이 배면판인 금속 기판과 전면판인 유리기판과의 열팽창율을 일치시키는 것이 중요하다. 또한 그린 세라믹 테이프 위에 전극이 인쇄되므로 인쇄성도 중요한 요인중 하나이다.

한편 종래 스퀴징법의 기술에 따른 플라즈마 디스플레이 패널의 격벽 제조방법에 있어서 사용되는 격벽용 페이스트인 그린 세라믹 테이프는 성형에 있어서 다음과 같은 문제점이 있었다.

첫째, 격벽용 페이스트는 건조된 상태에서 가열 가압하여 제조되어지고 무기물의 함량이 유기물에 비해 85 %이상 포함되어 있고, 또한 사용되는 유기 바인더의 성형온도에서의 흐름성이 금형 내에서 용이하지 않아 성형조건에 있어서 가압 조건이 40 인치 디스플레이인 경우 130 Kg/cm²이상의 높은 압력이 요구되어지고, 그에 따라 40 인치 전면에 압력이 골고루 전달되지 못하므로 편압이 발생하게 된다. 따라서 40 인치 전면에서 부분적으로 격벽의 높이가 일정치 못하다. 또한 고압의 성형공정 때문에 배면기판을 유리기판으로 사용하는데 있어 제약을 받을 수 있다.

둘째, 격벽은 유기물을 연화시키는 고온에서 성형되어지고 성형직후 금형에서 격벽이 탈형 되야 하는데 성형온도가 고온이기 때문에 격벽재료의 기계적인 물성이 약하고 격벽재료의 이형성이 나빠서 금형 내에 격벽재료가 일부 박힐 수 있다. 따라서 이형성을 위해 성형시마다 이형제를 금형에 도포해야 하는 번거로움이 있다.

셋째, 격벽을 형성하고 그 상태에서 가열하여 소성하기 때문에 소성 시에 열가소성 수지인 유기 바인더가 연화하고 녹아 무기물이 소성되기 전에 격벽의 형상이 허물어질 수 있다.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 본 발명은 격벽을 형성하는 유기물의 조성을 새롭게 하여 낮은 압력 약 13 Kg/cm²에서도 성형이 가능하고, 금형공정에서 격벽 페이스트 자체에 금형에서 이형성을 줌으로써 이형제 도포가 필요치 않거나 또는 매우 적은량의 이형제를 사용하며, 또한 고온에서 탈형시 취약점인 기계적 물성과 소성시 형상의 유지도를 개선할 수 있는 평판표시장치용 격벽 페이스트 조성물을 제공하는 것을 목적으로 한다. 또한 본 발명은 상기 격벽 페이스트 조성물로 그린 세라믹 테이프를 제조하는 방법 및 상기 방법에 의한 그린 세라믹 테이프, 상기 격벽 페이스트 조성물로 평판표시장치용 격벽을 제조하는 방법 및 상기 방법에 의하여 제조된 평판표시장치용 격벽을 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 (a) 무기물, (b) 유기바인더, (c) 유연성 고분자, (d) 분산제, (e) 경화촉매 및 (f) 용매를 포함하는 것을 특징으로 하는 평판표시장치용 격벽 페이스트 조성물을 제공한다.

또한 본 발명은 (a) 상기 평판표시장치용 격벽 페이스트 조성물을 혼합하고 믹싱하여 슬러리를 제조하는 슬러리 제조공정, (b) 상기 혼합된 슬러리를 기포를 제거하고 슬러리 캐리어 필름 위에 일정한 두께로 캐스팅하는 코팅공정 및 (c) 상기 코팅된 슬러리를 건조하는 건조공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 그린 세라믹 테이프 제조방법을 제공한다.

또한 본 발명은 상기 그린 세라믹 테이프 제조방법에 의하여 제조된 그린 세라믹 테이프를 제공한다.

또한 본 발명은 평판표시장치용 격벽 페이스트 조성물을 사용하여 평판표시장치용 격벽을 제조하는 방법에 있어서, 상기 평판표시장치용 격벽 페이스트 조성물을 사용하는 것을 특징으로 하는 격벽 제조방법을 제공한다.

또한 본 발명은 상기 평판표시장치용 격벽 제조방법에 의하여 제조된 평판표시장치용 격벽을 제공한다.

이하 본 발명을 상세히 설명한다.

본 발명의 플라즈마 디스플레이 패널 격벽 제조용 페이스트 조성물에서 상기 무기물은 배면판으로 쓰이는 금속기판인 Ti 판과 열팽창율이 맞아야 한다. 상기 무기물은 격벽이 형성되고 최종적으로 남는 물질이므로 유전율이 낮을수록 좋고, 또한 전면판인 글라스 기판과도 열 팽창율이 맞아야 최종적으로 소성시에 패널의 응력을 최소화하고 냉각 후에 패널의 평탄도를 확신할 수 있다. 따라서 무기물 조성에 있어서는 우선 합치되는 배면판과 전면판의 열 팽창율을 맞추고 무기물 조성으로 그것을 조절하는 것이 중요하다. 본 발명에서는 Ti 기판의 열팽창율과 전면판인 글라스판의 열팽창율과 잘 맞는 무기물을 사용하였고 본 발명에 사용되어진 무기물의 조성은 유리 1이 80 내지 90 중량%, 유리 2가 5 내지 15중량%, TiO₂가 0.5 내지 2 중량%, 코르디에라이트(Cordierite)가 0.5 내지 2 중량% 및 포스터라이트(Forsterite)가 0.5 내지 2 중량%인 것이 바람직하다.

상기에서 유리 1은 징크 마그네슘 보로실리케이트 글라스를 1,500 내지 1,600 ℃에서 약 2시간 녹이고 글라스 파우더 형태로 빠르게 냉각시킨 글라스로서 조성은 다음과 같다.

ZnO 25 내지 35 %

MgO 20 내지 30 %

B₂O₃15 내지 25 %

SiO₂20 내지 30 %

또한 상기에서 유리 2는 마그네슘 알루미노실리케이트 글라스로 1,700 내지 1,800 ℃에서 약 1시간 녹이고 글라스 파우더 형태로 빠르게 냉각시킨 글라스로 조성은 다음과 같다.

Al₂O₃14 내지 20 %

MgO 40 내지 45 %

P₂O₅0.5 내지 1.0 %

B₂O₃0.5 내지 1.0 %

SiO₂35 내지 45 %

상기 무기물은 본 발명의 페이스트 조성물에서 40 내지 95 중량%를 포함하는 것이 바람직하다.

또한 본 발명은 페이스트 조성물은 무기물을 격벽 금형 내로 충진시키고, 격벽형상을 유지시켜 소성시에 허물어지지 않도록 하기 위하여 유기 바인더를 사용한다. 상기 유기 바인더는 열경화성 수지 또는 광경화성 수지를 사용할 수 있다. 상기 열 경화성 수지로는 에폭시 수지, 불포화 폴리에스터 수지, 페놀수지, 멜라민 수지, 우레탄 수지, 폴리실록산실리케이트 및 이들의 혼합물로 이루어지는 군으로부터 선택되는 것이 바람직하다. 또한 상기 광경화성 수지로는 우레탄아크릴레이트, 에폭시아크릴레이트, 폴리에스터아크릴레이트 및 이들의 혼합물로 이루어지는 군으로부터 선택되는 것을 사용하는 것이 바람직하다.

또한 본 발명에 사용되는 유기 바인더는 본 발명에 사용하는 용매에 용해되어야 하고 전체 격벽재료 조성물에 대하여 2 내지 30 중량%를 사용하는 것이 바람직하다. 더욱 바람직하기로는 에폭시 수지를 사용하는 것이 좋으며, 더더욱 바람직하기로는 에폭시 수지 중에서 오소크레졸노볼락 수지를 사용하는 것이 좋다.

또한 본 발명의 격벽재료 조성물은 유기 바인더로 사용되는 물질들의 경화반응을 촉진하기 위하여 경화제를 더욱 포함할 수 있다. 상기 경화제는 유기 바인더와 당량 대 당량의 비율로 사용하는 것이 바람직하며, 더욱 바람직하기로는 페놀노볼락 경화제를 사용하는 것이 좋다.

또한 본 발명의 격벽재료 조성물은 폴리에틸렌글리콜, 폴리프로필렌글리콜, 폴리에틸렌옥사이드, 폴리프로필렌옥사이드 및 이들의 혼합물로 이루어지는 군으로부터 선택되는 유연성 고분자를 포함한다. 상기 유연성 고분자는 격벽재료 및 테이프의 유연성을 증가시켜 실제 생산에서 작업성을 증가시킬 수 있다. 더욱 바람직하게는 상기 고분자 중에서 폴리에틸렌글리콜을 사용하는 것이 좋다. 상기 유연성 고분자는 사슬의 양 말단에 히드록시기를 가지고 있고 사슬 중간에 산소를 포함하고 있어 에폭시 수지의 히드록시기와 수소결합을 가지며, 블렌딩에는 상용성을 가지므로 테이프를 제작하였을 때 테이프의 성질이 작업하기에 바람직한 유연성을 갖고, 유연성 고분자가 가소제 역할을 하여 격벽제조시에 금형 내에 충진되는 무기물의 유동성을 좋게 도와준다. 또한 금형에서의 이형시에도 경화시 참여한 유연성 고분자를 제외하고 나머지 대부분의 유연성 고분자는 이형제로의 역할을 수행하여 금형에서의 격벽제조 후 탈형에도 도움을 준다. 따라서 기존에 가소제와 이형제를 따로 첨가하는 것을 유연성 고분자에 의해 그 역할을 전부 수행할 수 있다. 본 발명에 사용되어진 유연성 고분자는 수 평균 분자량이 300 내지 10,000정도를 갖는 것이 바람직하고, 더욱 바람직하게는 수 평균 분자량인 1,000 내지 1,500인 유연성 고분자를 사용하는 것이 좋다. 상기에서 유연성 고분자의 함량은 본 발명에 사용되는 열 경화성 수지 100 중량부에 대하여 1 중량부 내지 50 중량부를 사용하는 것이 바람직하다. 상기에서 유연성 고분자의 함량이 1 중량부 미만인 경우에는 유연성의 향상이 미미하며, 50 중량부를 초과하는 경우에는 직접 기판 위에 코팅하는 격벽 페이스트 제조에는 문제가 없으나 그린 세라믹 테이프 제조시에는 필름으로부터 박리가 어려워지며 물성이 나빠지는 문제점이 발생한다. 바람직하게는 20 내지 25 중량부를 사용하는 것이 좋다.

또한 본 발명의 페이스트 조성물은 분산제를 포함하는 바, 상기 분산제는 무기물에 흡착하여 전기적 반발력이나 입체장애 효과로 무기 입자와 입자 사이의 간격을 일정하게 유지시켜 입자들이 재 응집되는 것을 막아준다. 상기 분산제는 피시오일, 폴리에틸렌글리콜에테르, 알킬술폰산염, 폴리카르복실산염 및 알킬암모늄염로 이루어지는 군으로부터 선택되는 것을 사용할 수 있다. 본 발명에서는 분산제의 함량은 전체 페이스트 조성물에 대하여 0.1 내지 5 중량% 사용하는 것이 바람직하고, 더욱 바람직하게는 피시오일을 0.8 내지 1 중량%를 사용하는 것이 좋다.

또한 본 발명의 격벽 페이스트 조성물은 경화촉매를 포함하는 바, 상기 경화촉매는 성형되는 온도에서 반응성을 갖는 것이 바람직하고, 상온에서부터 성형온도까지 성형시 재료의 온도상승 중에 반응성이 없어야 하며, 격벽재료가 상온에서 경화되지 않는 안정성을 부여할 수 있어야 한다. 상기 경화촉매는 성형온도가 200 ℃ 이상으로 높고, 상기 경화촉매 내에 금속이온이 최종 격벽재료에 영향을 미칠수 있으므로 유기물 촉매를 사용하는 것이 바람직하다. 또한 상기 경화촉매는 유기과산화물계 촉매로서 케톤퍼옥사이드, 디아실퍼옥사이드, 퍼옥사이드, 퍼옥사이드케탈, 퍼옥시에스테르, 하드로퍼옥사이드, 퍼옥시카보네이트, t-뷰틸퍼옥시-2-에틸헥사노에이트, 비스(4-t-뷰틸시클로헥실)-퍼옥시디카보네이트, 디큐밀퍼옥사이드 및 이들의 혼합물로 이루어지는 군으로부터 선택되는 화합물과, 아조화합물로서 아조비스이소뷰티로니트릴, 이미다졸계의 촉매로서 2-메틸이미다졸, 2에틸-4-메틸이미다졸, 2-운데실이미다졸, 2-페닐이미다졸, 1-벤질2메틸이미다졸, 1-시아노에틸-2-메틸이미다졸, 1-시아노에틸-2-에틸-4메틸이미다졸, 1-시아노에틸-2-운데실이미다졸, 1-시아노에틸-2-운데실이미다졸, 이들의 혼합물로 이루어지는 군으로부터 선택되는 화합물과 잠재성 촉매인 유기포스핀계 촉매로서 트리페닐포스핀, 트리-n-뷰틸포스핀, 트리-m-토일포스핀, 트리사이클로헥실포스핀, 트리-n-옥틸포스핀, 트리-n-옥틸포스핀옥사이드, 테트라-n-뷰틸포스포니움브로마이드, 1,2-비스(디페닐포스피노)에탄 및 이들의 혼합물로 이루어지는 군으로부터 선택되는 화합물을 사용할 수 있다. 상기 경화촉매의 사용량은 전체 격벽 페이스트 조성물의 0.01 내지 5 중량%를 사용하는 것이 바람직하며, 바람직하게는 잠재성 촉매인 유기포스핀계 촉매를 0.1 내지 1.0 중량%를 사용하는 것이 바람직하다.

또한 본 발명에 사용되는 용매는 열 경화성 수지와 가소제 그리고 폴리에틸렌글리콜, 이형제 및 분산제 등이 용해 될 수 있는 용매이어야 하고 생산성을 위해 가격이 저렴하고 환경 친화적이면서 가급적 독성이 약한 물질이 바람직하다. 또한 상온에서 휘발성이 강해 슬러리를 캐스팅한 후 쉽게 건조되어야 한다. 사용 가능한 용매로는 메탄올, 에탄올, 이소프로필 알코올, 아세톤, 메티에틸케톤, 톨루엔, 크실렌, 사이클로헥산올, 염화메틸렌, 3-메톡시뷰틸아세테이트, 에틸렌글리콜모노알킬에테르류, 에틸렌글리콜디알킬에테르류, 디에틸렌글리콜모노알킬에테르류, 디에틸렌글리콜모노알킬에테르아세테이트로 이루어지는 군으로부터 선택되는 것이 바람직하며, 더욱 바람직하기로는 에탄올과 메틸에틸케톤이 좋다. 본 발명에 사용되는 용매의 함량은 전체 페이스트 조성물의 2 내지 30 중량%가 바람직하다. 또한 캐스팅에 중요한 점도를 용매로 조절하기 때문에 점도에 맞게 용매의 함량은 조절됨이 중요하다. 격벽 페이스트 조성물을 혼합 교반한 슬러리의 점도가 적당하지 않으면 일정한 두께로 코팅하는 필름캐스팅의 경우에 밀도가 다르기 때문에 무기물과 유기물의 상분리를 유도하게 된다. 보다 상세히 설명하면, 점도가 낮으면 밀도가 높은 무기물은 슬러리가 캐스팅된 테이프의 건조 속도 보다 빠르게 밑으로 가라앉아 건조 후 테이프의 두께방향으로 무기물이 풍부한 곳과 유기물이 풍부한 곳이 생기게 된다. 또한 무기물의 분산이 적당치 않으면 테이프를 제조한 후면 방향으로 무기물이 풍부한 곳과 유기물이 풍부한 곳으로 분리가 일어나게 된다. 이런 현상은 추후에 적용되는 격벽 제조 공정에 영향을 미치고 격벽 제조 후에도 무기물의 함량의 불균일성에 의해 높이가 일정하지 않게 된다. 본 발명에서는 슬러리의 점도를 용매의 양으로 조절하며, 바람직하게는 500 내지 5,000 cps로 점도를 유지하여 캐스팅하며, 더욱 바람직하게는 1,400 내지 1,600 cps정도를 유지하는 것이 좋다.

또한 기판에 직접 캐스팅하는 격벽 페이스트의 경우 성형성을 증가시키기 위해 고비점 용매를 일부 사용하여 성형시 용매를 잔류하게 하여 격벽재료에 가소성을 줄 수도 있다. 상기 방법에 사용되는 용매는 N-메틸피롤리디논, 디메틸포룸아마이드 및 메타크레졸로 이루어지는 군으로부터 선택되는 것을 사용하는 것이 바람직하고, 더욱 바람직하게는 N-메틸피롤리디논을 사용한다. 상기 고비점 용매의 사용량은 전체 격벽재료 조성물의 0.1 내지 10 중량%가 바람직하고, 더욱 바람직하기로는 0.8 내지 1.5 중량%를 사용하면 더욱 좋다. 상기 방법은 격벽 페이스트 제조에만 적당한 이유는 그린 세라믹 테이프의 경우 캐리어 필름인 마일라 필름으로부터의 박리가 어렵기 때문이다.

또한 본 발명에서 사용되어지는 폴리에틸렌글리콜은 가소제 및 이형제의 역할을 수행하여 가소제 및 이형제를 필요로 하지 않지만, 보다 성형성을 증가시키기 위해 가소제 및 이형제를 사용할 수 있다. 본 발명에 사용될 수 있는 가소제 및 이형제는 에폭시 수지와 상용성이 있는 디뷰틸프탈레이트, 디시클로헥실프탈레이트, 뷰틸벤질프탈레이트(BBP), 트리페닐포스페이트, 트리크레실포스페이트, 2-에틸헥실디페닐포스페이트, 트리뷰톡시에틸포스페이트, N-에틸(o,p)-톨루엔술폰아마이드, (o,p)-톨루엔술폰아마이드, 클로리네이트 파라핀으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 물질을 사용하며, 전체 격벽재료 조성물의 함량에 대해 0.1 내지 10 중량%를 첨가하는 것이 바람직하다. 더욱 바람직하게는 뷰탈벤질프탈레이트를 0.8 내지 1.5 중량%를 사용하는 것이 좋다.

본 발명의 상기 평판표시장치용 격벽 페이스트 조성물은 평판표시장치용 격벽을 사용하는데 일반적으로 모두 사용할 수 있지만 특히 플라즈마 디스플레이 패널용 격벽을 제조하는데 사용하면 더욱 좋다.

또한 본 발명은 상기 격벽재료 조성물을 이용한 그린 세라믹 테이프 제조방법을 제공하는 바, 상기 그린 세라믹 테이프 제조방법은 (a) 상기 격벽재료 조성물을 혼합하고 믹싱하여 슬러리를 제조하는 슬러리 제조공정, (b) 상기 혼합된 슬러리를 기포를 제거하고 슬러리 캐리어 필름 위에 일정한 두께로 캐스팅하는 코팅공정, (c) 상기 코팅된 슬러리를 건조하는 건조공정을 포함하는 그린 세라믹 테이프 제조공정이다.

상기 슬러리 제조공정에서는 조성비율에 적절하게 혼합된 조성물을 볼 밀 자에 넣고 3 내지 5 시간 동안 믹싱을 한다. 이때 사용되는 볼은 직경이 약 1 cm 정도의 지르코늄 볼이 바람직하며, 초기 슬러리 부피만큼 채워 볼 밀을 수행한다.

상기에서 코팅공정은 볼 밀이 수행된 슬러리를 용매를 첨가하거나 또는 용매를 휘발시켜 점도를 맞춘다. 상기 점도는 바람직하게는 500 내지 5,000 cps가 좋으며, 더욱 바람직하게는 1,400 내지 1,600 cps정도를 유지하는 것이 좋다. 또한 상기 점도를 맞춘 슬러리의 기포를 제거한다. 기포의 제거는 감압장치에 의해 이루어지는 것이 바람직하다. 또한 상기 기포가 제거된 슬러리를 슬러리 캐리어 필름 위에 일정한 두께로 코팅한다. 상기에서 코팅은 테이프 캐스팅 장치에 의해 이루어지는 것이 균일한 코팅을 위하여 바람직하다. 상기에서 코팅의 두께는 요구되는 격벽의 용도에 따라 닥터 블레이드를 이용하여 조절 가능하며, 본 발명에서는 190 내지 210 ㎛바 바람직하며, 더욱 바람직하기로는 200 ㎛로 균일한 것이 좋다. 또한 상기 슬러리 캐리어 필름은 표면에 실리콘 코팅처리가 되어 있는 이형성이 우수한 마일라 필름을 이용하는 것이 바람직하다.

또한 상기 그린 세라믹 테이프 제조방법에서 상기 건조공정은 그린 세라믹 테이프의 건조에 일반적으로 사용되는 건조 방법이 사용될 수 있으며, 바람직하기로는 상기 건조방법이 열 건조이며, 보다 바람직하기로는 상기 열 건조 온도는 60 ℃ 이상 100 ℃ 미만이다.

또한 본 발명은 평판표시장치용 격벽 제조방법을 제공하는 바, 평판표시장치용 격벽 제조방법은 일반적으로 격벽 페이스트 조성물을 사용하여 그린 세라믹 테이프를 제조하거나 또는 바로 기판 위에 격벽 페이스트 조성물을 코팅하여 격벽 페이스트를 제조한 후, 성형공정 및 소성공정을 통하여 격벽이 제조된다.

본 발명에 의한 평판표시장치용 격벽 제조방법은 상기 평판표시장치용 격벽재료 조성물을 사용하는 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명의 평판표시장치용 격벽 제조방법에서 성형공정은 격벽을 성형하기 위해서는 유기물이 연화되고 흐름을 갖는 온도 이상에서 성형을 수행하는 것이 바람직하다. 본 발명의 경우에는 50 ℃ 내지 150 ℃가 바람직하고 더욱 바람직하게는 105 내지 115 ℃에서 성형하는 것이 좋다. 본 발명에 의한 격벽 제조방법은 개선된 격벽 페이스트 조성물과 경화촉매를 포함하는 바, 성형시 성형압력은 13 Kg/cm²이하에서도 가능하며, 종래의 격벽 페이스트 또는 그린 세라믹 테이프를 사용할 경우의 성형압력이 대략 130 Kg/cm²인 것과 비교하여 볼 때 생산설비의 축소화와 생산 경비의 현격한 절감을 가져올 수 있다.

또한 성형된 격벽을 소성하는 공정은 통상적인 소성방법들이 사용될 수 있으며, 바람직하게는 소성시 잔존하는 탄소함량을 5 % 미만으로 하는 것이 좋으며, 더욱 바람직하게는 3 % 미만이 좋다. 상기 잔존 탄소함량이 5 % 이상인 경우에는 제조된 격벽의 유전율이 저하되는 문제점이 발생하기 때문이다.

또한 본 발명의 상기 평판표시장치용 격벽 제조방법은 일반적인 평판표시장치용 격벽을 제조하는데 모두 사용할 수 있지만 특히 플라즈마 디스플레이 패널용 격벽을 제조하는데 사용하면 더욱 좋다.

이하 본 발명의 실시예를 기재한다. 그러한 하기 실시예는 본 발명을 예시하는 것으로서 본 발명을 한정하는 것은 아니다.

[실시예 1]

분산제를 무기물에 코팅하기 위해 피시오일 1.0 g과 무기물 83.76 g, 메틸에틸케톤 30 g을 볼 밀 자에 넣고 직경이 약 1 cm인 지르코늄 볼을 같은 부피로 채운 후 약 2 시간 가량 볼 밀을 수행하였다. 또한 에폭시 수지 (상품명 N680) 11.76 g를 메틸에틸케톤 20 g에 녹이고 수 평균 분자량 1000인 폴리에틸렌글리콜을 3.31 g 및 경화촉매인 2-메틸이미다졸 0.15 g을 에폭시 수지가 녹아져 있는 용액에 다시 녹였다. 상기 녹인 용액을 볼 밀 자에 다시 붓고 약 3시간 가량 볼 밀을 다시 수행하였다. 상기 밀링이 끝난 후 슬러리의 점도를 맞추고 기포를 제거하기 위한 디에어링 공정을 거친 후 테이프 캐스팅 장치에 슬러리를 붓고 건조된 세라믹 테이프가 200 ㎛의 일정한 두께가 되도록 닥터블레이드를 이용하여 코팅하고, 상기 슬러리를 건조하여 그린 세라믹 테이프를 제조하였다. 또한 제조된 그린 세라믹 테이프를 마일라 필름에서 박리한 후에 배면판으로 쓰일 타이타늄 기판 위에 올려 놓고, 기판과 그린 세라믹 테이프를 접착하는 라미네이션공정을 거친 다음 전극을 인쇄하였다. 이때 그린 세라믹 테이프가 올려지는 타이타늄 기판의 면은 에폭시 접착제에 의해 미리 코팅하였다. 또한 전극이 인쇄 된 후 전극을 보호하고 최종제품의 명암비를 조절하기 위해 에틸셀루로오스를 바인더로 사용한 검정색 안료를 전극이 인쇄된 세라믹 테이프 위에 스크린 인쇄하였다. 상기의 과정을 거친 세라믹 테이프가 합치된 타이타늄 기판은 하부 프레스의 온도가 110 ℃로 유지되고, 상부의 금형면 또한 110 ℃로 유지되는 프레스 상하부 사이에 기판을 올려놓고 약 13 Kg/cm²의 압력으로 2 분간 압력을 가한 후 금형에서부터 탈형시켰다. 성형이 되어진 기판은 약 500 ℃에서 소성 과정을 거친 다음 립의 높이를 측정한 결과 전면이 고르게 183 ㎛의 높이를 유지하였고 격벽성형시의 결과는 표 1에 나타내었다.

[실시예 2]

분산제를 무기물에 코팅하기 위해 피시오일 1.0 g과 무기물 83.76 g, 메틸에틸케톤 30 g을 볼 밀 자에 넣고 직경이 약 1 cm인 지르코늄 볼을 같은 부피로 채운 후 약 2시간 가량 볼 밀을 수행하였다. 또한 에폭시 수지 (상품명 N680) 14.92 g를 메틸에틸케톤 20 g에 먼저 녹이고 폴리에틸렌글리콜 수 평균 분자량 300을 0.15 g 및 2-메틸이미다졸 0.15 g을 에폭시 수지가 녹아져 있는 용액에 다시 녹였다. 상기 녹인 용액을 볼 밀 자에 다시 붓고 약 3시간 가량 볼 밀을 다시 수행하였다. 상기 밀링이 끝난 후, 슬러리의 점도를 맞추고 기포를 제거하기 위한 디에어링 공정을 거친 다음 테이프 캐스팅 장치에 슬러리를 붓고 건조된 세라믹 테이프의 두께가 200 ㎛의 일정한 두께가 되도록 직접 타이타늄 기판 위에 닥터블레이드를 이용하여 코팅하였다. 상기 코팅된 슬러리를 건조하여 배면판 위에 격벽 페이스트가 코팅된 기판을 올려놓았다. 다음으로 전극을 인쇄하고 프레스의 온도가 110 ℃로 유지되고 상부의 금형면 또한 110 ℃로 유지되는 프레스 상하부 사이에 기판을 올려놓고 약 76 Kg/cm²의 압력으로 2분간 압력을 가한 후 금형에서부터 탈형시겼다. 성형이 되어진 기판은 약 500℃에서 소성과정을 거친 다음 립의 높이를 측정한 결과 전면이 고르게 185㎛의 높이를 유지하였고 격벽 성형시의 결과는 표 1에 나타내었다.

[실시예 3]

실시예 1에서와 동일한 방법으로 제조하되 사용되는 용매를 고비점 용매인 N-메틸필롤리디논을 소량 첨가하여 그린 세라믹 테이프를 제조하고 성형한 결과 성형압력과 립높이의 변화를 표 1에 나타내었다.

[실시예 4 내지 13]

실시예 1에서와 동일한 방법으로 그린 세라믹 테이프를 제조하고 폴리에틸렌글리콜의 종류와 함량 그리고 촉매의 종류와 함량에 따라 성형압력과 립 높이를 달리하였다. 성형온도와 성형압력에 따른 결과를 표 1과 표 2에 나타내었다.

[실시예 14 내지 16]

실시예 1에서와 동일한 방법으로 그린 세라믹 테이프를 제조하고 무기물과 유기물의 함량비에 따라 성형압력과 립 높이가 달리하였다. 무기물과 유기물의 전체 함량의 비를 95 중량% 대 5 중량%, 90 중량% 대 10 중량%, 80 중량% 대 20 중량%의 비율로 성형한 경우의 결과를 표 3에 나타내었다.

[비교예 1]

폴리비닐뷰티랄(B-79) 2.65 g, 벤질뷰틸프탈레이트 1.77 g 그리고 피시오일 0.86 g을 메틸에틸케톤 12.15 g과 에탄올 12.15 g이 섞인 용매에 녹인 후 무기물 70.42 g을 볼 밀 자에 넣고 직경이 약 1 cm인 지르코늄 볼을 같은 부피로 채운 후 약 3시간 가량 볼 밀을 수행하였다. 상기 밀링이 끝난 후, 슬러리의 점도를 맞추고 기포를 제거하기 위한 디에어링 공정을 거친 다음 테이프 캐스팅 장치에 슬러리를 붓고 건조된 세라믹테이프의 두께가 200㎛의 일정한 두께가 되도록 닥터블레이드를 이용하여 코팅하였다. 상기 코팅된 슬러리가 건조하여 그린 세라믹 테이프가 제조하였다. 이후 제조된 그린 세라믹 테이프를 마일라 필름에서 박리한 후에 배면판으로 쓰일 타이타늄 기판 위에 올려 놓고 기판과 그린 세라믹 테이프를 접착하는 라미네이션공정을 거친 다음 전극을 인쇄하였다. 이때 그린 세라믹 테이프가 올려지는 타이타늄 기판의 면은 폴리비닐뷰티랄에 의해 제조된 접착제로 코팅하였다. 상기 세라믹테이프가 합치되고 전극이 인쇄된 기판은 하부 프레스의 온도가 110℃로 유지되고 상부의 금형면 또한 110℃로 유지되는 프레스 상하부 사이에 기판을 올려놓고 약 130 Kg/cm²의 압력으로 2분간 압력을 가한 후 금형에서부터 탈형시켰다. 상기 성형이 되어진 기판은 약 500 ℃에서 소성과정을 거친 다음 립의 높이를 측정한 결과 편압이 발생되어 전면이 고르지 않지만 평균적으로 180 ㎛의 높이를 유지하였으며 결과는 표 3에 나타내었다.

[비교예 2 내지 4]

비교예 1에서와 동일한 방법으로 그린 세라믹 테이프를 제조하고 성형압력과 성형온도를 달리하면서 립 높이, 편압, 립 균일도 및 뜯김발생 여부를 확인하여 그 결과를 표 3에 나타내었다

[표 1]

	실시예
조성물 종류	1	2	3	4	5	6	7
무기물	83.76	83.76	83.76	83.76	83.76	83.51	83.26
N680	11.76	14.92	11.76	13.57	10.55	11.72	11.69
PEG 300	3.33	0.17	3.31	1.52	4.54	3.32	3.30
PVB	-	-	1.02	-	-	-	-
BBP	-	-	-	-	-	-	-
2-MZ	0.15	0.15	0.15	0.15	0.15	0.45	0.75
피시오일	1.00	1.00	1.00	1.00	1.00	1.00	1.00
성형온도(℃)	110	110	110	110	110	110	110
성형시간	2분	2분	2분	2분	2분	1분	30초
성형압력(Kg/㎠)	13	76	13	56	10	13	13
편압	없음	약간있음	없음	없음	없음	없음	없음
뜯김발생	없음	없음	약간있음	없음	약간있음	없음	없음
소성후 평균 립 높이(㎛)	183	185	185	180	190	184	187
립 높이 균일도	양호	양호	양호	양호	양호	양호	양호

[표 2]

	실시예
조성물 종류	8	9	10	11	12	13
무기물	83.76	83.76	83.76	83.76	83.76	83.76
N680	11.76	11.76	11.76	11.76	11.76	11.76
N695	-	-	-	-	-	-
PEG 300	-	-	-	-	-	-
PEG 1000	3.33	-	-	3.33	3.33	3.33
PEG 2000	-	3.33	2.33	-	-	-
PVB	-	-	-	-	-	-
BBP		-	1.00	-	-	-
2-MZ	0.15	0.15	0.15	-	0.15	0.15
TPPK	-	-	-	0.15	-	-
피시오일	1.00	1.00	1.00	1.00	1.00	1.00
성형온도(℃	110	110	110	200	80	130
성형시간	2분	2분	2분	5분	4분	1분
성형압력(Kg/㎠)	13	13	13	10	56	10
편압	없음	없음	없음	없음	없음	없음
뜯김발생	없음	없음	없음	없음	없음	없음
소성후 평균 립 높이(㎛)	180	170	193	184	187	190
립 높이 균일도	양호	양호	양호	양호	양호	양호

[표 3]

	실시예	비교예
조성물 종류	13	14	15	1	2	3	4
무기물	95.0	90.0	80.0	93.02	93.02	93.02	93.02
N680	3.82	7.65	17.35	-	-	-	-
PEG 300	1.07	2.16	1.50	-	-	-	-
PVB	-	-	-	3.50	3.50	3.50	3.50
BBP	-	-	-	2.34	2.34	2.34	2.34
2-MZ	0.047	0.1	0.15	-	-	-	-
피시오일	0.063	0.09	1.00	1.14	1.14	1.14	1.14
성형온도(℃)	110	110	110	110	130	110	110
성형시간	2분	2분	2분	2분	2분	2분	2분
성형압력(Kg/㎠)	13	13	13	130	130	76	200
편압	없음	약갼있음	없음	많음	있음	적음	많음
뜯김발생	없음	없음	약간있음	약간있음	있음	없음	있음
소성후 평균 립 높이(㎛)	140	155	185	180	185	147	180
립 높이 균일도	양호	양호	양호	불량	불량	불량	불량

- N680 : 오소크레졸 노볼락에폭시 수지로서 연화점이 80 내지 90℃ 이며, 페놀노볼락 경화제가 오소크레졸 노볼락에폭시 수지에 대하여 당량 대 당량으로 함유되어 있음

- N695 : 오소크레졸 노볼락에폭시 수지로서 연화점 90 내지 100℃이며, 페놀노볼락 경화제가 오소크레졸 노볼락에폭시 수지에 대하여 당량 대 당량으로 함유되어 있음

- PEG 300 : 폴리에틸렌글리콜의 하나이며, 수 평균 분자량이 300임

- PEG 1000 : 폴리에틸렌글리콜의 하나이며, 수 평균 분자량 1000임

- PEG 2000 : 폴리에틸렌글리콜의 하나이며, 수 평균 분자량 2000임

- BBP : 뷰틸벤질프탈레이트의 하나임

- 2-MZ : 2-메틸이미다졸

- TPPK : 테트라페닐포슬포늄 테트라페닐보레이트

- NMP : N-메틸피롤리디논

상기 표 1, 표 2 및 표 3에서 편압발생은 립높이가 전면에 걸쳐 균일하지 못함을 의미하고, 뜯김발생은 탈형시 립의 기계적 강도가 약하거나 이형성이 부족하여 발생되는 현상이다.

상기 표 1 내지 표 3에서 보는 바와 같이 실시예 1 내지 16의 평판표시장치용 격벽은 비교예 1 내지 4의 격벽에 비하여 성형압력이 10 내지 76 Kg/cm²로서 130 Kg/cm²에 비하여 현저히 낮은 압력에서 성형이 가능하며, 편압 발생과 뜯김발생이 줄어들었으며, 소성 후 립높이의 균일도도가 양호하여졌다.

본 발명에 의해 플라즈마 디스플레이의 격벽제조 방법 중의 스퀴징 법에 있어서 성형압력을 기존의 10분의 1로 감소시키는 유기재료를 발명하므로써 격벽성형시 성형압력의 감소로 인해 압축장치가 간단해지므로 장치설비비를 줄일 수 있으며, 성형면적의 균일도가 증가하여 차후에 격벽면을 평탄화 하기 위한 공정을 줄일 수 있다. 또한 유기재료의 경화에 의해 고온에서 탈형시 취약점인 기계적 물성과 소성시 형상의 유지도를 개선하여 소성시 격벽이 허물어지는 변형을 방지할 수 있다.

Claims

(a) 무기물, (b) 유기바인더, (c) 유연성 고분자, (d) 분산제, (e) 경화촉매 및 (e) 용매를 포함하는 것을 특징으로 하는 평판표시장치용 격벽 페이스트 조성물.
제 1항에 있어서, 상기 무기물은 유리 1이 80 내지 90 중량%, 유리 2가 5 내지 15중량%, TiO₂가 0.5 내지 2 중량%, 코르디에라이트가 0.5 내지 2 중량% 및 포스터라이트가 0.5 내지 2 중량%이며, 전체 평판표시장치용 격벽 페이스트 조성물의 40 내지 95 중량%를 포함되는 것을 특징으로 하는 평판표시장치용 격벽 페이스트 조성물.
제 1항에 있어서, 상기 유기 바인더는 열경화성 수지 또는 광경화성 수지인 것을 특징으로 하는 평판표시장치용 격벽 페이스트 조성물.
제 1항에 있어서, 상기 유기 바인더는 전체 평판표시장치용 격벽 페이스트 조성물의 2 내지 30 중량%를 포함되는 것을 특징으로 하는 평판표시장치용 격벽 페이스트 조성물.
제 3항에 있어서, 상기 열경화성 수지는 에폭시 수지, 불포화 폴리에스터 수지, 페놀수지, 멜라민 수지, 우레탄 수지, 폴리실록산실리케이트 및 이들의 혼합물로 이루어지는 군으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 평판표시장치용 격벽 페이스트 조성물.
제 3항에 있어서 상기 광경화성 수지는 에폭시아크릴레이트, 우레탄아크릴에이트, 폴리에스터아크릴레이트 및 이들의 혼합물로 이루어지는 군으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 평판표시장치용 격벽 페이스트 조성물.
제 5항에 있어서, 상기 에폭시 수지는 오소크레졸노볼락 수지인 것을 특징으로 하는 평판표시장치용 격벽 페이스트 조성물.
제 1항에 있어서, 상기 유연성 고분자는 폴리에틸렌글리콜, 폴리프로필렌글리콜, 폴리에틸렌옥사이드, 폴리프로필렌옥사이드 및 이들의 혼합물로 이루어지는 군으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 평판표시장치용 격벽 페이스트 조성물.
제 8항에 있어서, 상기 폴리에틸렌글리콜은 수 평균 분자량이 1,000 내지 1,500이며, 상기 폴리에틸렌글리콜의 함량은 평판표시장치용 격벽 페이스트 조성물에 포함되는 열 경화성 수지 100 중량부에 대하여 1 중량부 내지 50 중량부인 것을 특징으로 하는 평판표시장치용 격벽 페이스트 조성물.
제 1항에 있어서, 상기 분산제는 피시오일, 폴리에틸렌글리콜에테르, 알킬술폰산염, 폴리카르복실산염 및 알킬암모늄염로 이루어지는 군으로부터 선택되며, 전체 평판표시장치용 격벽 페이스트 조성물의 0.1 내지 5 중량%를 포함하는 것을 특징으로 하는 평판표시장치용 격벽 페이스트 조성물.
제 1항에 있어서, 상기 경화촉매는 케톤퍼옥사이드, 디아실퍼옥사이드, 퍼옥사이드, 퍼옥사이드케탈, 퍼옥시에스테르, 하드로퍼옥사이드, 퍼옥시카보네이트, t-뷰틸퍼옥시-2-에틸헥사노에이트, 비스(4-t-뷰틸시클로헥실)-퍼옥시디카보네이트, 디큐밀퍼옥사이드, 아조비스이소뷰티로니트릴, 2-메틸이미다졸, 2에틸-4-메틸이미다졸, 2-운데실이미다졸, 2-페닐이미다졸, 1-벤질-2-메틸이미다졸, 1-시아노에틸-2-메틸이미다졸, 1-시아노에틸-2-에틸-4메틸이미다졸, 1-시아노에틸-2-운데실이미다졸 및 1-시아노에틸-2-운데실이미다졸, 트리페닐포스핀, 트리-n-뷰틸포스핀, 트리-m-토일포스핀, 트리사이클로헥실포스핀, 트리-n-옥틸포스핀, 트리-n-옥틸포스핀옥사이드, 테트라-n-뷰틸포스포니움브로마이드, 1,2-비스(디페닐포스피노)에탄으로 이루어지는 군으로부터 선택되며, 상기 사용되는 경화촉매의 양은 전체 평판표시장치용 격벽 페이스트 조성물의 0.01 내지 5 중량%를 포함하는 것을 특징으로 하는 평판표시장치용 격벽 페이스트 조성물.
제 1항에 있어서, 상기 용매는 메탄올, 에탄올, 이소프로필 알코올, 아세톤, 메티에틸케톤, 톨루엔, 크실렌, 사이클로헥산올, 염화메틸렌, 3-메톡시뷰틸아세테이트, 에틸렌글리콜모노알킬에테르류, 에틸렌글리콜디알킬에테르류, 디에틸렌글리콜모노알킬에테르류, 디에틸렌글리콜모노알킬에테르아세테이트로 이루어지는 군으로부터 선택되며, 전체 평판표시장치용 격벽 페이스트 조성물의 2 내지 30 중량% 포함되는 것을 특징으로 하는 평판표시장치용 격벽 페이스트 조성물.
제 1항에 있어서, 상기 평판표시장치용 격벽 페이스트 조성물은 뷰탈벤질프탈레이트를 0.8 내지 1.5 중량% 더욱 포함하는 것을 특징으로 하는 평판표시장치용 격벽 페이스트 조성물.
제 1항에 있어서, 상기 평판표시장치용 격벽 페이스트 조성물은 플라즈마 디스플레이 패널용 격벽 페이스트 조성물인 것을 특징으로 하는 평판표시장치용 격벽 페이스트 조성물.
(a) 제 1항의 평판표시장치용 격벽 페이스트 조성물을 혼합하고 밀링하여 슬러리를 제조하는 슬러리 제조공정;

(b) 상기 혼합된 슬러리를 기포를 제거하고 슬러리 캐리어 필름 위에 일정한 두께로 캐스팅하는 코팅공정; 및

(c) 상기 코팅된 슬러리를 건조하는 건조공정

을 포함하는 것을 특징으로 하는 그린 세라믹 테이프 제조방법.
제 15항에 있어서, 상기 코팅공정에서의 캐스팅시의 슬러리의 점도는 500 내지 5,000 cps 인 것을 특징으로 하는 그린 세라믹 테이프 제조방법.
제 15항에 있어서, 상기 건조공정은 건조온도가 60 ℃ 이상 100 ℃ 미만의 열건조를 사용하는 것을 특징을 하는 그린 세라믹 테이프 제조방법.
제 15항에 의하여 제조된 그린 세라믹 테이프.
평판표시장치용 격벽 페이스트 조성물을 사용하여 평판표시장치용 격벽을 제조하는 방법에 있어서, 제 1항의 평판표시장치용 격벽 페이스트 조성물을 사용하는 것을 특징으로 하는 격벽 제조방법.
제 19항에 있어서, 성형공정에서 성형압력이 13 Kg/cm²이하인 것을 특징으로 하는 평판표시장치용 격벽 제조방법.
제 19항에 있어서, 소성공정을 거친 격벽은 잔존하는 탄소함량이 5 % 미만인 것을 특징으로 하는 평판표시장치용 격벽 제조방법.
제 19항에 있어서, 상기 평판표시장치용 격벽 페이스트 조성물은 N-메틸피롤리디논, 디메틸포룸아마이드 및 메타크레졸로 이루어지는 군으로부터 선택되는 고비점 용매를 더욱 포함하는 것을 특징으로 하는 평판표시장치용 격벽 제조방법.
제 19항에 있어서, 상기 평판표시장치용 격벽 제조방법은 플라즈마 디스플레이 패널 격벽 제조방법인 것을 특징으로 하는 평판표시장치용 격벽 제조방법.
제 19항에 의하여 제조된 평판표시장치용 격벽.