KR20060084621A - 플라즈마 디스플레이 패널의 버스 전극 및 그 제조방법 - Google Patents

플라즈마 디스플레이 패널의 버스 전극 및 그 제조방법 Download PDF

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KR20060084621A
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Abstract

본 발명은 플라즈마 디스플레이 패널의 버스 전극 및 그 제조방법에 관한 것으로서, 더욱 구체적으로는 Ag 성분 이동 방지층을 포함함으로써 기판의 황변 현상을 방지할 수 있는 버스 전극, 이를 포함하는 플라즈마 디스플레이 패널 및 그 제조방법에 관한 것이다. 본 발명에 따르면, 버스 전극 중의 Ag 성분이 기판 및 유전체층으로 이동하여 상부 기판이 황색으로 변색되는 황변 현상을 방지할 수 있으며, 또한 콘트라스트 향상에도 기여할 수 있다는 효과가 있다.
플라즈마 디스플레이 패널, 버스 전극, 황변 현상

Description

플라즈마 디스플레이 패널의 버스 전극 및 그 제조방법{A bus electrode for plasma display panel, and a method of preparing the same}
도 1은 종래기술에 따른 교류형 플라즈마 디스플레이 패널에 구비된 단위 방전 셀에 대한 단면도이다.
도 2는 본 발명의 일 구현예에 따른 플라즈마 디스플레이 패널의 상측 기판 전극에 대한 단면도이다.
도 3은 본 발명의 일 구현예에 따른 버스 전극을 제조하기 위한 그린 시트에 대한 단면도이다.
도 4는 본 발명의 일 구현예에 따라서 그린 시트를 이용하여 본 발명의 버스 전극을 제조하기 위한 공정도를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 구현예에 따른 플라즈마 디스플레이 패널의 구조를 개략적으로 보여주는 부분 사시도이다.
본 발명은 플라즈마 디스플레이 패널의 버스 전극 및 그 제조방법에 관한 것으로서, 더욱 구체적으로는 Ag 성분 이동 방지층을 포함함으로써 황변 현상을 방지 할 수 있는 버스 전극, 이를 포함하는 플라즈마 디스플레이 패널 및 그 제조방법에 관한 것이다.
통상적으로, 플라즈마 디스플레이 패널은 밀폐된 공간에 설치된 전극들 사이에 가스가 충전된 상태에서 전극에 소정의 전압을 인가하여 글로우 방전 (glow discharge)이 일어나도록 하고, 글로우 방전시 발생되는 자외선에 의해 소정 패턴으로 형성된 형광체층을 여기시켜 화상을 형성하게 된다. 이와 같은 플라즈마 디스플레이 패널은 구동방법에 따라 직류형 또는 교류형 또는 혼합형 (Hybrid type)으로 분류되고, 전극 구조에 따라 방전에 필요한 최소 2개의 전극을 갖는 것과, 3개의 전극을 갖는 것으로 구분된다.
도 1에는 통상적인 교류형 플라즈마 디스플레이 패널에 구비된 단위 방전 셀에 대한 단면 구조를 나타내었다.
도 1을 참조하면, 방전 셀 (110)에 있어, 상측 기판 (111)의 하면에는 상호 간에 방전 갭으로 이격된 X 전극 (113)과 Y 전극 (114)으로 이루어진 유지 전극쌍 (112)이 형성되어 있다. 상기 X 전극 (113)과 Y 전극 (114)은 공통 전극과 스캔 전극으로 각각 작용하게 된다. 상기 X 전극 (113) 및 Y 전극 (114)은 각각 투명 전극 (113a)(114a)과 이들의 하면에 형성되어 전압을 인가하는 버스 전극 (113b)(114b)으로 구비되어 있다. 상기 유지 전극쌍 (112)은 상측 유전체층 (115)에 의해 매립되어 있으며, 상기 상측 유전체층 (115)의 하면에는 보호층 (116)이 형성되어 있다.
그리고, 상기 상측 기판 (111)과 대향되도록 하측 기판 (121)이 배치되어 있 으며, 상기 하측 기판 (121)상에는 어드레스 전극 (122)이 형성되어 있다. 상기 어드레스 전극 (122)은 하측 유전체층 (123)에 의해 매립되어 있다. 그리고, 상기 하측 유전체층 (123)상에는 형광 물질로 형광체층 (124)이 형성되어 있다. 한편, 이와 같이 구성된 방전 셀 (110) 내에는 방전 가스가 주입되어진다.
상기와 같은 구조를 가지는 방전 셀 (110)들이 구비된 플라즈마 디스플레이 패널의 작동을 간략하게 설명하면 다음과 같다.
먼저, 어드레스 전극 (122)과 Y 전극 (114) 사이에 어드레스방전 전압이 인가되면 어드레스방전이 일어나게 되며, 이에 따라 어드레싱된 방전 셀 (110)에 소정의 벽전하가 형성된다. 그리고, 이와 같은 상태에서 X 전극 (113)과 Y 전극 (114) 사이에 유지방전 전압이 인가되면 유지방전이 일어나게 된다. 이러한 방전에 의해 발생된 전하들은 방전 가스와 충돌하게 되며, 이에 따라 플라즈마가 형성되어 자외선이 발생하게 된다. 이와 같은 자외선의 발생으로 형광체층 (124)이 여기됨으로써 화상이 표시되어진다.
현재 상기와 같은 플라즈마 디스플레이 패널에 있어서, 상측 기판의 버스 전극은 대부분 Ag 등의 도전성 분말을 포함하는 감광성 페이스트를 이용하여 사진식각법 (photolithography)으로 형성되고 있다. 그러나, 버스 전극에 도전성을 부여하는 Ag 성분은 기판 및 버스 전극을 덮고 있는 유전체층으로 이동 (migration)하여 알카리 금속 성분과 반응하게 되고, 기판 및 유전체층을 황색 또는 갈색으로 서서히 변질시킴으로써 결과적으로 플라즈마 디스플레이 패널의 콘트라스트 및 색순도를 떨어뜨리는 결과를 야기한다. 이러한 Ag 성분의 이동 방식은 전자 이동 방식 과 이온 이동 방식에 의하고, 그 정도는 Ag 전극에 인접한 재료와 제조 공정 조건들에 영향을 받는다.
이러한 황변 현상의 발생 정도는, Ag 전극과 인접한 재료인 기판, 특히 유리 기판의 경우에 Na 및 K와 같은 알카리 금속 및 Mg 및 Ca와 같은 알카리토금속 성분들 (그 중에서도 특히 알카리 금속)을 많이 포함할수록 Ag 성분의 유리 기판으로의 이동 현상 및 그에 따른 황변 현상이 증가하며, 유전체층의 경우도 유리 기판과 마찬가지로 알카리 금속 또는 알카리 토금속에 의해서 발생되지만, 그 외에도 먼지 등과 같은 오염 물질과 유전체층의 핀홀 (pin hole)이 존재하면 그 정도가 더욱 심해지고, 또한 유전체층 형성시 소성 공정에서 소성이 완전하게 일어나지 않아서 유기 불순물이나 용제 성분 등이 잔류하여도 그 정도가 심해진다.
따라서, 종래에는 이러한 Ag 성분 이동에 의한 황변 현상을 감소시키기 위해서, 전극 도전성 물질로서 Ag를 사용하지 않고, Ag의 합금, 예를 들어 Ag/Pd, Ag/Pd/Au, 또는 Ag/Cu 등의 합금을 사용하기도 하였으나, Ag/Pd 및 Ag/Pd/Au 합금은 그 가격이 매우 고가인 단점이 있고, Ag/Cu 합금의 경우 저항이 크게 증가된다는 문제점이 있었다.
따라서, 본 발명은 상기 종래기술의 문제점을 해결하여, 비용이 저렴하면서도, 전극의 저항을 크게 증가시킴이 없이, 플라즈마 디스플레이 패널의 황변 현상을 감소시킬 수 있으면서도, 콘트라스트 향상에도 기여할 수 있는 새로운 버스 전극 및 그 제조방법을 제공하고자 한다.
본 발명의 일 구현예는 상기 기술적 과제를 달성하기 위하여,
Ag층 및 Ag 성분 이동 방지층을 포함하는 플라즈마 디스플레이 패널의 버스 전극을 제공한다.
다른 구현예에서, 본 발명은 지지체 필름, Ag층, 보호 필름층, 및 Ag 성분 이동 방지층을 포함하는 감광성 그린 시트를 제공한다.
또 다른 구현예에서, 본 발명은,
기판 상에 투명 전극을 패터닝하는 단계;
상기 투명 전극 상에 Ag층 및 Ag 성분 이동 방지층을 코팅하는 단계;
포토 마스크가 부착된 노광 장치를 이용하여 상기 코팅된 투명 전극을 노광하는 단계;
현상액을 분사하여 미노광된 부분을 제거하는 단계; 및
상기 투명 전극을 소성하는 단계를 포함하는 플라즈마 디스플레이 패널의 버스 전극 제조방법을 제공한다.
또 다른 구현예에서, 본 발명은 상기 버스 전극을 포함하는 플라즈마 디스플레이 패널을 제공한다.
이하, 본 발명에 대하여 더욱 상세하게 설명하기로 한다.
본 발명에서는 플라즈마 디스플레이 패널의 버스 전극의 도전성 성분인 Ag 성분의 기판 및 유전체 층으로의 이동을 방지함으로써 황변 현상을 방지하고, 더불어 패널의 콘트라스트 향상도 도모하고자 한다.
본 발명은 상기와 같은 기술적 과제를 달성하기 위해서, Ag 성분 이동 방지층을 포함하는 플라즈마 디스플레이 패널의 버스 전극을 제공한다.
바람직하게는, 상기 Ag 성분 이동 방지층은 Ni층이다.
Ni층은 Ag 이동과 같은 현상이 발생되지 않고, Ag보다는 도전성이 다소 떨어지지만, 비교적 우수한 도전성을 보유하고 있으며, 가격이 저렴하고, 또한 Ag 분말과 같이 원하는 형태 및 크기를 조절하여 제조하기가 용이하기 때문에 본 발명의 Ag 성분 이동 방지층으로 사용되기에 적합하다.
바람직하게는, 이러한 Ni층은 상기 Ag층의 상층에 적층되는 백색 Ni층 및 상기 Ag층의 하층에 적층되는 흑색 Ni층을 포함하는 것이 바람직한데, Ag층의 상층에 적층되는 Ni층은 유전체층으로의 Ag 성분의 이동을 차단하는 역할을 하며, Ag층의 하층에 적층되는 Ni층은 유리 기판으로의 Ag 성분의 이동을 차단하는 역할을 한다.
특히 상기 Ag층의 하층에 적층되는 흑색 Ni층은 무기 흑색 안료를 포함하는데, 이는 이러한 무기 흑색 안료를 포함하는 흑색 Ni층을 채용하는 경우에는 Ag 성분의 이동 방지 이외에도, 플라즈마 디스플레이 패널의 콘트라스트를 향상시킬 수 있기 때문이다.
도 2에는 본 발명의 일 구현예에 따른 버스 전극을 포함하는 플라즈마 디스플레이 패널의 상측 기판 전극에 대한 단면도가 도시되어 있다. 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 구현예에 따른 플라즈마 디스플레이 패널의 상측 기판은 유리 기판 (21) 상에 투명 전극 (22), 흑색 Ni층 (23), Ag층 (24), 및 백색 Ni층 (25)이 순차적으로 적층된 구조를 갖는 것을 알 수 있다. 도 2에서 흑색 Ni층 (23), Ag층 (24), 및 백색 Ni층 (25)을 합하여 버스 전극이라 한다 (26).
또한, 본 발명은 상기 다른 기술적 과제를 달성하기 위해서, 지지체 필름, Ag층, 보호 필름층, 및 Ag 성분 이동 방지층을 포함하는 감광성 그린 시트를 제공한다.
본 발명에 따른 버스 전극은 종래의 통상적인 버스 전극 형성 방법을 사용하여 제조될 수도 있지만, 공정 생산성 등을 고려할 때, 감광성 그린 시트를 사용하여 제조하는 것이 바람직하며, 이러한 감광성 그린 시트의 구조는 도 3에 도시된 바와 같다. 여기에서, 그린 시트란 지지체 필름과 보호 필름 사이에 건조 페이스트가 존재하는 구조를 의미한다.
상기 Ag 성분 이동 방지층은 상술한 바와 마찬가지로 Ag층의 상층 및 하층 모두에 적층되는 것이 바람직하며, 이 중 상층에 적층되는 Ag 성분 이동 방지층은 백색 Ni층이고, 하층에 적층되는 Ag 성분 이동 방지층은 무기 흑색 안료를 포함하는 흑색 Ni층인 것이 바람직하다.
도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 감광성 그린 시트는, 지지체 필름 (31) 상에, 흑색 Ni층 (32), Ag층 (33), 백색 Ni층 (34), 및 보호 필름층 (35)이 순차적으로 적층된 구조를 갖고 있으며, 각 층의 특성들에 대하여 보다 상세히 서술하면 하기와 같다.
1) 지지체 필름층
지지체 필름은 감광성 그린 시트를 제조함에 있어서, 지지체의 역할을 할 수 있는 탄성을 지니고 있으면서, 또한 감광성 그린 시트의 제조 후에 굴대에 감아서 보관할 수 있을 정도의 유연성을 지니는 것이어야 한다. 또한, 표면 평활성이 우수하여 돌기 등의 표면 굴곡이 없어야 하고, 감광성 수지 조성물에 대한 내약품성을 지니고 있여야 한다. 따라서, 상기 언급한 특성들을 만족시키기 위해서는, 지지체 필름의 두께가 10 내지 50 ㎛이고, 그 재질은 폴리에스테르 필름 또는 변형된 폴리에스테르 필름인 것이 바람직하다.
2) 보호 필름층
보호 필름은 감광성 수지 층에 먼지가 부착되거나 취급시 손상을 방지하는 보호막의 역할을 하며, 점착성을 갖는 감광성 수지층을 서로 붙지 않고 굴대에 감아둘 수 있게 함으로써, 감광성 그린 시트의 제조 및 운반에서 중요한 역할을 담당한다. 또한, 보호 필름은 적당한 탄성을 가지고 있어서 감광성 그린 시트를 건조된 격벽 막 상에 부착시키는 경우에 공기의 혼입을 방지해야 하며, 아울러 보호 필름을 벗겨내는 공정에서 보호 필름이 처지는 현상도 방지할 수 있어야 한다. 마지막으로, 표면 평활성이 우수하여 돌기 등의 표면 굴곡이 없어야 하고, 감광성 도전 페이스트에 대한 내약품성을 지니고 있어야 한다. 따라서, 상기 언급한 특성들을 만족시키기 위해서는, 보호 필름의 두께가 10 내지 50 ㎛이고, 그 재질은 폴리에틸렌 필름과 같은 폴리올레핀 필름, 폴리에스테르 필름 또는 변형된 폴리에스테르 필름인 것이 바람직하다.
3) 흑색 Ni층
흑색 Ni층은 흑색 Ni 감광성 페이스트를 이용하여 형성되며, 이러한 흑색 Ni 감광성 페이스트는 Ni 분말, 무기 흑색 안료, 무기질계 바인더, 및 비이클을 포함 한다. 흑색 Ni 감광성 페이스트를 구성하는 각 성분들에 대하여 보다 상세히 살펴보면 하기와 같다.
a) Ni 분말
상기 Ni 분말의 입자 외형은 구형인 것이 바람직한데, 이는 구형의 입자가 충진율 및 자외선 투과도에 있어서 판상이나 무정형보다 우수한 특성을 갖기 때문이다. 또한, 상기 Ni 분말의 평균 입경은 0.1 내지 5.0 ㎛인 것이 바람직한데, 평균 입경이 0.1 ㎛ 미만인 경우에는 페이스트의 분산성 및 노광 감도가 불량해지기 때문에 바람직하지 않고, 평균 입경이 5.0 ㎛를 초과하는 경우에는 소성 막 패턴의 직진성이 불량해지기 때문에 바람직하지 않다. 또한, 상기 Ni 분말의 함량은 흑색 Ni 감광성 페이스트 100 중량부에 대하여 30 내지 60 중량부인 것이 바람직한데, 상기 범위 미만인 경우에는 Ag의 유리 기판으로의 이동을 효과적으로 방지할 수 없다는 문제점이 있어서 바람직하지 않고, 상기 범위를 초과하는 경우에는 상대적으로 무기 흑색 안료의 함량이 낮아져서 흑색도가 감소하기 때문에 결과적으로 콘트라스트 향상이 충분하지 않다는 문제점이 있어서 바람직하지 않다.
b) 무기 흑색 안료
상기 무기 흑색 안료로는 Ru, Cr, Fe, Co, Mn, Cu 등의 산화물 및 이들의 복합 산화물, 즉 Ru-Pb, Ru-Pb-Bi, Ru-Bi-Cd, Co-Cr-Fe, Co-Mn-Fe, Co-Fe-Mn-Al, Co-Ni-Cr-Fe, Co-Ni-Mn-Cr-Fe, Co-Ni-Al-Cr-Fe, Co-Mn-Al-Cr-Fe-Si의 산화물을 사용할 수 있으며, 기타 카본 블랙, 티탄 블랙, 질화물, 탄화물 등도 사용 가능하다. 상기 무기 흑색 안료의 입자 외형은 구형인 것이 바람직한데, 이는 구형의 입자가 충 진율 및 자외선 투과도에 있어서 판상이나 무정형보다 우수한 특성을 갖기 때문이다. 또한, 상기 무기 흑색 안료의 평균 입경은 0.1 내지 5.0 ㎛인 것이 바람직한데, 평균 입경이 0.1 ㎛ 미만이 되면 페이스트의 분산성 및 노광 감도가 불량해지고, 평균 입경이 5.0 ㎛를 초과하게 되면 소성 막 패턴의 직진성이 불량해지는 문제점이 있어서 바람직하지 않다. 또한, 상기 무기 흑색 안료의 함량은 Ni 분말 100 중량부 대비 50 내지 150 중량부인 것이 바람직한데, 함량이 상기 범위에 미달되는 경우에는 흑색도가 감소함으로써 결과적으로 콘트라스트가 떨어지는 문제가 발생하고, 상기 범위를 초과하는 경우에는 상대적으로 Ni 함량이 낮아져서 Ag의 유리 기판으로의 이동을 효과적으로 방지할 수 없다는 문제점이 있어서 바람직하지 않다.
c) 무기질계 바인더
상기 무기질계 바인더로는, 이에 제한되는 것은 아니지만, Pb, Bi, Si, B, Ba, Zn, Mg, Ca, 및 Li 등의 복합 산화물을 예로 들 수 있으며, 구체적으로는, PbO-SiO2-B2O3계, PbO-SiO2-B2O3-BaO계, PbO-SiO2-B2O3-BaO-ZnO계, Bi2O3-SiO2 -B2O3계, Bi2O3-SiO2-B2O3-BaO계, Bi2O 3-SiO2-B2O3-BaO-ZnO계, ZnO-SiO2-B2 O3-BaO계, MgO-CaO-SiO2-B2O3-BaO계, Li2O-MgO-SiO2-B2 O3-BaO계 등으로 이루어진 군으로부터 하나 이상 선택된 것이 사용될 수 있다. 이러한 무기질계 바인더의 입자 외형은 특별히 한정되지 않으나, 구형일수록 좋고, 평균 입경은 0.1 내지 5.0 ㎛인 것이 바람직한데, 평균 입경이 0.1 ㎛ 미만이 되면 페이스트의 분산성 및 노광 감도가 불량해지기 때 문에 바람직하지 않고, 평균 입경이 5.0 ㎛를 초과하게 되면 소성 막 패턴의 직진성이 불량해지기 때문에 바람직하지 않다. 또한, 상기 무기질계 바인더의 연화 온도 (softening temperature)는 400 내지 600 ℃인 것이 바람직한데, 연화 온도가 400 ℃ 미만인 경우에는 소성 시 전극 주변으로 흘러 내려 퍼져 버리거나 유기물 분해를 방해하게 되며, 연화 온도가 600 ℃를 초과하는 경우에는 소성 온도가 600 ℃를 초과하는 온도에서는 유리 기판이 휘어지기 때문에 소성 온도를 600 ℃ 이상으로 사용할 수 없어서, 무기질계 바인더의 연화가 일어날 수 없게 되는 문제점이 있다. 마지막으로, 상기 무기질계 바인더의 함량은 Ni 분말 100 중량부에 대해서 1 내지 20 중량부인 것이 바람직한데, 무기질계 바인더의 함량이 1 중량부 미만인 경우에는 Ni 분말과 투명 전극 사이의 접착력이 저하되고, 20 중량부를 초과하게 되는 경우에는 흑색도가 떨어지는 문제점이 있어서 바람직하지 않다.
d) 비이클
흑색 Ni 감광성 페이스트는 비이클을 포함하며, 비이클의 함량은 상기 Ni 분말 100 중량부에 대해서 20 내지 100 중량부인 것이 바람직하다. 비이클의 함량이 20 중량부에 미달되는 경우에는 페이스트의 인쇄성 불량 및 노광 감도가 저하되므로 바람직하지 못하며, 100 중량부를 초과하는 경우에는 상대적으로 Ni 및 흑색 무기 안료의 함량비가 낮게 되어 Ag 이동을 효과적으로 방지하지 못하거나, 흑색도가 떨어지는 문제가 발생되기 때문에 바람직하지 못하다.
상기 비이클은 바인더, 가교제, 광개시제, 및 용매 등의 성분을 포함하며, 각 성분의 함량은, 바인더 100 중량부에 대해서, 20 내지 150 중량부의 가교제, 10 내지 150 중량부의 광개시제, 및 100 내지 500 중량부의 용매인 것이 바람직하다.
상기 바인더는 카르복실기를 갖는 모노머와 다른 1개 이상의 모노머들과의 공중합체의 형태이며, 흑색 Ni 감광성 페이스트가 알카리 수용액에 현상이 되게 하는 역할을 한다. 비이클 중 바인더의 함량이 상기 범위에 미달되는 경우에는 인쇄성이 떨어지고, 상기 범위를 초과하는 경우에는 현상성 불량 및 소성막 주변에 잔사 (residue)를 발생시킬 수 있어서 바람직하지 않다.
상기 카르복실기를 갖는 모노머는 아크릴산, 메타크릴산, 푸마르산, 말레인산, 비닐초산 및 이들의 무수물로 이루어진 군으로부터 하나 이상 선택된 것이 바람직하며, 이들 산성기를 갖는 모노머들과 공중합시킬 수 있는 모노머들로는 메틸아크릴레이트, 메틸메타크릴레이트, 에틸아크릴레이트, 에틸메타크릴레이트, n-부틸아크릴레이트, n-부틸메타크릴레이트, 이소부틸아크릴레이트, 이소부틸메타크릴레이트, 2-히드록시에틸아크릴레이트, 2-히드록시에틸메타크릴레이트, 에틸렌글리콜모노메틸에테르아크릴레이트, 및 에틸렌글리콜모노메틸에테르메타크릴레이트로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상인 것이 바람직하다.
또한 바인더로는 상기 중합체의 산성기인 카르복실기의 일부분과 에틸렌성 불포화 화합물을 반응시킴으로써, 자외선 조사에 의하여 바인더 내에 가교 반응을 일으킬 성분이 부가된 것을 이용할 수도 있다. 상기 에틸렌성 불포화 화합물로는 글리시딜 메타크릴레이트, 3,4-에폭시 시클로헥실 메틸메타크릴레이트, 및 3,4-에폭시 시클로헥실 메틸아크릴레이트로 이루어진 군으로부터 선택된 것이 사용될 수 있다.
또한 바인더로는 상기 공중합체를 단독으로 사용할 수도 있으나, 막 레벨링이나 요변 특성 향상 등의 목적으로 셀룰로오스, 메틸셀룰로오스, 에틸셀룰로오스, 프로필셀룰로오스, 에틸메틸셀룰로오스, 니트로셀룰로오스, 히드록시메틸셀룰로오즈, 히드록시에틸셀룰로오스, 카르복시메틸셀룰로오스, 카르복시에틸셀룰로오스, 및 카르복시에틸메틸셀룰로오스로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상의 물질을 혼합하여 사용할 수도 있다.
상기 공중합체의 분자량은 5,000 내지 50,000 g/mol인 것이 바람직하며, 산가는 20 내지 100 mgKOH/g인 것이 바람직하다. 공중합체의 분자량이 5,000 g/mol 미만인 경우에는 페이스트의 인쇄성이 떨어지고, 50,000 g/mol을 초과하는 경우에는 현상시 비노광부가 제거가 안되는 문제점이 있어서 바람직하지 않다. 또한, 공중합체의 산가가 20 mgKOH/g 미만인 경우에는 현상성이 떨어지고, 100 mgKOH/g을 초과하는 경우에는 노광된 부분까지 현상되는 문제점이 있어서 바람직하지 않다.
상기 가교제로는 단관능 및 다관능 모노머가 이용될 수 있는데, 일반적으로는 노광 감도가 좋은 다관능 모노머를 이용한다. 이러한 다관능 모노머로는, 이에 제한되는 것은 아니지만, 에틸렌 글리콜 디아크릴레이트(EGDA)와 같은 디아크릴레이트계; 트리메틸올프로판 트리아크릴레이트(TMPTA), 트리메틸올프로판에톡시레이트트리아크릴레이트(TMPEOTA), 또는 펜타에리스리톨트리아크릴레이트(PETA)와 같은 트리아크릴레이트계; 테트라메틸올프로판 테트라아크릴레이트, 또는 펜타에리스리톨테트라아크릴레이트와 같은 테트라아크릴레이트계; 디펜타에리스리톨 헥사아크릴레이트(DPHA)와 같은 헥사아크릴레이트계로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상 이 사용될 수 있다. 상기 가교제의 함량은 상기 공중합체 바인더 100 중량부에 대해서 20 내지 150 중량부인 것이 바람직한데, 가교제의 함량이 20 중량부 미만인 경우에는 노광 감도가 떨어져서 원하는 크기의 소성막 선폭을 얻을 수 없고, 150 중량부를 초과하는 경우에는 소성막에 잔사를 발생시키게 되어 바람직하지 않다.
광 개시제는 자외선을 받으면 분해되어 라디칼 (radical)을 형성하고, 이 들 라디칼은 가교제를 공격하여 가교제가 가교 반응을 일으키도록 하는 역할을 한다. 광 개시제의 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. 상기 광개시제의 함량은 상기 공중합체 바인더 100 중량부에 대해서 10 내지 150 중량부인 것이 바람직한데, 광개시제의 함량이 10 중량부 미만인 경우에는 페이스트의 노광 감도가 떨어져서 원하는 크기의 소성막 선폭을 얻을 수가 없고, 150 중량부를 초과하는 경우에는 소성막의 선폭이 크게 나오거나 소성막 주변에 잔사가 발생되는 문제점이 있어서 바람직하지 않다.
상기 용매로는, 바인더 및 광개시제를 용해시킬 수 있고, 가교제 및 기타 첨가제와 잘 혼합되면서 비등점이 150 ℃ 이상인 것이 사용될 수 있다. 비등점이 150 미만인 경우에는 조성물의 제조 과정, 특히 3-롤 밀 공정에서 휘발되는 경향 이 커서 문제가 되며, 또한 인쇄시 용매가 너무 빨리 휘발되어 인쇄 상태가 좋지 않게 되므로 바람직하지 않다. 이러한 조건을 충족시킬 수 있는 바람직한 용매로는, 이에 제한되는 것은 아니지만, 에틸카비톨, 부틸카비톨, 에틸카비톨아세테이트, 부틸카비톨아세테이트, 텍사놀, 테르핀유, 디프로필렌글리콜메틸에테르, 디프로필렌글리콜에틸에테르, 디프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트, γ-부티로락톤, 셀로솔브아세테이트, 부틸셀로솔브아세테이트, 및 트리프로필렌글리콜로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상이 사용될 수 있다. 상기 용매의 함량은 바인더 100 중량부에 대해서 100 내지 500 중량부인 것이 바람직한데, 용매의 함량이 100 중량부 미만인 경우에는 페이스트의 점도가 너무 높아 인쇄가 제대로 안되기 때문에 바람직하지 않고, 500 중량부를 초과하는 경우에는 점도가 너무 낮아서 인쇄를 할 수 없어서 바람직하지 않다.
또한, 상기 비이클은 감도를 향상시키는 증감제, 조성물의 보존성을 향상시키는 중합금지제 및 산화방지제, 해상도를 향상시키는 자외선 흡광제, 조성물 내의 기포를 줄여 주는 소포제, 분산성을 향상시키는 분산제, 및 인쇄시 막의 평탄성을 향상시키는 레벨링제 등과 같은 첨가제를 더 포함할 수도 있다.
4) Ag층
Ag층은 Ag 감광성 페이스트를 이용하여 형성되며, 이러한 Ag 감광성 페이스트는 Ag 분말, 무기질계 바인더, 및 비이클을 포함한다.
상기 Ag 분말의 특성은 상기 Ni 분말에서와 마찬가지로 입자 외형은 구형이고, 그 평균 입경은 0.1 내지 5.0 ㎛인 것이 바람직하다. 다만, 상기 Ag 분말의 함량은 Ag 감광성 페이스트 100 중량부에 대하여 50 내지 80 중량부인 것이 바람직한데, 상기 범위 미만인 경우에는 소성 시에 전극의 수축이 심하고 전극의 저항이 증가하거나 단선이 발생될 수 있으며, 상기 범위를 초과하는 경우에는 인쇄성 불량 및 광투과 저하에 의한 불충분한 가교 반응에 의해서 원하는 패턴을 얻을 수 없기 때문에 바람직하지 않다.
Ag 감광성 페이스트를 제조하는데 사용되는 무기질계 바인더 및 비이클의 성분 및 함량은 상기 흑색 Ni 감광성 페이스트의 경우와 동일하다.
5) 백색 Ni층
백색 Ni층은 백색 Ni 감광성 페이스트를 이용하여 형성되며, 이는 Ag 감광성 페이스트에서 Ag 분말 대신에 Ni 분말이 사용되었다는 점을 제외하고는, Ag 감광성 페이스트와 동일한 성분 및 함량을 갖는다.
상기 설명한 흑색 Ni 감광성 페이스트, Ag 감광성 페이스트, 및 백색 Ni 감광성 페이스트의 제조방법은 하기와 같다. 먼저, 바인더, 가교제, 광개시제, 용매, 및 기타 첨가제를 함께 혼합하고 교반함으로써 비클을 제조한다. 이어서, 무기질계 바인더 및 Ag 분말, Ni 분말, 또는 무기 흑색 안료를 포함하는 Ni 분말을 PLM (Planetary Mixer)와 같은 혼합기에 넣고 교반하면서, 상기에서 제조된 비클을 서서히 투입하여 혼합한다. 혼합된 페이스트는 3-롤 밀 (3-roll mill)을 이용하여 기계적으로 혼합한다. 이어서, 필터링을 통해서 입경이 큰 입자들 및 먼지 등의 불순물을 제거하고, 마지막으로 탈포 장치를 통하여 페이스트 내의 기포를 제거함으로써 각각의 감광성 페이스트 조성물을 제조할 수 있다.
상기 서술한 층들을 포함하는 감광성 그린 시트는 하기와 같은 공정에 의해서 제조될 수 있다.
ⅰ) 지지체 필름 상에 테이블 코터 등을 이용하여 상기 서술한 흑색 Ni 감광성 페이스트를 코팅한다.
ⅱ) 건조 장치를 이용하여 건조시킨다.
ⅲ) 건조된 흑색 Ni 감광성 페이스트 상에 테이블 코터 등을 이용하여 상기 서술한 Ag 감광성 페이스트를 코팅한다.
ⅳ) 건조 장치를 이용하여 건조시킨다.
ⅴ) 건조된 Ag 감광성 페이스트 상에 테이블 코터 등을 이용하여 상기 서술한 백색 Ni 감광성 페이스트를 코팅한다.
ⅵ) 건조 장치를 이용하여 건조시킨다.
ⅶ) 건조된 백색 Ni 감광성 페이스트 상에 보호 필름을 라미네이터 등을 이용하여 코팅한다.
또 다른 구현예에서, 본 발명은, 기판 상에 투명 전극을 패터닝하는 단계; 상기 투명 전극 상에 Ag층 및 Ag 성분 이동 방지층을 코팅하는 단계; 포토 마스크가 부착된 노광 장치를 이용하여 상기 코팅된 투명 전극을 노광하는 단계; 현상액을 분사하여 미노광된 부분을 제거하는 단계; 및 상기 투명 전극을 소성하는 단계를 포함하는 플라즈마 디스플레이 패널의 버스 전극 제조방법을 제공한다.
상기 Ag 성분 이동 방지층은 상술한 바와 마찬가지로 Ag층의 상층 및 하층 모두에 적층되는 것이 바람직하며, 이 중 상층에 적층되는 Ag 성분 이동 방지층은 백색 Ni층이고, 하층에 적층되는 Ag 성분 이동 방지층은 흑색 Ni층인 것이 바람직하다.
또한, 상기 Ag층 및 Ag 성분 이동 방지층을 코팅하는 단계는 종래의 통상적인 방법에서와 같이 별개의 단계, 즉 각각의 층에 대해서 개별적인 인쇄 및 건조 단계들을 수행하는 방법에 따라서 수행될 수도 있지만, 지지체 필름, Ag층, 보호 필름층, 및 Ag 성분 이동 방지층을 포함하는 감광성 그린 시트를 사용하여 1회의 공정으로 수행되는 것이 바람직하다.
도 4에는 이와 같이 본 발명의 그린 시트를 이용하여 단 한번의 공정으로 Ag층 및 Ag 성분 이동 방지층을 코팅함으로써 버스 전극을 제조하는 공정도를 개략적으로 나타내었다.
도 4를 참조하면, 투명 전극 (42)이 패터닝되어진 기판 (41) 상에 라미네이터를 이용하여 그린 시트의 지지체 필름 및 보호 필름을 벗겨 내면서, 흑색 Ni층 (43), Ag층 (44), 및 백색 Ni층 (45)을 라미네이터의 가열 롤러를 이용하여 기판에 코팅시킨다 (도 4의 A 단계). 라미네이션 공정을 마친 기판은 그 온도가 상온으로 내려갈 수 있도록 일정 시간 방치된다. 이어서, 포토마스크 (46)가 부착된 자외선 노광 장치 (47)를 이용하여 노광하고 (도 4의 B 단계), 현상액을 노즐을 통하여 분사함으로써 미노광된 부분을 현상시키고 (도 4의 C 단계), 소성로를 이용하여 소성함으로써 (도 4의 D 단계), 전극을 제조할 수 있게 된다.
또 다른 구현예에서, 본 발명은 상기 버스 전극을 포함하는 플라즈마 디스플레이 패널을 제공한다.
도 5에는 본 발명의 버스 전극을 포함하는 플라즈마 디스플레이 패널의 구조를 보여주는 부분 사시도를 도시하였다.
도 5를 참조하면, 본 발명에 따른 플라즈마 디스플레이 패널은 전방 패널 (570) 및 후방 패널 (560)을 포함한다.
상기 전방 패널 (570)은 전면 기판 (551), 상기 전면 기판의 배면에 형성된 Y 전극과 X 전극을 구비한 유지 전극쌍, 상기 유지 전극쌍들을 덮는 전방 유전체층 (555a) 및 상기 전방 유전체층을 덮는 보호막 (556)을 구비한다. 상기 Y 전극과 X 전극 각각은 ITO 등으로 형성된 투명전극 (553a, 553b)과 본 발명에 따른 버스 전극 (554)을 구비한다.
상기 후방 패널 (560)은 배면 기판 (552), 배면 기판의 전면에 상기 유지 전극쌍과 교차하도록 형성된 어드레스 전극 (553c)들, 상기 어드레스 전극들을 덮는 후방 유전체층 (556b), 상기 후방 유전체층 상에 형성되어 발광셀들을 구획하는 격벽 (557), 및 상기 발광셀 내에 배치된 형광체층 (558)을 구비한다.
이하, 실시예를 통하여 본 발명을 더욱 상세히 설명하나, 본 발명의 범위가 하기 실시예로 한정되는 것은 아니다.
실시예
실시예 1. 흑색 Ni 감광성 페이스트 조성물의 제조
Ni 분말 (구형, 평균 입경 = 1.2 ㎛) 35.0 중량%, 무기 흑색 안료 (평균 입경 = 0.8 ㎛, 무정형, Co-Mn-Fe계 산화물) 30.0 중량%, 무기질계 바인더 (무정형, PbO-SiO2-B2O3-BaO-ZnO계, 최대 입경 3.4 ㎛, 평균 입경 1.5 ㎛) 5.0 중량%, 바인더 1 (poly(MMA-co-MAA), 중량 평균 분자량 36,000 g/mol, 산가 120 mgKOH/g) 5.0 중량%, 바인더 2 (히드록시프로필셀룰로오스, 중량 평균 분자량 100,000 g/mol) 1.0 중량%, 중합 광개시제 (2-메틸-[4-(메틸티오)페닐]-2-모르폴리노프로판-1-온) 0.8 중량%, 증감제 (이소프로필티오산톤) 0.2 중량%, 가교제 A (트리메틸올프로판 에톡시 트리아크릴레이트 2.0 중량%, 가교제 B (디펜타에리트리톨 헥사아크릴레이트) 2.0 중량%, 저장 안정제 (말론산) 0.1 중량%, 및 용매 (텍사놀) 18.9 중량%를 배합하여 교반기에 의해서 교반한 후, 3-롤 밀을 이용하여 반죽함으로써 본 발명에 따른 흑색 Ni 감광성 페이스트 조성물을 제조하였다.
실시예 2. Ag 감광성 페이스트 조성물의 제조
Ag 분말 (구형, 평균 입경 = 1.3 ㎛) 65.0 중량%, 무기질계 바인더 (무정형, PbO-SiO2-B2O3-BaO-ZnO계, 최대 입경 3.4 ㎛, 평균 입경 1.5 ㎛) 3.0 중량%, 바인더 1 (poly(MMA-co-MAA), 중량 평균 분자량 36,000 g/mol, 산가 120 mgKOH/g) 5.0 중량%, 바인더 2 (히드록시프로필셀룰로오스, 중량 평균 분자량 100,000 g/mol) 1.0 중량%, 중합 광개시제 (2-메틸-[4-(메틸티오)페닐]-2-모르폴리노프로판-1-온) 0.8 중량%, 증감제 (이소프로필티오산톤) 0.2 중량%, 가교제 A (트리메틸올프로판 에톡시 트리아크릴레이트 2.0 중량%, 가교제 B (디펜타에리트리톨 헥사아크릴레이트) 2.0 중량%, 저장 안정제 (말론산) 0.1 중량%, 및 용매 (텍사놀) 20.9 중량%를 배합하여 교반기에 의해서 교반한 후, 3-롤 밀을 이용하여 반죽함으로써 본 발명에 따른 Ag 감광성 페이스트 조성물을 제조하였다.
실시예 3. 백색 Ni 감광성 페이스트 조성물의 제조
상기 실시예 2에서 Ag 분말 대신에 상기 실시예 1의 Ni 분말을 사용한 것을 제외하고는, 실시예 2와 동일한 방법으로 본 발명에 따른 백색 Ni 감광성 페이스트 조성물을 제조하였다.
실시예 4. 감광성 그린 시트의 제조
30㎛ 두께의 PET 필름에 상기 실시예 1에서 제조한 흑색 Ni 감광성 페이스트를 테이블 코터를 이용하여 코팅한 후, 열풍 건조 장치를 이용하여 85℃에서 15분간 건조시켜 막 두께 2.0 ㎛의 흑색 Ni 층을 형성하였다. 상기 흑색 Ni 층 위에 상기 실시예 2에서 제조한 Ag 감광성 페이스트를 테이블 코터를 이용하여 코팅한 후, 열풍 건조 장치를 이용하여 85℃에서 15분간 건조시켜 막 두께 4.0 ㎛의 Ag 층을 형성하였다. 상기 Ag 층 위에 상기 실시예 3에서 제조한 백색 Ni 감광성 페이스트를 테이블 코터를 이용하여 코팅한 후, 열풍 건조 장치를 이용하여 85℃에서 15분간 건조시켜 막 두께 2.0 ㎛의 백색 Ni 층을 형성하였다. 상기 백색 Ni 층 위에 막 두께 20㎛의 PE 필름을 라미네이터를 이용하여 보호 필름을 형성함으로써, 본 발명에 따른 감광성 그린 시트를 제조하였다.
실시예 5. 버스 전극의 제조
패턴된 투명 전극이 형성되어 있는 6" 테스트 유리 기판에 라미네이터를 이용하여 상기 실시예 4에서 제작한 감광성 그린 시트의 3개의 감광성 층을 라미네이터 속도 1.0 m/min, 온도 100℃, 가열 롤러 압력 50 psi로 하여 코팅시켰다. 이 후, 가열된 유리 기판을 10분 정도 방치하여 온도가 상온으로 내려간 다음 포토마스크 및 자외선 노광 장치를 이용하여 500 mJ/cm2로 노광하였다. 노광 후 유리 기판을 40℃의 0.4 중량% 탄산나트륨 수용액을 이용하여 노즐을 통해 분사압력 1.2 kgf/cm2으로 20 초간 현상하여 미노광된 부위를 제거하였다. 현상 후, 패턴화된 감광성 층은 550℃의 소성로에서 30분간 방치하여 1.2 ㎛ 두께의 흑색 Ni 전극층, 2.3 ㎛ 두께의 Ag 전극층, 및 1.3 ㎛ 두께의 백색 Ni 전극층을 포함하는 버스 전극을 제조하였다.
비교예 1. 종래기술에 따른 버스 전극의 제조
상기 실시예 5의 방법에 의해 제작된 6" 테스트 유리 기판과 비교할 종전 방식에 의한 버스 전극을 하기와 같이 제작하였다.
패턴된 투명 전극이 형성되어 있는 6" 테스트 유리 기판에 종래기술에 따른 흑색 감광성 페이스트를 스크린 인쇄기를 이용하여 인쇄 후, 열풍 건조기 100℃에서 15분간 방치하여 건조시켜 막 두께 2.5 ㎛의 흑색 층을 형성하였다. 흑색층 위에 종래기술에 따른 Ag 감광성 페이스트를 스크린 인쇄기를 이용하여 인쇄 후, 열풍 건조기 100℃에서 15분간 방치하여 건조시켜 막 두께 6.0 ㎛의 Ag 층을 형성하였다. 이후, 포토마스크가 장착된 자외선 노광 장치를 이용하여 500 mJ/cm2로 노광하였다. 노광 후, 유리 기판을 40℃의 0.4 중량% 탄산나트륨 수용액을 이용하여 노즐을 통해 분사압력 1.2 kgf/cm2으로 20 초간 현상하여 미노광된 부위를 제거하였 다. 현상 후, 패턴화된 감광성 층은 550℃의 소성로에서 30분간 방치하여 1.4 ㎛ 두께의 흑색층과 3.4 ㎛ 두께의 Ag 전극층을 형성하였다.
실험예 1. 패널 제작 및 평가
상기 실시예 5와 비교예 1의 버스 전극층들을 포함하는 6" 테스트 유리 기판을 이용하여 테스트용 플라즈마 디스플레이 패널을 제작하였다. 제작된 패널의 Ag 이동에 의한 황변 현상을 비교하기 위해서, 하기와 같은 방법으로 가혹 테스트 평가를 실시하였다.
상기 제작된 2개의 패널을 구동 회로와 조립시킨 후, 가속 전압 테스트기를 이용하여 500시간 동안 가속 전압을 가하였다. 가속 전압 테스트 완료 후, 유리 기판의 황변 정도를 비교한 결과, 본 발명에 따른 패널의 경우에는 황변 현상이 전혀 발생하지 않은 반면, 종래기술에 따른 패널의 경우에는 황변 현상이 발생하였다.
본 발명에 따르면, 간단하고 저렴한 공정에 의해서, 황변 현상이 감소되면서도, 콘트라스트가 향상된 플라즈마 디스플레이 패널을 제공할 수 있다.

Claims (14)

  1. Ag층 및 Ag 성분 이동 방지층을 포함하는 플라즈마 디스플레이 패널의 버스 전극.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 Ag 성분 이동 방지층은 Ni층인 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널의 버스 전극.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 Ni층 중의 Ni 분말의 평균 입경은 0.1 내지 5.0 ㎛인 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널의 버스 전극.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 Ni층은 상기 Ag층의 상층에 적층되는 백색 Ni층 및 상기 Ag층의 하층에 적층되는 흑색 Ni층을 포함하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널의 버스 전극.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 Ag층의 하층에 적층되는 흑색 Ni층은 무기 흑색 안료를 포함하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널의 버스 전극.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 무기 흑색 안료는 Ru, Cr, Fe, Co, Mn, 및 Cu로 이루어진 군으로부터 선택된 금속의 산화물; Ru-Pb, Ru-Pb-Bi, Ru-Bi-Cd, Co-Cr-Fe, Co-Mn-Fe, Co-Fe- Mn-Al, Co-Ni-Cr-Fe, Co-Ni-Mn-Cr-Fe, Co-Ni-Al-Cr-Fe, 및 Co-Mn-Al-Cr-Fe-Si로 이루어진 군으로부터 선택된 복합 금속의 산화물; 카본 블랙; 티탄 블랙; 질화물; 및 탄화물로 이루어진 군으로부터 선택된 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널의 버스 전극.
  7. 지지체 필름, Ag층, 보호 필름층, 및 Ag 성분 이동 방지층을 포함하는 감광성 그린 시트.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 Ag 성분 이동 방지층은 Ni층인 것을 특징으로 하는 감광성 그린 시트.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 Ni층은 상기 Ag층의 상층에 적층되는 백색 Ni층 및 상기 Ag층의 하층에 적층되는 흑색 Ni층을 포함하는 것을 특징으로 하는 감광성 그린 시트.
  10. 기판 상에 투명 전극을 패터닝하는 단계;
    상기 투명 전극 상에 Ag층 및 Ag 성분 이동 방지층을 코팅하는 단계;
    포토 마스크가 부착된 노광 장치를 이용하여 상기 코팅된 투명 전극을 노광하는 단계;
    현상액을 분사하여 미노광된 부분을 제거하는 단계; 및
    상기 투명 전극을 소성하는 단계를 포함하는 플라즈마 디스플레이 패널의 버스 전극 제조방법.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 Ag 성분 이동 방지층은 Ni층인 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널의 버스 전극 제조방법.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 Ni층은 상기 Ag층의 상층에 적층되는 백색 Ni층 및 상기 Ag층의 하층에 적층되는 흑색 Ni층을 포함하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널의 버스 전극 제조방법.
  13. 제10항에 있어서,
    상기 Ag층 및 Ag 성분 이동 방지층을 코팅하는 단계는 지지체 필름, Ag층, 보호 필름층, 및 Ag 성분 이동 방지층을 포함하는 감광성 그린 시트를 사용하여 수행되는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널의 제조방법.
  14. 제1항 내지 제6항 중의 어느 한 항에 따른 플라즈마 디스플레이 패널의 버스 전극을 포함하는 플라즈마 디스플레이 패널.
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KR1020050005380A KR20060084621A (ko) 2005-01-20 2005-01-20 플라즈마 디스플레이 패널의 버스 전극 및 그 제조방법

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