KR20070096895A - 유전체 및 유전체를 구비한 디스플레이 장치 및 유전체의제조 방법 - Google Patents

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이 아이 듀폰 디 네모아 앤드 캄파니
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Abstract

본 발명은 기저부에 대한 목적하는 접착성을 갖고 절연 특성이 매우 양호한 후막형 유전체를 제공한다. 본 발명의 유전체는 감광성 조성물로 제조된 하부 유전체층 및 감광성 조성물로 제조되고 상기 하부 유전체층 상에 형성된 상부 유전체층을 포함한다. 상기에 언급한 하부 유전체층에 사용된 일차 유리 분말의 연화점 (T1), 상기에 언급한 상부 유전체층에 사용된 일차 유리 분말의 연화점 (T2), 및 상기에 언급한 일차 유리 분말의 소성 온도 (T3)는 T1 < T3 < T2 < T3+30℃의 관계를 충족시킨다.
후막형 유전체, 감광성 조성물, 유전체층, 일차 유리 분말, 연화점, 소성 온도

Description

유전체 및 유전체를 구비한 디스플레이 장치 및 유전체의 제조 방법 {DIELECTRIC AND DISPLAY DEVICE HAVING A DIELECTRIC AND DIELECTRIC MANUFACTURING METHOD}
도 1은 2층의 유전체가 기판 상에 형성된 예를 예시하는 개념도이다.
도 2는 본 발명의 유전체가 구비된 장치를 예시하는 개념도이다.
도 3은 본 발명의 유전체의 제조 방법에서 각 단계를 예시하는 흐름도이다.
도 4는 도 3에 나타낸 각 단계의 세부사항을 예시하는 개념도이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
10: 기판 12: 유전체층
14: 하부 유전체층 16: 상부 유전체층
20, 30: 유리 기판 22: 캐소드 전극
24: 방출체 26: 게이트 절연막
28: 게이트 전극 30: 유기 기판
32: 애노드 전극 34: 발광체
36: 광 202: 기판
204: 하부 유전체 조성물 206: 코팅 수단
208: 하부 유전체층 209: 상부 유전체 조성물
210: 상부 유전체층 212: 포토마스크
214: 조사 218: 알칼리 용액
220: 현상된 코팅막 222: 유전체
[문헌 1] 일본 공개 특허 출원 (평) 8[1996]-50811호
[문헌 2] 일본 공개 특허 출원 제2004-318116호
본 발명은 디스플레이 장치에서 디스플레이용으로 사용되는 유전체에 관한 것이다. 더 구체적으로는, 본 발명은 디스플레이 장치의 디스플레이의 발광부에 배치된 유전체에 관한 것이다. 본 발명은 또한 상기 유전체를 구비한 디스플레이 장치 및 상기 유전체를 제조하는 방법에 관한 것이다.
최근에 다양한 유형의 평판 패널 디스플레이 장치가 개발되고 있다. 상이한 디스플레이 장치는 상이한 발광 원리를 갖지만, 모든 종류의 디스플레이 장치에는 전국이 배치되고 전극들 사이에 전압을 인가하여 발광이 제어된다. 예를 들어, FED (전계 방출 디스플레)에서, 전계 방출체로부터 방출된 전자가 발광체에 공급되어 발광한다. 발광이 상기 전극을 켜고/꺼서 제어되는 경우, 유전체 (절연체)는 다양한 목적을 위해 각 전극 주변에 배치된다. 예를 들어, 절연 물질은 전기전도성 부품들 사이에 배치되어 전기전도성 부품들 사이의 영역을 절연시킨다. 절연 물질은 또한 전극을 구획하기 위해 배치된다.
유전체 및 절연체가 동일한 조성을 가질지라도, 그들은 배치되는 위치 및 목적에 따라 때때로 "유전체" 및 "절연체"라 지칭된다. 따라서, 전극 주변에 배치된 절연 물질을 이하에서 "유전체"라 칭한다. 그러나, 하기의 기술 범주는 이러한 용도의 방법으로 제한되지 않는다. 하기에 기재된 기술에서 언급된 "유전체"는 "유전체" 및 "절연체" 모두를 포함한다.
유리 분말 및 무기 충전제가 유전 물질로 사용될 수 있다. 패턴 인쇄 또는 포토레지스트를 사용하는 에칭 방법이 유전체 패턴을 형성하는데 사용될 수 있다. 그러나, 패턴 인쇄에 의해 미세 패턴을 형성하는 것은 어렵다. 포트레지스트를 사용하는 에칭 방법에서는 에칭 대상이 종종 박막으로 제한된다. 전기전도성 부품들 사이에 배치된 절연 물질은 후막이어야 하기 때문에, 포토레지스트를 사용하는 에칭 방법은 이러한 응용에 적절하지 않다. 절연 물질로서 후막을 형성하기 위해, 감광성 절연체 후막 페이스트를 사용하여 미세 패턴을 형성하는 기술이 개발되었다.
절연체 페이스트의 예는 유리 페이스트 및 무기 충전제 페이스트를 포함한다. 디스플레이 장치 (예를 들어, 평판 패널 디스플레이)를 제조하는 경우, 유리 기판만이 기저 기판으로 사용되고, 소성 온도는 600℃ 이하, 바람직하게는 550℃ 이하로 제한된다. 이러한 경우, 무기 충전제가 페이스트 중에 포함되는 경우, 소결이 억제되어 조밀한 유전체를 얻기가 어렵다. 따라서, 디스플레이 장치를 제조할 때 유리를 주성분으로 포함하는 유리 페이스트를 사용하는 것이 바람직하다. 이러한 전제 하에서, 감광성 절연체 페이스트를 사용하여 미세한 패턴을 형성하는 하기 기술을 확인한다.
일본 공개 특허 출원 (평) 8[1996]-50811호에는 플라즈마 디스플레이 패널에 사용하기 위한, 유리 분말, 측쇄 또는 분자 말단에 에틸렌계 불포화기 및 카르복실기를 함유한 아크릴 공중합체, 광반응성 화합물, 및 광중합 개시제를 함유한 감광성 유리 페이스트가 개시되어 있다. 이러한 감광성 절연 유리 페이스트를 사용하여 유전체 패턴을 형성하는 경우, 먼저 유리 페이스트를 기판 상에 코팅하고, 이어서 건조시켜 용매를 증발시킨다. 이어서, 포토마스크를 사용하여 소정의 패턴을 노광한다. 노광의 결과, 노광부의 유기 감광성 결합제는 가교 및 중합되지만, 현상되지 않는다. 비노광부를 알칼리 현상을 사용하여 현상하여 목적하는 패턴의 비소결된 유전체를 얻는다. 이후, 이를 목적하는 온도에서 소결하여 유전체를 얻는다. 그러나, 상기 공보에는 목적하는 기저부에 대한 접착성이 양호한 후막형 유전체가 개시되어 있지 않고 절연 특성이 매우 양호한 유전체도 개시되어 있지 않다.
일본 공개 특허 출원 제2004-318116호에는 입경이 0.005 내지 0.08 ㎛인 미세 산화물 입자, 미세 산화물 입자 이외의 무기 입자, 및 감광성 유기 성분을 함유하는 감광성 페이스트인 유리 분말 유형의 감광성 페이스트가 개시되어 있으며, 여기서 미세 산화물 입자 및 유기 성분의 평균 굴절률 N1 및 미세 산화물 입자 이외의 무기 입자의 평균 굴절률 N2는 -0.07 ≤ N2 - N1 ≤ 0.07 (N2 > 1.65)를 충족시킨다.
그러나, 상기 공보에는 목적하는 기저부에 대한 접착성이 양호하고 절연성이 매우 양호한 어떠한 후막형 유전체도 개시되어 있지 않다. 또한, 납 함유 유리가 상기에 언급한 유리 분말 유형의 감광성 페이스트로 사용된다. 환경 보호에 대한 범세계적 차원의 의식이 높아짐에 따라, 납 유형의 유리를 사용하는 것은 가능한 피해야 한다. 다른 한편, 납 유형의 유리를 사용하여 제조된 유전체의 것들과 비교해서 동등하거나 또는 그보다 양호한 특성 (예를 들어, 상기 접착성 및/또한 절연성)을 발견하기 어렵다.
본 발명의 목적은 목적하는 기저부 (예를 들어, 기판)에 대한 접착성이 양호하고 절연성이 매우 양호한 후막형 유전체를 제공하는 것이다. 또한, 바람직하게는, 본 발명의 목적은 환경 친화적인 무연(lead-free)형 유전체를 제공하는 것이다.
<발명의 개요>
본 발명은 하부 유전체층 및 상기 하부 유전체층 상에 형성된 상부 유전체층을 포함하며, 상기 하부 유전체층은 제1 일차 유리 분말을 포함하고 상기 상부 유전체층은 제2 일차 유리 분말을 포함하며, 상기 제1 일차 유리 분말의 연화점 (T1), 상기 제2 일차 유리 분말의 연화점 (T2), 및 최대 부피로 존재하는 일차 유리 분말의 소성 온도 (T3)이 T1 < T3 < T2 < T3+30℃의 관계를 충족시키는 유전체에 관한 것이다.
본 발명은 또한
일차 유리 분말, 수지 결합제, 및 유기 용매를 각각 포함하는 하부 유전체 조성물 및 상부 유전체 조성물을 제공하는 단계,
기판을 제공하는 단계,
상기 하부 유전체 조성물을 상기 기판 상에 코팅하는 단계,
상기 하부 유전체 조성물 및 기판을 건조시켜 하부 유전체층을 형성하는단계,
상기 상부 유전체 조성물을 상기 하부 유전체층 상에 코팅하는 단계,
상기 상부 유전체 조성물을 건조하여 상부 유전체층을 형성하는 단계, 및
상기 하부 유전체층 및 상기 상부 유전체층을 T1 < T3 <T2 < T3+30℃ (여기서, T1은 하부 유전체층의 일차 유리 분말의 연화점이고, T2는 상부 유전체층의 일차 유리 분말의 연화점이며, T3은 최대 부피로 존재하는 일차 유리 분말의 소성 온도임)의 관계를 충족시키는 소성 온도에서 소성하는 단계
를 포함하는 유전체의 제조 방법에 관한 것이다.
상기 하부 유전체층에 사용된 일차 유리 분말의 연화점 (T1), 상기 상부 유전체층에 사용된 일차 유리 분말의 연화점 (T2) 및 소성 온도 (T3)이 T1 < T3 < T2 < T3+30℃의 관계를 충족시키는 조건 하에 하부 및 상부 유전체를 소결하면, 기저부에 대한 목적하는 접착성을 갖고 절연성이 양호한 유전체가 얻어질 수 있다.
<발명의 상세한 설명>
본 발명은 하부 유전체층 및 상기 하부 유전체층 상에 형성된 상부 유전체층을 포함하며, 상기 하부 유전체층에 사용된 일차 유리 분말의 연화점 (T1), 상기 상부 유전체층에 사용된 일차 유리 분말의 연화점 (T2) 및 상기 일차 유리 분말의 소성 온도 (T3)이 T1 < T3 < T2 < T3+30℃의 관계를 충족시키는 것을 특징으로 하는 유전체를 제공한다. 상기 일차 유리 분말은 다양한 유리 분말을 사용하는 경우에 측정된 부피가 최대 함량을 갖는 유리 분말을 나타내며, (즉, T3을 결정하는 경우에) 소성 온도 (T3)은 (둘 중 더 큰 부피로 존재하는) 제1 일차 유리 분말 또는 제2 일차 유리 분말의 소성 온도를 나타낸다. 통상의 소성 온도는 600℃ 이하이다. 일 실시양태에서, 소성 온도는 550℃ 이하이다. 추가 실시양태에서, 소성 온도는 500℃ 내지 600℃ 범위이다. 본 발명의 유전체는 감광성 조성물을 사용하거나 또는 페이스트를 소정의 패턴으로 인쇄함으로써 형성될 수 있다.
T1 및 T3은 T3-30℃< T1 <T3의 관계를 충족시키는 것이 바람직하다. 또한, 상기 하부 유전체층 및/또는 상부 유전체층에 사용된 일차 유리 분말은 유전체의 소성 온도에서 비정질일 수 있다.
본 발명의 유전체의 경우에, 상기 하부 유전체층 및/또는 상부 유전체층에 사용된 일차 유리 분말은 유전체층들에서 유리 성분의 총량을 기준으로 50 내지 100 부피％의 양으로 함유될 수 있다. 상기 하부 유전체층 및/또는 상부 유전체층은 단독 무기 성분으로서 유리를 함유할 수 있다.
본 발명의 유전체의 경우에, 상기 하부 및 상부 유전체층들에 사용된 일차 유리 분말은 비스무트형 유리 분말인 것이 바람직하다. 상기 하부 유전체층에 사용된 일차 유리 분말은 Bi-Al-B-Si-Zn-Ba 기재 유리 분말 또는 Bi-Al-B-Si-Zn-Ca 기재 유리 분말인 것이 바람직하다. 상기 상부 유전체층에 사용된 일차 유리 분말 은 Bi-Al-B-Si-Zn-Ba 기재 유리 분말 또는 Bi-Al-B-Si-Zn-Ca 기재 유리 분말인 것이 바람직하다.
또한, 상기 유전체의 일 실시양태의 경우에 (유전체 조성물이 감광성 유전체 조성물인 경우에), 상기 상부 유전체층에 사용된 일차 유리 분말은 Fe, V, Ti, Cu 및 Co로 이루어지는 군으로부터 선택된 1종 이상의 원소를 함유하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 하부 및 상부 유전체층들에 사용된 일차 유리 분말은 실질적으로 납을 함유하지 않고/않거나, 상기 하부 및 상부 유전체층들은 실질적으로 충전제를 함유하지 않고/않거나, 상기 하부 및 상부 유전체층은 실질적으로 알칼리성 화합물을 함유하지 않는 것이 바람직하다.
본 발명은 상기 유전체를 사용한 디스플레이 장치를 포함한다.
또한, 본 발명은 각각 일차 유리 분말, 수지 결합제 및 유기 용매를 포함하는 하부 유전체 조성물 및 상부 유전체 조성물을 제공하는 단계; 기판을 제공하는 단계; 상기 하부 유전체 조성물을 상기 기판 상에 코팅하는 단계; 상기 하부 유전체 조성물과 기판을 건조시켜 하부 유전체층을 형성하는 단계; 상기 상부 유전체 조성물을 상기 하부 유전체층 상에 코팅하는 단계; 상기 상부 유전체 조성물을 건조시켜 상부 유전체층을 형성하는 단계; 및 상기 하부 유전체층 및 상기 상부 유전체층을 T1 < T3 < T2 < T3+30℃ (여기서, T1은 하부 유전체층의 일차 유리 분말의 연화점이고, T2는 상부 유전체층의 일차 유리 분말의 연화점이며, T3은 더 큰 부피로 존재하는 일차 유리 분말의 소성 온도임)의 관계를 충족시키는 소성 온도에서 소성하는 단계
를 포함하는 유전체의 제조 방법에 관한 것이다.
본 발명의 일 실시양태는 하부 유전체층 및 상기 하부 유전체층 상에 형성된 상부 유전체층을 포함하며, 상기 하부 유전체층에 사용된 일차 유리 분말의 연화점 (T1), 상기 상부 유전체층에 사용된 일차 유리 분말의 연화점 (T2) 및 소성 온도 (T3)가 T1 < T3 < T2 < T3+30℃의 관계를 충족시키는 유전체를 제공한다. 특히, 본 발명의 유전체는 기저부 (예를 들어, 유리 기판을 비롯한 기판)에 대한 목적하는 접착성 및 매우 양호한 절연 특성을 제공하는 후막형 유전체이다. 결과적으로, 본 발명의 유전체는 디스플레이 장치에서 발광부에 적절히 배치될 수 있다. 본 발명의 유전체는, 각각 특정한 상대적 연화점을 갖는 2개의 층을 포함하며, 제조하는 동안에 특정한 소성 온도를 채용하기 때문에 우수한 접착성 및 절연 특성을 갖는다.
본 발명의 유전체는 감광성 조성물을 사용하거나 또는 페이스트를 소정의 패턴으로 인쇄함으로써 형성될 수 있다. 감광성 조성물이 사용되는 경우에, 감광성 조성물에 단량체 및 개시제가 첨가된다. 소정의 패턴을 감광성 조성물의 코팅막상에 노출시킨 후, 현상하여 소정의 패턴의 유전체를 얻는다. 감광성 조성물이 사용되는 경우에, 미세 패턴을 형성할 수 있다. 또한, 스크린 인쇄 등에 의해 페이스트를 소정의 패턴으로 코팅할 수도 있다. 이러한 방법이 사용되는 경우에, 코팅막을 건조시키고 소성함으로써 소정의 패턴의 유전체가 얻어질 수 있다. 이러한 경우에, 상기 하부 유전체층에 사용된 일차 유리 분말의 연화점은 소성 온도보다는 더 낮지만, 소성 온도보다 30℃ 더 낮은 온도보다는 더 높은 것이 바람직하다. 다시 말해서, T1 및 T3은 T3-30℃< T1 <T3의 관계를 충족시키는 것이 바람직하다. 또한, 상기 하부 유전체층 및/또는 상부 유전체층에 사용된 일차 유리 분말은 유전체의 소성 온도에서 비정질인 것이 바람직하다. 상기 하부 유전체층 및/또는 상부 유전체층에 사용된 일차 유리 분말의 함량은 유전체층들에서 유리 성분의 총량을 기준으로 50 내지 100 부피％의 범위인 것이 바람직하다. 기저부에 대한 목적하는 접착성 및 절연 특성은 상기 언급된 제한된 항목을 채용함으로써 실현될 수 있다. 상기 하부 유전체층 및/또는 상부 유전체층은 단독 무기 성분으로서 유리를 함유하는 것이 바람직하다.
상기 하부 유전체층 및 상부 유전체층에 사용된 일차 유리 분말은 비스무트형 유리 분말인 것이 바람직하다. 기저부에 대한 목적하는 접착성 및 절연 특성은 비스무트형 유리 분말을 사용함으로써 더 개선될 수 있다. 상기 비스무트형 유리 분말의 예로는 Bi-Al-B-Si-Zn-Ba 기재 유리 분말 및 Bi-Al-B-Si-Zn-Ca 기재 유리 분말이 포함된다.
기저부에 대한 목적하는 접착성 및 절연 특성은, 상기 상부 유전체층에 사용된 일차 유리 분말이 Fe, V, Ti, Cu 및 Co로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상의 원소를 더 함유하는 경우에 더 개선될 수 있다.
상기 하부 유전체층 및 상부 유전체층은 범세계적 환경 보호에 기여하기 위해 실질적으로 납을 함유하지 않는 것 (본질적으로 무연)이 바람직하다. 상기 하부 유전체층 및 상부 유전체층은, 저온에서 소성을 수행하고 제조 효율이 개선될 수 있도록, 실질적으로 무기 충전제를 함유하지 않는 것 (본질적으로 무충전제)이 바람직하다. 또한, 상기 하부 유전체층 및 상부 유전체층은, 유전체의 전기 신뢰성이 개선될 수 있도록, 실질적으로 알칼리성 화합물을 함유하지 않는 것 (본질적으로 무알칼리성 화합물)이 바람직하다.
본 발명은 유전체가 2개의 층 (하부 유전체층 및 상부 유전체층)을 포함하며, 상기 하부 유전체층에 사용된 일차 유리 분말의 연화점 (T1), 상기 상부 유전체층에 사용된 일차 유리 분말의 연화점 (T2) 및 상기 일차 유리 분말의 소성 온도 (T3)가 T1 < T3 < T2 < T3+30℃의 관계를 충족시킴을 특징으로 한다.
다양한 파라미터가 기저부층에 대한 유전체의 접착성 및 그의 절연 특성에 영향을 끼친다. 이들 중 하나는 사용된 유리의 연화점과 소성 온도 간의 관계이다. 소성 온도보다 더 낮은 연화점을 갖는 일차 유리 분말이 사용되는 경우에, 기판 또는 다른 기저부층에 대한 유전체의 접착성은 증가될 수 있지만, 유리의 활성 용융(fusion)의 결과로서 유리로부터 기포가 형성될 가능성이 높은 것으로 밝혀졌다. 이는 치밀함에 악영향을 끼칠 수 있고, 불량한 절연성이 야기될 가능성을 증가시킬 수도 있다. 다른 한편, 소성 온도보다 더 높은 연화점을 갖는 유리 분말이 사용되는 경우에, 기포가 발생할 가능성은 거의 없지만, 기저부층에 대한 유리의 접착성이 불량하여, 불량한 접착성/불량한 절연성이 야기될 가능성을 증가시킬 것이다.
앞서 언급된 접착성 및 치밀함은 상반되는 특성이기 때문에, 기판 상에 하나의 유전체층을 형성함으로써 앞서 언급된 특성 둘 모두를 충족시킬 수 있는 유전체 를 얻는 것은 곤란하다. 이들 두 특성은 도 1에서 나타낸 바와 같이 기판 (10) 상에 2층 구조 (하부 유전체층 (14), 상부 유전체층 (16))로서 유전체층 (12)을 형성함으로써 실현될 수 있다.
하부 유전체층에 사용된 일차 유리 분말의 연화점은 기판 또는 다른 기저부층에 대한 양호한 접착성을 실현하기 위해서 더 낮아야 한다.
통상의 금속으로 이루어진 전극이 하부 및 상부 유전체층들 상에 그리고 상기 유전체층들 아래에 배치되는 경우에, 유전체층들의 치밀함이 충분히 양호하지 않아 핀홀이 형성되는 경우, 금속이 핀홀 내로 침투하여 불량한 절연성을 초래할 것이다. 그 결과로서, 본 발명의 발명자들은 금속의 침투에 취약한 상부 유전체층에서 유전체의 충분한 치밀함을 보장하기 위해서 상부 유전체에 사용된 일차 유리 분말의 연화점을 상승시켜야 함을 밝혀냈다.
상기 언급된 결과를 기초로 하면, 상부 유전체 조성물의 연화점은 하부 유전체 조성물보다 더 높은 것이 유리하다.
특정한 연화점을 갖는 일차 유리 분말을 사용하여 소성 온도를 상승시키는 경우, 특정 소성 온도까지 치밀한 유전체가 얻어질 수 있다는 것이 밝혀졌다. 그러나, 소성 온도가 너무 상승되는 경우에, 유전체에서 버블이 발생하여, 유전체의 치밀함을 열화시킬 수 있다. 또한, 상기 기재된 바와 같이 유전체가 2층 구조를 가질 때 상부 및 하부 유전체들에서 충분한 치밀함이 실현될 수 없는 경우에는, 하부 유전체층이 상부 유전체층으로부터 분리될 수 있다.
적절한 소성 온도는 하부 유전체층에 사용된 일차 유리 분말의 연화점보다 더 높지만, 상부 유전체층에 사용된 일차 유리 분말의 연화점보다 더 낮아야 한다. 또한, 상부 유전체층에 사용된 일차 유리 분말의 연화점과 소성 온도 간의 온도차가 너무 크지 않아야 하는 것으로 밝혀졌다. 다시 말해서, 상기 하부 유전체층에 사용된 일차 유리 분말의 연화점 (T1), 상기 상부 유전체층에 사용된 일차 유리 분말의 연화점 (T2) 및 상기 일차 유리 분말의 소성 온도 (T3)는 T1 < T3 < T2 < T3+30℃의 관계를 충촉시켜야 한다.
앞서 언급된 결과를 기초로 하여, 본 발명의 발명자들은 유전체가 2층 (하부 유전체층 및 상부 유전체층)으로 형성되고, 상부 유전체층에 함유된 일차 유리 분말의 연화점이 하부 유전체층에 함유된 일차 유리 분말의 연화점보다 더 높고, T1<T3 및 T3 < T2 < T3+30℃의 조건하에 소성을 수행하는 경우, 기저부에 대한 양호한 접착성 및 매우 양호한 절연 특성이 실현될 수 있다고 결론지었다. 이는 본 특허 출원의 핵심이다.
유전체의 조성물
본 발명에서, 상부 유전체용 조성물 및 하부 유전체용 조성물이 제조되고 각각 상부 유전체층 및 하부 유전체층을 형성하는 데 사용된다.
유전체 조성물 중에 감광성 조성물이 존재하는 경우에, 이는 (1) 유리 분말, (2) 단량체, (3) 개시제, (4) 수지 결합제 및 (5) 유기 용매를 함유한다. 유전체 조성물이 감광성 조성물이 아니고 패턴이 스크린 인쇄 또는 당업자에게 공지된 다른 적용법에 의해 형성되는 경우에, 유전체 조성물로부터 (2) 단량체 및 (3) 개시제를 제외시킬 수도 있다. 또한, 조성물은 기타 첨가제 (기타 성분) (6)로서 산화 방지제, 증점방지제, UV 흡수제, 또는 당업자에게 공지된 다른 첨가제들을 함유할 수도 있다. 필수적인 것은 아니지만, 유전체 조성물은 단독 무기 성분으로서 유리 분말 (유리 성분)을 포함하는 것이 바람직하다. 유리 성분이 단독 무기 성분인 경우, 소성 동안에 비교적 저온에서도 분말 성분의 치밀한 소결체가 용이하게 얻어질 수 있다.
(1) 유리 분말
본 발명의 유전체의 경우에, 상부 및 하부 유전체층들에 사용된 주성분 유리들의 연화점은 제어된다. 상기 기재된 바와 같이, 본원에서 "일차 유리 분말"은 다양한 유리 분말이 사용되는 경우에 측정된 부피가 최대 함량을 갖는 유리 분말을 나타낸다. 예를 들어, 조성물이 유리 분말 A 50 부피％, 유리 분말 B 30 부피％ 및 유리 분말 C 20 부피％를 함유하는 경우에, 일차 유리 분말은 유리 분말 A이다. 일차 유리 분말의 함량은 유전체층을 형성하기 위해 유전체에 사용된 유리 성분의 총량을 기준으로 바람직하게는 50 내지 100 부피％, 더 바람직하게는 80 내지 100 부피％의 범위이다. 상부 유전체층에 사용된 일차 유리 분말의 함량은 하부 유전체층에 사용된 일차 유리 분말의 함량과 상이할 수 있다.
2종 이상의 주성분 유리들이 존재하는 경우에, 주성분 유리 중 적어도 하나가 본 발명에서 특정된 연화점에 대한 요건을 충족시키면, 본 발명의 요건이 충족된 것으로 간주된다. 예를 들어, 유리 A 50 부피％ 및 유리 B 50 부피％가 사용되는 경우에, 유리 A 또는 유리 B 중 하나만 연화점에 대한 요건을 충족시켜도 충분하다.
본 발명에서, 상부 유전체층에 함유된 일차 유리 분말의 연화점 T2는 소성 온도 T3보다 더 높다. 또한, T2는 T3을 30℃ 초과하는 온도보다 더 높지 않도록 설정된다. 더 바람직하게는, T2는 T3을 15℃ 초과하는 온도보다 더 높지 않도록 설정된다. 즉, T3 < T2 < T3+15℃이다. 이러한 온도 범위가 충족되는 경우에, 상부 유전체층 상에 형성되는 핀홀이 감소하거나 또는 없으며, 양호한 치밀함이 실현되어 불량한 절연성이 방지될 수 있다.
본 발명에서, 하부 유전체층 중의 일차 유리 분말의 연화점은 소성 온도보다 더 낮다. 상기 연화점은 소성 온도보다 더 낮지만, 소성 온도보다 30℃ 더 낮은 온도보다는 더 높은 것이 바람직하다. 즉, T3-30℃< T1 <T3이다. 더 구체적으로, T3-15℃< T1 <T3이다. 이러한 온도 범위가 충족되는 경우에, 기저부에 대한 하부 유전체층의 접착이 실현될 수 있다.
전극으로부터의 금속 성분이 유전체층으로 확산됨으로써 초래되는 불량한 절연성을 방지하기 위해서 소성 온도는 바람직하게는 500 내지 600℃, 더 바람직하게는 520 내지 570℃의 범위이다. 본 특허 출원에서 소성 온도는 코팅된 막이 소결될 때 피크 가열 온도를 의미한다. 예를 들어, 온도가 실온에서 520℃로 상승되고, 520℃에서 20분 동안 유지된 후에, 냉각시키는 경우, 소성 온도는 최고 온도인 520℃이다.
일차 유리 분말 이외의 유리 분말 (이후 때때로 "이차 유리 분말"로 칭함)이 유전체층에 함유되는 경우에, 이차 유리 분말의 연화점은 일차 유리 분말의 연화점과는 상이할 수 있으며, 본 특허 출원에서 일차 유리 분말에 대해 특정된 연화점 범위를 벗어날 수도 있다. 이차 유리로서 필요에 따라 다양한 성분의 유리가 사용될 수 있다.
또한, 상기 하부 유전체층 및/또는 상부 유전체층에 사용된 일차 유리 분말은 유전체의 소성 온도에서 비정질인 것이 바람직하다. 상기 일차 유리 분말이 소성 온도에서 비정질인 경우에, 치밀화 공정은 유리의 용융과 함께 균일하게 수행될 수 있다. 다른 한편, 상기 일차 유리 분말이 소성 온도에서 결정화되는 경우에, 결정화와 함께 치밀함에 악영향을 끼쳐, 불량한 절연성을 초래할 수 있다.
일차 유리 분말은 특별히 제한되지는 않지만, 환경에 대한 영향을 고려하여 무연 유리 분말을 사용하는 것이 바람직하다. 예를 들어, 실질적으로 납을 함유하지 않는 (본질적으로 무연) 비스무트형 유리 분말을 사용하는 것이 바람직하다. 이는 500 내지 600℃의 저온에서 용융시킴으로써 다른 무연 유리에 비해 치밀한 소결된 막을 형성하기 위한 유리 설계가 용이하기 때문이다. 또한, 유리 설계가 용이하기 때문에, 유전체에서의 존재가 바람직하지 않은 알칼리 금속을 함유하지 않는 유전체를 제조하기에 용이하다. 본원에서, "실질적으로 납을 함유하지 않는"은 회피할 수 없는 불순물로서 납을 함유하는 것이 허용됨을 의미한다. 납 함량은 바람직하게는 100 ppm 이하, 더 바람직하게는 1 ppm 이하이다. 납 함량은 현존 분석기로 검출될 수 없는 것이 더욱 더 바람직하다.
일차 유리 분말의 바람직한 조성물의 예는 Bi-Al-B-Si-Zn-Ba 기재 유리 및 Bi-Al-B-Si-Zn-Ca 기재 유리이다. 비정질 유리가 목적하는 연화점 (500 내지 600℃의 범위 내임)에서 얻어질 수 있기 때문에 이들 비스무트형 유리를 사용하는 것 이 바람직하다. Bi-Al-B-Si-Zn-Ba 기재 유리 또는 Bi-Al-B-Si-Zn-Ca 기재 유리의 총 함량은 유전체층의 유리의 총 함량에 대해 40 내지 100 중량％의 범위 내인 것이 바람직하다. 100 중량％의 경우, 이는 함유된 유리 분말 모두가 Bi-Al-B-Si-Zn-Ba 기재 유리 또는 Bi-Al-B-Si-Zn-Ca 기재 유리인 것을 의미한다.
필요한 경우, 다른 조성을 갖는 일차 유리 분말을 사용하는 것이 또한 가능하다. 다른 조성의 예는 B-Si, Zn-B-Si, Al-B-Si, Bi-Zn-Si-Al 등을 포함한다.
상부 유전체 층에 함유된 유리는 Fe, V, Ti, Cu, 및 Co로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상의 원소를 추가로 함유하는 것이 바람직하다. 유리가 이들 원소를 함유하는 경우, UV 투과율이 낮아져 노광이 감소한다. 그 결과, 생산성이 향상될 수 있다. 이들 원소의 산화물의 중량으로 측정한 이들 원소의 중량은 유리 분말의 중량에 대해 0.1 내지 2.0 중량％의 범위 내인 것이 바람직하다.
일차 유리 분말의 연화점은 시차 열 분석법(DTA)으로 측정할 수 있다.
일차 유리 분말의 함량은 유전체 조성물의 총량에 대해 보통 50 내지 70 중량％의 범위 내이다. 그러나, 본 발명은 상기 범위에 제한되지 않는다.
(2) 단량체
유전체 조성물 상에 빛을 조사할 때, 단량체가 중합체로 중합된다. 노광 면에서, 조성물 중에 함유된 단량체가 중합되어 현상 동안 제거되지 않는 경화물을 형성한다.
단량체의 종류는 특별히 제한되지 않는다. 예를 들면, 본 발명에서 광경화성 단량체 성분으로는 1개 이상의 중합성 에틸렌기를 갖고 부가 중합이 가능한 1종 이상의 에틸렌계 불포화 화합물을 함유하는 단량체 성분을 사용할 수 있다.
이러한 종류의 화합물은 자유 라디칼이 존재함으로써 중합체의 형성이 개시되어 사슬 연장 부가 중합을 수행할 수 있다. 단량체 화합물은 기체가 아닌 상태, 즉 비점이 100℃를 초과한다. 또한, 유기 중합체 결합제를 가소화할 수 있다.
단독으로 또는 다른 단량체와 조합하여 사용할 수 있는 바람직한 단량체의 예는 t-부틸 (메트)아크릴레이트, 1,5-펜탄디올 디(메트)아크릴레이트, N,N-디메틸 아미노에틸 (메트)아크릴레이트, 에틸렌 글리콜 디(메트)아크릴레이트, 1,4-부탄디올 (메트)아크릴레이트, 디에틸렌 글리콜 디(메트)아크릴레이트, 헥사메틸렌 글리콜 디(메트)아크릴레이트, 1,3-프로판디올 (메트)아크릴레이트, 데카메틸렌 글리콜 디(메트)아크릴레이트, 1,4-시클로헥산디올 디(메트)아크릴레이트, 2,2-디메틸올프로판 디(메트)아크릴레이트, 글리세롤 디(메트)아크릴레이트, 트리프로필렌 글리콜 디(메트)아크릴레이트, 글리세롤 트리(메트)아크릴레이트, 트리메틸올 프로판 트리(메트)아크릴레이트, 미국 특허 제3380381호에 기재된 화합물, 2,2-디(p-히드록시페닐)-프로판 디(메트)아크릴레이트, 펜타에리트리톨 테트라(메트)아크릴레이트, 트리에틸렌 글리콜 디아크릴레이트, 폴리옥시에틸-1,2-디-(p-히드록시에틸)프로판 디메타크릴레이트, 비스페놀 A 디-[3-(메트)아크릴옥시-2-히드록시프로필)에테르, 비스페놀 A 디-[2-(메트)아크릴옥시에틸)에테르, 1,4-부탄디올 디-(3-메타크릴옥시-2-히드록시프로필)에테르, 트리에틸렌 글리콜 디메타크릴레이트, 폴리옥시프로필 트리메틸올 프로판 트리아크릴레이트, 부틸렌 글리콜 디(메트)아크릴레이트, 1,2,4-부탄디올 트리(메트)아크릴레이트, 2,2,4-트리메틸-1,3-펜탄디올 디(메트)아 크릴레이트, 1-페닐에틸렌-1,2-디메타크릴레이트, 디알릴 푸마레이트, 스티렌, 1,4-벤젠디올 디메타크릴레이트, 1,4-디이소프로페닐 벤젠, 1,3,5-트리이소프로페닐 벤젠 (여기서, (메트)아크릴레이트는 아크릴레이트 및 메타크릴레이트 둘 다를 의미함)을 포함한다.
유용한 화합물은 C2-C15 알킬렌 글리콜 또는 에테르 결합이 1 내지 10개인 폴리알킬렌 글리콜과 같은 분자량이 300 이상인 에틸렌계 불포화 화합물, 미국 특허 제2,927,022에 개시된 화합물, 예를 들어 에틸렌 결합이 있고 특히 말단기가 있는 경우 부가 중합할 수 있는 화합물로부터 제조된 알킬렌 또는 폴리알킬렌 글리콜 디아크릴레이트이다. 미국 특허 제2,927,022호는 본원에 전문이 참고로 포함된다.
다른 유용한 단량체는 본원에 전문이 참고로 포함된 미국 특허 제5,032,490호에 개시되어 있다.
바람직한 단량체는 폴리옥시에틸렌화 트리메틸올프로판 트리(메트)아크릴레이트, 에틸화 펜타에리트리톨 트리아크릴레이트, 트리메틸올프로판 트리(메트)아크릴레이트, 디펜타에리트리톨 모노히드록시펜타아크릴레이트, 및 1,10-데칸디올 디메타크릴레이트를 포함한다.
바람직한 다른 단량체는 모노히드록시 폴리카프로락톤 모노아크릴레이트, 폴리에틸렌 글리콜 디아크릴레이트 (분자량 약 200임), 및 폴리에틸렌 글리콜 디메타크릴레이트 (분자량 약 400임)를 포함한다.
단량체의 함량은 사용된 단량체의 종류에 따라 적절하게 결정할 수 있다. 일반적으로 단량체의 함량은 유전체 조성물의 총량에 대해 2 내지 10 중량％의 범위 내이다.
(3) 개시제
개시제를 사용하여 빛을 흡수할 때 단량체의 중합을 개시한다. 개시제의 종류는 특별히 제한되지 않는다. 예를 들면, 185℃ 이하의 온도에서 열적으로 불활성이나 노광시 자유 라디칼을 생성하는 개시제가 본 발명에서 광 개시제로서 사용될 수 있다. 이들 광 개시제는 공액 탄소 고리계 중에 2개의 분자내 고리를 갖는 치환되거나 또는 치환되지 않은 다핵 퀴논을 포함한다. 예는 9,10-안트라퀴논, 2-메틸 안트라퀴논, 2-에틸 안트라퀴논, 2-t-부틸 안트라퀴논, 옥타메틸 안트라퀴논, 1,4-나프토퀴논, 9,10-페난트렌퀴논, 벤조안트라센-7,12-디온, 2,3-나프타센-5,12-디온, 2-메틸-1,4-나프토퀴논, 1,4-디메틸 안트라퀴논, 2,3-디메틸 안트라퀴논, 2-페닐 안트라퀴논, 2,3-디페닐 안트라퀴논, 레텐퀴논, 7,8,9,10-테트라히드로나프타센-5,12-디온, 및 1,2,3,4-테트라히드로벤조안트라센-7,12-디온을 포함한다. 다른 유용한 광 개시제는 미국 특허 제2,760,863호에 공지되어 있다 (그러나, 이들 중 일부는 85℃와 같은 저온에서도 열적으로 활성이고; 이들로는 벤조인 또는 피발로인과 같은 인접 케탈도닐 알코올; 벤조인의 메틸 및 에틸 에테르 또는 다른 아실로인 에테르; α-메틸 벤조인, α-알릴 벤조인, α-페닐 벤조인, 티오크산톤 및 이의 유도체를 비롯한 탄화수소 치환된 방향족 아실로인, 및 수소 공여체가 있음). 미국 특허 제2,760,863호 전문은 본원에 전문이 참고로 포함된다.
광환원 염료 및 환원제가 개시제로 사용될 수 있다. 예는 본원에 전문이 참 고로 포함된 미국 특허 제2,850,445호, 동 제2,875,047호, 동 제3,09796호, 동 제3074974호, 동 제3,097,097호, 및 동 제3,145,104호에 개시된 것들뿐만 아니라, 페나진, 옥사진, 및 퀴논, 예컨대 미힐러 케톤(Michler's ketone), 에틸 미힐러 케톤, 및 벤조페논 및 류코(leuco) 염료를 비롯한 수소 공여체를 갖는 다른 2,4,5-트리페닐 이미다조일 이량체, 및 이들의 혼합물을 포함한다 (미국 특허 제3,427,161호, 동 제3,479,185호 및 동 제3,549,367호에 기재되어 있음). 미국 특허 제4,162,162호에 기재된 증감제는 광 개시제 및 광 억제제와 함께 사용될 수 있다.
개시제의 종류 및 함량은 사용된 단량체의 종류에 따라 적절하게 결정해야 한다. 일반적으로, 개시제의 함량은 유전체 조성물의 총량에 대해 0.1 내지 5 중량％ 범위 내이다.
(4) 수지 결합제
수지 결합제는 경도가 충분한 유전체가 형성될 수 있게 한다. 형성된 유전체의 경도를 어느 정도 보장하도록 단량체를 중합하여 중합체를 형성한다. 그러나, 모든 경우에 충분하지는 않다. 따라서, 수지 결합제를 보통 유전체 조성물에 첨가한다. 수지 결합제의 종류는 특별히 제한되지 않는다. 상기 기술한 바와 같이, 중합체 결합제는 전도성 조성물 중의 보조 구성 요소이다. 수계 현상 가능성을 고려할 때 해상도가 높은 수지 결합제를 선택하는 것이 바람직하다. 하기의 결합제는 상기 언급한 조건을 충족시킬 수 있다. 즉, 이들 결합제는 (1) C1-C10 알킬 아크릴레이트, C1-C10 알킬 메타크릴레이트, 스티렌, 치환 스티렌, 또는 이들의 혼 합물을 함유하는 비산성 공단량체 및 (2) 중합체의 총 중량의 15 중량％ 이상의 양으로 에틸렌계 불포화 카르복실산을 함유하는 부분을 함유하는 산성 공단량체로 제조된 공중합체 또는 혼성중합체 (혼합된 중합체)를 포함한다.
조성물 중에 산성 공단량체 성분이 존재하는 것이 효과적으로 작용한다. 이들 산성 관능기의 조력으로, 0.4 중량％의 탄산나트륨 수용액과 같은 수성 염기 중에서 현상이 수행될 수 있다. 산성 공단량체의 농도가 15％ 미만인 경우, 조성물은 수성 염기에 의해 완벽하게 세척될 수 없다. 산성 공단량체의 농도가 30％를 초과하는 경우, 현상 조건하에서 조성물의 안정성이 낮고, 화상 형성 부분에서 부분적으로만 현상이 발생한다. 적합한 산성 공단량체의 예는 아크릴산, 메타크릴산, 크로톤산, 또는 다른 에틸렌계 불포화 모노카르복실산뿐만 아니라, 푸마르산, 이타콘산, 시트라콘산, 비닐 숙신산, 말레산, 또는 다른 에틸렌계 불포화 디카르복실산, 이들의 헤미에스테르, 및 일부 경우 이들의 무수물 및 이들의 혼합물을 포함한다. 메타크릴 중합체는 저 산소 분위기에서 더욱 청결하게 연소될 수 있기 때문에 아크릴 중합체보다 더욱 바람직하다.
상기 언급한 비산성 공단량체가 상기 언급한 알킬 아크릴레이트 또는 알킬 메타크릴레이트인 경우, 비산성 공단량체는 중합체 결합제의 50 중량％ 이상, 바람직하게는 70-75 중량％를 구성하는 것이 바람직하다. 비산성 공단량체가 스티렌 또는 치환 스티렌인 경우, 비산성 공단량체가 중합체 결합제의 50 중량％를 구성하고, 나머지 50 중량％는 말레산 무수물 또는 다른 산 무수물의 헤미에스테르로 구성되는 것이 바람직하다. 치환 스티렌은 α-메틸 스티렌인 것이 바람직하다.
바람직하지는 않으나, 중합체 결합제의 비산성 부분은 알킬 아크릴레이트, 알킬 메타크릴레이트, 스티렌, 또는 중합체의 치환된 스티렌 부분을 치환하는 약 50 중량％ 이하의 다른 비산성 공단량체를 또한 함유할 수 있다. 예는 아크릴로니트릴, 비닐 아세테이트, 및 아크릴 아미드를 포함한다. 그러나 이러한 경우, 완전 연소가 더욱 어려워지기 때문에 이러한 단량체의 양은 중합체 결합제의 총 중량의 약 25 중량％ 미만인 것이 바람직하다. 상기 언급한 조건이 충족되는 한 공중합체는 결합제로서 단독으로 또는 조합물로 사용될 수 있다. 상기 언급한 공중합체에 추가로 다른 중합체 결합제를 소량으로 첨가하는 것이 또한 가능하다. 예는 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리부틸렌, 폴리이소부틸렌, 에틸렌-프로필렌 공중합체 또는 다른 폴리올레핀, 및 폴리에틸렌 옥시드 및 다른 저급 알킬렌 옥시드와 같은 폴리에테르를 포함한다.
이들 중합체는 아크릴 에스테르 중합 분야에서 일반적으로 사용되는 용액 중합의 기술에 의해 제조될 수 있다.
전형적으로, 상기 언급한 산성 아크릴 에스테르 중합체는 하기와 같이 제조할 수 있다. α- 또는 β-에틸렌계 불포화 조제 (산성 공단량체)를 비교적 비점이 낮은 (75 내지 150℃) 유기 용매 중에서 하나 또는 여러 종류의 공중합성 비닐 단량체 (비산성 공단량체)와 혼합하여 10 내지 60％의 단량체 혼합 용액을 얻었다. 이후에, 중합 촉매를 얻어진 단량체에 첨가하여 이를 중합한다. 얻어진 혼합물을 상압하 용매의 환류 온도에서 가열하여 상기 언급한 중합체를 제조한다. 중합 반응이 실질적으로 완료된 후, 생성된 산성 중합체 용액을 실온으로 냉각한다. 시료 를 회수하여 중합체의 점도, 분자량 및 산 당량을 측정하였다.
상기 언급한 산 함유 중합체 결합제의 분자량은 50,000 미만인 것이 바람직하다.
수지 결합제의 함량은 단량체의 종류 및 함량뿐만 아니라 다른 성분의 종류 및 함량에 따라 적절하게 결정하여야 한다. 일반적으로, 수지 결합제의 함량은 유전체 조성물의 총량에 대해 5 내지 20 중량％의 범위 내이다.
(5) 유기 용매
유전체 조성물은 유기 용매를 함유한다. 유기 용매의 주 목적은 유전체 조성물의 미세하게 분말화된 고상물의 분산액을 세라믹 기판 또는 다른 기판 상에 용이하게 코팅하기 위한 것이다. 따라서, 무엇보다도 고형분의 안정성을 적절하게 유지할 수 있고 고형분을 분산시킬 수 있는 유기 용매를 사용하는 것이 바람직하다. 다음으로, 유변학적 특성이 분산액에 양호한 코팅 특성을 제공할 수 있는 유기 용매를 사용하는 것이 바람직하다.
또한, 유기 용매는 용매 혼합물일 수 있다. 용매 성분은 중합체 및 다른 유기 성분이 이에 완전히 용해될 수 있도록 적절하게 선택되어야 한다. 용매는 페이스트 조성물 중에서 다른 성분에 대해 불활성이어야 한다 (다른 성분과 반응하지 않음). 대기압하 비교적 저온에서 코팅되는 경우에도, 분산액으로부터 증발될 수 있도록 비교적 높은 휘발성의 용매를 선택하는 것이 필요하다. 그러나, 인쇄 작업 동안 정상 실온에서 스크린상에서 페이스트가 빠르게 건조될 정도로 휘발성인 용매를 사용하는 것은 바람직하지 않다. 페이스트 조성물용으로 사용되는 용매의 정압 하에서의 비점은 바람직하게는 300℃ 미만, 보다 바람직하게는 250℃ 미만이다. 이러한 용매의 예는 지방족 알코올, 아세테이트 또는 프로피오네이트, 및 상기 언급한 알코올의 다른 에스테르; 송진, α- 또는 β-터피네올, 또는 이들의 혼합물 및 다른 테르펜; 에틸렌 글리콜, 에틸렌 글리콜 모노부틸 에테르, 부틸 셀로솔브 아세테이트, 및 에틸렌 글리콜의 다른 에스테르; 부틸 카르비톨, 부틸 카르비톨 아세테이트, 카르비톨 아세테이트, 및 다른 카르비톨 에스테르; 및 텍사놀® (2,2,4-트리메틸-1,3-펜탄디올 모노이소부틸레이트), 및 다른 적절한 용매를 포함한다.
유기 용매의 양은 유전체 조성물을 코팅할 때 필요로 하는 점도뿐만 아니라 다른 성분의 종류 또는 함유량을 고려하여 결정하여야 한다. 일반적으로, 유기 용매의 함량은 유전체 조성물의 총량에 대해 15 내지 40 중량％의 범위 내이다. 보통, 유기 용매를 첨가함으로써 페이스트 유사 유전체 조성물을 얻을 수 있다.
(6) 다른 첨가제
상기 언급한 성분에 추가로, 하기 추가 성분을 본 발명의 유전체 조성물에 또한 첨가할 수 있다. 이들 첨가제의 예는 산화방지제, 점착방지제, UV 흡수제, 염료 등을 포함한다. 또한, 이러한 분야에서 조성물에 널리 사용되는 분산제, 안정화제, 가소제, 박리제, 스트리핑제(stripping agent), 소포제 및 습윤제를 첨가하는 것이 또한 가능하다. 사용될 수 있는 적절한 물질은 본원에 전문이 참고로 포함되는 미국 특허 출원 제532490호에 개시되어 있다. 이들 첨가제의 함량은 특별히 제한되지 않으며, 필요로 하는 특성 및 다른 물질의 종류에 따라 적절하게 결정되어야 한다. 그러나, 유기 성분을 사용하는 경우, 소성 도중 첨가제의 발포로 인해 야기되는 절연성 열화를 방지하기 위해 첨가되는 유기 성분의 양을 가능하면 낮게 유지하는 것이 바람직하다.
본 발명에서는, 하부 및 상부 유전체 층에 충전제를 실질적으로 함유하지 않는 것이 바람직하다. 충전제가 함유되지 않는 경우, 유리의 융화로 인하여 저온에서도 양호한 조밀성(compactness)이 실현될 수 있다. 여기서, "충전제를 실질적으로 함유하지 않는다"는 것은 불가피한 불순물로서 충전제가 함유되는 것을 허용한다는 의미이다. 충전제의 함량은 바람직하게는 20 중량％ 이하, 보다 바람직하게는 5 중량％ 이하이다. 충전제의 함량은 현존하는 분석기를 사용하여 측정할 수 없을 정도인 것이 가장 바람직하다.
본 발명에서, 하부 및 상부 유전체층이 실질적으로 알칼리성 화합물을 함유하지 않는 것이 바람직하다. 만약 알칼리성 화합물을 함유하지 않는다면, 전기적 신뢰성의 저하를 피하기 쉬울 것이다. 이는 높은 유동성을 갖는 알칼리 이온이 단락 또는 다른 문제를 야기할 것이기 때문이다. 여기서, "실질적으로 알칼리성 화합물을 함유하지 않는다"는 것은 불가피한 불순물로서 알칼리성 화합물의 함유는 허용된다는 것을 의미한다. 알칼리성 화합물의 함량은 알칼리 금속의 양을 기준으로 1 중량％ 미만인 것이 바람직하고, 더 바람직하게는 0.1 중량 미만이다. 알칼리성 화합물의 함량은 현존 분석 장치를 사용하여 감지할 수 없는 것이 가장 바람직하다.
본 발명은 상술한 유전체를 갖는 디스플레이 장치를 포함한다. 본 발명의 디스플레이 패널 또는 장치는 전계 방출 디스플레이 (FED)를 사용할 수 있다. 예 를 들어, 도 2에 나타낸 FED에서, 유리 기판 (20) 상에 캐소드 전극 (22), 방출체 (24), 게이트 절연막 (26), 및 게이트 전극 (28)을 적층함으로써 형성된 적층체와 유리 기판 (30) 상에 애노드 전극 (32) 및 발광체 (34)를 적층함으로써 형성된 적층체는 서로 대항하고 있고, 광 (36)이 방출체 (24)로부터 발광체 (34)로 공급된다. 이러한 구조에서, 본 특허 출원의 상술한 유전체는 캐소드 전극 (22) 및 게이트 전극 (28)을 절연하기 위해 사용되는 게이트 절연막 (26)으로 배치될 수 있다. 이 경우, 장치 자체의 내구성은 우수한 미세 패턴의 정밀도를 가지는 상술한 유전체를 사용하여 향상시킬 수 있다.
본 발명은 유리 분말, 수지 결합제, 및 유기 용매를 함유하는 하부 유전체 조성물을 기판 상에 코팅하는 단계; 상술한 하부 유전체 조성물을 건조하여 하부 유전체층을 형성하는 단계; 유리 분말, 수지 결합제, 및 유기 용매를 함유하는 상부 유전체 조성물을 상술한 하부 유전체층 상에 코팅하는 단계; 상술한 상부 유전체 조성물을 건조하여 상부 유전체층을 형성하는 단계; 및 상술한 하부 및 상부 유전체 층을 상술한 하부 유전체층에 사용된 일차 유리 분말의 연화점 (T1), 상술한 상부 유전체층에 사용된 일차 유리 분말의 연화점 (T2), 및 소성 온도 (T3)에 대하여 T1 < T3 < T2 < T3+30℃의 관계를 충족시키는 소성 온도에서 소결하는 단계를 포함하는 유전체 제조 방법을 포함한다.
본 발명에서 사용되는 유전체 조성물은 감광성 조성물일 수 있다. 만약 유전체 조성물이 감광성 조성물이면, 하부 및 상부 유전체 조성물은 단량체 및 개시제를 함유한다.
하기에서, 본 발명의 제조 방법을 도면을 기초로 설명할 것이다. 하기 설명되는 제조 방법에서, 유전체 조성물은 감광성 조성물이다. 만약 유전체 조성물이 감광성 조성물이면, 조성물은 건조 및 소성이 이어지는 스크린 인쇄의 방법에 의하여 목적하는 패턴으로 코팅된다. 보다 구체적으로는, 본 방법은 (1) 하부 유전체 조성물을 코팅하는 단계, (2) 건조하는 단계, (3) 상부 유전체 조성물을 코팅하는 단계, (4) 건조하는 단계, 및 (5) 하부 및 상부 유전체층을 소결하는 단계를 포함한다. 도 3은 본 발명의 유전체 제조 방법의 각 단계를 설명한 흐름도이다. 도면에서 나타낸 바와 같이, 제조 방법은 1 내지 7 단계를 가진다. 도 4는 도 3에서 나타낸 각 단계의 세부사항을 나타낸다.
제 1 단계에서, 유리 분말, 단량체, 개시제, 수지 결합제, 및 유기 용매를 함유하는 하부 유전체 조성물 (204)을 기판 (202) 상에 코팅한다 (도 3: 102, 도 4(a)). 상기 하부 유전체 조성물 (204)을 스크린 인쇄를 수행하거나 또는 디스펜서를 사용하는 코팅 수단 (206)을 이용하여 유리 기판 (202) 상의 전체면에 코팅한다.
제 2 단계에서, 상술한 하부 유전체 조성물을 건조하여 하부 유전체층 (208)을 형성한다 (도 3; 104, 도 4(b)). 전기전도성 [유전체] 조성물을 건조시킬 수 있는 한 건조 조건에 특별한 제한은 없다. 건조는 컨베이어형 IR 건조기를 100℃에서 10 내지 20 분 동안 사용하여 수행할 수 있다. 건조된 하부 유전체층의 두께는 10 내지 40 μm의 범위 내인 것이 바람직하다.
제 3 단계에서, 유리 분말, 단량체, 개시제, 수지 결합제, 및 유기 용매를 함유하고 상술한 하부 조성물 유전체보다 높은 연화점을 갖는 상부 유전체 조성물 (209)을 상기 하부 유전체 층 (208) 상에 코팅한다 (도 3: 106, 도 4(c)). 제 1 단계에서 사용된 코팅 수단을 사용할 수 있다.
제 4 단계에서, 상술한 상부 유전체 조성물을 건조하여 상부 유전체층 (210)을 형성한다 (도 3: 108, 도 4(d)). 제 2 단계에서 기술한 조건이 사용될 수 있다. 건조된 상부 유전체층의 두께는 10 내지 40 μm의 범위 내인 것이 바람직하다.
제 5 단계에서, 소정의 패턴을 상기 하부 유전체층 (208) 및 상부 유전체층 (210) 상에 노광시킨다 (도 3: 110, 도 4(e)). 노광은 예를 들어, 전극 패턴을 갖는 포토마스크 (212)가 건조된 상부 및 하부 유전체층 (208, 210) 상에 형성된 후에 조사 (214)하여 수행한다. 노광 조건은 사용된 상부 및 하부 유전체 조성물의 성분 및 그의 막 두께에 따라 다양하다. 50 내지 300 μm의 간격을 사용하여 노광하기 위한 100 내지 300 mJ/cm2의 광을 사용하는 것이 바람직하다. 조사 시간은 5 내지 30 초의 범위 내인 것이 바람직하다. 그 결과, 노광된 코팅막 (216)을 얻을 수 있다.
제 6 단계에서, 노광된 코팅막을 현상한다 (도 3: 112, 도 4(f)). 현상은 알칼리 용액을 사용하여 수행한다. 사용할 수 있는 알칼리 용액의 예는 0.4 ％ 탄산나트륨 수용액이다. 현상된 코팅막 (220)은 노광된 코팅막을 갖는 기판 (202)를 알칼리 용액 중에 담구어서 기판 (202) 상의 노광된 코팅막 상에 상기 알칼리 용액 (218)을 분무하여 얻을 수 있다.
제 7 단계에서, 상술한 하부 유전체층에 사용된 일차 유리 분말의 연화점보다 높지만 상술한 상부 유전체층에 사용된 일차 유리 분말의 연화점보다 낮은 소성 온도에서 현상된 코팅막을 소결한다 (도 3: 114, 도 4(g)). 소성은 소정의 온도 프로파일을 갖는 소성노에서 수행할 수 있다. 소성 시 가장 높은 온도는 500 내지 600℃의 범위 내인 것이 바람직하다. 소성 시간은 1 내지 3 시간의 범위 내인 것이 바람직하다. 소성 후, 냉각을 수행하여 목적하는 패턴을 갖는 유전체 (222)를 얻는다. 건조 후, 하부 유전체층의 두께 및 상부 유전체층의 두께는 5 내지 20 μm의 범위 내인 것이 바람직하다.
이 제조 방법을 사용함으로써, 2층 유전체 (하부 유전체층 및 상부 유전체층)가 얻어진다. 또한, 상부 유전체 조성물의 연화점이 하부 유전체 조성물의 연화점보다 높고 소성 온도가 상술한 하부 유전체층에 사용된 일차 유리 분말의 연화점보다 높지만 상술한 상부 유전체층에 사용된 일차 유리 분말의 연화점보다 낮기 때문에, 기저부에 대해 목적하는 접착성 및 우수한 절연 특성이 있는 유전체를 얻을 수 있다.
본 발명에서 소성 온도 및 상부 및 하부 유전체층에 사용된 일차 유리 분말의 연화점에 의하여 실현되는 효과를 상기에서 설명하였다. 본 발명은 또한 유전체의 2층 구조에 의하여 실현되는 다른 효과를 가진다. 즉, 1층 유전체가 형성되었을 때, 만약 그 층의 일부가 충분히 노광되지 않는다면, 그 부분은 충분히 경화될 수 없고, 이는 열악한 절연을 유발할 수 있다. 반면에, 본 발명에 따라 2층 유 전체가 형성되었을 때, 만약 핀홀이 형성되었다고 할지라도, 두 층에서 형성된 핀홀이 유전체의 높이 방향으로 배향될 가능성은 매우 낮다. 따라서, 열악한 절연을 방지할 수 있다.
상술한 장점 이외에도, 본 발명의 제조 방법에 따라 2층 유전체를 형성하였을 때 유전체의 충분한 두께를 보장할 수 있다.
<실시예>
하기에서, 본 발명을 적용 실시예를 참조로 더 자세히 설명할 것이다. 그러나 본 발명은 하기 적용 실시예로 제한되지 않는다. 하기 적용 실시예에서, 만약 달리 명시하지 않는다면 백분율은 중량 기준이다.
실시예 1 내지 4, 비교 실시예 1 내지 42
유전체 조성물을 사용하여 유전체를 형성하였다. 이들 유전체 조성물은 감광성이 아니고, 조성물 중에 단량체 또는 개시제가 함유되어 있지 않았다.
(A) 유리 분말의 제조
표 1에 나열된 성분을 혼합하여 유리 분말을 제조하였다.
BaO B2O3 SiO2 Al2O3 ZnO Bi2O3 Fe2O3
유리 분말 A 2 10 1 1 12 74 -
유리 분말 B 1 9 7 2 8 73 1
유리 분말 C 1 9 7 2 8 72 -
유리 분말 D 1 8 8 2 11 70 -
유리 분말 E 1 10 10 2 11 66 -
유리 분말 F 1 8 15 3 13 60 -
유리 분말 G 1 9 16 3 13 58 -
유리 분말 H 6 11 18 4 17 44 -
유리 분말 I 10 8 18 6 10 48 -
표 2는 이들 유리 분말의 연화점 및 평균 입경을 나타낸다.
연화점은 시차 열 분석 (DTA)의 방법으로 측정하였다.
연화점 평균 입자 크기
유리 분말 A 450℃ 1 μm
유리 분말 B 500℃ 1 μm
유리 분말 C 500℃ 1 μm
유리 분말 D 515℃ 1 μm
유리 분말 E 530℃ 1 μm
유리 분말 F 558℃ 1 μm
유리 분말 G 568℃ 1 μm
유리 분말 H 584℃ 1 μm
유리 분말 I 601℃ 1 μm
(B) 유전체 조성물의 제조
유리 분말을 매질 (MMA/BMA/EA/MAA 공중합체의 26％ 텍산올 용액)과 1:1의 중량 비로 혼합하여 페이스트 유사 유전체 조성물 A 내지 P를 얻었다. 표 3에 유전체 조성물 A 내지 P의 유리 분말 조성물 (부피 기준)을 나타냈다. 예를 들어, 유전체 조성물 A에 함유된 유리 분말은 100 부피 퍼센트 유리 분말 A로 이루어졌다. 사용된 유리 조성물을 하기에 나열하였다.
유리 분말 조성물 (유리 조성물에 사용된 유리 분말의 부피％)
유전체 조성물 A 유리 분말 A : 100 부피％
유전체 조성물 B 유리 분말 B : 100 부피％
유전체 조성물 C 유리 분말 C : 100 부피％
유전체 조성물 D 유리 분말 D : 100 부피％
유전체 조성물 E 유리 분말 E : 100 부피％
유전체 조성물 F 유리 분말 F : 100 부피％
유전체 조성물 G 유리 분말 G : 100 부피％
유전체 조성물 H 유리 분말 H : 100 부피％
유전체 조성물 I 유리 분말 I : 100 부피％
유전체 조성물 J 유리 분말 B : 50 부피％ 유리 분말 D : 50 부피％
유전체 조성물 K 유리 분말 C : 50 부피％ 유리 분말 D : 50 부피％
유전체 조성물 L 유리 분말 C : 50 부피％ 유리 분말 E : 50 부피％
유전체 조성물 M 유리 분말 E : 50 부피％ 유리 분말 F : 50 부피％
유전체 조성물 N 유리 분말 F : 50 부피％ 유리 분말 G : 50 부피％
유전체 조성물 O 유리 분말 F : 50 부피％ 유리 분말 H : 50 부피％
유전체 조성물 P 유리 분말 G : 50 부피％ 유리 분말 I : 50 부피％
(C) 유전체의 형성
유전체 조성물 A 내지 P를 사용하여 표 4, 5에 나타낸 2층 구조를 갖는 23종의 유전체를 형성하였다. 유전체 형성의 공정을 하기에 기술하였다.
SUS 250-메쉬 스크린 마스크를 스크린 인쇄기에 설치하고 이를 사용하여 1.3 mm 두께의 소다 유리 기판 상에 하부 유전체 조성물을 인쇄하였다. 5 cm x 5 cm의 사각형 코팅막을 얻었다. 인쇄 후 온풍 건조노를 사용하여 100℃에서 20분 건조를 수행하였다. 얻어진 건조된 막의 두께는 약 12 내지 15 μm였다. 그 다음에, 동일한 바탕 (blank) 마스크를 사용하여 건조 막 상에 상부 유전체 조성물을 인쇄하였다. 인쇄 후, 동일한 방식으로 30분 동안 100℃에서 온풍 건조를 수행하였다. 얻어진 2층 유전체의 건조 막 두께는 표 4, 5에서 나타낸 것과 같이 약 23 내지 30 μm였다. 얻어진 2층 유전체는 5 cm x 5 cm의 사각형 모양이었다.
얻어진 시료를 520℃ 또는 570℃의 최고 온도를 20분 동안 유지하는 총 3시간의 소성 프로파일의 롤러-허스 노 (roller-hearth furnace)를 사용하여 소결하였다. 소성 온도와 상부 및 하부 유전체층에 사용된 일차 유리 분말의 연화점 사이의 관계도 또한 표 4, 5에 나타내었다. 상술한 시료에 대해 유전체의 기저부에 대한 접착성 및 그의 절연 특성과 관련된 하기 항목을 평가하였다. 그 다음에, 모든 시료에 대해 양호한 평가 결과를 만족시키는 조건을 연구하였다.
이 경우, 상술한 절연 특성뿐 아니라 기저부에 대한 유전체의 접착성, 유전체 내의 기포 및 유전체의 밀도도 평가하였다.
유전체 내의 기포
금속 현미경 (배율 100 내지 200, 어두운 영상이 보존되고 투과되는 광의 조건 하에서)을 사용하여 소결된 유전체의 시료 내의 기포 (크기 및 수)를 조사하였다. 기포가 관측되지 않은 시료를 허용할 수 있는 것으로 간주하였다. 반면에, 마이크로 수준의 기포가 있는 시료 및 3 μm 이상의 기포가 관측된 시료를 허용할 수 없는 것으로 간주하였다.
밀도 (4, 5 소성된 밀도)도 또한 측정하였다. 여백이 없고 균일하게 용융되고 기포가 거의 없는 시료를 허용할 수 있는 것으로 간주하였다. 반면에 소결에 의해 야기된 다소 균일하게 분산된 건열(mud crack) 또는 기포, 소성 동안 분말이 수축된 시료 및 심각한 건열 또는 기포뿐 아니라 거친 표면의 시료를 허용할 수 없는 것으로 간주하였다.
기저부에 대한 접착성
상술한 기포 관측 후, 만약 기저부로부터 유전체를 제거할 수 있다면 소성한 시료를 핀셋으로 긁어서 보았다. 유전체를 기저부로부터 제거할 수 없고 유전체의 손상이 없는 시료를 허용할 수 있는 것으로 간주하였다. 반면에, 기저부로부터 유전체가 제거되는 시료를 허용할 수 없는 것으로 간주하였다.
상술한 평가 항목의 결과를 표 4, 5에 나타내었다. 표 4는 상술한 소성 온도의 최고 온도가 520℃일 때 평가 결과를 나타내고, 표 5는 상술한 소성 온도의 최고 온도가 570℃일 때 평가 결과를 나타낸다.
Figure 112007023140056-PAT00001
Figure 112007023140056-PAT00002
표 4로부터 알 수 있는 바와 같이 (상기 소성 온도의 피크 온도가 520℃인 경우), 하부 유전체층에 사용된 일차 유리 분말의 연화점 (T1), 상부 유전체층에 사용된 일차 유리 분말의 연화점 (T2), 및 일차 유리 분말의 소성 온도 (T3)이 T1 < T3 < T2 < T3＋30℃의 관계를 충족시키는 실시예 1, 2에서, 기포, 밀도, 및 유리 기재에 대한 접착성에 관하여 우수한 결과를 얻었다. 반면, 상기 연화점과 소성 온도 사이의 관계를 충족시키지 않는 비교 실시예 1 내지 22에서는 3가지 평가 항목 중 하나 이상이 결과가 열악하였다.
또한, 표 5로부터 알 수 있는 바와 같이 (상기 소성 온도의 피크 온도가 570℃인 경우), 실시예 3, 4에서 기포, 밀도, 및 유리 기재에 대0한 접착성에 관하여 우수한 결과를 얻었다. 반면, 비교 실시예 23 내지 42에서 3가지 평가 항목 중 하나 이상이 결과가 열악하였다.
실시예 5 내지 10
감광성 조성물을 사용하여 유전체를 제조하는 경우에도 동일한 방식으로 본 발명의 효과가 실현될 수 있음을 확인하기 위해, 감광성 유전체 조성물을 사용하여 유전체를 형성하였다. 하기 표 6은 상부 유전체 조성물 및 하부 유전체 조성물의 조성을 나타낸다. 상부 유전체 조성물을 위한 유리 분말로서 유리 분말 C 및 유리 분말 F를 1:1의 부피 비율로 사용하였다. 하부 유전체 조성물을 위한 유리 분말로서 유리 분말 B를 단독으로 사용하였다.
Figure 112007023140056-PAT00003
표 6에 사용된 각 성분의 세부를 하기 표 7에 나타낸다.
Figure 112007023140056-PAT00004
상기 상부 및 하부 유전체 조성물을 사용하고, 노광 조건 및 현상 조건을 변경하여 하기 표 8에 나타낸 실시예 5 내지 10의 6종의 유전체를 형성하였다. 유전체의 형성 방법은 하기에 기재한다.
SUS 재질의 150 메쉬 스크린 마스크를 스크린 인쇄기 상에 탑재하고 사용하여 1.3 ㎜의 두께를 갖는 소다 유리 기판 상에 하부 유전체 조성물을 인쇄하였다. 5 ㎝ x 5 ㎝ 사각형 코팅막을 얻었다. 인쇄 후, 온풍 건조노를 사용하여 100℃에서 20분 동안 건조를 수행하였다. 생성된 건조막의 두께는 약 20 ㎛였다. 그 후, 동일한 스크린 마스크를 사용하여 건조막 상에 상부 유전체 조성물을 인쇄하였다. 인쇄 후, 동일한 방식으로 100℃에서 30분 동안 온풍 건조를 수행하였다. 생성된 2층 유전체의 건조막 두께는 약 40 ㎛였다. 생성된 2층 유전체는 5 ㎝ x 5 ㎝의 사각형이었다.
패턴을 평가하기 위해 365 nm 광을 방출하는 고압 수은 램프가 장착된 UV 노광 기계를 사용하여, 포토 마스크를 통해 건조막에 패턴 노광을 수행하였다. 80 mJ/cm2 내지 240 mJ/cm2 범위에서 3가지 노광 조건 하에 각 시료에 대해 패턴 노광을 수행하였다.
별도로, 현상액으로서 0.4％ Na2O3 수용액을 사용하는 알칼리 현상 장치를 사용하여 비노광 건조 시료를 제조하였다. 시료를 현상할 때, 건조막의 완전한 현상을 위해 필요한 시간 (클리어 시간 (Time To Clear): TTC)을 측정하였다. 상기 패턴 노광된 시료는 TTC의 1.5 내지 3배에서 현상되었다. 즉, 3가지 노광 조건 × 2가지 현상 조건의 현상 시료를 얻었다.
520℃의 피크 온도가 20분 동안 유지되는 총 3시간의 소성 프로파일의 롤러 허스 노를 사용하여 수득된 시료를 소성시켰다.
소결된 시료에 대해, 상술된 기포, 밀도, 및 유리 기판에 대한 접착성을 평하였다. 상기 기재된 평가 방법을 사용하였다. 결과를 하기 표 8에 나타냈다. 각 소결된 유전체의 두께는 20 ㎛였다.
Figure 112007023140056-PAT00005
표 8로부터 알 수 있는 바와 같이, 하부 유전체층에 사용된 일차 유리 분말의 연화점 (T1), 상부 유전체층에 사용된 일차 유리 분말의 연화점 (T2), 및 일차 유리 분말의 소성 온도 (T3)이 T1 < T3 < T2 < T3＋30℃의 관계를 충족시키는 실시예 5 내지 10에서, 기포, 밀도, 및 유리 기판에 대한 접착성에 관하여 우수한 결과를 얻었다. 상기 결과는 감광성 조성물을 사용하여 유전체를 형성할 때 T1 < T3 < T2 < T3＋30℃ 조건하에서 소성이 수행되는 경우 우수한 유전체가 형성될 수 있음을 나타낸다.
상기 기재한 바와 같이, 상기 노광 조건 및 현상 조건하의 본 발명의 유전체에서 기저부에 대한 우수한 접착성 및 매우 우수한 절연성이 실현될 수 있다. 특히, 무연(lead-free)형 유전체에 대해서도 상기 특성이 실현될 수 있다.
통상적으로 알루미나 기판을 사용하는 혼성 마이크로회로가 850℃로 매우 높은 온도에서 소결될 수 있기 때문에, 세라믹 충전제 등이 유리와 혼합되는 경우에도 기판에 대한 우수한 접착성 및 절연성을 갖는 유전체층을 형성할 수 있다. 그 러나, 유리 기판을 기저부로서 사용하는 디스플레이 패널 또는 장치를 형성하기 어렵다. 박막을 위한 고비용 공정을 사용하지 않고 저비용에서 유전체를 형성할 수 있기 때문에, 본 발명에 의해 실현된 상기 효과는 유의한 의미를 갖는다.

Claims (37)

  1. 하부 유전체층 및 상기 하부 유전체층 상에 형성된 상부 유전체층을 포함하며, 상기 하부 유전체층은 제1 일차 유리 분말을 포함하고 상기 상부 유전체층은 제2 일차 유리 분말을 포함하며, 상기 제1 일차 유리 분말의 연화점 (T1), 상기 제2 일차 유리 분말의 연화점 (T2), 및 최대 부피로 존재하는 일차 유리 분말의 소성 온도 (T3)가 T1 < T3 < T2 < T3+30℃의 관계를 충족시키는 유전체.
  2. 제1항에 있어서, 상기 하부 및 상부 유전체층이 감광성 조성물로 제조된 것인 유전체.
  3. 제1항에 있어서, T1 및 T3이 또한 T3-30℃ < T1 < T3의 관계를 충족시키는 유전체.
  4. 제1항에 있어서, 하나 이상의 일차 유리 분말이 소성 온도에서 비정질인 유전체.
  5. 제1항에 있어서, 상기 제1 일차 유리 분말이 상기 하부 유전체층 중의 유리 성분의 총량에 대해 50 내지 100 부피％의 범위로 상기 하부 유전체층 중에 존재하는 유전체.
  6. 제1항에 있어서, 상기 제2 일차 유리 분말이 상기 상부 유전체층 중의 유리 성분의 총량에 대해 50 내지 100 부피％의 범위로 상기 상부 유전체층 중에 존재하는 유전체.
  7. 제1항에 있어서, 상기 제1 일차 유리 분말 및 상기 제2 일차 유리 분말이 이들 각각의 유전체층 중의 유리 성분의 총량에 대해 50 내지 100 부피％의 범위로 이들 각각의 유전체층 중에 존재하는 유전체.
  8. 제1항에 있어서, 상기 하부 유전체층이 단독 무기 성분으로서 유리를 주성분으로 포함하는 유전체.
  9. 제1항에 있어서, 상기 상부 유전체층이 단독 무기 성분으로서 유리를 주성분으로 포함하는 유전체.
  10. 제1항에 있어서, 상기 하부 유전체층 및 상기 상부 유전체층이 단독 무기 성분으로서 유리를 주성분으로 포함하는 유전체.
  11. 제1항에 있어서, 제1 일차 유리 분말 및 제2 일차 유리 분말이 비스무트형 유리 분말인 유전체.
  12. 제11항에 있어서, 제1 일차 유리 분말이 Bi-Al-B-Si-Zn-Ba 기재 유리 분말 또는 Bi-Al-B-Si-Zn-Ca 기재 유리 분말로부터 선택되는 것인 유전체.
  13. 제11항에 있어서, 제2 일차 유리 분말이 Bi-Al-B-Si-Zn-Ba 기재 유리 분말 또는 Bi-Al-B-Si-Zn-Ca 기재 유리 분말로부터 선택되는 것인 유전체.
  14. 제13항에 있어서, 상기 제2 일차 유리 분말이 Fe, V, Ti, Cu, 및 Co로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 원소를 더 포함하는 유전체.
  15. 제1항에 있어서, 상기 하부 유전체층 및 상기 상부 유전체층이 본질적으 무연(lead free)인 유전체.
  16. 제1항에 있어서, 상기 하부 유전체층 및 상부 유전체층이 본질적으로 충전제가 없는 유전체
  17. 제1항에 있어서, 상기 하부 유전체층 및 상부 유전체층이 본질적으로 알칼리성 화합물이 없는 유전체.
  18. 제1항의 유전체를 포함하는 디스플레이 장치.
  19. 일차 유리 분말, 수지 결합제, 및 유기 용매를 각각 포함하는 하부 유전체 조성물 및 상부 유전체 조성물을 제공하는 단계,
    기판을 제공하는 단계,
    상기 하부 유전체 조성물을 상기 기판 상에 코팅하는 단계,
    상기 하부 유전체 조성물 및 기판을 건조시켜 하부 유전체층을 형성하는단계,
    상기 상부 유전체 조성물을 상기 하부 유전체층 상에 코팅하는 단계,
    상기 상부 유전체 조성물을 건조시켜 상부 유전체층을 형성하는 단계, 및
    상기 하부 유전체층 및 상기 상부 유전체층을 T1 < T3 <T2 < T3+30℃ (여기서, T1은 하부 유전체층의 일차 유리 분말의 연화점이고, T2는 상부 유전체층의 일차 유리 분말의 연화점이고, T3은 최대 부피로 존재하는 일차 유리 분말의 소성 온도임)의 관계를 충족시키는 소성 온도에서 소성하는 단계
    를 포함하는 유전체의 제조 방법.
  20. 제19항에 있어서, 상기 하부 유전체 조성물 및 상기 상부 유전체 조성물이 단량체 및 개시제를 더 포함하는 감광성 조성물이며, 상기 상부 유전체층을 형성한 후 목적하는 패턴 또는 패턴들을 상기 하부 유전체층 및 상기 상부 유전체층 상에 노광시켜 노광된 하부 유전체층 및 노광된 상부 유전체층을 형성하는 단계 및 노광된 층을 현상하는 단계를 더 포함하는 유전체의 제조 방법.
  21. 제19항에 있어서, T1 및 T3이 또한 T3-30℃ < T1 < T3의 관계를 충족시키는 것인 유전체의 제조 방법.
  22. 제19항에 있어서, 상기 소성 온도가 500℃ 내지 600℃의 범위인 유전체의 제조 방법.
  23. 제19항에 있어서, 상기 제1 일차 유리 분말 또는 상기 제2 일차 유리 분말이 유전체의 소성 온도에서 비정질인 유전체의 제조 방법.
  24. 제19항에 있어서, 상기 제1 일차 유리 분말 및 상기 제2 일차 유리 분말이 유전체의 소성 온도에서 비정질인 유전체의 제조 방법.
  25. 제19항에 있어서, 상기 제1 일차 유리 분말이 상기 하부 유전체층 중의 유리 성분의 총량에 대해 50 내지 100 부피％의 범위로 상기 하부 유전체층 중에 존재하는 것인 유전체의 제조 방법.
  26. 제19항에 있어서, 상기 제2 일차 유리 분말이 상기 상부 유전체층 중의 유리 성분의 총량에 대해 50 내지 100 부피％의 범위로 상기 상부 유전체층 중에 존재하는 것인 유전체의 제조 방법.
  27. 제19항에 있어서, 상기 제1 일차 유리 분말 및 상기 제2 일차 유리 분말이 이들 각각의 유전체층 중의 유리 성분의 총량에 대해 50 내지 100 부피％의 범위로 이들 각각의 유전체층 중에 존재하는 것인 유전체의 제조 방법.
  28. 제19항에 있어서, 상기 하부 유전체층이 단독 무기 성분으로서 유리를 주성분으로 포함하는 것인 유전체의 제조 방법.
  29. 제19항에 있어서, 상기 상부 유전체층이 단독 무기 성분으로서 유리를 주성분으로 포함하는 것인 유전체의 제조 방법.
  30. 제19항에 있어서, 상기 하부 유전체층 및 상기 상부 유전체층이 단독 무기 성분으로서 유리를 주성분으로 포함하는 것인 유전체의 제조 방법.
  31. 제19항에 있어서, 상기 제1 일차 유리 분말 및 상기 제2 일차 유리 분말이 비스무트형 유리 분말인 유전체의 제조 방법.
  32. 제31항에 있어서, 제1 일차 유리 분말이 Bi-Al-B-Si-Zn-Ba 기재 유리 분말 또는 Bi-Al-B-Si-Zn-Ca 기재 유리 분말로부터 선택되는 것인 유전체의 제조 방법.
  33. 제31항에 있어서, 제2 일차 유리 분말이 Bi-Al-B-Si-Zn-Ba 기재 유리 분말 또는 Bi-Al-B-Si-Zn-Ca 기재 유리 분말로부터 선택되는 것인 유전체의 제조 방법.
  34. 제33항에 있어서, 상기 제2 일차 유리 분말이 Fe, V, Ti, Cu, 및 Co로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 원소를 더 포함하는 것인 유전체의 제조 방법.
  35. 제19항에 있어서, 상기 하부 유전체층 및 상기 상부 유전체층이 본질적으로 무연인 유전체의 제조 방법.
  36. 제19항에 있어서, 상기 하부 유전체층 및 상기 상부 유전체층이 본질적으로 충전제가 없는 것인 유전체의 제조 방법.
  37. 제19항에 있어서, 상기 하부 유전체층 및 상기 상부 유전체층이 본질적으로 알칼리성 화합물이 없는 것인 유전체의 제조 방법.
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