KR20100081162A - 흑색 페이스트 - Google Patents

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KR20100081162A
KR20100081162A KR1020090000459A KR20090000459A KR20100081162A KR 20100081162 A KR20100081162 A KR 20100081162A KR 1020090000459 A KR1020090000459 A KR 1020090000459A KR 20090000459 A KR20090000459 A KR 20090000459A KR 20100081162 A KR20100081162 A KR 20100081162A
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고준혁
이진한
이근수
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엘지전자 주식회사
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Abstract

본 발명은 흑색 페이스트에 관한 것이다. 본 발명에 따른 흑색 페이스트는, 올리고머, 바인더, 솔벤트, 광 중합성 모노머, 유리 프릿, 흑색 분말 및 용매를 포함하고, 올리고머의 산가는 100 내지 200 mgKOH/g이며, 바인더의 분자량은 10000 내지 21000이다. 이에 의해 버스 전극의 소성시 블랙 매트릭스의 거동을 제어하고, 블랙 매트릭스와 전극을 노광하여 패터닝 할 때에 현상액에 의해 블랙 매트릭스의 미노광부를 효율적으로 제거할 수 있어서, 블랙 매트릭스의 잔사가 발생하는 것을 효과적으로 방지할 수 있다.
흑색 페이스트, 잔사

Description

흑색 페이스트{Black paste}
본 발명은 흑색 페이스트에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 산가가 100 내지 200 mgKOH/g 인 올리고머, 분자량이 10000 내지 21000인 바인더를 포함하는 흑색 페이스트에 관한 것이다.
일반적으로 플라즈마 디스플레이 패널(Plasma display panal, PDP)은 격벽으로 분리된 방전셀에 방전가스를 주입하고, 플라즈마 발광시에 발생하는 자외선이 형광체를 여기시켜 바닥상태로 돌아갈 때의 에너지 차에 의해 발생하는 가시광선의 발광현상을 이용한 표시소자이다.
플라즈마 디스플레이 패널은 화상이 디스플레이 되는 표시면인 상부 패널과 그와 평행하게 결합된 하부 패널로 구성되며, 상부패널은 상부 기판 상에 스캔 전극 및 서스테인 전극이 쌍을 이뤄 형성된 복수의 유지 전극 쌍을 포함하고, 하부 패널에는 하부 기판 상에 상부 패널에 형성된 복수의 유지 전극 쌍과 교차되도록 복수의 어드레스 전극이 배열된다.
스캔 전극 및 서스테인 전극은 버스 전극을 포함하여 구성된다. 한편, 버스 전극을 형성할 때 화면의 콘트라스트를 향상시키기 위해 흑색 페이스트로 블랙 매 트릭스층 인쇄하고, 그 위에 도전성 은(Ag) 페이스트로 버스 전극을 인쇄하여 2층 구조의 전극을 형성할 수 있다.
그러나 이 경우 블랙 매트릭스의 하부는 노광이 충분히 이루어지지 못하게 되며, 현상시 비노광부가 깨끗하게 제거되지 않아 소성 후 직진성이 떨어지고 잔사가 발생할 수 있다.
본 발명의 목적은 블랙 매트릭스의 잔사가 발생하는 것을 효과적으로 방지할 수 있는 흑색 페이스트의 제공에 있다.
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 흑색 페이스트는, 올리고머, 바인더, 솔벤트, 광 중합성 모노머, 유리 프릿, 흑색 분말 및 용매를 포함하고, 올리고머의 산가는 100 내지 200 mgKOH/g이며, 바인더의 분자량은 10000 내지 21000이다.
또한 상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 흑색 페이스트는, 올리고머는 3 내지 12 wt%, 바인더는 25 내지 36 wt%, 광 중합성 모노머는 14 내지 20 wt%, 유리 프릿은 2 내지 10 wt%, 흑색 분말은 5 내지 30 wt% 및 용매는 26 내지 35 wt% 포함한다.
흑색 페이스트가 산가가 100 내지 200 mgKOH/g 인 올리고머, 분자량이 10000 내지 21000인 바인더를 포함함으로써, 블랙 매트릭스와 전극을 노광하여 패터닝 할 때에 현상액에 의해 블랙 매트릭스의 미노광부를 효율적으로 제거할 수 있어서, 블랙 매트릭스의 잔사가 발생하는 것을 효과적으로 방지할 수 있다.
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명을 보다 상세하게 설명한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 흑색 페이스트는 올리고머, 바인더, 솔벤트, 광 중합성 모노머, 유리 프릿, 흑색 분말 및 용매를 포함할 수 있다.
우선, 올리고머는 바인더에 비교하여 빛에 반응할 수 있는 이중구조를 상대적으로 많이 포함하고 있으므로, 흑색 페이스트의 적절한 광경화성을 유지할 수 있으며, 카르복실기를 갖는 올리고머는 블랙 매트릭스와 전극을 노광하여 패터닝 할 때에 현상액에 의해 미노광부를 효율적으로 제거할 수 있어서, 블랙 매트릭스의 잔사가 발생하는 것을 효과적으로 방지할 수 있게 된다.
한편, 올리고머의 산가는 100 내지 200 mgKOH/g인 것이 바람직하다. 산가가 100 mgKOH/g 미만이면, 알카리 수용액에 대한 용해성이 불충분하여 현상 불량이 발생할 수 있으며, 반면에 200 mgKOH/g를 초과하는 경우에는 현상시에 피막의 밀착성이 떨어지거나, 광경화부의 용해가 발생할 수 있기에 바람직하지 않다.
이러한 올리고머의 첨가량이 3 wt% 미만인 경우에는 현상시의 피막의 밀착성에 악영향을 줄 수 있으며, 12wt%를 초과하는 경우에는 현상 불량이 생길 수 있기 때문에 본 발명에 따른 감광성 전극 페이스트는 3 내지 12wt%로 올리고머를 포함하는 것이 바람직하다.
바인더는 분자 중에 카르복실기를 함유하는 수지 화합물일 수 있으며, 카르복실기는 분자 중에 라디칼 중합성 불포화 이중 결합을 더 포함할 수 있다.
이러한 카르복실기를 함유하는 바인더로는,
1) 메트아크릴산 등의 불포화 카르복실산과 그 이외의 불포화 이중 결합을 갖는 화합물의 1종 이상을 공중합 함으로써 얻어지는 카르복실기 함유 수지,
2) 메트아크릴산 등의 불포화 카르복실산과 그 이외의 불포화 이중 결합을 갖는 화합물의 1종 이상의 공중합체에, 글리시딜(메트)아크릴레이트나 3,4-에폭시시클로헥실메틸(메트)아크릴레이트 등의 에폭시기와 불포화 이중 결합을 갖는 화합물이나 (메트)아크릴산클로라이드 등에 의해서 에틸렌성 불포화기를 팬던트로서 부가시킴으로써 얻어지는 카르복실기 함유 감광성 수지,
3) 글리시딜메트아크릴레이트나 3,4-에폭시시클로헥실메틸(메트)아크릴레이트 등의 에폭시기와 불포화 이중결합을 갖는 화합물과 그 이외의 불포화 이중 결합을 갖는 화합물의 공중합체에, 메트아크릴산 등의 불포화카르복실산을 반응시키고, 생성된 2급 수산기에 다염기산 무수물을 반응시켜 얻어지는 카르복실기 함유 감광성수지,
4) 무수 말레산 등의 불포화 이중 결합을 갖는 산 무수물과 그 이외의 불포화 이중 결합을 갖는 화합물의 공중합체에, 2-히드록시에틸(메트)아크릴레이트 등의 수산기와 불포화 이중 결합을 갖는 화합물을 반응시켜 얻어지는 카르복실기 함유 감광성 수지,
5) 다관능 에폭시 화합물과 불포화 모노카르복실산을 반응시키고, 생성된 수산기에 포화 또는 불포화 다염기산무수물을 반응시켜 얻어지는 카르복실기 함유 감광성 수지,
6) 폴리비닐알코올 유도체 등의 수산기 함유 중합체에, 포화 또는 불포화 다염기산 무수물을 반응시킨 후, 생성된 카르복실산에 1 분자 중에 에폭시기와 불포화 이중 결합을 갖는 화합물을 반응시켜 얻어지는 수산기 및 카르복실기 함유 감광 성 수지,
7) 다관능 에폭시 화합물, 불포화 모노카르복실산, 1 분자 중에 1개 이상의 알코올성 수산기, 및 에폭시기와 반응하는 알코올성 수산기 이외의 1개의 반응성기를 갖는 화합물의 반응 생성물에, 포화 또는 불포화 다염기산 무수물을 반응시켜 얻어지는 카르복실기 함유 감광성 수지,
8) 1 분자 중에 2개 이상의 옥세탄환을 갖는 다관능 옥세탄 화합물에 불포화 모노카르복실산을 반응시키고, 얻어진 변성 옥세탄 수지 중의 제1급 수산기에 대하여 포화 또는 불포화 다염기산 무수물을 반응시켜 얻어지는 카르복실기 함유 감광성 수지, 및
9) 다관능 에폭시 수지에 불포화 모노카르복실산을 반응시킨 후, 다염기산 무수물을 반응시켜 얻어지는 카르복실기 함유 수지에, 분자 중에 1개의 옥시란환과 1개 이상의 에틸렌성 불포화기를 갖는 화합물을 반응시켜 얻어지는 카르복실기 함유 감광성 수지 등을 들 수 있지만, 이것으로 한정되는 것은 아니다.
한편, 카르복실기 함유 바인더의 분자량은 수지 골격에 따라 다르지만, 10,000 내지 21,000인 것이 바람직하다.
분자량이 10,000 미만이면, 노광 후의 도막의 내습성이 나빠서 현상시에 막 감소가 생기며, 소성 후 블랙 매트릭스 잔사가 발생하여 해상도가 열악할 수 있다. 반면에, 분자량이 21,000을 초과하면, 블랙 매트릭스 층의 수축이 심해져 버스 전극 층과 접촉면이 어긋날 수 있고, 이에 따라 전극의 에지컬이 심해질 수 있다.
카르복실기 함유 바인더의 함량은, 25 내지 36 wt% 일 수 있다. 카르복실기 함유 바인더의 함량이 25 wt% 미만인 경우는 도막 강도가 저하될 수 있고, 36 wt%를 초과하는 경우는 점성이 높아지거나 도포성이 저하되기 때문에 바람직하지 않다.
광 중합성 모노머는 흑색 페이스트의 광경화성을 촉진시키고 현상성을 향상시키기 위해 사용한다.
광 중합성 모노머로서는 2-히드록시에틸아크릴레이트, 2-히드록시프로필아크릴레이트, 디에틸렌글리콜디아크릴레이트, 트리에틸렌글리콜디아크릴레이트, 폴리에틸렌글리콜디아크릴레이트, 폴리우레탄디아크릴레이트, 트리메틸올프로판트리아크릴레이트, 펜타에리스리틀트리아크릴레이트, 펜타에리스리틀테트라아크릴레이트, 트리메틸올프로판에틸렌옥사이드 변성 트리아크릴레이트, 트리 메틸올프로판프로필렌옥사이드 변성 트리아크릴레이트, 디펜타에리스리틀펜타아크릴레이트, 디펜타에리스리틀헥사아크릴레이트 및 상기 아크릴레이트에 대응하는 각 메타크릴레이트류; 프탈산, 아디프산, 말레산, 아타콘산, 숙신산, 트리멜리트산, 테레프탈산 등의 다염기산과 히드록시알킬(메타)아크릴레이트와의 모노-, 디-, 트리- 또는 그 이상의 폴리에스테르 등을 들 수 있지만, 특정한 것으로 한정되지 않고, 이들을 단독 또는 2종 이상을 조합하여 사용할 수 있다.
광 중합성 모노머가 14 wt% 미만으로 포함된 경우는 충분한 광 경화성을 얻기 어려워질 수 있으며, 20 wt% 를 초과하는 경우는 광 경화가 너무 빨라지기 때문에 경화 불균일이 발생할 수 있다. 따라서, 광 중합성 모노머는 14 내지 20 wt% 포함될 수 되는 것이 바람직하다.
또한, 유리 프릿은 2 내지 10 wt%로 포함될 수 있다. 유리 프릿이 2 wt% 미만으로 포함된 경우는 기판에 대한 막의 접착 강도가 충분하지 않을 수 있으며, 반면에 10 wt%를 초과하여 첨가되는 경우는 막의 소결성이 저하될 수 있다.
유리 프릿의 조성으로서는, 특별히 제한되지 않지만, 유리 프릿의 유리전이온도(Tg)는 350 내지 550℃ 인 것이 바람직하다. 유리 프릿의 유리전이온도(Tg)가 350℃ 이상인 경우는 기포, 팽창 등의 발생이 억제되며, 550℃ 이하이면, 기판과의 밀착성이 우수하고, 핀 홀의 발생이나 에지컬 등의 형상 불량이 효과적으로 억제될 수 있다.
또한, 본 발명에 있어서 유리 프릿은 핀 홀이 없는 소성 패턴으로 효과적으로 만들기 위해 평균 입도(D50)가 0.5 내지 2 ㎛의 범위에 있는 유리 미립자인 것이 바람직하다.
한편, 본 발명의 흑색 페이스트 조성물에 포함되는 흑색 분말로는 PDP의 기판 제조 공정시 고온에서 소성을 행하므로, 고온에서 색조 안정성을 가지는 Cu, Fe, Cr, Mn, Co, Ru, La 등의 단독 금속 산화물 및/또는 금속 원소 2종 이상을 포함하는 복합 산화물을 바람직하게 사용할 수 있다. 이때, 흑색 분말의 평균 입경은 0.1 내지 2㎛인 것이 바람직하다.
흑색 분말의 평균 입경은 0.1㎛ 미만인 경우는 노광에 의한 패턴 형성의 정밀도가 저하되어, 라인 엣지의 직선성, 또는 충분한 흑색의 소성 피막이 얻어지기 어려워져 은폐력이 저하되어 투명감을 나타낼 수 있다. 반면에 평균 입경이 2㎛를 초과하면, 소성 피막의 조밀성이 나빠지고 형성되는 막의 흑색도가 저하되며, 입자 의 표면적이 너무 커져 현상시에 언더 컷이 발생하기 쉬워진다.
또한, 흑색 분말의 배합량으로서는, 5 내지 30 wt%가 바람직하다. 흑색 분말의 배합량이 5 wt% 보다 적은 경우는, 소성 후에 충분한 흑색이 얻어지지 않을 수 있으며, 30 wt% 를 초과하는 경우는 광 투과성이 저하되고, 언더 컷이 발생하기 쉽기 때문이다.
용매는 바인더를 용해시킬 수 있고, 기타 첨가제와 잘 혼합되면서 비등점이 150도 이상인 것을 사용할 수 있다. 이에는 a-터피놀(a-Terpinol), 부틸 카비톨 아세테이트(buty cabitol acetate), 텍사놀(Texonol), 부틸 카비톨(butly cabitol), 디프로필렌 글리콜 모노메틸 에테르(Di-propylene glycol) monomethyl ether)등이 있으나 이에 한정되지 않는다.
이러한 용매는 26 내지 35 wt%로 포함되는 것이 바람직하다. 용매의 포함량이 26 wt% 미만인 경우는, 기재상에 페이스트가 균일하게 도포되기 어려울 수 있으며, 반면에 35 wt% 보다 많이 포함되는 경우는, 기재와의 밀착성이 떨어지기 때문에 바람직하지 않다.
또한, 본 발명의 흑색 페이스트는 광 중합 개시제로서, 벤조인, 벤조인메틸에테르, 벤조인에틸에테르, 벤조인이소프로필에테르 등의 벤조인과 벤조인알킬에테르류; 아세토페논, 2,2-디메톡시-2-페닐아세토페논, 2,2-디에톡시-2-페닐아세토페논, 1,1-디클로로아세토페논 등의 아세토페논류; 2-메틸-1-[4-(메틸티오)페닐]-2-모르폴리노프로판-1-온, 2-벤질-2-디메틸아미노-1-(4-모르폴리노페닐)-부탄-1,2-(디메틸아미노)-2-[(4-메틸페닐)메틸]-1-[4-(4-모르폴리닐)페닐]-1-부탄 등의 아미 노아세토페논류; 2-메틸안트라퀴논, 2-에틸안트라퀴논, 2-t-부틸안트라퀴논, 1-클로로안트라퀴논 등의 안트라퀴논류; 2,4-디메틸티오크산톤,2,4-디에틸티오크산톤, 2-클로로티오크산톤, 2,4-디이소프로필티오크산톤 등의 티오크산톤류; 아세토페논디메틸케탈, 벤질디메틸케탈 등의 케탈류; 벤조페논 등의 벤조페논류; 또는 크산톤류; (2,6-디메톡시벤조일)-2,4,4-펜틸포스핀옥시드, 비스(2,4,6-트리메틸벤조일)-페닐포스핀옥시드, 2,4,6-트리메틸벤조일디페닐포스핀옥시드, 에틸-2,4,6-트리메틸벤조일페닐포스피네이트 등의 포스핀옥시드류; 각종 퍼옥시드류 등을 들 수 있고, 이들 공지 관용의 광 중합 개시제를 단독으로 또는 2종 이상을 조합하여 사용할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 흑색 페이스트는 필요에 따라서 실리콘계, 아크릴계 등의 소포ㆍ레벨링제, 피막의 밀착성 향상을 위한 실란 커플링제 등의 다른 첨가제를 배합할 수도 있다.
도 1은 플라즈마 디스플레이 패널의 버스 전극 제조공정을 도시한 단면도이다.
도 1의 (a)에 도시된 바와 같이, 상부기판(110)에 스퍼터링(sputtering), 이온 도금, 화학 증착 및 전착 등의 공정을 통해 ITO로 형성한 투명전극(120)이 이미 형성된 상태에서 흑색 페이스트(130)를 도포한다. 이어서 열풍 순환식 건조로나 원적외선 건조로에서 건조시켜 유기 용매를 증발시킨다.
이어서, (b)와 같이, 흑색 페이스트(130) 상에 전극 페이스트(140)를 인쇄법, 바 코터, 블레이드 코터 등 적절한 방법으로 도포한 후 건조시킨다.
계속하여, (c)와 같이 전극 페이스트(140)가 도포된 상부기판(110)에 일정한 패턴이 형성된 마스크(150)를 위치시킨다. 이때, 마스크(150)는 버스전극(142) 및 블랙 매트릭스(132)가 형성될 위치와 대응되는 위치에 개구(152)가 형성되어 있다.
마스크(150)를 위치시킨 후, 마스크(150)의 상부에서 일정시간 노광한다. 이때 사용되는 활성 광원은, 가시광선, 근적외선, 자외선, 전자선, X선 밍 레이저 광 등이 있으며, 바람직하게는 자외선을 사용한다.
자외선 광원으로는 저압 수은등, 고압 수은등, 초고압 수은등, 할로겐 램프 및 살균등 등을 사용할 수 있다. 바람직하게는 초고압 수은등을 사용할 수 있으나, 이에 한정되지 아니함은 물론이다.
일 예로, 자외선을 조사하면, 전극 페이스트(140) 및 흑색 페이스트(130)는 자외선에 감응하여 경화된다. 이때, 전극 페이스트(140) 및 흑색 페이스트(130) 위에 놓인 마스크(150)에 의해 일정 부분만 경화된다. 즉, 개구(152)의 하부에 위치한 전극 페이스트(140) 및 흑색 페이스트(130)는 상기 자외선이 조사되어 경화되고, 개구(152)가 형성되지 않은 부분의 하부에 위치한 전극 페이스트(140) 및 흑색 페이스트(130)는 상기 자외선이 투과하지 못하여 경화되지 않는 것이다.
마스크(150)를 제거한 후, 현상공정을 수행한다. 현상공정으로서는 분무법, 침지법 등이 이용된다. 현상액으로서는, 수산화나트륨, 수산화칼륨, 탄산나트륨, 탄산칼륨, 규산나트륨 등의 금속 알칼리 수용액이나, 모노에탄올아민, 디에탄올아민, 트리에탄올아민 등의 아민수용액 등이 이용될 수 있으나, 특히 약 1.5 wt％ 이하 농도의 묽은 알칼리 수용액이 바람직하다.
한편, 흑색 페이스트(130)에 포함된 100 내지 200 mgKOH/g의 산가를 가지는 올리고머는 흑색 페이스트(130)의 비노광부를 효율적으로 세척할 수 있도록 도움을 주게 된다. 따라서, 잔사 발생을 효율적으로 방지할 수 있다.
이어서, 소성 공정을 수행하여 (d)에 도시된 바와 같이, 버스전극(142) 및 블랙 매트릭스(132)의 형성을 완료한다.
이하에는 실시예를 나타내어 본 발명에 대하여 구체적으로 설명하지만, 본 발명이 하기 실시예로 한정되지 않는다.
본 발명에 따른 흑색 페이스트는 상술한 바와 같은 필수 성분과 임의 성분을 소정의 비율로 배합하고, 3개 롤이나 블렌더 등의 혼련기에서 균일하게 분산시켜 얻어진다.
하기의 표 1은 본 발명에 따른 실시예와 비교예를 나타낸다. 여기서 특별히 언급이 없는 한 단위는 전부 wt% 기준이다.
하기의 표 1에서 흑색 페이스트는 용매는 Butyl Carbitol과 디프로필렌 글리콜 모노메틸 에테르(Di(propylene glycol) monomethyl ether)를 혼합사용하였으며, 광개시제로 2-벤질-2-디메틸아미노-1-(4-모르폴리노페닐)부탄-1-온을 사용하였다. 또한, 광 중합성 모노머는 Trimethylopropane Triacrylate를 사용하다.
한편, 카르복실기 함유 바인더는 분자량에 따라, 올리고머는 산가에 따라 첨가량을 달리하여 측정하였다.
실시예1 실시예2 실시예3 비교예1 비교예2 비교예3 비교예4
Binder분자량 7,000 43.0
10,000 30.0 33.0
21,000 36.0 25.0
27,000 31.0
40,000 27.0
올리고머
산가		 0mgKOH/g 3.0
70mgKOH/g
100mgKOH/g 6.0 6.0 6.0
180mgKOH/g 3.0 12.0
220mgKOH/g 6.0
Butyl Carbitol 30.0 21.0 26.0 27.0 26.0 30.0 14.0
Di(propylene glycol) monomethyl ether 5.0 5.0 5.0 5.0 5.0 5.0 5.0
광중합성 모노머 16.5 16.5 16.5 16.5 16.5 16.5 16.5
광개시제 1.5 1.5 1.5 1.5 1.5 1.5 1.5
중합 금지제 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5
흑색분말 8.0 8.0 8.0 8.0 8.0 8.0 8.0
유리프릿 5.0 5.0 5.0 5.0 5.0 5.0 5.0
레벨링제 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5
Total 100.0 100.0 100.0 100.0 100.0 100.0 100.0
상기 표 1의 조성을 가지는 흑색 페이스트를 이용하여 도 1에서 상술한 방법에 의해 전극과 블랙 매트릭스의 패턴을 형성하여 하기 표 2에 나타난 바와 같은 버스 전극의 물성을 평가하였다. 여기서 기재는 PD200 유리를 사용하였고, 노광 mask 폭 라인은 90㎛를 사용하였다.
블랙 매트릭스 건조는 100℃에서 10분간 수행하였으며, 버스전극의 건조는105℃에서 10분간 수행하였다. 현상 속도는 800mm/min이며, 소성은 Box로 580℃에서 10분간(승온 30℃/분) 소성하였다.
특성 평가 실시예1 실시예2 실시예3 비교예1 비교예2 비교예3 비교예4
노광량 mJ/20.0mW 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00
T.T.C 5.00 5.60 5.30 4.10 7.30 8.00 3.80
해상도(㎛) 30.00 30.00 30.00 30.00 30.00 30.00 패턴탈락
감도 7.60 8.00 8.50 7.00 8.00 8.00 6.00
현상 후 잔사 특성 ○ ○ ○ × × × ○
(○:좋음, ×:나쁨)
실시예 1 내지 3, 비교예 1 내지 4는 동일한 노광량으로 노광하고, 산수 용액에 15분씩 동일하게 에칭을 하였다.
우선 실시예 1 내지 3은 모두 바인더의 분자량은 10,000 내지 21,000이고, 올리고머의 산가가 100 내지 200mgKOH/g의 범위에 포함된 경우로, 형성된 전극의 잔사 특성이 좋은 것을 알 수 있다.
이에 비해, 비교예 1은 바인더의 분자량은 상술한 바람직한 범위에 포함되나, 올리고머의 산가가 없는 경우로, 알카리 수용액에 대한 용해성이 불충분하여 형성된 전극의 잔사 특성이 나쁜 결과가 나타났다.
또한, 비교예 2는 비교예 1과 반대로 올리고머의 산가는 상술한 바람직한 범위에 포함되나, 바인더의 분자량이 27,000으로 비교예 2 역시 형성된 전극의 잔사 특성이 나쁜 결과가 나타났다. 이러한 경우는 형성된 전극의 에지컬이 심해질 수도 있다.
비교예 3은 바인더의 분자량과 올리고머의 산가 모두 바람직한 범위를 벗어난 결과로 형성된 전극의 잔사 특성이 좋지 않은 것을 알 수 있다. 비교예 3의 경우는 올리고머의 산가가 너무 크기 때문에 경화부의 용해가 발생할 수 있다.
한편, 비교예 4는 흑색 페이스트에 포함된 바인더의 분자량이 상술한 바람직한 범위보다 작은 경우로, 도막의 내습성이 나빠져서 패턴이 탈락한 결과를 나타낸다.
따라서, 본 발명에 따른 흑색 페이스트는 실시예 1 내지 3과 같이, 산가가 100 내지 200 mgKOH/g인 올리고머와, 분자량이 10000 내지 21000인 바인더를 포함하여 블랙 매트릭스의 잔사가 발생하는 것을 효과적으로 방지할 수 있다.
도 2는 본 발명에 따른 흑색 페이스트로 형성되는 블랙매트릭스를 포함하는 PDP의 구조를 도시한 도이다.
도면을 참조하면, 플라즈마 디스플레이 패널(200)은 상부기판(210) 상에 형성되는 유지 전극 쌍인 스캔 전극(211) 및 서스테인 전극(212), 하부기판(220) 상에 형성되는 어드레스 전극(222)을 포함한다.
상기 유지 전극 쌍(211, 212)은 통상 인듐틴옥사이드(Indium-Tin-Oxide;ITO)로 형성된 투명전극(211a, 212a)과 버스 전극(211b, 212b)을 포함하며, 상기 버스 전극(211b, 212b)은 은(Ag), 크롬(Cr) 등의 금속 또는 크롬/구리/크롬(Cr/Cu/Cr)의 적층형이나 크롬/알루미늄/크롬(Cr/Al/Cr)의 적층형으로 형성될 수 있다.
버스 전극(211b, 212b)은 투명전극(211a, 212a) 상에 형성되어, 저항이 높은 투명전극(211a, 212a)에 의한 전압 강하를 줄이는 역할을 한다.
한편, 스캔 전극(211) 및 서스테인 전극(212)의 투명전극(211a, 212a)과 버스전극(211b, 211c)의 사이에는 상부 기판(210)의 외부에서 발생하는 외부광을 흡수하여 반사를 줄여주는 광차단의 기능과 상부 기판(210)의 퓨리티(Purity) 및 콘트라스트를 향상시키는 기능을 하는 블랙 매트릭스(Black Matrix, BM)가 배열된다.
블랙 매트릭스는 상부 기판(210)에 형성되는데, 격벽(221)과 중첩되는 위치에 형성되는 제1 블랙 매트릭스(215)와, 투명전극(211a, 212a)과 버스전극(211b, 212b)사이에 형성되는 제2 블랙 매트릭스(211c, 212c)로 구성될 수 있다.
한편, 제2 블랙 매트릭스(211c, 212c)는 본 발명에 따른, 올리고머 3 내지 12 wt%, 바인더 25 내지 36 wt%, 광 중합성 모노머 14 내지 20 wt%, 유리 프릿 2 내지 10 wt%, 흑색 분말 5 내지 30 wt% 및 용매 26 내지 35 wt%를 포함하는 흑색 페이스트에 의해 형성될 수 있다.
특히, 흑색 페이스트가 산가 100 내지 200 mgKOH/g인 올리고머, 분자량이 10000 내지 21000인 바인더를 포함함으로써, 제2 블랙 매트릭스(211c, 212c)와 버스전극(211b, 212b)을 노광하여 패터닝 할 때에 현상액에 의해 제2 블랙 매트릭스(211c, 212c)의 미노광부를 효율적으로 제거할 수 있어서, 잔사가 발생하는 것을 효과적으로 방지할 수 있다.
한편, 제 1 블랙 매트릭스(215)와 블랙층 또는 블랙 전극층이라고도 하는 제 2 블랙 매트릭스(211c, 212c)는 형성 과정에서 동시에 형성되어 물리적으로 연결될 수 있고, 동시에 형성되지 않아 물리적으로 연결되지 않을 수도 있다.
또한, 물리적으로 연결되어 형성되는 경우, 제 1 블랙 매트릭스(215)와 제 2 블랙 매트릭스(211c, 212c)는 동일한 재질로 형성되지만, 물리적으로 분리되어 형성되는 경우에는 다른 재질로 형성될 수 있다.
보호막(214)은 가스 방전시 발생된 하전입자들의 스피터링으로부터 상부 유전체층(213)을 보호하고, 2차 전자의 방출 효율을 높이게 된다.
어드레스 전극(222)은 스캔 전극(211) 및 서스테인 전극(212)과 교차되는 방향으로 형성된다.
어드레스 전극(222)이 형성된 하부기판(220) 상에는 하부 유전체층(224)과 격벽(221)이 형성된다.
하부 유전체층(224)은 어드레스 전극(222) 보호와 전기적으로는 콘덴서 역학을 하며, 방전광이 배면기판쪽으로 투과되는 것을 막기 위하여 백색으로 형성하고 있다.
하부 유전체층(224)의 형성방법은 스크린 인쇄법이 주류를 이루고 있으나, green sheet laminate법, slot coater법, roll coater법 등 각종 coater에 의한 형성방법에 의해 형성할 수 있다.
또한, 하부 유전체층(224)과 격벽(221)의 표면에는 형광체층(223)이 형성된다. 격벽(221)은 세로 격벽(221a)와 가로 격벽(221b)가 폐쇄형으로 형성되고, 방전셀을 물리적으로 구분하며, 방전에 의해 생성된 자외선과 가시광이 인접한 방전셀에 누설되는 것을 방지한다.
이상 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어 져서는 안 될 것이다.
도 1은 플라즈마 디스플레이 패널의 버스 전극 제조공정을 도시한 단면도이다.
도 2는 본 발명에 따른 흑색 페이스트로 형성되는 블랙매트릭스를 포함하는 PDP의 구조를 도시한 도이다.

Claims (11)

  1. 올리고머, 바인더, 솔벤트, 광 중합성 모노머, 유리 프릿, 흑색 분말 및 용매를 포함하고, 상기 올리고머의 산가는 100 내지 200 mgKOH/g이며, 상기 바인더의 분자량은 10000 내지 21000인 흑색 페이스트.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 올리고머는 3 내지 12 wt%, 상기 바인더는 25 내지 36 wt%, 상기 광 중합성 모노머는 14 내지 20 wt%, 상기 유리 프릿은 2 내지 10 wt%, 상기 흑색 분말은 5 내지 30 wt% 및 상기 용매는 26 내지 35 wt% 포함하는 흑색 페이스트.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 흑색 분말의 지름은 0.1 내지 2㎛인 흑색 페이스트.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 용매는 a-터피놀(a-Terpinol), 부틸 카비톨 아세테이트(buty cabitol acetate), 텍사놀(Texonol), 디프로필렌 글리콜 모노메틸 에테르(Di-propylene glycol monomethyl ether) 및 부틸 카비톨(butly cabitol) 중 적어도 어느 하나를 포함하는 흑색 페이스트.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 광 중합성 모노머는 2-히드록시에틸아크릴레이트, 2-히드록시프로필아크릴레이트, 디에틸렌글리콜디아크릴레이트, 트리에틸렌글리콜디아크릴레이트, 폴리에틸렌글리콜디아크릴레이트, 폴리우레탄디아크릴레이트, 트리메틸올프로판트리아크릴레이트, 펜타에리스리틀트리아크릴레이트, 펜타에리스리틀테트라아크릴레이트, 트리메틸올프로판에틸렌옥사이드 변성 트리아크릴레이트, 트리 메틸올프로판프로필렌옥사이드 변성 트리아크릴레이트, 디펜타에리스리틀펜타아크릴레이트, 디펜타에리스리틀헥사아크릴레이트 및 상기 아크릴레이트에 대응하는 각 메타크릴레이트류 중 적어도 어느 하나를 포함하는 흑색 페이스트.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 유리 프릿의 평균 입도(D50)가 0.5 내지 2 ㎛인 흑색 페이스트.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 유리 프릿의 유리 전이온도(Tg)는 350 내지 550℃ 인 흑색 페이스트.
  8. 제1항에 있어서,
    광 중합 개시제, 레벨링제, 소포제 및 커플링제 중 적어도 어느 하나를 더 포함하는 흑색 페이스트.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 광 중합 개시제는 벤조인알킬에테르류, 아세토페논류, 아미노아세토페논류, 안트라퀴논류, 티오크산톤류, 벤조페논류, 크산톤류, 포스핀옥시드류 및 퍼옥시드류 중 적어도 어느 하나를 포함하는 흑색 페이스트.
  10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항의 흑색 페이스트의 소성물로 형성된 블랙 매트릭스.
  11. 제10항의 블랙 매트릭스를 포함하는 플라즈마 디스플레이 장치.
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