KR20110133547A

KR20110133547A - 평판 디스플레이용 부재 및 평판 디스플레이용 부재의 격벽 최상층용 페이스트

Info

Publication number: KR20110133547A
Application number: KR1020117016242A
Authority: KR
Inventors: 다카히로 다니노; 료 요코야마
Original assignee: 도레이 카부시키가이샤
Priority date: 2009-03-31
Filing date: 2010-03-03
Publication date: 2011-12-13
Also published as: TWI478197B; JP5516399B2; EP2416341A1; WO2010113580A1; JPWO2010113580A1; CN102301442A; EP2416341A4; US20120055692A1; TW201106410A; EP2416341B1

Abstract

유리 기판 상에 저연화점(低軟化點) 유리를 주성분으로 하는 격벽(隔璧)을 가지는 평판 디스플레이용 부재로서, 상기 격벽이 적어도 2층으로 이루어지고, 또한 상기 격벽의 최상층의 주성분인 저연화점 유리의 탄성율이 80 GPa 이하인 것을 특징으로 하는 평판 디스플레이용 부재로 형성함으로써, 방전 셀의 불점등이나 이상 점등의 원인으로 되는 격벽의 손괴(損壞)가 억제된 평판 디스플레이용 부재를 제공한다.

Description

평판 디스플레이용 부재 및 평판 디스플레이용 부재의 격벽 최상층용 페이스트{FLAT-PANEL DISPLAY MEMBER, AND PASTE FOR THE UPPERMOST LAYER OF PARTITION WALL OF FLAT-PANEL DISPLAY MEMBER}

본 발명은, 플라즈마 디스플레이, 전계 방출 디스플레이, 및 형광 표시관 등의 평판 디스플레이용 부재에 관한 것이다.

최근, 플라즈마 디스플레이, 전계 방출 디스플레이, 형광 표시관, 액정 표시 장치, 유기 전계 발광 디스플레이, 발광 다이오드 디스플레이 등의 평면 디스플레이의 개발이 활발하게 행해지고 있다. 이 중에서 플라즈마 디스플레이는, 전면(前面) 유리 기판과 배면(背面) 유리 기판 사이에 구비된 방전 공간 내에서 대향하는 애노드 전극과 음극 전극 간에 플라즈마 방전을 생기게 하여, 상기 방전 공간 내에 봉입(封入)되어 있는 가스로부터 발생한 자외선을 방전 공간 내에 설치된 형광체에 조사(照射)하여 발광시키는 것에 의해 표시를 행하는 것이다. 또한, 전계 방출 디스플레이는, 전계 방출시킨 전자를 형광체에 조사함으로써 표시를 행하는 것이다.

플라즈마 디스플레이나 형광 표시관 등의 가스 방전 타입의 디스플레이는, 방전 공간을 구분하기 위한 절연성의 격벽을 필요로 한다. 또한, 전계 방출 디스플레이는, 게이트 전극과 음극을 격절(隔絶)하기 위한 절연성 격벽을 필요로 한다. 또한, 전계 방출 디스플레이, 특히 표면 전도형 전자 방출 소자 디스플레이에 있어서는, 페이스 플레이트 측에 격벽을 형성함으로써, 발광의 혼색(混色)을 억제할 수 있는 것이 보고되어 있다.

디스플레이의 고정세화(高精細化)를 위해서는, 이들 디스플레이용 격벽의 단면 형상은 바닥부의 선폭과 정상부의 선폭을 모두 가늘게 할 필요가 있다. 그러나, 세폭화(細幅化)에 따라 격벽의 강도가 저하되므로, 격벽간으로의 형광체 도포 공정이나 전면 기판과 배면 기판의 봉착(封着) 공정 등의, 상기 격벽에 충격이 가해지는 제조 공정이나, 완성 후의 패널에 충격이 가해질 때 상기 격벽이 대향하는 기판과 충돌하는 것 등에 의해, 격벽에 결함 등의 손괴(損壞)가 생기고, 이 손괴에 기인하는 불점등 결함이나, 혼색 등의 이상 점등 결함이 발생하므로, 격벽의 세폭화와 고강도화의 양립은 중요한 과제가 되고 있다. 이 과제에 대하여, 종래, 격벽의 최상층에만 공극율(空隙率)이 큰 층을 형성함으로써, 가해진 충격이 공극율이 큰 이 층에서 흡수되어 대규모 손괴가 억제되는 것이 보고되어 있다(예를 들면, 특허 문헌 1). 그러나, 이 방법에 의한 격벽의 손괴에 기인하는 불점등 결함의 억제의 효과는 불충분하였다. 또한, 이 방법에 의하면 격벽의 공극율이 커지므로, 형광체를 도포할 때 격벽의 공극에 형광체가 스며들어, 발광의 혼색이 생겨 이상 점등되는 문제가 있었다.

일본 특허출원 공개번호 2006-012436

이에, 본 발명은, 방전 셀의 불점등이나 이상 점등의 원인이 되는 격벽의 손괴가 억제된 평판 디스플레이용 부재를 제공하는 것을 과제로 한다.

상기 과제를 해결하기 위하여, 본 발명은 이하의 구성을 가진다. 즉, 본 발명은, 유리 기판 상에 저연화점(低軟化點) 유리를 주성분으로 하는 격벽(隔璧)을 가지는 평판 디스플레이용 부재로서, 상기 격벽이 적어도 2층으로 이루어지고, 또한 상기 격벽의 최상층의 주성분인 저연화점 유리의 탄성율이 80 GPa 이하인 것을 특징으로 하는 평판 디스플레이용 부재에 의해 달성된다.

본 발명에 의하면, 방전 셀의 불점등이나 이상 점등의 원인이 되는 격벽의 손괴가 억제된 평판 디스플레이용 부재를 제공할 수 있다.

본 발명자들은, 격벽의 손괴를 억제할 수 있는 평판 디스플레이용 부재에 대하여 검토를 거듭한 결과, 이하에서 설명하는 구조를 가진 평판 디스플레이용 부재에 의해 상기 과제를 달성할 수 있는 것을 밝혀냈다. 이하에서는, 평판 디스플레이로서 AC형 플라즈마 디스플레이를 예로 들어 설명하지만, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니며 다른 평판 디스플레이에도 적용할 수 있다.

본 발명의 평판 디스플레이용 부재에 형성되는 격벽은, 적어도 2층으로 이루어지고, 또한 상기 격벽의 최상층에 주성분으로서 탄성율 80 GPa 이하의 저연화점 유리를 함유하는 것을 필수로 한다. 격벽을 2층 이상으로 구성함으로써, 격벽 최상층을 기점으로 하여 결함이 생긴 경우에 있어서도, 층간의 계면에 있어서 결함의 확대가 정지하기 쉬우므로, 불점등이나 이상 점등 등으로 이어지는 파단 면적이 큰 결함(이하, "대면적 결함"이라고 함)이 억제되는 것과 같은 특별한 효과를 얻을 수 있다.

본 발명에 있어서 주성분이란, 고체 성분 전체 중에서 체적분율(體積分率)이 최대인 성분을 의미한다. 격벽의 최상층에 있어서 고체 성분에서 차지하는 저연화점 유리의 비율은 50 체적% 이상인 것이 바람직하다. 함유 비율이 50 체적%보다 작아지면, 손괴 억제 효과를 충분히 얻을 수 없으므로 바람직하지 않다. 저연화점 유리의 함유 비율은, 격벽의 단면을 전자 현미경으로 관찰하여, 고체 성분의 총단면적에서 차지하는 저연화점 유리의 단면적을 화상 해석함으로써 구할 수 있다. 저연화점 유리와 그 외의 고체 성분은 화상의 농담(濃淡)의 차이에 의해 구별할 수 있다. 또한, 에너지 분산형 X선분 광 분석 장치를 구비한 주사형 분석 현미경(SEM-EDX) 등의 방법에 의해 원자를 맵핑함으로써, 성분을 엄밀하게 구별할 수도 있다.

본 발명에 있어서 저연화점 유리란, 연화점이 450℃∼650℃의 범위인 유리를 지칭한다. 연화점이 전술한 범위에 있으면, 평판 디스플레이용 부재의 제조 공정에 있어서 소결(燒結) 시의 용융성이 적절하게 되므로 바람직하다. 더욱 바람직하게는 연화점의 범위는 500℃∼630℃이다. 유리의 연화점은, 유리 분말을 사용하여 시차 주사 열량 분석에 의해 측정할 수 있다.

본 발명에 있어서는, 격벽의 최상층에 탄성율이 작은 저연화점 유리, 구체적으로는 탄성율 80 GPa 이하의 저연화점 유리를 주성분으로서 함유하는 것을 필수로 한다. 탄성율의 특히 바람직한 범위는 75 GPa 이하이다. 탄성율이 작은 저연화점 유리를 주성분으로 하는 층을 격벽의 최상층에 설치함으로써, 격벽에 충격이 가해질 때 격벽 최상층이 용이하게 탄성 변형됨으로써 충격이 흡수되어 격벽의 손괴 발생이 억제된다. 유리의 탄성율은, 두께 10∼20 mm의 유리판에 대하여, JIS-R1602(1995)로 나타내는 초음파 펄스법에 의해 구할 수 있다. 저연화점 유리로서는 탄성율이 80 GPa보다 큰 유리가 일반적이지만, 본 발명에 나타내는 유리와 같이, 80 GPa 이하의 유리도 제조할 수 있다. 탄성율의 하한은 특별히 한정되지 않지만, 50 GPa 이상의 유리를 제조할 수 있다.

본 발명에 있어서는, 상기 격벽의 최상층의 공극율은 3%이하인 것이 바람직하다. 여기서, 격벽은 유리나 소성(燒成) 온도에서는 연화되지 않는 필러(filler)로 이루어지는 무기 성분 또는 공극으로 이루어지고, 격벽에서 차지하는 공극의 비율을 공극율로서 정의한다. 공극율(P)은, 격벽 재질의 진밀도(true density)를 d_th로 하고, 격벽의 실측 밀도[벌크 밀도(bulk density)]를 d_ex로 했을 때

P = 100×(d_th - d_ex)/d_th

로서 계산할 수 있지만, 전자 현미경 관찰에 의해 공극율을 측정하는 것이 간편하므로 바람직하다. 전자 현미경 관찰에 의해 공극율을 구하는 경우에는, 격벽의 단면을 전자 현미경으로 관찰하여, 공극과 무기 성분의 전체 면적 중에서 차지하는 공극 면적의 비율로부터 공극율을 계산한다. 공극율이 3%보다 커지면, 격벽에 충격이 가해질 때 생기는 결함의 총수가 많아지기 쉽고, 이 결함의 일부는 불점등이나 이상 점등 등으로 이어지는 대면적 결함이 되므로 바람직하지 않다. 본 발명에 있어서 대면적 결함이란, 격벽의 결함에 의해 생긴 단면의 면적이 2000㎛²이상을 의미한다. 상기 단면의 면적은, 광학 현미경, 또는 전자 현미경 등에 의해 격벽의 손괴부의 사진을 촬영하고, 화상 해석함으로써 측정할 수 있다.

본 발명에 있어서는, 상기 격벽의 최상층의 주성분인 저연화점 유리의 조성(組成)과 상기 최상층 이외의 적어도 1개의 층의 주성분인 저연화점 유리의 조성이 상이한 것이 바람직하다. 최상층의 주성분인 저연화점 유리의 조성과 상기 최상층 이외의 적어도 1개의 층의 주성분인 저연화점 유리의 조성이 상이한 것에 의해, 전술한 계면에 있어서의 격벽 결함의 확대에 대한 억제 효과가 더욱 현저하게 되어, 불점등이나 이상 점등 등으로 이어지는 대면적 결함이 억제된다.

본 발명에 있어서는, 상기 격벽의 최상층의 주성분인 저연화점 유리의 탄성율이 상기 최상층 이외의 적어도 1개의 층의 주성분인 저연화점 유리의 탄성율에 비해 작은 것이 바람직하다. 저연화점 유리의 탄성율이 상이한 것에 의해, 전술한 계면에 있어서의 격벽 결함의 확대에 대한 억제 효과가 더욱 현저하게 되어, 불점등이나 이상 점등 등으로 이어지는 대면적 결함이 억제된다. 구체적으로는, 상기 격벽의 최상층의 주성분인 저연화점 유리의 탄성율을 E_u, 상기 최상층 이외의 적어도 1개의 층의 주성분인 저연화점 유리의 탄성율을 E_l로 할 때,

E_l - E_u ≥ 5GPa

인 것이 바람직하다. 또한, E_l > 80GPa로 함으로써, 격벽 결함의 확대에 대한 억제 효과가 더욱 현저하게 된다. 특히 바람직하게는 E_l > 85 GPa이다.

본 발명에 있어서는, 상기 격벽의 최상층의 두께가 3∼40 ㎛인 것이 바람직하다. 격벽 최상층의 두께가 3㎛보다 얇아지면, 격벽 최상층에 의한 충격 흡수 효과를 충분히 얻을 수 없어, 격벽의 손괴가 일어나기 쉽게 되므로 바람직하지 않다. 또한, 40㎛보다 두꺼워지면 층간의 계면까지의 거리가 길어져, 격벽에 큰 손괴가 생기기 쉬우므로 바람직하지 않다.

본 발명에 있어서는, 탄성율이 작은 저연화점 유리로서 이하에서 나타내는 조성을 가지는 유리를 사용하는 것이 바람직하다.

SiO₂: 10∼35 중량%

B₂O₃: 35∼55 중량%

ZnO: 5∼20 중량%

Li₂O: 3∼10 중량%

Al₂O₃: 10∼25 중량%

SiO₂는 유리 골격을 형성하는 재료이며, 함유량이 적은 경우에는 유리의 안정성이 저하되므로, 10 중량% 이상 배합하는 것이 바람직하다. 또한, 함유량이 많아지면 유리의 연화점이 지나치게 높아지기 때문에, 35 중량% 이하의 범위에서 배합하는 것이 바람직하다.

B₂O₃는 탄성율을 낮게 하고, 또한 연화점을 저하시키므로, 35 중량% 이상 함유하는 것이 바람직하며, 40 중량% 이상 함유하는 것이 더욱 바람직하다. 또한, 함유율을 55 중량% 이하, 더욱 바람직하게는 50 중량% 이하로 함으로써 화학적 안정성을 유지할 수 있다.

ZnO는 탄성율을 저하시키는 효과가 있으므로, 5 중량% 이상 함유하는 것이 바람직하다. 또한, 함유량이 많아지면 유리의 안정성이나 절연성이 저하되므로, 20 중량% 이하의 범위에서 배합하는 것이 바람직하다.

Li₂O는 유리의 연화점을 저하시키는 효과가 있으므로, 3 중량% 이상 배합하는 것이 바람직하다. 또한, 함유량이 많아지면 유리의 탄성율이 커지고, 또한 화학적 안정성이 저하되므로, 10 중량% 이하의 범위가 바람직하며, 7 중량% 이하의 범위에서 배합하는 것이 더욱 바람직하다.

Al₂O₃는 유리화 범위를 넓혀 유리를 안정화시키는 효과가 있고, 또한 유리의 화학적 안정성 향상에도 유효하므로, 10 중량% 이상 배합하는 것이 바람직하며, 12 중량% 이상 배합하는 것이 더욱 바람직하다. 또한, 함유량이 많아지면 탄성율이 커지므로, 함유율을 25 중량% 이하로 하는 것이 바람직하다.

이 외에, 유리의 연화점 저하에 유효한 MgO, CaO, SrO, BaO 등의 알칼리 토류 금속 산화물을 배합해도 된다. 다만, 이들 성분의 배합에 의해 유리의 탄성율이 커지는 경향이 있으므로, 함유율을 합계하여 10 중량% 이하로 하는 것이 바람직하다. 특히 바람직하게는 5 중량% 이하이다.

또한, SiO₂, B₂O₃, ZnO, Li₂O, Al₂O₃의 5 성분을 합계하여 90 중량% 이상 함유하는 유리는, 저연화점, 저탄성율이며, 또한 유리 안정성이나 화학적 내구성이 우수하므로, 본 발명의 격벽 최상층을 형성하는 유리로서 바람직하다. 특히, SiO₂, B₂O₃, ZnO는 탄성율을 저하시키는 성분이므로, 3종의 합계량이 60 중량% 이상인 것이 바람직하다.

또한, 전술한 성분 이외의 성분으로서, Na₂O, K₂O, ZrO₂, TiO₂, Bi₂O₃, PbO₂ 등을 포함해도 된다.

격벽 중에 함유되는 저연화점 유리의 조성은, 격벽으로부터 저연화점 유리를 선택적으로 깎아내고, 유도 결합 플라즈마(ICP) 발광 분광 분석을 행함으로써 정량적으로 결정할 수 있다. 또한, SEM-EDX 등의 다른 공지의 분석 수단을 보조적으로 사용할 수도 있다.

또한, 본 발명에 있어서 격벽 최상층의 주성분으로서 사용하는 저연화점 유리의 열팽창 계수는 작은 것이 바람직하다. 특히, 격벽 최상층 이외의 층에 사용되는 저연화점 유리나 기판보다 열팽창 계수가 작은 저연화점 유리를 격벽 최상층에 사용함으로써, 소성 후의 냉각 과정에 있어서 격벽 최상층에 압축 응력이 걸려, 격벽 최상층이 고강도화되므로 바람직하다. 구체적으로는, 격벽 최상층에 50℃∼400℃의 온도 범위에 있어서의 선열팽창 계수가 40∼80×10^-7K^-1의 저연화점 유리를 주성분으로서 함유하는 것이 바람직하다. 더욱 바람직하게는 40∼70×1^-7K^-1이다.

그리고, 본 발명에 있어서는, 최상층 이외의 격벽층에 사용되는 저연화점 유리로서는 공지된 통상적인 조성의 저연화점 유리를 사용할 수 있다.

본 발명의 평판 디스플레이용 부재는, 공지의 패턴 형성법, 예를 들면, 감광성 페이스트법, 스크린 인쇄법, 샌드블레스트법, 화학적 에칭법 등에 의해 격벽을 형성함으로써 제조할 수 있다.

본 발명의 평판 디스플레이용 부재의 격벽 최상층용 페이스트는, 유기 바인더 성분, 및 무기 성분을 포함하는 평판 디스플레이용 부재의 격벽 최상층용 페이스트로서, 상기 무기 성분 중의 주성분이 80 GPa 이하의 저연화점 유리인 것을 특징으로 한다.

유기 바인더로서는, 반응성의 모노머나 올리고머, 폴리머 등을 사용할 수 있다.

본 발명의 평판 디스플레이용 부재의 격벽 최상층용 페이스트에 포함되는 저연화점 유리는 SiO₂: 10∼35 중량%, B₂O₃: 35∼55 중량%, ZnO: 5∼20 중량%, Li₂O: 3∼10 중량%, Al₂O₃: 10∼25 중량%의 조성을 가지는 것이 바람직하다.

본 발명의 평판 디스플레이용 부재의 격벽 최상층용 페이스트를 사용하여, 격벽 최상층용으로서 도포, 건조, 패턴화를 행한 후 소성함으로써, 전술한 격벽 최상층을 가지는 평판 디스플레이용 부재를 얻을 수 있다.

또한, 본 발명의 평판 디스플레이용 부재의 격벽 최상층용 페이스트에 포함되는 유기 바인더 성분으로서 감광성 모노머, 감광성 올리고머, 감광성 폴리머로부터 선택되는 감광성 유기 성분을 포함하는 것이 바람직하다. 이 경우, 본 발명의 평판 디스플레이용 부재의 격벽 최상층용 페이스트는 감광성 페이스트로 된다.

이하, 감광성 페이스트법에 의한 본 발명의 평판 디스플레이용 부재의 제작법을 설명하지만, 본 발명에 사용되는 패턴 형성법은 이것으로 한정되는 것은 아니며, 다른 방법도 적용할 수 있다.

감광성 페이스트란, 도포, 건조를 행한 후의 도막에 대하여 활성 광선을 조사함으로써 조사 부분이 현상액에 대하여 불용(不溶)이 되고, 그 후 현상액에 의해 비조사(非照射) 부분만을 제거하는 것에 의해 패턴 형성을 행할 수 있는 페이스트를 일컫는다. 여기서 언급한 활성 광선은 250∼1100 nm의 파장 영역의 전자파를 가리키고, 구체적으로는 초고압 수은등, 메탈할라이드 램프 등의 자외광선, 할로겐 램프 등의 가시광선, 헬륨-카드뮴 레이저, 헬륨-네온 레이저, 아르곤 이온 레이저, 반도체 레이저, YAG 레이저, 탄산 가스 레이저 등의 특정 파장의 레이저 광선 등을 예로 들 수 있다.

본 발명에 바람직하게 사용되는 감광성 페이스트는, 무기 성분으로서 전술한 저연화점 유리의 분말을 함유한다. 분말의 조성은 단일로 해도 되고, 또는 상이한 복수 조성의 분말을 혼합하여 사용해도 된다. 저연화점 유리 분말을 함유하는 감광성 페이스트를, 저연화점 유리 분말의 연화점 부근 혹은 연화점 이상의 온도로 소성하고, 후술하는 감광성 유기 성분 등의 유기 성분을 제거함으로써, 저연화점 유리를 함유하는 패턴을 얻을 수 있다. 이 때, 페이스트의 전체 무기 성분에 대하여 저연화점 유리 분말을 주성분으로서 함유함으로써, 저연화점 유리를 주성분으로 하는 패턴을 얻을 수 있다.

감광성 페이스트법에 있어서는, 저연화점 유리 분말의 굴절율은 1.50∼1.65인 것이 바람직하다. 이와 같은 저연화점 유리 분말을 사용하여 무기 성분과 유기 성분의 굴절율의 차이를 작게 하여, 광 산란을 억제함으로써 고정밀도의 패턴 가공이 용이하게 된다. 또한, 저연화점 유리 분말의 입자 직경은, 제조하고자 하는 패턴의 형상을 고려하여 선택되지만, 입도 분포 측정 장치(예를 들면, 닛키소사 제품 「MT3300」)에 의해 측정한 중량 분포 곡선에 있어서의 50% 입자 직경 d₅₀(평균 입자 직경)이 0.1∼4.0 ㎛, 최대 입자 직경 d_max(최대 사이즈)가 20㎛ 이하인 것이 바람직하다.

본 발명에 바람직하게 사용되는 감광성 페이스트에는, 무기 성분으로서 상기 저연화점 유리 분말 이외에 필러 성분을 첨가할 수 있다. 본 발명에 있어서의 필러 성분이란, 패턴의 강도나 소성 수축율을 개선하기 위해 첨가되는 것으로서, 소성 온도에서도 용융 유동하지 않는 무기 미립자를 지칭한다. 필러 성분을 첨가함으로써, 패턴의 소성 시의 유동에 의한 패턴 붕괴나 수축에 의한 박리 등의 문제를 억제하거나, 패턴의 강도를 향상시킬 수 있다. 필러 성분으로서는 감광성 페이스트중으로의 분산성이나 충전성, 노광 시의 광 산란의 억제를 고려하여, 평균 입자 직경(d₅₀) 1∼4 ㎛, 평균 굴절율 1.4∼1.7인 것을 바람직하게 사용할 수 있다. 본 발명에서는, 이와 같은 필러 성분으로서, 유리의 연화점이 650℃이상인 고연화점 유리 분말이나, 코디어라이트(cordierite), 실리카 등의 세라믹스 분말로부터 선택된 적어도 1종을 사용할 수 있지만, 평균 입자 직경이나 평균 굴절율 조절의 용이성의 면에서 고연화점 유리 분말을 사용하는 것이 바람직하다.

필러 성분으로서 고연화점 유리 분말을 사용하는 경우에는, 연화점 650℃∼1350℃를 가지는 것을, 전체 무기 미립자에 대하여 40 체적% 이하의 조성 범위에서 첨가하는 것이 바람직하다. 40 체적%보다 많은 경우에는 형성하는 패턴의 치밀성이 저하되기 쉬우므로 바람직하지 않다. 바람직하게 사용할 수 있는 고연화점 유리 분말은, 예를 들면, 산화 나트륨 1 질량%, 산화 규소 40 질량%, 산화 붕소 10 질량%, 산화 알미늄 33 질량%, 산화 아연 4 질량%, 산화칼슘 9 질량%, 산화 티탄 3 질량%의 조성을 가지는 것이지만, 이들로 한정되지 않는다.

상기 무기 성분은 감광성 페이스트의 고형분 중에 합계 35∼70 체적% 포함되어 있는 것이 바람직하고, 40∼65 체적%의 함유율로 포함되어 있는 것이 더욱 바람직하다. 여기서, 고형분이란 페이스트 중에 포함되는 무기 성분, 및 용매를 제외한 유기 성분을 의미한다. 무기 성분의 함유율이 35 체적%보다 작아지면 소성에 의한 패턴의 수축이 커져, 형상이 불량하게 되기 쉽기 때문에 바람직하지 않다. 또한, 70 체적%보다 크게 되면 노광에 의한 가교 반응이 불충분하게 되어, 패턴 형성이 곤란하게 되므로 바람직하지 않다. 그리고, 감광성 페이스트를 사용하여 형성된 격벽의 저연화점 유리와 필러 성분의 체적비는, 감광성 페이스트에 첨가하는 저연화점 유리 분말과 필러 성분의 체적비에 의해 제어할 수 있다.

고형분 중의 무기 성분의 함유 비율(체적%)은, 페이스트 제조 시에 무기 성분 및 유기 성분의 밀도를 고려하여, 첨가량(질량%)으로 제어할 수 있다. 또한, 무기 성분의 함유 비율을 분석하는 방법으로서는, 열중량 측정(TGA)과 무기 성분의 소성막의 밀도 측정에 의해 구하는 방법이나, 감광성 페이스트를 도포하고, 건조하여 얻어지는 페이스트 건조막의 투과형 전자 현미경 관찰 상의 화상 해석에 의해 구하는 방법을 예로 들 수 있다. 열중량 측정과 무기 성분의 소성막의 밀도 측정에 의해 구하는 경우, 예를 들면, 감광성 페이스트 10mg정도를 샘플로 하여, 실온∼600℃에서의 중량 변화를 TGA(예를 들면, 주식회사 시마즈제작소 제품 「TGA-50」)에 의해 평가한다. 통상, 100℃∼150℃에서, 페이스트 중의 용매가 증발하므로, 용매 증발 후의 중량에 대한, 600℃까지 온도 상승한 후의 중량(유기 성분이 제거되기 위한 무기 성분의 중량에 상당함)의 비율로부터, 무기 성분과 유기 성분의 질량비를 구한다. 한편, 소성 막의 막 두께, 면적과 질량을 기초로 무기 성분의 밀도를 평가하면 함유 비율을 평가할 수 있다. 또한, 투과형 전자 현미경 관찰에 의해 함유 비율을 구하는 경우에는, 페이스트 건조막의 막면에 수직인 단면을, 투과형 전자 현미경(예를 들면, 일본전자주식회사 제품 「JEM-4000 EX」)에 의해 관찰하고, 상의 농담(濃淡)에 의해 무기 성분과 유기 성분을 구별하여, 화상 해석을 행하면 된다. 투과형 전자 현미경의 평가 영역으로서는, 예를 들면, 20㎛×10㎛정도의 면적을 대상으로 하여, 1000∼3000 배정도로 관찰하면 된다.

본 발명에 바람직하게 사용되는 감광성 페이스트는, 감광성 모노머, 감광성 올리고머, 감광성 폴리머 등의 감광성 유기 성분, 비감광성 폴리머 성분, 산화 방지제, 광중합 개시제, 가소제, 증점제, 분산제, 유기 용매, 침전 방지제 등의 첨가제 성분을 필요에 따라 부가함으로써 구성된다.

감광성 폴리머로서는 알칼리 가용성의 폴리머를 바람직하게 사용할 수 있다. 이는, 폴리머가 알칼리 가용성을 가지므로 현상액으로서 환경 문제가 있는 유기 용매가 아닌 알칼리 수용액을 사용할 수 있기 때문이다. 알칼리 가용성의 폴리머로서는, 아크릴계 공중합체를 바람직하게 사용할 수 있다. 아크릴계 공중합체란, 공중합 성분에 아크릴계 모노머를 적어도 1종 포함하는 공중합체이며, 아크릴계 모노머의 구체적인 예로서는, 메틸아크릴레이트, 에틸아크릴레이트, n-프로필아크릴레이트, 이소프로필아크릴레이트, n-부틸아크릴레이트, sec-부틸아크릴레이트, 이소부틸아크릴레이트, tert-부틸아크릴레이트, n-펜틸아크릴레이트, 알릴아크릴레이트, 벤질아크릴레이트, 부톡시에틸아크릴레이트, 부톡시트리에틸렌글리콜아크릴레이트, 시클로헥실아크릴레이트, 디시클로펜타닐아크릴레이트, 디시클로펜테닐아크릴레이트, 2-에틸헥실아크릴레이트, 글리세롤아크릴레이트, 글리시딜아크릴레이트, 헵타데카플루오로데실아크릴레이트, 2-하이드록시에틸아크릴레이트, 이소보르닐아크릴레이트, 2-하이드록시프로필아크릴레이트, 이소데실아크릴레이트, 이소옥틸아크릴레이트, 라우릴아크릴레이트, 2-메톡시에틸아크릴레이트, 메톡시에틸렌글리콜아크릴레이트, 메톡시디에틸렌글리콜아크릴레이트, 옥타플루오로펜틸아크릴레이트, 페녹시에틸아크릴레이트, 스테아릴아크릴레이트, 트리플루오로에틸아크릴레이트, 아크릴아미드, 아미노에틸아크릴레이트, 페닐아크릴레이트, 1-나프틸아크릴레이트, 2-나프틸아크릴레이트, 티오페놀아크릴레이트, 벤질머캅탄아크릴레이트 등의 아크릴계 모노머, 및 이들 아크릴레이트를 메타크릴레이트로 대체한 것 등이 있다. 아크릴계 모노머 이외의 공중합 성분으로서는, 탄소-탄소 이중 결합을 가지는 화합물을 사용할 수 있지만, 바람직하게는 스티렌, o-메틸스티렌, m-메틸스티렌, p-메틸스티렌, α-메틸스티렌, 클로로메틸스티렌, 하이드록시메틸스티렌 등의 스티렌류나, 1-비닐-2-피롤리돈 등을 예로 들 수 있다.

아크릴계 공중합체에 알칼리 가용성을 부여하기 위해서는, 모노머로서 불포화 카르복시산 등의 불포화산을 부가함으로써 달성된다. 불포화산의 구체적인 예로서는, 아크릴산, 메타크릴산, 이타콘산, 크로톤산, 말레인산, 푸마르산, 아세트산 비닐, 또는 이들의 산무수물이 있다. 이들을 부가한 후의 폴리머의 산가는 50∼150의 범위인 것이 바람직하다.

아크릴계 공중합체의 노광에 의한 경화 반응의 반응 속도를 크게 하기 위해서는, 측쇄(側鎖) 또는 분자 말단에 탄소-탄소 이중 결합을 가지는 아크릴계 공중합체로 형성하는 것이 바람직하다. 탄소-탄소 이중 결합을 가지는 기로서는, 비닐기, 알릴기, 아크릴기, 메타크릴기 등을 예로 들 수 있다. 이와 같은 관능기를 측쇄 또는 분자 말단에 가지는 아크릴계 공중합체는, 아크릴계 공중합체 내의 머캅토기, 아미노기, 하이드록실기, 카르복실기에 대하여, 글리시딜기나 이소시아네이트기와 탄소-탄소 이중 결합 가지는 화합물이나, 아크릴산 클로라이드, 메타크릴산 클로라이드 또는 알릴클로라이드의 반응에 의해 합성할 수 있다.

글리시딜기와 탄소-탄소 이중 결합을 가지는 화합물로서는, 글리시딜메타크릴레이트, 글리시딜아크릴레이트, 알릴글리시딜에테르, 글리시딜에틸아크릴레이트, 크로토닐글리시딜에테르, 글리시딜크로토네이트, 글리시딜이소크로토네이트 등을 예로 들 수 있다. 이소시아네이트기와 탄소-탄소 이중 결합을 가지는 화합물로서는, 아크릴로일이소시아네이트, 메타크릴로일이소시아네이트, 아크릴로일에틸이소시아네이트, 메타크릴로일에틸이소시아네이트 등을 예로 들 수 있다.

또한, 감광성 모노머는, 탄소-탄소 불포화 결합을 함유하는 화합물이며, 그 구체적인 예로서, 메틸아크릴레이트, 에틸아크릴레이트, n-프로필아크릴레이트, 이소프로필아크릴레이트, n-부틸아크릴레이트, sec-부틸아크릴레이트, 이소부틸아크릴레이트, tert-부틸아크릴레이트, n-펜틸아크릴레이트, 알릴아크릴레이트, 벤질아크릴레이트, 부톡시에틸아크릴레이트, 부톡시트리에틸렌글리콜아크릴레이트, 시클로헥실아크릴레이트, 디시클로펜타닐아크릴레이트, 디시클로펜테닐아크릴레이트, 2-에틸헥실아크릴레이트, 글리세롤아크릴레이트, 글리시딜아크릴레이트, 헵타데카플루오로데실아크릴레이트, 2-하이드록시에틸아크릴레이트, 이소보르닐아크릴레이트, 2-하이드록시프로필아크릴레이트, 이소데실아크릴레이트, 이소옥틸아크릴레이트, 라우릴아크릴레이트, 2-메톡시에틸아크릴레이트, 메톡시에틸렌글리콜아크릴레이트, 메톡시디에틸렌글리콜아크릴레이트, 옥타플루오로펜틸아크릴레이트, 페녹시에틸아크릴레이트, 스테아릴아크릴레이트, 트리플루오로에틸아크릴레이트, 알릴화 시클로헥실디아크릴레이트, 1,4-부탄디올디아크릴레이트, 1,3-부틸렌글리콜디아크릴레이트, 에틸렌글리콜디아크릴레이트, 디에틸렌글리콜디아크릴레이트, 트리에틸렌글리콜디아크릴레이트, 폴리에틸렌글리콜디아크릴레이트, 디펜타에리스리톨헥사아크릴레이트, 디펜타에리스리톨모노하이드록시펜타아크릴레이트, 디트리메틸올프로판테트라아크릴레이트, 글리세롤디아크릴레이트, 네오펜틸글리콜디아크릴레이트, 프로필렌글리콜디아크릴레이트, 폴리프로필렌글리콜디아크릴레이트, 트리글리세롤디아크릴레이트, 트리메틸올프로판트리아크릴레이트, 테트라프로필렌글리콜디메타크릴레이트, 아크릴아미드, 아미노에틸아크릴레이트, 페닐아크릴레이트, 페녹시에틸아크릴레이트, 벤질아크릴레이트, 1-나프틸아크릴레이트, 2-나프틸아크릴레이트, 비스페놀 A 디아크릴레이트, 비스페놀 A-에틸렌옥사이드 부가물의 디아크릴레이트, 비스페놀 A-프로필렌옥사이드 부가물의 디아크릴레이트, 티오페놀아크릴레이트, 벤질머캅탄아크릴레이트, 또한, 이들의 방향환의 수소 원자 중, 1∼5개를 염소 또는 브롬 원자로 치환한 모노머, 또는, 스티렌, p-메틸스티렌, o-메틸스티렌, m-메틸스티렌, 염소화 스티렌, 브롬화 스티렌, α-메틸스티렌, 염소화 α-메틸스티렌, 브롬화 α-메틸스티렌, 클로로메틸스티렌, 하이드록시메틸스티렌, 카르복시메틸스티렌, 비닐나프탈렌, 비닐안트라센, 비닐카르바졸, 및, 상기 화합물의 분자 내의 아크릴레이트의 일부 또는 모두를 메타크릴레이트로 치환한 것, γ-메타크릴옥시프로필트리메톡시실란, 1-비닐-2-피롤리돈 등이 있다. 또한, 다관능 모노머에 있어서, 불포화 결합을 가지는 기는 아크릴기, 메타크릴기, 비닐기, 알릴기가 혼재하고 있어도 된다. 또한, 이들을 2종 이상 조합하여 사용해도 된다.

본 발명에 바람직하게 사용되는 감광성 페이스트는, 우레탄 화합물을 더 함유하는 것이 바람직하다. 우레탄 화합물을 함유하는 것에 의해, 페이스트 건조막의 유연성이 향상되고, 소성 시의 응력을 작게 할 수 있어, 균열이나 단선(斷線) 등의 결함을 효과적으로 억제할 수 있기 때문이다. 또한, 우레탄 화합물을 함유하는 것에 의해, 열분해성이 향상되어, 소성 공정에 있어서 소성 잔사(殘渣)가 잘 발생하지 않게 된다. 바람직하게 사용하는 우레탄 화합물로서, 예를 들면, 하기 일반식 (1)로 나타내는 화합물이 있다.

[화학식 1]

여기서, R₁ 및 R₂는 에틸렌성 불포화기를 포함하는 치환기, 수소, 탄소수 1∼20의 알킬기, 알릴기, 아랄킬기 및 하이드록시아랄킬기로 이루어지는 군으로부터 선택된 것이며, 각각 동일해도 되고 상이해도 된다. R₃는 알킬렌옥사이드기 또는 알킬렌옥사이드올리고머, R₄는 우레탄 결합을 포함하는 유기기이다. n은 1∼10의 정수이다. 이와 같은 우레탄 화합물로서는, 에틸렌옥사이드 단위를 포함하는 화합물이 바람직하다. 더욱 바람직하게는, 일반식 (1) 중, R₄가 에틸렌옥사이드 단위(이하, EO로 나타냄)와 프로필렌옥사이드 단위를 포함하는 올리고머이며, 또한 상기 올리고머 중의 EO 함유량이 8∼70 질량%의 범위 내인 화합물이다. EO 함유량이 70 질량% 이하인 것에 의해, 유연성이 더욱 향상되고, 소성 응력을 작게 할 수 있으므로, 결함을 효과적으로 억제할 수 있다. 또한, 열분해성이 향상되어, 나중의 소성 공정에 있어서, 소성 잔사가 잘 발생하지 않게 된다. 또한, EO 함유량이 8%이상인 것에 의해, 다른 유기 성분과의 상용성(相溶性)이 향상된다.

또한, 우레탄 화합물이 탄소-탄소 이중 결합을 가지는 것도 바람직하다. 우레탄 화합물의 탄소-탄소 이중 결합이 다른 가교제의 탄소-탄소 이중 결합과 반응하여 가교체 중에 함유되는 것에 의해, 중합 수축을 더욱 억제할 수 있다.

바람직하게 사용되는 우레탄 화합물의 구체예로서는, UA-2235PE(분자량 18000, EO 함유율 20%), UA-3238PE(분자량 19000, EO 함유율 10%), UA-3348PE(분자량 22000, EO 함유율 15%), UA-5348PE(분자량 39000, EO 함유율 23%)[이상, 신나카무라화학(주) 제품] 등이 있지만, 이들로 한정되는 것은 아니다. 또한, 이들 화합물은 혼합하여 사용해도 된다.

우레탄 화합물의 함유량은, 용매를 제외한 유기 성분의 0.1∼10 질량%인 것이 바람직하다. 함유량을 0.1 질량% 이상으로 함으로써, 페이스트 건조막의 유연성을 향상시킬 수 있어, 페이스트 건조막을 소성할 때의 소성 수축 응력을 완화할 수 있다. 함유량이 10 질량%를 초과하면, 유기 성분과 무기 성분의 분산성이 저하되고, 또한 상대적으로 모노머 및 광중합 개시제의 농도가 저하되므로, 결함이 생기기 쉽게 된다.

또한, 유기 성분으로서 비감광성의 폴리머 성분, 예를 들면, 메틸셀룰로오스, 에틸셀룰로오스 등의 셀룰로오스 화합물, 고분자량 폴리에테르 등을 함유해도 된다.

산화 방지제를 첨가하는 것도 바람직하다. 산화 방지제는, 라디칼 연쇄 금지 작용, 삼중항의 소거 작용 및 하이드로퍼옥사이드의 분해 작용 중 하나 이상을 가지는 것이다. 감광성 페이스트에 산화 방지제를 첨가하면, 산화 방지제가 라디칼을 포획하거나, 여기된 광중합 개시제의 에너지 상태를 기저 상태로 되돌리거나 함으로써 산란광에 의한 과잉의 광 반응이 억제되고, 산화 방지제로 억제할 수 없게 되는 노광량으로 급격하게 광 반응이 일어남으로써, 현상액에의 용해, 불용의 콘트라스트를 높일 수 있다. 구체적으로는 p-벤조퀴논, 나프토퀴논, p-크실로퀴논, p-톨루퀴논, 2,6-디클로로퀴논, 2,5-디아세톡시-p-벤조퀴논, 2,5-디카프록시-p-벤조퀴논, 하이드로퀴논, p-tert-부틸카테콜, 2,5-디부틸하이드로퀴논, 모노-tert-부틸하이드로퀴논, 2,5-디-t-아밀하이드로퀴논, 디-tert-부틸-p-크레졸, 하이드로퀴논모노메틸에테르, α-나프톨, 하이드라진염산염, 트리메틸벤질암모늄염화물, 트리메틸벤질암모늄옥살레이트, 페닐-β-나프틸아민, 파라벤질아미노페놀, 디-β-나프틸파라페닐렌디아민, 디니트로벤젠, 트리니트로벤젠, 피크르산, 퀴논디옥심, 시클로헥사논옥심, 피로갈롤, 탄닌산, 트리에틸아민염산염, 디메틸아닐린염산염, 쿠페론, 2,2'-티오비스(4-t-옥틸페놀레이트)-2-에틸헥실아미노니켈(II), 4,4'-티오비스-(3-메틸-6-tert-부틸페놀), 2,2'-메틸렌비스-(4-메틸-6-tert-부틸페놀), 트리에틸렌글리콜-비스[3-(3-tert-부틸-5-메틸-4-하이드록시페닐)프로피오네이트], 1,6-헥산디올-비스[3-(3,5-디-tert-부틸-4-하이드록시페닐)프로피오네이트], 1,2,3-트리하이드록시벤젠 등을 예로 들 수 있지만, 이들로 한정되지 않는다. 또한, 이들을 2종 이상 조합하여 사용할 수도 있다. 산화 방지제의 첨가량은, 감광성 페이스트 중에 바람직하게는 0.1∼30 질량%, 더욱 바람직하게는 0.5∼20 질량%의 범위이다. 산화 방지제의 첨가량을 전술한 범위 내로 함으로써, 감광성 페이스트의 광 감도를 유지하고, 또한 중합도를 유지하고 패턴 형상을 유지하면서, 노광부와 비노광부의 콘트라스트를 크게 할 수 있다.

광중합 개시제는 활성 광원의 조사에 의해 라디칼을 발생하는 광 라디칼 개시제를 바람직하게 사용할 수 있고, 그 구체적인 예로서, 벤조페논, o-벤조일벤조산메틸, 4,4-비스(디메틸아미노)벤조페논, 4,4-비스(디에틸아미노)벤조페논, 4,4-디클로로벤조페논, 4-벤조일-4-메틸디페닐케톤, 디벤질케톤, 플루오레논, 2,2-디에톡시아세트페논, 2,2-디메톡시-2-페닐아세트페논, 2-하이드록시-2-메틸프로피오페논, p-tert-부틸디클로로아세트페논, 티옥산톤, 2-메틸티옥산톤, 2-클로로티옥산톤, 2-이소프로필티옥산톤, 디에틸티옥산톤, 벤질, 벤질메톡시에틸아세탈, 벤조인, 벤조인메틸에테르, 벤조인부틸에테르, 안트라퀴논, 2-tert-부틸안트라퀴논, 2-아밀안트라퀴논, β-크롤안트라퀴논, 안트론, 벤즈안트론, 디벤조수베론, 메틸렌안트론, 4-아지도벤잘아세트페논, 2,6-비스(p-아지도벤질리덴)시클로헥사논, 2,6-비스(p-아지도벤질리덴)-4-메틸시클로헥사논, 1-페닐-1,2-부탄디온-2-(O-메톡시카르보닐)옥심, 1-페닐-1,2-프로판디온-2-(O-에톡시카르보닐)옥심, 1,3-디페닐프로판트리온-2-(O-에톡시카르보닐)옥심, 1-페닐-3-에톡시프로판트리온-2-(O-벤조일)옥심, 미힐러케톤, 2-메틸-1-[4-(메틸티오)페닐]-2-모르폴리노-프로파논, 2-벤질-2-디메틸아미노-1-(4-모르폴리노페닐)-1-부타논, 나프탈렌설포닐클로라이드, 퀴놀린설포닐클로라이드, N-페닐티오아크리돈, 4,4-아조비스이소부티로니트릴, 디페닐디설피드, 벤즈티아졸디설피드, 트리페닐포스핀, 캄포르퀴논, 사브롬화 탄소, 트리브로모페닐술폰, 과산화벤조인 및 에오신, 메틸렌블루 등의 광환원성 색소와 아스코르빈산, 트리에탄올아민 등의 환원제의 조합 등이 있다. 또한, 이들을 2종 이상 조합하여 사용해도 된다. 광중합 개시제는, 감광성 모노머와 감광성 폴리머의 합계량에 대하여, 0.05∼20 질량%, 더욱 바람직하게는, 0.1∼15 질량%의 범위에서 첨가된다. 광중합 개시제의 양이 지나치게 적으면, 광 감도가 불량이 될 우려가 있으며, 광중합 개시제의 양이 지나치게 많으면, 광의 흡수가 지나치게 커져서 심부까지 광이 도달하지 않아, 심부의 경화가 불충분하게 되므로 바람직하지 않다.

감광성 페이스트를 기판에 도포할 때의 점도를 도포 방법에 따라 조정하기 위해 유기 용매가 사용된다. 이 때 사용되는 유기 용매로서는 메틸셀로솔브, 에틸셀로솔브, 부틸셀로솔브, 메틸에틸케톤, 디옥산, 아세톤, 시클로헥사논, 시클로펜타논, 이소부틸알코올, 이소프로필알코올, 테트라하이드로퓨란, 디메틸설폭시드, γ-부티로락톤, 브로모벤젠, 클로로벤젠, 디브로모벤젠, 디클로로벤젠, 브로모벤조산, 클로로벤조산 등이나, 이들 중의 1종 이상을 함유하는 유기 용매 혼합물이 사용된다.

본 발명에 바람직하게 사용되는 감광성 페이스트는, 저연화점 유리 분말, 필러 성분, 감광성 유기 성분, 비감광성 폴리머 성분, 자외선 흡수제, 산화 방지제, 광중합 개시제, 분산제, 및 용매 등의 각 성분을 소정의 조성이 되도록 제조한 후, 3축 롤러 등의 혼련 기기를 사용하여 본 혼련을 행하여 균질 분산시켜 제조하는 것이 바람직하다. 또한, 본 혼련이 종료된 감광성 페이스트를 적절하게, 여과, 탈포 해 두는 것도 바람직하다.

따라서, 얻어진 감광성 페이스트를 유리 기판 상에 도포, 노광, 현상, 소성함으로써, 본 발명의 평판 디스플레이용 부재를 제조할 수 있다.

이하에서 평판 디스플레이용 부재에 대하여, AC형 플라즈마 디스플레이를 예로 들어 그 기본적 구조 등에 대하여 설명한다.

플라즈마 디스플레이는, 전면판 또는 배면판 또는 그 양쪽에 형성된 형광체층이 내부 공간 내에 면하도록 상기 전면판과 상기 배면판을 봉착(封着)하여 이루어지는 부재에 있어서, 상기 내부 공간 내에 방전 가스가 봉입(封入)되어 이루어지는 것이다. 전면판에는, 표시면 측의 기판 상에 표시용 방전을 위한 투명 전극(서스테인 전극, 스캔 전극)이 형성되어 있다. 방전을 위하여, 상기 서스테인 전극과 상기 스캔 전극의 간극은 비교적 좁게 하는 것이 바람직하다. 보다 낮은 저항의 전극을 형성할 목적으로 투명 전극의 배면측에 버스 전극을 형성해도 된다. 다만, 버스 전극은 재질이 Ag, Cr/Cu/Cr 등으로 구성되어 있으므로, 불투명한 경우가 많다. 따라서, 상기 투명 전극과는 달리, 셀 표시의 방해가 되므로, 표시면의 외측 둘레부에 설치하는 것이 바람직하다. AC형 플라즈마 디스플레이의 경우, 전극의 상층에 투명 유전체층 및 그 보호막으로서 MgO 박막이 형성되는 경우가 많다. 배면판에는, 표시시키는 셀을 어드레스 선택하기 위한 전극(어드레스 전극)이 형성되어 있다. 셀을 나누기 위한 격벽이나 형광체층은 전면판, 배면판 중 어느 한쪽, 또는 양쪽에 형성해도 되지만, 배면판에만 형성하는 경우가 많다. 플라즈마 디스플레이에 있어서는, 상기 전면판과 상기 배면판은 봉착되며, 양자 사이의 내부 공간에는, Xe-Ne, Xe-Ne-He 등의 방전 가스가 봉입되어 있다.

이하에서 배면판의 제조 방법을 설명한다. 유리 기판으로서는, 소다 유리나 플라즈마 디스플레이용 내열 유리인 "PP8"(일본전기유리사 제품), "PD200"(아사히유리사 제품)을 사용할 수 있다. 유리 기판의 사이즈는 특별히 한정되지 않으며, 두께는 1∼5 mm의 것을 사용할 수 있다. 유리 기판 상에 은이나 알루미늄, 크롬, 니켈 등의 금속에 의해, 어드레스 전극용의 스트라이프(stripe)형의 도전 패턴을 형성한다. 형성 방법으로서는, 이들 금속의 분말과 유기 바인더를 주성분으로 하는 금속 페이스트를 스크린 인쇄로 패턴 인쇄하는 방법이나, 유기 바인더로서 감광성 유기 성분을 사용한 감광성 금속 페이스트를 도포한 후에, 포토마스크를 사용하여 패턴 노광하고, 불필요한 부분을 현상 공정에서 용해 제거하고, 또한 통상 350℃∼600℃로 가열·소성하여 전극 패턴을 형성하는 감광성 페이스트법을 사용할 수 있다. 또한, 유리 기판 상에 크롬이나 알루미늄을 증착한 후에, 레지스트를 도포하고, 레지스트를 패턴 노광·현상한 후에 에칭에 의해 불필요한 부분을 제거하는 에칭법을 사용할 수 있다.

또한, 어드레스 전극 상에 유전체층을 설치하는 것이 바람직하다. 유전체층을 설치함으로써, 방전의 안정성 향상이나, 유전체층의 상층에 형성되는 격벽의 넘어짐이나 박리를 억제할 수 있다. 유전체층을 형성하는 방법으로서는, 저연화점 유리 분말이나 고연화점 유리 분말 등의 무기 성분과 유기 바인더를 주성분으로 하는 유전체 페이스트를 스크린 인쇄하고, 슬릿다이코터 등으로 전체면 인쇄 또는 도포하는 방법 등이 있다.

다음으로, 포토리소그래피법에 따른 격벽의 형성 방법에 대하여 설명한다. 격벽 패턴은 특별히 한정되지 않지만, 스트라이프형, 격자형, 와플(waffle)형 등이 바람직하다. 먼저, 유전체층을 형성한 기판 상에 격벽용 감광성 페이스트를 도포한다. 도포 방법은, 바 코터, 롤 코터, 슬릿다이 코터, 블레이드 코터, 스크린 인쇄 등의 방법을 사용할 수 있다. 도포 두께는, 원하는 격벽의 높이와 페이스트의 소성에 의한 수축율을 고려하여 결정할 수 있다. 도포 두께는, 도포 횟수, 스크린의 메쉬(mesh), 페이스트의 점도 등에 의해 조정할 수 있다.

도포된 격벽용 감광성 페이스트는 건조 후, 노광을 행한다. 노광은 통상적인 포토리소그래피로 행해지도록, 포토마스크를 통하여 노광하는 방법이 일반적이다. 또한, 포토마스크를 사용하지 않고, 레이저광 등으로 직접 묘화(描畵)하는 방법을 사용해도 된다. 노광 장치로서는, 스테퍼 노광기, 프록시미티 노광기 등을 사용할 수 있다. 이 때 사용되는 활성 광선은, 예를 들면, 근적외선, 가시광선, 자외선 등이 있다. 이들 중 자외선이 가장 바람직하며, 그 광원으로서, 예를 들면, 저압 수은등, 고압 수은등, 초고압 수은등, 할로겐 램프, 살균등 등을 사용할 수 있다. 이들 그 중에서도, 초고압 수은등이 가장 바람직하다. 노광 조건은 도포 두께에 따라 상이하지만, 통상, 1∼100 mW/cm² 출력의 초고압 수은등을 사용하여 0.01∼30 분간 노광을 행한다.

노광 후, 노광 부분과 비노광 부분의 현상액에 대한 용해도의 차이를 이용하여 현상을 행하지만, 통상, 침지법(浸漬法)이나 스프레이법, 브러시법 등으로 행한다. 현상액으로서는 감광성 페이스트 중의 유기 성분이 용해 가능한 유기 용매를 사용할 수 있지만, 감광성 페이스트 중에 카르복실기 등의 산성기를 가지는 화합물이 존재할 경우, 알칼리 수용액으로 현상할 수 있다. 알칼리 수용액으로서는 수산화 나트륨이나, 탄산 나트륨, 수산화 칼륨 수용액 등을 사용할 수 있지만, 유기 알칼리 수용액을 사용하는 편이 소성 시에 알칼리 성분을 용이하게 제거할 수 있기 때문에 바람직하다.

유기 알칼리로서는, 일반적인 아민 화합물을 사용할 수 있다. 구체적으로는 테트라메틸암모늄하이드록사이드, 트리메틸벤질암모늄하이드록사이드, 모노에탄올아민, 디에탄올아민 등을 예로 들 수 있다.

알칼리 수용액의 농도는 통상 0.05∼5 질량%, 더욱 바람직하게는 0.1∼1 질량%이다. 알칼리 농도가 지나치게 낮으면 가용부(可溶部)가 제거되기 어렵고, 알칼리 농도가 지나치게 높으면 패턴을 박리시키거나 부식시킬 우려가 있으므로 바람직하지 않다. 또한, 현상 시의 현상 온도는 20℃∼50℃에서 행하는 것이 공정 관리상 바람직하다.

또한, 본 발명에 있어서는 격벽을 2층 이상으로 구성할 필요가 있다. 2층 이상의 구조체로 만듦으로써, 격벽 형상의 구성 범위를 3차원적으로 확대할 수 있을 뿐만아니라, 전술한 바와 같이 계면에 있어서의 격벽 결함의 확대를 억제할 수 있다. 예를 들면, 2층 구조의 경우, 제1층을 도포하고, 스트라이프형으로 노광한 후, 제2층을 도포하고, 제1층에 대하여 수직 방향의 스트라이프형으로 노광하고, 현상을 행함으로써 각 단(段)이 서로 수직인 격자 구조(Lattice Structure)를 가지는 격벽을 형성할 수 있다.

다음으로, 소성로에서 520℃∼620℃의 온도로 10∼60 분간 유지하여 소성을 행하고, 격벽을 형성한다.

다음으로, 형광체 페이스트를 사용하여 형광체층을 형성한다. 형광체층은, 감광성 형광체 페이스트를 사용한 포토리소그래피법, 디스펜서법, 스크린인쇄법 등에 의해 형성할 수 있다. 형광체층의 두께는 특별히 한정되는 것은 아니지만, 10∼30 ㎛, 더욱 바람직하게는 15∼25 ㎛이다. 형광체 분말은 특별히 한정되지 않지만, 발광 강도, 색도, 컬러 밸런스, 수명 등의 관점에서, 이하의 형광체가 바람직하다. 청색은 2가의 유로퓸 부활(賦活) 알루민산염 형광체(예를 들면, BaMgAl₁₀O₁₇:Eu)나 CaMgSi₂O₆이다. 녹색은, 패널 휘도의 면에서 Zn₂SiO₄:Mn, YBO₃:Tb, BaMg₂Al₁₄O₂₄:Eu, Mn, BaAl₁₂O₁₉:Mn, BaMgAl₁₄O₂₃:Mn이 바람직하다. 더욱 바람직하게는 Zn₂SiO₄:Mn이다. 적색은, 마찬가지로 (Y, Gd)BO₃:Eu, Y₂O₃:Eu, YPVO:Eu, YVO₄:Eu가 바람직하다. 더욱 바람직하게는 (Y, Gd)BO₃:Eu이다. 소성하는 공정을 거쳐 형광체를 형성할 경우, 전술한 유전체층이나 격벽의 소성과 동시에 행해도 된다.

그리고, 본 발명의 평판 디스플레이용 부재는, 전술한 플라즈마 디스플레이용 배면판으로서 바람직하게 사용할 수 있다. 또한, 전술한 바와 같이 플라즈마 디스플레이에 있어서는 전면판에 격벽을 형성할 수 있으므로, 본 발명의 평판 디스플레이용 부재는 전면판으로서도 바람직하게 사용할 수 있다.

[실시예]

이하, 본 발명을 실시예에 따라 구체적으로 설명한다. 다만, 본 발명은 이것으로 한정되는 것은 아니다.

그리고, 이하의 무기 분말의 평균 입자 직경(d₅₀) 및 최대 입자 직경(d_max)은 닛키소주식회사 제품인 「MT3300」을 사용하여 측정한 값이다.

A. 감광성 페이스트 원료

·저연화점 유리 분말: 표 1에 나타내는 조성과 물성의 저연화점 유리를 분쇄하여, d₅₀:2㎛, d_max:10㎛의 분말을 만들어 사용하였다.

[표 1]

그 외에 하기의 원료를 사용하였다.

·감광성 모노머 M-1: 트리메틸올프로판트리아크릴레이트

·감광성 모노머 M-2: 테트라프로필렌글리콜디메타크릴레이트

·감광성 폴리머: 메타크릴산/메타크릴산 메틸/스티렌 = 40/40/30으로 이루어지는 공중합체의 카르복실기에 대하여 0.4당량의 글리시딜메타크릴레이트를 부가 반응시킨 것(중량 평균 분자량 43000, 산가 100)

·광중합 개시제: 2-벤질-2-디메틸아미노-1-(4-모르폴리노페닐)-1-부타논(지바스페셜티케미컬사 제품, IC369)

·산화 방지제: 1,6-헥산디올-비스[3-(3,5-디-tert-부틸-4-하이드록시페닐)프로피오네이트]

·자외선 흡수제: 스단 IV(토쿄오카공업주식회사 제품)

·용매: γ-부티로락톤

·필러 분말: 산화 나트륨 1 질량%, 산화 규소 40 질량%, 산화 붕소 10 질량%, 산화 알미늄 33 질량%, 산화 아연 4 질량%, 산화 칼슘 9 질량%, 산화 티탄 3 질량%(연화점: 770℃, d₅₀:2㎛, d_max: 10㎛)

B. 감광성 페이스트의 제조

감광성 모노머 M-1을 10 중량부, 감광성 모노머 M-2를 10 중량부, 감광성 폴리머를 20 중량부, 광중합 개시제를 3 중량부, 산화 방지제를 1 중량부, 자외선 흡수제를 0.02 중량부 칭량한 후, 용매를 적절하게 첨가하여 점도를 조정하였다. 다음으로, 저연화점 유리 분말, 필러 분말을, 고형분 중의 무기 성분의 함유 비율이 48 체적%로 되도록 첨가했다. 이 유기 무기 혼합물을 3축 롤러 혼련기에 의해 혼련하여, 감광성 페이스트로 만들었다. 또한, 격벽 최상층의 형성에 사용되는 감광성 페이스트는, 혼련 후에 용매를 더 첨가하여 적절한 점도로 조절하여 사용하였다.

C. 격벽 결함 내성 평가용 시료 기판의 제조

격벽 결함 내성 평가용 시료는 이하의 수순에 의해 제조하였다. 아사히유리주식회사 제품 "PD-200" 유리 기판(42 인치) 상에, 감광성 은페이스트를 사용한 포토리소그래피법에 의해 어드레스 전극 패턴을 형성하였다. 이어서, 어드레스 전극이 형성된 유리 기판 상에 유전체층을 스크린 인쇄법에 의해 20㎛의 두께로 형성하였다. 그 후, 격벽의 최하층을 형성하기 위한 감광성 페이스트를 슬릿다이 코터에 의해 어드레스 전극 패턴 및 유전체층이 형성된 배면판 유리 기판 상에 원하는 두께가 되도록 도포하고, 100℃로 건조했다. 이어서, 다른 감광성 페이스트를 슬릿다이 코터에 의해 도포·건조하는 프로세스를 적절하게 반복하여, 2층 이상의 층 구조를 가지는 감광성 페이스트 도막을 형성하였다. 이어서, 노광 마스크를 통하여 노광을 행하였다. 노광 마스크는, 피치 160㎛, 선폭 20㎛이며, 플라즈마 디스플레이에 있어서 스트라이프형의 격벽 패턴 형성이 가능하게 되도록 설계한 크롬 마스크이다. 노광은, 실시예 및 비교예의 각 감광성 페이스트에 대하여 50 mW/cm²의 출력의 초고압 수은등으로 100 mJ/cm²부터 500 mJ/cm²까지, 5 mJ/cm²씩 강도를 높여서 자외선 노광을 행하였다.

다음으로, 35℃로 유지한 모노에탄올아민의 0.3 질량% 수용액을 300초간 샤워에 의해 현상하고, 샤워 스프레이를 사용하여 물로 세정하여 광경화되어 있지 않은 스페이스 부분을 제거하였다. 그 후, 560℃로 30분 유지하여 소성함으로써 격벽을 형성하였다.

D. 격벽 결함 내성 평가

전술한 방법으로 제조한, 노광량이 상이한 시료 중, 소성 후의 격벽의 바닥부 폭 55㎛, 정상부 폭 38㎛의 시료를 선택하여, 이 시료를 5cm×13cm로 잘라내고, 기판의 격벽이 형성되어 있지 않은 면의 중앙의 가로 1cm×세로 1cm의 정사각형의 4모서리점 및 그 중심 1점에 표시했다. 다음으로, 5cm×13cm의 크기로 잘라낸 "PD-200" 유리 기판을, 격벽이 형성되어 있는 면 측에 중첩시켜 배면판측을 상측으로 해 두고, 무게 114g의 금속구(金屬球)를 30cm의 높이로부터 표시한 5점에 2회씩 낙하시켰다. 그 후 기판 중앙의 가로 1cm 세로 1cm의 정사각형 부분을 잘라내고, 주사형 전자 현미경에 의해 격벽의 결함 부분의 사진을 촬영하였다. 촬영한 사진의 화상 해석에 의해 결함에 의해 생긴 단면의 면적을 측정하고, 격벽 결함의 총수, 및 결함에 의해 생긴 단면의 면적이 2000㎛²이상인 대면적 결함의 개수를 측정하였다. 이 평가는, 평판 디스플레이용 부재가 충격을 받았을 때의 결함 불량 발생의 모델 테스트이며, 대면적 결함의 개수가 20개/cm² 이하인 것이 바람직하다.

평가 결과

실시예 1∼17, 및 비교예 1∼7의 구조를 가지는 격벽에 대하여 격벽 결함 내성 평가를 행한 결과를 표 2, 표 3, 표 4에 나타낸다. 그리고, 표2∼4에 있어서 제1층은 최상층이며, 층의 번호가 커짐에 따라 차례로 아래의 층인 것을 나타낸다. 또한, 층 번호가 가장 큰 층이 최하층이다.

[표 2]

[표 3]

[표 4]

본 발명의 요건을 만족시키는 실시예 1∼17의 배면판은, 모두 대면적 결함의 개수가 20개 이하였다. 이에 비해, 격벽의 최상층에 탄성율이 80 GPa보다 큰 유리를 주성분으로서 함유하는 비교예 1∼7은 대면적 결함수가 많아, 강도에 문제점이 있었다.

Claims

유리 기판 상에 저연화점(低軟化點) 유리를 주성분으로 하는 격벽(隔璧)을 가지는 평판 디스플레이용 부재로서,
상기 격벽이 적어도 2층으로 이루어지고, 또한 상기 격벽의 최상층의 주성분인 저연화점 유리의 탄성율이 80 GPa 이하인, 평판 디스플레이용 부재.
제1항에 있어서,
상기 격벽의 최상층의 공극율(空隙率)이 3%이하인, 평판 디스플레이용 부재.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 격벽의 최상층의 주성분인 저연화점 유리의 조성(組成)과 상기 최상층 이외의 적어도 1개의 층의 주성분인 저연화점 유리의 조성이 상이한, 평판 디스플레이용 부재.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 격벽의 최상층의 주성분인 저연화점 유리의 탄성율이 상기 최상층 이외의 적어도 1개의 층의 주성분인 저연화점 유리의 탄성율에 비해 작은, 평판 디스플레이용 부재.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 격벽의 최상층의 두께가 3∼40 ㎛인, 평판 디스플레이용 부재.
제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 격벽의 최상층의 주성분인 저연화점 유리의 조성이, SiO₂: 10∼35 중량%, B₂O₃: 35∼55 중량%, ZnO: 5∼20 중량%, Li₂O: 3∼10 중량%, Al₂O₃: 10∼25 중량%의 조성을 가지는, 평판 디스플레이용 부재.
제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 격벽의 최상층의 주성분인 저연화점 유리의 조성 중, MgO, CaO, SrO, BaO의 합계량이 10 중량% 이하인, 평판 디스플레이용 부재.
제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 격벽의 최상층의 주성분인 저연화점 유리의 조성 중, SiO₂, B₂O₃, ZnO, Li₂O, Al₂O₃의 합계량이 90 중량% 이상인, 평판 디스플레이용 부재.
제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 격벽의 최상층의 주성분인 저연화점 유리의 조성 중, SiO₂, B₂O₃, ZnO의 합계량이 60 중량% 이상인, 평판 디스플레이용 부재.
유기 바인더 성분, 및 무기 성분을 포함하는 평판 디스플레이용 부재의 격벽 최상층용 페이스트로서, 상기 무기 성분 중의 주성분이 탄성율 80 GPa 이하의 저연화점 유리인, 평판 디스플레이용 부재의 격벽 최상층용 페이스트.
제10항에 있어서,
상기 저연화점 유리가 SiO₂:10∼35 중량%, B₂O₃: 35∼55 중량%, ZnO: 5∼20 중량%, Li₂O: 3∼10 중량%, Al₂O₃: 10∼25 중량%의 조성을 가지는, 평판 디스플레이용 부재의 격벽 최상층용 페이스트.
제10항 또는 제11항에 있어서,
상기 유기 바인더 성분으로서 감광성 모노머, 감광성 올리고머, 감광성 폴리머로부터 선택되는 감광성 유기 성분을 포함하는, 평판 디스플레이용 부재의 격벽 최상층용 페이스트.