KR101099183B1 - 흑색 버스 전극용 전도성 조성물 및 플라즈마 디스플레이 패널의 전방 패널 - Google Patents

흑색 버스 전극용 전도성 조성물 및 플라즈마 디스플레이 패널의 전방 패널 Download PDF

Info

Publication number
KR101099183B1
KR101099183B1 KR1020107011709A KR20107011709A KR101099183B1 KR 101099183 B1 KR101099183 B1 KR 101099183B1 KR 1020107011709 A KR1020107011709 A KR 1020107011709A KR 20107011709 A KR20107011709 A KR 20107011709A KR 101099183 B1 KR101099183 B1 KR 101099183B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
black
electrode
powder
conductive
conductive composition
Prior art date
Application number
KR1020107011709A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20100074309A (ko
Inventor
히사시 마쯔노
마이클 에프. 바커
Original Assignee
이 아이 듀폰 디 네모아 앤드 캄파니
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 이 아이 듀폰 디 네모아 앤드 캄파니 filed Critical 이 아이 듀폰 디 네모아 앤드 캄파니
Publication of KR20100074309A publication Critical patent/KR20100074309A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101099183B1 publication Critical patent/KR101099183B1/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J11/00—Gas-filled discharge tubes with alternating current induction of the discharge, e.g. alternating current plasma display panels [AC-PDP]; Gas-filled discharge tubes without any main electrode inside the vessel; Gas-filled discharge tubes with at least one main electrode outside the vessel
    • H01J11/20—Constructional details
    • H01J11/22—Electrodes, e.g. special shape, material or configuration
    • H01J11/24—Sustain electrodes or scan electrodes
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01B—CABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
    • H01B1/00—Conductors or conductive bodies characterised by the conductive materials; Selection of materials as conductors
    • H01B1/14—Conductive material dispersed in non-conductive inorganic material
    • H01B1/16—Conductive material dispersed in non-conductive inorganic material the conductive material comprising metals or alloys
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J11/00—Gas-filled discharge tubes with alternating current induction of the discharge, e.g. alternating current plasma display panels [AC-PDP]; Gas-filled discharge tubes without any main electrode inside the vessel; Gas-filled discharge tubes with at least one main electrode outside the vessel
    • H01J11/10—AC-PDPs with at least one main electrode being out of contact with the plasma
    • H01J11/12—AC-PDPs with at least one main electrode being out of contact with the plasma with main electrodes provided on both sides of the discharge space
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J11/00—Gas-filled discharge tubes with alternating current induction of the discharge, e.g. alternating current plasma display panels [AC-PDP]; Gas-filled discharge tubes without any main electrode inside the vessel; Gas-filled discharge tubes with at least one main electrode outside the vessel
    • H01J11/20—Constructional details
    • H01J11/34—Vessels, containers or parts thereof, e.g. substrates
    • H01J11/44—Optical arrangements or shielding arrangements, e.g. filters, black matrices, light reflecting means or electromagnetic shielding means
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J9/00—Apparatus or processes specially adapted for the manufacture, installation, removal, maintenance of electric discharge tubes, discharge lamps, or parts thereof; Recovery of material from discharge tubes or lamps
    • H01J9/02—Manufacture of electrodes or electrode systems
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J2211/00—Plasma display panels with alternate current induction of the discharge, e.g. AC-PDPs
    • H01J2211/20—Constructional details
    • H01J2211/22—Electrodes
    • H01J2211/225—Material of electrodes
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J2211/00—Plasma display panels with alternate current induction of the discharge, e.g. AC-PDPs
    • H01J2211/20—Constructional details
    • H01J2211/34—Vessels, containers or parts thereof, e.g. substrates
    • H01J2211/44—Optical arrangements or shielding arrangements, e.g. filters or lenses
    • H01J2211/444—Means for improving contrast or colour purity, e.g. black matrix or light shielding means
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/29—Coated or structually defined flake, particle, cell, strand, strand portion, rod, filament, macroscopic fiber or mass thereof
    • Y10T428/2982—Particulate matter [e.g., sphere, flake, etc.]
    • Y10T428/2991—Coated
    • Y10T428/2993—Silicic or refractory material containing [e.g., tungsten oxide, glass, cement, etc.]

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Dispersion Chemistry (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Gas-Filled Discharge Tubes (AREA)
  • Conductive Materials (AREA)

Abstract

플라즈마 디스플레이 패널의 흑색 버스 전극은 전도성 분말, 유리 분말, 유기 결합제, 유기 용매, 및 흑색 안료를 포함하는 전도성 조성물로부터 형성되며, 전도성 분말은 Ru, Rh, Pd, Os, Ir, Pt 및 Au의 군으로부터 선택된 금속으로 코팅된다.

Description

흑색 버스 전극용 전도성 조성물 및 플라즈마 디스플레이 패널의 전방 패널{CONDUCTIVE COMPOSITION FOR BLACK BUS ELECTRODE, AND FRONT PANEL OF PLASMA DISPLAY PANEL}
본 발명은 플라즈마 디스플레이 패널(plasma display panel, PDP)용 전극 조성물에 관한 것으로, 보다 상세하게는 흑색 버스 전극(black bus electrode)에 포함되는 전도성 성분의 개선에 관한 것이다.
PDP에 있어서, 콘트라스트(contrast)를 개선하기 위해 전방 패널(front panel)의 버스 전극에 흑색 성분이 포함된다. 단일층 및 이중층 유형의 버스 전극들이 알려져 있다. 단일층 유형에서는, 은과 같은 전도성 성분과 함께 흑색 성분이 포함된다. 이중층 유형의 버스 전극에서는, 은과 같은 전도성 성분을 함유하는 백색 전극이 흑색 성분을 함유하는 흑색 전극(흑색 버스 전극)과 함께 적층된다.
루테늄 산화물, 루테늄 화합물 (일본 특허 제3779297호), Co3O4 (일본 특허 제3854753호), Cr-Cu-Co (미국 특허 공개 제2006-0216529호), 란타늄 화합물 (일본 특허 제3548146호), 및 Cuo-Cr2O3-Mn2O3 (일본 특허 제3479463호)이 흑색 성분으로서 알려져 있다.
PDP에서 콘스라스트를 개선하기 위해 높은 정도의 흑도(blackness)를 갖는 흑색 성분이 바람직하다. 흑도는 보통 PDP에서 L 값으로서 평가된다. 흑도뿐만 아니라 낮은 접촉 저항이 또한 중요한 것으로 여겨지는 요소이다. 흑색 성분은 은 또는 구리와 같은 전도성 금속보다 더 높은 저항을 갖기 때문에, 콘트라스트를 개선하기 위해 더 낮은 접촉 저항과 더 높은 흑도라는 서로 상충하는 요인들을 조합하는 방식을 찾을 필요성이 오랫동안 있어왔다.
루테늄 산화물 및 루테늄 화합물은 흑색 성분으로서 높은 정도의 흑도를 가지고 또한 전도성이며, PDP에서 높은 흑도 및 낮은 접촉 저항을 얻는 데 사용하기 위해 종래부터 선호되어 왔다. 그러나, PDP의 가격을 보다 경쟁력있게 하기 위하여 덜 비싼 재료의 개발이 요구된다.
흑색 버스 전극에 구리, 니켈 또는 팔라듐과 같은 고 전도성의 저렴한 금속을 첨가하고 고가의 흑색의 양을 최소화하는 것이 재료 비용을 절감하는 방식이다. 그러나, 구리는 특성상 산화되려는 경향이 있으며, 따라서 환원 분위기에서 소결되어야 한다. 또한, 니켈은 비교적 낮은 전도성을 갖는다. 팔라듐은, 소결 공정 동안 산화환원(redox) 반응의 결과로서, 특히 환원 동안에, 산소를 방출하고, 따라서 버스 전극 특성의 상당한 손실을 초래한다.
은(Ag)은 고 전도성의 저렴한 바람직한 재료이지만, Ag 원자가 소결 공정 동안 유리로 확산되며, 결과적인 문제점은 형성되는 블랙 스트라이프(stripe)의 황변(yellowing)이다( 일본 특허 제3779297호 참조). 이러한 변색으로 인해, 전방 패널 측에 형성된 흑색 버스 전극에의 Ag의 첨가는 PDP 콘트라스트의 손실을 초래한다.
일본 특허 공개 제2006-86123호는 PDP 전극에 사용되는 전도성 분말에 관한 기술을 개시하는데, 여기서 구리, 니켈, 알루미늄, 텅스텐 또는 몰리브덴으로 코팅된 은 또는 금을 포함하는 분말이 PDP 전극 또는 그린 시트(green sheet)에서 전도성 분말로서 사용된다.
일본 특허 공개 제2002-299832호는 또한 공침(coprecipitation)에 의해 제조된 Pd-함유 Ag가 유리 기판 상에 전극을 형성하는 데 사용되는 기술을 개시하고 있다. 이러한 결과가 유리 기판과 전극 사이의 보다 양호한 부착, 낮은 저항, 그리고 보다 양호한 이동 저항을 얻게 한다는 것이 주장되고 있다. 일본 특허 공개 제2002-299832호는 Ag 분말과 Pd 분말의 혼합물 또는 Ag-Pd 합금 대신에 Ag 및 PD 공침된 분말의 사용을 특징으로 한다(문단 0011). PDP 전극이 전극 응용으로서 개시되었다. 표현이 명확하지는 않지만, 일본 특허 공개 제2002-299832호의 전극은 유리 기판 상에 형성되고, 그 결과로서, (문단 0014와 같이) 유리와의 부착이 주장되고 있다는 사실뿐만 아니라 페이스트 조성물(문단 0059 및 0062), 전극, 배리어(barrier) 벽, 및 형광 재료가 상부에 형성된 기판이 전방 패널로 밀봉된다는 사실(문단 0075)에 비추어, PDP의 후방 패널 상에 형성된 어드레스 전극이 의도된다는 것을 결론지을 수 있다.
높은 정도의 흑도 및 낮은 접촉 저항을 가짐으로써 PDP 특성의 개선에 기여하는 흑색 버스 전극에 대한 필요성이 존재한다.
본 발명은 귀금속(예를 들어 Ag)이 표면 상에 코팅된 소량의 무기 분말(금속, 세라믹, 유리)을 흑색 전극에 첨가한다. 이러한 첨가는 Ag에 의해 유발되는 패널의 황변이 적은 상태로 더 높은 흑도 및 더 낮은 접촉 저항을 갖는 흑색 버스 전극의 형성을 가능하게 한다.
구체적으로, 본 발명은 전도성 분말, 유리 분말, 유기 결합제, 유기 용매, 및 흑색 안료를 포함하는, 플라즈마 디스플레이 흑색 버스 전극용 전도성 조성물이며, 여기서 전도성 분말은 Ru, Rh, Pd, Os, Ir, Pt 및 Au의 군으로부터 선택된 금속으로 코팅된 무기 분말이다.
본 발명은 또한, 버스 전극이 상부에 형성된 플라즈마 디스플레이 패널의 전방 패널이며, 여기서 버스 전극은 흑색 전극과 백색 전극을 포함하는 흑백 이중층 구조를 가지고, 흑색 전극은 무기 입자를 포함하고, 무기 입자의 표면은 전도성 성분으로서 Ru, Rh, Pd, Os, Ir, Pt 및 Au의 군으로부터 선택된 금속으로 코팅되었다.
본 발명의 전도성 조성물은 높은 정도의 흑도 및 낮은 접촉 저항을 갖는 흑색 버스 전극을 형성하는 데 사용된다. 본 발명의 귀금속으로 코팅된 무기 분말은 소량으로 첨가될 때에도 낮은 접촉 저항을 제공하는 것이 명백하였다.
<도 1>
도 1은 AC 플라즈마 디스플레이 패널 장치를 개략적으로 도시하는 확대 사시도.
<도 2>
도 2는 투명 전극들을 갖는 유리 기판 상에 이중층 버스 전극들을 생성하기 위한 일련의 공정들을 도시하는데, 각각의 도면은 (A) 흑색 버스 전극을 형성하기 위한 페이스트가 도포되는 단계, (B) 백색 전극을 형성하기 위한 페이스트가 도포되는 단계, (C) 소정의 패턴이 노광되는 단계, (D) 현상 단계, 및 (E) 소결 단계를 도시한다.
본 발명은 버스 전극이 백색 전극과 흑색 전극을 포함하는 이중층 유형인 경우에 흑색 전극에 사용되는 조성물을 제공한다. 본 출원에서, 이중층 유형의 흑색 전극은 흑색 버스 전극으로서 기술된다.
본 발명의 제1 실시 형태는 전도성 분말, 유리 분말, 유기 결합제, 유기 용매, 및 흑색 안료를 포함하는, 플라즈마 디스플레이 흑색 버스 전극용 전도성 조성물에 관한 것이며, 여기서 전도성 분말은 Ru, Rh, Pd, Os, Ir, Pt 및 Au의 군으로부터 선택된 금속으로 코팅된 무기 분말이다.
본 발명에서 전도성 조성물의 구성성분들이 먼저 순서대로 기술될 것이다. 본 발명의 전도성 조성물은 보통 페이스트의 형태이다.
(A) 전도성 분말
전도성 분말은 흑색 버스 전극에서의 수직(전극들이 적층되는 방향) 전도를 위해 첨가된다. 본 발명의 전도성 분말은 코어-쉘(core-and-shell) 구조를 갖는다. 전도성 분말은 그의 표면 상에서 미리 정해진 재료를 갖는다. 구체적으로, Ru, Rh, Pd, Os, Ir, Pt 및 Au (이하, "표면 금속"이라 총칭함)와 같은, 산화에 대한 내성을 갖는 귀금속이 재료 (이하, "코어 재료"라 함)의 표면 상에 코팅된다.
일 실시 형태에서, 무기 코어 재료는 금속 또는 합금이며, 이는 이어서 표면 금속으로 코팅된다. 이들 금속성 코어 재료는 은, 철, 니켈, 구리, 알루미늄 및 이들의 합금을 포함하지만, 이로 한정되지 않는다. 요구되는 입자 크기의 이용가능성, 성능 및 비용 면에서, 은이 바람직하다.
무기 코어 재료는 또한 비금속성일 수 있다. 이러한 무기 비금속성 재료는 실리카(SiO2), 알루미나(Al2O3) 및 기타 세라믹 분말을 포함하지만, 이로 한정되지 않는다. 유리의 연화점이 소성 후에 유리가 기능을 유지하게 할 정도로 충분히 높다면 유리 분말이 또한 사용될 수 있다.
코어 재료는 또한 금속(들)과 혼합된 세라믹(들), 또는 금속들의 혼합물과 같이 전술된 재료들의 혼합물일 수 있다. 이는 균질한 혼합물일 수 있거나, 또는 비균질한 혼합물일 수 있는데, 즉 코어 자체가 코어-쉘 구조일 수 있다. 예를 들어, 니켈과 같은 금속으로 제조된 피복층이 무기 재료의 표면 상에 형성된다. Ag와 같은 금속 재료가 니켈과 같은 금속으로 피복되는 경우, 코어 재료와 쉘 재료의 확산 또는 합금화가 방지될 수 있다. 실리카와 같은 비금속성 재료가 니켈과 같은 금속으로 피복되는 경우, 코어 재료와 쉘 재료 사이의 친화도(affinity)가 증가되어 코어-쉘 재료의 견고한 구조를 생성할 수 있다.
표면 금속은 루테늄(Ru), 로듐(Rh), 팔라듐(Pd), 오스뮴(Os), 이리듐(Ir), 플래티늄(Pt) 및 금(Au)과 같은 귀금속을 포함한다. 금을 사용한 도금은 쉽게 이용가능한 공정이므로 코팅 재료로서 금이 바람직하다.
코어-쉘 구조의 비율은 제한되지 않는다. 본 발명에 의해 생기는 충분한 효과 면에서, 표면 금속은 코어 재료가 충분히 코팅되는 한, 전도성 분말의 0.1 부피%만큼 매우 낮을 수 있다. 상한은 제한되지 않지만, 귀금속에 의해 야기되는 재료 비용을 절감하기 위하여 상한은 최소한으로 유지되는 것이 바람직하다.
전도성 분말의 구체적인 예로서, 금 코팅된 은(Au/Ag), 금 코팅된 철(Au/Fe), 금 코팅된 니켈(Au/Ni), 금 코팅된 실리카(Au/SiO2), 금 코팅된 티타니아(Au/TiO2), 금 코팅된 지르코니아(Au/Zr2O3), 플래티늄 코팅된 은(Pt/Ag), 플래티늄 코팅된 철(Pt/Fe), 플래티늄 코팅된 니켈(Pt/Ni), 플래티늄 코팅된 실리카(Pt/SiO2)가 대두되고 있다. Au/Ni/Ag와 같은 중간층이 추가로 형성될 수 있다. 이 실시 형태에서, Au가 표면 금속으로서 정의되고, Ni/Ag가 코어 재료로서 정의된다. 그러나, 본 발명의 범주는 상기 예들로 한정되지 않는다.
본 발명의 전도성 분말은 코어-쉘 재료를 위한 종래의 방법에 의해 제조될 수 있다. 구매가능한 분말이 사용될 수 있다.
일부 경우에, 금, 플래티늄 등의 전도성 입자가 첨가될 수 있지만, 사용되는 재료의 수를 최소화한다는 관점에서, 전도성 분말로서 상기 분말만 사용하는 것이 바람직하다.
전도성 분말의 형태는 구체적으로 한정되지 않으며, 구형 입자 또는 플레이크(flake)(막대(rod), 원추(cone) 또는 판(plate))의 형태일 수 있다.
전도성 분말의 평균 입자 직경(PSD D50)은 바람직하게는 0.1 내지 5 ㎛이다. 입자 직경이 너무 작으면 접촉 저항이 더 커지게 하는 경향이 있어, 첨가되는 전도성 분말의 양을 증가시킬 것을 필요로 하게 한다. 입자 직경이 너무 크면 비용이 더 높아지게 하는 경향이 있으며, 전극이 형성되는 표면에서의 입자의 상당한 돌출로 인한 손상의 위험을 제기한다. 여기에서, 평균 입자 직경(PSD D50)은 입자 크기 분포가 작성된 때 입자 개수의 적분값의 50%에 대응하는 입자 직경을 의미한다. 입자 크기 분포는 마이크로트랙(Microtrac)에 의한 X100과 같은 구매가능한 측정 장치를 사용하여 작성될 수 있다.
전도성을 보장하기 위해, 전도성 분말의 평균 입자 직경(PSD D50)은 바람직하게는 형성되는 흑색 버스 전극의 소결된 막의 두께의 0.8 내지 2.0배, 더 바람직하게는 1.0 내지 1.8배, 더욱 더 바람직하게는 1.0 내지 1.6배이다. 흑색 버스 전극에서, 전류는 PDP 구조 때문에 백색 전극 및 흑색 전극이 적층된 방향으로 흐른다. 버스 전극이 ITO 전극 상에 형성될 때, 전류는 ITO 전극 → 흑색 버스 전극 → 백색 전극 방향으로 흐른다. 따라서, 전도성 분말은 바람직하게는 그 방향으로의 전도성을 보장할 수 있다. 전도성 분말의 평균 입자 직경이 형성되는 흑색 버스 전극의 소결된 막의 두께의 0.8배 초과일 때, 대부분의 전도성 분말은 ITO전극과 같은 투명 전극과 백색 전극 둘 모두와 접촉할 것이다. 이 경우에, 접촉 저항은 낮을 것이다. 접촉 저항 면에서, 평균 입자 크기의 상한은 제한되지 않지만, 큰 입자는 제조 공정 동안 입자의 씻겨나감(wash-off)과 같은 일부 문제점을 일으킬 수 있다.
본 발명에서는 금과 같은 표면 금속이 전도성 분말의 표면 상에 존재하기 때문에, 전도성 분말의 고유한 산화환원 특성을 낮추는 것이 가능하다.
PDP 제조 공정에서 전극 형성 후에 유전체를 형성하는 TOG를 소결하는 공정이 필요하지만, 예상치 못한 영향은 TOG 소결 공정 후에 접촉 저항이 낮아질 수 있다는 것이다.
PDP의 생성 동안, 일본 특허 공개 제2004-063247A호에 개시된 바와 같이, 블랙 스트라이프를 생성하기 위한 페이스트와 흑색 버스 전극을 생성하기 위한 페이스트는 때때로 동일할 수 있으며, 이러한 공정이 채택될 때 본 발명은 특히 유용하다. 블랙 스트라이프에 Ag가 포함될 때, Ag의 확산에 의해 야기되는 황변이 특정 문제점이 될 수 있지만, 본 발명의 전도성 분말의 사용은 이러한 Ag 확산에 의해 유발되는 황변을 방지한다.
코어-쉘 재료의 함량은, 조성물의 총량으로 기준으로, 0.01 내지 5 중량%, 바람직하게는 0.05 내지 2.0 중량%, 더 바람직하게는 0.2 내지 1.5 중량%인 것이 바람직하다. 흑색 버스 전극에서, 전도성 분말의 함량은 수평 전도를 고려할 필요가 없으므로 극히 낮을 수 있다. 전도성 분말의 양은 코어-쉘 재료와 연관된 비용을 조절하는 관점에서 더 낮은 것이 바람직하다. 그러나, 합금의 효과를 가져오도록 충분한 전도성 분말이 첨가되어야 한다.
(B) 유리 분말(유리 프릿)
유리 분말은 흑색 버스 전극의 흑색 안료 성분 또는 전도성 분말의 소결을 촉진시키도록 본 발명에서 결합제로서 사용된다. 본 발명에서 사용되는 유리 분말은 구체적으로 한정되지 않는다. 기판과의 부착을 보장하도록 충분히 낮은 연화점을 갖는 분말이 보통 사용된다.
유리 분말의 연화점은 보통 325 내지 700℃, 바람직하게는 350 내지 650℃, 더 바람직하게는 375 내지 600℃이다. 325℃보다 낮은 온도에서 용융이 일어나면, 유기 물질이 감싸여지게 되는 경향이 있을 것이고, 유기 물질의 후속적인 열화는 페이스트에 기포(blister)가 생성되게 할 것이다. 한편, 700℃ 초과의 연화점은 페이스트 부착을 약화시킬 것이며 PDP 유리 기판에 손상을 입힐 수 있다.
유리 분말의 유형은 비스무트계 유리 분말, 붕산계 유리 분말, 인계 유리 분말, Zn-B계 유리 분말, 및 납계 유리 분말을 포함한다. 환경에 가해지는 부담을 고려하여, 무연(lead-free) 유리 분말의 사용이 바람직하다.
유리 분말은 당업계에 잘 알려진 방법에 의해 제조될 수 있다. 예를 들어, 유리 성분은 산화물, 수산화물, 카르보네이트 등과 같은 원재료를 혼합하고 용융시키며 급냉에 의해 컬릿(cullet)으로 만든 다음 기계적 미분화(습식 또는 건식 밀링)에 의해 제조될 수 있다. 그 후에, 필요한 경우, 원하는 입자 크기로 분류가 수행된다.
유리 분말의 비표면적(specific surface area)은 10 ㎡/g 이하인 것이 바람직하다. 유리 분말의 적어도 90 중량%는 0.4 내지 10 ㎛의 입자 직경을 갖는 것이 바람직하다.
유리 분말 함량은 조성물의 총량을 기준으로 10 내지 50 중량%인 것이 바람직하다. 이 범위 내의 유리 분말의 비율은 인접한 PDP 구성성분과의 결합을 보장함으로써 충분히 강한 흑색 버스 전극의 형성을 보장할 것이다.
(C) 유기 결합제
전도성 분말, 유리 분말, 및 흑색 안료와 같은 구성성분들이 조성물에 분산되게 하도록 유기 결합제가 사용된다. 유기 결합제는 번 오프(burned off)된다.
본 발명의 조성물이 감광 조성물을 생성하는 데 사용될 때, 유기 결합제를 선택하는 데 있어서 수성 시스템에서의 현상을 고려하는 것이 바람직하다. 높은 분해능을 갖는 것이 선택되는 것이 바람직하다.
유기 결합제의 예는, (1) C1 내지 C10 알킬 아크릴레이트, C1 내지 C10 알킬 메타크릴레이트, 스티렌, 치환된 스티렌 또는 이들의 조합을 함유하는 비-산성 공단량체, 및 (2) 에틸렌계 불포화 카르복실산-함유 성분을 함유하는 산성 공단량체로부터 제조된 공중합체 또는 혼성중합체(interpolymer)를 포함한다. 산성 공단량체가 전극 페이스트에 존재할 때, 산성 작용기는 0.8% 탄산나트륨 수용액과 같은 수성 염기에서의 현상을 허용할 것이다. 산성 공단량체 함량은 중합체 중량을 기준으로 15 내지 30 중량%인 것이 바람직하다.
더 적은 양의 산성 공단량체는, 수성 염기 때문에, 도포된 전극 페이스트의 현상을 복잡하게 할 수 있는 반면, 너무 많은 산성 공단량체는 현상 조건 하에서 페이스트의 안정성을 감소시킴으로써 이미지가 형성될 영역에서 부분적인 현상만 초래할 수 있다.
적합한 산성 공단량체는, (1) 아크릴산, 메타크릴산, 또는 크로톤산과 같은 에틸렌계 불포화 모노카르복실산, (2) 푸마르산, 이타콘산, 시트라콘산, 비닐석신산, 및 말레산과 같은 에틸렌계 불포화 다이카르복실산, (3) (1)과 (2)의 헤미에스테르, 및 (4) (1)과 (2)의 무수물을 포함한다. 둘 이상의 종류의 산성 공단량체들이 동시에 사용될 수 있다. 저산소 분위기에서의 가연성을 고려하여, 메타크릴 중합체가 아크릴 중합체보다 더 바람직하다.
비-산성 공단량체가 전술된 알킬 아크릴레이트 또는 알킬 메타크릴레이트일 때, 비-산성 공단량체는 중합체 중량을 기준으로 70 내지 75 중량%인 것이 바람직하다. 비-산성 공단량체가 스티렌 또는 치환된 스티렌일 때, 비-산성 공단량체는 중합체 중량을 기준으로 약 50 중량%를 차지하는 것이 바람직하고, 나머지 50 중량%는 말레산 무수물의 헤미에스테르와 같은 산 무수물인 것이 바람직하다. α-메틸스티렌이 바람직한 치환된 스티렌이다.
유기 결합제는 중합체 분야에서 잘 알려진 기술을 사용하여 생성될 수 있다. 예를 들어, 산성 공단량체가 비교적 낮은 비등점(75 내지 150℃)을 갖는 유기 용매 중에서 하나 이상의 공중합성 비-산성 공단량체와 혼합되어 10 내지 60% 단량체 혼합물을 얻을 수 있다. 이어서, 생성된 단량체에 중합 촉매를 첨가함으로써 중합이 일어난다. 생성된 혼합물이 용매의 환류(reflux) 온도로 가열된다. 중합체 반응이 실질적으로 완료되면, 생성된 중합체 용액이 상온으로 냉각되어 샘플을 회수한다.
유기 결합제의 분자량은 구체적으로 한정되지 않지만, 바람직하게는 50,000 미만, 더 바람직하게는 25,000 미만, 더욱 더 바람직하게는 15,000 미만이다.
본 발명의 전도성 조성물이 스크린 인쇄에 의해 도포될 때, 유기 결합제의 Tg(유리 전이 온도)는 90℃ 초과인 것이 바람직하다. 그 온도보다 낮은 Tg를 갖는 결합제는 일반적으로 전극 페이스트가 스크린 인쇄 후에 90℃ 이하의 보통 온도에서 건조될 때 고도로 접착성인 페이스트가 얻어지게 한다. 더 낮은 유리 전이 온도는 스크린 인쇄 이외의 다른 수단에 의해 도포되는 재료에 대하여 사용될 수 있다.
유기 결합제 함량은 조성물의 총량을 기준으로 5 내지 25 중량%인 것이 바람직하다.
(D) 유기 용매
유기 용매를 사용하는 주요 목적은 조성물에 함유된 고형물의 분산물이 기판에 용이하게 도포되게 하는 것이다. 이와 같이, 유기 용매는 무엇보다도 고형물이 분산되게 하면서 적합한 안정성을 유지하는 것이 바람직하다. 두 번째로, 분산물에 유리한 도포 특성을 주기 위해 유기 용매의 리올로지 특성이 바람직하다.
유기 용매는 단일 성분이거나 또는 유기 용매들의 혼합물일 수 있다. 선택되는 유기 용매는 중합체 및 기타 유기 성분들이 완전히 용해될 수 있는 것이 바람직하다. 선택되는 유기 용매는 조성물 중의 다른 성분들에 대하여 비활성인 것이 바람직하다. 유기 용매는 충분히 높은 휘발성을 갖는 것이 바람직하며, 분위기 내에서 비교적 낮은 온도에서 도포될 때에도 분산물로부터 증발 제거될 수 있는 것이 바람직하다. 용매는 인쇄 공정 동안 보통 온도에서 스크린 상의 페이스트가 급속하게 건조될 정도로는 휘발성이지 않은 것이 바람직하다.
보통 압력에서의 유기 용매의 비등점은 300℃이하, 바람직하게는 250℃ 이하인 것이 바람직하다.
유기 용매의 구체적인 예에는, 지방족 알코올 및 이들 알코올들의 에스테르, 예를 들어 아세테이트 에스테르 또는 프로피오네이트 에스테르; 테르펜, 예를 들어 테레빈유(turpentine), α- 또는 β-테르핀올, 또는 이들의 혼합물; 에틸렌 글리콜 또는 에틸렌 글리콜의 에스테르, 예를 들어 에틸렌 글리콜 모노부틸 에테르 또는 부틸 셀로솔브 아세테이트; 부틸 카르비톨 또는 카르비톨의 에스테르, 예를 들어 부틸 카르비톨 아세테이트 및 카르비톨 아세테이트; 및 텍사놀 (2,2,4-트라이메틸-1,3-펜탄다이올 모노아이소부티레이트)가 포함된다.
유기 용매 함량은 조성물의 총량을 기준으로 10 내지 40 중량%인 것이 바람직하다.
(E) 흑색 안료
흑색 안료는 흑색 버스 전극의 흑도를 확보하는 데 사용된다.
본 발명의 전극 페이스트의 흑색 안료는 구체적으로 한정되지 않는다. 예에는, Co3O4, 크롬-구리-코발트 산화물, 크롬-구리-망간 산화물, 크롬-철-코발트 산화물, 루테늄 산화물, 루테늄 파이오클로르, 란탄 산화물(예를 들어, La1-xSrxCoO3), 망간 코발트 산화물, 및 바나듐 산화물(예를 들어, V2O3, V2O4, V2O5)가 포함된다. 환경에 가해지는 부담, 재료 비용, 흑도의 정도, 및 흑색 버스 전극의 전기적 특성을 고려하여, Co3O4 (사산화삼코발트)가 바람직하다. 둘 이상의 유형이 사용될 수 있다.
흑색 안료 함량은 조성물의 총량을 기준으로 6 내지 20 중량%, 바람직하게는 9 내지 16 중량%인 것이 바람직하다.
본 발명의 전도성 조성물은 상기 성분들에 더하여 하기의 선택적 성분들을 함유할 수 있다. 마이크로전극을 형성할 때, 패턴들은 감광 조성물을 사용하여 형성되는 것이 바람직하다.
(F) 광중합 개시제
바람직한 광개시제는 열적으로 비활성이지만 185℃ 이하의 온도에서 화학선에 노출될 때 자유 라디칼을 생성할 것이다. 예에는 콘쥬게이트된 카르복실 시스템에서 2개의 분자내 고리를 갖는 화합물이 포함된다. 바람직한 광개시제의 보다 구체적인 예에는, 9,10-안트라퀴논, 2-메틸 안트라퀴논, 2-에틸 안트라퀴논, 2-t-부틸 안트라퀴논, 옥타메틸 안트라퀴논, 1,4-나프토퀴논, 9,10-페난트렌퀴논, 벤조[a]안트라센-7,12-다이온, 2,3-나프타센-5,12-다이온, 2-메틸-1,4-나프토퀴논, 1,4-다이메틸 안트라퀴논, 2,3-다이메틸 안트라퀴논, 2-페닐 안트라퀴논, 2,3-다이페닐 안트라퀴논, 레텐퀴논, 7,8,9,10-테트라하이드로나프타센-5,12-다이온, 및 1,2,3,4-테트라하이드로벤조[a]안트라센-7,12-다이온이 포함된다.
사용될 수 있는 기타 화합물에는 미국 특허 제2,850,445호, 제2,875,047호, 제3,074,974호, 제3,097,097호, 제3,145,104호, 제3,427,161호, 제3,479,185호, 제3,549,367호, 및 제4,162,162호에서 주어진 것들이 포함된다.
광개시제 함량은 조성물의 총량을 기준으로 0.02 내지 16 중량%인 것이 바람직하다.
(G) 광중합성 단량체
광중합성 단량체는 구체적으로 한정되지 않는다. 예에는, 적어도 하나의 중합성 에틸렌 기를 갖는 에틸렌계 불포화 화합물이 포함된다.
이러한 화합물은 자유 라디칼의 존재를 통하여 중합체 형성을 개시하여, 사슬 연장 및 부가 중합을 일으킬 수 있다. 단량체 화합물들은 기체상이 아닌데, 즉 이들은 100℃ 초과의 비등점을 갖고 유기 결합제를 가소성이 되게 하는 효과를 갖는다.
단독으로 또는 다른 단량체와의 조합으로 사용될 수 있는 바람직한 단량체에는, t-부틸(메트)아크릴레이트, 1,5-펜탄다이올 다이(메트) 아크릴레이트, N,N-다이메틸아미노에틸 (메트)아크릴레이트, 에틸렌 글리콜 다이(메트)아크릴레이트, 1,4-부탄다이올 다이(메트)아크릴레이트, 다이에틸렌 글리콜 다이(메트)아크릴레이트, 헥사메틸렌 글리콜 다이(메트)아크릴레이트, 1,3-프로판다이올 다이(메트)아크릴레이트, 데카메틸렌 글리콜 다이(메트)아크릴레이트, 1,4-사이클로헥산다이올 다이(메트)아크릴레이트, 2,2-다이메틸올 프로판 다이(메트)아크릴레이트, 글리세롤 다이(메트)아크릴레이트, 트라이프로필렌 글리콜 다이(메트)아크릴레이트, 글리세롤 트라이(메트)아크릴레이트, 트라이메틸올 프로판 트라이(메트)아크릴레이트, 미국 특허 제3,380,381호에서 주어진 화합물, 미국 특허 제5,032,490호에서 개시된 화합물, 2,2-다이(p-하이드록시페닐)-프로판 다이(메트)아크릴레이트, 펜타에리트리톨 테트라(메트)아크릴레이트, 트라이에틸렌 글리콜 다이아크릴레이트, 폴리옥시에틸-1,2-다이-(p-하이드록시에틸)프로판 다이메타크릴레이트, 비스페놀 A 다이-[3-(메트)아크릴옥시-2-하이드록시프로필)에테르, 비스페놀 A 다이-[2-(메트)아크릴옥시에틸)에테르, 1,4-부탄다이올 다이-(3-메타크릴옥시-2-하이드록시프로필)에테르, 트라이에틸렌 글리콜 다이메타크릴레이트, 폴리옥시프로필 트라이메틸올 프로판 트라이아크릴레이트, 트라이메틸올 프로판 에톡시 트라이아크릴레이트, 부틸렌 글리콜 다이(메트)아크릴레이트, 1,2,4-부탄다이올 트라이(메트)아크릴레이트, 2,2,4-트라이메틸-1,3-펜탄다이올 다이(메트)아크릴레이트, 1-페닐에틸렌-1,2-디메타크릴레이트, 다이알릴 푸마레이트, 스티렌, 1,4-벤젠다이올 다이메타크릴레이트, 1,4-다이아이소프로페닐 벤젠, 1,3,5-트라이아이소프로페닐 벤젠, 모노하이드록시폴리카프로락톤 모노아크릴레이트, 폴리에틸렌 글리콜 다이아크릴레이트, 및 폴리에틸렌 글리콜 다이메타아크릴레이트가 포함된다. 여기에서, "(메트)아크릴레이트"는 아크릴레이트와 메타크릴레이트 둘 모두를 나타내는 약어이다. 상기 단량체는 폴리옥시에틸화 또는 에틸화와 같은 개질을 겪을 수 있다.
광중합성 단량체의 함량은 2 내지 20 중량%인 것이 바람직하다.
(H) 추가 성분들
페이스트는 또한 분산제, 안정제, 가소제, 박리제, 소포제, 및 습윤제와 같은 잘 알려져 있는 추가 성분들을 포함할 수 있다.
본 발명의 제2 실시 형태는 흑색 전극이 상부에 형성된 플라즈마 디스플레이 패널의 전방 패널에 관한 것이며, 여기서 버스 전극은 흑색 전극과 백색 전극을 포함하는 흑백 이중층 구조를 가지며, 흑색 전극은 전도성 성분으로서 은-팔라듐 합금을 포함한다. 본 발명의 PDP는 바람직하게는 AC 플라즈마 디스플레이 패널(AC PDP)이다.
본 발명의 제2 실시 형태는 일례로서 AC PDP 제조 공정을 사용하여 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명될 것이다. 흑색 버스 전극용 조성물은 전술된 바와 같은 전도성 입자, 유리 분말 등의 견지에서 동일하며, 따라서 이하에서 더 설명되지 않을 것이다.
도 1은 이층 구조를 갖는 버스 전극을 구비한 AC PDP 장치의 구조를 도시한다. 도 1에 도시된 바와 같이, AC PDP의 전방 패널은 하기의 구조적 요소: 유리 기판(5), 유리 기판(5) 상에 형성된 투명 전극(1), 투명 전극(1) 상에 형성된 흑색 버스 전극(10), 및 흑색 버스 전극(10) 상에 형성된 백색 전극(7)을 갖는다. 유전체 코팅층(투명 오버글레이즈 층)(transparency overglaze layer, TOG)(8) 및 MgO 코팅층(11)이 일반적으로 백색 전극(7) 상에 형성된다. 본 발명의 전도성 조성물은 흑색 버스 전극(10)을 생성하는 데 사용된다.
AC PDP의 후방 패널은 하기의 구조적 요소: 유전체 기판(6), 이온화된 가스로 채워진 방전 공간(3), 투명 전극(1)에 평행한 제2 전극(어드레스 전극)(2), 및 방전 공간을 나누는 배리어 벽(4)을 갖는다. 투명 전극(1) 및 제2 전극(2)은 방전 공간(3)의 양측에서 서로 대면한다.
흑색 버스 전극(10) 및 백색 전극(7)은 하기의 방식으로 형성된다. 먼저, 노광을 통해 소정 패턴이 형성된다. 노광된 부분에서 중합 반응이 진행되어, 현상제에 대한 용해성을 변경시킬 것이다. 패턴은 염기 수용액에서 현상되고, 이어서 승온에서 유기 부분이 소결을 통하여 제거되는 반면 무기 물질은 소결된다. 흑색 버스 전극(10) 및 백색 전극(7)은 동일하거나 매우 상이한 이미지를 사용하여 패턴화된다. 마지막으로, 소결된 고 전도성의 흑색 버스 전극(10) 및 백색 전극(7)을 포함하는 전극 조립체가 얻어진다. 전극 조립체는 투명 전극(1)의 표면 상에서는 흑색으로 보이고, 전방 유리 기판 상에 배치될 때 외부 광의 반사가 억제된다. 도 1에는 도시되어 있지만, 후술되는 투명 전극(1)은 본 발명의 플라즈마 디스플레이 장치를 형성할 때 필요한 것은 아니다.
PDP의 전방 패널 상에 버스 전극을 생성하는 방법은 아래에서 상세하게 기술된다.
도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 버스 전극의 제1 실시 형태를 형성하는 방법은 일련의 공정들(도 2a 내지 도 2e)을 포함한다.
투명 전극(1)은 당업자에게 알려진 종래의 방법에 따라 SnO2 또는 ITO를 사용하여 유리 기판(5) 상에 형성된다. 투명 전극은 보통 SnO2 또는 ITO로 형성된다. 이들은 이온 스퍼터링, 이온 플레이팅, 화학 증착, 또는 전착 기술에 의해 형성될 수 있다. 이러한 투명 전극 구조 및 형성 방법은 AC PDP 기술 분야에서 잘 알려져 있다.
이어서, 본 발명의 흑색 버스 전극용 전도성 조성물이 전극 페이스트 층(10)을 도포하는 데 사용되고, 흑색 전극 페이스트 층(10)은 이어서 질소 또는 공기 중에서 건조된다(도 2a).
그리고 나서, 백색 전극을 형성하기 위한 감광성 후막 전도체 페이스트(7)가 흑색 전극 페이스트 층(10) 상에 도포된다. 백색 전극 페이스트 층(7)은 이어서 질소 또는 공기 중에서 건조된다(도 2b).
본 발명에 사용되는 백색 전극 페이스트는 잘 알려져 있을 수 있거나, 구매가능한 감광성 후막 전도체 페이스트일 수 있다. 본 발명에 사용하기 위한 바람직한 페이스트는 은 입자, 유리 분말, 광개시제, 단량체, 유기 결합제, 및 유기 용매를 함유할 수 있다. 은 입자 형태는 랜덤이거나 얇은 플레이크일 수 있고, 바람직하게는 입자 직경이 0.3 내지 10 ㎛이다. 유리 분말, 광개시제, 단량체, 유기 결합제, 및 유기 용매 성분은 흑색 버스 전극용 조성물에 사용된 것들과 동일한 재료의 것일 수 있다. 그러나, 조성물의 양은 상당히 상이할 것이다. 특히 전도성 은 입자가 블렌딩되는 양은 페이스트의 총량을 기준으로 약 50 내지 90 중량%와 같이 백색 전극 페이스트에서 더 클 것이다.
흑색 전극 페이스트 층(10)과 백색 전극 페이스트 층(7)은 현상 후의 적절한 전극 패턴의 형성을 보장하는 조건 하에서 노광된다. 노광 동안에, 재료는 보통 흑색 버스 전극 및 백색 전극의 패턴에 대응하는 형태를 갖는 포토 툴(photo tool) 또는 타겟(target, 13)을 통하여 UV선에 노출된다(도 2c).
흑색 전극 페이스트 층(10) 및 백색 전극 페이스트 층(7)의 노광된 부분(10a, 7a)은 0.4 중량% 탄산나트륨 수용액 또는 다른 알칼리 수용액과 같은 염기 수용액에서 현상된다. 이 공정에서, 층(10, 7)의 노광되지 않은 부분(10b, 7b)은 제거된다. 노광된 부분(10a, 7a)은 그대로 남는다(도 2d). 그리고 나서, 현상 후의 패턴이 형성된다.
형성된 재료는 450 내지 650℃의 온도에서 소결된다(도 2e). 이 단계에서, 유리 분말은 용융되고 기판에 견고하게 부착되게 된다. 소결 온도는 기판 재료에 따라 선택된다. 본 발명에서는, 귀금속 함유 합금이 흑색 버스 전극의 전도성 성분으로서 사용되고, 소결은 약 600℃에서 행해질 수 있다. 전술된 바와 같이, 그 이유는 PDP 흑색 버스 전극에서의 수직 전도를 보장하기 위한 것이다. 승온에서의 소결은 더 많은 Ag 확산을 초래하는 경향이 있기 때문에 보다 낮은 온도에서의 소결이 또한 바람직하다.
도 2의 방법에 의해 생성된 전방 패널 유리 기판 조립체는 AC PDP에 사용될 수 있다. 도 1로 돌아가면, 예를 들어, 투명 전극(1), 흑색 버스 전극(10) 및 백색 전극(7)이 전방 패널 유리 기판(5) 상에 형성된 후에, 전방 유리 기판 조립체는 유전체 층(8)으로 그리고 나서 MgO 층(11)으로 코팅된다. 이어서, 전방 패널 유리 기판(5)은 후방 패널 유리 기판(6)과 조합된다.
본 발명의 전도성 조성물은 또한 PDP에서 블랙 스트라이프를 형성하는 데 사용될 수 있다. (일본 특허 출원 공개 제2004-063247호와 같이) 제조 공정을 단순화하기 위하여 동일한 조성물로 블랙 스트라이프 및 흑색 버스 전극을 형성하기 위한 시도가 제안되었고, 본 발명의 전도성 조성물이 이러한 공정에 채용될 수 있다.
실시예
본 발명은 실시예에 의해 이하에서 보다 상세하게 예시된다. 실시예들은 단지 예시적인 목적을 위한 것이며, 본 발명을 한정하고자 하는 것이 아니다.
(A) 귀금속 코팅된 분말 첨가의 효과에 대한 시험
1. 유기 성분들의 제조
유기 용매로서의 텍사놀 (2,2,4-트라이메틸-1,3-펜탄다이올 모노아이소부티레이트)과 유기 결합제로서의 6,000 내지 7,000의 분자량을 갖는 아크릴 중합체 결합제를 혼합하고, 혼합물을 교반하면서 100℃로 가열하였다. 유기 결합제 모두가 용해될 때까지 혼합물을 가열하고 교반하였다. 생성된 용액을 75℃로 냉각시켰다. EDAB (에틸 4-다이메틸 아미노벤조에이트), DETX (다이에틸티오잔톤), 및 시바 스페셜티 케미칼스(Chiba Specialty Chemicals)에 의한 이르가큐어(Irgacure) 907을 광개시제로서 첨가하였고, TAOBN (1,4,4-트라이메틸-2,3-다이아자바이사이클로[3.2.2]-논-2-엔-N,N-다이옥사이드)을 안정제로서 첨가하였다. 모든 고형물이 용해될 때까지 혼합물을 75℃에서 교반하였다. 40 마이크로미터 필터를 통해 용액을 여과하고 냉각시켰다.
2. 흑색 전극 페이스트의 제조
바스프(BASF)에 의한 라로머(Laromer)(등록상표) LR8967 (폴리에틸 아크릴레이트 올리고머) 5.72 중량%와 TMPEOTA (트라이메틸올프로판 에톡시트라이아크릴레이트) 2.58 중량%로 이루어진 광경화성 단량체, 및 안정제로서의 말레산 0.42 중량%와 부틸화 하이드록시톨루엔 0.17 중량%를 황색광 하에 혼합 탱크 내에서 상기 유기 성분 37.5 중량%와 함께 혼합하여 페이스트를 제조하였다. 이어서, 흑색 안료로서의 코발트 산화물(Co3O4) 12.67 중량%, 전도성 입자, 및 유리 분말을 유기 성분 혼합물에 첨가하였다. 전도성 분말로서, 표 1에 나타낸 바와 같이 하기 재료들을 사용하였다.
1) Au-코팅된, 피복층으로서 Ni를 갖는 Ag (Au/Ni/Ag)
코어 재료는 63 ㎚의 Ni로 도금된 1.9 ㎛의 d50을 갖는 구형 Ag였다. 표면 재료는 도금에 의해 적용된 10 ㎚의 금 층이었다.
2) Au-코팅된, 피복층으로서 Ni를 갖는 SiO2 (Au/Ni/SiO2)
코어 재료는 70 ㎚의 Ni로 도금된 1.5 ㎛ 의 d50을 갖는 구형 SiO2였다. 표면 재료는 도금에 의해 적용된 13 ㎚의 금 층이었다.
3) 1.9 um의 d50를 갖는 Ag
유리 분말 및 전도성 입자의 양은 다양한 실시예 및 비교예 사이에서 다양하였다. 실시예 및 비교예에 사용된 양이 표 1에 주어져 있다.
무기 재료의 입자가 유기 재료로 습윤될 때까지 전체 페이스트를 혼합하였다. 3롤 밀을 사용하여 혼합물을 분산시켰다. 생성된 페이스트를 30 ㎛ 필터를 통해 여과하였다. 이 시점에서 페이스트의 점도를 텍사놀 (유기 성분)을 이용해 인쇄를 위한 이상적인 점도로 조정하였다.
3. 백색 전극 페이스트의 제조
TMPEOTA (트라이메틸올프로판 에톡시트라이아크릴레이트)뿐만 아니라, 다른 유기 성분으로서 BYK에 의한 BYK085 0.12 중량% , 말론산 0.11 중량% 및 부틸화 하이드록시톨루엔 (2,6-다이-t-부틸-4-메틸페놀, BHT) 0.12 중량%으로 이루어진 광경화성 단량체를 황색광 하에 혼합 탱크 내에서 상기 유기 성분 24.19 중량%와 혼합하여 페이스트를 제조하였다. 유기 성분의 혼합물에 무기 재료로서 Ag 분말의 구형 전도성 입자 70 중량%와 유리 프릿을 첨가하였다. 무기 재료의 입자가 유기 재료로 습윤될 때까지 전체 페이스트를 혼합하였다. 3롤 밀을 사용하여 혼합물을 분산시켰다. 생성된 페이스트를 30 ㎛ 필터를 통해 여과하였다. 이 시점에서 페이스트의 점도를 상기 텍사놀 용매를 이용해 인쇄를 위한 이상적인 점도로 조정하였다.
4. 전극의 제조
페이스트의 제조 및 부품들의 제조 동안의 먼지에 의한 오염은 결함을 초래할 것이므로, 먼지 오염을 피하도록 예방조치를 취하였다.
4-1: 흑색 버스 전극의 형성
200 내지 400 메시 스크린을 사용한 스크린 인쇄에 의해 유리 기판에 흑색 전극 페이스트를 도포하였다. 원하는 막 두께가 얻어지는 것을 보장하기 위해 흑색 전극 페이스트의 적합한 점도 및 스크린을 선택하였다. 투명 전극(박막 ITO)이 상부에 형성된 유리 기판 상에 페이스트를 도포하였다. 그리고 나서, 페이스트를 고온 공기 순환로 내에서 20분 동안 100℃에서 건조시켜, 4.5 내지 5.0 ㎛의 건조 막 두께를 갖는 흑색 버스 전극을 형성하였다.
4-2: 백색 전극의 형성
400 메시 스크린을 사용한 스크린 인쇄에 의해 백색 전극 페이스트를 도포하여 흑색 전극을 피복하였다. 이를 다시 20분 동안 100℃에서 건조시켰다. 건조된 이중층 구조물의 두께는 12.5 내지 15 ㎛였다.
4-3: UV선 패턴 노광
시준된 UV 방사선 공급원을 사용하여 포토 툴을 통해 이중층 구조물을 노광시켰다(조도: 18 내지 20 mW/㎠; 노광: 200 mj/㎠).
4-4: 현상
노광된 샘플을 컨베이어 상에 배치한 다음, 현상제로서 0.4 중량% 탄산나트륨 수용액으로 채워진 스프레이 현상 장치에 배치하였다. 현상제를 30℃의 온도로 유지하고, 68.9 내지 137.9 kPa (10 내지 20 psi)로 분무하였다. 샘플은 12초 동안 현상하였다. 에어젯으로 여분의 물을 불어냄으로써 현상된 샘플을 건조시켰다.
4-5: 소결
1.5 시간 프로파일을 사용하여 공기 중에서 벨트 노(belt furnace) 내에서 소결에 의해 590℃의 피크 온도에 도달하였다(제1 소결).
4-6: TOG 코팅
이어서, 150 스테인레스강 메시 스크린을 사용하여 TOG 페이스트를 스크린 인쇄하였다. 이를 다시 20분 동안 100℃에서 건조시켰다. 2.0 시간 프로파일을 사용하여 공기 중에 벨트 노 내에서 580℃의 피크 온도에서 소결(제2 소결)을 행하였다.
5. 평가
5-1: L 값
소결 후에, 유리 기판의 후방 패널로부터 볼 때의 흑도 정도를 결정하였다. 흑도 정도를 결정하기 위해, 니폰 덴쇼꾸(Nippon Denshoku)에 의한 장치를 사용하여 색상 (L*, a*, b*)을 결정하였다. 이때 교정을 위해 표준 백색 플레이트를 사용하였다. L*는 휘도를 나타내고, a*는 적색 및 녹색을 나타내며, b*는 황색 및 청색을 나타낸다. 100의 L*는 순수한 백색을 나타내고, 0은 순수한 흑색을 나타낸다. a*의 수치 값이 높아질수록, 색상은 적색에 가까워진다. b*의 수치 값이 높아질수록, 색상은 황색에 가까워진다.
5-2: 접촉 저항(Ω)
어드밴테스트(Advantest)에 의한 R6871E를 사용한 4-단자 방법에 의해 인접한 전극 패턴들 사이의 저항을 결정하였다. 여기에서 측정한 것이 접촉 저항이며, 이는 흑색 버스 전극에 대하여 중요한 요소이다. 다시 말하면, 흑색 버스 전극에서, 이 값은 전류가 흐르는 방향인, 전극들이 적층된 방향의 저항이다.
5-3: 데이터 분석
표 1에 나타낸 바와 같이, 전도성 성분으로서 본 발명의 코어-쉘 재료를 사용하여 매우 양호한 접촉 저항을 달성할 수 있었다. 본 발명의 페이스트는 흑색 버스 전극에 필요한 수직 방향의 우수한 전도성을 제공하였고, 소량으로 첨가되는 경우에도 만족스런 전도가 얻어지게 하였다. 예를 들어, 비교예 1과 비교하여 실시예 1에서는 훨씬 더 적은 양의 전도성 분말이 첨가되었지만, 코어-쉘 재료가 사용되었을 때 접촉 저항(제1 소결)은 23 Ω인 반면, Ag가 사용되었을 때 접촉 저항(제1 소결)은 101 Ω이었다.
더욱이, 예상치 못한 결과는 TOG 소결 공정 후의 거동이었다. 제1 소결에서의 접촉 저항과 제2 소결에서의 접촉 저항의 비교는 Ag가 사용되었을 때 TOG 소결 공정 후의 접촉 저항의 열화를 보여주었다. 한편, 본 발명의 코어-쉘 재료가 사용되었을 때, 실시예 1 내지 실시예 9에서 증명된 바와 같이, 경향은 정확하게 반대였다. 다시 말하면, 원래 우수한 수치 값을 가졌던 접촉 저항이 TOG 소결 공정 후에 훨씬 더 낮아졌다.
따라서, L 값에 대한 수치 값이 본 발명의 제품에 대해 충분히 만족스러웠다는 것이 명백하였다.
표 1에는 나타나지 않았지만, 전도성 입자로서의 Ag의 사용은, 특히 블랙 스트라이프에서, Ag의 확산의 결과로서 두드러진 황변을 초래하였다. Ag 확산은 ITO 전극의 존재에 의해 어느 정도 제어될 수 있으므로, 이는 블랙 스트라이프 부분에서의 ITO 전극의 부재에 기인하였다. 이를 고려하면, 제조 공정을 단순화하기 위하여 동일한 조성물로 블랙 스트라이프와 흑색 버스 전극을 형성할 때 본 발명은 상당히 의미가 있을 것이다.
Figure 112010034234506-pct00001

Claims (11)

  1. 플라즈마 디스플레이를 위한 흑색 버스 전극(black bus electrode)용 전도성 조성물로서, 전도성 분말, 유리 분말, 유기 결합제, 유기 용매, 및 흑색 안료를 포함하며, 상기 전도성 분말은 Ru, Rh, Pd, Os, Ir, Pt 및 Au의 군으로부터 선택된 금속으로 코팅된 무기 분말이며,
    조성물의 총량을 기준으로, 전도성 분말의 함량은 0.01 내지 5 중량%이고, 유리 분말의 함량은 10 내지 50 중량%이고, 흑색 안료의 함량은 6 내지 20 중량%인 흑색 버스 전극용 전도성 조성물.
  2. 제1항에 있어서, 무기 분말은 금속 또는 합금인 흑색 버스 전극용 전도성 조성물.
  3. 제2항에 있어서, 무기 분말은 은 분말 또는 금속으로 피복된 은 분말인 흑색 버스 전극용 전도성 조성물.
  4. 제1항에 있어서, 무기 분말은 비금속성 분말 또는 금속으로 피복된 비금속성 분말인 흑색 버스 전극용 전도성 조성물.
  5. 제4항에 있어서, 무기 분말은 실리카 분말인 흑색 버스 전극용 전도성 조성물.
  6. 제1항에 있어서, 상기 금속은 Au인 흑색 버스 전극용 전도성 조성물.
  7. 제1항에 있어서, 전도성 분말의 평균 입자 직경(PSD D50)은 0.1 내지 5 ㎛인 흑색 버스 전극용 전도성 조성물.
  8. 제1항에 있어서, 흑색 안료로서 Co3O4 (사산화삼코발트)를 포함하는 흑색 버스 전극용 전도성 조성물.
  9. 삭제
  10. 제1항에 있어서, 광중합 개시제 및 단량체를 추가로 포함하는 흑색 버스 전극용 전도성 조성물.
  11. 버스 전극이 상부에 형성된 플라즈마 디스플레이 패널의 전방 패널로서, 버스 전극은 흑색 전극과 백색 전극을 포함하는 흑백 이중층 구조를 가지며, 흑색 전극은 제1항의 전도성 조성물을 소성하는 것에 의해 형성되는 플라즈마 디스플레이 패널의 전방 패널.
KR1020107011709A 2007-10-30 2008-10-30 흑색 버스 전극용 전도성 조성물 및 플라즈마 디스플레이 패널의 전방 패널 KR101099183B1 (ko)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US11/980,297 2007-10-30
US11/980,297 US7648655B2 (en) 2007-10-30 2007-10-30 Conductive composition for black bus electrode, and front panel of plasma display panel

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20100074309A KR20100074309A (ko) 2010-07-01
KR101099183B1 true KR101099183B1 (ko) 2011-12-27

Family

ID=40294094

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020107011709A KR101099183B1 (ko) 2007-10-30 2008-10-30 흑색 버스 전극용 전도성 조성물 및 플라즈마 디스플레이 패널의 전방 패널

Country Status (5)

Country Link
US (1) US7648655B2 (ko)
JP (1) JP2011504636A (ko)
KR (1) KR101099183B1 (ko)
CN (1) CN101842853A (ko)
WO (1) WO2009058925A1 (ko)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3409732A1 (en) * 2010-02-05 2018-12-05 CAM Holding Corporation Photosensitive ink compositions and transparent conductors and method of using the same
KR101309813B1 (ko) * 2010-12-10 2013-09-23 제일모직주식회사 전극 형성용 조성물 및 이로부터 형성된 전극
US8591278B1 (en) * 2012-09-20 2013-11-26 E. I. Du Pont De Nemours And Company Method of manufacturing PDP bus electrode
JP7361464B2 (ja) 2018-10-18 2023-10-16 株式会社ノリタケカンパニーリミテド ＡｇＰｄコアシェル粒子およびその利用
JP7329941B2 (ja) * 2019-03-28 2023-08-21 株式会社ノリタケカンパニーリミテド コアシェル粒子およびその利用

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20060164011A1 (en) 2005-01-05 2006-07-27 Beom-Wook Lee Photosensitive paste composition, PDP electrode manufactured using the composition, and PDP including the PDP electrode
US20070046568A1 (en) 2005-08-26 2007-03-01 Shim Jae J Method of making a display device having a light-blocking layer and display device having the same

Family Cites Families (23)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2850445A (en) 1955-01-19 1958-09-02 Oster Gerald Photopolymerization
US2875047A (en) 1955-01-19 1959-02-24 Oster Gerald Photopolymerization with the formation of coherent plastic masses
US3074974A (en) 1957-12-06 1963-01-22 Monsanto Chemicals Method for the preparation of diglycidyl ether of tetrachlorobisphenol-a
US3097097A (en) 1959-02-12 1963-07-09 Gisela K Oster Photo degrading of gel systems and photographic production of reliefs therewith
NL254306A (ko) 1959-08-07
GB1090142A (en) 1965-02-26 1967-11-08 Agfa Gevaert Nv Photochemical insolubilisation of polymers
US3479185A (en) 1965-06-03 1969-11-18 Du Pont Photopolymerizable compositions and layers containing 2,4,5-triphenylimidazoyl dimers
US3380381A (en) 1965-08-06 1968-04-30 Western Printing Mach Co Rotary press printing cylinder for clamping flexible plates
US3549367A (en) 1968-05-24 1970-12-22 Du Pont Photopolymerizable compositions containing triarylimidazolyl dimers and p-aminophenyl ketones
US4162162A (en) 1978-05-08 1979-07-24 E. I. Du Pont De Nemours And Company Derivatives of aryl ketones and p-dialkyl-aminoarylaldehydes as visible sensitizers of photopolymerizable compositions
US4439468A (en) * 1981-04-24 1984-03-27 Gte Products Corporation Platinum coated silver powder
US5032490A (en) 1989-08-21 1991-07-16 E. I. Du Pont De Nemours And Company Photosensitive aqueous developable copper conductor composition
US5851732A (en) 1997-03-06 1998-12-22 E. I. Du Pont De Nemours And Company Plasma display panel device fabrication utilizing black electrode between substrate and conductor electrode
JP3520720B2 (ja) * 1997-05-27 2004-04-19 東レ株式会社 感光性導電ペーストおよびプラズマディスプレイ用電極の製造方法
DE19823866A1 (de) * 1998-05-28 1999-12-02 Merck Patent Gmbh Pigmentmischung
JP3479463B2 (ja) 1999-01-29 2003-12-15 太陽インキ製造株式会社 光硬化型導電性組成物及びそれを用いて電極形成したプラズマディスプレイパネル
JP3854753B2 (ja) 1999-06-21 2006-12-06 株式会社ノリタケカンパニーリミテド 黒色導電ペースト組成物並びに黒色導電厚膜およびその形成方法
JP4843861B2 (ja) 2001-03-30 2011-12-21 パナソニック株式会社 導電ペースト、多層基板およびフラットディスプレイ
JP3548146B2 (ja) 2001-09-26 2004-07-28 太陽インキ製造株式会社 光硬化性組成物及びそれを用いて黒色パターンを形成したプラズマディスプレイパネル
US20050037278A1 (en) * 2003-08-15 2005-02-17 Jun Koishikawa Photosensitive thick-film paste materials for forming light-transmitting electromagnetic shields, light-transmitting electromagnetic shields formed using the same, and method of manufacture thereof
KR100669725B1 (ko) 2004-09-09 2007-01-16 삼성에스디아이 주식회사 감광성 페이스트 조성물
US7384577B2 (en) 2005-03-09 2008-06-10 E.I. Du Pont De Nemours And Company Black conductive thick film compositions, black electrodes, and methods of forming thereof
KR100739061B1 (ko) 2005-07-29 2007-07-12 삼성에스디아이 주식회사 전극 형성용 감광성 조성물, 전사필름, 전극 및 이를포함하는 플라즈마 디스플레이 패널

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20060164011A1 (en) 2005-01-05 2006-07-27 Beom-Wook Lee Photosensitive paste composition, PDP electrode manufactured using the composition, and PDP including the PDP electrode
US20070046568A1 (en) 2005-08-26 2007-03-01 Shim Jae J Method of making a display device having a light-blocking layer and display device having the same

Also Published As

Publication number Publication date
JP2011504636A (ja) 2011-02-10
US20090108752A1 (en) 2009-04-30
WO2009058925A1 (en) 2009-05-07
CN101842853A (zh) 2010-09-22
US7648655B2 (en) 2010-01-19
KR20100074309A (ko) 2010-07-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7384577B2 (en) Black conductive thick film compositions, black electrodes, and methods of forming thereof
KR101100490B1 (ko) 플라즈마 디스플레이 패널용 전극 페이스트 및 플라즈마 디스플레이 패널용 블랙 버스 전극
JP2006321976A (ja) 黒色導電性組成物、黒色電極、およびその形成方法
KR101099183B1 (ko) 흑색 버스 전극용 전도성 조성물 및 플라즈마 디스플레이 패널의 전방 패널
US7887992B2 (en) Photosensitive paste and process for production of pattern using the same
US7781971B2 (en) Conductive composition for black bus electrode, and front panel of plasma display panel
US8221958B2 (en) Photosensitive paste and sintered layer
KR20100080624A (ko) 흑색 버스 전극용 전도성 조성물, 및 플라즈마 디스플레이 패널의 전방 패널
KR100799062B1 (ko) 전도성 조성물 및 플라즈마 디스플레이의 배면 기판의 제조방법
JP5421391B2 (ja) Ｐｄｐの前部電極
US7696692B2 (en) Plasma display panel having an electrode structure including blackened dielectric layer and method of fabricating same

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
LAPS Lapse due to unpaid annual fee