KR101152358B1 - 인쇄 페이스트 조성물 및 이로 형성된 전극 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 우수한 인쇄성을 갖는 인쇄패턴이 얻어지도록 지건성 및 팽윤성이 최적으로 조절된 인쇄 페이스트용 용매를 포함하는 인쇄 페이스트 조성물 및 이로 형성된 전극에 관한 것이다. 본 발명의 일 구현에 의하면, 금속 입자 50-90중량부, 바인더 수지 2-20중량부, 끓는점이 250℃이상이고 팽윤성(SP)이 5이하인 용매 2-50 중량부 및 글래스 프릿 0.1-10중량부를 포함하는 인쇄 페이스트 조성물; 및 상기 인쇄용 페이스트 조성물로 형성된 디스플레이 패널 전극이 제공된다. 본 발명의 조성물에 사용된 용매는 높은 끓는점과 낮은 팽윤성으로 인하여 오프셋 인쇄시, 클리셰에서 용매의 공기건조 및 용매에 의한 블랭킷의 팽윤이 억제된다. 따라서, 상기 용매를 포함하는 인쇄 페이스트 조성물을 이용한 다수의 반복인쇄시에도 우수한 인쇄성을 나타낸다. 즉, 인쇄패턴의 직진성 및 선명성이 우수할 뿐만 아니라, 선고가 감소되지 않고 선폭편차가 적고 면저항이 일정한 인쇄패턴이 얻어진다. 본 발명의 인쇄 페이스트 조성물은 디스플레이 패널의 전극 인쇄에 사용될 수 있다.

Description

인쇄 페이스트 조성물 및 이로 형성된 전극{Printing Paste Composition and Electrode Prepared Therefrom}
본 발명은 인쇄 페이스트 조성물 및 이로 형성된 전극에 관한 것이며, 보다 상세하게는 우수한 인쇄성을 갖는 인쇄패턴이 얻어지도록 지건성 및 팽윤성이 최적으로 조절된 인쇄 페이스트용 용매를 포함하는 인쇄 페이스트 조성물 및 이로 형성된 전극에 관한 것이다.
오프셋 인쇄는 직접 기재에 인쇄하지 않고 인쇄판의 인쇄 페이스트를 일단 고무 블랭킷에 전사한 다음, 이것이 다시 기재에 인쇄되도록 하는 인쇄방식이다. 오프셋 인쇄는 인쇄기판을 평평한 반상에 설치하는 평대식과 원통형의 동체에 설치하는 윤전식이 있는데, 윤전식이 일반적이다. 그리고 윤전식에는 낱장에 인쇄하는 매엽형과 두루마리를 이용한 두루마리형이 있다. 윤전식의 인쇄 유닛부는 일반적으로 클리셰(cliche, 판동), 고무통, 압통 그리고 판면에 잉크를 공급하는 잉킹 장치와 물을 공급하는 축임물 장치로 구성된다. 오프셋 인쇄는 화선이 선명하고, 직접 인쇄하기 어려운 기재에도 인쇄가 가능하며 인쇄 방법이 간편하고 저렴하여 다양한 분야에 이용된다. 예를들면, 플라즈마 디스플레이 패널의 전극 패턴형성, 형광체 패턴형성, 액정디스플레이용 컬러필터의 컬러 패턴형성 등에 이용된다.
오프셋 인쇄법은 실리콘 고무로 제조된 인쇄용 블랭킷을 통해 클리셰로부터 페이스트를 오프(off)한 후에 이를 기재에 고정(set)하여 수십 미크론의 미세패턴을 형성할 수 있다. 한편, 독터 블레이드에 의해 클리셰에 페이스트가 수십 미크론(㎛) 두께로 도포된 후에, 오프셋인쇄 잉크인 페이스트중의 용매는 공기중으로 건조되거나, 혹은 클리셰로 부터 실리콘 블랭킷으로 페이스트가 전사된 후에 용매가 실리콘 수지내로 흡수된다. 따라서, 페이스트중 용매의 공기 건조성이 너무 빠르면 연속인쇄시 클리셰로 부터 실리콘 고무로의 페이스트의 전사성이 떨어지게 된다. 또한, 용매의 실리콘 고무 팽윤성(swelling property)이 크면 실리콘 블랭킷에서 페이스트가 건조되어 기재로의 고정(set)성이 떨어져 인쇄성이 나빠지게 된다.
이와 같이, 오프셋 인쇄 페이스트를 구성하는 여러가지 성분 중 용매의 공기건조성(지건성) 및 팽윤성에 따라 인쇄성, 특히 연속인쇄에 있어서의 인쇄성이 좌우된다. 더욱이, PDP 전극인쇄 패턴과 같이 인쇄면적이 증가할수록 용매의 공기 건조속도 및 블랭킷 팽윤성과 관련된 건조특성과 인쇄성의 상관관계가 더욱 중요시 된다.
일반적으로, 용매의 공기 건조속도는 용매의 끓는점(boiling point, bp)과 상관관계가 있다. 현재, 인쇄 페이스트를 이용한 오프셋 인쇄에서는 용매의 공기건조성 측면에서 끓는점이 200℃이상인 BCA(butyl carbitol acetate) 또는 테르피네올(terpineol) 용매가 사용된다. 한편, BCA 및 테르피네올(terpineol)의 블랭킷 팽윤성은 각각 5 미만이다. 그러나, BCA 또는 테르피네올 용매는 대면적의 전극을 수백회 인쇄하는 연속인쇄시 유효면적인쇄에 있어서 한계를 보인다. 즉, 용매에 의한 블랭킷 팽윤의 누적으로 전극패턴이 불량해진다. 또한 용매의 빠른 공기 건조성으로 인하여 클리셰에 페이스트가 누적되어 인쇄 패턴의 높이가 낮아진다. 이러한 현상은 전극의 간격이 작아질수록 심해지고 전극패턴의 직진성이 나빠지며, 인쇄 불량을 초래한다.
따라서, 다수의 연속 인쇄시에도 우수한 인쇄 특성, 구체적으로는 인쇄패턴의 우수한 직진성, 선명성, 일정한 선고 및 선폭 등의 우수한 인쇄특성을 나타내는 인쇄기술이 요구된다.
본 발명은 상기한 종래의 문제를 해소하기 위해 제안된 것으로, 최적의 공기건조성과 블랭킷 팽윤성을 갖는 인쇄 페이스트 용매를 포함하는 인쇄 페이스트 조성물을 제공하는 것이다.
본 발명의 일 구현은 인쇄성이 우수한 인쇄 페이스트 조성물을 제공하는 것으로, 구체적으로는 직진성 및 선명성이 우수할 뿐만 아니라, 선고가 감소되지 않고 선폭편차가 적고 면저항이 일정한 인쇄패턴을 형성하는 인쇄 페이스트 조성물을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 구현은 상기 본 발명의 일 구현에 의한 인쇄 페이스트 조성물로 형성된 우수한 인쇄 패턴으로 얻어지는 전극을 제공하는 것이다.
본 발명의 일 견지에 의하면,
금속 입자 50-90중량부, 바인더 수지 2-20중량부, 끓는점이 250℃이상이고 팽윤성(SP)이 5이하인 용매 2-50 중량부 및 글래스 프릿(glass frit) 0.1-10중량부를 포함하는 인쇄 페이스트 조성물이 제공된다.
본 발명의 다른 견지에 의하면,
본 발명의 일 구현에 의한 인쇄용 페이스트 조성물로 형성된 전극이 제공된다.
본 발명의 일 구현에 의한 인쇄 페이스트 조성물은 이를 이용한 다수의 반복인쇄시에도 우수한 인쇄성을 나타낸다. 즉, 인쇄패턴의 직진성 및 선명성이 우수할 뿐만 아니라, 선고가 감소되지 않고 선폭편차가 적고 면저항이 일정한 인쇄패턴이 얻어진다. 이러한 우수한 인쇄패턴은 본 발명의 일 구현에 의한 인쇄 페이스트 조성물에 사용되는 용매의 높은 끓는점과 낮은 팽윤성으로 인하여 오프셋 인쇄시, 클리셰에서 용매의 공기건조 및 용매에 의한 블랭킷의 팽윤이 억제됨으로 인한 것이다. 본 발명의 일 구현에 의한 인쇄 페이스트 조성물은 디스플레이 패널의 전극 인쇄에 사용될 수 있다. 나아가, 본 발명의 인쇄 페이스트 조성물로 형성된 전극은 우수한 인쇄패턴성을 나타낸다.
도 1은 실시예 4의 인쇄 페이스트 조성물로 형성된 인쇄패턴(100회 인쇄시)의 현미경사진(배율 x 500)이며,
도 2(a)는 실시예 4의 인쇄 페이스트 조성물을 이용하여 형성된 인쇄패턴의 인쇄횟수에 따른 선폭 변화를 나타내는 그래프이며,
도 2(b)는 실시예 4의 인쇄 페이스트 조성물을 이용하여 형성된 인쇄패턴의 인쇄횟수에 따른 면저항 변화를 나타내는 그래프이며,
도 3은 실시예 5의 인쇄 페이스트 조성물로 형성된 인쇄패턴(100회 인쇄시)의 현미경사진(배율 x 500)이며,
도 4(a)는 실시예 5의 인쇄 페이스트 조성물을 이용하여 형성된 인쇄패턴의 인쇄횟수에 따른 선폭 변화를 나타내는 그래프이며,
도 4(b)는 실시예 5의 인쇄 페이스트 조성물을 이용하여 형성된 인쇄패턴의 인쇄횟수에 따른 면저항 변화를 나타내는 그래프이며,
도 5는 실시예 6의 인쇄 페이스트 조성물로 형성된 인쇄패턴(100회 인쇄시)의 현미경사진(배율 x 500)이며,
도 6(a)는 실시예 6의 인쇄 페이스트 조성물을 이용하여 형성된 인쇄패턴의 인쇄횟수에 따른 선폭 변화를 나타내는 그래프이며,
도 6(b)는 실시예 6의 인쇄 페이스트 조성물을 이용하여 형성된 인쇄패턴의 인쇄횟수에 따른 면저항 변화를 나타내는 그래프이며,
도 7(a)는 실시예 7의 인쇄 페이스트 조성물을 이용하여 형성된 인쇄패턴의 인쇄횟수에 따른 선폭 변화를 나타내는 그래프이며,
도 7(b)는 실시예 7의 인쇄 페이스트 조성물을 이용하여 형성된 인쇄패턴의 인쇄횟수에 따른 면저항 변화를 나타내는 그래프이며,
도 8은 실시예 8의 인쇄 페이스트 조성물로 형성된 인쇄패턴(100회 인쇄시)의 현미경사진(배율 x 500)이며,
도 9(a)는 실시예 8의 인쇄 페이스트 조성물을 이용하여 형성된 인쇄패턴의 인쇄횟수에 따른 선폭 변화를 나타내는 그래프이며,
도 9(b)는 실시예 8의 인쇄 페이스트 조성물을 이용하여 형성된 인쇄패턴의 인쇄횟수에 따른 면저항 변화를 나타내는 그래프이며,
도 10(a)는 실시예 9의 인쇄 페이스트 조성물을 이용하여 형성된 인쇄패턴의 인쇄횟수에 따른 선폭 변화를 나타내는 그래프이며,
도 10(b)는 실시예 9의 인쇄 페이스트 조성물을 이용하여 형성된 인쇄패턴의 인쇄횟수에 따른 면저항 변화를 나타내는 그래프이며,
도 11(a)는 실시예 10의 인쇄 페이스트 조성물을 이용하여 형성된 인쇄패턴의 인쇄횟수에 따른 선폭 변화를 나타내는 그래프이며,
도 11(b)는 실시예 10의 인쇄 페이스트 조성물을 이용하여 형성된 인쇄패턴의 인쇄횟수에 따른 면저항 변화를 나타내는 그래프이며,
도 12는 실시예 11의 인쇄 페이스트 조성물로 형성된 인쇄패턴(100회 인쇄시)의 현미경사진(배율 x 500)이며,
도 13(a)는 실시예 11의 인쇄 페이스트 조성물을 이용하여 형성된 인쇄패턴의 인쇄횟수에 따른 선폭 변화를 나타내는 그래프이며,
도 13(b)는 실시예 11의 인쇄 페이스트 조성물을 이용하여 형성된 인쇄패턴의 인쇄횟수에 따른 면저항 변화를 나타내는 그래프이며,
도 14는 실시예 12의 인쇄 페이스트 조성물로 형성된 인쇄패턴(100회 인쇄시)의 현미경사진(배율 x 500)이며,
도 15(a)는 실시예 12의 인쇄 페이스트 조성물을 이용하여 형성된 인쇄패턴의 인쇄횟수에 따른 선폭 변화를 나타내는 그래프이며,
도 15(b)는 실시예 12의 인쇄 페이스트 조성물을 이용하여 형성된 인쇄패턴의 인쇄횟수에 따른 면저항 변화를 나타내는 그래프이며,
도 16(a)는 실시예 13의 인쇄 페이스트 조성물을 이용하여 형성된 인쇄패턴의 인쇄횟수에 따른 선폭 변화를 나타내는 그래프이며,
도 16(b)는 실시예 13의 인쇄 페이스트 조성물을 이용하여 형성된 인쇄패턴의 인쇄횟수에 따른 면저항 변화를 나타내는 그래프이다.
인쇄 페이스트 조성물로 인쇄되는 인쇄패턴의 인쇄성은 인쇄 페이스트 조성물을 구성하는 용매의 물성에 따라 달라진다. 구체적으로, 용매의 공기건조성(지건성) 및 팽윤성에 따라 인쇄성, 특히 연속인쇄에 있어서의 인쇄성이 좌우된다.
이에, 본 발명은 종래 오프셋 인쇄용 페이스트 용매가 클리셰에서 빨리 공기 건조되거나 및/또는 용매에 의해 실리콘 블랭킷이 팽윤되어 인쇄품질이 저하되는 것을 방지하기 위해 제안된 것으로, 본 발명에 의하면 클리셰에서의 용매의 공기건조성(지건성) 및 용매에 의한 블랭킷의 팽윤성이 방지되어 우수한 인쇄성을 나타내는 인쇄용 페이스트 용매를 포함하는 인쇄 페이스트 조성물이 제공된다.
본 발명의 일 구현에 의하면, 끓는점이 250℃이상 그리고 팽윤성(Swelling Property, SP)이 5이하인 용매를 포함하는 인쇄 페이스트 조성물이 제공된다.
상기 인쇄 페이스트 조성물은 끓는점이 250℃이상 그리고 팽윤성(Swelling Property, SP)이 5이하인 용매를 포함하는 한, 종래 일반적으로 알려져 있는 어떠한 조성의 인쇄 페이스트 조성물을 포함하는 것으로 이해된다. 인쇄 페이스트 조성물은 일반적으로 금속입자, 바인더 수지, 글래스 플릿 및 용매를 포함한다. 본 발명의 일 구현에 의해 제공되는 인쇄 페이스트 조성물은 금속입자 50-90 중량부, 바인더 수지 2-20 중량부, 용매 2-50 중량부 및 글래스 플릿 0.1-10 중량부를 포함한다.
본 발명의 일 구현에 의하여 제공되는 인쇄 페이스트 조성물은 전극인쇄에 사용될 수 있다.
인쇄 페이스트 조성물을 사용한 전극 인쇄시, 전극에 전도성이 부여될 수 있도록 인쇄 페이스트 조성물에 금속 입자가 배합된다. 금속입자로는 종래 인쇄 페이스트에 배합되는 것으로 알려져 있는 어떠한 금속입자가 배합될 수 있으며, 이로써 한정하는 것은 아니지만, 예를들어, 은, 구리, 니켈, 금, 알루미늄으로 구성되는 그룹으로부터 선택된 최소 일종의 금속입자가 사용될 수 있다.
금속 입자의 함량이 50중량부 미만이면 전극인쇄시 도전막이 치밀하지 않고 선고가 낮아져 전도성이 나빠지며, 90중량부를 초과하면 균일한 페이스트 조성물을 형성하기 어렵거나 및/또는 점도가 높아져서 전사성이 떨어진다. 일반적으로, 인쇄 페이스트 조성물에서 금속 입자는 금속 입자의 응집성 및 이에 따른 페이스트내의 분산성을 고려하여 입자크기가 200nm ~ 30㎛ 범위, 바람직하게는 100nm ~ 5㎛ 범위인 것이 일반적으로 사용될 수 있다.
바인더 수지는 인쇄 페이스트 조성물을 이용한 패턴형성시, 패턴의 형태를 유지하는 역할을 하는 것으로 인쇄페이스트 조성물에 사용되는 것으로 이 기술분야에 알려져 있는 어떠한 바인더 수지가 사용될 수 있다. 바인더 수지의 예로는 이로써 한정하는 것은 아니지만, 셀룰로오스 수지, 우레탄 수지, 아크릴 수지, 비닐 수지, 에스테르 수지, 에폭시 수지, 노볼락 수지, 폴리이미드 수지 등을 들 수 있다.
인쇄 페이스트 조성물에서 바인더 수지의 함량이 2 중량부 미만이면 바인더로서의 강도를 유지하기 어려울 뿐만 아니라 유변성을 맞추기 어려우며 20중량부를 초과하면 인쇄 페이스트 조성물을 이용하여 전극으로 형성한 경우에 전극의 전도성이 불충분하다.
용매로는 끓는점이 250℃이상 그리고 팽윤성(Swelling Property, SP)이 5이하, 구체적으로는 팽윤성이 0 내지 5의 범위인 용매가 사용된다. 용매의 지건성 및 팽윤성은 용매의 끓는점 및 용매의 팽윤성과 관련된 것으로 용매의 끓는점이 250℃이상 그리고 팽윤성(Swelling Property, SP)이 5이하인 용매를 사용하므로써 용매의 공기건조성 및 팽윤성의 감소 정도가 우수한 인쇄특성을 얻을 수 있도록 최적으로 조절된다. 구체적으로 끓는점이 250℃ 미만이면 클리셰에서 페이스트 중의 용매가 빨리 건조되므로 연속인쇄시 클리셰로 부터 실리콘 고무로의 페이스트의 전사성이 떨어지게 된다. 용매의 끓는점에 대한 상한온도를 특히 한정하는 것은 아니지만, 용매의 끓는점은 320℃ 이하일 수 있다. 이는 용매의 끓는점이 대개는 320℃ 이하이기 때문이다. 팽윤성이 5를 초과하면 실리콘 블랭킷이 용매에 의해 과다하게 팽윤되고 실리콘 블랭킷에서 페이스트가 건조되어 기재로의 고정(set)성이 떨어져 인쇄품질이 떨어진다. 뿐만 아니라, 과다한 팽윤으로 인하여 연속인쇄성이 떨어진다. 본 명세서에서 "팽윤성"은 피치간격이 300㎛인 격자무늬를 갖는 실리콘 블랭킷을 용매에 침지하여 팽윤된 실리콘 블랭킷의 늘어난 길이비율로 측정한 값이다. 예를들어, 가로, 세로 방향으로 피치간격이 300㎛인 격자무늬가 형성된 실리콘 블랭킷을 용매에 침지하고 24시간 방치한 경우에 가로, 세로 방향의 피치간격이 330㎛이 된 경우(즉, 원래 길이 300㎛가 팽윤되어 330㎛로 된 경우)를 팽윤성(swelling property, SP) 10으로 정의한다. 팽윤성 0은 예를들어, 가로, 세로 방향으로 피치간격이 300㎛인 격자무늬가 형성된 실리콘 블랭킷을 용매에 24시간 침지하여 방치한 경우에, 가로, 세로 방향의 피치간격이 300㎛인 경우(즉, 길이 변화가 없는 경우)이다.
일반적으로 인쇄용 페이스트 용매로 사용되는 BCA는 끓는점이 245℃ 그리고 팽윤도는 3.4이다. 한편, BCA가 포함하는 에틸렌 옥사이드 단위구조를 포함하는 용매의 예로는 디글리메(diglyme), 트리글리메(triglyme), 테트라글리메(tetraglyme) 등을 들 수 있다. 디글리메의 끓는점은 162℃, 팽윤도(swelling property, SP)는 7.3, 트리글리메의 끓는점은 216℃, 팽윤도는 2.7 그리고 테트라글리메의 끓는점은 276℃ 그리고 팽윤도는 1.4이다. 한편, 프로필렌 옥사이드 단위구조를 포함하는 디(프로필렌 글리콜) 디메틸 에테르의 끓는점은 175℃이며, 팽윤도는 21.9이다. 이로 부터, 유사한 구조라도 에틸렌 옥사이드 단위구조가 증가할수록 용매의 끓는점은 증가하고 팽윤도는 감소함에 반하여, 프로필렌 옥사이드 단위구조는 끓는점과 팽윤도를 모두 증가시키는 경향이 있음을 알 수 있다.
또한, 인쇄용 페이스트 용매로는 인쇄 페이스트를 구성하는 일 성분인 수지 바인더와의 상용성이 우수하며 페이스트 조성물이 상분리 되지 않는 용매가 사용되어야 한다.
따라서, 공기건조성, 블랭킷 팽윤성 및 수지바인더와의 상용성을 고려하여, 끓는점이 250℃ 이상, 바람직하게는 250℃ 내지 320℃이며, 그리고 팽윤성(Swelling Property, SP)이 5이하, 구체적으로는 0 내지 5인 용매가 사용된다. 구체적으로 용매로는 테트라글리메(tetraglyme), 펜타글리메(pentaglyme), 혹은 이들의 혼합물이 사용될 수 있다. 또한, 끓는점이 250℃ 이상 그리고 팽윤성(Swelling Property, SP)이 5이하인 용매, 구체적으로는 테트라글리메(tetraglyme), 펜타글리메(pentaglyme), 혹은 이들의 혼합물은 BCA 용매와 함께 사용될 수 있다. 즉, 끓는점이 250℃ 이상 그리고 팽윤성(Swelling Property, SP)이 5이하인 용매, 구체적으로는 테트라글리메(tetraglyme), 펜타글리메(pentaglyme), 혹은 이들의 혼합물은 BCA 용매와의 혼합용매로 사용될 수 있다. 테트라글리메 및/또는 펜타글리메와 BCA가 함께 사용되는 경우에, 이들의 혼합중량비가 특히 한정되는 것은 아니며, 어떠한 중량비로도 혼합하여 사용할 수 있으나, 인쇄 페이스트 조성물의 우수한 고정(set)성 및 오프(off)성과 이들의 균형 및 연속인쇄성 측면에서 테트라글리메 및/또는 펜타글리메는 BCA와 (테트라글리메 및/또는 펜타글리메)/(BCA)의 중량비가 0.01 내지 100의 범위, 보다 바람직하게는 0.5 내지 100의 범위가 되도록 혼합하여 사용하는 것이 좋다.
또한, 테트라글리메와 펜타글리메를 함께 사용하는 경우에, 테트라글리메와 펜타글리메의 혼합중량비는 특히 한정되는 것은 아니며, 어떠한 중량비로도 혼합하여 사용할 수 있으나, 인쇄 페이스트 조성물의 고정성(set) 및 오프성(off)의 균형면에서 (테트라글리메)/(펜타글리메)의 혼합중량비가 0.1 내지 10 범위인 것이 바람직하다. 보다 구체적으로, 테트라글리메의 SP는 1.4이며 펜타글리메의 SP는 0.4이므로, 펜타글리메의 함량이 증가할수록 고정(set)성이 개선되며, 테트라글리메의 함량이 증가할수록 오프(off)성이 개선된다. 그러나, 고정성과 오프성이 모두 요구될 뿐만 아니라 이들 두 가지 특성의 균형 측면에서 (테트라글리메)/(펜타글리메)의 혼합중량비가 0.1 내지 10 범위인 것이 바람직하다.
용매의 함량은 2 중량부 내지 50 중량부, 보다 바람직하게는 2 중량부 내지 20 중량부 일 수 있다. 용매의 함량이 2 중량부 미만이면 페이스트의 점도가 너무 높아 페이스트로 제조되지 않으므로 바람직하지 않고, 50 중량부를 초과하면 페이스트 점도가 너무 낮아 인쇄공정이 진행되지 않거나, 인쇄 후 소성시 전도성 패턴의 높이가 낮아 전도도가 나빠지므로 바람직하지 않다. 테트라글리메 및/또는 펜타글리메가 BCA와 함께 사용되는 경우에, 테트라글리메 및/또는 펜타글리메와 BCA 혼합용매의 함량이 2 중량부 내지 50 중량부, 보다 바람직하게는 2 중량부 내지 20 중량부 일 수 있다.
글래스 플릿(glass frit)은 인쇄 페이스트 조성물이 인쇄되는 기재, 예를들면, 유리기재와 인쇄되는 페이스트의 부착력을 개선하기 위해 인쇄 페이스트 조성물에 배합될 수 있다. 글래스 플릿의 함량이 0.1 중량부 미만이면 기재와 페이스트의 부착력이 불충분하며 10 중량부를 초과하면 인쇄 페이스트 조성물로 형성된 전극의 전도성이 불충분하다.
상기 인쇄 페이스트 조성물에는 필요에 따라, 분산제, 안료, 경화제 등 인쇄 페이스트 조성물에 일반적으로 배합될 수 있는 첨가제가 추가로 배합될 수 있다.
본 발명에 의한 용매는 높은 끓는점과 낮은 팽윤성으로 인하여 오프셋 인쇄시, 클리셰에서 용매의 공기건조 및 용매에 의한 블랭킷의 팽윤이 억제된다. 따라서, 이러한 용매를 포함하는 인쇄 페이스트 조성물을 이용한 다수의 반복인쇄시에도 우수한 인쇄성을 나타낸다. 즉, 인쇄패턴의 직진성 및 선명성이 우수할 뿐만 아니라, 선고가 감소되지 않고 선폭편차가 적고 면저항이 일정한 인쇄패턴이 얻어진다. 본 발명의 인쇄 페이스트 조성물은 디스플레이 패널, 구체적으로는 플라즈마 디스플레이 패널의 전극 인쇄, 터치스크린 정전방식용 전극인쇄, 태양전지 전극인쇄, TFT 전극인쇄, 인쇄 배터리(Printed Battery) 전극인쇄, OLED용 전극인쇄 등에 사용될 수 있다.
이하, 실시예를 통하여 본 발명에 대하여 상세히 설명하다. 하기 실시예는 본 발명의 예시하기 위한 것으로 이로써 본 발명을 한정하는 것은 아니다.
실시예 1-14
은 입자(Dmax 2 ㎛, D90 1 ㎛) 82중량부, 글래스 플릿(glass frit) 2중량부, 폴리에스테르 수지 7중량부, 용매 9중량부(아래 표 1 참조)를 혼합한 후 3-롤 밀을 이용하여 30분간 페이스트 구성성분들이 균일하게 분산되도록 반죽하여 실시예 1 내지 13의 실버 페이스트 조성물을 제조하였다. 실시예 1 내지 13에서 용매로는 각각 하기 표 1의 용매를 사용하였다.
상기 실시예 1 내지 13 에서 제조된 실버 페이스트 조성물 및 50인치의 요판 오프셋 인쇄장치를 사용하여 유리기재위에 도 1 등에 도시된 격자상 형태의 전극 패턴을 인쇄하였다. 패턴은 선폭 20㎛, 피치 300㎛ 그리고 선고 2㎛ 내지 3㎛로 하였다. 그 후, 인쇄된 전극패턴을 650℃에서 3분간 소성하였다.
형성된 인쇄패턴의 선폭, 선고 및 직진성은 현미경으로 확인하였으며, 면저항(전도도)는 표면저항 측정기로 측정하여 평가하였다.
[직진성 평가]
패턴의 직전성은 인쇄패턴의 현미경사진에서 인쇄패턴이 선폭편차가 3 ㎛이하의 경우를 O으로, 선폭편차가 3㎛이상의 경우를 △로 그리고 단선된 경우를 X로 평가하였다.
[연속인쇄성 평가]
패턴의 연속인쇄성은 인쇄패턴이 직진성을 만족시키고 인쇄전면에서 불량이 없어 면저항을 측정가능한 경우를 O으로, 면저항 측정이 부분적으로 가능한 경우를 △로 그리고 인쇄전면의 면저항 측정이 불가한 경우를 X로 평가하였다.
실시예 4 내지 13의 실버페이스트 조성물을 사용한 100회 연속인쇄시 형성된 인쇄패턴의 현미경 사진 (배율 x 500), 인쇄패턴의 인쇄 반복 횟수에 따른 선폭변화 및 면저항 변화를 도 1 내지 도 16에 나타내었다.
본 발명에 의한 실시예 4, 5 및 7 내지 13의 인쇄 페이스트 조성물로 형성된 인쇄패턴은 도 1 내지 4 및 도 7 내지 16에 도시한 바와 같이, 인쇄횟수 증가시에도 용매에 의한 블랭킷의 팽윤이 거의 없어 선폭편차가 적고, 일정한 면저항을 나타내었으며, 또한, 선고의 감소가 없었다. 나아가, 인쇄패턴은 우수한 직진도를 나타내었다.
반면에 BCA 용매를 포함하는 실시예 6의 인쇄 페이스트 조성물로 형성된 인쇄패턴은 도 5, 도 6(a) 및 도 6(b)에 도시한 바와 같이, 인쇄횟수가 증가함에 따라 용매에 의한 블랭킷의 팽윤이 심해져서 인쇄패턴의 선폭 편차가 증대되고, 선고는 감소되며, 직진성 또한 저하되었다.
이와 같이, 50인치 연속인쇄성 시험결과 BCA를 포함하는 실버페이스트 조성물로 형성된 인쇄패턴은 유효인쇄부에서 팽윤이 심하여 선폭 편차가 크지만, 테트라글리메 및/또는 펜타글리메를 포함하는 조성물로 형성된 인쇄패턴은 100회 연속인쇄동안 일정한 면저항(전도도)을 나타내며 선폭 편차가 적어 전극의 패턴성이 양호함을 확인할 수 있었다.
Figure 112010022402375-pat00001
(1) 실시예 2: 디글리메-2(diglyme-2)- 디(프로필렌 글리콜) 디메틸 에테르
(2) 실시예 7: 테트라글리메와 펜타글리메의 1:2 중량비의 혼합용매
(3) 실시예 8: 테트라글리메와 펜타글리메의 1:1 중량비의 혼합용매
(4) 실시예 9: 테트라글리메와 펜타글리메의 2:1 중량비의 혼합용매
(5) 실시예 10: 테트라글리메와 BCA의 1:10 중량비의 혼합용매
(6) 실시예 11: 테트라글리메와 BCA의 1:1 중량비의 혼합용매
(7) 실시예 12: 펜타글리메와 BCA의 1:1 중량비의 혼합용매
(8) 실시예 13: 테트라글리메와 BCA의 10:1 중량비의 혼합용매
(9) 실시예 14: 테트라에틸렌글리콜 모노메틸에테르는 바인더 수지와의 상용성 및 용해도 문제로 페이스트로 제조되지 않음.

Claims (6)

  1. 금속 입자 50-90중량부, 바인더 수지 2-20중량부, 끓는점이 250℃이상이고 팽윤성(SP)이 5이하인 용매 2-50중량부 및 글래스 프릿(glass frit) 0.1-10중량부를 포함하며;
    상기 용매는 테트라글리메(tetraglyme) 및 펜타글리메(pentaglyme)로 구성되는 그룹으로부터 최소 일종 및 BCA(butyl carbitol acetate) 용매의 혼합 용매로, (테트라글리메 및 펜타글리메로 구성되는 그룹으로부터 선택된 최소 일종의 용매)/(BCA)가 0.01 내지 100의 범위의 중량비로 혼합됨을 특징으로 하는 인쇄 페이스트 조성물.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 제 1항에 있어서, 상기 금속입자는 은, 구리, 니켈, 금 및 알루미늄으로 구성되는 그룹으로부터 선택된 최소 일종의 금속입자임을 특징으로 하는 인쇄 페이스트 조성물.
  6. 삭제
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