KR20060111320A - 형광체 페이스트 조성물, 그로부터 제조된 형광체층, 이를포함하는 플라즈마 디스플레이 패널, 및 그 제조방법 - Google Patents

형광체 페이스트 조성물, 그로부터 제조된 형광체층, 이를포함하는 플라즈마 디스플레이 패널, 및 그 제조방법 Download PDF

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KR20060111320A
KR20060111320A KR1020050033819A KR20050033819A KR20060111320A KR 20060111320 A KR20060111320 A KR 20060111320A KR 1020050033819 A KR1020050033819 A KR 1020050033819A KR 20050033819 A KR20050033819 A KR 20050033819A KR 20060111320 A KR20060111320 A KR 20060111320A
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차준규
권문석
김병균
한동희
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Abstract

본 발명은 형광체 페이스트 조성물, 그로부터 제조된 형광체층, 이를 포함하는 플라즈마 디스플레이 패널, 및 그 제조방법에 관한 것으로서, 더욱 구체적으로는 형광체 분말, 바인더 수지 및 용매를 포함하는 형광체 페이스트 조성물에 있어서, 상기 형광체 분말의 평균 입경이 0.5 내지 2 ㎛이고, 상기 바인더 수지가 분자량 100,000 내지 5,000,000의 아크릴계 고분자 수지, 비닐계 고분자 수지 또는 그 혼합물인 것을 특징으로 하는 형광체 페이스트 조성물, 그로부터 제조된 형광체층, 이를 포함하는 플라즈마 디스플레이 패널, 및 그 제조방법에 관한 것이다. 본 발명에 따르면, 형광체 페이스트 조성물의 소성 온도를 기존의 조성물에 비해서 50℃ 이상 낮출 수 있으며, 따라서 열에 의한 형광체의 열화를 최소화할 수 있게 된다. 또한, 쉬어 씨닝 (shear thining) 효과의 증대에 의해서 스크린 인쇄법, 디스펜서법, 또는 저압토출법 등과 같은 형광체층 형성 방법들에 폭 넓게 적용가능하며, 아크릴계 또는 비닐계 바인더 수지를 사용하면서도 전단 응력의 증가에 따른 점도 강하가 커져서 인쇄성이 향상된다는 효과가 있다.
형광체 페이스트 조성물, 플라즈마 디스플레이 패널

Description

형광체 페이스트 조성물, 그로부터 제조된 형광체층, 이를 포함하는 플라즈마 디스플레이 패널, 및 그 제조방법 {A phosphor paste composition, a phosphor layer prepared therefrom, a plasma displaly panel comprising the same, and a method for preparing the plasma display panel}
도 1a 및 도 1b는 종래 통상적인 형광체 분말 및 본 발명에 따른 형광체 분말에 대한 전자 현미경 사진을 도시한 것이다.
도 2는 종래 통상적인 에틸셀룰로오스 수지 및 본 발명에 따른 폴리메타크릴레이트계 수지의 열분해 곡선을 도시한 것이다.
도 3은 본 발명에 따라서 제조된 형광체층을 포함하는 플라즈마 디스플레이 패널을 도시하는 부분절개 분리사시도이다.
도 4는 실시예 1과 비교예1 및 2의 형광체 페이스트 조성물에 대한 응력에 따른 점도의 크기를 도시한 그래프이다.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
310: 전면 패널 311: 전면 기판
312: Y 전극 313: X 전극
314: 유지 전극쌍 315: 전방 유전체층
316: 보호막 320: 배면 패널
321: 배면 기판 322: 어드레스 전극
323: 후방 유전체층 324: 격벽
325: 형광체층 326: 발광 셀
본 발명은 형광체 페이스트 조성물, 그로부터 제조된 형광체층, 이를 포함하는 플라즈마 디스플레이 패널, 및 그 제조방법에 관한 것으로서, 더욱 구체적으로는 상기 형광체 분말의 평균 입경이 0.5 내지 2 ㎛인 형광체 분말 및 분자량이 100,000 내지 5,000,000인 아크릴계 고분자 수지, 비닐계 고분자 수지 또는 그 혼합물로 된 바인더 수지를 사용함으로써, 열에 의한 형광체의 열화를 최소화할 수 있고, 인쇄성이 향상된 형광체 페이스트 조성물, 그로부터 제조된 형광체층, 이를 포함하는 플라즈마 디스플레이 패널, 및 그 제조방법에 관한 것이다.
플라즈마 디스플레이 패널은 액정 패널과 비교할 때에 응답속도가 빠르고, 대형화가 용이하여 현재 다양한 분야에 이용되고 있다.
이러한 플라즈마 디스플레이 패널은 유리 기판 상에 어드레스 전극, 유전체층, 및 격벽을 형성하고, 격벽으로 구분되는 방전셀 내에 형광체층을 형성한 배면판과 유리 기판 상에 유지 전극, 유전체, 및 보호막인 MgO층을 형성한 전면판을 봉착하여 패널을 제작하고, 그 내부에 Xe, Ne 등의 불활성 가스를 봉입한 구조로 되어 있다. 여기에 구동용 집적회로를 실장하고 모듈화한 뒤, 영상 처리회로 또는 튜너를 세트화시킴으로써 디스플레이 장치가 완성된다.
일반적으로, 플라즈마 디스플레이 패널의 형광체층은 격벽으로 구분된 홈 또는 공간에 형광체 페이스트를 스크린 인쇄 방법 또는 디스펜서법 등으로 충전시킨 다음, 건조 및 소성 공정을 수행함으로써, 상기 격벽의 측면 및 바닥부에 형성된다.
기존의 형광체 페이스트는 형광체 분말, 셀룰로오스 수지 및 용매를 혼합한 것이 일반적으로 사용되어 왔으며, 이는 스크린 인쇄법에 의해서 형광체층을 형성하는 경우가 가장 빈번하였기 때문이다. 이와 같이, 인쇄성이 우수한 셀룰로오스계 바인더를 사용할 경우에, 셀룰로오스 수지가 완전 열분해되는 온도 이상에서 소성을 하여야 하며, 소성온도는 대개 450℃ 내지 550℃이다. 그러나, 이러한 온도 범위에서 소성된 형광체는 외부의 열에 의해 변성을 일으킴으로써 휘도가 감소되는 문제점이 있었다.
따라서, 일본 공개특허공보 제1998-324869 및 제2001-329256호에서는, 이러한 문제점을 해결하기 위해서, 450℃ 이하에서 완전 열분해되는 특성을 갖는 메타크릴산 에스테르계 공중합체, 또는 메틸 메타크릴레이트를 단량체로 하는 공중합체 등의 아크릴계 수지를 바인더 수지로 사용하는 방법을 제시한 바 있다. 그러나, 아크릴계 수지를 바인더로 사용할 경우, 셀룰로오스계 수지를 사용하는 정도의 도포성 및 인쇄성을 얻을 수 없다는 단점이 여전히 존재하였다.
일반적으로, 스크린 인쇄법 또는 디스펜서법에 의해서 좋은 인쇄성을 얻기 위해서는, 정지상에서는 점도가 높은 반면에, 외부 전단응력이 페이스트에 가해졌 을 때에는 점도가 낮아야 하며, 이러한 특성을 쉬어 씨닝 (shear thining)이라 하고, 이러한 쉬어 씨닝 특성은, 예를 들어 Haake사에서 제조한 Rheostress 기기와 같은 유량계 (rheometer)를 통하여 측정할 수 있다.
따라서, 본 발명은 상기 종래기술의 문제점을 해결하여, 형광체 페이스트 조성물의 소성 온도를 종래의 방식에 비해서 50℃ 이상 낮출 수 있으면서도, 종래의 다양한 형광체층 형성 방법들에 폭 넓게 적용가능하며, 아크릴계 또는 비닐계 바인더 수지를 사용하면서도 전단 응력의 증가에 따른 점도 강하가 커져서 인쇄성이 향상될 수 있는 형광체 페이스트 조성물, 그로부터 제조된 형광체층, 이를 포함하는 플라즈마 디스플레이 패널, 및 그 제조방법을 제공하고자 한다.
본 발명의 일 구현예는 상기 기술적 과제를 달성하기 위하여,
형광체 분말, 바인더 수지 및 용매를 포함하는 형광체 페이스트 조성물에 있어서, 상기 형광체 분말의 평균 입경이 0.5 내지 2 ㎛이고, 상기 바인더 수지가 분자량 100,000 내지 5,000,000의 아크릴계 고분자 수지, 비닐계 고분자 수지 또는 그 혼합물인 것을 특징으로 하는 형광체 페이스트 조성물을 제공한다.
본 발명은 또한 상기 형광체 페이스트 조성물을 이용하여 제조된 형광체층을 제공한다.
본 발명은 또한 상기 형광체층을 포함하는 플라즈마 디스플레이 패널을 제공한다.
본 발명은 또한,
배면 기판 상에 어드레스 전극, 유전체층 및 격벽을 형성하는 단계;
상기 격벽 상에 본 발명에 따른 형광체 페이스트 조성물을 도포하고 소성하여 형광체층을 형성함으로써 배면 패널을 제조하는 단계;
전면 기판 상에 유지 전극, 유전체 및 보호층을 형성함으로써 전면 패널을 제조하는 단계; 및
상기 배면 패널 및 상기 전면 패널을 봉착하는 단계
를 포함하는 플라즈마 디스플레이 패널의 제조방법을 제공한다.
이하, 본 발명에 대하여 더욱 상세하게 설명하기로 한다.
본 발명에 따른 형광체 페이스트 조성물은, 형광체 분말, 바인더 수지 및 용매를 포함하며, 상기 형광체 분말의 평균 입경은 0.5 내지 2 ㎛이고, 상기 바인더 수지는 분자량 100,000 내지 5,000,000의 아크릴계 고분자 수지, 비닐계 고분자 수지 또는 그 혼합물인 것을 특징으로 한다.
종래 통상적인 형광체 분말은, 적색 형광체의 경우 2.4 ㎛, 녹색 형광체의 경우 3.2 ㎛, 청색 형광체의 경우 3.7 ㎛로서, 대개 2 내지 10 ㎛ 정도의 평균 입경을 갖는다. 본 발명에서는, 이러한 종래의 형광체 분말에 비해서 그 크기가 월등히 작은 형광체 분말을 사용하며, 도 1a 및 도 1b에는 종래 통상적인 형광체 분말 및 본 발명에 따른 형광체 분말에 대한 전자 현미경 사진을 도시하였다.
본 발명에서는 0.5 내지 2 ㎛의 평균 입경을 갖는 형광체 분말을 사용하는데, 형광체 분말의 평균 입경이 0.5 ㎛ 미만인 경우에는 형광체를 제조하여 불순물 성분을 분리하는 공정 및 세정 공정시에 필터링 등의 시간이 오래 걸리고, 방법이 까다로워지는 문제점이 있고, 형광체 분말의 평균 입경이 2 ㎛를 초과하는 경우에는 하기에서 서술하는 바와 같이 쉬어 씨닝 효과의 증대를 얻을 수 없고, 결과적으로 본 발명에 따른 인쇄 특성의 향상이라는 효과를 도모할 수가 없기 때문에 바람직하지 않다.
이와 같이, 본 발명에서 더욱 작은 평균 입경을 갖는 형광체 분말을 사용하는 이유는, 동일한 바인더에 있어서, 평균 입경이 작을 경우에 쉬어 씨닝 효과가 커지기 때문이며, 이러한 쉬어 씨닝 효과가 커질수록 스크린 인쇄, 디스펜서, 또는 저압 토출 등에 의한 인쇄 특성이 향상되기 때문이다.
본 발명에서와 같이 형광체 분말의 평균 입경을 0.5 ~ 2 ㎛로 제조하기 위해서는, 형광체 분말의 합성 시점부터 분말 자체를 작은 크기로 제조하는 방법과 기존의 입자가 큰 형광체 분말을 페인트 쉐이커 (Paint shaker) 또는 롤밀 (roll-mill) 등에서 장시간 분쇄시키는 방법이 있으며, 바람직하게는 전자의 방법을 사용하는 것이 좋은데, 이는 후자의 방법에 있어서, 분쇄면은 형광체의 결정 구조가 불완전하여 진공 자외선에 의한 발광이 적을 수 있기 때문이다.
형광체 분말을 기존보다 작게 만들기 위해서는 첫째, 동시 다발적인 핵 형성을 유도해 만들 수 있다. 균일한 크기의 입자를 얻기 위해서는 순간적으로 많은 핵들이 형성되고, 그 후의 입자성장은 오스왈드 숙성 (Oswald ripening)에 의해 작은 입자들은 용액 속으로 녹아 들어가 큰 입자들에 결정화되어 이루어진다. 순간적으로 많은 결정 성장 핵을 형성하기 위해서 아주 뜨거운 용액 속에 전구물질을 주사함으로 이루어진다. 둘째는 역미셀 (Reverse Micelles)을 이용하여 만들 수 있다. 계면활성제와 물 및 과량의 유기용매가 혼합되어 있을 경우 역미셀이 형성되고, 이렇게 형성된 미셀을 반응용기로 이용하여 기존보다 작은 크기의 형광체를 제조할 수 있다.
페인트 쉐이커 또는 롤밀로 형광체를 분쇄시키는 방법을 사용할 경우는 형광체와 함께 지르코니아 비드 또는 유리 비드를 함께 넣어 분쇄하면 효과적이며, 대략 3~7 시간 정도의 시간이 소요된다.
본 발명에 따른 조성물에 있어서, 각 성분의 함량은 형광체 분말 100 중량부에 대해서, 바인더 수지는 1 내지 50 중량부, 용매는 40 내지 400 중량부인 것이 바람직하다.
형광체 분말의 함량에 대비하여, 바인더 수지 또는 용매의 함량이 너무 크거나 작은 경우에는 초기 점도가 너무 높거나 낮게 되어, 원하는 인쇄성을 얻기 힘들게 되어 바람직하지 않다.
본 발명에서 사용하는 형광체 분말은 진공 자외선에 의하여 여기되는 스펙트럼을 갖는 형광체라면 어느 것이든 사용가능하며, 이에 제한되는 것은 아니지만, 적색 형광체 분말로는 (Y,Gd)BO3:Eu, Y2O3:Eu, Y(P,V)O4:Eu, 및 (Y,Gd)2O3:Eu로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나 이상의 물질이, 녹색을 나타내는 형광체 분말로는 Zn2SiO4:Mn, BaAl12O19:Mn, 및 YBO3:Tb로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나 이상의 물질이, 청색을 나타내는 형광체 분말로는 BaMgAl14O24:Eu 및 SrMg(SiO2)2:Eu로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나 이상의 물질이 사용될 수 있다.
본 발명에 따른 조성물 중, 바인더 수지는 분자량 100,000 내지 5,000,000의 아크릴계 또는 비닐계 고분자 수지인 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 사용가능한 아크릴계 수지로는, 이에 제한되는 것은 아니지만, 폴리메틸메타크릴레이트, 폴리메틸아크릴레이트, 폴리에틸아크릴레이트, 폴리에틸메타크릴레이트, 폴리노말프로필아크릴레이트, 폴리노말프로필메타크릴레이트, 폴리이소프로필아크릴레이트, 폴리이소프로틸 메타크릴레이트, 폴리노말부틸아크릴레이트, 폴리노말부틸메타크릴레이트, 폴리씨클로헥실아크릴레이트, 폴리씨클로헥실메타크릴레이트, 폴리라우릴아크릴레이트, 폴리라우릴메타크릴레이트, 폴리스테아릴아크릴레이트, 및 폴리스테아릴메타크릴레이트 등을 예로 들 수 있으며, 이러한 수지의 단량체들을 두개 이상 공중합하여 사용할 수도 있다.
또한, 비닐계 수지로는 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리스티렌, 폴리비닐알콜, 폴리부틸아세테이트, 및 폴리비닐피롤리돈 등을 예로 들 수 있다.
또한, 상기 아크릴계 수지 및 비닐계 수지는 단독으로도 사용될 수 있지만, 경우에 따라서는 혼합하여 사용될 수도 있다.
고분자 바인더 수지의 분자량은 100,000 내지 5,000,000의 값을 가지는데, 분자량이 100,000 미만인 경우에는 페이스트로 제조시에 점도가 작아서 형광체가 쉽게 침적되며, 분자량이 5,000,000을 초과하는 경우에는 페이스트의 점도가 크게 상승하여 인쇄에 적합한 유동성을 확보할 수가 없다는 문제점이 있어서 바람직하지 않다.
도 2에는 종래 통상적인 에틸셀룰로오스 수지 및 본 발명에 따른 폴리메타크릴레이트계 수지의 열분해 곡선을 도시하였으며, 도 2에서 볼 수 있는 바와 같이, 본 발명에 따른 폴리메타크릴레이트계 수지는 400℃ 근처에서 완전 분해되는 반면에, 종래의 에틸셀룰로오스 수지는 450℃ 정도에서 분해되며, 따라서 본 발명에 따른 폴리메타크릴레이트계 수지를 사용하는 경우에 소성온도를 종래의 450℃ 내지 550℃에서 400℃ 내지 450℃ 정도로 낮추는 것이 가능하다. 결과적으로, 소성 온도가 낮으므로, 형광체의 열화가 적어 휘도 저하도 작아지게 된다.
본 발명에 따른 페이스트 조성물에 있어서, 용매는 아크릴계 수지 또는 비닐계 수지를 용해시킬 수 있는 용매라면 어느 것이든 가능하며, 예를 들어 터핀올, 부틸카비톨아세테이트, 에틸렌글리콜, 디에틸렌글리콜, 에틸에테르아세테이트, 벤질알코올, 톨루엔, 메틸에틸케톤, 또는 그 혼합물 등의 용매를 사용할 수 있다.
본 발명에 따른 형광체 페이스트 조성물은, 형광체 분말, 바인더 수지 및 용매 이외에도, 페이스트의 유동 특성을 향상시키기 위한 Alcosperse 602-N과 같은 아크릴계 분산제, BYK 307과 같은 실리콘계 소포제, BYK 320 또는 SK-UCB사의 HS-70과 같은 평활제, Irganox 1010과 같은 산화 방지제, 및 디옥틸프탈레이트와 같은 가소제 등으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상의 첨가제를 포함할 수도 있다.
상기 첨가제의 함량은 형광체 페이스트 조성물 총중량에 대해서 5 중량% 이 하의 함량으로 포함되는 것이 바람직한데, 첨가제의 함량이 5 중량%를 초과하는 경우에는 인쇄성의 저하, 더욱 심각하게는 잔탄 등의 문제점을 초래하기 때문에 바람직하지 않다.
본 발명은 다른 구현예에서, 상기 형광체 페이스트 조성물을 이용하여 제조된 형광체층 및 상기 형광체층을 포함하는 플라즈마 디스플레이 패널을 제공한다.
도 3에는 본 발명에 따른 형광체층을 포함하는 플라즈마 디스플레이 패널의 구체적인 구조가 도시되어 있다.
도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 플라즈마 디스플레이 패널은 전면 패널 (310) 및 배면 패널 (320)을 포함하는 구조로 되어 있다. 상기 전면 패널 (310)은 전면 기판 (311), 상기 전면 기판의 배면 (311a)에 형성된 Y전극 (312)과 X전극 (313)을 구비한 유지 전극쌍 (314)들, 상기 유지 전극쌍들을 덮는 전방 유전체층 (315), 및 상기 전방 유전체층을 덮는 보호막 (316)을 구비한다. 상기 Y전극 (312)과 X전극 (313) 각각은, ITO 등으로 형성된 투명 전극 (312b, 313b); 명암 향상을 위한 흑색 전극 (미도시) 및 도전성을 부여하는 백색 전극 (미도시)으로 구성되는 버스 전극 (312a, 313a)을 구비한다. 상기 버스 전극 (312a, 313a)들은 PDP의 좌우측에 배치된 연결 케이블과 연결된다.
상기 배면 패널 (320)은 배면 기판 (321), 배면 기판의 전면 (321a)에 상기 유지 전극쌍과 교차하도록 형성된 어드레스 전극 (322)들, 상기 어드레스 전극들을 덮는 후방 유전체층 (323), 상기 후방 유전체층 상에 형성되어 발광 셀 (326)들을 구획하는 격벽 (324)을 구비하며, 상기 어드레스 전극 (322)들은 플라즈마 디스플 레이 패널의 상하측에 배치된 연결 케이블과 연결된다.
상기 전면 패널 (310) 및 배면 패널 (320) 사이의 발광 셀 (326) 내에는 본 발명에 따른 형광체 페이스트 조성물을 사용하여 제조된 형광체층 (325)이 배치된다.
본 발명은 또한 다른 구현예에서,
배면 기판 상에 어드레스 전극, 유전체층 및 격벽을 형성하는 단계; 상기 격벽 상에 본 발명에 따른 형광체 페이스트 조성물을 도포하고 소성하여 형광체층을 형성함으로써 배면 패널을 제조하는 단계; 전면 기판 상에 유지 전극, 유전체 및 보호층을 형성함으로써 전면 패널을 제조하는 단계; 및 상기 배면 패널 및 상기 전면 패널을 봉착하는 단계를 포함하는 플라즈마 디스플레이 패널의 제조방법을 제공한다.
일반적으로, 플라즈마 디스플레이 패널의 형성체층을 형성하는 방법에는 스크린 인쇄법, 디스펜서법, 저압 토출법, 감광성 페이스트법 또는 잉크젯법 등이 있는데, 본 발명에 따른 플라즈마 디스플레이 패널의 제조방법에서는, 이 중에서 스크린 인쇄법, 디스펜서법 또는 저압 토출법을 사용하는 것이 바람직하다.
여기에서, 스크린 인쇄법이란, 비단, 금속, 화학 섬유의 천을 팽팽하게 하여 스크린으로 하고, 비화선부 (非畵線部)가 되는 부분을 UV 수지 또는 아교재로 덮어씌운 다음, 그 위에서 페이스트를 도포한 후, 스퀴즈로 페이스트를 밀어내어 인쇄하는 방법을 의미하며, 이러한 공정을 3회 반복함으로써, R, G 및 B의 형광체층을 형성하게 된다. 또한, 디스펜서법이란, 복수의 노즐을 가지는 꼭지쇠의 토출 노즐 선단으로부터 압력을 가하여 형광체 페이스트를 토출하고, 직접 격벽 사이의 홈에 페이스트를 충전하여 패턴을 형성하는 방법을 의미하며, 이러한 공정을 3회 반복함으로써, R, G 및 B의 형광체층을 형성하게 된다.
본 발명에 따른 방법에서, 상기 도포된 형광체층은 건조 장치를 통과시킴으로써 고비점의 유기 용매가 건조되며, 이와 같이 건조된 형광체층은 최종적으로 소성됨으로써, 형광체 페이스트 중의 바인더 수지 성분이 분해 제거된다.
상기 소성 단계는 400℃ 내지 450℃의 온도에서 10분 내지 1시간 동안 수행되는 것이 바람직한다. 소성 온도가 상기 범위 미만인 경우에는 바인더 수지의 분재가 불충분해지므로, 잔류물에 의한 발광 휘도 저하가 발생되는 문제점이 있고, 또한 소성 온도가 상기 범위를 초과하는 경우에는 형광체가 열화되어 발광 휘도를 저하시키는 문제점이 있으므로 바람직하지 않다.
본 발명에서는 상술한 바와 같이 400℃ 근처에서 완전 분해되는 바인더 수지를 사용하게 되므로, 소성온도를 종래의 450℃ 내지 550℃에서 400℃ 내지 450℃ 정도로 낮추는 것이 가능하며, 결과적으로, 낮은 소성 온도를 구현하는 것이 가능하여 형광체의 열화가 적어지므로, 휘도 저하도 작아지게 된다.
이하, 본 발명을 실시예를 통하여 더욱 상세히 설명하나, 본 발명의 범위가 하기 실시예로 한정되는 것은 아니다.
실시예
실시예 1. 본 발명에 따른 형광체 페이스트 조성물의 제조
벤질알코올 용매에 부틸메타크릴레이트, 메틸메타크릴레이트 단량체와 2,2'- 아조비스이소부티로니트릴 (2,2'- AzobisIsoButyroNitrile, AIBN)을 첨가하여, 평균 분자량 100만 정도의 Poly(BMA-co-MMA)를 합성하였다. 여기에 터핀올을 첨가하여 비이클을 제조하였다. 또한, 2 ~ 10 ㎛의 평균 입경을 갖는 형광체 분말을 페인트 쉐이커 (Paint shaker)를 이용하여 5시간 동안 분쇄하여, 0.5 ~ 2 ㎛ 크기의 평균 입경을 갖는 형광체 분말을 제조하였다. 비이클 60 중량%와 분쇄된 형광체 BaMgAl14O24:Eu 40 중량%를 교반기를 이용하여 혼합한 후, 3 롤밀로 균일하게 분산시켰다. 제조된 형광체 페이스트 조성물의 점도를 이를 Rheostress기기를 이용하여 측정하였다.
비교예 1. 종래기술에 따른 형광체 페이스트 조성물의 제조
2 ~ 10 ㎛ 크기의 평균 입경을 갖는 형광체 분말을 분쇄하지 않고 그대로 사용하였다는 점을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방법에 의해서 형광체 페이스트 조성물을 제조하였다. 제조된 형광체 페이스트 조성물의 점도를 이를 Rheostress기기를 이용하여 측정하였다.
비교예 2. 종래기술에 따른 형광체 페이스트 조성물의 제조
에틸셀룰로오스에 터핀올과 부틸카비톨 아세테이트 용매를 혼합하여 비이클을 제조하였다는 점을 제외하고는, 비교예 1과 동일한 방법에 의해서 형광체 페이스트 조성물을 제조하였다. 제조된 형광체 페이스트 조성물의 점도를 이를 Rheostress기기를 이용하여 측정하였다.
상기 실시예 1과 비교예1 및 2의 형광체 페이스트 조성물에 대한 응력에 따 른 점도의 크기를 도 4의 그래프에 도시하였다.
도 4를 참조하면, 비교예 1의 경우와 같이, 기존의 에틸셀룰로오스 바인더 수지 대신에 아크릴계 바인더 수지를 사용하면, 응력의 증가에 따른 점도의 강하가 작다. 이는 스퀴즈를 이용하여 스크린 인쇄시, 스크린을 통해 형광체 페이스트가 인쇄기판에 인쇄되기 어렵다는 것을 의미한다. 그러나, 실시예 1의 경우는 아크릴계 바인더를 사용하면서도 형광체의 입자 크기를 조절하게 되면, 기존의 에틸셀룰로오스 바인더를 사용하는 비교예 2의 경우와 같이 응력 증가에 따른 점도의 강하가 크다. 따라서, 스크린 인쇄시 형광체 페이스트가 인쇄 기판에 쉽게 인쇄되는 장점이 있다.
한편, 비교예 2는 에틸셀룰로오스 바인더를 사용하므로, 도 2에서 볼 수 있는 바와 같이, 소성 온도를 바인더 분해 온도인 450℃ 이상으로 유지해야 하지만, 실시예 1과 비교예 1의 경우는 바인더 분해 온도가 400℃ 근처이므로, 비교예 2에 비해서 소성 온도를 50℃ 가량 작게 유지할 수 있다는 장점이 있다.
결국, 비교예 1 및 2에 비해 실시예 1에 따른 형광체 페이스트 조성물은 인쇄성이 향상되면서도 소성 온도를 낮출 수 있다는 장점이 있다.
본 발명에 따르면, 형광체 페이스트 조성물의 소성 온도를 기존의 조성물에 비해서 50℃ 이상 낮출 수 있으며, 따라서 열에 의한 형광체의 열화를 최소화할 수 있게 된다. 또한, 쉬어 씨닝 (shear thining) 효과의 증대에 의해서 스크린 인쇄법, 디스펜서법, 또는 저압토출법 등과 같은 형광체층 형성 방법들에 폭 넓게 적용 가능하며, 아크릴계 또는 비닐계 바인더 수지를 사용하면서도 전단 응력의 증가에 따른 점도 강하가 커져서 인쇄성이 향상된다는 효과가 있다.

Claims (14)

  1. 형광체 분말, 바인더 수지 및 용매를 포함하는 형광체 페이스트 조성물에 있어서, 상기 형광체 분말의 평균 입경이 0.5 내지 2 ㎛이고, 상기 바인더 수지가 분자량 100,000 내지 5,000,000의 아크릴계 고분자 수지, 비닐계 고분자 수지 또는 그 혼합물인 것을 특징으로 하는 형광체 페이스트 조성물.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 형광체 페이스트 조성물은 형광체 분말 100 중량부에 대해서, 바인더 수지 1 내지 50 중량부 및 용매 40 내지 400 중량부를 포함하는 것을 특징으로 하는 형광체 페이스트 조성물.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 형광체 분말은 적색 형광체 분말로서 (Y,Gd)BO3:Eu, Y2O3:Eu, Y(P,V)O4:Eu, 및 (Y,Gd)2O3:Eu로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나의 물질, 녹색 형광체 분말로서 Zn2SiO4:Mn, BaAl12O19:Mn, 및 YBO3:Tb로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나의 물질, 및 청색 형광체 분말로서 BaMgAl14O24:Eu 및 SrMg(SiO2)2:Eu로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나의 물질을 포함하는 것을 특징으로 하는 형광체 페이스트 조성물.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 바인더 수지는 400℃ 내지 450℃의 열분해 온도를 갖는 것을 특징으로 하는 형광체 페이스트 조성물.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 아크릴계 수지는, 폴리메틸메타크릴레이트, 폴리메틸아크릴레이트, 폴리에틸아크릴레이트, 폴리에틸메타크릴레이트, 폴리노말프로필아크릴레이트, 폴리노말프로필메타크릴레이트, 폴리이소프로필아크릴레이트, 폴리이소프로틸 메타크릴레이트, 폴리노말부틸아크릴레이트, 폴리노말부틸메타크릴레이트, 폴리씨클로헥실아크릴레이트, 폴리씨클로헥실메타크릴레이트, 폴리라우릴아크릴레이트, 폴리라우릴메타크릴레이트, 폴리스테아릴아크릴레이트 및 폴리스테아릴메타크릴레이트로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나의 수지인 것을 특징으로 하는 형광체 페이스트 조성물.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 비닐계 수지는, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리스티렌, 폴리비닐알콜, 폴리부틸아세테이트 및 폴리비닐피롤리돈으로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나의 수지인 것을 특징으로 하는 형광체 페이스트 조성물.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 용매는 터핀올, 부틸카비톨아세테이트, 에틸렌글리콜, 디에틸렌글리콜, 에틸에테르아세테이트, 벤질알코올, 톨루엔, 메틸에틸케톤, 또는 그 혼합물인 것을 특징으로 하는 형광체 페이스트 조성물.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 형광체 페이스트 조성물은, 아크릴계 분산제, 실리콘계 소포제, 평활제, 산화 방지제 및 가소제로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상의 첨가제를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 형광체 페이스트 조성물.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 첨가제의 함량은 형광체 페이스트 조성물 총중량에 대해서 5 중량% 이하인 것을 특징으로 하는 형광체 페이스트 조성물.
  10. 제1항 내지 제9항 중의 어느 한 항에 따른 형광체 페이스트 조성물을 이용하여 제조된 형광체층.
  11. 제10항에 따른 형광체층을 포함하는 플라즈마 디스플레이 패널.
  12. 배면 기판 상에 어드레스 전극, 유전체층 및 격벽을 형성하는 단계;
    상기 격벽 상에 제1항 내지 제9항 중의 어느 한 항에 따른 형광체 페이스트 조성물을 도포하고 소성하여 형광체층을 형성함으로써 배면 패널을 제조하는 단계;
    전면 기판 상에 유지 전극, 유전체 및 보호층을 형성함으로써 전면 패널을 제조하는 단계; 및
    상기 배면 패널 및 상기 전면 패널을 봉착하는 단계
    를 포함하는 플라즈마 디스플레이 패널의 제조방법.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 형광체층의 형성 단계는 스크린 인쇄법, 디스펜서법 또는 저압 토출법에 의해서 수행되는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널의 제조방법.
  14. 제12항에 있어서,
    상기 소성 단계는 400℃ 내지 450℃의 온도에서 10분 내지 1시간 동안 수행되는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널의 제조방법.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR100803620B1 (ko) * 2006-12-28 2008-02-19 중앙대학교 산학협력단 유ㆍ무기 나노 복합체가 코팅된 ｐｄｐ 및 ｌｅｄ용 형광체 및 그의 제조방법
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