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KR100790864B1 - 분산제, 이를 포함한 페이스트 조성물, 이를 사용하여제조되는 무기 소자 및 이를 채용한 표시 소자 - Google Patents

분산제, 이를 포함한 페이스트 조성물, 이를 사용하여제조되는 무기 소자 및 이를 채용한 표시 소자 Download PDF

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KR100790864B1
KR100790864B1 KR1020050135838A KR20050135838A KR100790864B1 KR 100790864 B1 KR100790864 B1 KR 100790864B1 KR 1020050135838 A KR1020050135838 A KR 1020050135838A KR 20050135838 A KR20050135838 A KR 20050135838A KR 100790864 B1 KR100790864 B1 KR 100790864B1
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South Korea
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paste composition
weight
parts
group
dispersant
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KR1020050135838A
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이은성
이돈익
최재영
윤선미
김슬기
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삼성전자주식회사
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Publication date
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Abstract

분지형 알킬기 및 아릴렌기를 포함하는 소수부; 및 알킬렌옥사이드기 및 카르복실기를 포함하는 친수부를 포함하는 분산제를 제공한다.
상기에서, 알킬기는 탄소수 5 내지 30 의 치환 또는 비치환된 알킬기이고, 아릴렌기는 탄소수 6 내지 30 의 치환 또는 비치환된 아릴렌기이며, 알킬렌옥사이드기는 탄소수 2 내지 10 의 치환 또는 비치환된 알킬렌 옥사이드기이다.
본 발명의 분산제는 분산성이 우수하면서도 소성 후에 잔류하는 탄소량이 작기 때문에, 상기 분산제를 포함하는 페이스트 조성물은 낮은 점도를 유지하면서도, 많은 양의 무기 입자를 분산시킬 수 있다. 따라서, 상기 페이스트 조성물을 사용하여 제조된 무기 소자는 낮은 잔탄량 및 높은 충진 밀도를 가질 수 있다.

Description

분산제, 이를 포함한 페이스트 조성물, 이를 사용하여 제조되는 무기 소자 및 이를 채용한 표시 소자{Dispersants, paste composition containg the same, inorganic device produced by the composition and display device comprising the device}
도 1 은 본 발명에 따른 플라즈마 표시 패널의 개략적인 구조를 나타낸 도면이다.
도 2 는 본 발명에 따른 전계 방출 표시 소자의 개략적인 구조를 나타낸 도면이다.
도 3 은 실시예 2 및 비교예 4 내지 6 에 대해 얻어진 겉보기 점도(apparent viscosity) 측정 결과를 나타낸 그래프이다.
도 4 는 실시예 3 및 비교예 7에 대해 얻어진 동적 점도를 주파수(전단 속도)에 대하여 도시한 그래프이다.
도 5 및 도 6 은 도 4에서 얻어진 동적 점도를 G'(저장 탄성 계수), G"(손실 탄성 계수) 및 tan(delta)에 대해 도시한 그래프이다.
도 7 내지 9 는 실시예 1 및 비교예 1 및 3 에 대한 열중량 분석(TGA) 결과를 나타낸 그래프이다.
도 10 은 p=5인 화학식 3 화합물의 NMR 그래프이다.
도 11은 실시예 13 내지 15 및 비교예 7에 대한 동적 점도 측정 결과를 나타낸 그래프이다.
도 12는 실시예 13 및 비교예 7, 13 내지 17 에 대한 동적 점도 측정 결과를 나타낸 그래프이다.
도 13은 실시예 16 및 비교예 18에 대한 동적 점도 측정 결과를 나타낸 그래프이다.
도 14a 및 15a는 비교예 19 에 대한 SEM 사진이다.
도 14b 및 15b는 실시예 18 에 대한 SEM 사진이다.
도 16은 실시예 17 및 비교예 19 에 대한 광발광 효율 측정 결과를 나타내는 그래프이다.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
110... 후면 패널 121... 후면 기판
122... 어드레스 전극 123... 배면 유전체층
124... 격벽 125... 형광체층
110... 전면 패널 111... 전면 기판
112... Y 전극 113... X 전극
114... 유지 전극쌍 115... 전면 유전체층
116... 보호막
411... 후면 기판 412... 캐소드
413... 절연층 414... 게이트
415... 미세 개구 416... 에미터
421... 전면 기판 422... 애노드
423... 형광층 424... 블랙 매트릭스
431... 스페이서
본 발명은 분산제, 이를 포함한 페이스트 조성물 및 이를 사용하여 제조되는 무기 소자 및 이를 채용한 표시 소자에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 분산성이 우수하고 잔탄량이 낮은 분산제, 상기 분산제를 포함하는 페이스트 조성물 및 상기 페이스트 조성물을 사용하여 제조되는 무기 소자 및 이를 채용한 표시 소자에 관한 것이다.
종래의 정보 전달 매체의 중요 부분인 표시 소자의 대표적인 활용 분야로는 개인용 컴퓨터의 모니터와 텔레비젼 수상기 등을 들 수 있다. 이러한 표시 소자는 고속 열전자 방출을 이용하는 음극선관(CRT; Cathode Ray Tube)과, 최근에 급속도로 발전하고 있는 액정 표시 소자(LCD; Liquid Crystal Display), 플라즈마 표시 패널(PDP; Plasma Display Panel) 및 전계 방출 표시 소자(FED; Field Emission Display) 또는 카본 나노 튜브(Carbon Nano Tube; CNT) 램프 등과 같은 평판 표시 소자(Flat Panel Display)로 크게 분류될 수 있다.
이러한 평판 표시 소자들 중에서 예를 들어, 플라즈마 표시 패널은 투명 전 극 상호 간에 전압을 인가함으로써 전극의 위에 있는 유전층과 보호층의 표면에서 방전이 일어나 자외선이 발생하고, 이렇게 발생된 자외선에 의해서 후면 기판에 도포되어 있는 형광체가 여기하여 발광되도록 하는 표시 소자이며, 전계 방출 표시 소자 또는 카본나노튜브 램프는 캐소드 전극 위에 일정한 간격으로 배열된 에미터에 게이트 전극으로부터 강한 전기장을 인가함으로써 에미터로부터 전자를 방출시키고, 이 전자를 애노드 전극의 표면에 도포된 형광물질에 충돌시켜 발광되도록 하는 표시 소자이다.
상기 소자들의 원리적인 차이점에도 불구하고, 상기 소자들의 제조시에 패널 사이에 위치하는 구성 요소들 가운데 형광체 등은 페이스트 형태로 기판 상에 도포되는 것이 일반적이다. 이 경우 상기 페이스트를 구성하는 각종 성분들은 페이스트 내에서 균일하게 분산되어 있어야 하며 쉽게 침전되지 않아야 한다. 그래야만, 소성 등의 이후 단계를 거친 다음에도 균일한 품질을 가진 소자가 얻어질 수 있기 때문이다. 이것은 단지 평판 표시 소자들의 경우만이 아니라 전자 분야에 사용되는 다른 많은 소자들의 경우에도 동일하게 요구되는 것으로서, 분산성이 떨어질 경우 소성 등의 경화 단계를 거친 다음 균일한 전기적 또는 자기적 특성을 보여주기 어렵다.
그러므로, 이러한 분산성의 향상을 위해 상기 페이스트들에는 분산제가 첨가되는 것이 일반적이다. 예를 들어, 플라즈마 표시 패널 격벽용 페이스트에 분산제를 사용한 경우로는 대한민국 공개 제2001-0037347호, 제2003-0033564호, 일본공개 제 2000-203887호 등 많은 종래 기술이 알려져 있으며, 특히 분산성이 우수한 분산 제로서는 포스페이트계 분산제가 알려져 있다.
그런데, 상기 페이스트는 제품의 완성을 위해 소성 단계를 거치게 된다. 이 경우 상기 분산제는 탄화된 다음 기화되는 것이 일반적이지만 일부는 잔류하게 된다. 예를 들어, 분산제를 포함하는 페이스트를 사용한 평판 표시 소자들의 경우에 유전체에 이러한 잔류 탄소가 존재하게 되면 가시광선이 통과할 경우 일종의 검은 점으로 보여지게 되며 결과적으로 완성품의 색순도를 저하시켜 화질을 떨어뜨리게 된다. 그리고, 플라즈마 표시 패널용 격벽에 존재할 경우에는 방전 수명을 감소시키게 되므로 제품 성능에 치명적인 결과를 가져온다. 따라서, 상기 페이스트에 사용되는 분산제는 분산성 외에도 잔류 탄소량이 적어야만 한다.
그러나, 종래에 사용되는 분산제는 분산성이 양호할 경우 잔류 탄소량이 많거나, 잔류 탄소량이 작을 경우 분산성이 떨어지는 문제가 있어 그 적용에 한계가 있었다. 따라서, 양호한 분산성 외에도 낮은 잔류 탄소량을 동시에 구비한 분산제의 개발이 여전히 요구된다.
본 발명이 이루고자 하는 첫번째 기술적 과제는 분산성이 우수하고 잔류 탄소량이 낮은 분산제를 제공하는 것이다.
본 발명이 이루고자 하는 두 번째 기술적 과제는 상기 분산제를 포함하여 제조되는 페이스트 조성물을 제공하는 것이다.
본 발명이 이루고자 하는 세 번째 기술적 과제는 상기 페이스트 조성물을 채용한 표시 소자를 제공하는 것이다.
본 발명이 이루고자 하는 네 번째 기술적 과제는 상기 페이스트 조성물을 채용한 플라즈마 디스플레이를 제공하는 것이다.
본 발명은 상기 첫 번째 기술적 과제를 달성하기 위하여,
분지형 알킬기 및 아릴렌기를 포함하는 소수부; 및
알킬렌옥사이드기 및 카르복실기를 포함하는 친수부
를 포함하는 분산제를 제공한다.
상기에서,
알킬기가 탄소수 5 내지 30 의 치환 또는 비치환된 알킬기이고,
아릴렌기가 탄소수 6 내지 30 의 치환 또는 비치환된 아릴렌기이며,
알킬렌옥사이드기가 탄소수 2 내지 10 의 치환 또는 비치환된 알킬렌 옥사이드기이다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 분산제는 하기 <화학식 1>로 표시되는 것이 바람직하다.
<화학식 1>
R1-A-(OR2)n-(OR3)m-O-(CH2)k-COOH
상기 식에서,
R1은 탄소수 5 내지 30의 치환 또는 비치환된 분지형 알킬기;
A는 탄소수 6 내지 30의 치환 또는 비치환된 아릴렌기;
R2 및 R3 는 각각 독립적으로 탄소수 2 내지 5의 치환 또는 비치환된 알킬렌기;
k 는 0 내지 2;
n 및 m은 각각 독립적으로0 내지 30의 정수; 및,
3≤n+m≤30이다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 상기 분산제는 하기 <화학식 2>로 표시되는 것이 바람직하다.
<화학식 2>
Figure 112005078592527-pat00001
상기 식에서,
R1은 탄소수 5 내지 30의 치환 또는 비치환된 분지형 알킬기;
R2 는 각각 독립적으로 탄소수 2 내지 5의 치환 또는 비치환된 알킬렌기; 및,
n 은 0 내지 30의 정수이다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 상기 분산제는 하기 <화학식 3>으로 표시되는 것이 바람직하다.
<화학식 3>
Figure 112005078592527-pat00002
상기 식에서, p는 3 내지 10이다.
본 발명은 상기 두 번째 기술적 과제를 달성하기 위하여,
무기 입자; 및,
유기 용매;
상기에 따른 분산제
를 포함하는 페이스트 조성물을 제공한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 유기 용매는 터피네올, 부틸카비톨, 부틸카비톨 아세테이트, 펜테인디올, 다이펜틴, 리모닌, 에틸렌글리콜 알킬 에테르, 디에틸렌글리콜 알킬 에테르, 에틸렌글리콜 알킬 에테르 아세테이트, 디에틸렌글리콜 알킬 에테르 아세테이트, 디에틸렌글리콜 디알킬 에테르 아세테이트, 트리에틸렌글리콜 알킬 에테르 아세테이트, 트리에틸렌 글리콜 알킬 에테르, 프로필렌글리콜 알킬 에테르, 프로필렌글리콜 페닐 에테르, 디프로필렌글리콜 알킬 에테르, 트리프로필렌글리콜 알킬 에테르, 프로필렌글리콜 알킬 에테르 아세테이트, 디프로필렌글리콜 알킬 에테르 아세테이트, 트리프롤필렌글리콜 알킬 에테르 아세테이트, 프탈산 디메틸, 프탈산 디에틸, 프탈산 디부틸 및 증류수로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상인 것이 바람직하다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 상기 조성물은 무기 입자 100중량부를 기준으로, 유기 용매 24 내지 80 중량부 및 분산제 0.5 내지 3 중량부를 포함하는 것이 바람직하다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 상기 무기 입자는 유리 분말이며;
유기 바인더;
를 추가적으로 포함하는 것이 바람직하다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 상기 유리 분말은 PbO, BaO, SiO2, B2O3, Al2O3, ZnO, Bi2O3, MgO, Na2O, K2O, TiO2, ZrO2, CuO, 및 SnO2 로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상인 것이 바람직하다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 상기 유기 바인더는 셀룰로오스계 수지, 부티랄계 수지, 폴리에틸렌 옥사이드, 아크릴레이트계 수지, 비닐계 수지 및 폴리프로필렌 카보네이트로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상인 것이 바람직하다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 상기 조성물은 첨가제를 추가적으로 포함하는 것이 바람직하다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 상기 조성물은 유리 분말 100중량부를 기준으로, 유기 바인더 3 내지 6 중량부, 유기 용매 21 내지 74 중량부 및 분산제 0.5 내지 3.0 중량부를 포함하는 것이 바람직하다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 상기 조성물은 유리 분말 100 중량부를 기준으로 첨가제 0.1 내지 3 중량부를 추가적으로 포함하는 것이 바람직하다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 상기 페이스트 조성물은 온도 25??, 전단 속도 1sec-1 에서의 점도가 10,000 내지 60,000 cps인 것이 바람직하다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 상기 무기 입자는 형광체이며;
유기 바인더;
를 추가적으로 포함하는 것이 바람직하다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 상기 형광체는 YBO3:Tb3+, BaMg10Al17:Eu, YGdBO3:Eu 및 Zn2SiO4:Mn으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상인 것이 바람직하다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 상기 형광체 페이스트 조성물은 첨가제를 추가적으로 포함하는 것이 바람직하다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 상기 형광체 페이스트 조성물은 형광체 100 중량부를 기준으로, 바인더 3 내지 6 중량부, 유기 용매 21 내지 74 중량부, 및 분산제 0.5 내지 3 중량부를 포함하는 것이 바람직하다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 상기 형광체 페이스트 조성물은 형광체 100 중량부를 기준으로 첨가제 0.1 내지 3 중량부를 추가적으로 포함하는 것이 바람직하다.
본 발명은 상기 세 번째 기술적 과제를 달성하기 위하여, 상기 페이스트 조 성물을 채용한 표시 소자를 제공한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 표시 소자는 플라즈마 디스플레이 소자인 것이 바람직하다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 상기 표시 소자는 전계 방출 표시 소자인 것이 바람직하다.
본 발명은 상기 네 번째 기술적 과제를 달성하기 위하여, 상기 페이스트 조성물을 격벽으로 채용한 플라즈마 디스플레이를 제공한다.
이하 본 발명을 보다 구체적으로 설명하기로 한다.
본 발명의 분산제는 분지형 알킬기 및 아릴렌기를 포함하는 소수부와 에틸렌 옥사이드기 및 카르복실기를 포함하는 친수부를 구비하여, 분산성만이 우수하거나 또는 잔류 탄소량만이 적은 종래의 일반적인 분산제와는 달리 분산성이 우수하면서도 소성 후에 잔류하는 탄소량이 작기 때문에, 상기 분산제를 포함하는 페이스트 조성물은 점도가 낮으며 상기 페이스트 조성물을 사용하여 제조된 무기 소자는 잔탄량이 낮으며 충진 밀도의 개선이 가능하다.
본 발명의 분산제는 분지형 알킬기 및 아릴렌기를 포함하는 소수부와 알킬렌옥사이드기 및 카르복실기를 포함하는 친수부를 포함한다. 여기서, 알킬기가 탄소수 5 내지 30 의 치환 또는 비치환된 알킬기이고, 아릴렌기가 탄소수 6 내지 30 의 치환 또는 비치환된 아릴렌기이며, 알킬렌옥사이드기가 탄소수 2 내지 10 의 치환 또는 비치환된 알킬렌 옥사이드기이다.
분산제는 계면활성제 가운데 특히 분산의 목적으로 사용되는 것들을 총칭하는 용어이다. 분산제가 반드시 계면활성제이어야 하는 것은 아니지만 연속상(continuous phase) 사이에 분산된 불연속상(discontinuous phase) 입자들은 서로 뭉치려고 하는 경향이 있으므로 이들 사이에 반발력을 주기 위해서는 대부분의 경우 연속상 및 불연속상의 계면에 존재하는 계면활성제를 사용하게 된다.
본 발명의 분산제는 소수부에 분지형 알킬기 및 아릴렌기를 동시에 포함한다. 분지형 알킬기는 직선형 알킬기와는 달리 종횡비(aspect ratio)가 낮다. 따라서 계면의 단위 면적에 존재하는 분산제의 개수는 직선형인 알킬기에 비해 줄어들 수 있어 계면장력의 감소는 상대적으로 크지 않을 수 있으나, 분지된 가지들에 의해 일종의 가교되어 있는 소수부를 형성할 수 있으므로 다른 분산된 입자와의 충돌시에도 소수부를 비교적 잘 유지할 수 있게 되어 분산성은 향상되는 결과를 가져올 수 있다. 그리고 소수부가 길이에 비해 폭이 커지므로 부피가 상대적으로 커져 분산된 입자 표면을 효과적으로 감쌀 수 있게 되어 입자의 분산을 안정화시켜주는 역할을 한다. 대표적인 분산제인 Aerosol OT의 경우에도 소수부가 직선형이 아니라 분지형이며 2개의 소수부 체인이 달려있어 소수부의 부피가 매우 크며 일종의 이등변 삼각형과 같은 모양을 가지게 된다. 그리고, 아릴렌기는 견고한 아로마틱 링을 형성한다. 따라서 계면에 흡착할 경우 소수부의 견고성을 향상시키는 역할을 할 수 있다.
또한 본 발명의 분산제는 알킬렌옥사이드기 및 카르복실기를 포함하는 친수부를 포함한다. 알킬렌옥사이드기는 대표적인 비이온성 작용기로서 대표적인 친수 기로는 에틸렌옥사이드를 예로 들 수 있다. 이러한 알킬렌옥사이드기는 반응 조건에 따라 분산제 분자내에 존재하는 개수를 쉽게 조절하는 것이 가능하므로 분산제의 전체적인 분산 특성을 제어하는 것을 용이하게 만들어준다. 그리고, 카르복실기는 극성 작용기로서 일반적으로는 금속 염의 형태로 보다 많이 사용된다(예를 들어 비누). 그러나 금속 염의 형태를 가질 경우 이온성 분산제가 되어 분산제들간의 반발이 지나치게 커지므로, 분산제로 사용하기에는 적절하지 않은 경우가 있어 카르복실기 형태를 그대로 사용한다. 카르복실기를 가지는 대표적인 화합물은 탄소수가 10개 이상인 지방산으로서 보조적인 유화제 등에 사용되고 있다. 카르복실기는 히드록시기와 카르보닐기의 두가지 극성기를 동시에 가지고 있기 때문에 극성인 표면을 가지는 다양한 입자들의 표면에 비교적 잘 흡착되며, 열을 가할 경우 이산화탄소로 쉽게 분해된다는 장점을 가진다.
상기 분산제를 보다 구체적으로 설명하면, 상기 분산제에서 알킬기는 탄소수 5 내지 30 의 치환 또는 비치환된 알킬기가 바람직하다. 알킬기가 5개 미만일 경우에는 소수성이 지나치게 감소하고 탄소구가 30 이상인 경우에는 소수성이 지나치게 커지게 된다. 상기 분산제에서 아릴렌기는 탄소수 6 내지 30 의 치환 또는 비치환된 아릴렌기가 바람직하다. 탄소수가 6 개 미만인 경우 중성 상태에서 평면 형태를 가진 아릴렌기를 얻기 어렵다는 문제가 있고 탄소수가 30 개를 초과하는 경우에는 아릴렌기가 지나치게 커져 계면에 조밀하게 흡착하기가 어려워지는 문제가 있다. 상기 분산제에서 알킬렌옥사이드기는 탄소수 2 내지 10 의 치환 또는 비치환된 알킬렌 옥사이드기가 바람직하다. 탄소수 1 인 것은 합성이 곤란하고 탄소수 10 이상 인 경우에는 친수성을 발휘하기 어려운 문제가 있다. 상기 알킬기, 아릴렌기 및 알킬렌옥사이드기는 다른 치환기로 치환이 가능하며 당해 기술 분야에서 알려진 다양한 치환기로 치환이 가능하며 특별히 한정되지 않는다. 이러한 치환에 의해 계면장력을 추가적인 감소시킬 수 있다.
특히, 상기 아릴렌기의 예로서는 페닐렌, 인데닐렌, 나프탈레닐렌, 페난트레닐렌(phenanthrenylene), 안트라세닐렌, 및 피레닐렌(pyrenylene) 등이 가능하나 이에 한정되지 않으며 기타 방향성(aromaticity)를 가지는 당해 기술 분야에서 사용될 수 있는 모든 알릴렌기가 가능하다.
상기 분산제는 하기 <화학식 1>로 표시되는 것이 바람직하다.
<화학식 1>
R1-A-(OR2)n-(OR3)m-O-(CH2)k-COOH
상기 식에서,
R1은 탄소수 5 내지 30의 치환 또는 비치환된 분지형 알킬기;
A는 탄소수 6 내지 30의 치환 또는 비치환된 아릴렌기;
R2 및 R3 는 각각 독립적으로 탄소수 2 내지 5의 직선형 또는 가지형 알킬렌기;
k 는 0 내지 4;
n 및 m은 각각 독립적으로0 내지 30의 정수; 및,
3≤n+m≤30이다.
더욱 바람직하게는, 상기 분산제는 하기 <화학식 2>로 표시될 수 있다.
<화학식 2>
Figure 112005078592527-pat00003
상기 식에서,
R1은 탄소수 5 내지 30의 치환 또는 비치환된 분지형 알킬기;
R2 는 각각 독립적으로 탄소수 2 내지 5의 직선형 또는 가지형 알킬렌기; 및,
n 은 0 내지 30의 정수이다.
그리고 가장 바람직하게는, 상기 분산제는 하기 <화학식 3>으로 표시될 수 있다.
<화학식 3>
Figure 112005078592527-pat00004
상기 식에서, p는 3 내지 10이다.
상기 본 발명에 따른 분산제를 합성하는 방법은 당해 기술 분야에서 알려진 일반적인 모든 방법이 사용 가능하며 특별히 어떠한 방법으로 한정되지 않는다.
그리고 상기 본 발명에 따른 분산제는 600℃ 에서의 잔류 탄소량이 2중량% 미만인 것이 바람직하다.
본 발명은 무기 입자, 유기 용매 및 상기에 따른 분산제를 포함하는 페이스트 조성물을 제공한다. 상기 무기 입자는 특별히 한정되지 않으며 무기 산화물, 금속 산화물 등 유기 용매 등에 분산되어 페이스트 형태로 제조될 수 있는 당해 기술 분야에서 사용되는 모든 형태의 무기 입자를 포함한다. 예를 들어 유리 입자, 형광체 입자, 자성체 입자 등이다. 이러한 무기 입자들은 페이스트 형태로 사용되기 위해서는 화학적 조성 보다는 그 입자의 평균 입경이 보다 중요하게 취급되는데 본 발명의 페이스트에 사용되는 무기 입자의 평균 입경(Davg)은 0.001 내지 1000㎛가 바람직하며, 더욱 바람직하게는 0.01 내지 100㎛, 가장 바람직하게는 0.1 내지 10㎛이다.
상기 페이스트 조성물에 사용되는 유기 용매는 터피네올, 부틸카비톨(BC), 부틸카비톨아세테이트(BCA), 펜테인디올, 다이펜틴, 리모닌, 에틸렌글리콜 알킬 에테르, 디에틸렌글리콜 알킬 에테르, 에틸렌글리콜 알킬 에테르 아세테이트, 디에틸렌글리콜 알킬 에테르 아세테이트, 디에틸렌글리콜 디알킬 에테르 아세테이트, 트리에틸렌글리콜 알킬 에테르 아세테이트, 트리에틸렌 글리콜 알킬 에테르, 프로필렌글리콜 알킬 에테르, 프로필렌글리콜 페닐 에테르, 디프로필렌글리콜 알킬 에테르, 트리프로필렌글리콜 알킬 에테르, 프로필렌글리콜 알킬 에테르 아세테이트, 디프로필렌글리콜 알킬 에테르 아세테이트, 트리프롤필렌글리콜 알킬 에테르 아세테이트, 프탈산 디메틸, 프탈산 디에틸, 프탈산 디부틸 및 증류수 등이 바람직하며 이들의 혼합물도 가능하나 이들에 한정되지는 않으면 상기 무기 입자를 분산시킬 수 있는 용매로서 당해 기술 분야에서 사용되는 용매라면 모두 사용가능 하다.
상기 페이스트 조성물의 구체적인 예로서, 본 발명은 유리 분말, 유기 바인더, 유기 용매 및 상기에 따른 분산제를 포함하는 유리 페이스트 조성물을 제공한다.
본 발명에서 사용하는 유리 분말은 먼저 유리 프릿으로서, 열팽창 계수가 60×10-7 내지 90×10-7/℃(30~300℃)이며, 400 내지 600℃의 연화점을 갖는 유리라면 제한은 없으나, PbO-SiO2계, PbO-SiO2-B2O3계, PbO-SiO2-B2O3-ZnO계, PbO-SiO2-B2O3-BaO계, PbO-SiO2-ZnO-BaO계, ZnO-SiO2계, ZnO-B2O3-SiO2계, ZnO-K2O-B2O3-SiO2-BaO계, Bi2O3-SiO2계, Bi2O3-B2O3-SiO2계, Bi2O3-B2O3-SiO2-BaO계, ZnO-BaO-B2O3-P2O5-Na2O계 및 Bi2O3-B2O3-SiO2-BaO-ZnO계로 이루어진 군으로부터 선택된다.
예를 들어, PbO-B2O3-SiO2계 유리로는, 질량 백분율로 PbO 35 내지 75%, B2O3 0 내지 50%, SiO2 8 내지 30%, Al2O3 0 내지 10%, ZnO 0 내지 10%, CaO+MgO+SrO+BaO 0 내지 10%, SnO2+TiO2+ZrO2 0 내지 6%의 조성을 갖는 유리를 사용할 수 있다.
BaO-ZnO-B2O3-SiO2계 유리로는, 질량 백분율로 BaO 20 내지 50%, ZnO 25 내지 50%, B2O3 10 내지 35%, SiO2 0 내지 10%의 조성을 갖는 유리나, BaO 3 내지 25%, ZnO 30 내지 60%, B2O3 15 내지 35%, SiO2 3 내지 20%, Li2O+Na2O+K2O 1 내지 12%의 조성을 갖는 유리를 사용할 수 있다.
ZnO-Bi2O3-B2O3-SiO2계 유리로는, 질량 백분율로 ZnO 25 내지 45%, Bi2O3 15 내지 40%, B2O3 10 내지 30%, SiO2 0.5 내지 10%, CaO+MgO+SrO+BaO 0 내지 24%의 조성을 갖는 유리를 사용할 수 있다.
ZnO-BaO-B2O3-P2O5-Na2O계 유리로는, 질량 백분율로 ZnO 30 내지 35%, BaO 25 내지 20%, B2O3 30 내지 35%, P2O5 12 내지 8%, Na2O 3 내지 5% 의 조성을 갖는 유리를 사용할 수 있다.
상기 유리 프릿의 입자 형상은 특별히 한정되지 않지만, 구형인 것이 바람직한데, 이는 구형의 입자가 충진율 및 자외선 투과도에 있어서 판상이나 무정형보다 우수한 특성을 갖기 때문이다. 유리 프릿의 평균 입자 직경 (Davg)은 2 내지 5 ㎛, 최소 입자 직경 (Dmin)은 0.5 ㎛, 최대 입자 직경 (Dmax)은 10 ㎛인 것이 적합하다. 평균 입자 직경이 2 ㎛ 미만이거나, 최소 입자 직경이 0.5 ㎛ 미만이 되면 노광 감도의 저하 및 소성 시 수축율이 커서 원하는 플리즈마 표시 패널용 격벽 형태를 얻을 수 없고, 평균 입자 직경이 5 ㎛를 초과하거나, 최대 입자 직경이 10 ㎛를 초과하게 되면 격벽의 치밀성 및 격벽 모양의 직진성이 떨어지는 문제점이 있어서 바람직하지 않다.
상기에 기재된 바와 같이, 유리 프릿의 연화 (softening) 온도는 400 내지 600 ℃인 것이 바람직한데, 연화 온도가 400 ℃ 미만이 되면 소성시 원하는 형상의 격벽을 얻을 수 없고, 연화 온도가 600 ℃를 초과하게 되면 연화가 제대로 일어나 지 않는다는 문제점이 있어서 바람직하지 않다. 또한, 유리 프릿의 열팽창 계수는 격벽이 형성되는 기판의 열 팽창 계수에 가까울 수록 좋은데, 이는 유리 프릿과 기판과의 열팽창 계수 차이가 크게 되면 기판이 휘거나 심한 경우에는 파손될 수도 있기 때문이다.
상기 유리 분말은 본 발명의 목적에 부합하는 범위 내에서 순수한 유리 성분의 프릿 이외에 그 밖의 성분을 추가적으로 함유하는 것이 가능하다.
이러한 성분들은 La2O3 등의 희토류 산화물, P2O5, MnO, Fe2O3, CoO, NiO, GeO2, Y2O3, MoO3, Rh2O3, Ag2O, In2O3, TeO2, WO3, ReO2, VO5, PdO 등이 가능하며, 또한 상기 유리 분말은 세라믹 충진제(ceramic filler)를 포함하는 것이 가능하다. 이러한 충진제로는 알루미나, 티타니아(루타일, 아나타제형), 지르코니아, 지르콘, α-석영, 석영 유리, β-석영 고용체 등이 가능하다. 특히, α-석영 등의 실리카계 재료를 사용하면 격벽(barrier rib)의 저유전율화를 도모할 수 있으므로, 소비 전력을 절감할 수 있게 된다. 또한, 격벽의 기계적 강도를 향상시키기 위해, 충진제의 일부 또는 전부를 구형상 충진제로 해도 좋다.
따라서, 상기 유리 분말은 유리 프릿 및 기타 성분들을 포함하여 PbO, BaO, SiO2, B2O3, Al2O3, ZnO, Bi2O3, MgO, Na2O, K2O, TiO2, ZrO2, CuO 및 SnO2 등으로 이루어진 군에서 선택되는 1 이상으로 이루어지는 것이 바람직하다.
상기 유기 바인더는 셀룰로오스계 수지, 부티랄계 수지, 폴리에틸렌 옥사이드, 폴리메틸메타크릴레이트, 폴리아크릴 에스테르, 및 폴리프로필렌 카보네이트 등이 바람직하나 이에 한정되지 않으며 당해 기술 분야에서 사용되는 유기 바인더를 하나 또는 둘 이상 혼합하여 사용 가능하다.
보다 구체적으로, 셀룰로오스계 수지는 건조막 강도, 및 기판 및 드라이 필름 레지스트와의 밀착성을 향상시키는 효과가 있다. 셀룰로오스계 수지로는, 에틸셀룰로오스, 히드록시에틸셀룰로오스, 메틸셀룰로오스, 카르복시메틸셀룰로오스 등을 사용할 수 있으며, 특히, 에틸셀룰로오스는 격벽 재료층 형성시의 인쇄나 코터에 적합한 페이스트 특성이 되므로 바람직하다.
부티랄계 수지는 기판과 드라이 필름 레지스트와의 밀착성 확보에 중요한 역할을 한다. 그 효과는, 셀룰로오스계 수지와 공존시킴으로써 유효하게 발휘된다. 적당한 정도의 건조막 강도와 유연성을 얻기 위해서는, 부티랄계 수지로서, 중합도가 200 내지 1,000이고, 질량 평균 분자량(Mw)이 30,000 내지 200,000인 것을 사용하는 것이 바람직하다. 또한, 기판과 드라이 필름과의 밀착성을 향상시키기 위해서는, 부티랄화도가 70 내지 80mol%인 것을 사용하는 것이 바람직하다.
본 발명의 유리 페이스트 조성물에 사용하는 유지 바인더는 셀룰로오스 수지를 단독으로 사용하는 것이 바람직하다. 그러나, 셀룰로오스계 수지와 부티랄계 수지를 혼합하여, 그 비율을 질량비로 90:10 내지 50:50의 범위로 하는 것도 가능하다.
본 발명의 유리 페이스트 조성물에서 사용되는 분산제는 상기에 언급한 분산제 이외에 생선 오일(menhaden fish oil), 폴리에틸렌이민(polyethyleneimine), 글 리세릴 트리올레이트(glyceryl trioleate), 폴리아크릴산(polyacrylic acid), 옥수수 기름(corn oil), 글리세린(glycerin), 포스페이트 에스테르(phosphate ester) 등을 추가적으로 사용할 수 있다.
본 발명의 상기 조성물은 분산제 이외에 기타 첨가제를 추가적으로 포함하는 것이 바람직하다. 상기 유리 페이스트 조성물에 추가적으로 포함될 수 있는 첨가제로는 가소제로서 디에틸 옥살레이트(diethyl oxalate), 폴리에틸렌(polyethylene), 폴리에틸렌 글리콜(polyethylene glycol), 디메틸 프탈레이트(dimethyl phthalate), 디부틸 프탈레이트(dibutyl phthalate), 디옥틸 프탈레이트(dioctyl phthalate) 등이 사용될 수 있다. 또한 기타 첨가제로서 산화방지제, 평활제, 기포제거제, 침강 방지제 등이 사용될 수 있다.
본 발명의 유리 페이스트 조성물은 일 예로서, 유리 분말 100중량부를 기준으로, 유기 바인더 3 내지 6 중량부, 유기 용매 21 내지 74 중량부 및 분산제 0.5 내지 3 중량부를 포함하는 것이 바람직하다.
유기 바인더가 3 중량부 미만인 경우에는 용매 건조후 건조막의 균열 및 결함이 발생하는 문제가 있고, 6 중량부를 초과하는 경우에는 유기 용액의 초기 점도가 높아서 페이스트의 점도가 높아지는 문제가 있다.
유기 용매가 21 중량부 미만인 경우에는 유기 용액의 초기 점도가 높아서 페이스트의 점도가 높아지는 문제가 있고 74 중량부를 초과하는 경우에는 상대적으로 유기 바인더의 함량이 낮아서 용매 건조후 건조막의 균열 및 결함이 발생하는 문제가 있다.
분산제가 0.5 중량부 미만인 경우에는 무기 입자의 분산이 충분이 이루어지지 않아 페이스트의 점도가 높아지는 문제가 있고, 3 중량부를 초과하는 경우에는 무기 입자 표면에 흡착하지 않는 잉여 분산제가 고분자 용액과 섞이면서 페이스트의 점도를 증가시키는 문제가 있다.
또한 상기 유리 페이스트 조성물은 유리 분말 100 중량부를 기준으로 첨가제 0.1 내지 3 중량부를 추가적으로 포함하는 것이 바람직하다.
상기 첨가제가 0.1 중량부 미만인 경우에는 건조시 막의 균열이 발생하는 문제가 생길 수 있고 3 중량부를 초과하는 경우에는 오히려 분산제의 기능을 방해하는 문제가 발생할 수 있다.
본 발명의 페이스트 조성물은 온도 25℃, 전단 속도 1sec- 1 에서의 점도가 10,000 내지 60,000 cps인 것이 바람직하다. 즉 점도가 60,000 cps를 초과하면 효과적인 인쇄가 어려운 문제가 있고 점도가 10,000cps 미만인 경우에는 인쇄 후 막형성이 균일하지 못한 문제가 있다.
상기 페이스트 조성물의 다른 구체적인 예로서, 본 발명은 형광체, 유기 바인더, 유기 용매 및 분산제를 포함하는 형광체 페이스트 조성물을 제공한다.
상기 형광체 페이스트 조성물에서 형광체는 YBO3:Tb3+, BaMg10Al17:Eu, YGdBO3:Eu, 및 Zn2SiO4:Mn 등이 바람직하다. 또한, 상기 형광체 입자의 평균 입경은 0.5 내지 5.0 ㎛인 것이 바람직한데, 형광체 입자의 평균 입경이 0.5 ㎛ 미만인 경 우에는 광특성에 불리한 영향을 미칠 수 있어서 바람직하지 않고, 5.0 ㎛를 초과하는 경우에는 노즐 막힘 현상으로 인하여 막 불량의 원인이 발생할 수 있어서 바람직하지 않다.
상기 조성물에서 유기 바인더 및 유기 용매는 상기 유리 페이스트 조성물에 기재된 바와 동일하다.
상기 형광체 페이스트 조성물은 가소제, 산화방지제 및 평활제를 포함하는 첨가제를 추가적으로 포함하는 것이 바람직하다.
상기 형광체 페이스트 조성물은 형광체 100 중량부를 기준으로, 바인더 3 내지 6 중량부, 유기 용매 21 내지 74 중량부, 및 분산제 0.5 내지 3 중량부를 포함하는 것이 바람직하다.
바인더의 함량이 3 중량부 미만인 경우에는 점도 조절 효과의 문제점이 있어서 바람직하지 않고, 6 중량부를 초과하는 경우에는 소성 후 잔류 탄소로 인한 광효율 저하의 문제점이 있어서 바람직하지 않다.
유기 용매의 함량이 21 중량부 미만인 경우에는 고점도로 인한 인쇄성 부족의 문제점이 있어서 바람직하지 않고, 74 중량부를 초과하는 경우에는 점도 저하의 문제점이 있어서 바람직하지 않다.
또한, 분산제의 함량이 0.5 중량부 미만인 경우에는 무기 입자의 분산이 충분이 이루어지지 않아 페이스트의 점도가 증가하는 문제가 있고, 3 중량부를 초과하는 경우에는 무기 입자의 표면에 흡착하지 않는 잉여 분산제가 고분자 용액과 섞이면서 페이스트의 점도를 증가시는 문제가 있어 바람직하지 않다.
또한 상기 형광체 페이스트 조성물은 형광체 100 중량부를 기준으로 첨가제 0.1 내지 3 중량부를 추가적으로 포함하는 것이 바람직하다.
상기 첨가제는 0.1 중량부 미만인 경우에는 형성된 막의 강도 저하로 건조시 열적 스트레스(thermal stress)에 의한 균열, 함몰, 등의 문제가 있고, 3 중량부를 초과하는 경우에는 유기 용액의 초기 점도가 높아서 입자들의 분산에 문제가 있다.
본 발명은 상기 페이스트 조성물을 채용한 표시 소자, 예를 들면 PDP, LCD, FED 등을 제공한다. 보다 구체적으로는 상기 페이스트 조성물로부터 소성, 가공 등의 공정을 거쳐 제조되는 소성체를 채용한 표시 소자를 제공한다. 상기 소성체는 무기 소자로서 향상된 충진 밀도의 구현이 가능하다. 즉 동일한 점도에서 보다 많은 양의 무기 입자를 포함하는 슬러리를 제조할 수 있어 이러한 슬러리를 소성시킬 경우 보다 향상된 충진밀도를 가지는 소성체 즉 무기 소자가 얻어질 수 있다. 본 발명에서, 상기 소성체는 플라즈마 디스플레이 패널용 격벽 또는 형광체인 것이 바람직하다. 상기 격벽 및 형광체는 상기 페이스트 조성물을 건조, 소성 등의 공정을 거쳐 제조할 수 있으며 당해 기술 분야에 알려진 모든 방법으로 제조될 수 있다. 예를 들어, 플라즈마 디스플레이 패널용 격벽은 스크린 프린팅(Screen printing)법, 샌드 블라스팅(Sand blasting)법, 첨가(Additive), 감광성 페이스트법 및 LTCCM(Low Temperature Cofired Ceramic on Metal) 방법 등을 적용할 수 있다.
또한, 본 발명은 상기 페이스트 조성물을 소성시켜 얻어진 소성체를 채용한 표시 소자를 제공한다. 본 발명에 따른 표시 소자의 일 예로서 상기 표시 소자는 플라즈마 디스플레이 소자인 것이 바람직하다. 상기 플라즈마 디스플레이 소자는 도 1 에 도시된 바와 같은 구성을 가지며, 플라즈마 디스플레이 소자의 제조 방법으로서, 먼저 전면 유리 기판(111) 위에 X전극(113) 및 Y전극(112)의 전극쌍(114)을 패터닝하여 형성하고 버스 전극(113a)을 형성한 다음, 전극을 보호하는 투명 유전체층(115)을 형성하고, 투명 유전체층(115) 위에 통상 MgO로 만들어지는 보호막(116)을 형성하여 전면 기판(110)을 제조한다.
한편 후면 기판(120)의 제작에서는, 후면 유리 기판(121) 위에, 패터닝되는 어드레스 전극(122)를 형성한 다음, 그 어드레스 전극을 커버하는 유전체층(123)을 형성한다. 격벽(124)은 본 발명의 페이스트를 유전체층(123) 상의 전면에 도포하고 건조시킨 뒤 샌드 블라스트에 의하여 원하는 칸막이벽 패턴을 가공하고 소성하여 형성한다. 그런 다음 형광체층(125)을 인쇄, 소성하여 형성한다.
플라즈마 표시 패널은 전면 유리 기판(111), 후면 유리 기판(121)의 주위에 봉지재(sealing material)를 디스펜서로 도포하고 상기에서 제작한 전면 기판과 후면 기판을 기판의 전극이 대향하도록 조립하고 패널화한 다음, 소성하고 플라즈마 표시 내부를 배기하고 방전 공간에 Ne 이나 He-Xe 등의 방전 기체를 봉입하여 제조한다. 기타 다른 표시 장치의 경우에도 상기 유리 페이스트 조성물을 이용하여 제조될 수 있다.
본 발명에 따른 표시 소자의 다른 예로서 상기 표시 소자는 전계 방출 표시 소자인 것이 바람직하다. 상기 전계 방출 표시 소자는 도 2 에 나타난 바와 같은 구성을 가지며, 캐소드 전극 (412), 애노드 전극 (422) 및 게이트 전극 (414)을 갖 는 3극관의 구조로 이루어져 있다. 그 제조 방법으로서, 먼저 상기 캐소드 전극 (412)과 게이트 전극 (414)을 에미터 (416)가 배치된 배면 기판 (411) 상에 형성하고, 애노드 전극 (422)을 전면 기판 (421)의 저면에 형성하며, 애노드 전극(422)의 저면에는 본 발명에 따른 형광체 페이스트 조성물로부터 제조된 형광층 (423)과 콘트라스트 향상을 위한 블랙 매트릭스 (424)를 형성한다. 상기 캐소드 전극 (412)의 위에는 미세한 개구들 (415)을 갖는 절연층 (413) 및 게이트 전극 (414)을 적층한다. 그리고, 배면 기판 (411)과 전면 기판 (421)은 그 사이에는 스페이서 (431)를 배치하여 서로간의 간격을 유지하도록 만들어준다. 상기 페이스트 소성물을 소성시켜 제조한 소성체를 채용한 본 발명에 따른 표시 소자는 상기 표시 소자들에 한정되지 않으며 당해 기술 분야에서 적용 가능한 기타 모든 표시 소자를 포함한다. 특히 상기 페이스트 조성물을 소성시켜 제조한 격벽을 채용한 플라즈마 디스플레이 소자가 바람직하다.
이하의 실시예 및 비교예를 통하여 본 발명을 더욱 상세하게 설명한다. 단, 실시예는 본 발명을 예시하기 위한 것이지 이들만으로 본 발명의 범위를 한정하는 것은 아니다.
분산제 제조
실시예 1
플라스크에 NaH 7.32g(305mmol)을 넣고 THF 500ml와 혼합한 후 아르곤 기체 하에서 하기 화합물 1을 13g(30.5mmol) 실온을 유지하며 적하한다. 상기 용액을 약 4시간 동안 교반하고 하기 화합물 2를 76.4g(457.7mmol) 적하한다. 그런 다음 상기 용액을 48시간 동안 실온에서 반응시킨다. 용매를 제거한 다음 n-헥산에 상기 반응물을 투입하여 침전된 고체를 셀라이트로 여과하고 여과액을 감압하에서 증류하였다. 증류 후 남은 생성물을 컬럼(MC:MeOH=20:1)으로 정제하여 붉은색 오일 성분(화합물 3)을 얻었다(수율 78%).
상기에서 얻어진 화합물 3 12.7g(23.9mmol)을 1N NaOH 200ml 수용액으로 12시간 이상 환류시켰다. 그런 다음 상기 수용액에 1N HCl 을 첨가하여 pH를 2 정도로 맞춘 다음 CHCl3 200ml로 2회 추출하였다. CHCl3 층을 MgSO4로 건조한 다음 감압하에서 용매를 증류시켰다. 증류 후 남은 생성물을 컬럼(MC:MeOH=20:1)으로 정제하여 노란색 오일 성분(화합물 4 : 폴리옥시에틸렌-1,1,3,3-테트라메틸부틸페닐 에테르 카르복시산, Polyoxyethylene 1,1,3,3-tetramethylbutylphenyl ether carboxylic acid)을 10.28g 얻었다(수율 88.6%). 상기 화합물 4의 NMR 측정 결과는 도 10에 도시되어 있다.
상기 제조 방법은 이하의 반응식 1에 개략적으로 도시되어 있다.
<반응식 1>
Figure 112005078592527-pat00005
실시예 10
플라스크에 NaH 50mmol을 넣고 THF 50ml와 혼합한 후 아르곤 기체 하에서 Triton-X 100(Polyoxyethylene 1,1,3,3-tetramethylbutylphenyl ethoxylates, ethylene oxide unit의 평균 몰수: 10) 20mmol을 25??를 유지하며 적하하였다. 상기 용액을 약 2시간 동안 교반하였다. 이어서, 에틸브로모아세테이트 50mmol을 0??에서 2시간 동안 적하하였다. 그런 다음 상기 용액을 25??에서 12시간 동안 반응시켰다. 이어서, 상기 반응 혼합물을 얼음물에 투입하였다. 유기층을 분리하고, 염산 용액 및 물로 차례로 세척하였다. 유기층을 감압하에서 증류하였다. 용매를 증류시키고 노란색 점성 오일(폴리옥시에틸렌-1,1,3,3-테트라메틸부틸페닐 에테르 에틸 카르복시레이트, Polyoxyethylene 1,1,3,3-tetramethylbutylphenyl ether ethyl carboxylate)를 얻었다(수율 78%).
상기에서 얻어진 노란색 점성 오일 18mmol을 1M NaOH 수용액 200ml 및 메탄올 10ml 의 혼합 용액에 투입하였다. 이어서, 상기 용액을 12시간 동안 환류시켰 다. 그리고, 상기 용액에 1N HCl 을 첨가하여 pH를 2 정도로 맞춘 다음 CHCl3 200ml로 2회 추출하였다. CHCl3 층을 MgSO4로 건조한 다음 감압하에서 용매를 증류시켰다. 증류 후 남은 생성물을 컬럼(MC:MeOH=20:1)으로 정제하여 노란색 오일 성분(폴리옥시에틸렌-1,1,3,3-테트라메틸부틸페닐 에테르 카르복시산, Polyoxyethylene 1,1,3,3-tetramethylbutylphenyl ether carboxylic acid)을 얻었다(수율 84%).
실시예 11
Triton X-100 대신에 Triton X-45(Polyoxyethylene 1,1,3,3-tetramethylbutylphenyl ethoxylates, ethylene oxide unit의 평균 몰수: 5)를 사용한 것을 제외하고는 동일한 방법으로 합성하였다.
실시예 12
Triton X-100 대신에 Igepal CA-210(Polyoxyethylene 1,1,3,3-tetramethylbutylphenyl ethoxylates, ethylene oxide unit의 평균 몰수: 2)을 사용한 것을 제외하고는 동일한 방법으로 합성하였다.
비교예 1
포스페이트계 분산제인 BYK111(BYK-Chemieㄾ사 제조, 제품명 Disperbyk 111)를 그대로 사용하였다.
비교예 2
지방산인 올레인산(oleic acid)(알드리치사 제품 시약급)을 그대로 사용하였다.
비교예 3
사르코신(올레일 사르코신(oleoyl sarcosine), 일본 유지 주식회사제품)을 그대로 사용하였다.
비교예 11
지방산계(Carboxylic acid) 분산제인 KD9(Uniqema사 제품)을 그대로 사용하였다.
비교예 12
산계(Acid) 분산제인 KD15(Uniqema사 제품)를 그대로 사용하였다.
유리 페이스트 조성물 제조
실시예 2
유리 분말(유리 프릿(ZnO 35중량%, BaO 20중량%, B2O3 30중량%, P2O5 12중량%) 85중량%, ZnO 5중량%, Al2O3 10중량%) 37.69 g, 에틸셀룰로오스 1.93g, 터피네올 8.68g, 부틸카비톨아세테이트 8.68g, 디부틸프탈레이트 0.4g 및 실시예 1에 따른 분산제 0.38g을 배합하여 교반기에 의해서 교반한 후, 3-롤 밀을 이용하여 반죽함으로써 본 발명에 따른 유리 페이스트 조성물을 제조하였다. 상기 조성물의 제조에 있어서는 비이클(vehicle) 성분을 먼저 배합하여 비이클을 제조한 후, 유리 분말을 첨가하였다.
비교예 4
실시예 1에 따라 제조된 분산제 대신에 비교예 1의 포스페이트계 분산제인 BYK111를 사용한 것을 제외하고는 실시예 2와 동일한 방법으로 제조되었다.
비교예 5
실시예 1에 따라 제조된 분산제 대신에 비교예 2의 올레인산을 사용한 것을 제외하고는 실시예 2와 동일한 방법으로 제조되었다.
비교예 6
실시예 1에 따라 제조된 분산제 대신에 비교예 3의 사르코신(Sarcosine)를 사용한 것을 제외하고는 실시예 2와 동일한 방법으로 제조되었다.
형광체 페이스트 조성물 제조
실시예 3
형광체로서 평균 입경 2.5 ㎛ 내외의 BaMg10Al17:Eu 40 g, 바인더로서 에틸셀룰로오스(EC) 6 g, 유기 용매로서 중량비 7:3의 터피네올과 부틸카비톨아세테이트(BCA)의 혼합물 54 g, 및 분산제로서 실시예 1에 따른 분산제 0.4g을 페이스트 전용 교반기를 사용하여 교반함으로써 본 발명에 따른 형광체 페이스트 조성물을 제조하였다.
실시예 13
형광체로서 평균 입경 3.81 ㎛ 내외의 BaMgAl10O17:Eu2+,Mn2+, 40g(일본 Kasei Optonix사)를 사용하였다. 상기 형광체를 130℃에서 24시간 동안 진공 건조시켰다. 바인더로서 에틸셀룰로오스(EC, Ethocel, standard 45, Dow Chemical Corp., USA) 6 g, 분산매질로서 중량비 7:3의 α-터피네올(Kanto Chemical co., Japan)과 부틸카비톨아세테이트(BCA)(Kanto Chemical co., Japan)의 혼합물 54g, 및 분산제로서 실시예 10에 따른 분산제 0.4g을 페이스트 전용 교반기를 사용하여 교반함으로써 본 발명에 따른 형광체 페이스트 조성물을 제조하였다.
실시예 14
실시예 10에 따른 분산제 대신에 실시예 11에 따른 분산제를 사용한 것을 제외하고는 실시예 13과 동일한 방법으로 실시하였다.
실시예 15
실시예 10에 따른 분산제 대신에 실시예 12에 따른 분산제를 사용한 것을 제외하고는 실시예 13과 동일한 방법으로 실시하였다.
실시예 16
실시예 13에 따른 형광체 페이스트 조성물에서 분산제의 함량을 1중량%로 정하고, 고형분의 함량을 10 내지 40 부피% 범위에서 5부피% 씩 증가시킨 것을 제외하고는 동일한 방법으로 실시하였다.(상기 고형분의 증가에 따라 분산 매질의 양을 감소시켰다).
실시예 17
실시예 13에 따른 형광체 페이스트 조성물에서 분산제의 함량을 1중량%로 정하고, 고형분의 함량을 32부피%로 정한 것을 제외하고는 동일한 방법으로 실시하였다.(상기 고형분의 증가에 따라 분산 매질의 양을 감소시켰다).
비교예 7
실시예 1에 따라 제조된 분산제 대신에 분산제를 첨가하지 않은 것을 제외하고는 실시예 3과 동일한 방법으로 제조되었다.
비교예 13
실시예 10에 따라 제조된 분산제 대신에 비교예 2에 따른 분산제를 사용한 것을 제외하고는 실시예 13과 동일한 방법으로 제조되었다.
비교예 14
실시예 10에 따라 제조된 분산제 대신에 비교예 3에 따른 분산제를 사용한 것을 제외하고는 실시예 13과 동일한 방법으로 제조되었다.
비교예 15
실시예 10에 따라 제조된 분산제 대신에 비교예 11에 따른 분산제를 사용한 것을 제외하고는 실시예 13과 동일한 방법으로 제조되었다.
비교예 16
실시예 10에 따라 제조된 분산제 대신에 비교예 12에 따른 분산제를 사용한 것을 제외하고는 실시예 13과 동일한 방법으로 제조되었다.
비교예 17
실시예 10에 따라 제조된 분산제 대신에 분산제를 첨가하지 않은 것을 제외하고는 실시예 13과 동일한 방법으로 제조되었다.
비교예 18
비교예 7에 따른 형광체 페이스트 조성물에서 고형분 함량을 10 내지 30 부피% 범위에서 5부피% 씩 증가시킨 것을 제외하고는 동일한 방법으로 실시하였다 (상기 고형분의 증가에 따라 분산 매질의 양을 감소시켰다).
비교예 19
비교예 7에 따른 형광체 페이스트 조성물에서 고형분 함량을 24부피%로 정한 것을 제외하고는 동일한 방법으로 실시하였다(상기 고형분의 증가에 따라 분산 매질의 양을 감소시켰다).
플라즈마 디스플레이 패널 격벽 제조
실시예 4
상기 실시예 2에 따라 제조된 유리 페이스트 조성물을 대략 150㎛ 내외의 두께로 기판 상에 도포하고, 도포가 완료되면 상기 유리 페이스트 조성물을 건조시켰다. 그런 다음, 유리 페이스트 조성물의 표면에 내마모성 감광성 필름(DFR: Dry Film Resister)을 라미네이팅시켰다. 상기 필름은 롤을 이용하여 페이스트 조성물의 표면에 가압함으로써 라미네이팅 되며, 이후에 샌드블라스팅 공정에서 유리 페이스트 조성물이 선택적으로 제거될 수 있도록 하였다. 상기 내마모성 감광성 필름을 노광 및 현상시킴으로써 블라스트 마스크 패턴을 형성하였다. 이와 같은 상태에서 샌드를 고속으로 가압 분사하는 샌드 블라스팅이 이루어지면, 마스크 패턴으로 차폐되지 않은 부분의 페이스트가 마모되어 격벽이 형성되었다. 격벽이 형성된 이후에는 블라스트 마스크 패턴을 제거하고, 480 내지 500℃의 온도에서 30분 동안 소성하고 전체 소성시간은 2시간으로 하여 격벽을 완성하였다.
비교예 21
상기 실시예 2에 따라 제조된 유리 페이스트 조성물 대신에 상기 비교예 10에 따라 제조된 유리 페이스트 조성물을 사용한 것을 제외하고는 실시예 4와 동일한 방법으로 제조되었다.
형광체층 제조
실시예 5
상기 실시예 3에 따라 제조된 형광체 페이스트 조성물을 상기 실시예 4에 따라 제조된 격벽 상에 도포하여 건조시킨 다음, 480 내지 500℃의 온도에서 30분 동안 소성하고 전체 소성시간은 2시간으로 하여 소성시켜 형광체층을 형성하였다.
비교예 22
상기 실시예 3에 따라 제조된 형광체 페이스트 조성물 대신에 상기 비교예 18에 따라 제조된 형광체 페이스트 조성물을 사용한 것을 제외하고는 실시예 4와 동일한 방법으로 제조되었다
실험예 1 : 점도 측정(분산성 평가) ?? 유리 페이스트 조성물
상기 실시예 2 및 비교예 4 내지 9 에서 제조된 유리 페이스트 조성물의 점도를 측정하여 분산제에 따른 페이스트 조성물의 분산성을 평가하였다. 사용한 점도계는 부룩필드사 모델 RVII(Brookfield viscometer RVII)를 사용하였다. 사용한 스핀들은 실린더형 14번(spindle #14, cylinder type)이었다. 온도는 25oC 상기 실험 결과를 하기 표 1 에 나타내었다.
전단 속도(shear rate) 0.2/sec에서의 점도(cps ) 전단 속도(shear rate) 1/sec에서의 점도(cps ) 전단 속도(shear rate) 10/sec에서의 점도(cps )
실시예 2 10000 10000 10500
비교예 4 10000 9000 8750
비교예 5 30000 21000 19500
비교예 6 10000 11500 11688
상기 표 1 에 나타난 바와 같이 비교예 4(포스페이트계 분산제인 BYK111)의 경우는 점도가 가장 낮게 나와 분산성이 가장 우수함을 보여주었다. 그러나 실시예 2의 경우에도 상대적으로 유사한 범위의 점도를 보여주었다. 상기 비교예 4의 경우를 제외한 모든 비교예의 경우에는 실시예 2의 경우보다 점도가 높게 나타났다. 상기 표에 도시된 결과들은 도 3 에 그래프로 나타나 있다. 실시예 2의 경우에 나타나는 낮은 점도는 실시예 2에 사용된 본 발명의 분산제의 경우에는 분지형 알킬기 및 아릴렌기를 포함하는 소수부를 가지고 있기 때문에 유리 입자 표면에 견고한 소수성 막을 형성하여 유리 입자들간의 충돌에 의해서도 쉽게 해체되지 않으며, 친수부도 유기 용매와 유리 분말 사이의 계면에서 유리 분말에 비교적 넓은 면적을 차지하며 흡착하여 계면 장력을 충분히 저하시켜 분산된 입자를 안정화시키기 때문으로 판단된다.
실험예 2 : 동적 점도 측정(분산성 평가) - 형광체 페이스트 조성물
상기 실시예 3 및 비교예 7 에서 제조된 형광체 페이스트 조성물의 동적 점도를 측정하여 분산제에 따른 페이스트 조성물의 분산성을 평가하였다. 사용한 점도계는 TA(Thermal Analysis)사, AR200 이었다. 25oC에서 60mm cone-type 스핀들을 사용하였다. 상기 실험 결과 중의 일부를 하기 표 2 에 나타내었다.
전단 속도(shear rate) 0.2/sec에서의 점도(cps ) 전단 속도(shear rate) 1/sec에서의 점도(cps ) 전단 속도(shear rate) 10/sec에서의 점도(cps )
실시예 3 7044 3852 2881
비교예 7 59270 15280 7068
상기 실시예 3 및 비교예 7에 대한 실험 결과를 도 4 내지 6에 도시하였다. 도 4 에 도시된 바와 같이 분산제를 포함한 실시예 3이 비교예 7에 비해 상대적으로 낮은 동적 점도를 나타내었다. 상기 실험 결과는 해석을 위하여 도 5에 도시된 바와 같이 G' (저장 탄성계수: storage modulus) 및 G" (손실 탄성 계수: loss modulus)로 도시될 수 있다. 여기서 G' 는 변형이 가해졌을 때 유체에 저장되는 에너지에 해당하며 G" 는 변형이 가해졌을 때 유체에서 손실되는 에너지에 해당한다. 또한 도 6 에 도시된 tanδ는 tanδ=G"/G' 에 의해서 주어지는 값으로서 유체에 탄성이 거의 없을 경우 즉 분산이 양호하거나 묽은 용액일 경우 그 값이 증가하고 유체에 탄성이 클 경우 즉 분산이 잘 되지 않았거나 진한 용액일 경우 그 값이 감소한다. 상기 도 6 에 도시된 바와 같이 분산제를 포함하는 실시예 3의 경우 비교예 7에 비해 보다 높은 tanδ값을 나타내므로 보다 향상된 분산성을 가짐을 보여준다.
실험예 2-1 : 동적 점도 측정(분산성 평가) - 형광체 페이스트 조성물
상기 실시예 13 내지 15 및 비교예 13 에서 제조된 형광체 페이스트 조성물의 동적 점도를 측정하여 분산제에 따른 페이스트 조성물의 분산성을 평가하였다. 사용한 점도계는 TA(Thermal Analysis)사, AR200 이었다. 25oC에서 60mm cone-type 스핀들을 사용하였다. 상기 실험 결과를 도 11 에 나타내었다.
그리고, 실시예 13 및 비교예 7, 13 내지 17 에서 제조된 형광체 페이스트 조성물의 동적 점도도 동일한 방식으로 측정하였다. 상기 실험 결과를 도 12 에 나타내었다.
도 11 에 나타난 바와 같이 본 발명에 따른 분산제에서 에틸렌 옥사이드기의 크기가 증가할수록 점도가 급격히 감소하는 경향성을 보여 주었다. 이러한 점도 감소는 분산제와 에틸 셀룰로오스 분산 매질 사이의 용해도 차이 때문으로 생각된다.
또한, 도 12 에 나타난 바와 같이 본 발명에 따른 분산제가 다른 모든 비교예들의 분산제에 비해 낮은 점도를 나타내었다. 이러한 낮은 점도는 친수부에 에틸렌 옥사이드기와 카르복시산이 동시에 존재하며 소수부에 알킬기와 아릴기를 동시에 포함하는 새로운 분산제 구조 때문으로 생각된다.
실험예 2-2 : 고형분 함량에 따른 점도 측정- 형광체 페이스트 조성물
실시예 16 및 비교예 18 에서 제조된 형광체 페이스트 조성물들의 점도를 측정하였다. 구체적인 측정 방법은 실험예 1과 동일하다. 상기 실험 결과를 도 13 에 나타내었다.
도 13에 나타난 바와 같이, 고형분의 함량에 따라 형광체 페이스트 조성물들의 점도가 증가하였다. 그러나, 실시예 16의 경우에는 고형분 함량이 32부피%에 이르러서야 점도가 스크린 인쇄 공정에 적합한 수준인 20Pa·s에 이르렀으나 비교예 18의 경우에는 고형분 함량이 24부피%에서 점도가 실시예 16과 동등한 수준에 도달하였다. 따라서, 본 발명의 분산제의 경우 동일한 점도의 형광체 페이스트 슬러리에 보다 많은 양의 형광체를 포함할 수 있다.
실험예 2-3: 형광체층의 미세 구조 평가 - 소성된 형광체 페이스트 조성물(형광체 층)
실시예 17 및 비교예 19 에서 제조된 형광체 페이스트 조성물을 도포기(BYK gardner)를 사용하여 기판상에 코팅하여 형광체층을 형성하였다. 상기 형광체층을 480℃에서 30분동안 소성시켰다. 소성된 형광체층들의 미세구조를 SEM(Scanning Electron Microscope, Hitachi S-4200)으로 측정되었다. 측정 결과를 도 14a 및 도 14b 내지 도 15a 및 도 15b에 나타내었다.
도 14a 및 도 15a에 나타난 바와 같이, 비교예 19에서 제조된 형광체 페이스트 조성물을 소성시켜 얻어진 형광체층은 표면이 거칠었으며, 나쁜 분산성으로 인해 충진 효율이 낮았다. 이에 반해, 도 14b 및 도 15b에 나타난 바와 같이, 실시예 17에서 제조된 제조된 형광체 페이스트 조성물을 소성시켜 얻어진 형광체층은 표면이 부드러웠으며 우수한 분산성으로 인해 충진 효율이 높았다.
실험예 3 : 잔류 탄소량 측정
상기 실시예 1 및 비교예 1 및 3 에서 제조 및 입수된 분산제에 대하여 TA-instruments사 제조의 Hi-Res TGA 2950 열중량 분석기(Thermogravimetric Analyzer)를 사용하여 N2 분위기 하에서 10℃/min으로 승온시키면서 시료의 중량 변화를 측정하였다. 상기 측정 결과를 표 3 에 나타내었다.
600℃에서의 잔류 탄소량(%)
실시예 1 1.37
비교예 1 9.98
비교예 3 3.83
상기 표 2 에 나타난 바와 같이, 실시예 1의 경우에 잔탄량이 2% 미만으로 가장 낮게 나타났다. 이에 비해 분산성이 우수한 비교예 1(포스페이트계 분산제)의 경우에는 잔탄량이 10% 가까이 나타났다. 이러한 높은 잔탄량을 가질 경우 실제 공정에 적용하기가 어렵다. 비교예 3의 경우에도 실시예 1 보다 높은 잔탄량을 나타내었다. 이러한 낮은 잔탄량은 소수부의 분지형 알킬기, 아릴렌기 및 친수부의 알킬렌 옥사이드기, 카르복실기가 탄화된 다음 고분자화 되지 않고 분해되어 기화되기 때문으로 판단된다. 상기 표 2에 나타난 결과는 도 7 내지 9 에 구체적으로 나타나있다. 따라서, 상기 실시예 1의 분산제를 포함하는 페이스트로 사용하여 제조된 유리 격벽 보다 낮은 잔탄량과 향상된 충진 밀도를 가질 수 있다.
도7은 본 발명의 분산제의 열분석 결과이고, 도8은 종래에 사용되고 있는 포스페이트계 분산제의 열분석 결과이다. 상기 도면을 통해서 알 수 있듯이,
비교예1의 종래에 사용되는 포스페이트계 분산제는 소성온도인 500도 이상에서 9.98%의 잔탄이 남는데 비하여, 본 발명의 분산제인 실시예1은 소성온도인 500도 이상의 온도에서 1.37%의 잔탄을 남는 것을 확인할 수 있으며, 이로 인하여 본 발명의 분산제는 잔탄량이 현저히 줄 수 있는 것임을 알 수 있다.
실험예 4 : 광발광 효율의 측정
실시예 17 및 비교예 19 에 따른 형광체 페이스트 조성물이 유리 기판상에 프린트 되었다. 상기 실험예 2-3과 동일한 조건에서 소성 후에, 형광체의 광발광(PL) 세기가 측정되었다. 형광체의 광발광 특성은 분광형광계(spectrofluorometer, ISS PCI, ISS Inc,)를 사용하여 측정하였다. 측정 결과는 도 16 에 나타내었다.
상기 형광체는 410nm의 자외선에 의해 여기되어, 516nm에서 강한 광발광(PL) 세기를 보여주었다. 도16에 나타난 바와 같이 실시예 17의 형광체 페이스트 조성물을 소성시켜 얻어진 형광체의 광발광 세기는 비교예 19의 형광체 페이스트 조성물을 소성시켜 얻어진 형광체의 광발광 세기보다 10.23% 향상되었다. 이러한 향상된 광발광 세기는 균일하고 조밀하게 충진된 형광체 층에 기인한 것으로 생각된다.
본 발명의 분산제는 분산성이 우수하면서도 소성 후에 잔류하는 탄소량이 작기 때문에, 상기 분산제를 포함하는 페이스트 조성물은 낮은 점도를 유지하면서도, 많은 양의 무기 입자를 분산시킬 수 있다. 따라서, 상기 페이스트 조성물을 사용하여 제조된 무기 소자는 낮은 잔탄량 및 높은 충진 밀도를 가질 수 있다.

Claims (63)

  1. 분지형 알킬기 및 아릴렌기를 포함하는 소수부; 및
    알킬렌옥사이드기 및 카르복실기를 포함하는 친수부
    를 포함하는 분산제로서:
    상기에서,
    알킬기가 탄소수 5 내지 30 의 치환 또는 비치환된 알킬기이고,
    아릴렌기가 탄소수 6 내지 30 의 치환 또는 비치환된 아릴렌기이며,
    알킬렌옥사이드기가 탄소수 2 내지 10 의 치환 또는 비치환된 알킬렌 옥사이드기이며,
    상기 분산제가 하기 <화학식 1>로 표시되는 것을 특징으로 하는 분산제.
    <화학식 1>
    R1-A-(OR2)n-(OR3)m-O-(CH2)k-COOH
    상기 식에서,
    R1은 탄소수 5 내지 30의 치환 또는 비치환된 분지형 알킬기;
    A는 탄소수 6 내지 30의 치환 또는 비치환된 아릴렌기;
    R2 및 R3 는 각각 독립적으로 탄소수 2 내지 5의 치환 또는 비치환된 알킬렌기;
    K 는 0 내지 4;
    n 및 m은 각각 독립적으로0 내지 30의 정수; 및,
    3≤n+m≤30이다.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 무기 입자; 및,
    유기 용매;
    제 1 항에 따른 분산제
    를 포함하는 페이스트 조성물.
  6. 제 5 항에 있어서, 상기 유기 용매가 터피네올, 부틸카비톨, 부틸카비톨 아세테이트, 펜테인디올, 다이펜틴, 리모닌, 에틸렌글리콜 알킬 에테르, 디에틸렌글리콜 알킬 에테르, 에틸렌글리콜 알킬 에테르 아세테이트, 디에틸렌글리콜 알킬 에테르 아세테이트, 디에틸렌글리콜 디알킬 에테르 아세테이트, 트리에틸렌글리콜 알킬 에테르 아세테이트, 트리에틸렌 글리콜 알킬 에테르, 프로필렌글리콜 알킬 에테르, 프로필렌글리콜 페닐 에테르, 디프로필렌글리콜 알킬 에테르, 트리프로필렌글리콜 알킬 에테르, 프로필렌글리콜 알킬 에테르 아세테이트, 디프로필렌글리콜 알킬 에테르 아세테이트, 트리프롤필렌글리콜 알킬 에테르 아세테이트, 프탈산 디메틸, 프탈산 디에틸, 프탈산 디부틸 및 증류수로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상인 것을 특징으로 하는 페이스트 조성물.
  7. 제 5 항에 있어서, 상기 조성물이 무기 입자 100중량부를 기준으로, 유기 용매 24 내지 80 중량부 및 분산제 0.5 내지 3 중량부를 포함하는 것을 특징으로 하는 페이스트 조성물.
  8. 제 5 항에 있어서, 상기 무기 입자가 유리 분말이며;
    유기 바인더;
    를 추가적으로 포함하는 것을 특징으로 하는 페이스트 조성물.
  9. 제 8 항에 있어서, 상기 유리 분말이 PbO, BaO, SiO2, B2O3, Al2O3, ZnO, Bi2O3, MgO, Na2O, K2O, TiO2, ZrO2, CuO 및 SnO2 로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상인 것을 특징으로 하는 페이스트 조성물.
  10. 제 8 항에 있어서, 상기 유기 바인더가 셀룰로오스계 수지, 부티랄계 수지, 폴리에틸렌 옥사이드, 아클리레이트계 수지, 비닐계 수지 및 폴리프로필렌 카보네이트로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상인 것을 특징으로 하는 페이스트 조성물.
  11. 제 8 항에 있어서, 상기 조성물이 첨가제를 추가적으로 포함하는 것을 특징으로 하는 페이스트 조성물.
  12. 제 8 항에 있어서, 상기 조성물이 유리 분말 100중량부를 기준으로, 유기 바인더 3 내지 6 중량부, 유기 용매 21 내지 74 중량부 및 분산제 0.5 내지 3.0 중량부를 포함하는 것을 특징으로 하는 페이스트 조성물.
  13. 제 12 항에 있어서 상기 조성물이 유리 분말 100 중량부를 기준으로 첨가제 0.1 내지 3 중량부를 추가적으로 포함하는 것을 특징으로 하는 페이스트 조성물.
  14. 제 12 항에 있어서, 상기 페이스트 조성물이 온도 25℃, 전단 속도 1sec-1 에서의 점도가 10,000 내지 60,000 cps인 것을 특징으로 하는 페이스트 조성물.
  15. 제 5 항에 있어서, 상기 무기 입자가 형광체이며;
    유기 바인더;
    를 추가적으로 포함하는 것을 특징으로 하는 페이스트 조성물.
  16. 제 15 항에 있어서, 상기 형광체가 YBO3:Tb, BaMg10Al17:Eu, YGdBO3:Eu 및 Zn2SiO4:Mn으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상인 것을 특징으로 하는 페이 스트 조성물.
  17. 제 15 항에 있어서, 상기 조성물이 첨가제를 추가적으로 포함하는 것을 특징으로 하는 페이스트 조성물.
  18. 제 15 항에 있어서, 상기 형광체 페이스트 조성물이 형광체 100 중량부를 기준으로, 바인더 3 내지 6 중량부, 유기 용매 21 내지 74 중량부 및 분산제 0.5 내지 3 중량부를 포함하는 것을 특징으로 하는 페이스트 조성물.
  19. 제 15 항에 있어서, 상기 조성물이 형광체 100 중량부를 기준으로 첨가제 0.1 내지 3 중량부를 추가적으로 포함하는 것을 특징으로 하는 페이스트 조성물.
  20. 제 5 내지 제 19 항 중 어느 한 항의 페이스트 조성물을 채용한 표시 소자.
  21. 제 20 항에 있어서, 상기 표시 소자가 플라즈마 디스플레이 소자인 것을 특징으로 하는 표시 소자.
  22. 제 20 항에 있어서, 상기 표시 소자가 전계 방출 표시 소자인 것을 특징으로 하는 표시 소자.
  23. 제 5 내지 제 19 항 중 어느 한 항의 페이스트 조성물을 격벽으로 채용한 플라즈마 디스플레이.
  24. 분지형 알킬기 및 아릴렌기를 포함하는 소수부; 및
    알킬렌옥사이드기 및 카르복실기를 포함하는 친수부
    를 포함하는 분산제로서:
    상기에서,
    알킬기가 탄소수 5 내지 30 의 치환 또는 비치환된 알킬기이고,
    아릴렌기가 탄소수 6 내지 30 의 치환 또는 비치환된 아릴렌기이며,
    알킬렌옥사이드기가 탄소수 2 내지 10 의 치환 또는 비치환된 알킬렌 옥사이드기이며,
    상기 분산제가 하기 <화학식 2>로 표시되는 것을 특징으로 하는 분산제.
    <화학식 2>
    Figure 112007007002606-pat00026
    상기 식에서,
    R1은 탄소수 5 내지 30의 치환 또는 비치환된 분지형 알킬기;
    R2 는 각각 독립적으로 탄소수 2 내지 5의 치환 또는 비치환된 알킬렌기; 및,
    n 은 0 내지 30의 정수이다.
  25. 무기 입자; 및,
    유기 용매;
    제 24 항에 따른 분산제
    를 포함하는 페이스트 조성물.
  26. 제 25 항에 있어서, 상기 유기 용매가 터피네올, 부틸카비톨, 부틸카비톨 아세테이트, 펜테인디올, 다이펜틴, 리모닌, 에틸렌글리콜 알킬 에테르, 디에틸렌글리콜 알킬 에테르, 에틸렌글리콜 알킬 에테르 아세테이트, 디에틸렌글리콜 알킬 에테르 아세테이트, 디에틸렌글리콜 디알킬 에테르 아세테이트, 트리에틸렌글리콜 알킬 에테르 아세테이트, 트리에틸렌 글리콜 알킬 에테르, 프로필렌글리콜 알킬 에테르, 프로필렌글리콜 페닐 에테르, 디프로필렌글리콜 알킬 에테르, 트리프로필렌글리콜 알킬 에테르, 프로필렌글리콜 알킬 에테르 아세테이트, 디프로필렌글리콜 알킬 에테르 아세테이트, 트리프롤필렌글리콜 알킬 에테르 아세테이트, 프탈산 디메틸, 프탈산 디에틸, 프탈산 디부틸 및 증류수로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상인 것을 특징으로 하는 페이스트 조성물.
  27. 제 25 항에 있어서, 상기 조성물이 무기 입자 100중량부를 기준으로, 유기 용매 24 내지 80 중량부 및 분산제 0.5 내지 3 중량부를 포함하는 것을 특징으로 하는 페이스트 조성물.
  28. 제 25 항에 있어서, 상기 무기 입자가 유리 분말이며;
    유기 바인더;
    를 추가적으로 포함하는 것을 특징으로 하는 페이스트 조성물.
  29. 제 28 항에 있어서, 상기 유리 분말이 PbO, BaO, SiO2, B2O3, Al2O3, ZnO, Bi2O3, MgO, Na2O, K2O, TiO2, ZrO2, CuO 및 SnO2 로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상인 것을 특징으로 하는 페이스트 조성물.
  30. 제 28 항에 있어서, 상기 유기 바인더가 셀룰로오스계 수지, 부티랄계 수지, 폴리에틸렌 옥사이드, 아클리레이트계 수지, 비닐계 수지 및 폴리프로필렌 카보네이트로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상인 것을 특징으로 하는 페이스트 조성물.
  31. 제 28 항에 있어서, 상기 조성물이 첨가제를 추가적으로 포함하는 것을 특징으로 하는 페이스트 조성물.
  32. 제 28 항에 있어서, 상기 조성물이 유리 분말 100중량부를 기준으로, 유기 바인더 3 내지 6 중량부, 유기 용매 21 내지 74 중량부 및 분산제 0.5 내지 3.0 중량부를 포함하는 것을 특징으로 하는 페이스트 조성물.
  33. 제 32 항에 있어서 상기 조성물이 유리 분말 100 중량부를 기준으로 첨가제 0.1 내지 3 중량부를 추가적으로 포함하는 것을 특징으로 하는 페이스트 조성물.
  34. 제 32 항에 있어서, 상기 페이스트 조성물이 온도 25℃, 전단 속도 1sec-1 에서의 점도가 10,000 내지 60,000 cps인 것을 특징으로 하는 페이스트 조성물.
  35. 제 25 항에 있어서, 상기 무기 입자가 형광체이며;
    유기 바인더;
    를 추가적으로 포함하는 것을 특징으로 하는 페이스트 조성물.
  36. 제 35 항에 있어서, 상기 형광체가 YBO3:Tb, BaMg10Al17:Eu, YGdBO3:Eu 및 Zn2SiO4:Mn으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상인 것을 특징으로 하는 페이스트 조성물.
  37. 제 35 항에 있어서, 상기 조성물이 첨가제를 추가적으로 포함하는 것을 특징으로 하는 페이스트 조성물.
  38. 제 35 항에 있어서, 상기 형광체 페이스트 조성물이 형광체 100 중량부를 기준으로, 바인더 3 내지 6 중량부, 유기 용매 21 내지 74 중량부 및 분산제 0.5 내지 3 중량부를 포함하는 것을 특징으로 하는 페이스트 조성물.
  39. 제 35 항에 있어서, 상기 조성물이 형광체 100 중량부를 기준으로 첨가제 0.1 내지 3 중량부를 추가적으로 포함하는 것을 특징으로 하는 페이스트 조성물.
  40. 제 25 내지 제 39 항 중 어느 한 항의 페이스트 조성물을 채용한 표시 소자.
  41. 제 40 항에 있어서, 상기 표시 소자가 플라즈마 디스플레이 소자인 것을 특징으로 하는 표시 소자.
  42. 제 40 항에 있어서, 상기 표시 소자가 전계 방출 표시 소자인 것을 특징으로 하는 표시 소자.
  43. 제 25 내지 제 39 항 중 어느 한 항의 페이스트 조성물을 격벽으로 채용한 플라즈마 디스플레이.
  44. 분지형 알킬기 및 아릴렌기를 포함하는 소수부; 및
    알킬렌옥사이드기 및 카르복실기를 포함하는 친수부
    를 포함하는 분산제로서:
    상기에서,
    알킬기가 탄소수 5 내지 30 의 치환 또는 비치환된 알킬기이고,
    아릴렌기가 탄소수 6 내지 30 의 치환 또는 비치환된 아릴렌기이며,
    알킬렌옥사이드기가 탄소수 2 내지 10 의 치환 또는 비치환된 알킬렌 옥사이드기이며,
    상기 분산제가 하기 <화학식 3>으로 표시되는 것을 특징으로 하는 분산제.
    <화학식 3>
    Figure 112007007002606-pat00027
    상기 식에서, p는 3 내지 10이다.
  45. 무기 입자; 및,
    유기 용매;
    제 44 항에 따른 분산제
    를 포함하는 페이스트 조성물.
  46. 제 45 항에 있어서, 상기 유기 용매가 터피네올, 부틸카비톨, 부틸카비톨 아세테이트, 펜테인디올, 다이펜틴, 리모닌, 에틸렌글리콜 알킬 에테르, 디에틸렌글리콜 알킬 에테르, 에틸렌글리콜 알킬 에테르 아세테이트, 디에틸렌글리콜 알킬 에테르 아세테이트, 디에틸렌글리콜 디알킬 에테르 아세테이트, 트리에틸렌글리콜 알킬 에테르 아세테이트, 트리에틸렌 글리콜 알킬 에테르, 프로필렌글리콜 알킬 에테르, 프로필렌글리콜 페닐 에테르, 디프로필렌글리콜 알킬 에테르, 트리프로필렌글리콜 알킬 에테르, 프로필렌글리콜 알킬 에테르 아세테이트, 디프로필렌글리콜 알킬 에테르 아세테이트, 트리프롤필렌글리콜 알킬 에테르 아세테이트, 프탈산 디메틸, 프탈산 디에틸, 프탈산 디부틸 및 증류수로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상인 것을 특징으로 하는 페이스트 조성물.
  47. 제 45 항에 있어서, 상기 조성물이 무기 입자 100중량부를 기준으로, 유기 용매 24 내지 80 중량부 및 분산제 0.5 내지 3 중량부를 포함하는 것을 특징으로 하는 페이스트 조성물.
  48. 제 45 항에 있어서, 상기 무기 입자가 유리 분말이며;
    유기 바인더;
    를 추가적으로 포함하는 것을 특징으로 하는 페이스트 조성물.
  49. 제 48 항에 있어서, 상기 유리 분말이 PbO, BaO, SiO2, B2O3, Al2O3, ZnO, Bi2O3, MgO, Na2O, K2O, TiO2, ZrO2, CuO 및 SnO2 로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상인 것을 특징으로 하는 페이스트 조성물.
  50. 제 48 항에 있어서, 상기 유기 바인더가 셀룰로오스계 수지, 부티랄계 수지, 폴리에틸렌 옥사이드, 아클리레이트계 수지, 비닐계 수지 및 폴리프로필렌 카보네이트로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상인 것을 특징으로 하는 페이스트 조성물.
  51. 제 48 항에 있어서, 상기 조성물이 첨가제를 추가적으로 포함하는 것을 특징으로 하는 페이스트 조성물.
  52. 제 48 항에 있어서, 상기 조성물이 유리 분말 100중량부를 기준으로, 유기 바인더 3 내지 6 중량부, 유기 용매 21 내지 74 중량부 및 분산제 0.5 내지 3.0 중량부를 포함하는 것을 특징으로 하는 페이스트 조성물.
  53. 제 52 항에 있어서 상기 조성물이 유리 분말 100 중량부를 기준으로 첨가제 0.1 내지 3 중량부를 추가적으로 포함하는 것을 특징으로 하는 페이스트 조성물.
  54. 제 52 항에 있어서, 상기 페이스트 조성물이 온도 25℃, 전단 속도 1sec-1 에서의 점도가 10,000 내지 60,000 cps인 것을 특징으로 하는 페이스트 조성물.
  55. 제 45 항에 있어서, 상기 무기 입자가 형광체이며;
    유기 바인더;
    를 추가적으로 포함하는 것을 특징으로 하는 페이스트 조성물.
  56. 제 55 항에 있어서, 상기 형광체가 YBO3:Tb, BaMg10Al17:Eu, YGdBO3:Eu 및 Zn2SiO4:Mn으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상인 것을 특징으로 하는 페이스트 조성물.
  57. 제 55 항에 있어서, 상기 조성물이 첨가제를 추가적으로 포함하는 것을 특징으로 하는 페이스트 조성물.
  58. 제 55 항에 있어서, 상기 형광체 페이스트 조성물이 형광체 100 중량부를 기준으로, 바인더 3 내지 6 중량부, 유기 용매 21 내지 74 중량부 및 분산제 0.5 내지 3 중량부를 포함하는 것을 특징으로 하는 페이스트 조성물.
  59. 제 55 항에 있어서, 상기 조성물이 형광체 100 중량부를 기준으로 첨가제 0.1 내지 3 중량부를 추가적으로 포함하는 것을 특징으로 하는 페이스트 조성물.
  60. 제 45 내지 제 59 항 중 어느 한 항의 페이스트 조성물을 채용한 표시 소자.
  61. 제 60 항에 있어서, 상기 표시 소자가 플라즈마 디스플레이 소자인 것을 특징으로 하는 표시 소자.
  62. 제 60 항에 있어서, 상기 표시 소자가 전계 방출 표시 소자인 것을 특징으로 하는 표시 소자.
  63. 제 45 내지 제 59 항 중 어느 한 항의 페이스트 조성물을 격벽으로 채용한 플라즈마 디스플레이.
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