[go: up one dir, main page]

KR20060032229A - 전계 방출 에미터용 나노 카본계 감광성 페이스트 조성물및 그 제작 방법 - Google Patents

전계 방출 에미터용 나노 카본계 감광성 페이스트 조성물및 그 제작 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR20060032229A
KR20060032229A KR1020040080785A KR20040080785A KR20060032229A KR 20060032229 A KR20060032229 A KR 20060032229A KR 1020040080785 A KR1020040080785 A KR 1020040080785A KR 20040080785 A KR20040080785 A KR 20040080785A KR 20060032229 A KR20060032229 A KR 20060032229A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
photosensitive
emitter
carbon
photosensitive paste
field emission
Prior art date
Application number
KR1020040080785A
Other languages
English (en)
Inventor
김서경
김광복
윤성호
정한기
Original Assignee
(주)넥센나노텍
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 (주)넥센나노텍 filed Critical (주)넥센나노텍
Priority to KR1020040080785A priority Critical patent/KR20060032229A/ko
Publication of KR20060032229A publication Critical patent/KR20060032229A/ko

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/004—Photosensitive materials
    • G03F7/027—Non-macromolecular photopolymerisable compounds having carbon-to-carbon double bonds, e.g. ethylenic compounds
    • G03F7/032—Non-macromolecular photopolymerisable compounds having carbon-to-carbon double bonds, e.g. ethylenic compounds with binders
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/004—Photosensitive materials
    • G03F7/027—Non-macromolecular photopolymerisable compounds having carbon-to-carbon double bonds, e.g. ethylenic compounds
    • G03F7/032—Non-macromolecular photopolymerisable compounds having carbon-to-carbon double bonds, e.g. ethylenic compounds with binders
    • G03F7/0325—Non-macromolecular photopolymerisable compounds having carbon-to-carbon double bonds, e.g. ethylenic compounds with binders the binders being polysaccharides, e.g. cellulose
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/004—Photosensitive materials
    • G03F7/027—Non-macromolecular photopolymerisable compounds having carbon-to-carbon double bonds, e.g. ethylenic compounds
    • G03F7/032—Non-macromolecular photopolymerisable compounds having carbon-to-carbon double bonds, e.g. ethylenic compounds with binders
    • G03F7/033—Non-macromolecular photopolymerisable compounds having carbon-to-carbon double bonds, e.g. ethylenic compounds with binders the binders being polymers obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds, e.g. vinyl polymers
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/004—Photosensitive materials
    • G03F7/085—Photosensitive compositions characterised by adhesion-promoting non-macromolecular additives

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Photosensitive Polymer And Photoresist Processing (AREA)

Abstract

본 발명은 네거티브형 감광성 수지와 나노 카본계 물질을 이용하여 전계 방출 표시소자 에미터용 나노 카본계 감광성 페이스트 조성물 및 그 제작 방법에 관한 것이다. 전계 방출 에미터 제작을 위한 나노 카본계 감광성 페이스트 조성물 및 그 제작 방법으로서 보다 상세하게는 (1) 현상 후 알칼리 현상액에 의한 침투 현상 (under cut)이 적으며 (2) 노광 고정 후 소성 시 미소 패턴 뜯김 현상이 생성되지 않도록 하고 (3) 전면 인쇄, 스핀 코팅, 딥 코팅된 부분에 마스크에 의해 노출된 부분에만 감광성 물질에 의해 광경화가 일어나는 공정 (4) CNF를 담지한 감광성 페이스트가 인쇄된 전면에 노광광을 투과하는 공정 (5) CNF를 담지한 감광성 페이스트가 인쇄된 막의 전면 또는 후면에서 노광광을 투과하는 공정을 포함하는 네거티브형 감광성 수지 조성물에 관한 것이다.
FED, 감광성 수지, 나노 카본계 물질, 탄소나노튜브, 탄소나노파이버, 에미터

Description

전계 방출 에미터용 나노 카본계 감광성 페이스트 조성물 및 그 제작 방법{Field Emission Emitters of Photolithographic Pastes composition and Manufacturing method therof}
본 발명은 전계 방출 에미터용 나노 카본계 감광성 페이스트 조성물 및 그 제작 방법에 관한 것으로, 더욱 자세하게는 입자상 나노 카본계 물질을 분산시켜 후막으로 인쇄한 후 포토 리소그래피 기술을 이용하여 고정밀의 패턴을 형성하는 네거티브형 감광성 수지 조성물 및 그 제조방법에 관한 것이다.
FED(Field Emission Display)의 경우 캐소우드 전극의 전자 방출원인 에미터가 강한 전계를 형성하여 터널링 효과에 의하여 전자를 방출시키고 방출된 전자가 애노드에 형성된 형광막에 부딪치게 되어 빛이 발산하게 되는 과정을 통해서 화상을 표현하는 원리를 가지고 있고, PDP(Plasma Display Panel)나 LCD(Liquid Crystal Display)에 비해 전력 소비량이 적고 화상 구현성이 좋은 장점을 가지고 있어 FED에 대한 관심이 더욱 증가되고 있다. 이러한 FED는 다이오드 형식으로 제작하게 될 경우 전자의 이동과 제어가 원활하지 못하기 때문에 전자의 원활한 이동과 제어를 위해 구조적으로는 게이트 전극이 첨가된 삼극형 구조로 제작되고 있다. 나노 카본계 물질을 이용한 전계 방출 표시 소자를 제작하기 위한 전자 방출원, 즉 에미터를 형성하는 공정은 기판위에 직접 성장시키는 방법, 페이스트를 이용한 인쇄법 및 감광성 페이스트를 이용한 포토 리소그래피 방법이 이용되고 있다.
기판에 직접 성장시키는 방법은 높은 온도에서 공정이 이루어져야 하고 공정 또한 복잡한 반면 인쇄법을 이용하여 에미터를 형성할 경우 직접 성장법이나 감광성을 이용한 방법보다는 공정이 단순하고 사용되는 수지 또한 다양하게 선택할 수 있다는 장점을 가지고 있다. 그러나 인쇄법을 사용할 경우 인쇄 후 도막의 불균일성과 엣지(edge) 부분에 에미터가 형성되지 않는, 즉 미세 라인의 형성이 잘 되지 않는다는 문제점을 가지고 있고 팁간의 방출 전류의 불균일성으로 인해 일정한 휘도를 가지는 빛이 나와야 하지만 그렇지 못한 것으로 알려져 있다.
이러한 이유로 최근에는 FED의 에미터 형성시 인쇄법의 문제점을 보완하기 위하여 패턴의 정교성 뿐만 아니라 더욱 향상된 성능이 요구되고 있어 감광성 수지를 이용하여 에미터를 형성하는 방법이 연구되고 있다. 감광성 수지를 이용하여 에미터를 형성할 경우 미세라인까지 에미터를 형성할 수 있다는 장점을 가지지만 수 나노(nano) 사이즈를 가지는 나노 카본계 물질을 이용하여 패턴을 형성하게 될 경우 상당한 노광에너지가 요구되어 지고 노광량이 적을 경우 빛이 하층까지 완전하게 도달하지 않아 하층부에서의 경화도가 취약하게 되어 패턴 뜯김 현상과 하층부가 현상액에 의해 식각되는 현상(Under cut)이 발생된다. 이러한 하층부의 식각 현상은 높은 온도로 소성을 하게 될 경우 소성 후 식각 된 부분이 들고 일어나는 엣지 컬(edge curl) 현상을 만들어내어 에미터의 막두께가 일정치 않는 즉, 막두께가 평탄화 되지 않아 방출 전류 밀도에 불균일성을 가져오게 된다.
또한 감광성 페이스트 제조시 기존에는 CNT(카본 나노 튜브), 글라스 프리트(Glass Frit), 글라스 파우더를 혼합하여 볼밀을 실시한 후 바인더와 혼합하여 분산을 시키는 방법을 주로 사용하였다. 그러나 이러한 방법을 사용할 경우 글라스 프리트 및 글라스 파우더의 입경이 카본계 물질의 크기에 비해 매우 크기 때문에 볼밀을 한 후 바인더와 첨가하여 분산을 하더라도 카본계 물질이 제대로 분산되지 않는 단점을 가지고 있고 글라스 프리트 및 글라스 파우더가 기판에 WETTING이 되려면 최소한 450℃ 이상으로 소성을 해 주어야 하고 그로인해 카본계 물질의 산화가 발생하게 되어 에미터의 성능을 저하 시키는 문제점이 발생되기도 한다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서,
본 발명의 목적은 (1)기판과 수지 조성물간의 화학적인 결합을 통해 기판과의 접착력을 개선시키고 (2)감광성 페이스트에 나노 카본계 물질을 첨가하여 현상시 그리고 소성시 야기되는 식각 현상, 막 뜯김 현상(UNDER CUT) 및 패턴 도막 두께의 불균일성, 즉 엣지 컬(Edge Curl)을 개선하기 위한 감광성 수지 조성물을 제공하고 (3) 전도성을 가지는 금속 버퍼 전극(buffer layer)을 이용하여 에미터의 전류 방출 특성을 향상시키면서 현상시의 언더컷과 소성시의 엣지 컬이 야기될 수 있는 문제들을 동시에 개선할 수 있는 감광성 수지 조성물과 공정을 개선시킬 수 있는 방법을 제공하는 것이다.
상기의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 FED 에미터용 감광성 페이스트 조성물은 바인더 고분자, 다관능성 모노머 및 올리고머, 광개시제, 광증감조제, 분산제, 레벨링제 등의 첨가제 및 용제의 조성을 가지는 것을 특징으로 한다. 또한 전면 인쇄, 스핀 코팅, 딥 코팅된 부분에 마스크로 노출된 부분에만 감광성 물질에 의해 광경화가 일어나는 공정, 나노 카본계 물질을 담지한 감광성 페이스트가 인쇄된 전면에 노광광을 투과하는 공정, 나노 카본계 물질을 담지한 감광성 페이스트가 인쇄된 막의 후면에서 노광광을 투과하는 공정등을 포함하는 전계 방출 표시 소자의 제조 방법을 제공한다.
네거티브 감광성의 원리는 먼저 감광제인 광개시제가 노광(UV 조사)에 의해 분해되고 자유 라디칼이 생성되면서 첨가되어지는 다관능성 모노머 혹은 UV 올리고머의 이중결합을 공격하여 새로운 결합을 형성하면서 중합 반응을 일으키게 된다. 이때 다관능 모노머 및 올리고머는 한 분자내에 이중결합을 두개 이상을 가지므로 UV에 의해 반응이 일어나게 되며 3차원적인 망목구조를 가지는 결합을 형성하고 카본계 물질 및 무기 미립자들 또한 모노머와 올리고머의 3차원적인 망목구조속에 포함되어져 현상액에 현상되지 않고 다만 노광되지 않은 부분만이 모노머 및 올리고머와 함께 나노 카본계 물질과 무기 미립자가 현상액에 의해 현상되어 미세 에미터 전극이 형성되어지게 된다.
본 발명에서 바람직한 유기 바인더 수지로는 아크릴레이트계 수지, 아크릴 수지, 셀룰로오스계 수지등이 있다. 상기에서 사용되는 아크릴레이트계 수지로는 에폭시 아크릴레이트, 메틸메타아크릴레이트, 에틸메타아크릴레이트 수지를 사용하는 것이 바람직하다. 또한 상기 셀룰로오스 수지로는 에틸 셀룰로오스, 히드록시에틸 셀룰로오스, 히드록시 프로필 셀룰로오스, 히드록시에틸 히드록시 셀룰로오스등의 셀룰로오스계 유도체를 사용 하고 바람직하게는 에틸 셀룰로오스를 사용하는 것이 바람직하다. 아크릴 수지의 경우는 다음과 같은 카르복실기를 가지는 수지, 구체적으로는 그 자체가 에틸렌 (ethylene)성 불포화 이중 결합을 가지는 카르복실기 함유 감광성 수지 및 에틸성 (ethylene)성 불포화 이줄 결합을 갖지 않는 카르복실기 함유수지의 어느 쪽도 사용가능하다. 1) 불포화 카르본산과 불포화 이중 결합을 가지는 화합물을 공중합 시켜 얻어지는 카르복실기 함유 수지 2) 불포화 카르본산과 불포화 이중 결합을 가지는 화합물의 공중합체에 에틸렌(ethylene)성 불포화기를 펜던트로서 부가 시키는 것에 의해 얻어지는 카르복실기 함유 감광성 수지 3) 에폭시기와 불포화 이중 결합을 가지는 화합물과 불포화 이중 결합을 가지는 화합물의 공중합체에 불포화 카르본산을 반응시키고 생성한 2급의 수산기에 다염기산 무수물을 반응 시키고 얻어지는 카르복실기 함유 감광성 수지 4) 불포화 이중 결합을 가지는 산무수물과 불포화 이중 결합을 가지는 화합물의 공중합체에 수산기와 불포화 이중 결합을 가지는 화합물을 반응시키고 얻어지는 카르복실기 함유 감광성 수지등을 들수가 있다.
본 발명의 감광성 수지 조성물에 있어서 모노머는 조성물의 광경화성을 촉진시키고 현상성을 향상시키기 위해 사용된다. 이들 모노머로는 아크릴산 에스테르 계 모노머, 메타크릴산 에스테르계 모노머, 이타콘산 에스테르계 모노머, 그로톤산 에스테르 및 말레인상 에스테르계의 모노머가 주로 사용된다. 바람직 하게는 적어도 2개 이상의 에틸렌계 이중 결합을 갖는 가교성 모노머로서 아크릴산 에스테르계인 에틸렌 글리콜 디아크릴레이트, 트리에틸렌글리콜 디아크릴레이트, 트리메틸올프로판트리아크릴레이트, 테트라메틸렌그릴콜 디아크릴 레이트, 프로필렌 글리콜디아크릴레이트, 펜타에리쓰리톨테트라아크릴레이트, 디펜 타에리쓰리톨 디아 크릴레이트, 디펜타에리쓰리톨헥사아크릴레이트, 테트라에틸렌 글리콜디아크릴 레이트류와 메타크릴산 에스테르계인 테트라메틸렌글리콜 디메타 크릴레이트, 네오펜틸글리콜디 메타크릴레이트, 드리메틸올에탄트리메타 크릴레이 트류 중에서 단독 또는2종 이상 혼합하여 사용하는 것이 좋다. 모노머의 함량이 적을 경우 현상시간이길어지게 되고 기판과의 접착력이 약해져 패턴의 하층부에서 부터의 식각현상이 심화되고 광경화 정도가 약해져 패턴 뜯김 현상이 발생하여 패턴 구현이 어렵고 이와 마찬가지로 모노머의 함량이 일정량 이상 많아지게 되면 현상 시간은 줄어드나 높은 경화도로 인해 현상시 패턴의 뜯김 현상이 발생하는 문제가 생기게 된다.
이러한 문제를 개선하기 위해서 각각의 모노머 1종을 선택하여 그에따른 현상시간 및 패턴 뜯김 현상등을 관찰하여 현상시간이 짧게 나오는 모노머 및 다소 현상 시간이 걸리는 모노머등 2종 이상을 혼합하여 감광성 수지 조성물에 첨가할 경우 모노머의 비율에 변화를 줌으로써 현상시간을 줄이면서 패턴 뜯김 현상을 막을 수 있다.
본 발명에서 광개시제로는 200nm내지 400nm의 자외선 파장대에서 우수한 광 반응을 나타낼수 있는 광개시제라면 어떤 것이나 사용될 수 있으며 주로 열분해성 아크릴레이트 계열의 벤조 페논계 화합물, 아세트 페논계 화합물, 트리아진계 화합물, 티오키산톤계 화합물, 포스핀 옥사이드계 화합물, 칼콘 화합물, 쿠마린계 화합물 및 이미다졸계 화합물이 주로 사용되고 단독 또는 2종 이상 다른 광개시제들과 혼합하여 사용할 수 있다. 또한 광개시제는 필요에 따라서 광증감제, 경화촉진제 등과 함께 혼합하여 사용할 수 있다. 그러나 이들 광개시제의 함량이 0.5 wt% 미만이 될 경우에는 노광시 인쇄된 후막의 하층부까지 깊이 광반응이 일어나지 않아 현상시 하층부의 기판과 접촉된 부분에 식각 현상이 일어나기 쉽게 되고 반대로 광개시제의 함량이 10 wt%를 초과하게 될 경우 광반응이 지나치게 일어나 이때도 후막 표면이 평탄하지 못하거나 패턴의 뜯김 현상이 생기고 선폭이 넓게 형성되어져 소성을 하게 될 경우 수축현상이 제대로 일어나지 않아 패턴의 불연속면이 생길 수 있는 문제점이 있다. 그러나 광개시제의 함량을 0.5wt% 에서 10wt% 내로 선택하게 될 경우 패턴의 면적을 적절히 조절할 수 있고 현상시간을 줄이면서 하층부의 식각현상(under cut)을 줄 일 수가 있다. 또한 광개시제가 고상일 경우 나노 카본계 물질과 혼합하기 전 완전히 광개시제를 용해시킨 후 혼합해야 한다. 광개시제가 녹지 않고 고상으로 존재하게 될 경우 광경화 반응 진행이 늦어지게 되고 소성 과정에서 고상으로 되어 있던 광개시제가 분해되면서 hole 이 생성되어 도막의 불균일성을 야기할 수 있는 문제가 있다.
본 발명의 감광성 수지 조성물에 있어서 소포제, 레벨링제 및 분산제의 첨가는 감광성 수지 조성물의 제조시 혼화성을 용이하게 하고 인쇄 후 도막에서 핀홀 (pin hole)이 발생되는 것을 억제하며 인쇄시 도막과 스크린사이의 전단응력에 의해 스크린 자국이 인쇄 후 도막에 남게 되어 도막의 표면에 물결 모양의 무늬가 생성되는데 레벨링제를 사용할 경우 약간의 시간이 흐르게 되면 도막의 표면이 평탄화되어 패턴 형성후 두께의 불균일성을 줄일 수 있다. 이러한 소포제, 레벨링제, 분산제등은 음이온계의 공중합체, 알랄킬 변성 폴리메틸알킬 실록산계, 폴리 실론산계, 비실리콘계 고분자 화합물, 폴리에스테르 변성 디메틸폴리실록산, 폴리에스테르 변성 디메틸폴리실록산 공중합체, 실리콘 계열의 수지등이 사용되고 있고 단독 또는 2종 이상 다른 물질을 혼합하여 사용할 수 있다. 그러나 이들 첨가제의 함량이 너무 많아지게 되면 오히려 기판과의 접착력이 약해지고 또한 인쇄된 도막의 표면이 일정한 온도에서 건조되더라도 끈적거리는 현상(tacky)이 발생하여 전면 노광시 마스크와 닫는 부분이 오염이 되는 문제가 발생하게 된다. 또한 대기중 미세 먼지가 쉽게 달라붙게 되어 도막의 오염이 쉬워지고 알칼리 수용액으로 현상할 때 현상액과 비노광된 부분과의 반응을 억제하여 패턴의 가장자리 부분이 매끄럽게 현상되지 않아 잔사(residue)가 생성되는 문제점을 가지게 된다.
감광성 수지 조성물 중에서 용제는 용해성, 카본계 물질의 분산성, 코팅성에 의해 선택되어지며 일반적으로 끓는점이 100℃ 이상이고 상온 및 페이스트 분산시 휘발되지 않도록 휘발 온도(flesh point)가 적어도 70℃ 이상인 물질을 사용하는 것이 바람직하다. 그중에서도 에틸렌글리콜모노메틸 에네르아세테이트, 프로필렌 글리콜모노메틸에케르, 프로필렌글리콜메틸에케르아세케이트, 프로필렌글리콜 모노 에틸에테르아세테이트, 디에틸렌글리콜디메틸에테르, 이에틸렌글리콜메틸에틸에 테 르, 시클로헥사논, 3-메톡시폴리온산에틸, 3-에톡시프로피온산메틸, 3-에톡시프로 피온산에틸, 터피네올, 텍사놀, 에틸셀로솔브, 폴리에틸렌글리콜, 시클로헥사논 에틸에테르 아세테이트, 에틸 락테이트, 디에틸렌글리콜 모노부틸 에테르 아세 테이트, 디에틸렌글리콜 모노부틸 아세테이트를 사용하는 것이 작업성에 있어서 바람직하다. 이들 용제가 감광성 수지 조성물에서 1wt% 미만이 되면 감광성 페이스트의 점도가 너무 커지게 되어 도막의 인쇄시 페이스트가 기판에 제대로 인쇄가 되지 않아 도막 형성이 불가능하게 되고 또한 80% 이상 초과하게 될 경우 페이스트의 점도가 너무 낮아지게 되어 원하는 도막의 두께를 얻을 수 없게 되고 인쇄성 및 흐름성이 나빠지게 된다는 문제점이 있다. 또한 점도가 낮아지게 되면 FED 에미터 전극 형성시 일정 면적내에 존재하게 되는 CNF의 함량이 줄어들게 되어 원하는 성능을 얻기가 어렵게 된다.
현상 공정에서 사용하는 현상액은 통상적으로 알칼리 현상액중 어느 것이라도 사용 가능하며 적합한 현상액은 수산화칼륨 수용액, 수산화나트륨 수용액, 탄산 나트륨 수용액, 탄산칼륨 수용액등의 무기 알칼리 희석 수용액 및 트리에탄올아민 수용액, 트리메틸아민 수용액, 테트라메틸아모늄하이드록사이드 수용액등의 아민류 등을 포함한 알칼리 수용액등을 사용할 수 있다. 일반적으로 현상은 PDP공정에서 사용하는 스프레이방식, 딥 방식, 스핀 드라이어방식에 의해서도 현상이 가능하다.
FED 에미터용 광중합형 감광성 전극 페이스트 조성물을 제조하는 방법은 다음과 같다. 먼저 적정 점도를 가지도록 바인더 고분자를 용매에 용해시키고 이중결합을 둘 이상을 갖는 다관능성 모노머 또는 올리고머를 첨가하고 자외선 광개시제 및 광증감조제등의 첨가제들을 넣고 첨가물중 고형분등이 완전히 녹아 다른 조성물과 혼합할 수 있도록 10℃~70℃, 더욱 바람직하게는 25℃~45℃의 범위에서 1차 혼합을 실시한다. 조성물들이 완전히 혼합되었을때 나노 카본계 물질을 첨가하여 컨디셔닝 믹서(CONDITIONING MIXER)로 다시 교반을 해 준 후 쓰리 롤 밀(THREE ROLL MILL) 또는 볼 밀(BALL MILL)등을 이용하여 2차 분산을 해 줌으로서 광중합형 감광성 전극 페이스트가 완성된다.
입자상 나노 카본계 물질을 포함한 에미터 전극 제조 방법은 다음과 같다. 스크린 프린터를 이용하여 하부 기판상에 감광성 전극 페이스트를 전면 인쇄한 후 70~150℃에서 10~60분간 건조한다. 그 다음 원하는 전극 패턴이 나타나 있는 포토마스크를 이용하여 고압 수은 램프에서 발생되는 자외선을 250~450 nm의 범위에서 전면 또는 후면 조사하여 감광성 전극 페이스트를 형성한다. 이후 현상용매인 0.2~1.0wt% Na2CO3 알칼리 수용액을 5~60sec동안 분무 또는 스핀 드라이어로 비노광부위를 제거한다. 카르복실기가 없는 고분자 수지를 이용할 경우 아세톤으로도 현상이 가능하다. 전극 패턴이 형성된 유리기판을 5~10min/℃로 250~500℃에서 15~60min동안 소성하는 공정을 통하여 패턴을 얻는다.
실시예 1) 은 상기의 바인더 제조 방법으로 분자량을 일정하게 고정시킨 후 유리 전이온도와 산가에 변화를 주어 제조하였다. 실시예 1은 유리전이 온도가 110℃ 이고 산가가 150이 되도록 바인더를 제조하였다.
실시예 2)는 유리 전이온도가 115℃ 이고 산가가 190이 되도록 바인더를 제 조하였다.
실시예 3)은 유리 전이온도가 120℃ 이고 산가가 120이 되도록 바인더를 제조하였다.
실시예 4)는 실시예 2와 비교예 1을 혼합하여 바인더를 제조하였다.
실시예 5)는 실시예 4에 미쯔비시 레이욘사의 LR-981을 첨가하여 바인더를 제조하였다.
비교예 1)은 유리 전이온도가 80℃ 이고 산가가 150이 되도록 바인더를 제조하였다.
표1 의 실시예 1내지 5, 비교예 1의 바인더는 다관능성 모노머 TMPEOTA와 TMPTA를 혼합한 2~15wt%, 광개시제인 IR-907과 IR-651을 혼합한 0.5~7wt%, 분산제인 BYK-164 0.1~2wt%, 소포제인 Foamex-n 0.1~2wt%, 나노 카본계 물질 2~30wt%를 혼합하여 상기와 같은 방법으로 페이스트로 제조되어 평가되었다. 바인더의 특성중 중량 평균 분자량(Mw)는 15,000으로 고정한 후 바인더의 산가(mg KOH/g), 유리전이온도(Tg)에 변화를 주어 그에 따른 현상시간과 언더컷(under cut)생성율에 대한 평가를 나타낸 것이다. 현상 후 패턴은 가로, 세로가 50㎛, 50㎛인dot 형식으로 형성되었고 패턴과 space의 간격 또한 50㎛를 기준으로 언더컷과 현상시간을 측정한 것이다.
[표 1]
유리전이온도 (Tg) 산가 (mg KOH/g) 현상시간 (sec) 언더컷 생성 (㎛)
실시예 1 110 150 15 6.7
실시예 2 115 190 14 4.1
실시예 3 120 120 15 8.4
실시예 4 (비교예 1과 실시예 2) - - 10 5.5
실시예 5 - - 11 4.5
비교예 1 80 150 9 6.3
위 결과로부터 바인더의 산가 함유량이 적을수록, 유리전이 온도가 클수록 현상시간이 길어지면서 언더컷 발생율이 심화되어 패턴 뜯김과 탈락 현상이 일어난다. 반면 한가지 바인더를 사용하는 것보다는 산가가 높은 바인더인 실시예 2와 유리전이 온도가 비교적 낮은 비교예 1을 혼합한 바인더에서 오히려 현상시간이 더욱 짧아지면서 언더컷이 감소하는 결과를 보였다. 기판과의 접착력을 개선하기 위해 폴리메틸메타아크릴레이트(PMMA) 계열인 미쯔비시 레이욘사의 LR-981을 실시예 4에 첨가한 실시예 5의 경우 현상시간을 비슷하게 유지하면서 언더컷을 더욱 개선시킬 수 있는 결과를 보였다. 그러나 LR-981을 많이 첨가하게 되면 현상 후 바인더가 깨끗하게 제거되지 않아 잔사(residue)가 남게 되는 문제가 발생하게 된다.
실시예 6과 실시예 7은 실시예 4, 실시예 5를 각각 후면 노광하여 현상 시간과 언더컷을 측정한 것이다.
비교예 2와 비교예 3은 실시여 4, 실시예 5를 각각 전면 노광하여 현상 시간과 언더컷을 측정한 것이다.
[표 2]
바인더 노광면 현상 시간 (sec) 언더컷 (㎛)
실시예 6 실시예 4 후면 노광 9 2.5
실시예 7 실시예 5 후면 노광 10 1.0
비교예 2 실시예 4 전면 노광 10 5.5
비교예 3 실시예 5 전면 노광 11 4.5
상기 표 2는 실시예 4와 실시예 5의 바인더를 이용한 노광면에 따른 현상 시간과 언더컷 생성율에 대한 결과이다. 전면 노광시 기판과 접촉된 부분의 경우 빛이 아랫부분까지 깊숙히 도달하지 못하여 기판과 접착된 부분에서 언더컷 발생이 심화되는 반면 후면 노광을 실시할 경우 기판과 접착된 부분에서 오히려 광경화가 먼저 일어나기 때문에 언더컷 발생율이 현저히 감소하고 현상 시간에 있어서도 전면 노광과는 달리 약간 감소하는 특성을 보였다. 또한 실시예 6내지 7, 비교예 2내지 3을 소성했을 때 비교예 2내지 3의 경우 언더컷에 의해 소성 후 표면 처리를 실시할 경우 나노 카본계 물질의 탈착이 심화되는 반면 실시예 6내지 7의 경우 언더컷 생성율이 비교적 작아 비교예 2내지 3보다 나노 카본계 물질의 탈착이 덜 일어나는 결과를 보였다.
본 발명은 상기와 같이 바인더의 중량 평균 분자량, 유리 전이 온도, 산가 등을 조절함으로써 현상 공정에서 여유 범위가 넒고 폴리메틸메타아크릴레이트 계열의 바인더를 첨가하여 줌으로써 기판과의 접착성이 우수한 감광성 수지 조성물을 얻을 수 있고 후면 노광을 통해 전면 노광보다 우수한 현상 마진과 접착성을 가지면서 나노 카본계 물질이 소성후 탈착되는 문제를 개선할 수 있는 공정 효과를 가질 수 있다.

Claims (10)

  1. 전계 방출 에미터용 나노 카본계 감광성 페이스트 조성물에 있어서,
    상기 감광성 페이스트는 고분자 바인더, 다관능성 모노머 또는 올리고머, 입자상 나노 카본계 물질, 광개시제, 광증감제, 소포제, 분산제, 레벨링제 및 용제로 구성되는 조성을 특징으로 하며,
    전계 방출 에미터 제조 방법에 있어서,
    상기 전계 방출 에미터 제조 방법은 감광성 페이스트 조성물을 도전성 전극위에 후막을 형성하고, 일정한 형태의 모양을 가진 마스크 및 광조사를 이용하여 패턴을 형성하고 현상액을 이용하여 미패턴 부위를 제거하고 소성 및 표면처리 공정을 거쳐 에미터 표면이 최대로 활성화되는 것을 특징으로 하는 제작 방법.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 감광성 페이스트 조성물은 나노 카본계 물질 2~50wt%, 바인더는 1~40wt%, 다관능성 모노머는 2~30wt%, 광개시제는0.5~10wt%, 분산제는0.1~5wt%, 소포제는 0.1~5wt%, 레벨링제 0.1~2wt%를 포함하는 나노 카본계 에미터 페이스트 조성물을 갖는 것을 특징으로 하는 감광성 조성물
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 바인더 아크릴 바인더 외에 에틸 셀룰로오즈(ethyl cellulose), 히드록시에틸 셀룰로오즈(Hydroxyethyl cellulose), 히드록시프로필셀룰로오즈 (Hydroxypropyl cellulose) , 히드록시에틸히드록시프로필 셀룰로오즈 (Hydroxy
    ethylhydroxypropyl cellulose)및 셀룰로오즈아세테이트부틸레이트(Cellulose acet ate butylate)의 셀룰오로스 유도체중 어느 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 나노 카본계 전계 방출 에미터용 나노 카본계 감광성 페이스트 조성물
  4. 제 1항에 있어서,
    올리고머는 접착력 개선을 위해 폴리 메틸 메타아크릴레이트 (polymethyl methacrylate :PMMA), 에폭시(Epoxy)를 사용하는 것을 특징으로 하는 나노 카본계 전자 방출 소자 에미터의 광중합형 감광성 페이스트 조성물.
  5. 전계 방출 소자인 에미터의 제조 방법에 있어서, 광중합형 감광성 페이스트를 기판 상에 인쇄하는 단계와, 상기 감광성 페이스트를 가열하여 건조시키는 단계와, 상기 건조된 감광성 페이스트 상에 포토 마스크를 사용하여 자외선에 전면 노광 또는 후면 노광시키는 단계와, 현상하는 단계, 감광성 페이스트를 소성시키는 단계를 포함하는 제조방법.
  6. 전계 방출 에미터용 나노 카본계 감광성 페이스트 조성물에 있어서
    상기 감광성 페이스트의 모노머는 적어도 2개 이상의 에틸렌계 이중 결합을 갖는 가교성 모노머로서 아크릴산 에스테르계인 에틸렌 글리콜 디아크릴레이트, 트리에 틸렌 글리디아크릴레이트, 트리메틸올프로판트리아크릴레이트, 테트라메틸렌 글리콜디아크릴레이트, 프로필렌글리콜디아크릴레이트, 펜타에리쓰리톨테트라 아 크릴레이트, 디 펜타에리쓰리톨디아크릴레이트, 디펜타에리쓰리톨헥사아크릴레이트, 테트라에틸렌 글리콜디아크릴레이트류와 메타크릴산에스테르계인 테트라메틸렌 글 리콜디메타크릴레이트, 네오펜틸글리콜디 메타크릴레이트, 드리메틸올에탄트리 메타크릴레이트류로 이루어진 군으로부터 1종 이상 선택되는 것을 특징으로 하는 감광성 조성물
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 감광성 페이스트에 사용되는 나노카본계 물질은 카본 나노 튜브(CNT), 카본 나노 파이버(CNF)등을 포함하며, 상기 카본 나노 파이버(CNF)는 그 모양이 직선 타입(tubular type), 헤링본 타입(herringbone type), 플레이트릿 타입(platelet type), 아코디언 타입(accordion type)중 1종 이상 선택되는 것을 특징으로 하는 감광성 조성물
  8. 제 1항에 있어서,
    상기 감광성 페이스트는 광개시제 또는 광증감제등은 열분해성 아크릴레이트 계열의 벤조 페논계 화합물, 아세트 페논계 화합물, 트리아진계 화합물, 티오키산톤계 화합물, 포스핀 옥사이드계 화합물, 칼콘 화합물, 쿠마린계 화합물 및 이미다졸계 화합물중 1종 이상 선택되는 것을 특징으로 하는 감광성 조성물
  9. 제 1항에 있어서,
    상기 감광성 페이스트는 감광성 수지 조성물은 분산제, 소포제, 레벨링제 등을 포함하고 이러한 소포제, 레벨링제, 분산제등은 음이온계의 공중합체, 알랄킬 변성 폴리메틸알킬 실록산계, 폴리 실론산계, 비실리콘계 고분자 화합물, 폴리에스테르 변성 디메틸폴리실록산, 폴리에스테르 변성 디메틸폴리실록산 공중합체, 실리콘 계열의 수지, 불소계 계면활성제, 실리콘계 계면활성제등을 단독 또는 2종 이상 다른 물질을 혼합하여 사용하는 것을 특징으로 하는 감광성 조성물
  10. 제 1항에 있어서,
    전계 방출 소자인 에미터의 제조 방법에 있어서, 인쇄용 실버 페이스트, 감광성 실버 페이스트, 인쇄용 루테늄 옥사이드 페이스트, 감광성 루테늄 옥사이드 페이스트등의 buffer layer가 에미터와 ITO glass 기판 사이에 도트(dot) 또는 라인(line) 형태로 사용되는 것을 특징으로 하는 에미터 제조 방법.
KR1020040080785A 2004-10-11 2004-10-11 전계 방출 에미터용 나노 카본계 감광성 페이스트 조성물및 그 제작 방법 KR20060032229A (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020040080785A KR20060032229A (ko) 2004-10-11 2004-10-11 전계 방출 에미터용 나노 카본계 감광성 페이스트 조성물및 그 제작 방법

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020040080785A KR20060032229A (ko) 2004-10-11 2004-10-11 전계 방출 에미터용 나노 카본계 감광성 페이스트 조성물및 그 제작 방법

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20060032229A true KR20060032229A (ko) 2006-04-17

Family

ID=37141642

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020040080785A KR20060032229A (ko) 2004-10-11 2004-10-11 전계 방출 에미터용 나노 카본계 감광성 페이스트 조성물및 그 제작 방법

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR20060032229A (ko)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100724235B1 (ko) * 2004-11-22 2007-05-31 닛신 고오교오 가부시키가이샤 박막의 제조 방법, 박막이 형성된 기재, 전자 방출 재료,전자 방출 재료의 제조 방법 및 전자 방출 장치
KR100818506B1 (ko) * 2006-12-22 2008-03-31 제일모직주식회사 전자 방출원 형성용 전사필름, 이를 이용한 전자 방출원의제조방법 및 상기 방법에 의해 제조된 전자 방출원

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100724235B1 (ko) * 2004-11-22 2007-05-31 닛신 고오교오 가부시키가이샤 박막의 제조 방법, 박막이 형성된 기재, 전자 방출 재료,전자 방출 재료의 제조 방법 및 전자 방출 장치
KR100818506B1 (ko) * 2006-12-22 2008-03-31 제일모직주식회사 전자 방출원 형성용 전사필름, 이를 이용한 전자 방출원의제조방법 및 상기 방법에 의해 제조된 전자 방출원

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5003481B2 (ja) 感光性組成物、ディスプレイ部材およびその製造方法
US20080166666A1 (en) Positive imageable thick film composition
KR20030083790A (ko) 전계 방출 표시소자용 탄소 나노 튜브 에미터 페이스트조성물 및 이를 이용한 전계 방출 표시소자용 탄소 나노튜브 에미터의 제조방법
JP5393402B2 (ja) 感光性導電ペースト及びその製造方法
JP4453161B2 (ja) 感光性ペースト、ディスプレイおよびプラズマディスプレイ用部材
CN106959583A (zh) 自发射型感光树脂组合物、由其制备的颜色转换层及含颜色转换层的图像显示装置
TWI280077B (en) Ag paste composition for microelectrode formation and microelectrode formed using the same
KR20060032229A (ko) 전계 방출 에미터용 나노 카본계 감광성 페이스트 조성물및 그 제작 방법
JP5143683B2 (ja) プラズマディスプレイパネル電極形成用スラリー組成物
JP2003281935A (ja) ポリビニルアセタールを用いた感光性導電ペースト、電極の形成方法及び電極
JP2010040521A (ja) 電子放出源用ペーストおよびこれを用いた電子放出源ならびに電子放出素子
JP2009300789A (ja) 感光性組成物、パターン形成方法およびフラットパネルディスプレイ用電極の製造方法
JP2009086280A (ja) 感光性銀ペースト、電極パターンの製造方法、電極パターンおよびプラズマディスプレイパネル
JP4946451B2 (ja) 電子放出素子用ペーストおよびそれを用いた電子放出素子、電子放出素子の製造方法
KR100818506B1 (ko) 전자 방출원 형성용 전사필름, 이를 이용한 전자 방출원의제조방법 및 상기 방법에 의해 제조된 전자 방출원
JP2002023351A (ja) 感光性ペーストおよびディスプレイ用部材
TW200923032A (en) A slurry composition for producing PDP electrode
JP4006907B2 (ja) 感光性転写フィルム
JP2009175399A (ja) 電子放出素子の絶縁層形成用感光性組成物
JP2011508387A (ja) レジネートを含有する水性現像可能な性能強化された光画像形成型カーボンナノチューブペースト
JP2017003706A (ja) 感光性樹脂組成物
KR100576208B1 (ko) 플라즈마 디스플레이 패널용 감광성 유전체 페이스트 조성물 및 이를 이용한 유전체 패턴 형성 방법
JP2003197031A (ja) 脂肪族ポリエステルを用いた導電ペースト、電極の形成方法及び電極
JP5246808B2 (ja) 導電ペースト及び導電パターン
JP2007279407A (ja) 感光性ペースト組成物およびそれを用いたフラットパネルディスプレイ部材

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
PA0109 Patent application

Patent event code: PA01091R01D

Comment text: Patent Application

Patent event date: 20041011

PA0201 Request for examination
PG1501 Laying open of application
E902 Notification of reason for refusal
PE0902 Notice of grounds for rejection

Comment text: Notification of reason for refusal

Patent event date: 20060426

Patent event code: PE09021S01D

E601 Decision to refuse application
PE0601 Decision on rejection of patent

Patent event date: 20061211

Comment text: Decision to Refuse Application

Patent event code: PE06012S01D

Patent event date: 20060426

Comment text: Notification of reason for refusal

Patent event code: PE06011S01I