형광체 페이스트용 저온소성형 바인더 P(MMA-co-BMA)의 합성과 열분해시 잔류 탄소침적물 형성 기구 및 제어에 관한 연구

Abstract

PDP의 최종 품질은 형광체의 도포기술이 좌우한다고 말할 정도로 형광체의 후막형성 기술은 상당히 중요하며, 최적화된 형광막을 형성하기 위해서는 형광체 페이스트의 레올로지 (rheology) 특성 및 분산성에 대한 제어가 필요하다. 또한 후막형성 이후 소성공정 과정에서 형광체의 열화나 잔류 유기물 및 탄소침적물 점착에 의한 형광체의 손상 없이 형광체 본연의 성능을 최대한 발휘 할 수 있도록 하는 것이 중요하다. 그러나 기존 형광체 페이스트의 바인더로 사용되는 셀룰로오즈 타입은 소성온도가 높아 형광체의 열화현상을 일으킬 뿐만 아니라 잔류탄소침적물을 상대적으로 많이 남겨 소성공정 이후 발광강도의 감소를 야기한다. 이는 PDP가 않고 있는 저효율, 저휘도 문제에 심각한 영향을 미친다. 이러한 열화현상 및 잔류 탄소침적물에 대한 영향을 최대한 줄이고 형광체 본연의 성능을 최대한 발휘할 수 있도록 하기 위해서는 저온소성 가능한 형광체 페이스트의 개발이 필요하다. 저온소성형 형광체 페이스트를 개발하기 위한 가장 중요한 요소는 바인더로 사용될 고분자 수지(polymer resin)를 선정하는 일이며, 이는 고분자 수지의 특성에 따라 형광체 페이스트의 소성공정이 결정되며, 인쇄특성 및 분산성에도 상당한 영향력을 미치기 때문이다. 따라서 본 연구에서는 저온소성 가능한 고분자 수지로서 저온 소성특성이 좋고 상대적으로 탄소침적물을 적게 남기며 형광체와의 분산성이 좋은 아크릴 계열의 고분자 수지 P(MMA-co-BMA) random copolymer를 선정하였다. 상기 물질은 본 연구실에서 특허로 등록한 물질로 실제 공정에 적용되기 위해서는 인쇄특성에 대한 조절과, 저온소성 공정에서 탄소침적물이 일부 형성되는 문제점에 대한 해결이 필요하다. 이를 위해 합성조건의 최적화를 통한 분자량 조절 및 형광체 페이스트의 조성비율을 조절함으로써 인쇄특성에 대한 부분을 개선하여 최종적으로 상용 형광체 페이스트와 유사한 형광막을 얻을 수 있었으며, 소성공정 과정에서 고분자 수지 열분해 시 발생하는 탄소침적물의 형성 메커니즘에 대한 분석과 이에 대한 이해를 바탕으로 물리적인 소성과정 (확산거리, 확산속도)조절을 통한 탄소침적물 형성 제어에 관한 연구 진행하였다.