KR100324266B1 - 고체 표시소자용 유전체후막 조성물 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 고체표시소자용 유전체 후막 조성물에 관한 것이다.
본 발명의 제1 실시예에 따른 고체표시소자용 유전체 후막 조성물은 40 내지 60 중량%의 P2O5와, 20 내지 40 중량%의 ZnO와, 3 내지 15 중량%의 BaO와, 2 내지 10 중량%의 Li2O와, 1 내지 10 중량%의 B2O3와, 1 내지 7 중량%의 Al2O3와, 1 내지 6 중량%의 CaO와, 0 내지 5 중량%의 K2O와, 0 내지 5 중량%의 Na2O를 함유하는 P2O5-ZnO-BaO계 유리와, PbTiO3를 주성분으로 하는 2성분계 화합물 및 PbTiO3+PbZrO3를 주성분으로 하는 3성분계 화합물 중 적어도 어느 하나를 포함하며 P2O5-ZnO-BaO계 유리에 20 내지 40 중량%로 혼합되는 산화물 충진제를 포함한다.
이에 따라, 고체표시소자용 유전체 후막 조성물은 고유전율과 고절연성을 가지므로, 낮은 구동전압과 안정적인 소자특성을 가지게 된다. 또한, 저융점 유리를 사용함과 아울러, 기공의 발생을 최소화하여 소자의 열변형 및 특성열화를 최소화 할수 있는 장점이 있다. 또한, 기판 선택의 폭을 넓혀 제조비용을 저감하게 된다.

Description

고체 표시소자용 유전체후막 조성물{Composition of Thick Film Dielectric for Solid State Display Device}
본 발명은 고체표시소자용 유전체 후막 조성물에 관한 것으로, 특히 열적, 전기적 특성을 향상시키도록 구성된 고체표시소자용 유전체 후막 조성물에 관한 것이다.
최근, 액정표시장치(Liquid Crystal Display; 이하 "LCD"라 함), 전계방출 표시장치(Field Emission Display; 이하 "FED"라 함), 플라즈마 디스플레이 패널(Plasma Display Panel; 이하 "PDP"라 함) 및 일렉트로 루미네선스(Electroluminescence; 이하 "EL"라 한다)등의 평면 표시장치가 활발히 개발되고 있다. 이들중 EL은 유리기판 또는 투명한 유기필름위에 도포된 형광체에 전계를 인가하여 발광시키는 자발광형 표시소자로 박막형EL과 분산형 EL로 대별된다. 박막형 EL은 등황색 발광의 제품이 정보 표시소자로 실용화 되어 있으며, 분산형 EL은 대형 LCD용 백라이트로 실용화 되어 있다. 한편, EL은 공정의 복잡성, 박막 절연체의 재현성이 저하되는 문제점이 있다. 이러한, 문제를 해결함과 아울러, 우수한 발광특성을 갖는 차세대 표시소자로 고체표시소자(Solid State Display Device; 이하 "SSD"라 한다)가 제안되고 있다. SSD는 유전체후막 EL(Thick Dielectric EL; 이하 "TDEL"이라 한다)이라 불리운다. 이하, 도 1을 결부하여 종래의 SSD에 대하여 살펴보기로 한다.
도 1을 참조하면, SSD는 기판(16)의 상부에 형성된 제1 전극(14)과, 제1 전극(14)의 상부에 형성되어 절연파괴를 방지하는 유전체후막(Thick Film Dielectric;10)과, 가시광선을 발생하는 형광층(6)과, 유전체후막(10)의 전면에 도포되어 유전체후막(10)과 형광층(6)의 계면을 평탄화시키는 MOD평탄화막(Metal-Organic Decomposition Planarization;8)과, 형광층(6)의 상부에 형성된 제2 전극(2)과, 형광체(6)의 상부에 형성되어 형광층(6)과 제2 전극(2)의 확산을 방지하는 유전체 박막(4)을 구비한다. SSD의 구동원리에 대하여 살펴보기로 한다. 제1 및 제2 전극(2,14) 간에 소정의 전압(예를들면, 200V)을 인가하면 터널효과에의해 유전체층(10,4)과 형광층(6) 사이의 계면준위에서 전자가 방출된다. 이때, 방출된 전자는 고전계(예를들면, 106V/m)에 의해 가속되어 열전자(Hot Electron)화 된다. 이들 열전자가 형광체(예를들어, ZnS:Mn)의 Mn등 발광중심을 충돌하여 여기된다. 여기된 궤도내 전자가 여기준위로부터 기저준위로 완하될 때 발광이 일어나게 된다. 이러한 원리에 따라 SSD에서는 원하는 화상을 표시하게 된다. 상기 유전체후막(10)은 절연파괴를 방지함과 아울러, 고전압을 안정적으로 인가하게 된다. 유전체후막(10)은 제1 전극(14)과 형광층(6) 간의 확산을 방지함과 아울러, SSD의 열적안정성을 유지하게 된다. 한편, MOD평탄화막(8)은 유전체후막(10)의 상부에 형성되어 유전체후막(10)의 계면을 평탄화 시키게 된다.
한편, SSD의 제조방법에 대하여 살펴보기로 한다.
기판(16)의 상부에 제1 전극(14)을 형성한다. 기판(16)을 전극인쇄기(도시되지 않음)에 원하는 형태의 전극을 형성하게 된다. 상기 제1 전극(14)의 재질은 금속재를 사용하게 된다.
제1 전극(14)의 상부에 유전체후막(10)을 형성한다. 유전체후막(10)은 스크린 프린트법에 의해 제1 전극(14)의 상부에 형성되며 두께는 100 - 300㎛가 바람직하다. 이 경우, 유전체후막(10)의 재질로는 SrTiO3, PbTiO3, BaTiO3를 사용하게 된다. 또한, 소정의 두께로 형성된 유전체후막은 산소분위기 하에서 900 - 1000℃의온도로 소성시키게 된다. 이에따라, 기판(16)은 고온의 소성온도에 견딜수 있는 Al2O3가 사용된다.
유전체후막(10)의 상부에 소정의 두께(2 - 3 ㎛)를 갖는 MOD평판화막(8)을 형성한다. 이 경우, MOD평탄화막(8)은 졸겔법(Sol-Gel Method), 스크린 프린트법 또는 스핀코팅법에 의해 형성하게 된다. 이 경우, MOD평판화막(8)의 재질로 PZT(Lead Zirconium Titanate)을 사용하게 된다.
MOD막의 상부에 소정의 두께를 갖는 형광층(6)을 형성한다. 형광층(6)은 진공증착법에 의해 형성되며, 형광체 재질은 ZnS:Mn가 주로 사용된다.
형광층(6)의 상부에 소정의 두께를 갖는 유전체박막(4)을 형성한다. 유전체박막(4)은 진공증착법에 의해 형성되며, 두께는 1 - 2 ㎛가 바람직하다.
유전체박막(4)의 상부에 제2 전극(2)을 형성한다. 제2 전극(2)은 진공증착법에 의해 형성된다. 이 경우, 제2 전극(2)은 광빔이 투과될수 있는 투명전극을 사용하게 된다. 이에따라, 제2 전극(2)의 재질로는 아이티오(Indium Thin Oxide; 이하 "ITO"라 한다)가 바람직하다.
일반적으로 고체표시소자의 요구특성은 아래에 나타난 바와같다. 첫째, 구동전압을 낮추기위해 유전상수가 1000 이상이어야 한다. 둘째, 형광체와의 계면에서 안정된 계면이 유지되도록 하기위해 절연강도가 1.0×106V/m 이상이어야 한다. 셋째, 형광체와의 안정된 계면이 유지되도록 하기위해 유전체의 표면조도가 매우 양호하여야 한다. 넷째, 높은 절연내력을 유지하기 위해 유전체 내부에 기포가 가능한 적고 특히, 유전체가 접하는 형광체 및 전극계면에서 기포가 가능한 최소화 되어야 한다. 그러나, 종래의 SSD에서는 유전체후막이 1000℃ 이상의 높은 소성온도를 요구하므로 기판의 선택에 제한을 받게 된다. 또한, 고온 소성에 의한 전극의 손상, 기포의 불완전제거등의 문제점을 가지게 된다.
따라서, 본 발명의 목적은 열적, 전기적 특성을 향상시키는 고체표시소자용 유전체 후막 조성물을 제공하는데 있다.
도 1은 종래의 고체 표시소자의 구성을 도시한 도면.
도 2는 본 발명의 고체표시소자용 유전체후막 조성물을 설명하기 위해 유전체후막 제조방법을 수순에 따라 도시한 흐름도.
< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >
2,14 : 전극 4 : 유전체 박막
6 : 형광체 8 : MOD막
10 : 유전체후막 12 : 알루미나 기판
16 : 기판
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 제1 실시예에 따른 고체표시소자용 유전체 후막 조성물은 40 내지 60 중량%의 P2O5와, 20 내지 40 중량%의 ZnO와, 3 내지 15 중량%의 BaO와, 2 내지 10 중량%의 Li2O와, 1 내지 10 중량%의 B2O3와, 1 내지 7 중량%의 Al2O3와, 1 내지 6 중량%의 CaO와, 0 내지 5 중량%의 K2O와, 0 내지 5 중량%의 Na2O를 함유하는 P2O5-ZnO-BaO계 유리와, PbTiO3를 주성분으로 하는 2성분계 화합물 및 PbTiO3+PbZrO3를 주성분으로 하는 3성분계 화합물 중 적어도 어느 하나를 포함하며 P2O5-ZnO-BaO계 유리에 20 내지 40 중량%로 혼합되는 산화물 충진제를 포함한다.
본 발명의 제2 실시예에 따른 고체표시소자용 유전체 후막 조성물은 20 내지 40 중량%의 ZnO와, 10 내지 30 중량%의 B2O3와, 3 내지 30 중량%의 PbO와, 15 내지 30 중량%의 SiO2와, 2 내지 10 중량%의 K2O와, 2 내지 8 중량%의 Na2O와, 1 내지 8 중량%의 Al2O3와, 1 내지 5 중량%의 CaO와, 0 내지 5 중량%의 Li2O를 함유하는 SiO2-ZnO-B2O3계 유리와, PbTiO3를 주성분으로 하는 2성분계 화합물 및 PbTiO3+PbZrO3를 주성분으로 하는 3성분계 화합물 중 적어도 어느 하나를 포함하며 상기 SiO2-ZnO-B2O3계 유리에 20 내지 40 중량%로 혼합되는 산화물 충진제를 포함한다.본 발명의 제3 실시예에 따른 고체표시소자용 유전체 후막 조성물은 40 내지 85 중량%의 PbO와, 1 내지 30 중량%의 SiO2와, 1 내지 25 중량%의 B2O3와, 0 내지 20 중량%의 ZnO와, 1 내지 8 중량%의 Na2O와, 0 내지 8 중량%의 Al2O3와, 0 내지 5 중량%의 K2O와, 0 내지 5 중량%의 Li2O와, 0 내지 5 중량%의 CaO와, 0 내지 2 중량%의 Cr2O3와, 0 내지 2 중량%의 Fe2O3을 함유하는 PbO-ZnO-B2O3계 유리와, PbTiO3를 주성분으로 하는 2성분계 화합물 및 PbTiO3+PbZrO3를 주성분으로 하는 3성분계 화합물 중 적어도 어느 하나를 포함하며 PbO-ZnO-B2O3계 유리에 20 내지 40 중량%로 혼합되는 산화물 충진제를 포함한다.
상기 목적 외에 본 발명의 다른 목적 및 특징들은 첨부된 표들을 참조한 실시예들에 대한 설명을 통하여 명백하게 드러나게 될 것이다.
이하에 본 발명에 따른 고체표시소자용 유전체후막 조성물 및 제조방법의 실시예들을 설명하나, 본 발명의 범위가 이들 실시예들에 국한되는 것은 아님을 밝혀둔다.
제1 실시예
본 발명의 제1 실시예에 따른 고체표시소자용 유전체후막 조성물은 P2O5-ZnO-BaO계 모상유리와, 산화물 충진제를 함유한다. 이하, 고체표시소자용 유전체후막 조성물에 대하여 상세하게 설명하기로 한다. P2O5-ZnO-BaO계 모상유리 분말의 조성비가 표 1에 나타나 있다. 표 1의 조성비는 상기 모상유리의 무게를 100 중량%로 하여 산출된 것이다.
P2O5-ZnO-BaO계 모상유리의 조성비
성분 P2O5 ZnO BaO LiO2 B2O3 Al2O3 CaO K2O Na2O
중량% 40-60 20-40 3-15 2-10 1-10 1-7 1-6 0-5 0-5
여기에서, P2O5-ZnO-BaO계 모상유리는 주성분인 P2O5의 P이온이 높은 이온장 강도(예를들면, 43.2)를 가지고 있어서 전기적 중성을 유지하기 위해 1개의 P-O결합이 2중결합을 하는 불안정한 구조로 분상을 일으켜 쉽게 결정화되는 특성을 가짐과 아울러, 높은 유전율을 갖도록 한다. 또한, 소성시 기공의 발생이 감소되어 매우 양호한 표면조도를 가지게 된다. 이에따라, 계면상태가 좋아지게 되어 전자의 발생 및 주입을 안정되게 한다. 또한, P2O5-ZnO-BaO계 모상유리는 전이점이 500℃이하이고, 유전체후막의 소성온도를 700℃ 이하로 낮출수 있게되어 종래의 Al2O3기판이외에도 글래스기판을 사용할수 있다. 이로인해, 기판의 선택폭을 넓힐수 있게 되어 제조비용을 저감할수 있게 된다.
한편, 고유전율 및 고절연성을 확보하기위해 상기 모상유리에 첨가되는 산화물 충진제는 PbTiO3를 주성분으로 하는 2성분계 화합물 또는 PbTiO3+PbZrO3를 주성분으로 하는 3성분계 화합물을 함유하게 된다. 산화물 충진제의 종류가 표 2에 나타나 있다.
산화물 충진제 종류
산화물 충진제
2성분계 화합물 3성분계 화합물
PbTiO3+PbZrO3 PbTiO3+PbZrO3+Pb(X1/3Nb2/3)O3
PbTiO3+Pb(X1/3Nb2/3)O3 PbTiO3+PbZrO3+Pb(X1/2Nb1/2)O3
PbTiO3+Pb(X1/2Nb1/2)O3 PbTiO3+PbZrO3+Pb(X1/2W1/2)O3
PbTiO3+Pb(X1/2W1/2)O3 PbTiO3+PbZrO3+Pb(X1/2Te1/2)O3
PbTiO3+Pb(X1/2Te1/2)O3 PbTiO3+PbZrO3+Pb(X1/3Sb2/3)O3
PbTiO3+Pb(X1/3Sb2/3)O3
상기 표 2에서, X는 Mg, Co, Zn, Cd, Mn, Ni, Sb 및 Y중 어느 하나를 사용하게 된다.
표 2에 나타난 산화물 충진제에 대하여 살펴보기로 한다. PbTiO3를 주성분으로 하는 2성분계 화합물중 PbTiO3+PbZrO3는 유전율이 1000 이상이고 106V/m이상의 높은 절연강도를 갖는 강유전성 재료이다. 특히, Zr과 Ti의 이온반경이 비슷하고 유사한 외각전자배치를 가지고 있기 때문에 안정된 전기적, 재료적 특성을 유지하게 된다. 이중 PbZrO3는 결정의 과대성장을 막고 치밀한 조직을 유지하도록 해주기 때문에 후막유전체의 강도를 증대시킬수 있다. 이 외에도 PbTiO3+Pb(X1/3Nb2/3)O3, PbTiO3+Pb(X1/2Nb1/2)O3, PbTiO3+Pb(X1/2W1/2)O3, PbTiO3+Pb(X1/2Te1/2)O3, 및 PbTiO3+Pb(X1/3Sb2/3)O3등의 2성분계 화합물도 높은 유전율과 내전압강도로 산화물 충진제로 우수한 특성을 나타내게 된다.
또한, PbTiO3+PbZrO3를 주성분으로 하는 3성분계 화합물로는 PbTiO3+PbZrO3+Pb(X1/3Nb2/3)O3, PbTiO3+PbZrO3+Pb(X1/2Nb1/2)O3,
PbTiO3+PbZrO3+Pb(X1/2W1/2)O3, PbTiO3+PbZrO3+Pb(X1/2Te1/2)O3,
및 PbTiO3+PbZrO3+Pb(X1/3Sb2/3)O3등이 있는데, 이들은 모상유리와 혼합도가 매우 양호하고 소성시에 PbO의 증발을 막아 안정된 유전특성 및 내전압특성을 유지하게 된다. 이들 산화물 자체의 유전율이 3000 - 4000 정도이며 유전체후막의 유전율이 2000 이상의 높은 유전율을 가지고 있으므로 효과적으로 소자의 구동전압을 낮출수 있게 된다. 특히, 소성시에 PbO의 증발을 억제할수 있기 때문에 기포의 발생을 억제할수 있기 때문에 기포의 발생을 감소시킬수 있고 매우 치밀한 조직으로 형광층과의 계면도 양호한 상태를 유지할수 있는 장점이 있다. 또한, 결함 발생시 오픈 모드의 특성을 나타내어 소자의 수명을 극대화시킬수 있다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 고체표시소자용 유전체후막 제조방법을 설명하기위한 도면이 도시되어 있다.
모상유리 분말에 산화물 충진제 분말을 소정비율로 혼합하여 혼합분말을 형성한다.(제S1 단계) 모상유리의 분말형성 과정에 대해서 상세히 설명하면, 첫 번째 공정에서 P2O5-ZnO-BaO계 모상유리의 원재료(Raw Material)를 표1의 조성비에 따라 칭량하여 텀블링 믹서(Tumbling Mixer)에서 소정시간(예를들면, 10시간) 혼합하게 된다. 두 번째 공정에서 혼합된 원재료를 용융로에 투입하여 용융시킨다. 이때의 용융조건(Melting Condition)은 1100℃에서 5시간 정도 유지하며, 용융도중에 원재료가 골고루 용융되도록 2-3 차례 교반(Stirring)시킴에 의해 균질화되어 용융된 유리는 치밀한 조직을 가지게 된다. 세 번째 공정에서 용융된 유리를 급속냉각 시킴에 의해 미세한 입자를 갖는 분말을 형성시킨다. 상기 용융된 유리는 쿠엔칭 롤러(Quenching Roller)를 통과시킨후 급속냉각하면 미세한 크랙(Crack)을 갖는 파쇄유리(Cullets)가 생성된다. 이러한 파쇄유리를 볼밀링(Ball Milling)법에 의해 소정시간(예를들어, 16 시간) 밀링하고 #170, #270 시버(Siver)를 순차적으로 통과시킴에 의해 입자크기가 약 6??m의 양호한 입도분산을 갖는 분말을 만들 수 있다. 한편, P2O5-ZnO-BaO계 모상유리의 분말과 산화물 충진제 분말을 혼합하여 혼합분말을 형성하게 된다. 상기 산화물 충진제의 종류는 표 2에 나타난 바와같다. 모상유리 분말에 2성분계 화합물 또는 3성분계 화합물을 선택적으로 첨가한 원재료(Raw Material)를 일정한 조성비에 따라 칭량하여 텀블링 믹서(Tumbling Mixer)에서 소정시간(예를들면, 10시간) 혼합하여 혼합분말을 형성하게 된다. 이때, 60 내지 80 중량%의 모상유리와 20 내지 40 중량%의 산화물 충진제를 혼합하는 것이 바람직하다.
혼합분말을 유기용매(Vehicle)와 소정비율로 혼합하여 페이스트(Paste)를 형성한다.(제S2 단계) 이때, 혼합분말은 P2O5-ZnO-BaO계 모상유리 분말에 산화물 충진제를 소정의 비율로 혼합한 분말을 의미한다. 페이스트 형성과정에 대해서 상세히 설명하면, 혼합분말과 유기용매(Vehicle)를 일정비율로 혼합하여 페이스트 상태를 만든다. 이때, 페이스트의 점도는 50,000 - 150,000 CPS 범위를 유지하는 것이 바람직하다.
유전체 후막을 형성한다.(제S3 단계) 스크린 프린트법을 이용하여 상기 페이스트를 기판에 균일한 두께를 갖도록 도포한후, 소성함에 의해 유전체 후막을 형서하게 된다. 또한, 설계자의 의도에 따라 유전체 후막을 그린시트 형태로 제작할수도 있을 것이다. 이에따라, 본 발명의 일 실시예에 따른 고체표시소자용 유전체후막은 고유전율과 고절연성을 가지므로, 낮은 구동전압과 안정적인 소자특성을 나타내게 된다. 또한, 모상유리의 전이점이 500℃ 이하로서 700℃이하의 소성온도를 가지므로 소자의 열변형 및 특성열화를 최소화하게 된다. 또한, 기공의 발생을 최소화하여 소자의 열변형 및 특성열화를 방지하게 된다. 이에따라, 기판이 설계자의 의도에 따라 Al2O3재질 또는 글래스재질을 사용할수 있므로 제조비용이 저감되게 된다.
제2 실시예
본 발명의 제2 실시예에 따른 고체표시소자용 유전체후막 조성물은 SiO2-ZnO-B2O3계 모상유리와, 산화물 충진제를 함유한다. 이하, 고체표시소자용 유전체후막 조성물에 대하여 상세하게 설명하기로 한다. SiO2-ZnO-B2O3계 모상유리 분말의 조성비가 표 3에 나타나 있다. 표 3의 조성비는 상기 모상유리의 무게를 100 중량%로 하여 산출된 것이다.
SiO2-ZnO-B2O3계 모상유리의 조성비
성분 SiO2 K2O Li2O Na2O PbO CaO ZnO B2O3 Al2O3
중량% 15-30 2-10 0-5 2-8 3-30 1-5 20-40 10-30 1-8
여기에서, SiO2-ZnO-B2O3계 모상유리는 소성온도가 700℃ 이하로 매우 낮은 전이온도를 가지며 치밀한 계면조직을 유지하게 된다. 또한, SiO2-ZnO-B2O3계 모상유리는 절연파괴의 진행을 지연시킬 수 있는 개방모드의 특성을 가지고 있어 비록 결함이 발생하더라도 국부적인 지점으로 제한되어 소자의 수명을 증대시키게 된다.
한편, 고유전율 및 고절연성을 확보하기위해 상기 모상유리에 첨가되는 산화물 충진제는 PbTiO3를 주성분으로 하는 2성분계 화합물 또는 PbTiO3+PbZrO3를 주성분으로 하는 3성분계 화합물을 함유하게 된다. 산화물 충진제의 종류, 특성과 유전체후막 제조방법은 제1 실시예에서 충분히 설명하였으므로 상세한 설명은 생략하기로 한다. 이에따라, 본 발명의 다른 실시예에 따른 고체표시소자용 유전체후막은 고유전율과 고절연성을 가지므로, 낮은 구동전압과 안정적인 소자특성을 나타내게된다. 또한, 모상유리의 전이점이 500℃ 이하로서 700℃이하의 소성온도를 가지므로 소자의 열변형 및 특성열화를 최소화하게 된다. 또한, 기공의 발생을 최소화하여 소자의 열변형 및 특성열화를 방지하게 된다. 이에따라, 기판이 설계자의 의도에 따라 Al2O3재질 또는 글래스재질을 사용할수 있므로 제조비용이 저감되게 된다.
제3 실시예
본 발명의 제3 실시예에 따른 고체표시소자용 유전체후막 조성물은 PbO-ZnO-B2O3계 모상유리와, 산화물 충진제를 함유한다. 이하, 고체표시소자용 유전체후막 조성물에 대하여 상세하게 설명하기로 한다. PbO-ZnO-B2O3계 모상유리 분말의 조성비가 표 4에 나타나 있다. 표 4의 조성비는 상기 모상유리의 무게를 100 중량%로 하여 산출된 것이다.
PbO-ZnO-B2O3계 모상유리의 조성비
성분 SiO2 K2O Li2O Na2O PbO CaO ZnO B2O3 Al2O3 Cr2O3 Fe2O3
중량% 1-30 0-5 0-5 1-8 40-85 0-5 0-20 1-25 0-8 0-2 0-2
여기에서, PbO-ZnO-B2O3계 모상유리의 전이점이 500℃ 이하로서 700℃이하의 소성온도를 가지므로 소자의 열변형 및 특성열화를 최소화하게 된다. 또한, 기공의 발생을 최소화하여 소자의 열변형 및 특성열화를 방지하게 된다. 이에따라, 기판이 설계자의 의도에 따라 알루미나 재질 또는 글래스재질을 사용할수 있므로 제조비용이 저감되게 된다. 또한, 치밀한 계면조직을 유지함과 아울러, 절연파괴의 진행을 지연시킬 수 있는 개방모드의 특성을 가지고 있어 비록 결함이 발생하더라도 국부적인 지점으로 제한되어 소자의 수명을 증대시키게 된다.
고유전율 및 고절연성을 확보하기위해 상기 모상유리에 첨가되는 산화물 충진제는 PbTiO3를 주성분으로 하는 2성분계 화합물 또는 PbTiO3+PbZrO3를 주성분으로 하는 3성분계 화합물을 함유하게 된다. 산화물 충진제의 종류, 특성과 유전체후막 제조방법은 제1 실시예에서 충분히 설명하였으므로 상세한 설명은 생략하기로 한다. 이에따라, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 고체표시소자용 유전체후막은 고유전율과 고절연성을 가지므로, 낮은 구동전압과 안정적인 소자특성을 나타내게 된다. 또한, 모상유리의 전이점이 500℃ 이하로서 700℃이하의 소성온도를 가지므로 소자의 열변형 및 특성열화를 최소화하게 된다. 또한, 기공의 발생을 최소화하여 소자의 열변형 및 특성열화를 방지하게 된다. 이에따라, 기판이 설계자의 의도에 따라 Al2O3재질 또는 글래스재질을 사용할수 있므로 제조비용이 저감되게 된다.
상술한 바와같이, 본 발명의 고체표시소자용 유전체후막 조성물은 고유전율과 고절연성을 가지므로, 낮은 구동전압과 안정적인 소자특성을 가지게 된다. 또한, 저융점 유리를 사용함과 아울러, 기공의 발생을 최소화하여 소자의 열변형 및 특성열화를 최소화 할수 있는 장점이 있다. 또한, 기판 선택의 폭을 넓혀 제조비용을 저감할수 있는 장점이 있다.
이상 설명한 내용을 통해 당업자 라면 본 발명의 기술사상을 일탈하지 아니하는 범위에서 다양한 변경 및 수정이 가능함을 알수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 기술적 범위는 명세서의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허 청구의 범위에 의해 정하여 져야만 할 것이다.

Claims (33)

  1. 고체표시소자의 절연파괴를 방지하는 유전체후막 조성물에 있어서,
    상기 유전체 후막 조성물이,
    40 내지 60 중량%의 P2O5와, 20 내지 40 중량%의 ZnO와, 3 내지 15 중량%의 BaO와, 2 내지 10 중량%의 Li2O와, 1 내지 10 중량%의 B2O3와, 1 내지 7 중량%의 Al2O3와, 1 내지 6 중량%의 CaO와, 0 내지 5 중량%의 K2O와, 0 내지 5 중량%의 Na2O를 함유하는 P2O5-ZnO-BaO계 유리와,
    PbTiO3를 주성분으로 하는 2성분계 화합물 및 PbTiO3+PbZrO3를 주성분으로 하는 3성분계 화합물 중 적어도 어느 하나를 포함하며 상기 P2O5-ZnO-BaO계 유리에 20 내지 40 중량%로 혼합되는 산화물 충진제를 포함하는 것을 특징으로 하는 고체표시소자용 유전체후막 조성물.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 P2O5-ZnO-BaO계 유리의 전이점이 500℃ 이하이고, 소성온도가 700℃ 이하 인 것을 특징으로 하는 고체표시소자용 유전체후막 조성물.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 2성분계 화합물이 PbTiO3+PbZrO3, PbTiO3+Pb(X1/3Nb2/3)O3, PbTiO3+Pb(X1/2Nb1/2)O3, PbTiO3+Pb(X1/2W1/2)O3, PbTiO3+Pb(X1/2Te1/2)O3, 및 PbTiO3+Pb(X1/3Sb2/3)O3인 것을 특징으로 하는 고체표시소자용 유전체후막 조성물.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 X가 Mg, Co, Zn, Cd, Mn, Ni, Sb 및 Y중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 고체표시소자용 유전체후막 조성물.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 3성분계 화합물이 PbTiO3+PbZrO3+Pb(X1/3Nb2/3)O3, PbTiO3+PbZrO3+Pb(X1/2Nb1/2)O3, PbTiO3+PbZrO3+Pb(X1/2W1/2)O3, PbTiO3+PbZrO3+Pb(X1/2Te1/2)O3, 및 PbTiO3+PbZrO3+Pb(X1/3Sb2/3)O3인 것을 특징으로 하는 고체표시소자용 유전체후막 조성물.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 X가 Mg, Co, Zn, Cd, Mn, Ni, Sb 및 Y중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 고체표시소자용 유전체후막 조성물.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 유전체후막의 유전율이 1000 이상이고, 절연강도가 1.0 × 106V/m 이상 인 것을 특징으로 하는 고체표시소자용 유전체후막 조성물.
  8. 고체표시소자의 절연파괴를 방지하는 유전체후막 조성물에 있어서,
    상기 유전체 후막 조성물이,
    20 내지 40 중량%의 ZnO와, 10 내지 30 중량%의 B2O3와, 3 내지 30 중량%의 PbO와, 15 내지 30 중량%의 SiO2와, 2 내지 10 중량%의 K2O와, 2 내지 8 중량%의 Na2O와, 1 내지 8 중량%의 Al2O3와, 1 내지 5 중량%의 CaO와, 0 내지 5 중량%의 Li2O를 함유하는 SiO2-ZnO-B2O3계 유리와,
    PbTiO3를 주성분으로 하는 2성분계 화합물 및 PbTiO3+PbZrO3를 주성분으로 하는 3성분계 화합물 중 적어도 어느 하나를 포함하며 상기 SiO2-ZnO-B2O3계 유리에 20 내지 40 중량%로 혼합되는 산화물 충진제를 포함하는 것을 특징으로 하는 고체표시소자용 유전체후막 조성물.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 SiO2-ZnO-B2O3계 유리의 전이점이 500℃ 이하이고, 소성온도가 700℃ 이하 인 것을 특징으로 하는 고체표시소자용 유전체후막 조성물.
  10. 제 8 항에 있어서,
    상기 2성분계 화합물이 PbTiO3+PbZrO3, PbTiO3+Pb(X1/3Nb2/3)O3, PbTiO3+Pb(X1/2Nb1/2)O3, PbTiO3+Pb(X1/2W1/2)O3, PbTiO3+Pb(X1/2Te1/2)O3, 및 PbTiO3+Pb(X1/3Sb2/3)O3인 것을 특징으로 하는 고체표시소자용 유전체후막 조성물.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 X가 Mg, Co, Zn, Cd, Mn, Ni, Sb 및 Y중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 고체표시소자용 유전체후막 조성물.
  12. 제 8 항에 있어서,
    상기 3성분계 화합물이 PbTiO3+PbZrO3+Pb(X1/3Nb2/3)O3, PbTiO3+PbZrO3+Pb(X1/2Nb1/2)O3, PbTiO3+PbZrO3+Pb(X1/2W1/2)O3, PbTiO3+PbZrO3+Pb(X1/2Te1/2)O3, 및 PbTiO3+PbZrO3+Pb(X1/3Sb2/3)O3인 것을 특징으로 하는 고체표시소자용 유전체후막 조성물.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 X가 Mg, Co, Zn, Cd, Mn, Ni, Sb 및 Y중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 고체표시소자용 유전체후막 조성물.
  14. 제 8 항에 있어서,
    상기 유전체후막의 유전율이 1000 이상이고, 절연강도가 1.0 × 106V/m 이상 인 것을 특징으로 하는 고체표시소자용 유전체후막 조성물.
  15. 고체표시소자의 절연파괴를 방지하는 유전체후막 조성물에 있어서,
    상기 유전체 후막 조성물이,
    40 내지 85 중량%의 PbO와, 1 내지 30 중량%의 SiO2와, 1 내지 25 중량%의 B2O3와, 0 내지 20 중량%의 ZnO와, 1 내지 8 중량%의 Na2O와, 0 내지 8 중량%의 Al2O3와, 0 내지 5 중량%의 K2O와, 0 내지 5 중량%의 Li2O와, 0 내지 5 중량%의 CaO와, 0 내지 2 중량%의 Cr2O3와, 0 내지 2 중량%의 Fe2O3을 함유하는 PbO-ZnO-B2O3계 유리와,
    PbTiO3를 주성분으로 하는 2성분계 화합물 및 PbTiO3+PbZrO3를 주성분으로 하는 3성분계 화합물 중 적어도 어느 하나를 포함하며 상기 PbO-ZnO-B2O3계 유리에 20 내지 40 중량%로 혼합되는 산화물 충진제를 포함하는 것을 특징으로 하는 고체표시소자용 유전체후막 조성물.
  16. 제 15 항에 있어서,
    상기 PbO-ZnO-B2O3계 유리의 전이점이 500℃ 이하이고, 소성온도가 700℃ 이하 인 것을 특징으로 하는 고체표시소자용 유전체후막 조성물.
  17. 제 15 항에 있어서,
    상기 2성분계 화합물이 PbTiO3+PbZrO3, PbTiO3+Pb(X1/3Nb2/3)O3, PbTiO3+Pb(X1/2Nb1/2)O3, PbTiO3+Pb(X1/2W1/2)O3, PbTiO3+Pb(X1/2Te1/2)O3, 및 PbTiO3+Pb(X1/3Sb2/3)O3인 것을 특징으로 하는 고체표시소자용 유전체후막 조성물.
  18. 제 17 항에 있어서,
    상기 X가 Mg, Co, Zn, Cd, Mn, Ni, Sb 및 Y중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 고체표시소자용 유전체후막 조성물.
  19. 제 15 항에 있어서,
    상기 3성분계 화합물이 PbTiO3+PbZrO3+Pb(X1/3Nb2/3)O3, PbTiO3+PbZrO3+Pb(X1/2Nb1/2)O3, PbTiO3+PbZrO3+Pb(X1/2W1/2)O3, PbTiO3+PbZrO3+Pb(X1/2Te1/2)O3, 및 PbTiO3+PbZrO3+Pb(X1/3Sb2/3)O3인 것을 특징으로 하는 고체표시소자용 유전체후막 조성물.
  20. 제 19 항에 있어서,
    상기 X가 Mg, Co, Zn, Cd, Mn, Ni, Sb 및 Y중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 고체표시소자용 유전체후막 조성물.
  21. 제 15 항에 있어서,
    상기 유전체후막의 유전율이 1000 이상이고, 절연강도가 1.0 × 106V/m 이상 인 것을 특징으로 하는 고체표시소자용 유전체후막 조성물.
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