KR100897566B1 - Lead-free frit composition for flat display panel sealing - Google Patents

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Abstract

본 발명은 납(Pb)성분 및 비스무스 (Bi)성분을 실질적으로 포함하지 않고, V2O5 30 내지 60몰%(mole%), ZnO 10 내지 40몰% 및 P2O5 20 내지 40몰%을 주성분으로 하는 모유리 70 내지 100중량% 및 나머지 세라믹 필러로 구성되며, 소성 후 실온 내지 300℃ 범위에서의 평균 열팽창계수가 30 내지 100×10-7/℃ 범위인 것을 특징으로 하는 평판 디스플레이 패널 봉착용 프릿 조성물에 관한 것으로, 본 발명의 평판 디스플레이 패널 봉착용 프릿 조성물은 모유리 조성으로 납성분을 함유하지 않아 환경 오염 문제가 없으며, 유리 전이 온도 및 연화점이 낮은 동시에 유동성이 우수하여 저온 봉착 공정에 적합하다. 또한, 열처리 공정에 있어 결정석출이 발생하지 않고 모유리의 주성분이 저가의 원료로 구성되어 디스플레이 패널의 신뢰성과 내구성의 향상과 더불어 생산단가의 절감효과를 기대할 수 있다. The present invention is substantially free of lead (Pb) component and bismuth (Bi) component, V 2 O 5 30 to 60 mol% (mole%), ZnO 10 to 40 mol% and P 2 O 5 20 to 40 mol Flat glass display comprising 70-100% by weight of the mother glass mainly containing% and the remaining ceramic filler, and having an average coefficient of thermal expansion in the range of room temperature to 300 ° C after firing in a range of 30 to 100 × 10 -7 / ° C. The frit composition for sealing a panel, the frit composition for sealing a flat panel display panel of the present invention does not contain lead components in the parent glass composition, there is no problem of environmental pollution, low temperature sealing because the glass transition temperature and softening point is low and excellent fluidity Suitable for the process In addition, crystal precipitation does not occur in the heat treatment process, and the main component of the mother glass is made of a low-cost raw material, thereby improving the reliability and durability of the display panel and reducing the production cost.

무연, 프릿, 평판 디스플레이 패널, 봉착, 저온소성 Lead-free, frit, flat panel display panels, sealed, low temperature fired

Description

평판 디스플레이 패널 봉착용 무연 프릿 조성물{LEAD-FREE FRIT COMPOSITION FOR FLAT DISPLAY PANEL SEALING}Lead-free frit composition for sealing flat panel display panels {LEAD-FREE FRIT COMPOSITION FOR FLAT DISPLAY PANEL SEALING}

본 발명은 평판 디스플레이 패널(Flat display panel) 봉착용 프릿 조성물 에 관한 것으로, 보다 상세하게는 납(Pb)성분 및 비스무스 (Bi)성분을 실질적으로 포함하지 않고, V2O5 30 내지 60몰%(mole%), ZnO 10 내지 40몰% 및 P2O5 20 내지 40몰%을 필수성분으로 하고, 선택적으로 A: TiO2 0 내지 15몰%,; B: MgO, CaO, BaO 및 SrO로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상을 0 내지 15몰%,; 또는 C: Sb2O3, Al2O3, B2O3, Fe2O3, MnO, Mn2O3, MnO2, NiO, Mo2O3, WO3, CoO, Co2O3, As2O3, RuO, Ru2O3, RhO, Rh2O3 및 La2O3로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상을 0 내지 15몰% 더 포함하되, 상기 A+B+C성분은 최소한 0.5몰% 이상인 모유리 70 내지 100중량% 및 나머지 세라믹 필러로 구성되며, 소성 후 실온 내지 300℃ 범위에서의 평균 열팽창계수가 30 내지 100×10-7/℃ 범위인 것을 특징으로 하는 평판 디스플레이 패널 봉착용 프릿 조성물에 관한 것이다. The present invention relates to a frit composition for sealing flat display panels, and more particularly, 30 to 60 mole% of V 2 O 5 without substantially including lead (Pb) and bismuth (Bi). (mole%), 10 to 40 mol% of ZnO and 20 to 40 mol% of P 2 O 5 as an essential ingredient, and optionally, A: 0 to 15 mol% of TiO 2 ; B: 0 to 15 mol% of at least one selected from the group consisting of MgO, CaO, BaO and SrO; Or C: Sb 2 O 3 , Al 2 O 3 , B 2 O 3 , Fe 2 O 3 , MnO, Mn 2 O 3 , MnO 2 , NiO, Mo 2 O 3 , WO 3 , CoO, Co 2 O 3 , As 2 O 3 , RuO, Ru 2 O 3 , RhO, Rh 2 O 3 And La 2 O 3 One or more selected from the group consisting of 0 to 15% by mole further, wherein the A + B + C component is at least It is composed of 70-100% by weight of the mother glass having a molar ratio of 0.5 mol% or more and the remaining ceramic filler, and a flat panel display panel having an average coefficient of thermal expansion in the range of room temperature to 300 ° C after firing in a range of 30 to 100 × 10 -7 / ° C. It relates to a sealing frit composition.

현재 상용화되어 있는 평판 디스플레이 패널은 LCD, PDP 및 OLED 등이 있으 며 각각 독립적인 구동원리를 가지며 상호 경쟁적인 산업구조를 가지고 있다. 특히, 최근 들어 유럽을 비롯한 선진국에서의 유해물질규제에 따라 납, 크롬 등이 함유된 물질을 사용하지 못하는 한편, 기술간 및 기업간 상호 경쟁적인 구도속에서 생존하기 위해 생산단가의 인하를 위한 공정단가 개선 및 원료 단가 인하에 대한 요구에 따라 친환경 및 단가절감형 소재 개발은 모든 디스플레이 기술에 있어 공통적 핵심 과제이다. 이중에서 특히, 봉착재의 경우 평판디스플레이에 있어 상판과 하판을 접착시키는 동시에 내부 소자 및 소재를 보호하는 역할로서 평판디스플레이 기술에 있어 공히 핵심적인 소재라 할 수 있다. PDP의 경우 기존에는 주로 납을 주성분으로 하며 450 ~ 480℃에서 소성 가능한 프릿이 주로 사용되었다. 그러나, RoHS (Restriction of hazardous materials) 규제에 따라 환경오염을 일으키는 원인이 되는 납성분이 포함된 봉착재의 규제 움직임이 일어나고 있고, 이에 따라 납을 포함하지 않는 무연 프릿의 개발이 활발하게 진행되었다. OLED 중 대화면 디스플레이로의 양산을 준비중인 AM-OLED 기술의 경우, 기존에 사용하던 고분자계 봉착재가 투수성 및 가스 투과성이 높아 패널의 수명을 심각하게 단축하여 이를 대체가능하면서 친환경/저가의 공정 실현이 가능한 봉착재의 개발을 절실히 요구하고 있으며, 이에 따른 무연 봉착재 개발이 활발히 진행되고 있다. Currently, commercially available flat panel display panels include LCD, PDP, and OLED, each with independent driving principles and mutually competitive industrial structures. In particular, in recent years, in accordance with the regulations on hazardous substances in developed countries including Europe, it is impossible to use materials containing lead and chromium, and to reduce production costs in order to survive in a competitive environment between technologies and companies. In response to the demand for price improvement and raw material cost reduction, the development of eco-friendly and cost-saving materials is a common core task for all display technologies. In particular, in the case of the sealing material, the upper and lower plates are bonded to the flat panel display while protecting the internal elements and materials, and thus, the sealing material is a key material in the flat panel display technology. In the case of PDP, the main ingredient is mainly lead, and frits that can be fired at 450 to 480 ° C are mainly used. However, according to the Restriction of Hazardous Materials (RoHS) regulations, there is a regulatory movement of sealing materials containing lead, which causes environmental pollution. Accordingly, development of lead-free frits containing no lead has been actively conducted. In the case of AM-OLED technology, which is preparing to mass-produce a large screen display among OLEDs, the polymer-based encapsulant used in the past has a high permeability and gas permeability, which greatly shortens the life of the panel and can replace it and realize eco-friendly and low-cost processes. There is an urgent need for the development of such a possible sealant, and lead-free sealant development is actively progressed.

현재까지 개발이 진행된 무연 프릿으로는 비스무스계, 바나듐계, 인산염계 등이 있다. 비스무스계는 일본공개특허공보 평6-24797호에는 Bi2O3 82.5-87.5중량%, B2O3 13-18중량%, SiO2 0.2-1.5중량%, CeO2 0.2 내지 1.5 중량%로 구성된 봉착용 유리조성물이 개시되어 있다. 또한, 일본공개특허공보 제2001-180972호에는 몰% 표시로, P2O5 55-62%, ZnO 20-39%, Al2O3 3-15%, Li2O+Na2O+K2O 2-20% 및 MgO+CaO+SrO+BaO 0-20%의 조성비를 갖는 무연 프릿의 모유리 조성물이 개시되어 있다. 하지만 비스무스계 프릿 조성물은 납이 함유된 기존의 프릿과 유사한 특성을 나타냈으나 비스무스 원료의 단가가 유연제에 비해 매우 높고, 비스무스 또한 인체에 유해한 물질로서 사용에 있어 제약을 가지는 물질인 단점이 있다. 또한, 대한민국 공개특허공보 제2005-38472호에는 산화바륨(BaO) 5~40WT%, 산화아연(ZnO) 5~40WT.%, 산화붕소(B2O3) 10~40WT%, 오산화바나듐(V2O5) 5~45WT%, 산화비소(AS2O3) 5~45WT%, 산화안티몬(SB2O3) 5~45WT%, 산화규소(SIO2) 또는 무알카리계 폐유리 5~32WT%의 유리조성비를 가진 프리트 유리가 개시되어 있다. 하지만, 현재까지 제시된 대부분의 바나듐계 및 인산계 무연 프릿 조성은 일반적으로 연화점과 유리전이온도가 유연제 프릿에 비해 높기 때문에 공정온도의 상승을 요구하며, 유동성 및 내구성에 있어 기존 유연제의 성능에 부합하지 못하고 있다. 또한 낮은 전이 연화를 갖는 조성일지라도 (대한민국 공개 특허 10-2006-00032950 )낮은 온도에서 쉽게 결정화가 생기기 때문에 온도 조절 측면에서 공정에 적용이 곤란하다. 특히, 평판 디스플레이 패널 유리와의 접합시 균열을 방지하기 위해 열팽창계수가 기판 유리와 유사한 프릿의 개발이 필요한데, 기존 무연 프릿 소재의 경우 열팽창계수가 적합할 경우 봉착온도가 높거나 저온 봉착이 가능할 경우에는 기존 유연제 봉착 공정 적용시 결정화의 문제가 나타나는 등 평판 디스플레이 패널의 저온봉착에 요구되는 물성을 만족하지 못하고 있는 실정이다. 하지만 본 발명은 낮은 전이 점, 연화점, 열팽창계수를 갖을 뿐 아니라 높은 온도에서 결정화에 유리하기 때문에 Flat Display panel에 적용하기가 용이해진다. Lead-free frits that have been developed so far include bismuth-based, vanadium-based, and phosphate-based. Bismuth type is disclosed in Japanese Unexamined Patent Publication No. Hei 6-24797 consisting of Bi 2 O 3 82.5-87.5% by weight, B 2 O 3 13-18% by weight, SiO 2 0.2-1.5% by weight, CeO 2 0.2-1.5% by weight A sealing glass composition is disclosed. In addition, Japanese Laid-Open Patent Publication No. 2001-180972 shows mole%, P 2 O 5 55-62%, ZnO 20-39%, Al 2 O 3 3-15%, Li 2 O + Na 2 O + K Lead-free frit mother glass compositions having a composition ratio of 2 O 2-20% and MgO + CaO + SrO + BaO 0-20% are disclosed. However, the bismuth-based frit composition has the characteristics similar to the existing frit containing lead, but the unit cost of the bismuth raw material is very high compared to the softening agent, bismuth also has a disadvantage in that it is a substance having restrictions in use as a harmful substance to the human body. In addition, Korean Patent Publication No. 2005-38472 discloses barium oxide (BaO) 5-40 WT%, zinc oxide (ZnO) 5-40 WT.%, Boron oxide (B2O3) 10-40 WT%, vanadium pentoxide (V2O5) 5- A fritted glass having a glass composition ratio of 45 WT%, 5 to 45 WT% of arsenic oxide (AS2O3), 5 to 45 WT% of antimony oxide (SB2O3), and 5 to 32 WT% of silicon oxide (SIO2) or alkali-free waste glass is disclosed. However, most of the vanadium-based and phosphate-free frit compositions presented to date generally require higher process temperatures because the softening point and glass transition temperature are higher than those of the softener frit, and they do not meet the performance of existing softeners in terms of fluidity and durability. I can't. In addition, even if the composition has a low transition softening (Korean Patent Publication No. 10-2006-00032950) it is difficult to apply to the process in terms of temperature control because crystallization occurs easily at low temperatures. In particular, in order to prevent cracking when bonding to flat panel display glass, it is necessary to develop a frit whose thermal expansion coefficient is similar to that of the substrate glass.In the case of conventional lead-free frit materials, when the thermal expansion coefficient is appropriate and the sealing temperature is high or low temperature sealing is possible In this case, the present invention does not satisfy the properties required for low temperature sealing of a flat panel display panel such as a problem of crystallization when applying an existing softening agent sealing process. However, the present invention not only has a low transition point, a softening point, and a coefficient of thermal expansion, but also is advantageous for crystallization at high temperatures, thereby making it easy to apply to a flat display panel.

따라서, 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 납성분 및 비스무스 성분을 함유하지 않으며, 경제성이 우수하고, 연화점 및 유리전이온도가 낮으면서도 유동성이 우수하여 저온봉착이 가능하도록 하는 동시에 소성시 결정석출 등의 문제가 없어 봉착 후의 신뢰성과 내구성이 우수한 평판 디스플레이 패널을 제조할 수 있는 봉착재용 프릿 조성물을 제공하는 것이다.Therefore, the technical problem to be achieved by the present invention does not contain lead and bismuth components, it is excellent in economic efficiency, low in softening point and glass transition temperature and excellent in fluidity to enable low temperature sealing and at the same time crystallization during firing It is to provide a frit composition for a sealing material that can produce a flat panel display panel excellent in reliability and durability after sealing without problems.

상기 기술적 과제를 달성하기위하여, 본 발명은 납(Pb)성분 및 비스무스 (Bi)성분을 실질적으로 포함하지 않고, V2O5 30 내지 60몰%(mole%), ZnO 10 내지 40몰% 및 P2O5 20 내지 40몰%을 필수성분으로 하고, 선택적으로 A: TiO2 0 내지 15몰%,; B: MgO, CaO, BaO 및 SrO로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상을 0 내지 15몰%,; 또는 C: Sb2O3, Al2O3, B2O3, Fe2O3, MnO, Mn2O3, MnO2, NiO, Mo2O3, WO3, CoO, Co2O3, As2O3, RuO, Ru2O3, RhO, Rh2O3 및 La2O3로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상을 0 내지 15몰% 더 포함하되, 상기 A+B+C성분은 최소한 0.5몰% 이상인 모유리 70 내지 100중량% 및 나머지 세라믹 필러로 구성되며, 소성 후 실온 내지 300℃ 범 위에서의 평균 열팽창계수가 30 내지 100×10-7/℃ 범위인 것을 특징으로 하는 평판 디스플레이 패널 봉착용 프릿 조성물을 제공한다.In order to achieve the above technical problem, the present invention is substantially free of lead (Pb) component and bismuth (Bi) component, V 2 O 5 30 to 60 mol% (mole%), ZnO 10 to 40 mol% and 20 to 40 mol% of P 2 O 5 is an essential ingredient, and optionally, A: 0 to 15 mol% of TiO 2 ,; B: 0 to 15 mol% of at least one selected from the group consisting of MgO, CaO, BaO and SrO; Or C: Sb 2 O 3 , Al 2 O 3 , B 2 O 3 , Fe 2 O 3 , MnO, Mn 2 O 3 , MnO 2 , NiO, Mo 2 O 3 , WO 3 , CoO, Co 2 O 3 , As 2 O 3 , RuO, Ru 2 O 3 , RhO, Rh 2 O 3 And La 2 O 3 One or more selected from the group consisting of 0 to 15% by mole further, wherein the A + B + C component is at least It is composed of 70-100% by weight of the mother glass of 0.5 mol% or more and the remaining ceramic filler, and a flat panel display panel having an average thermal expansion coefficient of 30 to 100 × 10 −7 / ° C. in the range of room temperature to 300 ° C. after firing. It provides a sealing frit composition.

또한, 본 발명은 상기 세라믹 필러의 열팽창계수가 -60(마이너스 60) 내지 90×10-7/℃ 이하인 것을 특징으로 하는 평판 디스플레이 패널 봉착용 프릿 조성물을 제공한다.In another aspect, the present invention provides a frit composition for sealing a flat panel display panel, characterized in that the thermal expansion coefficient of the ceramic filler is -60 (minus 60) to 90 × 10 -7 / ℃ or less.

또한, 본 발명은 상기 모유리의 연화점(Ts)이 450℃ 이하인 것을 특징으로 하는 평판 디스플레이 패널 봉착용 프릿 조성물을 제공한다.In addition, the present invention provides a frit composition for sealing a flat panel display panel, characterized in that the softening point (Ts) of the mother glass is 450 ° C. or less.

또한, 본 발명은 상기 모유리가 300℃이하에서의 열팽창계수가 80×10-7/℃ 이하인 것을 특징으로 하는 평판 디스플레이 패널 봉착용 프릿 조성물을 제공한다. The present invention also provides a frit composition for sealing a flat panel display panel, wherein the mother glass has a thermal expansion coefficient of 80 × 10 −7 / ° C. or less at 300 ° C. or less.

본 발명에 따르면 납 성분 및 비스무스 성분을 포함하지 않으면서도 저온 소성으로 인한 공정 단가의 개선이 가능한 동시에 봉착 공정 중 결정 석출이 발생되지 않음에 따라 디스플레이 패널의 신뢰성 및 내구성을 향상시킬 수 있는 저온소성 평면 디스플레이 패널 봉착용 프릿 조성물을 제조할 수 있다.  According to the present invention, it is possible to improve the process cost due to low-temperature firing without including lead and bismuth components, and at the same time, crystal precipitation does not occur during the sealing process, thereby improving the reliability and durability of the display panel. A frit composition for sealing a display panel can be prepared.

이하에서 본 발명에 대하여 보다 상세히 설명한다. Hereinafter, the present invention will be described in more detail.

본 발명의 프릿 조성물은 실질적으로 납(Pb) 성분과 비스무스(Bi) 성분을 포함하지 않으며, V2O5, ZnO 및 P2O5 삼성분계 유리 조성물을 주성분으로 함으로써, 환 경 오염 및 인체 유해성이 적고, 경제적인 프릿 조성물을 제공할 수 있다. 본 발명에 의해 제시된 조성물은 유리 전이 온도 및 연화점이 낮아 저온 소성이 가능하며 유동성이 우수한 동시에 고온 소성에 있어 결정 석출에 대한 저항성이 우수한 특성을 보임으로서 종래의 무연 프릿 조성물의 한계를 극복하고 평판 디스플레이 패널 제조공정의 생산성을 향상하고, 제조원가를 감소시킬 수 있으며 생산된 디스플레이 패널의 내구성과 신뢰성을 크게 향상시킬 수 있다. The frit composition of the present invention is substantially free of lead (Pb) and bismuth (Bi) components, and is composed of V 2 O 5 , ZnO, and P 2 O 5 ternary glass compositions as main components, thereby causing environmental pollution and human hazards. This small and economical frit composition can be provided. The composition presented by the present invention has low glass transition temperature and softening point, which enables low-temperature firing, exhibits excellent fluidity and resistance to crystal precipitation in high-temperature firing, thereby overcoming the limitations of conventional lead-free frit compositions and providing a flat panel display. Productivity of the panel manufacturing process can be improved, manufacturing costs can be reduced, and durability and reliability of the produced display panel can be greatly improved.

본 발명의 평판 디스플레이 패널 봉착용 프릿 조성물은 납(Pb) 및 비스무스 (Bi) 성분을 실질적으로 포함하지 않고 V2O5 30 내지 60몰%(mole%), ZnO 10 내지 40몰% 및 P2O5 20 내지 40 몰%를 주성분으로 하는 모유리 70 내지 100중량%와 나머지 세라믹 필러로 구성된다. 본 명세서에서 상기 몰% 표시는 특별한 언급이 없는 한 전체 모유리를 기준으로 한 것이다. 상기와 같은 본 발명의 평판 디스플레이 패널 봉착용 프릿 조성물의 모유리 조성은 종래의 문헌에 개시된 바나듐계 무연 프릿의 조성과 일부 중복되기는 하지만, 종래의 바나듐계 무연 프릿의 경우 저온봉착시 결정화의 문제를 해결할 수 없었던 반면 본 발명자들의 연구와 시험에 따르면 적절한 산화물의 첨가를 통해 저온봉착을 하더라도 패널 봉착시 결정석출 등의 문제가 발생하지 않는 모유리 조성의 획득이 가능하며, 유리 전이 온도, 연화점 및 유리 안정성을 만족하는 모유리의 조성 범위는 상기 조성 범위에 한정된다. 본 발명자들은 V2O5, ZnO 및 P2O5 삼성분계 조성 모유리에서 V2O5-ZnO-P2O5의 조성에 따른 2성분간 또는 3성분간 중간화합물의 형성으로 인해 일부 조성에서 결정화가 발생하며, 안정적으로 형성된 모유리내의 열처리시 발생되는 결정화에도 영향을 주는 것으로 판단하고 있으며, 조성의 배합 비율에 따라 유리 구조의 안정성, 반응성, 점도 특성 및 결정화 경향이 좌우되는 것으로 판단하고 있다. 즉, 첨가하는 조성의 모유리 구조내의 역할 및 상호 비율에 의해 열적 특성 및 동역학적 점도 특성이 좌우되는 것으로 생각된다. 특히, 상기 삼성분계 조성이 가지는 열적 안정성의 한계는 추가적인 첨가제를 도입함으로서 모유리 구조의 변화를 도모하여 극복이 가능하다.The frit composition for sealing a flat panel display panel of the present invention is substantially free of lead (Pb) and bismuth (Bi) components, V 2 O 5 30 to 60 mol% (mole%), ZnO 10 to 40 mol% and P 2 O 5 mother glass as a main component 20 to 40 mol% consists of 70 to 100% by weight, and the rest of the ceramic filler. In the present specification, the mole% indication is based on the entire mother glass unless otherwise specified. Although the mother glass composition of the frit composition for sealing a flat panel display panel of the present invention is partially overlapped with the composition of the vanadium-based lead-free frit disclosed in the prior art, the conventional vanadium-based lead-free frit has a problem of crystallization during low temperature sealing. While it could not be solved, according to the researches and tests of the present inventors, even if the low temperature sealing through the addition of an appropriate oxide, it is possible to obtain a mother glass composition that does not cause problems such as crystal precipitation during panel sealing, glass transition temperature, softening point and glass The composition range of the mother glass which satisfies stability is limited to the said composition range. The present inventors have found that some of the compositions are due to the formation of intermediate compounds for two or three minutes depending on the composition of V 2 O 5 -ZnO-P 2 O 5 in V 2 O 5 , ZnO and P 2 O 5 ternary composition mother glass. Crystallization occurs, and it is judged that it affects the crystallization generated during heat treatment in the stably formed mother glass, and it is determined that the stability, reactivity, viscosity characteristics, and crystallization tendency of the glass structure depend on the composition ratio of the composition. have. That is, it is thought that thermal characteristics and dynamic viscosity characteristics depend on the role and mutual ratio in the mother glass structure of the composition to add. In particular, the limitation of the thermal stability of the ternary composition can be overcome by introducing a change in the mother glass structure.

상기 모유리 조성중 V2O5 및 P2O5는 일반적으로 층상 구조를 형성하며 유리내에서도 유사한 구조를 나타내며 모유리 구조의 기본 골격을 형성하며 층상간의 약한 결합력으로 인해 우수한 유동성을 제공한다. 상기 두 조성의 경우 유리내 함유량이 일정량보다 적거나 많게 될 경우 유리구조와 조화되지 못하여 공정중 쉽게 결정화를 유발하거나 지나치게 내부 구조가 강화되어 연화점이 상승하는 동시에 소성 온도에서 충분한 점도가 확보되지 못하여 유동이 일어나지 않게 된다. 본 발명자들의 시험 결과 저온 소송 및 유동에 적합한 상기 V2O5의 함량이 삼성분계 모유리 조성을 기준으로 35 내지 60몰% 범위이고, 상기 P2O5의 함량이 삼성분계 모유리 조성 기준으로 20 내지 40몰% 범위인 경우 470℃ 소성에서 적정한 유동을 나타냄을 알 수 있었다. In the mother glass composition, V 2 O 5 and P 2 O 5 generally form a layered structure, exhibit a similar structure in glass, form a basic skeleton of the mother glass structure, and provide excellent fluidity due to the weak bonding force between the layers. In the case of the above two compositions, if the content in the glass is less than or equal to a certain amount, the glass does not match with the glass structure, causing crystallization easily during the process or excessively strengthening the internal structure, thereby increasing the softening point and failing to secure sufficient viscosity at the firing temperature. This will not happen. According to the test results of the present inventors, the content of the V 2 O 5 suitable for low temperature litigation and flow ranges from 35 to 60 mol% based on the ternary base glass composition, and the content of P 2 O 5 is 20 based on the ternary base glass composition. In the case of the range of 40 to 40 mol%, it was found that a proper flow was shown at 470 ° C firing.

또한, 상기 모유리 중 ZnO는 유리내에서 상기 V2O5 및 P2O5 유리 골격 구조를 변화시키며 층상 구조를 보완하여 유리 안정성을 증대시키는 역할을 하므로 모유리의 열적 안정성 및 내수성 등 유리 구조의 향상을 위해서는 적절한 첨가가 필수적 이다. 본 발명자들의 시험에 따르면, ZnO의 바람직한 함량은 삼성분계 전체 모유리를 기준으로 15 내지 40몰% 범위이다. 상기 ZnO의 함량이 15몰% 미만이면 V2O5 및 P2O5 함량이 지나치게 많아져 유동에 필요한 점도를 얻을 수 없으며, 반면 40몰%를 초과하는 경우에는 유리 형성이 어렵거나 지나친 구조의 경화로 인해 유리전이온도 및 연화점의 상승과 동시에 유동이 발생하지 않게 된다. 그러나, 3성분계 조성의 경우 시험용 패널 유리와의 강한 반응으로 인해 유리의 균열을 유발하거나 고온소성시 결정화가 진행되는 단점이 발견되었으며 이를 보완하기 위해 추가 조성물의 투입이 필요하다.In addition, ZnO in the mother glass changes the V 2 O 5 and P 2 O 5 glass skeletal structure in the glass and complements the layered structure, thereby increasing glass stability, and thus, glass structure such as thermal stability and water resistance of the mother glass. Appropriate addition is essential for the improvement. According to the inventors' test, the preferred content of ZnO is in the range of 15 to 40 mol% based on the whole ternary base glass. When the content of ZnO is less than 15 mol%, the content of V 2 O 5 and P 2 O 5 is too high to obtain the viscosity required for flow, whereas when the content of ZnO exceeds 40 mol%, glass formation is difficult or excessive. Curing prevents flow from occurring at the same time as the glass transition temperature and softening point are raised. However, in the case of the three-component composition has been found to cause cracking of the glass due to the strong reaction with the test panel glass or crystallization proceeds at high temperature firing, it is necessary to add an additional composition to compensate for this.

상기 모유리는 상기 주성분 외에 A: TiO2를 15몰%까지 더 포함할 수 있다. 상기 TiO2는 유리 구조내에서 다수의 전자가를 가지는 Ti 원소로 인해 V2O5 및 P2O5의 기본 단위구조체로 인해 야기되는 불안정한 결합을 안정화시켜주어 모유리의 화학적 내구성을 높여주고 이에 따라 고온 소성시 결정화에 대한 안정성을 높여주는 동시에 모유리 조성과 유리 기판과의 지나친 반응을 억제하는 효과가 있다. 또한, Ti-O의 강한 결합력으로 인해 전체 모유리의 열팽창계수 저하에 기여한다. 상기 TiO2의 함량은 모유리 전체를 기준으로 15몰%까지 투입이 가능하며, 이를 초과하는 경우에는 TiO2가 결정화중심으로 작용하여 모유리의 결정화를 가져온다.The mother glass may further include up to 15 mol% of A: TiO 2 in addition to the main component. The TiO 2 stabilizes the unstable bonds caused by the basic unit structure of V 2 O 5 and P 2 O 5 due to the Ti element having a large number of electrons in the glass structure, thereby increasing the chemical durability of the mother glass. As a result, the stability of crystallization during high temperature firing is improved, and at the same time, there is an effect of suppressing excessive reaction between the mother glass composition and the glass substrate. In addition, the strong bonding force of Ti-O contributes to the reduction of the coefficient of thermal expansion of the entire mother glass. The content of the TiO 2 can be added up to 15 mol% based on the entire mother glass, if exceeding this TiO 2 acts as a crystallization center to bring the crystallization of the mother glass.

또한, 상기 모유리는 B: MgO, BaO, CaO 및 SrO로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상을 0 내지 15몰% 더 포함할 수 있다. 상기 알칼리토 금속의 산화물은 V2O5-P2O5-ZnO계 유리내에서 ZnO와 유사하게 V2O5 및 P2O5의 불안정한 단위 구조체를 안정화 시키는 역할을 하며, BaO 및 SrO의 경우 높은 원자 질량 및 크기로 인해 연화점 저하에 기여한다. 특히 BaO 및 SrO는 ZnO의 역할을 보조하며 유리구조를 더욱 안정화시키므로 고온 소성 공정시 모유리의 결정화를 억제하는데 도움을 준다. 또한, 상기 알칼리토금속 산화물은 구조 연화점을 내리고 유리의 안정성을 향상시키는 역할을 수행한다 상기 알칼리토금속 산화물의 함량은 모유리 전체를 기준으로 0 내지 15몰%가 바람직하며 15몰%를 초과하는 경우에는 유동성이 저하되는 동시에 연화점의 상승이 야기된다.In addition, the mother glass may further include 0 to 15 mol% of one or more selected from the group consisting of B: MgO, BaO, CaO, and SrO. The oxide of the alkaline earth metal stabilizes the unstable unit structures of V 2 O 5 and P 2 O 5 similarly to ZnO in the V 2 O 5 -P 2 O 5 -ZnO-based glass, and the BaO and SrO High atomic mass and size contribute to softening point degradation. In particular, BaO and SrO assist the role of ZnO and further stabilize the glass structure, thereby helping to suppress the crystallization of the mother glass during the high temperature firing process. In addition, the alkaline earth metal oxide serves to lower the structure softening point and improve the stability of the glass. The content of the alkaline earth metal oxide is preferably 0 to 15 mol% based on the entire mother glass, and in the case of exceeding 15 mol%. The fluidity is lowered and at the same time, the softening point is raised.

또한, 상기 모유리는 C: Sb2O3, Al2O3, B2O3, Fe2O3, MnO, Mn2O3, MnO2, NiO, Mo2O3, WO3, CoO, Co2O3, As2O3, RuO, Ru2O3, RhO, Rh2O3 및 La2O3로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상을 0 내지 15몰% 더 포함할 수 있다. V2O5 및 P2O5 단위구조체를 기본 골격으로 하는 유리 구조는 V2O5 및 P2O5의 단위구조체내 V=O 또는 P=O 이중 결합을 제거하는 동시에 3차원적 구조를 발생시키는 것이 구조의 안정에 있어 유리하다. 이에 따라 유리 구조내에서 배위수가 산화물 형태에 비해 +1 증가가 가능한 산화물의 경우 유리 형성제 또는 유리 망목 구조 형성 단위체로부터 산소결합을 끌어와 단위구조를 형성함으로써 층상 구조를 3차원 구조로 유도하는데 기여할 수 있다. 이로 인해 유리 구조의 안정화가 가능하여 고온 소성에서의 결정화 저항성이 높아지는 장점이 있다. 상기 Sb2O3, Al2O3, B2O3, Fe2O3, MnO, Mn2O3, MnO2, NiO, Mo2O3, WO3, CoO, Co2O3, As2O3, RuO, Ru2O3, RhO, Rh2O3 및 La2O3로 이루어진 군에 속하는 산화물은 유리 구조내에서 전자가가 변화하여 V2O5-P2O5 계 망목구조의 강화를 가져올 수 있는 조성물이다. 본 발명자들의 시험에 의하면 상기 전이금속 산화물의 바람직한 함량은 15 mol%까지로서, 상기 함량을 초과할 경우 결정화 경향이 증가하는 단점이 있다. 또한, 상기 A+B+C성분은 전체 모유리를 기준으로 최소한 0.5몰% 이상 포함되는 것이 바람직하다.In addition, the mother glass is C: Sb 2 O 3 , Al 2 O 3 , B 2 O 3 , Fe 2 O 3 , MnO, Mn 2 O 3 , MnO 2 , NiO, Mo 2 O 3 , WO 3 , CoO, Co 2 O 3 , As 2 O 3 , RuO, Ru 2 O 3 , RhO, Rh 2 O 3 And La 2 O 3 It may further include 0 to 15 mol% of one or more selected from the group consisting of. V 2 O 5 and P 2 O glass structure to the 5-unit structure as a basic skeleton is V 2 O 5 and P 2 O 5 of the unit structure body V = O or P = O at the same time three-dimensional structure to remove the double bond, It is advantageous for the stability of the structure to generate. Accordingly, in the case of oxides in which the coordination number can be increased by +1 in the glass structure compared to the oxide form, the oxides can be derived from the glass forming agent or the glass mesh structure forming unit to form a unit structure, thereby contributing to the three-dimensional structure. Can be. As a result, the glass structure can be stabilized, thereby increasing the crystallization resistance at high temperature firing. Sb 2 O 3 , Al 2 O 3 , B 2 O 3 , Fe 2 O 3 , MnO, Mn 2 O 3 , MnO 2 , NiO, Mo 2 O 3 , WO 3 , CoO, Co 2 O 3 , As 2 Oxides belonging to the group consisting of O 3 , RuO, Ru 2 O 3 , RhO, Rh 2 O 3, and La 2 O 3 have different valences in the glass structure, resulting in a V 2 O 5 -P 2 O 5 based network structure. It is a composition that can bring strengthening. According to the test of the present inventors, the preferable content of the transition metal oxide is up to 15 mol%, and if the content exceeds the disadvantage, the tendency of crystallization increases. In addition, the A + B + C component is preferably included at least 0.5 mol% or more based on the entire mother glass.

상기 모유리의 연화점(Ts)은 450℃ 이하인 것이 바람직하다. 기존의 봉착공정의 경우 모유리의 연화점이 500℃를 초과하는 경우에는 저온봉착이 어려우며, 공정단가의 절감 및 기존 유연제를 사용한 봉착 공정조건에 부합하기 위해서는 450℃ 이하인 것이 바람직하기 때문이다. It is preferable that the softening point (Ts) of the said mother glass is 450 degrees C or less. In the case of the existing sealing process, low temperature sealing is difficult when the softening point of the mother glass exceeds 500 ℃, and it is preferable that it is 450 ℃ or less in order to reduce the process cost and to meet the sealing process conditions using the existing softener.

또한, 본 발명의 평판 디스플레이 패널 봉착용 프릿 조성물은 세라믹 필러를 포함한다. 상기 세라믹 필러는 일반적으로 모유리와 함께 사용되어 모유리의 열팽창계수를 줄이거나 높여서 평판 디스플레이 패널용 유리 기판과 유사하게 맞추어 주는 기능을 하게 된다. 본 발명에서 제안된 조성물이 적용되는 예로서 PDP의 경우 약 80×10-7/℃ 수준의 열팽창계수를 가지는 상,하 디스플레이 패널 유리가 사용되며 이에 적합한 봉착용 프릿 제조를 위해서는 60 내지 80×10-7/℃ 범위의 열팽창계수를 가지는 모유리 조성물의 열팽창계수 증대를 위하여 필요에 따라 세라믹 필러가 필요하다. 이를 위해서는 약 90×10-7/℃ 이하의 열팽창계수를 가지는 1종 이 상의 세라믹 필러의 추가가 바람직하다. 한편, 본 발명에서 제안된 조성물이 적용되는 또 다른 예로서 AMOLED의 경우 일반적으로 약 40×10-7/℃ 수준의 열팽창계수를 가지는 패널 유리가 사용되며 이를 위해 모유리 조성물에 상대적으로 팽창성이 낮은 세라믹 필러를 첨가하는 것이 바람직하다. 모유리의 열팽창계수 저하를 위해서는 상온 내지 300℃에서 -60(마이너스 60) 내지 40×10-7/℃ 범위의 평균열팽창률을 갖는 세라믹 필러를 추가해야 하며, 상기 세라믹 필러의 바람직한 예로는 코디어라이트(cordierite), 유크립타이트(eucryptite), 티탄산 알루미나(aluminum titanate), 지르콘(zircon), 스포듀민(spodumene), 윌레마이트(willemite) 및 뮬라이트(mulite) 중에서 선택된 1종 이상인 것이 바람직하다. In addition, the frit composition for sealing a flat panel display panel of the present invention includes a ceramic filler. The ceramic filler is generally used together with the mother glass to reduce or increase the coefficient of thermal expansion of the mother glass to function similarly to the glass substrate for a flat panel display panel. As an example to which the composition proposed in the present invention is applied, upper and lower display panel glasses having a coefficient of thermal expansion of about 80 × 10 −7 / ° C. are used, and for manufacturing a suitable frit for sealing, 60 to 80 × 10 In order to increase the coefficient of thermal expansion of the mother glass composition having a coefficient of thermal expansion in the range of −7 / ° C., a ceramic filler is necessary. For this purpose, the addition of at least one ceramic filler having a coefficient of thermal expansion of about 90 × 10 −7 / ° C. or less is preferred. On the other hand, as another example to which the composition proposed in the present invention is applied, panel glass having a coefficient of thermal expansion of about 40 × 10 −7 / ° C. is generally used in the case of AMOLED. It is preferable to add a ceramic filler. In order to lower the coefficient of thermal expansion of the mother glass, it is necessary to add a ceramic filler having an average coefficient of thermal expansion in the range of -60 (minus 60) to 40 × 10 -7 / ° C at room temperature to 300 ° C. A preferred example of the ceramic filler is cordier At least one selected from cordierite, eucryptite, alumina titanate, zircon, spodumene, willemite and mulite is preferable.

본 발명의 평판 디스플레이 패널 봉착용 프릿 조성물은 상기 조성을 갖는 모유리 70 내지 100중량%와 나머지 세라믹 필러로 구성된다. 모유리의 함량이 전체 프릿 조성물의 총중량을 기준으로 70중량% 미만이면 세라믹 필러에 의한 봉착용 프릿의 결정화도가 증가하거나 유동성이 저하되어 봉착이 어려워지고, 모유리 만으로 유리 기판과의 열팽창계수에 부합할 경우 필러의 도입없이 봉착용 프릿 구성이 가능하다. 본 발명의 평판 디스플레이 패널 봉착용 모유리 조성물은 상기 모유리 조성물의 소성 후의 실온 내지 300℃ 범위에서의 평균 열팽창계수가 80×10-7/℃ 이하인 것이 바람직하고, 더욱 바람직하게는 60 내지 80×10-7/℃ 범위인 것을 바람직하며, 필러가 포함된 봉착용 프릿 조성물은 상기 프릿 조성물의 소성 후의 실온 내지 300℃ 범위에서의 평균 열팽창계수가 30 내지 100×10-7/℃ 범위인 것이 바람직하다. 본 발명의 상기 열팽창계수의 범위는 평판디스플레이 패널의 전, 후면 유리의 열팽창계수와 유사한 것으로 프릿의 열팽창계수가 평판 디스플레이 패널을 구성하는 유리와의 열팽창계수와 비슷한 수치를 나타내는 경우 봉착을 비롯한 평판 디스플레이 패널의 제조시 또는 평판 디스플레이 패널 작동시 발생하는 응력을 최소화할 수 있기 때문에 내구성 및 신뢰성을 높일 수 있다.The frit composition for sealing a flat panel display panel of the present invention is composed of 70 to 100% by weight of the mother glass having the above composition and the remaining ceramic filler. When the content of the mother glass is less than 70% by weight based on the total weight of the entire frit composition, the crystallinity of the sealing frit by the ceramic filler increases or the fluidity decreases, so that the sealing becomes difficult, and only the mother glass meets the coefficient of thermal expansion with the glass substrate. If possible, sealing frit can be configured without introducing filler. Preferably, the mother glass composition for sealing a flat panel display panel of the present invention has an average thermal expansion coefficient of 80 × 10 −7 / ° C. or less in a range of room temperature to 300 ° C. after firing of the mother glass composition, more preferably 60 to 80 × It is preferably in the range of 10 −7 / ° C., and the sealing frit composition containing the filler has an average thermal expansion coefficient in the range of 30 to 100 × 10 −7 / ° C. in the range of room temperature to 300 ° C. after firing of the frit composition. Do. The range of the coefficient of thermal expansion of the present invention is similar to the coefficient of thermal expansion of the front and rear glass of the flat panel display panel, when the coefficient of thermal expansion of the frit shows a value similar to the coefficient of thermal expansion with the glass constituting the flat panel display panel, including the sealing Since the stress generated during the manufacture of the panel or the operation of the flat panel display panel can be minimized, durability and reliability can be increased.

이하에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 통해 본 발명을 더욱 상세히 설명한다. 다만, 하기 실시예는 본 발명에 대한 이해를 돕기 위한 것일 뿐, 본 발명의 범위가 하기 실시예로만 제한되는 것은 아니다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to preferred embodiments of the present invention. However, the following examples are merely to help the understanding of the present invention, the scope of the present invention is not limited only to the following examples.

제조예(VProduction example (V 22 OO 55 -ZnO-P-ZnO-P 22 OO 55 3성분계 모유리 조성) 3-component mother glass composition)

저온소성이 가능한 친환경 봉착용 모유리 조성을 탐색하기 위해 주성분을 형성하는 V2O5-ZnO-P2O5 3성분계 모유리 조성을 제조 및 분석하였다. 표 1에서 나타난 바와 같이 3성분계 조성을 몰분율로 칭량하여 알루미나 도가니에 넣어 전기로에서 용융 뒤 급냉하여 유리를 제조하고 유리 형성 여부를 1차로 판별하였다. 제조된 유리는 DTA (differential thermal analysis) 측정을 통해 유리 전이 온도 및 연화점을 측정하였다. 봉착공정 중의 유동성 및 결정화 여부를 조사하기 위해 제조된 유리를 분쇄하여 압축한 뒤 470℃에서 플로우버튼 테스트(flow button test)를 실시하였다. 각 조성의 유리 전이 온도와 연화점, flow button 크기 및 결정석출 여부를 표 1에 표기하였다. 도 1은 본 실시예에서 탐색한 조성을 나타낸 3성분계 그림으로써, flow button test를 통해 470℃에서 유동이 발생한 조성의 영역을 확인할 수 있다. 즉, V2O5는 40 내지 60 몰%, ZnO는 15 내지 30 몰%, P2O5는 25 내지 35 몰% 범위에서 470℃에서의 유동이 발생하는 것으로 나타났으며, 470℃에서의 결정석출도 발생하지 않음으로써 상기 범위의 3성분계 조성물이 저온소성 봉착용 모유리 소재로 적합한 것으로 판명되었다. In order to explore the environment-friendly sealing mother glass composition capable of low-temperature firing, V 2 O 5 -ZnO-P 2 O 5 three-component mother glass composition forming a main component was prepared and analyzed. As shown in Table 1, the three-component composition was weighed in a molar fraction, placed in an alumina crucible, melted in an electric furnace, and quenched to prepare glass, and whether glass was first formed was determined. The prepared glass was measured for glass transition temperature and softening point through differential thermal analysis (DTA) measurement. In order to investigate the flowability and crystallization during the sealing process, the prepared glass was crushed and compressed, and then a flow button test was performed at 470 ° C. Table 1 shows the glass transition temperature, softening point, flow button size, and crystallization of each composition. 1 is a three-component diagram showing the composition explored in the present embodiment, it can be confirmed the region of the composition where the flow occurred at 470 ℃ through the flow button test. That is, it was found that the flow occurs at 470 ° C. in the range of 40 to 60 mol% of V 2 O 5 , 15 to 30 mol% of ZnO, and 25 to 35 mol% of P 2 O 5 . Since no precipitation occurs, it has been found that the three-component composition in the above range is suitable as a base glass material for low-temperature firing sealing.

Figure 112007076375717-pat00001
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그러나, 전술한 바와 같이, 3성분계 조성의 경우 시험용 패널 유리와의 강한 반응으로 인해 유리의 균열을 유발하거나 고온소성시 결정화가 진행되는 단점이 발견되었으며 이를 보완하기 위해 추가 조성물의 투입이 필요하게 되었다. However, as described above, in the case of a three-component composition, a strong reaction with the test panel glass was found to cause cracking of the glass or crystallization at high temperature firing, and an additional composition was required to compensate for this. .

실시예Example (( VV 22 OO 55 -- ZnOZnO -- PP 22 OO 55 3성분계3-component system 모유리 조성에 대한 첨가물 투입 효과) Effect of Additives on Parent Glass Composition)

3성분계 모유리 조성의 반응성 개선과 500 ℃ 이상 고온 소성에서의 안정성 향상을 위해 상기 TiO2, 알칼리 토금속 산화물 및 다양한 첨가물을 혼합하였다. 첨가물의 추가 투입으로 인하여 3삼성분계 모유리의 유리전이온도 및 연화점의 상승은 최대한 억제되는 한편, 패널 유리표면에서의 젖음성과 결정화 안정성은 증가되어야 한다. 본 발명자들의 시험 분석에 의하면, 유리 표면의 반응성 개선을 통한 젖음 특성 향상을 위해 보다 바람직한 조성은 TiO2와 BaO를 함유하거나, 추가적인 반응성 개선 및 유리 안정화를 위해 보다 바람직하게는 Sb2O3, Al2O3, B2O3 및 Mn2O3 등에서 1종 이상을 추가적으로 투입한 조성물이다. 3성분계 조성중 flow button 생성이 유리하고 연화점이 낮으며 결정화 경향이 적은 후보 조성군을 선정하여 상기 첨가물을 투입하였으며, 첨가물에 따른 유리 전이 온도, 연화점, flow button 및 결정석출 여부를 일부 조성물에 한정하여 표 2에 정리하였다. 모유리 안정화를 위한 첨가물의 투입으로 인하여 전체 모유리 조성중 3성분계 조성물들의 함량 범위는 V2O5의 경우 30 내지 60몰%(mole%), ZnO 10 내지 40몰% 및 P2O5 20 내지 40몰%로 변화하게 된다. 표 2에서 알 수 있듯이, Al2O3의 경우 1 몰% 이상 첨가시 모유리 전체의 결정화를 유발하였으며, BaO 등은 15 몰%까지 투입이 가능한 것으로 확인되었다. 도 2,3는 첨가물이 투입된 조성 중 바람직한 물성을 나타낸 대표 조성물14번의 DTA 및 TMA 열분석 결과로서 유리전이 온도가 305℃이고 연화점이 401℃로 저온 소성에 매우 적합한 것으로 판명되었다. 또한, 도 3에서 볼 수 있는 바와 같이, 상온에서 300℃까지의 열팽창계수가 78.5×10-7/℃ 로 낮은 열팽창계수를 보임에 따라 단일 조성물로 PDP 등의 평면디스플레이 패널 봉착용 프릿재로도 활용 가능성을 확인하였다.The TiO 2 , alkaline earth metal oxides and various additives were mixed to improve the reactivity of the three-component mother glass composition and to improve the stability at high temperature firing at 500 ° C. or higher. Due to the addition of additives, the increase in glass transition temperature and softening point of the three-component parent glass should be minimized, while the wettability and crystallization stability on the panel glass surface should be increased. According to the test analysis of the present inventors, a more preferable composition for improving the wettability through improving the reactivity of the glass surface contains TiO 2 and BaO, or more preferably Sb 2 O 3 , Al for further reactivity improvement and glass stabilization 2 O 3 , B 2 O 3 And Mn 2 O 3 In one or more types of composition is added. The additives were selected by selecting a candidate composition group having favorable flow button generation, low softening point, and low crystallization tendency in the three-component composition, and the glass transition temperature, softening point, flow button, and crystal precipitation according to the additives were limited to some compositions. It summarized in Table 2. Due to the injection of additives to the parent glass to stabilize the entire base glass joseongjung content range of the three-component composition is V 2 O 5 in the case of 30 to 60 mole% (mole%), ZnO 10 to 40 mol% and P 2 O 5 20 to It will change to 40 mol%. As can be seen from Table 2, in the case of Al 2 O 3 It is confirmed that the addition of more than 1 mol% caused crystallization of the entire mother glass, BaO and the like can be added up to 15 mol%. 2 and 3 show the results of DTA and TMA thermal analysis of the representative composition No. 14 showing the desirable physical properties in the composition to which the additive was added, and the glass transition temperature was 305 ° C. and the softening point was 401 ° C., which is very suitable for low temperature baking. In addition, as can be seen in Figure 3, as the thermal expansion coefficient of low to 78.5 × 10 -7 / ℃ at room temperature to 300 ℃ as a single composition as a frit for sealing flat display panels such as PDP as a single composition The applicability was confirmed.

Figure 112007076375717-pat00002
Figure 112007076375717-pat00002

앞에서 설명된 본 발명의 일실시예는 본 발명의 기술적 사상을 한정하는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 발명의 보호범위는 청구범위에 기재된 사항에 의하여만 제한되고, 본 발명의 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상을 다양한 형태로 개량 변경하는 것이 가능하다. 따라서 이러한 개량 및 변경은 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것인 한 본 발명의 보호범위에 속하게 될 것이다.One embodiment of the present invention described above should not be construed as limiting the technical spirit of the present invention. The protection scope of the present invention is limited only by the matters described in the claims, and those skilled in the art can change and change the technical idea of the present invention in various forms. Therefore, such improvements and modifications will fall within the protection scope of the present invention, as will be apparent to those skilled in the art.

도 1은 V2O5-ZnO-P2O5 삼성분계 모유리 조성 중 유동 발생 형성 영역을 나타낸 3성분계 다이어그램 FIG. 1 is a three-component diagram showing a flow generation formation region in V 2 O 5 -ZnO-P 2 O 5 ternary base glass composition

도 2는 본 발명의 대표 모유리 조성의 열분석 결과2 is a thermal analysis of the representative mother glass composition of the present invention

도 3는 본 발명의 대표 모유리 조성의 열팽창계수 분석결과3 is a thermal expansion coefficient analysis results of a representative mother glass composition of the present invention

Claims (4)

납(Pb)성분 및 비스무스 (Bi)성분을 실질적으로 포함하지 않고,Substantially free of lead (Pb) components and bismuth (Bi) components, V2O5 30 내지 60몰%(mole%), ZnO 10 내지 40몰% 및 P2O5 20 내지 40몰%을 필수성분으로 하고, 30 to 60 mol% (mole%) of V 2 O 5 , 10 to 40 mol% of ZnO and 20 to 40 mol% of P 2 O 5 are essential ingredients, A: TiO2 0 내지 15몰%,;A: 0-15 mol% of TiO 2 ,; B: MgO, CaO, BaO 및 SrO로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상을 0 내지 15몰%,;B: 0 to 15 mol% of at least one selected from the group consisting of MgO, CaO, BaO and SrO; 또는 C: Sb2O3, Al2O3, B2O3, Fe2O3, MnO, Mn2O3, MnO2, NiO, Mo2O3, WO3, CoO, Co2O3, As2O3, RuO, Ru2O3, RhO, Rh2O3 및 La2O3로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상을 0 내지 15몰% 더 포함하되,Or C: Sb 2 O 3 , Al 2 O 3 , B 2 O 3 , Fe 2 O 3 , MnO, Mn 2 O 3 , MnO 2 , NiO, Mo 2 O 3 , WO 3 , CoO, Co 2 O 3 , As 2 O 3 , RuO, Ru 2 O 3 , RhO, Rh 2 O 3 And La 2 O 3 One or more selected from the group consisting of 0 to 15 mol% further comprises, 상기 A+B+C성분은 최소한 0.5몰% 이상인 모유리 70 내지 100중량% 및 나머지 -60 내지 90 x 10-7/℃ 범위의 열팽창 계수를 갖는 세라믹 필러로 구성되며,The A + B + C component is composed of a ceramic filler having a coefficient of thermal expansion in the range of 70 to 100% by weight of at least 0.5 mol% or more and the remaining -60 to 90 x 10 -7 / ℃, 소성 후 실온 내지 300℃ 이하에서의 평균 열팽창계수가 30 내지 100×10-7/℃ 범위인 것을 특징으로 하는 평판 디스플레이 패널 봉착용 프릿 조성물. A frit composition for sealing a flat panel display panel, wherein the average coefficient of thermal expansion at room temperature to 300 ° C. or lower after baking is in the range of 30 to 100 × 10 −7 / ° C. 삭제delete 제1항에 있어서, The method of claim 1, 상기 모유리의 연화점(Ts)은 450℃ 이하인 것을 특징으로 하는 평판 디스플레이 패널 봉착용 프릿 조성물.The softening point (Ts) of the mother glass is a flat panel display panel frit composition, characterized in that 450 ℃ or less. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 모유리는 300℃이하에서의 열팽창계수가 60 내지 80× 10-7/℃ 범위인 것을 특징으로 하는 평판 디스플레이 패널 봉착용 프릿 조성물.The mother glass is a frit composition for sealing a flat panel display panel, characterized in that the thermal expansion coefficient of less than 300 ℃ 60 to 80 × 10 -7 / ℃ range.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20100095705A1 (en) * 2008-10-20 2010-04-22 Burkhalter Robert S Method for forming a dry glass-based frit
KR20140134565A (en) 2013-05-14 2014-11-24 삼성디스플레이 주식회사 Display apparatus and method for manufacturing the same
KR102078356B1 (en) 2013-05-16 2020-04-08 삼성디스플레이 주식회사 Organic light emitting display apparatus and manufacturing method thereof
US9573840B2 (en) * 2013-08-27 2017-02-21 Corning Incorporated Antimony-free glass, antimony-free frit and a glass package that is hermetically sealed with the frit

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100653408B1 (en) 2006-05-01 2006-12-04 (주)세라 Lead-free frit composition and paste composition comprising said frit for flat display panel sealing
KR100658732B1 (en) 2005-12-30 2006-12-15 삼성에스디아이 주식회사 Glass composition for vacuum exhaust/sealing of plasma display panel
KR100833518B1 (en) 2003-10-22 2008-05-29 손명모 Perpartion of low-molting and PbO free frit glass

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100833518B1 (en) 2003-10-22 2008-05-29 손명모 Perpartion of low-molting and PbO free frit glass
KR100658732B1 (en) 2005-12-30 2006-12-15 삼성에스디아이 주식회사 Glass composition for vacuum exhaust/sealing of plasma display panel
KR100653408B1 (en) 2006-05-01 2006-12-04 (주)세라 Lead-free frit composition and paste composition comprising said frit for flat display panel sealing

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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