KR100942472B1 - Lead-free frit composition for plasma display panel exhaust pipe glass sealing, and lead-free paste composition comprising thereof - Google Patents

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류봉기
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Abstract

PURPOSE: A lead-free frit composition is provided to ensure reliability and durability of sealing site by mixing components of glass. CONSTITUTION: A lead-free frit composition for sealing plasma display panel vent pipe comprises glass and ceramic filler. The glass contains 74-77 weight% of Bi2O3, 9-10 weight% of B2O3, 10-13 weight% of ZnO, 1.5-2.5 weight% of Na2O, 0.5-1 weight% of SiO2, and 0.5-1 weight% of Al2O3. The ceramic filter is added in 5-30 wt.pt based on 100.0 of glass. The ceramic filler is one or more selected from a group of zircon, eucryptite, alumina, cordierite, and zinc compound.

Description

플라즈마 디스플레이 패널 배기관 봉착용 무연 프릿 조성물 및 이를 포함하는 무연 페이스트 조성물{LEAD-FREE FRIT COMPOSITION FOR PLASMA DISPLAY PANEL EXHAUST PIPE GLASS SEALING, AND LEAD-FREE PASTE COMPOSITION COMPRISING THEREOF }LEAD-FREE FRIT COMPOSITION FOR PLASMA DISPLAY PANEL EXHAUST PIPE GLASS SEALING, AND LEAD-FREE PASTE COMPOSITION COMPRISING THEREOF}

본 발명은 전자부품 및 평면 표시 장치 등의 배기관 봉착에 사용되는 프릿 조성물에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 플라즈마 디스플레이 패널(plasma display panel)과 배기관의 상호 봉착에 사용되는 무연 프릿 조성물에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to frit compositions used for sealing exhaust pipes, such as electronic components and flat panel displays, and more particularly to lead-free frit compositions used for mutual sealing of plasma display panels and exhaust pipes.

이전부터 전자 부품 및 평면 표시 장치 등의 봉착 재료로서 수지계의 봉착제에 비하여 화학적 내구성 및 내열성이 뛰어남과 동시에 평면 표시 장치 등의 기밀성을 확보하는데 적합한 물질로 모유리와 세라믹 필러(filler)를 포함하며 봉착 공정 후 유리 상태로 존재하는 프릿(frit) 조성물이 널리 사용되고 있다.As a sealing material for electronic parts and flat display devices, it has excellent chemical durability and heat resistance as compared with resin-based sealants, and is suitable for securing airtightness such as flat display devices, and includes a mother glass and a ceramic filler. Frit compositions that exist in a glass state after the sealing process are widely used.

이러한 프릿 조성물은 기본적으로 낮은 온도에서 소성, 즉 저온 봉착이 가능하도록 전이점, 연화점 등이 낮으면서도 유동성이 우수하고, 저온에서도 결정화 문제가 발생하지 않고 열적 안정성이 우수하여 봉착 후의 신뢰성, 내구성 및 내화학 성이 우수할 것을 기본적 특성으로 요구하고 있다. The frit composition is basically calcined at a low temperature, that is, low transition point, softening point, etc. to enable low temperature sealing, and excellent fluidity, low temperature crystallization problem and excellent thermal stability at low temperature, reliability, durability and resistance after sealing The basic characteristics are required to have excellent chemical properties.

프릿 조성물을 이용하여 특히 평면 표시 장치의 하나인 플라즈마 디스플레이 패널의 전면 기판과 후면 기판을 상호 봉착하는 경우 플라즈마 디스플레이 패널에 마련되어 있는 형광체층의 형광 특성 등을 열화시키지 않는 온도인 450℃ 내지 540℃의 비교적 낮은 소성 온도에서 저온 봉착 공정이 이루어질 수 있어야 한다. 이를 위해 종래에는 봉착 재료로 융점이 낮은 납 성분이 포함된 산화납(PbO)을 주성분으로 하는 납붕산(PbO-B2O3)계 프릿 조성물을 주로 사용하여 왔다.In particular, when the front substrate and the rear substrate of the plasma display panel which are one of the flat panel display devices are mutually sealed using the frit composition, the temperature of 450 ° C. to 540 ° C., which does not deteriorate the fluorescence characteristics of the phosphor layer provided on the plasma display panel, Low temperature sealing processes should be possible at relatively low firing temperatures. To this end, conventionally, a lead boric acid (PbO-B 2 O 3 ) -based frit composition mainly containing lead oxide (PbO) containing a low melting point component as a sealing material has been mainly used.

그러나 최근에는 인체 유해성 및 환경 오염 등을 이유로 납 성분이 포함된 프릿 조성물을 규제하는 움직이고 있고, 이에 따라 봉착 재료로 납 성분이 제거된 인산주석(P2O5-SnO)계, 아연붕산(ZnO-B2O3)계와 함께 비스무스(Bi2O3)계 프릿 조성물이 개발되어 사용되고 있다. Recently, however, there has been a movement to regulate a frit composition containing lead due to human hazards and environmental pollution, and accordingly, tin phosphate (P 2 O 5 -SnO) -based and zinc boric acid (ZnO) in which lead is removed as a sealing material. A bismuth (Bi 2 O 3 ) -based frit composition has been developed and used together with the -B 2 O 3 ) system.

비스무스(Bi2O3)계 프릿 조성물은 인산주석(P2O5-SnO)계 프릿 조성물에 비해 화학적 내구성이 좋고, 흡습성이 약해 혼합 및 용융이 용이하고 보관이 편리하며, 아연붕산(ZnO-B2O3)계 프릿 조성물과 달리 봉착을 위한 소성 온도를 낮추기 위해 리툼(Li), 나트륨(Na) 또는 칼륨(K) 등의 다량의 알카리 성분의 첨가제를 추가하지 않아도 되기 때문에 소성 후 봉착 부분의 유리 색상이 노랗게 변하는 황변 현상이 일어나지 않는 장점이 있다. Bismuth (Bi 2 O 3 ) -based frit composition has better chemical durability than tin phosphate (P 2 O 5 -SnO) -based frit composition, weak hygroscopicity, easy mixing and melting, convenient storage, and zinc boric acid (ZnO- Unlike the B 2 O 3 ) -based frit composition, it is not necessary to add an additive of a large amount of alkali such as litum (Li), sodium (Na) or potassium (K) in order to lower the firing temperature for sealing, and thus the sealed portion after firing There is an advantage that the yellowing of the glass color of the yellow does not occur.

이러한 비스무스(Bi2O3)계 프릿 조성물로 대한민국 등록특허 제10-0653408호 에는 납(Pb) 및 SiO2 성분을 실질적으로 포함하지 않고 Bi2O3(A) 30 내지 45몰%(mole%), ZnO(B) 13 내지 35 몰% 및 B2O3(C) 20 내지 35 몰%를 주성분으로 하는 모유리 80 내지 95 중량%와 나머지 저팽창 세라믹 필러로 구성되며, 상기 모유리의 조성에 있어서 A≥(B+C)/2를 만족하며, 상기 모유리는 알루미나 0.3 내지 3 몰%를 더 포함하며, 상기 모유리는 MgO, CaO, BaO 및 SrO로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상을 3 내지 15 몰% 더 포함하는 조성비를 갖는 평판 디스플레이용 패널 봉착용 프릿 조성물을 개시하고 있다.Such bismuth (Bi 2 O 3 ) -based frit composition in Korea Patent No. 10-0653408 is substantially free of lead (Pb) and SiO 2 components Bi 2 O 3 (A) 30 to 45 mol% (mole% ), Consisting of 80 to 95% by weight of the mother glass mainly composed of 13 to 35 mol% of ZnO (B) and 20 to 35 mol% of B 2 O 3 (C) and the remaining low-expansion ceramic filler; Satisfies A≥ (B + C) / 2, and the mother glass further comprises 0.3 to 3 mol% of alumina, and the mother glass has at least one member selected from the group consisting of MgO, CaO, BaO and SrO. Disclosed is a frit composition for sealing a panel for a flat panel display having a composition ratio of 3 to 15 mol%.

상기 등록특허에 소개된 프릿 조성물은 열팽창 계수(coefficient of thermal expansion, CTE)가 같은 플라즈마 디스플레이 패널의 전면 기판과 후면 기판의 상호 봉착을 위해 사용되는 것으로서, 등록특허공보에 기재된 [표1]의 제조예 4, 6 및 7에서 알 수 있는 바와 같이 연화점이 420 내지 469 ℃이며, 열팽창 계수가 78×10-7/ ℃ 내지 85×10-7/℃ 에서 의미가 있음을 알 수 있다. The frit composition introduced in the patent is used for mutual sealing of the front substrate and the rear substrate of the plasma display panel having the same coefficient of thermal expansion (CTE), and the preparation of Table 1 described in the patent publication. As can be seen from Examples 4, 6 and 7, it is understood that the softening point is 420 to 469 ° C and the thermal expansion coefficient is significant at 78 × 10 -7 / ° C to 85 × 10 -7 / ° C.

그런데 프릿 조성물은 플라즈마 디스플레이 패널의 전면 기판과 후면 기판을 상호 봉착하는 경우뿐만 아니라, 두 기판의 상호 봉착 후 두 기판 사이의 공간부에 방전 가스를 주입 충전하기 위해 유리 제품인 배기관을 후면 기판의 비유효부에 형성되어 있는 배기홀을 덮도록 후면 기판에 봉착시키기 위해서도 또한 사용될 수 있다.However, the frit composition may not only seal the front substrate and the rear substrate of the plasma display panel but also provide an exhaust pipe, which is a glass product, for injecting and discharging the discharge gas into the space between the two substrates after the mutual sealing of the two substrates. It can also be used to seal the back substrate to cover the exhaust holes formed in the back substrate.

그러나 상기 등록 특허의 프릿 조성물은 열팽창 계수가 서로 같은 플라즈마 디스플레이 패널의 전면 기판과 후면 기판을 상호 봉착하는 봉착 재료로, 열팽창 계수가 서로 다른 후면 기판과 배기관의 봉착을 위해 그대로 사용하는 경우 열적 안정성 저하로 인하여 봉착 강도 및 냉열 강도의 저하로 인해 내구성이 떨어지는 문제점이 발생한다. However, the frit composition of the registered patent is a sealing material for sealing the front substrate and the rear substrate of the plasma display panel having the same thermal expansion coefficient, and when used as it is for sealing the rear substrate and the exhaust pipe having different thermal expansion coefficient, the thermal stability is lowered. Due to the deterioration of the sealing strength and the cold heat strength occurs a problem that the durability falls.

따라서 열팽창 계수가 서로 같은 플라즈마 디스플레이 패널의 전면 기판과 후면 기판의 상호 봉착을 위해 사용되는 상기 등록특허를 포함하는 종래의 프릿 조성물을 플라즈마 디스플레이 패널의 후면 기판과 배기관의 봉착용으로 그대로 사용하는 경우 저온 봉착 요건 등 기본적으로 프릿 조성물이 갖추어야 하는 특성을 비록 갖추더라도 동시에 열적 안정성 요건을 만족하지 못하므로 봉착 강도가 감소하여 봉착 후 봉착 부분의 신뢰성 및 내구성이 떨어지는 문제점이 있다. Therefore, when the conventional frit composition including the registered patent used for sealing the front substrate and the rear substrate of the plasma display panel having the same thermal expansion coefficient is used for the sealing of the rear substrate and the exhaust pipe of the plasma display panel as it is, Even though the frit composition basically has the characteristics that must be provided, such as sealing requirements, it does not satisfy the thermal stability requirements at the same time, the sealing strength is reduced, there is a problem that the reliability and durability of the sealing portion after sealing is inferior.

따라서 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 상기의 문제점을 해결하여, 환경 및 인체에 유해한 납 성분을 함유하지 않으면서 저온 봉착이 가능하도록 전이점, 연화점 등이 낮으면서도 유동성이 우수하고, 저온에서도 결정화 등의 문제가 없으며, 열적 안정성이 우수하여 봉착 강도가 뛰어나 배기관 봉착 후의 봉착 부분의 신뢰성 및 내구성이 우수한 비스무스(Bi2O3)계 봉착 재료인 플라즈마 디스플레이 패널 배기관 봉착용 무연 프릿 조성물 및 이를 포함하는 무연 페이스트 조성물을 제공하는데 있다.Accordingly, the technical problem to be achieved by the present invention is to solve the above problems, and to have low transition point, softening point and the like so as to enable low temperature sealing without containing lead components harmful to the environment and human body, and excellent in fluidity, crystallization at low temperature, etc. Lead-free frit composition for sealing a plasma display panel exhaust pipe, which is a bismuth (Bi 2 O 3 ) -based sealing material having excellent thermal strength and excellent sealing strength and excellent reliability and durability of the sealing portion after sealing the exhaust pipe, and lead-free containing the same. It is to provide a paste composition.

본 발명의 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.Technical problems of the present invention are not limited to the technical problems mentioned above, and other technical problems not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the following description.

상기의 과제를 해결하기 위한 본 발명에 따른 플라즈마 디스플레이 패널 배기관 봉착용 무연 프릿 조성물은 Bi2O3 60 내지 80 중량%, B2O3 5 내지 20 중량%, ZnO 5 내지 17 중량%, Na2O 1 내지 3 중량%, SiO2 0.5 내지 2.5 중량% 및 Al2O3 0.5 내지 5 중량%를 포함하는 모유리, 그리고 상기 모유리 100 중량부에 대해 5 내지 30 중량부로 첨가된 세라믹 필러를 포함한다. The lead-free frit composition for sealing a plasma display panel exhaust pipe according to the present invention for solving the above problems is Bi 2 O 3 60 to 80 wt%, B 2 O 3 5 to 20 wt%, ZnO 5 to 17 wt%, Na 2 O 1 to 3 wt%, SiO 2 0.5 to 2.5 wt% and Al 2 O 3 A mother glass comprising 0.5 to 5% by weight, and ceramic filler added in an amount of 5 to 30 parts by weight based on 100 parts by weight of the mother glass.

상기 세라믹 필러는 지르콘(ZrO2·SiO2), 유크립타이트(Eucryptite), 알루미 나(Al2O3), 코디어라이트(2MgO·2Al2O3·5SiO2), 아연화합물로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상일 수 있다.The ceramic filler is selected from the group consisting of zircon (ZrO 2 · SiO 2 ), eucryptite, alumina (Al 2 O 3 ), cordierite (2MgO · 2Al 2 O 3 · 5SiO 2 ), zinc compounds It may be one or more selected.

상기 무연 프릿 조성물은 소성 후 50℃ 내지 300℃에서 평균 열팽창계수가 60×10-7/℃ 내지 75×10-7/℃ 인 것이 바람직하다.It is preferable that the lead-free frit composition has an average thermal expansion coefficient of 60 × 10 −7 / ° C. to 75 × 10 −7 / ° C. at 50 ° C. to 300 ° C. after firing.

상기 무연 프릿 조성물의 열팽창계수는 피봉착물인 플라즈마 디스플레이 패널의 열팽창계수보다 8×10-7/℃ 내지 20×10-7/℃ 작은 것이 바람직하다.The thermal expansion coefficient of the lead-free frit composition is preferably 8 × 10 −7 / ° C. to 20 × 10 −7 / ° C. smaller than the thermal expansion coefficient of the plasma display panel as the encapsulated material.

상기 무연 프릿 조성물의 전이점은 340 내지 440℃이며, 연화점은 400 내지 480℃인 것이 바람직하다.The transition point of the lead-free frit composition is preferably 340 to 440 ° C, and the softening point is 400 to 480 ° C.

상기의 과제를 해결하기 위한 본 발명에 따른 플라즈마 디스플레이 패널 배기관 봉착용 무연 페이스트 조성물은 상기의 플라즈마 디스플레이 패널 배기관 봉착용 무연 프릿 조성물, 그리고 상기 무연 프릿 조성물 100 중량부에 대해 1 내지 20 중량부로 첨가되어 있으며, 유기 바인더와 용매가 혼합되어 있는 비히클을 포함한다.The lead-free paste composition for sealing a plasma display panel exhaust pipe according to the present invention for solving the above problems is added to 1 to 20 parts by weight based on the lead-free frit composition for plasma display panel exhaust pipe sealing, and 100 parts by weight of the lead-free frit composition And a vehicle in which an organic binder and a solvent are mixed.

상기 유기 바인더는 아크릴수지계 고분자이며, 상기 유기 바인더는 15 내지 20 중량%이며, 상기 용매는 80 내지 85 중량%인 것이 바람직하다.The organic binder is an acrylic resin-based polymer, the organic binder is 15 to 20% by weight, the solvent is preferably 80 to 85% by weight.

상기 용매는 부틸카비톨 아세테이트(Buthyl Carbitol Acetate), 알파터피네올(α-Terpineol)로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상인 것이 바람직하다.The solvent is preferably at least one selected from the group consisting of butyl carbitol acetate (Buthyl Carbitol Acetate) and alpha terpineol (α-Terpineol).

상기 플라즈마 디스플레이 패널 배기관 봉착용 무연 페이스트 조성물은 P-4300 및 P-433으로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상인 안료를 더 포함하며, 상기 안료는 상기 플라즈마 디스플레이 패널 배기관 봉착용 무연 프릿 조성물 100 중량부에 0.1 내지 4 중량부인 것이 바람직하다.The lead-free paste composition for sealing the plasma display panel exhaust pipe further includes at least one pigment selected from the group consisting of P-4300 and P-433, wherein the pigment is 0.1 part by weight of 100 parts by weight of the lead-free frit composition for sealing the plasma display panel exhaust pipe. It is preferable that it is 4 weight part.

이상과 같이, 본 발명에 따른 플라즈마 디스플레이 패널 배기관 봉착용 무연 프릿 조성물 및 이를 포함하는 페이스트 조성물에 의하면 환경 및 인체에 유해한 납 성분을 함유하지 않으면서 저온 봉착이 가능하도록 전이점, 연화점 등이 낮으면서도 유동성이 우수하고, 저온에서도 결정화 등의 문제가 없으며, 열적 안정성이 우수하여 봉착 강도가 뛰어나 배기관 봉착 후의 봉착 부분의 신뢰성 및 내구성이 우수한 비스무스(Bi2O3)계 봉착 재료인 플라즈마 디스플레이 패널 배기관 봉착용 무연 프릿 조성물 및 이를 포함하는 무연 페이스트 조성물이 제공된다. As described above, the lead-free frit composition for sealing the plasma display panel exhaust pipe and the paste composition including the same according to the present invention have a low transition point, a softening point, and the like so that low temperature sealing is possible without containing lead components harmful to the environment and human body. Plasma Display Panel Exhaust Pipe Bar is a bismuth (Bi 2 O 3 ) -based sealing material that is excellent in fluidity, has no problems such as crystallization even at low temperatures, and has excellent thermal stability and excellent sealing strength and excellent reliability and durability of the sealing portion after sealing the exhaust pipe. Wearable lead-free frit compositions and lead-free paste compositions comprising the same are provided.

기타 본 발명에 관한 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.Other specific details of the present invention are included in the detailed description and drawings.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법 등은 첨부된 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. Advantages and features of the present invention, methods of achieving them, and the like will become apparent with reference to the embodiments described below in detail with the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments disclosed below, but may be implemented in various forms. It is provided to fully convey the scope of the invention to those skilled in the art, and the present invention is defined only by the scope of the claims.

본 명세서에서 기술하는 실시예들은 본 발명의 설명을 위해 첨부된 표 및 도면을 참고하여 설명될 것이다. Embodiments described herein will be described with reference to the accompanying tables and drawings for the purpose of explanation of the invention.

이하, 첨부한 표 및 도면을 참고로 하여 본 발명의 여러 실시예들에 따른 플라즈마 디스플레이 패널 배기관 봉착용 무연 프릿 조성물 및 이를 포함하는 페이스트 조성물에 대하여 보다 상세히 설명한다.Hereinafter, a lead-free frit composition for sealing a plasma display panel exhaust pipe and a paste composition including the same according to various embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying table and drawings.

상기의 과제를 해결하기 위한 본 발명에 따른 플라즈마 디스플레이 패널 배기관 봉착용 무연 프릿 조성물은 Bi2O3 60 내지 80 중량%, B2O3 5 내지 20 중량%, ZnO 5 내지 17 중량%, Na2O 1 내지 3 중량%, SiO2 0.5 내지 2.5 중량% 및 Al2O3 0.5 내지 5 중량%를 포함하는 모유리, 그리고 상기 모유리 100 중량부에 대해 5 내지 30 중량부로 첨가된 세라믹 필러를 포함한다.The lead-free frit composition for sealing a plasma display panel exhaust pipe according to the present invention for solving the above problems is Bi 2 O 3 60 to 80 wt%, B 2 O 3 5 to 20 wt%, ZnO 5 to 17 wt%, Na 2 O 1 to 3 wt%, SiO 2 0.5 to 2.5 wt% and Al 2 O 3 A mother glass comprising 0.5 to 5% by weight, and ceramic filler added in an amount of 5 to 30 parts by weight based on 100 parts by weight of the mother glass.

현재 통상적으로 제조 판매되고 있는 유리 재질의 플라즈마 디스플레이 패널의 후면 기판의 열팽창 계수는 80×10-7/℃ 내지 83×10-7/℃이며, 배기관의 열팽창 계수는 플라즈마 디스플레이 패널의 후면 기판보다 높은 통상 86×10-7/℃ 내지 88×10-7/℃ 정도이다. 후면 기판과 배기관의 열팽창 계수가 차이가 나는 이유는 제품이 요구되는 사양, 규격 및 특징이 상호 차이가 나기 때문이며 따라서 두 제품의 열팽창 계수를 동일하게 하는 것은 현실적으로 매우 어렵다.The thermal expansion coefficient of the rear substrate of the glass plasma display panel which is generally manufactured and sold is 80 × 10 −7 / ° C. to 83 × 10 −7 / ° C., and the thermal expansion coefficient of the exhaust pipe is higher than that of the rear substrate of the plasma display panel. usually 86 × 10 -7 / ℃ to a 88 × 10 -7 / ℃ degree. The reason why the thermal expansion coefficients of the rear substrate and the exhaust pipe are different is that the specifications, specifications, and features required by the products are different from each other. Therefore, it is very difficult to make the same coefficients of thermal expansion of the two products.

열팽창 계수가 작은 물질과 큰 물질이 상호 봉착되게 되면, 열응력이 발생하게 되며, 좀 더 자세하게는 열팽창 계수가 작은 물질은 열팽창 계수가 큰 물질에 의해 당겨지는 힘 즉 인장력이 작용하고, 반대로 열팽창 계수가 큰 물질은 열팽창 계수가 작은 물질에 의해 늘어나지 못하도록 붙잡고 있는 힘 즉 압축력이 작용하게 된다. When a material having a small coefficient of thermal expansion and a large material are encapsulated with each other, a thermal stress is generated. More specifically, a material having a small coefficient of thermal expansion is pulled by a material having a large coefficient of thermal expansion, that is, a tensile force, and conversely, a coefficient of thermal expansion. Larger materials have a holding force, or compressive force, that prevents them from being stretched by smaller materials.

상기 원리를 바탕으로 플라즈마 디스플레이 패널의 후면 기판과 배기관 사이에 프릿 조성물을 봉착 재료로 개재하여 열응력을 감소시켜 열적 안정성을 높임으로써 봉착 강도를 높이기 위해서는 이론적으로는 배기관, 무연 프릿 조성물 그리고 플라즈마 디스플레이 패널의 후면 기판 각각의 열팽창계수가 서로 비슷한 값을 가지게끔 하는 것이 바람직한 것으로 생각되어진다. 즉 무연 프릿 조성물이 배기관의 열팽창 계수보다는 작고 플라즈마 디스플레이 패널의 후면 기판의 열팽창 계수보다는 큰 중간값인 84×10-7/℃ 내지 85×10-7/℃ 정도의 열팽창 계수를 가지게 되면 배기관과 플라즈마 디스플레이 패널의 후면 기판, 무연 프릿 조성물의 열팽창 계수가 서로 비슷하게 되므로 열응력이 발생되지 않거나 미약하게 발생되어 열적 안정성에서 유리할 것으로 생각되어 진다. Based on the above principle, in order to increase the sealing strength by reducing the thermal stress by increasing the thermal stability by interposing the frit composition between the rear substrate and the exhaust pipe of the plasma display panel as the sealing material, theoretically, the exhaust pipe, the lead-free frit composition and the plasma display panel It is believed that it is desirable to have the coefficients of thermal expansion of each of the rear substrates of the substrate have similar values. That is, when the lead-free frit composition has a thermal expansion coefficient of about 84 × 10 −7 / ° C. to 85 × 10 −7 / ° C., which is less than the thermal expansion coefficient of the exhaust pipe and larger than the thermal expansion coefficient of the rear substrate of the plasma display panel, the exhaust pipe and the plasma Since the thermal expansion coefficients of the rear substrate of the display panel and the lead-free frit composition become similar to each other, thermal stress is not generated or is weakly generated, which is considered to be advantageous in thermal stability.

그 이유는 플라즈마 디스플레이 패널의 후면 기판, 무연 프릿 조성물 및 배기관 사이에서의 응력 분포를 고려할 때 플라즈마 디스플레이 패널의 후면 기판과 무연 프릿 조성물 사이에서는 플라즈마 디스플레이 패널의 후면 기판에는 미약한 인장력이 작용하고 후면 기판에 맞닿아있는 무연 프릿 조성물에는 미약한 압축력이 작용하며, 무연 프릿 조성물과 배기관 사이에서는 배기관과 맞닿아 있는 무연 프릿 조성물에는 미약한 인장력이 작용하며 배기관에는 미약한 압축력이 작용하도록 하 는 것이 플라즈마 디스플레이 패널의 후면 기판, 무연 프릿 조성물 및 배기관 사이에 최소한의 응력이 작용하도록 설계하는 것이 유리한 것으로 생각되어지기 때문이다.The reason is that when the stress distribution between the back substrate, the lead-free frit composition, and the exhaust pipe of the plasma display panel is considered, there is a weak tensile force between the back substrate of the plasma display panel and the back substrate of the plasma display panel. A weak compressive force acts on the lead-free frit composition in contact with the surface, and a weak tensile force acts on the lead-free frit composition in contact with the exhaust pipe between the lead-free frit composition and the exhaust pipe, and a weak compressive force on the exhaust pipe. This is because it is considered advantageous to design such that there is minimal stress between the back substrate of the panel, the lead-free frit composition, and the exhaust pipe.

그러나 실제 실험을 통해 확인해본 결과 상기 이론적 예측과는 달리 관형의 배기관 뿐만 아니라 판형의 플라즈마 디스플레이 패널의 후면 기판보다도 봉착 재료인 무연 프릿 조성물의 열팽창 계수를 더 작게 하는 것이 오히려 봉착 부분의 열적 안정성을 증대시켜 봉착 부분의 봉착 강도가 높은 것으로 나타났다. However, as a result of actual experiments, unlike the above theoretical predictions, the thermal expansion coefficient of the lead-free frit composition, which is a sealing material, is smaller than the tubular exhaust pipe as well as the rear substrate of the plate-shaped plasma display panel. It was found that the sealing strength of the sealing portion was high.

즉 봉착 부분에서 후면 기판과 배기관에는 각각 압축력이 작용하고 무연 프릿 조성물에는 인장력이 작용하도록 무연 프릿 조성물의 열팽창 계수를 조절하는 것이 봉착 강도를 가장 높일 수 있는 것으로 확인되었다. 실험 결과 무연 프릿 조성물의 열팽창 계수는 플라즈마 디스플레이 패널의 후면 기판의 열팽창 계수 80×10-7/℃ 내지 83×10-7/℃ 보다 대략 8×10-7/℃ 내지 20 ×10-7/℃ 정도 작은 60×10-7/℃ 내지 75×10-7/℃인 것이 바람직하며, 저온 봉착을 위한 전이점 및 연화점 요구 조건을 동시에 고려할 때 9×10-7/℃ 내지 11×10-7/℃ 작은 69×10-7/℃ 내지 74×10-7/℃인 것이 더욱 바람직하다는 것이 확인되었다.That is, it was confirmed that controlling the thermal expansion coefficient of the lead-free frit composition so that the compressive force acts on the rear substrate and the exhaust pipe, and the tensile force acts on the lead-free frit composition at the sealed portion can increase the sealing strength most. Experimental results show that the thermal expansion coefficient of the lead-free frit composition is approximately 8 × 10 −7 / ° C. to 20 × 10 −7 / ° C. than the thermal expansion coefficient of 80 × 10 −7 / ° C. to 83 × 10 −7 / ° C. of the rear substrate of the plasma display panel. It is preferable that the degree is as small as 60 × 10 −7 / ° C. to 75 × 10 −7 / ° C., and considering the transition point and softening point requirements for low temperature sealing at the same time, 9 × 10 −7 / ° C. to 11 × 10 −7 / It was confirmed that it is more preferable that they are 69x10 <-7> / degreeC- 74x10 <-7> / degreeC for small degrees.

만일 무연 프릿 조성물의 열팽창 계수가 60×10-7/℃ 보다 작으면 배기관 및 플라즈마 디스플레이 패널의 후면 기판의 열팽창 계수와의 차이가 너무 커져 오히려 열적 안정성이 저하되어 봉착 공정 후 봉착 부분의 봉착 강도가 급격히 감소 하게 되며, 심한 경우 균열이 발생할 수 있다. If the thermal expansion coefficient of the lead-free frit composition is less than 60 × 10 −7 / ° C., the difference between the thermal expansion coefficients of the rear substrate of the exhaust pipe and the plasma display panel becomes too large, and the thermal stability is lowered. It will decrease drastically, and in severe cases cracks can occur.

반대로 무연 프릿 조성물의 열팽창 계수가 75×10-7/℃ 보다 큰 경우에는 플라즈마 디스플레이 패널 후면 기판에는 약한 압축력이 발생하고, 후면 기판과 맞닿아 있는 무연 프릿 조성물에는 약한 인장력이 발생한다. 또한 배기관에는 플라즈마 디스플레이 패널 후면 기판에 비해 상대적으로 강한 압축력이 발생하며, 배기관과 맞닿아 있는 무연 프릿 조성물에서는 상대적으로 강한 인장력이 발생한다. 이에 따라 후면 기판과 후면 기판에 맞닿아 있는 무연 프릿 조성물과 배기관과 배기관에 맞닿아 있는 무연 프릿 조성물 상호 간에 작용하는 응력 차이가 심하게 발생하여 응력 불균형이 커지게 된다. 이에 따라 열적 안정성이 저하되어 봉착 공정 후 봉착 부분의 봉착 강도가 급격히 감소하게 되며, 심한 경우 외부에서 열 충격이 가해졌을 때 상대적으로 강한 인장력을 가지고 있는 배기관과 맞닿아 있는 무연 프릿 조성물에서 균열이 발생할 수 있다.On the contrary, when the coefficient of thermal expansion of the lead-free frit composition is greater than 75 × 10 −7 / ° C., a weak compressive force is generated on the rear substrate of the plasma display panel, and a weak tensile force is generated on the lead-free frit composition in contact with the rear substrate. In addition, a relatively strong compressive force is generated in the exhaust pipe compared to the rear substrate of the plasma display panel, and a relatively strong tensile force is generated in the lead-free frit composition in contact with the exhaust pipe. As a result, a stress difference between the lead-free frit composition in contact with the rear substrate and the rear substrate and the lead-free frit composition in contact with the exhaust pipe and the exhaust pipe is severely generated to increase the stress imbalance. As a result, the thermal stability is deteriorated, and thus the sealing strength of the sealing portion is drastically reduced after the sealing process, and in severe cases, cracks may occur in the lead-free frit composition which is in contact with the exhaust pipe having a relatively high tensile force when heat shock is applied from the outside. Can be.

상기와 같이 피봉착물인 플라즈마 디스플레이 패널의 후면 기판의 열팽창 계수는 80×10-7/℃ 내지 83×10-7/℃이며, 이에 적당한 무연 프릿 조성물의 열팽창 계수는 플라즈마 디스플레이 패널의 후면 기판의 열팽창 계수보다 8 ×10-7/℃ 내지 20 ×10-7/℃ 정도 작은 것이 바람직함을 고려할 때, 무연 프릿 조성물은 소성 후 50℃ 내지 300℃에서 평균 열팽창 계수가 60×10-7/℃ 내지 75×10-7/℃인 것이 바람직하다.As described above, the thermal expansion coefficient of the rear substrate of the plasma display panel as the encapsulated product is 80 × 10 −7 / ° C. to 83 × 10 −7 / ° C., and the thermal expansion coefficient of the lead-free frit composition is appropriate for the thermal expansion of the rear substrate of the plasma display panel. Considering that it is preferable that the coefficient is 8 × 10 -7 / ℃ to 20 × 10 -7 / ℃ smaller than the coefficient, the lead-free frit composition has an average coefficient of thermal expansion of 60 × 10 -7 / ℃ to 50 ℃ to 300 ℃ after firing It is preferable that it is 75x10 <-7> / degreeC .

또한 무연 프릿 조성물은 상기의 열팽창 계수 요건을 만족하면서 저온 봉착을 위해 전이점은 340 내지 440℃이며, 연화점은 400 내지 480℃인 것이 바람직하다.In addition, the lead-free frit composition satisfies the above coefficient of thermal expansion, while the transition point is preferably 340 to 440 ° C and the softening point is 400 to 480 ° C for low temperature sealing.

이러한 요구 조건을 만족하는 본 발명의 무연 프릿 조성물에 관하여 도 1 및 도 2을 참조하여 아래에서 설명한다.The lead-free frit composition of the present invention that meets these requirements is described below with reference to FIGS. 1 and 2.

도 1은 본 발명의 실시예 5에 따른 무연 프릿 조성물의 열팽창계수 분석 결과를 나타낸 그래프이며, 도 2는 본 발명의 실시예 5에 따른 무연 프릿 조성물의 세라믹 필러의 XRD 분석 결과를 나타낸 그래프이다.1 is a graph showing the thermal expansion coefficient analysis results of the lead-free frit composition according to Example 5 of the present invention, Figure 2 is a graph showing the XRD analysis of the ceramic filler of the lead-free frit composition according to Example 5 of the present invention.

먼저, 모유리의 조성, 조성비 및 그 특징에 대해서 설명한다. First, the composition, composition ratio, and its characteristics of a mother glass are demonstrated.

Bi2O3는 본 발명의 무연 프릿 조성물에서 유리 형성제로 작용하여 유리를 안정화시키고 유리의 연화점을 낮추고 유전상수, 열팽창계수를 높이는 역할을 한다. Bi2O3의 함량 증가는 연화점을 낮추어 봉착 공정에서 소성 온도를 떨어트릴 수 있으나, 그 양이 많으면 유리의 열팽창 계수를 증가시키는 점을 고려하여야 하기 때문에 60 내지 80 중량%인 것이 바람직하다.Bi 2 O 3 acts as a glass former in the lead-free frit composition of the present invention to stabilize the glass, lower the softening point of the glass and increase the dielectric constant and coefficient of thermal expansion. Increasing the content of Bi 2 O 3 may lower the softening point to lower the firing temperature in the sealing process, but if the amount is large, 60 to 80% by weight should be taken into account to increase the coefficient of thermal expansion of the glass.

B2O3는 본 발명의 조성물에서 유리를 구성하기 위한 필수성분인 유리 형성제로 작용하나 첨가로 인하여 유리의 연화점이 높아지게 된다. 즉 첨가 비율이 너무 낮을 경우에는 유리가 형성되지 않을 수가 있으며, 반대로 첨가 비율이 너무 높은 경우에는 유리 용융점이 높아져서 겔화(Gelation) 현상이 발생할 수 있는 점을 고려하여야 하기 때문에 5 내지 20 중량%로 첨가되는 것이 바람직하다.B 2 O 3 acts as a glass former which is an essential component for constituting glass in the composition of the present invention, but the softening point of the glass is increased due to the addition. In other words, when the addition ratio is too low, glass may not be formed. On the contrary, when the addition ratio is too high, the glass melting point may be increased, and thus the gelation may occur. It is desirable to be.

ZnO는 유리 수식제로 작용한다. 즉 유리는 불규칙하게 3차원적으로 확장된 망목상의 골격 구조를 기본으로 하여 생성되는데, ZnO는 단독으로 망목을 만들지는 못하지만, 유리의 한 성분으로서 망목 형성 산화물(유리 형성제)이 만드는 망목에 들어가 유리 성질에 영향을 미칠 수 있는 유리 수식제로 작용하여 유리를 화학적으로 안정화시키고 유리의 연화점, 유전상수, 열팽창 계수를 낮추는 역할을 한다. 따라서 유리 수식제로서의 작용을 원활히 수행하기 위해서는 첨가 비율을 높여야 하나 첨가 비율이 너무 높을 경우 유리화가 되기 어려우므로 5 내지 17 중량%로 첨가되는 것이 바람직하다ZnO acts as a free modifier. In other words, the glass is produced based on irregularly three-dimensionally expanded mesh-like skeletal structure. ZnO does not form a mesh alone, but as a component of glass, it enters a mesh made by a mesh forming oxide (glass former). It acts as a glass modifier that can affect the glass properties and stabilizes the glass chemically and lowers the softening point, dielectric constant and coefficient of thermal expansion of the glass. Therefore, in order to smoothly perform the function as a glass modifier, the addition ratio should be increased, but when the addition ratio is too high, it is difficult to vitrify, so it is preferably added at 5 to 17 wt%.

Na2O는 유리 수식제로서 작용하며 유리의 전이점을 낮춤으로써 소성온도를 제어할 수 있고, 유전율을 높이며 열팽창 계수를 높이는 역할을 한다. 그러나 첨가 비율이 너무 높으면 유리 전이온도가 급격히 낮아질 수 있으며, 열팽창 계수가 증가하여 안정성을 저해할 수 있으므로 1 내지 3 중량%로 첨가되는 것이 바람직하다.Na 2 O acts as a glass modifier and can control the firing temperature by lowering the transition point of the glass, increasing the dielectric constant and increasing the coefficient of thermal expansion. However, if the addition ratio is too high, the glass transition temperature may be drastically lowered, and the thermal expansion coefficient may increase, which may hinder stability, so it is preferably added at 1 to 3% by weight.

SiO2는 유리 형성제로서 작용하며, SiO2가 첨가됨에 따라 화학적 내구성, 내열성 및 내열 충격성이 증가하고 열팽창 계수가 감소하는 등 많은 점에서 우수하나, 첨가 비율이 증가하면 유리 전이점이 비례하여 높아지므로 저온에서 소성이 어려워지는 단점이 있어 0.5 내지 2.5 중량%로 첨가되는 것이 바람직하다SiO 2 acts as a glass former and is excellent in many respects such as increasing chemical durability, heat resistance and thermal shock resistance and decreasing thermal expansion coefficient as SiO 2 is added, but as the addition ratio increases, the glass transition point increases proportionally. It is preferable to add 0.5 to 2.5% by weight since it is difficult to fire at low temperature.

Al2O3는 유리화의 범위를 넓히고 유리의 화학적 안정성을 높이는 효과가 있다. Al2O3는 그 첨가 비율이 낮으면 유리 안정성의 저하로 결정화가 일어나며, 비율이 높으면 열팽창계수를 낮추기 때문에 0.5 내지 5중량%인 것이 바람직하다. Al 2 O 3 has the effect of widening the range of vitrification and enhancing the chemical stability of the glass. When the addition ratio is low, Al 2 O 3 crystallization occurs due to a decrease in glass stability, and when the ratio is high, the Al 2 O 3 is preferably 0.5 to 5% by weight because it lowers the coefficient of thermal expansion.

모유리의 연화점은 440℃이하인 것이 바람직하다. 모유리의 연화점이 높은 경우 저온 봉착이 어렵다. 더욱이 세라믹 필러를 첨가하는 경우 전체 무연 프릿 조성물의 전이점 및 연화점이 높아지기 때문에 모유리의 전이점은 340 내지 410℃이며, 연화점은 360 내지 440℃인 것이 바람직하다.It is preferable that the softening point of a mother glass is 440 degreeC or less. If the softening point of the mother glass is high, low temperature sealing is difficult. Furthermore, when the ceramic filler is added, the transition point and softening point of the entire lead-free frit composition are increased, so that the transition point of the mother glass is preferably 340 to 410 ° C, and the softening point is 360 to 440 ° C.

다음으로 세라믹 필러(Ceramic Filler)의 조성, 조성비 및 그 특징에 대해 설명한다. Next, the composition, composition ratio, and the characteristics of the ceramic filler will be described.

세라믹 필러(filler)는 열팽창 계수가 상온 내지 350℃에서 10 내지 30×10-7/℃ 범위로 작아서 비스무스(Bi2O3)계 봉착 재료의 열적 안정성 효과를 높이기 위해 모유리와 함께 사용되며, 모유리 100 중량부에 대해 5 내지 30 중량부로 첨가된다. 모유리 100 중량부에 대해 세라믹 필러가 5 중량부보다 낮으면 열팽창률이 높아져 강한 열적 충격이 가해질 경우 봉착 부분에 균열(Crack)이 발생될 수 있으며, 반대로 모유리 100 중량부에 대해 세라믹 필러가 30 중량부보다 높으면, 유동성이 저하되어 봉착시 봉착 부분의 기밀성이 저하될 수 있기 때문이다.The ceramic filler is used together with the mother glass to increase the thermal stability effect of the bismuth (Bi 2 O 3 ) -based sealing material because the coefficient of thermal expansion is small in the range of 10 to 30 × 10 -7 / ℃ at room temperature to 350 ℃, 5-30 parts by weight based on 100 parts by weight of the mother glass is added. If the ceramic filler is less than 5 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the mother glass, the coefficient of thermal expansion is high, and cracks may occur in the sealing part when a strong thermal shock is applied. It is because when it is higher than 30 weight part, fluidity | liquidity may fall and the airtightness of the sealing part at the time of sealing may fall.

세라믹 필러는 지르콘(ZrO2·SiO2), 유크립타이트(Eucryptite), 알루미나(Al2O3), 코디어라이트(2MgO·2Al2O3·5SiO2, Cordierite ), 아연화합물로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상일 수 있다.Ceramic fillers include zircon (ZrO 2 · SiO 2 ), eucryptite, alumina (Al 2 O 3 ), cordierite (2MgO · 2Al 2 O 3 · 5SiO 2 , Cordierite ), At least one selected from the group consisting of zinc compounds.

특히 코디어라이트(Cordierite)를 주결정으로 하는 결정물은 비스무스(Bi2O3)계 유리와 친화력이 양호하기 때문에 봉착 공정에서 세라믹 필러가 유리에 용해되는 양이 많고, 비스무스(Bi2O3)계 봉착 재료의 열적 안정성을 향상시키는 효과가 클 뿐만 아니라, 봉착 공정에서 Bi2O3를 구성성분으로 하는 결정이 석출되는 일이 없기 때문에 적합하다. Particularly, crystals containing cordierite as the main crystal have a good affinity with bismuth (Bi 2 O 3 ) -based glass, so that the ceramic filler is dissolved in the glass in the sealing process, and bismuth (Bi 2 O 3) It is suitable because not only the effect of improving the thermal stability of the) -based sealing material is large, but also crystals containing Bi 2 O 3 as components in the sealing step are not precipitated.

한편, 상기의 과제를 해결하기 위한 본 발명에 따른 플라즈마 디스플레이 패널 배기관 봉착용 무연 페이스트 조성물은 상기 플라즈마 디스플레이 패널 배기관 봉착용 무연 프릿 조성물 100 중량부에 대해 1 내지 20 중량부로 첨가되어 있으며, 유기 바인더와 용매가 혼합되어 있는 비히클(Vehicle)을 포함한다. 여기서 비히클은 무연 프릿을 결합시키기 위한 유기 바인더(Binder)와 유기 바인더(Binder)를 분산시키기 위한 용매를 혼합한 혼합물을 말한다.On the other hand, the lead-free paste composition for sealing the plasma display panel exhaust pipe according to the present invention for solving the above problems is added in an amount of 1 to 20 parts by weight based on 100 parts by weight of the lead-free frit composition for sealing the plasma display panel exhaust pipe, It includes a vehicle in which a solvent is mixed. Here, the vehicle refers to a mixture of an organic binder for binding a lead-free frit and a solvent for dispersing the organic binder.

비히클이 무연 프릿 조성물 100 중량부에 대해 첨가 비율이 20 중량부보다 높으면 유동성의 증가로 인해 가소 시 유리로 변화되는 봉착 재료인 무연 프릿 조성물의 도포 높이가 낮아져 기밀성이 저하될 뿐만 아니라 배기관에 무연 페이스트 조성물을 디스펜싱(dispensing) 시에 형상이 제대로 나오지 않아 작업성이 저하될 수 있고, 1 중량부보다 낮으면 전체 무연 페이스트 조성물의 안정성이 저하되어 디스펜싱법에 의한 정량 토출이 어려워 봉착이 어렵게 될 수 있다.If the vehicle has an addition ratio of more than 20 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the lead-free frit composition, the coating height of the lead-free frit composition, which is an encapsulation material that is changed to glass upon plasticization due to increased fluidity, is lowered, resulting in a decrease in airtightness and lead-free paste in the exhaust pipe. When dispensing the composition (dispensing) the shape does not come out properly, the workability may be lowered, if lower than 1 part by weight, the stability of the entire lead-free paste composition is lowered, difficult to quantitative discharge by the dispensing method is difficult to seal Can be.

유기 바인더는 분말 상태인 무연 프릿 조성물을 분산시켜 결합시키는 역할 및 점도를 조절하는 역할을 한다. The organic binder serves to disperse and bind the lead-free frit composition in a powder state and to adjust viscosity.

유기 바인더는 15 내지 20 중량% 바람직하게는 18 중량%, 상기 용매는 80 내지 85 중량% 바람직하게는 82 중량%이다. 그 이유는 유기 바인더가 15 중량 % 미 만일 경우 무연 페이스트 조성물을 일정한 형상으로 유지 할 수 있는 비히클 자체의 물성을 가지지 못하기 때문에 비히클로서의 역할을 제대로 수행할 수 없기 때문이다.. 또한 유기 바인더가 20 중량% 를 초과하게 되면 무연 페이스트 조성물 내에 유기 바인더가 많이 존재하기 때문에 가소 후에도 유기 바인더가 무연 페이스트 조성물 내에 미량 존재하여 플라즈마 디스플레이 패널 제조 공정에서 오염원으로 될 수 있기 때문이다.  The organic binder is 15 to 20% by weight, preferably 18% by weight, and the solvent is 80 to 85% by weight and preferably 82% by weight. The reason is that the organic binder does not properly function as the vehicle because the organic binder does not have the properties of the vehicle itself that can maintain the lead-free paste composition in a uniform shape if the weight is less than 15% by weight. This is because when the content is more than% by weight, many organic binders are present in the lead-free paste composition, and therefore, even after calcination, a small amount of the organic binder may be present in the lead-free paste composition, which may cause contamination in the plasma display panel manufacturing process.

유기 바인더는 아크릴 수지계 고분자이며, 점도가 너무 낮은 경우(500cps 미만)에는 유동 특성의 조절을 위해 봉착 페이스트 조성물 내의 바인더 고분자 함량을 조절하여야 하며, 점도가 너무 높은 경우(3000cps)에는 봉착 표면에 기포 발생 또는 소성 공정 후 바인더 고분자류의 기체의 양이 증가되어 배기공정에서 탈기체에서 문제가 야기될 수 있기 때문에 500 내지 3000 cps범위의 점도를 가지는 것이 열적 안정성 및 기포 발생 등의 제반 물성을 고려하여 바람직하다. The organic binder is an acrylic resin-based polymer, and if the viscosity is too low (less than 500 cps), the binder polymer content in the sealing paste composition should be adjusted to control the flow characteristics. If the viscosity is too high (3000 cps), bubbles are generated on the sealing surface. Alternatively, since the amount of gas in the binder polymer is increased after the calcination process, a problem may occur in the degassing gas during the exhaust process, it is preferable to have a viscosity in the range of 500 to 3000 cps in consideration of various physical properties such as thermal stability and bubble generation. Do.

용매는 바인더 고분자를 용해시켜 일정 점도의 페이스트 상태를 유지시키는 역할을 한다. 상기 용매의 바람직한 예로는 부틸카비톨 아세테이트(Buthyl Carbitol Acetate), 알파 터피네올(α-Terpineol)로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상인 것이 바람직하다.The solvent serves to dissolve the binder polymer to maintain a paste state of a certain viscosity. Preferred examples of the solvent are butyl carbitol acetate (Buthyl Carbitol Acetate), it is preferably at least one selected from the group consisting of alpha terpineol (α-Terpineol).

상기 플라즈마 디스플레이 패널 배기관 봉착용 무연 페이스트 조성물은 봉착 부분의 착색을 위해 P-4300 및 P-433(신세라믹스 주식회사의 상품명임)으로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상인 안료를 더 포함할 수 있으며, 상기 안료는 무연 프릿 조성물 100 중량부에 대해 0.1 내지 4 중량부일 수 있다.The lead-free paste composition for sealing the plasma display panel exhaust pipe may further include at least one pigment selected from the group consisting of P-4300 and P-433 (trade names of Shinceramics Co., Ltd.) for coloring the sealing portion. May be 0.1 to 4 parts by weight based on 100 parts by weight of the lead-free frit composition.

안료는 유식을 띄기 위한 역할이므로 무연 페이스트 조성물 자체의 물성치에 영향을 미치치 않는 범위내에서 첨가되어야 한다. 그 이유는 안료가 무연 프릿 조성물 100 중량부에 대해 0.1 중량부보다 작으면 너무 색깔이 엷어서 무연 페이스트 조성물의 약간의 변화에도 색깔 변화가 심하게 나타나며, 4 중량부를 넘으면 무연 페이스트 조성물 자체의 물성치에 영향을 미치게 되기 때문이다.Since the pigment serves to attract oil, it should be added within a range that does not affect the physical properties of the lead-free paste composition itself. The reason is that if the pigment is less than 0.1 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the lead-free frit composition, the color is too light and the color change is severe even with slight changes of the lead-free paste composition. If it is more than 4 parts by weight, the physical properties of the lead-free paste composition itself are affected. Because it is going crazy.

이하에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 통해 본 발명을 [표 1]을 통해 더욱 상세히 설명한다. 다만, 아래 실시예는 본 발명에 대한 이해를 돕기 위한 것일 뿐, 본 발명의 범위가 아래 실시예로만 국한 되는 것은 아니다.Hereinafter, the present invention through the preferred embodiment of the present invention will be described in more detail through [Table 1]. 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.

[표 1]은 본 발명에 따른 무연 프릿 조성물의 실시예들과 비교예들이다. Table 1, are compared to the embodiment of the lead-free frit compositions in accordance with the invention examples.

구분 (중량%)Classification (wt%) 실 시 예Example 비 교 예 Comparative Example 1One 22 33 44 55 66 1One 22 33 44 55 모유리 (중량%)Parent glass (wt%) Bi2O3 Bi 2 O 3 6060 6565 7070 7474 7777 8080 44.444.4 41.541.5 3030 8.78.7 38.538.5 B2O3 B 2 O 3 2020 1515 1212 1010 99 55 20.420.4 1717 13.813.8 18.418.4 2323 ZnOZnO 1515 1717 1515 1313 1010 55 33.433.4 3636 38.538.5 36.636.6 27.527.5 BaOBaO 0.50.5 55 11.911.9 19.319.3 22 CaOCaO 3.43.4 Fe2O3 Fe 2 O 3 1One 0.70.7 Cu2OCu 2 O 0.50.5 55 Na2ONa 2 O 33 1One 1One 22 22 2.52.5 3.93.9 SiO2 SiO 2 1One 1One 1One 0.50.5 1One 2.52.5 2.42.4 10.610.6 3.33.3 Al2O3 Al 2 O 3 1One 1One 1One 0.50.5 1One 55 1.21.2 0.50.5 필러 (중량%)Filler (wt%) 코디어라이트 (Cordie-rite)Cordie-rite 1111 1111 1111 1111 1111 1111 1010 3030 전이점Transition point 438438 427427 407407 381381 384384 376376 440440 456456 450450 연화점Softening point 472472 464464 437437 419419 417417 410410 420420 562562 445445 CTE(×10-7/℃ )CTE (× 10 -7 / ℃) 62.862.8 64.964.9 65.565.5 71.671.6 70.870.8 74.274.2 8585 7373 7878 68.968.9

비교예 1은 배경기술에서 설명한 등록특허 10-0653408호이며, 비교예 2는 등록특허 10-0782160호이며, 비교예3은 공개특허 10-2008-0003676호이며, 비교예 4는 공개특허 10-2006-0093506호이며, 비교예 5는 공개특허 10-2008-0085070호이다. Comparative Example 1 is a registered Patent No. 10-0653408 described in the background art, Comparative Example 2 is a registered Patent 10-0782160, Comparative Example 3 is a Patent Publication 10-2008-0003676, Comparative Example 4 is a Patent Publication 10-06. 2006-0093506, and Comparative Example 5 are published Patent Publication No. 10-2008-0085070.

본 발명의 실시예 1 내지 6과 비교예들을 비교하여 볼 때 실시예 1 내지 6은 모두 무연 프릿 조성물의 전이점과 연화점이 각각 340 내지 440℃와 400 내지 480℃로 비교예들보다 낮거나 비슷하여 저온 봉착이 가능함을 알 수 있다. 또한 실시예 1 내지 6은 무연 프릿 조성물의 열팽창 계수가 플라즈마 디스플레이 패널의 후면 기판의 열팽창 계수 80×10-7/℃ 내지 83×10-7/℃ 보다 대략 8×10-7/℃ 내지 20×10-7/℃ 작은 60×10-7/℃ 내지 75×10-7/℃ 범위 조건을 만족함을 알 수 있으나, 비교예들은 비교예 3(하지만 비교예 3은 연화점이 너무 높아 저온 봉착 요건을 충족하지 못함)을 제외하고는 열팽창 계수 조건을 만족하지 못함을 알 수 있다. Compared to Examples 1 to 6 and Comparative Examples of the present invention, Examples 1 to 6 are all lower or similar to the comparative examples at 340 to 440 ° C and 400 to 480 ° C, respectively, of the transition point and softening point of the lead-free frit composition. It can be seen that low temperature sealing is possible. Further, in Examples 1 to 6, the thermal expansion coefficient of the lead-free frit composition is about 8 × 10 −7 / ° C. to 20 × than the thermal expansion coefficient of the rear substrate of the plasma display panel from 80 × 10 −7 / ° C. to 83 × 10 −7 / ° C. 10 -7 / ℃ small 60 × 10 -7 / ℃ to 75 × 10 -7 / ℃, but to find out the condition satisfaction range, in Comparative examples are Comparative example 3 (Comparative example 3 but the low-temperature sealing requirements are so high that the softening point Except that the thermal expansion coefficient condition is not satisfied.

특히 실시예 4 내지 6은 비교예들과 비교하여 볼 때 모유리의 전이점과 연화점이 각각 376 내지 384℃와 410 내지 419℃로 비교예들보다 훨씬 낮아 더욱 낮은 온도에서 저온 봉착이 가능하므로 제조 효율이 좋을 뿐만 아니라, 무연 프릿 조성물의 열팽창 계수가 플라즈마 디스플레이 패널의 후면 기판의 열팽창 계수 80×10-7/℃ 내지 83×10-7/℃ 보다 더욱 바람직하게 대략 9×10-7/℃ 내지 11×10-7/℃ 작은 69×10-7/℃ 내지 74×10-7/℃ 인 것을 알 수 있다. Particularly, Examples 4 to 6 were prepared because the transition point and softening point of the mother glass were 376 to 384 ° C. and 410 to 419 ° C., respectively, which are much lower than those of the comparative examples, thus enabling low temperature sealing at a lower temperature. In addition to good efficiency, the coefficient of thermal expansion of the lead-free frit composition is more preferably from about 9 × 10 −7 / ° C. to about 80 × 10 −7 / ° C. to 83 × 10 −7 / ° C. of the rear substrate of the plasma display panel. It can be seen that it is 11 × 10 −7 / ° C., which is 69 × 10 −7 / ° C. to 74 × 10 −7 / ° C.

이하에서는 첨부된 도면 중 언급되지 않은 도면에 대해서 설명한다.Hereinafter, the drawings that are not mentioned in the accompanying drawings will be described.

도 3은 봉착부의 인장 강도를 측정하기 위해 본 발명의 실시예 5에 따른 무연 프릿 조성물을 사용하여 2개의 배기관을 상호 봉착시킨 사진이며, 도 4는 도 3의 봉착부의 인장력 테스트 성적서이다. Figure 3 is a photograph of the sealing of the two exhaust pipes using the lead-free frit composition according to Example 5 of the present invention to measure the tensile strength of the sealing portion, Figure 4 is a tensile test report of the sealing portion of FIG.

인장 테스트 성적서에서 알 수 있는 바와 같이 봉착부 즉 접착부의 인장 파괴 하중이 181N으로 이는 시중에 유통되는 종래 무연 프릿 조성물을 이용한 다른 타사 제품에 비해 우수함을 당해 기술 분야의 통상의 지식을 가진자는 명확히 알 수 있는 수치이다. As can be seen from the tensile test report, the tensile breakdown load of the seal portion or the bond portion is 181 N, which is clearly understood by those skilled in the art that it is superior to other third-party products using conventional lead-free frit compositions in the market. That's a number.

도 5는 봉착부의 인장 강도를 측정하기 위해 본 발명의 실시예 5에 따른 무연 프릿 조성물을 사용하여 상호 봉착한 실제 플라즈마 디스플레이 패널의 일부와 배기관 사진이며, 도 6은 도 5의 봉착부에 대한 인장력 테스트 후 파괴면을 나타낸 사진이고, 도 7은 도 5 및 도 6의 봉착부의 인장력 테스트 성적서이다. FIG. 5 is a photograph of a portion of an actual plasma display panel and an exhaust pipe that are mutually sealed using the lead-free frit composition according to the fifth embodiment of the present invention to measure the tensile strength of the sealing portion, and FIG. 6 is a tensile force of the sealing portion of FIG. 5. It is a photograph showing the fracture surface after the test, Figure 7 is a tensile test report of the sealing portion of Figs.

인장 테스트 성적서에서 알 수 있는 바와 같이 봉착부 즉 접착부의 인장 파괴 하중이 176N으로 이는 시중에 유통되는 종래 무연 프릿 조성물을 이용한 다른 타사 제품에 비해 우수함을 당해 기술 분야의 통상의 지식을 가진자는 명확히 알 수 있는 수치이다. As can be seen from the tensile test report, the tensile breakdown load of the seal portion or the bond portion is 176 N, which is clearly understood by those skilled in the art that it is superior to other third-party products using conventional lead-free frit compositions on the market. That's a number.

도 8은 봉착부의 냉열 테스트를 시행하기 위해 본 발명의 실시예 5에 따른 무연 프릿 조성물을 사용하여 상호 봉착한 실제 플라즈마 디스플레이 패널의 일부와 배기관을 4℃ 얼음물에 침지시킨 사진이며, 도 9는 봉착부의 냉열 테스트를 시행하기 위해 본 발명의 실시예 5에 따른 무연 프릿 조성물을 사용하여 상호 봉착한 실제 플라즈마 디스플레이 패널의 일부와 배기관을 100℃ 끊는물에 침지시킨 사진이며, 그리고 도 10은 도 8 및 도 9의 냉열 테스트 후의 결과로써, 본 발명의 실시예 5에 따른 무연 프릿 조성물을 사용하여 상호 봉착한 실제 플라즈마 디스플레이 패널의 일부와 배기관을 도 8의 4℃ 얼음물과 도 9의 100℃ 끊는물 사이를 30초씩 10회 왕복 침지시킨 후에도 봉착 부분에 균열이 발생하지 않았음을 보여주는 사진이다. FIG. 8 is a photograph of a portion of an actual plasma display panel and an exhaust pipe immersed in 4 ° C. ice water by using a lead-free frit composition according to a fifth embodiment of the present invention in order to perform a cold test of the sealing portion, and FIG. 9. A portion of the actual plasma display panel and the exhaust pipe which are sealed to each other by using the lead-free frit composition according to the fifth embodiment of the present invention in order to perform a negative cooling test are photographs immersed in 100 ° C water. As a result after the cold heat test of FIG. 9, a portion of the actual plasma display panel and the exhaust pipe which were mutually sealed using the lead-free frit composition according to Example 5 of the present invention were separated between 4 ° C. ice water of FIG. 8 and 100 ° C. breaking water of FIG. 9. Is a photograph showing that no cracks occurred in the sealing part even after immersion 10 times for 30 seconds.

이와 같이 본 발명의 실시예들에 따른 무연 프릿 조성물은 환경 및 인체에 유해한 납 성분을 함유하지 않으면서 저온 봉착이 가능하도록 전이점, 연화점 등이 낮으면서도 유동성이 우수하고, 저온에서도 결정화 등의 문제가 없으며, 열적 안정성이 우수하여 봉착 강도가 뛰어나 배기관 봉착 후의 신뢰성 및 내구성이 우수한 비스무스(Bi2O3)계 봉착 재료임을 알 수 있다. As described above, the lead-free frit composition according to the embodiments of the present invention has a low transition point, a softening point, and the like so as to enable low temperature sealing without containing lead components harmful to the environment and the human body, and has excellent fluidity and problems such as crystallization even at low temperatures. It can be seen that the bismuth (Bi 2 O 3 ) -based sealing material having excellent thermal stability and excellent sealing strength and excellent reliability and durability after sealing the exhaust pipe.

이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.Although the preferred embodiments of the present invention have been described in detail above, the scope of the present invention is not limited thereto, and various modifications and improvements of those skilled in the art using the basic concepts of the present invention defined in the following claims are also provided. It belongs to the scope of rights.

도 1은 본 발명의 실시예 5에 따른 무연 프릿 조성물의 열팽창계수 분석 결과를 나타낸 그래프,1 is a graph showing a thermal expansion coefficient analysis results of the lead-free frit composition according to Example 5 of the present invention,

도 2는 본 발명의 실시예 5에 따른 무연 프릿 조성물의 세라믹 필러의 XRD 분석 결과를 나타낸 그래프,Figure 2 is a graph showing the XRD analysis of the ceramic filler of the lead-free frit composition according to Example 5 of the present invention,

도 3은 봉착부의 인장 강도를 측정하기 위해 본 발명의 실시예 5에 따른 무연 프릿 조성물을 사용하여 2개의 배기관을 상호 봉착시킨 사진,FIG. 3 is a photograph of mutual sealing of two exhaust pipes using a lead-free frit composition according to Example 5 of the present invention to measure the tensile strength of the sealing portion;

도 4는 도 3의 봉착부의 인장력 테스트 성적서,4 is a tensile test report of the sealing portion of FIG.

도 5는 봉착부의 인장 강도를 측정하기 위해 본 발명의 실시예 5에 따른 무연 프릿 조성물을 사용하여 상호 봉착한 실제 플라즈마 디스플레이 패널 일부와 배기관 사진,FIG. 5 is a photograph of a portion of an actual plasma display panel and an exhaust pipe sealed together using a lead-free frit composition according to Embodiment 5 of the present invention to measure the tensile strength of the sealed portion;

도 6은 도 5의 봉착부에 대한 인장력 테스트 후 파괴면을 나타낸 사진,Figure 6 is a photograph showing the fracture surface after the tensile force test for the sealing of Figure 5,

도 7은 도 5 및 도 6의 봉착부의 인장력 테스트 성적서, 7 is a tensile test report of the sealing portion of Figure 5 and 6,

도 8은 봉착부의 냉열 테스트를 시행하기 위해 본 발명의 실시예 5에 따른 무연 프릿 조성물을 사용하여 상호 봉착한 실제 플라즈마 디스플레이 패널의 일부와 배기관을 4℃ 얼음물에 침지시킨 사진FIG. 8 is a photograph of a portion of an actual plasma display panel and an exhaust pipe immersed in 4 ° C. ice water by using a lead-free frit composition according to Example 5 of the present invention to perform a cold test of the sealed portion.

도 9는 봉착부의 냉열 테스트를 시행하기 위해 본 발명의 실시예 5에 따른 무연 프릿 조성물을 사용하여 상호 봉착한 실제 플라즈마 디스플레이 패널의 일부와 배기관을 100℃ 끊는물에 침지시킨 사진, 그리고9 is a photograph of a portion of an actual plasma display panel and an exhaust pipe immersed in 100 ° C. water, which are sealed to each other by using the lead-free frit composition according to Example 5 of the present invention to perform a cold test of the sealing portion, and

도 10은 도 8 및 도 9의 냉열 테스트 후의 결과로써, 본 발명의 실시예 5에 따른 무연 프릿 조성물을 사용하여 상호 봉착한 실제 플라즈마 디스플레이 패널의 일부와 배기관을 도 8의 4℃ 얼음물과 도 9의 100℃ 끊는물 사이를 30초씩 10회 왕복 침지시킨 후에도 봉착 부분에 균열이 발생하지 않았음을 보여주는 사진이다. FIG. 10 shows a part of an actual plasma display panel and an exhaust pipe which are sealed to each other by using the lead-free frit composition according to the fifth embodiment of the present invention as a result of the cold heat test of FIGS. 8 and 9. The photograph shows that no cracks occurred in the sealing part even after reciprocating immersion 10 times for 30 seconds between 100 ℃ of the water.

Claims (9)

Bi2O3 74 내지 77 중량%, B2O3 9 내지 10 중량%, ZnO 10 내지 13 중량%, Na2O 1.5 내지 2.5 중량%, SiO2 0.5 내지 1 중량% 및 Al2O3 0.5 내지 1 중량%를 포함하는 모유리, 그리고74 to 77 wt% Bi 2 O 3 , 9 to 10 wt% B 2 O 3 , 10 to 13 wt% ZnO, 1.5 to 2.5 wt% Na 2 O, 0.5 to 1 wt% SiO 2 and 0.5 to Al 2 O 3 Mother glass comprising 1% by weight, and 상기 모유리 100 중량부에 대해 5 내지 30 중량부로 첨가된 세라믹 필러5 to 30 parts by weight of a ceramic filler added to 100 parts by weight of the mother glass 를 포함하는 플라즈마 디스플레이 패널 배기관 봉착용 무연 프릿 조성물.Lead-free frit composition for sealing the plasma display panel exhaust pipe comprising a. 제1항에서, In claim 1, 상기 세라믹 필러는 지르콘(ZrO2·SiO2), 유크립타이트(Eucryptite), 알루미나(Al2O3), 코디어라이트(2MgO·2Al2O3·5SiO2), 아연화합물로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상인 플라즈마 디스플레이 패널 배기관 봉착용 무연 프릿 조성물. The ceramic filler is selected from the group consisting of zircon (ZrO 2 · SiO 2 ), eucryptite (Eucryptite), alumina (Al 2 O 3 ), cordierite (2MgO · 2Al 2 O 3 · 5SiO 2 ), zinc compounds Lead-free frit composition for sealing at least one plasma display panel exhaust pipe. 제1항에서, In claim 1, 상기 무연 프릿 조성물은 소성 후 50℃ 내지 300℃에서 평균 열팽창계수가 60×10-7/℃ 내지 75×10-7/℃ 인 플라즈마 디스플레이 패널 배기관 봉착용 무연 프릿 조성물.The lead-free frit composition is a lead-free frit composition for sealing a plasma display panel exhaust pipe having an average thermal expansion coefficient of 60 × 10 -7 / ℃ to 75 × 10 -7 / ℃ at 50 ℃ to 300 ℃ after firing. 제1항에서,In claim 1, 상기 무연 프릿 조성물의 열팽창계수는 피봉착물인 플라즈마 디스플레이 패널의 열팽창계수보다 8×10-7/℃ 내지 20×10-7/℃ 작은 플라즈마 디스플레이 패널 배기관 봉착용 무연 프릿 조성물.The thermal expansion coefficient of the lead-free frit composition is 8 × 10 -7 / ℃ to 20 × 10 -7 / ℃ smaller than the thermal expansion coefficient of the plasma display panel is a sealed lead-free frit composition for sealing the exhaust pipe. 제1항에서,In claim 1, 상기 무연 프릿 조성물의 전이점은 340 내지 440℃이며, 연화점은 400 내지 480℃인 플라즈마 디스플레이 패널 배기관 봉착용 무연 프릿 조성물.The transition point of the lead-free frit composition is 340 to 440 ℃, the softening point is 400 to 480 ℃ lead-free frit composition for sealing the plasma display panel exhaust pipe. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항의 플라즈마 디스플레이 패널 배기관 봉착용 무연 프릿 조성물, 그리고A lead-free frit composition for sealing the plasma display panel exhaust pipe of any one of claims 1 to 5, and 상기 무연 프릿 조성물 100 중량부에 대해 1 내지 20 중량부로 첨가되어 있으며, 유기 바인더와 용매가 혼합되어 있는 비히클A vehicle in which 1 to 20 parts by weight is added to 100 parts by weight of the lead-free frit composition, and an organic binder and a solvent are mixed. 을 포함하는 플라즈마 디스플레이 패널 배기관 봉착용 무연 페이스트 조성물.Lead-free paste composition for sealing a plasma display panel exhaust pipe comprising a. 제 6항에서,In claim 6, 상기 유기 바인더는 아크릴수지계 고분자이며, The organic binder is an acrylic resin polymer, 상기 유기 바인더는 15 내지 20 중량%이며, 상기 용매는 80 내지 85 중량%인 플라즈마 디스플레이 패널 배기관 봉착용 무연 페이스트 조성물.The organic binder is 15 to 20% by weight, the solvent is 80 to 85% by weight lead-free paste composition for sealing a plasma display panel exhaust pipe. 제6항에서,In claim 6, 상기 용매는 부틸카비톨 아세테이트(Buthyl Carbitol Acetate), 알파터피네올(α-Terpineol)로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상인 플라즈마 디스플레이 패널 배기관 봉착용 무연 페이스트 조성물.The solvent is butyl carbitol acetate (Buthyl Carbitol Acetate), alpha terpineol (α-Terpineol) lead-free paste composition for sealing a plasma display panel exhaust pipe is at least one selected from the group consisting of. 제6항에서,In claim 6, 상기 플라즈마 디스플레이 패널 배기관 봉착용 무연 페이스트 조성물은 The lead-free paste composition for sealing the plasma display panel exhaust pipe 상기 플라즈마 디스플레이 패널 배기관 봉착용 무연 프릿 조성물 100 중량부에 대해 0.1 내지 4 중량부로 첨가된 안료를 더 포함하는 플라즈마 디스플레이 패널 배기관 봉착용 무연 페이스트 조성물.Lead-free paste composition for sealing the plasma display panel exhaust pipe further comprises a pigment added in 0.1 to 4 parts by weight based on 100 parts by weight of the lead-free frit composition for sealing the plasma display panel exhaust pipe.
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