KR100983339B1 - 디스플레이 장치용 무연 전면 유전체 조성물 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 디스플레이 장치용 무연 전면 유전체 분말 조성물에 관한 것으로, 상기 무연 전면 유전체 분말 조성물은 SiO2 10 내지 20 중량%; B2O3 35 내지 53 중량%; Al2O3 10 내지 20 중량%; ZnO, BaO 및 SrO로 이루어진 군에서 선택되는 2종 이상의 혼합물을 포함하는 제1 산화물 15 내지 40 중량%; Li2O 및 K2O의 혼합물을 포함하는 제2 산화물 10 내지 20 중량%; 및 Co3O4, NiO, MnO, CuO 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 제3 산화물 0.1 내지 3 중량%을 포함하고, 상기 ZnO/(BaO+SrO) 중량비가 0.5 내지 1.5이고; 상기 Li2O/K2O 중량비가 0.8 내지 1.2이다.
본 발명의 유전체 분말 조성물은 인체와 환경에 유해한 납 성분 및 비스무스 성분을 포함하지 않으므로 친환경적이고, 버스 전극 내 은이온과 반응하여 발생되는 황변현상을 억제할 수 있어 높은 가시광선 투과도를 얻을 수 있으며 균일하고 치밀한 유전체층을 형성하여 높은 해상도를 구현하는 디스플레이 장치를 제공할 수 있다.
또한, 본 발명의 유전체 분말 조성물은 고강도의 전면 유전체층을 형성할 수 있으며, 유전율이 낮아 이를 이용하여 제조한 디스플레이 장치의 구동전압을 낮출 수 있어 고효율의 플라즈마 디스플레이 장치를 구현할 수 있다.
플라즈마 디스플레이 패널, 전면유전체, 유리분말, 친환경, 고강도, 고효율

Description

디스플레이 장치용 무연 전면 유전체 조성물{LEAD-FREE FRONT DIELECTRIC COMPOSITION FOR DISPLAY DEVICE}
본 발명은 디스플레이 장치용 무연 전면 유전체 조성물에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 고효율 및 고강도를 갖고, 친환경적인 디스플레이 장치용 무연 전면 유전체 조성물에 관한 것이다.
일반적으로 플라즈마 디스플레이 패널은 기체 방전을 통하여 얻어진 플라즈마로부터 방사되는 진공 자외선이 형광체를 여기시킴으로써 발생되는 적(R), 녹(G), 청(B)색의 가시광을 이용하여 영상을 구현하는 디스플레이 소자이다.
이러한 플라즈마 디스플레이 패널은 60인치 이상의 초대형 화면을 불과 10cm 이내의 두께로 구현할 수 있고, 음극선관(CRT)와 같은 자발광 디스플레이 소자이므로 색 재현력 및 시야각에 따른 왜곡 현상이 없는 특성을 가진다. 또한, LCD 등에 비해 제조공법이 단순하여 생산성 및 원가 측면에서도 강점을 갖는 TV 및 산업용 평판 디스플레이로 각광 받고 있다.
가장 일반적인 3전극 면방전형 플라즈마 디스플레이 패널은 동일면상에 위치한 유지 전극과 주사 전극을 포함한 전면 기판과, 이로부터 일정 거리를 두고 이격 되어 수직 방향으로 이어지는 어드레스 전극을 포함한 배면 기판으로 이루어지며, 그 사이에 방전가스를 봉입하고 있다.
이와 같은 플라즈마 디스플레이 패널에 있어서, 전면 기판에 도포되는 유전체층은 유지 전극과 주사 전극을 덮으며 형성되어 플라즈마 방전 시 이온충격으로부터 유지전극 및 주사전극을 보호하고, 유전체층 표면에 벽전하를 형성하여 방전 유지 및 화면 구동을 가능하게 하는 역할을 한다.
상기 전면 유전체층을 형성하는 유전체는 유리기판과 유사한 열팽창거동을 갖고, 저온에서 소성이 가능하며, 기포 형성 및 변색이 없는 높은 투과도를 갖는 특성이 요구된다. 따라서, 전면 유전체층은 상기 요구조건을 만족시키기 위해 기판유리와 유사한 열팽창계수를 갖는 저융점의 모유리를 구성하는 유전체 분말 조성물과 유기 비히클을 일정비로 혼합하여 페이스트 상태로 제조한다. 제조된 적정 점도를 갖는 페이스트를 스크린 인쇄법으로 전극 위에 도포한 후, 550℃ 내지 600℃로 소성하여 투명한 유전체층을 형성한다.
상기 언급한 전면 유전체 분말 조성물의 예로, 중량 백분율로 PbO 35 내지 55%; B2O3 4 내지 15%; SiO2 4 내지 15%; TiO2 + ZrO2 + La2O3 + Ta2O5 0.5 내지 10%; Al2O3 0 내지 15%; BaO 0 내지 25%; CuO 0 내지 1%; 및 CeO 0 내지 1%를 포함하는 유리가 한국 특허등록번호 제10-0732720호에 개시되어 있다. 또한 중량 백분율로, Bi2O3 30 내지 60%; B2O3 10 내지 20%; ZnO 15 내지 25%; BaO 0 내지 20%; SiO2 1 내지 5%; Al2O3 1 내지 5%; CuO 0.1 내지 1%인 것을 특징으로 하는 유리 조성물이, 한 국 공개특허공보 10-2007-0051399호에 개시되어 있다.
상기 문헌들에 개시된 유리 조성물은 소성 온도가 약 550℃ 정도이고, 투과도가 높아 전면 유전체로 우수한 특성을 나타내나, 인체에 유해한 중금속인 PbO 또는 Bi2O3를 다량 함유하고 있고, 높은 유전상수를 보여 디스플레이 장치의 구동시 높은 전압을 필요로 하기 때문에 소비전력이 높다는 문제점이 있다. 또한, 국내특허공개 제2007-0051399호의 유전체는 유리 구조를 형성하는 유리형성제(SiO2, B2O3)를 30 중량% 이하로 포함하고 있으며, 국내특허등록 제10-0732720호의 유리 또한 SiO2를 30 중량%로 포함하고 있어, 낮은 강도를 보여 외부충격에 취약하다는 단점을 갖고 있다.
본 발명의 목적은 고효율 및 고강도를 나타내는 디스플레이 장치용 무연 전면 유전체 조성물을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 친환경적이고, 전극과의 반응성을 억제하여 황변현상없이 높은 투과도가 확보하면서, 강도가 우수하고, 소비전력이 획기적으로 감소된 디스플레이 장치용 무연 전면 유전체 분말 조성물을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 상기 무연 전면 유전체 분말 조성물을 포함하는 플라즈마 디스플레이 장치에 관한 것이다.
상기 목적을 달성하기 위한 제1 구현예는 SiO2 10 내지 20 중량%; B2O3 35 내지 53 중량%; Al2O3 10 내지 20 중량%; ZnO, BaO 및 SrO로 이루어진 군에서 선택되는 2종 이상의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 제1 산화물 15 내지 40 중량%; Li2O, K2O 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 제2 산화물 10 내지 20 중량%; Co3O4, NiO, MnO2, CuO 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 제3 산화물 0.1 내지 3 중량%를 포함하고, ZnO/(BaO+SrO) 중량비가 0.5 내지 1.5이고, 상기 Li2O/K2O의 중량비가 0.8 내지 1.2인 디스플레이 장치용 무연 전면 유전체 분말 조성물을 제공하는 것이다.
상기 무연 전면 유전체 분말 조성물은 SnO, V2O5 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 제4 산화물을 더욱 포함할 수 있다.
본 발명의 유전체 분말 조성물은 인체와 환경에 유해한 납 성분 및 비스무스 성분을 포함하지 않으므로 친환경적이고, 버스 전극 내 Ag 이온과 반응하여 발생되는 황변현상을 억제할 수 있어 투과도가 우수하며, 치밀하고 균일한 유전체층을 형성할 수 있어서 신뢰성있는 디스플레이 장치를 제공할 수 있다. 또한 다량의 유리형성제 및 Al2O3를 포함하여 높은 강도를 나타내어 외부충격에 강하고, 낮은 유전율을 소유하여 구동 전압을 낮춰주므로 기존 유전체에 비해 소비전력을 획기적으로 절감한 플라즈마 디스플레이 장치를 제공할 수 있다. 또한 본 발명의 유전체는 중금속을 전혀 포함하지 않기 때문에 분말의 비중이 낮아 PbO 및 Bi2O3를 주성분으로 하는 유전체에 비해 사용량을 줄일 수 있고, 디스플레이 장치의 무게를 감소시킬 수 있는 이점이 있다.
본 발명의 일 구현 예는 디스플레이 장치용 무연 전면 유전체 분말 조성물에 관한 것이다.
상기 유전체 분말 조성물은 SiO2 10 내지 20 중량%; B2O3 35 내지 53 중량%; Al2O3 10 내지 20 중량%; ZnO, BaO 및 SrO로 이루어진 군에서 선택되는 2종 이상의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 제1 산화물 15 내지 40 중량%; Li2O 및 K2O의 혼합물을 포함하는 제2 산화물 10 내지 20 중량%; 및 Co3O4, NiO, MnO2, CuO 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 제3 산화물 0.1 내지 3 중량%를 포함하고, ZnO/(BaO+SrO) 중량비가 0.5 내지 1.5이고, 상기 Li2O/K2O의 중량비가 0.8 내지 1.2이다.
이하, 본 발명의 유리 조성을 중량 백분율 표시를 사용하여 상세히 설명한다.
본 발명의 유전체 분말 조성물은 SiO2, B2O3 및 Al2O3를 주로 포함하는 보로알루미노실리케이트(Boroaluminosilicate)계 유리로서, 이를 주로 포함하는 유리는 보통 고융점을 갖는 이화학용 유리로 사용되었으나, 본 발명에서는 B2O3와 ZnO, BaO, SrO, Li2O 및 K2O를 적절하게 조절함에 따라 저융점 물성을 나타내게 되었다.
본 발명의 유전체 분말에서, SiO2는 유리 형성에 중요한 역할을 하는 성분으로, 그 함량이 10 내지 20 중량%가 바람직하고, 12 내지 18 중량%가 더욱 바람직하다. 상기 SiO2의 함량이 10중량% 미만이면, 유리의 구조가 취약해지고, 결정화 현상 및 투과도가 저하되는 문제가 있어 바람직하지 않고, 20중량%를 초과하면 연화점이 상승되어 소성이 이루어지지 않아 투과도를 저하시켜 바람직하지 않다.
상기 B2O3는 또한 유리 형성에 중요한 역할을 하는 성분으로 35 내지 53 중 량%가 바람직하고, 40 내지 50 중량%가 더욱 바람직하다. 상기 B2O3함량이 35 중량% 미만이면, 결정화 발생에 의해 투과도가 저하되고, 구조가 취약하여 안정성에 문제가 있어 바람직하지 않고, 53 중량%를 초과하면 내수성이 약하며 연화점이 600℃이상으로 상승하여 소성이 되지 않는 문제가 있어 바람직하지 않다.
또한, 상기 Al2O3는 유리의 구조를 견고히 하여 강도를 향상시켜 주는 성분으로, 그 함량은 10 내지 20 중량%가 바람직하다. Al2O3의 함량이 10 중량% 미만이면, 유리 제조시 구조가 안정하지 못하여 결정화가 발생할 수 있을 뿐만 아니라 유리의 강도가 저하되어 바람직하지 않고, 20 중량%를 초과할 경우, 연화점의 급격한 상승으로 소성이 이루어지지 않는 문제가 있어 바람직하지 않다.
상기 ZnO, BaO 및 SrO로 이루어진 군에서 선택되는 2종 이상의 혼합물을 포함하는 제1 산화물은 열팽창계수를 조절하고 연화점을 낮추는 역할을 하는 성분으로서, 그 함량은 15 내지 40 중량%가 바람직하다. 상기 제1 산화물의 함량이 15 중량% 미만이면 열팽창계수가 낮아 유리기판과 매칭성에 문제가 있고, 연화점이 상승하는 문제가 있어 바람직하지 않고, 40 중량%를 초과할 경우 열팽창 계수가 높아 유리기판과 매칭성에 문제가 있고 유전율이 상승하여 소비전력 저감효과가 감소하는 문제점이 있어 바람직하지 않다.
이때, ZnO/(BaO+SrO)의 중량비는 0.5 내지 1.5가 바람직하다. ZnO/(BaO+SrO) 중량비가 0.5 미만일 경우, 본 발명의 유전체 분말 조성물을 이용하여 제조되는 소성막의 치밀도가 떨어져 투과도가 저하되고 강도가 낮아지는 문제점 이 있고, 1.5를 초과할 경우 유전체 내에 기포가 다량 발생하여 투과율이 저하되는 문제점이 있어 바람직하지 않다.
Li2O 및 K2O의 혼합물을 포함하는 제2 산화물은 유리의 연화점을 조절하는 필수 성분으로, 그 함량은 10 내지 20 중량%가 바람직하다. 상기 산화물의 함량이 10 중량% 미만이면 연화점이 상승하여 소성이 되지 않는 문제가 있고, 20 중량%를 초과할 경우, 전극과의 반응에 의한 황변현상 및 열팽창계수 증가, 유전율 증가 등의 문제가 있어 바람직하지 않다.
이때 Li2O/K2O의 중량비는 0.8내지 1.2가 바람직하다. Li2O/K2O의 중량비가 0.8 미만이면 유리의 연화점이 상승하여 소성이 안되는 문제가 있고, 1.2를 초과할 경우 전극과의 반응이 심화되는 문제점이 있어 상기 비를 갖는 것이 바람직하다.
Co3O4, NiO, MnO2, CuO 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 제3 산화물은 유리를 착색하여 명실명암비를 증가시켜주고, 전극과의 반응을 억제하여 황변현상을 막아 투과도를 향상시키는 역할을 하는 성분으로, 그 함량은 0.1 내지 3 중량%가 바람직하다. 상기 제3 산화물의 함량이 3 중량%를 초과할 경우 유리가 심하게 착색되어 투과도를 저하시켜 바람직하지 않고, 0.1 중량% 미만인 경우에는 착색도가 미약하여 외광반사도가 증가되고 명실명암비를 감소시키는 문제가 있다. 상기 제3 산화물을 혼합하여 사용하는 경우, 그 혼합비는 적절하게 조절할 수 있다.
또한 본 발명의 유전체 분말 조성물은 SnO, V2O5 및 이들 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 제4 산화물을 더욱 포함할 수 있다. 이 제4 산화물은 표면 조도 및 치밀도를 향상시켜 내전압 특성을 향상시켜주는 역할을 하는 성분으로, 그 함량은 유전체 분말 조성물 100 중량부에 대하여 0 내지 5 중량부가 바람직하고, 1 내지 3 중량부가 더욱 바람직하다. 상기 제4 산화물의 함량이 5 중량부를 초과할 경우 유리가 착색되어 투과도를 떨어뜨리게 되므로 바람직하지 않다.
본 발명의 유전체 분말 조성물은 평균 입경이 2.0에서 2.5㎛인 것이 바람직하다. 유전체 분말 조성물의 평균 입경이 2.0㎛ 미만인 경우 제조공정의 수율이 감소되고, 미세 분말이 다량 함유되어 투과도를 저하시키고, 2.5 ㎛를 초과하면 유전체층의 치밀도 및 표면 조도를 확보하기가 어려워 투과도 및 내전압특성이 저하되는 문제점이 있어 바람직하지 않다.
본 발명은 유전체 분말 조성물은 플라즈마 디스플레이 패널에서, 유지 전극과 주사 전극을 덮으며 형성되는, 즉 전면 전극을 보호하기 위해 전면 기판상에 도포되는 전면 유전체층을 형성하는데 바람직하게 사용될 수 있다.
본 발명의 유전제 분말 조성물의 유전 상수는 25℃, 1Mhz에서 6.5에서 7.5를 갖는 것이 바람직하다. 유전 상수가 7.5를 초과할 경우 소비전력 저감효과가 크게 나타나지 않기 때문에 바람직하지 않고, 6.5 미만일 경우에는 벽전하의 형성이 어려워 플라즈마 방전이 발생하지 않는 문제가 있어 바람직하지 않다.
본 발명의 유전체 분말 조성물을 디스플레이 장치에서 유전체층을 제조하는데 사용하기 위해서는 페이스트를 제조하여야 하며, 페이스트를 제조하는 공정은 다음과 같다.
먼저, 유전체 분말 조성물을 구성하는 모든 성분을 원하는 비율대로 혼합한다. 얻어진 혼합물을 약 1200℃ 이상, 예를 들면 약 1400℃ 정도의 용융로에서 용융하여, 유리물을 제조한다. 상기 유리물을 분쇄 공정을 실시하여 적정 입도를 갖는 유전체 분말 조성물을 제조한다. 상기 유리물을 분쇄 공정을 실시하기 전에, 냉각수가 흐르는 롤을 사용하여 급냉 공정을 더욱 실시할 수도 있다.
이 유전체 분말 조성물과 비히클을 혼합하여 유전체 페이스트를 제조한다.
이러한 비히클로는 용매 및 바인더가 주로 사용된다. 용매로는 알파-터피네올, 에틸 카비톨, 부틸 카비톨, 에틸 카비톨 아세테이트, 부틸 카비톨 아세테이트, 텍사놀, 테르핀유, 디프로필렌글리콜 메틸 에테르, 디프로필렌글리콜 에틸 에테르, 디프로필렌글리콜 모노메틸 에테르 아세테이트, γ-부티로락톤, 셀로솔브 아세테이트, 부틸셀로솔브 아세테이트, 트리프로필렌 글리콜 등을 1종 또는 1종 이상 혼합하여 사용할 수 있다.
상기 바인더로는 셀룰로오즈, 히드록시 메틸 셀룰로오즈, 히드록시 에틸 셀룰로오즈, 카르복시 메틸 셀룰로오즈, 카르복시 에틸 셀룰로오즈, 카르복시 에틸 메틸 셀룰로오드 등의 셀룰로오즈 유도체를 1종 또는 1종 이상 혼합하여 사용할 수 있다.
또한 바인더로는 메틸(메트)아크릴레이트, 에틸(메트)아크릴레이트, 프로필(메트)아크릴레이트, 이소프로필(메트)아크릴레이트, 부틸(메트)아크릴레이트, 이소부틸(메트)아크릴레이트, t-부틸(메트)아크릴레이트, 펜틸(메트)아크릴레이트, 아밀(메트)아크릴레이트, 이소아밀(메트)아크릴레이트, 헥실(메트)아크릴레이트, 헵틸(메트)아크릴레이트, 옥틸(메트)아크릴레이트, 이소옥틸(메트)아크릴레이트, 2-에틸헥실(메트)아크릴레이트, 에틸헥실(메트)아크릴레이트, 노닐(메트)아크릴레이트, 데실(메트)아크릴레이트, 이소데실(메트)아크릴레이트, 운데실(메트)아크릴레이트, 도데실(메트)아크릴레이트, 라우릴(메트)아크릴레이트, 스테아릴(메트)아크릴레이트, 이소스테아릴(메트)아크릴레이트 등의 알킬(메트)아크릴레이트 2-히드록시에틸 (메트)아크릴레이트, 2-히드록시프로필 (메트)아크릴레이트, 4-히드록시부틸 (메트)아크릴레이트, 3-히드록시프로필 (메트)아크릴레이트, 2-히드록시부틸 (메트)아크릴레이트, 3-히드록시부틸 (메트)아크릴레이트 등의 히드록시알킬 (메트)아크릴레이트, 페녹시에틸 (메트)아크릴레이트, 2-히드록시-3-페녹시프로필 (메트)아크릴레이트 등의 페녹시알킬 (메트)아크릴레이트 2-메톡시에틸(메트)아크릴레이트, 2-에톡시에틸 (메트)아크릴레이트, 2-프로폭시에틸 (메트)아크릴레이트, 2-부톡시에틸 (메트)아크릴레이트, 2-메톡시부틸 (메트)아크릴레이트 등의 알콕시알킬 (메트)아크릴레이트 폴리에틸렌글리콜모노 (메트)아크릴레이트, 에톡시디에틸렌글리콜 (메트)아크릴레이트, 메톡시폴리에틸렌글리콜 (메트)아크릴레이트, 페녹시폴리에틸렌글리콜 (메트)아크릴레이트, 노닐페녹시폴리에틸렌글리콜 (메트)아크릴레이트, 폴리포르폴린 글리콜모노(메트)아크릴레이트, 메톡시폴리프로필렌글리콜 (메트)아크릴레이트, 에톡시폴리프로필렌글리콜 (메트)아크릴레이트, 노닐페녹시폴리프로필렌글리콜 (메트)아크릴레이트 등의 폴리알킬렌글리콜 (메트)아크릴레이트 시클로헥실 (메트)아크릴레이트, 4-부틸시클로헥실 (메트)아크릴레이트, 디시클로펜타닐 (메트)아크릴레이트, 디시클로펜테닐 (메트)아크릴레이트, 디시클로펜타디 에닐 (메트)아크릴레이트, 보르닐 (메트)아크릴레이트, 이소보르닐 (메트)아크릴레이트, 트리시클로데카닐 (메트)아크릴레이트 등의 시클로알킬 (메트)아크릴레이트 벤질 (메트)아크릴레이트, 테트라히드로푸르푸릴(메트)아크릴레이트 등의 아크릴계 바인더를 사용할 수도 있다. 본 명세서에서 "(메트)아크릴레이트"는 아크릴레이트 또는 메타크릴레이트 중 어느 것을 나타낸다.
또한 본 발명의 유전체 준말 조성물은 필요에 따라 가소제를 더욱 포함할 수도 있다. 가소제로는 디부틸프탈레이트, 아디프산에스테르계, 프탈산에스테르계 등을 사용할 수 있다.
본 발명의 유전체 분말 조성물은 디스플레이 장치의 전극을 피복하는 역할을 하는 즉, 유전체층을 형성하기 위한 용도로 유용하게 사용될 수 있으며, 이러한 목적이라면 어떠한 디스플레이 장치에 사용되도 무방하나, 특히 플라즈마 디스플레이 패널의 전면 유전체층 형성시 유용하게 사용될 수 있다.
이하 본 발명의 바람직한 실시예 및 비교예를 기재한다. 그러나 하기한 실시예는 본 발명의 바람직한 실시예일뿐 본 발명이 하기 실시예에 의해 한정되는 것은 아니다.
(실시예 1 내지 5 및 비교예 1 내지 3)
SiO2; B2O3; Al2O3; ZnO, BaO 및 SrO으로 이루어진 군에서 선택되는 2종 이상의 산화물을 포함하는 제1 산화물; Li2O 및 K2O의 혼합물인 제2 산화물; Co3O4, NiO, MnO2, CuO 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 제3 산화물; SnO, V2O5 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 제4 산화물; PbO 및 Bi2O3를 각각 하기 표 1에 나타낸 함량으로 측량하여, 혼합하였다. 얻어진 혼합물을 백금 도가니에 넣고, 1400℃로 1시간 동안 용융하고, 얻어진 용융물을 냉각수가 흐르는 롤을 이용하여 급냉하였다.
급냉 생성물을 볼밀을 이용하여 분쇄하여 평균 입경이 10㎛-20㎛가 되도록 1차 분쇄하였다. 이어서, 1차 분쇄된 분말을 파인밀을 이용하여 2.0-2.5㎛의 평균입도를 갖도록 분쇄하여 유전체 분말을 제조하였다.
제조된 유전체 분말의 유리전이온도(Tg), 연화점(Ts), 선팽창 계수, 결정화 유무, 유전 상수, 투과도, 강도, 황변 현상을 다음과 같은 방법으로 측정하여 그 결과를 하기 표 1에 나타내었다.
1) 전이점
상기 실시예 1 내지 5 및 비교예 1 내지 3에 따라 제조된 용용물을 흑연 몰드(graphite mold)에 붓고 깨지지 않도록 열처리를 하여 기포가 전혀 없는 벌크 상태로 채취하여 TMA(Thermal Mechanical Analysis)를 이용하여 5℃/min의 승온 속도로 510℃까지 온도를 증가시키면서 전이(유리가 탄성거동에서 점탄성거동을 시작하는 시점)가 일어나는 온도를 측정하였다.
2) 연화점
상기 실시예 1 내지 5 및 비교예 1 내지 3에 따라 제조된 유전체 분말을 DTA(Different Thermal Analysis)를 이용하여 10℃/min의 승온 속도로 700℃까지 온도를 증가시키면서 연화(점탄성거동에서 액상거동으로 넘어가는 시점)가 일어나는 온도를 측정하였다.
3) 선팽창 계수
상기 실시예 1 내지 5 및 비교예 1 내지 3에서, 용융물을 전이점 실험과 동일하게 벌크 상태로 채취하여 일정 사이즈로 연마 후, TMA(Thermal Mechanical Analysis) 장비를 이용하여 5℃/min의 승온속도로 510℃까지 승온시키면서 50℃-350℃ 사이의 온도 구간에서 유리가 팽창되는 정도를 측정하였다.
4) 결정화 유무
상기 실시예 1 내지 5 및 비교예 1 내지 3에 따라 제조된 유전체 분말을 TA-DTA(Thermogravimetric-Differential Thermal Analysis)를 이용하여 650℃ 이하에서 결정화가 일어나면 불량, 650℃ 이상에서 결정화가 일어나면 양호로 판정하였다.
5) 유전 상수
상기 실시예 1 내지 5 및 비교예 1 내지 3에 따라 제조된 유전체 분말을 일축 가압하여 펠렛 타입 성형체로 만들어 약 550℃에서 소성 후, 경면 연마하여 양면 금코팅하여 LCR 메타를 이용하여 측정하였다. 일반적으로 유전상수가 크면 구동전압을 높여 소비 전력을 증가시킨다.
6) 투과도
상기 실시예 1 내지 5 및 비교예 1 내지 3에 따라 제조된 유전체 분말을, 알파 터피네올 유기 용매 및 에틸 셀룰로즈 바인더(90 : 10 중량비)를 포함하는 비히 클과 60 : 40 중량비로 혼합하여 페이스트를 제조하였다. 이 페이스트를 유리 기판에 도포한 후, 570℃로 소성하여 30㎛ 막을 형성하고, 분광분석기(Spectrophotometer)를 이용하여 550㎚파장에서의 직성 투과도를 측정하였다.
7) 강도(Ball Drop Test)
20 x 20 크기 유리 기판(상품명: PD200)에 상기 6)과 동일한 방법으로 유전체층을 형성한 후, 이 유리 기판을 절단하여, 유전체층이, 정가운데 직경 4cm의 크기로 구멍이 뚫린 철판과 접하게 올려놓고 직경 3cm의 스테인레스 볼을 1cm 간격으로 상승시키면서 떨어뜨려 유전체가 파괴되는 최고 높이를 측정하였다.
8) 황변현상 확인
Ag 전극 페이스트(Ag 분말 60 중량%, 유리 분말 10 중량% 및 비히클(알파 터피네올 유기 용매 및 에틸 셀룰로즈 바인더(90 : 10 중량비) 30 중량%를 포함)를 유리 기판에 스크린 프린트법으로 도포한 후, 도포된 유리기판을 120℃에서 20분간 건조한 후, 540℃에서 소성하여 Ag 전극을 제조하였다.
제조된 Ag 전극 위에 상기 6)과 동일한 방법으로 유전체층을 형성한 후 전극의 변색 유무를 광학현미경을 이용하여 관측하였다.
실시예 1 실시예 2 실시예 3 실시예 4 실시예 5 비교예 1 비교예2 비교예 3 비교예 4 비교예 5
PbO(중량%) 0 0 0 0 0 40 0 0
Bi2O3(중량%) 0 0 0 0 0 0 45 0
SiO2(중량%) 16.30 15.50 18.50 11.14 15.00 7.7 2 10 15 15
B2O3(중량%) 45.65 40.08 42.65 48.05 42.00 22 17 40 45 45
Al2O3(중량%) 13.04 15.24 11.74 14.23 15.00 6 1.5 1 12 12
ZnO(중량%) 7.61 9.74 9.61 8.80 9.00 0 22 34 2 10
BaO(중량%) 9.95 0 5.00 7.15 10.00 17 12.4 0 9 5
SrO(중량%) 0 11.13 5.00 3.13 0 0 0 0 9 5
Li2O(중량%) 3.20 3.17 3.20 3.20 3.0 0 0 00 3.4 5.8
K2O(중량%) 3.05 2.94 3.10 3.10 3.0 0 0 15 3.4 1
SnO 및 V2O5(중량%) 0 1.00 0 0 1.8 0 0 0 0
CuO, MnO2, NiO, Co3O4(중량%) 1.2 1.2 1.2 1.2 1.2 0.3 0.1 0 1.2 1.2
Ta2O5 0 0 0 0 0 7 0 0 0 0
총합 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100
ZnO/(BaO+SrO))(중량비) 0.76 0.88 0.96 0.86 0.9 1.77 0.11 1
Li2O/K2O(중량비) 1.05 1.08 1.05 1.03 1 0 0 0 1 5.8
전이점(Tg, ℃) 466 464 470 471 460 0 440 0 487 477
연화점(Ts, ℃) 586 583 596 591 582 590 590 596
결정화유무 무 무 무 무 무 무 무 유 무 무
유전상수 7.3 7.1 6.8 6.9 7.5 11.2 12.6 9.8 8.3 7.9
선팽창계수(a, 10-7/℃) 72 74 71 70 76 74 78 85.1 79 78
투과율(%) 77 81 78 79 82 79 78 0 71 73
강도(cm) 64 68 61 62 58 49 44 32 47 59
황변유무 무 무 무 무 무 무 유 유 무 유
상기 표 1에 나타난 것과 같이, 실시예 1 내지 5에 따라 제조된 유전체 분말은 종래 분말의 주성분인 납과 비스무스 성분을 포함하지 않으므로 친환경적이고, 유전율이 6.8 내지 7.5로 낮아 구동전압을 낮출 수 있고, 따라서 소비전력을 감소시킬 수 있어 효율을 향상시킬 수 있다.
또한, 강도가 종래 유전체 분말에 비해 월등이 높아 전면기판이 외부충격에 강한 장점을 갖는다. 또한 소성치밀도가 양호하고, 높은 투과율, 선팽창계수, 전이점 및 연화점이 적절한 값을 나타낸다.
이에 대하여, 비교예 1 내지 2는 인체와 한경에 유해한 납 및 비스무스 성분을 다량 포함하고 있고, 유전 상수가 11.2, 12.6으로 높아 구동전압이 증가되는 문제가 있으며, 강도 측정 결과, 50cm 이하로 외부 충격에 취약함을 알 수 있다.
또한 제1 산화물로 하나의 성분만 포함하며, 제3 산화물을 포함하지 않는 비교예 3의 경우, 결정화가 발생되므로 저장 안정성이 좋지 않고, 강도가 32cm로 매우 낮음을 알 수 있다. 또한 황변 현상이 발생하였으므로, 주사 전극 및 유지 전극과 반응하였음을 알 수 있다.
또한 ZnO/(BaO+SrO)의 값이 0.11인 비교예 4의 경우 투과율 및 강도가 낮은 제가 있고 또한 Li2O/K2O의 값이 5.8로 너무 높은 비교예 5의 경우 투과율이 낮고 황변 현상이 발생하였으므로, 주사 전극 및 유지 전극과 반응하였음을 알 수 있다.
이상을 통해 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고 특허청구범위와 발명의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러 가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고 이 또한 본 발명의 범위에 속하는 것은 당연하다.

Claims (10)

  1. SiO2 10 내지 20 중량%;
    B2O3 35 내지 53 중량%;
    Al2O3 10 내지 20 중량%;
    ZnO, BaO 및 SrO로 이루어진 군에서 선택되는 2종 또는 3종의 혼합물을 포함하는 제1 산화물 15 내지 40 중량%;
    Li2O 및 K2O의 혼합물을 포함하는 제2 산화물 6 내지 20 중량%; 및
    Co3O4, NiO, MnO, CuO 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 제3 산화물 0.1 내지 3 중량%
    을 포함하고,
    상기 ZnO/(BaO+SrO) 중량비가 0.5 내지 1.5이고;
    상기 Li2O/K2O 중량비가 0.8 내지 1.2인 디스플레이 장치용 무연 전면 유전체 분말 조성물로서,
    상기 유전체 분말 조성물은 2.0 내지 2.5㎛의 평균 입경을 갖는 것인
    디스플레이 장치용 무연 전면 유전체 분말 조성물.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 SiO2 함량이 12 내지 18 중량%인 디스플레이 장치용 무연 전면 유전체 분말 조성물.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 B2O3 함량이 40 내지 50 중량%인 디스플레이 장치용 무연 전면 유전체 분말 조성물.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 유전체 분말 조성물은 SnO, V2O5 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 제4 산화물을 더 포함하는 것인 디스플레이 장치용 무연 전면 유전체 분말 조성물.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 유전체 분말 조성물은 유전체 분말 조성물 100 중량부에 대하여 상기 제4 산화물을 1 내지 5 중량부로 포함하는 것인 디스플레이 장치용 무연 전면 유전체 분말 조성물.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 유전체 분말 조성물은 6.5 내지 7.5의 유전 상수를 갖는 것인 디스플레이 장치용 무연 전면 유전체 분말 조성물.
  7. 삭제
  8. 제1항에 있어서,
    상기 유전체 분말 조성물은 플라즈마 디스플레이 패널용인 디스플레이 장치용 무연 전면 유전체 분말 조성물.
  9. 제1항 내지 제6항 및 제8항 중 어느 한 항의 유전체 분말 조성물을 포함하는 디스플레이 장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 디스플레이 장치는 플라즈마 디스플레이 장치인 디스플레이 장치.
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JP2000313635A (ja) * 1999-04-26 2000-11-14 Nippon Electric Glass Co Ltd プラズマディスプレーパネル用材料
JP2003048750A (ja) * 2001-08-03 2003-02-21 Okuno Chem Ind Co Ltd プラズマディスプレイパネルの隔壁形成用ガラス組成物

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000067750A (ja) * 1998-08-19 2000-03-03 Taiyo Ink Mfg Ltd ブラックマトリックス層−誘電体層積層構造形成用のガラスペースト組成物組合せ材料
JP2000313635A (ja) * 1999-04-26 2000-11-14 Nippon Electric Glass Co Ltd プラズマディスプレーパネル用材料
JP2003048750A (ja) * 2001-08-03 2003-02-21 Okuno Chem Ind Co Ltd プラズマディスプレイパネルの隔壁形成用ガラス組成物

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