KR101278891B1 - 투명 프릿 소재용 유리 조성물 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 투명 프릿 소재용 유리 조성물에 관한 것으로, 보다 상세하게는 유리와 색변환용 형광체를 포함한 LED 색변환 부재에 사용되는 유리 조성물에 있어서, 상기 유리 조성물은 PbO와 Na2O를 실질적으로 포함하지 않으며, SiO2 25 내지 40 mol%, B2O3 25 내지 40 mol% 및 RO 20 내지 35 mol% (상기 R=Ba 및 Zn)를 포함하되, 상기 RO에 있어서 BaO/ZnO가 몰비로 1 내지 2인 것을 특징으로 하는 투명 프릿 소재용 유리 조성물에 관한 것으로, 본 발명에 따른 유리 조성물은 친환경적이며, 우수한 화학적 내구성 및 투과도를 가질 수 있고, 형광체와의 반응성이 적으며 소성온도 800℃ 이하, 소성시간 30분 이내의 소성조건을 만족시킬 수 있어, 우수한 PDP용 투명 유전체 및 형광체와 혼합시 매우 우수한 LED 색변환 부재를 제공할 수 있다.

Description

투명 프릿 소재용 유리조성물{GLASS COMPOSITION FOR TRANSPARENT FRIT MATERIALS}
본 발명은 소성 공정을 통해 투명한 유리를 형성할 수 있는 프릿 글라스용 유리조성물에 관한 것으로, 보다 상세하게는 PbO와 Na2O를 실질적으로 포함하지 않으며, SiO2 25 내지 40 mol%, B2O3 25 내지 40 mol% 및 RO 20 내지 35 mol% (상기 R=Ba 및 Zn)를 포함하되, 상기 RO에 있어서 BaO/ZnO가 몰비로 1 내지 2인 것을 특징으로 하는 투명 프릿 소재용 유리조성물에 관한 것이다.
기존의 조명 등의 용도로 사용되는 LED는 통상적으로 청색 LED(light emitting diode)와 상기 led로부터 발광되는 청색을 흡수하여 노란색 또는 녹색 및 적색의 발광을 통해 백색을 구현하는 색변환 부재로 구성되어 있으며, 상기 색변환 부재는 통상 silicate, YAG 또는 nitride계 등의 형광체 소재를 resin, silicon 등에 담지한 뒤 이를 청색 LED 소자위에 도포하여 사용하였다. 그러나, 기존 합성수지 소재를 기반으로 하는 형광체 담지 색변환 부재는 장시간 사용시 수분 및 가스 투과율이 높고 황변 또는 갈변 등 색변화가 발생하여 형광체의 품질 저하 뿐만 아니라 LED의 색품질과 휘도 저하를 유발하게 된다. 이를 극복하기 위해, 기존의 유기물 소재 기반의 형광체 담지재를 대신하여 유리 소재를 사용할 수 있다.[일본공개특허 JP 2008-255362, 국내특허 10-2006-0004760] 이것은 형광체 분말을 프릿 유리소재와 혼합하여 소성체를 형성하고 이를 색변환 부재로 사용한 것으로서, 완전 무기물 소재로 구성되어 열적, 화학적, 기계적 내구성이 매우 우수하여 장수명, 고효율, 고출력 LED용 색변환 부재로서 매우 유망하다.
상기 무기물 색변환 부재의 실현을 위해서는 형광체의 물성저하를 방지하는 동시에 효과적인 소성체를 형성할 수 있는 적절한 프릿 유리 소재의 제공이 필수적이다. 특히, 형광체의 변질을 방지하기 위해 가급적 800도 이하의 온도에서 빠른 시간안에 소성이 가능할 수 있도록 유동성이 우수해야 하며, 프릿 유리 소재는 소성후 최소 50% 이상의 투과도를 가지며 무색 투명해야 하고, 형광체와의 반응이 최소화되어야 한다. 또한, 약 110×10-7/℃ 이하의 적절한 열팽창계수를 가지는 동시에 반사 및 굴절 등 광 투과 특성 조절을 위해 형광체 보다 낮은 약 1.75 이하 수준의 굴절율을 가져야 한다. 열팽창계수가 이보다 높을 경우 열팽창에 의한 균열 가능성이 있으며, 굴절율이 1.75보다 높을 경우 표면 반사 등에 의한 투과도 저하가 발생한다. 유리 소재의 소성 공정시 투명도에 영향을 줄 수 있는 요소는 소성시 발생되는 기포와 미세 결정상에 의한 산란과 불순물 등에 의한 흡수 등이 있으며, 투명 프릿 유리 소재는 이러한 인자들이 적절히 고려되어야 한다.
또한, 상기 투명 프릿 유리 소재는 PDP의 투명 유전체층으로도 활용이 가능하며, 이외에 800도 온도 이하의 소성후 투명한 무기물 또는 유리 소재의 형성이 필요한 곳에 활용이 가능하다.
투명 프릿 유리 소재로 활용이 가능한 소재로서는 기존의 PbO-SiO2계 유리 소재가 가장 유망하나, 높은 함량의 PbO는 환경오염물질 사용 규제로 인해 색변환 부재용 프릿 유리 소재로의 적용이 불가능하다. 저온 소성이 가능한 투명한 유리 소재로서 P2O5-SnO계 유리 소재가 제시되었으나 [국내공개특허 10-2009-0026754], P2O5계 유리 소재는 수분 및 화학적 내구성이 취약하고, SnO의 함유로 인해 소성시 Sn의 전자가 변환에 의한 착색 및 실투 현상이 발생하여 색변환 부재로서의 적용이제한적이고, 유리 소재의 제조도 질소 분위기에서 이루어져야 하는 단점이 있다. 일반적으로 화학적 내구성이 우수하고 연화점이 낮은 유리 조성으로 SiO2-B2O3, SiO2-P2O5, SiO2-B2O3-BaO 등 주로 silicate계 유리 소재가 유망하나[일본공개특허 JP 2008-255362], 적절한 첨가제와 조성 제어가 동반되지 않을 경우 소성온도가 너무 높아 형광체의 변질이 발생되며, 특히 상기 조성계는 초기 급냉을 통한 유리형성은 우수하나 이를 다시 소성할 경우 결정화가 매우 쉽게 발생하여 이에 따른 산란 및 실투 현상에 의한 색품질 및 휘도저하가 발생하는 단점이 있다.
따라서, 본 발명이 해결하려는 과제는 PbO를 포함하지 않아 환경오염의 염려가 없으면서도, 형광체의 품질 변화를 억제 할 수 있는 소성 온도 및 조건을 가지며, 형광체와의 반응성이 적고, 공기중에서 제조가 가능하며, 소성시 착색 및 결정화를 최대한 억제하여 소성후 가시광 대역에서 광투과율이 높은 투명 프릿 소재용 유리 조성물을 제공하는데 있다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본 발명은 투명 프릿 소재용 유리 조성물에 있어서, 상기 유리 조성물은 PbO와 Na2O를 실질적으로 포함하지 않으며, SiO2 25 내지 40 mol%, B2O3 25 내지 40 mol% 및 RO 20 내지 35 mol% (상기 R=Ba 및 Zn)를 포함하되, 상기 RO에 있어서 BaO/ZnO가 몰비로 1 내지 2인 것을 특징으로 하는 투명 프릿 소재용 유리 조성물을 제공한다.
또한, 본 발명은 T2O (상기 T는 K, Rb 및 Cs로 구성된 군으로부터 선택된 1종 이상) 5 mol% 이하를 더 포함한 것을 특징으로 하는 투명 프릿 소재용 유리 조성물을 제공한다.
또한, 본 발명은 추가적으로 Zn3(PO4)2·4H2O, Zn3(PO4)2·2H2O 및 Zn2P2O7로 구성된 군으로부터 선택된 1종 이상의 인산아연 화합물을 20 mol% 이하로 더 포함한 것을 특징으로 하는 투명 프릿 소재용 유리 조성물을 제공한다.
또한, 본 발명은 추가적으로 Al2O3, MgO, CaO, SrO, Y2O3, Ga2O3, In2O3, GeO2 및 La2O3로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상의 금속산화물을 5 mol% 이하로 더 포함한 것을 특징으로 하는 투명 프릿 소재용 유리 조성물을 제공한다.
또한, 본 발명은 상기 유리 조성물이 분말 형태인 경우 100㎛ 이하의 입경을 갖는 것을 특징으로 하는 투명 프릿 소재용 유리 조성물을 제공한다.
본 발명에 따른 투명 프릿 소재용 유리 조성물은 친환경적이며, 우수한 화학적 내구성 및 투과도를 가질 수 있고, 형광체와의 반응성이 적으며 소성온도 800℃ 이하, 소성시간 30분 이내의 소성조건을 만족시킬 수 있어, 형광체와 혼합하여 소성시 매우 우수한 LED 색변환 부재를 제공할 수 있으며, 투과도가 우수한 PDP용 투명 유전체층을 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 실시예 1의 조성물에서의 가시광 투과도를 도시한 것이다.
이하에서 본 발명을 상세하게 설명한다.
본 명세서에 사용되는 기술 용어 및 과학 용어에 있어서 다른 정의가 없다면, 이 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 통상적으로 이해하고 있는 의미를 가지며, 하기의 설명 및 첨부 도면에서 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 설명은 생략한다.
본 발명의 투명 프릿 소재용 유리 조성물은 실질적으로 납(Pb)성분과 비스무스(Bi)성분을 포함하지 않으며, SiO2, B2O3 및 RO를 주성분으로 하여 환경오염의 우려가 적고, 화학적/열적 내구성과 기계적 특성이 우수하며, 대기중에서 제조 및 공정이 용이하여 경제적으로 유리 조성물을 제공할 수 있다. 본 명세서에서 '실질적으로 포함하지 않으며' 등의 표현은 해당 성분을 의도적으로 첨가하지는 않으나 원재료 중 불순물로 혼입되는 것을 배제할 수 없다는 의미로 사용된다.
본 발명에서 제시된 유리 조성물은 소성온도 800도 이하 및 소성시간 30분 이내의 조건에서 우수한 유동성을 보이며, 소성공정시 발생가능한 결정화를 최대한 억제하는 동시에 전이금속 등을 실질적으로 함유하지 않음으로써 착색 등에 의한 투과도 저하를 최소화시켜 공정적용성이 우수한 프릿 유리 소재를 제공할 수 있다. 또한, 형광체와의 반응성이 적고, 적절한 굴절율과 열팽창계수를 가지고 있어, 신뢰성과 내구성이 향상된 LED용 색변환 부재를 제공할 수 있다.
본 발명의 투명 프릿 소재용 유리 조성물은 PbO와 Na2O를 실질적으로 포함하지 않으며, SiO2 25~40 mol%, B2O3 25~40 mol%, RO 20~35 mol% (R=Ba, Zn)이며, BaO/ZnO가 1 내지 2인 조성을 주성분으로 하고, 800도 이하에서 30분 이내 소성이 가능하며, 입도가 100 ㎛이하이고, 소성후 가시광 대역에서 무색 투명한 것을 특징으로 한다. 본 명세서에서 상기 mol% 표시는 특별한 언급이 없는 한 전체 유리 조성물을 기준으로 한 것이다.
상기와 같은 본 발명의 투명 프릿 소재용 유리조성물 조성은 종래의 문헌[일본공개특허 JP 2008-255362]에 개시된 SiO2-B2O3-BaO, SiO2-B2O3-ZnO의 조성과 일부 중복되기는 하지만, 연화점이 700도 이하로서 800도 이하의 소성이 가능한 유리의 경우 PbO 또는 Na2O를 함유하고 있으며, Na2O 및 PbO가 함유된 유리는 본 발명자의 연구와 시험에 따르면 불순물에 의한 착색이 발생하거나 PbO의 함유로 인해 실제 적용가능성이 떨어지는 것으로 확인되었다. 또한, Na2O 및 PbO가 함유되지 않은 유리는 연화점이 800도 이상으로 높아 소성시에 형광체 품질저하를 유발할 수 있다. 특히, Na2O가 함유된 소재의 경우, Na2O 원료내 불가피하게 인입되는 불순물로 인해 소성시 발생하는 착색의 문제와 더불어 투과도를 저하시키는 결정화의 문제를 해결할 수 없었던 반면, 본 발명자들의 연구와 시험에 따르면 적절한 조성비를 가지는 조성물의 선정과 산화물의 첨가를 통해 Na2O를 함유하지 않고도 800도 이하의 소성이 가능하며 결정화가 억제되어 우수한 투과도를 나타내는 투명 프릿 유리 조성의 획득이 가능하며, 유동성, 투과도 및 유리 안정성을 만족하는 프릿 유리 소재의 조성 범위는 상기 조성 범위에 한정된다.
상기 투명 프릿 소재용 유리 조성물 중 SiO2는 유리내 망목형성제로서 유리내에서 3차원의 망목구조를 형성하여 함량이 높을수록 연화점이 높아지고 유리 안정성은 증가하고, 함량이 낮을수록 연화점이 낮아지는 대신 결정화 가능성이 높아진다. 상기 투명 프릿 소재용 유리 조성물중 B2O3는 SiO2와 유사한 망목형성제 역할을 수행하나 2차원적인 구조를 가지고 있어 유리 소재의 유리 안정성을 높이는 동시에 점도 저하에 기여한다. 상기 두 조성의 경우 본 발명자들의 시험 결과, SiO2의 함량이 25 내지 40 mol%, 상기 B2O3의 함량이 25 내지 40 mol% 범위인 경우 800도에서의 소성시 결정화 발생이 적은 동시에 적절한 유동을 나타냄을 알 수 있었다. SiO2-B2O3-RO 삼성분계 조성 기준으로 SiO2의 함량이 25 mol% 보다 적을 경우 결정화가 쉽게 발생하였으며, 40 mol% 보다 높을 경우 유동이 잘 일어나지 않았다. B2O3의 경우 함량이 25 mol%보다 적을 경우 유동이 잘 일어나지 않았으며, 40 mol% 이상일 경우 소성시 결정화가 쉽게 진행되었다.
상기 투명 프릿 소재용 유리 조성물 중 RO (R=Ba, Zn)는 망목 변형제로서, 유리 구조내에서 SiO2 또는 B2O3의 결합을 끊어 점도를 증가시키고, 연화점 감소에 기여한다. 본 발명자들의 시험 결과, RO는 20 내지 35 mol%이내인 것이 우수한 투과도와 유동특성을 나타내는 것으로 확인되었다. 보다 바람직하게는 RO가 BaO와 ZnO가 혼합되어 첨가되어야 하며, 혼합비는 BaO/ZnO가 1내지 2 범위이어야 한다. BaO/ZnO가 1 이하일 경우 유리 형성이 어려웠으며, 2를 초과할 경우 유동성이 떨어지거나 소성시 결정화가 빠르게 진행되었다.
상기 투명 프릿 소재용 유리 조성물은 추가적으로 T2O (T=K, Rb 및 Cs로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상)를 5 mol% 이하로 함유할 수 있다. T2O는 유리내에서 RO와 같은 역할을 수행하며, RO에 비해 유리 소재의 점도 저하 및 연화점 저하에 대한 기여도가 더 우수한 반면, 일정량을 초과할 경우 SiO2와 B2O3 등과 함께 쉽게 결정화를 유발시킨다. 본 발명자들의 시험 결과, T2O는 5 mol% 이하로 첨가되는 것이 바람직하며, 보다 바람직하게는 RO를 상기 함량이하로 대체하는 것이 가장 적절한 유동과 소성 특성을 나타냄을 알 수 있었다.
상기 투명 프릿 소재용 유리 조성물은 추가적으로 Zn3(PO4)2·4H2O, Zn3(PO4)2·2H2O 및 Zn2P2O7로 구성된 군으로부터 선택된 1종 이상의 인산아연(zinc phosphate) 화합물을 20 mol% 이하로 더 함유할 수 있다. P2O5의 경우 추가적인 망목형성제의 역할을 수행하여 유리 안정화에도 기여하는 동시에 유리 연화점을 낮추고 유동성을 높일 수 있는 장점이 있으나, 본 발명자들의 시험결과 P2O5 단독 추가시 유리내의 상분리를 유도하여 유리가 백색화되는 현상을 유발하므로 단독 추가는 바람직하지 않다. 한편, zinc phosphate 화합물은 유리 소재에 P2O5를 공급하는 동시에 상분리 현상이 잘 발생하지 않아 유리 소재의 연화점을 낮추는 동시에 유동성을 높이는 역할을 수행할 수 있다. 그러나, 일정량을 초과할 경우 SiO2와 B2O3 등과 함께 쉽게 상분리를 유발시킨다. 본 발명자들의 시험 결과, zinc phosphate 화합물은 상기 유리 조성물 100% 대비 20 mol% 이하로 첨가되는 것이 바람직하며, 보다 바람직하게는 15 mol% 함량이하로 첨가하는 것이 가장 적절한 소성온도의 저하와 유리안정성을 나타냄을 알 수 있었다.
상기 투명 프릿 소재용 유리 조성물은 유리의 안정성 확보와 유동성 증가를 목적으로 추가적으로 Al2O3, MgO, CaO, SrO, Y2O3, Sb2O3, Ga2O3, In2O3, GeO2, La2O3로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상의 금속산화물을 더 포함할 수 있으나, 그 함유량이 5 mol% 이상을 초과하지 않는 것이 바람직하다. 5 mol%를 초과할 경우, 결정화 경향이 높아지고 유동성이 저하되는 현상이 발생할 수 있다. 특히, Al2O3의 경우 유리 안정성을 높이는 효과가 있으나 초과 투입시 급격히 유동성을 저하 시킬 수 있어 2 mol% 이하로 추가하는 것이 더욱 바람직하다.
상기 투명 프릿 소재용 유리 조성물은 Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Mo, Sn, Sb, Bi 등을 포함하는 금속의 산화물을 포함하지 않는 것이 바람직하다. 상기 금속 산화물들은 유리내에서 전자 천이에 의한 가시광의 흡수현상을 나타내어, 결과적으로 프릿 소재의 착색을 나타내며, 투과도를 저하시킨다.
상기 투명 프릿 소재용 유리 조성물은 분말 상태로 가공되어 형광체와 혼합되는데, 분말 상태의 경우 입도가 100 ㎛이하로 유지되어야 하며, 보다 바람직하게는 최대 입도 50 ㎛이하이어야 한다. 유리 소재의 입도가 100 ㎛ 이상일 경우 소성공정중 미 연화된 분말들이 발생할 수 있으며, 분말간 공극이 커서 소성후 발생되는 기포의 크기가 커서 이에 따른 산란으로 투과도 저하를 일으킬 수 있다.
상기 투명 프릿 소재용 유리 조성물은 소성온도 800도 이하, 소성시간 30분 이내의 소성 조건을 가져야 한다. 소성온도가 800도보다 높을 경우 형광체 물질 또는 형광체내의 활성이온이 변화하여 색변환효율을 크게 감소시키게 되고, 소성시간이 30 분보다 길 경우에는 형광체의 변질과 더불어 유리 소재의 결정화가 유도되어 투과도의 저하도 동시에 발생하게 된다.
상기 투명 프릿 소재용 유리 조성물은 110×10-7/℃ 이하의 적절한 열팽창계수를 가지는 동시에 반사 및 굴절 등 광 투과 특성 조절을 위해 형광체 보다 낮은 약 1.75 이하 수준의 굴절율을 가져야 한다. 열팽창계수가 이보다 높을 경우 열팽창에 의한 균열 가능성이 있으며, 굴절율이 1.75보다 높을 경우 표면 반사 등에 의한 투과도 저하가 발생한다.
상기 투명 프릿 소재용 유리 조성물은 YAG, silicate 및 nitride 계 LED용 형광체와 혼합하여 LED용 색변환 부재를 형성할 수 있고, 이를 이용하여 LED 소자를 구성하거나, PDP의 투명 유전체 층을 형성할 수 있고 이를 이용하여 PDP 소자를 구성할 수 있다.
이하에서 본 발명의 구체적인 예인 실시예를 통해 본 발명을 더욱 상세히 설명한다.
실시예 1. SiO2, B2O3 및 RO 삼성분계 유리 조성물
SiO2, B2O3, BaO, ZnO를 표 1에서와 같이 각 시료의 조성별로 칭량한 후, 전기로에서 1400 ℃, 1시간동안 용융 후 급냉하여 유리를 제조하였다. 제조된 유리는 분쇄한 뒤 4g 단위로 칭량하고, 이를 800℃에서 30분 동안 열처리 하여 유동성과 소성후의 유리 상태를 평가하여 그 결과를 표 1에 정리하였다. 유동성이 우수한 조성의 경우 0.4 g 단위로 칭량하여 소성한 후 연마(polishing)을 하였으며, UV/VIS 분광기를 통해 투과도를 측정하였다.
그 결과, SiO2, B2O3 및 RO를 필수성분으로 하는 유리중에서, SiO2 30~40 mol%, B2O3 25~40 mol%, RO 20~35 mol% (R=Ba, Zn)인 조성에서 유리 제조가 용이한 동시에, 800도 30분에서의 유동성 및 소성후 유리상태가 우수한 것을 확인할 수 있었다.
유리 SiO2 B2O3 RO BaO:ZnO 유리형성 유동성 (800도 30분) 소성후 유리상태
1 50 20 30 2:1 결정화
2 45 25 30 2:1 ○ △ ○
3 45 20 35 2:1 ○ △ ○
4 40 25 35 2:1 ○ ○ ×
5 40 30 30 5:1 ○ × ×
6 40 40 20 3:1 결정화
7 35 30 35 2:1 ○ × ×
8 35 34 31 2:1 ○ ○ ○
9 35 40 25 2:1 ○ ◎ ○
10 31 38 31 2:1 ○ ◎ ○
11 30 35 35 4:3 ○ △ △
12 25 40 35 4:3 ○ △ ○
13 20 35 45 4:5 ○ ○ ×
14 20 45 35 4:5 ○ △ ○

실시예 2. SiO-B2O3-RO 고정후 BaO/ZnO 변화
상기 실시예를 바탕으로 하기 표 2와 같이 SiO2-B2O3-RO의 양을 고정한 뒤, BaO:ZnO의 양을 변화시키며 상기 제조예와 동일한 방법을 이용하여 유리를 제조한 후, 유리 소재의 특성을 평가하였다. 하기 표 2는 SiO2-B2O3-RO 조성계내 BaO:ZnO 변화에 따른 유리 제조 및 소성 특성 결과(조성: mol%)를 정리한 것이다. 표 2에서 알 수 있는 바와 같이, BaO:ZnO가 1:1 내지 2:1인 조성이 유동성이 가장 높은 것으로 확인되었다.
유리 BaO:ZnO 유리형성 유동성 (800도 30분) 소성후 유리상태
15 5:1 ○ △ △
16 3:1 ○ △ △
17 2:1 ○ ◎ ○
18 1:1 ○ ○ ○
19 1:2 결정화
(◎: 매우 우수, ○: 우수, △: 보통, ×: 나쁨 또는 결정화)
실시예 3. SiO -B2O3- RO 고정후 K 2 O 첨가
상기 실시예를 바탕으로 하기 표 3과 같이 SiO2-B2O3-RO의 양을 고정한 뒤, K2O의 양을 변화시키며 상기 제조예와 동일한 방법을 이용하여 유리를 제조한 후, 유리 소재의 특성을 평가하였다. 그 결과, K2O 첨가량이 5 mol%를 초과할 경우 소성후 결정화가 발생하는 것으로 확인되었다.
유리 K2O 유리형성 유동성 (750도 30분) 소성후 유리상태
20 3 ○ ◎ ○
21 5 ○ ◎ ○
22 10 ○ ○ ×
(◎: 매우 우수, ○: 우수, △: 보통, ×: 나쁨 또는 결정화)
실시예 4. SiO-B 2 O 3 -RO 고정후 CaO 및 SrO 첨가
상기 실시예를 바탕으로 하기 표 4와 같이 SiO2-B2O3-RO의 양을 고정한 뒤, CaO 및 SrO의 양을 변화시키며 상기 제조예와 동일한 방법을 이용하여 유리를 제조한 후, 유리 소재의 특성을 평가하였다. 그 결과, CaO 및 SrO의 첨가량이 5 mol%를 초과할 경우 소성시 유동이 잘 일어나지 않고 결정화가 쉽게 발생하는 것으로 확인되었다.
유리 CaO SrO 유리형성 유동성 (800도 30분) 소성후 유리상태
23 5 ○ △ △
24 5 ○ ○ △
25 10 ○ × ×
(◎: 매우 우수, ○: 우수, △: 보통, ×: 나쁨 또는 결정화)
실시예 5. SiO -B 2 O 3 - RO 고정후 Sb 2 O 3 , Ga 2 O 3 및 La 2 O 3 첨가
상기 실시예를 바탕으로 하기 표 5와 같이 SiO2-B2O3-RO의 양을 고정한 뒤, Sb2O3, Ga2O3 및 La2O3의 양을 변화시키며 상기 제조예와 동일한 방법을 이용하여 유리를 제조한 후, 유리 소재의 특성을 평가하였다. 그 결과, Sb2O3, Ga2O3 및 La2O3의 첨가량이 5 mol%를 초과할 경우 유동성이 크게 저하되는 것이 확인되었다.
유리 Sb2O3 Ga2O3 La2O3 유리형성 유동성 (800도 30분) 소성후 유리상태
26 5 ○ △ ×
27 5 ○ △ △
28 5 ○ △ ×
29 10 ○ × ×
(◎: 매우 우수, ○: 우수, △: 보통, ×: 나쁨 또는 결정화)
실시예 6. SiO -B 2 O 3 - RO 고정후 Zn 3 ( PO 4 )·4 H 2 O 첨가
상기 실시예를 바탕으로 하기 표 6과 같이 SiO2-B2O3-RO의 양을 고정한 뒤, Zn3(PO4)·4H2O의 양을 변화시키며 상기 제조예와 동일한 방법을 이용하여 유리를 제조한 후, 유리 소재의 특성을 평가하였다. 그 결과, Zn3(PO4)·4H2O의 첨가량이 20 mol%를 초과할 경우 상분리에 의한 유백색이 발현됨을 알 수 있었으며, 700도의 소성온도에서도 유동이 우수함을 확인할 수 있었다.
유리 Zn3(PO4)·4H2O 유리형성 유동성 (750도 30분) 유동성 (700도 30분) 소성후 유리상태
30 5 ○ ○ △ ○
31 10 ○ ◎ ○ ○
32 15 ○ ◎ ◎ ○
33 20 △(상분리) - - -
(◎: 매우 우수, ○: 우수, △: 보통, ×: 나쁨 또는 결정화)
앞에서 설명된 본 발명의 실시예는 본 발명의 기술적 사상을 한정하는 것으로 해석 되어서는 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.

Claims (5)

  1. PbO와 Na2O를 실질적으로 포함하지 않으며, SiO2 25 내지 40 mol%, B2O3 25 내지 40 mol% 및 RO 20 내지 35 mol% (상기 R=Ba 및 Zn)를 포함하되, 상기 RO에 있어서 BaO/ZnO가 몰비로 1 내지 2인 것을 특징으로 하는 투명 프릿 소재용 유리 조성물.
  2. 제1항에 있어서,
    추가적으로 T2O (상기 T는 K, Rb 및 Cs로 구성된 군으로부터 선택된 1종 이상) 5 mol% 이하를 더 포함한 것을 특징으로 하는 투명 프릿 소재용 유리 조성물.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    추가적으로 Zn3(PO4)2·4H2O, Zn3(PO4)2·2H2O 및 Zn2P2O7로 구성된 군으로부터 선택된 1종 이상의 인산아연 화합물을 20 mol% 이하로 더 포함한 것을 특징으로 하는 투명 프릿 소재용 유리 조성물.
  4. 제1항에 있어서,
    추가적으로 MgO, CaO, SrO, Sb2O3, Ga2O3, La2O3, Al2O3, Y2O3 및 In2O3으로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상의 금속산화물을 5 mol% 이하로 더 포함한 것을 특징으로 하는 투명 프릿 소재용 유리 조성물.
  5. 삭제
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102098589B1 (ko) 2013-07-04 2020-04-09 삼성전자주식회사 파장변환부재 및 그 제조방법과, 이를 구비한 반도체 발광장치
KR101485404B1 (ko) * 2014-02-13 2015-01-21 주식회사 베이스 Tft-lcd 파유리 성분과 형광체를 포함하는 led 색변환 소재 제조 방법
KR101484634B1 (ko) * 2014-02-13 2015-01-21 주식회사 베이스 색변환 효율 및 광 추출 효율이 우수한 led 색변환 소재 및 그 제조 방법
KR102318228B1 (ko) * 2014-11-11 2021-10-28 엘지이노텍 주식회사 조명 장치
KR102541459B1 (ko) * 2015-11-02 2023-06-08 엘지이노텍 주식회사 형광체 플레이트용 유리 조성물 및 이를 이용한 형광체 플레이트

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20060031629A (ko) * 2003-06-30 2006-04-12 켄이치로 미야하라 발광소자 탑재용 기판 및 발광소자
KR20070009370A (ko) * 2004-05-06 2007-01-18 아사히 가라스 가부시키가이샤 적층 유전체 제조방법

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20060031629A (ko) * 2003-06-30 2006-04-12 켄이치로 미야하라 발광소자 탑재용 기판 및 발광소자
KR20070009370A (ko) * 2004-05-06 2007-01-18 아사히 가라스 가부시키가이샤 적층 유전체 제조방법

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109928617A (zh) * 2017-11-07 2019-06-25 费罗公司 用于高频应用的低k介电组合物
CN109928617B (zh) * 2017-11-07 2021-12-24 费罗公司 用于高频应用的低k介电组合物

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