KR19990076020A - Dielectric Composition for Plasma Display - Google Patents
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Abstract
본 발명은 플라즈마 표시장치용 유전체 조성물에 관한 것이다.The present invention relates to a dielectric composition for a plasma display device.
본 발명에 따른 플라즈마 표시장치용 유전체 조성물은 SiO2-ZnO-B2O5계 유리를 사용한다.The dielectric composition for a plasma display device according to the present invention uses SiO 2 -ZnO-B 2 O 5 -based glass.
이에따라, 플라즈마 표시장치용 유전체는 비교적 낮은 유전율을 갖게되어 어드레싱 시간의 지연을 줄이게 됨과 아울러, 반사율이 향상된다.Accordingly, the dielectric for the plasma display device has a relatively low permittivity, which reduces the delay of the addressing time and improves the reflectance.
Description
본 발명은 플라즈마 표시장치에 관한 것으로, 특히 플라즈마 표시장치용 유전체 조성물에 관한 것이다.TECHNICAL FIELD The present invention relates to a plasma display device, and more particularly, to a dielectric composition for a plasma display device.
최근, 액정표시장치(Liquid Crystal Display; 이하 "LCD"라 함), 전계방출 표시장치(Field Emission Display; 이하 "FED"라 함) 및 플라즈마 표시장치(Plasma Display Panel; 이하 "PDP"라 함)등의 평면 표시장치가 활발히 개발되고 있으며, 이들중 PDP는 단순구조에 의한 제작의 용이성, 고휘도 및 고발광 효율의 우수, 메모리 기능 및 160。 이상의 광시야각을 갖는 점과 아울러 40 인치이상의 대화면을 구현할수 있는 장점을 가지고 있다.Recently, Liquid Crystal Display (hereinafter referred to as "LCD"), Field Emission Display (hereinafter referred to as "FED") and Plasma Display Panel (hereinafter referred to as "PDP") Flat display devices such as PDP have been actively developed. Among them, PDP is easy to manufacture due to its simple structure, high brightness and high luminous efficiency, memory function, and has a wide viewing angle of 160 ° or more, and realizes a large screen of 40 inches or more. It has the advantage of being able to.
도 1을 참조하면, 종래기술에 따른 PDP는 어드레스 전극(2)을 실장한 하부유리판(14)과, 상기 하부 유리판(14)의 상부에 소정의 두께로 도포된 하부 유전체후막(18)과, 하부 유전체후막(18)의 상부에 형성되어 각각의 방전셀을 분할하는 격벽(8)과, 플라즈마 방전으로 발생된 빛에 의해 여기되어 발광하는 형광체(6)와, 상부유리판(16)의 상부에 형성된 투명전극(4)과, 상기 상부유리판(16) 및 투명전극(4)의 상부에 소정의 두께로 도포된 상부 유전체후막(12)과, 상기 유전체 후막(12)의 상부에 도포된 보호막(10)을 구비한다. 어드레스 전극(2) 및 투명전극(4)에 소정의 구동전압(예를들어 200V)이 인가되면, 방전셀의 내부에는 어드레스전극(2)에서 방출된 전자에 의해 플라즈마 방전이 일어나게 된다. 이를 상세히 설명하면, 전극에서 방출된 전자가 방전셀에 봉입된 He+Xe 가스 또는 Ne+Xe 가스의 원자와 충돌하여 상기 가스의 원자들을 이온화 시켜면서 2차전자의 방출이 일어나며 이때의 2차전자는 가스의 원자들과 충돌을 반복하면서 차례로 원자를 이온화 해간다. 즉, 전자와 이온이 배로 증가하는 애벌런치(Avalanche)과정에 들어간다. 상기 애벌런치 과정에서 발생된 빛이 적색(Red; 이하 "R"라 함), 녹색(Green; 이하 "G"라 함), 청색(Blue;이하 "B"라 함)의 형광체를 여기 발광하게 되며 상기 형광체에서 발광된 R,G,B의 빛은 보호막(10), 상부 유전체후막(12) 및 투명전극(4)을 경유하여 상부유리판(16)으로 진행되어 문자 또는 그래픽을 표시하게 된다. 한편, 상기 상부 유전체후막(12)은 형광체(6)에서 여기 발광된 광빔을 투과 시키는 반면에, 하부 유전체후막(18)은 형광체(6)에서 발광된 빛을 상부유리판(16) 쪽으로 반사시키게 된다. 이를 상세히 설명하면, 하부 유전체 후막(18)은 방전유지 및 발광효율의 향상과 아울러 확산방지막의 기능을 수행하게 된다. 상기 형광체(6)에서 발생된 빛은 상부 유리판(16)과 하부 유리판(14)으로 진행하게 되며, 하부 유리판(14)으로 진행된 빛의 20-30%가 반사되어 상부 유리판(16)쪽으로 진행되므로 광효율이 저하된다. 이를위해, 하부 유전체후막(18)은 높은 치밀조직과 높은 반사율이 요구됨과 아룰러, 하부 유전체후막(18)의 균열을 방지하기 위해 낮은 열팽창계수와 열적안정성 및 낮은 유전율 등의 특성이 요구된다.Referring to FIG. 1, the PDP according to the related art includes a lower glass plate 14 having an address electrode 2 mounted thereon, a lower dielectric thick film 18 coated on the upper portion of the lower glass plate 14 to a predetermined thickness; On the upper portion of the lower dielectric thick film 18, the partition 8 which divides each discharge cell, the phosphor 6 which is excited and emitted by the light generated by the plasma discharge, and the upper glass plate 16 The transparent electrode 4 formed thereon, the upper dielectric thick film 12 coated with a predetermined thickness on the upper glass plate 16 and the transparent electrode 4, and a protective film coated on the dielectric thick film 12. 10). When a predetermined driving voltage (for example, 200V) is applied to the address electrode 2 and the transparent electrode 4, plasma discharge is caused by electrons emitted from the address electrode 2 inside the discharge cell. In detail, the electrons emitted from the electrode collide with the atoms of the He + Xe gas or the Ne + Xe gas enclosed in the discharge cell to ionize the atoms of the gas, and the emission of the secondary electrons occurs. Repeats collisions with atoms in the gas, ionizing atoms in turn. In other words, they enter the avalanche process, where electrons and ions double. The light generated in the avalanche process is excited to emit red (Red; " R "), green (hereinafter, " G "), and blue (" B ") phosphors. The light of R, G, and B emitted from the phosphor passes through the protective film 10, the upper dielectric thick film 12, and the transparent electrode 4 to the upper glass plate 16 to display characters or graphics. Meanwhile, the upper dielectric thick film 12 transmits the light beam excited by the phosphor 6, while the lower dielectric thick film 18 reflects the light emitted from the phosphor 6 toward the upper glass plate 16. . In detail, the lower dielectric thick film 18 functions to maintain the discharge and improve the luminous efficiency and to function as a diffusion barrier. Since the light generated from the phosphor 6 proceeds to the upper glass plate 16 and the lower glass plate 14, 20-30% of the light propagated to the lower glass plate 14 is reflected and proceeds toward the upper glass plate 16. The light efficiency is lowered. To this end, the lower dielectric thick film 18 requires high density and high reflectance, and also requires characteristics such as low thermal expansion coefficient, thermal stability, and low dielectric constant to prevent cracking of the lower dielectric thick film 18.
이를위해, 일본국 특허 제 평8-119665호에 유전체 후막 및 그 제조방법이 개시되어 있다. 종래기술에 따른 유전체 후막의 조성비는 표 1에 나타나 있다. 표 1에서의 조성비는 유전체 후막의 무게를 100 중량%로하여 산출된 것이다.To this end, Japanese Patent No. Hei 8-119665 discloses a dielectric thick film and a method of manufacturing the same. The composition ratio of the dielectric thick film according to the prior art is shown in Table 1. The composition ratio in Table 1 was calculated by making the weight of the dielectric thick film 100 wt%.
또한, 유전체 후막의 제조방법에 대해서 설명하기로 한다. 상기 유전체 후막의 제조방법의 첫번째 공정에서 60-70 중량%의 PbO를 함유하는 화합물 유리 또는 상기 화합물 유리에 산화물 충진제를 섞은 글라스-세라믹스(Glass-Ceramics) 재료를 10㎛ 이하의 미분말로 만든다. 두 번째 공정에서 상기 미분말을 유기용매(Vehicle)와 혼합하여 페이스트(Paste)화하여 유리기판에 20-30㎛의 두께로 스크린 프린팅(Screen Printing)한다. 세 번째 공정에서 100℃에서 20-30 분간 건조한후 500-550℃의 온도범위에서 소결하여 유전체 후막을 형성하게 된다.In addition, a method of manufacturing a dielectric thick film will be described. In the first step of the method for producing the dielectric thick film, a compound glass containing 60-70% by weight of PbO or a glass-ceramic material mixed with an oxide filler in the compound glass is made into a fine powder of 10 μm or less. In the second process, the fine powder is mixed with an organic solvent to form a paste and screen printed on a glass substrate with a thickness of 20-30 μm. In the third process, it is dried for 20-30 minutes at 100 ℃ and then sintered at a temperature range of 500-550 ℃ to form a dielectric thick film.
상기와 같은 방법으로 제조된 유전체 후막의 유전율은 12-15로 비교적 높은 유전율을 갖게되어 어드레싱 시간의 지연 현상이 나타나게 됨과 아울러, PbO가 차지하는 비중이 높으므로 소자의 무게가 증대되어 전체적인 중량의 증가를 가져오는 단점이 도출되고 있다.The dielectric constant of the dielectric thick film manufactured as described above has a relatively high dielectric constant of 12-15, resulting in a delay in addressing time, and a high proportion of PbO, thereby increasing the weight of the device and increasing the overall weight. Drawbacks are being drawn.
따라서, 본 발명의 목적은 광학적, 열적, 전기적 요구특성을 만족시키는 플라즈마 표시장치용 유전체 조성물을 제공 하는데 있다.Accordingly, an object of the present invention is to provide a dielectric composition for a plasma display device that satisfies optical, thermal and electrical requirements.
도 1은 종래의 기술에 따른 플라즈마 표시장치의 구조를 도시한 도면.1 is a view showing the structure of a plasma display device according to the prior art.
도 2는 본 발명에 따른 상부 유전체후막의 제조방법을 도시한 흐름도.2 is a flowchart illustrating a method of manufacturing an upper dielectric thick film according to the present invention.
도 3은 본 발명에 따른 하부 유전체후막의 제조방법을 도시한 흐름도.3 is a flowchart illustrating a method of manufacturing a lower dielectric thick film according to the present invention;
< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ><Description of Symbols for Main Parts of Drawings>
2: 어드레스 전극 4 : 투명전극2: address electrode 4: transparent electrode
6 : 형광체 8 : 격벽6: phosphor 8: partition wall
10 : 보호막 12 : 상부 유전체후막10: protective film 12: upper dielectric thick film
14 : 하부유리판 16 : 상부유리판14: lower glass plate 16: upper glass plate
18 : 하부 유전체후막18: lower dielectric thick film
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 플라즈마 표시장치용 유전체 조성물은 SiO2-ZnO-B2O5계 유리를 사용한다.In order to achieve the above object, the dielectric composition for plasma display device according to the present invention uses SiO 2 -ZnO-B 2 O 5 -based glass.
또한, 본 발명에 따른 또 다른 플라즈마 표시장치용 유전체 조성물은 P2O5-ZnO-BaO계 유리를 사용한다.In addition, another dielectric composition for plasma display device according to the present invention uses P 2 O 5 -ZnO-BaO-based glass.
본 발명에 따른 유전체후막은 상부 유전체후막(12)과 하부 유전체후막(18)을 형성하는 조성물이 달라지게 된다. 상부 유전체후막(12)은 SiO2-ZnO-B2O3계 모상유리(Parent Glass) 분말 또는 P2O5-ZnO-BaO계 모상유리 분말의 조성물을 갖는 반면에, 하부 유전체후막(18)은 SiO2-ZnO-B2O3계 모상유리(Parent Glass) 분말 또는 P2O5-ZnO-BaO계 모상유리 분말에 충진제 분말(산화물 분말)을 첨가한 조성물을 가지게 된다. 유전체후막의 제조방법에 대해서 설명하면, 상부 유전체후막(12) 또는 하부 유전체후막(18)에 따른 원재료(Raw Material)를 일정한 조성비로 혼합하고 용융시킨후 급속냉각함에 의해 미세한 입자를 갖는 분말을 형성시켜 상기 분말을 유기용매(Vehicle)와 소정비율로 혼합하여 페이스트(Paste)화하여 유리기판에 소정의 두께로 도포하여 일정한 온도로 소결함에 의해 상부 및 하부 유전체후막(12,18)을 형성하게 된다. 이렇게 제작된 상부 및 하부 유전체 후막(12,18)은 광학적, 열적, 전기적 요구특성이 향상된다.In the dielectric thick film according to the present invention, the composition for forming the upper dielectric thick film 12 and the lower dielectric thick film 18 will be different. The upper dielectric thick film 12 has a composition of SiO 2 -ZnO-B 2 O 3 based glass powder or P 2 O 5 -ZnO-BaO based glass powder, whereas the lower dielectric thick film 18 Silver has a composition in which filler powder (oxide powder) is added to SiO 2 -ZnO-B 2 O 3 -based parent glass powder or P 2 O 5 -ZnO-BaO-based parent glass powder. A method of manufacturing a dielectric thick film will be described. A powder having fine particles is formed by mixing and melting a raw material according to the upper dielectric thick film 12 or the lower dielectric thick film 18 at a constant composition ratio, followed by rapid cooling. The powder is mixed with an organic solvent at a predetermined ratio to form a paste, coated on a glass substrate at a predetermined thickness, and sintered at a predetermined temperature to form upper and lower dielectric thick films 12 and 18. . The upper and lower dielectric thick films 12 and 18 thus manufactured have improved optical, thermal, and electrical requirements.
이하에 본 발명에 따른 유전체 후막의 조성비와 그 제조방법의 실시예들을 설명하나, 본 발명의 범위가 이들 실시예들에 국한되는 것은 아님을 밝혀둔다.Hereinafter, the composition ratio of the dielectric thick film according to the present invention and embodiments of the method of manufacturing the same will be described, but the scope of the present invention is not limited to these embodiments.
제1 실시예First embodiment
본 발명의 제1 실시예에서는 상부 유전체후막(12)의 조성물 및 그 제조방법에 대해서 설명하기로 한다. 상부 유전체후막(12)의 조성물인 SiO2-ZnO-B2O3계 및 P2O5-ZnO-BaO계 모상유리 분말의 조성비가 표 2 및 표 3에 나타나 있다. 표 2에서의 조성비는 SiO2-ZnO-B2O3계 모상유리의 무게를 100 중량%로하여 산출된 것이다.In the first embodiment of the present invention, the composition of the upper dielectric thick film 12 and its manufacturing method will be described. Composition ratios of the SiO 2 -ZnO-B 2 O 3 -based and P 2 O 5 -ZnO-BaO-based mother glass powders of the upper dielectric thick film 12 are shown in Tables 2 and 3. Composition ratio in Table 2 was determined by the weight of SiO 2 -ZnO-B 2 O 3 based glass matrix is 100% by weight.
한편, 표 3에서의 조성비는 P2O5-ZnO-BaO계 모상유리의 무게를 100 중량%로하여 산출된 것이다.On the other hand, the composition ratio in Table 3 is calculated by making the weight of the P 2 O 5 -ZnO-BaO-based mother glass as 100% by weight.
도 2를 참조하면, 상부 유전체 후막의 제조방법의 흐름도가 도시되어 있다. 상부 유전체후막의 제조방법은, 모상유리의 분말을 형성한다.(제21 단계) 상기 모상유리의 분말형성 과정에 대해서 상세히 설명하면, 첫 번째 공정에서 SiO2-ZnO-B2O3계 모상유리 또는 P2O5-ZnO-BaO계 모상유리의 원재료(Raw Material)를 일정한 조성비에 따라 혼합한다. SiO2-ZnO-B2O3계 모상유리 또는 P2O5-ZnO-BaO계 모상유리에 따라 원재료는 서로다른 조성비를 가지게 된다. 이를 상세히 설명하면, 먼저 SiO2-ZnO-B2O3계 모상유리는 25 내지 45 중량%의 ZnO와, 3 내지 40 중량%의 PbO와, 15 내지 25 중량%의 SiO2와, 12 내지 25 중량%의 B2O3와, 2 내지 10 중량%의 K2O와, 2 내지 8 중량%의 Na2O와, 1 내지 7 중량%의 Al2O3와, 1 내지 5 중량%의 Li2O와, 1 내지 5 중량%의 CaO을 함유한다. 다음으로, P2O5-ZnO-BaO계 모상유리는 45 내지 65 중량%의 P2O5와, 20 내지 35 중량%의 ZnO와, 3 내지 15 중량%의 BaO와, 2 내지 10 중량%의 Li2O와, 1 내지 7 중량%의 Al2O3과, 1 내지 6 중량%의 CaO와, 1 내지 5 중량%의 B2O3를 함유한다. 상기 SiO2-ZnO-B2O3계 모상유리 또는 P2O5-ZnO-BaO계 모상유리의 원재료(Raw Material)를 일정한 조성비에 따라 칭량하여 텀블링 믹서(Tumbling Mixer)에서 소정시간(예를들면, 10시간) 혼합하게 된다. 두 번째 공정에서 혼합된 원재료를 용융로에 투입하여 용융시킨다. 이때의 용융조건(Melting Condition)은 1100℃에서 5시간 정도 유지하며, 용융도중에 원재료가 골고루 용융되도록 2-3 차례 교반(Stirring)시킴에 의해 균질화되어 용융된 유리는 치밀한 조직을 가지게 된다. 세 번째 공정에서 용융된 유리를 급속냉각 시킴에 의해 미세한 입자를 갖는 분말을 형성시킨다. 상기 용융된 유리는 큐엔칭 롤러(Quenching Roller)를 통과시킨후 급속냉각하면 미세한 크랙(Crack)을 갖는 파쇄유리(Cullets)가 생성되며, 이 파쇄유리를 볼밀링(Ball Milling)법에 의해 소정시간(예를들어, 16 시간) 밀링하고 #170, #270 시버(Siver)를 순차적으로 통과시킴에 의해 입자크기가 약 6㎛의 양호한 입도분산을 갖는 분말을 만들 수 있다. 한편, 볼밀링법에 대해서 설명하면, 소정의 용적을 갖는 Al2O3재질의 항아리(Jar)에 볼(Ball)과 미세한 크랙이 형성된 파쇄유리를 소정비율로 투입한후, 상기 항아리를 소정시간(예를들어, 16시간) 회전시키면, 파쇄유리는 볼과 충돌하여 미세한 입자의 유리가 된다. 이때, 파쇄유리 생성시 파쇄유리에 미세한 크랙을 형성하는 큐엔칭롤러(Quenching Roller) 방식이 유리하며, 밀링(Milling)시의 볼의 형태는 원통형(Cylinderical Type)이 바람직 하다.Referring to FIG. 2, a flowchart of a method of manufacturing an upper dielectric thick film is shown. In the method of manufacturing the upper dielectric thick film, powder of mother glass is formed. (Step 21) The powder forming process of the mother glass will be described in detail. In the first process, a SiO 2 -ZnO-B 2 O 3 based mother glass is used. Alternatively, raw materials of the P 2 O 5 —ZnO—BaO based mother glass are mixed according to a predetermined composition ratio. Depending on the SiO 2 -ZnO-B 2 O 3 base glass or the P 2 O 5 -ZnO-BaO base glass, the raw materials have different composition ratios. In detail, first, the SiO 2 -ZnO-B 2 O 3 -based mother glass has 25 to 45 wt% ZnO, 3 to 40 wt% PbO, 15 to 25 wt% SiO 2 , and 12 to 25 Wt% B 2 O 3 , 2-10 wt% K 2 O, 2-8 wt% Na 2 O, 1-7 wt% Al 2 O 3 , 1-5 wt% Li 2 O and 1 to 5% by weight of CaO. Next, the P 2 O 5 -ZnO-BaO base glass has 45 to 65 wt% of P 2 O 5 , 20 to 35 wt% of ZnO, 3 to 15 wt% of BaO, and 2 to 10 wt% Of Li 2 O, 1 to 7% by weight of Al 2 O 3 , 1 to 6% by weight of CaO, and 1 to 5% by weight of B 2 O 3 . The raw material of the SiO 2 -ZnO-B 2 O 3 base glass or the P 2 O 5 -ZnO-BaO base glass is weighed according to a predetermined composition ratio to determine a predetermined time in a tumbling mixer (for example, For example, 10 hours). The raw materials mixed in the second process are put into a melting furnace and melted. The melting condition is maintained at 1100 ° C. for about 5 hours, and the molten glass is homogenized by stirring 2-3 times to evenly melt the raw materials during melting, and the molten glass has a dense structure. In the third process, the molten glass is rapidly cooled to form a powder having fine particles. When the molten glass is passed through a quenching roller and rapidly cooled, crushed glass having fine cracks is formed, and the crushed glass is subjected to a predetermined time by a ball milling method. By milling (eg 16 hours) and sequentially passing through # 170 and # 270 Siver, a powder having a good particle size dispersion of about 6 μm in particle size can be made. On the other hand, the ball milling method will be described. After the ball and fine cracked crushed glass having a predetermined volume are put into a jar of Al 2 O 3 having a predetermined volume, the jar is placed for a predetermined time. When rotated (for example, 16 hours), the crushed glass collides with the ball and becomes fine glass particles. At this time, the quenching roller (Quenching Roller) method of forming a fine crack in the crushed glass when the crushed glass is advantageous, the shape of the ball during milling (Milling) is preferably a cylindrical (Cylinderical Type).
분말을 유기용매(Vehicle)와 소정비율로 혼합하여 페이스트(Paste)를 형성한다.(제22 단계) 페이스트 형성과정에 대해서 상세히 설명하면, 분말과 유기용매(Vehicle)를 일정비율로 혼합하여 페이스트 상태를 만든다. 이때의 유기용매(Vehicle)는 BCA(Butyl-Carbitol-Acetate; 이하 "BCA"라 함),BC(Butyl-Carbitol; 이하 "BC"라 함) 및 EC(Ethyl-Cellulose; 이하 "EC"라 함)가 일정비율로 혼합된 유기용매를 사용하며, 이중 EC의 양에 의해서 페이스트의 점도가 변화되어 리올리지(Rheology) 및 소결특성에 영향을 주므로 EC의 혼합비율은 10%가 바람직하다. 또한, BCA의 혼합비율은 60%, BC의 혼합비율은 20%가 바람직 하다.The powder is mixed with the organic solvent at a predetermined ratio to form a paste. (Step 22) When the paste forming process is described in detail, the powder is mixed with the organic solvent at a predetermined ratio to form a paste. Make At this time, the organic solvent (Vehicle) is referred to as BCA (Butyl-Carbitol-Acetate; "BCA"), BC (Butyl-Carbitol; "BC") and EC (Ethyl-Cellulose; "EC" The organic solvent mixed with a predetermined ratio is used, and since the viscosity of the paste is changed by the amount of EC, it affects the rheology and sintering characteristics, so the mixing ratio of EC is preferably 10%. In addition, the mixing ratio of BCA is 60%, BC is preferably 20%.
페이스트를 상부유리판에 프린팅(제23 단계)한후, 소정온도에 소정시간 소결한다.(제24 단계) 프린팅 단계와 소결단계에 대해서 상세히 설명하면, 페이스트를 상부유리판에 스크린 프린팅(Screen Printing)으로 10㎛의 두께로 도포시킨후, 드라이오븐(Dry Oven)에서 소정시간(예를들어 20분) 건조하여 저항가열 방식의 배치(Batch) 또는 인라인형(In-Line Type) 저항가열로에 유리기판을 투입하여 결정화 온도에 따라 소결하여 유전체 후막을 형성하게 된다. 이때, 드라이오븐에서는 페이스트 내에 함유된 유기물이 소거된다. 또한, 상기 소결온도는 상기 분말에 대한 DTA(Differential Thermal Analysis; 이하 "DTA"라 함)분석 으로부터 결정화 온도가 정해지며, SiO2-ZnO-B2O3계의 경우 550-600℃로 설정하고 P2O5-ZnO-BaO계의 경우 510-530℃로 설정하여 15-30분 정도 소결하는 것이 바람직 하다.After the paste is printed on the upper glass plate (step 23), the paste is sintered at a predetermined temperature for a predetermined time (step 24). The printing step and the sintering step will be described in detail. After coating with a thickness of μm, the glass substrate is dried in a dry oven for a predetermined time (for example, 20 minutes) and placed in a batch or in-line type resistance heating furnace. It is injected and sintered according to the crystallization temperature to form a dielectric thick film. At this time, the organic substance contained in the paste is erased in the dry oven. In addition, the sintering temperature is a crystallization temperature is determined from the DTA (Differential Thermal Analysis (hereinafter referred to as "DTA") analysis for the powder, and in the case of SiO 2 -ZnO-B 2 O 3 system is set to 550-600 ℃ In the case of the P 2 O 5 -ZnO-BaO system, sintering for about 15-30 minutes is preferably performed at 510-530 ° C.
제2 실시예Second embodiment
본 발명의 제2 실시예에서는 하부 유전체후막(12)의 조성물 및 그 제조방법에 대해서 설명하기로 한다. 하부 유전체후막(12)은 SiO2-ZnO-B2O3계 또는 P2O5-ZnO-BaO계 모상유리 분말에 충진제 분말(산화물 분말)을 혼합한 조성물을 가지게 되며, 이때 충진제의 조성비가 표 4 및 표 5에 나타나 있다.In the second embodiment of the present invention, the composition of the lower dielectric thick film 12 and its manufacturing method will be described. The lower dielectric thick film 12 has a composition in which filler powder (oxide powder) is mixed with SiO 2 -ZnO-B 2 O 3 -based or P 2 O 5 -ZnO-BaO-based parent glass powder, wherein the composition ratio of the filler is It is shown in Table 4 and Table 5.
한편, SiO2-ZnO-B2O3계 모상유리에 첨가되는 충진제의 조성비가 표 4에 나타나 있다.On the other hand, the composition ratio of the filler added to the SiO 2 -ZnO-B 2 O 3 -based mother glass is shown in Table 4.
표 4에서의 조성비는 SiO2-ZnO-B2O3계 모상유리의 무게를 100 중량%로하여 산출된 것이다.The composition ratio of Table 4 is the calculated to the weight of SiO 2 -ZnO-B 2 O 3 based glass matrix is 100% by weight.
상기 SiO2-ZnO-B2O3계 모상유리에 첨가되는 충진제에 대해서 설명하면, 상기 모상유리에 3 내지 25 중량%의 TiO2를 첨가하면 하부 유전체후막(18)의 반사율과 결정화도가 향상된다. 이를 상세히 설명하면, 모상유리의 굴절율(n)은 1.4-1.5이고 TiO2의 굴절율(n)은 2.7이 되며, 굴절율과 반사율은 비례하게 되므로 굴절율이 높을수록 반사율이 증가하게 된다. 또한, TiO2는 결정화도를 높이게 되어 반사율이 증가시키게 된다. 한편, 상기 모상유리에 5 내지 30 중량%의 AlPO4를 첨가하거나, 모상유리에 5 내지 30 중량%의 P2O5를 첨가하거나, 모상유리에 2 내지 15 중량%의 V2O5를 첨가하거나, 모상유리에 2 내지 20 중량%의 ZrO2를 첨가하면, 하부 유전체후막(18)의 결정화도가 향상된다. 한편, TiO2, AlPO4, P2O5, V2O5, ZrO2를 모상유리에 모두 첨가하여 하부 유전체후막(18)을 형성할수도 있으며, 하부 유전체후막(18)에서 요구되는 특성에 따라 모상유리에 상기 TiO2, AlPO4, P2O5, V2O5, ZrO2를 선택적으로 첨가하여 하부 유전체후막(18)을 형성할수도 있다.The filler added to the SiO 2 -ZnO-B 2 O 3 based mother glass will be described. When 3 to 25 wt% of TiO 2 is added to the mother glass, the reflectivity and crystallinity of the lower dielectric thick film 18 is improved. . In detail, the refractive index n of the mother glass is 1.4-1.5, the refractive index n of TiO 2 is 2.7, and the refractive index and the reflectance are proportional to each other, so that the higher the refractive index, the reflectance increases. In addition, TiO 2 increases the crystallinity, thereby increasing the reflectance. Meanwhile, 5 to 30 wt% of AlPO 4 is added to the mother glass, 5 to 30 wt% of P 2 O 5 is added to the mother glass, or 2 to 15 wt% of V 2 O 5 is added to the mother glass. Alternatively, when 2 to 20% by weight of ZrO 2 is added to the mother glass, the crystallinity of the lower dielectric thick film 18 is improved. Meanwhile, TiO 2 , AlPO 4 , P 2 O 5 , V 2 O 5 , and ZrO 2 may all be added to the mother glass to form the lower dielectric thick film 18, and the characteristics required for the lower dielectric thick film 18 may be reduced. Accordingly, the lower dielectric thick film 18 may be formed by selectively adding TiO 2 , AlPO 4 , P 2 O 5 , V 2 O 5 , and ZrO 2 to the mother glass.
P2O5-ZnO-BaO계 모상유리에 첨가되는 충진제의 조성비가 표 5에 나타나 있다. 표 5에서의 조성비는 P2O5-ZnO-BaO계 모상유리의 무게를 100 중량%로하여 산출된 것이다.Table 5 shows the composition ratio of the filler added to the P 2 O 5 —ZnO—BaO-based mother glass. Composition ratio in Table 5 was determined by the weight of P 2 O 5 -ZnO-BaO-based glass matrix is 100% by weight.
상기 P2O5-ZnO-BaO계 모상유리에 첨가되는 충진제에 대해서 설명하면, 상기 모상유리에 3 내지 25 중량%의 TiO2를 첨가하면 하부 유전체후막(18)의 반사율과 결정화도가 향상된다. 한편, 모상유리에 2 내지 15 중량%의 V2O5를 첨가하거나, 모상유리에 2 내지 20 중량%의 ZrO2를 첨가하면, 하부 유전체후막(18)의 결정화도가 향상된다. 한편, 모상유리에 5 내지 20 중량%의 α-Al2O3를 첨가하면, 낮은 열팽창게수를 갖는 하부 유전체후막(18)을 형성하게 된다. 이를 상세히 설명하면, 모상유리의 열팽창계수는 101 X 10-7/℃이고 α-Al2O3의 열팽창계수는 66 X 10-7/℃이며, 상기 모상유리에 α-Al2O3를 첨가하여 형성된 하부 유전체후막(18)의 열팽창계수는 85-90 X 10-7/℃로 하부유리판(소다석회 유리)의 열팽창계수인 83-85 X 10-7/℃에 근사하게 되어 하부 유전체후막(18)의 표면조도가 향상된다. 한편, TiO2, α-Al2O3, V2O5, ZrO2를 모상유리에 모두 첨가하여 하부 유전체후막(18)을 형성할수도 있으며, 하부 유전체후막(18)에서 요구되는 특성에 따라 모상유리에 상기 TiO2, α-Al2O3, V2O5, ZrO2를 선택적으로 첨가하여 하부 유전체후막(18)을 형성할수도 있다.Referring to the filler added to the P 2 O 5 -ZnO-BaO-based mother glass, the addition of 3 to 25% by weight of TiO 2 to the mother glass improves the reflectance and crystallinity of the lower dielectric thick film 18. On the other hand, when 2 to 15% by weight of V 2 O 5 is added to the mother glass or 2 to 20% by weight of ZrO 2 is added to the mother glass, the crystallinity of the lower dielectric thick film 18 is improved. On the other hand, when 5 to 20% by weight of α-Al 2 O 3 is added to the mother glass, the lower dielectric thick film 18 having a low thermal expansion coefficient is formed. In detail, the thermal expansion coefficient of the mother glass is 101 X 10 -7 / ℃ and the thermal expansion coefficient of α-Al 2 O 3 is 66 X 10 -7 / ℃, α-Al 2 O 3 is added to the mother glass The coefficient of thermal expansion of the lower dielectric thick film 18 formed is 85-90 × 10 −7 / ° C., which is close to the thermal expansion coefficient of 83-85 × 10 −7 / ° C. of the lower glass plate (soda lime glass). 18) surface roughness is improved. Meanwhile, TiO 2 , α-Al 2 O 3 , V 2 O 5 , and ZrO 2 may all be added to the mother glass to form the lower dielectric thick film 18, depending on the characteristics required by the lower dielectric thick film 18. The lower dielectric thick film 18 may be formed by selectively adding TiO 2 , α-Al 2 O 3 , V 2 O 5 , and ZrO 2 to the mother glass.
도 3을 참조하면, 하부 유전체 후막의 제조방법의 흐름도가 도시되어 있다. 하부 유전체 후막의 제조방법은, 모상유리 분말과 충진제 분말을 혼합하여 혼합분말을 형성한다(제31 단계) 모상유리의 분말형성 과정은 도 2의 내용과 동일하므로 상세한 설명은 생략 하기로 한다. 상기 모상유리의 분말과 충진제 분말을 혼합하여 혼합분말을 형성하는 과정에 대해서 상세히 설명하면, 첫 번째 공정에서 SiO2-ZnO-B2O3계 모상유리 분말 또는 P2O5-ZnO-BaO계 모상유리 분말에 충진제를 선택적으로 첨가한 원재료(Raw Material)를 일정한 조성비에 따라 혼합시킨다. SiO2-ZnO-B2O3계 모상유리 분말 또는 P2O5-ZnO-BaO계 모상유리 분말에 충진제를 첨가한 원재료는 다른 조성비를 가지게 된다. 이를 상세히 설명하면, 먼저 SiO2-ZnO-B2O3계 모상유리 분말에 5 내지 30 중량%의 P2O5, 5 내지 30 중량%의 AlPO4, 3 내지 25 중량%의 TiO2, 2 내지 20 중량%의 ZrO2, 2 내지 15 중량%의 V2O5의 충진제를 하부 유전체후막(18)에서 요구되는 특성에 따라 적어도 1이상을 선택적으로 첨가한다. 다음으로, P2O5-ZnO-BaO계 모상유리 분말에 3 내지 25 중량%의 TiO2, 5 내지 20 중량%의 α-Al2O3, 2 내지 20 중량%의 ZrO2, 2 내지 15 중량%의 V2O5의 충진제를 하부 유전체후막(18)에서 요구되는 특성에 따라 적어도 1이상을 선택적으로 첨가한다. 두 번째 공정에서 SiO2-ZnO-B2O3계 모상유리 분말 또는 P2O5-ZnO-BaO계 모상유리 분말에 충진제를 선택적으로 첨가한 원재료(Raw Material)를 일정한 조성비에 따라 칭량하여 텀블링 믹서(Tumbling Mixer)에서 소정시간(예를들면, 10시간) 혼합하여 혼합분말을 형성하게 된다. 한편, 상기 원재료는 플라즈마 표시장치(PDP)용 격벽의 재료로 사용할수도 있다.Referring to FIG. 3, a flowchart of a method of manufacturing a lower dielectric thick film is shown. In the method of manufacturing the lower dielectric thick film, the mixed powder is formed by mixing the parent glass powder and the filler powder (step 31). Since the powder forming process of the parent glass is the same as the content of FIG. 2, the detailed description will be omitted. The process of forming the powder mixture by mixing the powder of the mother glass and the filler powder will be described in detail. In the first step, the SiO 2 -ZnO-B 2 O 3 based mother glass powder or P 2 O 5 -ZnO-BaO-based Raw materials in which the filler is selectively added to the mother glass powder are mixed according to a certain composition ratio. Raw materials added with fillers to SiO 2 -ZnO-B 2 O 3 -based mother glass powder or P 2 O 5 -ZnO-BaO-based mother glass powder have different composition ratios. To explain this in detail, first, in the SiO 2 -ZnO-B 2 O 3 -based mother glass powder, 5 to 30% by weight of P 2 O 5 , 5 to 30% by weight of AlPO 4 , 3 to 25% by weight of TiO 2 , 2 To 20% by weight of ZrO 2 , 2 to 15% by weight of V 2 O 5 is optionally added at least one or more depending on the properties required in the lower dielectric thick film 18. Next, 3 to 25% by weight of TiO 2 , 5 to 20% by weight of α-Al 2 O 3 , 2 to 20% by weight of ZrO 2 , 2 to 15 to P 2 O 5 -ZnO-BaO-based mother glass powder A wt% V 2 O 5 filler is optionally added at least one or more depending on the properties required in the lower dielectric thick film 18. In the second process, raw materials (optionally added to the SiO 2 -ZnO-B 2 O 3 base glass powder or P 2 O 5 -ZnO-BaO base glass powder) are weighed and tumbled according to a certain composition ratio. A mixing powder is formed by mixing a predetermined time (for example, 10 hours) in a mixer (Tumbling Mixer). The raw material may be used as a material for partition walls for plasma display devices (PDPs).
혼합분말을 유기용매(Vehicle)와 소정비율로 혼합하여 페이스트(Paste)를 형성한다.(제32 단계) 페이스트 형성과정에 대해서 상세히 설명하면, 분말과 유기용매(Vehicle)를 일정비율로 혼합하여 페이스트 상태를 만든다. 이때의 유기용매(Vehicle)는 BCA(Butyl-Carbitol-Acetate; 이하 "BCA"라 함),BC(Butyl-Carbitol; 이하 "BC"라 함) 및 EC(Ethyl-Cellulose; 이하 "EC"라 함)가 일정비율로 혼합된 유기용매를 사용하며, 이중 EC의 양에 의해서 페이스트의 점도가 변화되어 리올리지(Rheology) 및 소결특성에 영향을 주므로 EC의 혼합비율은 10%가 바람직하다. 또한, BCA의 혼합비율은 60%, BC의 혼합비율은 20%가 바람직 하며, 이때 유기용매(Vehicle)의 점도는 70000 CPS가 된다.The mixed powder is mixed with the organic solvent at a predetermined ratio to form a paste. (Step 32) When the paste forming process is described in detail, the powder and the organic solvent are mixed at a predetermined ratio to paste the paste. Create a state At this time, the organic solvent (Vehicle) is referred to as BCA (Butyl-Carbitol-Acetate; "BCA"), BC (Butyl-Carbitol; "BC") and EC (Ethyl-Cellulose; "EC" The organic solvent mixed with a predetermined ratio is used, and since the viscosity of the paste is changed by the amount of EC, it affects the rheology and sintering characteristics, so the mixing ratio of EC is preferably 10%. In addition, the mixing ratio of BCA is preferably 60%, the mixing ratio of BC is 20%, wherein the viscosity of the organic solvent (Vehicle) is 70000 CPS.
페이스트를 하부유리판에 프린팅(제33 단계)한후, 소정온도에 소정시간 소결한다.(제34 단계) 프린팅 단계와 소결단계에 대해서 상세히 설명하면, 페이스트를 하부유리판에 스크린 프린팅(Screen Printing)으로 10㎛의 두께로 도포시킨후, 드라이오븐(Dry Oven)에서 소정시간(예를들어 20분) 건조하여 저항가열 방식의 배치(Batch) 또는 인라인형(In-Line Type) 저항가열로에 유리기판을 투입하여 결정화 온도에 따라 소결하여 유전체 후막을 형성하게 된다. 이때, 드라이오븐에서는 페이스트 내에 함유된 유기물이 소거된다. 상기 소결온도는 혼합분말에 대한 DTA(Differential Thermal Analysis; 이하 "DTA"라 함)분석 으로부터 결정화 온도를 정하게 되며, SiO2-ZnO-B2O3계의 경우 550-600℃로 설정하고 P2O5-ZnO-BaO계의 경우 510-530℃로 설정하여 15-30분 정도 소결하는 것이 바람직 하다. 이에따라, 광학적, 열적, 전기적 요구특성을 만족시키는 유전체후막을 형성하게 된다.After the paste is printed on the lower glass plate (step 33), the paste is sintered at a predetermined temperature for a predetermined time (step 34). The printing step and the sintering step will be described in detail. After coating with a thickness of μm, the glass substrate is dried in a dry oven for a predetermined time (for example, 20 minutes) and placed in a batch or in-line type resistance heating furnace. It is injected and sintered according to the crystallization temperature to form a dielectric thick film. At this time, the organic substance contained in the paste is erased in the dry oven. The sintering temperature determines the crystallization temperature from the differential thermal analysis (hereinafter referred to as "DTA") analysis of the mixed powder, and in the case of SiO 2 -ZnO-B 2 O 3 system, it is set to 550-600 ° C and P 2 In the case of the O 5 -ZnO-BaO system, the sintering is preferably performed for about 15-30 minutes at 510-530 ° C. As a result, a dielectric thick film satisfying optical, thermal and electrical requirements is formed.
한편, 상기와 같은 제조방법에 의해 SiO2-ZnO-B2O3계 모상유리에 충진제를 첨가하여 형성된 유전체후막의 특성이 표 6에 나타나 있다.On the other hand, the characteristics of the dielectric thick film formed by adding the filler to the SiO 2 -ZnO-B 2 O 3 -based mother glass by the above manufacturing method is shown in Table 6.
상기와 같은 방법으로 형성된 유전체 후막의 유전율은 7-10으로 비교적 낮은 유전율을 갖게되어 어드레싱 시간의 지연을 줄이게 됨과 아울러, 유전체후막의 표면조도가 향상된다. 또한, PbO가 함유되지 않아 유전체후막의 중량을 경량화 할수있으며, 유전체 후막의 반사율이 향상된다.The dielectric constant of the dielectric thick film formed by the above method has a relatively low dielectric constant of 7-10, thereby reducing the delay of the addressing time and improving the surface roughness of the dielectric thick film. In addition, since PbO is not contained, the weight of the dielectric thick film can be reduced, and the reflectance of the dielectric thick film is improved.
한편, 상기와 같은 제조방법에 의해 P2O5-ZnO-BaO계 모상유리에 충진제를 첨가하여 형성된 유전체후막의 특성이 표 7에 나타나 있다.On the other hand, the characteristics of the dielectric thick film formed by adding the filler to the P 2 O 5 -ZnO-BaO-based mother glass by the above manufacturing method is shown in Table 7.
상기와 같은 방법으로 형성된 유전체 후막의 유전율은 7-10으로 비교적 낮은 유전율을 갖게되어 어드레싱 시간의 지연을 줄이게 됨과 아울러, 유전체후막의 표면조도가 향상된다. 또한, PbO가 함유되지 않아 유전체후막의 중량을 경량화 할수있으며, 유전체후막의 반사율이 향상된다.The dielectric constant of the dielectric thick film formed by the above method is 7-10, which has a relatively low dielectric constant, thereby reducing the delay of the addressing time and improving the surface roughness of the dielectric thick film. In addition, since PbO is not contained, the weight of the dielectric thick film can be reduced, and the reflectance of the dielectric thick film is improved.
상술한 바와같이, 본 발명에 따른 플라즈마 표시장치용 유전체 조성물은, 비교적 낮은 유전율을 갖게되어 어드레싱 시간의 지연을 줄이게 됨과 아울러, 유전체의 반사율을 향상시킬수 있는 장점이 있다.As described above, the dielectric composition for a plasma display device according to the present invention has a relatively low dielectric constant, thereby reducing the delay of the addressing time and improving the reflectance of the dielectric.
또한, 본 발명에 따른 플라즈마 표시장치용 유전체 조성물은, PbO가 함유되지 않아 유전체후막의 중량을 경량화 할수 있는 장점이 있다.In addition, the dielectric composition for a plasma display device according to the present invention does not contain PbO, so that the weight of the dielectric thick film can be reduced.
이상 설명한 내용을 통해 당업자 라면 본 발명의 기술사상을 일탈하지 아니하는 범위에서 다양한 변경 및 수정이 가능함을 알수 있을 것이다. 일례로 유전체후막의 조성물로 SiO2-ZnO-B2O3계 또는 P2O5-ZnO-BaO계 모상유리에 각각의 충진제를 모두 첨가할수도 있지만, 유전체후막의 요구특성에 따라 충진제를 선택적으로 첨가할수도 있음을 당업자는 알수 있을것이다.Those skilled in the art will appreciate that various changes and modifications can be made without departing from the technical spirit of the present invention. For example, the fillers may be added to SiO 2 -ZnO-B 2 O 3 based or P 2 O 5 -ZnO-BaO based mother glass as the composition of the dielectric thick film, but the filler may be selected depending on the required characteristics of the dielectric thick film. Those skilled in the art will appreciate that it can be added as.
따라서, 본 발명의 기술적 범위는 명세서의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허 청구의 범위에 의해 정하여 져야만 할 것이다.Therefore, the technical scope of the present invention should not be limited to the contents described in the detailed description of the specification but should be defined by the claims.
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Payment date: 20090331 Year of fee payment: 10 |
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| LAPS | Lapse due to unpaid annual fee |