KR20000071481A

KR20000071481A - 유리조성물 및 그 혼합체, 그리고 이를 사용한 페이스트,그린시트, 절연체, 유전체, 후막 및 ｆｐｄ

Info

Publication number: KR20000071481A
Application number: KR1020000015055A
Authority: KR
Inventors: 도요다세이지; 스가무라구니오; 구로미쯔요시로
Original assignee: 후지무라 마사지카, 아키모토 유미; 미쓰비시 마테리알 가부시키가이샤
Priority date: 1999-04-21
Filing date: 2000-03-24
Publication date: 2000-11-25
Also published as: JP2001199737A; JP3941321B2; TWI236461B

Abstract

(과제) FPD 의 유리기판에 휨을 발생시키지 않고 또한 FPD 의 화상에 크로스토크를 발생시키지 않으며, 반사율을 향상시킨다.

(해결수단) 유리조성물의 유리성분으로서 5 몰% 이상이면서 35 몰% 미만인 P₂O₅와, 50 몰% 이상이면서 65 몰% 미만인 ZnO 와, 0.1 몰% 이상이면서 10 몰% 미만인 SiO₂와, 0.1 몰% 이상이면서 10 몰% 미만인 B₂O₃와, 1 몰% 이상이면서 20 몰% 미만인 MgO, CaO, SrO 및 BaO 로 이루어지는 군에서 선택된 1 종 또는 2 종 이상의 알칼리토류금속의 산화물과, 0.1 몰% 이상이면서 10 몰% 미만인 Al₂O₃를 함유한다.

Description

유리조성물 및 그 혼합체, 그리고 이를 사용한 페이스트, 그린시트, 절연체, 유전체, 후막 및 ＦＰＤ{GLASS COMPOSITION AND MIXTURE THEREOF, AND PASTE, GREEN SHEET, INSULATOR, DIELECTRIC, THICKENED FILMS AND FPD USING THE SAME}

본 발명은 PDP (plasma display panel : 플라즈마 디스플레이 패널), PALC (plasma addressed liquid crystal display) 등의 FPD (flat panel display) 에 적합한 유리조성물 및 그 혼합체, 그리고 이것을 사용한 페이스트 및 그린시트 등에 관한 것이다.

PDP 는 통상 다수의 미소한 방전 셀을 종횡 (매트릭스상) 으로 배열하여, 필요한 부분의 셀을 방전발광시킴으로써 문자나 도형이 표시되도록 이루어져 있다. 이 PDP 는 구조가 간단하고 대형화가 용이하며, 메모리기능을 갖고, 또한 컬러화가 가능하며, 그리고 텔레비젼 등에서 사용되는 브라운관보다 훨씬 크고 또한 안길이를 작게 형성할 수 있는 등의 여러 가지 이점을 갖는 점에서 최근 활발하게 연구개발이 진행되고 있다.

상기 PDP 는 전극구조의 점에서 금속전극이 유리유전체 재료로 덮이는 AC 형과 방전공간에 금속전극이 노출되어 있는 DC 형으로 분류된다. 예컨대, AC 형 PDP 는 도 9 에 나타내는 바와 같이 유리기판 (1) 상에 소정 간격을 두고 형성된 복수의 세라믹 격벽 (2) 을 통해 전면유리로 이루어지는 별도의 유리기판 (3) 을 덮음으로써 구성된다. 유리기판 (3) 의 유리기판 (1) 로의 대향면에는 MgO (산화마그네슘) 등의 보호막 (3a) 으로 피복된 표시전극 (3b) 및 유전체층 (3c) 이 형성되고, 유리기판 (1) 과 유리기판 (3) 과 격벽 (2) 으로 구획형성된 미세공간 (4) (이하, 방전 셀이라 함) 내에는 애노드방전극인 어드레스전극 (4a) 및 형광체층 (4b) 이 각각 형성되고, 어드레스전극 (4a) 은 필요에 따라 절연층 (4C) 에 의해 보호된다. 또한, 방전 셀 (4) 내에는 방전가스 (도시생략) 가 주입된다. 이와 같이 구성된 PDP 에서는 표시전극 (3b) 과 어드레스전극 (4a) 사이에 전압을 인가하여 격벽 (2) 사이에 형성된 방전 셀 (4) 내의 형광체층 (4b) 을 선택적으로 방전발광시킴으로써 문자나 도형을 표시할 수 있도록 되어 있다.

종래, 유리기판 (1) 상에 형성되는 격벽 (2) 및 절연층 (4c) 의 유리조성물로서 유리분말이 70 ∼ 95 중량%, 내화물 필러가 5 ∼ 30 중량%, 내열안료가 0 ∼ 10 중량% 를 함유하는 것이 개시되어 있다 (일본 공개특허공보 평3-170346). 이 유리조성물에서는 유리성분이 55 ∼ 65 중량% 인 PbO, 0 ∼ 5 중량% 인 ZnO, 0 ∼ 10 중량% 인 B₂O₃, 15 ∼ 25 중량% 인 SiO₂, 0.5 ∼ 5 중량% 인 Al₂O₃, 0.5 ∼ 15 중량% 인 (SnO₂+ TiO₂), 0.5 ∼ 10 중량% 인 (MgO + CaO + SrO + BaO), 0.1 ∼ 2 중량% 인 CeO₂, 0.1 ∼ 5 중량% 인 La₂O₃로 이루어진다.

이와 같이 구성된 유리조성물에서는 붕규산계 유리로 함으로써 저열팽창계수를 갖고, 또한 PbO 를 첨가함으로써 저연화점을 나타낸다.

그러나, 상기 종래의 유리조성물에서는 Pb 성분을 함유하기 때문에 유리조성물의 밀도가 커지며, 이 유리조성물을 PDP 의 유리기판 (1) 상의 격벽 (2) 으로 사용한 경우, 유리기판의 중량이 증대하는 문제점이나 환경오염의 원인이 되는 문제점이 있었다. 유리기판의 중량이 증대되면, 유리기판의 소성시에 유리기판에 휨을 발생시키지 쉬워지는, 즉 유리기판의 소성공정에 있어서 가열불균일을 방지하기 위하여 유리기판을 밑에서부터 여러 곳에서 점지지하고 있는데, 유리기판이 무거우면 자체의 무게로 휨이 발생하기 쉬워지는 문제점이 있었다. 또한, 상기 종래의 유리조성물에서는 격벽 (2) 의 비유전율이 10 ∼ 12 정도로 비교적 크기 때문에, 전기신호가 근처의 배선으로 누설되어 화상에 크로스토크가 발생하기 쉬운 문제점이 있었다. 그리고, 상기 종래의 유리조성물에 있어서는 PDP 격벽 (2) 혹은 절연층 (4c) 으로서의 사용중 (플라즈마 감압 분위기하에서) 에 금속 Pb 가 석출되어 방전특성이 저하되는 문제점이 있었다.

이들 점을 해소하기 위하여, Pb 성분을 함유하지 않는 유리로서 내이온방전충격성 저연화온도유리 (일본 공개특허공보 소48-43007 호) 나 플라즈마 디스플레이 패널 (일본 공개특허공보 평8-301631 호) 이 개시되어 있다.

상기 일본 공개특허공보 소48-43007 호에 나타낸 내이온방전충격성 저연화온도유리에서는 30 ∼ 43 중량% 의 무수붕산 (B₂O₃), 18 ∼ 33 중량% 의 오산화바나듐 (V₂O₅), 17 ∼ 22 중량% 의 산화아연 (ZnO), 8 ∼ 12 중량% 의 산화나트륨 (Na₂O) 을 주성분으로 하며, 이것에 6 중량% 이하의 규산 (SiO₂), 5 중량% 이하의 알루미나 (Al₂O₃), 4 중량% 이하의 산화지르코늄 (ZrO₂) 중 적어도 1 종을 함유시킨 것을 특징으로 한다.

이 내이온방전충격성 저연화온도유리에서는 일반적으로 사용되는 창유리판과 대략 동일한 열팽창계수와 창유리판보다 가까운 연화온도를 갖기 때문에, 균열 등을 일으키지 않고 창유리에 균일하게 융착된다. 또한, 가스이온 등의 방전으로 인한 충격에 의해 해리 등의 변화를 일으키기 쉬운 산화납 (PbO) 이나 산화비스무트 (Bi₂O₃) 등의 중금속산화물을 전혀 함유하지 않기 때문에, PDP 의 유리기판의 피막용 유리 등의 장시간에 걸쳐 가스이온의 방전충격을 받는 부분에 사용하여도 가스이온방전특성에 전혀 영향을 미치는 일이 없으며, 피막의 흑화 및 투명도의 변화 등의 열화를 일으키는 일도 없다.

한편, 상기 일본 공개특허공보 평8-301631 호에 나타낸 플라즈마 디스플레이에서는 상대향하는 유리기판간의 디스플레이의 각 화소간에 격벽이 형성되며, 이 격벽이 P₂O₅계 유리로 이루어지는 유리분말과 저팽창 세라믹분말로 이루어지는 유리 세라믹조성물의 소성물로 이루어지는 것을 특징으로 한다. 이 플라즈마 디스플레이 패널에서는 유리 세라믹조성물이 20 ∼ 70 중량% 의 유리분말과 30 ∼ 80 중량% 의 저팽창 세라믹분말로 이루어지며, 유리분말이 25 ∼ 35 몰% 의 P₂O₅, 0 ∼ 50 몰% 의 ZnO, 0 ∼ 70 몰% 의 SnO, 0 ∼ 10 몰% 의 Li₂O, 0 ∼ 10 몰% 의 Na₂O, 0 ∼ 10 몰% 의 K₂O, 0 ∼ 20 몰% 의 (Li₂O + Na₂O + K₂O), 0 ∼ 10 몰% 의 MgO, 0 ∼ 10 몰% 의 CaO, 0 ∼ 10 몰% 의 SrO, 0 ∼ 10 몰% 의 BaO, 0 ∼ 20 몰% 의 (MgO + CaO + SrO + BaO), 0 ∼ 10 몰% 의 B₂O₃, 0 ∼ 10 몰% 의 Al₂O₃로 이루어진다.

이와 같은 조성의 격벽을 갖는 플라즈마 디스플레이 패널에서는 격벽의 비유전율이 7 ∼ 10 사이로서, Pb 를 함유하는 격벽과 비교하여 표시의 크로스토크를 저감할 수 있다. 또한 격벽에 Pb 성분을 함유하지 않기 때문에, 밀도가 작아서 대형 PDP 에 최적이다. 그리고, 열팽창계수가 통상의 PDP 용 유리기판에 정합하고 있기 때문에, PDP 의 유리기판상에 격벽을 형성하였을 때에 휨이 없으며, 바탕의 오버코트에 크랙이 생기거나 하는 일이 없으므로 유리기판도 잘 깨지지 않게 된다.

그러나, 상기 종래의 일본 공개특허공보 소48-43007 호에 나타낸 내이온방전충격성 저연화온도유리에서는 V₂O₅를 함유하기 때문에, 갈색으로 착색되어 반사율이 저하되는 문제점이 있었다.

또한, 상기 종래의 일본 공개특허공보 평8-301631 호에 나타낸 플라즈마 디스플레이에서는 P₂O₅나 알칼리금속산화물을 다량으로 함유하기 때문에, 유리의 열챙창계수가 유리기판에 비하여 커져서 세라믹 필러를 다량으로 첨가하여 열팽창계수를 유리기판과 정합시킬 필요가 있으며, 이 필러의 다량의 첨가에 의해 소성후의 구조가 다공질로 되어 강도가 저하되며, 그리고 방전특성도 저하되는 문제점도 있었다.

한편, 상술한 유리 등은 격벽 (2) 또는 절연층 (4c) 에 주로 사용되는 것인데, 격벽 (2) 을 통해 씌우는 유리기판 (3) 의 유전체층 (3c) 에 상술한 유리 등은 적합하지 않은 문제점이 있다. 즉, 유전체층 (3c) 을 갖는 유리기판 (3) 은 전면유리로서의 역할을 하는 점에서 유전체층 (3c) 에 사용되는 유리 등은 격벽 (2) 또는 절연층 (4c) 에 사용되는 유리 등보다 그 투명도 및 유전율이 높은 것이 요구된다.

본 발명의 제 1 목적은 FPD 의 유리기판에 휨을 발생시키지 않으면서 또한 FPD 의 화상에 크로스토크를 발생시키지 않고 반사율을 향상시킬 수 있는 격벽 또는 절연층용 유리조성물 및 그 혼합체, 그리고 이것을 사용한 페이스트, 그린시트, 절연체 및 FPD 를 제공하는 데 있다.

본 발명의 제 2 목적은 강도 및 방전특성을 저하시키지 않고, 열팽창계수를 낮게 하여 FPD 의 유리기판과 정합시킬 수 있는 격벽 또는 절연층용 유리조성물 및 그 혼합체, 그리고 이것을 사용한 페이스트, 그린시트, 절연체 및 FPD 를 제공하는 데 있다.

본 발명의 제 3 목적은 유리기판보다 연화점을 낮출 수 있으며, 내수성을 향상시킬 수 있는 격벽 또는 절연층용 유리조성물 및 그 혼합체, 그리고 이것을 사용한 페이스트, 그린시트, 절연체 및 FPD 를 제공하는 데 있다.

본 발명의 제 4 목적은 유리기판과의 열팽창계수를 정합시켜 유리기판과의 사이에서 강고한 밀착성을 갖는 후막을 형성할 수 있는 격벽 또는 절연층용 페이스트 및 FPD 를 제공하는 데 있다.

본 발명의 제 5 목적은 투명도 및 유전율이 높은 유전체용 유리조성물 및 이것을 사용한 페이스트, 그린시트, 유전체 및 FPD 를 제공하는 데 있다.

도 1 은 본 발명에 관한 제 1 실시형태의 PDP 용 격벽을 제작하기 위한 공정을 나타낸 단면도.

도 2 는 본 발명에 관한 제 2 실시형태의 PDP 용 격벽을 제작하기 위한 공정을 나타낸 단면도.

도 3 은 본 발명에 관한 제 3 실시형태의 PDP 용 격벽 및 PDP 용 절연층을 제작하기 위한 공정을 나타낸 단면도.

도 4 는 본 발명에 관한 제 4 실시형태의 세라믹 캐필러리 리브의 성형상태를 나타낸 사시도.

도 5 는 도 4 의 A-A 선 단면에 있어서의 세라믹 캐필러리 리브를 건조, 가열 및 소성함으로써 얻은 PDP 용 격벽을 나타낸 단면도.

도 6 은 본 발명에 관한 제 5 실시형태의 세라믹 캐필러리층이 형성된 리브의 성형상태를 나타내는 도 4 에 대응하는 사시도.

도 7 은 도 6 의 B-B 선 단면에 있어서의 세라믹 캐필러리층이 형성된 리브를 건조, 가열 및 소성함으로써 얻은 절연층이 형성된 격벽을 나타내는 도 5 에 대응하는 단면도.

도 8 은 본 발명에 관한 제 6 실시형태의 전면패널을 제작하기 위한 공정도.

도 9 는 PDP 의 요부 확대 단면도.

※ 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

10 : 유리기판 14, 34, 74, 94 : 격벽

52, 93 : 절연층 112 : 유전체층

청구항 1 에 관한 발명은, 유리성분으로 3.5 atom% 이상이면서 18 atom% 미만인 P 와, 12.5 atom% 이상이면서 24 atom% 미만인 Zn 과, 0.02 atom% 이상이면서 4 atom% 미만인 Si 와, 0.01 atom% 이상이면서 6.0 atom% 미만인 B 와, 0 atom% 이상이면서 3 atom% 미만인 Mg, Ca, Sr 및 Ba 로 이루어지는 군에서 선택된 1 종 또는 2 종 이상의 알칼리토류금속과, 0.01 atom% 이상이면서 6.0 atom% 미만인 Al 과, 55 atom% 이상이면서 65 atom% 미만인 O 를 함유하는 유리조성물이다.

청구항 2 에 관한 발명은, 유리성분으로서 5 몰% 이상이면서 35 몰% 미만인 P₂O₅와, 50 몰% 이상이면서 65 몰% 미만인 ZnO 와, 0.1 몰% 이상이면서 10 몰% 미만인 SiO₂와, 0.1 몰% 이상이면서 10 몰% 미만인 B₂O₃와, 1 몰% 이상이면서 20 몰% 미만인 MgO, CaO, SrO 및 BaO 로 이루어지는 군에서 선택된 1 종 또는 2 종 이상의 알칼리토류금속의 산화물과, 0.1 몰% 이상이면서 10 몰% 미만인 Al₂O₃를 함유하는 유리조성물이다.

이 청구항 1 및 청구항 2 에 기재된 유리조성물에서는 유리성분을 상기 범위내에서 각각 혼합하면, 소성온도가 낮아져서 소성후의 절연체의 연화점도 저하된다. 또한, 상기 유리성분에 밀도가 큰 Pb 성분을 함유하지 않기 때문에, 상기 절연체의 중량을 경감시킬 수 있으며, 환경을 오염시키는 일도 없다. 그리고, P₂O₅가 비교적 적기 때문에 상기 절연체의 내수성을 향상시킬 수 있다.

청구항 3 에 관한 발명은, 청구항 1 또는 청구항 2 에 기재된 유리조성물에 세라믹 필러물로서 지르콘, 알루미나, 티타이나, 코디에라이트, 무라이트, β-유클립타이트, 스포듀멘, 아노사이트, 세르시안, 포르스테라이트 및 티탄산알루미늄으로 이루어지는 군에서 선택된 1 종 또는 2 종 이상의 세라믹을 혼합한 혼합체이다.

이 청구항 3 에 기재된 혼합체에서는, 유리조성물에 세라믹 필러물을 혼합함으로써, 혼합체를 소성하여 얻어지는 절연체의 열팽창계수를 낮출 수 있으며, 이 절연체의 열팽창계수를 유리기판의 열팽창계수와 정합시킬 수 있다.

상기 유리조성물 또는 혼합체에 고분자수지와 용제를 혼합하여 페이스트를 제작하거나 혹은 상기 유리조성물 또는 혼합체에 고분자수지와 용제를 혼합하여 격벽 또는 절연층용 그린시트를 제작하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 유리조성물 또는 혼합체를 소정하여 절연체 혹은 FPD 의 격벽 또는 절연층을 형성하는 것이 바람직하다.

그리고, 상기 유리 또는 혼합체에 도전체분말, 저항체분말 또는 유전체분말과 고분자수지와 용제를 함유하는 페이스트를 제작하고, 이것을 기판에 도포하여 건조·소성하여 도전체, 저항체 또는 유전체용 후막을 형성하는 것이 바람직하다.

유리조성물 또는 혼합체에 고분자수지와 용제를 첨가하여 페이스트를 제작하고, 이 페이스트에서 스크린인쇄법 등으로 제작된 세라믹 캐필러리 리브 또는 세라믹 캐필러리층을 건조·소성함으로써, 상기 세라믹 캐필러리 리브 또는 세라믹 캐필러리층이 절연체, 격벽 또는 절연층으로 된다. 혹은 유리조성물 또는 혼합체에 고분자수지와 용제를 함유하는 페이스트에 의해 그린시트를 제작하고, 이 그린시트를 건조·소성함으로써, 이 그린시트가 절연체, 격벽 또는 절연층으로 된다.

이 때의 소성온도는 유리기판의 연화점보다 100 ℃ 이상 낮기 때문에, 유리기판에 휨 등은 일어나지 않는다. 또한 상기 절연체, 격벽 또는 절연층의 열팽창계수는 유리기판의 열팽창계수와 대략 동일해지기 때문에, 유리기판의 휨을 더욱 억제할 수 있다. 상기 절연체, 격벽 또는 절연층의 비유전율이 4 ∼ 7 정도로 비교적 작아지기 때문에, 전기신호가 근처의 배선으로 누설되는 일은 없으므로 화상에 크로스토크가 발생하지 않는다. 그리고, 유리조성물로의 세라믹 필러물의 첨가량은 비교적 소량이어도 되므로 소성후의 강도 및 방전특성이 저하되는 일도 없다.

청구항 11 에 관한 발명은 유리성분으로서 12 atom% 이상이면서 26 atom% 미만인 P 와, 3 atom% 이상이면서 17 atom% 미만인 Zn 과, 0.01 atom% 이상이면서 3 atom% 미만인 Si 와, 0.01 atom% 이상이면서 5 atom% 미만인 B 와, 0 atom% 이상이면서 13 atom% 미만인 Mg, Ca, Sr 및 Ba 로 이루어지는 군에서 선택된 1 종 또는 2 종 이상의 알칼리토류금속과, 0.01 atom% 이상이면서 5 atom% 미만인 Al 과, 55 atom% 이상이면서 65 atom% 미만인 O 를 함유하는 유리조성물이다.

청구항 12 에 관한 발명은 유리성분으로서 30 몰% 이상이면서 70 몰% 미만인 P₂O₅와, 20 몰% 이상이면서 60 몰% 미만인 ZnO 와, 0.1 몰% 이상이면서 10 몰% 미만인 SiO₂와, 0.1 몰% 이상이면서 20 몰% 미만인 B₂O₃와, 1 몰% 이상이면서 40 몰% 미만인 MgO, CaO, SrO 및 BaO 로 이루어지는 군에서 선택된 1 종 또는 2 종 이상의 알칼리토류금속의 산화물과, 0.1 몰% 이상이면서 10 몰% 미만인 Al₂O₃를 함유하는 유리조성물이다.

이 청구항 11 및 12 에 기재된 유리조성물에서는 유리성분을 상기 범위내에서 각각 혼합하면, 소성후의 유전체의 연화점이 낮아지므로, 이 유전체의 중량을 경감시킴과 동시에 유전체의 유전율 및 투명도를 향상시킬 수 있다.

상기 유리조성물에 고분자수지와 용제를 혼합하여 페이스트를 제작하거나 혹은 상기 유리조성물에 고분자수지와 용제를 혼합하여 유전체용 그린시트를 제작하는 것이 바람직하다. 또한, 상기 유리조성물을 소성하여 유전체를 형성하는 것이 바람직하다. 그리고, 상기 유리에 유전체분말과 고분자수지와 용제를 함유하는 페이스트를 제작하고, 이것을 기판에 도포하고 건조·소성하여 유전체 후막을 형성하는 것이 바람직하다.

그리고 상기 세라믹 캐필러리란, 유리조성물과 세라믹 필러물과 고분자수지와 용제를 함유하는 페이스트를 도포한 후의 대부분의 고분자수지 및 용제가 잔존하고 있는 상태를 말한다.

발명의 실시형태

이어서, 본 발명의 제 1 실시형태를 도면에 의거하여 설명한다.

격벽 또는 절연층용 유리조성물은 유리성분으로서 3.5 atom% 이상이면서 18 atom% 미만인 P 와, 12.5 atom% 이상이면서 24 atom% 미만인 Zn 과, 0.02 atom% 이상이면서 4 atom% 미만인 Si 와, 0.01 atom% 이상이면서 6.0 atom% 미만인 B 와, 0 atom% 이상이면서 3 atom% 미만인 Mg, Ca, Sr 및 Ba 로 이루어지는 군에서 선택된 1 종 또는 2 종 이상의 알칼리토류금속과, 0.01 atom% 이상이면서 6.0 atom% 미만인 Al 과, 55 atom% 이상이면서 65 atom% 미만인 O 를 함유하는 것이다. 이들 원소를 산화물환산으로 표시하면, 5 몰% 이상이면서 35 몰% 미만인 P₂O₅와, 50 몰% 이상이면서 65 몰% 미만인 ZnO 와, 0.1 몰% 이상이면서 10 몰% 미만인 SiO₂와, 0.1 몰% 이상이면서 10 몰% 미만인 B₂O₃와, 1 몰% 이상이면서 20 몰% 미만인 MgO, CaO, SrO 및 BaO 로 이루어지는 군에서 선택된 1 종 또는 2 종 이상의 알칼리토류금속의 산화물과, 0.1 몰% 이상이면서 10 몰% 미만인 Al₂O₃를 함유하는 것으로 된다.

P₂O₅를 5 몰% 이상이면서 35 몰% 미만으로 한정한 것은, 5 몰% 미만에서는 유리를 형성할 수 없고, 35 몰% 를 넘으면 소성물의 내수성이 악화되어 소성물의 열팽창계수가 유리기판의 열팽창계수보다 높아지기 때문이다. 그리고, 열팽창계수의 상승방지와 연화점의 저감과 내수성열화의 방지의 점에서 상기 P₂O₅는 15 몰% 이상이면서 25 몰% 미만인 것이 더욱 바람직하다.

또한, ZnO 를 50 몰% 이상이면서 65 몰% 미만으로 한정한 것은, 50 몰% 미만에서는 열팽창계수가 높아지고, 65 몰% 를 넘으면 연화점이 높아지기 때문이며, 이 ZnO 는 50 ∼ 60 몰% 인 것이 더욱 바람직하다.

SiO₂를 0.1 몰% 이상이면서 10 몰% 미만으로 한정한 것은, 0.1 몰% 미만에서는 열팽창계수가 높아지고, 10 몰% 를 넘으면 연화점이 높아지기 때문이며, 이 SiO₂는 1 ∼ 5 몰% 인 것이 더욱 바람직하다.

또한, B₂O₃를 0.1 몰% 이상이면서 10 몰% 미만으로 한정한 것은, 0.1 몰% 미만에서는 연화점이 높아지고, 10 몰% 를 넘으면 P₂O₅와 복합산화물을 구성하여 연화점이 높아지기 때문이며, 이 B₂O₃는 1 ∼ 5 몰% 인 것이 더욱 바람직하다.

MgO, CaO, SrO 및 BaO 로 이루어지는 군에서 선택된 1 종 또는 2 종 이상의 알칼리토류금속의 산화물을 1 몰% 이상이면서 20 몰% 미만으로 한정한 것은, 1 몰% 미만에서는 연화점이 높은 문제점이 있고, 20 몰% 를 넘으면 유리로 되지 않는 문제점이 있기 때문이며, 이 산화물은 5 ∼ 15 몰% 인 것이 더욱 바람직하다.

또한, Al₂O₃를 0.1 몰% 이상이면서 10 몰% 미만으로 한정한 것은, 0.1 몰% 미만에서는 유리의 내수성이 낮아지고, 10 몰% 를 넘으면 P₂O₅와 복합산화물을 구성하여 연화점이 높아지기 때문이며, 이 Al₂O₃는 1 ∼ 5 몰% 인 것이 더욱 바람직하다.

그리고, 상기 B₂O₃및 Al₂O₃는 P₂O₅를 안정화시키는 기능도 갖는다.

한편, 세라믹 필러물로서는 지르콘, 알루미나, 티타니아, 코디에라이트, 무라이트, β-유클립타이트, 스포듀멘, 아노사이트, 세르시안, 포르스테라이트 및 티탄산알루미늄으로 이루어지는 군에서 선택된 1 종 또는 2 종 이상의 세라믹을 함유한다. 유리조성물에 세라믹 필러물을 혼합하는 것은, 예컨대 상기 유리조성물을 사용한 PDP 용 격벽을 유리기판상에 형성할 경우, 이 격벽의 열팽창계수와 유리기판의 열팽창계수를 정합시키기 위함이다.

[1] 유리조성물의 분말의 제작방법

우선, 알카리토류금속으로서 Mg, Ca, Sr 및 Ba 중 적어도 1 종류를 선택한다. 이어서 인산 혹은 인산염 (예컨대, H₃PO₄나 (NH₄)₃PO₄·3H₂O 등) 과 산화아연 (ZnO) 과 SiO₂와 붕산 (H₃BO₃) 과 상기 알칼리토류금속의 염 (예컨대, CaCO₃나 CaSO₄등) 과 Al₂O₃의 각 분말을 산화물환산으로 P₂O₅: 5 몰% 이상이면서 35 몰% 미만, ZnO : 50 몰% 이상이면서 65 몰% 미만, SiO₂: 0.1 몰% 이상이면서 10 몰% 미만, B₂O₃: 0.1 몰% 이상이면서 10 몰% 미만, MgO, CaO, SrO 및 BaO 로 이루어지는 군에서 선택된 1 종 또는 2 종 이상의 알칼리토류금속의 산화물 : 1 몰% 이상이면서 20 몰% 미만, Al₂O₃: 0.1 몰% 이상이면서 10 몰% 미만의 비로 칭량한다.

이어서, 상기 각 분말을 볼 밀 등을 사용하여 0.5 ∼ 6 시간 혼합한 후, 이 혼합분말을 백금도가니 등에 투입하고, 대기중에서 900 ∼ 1200 ℃ 로 1 ∼ 6 시간 유지한 후에 급랭한다. 그리고 이 급랭물을 분쇄하고, 메시수가 200 메시 이상 (메시의 눈이 85 ㎛ 이하) 인 체를 사용하여 분급함으로써 유리조성물의 분말을 얻는다.

이 유리조성물의 분말의 입경은 0.1 ∼ 30 ㎛ 인 것이 바람직하다. 유리조성물의 분말의 입경을 0.1 ∼ 30 ㎛ 범위로 한정한 것은, 0.1 ㎛ 미만에서는 응집하기 쉬워서 그 취급이 번거로워지고, 30 ㎛ 를 넘으면 소정 형상으로 성형할 수 없게 되기 때문이다.

[2] 혼합체의 제작방법

상기 유리조성물의 분말과, 메시수가 200 메시 이상 (메시의 눈이 85 ㎛ 이상) 인 체를 사용하여 분급한 지르콘, 알루미나, 티타이나, 코디에라이트, 무라이트, β-유클립타이트, 스포듀멘, 아노사이트, 세르시안, 포르스테라이트 및 티탄산알루미늄으로 이루어지는 군에서 선택된 1 종 또는 2 종 이상의 세라믹분말 (세라믹 필러물의 분말) 을 볼 밀 등을 사용해서 1 ∼ 24 시간 혼합하여 혼합체를 얻는다.

상기 세라믹 필러물의 분말의 입경은 0.1 ∼ 30 ㎛ 인 것이 바람직하다. 세라믹 필러물의 분말의 입경을 0.1 ∼ 30 ㎛ 범위로 한정한 것은, 0.1 ㎛ 미만에서는 응집하기 쉬워서 취급이 번거로워지고, 30 ㎛ 를 넘으면 소정 형상으로 성형할 수 없게 되기 때문이다.

[3] 유리페이스트, 유리-세라믹 혼합 페이스트 및 그린시트의 제작방법

상기 유리조성물의 분말 또는 혼합체에 대해 에틸셀룰로오스나 아크릴수지 등의 고분자수지와 α-테르피네올이나 부틸카르비톨아세테이트 등의 용제를 첨가하여 3 개 롤 등으로 충분히 혼합반죽함으로써 페이스트를 얻는다.

그리고, 혼합체중의 세라믹 필러물의 분말은 유리조성물의 분말의 중량에 대하여 5 ∼ 30 중량% 범위인 것이 바람직하고, 또한 유리조성물의 분말의 용적에 대하여 30 용적% 이하인 것이 바람직하다. 세라믹 필러물의 분말이 30 중량% 이상이면서 30 용적% 이상이 되면, 소성하여 얻어진 절연체가 다공질로 되어 바람직하지 못하기 때문이다. 또한, 페이스트의 각 성분의 배합비는 유리조성물의 분말 및 세라믹 필러물이 70 ∼ 90 중량%, 고분자수지가 1 ∼ 5 중량%, 용제가 8 ∼ 25 중량% 인 것이 바람직하다. 또한, 이 페이스트를 사용하여 그린시트를 제작하여도 된다.

[4] 절연체의 제작방법

상기 유리조성물의 분말 또는 혼합체를 프레스성형법에 의해 소정 형상으로 성형하거나 혹은 상기 페이스트를 스크린인쇄법, 압출성형법, 사출성형법 등에 의해 소정 형상으로 성형한 후에 그 성형체를 건조·소성함으로써 절연체를 얻는다.

[5] 도전체 페이스트 또는 저항체 페이스트의 제작방법

상기 유리조성물의 분말 또는 혼합체에 대하여 도전체분말 또는 저항체분말과 고분자수지와 용제를 첨가하여 3 개 롤 등으로 충분히 혼합반죽함으로써 페이스트를 얻는다. 상기 도전체분말로서는 Ag, Ag-Pd, Ag-Pt, Au, Al 등이 사용되며, 저항체분말로서는 RuO₂, Pb₂Ru₂O_6.5, Ag-Pd 등이 사용되는 것이 바람직하다. 또한 고분자수지로서는 에틸셀룰로오스, 아크릴수지 등이 사용되고, 용제로서는 α-테르피네올, 부틸카르비톨아세테이트 등이 사용되는 것이 바람직하다.

그리고, 페이스트중의 각 성분의 배합비는 유리조성물의 분말 및 세라믹 필러물이 5 ∼ 45 중량%, 도전체분말 또는 저항체분말이 50 ∼ 90 중량%, 고분자수지가 1 ∼ 5 중량%, 용제가 4 ∼ 25 중량% 인 것이 바람직하다.

상기 페이스트를 스크린인쇄법 등에 의해 소정 형상으로 패터닝하고 건조·소성함으로써 도전체 후막 또는 저항체 후막을 얻는다.

이어서, 상기 유리-세라믹 혼합 페이스트를 사용하여 샌드블라스트법에 의해 FPD 용 격벽의 제작방법을 설명한다.

도 1 에 나타내는 바와 같이, 우선 유리기판 (10) 상에 상기 페이스트를 사용하여 스크린인쇄법에 의해 페이스트막 (11) 을 형성한다. 이어서, 이 페이스트막 (11) 을 갖는 유리기판 (10) 을 100 ∼ 200 ℃ 의 온도에서 10 ∼ 30 분간 건조시킨 후에 300 ∼ 400 ℃ 의 온도에서 0.5 ∼ 3 시간 임시소성을 실시한다. 이 임시소성을 실시한 페이스트막 (11) 표면에 라미네이터를 사용하여 감광성 드라이 필름 레지스트 (12) (이하, DFR 이라 함) 를 적층한 후에 DFR (12) 상에 필름마스크 (13) 를 두고 중심파장 254 ㎚ 의 자외선을 조사하여 노광을 실시한다. 이어서, 노광을 실시한 유리기판 (10) 에 대하여 농도가 0.1 ∼ 5 % 인 Na₂CO₃수용액을 분무하고 미노광부를 제거하여 현상을 실시한다. 이 현상을 실시하여 DFR 패턴층 (16) 을 갖는 유리기판 (10) 에 대하여 알루미나분말 등의 지립을 사용해서 샌드블라스트를 실시하여 DFR 패턴층 (16) 이 형성되어 있지 않은 부분의 페이스트막 (11) 을 제거함으로써, 유리기판 (10) 상에 세라믹 그린 리브 (18) 를 형성한다. 그리고, 온도 500 ∼ 600 ℃ 에서 0.1 ∼ 2 시간 소성함으로써 유리기판 (10) 상에 격벽 (14) 을 형성한다.

도 2 는 본 발명의 제 2 실시형태를 나타낸다 (후막 인쇄법에 의한 PDP 용 격벽의 제작방법).

이 실시형태에서는 유리기판 (10) 의 표면에 상기 페이스트를 후막 인쇄법에 의해 소정 패턴으로 위치맞춤을 하여 겹쳐 도포한 후에 건조시킴으로써, 유리기판 (10) 상에 페이스트막 (31) 을 형성한다. 이 공정을 다수회 반복하여 페이스트막 (31) 을 소정 높이로 형성한 후에 소성함으로써 유리기판 (10) 상에 소정 간격을 두고 격벽 (34) 을 형성한다.

그리고, 도시하지 않은 유리기판상에 상기 페이스트를 사용하여 스크린인쇄에 의해 기초막을 형성하며, 이 기판을 100 ∼ 200 ℃ 의 온도에서 10 ∼ 30 분간 건조시킨 후에 500 ∼ 600 ℃ 의 온도에서 0.5 ∼ 3 시간 소성함으로써 기판상에 백색절연층을 형성하여도 된다.

도 3 은 본 발명의 제 3 실시형태를 나타낸다 (AC 형 PDP 에 있어서의 배면패널의 제작방법).

우선, 유리기판 (10) 상에 Ag 등의 도전페이스트를 스크린인쇄법에 의해 소정 간격을 두고 50 ∼ 200 ㎛ 폭의 띠형상의 패턴을 형성하고, 온도 100 ∼ 200 ℃ 에서 10 ∼ 30 분간 건조시킨 후에 온도 500 ∼ 600 ℃ 에서 0.1 ∼ 1 시간 소성함으로써 유리기판 (10) 상에 어드레스전극 (51) 을 형성한다. 이 유리기판 (10) 상에 상기 제 1 실시형태에서제작된 페이스트를 사용하여 스크린인쇄법에 의해 페이스트막을 형성하고, 온도 100 ∼ 200 ℃ 에서 10 ∼ 30 분간 건조시킨 후에 온도 500 ∼ 600 ℃ 에서 0.5 ∼ 3 시간 소성함으로써 유리기판 (10) 상에 백색절연층 (52) 을 형성한다.

이어서, 이 유리기판 (10) 상에 상기 제 1 실시형태에서 제작된 페이스트를 사용하여 스크린인쇄법에 의해 페이스트막 (11) 을 형성하고, 온도 100 ∼ 200 ℃ 에서 10 ∼ 30 분간 건조시킨 후에 온도 300 ∼ 400 ℃ 에서 0.5 ∼ 3 시간 임시소성한다. 이 임시소성한 페이스트막 (11) 표면에 라미네이터를 사용하여 DFR12 를 적층한 후에 DFR12 상에 필름마스크 (13) 를 두고 중심파장 254 ㎚ 의 자외선을 조사하여 노광을 실시한다. 이어서, 노광을 실시한 유리기판 (10) 에 대하여 농도가 0.1 ∼ 5 % 인 Na₂CO₃수용액을 분무하고 미노광부를 제거하여 현상을 실시한다. 이 현상을 실시하여 DFR 패턴층 (16) 을 갖는 유리기판 (10) 에 대하여 알루미나분말 등의 지립을 사용해서 샌드블라스트를 실시하여 DFR 패턴층 (16) 이 형성되어 있지 않은 부분의 페이스트막 (11) 을 제거함으로써, 유리기판 (10) 상에 백색절연층 (52) 을 통해 세라믹 그린 리브 (18) 를 형성한다.

이 유리기판 (10) 을 온도 500 ∼ 600 ℃ 에서 0.1 ∼ 2 시간 소성함으로써, 유리기판 (10) 상에 백색절연층 (52) 을 통해 격벽 (14) 을 형성한다. 그리고, 격벽 (14) 사이의 셀 (17) 내면에 도시하지 않은 자외선에 의해 적색, 녹색 또는 청색을 발광하는 형광체분말로 이루어지는 페이스트를 사용하여 각각 스크린인쇄법에 의해 떨어뜨려 인쇄를 실시하여 온도 100 ∼ 200 ℃ 에서 10 ∼ 30 분간 건조시킨 후에 온도 450 ∼ 550 ℃ 에서 0.1 ∼ 2 시간 소성함으로써 AC 형 PDP 용 배면판 (50) 을 얻는다.

도 4 및 도 5 는 본 발명의 제 4 실시형태를 나타낸다 (빗살을 갖는 블레이드에 의한 PDP 용 격벽의 제작방법).

우선, 유리기판 (10) 의 표면에 제 1 실시형태의 페이스트를 도포하여 형성된 페이스트막 (71) 에 대하여 빗살 (72b) 을 갖는 블레이드 (72) 의 에지 (72a) 를 유리기판 (10) 표면에 접촉시킨 상태에서 블레이드 (72) 또는 유리기판 (10) 을 일정방향으로 이동함으로써 유리기판 (10) 표면에 세라믹 캐필러리 리브 (73) 를 형성한다. 구체적으로는 블레이드 (72) 의 에지 (72a) 를 페이스트막으로 찔러서 유리기판 (10) 표면에 접촉시킨 상태에서 유리기판 (10) 을 고정하여 도 4 의 실선 화살표로 나타내는 바와 같이 블레이드 (72) 를 일정방향으로 이동하거나 또는 블레이드 (72) 를 고정하여 도 4 의 파선 화살표로 나타내는 바와 같이 유리기판 (10) 을 일정방향으로 이동시킴으로써 세라믹 캐필러러 리브 (73) 를 형성한다.

상기 블레이드 (72) 에는 복수의 빗살 (72b) 이 등간격으로 또한 동일방향으로 형성된다. 이 블레이드 (72) 는 페이스트와의 반응이나 페이스트에 용해되는 일이 없는 금속, 세라믹 또는 플라스틱 등으로 만들어지며, 특히 치수정밀도, 내구성의 관점에서 세라믹 혹은 Fe, Ni, Co 기의 합금이 바람직하다. 각각의 빗살 (72b) 사이의 틈은 이 블레이드 (72) 에 의해 형성되는 세라믹 캐필러리 리브 (73) 의 단면형상에 상응하여 형성된다.

블레이드 (72) 또는 유리기판 (10) 의 이동에 의해 유리기판 (10) 표면에 도포된 페이스트중 블레이드 (72) 의 빗살 (72b) 에 대응하는 개소는 빗살 (72b) 사이의 틈으로 이동하거나 혹은 쓸어내져서 빗살 (72b) 사이의 틈에 위치하는 페이스트만이 유리기판 (10) 상에 잔존하여 유리기판 (10) 표면에 세라믹 캐필러리 리브 (73) 가 형성된다. 빗살의 홈의 깊이가 페이스트막 (71) 의 두께보다 큰 경우에는 블레이드 (72) 또는 유리기판 (10) 을 이동할 때에 쓸어내진 페이스트가 홈으로 들어가서 페이스트막 (71) 의 두께 이상의 높이를 갖는 세라믹 캐필러리 리브 (73) 를 형성할 수 있다.

이와 같이 형성된 세라믹 캐필러리 리브 (73) 는 그 후 건조되어 세라믹 그린 리브 (도시생략) 로 되며, 탈바인더로 더욱 가열되고, 계속해서 소성함으로써 도 5 에 나타내는 격벽 (74) 으로 된다. 이 때의 소성온도는 600 ℃ 미만으로서, 유리기판 (10) 으로 소다석회유리를 사용한 경우의 이 유리기판 (10) 의 연화점 (735 ℃) 보다 100 ℃ 이상 낮기 때문에 (유리의 연화점은 소성온도에서 약 100 ℃ 를 뺀 온도이다.), 유리기판 (10) 은 연화되지 않아 유리기판 (10) 에 휨 등은 발생하지 않는다. 또한, 상기 격벽 (74) 의 열팽창계수는 65 ∼ 87 ×10^-7/℃ 로 상기 유리기판 (10) 의 열팽창계수 (85 ×10^-7/℃) 와 거의 동일해지고, 상기 유리조성물에 밀도가 큰 Pb 성분을 함유하지 않으며, 세라믹 캐필러리 리브 (73) 의 중량을 경감시킬 수 있기 때문에 유리기판 (10) 의 휨을 더욱 억제할 수 있다.

또한 유리성분에 V₂O₅를 함유하지 않기 때문에, 백색의 반사율이 높은 격벽 (74) 을 얻을 수 있고, 상기 격벽 (74) 의 비유전율이 4 ∼ 7 정도로 비교적 작기 때문에, 전기신호가 근처의 배선으로 누설되는 일이 없으므로 화상에 크로스토크가 발생하지 않는다. 그리고, 유리조성물로의 세라믹 필러물의 첨가량은 비교적 소량이어도 되므로 소성후의 격벽 (74) 의 강도나 방전특성이 저하되는 일도 없다.

도 6 및 도 7 은 본 발명의 제 5 실시형태를 나타낸다 (빗살을 갖는 블레이드에 의한 PDP 용 격벽 및 PDP 용 절연층의 제작방법).

이 실시형태에서는 유리기판 (10) 의 표면에 상기 페이스트를 도포하여 형성된 페이스트막 (71) 에 대하여 빗살 (72b) 을 갖는 블레이드 (72) 의 에지 (72a) 를 유리기판 (10) 표면에서 소정 높이 부상한 상태로 블레이드 (72) 또는 유리기판 (10) 을 일정방향으로 이동함으로써, 유리기판 (10) 표면에 세라믹 캐필러리층 (91) 이 형성되며, 이 세라믹 캐필러리층 (91) 상에 세라믹 캐필러리 리브 (92) 가 형성된다 (도 6). 상기 세라믹 캐필러리층 (91) 및 세라믹 캐필러리 리브 (92) 는 건조되어 세라믹 그린층 및 세라믹 그린 리브로 되며, 탈바인더로 더욱 가열되고, 계속해서 소성됨으로써 도 7 에 나타내는 유리기판 (10) 상에 형성된 절연층 (93) 과, 이 절연층 (93) 상에 형성된 격벽 (94) 으로 된다.

그리고, 상기 제 1 ∼ 제 5 실시형태에서는 본 발명의 페이스트에 의해 PDP 용 격벽 및 PDP 용 절연층을 형성하였으나, PALC 용 격벽 및 PALC 용 절연층을 형성하여도 된다.

이어서, 본 발명의 제 6 실시형태를 설명한다.

유전체용 유리조성물은 유리성분으로서 12 atom% 이상이면서 26 atom% 미만인 P 와, 3 atom% 이상이면서 17 atom% 미만인 Zn 과, 0.01 atom% 이상이면서 3 atom% 미만인 Si 와, 0.01 atom% 이상이면서 5 atom% 미만인 B 와, 0 atom% 이상이면서 13 atom% 미만인 Mg, Ca, Sr 및 Ba 로 이루어지는 군에서 선택된 1 종 또는 2 종 이상의 알칼리토류금속과, 0.01 atom% 이상이면서 5 atom% 미만인 Al 과, 55 atom% 이상이면서 65 atom% 미만인 O 를 함유하는 것이다. 이들 각 원소를 산화물환산하여 표시하면, 30 몰% 이상이면서 70 몰% 미만인 P₂O₅와, 20 몰% 이상이면서 60 몰% 미만인 ZnO 와, 0.1 몰% 이상이면서 10 몰% 미만인 SiO₂와, 0.1 몰% 이상이면서 20 몰% 미만인 B₂O₃와, 1 몰% 이상이면서 40 몰% 미만인 MgO, CaO, SrO 및 BaO 로 이루어지는 군에서 선택된 1 종 또는 2 종 이상의 알칼리토류금속의 산화물과, 0.1 몰% 이상이면서 10 몰% 미만인 Al₂O₃를 함유하는 것으로 된다.

P₂O₅를 30 몰% 이상이면서 70 몰% 미만으로 한정한 것은, 30 몰% 미만에서는 유리화되지 않고, 70 몰% 를 넘으면 내수성이 열화되기 때문이다. 그리고, 상기 P₂O₅는 45 몰% 이상이면서 70 몰% 미만인 것이 더욱 바람직하다.

또한, ZnO 를 20 몰% 이상이면서 60 몰% 미만으로 한정한 것은, 20 몰% 미만에서는 열팽창계수가 커지고, 60 몰% 를 넘으면 유리화되지 않기 때문이며, 이 ZnO 는 50 ∼ 60 몰% 인 것이 더욱 바람직하다.

또한, B₂O₃를 0.1 몰% 이상이면서 20 몰% 미만으로 한정한 것은, 0.1 몰% 미만에서는 연화점이 높아지고, 20 몰% 를 넘으면 P₂O₅와 복합산화물을 구성하여 연화점이 높아지기 때문이며, 이 B₂O₃는 10 ∼ 20 몰% 인 것이 더욱 바람직하다.

MgO, CaO, SrO 및 BaO 로 이루어지는 군에서 선택된 1 종 또는 2 종 이상의 알칼리토류금속의 산화물을 1 몰% 이상이면서 40 몰% 미만으로 한정한 것은, 1 몰% 미만에서는 연화점이 높은 문제점이 있고, 40 몰% 를 넘으면 유리로 되지 않는 문제점이 있기 때문이며, 이 산화물은 20 ∼ 40 몰% 인 것이 더욱 바람직하다.

[1] 유리조성물의 분말의 제작방법

우선, 알카리토류금속으로서 Mg, Ca, Sr 및 Ba 중 적어도 1 종류를 선택한다. 이어서 인산 혹은 인산염 (예컨대, H₃PO₄나 (NH₄)₃PO₄·3H₂O 등) 과 산화아연 (ZnO) 과 SiO₂와 붕산 (H₃BO₃) 과 상기 알칼리토류금속의 염 (예컨대, CaCO₃나 CaSO₄등) 과 Al₂O₃의 각 분말을 산화물환산으로 P₂O₅: 30 몰% 이상이면서 70 몰% 미만, ZnO : 20 몰% 이상이면서 60 몰% 미만, SiO₂: 0.1 몰% 이상이면서 10 몰% 미만, B₂O₃: 0.1 몰% 이상이면서 20 몰% 미만, MgO, CaO, SrO 및 BaO 로 이루어지는 군에서 선택된 1 종 또는 2 종 이상의 알칼리토류금속의 산화물 : 1 몰% 이상이면서 40 몰% 미만, Al₂O₃: 0.1 몰% 이상이면서 10 몰% 미만의 비로 칭량한다.

이어서, 상기 각 분말을 볼 밀 등을 사용하여 0.5 ∼ 6 시간 혼합한 후, 이 혼합분말을 백금도가니 등에 투입하고, 대기중에서 900 ∼ 1200 ℃ 로 1 ∼ 6 시간 유지한 후에 급랭한다. 그리고, 이 급랭물을 분쇄하고, 메시수가 200 메시 이상 (메시의 눈이 85 ㎛ 이하) 인 체를 사용하여 분급함으로써 유리조성물의 분말을 얻는다.

[2] 유리페이스트 및 그린시트의 제작방법

상기 유리조성물의 분말에 대하여 에틸셀룰로오스나 아크릴수지 등의 고분자수지와 α-테르피네올이나 부틸카르비톨아세테이트 등의 용제를 첨가하여 3 개 롤 등으로 충분히 혼합반죽함으로써 페이스트를 얻는다. 페이스트의 각 성분의 배합비는 유리조성물의 분말이 70 ∼ 90 중량%, 고분자수지가 1 ∼ 5 중량%, 용제가 8 ∼ 25 중량% 인 것이 바람직하다. 또한, 이 페이스트를 사용하여 그린시트를 제작하여도 된다.

[3] 유전체의 제작방법

상기 유리조성물의 분말을 프레스성형법에 의해 소정 형상으로 성형하거나 혹은 상기 페이스트를 스크린인쇄법, 압출성형법, 사출성형법 등에 의해 소정 형상으로 성형한 후에 그 성형체를 건조·소성함으로써 유전체를 얻는다.

[4] 유전체 페이스트의 제작방법

상기 유리조성물의 분말에 대하여 유전체분말과 고분자수지와 용제를 첨가하여 3 개 롤 등으로 충분히 혼합반죽함으로써 페이스트를 얻는다. 상기 유전체분말로서는 BaTiO₃, (Ba,Sr)TiO₃등이 사용되는 것이 바람직하다. 또한 고분자수지로서는 에틸셀룰로오스, 아크릴수지 등이 사용되고, 용제로서는 α-테르피네올, 부틸카르비톨아세테이트 등이 사용되는 것이 바람직하다.

그리고, 페이스트중의 각 성분의 배합비는 유리조성물의 분말이 5 ∼ 45 중량%, 유전체분말이 50 ∼ 90 중량%, 고분자수지가 1 ∼ 5 중량%, 용제가 4 ∼ 25 중량% 인 것이 바람직하다.

상기 페이스트를 스크린인쇄법 등에 의해 소정 형상으로 패터닝하고 건조·소성함으로써 유전체 후막을 얻는다.

[5] 유리조성물을 사용한 전면패널의 유전체층의 제작방법.

도 8 에 나타내는 바와 같이 우선 유리기판 (110) 에 ITO 등의 투명전극을 스패터법에 의해 50 ∼ 200 ㎛ 폭의 띠형상의 패턴을 형성하며, 이 투명전극상에 Ag 등의 도전페이스트를 스크린인쇄법에 의해 패턴을 형성한다. 그 후, 온도 100 ∼ 200 ℃ 에서 10 ∼ 30 분간 건조시킨 후에 온도 500 ∼ 600 ℃ 에서 0.1 ∼ 1 시간 소성함으로써 유리기판 (110) 에 패스전극 (111) 을 형성한다. 그 후에 이 유리기판 (110) 에 유리페이스트를 사용하여 스크린인쇄법에 의해 페이스트막을 형성하고, 온도 100 ∼ 150 ℃ 에서 10 ∼ 30 분간 건조시킨 후에 온도 500 ∼ 600 ℃ 에서 0.5 ∼ 3 시간 소성함으로써 유리기판 (110) 상에 투명유전체층 (112) 을 형성한다. 이 투명유전체층 (112) 을 형성한 기판 (110) 에 증착법 등에 의해 MgO 막 (113) 을 형성하여 AC 형 PDP 용 전면패널 (100) 을 얻는다.

(실시예)

이어서, 본 발명의 격벽 또는 절연층용 페이스트에 있어서의 실시예를 비교예와 함께 상세하게 설명한다.

〈실시예 1〉

P₂O₅를 20 몰%, ZnO 를 60 몰%, SiO₂를 2 몰%, B₂O₃를 5 몰%, MgO 를 8 몰%, Al₂O₃를 5 몰% 함유하는 유리분말 (유리조성물) 을 80 중량% 준비하고, 세라믹 필러물로서 평균입경 1.8 ㎛ 의 알루미나분말을 20 중량% 준비하여 양자를 충분히 혼합한다. 상기 유리분말은 구체적으로 P₂O₅로서 (NH₄)₃PO₄·3H₂O 를, ZnO, SiO₂및 Al₂O₃는 그대로, MgO 로서 MgCO₃를 각각 소정 성분이 되도록 혼합하고, 대기중에서 1150 ℃ 에서 30 분간 융해하여 카본판상으로 흘려내보내서 고화한 후에 분쇄하여 (평균입경 3 ∼ 5 ㎛) 얻는다. 이 혼합분말과 유기바인더인 에틸셀룰로오스와 용매인 α-테르피네올을 중량비로 10/1/4 의 비율로 배합하고 충분히 혼합반죽하여 페이스트를 얻는다. 이와 같이 하여 얻어진 격벽 또는 절연층용 페이스트를 실시예 1 로 한다.

그리고, 이하의 실시예 2 ∼ 23 및 비교예 1 ∼ 12 의 유리분말도 상기한 바와 마찬가지로 P₂O₅로서 (NH₄)₃PO₄·3H₂O 를, ZnO, SiO₂및 Al₂O₃는 그대로, 알칼리토류금속의 산화물인 MgO, CaO, SrO 또는 BaO 로서 MgCO₃, CaCO₃, SrCO₃또는 BaCO₃를 각각 소정 성분이 되도록 혼합하고, 대기중에서 1150 ℃ 에서 30 분간 융해하여 카본판상으로 흘려내보내서 고화한 후에 분쇄하여 (평균입경 3 ∼ 5 ㎛) 얻는다.

〈실시예 2〉

유리분말이 실시예 1 의 MgO 대신에 CaO 를 8 몰% 함유하는 것을 제외하고는 실시예 1 과 동일한 방법으로 페이스트를 제작한다. 이 격벽 또는 절연층용 페이스트를 실시예 2 로 한다.

〈실시예 3〉

유리분말이 실시예 1 의 MgO 대신에 SrO 를 8 몰% 함유하는 것을 제외하고는 실시예 1 과 동일한 방법으로 페이스트를 제작한다. 이 격벽 또는 절연층용 페이스트를 실시예 3 으로 한다.

〈실시예 4〉

유리분말이 실시예 1 의 MgO 대신에 BaO 를 8 몰% 함유하는 것을 제외하고는 실시예 1 과 동일한 방법으로 페이스트를 제작한다. 이 격벽 또는 절연층용 페이스트를 실시예 4 로 한다.

〈실시예 5〉

유리분말이 P₂O₅를 20 몰%, ZnO 를 60 몰%, SiO₂를 2 몰%, B₂O₃를 9.9 몰%, SrO 를 8 몰%, Al₂O₃를 0.1 몰% 함유하는 것을 제외하고는 실시예 1 과 동일한 방법으로 격벽 또는 절연층용 페이스트를 제작한다. 이 페이스트를 실시예 5 로 한다.

〈실시예 6〉

유리분말이 P₂O₅를 20 몰%, ZnO 를 60 몰%, SiO₂를 2 몰%, B₂O₃를 0.1 몰%, SrO 를 8 몰%, Al₂O₃를 9.9 몰% 함유하는 것을 제외하고는 실시예 1 과 동일한 방법으로 페이스트를 제작한다. 이 격벽 또는 절연층용 페이스트를 실시예 6 으로 한다.

〈실시예 7〉

유리분말이 P₂O₅를 21.9 몰%, ZnO 를 60 몰%, SiO₂를 0.1 몰%, B₂O₃를 5 몰%, SrO 를 8 몰%, Al₂O₃를 5 몰% 함유하는 것을 제외하고는 실시예 1 과 동일한 방법으로 페이스트를 제작한다. 이 격벽 또는 절연층용 페이스트를 실시예 7 로 한다.

〈실시예 8〉

유리분말이 P₂O₅를 20 몰%, ZnO 를 52.1 몰%, SiO₂를 9.9 몰%, B₂O₃를 5 몰%, SrO 를 8 몰%, Al₂O₃를 5 몰% 함유하는 것을 제외하고는 실시예 1 과 동일한 방법으로 페이스트를 제작한다. 이 격벽 또는 절연층용 페이스트를 실시예 8 로 한다.

〈실시예 9〉

유리분말이 P₂O₅를 24.5 몰%, ZnO 를 50 몰%, SiO₂를 8 몰%, B₂O₃를 4.5 몰%, SrO 를 8 몰%, Al₂O₃를 5 몰% 함유하는 것을 제외하고는 실시예 1 과 동일한 방법으로 페이스트를 제작한다. 이 격벽 또는 절연층용 페이스트를 실시예 9 로 한다.

〈실시예 10〉

유리분말이 P₂O₅를 20 몰%, ZnO 를 64.9 몰%, SiO₂를 2 몰%, B₂O₃를 5 몰%, SrO 를 8 몰%, Al₂O₃를 5 몰% 함유하는 것을 제외하고는 실시예 1 과 동일한 방법으로 페이스트를 제작한다. 이 격벽 또는 절연층용 페이스트를 실시예 10 으로 한다.

〈실시예 11〉

유리분말이 P₂O₅를 5 몰%, ZnO 를 64.9 몰%, SiO₂를 9.1 몰%, B₂O₃를 8 몰%, SrO 를 8 몰%, Al₂O₃를 5 몰% 함유하는 것을 제외하고는 실시예 1 과 동일한 방법으로 페이스트를 제작한다. 이 격벽 또는 절연층용 페이스트를 실시예 11 로 한다.

〈실시예 12〉

유리분말이 P₂O₅를 34.9 몰%, ZnO 를 50 몰%, SiO₂를 2.1 몰%, B₂O₃를 0.1 몰%, SrO 를 8 몰%, Al₂O₃를 4.9 몰% 함유하는 것을 제외하고는 실시예 1 과 동일한 방법으로 페이스트를 제작한다. 이 격벽 또는 절연층용 페이스트를 실시예 12 로 한다.

〈실시예 13〉

B₂O₃를 30 몰%, ZnO 를 20 몰%, BaO 를 5 몰%, SrO 를 5 몰%, MgO 를 20 몰%, BaF₂를 20 몰% 함유하는 유리분말을 60 중량% 준비한 것을 제외하고는 실시예 12 와 동일한 방법으로 페이스트를 제작한다. 이 격벽 또는 절연층용 페이스트를 실시예 13 으로 한다.

〈실시예 14〉

P₂O₅를 20 몰%, ZnO 를 60 몰%, SiO₂를 2 몰%, B₂O₃를 5 몰%, MgO 를 4 몰%, CaO 를 4 몰%, Al₂O₃를 5 몰% 함유하는 유리분말을 70 중량% 준비하고, 세라믹 필러물로서 평균입경 4.4 ㎛ 의 티타니아분말을 30 중량% 준비하여 양자를 충분히 혼합한다. 상기한 것 이외에는 실시예 1 과 동일한 방법으로 페이스트를 제작한다. 이 격벽 또는 절연층용 페이스트를 실시예 14 로 한다.

〈실시예 15〉

P₂O₅를 20 몰%, ZnO 를 60 몰%, SiO₂를 2 몰%, B₂O₃를 5 몰%, MgO 를 4 몰%, CaO 를 4 몰%, SrO 를 2 몰%, BaO 를 2 몰%, Al₂O₃를 5 몰% 함유하는 유리분말을 70 중량% 준비한 것을 제외하고는 실시예 13 과 동일한 방법으로 페이스트를 제작한다. 이 격벽 또는 절연층용 페이스트를 실시예 15 로 한다.

〈실시예 16〉

P₂O₅를 20 몰%, ZnO 를 60 몰%, SiO₂를 2 몰%, B₂O₃를 5 몰%, SrO 를 8 몰%, Al₂O₃를 5 몰% 함유하는 유리분말을 70 중량% 준비하고, 세라믹 필러물로서 평균입경 4.3 ㎛ 의 지르콘분말을 20 중량% 준비하여 양자를 충분히 혼합한다. 상기한 것 이외에는 실시예 1 과 동일한 방법으로 페이스트를 제작한다. 이 격벽 또는 절연층용 페이스트를 실시예 16 으로 한다.

〈실시예 17〉

P₂O₅를 20 몰%, ZnO 를 60 몰%, SiO₂를 2 몰%, B₂O₃를 5 몰%, SrO 를 8 몰%, Al₂O₃를 5 몰% 함유하는 유리분말을 80 중량% 준비하고, 세라믹 필러물로서 평균입경 4.9 ㎛ 의 코디에라이트분말을 20 중량% 준비하여 양자를 충분히 혼합한다. 상기한 것 이외에는 실시예 1 과 동일한 방법으로 페이스트를 제작한다. 이 격벽 또는 절연층용 페이스트를 실시예 17 로 한다.

〈실시예 18〉

P₂O₅를 20 몰%, ZnO 를 60 몰%, SiO₂를 2 몰%, B₂O₃를 5 몰%, SrO 를 8 몰%, Al₂O₃를 5 몰% 함유하는 유리분말을 80 중량% 준비하고, 세라믹 필러물로서 평균입경 2.6 ㎛ 의 β-유클립타이트분말을 20 중량% 준비하여 양자를 충분히 혼합한다. 상기한 것 이외에는 실시예 1 과 동일한 방법으로 페이스트를 제작한다. 이 격벽 또는 절연층용 페이스트를 실시예 18 로 한다.

〈실시예 19〉

P₂O₅를 20 몰%, ZnO 를 60 몰%, SiO₂를 2 몰%, B₂O₃를 5 몰%, SrO 를 8 몰%, Al₂O₃를 5 몰% 함유하는 유리분말을 80 중량% 준비하고, 세라믹 필러물로서 평균입경 2.9 ㎛ 의 β-스포듀멘분말을 20 중량% 준비하여 양자를 충분히 혼합한다. 상기한 것 이외에는 실시예 1 과 동일한 방법으로 페이스트를 제작한다. 이 격벽 또는 절연층용 페이스트를 실시예 19 로 한다.

〈실시예 20〉

P₂O₅를 20 몰%, ZnO 를 60 몰%, SiO₂를 2 몰%, B₂O₃를 5 몰%, SrO 를 8 몰%, Al₂O₃를 5 몰% 함유하는 유리분말을 70 중량% 준비하고, 세라믹 필러물로서 평균입경 4.5 ㎛ 의 아노사이트분말을 30 중량% 준비하여 양자를 충분히 혼합한다. 상기한 것 이외에는 실시예 1 과 동일한 방법으로 페이스트를 제작한다. 이 격벽 또는 절연층용 페이스트를 실시예 20 으로 한다.

〈실시예 21〉

P₂O₅를 20 몰%, ZnO 를 60 몰%, SiO₂를 2 몰%, B₂O₃를 5 몰%, SrO 를 8 몰%, Al₂O₃를 5 몰% 함유하는 유리분말을 70 중량% 준비하고, 세라믹 필러물로서 평균입경 4.0 ㎛ 의 세르시안분말을 30 중량% 준비하여 양자를 충분히 혼합한다. 상기한 것 이외에는 실시예 1 과 동일한 방법으로 페이스트를 제작한다. 이 격벽 또는 절연층용 페이스트를 실시예 21 로 한다.

〈실시예 22〉

P₂O₅를 20 몰%, ZnO 를 60 몰%, SiO₂를 2 몰%, B₂O₃를 5 몰%, SrO 를 8 몰%, Al₂O₃를 5 몰% 함유하는 유리분말을 70 중량% 준비하고, 세라믹 필러물로서 평균입경 2.9 ㎛ 의 포르스테라이트분말을 30 중량% 준비하여 양자를 충분히 혼합한다. 상기한 것 이외에는 실시예 1 과 동일한 방법으로 페이스트를 제작한다. 이 격벽 또는 절연층용 페이스트를 실시예 22 로 한다.

〈실시예 23〉

P₂O₅를 20 몰%, ZnO 를 60 몰%, SiO₂를 2 몰%, B₂O₃를 5 몰%, SrO 를 8 몰%, Al₂O₃를 5 몰% 함유하는 유리분말을 70 중량% 준비하고, 세라믹 필러물로서 평균입경 3.8 ㎛ 의 티탄산알루미늄분말을 30 중량% 준비하여 양자를 충분히 혼합한다. 상기한 것 이외에는 실시예 1 과 동일한 방법으로 페이스트를 제작한다. 이 격벽 또는 절연층용 페이스트를 실시예 23 으로 한다.

〈비교예 1〉

유리분말이 P₂O₅를 10 몰%, ZnO 를 55 몰%, SiO₂를 2 몰%, B₂O₃를 5 몰%, SrO 를 20 몰%, Al₂O₃를 8 몰% 함유하는 것을 제외하고는 실시예 1 과 동일한 방법으로 페이스트를 제작한다. 이 격벽 또는 절연층용 페이스트를 비교예 1 로 한다.

〈비교예 2〉

유리분말이 P₂O₅를 20 몰%, ZnO 를 60 몰%, SiO₂를 7 몰%, B₂O₃를 5 몰%, Al₂O₃를 8 몰% 함유하는 것을 제외하고는 실시예 1 과 동일한 방법으로 페이스트를 제작한다. 이 격벽 또는 절연층용 페이스트를 비교예 2 로 한다.

〈비교예 3〉

유리분말이 P₂O₅를 20 몰%, ZnO 를 62 몰%, SiO₂를 5 몰%, B₂O₃를 5 몰%, SrO 를 8 몰% 함유하는 것을 제외하고는 실시예 1 과 동일한 방법으로 페이스트를 제작한다. 이 격벽 또는 절연층용 페이스트를 비교예 3 으로 한다.

〈비교예 4〉

유리분말이 P₂O₅를 18 몰%, ZnO 를 52 몰%, SiO₂를 2 몰%, B₂O₃를 5 몰%, SrO 를 8 몰%, Al₂O₃를 15 몰% 함유하는 것을 제외하고는 실시예 1 과 동일한 방법으로 페이스트를 제작한다. 이 격벽 또는 절연층용 페이스트를 비교예 4 로 한다.

〈비교예 5〉

유리분말이 P₂O₅를 20 몰%, ZnO 를 60 몰%, SiO₂를 2 몰%, SrO 를 13 몰%, Al₂O₃를 5 몰% 함유하는 것을 제외하고는 실시예 1 과 동일한 방법으로 페이스트를 제작한다. 이 격벽 또는 절연층용 페이스트를 비교예 5 로 한다.

〈비교예 6〉

유리분말이 P₂O₅를 15 몰%, ZnO 를 55 몰%, SiO₂를 2 몰%, B₂O₃를 15 몰%, SrO 를 8 몰%, Al₂O₃를 5 몰% 함유하는 것을 제외하고는 실시예 1 과 동일한 방법으로 페이스트를 제작한다. 이 격벽 또는 절연층용 페이스트를 비교예 6 으로 한다.

〈비교예 7〉

유리분말이 P₂O₅를 15 몰%, ZnO 를 55 몰%, SiO₂를 15 몰%, SrO 를 8 몰%, Al₂O₃를 5 몰% 함유하는 것을 제외하고는 실시예 1 과 동일한 방법으로 페이스트를 제작한다. 이 격벽 또는 절연층용 페이스트를 비교예 7 로 한다.

〈비교예 8〉

유리분말이 P₂O₅를 15 몰%, ZnO 를 55 몰%, SiO₂를 15 몰%, B₂O₃를 5 몰%, SrO 를 5 몰%, Al₂O₃를 5 몰% 함유하는 것을 제외하고는 실시예 1 과 동일한 방법으로 페이스트를 제작한다. 이 격벽 또는 절연층용 페이스트를 비교예 8 로 한다.

〈비교예 9〉

유리분말이 P₂O₅를 24 몰%, ZnO 를 45 몰%, SiO₂를 7 몰%, B₂O₃를 8 몰%, SrO 를 8 몰%, Al₂O₃를 8 몰% 함유하는 것을 제외하고는 실시예 1 과 동일한 방법으로 페이스트를 제작한다. 이 격벽 또는 절연층용 페이스트를 비교예 9 로 한다.

〈비교예 10〉

유리분말이 P₂O₅를 10 몰%, ZnO 를 70 몰%, SiO₂를 2 몰%, B₂O₃를 5 몰%, SrO 를 8 몰%, Al₂O₃를 5 몰% 함유하는 것을 제외하고는 실시예 1 과 동일한 방법으로 페이스트를 제작한다. 이 격벽 또는 절연층용 페이스트를 비교예 10 으로 한다.

〈비교예 11〉

유리분말이 P₂O₅를 2 몰%, ZnO 를 64 몰%, SiO₂를 9 몰%, B₂O₃를 9 몰%, SrO 를 8 몰%, Al₂O₃를 8 몰% 함유하는 것을 제외하고는 실시예 1 과 동일한 방법으로 페이스트를 제작한다. 이 격벽 또는 절연층용 페이스트를 비교예 11 로 한다.

〈비교예 12〉

유리분말이 P₂O₅를 35 몰%, ZnO 를 50 몰%, SiO₂를 2 몰%, B₂O₃를 3 몰%, SrO 를 8 몰%, Al₂O₃를 2 몰% 함유하는 것을 제외하고는 실시예 1 과 동일한 방법으로 페이스트를 제작한다. 이 격벽 또는 절연층용 페이스트를 비교예 12 로 한다.

〈비교시험 및 평가〉

실시예 1 ∼ 23 및 비교예 1 ∼ 12 의 페이스트에 함유되는 유리조성물의 성분 및 각 성분의 혼합비율을「몰%」로 표시한 것을 표 1 에 나타내고,「atom%」로 표시한 것을 표 2 에 나타낸다. 또한, 세라믹 필러물의 성분 및 첨가량 (중량%) 을 표 1 및 표 2 에 각각 함께 나타낸다.

상기 실시예 1 ∼ 23 및 비교예 1 ∼ 12 의 페이스트를 세로 ×가로가 각각 25 ㎜ ×25 ㎜ 인 패턴으로 유리기판상에 인쇄하여 150 ℃ 에서 10 분간 건조시킨 후에 여러 가지 소성온도로 소성하고, 유리기판과의 밀착성이 양호하며 가장 낮은 소성온도를 그 유리조성물 및 세라믹 필러물 (유리/세라믹) 의 페이스트의 소성온도로 한다.

또한, 5 ㎜ ×5 ㎜ ×20 ㎜ 의 캐버티에 상기 페이스트를 흘려넣어 상기 소성온도에서 소성하고, 소성후에 형성된 유리판의 열팽창계수 (×10^-7/℃) 및 반사율 (%) 을 각각 측정한다. 상기 반사율은 유리기판상에서 소성된 유리/세라믹막의 가시광 (380 ∼ 800 ㎚) 의 반사율을 측정한다. 상기 소성온도, 열팽창계수 및 반사율을 표 3 에 나타낸다.

표 3 에서 알 수 있는 바와 같이 실시예 1 ∼ 23 에서는 소성온도가 600 ℃ 미만으로 낮음에 비하여 비교예 2, 4, 5, 8, 9 및 11 에서는 소성온도가 600 ℃ 이상으로 높고, 비교예 1, 6 및 10 에서는 소정 유리성분으로 유리화를 할 수 없었다. 그리고, 비교예 3 에서는 유리가 조해성을 나타냈다.

또한, 실시예 1 ∼ 23 에서는 열팽창계수가 (77 ∼ 87) ×10^-7/℃ 였음에 비하여 비교예 7 및 12 에서는 열팽창계수가 101 ×10^-7/℃ 및 120 ×10^-7/℃ 로 높았다. 실시예 1 ∼ 23 의 열팽창계수는 PDP 의 유리기판 (소다석회유리) 의 열팽창계수 (85 ×10^-7/℃) 와 거의 동일했다. 그리고, 실시예 1 ∼ 23 에서는 반사율이 78 ∼ 85 % 로 매우 높았다.

이어서, 본 발명의 유전체용 페이스트에 있어서의 실시예를 비교예와 함께 상세하게 설명한다.

〈실시예 24〉

P₂O₅를 35 몰%, ZnO 를 35 몰%, SiO₂를 2 몰%, B₂O₃를 3 몰%, MgO 를 20 몰%, Al₂O₃를 5 몰% 함유하는 원료분말을 준비하여 유발에서 충분히 혼합한다. 상기 원료분말은 구체적으로 P₂O₅로서 (NH₄)₃PO₄·3H₂O 를, ZnO, SiO₂및 Al₂O₃는 그대로, MgO 로서 MgCO₃를 각각 소정 성분이 되도록 혼합하고, 대기중에서 1150 ℃ 에서 30 분간 융해하여 카본판상으로 흘려내보내서 고화한 후에 분쇄하여 (평균입경 3 ∼ 5 ㎛) 얻는다. 이 혼합분말과 유기바인더인 에틸셀룰로오스와 용매인 α-테르피네올을 중량비로 10/1/4 의 비율로 배합하고 충분히 혼합반죽하여 페이스트를 얻는다. 이와 같이 하여 얻어진 유전체용 페이스트를 실시예 24 로 한다.

그리고, 이하의 실시예 25 ∼ 38 및 비교예 13 ∼ 24 의 유리분말도 상기한 바와 마찬가지로 P₂O₅로서 (NH₄)₃PO₄·3H₂O 를, ZnO, SiO₂및 Al₂O₃는 그대로, 알칼리토류금속의 산화물인 MgO, CaO, SrO 또는 BaO 로서 MgCO₃, CaCO₃, SrCO₃또는 BaCO₃를 각각 소정 성분이 되도록 혼합하고, 대기중에서 1150 ℃ 에서 30 분간 융해하여 카본판상으로 흘려내보내서 고화한 후에 분쇄하여 (평균입경 3 ∼ 5 ㎛) 얻는다.

〈실시예 25〉

유리분말이 실시예 24 의 MgO 대신에 CaO 를 20 몰% 함유하는 것을 제외하고는 실시예 24 와 동일한 방법으로 페이스트를 제작한다. 이 유전체용 페이스트를 실시예 25 로 한다.

〈실시예 26〉

유리분말이 실시예 24 의 MgO 대신에 SrO 를 20 몰% 함유하는 것을 제외하고는 실시예 24 와 동일한 방법으로 페이스트를 제작한다. 이 유전체용 페이스트를 실시예 26 으로 한다.

〈실시예 27〉

유리분말이 실시예 24 의 MgO 대신에 BaO 를 20 몰% 함유하는 것을 제외하고는 실시예 24 와 동일한 방법으로 페이스트를 제작한다. 이 유전체용 페이스트를 실시예 27 로 한다.

〈실시예 28〉

유리분말이 P₂O₅를 35 몰%, ZnO 를 35 몰%, SiO₂를 2 몰%, B₂O₃를 9.9 몰%, SrO 를 18 몰%, Al₂O₃를 0.1 몰% 함유하는 것을 제외하고는 실시예 24 와 동일한 방법으로 페이스트를 제작한다. 이 유전체용 페이스트를 실시예 28 로 한다.

〈실시예 29〉

유리분말이 P₂O₅를 35 몰%, ZnO 를 35 몰%, SiO₂를 2 몰%, B₂O₃를 0.1 몰%, SrO 를 18 몰%, Al₂O₃를 9.9 몰% 함유하는 것을 제외하고는 실시예 24 와 동일한 방법으로 페이스트를 제작한다. 이 유전체용 페이스트를 실시예 29 로 한다.

〈실시예 30〉

유리분말이 P₂O₅를 31.8 몰%, ZnO 를 60 몰%, SiO₂를 0.1 몰%, B₂O₃를 0.1 몰%, SrO 를 5 몰%, Al₂O₃를 3 몰% 함유하는 것을 제외하고는 실시예 24 와 동일한 방법으로 페이스트를 제작한다. 이 유전체용 페이스트를 실시예 30 으로 한다.

〈실시예 31〉

유리분말이 P₂O₅를 40.1 몰%, ZnO 를 20 몰%, SiO₂를 9.9 몰%, B₂O₃를 5 몰%, SrO 를 20 몰%, Al₂O₃를 5 몰% 함유하는 것을 제외하고는 실시예 24 와 동일한 방법으로 페이스트를 제작한다. 이 유전체용 페이스트를 실시예 31 로 한다.

〈실시예 32〉

유리분말이 P₂O₅를 30 몰%, ZnO 를 40 몰%, SiO₂를 5 몰%, B₂O₃를 5 몰%, SrO 를 15 몰%, Al₂O₃를 5 몰% 함유하는 것을 제외하고는 실시예 24 와 동일한 방법으로 페이스트를 제작한다. 이 유전체용 페이스트를 실시예 32 로 한다.

〈실시예 33〉

유리분말이 P₂O₅를 70 몰%, ZnO 를 21.7 몰%, SiO₂를 0.1 몰%, B₂O₃를 0.1 몰%, SrO 를 8 몰%, Al₂O₃를 0.1 몰% 함유하는 것을 제외하고는 실시예 24 와 동일한 방법으로 페이스트를 제작한다. 이 유전체용 페이스트를 실시예 33 으로 한다.

〈실시예 34〉

유리분말이 P₂O₅를 39 몰%, ZnO 를 50 몰%, SiO₂를 2 몰%, B₂O₃를 3 몰%, SrO 를 1 몰%, Al₂O₃를 5 몰% 함유하는 것을 제외하고는 실시예 24 와 동일한 방법으로 페이스트를 제작한다. 이 유전체용 페이스트를 실시예 34 로 한다.

〈실시예 35〉

유리분말이 P₂O₅를 20 몰%, ZnO 를 30 몰%, SiO₂를 2 몰%, B₂O₃를 5 몰%, SrO 를 40 몰%, Al₂O₃를 3 몰% 함유하는 것을 제외하고는 실시예 24 와 동일한 방법으로 페이스트를 제작한다. 이 유전체용 페이스트를 실시예 35 로 한다.

〈실시예 36〉

유리분말이 P₂O₅를 35 몰%, ZnO 를 35 몰%, SiO₂를 2 몰%, B₂O₃를 3 몰%, MgO 를 10 몰%, CaO 를 10 몰%, Al₂O₃를 5 몰% 함유하는 것을 제외하고는 실시예 24 와 동일한 방법으로 페이스트를 제작한다. 이 유전체용 페이스트를 실시예 36 으로 한다.

〈실시예 37〉

P₂O₅를 35 몰%, ZnO 를 35 몰%, SiO₂를 2 몰%, B₂O₃를 3 몰%, MgO 를 5 몰%, CaO 를 5 몰%, SrO 를 10 몰%, Al₂O₃를 5 몰% 함유하는 것을 제외하고는 실시예 24 와 동일한 방법으로 페이스트를 제작한다. 이 유전체용 페이스트를 실시예 37 로 한다.

〈실시예 38〉

P₂O₅를 35 몰%, ZnO 를 35 몰%, SiO₂를 2 몰%, B₂O₃를 3 몰%, MgO 를 5 몰%, CaO 를 5 몰%, SrO 를 5 몰%, BaO 를 5 몰%, Al₂O₃를 5 몰% 함유하는 것을 제외하고는 실시예 24 와 동일한 방법으로 페이스트를 제작한다. 이 유전체용 페이스트를 실시예 38 로 한다.

〈비교예 13〉

유리분말이 P₂O₅를 28 몰%, ZnO 를 21 몰%, SiO₂를 2 몰%, B₂O₃를 5 몰%, SrO 를 20 몰%, Al₂O₃를 8 몰% 함유하는 것을 제외하고는 실시예 24 와 동일한 방법으로 페이스트를 제작한다. 이 유전체용 페이스트를 비교예 13 으로 한다.

〈비교예 14〉

유리분말이 P₂O₅를 72 몰%, ZnO 를 21 몰%, SiO₂를 1 몰%, B₂O₃를 1 몰%, SrO 를 4 몰%, Al₂O₃를 1 몰% 함유하는 것을 제외하고는 실시예 24 와 동일한 방법으로 페이스트를 제작한다. 이 유전체용 페이스트를 비교예 14 로 한다.

〈비교예 15〉

유리분말이 P₂O₅를 49 몰%, ZnO 를 21 몰%, SiO₂를 5 몰%, B₂O₃를 5 몰%, SrO 를 15 몰%, Al₂O₃를 5 % 함유하는 것을 제외하고는 실시예 24 와 동일한 방법으로 페이스트를 제작한다. 이 유전체용 페이스트를 비교예 15 로 한다.

〈비교예 16〉

유리분말이 P₂O₅를 32 몰%, ZnO 를 62 몰%, SiO₂를 0.5 몰%, B₂O₃를 0.5 몰%, SrO 를 2 몰%, Al₂O₃를 2 몰% 함유하는 것을 제외하고는 실시예 24 와 동일한 방법으로 페이스트를 제작한다. 이 유전체용 페이스트를 비교예 16 으로 한다.

〈비교예 17〉

유리분말이 P₂O₅를 35 몰%, ZnO 를 35 몰%, SiO₂를 5 몰%, SrO 를 20 몰%, Al₂O₃를 5 몰% 함유하는 것을 제외하고는 실시예 24 와 동일한 방법으로 페이스트를 제작한다. 이 유전체용 페이스트를 비교예 17 로 한다.

〈비교예 18〉

유리분말이 P₂O₅를 35 몰%, ZnO 를 35 몰%, SiO₂를 11 몰%, B₂O₃를 4 몰%, SrO 를 10 몰%, Al₂O₃를 5 몰% 함유하는 것을 제외하고는 실시예 24 와 동일한 방법으로 페이스트를 제작한다. 이 유전체용 페이스트를 비교예 18 로 한다.

〈비교예 19〉

유리분말이 P₂O₅를 35 몰%, ZnO 를 35 몰%, SiO₂를 5 몰%, SrO 를 20 몰%, Al₂O₃를 5 몰% 함유하는 것을 제외하고는 실시예 24 와 동일한 방법으로 페이스트를 제작한다. 이 유전체용 페이스트를 비교예 19 로 한다.

〈비교예 20〉

유리분말이 P₂O₅를 35 몰%, ZnO 를 35 몰%, SiO₂를 4 몰%, B₂O₃를 11 몰%, SrO 를 10 몰%, Al₂O₃를 5 몰% 함유하는 것을 제외하고는 실시예 24 와 동일한 방법으로 페이스트를 제작한다. 이 유전체용 페이스트를 비교예 20 으로 한다.

〈비교예 21〉

유리분말이 P₂O₅를 35 몰%, ZnO 를 45 몰%, SiO₂를 5.5 몰%, B₂O₃를 9 몰%, SrO 를 0.5 몰%, Al₂O₃를 5 몰% 함유하는 것을 제외하고는 실시예 24 와 동일한 방법으로 페이스트를 제작한다. 이 유전체용 페이스트를 비교예 21 로 한다.

〈비교예 22〉

유리분말이 P₂O₅를 31 몰%, ZnO 를 21 몰%, SiO₂를 2 몰%, B₂O₃를 3 몰%, SrO 를 41 몰%, Al₂O₃를 2 몰% 함유하는 것을 제외하고는 실시예 24 와 동일한 방법으로 페이스트를 제작한다. 이 유전체용 페이스트를 비교예 22 로 한다.

〈비교예 23〉

유리분말이 P₂O₅를 35 몰%, ZnO 를 35 몰%, SiO₂를 8 몰%, B₂O₃를 7 몰%, SrO 를 15 몰% 함유하는 것을 제외하고는 실시예 24 와 동일한 방법으로 페이스트를 제작한다. 이 유전체용 페이스트를 비교예 23 으로 한다.

〈비교예 24〉

유리분말이 P₂O₅를 35 몰%, ZnO 를 35 몰%, SiO₂를 2 몰%, B₂O₃를 2 몰%, SrO 를 15 몰%, Al₂O₃를 11 몰% 함유하는 것을 제외하고는 실시예 24 와 동일한 방법으로 페이스트를 제작한다. 이 유전체용 페이스트를 비교예 24 로 한다.

〈비교시험 및 평가〉

실시예 24 ∼ 38 및 비교예 13 ∼ 24 의 페이스트에 함유되는 유리조성물의 성분 및 각 성분의 혼합비율을「몰%」로 표시한 것을 표 4 에 나타내고,「atom%」로 표시한 것을 표 5 에 나타낸다.

상기 실시예 24 ∼ 38 및 비교예 13 ∼ 24 의 페이스트를 세로 ×가로가 각각 25 ㎜ ×25 ㎜ 인 패턴으로 소다라임유리기판상에 인쇄하여 150 ℃ 에서 10 분간 건조시킨 후에 여러 가지 소성온도로 소성하고, 유리기판과의 밀착성이 양호하며 가장 낮은 소성온도를 그 유리조성물의 페이스트의 소성온도로 한다.

또한, 5 ㎜ ×5 ㎜ ×20 ㎜ 의 캐버티에 상기 페이스트를 흘려넣어 상기 소성온도에서 소성하고, 소성후에 형성된 유리판의 열팽창계수 (×10^-7/℃), 가시광투과율 (%) 및 비유전율 (%) 을 각각 측정한다. 이 열팽창계수 (×10^-7/℃), 가시광투과율 (%) 및 비유전율 (%) 을 표 6 에 나타낸다.

표 4 ∼ 표 6 에서 알 수 있는 바와 같이 실시예 24 ∼ 38 에서는 소성온도가 600 ℃ 미만으로 낮음에 비하여 비교예 16 ∼ 20 및 24 에서는 소성온도가 600 ℃ 이상으로 높고, 비교예 13 및 22 에서는 소정 유리성분으로 유리화를 할 수 없었다. 그리고, 비교예 14 및 23 에서는 유리가 조해성을 나타냈다.

또한, 실시예 24 ∼ 38 에서는 열팽창계수가 (74 ∼ 82) ×10^-7/℃ 였음에 비하여 비교예 15 및 17 에서는 열팽창계수가 91 ×10^-7/℃ 및 102 ×10^-7/℃ 로 높았다. 실시예 24 ∼ 38 의 열팽창계수는 PDP 의 유리기판 (소다라임유리) 의 열팽창계수 (85 ×10^-7/℃) 와 거의 동일했다. 그리고, 실시예 24 ∼ 38 에서는 가시광투과율이 77.2 ∼ 84.2 % 로 매우 높고, 비유전율도 10.8 ∼ 16.1 % 로 높은 값을 나타내어 유전체에 바람직한 값을 나타낸다.

이상 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면, 유리조성물의 유리성분으로서 5 몰% 이상이면서 35 몰% 미만인 P₂O₅와, 50 몰% 이상이면서 65 몰% 미만인 ZnO 와, 0.1 몰% 이상이면서 10 몰% 미만인 SiO₂와, 0.1 몰% 이상이면서 10 몰% 미만인 B₂O₃와, 1 몰% 이상이면서 20 몰% 미만인 MgO, CaO, SrO 및 BaO 로 이루어지는 군에서 선택된 1 종 또는 2 종 이상의 알칼리토류금속의 산화물과, 0.1 몰% 이상이면서 10 몰% 미만인 Al₂O₃를 함유하기 때문에, 소성온도가 낮아져서 이 유리조성물을 소성하여 얻어지는 절연체의 연화점이 낮아진다. 또한, 상기 유리성분에 밀도가 큰 Pb 성분을 함유하지 않기 때문에, 상기 절연체의 중량을 경감할 수 있고, 환경을 오염시키지 않으며, 그리고 사용중에 있어서의 방전특성의 저하도 없다. 또한 P₂O₅나 알칼리금속산화물을 다량으로 함유하기 때문에, 유리의 열팽창계수가 유리기판에 대하여 커지는 종래의 플라즈마 디스플레이와 비교하여 본 발명에서는 P₂O₅가 비교적 적으면서 알칼리금속산화물을 함유하지 않으므로, 절연체의 열팽창계수의 상승을 억제할 수 있음과 동시에 상기 절연체의 내수성을 향상시킬 수 있다.

또한, 상기 유리조성물에 세라믹 필러물로서 지르콘, 알루미나, 티타니아 등의 세라믹을 혼합하여 혼합체를 제작하면, 혼합체를 소성하여 얻어지는 절연체의 열팽창계수를 낮게 할 수 있으며, 이 절연체의 열팽창계수를 유리기판의 열팽창계수와 정합시킬 수 있다.

또한, 상기 유리조성물 또는 혼합체에 대하여 도전체분말 또는 저항체분말과 고분자수지와 용제를 첨가하여 페이스트를 제작하고, 이 페이스트를 유리기판상에 도포하여 소성함으로써, 도전체 후막 또는 저항체 후막을 제작하면 기판과의 밀착성이 높은 후막을 얻을 수 있다.

또한, 상기 유리조성물 또는 혼합체에 고분자수지 및 용제를 첨가하여 페이스트를 제작하거나 혹은 그린시트를 제작하고, 이 페이스트 혹은 그린시트를 소성하여 절연체, FPD 용 격벽 또는 FPD 용 절연층을 제작하면, 상기 유리조성물의 소성온도가 유리기판의 연화점보다 100 ℃ 이상 낮아지고, 상기 절연체, 격벽 또는 절연층의 열팽창계수가 유리기판의 열팽창계수와 거의 동일해지기 때문에 유리기판에 휨 등이 발생하는 일은 없다. 또한, 상기 절연체, 격벽 또는 절연층의 비유전율이 4 ∼ 7 정도로 비교적 작아지기 때문에, 전기신호가 근처의 배선으로 누설되는 일은 없으므로 화상에 크로스토크가 발생하지 않는다. 그리고, 유리조성물로의 세라믹 필러물의 첨가량은 비교적 소량이어도 되므로 소성후의 강도가 높다.

그리고, 유전체로서 사용하는 유리성분으로서는 30 몰% 이상이면서 70 몰% 미만인 P₂O₅와, 20 몰% 이상이면서 60 몰% 미만인 ZnO 와, 0.1 몰% 이상이면서 10 몰% 미만인 SiO₂와, 0.1 몰% 이상이면서 20 몰% 미만인 B₂O₃와, 1 몰% 이상이면서 40 몰% 미만인 MgO, CaO, SrO 및 BaO 로 이루어지는 군에서 선택된 1 종 또는 2 종 이상의 알칼리토류금속의 산화물과, 0.1 몰% 이상이면서 10 몰% 미만인 Al₂O₃를 함유하기 때문에, 소성온도가 낮아져서 얻어지는 유전체의 연화점이 낮아지고, 유전체의 중량을 경감함과 동시에 유전체의 유전율 및 투명도를 향상시킬 수 있다. 이 유리조성물에 유전체분말과 고분자수지와 용제를 첨가하여 페이스트를 제작하고, 이 페이스트를 유리기판상에 도포하여 소성함으로써 유전체 후막을 제작하면 기판과의 밀착성이 높은 후막을 얻을 수 있다.

Claims

유리성분으로 3.5 atom% 이상이면서 18 atom% 미만인 P,

12.5 atom% 이상이면서 24 atom% 미만인 Zn,

0.02 atom% 이상이면서 4 atom% 미만인 Si,

0.01 atom% 이상이면서 6.0 atom% 미만인 B,

0 atom% 이상이면서 3 atom% 미만인 Mg, Ca, Sr 및 Ba 로 이루어지는 군에서 선택된 1 종 또는 2 종 이상의 알칼리토류금속,

0.01 atom% 이상이면서 6.0 atom% 미만인 Al, 및

55 atom% 이상이면서 65 atom% 미만인 O 를 함유하는 것을 특징으로 하는 유리조성물.
유리성분으로서 5 몰% 이상이면서 35 몰% 미만인 P₂O₅,

50 몰% 이상이면서 65 몰% 미만인 ZnO,

0.1 몰% 이상이면서 10 몰% 미만인 SiO₂,

0.1 몰% 이상이면서 10 몰% 미만인 B₂O₃,

1 몰% 이상이면서 20 몰% 미만인 MgO, CaO, SrO 및 BaO 로 이루어지는 군에서 선택된 1 종 또는 2 종 이상의 알칼리토류금속의 산화물, 및

0.1 몰% 이상이면서 10 몰% 미만인 Al₂O₃를 함유하는 것을 특징으로 하는 유리조성물.
제 1 항 또는 제 2 항에 기재된 유리조성물에 세라믹 필러물로서 지르콘, 알루미나, 티타이나, 코디에라이트, 무라이트, β-유클립타이트, 스포듀멘, 아노사이트, 세르시안, 포르스테라이트 및 티탄산알루미늄 등으로 이루어지는 군에서 선택된 1 종 또는 2 종 이상의 세라믹을 혼합한 것을 특징으로 하는 혼합체.
제 1 항 또는 제 2 항에 기재된 유리조성물 또는 제 3 항에 기재된 혼합체, 고분자수지, 및 용제를 함유하는 것을 특징으로 하는 격벽 또는 절연층용 페이스트.
제 1 항 또는 제 2 항에 기재된 유리조성물 또는 제 3 항에 기재된 혼합체, 도전체분말 또는 저항체분말 또는 유전체분말, 고분자수지, 및 용제를 함유하는 것을 특징으로 하는 후막용 페이스트.
제 1 항 또는 제 2 항에 기재된 유리조성물 또는 제 3 항에 기재된 혼합체, 고분자수지, 및 용제를 함유하는 것을 특징으로 하는 격벽 또는 절연층용 그린시트.
제 1 항 또는 제 2 항에 기재된 유리조성물 또는 제 3 항에 기재된 혼합체를 소성하여 형성된 것을 특징으로 하는 절연체.
제 4 항에 기재된 페이스트를 소성하여 형성된 것을 특징으로 하는 격벽 또는 절연층용 후막.
제 5 항에 기재된 페이스트를 소성하여 형성된 것을 특징으로 하는 도체, 저항체 또는 유전체용 후막.
격벽 또는 절연층이 청구항 1 또는 청구항 2 에 기재된 유리조성물 또는 청구항 3 에 기재된 혼합체를 소성하여 형성된 것을 특징으로 하는 FPD.
유리성분으로서 12 atom% 이상이면서 26 atom% 미만인 P,

3 atom% 이상이면서 17 atom% 미만인 Zn,

0.01 atom% 이상이면서 3 atom% 미만인 Si,

0.01 atom% 이상이면서 5 atom% 미만인 B,

0 atom% 이상이면서 13 atom% 미만인 Mg, Ca, Sr 및 Ba 로 이루어지는 군에서 선택된 1 종 또는 2 종 이상의 알칼리토류금속,

0.01 atom% 이상이면서 5 atom% 미만인 Al, 및

55 atom% 이상이면서 65 atom% 미만인 O 를 함유하는 것을 특징으로 하는 유리조성물.
유리성분으로서 30 몰% 이상이면서 70 몰% 미만인 P₂O₅,

20 몰% 이상이면서 60 몰% 미만인 ZnO,

0.1 몰% 이상이면서 10 몰% 미만인 SiO₂,

0.1 몰% 이상이면서 20 몰% 미만인 B₂O₃,

1 몰% 이상이면서 40 몰% 미만인 MgO, CaO, SrO 및 BaO 로 이루어지는 군에서 선택된 1 종 또는 2 종 이상의 알칼리토류금속의 산화물, 및

0.1 몰% 이상이면서 10 몰% 미만인 Al₂O₃를 함유하는 것을 특징으로 하는 유리조성물.
제 11 항 또는 제 12 항에 기재된 유리조성물, 고분자수지, 및 용제를 함유하는 것을 특징으로 하는 유전체용 페이스트.
제 11 항 또는 제 12 항에 기재된 유리조성물, 고분자수지, 및 용제를 함유하는 것을 특징으로 하는 유전체용 그린시트.
제 11 항 또는 제 12 항에 기재된 유리조성물을 소성하여 형성된 것을 특징으로 하는 유전체.
유전체층이 제 11 항 또는 제 12 항에 기재된 유리조성물을 소성하여 형성된 것을 특징으로 하는 FPD.