KR20040018980A - 플라즈마 디스플레이 패널용 유전체 재료 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 기본적으로는 3 내지 25질량%의 BaO, 25 내지 60질량%의 ZnO, 15 내지 35질량%의 B2O3, 3 내지 30%의 SiO2, 0.2 내지 6 질량%의 Li2O, 및 0 내지 1.5 질량%의 Al2O3로 이루어진 80 내지 100 질량%의 유리 분말 및 0 내지 20 질량%의 세라믹 분말을 포함하는 플라즈마 디스플레이 패널용 유전체 재료에 관한 것이다.
Description
본 발명은 일본국 특허출원 JP 2002-245673호를 우선권으로 주장하면서, 상기 출원의 모든 내용을 본원에서 참조로 통합한다.
본 발명은 플라즈마 디스플레이 패널용 유전체 재료, 특히, 플라즈마 디스플레이 패널의 전면 유리판 상에 형성된 투명한 유전체층의 형성에 사용되는 유전체 재료에 관한 것이다.
플라즈마 디스플레이 패널은 자가-발광형 평면 디스플레이이며, 우수한 특징, 예컨대, 경량, 박막 특징 및 광역 가시각을 지닌다. 이러한 플라즈마 디스플레이 패널에서, 디스플레이 스크린이 용이하게 넓어질 수 있다. 따라서, 플라즈마 디스플레이 패널은 가장 신뢰할 수 있는 디스플레이 장치중의 하나로서 주목이 집중되고 있다.
플라즈마 디스플레이 패널은 플라즈마 방전을 생성시키는 Ag 또는 Cr-Cu-Cr의 주사전극을 갖는 전면 유리 기판을 지닌다. 주사전극상에서, 약 30 내지 40㎛의 두께를 지니는 투명한 유전층이 형성되어 플라즈마 방전을 유지시킨다.
일반적으로, 플라즈마 디스플레이 패널의 전면 유리 기판과 후면 유리 기판으로서, 소다석회유리 또는 높은 연화점 유리가 사용된다. 유전층은 유리 기판의 변형을 방지하고 전극과의 반응을 억제하도록 500 내지 600℃의 온도 범위에서 유전체 재료를 소성시키는 방법에 의해서 유리 기판상에 형성된다. 상기된 바를 고려하여, 유전체 재료로서, 열팽창 계수면에서 유리 기판과 부합되며 500 내지 600℃에서 소성될 수 있는 다량의 납을 함유하는 납-부화 유리 분말이 사용된다. 또한, 유전층은 파괴 전압과 투명도가 높아야 한다. 따라서, 유전체 재료는 소성 동안 기포가 용이하게 세정되며, 기포가 남아 있을 지라도 많지 않도록 하는 특성을 지녀야 한다.
그러나, 두께가 30 내지 40㎛인 유전층이 납-부화 유리 분말을 포함하는 유전체 재료의 사용에 의해서 단일의 소성 단계로 형성되는 경우에, 소성 동안 기포가 거의 세정되지 않아서 투명도가 저하되는 경향이 있다. 반대로, 유전층이 두께가 감소된 다수의 박층의 적층체로서 형성되어 기포가 용이하게 세정되는 경우, 증가된 수의 소성 단계가 요구되어 비용을 증가시킨다.
상기된 면을 고려하여, 본 발명자들은 심사되지 않은 일본국특허공보 제2000-256039호(JP 2000-256039A)에서 BaO-ZnO-B2O3-SiO2유리를 포함하는 유전체 재료를 제안하였다. 이러한 유전체 재료는 열팽창 계수에 있어서 유리 기판과 매칭되며, 두께가 30 내지 40㎛인 유전층이 단일의 소성 단계로 형성되는 경우에서도 높은 투과성의 유전층을 제공하도록 하는 유전체 재료를 소성시킴으로써 얻은 소성필름으로서 유전층에서 잔류 기포의 존재를 억제한다.
따라서, 상기된 유전체 재료는 투명성이 우수한 유전층을 제공하는데, 그 이유는 기포가 용이하게 세정되기 때문이다. 그러나, 상기된 유전체 재료는 유리 및 전극이 서로 반응하여 전극 주변에서 큰 기포로 성장하여 잔류되는 기포를 생성시킨다.
따라서, 본 발명의 목적은 열팽창 계수에 있어서 전면 유리 기판에 매칭되며, 두께가 30 내지 40㎛인 유전층이 단일의 소성 단계에서 형성되는 경우에도 유전체 재료를 소성시켜 얻은 소성된 필름으로서 유전층에 잔류 기포의 존재를 억제할 수 있고, 전극과의 반응을 억제하여 전극 주위에 큰 기포를 생성시키지 않으면서 높은 투명성의 유전층을 형성하도록 할 수 있는 플라즈마 디스플레이 패널용 유전체 재료를 제공하는데 있다.
광범위한 연구 결과, 본 발명자들은 알칼리 금속 성분을 함유하는 B2O3-ZnO 유리가 플라즈마 디스플레이 패널용 유전체 재료로 사용되는 경우, 전극 주위에 큰 기포의 생성이 억제된다는 것을 발견하였다. 이러한 발견을 근거로 하여, 본 발명이 제안되고 있다.
본 발명에 따르면, 본 발명은 80 내지 100 질량%의 유리 분말 및 0 내지 20질량%의 세라믹 분말을 포함하는 플라즈마 디스플레이 패널용 유전체 재료를 제공하며, 상기 유리 분말은 기본적으로는 3 내지 25질량%의 BaO, 25 내지 60질량%의ZnO, 15 내지 35질량%의 B2O3, 3 내지 30%의 SiO2, 0.2 내지 6 질량%의 Li2O, 및 0 내지 1.5 질량%의 Al2O3로 이루어진다.
본 발명에 따른 플라즈마 디스플레이 패널용 유전체 재료로서, 기본 조성으로 BaO-ZnO-B2O3-SiO2유리를 포함하는 유리 분말이 사용된다. 상기된 유리는 기포가 유전체 재료를 소성시킴으로써 얻은 소성된 필름으로서 유전층으로부터 용이하게 세정되도록 점도 변화가 비교적 느리다. 또한, 유리분말은 전극 주위에서의 기포의 생성 및 성장을 억제하도록 0.2% 이상의 Li2O를 필수 성분으로서 함유한다. 또한, 유리분말이 전체 1% 이상의 비율로 알칼리 금속 성분으로서 Li2O, Na2O, 및 K2O를 함유하면, 전극 성분으로서의 Ag 또는 Cu가 유리에 용해되는 위험을 감소시키고 유리와 전극의 반응을 억제할 수 있다. 따라서, 기포의 생성 및 성장이 추가로 억제된다.
본 발명에 사용된 유리 분말은 유리가 기본적으로 3 내지 25질량%의 BaO, 25 내지 60질량%의 ZnO, 15 내지 35질량%의 B2O3, 3 내지 30%의 SiO2, 0.2 내지 6 질량%의 Li2O, 및 0 내지 1.5 질량%의 Al2O3로 이루어지는 한 결정화 가능한 유리 또는 비-결정화 가능한 유리일 수 있다. ZnO 및/또는 알칼리 금속 성분의 함량이 증가되고 SiO2의 함량이 감소하면, 유리는 결정화 가능한 유리가 될 수 있다. 특이하게는, 결정화 가능한 유리는 유리가 기본적으로는 3 내지 25질량%의 BaO, 30 내지 60질량%의 ZnO, 15 내지 35질량%의 B2O3, 3 내지 20%의 SiO2, 0.2 내지 6 질량%의 Li2O, 및 0 내지 1.5 질량%의 Al2O3로 이루어지는 경우에 얻어지는 경향이 있다. 비-결정화 가능한 유리는 유리가 기본적으로는 3 내지 25질량%의 BaO, 25 내지 45질량%의 ZnO, 15 내지 35질량%의 B2O3, 10 내지 30%의 SiO2, 0.2 내지 6 질량%의 Li2O, 및 0 내지 1.5 질량%의 Al2O3로 이루어지는 경우에 얻어지는 경향이 있다.
결정화 가능한 유리가 유전체 재료로 사용되는 경우, 하기 효과가 예측된다. 유리와 전극이 서로 반응하여 기포를 생성시키는 경우에 있어서, 전극과 반응하는 반응 부분과 기포는 결정핵으로 작용하고, 미세한 결정이 반응 부분과 기포 주위에만 침착된다. 따라서, 전극 주위에서의 기포의 생성 및 성장이 억제된다.
그러나, 결정화 가능한 유리가 유전체 재료로 사용되는 경우, 결정이 소성 동안 침착될 수 있어서, 투명한 필름을 얻는 것이 불가능하게 할 수 있다. 소성 동안의 유리의 결정화를 방지하기 위해서, BaO/(B2O3+SiO2)의 비는 바람직하게는 0.1 내지 0.8 범위의 값으로 조절된다.
600℃ 내지 800℃의 결정화 온도를 지닌 결정화 가능한 유리를 사용하는 것이 요구되고 있다. 반응은 다음과 같다. 유리의 결정화 온도가 과도하게 낮은 경우, 결정이 소성동안 침착되어 투명한 소성 필름을 얻기가 어렵다. 반대로, 결정화 온도가 과도하게 높은 경우, 유리와 전극 사이의 반응에 의해서 생성된 기포의성장을 억제하기가 어렵다.
반대로, 비-결정화 가능한 유리가 사용되는 경우에, B2O3/SiO2의 비율은 바람직하게는 0.8 내지 2.0 범위의 값으로 조절된다.
이하, 유리 분말의 조성이 상기된 바와 같이 제한되는 이유에 대해서 설명하고자 한다.
BaO는 유전체 재료의 소성 동안 유리의 결정화를 방지하는 작용을 하는 성분이다. BaO의 함량은 3 내지 25%, 바람직하게는 5 내지 20%이다. BaO의 함량이 3% 미만인 경우, 결정이 소성 동안 침착되어 투명한 소성 필름을 얻을 수 없다. BaO의 함량이 25%를 초과하는 경우, 열팽창 계수가 높아지고, 유리 기판의 열팽창 계수와 매칭되지 않는다.
ZnO는 연화점을 낮추고 열팽창 계수를 저하시키는 작용을 하는 성분이다. ZnO의 함량은 25 내지 60%이다. 결정화 가능한 유리가 유리 분말로서 사용되는 경우, ZnO의 함량은 바람직하게는 35 내지 55%, 더욱 바람직하게는 44 내지 55%이다. 비-결정화 가능한 유리가 유리 분말로서 사용되는 경우, ZnO의 함량은 바람직하게는 27 내지 45%, 더욱 바람직하게는 30 내지 44%이다. ZnO의 함량이 25% 미만인 경우, 상기된 효과는 얻을 수 없다. ZnO의 함량이 60%를 초과하는 경우, 결정이 소성 동안 침착되어 투명한 소성 필름이 얻어질 수 없다.
B2O3는 유리의 네트워크를 형성하는 성분이다. B2O3의 함량은 15 내지 35%, 바람직하게는 17 내지 33%이다. B2O3의 함량이 15% 미만인 경우, 유리화가 어렵다.반대로, B2O3의 함량이 35%를 초과하면, 열팽창 계수가 과도하게 높고, 유리 기판의 열팽창 계수와 매칭되지 않는다.
SiO2는 유리의 네트워크를 형성하는 성분이다. SiO2의 함량은 3 내지 30%이다. 결정화 가능한 유리가 유리 분말로서 사용되는 경우에, SiO2의 함량은 바람직하게는 4 내지 17%, 더욱 바람직하게는 4 내지 13%이다. 비-결정화 가능한 유리가 유리 분말로서 사용되는 경우, SiO2의 함량은 바람직하게는 10 내지 27%, 더욱 바람직하게는 13 내지 24%이다. SiO2의 함량이 3% 미만인 경우, 결정은 소성 동안 침착되어 투명한 소성 필름이 얻어질 수 없다. SiO2의 함량이 30%를 초과하는 경우, 연화점이 과도하게 높아져서 600℃이하의 온도에서 소성이 불가능하게 된다.
Li2O는 유리와 전극 사이의 반응을 억제하고 전극 주위에 생성된 기포의 성장을 억제하는 작용을 하는 성분이다. Li2O의 함량은 0.2 내지 6%, 바람직하게는 0.5 내지 5%이다. Li2O의 함량이 0.2% 미만인 경우, 상기된 효과는 충분하게 달성되지 않는다. 반대로, Li2O의 함량이 6% 초과인 경우, 결정이 소성 동안 용이하게 침착되어 투명한 소성 필름이 얻어질 수 없다.
Li2O만의 첨가는 소성 동안 결정의 침착을 유발시킬 수 있다. 따라서, Li2O와 유사하게, 유리와 전극 사이의 반응을 억제하고 전극 주위에 생성된 기포의 성장을 억제하는 작용을 하는 Na2O 및 K2O를 추가로 사용하는 것이 요구된다. 그러나, Na2O 및 K2O의 함량이 증가하면, 결정이 소성 동안 용이하게 침착되어 투명한 소성 필름을 얻기가 어렵다. 상기된 면을 고려하여, Na2O 및 K2O 각각의 함량은 바람직하게는 6% 이하로 제한된다. 알칼리 금속 성분과 관련하여, Li2O, Na2O 및 K2O의 전체 함량은 1 내지 12%, 바람직하게는 2 내지 11%이다. 전체 함량이 1% 미만이면, 유리와 전극 사이의 반응을 억제하고 전극 주위에서 생성되는 기포의 성장을 억제하는 효과를 달성하기가 어렵다. 반대로, 전체 함량이 12% 미만인 경우, 결정은 소성 동안 용이하게 침착되어 투명한 소성 필름을 얻기가 어렵다.
Al2O3는 유전체 재료의 소성 동안 유리의 결정화를 방지하는 작용을 하는 성분이다. Al2O3의 성분은 0 내지 1.5%, 바람직하게는 0 내지 1%이다. Al2O3의 함량이 1.5% 초과인 경우, 연화점이 상승하여 600℃이하의 온도에서의 소성이 불가능하게 된다.
유전체 재료의 소성 동안 유리의 결정화를 방지하기 위해서, BaO/(B2O3+SiO2)의 비율을 바람직하게는 0.1 내지 0.8 범위로 떨어뜨린다. 상기된 비율이 0.1 보다 작은 경우, 결정이 유전체 재료의 소성 동안 침착되어 투명한 소성 필름을 얻기가 어렵다. 상기된 비율이 0.8 초과인 경우, 유전체 재료의 열팽창 계수가 커지고, 유리 기판의 열팽창 계수와 매칭되지 않는다. 더욱 바람직하게는, 상기된 비율을 0.15 내지 0.6 범위로 떨어뜨린다.
비-결정화 가능한 유리가 유전체 재료로서 사용되는 경우, B2O3/SiO2의 비율은 바람직하게는 유리와 전극 사이의 반응에 의해서 생성된 기포의 성장을 더 억제하도록 0.8 내지 2.0 범위의 값으로 조절된다. 상기된 비율이 0.8 미만인 경우, 연화점이 과도하게 높고 600℃ 미만의 온도에서 소성이 어렵다. 상기된 비율이 2.0 초과인 경우, 결정이 소성 동안 용이하게 침착되어 투명한 소성 필름을 얻을 수 없다. 상기된 비율을 바람직하게는 0.9 내지 1.7, 더욱 바람직하게는, 1.0 내지 1.5 범위로 떨어뜨린다.
상기된 성분에 추가로, 그 밖의 성분이 본 발명의 효과가 훼손되지 않는 범위로 첨가될 수 있다. 예를 들어, 결정화 온도가 낮아지는 것을 방지하기 위해서, La2O3또는 Y2O3가 첨가될 수 있다. 수분 내성 및 화학적 내성을 개선시키기 위해서, 알칼리 토금속 산화물, 예컨대, MgO, CaO, 및 SrO, Ta2O5, SnO2, ZrO2, TiO2, 또는 Nb2O5가 첨가될 수 있다. 유리를 안정화시키기 위해서, P2O5가 첨가될 수 있다. 다른 성분들의 함량은 전체 15% 이하, 바람지하게는 10%이하로 제한되어야 한다.
PbO는 유리의 연화점을 저하시키는 작용을 하는 성분이다. 그러나, PbO를 포함하지 않는 것이 바람직한데, 그 이유는 PbO의 존재가 유전층의 소성 동안 기포의 세정을 어렵게 하고 투명한 소성 필름을 얻을 수 없게 하기 때문이다.
기포의 생성을 억제하고 모양을 유지시키기 위해서, 본 발명에 따른 플라즈마 디스플레이 패널용 유전체 재료는 상기된 유리 분말에 추가로 20% 이하의 세라믹 분말을 함유할 수 있다. 세라믹 분말의 함량이 20%를 초과하는 경우, 가시광선이 산란되어 투명한 소성 필름을 얻을 수 없다. 세라믹 분말의 함량은 바람직하게는 10%이하이다. 세라믹 분말로서, 한 종류의 세라믹 재료, 또는 둘 이상의 종류의 세라믹 재료의 조합, 예컨대, 알루미나, 지르코니아, 지르콘, 티타니아, 코오디어라이트, 멀라이트, 실리카, 윌레마이트, 산화주석, 및 산화아연이 사용될 수 있다. 세라믹 분말의 도입에 의한 유전층의 투명도를 감소시키는 것을 피하기 위해서, 일부 또는 전체의 세라믹 분말이 구형으로 형성될 수 있다. 여기에서, "구형"은 입자의 표면상에 각진 부분이 없으며, 입자의 중심으로부터 입자의 전체 표면의 모든 지점까지 측정하는 경우 ±20% 범위의 반경 편차를 나타내는 분말 입자를 의미한다. 세라믹 분말은 바람직하게는 5.0㎛ 이하의 평균 입자 크기 및 20㎛ 이하의 최대 입자 크기를 지닌다.
본 발명에 따른 플라즈마 디스플레이 패널용 유전체 재료에서, 유리 분말은 바람직하게는 3.0㎛ 이하의 평균 입자 크기 D50및 20㎛ 이하의 최대 입자 크기 Dmax에 의해서 주어지는 과립성을 지닌다. 평균 입자 크기 또는 최대 입자 크기가 상기된 상한선을 초과하는 경우, 큰 기포가 소성된 필름에 잔유하는 경향이 있다.
본 발명에 다른 플라즈마 디스플레이 패널용 유전체 재료는 전면 평판상에 형성된 투명한 유전체 부재 및 후면 평판상에 형성된 어드레스(address) 유전체 부재중 하나로서 사용될 수 있다. 본 발명에 따른 유전체 재료는 다양한 그 밖의 용도로 사용될 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 플라즈마 디스플레이 패널용 유전체 재료를 사용하는방법에 대해서 설명하고자 한다. 예를 들어, 본 발명의 유전체 재료는 페이스트 또는 그린 시이트(green sheet)의 형태로 사용될 수 있다.
유전체 재료가 페이스트의 형태로 사용되는 경우, 열가소성 수지, 가소제, 및 용매가 상기된 유전체 재료와 함께 사용된다. 페이스트에서 유리 분말의 비율은 일반적으로 30 내지 90질량%이다.
열가소성 수지는 건조 후의 필름의 강도를 개선시키고 유연성을 제공하는 작용을 하는 성분이다. 열가소성 수지의 함량은 일반적으로 0.1 내지 20질량%이다. 열가소성 수지로서, 폴리부틸 메타크릴레이트, 폴리비닐 부티랄, 폴리메틸 메타크릴레이트, 폴리에틸 메타크릴레이트, 및 에틸 셀룰로오즈가 사용될 수 있다. 이들 물질은 단독으로 사용되거나 조합으로 사용될 수 있다.
가소제는 건조 속도를 조절하고 건조된 필름에 유연성을 제공하는 작용을 하는 성분이다. 가소제의 함량은 일반적으로 0 내지 10질량%이다. 가소제로서, 부틸 벤질프탈레이트, 디옥틸 프탈레이트, 이소옥틸 프탈레이트, 디카프릴 프탈레이트, 및 디부틸 프탈레이트가 사용될 수 있다. 이들 물질은 단독으로 사용되거나 조합으로 사용될 수 있다.
용매는 재료로부터 페이스트를 형성시키는데 사용된다. 용매의 함량은 일반적으로 10 내지 30질량%이다. 용매로서, 테르피네올, 디에틸렌 글리콜 모노부틸 에테르 아세테이트, 및 2,2,4-트리메틸-1,3-펜타디올 모노이소부티레이트가 사용될 수 있다. 이들 물질은 단독으로 사용되거나 조합으로 사용될 수 있다.
페이스트는 유전체 재료, 열가소성 수지, 가소제, 용매 등을 준비하고, 이들물질을 소정의 비율로 반죽함으로써 생성된다.
상기된 페이스트를 사용함으로써, 유전층이 하기된 방법으로 형성된다. 먼저, 페이스트를 소정의 두께를 지닌 도포층이 형성되도록 스크린 인쇄 또는 배치 코팅함으로써 도포한다. 그런 후에, 도포층을 건조 필름으로 건조시킨다. 이어서, 건조 필름을 소성시켜 소정의 두께의 유전층을 얻는다.
본 발명의 유전체 재료가 그린 시이트의 형태로 사용되는 경우, 열가소성 수지 및 가소제가 상기된 유전체 재료와 함께 사용될 수 있다. 세라믹 분말이 필요한 경우 첨가될 수 있다.
그린 시이트에서의 유전체 재료의 비율은 일반적으로 60 내지 80질량%이다.
열가소성 수지 및 가소제로서, 페이스트를 제조하는데 사용되는 물질과 유사한 물질이 사용될 수 있다. 열가소성 수지의 혼합 비율은 일반적으로 5 내지 30질량%이다. 가소제의 혼합 비율은 0 내지 10질량%이다.
이하 그린 시이트를 생성하는 전형적인 방법을 설명하고자 한다. 먼저, 유전체 재료, 열가소성 수지, 가소제 등을 준비한다. 이러한 재료에, 주 용매, 예컨대, 톨루엔 및 보조 용매, 예컨대, 이소프로필 알콜을 가하여 슬러리를 얻는다. 이러한 슬러리를 필름, 예컨대, 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET)상에 닥터 블레이드 방법(doctor blade method)으로 도포하고 시이트가 형성되게 한다. 시이트가 형성된 후에, 슬러리를 건조시켜 용매를 제거한다. 그 결과, 그린 시이트를 얻는다.
상기된 바와 같이 얻은 그린 시이트를 열압축 결합시켜 유리층이 형성되는위치에 도포층을 형성시킨다. 그런 후에, 도포층을 상기 페이스트와 유사한 방법으로 소성시켜 유전층을 얻는다.
상기 설명에서, 페이스트 및 그린 시이트를 사용하는 공정이 유전체 형성 공정으로서 설명되고 있다. 그러나, 상기된 공정으로 한정되는 것이 아니라, 본 발명에 따른 플라즈마 디스플레이 패널용 유전체 재료가 다양한 그 밖의 방법, 예컨대, 광 민감성 페이스트 공정 및 광 민감성 그린 시이트 공정으로 적용될 수 있다.
실시예
본 발명을 이하 특정의 실시예와 함께 기재할 것이다.
표 1 및 표 2는 본 발명의 실시예(샘플 번호 1 내지 12)를 나타낸다. 표 3은 비교예(샘플 번호 13 내지 15)를 나타낸다. 샘플 번호 1 내지 8, 13 및 14 각각에서, 결정화 가능한 유리가 사용되었다. 샘플 번호 9 내지 12 및 15 각각에서, 비-결정화 가능한 유리가 사용되었다.
표 1
표 2
표 3
각각의 샘플을 하기 방법으로 제조하였다. 먼저, 유리 원료로서 다양한 산화물 및 탄산염을 혼합하여 표 1 및 표 2에 기재된 조성물을 얻고 균일하게 혼합하였다. 그런 후에, 혼합물을 백금 도가니에 넣고 1300℃ 에서 2 시간 동안 용융시켜 용융 유리를 얻었다. 용융 유리를 박판으로 형성시켰다. 박판을 분쇄하고 분류하여 3.0㎛의 평균 입자 크기 D50및 20㎛의 최대 입자 크기 Dmax를 지닌 유리 분말을 포함하는 샘플을 얻었다. 각각의 샘플에 대하여, 유리의 연화점과 결정화 온도를 측정하였다. 샘플 번호 6은 알루미나 분말을 샘플 번호 5의 유리 분말과 혼합함으로써 얻었다. 평균 입자 크기 D50및 최대 입자 크기 Dmax가 레이저 회절 입자 크기 분석기를 사용함으로써 확인되었다. 알루미나 분말은 1.0㎛의 평균 입자 크기 및 10㎛의 최대 입자 크기를 지녔으며 구형이었다.
얻은 샘플을 이어서 열팽창 계수, 소성 후의 필름 두께, 550nm에서의 스팩트럼 투과성, 직경이 30㎛ 이상이며 소성 필름 또는 전극 주위에 잔류된 큰 기포의 수를 평가하였다. 결과를 표 1 내지 표 3에 나타내었다.
표 1 및 표 2에서 볼 수 있는 바와 같이, 본 발명의 실시예로서 샘플 번호 1 내지 12 각각은 553℃ 내지 587℃의 연화점을 지녔다. 결정화 가능한 유리를 사용하는 샘플 번호 1 내지 8은 620℃ 내지 685℃의 결정화 온도를 지녔다. 열팽창 계수는 69.3 x 10-7/℃ 및 79.4 x 10-7/℃ 였다. 소성 필름의 필름 두께는 28 내지 31㎛이었다. 550nm에서의 투과성은 73% 이상이고, 그로 인해서, 소성 필름은 투명하였다. 소성 필름에 잔류한 큰 기포의 수는 3 이하였다. 전극 주위에 잔류한 큰 기포의 수는 2 이하였다.
반대로, 비교예로서 샘플 번호 13 및 14 각각은 581℃ 이하의 결정화 온도를 지녔다. 따라서, 결정은 소성 동안 침착되어 투명한 유전층을 얻을 수 없으며 투명도는 67%이하였다. 비교예로서 샘플번호 15는 알칼리 금속 성분을 함유하지 않아서 전극 주위의 큰 기포의 수가 10까지나 되었다.
유리의 연화점 및 결정화 온도를 각각 제 4 변곡점 및 열 피크로서 거대형 시차 열분석계를 사용하여 측정하였다. 열팽창 계수를 하기 방법으로 얻었다. 각각의 샘플을 분말 압착하고 소성시켰다. 그런 후에, 샘플을 직경 4mm 및 길이 40mm의 실린더형으로 분쇄하였다. 열팽창 계수를 JIS(일본국 산업 표준) R3102에 따라서 측정하였다. 그 결과, 30 내지 300℃ 온도 범위의 값을 얻었다. 소성 후의 필름 두께, 투명도, 및 큰 기포의 수를 하기 방법으로 특정하였다. 먼저, 각각의 샘플을 에틸 셀룰로오즈의 5% 테르피네올 용액에서 혼합하고 3-롤 밀을 사용함으로써 반죽하여 페이스트를 형성시켰다. 이어서, 페이스트를 약 30㎛의 소성 필름을 얻도록 고연화점 유리판(83x10-7/℃의 열팽창 계수를 지님)상에 스크린 인쇄함으로써 도포하였다. 도포된 유리판을 전기로에 넣고 표 1 내지 표 3에 나타낸 소성 온도에서 10분 동안 유지시켰다. 소성 필름의 두께를 디지탈 마이크로메터를 사용하여 측정하였다. 분광광도계의 샘플측에 소성 필름이 있는 유리판을 세팅함으로써 적분구부를 분광광도계를 사용하여 550nm의 파장에 대하여 투과도를 측정하였다. 소성 필름내의 큰 기포의 수는 실체 현미경(배율 30)을 사용하여 소성 필름의 표면을 관찰하고 3cm x 4cm 영역내에서 30㎛이상의 직경을 지닌 큰 기포의 수를 계수함으로써 측정하였다. 전극 주위의 큰 기포의 수는 다음과 같이 측정하였다. Ag 전극(100㎛의 전극폭 및 500㎛의 전극 거리를 지님)이 있는 고연화점 유리판상에서, 소성 필름을 상기된 방법과 유사한 방법으로 형성시켰다. 전극 부분을 실체 현미경(배율 30)으로 관찰하고, 30㎛의 직경을 지닌 큰 기포의 수를 3cm x 4cm 영역내에서 계수하였다.
상기된 바와 같이, 본 발명에 따른 플라즈마 디스플레이 패널용 유전체 재료는 유리 기판의 열팽창 계수와 매칭되는 열팽창 계수를 지니고, 연화점 주변의 온도에서 소성되는 경우에도 기포가 용이하게 세정되게 하고, 전극과의 반응을 억제하여 큰 기포가 전극 주위에서 거의 생성되지 않게 한다. 따라서, 투명성이 우수하고 파괴 전압이 높은 투명한 유전층을 얻을 수 있다.
상기된 바와 같이, 유전체 재료는 플라즈마 디스플레이 패널에 유리하게 사용된다.
본 발명을 몇 가지 양태 및 이의 실시예와 함께 더 구체적으로 설명하고 있지만, 당업자라면 본 발명을 다양한 그 밖의 방법으로 용이하게 실시할 수 있을 것이다.
Claims (9)
- 3 내지 25질량%의 BaO, 25 내지 60질량%의 ZnO, 15 내지 35질량%의 B2O3, 3 내지 30%의 SiO2, 0.2 내지 6 질량%의 Li2O, 및 0 내지 1.5 질량%의 Al2O3을 기본으로 하는 80 내지 100 질량%의 유리 분말 및 0 내지 20 질량%의 세라믹 분말을 포함하는 플라즈마 디스플레이 패널용 유전체 재료.
- 제 1항에 있어서, 유리 분말이 1 내지 12질량%의 Li2O+Na2O+K2O를 함유함을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널용 유전체 재료.
- 제 1항에 있어서, 유리 분말이 PbO를 실질적으로 함유하지 않음을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널용 유전체 재료.
- 제 1항에 있어서, 유리 분말이 3 내지 25질량%의 BaO, 30 내지 60질량%의 ZnO, 15 내지 35질량%의 B2O3, 3 내지 20%의 SiO2, 0.2 내지 6 질량%의 Li2O, 및 0 내지 1.5 질량%의 Al2O3을 기본으로 하는 결정화 가능한 유리임을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널용 유전체 재료.
- 제 4항에 있어서, 유리 분말중의 BaO/(B2O3+SiO2)의 비가 0.1 내지 0.8 범위내에 있슴을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널용 유전체 재료.
- 제 4항에 있어서, 유리 분말이 600℃ 내지 800℃ 사이의 결정화 온도를 지님을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널용 유전체 재료.
- 제 1항에 있어서, 유리 분말이 3 내지 25질량%의 BaO, 25 내지 45질량%의 ZnO, 15 내지 35질량%의 B2O3, 10 내지 30%의 SiO2, 0.2 내지 6 질량%의 Li2O, 및 0 내지 1.5 질량%의 Al2O3을 기본으로 하는 비-결정화 가능한 유리임을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널용 유전체 재료.
- 제 7항에 있어서, 유리 분말중의 B2O3/SiO2의 비가 0.8 내지 2.0 범위내에 있슴을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널용 유전체 재료.
- 제 1항에 있어서, 유리 분말이 3.0㎛ 이하의 평균 입자 크기 D50및 20㎛ 이하의 최대 입자 크기 Dmax에 의해서 주어지는 과립성을 지님을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널용 유전체 재료.
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