KR20060105443A - Glass composition and glass paste composition - Google Patents

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KR20060105443A
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케이수케 모리
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스미토모 긴조쿠 고잔 가부시키가이샤
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Abstract

플라즈마 디스플레이 패널, 형광표시관, 또는 필드 에미션 디스플레이의 유전체 또는 격벽 형성에 이용되고, 유해물을 함유하지 않아 환경부하가 작은 유리 조성물, 및 이 유리 조성물을 사용함으로써 기판의 휨을 대폭적으로감소시킬 수 있는 유리 페이스트 조성물을 제공한다.A glass composition which is used to form a dielectric or partition wall of a plasma display panel, a fluorescent display tube, or a field emission display and which contains no harmful substances and has a low environmental load, and by using the glass composition, the warpage of the substrate can be greatly reduced. Provided is a glass paste composition.

구체적으로는, 납(Pb) 및 비스무트(Bi)를 실질적으로 함유하지 않은 유리전이온도가 430℃ ~ 540℃인 유리 조성물로서, 산화물로 환산하여 SiO2를 1 ~ 15 몰%, B2O3를 10 ~ 50 몰%, ZnO를 30 ~ 50 몰%, 알칼리 금속 산화물: R2O (상기 식에서, R은 K, Na 또는 Li로부터 선택된 적어도 1 종의 알칼리 금속원소를 나타낸다)를 0 ~ 12 몰%, 및 BaO를 3 ~ 20 몰% 함유하는 것을 특징으로 하는 유리 조성물을 제공한다.Specifically, a glass composition having a glass transition temperature of 430 ° C. to 540 ° C. substantially free of lead (Pb) and bismuth (Bi), which is 1 to 15 mol% of SiO 2 in terms of oxide, and B 2 O 3 10 to 50 mol%, ZnO 30 to 50 mol%, alkali metal oxide: 0 to 12 mol of R 2 O (where R represents at least one alkali metal element selected from K, Na or Li) %, And 3 to 20 mol% of BaO is provided.

Description

유리 조성물 및 유리 페이스트 조성물 {GLASS COMPOSITION AND GLASS PASTE COMPOSITION}Glass Composition and Glass Paste Composition {GLASS COMPOSITION AND GLASS PASTE COMPOSITION}

도 1은 일반적인 AC형 PDP 구조의 전면판 및 배면판을 나타낸 일부 파단 사시도이다;1 is a partially broken perspective view showing a front plate and a back plate of a typical AC PDP structure;

도 2는 VFD의 구조를 나타낸 일부 파단 사시도이다;2 is a partially broken perspective view showing the structure of the VFD;

도 3은 FED의 구조를 나타낸 단면도이다.3 is a cross-sectional view showing the structure of the FED.

도면의 주요 부호에 대한 설명Description of the main symbols in the drawings

10a 전면판 10b 배면판10a front panel 10b back panel

11 투명 전극 12 버스 전극11 transparent electrodes 12 bus electrodes

13 어드레스 전극 14 MgO 전극13 address electrode 14 MgO electrode

15 유전체 막 16 격벽15 dielectric membrane 16 bulkhead

17 형광체 21 전면 유리17 phosphor 21 windshield

22 유리 전극 23 격자 전극22 Glass Electrode 23 Grid Electrode

24 세그먼트 전극 25 절연층24 segment electrode 25 insulation layer

26 필라멘트 27 배선26 Filament 27 Wiring

28 단자 31a, 31b 유리 기판 28 terminal 31a, 31b glass substrate

32 양극 33 형광체32 anode 33 phosphor

34 게이트 전극 35 스페이서34 Gate Electrode 35 spacer

36 에미터 전극 37 저항층36 emitter electrode 37 resistive layer

38 음극(Cathod)전극38 Cathode Electrode

B 청색 G 녹색 R 적색B Blue G Green R Red

본 발명은 유리 조성물 및 유리 페이스트 조성물에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 플라즈마 디스플레이 패널(plasma display panel), 형광표시관(Vacuum Fluorescent Display), 또는 필드 에미션 디스플레이(field emission display)의 유전체 또는 격벽 형성에 사용되며, 납(Pb) 등과 같은 유해물을 함유하지 않아 환경 부하가 작은 유리 조성물 및 그 유리 조성물을 이용함으로써 기판의 휨을 큰폭으로 감소시킬 수 있는 유리 페이스트 조성물에 관한 것이다.TECHNICAL FIELD The present invention relates to glass compositions and glass paste compositions, and more particularly, to dielectrics or barrier ribs of plasma display panels, fluorescent display panels, or field emission displays. The present invention relates to a glass composition, which is used for forming and which does not contain harmful substances such as lead (Pb) and which has a low environmental load, and which can significantly reduce warpage of a substrate by using the glass composition.

플라스마 디스플레이 패널(이하, PDP라고 한다)은, 대형 플라스마 디스플레이로서 각광 받아 대형 TV 수상기로서 실용화되어 급속히 보급되기 시작하고 있다. 형광 표시관(이하, VFD라고 한다)은, 문자나 기호의 표시 디바이스로서 자동차, 오디오 기기, 디지털 멀티미터(digital multimeter)와 같은 계측기 등의 표시 디바이스로서 이용되고 있고, 또한, 필드 에미션 디스플레이 (이하, FED라 한다)는, 브라 운관을 대신한 미래의 디스플레이 디바이스로서 기대를 모으고 있다. Plasma display panels (hereinafter referred to as PDPs) are spotlighted as large-sized plasma displays, which have been put into practical use as large-scale TV receivers, and are rapidly spreading. Fluorescent display tubes (hereinafter referred to as VFDs) are used as display devices for letters and symbols as display devices such as automobiles, audio equipment, and measuring instruments such as digital multimeters, and field emission displays ( Hereinafter referred to as FED, is expected as a future display device in place of the brown tube.

PDP는, 한 쌍의 유리판을 미세한 간격을 두고 대향시키고, 저부(底部)에 형광체를 갖는 방전 공간을 얻을 수 있도록 주위를 봉합한 것으로서, 방전에 의해서 발생하는 자외선으로 자극 발광하는 형광체에 의해 영상을 상영할 수 있다. PDP에서 영상이 표시되는 쪽의 유리판을 전면판, 다른 한 쪽을 배면판이라고 부르고 있다. 일반적인 AC형 PDP의 배면판은, 도 1에 표시된 것과 같은 구조를 하고 있다.The PDP is a pair of glass plates that face each other at minute intervals and is sealed at the bottom to obtain a discharge space having a phosphor at the bottom. The PDP is a phosphor that stimulates and emits light by ultraviolet rays generated by discharge. Can be screened. In the PDP, the glass plate on the side where the image is displayed is called the front plate and the other is the back plate. The back plate of a general AC PDP has a structure as shown in FIG.

배면판(10b)에는, 줄무늬 형상의 격벽(16)이 형성되고 이들 격벽(16)의 요부(凹部)의 바닥면에는, 격벽과 나란히 1 개의 전극(13)(어드레스 전극이라고도 한다)이 형성되며, 전극의 표면에는 유전체층(15)가 형성되어 전극을 덮고 있다. 그리고, 이들 격벽(16)의 벽면 등에는 자외선의 조사를 받으면 발광하는 형광체(17)이 도포되어 있다.A stripe-shaped partition wall 16 is formed on the back plate 10b, and one electrode 13 (also referred to as an address electrode) is formed on the bottom surface of the recessed portion of the partition wall 16 in parallel with the partition wall. The dielectric layer 15 is formed on the surface of the electrode to cover the electrode. The phosphor 17 which emits light when irradiated with ultraviolet rays is applied to the wall surface or the like of these partition walls 16.

전면판(10a)에는, 줄무늬 형상의 산화인듐주석(ITO) 등에 의해 형성되고 가시광을 투과하는 투명전극(11)과 투명전극 위에 설치된 1 개의 은(銀) 등으로 형성된 버스 전극(12)가 배치되어 있다. 이 전극을 덮도록 유리 등으로 구성되는 유전체막(15)가 형성되고 이 유전체막을 덮도록 MgO막(14)가 증착(蒸着)에 의해 형성된다. 이러한 구조의 PDP를 형성함에 있어서, 은으로 형성되는 전극, 유전체 또는 격벽 등은 기존의 후막기술이 이용되고 있다.On the front plate 10a, a transparent electrode 11 formed by stripe indium tin oxide (ITO) or the like and transmitting visible light and a bus electrode 12 formed of one silver or the like provided on the transparent electrode are disposed. It is. A dielectric film 15 made of glass or the like is formed to cover the electrode, and an MgO film 14 is formed by vapor deposition to cover the dielectric film. In forming a PDP having such a structure, conventional thick film technology is used for electrodes, dielectrics, or partitions formed of silver.

한편, 일반적인 VFD는, 도 2에 나타내었듯이, 전면유리(face glass) 기판(22)로부터 구성된 진공 용기를 갖고, 진공 용기중의 필라멘트(filament)(26)에서 방출된 전자를 격자 전극(23)으로 제어하여 세그먼트(segment) 전극(24)에 충돌하 게 함으로써 세그먼트 전극(24) 상의 형광체를 자극 발광시킴으로써, 문자, 기호 등을 표시하는 것이다. 유리 기판에 표시부가 되는 세그먼트 전극이 형성되고, 이 전극으로 신호를 전달하는 배선(27)과 그 배선(27)과 세그먼트 전극(24) 사이를 절연하는 절연체층(25)가 배열되어 있다.On the other hand, the general VFD has a vacuum container constructed from a face glass substrate 22, as shown in FIG. 2, and the electrons emitted from the filaments 26 in the vacuum container are lattice electrodes 23. As shown in FIG. By controlling the polarization to impinge on the segment electrode 24, the fluorescent substance on the segment electrode 24 is stimulated to emit light, thereby displaying characters, symbols, and the like. The segment electrode which becomes a display part is formed in the glass substrate, and the wiring 27 which transmits a signal to this electrode, and the insulator layer 25 which insulates between the wiring 27 and the segment electrode 24 are arranged.

유리 기판에 전극이나 절연체를 형성하는 방법에는 후막(厚膜)기술이 많이 이용되고, 세그먼트 전극에 대한 배선은 후막 은(銀) 페이스트로 성형시킨 것이 많으며, 이것을 덮는 절연체는 후막 유리 페이스트에 의한 유전체이며, 세그먼트 전극은 그라파이트(graphite)를 주성분으로 하는 후막 페이스트로 형성된다. 또한, 세그먼트 전극과 배선의 전기접속을 확보하기 위하여 절연층은 스루홀(through hole)이 형성되도록 인쇄한다. Thick film techniques are frequently used for forming electrodes and insulators on glass substrates, and wiring to segment electrodes is often formed by thick film silver paste, and the insulator covering the dielectric is formed by thick film glass paste. The segment electrode is formed of a thick film paste containing graphite as a main component. In addition, in order to secure electrical connection between the segment electrode and the wiring, the insulating layer is printed so that a through hole is formed.

이에 대하여, 도 3에 나타낸 FED는, 대향하는 2 개의 유리기판(31)로 구성된 진공용기의 한 쪽 유리기판(31b)에 전자를 방출하는 에미터 전극(36)을 형성하고, 방출된 전자를 다른 한 쪽의 유리기판(31a)의 형광체(33)에 충돌하게 함으로써 자극 발광시키는 것이다.In contrast, the FED shown in FIG. 3 forms an emitter electrode 36 which emits electrons on one glass substrate 31b of a vacuum vessel composed of two opposing glass substrates 31, and emits the emitted electrons. The impinging light emission is caused by colliding with the phosphor 33 of the other glass substrate 31a.

에미터 전극(36)가 형성된 유리기판(31b)에는 에미터 전극(36)로 신호를 보내는 음극 전극(38)과, 이 음극 전극(38)을 덮는 저항층(37)과, 스페이서(spacer)(35)위에 설치된 게이트(gate) 전극(34)가 형성되어 있다. 에미터 전극(36)는 스페이서(35)가 설치되어 있지 않는 각 곳에 설치된다. 또한, 유리기판 등에 구성된 VFD 진공용기의 기계적 강도를 증가시키기 위하여, 도면에 나타나 있진 않지만, 2 개의 유리기판 사이에 유전체 등으로 형성된 지주(支柱) 형상의 구조물 을 설치하기도 한다. FED의 각 구성요소는, 박막기술을 많이 이용하여 형성시키지만, 유전체는 후막기술에 의하여 형성된다.The glass substrate 31b having the emitter electrode 36 formed thereon has a cathode electrode 38 which sends a signal to the emitter electrode 36, a resistance layer 37 covering the cathode electrode 38, and a spacer. A gate electrode 34 provided on the 35 is formed. The emitter electrode 36 is provided in each place where the spacer 35 is not provided. In addition, in order to increase the mechanical strength of the VFD vacuum vessel formed in the glass substrate, etc., although not shown in the drawings, a strut-like structure formed of a dielectric material or the like may be provided between the two glass substrates. Each component of the FED is formed using many thin film technologies, but a dielectric is formed by a thick film technique.

이들 PDP, VFD, FED는, 그 기판으로서 고왜점(高歪點, high strain point) 유리(예를 들면, ASAHI GLASS CO. 제품 PD-2000) 또는 소다라임(soda lime) 유리를 이용하기 위하여 소성온도는 최고 600℃ 이하로 제한되고 있다. 그렇기 때문에, 유리의 연화점(軟化點)을 이 온도 이하로 하지 않으면 치밀한 소성막은 얻을 수 없다. 종래의 유리는 유해물인 납(Pb)이나 비스무트(Bi)를 함유시킴으로써 이 연화점을 실현하고 있다. 특허문헌 1, 2에는 납을 함유한 유리가 개시되어 있고, 특허문헌 3에는 비스무트를 함유한 유리가 개시되어 있다. These PDPs, VFDs, and FEDs are fired in order to use high strain point glass (eg, PD-2000 manufactured by ASAHI GLASS CO.) Or soda lime glass as the substrate. The temperature is limited to a maximum of 600 ° C or less. Therefore, a dense baked film cannot be obtained unless the softening point of glass is below this temperature. Conventional glass realizes this softening point by containing lead (Pb) and bismuth (Bi) which are harmful substances. Patent documents 1 and 2 disclose glass containing lead, and patent document 3 discloses glass containing bismuth.

유리에 함유시키는 이들 유해물은, 디스플레이 디바이스가 폐기될 때는 물론, 디스플레이 디바이스를 제조할 때도 폐기물로 지구환경에 방출되어, 토양, 지하수, 하천 등의 오염, 공해 등의 환경문제를 야기하게 된다.These harmful substances contained in the glass are released to the global environment as waste not only when the display device is disposed, but also when the display device is manufactured, causing environmental problems such as pollution of soil, ground water, rivers, and pollution.

이와 같은 문제에 대하여, 특허문헌 4, 5에는 인(P)를 함유하는 유리가 개시되어 있으나, 인 함유 유리는 내수성에 문제가 있어 실용적이지 못하다. 특허문헌 3, 특허문헌 6 ~ 10에는 B-Si-Zn계 유리 조성물이 개시되어 있다. 이 중에서 특허문헌 10에는 소성 온도에 의한 기판의 변형이 개시되어 있지만, 이들 문헌에는 유리 조성물의 소성에 의한 기판의 휨에 대해서는 아무런 고려도 이루어지지 않았다. About such a problem, although the glass containing phosphorus (P) is disclosed by patent documents 4 and 5, phosphorus containing glass has a problem in water resistance, and is not practical. B-Si-Zn type glass composition is disclosed by patent document 3 and patent documents 6-10. Although the deformation | transformation of the board | substrate by baking temperature is disclosed in this in patent document 10, in these documents, no consideration was given about the curvature of the board | substrate by baking of a glass composition.

납을 함유하고 있는 종래의 유리를 이용하면, 얻어진 후막 유리 페이스트의 유전체는, 소성에 의하여 기판이 휘지 않는다. 그러나, 납을 함유하지 않은 유리를 이용하면, 얻어진 후막 유리 페이스트의 유전체는 소성했을 때 기판이 크게 휘 는 경우가 있다. 특히, 기판의 한 면에 유리 막을 형성한 유전체에는, 기판의 휨이 현저해진다. 기판에 휨이 생기면 디바이스를 조립할 때, 특히, 봉합공정으로 봉합할 수 없게 되므로 진공용기를 얻지 못하고, 결과적으로 디바이스를 얻을 수 없는 흠결이나, 정밀도 확보 측면의 흠결이 발생하게 된다.If conventional glass containing lead is used, the dielectric of the obtained thick film glass paste will not bend the substrate by firing. However, if glass containing no lead is used, the resulting dielectric of the thick film glass paste may be largely warped when fired. In particular, in a dielectric having a glass film formed on one surface of the substrate, warpage of the substrate becomes remarkable. If the substrate is warped, the device cannot be sealed in the sealing process, in particular, the vacuum container cannot be obtained, and as a result, a defect in which the device cannot be obtained or defects in terms of ensuring accuracy can occur.

이와 같은 상황 하에, 납이나 비스무트 등의 유해물을 함유하지 않는 유리를 이용하여 후막 유리 페이스트 유전체를 제작해도 그 소성공정에서 기판이 크게 휘지 않고, 정밀도가 확보된 디바이스를 조립하는 것이 가능한 유리 조성물이 요구되고 있다.Under such circumstances, even if a thick film glass paste dielectric is produced using glass that does not contain harmful substances such as lead or bismuth, there is a demand for a glass composition capable of assembling a device having a high accuracy without causing a large bending of the substrate in the firing process. It is becoming.

[특허문헌 1] 특개평 8-119725[Patent Document 1] Japanese Patent Laid-Open No. 8-119725

[특허문헌 2] 특개평 11-60273[Patent Document 2] Japanese Patent Laid-Open No. 11-60273

[특허문헌 3] 특개평 9-283035[Patent Document 3] Japanese Patent Laid-Open No. 9-283035

[특허문헌 4] 특개평 8-301631[Patent Document 4] Japanese Patent Laid-Open No. 8-301631

[특허문헌 5] 특개 2000-128567[Patent Document 5] JP 2000-128567

[특허문헌 6] 특개평 9-278482[Patent Document 6] Japanese Patent Laid-Open No. 9-278482

[특허문헌 7] 특개 2000-226231[Patent Document 7] JP 2000-226231

[특허문헌 8] 특개 2000-226232[Patent Document 8] Japanese Patent Laid-Open No. 2000-226232

[특허문헌 9] 특개 2000-313635[Patent Document 9] Japanese Patent Laid-Open No. 2000-313635

[특허문헌 10] 특개 2000-327370[Patent Document 10] JP 2000-327370

본 발명의 목적은, 상기 종래의 문제점을 감안하여, 플라즈마 디스플레이 패널, 형광표시관, 또는 필드 에미션 디스플레이의 유전체 또는 격벽 형성에 이용되고, 유해물을 함유하지 않아서 환경부하가 작은 유리 조성물, 및 이 유리 조성물을 이용함으로써 기판의 휨을 대폭적으로 감소시킬 수 있는 유리 페이스트 조성물을 제공하는데 있다.SUMMARY OF THE INVENTION In view of the above-mentioned problems, an object of the present invention is to provide a dielectric composition or partition wall of a plasma display panel, a fluorescent display tube, or a field emission display, and a glass composition containing no harmful substances and having a low environmental load. The present invention provides a glass paste composition capable of significantly reducing warpage of a substrate by using a glass composition.

본 발명자들은, 상기 과제를 해결하기 위하여 심도 있는 연구를 거듭한 결과, 납이나 비스무트를 함유하지 않는 유리를 선정하여 알칼리 금속 산화물을 함유한 각종 성분의 종류와 배합량을 최적화하고, 유리전이온도를 특정 범위로 함으로써, 이 유리에 무기산화물과 비히클(vehicle)을 배합하면, PDP 기판 등을 소성하는 과정에서 기판을 휘게 하는 일 없는 유리 조성물을 얻을 수 있음을 발견하여, 본 발명을 완성하게 되었다.MEANS TO SOLVE THE PROBLEM As a result of extensive research in order to solve the said subject, the present inventors selected glass which does not contain lead and bismuth, optimizes the kind and compounding quantity of various components containing alkali metal oxide, and specifies the glass transition temperature. By setting it as the range, when an inorganic oxide and a vehicle were mix | blended with this glass, it discovered that the glass composition which does not bend a board | substrate in the process of baking a PDP board | substrate etc. was obtained, and completed this invention.

즉, 본 발명의 제 1 발명에 의하면, 납(Pb) 및 비스무트(Bi)를 실질적으로 함유하지 않는 유리전이온도가 430℃ ~ 540℃인 유리 조성물로서, 산화물로 환산하여, SiO2를 1 ~ 15 몰%, B2O3를 10 ~ 50 몰%, ZnO를 30 ~ 50 몰%, 알칼리 금속의 산화물: R2O(상기 식에서, R은, K, Na 또는 Li으로부터 선택된 적어도 1 종의 알칼리 금속원소를 나타낸다)를 0 ~ 12 몰%, 및 BaO를 3 ~ 20 몰% 함유하는 것을 특징으로 하는 유리 조성물이 제공된다.That is, according to the first invention of the present invention, a glass composition having a glass transition temperature of 430 ° C. to 540 ° C. substantially free of lead (Pb) and bismuth (Bi), which is converted into an oxide, contains SiO 2 from 1 to 1. 15 mol%, B 2 O 3 10 to 50 mol%, ZnO 30 to 50 mole%, an oxide of an alkali metal: R 2 O (wherein, R is, K, alkali of at least one member selected from Na or Li It provides a glass composition, characterized in that it contains 0 to 12 mol%, and 3 to 20 mol% BaO.

또한, 본 발명의 제 2 발명에 의하면, 제 1 발명에 있어서, 산화물로 환산하여 CaO, 또는 SrO 중 어느 하나를 추가로 1 ~ 35 몰% 함유하는 것을 특징으로 하는 유리 조성물이 제공된다.Moreover, according to the 2nd invention of this invention, 1-35 mol% of either CaO or SrO is further converted into oxide in the 1st invention, The glass composition provided is characterized by the above-mentioned.

또한, 본 발명의 제 3 발명에 의하면, 제 1 또는 2 발명에 있어서, 열팽창 계수가 70 ~ 81×10-7/℃인 것을 특징으로 하는 유리 조성물이 제공된다.Moreover, according to the 3rd invention of this invention, in 1st or 2nd invention, the thermal expansion coefficient is 70-81x10 <-7> / degreeC, The glass composition is provided.

또한, 본 발명의 제 4 발명에 의하면, 제 1 ~ 3 발명 중 어느 하나에 있어서, 추가로, 알루미나, 실리카, 포스터라이트(Forsterite), 지르코니아, 지르콘, 티타니아 또는 내열 무기안료로부터 선택된 적어도 1 종이 무기 산화물 분말을, 조성물 전체량에 대하여 5 ~ 20 중량% 함유하는 것을 특징으로 하는 유리 조성물이 제공된다.Further, according to the fourth invention of the present invention, in any one of the first to third inventions, at least one paper inorganic selected from alumina, silica, forsterite, zirconia, zircon, titania, or heat-resistant inorganic pigment A glass composition is provided, which contains 5 to 20% by weight of the oxide powder with respect to the total amount of the composition.

한편, 본 발명의 제 5 발명에 의하면, 제 1 ~ 4 발명 중 어느 하나의 유리 조성물에 수지 및 용제를 배합하여 된 유리 페이스트 조성물이 제공된다.On the other hand, according to the 5th invention of this invention, the glass paste composition which mix | blended resin and a solvent with the glass composition in any one of 1st-4th invention is provided.

본 발명의 유리 조성물은 납이나 비스무트 등의 유해물을 함유하지 않고, 알칼리 금속 산화물을 소량 함유하고 있으며 특정의 유리전이온도를 가지므로, 이것을 유리 페이스트 조성물의 원료로서 이용하면, 디스플레이 패널용 유리 기판을 소정의 온도로 소성시켰을 때 기판의 휨을 억제할 수 있어 납이나 비스무트를 포함한 유리 조성물과 동일한 정도의 값이 가능하다. 따라서, PDP, VFD, FED 등을 구성하는 유전체, 격벽 등의 형성재료로서 매우 유용하고, 공업적 가치가 크다.The glass composition of the present invention does not contain harmful substances such as lead or bismuth, contains a small amount of alkali metal oxide and has a specific glass transition temperature. Thus, when used as a raw material of the glass paste composition, the glass substrate for display panel can be used. When baking at predetermined temperature, the curvature of a board | substrate can be suppressed and the value of the same grade as the glass composition containing lead and bismuth is possible. Therefore, it is very useful as a material for forming dielectrics, partition walls, etc. constituting PDP, VFD, FED and the like, and has high industrial value.

이하, 본 발명의 유리 조성물, 및 유리 페이스트 조성물에 관하여 상세히 설명한다. Hereinafter, the glass composition and glass paste composition of this invention are demonstrated in detail.

1.One. 유리 조성물Glass composition

본 발명의 유리 조성물은, Pb 및 Bi를 실질적으로 함유하지 않는, 유리전이온도가 430℃ ~ 540℃인 유리 조성물이고, 산화물로 환산하여, SiO2를 1 ~ 15 몰%, B2O3를 10 ~ 50 몰%, ZnO를 30 ~ 50 몰%, 알칼리 금속의 산화물: R2O(상기 식에서, R은, K, Na 또는 Li으로부터 선택된 적어도 1 종의 알칼리 금속원소를 나타낸다)를 0 ~ 12 몰%, 및 BaO를 3 ~ 20 몰% 함유하는 것을 특징으로 한다.The glass composition of the present invention, that is substantially free of Pb and Bi, and a glass transition glass composition temperature of 430 ℃ ~ 540 ℃, in terms of oxide, 1 to 15 mol% of SiO 2, the B 2 O 3 10 to 50 mol%, ZnO to 30 to 50 mol%, alkali metal oxide: R 2 O (wherein R represents at least one alkali metal element selected from K, Na or Li) 0 to 12 It is characterized by containing 3-20 mol% of mol% and BaO.

유리 중 SiO2는 필수의 구성요소로서, 유리의 네트워크 폼이 되는 성분이다. 유리 중의 함유량은 산화물로 환산하여 1 ~ 15 몰%이며, 함유량이 1 몰% 미만이면 유리의 내수성이나 내약품성이 떨어지고, 15 몰%를 초과하면 소망하는 연화점을 얻기 위하여, 후술하는 알칼리 금속 산화물 R2O 성분이 많아지게 되어 소성 후의 기판에 휨을 발생시킨다. 바람직한 함유량은, 3 ~ 13 몰%이다.Of glass SiO 2 is an essential component of a component that forms the network of the glass. The content in the glass is 1 to 15 mol% in terms of oxide, and when the content is less than 1 mol%, the water resistance and chemical resistance of the glass are inferior, and when the content exceeds 15 mol%, an alkali metal oxide R described later to obtain a desired softening point. 2 O component increases, and curvature generate | occur | produces in the board | substrate after baking. Preferable content is 3-13 mol%.

유리 중 B2O3는 필수의 구성요소로서, 연화점을 낮춤과 동시에 유동성을 증가시키고 유리를 안정시키는 성분이다. 유리중의 함유량은 산화물로 환산하여 10 ~ 50 몰%인데, 함유량이 10 몰% 이하에서는 연화점이 높지않아 소망하는 치수를 실현할 수 없으며, 50 몰%을 초과하면 연화점을 낮출 수 없어 소망하는 값을 실현할 수 없음은 물론 유리의 내수성이나 내약품성이 나빠지는 결과가 된다. 보다 바람직한 함유량은 45 몰% 이하이다. B 2 O 3 in the glass is an essential component, which lowers the softening point, increases fluidity and stabilizes the glass. The content in the glass is 10 to 50 mol% in terms of oxide. If the content is 10 mol% or less, the softening point is not high and the desired dimension cannot be realized. If the content exceeds 50 mol%, the softening point cannot be lowered. Not to be realized, of course, results in poor water resistance and chemical resistance of the glass. More preferable content is 45 mol% or less.

유리중의 ZnO는 필수의 구성요소로서, 연화점을 낮추고, 열팽창계수를 적절하게 조정하는 성분이다. 유리중의 함유량은 30 ~ 50 몰%이다. 유리중의 함유량이 30 몰% 미만이면 소망하는 연화점을 실현할 수 없고, 50 몰%를 초과하면 유리화가 곤란하다. 보다 바람직한 함량은 30 ~ 45 몰%이다.ZnO in glass is an essential component and is a component that lowers the softening point and appropriately adjusts the coefficient of thermal expansion. Content in glass is 30-50 mol%. If content in glass is less than 30 mol%, a desired softening point cannot be implement | achieved, and if it exceeds 50 mol%, vitrification is difficult. More preferable content is 30 to 45 mol%.

알칼리 금속 산화물 R2O는 유리의 필수 구성요소인데, K2O, Na2O, 또는 Li2O의 어느 1 종 이상이다. 이들은 연화점을 저하시키고 열팽창계수를 상승시키는 성분이다.Alkali metal oxide R 2 O is an essential component of glass, which is at least one of K 2 O, Na 2 O, or Li 2 O. These are components which lower the softening point and raise the coefficient of thermal expansion.

유리 중의 R2O 함유량은 산화물로 환산하여 0 ~ 12 몰%이다. 이 함유량이 12 몰%를 초과하면, 소성 후의 기판을 크케 휘게 하는 결과를 초래한다. The R 2 O content in the glass is 0 to 12 mol% in terms of oxide. When this content exceeds 12 mol%, the board | substrate after baking will be largely bent.

일반적으로 유리 조성물의 열팽창이 기판의 열팽창보다 크면, 이 유리 조성물을 기판에 도포하여 소성하는 경우 기판이 휘는 것으로 알려져 있다. 이것은 소성시의 가열로부터 온도를 낮추는 과정에서 기판 위의 유리 조성물이 온도가 낮아짐에 따라 수축하기 때문이다. 즉, 기판도 당연히 수축하지만, 열팽창계수에 비례하여 수축하기 때문에, 기판의 수축보다 유리 조성물의 수축이 크면, (기판의 열팽창계수보다 유리조성물의 열팽창계수가 크면), 기판의 유리조성물 쪽은 유리 조성물이 없는 쪽보다 더 수축하게 된다.Generally, when the thermal expansion of a glass composition is larger than the thermal expansion of a board | substrate, when a glass composition is apply | coated to a board | substrate and it bakes, it is known that a board | substrate bends. This is because the glass composition on the substrate shrinks as the temperature is lowered in the process of lowering the temperature from heating at the time of firing. That is, the substrate also shrinks naturally, but shrinks in proportion to the coefficient of thermal expansion. Therefore, if the shrinkage of the glass composition is greater than that of the substrate (if the coefficient of thermal expansion of the glass composition is larger than that of the substrate), the glass composition of the substrate is glass. It will shrink more than the free side.

즉, 기판의 면에 의한 수축의 차이로 인해 기판은 휘게 된다. 반대로, 기판의 수축이 유리 조성물의 수축보다 크면, 유리 조성물에 기판에 의한 압축이 걸려 기판이 휘지는 않지만, 유리 조성물의 열팽창이 기판의 열팽창보다도 작은 값인 경 우에도 기판에 휨이 발생되는 경우가 있다. That is, the substrate is bent due to the difference in shrinkage caused by the surface of the substrate. On the contrary, if the shrinkage of the substrate is greater than the shrinkage of the glass composition, the glass composition is compressed by the substrate and the substrate is not bent, but warpage occurs in the substrate even when the thermal expansion of the glass composition is smaller than the thermal expansion of the substrate. have.

본 출원인은, 기판의 휨 현상에는 유리의 조성이 크게 영향을 미친다는 것을 확인한 바 있다. 유리전이온도가 500℃이고 납을 함유하지 않은 R2O가 12 몰%를 초과하여 함유된 유리와, R2O를 12 몰% 이하로 밖에 함유하지 않은 유리에 대해서 그 소성 후의 기판의 휨 현상을 조사하면, R2O를 많이 함유한 유리 쪽이 크다. 또한, R2O 외에 SiO2, ZnO와의 조성 밸런스(valance)에도 기인하는 것을 알 수 있다. 이것은 R2O를 다량 함유한 유리는 유리분말 끼리 연화점 부근의 온도에서 응집하여 소결되어 유리막이 됨으로써 무리하게 수축하는데 대하여, R2O가 적은 유리는 연화점 이상의 온도에서 유리가 유동성을 얻고, 근접한 유리 입자와 용융하여 유리막이 됨으로써 무리한 수축이 일어나지 않기 때문이다.The present applicant has confirmed that the composition of glass greatly influences the warpage phenomenon of the substrate. The warpage of the substrate after firing for glass containing a temperature of 500 ° C. and containing no more than 12 mol% of R 2 O containing no lead and glass containing only less than 12 mol% of R 2 O. When irradiated, the glass containing much R 2 O is larger. In addition, R 2 O in addition to SiO 2, it can be seen that due to the composition balance (valance) with ZnO. This is because glass containing a large amount of R 2 O agglomerates and sinters the glass powders at temperatures near the softening point to form a glass film. On the other hand, glass with less R 2 O obtains fluidity at temperatures above the softening point, and the adjacent glass This is because excessive shrinkage does not occur by melting with particles to form a glass film.

납을 함유하지 않는 유리는, 원하는 연화점으로 되기 위하여 동일한 연화점의 납을 함유한 유리에 비하여 R2O를 많이 함유하는 특징이 있다. 납을 함유한 유리는 소성 후에 기판이 휘지 않는데 대하여, 납을 함유하지 않은 유리를 이용하는 기판이 휘는 경우가 있는 것은 이 때문이다. The glass which does not contain lead has the characteristic that it contains many R <2> O compared with the glass containing lead of the same softening point in order to become a desired softening point. It is for this reason that the board | substrate using glass which does not contain lead may be bent, although the glass containing lead does not bend after baking.

R2O는, 유리 안에서 R+ 이온으로서 전도하여 전기 절연성에 나쁜 영향을 미친다. 이와 같은 관점에서도 R2O 함유율은 규제된다.R 2 O conducts as R + ions in glass and adversely affects electrical insulation. From this point of view, the R 2 O content is regulated.

또한, 알칼리 금속의 산화물인 BaO는 유리의 연화점을 낮추는 효과가 있으 며, 35 몰%까지 첨가할 수 있다. BaO는 열팽창계수를 상승시키는 작용이 있으며, 이와 같은 관점에서 상기의 첨가량이 바람직하다. 유리 중의 함유량은 산화물로 환산하여 10 ~ 20 몰%가 좋다.In addition, BaO, an oxide of an alkali metal, has an effect of lowering the softening point of glass and may be added up to 35 mol%. BaO has the effect | action which raises a coefficient of thermal expansion, and from such a viewpoint, said addition amount is preferable. Content in glass is 10-20 mol% in conversion to oxide.

본 발명의 유리 조성물에는 CaO, SrO를 적당히 첨가할 수 있다. CaO, SrO는 유리에 있어서 필수의 구성요소는 아니지만, 이들을 함유시킴으로써 유리를 안정화시키는 효과가 있다. 그러나, 이들은 열팽장계수를 상승시키는 작용이 있어 과잉으로 포함되면 열팽창계수가 커져서 소다라임 유리 등을 기판으로 하는데는 부적절하다. 유리 중의 CaO, SrO 함유량은 산화물로 환산하여 35 몰% 이하가 바람직하다. 특히, CaO의 함유량은 산화물로 환산하여 1 ~ 5 몰%인 것이 좋다. CaO and SrO can be added suitably to the glass composition of this invention. Although CaO and SrO are not an essential component in glass, it is effective in stabilizing glass by containing them. However, these have the effect of raising the coefficient of thermal expansion, and when included excessively, the coefficient of thermal expansion becomes large, which is inappropriate to use soda-lime glass or the like as a substrate. The CaO and SrO content in the glass is preferably 35 mol% or less in terms of oxide. In particular, the content of CaO is preferably 1 to 5 mol% in terms of oxide.

또한, 본 발명의 유리 조성물에는 ZrO2를 적당히 첨가할 수 있다. ZrO2는 유리의 필수 구성요소는 아니지만, 내수성이나 내약품성을 향상시키는 효과가 있다. 다만, 유리 중의 함유량이 산화물로 환산하여 15 몰% 이상으로 되면, 유리의 연화점을 상승시켜, 소망하는 값을 실현할 수 없다.In addition, ZrO 2 can be appropriately added to the glass composition of the present invention. ZrO 2 is not an essential component of glass, but has an effect of improving water resistance and chemical resistance. However, when content in glass becomes 15 mol% or more in conversion of oxide, the softening point of glass will be raised and a desired value cannot be implement | achieved.

Al2O3도 유리의 필수 구성요소는 아니지만, 내수성, 내약품성 향상의 효과가 있다. 다만, 유리 중의 함유량이 산화물로 환산하여 15 몰% 이상으로 되면, 연화점이 높아져서 소망하는 값을 실현할 수 없다.Al 2 O 3 is not an essential component of glass, but has an effect of improving water resistance and chemical resistance. However, when content in glass becomes 15 mol% or more in conversion of oxide, a softening point becomes high and a desired value cannot be implement | achieved.

본 발명의 유리 조성물의 유리전이온도는 430 ~ 540℃으로 하지 않으면 안된다. 유리전이온도는 TG-DTA 또는 TMA로 측정할 수 있다. 바람직한 유리전이온도는 480 ~ 510℃의 범위이다. 일반적으로는 소망의 연화점라면 안정한 유리를 얻는 것이 가능하지만, SiO2나 알칼리 금속 산화물과의 배합 관계로부터 기판의 휨 현상이 발생되기 때문에, 유리 조성물의 유리전이온도가 이 범위내에 들어가도록, 상기 조성으로 하는 것이 중요하다.The glass transition temperature of the glass composition of this invention must be 430-540 degreeC. The glass transition temperature can be measured by TG-DTA or TMA. Preferred glass transition temperatures range from 480 ° C to 510 ° C. Generally, it is possible to obtain stable glass at a desired softening point. However, since warpage of the substrate occurs due to the mixing relationship with SiO 2 or alkali metal oxide, the composition so that the glass transition temperature of the glass composition falls within this range. It is important to

전술한 바 있듯이, PDP, VFD, FED에는 유리 기판 상에 도포되는 유리 페이스트 조성물을 600℃ 이하의 온도에서 소성할 필요가 있다. 그러기 위해서는 유리 조성물의 연화점을 600℃ 이하로 억제할 필요가 있다. 연화점 600℃인 유리 조성물의 유리전이온도는 540℃이다.As mentioned above, PDP, VFD, and FED need to bake the glass paste composition apply | coated on a glass substrate at the temperature of 600 degrees C or less. For that purpose, it is necessary to suppress the softening point of a glass composition to 600 degrees C or less. The glass transition temperature of the glass composition with a softening point of 600 degreeC is 540 degreeC.

한편, 이들 디스플레이 디바이스는, 2 개의 유리 기판 등을 접착시키고 봉합하여 진공 용기를 형성한다. 유리전이온도는 디스플레이 디바이스의 봉합공정의 가열조건과 밀접한 관계를 가지고 있다. 봉합 공정은 430℃로 봉합재료를 연화, 소성하여 실시하지만, 본 발명의 유리 조성물의 유리전이온도가 이 온도보다 낮으면, 봉합공정으로 형성된 격벽이나 유전체가 연화되어, 디스플레이디바이스의 치수 정밀도를 확보할 수 없게 되어버린다. 따라서, 봉합 온도를 430℃ 이하로 함으로써, 그에 수반하여 유리 조성물의 유리전이온도도 낮출 수가 있다.On the other hand, these display devices adhere | attach and seal two glass substrates etc., and form a vacuum container. The glass transition temperature is closely related to the heating conditions of the sealing process of the display device. The sealing process is carried out by softening and firing the sealing material at 430 ° C. However, when the glass transition temperature of the glass composition of the present invention is lower than this temperature, the partition walls and the dielectric formed by the sealing process are softened to ensure the dimensional accuracy of the display device. It becomes impossible to do it. Therefore, by making the sealing temperature 430 degrees C or less, the glass transition temperature of a glass composition can also be lowered with it.

유리 조성물의 분말 입도는 D50에서 10 ㎛ 이하가 바람직하고, 더욱 바람직하게는 5 ㎛ 이하이다. 입도가 10 ㎛보다 크면 치밀한 격벽 및 유전체를 얻을 수가 없게 된다. 원하는 입도의 분말을 얻으려면 볼밀(ball mill), 제트밀(jet mill) 등의 공지의 수단을 사용하여 분쇄할 수 있다.Powder particle size of the glass composition is less than 10 ㎛ preferably from D 50, and more preferably not more than 5 ㎛. If the particle size is larger than 10 mu m, it is impossible to obtain dense partitions and dielectrics. In order to obtain a powder having a desired particle size, it can be pulverized using a known means such as a ball mill, a jet mill, or the like.

유리 조성물을 조제하려면, 단일의 유리조성물을 이용하여도 좋고, 복수의 유리 조성물을 준비해서 혼합해도 좋다. 기판의 휨 형상이 있어 실용적이지 못한 유리 조성물도, 본 발명의 유리조성물을 혼합함으로써 기판의 휨을 개선할 수 있다.To prepare a glass composition, a single glass composition may be used, or a plurality of glass compositions may be prepared and mixed. The glass composition which has the warpage shape of a board | substrate and is not practical also can improve the warpage of a board | substrate by mixing the glass composition of this invention.

PDP 등의 격벽이나 유전체를 형성하기 위하여, 본 발명의 유리 조성물에 무기 산화물을 혼합하여 사용할 수 있다. 무기 산화물로는, 알루미나, 실리카, 포스터라이트(Forsterite), 지르코니아, 지르콘, 티타니아 또는 내열 무기안료를 들 수 있는데, 이들로부터 선택된 1 종 이상의 무기 산화물을 유리 조성물에 첨가할 수 있다. 무기 산화물을 첨가하면 투명성이 손상되는 경우가 있으나, PDP의 투명유전체에는, 유리 막의 투과율을 확보할 수 있는 범위로 무기 산화물을 첨가할 수 있고 그렇게 함으로써 유리 막의 기계적 강도의 향상을 도모할 수 있다. In order to form partitions and dielectrics, such as a PDP, an inorganic oxide can be mixed and used for the glass composition of this invention. Examples of the inorganic oxides include alumina, silica, forsterite, zirconia, zircon, titania, and heat-resistant inorganic pigments. At least one inorganic oxide selected from these may be added to the glass composition. Transparency may be impaired by adding an inorganic oxide, but an inorganic oxide can be added to the transparent dielectric of PDP in the range which can ensure the transmittance | permeability of a glass film, and, thereby, the mechanical strength of a glass film can be improved.

내열 무기 안료로는, Fe-Co-Cr 복합 산화물, Cu-Cr-Mn 복합 산화물, Cu-Cr-Fe 복합 산화물, Ni-Mn-Fe-Co 복합 산화물, Fe-Mn 복합 산화물, Fe-Cu-Mn계 복합 산화물의 흑색 안료나 Cr 산화물의 녹색 안료 등을 사용할 수 있다. As a heat resistant inorganic pigment, Fe-Co-Cr complex oxide, Cu-Cr-Mn complex oxide, Cu-Cr-Fe complex oxide, Ni-Mn-Fe-Co complex oxide, Fe-Mn complex oxide, Fe-Cu- The black pigment of Mn type complex oxide, the green pigment of Cr oxide, etc. can be used.

무기 산화물의 입도 D50는 10 ㎛ 이하가 바람직하고, 더욱 바람직하게는 5 ㎛ 이하가 바람직하다. 이 보다도 크면 치밀한 격벽 및 유전체를 얻을 수가 없게 된다. The particle size D 50 of the inorganic oxide is preferably 10 μm or less, more preferably 5 μm or less. If it is larger than this, it is impossible to obtain dense partitions and dielectrics.

유리 세라믹 재료의 열팽창계수는 유리 조성물과 무기 산화물에 의하여 정해지며, 이들의 조합을 바꿈으로써 조절 가능하다. 열팽창계수는 50 ~ 87 ×10-7/℃의 범위가 바람직하다. 소다라임 유리 등의 기판의 열팽창계수는 83 ~ 87×10-7/℃ 이고, 이것 이하의 값으로 되면 소성할 때 디바이스의 휨 현상을 일으킨다. The coefficient of thermal expansion of the glass ceramic material is determined by the glass composition and the inorganic oxide, and can be adjusted by changing the combination thereof. The coefficient of thermal expansion is preferably in the range of 50 to 87 × 10 −7 / ° C. The thermal expansion coefficient of substrates, such as soda-lime glass, is 83-87x10 <-7> / degreeC, and when it becomes a value below this, it will cause the device to bend when baking.

실리카의 열팽창계수는 140×10-7/℃이고, 포스터라이트의 열팽창계수는 95×10-7/℃이며, 이들을 유리 조성물에 배합함으로써 열팽창계수를 상승시키는 효과가 얻어진다. 실리카(석영)은 상전위하는 것이 알려져 있으며, 크리스토발라이트(Cristobalite) 등에 상전위하면 열팽창계수는 급격히 변화한다. 열팽창계수의 변화에 의하여 격벽이나 유전체에 크랙(crack)이 생길 수도 있다. 이와 같은 사태를 막기 위하여 석영 유리 분말을 사용할 수 있다. 석영 유리는 열팽창계수가 55×10-7/℃이며, 이를 유리 조성물에 배합함으로써 열팽창계수를 떨어뜨리는 효과가 얻어진다. The thermal expansion coefficient of silica is 140x10 <-7> / degreeC, and the thermal expansion coefficient of fosterite is 95x10 <-7> / degreeC, By combining these in a glass composition, the effect of raising a thermal expansion coefficient is acquired. It is known that silica (quartz) has a phase potential, and when the phase potential is cristobalite or the like, the coefficient of thermal expansion changes rapidly. Cracks may occur in the barrier ribs or the dielectric due to the change in the coefficient of thermal expansion. Quartz glass powder can be used to prevent such a situation. The quartz glass has a coefficient of thermal expansion of 55 × 10 −7 / ° C., and by blending it in the glass composition, the effect of lowering the coefficient of thermal expansion is obtained.

무기 산화물은 1 종류만을 선택하는 것도 좋지만, 그것에 한정되지는 않고, 복수 종류를 조합할 수도 있다. 격벽이나 유전체를 백색으로 하고자 하는 경우는 TiO2를 첨가할 수 있다. 또한 유전율을 상승시키고 싶을 때도 TiO2를 첨가하는 것이 효과적이다.Although one type of inorganic oxide may be selected, it is not limited to it, It can also combine multiple types. TiO 2 can be added to make the barrier or dielectric white. It is also effective to add TiO 2 to increase the dielectric constant.

무기 산화물의 함유량은, 용도에 따라서도 다르지만, 유리보다도 적은 것이 바람직한데, 5 ~ 20 중량%로 한다. PDP의 경우 함유량이 5 중량%보다 적게 되면 치밀한 유전체 막은 형성할 수 있지만 백색의 PDP 격벽이나 유전체를 실현할 수 없게 된다. 또한, 이것을 PDP 격벽재료로 이용하는 경우, 골재로서의 기능이 너무 약해서, 소성 후에 PDP격벽이 녹아내려서 붕괴하는 문제가 발생한다. 한편, 20 중 량%을 초과하면, 치밀한 유전체를 실현할 수 없게 되는 문제가 있다.Although content of an inorganic oxide differs also according to a use, although less is preferable than glass, it is 5 to 20 weight%. In the case of PDP, when the content is less than 5% by weight, a dense dielectric film can be formed, but the white PDP partition wall or dielectric cannot be realized. Moreover, when using this as a PDP partition material, the function as an aggregate is too weak, and a problem arises that a PDP partition melts and collapses after baking. On the other hand, if it exceeds 20% by weight, there is a problem that a dense dielectric material cannot be realized.

2.2. 유리 페이스트 조성물Glass paste composition

본 발명의 유리 페이스트 조성물은 상기 유리 조성물에 수지, 용제를 필수 구성요소로서 배합한 것으로서, 적당한 무기 산화물이나 분산제 등을 첨가할 수 있다.The glass paste composition of this invention mix | blends resin and a solvent as an essential component to the said glass composition, and can add an appropriate inorganic oxide, a dispersing agent, etc.

본 발명에 따른 수지는 페이트스의 점성을 보유하고, 또 도포, 건조 후의 형상을 유지하며, 건조 막의 내약품성을 향상시키는 성분이다. 수지는 소성공정으로 분해 또는 연소되고, 유리 조성물의 연화점 이하에서 완전히 제거되어야 한다. 연화점 이상의 온도에서 연소하거나 하는 수지는 탈가스가 연화된 유리 막에 갇혀 기포 등의 공동(void)을 다수 발생시키기 때문이다.The resin according to the present invention is a component that retains the viscosity of the paint, maintains the shape after application and drying, and improves chemical resistance of the dried film. The resin must be decomposed or burned in the firing process and removed completely below the softening point of the glass composition. This is because a resin that burns at a temperature above the softening point is trapped in the softened glass film to generate a large number of voids and the like.

이러한 관점에서 바람직한 수지로서, 에틸셀룰로오즈, 아크릴, 폴리비닐프탈레이트, 메틸스티렌을 들 수 있다. 아크릴에는 메타아크릴 수지도 포함된다. 이들 수지는 단독으로 사용해도 무방하고 복수 종류를 혼합해도 무방하다.As preferable resin from this viewpoint, ethyl cellulose, an acryl, a polyvinyl phthalate, and methyl styrene are mentioned. Acryl also includes methacryl resin. These resins may be used independently and may mix multiple types.

유리 페이스트 조성물에 있어서 수지의 배합량은, 그 용도에도 의존적이지만, 무기성분 100 중량%에 대하여 0.5 ~ 10 중량%로 한다. 여기서 무기성분과는 유리 조성물과 필요에 따라 첨가되는 무기 산화물로 구성된다. 수지의 양이 0.5 중량%보다 적으면 페이스트 중의 유리 세라믹 조성물 분말이 침강되고, 페이스트의 보존성을 나쁘게 한다. 또한, 10 중량%보다도 수지가 많으면, 점도가 높아져 다량의 용제를 첨가하지 않으면 도포에 적당한 점도가 될 수 없다. Although the compounding quantity of resin in a glass paste composition depends also on the use, it is made into 0.5 to 10 weight% with respect to 100 weight% of inorganic components. An inorganic component is comprised from a glass composition and the inorganic oxide added as needed here. When the amount of the resin is less than 0.5% by weight, the glass ceramic composition powder in the paste is precipitated, which degrades the shelf life of the paste. Moreover, when there are more resins than 10 weight%, a viscosity will become high and a viscosity suitable for application | coating cannot be made unless a large amount of solvent is added.

또한, PDP 격벽의 형성을 샌드블라스트(sand blast)법으로 수행하는 경우, 남기고 싶은 곳에는 레지스트(resist)로 마스크(mask)하는데, 레지스트 현상공정은 일반적으로 Na2CO3 등의 알칼리 수용액에서 행한다. 이 때, 수지가 적으면 알칼리 수용액에서의 현상 시에 건조 막이 박리되는 등의 문제가 발생하며, 반대로, 수지가 많으면 샌드블라스트의 연삭속도가 느려진다.In addition, when the formation of the PDP barrier ribs is carried out by a sand blast method, a mask is masked with a resist where it is desired to be left, and the resist developing step is generally performed in an aqueous alkali solution such as Na 2 CO 3 . . At this time, when there are few resins, the problem of peeling a dry film at the time of image development in aqueous alkali solution arises, On the contrary, when there are many resins, the grinding speed of a sandblast will become slow.

용제는 페이스트의 유동성을 향상하려면 빠뜨릴 수 없는 구성요소이다. 더불어, 수지를 용해시킬 수 있어야 할 뿐 아니라, 건조공정에서 휘발되어야 한다. 그렇다고 해서 휘발성만을 중시하여 비점이 150℃에 미치지 못하는 용제를 사용하면, 도포공정에서 페이스트가 말라 작업성의 악화를 초래한다. Solvent is an indispensable component to improve the flowability of the paste. In addition, it must not only be able to dissolve the resin, but also must be volatilized in the drying process. However, if a solvent which does not focus on volatility but has a boiling point of less than 150 ° C. is used, the paste dries in the coating step, causing deterioration of workability.

이와 같은 관점에서 용제의 비점은 150℃ 이상인 것이 바람직하고, 수지의 용해성을 고려하여 테르피놀(terpinol), 디히드로테르피놀(dihydro terpinol), 부틸카르비톨아세티이트(butylcarbitolacetate), 부틸카르비톨(butyl carbitol), 2,2,4-트리메틸-1,3-펜탄디올모노부티레이트(2,2,4-trimethyl- 1,3-pentadiol monobutyrate) 등이 선택된다.It is preferable that the boiling point of a solvent is 150 degreeC or more from such a viewpoint, and terpinol, dihydro terpinol, butylcarbitolacetate, and butyl carbitol ( butyl carbitol), 2,2,4-trimethyl-1,3-pentanediol monobutyrate (2,2,4-trimethyl-1,3-pentadiol monobutyrate) and the like are selected.

용제의 배합량은 그 종류에 따라 차이가 있지만, 무기성분 100 중량%에 대하여 20 ~ 45 중량%로 한다. 배합량이 20 중량% 미만에서는 페이스트화 하기가 곤란하고, 45 중량%를 초과하면 건조시의 막 수축이 커져 건조막에 크랙(crack)이 발생하기 쉽다. 또한, 용제가 많으면 건조시의 에너지 소비가 많을 뿐 아니라, 건조시의 수축이 커지고 건조온도가 편향되어 건조막에 크랙을 발생시킬 수 있다. Although the compounding quantity of a solvent varies with the kind, it shall be 20 to 45 weight% with respect to 100 weight% of inorganic components. If the blending amount is less than 20% by weight, it is difficult to form a paste, and if it exceeds 45% by weight, the film shrinkage during drying becomes large and cracks are likely to occur in the dry film. In addition, when the solvent is large, not only the energy consumption at the time of drying is high, but also the shrinkage at the time of drying is increased, and the drying temperature is deflected, which may cause cracks in the dry film.

본 발명의 유리 페이스트 조성물에는, 소포제(消泡劑), 분산제, 가소제 등의 후막 유리 페이스트에서 공지된 첨가물을 첨가할 수 있다. The additive known in thick film glass pastes, such as an antifoamer, a dispersing agent, and a plasticizer, can be added to the glass paste composition of this invention.

(실시예 ) ( Example )

이하에 본 발명의 실시예 및 비교예를 나타내었으나, 본 발명은 이들 실시예에 의하여 조금도 한정되지 않는다.Although the Example and comparative example of this invention are shown below, this invention is not limited at all by these Examples.

(기판의 휨의 평가)(Evaluation of the warpage of the board)

유리 기판에 대한 도포, 소성 후에 생기는 기판의 휨은, 다음의 방법으로 평가하였다. 소성 후이 기판의 휨을 검출하기 쉽게 하기 위하여, 50 ㎜×50 ㎜의 정방형으로 두께가 0.5 ㎜인 소다라임 유리 기판 한 면에 유리 페이스트를 스크린 인쇄한 다음 120℃×5 분으로 건조하고, 피크 조건 580℃×5분의 벨트식 소성로에서 소성하여 소성막 두께 20 ㎛의 유리막을 프린팅함으로써 평가용 기판을 얻었다. 이 기판의 유리 페이스트가 프린팅되지 않은 면을 표면 조도계(粗度計: TOKYO SEIMITSU CO. 제품, surfcom E-MD-S39A형)로 40 ㎜ 트레이싱(tracing)하여 유리기판의 휨을 확인하였다. 또한, 기판의 열팽창계수는 86×10-7/℃이다.The curvature of the board | substrate which arises after application | coating to a glass substrate and baking was evaluated by the following method. In order to make it easier to detect the warpage of the substrate after firing, the glass paste was screen printed on one side of a soda-lime glass substrate having a thickness of 0.5 mm in a 50 mm × 50 mm square, and then dried at 120 ° C. × 5 minutes, and peak conditions 580 The board | substrate for evaluation was obtained by baking in the belt type kiln of (degreeC) * 5 minutes, and printing the glass film of 20 micrometers of fired film thicknesses. The surface where the glass paste of this board | substrate was not printed was traced by 40 mm with the surface roughness meter (made by TOKYO SEIMITSU CO., Surfcom E-MD-S39A type), and the curvature of the glass substrate was confirmed. Moreover, the thermal expansion coefficient of a board | substrate is 86x10 <-7> / degreeC .

기판의 휨은 유리 페이스트가 도포되어 있는 쪽이 오목하게 휘는 것을 「앞으로 휘다」로 하고, 그 반대(페이스트가 도포되어 있는 쪽이 볼록하게 휘는 것)를 「뒤로 휘다」으로 하였다. 얻어진 결과를 절대치로 표시하였다. 기판의 휨이 0 ~ 50 ㎛의 범위내에 있으면, 실제로 이용하는데는 문제가 없다.As for the curvature of the board | substrate, what curved the concave side of the glass paste was made to "bend forward", and the opposite (when the paste is applied convexly curved) was made to "bend back". The obtained result was represented by absolute value. If the curvature of a board | substrate exists in the range of 0-50 micrometers, there is no problem in actual use.

(실시예 1 ~ 4)(Examples 1 to 4)

유리는, Pb 및 Bi를 함유하지 않고, 알칼리 금속 산화물을 0 ~ 12 몰% 함유하도록, 조성이 표 1에 나타낸 것을 사용하였다. 이 유리 조성물을 1300℃로 용융, 급랭하고, 볼밀(ball mill)로 분쇄하였다. 얻어진 유리 분말의 입도는 마이크로트랙(microtrack)으로 측정하였고, 유리전이온도 및 연화점은 TG-DTA(SEIKO ELECTRONIC CORP. 제품 TG/DTA320형)으로 측정하였다. 얻어진 유리 분말의 입경, 유리전이온도 및 연화점을 표 1에 나타내었다. 또한, 표 1 중의 각 성분의 함유량은 산화물 환산 몰%이다. The glass did not contain Pb and Bi, and the composition shown in Table 1 was used so that 0-12 mol% of alkali metal oxides might be contained. This glass composition was melted and quenched at 1300 ° C. and ground in a ball mill. The particle size of the obtained glass powder was measured by microtrack, and the glass transition temperature and softening point were measured by TG-DTA (type TG / DTA320 manufactured by SEIKO ELECTRONIC CORP.). The particle diameter, glass transition temperature, and softening point of the obtained glass powder are shown in Table 1. In addition, content of each component of Table 1 is mol% conversion equivalent.

유리 분말을 봉상으로 가압성형하고 580℃×30 분간 소성하여 직경 4 ㎜ 길이 10 ㎜의 시료를 얻었다. 이 시료를 TMA(SEIKO ELECTRONIC CORP. 제품 TMA320형)로 열팽창계수를 측정하였다. The glass powder was press-molded into a rod shape and fired at 580 ° C for 30 minutes to obtain a sample having a diameter of 4 mm and a length of 10 mm. The thermal expansion coefficient of this sample was measured by TMA (Type TMA320 by SEIKO ELECTRONIC CORP.).

유리 분말 90 중량%에 대하여, Cu-Cr-Mn 복합 산화물 분말 10 중량%를 배합한 다음, 유리 분말과 Cu-Cr-Mn 복합 산화물 분말의 혼합물 100 중량%에 비히클 40 중량%를 첨가하고 롤밀(roll mill)로 혼합하여 유리 페이스트 조성물을 얻었다. 비히클은, 수지로 에틸셀룰로오즈(분자량 80,000) 10 중량%, 용제로 테르피놀 90 중량%을 혼합하여 60℃에서 가열하여 비히클을 얻었다. 이어서, 이 유리 페이스트 조성물을 이용하여 상기의 방법에 의거하여 기판의 휨을 평가하였다.To 90% by weight of the glass powder, 10% by weight of the Cu-Cr-Mn composite oxide powder was blended, and then 40% by weight of the vehicle was added to 100% by weight of the mixture of the glass powder and the Cu-Cr-Mn composite oxide powder and the roll mill ( roll mill) to obtain a glass paste composition. The vehicle was mixed with 10% by weight of ethyl cellulose (molecular weight: 80,000) and 90% by weight of terpinol with a solvent, and heated at 60 ° C to obtain a vehicle. Next, the curvature of the board | substrate was evaluated based on said method using this glass paste composition.

(비교예 1 ~ 3)(Comparative Examples 1 to 3)

유리로서, Pb를 함유하거나, 알칼리 금속 산화물의 함유량이 12 몰%를 초과하는 것을 이용한 것 외에는 실시예와 동일하게 실시하여 표 1에 나타낸 유리 조성물을 조제하였다. 이 유리전이온도 및 연화점, 열팽창계수, 입도를 측정하였다. 이어서, 실시예와 동일한 방법으로 기판의 휨을 평가하였다. As glass, the glass composition shown in Table 1 was prepared like Example except having contained Pb or using content exceeding 12 mol% of alkali metal oxide. The glass transition temperature, softening point, thermal expansion coefficient, and particle size were measured. Next, the curvature of the board | substrate was evaluated by the method similar to an Example.

Figure 112006016170375-PAT00001
Figure 112006016170375-PAT00001

[평가][evaluation]

상기 실시예 및 비교예에서 작성된 각 유리 조성물의 열팽창계수는 모두 기판의 그것보다도 작은 값이다. 그러나, 비교예 1 및 2의 유리 조성물은 기판의 휨이 커서 실용의 레벨을 초과하고 있다. 한편, 실시예 1 ~ 4의 유리 조성물에는 기판의 휨은 실용 레벨의 범위내에 있으며, 비교예 3으로 나타낸 종래의 납을 함유한 유리와 같은 정도이다. 이것으로부터, 본 발명의 유리 조성물이 PDP 등의 디스플레이 디바이스용의 재료로서 유용하다는 것을 알 수 있다.The coefficient of thermal expansion of each glass composition produced by the said Example and the comparative example is a value smaller than that of a board | substrate. However, the curvature of a board | substrate is large and the glass compositions of Comparative Examples 1 and 2 exceed the practical level. On the other hand, in the glass composition of Examples 1-4, the curvature of a board | substrate exists in the range of practical level, and is about the same as the glass containing the conventional lead shown by the comparative example 3. From this, it turns out that the glass composition of this invention is useful as a material for display devices, such as PDP.

본 발명의 유리 조성물은, 납이나 비스무트 등의 유해물을 함유하지 않고, 알칼리 금속 산화물을 소량 함유하고 있으며 특정의 유리전이온도를 가지므로, 이것을 유리 페이스트 조성물의 원료로서 이용하면, 디스플레이 패널용 유리 기판을 소정의 온도로 소성시켰을 때 기판의 휨을 억제할 수 있어 납이나 비스무트를 포함한 유리 조성물과 동일한 정도의 값이 가능하다. 따라서, PDP, VFD, FED 등을 구성하는 유전체, 격벽 등의 형성재료로서 매우 유용하고, 공업적 가치가 크다.Since the glass composition of this invention does not contain harmful substances, such as lead and bismuth, contains a small amount of alkali metal oxide and has a specific glass transition temperature, when using this as a raw material of a glass paste composition, it is a glass substrate for display panels When baking at the predetermined temperature, the curvature of a board | substrate can be suppressed and the value of the same grade as the glass composition containing lead and bismuth is possible. Therefore, it is very useful as a material for forming dielectrics, partition walls, etc. constituting PDP, VFD, FED and the like, and has high industrial value.

Claims (5)

납(Pb) 및 비스무트(Bi)를 실질적으로 함유하지 않고 유리전이온도가 430℃ ~ 540℃인 유리 조성물로서, 산화물로 환산하여, SiO2를 1 ~ 15 몰%, B2O3를 10 ~ 50 몰%, ZnO를 30 ~ 50 몰%, 알칼리 금속의 산화물: R2O(상기 식에서, R은, K, Na 또는 Li으로부터 선택된 적어도 1 종의 알칼리 금속원소를 나타낸다)를 0 ~ 12 몰%, 및 BaO를 3 ~ 20 몰%로 함유하는 것을 특징으로 하는 유리 조성물.A glass composition having a glass transition temperature of 430 ° C. to 540 ° C. that is substantially free of lead (Pb) and bismuth (Bi), which is converted into an oxide to contain 1 to 15 mol% of SiO 2 and 10 to 10 of B 2 O 3 . 50 mol%, 30 to 50 mol% of ZnO, an oxide of alkali metal: R 2 O (wherein, R is, K, represents at least the alkali metal element of one member selected from Na, or Li) from 0 to 12 mol% , And BaO at 3 to 20 mol%. 제 1 항에 있어서, 산화물로 환산하여, CaO 또는 SrO 중 어느 하나를 추가로 1 ~ 35 몰% 함유하는 것을 특징으로 하는 유리 조성물.The glass composition according to claim 1, which further contains 1 to 35 mol% of CaO or SrO in terms of oxide. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 열팽창 계수가 70 ~ 81×10-7/℃인 것을 특징으로 하는 유리 조성물.The glass composition according to claim 1 or 2, wherein the coefficient of thermal expansion is 70 to 81 × 10 −7 / ° C. 4 . 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 하나에 있어서, 추가로, 알루미나, 실리카, 포스터라이트(Forsterite), 지르코니아, 지르콘, 티타니아 또는 내열 무기안료로부터 선택된 적어도 1 종이 무기 산화물 분말을, 조성물 전체량에 대하여 5 ~ 20 중량% 함유하는 것을 특징으로 하는 유리 조성물.The method according to any one of claims 1 to 3, wherein at least one species of inorganic oxide powder selected from alumina, silica, forsterite, zirconia, zircon, titania, or heat-resistant inorganic pigments is based on the total amount of the composition. A glass composition comprising 5 to 20% by weight. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 하나에 따른 유리 조성물에 수지 및 용제를 배합하여 된 유리 페이스트 조성물.The glass paste composition which mix | blended resin and a solvent with the glass composition of any one of Claims 1-4.
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