KR20070071646A

KR20070071646A - 플라즈마 디스플레이 패널의 전극 페이스트용 유리 프릿조성물

Info

Publication number: KR20070071646A
Application number: KR1020050135309A
Authority: KR
Inventors: 이병철
Original assignee: 제일모직주식회사
Priority date: 2005-12-30
Filing date: 2005-12-30
Publication date: 2007-07-04

Abstract

본 발명은 납성분을 함유하지 않은 Bi계 PDP(Plasma Display Panel)전극 페이스트용 유리 프릿 조성물에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 Bi₂O₃ 30~60중량%를 포함하며, 납성분을 포함하지 않는 것을 특징으로 하는 유리 프릿 조성물에 관한 것이다.

본 발명에 의한 조성물의 경우, PbO 대신에 Bi₂O₃를 주성분으로 하고 있으므로, 인체 및 환경에 무해할 뿐만 아니라, PDP 유리 프릿으로서의 연화점 및 열팽창계수에 대한 조건도 만족시키므로, 친환경적인 무연 유리 프릿 재료로서 활용될 수 있다.

전극 페이스트, 무연, 유리 프릿, PDP

Description

플라즈마 디스플레이 패널의 전극 페이스트용 유리 프릿 조성물{GLASS FRIT COMPOSITION FOR ELECTRODE PASTE OF PLASMA DISPLAY PANEL}

본 발명은 유리 프릿 조성물에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 납성분을 포함하지 않아 환경친화적인 PDP 페이스트용 유리 프릿 조성물에 관한 것이다.

현재 평판 디스플레이 장치의 시장점유율이 전체 디스플레이 시장에서 급속히 높아지고 있다. 평판 디스플레이 장치 중 PDP(Plasma Display Panel)는 넓은 광시야각, 풀 칼라, 빠른 응답 속도뿐만 아니라, 대형이면서도 두께가 얇다는 장점으로 인하여, 가정용 벽걸이 TV, 사무실 또는 공공 장소의 대형 표시 장치로 이용되고 있다.

최근, PDP 제조기술의 발달로 PDP의 대형화, 박막화가 이루어짐에 따라, PDP에 대한 수요도 증가되고 있다. 이에 따라, PDP의 핵심 소재인 전극 페이스트용 유리 프릿의 수요도 꾸준히 증가되고 있다.

이와 같은 PDP 전극 페이스트용 유리 프릿의 경우, 다음과 같은 조건을 갖추어야 한다.

우선, 피접착제 간의 열응력 발생을 방지하기 위해서 재료 간의 열팽창 계수의 정합을 이룰 수 있는 열팽창 계수를 가져야 하며 접착시의 열에 의한 소자와의 반응을 억제하고 각 기능을 손상시키지 않기 위해서 연화점은 공정온도(530~600℃)보다 낮아야 한다. 그 이외에도, 피접착제 사이의 기밀성과 화학적 안정성 및 내마모성이 우수하여야 한다.

현재까지 주로 사용되고 있는 전극 페이스트용 유리 프릿의 경우, PbO가 주성분이었다. 즉, PbO를 주성분으로 하는 PbO-SiO₂-P₂O₅계, 또는 PbO-B₂O₃계 등이 주로 사용되어 왔다.

그러나, 상기 PbO에는 인체나 환경에 유해한 물질인 납성분이 포함되어 있다는 문제점이 있으며, 또한 이로 인하여 세계 각국에서 점차적으로 사용 규제대상이 되어가고 있어서, 이를 대체할 수 있는 물질이 요구되고 있다.

이와 같은 이유로 PbO를 포함하지 않는 유리프릿, 예컨대, P₂O₅-ZnO, SiO₂-B₂O₃계 유리 프릿들이 개발되어 왔다.

그러나, 상기 P₂O₅-ZnO, SiO₂-B₂O₃계 유리 프릿 등은 다량의 Li, Na, K 등 알칼리 금속 이온이 함유되어 있는 재료를 사용하게 되므로, P₂O₅-ZnO, SiO₂-B₂O₃계 유리 프릿을 사용할 경우, 알칼리 이온의 이동이 발생하여 시스템에 악영향을 미칠 수 있다는 문제점이 있었다.

또한 P₂O₅-ZnO계 유리는 유리 형성 산화물인 P₂O₅를 다량으로 함유하고 있기 때문에 화학적 안정성과 기계적 강도가 떨어지고 열팽창계수가 커지는 문제점이 있을뿐만 아니라, P₂O₅계 유리의 결점인 발포 현상으로 인하여 부가적인 문제점들도 발생하게 된다.

그리하여, 환경 및 인체에 유해한 PbO를 주성분으로 하는 유리프릿을 대체할 수 있는 새로운 조성의 무연 PDP 전극 페이스트용 유리 프릿 조성물의 개발이 절실히 필요한 실정이다.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명은 PbO를 전혀 사용하지 않을뿐만 아니라, P₂O₅를 가급적 소량으로 사용하더라도, PDP 전극 페이스트용 유리 프릿으로서의 요구조건에 적합한 연화점 및 열팽창계수 등을 나타낼 수 있는 유리 프릿 조성물을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

본 발명의 또 다른 목적은 상기 조성물을 포함하는 환경친화적이고, 인체에 무해한 전극 페이스트 조성물 및 이를 이용하여 제조된 PDP용 전극을 제공하는 것이다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 유리프릿 조성물에 있어서, Bi₂O₃30~60중량%를 포함하며, 납성분을 포함하지 않는 것을 특징으로 하는 유리 프 릿 조성물을 제공한다.

본 발명은 또한, 상기 조성물을 포함하는 전극 페이스트 조성물 및 이를 이용하여 제조된 PDP용 전극을 제공한다.

이하에서, 본 발명을 더욱 상세하게 설명한다.

우선, 본 발명은 유리프릿 조성물에 있어서, Bi₂O₃ 30~60중량%를 포함하며, 납성분을 포함하지 않는 것을 특징으로 하는 유리 프릿 조성물을 제공한다.

이때, 상기 조성물은 Bi₂O₃ 30~60중량%, B₂O₃ 10~20중량%, SiO₂ 5~10중량%, Al₂O₃ 5~10중량%, P₂O₅ 1~5중량%를 포함하는 것이 바람직하다.

본 발명에 의한 조성물에서는 저융점화를 이루기 위해서, Bi₂O₃를 주성분으로 하고, 유리형성 산화물로서 B₂O₃, SiO₂ 및 P₂O₅를 사용한다.이로써, 납성분을 전혀 함유하지 않은 Bi계 유리 프릿 조성물을 제공할 수 있게 되어, 인체 및 환경친화적인 유리 프릿 조성물로서 활용될 수 있게 된다. 이때, 상기 P₂O₅가1~5중량%만이 포함되므로, P₂O₅가 다량으로 포함될 때의 문제점, 즉, 화학적 안정성, 기계적 강도, 열팽창계수 및 발포 현상과 관계된 여러 가지 문제점들이 발생하지 않게 된다.

또한, 본 발명에 의한 조성물에서는 Al₂O₃ 5~10중량%를 포함하는데, 이와 같 은 Al₂O₃는 유리의 내산성과 내구성 향상을 위하여 첨가되는 것이다.

이에 더하여, 본 발명에 의한 조성물에서는 유리의 열팽창계수를 감소시키고, 유동성을 향상시키기 위해 알카리토류 금속의 산화물 또는 전이금속의 산화물을 추가로 포함할 수 있다. 상기 알카리토류 금속의 산화물 또는 전이금속의 산화물로는, MgO, CaO, MoO₂, SnO₂, Fe₂O₃, TiO₂ 및 ZnO로 이루어진 군에서 선택되는 네 종류 이상의 물질이 바람직하게 사용될 수 있다.

이때, 상기 알카리토류 금속의 산화물 또는 전이금속의 산화물은 10~20중량%가 포함되는 것이 바람직한데, 그 이유는 10중량% 미만의 양으로 포함될 경우, 열팽창계수 감소 및 유동성 향상과 같은 효과를 기대할 수 없고, 20중량% 초과의 양으로 포함될 경우, 유리의 연화점을 높이거나, 열팽창계수에 영향을 주게 되므로 바람직하지 않기 때문이다.

나아가, 본 발명에 의한 조성물은 Bi₂O₃ 30~60 중량%, B₂O₃10~20 중량%, SiO₂ 5~10 중량%, Al₂O₃ 5~10 중량%, P₂O₅ 1~5 중량%, MgO 0~5 중량%, CaO 0~5 중량%, MoO₂ 0~5 중량%, SnO₂ 0~5 중량%, Fe₂O₃0~5 중량%, TiO₂ 0~5 중량% 및 ZnO 0~5 중량%를 포함하는 것이 바람직하다.

상기와 같은 유리 프릿 조성물의 제조방법은 다음과 같다. 우선, 상기 조성비에 따라 각각의 성분을 칭량한 후 이들을 혼합한다. 혼합 분말을 알루미나 도가니에 넣고 1000~1200℃에서 2시간 동안 충분히 용융시킨 후 급랭하여 유리를 제조 한다. 이렇게 제조된 유리의 경우, 380~480℃의 연화점을 나타내고, 열팽창계수는 7.0~9.0E-6/℃를 나타내어, 전극 페이스트용 유리 프릿으로서 적절하다. 상기 유리는 볼밀법으로 충분히 분쇄하고 체가름하여 유리프릿 조성물을 얻는다.

본 발명은 또한, 상기 조성물을 포함하는 전극 페이스트 조성물을 제공한다. 이와 같은 유리 프릿은 특히, AC-PDP 전극 페이스트용으로 적합하지만, 그 이외의 디스플레이 장치에도 적용가능하다. 이에 더하여, 본 발명에 의한 유리프릿조성물은 전자부품의 패키징을 위한 용도에도 적용될 수 있다.

나아가, 본 발명은 상기 전극 페이스트 조성물을 이용하여 제조된 디스플레이장치용 전극을 제공하며, 특히 그 중에서도 PDP용 전극을 제공한다.

이하에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 통하여 본 발명을 보다 구체적으로 설명한다. 그러나, 본 실시예는 본 발명의 권리범위를 한정하는 것은 아니고 단지 예시로서 제시된 것이다.

< 실시예 >

실시예 1 : 유리 프릿 조성물의 제조

무연 AC PDP 전극 페이스트용 유리 프릿을 제조하기 위하여 Bi₂O₃ 50 중량%, B₂O₃15 중량%, SiO₂ 7 중량%, Al₂O₃ 8 중량%, P₂O₅ 2 중량%, MgO 2 중량%, CaO 3 중량%, MoO₂ 5 중량%, SnO₂ 5 중량% 및 ZnO 3 중량%를 각각 칭량하여 혼합한 후, 혼합 분말을 알루미나 도가니에 넣고 1000~1200℃에서 2시간 동안 충분히 용융시킨 후 급랭하여 유리를 제조하였다. 제조된 유리는 볼밀법으로 충분히 분쇄하여 체가름한 후 미세한 분말을 얻었다.

실시예 2 : 페이스트 조성물 및 투명 전극의 제조

상기 실시예 1의 유리분말 75중량부에, 바인더가 혼입된 비히클(바인더:에틸셀룰로스, 유기용제:터피네올/BCA) 25중량부를 넣고 1시간 동안 충분히 교반시켰다. 충분히 교반된 슬러리를 밀링과정을 통해 페이스트 조성물을 제조하였다.

상기 제조된 페이스트를 사용하여 PD-200 GLASS 기판에 스크린 인쇄기를 사용하여 균일하게 도포한 후 건조 및 소성을 실시하였다. 이때, 건조는 150℃에서, 30분 동안, 소성은 560℃에서, 피크 시간 20분의 조건으로 실시하여, 50nm의 파장범위로 투과율을 측정시, 74%의 투과율을 갖는 투명전극을 형성하였다.

시험예 1 : 연화점 및 열팽창 계수의 측정

상기 실시예 1에서 제조된 유리에 대하여 연화점 및 열팽창 계수를 측정한 결과, 380~480℃의 연화점을 나타내었고, 열팽창계수로 7.0~9.0E-6/℃를 얻었다.

따라서, 본 발명에 의하여 제조된 유리프릿 조성물의 경우, PDP 전극 페이스트용 유리프릿으로서의 조건을 만족함을 알 수 있었다.

상술한 바와 같이, 본 발명에 의한 조성물의 경우, PbO 대신에 Bi₂O₃를 주성분으로 하고 있으므로, 인체 및 환경에 무해할 뿐만 아니라, PDP 유리 프릿으로서의 연화점, 열팽창계수, 화학적 특성 및 내마모성에 대한 조건도 만족시키므로, 친환경적인 무연 유리 프릿 재료로서 활용될 수 있다.

또한, AC PDP 전극 형성을 위해 스크린 프린팅, 오프셋(Off-set) 및 잉크젯 프린팅법으로 후막처리도 가능하므로 전극 페이스트용 유리 프릿으로 사용되기에 적합하다.

Claims

유리프릿 조성물에 있어서, Bi₂O₃ 30~60중량%를 포함하며, 납성분을 포함하지 않는 것을 특징으로 하는 유리 프릿 조성물.
제 1 항에 있어서,

상기 조성물은 Bi₂O₃ 30~60중량%, B₂O₃ 10~20중량%, SiO₂ 5~10중량%, Al₂O₃ 5~10중량%, P₂O₅ 1~5중량%를 포함하는 것을 특징으로 하는 유리 프릿 조성물.
제 1 항에 있어서,

상기 조성물이 알카리토류 금속의 산화물 또는 전이금속의 산화물을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 유리 프릿 조성물.
제 3 항에 있어서,

상기 알카리토류 금속의 산화물 또는 전이금속의 산화물은 MgO, CaO, MoO₂, SnO₂, Fe₂O₃, TiO₂ 및 ZnO로 이루어진 군에서 선택되는 네 종류 이상의 물질인 유리 프릿 조성물.
제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 의한 조성물을 포함하는 전극 페이스트 조성물.
제 5 항에 의한 전극 페이스트 조성물을 이용하여 제조된 PDP용 전극.