KR20080033254A

KR20080033254A - 낮은 적외선 투과율을 갖는 디스플레이 패널용 유리 기판

Info

Publication number: KR20080033254A
Application number: KR1020087000707A
Authority: KR
Inventors: 씰비 아방쑤르; 성 민 권
Original assignee: 쌩-고벵 글래스 프랑스
Priority date: 2005-06-10
Filing date: 2006-06-09
Publication date: 2008-04-16
Also published as: FR2886935B1; WO2006131682A2; US20080214380A1; JP2008542189A; EP1919835A2; CN101248020A; FR2886935A1; WO2006131682A3; RU2008100044A; TW200714566A

Abstract

본 발명은 디스플레이 패널, 특히 전계 방출 디스플레이 패널에 관한 것이다. 본 발명은 910 nm에서 측정한 적외선 투과율(T_IR910)이 40% 이하이고, 발광체 D65 하에서 전체 광 투과율(TL_D65)이 40% 이상이며, 480 내지 570 nm의 주 파장(λ_D)을 가지며, 8% 이하의 순도를 가지며, 상기 값들은 2.8 nm 두께의 유리를 사용하여 측정된 것인 디스플레이 스크린 기판 제조용 유리 조성물에 관한 것이며, 본 조성물은 하기의 채색제를 포함한다: Fe₂O₃ : 0.4-2 중량%, FeO: 0.1-0.6 중량%, CoO: 0-200 ppm, Se: 0-30 ppm, NiO: 0-1000ppm, CuO: 0-6600ppm.

디스플레이 패널, 전계 방출 디스플레이 패널, 유리 조성물

Description

낮은 적외선 투과율을 갖는 디스플레이 패널용 유리 기판{GLASS SUBSTRATE WITH LOW INFRARED TRANSMISSION FOR DISPLAY SCREEN}

본 발명은 디스플레이 패널 분야에 관한 것으로 더 상세하게는 전계-방출 디스플레이 패널의 전면을 형성하기 위한, 적외선 투과율이 낮은 유리로 제조된 기판에 관한 것이다.

본 발명은 더 상세하게는 플라즈마 디스플레이 패널과 같은 전계-방출 형태의 디스플레이 패널을 사용하여 이미지를 디스플레이하는데 사용되는 기판과 관련하여 기술될 것이다. 그러나, 본 발명이 이러한 적용에 한정되는 것은 아니다.

플라즈마 디스플레이 패널은 일반적으로, 통상 "기판"으로 지칭되는 두 개의 유리판으로 제조되며, 이 유리판은 플라즈마 가스(Ne, Xe, Ar) 혼합물이 트랩된 공간에 의해 격리된다. 후면 기판의 내면은, 두 기판 사이에서 플라즈마 방전되는 플라즈마 가스 혼합물에 의해 방출된 자외선에 의해 여기되고 가시광선(적, 녹, 청)을 생성하는 형광체(phosphor)를 구비한다. 이러한 광선에 의해 생성된 이미지는 디스플레이 패널의 전면을 형성하는 기판을 통해 투사된다.

빛의 방출은 또한 디스플레이 패널의 전면 기판을 통과하는 800 내지 1250 nm의 적외선을 수반한다. 이 광선은 예를 들어 리모트 콘트롤과 같은 적외선에 의해 제어되는 이웃 장비의 동작을 다양한 정도로 교란할 수 있다.

또한, 다른 전기 장비와 같이, 플라즈마 디스플레이 패널은 마이크로컴퓨터, 모바일 전화 등과 같은 장치를 방해할 수 있는 전자기파를 생성하는 어드레싱 시스템("드라이버"로 지칭됨)을 갖는다.

전술한 바람직하지 않은 광선의 전파에 수반되는 문제점을 극복하기 위하여, 이미지가 보일 수 있도록 투명하면서도 전자기적 차폐를 제공할 수 있도록 금속화된 구조가 디스플레이 패널의 전면 기판에 부착되는 것이 일반적이다.

이러한 구조로서 공지된 것은 일반적으로 폴리비닐부티랄(polyvinyl butyral; PVB)로 된 두개의 플라스틱 시트 및 이들 사이에 균일한 그리드의 형태의 와이어 어레이가 위치되어 있는 것이다. 예를 들면, 상기 그리드는 PVB 시트 사이에 가열에 의해 패브릭 와이어가 결합되어 구성되거나, 또는 유리 또는 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET)의 투명 기판에 통상적인 포토리토그라피 기술에 의해 직접 에칭되고, 이후 상기 기판이 PVB 기판에 결합된다.

기판에 적용된 구조는 주변 고정 수단에 의해 디스플레이 패널에서 일정 거리로 보존되거나 접착제에 의해 유리에 직접 결합한다.

FR-A-2843273은 이러한 형태 구조의 개선을 제안하고 있으며, 광물 색소 또는 무기물 염료를 하나 이상의 열가소성 시트내로 포함시켜 적외선 투과율을 경감시킨다.

전술한 구조의 또 다른 개선은 금속 전도체, 특히 은이 갖고 있는 적외선 반사능을 사용한다. 이러한 개선은 전면 기판의 유리에 직접 하나 이상의 은-기반 층을 포함하는 투명 박막 복수층을 증착하는 것으로 구성된다. 이러한 복수층은 예를 들면 FR-A-2859721, WO 01/81262, FR-A-2868961 및 FR-A-1155816에 개시되어 있다.

전면 기판은 기판에 더 나은 충격강도를 주기 위하여 일반적으로 강화된 유리로 제조된다. 또한 최종 배열이 시청자를 향하게되는 외면은 일반적으로 스크래치-저항성 반사 방지 코팅으로 코팅된다.

전술한 기판이 특히 플라즈마-타입의 전계-방출 디스플레이 패널을 통한 적외선 투과의 문제점을 개선시키지만, 여전히 다른 가능한 방법이 요망된다. 특히, 디스플레이 패널 제조자는 원하는 기능, 특히 적외선을 흡수할 수 있는 성능을 유리 조성에 의해 직접 기판에 통합하여, 공정 수를 감소시켜 제조를 간단하게 하고, 경비를 경감할 수 있는 방법이 필요하다.

본 발명의 일 목적은 특히 높은 콘트라스트를 가지며, 색조의 순도가 손상되지 않은 고휘도의 투과 이미지를 제공할 수 있도록, 적외선 투과율이 낮은 전계-방출 디스플레이 패널 기판을 가능하게 하는 유리 조성물을 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 종래의 소다-라임-실리카 유리와 유사한 조건하에 "부유(float)"공정을 사용하여 용융 금속 배쓰상에서 용융 유리를 부유시켜 기판이 제조될 수 있게 하는 유리 조성물을 제공하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은

디스플레이 패널, 특히 필드-방출 디스플레이 패널용 기판 제조를 위한 유리 조성물로서,

910 nm에서 측정된 적외선 투과율(T_IR910)이 40% 이하이고, 발광체(illuminant) D65 하에서 전체 광 투과율(TL_D65)이 40% 이상이며, 480 내지 570 nm로 가변되는 주 파장(λ_D)을 가지며, 8% 이하의 순도를 가지며, 상기 값들은 2.8 nm 두께의 유리를 사용하여 측정된 것이며, 상기 조성물은 하기의 채색제(coloring agent)를 포함하는 유리 조성물을 제공한다:

Fe₂O₃(전체 철) 0.4-2 중량%

FeO 0.1-0.6 중량%

CoO 0-200 ppm

Se 0-30 ppm

NiO 0-1000 ppm

CuO 0-6600 ppm.

바람직하게는, 본 발명에 따른 유리 조성물은 Fe₂O₃로 표현되는전체 철의 함량에 대한 이가철(ferrous iron; FeO) 함량의 비율로 표현되는 산화환원(redox) 비율이 0.15 내지 0.40, 바람직하게는 0.20 내지 0.35에서 가변된다.

또한 바람직하게는, 본 발명에 따른 유리 조성물은 485 nm 내지 520 nm로 가변되는 주 파장(dominant wavelength)을 갖는다.

또한 바람직하게는, 본 발명에 따른 유리 조성물은 5% 이하, 바람직하게는 3% 이하의 순도를 갖는다.

본 발명에 따르면, 유리 조성물은 전술한 채색제이외에도, 유리 매트릭스를 형성하는 구성성분을 포함하며, 상기 구성성분은 하기와 같은 중량비율로 존재한다:

SiO₂ 53-75 중량%

Al₂O₃ 0-10 중량%

ZrO₂ 0-8 중량%

Na₂O 2-8 중량%

K₂O 0-10 중량%

Li₂O 0-2 중량%

CaO 0-12 중량%

MgO 0-9 중량%

SrO 0-12 중량%

BaO 0-12 중량%.

바람직하게는, 상기 유리 매트릭스는

SiO₂ 57-75 중량%, 바람직하게는 68 중량% 이상

Al₂O₃ 0-7 중량%, 바람직하게는 1-6 중량%

ZrO₂ 2-7 중량%, 바람직하게는 2.5-4.5 중량%

Na₂O 2-6 중량%, 바람직하게는 3-5 중량%

K₂O 2-10 중량%, 바람직하게는 5-9 중량%

Li₂O 0-1 중량%, 바람직하게는 0.5 중량% 이하,

CaO 2-11 중량%, 바람직하게는 5-11 중량%

MgO 0-4 중량%, 바람직하게는 0-2 중량%

SrO 2-9 중량%, 바람직하게는 5-9 중량%

BaO 0-9 중량%, 바람직하게는 0-5 중량%을 포함한다.

본 발명의 제1 실시형태에 따라, 본 발명의 유리 조성믈은 채색제로서 하기 중량 비율의 화합물 조합을 포함한다:

Fe₂O₃(전체 철) 0.5-1.9 중량%

FeO 0.1-0.55 중량%

CoO 20-150 ppm

NiO 0-550 ppm

Se 0-20 ppm.

바람직하게는, 상기 산화환원 비율은 0.25 내지 0.35이다.

본 조성물은 디스플레이 패널의 제조에 특히 적합한 중성의 회색(neutral gray color)을 갖는 것을 특징으로 하는 유리를 수득할 수 있다.

채색제로서, Fe₂O₃, 및 FeO만을 함유하는 조성물을 사용하는 경우 통상 60% 이상의 높은 전체 광 투과율 TL_D65를 갖는 유리를 수득할 수 있다.

CoO를 그 자체로서 또는 NiO 및/또는 Se와 함께 도입함으로써 발광체 D₆₅ 하에서 양호한 전체 광 투과 수준을 보존하면서도 주파장 또는 순도를 가변화하여 유리의 색깔을 더 좋게 조절할 수 있다.

본 발명의 제2 실시형태에 따라, 본 발명의 유리 조성물은 채색제로서 하기 중량 비율의 화합물 조합을 포함한다:

Fe₂O₃ (전체 철) 0.4-1.8 중량%

FeO 0.10-0.45 중량%

CuO 350-6600 ppm

NiO 0-1000 ppm, 바람직하게는 100-1000 ppm.

바람직하게는, 상기 산화환원 비율은 0.20 내지 0.30이다.

이 조성물은 이가철(ferrous iron)의 량이 적기 때문에, 특히 플레임-파이어드 로(flame-fired furnace)에서 양호하게 용융될 수 있는 유리를 얻을 수 있다. 이는 플레임에 의해 방출된 광선이 양호하게 용융 유리에 투과되고 따라서 효과적인 열 전달을 성취할 수 있게한다.

채색제로서 Fe₂O₃ , FeO 및 CuO를 포함하는 조성물은 전술한 실시형태의 유리와 유사한 높은 전체 투과율 TL_D65를 갖는 유리를 생성할 수 있다.

이 조성물에 NiO를 첨가함으로써 발광체 D₆₅ 하에서 양호한 전체 광 투과 수준을 보존하면서 유리의 순도를 미세 조절할 수 있다.

본 발명에 따른 유리 조성물은 특히 표준 부유 공정(float process) 조건하에서, 종래의 소다-라임 실리카 유리의 제조에 사용되는 온도와 유사한 온도에서, 용융되어 유리 리본(glass ribbon)으로 전환될 수 있는 장점이 있다.

이러한 조성물에서, SiO₂는 필수적인 역할을 수행한다. 본 발명에 있어서, 상기 함량은 75%를 초과되어서는 안된다: 상기 함량을 초과하는 경우, 배치의 용융을 위해 고온이 요구되며, 또한 유리의 열 팽창계수가 너무 낮아지게 된다. 53% 미만의 경우, 유리의 안정성 및 스트레인 포인트(strain point)가 불충분하게 된다.

Al₂O₃ 는 안정화역할을 수행한다. 유리의 스트레인 포인트를 증가시키며, 특히 알칼리 매질내에서의 화학적 저항성을 개선시킨다. Al₂O₃의 중량%는 바람직하게는 10%, 더욱 바람직하게는 7%, 보다 바람직하게는 6%를 초과하지 않으며, 이로써 고온에서의 점도의 용인할수 없는 대폭적인 증가를 방지하며 열팽창계수가 지나치게 감소되는 것을 방지한다.

ZrO₂ 또한 안정제로서 작용한다. 이는 유리의 화학적 저항성을 개선시키며, 스트레인 포인트를 증가시킨다. 8%를 초과하는 경우, 불투명(devitrification)의 위험이 증가하고, 열 팽창계수가 감소될 수 있다. 이 산화물은 용융되기 어렵지만 SiO₂ 및Al₂O₃와 동일한 정도로 고온에서 유리의 점도를 증가시키지 않기 때문에 유리하다.

본 발명에 따른 유리 조성물의 용융은, 통상 상기 산화물 SiO₂,Al₂O₃, 및 ZrO₂ 의 총량이 75% 이하인 경우, 허용가능한 한계내에 유지된다. "허용가능한 한계"라는 용어는, 100포아즈의 점도(η)에 대응하는 유리의 온도가 1550℃, 바람직하게는 1510℃를 초과하지 않는 것을 의미한다.

Na₂O 및 K₂O는 용융점을 유지하며 고온에서의 점도가 상기 한계내에 존재하도록 한다. 또한 열팽창계수를 조절한다. Na₂O 및 K₂O의 총 함량은 일반적으로 최소한 8 중량%, 바람직하게는 최소한 10 중량%이다. 15%를 초과하는 경우, 스트레인 포인트가 너무 낮아지게 된다. 일반적으로 K₂O/Na₂O 중량 비율은 최소한 1이고, 바람직하게는 최소한 1.2이다.

또한 최대 2%, 바람직하게는 1%, 유리하게는 0.5%를 초과하지 않는 함량으로, Li₂O를 플럭스로서 유리 조성물에 포함할 수 있다. 일반적으로, 조성물은 Li₂O를 포함하지 않는다.

알카리토금속산화물 CaO, MgO, SrO 및 BaO는 용융점을 낮추는 효과를 가지며, 고온에서의 유리 점도를 낮추는 효과가 있다. 이들은 일반적으로 스트레인 포인트를 올린다. 이들 산화물의 전체 함량은 일반적으로 최소한 15 중량%이다. 25 중량%를 초과하는 경우, 유리가 불투명화될 위험이 커져 부유 공정 조건에 부적합하게 된다.

BaO 함량은 일반적으로 12 중량% 이하, 바람직하게는 9 중량% 이하, 보다 바람직하게는 5%이하가 되도록 하여, 유리의 광학적 성질을 손상시킬 수 있는 바륨 설페이트(BaSO₄)의 형성을 제한시킨다. 바람직하게는 유리내 BaO 함량은 배치 물질의 부득이한 불순물에 해당한다.

SrO는 스트레인 포인트를 올리게 하며, 유리의 화학적 저항성을 증가시킨다. 함량은 바람직하게는 9 중량% 이하이다.

본 발명에 따른 유리 조성물은 용융되어 종래의 소다-라임 실리케이트 유리 조성물에 대한 플로트 공정 조건하에서 용융 금속 배쓰 상에 유리를 부유시킴으로써 유리 리본으로 전환될 수 있다.

이후 유리 리본은 적절한 치수로 절단되어 디스플레이 패널용 기판, 특히 전면으로서 형성된다.

하기 실시예를 통해 본 발명을 보다 상세히 설명하며, 하기 실시예는 본 발명을 제한하지 않는다.

표 1에 주어진 비율로 채색제를 포함하는 유리 조성물을 제조하였다.

이들 실시예에서, 유리 매트릭스는 하기 중량의 구성성분으로 구성되어 있다:

SiO₂ 68.5 중량%

Al₂O₃ 0.7 중량%

Na₂O 4.5 중량%

K₂O 5.5 중량%

CaO 10.0 중량%

SrO 7.0 중량%

ZrO₂ 3.8 중량%

각 조성물을 백금 도가니내 위치시키고 1500℃에서 용융시켰다. 용융된 유리를 탄소 판에 증착시키고, 시트를 형성시켰다. 시트를 로 내에서 655℃에서 60분간 어닐링하였다. 시트를 50×50×2.8 mm의 크기로 절단하고 연마하여 시료를 제조하였다.

상기 시료에 대해 하기 파라미터를 측정하였다:

- 910 nm의 파장을 갖는 적외선 투과율(T_IR910);

- 발광체 D65 하에서의 전체 광 투과율(TL_D65)은 380 nm 내지 780 nm 사이에서 통합되고, EN 410 표준에 따라 산출되었다;

- 발광체 D65 하에서의 주 파장(λ_D); 및

- 발광체 D65 하에서의 여기 순도(excitation purity; P_D65); 및

- 전체 철(Fe₂O₃로 표현)의 질량 함량에 대한 이가철(FeO 로 표현)의 질량 함량 비율로 정의되는 산화환원(redox)비율.

적외선 투과율(T_IR910), 광 투과율(TL_D65), 주 파장(λ_D) 및 순도(P_D65)는 1931 CIE(발광에 관한 국제 협의회:International Commision on Illumination) 기준 관찰자를 사용하여 산출되었다. 산화환원 비율을 결정하기 위해 전체 철 함량(Fe₂O₃)은 X-레이 형광에 의해 측정되었고, 2가철(FeO) 함량은 습식 화학(wet chemistry)에 의해 측정되었다.

본 발명에 따른 조성물은 디스플레이 패널 기판으로 사용되기에 적합한 유리 시트를 수득할 수 있게 한다: 적외선 투과율 T_IR910는 최대 40%이며, 광 투과율 TL_D65는 40% 이상이며, 주 파장은 480 내지 570nm이며 순도는 8% 이하이다.

Fe₂O₃, FeO 및 선택적으로 CoO, NiO 및/또는 Se을 조합하여 포함하는 유리 조성물(실시예 1 내지 11)은 특히 유리한 중성 회색을 가지는 장점이 있다.

실시예 6 및 8 내지 11은 CoO를 NiO 및/또는 Se와 조합함으로써 유리의 순도를 감소시킬 수 있으며, 따라서 여전히 유사한 T_IR910인자를 유지하면서, 각각 실시예 2, 1 및 3 내지 5와 비교하여 더 중성의 색깔을 가진다.

실시예 7은 실시예 8 보다 더 높은 함량의 셀레늄을 포함하고 있는데, 이로써 실시예 1과 유사한 순도를 가지나, 더 높은 주 파장을 갖는 유리를 얻을 수 있다.

실시예 12 내지 19의 조성물은 Fe₂O₃, FeO 및 CuO, 및 선택적으로 NiO를 조합하고 있으며, 비교적 중성의 회색을 갖는다.

실시예 16 내지 18에서, NiO의 첨가에 의해 각각 실시예 12 내지 14의 유리의 순도를 더 감소시킬 수 있다.

이러한 조성물은 특히 바람직한 열 조건하에서 용융될 수 있다. 실시예 15의 조성물은 FeO 함량이 더 낮기 때문에 실시예 5보다 더 바람직한 조건에서 용융될 수 있으면서, 실시예 5의 유리와 실질적으로 동일한 성질을 갖는 유리를 제조할 수 있다.

Claims

디스플레이 패널, 특히 전계-방출 디스플레이 패널용 기판 제조를 위한 유리 조성물에 있어서,

910nm에서 측정한 적외선 투과율(T_IR910)이 40% 이하이고, 발광체 D₆₅ 하에서 전체 광 투과율(TL_D65)이 40% 이상이며, 480 내지 570nm의 주 파장(λ_D)을 가지고, 8% 이하의 순도를 가지며, 상기 값들은 2.8nm 두께의 유리를 사용하여 측정된 것이며, 상기 조성물은 하기 중량 비율의 채색제로 형성되는 것을 특징으로 하는 유리 조성물:

Fe₂O₃ 0.4 - 2 중량%

FeO 0.1 - 0.6 중량%

CoO 0 - 200 ppm

Se 0 - 30 ppm

NiO 0 - 1000ppm

CuO 0 - 6600ppm.
제1항에 있어서,

산화환원비율이 0.15 내지 0.40, 바람직하게는 0.20 내지 0.35인 것을 특징으로 하는 조성물.
제1항 또는 제2항에 있어서,

상기 주 파장이 485nm 내지 520nm인 것을 특징으로 하는 조성물.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 순도가 5% 이하, 바람직하게는 3% 이하인 것을 특징으로 하는 조성물.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,

유리 매트릭스를 형성하는 하기 중량 비율의 구성성분을 포함하는 것을 특징으로 하는 조성물:

SiO₂ 53 - 75 중량%

Al₂O₃ 0 - 10 중량%

ZrO₂ 0 - 8 중량%

Na₂O 2 - 8 중량%

K₂O 0-10 중량%

Li₂O 0 - 2 중량%

CaO 0 - 12 중량%

MgO 0 - 9 중량%

SrO 0 - 12 중량%

BaO 0 - 12 중량%.
제5항에 있어서,

SiO₂ 57 - 75 중량%, 바람직하게는 68 중량% 이상

Al₂O₃ 0 - 7 중량%, 바람직하게는 1 - 6 중량%

ZrO₂ 2 - 7 중량%, 바람직하게는 2.5 - 4.5 중량%

Na₂O 2 - 6 중량%, 바람직하게는 3 - 5 중량%

K₂O 2 - 10 중량%, 바람직하게는 5 - 9 중량%

Li₂O 0 - 1 중량%, 바람직하게는 0.5 중량% 이하,

CaO 2 - 11 중량%, 바람직하게는 5 - 11 중량%

MgO 0 - 4 중량%, 바람직하게는 0 - 2 중량%

SrO 2 - 9 중량%, 바람직하게는 5 - 9 중량%

BaO 0 - 9 중량%, 바람직하게는 0 - 5 중량%을 포함하는 것을 특징으로 하는 조성물.
제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,

하기 중량 비율의 화합물을 채색제로서 포함하는 것을 특징으로 하는 조성 물:

Fe₂O₃ 0.5 - 1.9 중량%

FeO 0.10 - 0.55 중량%

CoO 20 - 150 ppm

NiO 0 - 550 ppm

Se 0 - 20 ppm.
제7항에 있어서,

산화환원비율이 0.25 내지 0.35인 것을 특징으로 하는 조성물.
제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,

하기 중량 비율의 화합물을 채색제로서 포함하는 것을 특징으로 하는 조성물:

Fe₂O₃ 0.4 - 1.8 중량%

FeO 0.10 - 0.45 중량%

CuO 350 - 6600 ppm

NiO 0 - 1000 ppm, 바람직하게는 100 - 1000 ppm.
제9항에 있어서,

산화환원비율이 0.20 내지 0.30인 것을 특징으로 하는 조성물.
특히 용융 금속 베쓰 상에 유리를 부유시켜 수득한 유리 리본에서 절단된 유리 시트로부터, 디스플레이 패널용, 특히 전계-방출 디스플레이 패널용 기판의 제조를 위해 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항의 유리 조성물을 사용하는 방법.
제11항에 있어서,

상기 기판이 플라스마 디스플레이 패널의 전면을 형성하는 것을 특징으로 하는 방법.
플라즈마 가스 혼합물을 함유하는 공간에 의해 분리된 두 개의 유리 기판을 포함하는 디스플레이 패널, 특히 전계-방출 디스플레이 패널로서, 상기 기판의 하나 이상이 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항의 유리 조성물로 이루어지는 것을 특징으로 하는 디스플레이 패널.
제13항에 있어서,

상기 기판이 전면을 형성하는 것을 특징으로 하는 디스플레이 패널.