[논문]플라즈마 디스플레이 패널의 감광성 격벽을 위한 B2O3-Al2O3-SiO2 유리계의 굴절률과 밀도

원주연; 황성진; 이상호; 김형순

doi:10.4313/jkem.2009.22.6.506

[국내논문] 플라즈마 디스플레이 패널의 감광성 격벽을 위한 B2O3-Al2O3-SiO2 유리계의 굴절률과 밀도
Refractive Indices and Densities of B2O3-Al2O3-SiO2 Glass System for Photosensitive Barrier Ribs of Plasma Display Panel 원문보기

전기전자재료학회논문지 = Journal of the Korean institute of electronic material engineers, v.22 no.6, 2009년, pp.506 - 511

원주연 (인하대학교 신소재공학부) , 황성진 (인하대학교 신소재공학부) , 이상호 ((주)휘닉스 PDE) , 김형순 (인하대학교 신소재공학부)

Abstract ▼ AI-Helper

For the application of the photosensitive barrier ribs with optimal properties such as glass transition temperature, refractive index and coefficient thermal expansion, the boro-silicate glasses was studied. The glass transition temperature, coefficient thermal expansion, and refractive index of the glasses based on the $B_2O_3-Al_2O_3-Al_2O_3-SiO_2$ glass system have been investigated with the different ratio of BaO/$Na_2O$ and $B_2O_3/Na_2O$. Increasing the ratio of $B_2O_3/Na_2O$ was led to the increase of coefficient thermal expansion and the decrease of glass transition temperature. The increase of refractive index of boro-silicate glasses increased with the density of glasses. We suggest the empirical equation for the prediction of refractive index with the glass density, $n=0.123{\rho}+1.182$ with 0.042 as the standard deviation in the boro-silicate glass system. The aim of the present paper is to give a basic result of the thermal and optical properties for designing the composition of photosensitive barrier ribs in PDP.

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

본 연구에서는 고 정세, 고 종횡비의 격벽 형성에 유리한 감광성공법에 적용될 수 있는 모유리의 굴절율과 열적 특성을 B2O₃-SiO 厂 A1K>3계에서 B2O3와 Na2O, BaO와 Na2O 산화물의 첨가 비율에 대해 평가 하였다. 즉, PDP 격벽 모유리용 유리 조성 설계에서 유리 형성 제와 수식제의 변화에 따른 특성 과 유리 수식체 인 알칼리 와 알칼리 토산 화물의 변화에 대해 광학적, 열적과 같은 기초적인 특성 평가를 통해 감광성용 모유리 조성설계에 대해 기초적인 특성을 제공하고자 하였다.
평가 하였다. 즉, PDP 격벽 모유리용 유리 조성 설계에서 유리 형성 제와 수식제의 변화에 따른 특성 과 유리 수식체 인 알칼리 와 알칼리 토산 화물의 변화에 대해 광학적, 열적과 같은 기초적인 특성 평가를 통해 감광성용 모유리 조성설계에 대해 기초적인 특성을 제공하고자 하였다.

제안 방법

아래 면은 1 ㎛이하까지 연마된 것으로 dilatometer의 규격을 준수 하였다. 굴절률은 아베굴절계 (Abbe's refractor: DR-M2, ATAGO, Japan)를 이용하여 측정하였으며, 시편은 규격인 가로(15-40) X 세로(6-8) X 높이(1-10) mm에 맞게 제작 하였으며, 옆과 아래 면은 1 ㎛ 이하까지 연마하였다. 밀도는 아르키메데스 방법을 이용하여 벌크 유리를 상온에서 측정하였다.
벌크 유리를 이용하여 dilatometer (L75HS, Linseis, Selb, Germany) 로 열팽창계수 (CTE: coefficient of thermal expansion) 측정하였다. 즉정한 유리 벌크는 원기둥 형태의 높이 12-15 mm, 직경 5 mm로 위.
시편은 5가지 종류의 유리를 표 1과 같은 조성으로 제조 하였다. 컬릿은 다시 분쇄하여 45 ㎛ 이하로 체가름한 후 이를 TG-DTA (Themogravimety - Differential Thermal Analysis: DTA, TG 8120, Rigaku Co, Japan)를 이용하여 유리 전이점 (Tg: galss transition temperature)을 분석하였다. 벌크 유리의 경우 어닐링을 위해 흑연 몰드를 이용하여 유리전이점보다 20 ℃ 높은 온도에서 1시간 동안 처리 후 노냉 하였다.

대상 데이터

시편은 5가지 종류의 유리를 표 1과 같은 조성으로 제조 하였다. 컬릿은 다시 분쇄하여 45 ㎛ 이하로 체가름한 후 이를 TG-DTA (Themogravimety - Differential Thermal Analysis: DTA, TG 8120, Rigaku Co, Japan)를 이용하여 유리 전이점 (Tg: galss transition temperature)을 분석하였다.
유리를 제조하기 위해 B2O₃, SiO₂, AI2O₃, ZnO, BaO, N电O, MgO, CaO (Aldrich, 99 %)의 산화물을 균일하게 혼합하여 Pt 도가니를 이용하여 1200-1500 ℃에서 30분 동안 융용한 후 이를 상온으로 급냉한 다음 컬릿(Cullet)와 벌크를 각각 제조하였다. 시편은 5가지 종류의 유리를 표 1과 같은 조성으로 제조 하였다.

이론/모형

굴절률은 아베굴절계 (Abbe's refractor: DR-M2, ATAGO, Japan)를 이용하여 측정하였으며, 시편은 규격인 가로(15-40) X 세로(6-8) X 높이(1-10) mm에 맞게 제작 하였으며, 옆과 아래 면은 1 ㎛ 이하까지 연마하였다. 밀도는 아르키메데스 방법을 이용하여 벌크 유리를 상온에서 측정하였다.

성능/효과

열물성과 달리 BaO/NaQ와 BzQs/Na?。::의 조성 비율과 무관하게 B2O₃_SiO₂_A12O₃ 유리의 굴절률은 기준 조성인 C₁ 의 값을 기준으로 4개의 유리 모두 상승 하였으며, 각 파장에서도 상승 하였다 (그림 3). 일반적으로 굴절률은 밀도와 분극률에 의해 많은 영향을 받으며, 양이온 보다는 음이온에 의해 특성이 많이 상이하게 나타난다고 보고되고 있다[15, 16].
모 유리 조성에서 BzOa/NazO의 비율이 증가는 Tg의 증가와 CTE의 감소를 가져 왔으나 밀도는 거의 변화가 없는 것으로 나타났다. 또한 밀도와 굴절률 관계가 상이한 것과 같이 나타났으나 이전 연구 결과를 토대로 선형적인 식, n -0.123P + 1.182 경 험식을 도출 하였다. B2O₃-SiO₂-A12O₃ 유리계의 굴절률과 밀도에 관계를 파악함으로서 감광성 공법에 사용 될 수 있는 모유리 조성을 간단한 밀도를 측정을 통해 모유리의 대략적인 굴절률을 유추 할 수 있을 것으로 판단된다.
모 유리 조성에서 BzOa/NazO의 비율이 증가는 Tg의 증가와 CTE의 감소를 가져 왔으나 밀도는 거의 변화가 없는 것으로 나타났다. 또한 밀도와 굴절률 관계가 상이한 것과 같이 나타났으나 이전 연구 결과를 토대로 선형적인 식, n -0.

후속연구

182 경 험식을 도출 하였다. B2O₃-SiO₂-A12O₃ 유리계의 굴절률과 밀도에 관계를 파악함으로서 감광성 공법에 사용 될 수 있는 모유리 조성을 간단한 밀도를 측정을 통해 모유리의 대략적인 굴절률을 유추 할 수 있을 것으로 판단된다. 고 정세, 고 종횡비의 격벽 형성에 유리한 감광성공법에 적용될 수 있는 모 유리의 기본적인 굴절률과 밀도와의 관계를 통해 보다 소재 개발이 이루어 질것으로 판단한다.
B2O₃-SiO₂-A12O₃ 유리계의 굴절률과 밀도에 관계를 파악함으로서 감광성 공법에 사용 될 수 있는 모유리 조성을 간단한 밀도를 측정을 통해 모유리의 대략적인 굴절률을 유추 할 수 있을 것으로 판단된다. 고 정세, 고 종횡비의 격벽 형성에 유리한 감광성공법에 적용될 수 있는 모 유리의 기본적인 굴절률과 밀도와의 관계를 통해 보다 소재 개발이 이루어 질것으로 판단한다.
인식되고 있다[1-4]. 특히 40“급 이상의 디스플레이에 있어서는 LCD와 PDP가 접전을 벌이고 있는 2자 경쟁 구도를 나타내는데, PDP가 향후 안정적으로 시장을 확보하기 위해서는 타 디스플레이를 능가할 수 있는 고효율 기술개발이 무엇보다 시급하게 해결되어야 할 과제이다. 또한 현재 저가격, 저 소비전력을 위한 기술을 확보하기 위해 많은 연구가 이루어지고 있으며 PDP를 이루는 여러 소자에 대한 성능 향상을 위해 새로운 소재를 대체하려는 많은 연구들이 진행되고 있다.

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상세보기
황성진, 김형순, '친환경과 플라즈마 디스플레이 (PDP) 제조 산업', 세라미스트, 9권, 2호, p. 75, 2006
박성현, 이능헌, '진공 인라인 실장에 의해 제작된 플라즈마 디스플레이 패널의 전기전？광학적 특성', 전기전자재료학회논문지, 18권, 4호, p. 344, 2005

원문보기 상세보기
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