용 배합설계용 배합설계용 배합설계용 배합설계BLU/PDP Sealing PasteBLU/PDP Sealing PasteBLU/PDP Sealing PasteBLU/PDP Sealing Paste

및 공정개발에 관한 기술지원및 공정개발에 관한 기술지원및 공정개발에 관한 기술지원및 공정개발에 관한 기술지원

2005. 10. 312005. 10. 312005. 10. 312005. 10. 31

지원기관지원기관지원기관지원기관 요업기술원요업기술원요업기술원요업기술원

지원기업지원기업지원기업지원기업 주 세라주 세라주 세라주 세라( )( )( )( )

산 업 자 원 부산 업 자 원 부산 업 자 원 부산 업 자 원 부

- 2 -

관리번호:

종합기술지원사업 기술지원성과보고서종합기술지원사업 기술지원성과보고서종합기술지원사업 기술지원성과보고서종합기술지원사업 기술지원성과보고서

사 업 명 용 배합설계 및 공정 개발에 관한 기술지원BLU/PDP Sealing paste

지원

책임자

소속 전자소재기술개발사업단:

성명 최병현:지원기간

부터2004. 10. 1.

까지2005. 9. 31.

사업비

규모

총 백만원155지원기관

의 참여

연구원

김세기

안용관정 부 출 연 금 백만원: 77.5

기업부담금현금 백만원: 46.5

현물 백만원: 31

부품 소재종합기술지원사업운영요령 제 조의 규정에 의해 종합기술지원사업 수행에18ㆍ

대한 기술지원성과보고서를 제출합니다.

첨 부 기술지원성과보고서 부: 5

년 월 일2005 10 31

작성자 지 원 책 임 자( ) :

지원기관장 요업기술원장( ) :

확인자 주 세라 대표( ) ( ) :

한국부품소재산업진흥원장 귀하한국부품소재산업진흥원장 귀하한국부품소재산업진흥원장 귀하한국부품소재산업진흥원장 귀하

- 3 -

기술지원성과 요약서기술지원성과 요약서기술지원성과 요약서기술지원성과 요약서

사업목표사업목표사업목표사업목표1.1.1.1.

대상품목o

의 상 하판 유리 봉착용- PDP TV , paste

의 의 상 하판 유리 봉착용- LCD TV BLU , paste

및 용 조성 설계 및 양산 최적 작업조건 확립o PDP LCD BLU paste

- 450~500o열처리에서 상하판 봉착이 가능한 개발C paste

일처리 후 부착력이 우수하고 퍼짐성이 없는 개발- Sealing paste

건조공정 후 인쇄작업성이 부여되게끔 선정 배합 및 균질 혼합- vehicle ,

제조공정개발 공정별 핵심 기술확보 최적 양산공정 기술 확보- Paste ,

기술지원내용 및 범위기술지원내용 및 범위기술지원내용 및 범위기술지원내용 및 범위2.2.2.2.

및 용 에서 설계 및 특성 평가기술 지원o PDP LCD BLU Seal paste glass frit

- 450o이상 고온에서 사용할 수 있는 용 조성설계C seal frit

분말에 계면활성제 첨가에 따른 분산성 향상- Glass frit

분말이 레올로지 특성에 미치는 영향- Frit paste

입자크기 및 분포 미세구조 형상 비표면적 연화점 전이점 열팽창 계수- , ( ), , , , ,

젖음성 분체특성 열분석(Wetability-flow button), ,

의 배합 설계 기술지원o Vehicle

제조 설비 검토 등- Vehicle : Vehicle mixer, Planetary mixer

결합체 용매 및 첨가제의 성상 및 결합재별 휘발온도 검토- ,

최적 을 제조하기 위한 결합재 용매 및 첨가제 선정- vehicle ,

용 용도별 의 제조 방법- PDP , LCD BLU vehicle

의 점도 유동성 등- Vehicle , , FOG, DT/TGA

경시 변화 없고 흐름성이 우수한 제조방법- vehicle

- 4 -

제조 공정 개발 기술 지원o Paste

균일 혼합 분산 여과 탈포 등의 제조건 파악- , , ,

열처리 선정 및 인쇄 특성 평가방법 및 평가- schedule

인쇄 설계 열처리 전후 표면 조도 비교 선폭변화patten , (0.2~1.8mm),ㆍ

전후 표면 형상sealing

및 용 의 평가 방법 확립o PDP LCD BLU paste

물성 평가- frit

점도 양 요변성 등 의 평가- , FOG, solid , rhoelogy( ) vehicle

및 인쇄 후 건조 및 열처리 후 응력분포 막두께 평활도 막높이- Paste paste , , , ,

표면조도 봉착강도 수축을 내부 열처리 미세구조 등( ), , pore, ( )

및 용 양산공정 확보지원o PDP LCD BLU seal Paste

제조설비 검토- Vehicle

등Planetary mixerㆍ

의 구성 및 제조방법- Seal paste

제조 의 제조 합성 및 제조 작업지시서 작성- Glass frit , vehicle , filler paste ,

등

회 및 양산공정 확립- 1 100 vehicle pasteℓ

지원실적지원실적지원실적지원실적3.3.3.3.

지원항목지원내용

비고기술지원前 기술지원後

용Seal paste frit,

Vehicle, Paste

제조 비용 최적&

작업 조건 설정

분말의 분산과 점도와의o

관계 등 규명 미흡

이송과 배출시o Paste

토출량 변화의

원인 결과인자 규명 안됨-

도포 시 문제*

점도 경시변화ㆍ

토출 시 막힘ㆍ

유동성 영향을 주는o

주요인자 규명

입도분포 분체특성- ,

점도의 경시o Vehicle

변화 흐름성 개선,

분체 간의o -Vehicle-paste

관계 규명

의 구성 원료o Vehicle

성상 파악

상세

내용은

보고서에

수록

- 5 -

의 구성Vehice ,

의 종류별binder

특성 및 함량별

점도관기 배합설계,

의 특성 및o Elvacite

작업조건만 관리해 왔슴

계 비클에 대해서* NC

전혀 관리 안됨

계 비클의 배합 설계o NC

및 제도 작업 표준제정

전자 사업 부에LG PDP→

양산공급 중 년(‘05

월10 ~)

평가Seal Paste

기준

평가o Frit

평가o Vehide

평가o Paste

팽창계수o Flow button, ,

연화점 전이점 등만 평가/

및 의o Vehide Paste

경우 점도계에 의한

점도만 평가 해옴

점도 요변지수o , , FIG,

및 접착강도 평가TG/DTA

스크린 프린터에 의한o

열처리 전후 기공성 선폭, , ,

형상비교

조도측정에 의한 표면o

거칠기 평가

의 봉착강도o Frit ,

응력분포 분체흐름성 등, ,

평가

및Vehide Paste

제조설비 검토

비클 제조 설비에 대한o

요구사양 없슴

페이스트 제작설비에o

대한 요구사양 없슴

요기원 설비사양 참조o

하여 제작 완료

년 월 입고(‘05 12 )

설비업체 군데 현장o 3

설명회 년 월 년(‘05 2 ) ‘05→

월 입고 양산 중임8 ,

양산Paste

제조공정 개발

균일 혼합 분산 여과o , , ,

탈포 공정이 미흡

균일 혼합방법 분산o , ,

여과 탈포의 제조건 파악,

의 구성 원료o Seal paste ,

특성 파악 및 제조 방법

회 양산 공정o 1 100ℓ

확립

기술지원 성과 및 효과기술지원 성과 및 효과기술지원 성과 및 효과기술지원 성과 및 효과4.4.4.4.

해당기술 적용제품해당기술 적용제품해당기술 적용제품해당기술 적용제품1)1)1)1)

적용제품명 용o : PDP/BLU Sealing paste

모 델 명o : CRP-330SN, CRP-350SN

- 6 -

품질 및 가격품질 및 가격품질 및 가격품질 및 가격2)2)2)2)

구 분 경쟁 제품해당기술 적용제품

비 고지원전 지원후

경쟁제품 대비

품질

일동화학

일본( AGC)

연화점Frit :

380±10oC

비클점도 :

500±100cPs

연화점Frit :

380±7oC

비클점도 :

525±25cPs

상세재용은

보고서 참조

원가절감 효과원가절감 효과원가절감 효과원가절감 효과3)3)3)3)

구 분 절 감 금 액 비 고

원부자재 절감 백만원 년30 /

인건비 절감 백만원 년12 /

계 백만원 년42 /

적용제품 시장전망 매출성과적용제품 시장전망 매출성과적용제품 시장전망 매출성과적용제품 시장전망 매출성과4) ( )4) ( )4) ( )4) ( )

산출근거 차년도는 삼성 전자 소요물량에 대해 공급을 전제로: SDI, LG PDP 50%

함 용은 삼성코닝 소요량의 를 전제로 함., LCD BLU 50%

수입 대체효과수입 대체효과수입 대체효과수입 대체효과5)5)5)5)

적용당시 환율 : 1,150/$₩

- 7 -

해당기술의 기술력 향상 효과해당기술의 기술력 향상 효과해당기술의 기술력 향상 효과해당기술의 기술력 향상 효과6)6)6)6)

조성 설계 및 특성 평가 방법 확립o frit

제조 및 배합설계에 대한 최적조건 표준화o Vehicle Paste

제조설비의 최적 작업조건 설정 및 표준화o Vehicle & Paste

평가기준 안 제정o Paste ( )

및 용 양산화 공정 확보o PDP LCD BLU Seal paste

기술적 파급효과기술적 파급효과기술적 파급효과기술적 파급효과7)7)7)7)

용 의 국산화o PDP/LCD BLU Sealing Paste

는 전자에 품질 승인 후 년 월부터 양산 판매 중- PDP Sealing Paste LC '05 10

의 격벽제 유전체 절연체에서의 기술에 활용o PDP , , Paste

에 활용o VFD Sealing paste

무연실링재의 기술에 활용o Paste

의 절연재에서의 화 기술에 활용o TED CNT, Paste

적용기술 인증 지적재산권 획득여부적용기술 인증 지적재산권 획득여부적용기술 인증 지적재산권 획득여부적용기술 인증 지적재산권 획득여부5. ,5. ,5. ,5. ,

규격 인증획득규격 인증획득규격 인증획득규격 인증획득1) ,1) ,1) ,1) ,

인증명 품목 인증번호 승인기관 인증일자

한국 신기술

인증(NT)

용PDP/BLU

유리 실링재호2005-009 산업자원부 년 월 일2005 3 28

ISO9001 용 유리 실링재CRT 932186/B BSI 년 월2004 12

지적재산권지적재산권지적재산권지적재산권2)2)2)2)

종 류 명칭 번호발명자

고안자( )권리자 실시권자

비고

등록 출원( , )

특허

연속식

유리

용융용로

0510196 주 세라( )이종구 대표

외 명3좌동 등록

- 8 -

세부지원실적세부지원실적세부지원실적세부지원실적6.6.6.6.

항 목지원

지수지 원 성 과

기술정보제공 건10 제조 재료의 평가방법 확립Vehicle Seal

시제품제작 건2 전자에 품질 승인 삼성 성능향상LG , SDI

양산화개발 건10 전자에 납품LG (‘05.10 ~)

공정개선 건3 원가절감 공정단순화,

품질향상 건5 선진국 제품과 경쟁수준으로 향상

시험분석 건50 성능향상 평가방법 확립 국외산 비교평가, ,

수출 및 해외바이어발굴 건

교육훈련 건3 원천기술 확보로 자체기술 개발 역량향상

기술마케팅 경영자문/ 건

정책자금알선 건

논문게재 및 학술발표 건

사업관리시스템

지원실적업로드 회수건

지원기업 방문회수 건17

기타 건5 획득 과제수주 등NT mark , Pb-free

- 9 -

종합의견종합의견종합의견종합의견7.7.7.7.

주 세라는 용 실링 를 전문적으로 생산하는 기업으로 높은 기술력을 보( ) CRT frit

유하고 있으나 의 수요 감소로 인해 현재 보유기술 및 장비를 활용하여CRT

등의 사업에 참여코자 하나 에서 사용되는PDP, LCD, VFD display display seal

재는 와 비교해 온도가 저온이고 정밀제어 되어야 하며 또한 사용 시CRT paste

상태로 사용된다.

그런데 에 사용하는 의 제조기술은 주 세라가 경험이 적은display sealing paste ( )

실정으로 본 사업을 추진하여 나 분야로 영역을 확대하고자 하였다PDP LCD .

따라서 본 사업에서는 한 단계 수준 높은 용 재를 개발하여 부가 가display seal

치화 하고자 우선 용 제조 및 평가기술PDP/LCD BLU seal paste glass frit ,

제조 및 평가기술 그리고 이들과 를 이용한 최적배합기술vehicle , filler , paste

제조 및 평가기술 양산화 장비선정 및 공정 기슬 등을 개발 내용을 지원하였다, .

그 결과 용에 적합한 를 제도하기 위해 조성을PDP/LCD BLU seat paste vehicle

선정하여 최적배합조건이 되도록 균일 분산 흐름성 향상 경시변화 안정성이 있, ,

게끔 하였고 를 양산화 위한 최적화기술에 대해 공동으로 기술 개발을 행, paste

하였다 또한 에 대한 평가방법 확립과 평가 기술을 제. glass frit, vehicle, paste

시하므로 세라의 고부가가치화 및 신제품 개발을 할 수 있게끔 응용 및 원천기

술을 확보케 하였다.

이러한 지원 사업에 힘입어 및 용 를 개발하여PDP LED BLU Sealing paste LG

전자에 납품함으로서 국산화에 성공하였고 세라의 기술력도 한 단계 업그레이드

하게 되어 고부가가치 분야로 더 많은 이익이 창출될 것이며 새로운 시장 매출,

도 형성 될 것으로 예상된다.

- 10 -

제 출 문제 출 문제 출 문제 출 문

산 업 자 원 부 장 관 귀 하산 업 자 원 부 장 관 귀 하산 업 자 원 부 장 관 귀 하산 업 자 원 부 장 관 귀 하

본 보고서를 용 배합설계 및 공정 개발에 관한 기술지“BLU/PDP Sealing paste

원 지원기간 과제의 기술지원성과보고서로 제출합”( : 2004. 10. 01~2005. 09. 30)

니다.

2005. 10. 31.2005. 10. 31.2005. 10. 31.2005. 10. 31.

지원기관 요 업 기 술 원지원기관 요 업 기 술 원지원기관 요 업 기 술 원지원기관 요 업 기 술 원:::: 대표자대표자대표자대표자( )( )( )( )

지원기업 주 세 라지원기업 주 세 라지원기업 주 세 라지원기업 주 세 라: ( ): ( ): ( ): ( ) 대표자대표자대표자대표자( )( )( )( )

지원책임자지원책임자지원책임자지원책임자 :::: 최 병 현최 병 현최 병 현최 병 현

참여연구원참여연구원참여연구원참여연구원 :::: 김 세 기김 세 기김 세 기김 세 기

안 용 관안 용 관안 용 관안 용 관

- 11 -

목 차목 차목 차목 차

제 장 서론제 장 서론제 장 서론제 장 서론1111

제 절 기술지원 필요성제 절 기술지원 필요성제 절 기술지원 필요성제 절 기술지원 필요성1111

제 절 기술지원 목표제 절 기술지원 목표제 절 기술지원 목표제 절 기술지원 목표2222

제 절 기술지원 내용제 절 기술지원 내용제 절 기술지원 내용제 절 기술지원 내용3333

제 장 본론제 장 본론제 장 본론제 장 본론2222

제 절 기술지원 성과제 절 기술지원 성과제 절 기술지원 성과제 절 기술지원 성과1111

기술지원의 달성도기술지원의 달성도기술지원의 달성도기술지원의 달성도1.1.1.1.

수행한 기술지원의 내용수행한 기술지원의 내용수행한 기술지원의 내용수행한 기술지원의 내용2.2.2.2.

지원내용의 기업 전략에의 기여도지원내용의 기업 전략에의 기여도지원내용의 기업 전략에의 기여도지원내용의 기업 전략에의 기여도3.3.3.3.

제 절 기술지윈 수행제 절 기술지윈 수행제 절 기술지윈 수행제 절 기술지윈 수행2222

및 용 구성 원료 성상 검토및 용 구성 원료 성상 검토및 용 구성 원료 성상 검토및 용 구성 원료 성상 검토1. PDP LCD BLU Sealing paste1. PDP LCD BLU Sealing paste1. PDP LCD BLU Sealing paste1. PDP LCD BLU Sealing paste

제조설비 검토 지원제조설비 검토 지원제조설비 검토 지원제조설비 검토 지원2. Vehicle2. Vehicle2. Vehicle2. Vehicle

및 용 제조방법 지원및 용 제조방법 지원및 용 제조방법 지원및 용 제조방법 지원3. PDP LCD BLU Sealing paste3. PDP LCD BLU Sealing paste3. PDP LCD BLU Sealing paste3. PDP LCD BLU Sealing paste

및 특성평가방법 확립 지원및 특성평가방법 확립 지원및 특성평가방법 확립 지원및 특성평가방법 확립 지원4. Glass frit, vehicle paste4. Glass frit, vehicle paste4. Glass frit, vehicle paste4. Glass frit, vehicle paste

용 재 조성설계 지원용 재 조성설계 지원용 재 조성설계 지원용 재 조성설계 지원5. PDP Seal5. PDP Seal5. PDP Seal5. PDP Seal

용 제조 및 평가 지원용 제조 및 평가 지원용 제조 및 평가 지원용 제조 및 평가 지원6. Sealing paste Vehicle6. Sealing paste Vehicle6. Sealing paste Vehicle6. Sealing paste Vehicle

용 의 특성평가 지원용 의 특성평가 지원용 의 특성평가 지원용 의 특성평가 지원7. PDP seal glass frit7. PDP seal glass frit7. PDP seal glass frit7. PDP seal glass frit

분말에 계면활성제 첨가에 따른 분산성 향상 지원분말에 계면활성제 첨가에 따른 분산성 향상 지원분말에 계면활성제 첨가에 따른 분산성 향상 지원분말에 계면활성제 첨가에 따른 분산성 향상 지원8. Glass frit8. Glass frit8. Glass frit8. Glass frit

제조 개선 및 평가제조 개선 및 평가제조 개선 및 평가제조 개선 및 평가9. Paste ,9. Paste ,9. Paste ,9. Paste ,

및 의 인쇄성 평가방법 확립 및 평가 지원및 의 인쇄성 평가방법 확립 및 평가 지원및 의 인쇄성 평가방법 확립 및 평가 지원및 의 인쇄성 평가방법 확립 및 평가 지원10. PDP LCD BLU Seating paste10. PDP LCD BLU Seating paste10. PDP LCD BLU Seating paste10. PDP LCD BLU Seating paste

및 에 후 응력분포평가 지원및 에 후 응력분포평가 지원및 에 후 응력분포평가 지원및 에 후 응력분포평가 지원11. PDP LCD BLU Sealing11. PDP LCD BLU Sealing11. PDP LCD BLU Sealing11. PDP LCD BLU Sealing

제 장 결론제 장 결론제 장 결론제 장 결론3333

부 록 회의록부 록 회의록부 록 회의록부 록 회의록

- 12 -

제 장 서 론제 장 서 론제 장 서 론제 장 서 론1111

제 절 기술지원 필요성제 절 기술지원 필요성제 절 기술지원 필요성제 절 기술지원 필요성1111

국내 생산업은 세계 위를 하고 있지만 구성소재는 대부분 기술 선진국Display 1,2

으로부터 수입하고 있는 형편이다.

따라서 소재를 국산화 할 필요가 있는데 특히 재는 국내 로부터 발전한 기Seal CRT

술이나 현재 세계시장규모는 년 백만 이고 국내시장은 년 억원‘05 17,706 ‘05 135 ,￥

년 억원으로 대부분이 수입하고 있어 핵심기술만 개발되면 국산화가 가능한‘06 209

품목이다.

에서의 구성 소재로는 유리기판 투명유전체 격벽재 재 전극형광체 보호PDP , , , Seal , ,

막 방전기체 로 구분할 수 있다 그 중에서 재는 개발하는 것이 본, filler, , DFR . Seal

지원의 재를 개발하기 위한 핵심기술은Seal 480o에서 열처리 했을 때 이C sealing

될 수 있는 제조 그리고 이 로서 기능을 발휘할 수 있도록glass frit , glass frit seal

하거나 성능을 제어 하는 역할을 하는 합성기술 그리고 안filter , glass frit, filter,

료가 혼합되어 성형할 수 있도록 해준 의 배합기술과 안료vehicle glass frit, filter, ,

의 배합기술과 안료 을 배합하여 및vehicle glass frit, filter, , vehicle PDP LCD BLU

용 로 이 가능하게끔 화하는 기술 등이다seal dispensing paste .

은 상판과 하판의 유리기판을 배기 후 봉착하는 소재로서 봉착 후 가스를 주입Seal

할 수 있게끔 함으로써 방전할 수 있게끔 하기 위해서는 강도를 유지하면sealing

서 동시에 고진공을 유지해야하므로 나 제조 공정 중에 제일 나중에 열처PDP BLU

리해야 하므로 저온에서 봉착할 수 있어야하며 또한 타 재료와 열팽창계수

이 우수해야 하며 유전특성 절연특성 강도 기밀성 등의 특성도 우수해matching , , , ,

야 한다.

이러한 재는 를 함유한 을 주 세라가 개발하여 용Seal Pb glass frit ( ) BLU sealing

로 생산업체에 납품 승인을 요청중이며 용 는 개발 중이나 이glass frit BLU PDP frit

를 이용한 화 기술은 기술적으로 상당히 미비한 실정이다paste .

또한 일동화학에서는 일본에서 수입한 와 을 첨가해 를 제조glass frit vehicle paste

하는 기술을 개발하고 있으나 와 을 모두 국산화하여 를 생산glass frit vehicle paste

하는 기업은 전무한 실정이다.

- 13 -

일본의 경우는 등에서 생산하여 일본Asahi glass, NEG, Noritake NEC, pioneer,

등과 대만의 사에 국내는 삼성 전자 에 판매하고FHP CPT, Formosa SDI, LG , UPD

있는 등 세계적으로 공급하고 있다.

따라서 주 세라는 실링 를 사와 양산 에 현재 사용 가 완료 되었으( ) frit A PDP line test

나 비클 품질 평가 기준의 체계화 제조 기술 및 평가 방법이 확보되지 않아, paste

지원이 필요하게 되었고 이에 희망하는 원천기술을 보유한 기술 인력이 있고 일부,

평가 장비 제조 장비를 보유하고 있는 요업기술원에서 지원을 하게 되었다.

제 절 기술지원 목표제 절 기술지원 목표제 절 기술지원 목표제 절 기술지원 목표2222

대상품목o

의 상 하판 유리 봉착용- PDP TV , (Seal) paste

의 의 상 하판 유리 봉착용- LCD TV BLU , paste

및 용 조성 설계 및 양산 최적 작업조건 확립o PDP BLU paste

- 450~500o열처리에서 상하판 봉착이 가능한 개발C paste

열처리 후 부착력이 우수하고 퍼짐성 없는 개발- Sealing paste

건조공정 후 인쇄 작업성이 부여되게끔 선정 배합 및 균질 혼합- vehicle ,

제조공정개발 및 공정별 핵심 기술 확보- Paste

저가이면서 최적 양산공정 기술 확립-

제 절 기술전원 내용제 절 기술전원 내용제 절 기술전원 내용제 절 기술전원 내용3333

및 용 에서 설계 및 특성 평가기술 지원o PDP LCD BLU Seal paste glass frit

- 410o이상 고온에서 사용할 수 있는 용 조성설계 종C Seal frit (11 )

분말에 계면활성제 첨가에 따른 분산성 향상- Glass frit

분말이 레올로지 특성에 미치는 영향- Frit paste

입자크기 및 분포 미세구조 형상 비표면적 연화점 전이점 열팽창계수 젖음- , ( ), , , , ,

성 분체특성 열분석, (Wetability-flow button), ,

- 14 -

의 배합 설계 기술지원o Vehicle

제조 설비 검토 혼합용기 등- Vehicle : , Planetary mixer

결합체 용매 및 첨가제의 성상 및 결합재별 휘발온도 검토- ,

최적 을 제조하기 위한 결합재 용매 및 첨가제 선정- vehicle ,

용 용도별 의 제조 방법- PDP , LCD BLU Vehicle

의 짐도 유동성 들 퐁- Vehicle , , FOC, DT'/T A

경시 변화 없고 흐름성이 우수한 제조방법- vehicle

제조 공정 개발 기술 지원o Paste

균일 혼합 분산 여과 탈포 등의 제 조건 파악- , , ,

열처리 선정 및 인쇄 특성 평가방법 및 평가- Schedule

인쇄 설계 열처리 전후 표면 조도 비교 선폭변화Pattern , (0.2~1.8mm), Sealingㆍ

전후 표면 형상

및 용 의 평가 방법 확립o PDP BLU paste

평가- Glass frit

점도 양 요변성 등 의 평가- , FOG, solid , rheology( ) vehicle

및 인쇄 후 건조 및 열처리 후 응력분포 막두께 평활도 막높이- Paste paste , , , ,

표면조도 봉착강도 수축율 내부 열처리 미세구조 등( ), , pore, ( )

양산공정 확보지원o Paste

제조설비 검토- Vehicle

혼합용기 등, Planetary mixerㆍ

의 구성 및 제조방법- Seal paste

제조 의 제조 합성 및 제조 작업지시서 작성 등- Glass frit , Vehicle , filler Paste ,

회 및 양산공성 확립- 1 100 Vehicle pasteℓ

- 15 -

제 장 기술 지원의 성과제 장 기술 지원의 성과제 장 기술 지원의 성과제 장 기술 지원의 성과1111

제 절 기술 지원의 성과제 절 기술 지원의 성과제 절 기술 지원의 성과제 절 기술 지원의 성과1111

기술지원의 달성도기술지원의 달성도기술지원의 달성도기술지원의 달성도1.1.1.1.

본 지원 사업인 및 용 배합 설계 및 공정개발 을 통“PDP LCD BLU Sealing Paste ”

해 수행한 기술지원 달성도는 표 에 나타내었다1.1 .

표 계획대비 기술지원 달성도표 계획대비 기술지원 달성도표 계획대비 기술지원 달성도표 계획대비 기술지원 달성도1.11.11.11.1

- 16 -

수행한 기술지원 내용수행한 기술지원 내용수행한 기술지원 내용수행한 기술지원 내용2.2.2.2.

구성Sealing paste◯

의 구성 구성 원료의 성상 결합재 계와- Seating paste , , nitrorellulose , NC

계 의 휘발 온도 비교Elvacite binder

제조 설비 및 환경 검토Vehicle◯

- Vehicle mixer, Planetary mixer, Ram press, Vacuum filter

제조실 항온항습실 검토- Paste ( )

및 용 제조 방법지원PDP LCD Sealing paste◯

제조 제조 합성 제조 작업지시서 작성- Glass frit , Vehicle , filler , paste ,

특성 평가 방법 확립지원◯

평가- Glass frit

성분분석 분체특성측정 밀도 열팽창계수 입자크기 평가, , , , , flow button , fusionㆍ

평가 비표면적 열분석flow , ,

평가- Vehicle

점도 유동특성 흐름거동지수, (P, , TI), FOC, TG/DTAㆍ

평가- Paste

접착강도 미세구조 관찰 수축율 측정 표면조도 측정, , ,ㆍ

평가설비 검토-

점도계 고온현미경 분체 측정기, Screen printer, SEM, TEM, GC-Mass, , BET,ㆍ

등

용 재 조성 설계지원PDP Seal◯

선진국 평가- vehicle, paste, glass frit

- 450o이상의 고온에서 사용될 수 있는 재 조성지원C Seal

용 제조 및 평가지원Sealing paste vehicle◯

최적 제조방법 의 제조 의 평가 차 시제품 차 시제품- vehicle , vehicle , vehicle , 1 , 2

용 특성 평가지원PDP Seal glass frit◯

밀도 비표면적 입자크기 및 분포 열팽창계수 분체특성 흐름성 흡수성 균일- , , , , ( , ,

성 최적 접착영역 열분석 곡선 전이점 연화점 고온현미) , , , , flow button dia, color,

경 관찰사진 미세구조 입자크기(pill test), ( )

크기에 따른 입자크기 분포제어 기술- Ball

- 17 -

분말에 계면활성제 첨가에 따른 분산성 향상Glass frit◯

계면활성제 첨가 응집모델 분석 분석 원소분석 열분석- , , FT-IR , GC-Mass , , , SEM

morphology, TEM morphology

및 의 인쇄특성 평가방법 확립 및 평가지원PDP LCD BLU Sealing paste◯

열처리 열처리 후 미세구조 표면 단면 인쇄 선폭 변화- schedule, ( , ), pattern,

열처리 조도 비교 별 열처리 전후 선폭(0.2, 0.6, 1.2, 1.8mm) (Ra, Rmax) , binder ,

열처리전후 표면 형상sealing

소성 중에 발생한 기포 발생원인 분석-

및 후 응력분포 평가 지원PDP LCD BLU Sealing◯

열처리 온도 및 시간에 따른 영향 봉착강도- , compressive stress, tensile stress,

양산화 방안검토◯

제조 설비 및 공정 화 제조설비 검토 원료 선정- Vehicle , paste lay-out , vehicle ,

방식 결정 보관 방법 및 장소 제조환경filtering , paste , paste (clean room, Air

방폭장치 항온항습 등shower, , , Chamber )

기타◯

토출 후 용제 세척 시 가 굳는 현상 해결 지원- Paste binder

적정량의 를 배출하기 위한 공기압력 관 크기 수분조절 문제 등 해결- paste , ,

신뢰성 확보를 위한 실링상태 잔류가스 환경 및 수명시험 등의 평가 또는 자료- , ,

조사 지원

무인 과제개발 지원- glass frit

제조기술에 대한 신기술인증 획득지원- Paste

의 황변현상 원인 파악 제공- Vehicle

시 토출량 증대 및 고형분 증대 방안 검토- Dispensing

이 끝난 후 기포 발생 및 에서 이송 시 최소 화하는- Filtering Mixing system loss

방법 등

교육지원◯

포화된 와 반죽물의 레올로지- slurry

계면활성제-

열팽창 차 접착온도 차 및 냉각 신 열간 응력에 의한 잔류 응력- ,

유리 물성 측정법 및 그 결과 활용-

- 18 -

문헌정보자료 지원◯

문헌 건 특허 건- 35 , 660

지원 내용의 기업 전략에의 기여도지원 내용의 기업 전략에의 기여도지원 내용의 기업 전략에의 기여도지원 내용의 기업 전략에의 기여도3.3.3.3.

주 세라에서 부품소재 종합기술지원 우수사례로 부품소재 창립기념호( ) (2005. 7.23,

한국부품소재산업진흥원 발행 의 내용 일부분을 소개하고자 한다) .

주 세라는 차세대 디스플레이인 용 실링재 개발업체로 기존의 분말( ) PDP, LCD TV

형태의 유리 실링재를 부가가치를 올릴 수 있는 페이스트 형태로 만드는 새로운 기

술을 개발 중이다 실링재는 그동안 국산 기술이 없어 수입에 의존해 왔으나 세라.

가 자체기술개발에 성공함에 따라 원가절감은 물론 국제경쟁력을 갖추게 된 디스플

레이용 소재이다 세라가 지난해부터 부품소재통합연구단의 자금지원과 요업기술원.

최병현 박사팀의 연구지원을 받아 추진 중인 용 페이스트 기술개발PDP, LCD TV

과정과 그 파급효과를 소개한다.

주 세라( )◯

우리나라는 등 차세대 디스플레이 분야에서 세계 최고의 기술과 생산LCD, PDP TV

량을 자랑하지만 여기에 탑재되는 부품소재는 수입에 의존하는 실정이다 이런 현.

실에서 그동안 일본으로부터 고가에 수입해오던 디스플레이용 유리 실링재를 국산

화해 스포트라이트를 받고 있는 부품소재 기업이 있다 주 세라 대표 이종구 가 그. ( ) ( )

주인공이다.

지난 년 삼성코닝에서 분사하면서 독립법인으로 출범한 세라는2001 PDP, LCD

용 유리 실링재 등 디스플레이 소재를 주력으로 생산하는 전문부품소재기업이BLU

다 이 회사는 과거 삼성코닝에서부터 쌓아온 브라운관 제조기술을 바. CRT TV Frit

탕으로 차세대 디스플레이로 불리는 소재분야로 사업영역을 넓혀가고PDP, LCD

있다 현재 세라는 자체 기술로 개발한 에 사용되는 를 모듈업체에 공급. PDP TV Frit

하고 있다 이처럼 세라가 사업을 시작한지 단숨에 국산화에 성공 할 수 있었던 이.

유는 지난 년 동안 삼성코닝 연구소에서 몸담아온 이종구대표 이하 직원들의 오25

랜 기술 노하우가 기반이 됐기 때문이다.

- 19 -

디스플레이용 소재인 실링재 시장은 규모도 작고 리스크가 높아 세트업체들이 기존

에 사용하던 제품을 쉽게 바꾸지 않는 경향이 크다 실링재는 두 개의 유리관을 접.

착하는 공정에서 맨 마지막 공정에서 사용하는 소재이므로 여기서 문제가 생PDP

기면 애써 만든 수백만원대의 제품을 못 쓰게 되는 심각한 문제를 일으킨다 이런.

이유로 세트업체들은 고가임에 불구하고 이미 신뢰성이 인정된 일본제품을 사용해

왔다.

세라가 개발한 유리 실링재는 일본제품을 능가하는 품질에 가격도 분의 수준으로3 1

다운시켜 국내 디스플레이 부품소재시장에 국산화 바람을 일으키고 있다.

실링용 페이스트 개발동기 과정&◯

세라가 지난해 월부터 기존의 실링재 기술에서 발전시킨 페이스트 개발을 추진하10

게 된 동기는 기술수준을 한 단계 높여 고객의 요구에 부응하는 것은 물론 보다 고

부가가치 제품 개발을 위해서이다 실제로 세라는 지금까지 분말형태의 실링재 만.

을 생산해 왔는데 고객인 모듈업체에서 페이스트 상태로 제품을 공급해줄 것을 요

청했던 것이다.

페이스트 기술이 없었던 세라는 고민 끝에 요업기술연구원의 기술지원을 받아 페이

스트 기술개발에 착수하게 됐다 이렇게 지난해 월부터 요업기술원의 최병현 박. 10

사와 함께 용 페이스트 개발을 추진 중이다 최 박사는 세라의 연구진이 개PDP TV .

발한 제품이 제대로 기능을 발휘하는지 부족한 점은 없는지 등 평가기술을 지원하

고 있다.

기대효과 매출액 늘어날 것195%◯

부품소재종합기술지원사업의 인환으로 추진 중인 이번 페이스트 기술개발로 인해

관련 분야에서 세라의 기술력은 한 단계 업그레이드 시키는 계기가 될 것으로 기대

된다 또한 페이스트는 고부가가치 분야로 더 많은 이익을 가져다 줄 것이기 때문. ,

이다 이번 페이스트를 개발에 성공하면 새로운 시장 창출로 매출 규모가 정. 193%

도 늘어날 것으로 이상하고 있다.

세라는 이번 기술 개발을 추진하던 중에 뜻하지 않은 성과를 얻었다 지금까지 사.

용해오던 것과는 전혀 다른 개념의 유리 용융로를 개발한 것이다 세계최초로 개발.

에 성공한 이 용융로는 기존의 백금이나 내화물 재질 용융로에서 탈피한 새로운 개

념의 법을 적용한 것으로 용융로의 짧은 수명으로 인한 투자비용을 대폭 절SKULL

감할 수 있는 획기적인 제품이다.

세라는 이 용융로에 대한 특허를 출원했으며 세라가 실링재 가격을 저가에 공급할

수 있는 것도 바로 이 용융로 덕분이다.

- 20 -

제 절 기술지원 수행제 절 기술지원 수행제 절 기술지원 수행제 절 기술지원 수행2222

및 용 구성 원료 성상검토및 용 구성 원료 성상검토및 용 구성 원료 성상검토및 용 구성 원료 성상검토1. PDP LCD BLU Sealing paste1. PDP LCD BLU Sealing paste1. PDP LCD BLU Sealing paste1. PDP LCD BLU Sealing paste

가 의 구성가 의 구성가 의 구성가 의 구성. Sealing paste. Sealing paste. Sealing paste. Sealing paste

용 용 의 구성은 크게 모유리 안료 및PDP , LCD BLU sealing paste frit, filler,

로 되어있으며 은 첨가제 등으로 구성되어있다vehicle , vehicle solvent, binder, .

나 구성 원료의 성상나 구성 원료의 성상나 구성 원료의 성상나 구성 원료의 성상....

따라서 최적의 를 제조하기 위해서는 사용원료의 순도 특성 등에 대해 사전paste ,

검토가 이루어져야 한다 구성 원료의 일반적인 특성은 표 과 장 절 다 의. 2.1 2 2

설명으로 나타내었다NC .

결합재로는 통상 계나 계를 사용하고 로는 부틸캐비elvacite nitrocellulose , solvent

톨 첨가제로는 테르피네올 등을 사용한다, .

표 제조에 사용되는 출발원료의 특성표 제조에 사용되는 출발원료의 특성표 제조에 사용되는 출발원료의 특성표 제조에 사용되는 출발원료의 특성2.1. Vehicle2.1. Vehicle2.1. Vehicle2.1. Vehicle

- 21 -

원재료

특 성부틸캐비톨 테르피네올

Purity(%) >98.0 >97.0

Colourmax.15

(APHA:Pt/Co scale)

colorless ~

slightly amber

Density(20oC,g/cm

3) 0.980 0.905 ~ 0.910

Retractive index

(nD at 20oC)

1.4262 1.462 ~ 1.468

Formula C10H20O4 C10H20O

Molecular weight 204.27 156.27

Flash point

(oC,closed cup)

116 83

Boiling point(oC) 246.7 200 ~ 213

- 22 -

다 결합체다 결합체다 결합체다 결합체. Nitrocellulose. Nitrocellulose. Nitrocellulose. Nitrocellulose

통상 결합재로는 와 를 사용한다 따라서 두 가지의 성상만 구nitrocellulose elvacite .

술하고자 한다.

의 구조Nitrocellulose◯

이하의 의 원료인 는 아래와 같은 구조를 가지는 면상의Nitrocellulose( NC) cellulose

천연고분자로서황산과 질산으로 혼합하여 의 구조단위 하나하나가 가지고cellulose

있는 개의 기를 에스터화하여 얻어진다3 -OH .

질산에스터를 안정화 시킨 후 알코올 등으로 습윤한 상태로 이용한다.

여기에서 치환도; :δ

특성◯

비중이 이고 질소함량이 이고 산도 회분의 함량은 각각 이1.6 , 11.5~12.2% , , 0.03%

하 내열도가 분이상이며 수분함량은 이하이어야만 한다, 7 1.6% .

용해성◯

에 용체를 가하면 우선 용제가 중에 삼투하고 그에 따라 팽윤을 일으키며NC NC

서서히 분해해서 일정시간 후에는 거의 균일한 용액으로 된다 이에 대해 설명하면.

그림 과 같이 단계로 나누어 볼 수 있다2.1 3 .

단계 용제가 삼투해서 가 팽윤한다1 : NC .ㆍ

단계 팽윤한 가 분산되어 농후용액2 : NCㆍ

이 된다.

단계 농후용액이 희석용액으로 분산이3 :ㆍ

된다.

그림 의 용해 모식도그림 의 용해 모식도그림 의 용해 모식도그림 의 용해 모식도2.1. NC2.1. NC2.1. NC2.1. NC

- 23 -

용제◯

에 사용되는 용제는 진용제 조용제 희석제NC (True solvents), (Co-solvents),

의 종류로 분류되며 각각 다른 역할을 갖는다(Diluents) 3 .

진용제 를 용해하는 휘발성의 액체가 대부분을 차지하며- (True soIvents) : NC ,

류 류 류 류 일부가 이에 속한다ketone , ester , ester alcohol , alcohol .

조용제 단독으로는 를 용해시키지 못하지만 진용제와 혼합해- (Co-soIvents) : NC

세 사용하면 진용제의 용해력을 한층 강화시킨다 대표적으로. ethyl alcohol,

등이 있다isopropyl alcohol, butyl alcohol .

희석제 를 용해시키지는 못하지만 진용제와 배합하여 사용하면 용- (Diluents) : NC

해력을 증대시키는 역할을 수행한다 용제 배합이 부적절한 경우 백화 현. (Blushing)

상을 일으키므로 충분한 검토가 필요하다 대표적인 희석제로는. toluene, benzene,

이 있고 그 외 지방족 등이 있다xylene , naphtha, solvent naphtha .

고형물의 영향◯

는 탄화수소계 용제의 증발을 현저하게 지연시키나 계 용제는 탄화수소계NC , ester

용제보다는 로 인한 증발의 지연이 적고 고 비점 류는 거의 영항을 받지NC alcohol

않는 특성을 가지고 있다 일반적으로 에 대하여 용해력이 큰 용제일수록 증발. NC

을 지연시키는 경향이 크기 때문에 이점을 교려하여야 한다.

백화현상(Blushing)◯

건조과정에서 표면에 백화가 발생하거나 얼룩상태를 나타내는 현상을 말하며 다음,

의 종류가 있다2 .

용제 중에 증발속도가 큰 용제가 다량 혼합되어 있는 경우- Water blushing ; NC

나 대기 중의 습도가 높을 때 잘 발생하게 된다.

용제의 증발 가 일정하지 않아 증발이 진행됨에 따라 잔- NC blushing : balance

류 용제 중의 비율이 감소하여 용해력이 저하되어 일부가 석출되어 나타나는 현상

으로 용제조성을 변화시켜 방지할 수 있다.

용액의 백촉과 수분 용액 중에 수분이 많게 되면 용액의 백촉이 일어난- NC : NC

다 수분허용한계는 용제의 종류에 따라 다르며 알코올류를 첨가하면 허용한계가. ,

약간 증대되어 백촉 발생을 방지할 수 있다.

- 24 -

점도◯

일반적으로 용제와 용액의 점도관계는 다음과 같다- NC .

저비점 및 용해력이 강한 용제 사용 시 일반적으로 점도가 낮아진다.•

용질이 적을수록 지점도의 용액을 만든다.•

용해력이 약한 것을 첨가하면 점도를 증가시킨다.•

용제 자신으로는 분자량이 큰 쪽이 점도가 커진다.•

류의 첨가는 어느 정도까지 점도를 낮추는 경항이 있다Alcohol .•

류는 류보다 저점도의 용액을 만든다Ketone ester .•

온도이 상승에 따라 점도는 저하한다.•

용질의 분자량이 커질수록 일반적으로 고점도 용액을 만든다.•

용액은 시간 경과에 따라 점도가 다소 저하하는 경향을 보이며 그림 에 나- NC , 2.2

타낸 바와 같이 함량이 함유된 용액에서 점도는 초기에 급격히 낮아지다NC 20wt%

가 그 후 서서히 완만히 감소한다.

그림 시간에 따른 용액의 점도그림 시간에 따른 용액의 점도그림 시간에 따른 용액의 점도그림 시간에 따른 용액의 점도2.2. NC2.2. NC2.2. NC2.2. NC

용제용제용제용제(I) : n-Butyl acetate, Butanol, Toluene(I) : n-Butyl acetate, Butanol, Toluene(I) : n-Butyl acetate, Butanol, Toluene(I) : n-Butyl acetate, Butanol, Toluene

용제용제용제용제 (II) : n-Butyl acetate, Butanol, Toluene, Ethyl acetate(II) : n-Butyl acetate, Butanol, Toluene, Ethyl acetate(II) : n-Butyl acetate, Butanol, Toluene, Ethyl acetate(II) : n-Butyl acetate, Butanol, Toluene, Ethyl acetate

- 25 -

취급상 주의사항NC◯

는 인화성 가연성이 강한 특성을 가지고 있으므로 마찰 스파크 등에 주의하여NC , ,

야 한다.

작업장에 보관은 최소량으로 해야 한다- .

밀폐해서 보관해야한다- .

필요 이외의 는 건조하지 말아야한다- NC .

저장창고는 내화건축으로 통풍 좋고 장치가 부착되어야한다- , shower .

는 일광이 직사 장소나 온도가 높은 장소에 저장하지 말아야한다- NC , .

건조는 필히 방폭 건조기에서 실시하여야 한다- NC .

라 계와 계 의 휘발온도비교라 계와 계 의 휘발온도비교라 계와 계 의 휘발온도비교라 계와 계 의 휘발온도비교. NC Elvacite binder. NC Elvacite binder. NC Elvacite binder. NC Elvacite binder

계와 계 가 어느 온도에서 어느 정도 분해되어 휘발되는지를 비교NC Elvacite binder

검토해본 결과를 그림 에 나타내었다 계가 계보다 낮은 온도에서 휘2.3 . NC Elvacite

발 되는 것을 알 수 있다 따라서 나 용 를 제조할 때. PDP LCD BLU Sealing Paste

소성온도에 따리 를 선정하여 사용하는 것이 바람직하다binder .

그림 온도 상승에 따른 계와 계의 감량곡선그림 온도 상승에 따른 계와 계의 감량곡선그림 온도 상승에 따른 계와 계의 감량곡선그림 온도 상승에 따른 계와 계의 감량곡선2.3. NC Elvarite2.3. NC Elvarite2.3. NC Elvarite2.3. NC Elvarite

- 26 -

및 제조설비 검토 지원및 제조설비 검토 지원및 제조설비 검토 지원및 제조설비 검토 지원2. Vehicle Paste2. Vehicle Paste2. Vehicle Paste2. Vehicle Paste

가가가가. Vehicle Mixer. Vehicle Mixer. Vehicle Mixer. Vehicle Mixer

설비제작 시 고려할 사항은 아래와 같다.

혼합용기를 가열하여 을 제조하므로 교반용 모터가 열에 대한 영향을 받vehicle◯

지 않도록 주의하여야 한다.

혼합용기 내부의 세척이 용이하여야 한다.◯

혼합용기 바닥보다 배출구 개폐문이 너무 낮은 경우에는 낮은 부위에 가binder◯

녹지 않고 남아 있을 수 있으므로 개폐문의 높이를 바닥 위치에 근접하는 것이 중

요하다.

온도측정용 온도계는 혼합용기 내부와 혼합용기 외부가열 내부에 각각jacket◯

하나씩 설치하는 것이 이상과열 등의 문제 발생을 최소화 시킬 수 있다.

임펠러의 형상은 의 점도를 고려하여 선정해야한다vehicle .◯

위와 같은 내용은 요업기술원에 갖추어진 장비인 그림 와 같은 반응 장치 설비2.6

를 사용하여 을 제조해본 결과를 토대로 하여 검토한 후 양산설비로 그림vehicle

와 같은 제조 설비를 제작토록 유도하였다2.4 vehicle .

- 27 -

그림 제조장치그림 제조장치그림 제조장치그림 제조장치2.4. Vehicle2.4. Vehicle2.4. Vehicle2.4. Vehicle

- 28 -

나 제작용나 제작용나 제작용나 제작용. Paste Planetary Mixer. Paste Planetary Mixer. Paste Planetary Mixer. Paste Planetary Mixer

그림 의 을 이용하여 를 제조할 때 구성 및 공정은2.5 Planetary mixer system paste

다음과 같다.

그림 시스템의 구성 및 공정 흐름도그림 시스템의 구성 및 공정 흐름도그림 시스템의 구성 및 공정 흐름도그림 시스템의 구성 및 공정 흐름도2.5. Planetary mixer2.5. Planetary mixer2.5. Planetary mixer2.5. Planetary mixer

- 29 -

위 공정 중에서 작업 효율성과 원가 절감을 위해서 과정을 제외하고Ram Pressing

아래와 같은 공정으로 진행하면 된다.

의 커버가 되어 있는 에 관을 과 연결한 후Mixer system tank filtering system air◯

를 주입하여 압력을 가하면서 으로 혼합된 를 이송한다filtering system paste .

이송시킨 를 을 가하면서 로 에 하며 진공펌프를paste vacuum filter tank filtering ,◯

연결하여 탈포를 실시한다.

이 끝난 에 다시 즐 주입하여 압력을 가하면서 관을 통해Filtering paste tank air◯

적절량의 를 포장 용기로 배출 시킨다paste .

및 용 제조 방법지원및 용 제조 방법지원및 용 제조 방법지원및 용 제조 방법지원3. PDP LCD BLU Sealing Paste3. PDP LCD BLU Sealing Paste3. PDP LCD BLU Sealing Paste3. PDP LCD BLU Sealing Paste

제조 공정은 그림 에 나타낸바와 같다Sealing Paste 2.9 .

의 제조는 우선 구성요소인 및 안료를 제조하고 각Paste glass frit, vehicle, filler ,

각 제조된 소재를 혼합한 후 탈포하면 가 된다Sealing Paste .

가 의 제조가 의 제조가 의 제조가 의 제조. Glass frit. Glass frit. Glass frit. Glass frit

는 의 용 재 조성을 조성으로 먼저 각각의 원료량을 계Glass frit 5. PDP seal batch

산한 후 청량 하였다 이때 강열 감량이 있는 원료는 강열감량이 일어난 만큼 계산.

하였으며 가급적 탄산염 수산염 형태로 첨가하여 활성을 부여하였다 로 계, . Batch

산하여 칭량한 원료들을 혼합한 후 미리 온도를 승온시킨 용융온도로 유지된 전기

로에 혼합분말을 넣어 유리화시키고 용융하였다 용융물은 즉시 급냉각시스템을 통.

해 조분쇄를 행한 후 미분쇄를 행하여 용 분말로 사용하였다paste glass frit .

나 합성나 합성나 합성나 합성. Filler. Filler. Filler. Filler

대체로 는 의 조성 중 일부 조성이 유사한 것을 사용하나 열팽창 계수filler glass frit

가 적고 전이점이 높으며 소성온도에서 젖음성이 크지 않은 것을 선택한다, , .

합성방법은 원하는 조성이 저가원료 이면서 특성이 우수한 원료를 선택하여 batch

를 계산한 후 천칭하여 차적으로 합성한다 차 합성이 끝난 시료는 분쇄하여 다1 . 1

시 결정성 등을 주기위해 차로 합성처리하여 과 동일한 입자크기를 갖도2 glass frit

록 분쇄한 후 분급하면 가 된다filler .

- 30 -

다 의 제조다 의 제조다 의 제조다 의 제조. Vehicle. Vehicle. Vehicle. Vehicle

의 제조는 앞의 제 절에서 언급한 원료를 사용하여 표 와같이 이 작업Vehicle 1 , 2.2

지시서를 작성하여 제조하였다.

은 그림 의 반응장치를 사용하여 제조하였는데 우선 반응조에 를Vehicle 2.6 , solvent

투입하고 반응조의 교반속도를 일정하게 고정한 후 반응조의 온도를 가열하였다.

가열한 후 온도가 일정온도에 도달하면 반응조의 교반을 멈추고 뚜껑을 열어 결합

체를 투입한 후 혼합하였다 장시간 혼합한 용액에 첨가제를 첨가하여 교반하였다. .

교반이 완료되면 히터를 끄고 을 냉각한 후 을 행하였다vehicle filtering .

따라서 실제 시제품의 제조 및 양산화 단계에서는 이 작업지시서에 따라 수행하였

다 다만 기술적 부분이 있어 본 보고서에는 사용원료 반응조건 첨가량. know-how , ,

등의 가 빠져 있음을 상기한다data .

그림 반응장치 제조장치그림 반응장치 제조장치그림 반응장치 제조장치그림 반응장치 제조장치2.6. (Vehicle )2.6. (Vehicle )2.6. (Vehicle )2.6. (Vehicle )

- 31 -

라 의 제조라 의 제조라 의 제조라 의 제조. Paste. Paste. Paste. Paste

위의 가 나 다에서 제조한 및 안료를 그림 과 의, , glass frit, vehicle, filler 2.7 2.8

와 을 이용하여 를 제조하였다 이때 안료는 상용제품을 사blender 3-roll mill paste .

하였다.

그림 제조용그림 제조용그림 제조용그림 제조용2.7. paste blender2.7. paste blender2.7. paste blender2.7. paste blender

그림 제조용그림 제조용그림 제조용그림 제조용2.8. Paste 3 roll mill2.8. Paste 3 roll mill2.8. Paste 3 roll mill2.8. Paste 3 roll mill

- 32 -

그림 용 제조공정도그림 용 제조공정도그림 용 제조공정도그림 용 제조공정도2.9. Sealing paste2.9. Sealing paste2.9. Sealing paste2.9. Sealing paste

- 33 -

마 작업지시서 작성마 작업지시서 작성마 작업지시서 작성마 작업지시서 작성....

표 작업지시서표 작업지시서표 작업지시서표 작업지시서2.2.2.2.2.2.2.2.

배포승인 제조제조제조제조VehicleVehicleVehicleVehicle 작업지시서

Process 구분

작 업 순 서

적용범위1. 본 표준은 제조 방법 및 절차에 대하여 규정한다Vehicle .

목적2.본 표준은 제조시 환경사항 제반작업기준 책임사항을 규정하여Vehicle , ,

원할한 직업이 이루어지기 위한 것이다.

준비작업3.

반응장치 최대용량 가연형식 온도 부가장치등1) - : , ,

점도계2)

항온수조3)

전자저울4)

진공펌프 및 깔데기5) 5) Buchner

6) Filetering mesh

본 작업4.

와 첨가제 혼합1) Solvent

가 반응조의 온도를 설정한후 가열한다. .

나 에 를 장입한다. Solvent chamber SoIvent .

다 첨가제를 장입한다. .

라 반응조를 교반시키면서 첨가제를 투입한다. .

마 반응조를 일정속도로 유지한 상태로 적당한 시간동안 교반한다. .

결합제 혼합2)

가 시료의 무게를 단다. .

나 반응조에 를 투입한다. binder .

다 반응조 속도를 적당하게 하여 장시간 교반한다. .

라 교반 완료 후 을 자연냉각 한다. vehicle .

3) Vehicle Filtering

가 반응조 하부에 깔데기와 밀폐된 용기를 연결한다Buchner .

나 진공펌프를 밀폐된 용기의 흡입구와 연결한 후 반응조의 하부 배출구.

를 열어 일정량이 깔데기에 흘러내리게 한다Buchner .

의 이물질이 잘 제거되는지 확인한다Vehicle .

마무리5.

작업

가 점도계의 항온조 은도를. 25o로 설정한다C .

나 의 점도를 측정한다 점도계 은 점도계 매뉴얼을 참조. Vehicle . setting

한다.

다 측정된 점도 값이 규격범위 내인 경우에는 저장용기에 담아. vehicle

보관창고에 보관하며 측정된 점도 값이 규격범위를 벗어날 경우에는 전,

량 폐기한다.

- 34 -

및 특성평가방법 확립 지원및 특성평가방법 확립 지원및 특성평가방법 확립 지원및 특성평가방법 확립 지원4. Glass frit, vehicle paste4. Glass frit, vehicle paste4. Glass frit, vehicle paste4. Glass frit, vehicle paste

가 물성 평가가 물성 평가가 물성 평가가 물성 평가. frit. frit. frit. frit

성분분석성분분석성분분석성분분석1)1)1)1)

의 성분은 사제Glass frit ICP(Ind, coupled plasma, Lad. test , USA), XRF(3270,

사 및 사 로 분석을 행하되 원자가가 낮Linaku , Japan) EDS(10/85S, Link , England)

은 원소는 습식 분석으로 행한다.

분체특성측정분체특성측정분체특성측정분체특성측정2)2)2)2)

분쇄 분급이 끝난 분말에 대해서는 그림 에 나타낸 분체 특성측정기, glass frit 2.10

를 이용하여(Hosokawa Powder Tester Model : PT-R, Hosokawa Micron Co.) 7

가지 한 측정과 건조 의 가지 측정을 행하였mechanical bulk powder 3 supporting

다.

그림 분쇄특성장치그림 분쇄특성장치그림 분쇄특성장치그림 분쇄특성장치2.10.2.10.2.10.2.10.

- 35 -

측정 가능한 분쇄특성으로는 아래와 같다.

안식각은 수평판 위로 진동스크린 및 유리 깔대기를 통하여 물질을 떨어뜨려 주◯

의 깊게 만들어진 덩어리의 상태를 를 이용하여 측정한다lazer .

붕괴각은 위에서 형성된 덩어리에 충격을 가한 뒤 를 이용하여 측정한다lazer .◯

차각은 안식각과 붕괴각 사이의 차이를 의미한다.◯

기화 벌크밀도는 공정된 용적컵에 진동 를 통해 을 떨어뜨린 뒤 무Chute sample◯

게를 측정하여 얻는다.

압축벌크밀도는 일정한 높이에서 특별한 수치의 을 떨어뜨려서 만들어진sample◯

낙하의 충격에 의해 야기된 압축성을 측정하여 얻는다.

압축성은 기화 벌크밀도와 압축벌크 밀도를 측정해서 결정한다.◯

응집성은 한 에 남은 파우더 잔여물로 규정하는데 이것은 각기 다른mesh size◯

의 스크린을 겹쳐놓고 일정기간동안 계속적인 크기의 진동을 적용해서 그 결과로,

얻어진다.

스페츌러 각은 위에 파우더를 충분히 놓은 뒤 이를 들어 올려서 스페츌러 위에◯

들려진 파우더의 각을 측정하여 얻은 수치이다.

분산성은 원통으로 이루어진 일정한 높이의 관내에서 일정한 양의 파우더로 시◯

계접시 위로 떨어뜨려 흩어지지 않고 그 위에 남은 이다(Watch glass) powder .

균질성은 분체크기의 비d60/d10 (d60 = particle size under sieve 60%, d10◯

로서 나타내어지는데 이는 과 분산성 측정= particle size under sieve 10%) sieving

을 통해 얻을 수 있다.

밀도밀도밀도밀도3)3)3)3)

가 제시한 밀도입자와 각 산화물의 밀도를 사용하여 다음식과 같이 이론밀도를W-S

계산할 수 있고 실측값은 비중병을 이용하는 방법이나 밀도측정기, (AccuPyc 1330

를 이용하여 측정한다- micromeritics) .

- 36 -

열팽창계수열팽창계수열팽창계수열팽창계수4)4)4)4)

의 접착특성 특성 은 열팽창계수에 의해 좌우되기 때문에 본 연구Glass frit (sealing ) ,

에서는 제조 시 유리를 봉 형태로 뽑아 열팽창계측정기glass frit ,

사 로 승온속도(Dilatometer5000-TD, Asahiesosu , Japan) 10o

로 하여 연화온C/min

도까지 측정하여 열팽창계수를 계산하였다 이때 제거는 온도부근. strain annealing

에서 행하였고 시료는 로 하였다, 5x20~25(mm) .∅

한편 조성설계 시 미리 열팽창계수를 검토해 봄으로서 조성범위 설정을 효율적으로

행하고자 가 제시한 식 즉Winkelmann Schoff , a=a1p1+a2p2+ a⋯ npn 여기에서(

a1,2 n⋯⋯ 은 유리성분의 열팽창계수인자를 대입하여 이론값을 계산하였다.

입자크기입자크기입자크기입자크기5)5)5)5)

에 존재하는 유리성분이 유리기판에 되어 결합력을 나타내기에 충분한Paste coating

입자크기를 가져야 한다 따라서 입자크기 및 분포는 입도분석기. (Photo sizer

를 이용하여 행한다200s, Section co., Japan .

측정측정측정측정6) Flow button6) Flow button6) Flow button6) Flow button

소성 시 분말과 유리판과의 젖음성 을 알아보기 위하여glass frit (Wettability) 5ℓ

건조공기를 넣은 분위기에서 소성을 행하였다/min flow button .

은 체에 가 전통된 것을 사용하였으며Flow button 100mesh glass frit , flow button

시편은 시료를 인 금형에 넣어 시료를11.3mm 750kg/cm∅2의 압력으로 높이가 약

가 되게끔 성형한 후10mm , Al2O3 기판 또는 유리기판 위에 놓고 전(40x40x6mm)

기로에 넣어 각각의 최고 온도에서 분 동안 유지하여 실험하였다10 .

평가평가평가평가7) Fusion flow7) Fusion flow7) Fusion flow7) Fusion flow

이 실험은 분말과 유리기판 사이에서 를 형성함에 있어서glass frit bonding bridge

어느 정도의 열간 유동성이 있는지를 알아보기 위하여 등이 제시한 방법으祖川理

로 그림 과 같은 장치를 사용하였다2.11 .

- 37 -

시료를 지지할 지지대의 재질은 단열벽돌로서 그림 과 같이2.11 45o의 각도로 기울

게 만든 후 앞의 에서와 같은 방법으로 성형한 시편을 처럼 위치시킨, pill test (A)

상태에서 전기로에 넣어 각각의 온도까지 분 동안 승온 시킨 후 그림 에50 , 2.11(A)

서 시료 가 어느 정도 점성을 가질 때 에서의 를 천천히 빼내어 의 형태A (C) (B) (b)

로 45o로 기울어지게 한 다음 최고 온도에서 분간 유지시킨 후 즉시 로 내에서, 10

꺼내어 냉각시켜 열간 유동성을 검토한다.

(a)(a)(a)(a) (b)(b)(b)(b)

(c)(c)(c)(c)

그림 치구그림 치구그림 치구그림 치구2.11. Fusion flow test2.11. Fusion flow test2.11. Fusion flow test2.11. Fusion flow test

치구 전체 측면도치구 전체 측면도치구 전체 측면도치구 전체 측면도(a) (b) 45(a) (b) 45(a) (b) 45(a) (b) 45oooo한 후 측면도 평면도한 후 측면도 평면도한 후 측면도 평면도한 후 측면도 평면도(c)(c)(c)(c)

비표면적비표면적비표면적비표면적8)8)8)8)

합성된 시료의 비표면적은 350o

시간 진공 열처리하여 완전 탈수시켜 그림C, 2 ,

의 장치로 비표면적 을 측정한다2.12 (Gemini 2375, Micromeritics, USA) .

열분석열분석열분석열분석9)9)9)9)

온도변화에 따는 중량 감소 및 상변화를 조사하기 위해 그림 의 장치를 이용하2.33

여 를 측정하였다 이때 표준시료는TG-DTA(Mettler, USA) . a-Al2O3였고 승온 속도

는 10o

로 행한다C/min .

- 38 -

그림 비표면적 측정장치그림 비표면적 측정장치그림 비표면적 측정장치그림 비표면적 측정장치2.12.2.12.2.12.2.12.

그림그림그림그림 2.13. TG-DTA2.13. TG-DTA2.13. TG-DTA2.13. TG-DTA

- 39 -

결정화 의 결정화시간을 측정하기 위해서는 표준시료로 분말에 미량의frit Alumina

를 첨가하 표준 로 한다ZnO sample .

측정 을 용 에 채워 넣어 로 한다sample DTA Alumina cell , sample .◯

측정용 중량을 천평으로 측정한다sample .◯

장치에서 측정조건 일람표의 조건 전이온도 연화온도 및 결정화온도 측정DTA ( ,◯

의 경우는 온도 결정화시간 측정의 경우는 온도에서 발열반응이 완료 할Iimit , keep

때까지 으로 특성을 측정한다) , DTA .

그림 의 상의 곡선으로부터 결정화시간을 읽는다2.14 chart DTA .◯

그림 결정화를 나타내는 곡선그림 결정화를 나타내는 곡선그림 결정화를 나타내는 곡선그림 결정화를 나타내는 곡선2.14. DTA2.14. DTA2.14. DTA2.14. DTA

나 평가나 평가나 평가나 평가. Vehicle. Vehicle. Vehicle. Vehicle

점도점도점도점도1)1)1)1)

의 점도는 점도계 모델명 그림 를 이용하여 점도Vehicle Brookfield ( : LVDVII) 2.15

를 측정한다 이때 점도는 온도에 따라 민감하게 변화되므로. 25o의 항온과 의C 50%

상대습도를 갖는 항온항습실에서 측정하되 은 번 로 한다spindle 3 spindle .

- 40 -

점도계 은 점도계 매뉴얼을 참조하여 행하고 점도측 정용 시료는setting Brookfiled

한 를 항온항습실에 분 보관하여 측정시료로 하였다filtering paste 30 .

측정된 점도 값이 원하는 점도를 가질 때 저장용기에 담아 보관창고에 보관하며,

측정된 점도 값이 규격범위를 벗어날 경우에는 전량 폐기한다.

유동특성유동특성유동특성유동특성2)2)2)2)

를 이용하여 에 따른 를 측정하Brookfield HBT DVII viscometer shear rate viscosity

여 의 유동특성을 평가한다paste .

Flow behavior index(n)◯

일반적으로 는 가 증가하면 점도가 낮아지는 을paste shear rate Power law model

따르는 것을 이용하여 축에 축에 로 도표를 작, X shear rate, Y log scale viscosity

성하여 기울기와 축 절편을 구하여 와Y Flow consistency index(k) Flow behavior

를 구한다 통상적으로 인쇄용 값은 의 값을 갖게 된다index(n) . paste n 0.4 ~0.6 .

Thixotrophic index◯

칙소성을 나타내는 요변지수로서 인쇄특성의 중요한 인자인 는 아래와 같이 구한TI

다.

3) FOC(Fineness of grind)3) FOC(Fineness of grind)3) FOC(Fineness of grind)3) FOC(Fineness of grind)

구성성분 중 분말의 분산성을 측정하는 도구로서 일차입자의 분산성을 측정Paste ,

할 수는 없으나 이내의 범위에서 이차입자의 분산성을 측정할 수 있다 이 측25 m .μ

정은 방법에 따른다 이 측정값은 작을수록 인쇄두께가 얇아지는 한KSM5000-2141 .

계요소로서의 역할을 한다.

- 41 -

그림 점도계그림 점도계그림 점도계그림 점도계2.15.2.15.2.15.2.15.

분석분석분석분석4) TG-DTA4) TG-DTA4) TG-DTA4) TG-DTA

에서 유기물 의미나 및 안료가 치밀화 되는 온도Paste burn-out, glass frit, filter

등을 알아보기 위해 열분석을 행한다.

다 평가다 평가다 평가다 평가. Paste. Paste. Paste. Paste

접착강도접착강도접착강도접착강도1)1)1)1)

접착력 평가는 상하 기판 위에 를 한 후 소성하여 측정한다glass paste dispensing .

이때 를 삽입하여 격벽 역할을 유도 시켜 고정 하고 하소품을0.15mm slide glass

하여 제작한다Polishing .

- 42 -

미세구조관찰미세구조관찰미세구조관찰미세구조관찰2)2)2)2)

표면의 거칠기 내부 기공 및 미세구조를 표면거칠기 기공율측정기 및 주사전자현, ,

미경으로 관찰하였다.

수축률 측정수축률 측정수축률 측정수축률 측정3)3)3)3)

그림 과 같이 알루미나 기판 위 가운데에 페이스트를 놓고 로 밀어 일2.16 squeeze

정 두께의 페이스트가 기판에 칠해지도록 한 후 이를 건조한 다음 다른 알루미나

기판을 놓고 그 위에 건조된 나 칠해진 알루미나 기판을 페이스트가 아래로paste

보게 하여 가볍게 올려놓고 두께를 측정한 후 열처리한다 열처리 후 다시 두께를.

측정하여 두께에 대한 수축률을 계산한다.

페이스트 칠하기페이스트 칠하기페이스트 칠하기페이스트 칠하기< >< >< >< >

그림 열처리 후 수축률 측정그림 열처리 후 수축률 측정그림 열처리 후 수축률 측정그림 열처리 후 수축률 측정2.16.2.16.2.16.2.16.

- 43 -

표면조도측정표면조도측정표면조도측정표면조도측정4)4)4)4)

표면의 조도는 나 용 을 한 후 상하판 밀착성 접착성 및 소성PDP LCD BLU sealing ,

온도에서 어느 정도 기밀하게 충진 될 수 있는가를 간이적으로 측정하는 방법이다.

표면조도는 그림 의 기기장치를 사용하여 측정하되 와 값을 측정하2.17 Ra Rmax

고 그 값을 분석하였다, data .

그림 표면조도측정 장치그림 표면조도측정 장치그림 표면조도측정 장치그림 표면조도측정 장치2.17.2.17.2.17.2.17.

잔류응력 측정잔류응력 측정잔류응력 측정잔류응력 측정5)5)5)5)

를 접착했을 때의 잔유 를 측정함으로서 열적특성을 고찰할 수 있glass frit stress ,

으므로 우선 측정조건 일람표의 중량을 비이커에 평취하고 여기에 비클을sample ,

적하하여 봉으로 혼련하여 상으로 한다glass slurry .

형틀에 맞추고 를 균일하게 도포하여 진동을 주어서 표면을Bass glass , slurry◯

평활하게 한다.

- 44 -

형틀을 떼어내고 110◯o에서 분간 건조기에서 건조하여 소성용 로 한C 60 , sample

다.

소성용 을 전기로 중의 석영판 위에 놓는다 여기에서 소성sample flow button .◯

시분위기는 의 건조공기를 넣은 분위기로 한다5 /min .ℓ

소성시킨 을 실온까지 냉각 후 포라리메타에sample , 45◯o각도로 을 놓sample

고 접착 측 및 저면 측의 이동시의 회전 각도를 읽는다, frit neutral line .

잔유 를 아래 식에 의하여 산출한다stress .◯

용 재 조성 설계 지원용 재 조성 설계 지원용 재 조성 설계 지원용 재 조성 설계 지원5. PDP seal5. PDP seal5. PDP seal5. PDP seal

용으로PDP 450o 이상의 고온에서 재 봉착재 가 될 수 있는 조성을 아래C sealing ( )

목표 값으로 설계하였다.

목표 와 안료 첨가 후 배기온도(filler ) : 410◯ o 이상 연화점C , 435~445o 전이점C

360~370o

소성온도C, 470±10o

열팽창계수C, 69.5±3.0x10-7 o

C F/Button

입자크기23±1.0mm, 5.5±1.5 mμ

조성은 표 에 나타낸 바와 같이 성분이2.3 RO 88%, R2O3가 인 조성을 기본조12%

성으로 하여 를 로, RO 74~88% R2O3를 로10~20.6% , RO2를 까지 변화시키0.5~9%

면서 조성을 설계해본결과 와 안료를 첨가하지 않은 조성은 시료filler glass frit

시료 시료 가 전이점이3~6, 8, 9 327~358o팽창계수가C, 90~101x10

-7/o로 적합C

하였다.

- 45 -

표 용 고온 봉착재 조성설계 미포함표 용 고온 봉착재 조성설계 미포함표 용 고온 봉착재 조성설계 미포함표 용 고온 봉착재 조성설계 미포함2.3. PDP (filler )2.3. PDP (filler )2.3. PDP (filler )2.3. PDP (filler )

- 46 -

용 제조 및 평가 지원용 제조 및 평가 지원용 제조 및 평가 지원용 제조 및 평가 지원6. Seating paste vehicle6. Seating paste vehicle6. Seating paste vehicle6. Seating paste vehicle

가 최적 제조방법가 최적 제조방법가 최적 제조방법가 최적 제조방법. vehicle. vehicle. vehicle. vehicle

에서 은 나 에서 상하판의 가장 자리를Sealing paste vehicle PDP LCD BLU sealing

하여 밀봉할 때 일정한 형태로 성형해주고 그 자신은 가열 시에 저온에서 분해하여

제거된다 그러므로 성형에 적합한 일정한 점도를 가려야하고 의 구성성분도. vehicle

저온에서 신속히 분해하도록 가용성수지와 그에 적합한 용제로 구성된다.

은 상태에서 아래와 같은 상관관계의 특성을 갖고 있으므로 에서vehicle paste paste

매우 중요한 인자로 작용하며 특히 의 구정요소 중 는 양이 적으면, vehicle binder

의 분리가 일어나고 많으면 기포가 발생되므로 적당한 양을 사용해야 된다paste .

- 47 -

나 혼합 제조 및 점도 평가나 혼합 제조 및 점도 평가나 혼합 제조 및 점도 평가나 혼합 제조 및 점도 평가. vehicle. vehicle. vehicle. vehicle

본 지원에서는 제 장 제 절 의 구성 원료에서 언급한2 2 1 Sealing paste solvent,

첨가제 등을 사용하여 구체적 수치는 로 생략 그림 의 장치를binder, ( know-how ) 2.6

이용하여 을 제조하였다 사용 원료를 다르게 한 과 을vehicle . A vehicle B vehicle

일정한 비율로 로 혼합하여 혼합된 양 변화에 따른 의 점conditioning mixer vehicle

도를 평가하였고 그 결과는 그림 에 나타내었다2.18 .

을 첨가함에 따라 점도는 직선적으로 증가함을 나타내었다A vehicle .

이때 의 초기 점도는 이었고 초기 점도는 였다A vehicle 40cP , B vehicle 1220cP .

다 의 평가다 의 평가다 의 평가다 의 평가. Vehicle. Vehicle. Vehicle. Vehicle

제조된 에 대해 일본 사 과 비교하기 위하여vehicle B vehicle 120o에서 항량 건조C

한 후에 열분석을 행하였고 그 결과를 그림 에 나타내었다, 2.19 .

일본 사의 경우는B 250o와C 320

o부근에서 흡열 가 나타났으며 이때 감량C peak , ,

은 임 세라 은13% . A vehicle 340o부근에서 흡열 가 약하게 나타났으며 이C peak

때 감량은 정도 나타난 반면 세라 은3% B vehicle 340o부근에서 강한 흡열C peak

가 나타났으나 이때 감량은 정도로 적게 나타났다6% .

용 의 특성평가 지원용 의 특성평가 지원용 의 특성평가 지원용 의 특성평가 지원7. PDP seal glass frit7. PDP seal glass frit7. PDP seal glass frit7. PDP seal glass frit

우선 앞서 설계한 조성 중 시료 을 선정하여 일부 성분을 치환 대체한 후6 , glass

를 제조하고 그 특성을 조사한 후 일본 사와 비교하면서 평가하였다 그 결과frit B .

를 표 에 나타내었다2.4 .

가 차 시제품가 차 시제품가 차 시제품가 차 시제품. 1. 1. 1. 1

세라개발품과 일본 사 제품을 비교해보면 밀도와 비표면적은 별 차이가 없는데 이B

는 조성과 분말의 평균입자크기가 비슷하기 때문이다.

- 48 -

그러나 입자크기 분포를 보면 일본 사 제품은 그리고 약간의B 0.4~30 m, 30~60μ μ

조분이 있는 반면에 세라제품은 까지 넓게 분포되어 있음이 확인되었m 0.5~60 mμ

고 전이점은 일본 사가B 349.8o로C 343

o인 세라보다C 6

o정도 높고 선팽창계수는C

일본 사가B 104 x10-7/o로C 111 x10

-7/o인 세라보다 낮음을 알 수 있었다 이러C .

한 평가 결과를 토대로 개선하여 시제품을 제작하였다.

용 는 분말 분말 안료분말을 각각 다른 제조방법으로Sealing paste glass fret , filler ,

제조하여 적당한 비율로 혼합한 후 과 교반하여 제조하게 된다 혼합된Vehicle .

용 분말은 과 혼합하여 후 한 다음 상하판 유리판에paste vehicle paste dispensing

하여 열처리 하였는데 열처리가 끝난 재를 제 장 제 절 에서 언급한 목표 값, seal 2 2 5

의 특성을 가져야 한다.

따라서 혼합분말의 팽창계수는 69.5±3.0x10-7/o정도이어야 하며 입자 크기는C

를 통과한 분말이어야 한다 또한 분체의 특성도 흐름성과 흡수성이 양호120mesh .

해야만 한다 또한 유리 상하판이 재에 의해 집착할 수 있는 점도구간은. PDP seal

그림 에 나타낸 것처럼 작업온도 정도의 점도 구간까지가 접착이 가능한 영역2.20

내에 있어야 한다.

평가 결과를 보면 열팽창 계수는 69.7x10-7/o로 그림 과 같이 조정되었고 입C 2.21

자크기는 표 의 만일 때 보다 범위까지 그림 와 같이2.4 glass frit 0.05~110 m 2.22μ

더 넓게 분포되어 있음을 알 수 있다 특히 세라개발품 이 일본 사 보다. B 50~100

범위가 많은 것을 알 수 있는데 이는 분쇄시간 분쇄량 크기 그리고 최소m , , ballμ

온도조절 등이 다르기 때문이다.

또한 그림 과 같이 열분석을 해본 결과 거의 큰 차이를 나타내지 않았으나 국2.23

내 사의 경우A 300~350o부근에서 흡열형태의 세라 것과 비교해서 다르게 나타내C

고 있다 그 이유에 대해서는 좀 더 고찰이 필요하다고 사료된다. .

분말특성을 보면 표 에 나타낸 바와 같이 흐름성은 일본 사와 거의 비슷하나2.5 B

분산성은 낮게 나타남을 할 수 있다 자세한 각각의 틀 대한 해석은 아래와 같. data

다.

안식각은 건조 분말의 잠정적인 흐름성에 대한 직접적인 표시인데 건조한 재료의

낮은 안식각의 값은 흐름성이 좋으며 복원력이 좋아지는 경향이 있다 안식각이 더, .

높아지면 흐름성은 낮아지고 쉽게 뭉치며 들러붙는 경향이 있다, , .

붕괴각은 분말 범람의 지표를 나타낸다 붕괴각이 작을수록 분말은 자유롭게 흐른.

다.

- 49 -

입자는 붕괴각을 따라서 비탈을 흘러내린다 범람하기 쉬운 물질은 흘러내리는 대.

신에 붕괴되는 경향이 있다.

차각은 값이 클 때 분말은 분출특성을 갖고 있다, .

압축성은 분말의 흐름성에 매우 중요한 요소이며 의 충진 정도를 비교, bulk density

측정 함으로 결정되어진다 를 넘는 압축률을 갖는 물질은 흑은 저장통. 20% hopper

에서의 을 막기 위한 측량이 요구된다 의 압축률을 갖는bridge formation . 40~50%

분말이 안에 오랜 시간 있었다면 이를 빼내는 것은 매우 어렵게 된다hopper .

응집력은 분말의 흐름성을 나타낸다 높은 응집력을 갖는 분말을 위한 원료공급 장.

치와 그 외의 분말제어 기구들의 설계에 특별한 관심이 집중될 것이다hopper .

스페츌러각은 분말의 내부마찰에 의한 각의 변화를 쉽게 결정할 수 있다 스페츌러.

각은 평행하게 분말더미 바닥으로 들어간다 그리고 분말을 위로 들어 올려 내부.

분말을 밖으로 끌어올린다 스페츌러각은 항상 안식각보다 크다. .

분산성은 분말의 분산 살포 분출 특성을 나타낸다 분산률 색인이 보다 높으, , . 50%

면 그 분말은 높은 분출 특성을 갖는다고 볼 수 있다 단 이것은 미세 분말의 경, . ( ,

우에 해당되며 입자크기가 균일하지 않고 거친 경우에는 해당되지 않는다, .)

균일성은 분말입자의 분포가 좁아질수록 군일성의 척도는 에 가까워지는 것이다( 1 .)

분말이 갖는 흐름성이 좋아진다.

그림 첨가량에 따른 점도 변화그림 첨가량에 따른 점도 변화그림 첨가량에 따른 점도 변화그림 첨가량에 따른 점도 변화2.18 A vehicle2.18 A vehicle2.18 A vehicle2.18 A vehicle

- 50 -

(a)(a)(a)(a)

(b)(b)(b)(b)

(c)(c)(c)(c)

그림 용 의 열분석 곡선그림 용 의 열분석 곡선그림 용 의 열분석 곡선그림 용 의 열분석 곡선2.19. PDP sealing vehiclet2.19. PDP sealing vehiclet2.19. PDP sealing vehiclet2.19. PDP sealing vehiclet

일본 사일본 사일본 사일본 사(a) B , (b) CERA A, (c) CERA B(a) B , (b) CERA A, (c) CERA B(a) B , (b) CERA A, (c) CERA B(a) B , (b) CERA A, (c) CERA B

- 51 -

표 용 의 특성표 용 의 특성표 용 의 특성표 용 의 특성2.4. PDP Sealing frit2.4. PDP Sealing frit2.4. PDP Sealing frit2.4. PDP Sealing frit

일본 사B 개발품CERA

밀도

(g/m2)

6.50 6.49

비표

면적

(m2/g)

0.40 0.45

입자

크기

및

분포

( m)μ

열

팽창

곡선

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그림 재용 분말의 점성 특성그림 재용 분말의 점성 특성그림 재용 분말의 점성 특성그림 재용 분말의 점성 특성2.20. PDP seal paste2.20. PDP seal paste2.20. PDP seal paste2.20. PDP seal paste

최적접착영역 접착가능영역최적접착영역 접착가능영역최적접착영역 접착가능영역최적접착영역 접착가능영역(A) (B)(A) (B)(A) (B)(A) (B)

- 53 -

그림 용 혼합분말의 열팽창곡선그림 용 혼합분말의 열팽창곡선그림 용 혼합분말의 열팽창곡선그림 용 혼합분말의 열팽창곡선2.21. PDP Seal2.21. PDP Seal2.21. PDP Seal2.21. PDP Seal

개발품개발품개발품개발품(a)CERA(a)CERA(a)CERA(a)CERA 일본 사일본 사일본 사일본 사(b) B(b) B(b) B(b) B

그림 용 혼합분말의 입자크기 분포곡선그림 용 혼합분말의 입자크기 분포곡선그림 용 혼합분말의 입자크기 분포곡선그림 용 혼합분말의 입자크기 분포곡선2.22. PDP Seal2.22. PDP Seal2.22. PDP Seal2.22. PDP Seal

- 54 -

(a)

(b)

(c)

그림 에 용 분말의 열분석곡선그림 에 용 분말의 열분석곡선그림 에 용 분말의 열분석곡선그림 에 용 분말의 열분석곡선2.23. PDP seal2.23. PDP seal2.23. PDP seal2.23. PDP seal

국내 사국내 사국내 사국내 사(a) A , (b) CERA A, (c) CERA B(a) A , (b) CERA A, (c) CERA B(a) A , (b) CERA A, (c) CERA B(a) A , (b) CERA A, (c) CERA B

- 55 -

표 용으로 혼합된 분말의 분체특성표 용으로 혼합된 분말의 분체특성표 용으로 혼합된 분말의 분체특성표 용으로 혼합된 분말의 분체특성2.5. PDP Seal2.5. PDP Seal2.5. PDP Seal2.5. PDP Seal

나 차 시제품나 차 시제품나 차 시제품나 차 시제품. 2. 2. 2. 2

에서 용으로 개발한 재와 일본 사 제품을 비교하여 평가하여 그 결CERA PDP Seal B ,

과를 표 에 그리고 고온 현미경 사진은 그림 에 나타내었다 입자크기는 일2.6 2.24 .

본 사 제품이 이고 세라제품은 과 로 일본 사 가 하A 6.4 m 4.31 4.5 m A frit Coarseμ μ

였다.

열팽창계수는 일본 사 제품이A 71x10-7/o이며 세라제품이C , 68~69x10

-7/o로 일본C

사 제품이 약간 높았으나 용으로 사용할 수 있는 범위 내에 있었다A PDP .

세라믹과 유리의 접합에서 팽창계수 차이에 대한 이론적인 한계 범위는 그림 2.25

에 나타내었다 그림에서 보면 접착온도가 상승함에 따라 팽창의 허용범위가 매우.

좁게 나타남을 알 수 있다. 100o미만에서는 이상이었으나C ±10% 400

o이상에서C

는 범위 내에 있어야 한다 따라서 연화온도가 높으면 팽창계수를 거의 비±2~3% .

슷하게 조정해야만 된다.

- 56 -

전이점은 일본 사가A 310o이고 세라제품은C 337

o와C 349

o였으며 연화점은 일본C

사 제품이A 356o이고 세라제품은C , 385

o와C 397

o로C 30~40

o정도가 높게 나타났C

다 또한 는 일본 사 제품이 이고 세라제품이 로. flow button dia A 29mm 26,21mm

나타났다 그리고 는 모두 검은색으로 유사하였다. Color .

고온현미경 사진을 보면 일본 사 제품은A 340o정도에서 연화가 시작되어C 440

oC

에서 접촉각이 45o정도가 되었으나 세라제품의 경우 연화가 시작되는 온도가

400o와C 420

o부근 이었으며 접촉각이C 45

o인 온도는 460~480

o와C 480

o이상C

의 온도임을 알수 있었다 이러한 결과로부터 일본 사 제품을 사용하여 열처리 할. A

경우 470o정도가 적합했지만 세라제품은C 500

o이상 이어야 할 것으로 사료된C

다.

그림 용 의 고온 현미경 관찰사진그림 용 의 고온 현미경 관찰사진그림 용 의 고온 현미경 관찰사진그림 용 의 고온 현미경 관찰사진2.24. Sealing glass frit2.24. Sealing glass frit2.24. Sealing glass frit2.24. Sealing glass frit

일본 사 개발 제품 기존 제품일본 사 개발 제품 기존 제품일본 사 개발 제품 기존 제품일본 사 개발 제품 기존 제품(a) A , (b) CERA , (c) CERA(a) A , (b) CERA , (c) CERA(a) A , (b) CERA , (c) CERA(a) A , (b) CERA , (c) CERA

- 57 -

그림 접착온도에 대한 팽창 차의 허용범위그림 접착온도에 대한 팽창 차의 허용범위그림 접착온도에 대한 팽창 차의 허용범위그림 접착온도에 대한 팽창 차의 허용범위2.25.2.25.2.25.2.25.

표 용 의 제품 특성표 용 의 제품 특성표 용 의 제품 특성표 용 의 제품 특성2.5. sealing glass frit2.5. sealing glass frit2.5. sealing glass frit2.5. sealing glass frit

- 58 -

개발품에 대해 일본 사 제품과 비교평가를 실시하였다 그 결과를 그림 에 입B . 2.26

자크기 사진은 그림 에 고온 현미경 사진을 나타내었다2.27 .

입자크기는 일본 사 제품이 정도의 작고 세라 개발품은 매우 크게 나타나B 20 mμ

평균 정도였다50 m .μ

고온현미경으로 수축상태 및 연화상태를 관찰한 결과 일본 사 제품의glass frit B

수축은 348o이전에 일어나고 있었으며 연화로 인해 수축이 일어나는 온도C 10%

는 419o미만이었으며C 500

o에서는 일본 사보다 퍼짐성이 큰 것으로 보아 일본C B

제품보다 연화 온도가 남음을 확인할 수 있었다.

- 59 -

(a)

(b)

그림 의 입자사진그림 의 입자사진그림 의 입자사진그림 의 입자사진2.26. glass frit (x500)2.26. glass frit (x500)2.26. glass frit (x500)2.26. glass frit (x500)

일본 사일본 사일본 사일본 사(a) CERA , (b) B(a) CERA , (b) B(a) CERA , (b) B(a) CERA , (b) B

- 60 -

(a)

측정시작(RT) 수축시작(348oC)

수축 및 용융시작10% (419oC) 용융 측정종료(500

oC)

(b)

측정시작(RT) 수축시작(348oC)

수축 및 용융시작10% (419oC) 용융 측정종료(500

oC)

그림 개발품과 상용품의 고온현미경 사진그림 개발품과 상용품의 고온현미경 사진그림 개발품과 상용품의 고온현미경 사진그림 개발품과 상용품의 고온현미경 사진2.27.2.27.2.27.2.27.

일본 사일본 사일본 사일본 사(a) CERA, (b) B(a) CERA, (b) B(a) CERA, (b) B(a) CERA, (b) B

- 61 -

분말에 계면활성제 첨가에 따른 분산성 향상 지원분말에 계면활성제 첨가에 따른 분산성 향상 지원분말에 계면활성제 첨가에 따른 분산성 향상 지원분말에 계면활성제 첨가에 따른 분산성 향상 지원8. Glass frit8. Glass frit8. Glass frit8. Glass frit

를 제조할 때 분말의 응집은 그림 과 같이 후에 밀도가 낮아Paste frit 2.27 sealing

지고 기공을 남기므로 이 응집을 방지하고자 그림 에서처럼 계면활성제2.29

를 첨가하여 표면을 소수성화 시킴으로서 분산성을 향상시키게 된다(surfactant) .

따라서 표면을 계면활성제로 코팅하고 첨가에 따른 효과를 검토 하였다glass frit .

그림 는 계면활성제를 첨가하고 그 표면을 분석해 본 결과이고 또한 로 원2.30 EDX

소분석 결과는 표 에 나타내었다2.7 .

표 표면에 계면활성제를 코팅한 후 분석결과표 표면에 계면활성제를 코팅한 후 분석결과표 표면에 계면활성제를 코팅한 후 분석결과표 표면에 계면활성제를 코팅한 후 분석결과2.7. Glass frit EDX2.7. Glass frit EDX2.7. Glass frit EDX2.7. Glass frit EDX

원소 분석 결과 일본 사 제품의 조성은 단순하였고 도포된 계면활성제 성분은 나B

타나지 않았다 세라제품은 조성후 매우 복잡하였으나 도포된 계면활성제의 성분은.

나타나지 않았다.

- 62 -

실제첨가하지 않은 성분들이 나타난 것으로 보아 계면활성제 성분을 는 확인하EDX

기는 어렵다는 것을 알 수 있었다.

원소분석결과 계면활성제가 를 코팅되었는가를 확인하기가 어려워서EDX glass frit

과 로 코팅이 되었는가를 확인하고자 분석을 행하고 그림FT-IR spectrum GC-Mass

과 에 나타내었다 일본 사는 계면활성제가 코팅 된 것처럼 나타나지 않았2.31 2.32 . B

으나 세라제품은 코팅 된 것으로 확인되었으나 성분은 확인하기는 어려웠다.

그림 응집에 따른 밀도변화 및 기공생성그림 응집에 따른 밀도변화 및 기공생성그림 응집에 따른 밀도변화 및 기공생성그림 응집에 따른 밀도변화 및 기공생성2.28. model2.28. model2.28. model2.28. model

그림 표면에 계면활성제를 도포했을 때 형상그림 표면에 계면활성제를 도포했을 때 형상그림 표면에 계면활성제를 도포했을 때 형상그림 표면에 계면활성제를 도포했을 때 형상2.29. Glass frit2.29. Glass frit2.29. Glass frit2.29. Glass frit

- 63 -

(a) (b)

(c) (d)

(e) (f)

그림그림그림그림 2.30.2.30.2.30.2.30. 계면활성제 첨가에 따른 원소 분석 사진계면활성제 첨가에 따른 원소 분석 사진계면활성제 첨가에 따른 원소 분석 사진계면활성제 첨가에 따른 원소 분석 사진

(a), (b)(a), (b)(a), (b)(a), (b) 일본 사 제품일본 사 제품일본 사 제품일본 사 제품: B: B: B: B

(c), (d)(c), (d)(c), (d)(c), (d) 계면활성제 첨가 제품계면활성제 첨가 제품계면활성제 첨가 제품계면활성제 첨가 제품: CERA: CERA: CERA: CERA

(e), (f)(e), (f)(e), (f)(e), (f) 계면활성제 미첨가 제품계면활성제 미첨가 제품계면활성제 미첨가 제품계면활성제 미첨가 제품: CERA: CERA: CERA: CERA

- 64 -

(a)(a)(a)(a)

(b)(b)(b)(b)

그림 일본 사와 의그림 일본 사와 의그림 일본 사와 의그림 일본 사와 의2.31. B CERA glass frit FT-1R Spectrum2.31. B CERA glass frit FT-1R Spectrum2.31. B CERA glass frit FT-1R Spectrum2.31. B CERA glass frit FT-1R Spectrum

- 65 -

(a)(a)(a)(a)

(b)(b)(b)(b)

- 66 -

(c)(c)(c)(c)

(d)(d)(d)(d)

그림 일본 사 와 의그림 일본 사 와 의그림 일본 사 와 의그림 일본 사 와 의2.32. B ((a), (b)) CERA glass frit((c), (d)) GC/MS pattern2.32. B ((a), (b)) CERA glass frit((c), (d)) GC/MS pattern2.32. B ((a), (b)) CERA glass frit((c), (d)) GC/MS pattern2.32. B ((a), (b)) CERA glass frit((c), (d)) GC/MS pattern

- 67 -

그림 은 계면활성제를 첨가한 것에 대해 실제 건조과정에서 휘발하고 남은 양2.33

을 조사하고자 감량분석을 해 본 결과를 나타낸 것이다.

그 결과 일본 사 제품과 계면활성제를 첨가한 세라제품은b 400o에서 감량이C

정도로 계면활성제를 첨가하지 않은 제품은 감량이 정도로 다르게 나타1.6% 1%

났다.

계면활성제를 첨가한 후 미세구조를 관찰하여 그림 에 나타내었다 계면활성제2.34 .

가 첨가 된 분말은 분산이 잘 되어있는 것으로 나타났으나 계면활성제를 첨가하지

않은 분말은 여러 입자들이 되어있음을 알 수 있다agglomeration .

그림 는 계면활성제를 첨가하고 그 코팅 여부를 관찰하고자 투과전자현미경을2.35

관찰하고 그 결과를 나타낸 것이다 일본 사의 경우 분말 외곽 부분이 코팅된 것. B

처럼 하얀색을 나타내면 계면활성제를 첨가한 세차 분말도 유사하게 관찰되었다.

그러나 미 첨가의 경우는 외부에 코팅이 없음이 확인되었다 따라서 본 지원에서는.

위와 같이 계면활성제를 미량 첨가하여 에서 분말의 분산이 잘 이루어지도록paste

하였다.

그림 계면활성제 첨가에 따른 감량변화그림 계면활성제 첨가에 따른 감량변화그림 계면활성제 첨가에 따른 감량변화그림 계면활성제 첨가에 따른 감량변화2.33.2.33.2.33.2.33.

- 68 -

(a)

(b)

(c)

그림 계면활성제 첨가에 따른그림 계면활성제 첨가에 따른그림 계면활성제 첨가에 따른그림 계면활성제 첨가에 따른2.34. SEM morphology2.34. SEM morphology2.34. SEM morphology2.34. SEM morphology

일본 사 분말 계면활성체 첨가 분말일본 사 분말 계면활성체 첨가 분말일본 사 분말 계면활성체 첨가 분말일본 사 분말 계면활성체 첨가 분말(a) B (b) CERA(a) B (b) CERA(a) B (b) CERA(a) B (b) CERA

계면활성체 미첨가 분말계면활성체 미첨가 분말계면활성체 미첨가 분말계면활성체 미첨가 분말(c) CERA(c) CERA(c) CERA(c) CERA

- 69 -

(a) (b)

x15k x15k

(c) (d)

x20k x50k

- 70 -

(c) (d)

x20k x50k

그림 계면활성제 첨가에 따른그림 계면활성제 첨가에 따른그림 계면활성제 첨가에 따른그림 계면활성제 첨가에 따른2.35. TEM morphology2.35. TEM morphology2.35. TEM morphology2.35. TEM morphology

일본 사 분말 계면활성체 첨가 분말일본 사 분말 계면활성체 첨가 분말일본 사 분말 계면활성체 첨가 분말일본 사 분말 계면활성체 첨가 분말(a) B (b)~(d) CERA(a) B (b)~(d) CERA(a) B (b)~(d) CERA(a) B (b)~(d) CERA

계면활성체 미첨가 분말계면활성체 미첨가 분말계면활성체 미첨가 분말계면활성체 미첨가 분말(e),(f) CERA(e),(f) CERA(e),(f) CERA(e),(f) CERA

제조 개선 및 평가제조 개선 및 평가제조 개선 및 평가제조 개선 및 평가9. Paste ,9. Paste ,9. Paste ,9. Paste ,

가 강열감량 평가가 강열감량 평가가 강열감량 평가가 강열감량 평가....

그림 의 제조공정으로 와 을 일정한 비율로 혼합하여 탈2.9 powder vehicle filtering,

포 과정을 거쳐 를 제조하였다 이때 사용 는 는paste . powder (glass frit+filler) PbO

계열로서 전이점이 310o연화점이C, 360

o열팽창계수가C, 70x10

-7/o봉착온도가C,

480o이며 은 앞서 제 장 절 에서 제조한 것을 사용하여 최종 점도가C , vehicle 2 2 6

가 되게끔 하였다50±10Pas .

제조된 가 열적으로 어떤 변화를 갖는가를 확인하기 위하여 제조된 와paste paste

국내 사 를C paste 120o로 항량이 될 때까지 건조한 다음 를 측정하고 그 결과C TG

를 그림 에 나타내었다2.36 .

- 71 -

에 의한 강열감량은 첨가량이 미미한 관계로 확인하기가 어려워 실제 사TG binder

용 가 무엇인지 확인하여 그 원료의 성상을 알아두는 것이 필요하다고 사료binder

된다.

카 흐름성 개선카 흐름성 개선카 흐름성 개선카 흐름성 개선....

의 흐름성은 조합비에 따라 개선하고 그 결과를 표 에 나타내었다paste 2.8 .

표 흐름성 개선 전후 점도표 흐름성 개선 전후 점도표 흐름성 개선 전후 점도표 흐름성 개선 전후 점도2.8.2.8.2.8.2.8.

비고 :1,2는 에서 간이적으로 제작한 이며Lab paste ,

3은 양산 설비를 이용하여 제

작된 임paste .

또한 세라 와 국내 사 에 대한 열분석을 행하고 그 결과를 그림paste C paste 2.37

에 나타내었다 개사 모두. 2 450o 부근에서 발열 가 나타났는데 거의 유사하C peak

였고 감량은 미만이었다1% .

라 의 경시변화 개선라 의 경시변화 개선라 의 경시변화 개선라 의 경시변화 개선. paste. paste. paste. paste

흐름성을 개선한 제품과 일본 사 제품에 대해 경시변화를 측정하고 그 결과를 그B

림 에 나타내었다 그 결과 일본 제품은 일이 되어도 거의 변화가 없고 일정2.38 . 7

한 점도를 나타내었다 그러나 세라 제품에서는 경시 변화가 계속적으로 일어나 점.

도가 낮아지는 경향을 나타내었다.

- 72 -

따라서 점도의 경시변화를 줄이기 위해 개선을 시도하였다 개선 내용은 기술(

라 생략 개선 결과 거의 점도 변화 없음이 확인되었다know-how ). .

그림 용 의 강열 감량곡선그림 용 의 강열 감량곡선그림 용 의 강열 감량곡선그림 용 의 강열 감량곡선2.36. PDP Paste2.36. PDP Paste2.36. PDP Paste2.36. PDP Paste

국내 사국내 사국내 사국내 사(S1) CERA, (S2) C(S1) CERA, (S2) C(S1) CERA, (S2) C(S1) CERA, (S2) C

- 73 -

(a)

(b)

그림 국내 에 대한 열분석곡선그림 국내 에 대한 열분석곡선그림 국내 에 대한 열분석곡선그림 국내 에 대한 열분석곡선2.37 Paste2.37 Paste2.37 Paste2.37 Paste

국내 사국내 사국내 사국내 사(a) CERA (b) C(a) CERA (b) C(a) CERA (b) C(a) CERA (b) C

- 74 -

그림 경시변화그림 경시변화그림 경시변화그림 경시변화 은 초은 초은 초은 초기제품 는 개선제품기제품 는 개선제품기제품 는 개선제품기제품 는 개선제품2.38. Paste (CERA 1 , CERA 2 )2.38. Paste (CERA 1 , CERA 2 )2.38. Paste (CERA 1 , CERA 2 )2.38. Paste (CERA 1 , CERA 2 )

및 의 인쇄성 평가방법 확립 및 평가지원및 의 인쇄성 평가방법 확립 및 평가지원및 의 인쇄성 평가방법 확립 및 평가지원및 의 인쇄성 평가방법 확립 및 평가지원10. PDP LCD BLU sealing paste10. PDP LCD BLU sealing paste10. PDP LCD BLU sealing paste10. PDP LCD BLU sealing paste

가 열처리 결정가 열처리 결정가 열처리 결정가 열처리 결정. schedule. schedule. schedule. schedule

그림 는 계와 아크릴계 열분석 곡선을 나타낼 것으로 및2.39 NC binder PDP LCD

의 열처리 스케줄을 정하는데 있어 그림 의 부분의 온도를BLU sealing paste 2.40 A

정하는데 필요한 정보를 나타낸 것이다.

계는NC 180o부근에서 강한 흡착 가 나타났고 강열감량은 거의C peak 220

o에서C

대부분이 이루어지고 있는 반면 아크릴계는 230o과C 350

o부근에서 강한 흡열C

가 나타나고 강열감량은peak 350o부근까지 대부분이 일어나는 것으로 나타났다C .

- 75 -

따라서 의 열처리 온도를 위의 결과를 감안하여 정할 수 있을 것으로 사료된다, A .

그림 열처리그림 열처리그림 열처리그림 열처리2.40. Schedule2.40. Schedule2.40. Schedule2.40. Schedule

그림 나 에서 용 로 하여 건조한 후 열2.40 PDP LED BLU Sealing paste dispensing

처리 할때 열처리 을 나타낸 것이다schedule .

이미 용매가 거의 휘발되어 건조가 된 상태이므로 상온보다 높은 온도에서 열처리

를 시작하여 지점에서 결합제가 공기 중의A O2와 결합하여 충분히 휘발되게끔 함

으로서 최종 제품에 결함이나 기포 발생 등을 감소시켜 주게끔 하므로 적당한 온도

와 유지 시간이 매우 중요하다.

지점에서는 결합재가 제거 된 후이므로 이 지점에서 연화되지 않도록B glass frit

가급적 빠른 시간이 승온시켜 지점에 이르러 연화시킴으로서 이 퍼지지C glass frit

않고 상하판에 잘 부착 봉착 할 수 있도록 연화온도와 유지시간을 설정 하면glass ( )

된다 지점에서는 잘 부착된 이 파괴가 일어나지 않은 범위로 냉각한 후. D glass frit

일정온도에서 로냉하는 이다Schedule .

- 76 -

(a) (b)

그림 계와그림 계와그림 계와그림 계와 아아아아크크크크릴릴릴릴계 의 열분석곡선계 의 열분석곡선계 의 열분석곡선계 의 열분석곡선2.39. NC binder2.39. NC binder2.39. NC binder2.39. NC binder

계계계계 아아아아크크크크릴릴릴릴계계계계(a) NC , (b)(a) NC , (b)(a) NC , (b)(a) NC , (b)

나 인쇄성 평가방법나 인쇄성 평가방법나 인쇄성 평가방법나 인쇄성 평가방법....

나 용 재의 경우 점도가 정도인 상태로 하여PDP LCD BLU seal 50±10pcs paste

상하 유리판위에 한 후 건조하여 열처리 소성 하여 을 하게 되나dispensing ( ) sealing

두께가 두꺼워서 선폭이 일정하지 못하고 또한 하중을 주므로 변형상태를 확인하기

가 어려워서 본 지원에서는 다음과 같은 방법으로 평가를 행하기로 하였다 평가방.

법은 인쇄방법으로 하여 선폭을 정하고 높이와 간격을 일정하게 한 후 그screen

결과를 확인하기로 하였다.

은 재질로 하고 체의 는 로 하였으며 선폭은Screen stainless steel mesh 100mesh

및 로 하고 높이는 간격은 전체 크기는0.2, 0.6, 1.2 1.8mm 0.30mm, 3mm,

로 하여 인쇄성을 평가하였다100×100mm .

- 77 -

다 인쇄성 평가결과다 인쇄성 평가결과다 인쇄성 평가결과다 인쇄성 평가결과....

인쇄성을 검토하기 위해서 열처리 후 단면 사진과 표면사진을 관찰하고 그 결과를

그림 과 에 나타내었다 단면에서 보면 일본 사의 경우 기공이 많고 크기2.41 2.42 . B

는 범위에 존재하였으나 세라제품의 경우 기공이 적고 크기는10~50 m 10~20 mμ μ

범위에 있었다 단면의 경우는 일본 사 제품의 경우가 세라제품 보다 기공이 많은. B

것으로 관찰되었다 따라서 일본 사 제품이 세라 제품보다 기공이 많고 큼을 알. B

수 있었다.

그림 은 인쇄성 평가를 위한 을 나타낸 것이다 그림의 선폭에 따라 인쇄2.43 pattern .

한 후 건조 후 선폭과 열처리한 후 선폭의 변화를 확인하였다 열처리 전후 인쇄높.

이 변화를 알아보고자 개발된 제품 외에 국내 사 제품과 일본 사 제품을CERA A B

비교 평가하고 그 결과를 표 와 그림 에 나타내었다2.9 2.45 .

소성전의 표면 인쇄 상태를 보면 선폭이 일 때 평균높이 는 세라제품은0.6mm (Ra)

이고 깊이 는 이나 국내 사 제품의 경우는 인쇄 높이가 거의5.8 m (Rmax) 128.6 m Aμ μ

나타나지 않았고 일본 사 제품의 경우는 가 가 로 적당하게B Ra 4.0 m, Rmax 61 mμ μ

나타났다.

선폭이 인 경우 세라제품의 경우일 때 높이가 가 이고 가1.2mm Ra 8.3 m Rmaxμ

이었는데 국내 사 제품도 거의 비슷한 수준이었으나 일본 사 제품의 경99.8 rm A Bμ

우 절반수준이었다 선폭이 인 경우 세라제품은 선폭증기에 따라 는 증가. 1.8mm Ra

하고 는 감소함을 나타내었는데 국내 사의 경우는 선폭 에서 최고 값Rmax A 1.2mm

을 그 외에는 선폭변화에 따라 감소함을 나타내었다, .

그런데 일본 사 제품은 선폭이 과 일 때 거의 유사한 인쇄높이를 나타8 0.6 1.2mm

내었고 선폭이 인 경우 측정이 어려웠다 열처리한 후 결과를 보먼 세라제품1.8mm .

의 경우 선폭과 관계없이 일정한 높이를 갖는 와 값이 나타났으며 국내Ra Rmax ,

사 제품의 경우 값은 변화가 심하나 값은 일정한 편이었다 일본 사 제A Ra Rmax . B

품은 선폭에 관계없이 일정한 값을 나타내었다 이들의 결과로부터 유추할 수 있는.

것은 내에 포함된 양 의 점도 의 양 등의 관계가 있음을 알paste solid , paste , filler

수 있다.

- 78 -

(a) (x50) (b) (x250)

(c) (x500) (d) (x1000)

(e) (x5000)

- 79 -

(f) (x50) (g) (x200)

(h) (x500) (i) (x1000)

그림 소성 후 표면사진그림 소성 후 표면사진그림 소성 후 표면사진그림 소성 후 표면사진2.41.2.41.2.41.2.41.

일본 사일본 사일본 사일본 사(a)~(e) : B , (f)~(g) : CERA(a)~(e) : B , (f)~(g) : CERA(a)~(e) : B , (f)~(g) : CERA(a)~(e) : B , (f)~(g) : CERA(j) (x5000)

- 80 -

(a) (x50) (b) (x100)

(d) (x500) (c) (x150)

- 81 -

(e) (x50) (f) (x100)

(g) (x150) (h) (x500)

그림 소성 후그림 소성 후그림 소성 후그림 소성 후 단단단단면사진면사진면사진면사진2.42.2.42.2.42.2.42.

일본 사일본 사일본 사일본 사(a)~(d) : B (e)~(h) : CERA(a)~(d) : B (e)~(h) : CERA(a)~(d) : B (e)~(h) : CERA(a)~(d) : B (e)~(h) : CERA

- 82 -

Pattern

형상( )

선폭

(mm)0.2 0.6

Pattern

형상( )

선폭

(mm)1.2 1.8

그림 인쇄성 평가를 위한 선그림 인쇄성 평가를 위한 선그림 인쇄성 평가를 위한 선그림 인쇄성 평가를 위한 선폭폭폭폭변화변화변화변화2.43. pattern2.43. pattern2.43. pattern2.43. pattern

그림 은 아크릴계와 계에서 에 따른 의 인쇄성을 보기 위한 것이2.46 NC binder paste

다 열처리 전 인쇄성은 아크릴계보다 계가 인쇄성이 우수하였으나 소성 후는. NC

거의 비슷한 인쇄성을 나타내었다.

- 83 -

라 인쇄성 개선라 인쇄성 개선라 인쇄성 개선라 인쇄성 개선....

그림 의 인쇄성을 개선한 후 선폭 에서 열처리 전 후 표면조도를 측정하2.43 1.2mm

고 그 결과를 그림 에 나타내었다 일본 사 제품의 경우가 국내 사 제품이나2.47 . B A

세라제품보다 의 변화가 적은 것으로 나타났다 즉 국내 사 제품은 그림Ra, Rmax . A

에서 보듯이 형상의 변화가 심하고 세라 제품의 경우 일부는 매우 양호하나 일부는

국내 사 제품이나 일본 사 제품보다 표면조도가 거칠음을 알 수 있다A B .

열처리 전 후 선폭에 대한 사진을 관존하고 그 결과를 그림 에 나타내었다 열2.48 .

처리 전 후의 경우 일본 사 제품과 세라 제품이 거칠고 선폭이 비슷하며 국내A B A

사 제품과 세라 제품이 변두리 부분에 굴곡이 심하였는데 이는 점도가 높기 때문A

인 것으로 판단된다 굴곡이 심한 선폭을 갖는 경우 재로서 사용하려면 점도를. seaI

조절 할 필요가 있다고 사료된다.

그림 는 세라개발품 시제품 에 대한 열처리 전 후 표면조도를 나타낸 것으로 열2.49 ( )

처리 전 후 매우 양호한 표면조도 변화를 나타내고 있음을 확인할 수 있었다.

그림그림그림그림 2.44. Screen printer2.44. Screen printer2.44. Screen printer2.44. Screen printer

- 84 -

표 열처리 전후 선표 열처리 전후 선표 열처리 전후 선표 열처리 전후 선폭폭폭폭변화 비교변화 비교변화 비교변화 비교2.9.2.9.2.9.2.9.

소

성

전

소

성

후

CERA 국내 사A 일본 사B

그림 소성 전후 선그림 소성 전후 선그림 소성 전후 선그림 소성 전후 선폭폭폭폭의 변화곡전 선의 변화곡전 선의 변화곡전 선의 변화곡전 선폭폭폭폭2.45. ( 1.2mm)2.45. ( 1.2mm)2.45. ( 1.2mm)2.45. ( 1.2mm)

- 85 -

열처리 전( )

열처리 후( )

아크릴계 계NC

그림그림그림그림 별별별별 열처리 전후 선열처리 전후 선열처리 전후 선열처리 전후 선폭폭폭폭2.46 Binder2.46 Binder2.46 Binder2.46 Binder

- 86 -

열처리 전( ) 열처리 후( )

(a)

Ra=3.5, Rmax=48.6

(b)

Ra=1.9 , Rmax=37.0

(c)

Ra=4.8 , Rmax=51.4

(d)

Ra=2.2 , Rmax=17.6

(e)

Ra=2.8 , Rmax=24.2

(f)

Ra=1.9 , Rmax=37.0

- 87 -

열처리 전( ) 열처리 후( )

(g)

Ra=6.2, Rmax=54.8

(h)

Ra=2.6 , Rmax=18.6

(i)

Ra=2.6 , Rmax=25.6

(j)

Ra=1.3 , Rmax=18.8

(k)

Ra=6.1 , Rmax=41.4

(l)

Ra=2.9 , Rmax=22.0

그림 열처리 전후 표면조도 선그림 열처리 전후 표면조도 선그림 열처리 전후 표면조도 선그림 열처리 전후 표면조도 선폭폭폭폭2.47. ( 1.2mm)2.47. ( 1.2mm)2.47. ( 1.2mm)2.47. ( 1.2mm)

일본 사 국내 사일본 사 국내 사일본 사 국내 사일본 사 국내 사(a), (b) B , (c), (d) A(a), (b) B , (c), (d) A(a), (b) B , (c), (d) A(a), (b) B , (c), (d) A

(e) ~ (h) CERA A, (i) ~ (l) CERA B(e) ~ (h) CERA A, (i) ~ (l) CERA B(e) ~ (h) CERA A, (i) ~ (l) CERA B(e) ~ (h) CERA A, (i) ~ (l) CERA B

- 88 -

열처리 전( ) 열처리 후( )

(a) (b)

(c) (d)

(e) (f)

- 89 -

열처리 전( ) 열처리 후( )

(g) (h)

(i) (j)

(k) (l)

그림 열처리 전후 인쇄 선그림 열처리 전후 인쇄 선그림 열처리 전후 인쇄 선그림 열처리 전후 인쇄 선폭폭폭폭2.48. pattern( 1.2mm)2.48. pattern( 1.2mm)2.48. pattern( 1.2mm)2.48. pattern( 1.2mm)

일본 사 국내 사일본 사 국내 사일본 사 국내 사일본 사 국내 사(a), (b) B , (c), (d) A(a), (b) B , (c), (d) A(a), (b) B , (c), (d) A(a), (b) B , (c), (d) A

(e) ~ (h) CERA A, (i) ~ (l) CERA B(e) ~ (h) CERA A, (i) ~ (l) CERA B(e) ~ (h) CERA A, (i) ~ (l) CERA B(e) ~ (h) CERA A, (i) ~ (l) CERA B

- 90 -

(a)

(b)

그림 개발품에 대한 열처리 전후 표면조도그림 개발품에 대한 열처리 전후 표면조도그림 개발품에 대한 열처리 전후 표면조도그림 개발품에 대한 열처리 전후 표면조도2.49.2.49.2.49.2.49.

열처리 전 열처리 후열처리 전 열처리 후열처리 전 열처리 후열처리 전 열처리 후(a) , (b)(a) , (b)(a) , (b)(a) , (b)

- 91 -

및 에 후 응력분포 평가 지원및 에 후 응력분포 평가 지원및 에 후 응력분포 평가 지원및 에 후 응력분포 평가 지원11. PDP LCD BLU Sealing11. PDP LCD BLU Sealing11. PDP LCD BLU Sealing11. PDP LCD BLU Sealing

봉착 후 응력 분포를 평가하고 그 결과를 그림 에 나타내었다 일본Sealing( ) 2.50 .

사 제품은 가 이고 가 였A tensile stress + 0.5 Mpa , Compressive stress -0.5Mpa

으며 에서는 정도의 상하판이 비슷한 수준의 응력을 갖는sealing area -0.8Mpa

안정한 현상을 보인 반면에 세라 제품의 경우 의 경우 이tensile stress +1.0Mpa

고 가 정도로 하판의 실링면의 접촉부위에 압축 응, Compressive stress -1.2Mpa

력이 존재하며 상판과 하판 응력분포가 상이한 형상을 나타내고 있고 높게 나타나

고 있었다 이러한 결과는 의 퍼짐성이 이루어지지 않아 발생한 것으로 사료된. frit

다.

표 은 열처리 조건에 따라 봉착 강도를 일본 사 제품과 세라제품을 비교 평2.10 B

가하고 그 결과를 그림 에 열처리 조건에 따라 파괴 유무 및 형태를 나타낸 것2.51

이다. 460o에서 분간 열처리한 경우 일본 사 제품이 세라제품보다C 10 B max. load,

모두 높게 나타났으나 파괴는 세라제품과 함께 모두bonded area, shear strength

일어났으며 파괴 형태도 거의 유사하였다. 450o에서 분간 열처리한 경우는 일C 20

본 사 제품의 경우가 세라제품보다 에서는 높게 나타났B max. load, bonded area

으나 에서는 세라제품보다 낮게 나타났고 파괴도 일본 사 제품이shear strength B

많게 나타났다 파괴 형태는 일본 사 제품은 일정하게 형태인 반면에 세라제품. B +

의 경우는 불균일하게 파괴가 일어남을 알 수 있었다.

460o에서 분간 열처리한 경우 일본 사 제품이 세라제품보다 낮게 나타났으나C 10 B

파괴는 없었으나 세라의 경우는 모두 파괴가 일어났으며 형태는 상하 형으로 균T

일하였다. 460o에서 분간 열처리한 경우 일본 사 제품이나 세라제품 모두 파C 20 B

괴가 일어나지 않았음을 알 수 있는데 이러한 결과는 일본 사 제품은 세라제품보B

다 소성 온도 범위가 넓고 의 연화 온도가 약간 낮음을 알 수 있다, glass frit .

- 92 -

(a)(a)(a)(a)

(b)(b)(b)(b)

그림 후 응력분포그림 후 응력분포그림 후 응력분포그림 후 응력분포2.50. Seating2.50. Seating2.50. Seating2.50. Seating

일본 사일본 사일본 사일본 사(a) A , (b) CERA(a) A , (b) CERA(a) A , (b) CERA(a) A , (b) CERA

- 93 -

표 일처리 조표 일처리 조표 일처리 조표 일처리 조건건건건에 따른 봉착강도 비교에 따른 봉착강도 비교에 따른 봉착강도 비교에 따른 봉착강도 비교2.10.2.10.2.10.2.10.

- 94 -

구분

열처리온도(oC)

및 시간(min)

일본 사B CERA

460, 10

460, 20

- 95 -

구분

열처리온도(oC)

및 시간(min)

일본 사B CERA

470, 10

470, 20

그림 열처리조그림 열처리조그림 열처리조그림 열처리조건건건건에 따라 봉착강도에 따라 봉착강도에 따라 봉착강도에 따라 봉착강도 실험실험실험실험 후 시후 시후 시후 시편편편편상상상상태태태태2.51.2.51.2.51.2.51.

- 96 -

제 장 결 론제 장 결 론제 장 결 론제 장 결 론3333

주 세라는 용 의 생산기술을 보유하고 있고 현재( ) CRT Sealing glass frit PDP, LCD,

용 을 모듈업체에 적용하여 일부 생산하고 있으나 나VFD Sealing glass frit PDP

에서 사용하는 고부가가치성 있는 화 기술을 확보하지 못해 본LCD BLU line paste

지원을 요청하였다.

용 제조에 요구되는 기술은 용 제조기술과 제조기PDP/BLU paste paste frit vehicle

술 그리고 이들과 를 이용한 최적배합기술로 구분할 수 있다 따라서 요업기술filler .

원과 주 세라가 공동으로 나 용으로 화 할 수 있는 기술 즉( ) PDP BLU Sealing paste

첫 번째로 제조기술은 이미 일정 수준에 도달한 상태이므로 의 적합성에frit paste

대한 특성을 조사하고 용에 적합한 조성을 선정하여 최적 배합조PDP/BLU vehicle

건이 되도록 균일분산 흐름성 향상 경시변화 안정성 등에 관한 내용을 기술지원, ,

하였다 또한 이 에 투입되는 합성공정 단순화에 대한 기술지원을 통하. paste filler

여 원가절감을 이루었다.

두 번째로 의 평가방법에 대한 기술지원을 통해 의 특성과 도출 후의 특paste paste

성 그리고 열처리 후의 특성에 대한 기준을 설정했으며 이를 공정 안정화에 반영토

록 한다.

세 번째로 제조공정과 제조설비에 대한 검토를 요업기술원 초미립자 제조공장past

설비를 이용 검토했으며 이를 바탕으로 양산조건 저가 제조조건 그리고 자동P.P. , ,

화 조건 등에 대한 기초적인 자료를 확보 지원했다.

그렇게 함으로서 화 기술을 완전하게 국산화하여 현재 전자의 에Paste LG PDP line

적용되고 있다.

위와 같이 및 용 화 기술지원을 통해 주 세라의 기대PDP LCD BLU Sealing Paste ( )

효과로는 지원 전보다 매출이 증가 될 것이고 기술적으로는 나 용193% PDP BLU

재를 제조할 수 있는 원천 및 기반 기술 도 확보 되었다 그러나 문제가 되고Seal ‘ ’ .

있는 유해소재인 및 에서 조성과 그에 따른PDP LCD BLU Pb-free glass frit filler,

을 개발하는 명실 공히 세계적인 재 생산전문기업으로 발돋움 할 수 있vehicle seal

을 것이라 사료된다.

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