JP2000313635A

JP2000313635A - プラズマディスプレーパネル用材料

Info

Publication number: JP2000313635A
Application number: JP11745599A
Authority: JP
Inventors: Yoshiro Morita; 芳郎森田; Hiroyuki Oshita; 浩之大下; Masahiko Ouchi; 雅彦應治; Kazuo Hatano; 和夫波多野
Original assignee: Nippon Electric Glass Co Ltd
Current assignee: Nippon Electric Glass Co Ltd
Priority date: 1999-04-26
Filing date: 1999-04-26
Publication date: 2000-11-14

Abstract

(57)【要約】【課題】低融点で、しかもＡｇによる着色が生じにく
い非鉛ガラスを用いたプラズマディスプレーパネル用材
料を提供する。【解決手段】本発明のプラズマディスプレーパネル用
材料は、Ｋ₂Ｏを含むアルカリ含有非鉛ガラス粉末から
なる。例えば、重量百分率で、Ｂ₂Ｏ₃ ２６〜６０％、
ＺｎＯ１５〜５０％、ＳｉＯ₂ ０〜３０％、Ａｌ₂Ｏ
₃ ０〜１０％、Ｋ₂Ｏ３〜２０％、Ｎａ₂Ｏ＋Ｌｉ₂Ｏ
０〜１０％、ＣａＯ＋ＢａＯ０〜１５％の組成を有
するガラスを使用する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、プラズマディスプ
レーパネル用材料に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】プラズマディスプレーパネルの前面ガラ
ス板には、プラズマ放電用の走査電極が形成され、その
上に放電維持のために約３０〜４０μｍの透明な誘電体
層が形成される。走査電極にはＡｇが広く用いられ、ま
た透明誘電体層は高鉛ガラス粉末を主成分とする誘電体
材料を用いて形成される。誘電体層の形成に当たって
は、電極との反応を抑え、またガラス板の変形を防止す
るために５００〜６００℃程度の温度域で焼成される。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】近年、環境に対する影
響から、鉛の使用削減あるいは全廃が叫ばれている。こ
のような事情から、誘電体材料についても非鉛ガラスで
作成することが要求されている。

【０００４】一般に、非鉛ガラスは高融点であり、誘電
体材料として使用しにくいものである。そこで非鉛ガラ
スを低融点化させるためにガラス中にＮａ₂Ｏを導入す
ることが考えられるが、この場合には電極とのイオン交
換反応によってＡｇがガラス中に拡散してコロイドとな
り、ガラスを変色させて透過率を低下させるという問題
が発生する。

【０００５】本発明の目的は、低融点で、しかもＡｇに
よる着色が生じにくい非鉛ガラスを用いたプラズマディ
スプレーパネル用材料を提供することである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明者等は種々検討し
た結果、アルカリ成分としてＫ₂Ｏを選択することによ
り、上記目的が達成できることを見いだし、本発明とし
て提案するものである。

【０００７】即ち、本発明のプラズマディスプレーパネ
ル用材料は、Ａｇ電極と接する透明誘電体層の形成に用
いられるプラズマディスプレーパネル用材料であって、
少なくともＫ₂Ｏを含むアルカリ含有非鉛ガラス粉末か
らなることを特徴とする。

【０００８】また本発明のプラズマディスプレーパネル
用ガラス組成物は、重量百分率で、Ｂ₂Ｏ₃ ２６〜６０
％、ＺｎＯ１５〜５０％、ＳｉＯ₂ ０〜３０％、Ａ
ｌ₂Ｏ ₃ ０〜１０％、Ｋ₂Ｏ３〜２０％、Ｎａ₂Ｏ＋Ｌ
ｉ₂Ｏ０〜１０％、ＣａＯ＋ＢａＯ０〜１５％の組
成を有することを特徴とする。

【０００９】

【発明の実施の形態】本発明のプラズマディスプレーパ
ネル用材料は、Ｋ₂Ｏを必須成分として含む非鉛ガラス
粉末を主成分とする。Ｋ₂Ｏは、ガラスを低融点化させ
たり、熱膨張係数を調整する働きがあるが、他のアルカ
リ成分とは異なり、Ａｇによる着色を起こしにくい成分
である。これは他のアルカリ元素に比べてイオン半径が
大きく、電極材料であるＡｇとのイオン交換が起こりに
くいためであると考えられる。

【００１０】またガラス中にＫ₂Ｏが存在する場合、他
のアルカリ成分を添加しても、混合アルカリ効果により
電極との反応が抑えられ、Ａｇ着色が起こりにくくな
る。特にモル比で（Ｎａ₂Ｏ＋Ｌｉ₂Ｏ）／Ｋ₂Ｏ＜１の
関係を満たす場合、Ａｇ着色抑制効果が著しくなり好ま
しい。

【００１１】上記非鉛ガラスとしては、Ｋ₂Ｏを３〜２
０％重量含有するＢ₂Ｏ₃−ＺｎＯ−Ｋ₂Ｏ系ガラスが好
ましく、より具体的には重量百分率でＢ₂Ｏ₃ ２６〜６
０％、ＺｎＯ１５〜５０％、ＳｉＯ₂ ０〜３０％、
Ａｌ₂Ｏ₃ ０〜１０％、Ｋ₂Ｏ３〜２０％、Ｎａ₂Ｏ＋Ｌ
ｉ₂Ｏ０〜１０％、ＣａＯ＋ＢａＯ０〜１５％の組
成を有するガラスを使用することが望ましい。なおこの
系のガラス組成物は、走査電極としてＡｇ電極が形成さ
れた前面ガラス基板の透明誘電体層の形成用として好適
なものであるが、この用途に限られるものではなく、例
えばＣｒ−Ｃｕ−Ｃｒ電極が形成された前面ガラス基板
の透明誘電体層形成材料や、背面ガラス基板のアドレス
保護誘電体層形成材料や、隔壁材料等に使用することも
できる。

【００１２】以下、組成範囲を上記のように限定した理
由を述べる。

【００１３】Ｂ₂Ｏ₃はガラスの骨格を形成するととも
に、ガラス化範囲を広げる成分であり、その含有量は２
６〜６０％、好ましくは２８〜５０％である。Ｂ₂Ｏ₃が
２６％より少ないと焼成時にガラスが結晶化しやすくな
って透明性が損なわれ、６０％より多いとガラスの軟化
点が高くなりすぎて６００℃以下での焼成が困難にな
る。

【００１４】ＺｎＯはガラスを構成する主成分であると
ともに、軟化点を下げる働きがあり、その含有量は１５
〜５０％、好ましくは２０〜４０％である。ＺｎＯが１
５％より少ないと上記効果が不十分となり、５０％より
多いと焼成時にガラスが結晶化して透明性が損なわれ
る。

【００１５】ＳｉＯ₂はガラスの骨格を形成する成分で
あり、その含有量は０〜３０％、好ましくは１〜２５％
である。ＳｉＯ₂が３０％より多いとガラスの軟化点が
高くなりすぎて６００℃以下の温度で焼成できなくな
る。

【００１６】Ａｌ₂Ｏ₃はガラスの分相性を制御する成分
であり、その含有量は０〜１０％、好ましくは０．５〜
８％である。Ａｌ₂Ｏ₃が１０％より多いと軟化点が高く
なりすぎて６００℃以下の温度での焼成が困難になる。

【００１７】Ｋ₂Ｏはガラスを低融点化させたり、熱膨
張係数を調整する働きがあり、またＡｇ着色を抑制する
成分であり、その含有量は３〜２０％、好ましくは７〜
１５％である。Ｋ₂Ｏが３％より少ないと上記した効果
がなく、２０％より多いと熱膨張係数がガラス基板より
大きくなり好ましくない。

【００１８】Ｎａ₂ＯやＬｉ₂Ｏはガラスを低融点化させ
たり、熱膨張係数を調整するために添加する成分であ
り、その含有量は合量で０〜１０％、好ましくは０〜５
％である。これらの成分の合量が１０％より多いとＫ₂
Ｏを使用してもＡｇ着色を防止することが困難になる。

【００１９】ＣａＯやＢａＯはガラスの軟化点を低下さ
せたり、熱膨張係数を調整するために添加する成分であ
り、その含有量は合量で０〜１５％、好ましくは０〜１
０％である。これらの成分の合量が１５％より多いと熱
膨張係数がガラス基板より大きくなり好ましくない。

【００２０】さらに上記成分の他にも、例えばガラスの
軟化点を低下させたり、熱膨張係数を調整する目的でＣ
ｓ₂ＯやＲｂ₂Ｏを合量で１０％まで、Ａｇ着色をより一
層抑制する目的でＣｕＯ、Ｂｉ₂Ｏ₃、Ｓｂ₂Ｏ₃、Ｓｂ₂
Ｏ₅、ＣｅＯ₂を合量で３％まで添加してもよい。なおＮ
ａ₂ＯやＬｉ₂Ｏと同様に、Ｃｓ₂ＯやＲｂ₂Ｏは、Ａｇ着
色を増大させるおそれがあるため、使用する場合には十
分に配慮する必要がある。

【００２１】また本発明のプラズマディスプレーパネル
用誘電体材料は、焼成後の強度の改善や外観の調節のた
めに、上記非鉛ガラス粉末に加えて、アルミナ、ジルコ
ン、ジルコニア、酸化チタン等のセラミック粉末を添加
することができる。ガラス粉末とセラミック粉末の割合
は、ガラス粉末９０〜１００重量％、セラミック粉末０
〜１０重量％である。なおセラミック粉末が１０％より
多いと可視光が散乱して不透明になりやすく好ましくな
い。

【００２２】

【実施例】以下、実施例に基づいて本発明を説明する。

【００２３】表１は本発明の実施例（試料Ｎｏ．１〜
６）、表２は比較例（試料Ｎｏ．７〜９）をそれぞれ示
している。なお試料Ｎｏ．７は、鉛系ガラスからなる従
来品である。

【００２４】

【表１】

【００２５】

【表２】

【００２６】各試料は次のようにして調製した。まず表
に示す組成となるようにガラス原料を調合し、均一に混
合した後、白金坩堝に入れて１３００℃で２時間溶融し
た。その後、溶融ガラスを粉砕し、分級して最大粒径が
１５μｍ以下のガラス粉末からなる試料を得た。得られ
たガラスについて、軟化点を測定した。またＮｏ．１の
ガラス粉末についてはアルミナ粉末と混合して試料（試
料Ｎｏ．６）とした。

【００２７】次に各試料について、熱膨張係数及び電極
との反応によるガラスの着色を評価した。結果を各表に
示す。

【００２８】表から明らかなように、実施例であるＮ
ｏ．１〜６の各試料は、ガラスの軟化点が５７０〜５９
５℃、及び熱膨張係数が７７〜８５×１０^-7／℃であっ
た。またＡｇ電極との反応によるガラスの着色は、従来
品であるＮｏ．７の試料と同様に認められなかった。一
方、比較例であるＮｏ．８及び９の試料は、ガラスの軟
化点及び熱膨張係数が実施例と同等であったものの、Ｋ
₂Ｏを含有しないためにＡｇ電極との反応によるガラス
の着色が認められた。

【００２９】なおガラスの軟化点はマクロ型示差熱分析
計を用いて測定し、第四の変曲点の値を軟化点とした。
熱膨張係数は、各試料を粉末プレス成型し、焼成した
後、直径４ｍｍ、長さ４０ｍｍの円柱状に研磨加工し、
ＪＩＳＲ３１０２に基づいて測定した後、３０〜３０
０℃の温度範囲における値を求めた。ガラスの着色の有
無は次のようにして測定した。まず各試料をエチルセル
ロースの５％ターピネオール溶液に混合し、３本ロール
ミルにて混練してペースト化した。次いでこのペースト
を、約３０μｍのガラス膜が得られるように、Ａｇ電極
が形成されたソーダライムガラス板上にスクリーン印刷
し、乾燥させた。その後、電気炉中に入れ、ガラスの軟
化点で１０分間保持した。このようにして得られたガラ
ス膜について、電極周辺部のガラスを観察し、着色の有
無を評価した。

【００３０】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の誘電体材
料は、Ａｇによる着色が生じにくい非鉛ガラスを使用す
るため、透過率の高いプラズマディスプレーパネルを製
造することができる。

【００３１】それゆえ特に前面基板の透明誘電体層の形
成材料として好適である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者波多野和夫滋賀県大津市晴嵐２丁目７番１号日本電気硝子株式会社内Ｆターム(参考） 4G062 AA08 AA09 AA15 BB05 BB08 DA01 DA02 DA03 DA04 DB01 DB02 DB03 DC04 DC05 DC06 DD01 DE04 DE05 DF01 EA01 EA02 EA03 EB01 EB02 EB03 EC03 EC04 ED01 EE01 EE02 EE03 EE04 EG01 EG02 EG03 EG04 FA01 FA10 FB01 FC01 FD01 FE01 FF01 FG01 FH01 FJ01 FK01 FL01 GA01 GA10 GB01 GC01 GD01 GE01 HH01 HH03 HH05 HH07 HH09 HH11 HH13 HH15 HH17 HH20 JJ01 JJ03 JJ05 JJ07 JJ10 KK01 KK03 KK05 KK07 KK10 MM07 MM12 NN26 NN30 NN32 PP01 PP03 PP04 5C040 GD07 KA08 KA10 KB03 KB13 KB19 MA10

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】Ａｇ電極と接する透明誘電体層の形成に
用いられるプラズマディスプレーパネル用材料であっ
て、少なくともＫ₂Ｏを含むアルカリ含有非鉛ガラス粉
末からなることを特徴とするプラズマディスプレーパネ
ル用材料。
【請求項２】非鉛ガラスが、モル比で（Ｎａ₂Ｏ＋Ｌ
ｉ₂Ｏ）／Ｋ₂Ｏ＜１の関係を満たすことを特徴とする請
求項１のプラズマディスプレーパネル用材料。
【請求項３】非鉛ガラスが、Ｋ₂Ｏを３〜２０重量％
含有するＢ₂Ｏ₃−ＺｎＯ−Ｋ₂Ｏ系ガラスからなること
を特徴とする請求項１又は２のプラズマディスプレーパ
ネル用材料。
【請求項４】重量百分率で、Ｂ₂Ｏ₃ ２６〜６０％、
ＺｎＯ１５〜５０％、ＳｉＯ₂ ０〜３０％、Ａｌ₂Ｏ
₃ ０〜１０％、Ｋ₂Ｏ３〜２０％、Ｎａ₂Ｏ＋Ｌｉ₂Ｏ
０〜１０％、ＣａＯ＋ＢａＯ０〜１５％の組成を有
することを特徴とするプラズマディスプレーパネル用ガ
ラス組成物。