JP2001048577A

JP2001048577A - プラズマディスプレーパネル用材料及びガラス粉末

Info

Publication number: JP2001048577A
Application number: JP22294599A
Authority: JP
Inventors: Kanekazu Fukushima; 謙和福嶋; Hiroyuki Oshita; 浩之大下; Takayuki Mito; 貴之三戸; 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: 1999-08-05
Filing date: 1999-08-05
Publication date: 2001-02-20

Abstract

(57)【要約】【課題】Ａｇ電極との反応による黄変が起こりにく
く、誘電体層の形成に好適な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】ガラス粉末を構成成分として含み、プラ
ズマディスプレーパネルの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、ガラス粉
末が重量百分率でＢａＯ＋ＣａＯ＋Ｂｉ₂Ｏ₃ ２〜４５
％、ＺｎＯ０〜４５％、Ｂ₂Ｏ₃ １０〜４０％、Ｓｉ
Ｏ₂ １〜１５％、ＰｂＯ０〜５０％、ＳｎＯ₂ ０．
０１〜１０％の組成を有することを特徴とする。

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し、特にプラズマディスプレーパネ
ルの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は、自己発
光型のフラットディスプレーであり、軽量薄型、高視野
角等の優れた特性を備えており、また大画面化が可能で
あることから、最も将来性のある表示装置の一つとして
注目されている。

【０００３】この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膜厚約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。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
誘電体材料では、ガラスとＡｇ電極が反応して誘電体層
が黄色に着色（黄変）する現象が生じ、透過率が低下す
るという問題がある。

【０００５】本発明の目的は、Ａｇ電極との反応による
黄変が起こりにくく、誘電体層の形成に好適なプラズマ
ディスプレーパネル用材料と、これに用いるガラス粉末
を提供することである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明のプラズマディス
プレーパネル用材料は、ガラス粉末を構成成分として含
み、プラズマディスプレーパネルの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、
ガラス粉末が重量百分率でＢａＯ＋ＣａＯ＋Ｂｉ₂Ｏ₃
２〜４５％、ＺｎＯ０〜４５％、Ｂ₂Ｏ₃ １０〜４０
％、ＳｉＯ₂１〜１５％、ＰｂＯ０〜５０％、ＳｎＯ₂
０．０１〜１０％の組成を有することを特徴とする。

【０００７】また本発明のプラズマディスプレーパネル
用ガラス粉末は、重量百分率でＢａＯ＋ＣａＯ＋Ｂｉ₂
Ｏ₃ ２〜４５％、ＺｎＯ０〜４５％、Ｂ₂Ｏ₃ １０
〜４０％、ＳｉＯ₂ １〜１５％、ＰｂＯ０〜５０
％、ＳｎＯ₂ ０．０１〜１０％の組成を有することを
特徴とする。

【０００８】

【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、ＳｎＯ₂を０．０１〜１０重量％含むガ
ラス粉末を主成分とする。ＳｎＯ₂を上記範囲で含むこ
とにより、電極材にＡｇを使用した場合でも、形成され
る誘電体層が黄変しにくく、高い透過率を得ることがで
きる。

【０００９】また誘電体用途には、電極との反応性以外
にも、熱膨張係数がガラス板に適合すること、５０
０〜６００℃で焼成できること、誘電体層は高い耐電
圧を有するとともに、高い透明性を有する必要があるた
め、泡が少ないこと等の特性を満たすことが重要であ
る。

【００１０】このような条件を満たすために、本発明で
は、重量百分率でＢａＯ＋ＣａＯ＋Ｂｉ２Ｏ３２〜４
５％、ＺｎＯ０〜４５％、Ｂ２Ｏ３１０〜４０％、
ＳｉＯ２１〜１５％、ＰｂＯ０〜５０％、ＳｎＯ₂
０．０１〜１０％の組成を有するガラス粉末を使用す
る。また上記成分の他にも、例えば黄変をより一層抑え
る目的でＣｕＯ、Ｐ₂０₅、ＣｅＯ₂、ＴｉＯ₂等を合量で
３％まで、また黄変の防止やガラスの黒化防止の目的で
Ｓｂ₂Ｏ₃を２０％まで添加しても良い。なおこのガラス
粉末は、Ａｇ電極が形成された前面ガラス基板の透明誘
電体層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形成材料や、隔壁材
料等にも使用することができる。

【００１１】上記範囲の中でも、重量百分率で、ＢａＯ
＋ＣａＯ＋Ｂｉ₂Ｏ₃ ２〜３０％、ＺｎＯ０〜３５
％、Ｂ₂Ｏ₃ １０〜４０％、ＳｉＯ₂ １〜１５％、Ｐ
ｂＯ２５〜５０％、ＳｎＯ₂ ０．０１〜１０％の組成
を有するガラス（ガラスＡ）や、ＢａＯ１５〜４５
％、ＺｎＯ２０〜４５％、Ｂ₂Ｏ₃ １２〜３５％、Ｓ
ｉＯ₂ ３〜１５％、ＰｂＯ０〜２４．５％、ＳｎＯ₂
０．０１〜１０％の単独組成を有するガラス（ガラス
Ｂ）が好適に使用できる。

【００１２】ガラスＡは、軟化点付近の粘性変化が急
（ショートなガラス）であり、泡の大半が焼成初期の比
較的低い温度で抜けるため、残存泡数が少ないという特
徴がある。以下、ガラスＡの組成範囲を限定した理由を
述べる。

【００１３】ＢａＯ、ＣａＯ、及びＢｉ₂Ｏ₃は、軟化点
を低下させるとともに、脱泡性に影響する高温粘性を調
整するための成分であり、その含有量は合量で２〜３０
％、好ましくは３〜２５％である。これら成分の合量が
２％より少ないと上記効果を得ることが困難になり、３
０％より多いと軟化点が低下しすぎて焼成時に発泡しや
すくなるとともに、熱膨張係数が高くなりすぎる。なお
ＢａＯ、ＣａＯ、及びＢｉ₂Ｏ₃の含有量は、各々ＢａＯ
２〜３０％、ＣａＯ０〜１０％、Ｂｉ₂Ｏ₃０〜１０
％であることが好ましい。

【００１４】ＺｎＯは熱膨張係数を低下させるととも
に、軟化点を下げる成分であり、その含有量は０〜３５
％、好ましくは５〜３０％である。ＺｎＯが３５％より
多いと焼成時に失透しやすくなる。

【００１５】Ｂ₂Ｏ₃はガラス化範囲を広げる成分であ
り、その含有量は１０〜４０％、好ましくは１５〜３５
％である。Ｂ₂Ｏ₃が１０％より少ないとガラス化が困難
になり、４０％より多いとガラスが分相しやすくなって
好ましくない。

【００１６】ＳｉＯ₂はガラスの骨格を形成する成分で
あり、その含有量は１〜１５％、好ましくは２〜１３％
である。ＳｉＯ₂ が１％より少ないとガラス化が困難に
なり、１５％より多いと軟化点が高くなりすぎ、またガ
ラスの粘性変化が緩やかになりすぎて泡が抜けにくくな
る。

【００１７】ＰｂＯは軟化点を下げる成分であり、その
含有量は２５〜５０％、好ましくは２８〜５０％であ
る。ＰｂＯが２５％より少ないと軟化点が高くなり、焼
成後にガラス中に泡が多数残存しやすくなり、５０％よ
り多いと熱膨張係数が高くなりすぎる。また熱膨張係数
を低下させるために多量のセラミック粉末を添加する
と、透過率が著しく低下してしまう。

【００１８】ＳｎＯ₂の含有量は０．０１〜１０％、好
ましくは０．１〜７％である。ＳｎＯ₂が０．０１％よ
り少ないとその効果がなく、１０％より多いと溶解され
ず均一なガラスが得られない。

【００１９】またガラスＢは、焼成初期に抜けずに残っ
た泡が、温度上昇に伴って大泡に成長しないように、ガ
ラスＡに比べて粘性変化が緩やかになるように調整した
ものである。このためガラスＡよりも大泡の数を少なく
できるというメリットがある。以下、ガラスＢの組成範
囲を上記のように限定した理由を述べる。

【００２０】ＢａＯは脱泡性に影響を与える高温粘性を
調整するとともに、熱膨張係数を上昇させる成分であ
り、その含有量は１５〜４５％、好ましくは２０．５〜
４０％である。ＢａＯが１５％より少ないと脱泡性が低
下し、またガラスの熱膨張係数が低くなりすぎて高歪点
ガラスのそれと適合しなくなる。一方、ＢａＯが４５％
より多いと熱膨張係数が高くなりすぎて高歪点ガラスに
適合しなくなる。

【００２１】ＺｎＯは軟化点を低下させるとともに、熱
膨張係数を調整する成分であり、その含有量は２０〜４
５％、好ましくは２２〜４２％である。ＺｎＯが２０％
より少ないと上記効果を得ることができず、４５％より
多いと熱膨張係数が低くなりすぎる。

【００２２】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１２〜
４０％、好ましくは１５〜３３％である。Ｂ₂Ｏ₃が１２
％より少ないと、焼成時にガラスが結晶化しやすくな
り、４０％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。

【００２３】ＳｉＯ₂はガラスの骨格を形成する成分で
あり、その含有量は３〜１５％、好ましくは４〜１３％
である。ＳｉＯ₂が３％より少ないと焼成時にガラスが
結晶化しやすくなる。一方、１５％より多いと軟化点が
高くなりすぎ、またガラスの粘性変化が緩やかになりす
ぎて泡が抜けにくくなる。

【００２４】ＰｂＯは軟化点を下げる成分であり、その
含有量は０〜２４．５％、好ましくは０〜２４％であ
る。ＰｂＯが２４．５％より多いと粘性変化が急激にな
りすぎて泡が成長し易くなり、焼成後に３０μｍクラス
の大泡の残存数が多くなる。

【００２５】ＳｎＯ₂の含有量は０．０１〜１０％、好
ましくは０．１〜７％である。ＳｎＯ₂が０．０１％よ
り少ないとその効果がなく、１０％より多いと溶解され
ず均一なガラスが得られない。

【００２６】本発明におけるガラス粉末の粒度は、平均
粒径Ｄ₅₀が３．０μｍ以下、最大粒径Ｄ_MAXが２０μｍ
以下であることが好ましい。平均粒径Ｄ₅₀又は最大粒径
Ｄ_MAXがその上限を超えると、粉末間の隙間が大きくな
るために大泡が残存しやすくなる。

【００２７】また本発明のプラズマディスプレーパネル
用材料は、焼成後の強度の改善や外観の調節のために、
上記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。なおセラミック粉末の最大粒径Ｄ_MAXは１５μ
ｍ以下であることが好ましい。

【００２８】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。

【００２９】次に本発明のプラズマディスプレーパネル
材料の使用方法を説明する。この材料は、例えばペース
トやグリーンシートの形態で使用することができる。

【００３０】ペーストの形態で使用する場合、上述した
ガラス粉末やセラミック粉末とともに、樹脂、可塑剤、
溶剤等を使用する。

【００３１】ガラス粉末及びセラミック粉末の含有量は
３０〜９０重量％、特に５０〜８０重量％の範囲にある
ことが好ましい。

【００３２】樹脂は、乾燥後の膜強度を高め、また柔軟
性を付与する成分であり、その含有量は０．１〜２０重
量％、特に０．５〜１０重量％の範囲にあることが好ま
しい。樹脂としてはポリブチルメタアクリレート、ポリ
ビニルブチラール、ポリメチルメタアクリレート、ポリ
エチルメタアクリレート、エチルセルロース等が使用可
能であり、これらを単独あるいは混合して使用する。

【００３３】可塑剤は、乾燥速度をコントロールすると
ともに、乾燥膜に柔軟性を与える成分であり、その含有
量は０〜１０重量％、特に０〜９重量％の範囲にあるこ
とが好ましい。可塑剤としてはブチルベンジルフタレー
ト、ジオクチルフタレート、ジイソオクチルフタレー
ト、ジカプリルフタレート、ジブチルフタレート等が使
用可能であり、これらを単独あるいは混合して使用す
る。

【００３４】溶剤は材料をペースト化するための成分で
あり、その含有量は１０〜３０重量％、特に１５〜２５
重量％の範囲にあることが好ましい。溶剤としては、例
えばターピネオール、ジエチレングリコールモノブチル
エーテルアセテート、２，２，４−トリメチル−１，３
−ペンタジオールモノイソブチレート等を単独または混
合して使用することができる。

【００３５】上記材料を用いてペーストを作製するに
は、まずガラス粉末、セラミック粉末、樹脂、可塑剤、
溶剤等を用意し、続いて各成分を所定の割合で混練すれ
ばよい。

【００３６】続いてこのペーストを用いて誘電体層を形
成する方法の一例について説明する。まず、プラズマデ
ィスプレーパネルに用いられる前面ガラス板を用意す
る。次にペーストをスクリーン印刷法や一括コート法等
を用いて塗布し、膜厚３０〜１００μｍの塗布層を形成
する。なお前面ガラス板には予め電極が形成されてお
り、ペーストの塗布はその上に行う。続いて塗布層を８
０〜１２０℃程度の温度で乾燥させる。その後、５００
〜６００℃で５〜１５分間焼成することにより、誘電体
層を形成することができる。

【００３７】グリーンシートの形態で使用する場合、上
記ガラス粉末とともに、樹脂、可塑剤等を使用する。

【００３８】ガラス粉末及びセラミック粉末の含有量は
６０〜８０重量％、特に６５〜７７重量％の範囲にある
ことが好ましい。

【００３９】樹脂は、グリーンシートに必要な強度と柔
軟性、及び自己接着性を付与するための材料であり、そ
の混合割合は５〜３０重量％、好ましくは１０〜２５重
量％である。樹脂としては、ポリブチルメタアクリレー
ト、ポリビニルブチラール、ポリメチルメタアクリレー
ト、ポリエチルメタアクリレート、エチルセルロース等
が使用可能であり、これらを単独あるいは混合して使用
する。

【００４０】可塑剤は、グリーンシートに柔軟性を高め
るとともに自己接着性を付与するために添加する成分で
あり、その混合割合は０〜１０重量％、好ましくは０．
１〜７重量％である。可塑剤としてはブチルベンジルフ
タレート、ジオクチルフタレート、ジイソオクチルフタ
レート、ジカプリルフタレート、ジブチルフタレートが
使用可能であり、これらを単独あるいは混合して使用す
る。

【００４１】上記材料を用いてグリーンシートを作製す
るには、まずガラス粉末、セラミック粉末、樹脂、可塑
剤等を用意し、各成分を所定の割合で混合する。次いで
トルエン等の主溶媒や、イソプロピルアルコール等の補
助溶剤を添加してスラリーとし、このスラリーをドクタ
ーブレード法によって、ポリエチレンテレフタレート
（ＰＥＴ）等のフィルム上にシート成形する。このとき
乾燥後のシート厚が約２０〜１００μｍとなるように成
形することが好ましい。その後、乾燥させることによっ
て溶媒や溶剤を除去し、グリーンシートを得ることがで
きる。

【００４２】続いてこのグリーンシートを用いて誘電体
層を形成する方法の一例について説明する。まず、プラ
ズマディスプレーパネルに用いられる前面ガラス板を用
意する。前面ガラス板には、予め電極が形成されてお
り、その上に本発明の材料を熱圧着によって接着する。
熱圧着は、５０〜２００℃で１〜５ｋｇｆ／ｃｍ² の条
件で行うことが好ましい。その後、５００〜６００℃で
５〜１５分間焼成することにより、誘電体層を形成する
ことができる。

【００４３】

【実施例】以下、実施例に基づいて本発明を説明する。

【００４４】表１、２は、本発明の実施例（試料Ｎｏ．
１〜１０）及び比較例（試料Ｎｏ．１１、１２）を示し
ている。

【００４５】

【表１】

【００４６】

【表２】

【００４７】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、白金坩堝
に入れて１３００℃で２時間溶融した後、溶融ガラスを
薄板状に成形した。次いでこれを粉砕し、分級して平均
粒径Ｄ₅₀が３．０μｍ以下、最大粒径Ｄ_MAXが２０μｍ
以下のガラス粉末からなる試料を得、さらにＮｏ．１０
のガラス粉末についてはアルミナ粉末と混合して試料と
した。なお平均粒径Ｄ ₅₀及び最大粒径Ｄ_MAXは、日機装
株式会社製のレーザー回折式粒度分布計「マイクロトラ
ックＳＰＡ」を用いて確認した。

【００４８】得られた試料について、軟化点、熱膨張係
数、焼成温度、焼成後のガラス膜厚、５５０ｎｍにおけ
る分光透過率、ガラス膜中に残存する直径３０μｍ以上
の大泡の個数、及びＡｇ電極との反応による黄変の有無
を評価した。結果を各表に示す。

【００４９】表から明らかなように、本発明の実施例で
あるＮｏ．１〜１０の各試料がＡｇ電極との反応による
黄変が認められなかったのに対し、比較例であるＮｏ．
１１、１２の試料はＳｎＯ₂を含有していないために黄
変が発生した。

【００５０】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、第一の変曲点の値を転移点、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４０ｍ
ｍの円柱状に研磨加工し、ＪＩＳＲ３１０２に基づい
て測定した後、３０〜３００℃の温度範囲における値を
求めた。ガラス膜厚、大泡数、及びＡｇ電極との反応に
よる黄変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、１．７ｍｍ厚のソーダライムガラス板上にスクリ
ーン印刷法で塗布し、電気炉に入れた後、焼成温度で１
０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、デジタルマイクロメータにて膜厚を確認した。大
泡の個数は、焼成されたガラス膜の表面を実体顕微鏡
（３０倍）にて観察し、３×４ｃｍの範囲の３０μｍ以
上の大泡をカウントした。黄変の有無は、ガラス膜の色
調を目視にて観察した。透過率測定は、ガラス膜の形成
されたガラス板を試料側にセットし、分光光度計の積分
球を用いて５５０ｎｍにおける透過率を測定した。

【００５１】

【発明の効果】以上説明したように、本発明のプラズマ
ディスプレーパネル用材料は、Ａｇ電極との反応による
黄変が生じにくいため、透過率の高い誘電体層を形成す
ることができる。

【００５２】それゆえ、特にプラズマディスプレーパネ
ル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)発明者應治雅彦滋賀県大津市晴嵐２丁目７番１号日本電気硝子株式会社内 (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 DA03 DA04 DB01 DC04 DC05 DD01 DE01 DE02 DE03 DE04 DE05 DF01 DF02 DF03 DF04 DF05 EA01 EA10 EB01 EC01 ED01 EE01 EE02 EE03 EE04 EE05 EF01 EG01 EG02 EG03 EG04 EG05 FA01 FB01 FC01 FD01 FE02 FE03 FF01 FG01 FH01 FJ01 FK01 FL01 GA01 GA02 GA03 GA04 GA05 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 PP01 PP03 PP04 PP05 PP13 PP15 PP16 5C040 GD07 KA04 KA09 KA10 KB03 KB19 KB28 MA10

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ガラス粉末を構成成分として含み、プラ
ズマディスプレーパネルの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、ガラス粉
末が重量百分率でＢａＯ＋ＣａＯ＋Ｂｉ₂Ｏ₃ ２〜４５
％、ＺｎＯ０〜４５％、Ｂ₂Ｏ₃ １０〜４０％、ＳｉＯ
₂ １〜１５％、ＰｂＯ０〜５０％、ＳｎＯ₂ ０．０
１〜１０％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材料。
【請求項２】ガラス粉末９０〜１００％とセラミック
粉末０〜１０％からなる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】重量百分率でＢａＯ＋ＣａＯ＋Ｂｉ₂Ｏ₃
２〜４５％、ＺｎＯ０〜４５％、Ｂ₂Ｏ₃ １０〜４
０％、ＳｉＯ₂ １〜１５％、ＰｂＯ０〜５０％、Ｓ
ｎＯ₂ ０．０１〜１０％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粉末。