JP2001052621A - プラズマディスプレーパネル用材料及びガラス粉末 - Google Patents
プラズマディスプレーパネル用材料及びガラス粉末Info
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Abstract
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】 PbO含有量が50重量%以下のガラス
からなる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、前記ガラスが必
須成分としてCuOを含有することを特徴とする。
Description
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。
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。
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。
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。
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。
プレーパネル用材料は、PbO含有量が50重量%以下
のガラスからなる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、前記ガ
ラスが必須成分としてCuOを含有することを特徴とす
る。
用ガラス粉末は、PbO含有量が50重量%以下のガラ
スからなるガラス粉末において、必須成分としてCuO
を含有することを特徴とする。
ネル用材料は、CuOを含むガラス粉末を主成分とす
る。ガラス組成中にCuOを必須成分として含むことに
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。
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、微小な泡(微塵泡)
が少なく透明度が高いこと、高い耐電圧を有する必要
があるため、直径30μm以上の大きな泡(大泡)が殆
ど存在しないこと(具体的には約1個以下/cm2)等
の特性を満たすことが重要である。
は、種々の組成を有するものが使用可能であるが、さら
にの条件を満たすためにはPbOの含有量が50重
量%以下のガラスを使用することが重要である。つま
り、PbOが50重量%を超える場合、SiO2が多い
組成系では、ガラスの粘性変化が緩やかになりすぎるた
めに、泡が抜けにくくなってガラス膜中の微塵泡が非常
に多くなり、逆にSiO 2が少ない組成系では、ガラス
の粘性変化が急激になりすぎるために、泡が成長しやす
くなってガラス膜中に多数の大泡が生じてしまうためで
ある。
適な例としては、重量百分率で、BaO+CaO+Bi
2O3 2〜30%、ZnO 0〜35%、B2O3 10
〜40%、SiO2 1〜15%、PbO 25〜50
%、CuO 0.01〜20%の組成を有するガラス
(ガラスA)、BaO 15〜45%、ZnO 20〜
45%、B2O3 12〜35%、SiO2 3〜15
%、PbO 0〜24.5%、CuO 0.01〜20
%の組成を有するガラス(ガラスB)等の低PbO含有
ガラスや、ZnO 25〜45%、Bi2O3 15〜3
5%、B2O3 10〜30%、SiO2 0.5〜8
%、CaO+SrO+BaO 8〜24%、CuO
0.01〜20%の組成を有するガラス(ガラスC)、
B2O3 26〜60%、ZnO 15〜50%、SiO
2 0〜30%、Al2O3 0〜10%、K2O 3〜2
0%、Na2O+Li2O 0〜10%、CaO+BaO
0〜15%の組成を有するガラス(ガラスD)等のP
bO不含有ガラスが挙げられる。また各ガラスには、上
記した成分に加えて種々の成分、例えば黄変をより一層
抑える目的でSnO2を10%まで、P2O5、CeO2、
TiO2、Fe2O3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。
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。
(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、残存する微塵泡が少ないと
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。
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。これらの成分の合量
が2%より少ないと上記効果を得ることが困難になり、
30%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Ba
O 2〜30%、CaO 0〜10%、Bi2O3 0〜
10%であることが好ましい。
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。
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。
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。
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。またガラスの粘
性変化が急激になりすぎて泡が成長しやすくなり、大泡
が多量に発生する。このため耐電圧が低下して絶縁破壊
を起こしやすくなる。
しくは0.1〜15%である。CuOが0.01%より
少ないと前記した効果が得にくく、20%より多いとガ
ラスの耐水性が悪くなる。
た微塵泡が、温度上昇に伴って大泡に成長しないよう
に、ガラスAに比べて粘性変化を緩やかにしたものであ
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。
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20〜40
%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。
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。
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。
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。
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
って泡が成長しやすくなり、焼成後に30μmクラスの
大泡が多くなる。
しくは0.1〜15%である。CuOが0.01%より
少ないと前記した効果が得にくく、20%より多いとガ
ラスの耐水性が悪くなる。
付近の粘性変化が急であり、泡の大半が焼成初期の比較
的低い温度で抜けるため、微塵泡が少ないという特徴が
ある。また環境に配慮したPbO不含有ガラスである。
以下、ガラスCの組成範囲を限定した理由を述べる。
に、軟化点を下げる成分であり、その含有量は25〜4
5%、好ましくは30〜40%である。ZnOが25%
より少ないと上記効果を得ることができず、45%より
多いと焼成時に失透しやすくなる。
の含有量は15〜35%、好ましくは17〜30%であ
る。Bi2O3が15%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、35%
より多いと熱膨張係数が高くなりすぎる。
り、その含有量は10〜30%、好ましくは17〜25
%である。B2O3が10%より少ないとガラス化が困難
になり、30%より多いとガラスが分相しやすくなって
好ましくない。
あり、その含有量は0.5〜8%、好ましくは3〜7%
である。SiO2が0.5%より少ないとガラス化が困
難になり、8%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。
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8〜24%、好
ましくは10〜20%である。これらの合量が8%より
少ないと上記効果を得ることが困難になり、24%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CaO、
SrO及びBaOの含有量は、各々CaO 0〜20
%、SrO 0〜20%、BaO 0〜20%であるこ
とが好ましい。
しくは0.1〜15%である。CuOが0.01%より
少ないと前記した効果が得にくく、20%より多いとガ
ラスの耐水性が悪くなる。
た微塵泡が、温度上昇に伴って大泡に成長しないよう
に、ガラスCに比べて粘性変化を緩やかにしたものであ
る。このためガラスCよりも大泡の数を少なくできると
いうメリットがある。また、ガラスCと同様に環境に配
慮したPbO不含有ガラスである。以下、ガラスDの組
成範囲を限定した理由を述べる。
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。
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。
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。
であり、その含有量は0〜10%、好ましくは0〜8%
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。
張係数を調整する働きがある。またAg電極との反応に
よる黄変を抑制する効果があり、その含有量は3〜20
%、好ましくは5〜15%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。
たり、熱膨張係数を調整するために添加する成分であ
る。しかしこれらの成分は、黄変を起こしやすくする傾
向があり、その含有量は合量で0〜10%、好ましくは
0〜5%に制限される。
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。
粒径D50が3.0μm以下、最大粒径DMAX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
DMAX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。
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DMAXは15μ
m以下であることが好ましい。
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。
用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。
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。
30〜90重量%、特に50〜80重量%の範囲にある
ことが好ましい。
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。
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。
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。
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。
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。
記ガラス粉末とともに、樹脂、可塑剤等を使用する。
60〜80重量%、特に65〜77重量%の範囲にある
ことが好ましい。
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。
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。
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。
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。
〜14)及び比較例(試料No.15〜17)を示して
いる。
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DMAXが20μm
以下のガラス粉末からなる試料を得、さらにNo.11
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DMAX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。
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。
あるNo.1〜14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.
15、16の試料はCuOを含有していないために黄変
が発生した。またNo.17は、微塵泡が多量に発生し
ており、透過率が低かった。
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、JIS R3102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。また黄変の有無は、ガラス膜
の表面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。
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。
ルの透明誘電体層の形成材料として好適である。
Claims (4)
- 【請求項1】 PbO含有量が50重量%以下のガラス
からなる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、前記ガラスが必
須成分としてCuOを含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】 ガラス粉末が、CuOを0.01〜20
%含有するガラス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】 PbO含有量が50重量%以下のガラス
からなるガラス粉末において、必須成分としてCuOを
含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。 - 【請求項4】 CuOの含有量が0.01〜20重量%
であることを特徴とする請求項3のプラズマディスプレ
ーパネル用ガラス粉末。
Priority Applications (5)
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---|---|---|---|
JP22911399A JP3775556B2 (ja) | 1999-08-13 | 1999-08-13 | プラズマディスプレーパネル用材料及びガラス粉末 |
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