JP2001080934A

JP2001080934A - 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: JP2001080934A
Application number: JP25294499A
Authority: JP
Inventors: Yoshiro Morita; 芳郎森田; Kanekazu Fukushima; 謙和福嶋; Takayuki Mito; 貴之三戸; 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: 1999-09-07
Filing date: 1999-09-07
Publication date: 2001-03-27

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】重量百分率でＰｂＯ５０〜７５％、Ｂ
₂Ｏ₃ ２〜１５％、ＳｉＯ₂ １０〜３０％、ＣａＯ
０．０１〜２０％、ＢａＯ＋ＳｒＯ＋ＭｇＯ０〜２０
％、ＣｕＯ０．０１〜２０％の組成を有するガラス粉
末を使用する。

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、重量百分率でＰｂＯ５０〜７
５％、Ｂ₂Ｏ₃ ２〜１５％、ＳｉＯ₂ １０〜３０％、
ＣａＯ０．０１〜２０％、ＢａＯ＋ＳｒＯ＋ＭｇＯ
０〜２０％、ＣｕＯ０．０１〜２０％の組成を有する
ガラス粉末を含むことを特徴とする。

【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ＰｂＯ５０〜７５％、
Ｂ₂Ｏ₃ ２〜１５％、ＳｉＯ₂ １０〜３０％、ＣａＯ
０．０１〜２０％、ＢａＯ＋ＳｒＯ＋ＭｇＯ０〜２
０％、ＣｕＯ０．０１〜２０％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、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。

【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℃で焼成できることが重要である。またこれ
に加えて微小な泡（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３０μ
ｍ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好
ましい。

【００１０】本発明においては、Ａｇによる黄変を防止
し、しかも上記の要件を満たすために、重量百分率
でＰｂＯ５０〜７５％、Ｂ₂Ｏ₃ ２〜１５％、ＳｉＯ
₂１０〜３０％、ＣａＯ０．０１〜２０％、ＢａＯ＋
ＳｒＯ＋ＭｇＯ０〜２０％、ＣｕＯ０．０１〜２０
％の組成を有するガラス粉末を使用する。なお上記組成
を有するガラスは、Ｂ₂Ｏ₃含有量が比較的少なく、Ｓｉ
Ｏ₂量が多いため、ガラスの粘性変化が緩やかになりや
すい。このため焼成時にやや泡が抜けにくい傾向があ
り、ガラス膜中に微塵泡が多くなりがちである。このよ
うな場合には、ガラス粉末の最大粒子径Ｄ_maxを１０μ
ｍ以下（特に５μｍ以下）、平均粒子径Ｄ₅₀を２μｍ以
下（特に１μｍ以下）に調整することが好ましい。この
ように粒度分布を調整することにより、焼成中に泡が抜
けやすくなり、上記したの要件を満たす透明誘電体
層を容易に得ることができる。

【００１１】なお上記組成を有するガラス粉末は、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。

【００１２】以下、ガラス組成を限定した理由を説明す
る。

【００１３】ＰｂＯは軟化点を下げる成分であり、その
含有量は５０〜７５％、好ましくは５１〜７０％であ
る。ＰｂＯが５０％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る。一方、７
５％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っ
て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。

【００１４】Ｂ₂Ｏ₃はガラスの骨格を形成する成分であ
り、その含有量は２〜１５％、好ましくは５〜１０％で
ある。Ｂ₂Ｏ₃が２％より少ないとガラス化が困難にな
り、１５％より多いとガラスが分相しやすくなって好ま
しくない。

【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１０〜３０％、好ましくは１５〜３
０％である。ＳｉＯ₂が１０％より少ないとガラス化が
困難になり、３０％より多いと軟化点が高くなりすぎ、
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。

【００１６】ＣａＯは軟化点を低下させるとともに、熱
膨張係数を調整するための成分であり、その含有量は
０．０１〜２０％、好ましくは０．１〜１５％である。
ＣａＯが０．０１％より少ないと軟化点が高くなりすぎ
て６００℃以下の焼成では泡が抜けにくくなり、また熱
膨張係数が低くなりすぎて基板と適合しなくなる。一
方、２０％より多いと軟化点が低くなりすぎて電極との
反応が生じたり、パネルの封止工程で誘電体層が軟化し
てしまい、誘電体層上に形成されるＭｇＯ膜にひび割れ
が生じてしまう。また熱膨張係数が高くなりすぎて基板
と適合しなくなる。

【００１７】ＢａＯ、ＳｒＯ、及びＭｇＯは軟化点を低
下させるとともに、熱膨張係数を調整するための成分で
あり、その含有量は合量で０〜２０％、好ましくは０〜
１５％である。これらの成分の合量が２０％より多いと
軟化点が低くなりすぎるとともに、熱膨張係数が高くな
りすぎる。なお各成分の含有量は、各々０〜１５％、特
に０〜１０％であることが望ましい。

【００１８】ＣｕＯの含有量は０．０１〜２０％、好ま
しくは０．１〜１５％である。ＣｕＯが０．０１％より
少ないとＡｇ電極との反応による黄変を防止する効果が
なく、２０％より多いとガラスの耐水性が悪くなる。

【００１９】また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Ｓ
ｂ₂Ｏ₃を２０％まで添加しても良い。

【００２０】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子径Ｄ_MAXは１０
μｍ以下であることが好ましい。

【００２１】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】次に本発明のプラズマディスプレーパネル
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。

【００２３】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。

【００２４】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。

【００２５】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。

【００２６】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。

【００２７】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。

【００２８】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。

【００２９】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。

【００３０】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。

【００３１】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。

【００３２】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。

【００３３】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。

【００３４】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。

【００３５】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。

【００３６】

【実施例】以下、実施例に基づいて本発明を説明する。

【００３７】表１、２は本発明の実施例（試料Ｎｏ．１
〜９）及び比較例（試料Ｎｏ．１０）を示している。

【００３８】

【表１】

【００３９】

【表２】

【００４０】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、分級して試料
Ｎｏ．１〜７、９については最大粒子径Ｄ_MAXが５μ
ｍ、平均粒子径Ｄ₅₀が１μｍのガラス粉末を得、試料Ｎ
ｏ．８、１０については最大粒子径Ｄ_MAXが２０μｍ、
平均粒子径Ｄ₅₀が３μｍのガラス粉末を得た。また試料
Ｎｏ．９については、さらにアルミナ粉末と混合して試
料とした。なお最大粒子径Ｄ_MAX、平均粒子径Ｄ₅₀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。

【００４１】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。

【００４２】表から明らかなように、本発明の実施例で
あるＮｏ．１〜９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．１
０の試料はＣｕＯを含有していないために黄変が発生し
た。

【００４３】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。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。

【００４４】

【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。

【００４５】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)発明者大下浩之滋賀県大津市晴嵐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 BB04 DA04 DB01 DC03 DC04 DD01 DE01 DF06 DF07 EA01 EB01 EC01 ED01 ED02 ED03 ED04 EE02 EE03 EE04 EF01 EF02 EF03 EF04 EG01 EG02 EG03 EG04 FA01 FA10 FB01 FC01 FD01 FE01 FF01 FG01 FH01 FJ01 FK01 FL01 GA01 GA10 GB01 GC01 GD01 GE01 HH01 HH03 HH04 HH05 HH07 HH09 HH11 HH13 HH15 HH17 HH20 JJ01 JJ03 JJ05 JJ07 JJ10 KK01 KK03 KK05 KK07 KK10 MM07 MM12 NN26 PP01 PP03 PP04 PP13 PP15 PP16 5C040 GD07 KA09 KA10 KB03 KB19 MA10

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】重量百分率でＰｂＯ５０〜７５％、Ｂ
₂Ｏ₃ ２〜１５％、ＳｉＯ₂ １０〜３０％、ＣａＯ
０．０１〜２０％、ＢａＯ＋ＳｒＯ＋ＭｇＯ０〜２０
％、ＣｕＯ０．０１〜２０％の組成を有するガラス粉
末を含む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】重量百分率でＰｂＯ５０〜７５％、Ｂ
₂Ｏ₃ ２〜１５％、ＳｉＯ₂ １０〜３０％、ＣａＯ
０．０１〜２０％、ＢａＯ＋ＳｒＯ＋ＭｇＯ０〜２０
％、ＣｕＯ０．０１〜２０％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。