JP2002160939A

JP2002160939A - プラズマディスプレイパネル用粉末材料

Info

Publication number: JP2002160939A
Application number: JP2001258485A
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: 2000-09-13
Filing date: 2001-08-28
Publication date: 2002-06-04

Abstract

(57)【要約】【課題】平滑で均一な膜厚を有し、残存する泡も少な
い良好な表面状態の誘電体層を安定して形成することが
でき、しかも、誘電体とＡｇ電極が反応して誘電体が黄
変することのないプラズマディスプレイパネル用材料を
提供する。【解決手段】ガラス粉末若しくはガラス粉末とフィラ
ー粉末の混合粉末からなり、０．１〜２質量％の水分を
含むことを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、プラズマディスプレイ
パネル用粉末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イパネルの前面ガラ
ス板には、プラズマ放電用の電極が形成され、その上に
放電維持及び電極保護のため約３０〜４０μｍの誘電体
層が形成される。この誘電体層には、高い耐電圧を有す
ること及び透明性に優れていることが要求される。

【０００３】また、背面ガラス板にも、プラズマ放電用
の電極や放電維持及び電極保護用の誘電体層が形成さ
れ、これらの上に多数のガス放電部を区切るための隔壁
が形成される。

【０００４】従来、このような誘電体層を形成する方法
として、ガラス粉末若しくはガラス粉末とフィラー粉末
の混合粉末を含むペースト状の誘電体材料を印刷法や一
括コート法等により塗布し焼成する方法や、グリーンシ
ートに成型した材料を電極が形成されたガラス板に貼り
付けて焼成する方法が知られている。

【０００５】ところで従来の材料では、平滑で均一な膜
厚を有し、残存する泡も少ない塗布膜を形成することは
難しく、焼成後の誘電体層に泡が多く残存したり、亀裂
が生じたりするといった欠点があった。これらの欠点が
あると、誘電体層が不透明になったり、絶縁破壊が起こ
り、デバイスにした際に、画像が見難いという問題が生
じる。また、誘電体と、誘電体に隣接して形成されるＡ
ｇ電極が反応して誘電体が黄色く着色し、画像が見難い
という問題も生じる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】平滑で均一な膜厚を有
する誘電体層を得ることを目的として、ペースト作製工
程における湿度を管理して、ペースト中の水分量を３重
量％以下に調整した誘電体ペーストが特開平１１−２０
９１４７号で提案されている。しかしこのペーストは、
誘電体とＡｇ電極との反応については全く考慮されてい
ない。

【０００７】本発明の目的は、平滑で均一な膜厚を有
し、残存する泡も少ない良好な表面状態の誘電体層を安
定して形成することができ、しかも、誘電体とＡｇ電極
が反応して誘電体が黄変することのないプラズマディス
プレイパネル用材料を提供することである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明者等は、種々の検
討を行った結果、ガラス粉末やフィラー粉末表面に存在
する水分が、塗布膜の表面状態やＡｇ電極の黄変に影響
を与えること、及びこれらの水分量を規定することによ
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。

【０００９】即ち、本発明のプラズマディスプレイパネ
ル用粉末材料は、ガラス粉末若しくはガラス粉末とフィ
ラー粉末の混合粉末からなり、０．１〜２質量％の水分
を含むことを特徴とする。

【００１０】また本発明のプラズマディスプレイパネル
用ペーストは、粉末材料としてガラス粉末若しくはガラ
ス粉末とフィラー粉末の混合粉末を含むプラズマディス
プレイパネル用ペーストにおいて、前記粉末材料中の水
分量が０．１〜２質量％であることを特徴とする。

【００１１】また本発明のプラズマディスプレイパネル
用グリーンシートは、粉末材料としてガラス粉末若しく
はガラス粉末とフィラー粉末の混合粉末を含むプラズマ
ディスプレイパネル用グリーンシートにおいて、前記粉
末材料中の水分量が０．１〜２質量％であることを特徴
とする。

【００１２】

【作用】本発明のプラズマディスプレイパネル用粉末材
料は、ガラス粉末、或いはガラス粉末とフィラー粉末の
混合粉末からなる。この粉末材料は、水分量が２質量％
以下（好ましくは１質量％以下）に調整されているた
め、ペーストあるいはシート成型時のスラリーの粘度特
性に悪影響を及ぼすことがなく、平滑で均一な膜厚を有
し、残存する泡が少ない塗布膜を得ることができる。ま
た、水分量が０．１質量％（好ましくは０．２質量％）
以上に調整されているため、誘電体とＡｇ電極との反応
を抑えることができる。粉末表面に存在する水分により
反応が抑制されるメカニズムは明らかではないが、以下
のように考えられる。即ち、粉末表面に水分が吸着して
いない場合、ペーストあるいはシートスラリー中の樹脂
が粉末表面に強く吸着すると考えられ、その場合脱バイ
ンダー工程で樹脂が残ってしまう。その結果、焼成工程
で雰囲気が還元性になり、Ａｇが還元されコロイド化し
て黄変する。しかしながら本発明のように粉末表面に一
定量の水が吸着していると、脱バインダーが容易になる
ため、焼成時にＡｇが黄変しにくくなる。なお、粉末表
面ではなく、ペースト中或いはシートスラリー中にのみ
水が存在する場合、ペーストやシートの乾燥工程で大部
分の水が飛び去り、結果的に樹脂が粉末表面に強く吸着
されることになり、やはりＡｇによる黄変が生じやす
い。

【００１３】本発明において、粉末材料中の水分量は、
カールフィッシャー滴定法にて測定された値である。カ
ールフィッシャー滴定法はヨウ素、亜硫酸ガス、ピリジ
ンおよびメタノールを成分とするカールフィッシャー試
薬が、水と定量的に反応する性質を利用した水分定量法
であり、粉末を加熱した際に放出される水分量を定量す
る。

【００１４】また、水分量は、ガラス粉末やフィラー粉
末の製造工程における水分管理を厳密に行うことによっ
て調整すればよい。特にガラス粉砕時に助剤として用い
られる水の添加量を管理することが重要であり、粉砕量
に対して、０．１〜２．５質量％（好ましくは０．２〜
２質量％）の範囲で添加することが望ましい。

【００１５】本発明において使用するガラス粉末は、高
い耐電圧を有する誘電体層を形成するための成分であ
る。ガラス粉末としては、質量百分率でＰｂＯ５０〜
７５％（好ましくは５５〜７０％）、Ｂ₂Ｏ₃ ２〜３０
％（好ましくは５〜２５％）、ＳｉＯ₂ ２〜３５％
（好ましくは３〜３１％）、ＺｎＯ＋ＣａＯ０〜２０
％（好ましくは０〜１０％）の組成を有するガラスや、
質量百分率でＰｂＯ３０〜５５％（好ましくは４０〜
５０％）、Ｂ₂Ｏ₃ １０〜４０％（好ましくは１５〜３
５％）、ＳｉＯ₂ １〜１５％（好ましくは２〜１０
％）、ＺｎＯ０〜３０％（好ましくは１０〜３０
％）、ＢａＯ＋ＣａＯ＋Ｂｉ₂Ｏ₃ ０〜３０％（好まし
くは３〜２０％）の組成を有するガラスや、質量百分率
でＺｎＯ２５〜４５％（好ましくは３０〜４０％）、
Ｂｉ₂Ｏ₃ １５〜３５％（好ましくは２０〜３０％）、
Ｂ₂Ｏ₃ １０〜３０％（好ましくは１７〜２５％）、Ｓ
ｉＯ₂ ０．５〜８％（好ましくは３〜７％）、ＣａＯ
＋ＳｒＯ＋ＢａＯ８〜２４％（好ましくは１０〜２０
％）の組成を有するガラスが、５００〜６００℃の焼成
で良好な流動性を示し、また絶縁特性に優れるとともに
安定であるために好適である。

【００１６】本発明において使用するフィラー粉末は、
セラミック粉末、顔料粉末等である。セラミック粉末と
しては、例えばペーストの流動性、焼結性或いは熱膨張
係数の調整等のためにアルミナ、ジルコニア等が使用で
きる。顔料としては酸化チタン等が使用できる。

【００１７】ガラス粉末とフィラー粉末の混合割合は、
質量比で１００：０〜６５：３５、好ましくは１００：
０〜７０：３０、さらに好ましくは１００：０〜９０：
１０である。

【００１８】本発明のプラズマディスプレイパネル用粉
末材料は、熱可塑性樹脂、可塑剤、溶剤等を添加して、
ペーストやグリーンシートの形態で提供される。

【００１９】ペーストの形態で使用する場合、粉末材料
と共に、熱可塑性樹脂、可塑剤、溶剤を使用する。なお
粉末材料のペースト中の含有量としては、３０〜９０質
量％、特に５０〜７０質量％が一般的である。

【００２０】熱可塑性樹脂は、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
〜４０質量％、特に１〜２０質量％の範囲にあることが
好ましい。熱可塑性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。

【００２１】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０〜５０質量％、特に５〜３０質量％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。

【００２２】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５〜６０質量％、特に２０〜５０質
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、トルエン、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
又は混合して使用することができる。

【００２３】このようなペーストを用いて、誘電体層を
形成するには、まず、プラズマディスプレイパネルに用
いられる前面ガラス板に、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３０〜１００μ
ｍ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８０〜１２０℃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。

【００２４】また、グリーンシートの形態で使用すると
焼成後の誘電体層の平坦性をより向上させることができ
る。グリーンシートの作製には、粉末材料と共に熱可塑
性樹脂、可塑剤等を使用する。粉末材料のグリーンシー
ト中の含有量としては、６０〜８０質量％程度が一般的
である。

【００２５】熱可塑性樹脂及び可塑剤としては、上記ペ
ーストの調整の際に用いられるのと同様の熱可塑性樹脂
及び可塑剤を用いることができ、熱可塑性樹脂の混合割
合としては、５〜３０質量％程度が一般的であり、可塑
剤の混合割合は０〜１０％質量％程度が一般的である。

【００２６】グリーンシートを作製する一般的な方法と
しては、粉末材料、熱可塑性樹脂、可塑剤等を用意し、
これらにトルエン等の主溶媒や、イソプロピルアルコー
ル等の補助溶媒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。シ
ート成形後、乾燥させることによって溶媒を除去し、グ
リーンシートとすることができる。

【００２７】以上のようにして得られたグリーンシート
を、Ａｇ電極が形成されたガラス板の上にラミネートし
て５００〜６００℃で５〜１５分間焼成することによっ
て、誘電体層を形成することができる。

【００２８】なお、水分量を調整した粉末材料がＡｇの
黄変を抑えることができる要因は、先述のように脱バイ
ンダー性が良好であるためと推定される。脱バインダー
性が良好な材料は、後の焼成工程で脱ガス放出が起こり
にくいという特徴がある。一方、プラズマディスプレイ
パネルを構成する粉末材料の一種である隔壁材料には、
パネルの放電特性を損なうような脱ガス放出が起こりに
くいことが要求されている。それゆえ本発明のプラズマ
ディスプレイパネル用粉末材料は、誘電体材料用途に限
られるものではなく、隔壁材料等として使用することが
可能である。

【００２９】

【実施例】以下、本発明を実施例に基づいて詳細に説明
する。

【００３０】表１は本発明の実施例（試料Ｎｏ．１）及
び比較例（試料Ｎｏ．２及び３）を示している。

【００３１】

【表１】

【００３２】表１の各試料は、質量％でガラス粉末６５
％、エチルセルロース５％、ジブチルフタレート１５％
及びターピネオール１５％を混練してガラスペーストを
作製した。なお、ガラス粉末は、次のようにして作製し
たものを用いた。質量％でＰｂＯ６５％、Ｂ₂Ｏ₃ ５
％、ＳｉＯ₂ ２５％、ＣａＯ５％、軟化点５９０℃
のガラスとなるように原料を調合し、均一に混合した
後、白金ルツボに入れ、１２５０℃で２時間溶融し、成
形した。続いて、助剤として水を０重量％、０．５重量
％、３．０質量％添加して粉砕し、分級した後、５０％
粒子径が約３μｍの粒度分布を有するガラス粉末を作製
した。こうして得られたガラス粉末の水分量をカールフ
ィッシャー滴定法（測定条件：京都電子工業（株）製カ
ールフィッシャー水分計ＭＫ−ＡII、カールフィッシ
ャー試薬林純薬工業（株）製ハイドラナール−コンポ
ジット１、試料量１ｇ、昇温１０℃／分、６００℃迄測
定）により測定したところ、助剤として水を添加しなか
ったものが０．０５質量％、０．５質量％添加したもの
が０．６１質量％、３．０質量％添加したものが３．１
０質量％であった。尚、水分量が助剤として添加した水
の量より多くなった理由は、雰囲気中の水分を吸着した
ためと推測される。

【００３３】次にＡｇ電極が形成されたソーダライムガ
ラス板の表面に、上記ペーストをスクリーン印刷して、
５９０℃で１０分間焼成することによって膜厚約３０μ
ｍの誘電体層を形成した。続いて、得られた誘電体層の
表面粗さＲａを触針式表面粗さ計を用いて測定した。ま
た、Ａｇ電極周辺部の誘電体層を目視で観察し、着色の
有無を観察した。なお、Ａｇ電極と誘電体層が反応せず
着色が認められなかったものを○、Ａｇ電極と誘電体層
が反応して着色したものを×とした。

【００３４】その結果、本発明の実施例である試料Ｎ
ｏ．１は、ガラス膜の表面粗さＲａが０．５０μｍであ
り、誘電体層の着色も認められなかった。

【００３５】これに対して、比較例である試料Ｎｏ．２
は、表面粗さについては問題なかったが、Ａｇ電極と誘
電体層が反応して着色が認められた。また、試料Ｎｏ．
３は、誘電体層の着色は認められなかったが、表面粗さ
が０．８９μｍと粗かった。

【００３６】

【発明の効果】以上のように本発明のプラズマディスプ
レイ用粉末材料は、水分量を調整したガラス粉末等を用
いているため、平滑で均一な膜厚を有し、残存する泡が
少ない塗布膜を得ることができる。また、Ａｇ電極との
反応を抑えることができる。そのため、プラズマディス
プレイ用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二丁目７番１号日本電気硝子株式会社内Ｆターム(参考） 4G062 AA03 AA08 AA09 AA15 BB04 BB05 DA02 DA03 DA04 DA05 DB01 DC03 DC04 DC05 DD01 DE01 DE02 DE03 DE04 DE05 DF05 DF06 DF07 EA01 EA10 EB01 EC01 ED01 EE01 EE02 EE03 EE04 EF01 EF02 EF03 EF04 EG01 EG02 EG03 EG04 FA01 FA10 FB01 FC01 FD01 FE01 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 MM27 NN26 PP01 PP03 PP04 5C040 GD07

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ガラス粉末若しくはガラス粉末とフィラ
ー粉末の混合粉末からなり、０．１〜２質量％の水分を
含むことを特徴とするプラズマディスプレイパネル用粉
末材料。
【請求項２】ガラス粉末とフィラー粉末の割合が、質
量比で１００：０〜６５：３５であることを特徴とする
請求項１のプラズマディスプレイパネル用粉末材料。
【請求項３】誘電体形成材料であ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イパネル用粉末材
料。
【請求項４】粉末材料としてガラス粉末若しくはガラ
ス粉末とフィラー粉末の混合粉末を含むプラズマディス
プレイパネル用ペーストにおいて、前記粉末材料中の水
分量が０．１〜２質量％であることを特徴とするプラズ
マディスプレイパネル用ペースト。
【請求項５】ガラス粉末とフィラー粉末の割合が、質
量比で１００：０〜６５：３５であることを特徴とする
請求項４のプラズマディスプレイパネル用ペースト。
【請求項６】誘電体形成用ペーストであることを特徴
とする請求項４又は５のプラズマディスプレイパネル用
ペースト。
【請求項７】粉末材料としてガラス粉末若しくはガラ
ス粉末とフィラー粉末の混合粉末を含むプラズマディス
プレイパネル用グリーンシートにおいて、前記粉末材料
中の水分量が０．１〜２質量％であることを特徴とする
プラズマディスプレイパネル用グリーンシート。
【請求項８】ガラス粉末とフィラー粉末の割合が、質
量比で１００：０〜６５：３５であることを特徴とする
請求項７のプラズマディスプレイパネル用グリーンシー
ト。
【請求項９】誘電体形成用グリーンシートであること
を特徴とする請求項７又は８のプラズマディスプレイパ
ネル用グリーンシート。