JP2003226549A - 電極材料、誘電体材料、電極ペースト、誘電体ペーストおよびこれらを用いたプラズマディスプレイパネル - Google Patents
電極材料、誘電体材料、電極ペースト、誘電体ペーストおよびこれらを用いたプラズマディスプレイパネルInfo
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Abstract
電体層に用いることができ、黄変の発生を低減させ得る
ペースト、ならびに当該ペーストを用いた高画質なPD
Pを提供する。 【解決手段】 25〜50重量%のBi2O3、5〜35
重量%のB2O3、10〜20重量%のZnO、5〜20
重量%のBaO、0〜15重量%のSiO2および0〜
10重量%のAl2O3を含むガラス粉末を用いて、プラ
ズマディスプレイパネルの電極および誘電体層を形成す
る。
Description
レイパネルの電極および誘電体層に用いることのできる
ペースト、およびこれを用いたプラズマディスプレイパ
ネルに関する。
スプレイパネル(以下、PDPともいう。)は、OA機
器、情報表示装置および高品位テレビジョンなどの分野
において非常に注目されている。ここで、図1および2
を用いて、従来のPDPの表示原理を説明する。図1
は、プラズマディスプレイパネルの表面側の概略部分断
面図を示し、図2は、プラズマディスプレイパネルの背
面側の概略部分断面図を示す。
けられた2つの表示電極3の間でプラズマを放電させる
ことで、紫外線を発生させ、この紫外線が、背面ガラス
基板2上の隔壁9によって隔てられた蛍光体6を励起
し、可視光を発生させる。発生した可視光は、MgO膜
10、表面誘電体層7および表面ガラス基板1を透過し
て映像として表示される。このとき、背面ガラス基板2
に設けられたアドレス電極5に信号を印加し、どの放電
セルを表示させるかを指定することで、映像の表示を行
う。この場合、表面ガラス基板1および背面ガラス基板
2上には、複数本の線状電極が平行に配置されており、
表面ガラス基板1上の表示電極3と、背面ガラス基板2
上のアドレス電極5とは、互いの線状電極が交差する方
向を向くように重ね合わせてPDPを構成する。
ペーストを、スクリーン印刷法、フォトリソグラフィ法
またはリフトオフ法などを用いて基板の透明電極4上に
塗布し、その後に焼成を行って形成される。また、表面
誘電体層7は、各電極間の絶縁を確保し、プラズマを発
生および維持させるために設けられており、誘電体用ペ
ーストを、スクリーン印刷法、バーコータ法、ロールコ
ータ法、ロールコータ法、ブレードコータ法またはダイ
コータ法などを用いて、表示電極3上に塗布し、乾燥お
よび焼成を行って形成される。そして、背面ガラス基板
2も、アドレス電極5およびその保護膜としての背面誘
電体層8を有し、これらは表面誘電体層7の場合と同様
に形成される。このような従来のPDPにおいては、電
極を構成する導電性金属としてAgが使用されている
(例えば、特許文献1)。
極、誘電体層およびMgO膜を得るために焼成を行った
後に、ガラス基板または誘電体層が黄色に変色する現象
(黄変)が発生し、PDPの画質を著しく劣化させてし
まうという問題がある。特に、表示面である表面ガラス
基板における黄変の発生は重大な問題であり、ハイビジ
ョンTVなどの高精細のパターンでは、この問題はさら
に顕著になる。そこで、本発明の目的は、上記問題点を
解決すること、すなわち、PDPの電極および誘電体層
に用いることができ、黄変の発生を低減させ得るペース
ト、ならびに当該ペーストを用いた高画質なPDPを提
供することにある。
25〜50重量%のBi2O3、5〜35重量%のB
2O3、10〜20重量%のZnO、5〜20重量%のB
aO、0〜15重量%のSiO2および0〜10重量%
のAl2O3を含むガラス粉末と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電極材料を提供する。
粒径および10μm以下の最大粒径を有するのが好まし
い。また、本発明は、上記電極材料と、樹脂および溶剤
を含む有機成分とを含むことを特徴とするプラズマディ
スプレイパネル用電極ペーストを提供する。
2O3、5〜35重量%のB2O3、10〜20重量%のZ
nO、5〜20重量%のBaO、0〜15重量%のSi
O2および0〜10重量%のAl2O3を含むガラス粉末
を含むことを特徴とするプラズマディスプレイパネル用
誘電体材料を提供する。
重量%のBi2O3、15〜35重量%のB2O3、10〜
20重量%のZnO、10〜20重量%のBaO、0〜
10重量%のSiO2および0〜10重量%のAl2O3
を含むのが好ましい。前記ガラス粉末が、さらに0.1
〜2重量%のCuOを含むのが好ましい。また、本発明
は、上記誘電体材料と、樹脂および溶剤を含む有機成分
とを含むことを特徴とするプラズマディスプレイパネル
用誘電体ペーストを提供する。
を含む電極複数個と、第二のガラスを含み前記電極間を
絶縁する誘電体層とを具備し、前記第一のガラスおよび
第二のガラスの少なくとも一方が、25〜50重量%の
Bi2O3、5〜35重量%のB2O3、10〜20重量%
のZnO、5〜20重量%のBaO、0〜15重量%の
SiO2および0〜10重量%のAl2O3を含むことを
特徴とするプラズマディスプレイパネルを提供する。
B2O3を含むのが好ましい。また、前記第二のガラス
が、さらに0.1〜2重量%のCuOを含むのが好まし
い。
ーストについて 本発明に係るPDP用電極材料は、Ag粉末と、25〜
50重量%のBi2O3、5〜35重量%のB2O3、10
〜20重量%のZnO、5〜20重量%のBaO、0〜
15重量%のSiO2および0〜10重量%のAl2O3
を含むガラス粉末とを含むことを特徴とする。また、本
発明に係るPDP用電極ペーストは、上記電極材料と、
樹脂および溶剤を含む有機成分とを含むことを特徴とす
る。
(株)製のAG−4−8およびAG−5−7、ならびに
三井金属(株)製のSPQ08Sなどが挙げられる。ま
た、Ag粉末の粒径については、平均粒径が1〜5μm
で、最大粒径が20μm以下であるのが好ましい。
と、25〜50重量%のBi2O3、5〜35重量%のB
2O3、10〜20重量%のZnOおよび5〜20重量%
のBaOを必須成分として含み、0〜15重量%のSi
O2および0〜10重量%のAl2O3を任意成分として
含む。PDPの電極に用いるガラス粉末に求められる条
件としては、これらを構成するAgとの反応性が低いこ
と、適切な熱膨張係数を有してガラス基板とのマッチン
グに優れること、ならびに誘電体層およびMgO膜より
も高温の500〜600℃で焼成可能であることなどが
挙げられる。
ス粉末としては、例えばPbO2、B2O3、SiO2を含
む鉛系ガラス、およびPbO2、B2O3、SiO2、Al
2O 3、BaOおよびCuOを含む鉛系のYFT340
(旭硝子(株)製)などが挙げられ、これらは、ガラス
基板とAg電極との間、および誘電体層とAg電極との
間において黄変するという問題があった。
成分として含むガラスにおいて、Bi2O3およびB2O3
の量を調整することによって、上記の条件を満たすこと
ができ、PDP用電極ペーストとして用いた場合の黄変
を低減させ得ることを見出し、本発明を完成するに至っ
た。
数が増大し軟化点が低下するという観点から、25〜5
0重量%であるのが好ましい。さらには、30〜45重
量%であるのがより好ましい。また、ガラス骨格を形成
するB2O3は、その量が多すぎると熱膨張係数が低下し
軟化点が高くなるという観点から、5〜35重量%であ
るのが好ましい。さらには、5〜30重量%であるのが
より好ましい。
張係数が増大し透明性を損なうという観点から、10〜
20重量%であるのが好ましい。また、BaOは、その
量が多すぎると軟化点が高くなるという観点から、5〜
20重量%であるのが好ましい。
るSiO2は、その量が多すぎると軟化点が高くなると
いう観点から、0〜15重量%であるのが好ましい。ま
た、もう一つの任意成分であるAl2O3は、その量が多
すぎると軟化点が高くなるという観点から、0〜10重
量%であるのが好ましい。
ガラス基板との結着性を向上させるという理由から、
4.0μm以下であるのが好ましい。さらには、1〜3
μmであるのがより好ましい。また、前記ガラス粉末の
最大粒径は、結着力とAg電極のエッジのストレート性
とをバランスよく実現するという理由から、10μm以
下であるのが好ましい。さらには、5〜8μmであるの
がより好ましい。
る有機成分について説明する。この有機成分は、溶剤お
よび樹脂(バインダー)を含む。前記溶剤としては、例
えば、α−、β−、γ−テルピネオールなどのテルペン
類、エチレングリコールモノアルキルエーテル類、エチ
レングリコールジアルキルエーテル類、ジエチレングリ
コールモノアルキルエーテル類、ジエチレングリコール
ジアルキルエーテル類、エチレングリコールモノアルキ
ルエーテルアセテート類、エチレングリコールジアルキ
ルエーテルアセテート類、ジエチレングリコールモノア
ルキルエーテルアセテート類、ジエチレングリコールジ
アルキルエーテルアセテート類、プロピレングリコール
モノアルキルエーテル類、プロピレングリコールジアル
キルエーテル類、プロピレングリコールモノアルキルエ
ーテルアセテート類、プロピレングリコールジアルキル
エーテルアセテート類、メタノール、エタノール、イソ
プロパノール、1−ブタノールなどのアルコール類など
が挙げられ、これらをそれぞれ単独で、または2種類以
上を混合して用いることができる。
ース、エチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース
などのセルロース系樹脂、ポリブチルアクリレート、ポ
リメタクリレートなどのアクリル系樹脂、アクリル系共
重合体、ポリビニルアルコール、ポリビニルブチラール
などが挙げられ、これらをそれぞれ単独で、または2種
以上を混合して用いることができる。
わない範囲で、本発明に係る電極ペーストには、分散
剤、可塑剤、粘度調節剤、オリゴマー、ポリマー、紫外
線吸収剤、感光性モノマー、光重合開始剤、増感剤など
の添加剤を添加することもできる。
Ag、粉末ガラス、溶剤および樹脂の混合割合(重量
比)としては、Ag:粉末ガラス:溶剤:樹脂が60〜
70:2〜5:15〜20:10〜15(合計100)
であるのが好ましい。特に、Ag:粉末ガラス:溶剤:
樹脂は67:3:18:12であるのが好ましい。これ
らの成分を、3本ローラー、ボールミルまたはサンドミ
ルなど分散機を用いて混合および分散させることによ
り、本発明に係る電極ペーストを得ることができる。
には、このようにして得られた電極ペーストを、例えば
スクリーン印刷法、フォトリソグラフ法またはリフトオ
フ法などを用いて、ガラス基板上に塗布すればよい。乾
燥および焼成については、従来技術に基づき、当業者で
あれば適宜行うことができる。
のBi2O3、5〜35重量%のB2O3、10〜20重量
%のZnO、5〜20重量%のBaO、0〜15重量%
のSiO2および0〜10重量%のAl2O3を含むガラ
ス粉末を含むことを特徴とする。また、本発明に係る誘
電体ペーストは、上記誘電体材料と、樹脂および溶剤を
含む有機成分とを含むことを特徴とする。
i2O3、5〜35重量%のB2O3、10〜20重量%の
ZnOおよび5〜20重量%のBaOを必須成分として
含み、0〜15重量%のSiO2および0〜10重量%
のAl2O3を任意成分として含む。PDPの誘電体に用
いるガラス粉末に求められる条件としては、光透過性に
優れること、最適な誘電率を有すること、ならびに誘電
体そのものの割れおよび基板の割れを防止するために最
適な熱膨張性、および一定温度で焼結し得るように最適
な軟化点を有することなどが挙げられる。
適な電極ペーストを見出したが、これに用いるガラス粉
末をPDPの誘電体にも好適に用いることができること
を見出した。誘電体ペーストに用いるガラス粉末の組成
は、上記電極ペーストに用いるガラス粉末の組成と同じ
でよいが、黄変の抑制という点から、B2O3の含有量は
15〜35重量%であるのが好ましい。また、高い光透
過率を得るという理由から、BaOの含有量は10〜2
0重量%であるのが好ましい。
よび誘電体ペーストに含まれる有機成分については、上
記電極ペーストの場合と同じでよい。ただし、ガラスの
焼結の妨げになるという理由から、可能ならば、例えば
分散剤、可塑剤、粘度調節剤、オリゴマー、ポリマー、
紫外線吸収剤、感光性モノマー、光重合開始剤、増感剤
などの添加剤を添加しないのが望ましい。
る、前記粉末ガラス、溶剤および樹脂の混合割合(重量
比)としては、粉末ガラス:溶剤:樹脂が60〜70:
2〜7:25〜35(合計100)であるのが好まし
い。特に、粉末ガラス:溶剤:樹脂が65:5:30で
あるのが好ましい。これらの成分を、上記電極ペースト
と同様の方法で混合および分散させることにより、本発
明に係る電極ペーストを得ることができる。
ためには、上述のようにして得られた誘電体ペースト
を、例えばスクリーン印刷法、バーコータ法、ロールコ
ータ法、ブレードコータ法またはダイコータ法などを用
いて塗布すればよい。乾燥および焼成の条件は従来どお
りでよい。
P)について 本発明は、上記電極ペーストを用いて形成した電極、お
よび上記誘電体ペーストを用いて形成した誘電体層を有
するプラズマディスプレイパネル(PDP)にも関す
る。
Agを含む電極複数個と、第二のガラスを含み前記電極
間を絶縁する誘電体層とを具備し、前記第一のガラスお
よび第二のガラスの少なくとも一方が、25〜50重量
%のBi2O3、5〜35重量%のB2O3、10〜20重
量%のZnO、5〜20重量%のBaO、0〜15重量
%のSiO2および0〜10重量%のAl2O3を含むこ
とを特徴とするプラズマディスプレイパネルを提供す
る。
B2O3を含むのが好ましく、また、前記第二のガラス
が、さらに0.1〜2重量%のCuOを含むのが好まし
い。PDPの構造としては、種々のものが考えられる
が、本発明に係るPDPは、上記電極ペーストおよび誘
電体ペーストを用いる点に特徴を有するため、その構造
は特に限定されるものではない。例えば、図1および2
に示す構造を採用すればよい。
上述のように従来公知の方法を用いればよい。また、電
極および誘電体層を形成するガラス基板としては、例え
ば日本電気硝子(株)製のPP8を用いればよい。以下
に、実施例を用いて本発明をより詳細に説明するが、本
発明はこれらのみに限定されるものではない。
ルセルロースと、溶剤であるα−テルピネオールとを、
重量混合比4:6で攪拌しながら混合し、有機成分を含
む溶液を調製した。ついで、この溶液と、Ag粉末と、
表1に示す組成を有するガラス粉末(平均粒径1.5μ
m、最大粒径4.5μm)とを、重量比30:3:67
で混合し、3本ローラーで混合および分散させて電極ペ
ーストを調製した。
されていない膜状の電極を形成すべく、ブレードコータ
法でガラス基板(日本電気硝子(株)製のPP8)上に
塗布し、90℃で30分間保持して乾燥した後、580
℃で10分間焼成を行った。得られた電極の厚みは10
μmであった。クロスカット法(JIS K5600−
5−6)を用いて電極の接着強度を評価した。本評価で
は、カットの縁が滑らかで、どの格子の目にも剥がれが
無い場合をOKとした。
ガラス基板(日本電気硝子(株)製のPP8)上にスク
リーン印刷法で塗布し、90℃で30分間保持して乾燥
した後、590℃で10分間焼成を行った。得られた電
極の厚みは10μmであった。色彩色差計を用いて、ガ
ラス基板の着色度を示すb値を測定した。得られたb値
から、Agそのもののb値およびガラス基板そのものの
b値を差し引いて得られた値を、黄変度とみなして、ガ
ラス基板の着色度合いを評価した。黄変度が1.5以下
であれば、ガラス基板の黄変はほとんど観測されないた
め、黄変度が1.5以下のものをOKとした。なお、こ
こでいう黄変度は、Ag電極に関する評価とした。ま
た、総合判定として、剥がれが無く、かつ黄変度が1.
5以下の場合をOKとし、〇と表記した。それ以外は×
と表記した。結果を表1に示した。
ガラスとして、酸化物換算表記で、Bi2O3を25〜5
0重量%、B2O3を5〜35重量%、ZnOを10〜2
0重量%、BaOを5〜20重量%、SiO2を0〜1
5重量%、およびAl2O3を0〜10重量%を含む組成
のガラスを用いることにより、ガラス基板との接着強度
が強く、パネルの黄変が少ない電極を形成することがで
きる。
成、平均粒径および最大粒径を有するガラス粉末を用い
た他は、実験例1と同様にして電極ペーストを調製し、
同様にして接着強度および黄変度を評価した。結果を表
2に示した。
含まれるガラス粉末の平均粒径が4.0μm以下で最大
粒径が10μm以下の場合、形成した電極とガラス基板
との接着強度が強く、PDPの黄変を低減させることが
できる。
エチルセルロースと、溶剤であるα−テルピネオールと
を、重量混合比5:30で攪拌しながら混合し、有機成
分を含む溶液を調製した。ついで、この溶液と、表3お
よび4に示す組成を有するガラス粉末(平均粒径2μ
m、最大粒径8μm)とを、重量比65:35で混合
し、3本ローラーで混合および分散させて誘電体ペース
トを調製した。
る電極ペーストを用いて作製した電極を有するガラス基
板上に、ブレードコーター法で塗布し、90℃で30分
間保持して乾燥した後、580℃で10分間焼成を行っ
た。得られた誘電体層の厚みは40μmであった。色彩
色差計を用いて、ガラス基板の着色度を示すb値を測定
した。得られたb値から、Agそのもののb値およびガ
ラス基板そのもののb値を差し引いて得られた値を、黄
変度とみなして、ガラス基板の着色度合いを評価した。
黄変度が1.5以下であれば、ガラス基板の黄変はほと
んど観測されないため、黄変度が1.5以下のものをO
Kとした。なお、ここでいう黄変度は、Ag電極上に形
成した誘電体層に関する評価とした。
電極を有しないガラス基板(日本電気硝子(株)製のP
P8)上にブレードコーター法で塗布し、90℃で30
分間保持して乾燥した後、580℃で10分間焼成を行
った。得られた電極の厚みは40μmであった。誘電体
層の全光線透過率(波長=550nm)を測定した。ハ
イビジョンTVなどの高精細パターンで高輝度および高
画質を達成するためには、VGAでは85%以上、XG
Aでは90%以上必要であると考えられる(松下電器産
業株式会社内基準)。よって、ここでは、85%以上を
OKとした。
で全光線透過率85%以上の場合をOKとし、〇と表記
した。それ以外は×と表記した。また、黄変度が1.2
以下、および全光線透過率90%以上の少なくとも一方
を満たしている場合は、〇のなかでもより良好な性能が
示されているため、◎と表記した。結果を表3および4
に示した。
極付ガラス基板を用い、誘電体層のガラスとして、酸化
物換算表記で、Bi2O3を25〜50重量%、B2O3を
5〜35重量%、ZnOを10〜20重量%、BaOを
5〜20重量%、SiO2を0〜15重量%、およびA
l2O3を0〜10重量%含む組成のガラスを用いること
により、黄変が少ないPDPを得ることができる。
換算表記で、Bi2O3を25〜40重量%、B2O3を1
5〜35重量%、ZnOを10〜20重量%、BaOを
10〜20重量%、SiO2を0〜10重量%、および
Al2O3を0〜10重量%含む組成のガラスを用いるこ
とにより、黄変が少なく透過性の高いPDPを得ること
ができる。
を酸化物換算表記で0.1〜2重量%添加することによ
り、さらに黄変が少なく、高い透過率を有するPDPを
得ることができる。
電体層に用いることができ、黄変の発生を低減させ得る
ペースト、ならびに当該ペーストを用いた高輝度で高画
質なPDPを提供することができる。
面図である。
面図である。
Claims (10)
- 【請求項1】 Ag粉末と、25〜50重量%のBi2
O3、5〜35重量%のB2O3、10〜20重量%のZ
nO、5〜20重量%のBaO、0〜15重量%のSi
O2および0〜10重量%のAl2O3を含むガラス粉末
とを含むことを特徴とするプラズマディスプレイパネル
用電極材料。 - 【請求項2】 前記ガラス粉末が、4.0μm以下の平
均粒径および10μm以下の最大粒径を有することを特
徴とする請求項1記載のプラズマディスプレイパネル用
電極材料。 - 【請求項3】 請求項1または2記載の電極材料と、樹
脂および溶剤を含む有機成分と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電極ペースト。 - 【請求項4】 25〜50重量%のBi2O3、5〜35
重量%のB2O3、10〜20重量%のZnO、5〜20
重量%のBaO、0〜15重量%のSiO2および0〜
10重量%のAl2O3を含む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イパネル用誘電体材料。 - 【請求項5】 前記ガラス粉末が、25〜40重量%の
Bi2O3、15〜35重量%のB2O3、10〜20重量
%のZnO、10〜20重量%のBaO、0〜10重量
%のSiO2および0〜10重量%のAl2O3を含むこ
とを特徴とする請求項4記載のプラズマディスプレイ用
誘電体材料。 - 【請求項6】 前記ガラス粉末が、さらに0.1〜2重
量%のCuOを含むことを特徴とする請求項4または5
記載のプラズマディスプレイパネル用誘電体材料。 - 【請求項7】 請求項4〜6のいずれかに記載の誘電体
材料と、樹脂および溶剤を含む有機成分とを含むことを
特徴とするプラズマディスプレイパネル用誘電体ペース
ト。 - 【請求項8】 第一のガラスおよびAgを含む電極複数
個と、第二のガラスを含み前記電極間を絶縁する誘電体
層とを具備し、 前記第一のガラスおよび第二のガラスの少なくとも一方
が、25〜50重量%のBi2O3、5〜35重量%のB
2O3、10〜20重量%のZnO、5〜20重量%のB
aO、0〜15重量%のSiO2および0〜10重量%
のAl2O3を含むことを特徴とするプラズマディスプレ
イパネル。 - 【請求項9】 前記第二のガラスが、15〜35重量%
のB2O3を含むことを特徴とする請求項8記載のプラズ
マディスプレイパネル。 - 【請求項10】 前記第二のガラスが、さらに0.1〜
2重量%のCuOを含むことを特徴とする請求項7また
は8記載のプラズマディスプレイパネル。
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| JP2002342693A JP2003226549A (ja) | 2001-11-30 | 2002-11-26 | 電極材料、誘電体材料、電極ペースト、誘電体ペーストおよびこれらを用いたプラズマディスプレイパネル |
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|---|---|
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