JP2005219942A - Lead-free low melting point glass - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide lead-free low melting point glass having no continuous pore, small influence on human body or environment and excellent electric insulating property and free from yellowing. <P>SOLUTION: The SiO<SB>2</SB>-B<SB>2</SB>O<SB>3</SB>-ZnO-R<SB>2</SB>O-RO-based lead-free low melting point glass contains SiO<SB>2</SB>of 0.1-8, B<SB>2</SB>O<SB>3</SB>of 30-45, ZnO of 15-35, Li<SB>2</SB>O of 0.1-5, R<SB>2</SB>O (Na<SB>2</SB>O+K<SB>2</SB>O excluding Li<SB>2</SB>O) of 0-10 and RO (MgO+CaO+SrO+BaO) of 10-40, by wt.%, wherein Sn of 0.1-10 and Cu of 0.1-5 by wt.% expressed in terms of oxide can be contained, the weight ratio of (B<SB>2</SB>O<SB>3</SB>+Li<SB>2</SB>O+R<SB>2</SB>O)/SiO<SB>2</SB>is >8 and ≤30, the weight ratio of Li<SB>2</SB>O/SiO<SB>2</SB>is ≥0.2 and ≤1, the weight ratio of B<SB>2</SB>O<SB>3</SB>/ZnO of ≥1 and ≤2.5, the coefficient of linear expansion at 30-300°C is (65-95)×10<SP>-7</SP>/°C and the softening point is ≥500°C and ≤630°C. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

本発明は、プラズマディスプレイパネル、液晶表示パネル、エレクトロルミネッセンスパネル、蛍光表示パネル、エレクトロクロミック表示パネル、発光ダイオード表示パネル、ガス放電式表示パネル等に代表される電子材料基板用の絶縁性被膜材料及び封着材料として用いられる低融点ガラスに関する。   The present invention relates to an insulating coating material for an electronic material substrate typified by a plasma display panel, a liquid crystal display panel, an electroluminescence panel, a fluorescent display panel, an electrochromic display panel, a light emitting diode display panel, a gas discharge display panel, and the like. The present invention relates to a low melting point glass used as a sealing material.

近年の電子部品の発達に伴い、プラズマディスプレイパネル、液晶表示パネル、エレクトロルミネッセンスパネル、蛍光表示パネル、エレクトロクロミック表示パネル、発光ダイオード表示パネル、ガス放電式表示パネル等、多くの種類の表示パネルが開発されている。その中でも、プラズマディスプレイパネル(以下、PDPと略す)が薄型かつ大型の平板型カラー表示装置として注目を集めている。PDPにおいては、表示面として使用される前面基板と背面基板の間に多くのセルを有し、そのセル中でプラズマ放電させることにより画像が形成される。このセルは、隔壁で区画形成されており、画像を形成する各画素での表示状態を制御するため、各画素単位に電極が形成されている。   With the recent development of electronic components, many types of display panels such as plasma display panels, liquid crystal display panels, electroluminescence panels, fluorescent display panels, electrochromic display panels, light emitting diode display panels, and gas discharge display panels have been developed. Has been. Among them, a plasma display panel (hereinafter abbreviated as PDP) is attracting attention as a thin and large flat color display device. In a PDP, a large number of cells are provided between a front substrate and a rear substrate used as a display surface, and an image is formed by performing plasma discharge in the cells. This cell is partitioned by partition walls, and an electrode is formed for each pixel unit in order to control the display state of each pixel forming an image.

図1に示すように、PDPパネルは前面ガラス板1と背面ガラス板2の間に挟まれ、前面ガラス板1と背面ガラス板2は封止材3でシールされている。パネルの前部には前面ガラス板1、透明電極4、バス電極5、透明誘電体6及び保護膜があり、背面部には背面ガラス板2、アドレス電極8、白色誘電体9、蛍光体10、隔壁11がある。紫外線12は蛍光体10の作用により可視光13となるのが一般的である。   As shown in FIG. 1, the PDP panel is sandwiched between a front glass plate 1 and a back glass plate 2, and the front glass plate 1 and the back glass plate 2 are sealed with a sealing material 3. There are a front glass plate 1, a transparent electrode 4, a bus electrode 5, a transparent dielectric 6 and a protective film at the front of the panel, and a back glass plate 2, an address electrode 8, a white dielectric 9, and a phosphor 10 on the back. There is a partition wall 11. Generally, the ultraviolet rays 12 become visible light 13 due to the action of the phosphor 10.

例えば、PDPの前面或いは背面基板上には導電体として透明電極(ITO等)およびバス、アドレス電極(Cr-Cu-Cr;Cuに代えてAlの場合もある)が配置される。これらを被覆する形態で誘電体層が形成され、誘電体層が形成された前面、背面基板間にガスを封入し、パネル構造を形成する。ところで、上記のような誘電体には低融点ガラスが使用されており、構造を形成するに際しては、電極が配置された基板上に低融点ガラスペーストを塗布し且つ焼成して誘電体膜を形成する。   For example, a transparent electrode (ITO or the like), a bus, and an address electrode (Cr—Cu—Cr; may be Al instead of Cu) are disposed as conductors on the front or back substrate of the PDP. A dielectric layer is formed so as to cover them, and a gas is sealed between the front and back substrates on which the dielectric layer is formed to form a panel structure. By the way, low melting point glass is used for the dielectric as described above, and when forming a structure, a low melting point glass paste is applied on a substrate on which electrodes are arranged and fired to form a dielectric film. To do.

従来、低融点ガラス、例えば基板被覆用低融点ガラスには鉛系のガラスが採用されてきた。鉛成分はガラスを低融点とするうえで重要な成分ではあるものの、人体や環境に与える弊害が大きく、近年その採用を避ける趨勢にある。しかしながら、鉛系ガラスを無鉛低融点ガラスに変更した場合、形成された誘電体膜と銅電極の界面に連続細孔が生じ、パネル形成後に封入ガスがリークする不具合が生じた。   Conventionally, lead glass has been employed for low melting glass, for example, low melting glass for coating a substrate. Although the lead component is an important component for making the glass have a low melting point, it has a great detrimental effect on the human body and the environment, and in recent years it tends to be avoided. However, when lead-based glass is changed to lead-free low-melting glass, continuous pores are formed at the interface between the formed dielectric film and the copper electrode, resulting in a problem that the sealed gas leaks after the panel is formed.

本発明者は、基板表面を直に被覆し、又は基板に配した導電体、半導体パターンを被覆するための透明かつ電気絶縁性を有するSiO−B−BaO−ZnO系低融点ガラスであって、30℃〜300℃における線熱膨張係数が(65〜95)×10−7/℃、軟化点が600℃以下、常温下周波数1MHzにおける誘電率が7.5以下である低融点ガラス、特に表示パネル用基板に配した透明電極線パターン上に被膜形成するための低融点ガラスを開示している(特許文献1参照)。 The present inventor has disclosed a SiO 2 —B 2 O 3 —BaO—ZnO-based low melting glass having a transparent and electrically insulating property for covering a substrate surface directly or covering a conductor or semiconductor pattern. A low melting point having a coefficient of linear thermal expansion at 30 ° C. to 300 ° C. of (65 to 95) × 10 −7 / ° C., a softening point of 600 ° C. or less, and a dielectric constant of 7.5 or less at room temperature and a frequency of 1 MHz. A low-melting glass for forming a film on a transparent electrode line pattern disposed on a glass, particularly a display panel substrate, is disclosed (see Patent Document 1).

また、例えば、PbOとCuOの含有量を限定したプラズマディスプレイ用材料(例えば、特許文献2参照)が、PbO、B、SiO、CaOの他BaO+SrO+MgOの含有量を限定したプラズマディスプレイ用材料(例えば、特許文献3参照)が開示されている。さらに、ガス放電表示装置用に開発されたZnO、B、SiO、Alの組成を限定した低誘電率ガラス組成物が開示されている(例えば、特許文献4参照)。
特開2002−12445号公報 特開2001−52621号公報 特開2001−80934号公報 特開平9−278482号公報
In addition, for example, a plasma display material in which the contents of PbO and CuO are limited (see, for example, Patent Document 2) is used for a plasma display in which the contents of BaO + SrO + MgO are limited in addition to PbO, B 2 O 3 , SiO 2 , and CaO. Materials (for example, see Patent Document 3) are disclosed. Furthermore, a low dielectric constant glass composition limited to the composition of ZnO, B 2 O 3 , SiO 2 , and Al 2 O 3 developed for gas discharge display devices is disclosed (for example, see Patent Document 4).
Japanese Patent Laid-Open No. 2002-12445 JP 2001-52621 A JP 2001-80934 A JP-A-9-278482

PDPを始めとする電子材料では、環境の問題から無鉛化が検討されており、一方ではより厳密な製造条件、さらには品質が求められている。このため、従来は問題とならなかったこともクローズアップされ、大きな問題点として取り上げられることがある。その一つに、例えばPDPで用いられる電極の横に発生する連続細孔、すなわち低融点ガラスと金属電極の導電体部分とが接する部分に生じる連続細孔の問題がある。これは、近年問題が顕在化した新しい問題で、従来にはみられなかったものである。従って、これまではほとんど意識されておらず、またこのような問題の発生も認められなかった。この連続細孔問題については、どのような製造条件が影響しているのかも不明であり、当然ながらその対策も分からず、最近のPDPを始めとする電子材料の大きな問題として産業の発達を阻害する因子となりつつある。   In electronic materials such as PDP, lead-free is being studied due to environmental problems, and on the other hand, more strict manufacturing conditions and quality are required. For this reason, what has not been a problem in the past is also highlighted and may be taken up as a major problem. For example, there is a problem of continuous pores generated beside electrodes used in PDPs, that is, continuous pores generated at the portion where the low melting point glass and the conductor portion of the metal electrode are in contact. This is a new problem that has become apparent in recent years and has not been seen in the past. Therefore, until now, almost no awareness was given, and the occurrence of such problems was not recognized. It is also unclear what manufacturing conditions are affecting the continuous pore problem, and of course the countermeasures are not known, and as a major problem in electronic materials such as recent PDPs, industrial development is hindered. It is becoming a factor.

開示された文献をみても、この連続細孔問題に関しては記載されておらず、有効な対策は不明である。すなわち、特開2002−12445号公報の方法では人体や環境に与える影響を小さくし、電気絶縁性に優れるというメリットがある。また、特開2001−52621号公報及び特開2001−80934号公報は、黄変に対してはかなりの改良が認められる。しかし、本発明で問題としている連続細孔対策に対しては有効ではない。また、鉛を含んでいるという基本的な問題もある。さらに、特開平9−278482号公報ではガラスの誘電率を下げることに着目され、本発明での問題は明示されていない。   Even when the disclosed literature is viewed, this continuous pore problem is not described, and an effective countermeasure is unknown. That is, the method disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2002-12445 has an advantage that the influence on the human body and the environment is reduced and the electrical insulation is excellent. In addition, JP-A-2001-52621 and JP-A-2001-80934 show a considerable improvement against yellowing. However, it is not effective for measures against continuous pores, which is a problem in the present invention. There is also a basic problem of containing lead. Further, JP-A-9-278482 focuses on lowering the dielectric constant of glass, and the problem in the present invention is not clearly indicated.

本発明は、透明絶縁性の無鉛低融点ガラスにおいて、重量%でSiOを0.1〜8、Bを30〜45、ZnOを15〜35、LiOを0.1〜5及びRO(NaO+KO、但しLiOを除く)を0〜10、RO(MgO+CaO+SrO+BaO)を10〜40含むことを特徴とするSiO−B−ZnO−RO−RO系無鉛低融点ガラスである。 The present invention provides a transparent insulating lead-free low-melting-point glass, the SiO 2 by weight% 0.1~8, B 2 O 3 30 to 45, 15 to 35 to ZnO, the Li 2 O 0.1 to 5 And R 2 O (Na 2 O + K 2 O, excluding Li 2 O) 0-10, RO (MgO + CaO + SrO + BaO) 10-40, SiO 2 —B 2 O 3 —ZnO—R 2 O -RO-based lead-free low-melting glass.

また、酸化物に換算したSnが重量%で0.1〜10含むことを特徴とする上記の無鉛低融点ガラスである。   Further, the lead-free low-melting glass as described above, wherein Sn converted to an oxide contains 0.1 to 10% by weight.

また、酸化物に換算したCuが重量%で0.1〜5含むことを特徴とする上記の無鉛低融点ガラスである。   Moreover, it is said lead-free low melting glass characterized by containing 0.1-5 by weight% Cu converted into an oxide.

また、(B+LiO+RO)/SiOの重量比が8を越えて30以下であることを特徴とする上記の無鉛低融点ガラスである。 The lead-free low-melting glass as described above, wherein the weight ratio of (B 2 O 3 + Li 2 O + R 2 O) / SiO 2 exceeds 8 and is 30 or less.

また、LiO/SiOの重量比が0.2以上1以下であることを特徴とする上記の無鉛低融点ガラスである。 The lead-free low-melting glass is characterized in that the Li 2 O / SiO 2 weight ratio is 0.2 or more and 1 or less.

また、B/ZnOの重量比が1以上2.5以下であることを特徴とする上記の無鉛低融点ガラスである。 Further, the lead-free low-melting glass according to the above, wherein the weight ratio of B 2 O 3 / ZnO is 1 or more and 2.5 or less.

また、30℃〜300℃における線熱膨張係数が(65〜95)×10−7/℃、軟化点が500℃以上630℃以下である上記の無鉛低融点ガラスである。 Moreover, it is said lead-free low melting glass whose linear thermal expansion coefficient in 30 degreeC-300 degreeC is (65-95) * 10 < -7 > / degreeC, and a softening point is 500 degreeC or more and 630 degrees C or less.

さらに、上記の無鉛低融点ガラスを使っている電子材料用基板である。   Furthermore, it is an electronic material substrate using the above lead-free low-melting glass.

さらにまた、上記の無鉛低融点ガラスを使っているPDP用パネルである。   Still further, the present invention is a PDP panel using the above lead-free low melting point glass.

従来解決できていなかった連続細孔がなく、人体や環境に与える影響が小さく、電気絶縁性に優れ、かつ黄変もない無鉛低融点ガラスを開発することができた。   Lead-free low-melting glass that has no continuous pores that could not be solved in the past, has a small effect on the human body and the environment, is excellent in electrical insulation, and has no yellowing has been developed.

本発明は、透明絶縁性の無鉛低融点ガラスにおいて、重量%でSiOを0.1〜8、Bを30〜45、ZnOを15〜35、LiOを0.1〜5及びRO(NaO+KO、但しLiOを除く)を0〜10、RO(MgO+CaO+SrO+BaO)を10〜40含むことを特徴とするSiO−B−ZnO−RO−RO系無鉛低融点ガラスである。 The present invention provides a transparent insulating lead-free low-melting-point glass, the SiO 2 by weight% 0.1~8, B 2 O 3 30 to 45, 15 to 35 to ZnO, the Li 2 O 0.1 to 5 And R 2 O (Na 2 O + K 2 O, excluding Li 2 O) 0-10, RO (MgO + CaO + SrO + BaO) 10-40, SiO 2 —B 2 O 3 —ZnO—R 2 O -RO-based lead-free low-melting glass.

SiOはガラス形成成分であり、別のガラス形成成分であるBと共存させることにより、安定したガラスを形成することができるもので、0.1〜8%(重量%、以下においても同様である)で含有させることが好ましい。0.1%未満であると、上記の効果が小さくなりすぎる。しかし、8%を越えると、ガラスの軟化点が上昇し、成形性、作業性が困難となる。 SiO 2 is a glass forming component, and can coexist with B 2 O 3 which is another glass forming component to form a stable glass. It is preferable to contain the same. If it is less than 0.1%, the above effect is too small. However, if it exceeds 8%, the softening point of the glass rises, and the formability and workability become difficult.

なお、例えばPDPの製作においては電極線パターン上に一旦絶縁性被膜を形成後、パネル周縁部の電極線取り出し部を形成すべく、該部に被覆した絶縁性被膜を酸により溶解除去する作業操作を行うが、過多であると必要以上に耐酸性が増大し、溶解が困難になるので、SiOの重量%は5%以下とするのが好ましい。より好ましくは1〜4%の範囲である。 For example, in the production of a PDP, an insulating film is once formed on the electrode line pattern, and then the insulating film coated on the part is dissolved and removed with an acid so as to form an electrode line extraction part on the peripheral edge of the panel. However, if the amount is excessive, the acid resistance increases more than necessary and the dissolution becomes difficult. Therefore, the weight percent of SiO 2 is preferably 5% or less. More preferably, it is 1 to 4% of range.

はSiO同様のガラス形成成分であり、ガラス溶融を容易とし、ガラスの線熱膨張係数において過度の上昇を抑え、かつ、焼付け時にガラスに適度の流動性を与え、SiOとともにガラスの誘電率を低下させるものである。ガラス中に30〜45%の範囲で含有させるのが好ましい。30%未満ではガラスの流動性が不充分となり、焼結性が損なわれる。他方45%を越えるとガラスの安定性を低下させる。より好ましくは35〜40%の範囲である。 B 2 O 3 is a glass-forming component similar to SiO 2 , facilitates glass melting, suppresses an excessive increase in the linear thermal expansion coefficient of the glass, gives moderate fluidity to the glass during baking, and together with SiO 2 It reduces the dielectric constant of glass. It is preferable to make it contain in 30 to 45% of range in glass. If it is less than 30%, the fluidity of the glass becomes insufficient and the sinterability is impaired. On the other hand, if it exceeds 45%, the stability of the glass is lowered. More preferably, it is 35 to 40% of range.

ZnOはガラスの軟化点を下げ、適度に流動性を与え、線熱膨張係数を適宜範囲に調整するもので、ガラス中に15〜35%の範囲で含有させるのが好ましい。15%未満では上記作用を発揮し得ず、他方35%を越えるとガラスが不安定となり失透を生じ易い。より好ましくは20〜30%の範囲である。   ZnO lowers the softening point of glass, imparts moderate fluidity, and adjusts the linear thermal expansion coefficient to an appropriate range, and is preferably contained in the glass in a range of 15 to 35%. If it is less than 15%, the above-mentioned effect cannot be exhibited, and if it exceeds 35%, the glass becomes unstable and devitrification tends to occur. More preferably, it is 20 to 30% of range.

LiOはガラスの軟化点を下げ、適度に流動性を与え、線熱膨張係数を適宜範囲に調整しつつ、連続細孔の発生を抑制するものであり、0.1〜5%の範囲で含有させることが好ましい。0.1%未満では上記作用を発揮し得ず、他方5%を越えると失透を生じ易い。より好ましくは1〜3%の範囲である。 Li 2 O lowers the softening point of glass, imparts moderate fluidity, and suppresses the generation of continuous pores while adjusting the linear thermal expansion coefficient to an appropriate range, and is in the range of 0.1 to 5%. It is preferable to contain. If it is less than 0.1%, the above-mentioned action cannot be exhibited, and if it exceeds 5%, devitrification tends to occur. More preferably, it is 1 to 3% of range.

O(NaO、KO、但しLiOは除く)はガラスの軟化点を下げ、適度に流動性を与え、線熱膨張係数を適宜範囲に調整するものであり、0〜10%の範囲で含有させることが好ましい。10%を越えると線熱膨張係数を過度に上昇させ、また、電極との反応が顕著となり大泡を生じる。より好ましくは3〜7%の範囲である。 R 2 O (Na 2 O, K 2 O, excluding Li 2 O) lowers the softening point of glass, imparts moderate fluidity, and adjusts the linear thermal expansion coefficient to an appropriate range. It is preferable to make it contain in 10% of range. If it exceeds 10%, the linear thermal expansion coefficient is excessively increased, and the reaction with the electrode becomes remarkable, resulting in large bubbles. More preferably, it is 3 to 7% of range.

RO(MgO、CaO、SrO及びBaO等)はガラスの軟化点を下げ、適度に流動性を与え、線熱膨張係数を適宜範囲に調整するもので、10〜40%の範囲で含有させることが好ましい。10%未満では上記作用を発揮しえず、40%を越えると溶融性や失透問題が発生する。より好ましくは20〜30%の範囲である。   RO (MgO, CaO, SrO, BaO, etc.) lowers the softening point of glass, imparts moderate fluidity, and adjusts the linear thermal expansion coefficient to an appropriate range, and is contained in the range of 10 to 40%. preferable. If it is less than 10%, the above effect cannot be exhibited, and if it exceeds 40%, meltability and devitrification problems occur. More preferably, it is 20 to 30% of range.

また、酸化物に換算したSnが0.1〜10重量%含むことが好ましい。電子材料基板、例えばPDPで用いられる電極の横に発生する連続細孔問題に対しては、Snの含有が極めて有効となることが多いためである。しかし、10%を越えるとガラスが不安定となり、電極との反応泡が生じることもある。より好ましくは0.1〜5%、さらに好ましくは0.1〜3%である。   Moreover, it is preferable that Sn converted to an oxide contains 0.1 to 10% by weight. This is because the inclusion of Sn is often extremely effective for the problem of continuous pores occurring beside electrodes used in electronic material substrates, for example, PDPs. However, if it exceeds 10%, the glass becomes unstable, and reaction bubbles with the electrode may be generated. More preferably, it is 0.1-5%, More preferably, it is 0.1-3%.

また、酸化物に換算したCuが0.1〜5重量%含むことが好ましい。電子材料基板、例えばPDPで用いられる電極の横に発生する単独細孔問題に対しては、Cuの含有が極めて有効となることが多いためである。しかし、5%を越えるとガラスが不安定となり、失透が生じる。より好ましくは0.1〜1%、さらに好ましくは0.2〜0.5%である。   Moreover, it is preferable that Cu converted into an oxide contains 0.1 to 5 weight%. This is because the inclusion of Cu is often very effective for the problem of single pores occurring beside an electrode used in an electronic material substrate, for example, a PDP. However, if it exceeds 5%, the glass becomes unstable and devitrification occurs. More preferably, it is 0.1 to 1%, More preferably, it is 0.2 to 0.5%.

(B+LiO+RO)/SiOの重量比が8を越えて30以下であることが好ましい。(B+LiO+RO)/SiOの重量比は重要であり、その比が8を越えないと連続細孔が発生し、30を越えると熔融時の成分の揮発が激しくなる。より好ましくは、10から20である。 The weight ratio of (B 2 O 3 + Li 2 O + R 2 O) / SiO 2 is preferably more than 8 and 30 or less. The weight ratio of (B 2 O 3 + Li 2 O + R 2 O) / SiO 2 is important. If the ratio does not exceed 8, continuous pores are generated, and if it exceeds 30, volatilization of components during melting becomes severe. . More preferably, it is 10-20.

LiO/SiOの重量比が0.2以上1以下であることが好ましい。0.2未満ではLiOの効果を阻害し、1を越えると安定性を劣化させる。 The weight ratio of Li 2 O / SiO 2 is preferably 0.2 or more and 1 or less. If it is less than 0.2, the effect of Li 2 O is inhibited, and if it exceeds 1, stability is deteriorated.

/ZnOの重量比が1以上2.5以下であることが好ましい。B/ZnOの重量比は重要であり、その比が1未満であると結晶化しやすくなる問題があり、2.5を越えると軟化点が高くなりすぎる。より好ましくは、1.2〜2.2の範囲である。 The weight ratio of B 2 O 3 / ZnO is preferably 1 or more and 2.5 or less. The weight ratio of B 2 O 3 / ZnO is important, and if the ratio is less than 1, there is a problem that crystallization tends to occur, and if it exceeds 2.5, the softening point becomes too high. More preferably, it is the range of 1.2-2.2.

実質的にPbOを含まないことにより、人体や環境に与える影響を皆無とすることができる。ここで、実質的にPbOを含まないとは、PbOがガラス原料中に不純物として混入する程度の量を意味する。例えば、低融点ガラス中における0.3wt%以下の範囲であれば、先述した弊害、すなわち人体、環境に対する影響、絶縁特性等に与える影響は殆どなく、実質的にPbOの影響を受けないことになる。   By substantially not containing PbO, it is possible to eliminate the influence on the human body and the environment. Here, “substantially free of PbO” means an amount of PbO mixed as an impurity in the glass raw material. For example, if it is in the range of 0.3 wt% or less in the low-melting glass, there is almost no influence on the adverse effects described above, that is, the influence on the human body and the environment, the insulation characteristics, etc., and it is not substantially affected by PbO. Become.

さらに、30℃〜300℃における線熱膨張係数が(65〜95)×10−7/℃、軟化点が500℃以上630℃以下であることが好ましい。線熱膨張係数が(65〜95)×10−7/℃を外れると厚膜形成時に被膜の剥離、基板の反り等の問題が発生する。より好ましくは、(75〜85)×10−7/℃の範囲である。また、軟化点が630℃を越えると基板の軟化変形などの問題が発生する。より好ましくは、540℃以上590℃以下である。 Furthermore, it is preferable that the linear thermal expansion coefficient at 30 ° C. to 300 ° C. is (65 to 95) × 10 −7 / ° C. and the softening point is 500 ° C. or more and 630 ° C. or less. If the linear thermal expansion coefficient deviates from (65 to 95) × 10 −7 / ° C., problems such as peeling of the coating film and warping of the substrate occur when forming a thick film. More preferably, it is in the range of (75 to 85) × 10 −7 / ° C. If the softening point exceeds 630 ° C., problems such as softening deformation of the substrate occur. More preferably, it is 540 degreeC or more and 590 degrees C or less.

さらにまた、上記の低融点ガラスを使っている電子材料用基板である。上述の低融点ガラスを使うことにより、連続細孔のない電子材料用基板とすることができる。   Furthermore, it is a substrate for electronic materials using the low melting point glass. By using the low melting point glass described above, a substrate for electronic material having no continuous pores can be obtained.

さらにまた、上記の低融点ガラスを使っているPDP用パネルである。上述の低融点ガラスを使うことにより、連続細孔のないPDP用パネルとすることができる。   Furthermore, the present invention is a PDP panel using the above-mentioned low melting point glass. By using the low melting point glass described above, a PDP panel without continuous pores can be obtained.

なお、本発明の無鉛低融点ガラスは、例えばPDP用ガラスの前面板でも背面板でも使用することができる。背面板として使用するときは、封着材、被覆材として用いられ、粉末化して使用されることが多い。この粉末化されたガラスは、必要に応じてムライトやアルミナに代表される低膨張セラミックスフィラー、耐熱顔料等と0.6{ガラス/(ガラス+フィラー)重量比}以上で混合され、次に有機オイルと混練してペースト化されるのが一般的である。   The lead-free low-melting glass of the present invention can be used, for example, on the front plate or the back plate of PDP glass. When used as a back plate, it is used as a sealing material or a covering material, and is often used after being powdered. This powdered glass is mixed with a low expansion ceramic filler represented by mullite or alumina, a heat-resistant pigment, etc. at a ratio of 0.6 {glass / (glass + filler) weight ratio} or more, and then organically. Generally, it is kneaded with oil to form a paste.

ガラス基板としては透明なガラス基板、特にソーダ石灰シリカ系ガラス、または、それに類似するガラス(高歪点ガラス)、あるいは、アルカリ分の少ない(又は殆ど無い)アルミノ石灰ホウ珪酸系ガラスが多用されている。   As the glass substrate, a transparent glass substrate, particularly soda-lime-silica glass, or similar glass (high strain point glass), or an alumino-lime borosilicate glass with little (or almost no) alkali content is used. Yes.

以下、実施例に基づき、説明する。
(PDP用前面ガラス基板)
前面ガラス基板は、クリアーなソーダ石灰系ガラスあるいはそれに組成、熱物性等が類似したガラスからなる。前面ガラス基板の表面(片面)にはパターニングされた透明電極線、例えば酸化インジウム−錫 (ITO)系、または酸化錫(SnO)系の電極線をスパッタリング法やCVD法により施す。
Hereinafter, a description will be given based on examples.
(Front glass substrate for PDP)
The front glass substrate is made of clear soda-lime glass or glass having a similar composition, thermophysical properties, and the like. A patterned transparent electrode wire, for example, an indium oxide-tin (ITO) -based or tin oxide (SnO 2 ) -based electrode wire is applied to the surface (one surface) of the front glass substrate by a sputtering method or a CVD method.

更に、透明電極線の一部を覆って、バス電極線としてクロム−銅−クロム(Cr-Cu-Cr)[もしくは銅に代わりアルミニウムが使用される]が形成される。その上層に本発明にかかる低融点ガラスよりなる透明絶縁性被膜(以下絶縁性被膜という)を施す。絶縁性被膜は、予め製造、整粒した低融点ガラス粉とペーストオイルからなる混合物をスクリーン印刷等により前面基板および透明電極線上に塗布し、630℃以下で焼付けて厚さ20μm程度の厚膜を形成する。前記20μm程度の厚みはガス放電による表示性能、長期安定性を発揮させるうえで必要かつ充分な厚みとされる。   Further, a part of the transparent electrode line is covered, and chromium-copper-chromium (Cr-Cu-Cr) [or aluminum is used instead of copper] is formed as a bus electrode line. A transparent insulating film (hereinafter referred to as an insulating film) made of the low melting point glass according to the present invention is applied to the upper layer. The insulating film is a pre-manufactured and sized mixture of low melting glass powder and paste oil applied to the front substrate and the transparent electrode wire by screen printing, etc., and baked at 630 ° C. or less to form a thick film of about 20 μm thickness. Form. The thickness of about 20 μm is necessary and sufficient for exhibiting display performance by gas discharge and long-term stability.

更に、絶縁性被膜を覆って、スパッタリング法等により保護マグネシア層を被覆することによりPDP用前面ガラス基板の製作を完了するものである。
以下に、絶縁性被膜として本発明の低融点ガラスを採用した実施例を示す。
Further, the production of the front glass substrate for PDP is completed by covering the insulating film and covering the protective magnesia layer by sputtering or the like.
Below, the Example which employ | adopted the low melting glass of this invention as an insulating film is shown.

(低融点ガラス混合ペーストの作製)
SiO源として微粉珪砂を、B源としてほう酸を、ZnO源として亜鉛華を、BaO源として炭酸バリウムを、MgO源として炭酸マグネシウムを、CaO源として炭酸カルシウムを、SrO源として炭酸ストロンチウムを、LiO源として炭酸リチウムを、NaO源として炭酸ナトリウムを、KO源として炭酸カリウムを、SnO源として酸化錫を、CuO源として酸化銅を使用した。これらを所望の低融点ガラス組成となるべく調合したうえで、白金ルツボに投入し、電気加熱炉内で1000〜1300℃、1〜2時間で加熱溶融して表1の実施例1〜5、表2の比較例1〜5に示す組成のガラスを得た。
(Production of low melting point glass mixed paste)
Fine silica sand as the SiO 2 source, boric acid as the B 2 O 3 source, zinc white as the ZnO source, barium carbonate as the BaO source, magnesium carbonate as the MgO source, calcium carbonate as the CaO source, and strontium carbonate as the SrO source Lithium carbonate as the Li 2 O source, sodium carbonate as the Na 2 O source, potassium carbonate as the K 2 O source, tin oxide as the SnO 2 source, and copper oxide as the CuO source. After preparing these as a desired low melting-point glass composition, it puts into a platinum crucible and heat-melts in 1000-1300 degreeC and 1-2 hours in an electric heating furnace, Examples 1-5 of Table 1, Table 1 The glass of the composition shown in 2 comparative examples 1-5 was obtained.

ガラスの一部は型に流し込み、ブロック状にして熱物性(線熱膨張係数、軟化点)測定用に供した。残余のガラスは急冷双ロール成形機にてフレーク状とし、粉砕装置で平均粒径2〜4μm、最大粒径15μm未満の粉末状に整粒した。   A part of the glass was poured into a mold, made into a block shape, and used for measurement of thermophysical properties (linear thermal expansion coefficient, softening point). The remaining glass was flaked with a rapid cooling twin roll molding machine and sized with a pulverizer into a powder having an average particle size of 2 to 4 μm and a maximum particle size of less than 15 μm.

次いで、αテルピネオールとブチルカルビトールアセテートからなるペーストオイルにバインダーとしてのエチルセルロースと上記ガラス粉を混合し、粘度、300±50ポイズ程度のスクリーン印刷に適するペーストを調製した。   Next, paste oil composed of α-terpineol and butyl carbitol acetate was mixed with ethyl cellulose as a binder and the above glass powder to prepare a paste suitable for screen printing having a viscosity of about 300 ± 50 poise.

(絶縁性被膜の形成)
厚み2〜3mm、サイズ150mm角のソーダ石灰系ガラス基板に、スパッタリング法によりITOパターン膜を成膜後、焼付け後の膜厚が約20μmとなるべく勘案して目の開き、メッシュサイズ250のスクリーンを用いて前記ペーストをスクリーン印刷により塗布した。
(Formation of insulating coating)
An ITO pattern film is formed on a soda-lime-based glass substrate having a thickness of 2 to 3 mm and a size of 150 mm square by a sputtering method, and the screen is opened with a mesh size of 250, taking into consideration that the film thickness after baking is about 20 μm. The paste was applied by screen printing.

次いで、乾燥後、630℃以下で40分間焼付けて、絶縁性被膜を形成した。   Next, after drying, baking was performed at 630 ° C. or lower for 40 minutes to form an insulating film.

得られた試料について以下の試験に供した。   The obtained sample was subjected to the following test.

(電極周辺の連続細孔観察)
30×30mmサイズのガラス基板上で厚膜を焼成後、破断面を顕微鏡により観察し、連続細孔が無いものを○、有るものを×とした。
(Continuous pore observation around the electrode)
After firing the thick film on a 30 × 30 mm size glass substrate, the fractured surface was observed with a microscope.

(安定性)
30×30mmサイズのガラス基板上で厚膜を焼成後、顕微鏡による外観検査で結晶の析出が無いものを○、有るものを×とした。
(Stability)
After firing a thick film on a 30 × 30 mm size glass substrate, “◯” indicates that there is no crystal precipitation in the appearance inspection using a microscope, and “×” indicates that there is no crystal.

(結果)
低融点ガラス組成および、各種試験結果を表に示す。
(result)
The low melting point glass composition and various test results are shown in the table.

表1における実施例1〜5に示すように、本発明の組成範囲内においては、銅電極周辺の連続細孔の発生が抑制され、バス電極との反応も抑制される等、全てにわたり優れており、透明な絶縁性被膜形成用低融点ガラス、特にPDP全面ガラス基板用の低融点ガラスとして好適である。なお、実施例4及び5については、背面用基板として製作したが、特に問題は認められなかった。このとき、フィラーとしては、実施例4ではムライトを用い、ガラスとフィラーとの混合割合は95:5(重量%)であった。また、実施例5ではアルミナを用い、ガラスとフィラーとの混合割合は85:15(重量%)であった。   As shown in Examples 1 to 5 in Table 1, within the composition range of the present invention, the generation of continuous pores around the copper electrode is suppressed, and the reaction with the bus electrode is also suppressed. Therefore, it is suitable as a low-melting glass for forming a transparent insulating film, particularly as a low-melting glass for a PDP full-surface glass substrate. Examples 4 and 5 were manufactured as back substrates, but no particular problem was observed. At this time, mullite was used as the filler in Example 4, and the mixing ratio of glass and filler was 95: 5 (% by weight). In Example 5, alumina was used, and the mixing ratio of glass and filler was 85:15 (% by weight).

他方、本発明の組成範囲を外れる表2における比較例1〜5は、好ましい物性値、PDP等の基板被覆用低融点ガラスとしての好ましい特性を示さず、PDP等の基板被覆用低融点ガラスとして適用し得ない。なお、比較例4については、背面用基板として製作した。このとき、フィラーとしては、アルミナを用い、ガラスとフィラーとの混合割合は70:30(重量%)であった。   On the other hand, Comparative Examples 1 to 5 in Table 2 outside the composition range of the present invention do not show preferable physical properties and preferable characteristics as a low-melting glass for coating a substrate such as PDP, but as a low-melting glass for coating a substrate such as PDP. Not applicable. Note that Comparative Example 4 was manufactured as a back substrate. At this time, alumina was used as the filler, and the mixing ratio of glass and filler was 70:30 (% by weight).

本発明の低融点ガラスの使用部位を一例として示すプラズマディスプレイパネルの概略図である。It is the schematic of the plasma display panel which shows the use site | part of the low melting glass of this invention as an example.

符号の説明Explanation of symbols

1 前面ガラス板
2 背面ガラス板
3 封止材
4 透明電極
5 バス電極
6 透明誘電体
7 保護膜
8 アドレス電極
9 白色誘電体
10 蛍光体
11 隔壁
12 紫外線
13 可視光
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Front glass plate 2 Back glass plate 3 Sealing material 4 Transparent electrode 5 Bus electrode 6 Transparent dielectric 7 Protective film 8 Address electrode 9 White dielectric 10 Phosphor 11 Bulkhead 12 Ultraviolet 13 Visible light

Claims (9)

透明絶縁性の無鉛低融点ガラスにおいて、重量%でSiOを0.1〜8、Bを30〜45、ZnOを15〜35、LiOを0.1〜5及びRO(NaO+KO、但しLiOを除く)を0〜10、RO(MgO+CaO+SrO+BaO)を10〜40含むことを特徴とするSiO−B−ZnO−RO−RO系無鉛低融点ガラス。 The transparent insulating lead-free low-melting-point glass, SiO 2 0.1 to 8 weight%, B 2 O 3 30 to 45, 15 to 35 to ZnO, Li 2 O 0.1-5 and R 2 O (Na 2 O + K 2 O , provided that Li 2 except O) a 0~10, RO (MgO + CaO + SrO + BaO) SiO 2 -B 2 O 3 , characterized in that the containing 10~40 -ZnO-R 2 O-RO-based lead-free Low melting glass. 酸化物に換算したSnが重量%で0.1〜10含むことを特徴とする請求項1に記載の無鉛低融点ガラス。 The lead-free low-melting glass according to claim 1, wherein Sn converted to an oxide contains 0.1 to 10% by weight. 酸化物に換算したCuが重量%で0.1〜5含むことを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の無鉛低融点ガラス。 The lead-free low-melting glass according to claim 1 or 2, wherein Cu in terms of oxide contains 0.1 to 5 by weight%. (B+LiO+RO)/SiOの重量比が8を越えて30以下であることを特徴とする請求項1乃至3のいずれかに記載の無鉛低融点ガラス。 4. The lead-free low-melting glass according to claim 1, wherein a weight ratio of (B 2 O 3 + Li 2 O + R 2 O) / SiO 2 exceeds 8 and is 30 or less. LiO/SiOの重量比が0.2以上1以下であることを特徴とする請求項1乃至4のいずれかに記載の無鉛低融点ガラス。 The lead-free low-melting glass according to any one of claims 1 to 4, wherein a weight ratio of Li 2 O / SiO 2 is 0.2 or more and 1 or less. /ZnOの重量比が1以上2.5以下であることを特徴とする請求項1乃至5のいずれかに記載の無鉛低融点ガラス。 The lead-free low-melting glass according to any one of claims 1 to 5, wherein a weight ratio of B 2 O 3 / ZnO is 1 or more and 2.5 or less. 30℃〜300℃における線熱膨張係数が(65〜95)×10−7/℃、軟化点が500℃以上630℃以下であることを特徴とする請求項1乃至6のいずれかに記載の無鉛低融点ガラス。 7. The linear thermal expansion coefficient at 30 ° C. to 300 ° C. is (65 to 95) × 10 −7 / ° C., and the softening point is 500 ° C. or more and 630 ° C. or less. Lead-free low melting glass. 請求項1乃至7のいずれかの無鉛低融点ガラスを使用していることを特徴とする電子材料用基板。 A substrate for electronic materials, wherein the lead-free low-melting glass according to any one of claims 1 to 7 is used. 請求項1乃至7のいずれかの無鉛低融点ガラスを使用していることを特徴とするPDP用パネル。
A PDP panel using the lead-free low-melting glass according to claim 1.
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