JP2006312581A

JP2006312581A - 透明誘電体層の形成方法及びその方法のより形成されてなるプラズマディスプレーパネル前面ガラス板

Info

Publication number: JP2006312581A
Application number: JP2006183017A
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: 2006-07-03
Filing date: 2006-07-03
Publication date: 2006-11-16

Abstract

【課題】低融点で、しかもＡｇによる着色が生じにくい非鉛ガラスからなるプラズマディスプレーパネル用透明誘電体層の形成方法及びプラズマディスプレーパネル前面ガラス板を提供することである。
【解決手段】本発明のプラズマディスプレーパネル用透明誘電体層の形成方法は、Ａｇ電極上に、少なくともＫ₂Ｏを含むアルカリ含有非鉛ガラス粉末からなる材料を形成し、焼成することを特徴とする。
【選択図】なし

Description

本発明はＡｇ電極と接するプラズマディスプレーパネル用透明誘電体層形成方法及びその方法のより形成されてなるプラズマディスプレーパネル前面ガラス板に関するものである。

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高鉛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。誘電体層の形成に当たっては、電極との反応を抑え、またガラス板の変形を防止するために５００〜６００℃程度の温度域で焼成される。
特開平９−２７８４８２号公報

近年、環境に対する影響から、鉛の使用削減あるいは全廃が叫ばれている。このような事情から、誘電体材料についても非鉛ガラスで作成することが要求されている。

一般に、非鉛ガラスは高融点であり、誘電体材料として使用しにくいものである。そこで非鉛ガラスを低融点化させるためにガラス中にＮａ₂Ｏを導入することが考えられるが、この場合には電極とのイオン交換反応によってＡｇがガラス中に拡散してコロイドとなり、ガラスを変色させて透過率を低下させるという問題が発生する。

本発明の目的は、低融点で、しかもＡｇによる着色が生じにくい非鉛ガラスからなるプラズマディスプレーパネル用透明誘電体層の形成方法及びプラズマディスプレーパネル前面ガラス板を提供することである。

本発明者等は種々検討した結果、アルカリ成分としてＫ₂Ｏを選択することにより、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。

即ち、本発明のプラズマディスプレーパネル用透明誘電体層の形成方法は、Ａｇ電極上に、少なくともＫ₂Ｏを含むアルカリ含有非鉛ガラス粉末からなる材料を形成し、焼成することを特徴とする。

またプラズマディスプレーパネル前面ガラス板は、上記の方法により透明誘電体層が形成されてなることを特徴とする。

本発明によれば、Ａｇによる着色が生じ難い非鉛ガラス粉末からなる材料を用いるため、透過率の高いプラズマディスプレーパネルを製造することができる。それ故、プラズマディスプレーパネル用透明誘電体層の形成方法及びプラズマディスプレーパネル前面ガラス板として好適である。

本発明のプラズマディスプレーパネル用透明誘電体層は、Ｋ₂Ｏを必須成分として含む非鉛ガラス粉末を主成分とする。Ｋ₂Ｏは、ガラスを低融点化させたり、熱膨張係数を調整する働きがあるが、他のアルカリ成分とは異なり、Ａｇによる着色を起こしにくい成分である。これは他のアルカリ元素に比べてイオン半径が大きく、電極材料であるＡｇとのイオン交換が起こりにくいためであると考えられる。

またガラス中にＫ₂Ｏが存在する場合、他のアルカリ成分を添加しても、混合アルカリ効果により電極との反応が抑えられ、Ａｇ着色が起こりにくくなる。特にモル比で（Ｎａ₂Ｏ＋Ｌｉ₂Ｏ）／Ｋ₂Ｏ＜１の関係を満たす場合、Ａｇ着色抑制効果が著しくなり好ましい。

上記非鉛ガラスとしては、Ｋ₂Ｏを３〜２０％重量含有するＢ₂Ｏ₃−ＺｎＯ−Ｋ₂Ｏ系ガラスが好ましく、より具体的には重量百分率でＢ₂Ｏ₃ ２６〜６０％、ＺｎＯ１５〜５０％、ＳｉＯ₂ ０〜３０％、Ａｌ₂Ｏ₃ ０〜１０％、Ｋ₂Ｏ３〜２０％、Ｎａ₂Ｏ＋Ｌｉ₂Ｏ０〜１０％、ＣａＯ＋ＢａＯ０〜１５％の組成を有するガラスを使用することが望ましい。なおこの系のガラス組成物は、走査電極としてＡｇ電極が形成された前面ガラス基板の透明誘電体層の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層形成材料や、隔壁材料等に使用することもできる。

以下、組成範囲を上記のように限定した理由を述べる。

Ｂ₂Ｏ₃はガラスの骨格を形成するとともに、ガラス化範囲を広げる成分であり、その含有量は２６〜６０％、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。

ＺｎＯはガラスを構成する主成分であるとともに、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１５％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。

ＳｉＯ₂はガラスの骨格を形成する成分であり、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。

Ａｌ₂Ｏ₃はガラスの分相性を制御する成分であり、その含有量は０〜１０％、好ましくは０．５〜８％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。

Ｋ₂Ｏはガラスを低融点化させたり、熱膨張係数を調整する働きがあり、またＡｇ着色を抑制する成分であり、その含有量は３〜２０％、好ましくは７〜１５％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。

Ｎａ₂ＯやＬｉ₂Ｏはガラスを低融点化させたり、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０〜１０％、好ましくは０〜５％である。これらの成分の合量が１０％より多いとＫ₂Ｏを使用してもＡｇ着色を防止することが困難になる。

ＣａＯやＢａＯはガラスの軟化点を低下させたり、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０〜１０％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。

さらに上記成分の他にも、例えばガラスの軟化点を低下させたり、熱膨張係数を調整する目的でＣｓ₂ＯやＲｂ₂Ｏを合量で１０％まで、Ａｇ着色をより一層抑制する目的でＣｕＯ、Ｂｉ₂Ｏ₃、Ｓｂ₂Ｏ₃、Ｓｂ₂Ｏ₅、ＣｅＯ₂を合量で３％まで添加してもよい。なおＮａ₂ＯやＬｉ₂Ｏと同様に、Ｃｓ₂ＯやＲｂ₂Ｏは、Ａｇ着色を増大させるおそれがあるため、使用する場合には十分に配慮する必要がある。

また本発明のプラズマディスプレーパネル用誘電体材料は、焼成後の強度の改善や外観の調節のために、上記非鉛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。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。

以下、実施例に基づいて本発明を説明する。

表１は本発明の実施例（試料Ｎｏ．１〜６）、表２は比較例（試料Ｎｏ．７〜９）をそれぞれ示している。なお試料Ｎｏ．７は、鉛系ガラスからなる従来品である。

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、均一に混合した後、白金坩堝に入れて１３００℃で２時間溶融した。その後、溶融ガラスを粉砕し、分級して最大粒径が１５μｍ以下のガラス粉末からなる試料を得た。得られたガラスについて、軟化点を測定した。またＮｏ．１のガラス粉末についてはアルミナ粉末と混合して試料（試料Ｎｏ．６）とした。

次に各試料について、熱膨張係数及び電極との反応によるガラスの着色を評価した。結果を各表に示す。

表から明らかなように、実施例であるＮｏ．１〜６の各試料は、ガラスの軟化点が５７０〜５９５℃、及び熱膨張係数が７７〜８５×１０^-7／℃であった。またＡｇ電極との反応によるガラスの着色は、従来品であるＮｏ．７の試料と同様に認められなかった。一方、比較例であるＮｏ．８及び９の試料は、ガラスの軟化点及び熱膨張係数が実施例と同等であったものの、Ｋ₂Ｏを含有しないためにＡｇ電極との反応によるガラスの着色が認められた。

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４０ｍｍ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。ガラスの着色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、Ａｇ電極が形成されたソーダライムガラス板上にスクリーン印刷し、乾燥させた。その後、電気炉中に入れ、ガラスの軟化点で１０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、電極周辺部のガラスを観察し、着色の有無を評価した。

Claims

Ａｇ電極上に、少なくともＫ₂Ｏを含むアルカリ含有非鉛ガラス粉末からなる材料を形成し、焼成することを特徴とするプラズマディスプレーパネル用透明誘電体層の形成方法。
非鉛ガラスが、モル比で（Ｎａ₂Ｏ＋Ｌｉ₂Ｏ）／Ｋ₂Ｏ＜１の関係を満たすことを特徴とする請求項１記載のプラズマディスプレーパネル用透明誘電体層の形成方法。
非鉛ガラスが、Ｋ₂Ｏを３〜２０重量％含有するＢ₂Ｏ₃−ＺｎＯ−Ｋ₂Ｏ系ガラスからなることを特徴とする請求項１または２に記載のプラズマディスプレーパネル用透明誘電体層の形成方法。
非鉛ガラスが、重量百分率で、Ｂ₂Ｏ₃ ２６〜６０％、ＺｎＯ１５〜５０％、ＳｉＯ₂ ０〜３０％、Ａｌ₂Ｏ₃ ０〜１０％、Ｋ₂Ｏ３〜２０％、Ｎａ₂Ｏ＋Ｌｉ₂Ｏ０〜１０％、ＣａＯ＋ＢａＯ０〜１５％の組成を有し、且つ、モル比で（Ｎａ₂Ｏ＋Ｌｉ₂Ｏ）／Ｋ₂Ｏ＜１の関係を満たすことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のプラズマディスプレーパネル用透明誘電体層の形成方法。
請求項１〜４のいずれかに記載の方法により透明誘電体層が形成されてなることを特徴とするプラズマディスプレーパネル前面ガラス板。