JP2007091566A - プラズマディスプレイパネル用誘電体材料 - Google Patents

プラズマディスプレイパネル用誘電体材料 Download PDF

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Abstract

【課題】 ＺｎＯ−Ｂ2Ｏ3−Ｒ2Ｏ系非鉛ガラスにおいて、Ｎｂ2Ｏ5、Ｌａ2Ｏ3及びＷＯ3を添加しなくても、誘電率が高く、しかも、ガラス基板に適合する熱膨張係数を有し、６００℃以下の温度で焼成することができ、透明性に優れた誘電体層を形成することが可能なプラズマディスプレイパネル用誘電体材料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イパネル用誘電体材料は、ＺｎＯ−Ｂ2Ｏ3−Ｒ2Ｏ系ガラス粉末を含むプラズマディスプレイパネル用誘電体材料において、該ガラス粉末が、実質的にＰｂＯ、Ｎｂ2Ｏ5、Ｌａ2Ｏ3及びＷＯ3を含有せず、ＢａＯを６質量％以上含有し、（ＢａＯ＋ＺｎＯ）／Ｂ2Ｏ3の値が、質量比で２．５０〜８．００であるガラスからなることを特徴とする。
【選択図】なし

Description

本発明は、プラズマディスプレイパネル用誘電体材料に関し、特に、前面ガラス基板上に形成される透明誘電体層の形成に用いられる誘電体材料に関するものである。
プラズマディスプレイは、自己発光型のフラットパネルディスプレイであり、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、将来性のある表示装置の一つとして注目されている。
プラズマディスプレイパネルの前面ガラス基板には、ＡｇやＣｒ−Ｃｕ−Ｃｒからなる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２０〜４０μｍの透明な誘電体層が形成される。
一般に、プラズマディスプレイパネルの前面ガラス基板や背面ガラス基板には、ソーダライムガラスや高歪点ガラスが使用されており、ガラス基板への誘電体層の形成にあたっては、ガラス基板の変形を防止し、電極との反応を抑えるために、５００〜６００℃程度の温度域で焼成する方法が採られている。それ故、誘電体材料には、ガラス基板の熱膨張係数に適合し、５００〜６００℃で焼成できることが求められている。
また、誘電体層は、高い耐電圧を有すると共に、高い透明性を有する必要があるため、誘電体材料には、焼成時に泡が抜けやすいこと、例え泡が残存する場合も大きな泡にならないことも求められている。
上記の要求特性を満たすものとして、特許文献１に示すようなＰｂＯ−Ｂ2Ｏ3−ＳｉＯ2系の鉛ガラス粉末を用いた誘電体材料が使用されてきたが、近年、環境保護の高まりや環境負荷物質の使用削減の動きから、特許文献２に示すようなＺｎＯ−Ｂ2Ｏ3−Ｒ2Ｏ（Ｒ2ＯはＬｉ2Ｏ、Ｎａ2Ｏ、Ｋ2Ｏを示す）系の非鉛ガラス粉末を用いた誘電体材料も使用されるようになってきている。
特開平１１−１１９７９号公報 特開２０００−３１３６３５号公報
しかしながら、特許文献１に示すような鉛系ガラスの誘電率が９〜１２であるのに対し、特許文献２に示すようなＺｎＯ−Ｂ2Ｏ3−Ｒ2Ｏ系非鉛ガラスの誘電率は７以下と低いため、上記の非鉛ガラスで作製した誘電体層は、画像を映し出すための放電特性も低くなる。鉛系ガラス粉末からなる誘電体層と同等の放電効率を得るには、誘電体層の膜厚を薄くする必要があるが、誘電体層の膜厚が薄くなると、絶縁性の確保が困難となる。そのため、非鉛系ガラス粉末と鉛系ガラス粉末とは同様の条件で扱えないという問題があった。
ＺｎＯ−Ｂ2Ｏ3−Ｒ2Ｏ系非鉛ガラスにおいて、鉛系ガラスと同等の誘電率を得る方法として、Ｎｂ2Ｏ5、Ｌａ2Ｏ3及びＷＯ3のいずれかの成分を添加することが考えられるが、これらの成分の原料は高価であるため、原料コストが著しく上昇するという問題がある。
本発明の目的は、ＺｎＯ−Ｂ2Ｏ3−Ｒ2Ｏ系非鉛ガラスにおいて、Ｎｂ2Ｏ5、Ｌａ2Ｏ3及びＷＯ3を添加しなくても、誘電率が高く、しかも、ガラス基板に適合する熱膨張係数を有し、６００℃以下の温度で焼成することができ、透明性に優れた誘電体層を形成することが可能なプラズマディスプレイパネル用誘電体材料を提供することである。
本発明者等は種々の実験を行った結果、ＺｎＯ−Ｂ2Ｏ3−Ｒ2Ｏ系非鉛ガラスにおいて、ＢａＯを添加し、ＢａＯの含有量及び（ＢａＯ＋ＺｎＯ）／Ｂ2Ｏ3の比率を調整することで、誘電率を高めることができることを見いだし提案するものである。
即ち、本発明のプラズマディスプレイパネル用誘電体材料は、ＺｎＯ−Ｂ2Ｏ3−Ｒ2Ｏ系ガラス粉末を含むプラズマディスプレイパネル用誘電体材料において、該ガラス粉末が、実質的にＰｂＯ、Ｎｂ2Ｏ5、Ｌａ2Ｏ3及びＷＯ3を含有せず、ＢａＯを６質量％以上含有し、（ＢａＯ＋ＺｎＯ）／Ｂ2Ｏ3の値が、質量比で２．５０〜８．００であるガラスからなることを特徴とする。
本発明のプラズマディスプレイパネル用誘電体材料は、Ｎｂ2Ｏ5、Ｌａ2Ｏ3及びＷＯ3を含有しないため、著しいコスト上昇を抑えることができる。また、誘電率が高く、しかも、ガラス基板に適合する熱膨張係数を有し、６００℃以下の温度で焼成でき、透明性に優れた誘電体を得ることができる。それ故、プラズマディスプレイパネル用誘電体材料として好適である。
本発明のプラズマディスプレイパネル用誘電体材料において使用するガラス粉末は、鉛系ガラスと同様にガラスの軟化点が低く、６００℃以下の焼成で良好な流動性を得やすいＺｎＯ−Ｂ2Ｏ3−Ｒ2Ｏ系非鉛ガラスを基本組成とする。更に、この系のガラスに、ＢａＯを添加し、（ＢａＯ＋ＺｎＯ）／Ｂ2Ｏ3の比率を調整している。このようにすることで、非鉛系ガラス粉末からなる誘電体材料であっても、誘電率が高く、６００℃以下の温度で焼成可能な誘電体層を得ることができる。
尚、誘電率は、２５℃、１ＭＨｚにおいて、８．７以上、特に、８．８以上となるように調整することが好ましい。誘電率が、８．７より小さくなると、放電特性を確保するために、誘電体層の膜厚を薄くしなければならなくなり、絶縁性の確保が困難となる。そのため、従来から用いられている鉛系ガラス粉末と同様の条件で扱い難くなる。
誘電率を８．７以上にするためには、ＺｎＯ−Ｂ2Ｏ3−Ｒ2Ｏ系ガラスに、ＢａＯを６質量％以上添加して、更に、（ＢａＯ＋ＺｎＯ）／Ｂ2Ｏ3の比率を、質量比で２．５０以上にする必要がある。しかし、ＢａＯの含有量が２０％より多くなると、誘電体材料の熱膨張係数がガラス基板より大きくなる傾向にあり、ガラス基板の熱膨張係数と整合し難くなり、ガラス基板上に誘電体を形成する際に、ガラス基板に圧縮応力の残留ストレスが発生してガラス基板が割れやすくなる。また、（ＢａＯ＋ＺｎＯ）／Ｂ2Ｏ3の比率が質量比で８．００より大きくなると、ガラスが結晶化して透明な焼成膜が得難くなるため好ましくない。
尚、ＺｎＯ−Ｂ2Ｏ3−Ｒ2Ｏ系ガラスにＢａＯを添加すると、熱膨張係数が上昇するため、Ｒ2Ｏの含有量を少なくして熱膨張係数を低下させなければならないが、Ｒ2Ｏの含有量を少なくするとガラスの軟化点が上昇して６００℃以下の温度で焼成し難くなる。そこで、ＢａＯを添加したＺｎＯ−Ｂ2Ｏ3−Ｒ2Ｏ系ガラスを用いるにあたり、ガラス基板と整合する熱膨張係数を有し、６００℃以下の温度で焼成できるようにするには、Ｒ2Ｏを２〜２０質量％含有させ、しかも、Ｋ2Ｏよりも熱膨張係数を上昇させずに、ガラスの軟化点を低下させる成分であるＮａ2Ｏを、ガラスの軟化点を低下させる成分であるＫ2Ｏと併用し、Ｎａ2Ｏ／Ｋ2Ｏの値を、質量比で０．６〜１０．０の範囲にすることが好ましい。Ｒ2Ｏの含有量が少なくなると、ガラスの軟化点が上昇し、６００℃以下の温度で焼成し難くなり、Ｒ2Ｏの含有量が多くなると、誘電体材料の熱膨張係数がガラス基板より大きくなる傾向にあり、ガラス基板の熱膨張係数と整合し難くなり、ガラス基板上に誘電体を形成する際に、ガラス基板に圧縮応力の残留ストレスが発生してガラス基板が割れやすくなる。また、Ｎａ2Ｏ／Ｋ2Ｏの値が小さくなると、ガラスの軟化点が上昇し、６００℃以下の温度で焼成し難くなり、Ｎａ2Ｏ／Ｋ2Ｏの値が大きくなると、ガラスが電極成分であるＡｇやＣｕと反応して着色しやすくなる。
また、本発明に使用するＢａＯを添加したＺｎＯ−Ｂ2Ｏ3−Ｒ2Ｏ系ガラス粉末は、透明性に優れ、ガラス基板に適合する熱膨張係数を有し、６００℃以下の焼成で良好な流動性を示すガラスであれば制限はないが、特に、実質的にＰｂＯ、Ｎｂ2Ｏ5、Ｌａ2Ｏ3及びＷＯ3を含有せず、質量百分率で、ＺｎＯ ３０〜６０％、Ｂ2Ｏ3 １０〜３０％、ＢａＯ ６〜２０％、Ｋ2Ｏ １〜１０％、Ｎａ2Ｏ １〜１０％、Ｌｉ2Ｏ ０〜１％、Ｒ2Ｏ ２〜２０％、ＳｉＯ2 ０〜２０％、ＺｒＯ2 ０〜７％、ＣａＯ＋ＳｒＯ ０〜１０％を含有し、（ＢａＯ＋ＺｎＯ）／Ｂ2Ｏ3 ２．５０〜８．００、Ｎａ2Ｏ／Ｋ2Ｏ ０．６〜５．０であるガラスを使用することが望ましい。
本発明においてガラスの組成を上記のように限定した理由は、次のとおりである。
ＺｎＯはガラスを構成する主成分で、軟化点を下げると共に、誘電率を高める成分である。その含有量は３０〜６０％、好ましくは３５〜５７％、より好ましくは４０〜５５％である。ＺｎＯの含有量が少なくなると上記効果が得難くなる。一方、含有量が多くなるとガラスが結晶化し易くなる傾向にあり、透明な焼成膜が得難くなる。
Ｂ2Ｏ3はガラスの骨格を形成すると共に、ガラス化範囲を広げる成分である。その含有量は１０〜３０％、好ましくは１１〜２９％であり、より好ましくは１２〜２５％である。Ｂ2Ｏ3の含有量が少なくなるとガラスが結晶化し易くなる傾向にあり、透明な焼成膜が得難くなる。一方、含有量が多くなると誘電率が低くなる傾向にある。また、ガラスの軟化点が高くなる傾向にあり、６００℃以下の温度で焼成し難くなる。更に、誘電体材料の熱膨張係数がガラス基板より大きくなる傾向にあり、ガラス基板の熱膨張係数と整合し難くなり、ガラス基板上に誘電体を形成する際に、ガラス基板に圧縮応力の残留ストレスが発生してガラス基板が割れやすくなる。
ＢａＯは誘電率を高める成分である。その含有量は６〜２０％、好ましくは６〜１８％であり、より好ましくは６〜１６％である。ＢａＯの含有量が少なくなると誘電率を高める効果が得難くなる。一方、含有量が多くなると誘電体材料の熱膨張係数がガラス基板より大きくなる傾向にあり、ガラス基板の熱膨張係数と整合し難くなり、ガラス基板上に誘電体を形成する際に、ガラス基板に圧縮応力の残留ストレスが発生してガラス基板が割れやすくなる。
また、誘電率が高く、透明性に優れた誘電体層を得るには、（ＢａＯ＋ＺｎＯ）／Ｂ2Ｏ3の比率を、質量比で２．５０〜８．００（好ましくは２．５０〜７．００、より好ましくは２．６０〜５．００）の範囲にすることが必要である。この値が小さくなると誘電率が低くなる傾向にある。一方、この値が大きくなると結晶が析出しやすくなる傾向にあり、透明な焼成膜が得難くなる。
Ｋ2Ｏはガラスの軟化点を低下させたり、電極成分であるＡｇやＣｕとの反応による黄変を抑制する成分である。その含有量は１〜１０％、好ましくは１〜９％、より好ましくは１〜７％である。Ｋ2Ｏの含有量が少なくなると上記効果が得難くなる。一方、含有量が多くなると誘電体材料の熱膨張係数がガラス基板より大きくなる傾向にあり、ガラス基板の熱膨張係数と整合し難くなり、ガラス基板上に誘電体を形成する際に、ガラス基板に圧縮応力の残留ストレスが発生してガラス基板が割れやすくなる。
Ｎａ2ＯはＫ2Ｏよりも熱膨張係数を上昇させずに、ガラスの軟化点を低下させる成分である。その含有量は１〜１０％、好ましくは１〜９％、より好ましくは１〜８％である。Ｎａ2Ｏの含有量が少なくなるとガラスの軟化点が高くなる傾向にあり、６００℃以下の温度で焼成し難くなる。一方、含有量が多くなるとＫ2Ｏを使用しても電極との反応による黄変を防止することが困難になる。また、結晶が析出しやすくなる傾向にあり、透明な焼成膜が得難くなる。
Ｌｉ2Ｏはガラスの軟化点を低下させる成分であるが、電極と反応して黄変したり、熱膨張係数を著しく上昇させる成分でもある。また、誘電体層をガラス基板へ塗布し焼成する際、Ｌｉ2Ｏがガラス基板へ拡散するため、ガラス基板に圧縮応力の残留ストレスが発生してガラス基板を割れやすくする成分でもある。そのため、その含有量は０〜１％、好ましくは０〜０．５％、より好ましくは実質的にガラスへ導入しないことである。
尚、ＺｎＯ−Ｂ2Ｏ3−Ｒ2Ｏ系ガラスにＢａＯを添加すると、熱膨張係数が上昇するため、Ｋ2Ｏ、Ｎａ2Ｏ及びＫ2Ｏの合量であるＲ2Ｏの含有量を少なくして熱膨張係数を低下させなければならないが、Ｒ2Ｏの含有量を少なくするとガラスの軟化点が上昇して６００℃以下の温度で焼成し難くなる。そこで、ＢａＯを添加したＺｎＯ−Ｂ2Ｏ3−Ｒ2Ｏ系ガラスを用いるにあたり、ガラス基板と整合する熱膨張係数を有し、６００℃以下の温度で焼成できるようにするには、Ｒ2Ｏを２〜２０％（好ましくは３〜２０％、より好ましくは５〜１７％）含有させることが好ましい。Ｒ2Ｏの含有量が少なくなるとガラスの軟化点が高くなる傾向にあり、６００℃以下の温度で焼成し難くなる。一方、含有量が多くなると誘電体材料の熱膨張係数がガラス基板より大きくなる傾向にあり、ガラス基板の熱膨張係数と整合し難くなり、ガラス基板上に誘電体を形成する際に、ガラス基板に圧縮応力の残留ストレスが発生してガラス基板が割れやすくなる。
また、Ｒ2Ｏの含有量を制限すると共に、Ｋ2Ｏよりも熱膨張係数を上昇させずに、ガラスの軟化点を低下させる成分であるＮａ2Ｏを、ガラスの軟化点を低下させる成分であるＫ2Ｏと併用し、Ｎａ2Ｏ／Ｋ2Ｏの値を、質量比で０．６〜１０．０（好ましくは０．６〜５．０、より好ましくは０．６５〜３．０）の範囲にすることが好ましい。Ｎａ2Ｏ／Ｋ2Ｏの値が小さくなると、ガラスの軟化点が上昇し、６００℃以下の温度で焼成し難くなる。一方、Ｎａ2Ｏ／Ｋ2Ｏの値が大きくなると、ガラスが電極成分であるＡｇやＣｕと反応して着色しやすくなる。
ＳｉＯ2はガラスの骨格を形成する成分であり、その含有量は０〜２０％、好ましくは２〜１８％、より好ましくは４〜１５％である。ＳｉＯ2の含有量が多くなるとガラスの軟化点が高くなる傾向にあり、６００℃以下の温度で焼成し難くなる。
ＺｒＯ2は誘電率を高めると共に、耐候性を向上させる成分であり、その含有量は０〜７％、好ましくは０〜６％、より好ましくは０〜５％である。ＺｒＯ2の含有量が多くなるとガラスの軟化点が高くなる傾向にあり、６００℃以下の温度で焼成し難くなる。また、ガラスが結晶化し易くなる傾向にあり、透明な焼成膜が得難くなる。
ＣａＯ及びＳｒＯ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、これらの成分は合量で０〜１０％、好ましくは０〜９％、より好ましくは０〜８％である。これらの成分の合量が多くなると熱膨張係数がガラス基板より大きくなる傾向にあり、ガラス基板の熱膨張係数と整合し難くなる。
さらに上記成分以外にも、要求される特性を損なわない範囲で種々の成分を添加することができる。例えば、ガラスの軟化点を低下させるために、Ｃｓ2ＯやＲｂ2Ｏ等を合量で５％まで、ＡｇやＣｕとの反応による黄変をより一層抑制するために、ＣｕＯ、Ｂｉ2Ｏ3、Ｓｂ2Ｏ3、ＣｅＯ2、ＭｎＯ等を合量で５％まで、ガラスを安定化させたり、耐水性や耐薬品性を向上させるために、ＴｉＯ2、ＳｎＯ2、Ｔａ2Ｏ5、Ｐ2Ｏ5等を合量で１０％まで添加することができる。
但し、ＰｂＯは、ガラスの融点を低下させたり、誘電率を高める成分であるが、環境負荷物質でもあるため、実質的にガラスへ導入は避けるべきである。また、Ｎｂ2Ｏ5、Ｌａ2Ｏ3及びＷＯ3は、ガラスの誘電率を高める成分であるが、著しく原料コストが上昇するため、実質的にガラスへ導入は避けるべきである。
尚、本発明で言う「実質的なガラスへの導入を避ける」とは、含有量が０．１％以下であることを意味する。
また、「ガラス板に残る残留ストレス」とは、歪計にて焼成後の基板におけるガラス基板と誘電体層との界面を観察した際に確認されるガラス板に残る残留ストレスを意味し、残留ストレスの値が「負」の場合は圧縮応力を示し、「正」の場合は引張応力を示している。
本発明のプラズマディスプレイパネル用誘電体材料におけるガラス粉末の粒度は、平均粒径Ｄ50が３．０μｍ以下、最大粒径Ｄmaxが２０μｍ以下のものを使用することが望ましい。いずれか一方でもその上限を超えると、焼成膜中に大きな泡が残存しやすくなるためである。
尚、本発明のプラズマディスプレイパネル用誘電体材料は、前面板に使用される透明誘電体、もしくは背面板に使用されるアドレス誘電体のいずれの用途においても使用することが可能であり、もちろんそれ以外の用途においても使用することができる。アドレス誘電体として使用する場合、焼成後の強度や外観の調節の為に、アルミナ、ジルコン、ジルコニア、ムライト、シリカ、チタニア、酸化スズ、等のセラミック粉末を４５質量％までの範囲で含有させることができる。
次に、本発明のプラズマディスプレイパネル用誘電体材料の使用方法を説明する。本発明の材料は、例えばペーストやグリーンシートなどの形態で使用することができる。
ペーストの形態で使用する場合、上述したガラス粉末と共に、熱可塑性樹脂、可塑剤、溶剤等を使用する。ペースト全体に占めるガラス粉末の割合としては、３０〜９０質量％程度が一般的である。尚、セラミック粉末は必要に応じて使用する。
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、０．１〜２０質量％程度が一般的である。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。
可塑剤は、乾燥速度をコントロールすると共に、乾燥膜に柔軟性を与える成分であり、その含有量は０〜１０質量％程度が一般的である。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。
溶剤は材料をペースト化するための材料であり、その含有量は１０〜３０質量％程度が一般的である。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。
ペーストの作製は、ガラス粉末、セラミック粉末、熱可塑性樹脂、可塑剤、溶剤等を用意し、これを所定の割合で混練することにより行うことができる。
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、これらの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、所定の膜厚の塗布層を形成した後、乾燥させる。その後、焼成することで所定の誘電体層を得ることができる。
本発明の材料をグリーンシートの形態で使用する場合、上記ガラス粉末と共に、熱可塑性樹脂、可塑剤等を使用する。尚、セラミック粉末は必要に応じて添加する。
ガラス粉末のグリーンシート中に占める割合は、６０〜８０質量％程度が一般的である。
熱可塑性樹脂及び可塑剤としては、上記ペーストの調製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、可塑剤の混合割合としては、０〜１０質量％程度が一般的である。
グリーンシートを作製する一般的な方法としては、上記ガラス粉末、セラミック粉末、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）等のフィルムの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や溶剤を除去し、グリーンシートとすることができる。
以上のようにして得られたグリーンシートを、ガラス層を形成すべき箇所に熱圧着して塗布層を形成した後に、上述のペーストの場合と同様に焼成して誘電体層を得る。
上記の説明においては、誘電体形成方法として、ペーストまたはグリーンシートを用いた方法を例にして説明しているが、本発明のプラズマディスプレイパネル用誘電体材料は、これらの方法に限定されるものではなく、感光性ペースト法、感光性グリーンシート法などその他の形成方法にも適用され得る材料である。
以下、本発明のプラズマディスプレイの誘電体材料を実施例に基づいて詳細に説明する。
表１及び２は、本発明の実施例（試料Ｎｏ．１〜８）を、表３は比較例（試料Ｎｏ．９〜１２）をそれぞれ示している。尚、試料Ｎｏ．１２は、鉛系ガラスからなる従来品を示すものである。
表の各試料は、次のようにして調製した。
まず、質量％で表に示すガラス組成となるように原料を調合し、均一に混合した。次いで、白金ルツボに入れて１３００℃で２時間溶融した後、溶融ガラスを薄板状に成形した。続いて、これらを流体エネルギーミルにて粉砕し、気流分級して平均粒径Ｄ50が３．０μｍ以下、最大粒径Ｄmaxが２０μｍ以下のガラス粉末からなる試料を得た。このようにして得られたガラス粉末について誘電率、熱膨張係数、軟化点、ガラスの着色の有無及び結晶の析出の有無を評価した。
表から明らかなように、実施例である試料Ｎｏ．１〜８は、誘電率が８．７以上と高く、熱膨張係数は７２〜７９×１０-7／℃であり、ガラス基板と整合するものであった。また、軟化点は５９０℃以下であり、６００℃以下の温度で焼成できるものであった。また、ガラス基板に残存する残留ストレスは−１００〜＋３５０ｐｓｉの範囲で実用上問題なく使用できるものであった。更に、ガラスの着色や結晶の析出も殆どなく透明な焼成膜が得られた。
これに対し、比較例である試料Ｎｏ．９〜１１は、誘電率が８．６以下と低かった。また、試料Ｎｏ．９及び１０については、ガラス基板に５００ｐｓｉ以上の大きな圧縮応力が残存していた。
尚、誘電率については、各試料を粉末プレス成型し、焼成した後、２ｍｍの板状体に研磨加工し、ＪＩＳ Ｃ２１４１に基づいて測定し、２５℃、１ＭＨｚにおける値を求めた。
熱膨張係数については、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、ＪＩＳ Ｒ３１０２に基づいて測定し、３０〜３００℃の温度範囲における値を求めた。
ガラスの軟化点については、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。
焼成温度については、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の焼成膜が得られるようにガラス基板上にスクリーン印刷法で塗布、乾燥し、電気炉中に入れた１０分間保持して焼成した。このようにして得られた焼成膜の上に油性インクを塗りつけた後、アルコールで拭き取り、インク染み込まず、良好に拭き取れた際の温度を焼成温度とした。
尚、ガラス基板に残存するストレスは、次の様にして求めた。まず、上記のようにして作製したペーストを、約１００μｍの焼成膜が得られるように高歪点ガラス基板（日本電気硝子株式会社製ＰＰ−８）上にスクリーン印刷法で塗布、乾燥し、電気炉中に入れた後、表中の焼成温度で１０分間保持した。このようにして得られた試料を試料幅が１０ｍｍなるように切断し、その切断面を微小面積自動複屈折計：ＫＯＢＲＡ−ＣＣＤ（王子計測機器株式会社製）用いて、ガラス板中のレターデーションを測定する。続けて、上記で測定したレターデーション（ｎｍ）の値を、式１に代入し、ガラス板に残留する残留ストレス（ｐｓｉ）を求めた。尚、式１において、光弾性定数は２．６（（ｎｍ／ｃｍ）／（ｋｇ／ｃｍ2））、光路長は１（ｃｍ）を用いた。尚、ガラス基板に残る残留ストレスが引張応力の場合「正」で表記し、圧縮応力の場合「負」で表記した。
ガラスの着色の有無及び結晶の析出の有無については、上記のようにして作製したペーストを、約３０μｍの焼成膜が得られるようにＡｇ電極が形成された高歪点ガラス基板（日本電気硝子株式会社製ＰＰ−８）上にスクリーン印刷法で塗布、乾燥し、電気炉中に入れた後、表中の焼成温度で１０分間保持した。このようにして得られた焼成膜について、電極周辺部や焼成膜全体を目視で観察し着色の有無の評価を行い、次いで、光学顕微鏡を用いて結晶の析出の有無を評価した。尚、観察した焼成膜に、着色や結晶の析出が認められなかったものを「◎」、明らかに着色や結晶の析出が認められたものを「×」として表中に示した。

Claims (5)

  1. ＺｎＯ−Ｂ2Ｏ3−Ｒ2Ｏ（Ｒ2ＯはＬｉ2Ｏ、Ｎａ2Ｏ、Ｋ2Ｏを示す）系ガラス粉末を含むプラズマディスプレイパネル用誘電体材料において、該ガラス粉末が、実質的にＰｂＯ、Ｎｂ2Ｏ5、Ｌａ2Ｏ3及びＷＯ3を含有せず、ＢａＯを６質量％以上含有し、（ＢａＯ＋ＺｎＯ）／Ｂ2Ｏ3の値が、質量比で２．５０〜８．００であるガラスからなる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。
  2. ガラス粉末が、Ｒ2Ｏを２〜２０質量％含有し、Ｎａ2Ｏ／Ｋ2Ｏの値が、質量比で０．６〜１０．０であるガラスからなることを特徴とする請求項１に記載のプラズマディスプレイパネル用誘電体材料。
  3. ガラス粉末が、実質的にＰｂＯ、Ｎｂ2Ｏ5、Ｌａ2Ｏ3及びＷＯ3を含有せず、質量百分率で、ＺｎＯ ３０〜６０％、Ｂ2Ｏ3 １０〜３０％、ＢａＯ ６〜２０％、Ｋ2Ｏ １〜１０％、Ｎａ2Ｏ １〜１０％、Ｌｉ2Ｏ ０〜１％、Ｒ2Ｏ ２〜２０％、ＳｉＯ2 ０〜２０％、ＺｒＯ2 ０〜７％、ＣａＯ＋ＳｒＯ ０〜１０％を含有し、（ＢａＯ＋ＺｎＯ）／Ｂ2Ｏ3 ２．５０〜８．００、Ｎａ2Ｏ／Ｋ2Ｏ ０．６〜５．０である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イパネル用誘電体材料。
  4. ２５℃、１ＭＨｚにおける誘電率が８．７以上である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イパネル用誘電体材料。
  5. ガラス粉末の粒度は、平均粒径Ｄ50が３．０μｍ以下、最大粒径ＤMaxが２０μｍ以下であることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のプラズマディスプレイパネル用誘電体材料。
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JP2010009805A (ja) * 2008-06-25 2010-01-14 Nippon Electric Glass Co Ltd プラズマディスプレイパネル用材料、プラズマディスプレイパネル用背面ガラス基板の製造方法及びその方法で製造されてなるプラズマディスプレイパネル用背面ガラス基板。
CN109264988A (zh) * 2018-11-19 2019-01-25 中国建筑材料科学研究总院有限公司 玻璃组合物、含该玻璃组合物的玻璃料浆，含该玻璃组合物的真空玻璃和电阻件及制备方法

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