JP2007308320A - Dielectric composition, dielectric paste composition, and dielectric obtained by using the paste composition - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a dielectric composition which is free from toxic lead or chromium and is capable of forming a dense fired film on a vapor-deposited aluminum electrode on a soda-lime glass substrate without foaming as a result of reaction with the electrode, to provide a dielectric paste composition, and to provide a dielectric obtained therefrom. <P>SOLUTION: Provided are a dielectric composition which is one containing a lead-free glass powder (A) and a black pigment powder (B), wherein the black pigment powder (B) is a metal oxide substantially free from cobalt, copper, and chromium; a dielectric paste composition prepared by mixing the dielectric composition with an organic vehicle (C) comprising a resin and a solvent; and a dielectric formed by applying the dielectric paste composition to the Al electrode of a display device and firing the dielectric paste composition. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、誘電体組成物、誘電体ペースト組成物、およびそれを用いて得られる誘電体に関し、より詳しくは、有害な鉛やクロムを含ないで、ソーダライムガラス基板上のアルミニウム蒸着電極と反応して発泡せずに緻密な焼成膜を得ることができる誘電体組成物、誘電体ペースト組成物、およびそれを用いて得られる誘電体に関する。   The present invention relates to a dielectric composition, a dielectric paste composition, and a dielectric obtained by using the dielectric composition. More specifically, the present invention relates to an aluminum vapor-deposited electrode on a soda-lime glass substrate that does not contain harmful lead and chromium. The present invention relates to a dielectric composition capable of obtaining a dense fired film without reacting and foaming, a dielectric paste composition, and a dielectric obtained using the same.

近年、プラズマディスプレイパネル(以下PDPともいう)、蛍光表示管(以下VFDともいう)およびフィールドエミッションディスプレイ(以下FEDともいう)等の表示装置が相次いで開発されている。PDPは、大型フラットディスプレイとして脚光を浴び大型テレビ受像機として実現化され、広く用いられている。VFDは、文字や記号の表示デバイスとして自動車、オーディオ機器、デジタルマルチメータ等の計測器等の表示デバイスとして用いられている。また、FEDは、ブラウン管に代わるディスプレイデバイスとして期待を集めている。   In recent years, display devices such as a plasma display panel (hereinafter also referred to as PDP), a fluorescent display tube (hereinafter also referred to as VFD), and a field emission display (hereinafter also referred to as FED) have been developed one after another. The PDP has been widely used as a large-sized television receiver that has been spotlighted as a large-sized flat display. The VFD is used as a display device for measuring devices such as automobiles, audio equipment, and digital multimeters as a display device for characters and symbols. In addition, the FED has been expected as a display device that replaces a cathode ray tube.

PDPは、一対のガラス板に微少間隔をもうけて対向し周囲を封着して放電空間を設けており、放電により発生する紫外線で刺激され発光する蛍光体により映像を映すものである。
一般的なAC型PDPの背面板の構造は、図1に示すようなもので、PDPで映像が表示される側のガラス板は前面板、他方が背面板と呼ばれている。背面板のガラス基板(10b)上には、ストライプ状の隔壁(17)が形成され、これら隔壁(17)の凹部の底面には隔壁と平行に1本のアドレス電極(15)が形成され、電極の表面を覆う誘電体層(16)が形成されている。さらにこれら隔壁の壁面などには紫外線で励起する蛍光体(18)が塗付されている。
前面板は、ガラス基板(10a)上に、ストライプ状のITO等により形成される透明電極(11)と透明電極上に設けられた1本の銀等により形成されたバス電極(12)が配されている。この電極を覆うようにガラス等で構成される可視光に透明な誘電体膜(13)が形成される。誘電体膜を覆うようにMgO膜(14)が蒸着により形成される。
ここで、PDPの形成方法は、電極はアルミニウムの蒸着や厚膜銀ペーストによる形成技術、また、誘電体や隔壁等は既存の厚膜技術が用いられている。特にアルミニウム蒸着による電極の形成ではガラス基板を変色させないことや安価なことから、銀電極の必要性が無い限り多用されている。
The PDP is opposed to a pair of glass plates with a small gap and sealed around to provide a discharge space, and projects an image by a phosphor that emits light stimulated by ultraviolet rays generated by discharge.
The structure of the back plate of a general AC type PDP is as shown in FIG. 1, and the glass plate on the side where an image is displayed on the PDP is called the front plate, and the other is called the back plate. Striped partition walls (17) are formed on the glass substrate (10b) of the back plate, and one address electrode (15) is formed on the bottom surface of the recesses of these partition walls (17) in parallel with the partition walls. A dielectric layer (16) covering the surface of the electrode is formed. Further, a phosphor (18) excited by ultraviolet rays is applied to the wall surfaces of the partition walls.
The front plate has a transparent electrode (11) formed of striped ITO or the like and a bus electrode (12) formed of one silver or the like provided on the transparent electrode on a glass substrate (10a). Has been. A dielectric film (13) transparent to visible light made of glass or the like is formed so as to cover this electrode. An MgO film (14) is formed by vapor deposition so as to cover the dielectric film.
Here, as a method for forming the PDP, an electrode is formed by vapor deposition of aluminum or a thick film silver paste, and an existing thick film technique is used for a dielectric or a partition. In particular, the formation of electrodes by aluminum vapor deposition is frequently used unless there is a need for silver electrodes because the glass substrate is not discolored and is inexpensive.

一般的なVFDは、図2に示すような構造をしている。フェイスガラス(21)とガラス基板(20)から構成される真空容器をもち、真空容器中のフィラメント(22)より放出された電子を格子電極(23)で制御しセグメント電極(24)に衝突せしめ、セグメント電極上の蛍光体を刺激発光させて文字、記号等を表示する。ガラス基板に表示部となるセグメント電極が形成され、当該電極への信号を伝達する配線(26)と、配線とセグメント電極間を絶縁する誘電体の絶縁層(25)が配されている。
セグメント電極への配線は、アルミニウムの蒸着又は厚膜銀ペーストで形成されることが多く、これを覆う絶縁体は誘電体ペーストで形成され、セグメント電極はグラファイトを主成分とする厚膜ペーストで形成される。なお、セグメント電極と配線の導通を確保する為、絶縁層はスルーホールを形成するように印刷する。アルミニウム蒸着による電極形成はPDPと同様に多用されつつある。
A general VFD has a structure as shown in FIG. It has a vacuum vessel composed of a face glass (21) and a glass substrate (20), and electrons emitted from the filament (22) in the vacuum vessel are controlled by the lattice electrode (23) and collide with the segment electrode (24). Then, the phosphor on the segment electrode is stimulated to emit light to display characters, symbols, and the like. A segment electrode serving as a display portion is formed on the glass substrate, and a wiring (26) for transmitting a signal to the electrode and a dielectric insulating layer (25) for insulating the wiring from the segment electrode are disposed.
The wiring to the segment electrode is often formed with aluminum vapor deposition or thick film silver paste, the insulator covering it is formed with a dielectric paste, and the segment electrode is formed with a thick film paste mainly composed of graphite. Is done. Note that the insulating layer is printed so as to form a through-hole in order to ensure conduction between the segment electrode and the wiring. Electrode formation by aluminum vapor deposition is being frequently used like PDP.

FEDの構造は、図3に示すとおりである。FEDは、対向する2枚のガラス基板(30a、30b)で構成される真空容器の一方のガラス基板に電子を放出するエミッタ電極(31)を形成し、放出された電子を他方のガラス基板の蛍光体(33)に衝突せしめ刺激発光させる。電子放出素子が形成されたガラス基板には、電子放出素子への信号を送る配線と、配線を覆う誘電体(35)と誘電体上に設けられたゲート電極(36)が形成されている。エミッタ電極(31)は、誘電体が設けられていない個所に設けられる。なお、図示はしていないが、2枚のガラス基板の間に誘電体等で形成される支柱状の構造物を設け、ガラス基板等で構成されるFEDの真空容器の機械的強度を増すことがある。
FEDの各構成要素は、薄膜技術を多用するが、誘電体は厚膜技術により形成される。
The structure of the FED is as shown in FIG. The FED forms an emitter electrode (31) that emits electrons on one glass substrate of a vacuum vessel composed of two glass substrates (30a, 30b) facing each other, and the emitted electrons are emitted from the other glass substrate. The phosphor (33) is collided to emit stimulating light. On the glass substrate on which the electron-emitting device is formed, wiring for sending a signal to the electron-emitting device, a dielectric (35) covering the wiring, and a gate electrode (36) provided on the dielectric are formed. The emitter electrode (31) is provided at a location where no dielectric is provided. Although not shown, a columnar structure formed of a dielectric or the like is provided between two glass substrates to increase the mechanical strength of an FED vacuum vessel composed of a glass substrate or the like. There is.
Each component of the FED uses thin film technology, but the dielectric is formed by thick film technology.

これらPDP、VFD、FEDでは、電極を覆うため黒色の誘電体を形成する事がある。黒色の誘電体は、通常、低融点ガラス粉末と黒色顔料で構成される。黒色顔料は、その発色を得るためクロム、コバルト、マンガンや銅などの金属元素からなる複合酸化物から構成される。この顔料に含まれるクロム酸化物は、Crで表されることから明らかなように、クロム原子の原子価は3価である。一方、近年、環境問題が懸念されているクロムは、原子価6価のクロムイオンである。そのため、これら黒色顔料のクロム原子は、今のところ環境問題には関与していない。 In these PDP, VFD, and FED, a black dielectric may be formed to cover the electrode. The black dielectric is usually composed of a low-melting glass powder and a black pigment. The black pigment is composed of a complex oxide composed of a metal element such as chromium, cobalt, manganese or copper in order to obtain the color. As is clear from the fact that the chromium oxide contained in this pigment is represented by Cr 2 O 3 , the valence of the chromium atom is trivalent. On the other hand, chromium which is recently concerned about environmental problems is a valent hexavalent chromium ion. Therefore, the chromium atoms of these black pigments are not involved in environmental problems so far.

しかし、これら黒色顔料を含む誘電体が廃棄され、近年問題となっている酸性雨や紫外線などにされされると、化学変化により3価のクロムイオンが6価のクロムイオンに酸化されることがある。酸化により生じた6価のクロムイオンは、環境を破壊することから、黒色顔料にクロムを含まないことが望ましい。   However, when the dielectric containing these black pigments is discarded and made into acid rain or ultraviolet rays, which have become a problem in recent years, trivalent chromium ions may be oxidized to hexavalent chromium ions due to chemical changes. is there. Since the hexavalent chromium ions generated by oxidation destroy the environment, it is desirable that the black pigment does not contain chromium.

PDP等の表示装置は、基板に高歪点ガラス(旭硝子製PD−200)やソーダライムガラスを用いるため、焼成温度は高くても600℃である。そのためガラスの軟化点をこの温度以下にしなければ、緻密な焼成膜は得られない。従来のガラスは、有害物である鉛、ビスマスを含有させてこの軟化点を実現していた。しかし、従来のガラスとクロムを含む黒色顔料からなる誘電体組成物に含まれるこれら有害物は、上記のように表示装置が廃棄されるときはもちろん、表示装置を製造する際も廃棄物として地球環境に放出され、土壌、地下水、河川等の汚染、公害などの環境問題を引き起こす。   Since a display device such as PDP uses high strain point glass (PD-200 manufactured by Asahi Glass) or soda lime glass as a substrate, the baking temperature is 600 ° C. at the highest. Therefore, if the softening point of the glass is not lower than this temperature, a dense fired film cannot be obtained. Conventional glass has realized this softening point by containing harmful substances such as lead and bismuth. However, these harmful substances contained in the conventional dielectric composition composed of glass and black pigment containing chromium are not only used when the display device is discarded as described above, but also when the display device is manufactured. Released into the environment, causing environmental problems such as pollution, pollution of soil, groundwater and rivers.

そこで、鉛などの有害物を含まないB−Si−Zn系ガラスの組成が提案されている(例えば、特許文献1〜3参照)。すなわち、特許文献1には、重量百分率で、ZnO 25〜45%、B35〜55%、SiO5〜13%などの組成を有する低誘電率ガラス組成物が記載されている。また、特許文献2,3には、無鉛低融点ガラス組成物であって、その組成が質量%でZnO 20〜60%、B20〜35%、SiO5〜45%などであるガラス組成物が記載されている。 Then, the composition of the B-Si-Zn type glass which does not contain harmful substances, such as lead, is proposed (for example, refer patent documents 1-3). That is, Patent Document 1 describes a low dielectric constant glass composition having a composition such as ZnO 25 to 45%, B 2 O 3 35 to 55%, and SiO 2 5 to 13% by weight percentage. Patent Documents 2 and 3 disclose lead-free low-melting glass compositions whose composition is, by mass, ZnO 20 to 60%, B 2 O 3 20 to 35%, SiO 2 5 to 45%, and the like. Glass compositions are described.

これら特許文献には、アルミニウム電極について記載されているものがあるが、黒色顔料を含む誘電体組成物は、アルミニウム蒸着電極付近で発泡など不具合が発生することについて、何も対策が考慮されていない。すなわち、前記特許文献に開示された組成では、アルミニウム蒸着電極を被覆する誘電体を形成する際に、発泡によるピンホールで絶縁不良を起こすので使用できないことになる。そのため、電極には高価な銀電極を用いることが必要であった。しかし、銀電極を用いると、ガラス基板を変色させることやマイクレーションがあり表示装置の性能を悪化させることになる。   Some of these patent documents describe aluminum electrodes, but the dielectric composition containing a black pigment does not take any measures against the occurrence of defects such as foaming in the vicinity of the aluminum vapor deposition electrode. . In other words, the composition disclosed in the above-mentioned patent document cannot be used because a dielectric failure occurs due to foamed pinholes when forming a dielectric covering the aluminum vapor deposition electrode. Therefore, it was necessary to use an expensive silver electrode as the electrode. However, when a silver electrode is used, the glass substrate is discolored and there is a microphone, which deteriorates the performance of the display device.

このようなことから、アルミニウム蒸着電極を被覆する誘電体を形成する際に、発泡によるピンホールで絶縁不良を起こすことがなく、比較的安価で、ガラス基板を変色させることもない誘電体組成物の出現が待たれていた。   Therefore, when forming a dielectric covering an aluminum vapor deposition electrode, a dielectric composition that does not cause insulation failure due to foamed pinholes, is relatively inexpensive, and does not discolor a glass substrate. The appearance of was awaited.

特開平9−278482JP-A-9-278482 特開2000−226231JP 2000-226231 A 特開2000−226232JP 2000-226232 A

本発明の目的は、有害な鉛やクロムを含まないで、ソーダライムガラス基板上のアルミニウム蒸着電極と反応して発泡せずに緻密な焼成膜を得ることができる誘電体組成物、誘電体ペースト組成物、およびそれを用いて得られる誘電体を提案することにある。   An object of the present invention is to provide a dielectric composition and a dielectric paste that do not contain harmful lead or chromium, and can obtain a dense fired film by reacting with an aluminum vapor deposition electrode on a soda lime glass substrate without foaming It is to propose a composition and a dielectric obtained by using the composition.

本発明者は、かかる従来の問題点を解決し、環境問題を引き起こすことのない無鉛ガラス粉末を用いたPDPなどの表示装置について鋭意研究を重ね、無鉛ガラス粉末に対して特定の黒色顔料を配合した誘電体組成物を用いることにより、これを表示装置のアルミニウム蒸着電極に塗布し焼成しても発泡せず、誘電体膜にピンホールが生じなくなることを見出して、本発明を完成するに至った。   The present inventor has solved the conventional problems, and has earnestly researched display devices such as PDPs using lead-free glass powder that does not cause environmental problems, and formulated a specific black pigment in the lead-free glass powder. By using this dielectric composition, it was found that even when this was applied to an aluminum vapor deposition electrode of a display device and fired, it did not foam and no pinholes were generated in the dielectric film, and the present invention was completed. It was.

すなわち、本発明の第1の発明によれば、無鉛ガラス粉末(A)と黒色顔料粉末(B)とを含む誘電体組成物であって、黒色顔料粉末(B)が、コバルト、銅およびクロムを実質的に含有しない金属酸化物であることを特徴とする誘電体組成物が提供される。   That is, according to the first invention of the present invention, a dielectric composition comprising a lead-free glass powder (A) and a black pigment powder (B), wherein the black pigment powder (B) comprises cobalt, copper and chromium. There is provided a dielectric composition characterized in that it is a metal oxide substantially free of.

また、本発明の第2の発明によれば、第1の発明において、無鉛ガラス粉末(A)が、ビスマスを含まず、酸化物換算でSiOを4〜20mol%、アルカリ金属酸化物RO(式中、Rは、K、Na、またはLiから選ばれる少なくとも1種のアルカリ金属元素を示す)を合計で0〜15mol%含有することを特徴とする誘電体組成物が提供される。
また、本発明の第3の発明によれば、第1の発明において、無鉛ガラス粉末(A)が、さらに酸化物換算でBを15〜45mol%、ZnOを25〜50mol%含有することを特徴とする誘電体組成物が提供される。
また、本発明の第4の発明によれば、第1の発明において、黒色顔料粉末(B)が、鉄−マンガン複合酸化物であることを特徴とする誘電体組成物が提供される。
さらに、本発明の第5の発明によれば、第1の発明において、黒色顔料粉末(B)が、組成物全体に対して1〜30質量%配合されることを特徴とする誘電体組成物が提供される。
According to the second invention of the present invention, in the first invention, the lead-free glass powder (A) does not contain bismuth, 4 to 20 mol% of SiO 2 in terms of oxide, and the alkali metal oxide R 2. A dielectric composition comprising 0 to 15 mol% in total of O (wherein R represents at least one alkali metal element selected from K, Na, or Li) is provided.
Further, according to the third aspect of the present invention, in a first aspect, the lead-free glass powder (A) further 15~45Mol% of B 2 O 3 in terms of oxides, containing 25~50Mol% of ZnO A dielectric composition is provided.
According to a fourth aspect of the present invention, there is provided the dielectric composition according to the first aspect, wherein the black pigment powder (B) is an iron-manganese composite oxide.
Furthermore, according to the fifth invention of the present invention, in the first invention, the black pigment powder (B) is blended in an amount of 1 to 30% by mass with respect to the entire composition. Is provided.

一方、本発明の第6の発明によれば、第1〜5のいずれかの発明に係り、誘電体組成物に、樹脂と溶剤からなる有機ビヒクル(C)が配合されてなる誘電体ペースト組成物が提供される。
また、本発明の第7の発明によれば、第6の発明において、樹脂の含有量が、誘電体組成物に対して0.5〜10質量%であることを特徴とする誘電体ペースト組成物が提供される。
On the other hand, according to the sixth invention of the present invention, according to any one of the first to fifth inventions, a dielectric paste composition comprising a dielectric composition and an organic vehicle (C) comprising a resin and a solvent. Things are provided.
According to a seventh aspect of the present invention, in the sixth aspect, the dielectric paste composition is characterized in that the resin content is 0.5 to 10% by mass relative to the dielectric composition. Things are provided.

一方、本発明の第8の発明によれば、第6又は7の発明に係り、誘電体ペースト組成物を、表示装置のAl電極上に塗布した後、焼成して形成される誘電体が提供される。
また、本発明の第9の発明によれば、第8の発明において、前記焼成温度が、540〜580℃であることを特徴とする誘電体が提供される。
さらに、本発明の第10の発明によれば、第8の発明において、前記表示装置が、プラズマディスプレイパネル、蛍光表示管、又はフィールドエミッションディスプレイのいずれかであることを特徴とする誘電体が提供される。
On the other hand, according to the eighth invention of the present invention, there is provided a dielectric material according to the sixth or seventh invention, wherein the dielectric paste composition is formed by applying a dielectric paste composition on an Al electrode of a display device and then firing. Is done.
According to a ninth aspect of the present invention, there is provided the dielectric according to the eighth aspect, wherein the firing temperature is 540 to 580 ° C.
Furthermore, according to a tenth aspect of the present invention, there is provided the dielectric according to the eighth aspect, wherein the display device is any one of a plasma display panel, a fluorescent display tube, and a field emission display. Is done.

本発明によれば、鉛やクロムの有害物を含まずにアルミニウム蒸着電極を覆う誘電体組成物が実現できる。そのため、これを用いれば、電極付近にピンホールを生じることがなく、基板を変色させずに、性能に優れる表示装置を製造することができる。また、今後予想される廃棄処理に対しても環境上の問題を生じる恐れがない。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the dielectric material composition which covers an aluminum vapor deposition electrode without including the harmful | toxic substance of lead or chromium is realizable. Therefore, if this is used, a display device having excellent performance can be manufactured without causing pinholes near the electrodes and without changing the color of the substrate. In addition, there is no risk of environmental problems with respect to expected disposal.

以下に本発明の誘電体組成物、誘電体ペースト組成物、およびそれを用いて得られる誘電体について、最良の実施形態を詳しく説明する。   BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Best embodiments of the dielectric composition, the dielectric paste composition of the present invention, and the dielectric obtained using the same will be described in detail below.

1.誘電体組成物
本発明の誘電体組成物は、無鉛ガラス粉末(A)と黒色顔料粉末(B)とを含む誘電体組成物であって、黒色顔料粉末(B)が、コバルト、銅およびクロムを実質的に含有しない金属酸化物であることを特徴とする。
1. Dielectric composition The dielectric composition of the present invention is a dielectric composition containing a lead-free glass powder (A) and a black pigment powder (B), wherein the black pigment powder (B) is cobalt, copper and chromium. It is a metal oxide which does not contain substantially.

表示装置の種類は前記のとおりであるが、その製造工程でガラス基板の電極にアルミニウム蒸着電極を用いることがある。そして、誘電体がクロムを含む黒色顔料を用いて形成される場合がある。このような黒色顔料には、例えば、Cr−Fe−Co複合酸化物、Cu−Cr−Mn複合酸化物、Cu−Cr−Fe複合酸化物がある。ところが、そのようなアルミニウム蒸着によって電極を形成した後、クロム、コバルト、銅のいずれかを含む黒色顔料と、鉛を含有しないガラスからなる誘電体組成物の厚膜ペーストを、アルミニウム蒸着電極が形成された基板に印刷し、焼成すると、焼成時に誘電体組成物と電極が反応し誘電体組成物の焼成膜にピンホールなどが生じ電気絶縁不良となることがある。このピンホールは、アルミニウム蒸着電極、顔料やガラスのテルミット反応による酸化還元反応が発生したためと考えられる。   Although the kind of display apparatus is as above-mentioned, an aluminum vapor deposition electrode may be used for the electrode of a glass substrate by the manufacturing process. In some cases, the dielectric is formed using a black pigment containing chromium. Examples of such a black pigment include a Cr—Fe—Co composite oxide, a Cu—Cr—Mn composite oxide, and a Cu—Cr—Fe composite oxide. However, after forming the electrode by such aluminum vapor deposition, the aluminum vapor deposition electrode forms a thick film paste of a dielectric composition composed of a black pigment containing either chromium, cobalt or copper and glass containing no lead. When printed on a printed substrate and fired, the dielectric composition and the electrode may react during firing to cause pinholes in the fired film of the dielectric composition, resulting in poor electrical insulation. This pinhole is considered to be due to the occurrence of an oxidation-reduction reaction due to an aluminum vapor deposition electrode, the thermite reaction of pigment or glass.

ところが、クロム、コバルト、銅のいずれかを含む黒色顔料と、鉛を含むガラスと組み合わせた誘電体組成物では、このような反応は起らず、ピンホールは生じない。こうした組成物で誘電体を形成した場合に、アルミニウム蒸着電極との反応が生じない理由は、今のところ明確にはなっていない。しかし、鉛を含むガラスを用いた場合では発生していないのであるから、鉛を含まないガラスの組成が影響しているものと思われる。   However, such a reaction does not occur and pinholes do not occur in a dielectric composition in which a black pigment containing any one of chromium, cobalt, and copper and a glass containing lead are combined. The reason why the reaction with the aluminum vapor deposition electrode does not occur when the dielectric is formed of such a composition has not been clarified so far. However, since it does not occur when glass containing lead is used, it seems that the composition of glass containing no lead has an effect.

(A)無鉛ガラス粉末
本発明の誘電体組成物において、ガラス粉末は実質的に鉛を含まないものでなければならない。本発明において、無鉛ガラス粉末(以下、ガラス組成物ともいう)のガラス転移点は430〜540℃である。
(A) Lead-free glass powder In the dielectric composition of the present invention, the glass powder must be substantially free of lead. In the present invention, the glass transition point of the lead-free glass powder (hereinafter also referred to as glass composition) is 430 to 540 ° C.

上述の通りガラス基板上を用いるPDP等の表示装置では、通常、ガラス組成物が600℃以下の温度で焼成される。そのためにガラス組成物の軟化点は600℃以下に抑える必要がある。これにより軟化点600℃のガラス組成物のガラス転移点は、必然的に540℃以下となる。一方、ガラス転移点を430℃以上とするのは、これら表示装置の封着工程によるものである。これら表示装置は、二枚のガラス基板等を貼り合わせ封着して真空容器が形成される。この封着工程では430℃付近で封着材料を軟化、焼成するが、本発明のガラス組成物で、ガラス転移点がこの温度より低いと、封着工程で形成した隔壁や誘電体が軟化し、表示装置の寸法精度を確保できなくなる。従って、封着温度が430℃よりも低ければ、それに従いガラス組成物のガラス転移点も低いものを採用することになる。なお、ガラス転移点はTG−DTAやTMAで測定することができる。   As described above, in a display device such as a PDP using a glass substrate, the glass composition is usually fired at a temperature of 600 ° C. or lower. Therefore, it is necessary to suppress the softening point of the glass composition to 600 ° C. or lower. As a result, the glass transition point of the glass composition having a softening point of 600 ° C. is necessarily 540 ° C. or lower. On the other hand, the glass transition point of 430 ° C. or higher is due to the sealing process of these display devices. In these display devices, a vacuum container is formed by bonding and sealing two glass substrates and the like. In this sealing process, the sealing material is softened and fired at around 430 ° C. When the glass transition point is lower than this temperature in the glass composition of the present invention, the partition walls and dielectric formed in the sealing process are softened. Therefore, it becomes impossible to ensure the dimensional accuracy of the display device. Therefore, if the sealing temperature is lower than 430 ° C., a glass composition having a low glass transition point is adopted accordingly. The glass transition point can be measured by TG-DTA or TMA.

ガラス組成中、SiOは必須の構成要素で、ガラスのネットワークフォーマーである。その含有量は、酸化物換算で、SiOが4〜20mol%であるようにする。4mol%未満ではガラスの耐水性や耐薬品性が劣り、20mol%を超えると軟化点が高くなる。
また、理由はわからないが、所望のガラス転移点や軟化点を示しSiOを20mol%以上含むガラスと、クロム、コバルト、または銅のいずれも含まない黒色顔料からなる誘電体組成物では、焼成によりアルミニウム蒸着電極と反応してピンホールを生じる場合がある。ピンホールが発生しても発生頻度が少ないので、焼成された誘電体の上に誘電体ペーストを印刷し、乾燥、焼成することで補修が可能である。
しかし、所望のガラス転移点や軟化点を示しSiOを20mol%以上含むガラスとクロム、コバルト、銅のいずれかを含む黒色顔料とからなる誘電体組成物では焼成によりアルミニウム蒸着電極と反応し多数のピンホールを生じてしまい実用に耐えないものとなる。
In the glass composition, SiO 2 is an essential component and a glass network former. The content of SiO 2 is 4 to 20 mol% in terms of oxide. If it is less than 4 mol%, the water resistance and chemical resistance of the glass are poor, and if it exceeds 20 mol%, the softening point becomes high.
In addition, although the reason is unknown, a dielectric composition comprising a glass having a desired glass transition point or softening point and containing 20 mol% or more of SiO 2 and a black pigment containing neither chromium, cobalt, nor copper is obtained by firing. It may react with the aluminum vapor deposition electrode to generate pinholes. Since the frequency of occurrence of pinholes is low, it can be repaired by printing a dielectric paste on the fired dielectric, drying, and firing.
However, a dielectric composition composed of a glass having a desired glass transition point and softening point and containing 20 mol% or more of SiO 2 and a black pigment containing any one of chromium, cobalt, and copper reacts with the aluminum vapor deposition electrode by firing to produce a large number. As a result, a pinhole is formed, which is not practical.

ガラス中のBは、必須の構成要素で、軟化点を下げ流動性を増加しガラスを安定させる効果がある。Bの含有率は、15〜45mol%とすることが必須の要件となる。15mol%未満では軟化点が高くなり所望の値を実現できず、45mol%を超えると軟化点が低くなり所望の値を実現できないとともにガラスの耐水性や耐薬品性が劣る結果となる。より望ましくは43mol%以下である。 B 2 O 3 in the glass is an essential component, and has the effect of lowering the softening point and increasing fluidity and stabilizing the glass. It is an essential requirement that the content of B 2 O 3 be 15 to 45 mol%. If it is less than 15 mol%, the softening point becomes high and a desired value cannot be realized, and if it exceeds 45 mol%, the softening point becomes low and the desired value cannot be realized and the water resistance and chemical resistance of the glass are inferior. More desirably, it is 43 mol% or less.

ガラス中のZnOは、必須の構成要素で、軟化点を下げ、熱膨張係数を適宜に調整する効果がある。酸化物換算で、ZnOが25〜50mol%となるようにする。25mol%未満では所望の軟化点を実現できず、50mol%を超えるものではガラス化を困難とする。   ZnO in the glass is an essential component, and has the effect of lowering the softening point and adjusting the thermal expansion coefficient appropriately. ZnO is adjusted to 25 to 50 mol% in terms of oxide. If it is less than 25 mol%, the desired softening point cannot be realized, and if it exceeds 50 mol%, vitrification is difficult.

アルカリ金属酸化物RO(式中、Rは、K、Na、またはLiから選ばれる少なくとも1種のアルカリ金属元素を示す)は、ガラスの構成要素である。これらは、軟化点を下げ、熱膨張係数を上昇させる。ROは、酸化物換算で5〜15mol%含有させる。5mol%未満では軟化点が高くなりすぎ所望の値を得ることができず、望ましくは7〜13mol%である。ROは15mol%を超えて含有すると熱膨張係数を上昇させることから望ましくない。ROは、ガラス中でRイオンとして伝導し、電気絶縁性に悪影響を及ぼす。かかる観点からもROの含有率は規定される。 Alkali metal oxide R 2 O (wherein R represents at least one alkali metal element selected from K, Na, or Li) is a constituent of glass. These lower the softening point and increase the coefficient of thermal expansion. R 2 O is to contain 5 to 15 mol% in terms of oxide. If it is less than 5 mol%, the softening point becomes too high to obtain a desired value, and it is desirably 7 to 13 mol%. If R 2 O is contained in an amount exceeding 15 mol%, it is not desirable because it increases the thermal expansion coefficient. R 2 O is conducted as R + ions in the glass and adversely affect the electrical insulating properties. Also from this viewpoint, the content of R 2 O is defined.

BaOは、ガラスの軟化点を下げる効果があり、35mol%まで加えることができる。BaOは熱膨張係数を上昇させる作用があり、かかる観点から上記の添加量が望ましい。
その他にCaO、SrOを適宜加えることができる。CaO、SrOはガラスを安定化させる効果がある。しかし、これらは熱膨張係数を上昇させる作用があるので、過剰に含まれると熱膨張係数が大きくなりソーダライムガラス等を基板とするには不適切となる。したがって、CaO、SrOの配合量は35mol%以下が望ましい。
BaO has an effect of lowering the softening point of the glass, and can be added up to 35 mol%. BaO has the effect of increasing the coefficient of thermal expansion, and the addition amount described above is desirable from this viewpoint.
In addition, CaO and SrO can be added as appropriate. CaO and SrO have the effect of stabilizing the glass. However, these have the effect of increasing the coefficient of thermal expansion. Therefore, if they are contained excessively, the coefficient of thermal expansion becomes large and it becomes inappropriate for using soda lime glass or the like as a substrate. Therefore, the blending amount of CaO and SrO is desirably 35 mol% or less.

ZrOは、ガラスの必須の構成要素ではないが、耐水性や耐薬品性を高める効果がある。酸化物換算で、ZrOが15mol%以下となるようにする。15mol%を超えるとガラスの軟化点を上昇させ、所望の値を実現できない。Alはガラスの必須の構成要素ではないが、ガラスが分相することを防ぎ耐水性、耐薬品性向上の効果がある。酸化物換算で、Alが15mol%以下となるようにする。15mol%を超えると軟化点が高くなり所望の値を実現できない。 ZrO 2 is not an essential component of glass, but has an effect of improving water resistance and chemical resistance. ZrO 2 is made to be 15 mol% or less in terms of oxide. If it exceeds 15 mol%, the softening point of the glass is raised and the desired value cannot be realized. Al 2 O 3 is not an essential component of glass, but has an effect of improving water resistance and chemical resistance by preventing glass from phase separation. Al 2 O 3 is made to be 15 mol% or less in terms of oxide. If it exceeds 15 mol%, the softening point becomes high and a desired value cannot be realized.

ガラス粉末の粒度は、D50(累積粒度分布と粒径のメジアン値)で10μm以下が好ましく、さらに好ましくは5μm以下である。これより大きいと緻密な誘電体が得られなくなる。所望の粒度の粉末を得るには、ボールミル、ジェットミル等の公知の粉砕方法を用いることができる。 The particle size of the glass powder is preferably 10 μm or less, and more preferably 5 μm or less in terms of D 50 (cumulative particle size distribution and median value of particle size). If it is larger than this, a dense dielectric cannot be obtained. In order to obtain a powder having a desired particle size, a known grinding method such as a ball mill or a jet mill can be used.

(B)黒色顔料粉末
本発明の誘電体組成物は、黒色顔料がクロム、コバルト、銅のいずれも実質的に含まない金属酸化物であることを特徴としている。なお、実質的に含まないとは、製造上、不可避的に含まれる程度の量であれば含有しても構わないということである。
(B) Black pigment powder The dielectric composition of the present invention is characterized in that the black pigment is a metal oxide that substantially does not contain any of chromium, cobalt, and copper. Note that “substantially not contained” means that it may be contained as long as it is inevitable in production.

これまでに、黒色顔料としては、酸化ルテニウム、チタンブラック、あるいはカーボンブラックなどの導電性物質が知られているが、導電性を有するため電極を絶縁する誘電体には不適当である。   Up to now, conductive materials such as ruthenium oxide, titanium black, or carbon black have been known as black pigments. However, since they are conductive, they are not suitable for dielectrics that insulate electrodes.

一方、導電性を有しない黒色顔料には、鉄とクロム、コバルト、銅、マンガンなどから選ばれる1種以上との合金酸化物があり、表示装置用誘電体組成物として実用化されている。本発明においては、クロム、コバルト、銅のいずれも含まない黒色顔料を用いることが重要である。このような黒色顔料としては、例えば、Fe−Mn系複合酸化物がある。黒色となればFeとMnの割合は特に制限されない。   On the other hand, black pigments that are not conductive include alloy oxides of iron and one or more selected from chromium, cobalt, copper, manganese, and the like, which are put into practical use as dielectric compositions for display devices. In the present invention, it is important to use a black pigment that does not contain any of chromium, cobalt, and copper. As such a black pigment, for example, there is an Fe—Mn composite oxide. If it becomes black, the ratio of Fe and Mn is not particularly limited.

Fe−Mn系複合酸化物には、具体的には、Fe−Mn系複合酸化物、Fe−Mn−Al系複合酸化物等を挙げることができる。Alの他に、本発明の目的を損なわない限り、Ni,Siなどの元素を含むことができる。Alなどの含有量は特に制限されないが、Fe−Mn複合酸化物に対して30質量%以下、好ましくは20質量%以下、より好ましくは10質量%以下である。黒色顔料の粒度D50は、5μm以下である。粒度D50が、5μmを超えると、誘電体の表面粗さが粗くなる不具合が生じる。 Specific examples of the Fe—Mn composite oxide include an Fe—Mn composite oxide and an Fe—Mn—Al composite oxide. In addition to Al, elements such as Ni and Si can be included as long as the object of the present invention is not impaired. Although content in particular of Al etc. is not restrict | limited, It is 30 mass% or less with respect to Fe-Mn complex oxide, Preferably it is 20 mass% or less, More preferably, it is 10 mass% or less. The particle size D 50 of the black pigment is 5μm or less. When the particle size D 50 exceeds 5 μm, there arises a problem that the surface roughness of the dielectric becomes rough.

これに対して、例えば、Cr−Fe−Co複合酸化物、Ni−Cr−Fe−Co複合酸化物、Ni−Cr−Al−Fe−Co複合酸化物、Al−Cr−Fe−Mn−Co−Si複合酸化物、Cu−Cr−Mn複合酸化物、Cu−Cr複合酸化物、Cu−Cr−Fe複合酸化物などのクロムを含む黒色顔料では、ソーダライムガラス基板上のアルミニウム蒸着電極と反応して発泡し、緻密な焼成膜を得ることができない。
この他に、コバルトや銅を含む黒色顔料には、例えば、Fe−Cu−Mn系複合酸化物、Cu−Cr−Mn複合酸化物、Cu−Cr−Fe複合酸化物、Ni−Mn−Fe−Co複合酸化物、Mn−Fe−Co複合酸化物、Al−Mn−Fe−Co複合酸化物、Fe−Cu−Mn系複合酸化物、Ni−Mn−Fe複合酸化物、Ni−Mn−Fe−Co複合酸化物などがあるが、同様にソーダライムガラス基板上のアルミニウム蒸着電極と反応して発泡し、緻密な焼成膜を得ることができない。
On the other hand, for example, Cr—Fe—Co composite oxide, Ni—Cr—Fe—Co composite oxide, Ni—Cr—Al—Fe—Co composite oxide, Al—Cr—Fe—Mn—Co— Black pigments containing chromium such as Si composite oxide, Cu-Cr-Mn composite oxide, Cu-Cr composite oxide, Cu-Cr-Fe composite oxide react with aluminum vapor deposition electrodes on soda lime glass substrates. Thus, a dense fired film cannot be obtained.
In addition, black pigments containing cobalt and copper include, for example, Fe—Cu—Mn composite oxide, Cu—Cr—Mn composite oxide, Cu—Cr—Fe composite oxide, Ni—Mn—Fe—. Co composite oxide, Mn—Fe—Co composite oxide, Al—Mn—Fe—Co composite oxide, Fe—Cu—Mn composite oxide, Ni—Mn—Fe composite oxide, Ni—Mn—Fe— Although there are Co composite oxides and the like, it reacts with the aluminum vapor deposition electrode on the soda lime glass substrate and foams similarly, and a dense fired film cannot be obtained.

本発明の誘電体組成物は、鉛を含まないガラス粉末70〜99質量%、および黒色顔料粉末30〜1質量%を配合して調製される。鉛を含まないガラス粉末が70質量%未満では、ガラスが少なすぎて緻密な焼成膜が得られない。一方、鉛を含まないガラス粉末を99質量%より多く含むと、顔料が少なすぎて所望の黒色が得られない。
また、黒色顔料粉末が1質量%未満では、所望の黒色が得られず、黒色顔料粉末を30質量%より多く含むと、ガラスが少なすぎて緻密な焼成膜が得られない。好ましい配合割合は、鉛を含まないガラス粉末80〜98質量%、および黒色顔料粉末20〜2質量%であり、特に鉛を含まないガラス粉末90〜97質量%、および黒色顔料粉末10〜3質量%である。
The dielectric composition of the present invention is prepared by blending 70 to 99% by mass of lead-free glass powder and 30 to 1% by mass of black pigment powder. If the glass powder containing no lead is less than 70% by mass, the glass is too little to obtain a dense fired film. On the other hand, if the glass powder containing no lead is more than 99% by mass, the pigment is too little to obtain the desired black color.
If the black pigment powder is less than 1% by mass, the desired black color cannot be obtained. If the black pigment powder is contained in an amount of more than 30% by mass, the glass is too small to obtain a dense fired film. Preferred blending ratios are 80 to 98% by mass of glass powder containing no lead and 20 to 2% by mass of black pigment powder, 90 to 97% by mass of glass powder not containing lead, and 10 to 3% of black pigment powder. %.

2.誘電体ペースト組成物
本発明の誘電体ペースト組成物は、ガラス粉末、黒色顔料粉末などの無機成分と有機ビヒクルから構成される。有機ビヒクルは後述する樹脂と有機溶剤からなる。
ここで無機成分は、前記ガラス組成物と、これに対して必要に応じて加えられるアルミナ、シリカ、フォルステライト、ジルコニア、ジルコン、酸化チタンなどの無機酸化物から構成される。無機酸化物は、1種類のみの選択に限定されるのではなく、複数種類組み合わせることもできる。
2. Dielectric Paste Composition The dielectric paste composition of the present invention is composed of an inorganic component such as glass powder and black pigment powder and an organic vehicle. The organic vehicle consists of a resin and an organic solvent described later.
Here, the inorganic component is composed of the glass composition and inorganic oxides such as alumina, silica, forsterite, zirconia, zircon, and titanium oxide added to the glass composition as necessary. The inorganic oxide is not limited to selection of only one type, and a plurality of types can be combined.

誘電体ペースト組成物の熱膨張係数は、ガラス粉末と無機酸化物により定まる。熱膨張係数は50〜87×10−7の範囲が望ましい。ソーダライムガラス等の基板の熱膨張係数は83〜87×10−7であり、これ以下の値でなければ焼成の際にデバイスの反りを生じる。熱膨張係数は、ガラス粉末と無機酸化物の組み合わせで制御可能である。シリカのうち石英ガラスの熱膨張係数は55×10−7であり、熱膨張係数を下げる効果を有し、フォルステライトの熱膨張係数は、95×10−7であって熱膨張係数を上げる効果がある。 The thermal expansion coefficient of the dielectric paste composition is determined by the glass powder and the inorganic oxide. The thermal expansion coefficient is desirably in the range of 50 to 87 × 10 −7 . The thermal expansion coefficient of a substrate such as soda lime glass is 83 to 87 × 10 −7 , and if it is not less than this value, the device warps during firing. The thermal expansion coefficient can be controlled by a combination of glass powder and inorganic oxide. Among silicas, quartz glass has a thermal expansion coefficient of 55 × 10 −7 and has an effect of lowering the thermal expansion coefficient. Forsterite has a thermal expansion coefficient of 95 × 10 −7 and has an effect of increasing the thermal expansion coefficient. There is.

シリカ(石英)は相転位することが知られ、クリストバライト等に相転位すると熱膨張係数は急激に変化する。急激な熱膨張係数の変化により隔壁や誘電体にクラックが生じることもある。かかる事態を防ぐために石英ガラス粉末を用いることができる。石英ガラス粉末は、本発明における無機酸化物と同様の効果を発揮しうる。   Silica (quartz) is known to undergo phase transition, and when it undergoes phase transition to cristobalite or the like, the thermal expansion coefficient changes rapidly. Cracks may occur in the partition walls and the dielectric due to a sudden change in thermal expansion coefficient. In order to prevent such a situation, quartz glass powder can be used. Quartz glass powder can exhibit the same effect as the inorganic oxide in the present invention.

(C)有機ビヒクル
本発明において、有機ビヒクルは、樹脂と有機溶剤から構成される。樹脂は、ペーストの粘性を保持し、また塗布・乾燥後の形状維持、乾燥膜の耐薬品性向上に必要な成分である。樹脂量は、誘電体組成物100質量%に対し、0.5〜20質量%、好ましくは0.5〜15質量%が適正である。0.5質量%未満では、塗布・乾燥後の形状維持が困難で、ペーストの無鉛ガラス粉末や黒色顔料の沈降を生じやすくなりペーストの寿命が短くなり、また印刷性や塗布性を害する。結果的にはペーストの実用的な使用を阻害する。20質量%を超えると焼成後に除去できない場合があり好ましくない。
(C) Organic vehicle In this invention, an organic vehicle is comprised from resin and an organic solvent. The resin is a component necessary for maintaining the viscosity of the paste, maintaining the shape after coating and drying, and improving the chemical resistance of the dried film. An appropriate resin amount is 0.5 to 20% by mass, preferably 0.5 to 15% by mass with respect to 100% by mass of the dielectric composition. If it is less than 0.5% by mass, it is difficult to maintain the shape after coating and drying, the lead-free glass powder and black pigment of the paste are liable to settle, the life of the paste is shortened, and printability and coatability are impaired. As a result, the practical use of the paste is hindered. If it exceeds 20% by mass, it may not be removed after firing, which is not preferable.

ビヒクルに使用する樹脂は、焼成工程で分解または燃焼し、完全に除去されることが必要である。ガラス組成物の軟化点以下の焼成温度で除去されることが樹脂に求められる。軟化点以上の温度で燃焼等する樹脂は、脱ガスが軟化したガラス膜に閉じ込められ、気泡などのボイドを多数発生するからである。   The resin used for the vehicle needs to be decomposed or burned in the baking process and completely removed. The resin is required to be removed at a firing temperature below the softening point of the glass composition. This is because a resin that burns at a temperature equal to or higher than the softening point is trapped in a softened glass film and generates many voids such as bubbles.

かかる温度で分解又は燃焼する樹脂として、エチルセルロース、アクリル、ポリビニルブチラール、メチルスチレンが挙げられる。アクリルにはメタクリル樹脂も含まれる。これら樹脂は、単独で用いても複数の種類を混合しても同様の効果を有する。   Examples of the resin that decomposes or burns at such temperatures include ethyl cellulose, acrylic, polyvinyl butyral, and methylstyrene. Acrylic includes methacrylic resin. These resins have the same effect regardless of whether they are used alone or a plurality of types are mixed.

ビヒクルのうち有機溶剤は、ペーストの流動性の向上には欠かせない構成要素である。そのため溶剤は、誘電体組成物100質量%に対し、20〜45質量%配合される。溶剤量が20質量%未満ではペースト化することが困難であり、45質量%を超えると乾燥時の膜の収縮が大きくなり乾燥膜にクラックが発生しやすい。
溶剤は、樹脂を溶解する必要があり、しかも乾燥工程で揮発しなければならない。揮発性のみを重視し、沸点が150℃に満たない溶剤を選択すると、塗布工程でペーストが乾き作業性の悪化をもたらす。
An organic solvent in the vehicle is an essential component for improving the fluidity of the paste. Therefore, the solvent is blended in an amount of 20 to 45% by mass with respect to 100% by mass of the dielectric composition. When the amount of the solvent is less than 20% by mass, it is difficult to form a paste.
The solvent must dissolve the resin and must volatilize during the drying process. If importance is attached only to volatility and a solvent having a boiling point of less than 150 ° C. is selected, the paste dries in the coating process, resulting in poor workability.

かかる観点から溶剤の沸点は、150℃以上が望ましく、樹脂の溶解性からテルピノール、ジヒドロテルピノール、ブチルカルビトールアセテート、ブチルカルビトール、2,2,4−トリメチル−1,3−ペンタンジオールモノブチレート、オクチルアルコール等が選択される。   From this point of view, the boiling point of the solvent is desirably 150 ° C. or higher. From the solubility of the resin, terpinol, dihydroterpinol, butyl carbitol acetate, butyl carbitol, 2,2,4-trimethyl-1,3-pentanediol mono Butyrate, octyl alcohol and the like are selected.

ペーストには消泡剤、分散剤、可塑剤など厚膜ペーストで公知の添加物を加えることができる。また、紫外線により硬化する感光剤を添加し、ペーストに感光性をもたらすことができる。本発明において、添加物は、ガラス粉末と無機粉末との粉末混合物やビヒクルにあらかじめ混合してから添加してもよいし、そのまま、直接的に誘電体ペーストへ添加してもよい。誘電体ペースト組成物は、ロールミル、ボールミルなど公知の方法を用いて製造することができる。   Known additives such as antifoaming agents, dispersants, and plasticizers can be added to the paste as thick film pastes. Further, a photosensitive agent that is cured by ultraviolet rays can be added to bring the paste to photosensitivity. In the present invention, the additive may be added after being previously mixed with a powder mixture or vehicle of glass powder and inorganic powder, or may be added directly to the dielectric paste as it is. The dielectric paste composition can be manufactured using a known method such as a roll mill or a ball mill.

3.誘電体
本発明の上記の誘電体ペースト組成物は、表示装置用基板上の電極へ印刷・塗布した後、所定の温度で焼成して誘電体とすることができる。この誘電体は、プラズマディスプレイパネル、蛍光表示管、又はフィールドエミッションディスプレイのいずれかの表示装置に適用できる。
3. Dielectric The above dielectric paste composition of the present invention can be printed and applied to an electrode on a display device substrate, and then fired at a predetermined temperature to obtain a dielectric. This dielectric can be applied to any display device such as a plasma display panel, a fluorescent display tube, or a field emission display.

誘電体ペースト組成物(以下、誘電体ペーストともいう)の基板への印刷や塗布は、公知の方法、例えばスクリーン印刷、アプリケータ、ドクターブレード、ダイコータなどで行うことができる。
誘電体ペーストのパターン形成は、公知の方法、例えばスクリーン印刷、サンドブラストやフォトレジストへの埋め込みにより行うことができる。PDPなどの表示装置では、基板に旭硝子製PD−200のような高歪点ガラスやソーダライムガラスを用いるため、焼成温度は高くても600℃でなければならない。
Printing or application of the dielectric paste composition (hereinafter also referred to as dielectric paste) to the substrate can be performed by a known method such as screen printing, applicator, doctor blade, die coater, or the like.
The pattern formation of the dielectric paste can be performed by a known method such as screen printing, sandblasting or embedding in a photoresist. In a display device such as a PDP, since a high strain point glass or soda lime glass such as PD-200 made by Asahi Glass is used for the substrate, the baking temperature must be 600 ° C. at the highest.

本発明において焼成温度は、540〜580℃であることが望ましい。上述のとおり基板に高歪点ガラスやソーダライムガラスを用いることから、焼成温度は高くても600℃であり、基板の変形などによる寸法精度をより低い焼成温度で焼成することが望ましい。そのため、焼成温度の上限は580℃であり、より望ましくは上限が570℃である。一方、焼成温度の下限は、PDPなどの封着温度と誘電体に用いる無鉛ガラス粉末のガラス転移点の関係により定まるものである。一般的なPDPなどの封着工程は、450℃付近の温度で鉛ガラスを主成分とする封着材料を溶融して封着するのである。封着工程での450℃への加熱で誘電体が変形しないために、誘電体の無鉛ガラスのガラス転移点が封着温度より高くなることが必要であり、そのようなガラスの焼成温度の下限は540℃とされるからである。本発明では、無鉛ガラス粉末を用いているが、誘電体組成物中に特定の黒色顔料を配合しているのでアルミニウム蒸着電極上に塗布、焼成後にピンホールを生じることはない。   In the present invention, the firing temperature is desirably 540 to 580 ° C. Since high strain point glass or soda lime glass is used for the substrate as described above, the firing temperature is 600 ° C. at the highest, and it is desirable to fire the dimensional accuracy due to deformation of the substrate at a lower firing temperature. Therefore, the upper limit of the firing temperature is 580 ° C., and more preferably the upper limit is 570 ° C. On the other hand, the lower limit of the firing temperature is determined by the relationship between the sealing temperature of PDP or the like and the glass transition point of the lead-free glass powder used for the dielectric. In a general sealing process such as PDP, a sealing material mainly composed of lead glass is melted and sealed at a temperature around 450 ° C. Since the dielectric does not deform by heating to 450 ° C. in the sealing process, the glass transition point of the dielectric lead-free glass must be higher than the sealing temperature, and the lower limit of the firing temperature of such glass This is because the temperature is 540 ° C. In the present invention, lead-free glass powder is used, but since a specific black pigment is blended in the dielectric composition, no pinhole is formed after being applied and fired on the aluminum vapor-deposited electrode.

以下に、本発明の実施例及び比較例を示すが、本発明は、これらの実施例によって何ら限定されるものではない。   Examples of the present invention and comparative examples are shown below, but the present invention is not limited to these examples.

(アルミニウム蒸着電極の発泡性評価)
発泡性は、ガラス基板の電極を覆うように誘電体ペーストを印刷、焼成した後、電極上に形成された誘電体組成物の焼成膜の発泡を目視で確認して評価した。電極面積1cm当たり、発泡がなければ○、一つでもあれば×とした。
(Evaluation of foamability of aluminum evaporated electrode)
The foamability was evaluated by visually confirming foaming of the fired film of the dielectric composition formed on the electrode after printing and firing the dielectric paste so as to cover the electrode of the glass substrate. When there was no foaming per 1 cm 2 of the electrode area, it was evaluated as ◯, and when there was even one, it was evaluated as x.

(実施例1〜4)
まず、本発明の誘電体組成物の成分であるガラス粉末を調製した。ガラスは表1に示す組成のものを1300℃で溶融、急冷し、ボールミルで粉砕した。得られたガラス粉末の粒度は、マイクロトラックで測定し、ガラス転移点及び軟化点は、TG−DTA(セイコー電子社製TG/DTA320型)で測定した。得られたガラス粉末の粒径を表1に示す。
次に、ガラス粉末92質量%と黒色顔料粉末8質量%を配合し、誘電体組成物100質量%に対してビヒクル40質量%を加え、ロールミルで混合して誘電体ペーストを得た。黒色顔料として、Fe−Mn系酸化物(Mn化合物:Mnとして33質量%、粒度D50:2.8μm)を用いた。
ビヒクルは、樹脂にエチルセルロース(分子量80000)10質量%、溶剤にテルピノール90質量%を混合し、60℃に加熱してビヒクルを得た。
電極の形成は、表示装置の製造工程では公知の方法で、ソーダライムガラス基板にアルミニウムを厚さ1μm蒸着した。電極は、金属製のマスクを介して蒸着し、マスク開口部にのみ電極が形成されたパターン形状とした。
電極が形成されたガラス基板に対して、電極を覆うように誘電体ペーストを印刷、焼成し、電極上での誘電体組成物の焼成膜の発泡を目視で確認した。なお、実施例4の場合、発泡を生じなかったが、そのガラス粉末配合量を増加させ、95質量%とすると、発泡が生じるのを確認している。
(Examples 1-4)
First, the glass powder which is a component of the dielectric composition of this invention was prepared. Glasses having the compositions shown in Table 1 were melted at 1300 ° C., rapidly cooled, and pulverized with a ball mill. The particle size of the obtained glass powder was measured with a microtrack, and the glass transition point and the softening point were measured with TG-DTA (TG / DTA320 type manufactured by Seiko Denshi). Table 1 shows the particle size of the obtained glass powder.
Next, 92% by mass of glass powder and 8% by mass of black pigment powder were blended, 40% by mass of vehicle was added to 100% by mass of the dielectric composition, and mixed with a roll mill to obtain a dielectric paste. As the black pigment, an Fe—Mn oxide (Mn compound: 33% by mass as Mn, particle size D 50 : 2.8 μm) was used.
The vehicle was obtained by mixing 10% by mass of ethyl cellulose (molecular weight 80000) in a resin and 90% by mass of terpinol in a solvent, and heating to 60 ° C. to obtain a vehicle.
The electrode was formed by a known method in the manufacturing process of the display device, and aluminum was deposited on the soda lime glass substrate to a thickness of 1 μm. The electrode was vapor-deposited through a metal mask to form a pattern shape in which the electrode was formed only at the mask opening.
Dielectric paste was printed and fired on the glass substrate on which the electrode was formed so as to cover the electrode, and foaming of the fired film of the dielectric composition on the electrode was visually confirmed. In the case of Example 4, foaming did not occur, but it was confirmed that foaming occurred when the blending amount of the glass powder was increased to 95% by mass.

(比較例1〜11)
ガラス粉末として、鉛を含むものを用いた以外は、上記実施例1と同様にして実験した(比較例1)。また、黒色顔料として、銅、クロムを含むものを用いた以外は、上記実施例1と同様にして実験した(比較例2〜6)。この黒色顔料は、Cu−Cr−Mn系酸化物(Cu化合物:Cuとして25質量%、Cr化合物:Crとして43質量%、Mn:3質量%、粒度D50:1.8μm)である。
さらに、黒色顔料として、クロム、コバルトを含むものを用いた以外は、上記実施例1と同様にして実験した(比較例7〜11)。黒色顔料は、Cr−Fe−Co系酸化物(Cr化合物:Crとして29質量%、Co化合物:Coとして23質量%、粒度D50:1.5μm)である。
(Comparative Examples 1-11)
An experiment was conducted in the same manner as in Example 1 except that a glass powder containing lead was used (Comparative Example 1). Moreover, it experimented like the said Example 1 except having used the thing containing copper and chromium as a black pigment (Comparative Examples 2-6). This black pigment is a Cu—Cr—Mn oxide (Cu compound: 25 mass% as Cu, Cr compound: 43 mass% as Cr, Mn: 3 mass%, particle size D50: 1.8 μm).
Furthermore, it experimented like the said Example 1 except having used the thing containing chromium and cobalt as a black pigment (Comparative Examples 7-11). The black pigment is a Cr—Fe—Co-based oxide (Cr compound: 29 mass% as Cr, Co compound: 23 mass% as Co, particle size D 50 : 1.5 μm).

Figure 2007308320
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一般的なPDPの構造を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the structure of a general PDP. 一般的なVFDの構造を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the structure of general VFD. 一般的なFEDの構造を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the structure of a general FED.

符号の説明Explanation of symbols

10a、10b ガラス基板
11 透明電極
12 バス電極
13,16 誘電体
14 MgO膜
15 アドレス電極
17 隔壁
18 蛍光体
20 ガラス基板
21 フェイスガラス
22 フィラメント
23 格子電極
24 セグメント電極
25 誘電体
26 配線
27 端子
30a、30b ガラス基板
31 エミッタ電極
32 陽極
33 蛍光体
34 カソード電極
35 誘電体
36 ゲート電極
37 スペーサー
10a, 10b Glass substrate 11 Transparent electrode 12 Bus electrodes 13, 16 Dielectric 14 MgO film 15 Address electrode 17 Partition 18 Phosphor 20 Glass substrate 21 Face glass 22 Filament 23 Grid electrode 24 Segment electrode 25 Dielectric 26 Wiring 27 Terminal 30a, 30b Glass substrate 31 Emitter electrode 32 Anode 33 Phosphor 34 Cathode electrode 35 Dielectric 36 Gate electrode 37 Spacer

Claims (10)

無鉛ガラス粉末(A)と黒色顔料粉末(B)とを含む誘電体組成物であって、黒色顔料粉末(B)が、コバルト、銅およびクロムを実質的に含有しない金属酸化物であることを特徴とする誘電体組成物。   A dielectric composition comprising a lead-free glass powder (A) and a black pigment powder (B), wherein the black pigment powder (B) is a metal oxide substantially free of cobalt, copper and chromium. A dielectric composition. 無鉛ガラス粉末(A)が、ビスマスを含まず、酸化物換算でSiOを4〜20mol%、アルカリ金属酸化物RO(式中、Rは、K、Na、またはLiから選ばれる少なくとも1種のアルカリ金属元素を示す)を合計で0〜15mol%含有することを特徴とする請求項1に記載の誘電体組成物。 The lead-free glass powder (A) does not contain bismuth, 4 to 20 mol% of SiO 2 in terms of oxide, and an alkali metal oxide R 2 O (wherein R is at least one selected from K, Na, or Li) 2. The dielectric composition according to claim 1, wherein 0 to 15 mol% in total is represented. 無鉛ガラス粉末(A)が、さらに酸化物換算でBを15〜45mol%、ZnOを25〜50mol%含有することを特徴とする請求項1に記載の誘電体組成物。 The dielectric composition according to claim 1, wherein the lead-free glass powder (A) further contains 15 to 45 mol% of B 2 O 3 and 25 to 50 mol% of ZnO in terms of oxide. 黒色顔料粉末(B)が、鉄−マンガン系複合酸化物であることを特徴とする請求項1に記載の誘電体組成物。   The dielectric composition according to claim 1, wherein the black pigment powder (B) is an iron-manganese composite oxide. 黒色顔料粉末(B)が、組成物全体に対して1〜30質量%配合されることを特徴とする請求項1に記載の誘電体組成物。   The dielectric composition according to claim 1, wherein the black pigment powder (B) is blended in an amount of 1 to 30% by mass with respect to the entire composition. 請求項1〜5のいずれかに記載の誘電体組成物に、樹脂と溶剤からなる有機ビヒクル(C)が配合されてなる誘電体ペースト組成物。   A dielectric paste composition comprising the dielectric composition according to any one of claims 1 to 5 and an organic vehicle (C) comprising a resin and a solvent. 樹脂の含有量が、誘電体組成物に対して0.5〜10質量%であることを特徴とする請求項6に記載の誘電体ペースト組成物。   The dielectric paste composition according to claim 6, wherein the resin content is 0.5 to 10% by mass with respect to the dielectric composition. 請求項6又は7に記載の誘電体ペースト組成物を、表示装置のAl電極上に塗布した後、焼成して形成される誘電体。   A dielectric formed by applying the dielectric paste composition according to claim 6 or 7 on an Al electrode of a display device and then firing the applied paste. 前記焼成温度が、540〜580℃であることを特徴とする請求項8に記載の誘電体。   The dielectric according to claim 8, wherein the firing temperature is 540 to 580 ° C. 前記表示装置が、プラズマディスプレイパネル、蛍光表示管、又はフィールドエミッションディスプレイのいずれかであることを特徴とする請求項8に記載の誘電体。   9. The dielectric according to claim 8, wherein the display device is any one of a plasma display panel, a fluorescent display tube, and a field emission display.
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