JPH08301631A - プラズマディスプレイパネル - Google Patents

プラズマディスプレイパネル

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JPH08301631A
JPH08301631A JP4349396A JP4349396A JPH08301631A JP H08301631 A JPH08301631 A JP H08301631A JP 4349396 A JP4349396 A JP 4349396A JP 4349396 A JP4349396 A JP 4349396A JP H08301631 A JPH08301631 A JP H08301631A
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JP
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Patent type
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glass
powder
paste
partition wall
pdp
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JP4349396A
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English (en)
Inventor
Jiro Chiba
Setsuo Ito
Naoki Sugimoto
Ryuichi Tanabe
節郎 伊藤
次郎 千葉
直樹 杉本
隆一 田辺
Original Assignee
Asahi Glass Co Ltd
旭硝子株式会社
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C03GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03CCHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES, OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C3/00Glass compositions
    • C03C3/12Silica-free oxide glass compositions
    • C03C3/16Silica-free oxide glass compositions containing phosphorus
    • C03C3/19Silica-free oxide glass compositions containing phosphorus containing boron
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C03GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03CCHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES, OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
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    • C03C3/12Silica-free oxide glass compositions
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    • C03C3/17Silica-free oxide glass compositions containing phosphorus containing aluminium or beryllium
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
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    • C03CCHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES, OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C8/00Enamels; Glazes; Fusion seal compositions being frit compositions having non-frit additions
    • C03C8/24Fusion seal compositions being frit compositions having non-frit additions, i.e. for use as seals between dissimilar materials, e.g. glass and metal; Glass solders

Abstract

(57)【要約】 【課題】本発明は、クロストークが少なく、密度が小さ
く、基板の反りなど製造上の問題のないプラズマディス
プレイパネルを提供する。 【解決手段】隔壁6として実質的にP25 系ガラスか
らなるガラス粉末と、低膨張セラミックス粉末とからな
るガラスセラミックス組成物の焼成物を用いる。

Description

【発明の詳細な説明】

【0001】

【発明の属する技術分野】本発明はプラズマディスプレ
イパネル(以下、PDPという)に関する。

【0002】

【従来の技術】PDPは、隔壁で各点灯セルが仕切ら
れ、その空間内でプラズマ放電が起き、蛍光体が発色す
る。従来の隔壁は、鉛成分を含有するガラスセラミック
ス組成物を焼成して製造されている。

【0003】

【発明が解決しようとする課題】かかる従来の隔壁は、
比誘電率が10〜12程度で比較的大きいため、電気信
号が近隣の配線に漏洩し、画像にクロストークが生じや
すいという問題がある。

【0004】また、鉛成分を含有するガラスセラミック
ス組成物は密度が大きいため、基板が重くなる。隔壁
は、誘電体膜やシール材に比べ、形成する厚み、面積が
きわめて大きいため、製造工程中の基板の重量に強く影
響する。したがって鉛入りフリットを用いると、その重
さのため製造工程上で基板を取り扱うのに支障がある。

【0005】また、製造工程における基板の焼成時に
“反り”が発生しやすい問題がある。通常の焼成工程で
は加熱むらを防ぐために、基板の下から数か所、点支持
することにより支持を行う。基板が重いと、この際に自
重で反りが発生しやすい。

【0006】特に、ガラスセラミックス組成物とPDP
基板との熱膨張係数のマッチングが悪い場合は、ペース
トをスクリーン印刷、焼成した後に基板が反るという不
具合が生じやすい。

【0007】したがって、本発明は、クロストークが少
なく、密度が小さく、基板の反りなど製造上の問題のな
いPDPを提供することを目的とする。

【0008】

【課題を解決するための手段】本発明は、相対向する基
板間のディスプレイの各画素間に形成される隔壁を有す
るPDPであって、該隔壁は実質的にP25 系ガラス
からなるガラス粉末と、低膨張セラミックス粉末とから
なるガラスセラミックス組成物の焼成物からなることを
特徴とするPDPである。

【0009】

【発明の実施の形態】本発明のPDPにおいて、PDP
用基板上に隔壁を形成する際には、上記のガラスセラミ
ックス組成物粉末をペースト化し、所定のパターンにス
クリーン印刷後、500〜600℃、5〜20分で焼成
して形成できる。また、基板上に全面ベタに上記ペース
トを印刷した後、加工して隔壁のパターンを形成するこ
ともできる。たとえば、ペースト中に感光性樹脂を混合
してフォトリソグラフィにより、隔壁のパターンを形成
する方法や、サンドブラスト法により隔壁のパターンを
形成する方法を採用できる。

【0010】本発明において、隔壁の形成に使用するガ
ラスセラミックス組成物は、P25 系のガラス粉末を
含有する。かかるガラスセラミックス組成物は、比誘電
率が低く、密度が小さいだけでなく、500〜600℃
で充分に流動性を有し、ガラス粉末とセラミックス粉末
とが充分に濡れてガラスセラミックス組成物の厚膜を形
成可能で、かつ、PDP用基板と熱膨張係数がマッチン
グする。

【0011】かかるガラス粉末の含有量が少ないとセラ
ミックス粉末を充分に濡らせないため、緻密な焼結がで
きず、隔壁の強度が低下し、逆に多いと焼成収縮率が大
きくなりすぎる。本発明ではガラス粉末の含有量はガラ
スセラミックス組成物の全体の20〜70重量%である
ことが好ましい。すなわち、セラミックス粉末の含有量
はガラスセラミックス組成物の全体の30〜80重量%
であることが好ましい。

【0012】一方、低膨張セラミックス粉末としては、
アルミナ、ジルコン、コージェライト、ムライト、シリ
カ、β−ユークリプタイト、β−スポジュメン、β−石
英固溶体からなる群から選ばれる1種以上が使用される
ことが好ましい。これらは熱膨張係数が小さく、ガラス
粉末と組み合せた場合、PDP用基板とマッチングした
熱膨張係数が得られるためである。

【0013】ガラス粉末またはセラミックス粉末の粒径
が小さすぎるとペースト化が困難になることがある。一
方、ガラス粉末またはセラミックス粉末の粒径が大きす
ぎると焼成時に緻密な焼結層ができず、ボイドが多くな
るおそれがある。したがって本発明では、ガラス粉末は
平均粒径1〜10μmの範囲とされ、セラミックス粉末
は平均粒径0.1〜10μmの範囲とされることが好ま
しい。

【0014】隔壁を形成するためのガラスセラミックス
組成物の熱膨張係数が小さいと基板上に厚膜を形成する
ために印刷、焼成を行った後に基板の反りが生じるおそ
れがある。一方、大きすぎると下地のオーバーコートに
クラックが入ったり、反りが生じ基板が割れやすくなる
ことがある。

【0015】PDP用基板として通常用いられるガラス
の平均熱膨張係数が室温〜300℃で78×10-7〜8
8×10-7/℃であることを考慮すると、本発明のガラ
スセラミックス組成物の焼成後の平均熱膨張係数は室温
〜300℃で63×10-7〜90×10-7/℃とされる
ことが好ましい。ガラスセラミックス組成物の焼成後の
平均熱膨張係数は、PDP用基板の熱膨張係数にあわせ
て適宜調整できる。

【0016】本発明におけるガラス粉末は、本質的に次
の組成からなるものが望ましい。 P25 25〜45モル%、 ZnO 0〜50モル%、 SnO 0〜70モル%、 Li2 O 0〜10モル%、 Na2 O 0〜10モル%、 K2 O 0〜10モル%、 Li2 O+Na2 O+K2 O 0〜20モル%、 MgO 0〜10モル%、 CaO 0〜10モル%、 SrO 0〜10モル%、 BaO 0〜10モル%、 MgO+CaO+SrO+BaO 0〜20モル%、 B23 0〜10モル%、 Al23 0〜10モル%。

【0017】かかる組成において、P25 の含有量が
少なすぎると、ガラス化が困難になる。また軟化点が高
すぎ、流動性が悪く、セラミックス粉末を充分に濡らせ
ず強度が低下するおそれがある。一方、多すぎると、耐
水性が悪くなる。より好ましくは27モル%以上であ
り、40モル%以下である。

【0018】ZnOは必須ではないが、好ましくは5モ
ル%以上含有させることにより、焼成体の熱膨張係数を
下げる効果がある。一方、多すぎるとガラス化が困難に
なる。したがって50モル%以下が好ましく、より好ま
しくは30モル%以下である。

【0019】SnOは必須ではないが、好ましくは5モ
ル%以上含有させることにより、軟化点を下げる効果が
ある。一方、多すぎるとガラス化が困難になる。より好
ましくは30モル%以上であり、60モル%以下であ
る。

【0020】Li2 O、Na2 O、K2 Oは必須ではな
いが、このうち1種以上を好ましくは0.1モル%以上
含有させることにより、PDP用基板ガラスと隔壁の接
着性を向上させうる。一方、多すぎると結晶性が増大
し、焼成時の流動性が損なわれる。したがってそれぞれ
10モル%以下が好ましく、より好ましくはそれぞれ5
モル%以下である。また合量で20モル%以下が好まし
く、より好ましくは合量で10モル%以下である。

【0021】MgO、CaO、SrO、BaOは必須で
はないが、このうち1種以上を好ましくは0.5モル%
以上含有させることにより、PDP用基板ガラスとの接
着性を向上させうる。一方、多すぎるとガラス粉末の軟
化点が高くなりすぎ、焼成時の流動性が損なわれる。し
たがってそれぞれ10モル%以下が好ましく、より好ま
しくはそれぞれ5モル%以下である。また合量で20モ
ル%以下が好ましく、より好ましくは合量で10モル%
以下である。

【0022】B23 は必須ではないが、好ましくは
0.5モル%以上含有させることにより、熱膨張係数を
下げる効果がある。一方、多すぎると軟化点が高くなり
すぎ、焼成時の流動性が損なわれる。したがって10モ
ル%以下が好ましく、より好ましくは8モル%以下であ
る。

【0023】Al23 は必須ではないが、好ましくは
0.1モル%以上含有させることにより、焼成体の熱膨
張係数を低下させうる。一方、多すぎるとガラスの軟化
点が高くなりすぎ、流動性が悪くなる。したがって10
モル%以下が好ましく、より好ましくは8モル%以下で
ある。

【0024】本発明のガラスセラミックス組成物に黒着
色のために耐熱性黒顔料(たとえばCo−Cr−Fe系
酸化物、Fe−Mn−Al系酸化物、Cu−Cr系酸化
物)を、白色化のために白顔料(たとえばTiO2
を、ガラス粉末とセラミックス粉末の合量に対して30
重量%まで添加できる。たとえば、隔壁の最上部に黒色
の隔壁部分を形成し、前面板を通して隔壁の上部が黒く
見えるようにしたり、白色化して隔壁を白く見えるよう
にすることができる。

【0025】本発明のPDPはたとえば次のようにして
製造される。前述のガラスセラミックス組成物に有機樹
脂バインダーおよび溶剤からなる有機ビヒクルを添加
し、混練してペーストにする。有機樹脂バインダーとし
ては、エチルセルロース、ニトロセルロース、溶剤とし
ては、α−テルピネオール、ブチルカルビトールアセテ
ート、2,2,4−トリメチル−1,3−ペンタンジオ
ールモノイソブチレート等いずれもガラスペーストの製
造分野で常用されているものが使用できる。

【0026】ペースト中には、分散剤として界面活性剤
を添加してもよい。また、フォトリソグラフィにて隔壁
のパターンを形成する場合は、ペースト中に感光性樹脂
を添加する。

【0027】次いで、たとえば、交流方式のPDPパネ
ルを製造する場合であれば、以下のように行う。図1に
示すように、前面ガラス板1aの上には、パターニング
された電極2、バス線(図示せず)を形成したのち、透
明誘電体層3を形成する。一方、背面ガラス板1bの上
には、パターニングされたアドレス用電極5を形成した
のち、ストライプ状に隔壁6を形成する。

【0028】隔壁6は以下のように形成する。まず、上
記のように調整されたペーストを所定のパターンにスク
リーン印刷した後、乾燥する。次いで、この印刷と乾燥
をペースト乾燥後の膜厚が約200〜300μmになる
まで繰り返す。このとき、隔壁の最上部には、隔壁と同
じガラスセラミックス組成物に耐熱性黒顔料を1〜30
重量%添加して製造したペーストを印刷して、黒色の隔
壁とすることもできる。そして500〜600℃の温度
に5〜20分保持してペーストを焼成し、隔壁6とす
る。

【0029】次いで蛍光体層4を印刷したのち、ガラス
板1a、1bの周縁にシール材(図示せず)をディスペ
ンサで塗布し、基板の電極が対向するように組み立てて
パネル化し、焼成してPDPとする。そして、PDPの
中を排気して、放電空間7にNeやHe−Xeなどの放
電ガスを封入する。

【0030】なお、上記の例は交流方式の場合について
述べたが、本発明は直流方式にも適用できる。

【0031】隔壁用ペーストは、枡目状、ストライプ
状、ベタ状のいずれのパターンにも印刷できる。ただ
し、ベタ状に印刷した場合は、後で所定のパターンに加
工する必要がある。たとえば、フォトリソグラフィ、エ
ッチングまたはサンドブラスト等により、枡目状やスト
ライプ状にパターニングする。

【0032】

【実施例】ガラス成分のうちP25 を除く固体原料中
に85%正リン酸を滴下して得られた原料スラリーをよ
く混合した後、120℃で乾燥して粉末バッチを作成し
た。この原料を石英ルツボ中に入れ、蓋をして1000
〜1100℃で溶融した後、水砕またはローラーを通す
ことによりフレーク状のガラスにした。次いでこれを平
均粒径1〜10μmになるようにボールミルにて所定時
間粉砕し、表1、表2に示すガラス粉末を作成した。次
いで、低膨張セラミックスを平均粒径0.1〜10μm
になるように粉砕して低膨張セラミックス粉末を得た。

【0033】次いで、これらのガラス粉末、セラミック
ス粉末および顔料を表1、表2に記載の割合で混合し
て、それぞれの組成物を得た。ただし、表中に記載した
顔料の量はガラス粉末とセラミックス粉末の合量に対す
る割合である。例5では黒顔料(Co−Cr−Fe系)
を用い、例7では白顔料(TiO2 )を用いた。

【0034】次いでこれらに有機樹脂バインダーとして
エチルセルロース、溶剤としてα−テルピネオールから
なる有機ビヒクルを添加し、混練し、粘度が約20万c
Pのペーストを作成した。

【0035】PDP用ガラス基板としては室温〜300
℃の平均熱膨張係数が80×10-7/℃のものを使用し
た。あらかじめ電極が形成されたガラス基板上に、この
ペーストの厚膜を所定の隔壁パターンになるように形成
した。すなわち、スクリーンによる印刷と乾燥とをくり
返し、乾燥後の膜厚が250μmとなるようにした。次
いでこれを520℃、15分で焼成して隔壁を形成し
た。

【0036】次いで蛍光体を隔壁の側部および底部に塗
布し、さらにシール材を基板の周縁部に塗布し、電極、
誘導体層を形成した前面板と合わせ、470℃の温度に
15分間保持することにより、シールした。次いで中を
排気し、放電ガスを封入した。

【0037】表1、表2のガラスセラミック組成物の焼
成後の比誘電率は7〜10の間であり、かかるガラスセ
ラミック組成物を用いて隔壁を形成すれば、従来の鉛を
含有する隔壁を用いた場合に比べて、クロストークの低
減に有効である。また、表1、表2のガラスセラミック
ス組成物の焼成後の密度はすべて3〜4g/cm3 の間
に入る。従来の通常の鉛を主成分とするガラスフリット
を使用した場合の隔壁の密度は5〜6g/cm3 程度で
あるため、本発明によれば、大幅にPDPの重量を低減
できる。

【0038】特に例1〜例8のガラスセラミックス組成
物は、熱膨張係数、残留応力において基板とのマッチン
グが良く、強度が高く、PDPの製造上、非常に好まし
い特性を有する。

【0039】表に記載した各特性は、以下のように測定
した。 (熱膨張係数)ガラスセラミックス組成物の粉末を加圧
成形後、520℃で15分焼成し、得られた焼結体を所
定寸法に研磨して熱膨張計による測定を行った。昇温速
度10℃/分の条件で伸びの測定を行い、室温〜300
℃までの平均熱膨張係数を算出した。

【0040】(残留応力)ガラス組成物に有機ビヒクル
を添加し、混練したペーストを室温〜300℃までの平
均熱膨張係数が80×10-7/℃のPDP用基板ガラス
にスクリーン印刷し、520℃で15分焼成し、膜厚2
00μmを得た。基板ガラスとガラスセラミックス組成
物との間に発生した残留歪をポーラリメーターを用いて
測定した(単位nm/cm、「+」は組成物が圧縮歪、
「−」は組成物が引張歪)。望ましい残留歪の範囲は−
60〜+300nm/cmである。

【0041】(基板の反り)50cm角の基板に印刷、
焼成を行い、中央部と最も反っている端部の差を測定し
た。「+」は中央部が凸、「−」は凹である。

【0042】(強度)ガラスセラミックス組成物の粉末
を加圧成形し、520℃で15分焼成した。焼結体を4
mm巾×3mm厚×60mm長に加工、#1000の砥
粒で研磨加工し、3点曲げ試験により、破壊強度を求め
た。

【0043】(焼成収縮率)ペーストを印刷、乾燥した
後の膜厚をt0 、それを焼成した後の膜厚をt1 とし
て、(t0 −t1 )/t0 ×100(%)により求め
た。

【0044】

【表1】

【0045】

【表2】

【0046】

【発明の効果】本発明のPDPの隔壁の比誘電率は7〜
10の間であり、従来の鉛を含有する隔壁を用いた場合
に比べて、表示のクロストークを低減できる効果があ
る。

【0047】また、本発明のPDPは隔壁に鉛成分を含
有しないため、密度が小さく、ますます大型化するPD
Pとして適する。特に、製造工程上での取り扱いの問題
や、反りの問題が少ない。また、最終製品(PDP)と
して、より重量の小さいものにできるため取り扱いが容
易になる。

【0048】特に請求項2記載のガラスセラミックス組
成物を隔壁に用いれば、熱膨張係数が通常のPDP用基
板にマッチングしているため、PDPの基板上に隔壁を
形成した際に反りがなく、また、下地のオーバーコート
にクラックが入ったりすることがなく、基板も割れにく
い。

【0049】また、印刷後、焼成した際の焼成収縮率が
小さいため、1回に印刷される膜厚が大きく、生産性が
高いという利点がある。

【図面の簡単な説明】

【図1】本発明のPDPを示す断面図。

【符号の説明】

1a:前面ガラス板 1b:背面ガラス板 2:電極 3:透明誘電体層 4:蛍光体層 5:アドレス用電極 6:隔壁

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 千葉 次郎 神奈川県横浜市神奈川区羽沢町1150番地 旭硝子株式会社中央研究所内

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】相対向する基板間のディスプレイの各画素
    間に形成される隔壁を有するプラズマディスプレイパネ
    ルであって、 該隔壁は実質的にP25 系ガラスからなるガラス粉末
    と、低膨張セラミックス粉末とからなるガラスセラミッ
    クス組成物の焼成物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。
  2. 【請求項2】前記ガラスセラミック組成物は、実質的に
    該ガラス粉末20〜70重量%と、該低膨張セラミック
    ス粉末30〜80重量%とからなるとともに、 前記ガラス粉末は本質的に、 P25 25〜45モル%、 ZnO 0〜50モル%、 SnO 0〜70モル%、 Li2 O 0〜10モル%、 Na2 O 0〜10モル%、 K2 O 0〜10モル%、 Li2 O+Na2 O+K2 O 0〜20モル%、 MgO 0〜10モル%、 CaO 0〜10モル%、 SrO 0〜10モル%、 BaO 0〜10モル%、 MgO+CaO+SrO+BaO 0〜20モル%、 B23 0〜10モル%、 Al23 0〜10モル%、 からなる請求項1記載のプラズマディスプレイパネル。
  3. 【請求項3】前記低膨張セラミックス粉末は、アルミ
    ナ、ジルコン、コージェライト、ムライト、シリカ、β
    −ユークリプタイト、β−スポジュメン、β−石英固溶
    体からなる群から選ばれる1種以上である請求項1また
    は2記載のプラズマディスプレイパネル。
  4. 【請求項4】該隔壁の室温〜300℃の平均熱膨張係数
    が63×10-7〜90×10-7/℃である請求項1、2
    または3記載のプラズマディスプレイパネル。
  5. 【請求項5】該隔壁の比誘電率が7〜10である請求項
    1、2、3または4記載のプラズマディスプレイパネ
    ル。
JP4349396A 1995-03-07 1996-02-29 プラズマディスプレイパネル Granted JPH08301631A (ja)

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JP7-47315 1995-03-07
JP4731595 1995-03-07
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