JPH09278482A

JPH09278482A - 低誘電率ガラス組成物

Info

Publication number: JPH09278482A
Application number: JP11580996A
Authority: JP
Inventors: Shoji Shibata; 昭治柴田
Original assignee: Nippon Electric Glass Co Ltd
Current assignee: Nippon Electric Glass Co Ltd
Priority date: 1996-04-12
Filing date: 1996-04-12
Publication date: 1997-10-28
Anticipated expiration: 2016-04-12
Also published as: JP2995728B2

Abstract

(57)【要約】【課題】焼成後の透過率が高く、６００℃以下の軟化
点と６５〜８５×１０^-7／℃の熱膨張係数を有し、しか
も誘電率が７以下であるため、ＰＤＰの誘電体層を形成
する材料として好適なガラス組成物を提供することを目
的とするものである。【解決手段】本発明の低誘電率ガラス組成物は、重量
百分率で、ＺｎＯ２５〜４５％、Ｂ₂ Ｏ₃ ３５〜５
５％、ＳｉＯ₂ ５〜１３％、Ａｌ₂ Ｏ₃ ０．５〜５
％、アルカリ金属酸化物２〜２０％の組成を有するこ
とを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、低誘電率ガラス組成物
に関し、特にガス放電表示装置のガス放電空間の誘電体
形成材料として好適な低誘電率ガラス組成物に関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】従来より電子式の表示装置としては、主
にＣＲＴが使用されているが、ＣＲＴには、外形容量が
大きいこと、重いこと、高電圧が必要であること等の欠
点がある。そのため近年では、外形容量が小さく、軽量
で、低い電圧で利用できる発光ダイオード（ＬＥＤ）、
液晶表示素子（ＬＣＤ）、プラズマディスプレイパネル
（ＰＤＰ）等の平面表示装置が開発され、これらの利用
範囲が急速に拡大しつつある。

【０００３】これらの平面表示装置の中でも、ＰＤＰの
名で知られるガス放電表示装置は、自己発光型であり、
表示が見やすいことや大面積化が容易であるという理由
から、最も将来性のある表示装置として考えられてい
る。

【０００４】ＰＤＰは、前面板と背面板との２枚の板ガ
ラス間に、縦電極及び横電極が形成され、これらの電極
は、誘電体層で被覆された構造を有している。この誘電
体層は、電極を保護するだけでなく、表示放電を開始或
いは維持するという役割も有している。

【０００５】この誘電体層を形成する材料には、電子部
品材料としての高い絶縁特性を有すること、特に前面板
側に形成される誘電体材料には、ガス放電空間中の蛍光
体から発せられた光を効率良く表示光として利用する目
的で優れた透過率を有することが要求されるため、一般
に非晶質ガラスが用いられている。

【０００６】誘電体層は、ガラス粉末をペースト状にし
た後、板ガラス上に塗布、焼成することによって形成さ
れるが、焼成する際の温度は、電極との反応を最小限に
抑えるため、ガラス軟化点付近の温度であることが好ま
しい。ところでＰＤＰの板ガラスとしては、一般に入手
が容易な窓板ガラス（ソーダ石灰ガラス）が用いられる
ため、誘電体層を形成するガラスには、軟化点が６００
℃以下であることが要求される。すなわちガラスの軟化
点が６００℃以上の場合、６００℃以上の温度で焼成す
る必要が生じるため、焼成時に板ガラスの粘性が低下
し、安定して誘電体層が形成できなくなるからである。

【０００７】またこのガラスの熱膨張係数が、板ガラス
のそれと大きく相違すると、誘電体層と板ガラスの双方
に歪みが発生し、板ガラスが反ったり、クラックが発生
する虞れがあるため、熱膨張係数が６５〜８５×１０^-7
／℃（３０〜３００℃）であることも要求される。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】ところでＰＤＰの消費
電力を、ＣＲＴのそれと同等にするには、表示放電を開
始或いは維持するための誘電体層を形成するガラスの誘
電率をできるだけ低くする必要があるが、従来より用い
られているガラスは、通常ＰｂＯ等の重元素を多量に含
有するため、誘電率が高かった。

【０００９】例えば特開平３−１７０３４６号には、Ｐ
ＤＰの誘電体層に用いられるガラス組成物が開示されて
いるが、ＰｂＯを５５重量％以上も含有するため、誘電
率が高く、これを誘電体層に用いたＰＤＰは、消費電力
が大きくなりやすい。

【００１０】また特公平２−１１００号には、ＰＤＰの
誘電体層に用いられる亜鉛硼珪酸ガラス組成物が開示さ
れており、この組成物は、鉛ガラスが、装置の動作中に
品質を低下させたり、環境及び人間の健康を害するとい
う理由からＰｂＯを含まないことを特徴の一つとしてい
るが、誘電率を低くすることについては全く配慮されて
いない。

【００１１】本発明は、上記事情に鑑みなされたもので
あり、焼成後の透過率が高く、６００℃以下の軟化点と
６５〜８５×１０^-7／℃の熱膨張係数を有し、しかも誘
電率が７以下であるため、ＰＤＰの誘電体層を形成する
材料として好適なガラス組成物を提供することを目的と
するものである。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明者は、上記目的を
達成すべく種々の実験を繰り返した結果、亜鉛硼珪酸ガ
ラス組成物について、Ｂ₂ Ｏ₃ を増量するほど、誘電率
を低下することができることを見いだし、本発明を提案
するに至った。

【００１３】すなわち本発明の低誘電率ガラス組成物
は、重量百分率で、ＺｎＯ２５〜４５％、Ｂ₂ Ｏ₃
３５〜５５％、ＳｉＯ₂ ５〜１３％、Ａｌ₂ Ｏ₃
０．５〜５％、アルカリ金属酸化物２〜２０％の組成
を有することを特徴とする。

【００１４】また本発明の低誘電率ガラス組成物は、ガ
ス放電表示装置のガス放電空間の誘電体形成材料として
用いられることを特徴とする。

【００１５】

【作用】本発明のガラス組成物の組成範囲を上記のよう
に限定した理由は、次のとおりである。

【００１６】ＺｎＯは、ガラスの溶融温度や軟化点を著
しく上げることなく、熱膨張係数を下げる成分であり、
その含有量は、２５〜４５％である。２５％より少ない
と、上記効果に乏しくなり、４５％より多いと、ガラス
中に結晶が析出して透過率が低下しやすくなるため好ま
しくない。

【００１７】Ｂ₂ Ｏ₃ は、ガラス構造体を形成する主成
分であり、ガラスの溶融温度、軟化点及び誘電率を下げ
る成分であり、その含有量は、３５〜５５％である。３
５％より少ないと、上記効果に乏しくなり、５５％より
多いと、ガラスが分相して透過率が低下しやすくなる。

【００１８】ＳｉＯ₂ は、ガラス構造体の形成に不可欠
な成分であり、その含有量は、５〜１３％である。５％
より少ないと、ガラス化が困難となり、１３％より多い
と、ガラスの軟化点が高くなりすぎるため好ましくな
い。

【００１９】Ａｌ₂ Ｏ₃ は、ガラスの分相を抑える成分
であり、その含有量は、０．５〜５％である。０．５％
より少ないと、上記効果に乏しくなり、５％より多い
と、ガラス中に結晶が析出して透過率が低下しやすくな
る。

【００２０】Ｌｉ₂ Ｏ、Ｎａ₂ Ｏ、Ｋ₂ Ｏといったアル
カリ金属酸化物は、ガラスの軟化点を下げる成分であ
り、その含有量は、２〜２０％である。２％より少ない
と、上記効果に乏しくなり、２０％より多いと、熱膨張
係数が上昇すると共に、電気絶縁性が低下するため好ま
しくない。

【００２１】また本発明においては、上記成分以外に
も、所期の特性を損なわない範囲で、アルカリ土類金属
酸化物であるＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯ、ＢａＯといった
成分を１０％まで添加することも可能である。

【００２２】

【実施例】以下、本発明の低誘電率ガラス組成物を実施
例に基づいて詳細に説明する。

【００２３】表１は、実施例のガラス組成物（試料Ｎ
ｏ．１〜８）と比較例のガラス組成物（試料Ｎｏ．９、
１０）を示すものである。

【００２４】

【表１】

【００２５】表中の各試料は、次のようにして作製し
た。

【００２６】まず表１の酸化物組成となるようにガラス
原料を調合し、十分に混合した。各原料は、酸化物、炭
酸塩或いは硝酸塩のいずれでも良い。次に混合した原料
を白金ルツボに入れ、１２５０℃で溶融した後、溶融ガ
ラスをステンレス製の金型に流しだし成形した。

【００２７】表から明らかなように、実施例であるＮ
ｏ．１〜８の各試料は、いずれも３０〜３００℃の温度
範囲において、６８〜８３×１０^-7／℃の熱膨張係数を
有し、軟化点が５９５℃以下であり、焼成後の透過率が
高く、しかも誘電率が７以下と低かった。

【００２８】それに対し、比較例であるＮｏ．９と１０
の各試料は、実施例の各試料に比べて誘電率が高かっ
た。

【００２９】尚、表中の熱膨張係数は、成形したガラス
体を、直径４ｍｍ、長さ４０ｍｍの円柱状に研磨加工
し、押棒式熱膨張係数測定装置を用いて、３０〜３００
℃の温度範囲の熱膨張係数を測定したものである。

【００３０】また軟化点は、ガラス体をアルミナ乳鉢で
粉砕した後、目開き４５μｍの篩で分級することによっ
て得られた粉末ガラスを使用し、マクロ型示差熱分析装
置を用いて測定したものであり、第二吸熱ピークの値を
示した。

【００３１】さらに透過率は、ガラス体をアルミナ製ボ
ールミルで微粉砕することによって粉末状にし、この粉
末ガラスをエチルセルロースの５％ターピネオール溶液
に混合し、三本ロールミルで混練してペースト化した。
次いでこのペーストを、スクリーン印刷法により板ガラ
ス（ソーダ石灰ガラス）上に塗布し、電気炉中に入れた
後、軟化点付近の温度で焼成することによって約３０μ
ｍのガラス膜を形成し、分光光度計の積分球を用いて５
９０ｎｍのオレンジ光での透過率を測定したものであ
る。

【００３２】さらに誘電率は、成形したガラス体を、
２．０ｍｍ厚、直径３０ｍｍの円盤状に研磨加工し、こ
の円盤状ガラスの両面に、直径２０ｍｍの電極を形成
し、ＬＣＲメーターを用いて測定した。

【００３３】

【発明の効果】以上のように本発明の低誘電率ガラス組
成物は、熱膨張係数が６５〜８５×１０^-7／℃、軟化点
が６００℃以下であり、また焼成後の透過率が高く、し
かも誘電率が７以下であるため、特にガス放電表示装置
のガス放電空間の誘電体形成材料として好適である。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】重量百分率で、ＺｎＯ２５〜４５％、
Ｂ₂ Ｏ₃ ３５〜５５％、ＳｉＯ₂ ５〜１３％、Ａｌ
₂ Ｏ₃ ０．５〜５％、アルカリ金属酸化物２〜２０％
の組成を有することを特徴とする低誘電率ガラス組成
物。
【請求項２】ガス放電表示装置のガス放電空間の誘電
体形成材料として用いられることを特徴とする請求項１
記載の低誘電率ガラス組成物。