JPH03170346A - ガラス組成物およびそれを用いた絶縁体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ プラズマディスプレーあるいは蛍光表示管等に好適な高
絶縁性ガラス組成物及びそれを使用した絶縁体に関する
。

［従来の技術］ ＦＤＰ　（プラズマディスプレー）あるいはＶＦＤ（蛍
光表示管）はガラス基板上にＡｇ　，Ｎｉ　，Ｃｕ等の
電極材料を５８０〜６２０℃の温度で焼き付けさらに保
護・絶縁用としてガラスペーストをスクリーン印刷によ
り形成して同様な温度域で焼き付ける。さらに表示方式
によってはガラス層の上に電極を形成する。ここでガラ
ス絶縁層は２回〜３回の繰り返し印刷および焼成により
膜厚として３０〜６０μｍ確保して使用されている。一
方、このガラス絶縁層には電気的絶縁性に対する高信頼
性と共にガラス基板の全面に形成されるためガラス基板
との熱膨張係数の整合が反り，変形の面より必須である
が、従前のガラス組成物は電気的絶縁性および熱膨張係
数の整合性に問題があり、これら問題の解決が必要であ
った。具体的には電気的絶縁破壊電圧は絶縁層厚み３５
〜４０μｍの場合５００〜６００Ｖであること、また熱
膨張係数がガラス基板の８３〜８７×１０−’／’Ｃに
対し７６〜７８Ｘ１０−’／”Ｃと小さいため反りが大
きく発生することなどの問題があった。

［発明の解決しようとする問題点］ 本発明はこれらの問題点を解決することを目的としたも
のであり、特にガラス組成，フイラー配合比の最適化に
より緻密な焼結構造の実現により電気的絶縁性の向上お
よびガラス組成面より高誘電率化することにより絶縁層
の膜厚の低減化を計かり且つ熱膨張係数もガラス基板の
それに適合させることを可能とした。

［問題点を解決するための手段］ 本発明は重量％表示で実質的にガラス粉末７０〜９５％
表示で実質的にガラス成分７０〜３０％．耐熱顔料０〜
ｌＯ％からなり、該ガラス成分は実質的にＰｂ０　　　
　　　　　　　　　　５５〜６５Ｚｎ０　　　　　　　
　　　　　　０〜５ＢＪｘ　　　　　　　　　　　　　
Ｏ〜ｌＯＳＬ０２１５〜２５ Ａ１．０３０．　５〜５ ＳｎＯｔ＋ＴｉＯｉ　　　　　　　　　　　　　　ｏ．
５−−１５ＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＳｒＯ＋ＢａＯ　　　　　
　　　　０．５　〜１０ＣｅＯ。　　　　　　　　　　
　　　　　　　　０．ｌ〜　２Ｌａ２０３　　　　　　
　　　　　　　　　　　０．１〜　５からなるガラス組
成物およびそれを用いた絶縁体を提供するものである。

本発明における限定理由は次のとおりであり、％表示は
実質的に重量％表示とする。

［作用］ ＰｂＯは５５％より少ないとガラスの軟化点が高くなり
過ぎ緻密な焼結構造が得られない。６５％より多いとガ
ラスの軟化点が低くなり過ぎ、他材料特に電極材料との
反応が増加し電気的絶縁性が低下するため好ましくない
。望ましくは５６〜６４％である。

ＺｎＯは必須成分ではないが、フラックス成分として用
いることができる。５％を越えるとガラス軟化点が低く
なり過ぎるので好ましくない。望ましくは４％までであ
る。

Ｂ２０３は必須成分ではないが、フラックス成分？して
用いることができる。但しｌＯ％を越えるとガラスの軟
化点が低くなり過ぎる恐れがあり、望ましくは８％まで
である。

ＳｉＯ■はガラスのネットワークフォーマーであり１５
％より少ないとガラス軟化点が低くなり過ぎ好ましくな
い。２５％より多いとガラスの軟化点が高くなり過ぎ緻
密な焼結構造が得られない。望ましくは１６〜２４％で
ある。

ＡＩＪｉは化学的耐久性の向上を目的として使用する。

０．５％未満ではその効果はない。５％を越えるとガラ
ス軟化点が高くなり過ぎ好ましくない。望ましくは１〜
４％である。

Ｓｎ０２＋ＴｉＯ■は化学的耐久性の向上および誘電率
の制御用として用いる。０．５％未満では効果がなく、
１５％を越えるとガラス溶解過程で失透する恐れがあり
好ましくない。望ましくはｌ〜１４％である。

ＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＳｒＯ＋ＢａＯは熱膨張係数の調整用
として用いる。０．５％より少ないとその効果は認めら
れない。ｌＯ％より多くなると相対的にＳｉＯ■分の減
少により軟化点が低くなり過ぎる。望ましくは１〜９％
である。

ＣｅＯ２は酸化性付与の目的で使用する。０．１％より
少ないとその効果はなく、２％を越えてもその効果は飽
和する。望ましくは０．５〜１．５％である。

Ｌａ２０ａは化学的耐久性の向上を目的に使用する。０
．１％より少ないとその効果はない。５％を越えるとガ
ラス軟化点が高くなり過ぎ好ましくない。望ましくは０
．５〜４％である。

以上のガラス成分の総量が　％以上であればよい。かか
るガラス成分と併用される耐火物フィラーとしては、熱
的に安定で且つ容易に入手でき熱膨張係数の制御並びに
電気的絶縁性に優れるものが好ましい。具体的にはアル
ミナ，フォルステライト，ジルコン，α一石英が使用さ
れる。フィラーの含有量としては前記ガラス成分７０〜
９５％に対しフィラーは５〜３０％である。

フィラー量が５％より少ないとガラスと電極との反応が
増大し目標とする電気的特性が得られない。３０％を越
えると緻密な焼結構造が得られず好ましくない。望まし
くは７〜２８％である。

なお、必要に応じて色調を黒，緑等に着色する場合は耐
熱性無機顔料を１０％まで使用が可能である。無機顔料
としてはコバルト酸化物−クロム酸化物系のスビネル，
銅酸化物−クロム酸化物系のスピネルが例示される。

本発明によるガラス組成物は例えば次のようにして製造
することができる。

目標組或となるように各原料を調合し、これを１３００
〜１４５０℃に加熱し数時間保持して溶融ガラスを得る
。次いでこの溶融ガラスを水砕しガラス粉末を得る。次
いでこのガラス粉末と耐火物フィラーとを所定割合にな
るように秤量した後、ボールミルに入れ粉砕し、本発明
のガラス組成物が製造される。

一方、絶縁体は次のようにして製造される。

上記ガラス組成物に通常のビヒクルを添加してペースト
化し、このペーストをアルミナ等のセラミック基板上の
所定部位に印刷する。次いでこれを５００〜６５０℃で
焼成することにより絶縁体が得られる。

［実施例］ 表１の組成となる様に各原料を調合・混合し、１３００
〜１４５０℃の温度で２〜４時間溶解しガラス化した。

次いで融けたガラスを水砕またはフレーク化し、一般的
なボールミルによりフィラーおよび顔料と共に粉砕し同
表中段に示した組成のガラス組成物を得た。さらにスク
リーン印刷に適するペーストとするためにビヒクル（有
機溶剤と高分子樹脂）と混練する。ここで用いられる有
機溶剤はα−テルピネオール等の一般的溶剤であり、高
分子樹脂は良く知られているエチルセルロースが使用で
きる。ペースト化したガラスペーストは基板上に形成さ
れた下部電極上にスクリーン印刷し５８０〜６２０℃の
温度にて約ｌＯ分焼成して絶縁体を得た。次いでこれに
ついて各特性を測定し、それを同表に併記した。電気的
絶縁性の評価はさらにこのガラス層上に上部電極を５８
０〜６２０℃で焼き付けた後測定評価する。同表より明
らかなように本発明によるものは反りがなく、耐電圧が
高く、即ち絶縁性に優れ、誘電率が大きい。

表 ｌ １ １ ［発明の効果］ 本発明は表より判るように高耐電圧であり且つガラス基
板との熱膨張係数の整合により、発生する反り量が著し
く減少でき、高誘電率の実現を可能とした組成物である
。

ｌ ２

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）重量％表示で実質的にガラス粉末７０〜９５％、
   耐火物フィラー５〜３０％、耐熱顔料０〜１０％からな
   り、該ガラス成分は実質的に ＰｂＯ　５５〜６５ ＺｎＯ　０〜５ Ｂ＿２Ｏ＿３　０〜１０ ＳｉＯ＿２　１５〜２５ Ａｌ＿２Ｏ＿３　０．５〜５ ＳｎＯ＿２＋ＴｉＯ＿２　０．５〜１５ ＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＳｒＯ＋ＢａＯ　０．５〜１０ＣｅＯ
   ＿２　０．１〜２ Ｌａ＿２Ｏ＿３　０．１〜５ からなるガラス組成物。
2. （２）前記耐火物フィラーはアルミナ、フォルステライ
   ト、ジルコン、α−石英から選ばれた少なくとも１種で
   ある請求項１記載のガラス組成物。
3. （３）重量％表示で実質的にガラス成分７０〜９５％、
   耐火物フィラー５〜３０％、耐熱顔料０〜１０％からな
   り、該ガラス成分は重量％表示で実質的に ＰｂＯ　５５〜６５ ＺｎＯ　０〜５ Ｂ＿２Ｏ＿３　０〜１０ ＳｉＯ＿２　１５〜２５ Ａｌ＿２Ｏ＿３　０．５〜５ ＳｎＯ＿２＋ＴｉＯ＿２　０．５〜１５ ＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＳｒＯ＋ＢａＯ　０．５〜１０ＣｅＯ
   ＿２　０．１〜２ Ｌａ＿２Ｏ＿３　０．１〜５ からなる絶縁体。