JPH1160274A - 誘電体形成用ガラス粉末 - Google Patents

誘電体形成用ガラス粉末

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JPH1160274A
JPH1160274A JP10105682A JP10568298A JPH1160274A JP H1160274 A JPH1160274 A JP H1160274A JP 10105682 A JP10105682 A JP 10105682A JP 10568298 A JP10568298 A JP 10568298A JP H1160274 A JPH1160274 A JP H1160274A
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glass powder
glass
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weight
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Hiromitsu Watanabe
広光 渡辺
Hiroyuki Oshita
浩之 大下
Masahiko Ouchi
雅彦 應治
Kazuo Hatano
和夫 波多野
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Nippon Electric Glass Co Ltd
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Nippon Electric Glass Co Ltd
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    • C03GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
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    • C03C3/00Glass compositions
    • C03C3/04Glass compositions containing silica
    • C03C3/062Glass compositions containing silica with less than 40% silica by weight
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 耐電圧が高く、しかも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ーパネル
の誘電体形成用ガラス粉末を提供する。 【構成】 プラズマディスプレーパネルの誘電体形成材
料に含まれ、その50%粒子径D50が2.0μm以下、
最大粒子径DMAXが15μ m以下であることを特徴とす
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、プラズマディスプレー
パネルの誘電体形成材料に含まれる誘電体形成用ガラス
粉末に関するものである。
【0002】
【従来の技術】プラズマディスプレーパネルの前面ガラ
ス板には、プラズマ放電用の電極が形成され、その上に
放電維持のための誘電体層が形成される。この誘電体層
には、高い耐電圧を有すること及び透明性に優れている
ことが要求される。
【0003】従来、このような誘電体層は、ガラス粉末
を含むペースト状の誘電体形成材料をスクリーン印刷
し、焼成することによって形成されている。
【0004】ところが上記した方法では、印刷後にスク
リーンメッシュの跡が残って平滑な表面が得難い、膜厚
が安定しない、泡が多数残存する等の欠点があり、高い
耐電圧が得られなかったり、十分な透明性を確保するこ
とが難しいといった問題を抱えている。
【0005】また、誘電体材料をグリーンシート化し、
これを電極が形成された前面ガラス基板に貼り付けて焼
成するという方法が特開平9−102273号において
提案されている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】上記したグリーンシー
トを用いる方法は、シート成形に使用されるスラリー
が、スクリーン印刷で使用されるペーストに比べてかな
り低粘度であるため、成形時における泡の巻き込みが少
なく、表面が平滑で均一な膜厚を有するガラス膜を得る
ことが可能であり、耐電圧の高い誘電体層を形成するこ
とができる。
【0007】しかしながら、この方法においても誘電体
層中に微小な泡が多数残存し、十分な透明性を得ること
ができないという問題がある。
【0008】本発明の目的は、耐電圧が高く、しかも透
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
ディスプレーパネルの誘電体形成用ガラス粉末を提供す
ることである。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明者等は種々の実験
を行った結果、誘電体形成材料の主たる構成成分として
含まれるガラス粉末の粒度分布を制御することにより、
上記目的が達成できることを見いだし、本発明として提
案するものである。
【0010】即ち、本発明の誘電体形成用ガラス粉末
は、プラズマディスプレーパネルの誘電体形成材料に含
まれる誘電体形成用ガラス粉末であって、その50%粒
子径D50が2.0μm以下であることを特徴とする。
【0011】
【作用】本発明の誘電体形成用ガラス粉末は、粒度分布
を上記した範囲に制限しているため、ガラス粉末粒子間
の隙間が非常に小さくなる結果、誘電体層中に含まれる
泡が極端に少なくなる。また残存する泡も極めて小さな
ものとなる。しかしガラス粉末の50%粒子径D50
2.0μmより大きい場合、粒子同士の間隔が大きくな
り過ぎて多数の泡が残存し、その泡径も大きくなり易い
ために、十分な透明性を確保することができなくなる。
なおガラス粉末の粒度は小さいほど好ましいが、50%
粒子径D50が0.5μmより小さくするとガラス粉末の
量産が困難になり易い。
【0012】またガラス粉末の最大粒子径DMAX は15
μm以下であることが好ましい。最大粒子径DMAX が1
5μmを超えると粒子同士の間隔が大きくなり易く、残
存する泡が多くなり、また泡径も大きくなり易い。なお
ガラス粉末の最大粒子径DMAX は小さいほど好ましい
が、5μmより小さくするとガラス粉末の量産が困難に
なり易い。
【0013】ガラス粉末としては、重量百分率でPbO
50〜75%(好ましくは55〜70%)、B23
2〜30%(好ましくは5〜25%)、SiO2
〜35%(好ましくは3〜31%)、ZnO 0〜20
%(好ましくは0〜10%)の組成を有するガラスや、
重量百分率でPbO 30〜55%(好ましくは40〜
50%)、B23 10〜40%(好ましくは15〜
35%)、SiO21〜15%(好ましくは2〜10
%)、ZnO 0〜30%(好ましくは10〜30
%)、BaO+CaO+Bi23 0〜30%(好ま
しくは3〜20%)の組成を有するガラスや、重量百分
率でZnO 25〜45%(好ましくは30〜40
%)、Bi23 15〜35%(好ましくは20〜3
0%)、B2310〜30%(好ましくは17〜25
%)、SiO2 0.5〜8%(好ましくは3〜7
%)、CaO+SrO+BaO 8〜24%(好ましく
は10〜20%)の組成を有するガラスが、500〜6
00℃の焼成で良好な流動性を示し、また絶縁特性に優
れるとともに安定であるために好適である。
【0014】本発明のガラス粉末を含む誘電体形成材料
は、グリーンシートの形態で提供することができる。具
体的には重量百分率でガラス粉末60〜80%、セラミ
ック粉末0〜10%、熱可塑性樹脂5〜30%、可塑剤
0〜10%で構成されるグリーンシートとして使用する
ことが好ましい。以下に各構成成分について詳細に説明
する。
【0015】ガラス粉末は、高い耐電圧を有する誘電体
層を形成するための基本材料であり、その混合割合は、
60〜80重量%、好ましくは65〜77重量%であ
る。ガラス粉末が60重量%より少なくなると樹脂や可
塑剤が相対的に多くなるため、焼成時に発泡が生じ易く
なる。このため高い耐電圧を有し、透明性に優れた誘電
体層が得難くなる。一方、80重量%より多くなると、
樹脂や可塑剤が相対的に少なくなるため、グリーンシー
トとしての強度が弱くなり、作業性が悪くなる。
【0016】セラミック粉末は、誘電体形成材料の流動
性、焼結性或いは熱膨張係数を調整するために添加する
成分であり、必要に応じて10重量%まで、好ましくは
5重量%まで添加可能である。セラミック粉末として
は、アルミナ粉末、ジルコニア粉末、シリカ粉末等が使
用可能であり、これらを単独或いは混合して使用する。
しかしながらセラミック粉末が10重量%より多くなる
と焼結が不十分となり、高い耐電圧を有する誘電体層が
得難くなる。また透明性が低下する。なおセラミック粉
末は、50%粒子径D50が2.0μm以下、最大粒子径
MAX が15μm以下の粒度分布を有するものを使用す
ることが望ましい。
【0017】熱可塑性樹脂は、グリーンシートに必要な
強度と柔軟性、及び自己接着性を付与するための材料で
あり、その混合割合は5〜30重量%、好ましくは10
〜25重量%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樹脂、ポリビニルブチラール樹脂、
ポリメチルメタアクリレート樹脂、ポリエチルメタアク
リレート樹脂、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。熱可塑性樹脂
が5重量%より少なくなると上記の効果が得られなくな
り、30重量%より多くなるとシートの焼成時に発泡が
生じ易くなる。
【0018】可塑剤は、グリーンシートに柔軟性を高め
るとともに自己接着性を付与するために添加する成分で
あり、その混合割合は0〜10重量%、好ましくは0.
1〜7重量%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。しかしながら可塑剤が10重量%より多くなるとシ
ートの強度が低下するとともに、表面がベタつき過ぎて
作業性が低下する。
【0019】また上記グリーンシートは、ガラスの軟化
点より10℃高い温度で焼成してガラス膜としたとき
に、積分球を用いて測定された波長620nmにおける
透過率が膜厚30μmで85%以上、表面粗さRaが
0.2μm以下となるようにすることが好ましい。即
ち、上記条件で形成したガラス膜の透過率が85%より
低いと十分な透明性を有する誘電体層を得ることが難し
く、また表面粗さRaが0.2μmより大きいと高い耐
電圧を有する誘電体層を形成することが難しくなるため
である。
【0020】次に、グリーンシートの作製方法を説明す
る。
【0021】まずガラス粉末、熱可塑性樹脂及び可塑剤
を混合する。また必要に応じてセラミック粉末を添加す
る。次いでトルエン等の主溶媒や、イソプロピルアルコ
ール等の補助溶剤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)等のフィルム上にシート成形する。
このとき乾燥後のシート厚が約50〜100μmとなる
ように成形することが好ましい。その後、乾燥させるこ
とによって溶媒や溶剤を除去し、グリーンシートの形態
を有するプラズマディスプレーパネル用誘電体材料を得
ることができる。
【0022】次にその使用方法を説明する。
【0023】まず、プラズマディスプレーパネルに用い
られる前面ガラス板を用意する。前面ガラス板には、予
め電極が形成されており、その上にグリーンシートを熱
圧着によって接着する。熱圧着は、50〜200℃で1
〜5kgf/cm2 の条件で行うことが好ましい。その
後、500〜600℃で5〜15分間焼成することによ
り、誘電体層を形成することができる。
【0024】なお、ガラス膜表面の光の散乱を防止し、
より高い透明性を得るために、誘電体層を二層構造にし
てもよい。二層目の誘電体層の形成は、従来より使用さ
れているペーストやグリーンシートを用いて形成すれば
よい。また本発明の材料を二層目用のグリーンシートと
して使用することもできる。この用途の場合は、ガラス
粉末として一層目のガラス粉末よりも軟化点が低く、5
00〜600℃の焼成で十分な脱泡が可能な低融点ガラ
スを選択すればよい。
【0025】
【実施例】以下、本発明を実施例に基づいて詳細に説明
する。
【0026】表1は本実施例で使用するガラス粉末(試
料A〜C)を示している。
【0027】
【表1】
【0028】各ガラス粉末は以下のようにして作製し
た。まず表に示す酸化物組成となるようにガラス原料を
調合し、均一に混合した後、白金ルツボに入れ、125
0℃で2時間溶融し、成形した。これらを粉砕、分級
し、種々の粒度分布を有するガラス粉末を得た。なお5
0%粒子径D50及び最大粒子径DMAX は、日機装株式会
社製のレーザー回折式粒度分布計「マイクロトラックS
PA」を用いて測定した。
【0029】表2及び3は、本発明の実施例(試料N
o.1〜8)及び従来例(試料No.9)を示してい
る。
【0030】
【表2】
【0031】
【表3】
【0032】No.1〜9の各試料は以下のようにして
作製した。
【0033】まず上記ガラス粉末に、各種の熱可塑性樹
脂及び可塑剤を表に示す割合で混合し、主溶媒としてト
ルエンを30重量%、補助溶剤としてイソプロピルアル
コールを2重量%混合し、スラリーとした。なお試料N
o.2及び4は、スラリー化する前に、50%粒子径D
50が0.1μm、最大粒子径DMAX が1.0μmのセラ
ミック粉末を表に示す割合で添加した。次いでこのスラ
リーを、焼成後の膜厚が30μmとなるように、ドクタ
ーブレード法によってPETフィルム上にシート成形
し、乾燥させることによってトルエンとイソプロピルア
ルコールを除去し、85μmの厚みを有するシート状の
試料を得た。
【0034】こうして得られた各試料について、焼成後
のガラス膜の平均膜厚、泡の状態、透過率、表面粗さに
ついて評価した。結果を表に示す。
【0035】表から明らかなように、本発明の実施例で
あるNo.1〜8の試料は、ガラス膜の平均膜厚が29
〜32μm、10μm以下の微小な泡が250μm四方
当たり3個以下であり、10μmを超える泡は存在しな
かった。また波長620nmにおける透過率が87%以
上、表面粗さRaが0.08μm以下であった。これに
対して従来例である試料No.9は、膜厚や表面粗さは
実施例と同等の値を示し、また10μmを超える泡はな
かったものの、10μm以下の微小な泡が18個もあ
り、透過率も80%と低かった。
【0036】これらの事実は、本発明のガラス粉末を含
む誘電体形成材料を用いれば、耐電圧が高く、しかも透
明性に優れた誘電体層を形成できることを示している。
【0037】なおガラス膜の平均膜厚は、ガラス板の表
面に各試料を120℃、2.5kgf/cm2 の条件で
熱圧着し、各ガラスの軟化点より10℃高い温度で10
分間焼成してガラス膜を形成した後、デジタルマイクロ
メーターにて測定した。泡の状態は、実体顕微鏡を用
い、焼成後の試料の250μm四方の中に存在する泡の
数をカウントして評価した。透過率は、積分球付分光光
度計により、波長620nmの透過率T%として算出し
た。表面粗さは、触針式表面粗さ計を用いて測定した。
【0038】
【発明の効果】以上のように本発明のガラス粉末を含む
誘電体形成材料は、平滑で均一な膜厚を有し、また残存
する泡が殆どないガラス膜となるため、耐電圧が高く、
透明性の高い誘電体層を形成することができる。
フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI H01J 17/49 H01J 17/49 Z (72)発明者 波多野 和夫 滋賀県大津市晴嵐2丁目7番1号 日本電 気硝子株式会社内

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 プラズマディスプレーパネルの誘電体形
    成材料に含まれる誘電体形成用ガラス粉末であって、そ
    の50%粒子径D50が2.0μm以下であることを特徴
    とする誘電体形成用ガラス粉末。
  2. 【請求項2】 最大粒子径DMAX が15μm以下である
    ことを特徴とする請求項1の誘電体形成用ガラス粉末。
  3. 【請求項3】 重量百分率でPbO 50〜75%、B
    23 2〜30%、SiO2 2〜35%、ZnO
    0〜20%の組成を有することを特徴とする請求項1の
    誘電体形成用ガラス粉末。
  4. 【請求項4】 重量百分率でPbO 30〜55%、B
    23 10〜40%、SiO2 1〜15%、ZnO
    0〜30%、BaO+CaO+Bi230〜30%
    の組成を有することを特徴とする請求項1の誘電体形成
    用ガラス粉末。
  5. 【請求項5】 重量百分率でZnO 25〜45%、B
    23 15〜35%、B23 10〜30%、S
    iO2 0.5〜8%、CaO+SrO+BaO 8〜
    24%の組成を有することを特徴とする請求項1の誘電
    体形成用ガラス粉末。
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