(57)【要約】【課題】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。【解決手段】５０％粒子径Ｄ50が２．８μｍ以下である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であって、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％で構成される誘電体形成用グリーンシートの構成成分として使用されることを特徴とする。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
５０％粒子径Ｄ50が２．８μｍ以下である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であって、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％で構成される誘電体形成用グリーンシートの構成成分として使用されることを特徴とする誘電体形成用ガラス粉末。
【請求項２】
前記グリーンシートをガラスの軟化点より１０℃高い温度で焼成したときに、形成されるガラス膜の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％以上とな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。
【請求項３】
前記グリーンシートをガラスの軟化点より１０℃高い温度で焼成したときに形成されるガラス膜の表面粗さＲａが０．２μｍ以下となることを特徴とする請求項１又は２の誘電体形成用ガラス粉末。
【請求項４】
最大粒子径ＤMAXが１８μｍ以下であることを特徴とする請求項１〜３の何れかの誘電体形成用ガラス粉末。
【請求項５】
重量百分率でＰｂＯ  ５０〜７５％、Ｂ2Ｏ3  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１〜４の何れかの誘電体形成用ガラス粉末。
【請求項６】
重量百分率でＰｂＯ  ３０〜５５％、Ｂ2Ｏ3  １０〜４０％、ＳｉＯ2  １〜１５％、ＺｎＯ  ０〜３０％、ＢａＯ＋ＣａＯ＋Ｂｉ2Ｏ3  ０〜３０％の組成を有することを特徴とする請求項１〜４の何れかの誘電体形成用ガラス粉末。
【請求項７】
重量百分率でＺｎＯ  ２５〜４５％、Ｂｉ2Ｏ3  １５〜３５％、Ｂ2Ｏ3  １０〜３０％、ＳｉＯ2  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１〜４の何れかの誘電体形成用ガラス粉末。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プラズマディスプレーパネル用誘電体形成材料に使用されるガラス粉末に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
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。また誘電体層として十分な膜厚（約３０〜４０μｍ）を得るためには印刷を３〜５回程度繰り返さなければならず、印刷の度に行う乾燥工程での溶剤の揮発が作業環境の汚染を招き易い。
【０００５】
そこで、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。
【特許文献１】特開平９−１４７７５１号公報
【特許文献２】特開平８−１１９６６５号公報
【特許文献３】特開平６−３１００３６号公報
【特許文献４】特開平４−２１４０４５号公報
【特許文献５】特開平７−２９１６５６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記したグリーンシートを用いる方法は、作業性に優れ、作業環境の汚染を招き難い。しかも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。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明者等は種々の実験を行った結果、グリーンシートの主たる構成成分であ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、５０％粒子径Ｄ50が２．８μｍ以下である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であって、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％で構成される誘電体形成用グリーンシートの構成成分として使用されることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明のガラス粉末を用いて成形したグリーンシートは、焼成すると、平滑で均一な膜厚を有し、残存する泡が殆どないガラス膜となる。それゆえグリーンシートの形態で提供される誘電体形成材料用のガラス粉末として好適である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
本発明のガラス粉末は、５０％粒子径Ｄ50が２．８μｍ以下、好ましくは２．５μｍ以下、より好ましくは２．０μｍ以下である。ガラス粉末の粒度分布をこの範囲に制限することにより、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を極端に少なくすることができる。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が２．８μｍ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を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。
【００１３】
またガラス粉末の最大粒子径ＤMAXは１８μｍ以下、特に１５μｍ以下であることが好ましい。最大粒子径ＤMAXが１８μｍ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。
【００１４】
なお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％）、Ｂ2Ｏ3  ２〜３０％（好ましくは５〜２５％）、ＳｉＯ2  ２〜３５％（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％）、Ｂ2Ｏ3  １０〜４０％（好ましくは１５〜３５％）、ＳｉＯ2  １〜１５％（好ましくは２〜１０％）、ＺｎＯ  ０〜３０％（好ましくは１０〜３０％）、ＢａＯ＋ＣａＯ＋Ｂｉ2Ｏ3  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％）、Ｂｉ2Ｏ3  １５〜３５％（好ましくは２０〜３０％）、Ｂ2Ｏ3  １０〜３０％（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、５００〜６００℃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。
【００１５】
本発明のガラス粉末を用いたプラズマディスプレーパネル用誘電体形成材料は、好ましく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。以下に各構成成分について詳細に説明する。
【００１６】
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。
【００１７】
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ＤMAX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。
【００１８】
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。
【００１９】
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。
【００２０】
また本発明のガラス粉末を用いた誘電体形成材料は、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。
【００２１】
次に、本発明のガラス粉末を用いて、プラズマディスプレーパネル用誘電体形成材料を作製する方法を説明する。
【００２２】
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２０〜１００μｍ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。
【００２３】
次に上記誘電体形成材料の使用方法を説明する。
【００２４】
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、その上に本発明の材料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。
【００２５】
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、５００〜６００℃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。
【実施例】
【００２６】
以下、本発明を実施例に基づいて詳細に説明する。
【００２７】
表１は本実施例のガラス粉末の組成（試料Ａ〜Ｃ）を示している。
【００２８】
【表１】
2006089374.tif 000002
【００２９】
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、１２５０℃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５０％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ＳＰＡ」を用いて測定した。
【００３０】
表２〜４は、本発明のガラス粉末を用いた実施例（試料Ｎｏ．１〜１１）及び比較例（試料Ｎｏ．１２）を示している。
【００３１】
【表２】
2006089374.tif 000003
【００３２】
【表３】
2006089374.tif 000004
【００３３】
【表４】
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【００３４】
Ｎｏ．１〜１２の各試料は以下のようにして作製した。
【００３５】
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Ｎｏ．２及び４は、スラリー化する前に、５０％粒子径Ｄ50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。
【００３６】
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。
【００３７】
表から明らかなように、本発明のガラス粉末を用いた実施例である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８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８６％以上、表面粗さＲａが０．０８μｍ以下であった。これに対して比較例である試料Ｎｏ．１２は、膜厚や表面粗さは実施例と同等の値を示したものの、１０μｍを超える泡が２個、１０μｍ以下の微小な泡が２３個もあり、透過率も７９％と低かった。
【００３８】
これらの事実は、本発明の材料を用いれば、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。
【００３９】
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。