(57)【要約】【課題】スクリーン印刷法により、塗付膜を形成後、直ちに乾燥、焼成しても、スクリーンメッシュの跡が残り難く平滑で均一な膜厚を有し、しかも、残存する泡が殆どない焼成膜を得ることができ、透明性及び耐電圧の高い誘電体層を形成することが可能なプラズマディスプレイパネル用誘電体形成ガラスペーストを提供することである。【解決手段】本発明のプラズマディスプレイパネル用誘電体形成ガラスペーストは、ガラス粉末、熱可塑性樹脂、脂肪酸エステル及び溶剤を含むプラズマディスプレイパネル用誘電体形成ガラスペーストであって、脂肪酸エステルを１〜１５質量％含有し、且つ、ガラス粉末の最大粒子径Ｄｍａｘが１５μｍ以下、５０％粒子径Ｄ５０が０．５〜２．５μｍであ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】
ガラス粉末、熱可塑性樹脂、脂肪酸エステル及び溶剤を含むプラズマディスプレイパネル用誘電体形成ガラスペーストであって、脂肪酸エステルを１〜１５質量％含有し、且つ、ガラス粉末の最大粒子径Ｄｍａｘが１５μｍ以下、５０％粒子径Ｄ５０が０．５〜２．５μｍであることを特徴とするプラズマディスプレイパネル用誘電体形成ガラスペースト。
【請求項２】
脂肪酸エステルが、ステアリン酸エステル、パルミチン酸エステル、オレイン酸エステル、リノール酸エステル、リノレン酸エステル、セバシン酸エステル、カプリル酸エステル、カプリン酸エステルの中から選ばれた少なくとも１種以上からなることを特徴とする請求項１記載のプラズマディスプレイパネル用誘電体形成ガラスペースト。
【請求項３】
ガラス粉末が、質量百分率で、ＺｎＯ  ５〜５０％、Ｂ２Ｏ３  １０〜４０％、ＳｉＯ２  ２〜３０％、ＢａＯ＋ＣａＯ＋Ｂｉ２Ｏ３  ０〜３０％、Ｌｉ２Ｏ＋Ｎａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏ  １〜１６％の組成を含有するガラスからなることを特徴とする請求項１記載のプラズマディスプレイパネル用誘電体形成ガラスペースト。
【請求項４】
質量百分率で、ガラス粉末３５〜８０％、無機フィラー粉末０〜４０％、脂肪酸エステル１〜１５％、熱可塑性樹脂０．１〜２５％、溶剤５〜６０％、可塑剤０〜１０％の割合であることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のプラズマディスプレイパネル用誘電体形成ガラスペースト。
【請求項５】
スクリーン印刷用のガラスペーストであることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のプラズマディスプレイパネル用誘電体形成ガラスペースト。
【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イパネル用誘電体形成ガラスペーストに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
プラズマディスプレイパネルは、自己発光型のフラットパネルディスプレイであり、軽量薄型、高視野角等の優れた特性を備えており、また大画面化が可能であることから、将来性のある表示装置の一つとして注目されている。
【０００３】
プラズマディスプレイパネルは、前面ガラス基板と背面ガラス基板とが一定の間隔で対向しており、その周囲が封着ガラスで気密封止された構造を有している。また、パネル内部にはＮｅ、Ｘｅ等の希ガスが充填されている。
【０００４】
上記用途に供される前面ガラス基板には、プラズマ放電用の走査電極が形成され、その上には走査電極を保護するために、膜厚３０〜４０μｍの誘電体層（透明誘電体層）が形成されている。
【０００５】
また、背面ガラス基板には、プラズマ放電の位置を定めるためのアドレス電極が形成され、その上にはアドレス電極を保護するために、膜厚１０〜２０μｍの誘電体層（アドレス保護誘電体層）が形成されている。更に、アドレス保護誘電体層上には、放電のセルを仕切るために隔壁が形成され、また、セル内には、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の蛍光体が塗布されており、プラズマ放電を起こして紫外線を発生させることにより、蛍光体が刺激されて発光する仕組みになっている。
【０００６】
背面ガラス基板上に形成されるアドレス保護誘電体層においては、高い耐電圧を有すること、また、前面ガラス基板上に形成する透明誘電体層においては、高い耐電圧を有することに加え、高い透明性を有することも要求されるが、これらの特性は誘電体層の品位、即ち表面平滑性及び層内の泡の状態に大きく左右される。
【０００７】
従来、このような誘電体層を形成する方法として、ガラス粉末等の粉末成分とビークル（溶剤に熱可塑性樹脂等を溶かしたもの）を混練して作製したペースト状の誘電体材料をスクリーン印刷法により塗布し、乾燥、焼成する方法が知られている。
【特許文献１】特開平１１−２９２５６１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、スクリーン印刷法では、印刷後の塗付膜の表面にスクリーンメッシュの跡が残り、平滑で均一な膜厚を有する焼成膜（誘電体層）が得難く、高い耐電圧を有する誘電体層が得難いという問題があった。さらに、昨今の生産性向上の観点から、印刷後、塗付膜を静置することなく、直ちに塗付膜の乾燥、焼成が行われるため、静置による塗付膜のレベリング性も得難く、益々、平滑で均一な膜厚を有する焼成膜を得難くなってきている。
【０００９】
平滑で均一な膜厚を有する焼成膜を得る方法として、ペースト中に、ジブチルフタレート、ジオクチルフタレート等のフタル酸エステルのような高沸点の溶剤（可塑剤）を１０％以上含有させ、塗付膜の乾燥速度を緩やかにして、塗付膜のレベリング性を向上させることが考えられる。
【００１０】
しかし、ペースト中にフタル酸エステルを含有させると、塗付膜の乾燥及び焼成時に、ペーストに含まれる熱可塑性樹脂の燃焼（脱バインダー）が阻害されることになり、焼成後の膜中に泡が多く残存しやすく、結果として、透明性及び耐電圧の高い誘電体層が得難いという問題が生じる。
【００１１】
本発明の目的は、スクリーン印刷法により、塗付膜を形成後、直ちに乾燥、焼成しても、スクリーンメッシュの跡が残り難く平滑で均一な膜厚を有し、しかも、残存する泡が殆どない焼成膜を得ることができ、透明性及び耐電圧の高い誘電体層を形成することが可能なプラズマディスプレイパネル用誘電体形成ガラスペーストを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明者等は種々の実験を行った結果、脂肪酸エステルと、粒度分布を制御したガラス粉末を含有させることにより、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。
【００１３】
即ち、本発明のプラズマディスプレイパネル用誘電体形成ガラスペーストは、ガラス粉末、熱可塑性樹脂、脂肪酸エステル及び溶剤を含むプラズマディスプレイパネル用誘電体形成ガラスペーストであって、脂肪酸エステルを１〜１５質量％含有し、且つ、ガラス粉末の最大粒子径Ｄｍａｘが１５μｍ以下、５０％粒子径Ｄ５０が０．５〜２．５μｍであることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明のプラズマディスプレイパネル用誘電体形成ガラスペーストは、スクリーン印刷法により、塗付膜を形成後、直ちに乾燥、焼成しても、スクリーンメッシュの跡が残り難く、平滑で均一な膜厚を有し、しかも、残存する泡が殆どない焼成膜を得ることができる。それ故、透明性に優れ、耐電圧の高い誘電体層を形成することが可能なプラズマディスプレイパネル用誘電体形成ガラスペーストとして好適である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
本発明のプラズマディスプレイパネル用誘電体形成ガラスペーストは、塗付膜の乾燥工程では、乾燥速度を緩やかにするものの、焼成工程では、燃焼性を示し脱バインダー性の低下を防止する成分である脂肪酸エステルと、流動しやすい粒度分布に制御したガラス粉末を含有させている。そのため、スクリーン印刷法により、塗付膜を形成後、直ちに乾燥、焼成しても、塗付膜のレベリング性を向上させることができ、スクリーンメッシュの跡が残り難く、平滑で均一な膜厚を有し、しかも、残存する泡が殆どない焼成膜となり、透明性及び耐電圧の高い誘電体層を得ることができる。
【００１６】
尚、脂肪酸エステルは、２００℃程度では液体であり、２００℃以上の温度では燃焼性を示すため、本発明のガラスペーストにおいては、乾燥工程では、塗付膜の乾燥速度を緩やかにして塗付膜のレベリング性を向上させることができ、しかも、焼成工程では、脱バインダー性の低下を防止することができる。その含有量は１〜１５質量％にすることが重要である。脂肪酸エステルの含有量が少なくなると、塗付膜のレベリング性が低下して、平滑で均一な膜厚を有する焼成膜が得難くなり、誘電体層の耐電圧が低下し易くなる。一方、含有量が多くなると、熱可塑性樹脂との相性が悪くなり分離等が起こりやすくペーストが劣化し易くなる。脂肪酸エステルの好ましい範囲は１〜１０質量％である。
【００１７】
脂肪酸エステルとしては、ステアリン酸エステル、パルミチン酸エステル、オレイン酸エステル、リノール酸エステル、リノレン酸エステル、セバシン酸エステル、カプリル酸エステル、カプリン酸エステルを単独あるいは混合して使用することが好ましく、これらの脂肪酸エステルであれば、脱バインダー性を低下させることなく、塗付膜の乾燥速度を緩やかにして塗付膜のレベリング性を向上させることができる。
【００１８】
また、ガラス粉末は、最大粒子径Ｄｍａｘを１５μｍ以下、且つ、５０％粒子径Ｄ５０を０．５〜２．５μｍに制御したものを使用することが重要である。ガラス粉末の粒度分布をこのように制限することで、ガラス粉末が流動しやすくなり、塗付膜のレベリング性を向上させることができ、平滑で均一な膜厚を有する焼成膜となり、耐電圧の高い誘電体層を得ることができる。また、ガラス粉末粒子間の隙間が非常に小さくなるため、焼成膜中に含まれる泡が極端に少なくなり、残存する泡も極めて小さなものとなり、透明性の高い誘電体層を得ることができる。最大粒子径Ｄｍａｘ、５０％粒子径のいずれか一方でもその上限を超えると、ガラス粉末が流動し難くなって、塗付膜のレベリング性が低下したり、粒子間の間隔が大きくなり過ぎて、焼成膜中に泡が多く残存し、その泡径が大きくなるために、十分な透明性と表面平滑性を有する焼成膜が得難くなり、誘電体層の透明性及び耐電圧が低下し易くなる。一方、５０％粒子径Ｄ５０が小さくなると、ガラスペーストの粘度が上昇する傾向にあり、所望の膜厚が得難くなる。最大粒子径Ｄｍａｘの好ましい範囲は５〜１０μｍであり、５０％粒子径Ｄ５０の好ましい範囲は０．５〜２．０μｍである。
【００１９】
また、ガラス粉末としては、質量百分率で、ＺｎＯ  ５〜５０％（好ましくは１０〜４５％）、Ｂ２Ｏ３  １０〜４０％（好ましくは１５〜３８％）、ＳｉＯ２  ２〜３０％（好ましくは３〜２８％）、ＢａＯ＋ＣａＯ＋Ｂｉ２Ｏ３  ０〜３０％（好ましくは２〜２５％）、Ｌｉ２Ｏ＋Ｎａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏ  １〜１６％（好ましくは２〜１５％）の組成を含有するガラスを用いることが好ましく、その組成範囲内のガラスであれば、５００〜６００℃の焼成で良好な流動性を示し、また、透明性及び絶縁特性に優れると共に、ガラス化範囲も広く安定であるため好適である。
【００２０】
上記特徴を有するガラス粉末は、誘電体層形成ペースト用として好適であり、後述のように、ペースト化して使用される。
【００２１】
本発明のプラズマディスプレイパネル用誘電体形成ガラスペーストは、上記したガラス粉末、脂肪酸エステルに加え、熱可塑性樹脂、溶剤からなる。
【００２２】
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成分であり、その含有量は３０〜８５質量％、特に５０〜７５質量％の範囲にあることが好ましい。
【００２３】
脂肪酸エステルは、脱バインダー性を低下させることなく、塗付膜のレベリング性を向上させる成分であり、その含有量は１〜１５質量％、特に１〜１０質量％の範囲にあることが好ましい。脂肪酸エステルとしては、ステアリン酸エステル、パルミチン酸エステル、オレイン酸エステル、リノール酸エステル、リノレン酸エステル、セバシン酸エステル、カプリル酸エステル、カプリン酸エステルを単独あるいは混合して使用することができる。
【００２４】
熱可塑性樹脂は、乾燥後の膜強度を高め、また柔軟性を付与する成分であり、その含有量は０．１〜２５質量％、特に１〜２０質量％の範囲にあることが好ましい。熱可塑性樹脂としては、ポリブチルメタアクリレート、ポリビニルブチラール、ポリメチルメタアクリレート、ポリエチルメタアクリレート、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ことができる。
【００２５】
溶剤は材料をペースト化するための材料であり、その含有量は５〜６０質量％、特に１５〜５０質量％の範囲にあることが好ましい。溶剤としては、例えばターピネオール、ジエチレングリコールモノブチルエーテルアセテート、２，２，４−トリメチル−１，３−ペンタジオールモノイソブチレート等を単独または混合して使用することができる。
【００２６】
また、上記成分以外にも、必要に応じて、可塑剤、無機フィラー粉末等を加えることもできる。
【００２７】
可塑剤は、塗付膜の乾燥速度をコントロールすると共に、乾燥膜に柔軟性を与える成分であり、１０質量％まで添加することができる。但し、可塑剤の含有量が多くなると、脱バインダー性が著しく低下し、焼成膜中に泡が残存しやすくなるため、０〜５質量％の範囲にあることが特に好ましい。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。
【００２８】
無機フィラー粉末は、ペーストの流動性、焼結性、或いは熱膨張係数を調整する成分であり、４０質量％まで添加ことができる。但し、無機フィラー粉末の含有量が多くなると、十分に焼結が行えず、緻密な膜を形成することが難しくなるため、０〜３０質量％の範囲にあることが特に好ましい。無機フィラー粉末としては、例えばアルミナ、ジルコニア、ジルコン、チタニア、コージエライト、ムライト、シリカ、ウイレマイト、酸化錫、酸化亜鉛等を１種又は２種以上組み合わせて使用することができる。
【００２９】
尚、本発明のプラズマディスプレイパネル用誘電体形成ガラスペーストは、前面誘電体もしくは背面誘電体のいずれの用途においても使用することができる。前面ガラス基板用の透明誘電体材料として使用する場合は、上記無機フィラー粉末の含有量を０〜２０質量％（好ましくは０〜１０質量％）にすることで使用できる。無機フィラー粉末の含有量をこのようにすることで、無機フィラー粉末の添加による可視光の散乱を抑えて透明度の高い焼成膜を得ることができる。また、背面ガラス基板用のアドレス保護誘電体材料として使用する場合は、上記無機フィラー粉末を０〜４０質量％（より好ましくは５〜４０質量％、更に好ましくは１０〜３０質量％）の範囲で含有させることで使用できる。無機フィラー粉末の含有量をこのようにすることで、高い強度を有する焼成膜を得ることができる。
【００３０】
次に、本発明の誘電体形成ガラスペーストを作製する方法を述べる。
【００３１】
まず、ガラス粉末、脂肪酸エステル、熱可塑性樹脂及び溶剤等を用意する。尚、ガラス粉末は、ボールミルや流体エネルギーミル等を用いて粉砕し、さらに気流分級等により分級して、所定の粒度分布を有するようにしておくことが重要である。続いて、各成分を所定の割合で混練することによりペースト状の材料を得ることができる。
【００３２】
次に、この材料を用いて誘電体層を形成する方法を説明する。
【００３３】
まず、走査電極が形成された前面ガラス基板やアドレス電極が形成された背面ガラス基板を用意し、これらのガラス基板上に、本発明の誘電体形成ガラスペーストをスクリーン印刷法を用いて、塗付し、所定の膜厚（透明誘電体層の場合は５０〜１００μｍ、アドレス保護誘電体層の場合は３０〜５０μｍ）の塗布層を形成する。続いて、塗付膜を８０〜１２０℃程度の温度で乾燥させる。その後、５００〜６００℃の温度で１０〜３０分間保持し焼成することで所定の誘電体層を得ることができる。尚、焼成温度が低くすぎたり、保持時間が短くなると、十分に焼結が行えず、緻密な膜を形成することが難しくなる。一方、焼成温度が高すぎたり、保持時間が長くなると、ガラス基板が変形したり、電極と誘電体層が反応して、透明性に優れた誘電体層を得難くなる。
【実施例】
【００３４】
以下、本発明のプラズマディスプレイの誘電体材料を実施例に基づいて詳細に説明する。
【００３５】
表１及び２は、本発明の実施例（試料Ｎｏ．１〜６）及び比較例（試料Ｎｏ．７〜９）をそれぞれ示している。
【００３６】
【表１】
2008288003.tif 000002
【００３７】
【表２】
2008288003.tif 000003
【００３８】
表の各試料は、次のようにして調製した。
【００３９】
まず、質量％で、ＢａＯ  １５％、ＺｎＯ  ４５％、Ｂ２Ｏ３  ３０％、ＳｉＯ２  ６％、Ｌｉ２Ｏ  ２％、Ｎａ２Ｏ  ２％（ガラスＡ  軟化点５６４℃）及びＢａＯ  ８％、ＺｎＯ  ４７％、Ｂ２Ｏ３  ２９％、ＳｉＯ２  ９％、Ｌｉ２Ｏ  ２％、Ｎａ２Ｏ  ３％、Ａｌ２Ｏ３  １％、ＴｉＯ２  １％（ガラスＢ  軟化点５６１℃）となるように原料を調合し、均一に混合した。次いで、白金ルツボに入れて１３００℃で２時間溶融した後、溶融ガラスを薄板状に成形した。続いて、これらをボールミルにて粉砕し、気流分級して表に示す粒度分布を有するガラス粉末を得た。
【００４０】
次に、表に示す割合で、ガラス粉末、熱可塑性樹脂、溶剤及び脂肪酸エステルを混合し、３本ロールミルで均一に混練した。尚、比較例である試料Ｎｏ．９は、脂肪酸エステルを用いず、ジオクチルフタレート（可塑剤）を使用した。
【００４１】
脂肪酸エステルとしては、次のａ〜ｄの脂肪酸エステルを用いた。
脂肪酸エステルａ：（オレイン酸／リノール酸／パルミチン酸／ステアリン酸／リノレン酸（質量混合比：４５／３５／１１／５／４））−２エチルヘキシル、
脂肪酸エステルｂ：（オレイン酸／リノール酸／パルミチン酸／ステアリン酸／リノレン酸（質量混合比：４５／３５／１１／５／４））−エチルヘキシル、
脂肪酸エステルｃ：セバシン酸ジ（２−ブチルオクチル）、
脂肪酸エステルｄ：セバシン酸ジ−ｎ−オクチル
また、熱可塑性樹脂としてはエチルセルロースを用い、溶剤としてはターピネオールを用いた。
【００４２】
得られた誘電体形成ガラスペーストを用いて誘電体層を形成した。まず、各試料を、１．７ｍｍ厚のソーダライムガラス板の表面にスクリーン印刷し、乾燥後、５７０℃で３０分間焼成することによって、膜厚１０μｍの焼成膜（誘電体層）を形成した。続いて、得られた焼成膜について、スクリーンメッシュ跡の状況、表面粗さ、泡の状態、透過率について評価した。結果を表に示す。
【００４３】
表から明らかなように、本発明の実施例である試料Ｎｏ．１〜６については、焼成膜の表面粗さが０．２４μｍ以下と小さく、メッシュ跡も認めらなかった。また、焼成膜中に残存する２０μｍを超える泡はなく、２０μｍ以下の泡も５個以下と少なかった。さらに、焼成膜の透過率は９０％以上と高いものであった。
【００４４】
これに対し、比較例である試料Ｎｏ．７及び８は、焼成膜の表面粗さが０．３２μｍ以上と大きく、メッシュ跡も認められた。また、焼成膜の透過率は８９．０％以下と低かった。また、試料Ｎｏ．９は、焼成膜中に残存する２０μｍを超える泡が３個、２０μｍ以下の泡が１２個と多かった。
【００４５】
これらの事実は、本発明の誘電体形成ガラスペーストを用いれば、スクリーンメッシュの跡が残り難く、平滑で均一な膜厚を有し、しかも、残存する泡が殆どない焼成膜を得ることができ、耐電圧が高く、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。
【００４６】
尚、ガラスの軟化点については、マクロ型示差熱分析計を用いて測定し、第四の変曲点の値を軟化点とした。
【００４７】
ガラス粉末の最大粒径Ｄｍａｘ及び５０％粒子径Ｄ５０については、島津製作所製のレーザー回折式粒度分布計ＳＡＬＤ−２１００Ｊを用いて確認し、粒度分布の値の算出に用いる屈折率には、実数部は１．７５を、虚数部は０．０５ｉを使用した。
【００４８】
スクリーンメッシュ跡の状況については、焼成して得られた焼成膜の表面を実体顕微鏡で観察し、メッシュ跡が認められなかったものを「○」、認められたものを「×」として示した。
【００４９】
焼成膜の表面粗さについては、触針式表面粗さ計を用いて測定した。
【００５０】
泡状態については、実体顕微鏡を用い、焼成後の試料の１０ｃｍ２の範囲に存在する２０μｍを超える泡の数及び２０μｍ以下の泡の数をカウントして評価した。
【００５１】
透過率については、波長５５０ｎｍにおける拡散透過率を、積分球を取り付けた分光光度計を用いて測定した。尚、透過率測定に用いた試料は、泡数の測定に使用したものを用い、測定は島津製作所製ＵＶ−３１００にて行い、ガラス板の値をキャンセルした後の値を示した。