(57)【要約】【課題】Ａｇ電極との反応による黄変が起こりにくく、誘電体層の形成に好適なプラズマディスプレーパネル用誘電体材料を提供する。【解決手段】ガラス粉末を含み、該ガラス粉末が、モル百分率でＢａＯ  ５〜２０％、ＣａＯ  ５〜２０％、ＭｇＯ  ０〜１５％、ＺｎＯ  １５〜４０％、Ｂ2Ｏ3  ２０〜４５％、ＳｉＯ2  ５〜１５％、Ａｌ2Ｏ3  ０〜１０％、ＰｂＯ  ０〜２０％、Ｋ2Ｏ  ０〜１０％含有するガラスからな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】
ガラス粉末を含み、該ガラス粉末がモル百分率でＢａＯ  ５〜２０％、ＣａＯ  ５〜２０％、ＭｇＯ  ０〜１５％、ＺｎＯ  １５〜４０％、Ｂ2Ｏ3  ２０〜４５％、ＳｉＯ2  ５〜１５％、Ａｌ2Ｏ3  ０〜１０％、ＰｂＯ  ０〜２０％、Ｋ2Ｏ  ０〜１０％含有するガラスからなることを特徴とするプラズマディスプレーパネル用誘電体材料。
【請求項２】
ガラス粉末が、Ｂ2Ｏ3とＢａＯ＋ＣａＯ＋ＭｇＯの割合が、モル比で０．２≦（ＢａＯ＋ＣａＯ＋ＭｇＯ）／Ｂ2Ｏ3≦１.０の関係にあるガラスからなることを特徴とする請求項１のプラズマディスプレーパネル用誘電体材料。
【請求項３】
ガラス粉末が、ＢａＯ、ＣａＯ、ＭｇＯの割合が、モル比で０．５≦（ＣａＯ＋ＭｇＯ）／ＢａＯ≦１．５の関係にあるガラスからなることを特徴とする請求項１又は２のプラズマディスプレーパネル用誘電体材料。
【請求項４】
ガラス粉末が、平均粒径Ｄ50が３．０μｍ以下、最大粒径ＤMAXが３０μｍ以下の粒度を有することを特徴とする請求項１〜３の何れかのプラズマディスプレーパネル用誘電体材料。
【請求項５】
ガラス粉末９０〜１００重量％と、セラミック粉末０〜１０重量％からなることを特徴とする請求項１〜４の何れかのプラズマディスプレーパネル用誘電体材料。
【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材料に関し、特にプラズマディスプレーパネルの透明誘電体層の形成に用いられるプラズマディスプレーパネル用材料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は、自己発光型のフラットディスプレーであり、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、最も将来性のある表示装置の一つとして注目されている。
【０００３】
このプラズマディスプレーパネルの前面ガラス板には、プラズマ放電用の走査電極が形成され、その上に放電維持の為に３０〜４０μｍの透明な誘電体層が形成される。走査電極にはＡｇが広く用いられ、また透明誘電体層には特許文献１、２に示すようなガラス粉末を主成分とする誘電体材料が形成される。
【特許文献１】特開平１１−２１１４８号公報
【特許文献２】特開２０００−２５６０３９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、従来の誘電体材料では、ガラスとＡｇ電極が反応して誘電体層が黄色に着色（黄変）する現象が生じ、透過率が低下するという問題がある。
【０００５】
本発明の目的は、Ａｇ電極との反応による黄変が起こりにくく、誘電体層の形成に好適なプラズマディスプレーパネル用誘電体材料を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明のプラズマディスプレーパネル用誘電体材料は、ガラス粉末を含み、該ガラス粉末が、モル百分率でＢａＯ  ５〜２０％、ＣａＯ  ５〜２０％、ＭｇＯ  ０〜１５％、ＺｎＯ  １５〜４０％、Ｂ2Ｏ3  ２０〜４５％、ＳｉＯ2  ５〜１５％、Ａｌ2Ｏ3  ０〜１０％、ＰｂＯ  ０〜２０％、Ｋ2Ｏ  ０〜１０％含有するガラスからなることを特徴とする。
【０００７】
また本発明のプラズマディスプレーパネル用誘電体材料は、ガラス粉末が、Ｂ2Ｏ3とＢａＯ＋ＣａＯ＋ＭｇＯの割合が、モル比で０．２≦（ＢａＯ＋ＣａＯ＋ＭｇＯ）／Ｂ2Ｏ3≦１.０の関係にあるガラスからなることを特徴とする。
【０００８】
また本発明のプラズマディスプレーパネル用誘電体材料は、ガラス粉末が、ＢａＯ、ＣａＯ、ＭｇＯの割合が、モル比で０．５≦（ＣａＯ＋ＭｇＯ）／ＢａＯ≦１．５の関係にあるガラスからなることを特徴とする。
【０００９】
また本発明のプラズマディスプレーパネル用誘電体材料は、ガラス粉末が、平均粒径Ｄ50が３．０μｍ以下、最大粒径ＤMAXが３０μｍ以下の粒度を有することを特徴とする。
【００１０】
また本発明のプラズマディスプレーパネル用誘電体材料は、ガラス粉末９０〜１００重量％と、セラミック粉末０〜１０重量％からなることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明のプラズマディスプレーパネル用誘電体材料は、Ａｇ電極との反応による黄変が生じにくいため、透過率の高い誘電体層を形成することができる。
【００１２】
それゆえ、プラズマディスプレーパネルの透明誘電体形成材料として好適である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
本発明において使用するガラス粉末は、ＢａＯ及びＣａＯを必須成分として含むガラスからなる。ガラス組成中にＢａＯとＣａＯを共存させることにより、電極材にＡｇを使用した場合でも、形成される誘電体層が黄変しにくく、高い透過率を得ることができる。
【００１４】
また誘電体層には、電極との反応以外にも、（１）熱膨張係数がガラス板に適合すること、（２）５００℃〜６００℃で焼成できること、（３）微小な泡（微塵泡）が少なく透明度が高いこと、（４）高い耐電圧を有する必要があるため、直径３０μｍ以上の大きな泡（大泡）が殆ど存在しないこと等の特性を満たすことが重要である。
【００１５】
以下、本発明を具体的に説明する。
【００１６】
本発明のプラズマディスプレーパネル用誘電体材料は、ＢａＯ−ＣａＯ−ＺｎＯ−Ｂ2Ｏ3−ＳｉＯ2系ガラス粉末を主成分とする。このガラス粉末の組成範囲を上記のように限定した理由を述べる。
【００１７】
ＢａＯ及びＣａＯは、共存することによりガラスとＡｇの反応を防止する効果がある。さらに脱泡性に影響を与える高温粘性を調整するとともに、熱膨張係数を上昇させる成分であり、ＢａＯ、ＣａＯともに含有量は５〜２０％、好ましくは５〜１６％、さらに好ましくは１０〜１６％である。ＢａＯ及びＣａＯが上記範囲外ではＡｇとの反応による黄変を抑制することが難しい。
【００１８】
ＭｇＯは必須ではないが、耐水性を向上させるとともに分相を抑制する成分であり、その含有量は０〜１５％、好ましくは０〜１０％、さらに好ましくは０〜５％である。１５％より多いと軟化点が高くなりすぎる。
【００１９】
ＺｎＯは軟化点を下げる働きがあり、その含有量は１５〜４０％、好ましくは１５〜３５％、さらに好ましくは１８〜２８％である。ＺｎＯが１５％より少ないと上記効果が不十分となり、４０％より多いと焼成時にガラスが結晶化して望ましくない。
【００２０】
Ｂ2Ｏ3はガラスの骨格を形成するとともにガラス化範囲を広げる成分であり、その含有量は２０〜４５％、好ましくは２５〜３８％、さらに好ましくは２８〜３３％である。Ｂ2Ｏ3が２０％より少ないとガラスが分相しやすくなり、また焼成時にガラスが結晶化しやすくなり、４５％より多いとガラスの軟化点が高くなりすぎて６００℃以下での焼成が困難になる。
【００２１】
ＳｉＯ2はガラスの骨格を形成する成分であり、その含有量は５〜１５％、好ましくは７〜１３％である。ＳｉＯ2が５％より少ないと焼成時にガラスが結晶化しやすくなる。一方、１５％より多いと軟化点が高くなりすぎ、またガラスの粘性変化が緩やかになりすぎて泡が抜けにくくなる。
【００２２】
Ａｌ2Ｏ3は分相を抑制し、均一なガラスを得るための成分であり、その含有量は、０〜１０％、好ましくは０〜５％である。Ａｌ2Ｏ3が１０％より多いと軟化点が上昇し、６００℃以下での焼成が困難になる。
【００２３】
ＰｂＯは軟化点を下げる成分であり、その含有量は０〜２０％、好ましくは０〜１８％、さらに好ましくは８〜１５％である。ＰｂＯが２０％より多いと粘性変化が急激になりすぎて泡が成長し易くなり、焼成後に３０μｍクラスの大泡が残存してしまう。
【００２４】
Ｋ2Ｏは必須ではないが、軟化点を下げる成分であり、その含有量は０〜１０％、好ましくは０〜５％、さらに好ましくは０〜３％である。Ｋ2Ｏが１０％より多いと熱膨張係数が大きくなりすぎて好ましくない。
【００２５】
さらにＢ2Ｏ3とＢａＯ＋ＣａＯ＋ＭｇＯの関係において、モル比で（ＢａＯ＋ＣａＯ＋ＭｇＯ）／Ｂ2Ｏ3が０．２以上、特に０．４以上であることが好ましく、また１.０以下、特に０．９以下であることが好ましい。この値が０．２未満になるとガラスの軟化点が高くなり６００℃以下での焼成が困難になる。また、１．０を超えるとガラスが分相しやすくなる。
【００２６】
またＢａＯ、ＣａＯ、ＭｇＯの関係において、モル比で（ＣａＯ＋ＭｇＯ）／ＢａＯが０．５以上、特に０．８以上であることが好ましく、また１．５以下であることが好ましい。この割合が０．５未満、或いは１．５を超えると、焼成時にＡｇ電極の黄変がおこる恐れがある。
【００２７】
またＢａＯとＣａＯの合量が２０％以上、特に２５％以上であれば、ガラスとＡｇの反応を防止する上で有利である。
【００２８】
またガラス粉末の粒度は、平均粒径Ｄ50が３．０μｍ以下、最大粒径ＤMAXが３０μｍ以下であることが好ましい。平均粒径Ｄ50又は最大粒径ＤMAXがその上限を超えると、粉末間の隙間が大きくなるために大泡が残存しやすくなる。
【００２９】
本発明のプラズマディスプレーパネル用誘電体材料は、焼成後の強度の改善や外観の調節のために、上記ガラス粉末に加えて、アルミナ、ジルコン、ジルコニア、酸化チタン等のセラミック粉末を添加することができる。なおセラミック粉末の最大粒径ＤMAXは１５μｍ以下であることが好ましい。
【００３０】
ガラス粉末とセラミック粉末の割合は、ガラス粉末９０〜１００重量％、セラミック粉末０〜１０重量％が適切である。なおセラミック粉末が１０％より多いと可視光が散乱して不透明になりやすく好ましくない。
【００３１】
次に、本発明のプラズマディスプレーパネル用誘電体材料の使用方法を説明する。本発明の材料は、例えばペーストやグリーンシートなどの形態で使用することができる。
【００３２】
ペーストの形態で使用する場合、上述した誘電体材料と共に、熱可塑性樹脂、可塑剤、溶剤等を使用する。ペースト全体に占める誘電体材料の割合としては、３０〜９０質量％程度が一般的である。
【００３３】
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、０．１〜２０質量％程度が一般的である。熱可塑性樹脂としてはポリブチルメタアクリレート、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。
【００３４】
可塑剤は、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、その含有量は０〜１０質量％程度が一般的である。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。
【００３５】
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１０〜３０質量％程度が一般的である。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。
【００３６】
ペーストの作製は、誘電体材料、熱可塑性樹脂、可塑剤、溶剤等を用意し、これを所定の割合で混練することにより行うことができる。
【００３７】
このようなペーストを用いて、誘電体層を形成するには、まず、これらのペーストをスクリーン印刷法や一括コート法等を用いて塗布し、所定の膜厚の塗布層を形成した後、乾燥させる。その後、焼成することで所定の誘電体層を得ることができる。
【００３８】
本発明の材料をグリーンシートの形態で使用する場合、上記誘電体材料と共に、熱可塑性樹脂、可塑剤等を使用する。
【００３９】
誘電体材料のグリーンシート中に占める割合は、６０〜８０質量％程度が一般的である。
【００４０】
熱可塑性樹脂及び可塑剤としては、上記ペーストの調製の際に用いられるのと同様の熱可塑性樹脂及び可塑剤を用いることができ、熱可塑性樹脂の混合割合としては、５〜３０質量％程度が一般的であり、可塑剤の混合割合としては、０〜１０質量％程度が一般的である。
【００４１】
グリーンシートを作製する一般的な方法としては、上記誘電体材料、熱可塑性樹脂、可塑剤等とを用意し、これらに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媒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）等のフィルムの上にシート成形する。シート成形後、乾燥させることによって溶媒や溶剤を除去し、グリーンシートとすることができる。
【００４２】
以上のようにして得られたグリーンシートを、ガラス層を形成すべき箇所に熱圧着して塗布層を形成した後に、上述のペーストの場合と同様に焼成して誘電体層を得る。
【００４３】
上記の説明においては、誘電体形成方法として、ペーストまたはグリーンシートを用いた方法を例にして説明しているが、本発明のプラズマディスプレーパネル用誘電体材料は、これらの方法に限定されるものではなく、感光性ペースト法、感光性グリーンシート法などその他の形成方法にも適用され得る材料である。
【実施例】
【００４４】
以下、実施例に基づいて本発明を説明する。
【００４５】
表１は本発明の実施例（試料Ｎｏ．１〜８）を、表２は比較例（試料Ｎｏ．９〜１１）をそれぞれ示している。
【００４６】
【表１】
2005158476.tif 000002
【００４７】
【表２】
2005158476.tif 000003
【００４８】
各試料は次のようにして調製した。まず表に示す組成となるようにガラス原料を調合し、白金坩堝に入れて１２５０℃で２時間溶融した後、溶融ガラスを薄板状に成形した。次いでこれを粉砕し、分級して平均粒径Ｄ50が２．５μｍ、最大粒径ＤMAXが２５μｍのガラス粉末からなる試料を得た。さらにＮｏ．６のガラス粉末についてはアルミナ粉末と混合して試料とした。なお平均粒径Ｄ50及び最大粒径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」を用いて確認した。
【００４９】
得られた試料について、各種特性を評価した。結果を表１、表２に示す。
【００５０】
表から明らかなように、実施例であるＮｏ．１〜８の各試料では、Ａｇ電極との反応による黄変が実用上問題ないレベルであったのに対し、比較例であるＮｏ．９、１０の試料では、著しく黄変が発生した。Ｎｏ．１１はガラスが分相した。
【００５１】
なおガラスの分相性は、溶融ガラスを薄板状に成型し、そのガラスの色調により評価した。
【００５２】
熱膨張係数は、各試料を粉末プレス成型し、焼成した後、直径４ｍｍ、長さ４０ｍｍの円柱状に研磨加工し、ＪＩＳ  Ｒ３１０２に基づいて測定した後、３０〜３００℃の温度範囲における値を求めた。
【００５３】
ガラスの軟化点は、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。
【００５４】
Ａｇ電極との反応による黄変の有無は、次のようにして評価した。まず、Ａｇ電極ペーストを板ガラス上にスクリーン印刷法で塗布し、電気炉中に入れた後、焼成温度で１０分間保持することにより、板ガラスの上にＡｇ電極を形成する。次に、各試料をエチルセルロースの５％ターピネオール溶液に混合し、３本ロールミルにて混練してペースト化した。次いでこのペーストを、Ａｇ電極形成済みの板ガラスの上にスクリーン印刷法で塗布し、電気炉中に入れた後、焼成温度で１０分間保持した。このようにして得られたガラス膜の表面の色調を目視にて観察し、変色が起こらず銀電極そのままの外観を呈したもの、及び若干変色したものの実用上問題のないレベルであったものを「○」、黄色に変色したものを「×」として表した。
【産業上の利用可能性】
【００５５】
本発明の材料は、Ａｇ電極が形成された前面ガラス基板の透明誘電体形成用として好適なものであるが、この用途に限られるものではなく、例えばＣｒ−Ｃｕ−Ｃｒ電極やＡｌ電極が形成された前面基板の透明誘電体層や、背面ガラス基板のアドレス保護誘電体形成材料として使用することができる。また本発明で用いるガラス粉末は、隔壁材料、電極のバインダガラス材料等にも使用可能である。