(57)【要約】【課題】高透過率の特性を有すディスプレイ用ガラスの開発が待たれている。  【解決手段】低誘電体ガラスを透明誘電体層として用いるディスプレイ用ガラス板の製造において、少なくとも予備加熱工程、真空焼成工程及び加熱処理工程を有するディスプレイ用ガラス板の製造方法。予備加熱工程は３００〜４００℃、真空焼成工程は３００〜６５０℃の雰囲気温度でかつ１．３×１０−４〜１．３×１０−８ｋＰａの真空度、加熱処理工程は、酸素を有する雰囲気下で、かつ５００〜６５０℃の雰囲気温度及び１０分〜１時間の処理時間の範囲で行われる特徴を有す。また、重量％でＳｉＯ２を１〜２５、Ｂ２Ｏ３を１０〜３６、ＰｂＯを１８〜７０、ＺｎＯを５〜２６、ＢａＯを０〜２５、ＣｕＯを０．０５〜１、ＭｎＯ２を０．０５〜１含む低融点ガラスを用いた上記の方法で製造されたディスプレイ用ガラス板。【選択図】  なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
低誘電体ガラスをディスプレイ基板の透明誘電体層として用いるディスプレイ用ガラス板の製造において、少なくとも予備加熱工程、真空焼成工程及び加熱処理工程を有することを特徴とするディスプレイ用ガラス板の製造方法。
【請求項２】
予備加熱工程は３００〜４００℃の雰囲気温度で行われること特徴とする請求項１に記載のディスプレイ用ガラス板の製造方法。
【請求項３】
真空焼成工程は３００〜６５０℃の雰囲気温度でかつ１．３×１０−４〜１．３×１０−８ｋＰａの真空度の範囲で行われることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のディスプレイ用ガラス板の製造方法。
【請求項４】
加熱処理工程は、酸素を有する雰囲気下で、かつ５００〜６５０℃の雰囲気温度及び１０分〜１時間の処理時間の範囲で行われることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載のディスプレイ用ガラス板の製造方法。    
【請求項５】
予備加熱工程の終了温度と真空焼成工程の開始温度、及び真空焼成工程の終了温度と加熱処理工程の開始温度との温度差は５０℃以内であることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載のディスプレイ用ガラス板の製造方法。
【請求項６】
請求項１乃至５のいずれかに記載の方法で製造され、かつ３０μｍ厚での可視光透過率が９０％以上となる低融点ガラスを用いたことを特徴とするディスプレイ用ガラス板。
【請求項７】
低融点ガラスは、重量％で、ＳｉＯ２を１〜２５、Ｂ２Ｏ３を１０〜３６、ＰｂＯを１８〜７０、ＺｎＯを５〜２６、ＢａＯを０〜２５、ＣｕＯを０．０５〜１、ＭｎＯ２を０．０５〜１含む低融点ガラスであることを特徴とする請求項６に記載のディスプレイ用ガラス板。
【請求項８】
請求項６又は請求項７に記載されたディスプレイ用ガラス板を用いることを特徴とするプラズマディスプレイパネル用の前面板。
【請求項９】
請求項７に記載された低融点ガラスを透明誘電体層として用いたときにおけるプラズマディスプレイパネルの前面板の可視光透過率が７５％以上であることを特徴とする請求項８記載のプラズマディスプレイパネル用の前面板。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、低誘電体ガラスをディスプレイ基板の透明誘電体層として用いるディスプレイ用基板、特に高透過タイプの低誘電体ガラスを使うプラズマディスプレイ用パネルの前面板に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年の電子部品の発達に伴い、プラズマディスプレイパネル、液晶表示パネル、エレクトロルミネッセンスパネル、蛍光表示パネル、エレクトロクロミック表示パネル、発光ダイオード表示パネル、ガス放電式表示パネル等、多くの種類の表示パネルが開発されている。その中でも、プラズマディスプレイパネルは薄型かつ大型の平板型カラー表示装置として注目を集めている。プラズマディスプレイパネルにおいては、表示面として使用される前面基板と背面基板の間に多くのセルを有し、そのセル中でプラズマ放電させることにより画像が形成される。このセルは、隔壁で区画形成されており、画像を形成する各画素での表示状態を制御するため、各画素単位に電極が形成されている。
【０００３】
このプラズマディスプレイパネルの前面ガラス板には、プラズマを放電させるための電極が形成され、電極として細い線状の銀が多く使われている。その電極の周りには、透明度の高い絶縁材料が配されている。この絶縁材料は、プラズマ耐久性に優れており、かつ透明であることが好ましい。このため、絶縁材料としては誘電体ガラスが使われていることが多い。しかしながら、従来の誘電体ガラスでは、可視光透過率が９０％未満であり、十分な可視光透過率を得ることができないという大きな問題がある。
【０００４】
公知技術をみれば、例えば、積算ふるい下１０％径が１．０μｍ以下５０％径が０．３〜５．０μｍ、積算ふるい下９０％径が１０．０μｍ以下である粒度を有し、軟化点が４８０〜６２０℃で、重量％表示で、ＰｂＯが０〜８０％、Ｂ２Ｏ３が０〜２５％、ＳｉＯ２が１０〜６０％、ＭｇＯが０〜１５％、ＣａＯが０〜１５％、ＺｎＯが０〜２５％、Ａｌ２Ｏ３が０〜１５％からなる低融点ガラスを用いた電極被覆用低融点ガラス粉末およびプラズマディスプレイ装置（例えば、特許文献１参照）が、またＰｂＯとＣｕＯの含有量を限定したプラズマディスプレイ用材料（例えば、特許文献２参照）が、またＰｂＯ、Ｂ２Ｏ３、ＳｉＯ２、ＣａＯ、の他ＢａＯ＋ＳｒＯ＋ＭｇＯの含有量を限定したプラズマディスプレイ用材料（例えば、特許文献３参照）が、さらにはＢａＯ＋ＣａＯ＋Ｂｉ２Ｏ３、ＺｎＯ、Ｂ２Ｏ３、ＳｉＯ２、ＰｂＯ、ＳｎＯ２の含有量を限定したプラズマディスプレイ用材料（例えば、特許文献４参照）が開示されている。
【特許文献１】特開２０００−１１９０３９号公報
【特許文献２】特開２００１−５２６２１号公報
【特許文献３】特開２００１−８０９３４号公報
【特許文献４】特開２００１−４８５７７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従来からあるディスプレイパネルにおいて、その前面板の可視光透過率が低いという問題がある。特に、プラズマディスプレイパネルでは、可視光透過率が低いことは非常に大きな問題となっている。可視光透過率が低いと発光源の明度を大きくとらなければならないが、このことは大きな発光エネルギを必要とすることを意味するため、省資源・省エネルギという最近の社会的ニーズに逆行することになる。プラズマディスプレイパネルの可視光透過率の低さは、誘電体材料（絶縁材料）に起因していることが多いが、この高透過率化に対する対応は難しく、可視光透過率が９０％以上を有す誘電体材料は開発されていなかった。このため、上述の問題点を解決した誘電体材料の開発、特に改善された誘電体材料を有するプラズマディスプレイ用の前面板の開発が待たれている。
【０００６】
すなわち、開示された文献の特開２０００−１１９０３９号公報の手法では、高透過率の特性を有すプラズマディスプレイパネル用前面板を得ることはできない。さらに、特開２００１−５２６２１号公報、特開２００１−８０９３４号公報及び特開２００１−４８５７７号公報の方法は、かなりの改良が認められるものの、可視光透過率についてはどうしても低い傾向にある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、低誘電体ガラスをディスプレイ基板の透明誘電体層として用いるディスプレイ用ガラス板の製造において、少なくとも予備加熱工程、真空焼成工程及び加熱処理工程を有するディスプレイ用ガラス板の製造方法である。
【０００８】
また、予備加熱工程は３００〜４００℃の雰囲気温度で行われる上記のディスプレイ用ガラス板の製造方法である。
【０００９】
また、真空焼成工程は３００〜６５０℃の雰囲気温度でかつ１．３×１０−４〜１．３×１０−８ｋＰａの真空度の範囲で行われる上記のディスプレイ用ガラス板の製造方法である。
【００１０】
また、加熱処理工程は、酸素を有する雰囲気下で、かつ５００〜６５０℃の雰囲気温度及び１０分〜１時間の処理時間の範囲で行われる上記のディスプレイ用ガラス板の製造方法である。    
【００１１】
また、予備加熱工程の終了温度と真空焼成工程の開始温度、及び真空焼成工程の終了温度と加熱処理工程の開始温度との温度差は５０℃以内である上記のディスプレイ用ガラス板の製造方法である。
【００１２】
さらに、上記の方法で製造されたこと及び３０μｍ厚での可視光透過率が９０％以上となる低融点ガラスを用いたディスプレイ用ガラス板である。
【００１３】
さらにまた、上記の低融点ガラスが、重量％でＳｉＯ２を１〜２５、Ｂ２Ｏ３を１０〜３６、ＰｂＯを１８〜７０、ＺｎＯを５〜２６、ＢａＯを０〜２５、ＣｕＯを０．０５〜１、ＭｎＯ２を０．０５〜１含む低融点ガラスである上記のディスプレイ用ガラス板である。
【００１４】
さらにまた、上記のディスプレイ用ガラス板を用いるプラズマディスプレイパネル用の前面板である。
【００１５】
さらにまた、上記の低融点ガラスを透明誘電体層として用いたときにおけるプラズマディスプレイパネルの前面板の可視光透過率が７５％以上であるプラズマディスプレイパネル用の前面板である。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、これまで可視光透過率が低かったディスプレイ用ガラス板、特にプラズマディスプレイ用の前面板において、可視光透過率が高いものを得ることができた。  
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
本発明は、低誘電体ガラスをディスプレイ基板の透明誘電体層として用いるディスプレイ用ガラス板の製造において、少なくとも予備加熱工程、真空焼成工程及び加熱処理工程を有するディスプレイ用ガラス板の製造方法である。上記の予備加熱工程、真空焼成工程及び加熱処理工程はすべて必要な工程であり、不可欠である。すなわち、本発明で最も重要な工程は真空焼成工程であるが、その前の予備加熱工程又はその後の加熱処理工程なしでは良好な効果を生むことはできない。ここで、予備加熱工程とは、脱バインダーと真空焼成工程開始時の破壊防止を主目的として行われる工程を意味している。また、加熱処理工程は、酸素雰囲気下で行われる特徴を有している。
【００１８】
予備加熱工程は３００〜４００℃の雰囲気温度で行われることが好ましい。３００℃未満では脱バインダーがうまくできないし、４００℃を超えると次工程の真空焼成工程において、効果的な真空焼成ができない。これは、真空焼成を行うための予備的な条件、例えば温度条件、揮発成分の管理などの影響するためである。
【００１９】
また、真空焼成工程は３００〜６５０℃の雰囲気温度でかつ１．３×１０−４ｋＰａ〜１．３×１０−８ｋＰａの真空度の範囲で行われることが好ましい。また、破壊防止及び効率性の観点から、真空焼成工程の開始時は３００〜４５０℃、終了時には５５０〜６５０℃で行われることが望ましい。雰囲気温度が３００℃未満では、真空焼成工程で多くの時間を要すことになり、効率的な焼成作業とはならない。また、前工程で脱バインダーが十分に行われなかった場合、できるだけ早い内にバインダー成分である有機物を確実に除去する必要があるが、これができなくなり、透明性確保の上でも問題が発生する。一方、雰囲気温度が６５０℃を越えると、誘電体ガラスの流動性が高くなりすぎて、電極成分であるＩＴＯやＡｇを侵食してしまう。さらには、誘電体ガラス中への銀イオンの拡散が激しくなり、黄変の発生が顕著になってしまうという問題が発生する。より好ましくは、３６０〜６００℃の範囲である。
【００２０】
また、真空度が１．３×１０−４ｋＰａ未満では、ガラス中の内在気泡の数が多くなってしまい、可視光透過率が低下する。一方、真空度が１．３×１０−８ｋＰａを越えると誘電体層の厚みが薄くなってしまい、パネルを形成した際に絶縁不良の問題が発生する。好ましくは、１．３×１０−５ｋＰａ〜１．３×１０−７ｋＰａの範囲である。
【００２１】
加熱処理工程は、酸素を有する雰囲気下で、かつ５００〜６５０℃の雰囲気温度及び１０分〜１時間の処理時間の範囲で行われることが好ましい。これは真空焼成が約６５０℃以下で終了することに関係しており、５００℃未満にすると試料が破壊するためである。一方、雰囲気温度が６５０℃を越えると誘電体ガラスの流動性が高くなりすぎて、電極成分であるＩＴＯやＡｇを侵食してしまう。さらには、誘電体ガラス中への銀イオンの拡散が激しくなり、黄変の発生が顕著になってしまうという問題が発生する。より好ましくは、５００〜６００℃である。
【００２２】
予備加熱工程の終了温度と真空焼成工程の開始温度、及び真空焼成工程の終了温度と加熱処理工程の開始温度との温度差は５０℃以内である。５０℃を越える温度差では、ガラス試料が破壊するという問題が発生する。好ましくは、３０℃以内である。
【００２３】
さらに、上記の方法で製造されたこと及び３０μｍ厚での可視光透過率が９０％以上となる低融点ガラスを用いたディスプレイ用ガラス板である。上記の方法で製造されることにより、３０μｍ厚での可視光透過率が９０％以上となる低融点ガラスを用いたディスプレイ用ガラス板を得ることができる。ここで、３０μｍ厚とした理由は、膜厚により透過率が変わるためであり、例えばプラズマディスプレイパネルで使われることが多い３０μｍ厚を基準としたためである。３０μｍ厚での可視光透過率は高いほど良いが、９０％よりも低い場合は発光効率を高く取らなければならず、エネルギ的にも問題がある。
【００２４】
図１に示すように、プラズマディスプレイパネルは前面ガラス板１と背面ガラス板２の間に挟まれ、前面ガラス板１と背面ガラス板２は封止材３でシールされている。パネルの前部には前面ガラス板１、透明電極４、バス電極５、透明誘電体６及び保護膜７があり、背面部には背面ガラス板２、アドレス電極８、白色誘電体９、蛍光体１０、隔壁１１がある。紫外線１２は蛍光体１０の作用により可視光１３となる。この中でも、前面ガラス板１、透明電極４、バス電極５、透明誘電体６及び保護膜７からなるプラズマディスプレイ用前面板は、それぞれの各構成体が重要である一方、上述の各構成体を総合的にみることも必要である。
【００２５】
さらに、上記の低融点ガラスが、重量％でＳｉＯ２を１〜２５、Ｂ２Ｏ３を１０〜３６、ＰｂＯを１８〜７０、ＺｎＯを５〜２６、ＢａＯを０〜２５、ＣｕＯを０．０５〜１、ＭｎＯ２を０．０５〜１含む低融点ガラスであるディスプレイ用ガラス板であることが好ましい。
【００２６】
ＳｉＯ２はガラス形成成分であり、ガラス化範囲を拡大し、ガラスの安定化に寄与する。ＳｉＯ２は１〜２５重量％が良い。１重量％未満ではガラスの安定化作用を発揮できず、２５重量％を超えた場合ではガラス粘度が上昇し、焼付けに際して泡抜けが困難になるという問題が発生する。
【００２７】
Ｂ２Ｏ３はＳｉＯ２同様のガラス形成の主成分として導入するもので、Ｂ２Ｏ３導入量は１０〜３６重量％の範囲である。１０重量％未満ではガラス形成が不安定で失透、結晶を生じやすくなる。他方、３６重量％を超えるとガラスの粘度が低下し焼付けに際して、泡が凝集し可視光透過率が低下する。
【００２８】
ＰｂＯはガラスを低融点化、すなわち軟化点温度を下げ、流動性を与えるうえで必要な成分であり、ＰｂＯ導入量は１８〜７０重量％の範囲である。１８重量％未満ではその作用を十分発揮できず、また焼成に対する泡抜けが不充分となる。７０重量％を超えると、軟化点が低くなり過ぎ、透明電極線やバス電極線成分の浸出、拡散が顕著となり、また熱膨張係数が過大となる。好ましくは、１９〜６１重量％の範囲である
ＺｎＯはガラスに流動性を与え、また熱膨張係数を調整するために導入するもので、その範囲は５〜２６重量％である。５重量％未満ではその作用を発揮し得ず、２６重量％を超えるとガラスが不安定となり、結晶化し易くなる。
【００２９】
ＢａＯは高温粘性を調整するとともに、膨張係数を調整する上で使われる成分であり、導入量は０〜２５重量％の範囲である。２５重量％を超えると、膨張係数が過大となり、基板ガラスに適合しなくなる。
【００３０】
ＣｕＯはバス電極線として使われる銀電極と誘電体層とが反応し、誘電体層中に銀が拡散して、銀コロイド発色（黄変）するのを緩和させる効果があり、０．０５〜１重量％の範囲で導入する。０．０５重量％未満ではその作用が十分発揮されず、電極端部に黄色の着色（黄変）が発生する。１重量％を超えると、ガラスが着色し、透明性が低下するので好ましくない。
【００３１】
ＭｎＯ２はバス電極線として使われる銀電極と誘電体層とが反応し、誘電体層中に銀が拡散して、銀コロイド発色（黄変）するのを抑える効果があり、０．０５〜１重量％の範囲で導入する。０．０５重量％未満ではその作用が発揮されず、電極端部に黄色の着色（黄変）が発生する。１重量％を超えるとガラスに着色を与え、透明性を低下させるので好ましくない。
【００３２】
さらに、上記のディスプレイ用ガラス板を用いるプラズマディスプレイパネル用の前面板である。
【００３３】
また、上記の低融点ガラスを透明誘電体層として用いたときにおけるプラズマディスプレイパネルの前面板の可視光透過率が７５％以上であるプラズマディスプレイパネル用の前面板である。可視光透過率が７５％未満のプラズマディスプレイ用の前面板では、発光に大きなエネルギを必要とするため、装置が大きなものとなり、環境的にも問題となる。より好ましくは、８０％以上である。  
【００３４】
なお、３ｍｍ厚で８０％以上の可視光透過率をもつ２〜４ｍｍ厚のガラス基板と上記の低融点ガラスからなるディスプレイ用ガラス板も好ましい。ガラス基板の可視光透過率は、板厚で大きく変化するので、３ｍｍ厚での可視光透過率を基準としてある。ガラス基板が２ｍｍよりも薄いと強度や剛性の面から実用性に乏しくなる。一方、４ｍｍを越えた場合、ディスプレイ用ガラスとして重くなりすぎる。より好ましくは、２．３〜３ｍｍである。
【００３５】
さらにまた、上述の低融点ガラスをガラス粉体として用いる場合、粉砕装置で平均粒径Ｄ５０が０．５〜３μｍ以下の範囲で、好ましくは０．８〜２．５μｍ、さらに好ましくは１．０〜２．０μｍ以下、最大粒径ＤＭＡＸが２０μｍ以下の粉末状に整粒することが有用である。平均粒径Ｄ５０が０．５未満であると、粉砕効率が悪くなるとともに、粒径が細かすぎるため、ペーストもしくはシート化する際の樹脂に含まれる有機物等の吸着量が増加し、誘電体層の透明性を低下させるため好ましくない。また、平均粒径Ｄ５０が３．０μｍを超えると、６００℃以下で該低融点ガラスを焼付ける際、ガラス中の内在気泡が大きくなり誘電体層の透明性を低下させるとともに、誘電体層の表面祖度が悪くなり、パネル形成時に隔壁等に接触し、破損させる。さらには、誘電体層の表面祖度が悪くなるために、誘電体層への入射光が散乱されて、見た目の明るさが問題となる。
【００３６】
以下、実施例に基づき、述べる。
【実施例１】
【００３７】
ＳｉＯ２源として微細珪砂を、Ｂ２Ｏ３源としてほう酸を、ＺｎＯ源として亜鉛華を、ＢａＯ源として硝酸バリウムを、ＰｂＯ源として鉛丹を、ＣｕＯ源として酸化銅を、ＭｎＯ２源として二酸化マンガンを使用し、これらを所望の低融点ガラス組成となるべく調合したうえで、白金ルツボに投入し、電気加熱炉内で１１００〜１４００℃、１〜２時間で加熱熔融して、表１の実施例１（試料Ｎｏ．以下同様）に示す低融点ガラスを得た。また、前面板ガラスには市販されている７０ｍｍｘ７０ｍｍで２．９ｍｍ厚のソーダ石灰ガラス板を準備した。
【００３８】
そのソーダ石灰ガラス板に、電極として銀を６３μｍの幅、約４μｍの深さでプリントした。さらに、その周りを前述の低融点ガラスでシールし、熱処理して透明の低誘電体層を得た。すなわち、アプリケーターを用いて前記ペースト状の低融点ガラスを塗布し、約１００℃の温度で乾燥させた後に、当初は３００℃、最終的には３９０℃で脱バインダーのための予備加熱を行った。その後、４０５℃から真空焼成を開始し、焼成炉内を１．３×１０−5ｋＰａの真空度に保ちながら、５９５℃まで昇温した。約２０分間の真空焼成後、再度空気を焼成炉内に送り込み、大気圧中で４５分間焼成することにより、透明の誘電体層を得た。さらに、ＭｇＯの保護膜も付与し、プラズマディスプレイ用前面板と同じ構成のガラス板を得た。このガラス板を分光光度計（Ｕ−４０００型：日立製作所）を用いて、波長５５０ｎｍの可視光透過率を測定したところ、このガラス板の可視光透過率は約８５％であった。
【００３９】
なお、ＭｇＯをつけたソーダ石灰ガラス板の可視光透過率が約９１％であり、誘電体層の厚さが平均で３０μｍであったことから、３０μｍ厚の低融点ガラスの可視光透過率は約９３％と推定した。
【００４０】
（実施例２〜５）
ガラス組成の異なる以下の低融点ガラスを用い、実施例１と同様の製造方法及び測定方法で検討した。その結果は、表１に示すように、いずれも低融点ガラスの可視光透過率は９０％超、前面板の可視光透過率も７５％超であった。なお、実施例１〜５において、黄色の着色がなかったこと、さらにはＤ５０が１．０〜２．０μｍ、最大粒径ＤＭＡＸが２０μｍ以下であることを確認した。
【００４１】
（比較例６〜１０）
表２に示すように、製造条件を変えて行った。なお、明示していないところは、実施例１に準じて行った。その結果、比較例６及び１０では、試料が破損しており、可視光透過率の測定はできなかった。また、いずれも低融点ガラスの可視光透過率は９０％未満、前面板の可視光透過率は７５％未満であった。さらに、比較例９では、パネル形成時に絶縁不良の問題が発生した。
【００４２】
以上のように、９０％以上の可視光透過率をもつ透明絶縁性低融点ガラスを前面ガラス板の透明誘電体層に用いたプラズマディスプレイ用前面板とすることにより、可視光透過率の高いプラズマディスプレイ用前面板を得ることができた。
【００４３】
なお、軟化点は、リトルトン粘度計を用い、粘度係数が10７．６に達したときの温度とした。また、熱膨張係数は、熱膨張計で５℃/分で昇温したときの３０〜３５０℃での伸び量から求めた。
【００４４】
【表１】
2005063719.tif 000002
【００４５】
【表２】
2005063719.tif 000003
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】実施例１に示す本発明の構成を示すプラズマディスプレイ用パネルの概略図である。
【符号の説明】
【００４７】
１    前面ガラス板
２    背面ガラス板
３    封止材
４    透明電極
５    バス電極
６    透明誘電体
７    保護膜
８    アドレス電極
９    白色誘電体
１０    蛍光体
１１    隔壁
１２    紫外線
１３    可視光      
【図１】
2005063719.tif 000004