JP3845973B2

JP3845973B2 - Dielectric material for plasma display panel

Info

Publication number: JP3845973B2
Application number: JP23771397A
Authority: JP
Inventors: 雅彦應治; 孝志相徳; 謙和福嶋; 昭治柴田; 芳郎森田; 和夫波多野
Original assignee: Nippon Electric Glass Co Ltd
Current assignee: Nippon Electric Glass Co Ltd
Priority date: 1997-08-18
Filing date: 1997-08-18
Publication date: 2006-11-15
Anticipated expiration: 2017-08-18
Also published as: JPH1160272A

Description

【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用誘電体形成材料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背面ガラス板には、プラズマ放電の位置を定るためのアドレス電極が形成され、その上には電極保護用の誘電体層が形成されている。この誘電体層は、ガラス粉末を含む誘電体材料をアドレス電極上に塗布し、焼成することにより形成される。
【０００３】
誘電体層上には、放電のセルを仕切るためにバリアリブが形成され、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。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところでアドレス電極保護用の誘電体層には、５００〜６００℃の焼成で形成できることや高い耐電圧を有することが必要であるが、最近、デバイスの性能を高めるために輝度を上げる努力がなされており、このため誘電体材料についても、輝度の向上に寄与する材料の開発が求められている。
【０００５】
本発明の目的は、輝度向上に寄与し、アドレス電極保護用として好適な誘電体層を形成できるプラズマディスプレーパネル用誘電体形成材料を提供することである。
【０００６】
【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、上記目的を達成するためには誘電体層の反射率を上げればよいこと、及びそのためには誘電体形成材料中に酸化チタン粉末を特定量添加し、且つ酸化チタン粉末の粒度分布を所定範囲に規制すればよいことを見いだし、本発明として提案するものである。
【０００７】
即ち、本発明のプラズマディスプレーパネル用誘電体形成材料は、ガラス粉末６０〜９５重量％、酸化チタン粉末５〜４０重量％の組成を有し、且つ酸化チタン粉末は、５０％粒子径Ｄ ₅₀ が０．１〜２μｍ、最大粒子径Ｄ _MAX が１〜１０μｍの粒度分布を有することを特徴とする。
【０００８】
【作用】
本発明のプラズマディスプレーパネル用誘電体形成用材料は、ガラス粉末と酸化チタン粉末を主成分として含有する。
【０００９】
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、その含有量は６０〜９５重量％、好ましくは６５〜９０重量％である。ガラス粉末が６０重量％より少なくなると焼結性が低下し、緻密な焼結体とならず高い耐電圧を有する誘電体層が得られなくなる。一方、９５重量％より多くなると相対的に酸化チタン粉末が少なくなるために十分な反射率を有する誘電体層が得られなくなる。ガラス粉末としては、重量百分率でＰｂＯ５０〜７５％（好ましくは５５〜７０％）、Ｂ₂ Ｏ₃ ２〜３０％（好ましくは５〜２５％）、ＳｉＯ₂ ２〜３５％（好ましくは３〜３１％）、ＺｎＯ０〜２０％（好ましくは０〜１０％）の組成を有するガラスや、重量百分率でＰｂＯ３０〜５５％（好ましくは４０〜５０％）、Ｂ₂ Ｏ₃ １０〜４０％（好ましくは１５〜３５％）、ＳｉＯ₂ １〜１５％（好ましくは２〜１０％）、ＺｎＯ０〜３０％（好ましくは１０〜３０％）、ＢａＯ＋ＣａＯ＋Ｂｉ₂ Ｏ₃ 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ＺｎＯ２５〜４５％（好ましくは３０〜４０％）、Ｂｉ₂ Ｏ₃ １５〜３５％（好ましくは２０〜３０％）、Ｂ₂ Ｏ₃ １０〜３０％（好ましくは１７〜２５％）、ＳｉＯ₂ ０．５〜８％（好ましくは３〜７％）、ＣａＯ＋ＳｒＯ＋ＢａＯ８〜２４％（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。
【００１０】
酸化チタン粉末は、白色度が高いために誘電体層の反射率を飛躍的に高める効果があり、その含有量は５〜４０％、好ましくは１０〜４０％である。酸化チタン粉末が５％より少ないと高い反射率を有する誘電体層を形成することができず、４０％より多くなると焼結性が低下してしまう。なお酸化チタンには、白色度は高いが誘電率も高いルチル型と、白色度はルチル型よりいくらか劣るものの誘電率の低いアナターゼ型の２種類があるが、高い耐電圧が求められる本用途においては、両者の比率は重量比で０：１００〜８０：２０の範囲になるようにすることが好ましい。
【００１１】
また酸化チタン粉末は、粒径が細かいほど光が散乱して反射率が高くなるため、本発明のプラズマディスプレーパネル用誘電体形成材料において、酸化チタン粉末の５０％粒子径Ｄ₅₀ は０．１〜２μｍ、最大粒子径Ｄ_MAX は１〜１０μｍである。なお５０％粒子径Ｄ₅₀が０．１μｍより小さい場合や最大粒子径Ｄ_MAXが１μｍより小さい場合は、可視光の波長よりも粒子径が小さくなって透過率が高くなる結果、反射率が低下し易くなるため好ましくない。
【００１２】
本発明の材料は、上記成分以外にも反射率を高める目的で白色のセラミック粉末を４０重量％以下、好ましくは３５％以下添加することができる。このようなセラミック粉末として酸化ジルコニウム、ジルコン、アルミナ、酸化亜鉛等を単独或いは混合して使用することができる。しかしながらセラミック粉末が４０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安定な誘電体層が得難くなる。なおこれらセラミック粉末は、５０％粒子径Ｄ₅₀が５μｍ以下、最大粒子径Ｄ_MAX が２０μｍ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。
【００１３】
また本発明の材料は、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、分光光度計で積分球を用いて測定した反射率が膜厚１５μｍで、波長４６０ｎｍ（青）において６０％以上、波長５５０ｎｍ（緑）において５５％以上、及び波長６２０ｎｍ（赤）において５０％以上となるようにすることが好ましい。これらの条件を満たすガラス膜となるように調整することにより、誘電体層として使用した場合にデバイスの輝度を大きく向上させることができる。
【００１４】
なお本発明の材料を用いてアドレス電極保護用誘電体層を形成するには、アドレス電極が形成された背面ガラス板上に、バインダー及び有機溶剤と混練してペースト状にした材料をスクリーン印刷したり、熱可塑性樹脂や可塑剤を添加してグリーンシート状に成型した材料を熱圧着した後に、５００〜６００℃で焼成すればよい。
【００１５】
【実施例】
以下、本発明のプラズマディスプレーパネル用誘電体形成材料を実施例に基づいて詳細に説明する。
【００１６】
表１は本実施例で使用するガラス粉末（試料Ａ〜Ｄ）を示している。
【００１７】
【表１】

【００１８】
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。次に得られたガラス粉末をアルミナボールミルで粉砕し、目開き５３μｍの篩で分級してガラス粉末を得た。
【００１９】
表２及び３は、本発明の実施例（試料Ｎｏ．１〜８）及び比較例（試料Ｎｏ．９、１０）を示している。
【００２０】
【表２】

【００２１】
【表３】

【００２２】
Ｎｏ．１〜１０の各試料は以下のようにして作製した。
【００２３】
まず上記ガラス粉末、酸化チタン粉末、セラミック粉末を表の割合で混合し、エチルセルロースのターピネオール溶液と混練してペーストにした。なお酸化チタン粉末は、表に示す粒度分布を有するものを使用し、その他のセラミック粉末は、５０％粒子径Ｄ₅₀が２μｍ以下及び最大粒子径Ｄ_MAX が１０μｍ以下のものを使用した。次いでスクリーン印刷法にてガラス板上にペーストを塗布した後、表に示す温度で１０分間焼成し、膜厚１５μｍのガラス膜を得た。なお酸化チタン粉末及びその他のセラミック粉末の５０％粒子径Ｄ₅₀及び最大粒子径Ｄ_MAX 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」を用いて測定したものである。
【００２４】
こうして得られた各試料について、４６０ｎｍ、５５０ｎｍ及び６２０ｎｍにおけるガラス膜の反射率について評価した。結果を表に示す。
【００２５】
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、ガラス膜の反射率が４６０ｎｍにおいて５８％以上、５５０ｎｍにおいて５５％以上、６２０ｎｍにおいて５０％以上であった。これに対して比較例である試料Ｎｏ．９及び１０は、ガラス膜の反射率が４６０ｎｍにおいて５０％以下、５５０ｎｍにおいて４５％以下、６２０ｎｍにおいて４０％以下と低かった。
【００２６】
なおガラス膜の反射率は、分光光度計で積分球を使用して測定した。
【００２７】
【発明の効果】
以上のように本発明の誘電体形成材料は、反射率の高いガラス膜を形成することができるため、デバイスの輝度向上に寄与することができる。それゆえ、プラズマディスプレーパネルのアドレス電極保護用誘電体層材料として好適である。[0001]
[Industrial application fields]
The present invention relates to a dielectric forming material for a plasma display panel.
[0002]
[Prior art]
On the rear glass plate of the plasma display panel, an address electrode for determining the position of plasma discharge is formed, and a dielectric layer for electrode protection is formed thereon. The dielectric layer is formed by applying a dielectric material containing glass powder on the address electrode and baking it.
[0003]
On the dielectric layer, barrier ribs are formed to partition discharge cells, and red (R), green (G), and blue (B) phosphors are applied in the cells, and plasma discharge is performed. The phosphor is stimulated to emit light by generating ultraviolet rays by causing luminescence.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, the dielectric layer for protecting the address electrode needs to be able to be formed by baking at 500 to 600 ° C. and to have a high withstand voltage. Recently, efforts have been made to increase the luminance in order to improve the performance of the device. For this reason, development of a material that contributes to improvement in luminance is also demanded for dielectric materials.
[0005]
An object of the present invention is to provide a dielectric forming material for a plasma display panel that contributes to improvement of luminance and can form a dielectric layer suitable for protecting address electrodes.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
As a result of various experiments, the present inventors have found that it is necessary to increase the reflectance of the dielectric layer in order to achieve the above object, and for that purpose, a specific amount of titanium oxide powder is added to the dielectric forming material. In addition , the present inventors have found that it is only necessary to regulate the particle size distribution of the titanium oxide powder within a predetermined range, and propose the present invention.
[0007]
That is, the dielectric formation material for a plasma display panel of the present invention, the glass powder 60 to 95 wt%, have a composition of titanium oxide powder 5-40 wt%, and titanium oxide powder, 50% particle size D ₅₀ It has a particle size distribution of 0.1 to 2 μm and a maximum particle size D _MAX of 1 to 10 μm .
[0008]
[Action]
The dielectric forming material for a plasma display panel of the present invention contains glass powder and titanium oxide powder as main components.
[0009]
Glass powder is a basic material for forming a dielectric layer having a high withstand voltage, and its content is 60 to 95% by weight, preferably 65 to 90% by weight. When the glass powder is less than 60% by weight, the sinterability is lowered, so that a dense sintered body is not obtained and a dielectric layer having a high withstand voltage cannot be obtained. On the other hand, if the amount exceeds 95% by weight, the amount of titanium oxide powder is relatively reduced, so that a dielectric layer having sufficient reflectance cannot be obtained. The glass powder, PbO 50 to 75% by weight percentage (preferably _{_{55~70%), B 2 O 3}} 2~30% ( preferably _{5~25%), SiO 2 2~35%} ( preferably 3 to 31%), ZnO 0 to 20% (preferably 0 to 10%) glass, PbO 30 to 55% (preferably 40 to 50%) by weight percentage, B ₂ O ₃ 10 to 40% ( preferably 15% to 35% is), SiO ₂ 1~15% (preferably 2~10%), 0~30% ZnO (preferably 10~30%), BaO + CaO + Bi 2 O 3 0~30% ( preferably 3 to 20%) glass, ZnO 25-45% (preferably 30-40%), Bi ₂ O ₃ 15-35% (preferably 20-30%), B ₂ O ₃ 10 30% (preferably 17-25%) Glass having a composition of SiO ₂ 0.5 to 8% (preferably 3~7%), CaO + SrO + BaO 8~24% ( preferably 10-20%) is indicative of good flowability at baking 500 to 600 ° C. Moreover, it is suitable because it is excellent in insulation characteristics and is stable.
[0010]
Titanium oxide powder has the effect of dramatically increasing the reflectance of the dielectric layer due to its high whiteness, and its content is 5 to 40%, preferably 10 to 40%. If the titanium oxide powder is less than 5%, a dielectric layer having a high reflectance cannot be formed, and if it exceeds 40%, the sinterability is lowered. There are two types of titanium oxide, the rutile type, which has a high whiteness but a high dielectric constant, and the anatase type, which has a slightly lower whiteness than the rutile type, but has a low dielectric constant. The ratio of the two is preferably in the range of 0: 100 to 80:20 by weight.
[0011]
In addition, since the titanium oxide powder has a higher reflectance due to light scattering as the particle size is smaller , in the dielectric forming material for a plasma display panel of the present invention, the 50% particle diameter D ₅₀ of the titanium oxide powder is 0.1. ~ 2 [mu] m, the maximum particle diameter D _MAX is 1 to 10 [mu] m. When the 50% particle diameter D ₅₀ is smaller than 0.1 μm or the maximum particle diameter D _MAX is smaller than 1 μm, the particle diameter becomes smaller than the wavelength of visible light and the transmittance increases, resulting in a decrease in reflectance. Since it becomes easy to do, it is not preferable.
[0012]
In addition to the above components, the material of the present invention may contain 40% by weight or less, preferably 35% or less of white ceramic powder for the purpose of increasing reflectivity. As such ceramic powder, zirconium oxide, zircon, alumina, zinc oxide and the like can be used alone or in combination. However, if the amount of the ceramic powder exceeds 40% by weight, sintering becomes insufficient, and it becomes difficult to obtain a stable dielectric layer having a high withstand voltage. These ceramic powders preferably have a particle size distribution with a 50% particle size D ₅₀ of 5 μm or less and a maximum particle size D _MAX of 20 μm or less.
[0013]
Further, when the material of the present invention is fired at a temperature 10 ° C. higher than the softening point to form a glass film, the reflectance measured using an integrating sphere with a spectrophotometer is a film thickness of 15 μm at a wavelength of 460 nm (blue). It is preferable to be 60% or more, 55% or more at a wavelength of 550 nm (green), and 50% or more at a wavelength of 620 nm (red). By adjusting the glass film to satisfy these conditions, the luminance of the device can be greatly improved when used as a dielectric layer.
[0014]
In order to form a dielectric layer for protecting an address electrode using the material of the present invention, a paste-like material kneaded with a binder and an organic solvent is screen-printed on the rear glass plate on which the address electrode is formed. Or after adding a thermoplastic resin or a plasticizer and thermocompression-bonding the material molded into a green sheet, it may be fired at 500 to 600 ° C.
[0015]
【Example】
Hereinafter, the dielectric forming material for a plasma display panel of the present invention will be described in detail based on examples.
[0016]
Table 1 shows the glass powders (samples A to D) used in this example.
[0017]
[Table 1]

[0018]
Each glass powder was produced as follows. First, glass raw materials were prepared so as to have the oxide composition shown in the table, mixed uniformly, put into a platinum crucible, melted at 1250 ° C. for 2 hours, and molded. Next, the obtained glass powder was pulverized with an alumina ball mill and classified with a sieve having an opening of 53 μm to obtain glass powder.
[0019]
Tables 2 and 3 show Examples (Sample Nos. 1 to 8) and Comparative Examples (Sample Nos. 9 and 10) of the present invention.
[0020]
[Table 2]

[0021]
[Table 3]

[0022]
No. Each sample of 1-10 was produced as follows.
[0023]
First, the glass powder, titanium oxide powder, and ceramic powder were mixed at the ratio shown in the table, and kneaded with a terpineol solution of ethyl cellulose to obtain a paste. The titanium oxide powder having a particle size distribution shown in the table was used, and the other ceramic powders having a 50% particle diameter D ₅₀ of 2 μm or less and a maximum particle diameter D _MAX of 10 μm or less were used. Next, the paste was applied on the glass plate by the screen printing method, and then baked for 10 minutes at the temperature shown in the table to obtain a glass film having a film thickness of 15 μm. The 50% particle size D ₅₀ and the maximum particle size D _MAX of the titanium oxide powder and other ceramic powders were measured using a laser diffraction particle size distribution meter “Microtrac SPA” manufactured by Nikkiso Co., Ltd.
[0024]
Each sample thus obtained was evaluated for the reflectance of the glass film at 460 nm, 550 nm and 620 nm. The results are shown in the table.
[0025]
As is apparent from the table, No. 1 as an example of the present invention. In the samples 1 to 8, the reflectance of the glass film was 58% or more at 460 nm, 55% or more at 550 nm, and 50% or more at 620 nm. In contrast, Sample No. as a comparative example. In Nos. 9 and 10, the reflectance of the glass film was as low as 50% or less at 460 nm, 45% or less at 550 nm, and 40% or less at 620 nm.
[0026]
The reflectance of the glass film was measured with a spectrophotometer using an integrating sphere.
[0027]
【The invention's effect】
As described above, since the dielectric forming material of the present invention can form a glass film having a high reflectance, it can contribute to improving the luminance of the device. Therefore, it is suitable as a dielectric layer material for protecting the address electrode of the plasma display panel.

Claims

Glass powder 60 to 95 wt%, have a composition of titanium oxide powder 5-40 wt%, and titanium oxide powder, 0.1-2 .mu.m 50% particle diameter D _50, the maximum particle diameter D _MAX is 1~10μm A dielectric forming material for a plasma display panel, characterized by having a particle size distribution of:

Glass powder, PbO 50 to 75% in weight _{_{percent, B 2 O 3 2~30%,}} SiO 2 2~35%, plasma display panel of claim 1, characterized in that it has a composition of 0 to 20% ZnO Dielectric forming material.

Wherein the glass powder is, PbO 30 to 55% in weight _{_{percent, B 2 O 3 10~40%,}} SiO 2 1~15%, 0~30% ZnO, to have a composition of _{_{BaO + CaO + Bi 2 O 3}} 0~30% The dielectric forming material for a plasma display panel according to claim 1.

Glass powder, 25 to 45% ZnO by weight _{_{percent, Bi 2 O 3 15~35%,}} B 2 O 3 10~30%, SiO 2 0.5~8%, having a CaO + SrO + BaO 8~24% of the composition The dielectric forming material for a plasma display panel according to claim 1.

The glass film formed when baked at a temperature 10 ° C. higher than the softening point has a reflectance measured using a spectrophotometer of 15 μm, 60% or more at a wavelength of 460 nm, 55% or more at a wavelength of 550 nm, and claims 1 to dielectric formation material for the fourth plasma display panel, characterized in that at the wavelength 620nm is 50% or more.

Claims 1-5 dielectric forming material for a plasma display panel characterized in that it is used as an address electrode protective dielectric layer material formed on the address electrodes of the rear glass plate.