JP2005015280A - Lead-free low melting glass - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、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に代表される電子材料基板用の絶縁性被膜材料及び封着材料として用いられる低融点ガラスに関する。
【0002】
【従来の技術】
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(以下、PDPと略す)が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。PDP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】
図1に示すように、PDP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となるのが一般的である。
【0004】
例えば、PDPの前面或いは背面基板上には導電体として透明電極(ITO等)およびバス、アドレス電極(Cr−Cu−Cr;Cuに代えてAlの場合もある)が配置される。これらを被覆する形態で誘電体層が形成され、誘電体層が形成された前面、背面基板間にガスを封入し、パネル構造を形成する。ところで、上記のような誘電体には低融点ガラスが使用されており、構造を形成するに際しては、電極が配置された基板上に低融点ガラスペーストを塗布し且つ焼成して誘電体膜を形成する。
【0005】
従来、低融点ガラス、例えば基板被覆用低融点ガラスには鉛系のガラスが採用されてきた。鉛成分はガラスを低融点とするうえで重要な成分ではあるものの、人体や環境に与える弊害が大きく、近年その採用を避ける趨勢にある。しかしながら、鉛系ガラスを無鉛低融点ガラスに変更した場合、形成された誘電体膜と銅電極の界面に空洞が生じ、パネル形成後に封入ガスがリークする不具合が生じた。
【0006】
本発明者は、基板表面を直に被覆し、又は基板に配した導電体、半導体パターンを被覆するための透明かつ電気絶縁性を有するSiO2−B2O3−BaO−ZnO系低融点ガラスであって、30℃〜300℃における熱膨張係数が65〜95×10−7/℃、軟化点が600℃以下、常温下周波数1MHzにおける誘電率が7.5以下である低融点ガラス、特に表示パネル用基板に配した透明電極線パターン上に被膜形成するための低融点ガラスを開示している(特許文献1参照)。
【0007】
また、例えば、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)が開示されている。
【0008】
【特許文献1】
特開2002−12445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
【0009】
【発明が解決しようとする課題】
PDPを始めとする電子材料では、環境の問題から無鉛化が検討されており、一方ではより厳密な製造条件、さらには品質が求められている。このため、従来は問題とならなかったこともクローズアップされ、大きな問題点として取り上げられることがある。その一つに、例えばPDPで用いられる電極の横に発生する空洞、すなわち低融点ガラスと金属電極の導電体部分とが接する部分に生じる空洞の問題がある。これは、近年問題が顕在化した新しい問題で、従来にはみられなかったものである。従って、これまではほとんど意識されておらず、またこのような問題の発生も認められなかった。この空洞問題については、どのような製造条件が影響しているのかも不明であり、当然ながらその対策も分からず、最近のPDPを始めとする電子材料の大きな問題として産業の発達を阻害する因子となりつつある。
【0010】
開示された文献をみても、この空洞問題に関しては記載されておらず、有効な対策は不明である。すなわち、特開2002−12445号公報の方法では人体や環境に与える影響を小さくし、電気絶縁性に優れるのみならず、アルカリ浸出による弊害を排除できるというメリットがある。また、特開2001−52621号公報及び特開2001−80934号公報は、黄変に対してはかなりの改良が認められるが、本発明で問題としている空洞対策に対しては有効ではない。また、鉛を含んでいるという基本的な問題もある。
【0011】
【課題を解決するための手段】
本発明は、透明絶縁性の無鉛低融点ガラスにおいて、酸化物に換算したSnが0.1〜10重量%含むことを特徴とするB2O3−ZnO−BaO系無鉛低融点ガラスである。
【0012】
また、重量%でSiO2を0〜8、B2O3を18〜32、ZnOを20〜50、BaOが15〜50、及びRO(MgO、CaO及びSrO)を0〜15含む上記の無鉛低融点ガラスである。
【0013】
また、BaO/(BaO+RO)の重量比が0.7以上0.95以下である上記の無鉛低融点ガラスである。
【0014】
また、B2O3/ZnOの重量比が0.5以上1.3以下である上記の無鉛低融点ガラスである。
【0015】
また、30℃〜300℃における熱膨張係数が(65〜95)×10−7/℃、軟化点が550℃以上630℃以下である上記の無鉛低融点ガラスである。
【0016】
さらに、上記の無鉛低融点ガラスを使っている電子材料用基板である。
【0017】
さらにまた、上記の無鉛低融点ガラスを使っているPDP用パネルである。
【0018】
以上のように、本発明の無鉛低融点ガラスにSnを含む酸化物を前述の範囲で加えることで、透明電極線、バス電極線を配したPDPパネル用ガラス基板に、ペースト状とした低融点ガラスを塗布後焼成し低融点ガラス層を被覆形成した後に、電極周辺に空洞が発生するという問題を解決することができる。
【0019】
【発明の実施の形態】
本発明は、透明絶縁性の無鉛低融点ガラスにおいて、酸化物に換算したSnが0.1〜10重量%含むことを特徴とするB2O3−ZnO−BaO系無鉛低融点ガラスである。電子材料基板、例えばPDPで用いられる電極の横に発生する空洞問題に対しては、Snの含有が極めて有効となる。酸化物に換算したSnが0.1重量%未満ではその効果が無い。また、10重量%を越えるとガラスが不安定となり、電極との反応泡が生じることもある。好ましくは0.1〜5重量%、さらに好ましくは0.1〜3重量%である。B2O3−ZnO−BaO系無鉛低融点ガラスは透過性、耐化学薬品性、電気絶縁性等、多くの特徴を有し、例えばPDPを始めとする電子材料基板に利用できる。
【0020】
また、重量%でSiO2を0〜8、B2O3を18〜32、ZnOを20〜50、BaOが15〜50、及びRO(MgO、CaO及びSrO)を0〜15含む無鉛低融点ガラスである。
【0021】
SiO2はガラス形成成分であり、別のガラス形成成分であるB2O3と共存させることにより、少量の含有でも安定したガラスを形成することができるもので、ガラス中8%以下(重量%、以下においても同様である)で含有させる。10%を越えると、ガラスの軟化点が上昇し、成形性、作業性が困難となる。
【0022】
なお、例えばPDPの製作においては電極線パターン上に一旦絶縁性被膜を形成後、パネル周縁部の電極線取り出し部を形成すべく、該部に被覆した絶縁性被膜を酸により溶解除去する作業操作を行うが、過多であると必要以上に耐酸性が増大し、溶解が困難になるので、5%以下とするのが好ましい。また、ガラスをより安定にする上では2%以上とするのが更に好ましい。なお、SiO2量の1/2重量以下、かつガラス中1%以下の範囲でAl2O3を置換導入することもできる。
【0023】
B2O3はSiO2同様のガラス形成成分であり、ガラス溶融を容易とし、ガラスの熱膨張係数において過度の上昇を抑え、かつ、焼付け時にガラスに適度の流動性を与え、SiO2とともにガラスの誘電率を低下させるものである。ガラス中に18〜32%の範囲で含有させるのが良い。18%未満ではガラスが不安定となり、失透が生じ易い。他方32%を越えるとガラスの軟化点が上昇する。より好ましくは22〜30%の範囲である。
【0024】
ZnOはガラスの軟化点を下げ、適度に流動性を与え、熱膨張係数を適宜範囲に調整するもので、ガラス中に20〜50%の範囲で含有させる。20%未満では上記作用を発揮し得ず、他方50%を越えるとガラスが不安定となり失透を生じ易い。より好ましくは34〜45%の範囲である。
【0025】
BaOはZnO同様ガラスの軟化点を下げ、適度に流動性を与え、熱膨張係数を適宜範囲に調整するものであり、15〜50%の範囲で含有させる。15%未満では上記作用を発揮し得ず、他方50%を越えると熱膨張係数を過度に上昇する。
【0026】
また、BaOと同様の2価金属酸化物であるRO(MgO、CaO及びSrO)もガラスに流動性を与え、熱膨張係数を適宜範囲に調整する。ROはMgO、CaO及びSrOの中から少なくとも1種類が適宜選ばれ、その合計で0〜15%の範囲で含有させる。15%を越えると結晶化しやすくなる。好ましくは、1〜10%の範囲である。
【0027】
BaO/(BaO+RO)の重量比が0.7以上0.95以下である上記の無鉛低融点ガラスである。0.7未満であると失透傾向が高くなり、あるいは軟化点が上昇したり、熱膨張係数が適当範囲から外れる恐れがある。また、0.95を越えると安定性の向上、熱膨張係数の調整が困難になる。好ましくは、0.8〜0.9の範囲である。
【0028】
また、B2O3/ZnOの重量比が0.5以上1.3以下であることも重要である。0.5%未満では結晶化しやすくなる問題が、1.3を越えると軟化点が高くなりすぎる問題が発生する。好ましくは、0.7〜1の範囲である。
【0029】
なお、実質的にPbOを含まないことにより、人体や環境に与える影響を皆無とすることができる。ここで、実質的にPbOを含まないとは、PbOがガラス原料中に不純物として混入する程度の量を意味する。例えば、低融点ガラス中における0.3wt%以下の範囲であれば、先述した弊害、すなわち人体、環境に対する影響、絶縁特性等に与える影響は殆どなく、実質的にPbOの影響を受けないことになる。
【0030】
さらに、絶縁性の問題が小さければ、Na2Oを導入することも可能である。一般的には、5重量%以内が適切であるが、その使用されるところや用途によっては、これに限定されるものではない。
【0031】
30℃〜300℃における熱膨張係数が(65〜95)×10−7/℃、軟化点が550℃以上630℃以下である無鉛低融点ガラスである。熱膨張係数が(65〜95)×10−7/℃を外れると、電子材料基板への厚膜形成時に被膜の剥離、基板の反り等の問題が発生する。好ましくは、(75〜85)×10−7/℃の範囲である。また、軟化点が630℃を越えると基板の軟化変形などの問題が発生する。550℃未満では、電子材料基板として使うときに、問題が発生する場合がある。好ましくは、560℃以上610℃以下、さらに好ましくは565℃以上600℃以下である。
【0032】
さらにまた、上記の低融点ガラスを使っている電子材料用基板である。上述の低融点ガラスを使うことにより、空洞のない電子材料用基板とすることができる。
【0033】
さらにまた、上記の低融点ガラスを使っているPDP用パネルである。上述の低融点ガラスを使うことにより、空洞のないPDP用パネルとすることができる。
【0034】
なお、無鉛低融点ガラスを封着、被覆に用いるときは、粉末化して使用される。この粉末化されたガラスは、通常、必要に応じて低膨張セラミックスフィラー、耐熱顔料等と混合され、次に有機オイルと混練してペースト化される。
【0035】
なお、ガラス基板としては透明なガラス基板、特にソーダ石灰シリカ系ガラス、または、それに類似するガラス(高歪点ガラス)、あるいは、アルカリ分の少ない(又は殆ど無い)アルミノ石灰ホウ珪酸系ガラスが多用されている。
【0036】
【実施例】
以下、実施例に基づき、説明する。
(PDP用前面ガラス基板)
前面ガラス基板は、クリアーなソーダ石灰系ガラスあるいはそれに組成、熱物性等が類似したガラスからなる。前面ガラス基板の表面(片面)にはパターニングされた透明電極線、例えば酸化インジウム−錫 (ITO)系、または酸化錫(SnO2)系の電極線をスパッタリング法やCVD法により施す。
【0037】
更に、透明電極線の一部を覆って、バス電極線としてクロム−銅−クロム(Cr−Cu−Cr)[もしくは銅に代わりアルミニウムが使用される]が形成される。その上層に本発明にかかる低融点ガラスよりなる透明絶縁性被覆(以下絶縁性被覆という)を施す。絶縁性被覆は、予め製造、整粒した低融点ガラス粉とペーストオイルからなる混合物をスクリーン印刷等により前面基板および透明電極線上に塗布し、630℃以下で焼付けて厚み30μm程度の厚膜を形成する。前記30μm程度の厚みはガス放電による表示性能、長期安定性を発揮させるうえで必要かつ充分な厚みとされる。
【0038】
更に、絶縁性被覆を覆って、スパッタリング法等により保護マグネシア層を被覆することによりPDP用前面ガラス基板の製作を完了するものである。
以下に、絶縁性被覆として本発明の低融点ガラスを採用した実施例を示す。
【0039】
(低融点ガラス混合ペーストの作製)
SiO2源として微粉珪砂を、B2O3源としてほう酸を、ZnO源として亜鉛華を、BaO源として炭酸バリウムを、MgO源として炭酸マグネシウムを、CaO源として炭酸カルシウムを、SrO源として炭酸ストロンチウムを、Na2O源として炭酸ナトリウムを、SnO2源として酸化錫を使用した。さらに、PbO源として鉛丹、P2O5源としてオルトリン酸を、In2O3源として酸化インジウムを使用した。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1000〜1200℃、1〜2時間で加熱溶融して表1の実施例1〜5、表2の比較例1〜5に示す組成のガラスを得た。
【0040】
ガラスの一部は型に流し込み、ブロック状にして熱物性(熱膨張係数、軟化点)測定用に供した。残余のガラスは急冷双ロール成形機にてフレーク状とし、粉砕装置で平均粒径2〜4μm、最大粒径15μm未満の粉末状に整粒した。
【0041】
次いで、αテルピネオールとブチルカルビトールアセテートからなるペーストオイルにバインダーとしてのエチルセルロースと上記ガラス粉を混合し、粘度、300±50ポイズ程度のスクリーン印刷に適するペーストを調製した。
【0042】
(絶縁性被覆の形成)
厚み2〜3mm、サイズ150mm□のソーダ石灰系ガラス基板に、スパッタリング法によりITOパターン膜を成膜後、焼付け後の膜厚が約30μmとなるべく勘案して目の開き、メッシュサイズ250のスクリーンを用いて前記ペーストをスクリーン印刷により塗布した。
次いで、乾燥後、630℃以下で40分間焼付けて、絶縁性被覆を形成した。
得られた試料について以下の試験に供した。
【0043】
(電極周辺の空洞観察)
30×30mmサイズのガラス基板上で厚膜を焼成後、破断面を顕微鏡により観察し、空洞が無いものを○、有るものを×とした。
(バス電極との反応)
30×30mmサイズのガラス基板上で厚膜を焼成後、顕微鏡による外観検査でバス電極周辺に30μm以上の泡が無いものを○、有るものを×とした。
【0044】
(結果)
低融点ガラス組成および、各種試験結果を表に示す。
表1における実施例1〜5に示すように、本発明の組成範囲内においては、銅電極周辺の空洞の発生が抑制され、バス電極との反応も抑制される等、全てにわたり優れており、透明な絶縁性被覆形成用低融点ガラス、特にPDP全面ガラス基板用の低融点ガラスとして好適である。
【0045】
他方、本発明の組成範囲を外れる表2における比較例1〜5は、好ましい物性値、PDP等の基板被覆用低融点ガラスとしての好ましい特性を示さず、PDP等の基板被覆用低融点ガラスとして適用し得ない。
【0046】
【表1】
【0047】
【表2】
【0048】
【発明の効果】
本発明により、PDPに代表される電子材料基板の電極周辺に発生する空洞を抑制することができた。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の低融点ガラスの使用部位を一例として示すプラズマディスプレイパネルの概略図である。
【符号の説明】
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[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an insulating coating material for an electronic material substrate typified by a plasma display panel, a liquid crystal display panel, an electroluminescence panel, a fluorescent display panel, an electrochromic display panel, a light emitting diode display panel, a gas discharge display panel, and the like. The present invention relates to a low melting point glass used as a sealing material.
[0002]
[Prior art]
With the recent development of electronic components, many types of display panels such as plasma display panels, liquid crystal display panels, electroluminescence panels, fluorescent display panels, electrochromic display panels, light emitting diode display panels, and gas discharge display panels have been developed. Has been. Among them, a plasma display panel (hereinafter abbreviated as PDP) is attracting attention as a thin and large flat color display device. In a PDP, a large number of cells are provided between a front substrate and a rear substrate used as a display surface, and an image is formed by performing plasma discharge in the cells. This cell is partitioned by partition walls, and an electrode is formed for each pixel unit in order to control the display state of each pixel forming an image.
[0003]
As shown in FIG. 1, the PDP panel is sandwiched between a
[0004]
For example, a transparent electrode (ITO or the like), a bus, and an address electrode (Cr-Cu-Cr; sometimes replaced with Al instead of Cu) are disposed as conductors on the front or back substrate of the PDP. A dielectric layer is formed so as to cover them, and a gas is sealed between the front and back substrates on which the dielectric layer is formed to form a panel structure. By the way, low melting point glass is used for the dielectric as described above, and when forming a structure, a low melting point glass paste is applied on a substrate on which electrodes are arranged and fired to form a dielectric film. To do.
[0005]
Conventionally, lead glass has been employed for low melting glass, for example, low melting glass for coating a substrate. Although the lead component is an important component for making the glass have a low melting point, it has a great detrimental effect on the human body and the environment, and has recently tended to be avoided. However, when the lead-based glass is changed to a lead-free low-melting glass, a cavity is generated at the interface between the formed dielectric film and the copper electrode, resulting in a problem that the sealed gas leaks after the panel is formed.
[0006]
The present inventor has disclosed a SiO 2 —B 2 O 3 —BaO—ZnO-based low-melting glass having a transparent and electrically insulating property for covering a substrate surface directly or covering a conductor and a semiconductor pattern disposed on the substrate. A low-melting glass having a thermal expansion coefficient at 30 ° C. to 300 ° C. of 65 to 95 × 10 −7 / ° C., a softening point of 600 ° C. or less, and a dielectric constant of 7.5 or less at room temperature and 1 MHz, particularly A low melting glass for forming a film on a transparent electrode line pattern arranged on a display panel substrate is disclosed (see Patent Document 1).
[0007]
Further, for example, a plasma display material in which the contents of PbO and CuO are limited (see, for example, Patent Document 2), and a plasma display in which the contents of BaO + SrO + MgO in addition to PbO, B 2 O 3 , SiO 2 , and CaO are also limited. Materials for use (see, for example, Patent Document 3) are disclosed.
[0008]
[Patent Document 1]
JP 2002-12445 A [Patent Document 2]
JP 2001-52621 A [Patent Document 3]
Japanese Patent Laid-Open No. 2001-80934
[Problems to be solved by the invention]
In electronic materials such as PDP, lead-free is being studied due to environmental problems, and on the other hand, more strict manufacturing conditions and quality are required. For this reason, what has not been a problem in the past is also highlighted and may be taken up as a major problem. For example, there is a problem of a cavity generated beside an electrode used in a PDP, that is, a cavity generated in a portion where a low melting point glass and a conductor portion of a metal electrode are in contact with each other. This is a new problem that has become apparent in recent years and has not been seen in the past. Therefore, until now, almost no awareness was given, and the occurrence of such problems was not recognized. It is unclear what manufacturing conditions are affecting the cavity problem, and of course the countermeasures are not known. Factors that hinder industrial development as a major problem in electronic materials such as recent PDPs. It is becoming.
[0010]
Even in the disclosed literature, this void problem is not described, and an effective countermeasure is unknown. That is, the method disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2002-12445 has an advantage that not only the influence on the human body and the environment is reduced and the electrical insulation is excellent, but also the adverse effects due to alkali leaching can be eliminated. Japanese Patent Laid-Open No. 2001-52621 and Japanese Patent Laid-Open No. 2001-80934 are remarkably improved with respect to yellowing, but are not effective for countermeasures against cavities that are a problem in the present invention. There is also a basic problem of containing lead.
[0011]
[Means for Solving the Problems]
The present invention is a B 2 O 3 —ZnO—BaO-based lead-free low-melting glass characterized by containing 0.1 to 10% by weight of Sn converted to an oxide in a transparent insulating lead-free low-melting glass.
[0012]
In addition, the above lead-free containing 0 to 8 SiO 2 , 18 to 32 B 2 O 3 , 20 to 50 ZnO, 15 to 50 BaO, and 0 to 15 RO (MgO, CaO and SrO) by weight%. It is a low melting glass.
[0013]
Moreover, it is said lead-free low melting glass whose weight ratio of BaO / (BaO + RO) is 0.7-0.95.
[0014]
The weight ratio of B 2 O 3 / ZnO is above lead-free low-melting-point glass is 0.5 to 1.3.
[0015]
Moreover, it is said lead-free low melting glass whose thermal expansion coefficient in 30 degreeC-300 degreeC is (65-95) x10 < -7 > / degreeC, and a softening point is 550 degreeC or more and 630 degrees C or less.
[0016]
Furthermore, it is an electronic material substrate using the above lead-free low-melting glass.
[0017]
Still further, the present invention is a PDP panel using the above lead-free low melting point glass.
[0018]
As described above, by adding an oxide containing Sn to the lead-free low-melting glass of the present invention in the above-mentioned range, a low-melting point made into a paste form on a glass substrate for a PDP panel in which transparent electrode wires and bus electrode wires are arranged. After the glass is applied and baked to form the low melting point glass layer, the problem that cavities are generated around the electrode can be solved.
[0019]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
The present invention is a B 2 O 3 —ZnO—BaO-based lead-free low-melting glass characterized by containing 0.1 to 10% by weight of Sn converted to an oxide in a transparent insulating lead-free low-melting glass. The inclusion of Sn is extremely effective for the cavity problem occurring beside an electrode used in an electronic material substrate, for example, a PDP. If Sn converted to oxide is less than 0.1% by weight, the effect is not obtained. On the other hand, if it exceeds 10% by weight, the glass becomes unstable and reaction bubbles with the electrode may be generated. Preferably it is 0.1 to 5 weight%, More preferably, it is 0.1 to 3 weight%. B 2 O 3 —ZnO—BaO-based lead-free low-melting glass has many features such as transparency, chemical resistance, and electrical insulation, and can be used for electronic material substrates such as PDPs.
[0020]
Further, the SiO 2 0~8, B 2 O 3 and 18 to 32, ZnO and 20 to 50, BaO 15 to 50, and RO (MgO, CaO and SrO) and containing 0 to 15 lead-free low-melting-point in weight% It is glass.
[0021]
SiO 2 is a glass-forming component. By coexisting with B 2 O 3 which is another glass-forming component, a stable glass can be formed even in a small amount, and it is 8% or less (% by weight) in the glass. The same applies to the following). If it exceeds 10%, the softening point of the glass will increase, making the formability and workability difficult.
[0022]
For example, in the production of a PDP, an insulating film is once formed on the electrode line pattern, and then the insulating film coated on the part is dissolved and removed with an acid so as to form an electrode line extraction part on the peripheral edge of the panel. However, if the amount is too large, the acid resistance increases more than necessary, and dissolution becomes difficult. Further, in order to make the glass more stable, the content is more preferably 2% or more. Al 2 O 3 can be substituted and introduced within a range of 1/2 weight or less of SiO 2 and 1% or less in the glass.
[0023]
B 2 O 3 is a glass forming component SiO 2 Similarly, the glass melt is facilitated, suppresses an excessive increase in the thermal expansion coefficient of the glass, and, given an appropriate fluidity to the glass upon baking, the glass with SiO 2 It decreases the dielectric constant. It is good to make it contain in 18 to 32% of range in glass. If it is less than 18%, the glass becomes unstable and devitrification tends to occur. On the other hand, if it exceeds 32%, the softening point of the glass increases. More preferably, it is 22 to 30% of range.
[0024]
ZnO lowers the softening point of glass, imparts moderate fluidity, and adjusts the thermal expansion coefficient to an appropriate range, and is contained in the glass in a range of 20 to 50%. If it is less than 20%, the above effect cannot be exhibited, and if it exceeds 50%, the glass becomes unstable and devitrification tends to occur. More preferably, it is 34 to 45% of range.
[0025]
BaO, like ZnO, lowers the softening point of glass, imparts moderate fluidity, and adjusts the thermal expansion coefficient to an appropriate range, and is contained in the range of 15 to 50%. If it is less than 15%, the above-mentioned action cannot be exhibited. On the other hand, if it exceeds 50%, the thermal expansion coefficient is excessively increased.
[0026]
In addition, RO (MgO, CaO and SrO), which is the same divalent metal oxide as BaO, imparts fluidity to the glass and adjusts the thermal expansion coefficient to an appropriate range. At least one kind of RO is appropriately selected from MgO, CaO, and SrO, and the total content of RO is 0 to 15%. If it exceeds 15%, crystallization tends to occur. Preferably, it is 1 to 10% of range.
[0027]
The lead-free low-melting glass described above, wherein the weight ratio of BaO / (BaO + RO) is 0.7 or more and 0.95 or less. If it is less than 0.7, the devitrification tendency tends to increase, or the softening point may increase or the thermal expansion coefficient may fall outside the appropriate range. On the other hand, if it exceeds 0.95, it becomes difficult to improve the stability and adjust the thermal expansion coefficient. Preferably, it is the range of 0.8-0.9.
[0028]
It is also important that the weight ratio of B 2 O 3 / ZnO is 0.5 or more and 1.3 or less. If the amount is less than 0.5%, the problem of easy crystallization occurs. If the value exceeds 1.3, the softening point becomes too high. Preferably, it is the range of 0.7-1.
[0029]
In addition, since PbO is not included substantially, the influence which has on a human body and an environment can be made completely. Here, “substantially free of PbO” means an amount of PbO mixed as an impurity in the glass raw material. For example, if it is in the range of 0.3 wt% or less in the low-melting glass, there is almost no influence on the adverse effects described above, that is, the influence on the human body and the environment, the insulation characteristics, etc., and it is substantially not affected by PbO. Become.
[0030]
Furthermore, if the problem of insulation is small, Na 2 O can be introduced. In general, the amount is within 5% by weight, but is not limited to this depending on the place of use or application.
[0031]
It is a lead-free low-melting glass having a thermal expansion coefficient of (65 to 95) × 10 −7 / ° C. at 30 ° C. to 300 ° C. and a softening point of 550 ° C. or more and 630 ° C. or less. When the thermal expansion coefficient is outside (65 to 95) × 10 −7 / ° C., problems such as peeling of the film and warping of the substrate occur when a thick film is formed on the electronic material substrate. Preferably, it is in the range of (75 to 85) × 10 −7 / ° C. If the softening point exceeds 630 ° C., problems such as softening deformation of the substrate occur. If it is less than 550 ° C., a problem may occur when it is used as an electronic material substrate. Preferably, they are 560 degreeC or more and 610 degrees C or less, More preferably, they are 565 degreeC or more and 600 degrees C or less.
[0032]
Furthermore, it is a substrate for electronic materials using the low melting point glass. By using the above-described low-melting glass, a substrate for an electronic material without a cavity can be obtained.
[0033]
Furthermore, the present invention is a PDP panel using the above-mentioned low melting point glass. By using the above-described low melting point glass, a PDP panel without a cavity can be obtained.
[0034]
When lead-free low-melting glass is used for sealing and coating, it is used in powder form. This powdered glass is usually mixed with a low expansion ceramic filler, a heat-resistant pigment or the like, if necessary, and then kneaded with an organic oil to form a paste.
[0035]
As the glass substrate, a transparent glass substrate, particularly soda lime silica glass, glass similar to the glass (high strain point glass), or alumino lime borosilicate glass with little (or almost no alkali content) is used. Has been.
[0036]
【Example】
Hereinafter, a description will be given based on examples.
(Front glass substrate for PDP)
The front glass substrate is made of clear soda-lime glass or glass having a similar composition, thermophysical properties, and the like. A patterned transparent electrode wire, for example, an indium oxide-tin (ITO) -based or tin oxide (SnO 2 ) -based electrode wire is applied to the surface (one surface) of the front glass substrate by a sputtering method or a CVD method.
[0037]
Further, a part of the transparent electrode line is covered, and chromium-copper-chromium (Cr-Cu-Cr) [or aluminum is used instead of copper] is formed as the bus electrode line. A transparent insulating coating (hereinafter referred to as insulating coating) made of the low melting point glass according to the present invention is applied to the upper layer. Insulating coating is a pre-manufactured and sized mixture of low melting point glass powder and paste oil applied on the front substrate and transparent electrode wire by screen printing, etc., and baked at 630 ° C. or less to form a thick film with a thickness of about 30 μm. To do. The thickness of about 30 μm is necessary and sufficient for exhibiting display performance by gas discharge and long-term stability.
[0038]
Further, the production of the front glass substrate for PDP is completed by covering the insulating coating and coating the protective magnesia layer by sputtering or the like.
Below, the Example which employ | adopted the low melting glass of this invention as insulating coating is shown.
[0039]
(Production of low melting point glass mixed paste)
Fine silica sand as SiO 2 source, boric acid as B 2 O 3 source, zinc white as ZnO source, barium carbonate as BaO source, magnesium carbonate as MgO source, calcium carbonate as CaO source, strontium carbonate as SrO source And sodium carbonate as the Na 2 O source and tin oxide as the SnO 2 source. Furthermore, red lead was used as the PbO source, orthophosphoric acid was used as the P 2 O 5 source, and indium oxide was used as the In 2 O 3 source. After preparing these as a desired low melting glass composition, it puts into a platinum crucible, heat-melts in 1000-1200 degreeC and 1-2 hours in an electric heating furnace, Examples 1-5 of Table 1, Table 1 The glass of the composition shown in 2 comparative examples 1-5 was obtained.
[0040]
A part of the glass was poured into a mold, made into a block shape, and used for measurement of thermal properties (thermal expansion coefficient, softening point). The remaining glass was flaked with a rapid cooling twin roll molding machine and sized with a pulverizer into a powder having an average particle size of 2 to 4 μm and a maximum particle size of less than 15 μm.
[0041]
Next, paste oil composed of α-terpineol and butyl carbitol acetate was mixed with ethyl cellulose as a binder and the above glass powder to prepare a paste suitable for screen printing having a viscosity of about 300 ± 50 poise.
[0042]
(Formation of insulating coating)
An ITO pattern film is formed on a soda-lime-based glass substrate having a thickness of 2 to 3 mm and a size of 150 mm □ by a sputtering method. The paste was applied by screen printing.
Next, after drying, baking was performed at 630 ° C. or lower for 40 minutes to form an insulating coating.
The obtained sample was subjected to the following test.
[0043]
(Cavity observation around the electrode)
After firing the thick film on a 30 × 30 mm size glass substrate, the fractured surface was observed with a microscope.
(Reaction with bus electrode)
After firing a thick film on a 30 × 30 mm size glass substrate, ○ indicates that there is no bubble of 30 μm or more around the bus electrode, and x indicates that there is no bubble around the bus electrode.
[0044]
(result)
The low melting point glass composition and various test results are shown in the table.
As shown in Examples 1 to 5 in Table 1, within the composition range of the present invention, the generation of cavities around the copper electrode is suppressed, the reaction with the bus electrode is also suppressed, etc. It is suitable as a low-melting glass for forming a transparent insulating coating, particularly as a low-melting glass for a PDP full-surface glass substrate.
[0045]
On the other hand, Comparative Examples 1 to 5 in Table 2 outside the composition range of the present invention do not show preferable physical properties and preferable characteristics as a low-melting glass for coating a substrate such as PDP, but as a low-melting glass for coating a substrate such as PDP. Not applicable.
[0046]
[Table 1]
[0047]
[Table 2]
[0048]
【The invention's effect】
According to the present invention, cavities generated around the electrodes of an electronic material substrate typified by PDP can be suppressed.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic view of a plasma display panel showing, as an example, a portion where a low melting point glass of the present invention is used.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF
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