JPH10255669A

JPH10255669A - フラットパネルディスプレイ用ガラス基板及びそれを用いたプラズマディスプレイ装置

Info

Publication number: JPH10255669A
Application number: JP9082007A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Komori; 宏師小森; Shinkichi Miwa; 晋吉三和
Original assignee: Nippon Electric Glass Co Ltd
Current assignee: Nippon Electric Glass Co Ltd
Priority date: 1997-03-14
Filing date: 1997-03-14
Publication date: 1998-09-25

Abstract

(57)【要約】【課題】本発明は、フロート法で成形され、その表面
に銀電極が形成されても、銀による発色が抑制されるフ
ラットパネルディスプレイ用ガラス基板と、それを前面
ガラス基板として用いたプラズマディスプレイ装置を提
供することを目的とする。【解決手段】本発明のフラットパネルディスプレイ用
ガラス基板は、フロート法によって板状に成形され、金
属電極が形成される面が研磨されることによって、その
表面に形成された還元性の異質層が除去されてなること
を特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、フロート法で成形され
たフラットパネルディスプレイ用ガラス基板及びそれを
前面ガラス基板として用いたプラズマディスプレイ装置
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来よりガラス基板の成形法としては、
フロート法、ロールアウト法、フュージョン法等が知ら
れている。

【０００３】フロート法は、溶融金属錫の上に溶融ガラ
スを浮かべて板状に成形する方法であり、大面積のガラ
ス基板を安定して、しかも安価に大量生産できるため窓
ガラスを始めとして広く用いられている。

【０００４】またプラズマディスプレイ装置に用いられ
るガラス基板は、例えば４０インチのように大面積であ
るため、フロート法による製造が最も適していると考え
られている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】プラズマディスプレイ
装置を製造する場合、まず前面ガラス基板と背面ガラス
基板を準備し、これらのガラス基板上に金属ペーストや
絶縁ペーストを塗布・焼成することによって、クロム
（Ｃｒ）、アルミニウム（Ａｌ）、ニッケル（Ｎｉ）、
ＩＴＯ膜、ネサ膜等の電極、誘電体層、隔壁、蛍光体を
形成する。次いで前面ガラス基板と背面ガラス基板を低
融点封着ガラスでシールし、内部にキセノンと主放電ガ
スのネオンとの混合ガスを封入し気密封止する方法が採
られる。

【０００６】一般に金属電極の材料としては、クロム、
アルミニウム、ニッケルが用いられるが、これらの金属
膜を形成するには、蒸着やスパッタのような高価な成膜
法が必要となるため、安価なスクリーン印刷で成膜でき
る銀電極を用いることが試みられている。

【０００７】しかしながらフロート法によって成形され
たガラス基板上に、銀（Ａｇ）電極を形成すると、銀が
ガラス基板表面で反応し、発色を引き起こすという問題
がある。しかもこの発色は、電極部のみならず、その周
辺部にも現れやすく、このような銀電極やその周辺基板
の発色が前面ガラス基板に現れると、表示性能（透明
性、色バランス）が損なわれる。

【０００８】本発明は、上記事情に鑑みなされたもので
あり、フロート法で成形され、その表面に銀電極が形成
されても、銀による発色が抑制されるフラットパネルデ
ィスプレイ用ガラス基板と、それを前面ガラス基板とし
て用いたプラズマディスプレイ装置を提供することを目
的とするものである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明者等は、上記目的
を達成すべく、種々の実験を繰り返した結果、フロート
法で成形されたガラス基板の表面に銀電極を形成すると
発色するのは、ガラス基板の表面に形成された還元性の
異質層に起因するものであることを見いだした。

【００１０】つまりガラス基板をフロート法で成形する
場合、成板工程においてガラス上面が還元雰囲気下に曝
され、またガラス下面が金属錫浴と接触するため、ガラ
ス基板の両面には、還元性の異質層が形成される。この
異質層の厚みは、ガラス組成や成形条件によって、およ
そ０．１〜１０００μｍの範囲で変動する。

【００１１】そしてこのような表面異質層が形成された
ガラス基板上に銀ペーストが塗布され、熱処理を受ける
と、銀成分がガラス表面層に拡散し、還元されて金属コ
ロイド化するため発色を引き起こすことになるという知
見に基づき、本発明を提案するに到った。

【００１２】すなわち本発明のフラットパネルディスプ
レイ用ガラス基板は、フロート法によって板状に成形さ
れ、金属電極が形成される面が研磨されることによっ
て、その表面に形成された還元性の異質層が除去されて
なることを特徴とする。

【００１３】また本発明のフラットパネルディスプレイ
用ガラス基板は、金属電極が形成される面の反対面が未
研磨であることを特徴とし、さらに金属電極が、銀電極
であることを特徴とし、また研磨によって平均厚さで１
〜１０００μｍの表面層が加工除去されてなることを特
徴とする。

【００１４】さらに本発明のフラットパネルディスプレ
イ用ガラス基板は、プラズマディスプレイに用いられる
ことを特徴とし、また重量百分率で、ＳｉＯ₂ ５０〜
６５％、Ａｌ₂ Ｏ₃ １〜１５％、ＲＯ１０〜２７
％、ＺｒＯ₂ １〜９％、Ｎａ₂ Ｏ２〜１２％、Ｋ₂
Ｏ２〜１３％、ＴｉＯ₂ ０〜５％の組成を有するこ
とを特徴とする。

【００１５】次に本発明のプラズマディスプレイ装置
は、一定の間隔を保持して対向する前面ガラス基板と背
面ガラス基板との間に、金属電極、誘電体層、隔壁、蛍
光体が形成されてなるプラズマディスプレイ装置におい
て、前面ガラス基板が、フロート法で成形されてなり、
その内表面が研磨されることによって、内表面に形成さ
れた還元性の異質層が除去されてなることを特徴とす
る。

【００１６】また本発明のプラズマディスプレイ装置
は、前面ガラス基板の外表面が未研磨であることを特徴
とし、さらに金属電極が銀電極であることを特徴とし、
また前面ガラス基板が、研磨によって平均厚さ１〜１０
００μｍの表面層が加工除去されてなることを特徴とす
る。

【００１７】さらに本発明のプラズマディスプレイ装置
は、前面ガラスが、重量百分率で、ＳｉＯ₂ ５０〜６
５％、Ａｌ₂ Ｏ₃ １〜１５％、ＲＯ１０〜２７％、
ＺｒＯ₂ １〜９％、Ｎａ₂ Ｏ２〜１２％、Ｋ₂ Ｏ
２〜１３％、ＴｉＯ₂ ０〜５％の組成を有することを
特徴とする。

【００１８】

【作用】本発明のフラットパネルディスプレイ用ガラス
基板は、フロート法で成形されながらも、金属電極が形
成される面が研磨されることによって、その表面に形成
される還元性の異質層が除去されている。そのため後工
程でその面に金属電極が形成され、熱処理によって金属
成分がガラス表面に拡散しても、還元されることがな
く、発色を防止することができる。従って金属電極の構
成材料として、還元されコロイド化しやすい銀を使用す
ることができ、安価なスクリーン印刷で電極を形成する
ことが可能となる。

【００１９】また本発明においては、研磨減量が少なす
ぎると、ガラス基板の表面に形成された還元性の異質層
を十分に除去できず、逆に研磨減量が多すぎると、研磨
コストが極端に上昇するため好ましくない。また極端に
小さい厚みで研磨するのは技術的に困難であり、却って
コスト高となる。従って研磨減量は、平均厚さで１〜１
０００μｍ、好ましくは１０〜１００μｍの範囲で、還
元性の異質層の厚みに応じて調整される。

【００２０】因みに従来より成形後のガラス基板表面の
平面度を向上する目的で表面研磨することは広く行われ
ているが、フロート成形法によって成形されたガラス基
板の場合、比較的良好な平面度を有しているため、通常
は研磨されない。また仮に研磨されても数μｍ〜十数μ
ｍ程度であり、上記したような還元性の異質層の厚みが
大きい場合には、異質層が残存することがある。

【００２１】さらに本発明においては、研磨コストを配
慮して、金属電極が形成される面の反対面は、未研磨の
まま保持することが好ましい。

【００２２】本発明のガラス基板の組成範囲を上記のよ
うに限定した理由は、次のとおりである。

【００２３】ＳｉＯ₂ は、ガラスのネットワークフォー
マーであり、その含有量は５０〜６５％が好ましい。５
０％より少ないと、ガラスの歪点が低下し、ガラス基板
を熱処理する際の熱収縮が大きくなり、パターンの位置
ずれが発生するため好ましくない。一方、６５％より多
いと、熱膨張係数が小さくなり、絶縁ペーストやシーリ
ングフリットのそれと整合しなくなるため反りが発生し
やすくなる。

【００２４】Ａｌ₂ Ｏ₃ は、ガラスの歪点を高める成分
であり、その含有量は１〜１５％が好ましい。１％より
少ないと、上記効果が得られず、一方、１５％より多い
と、熱膨張係数が小さくなりすぎる。

【００２５】ＲＯ（ＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯ、ＢａＯ）
は、ガラスを溶融しやすくすると共に熱膨張係数を調整
する作用を有し、その含有量は１０〜２７％である。１
０％より少ないと、歪点が低くなりすぎ、一方、２７％
より多いと、ガラスが失透しやすく、成形が困難とな
る。

【００２６】ＺｒＯ₂ は、ガラスの化学的耐久性を向上
させる成分であり、その含有量は１〜９％である。１％
より少ないと、上記の効果が得られず、一方、９％より
多いと、熱膨張係数が小さくなりすぎると共に、ガラス
の溶融時に失透物が生成しやすく成形が困難となる。

【００２７】Ｎａ₂ Ｏは、熱膨張係数を調整するための
成分であり、その含有量は２〜１２％である。２％より
少ないと、熱膨張係数が小さくなりすぎ、一方、１２％
より多いと、歪点が低くなりすぎるため好ましくない。

【００２８】Ｋ₂ Ｏも、熱膨張係数を調整するための成
分であり、その含有量は２〜１３％である。２％より少
ないと、熱膨張係数が小さくなりすぎ、一方、１３％よ
り多いと、歪点が低くなりすぎる。

【００２９】ＴｉＯ₂ は、ガラスの紫外線による着色を
防止する成分であり、その含有量は０〜５％である。プ
ラズマディスプレイの場合、放電時に紫外線が発生する
が、ガラス基板が紫外線によって着色すると、長期間に
亘って使用している間に徐々に表示画面が見づらくなる
ため、ＴｉＯ₂ を添加することが望ましい。しかしなが
らＴｉＯ₂ が５％より多いと、ガラスが失透しやすく、
成形が困難となる。

【００３０】また本発明においては、上記の成分以外に
も、熱膨張係数を調整するためにＬｉ₂ Ｏを、また消泡
剤としてＣｌ、ＳＯ₃ 等の成分を、ガラス特性を損なわ
ない範囲で含有させることもできる。

【００３１】本発明のプラズマディスプレイ装置にあっ
ては、前面ガラス基板ほどでもないが、背面ガラス基板
にも発色が現れる可能性があるため、背面ガラス基板と
しても、フロート法で成形され、内表面が研磨されてな
るガラス基板を使用することが望ましい。

【００３２】

【実施例】以下、本発明を実施例に基づいて詳細に説明
する。

【００３３】表１は、本発明のフラットパネルディスプ
レイ用ガラス基板の組成と特性を示すものである。

【００３４】

【表１】

【００３５】表１のガラス基板は、表中のガラス組成と
なるように原料を調合した後、フロート法で３ｍｍ厚の
板状に成形し、得られた板ガラスを縦５０ｍｍ、横５０
ｍｍの大きさに切断加工することによって作製した。

【００３６】これらのガラス基板は、歪点が５７１℃以
上であるため熱収縮が少なく、液相温度が１０５０℃以
下であるため失透し難く、熱膨張係数が８３〜８９×１
０^-7／℃であるため絶縁ペーストやシーリングフリット
のそれと整合し、プラズマディスプレイ用ガラス基板と
して適していた。またこの種のガラス基板の体積抵抗率
が低いと、ガラス中のアルカリ成分が薄膜電極と反応
し、電極材料の電気抵抗値が変化しやすくなるため好ま
しくないが、これらのガラス基板は、体積抵抗率が１０
^11.4以上と高く、しかも紫外線による着色度合いも少な
かった。

【００３７】尚、表中の歪点は、ＡＳＴＭＣ３３６−
７１の方法に基づいて測定し、液相温度は、白金ボート
に２９７〜５００μｍの粒径を有するガラス粉末を入
れ、温度勾配炉に４８時間保持した後の失透観察によっ
て求めたものである。

【００３８】また熱膨張係数は、ディラトメーターによ
って３０〜３８０℃における平均熱膨張係数を測定した
ものであり、体積抵抗率は、ＡＳＴＭＣ６５７−７８
に基づいて１５０℃における値を測定したものである。

【００３９】さらに紫外線による着色の度合いは、ガラ
ス基板を４００Ｗの水銀ランプで４８時間照射し、照射
前後の波長４００ｎｍにおける紫外線透過率を測定し、
その透過率の差を示したものである。この値が大きいほ
ど、紫外線によって着色しやすいということになる。

【００４０】次に表１の各ガラス基板について、それら
の片面のみを表の研磨減量となるように研磨した。

【００４１】その後、ガラス基板の研磨面上にスクリー
ン印刷で銀ペーストを印刷し、６００℃で、１時間熱処
理することによって電極膜を形成した。

【００４２】各ガラス基板の表面を、研磨によって平均
厚みで１０μｍ以上加工除去した試料には、いずれも発
色は認められなかったが、１μｍ加工除去した試料は、
いずれも極僅かに発色した。また０．１μｍ加工除去し
た試料には、いずれも明らかに発色が認められ、未研磨
の試料は、いずれも強く発色した。

【００４３】これらのデータから、これらのガラス基板
の表面に形成された還元性の異質層の厚みは、平均厚さ
で１μｍ以上、１０μｍ未満であることが推定される。

【００４４】また表の試料Ｎｏ．２のガラス基板の片面
を１０μｍ研磨した試料を２枚準備し、これらのガラス
基板上に銀ペーストや絶縁ペーストを塗布・焼成するこ
とによって、銀電極、誘電体層、隔壁、蛍光体等を形成
した。次いでこれらのガラス基板を低融点封着ガラスで
シールし、内部にキセノンと主放電ガスのネオンとの混
合ガスを封入し気密封止することによってプラズマディ
スプレイ装置を作製した。

【００４５】こうして作製されたプラズマディスプレイ
装置を作動させたところ、透明性と色バランスに優れた
画像が得られた。

【００４６】尚、上記の研磨は、研磨剤として酸化セリ
ウムを使用し、オスカー式研磨機を用いて行った。また
発色度合いは、各試料の発色部の反射率曲線（７００〜
４００ｎｍ）から、Ｃ光源を用いた発色度合いを色度座
標に表し、試料Ｎｏ．１の片面を１０００μｍ研磨した
試料を発色無しとした場合に、これと各比較試料の座標
差が０．１未満で発色が認められないものを◎、また座
標差が０．１〜０．２で極僅かに発色したものを○で示
した。さらに座標差が０．２〜０．５で明らかに発色し
たものを△、座標差が０．５より大きく、強く発色した
ものを×で示した。

【００４７】

【発明の効果】以上のように本発明のフラットパネルデ
ィスプレイ用ガラス基板は、フロート法で成形され、表
面に銀電極が形成されても、電極形成面に還元性の異質
層が存在しないため、銀成分に起因する発色が生じるこ
とはない。

【００４８】またこのガラス基板を前面ガラス基板とし
て用いた本発明のプラズマディスプレイ装置は、透明性
と色バランスに優れた画像を有している。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】フロート法によって板状に成形され、金
属電極が形成される面が研磨されることによって、その
表面に形成された還元性の異質層が除去されてなること
を特徴とするフラットパネルディスプレイ用ガラス基
板。
【請求項２】金属電極が形成される面の反対面が未研
磨であることを特徴とする請求項１記載のフラットパネ
ルディスプレイ用ガラス基板。
【請求項３】金属電極が、銀電極であることを特徴と
する請求項１、２記載のフラットパネルディスプレイ用
ガラス基板。
【請求項４】研磨によって、平均厚さで１〜１０００
μｍの表面層が加工除去されてなることを特徴とする請
求項１、２、３記載のフラットパネルディスプレイ用ガ
ラス基板。
【請求項５】プラズマディスプレイに用いられること
を特徴とする請求項１、２、３、４記載のフラットパネ
ルディスプレイ用ガラス基板。
【請求項６】重量百分率で、ＳｉＯ₂ ５０〜６５
％、Ａｌ₂ Ｏ₃ １〜１５％、ＲＯ１０〜２７％、Ｚ
ｒＯ₂ １〜９％、Ｎａ₂ Ｏ２〜１２％、Ｋ₂ Ｏ２
〜１３％、ＴｉＯ₂ ０〜５％の組成を有する請求項５
記載のフラットパネルディスプレイ用ガラス基板。
【請求項７】一定の間隔を保持して対向する前面ガラ
ス基板と背面ガラス基板との間に、金属電極、誘電体
層、隔壁、蛍光体が形成されてなるプラズマディスプレ
イ装置において、前面ガラス基板が、フロート法で成形
されてなり、その内表面が研磨されることによって、内
表面に形成された還元性の異質層が除去されてなること
を特徴とするプラズマディスプレイ装置。
【請求項８】前面ガラス基板の外表面が未研磨である
ことを特徴とする請求項６記載のプラズマディスプレイ
装置。
【請求項９】金属電極が、銀電極であることを特徴と
する請求項６、７記載のプラズマディスプレイ装置。
【請求項１０】前面ガラス基板が、研磨によって平均
厚さで１〜１０００μｍの表面層が加工除去されてなる
ことを特徴とする請求項６、７、８記載のプラズマディ
スプレイ装置。
【請求項１１】前面ガラス基板が、重量百分率で、Ｓ
ｉＯ₂ ５０〜６５％、Ａｌ₂ Ｏ₃ １〜１５％、ＲＯ
１０〜２７％、ＺｒＯ₂ １〜９％、Ｎａ₂ Ｏ２〜
１２％、Ｋ₂ Ｏ２〜１３％、ＴｉＯ₂ ０〜５％の組
成を有することを特徴とする請求項６、７、８、９記載
のプラズマディスプレイ装置。