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JP3556488B2 - Substrate for plasma display panel - Google Patents
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JP3556488B2 - Substrate for plasma display panel - Google Patents

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JP3556488B2 JP33636798A JP33636798A JP3556488B2 JP 3556488 B2 JP3556488 B2 JP 3556488B2 JP 33636798 A JP33636798 A JP 33636798A JP 33636798 A JP33636798 A JP 33636798A JP 3556488 B2 JP3556488 B2 JP 3556488B2
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plasma display
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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、板状絶縁基体に放電表示セルを構成する隔壁が形成されたプラズマディスプレイパネル(以下、PDPという)用基板に関するものである。
【0002】
【従来技術】
従来から画像表示装置として多用されてきたCRTは、容積および重量が大で、高電圧が必要である等の欠点から、近年のマルチメディアの浸透に伴い、情報インターフェイスとして発光ダイオード(LED)や液晶表示素子(LCD)、あるいはPDP等の大型画面で高画質、その上、薄型軽量で設置場所を選ばない等の特徴を有する平面画像表示装置が開発され、これらの利用範囲が拡大しつつある。
【0003】
かかる平面画像表示装置としては、とりわけプラズマ発光を利用したPDPが大型画面用カラー画像表示装置の発光素子として将来性が注目されている。
【0004】
このようなPDPは、背面板と正面板を成す一対の平坦な絶縁基板と、その空間を仕切る隔壁で囲まれた微小な放電表示セル内に、対向する電極群を設けると共に、前記空間に希ガス等の放電可能なガスを気密封入した構造を成しており、前記対向する電極間に電圧を選択的に印加して放電によりプラズマを発生させ、該プラズマから放出される紫外光により、放電表示セル内壁に形成された蛍光体を発光させ、画像表示装置の発光素子として利用するものである。
【0005】
従来、背面板や隔壁の反射率を高めたPDPとして、特開平9−231910号公報に開示されたPDPが知られている。
【0006】
この公報に開示されたPDPでは、隔壁が、鉛主成分のガラスと、ZrO、TiO、BNのうちいずれか1種からなる平均粒径0.2〜1.5μmのセラミックフィラーとからなり、セラミックフィラーを10〜40重量%含有するものであり、このようなPDPでは、背面板や隔壁の反射率を高めることができる。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記公報に開示されたPDPでは、硬度が低いため、高精細の隔壁を形成することが難しい上、パネルの封止時に隔壁に欠けが生じやすいという課題があった。
【0008】
また、鉛主成分のガラスが60〜90重量%と多いため、比誘電率が大きく、また誘電損失が大きくなるという問題があった。これにより、アドレス期間中の電束分布を放電空間に集中させることができず、発光輝度を下げる原因となる他、前記放電表示セルの静電容量が大となることから、PDPを駆動する際の放電電極間の駆動電流が大きくなってPDPの消費電力が引き上げられ、電源設備が大型化するという問題があった。また、信号の応答に遅れが生じるという問題があった。
【0009】
本発明は前記課題に鑑み成されたもので、隔壁の硬度を向上できるとともに、隔壁の比誘電率および誘電損失を小さくすることにより、輝度を向上し、消費電力を低下でき、さらに信号に対する応答性を向上できるPDP用基板を提供することを目的とする。
【0010】
【課題を解決するための手段】
本発明のPDP用基板は、板状絶縁基体と、該板状絶縁基体に形成された複数の隔壁とを具備するプラズマディスプレイパネル用基板において、前記隔壁が、ガラス(ただし、P 系ガラスを除く)と、ZrO、TiO、AlO3、SiO、MgO、CaOおよびYO3のうち少なくとも1種からなるセラミックフィラ―とからなり、該セラミックフィラーが前記ガラス100重量部に対して70〜90重量部含有し、ビッカース硬度が450kg/mm 以上であるものである。ここで、セラミックフィラーの平均粒径が0.5〜2μmであることが望ましい。また、ガラスが、金属元素としてB、Si、Znと、アルカリ金属のうち少なくとも2種以上とを含有することが望ましい。
【0011】
また、本発明のプラズマディスプレイパネル用基板の隔壁の測定周波数100kHzにおける比誘電率が8.0以下、かつ誘電損失が1.0%以下であることが望ましい。
【0012】
【作用】
本発明のPDP用基板によれば、PDPの放電表示セルを構成する隔壁が、ガラス(ただし、P 系ガラスを除く)と、ZrO、TiO、AlO3、SiO、MgO、CaOおよびYO3のうち少なくとも1種からなるセラミックフィラ―を、ガラス100重量部に対して70〜90重量部含有し、ビッカース硬度が450kg/mm 以上であることから、隔壁の硬度を向上することができ、PDP用基板の隔壁を高精細化できることになる。これは、隔壁表面に露出した多量のセラミックフィラーが均一な分布状態で焼きつくため、緻密な表面状態を保持できるとともに、外力が作用した場合、その外力が表面のセラミックフィラーにより分散できるからと思われる。
【0013】
また、ガラス量が少ないため、特開平9−231910号公報に開示されるような鉛主成分のガラスを用いたとしても隔壁の比誘電率および誘電損失を低く維持でき、アドレス期間中の電束分布を放電空間に集中させることができ、発光輝度を向上し、且つ放電表示セルの静電容量を小さくできることから、PDPを駆動する際の放電電極間の駆動電流を小さくでき、PDPの消費電力を低減できるとともに、信号の応答性を向上できる。
【0014】
また、セラミックフィラーの平均粒径を0.5〜2μmとすることにより、隔壁の硬度をさらに向上することができる。
【0015】
さらに、ガラスが、金属元素としてB、Si、Znと、アルカリ金属のうち少なくとも2種以上を含有することにより、特開平9−231910号公報に開示されるような鉛主成分のガラスを用いないため、比誘電率および誘電損失をさらに低下でき、発光輝度を向上し、消費電力を低下できるとともに、焼成温度を低下でき、板状絶縁基体への熱変形の影響が小さくなり、隔壁の寸法精度が向上し、製造歩留まりが向上する。
【0016】
【発明の実施の形態】
以下、本発明のPDP用基板を用いたPDPは、例えば、図1に示すように、板状絶縁基体1(背面板)と、板状絶縁基体1に一体に形成された複数の隔壁3とを具備するものであり、一対の隔壁3により放電表示セル5が形成されている。この放電表示セル5の底面にはアドレス電極7が形成され、アドレス電極7は保護膜8により被覆され、この保護膜8には蛍光体9が被覆されている。
【0017】
一方、隔壁3の上面には正面板11が接合され、その内面には一対の放電維持電極13が形成され、放電維持電極13は保護膜14により被覆されている。
【0018】
放電表示セル5内には希ガス等の放電可能なガスが気密封入されており、対向する電極7、13間に電圧を選択的に印加して放電によりプラズマを発生させ、該プラズマから放出される紫外光により、放電表示セル5内壁に形成された蛍光体9を発光させ、画像表示装置の発光素子として利用される。尚、隔壁は、その上部にブラックトップを有することがある。
【0019】
そして、本発明のPDP用基板の隔壁、または隔壁の一部を構成するブラックトップが、ガラス(ただし、P 系ガラスを除く)と、ZrO、TiO、AlO3、SiO、MgO、CaOおよびYO3のうち少なくとも1種からなるセラミックフィラーとからなり、該セラミックフィラ―をガラス100重量部に対して70〜90重量部含有し、ビッカース硬度が450kg/mm 以上であるものである。なお、P 系ガラスとは15%以上のP を含有するガラスである。
【0020】
ここで、セラミックフィラーとして、ZrO、TiO、Al、SiO、MgO、CaOおよびYのうち少なくとも1種類を選択したのは、セラミックフィラー自体の硬度が高く、焼成時にガラスと固溶しないからである。セラミックフィラーは、高い硬度を有するという理由からTiOが望ましい。
【0021】
さらに、セラミックフィラーを、ガラス100重量部に対して70〜90重量部含有したのは、セラミックフィラーが、ガラス100重量部に対して70重量部よりも少ない場合には、硬度を高める効果が小さく、また、鉛主成分のガラスを用いた場合には、ガラス量が多くなるため比誘電率および誘電損失が高くなるからであり、90重量部よりも多い場合には、硬度が低下する傾向にあるとともに、ガラスの歪点が高くなり、低温焼成が困難になるからである。セラミックフィラーは、隔壁硬度、比誘電率、誘電損失および焼成温度の点から75〜85重量部含有することが望ましい。
【0022】
また、セラミックフィラーの平均粒径は0.5〜2μmであることが望ましい。これは、平均粒径が0.5μmよりも小さい場合には、ガラスと混合してスラリー化した時に凝集を生じやすいためであり、2μmよりも大きい場合には、焼成後に隔壁表面にあるセラミックフィラーが脱粒し、欠陥となるからである。セラミックフィラーの平均粒径は0.8〜1.6μmが特に望ましい。
【0023】
本発明のPDP用基板では、ガラスは、550℃以下の低温焼成が可能なもので、例えば鉛やアルカリ、リン等を含有する各種ガラスが挙げられ、前記ガラスとしては、ガラスの歪点の低下とPDPの発光輝度を向上させる誘電特性を有する(比誘電率が小さい)という点からは、アルカリ金属の2種以上を含有することがより望ましい。これは、アルカリ金属の酸化物がガラス溶融時に融剤として作用し、融点を下げるとともに、PDPのAg電極材のマイグレーションを防止できるからである。
【0024】
特に、ガラスは、金属元素として、B、Si、Znと、アルカリ金属のうち少なくとも2種以上を含有することが望ましい。これは、ガラスの網目成分の分極率が小さくなるため、ガラス全体の比誘電率を低下でき、これにより、発光輝度を向上し、消費電力を低下できるからである。
【0025】
アルカリ金属としては、Li、Na、K、Rb、Csがあるが、これらのうち、Ag電極からイオン化した金属成分のマイグレーションを防止する点から、異種アルカリ酸化物のクラスターを形成し易い、原子量が大きく異なる組み合わせが好ましく、例えばLiとCs、NaとRbとを組み合わせて用いることが望ましい。
【0026】
また、特に発光輝度の向上に好適な誘電特性を具備し、機械的強度や製造工程における化学的耐久性を具備するという点では、かかるガラスとしてはホウケイ酸亜鉛系ガラスに、アルカリ金属の酸化物を含有するものがより望ましい。
【0027】
特に、ガラスとしては、それぞれ以下に詳述する理由により、25〜60重量%のBと、20〜45重量%のZnOと、10〜40重量%のSiOと、1〜5重量%のAlと、2〜8重量%のZrOとからなり、アルカリ金属のうち2種以上を酸化物換算で6〜14重量%含有することが望ましい。
【0028】
即ち、Bは、ホウケイ酸亜鉛系ガラスの組成中、ガラス溶融時に融剤として作用し、強固なガラスを作る効果を有するもので、25〜60重量%含有せしめることにより、隔壁の熱膨張率を板状絶縁基体の熱膨張率に近づけることができる。
【0029】
また、SiOは、表面硬度を高くする高融点ガラスの主要成分であり、比誘電率を低下させるという作用を有するもので、10〜40重量%含有することにより、歪点と比誘電率を低下させ、表面硬度を向上できる。
【0030】
一方、ZnOは、歪点を下げる効果を有するもので、20〜45重量%含有することにより化学的耐久性を増大させることができる。
【0031】
更に、Alはガラスの分相を防ぎ、化学的耐久性を向上し、隔壁の強度を増し、板状絶縁基体との熱膨張率の整合を図るために含有させるものであり、1〜5重量%含有させることにより、歪点を低下させ、隔壁の強度を向上させることができる。
【0032】
また、ZrOは隔壁の白色化に寄与するものであり、歪点との関係から2〜8重量%含有することが望ましい。
【0033】
さらに、アルカリ金属のうち2種以上を酸化物換算で6〜14重量%含有したのは、6重量%未満では比誘電率が高く、歪点が高くなり、14重量%よりも多い場合にはAg電極材料のマイグレーションが発生し易いからである。
【0034】
尚、本発明のPDP用基板には、前記低温焼成可能なガラスとセラミックフィラー以外に、適宜、第3の成分を添加して、比誘電率や誘電損失、絶縁抵抗等の電気的特性や線膨張係数を調整することも可能である。
【0035】
また、上記セラミックフィラーを用いることにより、PDPの放電表示セルを構成する隔壁を板状絶縁基体に積層して形成したり、隔壁成形体のダレや低融点物質の溶融による隔壁の曲がりや反り等の変形を抑制し、成形体の強度を向上する効果もある。
【0036】
本発明のPDP用基板の隔壁は、ビッカース硬度が450kg/mm以上で、100kHzにおける比誘電率が8.0以下、かつ誘電損失が1.0%以下のものである。
【0037】
ビッカース硬度を450kg/mm以上としたのは、これ以下だと、高精細の隔壁を形成することが困難となり、高精細の画質が得られなくなるからであり、測定周波数100kHzにおける比誘電率を8.0以下としたのは、100kHzにおける比誘電率が8.0を越えると、十分に放電空間に電束分布を集中させることができず、発光輝度の向上および消費電力の低減という作用効果が小さくなるからである。
【0038】
また、測定周波数100kHzにおける隔壁の誘電損失を1.0%以下としたのは、1.0%を越えると、隔壁部でのエネルギー損失や印加電圧パルスに対する応答の遅れが大きく、消費電力を増大させる原因となるからである。
【0039】
特に、本発明のPDP用基板では、ビッカース硬度が500kg/mm以上で、100kHzにおける比誘電率が7.0以下、かつ誘電損失が0.5%以下であることがより望ましい。
【0040】
尚、ガラスの歪点が400℃未満の場合には、焼成時に隔壁の曲がりや反り等の変形を生じ易くなり、500℃を越えると短時間焼成が困難となる。従って、本発明では、ガラスの歪点は400〜500℃の範囲であることが望ましく、焼成は隔壁用組成物が緻密化し、かつ板状絶縁基体と密着すれば良いことから、焼成温度はガラスの歪点以上でガラスからなる板状絶縁基体の歪点以下の温度であれば良く、具体的には530〜550℃の温度範囲が好ましい。
【0041】
【実施例】
先ず、表1に示すガラス原料粉末と、種々の平均粒径を有する表1のセラミックフィラーを、ガラス原料粉末100重量部に対して表2に示す割合でそれぞれ秤量し、それをイソプロピルアルコール(IPA)を溶媒としてそれぞれ18時間、ジルコニアボールを用いたボールミルにて湿式で混合した。
【0042】
その後、粉砕混合物にバインダーを添加して撹拌した後、50メッシュの網を通して得られた造粒体を1000kg/cmの圧力で直径20mm、厚さ4mmの円板状に成形し、該成形体を表3に示す各焼成温度で20分間焼成した。
【0043】
その後、円板状の焼成体を研磨加工して直径17mm、厚さ2mmの円板を作製し、両端面にIn−Ga電極を塗布して評価用の試料を得た。
【0044】
かくして得られた評価用の試料をLCRメータを用いて、雰囲気温度が25℃、測定周波数100kHz(AC100V)の条件で比誘電率、誘電損失を測定した。
【0045】
一方、前記粉砕混合物にバインダーを添加して撹拌した後、50メッシュの網を通して得られた泥漿をガラス基板上に塗布して乾燥した後、表3に示す温度で20分間焼成し、該焼成体の表面研磨を行った。かくして得られた評価用の試料について、標準荷重98.07Nのマイクロビッカース硬度計により、表面硬度を測定した。これらの結果を表3に記載した。
【0046】
【表1】

Figure 0003556488
【0047】
【表2】
Figure 0003556488
【0048】
【表3】
Figure 0003556488
【0049】
これらの表から明らかなように、セラミックフィラーを添加しない試料No.1、8、セラミックフィラーの添加量が70重量部よりも少ない試料No.7、25、29ではビッカース硬度が低く、90重量部よりも多い試料No.4、12、16、20、23、27では、ビッカース硬度が低く、比誘電率および誘電損失が高くなり、ガラスの歪点が高くなる傾向にあることが判る。
【0050】
一方、本発明の試料では、ビッカース硬度が450kg/mm以上で、100kHzにおける比誘電率が8.0以下、かつ誘電損失が1.0%以下と優れた特性を有することが判る。
【0051】
そして、B、Si、Znと、アルカリ金属のうち少なくとも2種以上を含有するガラスを用い、このガラス100重量部に対してセラミックフィラーを75〜85重量部含有する試料No.10、11、14、15、18、19では、ビッカース硬度が500kg/mm以上で、100kHzにおける比誘電率が7.0以下、かつ誘電損失が0.8%以下であることが判る。
【0052】
そして、本発明者等は、セラミックフィラーの平均粒径とビッカース硬度の関係を調べるため、試料No.3のセラミックフィラーの平均粒径を変化させ、ビッカース硬度を測定した。その結果を図2に示す。この図2から、セラミックフィラーが1.0〜1.5μmの場合にはビッカース硬度がピークを示し、0.5μmに近づくに従い、または2.0μmに近づくに従い、ビッカース硬度が低下する傾向にあることが判る。
【0053】
【発明の効果】
本発明のPDP用基板では、隔壁を、ガラスと、ZrO、TiO、Al、SiO、MgO、CaOおよびYのうち少なくとも1種類からなる所定量のセラミックフィラーとから構成したため、ビッカース硬度が450kg/mm以上で、100kHzにおける比誘電率が8.0以下、かつ誘電損失が1.0%以下となり、隔壁のビッカース硬度が向上でき、その結果、高精細の隔壁を形成し、高画質化を図ることができるとともに、印加電圧パルスに対する応答性が良く、隔壁部でのエネルギー損失を低減でき、さらに、焼成温度が低く、絶縁基板の熱変形の影響が小さくなり隔壁の寸法精度が向上し、製造歩留まりを向上できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】PDPの一部を示す断面図である。
【図2】セラミックフィラーの平均粒径とビッカース硬度との関係を示すグラフである。
【符号の説明】
1・・・板状絶縁基体
3・・・隔壁
7・・・アドレス電極
9・・・蛍光体
11・・・正面板
13・・・放電維持電極[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a substrate for a plasma display panel (hereinafter, referred to as a PDP) in which a partition constituting a discharge display cell is formed on a plate-like insulating substrate.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, CRTs, which have been widely used as image display devices, are disadvantageous in that they have a large volume and weight and require a high voltage. Therefore, with the recent penetration of multimedia, light-emitting diodes (LEDs) and liquid crystals are used as information interfaces. A flat image display device having features such as a display element (LCD), a large screen such as a PDP, a high image quality, a thin and light weight, and an installation location can be selected has been developed, and the range of use thereof has been expanding.
[0003]
As such a flat-panel image display device, a PDP utilizing plasma emission has attracted attention as a light-emitting element of a large-screen color image display device.
[0004]
In such a PDP, a pair of flat insulating substrates forming a back plate and a front plate, and opposing electrode groups are provided in a minute discharge display cell surrounded by a partition partitioning the space. It has a structure in which a dischargeable gas such as gas is hermetically sealed, and a voltage is selectively applied between the opposing electrodes to generate plasma by discharge, and discharge is caused by ultraviolet light emitted from the plasma. The phosphor formed on the inner wall of the display cell emits light and is used as a light emitting element of an image display device.
[0005]
Conventionally, a PDP disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 9-231910 is known as a PDP in which the reflectance of a back plate or a partition wall is increased.
[0006]
In the PDP disclosed in this publication, the partition walls are composed of lead-based glass and a ceramic filler having an average particle diameter of 0.2 to 1.5 μm, which is made of one of ZrO 2 , TiO 2 , and BN. The PDP contains 10 to 40% by weight of a ceramic filler, and in such a PDP, the reflectance of the back plate and the partition walls can be increased.
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
However, the PDP disclosed in the above publication has a problem that it is difficult to form a high-definition partition wall because of its low hardness, and that the partition wall is easily chipped when the panel is sealed.
[0008]
Further, since the glass containing lead as a main component is as large as 60 to 90% by weight, there is a problem that the relative dielectric constant is large and the dielectric loss is large. As a result, the electric flux distribution during the address period cannot be concentrated in the discharge space, which causes a reduction in light emission luminance. In addition, the capacitance of the discharge display cell becomes large, and thus, when driving the PDP, However, there is a problem that the driving current between the discharge electrodes becomes large, the power consumption of the PDP is increased, and the power supply equipment is enlarged. Further, there is a problem that a delay occurs in a signal response.
[0009]
The present invention has been made in view of the above problems, and can improve the hardness, reduce the relative dielectric constant and the dielectric loss of the partition, improve the luminance, reduce the power consumption, and further respond to signals. It is an object of the present invention to provide a PDP substrate capable of improving performance.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
The PDP substrate of the present invention is a plasma display panel substrate comprising a plate-shaped insulating base and a plurality of partitions formed on the plate-shaped insulating base, wherein the partition is made of glass (however, P 2 O 5 -based). (Excluding glass) and a ceramic filler comprising at least one of ZrO 2 , TiO 2 , Al 2 O 3, SiO 2 , MgO, CaO and Y 2 O 3, wherein the ceramic filler is contained in 100 parts by weight of the glass. 70 to 90 parts by weight, and a Vickers hardness of 450 kg / mm 2 or more . Here, it is desirable that the average particle size of the ceramic filler is 0.5 to 2 μm. Further, it is desirable that the glass contains B, Si, Zn as metal elements and at least two or more of alkali metals.
[0011]
Further, it is desirable that the relative permittivity of the partition wall of the plasma display panel substrate of the present invention at a measurement frequency of 100 kHz be 8.0 or less and the dielectric loss be 1.0% or less.
[0012]
[Action]
According to the PDP substrate of the present invention, the partition walls constituting the PDP discharge display cell are made of glass (however, excluding P 2 O 5 -based glass) , ZrO 2 , TiO 2 , Al 2 O 3, SiO 2 , and MgO. , CaO and Y 2 O 3, containing 70 to 90 parts by weight of a ceramic filler based on 100 parts by weight of glass and having a Vickers hardness of 450 kg / mm 2 or more. Thus, the partition walls of the PDP substrate can be made finer. This is because a large amount of ceramic filler exposed on the partition wall surface is baked in a uniform distribution state, so that it can maintain a dense surface state, and when an external force acts, the external force can be dispersed by the ceramic filler on the surface. It is.
[0013]
Further, since the amount of glass is small, the relative dielectric constant and the dielectric loss of the partition can be kept low even when a glass containing lead as disclosed in JP-A-9-231910 is used. Since the distribution can be concentrated in the discharge space, the emission luminance can be improved, and the capacitance of the discharge display cell can be reduced, the driving current between the discharge electrodes when driving the PDP can be reduced, and the power consumption of the PDP can be reduced. Can be reduced, and the response of the signal can be improved.
[0014]
Further, by setting the average particle size of the ceramic filler to 0.5 to 2 μm, the hardness of the partition walls can be further improved.
[0015]
Furthermore, since glass contains B, Si, Zn and at least two kinds of alkali metals as metal elements, lead-based glass as disclosed in JP-A-9-231910 is not used. Therefore, the relative dielectric constant and the dielectric loss can be further reduced, the emission luminance can be improved, the power consumption can be reduced, the firing temperature can be reduced, and the influence of thermal deformation on the plate-like insulating substrate is reduced, and the dimensional accuracy of the partition walls is reduced. And the production yield is improved.
[0016]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, for example, as shown in FIG. 1, a PDP using the PDP substrate of the present invention includes a plate-shaped insulating substrate 1 (back plate) and a plurality of partition walls 3 formed integrally with the plate-shaped insulating substrate 1. The discharge display cell 5 is formed by the pair of partition walls 3. An address electrode 7 is formed on the bottom surface of the discharge display cell 5, and the address electrode 7 is covered with a protective film 8, and the protective film 8 is covered with a phosphor 9.
[0017]
On the other hand, a front plate 11 is joined to the upper surface of the partition 3, and a pair of discharge sustaining electrodes 13 are formed on the inner surface thereof. The discharge sustaining electrodes 13 are covered with a protective film 14.
[0018]
A dischargeable gas such as a rare gas is hermetically sealed in the discharge display cell 5, and a voltage is selectively applied between the opposing electrodes 7 and 13 to generate plasma by discharge, and the plasma is released from the plasma. The phosphor 9 formed on the inner wall of the discharge display cell 5 emits light by the ultraviolet light, and is used as a light emitting element of an image display device. The partition may have a black top on the top.
[0019]
The black top forming part of substrate for PDP barrier ribs or partition walls, the present invention is a glass (except for P 2 O 5 based glass) and, ZrO 2, TiO 2, Al 2 O3, SiO 2 , MgO, CaO, and Y 2 O 3, comprising 70 to 90 parts by weight of the ceramic filler based on 100 parts by weight of glass, and having a Vickers hardness of 450 kg / mm 2 or more. There is something. The P 2 O 5 glass is a glass containing 15% or more of P 2 O 5 .
[0020]
Here, at least one of ZrO 2 , TiO 2 , Al 2 O 3 , SiO 2 , MgO, CaO and Y 2 O 3 was selected as the ceramic filler because of the high hardness of the ceramic filler itself and the firing. This is because they do not form a solid solution with glass. As the ceramic filler, TiO 2 is desirable because it has a high hardness.
[0021]
Furthermore, the reason that the ceramic filler is contained in an amount of 70 to 90 parts by weight based on 100 parts by weight of glass is that the effect of increasing the hardness is small when the amount of the ceramic filler is less than 70 parts by weight based on 100 parts by weight of glass. Further, when lead-based glass is used, the relative dielectric constant and the dielectric loss increase because the amount of glass increases, and when it is more than 90 parts by weight, the hardness tends to decrease. In addition to this, the strain point of the glass increases, and low-temperature firing becomes difficult. The ceramic filler is desirably contained in an amount of 75 to 85 parts by weight in terms of partition wall hardness, relative dielectric constant, dielectric loss, and firing temperature.
[0022]
The average particle size of the ceramic filler is desirably 0.5 to 2 μm. This is because, when the average particle size is smaller than 0.5 μm, aggregation tends to occur when the slurry is mixed with glass to form a slurry. Is shed and becomes a defect. The average particle size of the ceramic filler is particularly preferably 0.8 to 1.6 μm.
[0023]
In the PDP substrate of the present invention, the glass can be fired at a low temperature of 550 ° C. or lower, and examples thereof include various glasses containing lead, alkali, phosphorus, and the like. From the viewpoint of having a dielectric property (small relative permittivity) for improving the light emission luminance of the PDP, it is more preferable to contain two or more kinds of alkali metals. This is because the alkali metal oxide acts as a flux when the glass is melted, lowering the melting point and preventing migration of the Ag electrode material of the PDP.
[0024]
In particular, the glass preferably contains at least two of B, Si, Zn, and alkali metals as metal elements. This is because the polarizability of the network component of the glass is reduced, so that the relative dielectric constant of the entire glass can be reduced, thereby improving the emission luminance and reducing the power consumption.
[0025]
Examples of the alkali metal include Li, Na, K, Rb, and Cs. Of these, from the viewpoint of preventing migration of a metal component ionized from the Ag electrode, it is easy to form a cluster of different alkali oxides. A greatly different combination is preferable. For example, it is desirable to use a combination of Li and Cs and a combination of Na and Rb.
[0026]
In addition, in terms of having dielectric properties particularly suitable for improving light emission luminance, and having mechanical strength and chemical durability in a manufacturing process, such glasses include zinc borosilicate-based glass and oxides of alkali metals. Is more desirable.
[0027]
In particular, as the glass for the reasons detailed below, respectively, and 25 to 60 wt% B 2 O 3, and 20 to 45 wt% of ZnO, and SiO 2 of 10 to 40 wt%, 5 wt % and Al 2 O 3, and consists of 2-8 wt% of ZrO 2 Metropolitan desirably contains 6-14% by weight in terms of oxide of two or more of the alkali metals.
[0028]
That is, in the composition of the zinc borosilicate glass, B 2 O 3 acts as a flux at the time of melting the glass and has an effect of producing a strong glass. The coefficient of expansion can be made close to the coefficient of thermal expansion of the plate-shaped insulating substrate.
[0029]
Further, SiO 2 is a main component of the high-melting glass for increasing the surface hardness and has an effect of lowering the relative dielectric constant. By containing 10 to 40% by weight, the strain point and the relative dielectric constant are reduced. Lowering the surface hardness.
[0030]
On the other hand, ZnO has an effect of lowering the strain point, and its chemical durability can be increased by containing 20 to 45% by weight.
[0031]
Further, Al 2 O 3 is contained to prevent phase separation of glass, improve chemical durability, increase the strength of partition walls, and match the coefficient of thermal expansion with the plate-like insulating substrate. By containing the content of about 5% by weight, the strain point can be reduced and the strength of the partition wall can be improved.
[0032]
ZrO 2 contributes to whitening of the partition walls, and is desirably contained in an amount of 2 to 8% by weight in view of the strain point.
[0033]
Furthermore, the content of 6 to 14% by weight in terms of oxide of two or more of the alkali metals is that when the content is less than 6% by weight, the relative permittivity is high, the strain point is high, and when the content is more than 14% by weight, This is because migration of the Ag electrode material easily occurs.
[0034]
The PDP substrate of the present invention may further contain a third component as appropriate, in addition to the low-temperature sinterable glass and the ceramic filler, to obtain electrical characteristics such as relative permittivity, dielectric loss, and insulation resistance. It is also possible to adjust the expansion coefficient.
[0035]
In addition, by using the above ceramic filler, a partition constituting a discharge display cell of a PDP can be formed by laminating on a plate-shaped insulating substrate, or a partition formed body can be sagged or bent or warped due to melting of a low-melting substance. This also has the effect of suppressing deformation of the molded article and improving the strength of the molded article.
[0036]
The partition wall of the PDP substrate of the present invention has a Vickers hardness of 450 kg / mm 2 or more, a relative dielectric constant at 100 kHz of 8.0 or less, and a dielectric loss of 1.0% or less.
[0037]
The reason for setting the Vickers hardness to 450 kg / mm 2 or more is that if it is less than 450 kg / mm 2 , it becomes difficult to form high-definition partition walls, and high-definition image quality cannot be obtained. When the relative dielectric constant at 100 kHz exceeds 8.0, the electric flux distribution cannot be sufficiently concentrated in the discharge space, and the effect of improving light emission luminance and reducing power consumption is set to 8.0 or less. Is smaller.
[0038]
Further, the reason why the dielectric loss of the partition wall at the measurement frequency of 100 kHz is set to 1.0% or less is that if the dielectric loss exceeds 1.0%, the energy loss in the partition wall and the response delay to the applied voltage pulse are large and the power consumption increases. This is because it may cause them to do so.
[0039]
In particular, in the PDP substrate of the present invention, it is more preferable that the Vickers hardness is 500 kg / mm 2 or more, the relative dielectric constant at 100 kHz is 7.0 or less, and the dielectric loss is 0.5% or less.
[0040]
If the strain point of the glass is less than 400 ° C., deformation such as bending or warpage of the partition walls tends to occur during firing, and if it exceeds 500 ° C., it becomes difficult to fire for a short time. Therefore, in the present invention, the strain point of the glass is desirably in the range of 400 to 500 ° C., and the sintering may be performed by densifying the composition for partition walls and intimately adhering to the plate-like insulating substrate. It is sufficient that the temperature be equal to or higher than the strain point and equal to or lower than the strain point of the plate-shaped insulating substrate made of glass. Specifically, the temperature range is preferably 530 to 550 ° C.
[0041]
【Example】
First, the glass raw material powder shown in Table 1 and the ceramic filler of Table 1 having various average particle diameters were weighed at the ratio shown in Table 2 with respect to 100 parts by weight of the glass raw material powder, and were weighed with isopropyl alcohol (IPA). ) Was used as a solvent and wet-mixed for 18 hours in a ball mill using zirconia balls.
[0042]
Thereafter, a binder was added to the pulverized mixture, and the mixture was stirred. The obtained granules were passed through a 50-mesh net and formed into a disc having a diameter of 20 mm and a thickness of 4 mm at a pressure of 1000 kg / cm 2. Was fired at each firing temperature shown in Table 3 for 20 minutes.
[0043]
Thereafter, the disc-shaped fired body was polished to produce a disc having a diameter of 17 mm and a thickness of 2 mm, and In-Ga electrodes were applied to both end faces to obtain a sample for evaluation.
[0044]
The relative permittivity and the dielectric loss of the evaluation sample thus obtained were measured using an LCR meter under the conditions of an atmosphere temperature of 25 ° C. and a measurement frequency of 100 kHz (AC 100 V).
[0045]
On the other hand, a binder was added to the pulverized mixture, and the mixture was stirred. The slurry obtained through a 50-mesh net was applied on a glass substrate and dried, and then baked at a temperature shown in Table 3 for 20 minutes. Was polished. The surface hardness of the evaluation sample thus obtained was measured with a micro Vickers hardness meter having a standard load of 98.07 N. These results are shown in Table 3.
[0046]
[Table 1]
Figure 0003556488
[0047]
[Table 2]
Figure 0003556488
[0048]
[Table 3]
Figure 0003556488
[0049]
As is clear from these tables, Sample No. with no ceramic filler added. Sample Nos. 1 and 8 in which the amount of the ceramic filler added was less than 70 parts by weight. Samples Nos. 7, 25 and 29 have low Vickers hardness, and are larger than 90 parts by weight. 4, 12, 16, 20, 23, and 27 show that the Vickers hardness tends to be low, the relative dielectric constant and the dielectric loss tend to be high, and the strain point of the glass tends to be high.
[0050]
On the other hand, it is understood that the sample of the present invention has excellent properties such as a Vickers hardness of 450 kg / mm 2 or more, a relative dielectric constant at 100 kHz of 8.0 or less, and a dielectric loss of 1.0% or less.
[0051]
Then, a glass containing B, Si, Zn, and at least two or more of alkali metals was used. 10, 11, 14, 15, 18, and 19 indicate that the Vickers hardness is 500 kg / mm 2 or more, the relative dielectric constant at 100 kHz is 7.0 or less, and the dielectric loss is 0.8% or less.
[0052]
Then, the present inventors investigated the relationship between the average particle size of the ceramic filler and the Vickers hardness. The Vickers hardness was measured while changing the average particle size of the ceramic filler of No. 3. The result is shown in FIG. From FIG. 2, when the ceramic filler is 1.0 to 1.5 μm, the Vickers hardness shows a peak, and the Vickers hardness tends to decrease as the thickness approaches 0.5 μm or 2.0 μm. I understand.
[0053]
【The invention's effect】
In the PDP substrate of the present invention, the partition walls are made of glass and a predetermined amount of ceramic filler composed of at least one of ZrO 2 , TiO 2 , Al 2 O 3 , SiO 2 , MgO, CaO and Y 2 O 3. With this configuration, the Vickers hardness is 450 kg / mm 2 or more, the relative dielectric constant at 100 kHz is 8.0 or less, and the dielectric loss is 1.0% or less, and the Vickers hardness of the partition walls can be improved. To improve the image quality, have good response to the applied voltage pulse, reduce the energy loss at the partition wall, further reduce the firing temperature, and reduce the influence of thermal deformation of the insulating substrate. The dimensional accuracy of the partition is improved, and the production yield can be improved.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a sectional view showing a part of a PDP.
FIG. 2 is a graph showing the relationship between the average particle size of a ceramic filler and Vickers hardness.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Plate-shaped insulating base 3 ... Partition 7 ... Address electrode 9 ... Phosphor 11 ... Front plate 13 ... Discharge sustaining electrode

Claims (4)

板状絶縁基体と、該板状絶縁基体に形成された複数の隔壁とを具備するプラズマディスプレイパネル用基板において、前記隔壁が、ガラス(ただし、P 系ガラスを除く)と、ZrO、TiO、Al、SiO、MgO、CaOおよびYのうち少なくとも1種からなるセラミックフィラーとからなり、該セラミックフィラーが前記ガラス100重量部に対して70〜90重量部含有し、ビッカース硬度が450kg/mm 以上であることを特徴とするプラズマディスプレイパネル用基板。In a plasma display panel substrate including a plate-shaped insulating substrate and a plurality of partitions formed on the plate-shaped insulating substrate, the partition is made of glass (however, excluding P 2 O 5 -based glass) , ZrO 2 , TiO 2 , Al 2 O 3 , SiO 2 , MgO, CaO and ceramic filler comprising at least one of Y 2 O 3 , wherein the ceramic filler is 70 to 90 parts by weight based on 100 parts by weight of the glass. A substrate for a plasma display panel , comprising: a Vickers hardness of 450 kg / mm 2 or more . セラミックフィラーの平均粒径が0.5〜2μmであることを特徴とする請求項1記載のプラズマディスプレイパネル用基板。2. The plasma display panel substrate according to claim 1, wherein the ceramic filler has an average particle size of 0.5 to 2 [mu] m. ガラスが、金属元素としてB、Si、Znと、アルカリ金属のうち少なくとも2種以上とを含有することを特徴とする請求項1または2記載のプラズマディスプレイパネル用基板。3. The substrate for a plasma display panel according to claim 1, wherein the glass contains B, Si, Zn as a metal element and at least two or more of alkali metals. 隔壁の測定周波数100kHzにおける比誘電率が8.0以下、かつ誘電損失が1.0%以下であることを特徴とする請求項1乃至3のうちいずれかに記載のプラズマディスプレイパネル用基板。The plasma display panel substrate according to any one of claims 1 to 3, wherein a relative dielectric constant of the partition wall at a measurement frequency of 100 kHz is 8.0 or less and a dielectric loss is 1.0% or less.
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