JP3556488B2 - プラズマディスプレイパネル用基板 - Google Patents
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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、ＺｒＯ２ 、ＴｉＯ２ 、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 ２ Ｏ ５ 系ガラスを除く）と、ＺｒＯ２、ＴｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３、ＳｉＯ２、ＭｇＯ、ＣａＯおよびＹ２Ｏ３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 ２ 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 ２ Ｏ ５ 系ガラスを除く）と、ＺｒＯ２、ＴｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３、ＳｉＯ２、ＭｇＯ、ＣａＯおよびＹ２Ｏ３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 ２ 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 ２ Ｏ ５ 系ガラスを除く）と、ＺｒＯ２、ＴｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３、ＳｉＯ２、ＭｇＯ、ＣａＯおよびＹ２Ｏ３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 ２ 以上であるものである。なお、Ｐ ２ Ｏ ５ 系ガラスとは１５％以上のＰ ２ Ｏ ５ 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、ＺｒＯ２ 、ＴｉＯ２ 、Ａｌ２ Ｏ３ 、ＳｉＯ２ 、ＭｇＯ、ＣａＯおよびＹ２ Ｏ３ 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ＴｉＯ２ 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Ｂ２ Ｏ３ と、２０〜４５重量％のＺｎＯと、１０〜４０重量％のＳｉＯ２ と、１〜５重量％のＡｌ２ Ｏ３ と、２〜８重量％のＺｒＯ２ 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、Ｂ２ Ｏ３ 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、ＳｉＯ２ 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、Ａｌ２ Ｏ３ 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、ＺｒＯ２ 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／ｍｍ２ 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／ｍｍ２ 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／ｍｍ２ 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／ｃｍ２ 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】
【００４７】
【表２】
【００４８】
【表３】
【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／ｍｍ２ 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／ｍｍ２ 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、ＺｒＯ２ 、ＴｉＯ２ 、Ａｌ２ Ｏ３ 、ＳｉＯ２ 、ＭｇＯ、ＣａＯおよびＹ２ Ｏ３ 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／ｍｍ２ 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
【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、ＺｒＯ２ 、ＴｉＯ２ 、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 ２ Ｏ ５ 系ガラスを除く）と、ＺｒＯ２、ＴｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３、ＳｉＯ２、ＭｇＯ、ＣａＯおよびＹ２Ｏ３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 ２ 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 ２ Ｏ ５ 系ガラスを除く）と、ＺｒＯ２、ＴｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３、ＳｉＯ２、ＭｇＯ、ＣａＯおよびＹ２Ｏ３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 ２ 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 ２ Ｏ ５ 系ガラスを除く）と、ＺｒＯ２、ＴｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３、ＳｉＯ２、ＭｇＯ、ＣａＯおよびＹ２Ｏ３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 ２ 以上であるものである。なお、Ｐ ２ Ｏ ５ 系ガラスとは１５％以上のＰ ２ Ｏ ５ 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、ＺｒＯ２ 、ＴｉＯ２ 、Ａｌ２ Ｏ３ 、ＳｉＯ２ 、ＭｇＯ、ＣａＯおよびＹ２ Ｏ３ 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ＴｉＯ２ 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Ｂ２ Ｏ３ と、２０〜４５重量％のＺｎＯと、１０〜４０重量％のＳｉＯ２ と、１〜５重量％のＡｌ２ Ｏ３ と、２〜８重量％のＺｒＯ２ 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、Ｂ２ Ｏ３ 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、ＳｉＯ２ 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、Ａｌ２ Ｏ３ 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、ＺｒＯ２ 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／ｍｍ２ 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／ｍｍ２ 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／ｍｍ２ 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／ｃｍ２ 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】
【表２】
【表３】
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／ｍｍ２ 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／ｍｍ２ 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、ＺｒＯ２ 、ＴｉＯ２ 、Ａｌ２ Ｏ３ 、ＳｉＯ２ 、ＭｇＯ、ＣａＯおよびＹ２ Ｏ３ 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／ｍｍ２ 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
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 ２ Ｏ ５ 系ガラスを除く）と、ＺｒＯ２、ＴｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３、ＳｉＯ２、ＭｇＯ、ＣａＯおよびＹ２Ｏ３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 ２ 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。
- 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。
- 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。
- 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。
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