(57)【要約】【課題】  薄型化，軽量化に適したガラス材を用いた平面型表示装置を提供することを目的とする。【解決手段】  少なくとも、２枚のガラス基板および該ガラス基板の間に形成された発光部より構成される画像表示パネルおよび該表示パネルを用いた平面型表示装置において、該ガラス基板がＳｉＯ2 を主成分とし、Ｌａ，Ｓｃ，Ｙ，Ｃｅ，Ｐｒ，Ｎｄ，Ｐｍ，Ｓｍ，Ｅｕ，Ｇｄ，Ｔｂ，Ｄｙ，Ｈｏ，Ｅｒ，Ｔｍ，Ｙｂ，Ｌｕより選ばれた少なくとも一種を１〜２０重量％含有するガラス材であることを特徴とする画像表示パネルおよび平面型表示装置である。【選択図】図３
2006160546.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも、２枚の基板と、該基板の間に設けられた発光部を有する平面型表示装置であって、
該基板のうち少なくとも１枚の基板がＳｉＯ2 を主成分とし、Ｌａ，Ｓｃ，Ｙ，Ｃｅ，Ｐｒ，Ｎｄ，Ｐｍ，Ｓｍ，Ｅｕ，Ｇｄ，Ｔｂ，Ｄｙ，Ｈｏ，Ｅｒ，Ｔｍ，Ｙｂ，Ｌｕより選ばれた少なくとも一種を１〜２０重量％含有するガラス材であることを特徴とする平面型表示装置。
【請求項２】
少なくとも、２枚の基板と、該基板の間に形成された発光部を有する平面型表示装置であって、
該基板のうち少なくとも１枚の基板がＳｉＯ2 を主成分とし、Ｌａ，Ｙ，Ｇｄ，Ｙｂ，Ｌｕより選ばれた少なくとも一種を１〜１０重量％含有するガラス材であることを特徴とする平面型表示装置。
【請求項３】
少なくとも、２枚の基板および該基板の間に設けられた発光部よりなる画像表示パネルと、該画像表示パネルの表示面側に設置されたフィルタとを有する平面型表示装置であって、
前記フィルタはＳｉＯ2 を主成分とし、Ｌａ，Ｓｃ，Ｙ，Ｃｅ，Ｐｒ，Ｎｄ，Ｐｍ，
Ｓｍ，Ｅｕ，Ｇｄ，Ｔｂ，Ｄｙ，Ｈｏ，Ｅｒ，Ｔｍ，Ｙｂ，Ｌｕより選ばれた少なくとも一種を１〜２０重量％含有するガラス材であることを特徴とする平面型表示装置。
【請求項４】
少なくとも、２枚の基板および該基板の間に設けられた発光部よりなる画像表示パネルと、該画像表示パネルの表示面側に設置されたフィルタとを有する平面型表示装置であって、
前記フィルタはＳｉＯ2 を主成分とし、Ｌａ，Ｙ，Ｇｄ，Ｙｂ，Ｌｕより選ばれた少なくとも一種を１〜１０重量％含有するガラス材であることを特徴とする平面型表示装置。
【請求項５】
請求項３または４に記載された平面型表示装置において、
該前面フィルタは接着層により２枚以上のガラス材を積層した積層材であることを特徴とする平面型表示装置。
【請求項６】
内面に電子源アレイを備えた背面基板と、内面に前記電子源アレイに対応した配列を有する蛍光体パターンと加速電極とを備えて、その外面を表示面とする前面基板とからなり、前記背面基板と前記前面基板の各内面を対向させて両基板の周縁に有する封止部に封止材を介在させて封着してなる真空容器を有する平板型表示装置であって、該基板のうち少なくとも１枚の基板がＳｉＯ2 を主成分とし、Ｌａ，Ｓｃ，Ｙ，Ｃｅ，Ｐｒ，Ｎｄ，Ｐｍ，Ｓｍ，Ｅｕ，Ｇｄ，Ｔｂ，Ｄｙ，Ｈｏ，Ｅｒ，Ｔｍ，Ｙｂ，Ｌｕより選ばれた少なくとも一種を１〜２０重量％含有するガラス材であることを特徴とする平面型表示装置。
【請求項７】
内面に電子源アレイを備えた背面基板と、内面に前記電子源アレイに対応した配列を有する蛍光体パターンと加速電極とを備えて、その外面を表示面とする前面基板とからなり、前記背面基板と前記前面基板の各内面を対向させて両基板の周縁に有する封止部に封止材を介在させて封着してなる真空容器を有する平板型表示装置であって、該基板のうち少なくとも１枚の基板がＳｉＯ2 を主成分とし、Ｌａ，Ｓｃ，Ｙ，Ｃｅ，Ｐｒ，Ｎｄ，Ｐｍ，Ｓｍ，Ｅｕ，Ｇｄ，Ｔｂ，Ｄｙ，Ｈｏ，Ｅｒ，Ｔｍ，Ｙｂ，Ｌｕより選ばれた少なくとも一種を１〜１０重量％含有するガラス材であることを特徴とする平面型表示装置。
【請求項８】
前記背面基板が平坦で、前記前面基板の周縁に縁枠を一体的に有し、該縁枠の端面と前記背面基板とを封止材を介在させて封止することを特徴とする請求項６または７に記載の平面型表示装置。
【請求項９】
前記背面基板と前記前面基板の各周縁に、当該背面基板および前面基板とは別体の枠ガラスを有し、前記背面基板と前記前面基板および前記枠ガラスとの間に止材を介在させて封止することを特徴とする請求項６から８のいずれかに記載の平面型表示装置であって、該枠ガラスがＳｉＯ2 を主成分とし、Ｌａ，Ｓｃ，Ｙ，Ｃｅ，Ｐｒ，Ｎｄ，Ｐｍ，Ｓｍ，Ｅｕ，Ｇｄ，Ｔｂ，Ｄｙ，Ｈｏ，Ｅｒ，Ｔｍ，Ｙｂ，Ｌｕより選ばれた少なくとも一種を１〜２０重量％含有するガラス材であることを特徴とする平面型表示装置。
【請求項１０】
前記背面基板と前記前面基板の各周縁に、当該背面基板および前面基板とは別体の枠ガラスを有し、前記背面基板と前記前面基板および前記枠ガラスとの間に止材を介在させて封止することを特徴とする請求項６から８のいずれかに記載の平面型表示装置であって、該枠ガラスがＳｉＯ2 を主成分とし、Ｌａ，Ｓｃ，Ｙ，Ｃｅ，Ｐｒ，Ｎｄ，Ｐｍ，Ｓｍ，Ｅｕ，Ｇｄ，Ｔｂ，Ｄｙ，Ｈｏ，Ｅｒ，Ｔｍ，Ｙｂ，Ｌｕより選ばれた少なくとも一種を１〜１０重量％含有するガラス材であることを特徴とする平面型表示装置。
【請求項１１】
前記背面基板と前記前面基板を封止して形成された真空容器の内部に、当該背面基板と前面基板の間隙を保持するためのスペーサを有し、該スペーサと前記背面基板と前記前面基板とを封止材を介在させて封止することを特徴とする請求項６から１０の何れかに記載の平板型表示装置であって、該スペーサがＳｉＯ2 を主成分とし、Ｌａ，Ｓｃ，Ｙ，Ｃｅ，Ｐｒ，Ｎｄ，Ｐｍ，Ｓｍ，Ｅｕ，Ｇｄ，Ｔｂ，Ｄｙ，Ｈｏ，Ｅｒ，Ｔｍ，Ｙｂ，Ｌｕより選ばれた少なくとも一種を１〜２０重量％含有するガラス材であることを特徴とする平面型表示装置。
【請求項１２】
前記背面基板と前記前面基板を封止して形成された真空容器の内部に、当該背面基板と前面基板の間隙を保持するためのスペーサを有し、該スペーサと前記背面基板と前記前面基板とを封止材を介在させて封止することを特徴とする請求項６から１０の何れかに記載の平板型表示装置であって、該スペーサがＳｉＯ2 を主成分とし、Ｌａ，Ｓｃ，Ｙ，Ｃｅ，Ｐｒ，Ｎｄ，Ｐｍ，Ｓｍ，Ｅｕ，Ｇｄ，Ｔｂ，Ｄｙ，Ｈｏ，Ｅｒ，Ｔｍ，Ｙｂ，Ｌｕより選ばれた少なくとも一種を１〜１０重量％含有するガラス材であることを特徴とする平面型表示装置。
【請求項１３】
請求項１から１２の何れかに記載の真空容器と、該真空容器の前面基板側に設置されたフィルタとを有する平板型表示装置であって、該フィルタはＳｉＯ2 を主成分とし、Ｌａ，Ｓｃ，Ｙ，Ｃｅ，Ｐｒ，Ｎｄ，Ｐｍ，Ｓｍ，Ｅｕ，Ｇｄ，Ｔｂ，Ｄｙ，Ｈｏ，Ｅｒ，
Ｔｍ，Ｙｂ，Ｌｕより選ばれた少なくとも一種を１〜２０重量％含有するガラス材であることを特徴とする平面型表示装置。
【請求項１４】
請求項１から１２の何れかに記載の真空容器と、該真空容器の前面基板側に設置されたフィルタとを有する平板型表示装置であって、該フィルタはＳｉＯ2 を主成分とし、Ｌａ，Ｓｃ，Ｙ，Ｃｅ，Ｐｒ，Ｎｄ，Ｐｍ，Ｓｍ，Ｅｕ，Ｇｄ，Ｔｂ，Ｄｙ，Ｈｏ，Ｅｒ，
Ｔｍ，Ｙｂ，Ｌｕより選ばれた少なくとも一種を１〜１０重量％含有するガラス材であることを特徴とする平面型表示装置。
【請求項１５】
請求項１３または１４に記載された平面型表示装置において、
該前面フィルタは接着層により２枚以上のガラス材を積層した積層材であることを特徴とする平面型表示装置。
【請求項１６】
請求項１ないし１５のいずれかに記載された平面型表示装置において、
前記ガラス材は酸化物換算でＳｉＯ2 が４０〜８０重量％、Ｂ2Ｏ3が０〜２０重量％、Ａｌ2Ｏ3が０〜２５重量％、Ｒ2Ｏ(Ｒはアルカリ金属)が５〜２０重量％、Ｒ′Ｏ（Ｒ′はアルカリ土類金属）が５〜２５重量％、Ｌｎ2Ｏ3（Ｌｎは、Ｌａ，Ｓｃ，Ｙ，Ｃｅ，
Ｐｒ，Ｎｄ，Ｐｍ，Ｓｍ，Ｅｕ，Ｇｄ，Ｔｂ，Ｄｙ，Ｈｏ，Ｅｒ，Ｔｍ，Ｙｂ，Ｌｕより選ばれた少なくとも一種）が１〜２０重量％の組成であることを特徴とする平面型表示装置。
【請求項１７】
請求項１ないし１５のいずれかに記載された平面型表示装置において、
前記ガラス材は酸化物換算で、ＳｉＯ2 が５０〜７０重量％、Ａｌ2Ｏ3が５〜２５重量％、Ｒ2Ｏ （Ｒはアルカリ金属）が７〜２０重量％、Ｌｎ2Ｏ3（Ｌｎは、Ｌａ，Ｙ，Ｇｄ，Ｙｂ，Ｌｕより選ばれた少なくとも一種）が１〜１０重量％であることを特徴とする平面型表示装置。
【請求項１８】
請求項１ないし１７のいずれかに記載の平面型表示装置において、
該ガラス材は着色成分を含有していることを特徴とする平面型表示装置。
【請求項１９】
請求項１ないし１８のいずれかに記載された平面型表示装置において、
前記基板には、放電電極の電気的特性を調整する層、または光学特性を調整する層のいずれか、または両方を設けられていることを特徴とする平面表示装置。
【請求項２０】
請求項１ないし１９のいずれかに記載の平面型表示装置において、
該ガラス材は破壊された時のガラス材の飛散量を減少させる層を有していることを特徴とする平面型表示装置。
【請求項２１】
請求項１ないし２０のいずれかに記載の平面型表示装置において、
前記ガラス材の密度が２.６ｇ／cm3以下であることを特徴とする平面型表示装置。
【請求項２２】
請求項１ないし２１のいずれかに記載の平面型表示装置において、
前記ガラス材の転移点は４５０℃以上であることを特徴とする平面型表示装置。
【請求項２３】
請求項１ないし２１のいずれかに記載の平面型表示装置において、
前記ガラス材の転移点は６００℃以上であることを特徴とする平面型表示装置。
【請求項２４】
請求項１ないし２３のいずれかに記載の平面型表示装置において、
前記ガラス材の熱膨張係数が７０〜９０×１０-7／℃であることを特徴とする平面型表示装置。
【請求項２５】
請求項１ないし２３のいずれかに記載の平面型表示装置において、
前記ガラス材の熱膨張係数が８０〜９０×１０-7／℃であることを特徴とする平面型表示装置。
【請求項２６】
請求項１ないし２５のいずれかに記載の平面型表示装置において、
該ガラス材のヤング率が８０ＧＰａ以上であることを特徴とする平面型表示装置。
【請求項２７】
請求項１ないし２６のいずれかに記載の平面型表示装置において、
該ガラス材のヤング率を密度で除した比ヤング率が３０ＧＰａ／（ｇ／cm3）以上であることを特徴とする平面型表示装置。
【請求項２８】
請求項１ないし２７のいずれかに記載の平面型表示装置において、
前記ガラス基板１枚の厚さが２.５mm 以下であることを特徴とする平面型表示装置。
【請求項２９】
請求項１ないし２７のいずれかに記載の平面型表示装置において、
前記ガラス基板１枚の厚さが２.０mm 以下であることを特徴とする平面型表示装置。
【請求項３０】
少なくとも、２枚の基板と、該基板の間に設けられた発光部からなる平面型表示装置用画像表示パネルであって、請求項１ないし１９のいずれかに記載の平面型表示装置に用いられることを特徴とする画像表示パネル。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はプラズマデイスプレイパネル（ＰＤＰ）を用いたプラズマデイスプレイ装置やフィールドエミッションデイスプレイ装置などの平面型表示装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
プラズマデイスプレイ装置やフィールドエミッションデイスプレイ装置などの平面型表示装置は、図１に示すような、対向する２枚のガラス基板と、このガラス基板の間に形成された発光部より構成される表示パネルを用いた画像表示装置である。
【０００３】
プラズマデイスプレイ装置では、この表示パネルは、多数の線状電極を配置した２枚のガラス基板を電極が対向するように配置し、両基板間にガスを充填した構造を有しており、前面板にはプラズマ放電を発生する表示電極が形成され、背面板には放電空間を作るための隔壁が形成されており、その内側には蛍光体が塗布されている。２枚の基板間には
Ｘｅガスが封止されており、表示電極間に発生するプラズマ放電により発生した紫外線が蛍光体を刺激してＲＧＢ可視光を表示する。
【０００４】
フィールドエミッションデイスプレイ装置では、この表示パネルは、例えば特開2001−１０１９６５号公報（特許文献１）に開示されているように、絶縁性基板状に冷陰極素子の電子放出素子をマトリックス状に配置して電子源とした背面基板と、透光性基板上に電子源からの電子の衝突により発光する蛍光体を設けた表示基板を対向させ、基板周辺を密閉して内部を減圧気密状態にした構造を有している。また、背面基板と前面基板の間隔は、表示領域内に両基板を支えるように配置される隔壁と称する部材（スペーサ）で所定間隔に保持される。
【０００５】
これらの表示パネルを用いた平面型表示装置のうち、例えば、プラズマデイスプレイ装置は、図２に示すように、パネル，電源および各種回路、および前面フィルタなどから構成されている。
【０００６】
前面フィルタは、光学的特性の調整や強度的な保護を目的とし、表示パネルの前に設置される。これに対して、例えば、特開２００１−３４３８９８号公報（特許文献２）では、表示パネルの前面ガラス基板に直接、透明導電フィルムやＡＲフィルムなどを形成し、前面フィルタを取り除いた構造のプラズマデイスプレイ装置が開示されている。このような構造にすることにより、プラズマデイスプレイ装置の薄型化や軽量化を図ることが可能となるが、現行のガラス基板では、前面フィルタを取り除いた場合の耐衝撃などに対する強度が十分に考慮されていない。
【０００７】
【特許文献１】特開２００１−１０１９６５号公報
【特許文献２】特開２００１−３４４８９８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
平面型表示装置は、安価で簡単に据付できる壁掛けテレビとしての利用が考えられている。しかしながら現在市販されているプラズマデイスプレイ装置の３２Ｖ型モニター部
（スタンド除く）の重量は２４kgあり、これを一般家庭の壁などに設置するためには、壁の補強などの工事を必要とする。従って、平面型表示装置の更なる軽量化や薄型化を図ることが要求されている。
【０００９】
平面型表示装置の表示用パネルに用いられているガラス基板には、高い透光性，耐熱性，化学的安定性，他部材との熱膨張係数のマッチングなどが要求されており、その要求特性から、化学強化ガラスや結晶化ガラスなどのような強化処理を施したガラス材を用いることができない。そのため、所定の強度を確保するためには所定の厚さが必要とされ、平面表示装置の薄板化・軽量化に対する課題となっている。
【００１０】
例えばプラズマデイスプレイ装置では、全重量のうち、基板などで用いられているガラス材の重量が１／３程度を占めており、プラズマデイスプレイ装置の軽量化を図るためには、ガラス基板などのガラス材の薄型化軽量化を図ることが必要である。
【００１１】
また、フィールドエミッションデイスプレイ装置ではガラス基板のほか、スペーサ，周辺部を封止するための枠ガラスなどが必要であり、これらについても併せて軽量高強度化することが必要である。
【００１２】
そこで、本発明では、ガラス材の検討によって薄型化，軽量化された平面型表示装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記課題を解決するための本発明の手段は、二枚の基板間に発光部を設けた平面表示装置、または二枚の基板間に発光部を設けた表示パネルとその表示面側にフィルタを設けた平面表示装置であって、基板またはフィルタの少なくともいずれかに所定の希土類元素を含有するガラス材を用いたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明により、薄型軽量で高強度なガラス材を用いた平面型表示装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
本発明は、具体的には、少なくとも、２枚の基板および該基板の間に形成された発光部より構成される画像表示パネルおよび該表示パネルを用いた平面型表示装置において、該基板のうち少なくとも１枚の基板がＳｉＯ2 を主成分とし、Ｌａ，Ｓｃ，Ｙ，Ｃｅ，Ｐｒ，Ｎｄ，Ｐｍ，Ｓｍ，Ｅｕ，Ｇｄ，Ｔｂ，Ｄｙ，Ｈｏ，Ｅｒ，Ｔｍ，Ｙｂ，Ｌｕより選ばれた少なくとも一種を含有するガラス材であることを特徴とする平面型表示装置であり、さらに、少なくとも、２枚の基板および該基板の間に形成された発光部より構成される画像表示パネルおよび該表示パネルを用いた平面型表示装置において、該基板のうち少なくとも１枚の基板がＳｉＯ2 を主成分とし、Ｌａ，Ｙ，Ｇｄ，Ｙｂ，Ｌｕより選ばれた少なくとも一種を含有するガラス材であることを特徴とする平面型表示装置である。
【００１６】
前記に記載の平面型表示装置において、前記ガラス材の組成が以下の酸化物換算で（数字は重量％）、ＳｉＯ2：４０〜８０，Ｂ2Ｏ3：０〜２０，Ａｌ2Ｏ3：０〜２５，Ｒ2Ｏ
（Ｒはアルカリ金属）：５〜２０，Ｒ′Ｏ（Ｒ′はアルカリ土類金属）：５〜２５，
Ｌｎ2Ｏ3（Ｌｎは、Ｌａ，Ｓｃ，Ｙ，Ｃｅ，Ｐｒ，Ｎｄ，Ｐｍ，Ｓｍ，Ｅｕ，Ｇｄ，Ｔｂ，Ｄｙ，Ｈｏ，Ｅｒ，Ｔｍ，Ｙｂ，Ｌｕより選ばれた少なくとも一種）：１〜２０であることを特徴とする平面型表示装置であり、さらに、前記に記載の平面型表示装置において、前記ガラス材の組成が以下の酸化物換算で（数字は重量％）、ＳｉＯ2：５０〜７０，Ａｌ2Ｏ3：５〜２５，Ｒ2Ｏ（Ｒはアルカリ金属）：７〜２０，Ｌｎ2Ｏ3（Ｌｎは、Ｌａ，Ｙ，Ｇｄ，Ｙｂ，Ｌｕより選ばれた少なくとも一種）：１〜１０であることを特徴とする平面型表示装置である。
【００１７】
前記のガラス材の密度が２.６ｇ／cm3以下であることを特徴とする平面型表示装置である。
【００１８】
前記のガラス材の転移点が４５０℃以上であることを特徴とする平面型表示装置である。
【００１９】
前記のガラス材の転移点が６００℃以上であることを特徴とする平面型表示装置である。
【００２０】
前記のガラス材の熱膨張係数が７０〜９０×１０-7／℃であることを特徴とする平面型表示装置である。
【００２１】
前記のガラス材の熱膨張係数が８０〜９０×１０-7／℃であることを特徴とする平面型表示装置である。
【００２２】
前記のガラス材のヤング率が８０ＧＰａ以上であり、ヤング率を密度で除した比ヤング率が３０ＧＰａ／（ｇ／cm3 ）以上であることを特徴とする平面型表示装置である。
【００２３】
前記のガラス材が着色成分を含有していることを特徴とする平面型表示装置である。
【００２４】
前記のガラス基板１枚の厚さが２.５mm 以下であることを特徴とする平面型表示装置である。
【００２５】
前記のガラス基板１枚の厚さが２.０mm 以下であることを特徴とする平面型表示装置である。
【００２６】
前記の画像表示パネルおよび該表示パネルを用いた平面型表示装置において、放電電極等の電気的特性を調整する層及び光学特性を調整する層を該ガラス基板に形成することを特徴とする平面型表示装置である。
【００２７】
前記の画像表示パネルおよび該表示パネルを用いた平面型表示装置において、該ガラス基板にガラス基板が破壊した時のガラスの飛散を防止する層を形成することを特徴とする平面型表示装置である。
【００２８】
少なくとも、２枚の基板および該基板の間に形成された発光部より構成される画像表示パネルおよび該表示パネルを用いた平面型表示装置において、該表示パネルの前面に設置された前面フィルタに前記のいずれかに記載のガラス材を用いたことを特徴とする平面型表示装置である。
【００２９】
前記の前面フィルタにおいて、該ガラス材が、樹脂などにより２枚以上のガラス材を積層した積層材であることを特徴とする平面型表示装置である。
【実施例】
【００３０】
図１に表示パネルの、図２にプラズマデイスプレイ装置の模式図を示す。プラズマデイスプレイ装置は、表示パネル，回路，電源および表示パネルの前面に設置された前面フィルタより構成されている。本発明のプラズマデイスプレイ装置では、表示パネルの前面板や背面板に用いるガラス基板の厚さを、従来のガラス基板（２.８mm 厚）に比べて薄板化することが可能であり、平面型表示装置の薄型化や軽量化を図ることが可能となる。
【００３１】
フィールドエミッションデイスプレイ装置は対抗して配置された前面基板と背面基板およびこれらの基板間に配置されたスペーサや、基板の周縁に設置された枠ガラスなどより構成されている。本発明のガラス材を用いることにより、プラズマデイスプレイ装置と同様に前面基板，背面基板の薄型化や軽量化を図ることができる。また、スペーサーは、電子源の設置間隔にも依存するが、高さ数mm，幅数１００μｍ程度の極めて薄く、かつアスペクト比に大きな形状が要求されている。このような形状のガラス材を圧縮応力が作用する減圧環境下で長期間安定的に使用するためには、ガラス材自体の強度を高めることが必須である。この点、以下に示すように従来材に比べ高い強度を有する本発明材はスペーサー材として極めて有効である。
【００３２】
さらに、図３に示すように、ガラス基板の高強度化を図ることにより、プラズマデイスプレイ装置，フィールドエミッションデイスプレイ装置のいずれにおいても、前面フィルタが不要な構造も可能となり、さらに平面型表示装置の薄型化，軽量化を図ることができる。このような前面フィルタを除いた構造の場合でも、本発明のガラス材を用いることにより、現在、前面フィルタに形成している電気的特性を調整する層や光学的特性を調整する層などを表示パネルの前面板に形成することができる。また、万が一、ガラス基板が破損した場合に備えて、破損によるガラスの飛散を防止する層を形成することができる。さらに、用途により、前面フィルタが必要な場合でも、前面フィルタに本発明のガラス材を用いることにより、前面フィルタの薄型化することができるため、平面型表示装置の薄型化，軽量化を図ることが可能である。
【００３３】
さらに、薄板化のメリットとしては、上記のような軽量化のほかに、平面型表示装置の表示性能の向上を挙げることができる。図４に示すように、ガラス材の厚さを薄くすることにより、表示パネルの発光部から発するＲＧＢ発光の広がりやＲＧＢ発光同士が重なる領域を低減することが可能となり、これにより平面型表示装置の高精細化を図ることができる。このＲＧＢ発光の広がりや重なり領域の低減量は、ガラス材の屈折率や厚さなどにより変化するが、屈折率が同じ場合、ガラス材の厚さを半分にすることにより、広がりや重なり領域の大きさを半分程度にすることが可能である。
【００３４】
次に、本発明のガラス材について説明する。１ｍ角サイズの実際の大型ガラス基板は、例えばフロート法などで作製されるが、以下では、ガラス材の各種特性を評価する試作材の作製方法について記載する。定められた量の原料粉末を白金製のるつぼに秤量して入れ、混合した後、電気炉中で１６００℃で溶解した。原料が十分に溶解した後、白金製の撹拌羽をガラス融液に挿入し、約４０分撹拌した。その後撹拌羽を取り出し、２０分静置した後、約４００℃に加熱された黒鉛製の治具にガラス融液を流し込んで急冷することによりガラスブロックを得た。その後各ガラスのガラス転移温度付近までブロックを再加熱し、１〜２℃／分の冷却速度で徐冷することにより歪とりを行った。
【００３５】
マイクロビッカース硬さ（Ｈｖ）は、測定荷重５００ｇ，荷重印加時間１５秒の条件で１０ヶ所測定し、その平均値とした。なお測定は荷重印加後２０分経過してから行った。試験片の形は４mm×４mm×１５mmとした。透過率は分光光度計を用いて可視光波長領域
（３８０〜７７０ｎｍ）でガラスに対して垂直に入射した光の透過前後の強度比から測定した。試料の形状は１５mm×２５mm×１mmである。
【００３６】
表１に本発明で検討したガラス材の組成とマイクロビッカース硬度（Ｈｖ）を示す。
【００３７】
【表１】
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【００３８】
Ｎo.１のガラスは、ＳｉＯ2 ，Ａｌ2Ｏ3，Ｂ2Ｏ3を主成分とするアルミノホウケイ酸系ガラスである。このガラスを基本組成とし、この１００重量部に対して希土類酸化物を添加した。表１中、Ｎo.２〜８は、Ｎo.１のガラスに希土類酸化物の一つである酸化イッテリビウム（Ｙｂ2Ｏ3）を重量比で０.５ 〜２５添加したガラスである。Ｎo.９は酸化イッテリビウムを重量比で４５含有させたガラスであるが、Ｙｂ2Ｏ3の原料粉末がガラス溶解時にガラス中に残存し、均一なガラスを得ることが難しかった。Ｎo.１０，１１は、Ｎo.１のガラス１００重量部に対してＳｉＯ2 ，Ａｌ2Ｏ3及びＢ2Ｏ3の添加量を変化させて作製したガラスである。Ｎo.１２，１３のガラスは、Ｎo.１０，１１のガラスにＹｂ2Ｏ3を重量比で５.３ 添加したガラスである。
【００３９】
Ｎo.１４はＳｉＯ2 ，Ａｌ2Ｏ3を主成分とするアルミノシリケート系ガラスである。
Ｎo.１５〜１８はＮo.１４のガラスにＹｂ2Ｏ3を重量比で３.１〜２５添加したガラスである。
【００４０】
Ｎo.２０〜２４はＮo.１９のガラスに、Ｎo.２６〜３０はＮo.２５のガラスに、Ｎo.
３２〜３６はＮo.３１のガラスに、Ｎo.３８〜４２はＮo.３７のガラスに、各々Ｙｂ2Ｏ3を重量比で３.１〜２５添加したガラスである。
【００４１】
表２には比較例として、アルカリ置換えにより化学強化したガラスの特性を示す。
【００４２】
ここで、Ｎo.４３〜４８は各々、Ｎo.１，１４，１９，２５，３１，３７のガラスに化学強化処理を施したガラスである。
【００４３】
【表２】
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【００４４】
化学強化は、約１.０mm の平板に加工したガラスを３８０℃の硝酸カリウム溶液中に
４０分浸漬して行った。化学強化層の厚みは、約１０μｍであった。表２に示すように、化学強化により強化前のガラスに比べて、Ｈｖが約４〜８％上昇していることが分かった。
【００４５】
この化学強化ガラスのＨｖの結果をもとに、表１に示したガラスの強度を評価する。
Ｎo.２〜Ｎo.８のガラスにおいて、Ｙｂ2Ｏ3の添加量が重量比で０.５ のＮo.２では、マイクロビッカース硬度はＮo.１のガラスに比べて上昇はしていたが、その上昇量はＮo.
４３に比べて小さく、化学強化ガラスの硬度に達しなかった。Ｙｂ2Ｏ3の添加量が重量比で３.１ のＮo.４では、Ｎo.４３の化学強化ガラスのＨｖを超えることが分かった。さらにＹｂ2Ｏ3の添加量を増加させたＮo.５〜８のガラスでは、Ｈｖはさらに上昇した。以上のように、Ｙｂ2Ｏ3を添加した場合、大きくＨｖを上昇させることができた。Ｎo.１４，１９，２５，３１，３７のガラスに化学強化処理を施したＮo.４４〜４８のガラスでも同様の結果が得られた。
【００４６】
またＮo.１０〜１３に示すように、他の機械的強度を向上させると考えられるＳｉＯ2 やＡｌ2Ｏ3といった成分を変化させた場合のＨｖの上昇量と比較すると、Ｙｂ2Ｏ3を添加した方が効果的であった。なお、ガラスの基本組成が異なるＮo.１４〜Ｎo.１８のガラスおよびＮo.１９〜Ｎo.２４のガラスにおいても同様にＹｂ2Ｏ3を添加により機械的特性が向上した。
【００４７】
次に、Ｎo.１のガラス，Ｎo.４のガラス及び比較のためＮo.４３の化学強化ガラスの三点曲げ強度試験を行った。表３に三点曲げ強度の平均値（σ／ＭＰａ）を示す。
【００４８】
【表３】
2006160546.tif 000005
【００４９】
評価は、ガラス厚さ１.０mm ，幅４mm，長さ４０mmの試験片を用いて行った。下部スパンは３０mmとした。試験片数（ｎ）は各試料とも２０とした。加えた荷重をｗとすると、三点曲げ強度σ（ＭＰａ）は
σ＝（３ｌｗ／２ａｔ2）
となる。ここで、ｌ；下部スパン，ａ；試験片の幅，ｔ；試験片の厚さである。
【００５０】
Ｎo.１のガラスの平均の三点曲げ強度は１５３ＭＰａであった。Ｎo.５のガラスでは、平均の三点曲げ強度は２３２ＭＰａと、約５０％強度が向上しており、化学強化ガラスと同等の強度を有していた。
【００５１】
Ｎo.２〜Ｎo.８のガラスの光透過率を表４に示す。ここに示すようにいずれも８０％以上の値を示した。
【００５２】
【表４】
2006160546.tif 000006
【００５３】
次に、Ｎo.１のガラス１００重量部に対して希土類元素酸化物４重量部を添加し、ガラスを作成した。表５に添加した希土類元素の種類及び得られたガラスのマイクロビッカース硬度（Ｈｖ），光透過率を示す。
【００５４】
【表５】
2006160546.tif 000007
【００５５】
マイクロビッカース硬度を見ると、いずれの希土類元素を添加した場合でも上昇していた。特に、いわゆる重希土類元素を添加した場合の方が上昇の程度が大きかった。それらの硬度の値５８０以上で、化学強化ガラスのＨｖよりも大きかった。透過率はＮo.４９，５０，５４，５５，５６，５９，６０，６１のガラスでは９０％以上の値を示していた。
【００５６】
特に画像を表示する側である前面板や前面フィルタに用いられるガラス材自体の光透過率は高いほうが望ましく、この点、高い透過率を示したＮo.４２，４３，４７，４８，
４９，５２，５３，５４のガラス材は前面板や前面フィルタに好適である。但し、例えば、プラズマデイスプレイ装置では、表示画像の色補正のため、前面フィルタにＭＢＰ
（Multi Band Pass）カラーフィルタを形成しており、実際には、このフィルタを介すことにより光透過率が低下しているため、透過率が９０％未満のガラス材でも、フィルタの特性を調整することにより用いることができる。
【００５７】
また、ＰＤＰでは発光部にて紫外光を発生して蛍光体を励起し、ＲＧＢ発光を行っているが、発生した紫外光の一部が前面板に達し、前面板自体が発光すると表示画像の画質に悪影響を及ぼす恐れがある。そこで、表５のガラス材に紫外光（波長２６５ｎｍ）をあてたところ、Ｙ，Ｌａ，Ｇｄ，Ｙｂ，Ｌｕは紫外光による発光が観察されなかった。そのため、添加する希土類元素の種類としては、Ｙ，Ｌａ，Ｇｄ，Ｙｂ，Ｌｕがより好ましい。
【００５８】
表１に示すように、希土類酸化物の含有量は、２０重量％を超えると未溶解部やガラスの不均一化などにより機械的特性が低下し、好ましくなかった。また、１重量％未満では機械的強度向上の効果が小さかった。従って、希土類酸化物の含有量は１〜２０重量％であることが好ましい。但し、含有量が１０重量％を超えると、ガラス材が失透し始め、光透過率が低下したため、１〜１０重量％であればさらに好ましい。
【００５９】
次に、母ガラスの組成の検討を行った。ＳｉＯ2 の含有量が４０重量％未満では、機械的強度，化学的安定性が損なわれるため、好ましくなかった。また、ＳｉＯ2 含有量が
８０重量％を超えると、溶融性が低下し脈理が多く発生した。以上から、ＳｉＯ2 の含有量は４０〜８０重量％であることが好ましく、さらに５０〜７０重量％であればより好ましい。
【００６０】
母ガラスにＢ2Ｏ3を含有させたところ、流動性に優れたガラスが得られた。しかしその含有量が２０重量％を超えると、希土類含有による機械的強度向上の効果が小さくなった。このため、Ｂ2Ｏ3の含有量は２０重量％以下であることが好ましい。但し、アルカリ金属酸化物とＢ2Ｏ3が混在した場合、ガラス溶融中に、アルカリ金属の蒸発が促進され、溶解炉の炉壁材などを傷め、コスト上昇の要因となるため、特に量産段階ではアルカリ金属酸化物とＢ2Ｏ3を混在しないことが好ましい。
【００６１】
次にアルカリ金属酸化物の検討を行った。アルカリ金属酸化物（Ｌｉ2Ｏ，Ｎａ2Ｏ，
Ｋ2Ｏ ）の含有量の合計が２０重量％を超えると、化学的安定性が低下した。但し、アルカリ金属酸化物の添加はガラス材の熱膨張係数を大きくする働きがあるため、アルカリ金属酸化物の含有量の合計は、５〜２０重量％であることが好ましく、さらに７〜２０重量％であればより好ましい。アルカリ土類金属酸化物の場合、２５重量％を超えると、化学的安定性が低下した。但し、アルカリ金属酸化物と同様に、アルカリ土類酸化物の添加もガラス材の熱膨張係数を大きくする働きがあり、アルカリ金属酸化物に比べ、ガラス材の転移点を低下させないため、アルカリ土類金属酸化物の含有量は５〜２５重量％であることが好ましい。
【００６２】
また、アルカリ金属酸化物とアルカリ土類金属酸化物は、ガラスを低融点化させる意味では同様の効果が見られたが、その合計量が５重量％未満では流動性が悪く、脈理が多く発生した。また４０重量％を超えると、化学的安定性が低下した。このことから、アルカリ金属酸化物，アルカリ土類金属酸化物の含有量の合計は、５重量％以上，４０重量％未満であることが好ましい。
【００６３】
Ａｌ2Ｏ3はガラスの機械的強度や化学的安定性を増加させるのに効果的であり、５重量％以上ではその効果が顕著であった。但し、含有量が２５重量％を超えると、ガラスの流動性が低下し、好ましくなかった。従って、Ａｌ2Ｏ3の含有量は、２５重量％以下であることが好ましく、さらに５〜２５重量％であればより好ましい。
【００６４】
また、上記の酸化物のほかに、ＺｎＯ，ＺｒＯ2 なども添加することができる。
【００６５】
ＺｎＯを添加すると、ガラスの溶解を促進するとともに、ガラスの耐久性を向上させる効果がある。特に０.５重量％ 以上含有させるとその効果がより顕著になって好ましい。しかし１０重量％を超えるとガラスの失透性が増し、均質性の高いガラスが得られなくなる。
【００６６】
ＺｒＯ2 を添加すると、ガラスの耐久性を向上させる効果がある。特に０.５ 〜５重量％の範囲で含有させるとその効果がより顕著になって好ましい。しかし５重量％を超えて含有させるとガラス溶融が困難になるとともに、ガラスの失透性が増大する。
【００６７】
また本発明のガラス材は、加工による微小傷を取り除くために、その外周の端面や面取り面が、弗酸，弗硝酸，弗硫酸，バッファード弗酸等でエッチング処理されていることが好ましい。この処理がなされると、少なくとも３０％程度の曲げ強度の向上を図ることができる。特にガラス成分として希土類酸化物を含有したガラスに対してエッチングを行うと、非常に高い強度を得ることができる。
【００６８】
本発明のガラス材は、希土類元素を添加したことにより、十分な強度を得ている。従って、従来のガラス材の強化法である化学強化のような表面強化処理が不要である。すなわち、ガラス表面に残留応力を生じさせた圧縮強化層がないことを特徴としている。表面の圧縮強化層の有無は、例えばレーザ光線を表面から照射し、反射光をプリズムを用いて分光する方法により測定できる。本発明のガラス材を上記方法で測定すると、ガラス材内部と表面での残留応力差がほとんどない、すなわち表面応力層がないことが確認された。
【００６９】
本発明のガラスの表面部には圧縮強化層が存在せず、ガラス内部の応力分布が実質的に均一であることを特徴とする。この結果、本発明のガラスの表面に化学強化ガラスの圧縮強化層深さと同程度の深さのキズが入ったとしても、化学強化ガラスのように全体が粉々に破損することはない。
【００７０】
また、化学強化ガラスでは、表面に圧縮強化相を、内部にはバランスをとるための引張り相を形成しているため、所定の強度を有するためには、その強度に応じて厚さが制限されるという問題点があるが、これに対し、本発明のガラス材は表面応力層を存在させる必要が無いため、化学強化ガラスの場合のような厚さの制約がなく、より薄いガラスを作製することが可能である。従来のガラス基板は機械的強度を確保するため、厚さが２.８mm 程度必要であるが、本発明のガラスでは、特別な強化処理を施すことなく、ガラス材を強化しているため、ガラス基板の厚さも従来材より薄くすることが可能となり、平面型表示装置の薄型軽量化が可能となる。
【００７１】
本発明の表示パネルおよび平面型表示装置ではガラス基板を薄くすることができるため、これにより、ガラス材の重量、ひいては表示パネルや平面型表示装置の重量を低減することができるが、その反面、ガラス材の密度が大きくなっては、ガラス基板の薄板化による重量減少効果が低減するため、ガラス材の密度は２.８ｇ／cm3以下であることが好ましく、さらに２.６ｇ／cm3以下であればより好ましい。
【００７２】
本発明のガラス材の転移点は４５０℃以上であることが好ましく、さらに６００℃以上であればより好ましい。これは、表示パネルの製造過程で、接合工程や真空排気工程などの高温に加熱する熱処理を施しており、ガラス材の転移点が各表示パネルの製造工程で実施又は想定されている熱処理工程の最高温度より低い場合、ガラス基板中に残留応力が発生し、表示パネルの不具合や破損を招くためである。
【００７３】
本発明のガラス材の熱膨張係数は封止ガラス材などの他の部材の熱膨張係数との関係から、７０〜９０×１０-7／℃であると好ましく、さらに８０〜９０×１０-7／℃であるとより好ましい。これは、熱膨張係数がこれより大きい又は小さいと、熱膨張係数差に起因して接合部付近に残留応力が発生し、パネルの不具合や破損をもたらすためである。
【００７４】
本発明のガラス材のヤング率，比弾性率（ヤング率を密度で除した値）は、各々８０
ＧＰａ，３０ＧＰａ／（ｇ／cm3 ）以上であることが好ましい。これは、ヤング率，比弾性率の値がこれより小さくなる、ガラス基板の撓み量が現行材より大きくなり、ハンドリング性の低下に伴い、製造工程での不具合や歩留まりの悪化を招くためである。
【００７５】
本発明では、従来のガラス基板材に比べ、ガラス材の密度を大きく変化させることはなく、ガラス基板の厚さを現行材より薄くすることが可能なため、平面型表示装置の薄型軽量化が期待できる。さらに、平面型表示装置の軽量化を図ることにより、装置の運搬・設置の手間・コストの軽減が期待できる。さらには、平面型表示装置を壁などに直接設置することが可能となる。
【００７６】
特に、現行のプラズマデイスプレイ装置の場合、モニター部の重量のうち、ガラス材が占める割合は約３５％であるが、ガラス基板を薄くすることにより、この割合を低下させるともに、装置の重量を低下させることができる。
【００７７】
ガラス基板の厚さを薄くした場合、２.５mm では、現行の約２１％と２０％以上ガラス基板（２枚）の重量を低減することが可能となり、２.０mm の場合では５７％とさらに大幅に低減することができる。そのため、ガラス基板の厚さとしては、２.５mm 以下が好ましく、さらに２.０mm 以下であればより好ましい。
【００７８】
本発明のガラス材は強化機構の関係上、ガラス一枚当たりの厚さの薄いものを作製可能なので、特に強度の必要な用途向けには、２枚以上のガラスを樹脂を介して積層することでさらに強度を高めることが可能である。このような積層ガラスを前面フィルタに用いることにより、平面型表示装置の信頼性をさらに向上することができる。但し、積層枚数に比例してガラス材の合計重量が増加するため、重量が過大にならぬよう、積層ガラス材の合計厚さは１枚材と同等以下であることが望ましい。
【００７９】
また、この積層ガラス材の場合、ガラス積層の際に、樹脂層内に金属，セラミックス，カーボンファイバー，グラスファイバー等のワイアを配置して、さらに強度を高めることが可能である。
【００８０】
さらに、前記ガラス材内にワイアを配置する方法として、ガラス内部に金属，セラミックス等のワイアを配置することもできる。この場合はガラス原料が高温で溶融状態にあるときに、耐熱性の金属，セラミックス等のワイアを挿入し冷却・固化することでワイア入りのガラス板とすることができる。前記透明ガラス内にワイアを配置することで、重量物の衝突によるガラス破片の落下・飛散の防止が期待でき、特に屋外に設置する平面型表示装置に好適である。
【００８１】
本発明のガラス材は、種々の元素を含有することにより、ガラス材を着色させることができる。着色元素としては、可視光（３８０〜７８０ｎｍ）の光を吸収するような成分であって、希土類元素のほかに、鉄，コバルト，ニッケル，クロム，マンガン，バナジウム，セレン，銅，金，銀などがあげられる。これらを用途に応じて適量添加してガラス材に着色を施すことにより、平面型表示装置のコントラスト向上を図ることが可能となる。
【００８２】
次に実施例のＮo.１，４，５，７のガラスと、比較例としてＮo.３７の化学強化ガラスの耐水性，耐熱性,表面粗さを評価した。作製したガラス試料は、７５mm×２５mm×１.０mmとした。得られた基板の耐水性，耐熱性，表面粗さを表６に示す。
【００８３】
【表６】
2006160546.tif 000008
【００８４】
耐水性は、７０℃の純水８０ｍｌに基板を２０時間浸漬し、純粋中に溶出した全アルカリ，アルカリ土類元素量を検出し、トータルの溶出量をppm で表示した。耐熱性は、基板を真空中３５０℃に加熱し、その後、表面部を二次イオン質量分析した。表面層にアルカリイオンの拡散が見られたものは△、見られなかったものは○で表示した。
【００８５】
耐水性をみると、Ｎo.４，５，７はＮo.３７の化学強化ガラスに比べて溶出アルカリ量が少なく、良好であった。同様に耐熱性試験においても、Ｎo.３７の化学強化ガラス基板では表面層に多くのアルカリ元素が検出され、イオンの移動が起こっていることがわかった。以上のように、化学強化したガラス基板ではアルカリ元素の移動が生じやすく、不安定であったのに対し、本発明のガラス基板では、熱的，化学的な安定性が良好であった。
【００８６】
次に表面粗さを見ると、Ｎo.４，５，７のガラス基板では、Ｒａ＝０.１〜０.３ｎｍと、良好な平滑性が得られた。また、耐水性試験後の表面粗さもＲａ＝０.２〜０.４ｎｍと高い平滑性を示した。一方、Ｎo.３７のガラスでは、Ｒａ＝０.９ｎｍ 、耐水試験後ではＲａ＝１.５ と大きな値となった。さらに、希土類酸化物を添加していないＮo.１のガラスとくらべても、いずれも良好な結果が得られた。このように、本発明材はＮo.１，３７などに比べ、化学的安定性に優れているため、ガラス材の上に透明導電膜や反射防止膜などを形成した場合でも、これらの膜の経時安定性に優れている。また、Ｎo.１０からＮo.３６のガラス材でも同様の結果が得られた。
【００８７】
次に、ガラス基板の長期耐候性を模擬する目的で、高温・耐湿試験を行った。実施例
Ｎo.４のガラス材と、比較例としてＮo.３７の化学強化ガラス材を、同じ８５℃・湿度
８５％の環境下に置き、変化を観察した。比較例の化学強化ガラスは試験開始後５００時間の時点で表面の白化が観察されたが、実施例Ｎo.４のガラス材は特に変化は見られなかった。
【００８８】
表面の白化はガラス内のアルカリ元素が周囲の湿気などによってガラス表面に移動し析出することで発生すると考えられる。表示側のガラス基板材で白化が生じると、表示される画像の劣化をもたらす。化学強化ガラスではガラス内のアルカリ元素がガラス表面に移動しやすいことから、この白化が起こりやすいと考えられる。一方、本発明のガラスでは、ガラス内のアルカリ元素がガラス表面に移動しにくいので、この白化が起こりにくく、その分耐候性が高いと期待される。
【００８９】
図３に示すように、前面フィルタを除いた構造の場合、表示パネルの前面板に電気的特性を調整する層や光学的特性を調整する層、および、万が一、ガラス基板が破損した場合に備えて、破損によるガラスの飛散を防止する層などを形成するが、本発明のガラス材は、上記のようにアルカリ成分がガラス表面へ移動しにくく、化学的に安定であるので、ガラス材の表面にこれらの層を形成した場合でも、層の剥離や性能劣化などが起こりにくいという利点を有する。
【００９０】
平面型表示装置を屋外に設置した場合、長期間の屋外放置によって当然、表面に汚れが付着し、結果として画像表示性能が低下することが懸念される。ガラスの表面に光触媒層を形成することで、光のエネルギーによりガラス表面に付着した汚れが分解され、降水時の洗浄効果も相まって、表面の清浄さを維持しやすくなり、結果として画像表示性能の低下を抑制することができる。
【００９１】
このとき、従来の化学強化ガラスを使用していると、ガラス内部からのアルカリ元素の移動により、光触媒層が剥離しやすい。一方、本発明のガラスではガラス内のアルカリ元素がガラス表面に移動しにくく、表６に記載のように、化学強化ガラス材に比べて、アルカリ溶出量を１／５以下に低減することが可能であるため、光触媒層が剥離しにくく、化学強化ガラスに比べ５倍以上の長期間の維持管理が容易である。
【図面の簡単な説明】
【００９２】
【図１】表示パネルの断面図。
【図２】平面型表示装置の断面図。
【図３】平面型表示装置の断面図。
【図４】表示パネルの断面図。
【符号の説明】
【００９３】
１…前面板、２…発光部、３…背面板、４…前面フィルタ、５…表示パネル、６…筐体、７…回路、８…電源、９…ＲＧＢ発光の広がり、１０…ＲＧＢ発光の重なり、１１…
ＲＧＢ発光源。
【図１】
2006160546.tif 000009
【図２】
2006160546.tif 000010
【図３】
2006160546.tif 000011
【図４】
2006160546.tif 000012