(57)【要約】【課題】一般的な加熱と雰囲気制御のみによるセラミック焼結方法にて、熱膨張係数と比抵抗を安定的に調整することができ、高電圧印加環境での耐電圧を安定化させたスペーサ及び該スペーサを用いた平面パネルディスプレイを提供する。【解決手段】セラミック基材１０ａからなり、平面パネルディスプレイの電圧が印加される２枚の基板間に配置され耐気圧構造体として用いられるスペーサ１０Ａ（または１０Ｂ）において、前記セラミック基材１０ａは、ＭｇＡｌ2Ｏ4とＭｇＴｉＯ3の二成分からなる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
セラミック基材からなり、平面パネルディスプレイの電圧が印加される２枚の基板間に配置されるスペーサにおいて、
前記セラミック基材は、ＭｇＡｌ2Ｏ4とＭｇＴｉＯ3の二成分からなることを特徴とするスペーサ。
【請求項２】
ＭｇＡｌ2Ｏ4とＭｇＴｉＯ3の組成比を変えることにより、熱膨張係数が任意の値に調整されてなることを特徴とする請求項１に記載のスペーサ。
【請求項３】
前記熱膨張係数は、７．５〜９．０×１０-６/Ｋの範囲で調整されてなることを特徴とする請求項２に記載のスペーサ。
【請求項４】
セラミック基材からなり、平面パネルディスプレイの電圧が印加される２枚の基板間に配置されるスペーサにおいて、
前記セラミック基材は、ＭｇＡｌ2Ｏ4とＭｇＴｉＯ3と５ｗｔ％以下のＭｇＯの三成分からなることを特徴とするスペーサ。
【請求項５】
ＭｇＡｌ2Ｏ4とＭｇＴｉＯ3とＭｇＯの組成比を変えることにより、熱膨張係数が任意の値に調整されてなることを特徴とする請求項４に記載のスペーサ。
【請求項６】
前記熱膨張係数は、８．０〜９．５×１０-６/Ｋの範囲で調整されてなることを特徴とする請求項５に記載のスペーサ。
【請求項７】
ＭｇＴｉＯ3の含有率を変えることにより、比抵抗値が任意の値に調整されてなることを特徴とする請求項１〜６のいずれか一に記載のスペーサ。
【請求項８】
前記比抵抗値は、１×１０６〜１×１０１１Ωｃｍの範囲で調整されてなることを特徴とする請求項７に記載のスペーサ。
【請求項９】
電子放出素子を有するカソード基板と、透明基板上に前記電子放出素子に対向する蛍光体層とアノード電極を有するアノード基板とが、請求項１〜８のいずれか一に記載のスペーサを介して対向配置されてなることを特徴とする平面パネルディスプレイ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、セラミックからなるスペーサ及び該スペーサを用いた平面パネルディスプレイに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
真空中におかれた金属等の導体あるいは半導体の表面に、ある閾値以上の電界を与えると、トンネル効果によって電子が障壁を通過し、常温時においても真空中に電子が放出される。この現象は電界放出(Field Emission)と呼ばれ、これによって電子を放出する素子は電界放出型素子(Field Emission Device)と呼ばれている。近年では、電界放出型の電子放出素子をエミッタとして用いたＦＥＤ(Field Emission Display)が注目されている。ＦＥＤは、多数の電子放出素子がカソード基板上に半導体加工技術等を駆使して形成された表示パネルを備えるフラットディスプレイ装置（平面パネルディスプレイ、平面型の表示装置）である（例えば、特許文献１，２参照。）。このＦＥＤでは、電気的に選択（アドレッシング）された電子放出素子から電界の集中によって電子を放出させるとともに、この電子をアノード基板側の蛍光体に衝突させて、蛍光体の励起・発光により画像を表示している。
【０００３】
ＦＥＤの平面パネルディスプレイは、その構造上、カソード基板とアノード基板とを微小なギャップを介して対向状態に配置し、その間のギャップ空間部を真空状態に封止している。そのため、カソード基板やアノード基板が大気圧に耐えられるよう、それらの基板の間にスペーサを介装し、このスペーサで両基板を支持している。ＦＥＤに用いられるスペーサとしては、長尺の薄板状に形成されたものが知られている。スペーサはアノード基板に組み付けられる。スペーサの寸法は、例えば、高さ寸法が１〜２ｍｍで、厚み寸法が０．０５〜０．１ｍｍといった具合に非常にアスペクト比が高いものとなっている。
【０００４】
ここで、平面パネルディスプレイは内部を低圧状態にして作動する装置であり、内部の低圧状態（例えば大気圧より低い圧力）と外部の大気圧との間の圧力差によって生じる応力によって装置が破壊されるのをスペーサが装置内部から支持することにより防いでいる。また、外部からの衝撃によって生ずる応力にも対応する必要がある。そのため、スペーサにはある一定以上の機械強度が要求されている。
【０００５】
また一般に、ＦＥＤは、アノード電極に印加されるアノード電圧の違いによって高圧型と低圧型に大別される。高圧型ＦＥＤでは、実動作時に高圧のアノード電圧（数ｋＶ程度）が加えられるため、アノード電極とカソード電極との間の電位差が大きくなる。その際、アノード電極とカソード電極との間に介在するスペーサの電気的な抵抗値が低いと、その電極間でスペーサに流れる電流量が多くなり、ＦＥＤの消費電力が増える。そのため、スペーサ材料には、ある一定以上の高い抵抗率（比抵抗）が要求されている。
【０００６】
またスペーサの熱膨張係数は、汎用のガラス基板の熱膨張係数である８．０〜９．５×１０−６／Ｋと整合を取る必要が報告されており、そのためのセラミック製スペーサの熱膨張係数の調整についての技術が、特許文献３〜５に開示されている。
【０００７】
【特許文献１】特表平８−５０８８４６号公報
【特許文献２】特開平１１−５００８５６号公報
【特許文献３】特表２００５−５３８５１０号公報
【特許文献４】米国特許第６２００１８１号公報
【特許文献５】特開２００５−６３９００号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、特許文献３，４の開示による条件では、指定された組成の化合物での具現化は極めて困難である。理由は、指定された化合物のうち、アルミナ、マグネシアは一般的な加熱と雰囲気制御のみによるセラミック焼結方法では互いに反応して全く別の化合物を形成し、新たに形成された化合物の熱膨張係数は記載の値にはならない為である。即ち、これらの手法によれば、極めて結合の弱い焼結か、原料が互いに反応しない熱力学的に非平衡な条件で焼結するか、あるいは機械的な結合による必要があり、これらの場合、形成されたセラミックの強度が著しく低下する、あるいは特殊な焼結設備を必要とする等の問題があった。
【０００９】
また、特許文献５は、アルミナに対してマグネシアを過剰に混合し、両者が反応して新たに形成された化合物と、残余のマグネシアで熱膨張係数を調整するものと考えられるが、マグネシアはアルミナに比べて焼結性が劣る為、含有量が多い場合、一般的な加熱と雰囲気制御のみによるセラミック焼結方法では緻密化が困難であり、これは熱膨張係数、耐電圧など目標機能の安定性を阻害することになった。
【００１０】
本発明は、以上の従来技術における問題に鑑みてなされたものであり、一般的な加熱と雰囲気制御のみによるセラミック焼結方法にて、熱膨張係数と比抵抗を安定的に調整することができ、高電圧印加環境での耐電圧を安定化させたスペーサ及び該スペーサを用いた平面パネルディスプレイ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】
【００１１】
前記課題を解決するために提供する本発明は、セラミック基材からなり、平面パネルディスプレイの電圧が印加される２枚の基板間に配置されるスペーサにおいて、前記セラミック基材は、ＭｇＡｌ2Ｏ4とＭｇＴｉＯ3の二成分からなることを特徴とするスペーサである。
【００１２】
このとき、ＭｇＡｌ2Ｏ4とＭｇＴｉＯ3の組成比を変えることにより、熱膨張係数が任意の値に調整されてなることが好ましく、前記熱膨張係数は、７．５〜９．０×１０-６/Ｋの範囲で調整されてなることが好適である。
【００１３】
また前記課題を解決するために提供する本発明は、セラミック基材からなり、平面パネルディスプレイの電圧が印加される２枚の基板間に配置されるスペーサにおいて、前記セラミック基材は、ＭｇＡｌ2Ｏ4とＭｇＴｉＯ3と５ｗｔ％以下のＭｇＯの三成分からなることを特徴とするスペーサである。
【００１４】
このとき、ＭｇＡｌ2Ｏ4とＭｇＴｉＯ3とＭｇＯの組成比を変えることにより、熱膨張係数が任意の値に調整されてなることが好ましく、前記熱膨張係数は、８．０〜９．５×１０-６/Ｋの範囲で調整されてなることが好適である。
【００１５】
また、請求項１〜６の発明において、ＭｇＴｉＯ3の含有率を変えることにより、比抵抗値が任意の値に調整されてなることが好ましい。このとき、前記比抵抗値は、１×１０６〜１×１０１１Ωｃｍの範囲で調整されてなることが好適である。
【００１６】
また前記課題を解決するために提供する本発明は、電子放出素子を有するカソード基板と、透明基板上に前記電子放出素子に対向する蛍光体層とアノード電極を有するアノード基板とが、請求項１〜８のいずれか一に記載のスペーサを介して対向配置されてなることを特徴とする平面パネルディスプレイである。
【発明の効果】
【００１７】
本発明のスペーサよれば、ＭｇＡｌ2Ｏ4とＭｇＴｉＯ3の二成分あるいはＭｇＡｌ2Ｏ4とＭｇＴｉＯ3と５ｗｔ％以下のＭｇＯの三成分は、本質的に互いに反応しないので、一般的な加熱と雰囲気制御のみによるセラミック焼結方法により、熱膨張係数と比抵抗を安定的に調整することができ、更に高電圧印加環境での耐電圧を安定化させることができる。
また本発明の平面パネルディスプレイによれば、スペーサの熱膨張係数が汎用のガラス基板の熱膨張係数と同程度となるため、平面パネルディスプレイの耐久性を向上させることができ、スペーサの高電圧印加環境における耐電圧が安定して確保されるので平面パネルディスプレイの安定動作等の信頼性を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下に、本発明に係るスペーサの構成について説明する。なお、本発明を図面に示した実施形態をもって説明するが、本発明はこれに限定されるものではなく、実施の態様に応じて適宜変更することができ、いずれの態様においても本発明の作用・効果を奏する限り、本発明の範囲に含まれるものである。
【００１９】
図１は、本発明に係るスペーサの構成例を示す断面図である。ここでは、図１（ａ）、（ｂ）に２つの構成例を示している。
まず本発明に係るスペーサの第１の実施の形態として、図１（ａ）に示すように、スペーサ１０Ａは、セラミック基材１０ａからなり、後述の平面パネルディスプレイの電圧が印加される２枚の基板（カソード基板１、アノード基板２）間に配置され耐気圧構造体として用いられるものであり、セラミック基材１０ａは、ＭｇＡｌ2Ｏ4とＭｇＴｉＯ3の二成分からなることを特徴とする。
【００２０】
ここで、セラミック基材１０ａを構成するＭｇＡｌ2Ｏ4とＭｇＴｉＯ3の組成比を変えることにより、セラミック基材１０ａの熱膨張係数を、平面パネルディスプレイ用のスペーサとして好適な任意の値に調整することが好ましい。具体的には、ＭｇＴｉＯ3の含有率を１．７〜９５重量％（ｗｔ％）の範囲で変化させることで、前記熱膨張係数を７．５〜９．０×１０-６/Ｋの範囲で調整することが可能である。
【００２１】
また、本発明の第２の実施の形態として、前記セラミック基材１０ａは、ＭｇＡｌ2Ｏ4とＭｇＴｉＯ3と５ｗｔ％以下のＭｇＯの三成分からなることを特徴とする。
【００２２】
この成分系においても、セラミック基材１０ａを構成するＭｇＡｌ2Ｏ4とＭｇＴｉＯ3とＭｇＯの組成比を変えることにより、セラミック基材１０ａの熱膨張係数を、平面パネルディスプレイ用のスペーサとして好適な任意の値に調整することが好ましい。
【００２３】
この場合、ＭｇＡｌ2Ｏ4の熱膨張係数をα1（７．５×１０-6/Ｋ）、体積比率をｖ１とし、ＭｇＴｉＯ3の熱膨張係数をα2（９．３×１０-6/Ｋ）、体積比率をｖ２とし、ＭｇＯの熱膨張係数をα3（１２．８×１０-6/Ｋ）、体積比率をｖ３としたときに、セラミック基材１０ａの熱膨張係数は、Σαｎ・ｖｎの式で表すことができ、この式に基づいて熱膨張係数の調整が可能である。具体的には、前記熱膨張係数を８．０〜９．５×１０-６/Ｋの範囲で調整することが可能である。
【００２４】
本発明では、第１の実施の形態、第２の実施の形態ともに、ＭｇＴｉＯ3を導電キャリアとしてセラミック基材１０ａにおけるその含有率を変えることにより、比抵抗値が任意の値に調整されてなることが好ましい。具体的には、ＭｇＴｉＯ3の含有率を５０ｗｔ％以下とすることにより、１×１０６〜１×１０１１Ωｃｍの範囲で調整することが可能である。
【００２５】
また本発明では、図１（ｂ）に示すように、前述したセラミック基材１０ａの表面に金属酸化物膜１０ｂを設けたスペーサ１０Ｂとするとよい。
【００２６】
金属酸化物膜１０ｂは、スペーサ１０Ｂに入射してくる電子の衝突により発生する二次電子を抑制するものであり、二次電子係数が小さい（例えば２より小）材料からなることが好ましい。具体的には、Ｃｒ酸化物、Ｔｉ酸化物、Ｍｏ酸化物から選ばれる少なくとも１つの材料を含むこととよい。
【００２７】
また、スペーサ１０Ｂの帯電防止性能を発現させるために、金属酸化物膜１０ｂがセラミック基材１０ａの表面を完全には被覆せずセラミック基材１０ａがある程度露出しているほうがよく、その厚さは２ｎｍ以上、１０ｎｍ以下であることが好ましい。厚さ３０ｎｍ以上では不適である。
【００２８】
このスペーサ１０Ｂによれば、平面パネルディスプレイ用スペーサとして要求される機械強度及び熱膨張係数と帯電が発生しにくい導電性を有するとともに、温度変化によっても抵抗値の変化が小さく平面パネルディスプレイ用途として好適なものとすることができる。
【００２９】
また、スペーサ１０Ａ，１０Ｂは、例えば厚み寸法が０．０５〜０．１ｍｍの薄板状をなすもので、側面から見ると横長の長方形に形成されていることが好適である。
【００３０】
以上のようなスペーサ１０Ａ，１０Ｂは、従来公知の技術により作製することが可能である。例えば、第１の実施の形態についてはまずＭｇＡｌ2Ｏ4とＭｇＴｉＯ3の各粉末を目標の組成比に対応させた構成比で混合した後、その混合粉末を加圧成形したものを加熱焼成して平板形状のセラミック基材１０ａとすればよい。このとき、ＭｇＡｌ2Ｏ4とＭｇＴｉＯ3の各粉末それぞれの含有量がセラミック基材１０ａの組成となる。そのため、ＭｇＡｌ2Ｏ4粉末とＭｇＴｉＯ3粉末の構成比を変えることにより、目標の組成比とし、セラミック基材１０ａの熱膨張係数を、平面パネルディスプレイ用のスペーサとして好適な任意の値に調整することができる。これは比抵抗の調整についても同じである。また、第２の実施の形態についても同様に、まずＭｇＡｌ2Ｏ4とＭｇＴｉＯ3とＭｇＯの各粉末を目標の組成比に対応させた量で混合した後、その混合粉末を加圧成形したものを加熱焼成して平板形状のセラミック基材１０ａとすればよい。このとき、ＭｇＡｌ2Ｏ4とＭｇＴｉＯ3とＭｇＯの各粉末それぞれの含有量がセラミック基材１０ａの組成となる。そのため、ＭｇＡｌ2Ｏ4粉末とＭｇＴｉＯ3粉末とＭｇＯ粉末の構成比を変えることにより、目標の組成比とし、セラミック基材１０ａの熱膨張係数を、平面パネルディスプレイ用のスペーサとして好適な任意の値に調整することができる。これは比抵抗の調整についても同じである。以上のように、本発明ではいずれの実施の形態の場合でも、出発原料の構成比がそのままセラミック基材１０ａの組成比となるため、目標の性能（熱膨張係数、比抵抗）をもったセラミック基材１０ａを一般的な加熱と雰囲気制御のみによるセラミック焼結方法で確実に得ることができる。なお、スペーサ１０Ｂとする場合には、前記セラミック基材１０ａの両主面上にスパッタ法により金属酸化物膜１０ｂを成膜して完成する。
【００３１】
次に、本発明に係る平面パネルディスプレイの構成ついて説明する。
図２は、本発明が適用される平面パネルディスプレイの一例としてＦＥＤの表示パネルの構成を示す断面図であり、図３はその表示パネルの構成を示す斜視図である。図２及び図３においては、平板状のカソード基板１と、同じく平板状のアノード基板２とを、所定の間隙を介して対向状態に配置するとともに、それら２つの基板１，２の間に長方形の枠体３を介装して一体的に組み付けることにより、画像表示のための一つのパネル構体（表示パネル）が構成されている。
【００３２】
カソード基板１上には複数の電子放出部が形成されている。これら複数の電子放出部は、カソード基板１の有効領域（実際に表示部分として機能する領域）に２次元マトリックス状に多数形成されている。各々の電子放出部は、カソード基板１のベースとなる絶縁性の支持基板（例えば、ガラス基板）４と、この支持基板４上に積層状態で順に形成されたカソード電極５、絶縁層６及びゲート電極７と、ゲート電極７及び絶縁層６に形成されたゲートホール８と、このゲートホール８の底部に形成された電子放出素子９とによって構成されている。
【００３３】
カソード電極５は、複数のカソードラインを形成するようにストライプ状に形成されている。ゲート電極７は、各々のカソードラインと交差（直交）する複数のゲートラインを形成するようにストライプ状に形成されている。ゲートホール８は、ゲート電極７に形成された第１の開口部８Ａと、この第１の開口部８Ａに連通する状態で絶縁層６に形成された第２の開口部８Ｂとから構成されている。電子放出素子９は、電子の放出源（エミッタ）となるもので、モリブデン（Ｍｏ）等の高融点金属を円錐状に形成した、いわゆるスピント型のエミッタ構造を有する。この電子放出素子９は、先ず、絶縁層６及びゲート電極７にそれぞれ開口部８Ａ，８Ｂを形成した状態でゲート電極７上に例えばアルミニウムの斜め蒸着によって剥離層（不図示）を形成し、次いで、エミッタ材料となる高融点金属（Ｍｏ等）を垂直に蒸着することでホール開口径を徐々に縮めてゲートホール８の底部にエミッタ材料を円錐状に堆積させ、その後、不要なエミッタ材料を剥離層と一緒に取り除くことにより得られるものである。
【００３４】
一方、アノード基板２は、ベースとなる透明基板（例えば、ガラス基板）１２と、この透明基板１２上に形成された蛍光体層１３及びブラックマトリックス１４と、これら蛍光体層１３及びブラックマトリックス１４を覆う状態で透明基板１２上に形成されたアノード電極１５とを備えて構成されている。蛍光体層１３は、赤色発光用の蛍光体層１３Ｒと、緑色発光用の蛍光体層１３Ｇと、青色発光用の蛍光体層１３Ｂとから構成されている。ブラックマトリックス１４は、各色発光用の蛍光体層１３Ｒ，１３Ｇ，１３Ｂの間に形成されている。アノード電極１５は、例えばアルミニウムによって構成されるもので、これは、カソード基板１の電子放出素子と対向するように、アノード基板２の有効領域の全域に積層状態で形成されている。
【００３５】
これらのカソード基板１とアノード基板２とは、それぞれの外周部（周縁部）で枠体３を介して接合されている。また、カソード基板１の無効領域（有効領域の外側の領域で、実際に表示部分として機能しない領域）には真空排気用の貫通孔１６が設けられている。貫通孔１６には、真空排気後に封じ切られるチップ管１７が接続されている。ただし、図２は表示装置の組み立て完了状態を示しているため、チップ管１７は既に封じ切られた状態となっている。また、図２及び図３においては、各々の基板１，２間のギャップ部分に介装される前述の真空耐圧用のスペーサ１０Ａまたは１０Ｂの表示を省略している。
【００３６】
上記構成のパネル構造を有する表示装置においては、カソード電極５に相対的な負電圧が走査回路１８から印加され、ゲート電極７には相対的な正電圧が制御回路１９から印加され、アノード電極１５にはゲート電極７よりも更に高い正電圧が加速電源２０から印加される。かかる表示装置において、実際に画像の表示を行う場合は、カソード電極５に走査回路１８から走査信号を入力し、ゲート電極７に制御回路１９からビデオ信号を入力する。
【００３７】
これにより、カソード電極５とゲート電極７との間に電圧が印加され、これによって電子放出素子９の先鋭部に電界が集中することにより、量子トンネル効果によって電子がエネルギー障壁を突き抜けて電子放出素子９から真空中へと放出される。こうして放出された電子はアノード電極１５に引き付けられてアノード基板２側に移動し、透明基板１２上の蛍光体層１３（１３Ｒ，１３Ｇ，１３Ｂ）に衝突する。その結果、蛍光体層１３が電子の衝突により励起されて発光するため、この発光位置を画素単位で制御することにより、表示パネル上に所望の画像を表示することができる。
【００３８】
図４は、本発明のスペーサの取付状態を示す一部破断部分を含む斜視図である。ここでは、図１（ｂ）に示したスペーサ１０Ｂを取り付けた場合を示している。図においては、カソード基板１とアノード基板２との対向部分（ギャップ空間部）に複数のスペーサ１０Ｂが介装されている。スペーサ１０Ｂは、真空容器を構成する表示パネルが大気圧の影響で変形したり破壊したりしないように支える真空耐圧用の支持部材となるもので、長尺の薄板状に形成されている。このスペーサ１０Ｂは、ＦＥＤの一連の製造プロセスのなかで、アノード基板２上に予め所定数のスペーサ１０Ｂを金属酸化物膜１０ｂの面が装置内部の空間領域に曝されるように組み付けて、カソード基板１とアノード基板２とをスペーサ１０Ｂを介して貼り合わせることにより、それらの基板１，２間に介装されるものである。
【００３９】
本発明の平面パネルディスプレイでは、本発明のスペーサ１０Ａ，１０Ｂが適正な機械強度を有し、カソード基板１とアノード基板２のベース基板であるガラス基板の熱膨張係数と同程度の熱膨張係数を有することによりカソード基板１とアノード基板２とが安定して保持される。また、当該装置駆動時における温度上昇によってもこのスペーサ１０Ａ，１０Ｂの抵抗値の変化が小さく適正な比抵抗値であることから、適度な絶縁性が維持されることにより該スペーサ１０Ａ，１０Ｂに過剰電流が流れることがないとともに、帯電が防止され安定して歪みのない画像を表示することができる。
【実施例】
【００４０】
以下に、本発明のスペーサに関する実施例を説明する。
（実施例１）
以下の条件でセラミック基材１０ａ（スペーサ１０Ａ）を作製した。
（Ｓ１１）ＭｇＡｌ2Ｏ4粉末、ＭｇＴｉＯ3粉末、ＭｇＯ粉末を混合比を変化させてボールミルにより２０時間湿式混合した。試験例１〜１１についてはＭｇＡｌ2Ｏ4粉末、ＭｇＴｉＯ3粉末の２成分においてＭｇＴｉＯ3の含有率が０〜１００ｗｔ％となる範囲で構成比を変化させた。また、試験例１２〜１９ではＭｇＡｌ2Ｏ4粉末、ＭｇＴｉＯ3粉末、ＭｇＯ粉末の３成分において、ＭｇＡｌ2Ｏ4の含有率が３８．８〜９１．４ｗｔ％、ＭｇＴｉＯ3の含有率が７．４または５０．２ｗｔ％、ＭｇＯの含有率が１．２〜１１ｗｔ％となる範囲で構成比を変化させた。
（Ｓ１２）ついで、ポリビニールアルコール（ＰＶＡ）のバインダを加えて更にボールミルにより混合を行い、その後シート成型にてグリーンシートを作製した。
（Ｓ１３）得られたグリーンシートを、Ｈ２/（Ｈ２+Ｎ２）が５０％のＨ２+Ｎ２混合ガス雰囲気で最高温度１５００℃にて５時間の焼結を行い、平板形状のセラミック基材サンプルとした。
なお、この作製条件では、投入粉末は熱力学的に安定であるため、互いに反応することはなく投入時の形態を維持している。
【００４１】
また、比較例１，２として、特許文献３，４で明示された組成で本実施例と同じ条件でセラミック基材サンプルを作製した。投入原料であるアルミナ（Ａｌ２Ｏ３）粉末とマグネシア（ＭｇＯ）粉末は互いに反応し、アルミナとＭｇＡｌ2Ｏ4が形成され、熱膨張係数は投入原料の構成比で得られるのではなく、反応形成後の物質の熱膨張係数で制御されることになるため、目標の熱膨張係数は得られなかった。
【００４２】
以上の得られたサンプルについて、熱膨張係数及び比抵抗を測定した。その結果を試験例１〜１９については表１に、比較例１，２については表２に示す。
【００４３】
【表１】
2008177121.tif 000003
【００４４】
【表２】
2008177121.tif 000004
【００４５】
図５に、試験例１〜１１におけるＭｇＴｉＯ3含有量とセラミック基材の熱膨張係数との関係を示す。セラミック基材の熱膨張係数はＭｇＴｉＯ3含有量と比例関係にあり、ＭｇＡｌ2Ｏ4粉末とＭｇＴｉＯ3粉末の構成比を変えることで、セラミック基材の熱膨張係数は両者の熱膨張係数の間で任意に制御可能である。
【００４６】
また、図６に、試験例１〜１１におけるＭｇＴｉＯ3含有量とセラミック基材の比抵抗との関係を示す。ＭｇＴｉＯ3の含有量により、セラミック基材の比抵抗が制御可能であることが分かる。この時、ＭｇＴｉＯ3の含有量を１．７ｗｔ％以上、９５ｗｔ％以下とすれば、比抵抗は１×１０6〜１×１０11Ωｃｍの範囲で制御可能となる。ただし、ＭｇＴｉＯ3の含有量が５０ｗｔ％を超えた場合、セラミック基材の比抵抗の急激な低下がおこるため、安定した抵抗制御を行う場合、ＭｇＴｉＯ3の含有量（構成比）は５０ｗｔ％以下であることが望ましい。
【００４７】
試験例１２〜１９は、ＭｇＴｉＯ3の含有量を一定にして、ＭｇＯを添加した場合を評価したものである。このうち、試験例１２〜１５はＭｇＴｉＯ3の含有量を７．４ｗｔ％とし、試験例１６〜１９はＭｇＴｉＯ3の含有量を５０．２ｗｔ％としている。
【００４８】
図７は、このときのＭｇＯ量と熱膨張係数の関係を図示したものである。ＭｇＡｌ2Ｏ4を含めた３成分の組成比（３物質の構成比）を変えることで、３成分の熱膨張係数の間で任意に制御可能である。ただし、ＭｇＯの添加量が５ｗｔ％を超えたものは、焼結時の緻密化が不十分であり、その結果比抵抗測定時の３ｋＶ/ｍｍ以上の電圧印加で急激な電流のリークが発生した。
【００４９】
この３成分系の構成では、ＭｇＯを添加することでセラミック基材の比抵抗には本質的な変化はなく、ＭｇＴｉＯ3の添加量のみでセラミック基材の比抵抗の制御が可能である。したがって、安定した抵抗制御を行う為には、試験例１〜１１と同様に、ＭｇＴｉＯ3の含有量は５０ｗｔ％以下であることが望ましく、更に、耐電圧の安定性を維持する為にはＭｇＯの含有量を５ｗｔ％以下とすることが望ましい。
【００５０】
本発明によるスペーサ基材およびスペーサは、互いに反応しない複数の物質で構成され、その構成比を変えることで熱膨張係数を制御し、また、構成する物質の少なくとも１つが導電キャリアとして作用するものである。そのため本実施例の形態以外にも、例えばＢａＡｌ2Ｏ4とＢａＴｉＯ3とＢａＯまたはＴｉＯ2のように、ＸＹ2Ｏ4とＸZＯ3とＸＯまたはＺＯ2で構成される化合物群（Ｘ，Ｙ，Ｚは任意の元素）なども同様の効果があるといえる。また、本発明によるスペーサは、スペーサを構成する要素として互いに反応しない物質であることであるから、出発原料はアルミナ、チタニア、マグネシア等一元の酸化物または金属でも実現可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】本発明に係るスペーサの構成例を示す断面図である。
【図２】本発明に係る平面パネルディスプレイの一例としてＦＥＤの表示パネルの構成を示す断面図である。
【図３】本発明に係る平面パネルディスプレイの一例としてＦＥＤの表示パネルの構成を示す斜視図である。
【図４】スペーサの取付状態を示す斜視図である。
【図５】試験例１〜１１におけるＭｇＴｉＯ3含有量とセラミック基材の熱膨張係数との関係を示す図である。
【図６】試験例１〜１１におけるＭｇＴｉＯ3含有量とセラミック基材の比抵抗との関係を示す図である。
【図７】試験例１２〜１９におけるＭｇＯ量と熱膨張係数の関係を示す図である。
【符号の説明】
【００５２】
１・・・カソード基板、２・・・アノード基板、４・・・支持基板、５・・・カソード電極、６・・・絶縁層、７・・・ゲート電極、８・・・ゲートホール、９・・・電子放出素子、１０Ａ，１０Ｂ・・・スペーサ、１０ａ・・・セラミック基材、１０ｂ・・・金属酸化物膜、１２・・・透明基板、１３，１３Ｒ，１３Ｇ，１３Ｂ・・・蛍光体層、１４・・・ブラックマトリクス、１５・・・アノード電極、１６・・・貫通孔、１７・・・チップ管、１８・・・走査回路、１９・・・制御回路、２０・・・加速電流
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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