(57)【要約】【課題】装置の精度劣化を防ぐとともに、クラックの発生を防止することができるディスプレイ部材およびディスプレイ装置を提供する。【解決手段】電子源を備えた背面板１と、前面板２とがスペーサ３を介して対向配置されてなるディスプレイ装置に用いられるディスプレイ装置用部材であって、ヤング率（Ｅ）が１２０ＧＰａ以上、比剛性（Ｅ／ρ）が４０×１０９ｃｍ以上および常温から４００℃までの線膨張係数が７．５×１０−６〜１０×１０−６／℃であり、ボイド占有面積率が６％以下であるセラミックスからなる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子源を備えた背面板と、前面板とがスペーサを介して対向配置されてなるディスプレイ装置に用いられるディスプレイ装置用部材であって、ヤング率（Ｅ）が１２０ＧＰａ以上、比剛性（Ｅ／ρ）が４０×１０９ｃｍ以上および常温から４００℃までの線膨張係数が７．５×１０−６〜１０×１０−６／℃であり、ボイド占有面積率が６％以下であるセラミックスからなることを特徴とするディスプレイ装置用部材。
【請求項２】
−４０〜６０℃の温度範囲内における体積固有抵抗値が１×１０５〜１×１０１２Ω・ｍかつ体積固有抵抗の温度係数が−５〜５％／℃であることを特徴とする請求項１に記載のディスプレイ装置用部材。
【請求項３】
アルミナ、フォルステライトおよびステアタイトから選ばれる少なくとも１種を４０〜９０重量％、一般式ＡＢＯ３（式中、Ａで表される元素はＭｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａから選ばれる１種、Ｂで表される元素はＴｉ、Ｓｉ、Ｓｎから選ばれる１種を示す。）で表される成分を１０〜６０重量％含有したセラミックスからなることを特徴とする請求項１または２に記載のディスプレイ装置用部材。
【請求項４】
上記アルミナ、フォルステライトおよびステアタイトから選ばれる少なくとも１種と上記一般式ＡＢＯ３で表される成分をあわせた総和１００重量部に対し、３０重量部以下の添加成分を含有したセラミックスからなり、上記添加成分として二酸化マンガンを１５〜９０重量％、周期律表第５ａ族元素酸化物を３〜４０重量％、及び鉄族金属の酸化物を５〜８０重量％含有してなることを特徴とする請求項３に記載のディスプレイ装置用部材。
【請求項５】
アルミナを４０〜９０重量％含有し、上記一般式中、Ａで表される元素がＣａ、Ｂで表される元素がＴｉであることを特徴とする請求項３または４に記載のディスプレイ装置用部材。
【請求項６】
アルミナ、フォルステライトおよびステアタイトから選ばれる少なくとも１種を４０〜９０重量％、一般式ＭＯ２（式中、Ｍで表される元素はＴｉ、Ｓｉ、Ｓｎ、Ｐｂから選ばれる１種を示す。）で表される成分を１０〜６０重量％含有したセラミックスからなることを特徴とする請求項１または２に記載のディスプレイ装置用部材。
【請求項７】
上記アルミナ、フォルステライトおよびステアタイトから選ばれる少なくとも１種と一般式ＭＯ２で表される成分をあわせた総和１００重量部に対し、３０重量部以下の添加成分を含有したセラミックスからなり、該添加成分として二酸化マンガンを１５〜９０重量％、周期律表第５ａ族元素酸化物を３〜４０重量％、及び鉄族金属の酸化物を５〜８０重量％含有してなることを特徴とする請求項６に記載のディスプレイ装置用部材。
【請求項８】
アルミナ、フォルステライトおよびステアタイトから選ばれる少なくとも１種を４０〜９０重量％、一般式ＸＯ（式中、Ｘで表される元素はＭｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａから選ばれる１種を示す。）で表される成分を１０〜６０重量％含有したセラミックスからなることを特徴とする請求項１または２に記載のディスプレイ装置用部材。
【請求項９】
上記アルミナ、フォルステライトおよびステアタイトから選ばれる少なくとも１種と上記一般式ＸＯで表される成分とをあわせた総和１００重量部に対し、３０重量部以下の添加成分を含有したセラミックスからなり、該添加成分として二酸化マンガンを１５〜９０重量％、周期律表第５ａ族元素酸化物を３〜４０重量％、及び鉄族金属の酸化物を５〜８０重量％含有してなることを特徴とする請求項８に記載のディスプレイ装置用部材。
【請求項１０】
ジルコニアを２５〜５５重量％、残部がアルミナと炭化チタンからなり、上記アルミナと炭化チタンの総和を１００重量％としたとき、アルミナを７２〜９３重量％、炭化チタンを７〜２８重量％含有したセラミックスからなることを特徴とする請求項１または２に記載のディスプレイ装置用部材。
【請求項１１】
請求項１乃至１０の何れかに記載のディスプレイ装置用部材を備えたことを特徴とするディスプレイ装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ディスプレイ装置に用いられる部材、及びこの部材を用いてなるディスプレイ装置に関し、特にディスプレイ装置の背面板やスペーサとして用いる部材に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、プラズマディスプレイ（ＰＤＰ）、プラズマアレイド液晶ディスプレイ（ＰＡＬＣ）、フィールド・エミッション・ディスプレイ（ＦＥＤ）等のディスプレイ装置は、ガス中や真空中での蛍光体の電子や紫外線による刺激で発光して高精度な表示装置として用いられている。
【０００３】
例えばフィールド・エミッション・ディスプレイ（以下ＦＥＤと称す）は、図１に示すように、電子源を備えた背面板１と、該背面板１とスペーサ３及び側壁４を介して対向配置された前面板２とからなり、上記背面板１に陰極１ａとなる電子源を、前面板２に蛍光体２ａ等の陽極を備え、上記陰極より電子線を放出させるとともに上記蛍光体に衝突させ、この蛍光体が発光することによって画像が表示される仕組みである。
【０００４】
上記ＦＥＤにおける背面板１やスペーサ３は、ＦＥＤと発光原理の類似するカソードレイチューブディスプレイ（以下ＣＲＴと称す）に用いられるガラス製真空管や液晶ディスプレイ（以下ＬＣＤと略記）の基板技術の応用によってガラスによって形成されている。
【０００５】
この背面板１やスペーサ３を構成するものとして、特許文献１にはＡｌ２Ｏ３を１０〜５０モル％、ＣａＯを２０〜７０モル％、ＳｉＯ２、ＭｇＯ、ＳｒＯ、ＢａＯ、ＺｎＯ、ＴｉＯ２、Ｙ２Ｏ３、Ｌａ２Ｏ３を２５モル％以下、ＺｒＯ２、Ｌｉ２Ｏ、Ｎａ２Ｏ、Ｋ２Ｏを１５モル％以下含有した基板用ガラスからなり、ヤング率８３〜１２４ＧＰａ、比剛性３３．４〜３８．６×１０９ｃｍ及び５０〜３５０℃における線膨張係数８．４〜９．７×１０−６／℃が示されている。
【０００６】
特許文献２には、より高い機械的強度を提供するものとして、主結晶相として二珪酸リチウム（Ｌｉ２Ｏ・２ＳｉＯ２）を含有し、且つＬｉ２Ｏの含有量が酸化物質量換算で４〜８質量％であるガラスセラミックスからなり、ヤング率９５〜１２０ＧＰａ、比剛性３９．４〜４７．１×１０９ｃｍ、及び−５０〜７０℃における線膨張係数６．５〜１３．０×１０−６／℃が示されている。
【０００７】
特許文献３には、ヤング率及び熱伝導率が高いものとして、ＳｉＯ２を５０〜６２重量％、Ｐ２Ｏ５を５〜１０重量％含有してなり、Ａｌ２Ｏ３を２２〜２６重量％、Ｌｉ２Ｏ３〜５重量％、ＭｇＯを０．６〜２重量％、ＺｎＯを０．５〜２重量％、ＣａＯを０．３〜４重量％、ＢａＯを０．５〜４重量％、ＴｉＯ２を１〜４重量％、ＺｒＯ２を１〜４重量％、Ａｓ２Ｏ３を０〜２重量％を含有してなり、結晶相としてβ―石英固溶体を含有するガラスセラミックス４０〜９５重量％と、炭化物を含有するフィラー５〜６０重量％とを含有する複合組成からなり、ヤング率が１２２〜１９５ＧＰａ、５０〜３６０℃における線膨張係数が０．３〜５．０×１０−６／℃、熱伝導率が２．８〜１１．６Ｗ／ｍ・Ｋの複合ガラスセラミックスが示されている。
【０００８】
【特許文献１】
特開２００１−２６１３６５号公報
【特許文献２】
特開２００１−１８４６２４号公報
【特許文献３】
特開２０００−９５５５９号公報
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
近時、ディスプレイの薄型化や大型化の要求が高まりつつある。しかしながら、特許文献１に示されている部材ではヤング率はある程度高いものの、比剛性が３３．４〜３８．６×１０９ｃｍと低く、また特許文献２に示されている部材ではヤング率９５〜１２０ＧＰａと低いことから、これらを背面板１やスペーサ３に使用した場合、どちらも自重や外力などにより撓みやすいという欠点がある。
【００１０】
具体的には、背面板１、前面板２、スペーサ３及び側壁４を接合する際、ディスプレイ内部を最高で０．１３３×１０−３Ｐａ程度またはそれ以上の真空状態にする必要があるが、その際に圧力に耐えきれないという問題がある。
また、ＦＥＤでは１つの画素を発光させるために、１μｍあるいはそれ以下の小さい電子源を複数個使用する。このため、装置全体の電子源がかなりの数にのぼり、ＣＲＴ同様にフィラメントを暖めて電子を放出する熱電子放出を利用した場合、装置中の複数個の電子源すべてが熱源となり、装置全体の冷却の問題が厳しくなる。
【００１１】
その対策として、熱電子放出以外に代えて電界放出を利用した電子源（冷陰極という）が使用されている。しかし、それでもガラスは熱伝導率が３Ｗ／ｍ・Ｋ以下と極端に低いため、装置の場所によっては熱斑が生じ、画質の劣化が発生しやすいという問題があった。
さらに、ＦＥＤでは電子源となる陰極を実装する背面板１の面精度を高くする必要があるが、ヤング率の低い従来のガラスでは加工精度が上がらないという問題があった。
【００１２】
また、特許文献３に示されているセラミックスは、ヤング率は高いが、線膨張係数が０．３〜５．０×１０−６／℃低いため、他部材に接合する際に接合部でのクラックの発生による装置内部の真空リーク、歪による装置の精度劣化が生じやすく、画質の劣化につながるという問題があった。
【００１３】
さらにまた、背面板１、スペーサ３の体積固有抵抗値は、高すぎるとスペーサ３自体に電荷が溜りＦＥＤの機能が発揮されないことから、完全な絶縁体ではなく若干の導電性を持った材料も必要とされてきている。しかし、従来のガラスに導電性を持たせた材料については、添加する成分によりヤング率の低下や比剛性の低下、熱伝導率の低下または線膨張係数の変動などが起こりやすいという問題があった。
【００１４】
従って、本発明の主たる目的は、装置の精度劣化を防ぐとともに、クラックの発生をも防止することができるディスプレイ装置用部材を提供することである。本発明の他の目的は、高いヤング率および比剛性を保持し、かつ適切な線膨張係数を有しつつ、適正な導電性をも有するディスプレイ装置用部材を提供することである。
本発明のさらに他の目的は、画質の劣化や欠陥を有効に防止することができるディスプレイ装置を提供することである。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
（１）上記課題を解決するための本発明のディスプレイ装置用部材は、電子源を備えた背面板と、前面板とがスペーサを介して対向配置されてなるディスプレイ装置に用いられるものであって、ヤング率（Ｅ）が１２０ＧＰａ以上、比剛性（Ｅ／ρ）が４０×１０９ｃｍ以上、常温から４００℃までの線膨張係数が７．５×１０−６〜１０×１０−６／℃であり、ボイド占有面積率が６％以下であるセラミックスからなることを特徴とする。
ここで、比剛性（Ｅ／ρ）とは、ヤング率を密度で割ったものであり、材料の変形（たわみやすさ）を制限する値をいう。
【００１６】
（２）好ましくは、本発明のディスプレイ装置用部材は、上記（１）の各特性値に加えて、−４０〜６０℃の温度範囲内における体積固有抵抗値が１×１０５〜１×１０１２Ω・ｍであり、かつ体積固有抵抗の温度係数が−５〜５％／℃であるのがよい。
【００１７】
より詳しくは、上記（１）、（２）に記載のディスプレイ装置用部材は、下記のいずれかから構成されるのが好ましい。
（３）アルミナ、フォルステライトおよびステアタイトから選ばれる少なくとも１種を４０〜９０重量％、一般式ＡＢＯ３（式中、Ａで表される元素はＭｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａから選ばれる１種、Ｂで表される元素はＴｉ、Ｓｉ、Ｓｎから選ばれる１種を示す。）で表される成分を１０〜６０重量％を含有したセラミックスからなるディスプレイ装置用部材。
（４）上記（３）において、アルミナ、フォルステライトおよびステアタイトから選ばれる少なくとも１種と上記一般式ＡＢＯ３で表される成分をあわせた総和１００重量部に対し、３０重量部以下の添加成分を含有したセラミックスからなり、該添加成分として二酸化マンガンを１５〜９０重量％、周期律表第５ａ族元素酸化物を３〜４０重量％、及び鉄族金属の酸化物を５〜８０重量％含有してなるディスプレイ装置用部材。
（５）上記（３）または（４）において、アルミナを４０〜９０重量％含有し、上記一般式中、Ａで表される元素がＣａ、Ｂで表される元素がＴｉであるディスプレイ装置用部材。
（６）アルミナ、フォルステライトおよびステアタイトから選ばれる少なくとも１種を４０〜９０重量％、一般式ＭＯ２（式中、Ｍで表される元素はＴｉ、Ｓｉ、Ｓｎ、Ｐｂから選ばれる１種を示す。）で表される成分を１０〜６０重量％含有したセラミックスからなるディスプレイ装置用部材。
（７）上記（６）において、アルミナ、フォルステライト、ステアタイトから選ばれる少なくとも１種と上記一般式ＭＯ２で表される成分とをあわせた総和１００重量部に対し、３０重量部以下の添加成分を含有したセラミックスからなり、該添加成分として二酸化マンガンを１５〜９０重量％、周期律表第５ａ族元素酸化物を３〜４０重量％、及び鉄族金属の酸化物を５〜８０重量％含有してなるディスプレイ装置用部材。
（８）アルミナ、フォルステライト、ステアタイトから選ばれる少なくとも１種を４０〜９０重量％、一般式ＸＯ（式中、Ｘで表される元素はＭｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａから選ばれる１種を示す。）で表される成分を１０〜６０重量％含有したセラミックスからなるディスプレイ装置用部材。
（９）上記（８）において、アルミナ、フォルステライト、ステアタイトから選ばれる少なくとも１種とＸＯで表される成分をあわせた総和１００重量部に対し、３０重量部以下の添加成分を含有したセラミックスからなり、該添加成分として二酸化マンガンを１５〜９０重量％、周期律表第５ａ族元素酸化物を３〜４０重量％、及び鉄族金属の酸化物を５〜８０重量％含有してなるディスプレイ装置用部材。
（１０）ジルコニアを２５〜５５重量％、残部がアルミナと炭化チタンからなり、上記アルミナと炭化チタンの総和を１００重量％としたとき、アルミナを７２〜９３重量％、炭化チタンを７〜２８重量％含有したセラミックスからなるディスプレイ装置用部材。
【００１８】
上記（３）〜（８）に関し、アルミナ、フォルステライトおよびステアタイトのうちでは、アルミナが好ましい。また、一般式ＡＢＯ３、ＭＯ２およびＸＯのうちでは、ＡＢＯ３（特にＣａＴｉＯ３）がヤング率を高く保持でき、ボイド占有率が低いため好ましい。ステアタイト、フォルステライトを用いた場合には、それ自体のヤング率が低いため、上記同様ＡＢＯ３（特にＣａＴｉＯ３）がヤング率を高く保持できるため好ましい。一般式ＭＯ２、ＸＯは特性がほとんど同じである。
【００１９】
（１１）本発明のディスプレイ装置は、上記（１）乃至（１０）の何れかに記載のディスプレイ装置用部材を備えたことを特徴とする。これにより、電界放出による電子線を得、陰極と陽極にかかる電圧を逃がさない範囲の絶縁性を有し、画質の劣化や欠陥を有効に防止することができる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明のディスプレイ装置用部材を、図１に示すような、ＦＥＤの背面板１及び／又はスペーサ３に適用した場合を例に挙げて詳細に説明する。
【００２１】
本発明のディスプレイ装置用部材は、ヤング率（Ｅ）が１２０ＧＰａ以上、比剛性（Ｅ／ρ）が４０×１０９ｃｍ以上である。これによって、衝撃等によって発生する歪によって装置の精度が劣化するのを防ぐことができる。従って、背面板１に陰極１ａを形成する際や、スペーサ３に高抵抗膜を形成する際の密着性を高いものとすることができる。
【００２２】
また、本発明のディスプレイ装置用部材は、常温から４００℃までの線膨張係数が７．５×１０−６〜１０×１０−６／℃である。これによって、背面板１及びスペーサ３として用いた場合、前面板２との接合の際に用いられる接着用ガラスの線膨張係数と近い値となるため、接合部でのクラックの発生による装置内部の真空リークや、歪による装置の精度劣化を防ぐことができるとともに、画質の劣化や欠陥を有効に防止することができる。さらに、本発明では、ボイド占有面積率を６％以下、好ましくは２％以下とすることによって、部材の水分や有機付着物の除去を行う際に高温中にて熱処理を行うことができ、その際に発生するアウトガスの発生を抑制することができる。
【００２３】
また、本発明のディスプレイ装置用部材は、−４０〜６０℃の温度範囲内における体積固有抵抗値が１×１０５〜１×１０１２Ω・ｍ、より好ましくは１×１０８〜１×１０１０Ω・ｍであり、かつ体積固有抵抗の温度係数が−５〜５％／℃であるのが好ましく、これにより衝撃等によって発生する歪によって装置の精度劣化を防ぐことができるとともに、各部材の水分や有機付着物の除去を行う際に高温中にて熱処理を行うことができ、その際に発生するアウトガスの発生を抑制することができる。
【００２４】
ここで、ＦＥＤ等のディスプレイ装置に用いられるディスプレイ用部材の体積固有抵抗値について言及すると、背面板１は電子源となる陰極１ａが形成されているため、導通性を有する場合に電子が飛ばないため、絶縁体に近い方が好ましい。また、スペーサ３は、体積固有抵抗値が低すぎると、背面板１に備えられた陰極１ａと前面板２に備えられた蛍光体２ａの間に導通が生じ、電界放出による電子線が得られなくなるため、スペーサ３においては陰極１ａと蛍光体２ａにかかる電圧を逃がさない程度の絶縁性、つまり高い体積固有抵抗を有することが必要となる。一方、体積固有抵抗値が高すぎると、スペーサ３自体に電荷が溜りＦＥＤの機能が発揮されないことから、完全な絶縁体ではなく若干の導電性を持った材料も必要とされてきている。そのため、背面板１及びスペーサ３は、ＦＥＤの構造や電子源の方式、陰極と陽極間にかかる電圧などにより条件は異なるものの、絶縁性乃至若干の導電性、即ち半導電性を有することが好ましい。
【００２５】
このようなディスプレイ装置用部材の１つは、アルミナ、フォルステライトおよびステアタイトから選ばれる少なくとも１種を４０〜９０重量％、一般式ＡＢＯ３（式中、ＡおよびＢは前記と同じである。）を１０〜６０重量％含有したセラミックスから形成することができる。
これにより、ディスプレイ装置用部材の体積固有抵抗を絶縁体と導電体の中間またはそれ以上にすることができる。また、セラミックスの温度によって体積固有抵抗が変動する幅が大幅に低減されるため、電子源より電子を放出して、電界放出による電子線を得、陰極と陽極にかかる電圧を逃がさない範囲の絶縁性を有し、部材の用いられるディスプレイ装置の電子源の方式、陰極と陽極間にかかる電圧の大きさ等により、半導電性を有する所望の体積固有抵抗値を有する部材を得ることができる。
【００２６】
具体的には、上記背面板１及びスペーサ３の主成分をアルミナ、フォルステライト、ステアタイトのうち少なくとも１種の含有量を４０〜９０重量％とすることによって、線膨張係数を７．５×１０−６〜１０×１０−６／℃に設定することができる。このため、背面板１及びスペーサ３として用いた場合、前面板２との接合の際に用いられる接着用ガラスの線膨張係数と近い値となるため、接合部でのクラックの発生による装置内部の真空リークや、歪による装置の精度劣化を防ぐことができるとともに、画質の劣化や欠陥を有効に防止することができる。線膨張係数を低く設定したい場合には、アルミナ、フォルステライト、ステアタイトのうち、アルミナ単体のみもしくはアルミナの含有量を多くすればよく、逆に、線膨張係数を高く設定したい場合にはフォルステライト単体のみ、ステアタイト単体のみ、もしくはフォルステライト、ステアタイトの含有量を多くすればよい。これらの比率は、本発明の特性を満たす範囲で適宜設定される。
【００２７】
特にアルミナ４０〜９０重量％、上記一般式中、Ａで表される元素がＣａ、Ｂで表される元素がＴｉであるＣａＴｉＯ３１０〜６０重量％からなるセラミックスである場合には、より高強度で、且つ半導電性を有する所望の体積固有抵抗値を有する部材を得ることができる。すなわち、得られるディスプレイ装置用部材は、ヤング率（Ｅ）を２００ＧＰａ以上、比剛性（Ｅ／ρ）を６０×１０９ｃｍ以上、表面におけるボイド占有面積率を２％以下にすることができる。さらに、上記セラミックスは、絶縁体と導電体の中間またはそれ以上の体積固有抵抗を有するとともに、温度によって体積固有抵抗が変動する幅が大幅に低減されるため、電子源より電子を放出して電界放出による電子線を得、かつ陰極と陽極にかかる電圧を逃がさない範囲の絶縁性を有し、部材の用いられるディスプレイ装置の電子源の方式、陰極と陽極間にかかる電圧の大きさ等により、半導電性を有する所望の体積固有抵抗値を有する部材を得ることができる。
また、上記一般式ＡＢＯ３に代えて、上記一般式ＭＯ２或いはＸＯ（式中、ＭおよびＸは前記と同じである。）を用いる場合にも、同様の効果が得られる。
【００２８】
上記アルミナ、フォルステライトおよびステアタイトから選ばれる少なくとも１種の含有量が４０重量％よりも少ない場合（上記一般式ＡＢＯ３またはＭＯ２或いはＸＯの含有量が６０重量％よりも多い場合）には、線膨張係数が１０×１０−６／℃以上となり、またボイド占有面積率率が６％以上と大きくなり、体積固有抵抗の温度係数が５％／℃以上と大きくなる。一方、アルミナ、フォルステライトおよびステアタイトから選ばれる少なくとも１種の含有量が９０重量％よりも多い場合（上記一般式ＡＢＯ３またはＭＯ２或いはＸＯの含有量が１０重量％よりも少ない場合）には、線膨張係数が７．５×１０−６／℃以下となるため、背面板１及びスペーサ３と、前面板２を接合する接着用ガラスとの線膨張係数とが大きく異なってしまい、接合部にクラックが発生しやすい。
【００２９】
また、上記一般式ＡＢＯ３で表される成分を含有すると、その含有量の増加にともない、線膨張係数を前面板２に用いる青板ガラスや接着用ガラスと同程度に高くすることができる。また、後述する添加成分を添加する場合、上記一般式ＡＢＯ３で表される成分を添加しない場合に比し、ボイド占有率をより低くすることができる。
【００３０】
本発明では、上記アルミナ、フォルステライトおよびステアタイトから選ばれる少なくとも１種４０〜９０重量％と、上記一般式ＡＢＯ３、ＭＯ２或いはＸＯで表される成分１０〜６０重量％とを主成分とし、この主成分の総和１００重量部に対し、添加成分を３０重量部以下含有し、この添加成分がニ酸化マンガン１５〜９０重量％、少なくとも１種の周期律表第５ａ族元素酸化物３〜４０重量％、及び少なくとも１種の鉄族金属の酸化物５〜８０重量％からなるセラミックスをディスプレイ装置用部材として用いるのが好ましい。
【００３１】
上記添加成分は導電性付与材として作用し、ヤング率、比剛性及び熱伝導率を高い値に保持し衝撃等によるクラックの発生を防止し、−４０〜６０℃における体積固有抵抗値を１×１０５〜１×１０１０Ω・ｍとより低い値にすることができ、この温度範囲内における体積固有抵抗の温度係数を−５〜５％／℃として半導通性を有することができる。
【００３２】
また、添加成分の含有量は３０重量部以下であることから、ヤング率が１２０ＧＰａ以上、比剛性が４０×１０９ｃｍ以上、かつ熱伝導率が３Ｗ／ｍ・Ｋ以上の高い値を保持したまま、−４０〜６０℃における体積固有抵抗値を１×１０５〜１×１０１０Ω・ｍ、該温度範囲内における体積固有抵抗の温度係数を５％／℃以下として半導通性を有する。
【００３３】
上記添加成分の含有量が上記主成分の総和１００重量部に対し５重量部よりも少ないと、体積固有抵抗が１×１０１０Ω・ｍよりも大きくなり絶縁体に近づく。しかし、絶縁体として用いられる場合には添加成分の含有量が５重量％未満でも構わない。すなわち、ＦＥＤ用の背面板１及びスペーサ３として使用される場合には、絶縁体または若干の導電性を持たせた材料が好まれるためである。
【００３４】
すなわち、背面板１は電子源となる陰極１ａが形成されているため、導通性を有すると電子を放出することができないため、絶縁体に近い方が好ましい。スペーサ３は、体積固有抵抗値が低すぎると、背面板１に備えられた陰極１ａと前面板２に備えられた蛍光体２ａの間に導通が生じ、電界放出による電子線が得られなくなるため、スペーサ３においては陰極１ａと蛍光体２ａにかかる電圧を逃がさない程度の絶縁性、つまり高い体積固有抵抗を有することが必要となる。一方、体積固有抵抗値が高すぎると、スペーサ３自体に電荷が溜りＦＥＤの機能が発揮されないことから、完全な絶縁体ではなく若干の導電性を持った材料も必要とされている。そのため、背面板１として上記添加成分の含有量を５重量部以下とし体積固有抵抗値を高いものとし、スペーサ３として添加成分を５〜３０重量部含有し、背面板１の体積固有抵抗値に対して小さくすることによって、若干の導電性を有するものでもよい。
【００３５】
上記添加成分のうち、二酸化マンガンを１５〜９０重量％含有させたのは、焼結性が向上して比較的低温で焼成できるとともに、所望の体積固有抵抗を得やすいからである。二酸化マンガンの含有量が９０重量％よりも多いと体積固有抵抗が１×１０５Ω・ｍよりも小さくなり導電体に近づき、一方、１５重量％よりも少ないと焼結性が悪化するためである。二酸化マンガンは１×１０５〜１×１０１１Ω・ｍの体積固有抵抗を有するという点からは１５〜９０重量％含有させることが好ましく、焼結性という点からは３０〜９０重量％含有させることが望ましい。
【００３６】
また、少なくとも１種の周期律表第５ａ族元素酸化物を３〜４０重量％含有させたのは、３重量％よりも少ない場合には体積固有抵抗の温度係数が５％／℃以上となり、温度に対する体積固有抵抗が大きくなり、一方、４０重量％よりも多い場合には体積固有抵抗が１×１０５Ω・ｍよりも小さくなり導電体に近づくからである。周期律表第５ａ族元素としては、バナジウム、ニオブ、タンタルがあり、ニオブがより好ましい。
【００３７】
さらに、少なくとも１種の鉄族金属の酸化物を５〜８０重量％含有させたのは、５重量％より少ないと、体積固有抵抗の温度係数が−５〜５％／℃の範囲を外れ、一方、８０重量％よりも多い場合には体積固有抵抗が１×１０５Ω・ｍよりも小さくなり導電体に近づくからである。鉄族としては、鉄、コバルト、ニッケルがあり、鉄がより好ましい。
【００３８】
特に、半導電性のセラミックスを得る場合には、添加成分が上記主成分の総和１００重量部に対し１５〜２０重量部であるとともに、添加物成分中の二酸化マンガンが２６〜７５重量％、酸化鉄が２７〜８０重量％、酸化ニオブが４〜１５重量％であることが最適である。
【００３９】
本発明において、上記背面板１及びスペーサ３を形成するための他のディスプレイ装置用部材は、ジルコニアを２５〜５５重量％、残部がアルミナと炭化チタンから成り、上記アルミナと炭化チタンの総和を１００重量％としたとき、アルミナが７２〜９３重量％、炭化チタンが７〜２８重量％含有したセラミックスからなる。これにより、ヤング率、比剛性及び熱伝導率を高い値に保持し衝撃等によるクラックの発生を防止し、−４０〜６０℃における体積固有抵抗値を１×１０５〜１×１０１２Ω・ｍ、この温度範囲内における体積固有抵抗の温度係数を−５〜５％／℃として半導通性を有することができる。
【００４０】
具体的には、ジルコニア、アルミナおよび炭化チタンを用いると、線膨張係数が８×１０−６〜９×１０−６／℃になるので、背面板１およびスペーサ３として用いた場合、前面板２との接合の際に用いられる接着用ガラスの線膨張係数とさらに近い値となるため、接合部でのクラックの発生による装置内部の真空リークや、歪による装置の精度劣化を防ぐことができるとともに、画質の劣化や欠陥を有効に防止することができる。
【００４１】
また、ヤング率（Ｅ）が３００ＧＰａ以上、抗折強度が５００ＭＰａ以上、比剛性（Ｅ／ρ）が６０×１０９ｃｍ以上になるので、衝撃等によって発生する歪によって装置の精度劣化およびハンドリング時の折損を防ぐことができ、製品の大型化、薄肉化になるに従って、製造歩留を大幅に向上することができる。また、部材の表面におけるボイド占有面積率を２％以下として、各部材の水分や有機付着物の除去を行う際に高温中にて熱処理を行うことができ、アウトガスの発生を抑制することができるとともに、背面板１に陰極１ａを形成する際や、スペーサ３に高抵抗膜を形成する際に上記ボイドが起因する欠陥を減らすことができる。
【００４２】
さらに、−４０〜６０℃における体積固有抵抗値を１×１０５〜１×１０１２Ω・ｍとして半導通性とすることができ、体積固有抵抗値の温度変化についても、−５〜５％／℃と小さくできる。
【００４３】
さらに、熱伝導率を３Ｗ／ｍ・Ｋ以上、特に５Ｗ／ｍ・Ｋ以上にできるため、画像表示の際に上記陰極１ａより電子線を放出させて蛍光体２ａに衝突させて温度上昇が生じる際の過度の上昇を抑制でき、画質の劣化や欠陥を有効に防止することができる。
【００４４】
ここで、アルミナの含有量が７２重量％よりも少ない（炭化チタンの含有量が２８重量％よりも多い）と、体積固有抵抗が１×１０５Ω・ｍよりも小さくなり導電体に近づく。一方、アルミナの含有量が９３重量％よりも多い（炭化チタンの含有量が７重量％よりも少ない）と、１×１０１２Ω・ｍよりも大きくなる。よって本発明では、１×１０５〜１×１０１２Ω・ｍの半導通の抵抗を有するものとして、アルミナの含有量を７２〜９３重量％、炭化チタンの含有量を７〜２８重量％の範囲とした。
【００４５】
ジルコニア、アルミナおよび炭化チタンの総和１００重量％に対してジルコニアの含有量が２５重量％より少ないと、線膨張係数が８×１０−６／℃以下となり、逆に、ジルコニア、アルミナおよび炭化チタンの総和１００重量％に対してジルコニアの含有量が５５重量％より多いと、線膨張係数が９×１０−６／℃以上となる。よって、８×１０−６〜９×１０−６／℃の線膨張係数を得るためには、ジルコニアの含有量をジルコニア、アルミナおよび炭化チタンの総和１００重量％に対して２５〜５５重量％の範囲とするのが好ましい。
【００４６】
また、アルミナ−炭化チタンの２成分系では体積固有抵抗の温度係数が大きくなる傾向にあるが、ジルコニアを添加することによってこれが温度係数を小さく安定させる作用をし、スペーサ３の−４０〜６０℃における体積固有抵抗の温度係数を−５〜５％／℃とすることができる。
【００４７】
算術平均粗さ（Ｒａ）０．１μｍに研磨して試料を作成し、見掛密度をアルキメデス法で測定し、ヤング率は超音波パルス法（ＪＩＳ　Ｒ１６０２準拠）で測定し、次にヤング率を上記見掛密度で除して比剛性（Ｅ／ρ）を求めた。上記線膨張係数は、セラミックスの熱機械分析による熱膨張の測定方法（ＪＩＳ　Ｒ１６１８）によって測定される。ボイド占有面積率は電子顕微鏡にて倍率を１００倍として演算処理して求められる。熱伝導率はレーザーフラッシュ法（ＪＩＳ　Ｒ１６１１準拠）にて測定される。体積固有抵抗値はＪＩＳ　Ｃ　２１４１に定められた絶縁抵抗の測定方法に基づき、−４０〜６０℃の温度範囲にて測定するとともに、体積固有抵抗の温度係数が算出される。
【００４８】
このようなセラミックスを用いて背面板１及びスペーサ３を形成する場合には、例えば、アルミナ粉末、フォルステライト粉末、ステアタイト粉末、チタン酸マグネシウム粉末、チタン酸カルシウム粉末、チタン酸バリウム粉末、チタン酸ストロンチウム粉末、スズ酸マグネシウム粉末、スズ酸カルシウム粉末、スズ酸バリウム粉末、スズ酸ストロンチウム粉末、ワラストナイト粉末、エンスタタイト粉末、酸化チタン粉末、酸化珪素粉末、酸化スズ粉末、酸化鉛粉末、酸化マグネシウム粉末、酸化カルシウム粉末、酸化ストロンチウム粉末、酸化バリウム粉末等と、二酸化マンガン粉末、周期律表第５ａ族元素酸化物粉末、鉄族金属の酸化物粉末、或いは、焼成中にこれらの材料に変化しうる、前記材料の水酸化物粉末、炭酸化物などを用い、混合した後、所望の成形手段により所定形状に成形し、しかる後、酸化性雰囲気において１２５０〜１４５０℃で１〜３時間焼成することによって得られる。
【００４９】
または、出発原料としてアルミナＡｌ２Ｏ３（純度９９．９％、平均粒子径０．４μｍ）と炭化チタンＴｉＣ（純度９８．５％、平均粒子径０．７μｍ）を使用し、アルミナが７２〜９３重量％、炭化チタンが７〜２８重量％の比率となるように秤量し、その総和１００重量％に対して３３〜１２２重量％のジルコニア（従って、ジルコニア、アルミナおよび炭化チタンの総和１００重量％に対して２５〜５５重量％のジルコニア）、さらにアルミナ、炭化チタン、ジルコニアの総和１００重量％に対して６重量％の焼結助剤を添加後、アルミナボールなどで混合し、その後所望の成形手段で所定形状に成形し、さらに非酸化性雰囲気において１６００〜１８００℃で１〜３時間焼成することによって得られる。
【００５０】
焼結助剤としては、一般的に酸化カルシウム、酸化マグネシウム、酸化クロム、シリカ、酸化イットリウム、酸化イッテリビウム等があるが、これら焼結助剤の添加量は、アルミナ、炭化チタン、ジルコニアの総和１００重量％に対して１０重量％以下の範囲内であれば何ら問題はない。焼結助剤の量は、焼結性からは６〜１０重量％が好ましく、焼結体の緻密度の観点からは４〜６重量％が好ましい。
【００５１】
なお、原料粉末の混合は乾式で行って良いが、湿式で混合した場合にはスプレードライ等で造粒して成形する。また、ボールミル等で粉砕混合する場合には、ボールより酸化カルシウム、酸化マグネシウム、酸化クロム、酸化コバルト、酸化マグネシウム、シリカ、酸化マンガン、酸化鉄、酸化イットリウム、酸化イッテリビウム等が混入する場合があるが、上述の組成を満足する範囲内であれば何ら問題はない。
【００５２】
ここで、上記アルミナと炭化チタンの原料には、一次原料の粒径がアルミナ０．２〜０．５μｍ、炭化チタン０．３〜１．０μｍのものを使用し、これを粉砕して０．４〜０．６μｍにしたものを用いるのが好ましい。従来は、一次原料の粒径がアルミナ０．３〜１．０μｍ、炭化チタン１．０〜３．０μｍのものを使用し、これを粉砕して０．４〜０．６μｍにしていたが、一次原料の粒径が比較的大きいため、長時間にわたって機械的粉砕を行う必要がある。そのため、角張った粒子形状のものが増えてしまい、粒度分布のばらつきが大きく、焼結体が変形しやすい。これは、粒形状が不均一で大きさも揃っていない材料を用いた場合、各粒子の持つ表面エネルギーが不均一で、焼結反応も一様に起こらないと考えられる。従って、局部的に焼結のスピードが異なり、その結果焼結体の変形が大きくなってしまう。
【００５３】
これに対し、一次原料の粒径をアルミナ０．２〜０．５μｍ、炭化チタン０．３〜１．０μｍとすることによって、スペーサ３等の各部材は、粒度分布にばらつきがなく、焼結前の粒子形状が球形に保たれているため、焼結体の変形が抑制される。
【００５４】
図１は、本発明のディスプレイ装置用部材を用いて形成された背面板１とスペーサ３とを含むＦＥＤを示す断面図である。図１に示すように、ＦＥＤは，電子源となる陰極１ａを備えた背面板１と、該背面板１とスペーサ３及び側壁４を介して対向配置され、蛍光体２ａ等の陽極を備えた前面板２とからなり、上記陰極１ａより電子線を放出して上記蛍光体２ａに衝突させ、この蛍光体２ａが発光させることによって画像が表示される。
【００５５】
上記ＦＥＤは、背面板１と側壁４及び前面板２により、ディスプレイ装置内部を真空に維持するための気密容器を形成し、該気密容器の内部を最終的には０．１３３×１０−３Ｐａ程度またはそれ以上の真空状態に保持する。従ってＦＥＤの表示面積が大きくなるに従い、気密容器内部と外部の気圧差による背面板１及び前面板２の変形あるいは破壊を防止するため、背面板１及び前面板２の間にスペーサ３をガラス接着剤にて４００〜５００℃程度の高温雰囲気にて接合し、大気圧や不意の衝撃等による気密容器の破壊を防止する。
【００５６】
上記背面板１は、その表面に複数個の電子源となる陰極１ａを形成するとともに、前面板２、スペーサ３及び側壁４を支持する基材として作用するため、高い剛性が必要となる。また、上記背面板１の大きさや厚みは、その表面に形成される電子源の数及びディスプレイのサイズ、また強度と後述するスペーサ３の配置と数量、及びディスプレイ装置の重量、安全係数等を加味して適宜設定される。また、上記背面板１上には、背面板１と対向配置される前面板２との間隔を所定距離に保持するためのスペーサ３が配置され、背面板１上に数十ｍｍ〜数百ｍｍ程度の間隔で形成される。
【００５７】
上記背面板１上にスペーサ３及び側壁４を介して対向配置された前面板２の下面、即ち背面板１と対向する面には、陽極となる蛍光体２ａが形成されており、線膨張係数が８×１０−６／℃〜９×１０−６／℃程度のガラス等によって形成されている。
【００５８】
また、上記前面板２に形成された蛍光体２ａは、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の３原色が塗り分けられており、上記各色蛍光体２ａの間には黒色体（不図示）が設けてあるが、スペーサ３は、この黒色体の部分にディスプレイ外部から見えないように配置される。そのため、幅方向の寸法は出来るだけ薄いことが望ましい。上記スペーサ３の幅方向の大きさは、上記黒色体の線幅以下の寸法を有していることが重要となる。その幅寸法はμｍオーダーとなるので、スペーサ３においてもまた精度、剛性が必要となる。スペーサ３の長手方向の大きさや厚み、配置する数に関しては、黒色体及びディスプレイの方式やサイズ、また、強度と前述した背面板１及び前面板２の強度を含め、ディスプレイ装置の重量、安全係数等を加味して適宜設定される。
【００５９】
上記背面板１及びスペーサ３は、前記した本発明のディスプレイ装置用部材、即ちヤング率（Ｅ）が１２０ＧＰａ以上、比剛性（Ｅ／ρ）が４０×１０９ｃｍ以上および常温から４００℃までの線膨張係数が７．５×１０−６〜１０×１０−６／℃であり、ボイド占有面積率が６％以下であるセラミックスからなることが重要である。
【００６０】
なお、上述の実施形態では背面板１及びスペーサ３を本発明のディスプレイ装置用部材によって形成したが、本発明のディスプレイ装置用部材はどちらか一方の部材のみに適用してもよく、また背面板１、スペーサ３以外の部材、例えば側壁４等にも用いてもよい。
【００６１】
【実施例】
以下、本発明の実施例を説明する。
【００６２】
（実施例Ｉ）
先ず、アルミナ粉末、フォルステライト粉末、ステアタイト粉末、チタン酸マグネシウム粉末、チタン酸カルシウム粉末、チタン酸バリウム粉末、チタン酸ストロンチウム粉末、スズ酸マグネシウム粉末、スズ酸カルシウム粉末、スズ酸バリウム粉末、スズ酸ストロンチウム粉末、ワラストナイト粉末、エンスタタイト粉末、酸化チタン粉末、酸化珪素粉末、酸化スズ粉末、酸化鉛粉末、酸化マグネシウム粉末、酸化カルシウム粉末、酸化ストロンチウム粉末、酸化バリウム粉末、および添加成分として二酸化マンガン粉末、周期律表第５ａ族元素酸化物粉末、鉄族金属の酸化物粉末を用意した。これらの原料粉末をセラミックスの組成が表１、表２に示すような割合となるように秤量後、回転ミルにて湿式混合した。混合後のスラリーをスプレードライにて乾燥して焼結用原料とした。
得られた焼結用原料をプレス成形し、大気中において表１、表２に示す温度で２時間焼成することによってスペーサ試料を作製した。
【表１】
2004146352.tif 000003
【表２】
2004146352.tif 000004
【００６３】
次いで、得られた各スペーサ試料を３ｍｍ×４ｍｍ×５０ｍｍの角柱状に切削した後、表面を算術平均粗さ（Ｒａ）０．１μｍに研磨して試料を作製し、見掛密度をアルキメデス法で測定し、ヤング率を超音波パルス法（ＪＩＳ　Ｒ１６０２準拠）で測定し、その後比剛性（Ｅ／ρ）を求めた。試料表面のボイド占有面積率はニレコ製ＬＩＺＥＸ−ＦＳにて倍率を１００倍として演算処理して求めた。
また、常温から４００℃までの線膨張係数をセラミックスの熱機械分析による熱膨張の測定方法（ＪＩＳ　Ｒ１６１８）によって真空理工製のＤＬ−１５００−Ｙで測定した。
さらに、別の試料を直径１０ｍｍ、厚み２ｍｍの円板状に切削し熱伝導率をレーザーフラッシュ法（ＪＩＳ　Ｒ１６１１準拠）で測定した。
また、別の試料を直径６０ｍｍ、厚み２ｍｍの円盤状に切削し、そしてこの試料を用いて、ＪＩＳ　Ｃ　２１４１に定められた絶縁抵抗の測定方法に基づき抵抗値を測定した。すなわち、試料を約０．１３３×１０−３Ｐａの真空中に収容し、試料の両端の電極に超絶縁抵抗計の端子を接続し、真空装置内が−４０℃、２５℃、６０℃のうち所望の温度に到達後１０分間放置した後、試料に１０００Ｖを５分間印加した時の抵抗値を読み取った。この抵抗値から体積固有抵抗を算出し、体積固有抵抗の温度係数を求めた。体積固有抵抗は、ＪＩＳ　Ｃ　２１４１に定められるように、Ｒ＝ｒ×Ｓ／ｔ（Ｒ：体積固有抵抗、ｒ：抵抗値、Ｓ：電極面積、ｔ：試料厚み）により求めた。
また、体積固有抵抗の温度係数ＴＣＲ（％／℃）は、ＴＣＲ（％／℃）＝〔（Ｒ−４０−Ｒ６０）／Ｒ２５／−１００〕〕×１００で求めた。ここで、Ｒ−４０は−４０℃における体積固有抵抗であり、Ｒ２５は２５℃における体積固有抵抗であり、Ｒ６０は６０℃における体積固有抵抗である。
そして、各試料の評価として上記測定結果より、ヤング率が１２０ＧＰａ以上、比剛性が４０×１０９ｃｍ以上、線膨張係数が７．５×１０−６〜８．６×１０−６／℃、ボイド占有率が６％以下、熱伝導率が３Ｗ／ｍ・Ｋ以上、−４０〜６０℃における体積固有抵抗値が１×１０８〜１×１０１０Ω・ｃｍ、体積固有抵抗値の温度係数が−４〜０％／℃の試料を◎とし、ヤング率が１２０ＧＰａ以上、比剛性が４０×１０９ｃｍ以上、線膨張係数が７．５×１０−６〜１０×１０−６／℃、ボイド占有率が６％以下、熱伝導率が３Ｗ／ｍ・Ｋ以上、−４０〜６０℃における体積固有抵抗値が１×１０５〜１×１０１２Ω・ｃｍ、体積固有抵抗値の温度数が−５〜０％／℃の試料を○として評価した。結果を表３、表４に示す。
【表３】
2004146352.tif 000005
【表４】
2004146352.tif 000006
【００６４】
表１〜表４より明らかなように、アルミナ、フォルステライトおよびステアタイトから選ばれる少なくとも１種４０〜９０重量％と、一般式ＡＢＯ３、ＭＯ２またはＸＯで表される成分１０〜６０重量％と含有してなる試料、及び添加成分として二酸化マンガンを１５〜９０重量％、周期律表第５ａ族元素酸化物を３〜４０重量％、及び鉄族金属の酸化物を５〜８０重量％含有してなる試料（Ｎｏ．Ｉ―１〜８、１０、１１、１３〜１７、１９、２０、２２〜２６、２８、２９、３１、３２、３４、３５、３７、３８、４０、４１、４３、４４、４６〜５０、５２、５３、５５〜６４）は、１２０ＧＰａ以上の高いヤング率、４０×１０９ｃｍ以上の高い比剛性（Ｅ／ρ）値、ボイド占有面積率６％以下、３Ｗ／ｍ・Ｋ以上の熱伝導率、常温から４００℃の範囲内で７．５〜１０×１０−６／℃の熱膨張係数、−４０〜６０℃の温度範囲内で１×１０５〜１×１０１２Ω・ｍの体積固有抵抗を有するとともに、−４０〜６０℃の温度範囲内での体積固有抵抗の温度係数を−５〜５％／℃とし、ＦＥＤ用のスペーサ及び背面板として◎または○の評価を有しており好適に使用することが可能となる。
これに対し、試料（Ｎｏ．Ｉ―３９、４２、４５）は、ヤング率が１２０ＧＰａ以下であり、試料（Ｎｏ．Ｉ―２７、３９、４２、４５）は、比剛性（Ｅ／ρ）が４０×１０９ｃｍ以下であり、試料（Ｎｏ．Ｉ―９、１２、１８、２１、３３、３６、５１、５４）は常温から４００℃の範囲内で７．５〜１０×１０−６／℃の熱膨張係数を有しておらず、また、試料（Ｎｏ．Ｉ―６、１５、２４）は−４０〜６０℃の温度範囲内で体積固有抵抗の温度係数が−５〜５％／℃を外れており、所望の特性を得ることができなかった。
また、従来のアルミナ粉末を主体とした材料では、所望の抵抗値を得るために、還元雰囲気下で焼成していたためコスト高になっていたが、本発明のセラミックスによれば、大気中で焼成するため、所望の抵抗値を有するセラミックスを安価に得ることができる。
【００６５】
（実施例ＩＩ）
先ず、アルミナ粉末、チタン酸カルシウム粉末、二酸化マンガン粉末、周期律表第５ａ族元素酸化物粉末、鉄族金属の酸化物粉末を用意した。次にセラミックスの組成が表５，表６に示すような割合となるように秤量後、回転ミルにて湿式混合した。混合後のスラリーをスプレードライにて乾燥して焼結用原料とした。得られた焼結用原料をプレス成形し、大気中において表５，表６に示す如く温度で２時間焼成することによって図１に示すようなスペーサ試料を作製した。
さらに、比較例としてガラス４種類各特性を試料Ｎｏ．ＩＩ−６９から７２に示す。ここで試料Ｎｏ．ＩＩ−６９はＳｉＯ２純度７８％のガラス、試料Ｎｏ．ＩＩ−７０はＳｉＯ２純度７１％のガラス、試料Ｎｏ．ＩＩ−７１はＳｉＯ２純度６０％のガラス、試料Ｎｏ．ＩＩ−７２はＳｉＯ２純度７１％で導電性を有しかつ高ヤング率のガラスである。各試料の組成を表６に示す。
【表５】
2004146352.tif 000007
【表６】
2004146352.tif 000008
【００６６】
次いで、得られた各スペーサ試料を用いて、実施例Ｉと同様にして各特性値を調べた。
そして、各試料の評価として上記測定結果より、ヤング率が２５０ＧＰａ以上、線膨張係数が７．５×１０−６〜８．６×１０−６／℃、熱伝導率が３Ｗ／ｍ・Ｋ以上、体積固有抵抗値の温度係数が−３．５〜３．５％／℃の試料を◎、ヤング率が２００ＧＰａ以上、線膨張係数が７．５×１０−６〜１０×１０−６／℃、熱伝導率が３Ｗ／ｍ・Ｋ以上、体積固有抵抗値の温度係数が−５〜５％／℃の試料を○として評価した。これらの結果を表７，表８に示す。
【表７】
2004146352.tif 000009
【表８】
2004146352.tif 000010
【００６７】
表７、表８より明らかなように、アルミナを４０〜９０重量％、チタン酸カルシウムを１０〜６０重量％からなる試料（Ｎｏ．ＩＩ―２〜６）は、３００ＧＰａ以上の高いヤング率、８０以上の高い比剛性（Ｅ／ρ）値、ボイド占有面積率２％以下、３Ｗ／ｍ・Ｋ以上の熱伝導率、常温から４００℃の範囲内で７．５〜１０×１０−６／℃の熱膨張係数、−４０〜６０℃の温度範囲内で１×１０５〜１×１０１０Ω・ｍの体積固有抵抗を有するとともに、−４０〜６０℃の温度範囲内での体積固有抵抗の温度係数を−５〜５％／℃の範囲とし、ＦＥＤ用のスペーサ及び背面板として◎、○の評価を有しており好適に使用することが可能となる。
主成分としてアルミナを４０〜９０重量％、チタン酸カルシウムを１０〜６０重量％含有し、上記アルミナとチタン酸カルシウムの総和１００重量％に対し、３０重量％以下の添加成分を含有してなり、添加成分として二酸化マンガンを１５〜９０重量％、周期律表第５ａ族元素酸化物を３〜４０重量％、及び鉄族金属の酸化物を５〜８０重量％含有してなる試料（Ｎｏ．ＩＩ―１４〜１７、１９、２０、２４、３０、３４、４０、４６、４９、５２、５８、６１、６４、６７）は、２００ＧＰａ以上の高いヤング率、６０以上の高い比剛性（Ｅ／ρ）値、ボイド占有面積率６％以下、３Ｗ／ｍ・Ｋ以上の熱伝導率、常温から４００℃の範囲内で７．５〜１０×１０−６／℃の熱膨張係数、−４０〜６０℃の温度範囲内で１×１０５〜１×１０１２Ω・ｍの体積固有抵抗を有するとともに、−４０〜６０℃の温度範囲内での体積固有抵抗の温度係数を−５〜５％／℃の範囲内とし、ＦＥＤ用のスペーサ及び背面板として◎、○の評価を有しており好適に使用することが可能となる。
これに対し、試料（Ｎｏ．ＩＩ―１３、２１、２２、２６、２７、３６、３７、５４、５５）は、−４０〜６０℃の温度範囲内で１×１０５Ω・ｍ以下の体積固有抵抗となっており、また、試料（Ｎｏ．ＩＩ―７、１８、２２、２５、２８、３１、３２、３５、４１、４４、４７，５０、５３、５６、５９、６２、６５，６８）は、−４０〜６０℃の温度範囲内で体積固有抵抗の温度係数が−５〜５％／℃の範囲外になっており、試料（Ｎｏ．１０）は、焼結時に緻密化しなかったため所望の特性を得ることができなかった。
さらに、試料（Ｎｏ．ＩＩ―１、７、８、９、１１、１２、１３、２３、２６、２９、３２、３３、３６、３９、４２、４５、４８、５１、５４、５７、６０、６３、６６）は、常温から４００℃の線膨張係数が７．５〜１０×１０−６／℃の範囲内に無いことが判る。
また、比較例であるガラスは、試料（Ｎｏ．ＩＩ―６９〜７２）では明らかな通り、熱伝導率がすべて３Ｗ／ｍ・Ｋ以下であり、試料（Ｎｏ．ＩＩ―６９、７０、７１）は比剛性が３０×１０９ｃｍ以下と低く、さらに試料（Ｎｏ．ＩＩー６９、７２）については線膨張係数がそれぞれ６．０×１０−６／℃、３．３×１０−６／℃と低いことが判明した。
【００６８】
（実施例ＩＩＩ）
アルミナ粉末、炭化チタン粉末、ジルコニア粉末を用意し、セラミックスの組成が表９に示すような割合となるように秤量後、回転ミルにて湿式混合した。混合後のスラリーをスプレードライにて乾燥して焼結用原料とした。
得られた焼結用原料をプレス成形し、非酸化雰囲気中において表９に示す温度で２時間焼成することによって、図１に示すようなスペーサ試料を作製した。各試料の組成を表９に示す。
【表９】
2004146352.tif 000011
【００６９】
次いで、得られた各試料について実施例Ｉと同様にして各特性値を調べた。　そして、各試料の評価として上記測定結果より、線膨張係数が８×１０−６〜９×１０−６／℃、ヤング率が３００ＧＰａ以上、熱伝導率が５Ｗ／ｍ・Ｋ以上、体積固有抵抗値の温度係数が−１〜１％／℃の試料を◎、線膨張係数が８×１０−６〜９×１０−６／℃、ヤング率が３００ＧＰａ以上、熱伝導率が５Ｗ／ｍ・Ｋ以上、体積固有抵抗値の温度係数が−５〜５％の試料を○として評価した。これらの結果を表１０に示す。
【表１０】
2004146352.tif 000012
【００７０】
表１０より明らかなように、ジルコニアを２５〜５５重量％、残部がアルミナと炭化チタンから成り、上記アルミナと炭化チタンの総和を１００重量％としたとき、アルミナが７２〜９３重量％、炭化チタンが７〜２８重量％含有してなる試料（Ｎｏ．ＩＩＩ―４、５、６、８、９、１０、１２、１３、１４）は、３００ＧＰａ以上の高いヤング率、５００ＭＰａ以上の高い抗折強度、６０以上の高い比剛性（Ｅ／ρ）値、ボイド占有面積率２％以下、５Ｗ／ｍ・Ｋ以上の熱伝導率、常温から４００℃の範囲内で８〜９×１０−６／℃の熱膨張係数、−４０〜６０℃の温度範囲内で１×１０５〜１×１０１２Ω・ｍの体積固有抵抗を有するとともに、−４０〜６０℃の温度範囲内での体積固有抵抗の温度係数を−５〜５％／℃の範囲とし、ＦＥＤ用のスペーサおよび背面板として◎、○の評価を有しており好適に使用することが可能となる。
これに対し、試料（Ｎｏ．ＩＩＩ―１、２、８、１７）は、−４０〜６０℃の温度範囲内で体積固有抵抗の温度係数が−５〜５％／℃の範囲外となり、また、試料（Ｎｏ．ＩＩＩ―１６）は、−４０〜６０℃の温度範囲内で１×１０５〜１×１０１２Ω・ｍ以上を有していないことが判る。さらに、試料（Ｎｏ．ＩＩＩ―７、１６）は比剛性が６０×１０９ｃｍ以下と低く、試料（Ｎｏ．ＩＩＩ―３、７、８、１２、１６）は、常温から４００℃の線膨張係数が８×１０−６〜９×１０−６／℃の範囲内に無いことが判る。
【００７１】
【発明の効果】
本発明のディスプレイ装置用部材は、電子源を備えた背面板と、前面板とがスペーサを介して対向配置されてなるディスプレイ装置に用いられるディスプレイ装置用部材であって、ヤング率（Ｅ）が１２０ＧＰａ以上、比剛性（Ｅ／ρ）が４０×１０９ｃｍ以上および常温から４００℃までの線膨張係数が７．５×１０−６〜１０×１０−６／℃であり、ボイド占有面積率が６％以下であるセラミックスからなることにより、衝撃等によって発生する歪によって装置の精度劣化を防ぐことができるとともに、背面板、スペーサ及び前面板などとの接合の際に用いられる接着用ガラスの線膨張係数と近い値となるため、接合部でのクラックの発生による装置内部の真空リークや、歪による装置の精度劣化が防止され、画質の劣化や欠陥をも有効に防止することができ、さらに部材の水分や有機付着物の除去を行う際に高温中にて熱処理を行うことができ、その際に発生するアウトガスの発生を抑制することができるという効果がある。
【００７２】
本発明のディスプレイ装置用部材は、−４０〜６０℃の温度範囲内における体積固有抵抗値が１×１０５〜１×１０１２Ω・ｍかつ体積固有抵抗の温度係数が−５〜５％／℃であることにより、絶縁性乃至若干の導電性、即ち半導電性を付与することができるという効果がある。
【００７３】
本発明のディスプレイ装置用部材は、アルミナ、フォルステライトおよびステアタイトから選ばれる少なくとも１種４０〜９０重量％と、一般式ＡＢＯ３またはＭＯ２或いはＸＯ（各式中、Ａ、Ｂ、Ｍ、Ｘは前記と同じである。）で表される成分１０〜６０重量％とを含有したセラミックスからなることから、絶縁体と導電体の中間またはそれ以上の体積固有抵抗を有するとともに、セラミックスの温度によって体積固有抵抗が変動する幅が大幅に低減されるため、電子源より電子を放出して、電界放出による電子線を得、陰極と陽極にかかる電圧を逃がさない範囲の絶縁性を有し、部材の用いられるディスプレイ装置の電子源の方式、陰極と陽極間にかかる電圧の大きさ等により、半導電性を有する所望の体積固有抵抗値を有する部材を得ることができる。
【００７４】
また、本発明の他のディスプレイ装置用部材によれば、アルミナ、フォルステライトおよびステアタイトから選ばれる少なくとも１種４０〜９０重量％と、一般式ＡＢＯ３またはＭＯ２或いはＸＯ（各式中、Ａ、Ｂ、Ｍ、Ｘは前記と同じである。）で表される成分１０〜６０重量％とを含有し、さらに上記アルミナ、フォルステライト、ステアタイトのうち少なくとも１種とＡＢＯ３またはＭＯ２或いはＸＯで表される成分の総和１００重量部に対し３０重量部以下の添加成分を含有してなり、上記添加成分として二酸化マンガンを１５〜９０重量％、周期律表第５ａ族元素酸化物を３〜４０重量％、及び鉄族金属の酸化物を５〜８０重量％含有してなることから、この添加成分が導電性付与材として作用し、ヤング率、比剛性及び熱伝導率を高い値に保持し衝撃等によるクラックの発生を防止し、−４０〜６０℃における体積固有抵抗値を１×１０５Ω〜１×１０１０Ω・ｍ、この温度範囲内における体積固有抵抗の温度係数を±５％／℃以下として半導通性を有することができる。
【００７５】
さらに、本発明のディスプレイ装置用部材によれば、常温から４００℃までの線膨張係数が７．５×１０−６〜１０×１０−６／℃であることから、背面板、スペーサ及び前面板との接合の際に用いられる接着用ガラスの線膨張係数と近い値となるため、接合部でのクラックの発生による装置内部の真空リークや、歪による装置の精度劣化を防ぐことができる。
【００７６】
またさらに、本発明のディスプレイ装置用部材によれば、ヤング率（Ｅ）が１２０ＧＰａ以上、比剛性（Ｅ／ρ）が４０×１０９ｃｍ以上、ボイド占有面積率が６％以下、熱伝導率が３Ｗ／ｍ・Ｋ以上、−４０〜６０℃の温度範囲内における体積固有抵抗値が１×１０５Ω〜１×１０１０Ω・ｍ及び体積固有抵抗の温度係数が−５〜５％／℃であることから、衝撃等によって発生する歪によって装置の精度劣化を防ぐことができるとともに、各部材の水分や有機付着物の除去を行う際に高温中にて熱処理を行うことができ、その際に発生するアウトガスの発生を抑制することができる。
【００７７】
また、本発明の別のディスプレイ装置用部材によれば、ディスプレイ装置用部材が、アルミナを７２〜９３重量％、炭化チタンを７〜２８重量％含有し、上記アルミナと炭化チタンの総和１００重量％に対し、３３〜１２２重量％のジルコニアを含有してなるセラミックスからなることから、絶縁体と導電体の中間またはそれ以上の体積固有抵抗を有するとともに、セラミックスの温度によって体積固有抵抗が変動する幅が大幅に低減されるため、電子源より電子を放出して、電界放出による電子線を得、陰極と陽極にかかる電圧を逃がさない範囲の絶縁性を有し、部材の用いられるディスプレイ装置の電子源の方式、陰極と陽極間にかかる電圧の大きさ等により、半導電性を有する所望の体積固有抵抗値を有する部材を得ることができる。
【００７８】
さらにまた、本発明は上記ディスプレイ装置用部材を用いてディスプレイ装置を形成したことから、電界放出による電子線を得、陰極と陽極にかかる電圧を逃がさない範囲の絶縁性を有し、画質の劣化や欠陥を有効に防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のディスプレイ装置の一実施形態を示す断面図である。
【符号の説明】
１：背面板
１ａ：陰極
２：前面板
２ａ：蛍光体
３：スペーサ
４：側壁
【図１】
2004146352.tif 000013