(57)【要約】【課題】隔壁材料の透過率を高め、高輝度のプラズマディスプレイを作製することが可能なプラズマディスプレイ用隔壁形成材料を提供する。【解決手段】ガラス粉末と、２０質量％未満のアルミナ粉末からなり、前記アルミナ粉末が球状であり、かつ７５％粒子径Ｄ７５が２．０〜７．０μｍ、５０％粒子径Ｄ５０が１．５〜５．０μｍ、２５％粒子径Ｄ２５が１．０〜３．５μｍの粒度分布を有することを特徴とする。【選択図】　　　　なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガラス粉末と、２０質量％未満のアルミナ粉末からなり、前記アルミナ粉末が球状であり、かつ７５％粒子径Ｄ７５が２．０〜７．０μｍ、５０％粒子径Ｄ５０が１．５〜５．０μｍ、２５％粒子径Ｄ２５が１．０〜３．５μｍの粒度分布を有することを特徴とするプラズマディスプレイパネル用隔壁形成材料。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、プラズマディスプレイパネルの隔壁形成材料に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
プラズマディスプレイパネルは、自己発光型のフラットディスプレイであり、軽量薄型、高視野角等の優れた特性を備えており、また大画面化が可能であることから、将来性のある表示装置の一つとして注目されている。
【０００３】
プラズマディスプレイパネルは、前面ガラス基板と背面ガラス基板とが対向して設けられており、これら基板の間の空間には、ガス放電部を区切るための多数の隔壁（バリアリブともいう）が形成されている。隔壁の形成材料は、５００〜６００℃の焼成で緻密に焼成出来、また焼成中に隔壁形状が維持される様に設計されている。
【０００４】
隔壁を形成する材料としては、ガラス粉末とセラミック粉末を混合した材料が広く用いられている。例えば、ＰｂＯ−Ｂ２Ｏ３系のガラス粉末と、アルミナ、ジルコン、ジルコニア、チタニア、無機顔料などのセラミックフィラー粉末からなる材料が一般的である。
【０００５】
上記隔壁を形成する方法としては、印刷積層法やサンドブラスト法などが知られている。印刷積層法は、隔壁を形成すべき箇所にスクリーン印刷により複数回印刷を繰り返し、重ね塗りすることにより積層した後、焼成して隔壁を形成する方法である。
【０００６】
サンドブラスト法は、ペーストをスクリーン印刷等により塗布した後乾燥するか、あるいはグリーンシートを載せて、隔壁材料の層を所定の厚みとなるように背面ガラス基板上に直接、あるいはアドレス保護用誘電体層が形成される場合にはその上に全面にわたって形成し、この上に感光性レジストを塗布し露光、現像した後に、レジスト膜が形成されていない箇所をサンドブラストにより除去した後、焼成して隔壁を形成する方法である。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
プラズマディスプレイパネルにおいては、輝度の向上という課題があるが、パネルの大型化に伴って輝度を向上させることが益々必要となってきている。輝度を向上させるには、消費電力を大幅にアップするという方法があるが、経済的でない。
【０００８】
そこでパネルの構成材料である隔壁の透過率を高める、という提案がなされている。隔壁の透過率を高めると、輝度が向上する理由は以下のように考えられる。隔壁によって仕切られた放電セルは表示部としての役割を有しており、その内面には蛍光体が塗布されて発光する。しかし隔壁自体は光を通さないため、表示部全体から見ると隔壁は輝度向上に寄与していない。そこで隔壁に透光性を持たせることにより、見かけの開口率の向上が見込め、輝度の改善が望めると考えられる。
【０００９】
本発明の目的は、隔壁形成材料の透過率を高め、高輝度のプラズマディスプレイを作製することが可能なプラズマディスプレイ用隔壁形成材料を提供することである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明のプラズマディスプレイパネル用隔壁形成材料は、ガラス粉末と、２０質量％未満のアルミナ粉末からなり、前記アルミナ粉末が球状であり、かつ７５％粒子径Ｄ７５が２．０〜７．０μｍ、５０％粒子径Ｄ５０が１．５〜５．０μｍ、２５％粒子径Ｄ２５が１．０〜３．５μｍの粒度分布を有することを特徴とする。
【００１１】
【発明の実施の形態】
本発明のプラズマディスプレイパネル用隔壁形成材料は、フィラー粉末として球状のアルミナ粉末を使用することを特徴とする。球状のフィラー粉末は、破砕物等の多面体形状に比べて光を散乱しにくいので、隔壁の透過光量が増大し、透過率の高い隔壁を形成することができる。また球状のフィラーは、粒子に突起がなく応力集中を著しく緩和できるため、隔壁の機械的強度を高める効果も期待できる。なお本発明において、「球状」とは、真球のみに限定されるものではなく、本発明の作用効果が発現される一定の幅をもった物として定義され、球類似形状も含まれる。具体的には３次元空間において重心からの一定距離ｒから±２５％、好ましくは±１５％までの変動を含む滑らかな面で構成される立体と定義される。このような球状体は、例えば材料粉末を火炎中に噴霧することにより得ることができる。
【００１２】
また上記アルミナ粉末は、７５％粒子径Ｄ７５が２．０〜７．０μｍ、５０％粒子径Ｄ５０が１．５〜５．０μｍ、２５％粒子径Ｄ２５が１．０〜３．５μｍの粒度分布を有することを特徴とする。このような粒度分布を満たす粉末は、粒度が揃っているために隔壁に入射した光が乱反射しにくくなり、透過率の高い隔壁を形成することができる。
【００１３】
アルミナ粉末は、隔壁の形状維持のために必要な成分であるが、隔壁の透過率を向上させるためにはできる限り含有量が少ないほうがよい。アルミナ粉末の具体的な含有量は２０質量％未満、好ましくは１〜２０質量％、特に５〜１８質量％であることが好ましい。
【００１４】
本発明の隔壁形成材料は、ガラス粉末として種々の組成を有するものを使用することができる。例えば質量百分率でＰｂＯ　５０〜７５％（好ましくは５５〜７０％）、Ｂ２Ｏ３　２〜３０％（好ましくは５〜２５％）、ＳｉＯ２　２〜３５％（好ましくは３〜３１％）、ＺｎＯ＋ＣａＯ　０〜２０％（好ましくは０〜１０％）の組成を有するガラスや、質量百分率でＰｂＯ　３０〜５５％（好ましくは４０〜５０％）、Ｂ２Ｏ３　１０〜４０％（好ましくは１５〜３５％）、ＳｉＯ２　１〜１５％（好ましくは２〜１０％）、ＺｎＯ　０〜３０％（好ましくは１０〜３０％）、ＢａＯ＋ＣａＯ＋Ｂｉ２Ｏ３　０〜３０％（好ましくは３〜２０％）の組成を有するガラスや、質量百分率でＺｎＯ　４０〜７０％（好ましくは４０〜６０％）、Ｂ２Ｏ３　２０〜４０％（好ましくは２０〜３５％）、ＳｉＯ２　５〜２０％（好ましくは５〜１５％）、Ｎａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏ＋Ｌｉ２Ｏ　２〜３０％（好ましくは２〜２０％）の組成を有するガラスが、５００〜６００℃の焼成で良好な流動性を示し、また透明性および絶縁特性ともに安定であるため好適に使用することができる。
【００１５】
なお本発明の隔壁形成材料は、ガラス粉末とアルミナ粉末を主成分とするが、透過率に影響を与えない範囲であれば、例えばコージエライト、ムライト、シリカ等のアルミナ粉末以外のフィラー粉末を、形状維持性の向上や低誘電率化を目的として導入しても良い。これらのフィラー粉末の添加量は、フィラー粉末全体の５％以下に制限することが望ましい。なおチタニアを使用すると隔壁の透光性を著しく損ねるため、本発明においては使用すべきでない。
【００１６】
また本発明のプラズマディスプレイパネル用隔壁形成材料は、ガラス粉末の軟化点で１０分間焼成した後、膜厚５０μｍでの５５０ｎｍの拡散透過率値をガラス基板込みで測定したときに、透過率値が６０％以上となることが望ましい。この透過率値が６０％以上であれば、形成される隔壁が十分な透光性を有するため、プラズマディスプレイパネルの輝度の向上が期待できる。
【００１７】
本発明のプラズマディスプレイパネル用隔壁形成材料は、ペーストやグリーンシートなどの形態で使用することができる。
【００１８】
ペーストの形態で用いる場合、上述したガラス粉末及びフィラー粉末と共に、熱可塑性樹脂、可塑剤、溶剤等を使用する。ガラス粉末及びフィラー粉末のペースト中の含有量としては、３０〜９０質量％程度が一般的である。ペーストの粘度としては、２００〜１５００ポイズが望ましい。２００ポイズ以下であると、ペーストの保管性に問題があり、１５００ポイズ以上では、印刷性に問題が生じる。また、ペースト粘度が１０００ポイズ以下の状態で提供される場合は、ペーストの分離、粘度低下、樹脂の劣化等を未然に防ぐために、０〜３％までの酸化防止剤や界面活性剤を添加することが望ましい。なお、本発明でいう粘度とは、２３℃、ずり速度５．７／秒の条件で測定したときの値である。
【００１９】
熱可塑性樹脂は、乾燥後の膜強度を高め、また柔軟性を付与する成分であり、その含有量は、０．１〜２０質量％程度が一般的である。熱可塑性樹脂としてはポリブチルメタアクリレート、ポリビニルブチラール、ポリメチルメタアクリレート、ポリエチルメタアクリレート、エチルセルロース等が使用可能であり、これらを単独あるいは混合して使用する。
【００２０】
可塑剤は、乾燥速度をコントロールすると共に、乾燥膜に柔軟性を与える成分であり、その含有量は０〜１０質量％程度が一般的である。可塑剤としてはブチルベンジルフタレート、ジオクチルフタレート、ジイソオクチルフタレート、ジカプリルフタレート、ジブチルフタレート等が使用可能であり、これらを単独あるいは混合して使用する。
【００２１】
溶剤は材料をペースト化するための材料であり、その含有量は１０〜３０質量％程度が一般的である。溶剤としては、例えばターピネオール、ジエチレングリコールモノブチルエーテルアセテート、２，２，４−トリメチル−１，３−ペンタジオールモノイソブチレート等を単独または混合して使用することができる。
【００２２】
ペーストの作製は、ガラス粉末、フィラー粉末、熱可塑性樹脂、可塑剤、溶剤等を用意し、これを所定の割合で混練することによりペーストとすることができる。
【００２３】
このようなペーストを用いて隔壁を形成するには、まずこれらのペーストをスクリーン印刷法や一括コート法等を用いて塗布し、続いてサンドブラスト法を用いて不要な部分を除去して隔壁形状とした後、焼成して所定形状の隔壁を得る。
【００２４】
本発明のプラズマディスプレイパネル用隔壁形成材料を、グリーンシートの形態で使用する場合、上記ガラス粉末及びフィラー粉末と共に、熱可塑性樹脂、可塑剤等を使用する。
【００２５】
ガラス粉末及びフィラー粉末のグリーンシート中の含有量は、６０〜８０質量％程度が一般的である。
【００２６】
熱可塑性樹脂及び可塑剤としては、上記ペーストの調製の際に用いられるのと同様の熱可塑性樹脂及び可塑剤を用いることができ、熱可塑性樹脂の混合割合としては、５〜３０質量％程度が一般的であり、可塑剤の混合割合としては、０〜１０質量％程度が一般的である。
【００２７】
グリーンシートを作製する一般的な方法としては、上記ガラス粉末及びフィラー粉末と、熱可塑性樹脂及び可塑剤とを用意し、これらに、トルエン等の主溶媒や、イソプロピルアルコール等の補助溶媒を添加してスラリーとし、このスラリーをドクターブレード法によって、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）等のフィルムの上にシート成形する。シート成形後、乾燥させることによって溶媒や溶剤を除去し、グリーンシートとすることができる。
【００２８】
以上のようにして得られたグリーンシートを、ガラス層を形成すべき箇所に熱圧着して塗布層を形成した後に、上述のペーストの場合と同様にして所定形状の隔壁を得ることができる。
【００２９】
上記の説明においては、隔壁形成方法として、ペーストまたはグリーンシートを用いたサンドブラスト法を例にして説明しているが、これらの方法に限定されるものではなく、印刷積層法、リフトオフ法、感光性ペースト法、感光性グリーンシート法、プレス成形法などその他の形成方法も適用可能である。
【００３０】
【実施例】
（実施例１）
表１は、本発明の実施例（試料Ｎｏ．１）および比較例（試料Ｎｏ．２〜４）を示している。
【００３１】
【表１】
2004067410.tif 000002
【００３２】
表１の各試料は、次のようにして調製した。
【００３３】
まずガラス組成が、質量％でＰｂＯ　６７．７％、Ｂ２Ｏ３　３．０％、ＳｉＯ２　２７．３％、ＴｉＯ２　２．０％となるように原料を調合し、均一に混合した後、白金ルツボに入れて１３００℃で２時間溶融した。その後、溶融ガラスを薄板状に成形した。続いてこれらをアルミナボールミルで粉砕し、目開き５３μｍの網篩で分級してガラス粉末を得た。このガラスの軟化点は５５５℃であった。
【００３４】
またフィラー粉末として、アルミナ粉末を用意した。Ｎｏ．１〜３の試料に用いるアルミナ粉末については次のようにして球状に成形した。まず通常のビーズ化プロセス法によって、まず無定形アルミナ粒子をプロパン−酸素炎中に投入し、表面張力によって球形化した。続いて、分級プロセスを経て、表１に示す粒度分布をもつ球状アルミナ粉末を得た。またＮｏ．４の試料については、無定形アルミナ粒子を分級して用いた。
【００３５】
このようにして得られたガラス粉末及びアルミナ粉末を、表１の割合で混合することにより試料を得た。
【００３６】
得られた試料について、形状維持性及び透過率を評価した。
【００３７】
形状維持性は次のようにして評価した。
【００３８】
まず上記のようにして得られた各試料粉末を、エチルセルロースのターピネオール溶液と混練してペーストにした後、このペーストを窓板ガラス（厚さ１．７ｍｍ）の上にスクリーン印刷法で塗布することにより、厚さ２００μｍの塗布層が形成された形状維持性評価用試料を作製した。次にこの評価用試料の塗布層上にドライフィルムレジスト（ＤＦＲ）をラミネートし、このレジストをマスクとしてサンドブラスト法にてレジストで覆われていない部分を除去することによって、塗布層を隔壁形状に加工した。次に試料を５５５℃で１０分間焼成した後、隔壁形状が維持されているか否かを光学顕微鏡で観察した。その結果、形状が維持されていれば「○」、歪んでいれば「×」として評価した。
【００３９】
また透過率評価試料として、上記と同様の方法で形成した５０μｍの塗布層を有するガラス板を用意した。透過率の測定は、ガラスの軟化点より１０℃低い温度で１０分間焼成して、５５０ｎｍでの拡散透過率を求めることによって行った。なお測定は島津製分光光度計ＵＶ−３１００にて行い、ガラス基板込みの値を示している。
【００４０】
表１の結果から明らかなように、本発明の実施例Ｎｏ．１は、透過率が高く、しかも形状維持性に優れていた。一方、比較例Ｎｏ．２は粒度分布が本発明の範囲外であるために、Ｎｏ．３の試料はアルミナの含有量が多いために、また試料Ｎｏ．４は球状のアルミナを用いていないために、それぞれ透過率が低かった。
【００４１】
（実施例２）
表２は、実施例１と同様の方法にて作製した本発明の実施例（試料Ｎｏ．５〜８）である。表２から、本発明の実施例Ｎｏ．５〜８は、透過率が高く、しかも形状維持性に優れていることが確認された。
【００４２】
【表２】
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【００４３】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明のプラズマディスプレイパネル用隔壁形成材料は、形状維持のためにアルミナ粉末を使用するにも拘わらず、透光性のある隔壁を形成できる。このため、プラズマディスプレイパネルの輝度向上に貢献できるものである。