(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と、これを用いた隔壁の形成方法と、透過率の高い隔壁を提供する。【解決手段】ガラスの軟化点をＴｓ、屈伏点をＴｈとしたときに、（Ｔｓ−Ｔｈ）が６０℃以上であるガラス粉末からなり、形状維持のためのフィラー粉末を含まないことを特徴とする。隔壁を形成するには、上記隔壁形成材料を背面ガラス基板上に塗布し、隔壁形状に加工した後、ガラス粉末の軟化点Ｔｓより５〜２５℃低い温度で焼成する。【選択図】　　　　図１
2004067409.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガラス粉末からなり、形状維持のためのフィラー粉末を含まない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。
【請求項２】
ガラスの軟化点をＴｓ、屈伏点をＴｈとしたときに、（Ｔｓ−Ｔｈ）が６０℃以上であるガラス粉末からな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。
【請求項３】
フィラー粉末を含まないことを特徴とする請求項２のプラズマディスプレイパネル用隔壁形成材料。
【請求項４】
ガラスの軟化点Ｔｓが５３０〜５９０℃の範囲にあることを特徴とする請求項１又は２のプラズマディスプレイパネル用隔壁形成材料。
【請求項５】
ガラス粉末がＰｂＯ−Ｂ２Ｏ３−ＳｉＯ２系ガラスからなり、該ＰｂＯ−Ｂ２Ｏ３−ＳｉＯ２系ガラスは、ＳｉＯ２が１５質量％以上、アルカリ金属成分が５質量％以下の組成を有することを特徴とする請求項１又は２のプラズマディスプレイパネル用隔壁形成材料。
【請求項６】
請求項１〜５の何れかに記載のプラズマディスプレイパネル用隔壁形成材料を、背面ガラス基板上に塗布し、隔壁形状に加工した後、ガラス粉末の軟化点Ｔｓより５〜２５℃低い温度で焼成することを特徴とするプラズマディスプレイパネルの隔壁形成方法。
【請求項７】
請求項１〜５の何れかに記載のプラズマディスプレイパネル用隔壁形成材料を焼結させてな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。
【請求項８】
請求項６の方法により形成してな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。
【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と、これを用いた隔壁の形成方法と、透過率の高い隔壁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、ガラス粉末からなり、形状維持のためのフィラー粉末を含まないことを特徴とする。
【００１１】
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、ガラスの軟化点をＴｓ、屈伏点をＴｈとしたときに、（Ｔｓ−Ｔｈ）が６０℃以上であるガラス粉末からなることを特徴とする。
【００１２】
本発明のプラズマディスプレイパネルの隔壁形成方法は、上記隔壁形成材料を、背面ガラス基板上に塗布し、隔壁形状に加工した後、ガラス粉末の軟化点Ｔｓより５〜２５℃低い温度で焼成することを特徴とする。
【００１３】
本発明のプラズマディスプレイパネル用隔壁は、上記隔壁形成材料を焼結させてなることを特徴とする。
【００１４】
また本発明のプラズマディスプレイパネル用隔壁は、上記の方法により形成してなることを特徴とする。
【００１５】
なお、本発明における軟化点（Ｔｓ）および屈伏点（Ｔｈ）は、マクロ型示差熱分析計を用いて測定された示差熱分析曲線から読み取られる温度を意味する。
ガラスを示差熱分析すると、図１の示差熱分析曲線図が示すように、測定開始後第１の変曲点１が現れ、ガラス転移領域におけるガラスの比熱の急激な変化に伴う吸熱が生じる。次に第２の変曲点が現れ、吸熱状態が一定になる。更に、第３、第４、第５の変曲点が現れる。ここで、第２の変曲点２を屈伏点、第４の変曲点４を軟化点と定めている。
【００１６】
【発明の実施の形態】
通常、隔壁形成材料は、形状維持のために、隔壁材料にはアルミナ等のフィラー粉末が多量に添加されるが、本発明では隔壁をガラス単体で形成することにより、隔壁の透過率を高めようとするものである。なお、フィラー粉末は一切添加しないことが望ましいが、透光性を損なわない範囲であれば、形状維持性を改善したり色調を整えたりすること等を目的として、若干のフィラー粉末を添加することは差し支えない。ただしその場合も、添加量は極力少なくするべきである。
【００１７】
ガラス粉末単体で隔壁を構成するためには、焼成条件が多少変動しても粘性変化が小さいガラスを使用する必要がある。そこで本発明のプラズマディスプレイ用隔壁形成材料では、粘性変化が緩やかなガラス、つまりロングなガラスからなるガラス粉末を使用する。ガラス粉末を焼成すると、軟化点付近の温度でガラスが軟化して粉末同士が焼結する。軟化点より若干高い温度までは、粉末焼結体は形状を維持し得るが、さらに温度が上がるとガラスが軟化流動し始めて焼結体の形状が維持されなくなる。そこで粘性変化が緩やかなガラスを隔壁形成材料として用いれば、粉末が焼結する温度から焼結体の形状変化が起こる温度までの幅が大きくなるため、焼成マージンが広くなり、実生産での焼成が可能になる。具体的には、ガラスの軟化点Ｔｓが屈伏点Ｔｈより６０℃以上高いガラスを使用する。Ｔｓ−Ｔｈが６０℃以上であれば、焼成温度付近での粘性変化が十分に緩やかとなり、実生産上必要な焼成マージンを得ることができる。
【００１８】
また上記ガラス粉末は、軟化点Ｔｓが５３０〜５９０℃の範囲にあることが望ましい。軟化点が５９０℃以下であれば、ガラス基板が熱変形しない温度域で隔壁形成のための焼成を行うことができる。また５３０℃以上であれば、十分な耐熱性が得られ、隔壁形成後の熱処理工程における隔壁の変形を防止することができる。
【００１９】
上記特性を有するガラスを得る場合、ＳｉＯ２が１５質量％以上、アルカリ金属成分が５質量％未満の組成を有するＰｂＯ−Ｂ２Ｏ３−ＳｉＯ２系ガラスを使用することができる。ＰｂＯ−Ｂ２Ｏ３−ＳｉＯ２系ガラスにおいて、ＳｉＯ２が１５質量％未満の場合やアルカリ金属成分が５質量％以上の場合は、ガラスの軟化点が５３０℃未満となると同時にＴｓ−Ｔｈが６０℃未満となりやすく好ましくない。なお上記ガラスの具体的な組成範囲は、質量百分率でＰｂＯ　５０〜７５％、Ｂ２Ｏ３　１〜１５％、ＳｉＯ２　１５〜３５％、Ｒ２Ｏ（Ｒはアルカリ金属元素）　０〜５％、ＴｉＯ２　０〜１０％、Ａｌ２Ｏ３　０〜１０％、好ましくは質量百分率でＰｂＯ　５５〜７０％、Ｂ２Ｏ３　２〜１０％、ＳｉＯ２　１５〜３０％、Ｒ２Ｏ（Ｒはアルカリ金属元素）　０〜５％、ＴｉＯ２　０〜５％、Ａｌ２Ｏ３　０〜５％である。
【００２０】
また上記条件に加え、ガラス粉末の粒度分布を厳密に制御することにより焼成条件の変動に左右されにくくなり、優れた形状維持性を得ることができる。最適な粒度分布は、最大粒子径が１０．０〜２５．０μｍ、９０％粒子径が６．０〜９．０μｍ、７５％粒子径が４．０〜７．０μｍ、５０％粒子径が１．５〜３．５μｍ、２５％粒子径が０．５〜２．０μｍであることが好ましい。
【００２１】
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。
【００２２】
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。
【００２３】
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。
【００２４】
ペーストの形態で用いる場合、上述したガラス粉末と共に、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。
【００２５】
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。
【００２６】
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。
【００２７】
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。
【００２８】
ペーストの作製は、ガラス粉末、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。
【００２９】
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。
ここで焼成は、ガラス粉末の軟化点Ｔｓより５〜２５℃低い温度で焼成することが好ましい。フィラー粉末を含む通常の隔壁形成材料は、一般にガラスの軟化点で焼成されるが、本発明の材料は、フィラー粉末を含まないためにより低温で焼成することが望ましい。なお焼成温度が上記温度範囲より高ければ、ガラスが軟化流動しやすく隔壁形状を維持することが難しくなる。また上記温度範囲より低ければ、ガラス粉末が焼結しにくく、強固な隔壁を得ることが難しくなる。
【００３０】
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、上記ガラス粉末と共に、熱可塑性樹脂、可塑剤等を使用する。
【００３１】
ガラス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。
【００３２】
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。
【００３３】
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。
【００３４】
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。
【００３５】
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。
【００３６】
【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、３）を示している。
【００３７】
【表１】
2004067409.tif 000003
【００３８】
表１の各試料は、次のようにして調製した。
【００３９】
まず表１に示すガラス組成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からなる試料を得た。このようにして得られたガラス粉末の軟化点（Ｔｓ）及び屈伏点（Ｔｈ）を表１に示す。なお試料Ｎｏ．２のガラス粉末については、さらにアルミナ粉末（Ｄ５０　４．０μｍ、Ｄｍａｘ　２０．０μｍ）と混合して試料とした。
【００４０】
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。
【００４１】
形状維持性は次のようにして評価した。
【００４２】
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２枚ずつ作製した。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。
【００４３】
次に、評価用試料のうち、１枚を表の焼成温度で、もう１枚を焼成温度より１０℃高い温度でそれぞれ１０分間焼成した。このようにして作製した隔壁についてそれぞれ高さを測定した。さらに焼成温度で焼成した隔壁の高さをＨ１、焼成温度より１０℃高い温度で焼成した隔壁の高さをＨ２とし、その比率（Ｈ２／Ｈ１）を求めることにより、形状維持性を評価した。なお隔壁の高さ（Ｈ１、Ｈ２）は、隔壁の断面をＳＥＭ観察し、その写真上から求めた。
【００４４】
また透過率評価用試料として、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。
【００４５】
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。
【００４６】
一方、比較例であるＮｏ．２の試料は透過率が低かった。またＮｏ．３の試料は形状維持性が悪く、僅かでも焼成条件が変動すると所望の隔壁が得られないことが分かった。
【００４７】
（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．４〜６）である。表２から、本発明の実施例Ｎｏ．４〜６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。
【００４８】
【表２】
2004067409.tif 000004
【００４９】
【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、形状維持のためのフィラー粉末を使用する必要がなく、透光性のある隔壁を形成できる。しかも焼成マージンが広いため、フィラー粉末を含有していなくても焼成中の形状維持性に優れており、実生産での使用が可能である。またフィラー粉末を全く含まないものは、サンドブラスト法で生じるガラス廃材のリサイクルを行う上でも有利である。
【００５０】
また本発明の方法によれば、透光性のある隔壁を低温焼成により作製できる。
【００５１】
また本発明の隔壁は、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向上に貢献できるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】示差熱分析曲線を示す説明図である。
【符号の説明】
１：第１の変曲点
２：第２の変曲点（屈伏点）
３：第３の変曲点
４：第４の変曲点（軟化点）
５：第５の変曲点
【図１】
2004067409.tif 000005