(57)【要約】【課題】  高い可視光反射率を有する画像表示装置用の光反射層とそれを用いてなる画像表示装置用部材及び、画像表示装置用部材の製造方法を提供する。【解決手段】  画像表示装置用の光反射層であって、該光反射層は酸化物層でなり、該酸化物層は質量％でＬｉ２Ｏ：７〜２５％、Ｐ２Ｏ５：１〜１０％を含有し、残部は実質的にＳｉＯ２からなり、酸化物層の少なくとも一部が分相化または結晶化している画像表示装置用の光反射層であり、好ましくは、上記の酸化物層は、波長４００〜７００ｎｍの可視光領域の少なくとも一部に対して７０％を超える反射率を有する画像表示装置用の光反射層である。  また本発明は、上述の酸化物層が金属基板上に形成された画像表示装置用部材であって、該画像表示装置用部材は隔壁、背面板、隔壁・背面板一体型の部材である画像表示装置用部材である。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像表示装置用の光反射層であって、該光反射層は酸化物層でなり、該酸化物層は質量％でＬｉ２Ｏ：７〜２５％、Ｐ２Ｏ５：１〜１０％を含有し、残部は実質的にＳｉＯ２からなり、酸化物層の少なくとも一部が分相化または結晶化していることを特徴とする画像表示装置用の光反射層。
【請求項２】
酸化物層は、波長４００〜７００ｎｍの可視光領域の少なくとも一部に対して７０％を超える反射率を有することを特徴とする請求項１に記載の画像表示装置用の光反射層。
【請求項３】
請求項１または２に記載の酸化物層が金属基板上に形成された画像表示装置用部材であって、該画像表示装置用部材は隔壁、背面板、隔壁・背面板一体型の部材であることを特徴とする画像表示装置用部材。
【請求項４】
請求項３に記載の画像表示装置用部材の製造方法であって、金属基板に酸化物層を形成した後、４００〜７００℃の熱処理により酸化物層の少なくとも一部を、分相化または結晶化させることを特徴とする画像表示装置用部材の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えばプラズマディスプレイ（以後ＰＤＰと略す）、フィールドエミッションディスプレイ、液晶ディスプレイ、シートディスプレイ等の画像表示装置用の光反射層及びそれを用いた画像表示装置用部材、画像表示装置用部材の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、ＰＤＰ等のガス放電型画像表示装置においては、一つの放電空間を形成し、隣接したセル間の色の干渉を防止するための仕切りとして、ガラス隔壁が構成されている。
このＰＤＰ用の部材の一つである隔壁には主に鉛を含むガラスが素材として使用され、背面板上にペースト状で塗布した後、主にサンドブラスト法により孔を形成して製造されている。このような隔壁の製造法は工程が煩雑であることと、隔壁に欠けが発生し易く歩留りが悪いことから、生産性が悪くコストが高くなるばかりか、製造された隔壁及びサンドブラスト法によって除去されたガラス粉には有害な鉛が多く含まれるため、環境上好ましくないものである。
【０００３】
また、ＰＤＰの性能においては、隔壁の構造に依存するところが大きく、特に、高精細化と高輝度化のためには、セルを隔てる隔壁の幅を小さくして開口率を高めると伴に、高い隔壁を形成して放電空間を広げて蛍光体塗布面積を増加させることが必要であるが、ガラス隔壁は脆いため、セル同士を隔てる隔壁の幅を小さく加工することや高い隔壁を形成することが困難である。
【０００４】
上述の問題を解決するため、電着法によってガラスを含む誘電体を表面に形成した金属隔壁が、例えば特開平３−２０５７３８号（特許文献１参照）に、Ａｌ２Ｏ３を蒸着法により表面に形成した金属隔壁が特開２０００−６４０２７号（特許文献２参照）として提案されている。
これらの金属製の隔壁では、金属基板に所定の貫通孔をエッチング加工によって形成し、背面板と貼り合わせることでセルを形成することができる。従って、貫通孔形成も容易であり、有害な鉛を排出することもないという利点もある。
【０００５】
【特許文献１】特開平３−２０５７３８号公報
【特許文献２】特開２０００−６４０２７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上述した従来技術について本発明者等が検討した結果、上述の特許文献１や特許文献２に開示された製造方法によると、上記の金属を利用するという利点は有しているものの、絶縁層の可視光反射率が低く、これらの組成、構造から成る絶縁膜を有する金属隔壁を使用して、ＰＤＰを作製すると輝度が大幅に低下することが判明した。
本発明の目的は、高い可視光反射率を有する画像表示装置用の光反射層とそれを用いてなる画像表示装置用部材及び、画像表示装置用部材の製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明者は、特にＰＤＰ用の金属隔壁及び背面板に用いることができる光反射層について鋭意検討を行った結果、酸化物層の少なくともその一部を分相化または結晶化させることのできる酸化物組成を用いることでこの問題が解決できることを見出し、本発明に到達した。
すなわち本発明は、画像表示装置用の光反射層であって、該光反射層は酸化物層でなり、該酸化物層は質量％でＬｉ２Ｏ：７〜２５％、Ｐ２Ｏ５：１〜１０％を含有し、残部は実質的にＳｉＯ２からなり、酸化物層の少なくとも一部が分相化または結晶化している画像表示装置用の光反射層である。
【０００８】
好ましくは、上記の酸化物層は、波長４００〜７００ｎｍの可視光領域の少なくとも一部に対して７０％を超える反射率を有する画像表示装置用の光反射層である。
また本発明は、上述の酸化物層が金属基板上に形成された画像表示装置用部材であって、該画像表示装置用部材は隔壁、背面板、隔壁・背面板一体型の部材である画像表示装置用部材である。
また本発明は、前記の画像表示装置用部材の製造方法であって、金属基板に酸化物層を形成した後、４００〜７００℃の熱処理により酸化物層の少なくとも一部を、分相化または結晶化させる画像表示装置用部材の製造方法である。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の酸化物層を熱処理することで、低温・短時間で酸化物層の一部が分相化または結晶化し、優れた光反射特性を付与することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
本発明の重要な特徴は、画像表示装置用の光反射層となる酸化物層の組成を適正化し、分相化または結晶化し易い酸化物組成に調整したことにある。
本発明で言う分相とは、単一組成の酸化物が、それ特有のある温度以上に加熱した際、加熱時あるいはその後の冷却時に、組成の異なる２つの相に分離する現象である。また、結晶化とは、ガラス中の原子の配列が熱的にゆらぐことによって、非結晶の中から結晶相が生じる現象である。
なお、酸化物の組成や熱処理条件によっては、酸化物中に分相化した領域と結晶化した領域が混在しているものもある。本発明では分相化した領域と結晶化した領域が混在したものは結晶化と呼ぶ。
【００１１】
分相化や結晶化によって生じた新しい相は、バルクである非結晶相と組成や密度が異なり、従って、バルクの非結晶相とは屈折率も異なるため、この屈折率の異なる二種類もしくはそれ以上の相からなる酸化物は、外から光を照射した際に屈折率の異なる界面において光が反射し、外見上、透明度を失い白く乳濁し、失透した酸化物は反射率が大きくなるのである。
なお、本発明では酸化物層の少なくとも一部が分相化または結晶化しているとしたが、これは後述の実施例で示すように酸化物層断面を電子顕微鏡で観察したり、エックス線回折装置で測定したりすることで少なくとも一部が分相化または結晶化していることを知ることができる。
【００１２】
次に本発明の酸化物層の組成限定について説明する。
Ｌｉ２Ｏ添加の目的は、熱処理すると酸化物層の一部が分相化または結晶化することによって失透し、白色に乳濁して、高い反射率が得られるためである。添加量によって結晶化または分相化の度合いが変化し、７〜２５質量％に調整することが必要である。
７％未満だとその効果が小さく、本発明においては７％以上とした。また、添加量が２５％を超えると、絶縁性が低下するため、２５％以下とした。より好ましい添加量は、１０〜２０質量％である。更に好ましいのは１２〜１７％である。
【００１３】
次に、Ｐ２Ｏ５添加の目的には、これを添加することで酸化物層の一部が分相化または結晶化を促進して失透し易くなり、低温、短時間で白色に乳濁する。
添加量は１〜１０質量％の範囲で調整すると良く、１％未満だとその効果が小さいため、本発明においては１％以上とした。添加量が１０質量％を超えると、成膜が困難になり、平滑な膜が得られないため１０％以下にした。より好ましいＰ２Ｏ５の添加量は２〜６質量％である。
なお、Ｐ２Ｏ５はＬｉ２Ｏの濃度により添加できる量が変化し、Ｌｉ２Ｏの濃度が大きいほど添加し易くなる。例えば１４Ｌｉ２Ｏであるとすると添加できるＰ２Ｏ５は、５質量％以下である。
【００１４】
本発明では残部は実質的にＳｉＯ２としたが、不可避的不純物は含まれる。
しかし不可避的不純物は反射特性の低下、および分相化または結晶化を妨げる恐れがあるため３質量％以下が好ましく、更に好ましくは１質量％以下であり、最も好ましくは不可避的不純物が含まれるレベルである。
【００１５】
ところで、一般にカラーディスプレイにおいては、各画素に対応して、３色の蛍光体が塗り分けられる。この３種類の蛍光体が発する可視光の波長は、４００〜７００ｎｍに含まれている。
従って、画像表示装置用に用いられる光反射層としては、この全範囲の光に対して、高い反射率を有することが望ましいが、現行のプラズマディスプレイのガラス製の隔壁材では、分光反射法によって、種々の波長の光を照射した際に、青色領域に相当する短波長の光に対する反射特性が劣り、反射率が５０％以下となっている。
【００１６】
一方で、上述した本発明の酸化物層を用いると、この可視光の波長４００〜７００ｎｍ領域で反射率が５０％を超えるものが得られるが、上述の酸化物層の組成を好ましい範囲に調整することで４００〜７００ｎｍの可視光領域に対して７０％を超える反射率を有することができ、ＰＤＰ等の画像表示装置の輝度向上に貢献できる。
一般に酸化物層は、それ固有の反射特性をもち、例えばＬｉ２ＯとＳｉＯ２の２成分系であれば、５５０ｎｍ前後の波長域から反射率が低下する傾向がある。そのため本発明でいう可視光の少なくとも一部とは、４００〜７００ｎｍの波長領域において酸化物固有の反射特性のうち、反射率の最大値を示す。
【００１７】
以上、説明する本発明の画像表示装置用の光反射層となる酸化物層は、優れた反射特性を有し、更には絶縁性をも兼ね備えているため、画像表示装置の反射特性が求められる部材と組合せることで反射特性を向上させることができるため、複数の貫通孔が形成された隔壁、平板状の背面板、隔壁と背面が一体化した画像表示装置用部材への適用が好適である。
特に、隔壁と背面版を一体型は、貫通孔を形成しない形状であるが、隔壁と背面版の接合工程の省略されるため、低コスト化と隔壁―背面板間の位置ずれ防止に有効である。
なお、本発明において、上記の画像表示装置用部材の基板材料としてはガラス、セラミックス、金属の何れの材質であってもよいが、エッチングによる微細加工が可能な金属を用いるのが好ましい。
【００１８】
本発明で金属材料を基板とする場合、特に形状を限定するものではなく、例えば隔壁であればエッチング加工により貫通孔を形成したものを金属基板とし、金属隔壁・背面板一体型等の金属基板であれば非貫通孔をハーフエッチング加工により形成したものを金属基板として用いると良い。
金属基板の材質としては、例えばＰＤＰの前面板や背面板には熱膨張係数（２０〜５００℃）が８〜９×１０−６／℃程度のソーダライムガラスや高歪点ガラスが主として用いられているため、このソーダライムガラスや高歪点ガラスの熱膨張係数に整合できる金属材料を用いると良く、熱膨張係数が８〜９×１０−６／℃の特性を有する金属材であれば更に好適である。
【００１９】
具体的には、例えば質量％で４０〜５０％のＮｉを含有し、残部は実質的にＦｅでなるＦｅ−Ｎｉ系合金や、Ｎｉの一部を１０質量％以下のＣｏで置換したＦ−Ｎｉ−Ｃｏ系合金、更にはＣｒを１〜１０％、Ｎｉを４０〜５０％含有し、残部は実質的にＦｅでなるＦｅ−Ｎｉ−Ｃｒ系合金などを用いるのが良い。
これら、Ｆｅ−Ｎｉ系合金、Ｆｅ−Ｎｉ−Ｃｏ系合金、Ｆｅ−Ｎｉ−Ｃｒ系合金はエッチング特性にも優れているため、微細なエッチング加工を施すに特に好適であり、本発明の金属基板への適用にとって特に望ましい。
【００２０】
上述した本発明の画像表示装置用部材の製造方法について説明する。
画像表示装置用部材の形状に予め調整した金属基板に酸化物層を形成する。この時の金属基板の形状は、例えば隔壁であればエッチングによって貫通孔が形成されたものとなる。
そして、この用意した金属基板に酸化物層を形成する。形成する方法は、例えばスパッタリング法、ＣＶＤ法、ゾルゲル法であれば良い。
その後、４００〜７００℃の熱処理により酸化物層の少なくとも一部を、分相化または結晶化させる。熱処理温度は、４００℃未満だと分相化または結晶化しないため４００℃以上とした。また熱処理温度が７００℃より高いと金属基板が損傷するため７００℃以下とした。好ましい熱処理温度は５００〜６００℃である。
なお、必要な熱処理時間は、Ｌｉ２ＯとＰ２Ｏ５の割合によっても結晶化の生じる温度と時間が変化するため、熱処理時間に付いては特に制限しないが、例えば結晶化であれば酸化物組成にもよるが例えば１４質量％Ｌｉ２Ｏ、２．７質量％Ｐ２Ｏ５で残部は実質的にＳｉＯ２であれば熱処理温度を５００℃とした時、１〜２時間程度で十分であり、６００℃であれば０．５〜１時間程度で十分である。
【実施例】
【００２１】
以下の実施例で本発明を更に詳しく説明する。
真空溶解により得られたＦｅ−４８質量％Ｎｉ鋼塊に、熱間及び冷間での塑性加工を施し、厚さ０．２ｍｍの板材を得た。この板材にエッチングによりディスプレイの放電空間となる非貫通の孔を設け、隔壁用の金属基板とした。
その後、金属基板の表面と裏面及び孔壁面に表１に記載の酸化物層をスパッタリング法により、５μｍの厚みに形成した。
更にこのディスプレイ用部材の金属基板上に形成した非晶質の酸化膜を分相化または結晶化させるため、大気中で６００℃、１時間の加熱処理を行った後、分光測色計を用いて反射特性を調査した。
【００２２】
なお、表１に示す酸化物層の組成は、Ｐ２Ｏ５添加の影響を調べるために、Ｎｏ．１，２についてはＬｉ２Ｏを質量％で１４％に固定し、Ｎｏ．３，４に付いてはＬｉ２Ｏを質量％で１７％に固定し、Ｎｏ．５〜７に付いてはＬｉ２Ｏを質量％で１９％に固定した本発明の画像表示装置用部材と、Ｐ２Ｏ５を添加しない比較例の画像表示装置用部材を用いて実験した。
また、比較例として従来のガラス隔壁も用いて反射率の測定も行った。
分相化または結晶化の確認は、目視により白色に乳濁していることを確認することで、分相化または結晶化していることが分かった。更に分相化あるいは結晶化しているかを判断するため、走査型電子顕微鏡観察とエックス線回折法により確認した。
【００２３】
【表１】
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【００２４】
表１の結果から、Ｌｉ２Ｏを固定したサンプル同士を比較すると、Ｐ２Ｏ５を添加することで反射率が増加していることが分かる。本発明のＮｏ．２，Ｎｏ４，Ｎｏ．６，Ｎｏ．７において、比較例の２成分系酸化物層よりも高い反射特性が得られた。
特にＮｏ．２の反射特性はガラス隔壁と比べると、大きく向上した結果が得られ、４００〜７００ｎｍの波長の可視光に対し、８０％以上の高い反射率が得られた。
本発明のＮｏ．７の画像表示用部材の酸化物層断を走査型電子顕微鏡により断面観察を行った。また、本発明のＮｏ．２の画像表示用部材の酸化物層に対してＸ線回折測定を行った。
図１に示すように２相がからみ合った構造に分相しているのがわかる。
図２に示すように熱処理前は非晶質特有の不明確なエックス線回折図であったものが、熱処理することで結晶化特有の回折Ｘ線の波形が存在していることがわかる。
以上のことから、本願の酸化物層の少なくとも一部が分相化、結晶化していることが分かる。
【産業上の利用可能性】
【００２５】
本発明は、画像表示用部材として金属基板を利用し、その表面に熱処理によって反射率の高い絶縁酸化物層を形成しているため、高輝度化が要求される画像表示用部材に応用できる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の酸化物層断面の電子顕微鏡写真である。
【図２】本発明の酸化物層のエックス線回折図である。
【図１】
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【図２】
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