(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
板状絶縁基体と、該板状絶縁基体上に形成された複数の隔壁とを具備するプラズマディスプレイパネル用基板において、前記隔壁が、ガラスと、ＣｅＯ2のセラミックフィラーとからなり、該セラミックフィラーを全量中４〜８重量％含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基板。
【請求項２】
上記セラミックフィラーの平均粒径が０．５〜２μｍであることを特徴とする請求項１記載のプラズマディスプレイパネル用基板。
【請求項３】
上記ガラスが、金属元素としてＢ、Ｓｉ、Ｚｎと、アルカリ金属のうち少なくとも２種以上とを含有することを特徴とする請求項１または２記載のプラズマディスプレイパネル用基板。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれかに記載のプラズマディスプレイパネル用基板を備え、前記隔壁により放電表示セルが形成されてなるプラズマディスプレイパネル。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、板状絶縁基体に放電表示セルを構成する隔壁が形成されたプラズマディスプレイパネル（以下、ＰＤＰという）用基板に関するものである。
【０００２】
【従来技術】
従来から画像表示装置として多用されてきたＣＲＴは、容積及び重量が大で、高電圧が必要である等の欠点から、近年のマルチメディアの浸透に伴い、情報インターフェイスとして発光ダイオード（ＬＥＤ）や液晶表示素子（ＬＣＤ）、あるいはＰＤＰ等の大型画面で高画質、その上、薄型軽量で設置場所を選ばない等の特徴を有する平面画像表示装置が開発され、これらの利用範囲が拡大しつつある。
【０００３】
かかる平面画像表示装置としては、とりわけプラズマ発光を利用したＰＤＰが大型画面用カラー画像表示装置の発光素子として注目されている。
【０００４】
このようなＰＤＰは、背面板と正面板を成す一対の平坦な絶縁基板と、その空間を仕切る隔壁で囲まれた微小な放電表示セル内に、対向する電極群を設けると共に、前記空間に希ガス等の放電可能なガスを気密封入した構造を成しており、前記対向する電極間に電圧を選択的に印加して放電によりプラズマを発生させ、該プラズマから放出される紫外光により、放電表示セル内壁に形成された蛍光体を発光させ、画像表示装置の発光素子として利用するものである。
【０００５】
従来、背面板や隔壁の反射率を高めたＰＤＰとして、特開平９−２１９１０号公報に開示されたＰＤＰが知られている。
【０００６】
この公報に開示されたＰＤＰでは、隔壁が、ガラスと、ＺｒＯ２、ＴｉＯ２、ＢＮのうちいずれか一種からなる平均粒径０．２〜１．５μｍのセラミックフィラーとからなり、セラミックフィラーを１０〜４０重量％含有するものであり、このようなＰＤＰでは、背面板や隔壁の可視光反射率を高めることができる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
一般に、ガラスは誘電率が１０程度であり、これに比べてＺｒＯ２、ＴｉＯ２、ＢＮ等のセラミックフィラーは誘電率が非常に高いため、上記した公報に開示されるように、高い誘電率を有するフィラーを１０〜４０重量％と多量に含有するため、隔壁の比誘電率が高くなるという問題があった。
これにより、アドレス期間中の電束分布を放電空間に集中させることができず、発光輝度を下げる原因となる他、放電表示セルの静電容量が大となることから、ＰＤＰを駆動する際の放電電極間の駆動電流が大きくなってＰＤＰの消費電力が引き上げられ、電源設備が大型化するという問題があった。
また、信号の応答に遅れが生じるという問題があった。
【０００８】
また、板状絶縁基体は、一般にガラスから構成されており、このようなガラスの線膨張係数は一般に６〜８×１０−６／℃であり、一方、隔壁は、上記したように、ガラスと、ＺｒＯ２、ＴｉＯ２、ＢＮからなるセラミックフィラーを１０〜４０重量％含有するものであり、このようなセラミックフィラーは一般に１〜１０×１０−６／℃の間で種々の線膨張係数を有する。
このため、隔壁の線膨張係数は、セラミックフィラーが多ければこのセラミックフィラーに支配され、ガラスからなる板状絶縁基板の線膨張係数と比較して、その差が大きくなり、隔壁や蛍光体の焼成工程において、隔壁の板状絶縁基板からの剥離や隔壁の欠けが発生するという問題があった。
【０００９】
本発明は、隔壁の比誘電率を小さくすることにより、輝度を向上し、消費電力を低下でき、信号に対する応答性を向上できるとともに、隔壁の剥離や欠けのない高信頼性のＰＤＰ用基板を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明のＰＤＰ用基板は、板状絶縁基体と、該板状絶縁基体上に形成された複数の隔壁とを具備するプラズマディスプレイパネル用基板において、前記隔壁が、ガラスと、ＣｅＯ2のセラミックフィラーとからなり、該セラミックフィラーを全量中４〜８重量％含有することを特徴とするものである。
【００１１】
ここで、セラミックフィラーの平均粒径が０．５〜２μｍであることが望ましい。
また、ガラスが、金属元素としてＢ、Ｓｉ、Ｚｎと、アルカリ金属のうち少なくとも２種以上とを含有することが望ましい。
【００１２】
【作用】
本発明のＰＤＰ用基板によれば、板状絶縁基体と、該板状絶縁基体上に形成された複数の隔壁とを具備するプラズマディスプレイパネル用基板において、前記隔壁が、ガラスと、ＣｅＯ2のセラミックフィラーとからなり、該セラミックフィラーを全量中４〜８重量％含有することから、隔壁の誘電率をそれ程上げることなく、ガラスからなる板状絶縁基体と同程度とすることができ、これにより、輝度を向上し、消費電力を低下でき、信号に対する応答性を向上できる。
【００１３】
また、ＣｅＯ２からなるセラミックフィラーは一般に１〜１０×１０−６／℃程度の線膨張係数を有するが、その含有量は４〜８重量％と少ないため、隔壁の線膨張係数をガラスからなる板状絶縁基板の線膨張係数に近づけることができ、これにより、隔壁と板状絶縁基体との線膨張係数差による隔壁の剥離や欠けを防止することができる。
【００１４】
さらに、隔壁が、ガラスと、ＣｅＯ２のセラミックフィラーを４〜８重量％含有するため、長時間の紫外線照射に対して電気的特性や可視光反射率の劣化を防ぐことができ、ＰＤＰパネルの長寿命化を図ることができる。
即ち、隔壁表面に露出したセラミックフィラーが紫外線のエネルギーを吸収することができ、そのためガラス成分の網目形成体や中間体の結合状態を保持することができるとともに、網目修飾体の移動を抑制できるからと考えられる。
【００１５】
また、セラミックフィラーの平均粒径を０．５〜２μｍとすることにより、比表面積を大きくできるとともに、隔壁表面での分散性を向上できる。
【００１６】
さらに、ガラスが、金属元素として、Ｂ、Ｓｉ、Ｚｎと、アルカリ金属のうち少なくとも２種以上を含有することにより、従来の材料に比べ、比誘電率をさらに低下でき、発光輝度を向上し、消費電力を低下できるとともに、焼成温度を低下でき、板状絶縁基体への熱変形の影響が小さくなり、隔壁の寸法精度が向上し、製造歩留まりが向上する。
【００１７】
さらにまた、本発明のプラズマディスプレイパネル用基板では、隔壁に１０００時間紫外線を照射した後の電気的特性や可視光反射率の変化率が３％以下であり、該隔壁の室温における体積固有抵抗率が１．０×１０１４Ω・ｃｍ以上で、測定周波数１００ｋＨｚにおける比誘電率が８．０以下、かつ誘電損失が１．０％以下の特性を有することができる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明のＰＤＰ用基板を用いたＰＤＰは、例えば、図１に示すように、板状絶縁基板１（背面板）と、板状絶縁基体１に一体に形成された複数の隔壁２とを具備するものであり、一対の隔壁２により放電表示セル３が形成されている。
この放電表示セル３の底面にはアドレス電極４が形成され、アドレス電極４は保護膜５により被覆され、この保護膜５には蛍光体６が被覆されている。
【００１９】
一方、隔壁２の上面には正面板７が接合され、その内面には一対の放電維持電極８が形成され、放電維持電極８は保護膜９により被覆されている。
【００２０】
放電表示セル３内には希ガス等の放電可能なガスが気密封入されており、対向する電極４、８間に電圧を選択的に印加して放電によりプラズマを発生させ、該プラズマから放出される紫外光により、放電表示セル３内壁に形成された蛍光体６を発光させ、画像表示装置の発光素子として利用される。
尚、隔壁は、その上部にブラックトップを有することがある。
【００２１】
そして、本発明のＰＤＰ用基板の隔壁、または隔壁の一部を構成するブラックトップは、ガラスと、ＣｅＯ２のセラミックフィラーとからなり、該セラミックフィラーを全量中４〜８重量％含有するものである。
【００２２】
ここで、セラミックフィラーとして、ＣｅＯ２を選択したのは、このセラミックフィラーが特に紫外線域の光エネルギーを吸収し、熱を散逸するからである。
【００２３】
さらに、セラミックフィラーを全量中４〜８重量％含有したのは、セラミックフィラーが、４重量％よりも少ない場合には紫外線による劣化防止の効果が小さく、８重量％よりも多い場合には、焼成温度が高くなるうえ、隔壁と板状絶縁基体との線膨張係数差が大きくなり、隔壁と板状絶縁基体との間に生じる大きな線膨張係数差によって、隔壁の剥離や欠けが発生するなど、隔壁強度の劣化を招くからである。
また、８重量％よりも多いと、誘電率がガラスよりも非常に高いセラミックフィラーを多量に含むことになり、隔壁の比誘電率が大きくなり、消費電力も高くなり、信号に対する応答性も低くなるからである。
【００２４】
また、セラミックフィラーの平均粒径は０．５〜２．０μｍであることが望ましい。
これは、この範囲では体積固有抵抗値のピークが存在するからであり、一方、平均粒径が０．５μｍよりも小さい場合には、ガラスと混合してスラリー化した時に凝集を生じやすいためであり、２．０μｍよりも大きい場合には、比表面積が小さくなり紫外線吸収の効果が小さくなるうえ、焼成後に隔壁表面にあるセラミックフィラーが脱粒し、欠陥となる易いからである。
セラミックフィラーの平均粒径は０．７〜１．５μｍが特に望ましい。
【００２５】
本発明のＰＤＰ用基板では、ガラスは、５５０℃以下の低温焼成が可能なもので、例えば鉛やアルカリ、リン等を含有する各種ガラスが挙げられ、前記ガラスとしては、ガラスの歪点の低下とＰＤＰの発光輝度を向上させる誘電特性を有する（即ち、比誘電率が小さい）という点からは、アルカリ金属の二種以上を含有することが望ましい。これは、アルカリ金属の酸化物がガラス溶融時に融剤として作用し、融点を下げるとともに、混合アルカリ効果によってＰＤＰのＡｇ電極材のマイグレーションを防止できるからである。
【００２６】
特に、ガラスは、金属元素として、Ｂ、Ｓｉ、Ｚｎと、アルカリ金属のうち少なくとも二種以上を含有することが望ましい。
これは、ガラスの網目成分の分極率が小さくなるため、ガラス全体の比誘電率を低下でき、これにより、発光輝度を向上し、消費電力を低下できるからである。
【００２７】
アルカリ金属としては、Ｌｉ、Ｎａ、Ｋ、Ｒｂ、Ｃｓがあるが、これらのうち、Ａｇ電極からイオン化した金属成分のマイグレーションを防止する点から、異種アルカリ酸化物のクラスターを形成しやすい、原子量が大きく異なる組み合わせが好ましく、例えばＬｉとＣｓ、ＮａとＲｂとを組み合わせて用いることが望ましい。
【００２８】
また、特に発光輝度の向上に好適な誘電特性を具備し、機械的強度や製造工程における化学的耐久性を具備するという点では、かかるガラスとしてはホウケイ酸亜鉛系ガラスに、アルカリ金属の酸化物を含有するものがより望ましい。
【００２９】
特に、ガラスとしては、それぞれ以下に詳述する理由により、ガラス成分中で２５〜６０重量％のＢ２Ｏ３と、２０〜４５重量％のＺｎＯと、１０〜４０重量％のＳｉＯ２と、１〜５重量％のＡｌ２Ｏ３と、２〜８重量％のＺｒＯ２とからなり、アルカリ金属のうち２種類以上を酸化物換算で６〜１４重量％含有することが望ましい。
【００３０】
即ち、Ｂ２Ｏ３は、ホウケイ酸亜鉛系ガラスの組成中、ガラス溶融時に融剤として作用し、強固なガラスを作る効果を有するもので、ガラス成分中２５〜６０重量％含有せしめることにより、隔壁の熱膨張率を板状絶縁基体の熱膨張率に近づけることができる。
【００３１】
また、ＳｉＯ２は、表面硬度を高くする高融点ガラスの主要成分であり、比誘電率を低下させるという作用を有するもので、ガラス成分中１０〜４０重量％含有することにより、歪点と比誘電率を低下させ、表面硬度を向上できる。
【００３２】
一方、ＺｎＯは、歪点を下げる効果を有するもので、２０〜４５重量％含有することにより化学的耐久性を増大させることができる。
【００３３】
更に、Ａｌ２Ｏ３はガラスの分相を防ぎ、化学的耐久性を向上し、隔壁の強度を増し、板状絶縁基体との熱膨張率の整合を図るために含有させるものであり、１〜５重量％含有させることにより、歪点を低下させ、隔壁の強度を向上させることができる。
【００３４】
また、ＺｒＯ２は隔壁の白色化に寄与するものであり、歪点との関係から２〜８重量％含有することが望ましい。
【００３５】
さらに、アルカリ金属のうち２種以上を酸化物換算で６〜１４重量％含有したのは、６重量％未満では比誘電率が高く、歪点が高くなり、１４重量％よりも多い場合にはＡｇ電極材料のマイグレーションが発生し易いからである。
【００３６】
尚、本発明のＰＤＰ用基板には、前記低温焼成可能なガラスとセラミックフィラー以外に、適宜、第３の成分を添加して、比誘電率や誘電損失、絶縁抵抗等の電気的特性や線膨張係数を調整することも可能である。
【００３７】
また、上記セラミックフィラーを用いることにより、ＰＤＰの放電表示セルを構成する隔壁を板状絶縁基体に積層して形成したり、隔壁成形体のダレや低融点物質の溶融による隔壁の曲がりや反り等の変形を抑制し、成形体の強度を向上する効果もある。
【００３８】
本発明のＰＤＰ用基板の隔壁は、該焼成体の室温における体積固有抵抗率が１．０×１０１４Ω・ｃｍ以上で、測定周波数１００ｋＨｚにおける比誘電率が８．０以下、誘電損失が１．０％以下の特性を有するもので、測定周波数１００ｋＨｚにおける比誘電率を８．０以下としたのは、１００ｋＨｚにおける比誘電率が８．０を越えると、十分に放電空間に電束分布を集中させることができず、発光輝度の向上および消費電力の低減という作用効果が小さくなるからである。
【００３９】
また、測定周波数１００ｋＨｚにおける隔壁の誘電損失を１．０％以下としたのは、１．０％を越えると、隔壁部でのエネルギー損失や印加電圧パルスに対する応答の遅れが大きく、消費電力を増大させる原因となるからである。
【００４０】
特に、本発明のＰＤＰ用基板では、１０００時間紫外線に照射した後の電気的特性や可視光反射率の変化率が１％以下で、１００ｋＨｚにおける比誘電率が７．０以下、かつ誘電損失が０．５％以下であることがより望ましい。
【００４１】
尚、ガラスの歪点が４００℃未満の場合には、焼成時に隔壁の曲がりや反り等の変形を生じ易くなり、５００℃を越えると短時間焼成が困難となる。
従って、本発明では、焼成温度は、ガラスの歪点以上でガラスからなる板状絶縁基体の歪点以下の温度であれば良く、具体的には５３０〜５５０℃の温度範囲が好ましい。
【００４２】
【実施例】
先ず、表１に示すガラス原料粉末と、種々の平均粒径を有する表１のセラミックフィラーを、全量中表２に示す割合でそれぞれ秤量し、それをイソプロピルアルコール（ＩＰＡ）を溶媒としてそれぞれ１８時間、ジルコニアボールを用いたボールミルにて湿式で混合した。
【００４３】
その後、粉砕混合物にバインダーを添加して撹拌した後、５０メッシュの網を通して得られた造粒体を１０００ｋｇ／ｃｍ２の圧力で直径２０ｍｍ、厚さ４ｍｍの円板状に成形し、該成形体を表３に示す各焼成温度で２０分間焼成した。
【００４４】
その後、円板状の焼成体を研磨加工して直径１７ｍｍ、厚さ２ｍｍの円板を作製し、両端面にＩｎ−Ｇａ電極を塗布して評価用の試料を得た。
【００４５】
かくして得られた評価用の試料をＬＣＲメータを用いて、雰囲気温度が２５℃、測定周波数１００ｋＨｚ（ＡＣ１００Ｖ）の条件で比誘電率、誘電損失を測定した。
【００４６】
また、直径５０ｍｍ、厚さ２ｍｍの円板にＩｎ−Ｇａ電極を塗布し、室温における体積固有抵抗率を、直径６ｍｍ、高さ１８ｍｍの円柱を用いて線膨張係数を測定した。
【００４７】
一方、前記粉砕混合物にバインダーを添加して撹拌した後、５０メッシュの網を通して得られた泥奬をガラス基板上に塗布して乾燥した後、表３に示す温度で２０分間焼成した。
かくして得られた評価用の試料について、測色計（ミノルタＣＭ−３７００ｄ）を用いて、４５０〜７００ｎｍの反射率を測定し、可視光域の平均反射率を算出した。
また、１０００時間紫外線照射後の可視光反射率および比誘電率を測定し、初期状態からの変化率を算出した。
これらの結果を表３に記載する。
【００４８】
【表１】
0003954756.tif 000002
【００４９】
【表２】
0003954756.tif 000003
【００５０】
【表３】
0003954756.tif 000004
【００５１】
これらの表から明かなように、セラミックフィラーを添加しない試料Ｎｏ．
１、８、セラミックフィラーの添加量が４重量％よりも少ない試料Ｎｏ．７では、１０００時間紫外線照射後の可視光反射率及び誘電特性が大きく変化することが判る。
【００５２】
一方、本発明の試料では、室温における体積固有抵抗率が１．０×１０１４Ω・ｃｍ以上、１００ｋＨｚにおける比誘電率が８．０以下、かつ誘電損失が１．０％以下であり、１０００時間紫外線照射後の可視光反射率及び誘電特性の変化が３％以下と優れた特性を有することが判る。
【００５３】
そして、Ｂ、Ｓｉ、Ｚｎと、アルカリ金属のうち少なくとも２種以上を含有するガラスを用い、セラミックフィラーを６〜８重量％含有する試料Ｎｏ．５、６、９〜１１、１３〜１５、１８〜１９、２１、２２では、１００ｋＨｚにおける比誘電率が６．５以下、かつ誘電損失が１．０％以下であることが判る。
【００５４】
また、本発明者等は、セラミックフィラーの平均粒径と体積固有抵抗率の関係を調べるため、試料Ｎｏ．３のセラミックフィラーの平均粒径を変化させ、体積固有抵抗率を測定した。
その結果を図２に示す。
この図２から、セラミックフィラーが１．０〜１．５μｍの場合には体積固有抵抗率がピークを示し、０．５μｍに近づくに従い、または２．０μｍに近づくに従い、体積固有抵抗率が低下する傾向にあることが判る。
【００５５】
また、セラミックフィラーの含有量の多過ぎる試料Ｎｏ．４、１２、１６、２０、２３、２５、２７においては、線膨張係数が８．０×１０−６／℃を越えるため、焼成後の隔壁に脱粒や割れ等の欠陥を発生する。
特に、線膨張係数が１０．０×１０−６／℃を越える場合（試料Ｎｏ．１２、２５）、板状絶縁基体より隔壁が剥離した。
【００５６】
【発明の効果】
本発明のＰＤＰ用基板では、隔壁を、ガラスと、ＣｅＯ２の所定量のセラミックフィラーとから構成したため、隔壁の比誘電率を小さくすることができ、輝度を向上し、消費電力を低下でき、信号に対する応答性を向上できるとともに、隔壁と板状絶縁基体との線膨張係数差による隔壁の剥離や欠けを防止することができ、長時間の紫外線照射に対して、電気的特性や可視光反射率の劣化を防ぐことができ、ＰＤＰパネルの長寿命化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】ＰＤＰの一部を示す断面図である。
【図２】セラミックフィラーの平均粒径と体積固有抵抗率との関係を示す図である。
【符号の説明】
１・・・板状絶縁基体
２・・・隔壁
３・・・放電表示セル
【図１】
0003954756.tif 000005
【図２】
0003954756.tif 000006