593184 五、發明說明（1 ) 發明背景 本發明係關於用於電漿顯示面板（以下可簡稱爲 "PDP”）之障肋材料。 電漿顯示器係一種自身發光之平面顯示器且具有例 如量輕、減少厚度及寬視角之優異特性。於該電漿顯 示器中，可輕易地加寬顯示螢幕，因此，電漿顯示器 被認爲是最有潛力之顯示裝置之一而受到注目。 第1圖顯示PDP電漿顯示器之傳統結構的剖面 圖。第1圖所示之PDP包含前玻璃基板1、面向該前 玻璃基板1之後玻璃基板2、及多數個用於分離前後 玻璃基板1及2之孔洞而成爲數個氣體排放區段的障 肋3。於該圖中，僅顯示一個氣體排放區段。於該前 玻璃基板1上，形成一對透明電極4。 於該透明電極4上，形成一介電層5以覆蓋該前玻 璃基板1之整個表面。爲了穩定地產生電漿，以MgO 保護層6覆蓋於該介電層5。 於該後玻璃基板2上，一對數據電極7形成於障肋 3之間，而使用磷光體8來覆蓋該數據電極7。 當施加電壓於透明電極4之間，則於氣體排出區 段產生電漿。以該電漿產生紫外線輻射並照射於磷光 體8上，以該電漿激發磷光體8來發射光線。 在第1圖所示的PDP中，於後玻璃基板2上形成 障肋3，前玻璃基板1經由障肋3面對後玻璃基板2。 五、發明說明（2) 然後，前後玻璃基板1及2互相聯繋著’以該方法’ 而形成PDP。 在第1圖所示的p D p中，障肋3係直接形成於後 玻璃基板2上。在另外之已知PDP中，在後玻璃基板 2上形成用作電極保護之介電層來覆蓋數據電極7’而 障肋隨後形成於該介電層上。 爲了形成障肋3，可利用多層印刷製程或噴砂製 程。在多層印刷製程中，在即將形成障肋之處’反覆 進行多次數之絹網印刷。因此，以反覆使用障肋材料 因而形成障肋來形成多層結構。 如以下方法來進行噴砂製程。在後玻璃基板之整 個表面上，直接或經由介電層，以絹網印刷來使用障 肋材料糊狀物然後乾燥，或另外可選擇地，放上障肋 材料之綠片。因此，形成預定厚度之障肋層。在障肋 層上之預定位置，使用感光性阻劑來經由曝光及顯影 來產生阻劑膜，此後，以噴砂除去無阻劑膜之區域而 在預定位置形成障肋。 通常，要求該障肋材料能夠在不超過600 °C之溫 度下火燒，以防止玻璃基板之變形，而要求具有60 X 〜85 X 1〇·7/°C之熱膨脹係數（30〜300 °C )，其相當於能夠 防止障肋之龜裂或分離之玻璃基板熱膨脹係數，並要 求具有抗使用在形成障肋方面之鹼性溶液之性質。 作爲滿足上述要求之障肋材料方面，通常使用玻 593184 五、發明說明（3) 璃粉與塡料粉之混合物。在玻璃粉方面，係使用低熔 點玻璃，通常廣泛地使用以PbO爲基礎之玻璃。在塡 料方面，則廣泛地使用鋁粉以維持障肋之外形並得到 足夠之強度。
此時，PDP之缺點係因爲以紫外線照射激發磷光 體來發光而能量之消耗高。由上述之觀點，則考慮能 量消耗之減少。爲了減少能量之消耗，有效的方法係 降低障肋之介電常數。最後，提出形成多孔結構之障 肋或使用具有低介電常數之塡料粉作爲障肋材料。 然而，如果障肋具有多孔結構，氣體穿透該障肋 之影響可能引起明亮度降低或不良發光。再者，障肋 之強度降低而引起障肋折裂。
在具有低介電常數之塡料粉方面，已知有如α -石 英粉或熔融矽石粉之矽石系塡料。然而，該等材料在 機械強度方面低於鋁，因此難以形成具有足夠強度之 障肋。 發明槪沭 因此本發明之目的在於提供能夠形成具有低介電常 數及高機械強度之障肋的PDP障肋材料。 如廣泛硏究之結果，本發明已發現以使用球狀矽石 系塡料作爲塡料粉與本發明所提出者可達成上述之目 的。 根據本發明之一觀點，提供包含玻璃粉與矽石系塡 593184 五、發明說明（4) 料粉之PDP障肋材料，該砂石系塡料粉包括溶融砂石 粉與α_石央粉之矽石系塡料，且至少一部分矽石系塡 料粉爲球狀塡料粉。 其餘部分之砂石系塡料粉可爲非球狀塡料粉。 球狀塡料粉與非球狀塡料粉之比例可爲 30:70〜100:0的質量比。 該非球狀塡料粉可具有50% 0.5〜3μιη之平均粒子 大小。 該球狀塡料粉可具有50% 2〜8μηα之平均粒子大 小。 該熔融矽石粉可爲球狀並形成球狀塡料粉。 另一方面，α-石英粉可爲非球狀。 熔融矽石粉與α-石英粉之比例可爲20: 8 0〜90:10 的質量比。 玻璃粉與矽石系塡料粉之比例可爲70:30〜95:5的 質量比。 球狀熔融矽石粉與非球狀α -石英粉之比例可爲 30:70〜90:10的質量比。 根據本發明之其他方面，提供包含以質量比爲 70:30〜95:5之玻璃粉與矽石系塡料粉之PDP障肋材 料、包含具有50% 2〜8 μιη之平均粒子大小大小之熔融 矽石粉與具有50% 〇.5〜3μιη之平均粒子大小之非球狀 α-石英粉之矽石系塡料，且熔融矽石粉與石英粉 593184 五、發明說明（5) 之比例爲30 : 70〜90 : 10的質量比。 在所有敘述與聲明中，”球狀”形狀並不限定爲真球 狀而是定義爲具有預定寬度並展現本發明效果之物 體。因此，亦包含任何相似於球狀之形狀。具體而 言，定義”球狀”形狀爲以具有距重心爲固定距離之平 滑表面所形成之物體，而該距離可有土25%之差異， 而以± 1 5 %爲佳。例如以噴灑原料粉於火焰中，可得 到該球形粉。 圖式簡單說明 第1圖係PDP構造之圖。 較佳實施例之說明 依本發明一實例的PDP障肋材料包括玻璃粉與矽 石系塡料粉。該矽石系塡料粉包括熔融矽石粉與α -石 英粉，一部分或所有砂石系塡料粉，即至少一部分砂 石系塡料粉爲球狀塡料粉。 如必要時，該PDP障肋材料可進一步包括如方英 石粉之其他矽石系塡料。 熔融矽石與α-石英之任一種具有4.5之介電常 數，其低於鋁（1 〇之介電常數）。因此，可降低整個障 肋材料之介電常數。 由於粉粒子無突起故該球狀塡料粉能明顯地舒緩應 力集中。因此，不用額外使用如氧化鋁之高強度塡料 亦可達成障肋之足夠強度。雖然該熔融矽石粉或^ 石 593184 五、發明說明（6) 英粉不一定完全爲球狀，但是可爲僅部分球狀。 雖然可使用α -石英粉作爲球狀塡料，但由於熔融 石夕石可立即使用而希望使用熔融砂石。 於矽石系塡料粉中之球狀塡料粉的比例，希望等 於質量比30%以上，特別是50%以上。如果球狀塡料 粉在量方面小，則容易發生應力集中，以致於降低該 障肋之強度。如果球狀塡料粉包含超過質量比3 0%以 上，可能立即形成具有特別足夠強度之障肋。 該熔融矽石於30〜300 °C範圍中具有5Χ10·7厂C之 熱膨脹係數，而該α-石英於30〜300°C範圍中具有140 XI 〇，°C之熱膨脹係數。以該熔融矽石與α -石英之含 量之調整，整體障肋材料之膨脹係數可符合基質材之 膨脹係數（60〜85 X 10，°C )，以致於可避免因膨脹之差 異所導致之龜裂或分離。熔融矽石粉與石英粉之混 合比例係以於質量比20:80〜90:10之範圍爲佳，而以 30··70〜70:30爲特佳。如果低膨脹性之熔融矽石粉之比 例落於上述範圍之內，可調整該障肋之膨脹至符合基 板之膨脹的60Χ〜85X1(T7/°C範圍。 如果使用球狀熔融矽石粉之狀況下，考慮障肋之 機械強度與膨脹，熔融矽石粉與α -石英粉之混合比例 較佳30:70〜90:10的質量比，特佳爲50:50〜70:30的質 量比。 該球狀塡料粉較佳係具有以5 0 %平均粒子大小 593184 五、發明說明（7) (D5Q)而言爲2〜8μχη(以3〜5μιη爲佳）的粒子大小。如果 該球狀塡料粉具有2μπι以上之D5(3，則可達到適當之 乾膜強度與得到優異之噴砂能力。如果D5。不大於 8 μιη，則可達到高障肋強度且不會引起經火燒後之產 物的燒結性降低或結構之缺陷。另一方面’非球狀塡 料粉係以有在〇·5〜外111範圍內之粒子大小D5〇爲佳（以 1〜2.5μτη爲更佳）。如果該非球狀塡料粉之D5()不小於 0:5μιη，則達到適當之乾膜強度與得到優異之噴砂能 力。此外，黏度調整容易且不會影響糊狀物之流變。 如果D5。不小於3μπι ’幾乎不發生應力集中。 玻璃粉包括具有60 X〜90 X 1(T7/°C熱膨脹係數 (3 0〜3 0 0 t：)、於25 °C和1 MHz下之12.0以下介電常數 及480〜630 °C軟化點之玻璃。該玻璃粉方面，係以使 用 Pb0-B203-Si02 玻璃、Ba0-Zn0-B203-Si02 玻璃、 Zn0-Bi203-B203-Si02 玻璃爲佳。 在？1^04203-3102玻璃方面，可使用具有質量百 分比 3 5-75 °/。PbO、0-50% B2〇3、8-30% Si02、0-10% Al2〇3、0-10% ZnO、0-10% CaO+ MgO+ SrO+ BaO、 及0-6% Sn02+Ti02+Zi:02組成物之玻璃。 在Ba0-Zn0-B203-Si02玻璃方面，可使用具有質 量百分比 25-50% BaO、 25-50% ZnO、 10-35% B203、 及0.5-10% SiOjfi成物之玻璃。 在Zn0-Bi203-B203-Si02$璃方面，可使用具有質
五、發明說明（8) 量百分比 25-45% ZnO、15-40% Bi203、10-30°/。B2〇3、 0.5-10% Si02、及 0-24% CaO+MgO+SrO+BaO 組成 物之玻璃。 該玻璃粉係以具有1〜7μιη 50%平均粒子大小（D50) 與5〜3 0μηι最大顆粒尺寸（Dmax)爲佳。如果D5。不小於 Ιμπι或Dmax不小於5μπι ’則容易地得到優異之形狀維 持性。如果D5Q不大於7μιη或Dmax不大於30μπι，則 幾乎不會發生燒結性之降低。 可添加除了矽石系塡料的塡料或其他無機組成物。 例如，爲了進一步改善機械強度，可添加5質量％以 下之氧化鋁粉。 在上述PDP障肋材料中，玻璃粉與矽石系塡料粉 的混合比例係以質量比70 : 3 0〜95 : 5爲佳。如果矽石 系塡料粉的混合比例不小於5 % ，則得到優異之形狀 維持性。如果矽石系塡料粉的混合比例不大於30% ， 則得到足夠之燒結性以致於可形成壓縮或緊密之障 肋。 其次，說明如何使用上述之PDP障肋材料。 例如，可由糊狀物或綠片之形式來使用該PDP障 肋材料。 如果以糊狀物來使用，則與玻璃粉與塡料粉一齊來 使用熱塑性樹脂、可塑劑、與溶劑。糊狀物中之玻璃 粉與塡料粉之成分通常在30〜90質量％之程度。 -10- 五、發明說明（9) 該熱塑性樹脂係用來改善乾燥後之薄膜強度與提供 彈性之組成物。該成分通常在0.1〜20質量％之程度。 在熱塑性樹脂方面，可使用聚甲基丙烯酸丁酯、聚丁 縮醛乙烯酯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚甲基丙烯酸乙酯 及乙基纖維素。可單獨或以組合方式來使用該等物 質。 可塑劑係用來控制乾燥速度與提供乾膜彈性之組 成物。該成分通常在0〜10質量％之程度。在可塑劑方 面，可使用苯二酸苯基丁縮醛酯、苯二甲酸二辛酯、 苯二甲酸二異辛酯、苯二甲酸二辛酯及苯二甲酸二丁 酯。可單獨或以組合方式來使用該等物質。 該溶劑係使用來使該材料形成糊狀物。該成分通 常在10〜30質量％之程度。在溶劑方面，可使用萜品 醇、二乙二醇單丁醚乙酸酯、及2,2,4-三甲基-1，3-戊 二醇單異丁酸酯。可單獨或以組合方式來使用該等物 質。 以製備玻璃粉、塡料粉、熱塑性樹脂、可塑劑、 溶劑等等並以預定之比例捏合該等物質來製造糊狀 物。 將說明例如以該糊狀物之使用來製造障肋的製造 方法。首先，以絹網印刷或批式塗布來使用該糊狀物 以形成具有預定厚度之應用層。接著，乾燥該應用層 成爲乾膜。然後，於該乾膜上形成阻劑膜並使其曝光 -11- 593184 五、發明說明（1〇) 與顯影。於以噴砂除去不需要之部分，以火燒該乾膜 以得到預定形狀之障肋。 如果以綠片形式來使用PDP障肋材料，與玻璃粉 及塡料粉一起使用熱塑性樹脂即可塑劑。於綠片中之 玻璃粉與塡料粉之成份通常在60〜80質量％之程度。 在熱塑性樹脂與可塑劑方面，可使用與該等用於 製備糊狀物相似之物質。該熱塑性樹脂之混合比例通 常在5〜30質量％之程度。該可塑劑之混合比例通常在 0〜10質量％之程度。 將說明製造綠片之傳統方法。製備玻璃粉、塡料 粉、熱塑性樹脂、可塑劑等等。於該等材料中，加入 如甲苯之主溶劑與如異丙醇之助溶劑而得到漿體。以 刮板法來使用該漿體於如聚對苯二甲酸乙二酯（PET)之 薄膜上而形成片材。乾燥已形成片材之漿體以除去溶 劑。因此，得到綠片。 熱壓黏合該如上述所得之綠片於將形成玻璃層之位 置，接著，火燒該綠片。因此，得到玻璃層。如果在 形成障肋處，則以熱壓鍵結來形成應用層並以相似於 糊狀物之方法來將其塑造成預定之障肋的形狀。 以由舉例之方法來說明關於使用糊狀物或綠片之噴 砂處理。然而，本發明並不限制於該等方法而可應用 於多層印刷處理、脫膜處理、感光糊狀物處理、感光 綠片處理、壓鑄成形處理、轉移處理、及其他不同成 -12- 593184 五、發明說明（w) 形處理。 其次，將說明根據本發明之PDP障肋材料的特定 實例。 [玻璃粉] 表1〜3顯示用於PDP障肋材料之組成物與特性。 表 1、2 及 3 分別顯示 Pb0-B203-Si02 玻璃、BaO-ZnO-B203-Si02 玻璃、及 Zn0-Bi203-B203-Si02 玻璃。 表1 A B C 組成(質量％ ) PbO 40.0 55.0 63.0 B2〇3 45.0 30.0 10.0 Si02 10.0 10.0 27.0 AUO, 5.0 5.0 - 軟化點(。〇 570 540 550 介電常數(25°c、1MHz) 6.5 8.0 11.0 熱膨脹係數[30-300°C](X 10·7/°〇 65 68 70 593184 五、 發明說明（12) 表2 D E F 組成物(質量％ ) BaO 38.0 33.7 26.6 ZnO 30.6 42.9 42.3 B2〇3 31.4 16.8 24.1 SiO? - 6.6 7.0 軟化點(。〇 602 592 615 介電常數(25°c、1MHz) 9.5 10.0 9.0 膨脹係數[3〇-300°C](Xl〇-7A：) 85 71 67 表3 G H I 組成物(質量％ ) ZnO 32.0 33.0 27.0 Bi203 26.0 26.0 39.0 B2〇3 27.0 21.0 19.0 Si02 2.0 5.0 7.0 CaO 13.0 15.0 8.0 軟化點(°c) 565 576 568 介電常數(25°C、1MHz) 11.0 10.5 11.0 膨脹係數[30-300°C](Xl0_7/°C) 85 83 85 首先，混合作爲玻璃原料之各種氧化物而得到如表 1〜3中的試樣A〜I所示之組成物。 接著，將該混合物 -14- 593184 五、發明說明（13 ) 置入鋁坩鍋中並於1 250°C熔融2小時而得到均勻之玻 璃膜。將該玻璃膜以鋁球粉碎並分類而得到具有3 μιη 之D5Q及20μιη之Dmax之玻璃粉。 測試因此所得之玻璃粉的軟化點、介電常數、與熱 膨脹係數。結果，軟化點爲540〜615t，介電常數爲 6.5〜1 1·0，熱膨脹係數爲 65 X〜85 X 10·7/Τ： (30〜300 °C )。 使用島津公司製之粒度分析儀SALD-2000J來測試 該玻璃粉之粒子大小分布。當測試D5。時，計算最大 粒子大小作爲99.9%積分値。於粒子大小分布之計算 所使用之散射指數分別具有實際部分之1.9與影像部 分之0.0 5 i。 [塡料粉] 表4顯示用於PDP障肋材料之使用的塡料粉。 表4 a b C d e f R h 形狀 球狀 球狀 球狀 球狀 非球狀 球狀 球狀 非球狀 晶體結精 熔融矽石 熔融矽石 熔融矽石 α-石英 α-石英 氧化鋁 熔融矽石 熔融矽石 〇50 3 4 11 1.7 1 3 1 3 塡料方面（試樣a-h)，可使用具有示於表4之粒 子大小的形狀與粒子大小之市面可取得之產品。 [障肋材料] 表5與表6顯示PDP障肋材料之特定實例（試樣編
-15- 593184 五、發明說明（14 ) 號1-11)及比較例（試樣編號12-15)。 表5 實例 1 2 3 4 5 6 7 玻璃粉成份之形態 (質量％) A85 B70 C90 D85 E90 F85 G75 塡料粉成份之形態 a8 b20 a6 alO a8 alO b20 d7 dlO d4 e5 e2 d5 e5 軟化點(°c) 575 565 550 610 600 620 570 介電常數（25 °c， 1MHz) 6.0 6.6 9.5 8.2 9.0 7.8 7.6 熱膨脹係數[30-300°C] (χι〇·7/°〇 69 60 69 76 65 65 74 龜裂荷重(g) 300 350 250 300 250 300 350 抗震性 〇 〇 〇 〇 〇 〇 〇 表6 實例 比較例 8 9 10 11 12 13 14 15 玻璃粉成份之形態 (質量％ ) h94 180 b90 h90 a80 d80 g80 g8〇 塡料粉成份之形態 b5 bl5 c6 a4 a20 d20 h 10 fl5 dl e5 d4 e6 — —— d 10 g5 軟化點(°C) 580 575 545 580 575 610 575 575 介電常數(25°C， 1MHz) 9.5 8.6 7.2 9.3 5.6 7.6 8.6 10.5 熱膨脹係數[30-300 〇C](X1〇'7/°C) 77 70 70 80 44 103 83 74 龜裂荷重(g) 250 300 200 200 200 150 150 250 抗震性 〇 〇 〇 〇 〇 X X 〇 -16- 593184 五、發明說明（15) 以於表5與表6之比例中，混合表1〜3中之玻璃 粉與表4中之塡料粉而得到PDP障肋材料。評估因此 所得之障肋材料之軟化點、介電常數、膨脹係數、及 機械強度（龜裂荷重與抗震性）。 結果，試樣編號1-11具有低如9.5以下之介電常 數及高如200g以上之龜裂荷重。因此，試樣編號1-1 1特別地具有足夠之機械強度。該熱膨脹係數在與玻 璃基板之熱膨脹係數相似之60X〜80X1(T7/°C範圍中。 特別地，包含50%以上具有在2〜8μιη範圍中之D5()的 球狀塡料粉具有25 0g以上之極高龜裂荷重。 使用巨觀微差熱分析儀來測量軟化點作爲第4反 曲點。 在粉壓及火燒每個試樣後，以於25 t與1MHz之 圓盤方法來測量介電常數。 以下述方法來測量熱膨脹係數。粉壓及火燒每個試 樣，接著，硏磨試樣成爲具有4mm直徑與40mm高度 之圓柱形狀。依照JIS R3102來進行測量。然後，得 到在30〜3 0 0°C溫度範圍內之値。 以下述方法測量龜裂荷重。在障肋材料之軟化點火 燒每個試樣1 0分鐘，對著因此所得之火燒後之物體表 面，壓入維克爾斯硬度計之鑽石壓針。當在壓入區域 之角落產生龜裂時，測量荷重作爲龜裂荷重。當該値 愈大，其機械強度愈大。 -17-