WO2005017940A1

WO2005017940A1 - 平面パネルディスプレイ用スペーサ、平面パネルディスプレイ用スペーサの製造方法、及び、平面パネルディスプレイ

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Publication number: WO2005017940A1
Application number: PCT/JP2004/010733
Authority: WO
Inventors: Yukio Kawaguchi; Atsushi Hitomi; Kazumitsu Tanaka; Takao Matsumoto; Masahiro Itoh; Kenichi Jinguji; Tsutomu Koyanagi; Katsuyuki Kurachi
Original assignee: TDK Corp
Current assignee: TDK Corp
Priority date: 2003-08-19
Filing date: 2004-07-28
Publication date: 2005-02-24
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Description

明細書

平面パネルディスプレイ用スぺーサ、平面パネルディスプレイ用スぺーサの製造方法、及び、平面パネルディスプレイ

技術分野

[0001] 本発明は、平面パネルディスプレイ用スぺーサ、平面パネルディスプレイ用スぺーサの製造方法、及び、平面パネルディスプレイに関する。

背景技術

[0002] 従来の陰極線管（CRT)を応用した自発光型の平面パネルディスプレイとして、いわゆる、電界放出型ディスプレイ（FED)が知られている。このような平面パネルディスプレイの一例は特許文献 1に記載されてレ、る。この平面パネルディスプレイは多くの陰極 (電界放出素子）を二次元状に配列してなる陰極構造体を備えており、減圧環境下において陰極から放出される電子を、各蛍光画素領域に衝突させて発光画像を形成している。蛍光画素領域は燐層を含んでなる。

[0003] このような平面パネルディスプレイは、陰極構造体を有する背板を備えている。背板はガラス板上に陰極構造体を堆積することによって形成される。

[0004] また、このような平面パネルディスプレイはガラス板上に燐層が堆積された面板を備えている。この面板のガラス板または燐層の上には電界印加用の導電性層が堆積される。そして、面板は背板から 0. 1mm— lmm乃至 2mm離間されている。面板と背板との間には壁体からなる短冊状のスぺーサが垂直に介在している。

[0005] そして、面板と背板との間には例えば lkV以上の高電圧が印加されるので、スぺーサには高電圧に対する耐性と帯電を防ぐための適切な導電性とが要求される。従来のスぺーサとしては、アルミナからなる絶縁材料を導電材料でコーティングしてなるものや (例えば、特許文献 2— 3参照）、酸化物微粒子等により形成された凹凸膜を有するもの（例えば、特許文献 4参照）や、遷移金属酸化物が分散されたセラミックよりなるもの（例えば、特許文献 5、 6参照）等が知られている。

特許文献 1 :米国特許第 5541473号明細書

特許文献 2：特表 2002—508110号公報特許文献 3：特表 2001—508926号公報

特許文献 4 :特開 2001 - 68042号公報

特許文献 5：特表平 11 - 500856号公報

特許文献 6 :特表 2002—515133号公報

発明の開示

発明が解決しょうとする課題

[0006] しかし、従来の平面パネルディスプレイ用スぺーサの熱膨張係数は、例えば、アルミナで 7. 3 X 10_⁶Z°C程度であり、平面パネルディスプレイの面板や背板のガラス材料の熱膨張係数 8. 0-9. 3 X 10_⁶/°Cとの差が大きレ、。このため、平面パネルディスプレイの許容環境温度とされる— 30 50°Cの範囲で平面パネルディスプレイの温度が変動した場合に、平面パネルディスプレイ用スぺーサと、面板及び背板との膨張度合いが大きく異なるために、平面パネルディスプレイにひずみ等を生じ、スぺーサが不整列になったり傾斜したりして、放出された電子の偏向が起こり、ディスプレイ上に目視可能な欠陥が生じてしまう場合がある。

[0007] 本発明は、このような課題に鑑みてなされたものであり、面板や背板等のガラス材料の熱膨張係数とほぼ等しい、熱膨張係数が 8. 0— 9. 3 X 10— ⁶/°C程度の平面パネルディスプレイ用スぺーサ、その製造方法、及び、これを用いた平面パネルデイスプレイを提供することを目的とする。

課題を解決するための手段

[0008] 発明者らが鋭意検討したところ、 Al O (アルミナ）、 TiC (炭化チタン）、 MgO (酸化マグネシウム）、及び TiO (二酸化チタン)を所定の割合で混合させた複合セラミクスの焼結体が、 8. 0— 9. 3 X 10_⁶Z°C程度の熱膨張係数を有することを見いだし、本発明に想到するに至った。

[0009] 本発明に係る平面パネルディスプレイ用スぺーサは、 Al O、 TiC、 MgO、及び、 T iOを含む焼結体を有し、この焼結体は Al O、 TiC、 Mg〇、及び、 TiOの全重量に対して、 Mg〇を 35— 55重量％含む。

[0010] 本発明に係る平面パネルディスプレイ用スぺーサの製造方法は、 A1〇粉末、 TiC 粉末、 MgO粉末、及び、 TiO粉末を、 A1〇粉末、 TiC粉末、 MgO粉末、及び、 Ti 〇粉末の全重量に対して MgO粉末が 35 55重量％となるように混合して混合物を得る工程と、上記混合物を焼成し焼結体を得る工程と、を含む。

[0011] 本発明に係る平面パネルディスプレイは、陰極構造体を有する背板と、光画素領域を有する面板と、上記背板及び上記面板間に介在されると共に Al O、 TiC、 Mg

〇、及び、 TiOを含み、 Al〇、 TiC、 Mg〇、及び、 TiOの全重量に対して、 Mg〇を

35 55重量％含む焼結体から形成された平面パネルディスプレイ用スぺーサとを備える。

[0012] これらの本発明によれば、熱膨張係数が 8. 0— 9. 3 X 10— ⁶/°C程度のセラミック製の平面パネルディスプレイ用スぺーサが得られる。このため、平面パネルディスプレイ用スぺーサの熱膨張係数を、ガラス製の面板や背板の熱膨張係数 (8. 0— 9. 3 X 10— ⁶/°C)に十分に近づけることができる。これにより、平面パネルディスプレイにおける面板、背板、平面パネルディスプレイ用スぺーサの温度が変動しても、熱膨張の割合が互いに同程度となる。従って、平面パネルディスプレイに不要なひずみが生じに《なり、スぺーサが不整列になったり傾斜したりしに《なる。この結果、放出された電子の偏向が起こりにくくなり、ディスプレイの画質の劣化が抑制される。

[0013] ここで、焼結体は、 Al O、 TiC、 MgO、及び、 TiOの全重量に対して、 TiOを 2.

0-3. 0重量％含むことが好ましい。

[0014] このような組成の平面パネルディスプレイ用スぺーサは、比抵抗が 1. 0 Χ 10⁶ Ω - c m— 1. O X 10" 0 ' cm程度となる。したがって、適切な導電性を示し、電界が印加された場合に帯電が起こりにくくなると共に過電流が流れることによる熱暴走も抑制され、平面パネルディスプレイにおける画像の歪み等をより低減することができる。ここで、 TiOの量が 2. 0重量％を下回ると、比抵抗が大きくなつて、電界が印加されると帯電が起こりやすくなる傾向がある。また、 TiOの量が 3. 0重量％を超えると、比抵抗が低くなつて電界が印加されると過電流が流れやすい傾向がある。

[0015] ここでまた、焼結体は、 Al O、 TiC、 Mg〇、及び、 TiOの全重量に対して、 TiCを

7. 0-8. 0重量％含むことが好ましい。

[0016] これにより、十分な強度を持ち、かつ、十分に焼結がなされた平面パネルディスプレィ用スぺーサが得られる。ここで、 TiCの量が 7. 0重量％を下回ると、剛性が低下し強度が低くなる傾向がある。また、 TiCの量が 8. 0重量％を超えると、焼結しにくくなり、脆くなつて再び強度が悪くなる傾向がある。

発明の効果

[0017] 本発明によれば、平面パネルディスプレイにおける画像の劣化が低減され、画質の向上が可能となる。

図面の簡単な説明

[0018] [図 1]図 1は、本実施形態に係る平面パネルディスプレイの一部破断模式図である。

[図 2]図 2は、図 1の平面パネルディスプレイの II—II矢視断面図である。

[図 3]図 3は、図 1の平面パネルディスプレイ用スぺーサの斜視図である。

[図 4]図 4は、図 1の平面パネルディスプレイの IV— IV矢視図である。

[図 5]図 5は、平面パネルディスプレイ用スぺーサの製造方法を示す図である。

[図 6]図 6は、平面パネルディスプレイ用スぺーサの製造方法を示す図 5に続く斜視図である。

[図 7]図 7は本実施形態に係る製造方法を説明するための図 6に続く斜視図である。

[図 8]図 8は平面パネルディスプレイ用スぺーサの製造方法を説明するための図 7に続く斜視図である。

[図 9]図 9は平面パネルディスプレイ用スぺーサの製造方法を説明するための図 8に続く斜視図である。

[図 10]図 10は平面パネルディスプレイ用スぺーサの製造方法を説明するための図 9 に続く斜視図である。

[図 11]図 11は平面パネルディスプレイ用スぺーサの製造方法を説明するための図 1 0に続く斜視図である。

[図 12]図 12は平面パネルディスプレイ用スぺーサの製造方法を説明するための図 1 1に続く斜視図である。

[図 13]図 13は平面パネルディスプレイ用スぺーサの製造方法を説明するための図 1 2に続く斜視図である。

[図 14]図 14は、実施例 1一 12及び比較例 1， 2について、組成、熱膨張係数、比抵抗、 3点曲げ強度を示す表である。 [図 15]図 15は、実施例 1一 12及び比較例 1， 2について、 MgOの添加量と、熱膨張係数との関係を示すグラフである。

[図 16]図 16は、実施例 1一 12及び比較例 1， 2について、 Ti〇2の添カ卩量と、比抵抗との関係を示すグラフである。

[図 17]図 17は、実施例 1一 12及び比較例 1， 2について、 TiCの添カ卩量と、 3点曲げ強度との関係を示すグラフである。

符号の説明

[0019] 10…板、 50…ベース（焼結体）、 100…平面パネルディスプレイ、 101…面板、 10 2…ブラックマトリクス構造体、 103…平面パネルディスプレイ用スぺーサ、 105…蛍光画素領域、 201…背板、 202…陰極構造体。

発明を実施するための最良の形態

[0020] 以下、添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。なお、図面の説明において、同一または相当要素には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。

[0021] まず、本実施形態に係る平面パネルディスプレイの概要について説明する。

[0022] 図 1は平面パネルディスプレイの平面図、図 2は平面パネルディスプレイの II一 II矢印断面図である。

[0023] 本実施形態に係る平面パネルディスプレイは、いわゆる、 FED (電界放出型デイスプレイ）であり、主として、面板 101、背板 201、及び、多数の平面パネルディスプレイ用スぺーサ 103を有している。

[0024] 面板 101はガラス製であり、この面板 101上には、格子状のブラックマトリクス構造体 102、及び、ブラックマトリクス構造体 102の格子内に設けられ燐層を含む複数の蛍光画素領域 105を有している。蛍光画素領域 105の燐層は図 2における図示下方力高エネルギー電子が衝突すると、光を放出して可視ディスプレイを形成する。蛍光画素領域 105から発した光は、ブラックマトリクス構造体 102を介して外部（図示上方）に出力される。ブラックマトリクス構造体 102は、互いに隣接する蛍光画素領域 10 5からの光の混合を抑制するための格子状黒色構造体として機能する。

[0025] 背板 201はガラス板であり、背板 201上には陰極構造体 202が形成されている。この陰極構造体 202は電子を放出するための突起を含む陰極（電界（電子)放出素子 ) 206を複数有している。

[0026] 背板 201における陰極構造体 202の形成領域は背板 201の面積よりも小さい。また、面板 101におけるブラックマトリクス構造体 102の形成領域は面板 101の面積よりも小さレ、。面板 101の外周領域と背板 201の外周領域との間にはガラスシール 203 が介在しており、中央部に密閉室 250を提供している。この密閉室 250内は電子が飛行可能な程度に減圧されている。ガラスシール 203は融解ガラスフリットによって形成される。

[0027] 面板 101のブラックマトリクス構造体 102と、背板 201の陰極構造体 202との間には、これらの表面に対して垂直に立設された壁体である平面パネルディスプレイ用スぺーサ 103が所定間隔で多数取り付けられている。この平面パネルディスプレイ用スぺーサ 103の詳細については後述する。

[0028] これらの平面パネルディスプレイ用スぺーサ 103は、面板 101と背板 201との間の間隔を均等に保持している。また、この密閉室 250内には、陰極構造体 202、ブラックマトリタス構造体 102及び平面パネルディスプレイ用スぺーサ 103が配置されることとなる。ここで、面板 101及び ¾板 201の厚みは、列えば、各々 300 μ ΐη、 1000 μ ΐη 程度である。

[0029] ここで面板 101及び背板 201のガラス材料としては、例えば、強化ガラス、化学強化ガラスが挙げられる。これらのガラスの熱膨張係数は、概ね、 8. 0 9. 3 Χ 10_⁶/ °Cである。

[0030] 具体的には、例えば、ガラス材料として、 PD200 (旭硝子 (株)社製）が挙げられる。

この PD200の組成は、 SiO、 Al O、 ZrO、 Na〇、 CaO、 SrO、 BaO、 ZrO、 Na

2 2 3 2 2 2 2

〇、及び、 K〇の重量比力 58 : 7 : 2 : 5 : 7 : 8 : 3 : 4 : 6であり、熱膨張係数は 8. 3 X 1

2

0 Cである。また、例えば、 HDD用ガラスディスクとして、 Si〇、 Al O、 MgO、 C

2 2 3

a〇、 Sr〇、 Na〇、 K〇、及び、 TiOの重量比が、 54： 10 : 4： 7： 3： 6： 9： 7となるガラ

2 2 2

ス材料も好適に用いられており、このガラスの熱膨張係数は、概ね 9. 3 X 10"V°C である。さらに、例えば、 HDD用ガラスディスクとして、 Si〇、 Al〇、 MgO、 Ca〇、 S

2 2 3

rO、 Na〇、 K〇、及び、 TiOの重量比が、 55： 13： 5： 5： 2： 6： 9： 6となるガラス材料

2 2 2 も好適に用いられており、このガラスの熱膨張係数は、概ね 8. 7 X 10_⁶Z°Cである。

[0031] 続いて、本実施形態に係る平面パネルディスプレイ 100の平面パネルディスプレイ用スぺーサ 103について詳細に説明する。

[0032] 図 3は、本発明に係る平面パネルディスプレイ用スぺーサ 103を示す斜視図である

。この平面パネルディスプレイ用スぺーサ 103は、概ね板状の直方体であり、主面 50

A、 50Bと、長手方向に延びる側面 50C、 50Dと、長手方向の両端の端面 50E, 50

Fを有している。

[0033] この平面パネルディスプレイ用スぺーサ 103は、焼結セラミックス製の矩形平板状のベース（焼結体） 50と、ベース 50の側面 50C上に形成された金属膜 42aと、ベース 50の側面 50D上に形成された金属膜 40aとを有している。また、ベース 50の主面 50 A上にはパターニングされた金属膜 65が形成されている。この金属膜 65は平面パネルディスプレイ用スぺーサ 103の長手方向にそって延在し、また、金属膜 65は、金属膜 42aや金属膜 40aとは離間されて互いに絶縁されている。また、金属膜 65は、長手方向に複数に分割されている。この平面パネルディスプレイ用スぺーサ 103のべース 50の外形形状は、具体的には、例えば、 0. 08mm X I . 2mm X 120mm程度である。

[0034] ここで、金属膜 40a及び 42aは、背板 201の陰極構造体 202や、面板 101のブラックマトリタス構造体 102との接触抵抗の面内不均一性を低減させる。また、金属膜 65 は、平面パネルディスプレイ用スぺーサ 103の内部電界分布を好適にするためのものである。

[0035] この平面パネルディスプレイ用スぺーサ 103は、図 4に示すように、その長手方向の両端に設けられた接着剤 301， 302によって面板 101、背板 201に固定されている。本例の接着剤 301 , 302の材料は UV硬化性ポリイミド接着剤であるが、熱硬化性接着剤または無機接着剤を使用することができる。なお、接着剤 301， 302はブラックマトリクス構造体 102、陰極構造体 202の外側に配置される。このとき、平面パネルデイスプレイ用スぺーサ 103の金属膜 40a， 42aが、背板 201の陰極構造体 202、面板 101のブラックマトリクス構造体 102に各々接触するように配置される。

[0036] そして、本実施形態における平面パネルディスプレイ用スぺーサ 103のベース 50 は、 Al O (アルミナ）、 TiC (炭化チタン）、 Mg〇（酸化マグネシウム）、及び、 TiO (

2 3 2 チタニア）を含有し、 Al〇

2 3、 TiC、 Mg〇、及び、 Ti〇の全重量に対して Mg〇を 35

2

一 55重量％含む複合セラミクス焼結体から形成されている。

[0037] このような平面パネルディスプレイ用スぺーサ 103は、熱膨張係数が 8. 0—9. 3 X 10— ⁶/。C程度となる。このため、平面パネルディスプレイ用スぺーサ 103の熱膨張係数を、ガラス製の面板 101や背板 201の熱膨張係数 (概ね 8. 0 9. 3 X 10"V°C) に十分に近づけることができる。

[0038] これにより、平面パネルディスプレイの面板 101や背板 201と平面パネルディスプレィ用スぺーサ 103の温度が変動しても、各々の熱膨張の割合が同程度となる。従つて、平面パネルディスプレイ 100における面板 101、背板 201、平面パネルディスプレイ用スぺーサ 103の温度が変動しても、熱膨張の割合が互いに同程度となる。従つて、平面パネルディスプレイに不要なひずみ等が生じにくくなり、平面パネルディスプレイ用スぺーサ 103が面板 101と背板 201との間で不整列になったり傾斜したりしにくくなる。この結果、陰極構造体 202の陰極 206から放出された電子は偏向等の不具合を生じることなくブラックマトリクス構造体 102の蛍光画素領域 105に到達することができ、平面パネルディスプレイ 100の画質の劣化が抑制されている。

[0039] また、このような平面パネルディスプレイ用スぺーサ 103のベース 50は、 TiCと A1

2

〇とを含む複合セラミクス焼結体であるので高硬度の導電性セラミクスであるアルテ

3

イツク (AlTiC)の性質をも示し、高レ、強度を有してレ、る。

[0040] そして、通常、平面パネルディスプレイ 100内は減圧されており、大気圧によって平面パネルディスプレイ用スぺーサ 103に大きな荷重が加えられている力 S、本実施形態の平面パネルディスプレイ用スぺーサ 103はそのような圧縮力による変形に耐えることができ、面板 101と背板 201との間隔を所定の間隔に維持することができる。

[0041] ここで、平面パネルディスプレイ用スぺーサ 103のベース 50の Mg〇の含有量が 35 重量％を下回ると、熱膨張係数が低くなりすぎる傾向がある。一方、 Mg〇の含有量力 S 55重量％を超えると、熱膨張係数が高くなりすぎる傾向がある。

[0042] そして、例えば、平面パネルディスプレイ用スぺーサ 103のベース 50の熱膨張係数が 9. 3 X 10— ⁶/°Cを大きく超えたり、 8. 0 X 10— ⁶/°Cを大きく下回ると、ガラス製の面板 101や背板 201との熱膨張係数の差が大きくなり、温度変化に伴って平面パネルディスプレイ 100にひずみ等が発生して、画質の劣化が起こりやすくなる。

[0043] ここで、ベース 50の Mg〇の含有量は Al O、 TiC、 Mg〇、及び、 TiOの全重量に

2 3 2

対して 40 50重量％であることがより好ましぐこれにより、熱膨張係数を面板 101 や背板 201により近づけることができるので、平面パネルディスプレイ 100のひずみをさらに抑えることができる。具体的には、熱膨張係数が、 8. 5-9. 0 X 10— ⁶Z°C程度となるので、同様の熱膨張係数のガラスを用いる場合に特に好ましい。

[0044] また、ベース 50の TiOの量は、 Al O、 TiC、 Mg〇、及び、 TiOの全重量に対し

2 2 3 2

て、 2. 0— 3. 0重量％であることが好ましい。これにより、ベース 50の比抵抗が 1. 0 Χ 10⁶ Ω ' cm— 1. Ο Χ ΙΟ^ Ω ' cm程度となる。したがって、適切な導電性を示し、電界が印加された場合に帯電が起こりにくくなると共に過電流が流れることによる熱暴走も抑制され、平面パネルディスプレイ 100における画像の歪み等をより低減することができる。ここで、 TiOの量が 2. 0重量％を下回ると、比抵抗が大きくなつて、電界が印加されると帯電が起こりやすくなる傾向がある。また、 TiOの量が 3. 0重量％を超えると、比抵抗が低くなつて電界が印加されると過電流が流れやすい傾向がある。

[0045] また、 TiCの量は、 Al O、 TiC、 Mg〇、及び、 TiOの全重量に対して、 Ί . 0— 8.

2 3 2

0重量％であることが好ましい。これにより、十分な強度を持ち、かつ、十分に焼結がなされた平面パネルディスプレイ用スぺーサ 103が得られる。ここで、 TiCの量が 7. 0 重量％を下回ると、剛性が低下して強度が十分でなくなる傾向がある。また、 TiCの量が 8. 0重量％を超えると、焼結しにくくなり、脆くなつて再び強度が低下する傾向力ある。

[0046] 次に、このような平面パネルディスプレイ用スぺーサ 103の製造方法について説明する。

[0047] まず、図 5の（a)に示すように、平面パネルディスプレイ用スぺーサの材料となる、 A 1 O (アルミナ）、 TiC (炭化チタン）、 MgO (酸化マグネシウム）、及び、 TiO (チタ二

2 3 2 ァ）を含有し、 Al〇、 TiC、 Mg〇、及び、 Ti〇の全重量に対して MgOを 35— 55重

2 3 2

量％含む複合セラミクス焼結体の板 10を作製する。

[0048] このような板 10は、 Al O粉末、 TiC粉末、 MgO粉末、及び、 TiOの粉末を混合し

2 3 2 、成形し、成形体を所定の温度で焼成し、放冷することにより得られる。

[0049] まず、原料となる、 Al O粉末、 TiC粉末、 Mg〇粉末、及び、 TiO粉末を用意する

2 3 2

。ここで、原料の Al O粉末は、微粉であることが好ましぐ平均粒子径が 0.

2 3

m、特に 0. 4-0. 6 x mであることが好ましレ、。また TiC粉末は、微粉であることが好ましく、平均粒子径カ 0. 1 3 x m、特に 0. 5 1. 5 μ mであることカ好ましレ、。また Mg〇粉末は、微粉であることが好ましぐ平均粒子径が 0. 1 3 x m、特に 0. 5- 1 . 5 mであることが好ましい。また、 Ti〇粉末は、微粉であることが好ましぐ平均粒

2

子径が 0· 1— 3 /i m、特に 0. 5— 1 /i mであることが好ましい。

[0050] そして、これらの粉末を混合し、混合粉末を得る。ここで、 Al O粉末、 TiC粉末、 M

2 3

g〇粉末、及び、 TiO粉末の全重量に対して MgO粉末が 35— 55重量％含まれるよ

2

うにこれらの粉末を混合する。なお、 MgO粉末が 40— 50%程度含まれるようにすることが好ましい。

[0051] また、 TiOの量は特に限定されないが、上述のように比抵抗を好適範囲とすべぐ

2

TiOが 2. 0— 3. 0重量％含まれるようにこれらの粉末を混合することが好ましい。

2

[0052] また、 TiCの量は特に限定されなレ、が、上述のように十分な強度のスぺーサを得るベぐ TiCが 7. 0-8. 0重量％含まれるようにこれらの粉末を混合することが好ましい

[0053] ここで、粉末の混合は、ボールミルやアトライター中で行うことが好ましレ、。また、好適に混合すベぐ水以外の、例えば、エタノール、 IPA、 95%変性エタノール等を溶剤として用いることが好ましい。また、 10 100時間程度混合することが好ましい。なお、ボールミルやアトライター中の混合メディアとしては、例えば、直径 1一 20mm程度の、アルミナボールや、ジルコユアボールを使用することが好ましい。

[0054] 次に、混合された混合粉末を、スプレー造粒する。ここでは、例えば、酸素をほとんど含まない窒素やアルゴン等の不活性ガスの、 60 200°C程度の温風中で噴霧乾燥すればよぐこれによつて、上記の組成の混合粉末の造粒物が得られる。ここで、例えば、造粒物の粒径は、 50 μ m 200 μ m程度が好ましい。

[0055] 次に、必要に応じて溶剤等を添加して造粒物の液体含有量の調節を行い、 0. 1一

10重量％程度、造粒物中に溶剤が含まれるようにする。 [0056] 次に、この造粒物を所定の型内に充填し、冷間プレスにより一次成形を行って成形体を得る。ここでは、例えば、内径 150mmの円板形成用の金属製あるいはカーボン製の型内に造粒物を充填し、例えば、 5— 15MPa (50— 150kgfZcm²)程度の圧力で冷間プレスすればょレ、。

[0057] 続レ、て、一次成形された成形体をホットプレスし焼結体を得る。ここで、例えば、焼成温度を 1200 1700°C、圧力を 10 50MPa (100 500kgf/cm²)、雰囲気を真空、窒素、アルゴン中とすることが好ましい。なお、非酸化性雰囲気とするのは、 Ti cの酸化を防ぐためである。また、カーボン製の型を用いることが好ましい。焼結時間は 1一 3時間程度が好ましい。

[0058] そして、外観等を検査した後に、ダイヤモンド砥石等によって機械仕上げ加工を行レ、、平面パネルディスプレイ用スぺーサの材料となる板 10が完成する。最終的な板 1 0の具体的形状は、図 5に示すように、縦 134mm、横 67mm、厚み 2· 5mmの矩形平板状である。なお、例えば、直径 6インチ、厚み 2mm程度の円板状の基板であつてもよい。

[0059] 次に、このような板 10から平面パネルディスプレイ用スぺーサ 103用のベース 50を切り出す工程について説明する。まず、この板 10は、矩形平板であり主面 10A, 10 B、長手方向に平行な側面 IOC, 10D、及び、長手方向に直交する端面 10E, 10F を有しているものとする。

[0060] まず、図 6の（a)に示すように、板 10の主面 10Aに対して垂直、かつ、板 10の側面 IOC, 10Dに平行な複数の第一切断面 91に沿って、複合セラミクス焼結体の板 10 を所定間隔で切断する。これによつて、図 6の（b)に示すように、第一の切片 530が形成される。この第一の切片 530は、板 10の主面 10A, 10Bに各々対応する主面 5 30A, 530B、各第二切断面 92に対応する側面 530C, 530D、及び、複合セラミクス焼結体の板 10の端面 10E， 10Fに対応する端面 530E、 530Fを有している。続いて、第一の切片 530の側面 530C、 530Dを研磨する。

[0061] 次に、図 7の（a)に示すように、第一の切片 530を、第一の切片 530の主面 530A に平行な複数の第二切断面 92に沿って所定間隔で切断して、図 7の（b)に示すように第二の切片 560を得る。 [0062] ここで、第二の切片 560は、第二切断面 92に対応する主面 560A、 560Bと、長手方向に延びる側面 560C、 560Dと、長手方向の両端の端面 560E、 560Fを有する。また、第二の切片 560の主面 560Aと主面 560Bとの間隔 560Wを、第一の切片 5 30の幅 530Wよりも狭くなるように第一の切片 530を切断する。

[0063] 次に、図 8に示すように、第二の切片 560の主面 560A上に、端面 560Eから端面 5 60Fまで側面 560C， 560Dの延在方向に平行に延びる溝 570を所定間隔で複数形成する。ここで、溝 570間の巨離 W2、彻 J面 560Dに最も近レヽ溝 570と彻 J面 560Dとの間の距離 W3、及び、側面 560Cに最も近い溝 570と側面 560Cとの間の距離 Wi tt 、何れも同じ距離とされている。また、各溝 570は、側面 560Dと平行な側壁 570A及び側壁 570Bと、側壁 570Aと側壁 570Bとの下端同士を接続する底面 570Cとによつて形成され、断面矩形状を呈している。この溝 570は、所定の幅 WS、所定の深さ Dを有する。例えば、幅 WSは 10— 200 μ ΐη程度、深さ Dは、 100— 200 μ ΐη程度とすること力 Sできる。

[0064] 次に、図 9に示すように、 Ti, Au, Cr, Pt等の金属原子や金属微小粒子等を、第二の切片 560で溝 570が形成された主面 560A側から吹き付ける。これにより、第二の切片 560の但 IJ面 560C、 560D、主面 560A、溝 570内の各表面にわたって月莫厚カ S 数 nm— 1. 0 /i mの金属膜 580が形成される。

[0065] 次に、図 10に示すように、金属膜 580の内、第二の切片 560の主面 560A上に対応する面上にフィルムレジスト 590を加熱圧着する。そして、所定のマスクでフィルムレジスト 590を露光、現像することにより、フイノレムレジスト 590を図 11に示すようにノターユングしてレジストパターン 591を形成し、金属膜 580の一部を露出させる。

[0066] そして、イオンミリング等によって、パターユングされたレジストパターン 591をマスクとして、図 12に示すように、金属膜 580を所定の厚み除去する。ここで、この所定の厚みは、金属膜 580のうちで主面 560A上に形成された部分を完全に除去できるように設定する。これによつて、同時に、金属膜 580で溝 570の底面 570C上に設けられた部分も除去される。そして、これによつて、第二の切片 560の側面 560C上に金属月莫 580C力 S、佃 J面 560D上に金属月莫 580D力溝 570のィ則壁 570Aに ίま金属月莫 40a 力溝 570の側壁 570Bには金属膜 42aが各々形成される。また、第二の切片 560 の主面 560A上には、パターニングされた金属膜 65が形成される。

[0067] 次に、第二の切片 560の裏面、すなわち、主面 560B側から、第二の切片 560を、溝 570に達するまで研磨し、図 13に示すように、この第二の切片 560を複数に分割して、平面パネルディスプレイ用スぺーサ 103を得る。ここでは、この研磨の過程で、金属膜 580Cが金属膜 42aとなり、金属膜 580Dが金属膜 40aとなり、また、第二の切片 560は分割されてベース 50となる。

[0068] そして、このような平面パネルディスプレイ用スぺーサ 103を、面板 101のブラックマトリタス構造体 102と、背板 201の陰極構造体 202との間に、これらの表面に対して垂直に立設させて接着等することにより上述の平面パネルディスプレイ 100を作製できる。ここで、ブラックマトリクス構造体 102を有する面板 101や、陰極構造体 202を有する背板 201は、公知の方法で作成することができる。

実施例

[0069] 次に、本実施形態に係る実施例について説明する。

[0070] (実施例 1)

まず、 Al O粉末（平均粒径 0. 5 z m、純度 99. 9%)、 TiC粉末（平均粒径 0. 5 μ

2 3

m、純度 99%、炭素含有量 19%以上でその 1 %以下は遊離黒鉛である）、 Mg〇粉末（平均粒径 0. 1 μ m)、及び、 Ti〇粉末（平均粒径 0. 1 μ m)を各々所定量秤量し

2

、ボールミノレ中でエタノールと共に 30分粉砕混合し、窒素中で 150°Cでスプレー造粒し造粒物を得た。ここで、 Al O粉末、 TiC粉末、 Mg〇粉末、及び、 TiO粉末を合

2 3 2 わせた全重量に対して、 Al O粉末の含有量が 55. 5重量％、 TiC粉末の含有量が

2 3

7. 0重量％、 MgO粉末の含有量が 35. 0重量％、 TiO粉末の含有量が 2. 5重量

2

%となるように造粒物の組成を調整した。

[0071] 続いて、これらの混合物を各々約 0. 5MPa (50kgf/cm²)で一次成形し、ホットプレス法によって真空雰囲気で 1時間、焼結温度 1600°C、プレス圧力約 30MPa (約 3 00kgf/cm²)で焼成し各々の実施例 1についてスぺーサ用の板を得た。

[0072] (実施例 2— 5)

A1〇粉末の含有量を 50. 5重量％、 MgO粉末の含有量を 40. 0重量％とする以

2 3

外は、実施例 1と同様にして、実施例 2のスぺーサ用の板を得た。また、 Al O粉末の

2 3 含有量を 45. 5重量％、 Mg〇粉末の含有量を 45. 0重量％とする以外は、実施例 1 と同様にして、実施例 3のスぺーサ用の板を得た。 Al O粉末の含有量を 40. 5重量

2 3

%、 Mg〇粉末の含有量を 50. 0重量％とする以外は、実施例 1と同様にして、実施例 4のスぺーサ用の板を得た。また、 Al O粉末の含有量を 35. 5重量％、 MgO粉

2 3

末の含有量を 55. 0重量％とする以外は、実施例 1と同様にして、実施例 5のスぺーサ用の板を得た。

[0073] (比較例 1、比較例 2)

A1〇粉末の含有量を 60. 5重量％、 MgO粉末の含有量を 30. 0重量％とする以

2 3

外は、実施例 1と同様にして、比較例 1のスぺーサ用の板を得た。また、 Al O粉末の

2 3 含有量を 30. 5重量％、 MgO粉末の含有量を 60. 0重量％とする以外は、実施例 1 と同様にして、比較例 2のスぺーサ用の板を得た。

[0074] (実施例 6— 9)

A1〇粉末の含有量を 51. 5重量％、1 〇粉末の含有量を 1. 5重量％とする以外

2 3 2

は、実施例 2と同様にして、実施例 6のスぺーサ用の板を得た。また、 Al O粉末の含

2 3 有量を 51. 0重量％、丁10粉末の含有量を 2. 0重量％とする以外は、実施例 2と同

2

様にして、実施例 7のスぺーサ用の板を得た。 Al O粉末の含有量を 50. 0重量％、

2 3

TiO粉末の含有量を 3. 0重量％とする以外は、実施例 2と同様にして、実施例 8の

2

スぺーサ用の板を得た。また、 Al O粉末の含有量を 49. 5重量％、 TiO粉末の含

2 3 2 有量を 3. 5重量％とする以外は、実施例 2と同様にして、実施例 9のスぺーサ用の板を得た。

[0075] (実施例 10 12)

A1〇粉末の含有量を 51. 5重量％、 TiC粉末の含有量を 6. 0重量％とする以外

2 3

は、実施例 2と同様にして、実施例 10のスぺーサ用の板を得た。また、 Al O粉末の

2 3 含有量を 49. 5重量％、 TiC粉末の含有量を 8. 0重量％とする以外は、実施例 2と同様にして、実施例 11のスぺーサ用の板を得た。また、 Al O粉末の含有量を 48.

2 3

5重量％、 TiC粉末の含有量を 9. 0重量％とする以外は、実施例 2と同様にして、実施例 12のスぺーサ用の板を得た。

[0076] 実施例 1一 12と、比較例 1一 2における各成分の添加量と、熱膨張係数、比抵抗、 3点曲げ強度の値を図 1の表に示す。また、 Mg〇の添加量と、熱膨張係数との関係を図 14に、 Ti〇の添加量と、比抵抗との関係を図 15に、 TiCの含有量と 3点曲げ強

2

度との関係を図 16に示す。

[0077] なお、比抵抗は、アドバンテスト製デジタルマルチメータを使用し、 l OOOOV/mm の電界をスぺーサ用の板に印加することにより測定した。また、 3点曲げ強度は、スパン間距離 30mm、クロスヘッドスピード 0. lmm/minとし、島津製作所製オートグラフ材料試験機で測定した。

[0078] 図 15より明らかなように、実施例 1一 12のように MgOの含有量が 35— 55重量％であると、熱膨張係数が 8. 0- 9. 3 X 10— ⁶/°C程度となる。また、図 15より明らかなように、実施例 1一 5, 7, 8, 10— 12のように Ti〇の含有量が 2. 0— 3. 0重量％である

2

と、比抵抗が 1. 0 Χ 10⁶—1 · O X 10"^ · cm程度となる。また、図 16より明らかなように、また、通常好ましいとされる 400MPa以上の強度のスぺーサを得るためには、 Ti Cの含有量を 7— 8%とすることが好ましい。なお、 TiCの濃度が高くなりすぎると、焼結性が低下して強度が低下するものと考えられる。

Claims

請求の範囲

[1] Al O、 TiC、 MgO、及び、 TiOを含む焼結体を有し、前記焼結体は Al O、 TiC、

Mg〇、及び、 TiOの全重量に対して、 MgOを 35— 55重量％含む、平面パネルデイスプレイ用スぺーサ。

[2] 前記焼結体は、 Al O、 TiC、 Mg〇、及び、 TiOの全重量に対して、 TiOを 2. 0—

3. 0重量％含む請求項 1に記載の平面パネルディスプレイ用スぺーサ。

[3] 前記焼結体は、 Al O、 TiC、 Mg〇、及び、 TiOの全重量に対して、 TiCを 7. 0—

8. 0重量％含む請求項 1又は 2に記載の平面パネルディスプレイ用スぺーサ。

[4] Al O粉末、 TiC粉末、 MgO粉末、及び、 TiO粉末を、 Al O粉末、 TiC粉末、 Mg

〇粉末、及び、 TiO粉末の全重量に対して、 MgO粉末が 35— 55重量％となるように混合して混合物を得る工程と、

前記混合物を焼成し焼結体を得る工程と、

を含む平面パネルディスプレイ用スぺーサの製造方法。

[5] 陰極構造体を有する背板と、

蛍光画素領域を有する面板と、

前記背板及び前記面板間に介在されると共に、 Al O、 TiC、 Mg〇、及び、 TiOを含み、 Al O、 TiC、 Mg〇、及び、 Ti〇の全重量に対して、 Mg〇を 35— 55重量％含む焼結体から形成された平面パネルディスプレイ用スぺーサと、

を備える平面パネルディスプレイ。