JP2000277021A

JP2000277021A - ガス放電型表示パネル用隔壁及びその製造方法

Info

Publication number: JP2000277021A
Application number: JP7786699A
Authority: JP
Inventors: Takashi Namekawa; 滑川　　孝; Katsuo Koriki; 勝男高力; Takashi Naito; 内藤　　孝; Ryoji Inoue; 良二井上; Yoji Mine; 洋二峯
Original assignee: Hitachi Metals Ltd
Current assignee: Proterial Ltd
Priority date: 1999-03-23
Filing date: 1999-03-23
Publication date: 2000-10-06

Abstract

(57)【要約】【課題】開口率の向上、量産性および絶縁性に優れた
信頼性の高いガス放電型表示パネル用隔壁を提供する。【解決手段】Ｆｅ−Ｎｉ金属基材表面に酸化ビスマス
を主成分としたガラスをスプレー法により塗布し、電気
絶縁層を形成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はガス放電型表示パネ
ル用隔壁およびその製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】プラズマディスプレイ等のガス放電型表
示装置は自己発光により視野角が広く、表示が見やすい
と言う特徴がある。また、薄型のパネルが作製できるこ
とや大画面を実現できること等の特徴もあり、情報端末
機器の表示装置や高品位テレビジョン受像機への展開が
大きく期待されている。プラズマディスプレイにおいて
は、実用に耐える寿命が得られるようになってきたこと
から、多用途のモニターとして実用化されつつある。

【０００３】ガス放電型表示パネルでは、放電空間を形
成及び仕切るための隔壁が必要である。従来、プラズマ
ディスプレイパネルではこの隔壁の材料に酸化鉛を主成
分としたガラスが使用されていた。このガラスは軟化温
度が低く、かつ電気絶縁性が良好であるといった特徴が
ある。このガラス隔壁の作製法は厚膜印刷法を用い、ガ
ラスペーストを多数回印刷、乾燥を繰り返すことによっ
て積層し、加熱することによって焼成する方法や、放電
空間を形成するために必要な隔壁部にマスキングし、余
分なガラスをサンドブラストによって除去し、所定形状
のガラス隔壁を得る方法が用いられていた。得られた隔
壁構造は一般的にはストライプセル形状をとっていた。

【０００４】このような隔壁の作製法は、工程が煩雑で
あることから、コストが高くついてしまう問題がある。
また、サンドブラストによって除去されたガラスには有
害な鉛が多く含まれるため、その処分について環境上の
配慮が必要である。さらに、プラズマディスプレイパネ
ルの輝度向上のため、隔壁の幅を小さくし、開口率を高
める必要があるが、ガラス隔壁はもろく、幅を小さくす
ることが難しいと言った問題がある。また、プラズマデ
ィスプレイパネルの高精細化のため、隔壁構造をストラ
イプセル形状から単独セル形状としたいが、上記同様に
ガラス隔壁の加工が難しく、実用的ではないと言った問
題をかかえている。

【０００５】そこで、これらの問題を解決するために、
特許公報第２７４１４１８号に記載の発明のように、隔
壁として電気絶縁層を表面に形成した金属隔壁が提案さ
れた。金属隔壁はガラス隔壁とは異なり、安価で精密な
加工ができると言った特徴がある。しかし、隔壁として
は少なくとも表面の電気絶縁性を図る必要があり、この
電気絶縁性の確保として、上述の特許公報第２７４１４
１８号に記載の発明では、金属基材として例えばＦｅ−
Ｎｉ系合金を用い、その表面に少なくともガラスを含む
誘電体からなる電気絶縁層が形成された隔壁を提案して
いる。

【０００６】この特許公報第２７４１４１８号で開示さ
れる電気絶縁層の最良の形成法としては、分散媒、電解
質、ガラス粉末、無機フィラーからなる電着液を用いた
電着法によって皮膜を形成し、使用するガラス粉末の軟
化点を超える温度で焼成することが膜厚制御やその均一
性及び作業性の点で最も良いとし、電着液を構成する電
解質には硝酸アルミニウムや硝酸カルシウム、ガラス粉
末にはＺｎＯ−Ｂ_２Ｏ _３−ＳｉＯ_２系やＰｂＯ−Ｂ_２Ｏ
_３系、無機フィラーにはＡｌ_２Ｏ_３やＦｅＯ・Ｃｒ_２Ｏ
_３が適用されているものである。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】本発明者等は、プラズ
マディスプレイパネル等のガス放電型表示パネルに具備
される金属基材に形成される電気絶縁層について詳細に
検討をおこなった。その結果、上記公報第２７４１４１
８号に記載された発明では、金属隔壁の表面に形成され
た電気絶縁層はガラス中に粒子が分散した状態となって
いた。この粒子は上記硝酸塩の電解質が加熱時に酸化さ
れたもの、フィラー材からなるもの、又は硝酸塩やフィ
ラー材とガラスが反応して生成したものであった。

【０００８】本発明者等の検討によれば、このような粒
子の存在は、ガラスの流動性を悪化させ、より高温での
焼成が必要となり、しかも気泡が残留し易いこと、さら
に、上述の気泡の残留は耐電圧を低下させるため、より
厚めの電気絶縁層が必要となり、その結果、隔壁の開口
率が低下するという問題が生ずることも知見した。ま
た、高温で焼成するとガラスの流動性が向上し、気泡が
脱泡し易くなったり、またガラスと粒子との反応性が高
まり、電気絶縁層が単一層になったり、またさらには、
金属基材が熱変形したり、大きく酸化したりする恐れが
あることもつきとめた。

【０００９】具体的には、例えば金属基材にＦｅ−Ｎｉ
系合金を適用するには７００℃以下の温度で焼成する必
要があるが、このＦｅ−Ｎｉ系合金に対して、特に軟化
点が高いＺｎＯ−Ｂ_２Ｏ_３−ＳｉＯ_２系ガラスを用いる
場合には、上述の種々の問題が発生するため、十分に注
意する必要があった。また、ＺｎＯ−Ｂ_２Ｏ_３−ＳｉＯ
_２系ガラスはＰｂＯ−Ｂ_２Ｏ_３系ガラスに比べると、金
属基材、例えばＦｅ−Ｎｉ系合金とのぬれ性が悪く、基
材との界面に気泡が発生し易いものであり、この界面の
気泡の発生は電気絶縁層の耐電圧だけではなく、基材と
の密着性を低下させてしまうものである。

【００１０】また、ＰｂＯ−Ｂ_２Ｏ_３系ガラスでは軟化
点が低く、隔壁の焼成温度を低く保つことができること
から、金属基材への熱的な悪影響はあまりなく、また金
属基材とのぬれ性もある程度良好なことから、気泡の発
生量が少なかった。しかしながら、電着法で電気絶縁層
を塗布する際に、ＰｂＯ−Ｂ_２Ｏ_３系ガラス粉末が電着
液中で硝酸塩によって侵食され、鉛が溶出し易いことを
知見した。この鉛の溶出はガラス組成に変化をもたら
し、軟化点を上昇させるために、安定して多数の隔壁を
量産するのには好ましくなく、これを対策するには厳密
に電着液を管理する必要があった。また、鉛は有害物質
であるため、鉛が溶出した電着液の処分には十分に注意
する必要もあった。また、隔壁自身においても電気絶縁
層に有害な鉛を含むことは環境上廃棄時の考慮等が必要
であり、好ましくない。

【００１１】またさらに、Ｆｅ−Ｎｉ系合金等の金属基
材においても、ＰｂＯ−Ｂ_２Ｏ_３系ガラスと同様に電着
液によって腐食されやすく、金属基材表面が腐食される
と、電気絶縁層との密着性が低下することになる。以
上、詳述してきたように、従来技術ではＦｅ−Ｎｉ系合
金等の金属基材表面への電気絶縁層の構成材料及びその
形成法について十分な検討が行われていなかったため、
気泡、ぬれ性、密着性、環境に関して十分な配慮が施さ
れていなかった。このため、開口率、耐電圧、信頼性及
び量産性を十分に満足したプラズマディスプレイ用隔壁
は得られていなかった。

【００１２】本発明の目的は金属基材、特にＦｅ−Ｎｉ
系合金製の基材とのぬれ性及び密着性が良好であり、か
つ有害物質を含まない電気絶縁材料及びそれに適合した
電気絶縁層形成方法を見いだすと共に、開口率及び耐電
圧が高く、しかも信頼性及び量産性に優れるガス放電型
表示パネル用隔壁を提供するものである。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本発明者等は、上述の問
題を鋭意検討した結果、本発明に到達した。即ち、本発
明は、多数の貫通孔を有する金属基材の表面が電気絶縁
層で被覆されたガス放電型表示パネル用隔壁において、
該電気絶縁層が酸化ビスマスを主成分としたガラス層か
ら構成されるガス放電型表示パネル用隔壁である。

【００１４】また本発明は、多数の貫通孔を有する金属
基材の表面が電気絶縁層で被覆されたガス放電型表示パ
ネル用隔壁において、該電気絶縁層が酸化ビスマスを主
成分としたガラス層と該ガラス層より耐熱性が高い高融
点酸化物層の少なくとも２層から構成され、該高融点酸
化物層が該金属基材と該ガラス層との間に形成されてい
るガス放電型表示パネル用隔壁である。

【００１５】好ましくは、前記ガラス層が酸化ビスマス
を主成分とし、その他の成分として少なくとも酸化ホウ
素、酸化ケイ素、酸化バリウム、酸化カルシウム、酸化
亜鉛のうち一種以上を含むガス放電型表示パネル用隔壁
である。また、本発明で高融点酸化物層を形成する場
合、好ましくは前記高融点酸化物層が酸化アルミニウ
ム、酸化クロム、又は酸化ケイ素のうち少なくとも一種
以上を含むガス放電型表示パネル用隔壁である。また、
更に好ましくは前期金属基材がＦｅ−Ｎｉ系合金から構
成されるガス放電型表示パネル用隔壁である。

【００１６】多数の貫通孔を有するＦｅ−Ｎｉ系金属基
材の表面に酸化ビスマスを主成分としたガラス粉末を分
散した有機溶剤をスプレーで塗布する工程と、該ガラス
粉末の軟化点以上および７００℃以下の温度で電気絶縁
層を形成する工程とを有するガス放電型表示パネル用隔
壁の製造方法である。

【００１７】また本発明は、多数の貫通孔を有するＦｅ
−Ｎｉ系金属基材の表面に高融点酸化物層を蒸着法また
はゾルゲル法により形成する工程と、さらにその表面に
酸化ビスマスを主成分としたガラス粉末を分散した有機
溶剤をスプレーで塗布する工程と、該ガラス粉末の軟化
点以上および７００℃以下の温度で電気絶縁層を形成す
る工程とを有するガス放電型表示パネル用隔壁の製造方
法である。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下、本発明を、さらに詳細に実
施例を用いて説明する。

【実施例】（実施例１）図２に使用した金属基材を示
す。この金属基材にはプラズマディスプレイ用として作
製した熱膨張係数が８３×１０^−７/℃であるＦｅ−４
８Ｎｉ合金を用いた。金属基材の厚みは０．２ｍｍ、貫
通孔サイズは０．３ｍｍ×１．０ｍｍ、ドットピッチは
長尺方向ＡＡ'１．０２ｍｍ短尺方向ＢＢ'０．３２ｍｍ
とした。なお、多数の貫通孔は隔壁部にマスキングし、
化学エッチングの加工を施すことにより形成した。この
金属基材の熱変形による耐熱温度は７００℃であった。
なお、図２で示す金属基材の形状は、本発明の実施例の
一例であって、上記する金属基材の厚み、貫通孔サイ
ズ、ドットピッチ等、上記数値に限定されるものではな
いことは言うまでもない。

【００１９】表1に使用したガラスの組成と軟化点を示
す。実施例に用いたＡ１〜Ａ５ガラスは酸化ビスマスを
主成分としたガラスであり、軟化点が６００℃未満と比
較的低い。また、これらのガラスは有害な鉛を含んでい
ないため環境上、問題を起こすようなことはないもので
ある。また、比較例で用いたＢ１はＺｎＯ−Ｂ_２Ｏ_３−
ＳｉＯ_２系ガラスであり、Ａ１〜Ａ５ガラスと同様に有
害な鉛を含んでいないため、環境上、問題を起こすよう
なことはないが、軟化点が６００℃以上と比較的高く電
気絶縁層形成温度も高くなってしまうものである。比較
例で用いたＢ２は環境上の問題が指摘されているＰｂを
多く含むＰｂＯ−Ｂ_２Ｏ_３系ガラスである。それぞれの
化学組成を表１に示す。

【００２０】

【表１】

【００２１】表１で示したガラスをライカイ機を用いて
粒径が４０μｍ未満になる迄粉砕した。得られたガラス
粉末を有機溶剤に分散させ、スプレーガンを用いて図２
に示したＦｅ−４８Ｎｉ金属基材へスプレー法により塗
布した。その後、使用したガラスの軟化点以上およびＦ
ｅ−４８Ｎｉ合金の耐熱温度である７００℃以下でガラ
ス粉末を軟化流動させ、Ｆｅ−４８Ｎｉ金属基材表面に
電気絶縁層を形成した。なお、電気絶縁層の厚みは隔壁
の開口率と絶縁耐電圧を考慮し、１０μｍ前後となるよ
うにスプレー塗布量と絶縁層形成温度を調整した。

【００２２】得られたガス放電型表示パネル用隔壁にお
いて、電気絶縁層と金属基材とのぬれ性と密着性、電気
絶縁層中または金属基材との界面における気泡残留量、
環境への影響および絶縁耐電圧を評価した。ぬれ性に関
しては、厚みの分布が少なく、ほぼ均一にコーティング
された状態の時に○、そうでない時に×と評価した。ま
た、密着性に関しては５０Ｈｚの振動試験により、電気
絶縁層にクラックや剥離が発生しない場合には○、発生
した場合は×と評価した。気泡残留量に関しては、気泡
が確認されなかった場合には○、確認された場合は×と
評価した。環境への影響は、鉛などの有害物質が電気絶
縁層に含まれなかった場合は○、含まれる場合は×と評
価した。絶縁耐電圧は電気絶縁層の厚みに多少のバラツ
キがあったため、単位厚さ当りの絶縁耐電圧（Ｖ/μ
ｍ）によって評価した。

【００２３】まず、表１中で示すＡ１ガラス粉末を用い
て、上記評価試験をおこなった。Ａ１ガラス粉末をスプ
レー法で金属基材へ塗布した後、ガラス層からなる電気
絶縁層を形成させる最適被覆温度を検討した。被覆温度
としてはガラス軟化点、軟化点プラス５０℃、軟化点プ
ラス１００℃の３種類としてガラス層を形成させた金属
隔壁を作製し、ガラス層の形成平均膜厚、ぬれ性、密着
性、気泡の発生状況を評価した。

【００２４】ガラス軟化点と同じ５８０℃、１ｈで被覆
処理した隔壁Ａ１１の断面を観察してガラス層の形成平
均膜厚、ぬれ性、密着性、気泡の発生状況を評価した結
果、図1（ａ）に示されるようにガラス層の形成平均膜
厚は９μｍで均一に被覆されており、また、５０Ｈｚの
振動試験により、ガラス層にクラックや剥離が発生せ
ず、さらに、ガラス層およびガラス層と金属基材界面に
は気泡の発生は確認されなかった。この時の単位厚さ当
たりの絶縁耐電圧は２１０Ｖ/μｍとなり良好な絶縁特
性を示すことが分かった。

【００２５】次に、軟化点より５０℃高い６３０℃、１
ｈで被覆処理した隔壁Ａ１２の断面を評価した結果、ガ
ラス層の形成平均膜厚は８μｍで均一に被覆されている
ことを確認した。また、５０Ｈｚの振動試験により、ガ
ラス層にクラックや剥離が発生せず、さらに、ガラス層
およびガラス層と金属基材界面には気泡の発生は確認さ
れなかった。この時の単位厚さ当たりの絶縁耐電圧は２
５０Ｖ/μｍとなり、さらに高い絶縁特性を示すことが
確認された。

【００２６】そして、軟化点より１００℃高い６８０
℃、１ｈで被覆処理した隔壁Ａ１３の断面を確認した結
果、ガラス層の形成平均膜厚、ぬれ性、密着性、気泡の
発生状況および単位厚さ当たりの絶縁耐電圧ともＡ１２
と同様の結果を得ることができた。なお、Ａ１ガラスは
Ｂｉ_２Ｏ_３を主成分としたガラスであるため、環境上、
とくに問題はないものである。評価試験の結果を表２に
示し、上記評価試験の結果、全ての評価が○印であった
ものに、総合評価として○印を付して示す。

【００２７】

【表２】

【００２８】以上、表２に示す結果より、スプレー法を
用いた場合の被覆温度は、使用するガラス粉末の軟化点
以上であることが好ましく、さらに軟化点より５０℃以
上高いことが有効であることが分かった。しかし、Ｆｅ
−Ｎｉ系合金の耐熱温度が７００℃であることから、最
高被覆温度はその温度以下で行う必要がある。

【００２９】次の評価試験として、表１の各種ガラス粉
末を図２に示すＦｅ−４８Ｎｉ金属基材へスプレー法で
塗布し、作製したガス放電型表示パネル用隔壁の評価結
果を表３に示す。このとき、電気絶縁層を形成する被覆
温度は、前記表２の結果のガラス軟化点より約５０℃高
い温度を用いることにした。隔壁の評価法は前記表２と
同様に行った。

【００３０】

【表３】

【００３１】表３の評価結果について、まず、比較例か
ら説明する。表1に示すＺｎＯ−Ｂ_２Ｏ_３−ＳｉＯ_２系
のＢ１ガラスをスプレー法によりＦｅ−４８Ｎｉ金属基
材表面に塗布し６７０℃、１ｈの条件で被覆熱処理して
電気絶縁層を形成し、隔壁を作製した。この隔壁の断面
を観察した結果、図1（ｂ）に示されるように電気絶縁
層の膜厚分布は不均一となりぬれ性において十分満足す
ることができなかった。また、５０Ｈｚの振動試験にお
いてガラス層と金属基材界面にクラックが発生し、密着
性も不十分であった。さらに、ガラス層と金属基材界面
に気泡が確認された。また、この隔壁の絶縁耐電圧を測
定した結果、単位厚さ当たり１４０Ｖ/μｍと低い絶縁
耐電圧を示し、耐絶縁性において十分でない。この系の
ガラスは環境上においては、とくに問題はないが、総合
的に電気絶縁材として評価した場合、十分に満足するこ
とはできないものであった。

【００３２】次に、Ｂ２Ｓの隔壁は、ＰｂＯ−Ｂ_２Ｏ_３
系であるＢ２ガラスをスプレー法でＦｅ−４８Ｎｉ金属
基材に塗布して、５２０℃、１ｈの条件で熱処理して電
気絶縁層を形成し、隔壁を作製した。この隔壁の断面を
観察した結果、図1（ａ）に示されるように均一な膜厚
分布を示し、さらに５０Ｈｚの振動試験においてガラス
層と金属基材界面にクラックが発生せず、ぬれ性および
密着性において満足できる。さらに、ガラス層と金属基
材界面に気泡が確認されなかった。また、この隔壁の絶
縁耐電圧を測定した結果、単位厚さ当たり１８０Ｖ/μ
ｍの絶縁耐電圧を示したが、前記したようにこの系のガ
ラスは環境上問題がある。

【００３３】次に、実施例について説明する。Ａ１ガラ
スを用いた隔壁Ａ１Ｓ（表２：Ａ１２と同じ）は前記し
たようにガラス層からなる電気絶縁層の金属基材に対す
るぬれ性、密着性において良好な結果が得られ、またガ
ラス層およびガラス層と金属基材界面には気泡の発生は
確認されず、さらに単位厚さ当たりの絶縁耐電圧は２５
０Ｖ/μｍと比較例のＢ１およびＢ２ガラスに比べて高
い絶縁特性を示すことが分かった。またＡ１ガラス層の
形成平均膜厚は８μｍであり、Ｂ１およびＢ２ガラスに
比べて極めて薄い電気絶縁層が形成でき、隔壁としての
開口率の向上が期待でき、Ａ１ガラスは酸化ビスマス
（Ｂｉ_２Ｏ_３）を主成分としたガラスであるため、環境
上、とくに問題はない。

【００３４】次に、Ａ２ガラスを用いて、上記Ａ１ガラ
スと同様にスプレー法を用いてＦｅ−４８Ｎｉ金属基材
へガラス粉末を塗布し、熱処理して電気絶縁層を形成し
た隔壁Ａ２Ｓを作製した。隔壁Ａ２ＳはＡ１Ｓ同様、図
１（ａ）に示されるように平均膜厚が１０μｍと薄膜形
成が可能になり、膜厚分布にバラツキの少ない均一な電
気絶縁膜形成ができ、ぬれ性において良好な結果がえら
れた。５０ｋＨｚの振動試験による密着性を評価した結
果、ガラス層および金属基材との界面にクラックなどは
観察されず密着性に優れることがわかった。さらに、気
泡は図１（ａ）に示されるようにガラス層中および金属
基材との界面には確認されなかった。この隔壁Ａ２Ｓの
絶縁耐電圧を測定した結果、単位厚さ当たり２１０Ｖ/
μｍの高い絶縁性を示した。また、Ａ２ガラスもＡ１ガ
ラス同様Ｂｉ_２Ｏ_３を主成分としたガラスであるため、
環境上、とくに問題はない。

【００３５】次に、表１のＡ３〜Ａ５ガラスを上記した
Ａ１ガラスと同様にスプレー法を用いてＦｅ−４８Ｎｉ
金属基材へガラス粉末を塗布して熱処理して電気絶縁層
を形成し、隔壁Ａ３Ｓ〜Ａ５Ｓを作製した。その結果、
Ａ１Ｓ隔壁と同様に図１（ａ）に示すような均一な膜厚
分布を有する電気絶縁層の形成が可能となり、平均膜厚
も８〜１０μｍと薄膜形成ができ、さらに、ぬれ性およ
び密着性に良好な結果が得られ、また気泡の発生も見ら
れなかった。また、Ａ３Ｓ〜Ａ５Ｓの隔壁の絶縁耐電圧
を測定した結果、単位厚さ当たり２２０〜２６０Ｖ/μ
ｍの高い絶縁性を示すことが確認された。これらの結果
から酸化ビスマス（Ｂｉ_２Ｏ_３）を主成分としたガラス
層をＦｅ−４８Ｎｉ金属基材の電気絶縁層として用いる
ことにより金属基材とのぬれ性および密着性に優れ、さ
らに絶縁性を満足するガス放電型表示パネル用隔壁を得
ることが可能となった。

【００３６】また、本発明において、Ｆｅ−Ｎｉ金属基
材の電気絶縁層として好適なガラスの組成を検討した結
果、それぞれ重量％換算で酸化ビスマスが４０〜７０重
量％、酸化ホウ素が１０〜２５重量％、酸化ケイ素が１
０〜２５重量％、酸化バリウムが０〜２０重量％、酸化
カルシウムが０〜２０重量％、酸化亜鉛が０〜２０重量
％の範囲が好ましいことを確認した。

【００３７】なお、ここで、ガラス塗布方法において上
述のスプレー法の他に、ガラス粉末を分散させた有機溶
剤中に金属基材を浸漬させるディッピング法もＡ１ガラ
スを用いて検討したが、ディッピング法では均一な膜形
成ができにくく、また形成膜厚が比較的厚くなり、隔壁
としての開口率を向上させるには不利であり、高い開口
率の付与にはスプレー法の方が有利であることも併せて
確認した。

【００３８】（実施例２）次に、Ｆｅ−Ｎｉ金属基材と
酸化ビスマスを主成分としたガラスでなるガラス層の間
に、前記ガラスより耐熱性が高い高融点酸化物層を介
し、酸化ビスマスを主成分としたガラス層と高融点酸化
物層の２層からなる電気絶縁層をＦｅ−Ｎｉ金属基材表
面に形成した隔壁を作製し、実施例１と同様に評価し
た。その結果を表４の実施例に示す。

【００３９】

【表４】

【００４０】表４で用いた評価試験隔壁は、図２に示す
多数の貫通孔を有するＦｅ−４８Ｎｉ金属基材表面に、
融点が約２０００℃の高融点酸化物である酸化アルミニ
ウムのＡｌ_２Ｏ_３をスパッタリング蒸着により厚さ０．
１μｍ形成した後、表１に示すＡ２ガラス粉末を前記し
たようにスプレー法でＡｌ_２Ｏ_３スパッタ膜上に塗布
し、６６０℃、１ｈ条件で熱処理してガラス層と高融点
酸化物層の２層からなる電気絶縁層を形成し、隔壁Ａ２
Ｓ１を作製した。

【００４１】この隔壁の断面を観察した結果、ガラス層
と高融点酸化物層の２層からなる電気絶縁層の平均膜厚
は８μｍと極めて薄い膜形成が可能となり、隔壁として
の開口率向上を図ることが可能となる。また、評価試験
隔壁断面形態は、図３に示されるように、ほぼ均一な膜
厚分布を示し、さらに５０Ｈｚの振動試験においてガラ
ス層と金属基材界面にクラックが発生せず、ぬれ性およ
び密着性において十分満足でき、さらにガラス層と金属
基材界面に気泡が確認されなかった。また、この隔壁の
絶縁耐電圧を測定した結果、単位厚さ当たり３００Ｖ/
μｍを示し、表３の実施例Ａ２Ｓで示したガラス層単体
からなる電気絶縁層を有する隔壁以上の高絶縁耐電圧を
得ることができた。

【００４２】同様に、約２４００℃の高融点酸化物であ
るＣｒ_２Ｏ_３を用いてガラス層と高融点酸化物層の２層
からなる電気絶縁層を形成した隔壁Ａ２Ｓ２を作製し、
その隔壁を評価した。その結果、図３に示されるように
電気絶縁層の平均膜厚は９μｍと薄い膜形成が可能とな
り、ぬれ性、密着性において良好な結果が得られ、ま
た、気泡の発生もなく、絶縁耐電圧も３１０V/μｍを示
し高い絶縁特性を示すことがわかった。

【００４３】さらに、Ａｌ_２Ｏ_３膜をゾルゲル法により
０．２μｍ形成させた後、Ａ２ガラス粉末を用いて電気
絶縁層を形成させ隔壁Ａ２Ｓ３を作製し評価を行った。
その結果、図３に示されるように電気絶縁層の平均膜厚
は１０μｍと薄い膜形成が可能となり、ぬれ性、密着性
において良好な結果が得られた。また、気泡の発生もな
く絶縁耐電圧も２８０Ｖ/μｍを示し高い絶縁特性を示
すことがわかった。これらの結果から、酸化ビスマス
（Ｂｉ_２Ｏ_３）を主成分としたガラス層と高融点酸化物
層の２層からなる電気絶縁層とすることにより、さらに
高性能で信頼性の高いガス放電型表示パネル用隔壁を得
ることが可能となった。

【００４４】（実施例３）次に、本実施例３として、ス
プレー法を用いてガラス粉末の粒径を変化させた時の影
響について検討した。比較例としては公報第２７４１４
１８号に記載された電着法を用いた。表５は公報第２７
４１４１８号に示されているような電着液の構成を示し
たもので、ガラス粉末として粒径をかえた表１中で示す
Ｂ１およびＢ２ガラス、分散媒としてイソプロピルアル
コールとアセトン、電解質として硝酸アルミニウム、無
機フィラーとして平均粒径が２〜３μｍのＡｌ_２Ｏ_３お
よびＦｅ_２Ｏ_３・Ｃｒ_２Ｏ_３、有機バインダーとしてメ
タクリル樹脂からなる電着液を用いることにした。この
電着液はｐＨが２〜４程度あり、酸性溶液であった。

【００４５】

【表５】

【００４６】これらの電着液を用いてＢ１およびＢ２ガ
ラスを電着法により図２で示すＦｅ−４８Ｎｉ金属基材
へ塗布し、この時、電着液の酸による金属基材の腐食状
態を観察し、腐食されなかった場合は○、そうでなかっ
たものは×とした。また、電着液によるガラス粉末への
浸食状態をＳＥＭ観察し、浸食されなかった場合は○、
そうでなかったものは×とした。

【００４７】電着法によりガラスおよびフィラー材を塗
布した後、Ｂ１ガラスは６７０℃、Ｂ２ガラスは５２０
℃、１ｈ熱処理を行い電気絶縁層を形成し、隔壁を作製
した。ここで、得られた隔壁について電気絶縁層の平均
厚みを測定した。また、同時に形成膜厚の均一性を評価
し、均一に形成されているものは○、不均一のものは×
とし、さらに、電気絶縁層および金属基材界面の気泡発
生状況を評価し、気泡が確認されなかったものは○、気
泡の発生が確認されたものは×とした。また、環境上問
題がないものには○、そうでないものは×とし、さら
に、隔壁の絶縁特性となる単位厚さ当たりの絶縁耐電圧
を測定した。これらの評価結果を表６に示す。

【００４８】

【表６】

【００４９】まず、表５に示されるようにガラス粉末の
粒径をそれぞれ３２μｍ、１９μｍ、２．７μｍと変化
させた１５ｇのＢ_２Ｏ_３−ＳｉＯ_２−ＺｎＯ系ガラスで
あるＢ１ガラスを、２０００ｍｌのイソプロピルアルコ
ール、４０ｇの硝酸アルミニウム、３ｇのメタクリル樹
脂から構成される電着液に浸漬させ、これらのＢ１ガラ
スをふくむ電着液を用いて電着法によりＦｅ−４８Ｎｉ
金属基材に塗布した隔壁Ｂ１Ｅ１１、Ｂ１Ｅ１２、Ｂ１
Ｅ１３を作製した。電着後のそれぞれの金属基材表面を
観察した結果、表６に示されるように、いずれも酸によ
ると思われる腐食が確認された。また、電着液中のＢ１
ガラス粉末を取り出しＳＥＭ観察した結果、電着液によ
るＢ１ガラスの浸食はいずれも確認されなかった。

【００５０】次にこれらの隔壁を６７０℃、１ｈの熱処
理を行い電気絶縁層を形成し、その断面を観察した結
果、図４（ｂ）に示されるようにこの時の粒径３２μｍ
ガラス粉末を用いた隔壁Ｂ１Ｅ１１、粒径１９μｍガラ
ス粉末を用いた隔壁Ｂ１Ｅ１２の平均膜厚はそれぞれ１
７μｍ、１４μｍとなり、表３のスプレー法による形成
膜厚に比べて厚く形成されているのが確認された。ま
た、隔壁Ｂ１Ｅ１１および隔壁Ｂ１Ｅ１２の膜厚分布は
図４（ｂ）示されるように不均一となり、ぬれ性におい
て十分満足することができなかった。

【００５１】粒径をかなり小さくした粒径２．７μｍガ
ラス粉末を用いた隔壁Ｂ１Ｅ１３の平均膜厚は１２μｍ
となりスプレー法による形成膜厚とほぼ同等であり、膜
厚分布は隔壁Ｂ１Ｅ１１および隔壁Ｂ１Ｅ１２に比べて
良好な結果が得られ、ガラス粉末の粒径の影響を大きく
受けることがわかった。しかしながら、ガラス粉末を５
μｍ以下に微細化するには長時間を要するため、コスト
的に問題となる。また、これらの３種類の隔壁について
気泡の発生状況を確認した結果、いずれも電気絶縁層に
気泡の発生が確認され、このため、絶縁耐電圧は７０〜
１００Ｖ/μｍと低い値を示し、絶縁特性において十分
な結果がえられなかった。

【００５２】次に、上記隔壁に用いたＢ１ガラス粉末の
量の一部を無機フィラーと置換し、粒径をそれぞれ３２
μｍ、１９μｍ、２．７μｍと変化させた１２ｇのＢ１
ガラス粉末と平均粒径２〜３μｍの無機フィラーである
３ｇのＡｌ_２Ｏ_３と０．１ｇのＦｅ_２Ｏ_３・Ｃｒ_２Ｏ_３
を１０００ｍｌのイソプロピルアルコール、１０００ｍ
ｌのアセトン、４０ｇの硝酸アルミニウム、１ｇのメタ
クリル樹脂から構成される電着液に浸漬させ、これらの
Ｂ１ガラスおよび無機フィラーをふくむ電着液を用いて
電着法によりＦｅ−４８Ｎｉ金属基材に塗布して隔壁Ｂ
１Ｅ２１、Ｂ１Ｅ２２、Ｂ１Ｅ２３を作製した。電着後
のそれぞれの金属基材表面を観察した結果、表６に示さ
れるように、いずれも酸によると思われる腐食が確認さ
れた。また、電着液中のＢ１ガラス粉末を取り出しＳＥ
Ｍ観察した結果、電着液によるＢ１ガラスへの浸食はい
ずれも確認されなかった。

【００５３】次にこれらの隔壁を６７０℃、１ｈの熱処
理を行い電気絶縁層を形成し、その断面を観察した結
果、図４（ｂ）に示されるようにこの時の粒径３２μｍ
ガラス粉末を用いた隔壁Ｂ１Ｅ２１、粒径１９μｍガラ
ス粉末を用いた隔壁Ｂ１Ｅ２２の平均膜厚はそれぞれ１
８μｍ、１５μｍとなり、上記の無機フィラー材を含ま
ない隔壁の形成膜厚に比べて厚く形成されているのが確
認された。また、隔壁Ｂ１Ｅ２１および隔壁Ｂ１Ｅ２２
の膜厚分布は図４（ｂ）に示されるように不均一とな
り、ぬれ性において十分満足することができなかった。

【００５４】粒径２．７μｍガラス粉末を用いた隔壁Ｂ
１Ｅ２３の平均膜厚は１４μｍとなりスプレー法による
形成膜厚にくらべて僅かに厚いが膜厚分布は隔壁Ｂ１Ｅ
２１および隔壁Ｂ１Ｅ２２に比べて良好な結果が得られ
た。また、これらの３種類の隔壁について気泡の発生状
況を確認した結果、いずれも電気絶縁層に気泡の発生が
確認され、このため、絶縁耐電圧は６０〜９０Ｖ/μｍ
と無機フィラー材を含まない隔壁に比べてさらに低い値
を示し、絶縁特性において十分満足する結果がえられな
かった。なお、隔壁Ｂ１Ｅ１１、Ｂ１Ｅ１２、Ｂ１Ｅ１
３、Ｂ１Ｅ２１、Ｂ１Ｅ２２、Ｂ１Ｅ２３に用いている
Ｂ１ガラスは前記したように環境上、特に問題はない。

【００５５】次に、ガラス粉末の粒径をそれぞれ２３μ
ｍ、２．２μｍと変化させた２０ｇのＰｂＯ−Ｂ_２Ｏ_３
系ガラスであるＢ２ガラス粉末と平均粒径２〜３μｍの
無機フィラーである３ｇのＡｌ_２Ｏ_３と０．１ｇのＦｅ
_２Ｏ_３・Ｃｒ_２Ｏ_３を１０００ｍｌのイソプロピルアル
コール、１０００ｍｌのアセトン、４０ｇの硝酸アルミ
ニウム、１ｇのメタクリル樹脂から構成される電着液に
浸漬させ、これらのＢ２ガラスおよび無機フィラーをふ
くむ電着液を用いて電着法によりＦｅ−４８Ｎｉ金属基
材に塗布して隔壁Ｂ２Ｅ１１、Ｂ２Ｅ１２を作製した。

【００５６】電着後のそれぞれの金属基材表面を観察し
た結果、表６に示されるように、いずれも酸によると思
われる腐食が確認された。また、電着液中のＢ２ガラス
粉末を取り出しＳＥＭ観察した結果、電着液による浸食
と思われるＢ２ガラス粉末の変色が確認された。この系
のガラスは一般的に化学的に不安定なことが知られてお
り、電着液に含まれる酸により浸食されたものと思われ
る。

【００５７】次にこれらの隔壁を５２０℃、１ｈの熱処
理を行い電気絶縁層を形成し、その断面を観察した結
果、粒径２３μｍガラス粉末を用いた隔壁Ｂ２Ｅ１１、
粒径２．２μｍガラス粉末を用いた隔壁Ｂ２Ｅ１２の平
均膜厚はそれぞれ１５μｍ、１１μｍとなり、Ｂ１ガラ
スに比べて薄膜化されていた。その隔壁Ｂ２Ｅ１１の膜
厚分布は図４（ｂ）に示されるように不均一となり、ぬ
れ性が不十分であったが、粒径の小さいガラス粉末を用
いた隔壁Ｂ２Ｅ１２は均一に形成されておりぬれ性にお
いて満足することができた。

【００５８】しかしながら、上記２種類の隔壁について
気泡の発生状況を確認した結果、いずれも電気絶縁層に
気泡の発生が確認され、このため、絶縁耐電圧は９０〜
１００Ｖ/μｍとＢ１ガラスを用いた隔壁と同様に絶縁
特性を満足することはできなかった。また、これらの隔
壁に用いているガラスはＰｂＯを主成分としたガラスで
あり前記したように環境上好ましくない。

【００５９】以上、Ｂ１およびＢ２ガラスを電着法によ
り金属基材へ塗布し電気絶縁層を形成した隔壁は絶縁層
のぬれ性不十分、電気絶縁層および基材界面の気泡の発
生、絶縁耐電圧が低いなど、ガス放電型表示パネル用隔
壁として十分満足することができなかった。また、粒径
の影響を大きく受けることがわかった。

【００６０】これに対し、実施例１および実施例２で既
述しているように本発明のスプレー法で塗布した粒径が
４０μｍ以下のＢｉ_２Ｏ_３を主成分としたガラス層を隔
壁の電気絶縁層として用いることにより絶縁特性に優
れ、開口率向上が期待できることが確認されている。さ
らに、Ｂｉ_２Ｏ_３を主成分としたガラス粉末の粒径を３
５μｍ、２２μｍ、１２μｍ、２．５μｍと変化させた
Ａ２ガラスをスプレー法により金属基材に塗布し、塗布
後の金属基材表面観察、さらに、６６０℃、１ｈ被覆熱
処理後の隔壁の断面観察を行い形成膜厚、ぬれ性、気泡
の発生状況、絶縁耐電圧を評価し、電着法で形成したＢ
１およびＢ２ガラスからなる隔壁と特性を比較した。そ
の結果を表６の実施例に示す。

【００６１】粒径をそれぞれ３５μｍ、２２μｍ、１２
μｍ、２．５μｍと変化させたＡ２ガラスをスプレー法
により金属基材に塗布した隔壁Ａ２Ｓ１１、Ａ２Ｓ１
２、Ａ２Ｓ１３、Ａ２Ｓ１４の塗布後における金属基材
の腐食は確認されず、またスプレー液によるＡ２ガラス
への浸食は確認されなかった。さらに、熱処理後の隔壁
断面を観察した結果、図４（ａ）に示されるようにガラ
ス粉末粒径に関係なく、平均膜厚はいずれも１０μｍ以
下となり、前記した電着法による形成膜厚より薄膜化が
可能となり、隔壁の開口率向上が期待できる。また、膜
厚分布は均一になり、さらに気泡の発生は確認されなか
った。絶縁耐電圧は比較例に比べ２１０〜２４０Ｖ/μ
ｍと非常に高い絶縁特性を示すことが分かった。以上、
Ｂｉ_２Ｏ_３を主成分としたガラスをスプレー法で金属基
材へ塗布することにより、ガラス粉末の粒径に影響され
ず電気絶縁層の薄膜化が可能となるため、開口率の向
上、低コスト化ができ、さらに量産性および絶縁性に優
れるなど信頼性の高いガス放電型表示パネル用隔壁が得
られることが確認された。

【００６２】

【発明の効果】本発明によれば開口率の向上、量産性お
よび絶縁性に優れた信頼性の高いガス放電型表示パネル
用隔壁を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図1】本発明のスプレー法により電気絶縁層を形成し
たガス放電型表示パネル用隔壁断面図(図２のA-A'、B-
B'矢視図箇所)を示し、(a)は本発明例、(b)は比較例の
模式図である。

【図２】本発明のガス放電型表示パネル用金属基材の一
例である。

【図３】本発明の酸化ビスマスを主体とするガラス層と
高融点酸化物層の２層からなる電気絶縁層を形成させた
ガス放電型表示パネル用隔壁断面図の模式図である。

【図４】本発明のガラス粉末粒径を変化させて電気絶縁
層を形成させたガス放電型表示パネル用隔壁断面図を示
し、(a)はスプレー法により電気絶縁層を形成させた本
発明例、(b)は電着法により電気絶縁層を形成させた比
較例である。

【符号の説明】

１．Ｆｅ−Ｎｉ金属基材、２．Ｂｉ_２Ｏ_３を主成分とす
るガラス、３．Ｂ_２Ｏ _３−ＳｉＯ_２−ＺｎＯ系またはＰ
ｂＯ−Ｂ_２Ｏ_３系ガラス、４．気泡、５．高融点酸化物
層、６．粒子

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者井上良二島根県安来市安来町2107番地２日立金属株式会社冶金研究所内 (72)発明者峯洋二島根県安来市安来町2107番地２日立金属株式会社冶金研究所内Ｆターム(参考） 4G062 AA08 AA09 AA15 BB01 CC01 DA04 DB01 DC04 DD01 DE01 DE02 DE03 DF01 EA01 EB01 EC01 ED01 EE01 EE02 EE03 EF01 EG03 EG04 FA01 FA10 FB01 FC01 FD01 FE01 FF01 FG01 FH01 FJ01 FK01 FL01 GA05 GA06 GB01 GC01 GD01 GE01 HH01 HH03 HH05 HH07 HH09 HH11 HH13 HH15 HH17 HH20 JJ01 JJ03 JJ05 JJ07 JJ10 KK01 KK03 KK05 KK07 KK10 MM06 MM12 NN26 NN32 PP13 5C027 AA09 5C040 GF03 GF06 GF13 GF19 JA02 JA05 JA07 JA22 KA01 KA04 KA07 KB03 KB17 KB19 MA03 MA23 MA26

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】多数の貫通孔を有する金属基材の表面が
電気絶縁層で被覆されたガス放電型表示パネル用隔壁に
おいて、該電気絶縁層が酸化ビスマスを主成分としたガ
ラス層から構成されることを特徴とするガス放電型表示
パネル用隔壁。
【請求項２】多数の貫通孔を有する金属基材の表面が
電気絶縁層で被覆されたガス放電型表示パネル用隔壁に
おいて、該電気絶縁層が酸化ビスマスを主成分としたガ
ラス層と該ガラス層より耐熱性が高い高融点酸化物層の
少なくとも２層から構成され、該高融点酸化物層が該金
属基材と該ガラス層との間に形成されていることを特徴
とするガス放電型表示パネル用隔壁。
【請求項３】前記ガラス層が酸化ビスマスを主成分と
し、その他の成分として少なくとも酸化ホウ素、酸化ケ
イ素、酸化バリウム、酸化カルシウム、酸化亜鉛のうち
一種以上を含むことを特徴とする請求項１または２に記
載のガス放電型表示パネル用隔壁。
【請求項４】前記高融点酸化物層が酸化アルミニウ
ム、酸化クロム、又は酸化ケイ素のうち少なくとも一種
以上を含むことを特徴とする請求項２に記載のガス放電
型表示パネル用隔壁。
【請求項５】前期金属基材がＦｅ−Ｎｉ系合金から構
成されることを特徴とする請求項1乃至４の何れかに記
載のガス放電型表示パネル用隔壁。
【請求項６】多数の貫通孔を有するＦｅ−Ｎｉ系金属
基材の表面に酸化ビスマスを主成分としたガラス粉末を
分散した有機溶剤をスプレーで塗布する工程と、該ガラ
ス粉末の軟化点以上および７００℃以下の温度で電気絶
縁層を形成する工程とを有することを特徴とするガス放
電型表示パネル用隔壁の製造方法。
【請求項７】多数の貫通孔を有するＦｅ−Ｎｉ系金属
基材の表面に高融点酸化物層を蒸着法またはゾルゲル法
により形成する工程と、さらにその表面に酸化ビスマス
を主成分としたガラス粉末を分散した有機溶剤をスプレ
ーで塗布する工程と、該ガラス粉末の軟化点以上および
７００℃以下の温度で電気絶縁層を形成する工程とを有
することを特徴とするガス放電型表示パネル用隔壁の製
造方法。