JP2002042700A - 突起付き基板およびそれを用いた平面型ディスプレイ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】突起に所定の導電率を付与できる突起付き基板
およびそれを用いた平面型ディスプレイを提供する。 【解決手段】ガラスおよび／またはセラミックスからな
る背面板２の表面に、ガラス中にＺｎＯおよび／または
ＳｎＯ₂を含有する針状の導電性フィラーを分散してな
るガラスセラミックスからなる突起４を形成した突起付
き基板を具備する平面型ディスプレイ１を作製する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば、プラズマ
ディスプレイ、電界放出型ディスプレイ等の平面型ディ
スプレイ用として好適に使用される突起付き基板および
これを用いた平面型ディスプレイに関する。

【０００２】

【従来技術】近年、プラズマディスプレイパネル（Plas
ma Display Panel、ＰＤＰ）や、プラズマアドレス液晶
パネル（Plasma Adress Liquid Crystal、ＰＡＬＣ）、
電界放出型ディスプレイ（Field Emission Display、以
下ＦＥＤという）等、一対の平行に対向する基板間を突
起（スペーサ）によって離間した構造の平面型ディスプ
レイが開発されている。

【０００３】上記の平面型ディスプレイには、ディスプ
レイ内を真空状態に保つ必要があり、前記基板が外部の
大気圧によりたわむことを防止するために、ガラス基板
等の絶縁基板表面に所定の高さからなる複数の突起（ス
ペーサ）を形成した突起付き基板が好適に用いられてい
る。

【０００４】電界放出型ディスプレイ用パネルは、前記
一対の基板のうち、一方の基板に複数の電子放出素子を
形成して電子線を発生させて加速させ、これによって他
の基板に形成した蛍光体を発光するものである。

【０００５】かかる平面型ディスプレイの１種であるプ
ラズマディスプレイパネルにおいて、基板表面に突起を
形成する方法としては、例えば、アルカリほう珪酸ガラ
スからなるガラス基板表面に、ガラス粉末と、Ｚｒ
Ｏ₂、ＳｉＯ₂等のセラミックフィラーを添加し、さらに
アクリル系バインダーや分散剤等からなる有機樹脂およ
び有機溶剤を添加、混合してペーストを作製し、このペ
ーストを所定の基板表面に印刷塗布して突起状の成形体
を形成するか、あるいは成形型により突起状の成形体を
有する基板を形成し、これを、基板が熱変形しない温
度、例えば、５５０℃に加熱し突起を焼成して、突起を
一体形成することが行われていた。

【０００６】また、上記平面型ディスプレイのうち、電
界放出型ディスプレイ用パネルにおいては電子放出素子
から放出された電子線が該素子近傍に存在する突起（ス
ペーサ）壁面に衝突して突起壁面が帯電する結果、電子
放出素子から放出された電子線が屈曲して、電子線を正
面板の所定の位置に精度良く到達させることができず、
表示画像がゆがんでしまったり、電子放出素子と突起と
の間で異常放電が生じて蛍光体に到達する電子線の密度
が低下して、所望の輝度を得ることができないという問
題があった。

【０００７】そこで、例えば、特開平１０−３４０７９
３号公報では、突起（スペーサ）壁面に導電膜を形成し
て突起壁面に蓄積した電子を効率よく逃がして突起壁面
が帯電することを防止することにより、上記電子線の屈
曲を抑制できることが記載されている。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、特開平
１０−３４０７９３号公報の壁面に導電膜を形成した突
起では、製造上導電膜を気相法にて形成する必要がある
ために工程が複雑となり、また、突起の基体と導電膜と
の界面で熱膨張差等によりクラックや剥離等が発生する
恐れがあった。

【０００９】本発明は、上記課題に対してなされたもの
であり、簡単な方法で安定して突起に所定の導電性を付
与して突起の帯電を有効に防止できる突起付き基板およ
びそれを用いた平面型ディスプレイを得ることを目的と
する。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記課題
に対して検討した結果、ガラス中にＺｎＯおよび／また
はＳｎＯ₂を分散含有せしめた所定の導電性を有するガ
ラスセラミックスを基板表面に形成して突起とすること
により、簡単な方法で安定して突起に所望の導電性を付
与できる結果、突起の耐電を有効に防止できることを知
見した。

【００１１】すなわち、本発明の突起付き基板は、ガラ
スおよび／またはセラミックスからなる基板の表面に、
突起を形成してなるものであって、該突起が、ガラス中
にＺｎＯおよび／またはＳｎＯ₂を含有する針状の導電
性フィラーを分散してなるガラスセラミックスからなる
ことを特徴とするものである。

【００１２】ここで、前記突起が２５℃における体積固
有抵抗値が１×１０⁸〜１×１０¹³Ω・ｃｍであるこ
と、前記導電性フィラーが、無機質芯材表面にＺｎＯお
よび／またはＳｎＯ₂を被覆してなり、また、その被覆
厚みが０．０１〜１０μｍであることが望ましい。ま
た、前記ガラスセラミックスが、ガラス１００重量部に
対してＺｎＯおよび／またはＳｎＯ₂を５〜５０重量部
の割合で含有することが望ましい。

【００１３】さらに、前記突起内に他の無機フィラーを
含有すること、前記他の無機フィラーとして、Ｓｉ、Ｚ
ｎ、Ａｌ、Ｓｎ、ＣｕおよびＭｇの群から選ばれる少な
くとも１種の金属粒子を含有してなることが望ましい。

【００１４】また、前記突起が前記基板表面に焼き付け
形成されてなることが望ましい。

【００１５】さらに、本発明の平面型ディスプレイは、
上記突起付き基板の該突起先端面に他の基板を接合形成
し、２枚の基板が前記突起によって所定の間隔で離間し
て平行に配設されてなるものである。

【００１６】

【発明の実施の形態】本発明の突起付き基板の好適な応
用例である平面型ディスプレイについて、その一例であ
る電界放出型ディスプレイ（ＦＥＤ）の概略断面図であ
る図１を基に説明する。図１において、平面型ディスプ
レイ（電界放出型ディスプレイ）１は、所定間隔離間し
て平行に形成された背面板２と正面板３との２枚の基板
間の所定位置に突起（スペーサ）４が配設されている。
すなわち、図１によれば、背面板２または正面板３の基
板の表面に突起（スペーサ）４が被着形成された突起付
き基板の突起４の先端に他の基板（正面板３または背面
板２）が貼り合わされて接続形成されている。

【００１７】なお、突起付き基板の基板（背面板２また
は正面板３）と突起４との間は、基板（背面板２または
正面板３）と突起４とが同時に熱処理されて突起４が基
板（背面板２または正面板３）表面に焼結することによ
って強固に接合され一体化したものであることが望まし
いが、接着剤等により接着、固定されたものであっても
よい。

【００１８】背面板２および正面板３の基板は、石英ガ
ラス、ソーダライムガラス、低ソーダガラス、鉛アルカ
リケイ酸ガラス、ホウケイ酸ガラス等のガラス基板、サ
ファイア、クォーツ、単結晶ジルコニア、ダイヤモンド
等の単結晶基板、アルミナ、シリカ等の多結晶セラミッ
ク基板、前記ガラス中に前記セラミックが含有、分散し
たガラスセラミック基板、Ｓｉ基板等が使用可能である
が、特にナトリウムおよび鉛成分の少ない低ソーダガラ
スが望ましい。

【００１９】本発明によれば、背面板２および正面板３
の基板の表面間に設けられた突起４が、ガラス中にフィ
ラーを分散したガラスセラミックスからなるものであ
る。

【００２０】ガラスとして、具体的には、ＰｂＯ−Ｓｉ
Ｏ₂−Ｂ₂Ｏ₃系、Ｂｉ₂Ｏ₃−Ｂ₂Ｏ₃系、Ｂ₂Ｏ₃−ＰｂＯ
−ＺｎＯ系、ＰｂＯ−ＺｎＯ系、Ｂ₂Ｏ₃−ＰｂＯ系、Ｓ
ｉＯ ₂−ＰｂＯ系、ＰｂＯ−ＳｉＯ₂−Ａｌ₂Ｏ₃系、Ｂ₂
Ｏ₃−ＺｎＯ系、ＳｎＯ−ＺｎＯ−Ｐ₂Ｏ₅系の群から選
ばれる少なくとも１種が使用可能であり、特に６００℃
以下、さらに５００℃以下での低温焼成化、機械的強
度、絶縁基板との接着性、材質の長期化学的安定性の点
で鉛系ガラス（ＰｂＯ−Ｂ₂Ｏ₃−ＳｉＯ₂）、ビスマス
系ガラス（Ｂｉ−Ｂ₂Ｏ₃）等のＰｂＯまたはＢｉ₂Ｏ₃を
主成分とするガラスからなることが望ましい。また、ガ
ラス中には、上記ガラスに加えて、ＳｉＯ₂−Ａｌ₂Ｏ₃
−ＭｇＯ系（ガラス軟化点７６０℃、熱膨張係数２．８
×１０^-6／℃）等の高軟化点ガラス等を分散含有せしめ
ることもできる。

【００２１】本発明によれば、前記ガラスセラミックス
中のフィラーとして、ＺｎＯおよび／またはＳｎＯ₂を
含有する針状の導電性フィラーを分散してなることが大
きな特徴であり、これにより、突起４に２５℃での体積
固有抵抗値が１×１０⁸〜１×１０¹³Ω・ｃｍ、特に１
×１０¹⁰〜１×１０¹²Ω・ｃｍの導電性を付与すること
ができ、突起４が帯電することを防止できる。

【００２２】また、ガラス中に針状の導電性フィラーを
分散することによって、突起４の強度を高めることがで
きるとともに、突起４の焼成収縮による寸法変化率を小
さくできることから、突起４と基板（背面板２または正
面板３）と同時焼成する際の突起４の基板（背面板２ま
たは正面板３）からの剥離を防止することができる。

【００２３】上記ＺｎＯやＳｎＯ₂は焼成によって還元
されることによって、あるいはＺｎＯの一部にＡｌ₂ Ｏ₃
等が、ＳｎＯ₂ の一部にＳｂ₂ Ｏ₃ 等の不純物が固溶する
ことによって不定比化合物となる結果、導電性を示すも
のである。

【００２４】本発明によれば、前記ガラスセラミックス
中のフィラーとして、ＺｎＯおよび／またはＳｎＯ₂を
含有する針状の導電性フィラーを分散させ、特に導電性
フィラー同士を接触せしめて連結することによって、少
ない導電性フィラーの添加量で効率よく導電性を付与す
ることができることから、所定の導電性を有するガラス
セラミックスを低温で焼成することができるとともに、
ガラスセラミックスの磁器強度を望ましくは２．５ＭＰ
ａ以上、特に３．５ＭＰａ以上と高めることができる。

【００２５】なお、前記ガラスセラミックスとしては、
５００℃以下、特に４５０℃以下で焼成でき、かつ所定
の導電性を有するためには、ガラス１００重量部に対し
てＺｎＯおよび／またはＳｎＯ₂を５〜５０重量部の割
合で含有することが望ましい。

【００２６】また、本発明における針状とは、先端が先
細りの鋭角な形状や、粒子の長径と短径との比であるア
スペクト比が２以上、特に３以上、さらに５以上のウイ
スカーのような針形状部を有するものであって、その針
形状部は１つのフィラー内に１つまたは２つ以上の方向
に伸びるものも含まれる。さらに、上記アスペクト比と
は、ガラスセラミックスの研磨面でのＳＥＭ写真による
ｎ個の導電性フィラー粒子の平均長径ｄ₁と最大短径ｄ₂
との比（ｄ₁／ｄ₂）で表される値である。なお、該針状
粒子は上記ＳＥＭ写真にて観察される針状粒子の平均長
径は３μｍ以上、特に５μｍ以上、さらに１０μｍ以
上、さらには１５μｍ以上であることが望ましい。 （被覆粒子）また、前記導電性フィラーとしては、Ｚｎ
Ｏおよび／またはＳｎＯ₂粒子単体からなるものであっ
てもよいが、例えば、針状のＢａＳＯ₄やホウ酸アルミ
ニウム、酸化チタンウイスカー、チタン酸カリウムウイ
スカー等、特にホウ酸アルミニウム（９Ａｌ₂Ｏ₃・２Ｂ
₂Ｏ₃）ウイスカーの針状の無機質芯材表面にＺｎＯおよ
び／またはＳｎＯ₂を被覆してなるものであってもよ
い。

【００２７】さらに、上記無機質芯材にＺｎＯおよび／
またはＳｎＯ₂を被覆する際、該被覆の厚みは、少量の
添加で効率的な導電パスの形成、焼成による被覆層が剥
離することなく良好に被覆可能な点で０．０１〜１０μ
ｍ、特に０．０３〜５μｍ、さらに０．０５〜１μｍで
あることが望ましく、特に高強度、高弾性率、耐衝撃性
の点で、ホウ酸アルミニウムウイスカーを無機芯材とし
てＳｎＯ₂を被覆したものが最も好適である。 （他のフィラー）また、上記ガラスセラミックス中に
は、磁器強度向上のため、熱膨張率制御のため、着色の
ため、誘電率制御のため、抵抗率制御のため、あるいは
低温焼成化のために、さらに、ＴｉＯ₂、ＳｉＯ₂、Ｚｒ
Ｏ₂、Ａｌ₂Ｏ₃等の他の無機フィラーを、ガラスに対し
て、望ましくは総量で５〜５０重量部、特に１０〜４０
重量部の比率で添加することもできる。

【００２８】さらに、他の無機フィラーとして、Ｓｉ、
Ｚｎ、Ａｌ、Ｓｎ、Ｃｕ、Ｍｇ、Ａｇ、Ａｕ、Ｐｔ、Ｐ
ｄ、Ｎｉ、Ｃｏのうちの少なくとも１種の金属粒子をガ
ラスセラミックス中に強度を維持しつつ導電性を高める
ために３０体積％以下、特に２０体積％以下の比率で分
散含有せしめることもでき、これによって、さらに効率
的にガラスセラミックスに所定の導電性を付与すること
ができる。

【００２９】なお、上記金属のうち、Ｓｉ、Ｚｎ、Ａ
ｌ、Ｓｎ、Ｃｕ、Ｍｇは酸化性雰囲気中で焼成すること
によって体積膨張を伴って酸化されることから、焼成に
より突起４が収縮して基板（背面板２または正面板３）
から剥離したり、変形、クラック等が発生することを防
止できる。

【００３０】これによって、ガラスセラミックス全体と
して、前記ガラスが５０〜７５重量％と、導電性フィラ
ーが３〜３５重量％と、他の無機質フィラー３〜３５重
量％と、前記金属の総量が３〜３５重量％との割合で含
有されることが望ましい。さらに、前記ＺｎＯおよび／
またはＳｎＯ₂の含有量がガラス粉末１００重量部に対
して５〜５０重量部、特に１０〜４０重量部の割合で含
有されることが望ましい。

【００３１】突起４の形状は、リブ状（縦長の壁体が並
列に並んだもの）、格子状、柱状、枠状等からなり、例
えば、リブ状である場合には所定の間隔離間して平行に
形成されることが望ましい。また、その寸法は、強度お
よび小型化、ディスプレイの輝度の向上の点で、突起４
の厚み３００μｍ以下、特に２００μｍ以下、高さ５０
０μｍ以上、特に１５００μｍ以上の場合であり、かつ
突起間の間隔が５ｍｍ以下、特に０．４〜１ｍｍの微細
間隔の突起を形成可能である。

【００３２】なお、製造工程で、突起付き基板を再度加
熱、冷却する場合においても突起４がクラック等の欠陥
を生成しないために、突起４の１５〜４５０℃における
平均熱膨張係数が７〜９×１０^-6／℃、特に７．５〜
８．２×１０^-6／℃であることが望ましい。

【００３３】一方、背面板２の突起４形成側の表面に
は、電子放出素子６が形成されている。電子放出素子６
の具体的な構造は、例えば、所定間隔離間して平行に配
設された複数本のライン状の正電極層および負電極層が
交差するように形成され、正電極層および負電極層の交
点に絶縁体を介装するＭＩＭ型構造や、正電極層と負電
極層とを絶縁層間を介在させて所定間隔離間させる表面
電導型、正電極層と負電極層との間に絶縁体を介装し正
電極層および絶縁体を所定の位置にて一部切り欠くとと
もに該切り欠き部にて突起状の絶縁体を配設した電界放
出型等が好適に使用できる。

【００３４】上記正電極層および負電極層としては、
銀、アルミニウム、ニッケル、白金、金、パラジウムの
群から選ばれる少なくとも１種の金属または合金や、ア
モルファスシリコン、ポリシリコン、グラファイト等を
用いることができ、また、絶縁体としては、Ｓｉ、Ｔ
ｉ、Ｇａ、Ｗ、Ａｌ、Ｐｄの群から選ばれる少なくとも
１種の酸化物や窒化物等の化合物を主体とするものが好
適に使用できる。

【００３５】また、背面板２と電子放出素子６との間に
は電子放出素子６への不純物の拡散を防止するためにシ
リカや窒化ケイ素等からなる拡散防止層７が形成されて
いる。

【００３６】他方、正面板３の突起４形成側の表面に
は、蛍光体８が形成されている。蛍光体８は赤（Ｒ）、
緑（Ｇ）、青（Ｂ）の少なくとも３色のいずれかを発光
する少なくとも３種類の蛍光体８を１組として複数組が
規則的に配列しており、各蛍光体８と対向する位置にそ
れぞれ前記電子放出素子６が形成され、電子放出素子６
から電子ビームを放出して対向する位置の蛍光体８に該
電子ビームを衝突させることによって蛍光体８を発光さ
せる。

【００３７】また、図１によれば、正面板３と蛍光体８
との間には、電子放出素子６から蛍光体８に向かって放
出される電子ビームを加速するため透明なＩＴＯ（イン
ジウム−錫酸化物）膜１０が形成されているが、本発明
はこれに限られるものではなく、前記電子ビームを加速
するためおよび蛍光体８の散乱した発光を反射して発光
輝度を高めるために、ＩＴＯ膜に代えて正面板３表面に
形成した蛍光体８表面に、例えば１００〜３００ｎｍの
アルミニウム、銀、ニッケル、白金等の金属箔等の金属
層からなるメタルバック（図示せず）を形成することが
望ましい。

【００３８】さらに、正面板３の蛍光体８を形成した表
面側の蛍光体８形成部以外の部分には、平面型ディスプ
レイ１における色のにじみを防止して表示画面のコント
ラストを高めシャープな画像を得るために、例えば、
鉄、ニッケル、銅、マンガン等の酸化物と低融点ガラス
との混合物や金属クロム、グラファイト等からなる黒色
または暗色のブラックマトリックス１１が形成される。

【００３９】また、背面板２および正面板３との外周部
において、背面板２と正面板３との間には、枠体１２が
配設されており、フリットガラス等の接着剤によって背
面板２および正面板３と枠体１２の両端が接着され、背
面板２と正面板３によって挟まれた放電空間を封止する
ことによって平面型ディスプレイ１を作製することがで
きる。さらに、背面板２の端部には平面型ディスプレイ
１中を真空とするためのガス排気口１３が設けられてお
り、ガス排気口１３にてガス抜きされて平面型ディスプ
レイ１内が真空の状態で封止されている。

【００４０】なお、図１によれば、突起４は蛍光体８の
Ｒ、Ｇ、Ｂの３色を１組として各組毎に配設されている
が、本発明はこれに限られるものではなく、各蛍光体８
毎に配設されていてもよく、また前記蛍光体８の複数組
毎に配設されていてもよい。

【００４１】次に、上述した本発明の突起付き基板を具
備する平面型ディスプレイ（電界放出型ディスプレイ）
を作製する方法の一例について、特に突起を背面板側に
先に付けた例について説明する。まず、上述したガラス
またはセラミックス等からなる基板を作製し、これを所
定の背面板形状にカットする。そして、背面板の一方の
表面にスパッタリング法、ＣＶＤ法、イオンビーム法、
蒸着法、ＭＢＥ法等によって拡散防止層を形成した後、
その表面にフォトリソグラフィー法等により電子放出素
子の電極を、マスク等を施し、スパッタリング法、蒸着
法、イオンビーム法、ＣＶＤ法、ＭＢＥ法等の公知の薄
膜形成法によって電子放出素子の絶縁体を形成して電子
放出素子を形成する。

【００４２】一方、例えば、平均粒径５μｍ以下の上述
したガラス粉末に対して、所定量の針状の導電性フィラ
ー粉末を添加し、さらに、所望により、他の無機フィラ
ー、有機バインダ等の有機物成分を添加する。

【００４３】また、ガラスの軟化温度は、３７０〜５０
０℃、特に低温焼成化の点で、３７０〜４３０℃である
ことが望ましく、さらに、緻密な磁器を形成する点で上
記ガラス原料の平均粒径が５μｍ以下、特に３μｍ以下
の粉末であることが望ましい。

【００４４】また、上記無機フィラーとして、Ｓｉ、Ｚ
ｎ、Ａｌ、Ｓｎ、Ｃｕ、Ｍｇの群から選ばれる少なくと
も１種の金属粉末を添加し、後述するように酸化性雰囲
気下で焼成すれば、これら金属の酸化によって体積膨張
を生じ、ガラスセラミックスの焼成による収縮を抑制す
ることができ、基板表面にクラックや剥離を発生するこ
となく、基板と突起とを一体的に形成することができ
る。

【００４５】また、上記特定の金属の添加量は、ガラス
セラミックスの焼成による収縮率を小さくするため、ま
た、５００℃以下、さらに４２０〜４８０℃、さらには
４６０〜４８０℃で焼成可能とするため、効率的な体積
膨張の点で、上記ガラス１００重量部に対して、総量で
５〜７０重量部、特に３０〜６０重量部であることが望
ましく、平均粒径が６μｍ以下、特に２μｍ以下、ま
た、凝集等を防止する点で０．５〜６μｍ、特に０．８
〜３μｍ、さらに１〜２μｍであることが望ましい。

【００４６】さらに、上記針状の導電性フィラーを形成
する粒子の表面に金属Ｚｎおよび／または金属Ｓｎを被
覆したものを用い後述する焼成によってＺｎＯまたはＳ
ｎＯ ₂を析出させてもよい。

【００４７】また、上記金属以外の他の無機フィラー
は、製造の容易性、焼成温度の低下、磁器強度の向上等
の点で、平均粒径が０．０５〜１０μｍ、特に０．１〜
３μｍ、さらに０．５〜２μｍの粉末であることが望ま
しい。

【００４８】さらに、導電性フィラーについては、混合
に際し添加した針状の導電性フィラーのアスペクト比を
保ち、焼結体中に針状の導電性フィラーを分散せしめる
点で、ペーストまたはスラリーを調整した後、針状の導
電性フィラー原料を添加、分散することが望ましい。

【００４９】そして、該ペーストを用いて前述の背面板
の表面に前記突起用成形体を複数本作製する。突起用成
形体の形状は、例えば、厚み１００〜３００μｍ、高さ
５００〜４０００μｍの突起用成形体をピッチ４００μ
ｍ以上にて作製することが可能である。

【００５０】突起用成形体の具体的な形成方法として
は、（ａ）前記ペーストを基板表面にスクリーン印刷な
どによって複数回印刷塗布して突起用成形体を形成する
方法、（ｂ）ゴム、金属、セラミックス等からなる成形
型内に前記突起用ペーストを充填し、前記成形型を絶縁
性基板上に当接した後、該成形型を抜き取る方法、
（ｃ）背面板表面に前記ペーストを用いて所望の厚みの
ペースト層を形成し、該ペースト層の表面に突起形状の
溝が形成された剛性の高い平板状の成形型を押圧した
後、該成形型を抜きとる方法、（ｄ）前記ペースト層表
面に突起形状の溝が形成された剛性が高いロール状の成
形型を配置し、押圧しながら回転移動させ、突起用成形
体を形成する方法、（ｅ）前記基板表面に樹脂層を形成
して突起形状の突起が形成された上記成形型にて、押
圧、離型して溝を形成した後、該溝内に上述した突起形
成用のスラリーを充填して硬化し、前記樹脂層を除去す
る方法が採用可能である。

【００５１】また、本発明によれば、突起の形成方法と
しては、上記方法以外にも、（ｆ）サンドブラスト法、
（ｇ）突起を別途形成し、加工してガラスフリット等の
接着剤により背面板の所定の位置に接着する方法等によ
って形成することもできる。

【００５２】この後、突起用成形体が形成された基板
を、例えば、５００℃以下、特に４２０〜４８０℃で焼
成することによって背面板の表面に突起を一体的に形成
することができる。焼成雰囲気は、酸化性雰囲気または
非酸化性雰囲気のいずれでもよく、突起の導電率を調整
するように適宜決定できる。

【００５３】なお、上記成形体中に上述した特定の金属
粉末を添加するとともに焼成を酸化性雰囲気中にて行う
ことによって、成形体中のガラスが焼結して収縮すると
ともに、特定の金属の少なくとも表面が酸化して体積膨
張する結果、焼成後の磁器の寸法変化率を小さくするこ
とができる。また、特定金属全部が酸化することもでき
るが、一部を金属として残存させると磁器に導電性を付
与することができ、また、上述した焼成によって酸化さ
れる金属を共存させると、金属の酸化に伴って導電性フ
ィラーがより還元され、導電率を高めることができる。

【００５４】さらに、本発明によれば、上述した組成
物、焼成温度にて突起の焼成を行うことによって、突起
の相対密度を６５％以上、特に６８％以上、さらに７０
％以上に向上させることができることから、突起と焼結
一体化される背面板あるいは正面板上に形成される電子
放出素子や蛍光体等を同時焼成する場合でもこれらが焼
成により変質、劣化することを防止できるとともに、突
起の耐荷重（強度）を２．５ＭＰａ以上、特に３．５Ｍ
Ｐａ以上以上と高めることができる。

【００５５】一方、背面板と同様に作製した正面板を作
製し、所定形状に加工した後、正面板の一方の表面にス
クリーン印刷法、グラビア印刷法、オフセット印刷法等
の公知の印刷法等の印刷法、ロールコータ法等のペース
ト塗布法や蒸着法等によりＩＴＯ膜を形成した後、所定
形状のブラックマトリックスをフォトリソグラフィ法、
スクリーン印刷法、グラビア印刷法、オフセット印刷法
等の公知の印刷法により形成する。

【００５６】次に、上記正面板のブラックマトリックス
によって囲まれた領域の所定の位置にフォトリソグラフ
ィ法や、スクリーン印刷法、グラビア印刷法、オフセッ
ト印刷法等の印刷法、インクジェット法等により蛍光体
ペーストを形成する。また、上記ＩＴＯ膜を形成しない
場合には、所望により、正面板表面に樹脂ペーストを用
いてフォトリソグラフィ法、スクリーン印刷法、グラビ
ア印刷法、オフセット印刷法等の印刷法にて樹脂層を形
成した後、所定の位置に蒸着法等によってメタルバック
を形成し、さらにメタルバック表面に樹脂層を形成す
る。

【００５７】さらに、蛍光体ペースト、または該ペース
トおよび樹脂層を４００〜６００℃、特に４５０〜５０
０℃で熱処理して蛍光体中の有機物成分および樹脂層を
揮散、除去することにより正面板を形成する。

【００５８】他方、背面板および正面板の外周に配設さ
れ、ディスプレイ内部を封止するための枠体を作製す
る。そして、突起が形成された背面板の外周部に枠体を
配置して枠体をフリットガラス等の接着剤により貼り合
わせた後、該枠体の頂部、および突起頂部にフリットガ
ラス等の接着剤を塗布し、正面板の蛍光体形成面を前記
突起の頂部が前記蛍光体形成部以外の所定の位置に配設
されるように位置合わせして貼り合わせる。

【００５９】さらに、背面板の端部には予めディスプレ
イ内部とのガスを排気するためのガス排気口を形成して
おき、外部のガス排気管と接続する。そして、前記枠体
に設けられたガス排気管に真空ポンプを接続してパネル
内を１０^-4Ｐａ程度に真空減圧しながら４００〜５００
℃に加熱して、接着剤によって前記正面板、背面板、突
起および枠体間を互いに接合するとともに固着させて、
ガス排気口を封止することに本発明の平面型ディスプレ
イを作製することができる。

【００６０】なお、上記平面型ディスプレイの製造方法
においては、背面板側に突起を一体的に形成したが、本
発明はこれに限定されるものではなく、正面板側に突起
を一体的に形成してもよい。また、この場合には正面板
表面に予め蛍光体を形成した後、突起を形成することが
望ましい。

【００６１】

【実施例】平均粒径２μｍのＰｂＯ−ＳｉＯ₂−Ｂ₂Ｏ₃
（軟化点が４１０℃）１００重量部に対して、平均粒径
１μｍの表１に示す金属と平均粒径２μｍの他の無機フ
ィラーを表１に示す割合で添加し、ジルコニアボールを
用いたボールミルにて、ＩＰＡ（イソプロピルアルコー
ル）中で１８時間湿式混合を行った。

【００６２】そして、得られた混合粉体１００重量部に
対して、バインダ、重合開始剤、分散剤を合量で４２重
量部となるように添加し、カルビトール溶剤中で混粘し
ぺーストを作製した。その後、（Ａ）平均針状長径２０
μｍのテトラポッド型ＺｎＯ粉末（松下アムテック製パ
ナテトラ）、（Ｂ）ＳｎＯ₂被覆ホウ酸アルミニウムウ
イスカー（三井金属鉱山製ＰＡＳＳＴＲＡＮ ＴＹＰＥ
−５１１０Ｙ）、（Ｃ）平均粒径１μｍの球状ＺｎＯ粒
子、（Ｄ）平均粒径０．２μｍの球状ＳｎＯ₂粒子の導
電性フィラーを表１に示す比率で上記ペーストに添加し
て再度混練した。

【００６３】次に、シリコーンゴム型に前記ペーストを
充填して十分に脱泡した後、ホウケイ酸ガラス製の絶縁
基板表面に当接して、１１０℃で３０分間熱処理を行
い、シリコーンゴム型を抜き取ることにより基板表面に
突起用成形体を転写形成した。

【００６４】得られた成形体は、レーザー変位計（キー
エンス社製ＬＣ−２４４０／２４００）を用いて成形体
突起の厚みと高さの測定を行い、測定精度内でシリコー
ンゴム型と同サイズであることを確認した。さらに、該
成形体を大気中、表１に示す温度にて１５分間焼成し
た。

【００６５】なお、前記シリコーンゴム型は、凹部の深
さ（突起の高さ）が１２００μｍ、凹部幅（突起の厚
み）が２００μｍ、凹部（突起）の長さが８ｃｍ、凹部
間の距離（突起間距離）が８００μｍのもの２０本を使
用した。

【００６６】得られた突起付き基板について、突起の先
端面に前記ガラス製基板と同じ基板を載置し、突起高さ
方向に両基板を圧縮する力を負荷して、突起が破断する
荷重Ｆを測定し、突起の総断面積Ｓに対する圧力Ｐ（Ｆ
／Ｓ）を突起強度として算出した。さらに、突起の一部
について絶縁計にて２５℃における体積固有抵抗値（表
では抵抗と記載）を測定した。さらに、１５〜４５０℃
における熱膨張係数を測定し、その平均値を求めた（表
中αと記載）。また、突起について研磨面でのＳＥＭ写
真から針状の導電性フィラーの有無を確認した。結果は
表１に示した。

【００６７】

【表１】

【００６８】表１から、導電性フィラーを添加しない試
料Ｎｏ．１では、突起の抵抗が１×１０¹³Ω・ｃｍを越
え、また、球状の導電性フィラーのみを添加し、針状の
導電性フィラーが存在しない試料Ｎｏ．１７、１８で
も、突起の抵抗が１×１０¹³Ω・ｃｍを越えてしまっ
た。また、いずれの試料も強度の低いものであった。

【００６９】これに対して、本発明に従い、ガラス中に
針状の導電性フィラーを分散した突起からなる試料Ｎ
ｏ．２〜１６では、いずれも突起の抵抗が１×１０⁸〜
１×１０¹³Ω・ｃｍ、突起付き基板の強度２ＭＰａ以上
の優れた特性を有するものであった。

【００７０】

【発明の効果】以上詳述したとおり、本発明の突起付き
基板は、ガラス中にＺｎＯおよび／またはＳｎＯ₂を分
散含有せしめた針状の導電性を有するガラスセラミック
スを基板表面に形成して突起とすることにより、少ない
フィラー量で安定して突起に所望の導電性を付与できる
結果、突起を低温にて焼成することができるとともに、
突起の帯電を効率的に防止できる。

【００７１】また、突起の強度を高めることができると
ともに、突起の焼成による収縮率を小さくでき、生産性
よく突起付き基板を作製することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の突起付き基板を用いて構成された平面
型ディスプレイ（電界放出型ディスプレイ）の一例を示
す概略断面図である。

【符号の説明】

１ 平面型ディスプレイ ２ 背面板 ３ 正面板 ４ 突起 ６ 電子放出素子 ７ 拡散防止層 ８ 蛍光体 １０ ＩＴＯ膜 １１ ブラックマトリックス １２ 枠体 １３ ガス排気口

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 5C032 AA01 CC10 5C036 EE14 EG31 EH08 EH11 EH18 5C094 AA21 AA43 AA46 BA31 EB02 EB10 EC03 HA08

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ガラスおよび／またはセラミックスからな
   る基板の表面に、突起を形成してなる突起付き基板であ
   って、該突起が、ガラス中にＺｎＯおよび／またはＳｎ
   Ｏ₂を含有する針状の導電性フィラーを分散してなるガ
   ラスセラミックスからなることを特徴とする突起付き基
   板。
2. 【請求項２】前記突起の２５℃における体積固有抵抗値
   が１×１０⁸〜１×１０¹³Ω・ｃｍであることを特徴と
   する請求項１記載の突起付き基板。
3. 【請求項３】前記導電性フィラーが、無機質芯材表面に
   ＺｎＯおよび／またはＳｎＯ₂を被覆してなることを特
   徴とする請求項１または２記載の突起付き基板。
4. 【請求項４】前記ＺｎＯおよび／またはＳｎＯ₂の被覆
   厚みが０．０１〜１０μｍであることを特徴とする請求
   項３記載の突起付き基板。
5. 【請求項５】前記ガラスセラミックスが、ガラス１００
   重量部に対してＺｎＯおよび／またはＳｎＯ₂を５〜５
   ０重量部の割合で含有することを特徴とする請求項１乃
   至４のいずれか記載の突起付き基板。
6. 【請求項６】さらに他の無機フィラーを含有することを
   特徴とする請求項１乃至５のいずれか記載の突起付き基
   板。
7. 【請求項７】前記他の無機フィラーとして、Ｓｉ、Ｚ
   ｎ、Ａｌ、Ｓｎ、ＣｕおよびＭｇの群から選ばれる少な
   くとも１種の金属粒子を含有してなることを特徴とする
   請求項６記載の突起付き基板。
8. 【請求項８】前記突起を前記基板に焼き付け形成されて
   なることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか記載の
   突起付き基板。
9. 【請求項９】請求項１乃至８のいずれか記載の突起付き
   基板の該突起先端面に他の基板を接合形成し、２枚の基
   板が前記突起によって所定の間隔で離間して平行に配設
   されてなることを特徴とする平面型ディスプレイ。