JPH0299585A - 螢光体ペースト組成物 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は螢光表示装置における螢光体粉を形成するため
の螢光体ペースト組成物に関する。

〔従来の技術〕

従来、螢光表示装置における螢光面を形成するためには
、螢光体粉と有機高分子結合体および溶剤より成るビヒ
クルを混練して螢光体ペースト組成物とし、螢光面を形
成しようとする基板上に上記螢光体ペースト組成物を所
望のパターンにスクリーン印刷し、乾燥して溶剤を除去
した後、焼成により前記有機高分子結合体を熱分解除去
することによって螢光体粉を形成していた。

従来の螢光体ペーストに用いられていたビヒクルとして
は、アクリル系樹脂またはセルロース系誘導体を有機高
分子結合体とし、こｆｑ、をエチレングリコールモツプ
チルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノエ
チルエーテルアセテート、テレピネオールなどの有機溶
剤に溶解したものを使用していた。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、従来の螢光体ペースト組成物では、有機
高分子結合体が焼成時熱分解する際に、螢光体に悪影響
を及ぼし、螢光体表面が変質し、螢光体の発光特性が著
しく低下し、所望の輝度が得られなかったり、発光した
際の色が濁ってしまい、所望の発光色が得られないとい
う欠点があった。

また、従来の螢光体ペースト組成物によって赤色系の色
に発光する螢光体粉を形成した場合、膜厚が３０μｍ以
上であれば所望の色に発光するが、それより膜厚が薄い
と所望の色に発光せず、膜厚が１５μ１１１以下では全
く発光しなくなってしまう。これは単位面積当たりの螢
光体密度が低いためであり、単位面積当たりの螢光体密
度が上がれば、発光特性が向」ニすることは周知である
ので、もし従来の螢光体粉よりも螢光体密度の高い螢光
体粉を形成することができれば、従来よりも少ない電力
消費で従来と同じ発光輝度を得ることができる。しかし
ながら、このような螢光体粉を形成し得る螢光体ペース
ト組成物はなかった。

〔課題を解決するだめの手段〕

本発明者はこのような問題点を解決するために鋭意研究
を重ねた結果、ビヒクル中にエチレン性不飽和化合物を
配合し、このエチレン性不飽和化合物の熱重合時の収縮
を利用して螢光体粒子間を詰めることによって螢光体密
度を高くできるという知見に基づき本発明を完成するに
至った。

すなわち本発明は少なくともエチレン性不飽和化合物、
有機高分子結合体および有機溶媒より成るビヒクルと、
螢光体粉を混練して成る螢光体ペースト組成物を提供す
るものである。

本発明におけるエチレン性不飽和化合物としては、アク
リロイル基またはメタクリロイル基を少なくとも２個有
（−１熱重合が可能であり、熱重合後に体積が収縮する
ものが望ましい。熱重合前に対する熱重合後の体積の収
縮率が小さいエチレン性不飽和化合物を用いた場合は、
十分な螢光体密度が得られないので好ましくない。

また収縮率が大きすぎるエチレン性不飽和化合物を用い
た場合も、焼成後のパターンの寸法精度が悪くなるので
好ましくない。おおよその目安として、熱重合前に対す
る熱重合後の体積の収縮率が５〜２０係となるようなエ
チレン性不飽和化合物を用いることが好ましい。

このようなエチレン性不飽和化合物として具体的には、
ジエチレングリコールジアクリレート、ジエチレングリ
コールジアクリレートアセエチレングリコールジメタク
リレート、テトラエチレングリコールジアクリレート、
テトラエチレングリコールジメタクリレートなどのポリ
エチし／ングリコールのジアクリレートおよびジメタク
リレート、ポリアルキレングリコールジアクリレート類
、ポリアルキレングリコールジメタクリレート類、ペン
タエリスリトールトリアクリレート、ペンタエリスリト
ールトリメタクリレート、ペンタエリスリトールジアク
リレート、ペンタエリスリトールジメタクリレート、ト
リメチロールプロパントリアクリレート、トリメチロー
ルプロパントリメタクリレート、２゜２−ジメチルプロ
パンジアクリレート、２，２−ジメチルプロパンジメタ
クリレートなどがあるが、これらに限定されるものでは
ない。これらは単独で、あるいは２種以上を組み合わせ
て用いることができる。

本発明に用いられる有機高分子結合体としては、従来の
螢光体ペースト組成物に用いられていたものを用いるこ
とができる。たとえばメチルセルロース、エチルセルロ
ース、ヒドロキシメチルセルロース、ヒドロキシエチル
セルロース、ヒドロキシプロピルメチルセルロース、ヒ
ドロキシプロピルセルロース、カルボキシメチルセルロ
ー・ス、カルボキシエチルセルロースなどのセルロース
エーテル類、セルロースアセテートなどのセルロースエ
ステル類およびアクリル系共重合体などがちる。

本発明に用いられる有機高分子結合体の分子量は１０，
０００〜２．０００．０００、好ましくはｓｏ　、　ｏ
ｏ。

〜１．０００．０００の範囲のものが用いられる。分子
量が１０，０００未満であると基板への密着性が低下し
、また螢光体粉の保持性が低下するので好ましくない。

また分子量が２．０００．０００を超えると焼成時に有
機高分子結合体の分解蒸発が困難になる。

本発明においては、螢光体ペースト組成物は基板上にス
クリーン印刷法を用いてパターニングする。スクリーン
印刷法を用いてパターニングしようとした場合、水など
の蒸発速度の速い溶媒を用いると、スクリーンメツシュ
の目づまりを起こすので好ましくない。従って本発明に
おいては、前記エチレン性不飽和化合物および前記有機
高分子結合体との相溶性が良好で、水などよりも蒸発速
度の遅い有機溶媒を用いることが好ましい。

本発明において用いられる有機溶媒として、たとえばジ
エチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレング
リコールモノエチルエーテル、ジエチレングリコールモ
ノブチルエーテル、ジエチレングリコール七ツメチルエ
ーテルアセテート、ジエチレングリコールモノエチルエ
ーテルアセテート、ジエチレングリコール七ツメチルエ
ーテルアセテート、エチレングリコールモツプチルエー
テル、エチレングリコールモノエチルエーテルアセテー
ト、エチレングリコールモノブチルエーテルアセテート
、プロピレングリコールモノブチルエーテル、ジプロピ
レンクリコール、ジプロピレングリコールモノメチルエ
ーテル、ジプロピレングリコールモノエチルエーテル、
メトキシブチルアセテート、ジアセトンアルコール　イ
ソホロンジイソブチルケトン、テレビキオールなどがあ
り、これらは単独で、あるいは２種以上を組み合わせて
用いられる。

本発明に用いられる螢光体粉としてはＺｎＯ：Ｚｎ、（
Ｚｎ　：　Ｃｄ　）Ｓ　：　Ａｇ、　ＺｎＳ　：　Ｃｕ
　、Ａｌ、　ＺｎＳ：　Ａｇ、　Ｙ２Ｏ，Ｓ　：　Ｅｕ
、　ＺｎＳ　：　Ｚｎなど従来知られたものを用いるこ
七ができる。

本発明においては、所望により前記エチレン性不飽和化
合物を光重合させるだめの光重合開始剤を配合すること
もできる。光重合開始剤を配合することにより、スクリ
ーン印刷法の代わりに、ホトリソグラフィによってパタ
ーニングを行うこともできる。このような光重合開始剤
としては、一般に知られているものを用いることができ
る。たとえばエチルアントラキノン、ベンズアントラキ
ノン、ジアミノアントラキノン等のアントラキノン類、
ベンゾフェノン、４゜４′−ビス（ジメチルアミノ）ベ
ンゾフェノン等のベンゾフェノン類、インブチルベンゾ
インエーテル、イソプロピルベンゾインエーテル、ベン
ゾインエチルエーテル、ベンゾインメチルエーテル等の
ベンゾインエーテル類、２．４−ジエチルチオキサント
ン、２−クロロチオキサントン、２，４−ジメチルチオ
キサントン、イングロビルチオキサントン、２−メチル
チオキサントン等のチオキサントン類、２，２−ジメチ
トキシー２−フェニルアセトフェノン、１−ヒドロキシ
シクロへキシルフェニルケトン、１，１−ジクａロアセ
トフェノン、２−メチル−１−［４−（メチルチオ）フ
ェニルツー２−モルフォリノ−１−プロパノン等のアセ
トフェノン類がアル。

これらは単独で、あるいは２種以上を組み合わせて用い
てもよい。

本発明における各成分の配合割合は、有機高分子結合体
１００重量部に対し、エチレン性不飽和化合物が３０〜
２００重呈部の範囲が好ましく、光重合開始剤を配合す
る場合はｏ、ｏｉ〜２５重Ｈ部の範囲が好ましい。エチ
レン性不飽和化合物の配合割合が３０重Ｖ１１部に満た
ない場合は本発明の効果が得られず、２００重量部を超
えると、スティッキングが起こりやすくなるので好１し
くない。

本発明においては螢光体ペースト組成物の粘度を調節し
、スクリーン印刷法に適した粘度を得るために有機溶媒
を配合させる。本発明の螢光体ペースト組成物ばｌＯＯ
〜３０００ｒ）の範囲の粘度で用いられることが好まし
く、特に好捷しくｕｓｏｏ〜２０００ｐの範囲である。

このときの有機溶媒の配合割合としてＶま、有機高分子
結合体とエチレン性不飽和化合物の総量１００重量部に
対し、１００〜２０００重量部の範囲である。

まだ螢光体粉の配合割合は螢光体粉の種類によって異な
るが、おおよその目安として有機高分子結合体とエチレ
ン性不飽和化合物の総量１００重量部に対し、８０〜７
００重量部であることが好ましい。螢光体粉の配合割合
がこの範囲より少ないと焼成した後に十分な強度を保て
なかったり、螢光体密度が低下し、十分な発光輝度が得
られない。配合割合がこの範囲より多いと前記樹脂分に
よる螢光体粉の保持が困難となり、印刷あるいはホトリ
ソグラフィによって形成したパターンが焼成前にくずれ
たりする。

また本発明の螢光体ペースト組成物には必要に応じてヒ
ドロキノン、ｔ−ブチルヒドロキノン、ベンゾキノン、
カテコール等の熱重合禁止剤、染料、顔料、消泡剤など
の添加剤を加えることもできる。

次に本発明の螢光体ペースト組成物を用いて螢光体粉を
形成させる方法を示す。

基板の表面に適当な粘度に調整された本発明の螢光体ペ
ースト組成物をスクリーン印刷法を用いて乾燥後の膜厚
が工０〜３０μｍになるように所望のパターンに印刷し
、７５〜８０℃で１５〜２０分間乾燥する。

次いで焼成炉中で徐々に温度を上げながら焼成する。エ
チレン性不飽和化合物は加熱中に熱重合して収縮したの
ち、有機高分子結合体とともに熱分解除去される。この
ときの焼成温度は使用した螢光体粉の種類によって異な
るが、おおよその目安としては、最高温度が５００〜６
００℃程度である。焼成後の螢光体粉の膜厚は約８〜３
０μｍである。

またホトリソグラフィによってパターンを形成する場合
は、光重合開始剤を含有する螢光体ペースト組成物をス
クリーン印刷法により基板上に全面に塗布し、乾燥した
のち、所望のパターンを備えたマスクを介して活性光線
を照射する。このときの露光量は、たとえば超高圧水銀
灯を用いた場合、２０〜６００　ｒｒｂＪ／ｌ：ａの範
囲である。

次に水または有機溶媒を用いて未露光部を現像除去する
が、スプレー現像の場合、現像時間は室温で４０〜９０
秒間である。現像処理後すみやかにドライヤー等で乾燥
し、次いで焼成することによシバターニングされた螢光
体粉を形成させる。

〔実施例〕

以下に本発明の実施例を示し、さらに詳しく説明する。

実施例１ テトラエチレングリコールジアクリレート１０重量部、
メチルメタクリレートとβ−ヒドロキシエチルアクリレ
ートとの共重合体（重量比９０：１０、平均分子量５万
）３０重量部、ジエチレンクリコールモノエチルエーテ
ルアセ７−）９０重計部、消泡剤０．１重量部、螢光体
粉（ＺｎＯ：Ｚｎ　）　２７１．２重量部を三本ロール
ミルで混練して螢光体ペースト組成物を調製した。この
ときの粘度はＢ型回転粘度計で測定したところ、２５℃
で１５００９であった。

次にこの螢光体ペースト組成物を螢光表示管用のガラス
基板上に、所定のパターンを形成したスクリーンを介し
て乾燥後の膜厚が３０μｍとなるように印刷し、８０℃
で２０分間乾燥したのち、５００℃で１０分間焼成し、
所望のパターンが形成された螢光体粉を得た。そしてこ
の基板を用いて螢光表示管を作成し、光束を測定したと
ころ９１ｍ　（ルーメン）であり、従来の螢光体ペース
ト組成物を用いて作成した螢光表示管に比べて約５０係
向上した。

実施例２ トリメチロールプロパントリアクリレート１５重量部と
ヒドロキシグロピルセルロース（平均分子量約１０万）
３０重量部、ジエチレングリコールモノエチルエーテル
９０重量部、消泡剤０．１重量部、螢光体粉（（Ｚｎ　
：ｃａ　）ｓ　：Ａｇ　）２７１．２重量部を三本ロー
ルミルで混練して螢光体ペースト組成物を調製した。こ
のときの粘度はＢ型回転粘度計で測定したところ、２５
℃で１５５０９であった。

次に実施例１と同様にして膜厚ｌＯμｍの螢光体粉を形
成し、螢光表示管を作成したところ、変色することなく
良好に発光した。

実施例３ ペンタエリスリトールトリアクリレート　３０ｉｔｓ、
ヒドロキシプロピルセルロース（平均分子量６万）３０
重量部、２−メチル−〔４−（メチルチオ）フェニル〕
−２−モルフォリノ＝１−プロパノン２重量部、２，４
−ジエチルチオキサントン０．６重量部、メチルヒドロ
キノン０６１５重量部、消泡剤０．１重量部、オイルブ
ルー≠６０３（オリエント化学社製）０．０５重量部、
Ｎ、Ｎ−ジエチルアニリン０．０３重量部、ジエチレン
グリコールモノエチルエーテル１００！（ｆｆ１部、螢
光体粉（ＺｎＯ：Ｚｎ）１６０重量部を三本ロールミル
で混練して螢光体ペースト組成物を調製した。このとき
の粘度はＢ型回転粘度計で測定したところ、２５℃で８
５０ｐであった。

次にこの螢光体ペースト組成物を螢光表示管用のガラス
基板上に１５０メツシユのスクリーンを介して全面に塗
布し、１０分間放置後、８０℃で２０分間乾燥し、室温
になるまで放置した。

次いで所定のパターンを備えたマスクを介して、３ＫＷ
超高圧水銀灯で２００　ｍＪ／ｃｎｉの紫外線を選択的
に照射し、水で１分間スプレー現像した。

これを５００℃で１０分間焼成し、１００μｍ角のドツ
トパターンを有する膜厚ｌＯμｍの螢光体粉を形成し、
螢光表示管を作成したところ、実施例１と同様の結果が
得られた。

比較例１ 実施例１において、テトラエチレングリコールジアクリ
レートを除いた以外は、全く同じ組成による螢光体ペー
ストを調製し、以下実施例１と全く同様の方法で螢光表
示管を作成し、光束を測定したところ６　Ａｍであった
。

比較例２ エチルセルロース（バーキュレス社製Ｎ−５０）２部重
ｆｉ部、エチレングリコールモツプチルアセテート５０
０１遣部、螢光体粉（ＺｎＯ：　Ｚｎ　）７８０重量部
を三本ロールミルで混練して螢光体ペースト組成物を調
製した。

次にこの螢光体ペースト組成物を螢光表示管用のガラス
基板上に所定のパターンを形成したスクリーンを介して
乾燥後の膜厚が３０μｍとなるように印刷し、９０℃で
２０分間乾燥したのち、５４０℃で１０分間焼成し、所
望のパターンが形成された螢光体粉を得だ。そしてこの
基板を用いて螢光表示管を作成し、光束を測定したとこ
ろ６１ｍであった。

比較例３ エチルセルロース（バーキュレス社製Ｎ−５０）２５重
量部、エチレングリコールモノブチルエーテルアセテー
ト５００重量部、螢光体粉（（Ｚｎ：Ｃｄ）Ｓ：Ａｇ）
７８０重量部を用いて螢光体ペースト組成物を調製し、
比較例２と同様にしてガラス基板上に膜厚１０μｍの螢
光体粉を形成し、螢光表示管を作成したところ、所望の
赤色の発光色が得られなかった。

〔発明の効果〕

本発明によれば発光特性に優れた螢光体粉を形成するこ
とができるだけでなく、薄膜としても変色することなく
良好な発光をするので消費電力を節約することができる
。

特許出願人　　東京応化工業株式会社

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）少なくともエチレン性不飽和化合物、有機高分子
   結合体および有機溶媒より成るビヒクルと、螢光体粉を
   混練して成ることを特徴とする螢光体ペースト組成物。
2. （２）請求項（１）のエチレン性不飽和化合物はアクリ
   ロイル基またはメタクリロイル基を少なくとも２個有し
   、加熱による重合が可能であるものである螢光体ペース
   ト組成物。