JPH09147750A

JPH09147750A - プラズマディスプレイパネル用電極およびプラズマディスプレイパネル

Info

Publication number: JPH09147750A
Application number: JP30011695A
Authority: JP
Inventors: Yuichiro Iguchi; 雄一朗井口; Yoshiki Masaki; 孝樹正木; Akiko Yoshimura; 亜紀子芳村
Original assignee: Toray Industries Inc
Current assignee: Toray Industries Inc
Priority date: 1995-11-17
Filing date: 1995-11-17
Publication date: 1997-06-06
Anticipated expiration: 2015-11-17
Also published as: JP3674116B2

Abstract

(57)【要約】【課題】高精細で大型に対応可能な電極を有するプラズ
マディスプレイパネルを提供する。【解決手段】ガラス基板上に、９０〜９９重量％の導電
性金属と１〜１０重量％のガラスを必須成分として形成
したことを特徴とするプラズマディスプレイパネル用電
極によって、達成される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は高精細で低抵抗の電
極を有するプラズマ・ディスプレイ・パネル（ＰＤＰ）
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】プラズマディスプレイパネル（ＰＤＰ）
は、液晶パネルに比べて高速の表示が可能であり且つ大
型化が容易であることから、ＯＡ機器および情報表示装
置などの分野に浸透している。また、高品位テレビジョ
ンの分野などでの進展が非常に期待されている。

【０００３】このような用途の拡大にともなって、ＰＤ
Ｐは微細で多数の表示セルを有するカラーＰＤＰが注目
されている。ＰＤＰは、前面ガラス基板と背面ガラス基
板との間に備えられた放電空間内で対抗する電極間にプ
ラズマ放電を生じさせ、上記放電空間内に封入されてい
るガスから発光させることにより表示を行うものであ
る。

【０００４】この場合、ガラス基板上の電極は、複数本
の線状電極を平行に配置されており、互いの電極が僅小
な間隙を介して対抗し且つ互いの線状電極が交差する方
向を向くように重ね合わせて構成される。

【０００５】上記の電極は、通常スクリーン印刷法で、
ガラス基板上に銀ペーストなどを印刷した後焼成して形
成される。

【０００６】しかしながら、スクリーン印刷法ではマス
クパターン精度、スクイーズ硬さ、印刷速度、分散性な
どの最適化を図っても電極パターンの幅を１００μｍ以
下に細くすることが困難で、ファインパターン化には限
界があった。

【０００７】また、スクリーン印刷による方法では、印
刷マスクの精度は、マスク製版の精度に依存するので印
刷マスクが大きくなるとマスクパターンの寸法誤差が大
きくなってしまう。このため２０インチ以上の大面積の
ＰＤＰの場合に、高精細のＰＤＰ作製がますます技術的
に困難となっている。

【０００８】これらスクリーン印刷の欠点を改良する方
法として、特開平１−２０６５３８号公報、特開平１−
２９６５３４号公報および特開昭６３−２０５２５５号
公報に記載されているように絶縁ペーストを焼成後、導
電ペーストを印刷し、焼成して電極形状の改良を図った
もの、アノードの電極形成にフォトリソグラフィ技術を
用いたものおよびフォトレジストを用いてフォトリソグ
ラフィ技術による導電ペーストが提案されているが、微
細パターン形成に加えてガラス基板との接着性が良く、
低抵抗で大型化に適した電極を得る技術としては、十分
ではなかった。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、微細
パターン形成が可能で、ガラス基板との接着強度が高
く、低抵抗で大型化に適したプラズマディスプレイパネ
ル用電極を提供し、ひいては高精細で大型対応可能なプ
ラズマディスプレイパネルを提供することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】かかる本発明の目的は、
ガラス基板上に、９０〜９９重量％の導電性金属と１〜
１０重量％のガラスを必須成分として形成したことを特
徴とするプラズマディスプレイパネル用電極および該電
極を有するプラズマディスプレイパネルによって、達成
される。

【００１１】

【発明の実施の形態】本発明において使用される導電性
金属とは、特に限定されるものではないが、例えばＡ
ｇ、Ａｕ、Ｐｄ、Ｃｕ、Ｎｉ、ＡｌおよびＰｔの少なく
とも１種を含むもので、単独、合金または混合粉末とし
て用いる事ができる。混合粉末の例を挙げると、Ａｇ
（８０〜９８）−Ｐｄ（２０〜２）、Ａｇ（９０〜９
８）−Ｐｄ（１０〜２）−Ｐｔ（２〜１０）、Ａｇ（８
５〜９８）−Ｐｔ（１５〜２）（以上（）内は重量％
を表わす）などの３元系あるいは２元系の混合貴金属粉
末等が用いられる。

【００１２】また、ＰＤＰの前面基板に用いる場合、電
極を黒色化することによって、ディスプレイのコントラ
ストを向上することができる。そのための方法として、
銀−ニッケルの合金、もしくは、銀粉末とニッケル粉末
の併用による黒色化が有効である。この場合、抵抗値の
点から、銀の含有量が７０重量％以上であることが好ま
しい。

【００１３】また、本発明ではガラス基板上に６００℃
以下の温度で焼き付けできる導電性金属を用いる事が好
ましく、銀を７０〜１００重量％の範囲で含む事が好ま
しい。

【００１４】電極には、導電性金属以外に、ガラスを含
有することが必須である。ガラスは、導電性金属とガラ
ス基板との十分な接着力を確保するために用いられる。
さらに、導電粉金属粉末をガラス基板上に焼き付ける際
の焼結助剤として働き、抵抗値を下げる効果がある。

【００１５】ガラスのガラス転移温度（Ｔｇ）およびガ
ラス軟化温度（Ｔｓ）は低いほうが好ましく、それぞれ
３００〜５００℃、３５０〜４５０℃であるのが良い。
より好ましくはＴｇが３５０〜４５０℃であるのが良
い。Ｔｇが低すぎると後述するバインダーなどの有機成
分が蒸発する前に焼結が始まるので好ましくない。Ｔｇ
が５００℃を越えた場合は、６００℃以下の焼き付け温
度で行ったときにガラス基板との接着性が劣る傾向とな
るので好ましくない。

【００１６】ガラスは、通常導電粉金属粉末と混合でき
るようにガラス粉末（以下ガラスフリット）を原料とし
て用いる。ガラスフリットとしては、Ｂｉ₂Ｏ₃を１０
〜８０重量％の範囲で含有することが好ましい。１０重
量％未満の場合は、導電ペーストをガラス基板上に焼き
付けする時に、ガラス転移点や軟化点を制御するのに十
分でなく、基板に対する接着強度を高めるのに効果が少
ない。また、８０重量％より多くなるとガラスフリット
の軟化点が低くなり過ぎてペースト中のバインダーが蒸
発する前にガラスフリットが溶融すし、このためペース
トの脱バインダ性が悪くなり、導体膜の焼結性が低下
し、また基板との接着強度が低下しやすい。

【００１７】さらに、本発明では酸化物換算表記で、Ｂｉ₂Ｏ₃ ３０〜７０重量％ＳｉＯ₂ ３〜３０重量％Ｂ₂Ｏ₃ ２〜２５重量％ＺｎＯ２〜２０重量％の組成範囲からなるガラス成分を用いることによって、
電極を５００〜６００℃でガラス基板上に強固に焼き付
けできるので好ましい。

【００１８】ＳｉＯ₂は３〜３０重量％の範囲で配合す
ることが好ましく、３重量％未満の場合は基板上に焼き
付けたときの接着強度の低下やガラス成分の安定性が低
下しやすい。また３０重量％より多くなると耐熱温度が
増加し、６００℃以下でガラス基板上に焼き付けが難し
くなりやすい。

【００１９】Ｂ₂Ｏ₃は２〜２５重量％の範囲で配合す
ることが好ましい。Ｂ₂Ｏ₃は電極の電気絶縁性、強
度、熱膨張係数などの電気、機械および熱的特性を損な
うことのないように焼付け温度を５００〜６００℃の範
囲に制御するために配合される。２重量％未満では密着
強度が低下し、また２５重量％を越えるとガラス成分の
安定性が低下しやすい。

【００２０】ＺｎＯは２〜２０重量％の範囲で配合する
ことが好ましい。２重量％未満では電極をガラス基板上
に焼付けする時に、焼付け温度を制御するのに効果が少
ない。２０重量％を越えるとガラスの耐熱温度が低くな
り過ぎてガラス基板上への焼き付けが難しくなりやす
い。

【００２１】ガラスには、プラズマの放電特性を劣化さ
せるＮａ₂Ｏ、Ｙ₂Ｏ₃、Ｋ₂０などの酸化物金属を含
まないことが好ましい。含有した場合にも３重量％以下
である。

【００２２】また、ガラス中にＡｌ₂Ｏ₃、ＢａＯ、Ｃ
ａＯ、ＴｉＯ₂、ＺｒＯ₂、Ｌｉ₂Ｏなどを含有するこ
とによって熱膨張係数、ガラス軟化点、ガラス転移点、
絶縁抵抗を制御できるが、その量は１５重量％未満であ
ることが好ましい。

【００２３】電極中のガラス成分含有量としては、１〜
１０重量％であることが好ましい。より好ましくは１〜
５重量％である。ＰＤＰの電極の低抵抗化を図るにはガ
ラス成分の量が低いほうが好ましい。

【００２４】ガラスは電気絶縁性であるので、含有量が
５重量％を越えると電極の抵抗が増大するので好ましく
ない。１重量％以下では、電極膜とガラス基板との強固
な接着強度が得られにくい。

【００２５】また、近年、ＰＤＰの精細性向上のために
は、電極を高精細に形成するために、感光性有機成分と
導電性金属成分からなる感光性ペーストが用いた検討が
活発に行われている。

【００２６】本発明の電極も、上記の組成を有する導電
性金属の粉末と上記組成のガラス成分のガラスフリット
から成る感光性導電ペーストを作製し、ガラス基板上に
塗布した後、マスク露光、現像、焼成という一般的なフ
ォトリソグラフィーの工程を用いて、形成することがで
きる。

【００２７】この場合、ＰｂＯ、ＣａＯ、ＢａＯ、Ｆｅ
₂Ｏ₃、Ｋ₂Ｏ、Ｎａ₂Ｏなどの金属酸化物の含有量の
総和を、導電性金属とガラス成分の総和に対して、３重
量％以下にすることによって、水系現像液で現像が可能
になる。

【００２８】これら成分の含有量が３重量％以上になる
と、感光性有機成分中にカルボキシル基等の酸性基が存
在した場合、これらの成分と酸性基がイオン架橋反応を
生じ、ペーストが短時間でゲル化するため、生産性が低
下する。

【００２９】高精細化が可能な感光性ペーストを用い
て、電極を形成するためには、これらの金属酸化物の含
有量は１重量％以下にすることが好ましい。

【００３０】本発明において上記の導電性金属とガラス
に加えて、焼結助剤として金属および／または金属酸化
物を添加すると、焼結時に導電性粉末の異常粒子成長を
回避できる、あるいは焼結を遅らせるなどの効果がある
ので好ましい。この結果、導体膜とガラス基板との接着
強度を上げることができる。

【００３１】そのような焼結助剤としては、Ｃｕ、Ｃ
ｒ、Ｍｏ、ＡｌあるいはＮｉなどの金属および／または
金属酸化物が使用できる。これらのうちで金属酸化物は
電気的に絶縁物として作用するので添加物の量は少ない
方がよく、導電性金属およびガラス成分の総和に対し
て、３重量％以下である。３重量％を越えると電極の電
気抵抗が増加するので好ましくない。また、金属酸化物
と金属を併用することも好ましく行われる。

【００３２】本発明の導電性金属とガラスを用いて電極
を形成した場合、高精細のパターンが可能になる。すな
わち、焼成後の導体膜の厚みが３〜３０μｍにおいて導
体の線幅が５〜１００μｍ、導体間の線間隔１０〜５０
０μｍが得られる。

【００３３】本発明のＰＤＰに用いるガラス基板は、公
知のものであれば特に限定はないが、通常のソーダガラ
ス、ホウ珪酸ガラス系の低アルカリガラスや無アルカリ
ガラス、高歪み点フロートガラス（商品名、旭硝子社製
ＰＤ−２００）等を用いることができる。

【００３４】また、電極は、通常ガラス基板上に導電性
金属とガラスを含む組成物を焼き付けることによって形
成されるが、焼き付けは５００〜６００℃、より好まし
くは、５２０〜５８０℃で１５分〜１時間焼成し、ガラ
ス基板上に焼き付けることが好ましい。５００℃未満で
は焼成を十分に行うことが困難になり、６００℃を越え
るとガラス基板が劣化したり、熱変形を起こしたりしや
すい。

【００３５】前述の方法で電極導体膜を形成したガラス
基板を用いて、例えば次のような手順でプラズマディス
プレイパネルが作成できる。

【００３６】次の手順でプラズマディスプレイの前面基
板が作成できる。（１）基板上に誘電体ガラスペーストをスクリーン印刷
法等によって塗布した後、焼成して誘電体層を設ける。（２）誘電体層表面に電子ビーム蒸着法等により、酸化
マグネシウム層を形成する。

【００３７】また、次の手順でプラズマディスプレイの
背面基板が作成できる。

【００３８】（１）基板上に感光性ガラスペーストをド
クターブレード法等によって塗布した後、乾燥−露光−
現像−焼成の各工程によって隔壁を形成する。（２）隔壁内にスクリーン印刷法で蛍光体層を形成す
る。蛍光体層の形成には、インクジェット法やサンドブ
ラスト法等も用いることができる。

【００３９】前面基板と背面基板を組み合わせ、内部に
希ガスを封入することにより、プラズマディスプレイパ
ネルが作成できる。

【００４０】また、本発明の電極は、放電機構を有する
表示装置全般に用いることができ、交流型プラズマディ
スプレイ、直流型プラズマディスプレイ、およびプラズ
マ放電と液晶表示を組み合わせたプラズマアドレス液晶
ディスプレイの放電部分の電極形成等に用いることがで
きる。

【００４１】

【実施例】以下の実施例で、本発明を具体的に説明す
る。実施例において、以下に示すＡ〜Ｋの材料およびａ
〜ｅの手順で電極を形成、評価した。

【００４２】下記の実施例において濃度はとくに断らな
い限りすべて重量％で表わす。

【００４３】Ａ．導電性粉末としては、以下の粉末を用
いた。

【００４４】Ａｇ粉末；単分散粒状、平均粒子径３．
７μｍ、比表面積０．４８ｍ²／ｇ９５％Ａｇ−５％Ｐｄ粉末；単分散粒状、平均粒子径
３．３μｍ、比表面積０．８２ｍ²／ｇ９５％Ａｇ−５％Ｎｉ粉末；単分散粒状、平均粒子径
３．８μｍ、比表面積０．８０ｍ²／ｇ粒度分布は、レーザ式粒度分布測定装置（ＨＯＲＩＢＡ
ＬＡ−７００）で測定した。

【００４５】Ｂ．側鎖にカルボキシル基とエチレン不飽
和基を有するアクリル系共重合体（以下、ポリマーと略
す）４０％のメタアクリル酸（ＭＡＡ）、３０％のメチルメ
タアクリレート（ＭＭＡ）および３０％のスチレン（Ｓ
ｔ）からなる共重合体にＭＡＡに対して０．４当量のグ
リシジルメタアクリレート（ＧＭＡ）を付加反応させた
ポリマー。

【００４６】Ｃ．感光性モノマー（以下モノマーと略
す）トリメチロールプロパントリアクリレートＤ．ガラスフリットガラスフリットしては、以下の５種類のものを用いた。

【００４７】ガラスフリットＩ；（成分重量％）酸化ビ
スマス（４５．１）、二酸化ケイ素（２７．５）、酸化
ホウ素（１２．５）、酸化亜鉛（２．６）、酸化ナトリ
ウム（４．７）、酸化アルミニウム（２．８）、酸化ジ
ルコニウム（４．８）ガラスフリットII；（成分重量％）酸化ビスマス（５
０）、二酸化ケイ素（７）、酸化ホウ素（１５）、
酸化亜鉛（１４）、酸化バリウム（１４）ガラスフリットIII ；（成分重量％）酸化ビスマス（６
６．９）、二酸化ケイ素（１０）、酸化ホウ素（１１．
８）、酸化亜鉛（２．６）、酸化アルミニウム（２．
８）、酸化ジルコニウム（４．８）Ｆ．溶媒 γ−ブチロラクトンＧ．光重合開始剤２−メチル−１［４−（メチルチオ）フェニル］−２−
モルホリノプロパノン−１と２，４−ジエチルチオキサ
ントンをポリマーとモノマーとの総和に対して２０％添
加した。

【００４８】Ｈ．可塑剤ジブチルフタレート（ＤＢＰ）をポリマーの１０％添加
した。

【００４９】Ｉ．増感剤２，４−ジエチルチオキサントンをポリマーとモノマー
との総和に対して５％添加した。

【００５０】Ｊ．増感助剤ｐ−ジメチルアミノ安息香酸エチルエステル（ＥＰＡ）
をポリマーとモノマーとの総和に対して２％添加した。

【００５１】Ｋ．増粘剤酢酸２−（２−ブトキシエトキシ）エチルに溶解させた
ＳｉＯ₂濃度１５％をポリマーに対して４％添加した。

【００５２】ａ．感光性導電ペーストの製造溶媒およびポリマーを混合し、攪拌しながら８０℃まで
加熱し、すべてのポリマーを均質に溶解させた。ついで
溶液を室温まで冷却し、光重合開始剤を加えて溶解させ
た。その後溶液を４００メッシュのフィルターを通し、
濾過した。その後、導電性粉末、モノマー、可塑剤、増
感剤、増感助剤、増粘剤、ガラスフリットおよび溶媒を
所定の組成となるように添加し、３本ローラで混合・分
散してペーストを作製した。

【００５３】ｂ．印刷上記のペーストを３２５メッシュのスクリーンを用いて
ガラス基板（４３０ｍｍ角で、厚み３ｍｍ）上に４００
ｍｍ角の大きさにベタに印刷し、８０℃で４０分間保持
して乾燥した。乾燥後の塗布膜の厚みは、１２〜１５μ
ｍであった。

【００５４】ｃ．露光、現像上記で作製した塗布膜を４０〜７０μｍのファインパタ
ーンを有するプラズマディスプレイパネル用電極を形成
したクロムマスクを用いて、上面から５００ｍＷ／ｃｍ
²の出力の超高圧水銀灯で紫外線露光した。次に２５℃
に保持したモノエタノールアミンの０．５重量％の水溶
液に浸漬して現像し、その後スプレーを用いて未露光部
を水洗浄した。

【００５５】ｄ．焼成ガラス基板上に印刷した塗布膜を空気中、５８０℃で１
５分間焼成を行い、電極導体膜を作製し、電極とした。

【００５６】ｅ．評価焼成後の電極について、パターン形状、比抵抗、接着強
度を測定した。パターン形状は走査電子顕微鏡（ＳＥ
Ｍ）にて断面を観察して求めた。接着強度は粘着テープ
を電極面に張り付け、その剥離度合いで評価した。比抵
抗は、１０μｍ厚みの電極を形成後、シート抵抗を測定
し、膜厚から計算で求めた。評価結果を表１に示す。

【００５７】実施例１上の手順に従って、導電性粉末として、ガラスフリッ
トしてＩを用いて、プラズマディスプレイ用電極を形成
した。得られた電極の特性を表１に示した。

【００５８】実施例２〜６実施例１と同様にして、電極を形成し、評価を行った結
果を表１に示した。

【００５９】

【表１】

【００６０】

【発明の効果】ガラス基板との接着強度が強く、抵抗値
が低い電極を有するプラズマディスプレイパネルを形成
することができた。

【００６１】また、該電極組成は、原料を感光性ペース
ト化することによって、高精度のパターン形成が実現で
き、高精細プラズマディスプレイに対して有用である。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ガラス基板上に、９０〜９９重量％の導
電性金属と１〜１０重量％のガラスを必須成分として形
成したことを特徴とするプラズマディスプレイパネル用
電極。
【請求項２】導電性金属が７０〜１００重量％の銀を
含むことを特徴とする請求項１記載のプラズマディスプ
レイパネル用電極。
【請求項３】ガラスがＢｉ₂Ｏ₃を１０〜８０重量％
の範囲で含有することを特徴とする請求項１記載のプラ
ズマディスプレイパネル用電極。
【請求項４】ガラスが酸化物換算表記で、Ｂｉ₂Ｏ₃ ３０〜７０重量％ＳｉＯ₂ ３〜３０重量％Ｂ₂Ｏ₃ ２〜２５重量％ＺｎＯ２〜２０重量％の組成範囲からなることを特徴とする請求項１記載のプ
ラズマディスプレイパネル用電極。
【請求項５】ガラスがＮａ₂Ｏ、Ｋ₂Ｏ、ＰｂＯの含
有量の総和が３重量％以下の範囲であることを特徴とす
る請求項１記載のプラズマディスプレイパネル用電極。
【請求項６】電極厚みが３〜３０μｍ、最小線幅が５
〜１００μｍ、電極間の最小線間隔１０〜５００μｍの
形状を有することを特徴する請求項１記載のプラズマデ
ィスプレイパネル用電極。
【請求項７】請求項１記載の電極を有することを特徴
とするプラズマディスプレイパネル。