DE69834972T2

DE69834972T2 - Plasma Anzeigetafel und Herstellungsverfahren derselben

Info

Publication number: DE69834972T2
Application number: DE69834972T
Authority: DE
Inventors: Hiroshi Yakohama-shi Kanda; Jerome David Cary Smith; Terry R. Raleigh Suess
Original assignee: EI Du Pont de Nemours and Co
Current assignee: EIDP Inc
Priority date: 1997-03-06
Filing date: 1998-02-04
Publication date: 2007-02-15
Anticipated expiration: 2018-02-05
Also published as: US5851732A; SG75828A1; JPH10255670A; KR100392867B1; EP0863534B1; JP2004158456A; JP3779297B2; DE69834972D1; US6075319A; CN1175460C; EP0863534A3; KR19980079982A; CN1197281A; TW410361B; EP0863534A2

Description

TECHNISCHES GEBIET DER ERFINDUNG
Die Erfindung betrifft ein Plasmabildschirmgerät und ein Verfahren zu seiner Herstellung, und insbesondere ein Wechselstrom-Plasmabildschirmgerät (AC PDP) und ein Verfahren zur Herstellung des Wechselstrom-Plasmabildschirmgeräts.
TECHNISCHER HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Der Plasmabildschirm (PDP) weist typischerweise ein Paar vordere und hintere isolierende Substrate auf, die einander gegenüber angeordnet sind, um eine Vielzahl von Zellen als Anzeigeelemente zu bilden, die jeweils durch die isolierenden Substrate definiert werden, die mit einem konstanten Intervall und zwischen den isolierenden Substraten angeordneten Sperrschichten ausgestattet sind, wobei an den Innenflächen der isolierenden Substrate zwei einander kreuzende Elektroden mit einer zwischen den Elektroden angeordneten dielektrischen Schicht angebracht sind, die durch Anlegen einer Wechselspannung zwischen den Elektroden eine elektrische Entladung in einer Vielzahl von Zellen bewirken, wodurch an einer Wandfläche der Zellensperrschicht Leuchtschirme entstehen, die Licht emittieren und durch ein Licht, das von dem lichtdurchlässigen isolierenden Substrat durchgelassen wird, Bilder anzeigen. Wie insbesondere in 4 dargestellt, sind lichtdurchlässige Elektroden 1 und Adressierelektroden 2 in Form einer Matrix angeordnet, und an angesteuerten Schnittpunkten derartiger Elektroden 1 und 2 wird eine Plasmaentladung erzeugt, die den lichtemittierenden Leuchtstoff 3 erzeugt. Zellensperrschichten 4 von Matrix- oder linearer Struktur als Anzeigeelement sind zwischen dem vorderen Glassubstrat 5 und dem hinteren Glassubstrat 6 angeordnet, um eine Vielzahl von Zellen zu bilden. Buselektroden 7 werden für den Anschluss der lichtdurchlässigen Elektroden 1 für Anzeigeleitungen verwendet, die eine nach der anderen angesteuert werden, Zellen der angesteuerten Anzeigeleitung löschen und an die angesteuerten Zellen übermittelte Daten anzeigen. Es wird gezeigt, daß diese an der Oberfläche der lichtdurchlässigen Elektroden 1 am vorderen Glassubstrat 5 gebildet werden. Eine dielektrische Schicht 8 dient als Isolierschicht und wird über den lichtdurchlässigen Elektroden 1 und den Buselektroden 7 ausgebildet. Über der dielektrischen Schicht 8 wird eine MgO-Schutzschicht 9 ausgebildet.
JP 61 176 036 A offenbart einen Plasmabildschirm, der ein vorderes Substrat mit mehreren schwarzen Metallelektroden aufweist, die zu lichtdurchlässigen Elektroden parallelgeschaltet sind. Jede schwarze Metallelektrode ist vollständig durch eine schwarze Isolierschicht bedeckt. Die schwarze Metallelektrode kann man durch ein Siebdruckverfahren unter Verwendung einer Silberpaste erhalten, die RuO₂ als Zusatzstoff enthält.
Auflösung und Helligkeit der Bilder in dem Wechselstrom-Plasmabildschirmgerät (AC PDP) sind von der Elektrodenbreite, dem Rasterabstand des Verbindungsleiters und der Lichtdurchlässigkeit der dielektrischen Schicht abhängig. Für die Ausbildung der Elektroden- und Verbindungsleiterstrukturen ist es schwierig, eine feine Linien- und Raumauflösung zu erhalten, wenn diese Materialien durch herkömmliche Strukturierungsverfahren aufgebracht werden, wie z. B. durch Siebdruck, Sputtern oder chemische Ätzverfahren. Darüber hinaus ist es zur Verbesserung des Anzeigekontrasts wesentlich, die Reflexion von äußerem Licht an den auf dem vorderen Substrat angeordneten Elektroden und Leitern zu vermindern. Diese Reflexionsminderung kann am leichtesten erreicht werden, indem die Elektroden und Leiter, durch die Frontplatte des Bildschirms gesehen, geschwärzt werden. Die vorliegende Erfindung zielt auf eine derartige Ausführung ab.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Plasmabildschirmgerät, das unter Verwendung lichtempfindlicher Dickschichtleiterzusammensetzungen hergestellt wird, wobei zwischen dem Substrat und einer Leiteranordnungselektrode eine schwarze Elektrode vorhanden ist. Außerdem betrifft die Erfindung Verfahren zur Herstellung des Plasmabildschirmgeräts.
Genauer gesagt, die vorliegende Erfindung betrifft ein Wechselstrom-Plasmabildschirmgerät, das aufweist: voneinander beabstandete vordere und hintere isolierende Substrate, eine Elektrodenanordnung mit einer ersten Gruppe von Elektrodenschichtkörpern, die einem mit ionisierbarem Gas gefüllten Entladungsraum parallel gegenüberliegen, und einer zweiten Gruppe von Elektrodenschichtkörpern; wobei die erste und die zweite Elektrodenschichtkörpergruppe auf gegenüberliegenden Seiten des Entladungsraums einander zugewandt und orthogonal zueinander angeordnet sind und mit vorgegebenen Elektrodenstrukturen auf der Oberfläche der isolierenden Substrate ausgebildet sind, wobei die Elektrodenanordnung auf mindestens einem der isolierenden Substate mit einem Dielektrikum beschichtet ist, wobei der Elektrodenschichtkörper auf mindestens einem der isolierenden Substrate aufweist:
eine Leiterelektrodenanordnung, die eine Gruppe von Leiterelektroden aufweist, die auf jedem Substrat ausgebildet und mit den entsprechenden Busleitern auf dem gleichen Substrat verbunden sind; und
eine photoformbare schwarze Elektrode, die eine leitfähige Schicht aus mindestens einem der Stoffe RuO₂, einem polynären bzw. Mehrstoffoxid auf Rutheniumbasis oder Gemischen davon aufweist und zwischen dem Substrat und der Leiterelektrodenanordnung ausgebildet ist;
wobei die Leiterelektroden leitfähige Teilchen aus mindestens einem Metall, das aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus Au, Ag, Pd, Pt und Cu oder Kombinationen davon besteht, und ein anorganisches Bindemittel aufweisen.
Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zur Herstellung eines Wechselstrom-Plasmabildschirmgeräts, das die folgenden sequentiellen Schritte aufweist:

(1) Aufbringen einer lichtempfindlichen schwarzen Zusammensetzung auf ein Substrat, wobei die schwarze leitfähige Zusammensetzung eine Beimischung aus (a) leitfähigen Teilchen aus mindestens einem der Stoffe RuO₂, einem Mehrstoffoxid auf Rutheniumbasis oder Gemischen davon, (b) mindestens einem anorganischen Bindemittel, (c) einem organischen, carbonsäurehaltigen Polymerbindemittel, (d) einem Photoinitiationssystem und (e) einem photohärtbaren Monomer aufweist;
(2) bildartiges Belichten der schwarzen Zusammensetzung mit aktinischer Strahlung, um die vorgegebene Struktur zu definieren;
(3) Entwickeln der belichteten schwarzen Zusammensetzung in basischer wässriger Lösung, um die Zusammensetzung in Bereichen zu entfernen, die nicht mit aktinischer Strahlung belichtet wurden;
(4) Brennen der entwickelten schwarzen Zusammensetzung, die eine schwarze leitfähige Komponente auf dem Substrat bildet;
(5) Aufbringen einer lichtempfindlichen leitfähigen Zusammensetzung, die eine Leiterelektrode bildet und eine Beimischung aus (a) leitfähigen Teilchen aus mindestens einem Metall, das aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus Au, Ag, Pd, Pt und Cu oder Kombinationen davon besteht, (b) mindestens einem anorganischen Bindemittel, (c) einem organischen, carbonsäurehaltigen Polymerbindemittel, (d) einem Photoinitiationssystem und (e) einem photohärtbaren Monomer aufweist;
(6) bildartiges Belichten der leitfähigen Zusammensetzung mit aktinischer Strahlung, um die Elektrodenstruktur zu definieren;
(7) Entwickeln der belichteten lichtempfindlichen leitfähigen Zusammensetzung in basischer wässriger Lösung, um die Zusammensetzung in Bereichen zu entfernen, die nicht mit aktinischer Strahlung belichtet wurden; und
(8) Brennen der entwickelten leitfähigen Zusammensetzung, welche die Leiterelektroden auf der Anordnung von schwarzen Elektroden auf dem Substrat bildet.

Außerdem betrifft die Erfindung ein Verfahren zum gleichzeitigen Entwickeln der schwarzen Elektrodenzusammensetzung und der Leiterelektrodenzusammensetzung.
Gemäß einer anderen Ausführungsform bietet die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines Wechselstrom-Plasmabildschirmgeräts, das die folgenden sequentiellen Schritte aufweist:

(1) Aufbringen einer lichtempfindlichen schwarzen Zusammensetzung auf ein Substrat, wobei die schwarze leitfähige Zusammensetzung eine Beimischung aus (a) leitfähigen Teilchen aus mindestens einem der Stoffe RuO₂, einem Mehrstoffoxid auf Rutheniumbasis oder Gemischen davon, (b) mindestens einem anorganischen Bindemittel, (c) einem organischen, carbonsäurehaltigen Polymerbindemittel, (d) einem Photoinitiationssystem und (e) einem photohärtbaren Monomer aufweist;
(2) bildartiges Belichten der schwarzen Zusammensetzung mit aktinischer Strahlung, um die vorgegebene Struktur zu definieren;
(3) Aufbringen einer lichtempfindlichen leitfähigen Zusammensetzung, die eine Beimischung aus (a) leitfähigen Teilchen aus mindestens einem Metall, das aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus Au, Ag, Pd, Pt und Cu oder Kombinationen davon besteht, (b) mindestens einem anorganischen Bindemittel, (c) einem organischen, carbonsäurehaltigen Polymerbindemittel, (d) einem Photoinitiationssystem und (e) einem photohärtbaren Monomer aufweist, auf das Substrat;
(4) bildartiges Belichten der leitfähigen Zusammensetzung mit aktinischer Strahlung, um die Elektrodenstruktur zu definieren;
(5) Entwickeln der belichteten lichtempfindlichen leitfähigen Zusammensetzungen in basischer wässriger Lösung, um die schwarzen und leitfähigen Zusammensetzungen in Bereichen zu entfernen, die nicht mit aktinischer Strahlung belichtet wurden; und
(6) Brennen der entwickelten leitfähigen Zusammensetzungen.

Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zum gleichzeitigen Belichten und Entwickeln der schwarzen Elektrodenzusammensetzung und der Leiterelektrodenzusammensetzung.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform stellt die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines Wechselstrom-Plasmabildschirms bereit, das die folgenden sequentiellen Schritte aufweist:

(1) Aufbringen einer lichtempfindlichen schwarzen Zusammensetzung auf ein Substrat, wobei die schwarze leitfähige Zusammensetzung eine Beimischung aus (a) leitfähigen Teilchen aus mindestens einem der Stoffe RuO₂, einem Mehrstoffoxid auf Rutheniumbasis oder Gemischen davon, (b) mindestens einem anorganischen Bindemittel, (c) einem organischen, carbonsäurehaltigen Polymerbindemittel, (d) einem Photoinitiationssystem und (e) einem photohärtbaren Monomer aufweist;
(2) Aufbringen einer lichtempfindlichen leitfähigen Zusammensetzung, die eine Beimischung aus (a) leitfähigen Teilchen aus mindestens einem Metall, das aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus Au, Ag, Pd, Pt und Cu oder Kombinationen davon besteht, (b) mindestens einem anorganischen Bindemittel, (c) einem organischen, carbonsäurehaltigen Polymerbindemittel, (d) einem Photoinitiationssystem und (e) einem photohärtbaren Monomer aufweist, auf das Substrat;
(3) bildartiges Belichten der schwarzen und der leitfähigen Zusammensetzung mit aktinischer Strahlung, um die Elektrodenstruktur zu definieren;
(4) Entwickeln der belichteten schwarzen und leitfähigen Zusammensetzungen in basischer wässriger Lösung, um die Zusammensetzungen in Bereichen zu entfernen, die nicht mit aktinischer Strahlung belichtet wurden; und
(5) Brennen der entwickelten leitfähigen Zusammensetzungen.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 zeigt eine Darstellung eine erfindungsgemäß hergestellten Wechselstrom-Plasmabildschirmgeräts (AC PDP).
2 zeigt eine Serie von Ansichten, die eine Schrittfolge in dem Verfahren zur Herstellung der Buselektroden und Verbindungselektroden darstellen, die zwischen den Buselektroden und den lichtdurchlässigen Elektroden auf dem gleichen Glassubstrat angeordnet sind.
3 zeigt eine Serie von Ansichten, die eine weitere Schrittfolge in dem erfindungsgemäßen Verfahren darstellen.
4 zeigt eine Darstellung eines Wechselstrom-Plasmabildschirmgeräts nach dem Stand der Technik.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
1 zeigt eine Darstellung eines erfindungsgemäß hergestellten Wechselstrom-Plasmabildschirmgeräts (AC PDP). Daher beschreibt die vorliegende Erfindung, wie in 1 dargestellt, ein Wechselstrom-Plasmabildschirmgerät, das dadurch gekennzeichnet ist, daß es eine Konfiguration aufweist, bei der die Verbesserung aufweist: eine lichtdurchlässige Grundelektrode 1, die auf einem Glassubstrat ausgebildet ist, eine auf der lichtdurchlässigen Grundelektrode 1 ausgebildete schwarze Elektrode 10, wobei jede schwarze Elektrode eine lichtempfindliche Leiterzusammensetzung aufweist, die als Paste oder trockene Schicht aufgebracht werden kann, die mindestens eine unter RuO₂, polynären bzw. Vielstoff-Oxiden auf Rutheniumbasis oder deren Gemischen ausgewählte Verbindung aufweist, und eine auf der darunterliegenden schwarzen Elektrode 10 ausgebildete Deckschicht, die eine Busleiterelektrode 7 ist, wobei die Busleiterelektrode eine lichtempfindliche Leiterzusammensetzung aufweist, die leitfähige Teilchen enthält, die aus der Gruppe ausgewählt sind, die aus Au-, Ag-, Pd-, Pt- und Cu-Metallen oder deren Kombinationen besteht. Die schwarze Elektrode 10 und die Busleiterelektrode 7 werden durch bildartige Belichtung mit aktinischer Strahlung strukturiert, in einer basischen wässrigen Lösung entwickelt und bei erhöhter Temperatur gebrannt, um die organischen Bestandteile zu entfernen und die anorganischen Stoffe zu sintern. Die schwarze Elektrode 10 und die Busleiterelektrode 7 werden unter Verwendung gleicher oder sehr ähnlicher Bilder strukturiert. Das Endergebnis ist ein gebrannter Elektrodenschichtkörper, der auf der Oberfläche der lichtdurchlässigen Elektrode 1 schwarz erscheint, die Reflexion von äußerem Licht an den auf dem vorderen Glassubstrat angeordneten Elektrodenschichtkörpern vermindert und eine gute Leitfähigkeit aufweist. Der Begriff "schwarz", wie er hier gebraucht wird, bezieht sich auf Farbe, wobei die schwarze Farbe einen erheblichen visuellen Kontrast gegen einen weißen Hintergrund aufweist. Daher ist der Begriff nicht unbedingt auf schwarz begrenzt, bei dem Farbe abwesend ist. Im Gegenteil, obwohl in 1 dargestellt, ist die lichtdurchlässige Grundelektrode für die praktische Ausführung des erfindungsgemäßen Plasmabildschirms nicht notwendig.
Wenn vorhanden, werden die lichtdurchlässigen Elektroden 1 unter Verwendung von SnO₂ oder Indium-Zinnoxid (ITO) durch Ionenstrahlzerstäuben oder Galvanisieren, chemisches Aufdampfen oder elektrische Abscheidungsverfahren ausgebildet. Bei der vorliegenden Erfindung sind derartige lichtdurchlässige Elektrodenkonfigurationen und die Bildungsverfahren dem Fachmann der herkömmlichen Wechselstrom-Plasmabildschirm-Technologie bekannt.
Wie wieder aus 1 erkennbar, basieren die Wechselstrom-Plasmabildschirme auf Glassubstraten mit strukturierten und gebrannten Metallisierungen, die durch eine dielektrische Aufglasur 8 überzogen werden, die dann mit MgO 11 beschichtet wird.
Die Leiterzüge haben eine gleichmäßige Leiterbreite und sind nicht narbig oder unterbrochen, weisen eine hohe Leitfähigkeit, optische Klarheit und Lichtdurchlässigkeit zwischen den Leitern auf.
Nachstehend wird hier ein Verfahren zur Herstellung der Buselektroden und der schwarzen Elektroden über der wahlfreien lichtdurchlässigen Elektrode auf dem Glassubstrat des Plasmabildschirmgeräts diskutiert.
In 2 ist der Ausbildungsvorgang der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dargestellt, der die folgenden, nacheinander ablaufenden Schritte aufweist:

a. Aufbringen einer lichtempfindlichen Schicht 10 aus einer Dickschichtzusammensetzung über den lichtdurchlässigen Elektroden 1, die unter Verwendung von SnO₂ oder Indium-Zinnoxid (ITO) auf die gleiche Weise wie in einem herkömmlichen Verfahren ausgebildet werden. Die schwarze Elektrodenzusammensetzung weist eine Beimischung von (a) leitfähigen Teilchen aus mindestens einer, unter RuO₂, polynären bzw. Vielstoff-Oxiden auf Rutheniumbasis oder deren Gemischen ausgewählte Verbindung auf und kann außerdem weitere leitfähige Teilchen aus mindestens einem Metall enthalten, das aus der Gruppe Au, Ag, Pd, Pt und Cu oder Kombinationen davon ausgewählt ist (wenn Cu vorhanden ist, muss eine nichtreduzierende Atmosphäre verwendet werden), (b) mindestens einem anorganischen Bindemittel, (c) einem organischen, carbonsäurehaltigen Polymerbindemittel, (d) einem Photoinitiationssystem und (e) einem photohärtbaren Polymer auf (wie in 2(a) dargestellt);
b. Aufbringen einer Schicht 7 aus einer lichtempfindlichen leitfähigen Dickschichtzusammensetzung auf die erste aufgebrachte Schicht 10 aus der schwarzen Elektrodenzusammensetzung zur Bildung der Buselektroden, die eine Beimischung aus (a) leitfähigen Teilchen aus mindestens einem Metall, das aus der Gruppe Au, Ag, Pd, Pt und Cu oder Kombinationen davon ausgewählt ist, (b) mindestens einem anorganischen Bindemittel, (c) einem organischen, carbonsäurehaltigen Polymerbindemittel, (d) einem Photoinitiationssystem und (e) einem photohärtbaren Monomer aufweisen (wie in 2(b) dargestellt), wobei sich an die Schritte a) und b) ein Schritt zum Trocknen bei 75 bis 100°C in einem Ofen mit Stickstoff- oder Luftatmosphäre anschließt;
c. bildartige Belichtung der ersten schwarzen Elektrodenzusammensetzungsschicht 10 und der zweiten Buselektrodenzusammensetzungsschicht 7 mit aktinischer Strahlung (hauptsächlich wird eine UV-Quelle verwendet) durch ein Diapositiv oder Target 13, das eine Form aufweist, die einer Struktur der schwarzen und der Buselektroden entspricht, die in Korrelation mit den lichtdurchlässigen Elektroden 1 so angeordnet sind, daß sie die Elektrodenstruktur (wie in 2(c) dargestellt) definieren, während einer optimalen Belichtungszeit, die aus einer Belichtung so ermittelt wird, daß sie nach dem Entwickeln die richtige Konfiguration ergibt,
d. Entwickeln der belichteten Abschnitte 10a und 7a in der ersten schwarzen Elektrodenzusammensetzungsschicht 10 und der Buselektrodenzusammensetzungsschicht 7 in basischer wässriger Lösung, die 0,8 Gew.-% Natriumcarbonat enthält, oder anderen wässrigen alkalischen Lösungen, um die unbelichteten Abschnitte 10b und 7b der Schichten 10 und 7 zu entfernen (wie in 2(d) dargestellt), wobei die entwickelte Baugruppe wahlweise in einem Ofen unter vorgegebenen Bedingungen getrocknet wird, um die organischen Komponenten zu verflüchtigen; und
e. Brennen der belichteten Abschnitte 10a und 7a bei einer Temperatur von 500-700°C, in Abhängigkeit vom Substratmaterial, während etwa 2,5 Stunden, um das anorganische Bindemittel und die leitfähigen Komponenten zu sintern (wie in 2(e) dargestellt).

In 3 ist der Ausbildungsvorgang der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dargestellt und wird nachstehend beschrieben. Zur bequemeren Erläuterung werden für die in 3 dargestellten gleichen Komponenten wie diejenigen in 2 die gleichen Bezugszeichen verwendet. Das Verfahren der zweiten Ausführungsform weist die folgenden, nacheinander ablaufenden Schritte auf:

a'. Aufbringen einer Schicht 10 aus einer lichtempfindlichen Dickschichtzusammensetzung zur Bildung der schwarzen Elektroden über den lichtdurchlässigen Elektroden 1, die bereits unter Verwendung von SnO₂ oder Indium-Zinnoxid (ITO) auf herkömmliche Weise auf dem Glassubstrat 5 als vorderem Substrat des Plasmabildschirmgeräts ausgebildet sind. Die schwarze Elektrodenzusammensetzung weist auf: eine Beimischung aus (a) leitfähigen Teilchen aus mindestens einer, unter RuO₂, polynären bzw. Vielstoff-Oxiden auf Rutheniumbasis oder deren Gemischen ausgewählten Verbindung und kann außerdem weitere leitfähige Teilchen aus mindestens einem Metall enthalten, die unter Au, Ag, Pd, Pt und Cu oder Kombinationen davon ausgewählt sind (wenn Cu vorhanden ist, muss eine nichtreduzierende Atmosphäre verwendet werden), (b) mindestens ein anorganisches Bindemittel, (c) ein organisches, carbonsäurehaltiges Polymerbindemittel, (d) ein Photoinitiationssystem und (e) ein photohärtbares Monomer, wobei die Schicht 10 aus der Dickschichtzusammensetzung bei einer Temperatur zwischen 75 und 100°C in einem Ofen mit Stickstoff oder Luftatmosphäre getrocknet wird (wie in 3(a) und 3(b) dargestellt);
b'. bildartige Belichtung der ersten Schicht 10 aus der schwarzen Elektrodenzusammensetzung mit aktinischer Strahlung (hauptsächlich wird eine UV-Quelle verwendet) durch ein Diapositiv oder Target 13 mit einer Form, das einer Struktur der schwarzen Elektroden entspricht, die in Korrelation mit den lichtdurchlässigen Elektroden 1 angeordnet sind, um die Elektrodenstruktur zu definieren (wie in 3(c) dargestellt), während der optimalen Belichtungszeit, die so aus einer Belichtung ermittelt wird, daß sie nach dem Entwickeln die richtige Konfiguration liefert,
c'. Entwickeln der belichteten Abschnitte 10a der ersten Schicht 10 aus der schwarzen Elektrodenzusammensetzung in basischer wässriger Lösung, die 0,8 Gew.-% Natriumcarbonat enthält, oder in anderen wässrigen alkalischen Lösungen, um die unbelichteten Abschnitte 10b der Schichten 10 zu entfernen (wie in 3(d) dargestellt), wobei die entwickelte Baugruppe wahlweise unter vorgegebenen Bedingungen in einem Ofen getrocknet wird, um die organischen Komponenten zu verflüchtigen;
d'. Brennen der belichteten Abschnitte 10a bei einer Temperatur von 500-700°C, in Abhängigkeit vom Substratmaterial, während etwa 2,5 Stunden, um das anorganische Bindemittel und die leitfähigen Komponenten zu sintern (wie in 3(e) dargestellt);
e'. Aufbringen der ersten Schicht 10 aus der lichtempfindlichen Dickschichtzusammensetzung über den schwarzen Elektroden 10a, die dem gebrannten und strukturierten Abschnitt 10a der ersten Schicht 10 aus der lichtempfindlichen Dickschichtzusammensetzung entsprechen, um die Buselektroden auszubilden, die eine Beimischung aus (a) leitfähigen Teilchen aus mindestens einem Metall, das aus der Gruppe Au, Ag, Pd, Pt und Cu oder Kombinationen davon ausgewählt ist, (b) mindestens einem anorganischen Bindemittel, (c) einem organischen, carbonsäurehaltigen Polymerbindemittel, (d) einem Photoinitiationssystem und (e) einem photohärtbaren Monomer aufweisen (wie in 3(f) dargestellt), über den schwarzen Elektroden 10a, die dem gebrannten und strukturierten Abschnitt 10a der ersten Schicht aus der lichtempfindlichen Dickschichtzusammensetzung entsprechen, woran sich ein Schritt zum Trocknen bei einer Temperatur zwischen 75 und 100°C in einem Ofen mit Stickstoff- oder Luftatmosphäre anschließt;
f'. bildartiges Belichten der zweiten Schicht 7 aus der Buselektrodenzusammensetzung mit aktinischer Strahlung (hauptsächlich wird eine UV-Quelle verwendet) durch ein Diapositiv 13 mit einer Form, die einer Struktur der Buselektroden 7 entspricht, die in Korrelation mit den lichtdurchlässigen Elektroden 1 und den schwarzen Elektroden 10a angeordnet sind, um die Elektrodenstruktur zu definieren (wie in 3(g) dargestellt), mit der optimalen Belichtungszeit, die so aus einer Belichtung ermittelt wird, daß sie nach dem Entwickeln die richtige Konfiguration ergibt.
g'. Entwickeln der belichteten Abschnitte 7a in der zweiten Schicht 7 mit der Buselektrodenzusammensetzung in basischer wässriger Lösung, die 0,8 Gew.-% Natriumcarbonat enthält, oder anderen wässrigen alkalischen Lösungen, um die unbelichteten Abschnitte 7b der Schicht 7 zu entfernen (wie in 3(h) dargestellt), wobei die entwickelte Baugruppe wahlweise in einem Ofen unter vorgegebenen Bedingungen getrocknet wird, um die organischen Komponenten zu verflüchtigen; und
h'. Brennen der belichteten Abschnitte 7a bei einer Temperatur von 500-700°C, in Abhängigkeit vom Substratmaterial, während etwa 2,5 Stunden, um das anorganische Bindemittel und die leitfähigen Bestandteile zu sintern (wie in 3(i) dargestellt).

Eine dritte Ausführungsform, die nicht dargestellt ist, weist die folgenden, nacheinander ablaufenden Schritte auf:

(1) Aufbringen einer lichtempfindlichen schwarzen Zusammensetzung auf ein Substrat, wobei die schwarze leitfähige Zusammensetzung eine Beimischung aus (a) leitfähigen Teilchen aus mindestens einer, unter RuO₂, polynären bzw. Vielstoff-Oxiden auf Rutheniumbasis oder deren Gemischen ausgewählten Verbindung, (b) mindestens einem anorganischen Bindemittel, (c) einem organischen, carbonsäurehaltigen Polymerbindemittel, (d) einem Photoinitiationssystem und (e) einem photohärtbaren Polymer aufweist;
(2) bildartiges Belichten der schwarzen Zusammensetzung mit aktinischer Strahlung, um die spezifizierte Struktur zu definieren;
(3) Aufbringen einer lichtempfindlichen leitfähigen Zusammensetzung, die aus einer Beimischung aus (a) leitfähigen Teilchen aus mindestens einem Metall, ausgewählt aus der Gruppe Au, Ag, Pd, Pt und Cu oder Kombinationen davon, (b) mindestens einem anorganischen Bindemittel, (c) einem organischen, carbonsäurehaltigen Polymerbindemittel, (d) einem Photoinitiationssystem und (e) einem photohärtbaren Monomer besteht, auf das Substrat;
(4) bildartiges Belichten der leitfähigen Zusammensetzung mit aktinischer Strahlung, um die Elektrodenstruktur zu definieren;
(5) Entwickeln der belichteten lichtempfindlichen leitfähigen Zusammensetzungen in basischer wässriger Lösung, um die schwarzen und leitfähigen Zusammensetzungen in Bereichen zu entfernen, die nicht mit aktinischer Strahlung belichtet wurden;
(6) Brennen der entwickelten leitfähigen Zusammensetzungen.

Wie wieder aus 4 erkennbar, wird nach der Ausbildung der lichtdurchlässigen Elektroden 1 in Verbindung mit den schwarzen Elektroden 10 und den Buselektroden 7 auf dem vorderen Glassubstrat 5 auf die oben beschriebene Weise die vordere Glaseinheit in einem Dielektrikum 8 gekapselt und mit MgO 11 beschichtet. Das vordere Glassubstrat 5 wird dann mit dem hinteren Glassubstrat 6 zusammengepasst, wobei die Zellensperrschicht 4 ausgebildet wird, um eine Vielzahl von Anzeigezellen zu definieren, die Leuchtstoff 3 enthalten, der darin durch Siebdruck aufgebracht wurde. Außerdem erfolgt die Elektrodenausbildung auf der vorderen Substrateinheit senkrecht zur Ausbildung der Adressierelektroden auf dem hinteren Glas. Der Zwischenraum zwischen dem vorderen und dem hinteren Glassubstrat 5 und 6 wird durch Einschmelzglas abgedichtet, und gleichzeitig wird ein Entladungsgasgemisch in die Entladungsräume eingeschlossen. Auf diese Weise wird das Wechselstrom-Plasmabildschirmgerät zusammengesetzt.
Nachstehend werden die Komponenten der erfindungsgemäßen photoformbaren schwarzen Elektrode diskutiert.
A. Elektrisch leitende Teilchen der schwarzen Elektrodenzusammensetzung
Die erfindungsgemäßen leitfähigen schwarzen Zusammensetzungen enthalten RuO₂ und/oder polynäre Oxide auf Rutheniumbasis als leitfähige Komponente. Die leitfähigen Teilchen können wahlweise Edelmetalle enthalten; dazu gehören: Gold, Silber, Platin, Palladium, Kupfer oder Kombinationen davon, die im Teil (B) dieses Abschnitts diskutiert werden. Polynäre Oxide auf Rutheniumbasis sind eine Art von Pyrochlor-Oxid, das eine Mehrstoffverbindung aus Ru⁺⁴, Ir⁺⁴ oder deren Gemisch (M'') ist, dargestellt durch die folgende allgemeine Formel (M_xBi_2-x)(M'_yM'_2-y)O_7-z M ist aus einer Gruppe ausgewählt, die aus Yttrium, Thallium, Indium, Cadmium, Kupfer und Seltenerdmetallen besteht,μ
M' ist aus einer Gruppe ausgewählt, die aus Platin, Titan, Chrom, Rhodium und Antimon besteht,
M'' ist Ruthenium, Iridium oder ein Gemisch daraus,
x ist gleich 0-2, aber x ≤ 1 für einwertiges Kupfer,
y ist gleich 0-0,5, aber wenn M' Rhodium oder mehr als eines der Elemente Platin, Titan, Chrom, Rhodium oder Antimon ist, dann ist y gleich 0-1, und
z ist gleich 0-1, aber wenn M zweiwertiges Blei oder Cadmium ist, dann ist es mindestens gleich etwa x/2.
Die Rutheniumpyrochloroxide sind im Detail in US-A-3 583 931 zu finden.
Polynäre Rutheniumoxide sind vorzugsweise Bismuthruthenat Bi₂Ru₂O₇, Bleiruthenat Pb₂Ru₂O₆, Pb_1,5Bi_0,5, Ru₂O_6,5 und GdBiRu₂O₆. Diese Materialien sind leicht in reiner Form erhältlich, sie werden durch Glasbindemittel nicht beeinträchtigt, sind auch dann beständig, wenn sie in Luft auf etwa 1000°C erhitzt werden und sind sogar in reduzierenden Atmosphären relativ beständig.
Die Rutheniumoxide und/oder Rutheniumpyrochloroxide werden in Anteilen von 4-50 Gew.-%, vorzugsweise von 6-30 Gew.-%, stärker bevorzugt von 5-15 Gew.-% und am stärksten bevorzugt von 9-12 Gew.-% eingesetzt, bezogen auf das Gewicht der gesamten Zusammensetzung einschließlich des organischen Mediums.
B. Elektrisch leitende Metallteilchen der schwarzen Elektrodenzusammensetzung
Die elektrisch leitenden Metalle können der schwarzen Zusammensetzung wahlweise zugesetzt werden. Metallpulver von praktisch beliebiger Form, einschließlich kugelförmiger Teilchen und Flocken (Stäbe, Kegel, Plättchen) können bei der praktischen Ausführung der Erfindung verwendet werden. Die bevorzugten Metallpulver sind Gold, Silber, Palladium, Platin, Kupfer oder Kombinationen davon. Vorzugsweise sind die Teilchen kugelförmig. Es hat sich gezeigt, daß die erfindungsgemäße Dispersion keinen erheblichen Anteil an Feststoffen mit einer Teilchengröße von weniger als 0,2 μm enthalten darf. Wenn Teilchen von dieser kleinen Größe vorhanden sind, ist es schwierig, auf geeignete Weise ein vollständiges Ausbrennen des organischen Mediums zu erreichen, wenn die Filme oder Schichten daraus gebrannt werden, um das organische Medium zu entfernen und das Sintern des anorganischen Bindemittels und der Metallfeststoffe zu bewirken. Wenn die Dispersionen zur Herstellung von Dickschichtpasten verwendet werden, die gewöhnlich durch Siebdruck aufgebracht werden, darf die größte Teilchengröße die Dicke des Siebs nicht übersteigen. Vorzugsweise liegen mindestens 80 Gew.-% der leitfähigen Feststoffe im Bereich von 0,5-10 μm.
Außerdem wird bevorzugt, daß das Verhältnis Oberflächengröße/Gewicht der leitfähigen Teilchen 20 m²/g, vorzugsweise 10 m²/g nicht übersteigt. Wenn Metallteilchen mit einem Verhältnis Oberflächengröße/Gewicht von mehr als 20 m²/g verwendet werden, werden die Sintereigenschaften der begleitenden anorganischen Bindemittel beeinträchtigt. Es ist schwierig, ein ausreichendes Ausbrennen zu erreichen, und es können Blasen auftreten.
Oft wird Kupferoxid zugesetzt, um das Haftvermögen zu verbessern. Das Kupferoxid sollte in Form von feinverteilten Teilchen anwesend sein, deren Größe vorzugsweise im Bereich von etwa 0,5 bis 5 μm liegt. Wenn das Kupferoxid als Cu₂O anwesend ist, macht es etwa 0,1 bis etwa 3 Gew.-% der Gesamtzusammensetzung aus, vorzugsweise etwa 0,1 bis 1,0 Gew.-%. Ein Teil oder das gesamte Cu₂O können durch Moläquivalente CuO ersetzt werden.
C. Anorganische Bindemittel
Die bei der vorliegenden Erfindung eingesetzten anorganischen Bindemittel, die auch als Gläser oder Fritten bezeichnet werden können, tragen zum Sintern der leitfähigen Komponententeilchen bei und können irgendeine dem Fachmann bekannte Zusammensetzung aufweisen, vorausgesetzt, daß sie einen Erweichungspunkt unterhalb des Schmelzpunkts der leitfähigen Komponenten aufweisen. Der Erweichungspunkt des anorganischen Bindemittels hat einen beträchtlichen Einfluss auf die Sintertemperatur. Damit die erfindungsgemäße leitfähige Zusammensetzung auf einer darunterliegenden Schicht ausreichend gesintert wird, beträgt der Glaserweichungspunkt etwa 325-700°C, vorzugsweise etwa 350-650°C und stärker bevorzugt etwa 375-600°C.
Wenn das Schmelzen unterhalb 325°C stattfindet, wird wahrscheinlich organisches Material eingekapselt, und in der Zusammensetzung tritt eine Neigung zur Blasenbildung auf, da die organischen Materialien sich zersetzen. Andererseits führt ein Erweichungspunkt oberhalb 700°C gewöhnlich zur Erzeugung einer Zusammensetzung mit schlechtem Haftvermögen.
Die besonders bevorzugt verwendeten Glasfritten sind Borsilicatfritten, wie z. B. Blei-Borsilicatfritte, Bismuth-, Cadmium-, Barium-, Calcium- oder andere Erdalkali-Borsilicatfritten. Die Herstellung derartiger Glasfritten ist dem Fachmann bekannt und besteht z. B. im Zusammenschmelzen der Bestandteile des Glases in Form der Oxide der Bestandteile und im Gießen einer solchen geschmolzenen Zusammensetzung in Wasser, um die Fritten zu formen. Die Chargenbestandteile können natürlich irgendeine Verbindung sein, die unter den gewöhnlichen Frittenerzeugungsbedingungen die gewünschten Oxide liefert. Zum Beispiel erhält man Boroxid aus Borsäure, Siliciumdioxid wird aus Feuerstein erzeugt, Bariumoxid wird aus Bariumcarbonat erzeugt, usw.
Die Fritte wird durch ein feinmaschiges Sieb passiert, um große Teilchen zu entfernen, da die Feststoffzusammensetzung frei agglomerieren sollte. Das anorganische Bindemittel sollte ein Fläche/Gewicht-Verhältnis von nicht mehr als 10 m²/g aufweisen. Vorzugsweise haben mindestens 90 Gew.-% der Teilchen eine Teilchengröße von 0,4-10 μm.
Das anorganische Bindemittel macht vorzugsweise 0,01-25 Gew.-% des Gewichts der leitfähigen oder isolierenden Teilchen aus. Bei höheren Konzentrationen des anorganischen Bindemittels wird die Bindefähigkeit des Substrats vermindert.
D. Organische Polymerbindemittel
Polymerbindemittel sind wichtig für die erfindungsgemäßen Zusammensetzungen. Sie müssen die wässrige Entwickelbarkeit berücksichtigen und müssen ein hohes Auflösungsvermögen ergeben. Es wurde festgestellt, daß diese Anforderungen durch Auswahl der folgenden Bindemittel erfüllt werden können. Das heißt, diese Bindemittel sind Copolymere oder Mischpolymerisate, die aus (1) nicht sauren Comonomeren, die
C_1-10-Alkylacrylate, C_1-10-Alkylmethacrylate, Styrol, substituierte Styrole oder deren Kombinationen aufweisen, und (2) sauren Comonomeren besteht, die eine ethylenisch ungesättigte Carbonsäuren enthaltende Komponente aufweisen, die mindestens 15 Gew.-% des gesamten Polymergewichts ausmacht.
Die Gegenwart von sauren Comonomer-Komponenten in der Zusammensetzung ist für dieses Verfahren wichtig. Die saure funktionelle Gruppe erzeugt die Entwicklungsfähigkeit in wässrigen Basen, wie z. B. wässrigen Lösungen von 0,8% Natriumcarbonat. Wenn saure Comonomere in Konzentrationen von weniger als 15% vorhanden sind, wird die Zusammensetzung nicht vollständig mit einer wässrigen Base abgewaschen. Wenn saure Comonomere in Konzentrationen von mehr als 30% vorhanden sind, ist die Zusammensetzung unter Entwicklungsbedingungen weniger beständig, und in den Bildabschnitten tritt eine teilweise Entwicklung auf. Geeignete saure Comonomere sind unter anderem ethylenisch ungesättigte Monocarbonsäuren, wie z. B. Acrylsäure, Methacrylsäure oder Crotonsäure, und ethylenisch ungesättigte Dicarbonsäuren, wie z. B. Fumarsäure, Itaconsäure, Citraconsäure, Vinylsuccinsäure und Maleinsäure, sowie deren Halbester und in einigen Fällen ihre Anhydride und ihre Gemische. Da Methacrylpolymere in Atmosphären mit niedrigem Sauerstoffgehalt sauberer brennen, werden sie gegenüber Acrylpolymeren bevorzugt.
Wenn die nicht sauren Comonomere Alkylacrylate oder Alkylmethacrylate sind, wie oben erwähnt, dann bilden diese nicht sauren Comonomere vorzugsweise mindestens 50 Gew.-%, stärker bevorzugt 70-75% des Polymerbindemittels. Wenn die nicht sauren Comonomere Styrol oder substituierte Styrole sind, dann bilden diese nicht sauren Comonomere vorzugsweise 50 Gew.-% des Polymerbindemittels, und die anderen 50 Gew.-% bestehen aus einem Säureanhydrid, wie z. B. dem Halbester von Maleinsäureanhydrid. Ein günstiges substituiertes Styrol ist α-Methylstyrol.
Obwohl dies nicht zu bevorzugen ist, kann der nicht saure Anteil des Polymerbindemittels bis zu etwa 50 Gew.-% andere nicht saure Comonomere als Austauschstoffe für das Alkylacrylat, Alkylmethacrylat, Styrol oder substituierte Styrolanteile des Polymers enthalten. Beispiele sind unter anderem: Acrylnitril, Vinylacetat, Acrylamid. Da diese Stoffe jedoch schwerer vollständig ausbrennen, ist zu bevorzugen, daß weniger als etwa 25 Gew.-% derartiger Monomere im gesamten Polymerbindemittel verwendet werden.
Die Verwendung einzelner Copolymere oder Kombinationen von Copolymeren als Bindemittel wird anerkannt, solange diese jeweils den verschiedenen obigen Standards entsprechen. Außer den obigen Copolymeren ist die Zugabe kleiner Anteile anderer Polymerbindemittel möglich. Als Beispiele dafür können Polyolefine, wie z.B. Polyethylen, Polypropylen, Polybutylen, Polyisobutylen, und Ethylen-Propylen-Copolymere sowie Polyether, die niedere Alkylenoxid-Polymere sind, wie z. B. Polyethylenoxid, angeführt werden.
Die Polymere können vom Fachmann für Acrylat-Polymerisation durch üblicherweise angewandte Lösungspolymerisationsverfahren erzeugt werden.
Typischerweise werden solche sauren Acrylat-Polymere erzeugt, indem α- oder β-ethylenisch ungesättigte Säuren (saure Comonomere) mit einem oder mehreren copolymerisierbaren Vinylmonomeren (nicht sauren Comonomeren) in einem organischen Lösungsmittel mit relativ niedrigem Siedepunkt (75-150°C) vermischt werden, um eine Monomergemisch-Lösung von 10-60% zu erhalten, und dann die Monomere durch Zugabe eines Polymerisationskatalysators und Erhitzen des Gemischs unter Normaldruck auf die Rückflusstemperatur des Lösungsmittels polymerisiert werden. Nachdem die Polymerisationsreaktion im wesentlichen abgeschlossen ist, wird die erzeugte saure Polymerlösung auf Raumtemperatur abgekühlt, Proben werden entnommen, und die Viskosität, das Molekulargewicht und die Säureäquivalente des Polymers werden gemessen.
Ferner muss das Molekulargewicht des säurehaltigen Polymerbindemittels unter 50000, vorzugsweise auf weniger als 25000 und stärker bevorzugt auf weniger als 15000 gehalten werden.
Wenn die obige Zusammensetzung durch Siebdruck aufgetragen werden soll, dann ist vorzugsweise der Tg-Wert (Glasübergangstemperatur) des Polymerbindemittels höher als 90°C.
Nach dem Siebdruck wird die Paste normalerweise bei Temperaturen bis zu 90°C getrocknet; die Pasten mit Tg-Werten unterhalb dieser Temperatur werden im allgemeinen sehr klebrige Zusammensetzungen. Für Substanzen, die durch andere Mittel als Siebdruck aufgetragen werden, können niedrigere Tg-Werte verwendet werden.
Das organische Bindemittel ist im allgemeinen in Anteilen von 5-45 Gew.-% des Gesamtgewichts der trockenen photopolymerisierbaren Schicht vorhanden.
E. Photoinitiatoren
Geeignete Photoinitiatoren sind diejenigen, die thermisch inaktiv sind, aber unter Einwirkung aktinischer Strahlung bei 185°C oder weniger freie Radikale erzeugen. Dies sind unter anderem substituierte oder nichtsubstituierte mehrkernige Chinone, d. h. Verbindungen mit zwei innermolekularen Ringen in einem konjugierten Kohlenstoffringsystem, und dazu gehören beispielsweise 9,10-Anthrachinon, 2-Methylanthrachinon, 2-Ethylanthrachinon, 2-tert-Butylanthrachinon, Octamethylanthrachinon, 1,4-Naphthochinon, 9,10-Phenanthrenchinon, Benz(a)anthracen-7,12-dion, 2,3-Naphthacen-5,12-dion, 2-Methyl-1,4-naphthochinon, 1,4-Dimethylanthrachinon, 2,3-Dimethylanthrachinon, 2-Phenylanthrachinon, 2,3-Diphenylanthrachinon, Retenchinon, 7,8,9,10-Tetrahydronaphthacen-5,12-dion und 1,2,3,4-Tetrahydrobenz(a)anthracen-7,12-dion. Weitere verwendbare Photoinitiatoren werden in US-A-2 760 863 beschrieben; allerdings sind einige auch bei niedrigen Temperaturen wie z. B. 85°C thermisch aktiv, und dazu gehören: benachbarte (vicinale) Ketaldonylalkohole, zum Beispiel Benzoin oder Pivaloin, Acyloinether, zum Beispiel Benzoinmethyl- und -ethylether; kohlenwasserstoffsubstituierte aromatische Acyloine, zu denen α-Methylbenzoin, α-Allylbenzoin, α-Phenylbenzoin, Thioxthon und Thioxthon-Derivate und Wasserstoffdonatoren gehören.
Photoreduzierende Farbstoffe und Reduktionsmittel, die in den US-Patentschriften US-A 2 850 445, 2 875 947, 3 097 096, 3 074 974, 3 097 097 und 3 145 104 dargestellt werden sowie Phenacin-, Oxacin- und Chinon-Klassen, Tetramethyl-4,4'-diaminobenzophenon (Michlers Keton) und Ethyltetramethyl-4,4'-diaminobenzophenon, Benzophenon, 2,4,5-Triphenylimidazolyl-Dimere mit Wasserstoffdonatoren, einschließlich Leukofarbstoffe und deren Gemische (beschrieben in den US-Patentschriften US-A 3 427 161, 3 479 185 und 3 549 367) können als Initiatoren verwendet werden. Außerdem sind die in US-A 4 162 162 dargestellten Sensibilisatoren zusammen mit Photoinitiatoren und Photoinhibitoren verwendbar. Die Photoinitiatoren oder das Photoinitiatorsystem sind in einem Anteil von 0,05 bis 10 Gew.-% anwesend, bezogen auf das Gesamtgewicht der trockenen photopolymerisierbaren Schicht.
F. Photohärtbare Monomere
Die erfindungsgemäße photohärtbare Monomerkomponente besteht aus mindestens einer additionspolymerisierbaren, ethylenisch ungesättigten Verbindung mit mindestens einer polymerisierbaren Ethylengruppe.
Derartige Verbindungen können Polymere bilden, indem sie durch freie Radikale initiiert werden und eine Kettenfortpflanzungs-Additionspolymerisation erfahren. Die Monomerverbindungen sind nicht gasförmig, d. h. sie haben höhere Siedepunkte als 100°C, und üben weichmachende Wirkungen auf die organischen Polymerbindemittel aus.
Bevorzugte Monomere, die allein oder in Kombinationen mit anderen Monomeren verwendet werden können, sind unter anderem t-Butylacrylat und -methacrylat, 1,5-Pentandioldiacrylat und -dimethacrylat, N,N-Dimethylaminoethylacrylat und -methacrylat, Ethylenglycoldiacrylat und -dimethacrylat, 1,4-Butandioldiacrylat und -dimethacrylat, Diethylenglycoldiacrylat und -dimethacrylat, Hexamethylenglycoldiacrylat und -dimethacrylat, 1,3-Propandioldiacrylat und -dimethacrylat, Decamethylenglycoldiacrylat und -dimethacrylat, 1,4-Cylcohexandioldiacrylat und -dimethacrylat, 2,2-Dimethylolpropandiacrylat und -dimethacrylat, Glycerindiacrylat und -dimethacrylat, Tripropylenglycoldiacrylat und -dimethacrylat, Glycerintriacrylat und -trimethacrylat, Trimethylolpropantriacrylat und -trimethacrylat, und Verbindungen wie diejenigen, die in US-A 3 380 381 dargestellt werden, 2,2-Di-(p-hydroxyphenyl)propandiacrylat, Pentaerythritoltetraacrylat und -tetramethacrylat, 2,2-Di-(p-hydroxyphenyl)propandimethacrylat, Triethylenglycoldiacrylat, Polyoxyethyl-1,2-di-(p-hydroxyethyl)propandimethacrylat, Bisphenol-A-di-(3-methacryloxy-2-hydroxypropyl)ester, Bisphenol-A-di-3-acryloxy-2-hydroxypropyl)ether, Bisphenol-A-di-(-methacryloxyethyl)ether, Bisphenol-A-di-(2-acryloxyethyl)ether, 1,4-Butandiol-di-(3-methacryloxy-2-hydroxypropyl)ether, Triethylenglycoldimethacrylat, Polyoxypropyltrimethylolpropantriacrylat, Butylenglycoldiacrylat und -dimethacrylat, 1,2,4-Butandiotriacrylat und -trimethacrylat, 2,2,4-Trimethyl-1,3-pentandioldiacrylat und -dimethacrylat, 1-Phenylethylen-1,2-dimethacrylat, Diallylfumarat, Styrol, 1,4-Benzoldioldimethacrylat, 1,4-Diisopropenylbenzol und 1,3,5-Triisopropenylbenzol.
Ethylenisch ungesättigte Verbindungen mit Molekulargewichten von mindestens 300, zum Beispiel Alkylen- oder Polyalkylenglycoldiacrylate, die aus Alkylenglycolen oder Polyalkylenglycolen mit 1-10 Etherbindungen von Alkylenglycolen mit 2-15 Kohlenstoffatomen erzeugt werden, sowie diejenigen, die in US-A 2 927 022 dargestellt werden, z. B. diejenigen mit mehreren additionspolymerisierbaren Ethylenbindungen, besonders wenn diese als endständige Bindungen existieren, sind ebenfalls verwendbar.
Weitere verwendbare Monomere werden in US-A-5 032 490 offenbart.
Bevorzugte Monomere sind polyoxyethyliertes Trimethylolpropantriacrylat und -methacrylat, ethyliertes Pentaerythritoltriacrylat, Trimethylolpropantriacrylat und -methacrylat, Dipentaerythritolmonohydroxypentaacrylat und 1,10-Decandioldimethacrylat.
Weitere günstige Monomere sind Monohydroxypolycaprolactonmonoacrylat, Polyethylenglycoldiacrylat (Molekulargewicht etwa 200) und Polyethylenglycol-400-dimethacrylat (Molekulargewicht etwa 400). Ungesättigte Monomerkomponenten sind in Anteilen von 1-20 Gew.-% anwesend, bezogen auf das Gesamtgewicht der trockenen photopolymerisierbaren Schicht.
G. Organisches Medium
Der Hauptzweck des organischen Mediums besteht darin, als Dispersionsbindemittel bzw. -vehikel der feinverteilten Feststoffe der Zusammensetzung in solcher Form zu dienen, daß es leicht auf ein Keramik- oder anderes Substrat aufgetragen werden kann. Daher müssen erstens die Feststoffe mit einem hinreichenden Beständigkeitsgrad in dem organischen Medium dispergierbar sein. Zweitens müssen die Fließeigenschaften des organischen Mediums so beschaffen sein, dass sie der Dispersion gute Auftragseigenschaften verleihen.
Die Lösungsmittelkomponente des organischen Mediums, die ein Gemisch von Lösungsmitteln sein kann, wird so gewählt, daß man darin eine vollständige Auflösung des Polymers und anderer organischer Bestandteile erhält. Das Lösungsmittel sollte inert (nicht reaktionsfähig) gegenüber anderen Bestandteilen der Pastenzusammensetzung sein. Das bzw. die Lösungsmittel sollte(n) eine ausreichend hohe Flüchtigkeit aufweisen, um die Verdampfung des Lösungsmittels aus der Dispersion durch Anwendung relativ niedriger Hitzegrade bei Atmosphärendruck zu ermöglichen. Das Lösungsmittel sollte jedoch nicht so flüchtig sein, daß die Paste bei normalen Raumtemperaturen während des Druckprozesses auf einem Sieb schnell trocknet. Die bevorzugten Lösungsmittel zur Verwendung in den Pastenzusammensetzungen sollten bei Atmosphärendruck Siedepunkte von weniger als 300°C und vorzugsweise weniger als 250°C aufweisen. Solche Lösungsmittel sind unter anderem: aliphatische Alkohole, Ester derartiger Alkohole, z. B. Acetate und Propionate; Terpene, wie z. B. Kiefernöl und α- oder β-Terpineol, oder Gemische davon; Ethylenglycol und deren Ester; wie z. B. Ethylenglycolmonobutylether und Butylcellosolveacetat; Carbitolester, wie z.B. Butylcarbitol, Butylcarbitolacetat und Carbitolacetat, sowie andere geeignete Lösungsmittel, wie z. B. Texanol(2,2,4-Trimethyl-1,3-pentandiolmonoisobutyrat).
H. Weitere Komponenten
In der Zusammensetzung können weitere, dem Fachmann bekannte Komponenten enthalten sein, einschließlich Dispergiermittel, Stabilisierungsmittel, Weichmacher, Trennmittel, Entfärbungsmittel, Antischaummittel und Benetzungsmittel. Eine allgemeine Offenbarung geeigneter Stoffe wird in US-A-5 032 490 dargestellt.
Busleiter-Zusammensetzungen
Die erfindungsgemäßen Busleiter-Zusammensetzungen sind im Handel erhältliche lichtempfindliche Dickschichtleiterzusammensetzungen. Die bevorzugten Zusammensetzungen zur Verwendung bei der vorliegenden Erfindung enthalten Silberteilchen, UV-polymerisierbares Bindemittel und Glasfritte.
Die leitende Phase ist die Hauptkomponente der Zusammensetzung und besteht aus Silberteilchen in einem Größenbereich von 0,05-20 Mikrometer (μm) und kann eine zufällig verteilte oder Flockenform aufweisen. Der Größenbereich der Silberteilchen beträgt vorzugsweise 0,3-10 μm in der mit UV-polymerisierbaren Bindemitteln verbundenen Zusammensetzung. Die bevorzugte Zusammensetzung enthält 66 Gew.-% Silberteilchen, bezogen auf die voll formulierte Dickschichtpaste, wobei die Teilchen eine spezifische Oberfläche von 0,34 m²/g aufweisen.
Die Silberleiterzusammensetzung zur Ausbildung von Buselektroden enthält 1-10 Gew.-% feinverteilte anorganische, teilchenförmige nichtglasbildende Materialien, die feuerfest bzw. schwer schmelzbar sind, oder deren Vorläufer; dazu gehören: Aluminiumoxid, Kupferoxid, Cadmiumoxid, Gadoliniumoxid, Zirconiumoxid, Cobalt/Eisen/Chrom-Oxid, Aluminium und Kupfer. Diese Oxide oder Oxidvorläufer haben einen Teilchengrößenbereich von 0,04-44 μm, wobei mindestens 80 Gew.-% der Teilchen im Bereich von 0,1-5 μm liegen. Die Zusammensetzung enthält außerdem 5-20 Gew.-% Glasfritte mit einem Erweichungspunktbereich von 325-600°C. Bevorzugte Glasfritten sind unter anderem die Gläser vom Blei-Borsilicat-Typ; eine besonders bevorzugte Zusammensetzung ist (in Mol-%): PbO (53,1), B₂O₃ (2,9), SiO₂ (29,0), TiO₂ (3,0), ZrO₂ (3,0), ZnO (2,0), Na₂O (3,0) und CdO (4,0). Diese Formulierungen der Glasfritte und geeignete Zusätze sollen die Anforderung der gebrannten Mikrolinienmetallisierung erfüllen, die nicht reagiert oder sich auflöst und auch nicht bricht oder während des einstündigen Eintauchens in eine geschmolzene Aufglasur bei 600°C die Haftung an den darunterliegenden schwarzen Elektroden verliert.
Die Silberleiterzusammensetzung kann ferner 10-30 Gew.-% eines lichtempfindlichen Bindemittels enthalten, in dem die oben erwähnten teilchenförmigen Materialien dispergiert sind. Ein Beispiel eines solchen lichtempfindlichen Bindemittels ist eine Lösung von Polymethylmethacrylat und einem polyfunktionellen Monomer. Das Monomer sollte eine niedrige Flüchtigkeit aufweisen, um seine Verdampfung während der Herstellung der Silberleiterzusammensetzungspaste und der Druck- und Trocknungsschritte vor dem UV-Härten zu minimieren. Das lichtempfindliche Bindemittel enthält außerdem Lösungsmittel und UV-empfindliche Initiatoren. Ein bevorzugtes UV-polymerisierbares Bindemittel enthält ein Polymer auf der Basis von Methylmethacrylat/Ethylacrylat//95/5 (Gew.-%), und die Silberleiterzusammensetzung wird so formuliert, daß sie eine frei fließfähige Paste mit einer Viskosität zwischen 50 und 200 Pascal-Sekunden (Pa·s) ist.
Geeignete Lösungsmittel für die Bindemittel schließen ein, sind aber nicht beschränkt auf Butylcarbitolacetat und β-Terpineol. Außerdem kann das Bindemittel auch Dispersionsmittel, Stabilisatoren usw. enthalten.
Die entstehenden Silberleiterelektroden können mit einer Aufglasur-Zusammensetzung beschichtet werden, die 85 Teile einer Glasfritte (Zusammensetzung, Mol-%: PbO, 68,2; SiO₂, 12,0; B₂O₃, 14,1; CdO, 5,7; Erweichungspunkt 480°C) und 14 Teile eines Ethylcellulose-Bindemittels enthält. Der so erhaltene aufglasierte Elektrodenschichtstoff ist bei der Herstellung von Wechselstrom-Plasmabildschirmen verwendbar.
Lichtdurchlässige Zusammensetzungen
Die lichtdurchlässigen Elektroden werden unter Verwendung von SnO₂ oder ITO durch Ionenzerstäubung oder Galvanisieren, chemisches Aufdampfen oder elektrische Abscheidungsverfahren ausgebildet. Derartige lichtdurchlässige Elektrodenkonfigurationen und die Bildungsverfahren sind dem Fachmann der herkömmlichen Wechselstrom-Plasmabildschirmtechnologie (AC PDP-Technologie) bekannt.
HERSTELLUNG EINER PHOTOAKTIVEN WÄSSRIGEN VERARBEITBAREN PASTE
A. Herstellung des organischen Bindemittels
Das Lösungsmittel und das Acrylpolymer wurden vermischt und unter Rühren auf 100°C erhitzt. Erhitzen und Rühren wurden fortgesetzt, bis das gesamte Bindemittelpolymer aufgelöst worden war. Die Lösung wurde dann auf 80°C abgekühlt, und die übrigen organischen Bestandteile wurden zugesetzt. Dieses Gemisch wurde dann bei 80°C gerührt, bis sich alle Feststoffe aufgelöst hatten. Die Lösung wurde durch ein 325 mesh-Filtersieb passiert und zum Abkühlen stehengelassen.
B. Herstellung von Glasfritte
Die Glasfritte wurde im verfügbaren Zustand verwendet oder nötigenfalls durch Vermahlen mit Wasser in einer Sweco-Mühle unter Verwendung von Aluminiumoxidzylindern von 13 mm (0,5 Zoll) Durchmesser und 13 mm (0,5 Zoll) Länge hergestellt. Das Glasfrittegemisch wurde dann entweder gefriergetrocknet oder heißluftgetrocknet. Das Heißlufttrocknen wurde normalerweise bei einer Temperatur von 150°C ausgeführt.
C. Pastenformulierung
Die Paste wurde unter gelbem Licht durch Vermischen des organischen Bindemittels, des Monomers oder der Monomere und anderer organischer Bestandteile in einem Mischbehälter hergestellt. Die anorganischen Stoffe wurden dann dem Gemisch aus organischen Bestandteilen zugesetzt. Die gesamte Zusammensetzung wurde dann vermischt, bis die anorganischen Pulver durch die organischen Stoffe benetzt wurden. Das Gemisch wurde dann entweder in einer Dreiwalzenmühle gemahlen oder auf einem Hoover Automatic Muller (Koller, Mahlwalze), Modell M5, gekollert. Die Pasten wurden dann entweder direkt verwendet oder durch ein 635 mesh-Sieb passiert. Die Viskosität der Paste an diesem Punkt konnte mit dem geeigneten Bindemittel oder Lösungsmittel reguliert werden, um eine für die Verarbeitung optimale Viskosität zu erzielen.
D. Verfahrensbedingungen
Es wurde sorgfältig darauf geachtet, Verunreinigung mit Schmutz im Herstellungsprozeß der Pastenzusammensetzungen und bei der Herstellung von Teilen zu vermeiden, da diese Verunreinigung zu Fehlern führen kann. Die Paste wurde durch Siebdruck auf Glassubstrate aufgebracht, wobei Siebe von 200-400 mesh verwendet wurden, in Abhängigkeit von der Pastenzusammensetzung und der gewünschten Trockendicke. Die Teile wurden bei ~80°C in einem Ofen mit Stickstoff oder Luftatmosphäre getrocknet. Die Dicke der getrockneten Schicht wurde für eine einzelne Materialschicht mit 5-14 μm gemessen.
In vielen Fällen wurden die Teile sowohl als einzelne Schicht, wie oben beschrieben, und/oder als zweischichtige Struktur getestet. Im Fall der zweischichtigen Struktur wurde die als Beispiel verwendete Paste durch Siebdruck auf das Glassubstrat aufgebracht, wobei Siebe mit 200-400 mesh verwendet wurden, in Abhängigkeit von der Pastenzusammensetzung und der Trockenschichtdicke. Die Teile wurden dann bei ~80°C in einem Ofen mit Stickstoff oder Luftatmosphäre getrocknet. Als nächstes wurden die Teile durch Siebdruck unter Verwendung von 325-400 mesh-Sieben mit photographisch bebilderungsfähiger DuPont Fodel^® DC202-Ag-Leiterpaste überdruckt. Die Teile wurden wieder bei ~80°C getrocknet. Die Trockenschichtdicke für die zweischichtige Struktur wurde mit 15-19 μm gemessen.
Die Teile, entweder in einschichtiger oder zweischichtiger Struktur, wurden dann durch ein Diapositiv mit kollimiertem bzw. parallelem Licht aus einer UV-Belichtungsquelle bestrahlt. Die belichteten Teile wurden unter Verwendung einer mit Förderband ausgestatteten Sprühentwicklungsmaschine entwickelt, die 0,4-0,85 Gew.-% Natriumcarbonat in Wasser als Entwicklerlösung enthielt. Die Entwicklertemperatur wurde auf ~30°C gehalten, und die Entwicklerlösung wurde mit einem Druck von 69-138 kPa (10-20 psi) aufgesprüht. Die optimale Belichtungszeit und Entwicklungsgeschwindigkeit wurden durch Herstellen einer Teilematrix mit einer Auswahl von Belichtungszeiten und Entwicklungsgeschwindigkeiten für jede Zusammensetzung bestimmt. Eine mikroskopische Untersuchung der Teile nach dem Entwickeln lieferte Informationen über die beste Belichtungszeit und Entwicklungsgeschwindigkeit, um reproduzierbar die minimale Linienbreite oder den minimalen Kontaktlochdurchmesser für jede Zusammensetzung zu erhalten. Die entwickelten Teile wurden durch Abblasen des überschüssigen Wassers nach dem Entwickeln mit einem Druckluftstrom getrocknet. Die getrockneten Teile wurden dann normal in Luftatmosphäre bei Höchsttemperaturen von 540°C bis 605°C und für die vorgesehenen Anwendungen spezifischen Profilen gebrannt.
Die Auflösung wurde an Teilen bestimmt, die reproduzierbar den feinsten Linienabstand lieferten, für den die Linien gerade und nicht überlappend waren. Die Lichtempfindlichkeit wurde durch Messung der Lichtintensität an der Oberfläche der getrockneten lichtempfindlichen Leiterzusammensetzung mit einem Belichtungsmesser und Multiplikation mit der für die optimale Belichtung erforderlichen Zeit bestimmt.
BEISPIELE
Alle mit NA bezeichneten Ergebnisse wurden zum Zeitpunkt der Probenherstellung nicht erfaßt. Alle Bestandteile der Zusammensetzung für Zusammensetzungen aller Beispiele sind in Teilen angegeben.
Beispiele 1-6
Teile wurden gemäß der obigen Beschreibung unter Verwendung der unten angegebenen Zusammensetzungen hergestellt. Sie wurden als zweischichtige Struktur mit photographisch bebilderungsfähigem Fodel^® DC202-Ag-Leiter getestet.
Die Teile wiesen nach dem gleichzeitigen Einbrennen der zweischichtigen Struktur weiße oder hellgraue Farbe der obersten DC202-Leiterschicht und auf der Substratseite schwarze Farbe auf und bieten einen sehr guten Kontrast für das Wechselstrom-Plasmabildschirmgerät (AC PDP). Weitere Versuchsergebnisse für die Beispiele 1-6 sind unter der Zusammensetzungstabelle dargestellt.
Beispiele 1-6, Ergebnisse
Beispiele 7-12
Teile wurden gemäß der obigen Beschreibung unter Verwendung der unten angegebenen Zusammensetzungen hergestellt. Die Beispiele 7-12 wurden nur als einschichtiges Material getestet. Sie wurden nicht mit einer Deckschicht aus photographisch bebilderungsfähigem Fodel^® DC202-Ag-Leiter getestet.
Die Teile wiesen je nach dem in der Probe vorhandenen Rutheniumoxid II-Anteil verschiedene Farben auf. Die Beispiele 7 und 8 wurden als zu hellfarbig angesehen, um ausreichenden Kontrast für Bildschirme zu bieten. Die Beispiele 9 und 10 waren von mittelgrauer Farbe und würden geringen Kontrast für Bildschirme bieten. Die Beispiele 11 und 12 waren schwarzgrau und würden ausreichenden Kontrast für Bildschirme bieten. Die Beispiele 11 und 12 sinterten nicht vollständig bei den höchsten Brenntemperaturen von 600°C, wodurch das Haftvermögen an dem Substrat vermindert wurde. Weitere Versuchsergebnisse für die Beispiele 7-12 sind unter der Zusammensetzungstabelle dargestellt.
Beispiele 7-12, Ergebnisse
Beispiele 13-16
Teile wurden gemäß der obigen Beschreibung unter Verwendung der unten angegebenen Zusammensetzungen hergestellt. Die Beispiele 13 und 14 wurden nur als einschichtiges Material getestet. Sie wurden nicht mit einer Deckschicht aus photographisch bebilderungsfähigem Fodel^® DC202-Ag-Leiter getestet. Die Beispiele 15 und 16 wurden als einschichtige Teile und als zweischichtige Struktur mit photographisch bebilderungsfähigem Fodel^® DC202-Ag-Leiter getestet.
Die Teile wiesen je nach dem in der Probe vorhandenen Rutheniumoxid II-Anteil verschiedene Farben auf. Die Beispiele 13 und 14 waren von mittelgrauer Farbe und würden geringen Kontrast für Bildschirme bieten. Die Beispiele 15 und 16 waren von schwarzer Farbe und würden guten Kontrast für Bildschirme bieten. Die Beispiele 14, 15 und 16 wiesen bei den höchsten Brenntemperaturen von 600°C eine geringe Sinterung auf, wodurch das Haftvermögen an dem Substrat vermindert wurde. Die DC202-Ag-Leiterschicht, die Deckschicht in der zweischichtigen Struktur, war nach dem gleichzeitigen Brennen der zweischichtigen Strukturteile für die Beispiele 15 und 16 von grauem Aussehen. Normalerweise ist der auf Glassubstraten bei 600°C gebrannte DC202-Leiter von weißer Farbe. Weitere Versuchsergebnisse für die Beispiele 13-16 sind unter der Zusammensetzungstabelle dargestellt.
Beispiele 13-16, Ergebnisse für Einzelschichten
Beispiele 15 und 16, Ergebnisse für zweischichtige Strukturen
Beispiele 17-22
Teile wurden gemäß der obigen Beschreibung unter Verwendung der unten angegebenen Zusammensetzungen hergestellt. Die Beispiele 17 und 18 wurden nur als einschichtiges Material getestet. Sie wurden nicht mit einer Deckschicht aus photographisch bebilderungsfähigem Fodel^® DC202-Ag-Leiter getestet. Die Teile 19-22 wurden als einschichtige Teile und als zweischichtige Struktur mit photographisch bebilderungsfähigem Fodel^® DC202-Ag-Leiter getestet.
Die Teile wiesen verschiedene Farben auf. Die Beispiele 19-22 waren von schwarzer Farbe und würden sehr guten Kontrast für Bildschirme bieten. Die DC202-Ag-Leiterschicht, die Deckschicht in der zweischichtigen Struktur, war nach dem gleichzeitigen Brennen der Teile mit zweischichtiger Struktur der Beispiele 19-22 von weißem Aussehen. Weitere Versuchsergebnisse für die Beispiele 17-22 sind unter der Zusammensetzungstabelle dargestellt.
Beispiele 17-22, Ergebnisse für Einzelschichten
Beispiele 19-22, Ergebnisse für zweischichtige Strukturen
Beispiele 23-25
Teile wurden gemäß der obigen Beschreibung unter Verwendung der unten angegebenen Zusammensetzungen hergestellt. Die Beispiele 23-25 wurden nur als einschichtiges Material getestet. Sie wurden nicht mit einer Deckschicht aus photographisch bebilderungsfähigem Fodel^® DC202-Ag-Leiter getestet.
Die Teile wiesen je nach dem in der Probe vorhandenen Pigmentanteil verschiedene Farben auf. Die Beispiele 24 und 25 wurden als zu hellfarbig angesehen, um ausreichenden Kontrast für Bildschirme zu bieten. Beispiele 23 war von mittelgrauer Farbe und würde geringen Kontrast für Bildschirme bieten. Alle Proben wiesen auf der Substratseite eine grünliche Farbe auf. Diese Farbe könnte eine wahrnehmbare Verschiebung der Anzeigebildfarbe verursachen, eine unerwünschte Wirkung. Die Beispiele sinterten bei den höchsten Brenntemperaturen von 600°C nicht vollständig, wodurch das Haftvermögen an dem Substrat vermindert wird. Weitere Versuchsergebnisse für die Beispiele 23-25 sind unter der Zusammensetzungstabelle dargestellt.
Beispiele 23-25, Ergebnisse
Beispiele 26-30
Teile wurden gemäß der obigen Beschreibung unter Verwendung der unten angegebenen Zusammensetzungen hergestellt. Die Beispiele 26 bis 30 wurden als einschichtige Teile und als zweischichtige Struktur mit photographisch bebilderungsfähigem Fodel^® DC202-Ag-Leiter getestet.
Die Teile wiesen verschiedene Farben auf. Die Beispiele 26 und 30 waren von dunkelgrauer Farbe und würden guten Kontrast für Bildschirme bieten. Die Beispiele 27-29 waren von schwarzer Farbe und würden sehr guten Kontrast für Bildschirme bieten. Die DC202-Ag-Leiterschicht, die Deckschicht in der zweischichtigen Struktur, war nach dem gleichzeitigen Brennen der Teile mit zweischichtiger Struktur der Beispiele 26, 28 und 29 von grauem Aussehen. Die DC202-Ag-Leiterschicht, die Deckschicht in der zweischichtigen Struktur, war nach dem gleichzeitigen Brennen der Teile mit zweischichtiger Struktur der Beispiele 27 und 30 von weißem Aussehen. Weitere Versuchsergebnisse für die Beispiele 26-30 sind unter der Zusammensetzungstabelle dargestellt.
Beispiele 26-30, Ergebnisse für Einzelschichten
Beispiele 26-30 Ergebnisse für zweischichtige Strukturen
A. Anorganische Stoffe

Glasfritte I: (Komponentengewicht %) Bi₂O₃ (82,0), PbP (11,0), B₂O₃ (3,5), SiO₂ (3,5), spezifische Oberfläche 1,5-2,5 m²/g, Erweichungspunkt 370°C.
Glasfritte II: (Komponentengewicht %) PbO (66,0), Al₂O₃ (0,8), ZnO (6,6), B₂O₃ (11,8), SiO₂ (14,8), spezifische Oberfläche 3,1-4,1 m²/g, Erweichungspunkt 453°C.
Glasfritte II: (Komponentengewicht %) PbO (62,1), Al₂O₃ (2,6), ZnO (2,7), B₂O₃ (1,8), SiO₂ (30,8), spezifische Oberfläche 4,3-5,5 m²/g, Erweichungspunkt 500°C.
Glasfritte IV: (Komponentengewicht %) Bi₂O₃ (82,0), PbO (11,0), B₂O₃ (3,5), SiO₂ (3,5), d₅₀ 0,45-0,60 μm.
Glasfritte V: (Komponentengewicht %) PbO (80.5), SiO₂ (6,0), B₂O₃ (12,0), ZnO (1,5), spezifische Oberfläche 1,5-3,0 m²/g.
Glasfritte VI: (Komponentengewicht %) SiO₂ (13,8), Al₂O₃ (4,9), B₂O₃ (28,1), CaO (1,1), ZnO (17,2), Bi₂O₃ (34,9), spezifische Oberfläche ~1,8 m²/g.
Glasfritte VII: (Komponentengewicht %) Al₂O₃ (13,0), B₂O₃ (1,0), ZnO (16,0), CuO (5,1), P₂O₅ (61,0), Ag₂O (3,9).
Glasfritte VIII: (Komponentengewicht %) CuO (30,0), B₂O₃ (50,0), Ag₂O (20,0).
Silber: Kugelförmiges Silberpulver, Teilchengröße, d₅₀ = 1,9-2,6 μm.
Rutheniumoxid I: RuO₂, spezifische Oberfläche 11,4-15,1 m²/g.
Rutheniumoxid II: RuO₂, spezifische Oberfläche 27,5-32,5 m²/g.
Polynäres Oxid I: GdBiRu₂O₇, spezifische Oberfläche 2,7-3,3 m²/g.
Polynäres Oxid II: Pb₂Ru₂O₆, spezifische Oberfläche 7,2-8,9 m²/g.
Polynäres Oxid III: Pb₂Ru₂O₆, spezifische Oberfläche 8,5-11,3 m²/g.
Polynäres Oxid IV: Co₂Ru₂O₆,
Polynäres Oxid V: PbBiRu₂O_6,5,
Polynäres Oxid VI: Cu_xBi_2-xRu₂O₇, mit x = 0-1,
Polynäres Oxid VII: Bi₂Ru₂O₇, spezifische Oberfläche 9,5-12,5 m²/g.
Pigment: Kupferchromit,
Niobiumpentoxid: Nb₂O₅, spezifische Oberfläche 5,8-7,0 m²/g.

B. Polymerbindemittel

Polymer I: Copolymer aus 75% Methylmethacrylat und 25% Methacrylsäure,
Mw = 7000, Tg = 120°C, Säurezahl = 164.
Polymer II: Sarbox^®SB 510 E35, aromatischer Säuremethacrlyathalbester, beziehbar von Sartomer Company, Inc., Exton, PA.
Polymer III: PVP/VA S-630, Copolymer aus 60% Vinylpyrrolidon und 40% Vinylacetat. K-Wert = 30-50.

C. Monomere

Monomer I: TEOTA 1000 – polyethoxyliertes Trimethylolpropantriacrylat. Mw ~1162.
Monomer II: TMPTA – Trimethylolpropantriacrylat.
Monomer III: TMPEOTA – Trimethylolpropanethoxytriacrylat. Mw ~428.

D. Lösungsmittel

β-Terpineol: 1-Methyl-1-(4-methyl-4-hydroxycyclohexyl)ethen.
Carbitolacetat: Di(ethylenglycol)ethyletheracetat
Texanol: 2,2,4-Trimethyl-1,3-pentandiolmonoisobutyrat

E. Photoinitiatoren

Irgacure* 651: 2,2-Dimethoxy-1,2-diphenylethan-1-on
ITX: Isopropylthioxanthon
EPD: Ethyl-4-(dimethylamino)benzoat

F. Stabilisator

TAOBN: 1,4,4-Trimethyl-2,3-diazabicyclo[3.2.2]-non-2-en-N,N'-dioxid.

G. Zusatzstoffe

BT: 1,2,3-Benzotriazol
CBT: 1H-Benzotriazolcarbonsäure
Malonsäure

H. Bindemittel
I. Verschiedenes

DuPont Fodel^® DC202 – photographisch bebilderungsfähige Ag-Leiterpaste, beziehbar von E. I. du Pont de Nemours and Company, Wilmington, DE.
*Irgacure ist ein Warenzeichen.

Claims

Wechselstrom-Plasmaanzeigetafelvorrichtung, die aufweist: voneinander beabstandete vordere und hintere isolierende Substrate (5, 6), eine Elektrodenanordnung mit einer ersten Gruppe von parallelen Elektrodenverbundstoffen, die einem mit ionisierbarem Gas gefüllten Entladungsraum gegenüberliegen, und einer zweiten Gruppe von Elektrodenverbundstoffen; wobei die erste und die zweite Elektrodenverbundstoffgruppe über den Entladungsraum verteilt einander zugewandt und orthogonal zueinander angeordnet sind und mit vorgegebenen Elektrodenstrukturen auf der Oberfläche der isolierenden Substrate ausgebildet sind, wobei die Elektrodenanordnung auf mindestens einem der isolierenden Substrate mit einem Dielektrikum (8) beschichtet ist, wobei der Elektrodenverbundstoff auf mindestens dem vorderen der isolierenden Substrate aufweist: eine Leiterelektrodenanordnung, die eine Gruppe von Leiterelektroden (7) aufweist, die auf jedem Substrat ausgebildet und mit den entsprechenden Busleitern auf dem gleichen Substrat verbunden sind; und eine photoformbare schwarze Elektrode (10), die eine leitfähige Schicht aus mindestens einem der Stoffe RuO₂, einem polynären Oxid auf Rutheniumbasis oder Gemischen davon aufweist und zwischen dem Substrat (5) und der Leiterelektrodenanordnung (7) ausgebildet ist; wobei die Leiterelektroden (7) leitfähige Teilchen aus mindestens einem Metall, das aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus Au, Ag, Pd, Pt und Cu oder Kombinationen davon besteht, und ein anorganisches Bindemittel aufweisen.
Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die schwarze Elektrode (10) eine Beimischung von leitfähigen Teilchen aus mindestens einem der Stoffe RuO₂, einem polynären Oxid auf Rutheniumbasis oder Gemischen davon sowie ein anorganisches Bindemittel aufweist.
Vorrichtung nach Anspruch 2, wobei die schwarze Elektrode (10) ferner leitfähige Teilchen aus mindestens einem Metall aufweist, das aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus Au, Ag, Pd, Pt und Cu oder Kombinationen davon besteht.
Verfahren zur Herstellung einer Wechselstrom-Plasmaanzeigetafelvorrichtung, die voneinander beabstandete vordere und hintere isolierende Substrate und eine Elektrodenanordnung aufweist, die aus Elektrodenverbundstoffgruppen besteht, die auf dem vorderen bzw. dem hinteren Substrat mit vorgegebenen Elektrodenstrukturen ausgebildet und über dem mit ionisierbarem Gas gefüllten Entladungsraum verteilt zwischen den isolierenden Substraten einander zugewandt und orthogonal zueinander angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß das Verfahren zur Ausbildung der Elektrodenverbundstoffe die folgenden sequentiellen Schritte aufweist: (1) Aufbringen einer lichtempfindlichen schwarzen Zusammensetzung (10) auf ein Substrat, wobei die schwarze leitfähige Zusammensetzung (10) eine Beimischung aus (a) leitfähigen Teilchen aus mindestens einem der Stoffe RuO₂, einem polynären Oxid auf Rutheniumbasis oder Gemischen davon, (b) mindestens einem anorganischen Bindemittel, (c) einem organischen, carbonsäurehaltigen Polymerbindemittel, (d) einem Photoinitiationssystem und (e) einem photohärtbaren Monomer aufweist; (2) bildartiges Belichten der schwarzen Zusammensetzung (10) mit aktinischer Strahlung, um die vorgegebene Struktur zu definieren; (3) Entwickeln der belichteten schwarzen Zusammensetzung in basischer wäßriger Lösung, um die Zusammensetzung in Bereichen (10b) zu entfernen, die nicht mit aktinischer Strahlung belichtet wurden; (4) Brennen der entwickelten schwarzen Zusammensetzung (10a), die eine schwarze leitfähige Komponente auf dem Substrat bildet; (5) Aufbringen einer lichtempfindlichen leitfähigen Zusammensetzung (7), die eine Leiterelektrode bildet und eine Beimischung aus (a) leitfähigen Teilchen aus mindestens einem Metall, das aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus Au, Ag, Pd, Pt und Cu oder Kombinationen davon besteht, (b) mindestens einem anorganischen Bindemittel, (c) einem organischen, carbonsäurehaltigen Polymerbindemittel, (d) einem Photoinitiationssystem und (e) einem photohärtbaren Monomer aufweist; (6) bildartiges Belichten der leitfähigen Zusammensetzung mit aktinischer Strahlung, um die Elektrodenstruktur zu definieren; (7) Entwickeln der belichteten lichtempfindlichen leitfähigen Zusammensetzung in basischer wäßriger Lösung, um die Zusammensetzung in Bereichen (7b) zu entfernen, die nicht mit aktinischer Strahlung belichtet wurden; und (8) Brennen der entwickelten leitfähigen Zusammensetzung (7a), welche die Leiterelektroden auf der Anordnung von schwarzen Elektroden auf dem Substrat bildet.
Verfahren zur Herstellung einer Wechselstrom-Plasmaanzeigetafelvorrichtung, die voneinander beabstandete vordere und hintere isolierende Substrate und eine Elektrodenanordnung aufweist, die aus Elektrodenverbundstoffgruppen besteht, die auf dem vorderen bzw. dem hinteren Substrat mit vorgegebenen Elektrodenstrukturen ausgebildet und über den mit ionisierbarem Gas gefüllten Entladungsraum verteilt zwischen den isolierenden Substraten einander zugewandt und orthogonal zueinander angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß das Verfahren zur Ausbildung der Elektrodenverbundstoffe die folgenden sequentiellen Schritte aufweist: (1) Aufbringen einer lichtempfindlichen schwarzen Zusammensetzung auf ein Substrat, wobei die schwarze leitfähige Zusammensetzung eine Beimischung aus (a) leitfähigen Teilchen aus mindestens einem der Stoffe RuO₂, einem polynären Oxid auf Rutheniumbasis oder Gemischen davon, (b) mindestens einem anorganischen Bindemittel, (c) einem organischen, carbonsäurehaltigen Polymerbindemittel, (d) einem Photoinitiationssystem und (e) einem photohärtbaren Monomer aufweist; (2) bildartiges Belichten der schwarzen Zusammensetzung mit aktinischer Strahlung, um die vorgegebene Struktur zu definieren; (3) Aufbringen einer lichtempfindlichen leitfähigen Zusammensetzung, die eine Beimischung aus (a) leitfähigen Teilchen aus mindestens einem Metall, das aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus Au, Ag, Pd, Pt und Cu oder Kombinationen davon besteht, (b) mindestens einem anorganischen Bindemittel, (c) einem organischen, carbonsäurehaltigen Polymerbindemittel, (d) einem Photoinitiationssystem und (e) einem photohärtbaren Monomer aufweist, auf das Substrat; (4) bildartiges Belichten der leitfähigen Zusammensetzung mit aktinischer Strahlung, um die Elektrodenstruktur zu definieren; (5) Entwickeln der belichteten lichtempfindlichen leitfähigen Zusammensetzungen in basischer wäßriger Lösung, um die schwarzen und leitfähigen Zusammensetzungen in Bereichen zu entfernen, die nicht mit aktinischer Strahlung belichtet wurden; und (6) Brennen der entwickelten leitfähigen Zusammensetzungen.
Verfahren zur Herstellung einer Wechselstrom-Plasmaanzeigetafelvorrichtung, die voneinander beabstandete vordere und hintere isolierende Substrate und eine Elektrodenanordnung aufweist, die aus Elektrodenverbundstoffgruppen besteht, die auf dem vorderen bzw. dem hinteren Substrat mit vorgegebenen Elektrodenstrukturen ausgebildet und über den mit ionisierbarem Gas gefüllten Entladungsraum verteilt zwischen den isolierenden Substraten einander zugewandt und orthogonal zueinander angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß das Verfahren zur Ausbildung der Elektrodenverbundstoffe die folgenden sequentiellen Schritte aufweist: (1) Aufbringen einer lichtempfindlichen schwarzen Zusammensetzung (10) auf ein Substrat (5), wobei die schwarze leitfähige Zusammensetzung (10) eine Beimischung aus (a) leitfähigen Teilchen aus mindestens einem der Stoffe RuO₂, einem polynären Oxid auf Rutheniumbasis oder Gemischen davon, (b) mindestens einem anorganischen Bindemittel, (c) einem organischen, carbonsäurehaltigen Polymerbindemittel, (d) einem Photoinitiationssystem und (e) einem photohärtbaren Monomer aufweist; (2) Aufbringen einer lichtempfindlichen leitfähigen Zusammensetzung (7), die eine Beimischung aus (a) leitfähigen Teilchen aus mindestens einem Metall, das aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus Au, Ag, Pd, Pt und Cu oder Kombinationen davon besteht, (b) mindestens einem anorganischen Bindemittel, (c) einem organischen, carbonsäurehaltigen Polymerbindemittel, (d) einem Photoinitiationssystem und (e) einem photohärtbaren Monomer aufweist, auf das Substrat; (3) bildartiges Belichten der schwarzen und der leitfähigen Zusammensetzung mit aktinischer Strahlung, um die Elektrodenstruktur zu definieren; (4) Entwickeln der belichteten schwarzen und leitfähigen Zusammensetzungen (10a, 7a) in basischer wäßriger Lösung, um die Zusammensetzungen in Bereichen zu entfernen, die nicht mit aktinischer Strahlung belichtet wurden; und (5) Brennen der entwickelten leitfähigen Zusammensetzungen.
Verfahren nach Anspruch 4, wobei die schwarze Zusammensetzung (10) ferner eine Beimischung aus leitfähigen Teilchen mindestens eines Metalls aufweist, das aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus Au, Ag, Pd, Pt und Cu oder Kombinationen davon besteht.
Verfahren nach Anspruch 5, wobei die schwarze Zusammensetzung ferner eine Beimischung aus leitfähigen Teilchen mindestens eines Metalls aufweist, das aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus Au, Ag, Pd, Pt und Cu oder Kombinationen davon besteht.
Verfahren nach Anspruch 6, wobei die schwarze Zusammensetzung (10) ferner eine Beimischung aus leitfähigen Teilchen mindestens eines Metalls aufweist, das aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus Au, Ag, Pd, Pt und Cu oder Kombinationen davon besteht.