JP2000241983A - 感光性ペースト及びそれを用いたプラズマディスプレイパネル用基板 - Google Patents
感光性ペースト及びそれを用いたプラズマディスプレイパネル用基板Info
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Abstract
がら、一定形状のリブを比較的高い精度をもって均一且
つ迅速に形成することができる感光性ペーストを提供す
ること。 【解決手段】 セラミックの粉体と、メタクリル基を含
み232〜290の分子量を有するシランカップリング
剤からなるバインダと、シリカの融点よりも低い軟化点
を有するガラスの粉体と、を備え、前記ガラスの粉体が
粉体の全量を基準にして10〜70体積%含まれている
ように構成する。
Description
感光性ペーストと、それを用いて形成されるリブを備え
たプラズマディスプレイパネル(以下、単に「PDP」
という)用基板とに関する。
待されている。一般に、PDPはPDP用基板を備えて
いる。典型的なPDP用基板は、一対のガラス平板が所
定の寸法を備えたリブ(バリアリブ、隔壁又は障壁とも
いう)を介して離隔対向して構成されている。このよう
な構成において、リブは、一対のガラス平板の間の空間
を気密に仕切って、ネオン、ヘリウム又はキセノンのよ
うな放電ガスを収容できるための複数の放電表示セルを
画成している。
特開平9−265905号公報には、ガラス又はセラミ
ックの粉体と、有機性添加物を含むバインダと、有機シ
リケート化合物とを有するペースト状の混合物の熱又は
光による硬化によって、成形体を作製する工程と、それ
に引き続いて、成形体を焼成してリブを作製する工程と
を含む転写法が開示されている。しかしながら、ペース
ト状の混合物のバインダに含まれる有機性添加物は、一
般に光を吸収し、それによる硬化をもって成形体を迅速
に作製することを阻害するおそれがある。また、このよ
うな混合物のリブが設けられるガラス平板が大きい面積
を有していると、熱による硬化及び焼成の際の熱管理を
困難にする傾向がある。その結果、温度分布が不均一に
なって、リブに一定の品質を与えないおそれが生じる。
さらに、焼成の際にはバインダに含まれる有機性添加物
が焼失して、最終形態のリブにとっては実質的に不要と
なる。
上記公報以外にも開示されている。例えば、特開平8−
50811号公報には、酸化ビスマス及び酸化亜鉛を主
に含むガラス粉末と、バインダとしてのアクリル系共重
合体とを含む感光性ガラス絶縁ペーストが開示されてい
る。しかし、このペーストを用いて作製された成形体が
焼成されてリブが得られる場合に、上述と同様にバイン
ダが焼失するとき、ガラス粉末は同時に溶融してかかる
焼失の部分へ移動する。その結果、成形体の収縮を伴っ
て、リブが成形体に比べて約20%小さい体積を有して
しまう傾向にある。
及び酸化亜鉛を主に含んで低い軟化点を有し、比較的低
温でも流動し易い。焼成の際のかかる流動は成形体の変
形を伴い、リブが所定の形状を有することができないお
それがある。リブの形状の不均一性は、放電表示セルの
形状にも影響を及ぼして表示にむらを与えるだけでな
く、気密な空間を画成できずに放電ガスの漏洩を招い
て、PDPの寿命を短くするおそれがある。
は、酸化鉛を主に含む低軟化点のガラス粉末とアルミナ
粉末とを含む感光性ペーストが開示されている。一般
に、鉛は放射線遮蔽用の材料にも用いられているよう
に、非常に高い質量吸収係数を有している。したがっ
て、このような鉛を主に含む感光性ペーストが光を受け
ても、鉛による光の吸収により硬化に非常に多くの時間
を必要とするおそれがある。
は、硬化又は焼成の際の収縮及び変形を抑制しながら、
一定形状のリブを比較的高い精度をもって均一且つ迅速
に形成することができる感光性ペーストと、それを用い
たPDP用基板を提供することにある。
するためになされたものであり、セラミックの粉体と、
メタクリル基を含み232〜290の分子量を有するシ
ランカップリング剤からなるバインダと、シリカの融点
よりも低い軟化点を有するガラスの粉体と、を備え、前
記ガラスの粉体が粉体の全量を基準にして10〜70体
積%含まれていることを特徴とする感光性ペーストにあ
る。
上に前記平板と一体となって設けられたリブとを備える
プラズマディスプレイパネル用基板において、前記リブ
が、セラミックの粉体と、メタクリル基を含み232〜
290の分子量を有するシランカップリング剤からなる
バインダと、シリカの融点よりも低い軟化点を有するガ
ラスの粉体と、を備えて、前記ガラスの粉体が粉体の全
量を基準にして10〜70体積%含まれている感光性ペ
ーストから形成されており、また、前記セラミックの粉
体が、前記シランカップリング剤から形成された二酸化
珪素と前記ガラスの粉体とによって互いに結合されてい
ることを特徴とするプラズマディスプレイパネル用基板
にある。
書において用いた場合、この技術分野において認識され
ているように二酸化珪素一般を指し、したがって、その
融点は通常1700℃前後である。本発明の感光性ペー
スト及びそれを用いたプラズマディスプレイパネル(P
DP)用基板は、それらの好ましい態様を示すと、次の
通りである。
タニア又はウォラストナイトあるいはその混合物からな
っている、感光性ペースト及びPDP用基板。2.前記
シランカップリング剤がγ−メタクリロキシプロピルメ
チルトリメトキシシラン、γ−メタクリロキシプロピル
メチルジメトキシシラン、γ−メタクリロキシプロピル
トリエトキシシラン又はγ−メタクリロキシプロピルメ
チルジエトキシシランからなっている、感光性ペースト
及びPDP用基板。
素、亜鉛、リン酸、鉛、チタン又はそれらの組み合わせ
を含む鉛ガラス、リン酸アルミガラス、ホウ素チタンガ
ラス、ビスマスガラス又は亜鉛ガラスからなっている、
感光性ペースト及びPDP用基板。4.前記ガラスの粉
体が20〜50体積%含まれている、感光性ペースト及
びPDP用基板。
る、感光性ペースト及びPDP用基板。
たがって説明するが、本発明はこれに限定されないこと
は当業者ならば容易に想到される。また、図面中、同一
又は相当の部分には同一の符号を付することとする。図
1の部分分解斜視図には、本発明のPDP用基板の一実
施形態が概略的に示されている。このPDP用基板10
はいわゆる交流方式のPDPに用いられ、好適には入手
の容易なソーダライムガラスからなっている離隔対向し
た透明な平板すなわち背面板12及び前面板14を備え
ている。背面板12と前面板14との間には、図示のよ
うな所定の形状及び寸法を備えたリブ16が複数配設さ
れてそれらの間の空間を仕切り、複数の放電表示セル1
8を画成することができるようになっている。各放電表
示セル18には、アドレス電極20がリブ16に沿って
背面板14上に配設されており、また、前面板14上に
はリブ16と垂直に、インジウム酸化錫(ITO)から
なる透明なバス電極22が配設されている。また、アド
レス電極20とバス電極22との間には、ネオン、ヘリ
ウム又はキセノンのような放電ガスが収容され得るよう
になって、放電による発光を可能にしている。各アドレ
ス電極20上には、蛍光層24が所定の順序で設けられ
て、カラー表示を可能にしてもよい。また、前面板14
及びバス電極22上には、透明な誘電体層26が備えら
れてバス電極22を被覆しており、バス電極22のスパ
ッタリングの抑制によるPDPの寿命の延長に寄与して
いる。
化する透明な感光性ペーストから形成され、背面板12
及び前面板14のうち少なくとも一方の上に一体的に取
り付けられている。詳細に述べると、感光性ペースト
は、セラミックの粉体と、メタクリル基をもったシラン
カップリング剤からなるバインダと、ガラスの粉体とを
基本的に含有しており、また、バインダには焼成の際に
不要な有機性添加物が含まれない。
えるためのものであって、好適には高い強度を有するア
ルミナ、シリカ、チタニア又はウォラストナイトあるい
はそれらの混合物からなっている。バインダはリブの形
状を維持するために用いられる。特に、本実施形態では
このバインダがメタクリル基をもったシランカップリン
グ剤から構成されている。このようなシランカップリン
グ剤は紫外線のような光を受けると、セラミックの粉体
を収容できる網目構造をメタクリル基を介して形成し
て、セラミックの粉体の保持をすることができる。
ダは有機物からなるバインダと異なり、高い融点を有す
る高分子の二酸化珪素を焼成によって生成することがで
きる。上述のようにシランカップリング剤によって網目
構造が形成されている場合は、焼成後にも二酸化珪素に
よって比較的高温でも実質的に維持されて、セラミック
の粉体の保持を行なうことができる。かかるシランカッ
プリング剤は入手容易性を考慮して、約232〜290
の分子量を有している、γ−メタクリロキシプロピルメ
チルトリメトキシシラン、γ−メタクリロキシプロピル
メチルジメトキシシラン、γ−メタクリロキシプロピル
トリエトキシシラン又はγ−メタクリロキシプロピルメ
チルジエトキシシランであることが好ましい。
緻密な構造を付与してその強度を高めるために用いられ
る。基本的に、このガラスの粉体は、二酸化珪素からな
る網目構造とそれに囲まれたセラミックの粉体との間の
小さな隙間を埋めるだけで足りる。網目構造がないため
に、ガラスの粉体がセラミックの粉体間の大きな隙間を
埋める必要はない。その結果、ガラスの粉体は比較的少
量でもってリブの強度を高めることができる。たとえガ
ラスの粉体が高い質量吸収係数をもった鉛を主に含んで
いても、光硬化の速度に影響をほとんど与えない。ま
た、高価な低融点ガラスからなるガラス粉体の使用も抑
制されうる。基本的に、ガラスの粉体は、ペースト中に
含まれる粉体の全量を基準にして10〜70体積%含ま
れている。好適には、ガラスの粉体は20〜50体積%
含まれてリブの強度をさらに高めている。
スの粉体と共に熱を受けるときに、それを構成する二酸
化珪素の融点に達しない限り維持されて、「従来の技
術」の欄で述べたような体積の変化を実質的に生じさせ
ない。仮に体積の変化があったとしてもわずかである。
前面板又は背面板が例えば550℃の徐冷点をもったソ
ーダガラスからなる場合、好適には、ガラスの粉体はそ
れよりも低い450〜550℃の軟化点を有しているこ
とが望ましい。このような軟化点をもったガラスの粉体
は、ソーダライムガラスの前面板又は背面板と共に加熱
されて流動して隙間に入り込む場合でも、前面板又は背
面板の熱的な変形を防止することができるからである。
ガラスの粉体は上述の軟化点を有するよう、基本的に
は、ビスマス、ホウ素、亜鉛、リン酸、鉛、チタン又は
それらの組み合わせを所定量含んでいる鉛ガラス、リン
酸アルミガラス、ホウ素チタンガラス、ビスマスガラス
又は亜鉛ガラスからなっている。高い質量吸収係数を考
慮することなくシランカップリング剤の光硬化の時間の
低減を図るためには、ビスマス、ホウ素、亜鉛、リン酸
又はチタン又はそれらの組合せが含まれていることが好
ましい。
となるように、シランカップリング剤の加水分解のため
に塩酸や硝酸のような鉱酸が備えられてもよい。かかる
場合、感光性ペーストは乾燥してゲル化せずにセラミッ
ク粉体及びセラミック粉体の分散を可能にする。また、
粘度も水の量に依存せずに1×104 〜1×105cpsに
保たれる。
製方法を説明する。図2には、PDP用基板の作製方法
を工程順に示した断面図が示されている。まず、PDP
用基板のリブの形状に対応した凹部28を有する成形型
30を用意して、成形型30に上述の感光性ペースト3
2を塗布し、凹部28にそれを充填する(工程Aを参
照)。特に、感光性ペースト32に上記の粘度を与えた
場合は、かかる充填を高い精度をもって行なうことがで
きる。また、凹部28は台形の断面を有していてもよ
く、或いは、図示されないが離型剤を凹部の表面に塗布
して、成形型に高い離型性を与えてもよい。凹部28の
外部に塗布された余分の感光性ペースト32は、図示さ
れないスクレーパで除去し、成形型30の表面を平らに
する(工程Bを参照)。
2を載せ、凹部28の感光性ペースト32に接触させ
る。つぎに、工程Cに矢印で示すように、紫外線(U
V)を背面板12を介して感光性ペースト32に照射す
る。このとき、感光性ペーストは有機性添加物の除去又
は鉛の添加の抑制により、シランカップリング剤にのみ
紫外線を照射させることができる。その結果、感光性ペ
ーストの硬化が迅速に行われて、工程Cに示される成形
体34が形成される。また、かかる硬化は光だけで行わ
れるので、熱による硬化の際の熱管理も考慮する必要が
なくなる。
した成形体34を成形型30から取り外す(工程Dを参
照)。それから、成形体34を背面板12と共に焼成炉
(図示せず)に入れて、所定温度で焼成を行なってリブ
16を得る(工程Eを参照)。かかる場合も、バインダ
に有機性添加物が含まれていないので、熱による硬化の
際の熱管理を考慮する必要がなくなる。また、焼成の前
後で、上述した網目構造の維持が実質的になされて、成
形体の収縮を低減する。したがって、凹部の形状にした
がったリブを精度よく作製することができる。
ス電極を形成して、アドレス電極上に蛍光層を設けても
よい。その後、予めバス電極を形成した透明な前面板
を、背面板と対向するようにリブを介して配置させても
よい。つぎに、前面板及び背面板の周縁部を図示されな
いシール材を用いて気密に封止し、放電表示セルを前面
板と背面板との間に形成してもよい。それから、放電表
示セルを減圧排気した後、放電ガスを放電セルに導入し
てPDP用基板を作製してもよい。
て本発明を説明したが、直流方式のPDP用基板にも適
用できることは、当業者ならば容易に想到できるであろ
う。また、交流方式又は直流方式のPDP用基板によら
ず、電極の形成は、リブを形成する前に行ってもよい。
するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものでは
ない。実施例1 感光性ペーストを調製するために、シランカップリング
剤として4gのγ−メタクリロキシプロピルメチルジメ
トキシシラン(日本ユニカー社製)を用意した。また、
モル比が2:1である0.01Nの硝酸水溶液とエタノ
ールの混合溶液1gも調製した。つぎに、これらを混合
して充分に撹拌した後、70℃で12時間保持して反応
させた。その後、反応生成物を70℃で乾燥し、水及び
アルコールを蒸発により除去した。
硬化開始剤として0.05gのチバガイギー社製のイル
ガキュア819、ビス(2,4,6−トリメチルベンゾ
イル)−フェニルホスフィンオキサイドと、界面活性剤
として0.05gのいわゆるPOCA(ホスフェートプ
ロポキシルアルキルポリオール)とを加えた。また、
2.1μmの平均粒径を有する80体積%のα−アルミ
ナ(AL−45−2、昭和電工社製)と、3.6μmの
平均粒径を有する20体積%のPbO−SiO2 −B2
O3 を主成分とするガラスの粉体(軟化点483℃、O
C−530、奥野製薬工業社製)とを混合して混合粉体
をして調製した後、それを20g加えて感光性ペースト
を得た。
る成形型を用意し、凹部に感光性ペーストを充填させ
た。つぎに、この型材に透明な背面板を載せ、凹部の感
光性ペーストに接触させた。次いで、ウシオ電機社製の
紫外線(UV)光源(商品名:ユニキュア)を用いて、
200〜450nmの波長をもったUVを30秒間照射し
た。その後、背面板と一体的に成形体を成形型から取り
外し、成形体を背面板と共に焼成炉に入れて500℃で
焼成して、リブを得た。
ても容易に破損しないことが確認された。また、下記の
第1表に示されるように、直径が10mmで重さが約2g
であるアルミナボールをリブの上方15mmから落下させ
たときしか、リブが破損せず、鉛筆を用いたリブの表面
硬度は4H以上であることが明らかとなった。さらに、
リブは焼成の前後で、背面板に対して垂直な方向に2.
6%しか収縮していないことも分かった。
との混合粉体の代わりに、70体積%のα−アルミナ
と、30体積%のガラスの粉体を混合して調製した混合
粉体を使用した以外は、実施例1と実質的に同じ方法で
感光性ペーストを調製し、リブの作製を行なった。
ても容易に破損しないことが確認された。また、下記の
第1表に示されるように、上述のアルミナボールをリブ
の上方45mmから落下させたときしかリブが破損せず、
鉛筆を用いたリブの表面硬度は4H以上であることが明
らかとなった。さらに、リブは焼成の前後で、背面板に
対して垂直な方向に2.5%しか収縮していないことも
分かった。
ミナと、40体積%のガラスの粉体を混合して調製した
混合粉体を使用した以外は、実施例1と実質的に同じ方
法で感光性ペーストを調製し、リブの作製を行なった。
本実施例のリブも、指やガラス板と接触しても容易に破
損しないことが確認された。また、下記の第1表に示さ
れるように、アルミナボールをリブの上方75mmから落
下させたときしかリブが破損せず、鉛筆を用いたリブの
表面硬度は4H以上であることが明らかとなった。さら
に、リブは焼成の前後で、背面板に対して垂直な方向に
3.9%しか収縮していないことも分かった。
ミナと、50体積%のガラスの粉体を混合して調製した
混合粉体を使用した以外は、実施例1と実質的に同じ方
法で感光性ペーストを調製し、リブの作製を行なった。
本実施例のリブも、指やガラス板と接触しても容易に破
損しないことが確認された。また、下記の第1表に示さ
れるように、アルミナボールをリブの上方85mmから落
下させたときしかリブが破損せず、鉛筆を用いたリブの
表面硬度は4H以上であることが明らかとなった。さら
に、リブは焼成の前後で、背面板に対して垂直な方向に
11.6%しか収縮していないことも分かった。
ミナと、10体積%のガラスの粉体を混合して調製した
混合粉体を使用した以外は、実施例1と実質的に同じ方
法で感光性ペーストを調製し、リブの作製を行なった。
本比較例のリブは、指やガラス板と接触しても容易に破
損しないことが確認された。また、リブは焼成の前後で
も背面板に対して垂直な方向に1.1%しか収縮してい
ないことも分かった。しかしながら、下記の第1表に示
されるように、アルミナボールをリブの上方3mmから落
下させたときにリブが破損してしまうことが明らかとな
った。さらに、鉛筆を用いたリブの表面硬度は2Bであ
ることが分かった。
ミナと、70体積%のガラスの粉体を混合して調製した
混合粉体を使用した以外は、実施例1と実質的に同じ方
法で感光性ペーストを調製し、リブの作製を行なった。
しかしながら、リブの型崩れが著しく生じ、その結果、
焼成前後でのリブの収縮を測定することができず、ま
た、アルミナボールをリブに落下させることもできなか
った。
−アルミナだけを使用した以外は、実施例1と実質的に
同じ方法で感光性ペーストを調製し、リブの作製を行な
った。本比較例のリブは、指やガラス板と接触しても容
易に破損しないことが確認された。また、リブは焼成の
前後でも背面板に対して垂直な方向に実質的に収縮して
いないことも分かった。しかしながら、下記の第1表に
示されるように、アルミナボールをリブの上方2mmから
落下させたときにリブが破損してしまうことが明らかと
なった。さらに、鉛筆を用いたリブの表面硬度は4Bで
あることが分かった。
ラス粉体だけを使用した以外は、実施例1と実質的に同
じ方法で感光性ペーストを調製し、リブの作製を行なっ
た。本比較例のリブは、指やガラス板と接触しても容易
に破損しないことが確認された。また、下記の第1表に
示されるように、アルミナボールをリブの上方40mmか
ら落下させたときしかリブが破損せず、鉛筆を用いたリ
ブの表面硬度は4H以上であることが分かった。しかし
ながら、リブは焼成の前後で、背面板に対して垂直な方
向に、上記実施例の少なくとも2倍以上の23.4%も
収縮していることが明らかとなった。
縮及び変形を抑制しながら、一定形状のリブを比較的高
い精度をもって均一且つ迅速に形成することができる感
光性ペーストが提供される。また、本発明によると、か
かる感光性ペーストを用いたPDP用基板も提供され
る。
分分解斜視図である。
した断面図である。
Claims (2)
- 【請求項1】 セラミックの粉体と、 メタクリル基を含み232〜290の分子量を有するシ
ランカップリング剤からなるバインダと、 シリカの融点よりも低い軟化点を有するガラスの粉体
と、 を備え、 前記ガラスの粉体が粉体の全量を基準にして10〜70
体積%含まれていることを特徴とする感光性ペースト。 - 【請求項2】 透明な平板と、前記平板上に前記平板と
一体となって設けられたリブとを備えるプラズマディス
プレイパネル用基板において、 前記リブが、 セラミックの粉体と、 メタクリル基を含み232〜290の分子量を有するシ
ランカップリング剤からなるバインダと、 シリカの融点よりも低い軟化点を有するガラスの粉体
と、 を備え、前記ガラスの粉体が粉体の全量を基準にして1
0〜70体積%含まれている感光性ペーストから形成さ
れており、また、 前記セラミックの粉体が、前記シランカップリング剤か
ら形成された二酸化珪素と前記ガラスの粉体とによって
互いに結合されていることを特徴とするプラズマディス
プレイパネル用基板。
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