JP2001220177A

JP2001220177A - 誘電体ペーストならびにそれを用いたディスプレイ用部材およびその製造方法

Info

Publication number: JP2001220177A
Application number: JP2000024117A
Authority: JP
Inventors: Akihiko Tanaka; 明彦田中; Tsugihiko Kai; 二男子甲斐; Osamu Watanabe; 渡邊　　修
Original assignee: Toray Industries Inc
Current assignee: Toray Industries Inc
Priority date: 2000-02-01
Filing date: 2000-02-01
Publication date: 2001-08-14

Abstract

(57)【要約】【課題】クロストークなどの表示欠陥がなく、表示品質
が良好なディスプレイを提供可能なディスプレイ用部材
を提供する。【解決手段】無機粉末として少なくとも低融点ガラス粉
末とフィラーを含む誘電体ペーストであって、フィラー
の平均粒径が、低融点ガラス粉末の平均粒径よりも小さ
いことを特徴とする誘電体ペーストおよびそれを用いた
ディスプレイ用部材、並びに誘電体層に含まれるフィラ
ーの平均粒径が４μｍ以下であり、誘電体層にみられる
気泡の８０％以上が直径５μｍ以下の閉気孔であること
を特徴とするディスプレイ用部材。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、誘電体ペーストお
よびそれを用いたディスプレイ用部材およびディスプレ
イ並びにディスプレイ用部材の製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】大きく重いブラウン管に代わる画像形成
装置として、軽く、薄型のいわゆるフラットディスプレ
イが注目されている。フラットディスプレイとして液晶
ディスプレイが盛んに開発されているが、これは画像が
暗い、視野角が狭いといった課題が残っている。この液
晶ディスプレイに代わるものとして自発光型の放電型デ
ィスプレイであるプラズマディスプレイパネルや電子放
出素子を用いた画像形成装置は、液晶ディスプレイに比
べて明るい画像が得られると共に、視野角が広い、さら
に大画面化、高精細化の要求に応えうることから、その
ニーズが高まりつつある。

【０００３】電子放出素子には、熱電子放出素子と冷陰
極電子放出素子がある。冷陰極電子放出素子には電界放
出型(ＦＥ型）、金属／絶縁層／金属型(ＭＩＭ型）や表
面伝導型などがある。このような冷陰極電子源を用いた
画像形成装置は、それぞれのタイプの電子放出素子から
放出される電子ビームを蛍光体に照射して蛍光を発生さ
せることで画像を表示するものである。この装置におい
て、前面ガラス基板と背面ガラス基板にそれぞれの機能
を付与して用いるが、背面ガラス基板には、複数の電子
放出素子とそれらの素子の電極を接続するマトリックス
状の配線が設けられる。これらの配線は、電子放出素子
の電極部分で交差することになるので絶縁するための誘
電体層が設けられる。さらに両基板の間で耐大気圧支持
部材として隔壁が形成される。

【０００４】プラズマディスプレイパネルの場合、それ
ぞれの機能を付与した前面板と背面板との間に設けられ
た放電空間内で対向する表示電極およびアドレス電極間
にプラズマ放電を生じさせ、上記放電空間内に封入され
ているガスから発生した紫外線を、放電空間内の蛍光体
にあてることにより表示を行うものである。前面板と背
面板にはそれぞれ電極が形成されているが、これらを被
覆する形で誘電体層が形成されている。さらに、背面ガ
ラス基板には、放電の広がりを一定領域に抑え、表示を
規定のセル内で行わせると同時に、かつ均一な放電空間
を確保するために隔壁が設けられている。

【０００５】背面板のガラス基板上に形成する誘電体層
は、隔壁の剥がれや倒れを防ぐ効果を有することが知ら
れている。特に、隔壁を感光性ガラスペースト法で形成
する場合には、隔壁上部と下部の重合硬化の差に起因す
る剥がれが生じ易く、隔壁層形成のアンダーガラス層と
して、誘電体層を形成することは歩留まり向上に有効で
ある。

【０００６】通常この誘電体層はガラス成分のペースト
の塗布膜を形成して、焼成することにより形成される
が、この際、バインダーが分解したガスが完全に抜けな
いために気泡が発生するという問題があった。気泡は誘
電体層の強度の低下や気密性の低下を招く。また、誘電
体層には高反射率化による輝度向上のために、白色フィ
ラーを添加することが知られているが、フィラーを添加
すると、特にガラス成分との軟化挙動の違いにより、焼
成時にガスが抜けなくなるところができ気泡が発生する
という問題があった。

【０００７】また、誘電体層の膜厚よりも小径の固形粒
子を含む誘電体ペーストを用いて、誘電体層を形成する
技術が、特開平１１−１６７８６１号公報に開示されて
いる。この技術により、誘電体層の表面が平坦化でき、
良好な表示品質を得ることができる。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかし、従来の誘電体
ペーストを用いて誘電体層を形成した場合には、焼成時
の脱バインダーが不十分になったり、誘電体層の特性を
制御するために添加されるフィラーの粗密差によって、
焼結する速度が異なり、表示品質が悪化するという問題
があった。

【０００９】そこで本発明は、安定な放電に寄与し、良
好な表示品質が得られる誘電体ペーストならびにそれを
用いたディスプレイ用部材およびその製造方法を提供す
ることを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】すなわち本発明は、ディ
スプレイ用部材の製造に用いる誘電体ペーストであっ
て、フィラーの平均粒径が低融点ガラス粉末の平均粒径
よりも小さいことを特徴とする誘電体ペースト、および
上記の誘電体ペーストを用いたことを特徴とするディス
プレイ用部材並びにこのディスプレイ用部材を用いたこ
とを特徴とするプラズマディスプレイである。

【００１１】また本発明は、誘電体層に含まれるフィラ
ーの平均粒径が４μｍ以下であり、誘電体層に見られる
気泡の８０％以上が直径５μｍ以下の閉気孔であること
を特徴とするディスプレイ用部材である。

【００１２】また本発明は、上記誘電体ペーストを基板
上に塗布・乾燥後、その上に隔壁パターンを形成した後
に乾燥状態の誘電体ペースト塗布膜と隔壁パターンとを
同時に焼成する工程を含むことを特徴とするディスプレ
イ用部材の製造方法である。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下に本発明をプラズマディスプ
レイの作製手順に従って説明する。但し本発明はプラズ
マアドレス液晶ディスプレイならびに電子放出素子また
は有機電界発光素子を用いたディスプレイにおいても、
好ましく適用される。

【００１４】プラズマディスプレイの背面板の基板に
は、通常、ソーダガラスや旭硝子社製のＰＤ−２００な
どの高歪み点ガラス基板を用いて製造されるものであ
る。ガラス基板上には、導電性金属により電極を形成す
る。導電性金属としては、銀、銅、クロム、アルミニウ
ム、ニッケル、金などを用いることができる。電極は通
常、幅２０〜２００μmのストライプ状に形成される。

【００１５】次に誘電体層の形成のために、基板上に誘
電体ペーストを塗布する。誘電体層は基板上に形成され
た電極を被覆して保護し絶縁する作用を有すると共に、
その上に形成される隔壁の形成性を改良する効果を有す
るものである。

【００１６】本発明の誘電体ペーストは、フィラーの平
均粒径が低融点ガラス粉末の平均粒径よりも小さいこと
を特徴とする。つまり、このような誘電体ペーストをデ
ィスプレイ用部材の誘電体層の形成に用いることによ
り、フィラーの粗密差に起因する局所的な気泡を抑制で
きることを本発明者等は見出した。

【００１７】このような特徴を有する誘電体ペースト
は、例えば、誘電体ペースト中に無機成分として、低融
点ガラス粉末とフィラーとを含み、低融点ガラス粉末の
平均粒径よりもフィラーの平均粒径を小さくすることに
よって、好ましく達成される。

【００１８】本発明中に記載する低融点ガラスとは、ガ
ラス転移点４００〜５５０℃かつ軟化点４５０〜６００
℃のガラスのことを示している。一方、フィラーは誘電
体ペースト中の無機成分のうち、低融点ガラス以外の成
分を示している。

【００１９】無機粉末の組成としては、ガラス転移点４
００〜５５０℃、軟化点４５０〜６００℃である低融点
ガラスを無機成分の５０〜９５重量％と、フィラーを無
機成分の５〜５０重量％含有することが好ましい。

【００２０】誘電体層を形成する低融点ガラスのガラス
転移点を５００℃以下、軟化点を６００℃以下とするこ
とで、高温焼成を必要とせず、焼成の際にガラス基板に
歪みを生じない。また、ガラス転移点を４００℃以上、
軟化点を４５０℃以上とすることで、後工程の蛍光体層
の形成や封着の際に誘電体層に歪みを生じることがな
く、膜厚精度を保つこともできる。

【００２１】誘電体ペーストに配合される無機粉末中の
低融点ガラスは、酸化物換算表記で、酸化ビスマス１０〜８５重量％酸化珪素３〜５０重量％酸化ホウ素５〜４０重量％酸化亜鉛４〜４０重量％からなる組成を有するものが好ましい。この組成範囲で
あると５２０〜５８０℃でガラス基板上に焼き付けるこ
とができる誘電体ペーストが得られる。

【００２２】低融点ガラス粉末中の酸化ビスマスは、１
０〜８５重量％の範囲で配合される。１０重量％以上と
することで、焼き付け温度や軟化点を制御する効果が現
れる。８５重量％以下にすることによって、ガラスの耐
熱温度が低くなりすぎることが防止されるので、ガラス
基板上への焼き付けが適正に行われる。また、酸化ビス
マスの代わりに酸化鉛１０〜８５重量％の組成のガラス
を用いても、同様に安定性に優れた誘電体層を形成でき
る。

【００２３】酸化珪素は、３〜５０重量％の範囲で配合
できるが、３重量％以上とすることにより、ガラス層の
緻密性、強度や安定性を向上させ、また熱膨張係数がガ
ラス基板の値と近いものとなり、従ってガラス基板との
ミスマッチを防止することができる。５０重量％以下と
することによって、軟化点やガラス転移点が低くなり、
５８０℃以下でガラス基板上に緻密に焼き付けることが
できる。

【００２４】酸化ホウ素は５〜４０重量％の範囲で配合
することによって、電気絶縁性、強度、熱膨張係数、緻
密性などの電気、機械および熱的特性を向上することが
できる。４０重量％以下とすることによってガラスの安
定性を保つことができる。

【００２５】酸化亜鉛は４〜４０重量％の範囲で添加さ
れるのが好ましい。４重量％以上にすることによって緻
密性向上の効果が現れ、４０重量％以下にすることによ
って焼き付け温度が低くなり過ぎて制御できなくなるこ
とを防ぎ、また絶縁抵抗を保持することができる。

【００２６】上記ガラス成分は、実質的にアルカリ金属
を含まないことが好ましい。というのは、誘電体層は多
くの場合、銀電極やガラス基板に接触して形成されるた
め、銀電極の銀イオンやガラス基板の成分とのイオン交
換反応に帰因する黄色化などの問題を防ぐためである。
実質的に含まないとは、具体的にはガラス成分中に、ア
ルカリ金属の合計含有量が０．５重量％以下であるこ
と、好ましくは、０．１重量％以下であることを意味す
る。

【００２７】本発明で使用する低融点ガラス粉末は平均
粒径が１〜４μｍであることが好ましい。ここで平均粒
径は５０％体積粒径である。

【００２８】フィラーは、焼成時の収縮率を小さくし、
基板にかかる応力を低下させるなどの効果がある。フィ
ラー添加量を５重量％以上とすることで、焼成収縮率を
低くしたり、熱膨張係数を制御する効果が得られる。ま
た、フィラー添加量を５０重量％以下とすることで、焼
成後の誘電体層の緻密性や強度を保つことが可能とな
り、同時に、クラック発生などの欠陥を防止することが
できる。

【００２９】フィラーとして、軟化点６５０〜８５０℃
の高融点ガラス粉末、チタニア、アルミナ、シリカ、コ
ーディエライト、ムライト、スピネル、チタン酸バリウ
ムおよびジルコニアからなる群から選ばれた少なくとも
一種が好ましく用いられる。特に、アルミナ、チタニ
ア、シリカが好ましく用いられる。

【００３０】これらフィラーを適正に選択したり、組み
合わせて用いることにより、誘電体層の誘電率や反射率
などの誘電体特性を制御することが可能となり、アドレ
ス電極の幅や、蛍光体層の厚みの違う背面板にも適正化
することができる。

【００３１】誘電体ペーストは、有機成分に無機粉末を
混合・分散した様態を有するものであり、無機粉末を有
機成分の中に均一に混合・分散することが良好な塗布性
のために好ましい。また、焼成時の脱バインダー性を考
慮すると、誘電体塗布膜全体が均一な速度で焼結が進む
ことが好ましい。このようなペーストを得るため、無機
粉末の平均粒径、最大粒径およびタップ密度、特に低融
点ガラス粉末の平均粒径とフィラーの平均粒径の関係が
適正な範囲にあることが好ましい。

【００３２】無機粉末の平均粒径は０．０５〜４μｍ、
最大粒径は１０μｍ以下であり、タップ密度が０．６ｇ
／ｃｍ³であることが好ましい。このような範囲の粒度
およびその分布、そして単位容積当たりの粉末質量を有
するものが、ペーストへの充填性および分散性が良好で
あり、従って塗布性の優れたペーストが調製できるの
で、緻密で均一な塗布膜を得ることが可能になる。

【００３３】粒径は、レーザ散乱・回折法で測定した値
であり、平均粒径は５０％体積粒径、最大粒径は粒径の
最大値である。粒子の凝集力は表面積に依存するため、
平均粒径を０．０５μｍ以上とすることで凝集性を抑
え、ペースト中での分散性がよくなり、緻密かつ均一な
塗布膜が得られる。また、４．０μｍ以下とすることで
形成された誘電体ペースト塗布膜の緻密性がよくなり、
内部に気泡などが発生しにくくなる。また、塗布膜表面
に不要な凹凸も生じない。最大粒径を１０μｍ以下にす
ることも、内部での気泡発生や表面の不要な凹凸の発生
を防止するために必要である。

【００３４】無機粉末のタップ密度を０．６ｇ／ｃｍ³
以上、好ましくは０．７ｇ／ｃｍ³以上とすると、粉末
の充填性・分散性がよくなり、気泡や凝集物を生じにく
くなる。

【００３５】低融点ガラス粉末の平均粒径とフィラーの
平均粒径の関係に注目すると、フィラーの平均粒径を低
融点ガラス粉末の平均粒径よりも小さくすることによ
り、フィラーが誘電体塗布膜全体に均一に分布し、誘電
体塗布膜の焼結が均一に進み、内部での気泡発生を抑制
することが可能となる。低融点ガラス粉末の平均粒径を
ｄｇμｍ、フィラーの平均粒径をｄｆμｍとすると、ｄ
ｇ＞ｄｆ、好ましくはｄｇ＞ｄｆ／２の時に、気泡大き
さが小さく、気泡の個数が少ない誘電体層が形成でき
る。

【００３６】焼成後の誘電体層の気泡の数や粒径につい
ては、ＳＥＭにより断面を観察することによって、評価
することができる。

【００３７】誘電体層の厚みは、焼成後で４〜３０μ
ｍ、より好ましくは５〜２０μｍであることが、均一で
緻密な誘電体層を形成するために好ましい。厚さを３０
μｍ以下とすることで、焼成の際の脱バインダー性が良
好となり、バインダーの残存に起因するクラックが生じ
ない。またガラス基板にかかる応力も小さくなるので基
板が反るなどの問題も生じない。また、４μｍ以上とす
ることで平坦性で均一かつ緻密な誘電体層を形成するこ
とができ、電極部分の凹凸によって誘電体層にクラック
が入るなどの問題が生じない。

【００３８】さらに、本発明の誘電体ペーストは、導電
性粉末を無機成分の０．５〜１０重量％含有することが
好ましい。ＡＣ型プラズマディスプレイパネルにおい
て、表示電極とアドレス電極間でプラズマ放電させると
空間電荷が発生し、その大部分が表示電極上に形成され
ている誘電体層上に蓄積される。この蓄積された電荷に
よる電圧で偶発的に放電が生じて画質を悪くするという
問題が起こる。このような画質の劣化の原因となる電荷
の蓄積を解消するために、誘電体層に導電性粉末を配合
し、蓄積電荷をリークさせることが有効である。導電性
粉末は、具体的には、クロムまたはニッケルから選んだ
金属粉末や酸化インジウム、酸化スズ、酸化チタンなど
の金属酸化物に不純物を混入した半導体を使用すること
ができる。導電性粉末の添加量は０．５〜１０重量％で
あることが好ましい。０．５重量％以上とすることで、
有効に電荷をリークすることができ、偶発放電を防ぐこ
とができる。１０重量％以下とすることで、誘電体層の
緻密性を保持することができる。

【００３９】かくして塗布した本発明の誘電体ペースト
を焼成することにより、特にフィラーの平均粒径が４μ
ｍ以下である誘電体ペーストを焼成することにより、誘
電体層に含まれるフィラーの平均粒径が４μｍ以下であ
り、誘電体層にみられる気泡の８０％以上が直径５μｍ
以下の閉気孔である誘電体を得ることができる。ここで
５μｍ以下の閉気孔とは気泡がつながらずに単独で存在
しておりその直径が５μｍであることを意味する。

【００４０】基板上に誘電体ペーストを塗布・乾燥後、
焼成して、誘電体層を形成、その上に隔壁パターンを形
成し、再度焼成して隔壁を形成することができる。また
は、基板上に誘電体ペーストを塗布・乾燥した塗布膜上
に隔壁パターンを形成し、誘電体ペースト塗布膜と隔壁
パターンを同時に焼成することも可能であり、この同時
焼成を行う方が、大幅な行程短縮が可能となり好まし
い。

【００４１】同時焼成を行う際に、基板上に誘電体ペー
ストを塗布した後に、塗布膜を熱により硬化することが
好ましい。誘電体ペースト塗布膜の熱による硬化は、サ
ンドブラスト法や感光性ペースト法などを用いて、隔壁
を形成するための工程において、サンドブラスの研磨剤
による浸食、感光性ペースト法における現像時の溶剤に
よる溶解および隔壁形成用ペーストの塗布膜もしくは隔
壁パターンの収縮による応力に耐え、誘電体層と隔壁の
同時焼成を歩留まり良く実現するうえで必要である。

【００４２】このような特徴を有する誘電体ペースト
は、例えば、誘電体ペースト中に、熱重合開始剤と不飽
和結合を有する有機成分とを含有させることにより好ま
しく達成することができる。これにより、不飽和結合の
開裂反応の連鎖によって重合または架橋反応を進行さ
せ、誘電体ペースト塗布膜の分子構造を３次元網目構造
を有するものに変化させることができる。

【００４３】熱重合開始剤は、例えば熱により活性ラジ
カルとなり、炭素−炭素二重結合のような不飽和結合の
開裂反応を開始することができる。本発明で用いる熱重
合開始剤は、半減期１０時間の温度が４０〜１３０℃で
あるものが好ましく、６０〜１１０℃がより好ましい。
半減期とは、一定温度における熱重合開始剤の分解速度
をあらわす指標で、元の熱重合開始剤が分解して、その
濃度が１／２になるまでに要する時間によって示され
る。その時間が１０時間となる温度を半減期１０時間の
温度とする。熱重合開始剤として適当な安定性と活性と
を有することが、ペーストの安定性を保持すると共に本
発明の目的に適した熱重合活性を示すために好ましい。
半減期１０時間の温度を４０℃以上とすることで、誘電
体ペーストの安定性を保持することができ、１３０℃以
下とすることで加熱に対する活性を十分に発揮すること
ができる。

【００４４】不飽和結合を有する有機成分を導入するに
は例えば炭素−炭素二重結合を有するモノマー類を加え
ることが好ましく、また、重合体に炭素−炭素二重結合
を有する側鎖を導入するなどの方法を用いることも好ま
しい。また後述する隔壁の形成には感光性ペースト法が
好ましく採用されるが、それに用いる感光性ペーストの
有機成分としては、二重結合を有する感光性モノマー
や、側鎖に二重結合を有する置換基を導入した感光性ポ
リマーもしくは感光性オリゴマーを配合して用いること
が多く、これらと同じ有機成分を誘電体ペーストに用い
ることが、焼成の際の脱バインダー性（分解によってバ
インダーが除去される際の特性）の点で最も好ましいと
考えられる。

【００４５】後述する通り、これに限定されるものでは
ないが、隔壁形成用感光性ペーストの有機成分として
は、側鎖にカルボン酸基や不飽和置換基を有するアクリ
ル系共重合体を用いることがパターン形成性や現像性の
点で好ましく、誘電体ペーストにも、この共重合体を適
用することが最も好ましい。また誘電体ペーストの有機
成分としてアクリル系樹脂を用いると、無機粉末の分散
のための媒体（バインダー）となり、ペーストを塗布す
る際に適度の粘度を示すなどペースト特性を調整する役
割も果たし、焼成の際には速やかに熱分解し揮散すると
いう利点もある。

【００４６】アクリル系樹脂としては、アクリル酸また
はアクリル酸アルキル類およびメタクリル酸またはメタ
クリル酸アルキル類の単独または共重合体を用いること
が好ましく、ペーストに好ましい特性を与えるようにそ
の特性を選択することができるが、ポリアクリル酸、ポ
リメタクリル酸、ポリアクリル酸メチル、ポリアクリル
酸エチル、ポリメタクリル酸メチル、ポリメタクリル酸
エチル、ポリメタクリル酸プロピル、ポリメタクリル酸
ブチル、ポリメタクリル酸ヘキシルなどの単独重合体や
これらの重合体を構成するモノマーの組合せで得られる
共重合体などが好ましい。

【００４７】また、バインダーポリマーには不飽和置換
基を有するアクリル系のポリマー以外にエチルセルロー
ス、メチルセルロース等に代表されるセルロース系化合
物、メチルメタクリレート、エチルメタクリレート、イ
ソブチルメタクリレート、メチルアクリレート、エチル
アクリレート、イソブチルアクリレート等のアクリル系
化合物等を用いて、塗布膜の硬化は上記モノマーのみで
行うことも可能である。

【００４８】また、誘電体ペースト塗布膜の硬化には、
有機金属化合物、有機シランなどを添加し、熱により架
橋させることも有効である。

【００４９】有機金属化合物や有機シランとしては、テ
トライソプロピルチタネート、テトラ−ｎ−ブチルチタ
ネート、テトラキス（２−エチルヘキソキシ）チタネー
ト、ジヒドロキシ−ビス（ラクテート）チタン、チタン
オクチルグリコレート、チタニウムエチルアセトアセテ
ート、ジプロポキシチタン−ビス（ラクテート）、ブチ
ルチタネートダイマー、テトライソプロピルビス（ジオ
クチルホスファイト）チタネート、アルミニウム−イソ
プロピレート、アルミニウム−secブチレート、アルミ
ニウムアセチルアセトナート、アルミニウムトリス（ア
セチルアセトナート）、オクチル酸ジルコニル、ステア
リン酸ジルコニル、ジルコニウム−ｎ−プロピレート、
ジルコニウム−ｎ−ブチレート、テトラ−ｎ−ブトキシ
ジルコニウム、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリ
エトキシシラン、ビニルトリアセチルシラン、テトラエ
トキシシランなどが好ましい。

【００５０】次いで隔壁のパターンを形成する。隔壁の
パターン形成には、ペーストのスクリーン印刷を繰り返
すスクリーン印刷法やペーストの塗布膜上にレジストを
形成し、研磨剤により不要な部分を取り除き、最後にレ
ジストを剥離するサンドブラスト法、感光性ペーストを
塗布し、乾燥後に露光・現像する感光性ペースト法、ペ
ースト塗布膜を金型で加圧した後、金型を取り除いて隔
壁パターンを形成するプレス成型法等が用いられるが、
パターンの高精細化や工程の簡略化が可能である点か
ら、感光性ペースト法が特に好ましい。以下、感光性ペ
ースト法の手順に従って説明する。

【００５１】隔壁用感光性ペーストは、次のような態様
のものが好ましい。

【００５２】感光性有機成分は、露光に用いるエネルギ
ーを吸収して生起する光反応による変化を利用してパタ
ーンを形成するものである。これには、光の作用した部
分が溶剤に対して溶解するようになる光溶解型（ポジ
型）と光の作用した部分が溶媒に対して不溶になる光不
溶化型（ネガ型）が知られている。感光性の隔壁形成用
感光性ペーストに用いるのはいずれであってもよいが、
無機成分と混合して確固としたパターンを形成するに
は、重合および架橋反応などによって光硬化して溶剤に
不溶になる型の感光性成分を用いることが好ましい。

【００５３】隔壁ペーストの感光性有機成分は、感光性
モノマと感光性または非感光性オリゴマもしくはポリマ
を主成分とし、光重合開始剤を含有するものである。感
光性モノマとしては、活性な炭素−炭素二重結合を有す
る化合物が好ましく、官能基として、ビニル基、アリル
基、アクリレート基、メタクリレート基、アクリルアミ
ド基を有する単官能および多官能化合物が応用される。
特に多官能アクリレート化合物および／または多官能メ
タクリレート化合物を有機成分中に１０〜８０重量％含
有させたものが好ましい。多官能アクリレート化合物お
よび／または多官能メタクリレート化合物には多様な種
類の化合物が開発されているので、それらから反応性、
屈折率などを考慮して選択することが可能である。

【００５４】感光性有機成分として、光反応で形成され
る硬化物物性の向上やペーストの粘度の調整などの役割
を果たすと共に、未露光部の現像性をコントロールする
機能を果たす成分としてオリゴマもしくはポリマが加え
られる。これらのオリゴマもしくはポリマとしては、炭
素−炭素二重結合を有する化合物から選ばれた成分の重
合または共重合により得られた炭素連鎖の骨格を有する
ものが好ましい。特に、分子側鎖にカルボキシル基と不
飽和二重結合を有する重量平均分子量２０００〜６万、
より好ましくは３０００〜４万のオリゴマもしくはポリ
マが用いられるが、不飽和二重結合を導入するには、カ
ルボキシル基を側鎖に有するオリゴマましくはポリマ
に、グリシジル基やイソシアネート基を有するエチレン
性不飽和化合物やアクリル酸クロライド、メタクリル酸
クロライドまたはアリルクロライドを付加反応させると
よい。エチレン性不飽和基数は、反応条件により適宜選
択することができる。前記のオリゴマもしくはポリマの
酸価は、現像許容幅や未露光部の現像液に対する溶解性
の点から５０〜１６０が、特に７０〜１４０の範囲が好
ましい。

【００５５】露光により光反応を開始するために、さら
に、光重合開始剤が好ましく添加される。本発明におい
て好ましい感光性モノマ、感光性オリゴマ、感光性ポリ
マの官能基は多くの場合ラジカル重合性であるため、そ
の場合、光重合開始剤もラジカル種を発生するものから
選んで用いられる。また、場合によっては光重合開始剤
の効果を補助するために増感剤を加えることもある。

【００５６】隔壁形成用感光性ペーストの含有する無機
粉末の熱特性は、誘電体ペーストの無機粉末の熱特性と
近似していることが好ましい。基板となるガラス板に悪
影響を与えることなく誘電体層形成と隔壁層形成との同
時焼成を実現するためである。また下記するように１０
０μｍ以上の厚さの隔壁ペースト塗布膜に高精細なパタ
ーンを露光し、高アスペクト比のパターンを解像度高く
形成するためには、露光用の活性光線を塗布膜の最下部
まで出来るだけ直進的に透過させることが好ましい。こ
のため、隔壁形成用感光性ペーストに配合する無機粉末
は光透過性の高いものを選び、さらに、平均屈折率が感
光性有機成分のそれに近いことが好ましい。

【００５７】隔壁形成用感光性ペーストの無機粉末の組
成としては、これに限定されるものでないが、下記組成
のガラス粉末から構成されていることが好ましい。すな
わち、酸化物換算表記で、酸化リチウム３〜１５重量％酸化珪素１０〜３０重量％酸化ホウ素２０〜４０重量％酸化バリウム２〜１５重量％酸化アルミニウム１０〜２５重量％の組成を有するものである。

【００５８】隔壁パターンの形状保持性や精度の向上、
隔壁形成時の焼成収縮率を低下させるためにフィラーを
無機粉末に対し１０〜５０重量％添加することが好まし
い。ガラス粉末とフィラーからなる無機粉末中で、フィ
ラーを１０重量％以上添加することにより、焼成収縮率
を低くしたり、熱膨張係数を制御することができ、隔壁
の形状保持性や精度が向上する。さらに、フィラーの添
加は、得られた隔壁の強度を維持する上で好ましい。一
方、フィラーの含有量を５０重量％以下とすることで、
焼成後の隔壁の緻密性を維持し、隔壁の強度を保ち、剥
がれたり脱落するなどの欠陥を防ぐことができる。ま
た、隔壁中への微量水分の吸着や有機成分の残留を防
ぎ、従って放電特性の低下を防ぐことができる。フィラ
ーは、酸化チタン、酸化アルミニウム、酸化ジルコニウ
ム、コーディエライト、ムライト、スピネルおよび高融
点ガラスの群から選ばれたすくなくとも一種を好ましく
用いることができる。

【００５９】誘電体ペーストと同様に、隔壁形成用感光
性ペーストを構成する無機粉末にも、良好な塗布性を得
るための平均粒径、最大粒径およびタップ密度の好まし
い適正範囲が存在する。無機粉末の平均粒径は１．５〜
６μｍ、最大粒径は３０μｍ以下が好ましい。平均粒径
を１．５μｍ以上とすることで粉末の凝集を抑え、ペー
スト中での分散性を良好なものとし、緻密な塗布膜が形
成でき、高精細なパターンを得ることができる。一方、
６μｍ以下とすることで、形成された隔壁の緻密性がよ
くなり、内部にボイドなどが発生することなく機械的強
度を向上させることができ、また内部の真空度を低下さ
せたりすることもない。さらに隔壁の表面に不要な凹凸
がなく、封着時に支障を生じることもなくなる。最大粒
径を３０μｍ以下にすることも機械的強度や表面の不要
な凹凸を防止する上で有利である。タップ密度は０．６
ｇ／ｃｍ³以上、より好ましくは０．７ｇ／ｃｍ³以上と
することで、粉末の充填性・分散性をよくし、気泡や凝
集物を生じにくくし、光透過性が高く、優れたパターン
特性を示す隔壁形成用感光性ペーストを得ることができ
る。

【００６０】感光性の隔壁形成用ペーストの無機粉末と
感光性有機成分との配合比率としては、６０／４０〜９
０／１０（重量部）が好ましい。さらに、６５／３５〜
８５／１５（重量部)であることが焼成による収縮率の
点からも好ましい。

【００６１】以上の感光性有機成分や無機粉末に加え、
必要に応じて感光性ペーストに紫外線吸収剤、重合禁止
剤、分散剤、安定剤などの添加剤を加えることもでき
る。

【００６２】感光性ペーストの塗布は、スクリーン印刷
法、バーコーター法、ロールコータ法、ドクターブレー
ド法などの一般的な方法で行うことができる。塗布厚さ
は、所望の隔壁の高さとペーストの焼成による収縮率を
考慮して決めることができるが、通常好ましい隔壁の焼
成後の高さは６０〜１７０μｍであり、焼成収縮を考慮
すると塗布する隔壁ペースト塗布膜の厚さは１００〜２
２０μｍあることが好ましい。

【００６３】隔壁用感光性ペーストを塗布後に乾燥して
露光を行う。露光に使用される活性光線は、紫外線が最
も好ましく、その光源として、例えば、低圧水銀灯、高
圧水銀灯、超高圧水銀灯、ハロゲンランプなどが使用さ
れる。超高圧水銀灯を光源とした平行光線を用いる露光
機が一般的である。

【００６４】露光後、露光部分と未露光部分の現像液に
対する溶解度差を利用して、現像を行うが、この場合、
浸漬法、スプレー法、ブラシ法などが用いられる。現像
液には、感光性の隔壁ペースト中の有機成分、特にオリ
ゴマもしくはポリマが溶解可能な溶液を用いるとよい。
本発明で好ましく使用されるカルボキシル基を側鎖に有
する感光性または非感光性オリゴマもしくはポリマは、
アルカリ水溶液で現像することができる。隔壁のパター
ニングは、焼成による収縮を考慮して行うとよいが、焼
成後の隔壁のサイズとしてはピッチ１００〜２５０μ
ｍ、高さ６０〜１７０μｍ、幅１５〜６０μｍを有する
ものが好ましく、主としてストライプ状に形成される
が、格子状を有する場合もある。

【００６５】隔壁パターンを形成した後に、予め熱によ
り硬化した誘電体ペーストの塗布膜と隔壁パターンを同
時に焼成して、誘電体層と隔壁層を形成する。焼成雰囲
気や温度は、ペーストや基板の特性によって異なるが、
通常は空気中で焼成される。焼成炉としては、バッチ式
の焼成炉やベルト式の連続型焼成炉を用いることができ
る。バッチ式の焼成炉の場合、誘電体ペースト塗布膜の
上に隔壁パターンが形成されたガラス基板を室温から５
００℃程度まで数時間掛けてほぼ等速で昇温した後、さ
らに焼成温度として設定された５００〜５８０℃に３０
〜４０分間で上昇させて、１５〜３０分間保持して焼成
を行う。

【００６６】焼成温度は用いるガラス基板のガラス転移
点より低いことが好ましい。通常、焼成温度を５８０℃
以下、焼成時間を１５〜３０分に設定することで、ダレ
などの欠陥がない良好な隔壁を得ることができる。

【００６７】このようにして得られた隔壁に挟まれたセ
ル内に、赤、緑、青に発光する蛍光体ペーストを塗布し
てプラズマディスプレイ用パネルの背面板、すなわちデ
ィスプレイ用部材が製造できる。

【００６８】この背面板と前面板とを張り合わせた後、
封着、ガス封入し、駆動用ドライバーICを実装してプラ
ズマディスプレイが作製される。

【００６９】

【実施例】以下に本発明を実施例を用いて具体的に説明
する。ただし、本発明はこれに限定されるものではな
い。なお、実施例中の濃度は断りのない場合は重量％で
ある。実施例１〜８、比較例１〜２１２５ｍｍ角のガラス基板（旭硝子社製ＰＤ２００）上
に、感光性銀ペーストを用いてストライプ状の線幅１１
０μｍ、ピッチ５５μｍ、厚さ３μｍの電極を形成し
た。

【００７０】次に以下の組成の誘電体ペーストを３本ロ
ーラー混練機で混練して作製した。誘電体ペーストの組成：平均粒径２μｍの低融点ガラス
粉末Ａ（注１）４５重量部、表１に示す各種フィラー３
４重量部、導電体粉末（ニッケル）１重量部、アクリル
系ポリマー（ダイセル化学製、”サイクロマーＰ”・Ａ
ＣＡ２５０）９重量部、モノマー（ＴＰＡ３３０）９重
量部、熱重合開始剤（過酸化ベンゾイル）１重量部、分
散剤（”ノプコスーパー”０９２）０．５重量部、レベ
リング剤０．５重量部。低融点ガラス粉末Ａ（注１）の組成と特性：酸化鉛３８
％、酸化ケイ素６％、酸化ホウ素２０％、酸化亜鉛２０
％、酸化アルミニウム４％。ガラス転移点４４５℃、軟
化点４８５℃、熱膨張係数７５×１０^-7／℃、密度４．
８１ｇ／ｃｍ³。この誘電体ペーストを電極付きガラス
基板上の全面にスクリーン印刷法により塗布した。誘電
体ペーストを塗布した後、１５０℃で１０分間熱重合を
行った。

【００７１】次に以下の組成の隔壁形成用感光性ペース
トを３本ローラー混練機で混練して作製した。隔壁形成用感光性ペーストの組成：低融点ガラス粉末Ｂ
（注２）６０重量部、バインダー（Ｘ４００７）（注
３）１０重量部、感光性モノマー（ＭＧＰ４００）（注
４）１０重量部、光重合開始剤（チバガイギー社製、イ
ルガキュア３６９）、γ−ブチロラクトン１７重量部。
低融点ガラス粉末Ｂ（注２）の組成と特性：酸化リチウム７％、酸化ケイ素２３％、酸化ホウ素３２
％、酸化バリウム４％、酸化アルミニウム２０％、酸化
カルシウム５％、酸化マグネシウム６％、酸化亜鉛３
％。ガラス転移点４９５℃、軟化点５３０℃、熱膨張係
数７５×１０^-7／℃、密度２．５４ｇ／ｃｍ³。Ｘ４００７（注３）：４０％メタクリル酸、３０％メチ
ルメタクリレート、３０％スチレンからなる共重合体の
カルボキシル基に対して０．４当量のグリシジルメタク
リレートを不可反応させた重量平均分子量４３，００
０、酸価９５のポリマー。ＭＧＰ４００（注４）：X₂N-CH(CH₃)-CH₂-(OCH₂CH(C
H₃))_n-NX₂ Ｘ：-CH₂CH(OH)-CH₂-CO-C(CH₃)=CH₂ ｎ：２〜１０。この隔壁形成用感光性ペーストを誘電体ペースト膜を熱
重合した塗布膜上にダイコート法で塗布した。隔壁形
成用感光性ペースト塗布膜は乾燥した後、ストライプ状
パターンのフォトマスクを介して、２００ｍＪ／ｃｍ²
の露光量を与えた後、０．２％の２−アミノエタノール
水溶液で現像し、ピッチ２２０μｍ、線幅３０μｍ、高
さ１６０μｍの隔壁パターンを形成した。誘電体ペース
ト塗布膜は、十分に硬化されており、現像液に溶解しな
かった。その後、ローラーハース式焼成炉を用いた焼成
温度５７０℃で１５分間焼成した。表１に示す各種フィ
ラーを添加した誘電体ペーストを用いて形成した誘電体
断面をＳＥＭで観察し、気泡の大きさと数を評価し、表
１にまとめた。

【００７２】この隔壁形成した基板に赤、緑、青３色の
蛍光体層を形成し、前面板と合わせて封着し、ガス注入
を行ってパネルを作製した。表１において、誘電体断面
の気泡の大きさが５μｍ以下のものが全体の８０％以上
であるものは、表示欠陥のない良好なディスプレイを得
ることができた。一方、誘電体層に５μｍ以下の気泡が
８０％未満のものはクロストーク等の表示欠陥が見られ
た。

【００７３】

【表１】

【００７４】

【発明の効果】本発明によれば、クロストークなどの表
示欠陥がなく、表示品質が良好なディスプレイを提供可
能なディスプレイ用部材が提供できる。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続きＦターム(参考） 2H025 AA02 AA14 AB20 AC01 AD01 CC08 CC20 FA29 4G062 AA09 BB01 BB05 DA03 DA04 DA05 DB03 DB04 DC03 DC04 DC05 DD01 DE03 DE04 DE05 DF01 DF05 EA03 EA04 EB01 EC01 ED01 EE01 EF01 EG03 EG04 FA01 FA10 FB01 FC01 FD01 FE01 FF01 FG01 FH01 FJ01 FK01 FL01 GA04 GA05 GA06 GA07 GB01 GC01 GD01 GE01 HH01 HH03 HH05 HH07 HH09 HH11 HH13 HH15 HH17 HH20 JJ01 JJ03 JJ05 JJ07 JJ10 KK01 KK03 KK05 KK07 KK10 MM04 MM08 NN32 PP02 PP03 PP04 PP11 PP12 PP15 5C027 AA05 5C040 FA01 FA04 GD07 GD09 GF18 GF19 JA02 JA15 KA07 KA16 KB19 MA09 MA23

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】無機粉末として少なくとも低融点ガラス粉
末とフィラーを含む誘電体ペーストであって、フィラー
の平均粒径が、低融点ガラス粉末の平均粒径よりも小さ
いことを特徴とする誘電体ペースト。
【請求項２】無機粉末中に低融点ガラス粉末５０〜９５
重量％、フィラー５〜５０重量％の組成を有することを
特徴とする請求項１記載の誘電体ペースト。
【請求項３】フィラーが、アルミナ、チタニア、シリカ
および高融点ガラス粉末の群から選ばれた少なくとも一
種を含むことを特徴とする請求項１または２記載の誘電
体ペースト。
【請求項４】低融点ガラス粉末のガラス転移点が４００
〜５５０℃、荷重軟化点が４５０〜６００℃であること
を特徴とする請求項１〜３のいずれか記載の誘電体ペー
スト。
【請求項５】低融点ガラス粉末の平均粒径が１〜４μｍ
であることを特徴とする請求項１、２および４のいずれ
か記載の誘電体ペースト。
【請求項６】請求項１〜５のいずれか記載の誘電体ペー
ストを用いたことを特徴とするディスプレイ用部材。
【請求項７】誘電体層に含まれるフィラーの平均粒径が
４μｍ以下であり、誘電体層に見られる気泡の８０％以
上が直径５μｍ以下の閉気孔であることを特徴とするデ
ィスプレイ用部材。
【請求項８】請求項６または７記載のディスプレイ用部
材を用いたことを特徴とするディスプレイ。
【請求項９】請求項１〜５のいずれか記載の誘電体ペー
ストを基板上に塗布・乾燥後、その上に隔壁パターンを
形成した後に、誘電体ペースト塗布膜と隔壁パターンと
を同時に焼成する工程を含むことを特徴とするディスプ
レイ用部材の製造方法。
【請求項１０】請求項９記載の製造方法により製造した
ディスプレイ用部材を用いたことを特徴とするディスプ
レイ。