JP2010015992A - アルミニウムを含むプラズマディスプレイ・パネルの電極用ペースト、該ペーストを利用してプラズマディスプレイ・パネルの電極を形成する方法、及び該方法によって形成したプラズマディスプレイ・パネルの電極 - Google Patents

Abstract

【課題】アルミニウムを含むプラズマディスプレイ・パネルの電極用ペースト、該ペーストを利用してプラズマディスプレイ・パネルの電極を形成する方法、及び該方法によって形成したプラズマディスプレイ・パネルの電極を提供する。
【解決手段】プラズマディスプレイ・パネルの電極形成用ペーストであり、該ペーストは、アルミニウム粒子及び表面処理剤を含むアルミニウム液状組成物を含む。該アルミニウム粒子は、少なくともおよそ５μｍ以下の平均粒子サイズを有する。該表面処理剤は、少なくとも約５５０℃以上の焼成温度で、アルミニウム粒子の表面に残留する特性を有する。かようなペーストから製造された電極は、９０％以上の信頼性を有するプラズマディスプレイ・パネル形成のために最小限に要求される比抵抗を２０μΩ・ｃｍ以下にして形成できる。
【選択図】図３

Description

本発明は、プラズマディスプレイ・パネル（ＰＤＰ）の電極形成用ペースト、前記ペーストを利用して電極を製造する方法、前記電極を具備するＰＤＰに係り、さらに具体的に、アルミニウムを含むＰＤＰ電極形成用ペーストに関する。

フォトリソグラフィ工程は、ＰＤＰ電極を形成するのに利用されている。フォトリソグラフィ工程は、ペーストを塗布及び乾燥し、所望の厚さの膜を形成する。そして、フォトマスクが装着された紫外線露光装備を利用し、前記膜に光を照射し、現像工程で露光されていない領域を選択的に除去した後、焼成する工程である。

従来、ＰＤＰ電極形成用ペーストは、無機物パウダーと感光性有機物とを含有する。前記無機物パウダーとしてすぐれた電気伝導性を有する金、銀、ニッケル、銅、アルミニウムなどを使用することが知られている。特に、アルミニウム（Ａｌ）は、銀（Ａｇ）に比べて耐マイグレーション特性にすぐれ、相対的に廉価の原材料価格によって、電極材料としてすぐれた物質であるという評価を受けている。しかし、アルミニウムは、反応が爆発性を伴うともいえるものであって、酸化反応が容易に起こる。従って、比抵抗を大きくせねばならないという問題がある。従って、アルミニウムは、スパッタリング法のような薄膜工程のみに使用するだけであり、ペーストに製造し、焼成工程を必須的に含むフォトリソグラフィ工程には適さない問題がある。

本発明では、フォトリソグラフィ工程を介して形成できるアルミニウム含有ＰＤＰ電極、及び前記ＰＤＰ電極を製造する方法を提供しようとするものである。

また、前記ＰＤＰ電極を形成するのに利用されうるペーストを提供しようとするものである。

本発明の一実施例によれば、アルミニウム液状組成物とガラスフリットとを含むＰＤＰ電極形成用ペーストを提供する。前記アルミニウム液状組成物は、アルミニウム粒子、表面処理剤を含有する。前記アルミニウム粒子は、５μｍ以下の平均粒子サイズを有する。ここで、粒子サイズは、半径を含む。前記表面処理剤は、少なくとも５５０℃以上の焼成温度でも焼けずに残留する特性を有する。従って、電極を形成する間に焼成後でも、前記表面処理剤は、前記アルミニウム粒子の表面に残留しうる。また、前記表面処理剤は、焼成しても揮発せずに、それ自体でアルミニウム粒子の表面に残留しうるが、熱分解されて分解物がアルミニウム粒子の表面に残留するものでありうる。

本発明の他の実施例によって、前記ペーストを利用して形成したＰＤＰ電極を提供する。前記電極は、アルミニウム焼成体、表面処理剤及びガラスフリットを含み、少なくとも２０μΩ・ｃｍ以下の比抵抗を有する。本発明で「比抵抗」は、焼成して形成された電極で測定した単位面積及び単位体積当たりの抵抗値を意味するものである。

本発明の他の実施例によって、前記ＰＤＰ電極を製造する方法を提供する。前記方法は、前記ペーストを基板上に塗布する段階と、前記ペーストを乾燥して導電層を形成する段階と、前記導電層をパターニングする段階と、パターニングした前記導電層を焼成して電極を形成する段階とを含む。パターニングする段階は、前記導電層を露光及び現像する段階を含む。前記焼成する段階は、還元性雰囲気または酸化性雰囲気で行われうる。

本発明によれば、表面処理剤とアルミニウム粒子とを含有するアルミニウム液状組成物を含むＰＤＰ電極用ペースト、前記ペーストを利用したＰＤＰ電極の形成方法、及び前記方法によって形成したＰＤＰ電極を提供できる。

具体的に、焼成過程で、前記表面処理剤が燃焼せずに、それ自体または分解物がアルミニウム粒子の表面に残留することによって、アルミニウムの酸化を防止できる。従って、相対的に廉価の製造装備を使用するフォトリソグラフィ工程を利用してＰＤＰ電極を形成でき、かように形成されたＰＤＰ電極は、適正水準の比抵抗、すなわち９０％以上の信頼性を有するＰＤＰ形成のために最小限要求される比抵抗を２０μΩ・ｃｍ以下にして形成できる。

また、望ましくは、平均半径が５μｍ以下であるアルミニウム粒子を使用することによって、ＰＤＰ電極の表面が多孔質化されず、放電ガスの流入によるリーク現象を防止できる。

本発明に係るＰＤＰ電極の形成方法を説明するための断面図である。 本発明に係るＰＤＰ電極の形成方法を説明するための断面図である。 本発明に係るＰＤＰ電極の形成方法を説明するための断面図である。 平均半径サイズが７μｍであるアルミニウム粒子を含有するＰＤＰ電極の表面を示す写真である。 平均半径サイズが７μｍであるアルミニウム粒子を含有するＰＤＰ電極の表面を示す写真である。 平均半径サイズが５μｍであるアルミニウム粒子を含有するＰＤＰ電極の表面を示す写真である。 平均半径サイズが５μｍであるアルミニウム粒子を含有するＰＤＰ電極の表面を示す写真である。 平均半径サイズが３μｍであるアルミニウム粒子を含有するＰＤＰ電極の表面を示す写真である。 平均半径サイズが３μｍであるアルミニウム粒子を含有するＰＤＰ電極の表面を示す写真である。 銀を含むＰＤＰ電極の表面を示す写真である。 銀を含むＰＤＰ電極の表面を示す写真である。 本発明に係るＰＤＰの分解斜視図である。 図１２のＸＩＩＩ‐ＸＩＩＩ’に沿って切り取った断面図である。

本発明は、少なくとも５５０℃以上で燃焼しない表面処理剤とアルミニウム粒子とを含むアルミニウム液状組成物６０ないし６８重量部、ガラスフリット（ｇｌａｓｓ ｆｒｉｔ）２．５ないし５．５重量部、ビークル（ｖｅｈｉｃｌｅ）１５．５ないし３７．５重量部を含むＰＤＰ（ｐｌａｓｍａ ｄｉｓｐｌａｙ ｐａｎｅｌ）電極用ペーストを提供する。

前記表面処理剤は、フォトリソグラフィ工程でＰＤＰ電極の製造時に、少なくとも焼成温度以上で燃焼せずに残留するものである。ＰＤＰ電極の製造時に、ＰＤＰ電極用ペーストを少なくとも５５０℃以上で焼成するので、前記表面処理剤は、少なくとも５５０℃以上で燃焼せずに残留するものでありうる。前記表面処理剤は、焼成しつつ揮発せずにそれ自体でアルミニウム粒子の表面に残留しうるが、熱分解されて分解物がアルミニウム粒子の表面に残留するものでありうる。

前記表面処理剤は、セルロースのヒドロキシ基をエーテル化したセルロースエーテルを使用できる。例えば、メチルセルロース、エチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、ベンジルセルロース、トリチルセルロース、シアノエチルセルロース、カルボキシメチルセルロース、カルボキシエチルセルロース、アミノエチルセルロースなどがあり、それらの誘導体も、５５０℃以上で燃焼しないものであるならば、本発明に含むことができる。望ましくは、残留能にすぐれたエチルセルロース及びその誘導体を使用できる。

前記表面処理剤は、前記ペーストにおいて、３ないし３４重量部で含まれうるが、３重量部未満の場合、前記ＰＤＰ電極用ペースト製造上の問題があり、３４重量部を超える場合、前記アルミニウム粒子間で相互作用を介した水素発生及び爆発性の危険があり、その後、ＰＤＰ電極の製造時に、焼成工程でアルミニウムが酸化される問題がある。

アルミニウム粒子は、そのサイズが大きければ大きいほど、比抵抗が小さくなるために、比抵抗を考慮すれば、アルミニウム粒子の半径が大きいものを使用しうる。しかし、アルミニウム粒子のサイズが大きい場合、粒子サイズが大きいアルミニウム粒子を利用して形成したＰＤＰ電極表面は多孔質化（ｐｏｒｏｕｓ）してしまう。従って、放電ガスが流入するリーク（ｌｅａｋ）現象が発生しうる。かような理由で、前記アルミニウム液状組成物は、平均半径が５μｍ以下であるアルミニウム粒子を含むことが望ましい。

従来の銀を含むペーストを利用してフォトリソグラフィ工程で形成したＰＤＰ電極の表面と類似した粗度ほどの表面特性を有するものを基準に、前記アルミニウム粒子は、５μｍ以下の平均半径を有することが望ましい。平均半径が５μｍを超えると、ＰＤＰ電極表面が多孔質化して放電ガスが流入するリーク現象が発生しうる。本発明で、前記アルミニウム粒子の平均半径が５μｍ以下であることの意味は、多量のアルミニウム粒子の半径サイズが５μｍ以下であるものであり、前記リーク現象を誘発しないほどの信頼度を有する範囲で、ほとんどのアルミニウム粒子の半径サイズが５μｍ以下である。あらゆるアルミニウム粒子が５μｍ以下であることについて限定するものではなく、また、全体アルミニウム粒子の半径を単純に平均したものが５μｍ以下であるというわけでもない。すなわち、少量または微量に平均半径サイズが５μｍを超えるアルミニウム粒子を含むことができるが、前記リーク現象を誘発しないほどの信頼度を有する範囲で許容できる少量または微量に、平均半径サイズが５μｍを超えるアルミニウム粒子を含むことについても本発明が適用されうる。前記アルミニウム粒子は０．５μｍないし５μｍの範囲を有しうる。０．５μｍ未満の場合、前記アルミニウム粒子を含む電極の伝導性に劣ってＰＤＰ電極として使用できないからである。

前記アルミニウム粒子の含有量について、アルミニウム粒子を１８重量部ないし４０．８重量部で含有できる。１８重量部未満の場合、前記ＰＤＰ電極用ペーストを製造し難いだけではなく、粘度の低下及び固形分の密度低下によって、前記ＰＤＰ電極用ペーストで形成するＰＤＰ電極の断線（ｏｐｅｎ）問題があり、４０．８重量部を超える場合、ＰＤＰ電極用ペースト製造時に、粒子間で相互作用を介した水素発生及び爆発性の危険があり、光透過の低下による不十分な架橋反応によって、所望のパターンを得られない問題がある。

前記アルミニウム液状組成物は、分散剤、溶媒をさらに含むことができる。前記分散剤は、アルミニウム粒子の分散安定性を高め、アルミニウム粒子の凝集または沈殿が起こることを防止するためのものである。かような分散剤として、カルボキシル基、ヒドロキシル基、酸エステルなど、親和性のある極性基を有する化合物や高分子化合物を使用できるが、これらによって、本発明が限定されるものではない。溶媒は、前記アルミニウム液状組成物を製造するためのものであり、当該分野で一般的に使われる有機または無機の溶媒を使用でき、例えば、ケトン類、アルコール類、エーテル系アルコール類、飽和脂肪族モノカルボキシル酸アルキルエステル類、乳酸エステル類、エーテル系エステル類、またはそれらの組み合わせからなる組成物などを使用できる。

また、前記アルミニウム液状組成物は、酸化防止剤、光安定剤、紫外線吸収剤、潤滑剤、顔料、難燃剤などの添加剤をさらに含むことができる。前記添加剤は、その後のＰＤＰ焼成時に、アルミニウム粒子の表面に、特に焼成の間に外部に露出される電極表面に配されたアルミニウム粒子上に、前記表面処理剤またはその分解物が残留しうる範囲で、およそ５重量部内に含有できる。

前記分散剤、溶媒または添加剤は、前記アルミニウム液状組成物１００重量部に対して、前述の前記アルミニウム粒子及び表面処理剤の含有量を除外した残量の範囲内で含有できる。

前記アルミニウム液状組成物は、６０ないし６８重量部で含有するが、６０重量部未満で含有する場合、ＰＤＰ電極の断線問題があり、６８重量部を超えて含有する場合、アルミニウム粒子間で相互作用を介した水素発生及び爆発性の危険があるという問題がある。ガラスフリットは、その後のＰＤＰ電極の形成において、アルミニウム粒子間の結合（ｎｅｃｋｉｎｇ）を支援する役割を行い、ＰＤＰ基板または他のＰＤＰ電極との接着力も増進させられる。前記ガラスフリットは、鉛（Ｐｂ）、ホウ素（Ｂ）、シリコン（Ｓｉ）、ビスマス（Ｂｉ）、リン（Ｐ）、リチウム（Ｌｉ）、亜鉛（Ｚｎ）、バリウム（Ｂａ）、スズ（Ｓｎ）などを含むことができる。例えば、ガラスフリットとして、Ｂｉ_２Ｏ_３−Ｂ_２Ｏ_３系、Ｂｉ_２Ｏ_３−Ｂ_２Ｏ_３−ＺｎＯ系、Ｐ_２Ｏ_５−ＳｎＯ−ＺｎＯ系またはＢ_２Ｏ_３−ＳｎＯ−ＢａＯ系混合物と共に、前記金属酸化物の少なくとも２個以上混合したものを使用することもできる。前記ガラスフリットは、粉末形態で含有する。

前記ガラスフリットは、２．５ないし５．５重量部で含有するが、２．５重量部未満の場合、アルミニウム粒子間の結合形成に必要となる十分な液状物質が存在しないことによって、抵抗増加及び電極の付着力低下の問題があり、５．５重量部を超える場合、アルミニウム粒子の結合は可能であるが、アルミニウム粒子が塊になって（ｉｓｌａｎｄ）、前記ＰＤＰ電極用ペーストを利用して形成したＰＤＰ電極の抵抗が増加する問題がある。

フォトリソグラフィ工程を介してＰＤＰ電極を形成するために、前記ビークルは、光開始剤、架橋剤及びバインダを含有する。

光開始剤は、写真工程中にラジカルを発生させ、前記架橋剤の架橋反応を開始できる化合物であるならば、特別に限定されるものではない。例えば、前記光開始剤として、ベンゾフェノン、４，４−ビス（ジメチルアミノ）ベンゾフェノン、４，４−ビス（ジエチルアミノ）ベンゾフェノン、２，２−ジエトキシアセトフェノン、２，２−ジメトキシ−２−フェニル−２−フェニルアセトフェノン、２−メチル−［４−（メチルチオ）フェニル］−２−モルフォリノプロパン−１−オン、２−ベンジル−２−ジメチルアミノ−１−（４−モルフォリノフェニル）−１−ブタノン、ビス（２，６−ジメトキシベンゾイル）−２，４，４−トリメチルペンチルホスフィンオキサイド、及びビス（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、またはそれらの二以上を組み合わせた組成物を使用できる。

前記光開始剤は、前記ビークル１００重量部に対して、０．０１ないし４．５重量部の量で含むことができる。このとき、前記光開始剤の含有量が０．０１重量部未満であるならば、前記ＰＤＰ電極用ペーストの露光感度が低下し、４．５重量部を超えれば、露光された領域の線幅が小さく現れたり、または露光されていない領域に対して、現像がなされない問題が発生し、きれいな電極パターンを得られない。

架橋剤は、光開始剤によってラジカル重合反応を可能とさせる化合物であるならば、特別に限定されずに使用できる。例えば、単官能及び多官能のモノマーを利用でき、露光感度を向上するために、多官能モノマーを利用できる。かような多官能モノマーとしては、エチレングリコールジアクリレート（ＥＧＤＡ）のようなジアクリレート系；トリメチロールプロパントリアクリレート（ＴＭＰＴＡ）、トリメチロールプロパンエトキシレートトリアクリレート（ＴＭＰＥＯＴＡ）、またはペンタエリトリトールトリアクリレートのようなトリアクリレート系；テトラメチロールプロパンテトラアクリレート、ペンタエリトリトールテトラアクリレートのようなテトラアクリレート系；及びジペンタエリトリトールヘキサアクリレート（ＤＰＨＡ）のようなヘキサアクリレート系、またはそれらの二以上の組み合わせからなる組成物などを使用できる。

前記架橋剤は、前記ビークル１００重量部を基準に、０．０１ないし２．０重量部の量で含むことができる。このとき、前記架橋剤の含有量が０．０１重量部未満であるならば、ＰＤＰ電極の形成時に、露光工程で露光感度が低下し、現像工程時に、電極パターンに傷が生じる傾向があり、一方、２．０重量部を超えれば、現像後に線幅が大きくなりつつ、電極パターン形成時に、パターン状がきれいではなくなり、焼成後に電極周囲に、残渣が発生しうる。

前記バインダは、前記ＰＤＰ電極用ペーストを基板上に塗布するとき、適切な粘度を示し、印刷特性を向上させることができ、前記アルミニウム粒子の焼結特性を向上でき、また前記アルミニウム粒子とＰＤＰ基板との間に接着力を付与できる。前記バインダとしては、光開始剤によって架橋が可能であり、電極形成時に、現像工程によって容易に除去される高分子を使用できる。例えば、アクリル系樹脂、スチレン樹脂、ノボラック樹脂、ポリエステル樹脂、またはそれらのうち、２以上の組み合わせからなるものを使用できる。例えば、カルボキシル基を含有するモノマー類、ヒドロキシル基を含有するモノマー類、共重合が可能なモノマー類などを使用できる。カルボキシル基を含有するモノマー類として、アクリル酸、メタクリル酸、フマル酸、クロトン酸、イタコン酸、シトラコン酸、メサコン酸、桂皮酸、コハク酸モノ（２−（メト）アクリロイルオキシエチル）またはω−カルボキシ−ポリカプロラクトンモノ（メト）アクリレートなどを挙げることができる。また、ヒドロキシル基を含有するモノマー類として、（メト）アクリル酸２−ヒドロキシエチル、（メト）アクリル酸２−ヒドロキシプロピル、（メト）アクリル酸３−ヒドロキシプロピルのようなヒドロキシル基含有単量体類；ｏ−ヒドロキシスチレン、ｍ−ヒドロキシスチレン、ｐ−ヒドロキシスチレンのようなフェノール性ヒドロキシル基含有モノマー類を挙げることができる。共重合可能なモノマー類としては、（メト）アクリル酸メチル、（メト）アクリル酸エチル、（メト）アクリル酸ｎ−ブチル、（メト）アクリル酸ｎ−ラウリル、（メト）アクリル酸ベンジル、グリシジル（メト）アクリレート、ジシクロペンタニル（メト）アクリレートのような（メト）アクリル酸エステル類；スチレン、α−メチルスチレンのような芳香族ビニール系モノマー類；ブタジエン、イソプレンのような共役ジエン類；ポリスチレン、ポリ（メト）アクリル酸メチル、ポリ（メト）アクリル酸エチル、ポリ（メト）アクリル酸ベンジルのような重合体鎖の一方の末端に、（メト）アクリロイル基などの重合性不飽和基を有するマクロモノマー類などがある。

前記バインダは、ビークル１００重量部を基準に、０．０５ないし５．０重量部の量で含むことができる。０．０５重量部未満であるならば、乾燥及び露光／現像工程中に、ＰＤＰ電極基板または他のＰＤＰ電極に密着する特性が弱くなることがあり、５．０重量部を超えれば、現像工程時に、未現像の不良を誘発しうる。

また、前記ビークルとしては、溶媒と、それぞれの目的によって、その他の添加剤をさらに含むことができる。溶媒は、当該分野で一般的に使われる有機または無機の溶媒を使用でき、例えば、ケトン類、アルコール類、エーテル系アルコール類、飽和脂肪族モノカルボキシル酸アルキルエステル類、乳酸エステル類、エーテル系エステル類、またはそれらの組み合わせからなる組成物などを使用できる。添加剤として、アルミニウム粒子を分散する分散剤、感度を向上させる増減剤、電極形成組成物の保存性を向上させる重合禁止剤及び酸化防止剤、解像度を向上させる紫外線吸光剤、ペースト内の気泡を減らす消泡剤、分散性を向上させる分散剤、印刷時に膜の平坦性を向上させるレベリング剤、または揺変特性を与える可塑剤などを挙げることができる。これら添加剤は必ず使われるものではなく、必要によって使用し、添加時には、一般的に周知の量を適切に調節して使用できる。

かようなビークルは、１５．５ないし３７．５重量部で含有できる。１５．５重量部に達しない場合には、前記ＰＤＰ電極ペーストの粘性に影響を及ぼし、印刷特性が良好ではなくなり露光感度が低下し、３７．５重量部を超えれば、相対的にアルミニウム粒子の含有量比が小さいので、焼成時に導電膜の収縮が激しく、断線が発生しうる。

また、本発明は、前記ＰＤＰ電極用ペーストを利用してＰＤＰ電極を形成する方法を提供する。前記方法について、添付された図１ないし図３を参照して詳細に説明する。

まず、図１を参照すれば、ＰＤＰ基板１０を準備し、前記ＰＤＰ基板１０上に、前記前述のＰＤＰ電極用ペーストを塗布して乾燥することによって、導電層２０を形成する。このとき、ＰＤＰ基板１０上にスクリーンプリンティング法などを利用し、前記ＰＤＰ電極用ペーストを印刷できる。印刷後、５０ないし１３０℃の温度範囲内で、５ないし３０分間加熱及び乾燥する。

図２を参照すれば、前記導電層２０が形成された基板１０と、該基板と離隔して所定のパターンが形成されたフォトマスク３０とを対面させ、前記フォトマスク３０を介して放射線４０を選択的照射（露光）し、光開始剤によってバインダ及び架橋剤を硬化する。このとき、露光は、通常の露光装置を利用し、可視光線、紫外線、遠赤外線、電子線またはＸ線のような放射線を照射して行う。

本実施例では、ポジティブ露光工程を例示したが、これに限定されるものではなく、光開始剤、バインダ及び架橋剤の種類によって、ネガティブ露光工程を行うこともできる。

図３を参照すれば、露光後に、アルカリ現像液で現像処理し、導電層２０（図２）の非露光領域を除去する。従って、所望のパターンの電極２１を形成する。

このとき、アルカリ現像液は、塩基を含む水溶液を使用でき、前記塩基として、水酸化リチウム、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、リン酸水素ナトリウム、リン酸水素二アンモニウム、リン酸水素二カリウム、リン酸水素二ナトリウム、リン酸二水素アンモニウム、リン酸二水素カリウム、リン酸二水素ナトリウム、ケイ酸リチウム、ケイ酸ナトリウム、ケイ酸カリウム 、炭酸リチウム、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム、ホウ酸リチウム、ホウ酸ナトリウム、ホウ酸カリウムのような無機アルカリ性化合物；アンモニア、テトラメチルアンモニウムヒドロキシド、トリメチルヒドロキシエチルアンモニウムヒドロキシド、モノメチルアミン、ジメチルアミン、トリメチルアミン、モノエチルアミン、ジエチルアミン、トリエチルアミン、モノイソプロピルアミン、ジイソプロピルアミン、エタノールアミンのような有機アルカリ性化合物などがある。これらは例示的なものであり、本発明が前記アルカリ現像液の種類によって限定されるものではない。

前記現像工程の処理条件は一般的なものであり、現像液の種類、濃度、現像時間、現像温度及び浸漬法、揺動法、シャワー法、スプレー法、パドル法のような現像法や現像装置などを適切に選択できる。また、現像工程後に、一般的に洗浄処理が実施され、必要によって現像処理後に、電極２１の側面及び基板露出部に、不要な残留物を除去する工程を含むことができる。

そして、５５０℃ないし６５０℃の温度で、およそ１０分ないし３時間焼成工程を行い、微細パターンの電極２１を製造する。このとき、焼成工程は、還元性雰囲気または酸化性雰囲気で行ってもよい。

前述の本発明の一実施例に係るＰＤＰ電極の形成方法は、ＰＤＰを駆動する場合において、Ｙ電極と対抗してアドレス放電を起こすように、所定の電圧が印加されるアドレス電極だけではなく、互いに交互するように電圧が印加されて維持放電を起こすＸ電極またはＹ電極を形成する場合においても適用できる。

併せて、本発明は、前記ＰＤＰ電極の形成方法によって形成したＰＤＰ電極を提供する。

前記ＰＤＰ電極は、アルミニウム粒子の表面に表面処理剤が残留するアルミニウムとガラスフリットとを含む。そして、前記ＰＤＰ電極は、比抵抗が２０μΩ・ｃｍ以下であることを特徴とする。

前述のＰＤＰ電極用ペーストを焼成し、アルミニウム粒子が互いに結合することによって、伝導性を有するＰＤＰ電極を形成できる。前記ＰＤＰ電極用ペーストは、焼成工程を経ても、アルミニウム粒子の酸化を防止し、比抵抗が２０μΩ・ｃｍ以下であるＰＤＰ電極を製造できる。アルミニウム粒子の酸化は、焼成工程を経た後にも残留する表面処理剤によって防止できる。電極の比抵抗は、小さければ小さいほど伝導性が優秀である。本発明では、従来のほぼ１００μΩ・ｃｍ以上を有するアルミニウム電極に対し、比抵抗を最小２０μΩ・ｃｍ以下に減らしたＰＤＰ電極を提供する。２０μΩ・ｃｍは、製品として９０％の信頼性を有するＰＤＰの電極として使用できる、最小限に要求される比抵抗値である。

また、前記ＰＤＰ電極は、フォトリソグラフィ工程によって形成されるので、光開始剤、架橋剤、バインダを含有する。

本発明のさらに他の実施例によれば、ＰＤＰを提供する。前記ＰＤＰは、前述のアルミニウム液状組成物（アルミニウム粒子と、少なくとも５５０℃の焼成温度で残留する表面処理剤を含有する）とガラスフリットとを含有するペーストを利用して形成したアドレス電極を含む。本実施例で前記ペーストは、アドレス電極を形成するのに使われたが、これに限定されるものではなく、Ｘ電極またはＹ電極のように、ＰＤＰのいかなる電極を形成する場合にも利用されうる。

図１２を参照すれば、前記ＰＤＰは、外部に光を放出する前面パネル１００と、蛍光体が配されて光を発光する背面パネル２００を具備する。前面パネル１００で、前記前面ガラス基板１１０上に、Ｘ方向に延長する複数の透明電極１２０が配され、各透明電極１２０上に、バス電極１３０が形成される。従って、バス電極１３０は、透明電極１２０に実質的に平行する。前面誘電体層１４０と保護層１５０とが、前記透明電極１２０と前記バス電極１３０とを覆うように、前記前面ガラス基板１１０上に順次に形成される。前記前面誘電体層１４０は、放電に参与する荷電粒子の直接的な衝突から、前記バス電極１３０と透明電極１２０とを保護することができる。そして、前記前面誘電体層１４０は、保護層１５０によって保護されうる。また、前記保護層１５０は、前面誘電体層１４０の保護の役割に加えて、二次電子の放出を誘導することによって、放電を活性化させるのに寄与できる。

背面パネル２００は、背面ガラス基板２１０上に、Ｙ方向に延長する複数のアドレス電極２２０が配される。前記アドレス電極２２０は、アルミニウム粒子の焼成体、表面処理剤、ガラスフリットを含有する。前記アドレス電極２２０は、２０μΩ・ｃｍ以下の比抵抗を有する。本発明で「比抵抗」は、焼成して形成された電極で測定した単位面積及び単位体積当たりの抵抗値を意味するものである。

前記アドレス電極２２０を覆うように、背面誘電体層２３０が配され、放電空間を区画する隔壁２４０を形成する。従って、複数の放電セルが形成される。そして、前記放電セルの内部には、蛍光体層２５０が配される。前記蛍光体層２５０は、隔壁２４０の側壁及び背面誘電体層２３０上に配される。具体的に、複数の放電セルそれぞれに互いに異なる蛍光体層２５０が配されうる。さらに具体的に、赤色蛍光体層、緑色蛍光体層、青色蛍光体層がそれぞれの放電セルに配されうる。

図１２の断面図である図１３を参照すれば、１つの放電セルは、隔壁２４０によって隣接した放電セルから独立的な発光領域を構成する。具体的に、前記１つの放電セルは、対をなす維持電極対Ｘ，Ｙと、前記維持電極対Ｘ，Ｙと交差する方向に延長するアドレス電極２２０とを揃えている。前記維持電極対Ｘ，Ｙそれぞれは、Ｘ電極ＸとＹ電極Ｙとから構成されている。前記Ｘ電極Ｘは、Ｘ透明電極１２０ＸとＸバス電極１３０Ｘとを具備して、前記Ｙ電極Ｙは、Ｙ透明電極１２０ＹとＹバス電極１３０Ｙとを具備する。前記維持電極対Ｘ，Ｙは、互いに交互するように電圧が印加されて相互に表示放電を起こし、前記表示放電に先行し、前記Ｙ電極Ｙとアドレス電極２２０との間に、アドレス放電を起こす。前記アドレス放電は、表示しようとする放電セル内にプライミング粒子を蓄積させることによって表示放電を起こし、外部に光を放出できる前処理放電に該当するものであるといえる。

以下、本発明に係るＰＤＰ電極用ペーストを製造し、前記電極用ペーストを利用し、フォトリソグラフィ工程でＰＤＰ電極を製造した実施例について説明する。また、実施例の比抵抗、表面の多孔性特性の評価についても共に説明する。

（実施例１）アルミニウム粒子の平均半径が７μｍであるＰＤＰアドレス電極の製造
アルミニウム粒子の平均半径が７μｍであるアルミニウム粉末６００ｇ、エチルセルロース（ＥＣ）５０ｇ、０．４μｌの分散剤（ＢＹＫ社のｄｉｓｐｅｒｂｙｋ−１９０）を含むエチルアルコール３５０ｇを含有したアルミニウム液状組成物１，０００ｇを準備した。

そして、前記アルミニウム液状組成物１，０００ｇ、ガラスフリット５０ｇ、光開始剤３．５ｇ、架橋剤３．５ｇ、バインダ１６．５ｇを３２６．５ｍｌのエチルアルコールに添加して撹拌した。

ガラスフリットとして、ＳｉＯ_２、ＰｂＯ、Ｂｉ_２Ｏ_３、ＺｎＯ及びＢａＯを混合した混合物を使用し、光開始剤として２，２−ジメトキシ−２−フェニル−２−フェニルアセトフェノンを使用し、架橋剤としてテトラメチロールプロパンテトラアクリレートを使用した。そして、バインダとしてメチルメタクリレート／メタクリレート共重合体（ＭＭＡ／ＭＡＡ ｃｏｐｏｌｙｍｅｒ）、ヒドロキシプロピルセルロース（ＨＰＣ）、エチルセルロース（ＥＣ）、及びポリ（イソブチルメタクリレート）（ＰＩＢＭＡ）の混合物を使用した。

次に、撹拌機で撹拌及び分散をさらに行った後、濾過及び脱泡工程を経て、ＰＤＰ電極形成用ペーストを製造した。

あらかじめ準備したガラス基板（１０ｃｍ×１０ｃｍ）を洗浄及び乾燥した後、前記ＰＤＰ電極用ペーストを前記ガラス基板上にスクリーン印刷法で塗布した。ドライオーブンで、１００℃、１５分間乾燥して導電層を形成した。前記導電層上に、ストライプパターンが形成されたフォトマスクを離隔して配した後、高圧水銀ランプを利用し、４５０ｍＪ／ｃｍ^２の紫外線を照射して露光した。そして、３５℃の０．４重量％炭酸ナトリウム水溶液を、ノズルを介して１．５ｋｇｆ／ｃｍ^２の噴射圧力で２５秒間噴射して現像し、露光されていない導電層領域を除去することによって電極パターンを形成した。

次に、電気焼成炉を利用して５８０℃で１５分間焼成し、膜厚がおよそ１２μｍであるパターン化されたアドレス電極を製造した。

（実施例２）アルミニウム粒子の平均半径が５μｍであるＰＤＰアドレス電極の製造
本実施例では、平均半径５μｍであるアルミニウム粉末６００ｇを使用したことを除いては、前記実施例１と同じ方法でアドレス電極を製造した。このとき、得られたアドレス電極の厚さは、およそ９μｍである。

（実施例３）アルミニウム粒子の平均半径が３μｍであるＰＤＰアドレス電極の製造
本実施例でも、平均半径３μｍであるアルミニウム粉末６００ｇを使用したことを除いては、前記実施例１と同じ方法でアドレス電極を製造した。このとき、得られたアドレス電極の厚さは、およそ８μｍである。

（比較例）銀（Ａｇ）粉末を含むアドレス電極の製造
前記実施例１において、アルミニウム液状組成物代わりに銀粉末を含有することを除いては、実施例１と同じ方法でアドレス電極を製造した。

（評価例１）電極の比抵抗評価
本評価例では、前記実施例によるＰＤＰアドレス電極の比抵抗を測定した。比抵抗測定は、４−ｐｏｉｎｔ ｐｒｏｂｅ抵抗測定装置を利用した。

比抵抗測定の結果、下記表１のような結果を得た。よって、本発明によるＰＤＰ電極は、ＰＤＰ製品として９０％の信頼性を有するＰＤＰの電極として使用できるように、最小限に要求される比抵抗２０μΩ・ｃｍ以下の値を有することを確認することができる。

（評価例２）電極表面の多孔性評価
本評価例では、前記実施例によるＰＤＰアドレス電極の微細構造を確認するために、走査電子顕微鏡（ＳＥＭ）写真を撮影した。

図４は、前記実施例１から得たＰＤＰアドレス電極の表面写真であり、図５は、図４の写真の一領域を拡大した写真である。

図６は、前記実施例２のＰＤＰアドレス電極の表面写真であり、図７は、図６の拡大写真であり、図８と図９は、実施例３のＰＤＰアドレス電極の写真である。図９は、図８の拡大写真である。

図１０は、前記比較例から得たＰＤＰアドレス電極の表面写真であり、図１１は、図１０の拡大写真である。

９０％以上の信頼性を有するＰＤＰ製品であると判断される対照群のアドレス電極表面を基準に、前記実施例のＰＤＰアドレス電極について述べれば、実施例２と実施例３は、類似した表面粗度を有するものと確認することができる。すなわち、アルミニウム粒子のサイズが小さく、電極表面の多孔質化程度が前記対照群と同等以上の特性を示す。しかし、実施例１の電極表面は、対照群に比べてかなり孔質化され、放電ガスが流入するリーク現象が発生しうる。

従って、平均半径が５μｍ以下であるアルミニウム粒子を使用することが望ましくありうる。

前述のように、本発明によれば、表面処理剤とアルミニウム粒子とを含有するアルミニウム液状組成物を含むＰＤＰ電極用ペースト、前記ペーストを利用したＰＤＰ電極の形成方法、及び前記方法によって形成したＰＤＰ電極を提供できる。

具体的に、焼成過程で、前記表面処理剤が燃焼せずに、それ自体または分解物がアルミニウム粒子の表面に残留することによって、アルミニウムの酸化を防止できる。従って、相対的に低価格の製造装備を使用するフォトリソグラフィ工程を利用してＰＤＰ電極を形成でき、かように形成されたＰＤＰ電極は、適正水準の比抵抗、すなわち９０％以上の信頼性を有するＰＤＰ形成のための最小限に要求される比抵抗を２０μΩ・ｃｍ以下に形成できる。

また望ましくは、平均半径が５μｍ以下であるアルミニウム粒子を使用することによって、ＰＤＰ電極の表面が多孔質化されずに、放電ガス流入によるリーク現象を防止できる。

本発明は図面に図示された実施例を参考に説明したが、それらは例示的なものに過ぎず、本技術分野の当業者ならば、それらから多様な変形及び均等な他の実施例が可能であるという点を理解することができるであろう。従って、本発明の真の技術的保護範囲は、特許請求の範囲の技術的思想によって決まるものである。

１０ ＰＤＰ基板
２０ 導電層
２１ 電極
３０ フォトマスク
４０ 放射線
１００ 前面パネル
１１０ 前面ガラス基板
１２０ 透明電極
１２０Ｘ Ｘ透明電極
１２０Ｙ Ｙ透明電極
１３０ バス電極
１３０Ｘ Ｘバス電極
１３０Ｙ Ｙバス電極
１４０ 前面誘電体層
１５０ 保護層
２００ 背面パネル
２１０ 背面ガラス基板
２２０ アドレス電極
２３０ 背面誘電体層
２４０ 隔壁
２５０ 蛍光体層
Ｘ Ｘ電極
Ｙ Ｙ電極

Claims (25)

1. アルミニウム粒子と表面処理剤とを含有するアルミニウム液状組成物と、
   ガラスフリットとを含むプラズマディスプレイ・パネルの電極用ペースト。
2. 前記表面処理剤は、少なくとも５５０℃焼成温度で残留することを特徴とする請求項１に記載のプラズマディスプレイ・パネルの電極用ペースト。
3. 前記アルミニウム液状組成物は、６０ないし６８重量部、前記ガラスフリットは、２．５ないし５．５重量部、前記光開始剤は、１５．５ないし３７．５重量部で含むことを特徴とする請求項１に記載のプラズマディスプレイ・パネルの電極用ペースト。
4. 前記ペーストは、前記表面処理剤を３ないし３４重量部、前記アルミニウム粒子を１８ないし４０．８重量部で含むことを特徴とする請求項１に記載のプラズマディスプレイ・パネルの電極用ペースト。
5. 前記アルミニウム液状組成物は、溶媒と分散剤とをさらに含むことを特徴とする請求項１に記載のプラズマディスプレイ・パネルの電極用ペースト。
6. 前記アルミニウム液状組成物は、酸化防止剤、光安定剤、紫外線吸収剤、潤滑剤、顔料、難燃剤からなる群で選択された少なくともいずれか１つの添加剤をさらに含むことを特徴とする請求項１に記載のプラズマディスプレイ・パネルの電極用ペースト。
7. 前記添加剤は、前記アルミニウム液状組成物１００重量部を基準に、５重量部で含むことを特徴とする請求項６に記載のプラズマディスプレイ・パネルの電極用ペースト。
8. 前記表面処理剤は、エチルセルロース及びその誘導体のうちから選択されたことを特徴とする請求項１に記載のプラズマディスプレイ・パネルの電極用ペースト。
9. 前記表面処理剤は、メチルセルロース、エチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、ベンジルセルロース、トリチルセルロース、シアノエチルセルロース、カルボキシメチルセルロース、カルボキシエチルセルロース、アミノエチルセルロース、及びこれらの誘導体からなる群から選択される表面処理剤を含むことを特徴とする請求項８に記載のプラズマディスプレイ・パネルの電極用ペースト。
10. 前記アルミニウム粒子の平均半径は、５μｍ以下であることを特徴とする請求項１に記載のプラズマディスプレイ・パネルの電極用ペースト。
11. 光開始剤、架橋剤及びバインダを含むビークルをさらに含むことを特徴とする請求項１に記載のプラズマディスプレイ・パネルの電極用ペースト。
12. 前記ビークル１００重量部を基準に、前記光開始剤を０．０１ないし４．５重量部、前記架橋剤を０．０１ないし２重量部、前記バインダを０．０５ないし５重量部で含むことを特徴とする請求項１１に記載のプラズマディスプレイ・パネルの電極用ペースト。
13. アルミニウム粒子の焼成体、表面処理剤、ガラスフリットを含み、２０μΩ・ｃｍ以下の比抵抗を有するプラズマディスプレイ・パネルの電極。
14. 前記アルミニウム粒子は、平均半径は５μｍ以下であることを特徴とする請求項１３に記載のプラズマディスプレイ・パネルの電極。
15. 前記表面処理剤は、少なくとも５５０℃の焼成温度で残留することを特徴とする請求項１３に記載のプラズマディスプレイ・パネルの電極。
16. 前記表面処理剤は、エチルセルロース及びその誘導体のうちから選択されることを特徴とする請求項１３に記載のプラズマディスプレイ・パネルの電極。
17. アルミニウム粒子、表面処理剤、ガラスフリットを含み、前記アルミニウム粒子は、少なくとも一部の表面が表面処理剤によって覆われたことを特徴とするプラズマディスプレイ・パネルの電極。
18. アルミニウム粒子と表面処理剤とを含むアルミニウム液状組成物を提供する段階と、
    前記アルミニウム液状組成物にガラスフリットと光開始剤とを添加してペーストを製造する段階と、
    基板上に前記ペーストを塗布する段階と、
    前記ペーストを乾燥させて導電層を形成する段階と、
    前記導電層をパターニングし、パターン化された導電層を形成する段階と、
    前記パターン化された導電層を焼成して電極を形成する段階とを含むプラズマディスプレイ・パネルの電極の製造方法。
19. 前記ペーストを乾燥する段階は、５０ないし１３０℃で、５ないし３０分間乾燥することを特徴とする請求項１８に記載のプラズマディスプレイ・パネルの電極の製造方法。
20. 前記パターン化された導電層を形成する段階は、露出領域を有する露出された導電層を形成するために前記導電層を露出させる段階と、前記露出された導電層を現像し、露出されていない領域を除去する段階とを備えていることを特徴とする請求項１８に記載のプラズマディスプレイ・パネルの電極の製造方法。
21. 前記パターン化された導電層を焼成する段階は、５５０℃ないし６５０℃の温度で、１０分ないし３時間焼成することを特徴とする請求項１８に記載のプラズマディスプレイ・パネルの電極の製造方法。
22. 前記アルミニウム粒子は、５μｍ以下の平均半径を有することを特徴とする請求項１８に記載のプラズマディスプレイ・パネルの電極の製造方法。
23. 前記電極は、２０μΩ・ｃｍ以下の比抵抗を有することを特徴とする請求項１８に記載のプラズマディスプレイ・パネルの電極の製造方法。
24. 請求項１３から請求項１６のうちいずれか１項に記載の電極を具備するプラズマディスプレイ・パネル。
25. 請求項１７から請求項２３のうちいずれか１項に記載のプラズマディスプレイ・パネルの電極の製造方法によって製造された電極を具備するプラズマディスプレイ・パネル。