JPH0381242B2 - - Google Patents

Description

請求の範囲 １ 590℃以下の温度で焼成可能な、ソーダ石灰
基板に厚膜導体を形成するための導体インクであ
つて、ニツケル粉末、無鉛ガラスフリツトバイン
ダおよびビヒクルを含み、 前記ニツケル粉末は球状構造を有し、前記バイ
ンダ中のガラスフリツトは、約20重量％のSiO₂、
約20重量％のB₂O₃、約３重量％のCaO、約40重
量％のZnO、約５重量％のAl₂O₃、約７重量％の
Na₂O、約４重量％のK₂O、および約１重量％の
Li₂Oを含む組成物を有し、 前記ニツケル粉末は約76重量％存在し、ガラス
フリツトバインダは約12重量％存在し、残りはビ
ヒクルであることを特徴とする、導体インク。

２ 前記ビヒクルには、エチルセルロース、テキ
サノール（texanol）、アルフアテルピネオールお
よび２―（２―メトキシエトキシ）エタノールが
含まれる、請求項１に記載の導体インク。

３ 前記ニツケル粉末が、約500メツシユの粒子
の大きさを有する、請求項１に記載の導体イン
ク。

４ ソーダ石灰ガラスのベースプレートとフエー
スプレートとから構成された容器を含み、かつ、 イオン化可能ガスと、 ニツケル粉末および無鉛ガラスフリツトバイン
ダを含むインク組成物から、前記ベースプレート
上に形成される、前記容器内に設けられた複数の
厚膜カソード電極と、 前記カソード電極と作動関係を有する少なくと
も１つのアノード電極とを備え、 前記導電性インク組成物が、 球状構造を有するニツケル粉末と、 約20重量％のSiO₂、約20重量％のB₂O₃、約３
重量％のCaO、約40重量％のZnO、約５重量％の
Al₂O₃、約７重量％のNa₂O、約４重量％のK₂O、
および約１重量％のLi₂Oを含む組成物を有する
バインダ中のガラスフリツトとを含み、 前記ニツケル粉末が約76重量％存在し、ガラス
フリツトバインダが約12重量％存在し、残りがビ
ヒクルである、ガスプラズマデイスプレイパネ
ル。

５ インク組成中の前記ビヒクルが、エチルセル
ロース、テキサノール、アルフアテルピネオール
および２―（２―メトキシエトキシ）エタノール
を含む、請求項４に記載のパネル。

６ 前記ニツケル粉末が約500メツシユの粒子の
大きさを有する、請求項４に記載のパネル。

発明の背景 スクリーニングプロセスまたはそれに類するも
のによつて支持板上に析出された導体組成物で形
成された電極を用いる多くの様式のガスプラズマ
デイスプレイ装置が知られている。カソードグロ
ー電極と、関連の導体連はそのような材料で形成
される。

厚膜カソード電極としての使用のため導体組成
物を用いたかなり初期の実験の後、ガスプラズマ
デイスプレイ工業はニツケルの望ましい電気的特
性と化学的安定性のゆえに主要な導体成分として
ニツケルを含有する組成物を決定した。このよう
な組成物は、通常ペーストまたはインクと称され
るが、今まで多年にわたり使用されている。ニツ
ケルに加えて、これらのインクはまた、ガラスフ
リツトバインダ、ビヒクルおよび他の成分を含
み、用いられるとき、インクはソーダ石灰ガラス
板上またはこの板上に予め析出された誘電層上に
析出され、そしてその集合物はそれから焼成され
る。空気または窒素中で焼成するためのニツケル
導体インクを調製することが一般的である。

炉雰囲気のための圧縮空気の使用は、コストに
おいて比較的安いので望ましい。しかしながら、
空気焼成ニツケルインクを調製するために必要な
反応成分は、比較的高価であり、かつカソード
と、関連の導体素子の特性に悪影響を及ぼす結果
を生じさせる。これらの問題のいくつかはこれら
の反応成分を含まない窒素焼成ニツケルインクを
用いて、そして窒素雰囲気中で焼成することによ
り克服され得る。

物理的および電気的特性と処理に関して、ニツ
ケルインクの最適性能を引出すカギは主としてガ
ラスバインダシステムであることが早くから認識
されていた。ソーダ石灰フロートガラスはこれら
のデイスプレイにとつて好ましい基板であるの
で、導体焼成操作の間における基板の歪みを防止
するために、590℃以下の使用温度を有するバイ
ンダシステムが必要である。種々様々なバインダ
が試され、そして最も満足な妥協分が鉛ガラスで
あることが見出された。このようにして、鉛ガラ
スがすべてまたは一部含まれたバインダは空気ま
たは窒素焼成インクのために広く用いられてい
る。しかしながら、鉛ガラスバインダの持つ基本
的な問題は比較的容易に金属鉛に還元されやすい
ことであり、したがつて、ニツケル導体の中の結
合や、ニツケル導体とガラス支持板との間の結合
が低下するとともに、パネルの充填ガス中に存在
する水銀が選択的に蓄積される核が形成されてし
まう。これらの欠点は、カソードの性能を低下さ
せ、機械的特性を低下させ、そしてデイスプレイ
装置の寿命を短くする。

この発明は、鉛を含有しないガラスバインダを
含み、窒素中で焼成されることができ、上述した
問題を避ける新規な窒素焼成導体インクを供給す
ることである。

図面の説明 第１図はこの発明の導体インクを用いることが
できるデイスプレイパネルの１つのタイプの斜視
図であり、かつ 第２図はこの発明の導体インクを用いることが
できるデイスプレイパネルの他のタイプの部分の
斜視図である。

発明の説明 この発明の導体インクはPANAPLEXパネル、
バーグラフ、SELF―SCANパネル等として知ら
れたタイプのガスプラズマデイスプレイ装置を含
む多くの異なつた種類のデイスプレイ装置に設け
られるグローカソードや導体連を形成するのに用
いられることができる。

第１図に示されたセグメントパネル１０の一部
分はガラスベースプレート２０を含み、その上に
は、複数のグローカソード電極３０とそれらの導
体連４０とが、この発明を実施する導体インクを
用いてスクリーン印刷される。誘電体の層５０は
カソードとそれらの連の上にスクリーン印刷さ
れ、開口６０はカソードのまわりに設けられる。
パネルフエースプレート７０はカソードに対し、
かつカソードを覆う少なくとも１つの透明導体ア
ノード８０を有する。これらのパネルに含まれる
他の特徴は第１図には示されていないが、当業者
に十分知られている。この種のパネルはここで参
照により援用されるGeorge A.Kupskyの1973年
３月13日付のアメリカ合衆国特許3720452に示さ
れている。

パーグラフ９０の一部は第２図に示され、そし
てこのデバイスはガラスベースプレート１００を
含み、その上にはカソード棒１１０の列が、互い
に平行なカソードの列に沿つて延びている複数の
導体の連１２０とともにスクリーン印刷されてい
る。カソードと連とはこの発明のインクにより作
成され、かつ１つまたはそれ以上の誘電層１３０
は、カソードの輪郭を描き、そして導体の連の上
にバイアス１４０を有するベースプレートの上に
設けられ、導体１５０は、カソードが群をなして
接続されるように、選択されたカソードをバイア
スを経て同じ導体の連と接続する。１つまたはそ
れ以上の誘電層１３０はこれらの接続導体を覆
い、そしてまたカソード要素の輪郭を描いてい
る。バーグラフは第１図に示されているように、
フエースプレートと適当な透明アノードを含む。
バーグラフは参照により援用されるThomas C.
Maloneyの1976年８月３日付のアメリカ合衆国
特許3973166に示される。

この発明のインクは重量％で下に掲げられる成
分を含む。

【表】 このインクは多種類のデイスプレイパネルにと
つて最適であることが見出された。しかしなが
ら、物質とそれらのパーセンテージの調節が種々
の特別な用途のためになされてもよいことは当業
者には明らかであろう。下に記載されたガラスフ
リツトはどのようなケースにおいても最適の結果
を為遂げるために使用されるべきである。

上述の成分において、ニツケルはマイナス500
メツシユの粒径の球状粉末である。

無機質フラクシヨンに関して、無機質フラクシ
ヨンのうち86.4％のニツケルと13.6％のガラスフ
リツトの割合が最適であることが見出されてい
る。しかしながら、５―30％のガラスに対して約
70−95％の幅もまた使うのに便利であり、或る適
用にはさらに望ましいかもしれない。ビヒクルフ
ラクシヨンに対する無機物の割合とビヒクルの構
成とにおける多様な変化が予定された適用のため
の最終的なインクの組成物を最適化するために用
いられ得る。

そのガラスフリツトはRuvim Braudeによつて
これとともに同時に提出された“ガラス組成物と
そのガラスを組入れたガス充填されたデイスプレ
イパネル”（GLASS COMPOSITION AND
GAS―FILLED DISPLAY PANEL
INCORPORATING THE GLASS）と題され
た出願において説明されかつ請求された、鉛を含
まないガラスから調製される。この鉛を含まない
ガラスはソーダ石灰ガラスの熱膨張係数と密に釣
合う熱膨張係数を有する。加えて、そのガラスは
重大な軟化を起こさないで、490℃までの密封温
度に耐えることができ、そしてソーダ石灰ベース
プレートの歪みを防止するために600℃以下で焼
成され得る。

ガラス含有分 重量パーセント 成分 最適値 使用可能幅 SiO₂ 20 ±６ ZnO 40 ±６ B₂O₃ 20 ±５ Al₂O₃ 5 １− 6 Na₂O 7 ２−10 K₂O 4 ０− 6 CaO 3 １− 5 Li₂O 1 ０− 2 ガラスの調製において、種々の成分が約1100℃
の温度でプラチナるつぼ炉において溶解され、ほ
ぼ４時間その温度で保持される。慣用の粉砕がそ
のガラスを約５ミクロンの平均粒径を有するフリ
ツトにするために行なわれる。

上述の構成において、ニツケルは最適の印刷と
最小の表面酸化の特性を与えるマイナス500メツ
シユの粒径の球状粉末である。

その示されたデバイスに設けられるカソードを
作り上げるため、導体インクは厚膜スクリーン印
刷、ドクターブレーデイングまたは他のいかなる
適当な方法によつて適用される。そのインクは細
かくひかれたガラスと他の成分とを混合すること
により、たとえば粉砕し、混合し、そしてスリー
ロールミルで混和することにより用意される。こ
れらの操作は重要なものではなく、いかなる適当
な方法で遂行されてもよい。

カソードはスクリーン印刷された後、15分間約
585℃のピーク温度を与えるようにセツトされた
厚膜ベルト炉において従来の窒素雰囲気中で焼成
される。その他の操作が必要に応じて遂行される
ことができ、そしてデイスプレイパネルの他の部
品はカソード集合を用いて組立てられることがで
きる。

この発明のインクは従来の技術に対して次の利
点を有することが知られている。

１ それは窒素中で焼成されることができるの
で、窒素中での焼成が与えるすべての利点を有
する。

２ そのガラスバインダは鉛を含んでいないの
で、それは還元されず、そしてその組成物は従
来の窒素中または完全な有機物質の除去を保証
し、ニツケル酸化物の生成を最小限にするため
好ましくは窒素／水素の逐次的なエアー中で焼
成されることができる。

３ この組成物から製造されたカソードは均質の
表面特性を有するが、カーボンを含有せず、ニ
ツケル粒子の上に過度の酸化物を含まず、そし
て選択的な水銀の生成のための活性点を有せ
ず、したがつて養生時間を最小限にし、広い作
動範囲の特性をもたらし、動作の有効寿命を十
分延長させる。

４ 細かい導線、高分解導体は球状ニツケル粉末
のためにそして説明したように適当なビヒクル
システムを用いることにより形成されることが
できる。一例として、５ミルの線と空間とが容
易に形成され得る。