JPH11109888A

JPH11109888A - 積層電極

Info

Publication number: JPH11109888A
Application number: JP9270756A
Authority: JP
Inventors: Toshikazu Kagami; 壽員各務; Yasunori Kima; 泰則来間
Original assignee: Dai Nippon Printing Co Ltd
Current assignee: Dai Nippon Printing Co Ltd
Priority date: 1997-10-03
Filing date: 1997-10-03
Publication date: 1999-04-23

Abstract

(57)【要約】【課題】ディスプレイ用の電極として使用可能な透明
導電膜と金属膜の積層構造を有する電極であって、金属
膜に銀を含有する材料を使用してもガラス基板が着色し
ない構成にする。【解決手段】ガラス基板上に形成される電極であっ
て、フッ素をドーピング剤とした酸化スズからなる透明
導電膜の下層と、銀を少なくとも含有する金属膜の上層
とで構成する。透明電極にＦドープの酸化スズ膜を使用
することにより、熱工程を経た後でもガラス基板が変色
することがなく、特にディスプレイ用の前面板として適
したものが得られる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、主に画像や文字情
報を表示するディスプレイにおける電極であって、ガラ
ス基板上に形成される電極の構造に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】画像や文字情報を表示するディスプレイ
のうち、平面型のものとしては、液晶ディスプレイ（Ｌ
ＣＤ）、エレクトロルミネセンスディスプレイ（Ｅ
Ｌ）、フィールドエミッションディスプレイ（ＦＥ
Ｄ）、プラズマディスプレイ（ＰＤＰ）等が挙げられ
る。これらの平面型ディスプレイは、通常２枚のガラス
板上に電極等の部材を形成した後、ガラス板を貼り合わ
せた状態でディスプレイとして使用するが、ディスプレ
イからの発光を観察者側に有効に取り出すためには、観
察者側に配置されるガラス板、すなわち前面板には十分
な開口率が要求される。前面板に形成される電極が金属
線である場合、電極で遮光されるため、電極が占める面
積によって開口率が制限されてしまう。そこで、前面板
の電極を透明導電膜で形成し、開口率を上げる方法が一
般的に採用される。しかし、ディスプレイによっては透
明導電膜単独では抵抗値が高すぎる場合があり、この際
には透明導電膜上にそれよりも細い金属線を形成した積
層構造として、電極の透明性と導電性とを同時に確保す
る方法が採られる。

【０００３】透明導電膜の材料にはＩＴＯ、ネサ膜（酸
化スズ）、酸化亜鉛等が一般的に使用されるが、化学的
なエッチングによるパターン形成が容易な点からＩＴＯ
が最も広く使用されている。一方、金属線の材料として
は良導電体であるＣｕ，Ａｌ，Ａｇ，Ａｕ，Ｍｏ及びこ
れらを主成分とする合金が一般的に使用され、例えばス
パッタリング等の真空成膜法で膜形成した後、エッチン
グ加工によりパターン形成される。しかし、ＰＤＰのよ
うに対角３０インチを越えるような大型ディスプレイに
なると、大型基板上にスパッタリングで膜形成を行うの
は非常に効率が悪く、装置も大型になり生産コストが非
常に大きくなってしまう。そこで、より簡便な方法とし
て金属粉を含有したペースト状の塗布液をスクリーン印
刷法によって塗布、乾燥を行った後、焼成することで金
属膜を形成する方法を採る場合もある。ここでペースト
に含まれる金属粉は熱的安定性、導電性、低コストの点
で銀が多く使用されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記のように銀を含有
するペーストを使用する場合の問題点は、ガラス基板が
いわゆるアンバー色に呈色することである。この原因
は、通常のフロート法で成形したガラス基板上で銀を含
有するペーストを焼成した際に、ガラス基板の表面に存
在するＳｎの２価のイオンが還元剤として作用し、ガラ
ス基板中に銀のコロイド粒子が形成されるためと説明さ
れている。その場合の反応式は次の通りである。２Ａｇ⁺＋Ｓｎ²⁺ → ２Ａｇ＋Ｓｎ⁴⁺

【０００５】したがって、ディスプレイ用の電極として
考えると、特に観察者に面する前面板が着色してしま
い、これにより表示画像の色度が悪くなり、画像の品質
を著しく低下させしまうという問題を生じる。

【０００６】本発明は、上記のような問題点に鑑みてな
されたものであり、その目的とするところは、ディスプ
レイ用の電極として使用可能な透明導電膜と金属膜の積
層構造を有する電極であって、金属膜に銀を含有する材
料を使用してもガラス基板が着色しない構成の積層電極
を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明の積層電極は、ガラス基板上に形成される
積層電極であって、フッ素をドーピング剤とした酸化ス
ズからなる透明導電膜の下層と、銀を少なくとも含有す
る金属膜の上層とからなることを特徴とする。さらに、
上層より暗色な外観色を呈する導電体の中間層を積層し
た構成にしてもよい。そして、その透明導電膜に含有さ
れるフッ素と酸素の元素比が１：５から１：１００の範
囲内であることが望ましい。このような構成の積層電極
はプラズマディスプレイパネルの電極として好適に利用
される。

【０００８】

【発明の実施の形態】本発明に使用するガラス基板とし
ては、ソーダライムガラスや無アルカリガラス、例えば
コーニング社製の「７０５９」（バリウムボロシリケー
ト）や「１７３７」（アルミノシリケート）等を典型例
として挙げることができる。また、ＰＤＰ用途に適した
ガラスとしては、例えば旭硝子社製の「ＰＤ−２００」
といった高歪点ガラスを挙げることができる。さらに、
ソーダライムガラス等のようにアルカリ元素を含むガラ
ス基板の場合、その表面にバリア層としてＳｉＯｘ層を
形成したものを使用してもよい。

【０００９】ガラス基板上に形成されるネサ膜は、スプ
レイ法、化学気相成長法又はスパッタ法等により作製さ
れる。ドーピング剤にはＦを用いるとよい。ネサ膜を透
明電極として用いるにはパターニングが必要となるが、
マスクを用いてネサ膜形成時にパターニングする方法
と、全面にネサ膜を形成した後にパターニングする方法
がある。後者の場合、Ｚｎ粉末とＨＣｌによる化学的方
法でエッチングする方法もあるがパターン精度に欠け
る。また、サンドブラスト法による物理的エッチング法
でパターンを形成する方法もある。上記のいずれかの方
法によりパターニングされたネサ膜を用いる。

【００１０】上層を形成する金属膜材料は少なくともＡ
ｇを含有しており、無電解メッキ法や電解メッキ法、或
いは真空蒸着やスパッタリング法で膜形成した薄膜でも
よいが、Ａｇ粒子を分散した塗布液が生産性やコストの
面で優れる。この種の塗布液はスクリーン印刷法、ロー
ルコート法、ブレードコート法、ダイコート法等の各種
のコーティング法に適したインキの状態で使用する。組
成としては、導電性粉体、有機バインダー、ガラスフリ
ットや溶剤を含んでおり、さらに分散剤、消泡剤、可塑
剤、安定剤等の添加剤を加えてもよい。

【００１１】本発明で使用する金属膜材料は最終的にガ
ラスフリットの軟化点以上の温度で焼成するので、金属
材料に含まれる金属粉体は焼成工程で安定な必要があり
Ａｇを少なくとも含有している。

【００１２】金属膜材料に含まれる無機バインダーであ
るガラスフリットは、基板がガラスであるため、軟化点
が３００〜６００℃の範囲のものから選択すればよい。
これは、ガラスフリットの軟化点が当範囲を越えると焼
成温度もこれ以上に高くする必要があり、焼成工程にお
いて基板の許容範囲を越えた熱変形を導きやすくなるの
で好ましくなく、またガラスフリットの軟化点が３００
℃以下の場合は、熱可塑性樹脂等が分解、揮発する前に
ガラスフリットが融着し、層中に空隙等の欠陥が発生す
るので好ましくないからである。

【００１３】有機バインダーである熱可塑性樹脂は、前
記Ａｇ粉体及びガラスフリット等の無機成分のバインダ
ーとして含有させるものであり、例えばメチルアクリレ
ート、メチルメタクリレート、エチルアクリレート、エ
チルメタクリレート、ｎ−プロピルアクリレート、ｎ−
プロピルメタクリレート、イソプロピルアクリレート、
イソプロピルメタクリレート、ｓｅｃ−ブチルメタクリ
レート、イソブチルメタクリレート、ｔｅｒ−ブチルア
クリレート、ｔｅｒ−ブチルメタクリレート、ｎ−ペン
チルアクリレート、ｎ−ペンチルメタクリレート、ｎ−
ヘキシルアクリレート、ｎ−ヘキシルメタクリレート、
２−エチルヘキシルアクリレート、２−エチルヘキシル
メタクリレート、２−オクチルアクリレート、２−オク
チルメタクリレート、ｎ−デシルアクリレート、ｎ−デ
シルメタクリレート、ヒドロキシエチルアクリレート、
ヒドロキシエチルメタクリレート、ヒドロキシプロピル
アクリレート、ヒドロキシプロピルメタクリレート、ス
チレン、α−メチルスチレン、Ｎ−ビニル−２−ピロリ
ドン、ポリメチルメタクリレート、ポリエチルメタクリ
レート等の１種以上からなるポリマー又はコポリマー、
エチルセルロース等のセルロース誘電体等が挙げられ
る。

【００１４】有機溶剤としては、メタノール、エタノー
ル、イソプロパノール、アセトン、メチルエチルケト
ン、トルエン、キシレン、シクロヘキサノンのようなア
ノン類、塩化メチレン、３−メトキシブチルアセテー
ト、エチレングリコールモノアルキルエーテル類、エチ
レングリコールジアルキルエーテル類、ジエチレングリ
コールモノアルキルエーテル類、ジエチレングリコール
モノアルキルエーテルアセテート類、α−もしくはβ−
テルピオネールのようなテルペン類等が挙げられる。こ
れらは２種以上混合して使用してもよい。

【００１５】本発明においては、透明電極と金属膜との
間に暗色を呈する導電層を形成してもよい。この目的
は、特にディスプレイ用の前面板の場合、電極の外観色
が暗色であれば電極そのものがブラックマトリックスの
機能を果たし、画質のコントラストが向上する効果があ
る点である。この暗色の導電層に使用できる材料は、前
述の金属膜の材料に耐熱性の黒色顔料、例えばＣｕ−Ｃ
ｒ−ＦｅやＦｅ−Ｃｒ−Ｍｎ等の遷移金属元素を中心と
する酸化物の混合体を混合すればよい。或いは、暗色の
導電層は金属膜よりも抵抗値が高くてもよいので、例え
ば酸化ルテニウムを主成分とした抵抗体ペーストも使用
できる。この場合、酸化ルテニウムが黒色であるので、
顔料の添加は特に必要ない。

【００１６】

【実施例】本発明の如き積層電極を有する具体例として
ＰＤＰを例に挙げる。

【００１７】一般にＰＤＰは、２枚の対向するガラス基
板にそれぞれ規則的に配列した一対の電極を設け、その
間にＮｅ，Ａｒ等の不活性ガスを主体とするガスを封入
した構造になっている。そして、これらの電極間に電圧
を印加し、電極周辺の微小なセル内で放電を発生させる
ことにより、各セルを発光させて表示を行うようにして
いる。情報表示をするためには、規則的に並んだセルを
選択的に放電発光させる。このＰＤＰには、電極が放電
空間に露出している直流型（ＤＣ型）と絶縁層で覆われ
ている交流型（ＡＣ型）の２タイプがあり、また表示機
能や駆動方法の違いによって、双方ともリフレッシュ駆
動方式とメモリー駆動方式とに分類される。

【００１８】図１にＡＣ型ＰＤＰの一構成例を示してあ
る。この図は前面板と背面板を離した状態で示したもの
で、図示のように２枚のガラス基板１，２が互いに平行
に且つ対向して配設されており、両者は背面板となるガ
ラス基板２上に互いに平行に設けられたセル障壁３によ
り一定の間隔に保持されるようになっている。前面板と
なるガラス基板１の背面側には透明電極である維持電極
４と金属電極であるバス電極５とで構成される複合電極
６が互いに平行に形成され、これを覆って誘電体層７が
形成されており、さらにその上に保護層８（ＭｇＯ層）
が形成されている。一方、背面板となるガラス基板２の
前面板側には複合電極６と直交するようにセル障壁３の
間に位置してアドレス電極９が互いに平行に形成されて
おり、さらにセル障壁３の壁面とセル底面を覆うように
して蛍光体１０が設けられている。このＡＣ型ＰＤＰは
面放電型であって、前面板上の複合電極間に交流電圧を
印加し、空間に漏れた電界で放電させる構造である。こ
の場合、交流をかけているために電界の向きは周波数に
対応して変化する。そしてこの放電により生じる紫外線
により蛍光体１０を発光させ、前面板を透過する光を観
察者が視認するようになっている。

【００１９】以下、本発明の実施例として、上記の如き
ＰＤＰにおける前面板の複合電極を形成する工程を説明
する。

【００２０】まず、シリカコートしたガラス基板上にス
プレイ法により、パターニングされたネサ膜を作製し
た。ドーピング剤にはＦと比較のためのＳｂの２種類を
用いた。この時のガラス基板には、高歪点ガラスの「Ｐ
Ｄ−２００」とソーダライムガラスを用いた。このよう
にガラス基板上に透明電極を形成した後、下記組成の金
属膜ペーストをスクリーン印刷法によりバス電極の形状
に塗布し、オーブン中１５０℃において３０分乾燥させ
て、６００℃において焼成した。これにより得られた各
サンプルにおける観察側から見た色を表１に示す。

【００２１】＜組成＞導電性粉体：Ａｇ（平均粒径３μｍ、球形）８０重量部ガラスフリット：ホウケイ酸鉛ガラス（軟化点５００℃）５重量部熱可塑性樹脂：エチルセルロース３重量部有機溶剤：ブチルカルビトールアセテート１２重量部

【００２２】

【表１】

【００２３】表１から分かるように、ドーピング剤とし
てＦを用いたサンプルは、良好な銀灰色であった。一
方、ドーピング剤にＳｂを用いたサンプルは、アンバー
色を呈色していた。このＦドープのネサ膜を、Ｘ線光電
子分光法（ＸＰＳ：Ｘ−ray Photoelectron Spectrosco
py）により、Ｆのドープ量を分析したところ、ＦとＯの
元素比が１：５から１：１００の範囲内が良好であっ
た。元素比が１：５より大きくなるとネサ膜の化学的安
定性が損なわれ、逆に１：１００より小さくなるとネサ
膜の導電性が乏しくなるからである。

【００２４】次に、暗色導電体層を中間層として積層し
た積層電極を形成した。まず、シリカコートした基板上
にスプレイ法により、パターニングされたネサ膜を作製
した。ドーピング剤にはＦと比較のためのＳｂの２種類
を用いた。この時のガラス基板には、高歪点ガラスの
「ＰＤ−２００」とソーダライムガラスを用いた。この
ようにガラス基板上に透明電極を形成した後、中間層の
暗色電極にイーエスエル日本（株）製「抵抗ペースト＃
３１１３」を使用して、スクリーン印刷法により透明電
極上にパターン印刷し、オーブン中１５０℃において３
０分乾燥後、前述した組成の金属膜ペーストをスクリー
ン印刷法によりバス電極の形状に塗布し、オーブン中１
５０℃において３０分乾燥させて、６００℃において上
層、中間層を同時焼成した。この結果、中間層を形成し
たものについても同様なＦドープネサ膜ではガラス基板
はアンバー色に変色しなかった。これに対してＳｂドー
プネサ膜ではどちらのガラス基板でも変色が見られた。

【００２５】以上の実施例では、金属膜をスクリーン印
刷法により形成しているが、感光性を有する金属膜材
料、例えばアルカリ現像型バインダーポリマーと反応性
ポリマーからなり、この他に開始剤、増感剤、重合停止
剤、連鎖移動剤、消泡剤、レベリング剤、分散剤、可塑
剤、安定剤等が加えられたインキを用い、フォトリソグ
ラフィー法でパターン形成した後、焼成して金属膜を形
成した場合でも同様な結果が得られた。

【００２６】

【発明の効果】以上説明したように、本発明では、透明
電極とＡｇを含む金属膜との積層電極を形成する際、透
明電極にＦドープの酸化スズ膜を使用することにより、
熱工程を経た後でもガラス基板が変色することがないた
め、特にディスプレイ用の前面板として適する積層電極
を形成できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】積層電極を有するＡＣ型ＰＤＰの一構成例を示
す斜視図である。

【符号の説明】

１，２ガラス基板３セル障壁４維持電極５バス電極６複合電極７誘電体層８保護層９アドレス電極１０蛍光体

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ガラス基板上に形成される積層電極であ
って、フッ素をドーピング剤とした酸化スズからなる透
明導電膜の下層と、銀を少なくとも含有する金属膜の上
層とからなることを特徴とする積層電極。
【請求項２】上層より暗色な外観色を呈する導電体の
中間層を積層した請求項１に記載の積層電極。
【請求項３】透明導電膜に含有されるフッ素と酸素の
元素比が１：５から１：１００の範囲内である請求項１
又は２に記載の積層電極。
【請求項４】プラズマディスプレイパネル用のガラス
基板上に形成された請求項１〜３のいずれかに記載の積
層電極。