JPH03177001A - 導電性ペースト - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明はエレクトロニクス材料に関し、さらに詳しくは
、ガラス基板上あるいはガラス基板上に形成された誘電
体ガラス上にＤＣプラズマ放電デイスプレー用の陰極を
形成するための印刷焼成可能な導体組成物に関する。

（従来の技術および背景） 昨今、プラズマデイスプレーを始めとするフラットデイ
スプレーパネルが、ＣＲＴに代わる表示機器として各方
面で使用されている。プラズマデイスプレーは、小型機
器類を中心に様々な分野に応用されている液晶デイスプ
レーに比べて、視野角度が広い、コントラスト比が高く
自家発光型で見易い、薄膜軽量である、応答スピードが
速い、カラー化が比較的容易である等の数々の利点を有
するので、ラップトツブコンピューター、ワークステー
ションなどの表示機器として、あるいは将来のハイビジ
ョン用の表示媒体としての利用も期待されている。

しかしながら、プラズマデイスプレーは液晶デイスプレ
ーに比べて駆動電圧が高く、消費電力が桁違いに大きい
ため、上記したような利点を有するにも関わらず、現実
の用途拡大はそれほど進んでいない。

ところで、現在のＤＣプラズマデイスプレーの陰極材料
としてはニッケル電極が使用されている。ニッケルはガ
ラス基板上にパターン状に印刷焼成が可能であることや
、比較的スパッタされにくい材料であり、導電性も比較
的高い材料である等の利点を有するからである。

しかしながら、ニッケルは仕事関数が高く、熱電子放出
比はそれほど高くなく、その上、ＤＣプラズマデイスプ
レーは放電空間に陰極面が露出している構造のため、ス
パッタ防止のため少量の水銀を封入したガス中に設置し
なければならないなど、本来の陰極としての特性を十分
に発揮できないため、その結果として、駆動電圧が高く
なるという欠点を有している。従って、ＤＣプラズマデ
イスプレー用陰極として、二・ンケルよりもスパッタさ
れにくく、高い二次電子放出比を有し、且つ高導電率を
有する材料が待望されている。

そこで、ニッケルに代わる多くの陰極材料が研究されて
いる中で、ホウ化ランタン、特に６ホウ化ランタンは上
記の特性に近い特性を有する材料として期待され、その
陰極形成手段としては、電子ビーム蒸着法、プラズマ溶
射法、スクリーン印刷法が公知である。これらの方法の
中で最も量産性の高い方式としてはスクリーン印刷法が
挙げられる。しかし、ホウ化ランタンの融点は２０００
℃以上であり、ガラス基板あるいは誘電体ガラスの軟化
点付近またはそれ以下の温度で焼き付ける必要のある印
刷焼成法では容易に焼結が進まず、得られたホウ化ラン
タン膜の抵抗値も面積抵抗値で数にΩ〜数１００にΩと
実用にはほど遠い値である。

（発明が解決しようとする課題） 本発明は従来の技術の有するこのような問題点に鑑みて
なされたものであり、その目的は、印刷焼成が可能で高
導電率を有する６ホウ化ランタンを主成分とするプラズ
マデイスプレー用の陰極形成材料を提供することにある
。

（課題を解決するための手段） 上記目的を達成するために本発明の要旨は、融点が３５
０〜８００℃である低融点金属の粉末を２〜２０重景％
有することを特徴とする６ホウ化ランタンの粉末を主成
分とする導電性ペーストを第一の発明とし、 融点が３５０〜８００℃である低融点金属の粉末を２〜
２０重量％と軟化点が３５０〜７００″Ｃであるホウケ
イ酸塩系ガラス粉末を２〜ｌＯ重量％有し、有機ビヒク
ルと混合してなる６ホウ化ランタンの粉末を主成分とす
る導電性ペーストを第二の発明とし、 上記第一または第二の発明において、低融点金属がアル
ミニウム、バリウム、カドミウム、亜鉛、テルルの内の
１種もしくは２種以上からなることを特徴とする導電性
ペーストを第三の発明とする。

本発明のホウ化ランタン粉末は市販のものを用いること
ができるが、高導電率を得るためには、ランタン１原子
に対して４〜７程度のホウ素原子が結合したホウ化ラン
タンが望ましく、６ホウ化ランタンが最も好ましい。ま
た、ホウ化ランタンの平均粒径は、後記する理由により
２〜１５μｍの範囲が好ましい。

また、本発明は、３５０〜８００℃の低融点を有する金
属の粉末を用いることを大きな特徴とし、この低融点金
属としては、アルミニウム、バリウム、カドミウム、亜
鉛、テルル、マグネシウムなどの粉末が好適に利用でき
、ホウ化ランタンの有する優れた熱電子放出材料として
の特性を損なわしめないためには、アルミニウム、バリ
ウムが特に好ましい。また、低融点金属の粉末の平均粒
径は、後記する理由により２〜１５μｍの範囲が好まし
い。

さらに、本発明のホウケイ酸塩系ガラス粉末としては、
ホウケイ酸鉛、ホウケイ酸亜鉛、ホウケイ酸バリウム、
ホウケイ酸ナトリウム等のガラス粉末を用いることがで
きる。また、ホウケイ酸塩系ガラス粉末の粒径としては
、通常の厚膜ペーストと同じく３〜ＩＯμｍの範囲のも
のが好適に利用できる。

そして、本発明の有機ビヒクルとしては、通常の厚膜印
刷用ペーストに用いられるような、例えばターピネオー
ルに５重量％程度のエチルセルロースを溶解せしめたも
のが使用できる。

有機ビヒクルを使用してペーストを得る方法としては、
固形分として５０〜９０重量％になるように無機物粉末
と有機ビヒクルを混合し、通常のペースト作製と全く同
様に、例えば、３本ロールなどで混合分散することでペ
ースト状物質を得ることができる。

ガラス基板上あるいはガラス基板上に形成された誘電体
ガラス上に本発明に係る導電性ペーストを印刷焼成する
方法としては、通常のスクリーン印刷にて２５０〜４０
０メツシユのパターン状のスクリーンを用いて好適に印
刷でき、これを乾燥後、大気中あるいは窒素雰囲気中で
５８０〜７００″Ｃにて焼付けることができる。

なお、窒素中で焼付けた方が低抵抗のものを得ることか
できるのでより好ましい。

（作用） 低融点金属の粉末はガラスの軟化点付近あるいはそれ以
下の温度で軟化し、ホウ化ランタンの濡れ性を改善する
もので、この低融点金属の粉末が２〜２０重量％配合さ
れていることにより、ホウ化ランタンの焼結化と接着性
の改善を図ることができる。その結果、導電性の極めて
高い焼結体を得ることができる。

また、ホウケイ酸塩系ガラス粉末、が２〜１０重量％配
合されていることにより、６ホウ化ランタンとガラス基
板との接着性がより高められ、６ホウ化ランタンの焼結
化の進行を早めることができる。しかし、その軟化点が
３５０〜７００℃の範囲外であれば、ガラスの浮き出し
あるいは接着力不足などの好ましくない現象を生じる。

そして、６ホウ化ランタンおよび低融点金属粉末の平均
粒径が２μｍ未満であると焼成時の酸化が著しく導電性
がかなり低下する。また、それらの平均粒径が１５μｍ
超であると繊細なパターン印刷が不可能となり、実用的
でない。

（実施例） 以上、本発明によれば、プラズマ放電デイスプレーの陰
極材料として駆動電圧を下げ、消費電力を低減させるた
めの有力な材料であるホウ化ランタン陰極を、量産性に
優れた印刷焼成法にて形成しうるホウ化ランタン含有導
電性ペーストを提供することが可能で、以下に実施例を
挙げて本発明の詳細な説明するが、本発明はこれら実施
例によりなんら限定されるものではない。

１）実施例１〜１４ 表１に示す配合（重量％）のペーストを作製し、ソーダ
ライムガラス基体上にパターン付き２５０メツシユスク
リーンを通して、蛇行状のパターン（端子間距離１００
ｍｍ、線幅５００μｍ、アスペクト比２００）を印刷し
、１２０″Ｃで５分間乾燥後ベルト炉に設置して、表１
に示す空気または窒素雰囲気、各ピーク焼成温度（ピー
ク保持時間１０分間）、昇温−降温のサイクル時間６０
分間で焼成を行った。そして、武田理研製のディジタル
マルチメーターにて抵抗値を測定した。その測定結果を
表１に示す。

また、表１には、空気雰囲気で、ピーク焼成温度５４０
℃（ピーク保持時間１０分間）、昇温−降温のサイクル
時間６０分間で再焼成した結果も併記した。

２）比較例１〜８ 表２に示す配合（重量％）のペーストを作製し、このペ
ーストを実施例１〜１４と同様の条件でソーダライムガ
ラス基体上に印刷し、１２０℃で５分間乾燥後ベルト炉
に設置して、表２に示す空気または窒素雰囲気、各ピー
ク焼成温度（ピーク保持時間１０分間）、昇温−降温の
サイクル時間６０分間で焼成を行った。そして、武田理
研製のディジタルマルチメーターにて抵抗値を測定した
。その測定結果を表２に示す。

また、表２には実施例１〜Ｉ４と同様の条件で再焼成し
た結果も併記した。

なお、表３には実施例１〜１４および比較例１〜８の印
刷焼成実験で使用した原料の詳細を示した。

表１および表２より、以下の点が明らかである。

■実施例１〜１４に係るものは、空気中で焼成した場合
でも、抵抗値が１にΩ以下（面積抵抗値５Ω以下）であ
り、窒素中で焼成した場合の抵抗値は１００Ω以下（面
積抵抗（ｆｉｏ、５Ω以下）であり、良好な導電性を示
している。

また、再焼成しても、殆ど抵抗値は上昇していない。

■比較例１〜８に係るものは、低融点金属が配合されて
いないか又はその配合量が本発明の範囲以上で多過ぎる
ので、６ホウ化ランタンの焼結が不十分で、窒素雰囲気
で焼成したものでも３にΩ以上（面積抵抗値１５Ω以上
）の高い抵抗値を有し、特に再焼成後の抵抗値の上昇が
著しく、極めて導電性の悪い材料である。

（発明の効果） 本発明によれば、６ホウ化ランタンが本来有している対
スパッタ性および高い熱電子放出能を損なうことなく、
印刷焼成が可能で高導電率を有するＤＣプラズマデイス
プレー用の陰極材料として極めて有用な導電性ペースト
を提供することができる。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）融点が３５０〜８００℃である低融点金属の粉末を
   ２〜２０重量％有することを特徴とする６ホウ化ランタ
   ンの粉末を主成分とする導電性ペースト ２）融点が３５０〜８００℃である低融点金属の粉末を
   ２〜２０重量％と軟化点が３５０〜７００℃であるホウ
   ケイ酸塩系ガラス粉末を２〜１０重量％有し、有機ビヒ
   クルと混合してなる６ホウ化ランタンの粉末を主成分と
   する導電性ペースト ３）低融点金属がアルミニウム、バリウム、カドミウム
   、亜鉛、テルルの内の１種もしくは２種以上からなるこ
   とを特徴とする請求項１または２記載の導電性ペースト