JPH09129141A - 金属酸化物薄膜形成用コーティング剤 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 塗布熱分解により金属酸化物薄膜を誘電体に
形成する有機酸金属塩と、それを溶解する溶剤、増粘剤
及び有機物からなる添加剤とを含有する金属酸化物薄膜
形成用コーティング剤において、塗布し易く、ＰＤＰの
パネル特性として、実用上望ましい透明性と膜厚を有す
る、誘電体保護膜を形成出来るコーティング剤を提供す
る。 【構成】 アルカリ土類金属、及び又は稀土類金属の有
機酸金属塩、溶剤、増粘剤及び有機物からなる添加剤を
含有する金属酸化物薄膜形成用コーティング剤であっ
て、多価アルコール誘導体、炭素数１〜６の有機酸及び
アミンを併用することを特徴とする、塗布熱分解法によ
り金属酸化物薄膜を形成する金属酸化物薄膜形成用コー
ティング剤。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、カラープラズマディス
プレイパネルの透明な誘電体保護膜を、塗布熱分解法に
より形成するための、金属酸化物薄膜形成用コーティン
グ剤（以下、コーティング剤）に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より、ＡＣ型のプラズマディスプレ
イパネル（以下、ＰＤＰ）において、放電電極の保護、
及び放電開始電圧及び放電維持電圧を低減のため、アル
カリ土類金属酸化物からなる誘電体保護膜で電極を覆う
ことが行われている。

【０００３】フルカラーＡＣ型面放電反射型ＰＤＰの誘
電体保護膜は前面ガラスに形成されるため、特に透明性
と電気特性の優れたものが必要である。そのためその保
護膜は蒸着法で形成されているが、高価で複雑な設備が
必要であり、さらに生産性が悪いため経済的な問題があ
る。

【０００４】そのため高価で複雑な装置の必要がなく、
しかも簡単な工程で誘電体保護膜を形成できる方法とし
て塗布熱分解法があり、具体例としては例えば有機溶剤
に可溶なアルカリ土類金属化合物を含有する、透明皮膜
形成用ペースト（特開昭５８−１３５１５５号公報）、
アルカリ土類金属含有有機化合物を誘電体に塗布熱分解
して金属酸化物から成る保護層を形成する、誘電体保護
層の形成方法（特開平６−１６２９２０号公報）、誘電
体層にＭｇなどの金属アルコキシドを塗布熱分解し、金
属酸化物保護膜を被覆したＰＤＰ（特開平６−２２０３
７２号公報）、アルカリ金属酸化物粒子と、Ａｌ，Ｓ
ｉ、Ｔｉ、Ｚｒなど金属有機化合物からなる誘電体保護
剤（特開平６−３１６６７１号公報）、ＡＣ型ＰＤＰの
陰極及び誘電体層を金属酸化物保護膜で被覆するように
したＰＤＰ（特開平７−１４５１６号公報）など多数が
提案されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上述した
従来技術において、アルカリ土類金属の有機酸金属塩、
或いは金属アルコキシドを誘電体保護膜前駆体に用いた
場合、金属酸化物薄膜を形成することが可能であるが、
形成された均一で透明な膜の膜厚は０．３μｍ以下であ
り、その膜は誘電体との付着性が悪い。また膜厚を０．
３μｍ以上にすると不均一で不透明な膜を形成するため
実用上の問題がある。

【０００６】本発明の目的は、塗布熱分解法により、金
属酸化物薄膜を誘電体に形成する、有機金属酸金属塩
と、それを溶解する溶剤、増粘剤及び有機物からなる添
加剤とを含有するコーティング剤において、塗布し易
く、ＰＤＰのパネル特性として、実用上望ましい透明性
と膜厚を有する、誘電体保護膜を形成できるコーティン
グ剤を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は目的を達成する
ため、アルカリ土類金属及び又は稀土類金属の有機酸塩
を溶解する溶剤として、多価アルコール誘導体を他の溶
剤と共に用い、さらに炭素数１〜６の有機酸及びアミン
を併用し、増粘剤と溶剤を用い、スクリーン印刷、スピ
ンコート、ディッピング、或いはスプレイなどの方法で
塗布し易い粘度に粘度調整することにより透明なＭｇＯ
薄膜の前駆体にすることができ、そのコーティング剤を
塗布乾燥後、３５０〜６００℃で焼成することにより、
ＰＤＰのパネル特性として、実用上望ましい透明性と膜
厚を有する、誘電体保護膜を形成できることを見いだし
たものである。

【０００８】すなわち本発明は、アルカリ土類金属、及
び又は稀土類金属の有機酸金属塩、溶剤、増粘剤及び有
機物からなる添加剤を含有する金属酸化物薄膜形成用コ
ーティング剤であって、多価アルコール誘導体、炭素数
１〜６の有機酸及びアミンを併用することを特徴とす
る、塗布熱分解法により金属酸化物薄膜を形成する、金
属酸化物薄膜形成用コーティング剤である。

【０００９】本発明によれば、有機酸金属塩、溶剤、増
粘剤及び添加剤はそれぞれ有機物であり、これら有機成
分はコーティング剤を塗布乾燥、或いは焼成させた際に
気化或いは熱分解して雰囲気中へと散逸する。従ってコ
ーティング剤の塗布乾燥及び焼成により金属と有機成分
とに分解し、その後の加熱による酸化で光透過率の高い
透明な金属酸化物薄膜が形成される。

【００１０】本発明におけるアルカリ土類金属及び又は
稀土類金属の有機酸金属塩を溶液とするための溶剤は、
これらのみに限定されないが、例えばキシレン、トルエ
ン、イソプロピルアルコール、メチルイソブチルケト
ン、酢酸ブチル、ブチルカービトール、ミネラルスピリ
ット、シクロヘキサン、シクロヘキサノンなどの溶剤
を、単独或いは複数のものを併用し用いることが可能で
あるが、その溶液と増粘剤を組み合わせて塗布し易いコ
ーティング剤とし、塗布乾燥後３５０〜６００℃で１〜
３０分焼成しても、誘電体と付着性の良い透明な金属酸
化物薄膜は形成出来ない。

【００１１】しかし、アルカリ土類金属及び又は稀土類
金属の有機酸金属塩を、本発明の多価アルコール誘導
体、例えばブチルカービトール、カービトール、メチル
カービトール、ブチルセロソルブ、セロソルブ、メチル
セロソルブ、エチレングリコール、ジエチレングリコー
ルなどを単独或いは１種類以上併用、或いは他の溶剤と
併用して溶解した溶液に、炭素数１〜６の有機酸０．１
〜３０％（コーティング剤中の重量％）とアミン０．１
〜１０％（コーティング剤中の重量％）を添加し、さら
に増粘剤でスクリーン印刷、スピンコート、ディッピン
グ、或いはスプレイなどの方法で塗布し易い粘度に粘度
調整することにより、誘電体に塗布後熱分解することに
より、誘電体と付着性が良く、均一で透明な薄膜を形成
するコーティング剤とすることが出来る。それら有機酸
金属塩溶液、炭素数１〜６の有機酸、アミン及び増粘剤
の混合の仕方に制限は無く、コーティング剤の調製過程
で必要量を単に混合するのみで良い。

【００１２】また本発明では有機酸金属塩１種又は２種
以上混合して使用できるが、特にＭｇ、Ｂａ、Ｓｒの有
機酸金属塩１種類、或いは２種以上と、Ｃａ或いは稀土
類金属の有機酸金属塩１種、或いは２種類以上を混合し
て使用したとき、Ｍｇ、Ｂａ、Ｓｒを主体とした金属酸
化物薄膜の物理強度を上げ、誘電体との付着性を良くす
ることが出来る。

【００１３】本発明のコーティング剤に用いる有機酸金
属塩を形成している有機酸の種類としては、生成した有
機酸金属塩が有機溶剤に溶解するものであれば特に制限
は無いが、例えばカプロン酸、カプリル酸、カプリン
酸、オクチル酸、セカノイック酸、ネオデカン酸、ネオ
ヘプタン酸、ネオノナン酸、Ｎ−ヘプタノイック酸、ナ
フテン酸、トール油脂肪酸などを単独或いは２種類以上
を併用して有機酸金属塩を反応して作製したものが望ま
しい。しかし炭素数６以下の有機酸例えば酢酸、プロピ
オン酸などを炭素数７以上のものに混合して作製した有
機酸金属塩を用いたものも使用可能である。また平均炭
素数が６以下の有機酸を出発原料にした有機酸金属塩
は、溶剤に対する溶解性が劣るため単独で用いることは
困難であるが、他の有機酸金属塩に溶解する範囲で使用
しても差し支えない。

【００１４】また本発明で用いる溶剤としては、ブチル
カービトール、カービトール、メチルカービトール、ブ
チルセロソルブ、セロソルブ、メチルセロソルブ、エチ
レングリコール、ジエチレングリコールなどのような多
価アルコール誘導体の他に、これらと均一に混合し有機
酸金属塩が溶解するものであれば特に制限はなく、キシ
レン、トルエン、イソプロピルアルコール、メチルイソ
ブチルケトン、酢酸ブチル、ブチルカービトールアセテ
ート、ミネラルスピリットなどの溶剤複数のものを併用
することが好ましい。

【００１５】本発明で用いる炭素数１〜６の有機酸とし
ては、蟻酸、酢酸、プロピオン酸、ペンタン酸、ヘキサ
ン酸、ヘプタン酸、アクリル酸など有機酸金属塩に用い
る有機酸より炭素数の少ないものが望ましく、それらは
一種類単独或いは複数のものを併用することが可能であ
る。全使用量はコーティング剤に対し０．１〜３０％重
量％、好ましくは２〜８重量％の範囲で用いることが望
ましい。またこれら有機酸すなわち炭素数１〜６の有機
酸の代わりに、それら有機酸のアルカリ土類金属或いは
稀土類金属塩の状態で用いることも可能である。その場
合用いる量は、炭素数１〜６の有機酸金属塩を構成する
有機成分換算で、コーティング剤に対し０．１〜３０重
量％用いることが望ましい。

【００１６】本発明で用いるアミンとしては、有機酸金
属塩溶液の表面張力を低下させるものであればこれらの
みに限定されるものではないが、アリルアミン、ジアリ
ルアミン、トリアリルアミン、イソプロピルアミン、ジ
イソプロピルアミン、イミノビスプロピルアミン、エチ
ルアミン、ジエチルアミン、トリエチルアミン、３−エ
トキシプロピルアミン、ｓｅｃ−ブチルアミン、プロピ
ルアミン、メチルアミノプロピルアミン、ジメチルアミ
ノプロピルアミン、メチルイミノビスプロピルアミン、
３−メトキシプロピルアミンなどが好ましく、これらア
ミンは一種類単独、或いは複数のものを併用することが
できる。

【００１７】これらアミンはコーティング剤に対し、
０．１〜２０重量％の範囲で用いることが可能である
が、２〜５重量％の範囲で用いることが好ましい。

【００１８】また本発明に用いる有機物からなる増粘剤
は、エチルセルロース、ニトロセルロース、アクリル樹
脂、ブチラール樹脂などを増粘剤として用いることが望
ましい。

【００１９】本発明のコーティング剤を、スクリーン印
刷用のペーストとする場合は、有機酸金属塩溶液にエチ
ルセルロース、ニトロセルロース、アクリル樹脂、ブチ
ラール樹脂などの増粘剤を一種類単独或いは複数のもの
を必要量添加して溶解し、さらにブチルカービトール、
テルピネオール、テキサノールなどの溶剤で印刷に適し
た粘度に調整する必要がある。スピンコートやスプレイ
塗布する場合は、スクリーン印刷用ペーストを溶剤で希
釈して用いることも可能であるが、特に多量の増粘剤を
用いる必要は無く、単に有機酸金属塩を溶剤で希釈する
のみでも差し支えない。また消泡剤やレベリング剤は必
要に応じ用いることが可能である。

【００２０】しかしいずれの塗布方法を採用する場合で
もコーティング剤中の合計金属含有量が高い場合は、薄
く均一に塗布することが困難なため、所望する透明で均
一な金属酸化物薄膜を形成することが困難になる。また
反対にコーティング剤中の合計金属含有量が低い場合に
は、均一な薄膜を形成可能であるが、一度に０．４〜
１．３μｍの膜厚を得るためには塗布熱分解を数回繰り
返さなければならない。したがってコーティング剤中の
合計金属含有量は、溶剤や増粘剤などの量を調整してス
クリーン印刷の場合は５．０重量％以下、好ましくは
２．０〜５．０重量％、スプレイ塗布の場合は４．０重
量％以下、好ましくは０．５〜２．０重量％にする必要
がある。

【００２１】本発明の金属酸化物薄膜形成用コーティン
グ剤の調製方法に特に制限は無く、有機酸金属塩溶液
に、予め溶剤に増粘剤を溶解した液を添加して溶解し、
希釈溶剤で粘度調整することが好ましい。また必要に応
じて行うろ過方法に制限は無いが、加圧ろ過が好まし
く、長時間かけて減圧ろ過をすることは望ましくない。

【００２２】

【実施例】

（実施例１）表１の配合で番号順に各原料を混合して試
料を作成し、その溶液を７５μｍのアプリケータで７０
ｍｍ×１５０×２のガラス板に塗布し、１００℃の熱風
乾燥機で５分間乾燥後、電気炉で４５０℃で５分間焼成
した。その結果、表１のとおり、ガラス表面に透明な金
属酸化物の薄膜が形成できた。しかし比較例は膜を形成
しなかった。

【００２３】

【表１】

【００２４】（評価基準） 膜の状態： ○（透明均一膜）、△（微白濁膜）、×
（膜を形成しない） 膜厚： 触針タイプの膜厚計（表面形状測定器：日本真
空社製）で測定。 透過率： 分光光度計で測定。 （注） （＊１）ブチルカービトールとキシレンの混合溶剤（重
量比１：１）で、Ｍｇ含有量を２重量％に調整したオク
チル酸Ｍｇ溶液。 （＊２）ブチルカービトールにエチルセルロース（４５
ｃｐ）を７．５重量％溶解した液。

【００２５】（実施例２）表２の配合で番号順に各原料
を混合して試料を作成し、その溶液をエアスプレイで７
０ｍｍ×１５０×２のガラス板に塗布し、１００℃の熱
風乾燥機で５分間乾燥後、電気炉で４５０℃で５分間焼
成した。その結果、表２のとおり、ガラス表面に透明な
金属酸化物の薄膜が形成できた。しかし比較例は膜を形
成しなかった。

【００２６】

【表２】

【００２７】（評価基準） 膜の状態： ○（透明均一膜）、△（微白濁膜）、×
（膜を形成しない） 膜厚： 触針タイプの膜厚計（表面形状測定器：日本真
空社製）で測定。 透過率： 分光光度計で測定。 （注） （＊１）ブチルカービトールとキシレンの混合溶剤（重
量比１：１）で、Ｍｇ含有量を２重量％に調整した有機
酸Ｍｇ溶液。 （＊２）ブチルカービトールにエチルセルロース（４５
ｃｐ）を７．５重量％溶解した液。

【００２８】（実施例３）表３の配合で番号順に各原料
を混合して試料を作成し、その溶液をエアスプレイで７
０ｍｍ×１５０×２のガラス板に塗布し、１００℃の熱
風乾燥機で５分間乾燥後、電気炉で４５０℃で５分間焼
成した。その結果、表３のとおりガラス表面に透明な金
属酸化物の薄膜が形成できた。

【００２９】

【表３】

【００３０】（評価基準） 膜の状態： ○（透明均一膜）。 膜厚： 触針タイプの膜厚計（表面形状測定器：日本真
空社製）で測定。 透過率： 分光光度計で測定。 （注） （＊１）ブチルカービトールとキシレンの混合溶剤（重
量比１：１）で、Ｍｇ含有量を２重量％に調整した有機
酸Ｍｇ溶液。 （＊２）ブチルカービトールにエチルセルロース（４５
ｃｐ）を７．５重量％溶解した液。

【００３１】（実施例４）表４の配合で番号順に各原料
を混合してスクリーン印刷用ペーストを作成し、４００
メッシュ（ＳＵＳ）で７０ｍｍ×１５０×２のガラス板
に印刷し、１００℃との熱風乾燥機で５分間乾燥後、電
気炉で４５０℃で５分間焼成した。その結果、表４のと
おり、ガラス表面に透明な金属酸化物の薄膜が形成でき
た。しかし比較例は膜を形成しなかった。

【００３２】

【表４】

【００３３】（評価基準） 膜の状態： ○（透明均一膜）、△（微白濁膜）、×
（膜を形成しない） 膜厚： 触針タイプの膜厚計（表面形状測定器：日本真
空社製）で測定。 透過率： 分光光度計で測定。 （注） （＊１）ブチルカービトールとキシレンの混合溶剤（重
量比１：１）で、Ｍｇ含有量を２重量％に調整した有機
酸Ｍｇ溶液。 （＊２）ブチルカービトールにエチルセルロース（４５
ｃｐ）を７．５重量％溶解した液。

【００３４】（実施例４）表５の配合で番号順に各原料
を混合して試料を作成し、その溶液を７５μｍのアプリ
ケータで７０ｍｍ×１５０×２のガラス板に塗布し、１
００℃の熱風乾燥機で５分間乾燥後、電気炉で４５０℃
で５分間焼成した。その結果、表５のとおり、ガラス表
面に傷の付きにくい透明な金属酸化物の薄膜が形成でき
た。

【００３５】

【表５】

【００３６】（評価基準）焼成して形成した膜を冷却
後、ガーゼで軽く擦った時の傷の付き易さを調べた。 ○ ： 良好（傷が付かない）。 △ ： やや不良（傷が付きやすい）。 膜の状態： ○（透明均一膜）。 膜厚： 触針タイプの膜厚計（表面形状測定器：日本真
空社製）で測定。 （注） （＊１）ブチルカービトールとキシレンの混合溶剤（重
量比１：１）で、Ｍｇ含有量を２重量％に調整したオク
チル酸Ｍｇ溶液。 （＊２）ブチルカービトールにエチルセルロース（４５
ｃｐ）を７．５重量％溶解した液。

【００３７】

【発明の効果】従来、面放電反射型カラーＰＤＰの誘電
体の透明ＭｇＯ保護膜は蒸着法で形成されているが、生
産性が悪く経済的な問題がある。しかし本発明の金属酸
化物薄膜形成用コーティング剤を、ＰＤＰの誘電体にス
クリーン印刷又はスプレイ塗布し、乾燥後、３５０〜６
００℃で１〜３０分焼成することにより、膜厚が０．１
〜１．３μｍの透明な金属酸化物薄膜の形成が可能にな
った。そのことにより大幅な経済効果が期待出来る。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 アルカリ土類金属、及び又は稀土類金属
   の有機酸金属塩、溶剤、増粘剤及び有機物からなる添加
   剤を含有する金属酸化物薄膜形成用コーティング剤であ
   って、多価アルコール誘導体、炭素数１〜６の有機酸及
   びアミンを併用することを特徴とする、塗布熱分解法に
   より金属酸化物薄膜を形成する、金属酸化物薄膜形成用
   コーティング剤。
2. 【請求項２】 有機酸金属塩としてＭｇ、Ｂａ、Ｓｒの
   有機酸金属塩単独、又は２種類以上の混合物に、Ｃａま
   たは稀土類金属の有機酸金属塩１種類又は２種類以上を
   併用することを特徴とする、請求項１記載の金属酸化物
   薄膜形成用コーティング剤。