JP2008111108A - Black paste composition and manufacturing method of black film made by using composition described above - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、プラズマディスプレイパネル（Plasma Display Panel、以下、ＰＤＰという。）のフロントガラス基板上にオフセット印刷法によってバス電極用又はブラックストライプ用の黒色膜を作製するのに好適な黒色ペースト組成物及び該組成物を用いた黒色膜の製造方法に関する。 The present invention relates to a black paste composition suitable for producing a black film for bus electrodes or black stripes on a windshield substrate of a plasma display panel (hereinafter referred to as PDP) by an offset printing method, and The present invention relates to a method for producing a black film using the composition.
ＰＤＰはガスを封入した密閉空間である放電セルの電極対に電圧を印加し、プラズマ放電を発生させ、ガスから発生する紫外線を放電セル内に塗布された蛍光体に照射し、蛍光体を励起させてこれを発光させることにより情報を表示する表示デバイスである。 PDP applies voltage to the electrode pair of the discharge cell, which is a sealed space filled with gas, generates plasma discharge, and irradiates the phosphor applied in the discharge cell with ultraviolet rays generated from the gas, thereby exciting the phosphor. It is a display device that displays information by causing it to emit light.
図１に示すように、ＰＤＰ１０は、フロントガラス基板１１とリアガラス基板１２との間に放電の広がりを一定領域に抑え、表示を規定のセル内で行わせると同時に、かつ均一な放電空間を確保するために隔壁（障壁、リブ）１３が設けられ、フロントガラス基板１１、リアガラス基板１２及び隔壁１３で区画され、内部にガスが封入された放電空間１４内で、対向するバス電極１６とアドレス電極１７との間にプラズマ放電を生じさせることにより、この放電空間１４内に封入されているガスから発生する紫外線を放電空間１４内に設けた蛍光体１８に当てることにより表示を行うものである。なお、図１中の符号１９は保護膜、符号２１は透明誘電体層、符号２２がカラーフィルタ、符号２３が透明電極をそれぞれ示す。
As shown in FIG. 1, the
近年、高画質ＰＤＰを作製することが求められている。このＰＤＰ高画質化の対策の１つに、コントラストの向上が挙げられる。従来、ＰＤＰのコントラストは、ブラウン管テレビと比べ低いものであった。このコントラストを低下させている要因として、室内光の反射輝度の高さが指摘されていた。室内光は可視光であるが、可視光に対する蛍光体の反射率は高いので、室内光がＰＤＰを構成する放電セル内に射し込んで蛍光体に当たると、室内光が反射してＰＤＰの前面で視聴している視聴者の目に入り、視聴者が蛍光体による発光を視認し難くなっていたためである。 In recent years, it has been required to produce a high-quality PDP. One measure for improving the image quality of PDP is to improve contrast. Conventionally, the contrast of a PDP has been lower than that of a CRT television. As a factor for reducing the contrast, the high reflection luminance of room light has been pointed out. Although the indoor light is visible light, the reflectance of the phosphor with respect to visible light is high. Therefore, when the indoor light enters the discharge cell constituting the PDP and hits the phosphor, the indoor light is reflected and the front surface of the PDP. This is because it is difficult for the viewer to visually recognize the light emitted by the phosphor.
そのため、最近のＰＤＰでは、室内光の反射輝度によるコントラストの低下を解決する対策として、フロント基板の遮蔽率を向上させて、室内光がＰＤＰを構成する放電セル内に射し込むのを防止する方法が採用されている。第一の方法は、図１に示すように、パネルの放電していない部分、即ち、各放電セルを区画する隔壁１３位置にブラックストライプ２４を形成することにより、遮蔽して外光反射率を下げる方法である。第二の方法は、電気抵抗率の低い銀などから構成される白色層１層１６ａからなる従来のバス電極１６の代わりに、白色層の形成される部分に先ず黒色ペーストを塗布して黒色層１６ｂを形成し、その上に白色層１６ａを積層することにより白黒２層１６ａ，１６ｂから構成されるバス電極１６とする方法である。
Therefore, in recent PDPs, as a measure for solving the decrease in contrast due to the reflected luminance of room light, there is a method of improving the shielding ratio of the front substrate and preventing the room light from entering the discharge cells constituting the PDP. It has been adopted. As shown in FIG. 1, the first method is to form a
上記ブラックストライプやバス電極の黒色層のような黒色膜を形成するための材料として、耐熱性黒顔料、有機バインダ、光重合性モノマー、光重合開始剤及び有機ビーズを含有することを特徴とする光硬化性樹脂組成物及び黒色層とブラックマトリックス（ブラックストライプ）とがこの光硬化性樹脂組成物を用いて形成されたことを特徴とするＰＤＰ用前面基板が提案されている（特許文献１参照）。上記特許文献１に示される光硬化性樹脂組成物を用いてバス電極を構成する黒色層とブラックマトリックスを形成するために、フォトリソグラフィー法が使用されている。 A material for forming a black film such as the black stripe or the black layer of the bus electrode includes a heat-resistant black pigment, an organic binder, a photopolymerizable monomer, a photopolymerization initiator, and organic beads. There has been proposed a front substrate for PDP in which a photocurable resin composition and a black layer and a black matrix (black stripe) are formed using this photocurable resin composition (see Patent Document 1). ). In order to form a black layer and a black matrix constituting a bus electrode using the photocurable resin composition disclosed in Patent Document 1, a photolithography method is used.
具体的には、先ず、透明電極が形成されたフロントガラス基板の全面に光硬化性樹脂組成物を塗布し、乾燥してタックフリーの黒層を形成する。形成した黒層に対し、バス電極とブラックマトリックスのパターンを有するフォトマスクを重ね合わせ、露光する。次いで、黒層の全面にＡｇ等の導電性粉末を含有する導電性の高い組成物を塗布し、乾燥してタックフリーの白層（導電性層）を形成する。これにバス電極の露光パターンを有するフォトマスクを重ね合わせ、露光する。次に、アルカリ水溶液により現像して非露光部分を除去し、焼成することにより、フロントガラス基板の透明電極の上に、黒層（下層）電極と白層（上層）電極とからなるバス電極と、ブラックマトリックスとが形成される。
しかしながら、上記特許文献１に示されるようなフォトリソグラフィー法では、光重合性モノマーや光重合開始剤が含まれる感光性のペーストを使用する必要があった。フォトリソグラフィー法では、感光性黒色ペーストを塗布して形成した塗膜層の全ての厚さ方向に存在する光重合性モノマーや光重合開始剤を露光して、露光した部分の塗膜層の全ての厚さを硬化する必要があるため、感光性黒色ペーストに含まれる黒色顔料のような黒色粉末の粒子径を小さくして、より微細なパターンの黒色膜を形成しようとしても、一定の粒子径以下の場合では、粒子が集まって密な状態となって、露光の光を遮ってしまうため、光の透過率が不十分となって塗膜層の硬化が進まず、パターン成形に十分な硬度が得られないため、微細なパターンの黒色膜が形成できないという問題があった。 However, in the photolithography method as shown in Patent Document 1, it is necessary to use a photosensitive paste containing a photopolymerizable monomer and a photopolymerization initiator. In the photolithographic method, the photopolymerizable monomer and photopolymerization initiator present in all the thickness directions of the coating layer formed by applying the photosensitive black paste are exposed, and all of the exposed coating layer is exposed. Therefore, even if you try to form a black film with a finer pattern by reducing the particle size of the black powder, such as the black pigment contained in the photosensitive black paste, In the following cases, the particles gather to form a dense state and block the exposure light, so that the light transmittance is insufficient and the coating layer does not cure, and the hardness sufficient for pattern formation Therefore, there is a problem that a black film with a fine pattern cannot be formed.
また、フォトリソグラフィー法では、露光した部分以外は除去してしまうため、ペースト材料の利用効率が極めて悪く、有効活用ができないという問題があった。更に、除去するペースト材料に含まれる元素の種類によっては、処理方法やリサイクル等にコストがかかるといった問題も生じていた。 Further, in the photolithography method, since the portions other than the exposed portion are removed, there is a problem that the utilization efficiency of the paste material is extremely poor and cannot be effectively used. Furthermore, depending on the type of element contained in the paste material to be removed, there has been a problem that the processing method, recycling, etc. are costly.
本発明の目的は、微細で、薄膜化を行っても遮蔽率が高く、かつライン乱れのないパターンの黒色膜を形成し得る、黒色ペースト組成物及び該組成物を用いた黒色膜の製造方法を提供することにある。 An object of the present invention is to provide a black paste composition that can form a black film that is fine, has a high shielding rate even when thinned, and has no line disturbance, and a method for producing a black film using the composition Is to provide.
本発明の別の目的は、ペースト材料の利用効率を向上し得る、黒色ペースト組成物を用いた黒色膜の製造方法を提供することにある。 Another object of the present invention is to provide a method for producing a black film using a black paste composition, which can improve the utilization efficiency of the paste material.
本発明の更に別の目的は、フォトリソグラフィー法を用いた従来の製造工程の煩雑さを改善し、製造工程を簡略化し得る、黒色ペースト組成物を用いた黒色膜の製造方法を提供することにある。 Still another object of the present invention is to provide a method for producing a black film using a black paste composition, which can improve the complexity of a conventional production process using a photolithography method and simplify the production process. is there.
請求項１に係る発明は、図１に示すように、ＰＤＰ１０を構成するフロントガラス基板１１上にオフセット印刷法により黒色膜１６ｂ，２４を作製するための黒色ペースト組成物であって、組成物が１０〜５０質量％の黒色酸化物粉末と、５〜３０質量％のガラス粉末と、残部が有機系ビヒクルとを含み、黒色酸化物粉末の平均粒径が０．０１〜０．５μｍであり、かつ黒色酸化物粉末の比表面積が５〜５０ｍ2／ｇであることを特徴とする黒色ペースト組成物である。
As shown in FIG. 1, the invention according to claim 1 is a black paste composition for producing
請求項１に係る発明では、従来の製造工程に使用されていたフォトリソグラフィー法のように、感光性ペーストを用いた場合、露光の光を通過させるために黒色酸化物粉末の粒子径を必要以上に大きくしておく必要があったが、オフセット印刷法では、上記のような平均粒径が小さく、比表面積が大きな黒色酸化物粉末を使用することができるため、微細で、薄膜化を行っても遮蔽率が高く、かつライン乱れのないファインなパターンの黒色膜を形成することができる。 In the invention according to claim 1, when the photosensitive paste is used as in the photolithography method used in the conventional manufacturing process, the particle size of the black oxide powder is larger than necessary in order to pass the exposure light. However, in the offset printing method, since the black oxide powder having a small average particle diameter and a large specific surface area can be used as described above, it is fine and thinned. However, it is possible to form a black film having a high shielding rate and a fine pattern with no line disturbance.
請求項２に係る発明は、請求項１に係る発明であって、黒色酸化物粉末がＣｏ、Ｃｒ、Ｃｕ、Ｍｎ、Ｆｅ及びＮｉからなる群より選ばれた１種又は２種以上の金属元素を含む金属酸化物又はこれらの複合酸化物である黒色ペースト組成物である。 The invention according to claim 2 is the invention according to claim 1, wherein the black oxide powder is one or more metal elements selected from the group consisting of Co, Cr, Cu, Mn, Fe and Ni Is a black paste composition which is a metal oxide containing or a composite oxide thereof.
請求項３に係る発明は、請求項１に係る発明であって、ガラス粉末が酸化鉛、酸化ビスマス、酸化亜鉛、酸化ホウ素、酸化ケイ素、酸化アルミニウム、酸化リン、酸化カルシウム及び酸化チタンからなる群より選ばれた１種又は２種以上の酸化物を含む４００〜５５０℃の軟化点を有するフリットガラスである黒色ペースト組成物である。 The invention according to claim 3 is the invention according to claim 1, wherein the glass powder is made of lead oxide, bismuth oxide, zinc oxide, boron oxide, silicon oxide, aluminum oxide, phosphorus oxide, calcium oxide and titanium oxide. It is a black paste composition which is a frit glass having a softening point of 400 to 550 ° C. containing one or more selected oxides.
請求項４に係る発明は、図２及び図３に示すように、請求項１ないし３いずれか１項に記載の黒色ペースト組成物を用いてオフセット印刷法により基板１１上に黒色膜１６ｂ，２４を作製することを特徴とする黒色膜の製造方法である。
As shown in FIGS. 2 and 3, the invention according to claim 4 is the
請求項４に係る発明では、従来の製造工程に使用されていたフォトリソグラフィー法のように、感光性ペーストを用いた場合、露光の光を通過させるために黒色酸化物粉末の粒子径を必要以上に大きくしておく必要があったが、オフセット印刷法では、平均粒径が小さく、比表面積が大きな黒色酸化物粉末を使用することができるため、微細で、薄膜化を行っても遮蔽率が高く、かつライン乱れのないファインなパターンの黒色膜を形成することができる。また、従来の製造工程に使用されていたフォトリソグラフィー法のように、所望の面全体にペースト組成物を塗布してから露光し、不必要な部分を除去して廃棄しなければならないのに比べて、オフセット印刷法により黒色膜を作製する場合、必要な部分にのみペースト組成物を塗布すれば良いため、使用する材料に無駄がなく、ペースト材料の利用効率を向上することができる。また、フォトリソグラフィー法を用いた従来の製造工程の煩雑さを改善し、製造工程を簡略化することができる。 In the invention according to claim 4, when the photosensitive paste is used as in the photolithography method used in the conventional manufacturing process, the particle size of the black oxide powder is larger than necessary in order to pass the exposure light. However, in the offset printing method, black oxide powder having a small average particle size and a large specific surface area can be used. It is possible to form a black film having a high and fine pattern with no line disturbance. Compared to the photolithography method used in the conventional manufacturing process, the paste composition must be applied to the entire desired surface and then exposed, and unnecessary portions must be removed and discarded. When the black film is produced by the offset printing method, the paste composition only needs to be applied to a necessary portion, so that the material used is not wasted and the utilization efficiency of the paste material can be improved. Moreover, the complexity of the conventional manufacturing process using the photolithography method can be improved, and the manufacturing process can be simplified.
従来の製造工程に使用されていたフォトリソグラフィー法のように、感光性ペーストを用いた場合、露光の光を通過させるために黒色酸化物粉末の粒子径を必要以上に大きくしておく必要があったが、本発明の黒色ペースト組成物は、オフセット印刷法を利用するので、平均粒径を０．０１〜０．５μｍとし、かつ比表面積を５〜５０ｍ2／ｇとした平均粒径が小さく、比表面積が大きな黒色酸化物粉末を使用することができるため、微細で、薄膜化を行っても遮蔽率が高く、かつライン乱れのないファインなパターンの黒色膜を形成することができる。 When a photosensitive paste is used as in the photolithography method used in the conventional manufacturing process, it is necessary to increase the particle size of the black oxide powder more than necessary in order to allow exposure light to pass through. However, since the black paste composition of the present invention uses an offset printing method, the average particle diameter is 0.01 to 0.5 μm and the specific surface area is 5 to 50 m 2 / g, and the average particle diameter is small. Since a black oxide powder having a large specific surface area can be used, a fine black film having a fine pattern with a high shielding rate and no line disturbance can be formed even if the film is thinned.
本発明の黒色膜の製造方法は、従来の製造工程に使用されていたフォトリソグラフィー法のように、所望の面全体にペースト組成物を塗布してから露光し、不必要な部分を除去して廃棄しなければならないのに比べて、オフセット印刷法により黒色膜を作製するので、必要な部分にのみペースト組成物を塗布すれば良いため、使用する材料に無駄がなく、ペースト材料の利用効率を向上することができる。また、フォトリソグラフィー法を用いた従来の製造工程の煩雑さを改善し、製造工程を簡略化することができる。 The manufacturing method of the black film of the present invention is the same as the photolithography method used in the conventional manufacturing process, in which the paste composition is applied to the entire desired surface and then exposed to remove unnecessary portions. Compared to having to be discarded, the black film is produced by the offset printing method, so it is only necessary to apply the paste composition to the necessary part, so there is no waste in the material used, and the efficiency of using the paste material is improved. Can be improved. Moreover, the complexity of the conventional manufacturing process using the photolithography method can be improved, and the manufacturing process can be simplified.
次に本発明を実施するための最良の形態を図面に基づいて説明する。 Next, the best mode for carrying out the present invention will be described with reference to the drawings.
本発明の黒色ペースト組成物は、図１に示すように、ＰＤＰ１０を構成するフロントガラス基板１１上にオフセット印刷法により黒色膜１６ｂ，２４を作製するために使用される。本発明の黒色ペースト組成物は、１０〜５０質量％の黒色酸化物粉末と、５〜３０質量％のガラス粉末と、残部が有機系ビヒクルとを含むように構成される。黒色酸化物粉末を１０〜５０質量％の範囲内としたのは、下限値未満では遮蔽性の高い膜を得ることができないためであり、上限値を越えると、黒色度が高く遮蔽性の高い黒色膜を得ることはできるが、非導電性である黒色酸化物粉末の割合が高くなりすぎてしまい、得られる膜の導電性が悪化してしまうためである。また、ガラス粉末を５〜３０質量％の範囲内としたのは、ガラス粉末は黒色ペースト組成物を焼成するとマトリックス状に拡がるが、下限値未満では、組成物中に含まれるガラス粉末の割合が低すぎて、基板との密着性不良を生じてしまうためであり、上限値を越えると密着性の良好な黒色膜を得ることはできるが、非導電性であるガラス粉末の割合が高くなりすぎてしまい、得られる膜の導電性が悪化してしまうためである。また、ガラス粉末の割合が上限値を越えると、得られる黒色膜の遮蔽性についても低下する傾向が見られる。このうち、１５〜４０質量％の黒色酸化物粉末と、５〜１５質量％のガラス粉末と、残部が有機系ビヒクルとを含むように構成されることが特に好ましい。上記割合であれば、オフセット印刷法に適し、微細なパターンの黒色膜を作製するのに好適な黒色ペースト組成物とすることができる。
As shown in FIG. 1, the black paste composition of the present invention is used for producing
黒色酸化物粉末の平均粒径は０．０１〜０．５μｍであり、かつ黒色酸化物粉末の比表面積が５〜５０ｍ2／ｇであることを特徴とする。 The average particle diameter of the black oxide powder is 0.01 to 0.5 μm, and the specific surface area of the black oxide powder is 5 to 50 m 2 / g.
従来の製造工程に使用されていたフォトリソグラフィー法のように、感光性ペーストを用いた場合、露光の光を通過させるために黒色酸化物粉末の粒子径を必要以上に大きくしておく必要があったが、本発明の黒色ペースト組成物は、オフセット印刷法を利用するので、平均粒径を０．０１〜０．５μｍとし、かつ比表面積を５〜５０ｍ2／ｇとした平均粒径が小さく、比表面積が大きな黒色酸化物粉末を使用することができるため、微細で、薄膜化を行っても遮蔽率が高く、かつライン乱れのないファインなパターンの黒色膜を形成することができる。黒色酸化物粉末の平均粒径を０．０１〜０．５μｍの範囲内としたのは、下限値未満では、粉末の粒径が小さくなりすぎて、ペースト化した際の粘度が非常に高くなって印刷性が悪化するためであり、上限値を越えると粒径が大きすぎて、ファインなパターンを印刷する際にライン乱れなどの原因となるためである。黒色酸化物粉末の比表面積を５〜５０ｍ2／ｇの範囲内としたのは、下限値未満では、必然的に粒径が大きくなり、ファインなパターンを印刷する際にライン乱れなどの原因となるためであり、上限値を越えると嵩高い粉末となり、ペースト化した際に有機ビヒクル量を多量に必要とし、粘度の調整が難しく印刷性が悪化するためである。 When a photosensitive paste is used as in the photolithography method used in the conventional manufacturing process, it is necessary to increase the particle size of the black oxide powder more than necessary in order to allow exposure light to pass through. However, since the black paste composition of the present invention uses an offset printing method, the average particle diameter is 0.01 to 0.5 μm and the specific surface area is 5 to 50 m 2 / g, and the average particle diameter is small. Since a black oxide powder having a large specific surface area can be used, a fine black film having a fine pattern with a high shielding rate and no line disturbance can be formed even if the film is thinned. The reason why the average particle size of the black oxide powder is set within the range of 0.01 to 0.5 μm is that the particle size of the powder becomes too small if it is less than the lower limit, and the viscosity when made into a paste becomes very high. This is because the printability is deteriorated, and if the upper limit is exceeded, the particle size is too large, which causes line disturbance when printing a fine pattern. The reason why the specific surface area of the black oxide powder is set within the range of 5 to 50 m 2 / g is that the particle size inevitably increases when the value is less than the lower limit, and causes line disturbance when printing a fine pattern. This is because when the amount exceeds the upper limit, the powder becomes bulky, and a large amount of the organic vehicle is required when the paste is formed, and it is difficult to adjust the viscosity and printability is deteriorated.
このうち、使用する黒色酸化物粉末は、平均粒径が０．０５〜０．３μｍで、かつ比表面積が１５〜４５ｍ2／ｇの粉末が特に好ましい。黒色酸化物粉末が上記範囲の平均粒径、比表面積であれば、オフセット印刷法に適し、微細なパターンの黒色膜を作製するのに好適な黒色ペースト組成物とすることができる。黒色酸化物粉末は、Ｃｏ、Ｃｒ、Ｃｕ、Ｍｎ、Ｆｅ及びＮｉからなる群より選ばれた１種又は２種以上の金属元素を含む金属酸化物又はこれらの複合酸化物であることが好適である。このうち、Ｃｏ3Ｏ4やＦｅ，Ｍｎ，Ｃｕ複合酸化物、Ｃｕ，Ｃｒ，Ｍｎ複合酸化物が特に好ましい。 Among these, the black oxide powder to be used is particularly preferably a powder having an average particle diameter of 0.05 to 0.3 μm and a specific surface area of 15 to 45 m 2 / g. When the black oxide powder has an average particle size and specific surface area in the above ranges, it can be used as a black paste composition suitable for offset printing and suitable for producing a black film with a fine pattern. The black oxide powder is preferably a metal oxide containing one or more metal elements selected from the group consisting of Co, Cr, Cu, Mn, Fe and Ni, or a composite oxide thereof. is there. Among these, Co 3 O 4 , Fe, Mn, Cu composite oxide, and Cu, Cr, Mn composite oxide are particularly preferable.
ガラス粉末は、酸化鉛、酸化ビスマス、酸化亜鉛、酸化ホウ素、酸化ケイ素、酸化アルミニウム、酸化リン、酸化カルシウム及び酸化チタンからなる群より選ばれた１種又は２種以上の酸化物を含む４００〜５５０℃の軟化点を有するフリットガラスであることが好適である。フリットガラスの軟化点は４５０〜５５０℃が特に好ましい。軟化点を上記範囲内としたのは、軟化点が下限値未満のフリットガラスでは、ガラス粉末がペースト組成物中の有機ビヒクルを構成するバインダ樹脂の脱バインダを妨げてしまい、この黒色ペースト組成物を用いて作製した黒色膜は、抵抗値が上昇してしまう不具合を生じるためであり、軟化点が上限値を越えるフリットガラスでは、ガラス粉末がガラス基板との間の十分なアンカーを与えることができないためである。具体的には、ＰｂＯ−Ｂ2Ｏ3−ＳｉＯ2、ＺｎＯ−Ｂ2Ｏ3−ＳｉＯ2、ＰｂＯ−Ｂ2Ｏ3−ＳｉＯ2−Ａｌ2Ｏ3、ＰｂＯ−ＺｎＯ−Ｂ2Ｏ3−ＳｉＯ2、ＰｂＯ−Ｂ2Ｏ3−ＳｉＯ2−Ａｌ2Ｏ3−ＺｎＯ、ＰｂＯ−Ｂ2Ｏ3−ＳｉＯ2−ＣａＯ、Ｂ2Ｏ3−ＺｎＯ−Ｂｉ2Ｏ3、Ｂ2Ｏ3−Ｂｉ2Ｏ3、Ｂ2Ｏ3−ＺｎＯ、Ｂｉ2Ｏ3−Ｂ2Ｏ3−ＳｉＯ2、ＺｎＯ−Ｐ2Ｏ5−ＳｉＯ2、Ｐ2Ｏ5−Ｂ2Ｏ3−Ａｌ2Ｏ3、ＺｎＯ−Ｐ2Ｏ5−ＴｉＯ2などの組み合わせが挙げられる。 The glass powder contains one or more oxides selected from the group consisting of lead oxide, bismuth oxide, zinc oxide, boron oxide, silicon oxide, aluminum oxide, phosphorus oxide, calcium oxide and titanium oxide, 400 to 400 A frit glass having a softening point of 550 ° C. is preferable. The softening point of the frit glass is particularly preferably 450 to 550 ° C. The reason why the softening point is within the above range is that, in the frit glass having a softening point less than the lower limit, the glass powder hinders the binder resin from being removed from the binder resin constituting the organic vehicle in the paste composition, and this black paste composition This is because a black film produced using a glass has a problem that the resistance value increases, and in a frit glass whose softening point exceeds the upper limit value, the glass powder may provide a sufficient anchor between the glass substrate and the glass film. This is because it cannot be done. Specifically, PbO—B 2 O 3 —SiO 2 , ZnO—B 2 O 3 —SiO 2 , PbO—B 2 O 3 —SiO 2 —Al 2 O 3 , PbO—ZnO—B 2 O 3 —SiO 2 , PbO—B 2 O 3 —SiO 2 —Al 2 O 3 —ZnO, PbO—B 2 O 3 —SiO 2 —CaO, B 2 O 3 —ZnO—Bi 2 O 3 , B 2 O 3 —Bi 2 O 3 , B 2 O 3 —ZnO, Bi 2 O 3 —B 2 O 3 —SiO 2 , ZnO—P 2 O 5 —SiO 2 , P 2 O 5 —B 2 O 3 —Al 2 O 3 , ZnO— Combinations such as P 2 O 5 —TiO 2 can be mentioned.
有機系ビヒクルは、アルカリ可溶性樹脂を有機溶媒に溶解することにより調製されたものを使用することが好ましい。必要に応じて、分散剤や粘度調整剤等の添加剤を加えてもよい。分散剤は黒色酸化物粉末やガラス粉末の分散性向上のために、粘度調整剤はペースト粘度調整のために添加する。 It is preferable to use an organic vehicle prepared by dissolving an alkali-soluble resin in an organic solvent. You may add additives, such as a dispersing agent and a viscosity modifier, as needed. A dispersant is added to improve the dispersibility of the black oxide powder or glass powder, and a viscosity modifier is added to adjust the paste viscosity.
本発明の黒色膜の製造方法は、上記本発明の黒色ペースト組成物を用いてオフセット印刷法により基板上に黒色膜を作製することを特徴とする。従来の製造工程に使用されていたフォトリソグラフィー法のように、感光性ペーストを用いた場合、露光の光を通過させるために黒色酸化物粉末の粒子径を必要以上に大きくしておく必要があったが、オフセット印刷法では、平均粒径が小さく、比表面積が大きな黒色酸化物粉末を使用することができるため、微細で、薄膜化を行っても遮蔽率が高く、かつライン乱れのないファインなパターンの黒色膜を形成することができる。また、従来の製造工程に使用されていたフォトリソグラフィー法のように、所望の面全体にペースト組成物を塗布してから露光し、不必要な部分を除去して廃棄しなければならないのに比べて、オフセット印刷法により黒色膜を作製する場合、必要な部分にのみペースト組成物を塗布すれば良いため、使用する材料に無駄がなく、ペースト材料の利用効率を向上することができる。また、フォトリソグラフィー法を用いた従来の製造工程の煩雑さを改善し、製造工程を簡略化することができる。 The method for producing a black film of the present invention is characterized in that a black film is produced on a substrate by the offset printing method using the black paste composition of the present invention. When a photosensitive paste is used as in the photolithography method used in the conventional manufacturing process, it is necessary to increase the particle size of the black oxide powder more than necessary in order to allow exposure light to pass through. However, in the offset printing method, a black oxide powder with a small average particle size and a large specific surface area can be used. A black film having a simple pattern can be formed. Compared to the photolithography method used in the conventional manufacturing process, the paste composition must be applied to the entire desired surface and then exposed, and unnecessary portions must be removed and discarded. When the black film is produced by the offset printing method, the paste composition only needs to be applied to a necessary portion, so that the material used is not wasted and the utilization efficiency of the paste material can be improved. Moreover, the complexity of the conventional manufacturing process using the photolithography method can be improved, and the manufacturing process can be simplified.
次に、本発明の黒色膜の製造方法を用いて、ＰＤＰ用前面基板を作製する方法を説明する。 Next, a method for producing a front substrate for PDP using the method for producing a black film of the present invention will be described.
先ず、図２（ａ）に示すような、フロントガラス基板１１を用意し、図２（ｂ）に示すように、フロントガラス基板１１に透明電極２３を形成する。ここで形成する透明電極２３は、プラズマ放電に必要であり、かつ発光の妨げにならないように透明な材質で形成される。透明電極２３はＩＴＯ（Indium Tin Oxide）やＳｎＯ2等の酸化膜が使用され、スパッタリング、蒸着等の真空成膜法やＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）法によって形成することができる。
First, a
次いで、図２（ｃ）に示すように、形成した透明電極２３上に、本発明の黒色ペースト組成物をオフセット印刷法により塗布、焼成することにより、黒色層１６ｂを形成する。本発明の方法では、オフセット印刷法により塗布膜を形成するため、微細で、薄膜化を行っても遮蔽率が高く、かつライン乱れのないファインなパターンの黒色膜を形成することができる。続いて、図２（ｄ）に示すように、形成した黒色層１６ｂ上に、ＡｇやＡｕ、Ａｌ、Ｐｔ、Ｐｄ等の導電性粉末を含有する導電性の高い白色系導電性ペーストを塗布、焼成することにより白色層１６ａを形成する。これにより、黒色層１６ｂ及び白色層１６ａから構成されるバス電極１６が形成される。
Next, as shown in FIG. 2C, the
なお、本発明の黒色ペースト組成物をオフセット印刷法により塗布して黒色膜を形成し、続いて、白色系導電性ペーストをオフセット印刷法により塗布して黒色膜の上に白色膜を形成し、この黒色膜と白色膜を同時に焼成することにより黒色層１６ｂ及び白色層１６ａから構成されるバス電極１６を形成することもできる。このような方法では、重ねた２層の塗布膜を同時に焼成するため、工程の短縮化を図ることができる。
In addition, the black paste composition of the present invention is applied by an offset printing method to form a black film, and then a white conductive paste is applied by an offset printing method to form a white film on the black film, The
次に、図２（ｅ）に示すように、透明電極２３及びバス電極１６を覆うように、フロントガラス基板１１の全面に透明誘電体層２１を形成する。透明誘電体層２１は電極の保護と放電時に誘電体層表面に壁電荷を形成してメモリ機能を持たせるために形成するものである。この透明誘電体層２１は、バス電極１６上に２０〜４０μｍの厚みとなるように形成される。
Next, as shown in FIG. 2E, a
次に、図３（ａ）に示すように、形成した透明誘電体層２１の上に、本発明の黒色ペースト組成物をオフセット印刷法により塗布、焼成することにより、ブラックストライプ２４を形成する。ブラックストライプ２４を形成することで、外光反射率が低下し、コントラストが改善される。本発明の方法では、オフセット印刷法により塗布膜を形成するため、微細で、薄膜化を行っても遮蔽率が高く、かつライン乱れのないファインなパターンの黒色膜を形成することができる。
Next, as shown in FIG. 3A, a
次に、図３（ｂ）に示すように、透明誘電体層２１の上に、ブラックストライプ２４と同じ高さとなるように、カラーフィルタ２２を形成する。続いて、図３（ｃ）に示すように、カラーフィルタ２２及びブラックストライプ２４の上に、透明誘電体層２１を形成する。更に、図３（ｄ）に示すように、透明誘電体層２１の上に、保護膜１９を形成する。保護膜１９を形成するのは、放電によるイオン衝撃で誘電体層がダメージを受け、パネル寿命が短くなるのと、プラズマ放電に必要な二次電子放出の効率が悪いため、放電電圧が高くなるのを防ぐためである。保護膜１９はＭｇＯが使用され、電子ビーム蒸着、イオンプレーティング、スパッタリングによって形成することができる。
Next, as shown in FIG. 3B, the
以上、図２（ａ）〜図３（ｄ）の各工程を経ることにより、ＰＤＰ用前面基板が得られる。 As described above, the front substrate for PDP is obtained through the steps of FIGS. 2 (a) to 3 (d).
次に本発明の実施例を比較例とともに詳しく説明する。 Next, examples of the present invention will be described in detail together with comparative examples.
＜実施例１〜４及び比較例１，２＞
次の表１に示す黒色酸化物粉末、ガラス粉末及び有機系ビヒクルを用意し、表１に示す含有割合となるように有機系ビヒクルに黒色粉末及びガラス粉末を混合して、黒色ペースト組成物を作製した。
<Examples 1-4 and Comparative Examples 1 and 2>
Prepare black oxide powder, glass powder and organic vehicle shown in the following Table 1, mix the black powder and glass powder with the organic vehicle so as to have the content shown in Table 1, and prepare a black paste composition. Produced.
なお、有機系ビヒクルは、アルカリ可溶性樹脂を有機溶媒に溶解することにより調製した。この有機系ビヒクルには、作製する黒色ペースト組成物に応じて、適宜分散剤や粘度調整剤等の添加剤を加えている。分散剤は、黒色酸化物粉末及びガラス粉末の分散性向上のために、粘度調整剤は、ペーストの粘度調整のために適宜添加した。 The organic vehicle was prepared by dissolving an alkali-soluble resin in an organic solvent. Depending on the black paste composition to be produced, additives such as a dispersant and a viscosity modifier are added to the organic vehicle as appropriate. The dispersant was appropriately added to improve the dispersibility of the black oxide powder and the glass powder, and the viscosity modifier was appropriately added to adjust the viscosity of the paste.
実施例１〜４及び比較例１，２で得られた黒色ペースト組成物を用いて、以下のオフセット印刷性、最小線幅、保存安定性についての評価を行った。その結果を表２に示す。
Using the black paste compositions obtained in Examples 1 to 4 and Comparative Examples 1 and 2, the following offset printability, minimum line width, and storage stability were evaluated. The results are shown in Table 2.
オフセット印刷性：黒色ペースト組成物をオフセット印刷機（日本電子精機社製）でガラス基板上に印刷した際の転写性等をオフセット印刷性として評価した。オフセット印刷性の具体的な評価は、黒色ペースト組成物がブランケットロールからガラス基板上に転写される際に、ライン形状に乱れが無く、１００％転写され、ブランケットに残留ペーストがない状態を「良好」の評価とし、ライン形状に一部、にじみや乱れが確認されるも、ブランケット上には残留ペースト組成物が無く１００％転写できた場合を「可」の評価とし、大きな形状乱れや印刷ムラ、欠損箇所などが確認されたり、ブランケット上に転写できないペーストが残留した場合を「不可」の評価とした。 Offset printability: Transferability when the black paste composition was printed on a glass substrate with an offset printing machine (manufactured by JEOL Ltd.) was evaluated as offset printability. When the black paste composition is transferred from the blanket roll onto the glass substrate, the line shape is not disturbed and is 100% transferred, and the blanket has no residual paste. In the case of a part of the line shape, bleeding and disturbance are confirmed, but the evaluation is “Yes” when there is no residual paste composition on the blanket and the transfer is 100%. In the case where a defective portion or the like was confirmed or a paste that could not be transferred remained on the blanket, the evaluation was “impossible”.
最小線幅：オフセット印刷が可能な線幅を５０μｍ、７０μｍ、１００μｍ及び１５０μｍの４種の線幅で表し、この線幅を最小線幅とした。 Minimum line width: The line width capable of offset printing is represented by four line widths of 50 μm, 70 μm, 100 μm, and 150 μm, and this line width is defined as the minimum line width.
保存安定性：黒色ペースト組成物を１５℃に保たれた低温保管庫に保管し、この保管した黒色ペースト組成物に変質や沈殿が生じるまでの時間を保管可能日数とし、この保管可能日数を保存安定性の指標とした。 Storage stability: Store the black paste composition in a low-temperature storage kept at 15 ° C., and store it as the number of days until the black paste composition is altered or precipitated. It was used as an index of stability.
次に、実施例１〜４及び比較例１，２で得られた黒色ペースト組成物をスクリーン印刷法によりガラス基板上に塗布し、この塗布膜を５８０℃で３０分間焼成して黒色膜を形成した。形成した黒色膜について、以下の黒色度及び密着性についての評価を行った。その結果を表２に示す。 Next, the black paste compositions obtained in Examples 1 to 4 and Comparative Examples 1 and 2 were applied on a glass substrate by a screen printing method, and this coating film was baked at 580 ° C. for 30 minutes to form a black film. did. About the formed black film, the following blackness and adhesiveness were evaluated. The results are shown in Table 2.
黒色度：形成した黒色膜について、カラーコンピュータ（スガ試験機社製）を用いて黒色度を測定した。具体的には、ＸＹＺ系色差を測定した際の黒色度を表すＹ値を求めた。 Blackness: The blackness of the formed black film was measured using a color computer (manufactured by Suga Test Instruments Co., Ltd.). Specifically, a Y value representing blackness when an XYZ color difference was measured was obtained.
密着性：形成した黒色膜について、ＪＩＳ−Ｋ５４００に準拠した碁盤目テープテスト法により、黒色膜の密着性を評価した。密着性の具体的な評価は、碁盤の目テープテストを実施した際に、テープ側に黒色膜が転写されず、ガラス基板上に黒色膜が１００％密着している場合を「良好」の評価とし、テープとガラス基板の両方に黒色膜が内部破壊を起こして付着した場合を「可」の評価とし、テープ側に多くの黒色膜が付着し、剥離後の界面にガラス基板が観察された際を「不可」の評価とした。 Adhesiveness: About the formed black film, the adhesiveness of the black film was evaluated by a cross-cut tape test method based on JIS-K5400. The specific evaluation of adhesion is “good” when the black film is not transferred to the tape side and the black film adheres 100% on the glass substrate when the cross-cut tape test is performed. When the black film adheres to both the tape and the glass substrate due to internal destruction, it was evaluated as “good”. Many black films adhered to the tape side, and the glass substrate was observed at the interface after peeling. The evaluation was “impossible”.
１０ ＰＤＰ
１１ フロントガラス基板
１６ｂ 黒色膜（バス電極の黒色層）
２４ 黒色膜（ブラックストライプ）
10 PDP
11
24 Black film (black stripe)
Claims (4)
前記組成物が１０〜５０質量％の黒色酸化物粉末と、５〜３０質量％のガラス粉末と、残部が有機系ビヒクルとを含み、
前記黒色酸化物粉末の平均粒径が０．０１〜０．５μｍであり、かつ前記黒色酸化物粉末の比表面積が５〜５０ｍ2／ｇであることを特徴とする黒色ペースト組成物。 A black paste composition for producing a black film by an offset printing method on a windshield substrate constituting a plasma display panel,
The composition contains 10 to 50% by weight of black oxide powder, 5 to 30% by weight of glass powder, and the balance includes an organic vehicle,
A black paste composition, wherein the black oxide powder has an average particle size of 0.01 to 0.5 μm, and the black oxide powder has a specific surface area of 5 to 50 m 2 / g.
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