(57)【要約】導電性物質、有機バインダー、ガラスフリット及び溶剤を含むオフセット印刷用電極組成物、それによる電極の製造方法及び当該電極を用いたプラズマディスプレイパネルを提供する。ガラス転移温度−５０℃〜−５℃の範囲の有機バインダーを用いることにより優れた転写性を示す。さらに、プラズマディスプレイパネルの前面板及び背面板上への微細電極パターンの形成の際に、パターンを迅速かつ再現性が良く形成することが可能である。【選択図】図１【特許請求の範囲】
【請求項１】
溶剤に加えて、ａ）導電性物質、ｂ）有機バインダー、およびｃ）ガラスフリットからなり、前記有機バインダーのガラス転移温度が−５０℃〜−５℃の範囲であるオフセット印刷用電極組成物。
【請求項２】
ａ）導電性物質５０〜９５重量％、
ｂ）有機バインダー１〜２０重量％、及び
ｃ）ガラスフリット１〜２０重量％を含み、
残部が溶剤からなる請求項１に記載の組成物。
【請求項３】
前記有機バインダーが、下記化学式１に示される請求項１に記載のオフセット印刷用電極形成組成物。
【化１】
2011503240.tif 000004
【請求項４】
前記有機バインダーは、重量平均分子量が１，０００〜２００，０００の範囲であり、かつ酸価が２０〜２５０ｍｇＫＯＨ／ｇである請求項３に記載の組成物。
【請求項５】
前記溶剤は、少なくとも１種の沸点１００〜１５０℃を有する第一溶剤及び少なくとも１種の沸点２００〜３００℃を有する第二溶剤をそれぞれ混合してなる請求項１に記載の組成物。
【請求項６】
前記沸点１００〜１５０℃の第一溶剤と前記沸点２００〜３００℃の第二溶剤との混合比が１：９〜９：１であることを特徴とする、請求項５に記載の組成物。
【請求項７】
前記ガラスフリットの軟化点が３００〜６００℃であり、かつガラス転移温度が２００〜５００℃である、請求項１に記載の組成物。
【請求項８】
フタル酸エステル、アジピン酸エステル、リン酸エステル、トリメリット酸エステル、クエン酸エステル、エポキシ、ポリエステル、グリセロール、並びに水溶性で高沸点を持つアクリル化合物のモノマー、オリゴマー及びトリマーよりなる群から選択される少なくとも１種の可塑剤をさらに含む、請求項１に記載の組成物。
【請求項９】
前記組成物は、分散剤、粘度安定化剤、消泡剤及びカップリング剤よりなる群から選択される少なくとも１種をさらに含む、請求項１に記載の組成物。
【請求項１０】
ａ）請求項１〜９のいずれか１項に記載の組成物を調製する段階と、
ｂ）当該ａ）段階で調製された組成物をグラビアロールの凹部に入れる段階と、
ｃ）前記グラビアロールに入れた組成物を、シリコンゴムからなるブランケットロール上に転写する段階と、
ｄ）前記ブランケットロール上に転写された前記組成物をガラス基板に転写する段階と、および
ｅ）前記ガラス基板に転写された組成物を乾燥及び焼成する段階と、を含む、電極形成方法。
【請求項１１】
請求項１０に記載の方法で形成された電極を含む、プラズマディスプレイパネル。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
明細書
発明の名称オフセット印刷用電極組成物及びそれによる電極製造方法、並びにそれらを用いたプラズマディスプレイパネル
技術分野
本発明は、オフセット印刷によって電極を形成するための組成物に関するものであり、より詳しくは、プラズマディスプレイパネル（ＰＤＰ）の前面板及び背面板のアドレス及びバス電極形成に関し、よりさらに詳細には、導電性物質、ガラス転移温度が−５０℃〜−５℃の有機バインダー、ガラスフリット及び溶剤を含むオフセット印刷用電極組成物に関する。
【背景技術】
【０００２】
背景技術
フラットパネルディスプレイの一つであるプラズマディスプレイパネル（ＰＤＰ）は、近年、ＬＣＤやプロジェクションＴＶなどとの競争に伴い、市場が急速に拡大しつつある。
【０００３】
特に、交流（ＡＣ）型ＰＤＰを例とすると、その構造は、通常、透明電極（支持電極）、バス電極、当該電極を覆う誘電体層、および前面ガラス基板と向かい合う背面ガラス基板とから構成され、アドレス電極、誘電体層、隔壁及び蛍光体から構成されるセル構造を持し、当該二つの基板の電極が互いに直交するように配置したものである。
【０００４】
発光現象は、二つ基板の電極間に電圧を印加し、ＵＶ光を発生させるようセル内に電気放電を発生させ、このときに生じたＵＶは隔壁リブで規定されるセル内の蛍光体を励起させることに使用される。パネルの構造上、セルの発光されたそれぞれの赤、緑、および青（ＲＧＢ）蛍光体の組み合わせから得られた画像は、電極が形成された前面板の表面後方で認識される。このため、表示される画像の品質（コントラスト）を向上させるために、表示面に該当する前面板のバス電極が背面からの認識性を抑制するとして、透明電極とバス電極との間に黒色電極を形成する方法が公知である。
【０００５】
前記電極を形成する方法としては、従来、感光性電極組成物をスクリーン印刷によってガラス基板に全面塗布し、フォトリソグラフィー法を用いて必要な部分のみを露光、現像し、焼成して電極を形成した。
【０００６】
ところが、このようなフォトリソグラフィー法を採用した従来の方法では、不要な部分まで含む全ての部分を印刷した後、現像工程までの間に除去されるため、高価な材料の損失が大きく、製造コストがかかるという欠点がある。また、印刷、乾燥、露光、現像、焼成過程といった一連の工程を経て製造されるため、工程時間がたくさんかかるという欠点も持っている。
【０００７】
さらに、スクリーン印刷の際に用いられる金属及びポリエステルスクリーンマスクは、使用時間が経過するにつれて伸び、変形が生じて印刷フィルムの厚さが均一にならないという欠点も持っている。
【０００８】
かかる問題点を解決するために、インクジェット印刷やフィルム転写方法などが提示されているが、高い材料費、多くの工程数、および高価の設備などといった問題に起因して、現在では技術的に限界である。
【０００９】
例えば、インクジェット印刷の場合、インクジェット印刷用インクを製造するためには高価なナノサイズの伝導性粉末が必要であるが、これに対する製造工程が複雑であり、製造コストも高い。その上、インクジェット印刷によって電極を形成する際に、微細パターンは精密性を維持し難く、厚さも十分でないという欠点を持っている。
【００１０】
またさらに、フィルム転写法の場合では、スクリーンマスクの限られた精密性と長い加工時間といった欠点を克服する必要がある、このフィルム転写法は、感光性電極組成物のフィルム上に形成して基板上に転写させた後、露光、現像して基板に電極パターンを形成する方法であって、依然として高価な材料の遺失を減少させるのに限界を示すという欠点がある。
【００１１】
そこで、上記問題を解決するために、本発明者らは、印刷、乾燥、および焼成の工程だけ行い、かつ既存の工程に比べて減らし、さらに必要な部分のみを印刷することにより、高価材料の損失なしに微細な電極パターンを再現性よく基板に形成することが可能であるようなオフセット印刷を介して、基板を塗布しえる組成物を開発した。
【発明の概要】
【００１２】
発明の開示
技術上の課題
本発明は、上述した従来の技術の問題点を解決するために創案されたもので、その目的とするところは、オフセット印刷によって微細パターンの形成を可能にする組成物を開発することにより、低コストで、かつ高効率のＰＤＰ及びその製造方法を提供することにある。
【００１３】
本発明の他の目的は、前記組成物を用いた電極、及び当該電極を含むＰＤＰを提供することにある。
【００１４】
上記目的を達成するために、本発明のある様相によれば、溶剤に加えて、導電性物質、ガラス転移温度−５０℃〜−５℃の範囲の有機バインダー、およびガラスフリットを含む、オフセット印刷用電極組成物を提供する。
【００１５】
また、本発明の他の様相によれば、ａ）本発明の組成物を調製する段階と、ｂ）当該ａ）段階で調製された組成物をグラビアロールの凹部に入れる段階と、ｃ）前記グラビアロールに入れた組成物を、シリコンゴムからなるブランケットロール上に転写する段階と、ｄ）前記ブランケットロール上に転写された組成物をガラス基板に転写する段階と、ｅ）前記ガラス基板に転写された組成物を乾燥及び焼成する段階とを含む、電極形成方法を提供する。
【００１６】
また、本発明の別の様相によれば、前記電極形成方法で形成された電極、及びこれを含むＰＤＰ（プラズマディスプレイパネル）を提供する。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
図面の簡単な説明
【図１】図１は、本発明の組成物を用いたオフセット工程を示す概念図である。
【００１８】
発明の開示
以下、本発明について詳細に説明する。
【００１９】
本発明によれば、本発明の電極組成物は、プラズマディスプレイパネルの前面板及び背面板にオフセット印刷によって微細パターンを再現性よく形成すること、及び印刷後、焼成などの熱処理によって電極を形成することに用いられるものなので、まず、オフセット印刷について図面を参照しながら説明する。
【００２０】
本発明におけるオフセット印刷は、オフ（Ｏｆｆ）工程とセット（Ｓｅｔ）工程の２工程に分けられるが、まず、オフ工程の前に、線幅５０〜１５０μｍの微細パターンが１０〜５０μｍの深さに形成されたグラビアロール１１に本発明に係る組成物１４を入れた後、金属刃１２を用いて、当該グラビアロール上にオバーフローされた組成物を掻き出すドクターリング（Ｄｏｃｔｏｒｉｎｇ）工程を行う。その後に行われるオフ工程は、ブランケットロール１５を組成物が入れたグラビアロール１１に連続して圧着しながら回転させ、グラビアロールの凹部に入れた組成物を、シリコンゴムからなるブランケットロール１５の表面に転写させる工程である。
【００２１】
セット工程は、シリコンゴムで形成されたブランケットロール１５をガラス基板１７に圧着しながら回転させ、シリコンブランケットの表面上に転写された組成物をガラス基板上にさらに転写させる工程である。
【００２２】
前記オフセット工程において、グラビアロールの凹部内の組成物がパターンの突起なし、または配線の切れなしに全てシリコンブランケットに転写されることと、連続してシリコンブランケット上に転写された組成物を残留物なしに微細な電極パターンとしてガラス基板にさらに転写できるオフセット印刷用電極組成物を提供することを本発明の目的とする。
【００２３】
この目的を達成するために、本発明のオフセット印刷用電極組成物は、ａ）導電性物質５０〜９５重量％、ｂ）有機バインダー１〜２０重量％及びｃ）ガラスフリット１〜２０重量％を含み、残部が溶剤からなる。
【００２４】
本発明のオフセット印刷用電極組成物に用いられる導電性物質は、通電性を増加させる作用を示すものであって、金、白金、パラジウム、銀、銅、アルミニウム、ニッケルまたはこれらの合金よりなる群から選択される少なくとも一つの導電性粉末を使用することが好ましく、当該導電性物質は、直径が０．１μｍ〜３μｍの範囲を持つ粉末状のものが好ましく、より好ましくは直径０．５μｍ〜２μｍの範囲のものである。
【００２５】
前記導電性物質を使用する量は、５０重量％〜９５重量％が好ましく、より好ましくは６０〜８０重量％である。当該導電性物質の量が５０重量％未満であると、電極の十分な導電性を確保することが難しくなるおそれがあり、また当該導電性物質の量が９５重量％超過であると、オフセット印刷を行うに当たって転写が正常的に行われず、電極の厚さがあまりにも厚くなるおそれがある。
【００２６】
本発明において、本発明に係る有機バインダーとしては、ガラス転移温度−５０℃〜−５℃の範囲の高分子樹脂を使用することが好ましい。当該有機バインダーのガラス転移温度が−５０℃未満であると、オフ工程及びセット工程上でパターンに突起がたくさん発生するとともに、ガラス基板上に転写されたパターン上に不要な異物が付着する場合に圧縮空気による粉塵の除去が容易でないという欠点がある。また、当有機バインダーのガラス転移温度が−５℃超過であれば、ブランケット上に転写された組成物が粘着力を持たないため、ガラス基板上への転写が容易に行われないという問題がある。
【００２７】
前記有機バインダーとしては、エチレン性不飽和単量体及びこれと共重合可能な他のエチレン性不飽和単量体の共重合体が挙げられ、例えばアクリル系樹脂、水溶性セルロース系樹脂、ポリビニルアルコール樹脂、エポキシ樹脂、メラミン樹脂、およびポリビニルブチラール樹脂などを挙げることができ、これらを単独でまたは２種以上混合して使用することができる。このような有機バインダーの使用量は、１〜２０重量％が好ましく、より好ましくは５〜１５重量％である。有機バインダーの含量が１重量％未満であると、オフ工程及びセット工程で転写が容易でなく、銀粉末などの無機物の沈降がよく発生するおそれがあり、有機バインダーの含量が２０重量％超過であると、焼成後に電極の表面に多くの気孔が発生し、電極の導電性が低下するおそれがある。
【００２８】
また、前記有機バインダーは、下記化学式１の構造を持つことが好ましく、重量平均分子量は１，０００〜２００，０００であり、酸価は２０〜２５０ｍｇＫＯＨ／ｇであることが好ましい。
【００２９】
【化１】
2011503240.tif 000002
【００３０】
本発明において、本発明に係る溶剤としては、有機バインダーを溶解させることができるものであって、１００〜３００℃の沸点を持つ溶剤を使用することができ、シリコンブランケットの膨潤を少なくさせる第１級及び２級のアルコールを使用することが好ましい。
【００３１】
前記溶剤としては、特に限定されることはなく、例えば、イソプロピールアルコール、２−エチルヘキシルアルコール、メトキシペンタノール、ブトキシエタノール、エトキシエトキシエタノール、ブトキシエトキシエタノール、メトキシプロポキシプロパノール、グリセロール、エチレングリコール、グリセロール、テキサノール、α−テルピネオール、ケロシン、ミネラルスピリッツ及びジヒドロテルピネオールよりなる群から選択される１種または２種以上の組み合わせによるものを使用することができる。
【００３２】
また、本発明では、沸点１００〜１５０℃の第一溶剤と沸点２００〜３００℃の第二溶剤とを混合して使用してもよい。また、沸点１００〜１５０℃の第一溶剤と沸点２００〜３００℃の第二溶剤の二つの溶剤を混合して使用する場合、その混合比は１：９〜９：１の範囲が好ましい。当該混合比が１：９未満であると、セット工程の際に組成物の基板上への転写が良好でないという問題点があり、当該混合比が９：１超過であれば、ドクターリング工程の際にグラビアロール上に存在する組成物の乾燥が速くて正常的にオフされないという問題点が発生するおそれがある。
【００３３】
本発明において使用されるガラスフリットは、導電性物質と基板との接着性を向上させる作用を示すものであって、酸化鉛、酸化ビスマス、酸化亜鉛などを主成分とし、軟化点が３００〜６００℃であり、ガラス転移温度が２００〜５００℃であることが好ましい。当該ガラスフリットの粒径は、使用するフィルムの膜厚を考慮すると、最大粒径が５ｍｍを超えないようにすることが好ましい。
【００３４】
前記ガラスフリットの使用される量は１〜２０重量％が好ましく、より好ましくは３〜１５重量％である。ガラスフリットの量が１重量％未満であると、焼成後に電極パターンと電極基板との接着性が容易でないおそれがあり、また、ガラスフリットの含量が２０重量％超過であると、相対的に導電性物質または有機バインダーの含量が少なくなって電極パターンの導電性及び機械的強度が低下するおそれがある。
【００３５】
本発明の組成物は、上述した成分の他に、有機バインダーの溶解性、バインダー溶液の溶解性、さらに上述した成分を添加する際の溶解性を調整するための可塑剤をさらに含むことができる。当該可塑剤は、有機バインダーとの混和性を持つものが使用でき、乾燥特性を調整する目的で使用される。前記可塑剤としては、特に制限されることはなく、例えば、フタル酸エステル、アジピン酸エステル、リン酸エステル、トリメリット酸エステル、クエン酸エステル、エポキシ、ポリエステル、グリセロール、並びに水溶性で高沸点を持つアクリル化合物のモノマー、オリゴマー及びトリマーよりなる群から選択される１種または２種以上の組み合わせるによるものを使用することができる。
【００３６】
また、本発明では、上記成分の他に、必要に応じて分散剤、粘度安定化剤、消泡剤、カップリング剤などをさらに含んでもよい。
【００３７】
本発明の他の様相は、電極形成方法を提供する。本発明の方法によって透明電極を製造する場合には、ａ）本発明の組成物を調製する段階と、ｂ）前記ａ）段階で調製された組成物をグラビアロールの凹部に入れる段階と、ｃ）前記グラビアロールに入れた組成物を、シリコンゴムからなるブランケットロール上に転写する段階と、ｄ）前記ブランケットロール上に転写された組成物をガラス基板に転写する段階と、ｅ）前記ガラス基板に転写された組成物を乾燥及び焼成する段階とを含む。
【００３８】
また、本発明の別の様相は、前記製造方法によって形成された電極を含んだＰＤＰを提供する。
【００３９】
発明の効果
本発明は、オフセット印刷用電極組成物、それを用いた電極の製造方法、および当該電極を有するプラズマディスプレイパネルを提供する。本発明によれば、オフセット印刷用電極組成物は、ＰＤＰおよびそれらの製造を実現するために提供されるものである。かようなオフセット印刷用電極組成物を用いると、プラズマディスプレイパネルの前面板及び背面板上に電極を迅速に形成することができ、さらに、十分な導電性が確保され、かつ微細パターンを再現性よく形成することができる。しかも、電極を必要部分にのみ形成することができ、また高価な導電性銀粉末の使用が節減されるため、材料費用を削減することで、結果的には、より低価格のＰＤＰを製造することが可能になる
【実施例】
【００４０】
本発明の形態
以下、実施例を挙げて本発明についてさらに詳細に説明する。これらの実施例は、本発明を説明するためのものに過ぎず、本発明の保護範囲を限定するものではない。
【００４１】
実施例１
メタクリル酸２−エチルヘキシルメタクリレートブチルアクリレート共重合体樹脂を６０重量％含んだテキサノール溶液１７．５重量％、粘度安定化剤としてマロン酸０．１７重量％、銀粉末６４重量％、およびガラスフリット８．９重量％を混合し、攪拌した後、セラミックスリーロールミルで混練分散して組成物を得た。当該得られた組成物に希釈溶剤としてメトキシプロポキシプロパノールを９．５重量％で加えて粘度を調節した。
【００４２】
実施例２
メタクリル酸２−エチルヘキシルメタクリレートブチルアクリレート共重合体樹脂を６０重量％含んだテキサノール溶液１７．５重量％、粘度安定化剤としてマロン酸０．１７重量％、銀粉末６４重量％、ガラスフリット８．９重量％を混合し、攪拌した後、セラミックスリーロールミルで混練分散して組成物を得た。当該得られた組成物に希釈溶剤としてブトキシエタノールを９．５重量％で加えて粘度を調節した。
【００４３】
実施例３
メタクリル酸２−エチルヘキシルメタクリレートブチルアクリレート共重合体樹脂を６０重量％含んだテキサノール溶液１７．５重量％、粘度安定化剤としてマロン酸０．１７重量％、銀粉末６４重量％、およびガラスフリット８．９重量％を混合し、攪拌した後、セラミック３ロールミルで混練分散して組成物を得た。当該得られた組成物に希釈溶剤としてエトキシエトキシエタノールを９．５重量％で加えて粘度を調節した。
【００４４】
実施例４
メタクリル酸２−エチルヘキシルメタクリレートブチルアクリレート共重合体樹脂を６０重量％含んだブトキシエタノール溶液１７．５重量％、粘度安定化剤としてマロン酸０．１７重量％、銀粉末６４重量％、およびガラスフリット８．９重量％を混合し、攪拌した後、セラミックスリーロールミルで混練分散して組成物を得た。当該得られた組成物に希釈溶剤としてブトキシエタノールを９．５重量％で加えて粘度を調節した。
【００４５】
比較例１
メタクリル酸メチルメタアクリレート共重合体樹脂を６０重量％含んだテキサノール溶液１７．５重量％、粘度安定化剤としてマロン酸０．１７重量％、銀粉末６４重量％、およびガラスフリット８．９重量％を混合し、攪拌した後、セラミックスリーロールミルで混練分散して組成物を得た。当該得られた組成物に希釈溶剤としてジプロピレングリコールメチルエーテルを９．５重量％で加えて粘度を調節した。
【００４６】
評価については、１４ｃｍ×１４ｃｍサイズの高融点ガラス板上に前記実施例１〜３の組成物および比較例１の組成物を用いてオフセット印刷機によって塗布し電極パターンを形成した後、１００℃で１０分間維持されるように調整したＩＲベルト炉内で乾燥させた。前記工程の後、評価は、オフ工程の後にブランケットに転写された状態、セット工程の後に基板に転写された状態、及びブランケット上の組成物の残留物有無を確認した。その後、基板を５６０℃で２０分間焼成してパターン形状及び抵抗を確認した。その結果を表１に示す。
【００４７】
［評価基準］
１．オフ（ｏｆｆ）工程
非常に良い：パターン部の突起、配線部の切れが発生しない
良い：パターン部の突起、配線部の切れがやや発生する
悪い：パターン部の突起、配線部の切れが多く発生する
２．セット（ｓｅｔ）工程
非常に良い：パターン部の突起、配線部の切れが発生しない
良い：パターン部の突起、配線部の切れがやや発生する
悪い：パターン部の突起、配線部の切れが多く発生する
３．セット後のブランケット上の残留物
非常に良い：残留物が残らない
良い：少量の残留物が残る
悪い：多量の残留物が残る
４．焼成後の電極形状
非常に良い：電極の上端部が丸状で、下端部には残渣が生じない
良い：電極の上端部が丸状で、下端部には残渣が生ずる
悪い：電極の上端部が鋭く、下端部には残渣が生ずる
【００４８】
【表１】
2011503240.tif 000003
【００４９】
表１を参照すると、実施例１〜４は全評価項目において良好な結果を示し、比較例１はセット工程、ブランケットの残留物有無及び焼成後の電極形状において不良であることが分かる。
【００５０】
工業上の利用分野
本発明は、印刷、乾燥、および焼成の工程だけ行い、かつ既存の工程に比べて減らし、さらに必要な部分のみを印刷することにより、高価材料の損失なしに微細な電極パターンを再現性よく基板に形成することが可能であるようなオフセット印刷を介して、基板を塗布しえる組成物を開示する。
【００５１】
以上、好適な具現例を用いて説明したが、発明の要旨と範囲から逸脱することなく、多様な修正または変形を加えることが可能なので、本発明の要旨に属するそれらの修正または変形も特許請求の範囲に含まれるのは勿論である。
【符号の説明】
【００５２】
１１：    グラビアロール、  １２：    金属刃
１４：    本発明の組成物
１５：    ブランケットロール、  １７：    ガラス基板
【図１】
2011503240.tif 000005
【国際調査報告】
2011503240.tif 000006
2011503240.tif 000007