ガラスペースト組成物、及び、プラズマディスプレイパネルの製造方法
【課題】耐シートアタック性、ガラスリブとの密着性及び耐サンドブラスト性に優れ、効率よくプラズマディスプレイパネルを製造することができるガラスペースト組成物、及び、該ガラスペースト組成物を用いてなるプラズマディスプレイパネルの製造方法を提供する。
【解決手段】プラズマディスプレイの製造に用いるガラスペースト組成物であって、水酸基を有する（メタ）アクリルモノマーに由来するセグメントとシラン変性（メタ）アクリルモノマーに由来するセグメントとを有する（メタ）アクリル共重合体、ガラス微粒子及び高沸点溶剤を含有し、前記（メタ）アクリル共重合体は、水酸基を有する（メタ）アクリルモノマーに由来するセグメントを６５〜９５重量％、シラン変性（メタ）アクリルモノマーに由来するセグメントを０．１〜１０重量％含有するガラスペースト組成物。
【解決手段】プラズマディスプレイの製造に用いるガラスペースト組成物であって、水酸基を有する（メタ）アクリルモノマーに由来するセグメントとシラン変性（メタ）アクリルモノマーに由来するセグメントとを有する（メタ）アクリル共重合体、ガラス微粒子及び高沸点溶剤を含有し、前記（メタ）アクリル共重合体は、水酸基を有する（メタ）アクリルモノマーに由来するセグメントを６５〜９５重量％、シラン変性（メタ）アクリルモノマーに由来するセグメントを０．１〜１０重量％含有するガラスペースト組成物。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、耐シートアタック性、ガラスリブとの密着性及び耐サンドブラスト性に優れ、効率よくプラズマディスプレイパネルを製造することができるガラスペースト組成物、及び、該ガラスペースト組成物を用いてなるプラズマディスプレイパネルの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
プラズマディスプレイパネル（以下、ＰＤＰともいう）は、前面ガラス基板と背面ガラス基板との間に備えられた放電空間内で電極間にプラズマ放電させ、放電空間内に封入されているガスから発生した紫外線を放電空間内の蛍光体に当てることにより発光を得るものである。
背面ガラス基板にはプラズマから電極を保護する目的で電極上に誘電体層が形成され、更にその表面に蛍光体層を塗工するガラスリブが形成されている。また、蛍光体層の表面積を稼ぐために、ガラスリブは、サンドブラストを用いて凹型ストライプ状に成形されている。背面ガラス基板表面に誘電体層とガラスリブとが形成されたものを背面板という。
【０００３】
従来、ＰＤＰの生産プロセスでは、特許文献１に開示されているように、背面ガラス基板の表面にエチルセルロース樹脂をバインダーとする誘電体層用ペーストを塗工、乾燥した後、加熱して脱脂・焼成を行うことで誘電体層を形成し、更に誘電体層の表面に、アクリル樹脂やエチルセルロース樹脂等をバインダー樹脂とし、低融点ガラスを分散させ、溶剤を含有させたペーストを塗工し、乾燥後、ドライフィルムレジストをラミネートし、露光させてアルカリ水で現像後、加熱乾燥させ、サンドブラストを用いて凹型ストライプ状に成形した後、リブ上部に残ったレジストフィルムをアルカリ水で洗い流し、加熱して脱脂・焼成を行うことでガラスリブを形成していた。
しかしながら、このようなプロセスでは、ガラスリブとレジストフィルムの密着性が低いため、細いリブを加工するときには、サンドブラスト中にリブ先端からレジストフィルムが剥がれやすく、細いリブ加工することが難しい等の問題があった。
【０００４】
そこで、特許文献２には、バインダー樹脂として、アクリル樹脂及びエチルセルロース樹脂を含有するガラスペースト組成物を用い、スクリーン印刷を複数回繰り返すことでリブ形状を作製する方法が開示されている。しかしながら、このような方法では、壁面が切り立って幅が狭く高さの高い、高アスペクト比の隔壁を有する背面板を形成することは困難であった。
【０００５】
結局、現状では、特許文献３に示すような耐サンドブラスト性を有するレジスト材料を用い、サンドブラスト法によって切削を行うことで背面板を作製する方法が広く行われている。しかしながら、この方法でも、先にも述べたレジスト材料（ＤＦＲ）の露光、現像、除去、乾燥といった工程が必要となり、背面板製造効率が非常に悪いという問題があった。また、ガラスリブとレジスト材料との密着性が悪く、歩留まりが低くなっていた。更に、レジストを除去する工程として、燃焼工程やアルカリ洗浄工程等が必要となり、結果的に背面板の製造単価の上昇や、製造効率の低下を招いていた。
従って、ＰＤＰを製造する際のレジスト材料として用いた場合に、耐シートアタック性や耐サンドブラスト性に優れ、ガラスリブとの密着性が高く、かつ、ＰＤＰの製造工程を効率化することが可能なガラスペーストが必要とされていた。
【特許文献１】特開平１１−３４９３４８号公報
【特許文献２】特開平１１−９２１７１号公報
【特許文献３】特開２００４−１２６０７３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、上記現状に鑑み、耐シートアタック性、ガラスリブとの密着性及び耐サンドブラスト性に優れ、効率よくプラズマディスプレイパネルを製造することができるガラスペースト組成物、及び、該ガラスペースト組成物を用いてなるプラズマディスプレイパネルの製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、プラズマディスプレイの製造に用いるガラスペースト組成物であって、水酸基を有する（メタ）アクリルモノマーに由来するセグメントとシラン変性（メタ）アクリルモノマーに由来するセグメントとを有する（メタ）アクリル共重合体、ガラス微粒子及び高沸点溶剤を含有し、前記（メタ）アクリル共重合体は、水酸基を有する（メタ）アクリルモノマーに由来するセグメントを６５〜９５重量％、シラン変性（メタ）アクリルモノマーに由来するセグメントを０．１〜１０重量％含有するガラスペースト組成物である。
以下に本発明を詳述する。
【０００８】
本発明者らは、鋭意検討した結果、水酸基を有する（メタ）アクリルモノマーに由来するセグメントとシラン変性（メタ）アクリルモノマーに由来するセグメントとを所定量有する（メタ）アクリル共重合体と、高沸点溶剤とを有するガラスペースト組成物をレジスト材料として用いた場合、シートアタックを生じさせることがなく、ガラスリブとの密着性及び耐サンドブラスト性を改善することが可能となることを見出した。
また、このようなガラスペースト組成物をレジスト材料として用いることで、レジストを露光・現像してパターンを形成する工程やレジストを剥離する工程を行うことなく、効率よくプラズマディスプレイパネルを製造できることを見出し、本発明を完成させるに至った。
【０００９】
本発明において（メタ）アクリルモノマーとは、アクリレートモノマー又はメタクリレートモノマーのどちらでもよいことを意味する。
本発明のガラスペースト組成物は、水酸基を有する（メタ）アクリルモノマーに由来するセグメントとシラン変性（メタ）アクリルモノマーに由来するセグメントとを有する（メタ）アクリル共重合体を含有する。
上記水酸基を有する（メタ）アクリルモノマーに由来するセグメント及びシラン変性（メタ）アクリルモノマーに由来するセグメントとを有することで、硬化後に強度の高い被膜が得られることから、耐サンドブラスト性を大幅に改善して、より精細な形状のガラスリブを形成することができる。また、ガラスリブとの密着性及び耐シートアタック性にも優れるものとなる。また、水酸基を有する（メタ）アクリルモノマーに由来するセグメントを有することで、焼結後に残渣を生じさせにくい。
【００１０】
上記水酸基を有する（メタ）アクリルモノマーとしては、例えば、２−ヒドロキシエチルメタクリレート、２−ヒドロキシエチルアクリレート、ヒドロキシプロピルメタアクリレート、ヒドロキシプロピルアクリレート、２−ヒドロキシプロピルメタクリレート、２−ヒドロキシプロピルアクリレート、グリセロールモノメタクリレート、グリセロールモノアクリレート等を好適に用いることができる。これらは単独で用いてもよく、２種以上を併用してもよい。
【００１１】
上記（メタ）アクリル共重合体中の上記水酸基を有する（メタ）アクリルモノマーに由来するセグメントの含有量の下限は６５重量％、上限は９５重量％である。６５重量％未満であると、得られる皮膜の強度が不充分となり、９５重量％を超えると、溶剤の選択範囲が狭くなり、プロセス適性が満たされない。好ましい下限は７０重量％、好ましい上限は９０重量％である。
【００１２】
上記シラン変性（メタ）アクリルモノマーとしては特に限定されず、例えば、（３−メタクリロイルプロピル）トリメトキシシラン、メタクリル酸３−（トリメトキシシリル）プロピル、メタクリル酸３−（トリエトキシシリル）プロピル、メタクリル酸３−（メチルジメトキシシリル）プロピル、メタクリル酸３−（メトキシジメチルシリル）プロピル、メタクリル酸３−［ジエトキシ（メチル）シリル］プロピル、メタクリル酸３−（ジメチルエトキシシリル）プロピル、メタクリル酸（メチルジエトキシシリル）メチル、メタクリル酸２−（トリメトキシシロキシ）エチル、２−メチルプロペン酸２−（トリメトキシシリル）エチル、［（メタクリロイルオキシ）メチル］トリメトキシシラン等が挙げられる。これらは単独で用いてもよく、２種以上を併用してもよい。
【００１３】
上記（メタ）アクリル共重合体中の上記シラン変性（メタ）アクリルモノマーに由来するセグメントの含有量の下限は０．１重量％、上限は１０重量％である。０．１重量％未満であると、シラン変性による効果が充分に発揮されず、硬化しないことがあり、１０重量％を超えると、表面組成が反応し、全体が硬化せず、膜強度が高まらない。好ましい下限は１重量％、好ましい上限は１０重量％である。
【００１４】
上記（メタ）アクリル共重合体は、水酸基を有する（メタ）アクリルモノマー及びシラン変性（メタ）アクリルモノマー以外の共重合可能な（メタ）アクリルモノマーに由来するセグメントを有していてもよい。
上記共重合可能な（メタ）アクリルモノマーとしては、例えば、メチル（メタ）アクリレート、メチルアクリレート、エチル（メタ）アクリレート、エチルアクリレート、プロピル（メタ）アクリレート、ｎ−ブチル（メタ）アクリレート、ｔｅｒｔ−ブチル（メタ）アクリレート、イソブチル（メタ）アクリレート、シクロヘキシル（メタ）アクリレート、２−エチルヘキシル（メタ）アクリレート、イソボルニル（メタ）アクリレート、ｎ−ステアリル（メタ）アクリレート、ベンジル（メタ）アクリレート、グリシジルメタクリレート等が挙げられ、なかでも、炭素数が１０以下の（メタ）アクリルモノマーが好ましく、分解性に優れる（メタ）アクリルモノマーがより好ましい。
【００１５】
上記（メタ）アクリル共重合体のゲルパーミエーションクロマトグラフィー（ＧＰＣ）により測定したポリスチレン換算による重量平均分子量としては、上記（メタ）アクリル共重合体のガラス転移温度に依存するが、好ましい下限は５０００、好ましい上限は２０万である。５０００未満であると、本発明のガラスペースト組成物に充分な粘度が得られず、２０万を超えると、糸曳き性などが悪化し、取り扱い性が極端に悪くなることがある。ガラス転移温度が室温よりも高い（メタ）アクリル共重合体においては、より好ましい上限は１０万、更に好ましい上限は５万である。
なお、ポリスチレン換算による重量平均分子量の測定は、カラムとして例えばＳＨＯＫＯ社製カラムＬＦ−８０４を用いてＧＰＣ測定を行うことで得ることができる。
【００１６】
本発明のガラス分散ペースト組成物における上記（メタ）アクリル共重合体の含有量としては特に限定されないが、好ましい下限は５重量％、好ましい上限は４５重量％である。５重量％未満であると、ガラス微粒子を充分に分散させることができず、得られる被膜の表面性が悪くなる場合があり、４５重量％を超えると、熱分解性に悪影響を及ぼす場合がある。
【００１７】
上記（メタ）アクリル共重合体のガラス転移温度の好ましい下限は−５０℃、好ましい上限は１２０℃である。−５０℃未満であると、サンドブラスト時に問題が発生することがある。また、塗工できるほどの粘度を得るために大量の樹脂を必要とするため、脱脂・焼成の際に時間がかかる。１２０℃を超えると、溶剤への溶解性が悪くなることがある。
【００１８】
上記（メタ）アクリル共重合体の重合方法としては特に限定されず、通常の（メタ）アクリルモノマーの重合に用いられる方法が挙げられ、例えば、フリーラジカル重合法、リビングラジカル重合法、イニファーター重合法、アニオン重合法、リビングアニオン重合法等が挙げられる。
【００１９】
本発明のガラスペースト組成物は、ガラス微粒子を含有する。
上記ガラス粉末の組成としては特に限定されず、例えば、ケイ酸塩ガラス、鉛ガラス、ＣａＯ・Ａｌ２Ｏ３・ＳｉＯ２系無機ガラス、ＭｇＯ・Ａｌ２Ｏ３・ＳｉＯ２系無機ガラス、ＬｉＯ２・Ａｌ２Ｏ３・ＳｉＯ２系無機ガラス等の各種ガラスが挙げられる。特に、融点が６００℃以下の低融点ガラスであることが好ましい。
【００２０】
また、上記ガラス微粒子に対して、ガラス以外の無機微粒子を併用してもよい。無機微粒子としては特に限定されず、例えば、銅、銀、ニッケル、パラジウム、アルミナ、ジルコニア、酸化チタン、チタン酸バリウム、窒化アルミナ、窒化ケイ素、窒化ホウ素、ＢａＭｇＡｌ１０Ｏ１７：Ｅｕ、Ｚｎ２ＳｉＯ４：Ｍｎ、（Ｙ、Ｇｄ）ＢＯ３：Ｅｕ等の蛍光体、カーボンブラック、金属錯体等が挙げられる。
【００２１】
本発明のガラスペースト組成物における上記ガラス微粒子及び無機微粒子の含有量としては特に限定されないが、好ましい下限が１０重量％、好ましい上限が８０重量％である。１０重量％未満であると、粘度が充分に得られないことがあり、ガラス微粒子等に対して樹脂が多いためにサンドブラスト時に悪影響があることがある。８０重量％を超えると、ガラス微粒子等を分散させることが困難になることがある。
【００２２】
本発明のガラスペースト組成物は、高沸点溶剤を含有する。
上記高沸点溶剤は、沸点が１５０℃以上、３００℃未満であることが好ましい。沸点が１５０℃未満であると、本発明のガラスペースト組成物を塗工する際に溶剤が揮発してしまうため、粘度が変わり安定した塗工ができないことがあり、３００℃以上であると、塗工後、ペースト中の溶剤を乾燥させる段階で多大な時間や熱エネルギーが必要となることがある。より好ましくは２８０℃以下である。
【００２３】
上記高沸点溶剤は、比重が１．０以上、１．３５未満である。比重がこの範囲から外れると、シートアタックが生じたり、塗工しにくくなることがある。ここで比重とは、４℃又は２０℃における水の密度と２０℃又は２５℃におけるその溶剤の密度との比を意味する（編者：浅原照三、「溶剤ハンドブック」、講談社、１９９６年１月２０日第１４刷）。
【００２４】
上記沸点が１５０℃以上３００℃未満、かつ、比重が１．０以上１．３５未満の高沸点溶剤としては特に限定されず、例えば、エチレングリコールジアセテート、炭酸プロピレン、ジエチレングリコール、プロパンジオール、ブタンジオール等のジオール類、ジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、サリチル酸メチル、乳酸エチル、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、テトラヒドロフルフリルアルコール、フルフリルアルコール、２−（ベンジルオキシ）エタノール、２−フェノキシエタノール、２−（メトキシメトキシ）エタノール、トリエチレングリコールモノメチルエーテル、トリエチレングリコール、ジエチレングリコールモノブチルアセテート、ジエチレングリコールモノブチルエーテルアセテート、フェノキシアセテート、フェノキシエチルアセテート、２−ブトキシエチルアセテート、２−エトキシエチルアセテート、２−メトキシエチルアセテート、γ−ブチロラクトン、ジメチルスルホキシド、Ｎ−メチルピロリドン、Ｎ−メチルアセトアミド、アセトアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、Ｎ−メチルホルムアミド、ホルムアミド等が挙げられる。
なかでも、特にシートアタックを生じにくいことから誘電率が２５以上であることが好ましく、誘電率が２５以上の溶剤としては、エチレングリコール、プロピレングリコール、ブタンジオール、ジエチレングリコール、炭酸プロピレン、γ−ブチロラクトン、ジメチルスルホキシド、Ｎ−メチルピロリドン、Ｎ−メチルアセトアミド、アセトアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、Ｎ−メチルホルムアミド、ホルムアミド等が挙げられる。特に、毒性も低く、２００℃以下で乾燥することができるため、エチレングリコール、プロピレングリコール、ブタンジオール、炭酸プロピレン、γ−ブチロラクトンが好適である。なお、これらの溶剤は単独で用いられてもよいし、２種以上が併用されてもよい。
【００２５】
本発明のガラスペースト組成物は、架橋促進剤を含有してもよい。
上記架橋促進剤としては、特に限定されないが、有機金属化合物が好適に用いられる。
上記有機金属化合物としては、例えば、ゲルマニウム、錫、鉛、硼素、アルミニウム、ガリウム、インジウム、チタニウム、ジルコニウム等の金属元素と有機基を置換してなる有機金属化合物が挙げられる。具体的には例えば、ジブチル錫ジラウレート、ジブチル錫オキサイド、ジブチル錫ジアセテート、ジブチル錫フタレート、ビス(ジブチル錫ラウリン酸)オキサイド、ジブチル錫ビスアセチルアセトナート、ジブチル錫ビス(モノエステルマレート)、オクチル酸錫、ジブチル錫オクトエート、ジオクチル錫オキサイド等の錫化合物、テトラ−ｎ−ブトキシチタネート、テトライソプロポキシチタネート等のチタネート化合物等が挙げられる。これらは単独で用いてもよく、２種以上を併用してもよい。
【００２６】
本発明のガラスペースト組成物において、上記架橋促進剤の含有量の好ましい下限が０．００１重量％、好ましい上限が５重量％である。０．０１重量％未満であると、架橋促進剤による効果が充分に発揮されず、基板との密着性が不充分となることがあり、５重量％を超えると、架橋促進剤が効きすぎ、ゲル化することがある。好ましい下限は０．０１重量％、好ましい上限は１重量％である。
【００２７】
本発明のガラスペースト組成物は、架橋速度調整剤を含有してもよい。
上記架橋速度調整剤としては、特に限定されないが、ビニルシラン系シランカップリング剤、長鎖アルキルカルボン酸等が好適に用いられる。
上記ビニルシラン系シランカップリング剤としては、ビニルトリクロルシラン、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン等が挙げられる。
上記長鎖アルキルカルボン酸としては、オクチル酸等が挙げられる。
上記ビニルシラン系カップリング剤や長鎖アルキルカルボン酸を用いることにより、空気中の湿気による反応を抑えることが可能となり、ペーストのポットライフが向上する。
【００２８】
本発明のガラスペースト組成物において、上記架橋速度調整剤の含有量の好ましい下限が０．００１重量％、好ましい上限が５重量％である。０．００１重量％未満であると、架橋速度調整剤による効果が充分に発揮されず、ポットライフが不充分となることがあり、５重量％を超えると、架橋速度調整剤が効きすぎ、架橋しなくなる。より好ましい下限は０．０１重量％、より好ましい上限は１重量％である。
【００２９】
本発明のガラスペースト組成物は、密着促進剤を含有してもよい。
上記密着促進剤としては、特に限定されないが、アミノシラン系シランカップリング剤が好適に用いられる。
上記アミノシラン系シランカップリング剤としては、Ｎ−２−（アミノエチル）−３−アミノプロピルメチルジメトキシシラン、Ｎ−２−（アミノエチル）−３−アミノプロピルトリメトキシシラン、Ｎ−２−（アミノエチル）−３−アミノプロピルトリエトキシシラン、３−アミノプロピルトリメトキシシラン、３−アミノプロピルトリエトキシシラン、３−トリエトキシシリル−Ｎ−（１，３−ジメチル−ブチリデン）プロピルアミン、Ｎ−フェニル−３−アミノプロピルトリメトキシシランが挙げられる。
アミノシラン系シランカップリング剤以外にも、グリシジルシラン系シランカップリング剤である３−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、３−グリシドキシプロピルメチルジエトキシシラン、３−グリシドキシプロピルトリエトキシシラン、その他シランカップリング剤であるジメチルジメトキシシラン、テトラメトキシシラン、テトラエトキシシラン、フェニルトリメトキシシラン、ジフェニルジメトキシシラン等も好適に用いることができ、これらを複数用いても良い。
【００３０】
本発明のガラスペースト組成物は、塗工後のレベリングを促進させる目的でノニオン系界面活性剤を含有することが好ましい。
【００３１】
上記ノニオン系界面活性剤としては特に限定されないが、ＨＬＢ値が１０以上２０以下のノニオン系界面活性剤であることが好ましい。ここで、ＨＬＢ値とは、界面活性剤の親水性、親油性を表す指標として用いられるものであって、計算方法がいくつか提案されており、例えば、エステル系の界面活性剤について、鹸化価をＳ、界面活性剤を構成する脂肪酸の酸価をＡとし、ＨＬＢ値を２０（１−Ｓ／Ａ）等の定義がある。具体的には、脂肪鎖にアルキレンエーテルを付加させたものが好適であり、具体的には例えば、ポリオキシエチレンラウリルエーテル、ポリオキシエチレンセチルエーテル等が好適に用いられる。なお、上記ノニオン系界面活性剤は、熱分解性がよいが、大量に添加するとガラスペースト組成物の熱分解性が低下することがあるため、含有量の好ましい上限は５重量％である。
【００３２】
本発明のガラスペースト組成物の製造方法としては特に限定されず、従来公知の攪拌方法が挙げられ、具体的には例えば、上記（メタ）アクリル共重合体と、ガラス微粒子と、高沸点溶剤と、必要に応じて加えた他の成分とを３本ロールミル等で攪拌する方法等が挙げられる。
【００３３】
本発明のガラスペースト組成物の応用として、分散させるガラス微粒子の代わりに、セラミック粉末を用いたときのセラミックペースト組成物、蛍光体粉末を用いたときの蛍光体ペースト組成物、導電性粉末を用いたときの導電ペースト組成物、ガラス粉末又はセラミックス粉末を用いたときのグリーンシートとして用いることもできる。このような用途で用いることにより、エチルセルロースをバインダー樹脂として用いたグリーンシートと重ね合わせて同時に脱脂・焼成することができる。
すなわち、シートアタックを生じないという特徴を活かし、今まで個別に焼結プロセスが必要であったグリーンシート上に導電ペーストでパターンを描く工程、電極シート上に誘電体ペーストをカバーする工程、リブシート上に蛍光体ペーストをスクリーン印刷する工程等を簡略化することが可能である。
また、未焼結リブ上にインクジェットで蛍光体ペーストを印刷したり、オフセット印刷で電極を印刷した上に誘電体層をスクリーン印刷する等、異なる印刷法を組み合わせるときにも応用することができる。例えば、サンドブラストレジストパターンをフォトリソ工程で描く工程をスクリーン印刷に置き換える等である。
【００３４】
また、本発明のガラスペースト組成物は、誘電体層形成用のペーストとしても用いることができる。本発明のガラスペースト組成物は、シートアタックを生じないため、誘電体層形成用ペーストを塗工した後、脱脂・焼成工程を行わず、ガラスリブ層形成工程を行った場合であっても、誘電体層形成用ペーストからなる層（誘電体前駆層）が、ガラスリブ形成用ペーストの溶剤によるシートアタックによって破壊されることがない。また、極めて優れた耐サンドブラスト性を有することから、ガラスリブ形成用ペーストを塗布、乾燥させた後にサンドブラスト処理を行い、切削を行っても、誘電体前駆層が破壊されることがない。これにより、脱脂・焼成工程を複数回行う必要がなく、製造工程を簡略化することが可能となる。
【００３５】
本発明のプラズマディスプレイパネルの製造方法は、ガラスペーストを塗工し、乾燥させることにより、ガラスリブ前駆体層を形成した後、上記ガラスリブ前駆体層上に本発明のガラスペースト組成物を所定のパターンを印刷し、乾燥させる工程、加熱によって硬化させた後、サンドブラストにより上記ガラスリブ前駆体に凹型形状を形成させる工程、及び、上記ガラスリブ前駆体を加熱して脱脂・焼成する工程を有する方法である。
【００３６】
本発明のプラズマディスプレイパネルの製造方法は、上述したように従来レジスト材料として用いられるドライフィルムレジスト（ＤＦＲ）に代えて、本発明のガラスペースト組成物を用いることにより、従来のようにレジストの露光・現像工程を行わなくても、精細なパターン形状のガラスリブを形成できることから、製造工程を大幅に簡略化することができる。また、凹型形状を形成させる工程後に、アルカリ洗浄等のレジスト除去工程を行わなくてもよいため、効率よくプラズマディスプレイパネルを製造することができる。また、歩留まりが改善し、より精度が高いプラズマディスプレイパネルを製造することが可能となる。
なお、各工程については、本発明のガラスペースト組成物を用いることと、レジスト現像、除去工程を減らすこと以外は、従来のプラズマディスプレイパネルの製造方法と同様の操作を行うことができる。また、ガラスリブ形成用のガラスペーストとしては、本発明のガラスペースト組成物に含有される溶剤と反応しにくいものであれば特に限定されず、従来公知のものを用いることができる。
【発明の効果】
【００３７】
本発明によれば、耐シートアタック性、ガラスリブとの密着性及び耐サンドブラスト性に優れ、効率よくプラズマディスプレイパネルを製造することができるガラスペースト組成物、及び、該ガラスペースト組成物を用いてなるプラズマディスプレイパネルの製造方法を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３８】
以下に実施例を掲げて本発明を更に詳しく説明するが、本発明はこれら実施例のみに限定されるものではない。
【００３９】
（実施例１）
攪拌機、冷却器、温度計、湯浴及び、窒素ガス導入口を備えた２Ｌセパラプルフラスコに、メチルメタクリレート（ＭＭＡ）２５重量部、２−ヒドロキシエチルメタクリレート（ＨＥＭＡ）６５重量部、反応性モノマーとして３−メタクリロキシプロピルトリエトキシシラン（信越シリコーン社製、ＫＢＥ５０３）１０重量部、連鎖移動剤としてドデシルメルカプタン、有機溶剤として工業用アルコール１００重量部とを混合し、モノマー混合液を得た。
【００４０】
得られたモノマー混合液を、窒素ガスを用いて２０分間バブリングすることにより溶存酸素を除去した後、セパラブルフラスコ系内を窒素ガスで置換し攪拌しながら湯浴が沸騰するまで昇温した。重合開始剤をアルコールで希釈した溶液を加えた。また重合中に重合開始剤を含むアルコール溶液を数回添加した。
【００４１】
重合開始から７時間後、室温まで冷却し重合を終了させた。これにより、（メタ）アクリル樹脂のアルコール溶液を得た。得られた重合体について、カラムとしてＳＨＯＫＯ社製カラムＬＦ−８０４を用い、ゲルパーミエーションクロマトグラフィーによる分析を行ったところ、ポリスチレン換算による重量平均分子量は表１のとおりであった。
このようにして得られた（メタ）アクリル樹脂のアルコール溶液に対し、表１に記載した溶剤にて溶剤置換を行い、表１の組成比になるように配合し、高速分散機で分散させてビヒクル組成物を作製した。
【００４２】
得られたビヒクル組成物に対して、ノニオン系界面活性剤として日光ケミカル社製ＢＬ−２５、平均粒子径２．０μｍのガラス微粒子（ＳｉＯ２：３２．５％、Ｂ２Ｏ３：２０．５％、ＺｎＯ：１８％、Ａｌ２Ｏ３：１０％、ＢａＯ：３．５％、Ｌｉ２Ｏ：９％、Ｎａ２Ｏ：６％、ＳｎＯ２：０．５％）を表１に記載した組成比になるよう添加し、ガラス微粒子分散ペーストを得た。次いで、架橋反応触媒としてジブチル錫ジラウレートを、ガラス微粒子分散ペースト１００重量部に対して０．０２重量部、安定剤としてビニルシランをガラス微粒子分散ペースト１００重量部に対して０．０５重量部添加した後、高速撹拌装置を用いて充分混練し、３本ロールミルにてなめらかになるまで処理を行い、ガラスペースト組成物を作製した。
【００４３】
（実施例２〜５、比較例１〜４）
モノマー混合比を表１のように変更したこと以外は実施例１と同じ方法にてビヒクル組成物及びガラスペースト組成物を作製した。なお、表１のＫＢＭ５０３は３−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、ＫＢＭ５０２は３−メタクリロキシプロピルメチルジメトキシシラン、ＫＢＥ５０２は３−メタクリロキシプロピルメチルジエトキシシラン（何れも、信越シリコーン社製）を表す。
【００４４】
（比較例５）
モノマー混合比を表１のように変更し、溶剤としてテルピネオールを用いたこと以外は実施例１と同じ方法にてビヒクル組成物及びガラスペースト組成物を作製した。
【００４５】
＜評価＞
実施例及び比較例で得られたビヒクル組成物、及び、ガラスペースト組成物について以下の評価を行った。結果を表１〜表２に示した。
【００４６】
（評価用基板の作製）
エチルセルロース（シグマアルドリッチ社製、ＳＴＤ１００）をテルピネオール溶液中に溶解させ、樹脂固形分が１６％のエチルセルロース含有ビヒクル組成物を作製した。次いで、軟化点が約５５０℃のガラスフリットとエチルセルロース含有ビヒクル組成物とをガラスフリットが５０重量％、エチルセルロース含有ビヒクル組成物が５０重量％となるよう混合した後、高速攪拌機で混練し、３本ロールミルを用いて滑らかになるまで処理することで、ガラスペーストを作製した。
得られたガラスペーストをアプリケーターを用い、５ミルの設定で１５ｃｍ×１５ｃｍのソーダガラス基板に塗工し、１２０℃オーブンにて３０分乾燥させ、ガラス層が形成された評価用基板を作成した。
【００４７】
（１）耐シートアタック性
評価用基板に実施例及び比較例で作製したビヒクル組成物を、スポイトを用いて１滴塗布し、オーブンにて１５０℃、６０分乾燥させ、溶剤を除去し、加熱することで、シラン官能基を反応させ、硬化させた。その後、評価用基板のガラス層の状態を顕微鏡を用いて観察し、以下の基準で評価した。
○：ガラス層の亀裂が無く、周辺の緻密な乾燥膜に変化のないもの
×：エチルセルロース樹脂の溶解によりガラス層に亀裂が見られるもの
【００４８】
（２）基板密着性
ライン＆スペースが３０／６００μｍのスクリーン版を用いて、実施例及び比較例で得られたガラスペースト組成物を、評価用基板上に印刷した。オーブンにて１５０℃、６０分乾燥させ溶剤を除去し、加熱することで、シラン官能基を反応させ、硬化させることで３０μｍ幅の印刷像を有するサンプルを得た。
得られたサンプルをＮａ２ＣＯ３の５重量％溶液に５分間浸漬し、取り出した後、オーブンにて１２０℃、３０分間乾燥させ、硬化させた印刷像の剥がれ状態を観察した。
【００４９】
（３）耐サンドブラスト性
サンドブラストによる削れにくさを定量的に評価するため以下に示す評価法を行った。
スライドグラス上の中央に直径３００μｍの真鍮線をセロハンテープにて両端を評価用基板から浮きの無い様固定し、実施例及び比較例で得られたガラスペースト組成物を、６ミルの設定で塗工し、オーブンにて１５０℃、６０分間乾燥させ溶剤を除去し、加熱することで、シラン官能基を反応させ、真鍮線を埋め込んだ硬化ガラス粉膜を得た。
その後、引張試験機にて真鍮の剥離角度を９０°になるスライドジグを用いて真鍮線を引張速度２００ｍｍ／分で剥離する試験を行い、溝を形成する際に必要な抵抗値を定量し以下の基準で評価した。
○：剥離試験力が０．８Ｎ以上
×：剥離試験力が０．８Ｎ未満
【００５０】
【表１】
【００５１】
【表２】
【００５２】
表２に示すように、実施例で得られたビヒクル組成物及びガラスペースト組成物においては何れも良好な結果が得られた。
一方、シラン変性（メタ）アクリルモノマーを用いない比較例１では、耐サンドブラスト性が悪く、水酸基を有する（メタ）アクリルモノマーの添加量が少ない比較例２では、基板密着性の試験中に剥がれが生じた。また、水酸基を有する（メタ）アクリルモノマーの添加量の多い比較例３では、耐サンドブラスト性が悪く、水酸基を有する（メタ）アクリルモノマーの極めて多い比較例４では基板密着性試験中に評価液で樹脂が溶解してしまう現象が確認された。更に、溶剤としてテルピネオールを用いた比較例５では、塗布時にガラス層を破壊してしまうため、レジスト材料としては適さないことが確認された。
【産業上の利用可能性】
【００５３】
本発明によれば、耐シートアタック性、ガラスリブとの密着性及び耐サンドブラスト性に優れ、効率よくプラズマディスプレイパネルを製造することができるガラスペースト組成物、及び、該ガラスペースト組成物を用いてなるプラズマディスプレイパネルの製造方法を提供することができる。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、耐シートアタック性、ガラスリブとの密着性及び耐サンドブラスト性に優れ、効率よくプラズマディスプレイパネルを製造することができるガラスペースト組成物、及び、該ガラスペースト組成物を用いてなるプラズマディスプレイパネルの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
プラズマディスプレイパネル（以下、ＰＤＰともいう）は、前面ガラス基板と背面ガラス基板との間に備えられた放電空間内で電極間にプラズマ放電させ、放電空間内に封入されているガスから発生した紫外線を放電空間内の蛍光体に当てることにより発光を得るものである。
背面ガラス基板にはプラズマから電極を保護する目的で電極上に誘電体層が形成され、更にその表面に蛍光体層を塗工するガラスリブが形成されている。また、蛍光体層の表面積を稼ぐために、ガラスリブは、サンドブラストを用いて凹型ストライプ状に成形されている。背面ガラス基板表面に誘電体層とガラスリブとが形成されたものを背面板という。
【０００３】
従来、ＰＤＰの生産プロセスでは、特許文献１に開示されているように、背面ガラス基板の表面にエチルセルロース樹脂をバインダーとする誘電体層用ペーストを塗工、乾燥した後、加熱して脱脂・焼成を行うことで誘電体層を形成し、更に誘電体層の表面に、アクリル樹脂やエチルセルロース樹脂等をバインダー樹脂とし、低融点ガラスを分散させ、溶剤を含有させたペーストを塗工し、乾燥後、ドライフィルムレジストをラミネートし、露光させてアルカリ水で現像後、加熱乾燥させ、サンドブラストを用いて凹型ストライプ状に成形した後、リブ上部に残ったレジストフィルムをアルカリ水で洗い流し、加熱して脱脂・焼成を行うことでガラスリブを形成していた。
しかしながら、このようなプロセスでは、ガラスリブとレジストフィルムの密着性が低いため、細いリブを加工するときには、サンドブラスト中にリブ先端からレジストフィルムが剥がれやすく、細いリブ加工することが難しい等の問題があった。
【０００４】
そこで、特許文献２には、バインダー樹脂として、アクリル樹脂及びエチルセルロース樹脂を含有するガラスペースト組成物を用い、スクリーン印刷を複数回繰り返すことでリブ形状を作製する方法が開示されている。しかしながら、このような方法では、壁面が切り立って幅が狭く高さの高い、高アスペクト比の隔壁を有する背面板を形成することは困難であった。
【０００５】
結局、現状では、特許文献３に示すような耐サンドブラスト性を有するレジスト材料を用い、サンドブラスト法によって切削を行うことで背面板を作製する方法が広く行われている。しかしながら、この方法でも、先にも述べたレジスト材料（ＤＦＲ）の露光、現像、除去、乾燥といった工程が必要となり、背面板製造効率が非常に悪いという問題があった。また、ガラスリブとレジスト材料との密着性が悪く、歩留まりが低くなっていた。更に、レジストを除去する工程として、燃焼工程やアルカリ洗浄工程等が必要となり、結果的に背面板の製造単価の上昇や、製造効率の低下を招いていた。
従って、ＰＤＰを製造する際のレジスト材料として用いた場合に、耐シートアタック性や耐サンドブラスト性に優れ、ガラスリブとの密着性が高く、かつ、ＰＤＰの製造工程を効率化することが可能なガラスペーストが必要とされていた。
【特許文献１】特開平１１−３４９３４８号公報
【特許文献２】特開平１１−９２１７１号公報
【特許文献３】特開２００４−１２６０７３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、上記現状に鑑み、耐シートアタック性、ガラスリブとの密着性及び耐サンドブラスト性に優れ、効率よくプラズマディスプレイパネルを製造することができるガラスペースト組成物、及び、該ガラスペースト組成物を用いてなるプラズマディスプレイパネルの製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、プラズマディスプレイの製造に用いるガラスペースト組成物であって、水酸基を有する（メタ）アクリルモノマーに由来するセグメントとシラン変性（メタ）アクリルモノマーに由来するセグメントとを有する（メタ）アクリル共重合体、ガラス微粒子及び高沸点溶剤を含有し、前記（メタ）アクリル共重合体は、水酸基を有する（メタ）アクリルモノマーに由来するセグメントを６５〜９５重量％、シラン変性（メタ）アクリルモノマーに由来するセグメントを０．１〜１０重量％含有するガラスペースト組成物である。
以下に本発明を詳述する。
【０００８】
本発明者らは、鋭意検討した結果、水酸基を有する（メタ）アクリルモノマーに由来するセグメントとシラン変性（メタ）アクリルモノマーに由来するセグメントとを所定量有する（メタ）アクリル共重合体と、高沸点溶剤とを有するガラスペースト組成物をレジスト材料として用いた場合、シートアタックを生じさせることがなく、ガラスリブとの密着性及び耐サンドブラスト性を改善することが可能となることを見出した。
また、このようなガラスペースト組成物をレジスト材料として用いることで、レジストを露光・現像してパターンを形成する工程やレジストを剥離する工程を行うことなく、効率よくプラズマディスプレイパネルを製造できることを見出し、本発明を完成させるに至った。
【０００９】
本発明において（メタ）アクリルモノマーとは、アクリレートモノマー又はメタクリレートモノマーのどちらでもよいことを意味する。
本発明のガラスペースト組成物は、水酸基を有する（メタ）アクリルモノマーに由来するセグメントとシラン変性（メタ）アクリルモノマーに由来するセグメントとを有する（メタ）アクリル共重合体を含有する。
上記水酸基を有する（メタ）アクリルモノマーに由来するセグメント及びシラン変性（メタ）アクリルモノマーに由来するセグメントとを有することで、硬化後に強度の高い被膜が得られることから、耐サンドブラスト性を大幅に改善して、より精細な形状のガラスリブを形成することができる。また、ガラスリブとの密着性及び耐シートアタック性にも優れるものとなる。また、水酸基を有する（メタ）アクリルモノマーに由来するセグメントを有することで、焼結後に残渣を生じさせにくい。
【００１０】
上記水酸基を有する（メタ）アクリルモノマーとしては、例えば、２−ヒドロキシエチルメタクリレート、２−ヒドロキシエチルアクリレート、ヒドロキシプロピルメタアクリレート、ヒドロキシプロピルアクリレート、２−ヒドロキシプロピルメタクリレート、２−ヒドロキシプロピルアクリレート、グリセロールモノメタクリレート、グリセロールモノアクリレート等を好適に用いることができる。これらは単独で用いてもよく、２種以上を併用してもよい。
【００１１】
上記（メタ）アクリル共重合体中の上記水酸基を有する（メタ）アクリルモノマーに由来するセグメントの含有量の下限は６５重量％、上限は９５重量％である。６５重量％未満であると、得られる皮膜の強度が不充分となり、９５重量％を超えると、溶剤の選択範囲が狭くなり、プロセス適性が満たされない。好ましい下限は７０重量％、好ましい上限は９０重量％である。
【００１２】
上記シラン変性（メタ）アクリルモノマーとしては特に限定されず、例えば、（３−メタクリロイルプロピル）トリメトキシシラン、メタクリル酸３−（トリメトキシシリル）プロピル、メタクリル酸３−（トリエトキシシリル）プロピル、メタクリル酸３−（メチルジメトキシシリル）プロピル、メタクリル酸３−（メトキシジメチルシリル）プロピル、メタクリル酸３−［ジエトキシ（メチル）シリル］プロピル、メタクリル酸３−（ジメチルエトキシシリル）プロピル、メタクリル酸（メチルジエトキシシリル）メチル、メタクリル酸２−（トリメトキシシロキシ）エチル、２−メチルプロペン酸２−（トリメトキシシリル）エチル、［（メタクリロイルオキシ）メチル］トリメトキシシラン等が挙げられる。これらは単独で用いてもよく、２種以上を併用してもよい。
【００１３】
上記（メタ）アクリル共重合体中の上記シラン変性（メタ）アクリルモノマーに由来するセグメントの含有量の下限は０．１重量％、上限は１０重量％である。０．１重量％未満であると、シラン変性による効果が充分に発揮されず、硬化しないことがあり、１０重量％を超えると、表面組成が反応し、全体が硬化せず、膜強度が高まらない。好ましい下限は１重量％、好ましい上限は１０重量％である。
【００１４】
上記（メタ）アクリル共重合体は、水酸基を有する（メタ）アクリルモノマー及びシラン変性（メタ）アクリルモノマー以外の共重合可能な（メタ）アクリルモノマーに由来するセグメントを有していてもよい。
上記共重合可能な（メタ）アクリルモノマーとしては、例えば、メチル（メタ）アクリレート、メチルアクリレート、エチル（メタ）アクリレート、エチルアクリレート、プロピル（メタ）アクリレート、ｎ−ブチル（メタ）アクリレート、ｔｅｒｔ−ブチル（メタ）アクリレート、イソブチル（メタ）アクリレート、シクロヘキシル（メタ）アクリレート、２−エチルヘキシル（メタ）アクリレート、イソボルニル（メタ）アクリレート、ｎ−ステアリル（メタ）アクリレート、ベンジル（メタ）アクリレート、グリシジルメタクリレート等が挙げられ、なかでも、炭素数が１０以下の（メタ）アクリルモノマーが好ましく、分解性に優れる（メタ）アクリルモノマーがより好ましい。
【００１５】
上記（メタ）アクリル共重合体のゲルパーミエーションクロマトグラフィー（ＧＰＣ）により測定したポリスチレン換算による重量平均分子量としては、上記（メタ）アクリル共重合体のガラス転移温度に依存するが、好ましい下限は５０００、好ましい上限は２０万である。５０００未満であると、本発明のガラスペースト組成物に充分な粘度が得られず、２０万を超えると、糸曳き性などが悪化し、取り扱い性が極端に悪くなることがある。ガラス転移温度が室温よりも高い（メタ）アクリル共重合体においては、より好ましい上限は１０万、更に好ましい上限は５万である。
なお、ポリスチレン換算による重量平均分子量の測定は、カラムとして例えばＳＨＯＫＯ社製カラムＬＦ−８０４を用いてＧＰＣ測定を行うことで得ることができる。
【００１６】
本発明のガラス分散ペースト組成物における上記（メタ）アクリル共重合体の含有量としては特に限定されないが、好ましい下限は５重量％、好ましい上限は４５重量％である。５重量％未満であると、ガラス微粒子を充分に分散させることができず、得られる被膜の表面性が悪くなる場合があり、４５重量％を超えると、熱分解性に悪影響を及ぼす場合がある。
【００１７】
上記（メタ）アクリル共重合体のガラス転移温度の好ましい下限は−５０℃、好ましい上限は１２０℃である。−５０℃未満であると、サンドブラスト時に問題が発生することがある。また、塗工できるほどの粘度を得るために大量の樹脂を必要とするため、脱脂・焼成の際に時間がかかる。１２０℃を超えると、溶剤への溶解性が悪くなることがある。
【００１８】
上記（メタ）アクリル共重合体の重合方法としては特に限定されず、通常の（メタ）アクリルモノマーの重合に用いられる方法が挙げられ、例えば、フリーラジカル重合法、リビングラジカル重合法、イニファーター重合法、アニオン重合法、リビングアニオン重合法等が挙げられる。
【００１９】
本発明のガラスペースト組成物は、ガラス微粒子を含有する。
上記ガラス粉末の組成としては特に限定されず、例えば、ケイ酸塩ガラス、鉛ガラス、ＣａＯ・Ａｌ２Ｏ３・ＳｉＯ２系無機ガラス、ＭｇＯ・Ａｌ２Ｏ３・ＳｉＯ２系無機ガラス、ＬｉＯ２・Ａｌ２Ｏ３・ＳｉＯ２系無機ガラス等の各種ガラスが挙げられる。特に、融点が６００℃以下の低融点ガラスであることが好ましい。
【００２０】
また、上記ガラス微粒子に対して、ガラス以外の無機微粒子を併用してもよい。無機微粒子としては特に限定されず、例えば、銅、銀、ニッケル、パラジウム、アルミナ、ジルコニア、酸化チタン、チタン酸バリウム、窒化アルミナ、窒化ケイ素、窒化ホウ素、ＢａＭｇＡｌ１０Ｏ１７：Ｅｕ、Ｚｎ２ＳｉＯ４：Ｍｎ、（Ｙ、Ｇｄ）ＢＯ３：Ｅｕ等の蛍光体、カーボンブラック、金属錯体等が挙げられる。
【００２１】
本発明のガラスペースト組成物における上記ガラス微粒子及び無機微粒子の含有量としては特に限定されないが、好ましい下限が１０重量％、好ましい上限が８０重量％である。１０重量％未満であると、粘度が充分に得られないことがあり、ガラス微粒子等に対して樹脂が多いためにサンドブラスト時に悪影響があることがある。８０重量％を超えると、ガラス微粒子等を分散させることが困難になることがある。
【００２２】
本発明のガラスペースト組成物は、高沸点溶剤を含有する。
上記高沸点溶剤は、沸点が１５０℃以上、３００℃未満であることが好ましい。沸点が１５０℃未満であると、本発明のガラスペースト組成物を塗工する際に溶剤が揮発してしまうため、粘度が変わり安定した塗工ができないことがあり、３００℃以上であると、塗工後、ペースト中の溶剤を乾燥させる段階で多大な時間や熱エネルギーが必要となることがある。より好ましくは２８０℃以下である。
【００２３】
上記高沸点溶剤は、比重が１．０以上、１．３５未満である。比重がこの範囲から外れると、シートアタックが生じたり、塗工しにくくなることがある。ここで比重とは、４℃又は２０℃における水の密度と２０℃又は２５℃におけるその溶剤の密度との比を意味する（編者：浅原照三、「溶剤ハンドブック」、講談社、１９９６年１月２０日第１４刷）。
【００２４】
上記沸点が１５０℃以上３００℃未満、かつ、比重が１．０以上１．３５未満の高沸点溶剤としては特に限定されず、例えば、エチレングリコールジアセテート、炭酸プロピレン、ジエチレングリコール、プロパンジオール、ブタンジオール等のジオール類、ジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、サリチル酸メチル、乳酸エチル、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、テトラヒドロフルフリルアルコール、フルフリルアルコール、２−（ベンジルオキシ）エタノール、２−フェノキシエタノール、２−（メトキシメトキシ）エタノール、トリエチレングリコールモノメチルエーテル、トリエチレングリコール、ジエチレングリコールモノブチルアセテート、ジエチレングリコールモノブチルエーテルアセテート、フェノキシアセテート、フェノキシエチルアセテート、２−ブトキシエチルアセテート、２−エトキシエチルアセテート、２−メトキシエチルアセテート、γ−ブチロラクトン、ジメチルスルホキシド、Ｎ−メチルピロリドン、Ｎ−メチルアセトアミド、アセトアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、Ｎ−メチルホルムアミド、ホルムアミド等が挙げられる。
なかでも、特にシートアタックを生じにくいことから誘電率が２５以上であることが好ましく、誘電率が２５以上の溶剤としては、エチレングリコール、プロピレングリコール、ブタンジオール、ジエチレングリコール、炭酸プロピレン、γ−ブチロラクトン、ジメチルスルホキシド、Ｎ−メチルピロリドン、Ｎ−メチルアセトアミド、アセトアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、Ｎ−メチルホルムアミド、ホルムアミド等が挙げられる。特に、毒性も低く、２００℃以下で乾燥することができるため、エチレングリコール、プロピレングリコール、ブタンジオール、炭酸プロピレン、γ−ブチロラクトンが好適である。なお、これらの溶剤は単独で用いられてもよいし、２種以上が併用されてもよい。
【００２５】
本発明のガラスペースト組成物は、架橋促進剤を含有してもよい。
上記架橋促進剤としては、特に限定されないが、有機金属化合物が好適に用いられる。
上記有機金属化合物としては、例えば、ゲルマニウム、錫、鉛、硼素、アルミニウム、ガリウム、インジウム、チタニウム、ジルコニウム等の金属元素と有機基を置換してなる有機金属化合物が挙げられる。具体的には例えば、ジブチル錫ジラウレート、ジブチル錫オキサイド、ジブチル錫ジアセテート、ジブチル錫フタレート、ビス(ジブチル錫ラウリン酸)オキサイド、ジブチル錫ビスアセチルアセトナート、ジブチル錫ビス(モノエステルマレート)、オクチル酸錫、ジブチル錫オクトエート、ジオクチル錫オキサイド等の錫化合物、テトラ−ｎ−ブトキシチタネート、テトライソプロポキシチタネート等のチタネート化合物等が挙げられる。これらは単独で用いてもよく、２種以上を併用してもよい。
【００２６】
本発明のガラスペースト組成物において、上記架橋促進剤の含有量の好ましい下限が０．００１重量％、好ましい上限が５重量％である。０．０１重量％未満であると、架橋促進剤による効果が充分に発揮されず、基板との密着性が不充分となることがあり、５重量％を超えると、架橋促進剤が効きすぎ、ゲル化することがある。好ましい下限は０．０１重量％、好ましい上限は１重量％である。
【００２７】
本発明のガラスペースト組成物は、架橋速度調整剤を含有してもよい。
上記架橋速度調整剤としては、特に限定されないが、ビニルシラン系シランカップリング剤、長鎖アルキルカルボン酸等が好適に用いられる。
上記ビニルシラン系シランカップリング剤としては、ビニルトリクロルシラン、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン等が挙げられる。
上記長鎖アルキルカルボン酸としては、オクチル酸等が挙げられる。
上記ビニルシラン系カップリング剤や長鎖アルキルカルボン酸を用いることにより、空気中の湿気による反応を抑えることが可能となり、ペーストのポットライフが向上する。
【００２８】
本発明のガラスペースト組成物において、上記架橋速度調整剤の含有量の好ましい下限が０．００１重量％、好ましい上限が５重量％である。０．００１重量％未満であると、架橋速度調整剤による効果が充分に発揮されず、ポットライフが不充分となることがあり、５重量％を超えると、架橋速度調整剤が効きすぎ、架橋しなくなる。より好ましい下限は０．０１重量％、より好ましい上限は１重量％である。
【００２９】
本発明のガラスペースト組成物は、密着促進剤を含有してもよい。
上記密着促進剤としては、特に限定されないが、アミノシラン系シランカップリング剤が好適に用いられる。
上記アミノシラン系シランカップリング剤としては、Ｎ−２−（アミノエチル）−３−アミノプロピルメチルジメトキシシラン、Ｎ−２−（アミノエチル）−３−アミノプロピルトリメトキシシラン、Ｎ−２−（アミノエチル）−３−アミノプロピルトリエトキシシラン、３−アミノプロピルトリメトキシシラン、３−アミノプロピルトリエトキシシラン、３−トリエトキシシリル−Ｎ−（１，３−ジメチル−ブチリデン）プロピルアミン、Ｎ−フェニル−３−アミノプロピルトリメトキシシランが挙げられる。
アミノシラン系シランカップリング剤以外にも、グリシジルシラン系シランカップリング剤である３−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、３−グリシドキシプロピルメチルジエトキシシラン、３−グリシドキシプロピルトリエトキシシラン、その他シランカップリング剤であるジメチルジメトキシシラン、テトラメトキシシラン、テトラエトキシシラン、フェニルトリメトキシシラン、ジフェニルジメトキシシラン等も好適に用いることができ、これらを複数用いても良い。
【００３０】
本発明のガラスペースト組成物は、塗工後のレベリングを促進させる目的でノニオン系界面活性剤を含有することが好ましい。
【００３１】
上記ノニオン系界面活性剤としては特に限定されないが、ＨＬＢ値が１０以上２０以下のノニオン系界面活性剤であることが好ましい。ここで、ＨＬＢ値とは、界面活性剤の親水性、親油性を表す指標として用いられるものであって、計算方法がいくつか提案されており、例えば、エステル系の界面活性剤について、鹸化価をＳ、界面活性剤を構成する脂肪酸の酸価をＡとし、ＨＬＢ値を２０（１−Ｓ／Ａ）等の定義がある。具体的には、脂肪鎖にアルキレンエーテルを付加させたものが好適であり、具体的には例えば、ポリオキシエチレンラウリルエーテル、ポリオキシエチレンセチルエーテル等が好適に用いられる。なお、上記ノニオン系界面活性剤は、熱分解性がよいが、大量に添加するとガラスペースト組成物の熱分解性が低下することがあるため、含有量の好ましい上限は５重量％である。
【００３２】
本発明のガラスペースト組成物の製造方法としては特に限定されず、従来公知の攪拌方法が挙げられ、具体的には例えば、上記（メタ）アクリル共重合体と、ガラス微粒子と、高沸点溶剤と、必要に応じて加えた他の成分とを３本ロールミル等で攪拌する方法等が挙げられる。
【００３３】
本発明のガラスペースト組成物の応用として、分散させるガラス微粒子の代わりに、セラミック粉末を用いたときのセラミックペースト組成物、蛍光体粉末を用いたときの蛍光体ペースト組成物、導電性粉末を用いたときの導電ペースト組成物、ガラス粉末又はセラミックス粉末を用いたときのグリーンシートとして用いることもできる。このような用途で用いることにより、エチルセルロースをバインダー樹脂として用いたグリーンシートと重ね合わせて同時に脱脂・焼成することができる。
すなわち、シートアタックを生じないという特徴を活かし、今まで個別に焼結プロセスが必要であったグリーンシート上に導電ペーストでパターンを描く工程、電極シート上に誘電体ペーストをカバーする工程、リブシート上に蛍光体ペーストをスクリーン印刷する工程等を簡略化することが可能である。
また、未焼結リブ上にインクジェットで蛍光体ペーストを印刷したり、オフセット印刷で電極を印刷した上に誘電体層をスクリーン印刷する等、異なる印刷法を組み合わせるときにも応用することができる。例えば、サンドブラストレジストパターンをフォトリソ工程で描く工程をスクリーン印刷に置き換える等である。
【００３４】
また、本発明のガラスペースト組成物は、誘電体層形成用のペーストとしても用いることができる。本発明のガラスペースト組成物は、シートアタックを生じないため、誘電体層形成用ペーストを塗工した後、脱脂・焼成工程を行わず、ガラスリブ層形成工程を行った場合であっても、誘電体層形成用ペーストからなる層（誘電体前駆層）が、ガラスリブ形成用ペーストの溶剤によるシートアタックによって破壊されることがない。また、極めて優れた耐サンドブラスト性を有することから、ガラスリブ形成用ペーストを塗布、乾燥させた後にサンドブラスト処理を行い、切削を行っても、誘電体前駆層が破壊されることがない。これにより、脱脂・焼成工程を複数回行う必要がなく、製造工程を簡略化することが可能となる。
【００３５】
本発明のプラズマディスプレイパネルの製造方法は、ガラスペーストを塗工し、乾燥させることにより、ガラスリブ前駆体層を形成した後、上記ガラスリブ前駆体層上に本発明のガラスペースト組成物を所定のパターンを印刷し、乾燥させる工程、加熱によって硬化させた後、サンドブラストにより上記ガラスリブ前駆体に凹型形状を形成させる工程、及び、上記ガラスリブ前駆体を加熱して脱脂・焼成する工程を有する方法である。
【００３６】
本発明のプラズマディスプレイパネルの製造方法は、上述したように従来レジスト材料として用いられるドライフィルムレジスト（ＤＦＲ）に代えて、本発明のガラスペースト組成物を用いることにより、従来のようにレジストの露光・現像工程を行わなくても、精細なパターン形状のガラスリブを形成できることから、製造工程を大幅に簡略化することができる。また、凹型形状を形成させる工程後に、アルカリ洗浄等のレジスト除去工程を行わなくてもよいため、効率よくプラズマディスプレイパネルを製造することができる。また、歩留まりが改善し、より精度が高いプラズマディスプレイパネルを製造することが可能となる。
なお、各工程については、本発明のガラスペースト組成物を用いることと、レジスト現像、除去工程を減らすこと以外は、従来のプラズマディスプレイパネルの製造方法と同様の操作を行うことができる。また、ガラスリブ形成用のガラスペーストとしては、本発明のガラスペースト組成物に含有される溶剤と反応しにくいものであれば特に限定されず、従来公知のものを用いることができる。
【発明の効果】
【００３７】
本発明によれば、耐シートアタック性、ガラスリブとの密着性及び耐サンドブラスト性に優れ、効率よくプラズマディスプレイパネルを製造することができるガラスペースト組成物、及び、該ガラスペースト組成物を用いてなるプラズマディスプレイパネルの製造方法を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３８】
以下に実施例を掲げて本発明を更に詳しく説明するが、本発明はこれら実施例のみに限定されるものではない。
【００３９】
（実施例１）
攪拌機、冷却器、温度計、湯浴及び、窒素ガス導入口を備えた２Ｌセパラプルフラスコに、メチルメタクリレート（ＭＭＡ）２５重量部、２−ヒドロキシエチルメタクリレート（ＨＥＭＡ）６５重量部、反応性モノマーとして３−メタクリロキシプロピルトリエトキシシラン（信越シリコーン社製、ＫＢＥ５０３）１０重量部、連鎖移動剤としてドデシルメルカプタン、有機溶剤として工業用アルコール１００重量部とを混合し、モノマー混合液を得た。
【００４０】
得られたモノマー混合液を、窒素ガスを用いて２０分間バブリングすることにより溶存酸素を除去した後、セパラブルフラスコ系内を窒素ガスで置換し攪拌しながら湯浴が沸騰するまで昇温した。重合開始剤をアルコールで希釈した溶液を加えた。また重合中に重合開始剤を含むアルコール溶液を数回添加した。
【００４１】
重合開始から７時間後、室温まで冷却し重合を終了させた。これにより、（メタ）アクリル樹脂のアルコール溶液を得た。得られた重合体について、カラムとしてＳＨＯＫＯ社製カラムＬＦ−８０４を用い、ゲルパーミエーションクロマトグラフィーによる分析を行ったところ、ポリスチレン換算による重量平均分子量は表１のとおりであった。
このようにして得られた（メタ）アクリル樹脂のアルコール溶液に対し、表１に記載した溶剤にて溶剤置換を行い、表１の組成比になるように配合し、高速分散機で分散させてビヒクル組成物を作製した。
【００４２】
得られたビヒクル組成物に対して、ノニオン系界面活性剤として日光ケミカル社製ＢＬ−２５、平均粒子径２．０μｍのガラス微粒子（ＳｉＯ２：３２．５％、Ｂ２Ｏ３：２０．５％、ＺｎＯ：１８％、Ａｌ２Ｏ３：１０％、ＢａＯ：３．５％、Ｌｉ２Ｏ：９％、Ｎａ２Ｏ：６％、ＳｎＯ２：０．５％）を表１に記載した組成比になるよう添加し、ガラス微粒子分散ペーストを得た。次いで、架橋反応触媒としてジブチル錫ジラウレートを、ガラス微粒子分散ペースト１００重量部に対して０．０２重量部、安定剤としてビニルシランをガラス微粒子分散ペースト１００重量部に対して０．０５重量部添加した後、高速撹拌装置を用いて充分混練し、３本ロールミルにてなめらかになるまで処理を行い、ガラスペースト組成物を作製した。
【００４３】
（実施例２〜５、比較例１〜４）
モノマー混合比を表１のように変更したこと以外は実施例１と同じ方法にてビヒクル組成物及びガラスペースト組成物を作製した。なお、表１のＫＢＭ５０３は３−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、ＫＢＭ５０２は３−メタクリロキシプロピルメチルジメトキシシラン、ＫＢＥ５０２は３−メタクリロキシプロピルメチルジエトキシシラン（何れも、信越シリコーン社製）を表す。
【００４４】
（比較例５）
モノマー混合比を表１のように変更し、溶剤としてテルピネオールを用いたこと以外は実施例１と同じ方法にてビヒクル組成物及びガラスペースト組成物を作製した。
【００４５】
＜評価＞
実施例及び比較例で得られたビヒクル組成物、及び、ガラスペースト組成物について以下の評価を行った。結果を表１〜表２に示した。
【００４６】
（評価用基板の作製）
エチルセルロース（シグマアルドリッチ社製、ＳＴＤ１００）をテルピネオール溶液中に溶解させ、樹脂固形分が１６％のエチルセルロース含有ビヒクル組成物を作製した。次いで、軟化点が約５５０℃のガラスフリットとエチルセルロース含有ビヒクル組成物とをガラスフリットが５０重量％、エチルセルロース含有ビヒクル組成物が５０重量％となるよう混合した後、高速攪拌機で混練し、３本ロールミルを用いて滑らかになるまで処理することで、ガラスペーストを作製した。
得られたガラスペーストをアプリケーターを用い、５ミルの設定で１５ｃｍ×１５ｃｍのソーダガラス基板に塗工し、１２０℃オーブンにて３０分乾燥させ、ガラス層が形成された評価用基板を作成した。
【００４７】
（１）耐シートアタック性
評価用基板に実施例及び比較例で作製したビヒクル組成物を、スポイトを用いて１滴塗布し、オーブンにて１５０℃、６０分乾燥させ、溶剤を除去し、加熱することで、シラン官能基を反応させ、硬化させた。その後、評価用基板のガラス層の状態を顕微鏡を用いて観察し、以下の基準で評価した。
○：ガラス層の亀裂が無く、周辺の緻密な乾燥膜に変化のないもの
×：エチルセルロース樹脂の溶解によりガラス層に亀裂が見られるもの
【００４８】
（２）基板密着性
ライン＆スペースが３０／６００μｍのスクリーン版を用いて、実施例及び比較例で得られたガラスペースト組成物を、評価用基板上に印刷した。オーブンにて１５０℃、６０分乾燥させ溶剤を除去し、加熱することで、シラン官能基を反応させ、硬化させることで３０μｍ幅の印刷像を有するサンプルを得た。
得られたサンプルをＮａ２ＣＯ３の５重量％溶液に５分間浸漬し、取り出した後、オーブンにて１２０℃、３０分間乾燥させ、硬化させた印刷像の剥がれ状態を観察した。
【００４９】
（３）耐サンドブラスト性
サンドブラストによる削れにくさを定量的に評価するため以下に示す評価法を行った。
スライドグラス上の中央に直径３００μｍの真鍮線をセロハンテープにて両端を評価用基板から浮きの無い様固定し、実施例及び比較例で得られたガラスペースト組成物を、６ミルの設定で塗工し、オーブンにて１５０℃、６０分間乾燥させ溶剤を除去し、加熱することで、シラン官能基を反応させ、真鍮線を埋め込んだ硬化ガラス粉膜を得た。
その後、引張試験機にて真鍮の剥離角度を９０°になるスライドジグを用いて真鍮線を引張速度２００ｍｍ／分で剥離する試験を行い、溝を形成する際に必要な抵抗値を定量し以下の基準で評価した。
○：剥離試験力が０．８Ｎ以上
×：剥離試験力が０．８Ｎ未満
【００５０】
【表１】
【００５１】
【表２】
【００５２】
表２に示すように、実施例で得られたビヒクル組成物及びガラスペースト組成物においては何れも良好な結果が得られた。
一方、シラン変性（メタ）アクリルモノマーを用いない比較例１では、耐サンドブラスト性が悪く、水酸基を有する（メタ）アクリルモノマーの添加量が少ない比較例２では、基板密着性の試験中に剥がれが生じた。また、水酸基を有する（メタ）アクリルモノマーの添加量の多い比較例３では、耐サンドブラスト性が悪く、水酸基を有する（メタ）アクリルモノマーの極めて多い比較例４では基板密着性試験中に評価液で樹脂が溶解してしまう現象が確認された。更に、溶剤としてテルピネオールを用いた比較例５では、塗布時にガラス層を破壊してしまうため、レジスト材料としては適さないことが確認された。
【産業上の利用可能性】
【００５３】
本発明によれば、耐シートアタック性、ガラスリブとの密着性及び耐サンドブラスト性に優れ、効率よくプラズマディスプレイパネルを製造することができるガラスペースト組成物、及び、該ガラスペースト組成物を用いてなるプラズマディスプレイパネルの製造方法を提供することができる。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
プラズマディスプレイの製造に用いるガラスペースト組成物であって、
水酸基を有する（メタ）アクリルモノマーに由来するセグメントとシラン変性（メタ）アクリルモノマーに由来するセグメントとを有する（メタ）アクリル共重合体、ガラス微粒子及び高沸点溶剤を含有し、
前記（メタ）アクリル共重合体は、水酸基を有する（メタ）アクリルモノマーに由来するセグメントを６５〜９５重量％、シラン変性（メタ）アクリルモノマーに由来するセグメントを０．１〜１０重量％含有する
ことを特徴とするガラスペースト組成物。
【請求項２】
高沸点溶剤は、比重が１．０以上１．３５未満であることを特徴とする請求項１記載のガラスペースト組成物。
【請求項３】
高沸点溶剤は、誘電率が２５以上であることを特徴とする請求項１又は２記載のガラスペースト組成物。
【請求項４】
ガラスペーストを塗工し、乾燥させることにより、ガラスリブ前駆体層を形成した後、前記ガラスリブ前駆体層上に請求項１、２又は３記載のガラスペースト組成物を所定のパターンを印刷し、乾燥させる工程、
加熱によって硬化させた後、サンドブラストにより前記ガラスリブ前駆体に凹型形状を形成させる工程、及び、
前記ガラスリブ前駆体を加熱して脱脂・焼成する工程
を有することを特徴とするプラズマディスプレイパネルの製造方法。
【請求項１】
プラズマディスプレイの製造に用いるガラスペースト組成物であって、
水酸基を有する（メタ）アクリルモノマーに由来するセグメントとシラン変性（メタ）アクリルモノマーに由来するセグメントとを有する（メタ）アクリル共重合体、ガラス微粒子及び高沸点溶剤を含有し、
前記（メタ）アクリル共重合体は、水酸基を有する（メタ）アクリルモノマーに由来するセグメントを６５〜９５重量％、シラン変性（メタ）アクリルモノマーに由来するセグメントを０．１〜１０重量％含有する
ことを特徴とするガラスペースト組成物。
【請求項２】
高沸点溶剤は、比重が１．０以上１．３５未満であることを特徴とする請求項１記載のガラスペースト組成物。
【請求項３】
高沸点溶剤は、誘電率が２５以上であることを特徴とする請求項１又は２記載のガラスペースト組成物。
【請求項４】
ガラスペーストを塗工し、乾燥させることにより、ガラスリブ前駆体層を形成した後、前記ガラスリブ前駆体層上に請求項１、２又は３記載のガラスペースト組成物を所定のパターンを印刷し、乾燥させる工程、
加熱によって硬化させた後、サンドブラストにより前記ガラスリブ前駆体に凹型形状を形成させる工程、及び、
前記ガラスリブ前駆体を加熱して脱脂・焼成する工程
を有することを特徴とするプラズマディスプレイパネルの製造方法。
【公開番号】特開２００９−１０８２０１（Ｐ２００９−１０８２０１Ａ）
【公開日】平成２１年５月２１日（２００９．５．２１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−２８２２８５（Ｐ２００７−２８２２８５）
【出願日】平成１９年１０月３０日（２００７．１０．３０）
【出願人】（０００００２１７４）積水化学工業株式会社 (5,781)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年５月２１日（２００９．５．２１）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年１０月３０日（２００７．１０．３０）
【出願人】（０００００２１７４）積水化学工業株式会社 (5,781)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]