マスキングインク用ガラス組成物、マスキングインク、フィルタ基板とその製造方法、及びディスプレイ装置
【課題】マスキング層の厚さを薄くしても、十分な吸光度や光遮蔽性を得ることができるマスキングインク用ガラス組成物とマスキングインクを提供する。
【解決手段】ガラス組成物は、下記成分基準のモル％表示で、１８〜５５％のＳｉＯ2、１〜３０％のＺｎＯ、１〜３０％のＢ2Ｏ3、０〜１０％のＢｉ2Ｏ3、８〜２５％のＬｉ2Ｏ、Ｎａ2Ｏ、及びＫ2Ｏから選ばれる少なくとも１種、０〜１０％のＣｕＯ、０〜８％のＡｌ2Ｏ3、０〜３％のＺｒＯ2、ＳｎＯ2、及びＣｅＯ2から選ばれる少なくとも１種、１％以下のＦｅ2Ｏ3、及び０．５％未満のＴｉＯ2から本質的になる。マスキングインクは、ガラス組成物４０〜８０質量％と耐熱顔料２０〜４０質量％と耐火物フィラー０〜３０質量％とを含有する固形成分組成物を、ビヒクルに混合・分散させてなり、マスキング層４の形成に用いられる。
【解決手段】ガラス組成物は、下記成分基準のモル％表示で、１８〜５５％のＳｉＯ2、１〜３０％のＺｎＯ、１〜３０％のＢ2Ｏ3、０〜１０％のＢｉ2Ｏ3、８〜２５％のＬｉ2Ｏ、Ｎａ2Ｏ、及びＫ2Ｏから選ばれる少なくとも１種、０〜１０％のＣｕＯ、０〜８％のＡｌ2Ｏ3、０〜３％のＺｒＯ2、ＳｎＯ2、及びＣｅＯ2から選ばれる少なくとも１種、１％以下のＦｅ2Ｏ3、及び０．５％未満のＴｉＯ2から本質的になる。マスキングインクは、ガラス組成物４０〜８０質量％と耐熱顔料２０〜４０質量％と耐火物フィラー０〜３０質量％とを含有する固形成分組成物を、ビヒクルに混合・分散させてなり、マスキング層４の形成に用いられる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はマスキングインク用ガラス組成物、マスキングインク、フィルタ基板とその製造方法、及びディスプレイ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶表示装置（ＬＣＤ）、プラズマディスプレイパネル（ＰＤＰ）、有機ＥＬディスプレイ（Ｏｒｇａｎｉｃ Ｅｌｅｃｔｒｏ−Ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ Ｄｉｓｐｌａｙ：ＯＥＬＤ）等のフラットパネルディスプレイ装置（ＦＰＤ）においては、表示パネルの前面に衝撃破損防止機能、外光反射防止機能、電磁波遮蔽機能、近赤外線遮蔽機能、色調補正機能、耐擦傷性機能等を目的とした前面フィルタが用いられている。そこで、このような機能を持つフィルタ基板（ガラス基板の片面もしくは両面にフィルタ膜を設けた基板）やその製造方法が提案されている（特許文献１参照）。
【０００３】
ＦＰＤに組み入れられる表示パネルは、通常、駆動のための電極がパネル周縁部に形成されており、ＦＰＤの外観の意匠性からパネル外周部を隠蔽する必要がある。このため、従来は黒色の樹脂板材等を表示パネルの前面外周部に設けていたが、パネル前面部に段差が生じて意匠性を損ねていた。意匠性の向上のために、フィルタ基板の周囲に可視光線遮蔽用のマスキング層を形成した基板が提案されている（特許文献２参照）。マスキング層は顔料を含んだ低融点ガラスをフィルタ基板に焼付けることより形成される。マスキング層の可視光波長域での吸光度は３．０以上であることが好ましい。
【０００４】
近年、さらなる意匠性の向上のために、マスキング層の一部にくりぬき印刷を施すと共に、フィルタ基板の背面側に光源を設け、ロゴ表示等を実現することが求められている。このような点に対し、生産性よく精細なパターンを得るためには、線径が小さく、メッシュ数が多いメッシュを用いてスクリーン印刷することが適当である。スクリーンは２００メッシュよりメッシュ数が多いことが望まれるが、このような細かいメッシュを用いてスクリーン印刷した場合には、形成されるマスキング層の焼付け後の膜厚は１５μｍ以下というように薄くなってしまう。
【０００５】
特許文献２において、マスキング層の厚さが１３μｍの場合には、吸光度は２．５となっている。このようなマスキング層では十分な性能を得ることができない。また、フィルタ基板のマスキング層を形成した面側にフィルタ用のフィルムを貼り付ける際に、マスキング層の厚さが薄いほど、マスキング層とガラス基板との段差部分に気泡が生じにくいため、良好な外観を得ることができる。さらに、追従性の悪いフィルムでも気泡を生じさせることなく使用することが可能になる。このため、薄くても十分な遮光性を確保することが可能なマスキング層やその形成材料が求められている。
【０００６】
ガラス板に着色層を形成する材料としては、黒色系低融点ガラス粉末及び無機顔料からなる固形成分粉末と有機ビヒクルとを含有するセラミックカラー組成物が知られている（特許文献３参照）。黒色系低融点ガラス粉末はＣｕＯ、Ｃｒ2Ｏ3、Ｆｅ2Ｏ3等のガラス着色成分をガラス組成に導入することによって、低融点ガラス自体を黒色化したものである。黒色系低融点ガラス粉末を含むセラミックカラー組成物によれば、セラミックカラー焼付け膜を薄膜化することができる。しかしながら、これをＦＰＤ用のマスキング層に適用しようとすると、ガラス着色では吸光度等が不十分となる。
【０００７】
例えば、ガラス組成にＣｒ2Ｏ3やＦｅ2Ｏ3を導入したセラミックカラー組成物においては、ガラス自体が褐色に着色する反面、焼成時の焼結性が低下するため、無機顔料の発色を損ねることになる。このようなセラミックカラー組成物を用いて形成したマスキング層では、十分な吸光度や光遮蔽性を得ることができない。ＦＰＤ用のマスキング層を形成するにあたっては、無機顔料の発色を損ねないようなガラス組成に調整し、無機顔料を十分に発色させて光遮蔽性を高めることが重要となる。
【０００８】
また、特許文献４には低い温度でガラス基板に焼付けることが可能な無鉛セラミックカラー組成物が記載されている。しかしながら、特許文献４に記載されたセラミックカラー組成物は、ガラス粉末が比較的多くのＴｉＯ2を必須成分として含有しているため、焼付け時に結晶化しやすく、焼結性が低いために無機顔料の発色が低下しやすい。このようなセラミックカラー組成物では、ＦＰＤ用のマスキング層に求められる厚さ（例えば１５μｍ以下）で十分な吸光度や光遮蔽性を得ることは難しい。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００３−２１５３０４号公報
【特許文献２】特開２００２−０９１３２６号公報
【特許文献３】特開平１１−２２８１７７号公報
【特許文献４】特開２００５−０８９２８５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明の目的は、マスキング層の厚さを薄くした場合においても、十分な吸光度や光遮蔽性を再現性よく得ることを可能にしたマスキングインク用ガラス組成物とマスキングインク、またそのようなマスキングインクを用いることによって、意匠性や信頼性等を向上させたフィルタ基板とその製造方法、さらにそのようなフィルタ基板を用いたディスプレイ装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の態様に係るマスキングインク用ガラス組成物は、下記成分基準のモル％表示で、１８〜５５％のＳｉＯ2、１〜３０％のＺｎＯ、１〜３０％のＢ2Ｏ3、０〜１０％のＢｉ2Ｏ3、８〜２５％のＬｉ2Ｏ、Ｎａ2Ｏ、及びＫ2Ｏから選ばれる少なくとも１種、０〜１０％のＣｕＯ、０〜８％のＡｌ2Ｏ3、０〜３％のＺｒＯ2、ＳｎＯ2、及びＣｅＯ2から選ばれる少なくとも１種、１％以下のＦｅ2Ｏ3、及び０．５％未満のＴｉＯ2から本質的になることを特徴としている。
【００１２】
本発明の態様に係るマスキングインクは、本発明の態様に係るマスキングインク用ガラス組成物４０〜８０質量％と、耐熱顔料２０〜４０質量％と、耐火物フィラー０〜３０質量％とを含有する固形成分組成物を、ビヒクルに混合・分散させてなることを特徴としている。
【００１３】
本発明の態様に係るフィルタ基板は、ガラス基板と、前記ガラス基板の少なくとも一方の表面に設けられたフィルタ膜と、前記ガラス基板の周囲の少なくとも一部に形成されたマスキング層とを具備するフィルタ基板において、前記マスキング層は本発明の態様に係るマスキングインクの焼付け層からなることを特徴としている。
【００１４】
本発明の態様に係るフィルタ基板の製造方法は、ガラス基板と、前記ガラス基板の少なくとも一方の表面に設けられたフィルタ膜と、前記ガラス基板の周囲の少なくとも一部に形成されたマスキング層とを具備するフィルタ基板の製造方法であって、前記ガラス基板の周囲の少なくとも一部に本発明の態様に係るマスキングインクを塗布する工程と、前記マスキングインクの塗布層を焼成し、前記マスキング層として前記マスキングインクの焼付け層を形成する工程とを具備することを特徴としている。
【００１５】
本発明の態様に係るディスプレイ装置は、表示パネルと、前記表示パネルの前面に配置された、本発明の態様に係るフィルタ基板とを具備することを特徴としている。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の態様に係るマスキングインク用ガラス組成物及びマスキングインクによれば、マスキング層の厚さを薄くした場合においても十分な吸光度や光遮蔽性を再現性よく得ることができる。従って、そのようなマスキング用インクを使用することによって、フィルタ基板やディスプレイ装置の意匠性や信頼性等を向上させることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の実施形態によるフィルタ基板を示す断面図である。
【図２】図１に示すフィルタ基板の裏面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明を実施するための形態について説明する。図１は本発明の実施形態によるフィルタ基板の構成を示す断面図、図２は図１に示すフィルタ基板の裏面図である。図２では裏面側のフィルタ膜の図示を省略している。図１に示すフィルタ基板１はガラス基板２を備えている。フィルタ基板１を構成するガラス基板２としては、ソーダライムガラス基板が好適である。ガラス基板２の板厚は１〜３ｍｍの範囲であることが好ましい。
【００１９】
ガラス基板２は透過率が高く、着色が少ないことが望ましい。典型的には、１．８ｍｍの厚さで、可視光透過率Ｔｖが９０．１５％、可視光反射率Ｒｖが８．１８％、ヘイズ（濁度）が０．０６％、ｘｙ色度座標における色度値がｘ＝０．３０７、ｙ＝０．３１４のガラス基板２が例示される。ガラス基板２の外周は所定の形状に切断されており、さらに外周部は面取り加工されていることが好ましい。
【００２０】
フィルタ基板１はガラス基板２の少なくとも一方の表面に設けられたフィルタ膜を備えている。図１はガラス基板２の表面２ａ及び裏面２ｂにフィルタ膜３Ａ、３Ｂをそれぞれ設けたフィルタ基板１を示している。フィルタ膜３Ａ、３Ｂは、フィルタ基板１を適用する用途に応じて適宜に選択されるものである。フィルタ膜３Ａ、３Ｂの具体例としては、衝撃破損防止膜、外光反射防止膜、電磁波遮蔽膜、近赤外線遮蔽膜、色調補正膜、耐擦傷性膜等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。
【００２１】
フィルタ膜３Ａ、３Ｂは、例えば各種の機能を有する樹脂膜をガラス基板２の表面に貼り付けることにより形成される。フィルタ膜３Ａ、３Ｂの形成方法としては、蒸着法、スパッタ法、ＣＶＤ法等の薄膜形成法を適用してもよい。この場合、フィルタ膜３Ａ、３Ｂを構成する各種の機能膜（薄膜）は、ガラス基板２の表面に薄膜形成法を適用して形成される。フィルタ膜３Ａ、３Ｂの構成材料は各種公知のものを適用することができ、また厚さや形状等も用途に応じて適宜に選択されるものである。
【００２２】
この実施形態のフィルタ基板１は、ＬＣＤ、ＰＤＰ、ＯＥＬＤ等のＦＰＤに組み入れられる表示パネルの前面に配置されるものであり、これによりＬＣＤ、ＰＤＰ、ＯＥＬＤ等のディスプレイ装置が構成される。この実施形態のディスプレイ装置は、表示パネルとその前面に配置されたフィルタ基板１とを具備している。なお、表示パネルの構成は特に限定されるものではなく、各種公知の構造を適用することができる。
【００２３】
ＦＰＤに組み入れられる表示パネルは、通常、駆動のための電極等がパネル周縁部に形成されている。このような電極等を隠蔽するために、フィルタ基板１を構成するガラス基板２の周囲にはマスキング層４が設けられている。図１に示すフィルタ基板１は、ガラス基板２の裏面２ｂの外縁部に全周にわたって形成されたマスキング層４を有している。マスキング層４はガラス基板２の外縁部の少なくとも一部に形成されていればよい。
【００２４】
マスキング層４は、ガラス組成物と耐熱顔料とを含有し、さらに必要に応じて耐火物フィラーを含有する固形成分組成物を、ビヒクルに混合・分散させてなるマスキングインクを用いて形成される。具体的には、ガラス基板２の周囲にマスキングインクを塗布し、この塗布層を焼成して耐熱顔料（及び耐火物フィラー）をガラス組成物と共に焼付けることによって、ガラス基板２の所定部位にマスキング層４を形成する。マスキングインクの塗布には、スクリーン印刷を適用することが好ましい。
【００２５】
ここで、フィルタ基板１のマスキング層４が形成された面にもフィルタ膜３Ｂを設ける場合には、フィルタ膜３Ｂを構成する樹脂フィルム（ＰＥＴフィルム等）を、その一部がマスキング層４と重なるように、ガラス基板２の裏面２ｂに貼り合わせることが好ましい。この際に、マスキング層４の厚さが厚いと、ガラス基板２とマスキング層４との段差部分に対する樹脂フィルムの追従性が低下し、段差部分に気泡が生じるおそれがある。特に、追従性の悪い樹脂フィルムの場合には、段差部分に気泡が生じやすくなる。段差部分に生じた気泡は、フィルタ基板１やそれを用いたディスプレイ装置の外観を低下させる要因となる。
【００２６】
さらに、フィルタ基板１を用いたディスプレイ装置の意匠性を向上させるために、マスキング層４にはその一部をくり抜いたくり抜きパターン５が形成されることがある。図２に示すフィルタ基板１のマスキング層４はくり抜きパターン５を有している。くり抜きパターン５は、フィルタ基板１の背面側に設けられた光源から光が照射され、くり抜きパターン５に応じた文字や図形等を表示するものである。くり抜きパターン５を有するマスキング層４を形成するにあたっては、マスキングインクを細かいメッシュ（線径が小さく、メッシュ数が多いメッシュ）を用いてスクリーン印刷することが好ましい。
【００２７】
上述したスクリーン印刷を適用してマスキングインクを印刷した場合、マスキング層４の膜厚は薄くなり、例えば焼付け後の膜厚は１５μｍ以下というように薄くなる。このため、膜厚が１５μｍ以下のマスキング層４で十分な吸光度を得ることが好ましい。さらに、マスキング層４のくり抜きパターン５は背面側から照明されるため、マスキング層４で照明光を十分に遮蔽することが好ましい。具体的には、マスキング層４の吸光度だけでなく、黒色度等を高めて光遮蔽性を向上させることが好ましい。マスキング層４による光遮蔽性が不十分であると、くり抜きパターン５による文字や図形等の表示性が低下する。
【００２８】
この実施形態のマスキングインクにおいては、耐熱顔料（黒色顔料等）の発色を妨げることがなく、十分な吸光度や光遮蔽性（黒色度等）を得ることが可能なガラス組成物として、下記の成分基準のモル％表示で、１８〜５５％のＳｉＯ2、１〜３０％のＺｎＯ、１〜３０％のＢ2Ｏ3、０〜１０％のＢｉ2Ｏ3、８〜２５％のＬｉ2Ｏ、Ｎａ2Ｏ、及びＫ2Ｏから選ばれる少なくとも１種、０〜１０％のＣｕＯ、０〜８％のＡｌ2Ｏ3、０〜３％のＺｒＯ2、ＳｎＯ2、及びＣｅＯ2から選ばれる少なくとも１種、１％以下（０％を含む）のＦｅ2Ｏ3、及び０．５％未満（０％を含む）のＴｉＯ2から本質的になるガラス組成物を適用している。このガラス組成物は実質的に鉛を含むことなく、ガラス基板２への焼付けを可能にしたものである。実質的に鉛を含むことなくとは、Ｐｂ2Ｏ3成分基準のモル％表示での含有量が、０．３モル％以下であることを意味する。
【００２９】
上述したガラス組成物は焼結性に優れるため、マスキング層４の膜厚を例えば１５μｍ以下と薄くした場合においても耐熱顔料の発色を損なうことがない。すなわち、膜厚が薄いマスキング層４で良好な吸光度や光遮蔽性を得ることが可能となる。従って、フィルタ膜３Ｂの一部をマスキング層４と重なるように貼り合わせる場合においても、マスキング層４の機能を維持しつつ、ガラス基板２とマスキング層４との段差部分に起因する気泡の発生を抑制することができる。さらに、マスキング層４にくり抜きパターン５を形成する際に、パターン精度の向上と光遮蔽性とを両立させることができるため、くり抜きパターン５による表示精度等を高めることができる。以下にガラス組成について詳述する。
【００３０】
この実施形態のマスキングインク用ガラス組成物において、ＳｉＯ2はガラスの網目を形成する成分であって、ガラスの安定性を向上させる成分である。また、ＳｉＯ2はマスキング層４の化学耐久性を確保する上で必須の成分である。ＳｉＯ2の含有量が５５モル％を超えるとガラスの軟化点（Ｔｓ）が高くなり、焼付け時の焼結性が低下する。このため、マスキングインクに添加した耐熱顔料の発色が悪くなり、マスキング層４の吸光度や光遮蔽性が不十分になる。一方、ＳｉＯ2の含有量が１８モル％未満の場合には、マスキング層４の化学耐久性が低下する。マスキング層４の化学耐久性をさらに高める上で、ＳｉＯ2の含有量は４０モル％以上とすることがより好ましい。
【００３１】
ＺｎＯはガラスの軟化点を低下させ、焼付け時の焼結性を向上させる成分であり、耐熱顔料の発色を向上させてマスキング層４の吸光度や光遮蔽性を高める上で必須の成分である。ＺｎＯの含有量が１モル％未満であると焼付け時の焼結性が低下し、耐熱顔料を十分に発色させることができない。ＺｎＯの含有量は５モル％以上とすることがより好ましく、これにより焼結性及びそれに基づく耐熱顔料の発色性をさらに向上させることができる。一方、ＺｎＯの含有量が３０モル％を超えるとガラスの焼付け時に結晶化しやすくなり、焼結性が低下して耐熱顔料の発色が悪くなる。ＺｎＯの含有量は２０モル％以下することがさらに好ましく、これにより焼結性及びそれに基づく耐熱顔料の発色性を一層向上させることができる。
【００３２】
Ｂ2Ｏ3はＺｎＯと同様にガラスの軟化点を低下させ、焼付け時の焼結性を向上させる成分であり、耐熱顔料の発色を向上させてマスキング層４の吸光度や光遮蔽性を高める上で必須の成分である。Ｂ2Ｏ3の含有量が１モル％未満であると焼付け時の焼結性が低下し、耐熱顔料を十分に発色させることができない。Ｂ2Ｏ3の含有量は５モル％以上とすることがより好ましく、これにより焼結性及びそれに基づく耐熱顔料の発色性をさらに向上させることができる。一方、Ｂ2Ｏ3の含有量が３０モル％を超えるとマスキング層４の化学耐久性が低下する。マスキング層４の化学耐久性をさらに高める上で、Ｂ2Ｏ3の含有量は２０モル％以下とすることがより好ましい。
【００３３】
さらに、ガラスを焼付ける際の焼結性をより再現性よく向上させる上で、Ｂ2Ｏ3の含有量はＺｎＯの含有量に応じて適宜に調整することが好ましい。具体的には、ＺｎＯに対するＢ2Ｏ3のモル比（Ｂ2Ｏ3／ＺｎＯ比）を０．８３以上とすることが好ましい。Ｂ2Ｏ3／ＺｎＯ比が０．８３未満であると、ガラスの結晶化温度が低下しやすい。この場合には耐熱顔料の発色が不十分となり、マスキング層４の吸光度や光遮蔽性を十分に高めることができないおそれがある。一方、Ｂ2Ｏ3／ＺｎＯ比が高すぎると化学耐久性が低下するため、Ｂ2Ｏ3／ＺｎＯ比は１０以下とすることが好ましい。
【００３４】
Ｂｉ2Ｏ3はガラスの軟化点を低下させ、焼付け時の焼結性を向上させる成分であり、マスキング層４の吸光度や光遮蔽性を高める上で有用な成分である。Ｂｉ2Ｏ3を含有することで焼付け時の焼結性が向上し、耐熱顔料を十分に発色させることができるため好ましい。Ｂｉ2Ｏ3の含有量は３モル％以上とすることがより好ましく、これにより焼結性及び耐熱顔料の発色性をさらに向上させることができる。Ｂｉ2Ｏ3の含有量を増やすほどガラスの軟化点を低下させることができるものの、Ｂｉ2Ｏ3が高価な材料であることから、その含有量は焼結性を確保し得る範囲で少量とすることが好ましい。このため、Ｂｉ2Ｏ3の含有量は１０モル％以下とする。
【００３５】
Ｌｉ2Ｏ、Ｎａ2Ｏ、及びＫ2Ｏから選ばれる少なくとも１種は、ガラスの軟化点を低下させ、焼付け時の焼結性を向上させる成分であり、マスキング層４の吸光度や光遮蔽性を高める上で必須の成分である。Ｌｉ2Ｏ、Ｎａ2Ｏ、及びＫ2Ｏの合計含有量が２５モル％を超えると、ガラスの熱膨張係数が大きくなり、マスキング層４を形成したフィルタ基板１の強度が低下する。一方、上記成分の合計含有量が８モル％未満ではガラスの軟化点が高くなり、焼付け時の焼結性が低下しやすくなる。この場合、軟化点を低下させるためには高価なＢｉ2Ｏ3の含有量を増やす必要が生じ、ガラス組成物の製造コストが増加する。
【００３６】
マスキングインク用ガラス組成物は、上述した各成分（必須成分）のみでも、耐熱顔料の発色を向上させてマスキング層４の吸光度や光遮蔽性を高めることができる。この場合には、必須成分の合計含有量が実質的に１００モル％となるように調製される。さらに、ガラスの焼結性、安定性、化学耐久性等をさらに向上させたり、またガラスの酸化還元度等を調整するために、１０％モル％以下のＣｕＯ、８モル％以下のＡｌ2Ｏ3、３モル％以下のＺｒＯ2、ＳｎＯ2、及びＣｅＯ2から選ばれる少なくとも１種、及び０．５％未満のＴｉＯ2を含有させることができる。
【００３７】
ＣｕＯはガラスの軟化点を低下させ、焼付け時の焼結性を向上させる成分である。耐熱顔料の発色を向上させてマスキング層４の吸光度や光遮蔽性を向上させるために、ＣｕＯを１０モル％以下の範囲で含有させてもよい。ＣｕＯの含有量が１０モル％を超えるとガラスの安定性が低下すると共に、焼付け時の焼結性も低下する。さらに、ＣｕＯはガラスの着色を補助する成分としても機能する。このような点を考慮した場合、ＣｕＯは２〜８モル％の範囲で含有させることが好ましい。
【００３８】
Ａｌ2Ｏ3はガラスの安定性を向上させる目的で含有させてもよい。Ａｌ2Ｏ3の含有量が８モル％を超えるとガラスの軟化点が上昇するため、その含有量は８モル％以下とする。ＴｉＯ2はガラスの化学耐久性を向上させる目的で含有させてもよい。ただし、ＴｉＯ2の含有量が多いとガラスの焼付け時に結晶化しやすくなり、焼結性が低下して耐熱顔料の発色が悪くなる。このため、ＴｉＯ2の含有量は０．５モル％未満とする。ＺｒＯ2、ＳｎＯ2、及びＣｅＯ2から選ばれる少なくとも１種は、ガラスの安定化やガラスの酸化還元度の調整目的で含有させてもよい。これらの合計含有量が３モル％を超えるとガラスの軟化点が高くなるため、その含有量は合計量で３モル％以下とする。
【００３９】
この実施形態のガラス組成物は、典型的には上記した必須成分及び任意成分から本質的になり、各成分の合計含有量が実質的に１００モル％となるように調製される。なお、場合によっては本発明の目的を損なわない範囲で、その他の成分を含有していてもよい。その場合のその他の成分の含有量は合計で１５モル％以下とすることが好ましく、より好ましくは１０モル％以下、典型的には５モル％以下である。
【００４０】
例えば、ガラスの耐酸性を向上させるために、５モル％以下のＬａ2Ｏ3を含有してもよい。Ｌａ2Ｏ3の含有量が５モル％を超えるとガラスの軟化点が高くなる。ガラスの軟化点をさらに低下させたい場合、５モル％以下のＰ2Ｏ5や５モル％以下のＶ2Ｏ5を含有してもよい。Ｐ2Ｏ5の含有量が５モル％を超えるとガラス熔解時に失透しやすくなる。Ｖ2Ｏ5の含有量が５モル％を超えると耐酸性が低下する。耐酸性をより向上させたい場合には、Ｆ及びＣｌから選ばれる少なくとも１種を５モル％以下の範囲で含有してもよい。
【００４１】
なお、ＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯ、及びＢａＯは、軟化点の低下がほとんど期待できないだけでなく、熱膨張係数を大きくするおそれがあると共に、耐酸性を悪化させるおそれもあるため、これらは含有しないことが好ましい。Ｆｅ2Ｏ3はガラスを着色する代表的な成分であるが、焼付け時の焼結性を阻害するため、ガラス組成物には含有させないことが好ましく、含有量は１モル％以下である。Ｃｒ2Ｏ3も同様であり、ガラス組成物には含有させないことが好ましい。Ｃｒ2Ｏ3が不純物等としてガラス組成物に含まれることがあるが、そのような場合でもＣｒ2Ｏ3の含有量は１質量％以下とすることが好ましい。
【００４２】
この実施形態で用いられるマスキングインクは、上述したガラス組成物４０〜８０質量％と耐熱顔料２０〜４０質量％とを含有する固形成分組成物、さらに必要に応じて耐火物フィラー０〜３０質量％を含有する固形成分組成物を、ビヒクルに混合・分散させてなるものである。このようなマスキングインクを用いて、ガラス基板の周囲の一部、もしくは全周にマスキング層４を形成する。前記ガラス組成物は粉末であることが好ましく、マスキング層の厚さを１５μｍ以下とする場合、ガラス組成物からなる粉末（ガラス粉末）は粒径が１０μｍを超える粗粒を篩分け等で除去した粒度分布や平均粒径を有することが好ましい。
【００４３】
耐熱顔料は、マスキング層４を黒色に着色する場合にはＣｕ、Ｃｒ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、及びＭｎから選ばれる１種の金属の酸化物、又はこれら金属の複合酸化物を用いることが好ましい。黒色顔料の具体例としては、アサヒ化成工業社製のＣｕ−Ｃｒ−Ｍｎ系顔料（＃３７００）やＣｕ−Ｆｅ−Ｍｎ系顔料（＃３３００）、東罐マテリアル・テクノロジー社製のＣｕ−Ｃｒ系顔料（４２−３０２Ａ）、Ｆｅ−Ｍｎ系顔料（４２−３１３Ａ）、Ｍｎ−Ｃｏ−Ｃｕ−Ａｌ系顔料（４２−７１２Ａ）等が挙げられる。
【００４４】
マスキング層４は耐熱無機顔料を選択することにより黒色以外の色調に着色することも可能であるが、光遮蔽性を高める上で耐熱無機顔料として黒色無機顔料を用いることが好ましい。耐熱顔料は粉末であることが好ましく、耐熱顔料からなる粉末（耐熱顔料粉末）の質量平均粒子径Ｄ50は０．５〜５．０μｍの範囲であることが好ましい。耐熱顔料粉末の平均粒子径（Ｄ50）が０．５μｍ未満の場合には、マスキングインクへの分散性が低下し、マスキング層４に着色ムラ等が生じやすくなる。一方、耐熱顔料粉末の平均粒子径（Ｄ50）が５．０μｍを超えると着色性が低下しやすくなる。いずれの場合にも、マスキング層４によるマスキング性が悪化する。
【００４５】
マスキングインク中の固形成分組成物において、ガラス組成物の含有量は４０〜８０質量％の範囲、耐熱顔料の含有量は２０〜４０質量％の範囲とする。ガラス組成物の含有量が４０質量％未満であると、マスキングインクの焼付け性が低下する。ガラス組成物の含有量が８０質量％を超えると相対的に他の成分量が低下するため、マスキング層４の吸光度や光遮蔽性の低下、またガラス基板２の強度低下等が生じるおそれがある。また、耐熱顔料の含有量が２０質量％未満の場合には、マスキング層４に十分な吸光度や光遮蔽性を付与することができない。耐熱顔料の含有量が４０質量％を超えると焼付け性が低下したり、また界面が増加して黒色度等の着色度が不十分になるおそれがある。
【００４６】
マスキングインク用の固形成分組成物は、焼付け時の焼結性の調整、ガラス基板２に対するマスキング層４の熱膨張係数の整合、フィルタ基板１の強度低下の抑制等を目的として、耐火物フィラーを含有することができる。耐火物フィラーとしては、アルミナ、石英ガラス、β−ユークリプタイトやβ−スポジュメンに代表されるβ−石英結晶類、ムライト、ホウ酸アルミニウム、チタン酸アルミニウム、チタン酸カリウム、リン酸ジルコニウム、ジルコン、コージェライト、フォルステライト、ステアタイト、酸化マグネシウム、酸化亜鉛等の酸化物系フィラーが好適である。これら酸化物以外にも、シリコンのような金属、ホウ化チタニウムのようなホウ化物、窒化珪素のような窒化物、炭化珪素のような炭化物、珪化チタンのような珪化物等を使用することができる。
【００４７】
マスキングインク用の固形成分組成物において、耐火物フィラーの含有量は３０質量％以下とする。耐火物フィラーの含有量が３０質量％を超えると焼付け時に焼結性が低下し、マスキング層４の吸光度や光遮蔽性が不十分になる。ガラス基板２の強度、ガラス基板２及びガラス粉末の熱膨張係数等にもよるが、耐火物フィラーの含有量は８質量％以下とすることがより好ましい。耐火物フィラーは必要に応じて固形成分組成物に含有させるものであるが、その含有量は１質量％以上とすることが好ましい。なお、固形成分組成物はこれら以外の添加材を必要に応じて含有していてもよい。
【００４８】
マスキングインクは、上述したガラス組成物、耐熱顔料、及び必要に応じて耐火物フィラーを含有する固形成分組成物を、樹脂を溶剤に溶解して作製したビヒクルに混合・分散させて調製される。ビヒクルを構成する樹脂としては、メチルセルロース、エチルセルロース、カルボキシメチルセルロース等のセルロースエーテル類、ポリビニルブチラール等のポリビニルアセタール類、ポリメチル（メタ）アクリレート、ポリエチル（メタ）アクリレート等のポリ（メタ）アクリレート類等が好適に用いられる。溶剤は樹脂を溶解することができ、スクリーン印刷等による塗布時に適度な作業性をもつと共に、塗布後の後工程で乾燥することが可能なものであればよい。
【００４９】
ビヒクルに使用される溶剤の具体例としては、ターピネオール、２，２，４−トリメチル−１，３−ペンタンジオールモノイソブチレート等のアルコール類、ジエチレングリコールモノブチルエーテル、ジエチレングリコールモノブチルエーテルアセテート等のエチレングリコール類、プロピレングリコールブチルエーテル、プロピレングリコールアセテート等のプロピレングリコール類、クエン酸トリブチル、アセチルクエン酸トリブチル等のクエン酸エステル類、セバシン酸ジブチル等のセバシン酸エステル類、アジピン酸ジオクチル等のアジピン酸エステル類、フタル酸ジメチル、フタル酸ジエチル、フタル酸ジブチル等のフタル酸エステル類等が挙げられる。
【００５０】
マスキングインクは必要に応じてその他の添加物を含んでいてもよい。例えば、固形分に吸着して表面改質し、インクの粘度特性を調整する添加物、あるいはその他公知の添加物を含むことができる。上記した粘度調整用の添加物としては、水酸基を含む化合物類、アミン基を含む化合物類、リン酸、カルボン酸、スルホン酸等の酸基を含む化合物類、及びそのエステル類、中和塩類等の構造をもつ界面活性剤が例示される。
【００５１】
マスキング層４を形成するにあたっては、まず上述したマスキングインクをガラス基板２の周囲の一部又は全周に塗布する。マスキングインクは、例えばスクリーン印刷やグラビア印刷等の印刷法、あるいはディスペンサ等を用いた塗布法等を適用して塗布される。くり抜きパターン５を有するマスキング層４を形成する場合には、スクリーン印刷を適用することが好ましく、典型的には２２５〜２５０メッシュのポリエステルスクリーンを用いたスクリーン印刷を適用して塗布することが好ましい。
【００５２】
マスキングインクの塗布層はインク中の溶剤成分を乾燥させるために、例えば８０〜１４０℃の温度で５〜１５分程度加熱することが好ましい。そして、乾燥後の塗布層を例えば５５０〜６５０℃の温度で焼成し、インク中の樹脂成分を除去した後にガラス組成物を耐熱顔料や耐火物フィラーと共にガラス基板２に焼付ける。このようにして、ガラス基板２の所定部位にマスキングインクの焼付け層（実際にはマスキングインク中の固形成分組成物の焼付け層）からなるマスキング層４を形成する。フィルタ基板１はこのようなマスキング層４の形成工程を経て作製されるものである。
【００５３】
この実施形態のマスキングインクによれば、広い焼成温度域で安定した発色を得ることができるため、例えば厚さが１５μｍ以下のマスキング層４に十分な吸光度と光遮蔽性を付与することが可能となる。さらに、焼成温度、昇温速度、降温時の冷却条件等を調整して、焼成時の反りを制御することができる。フィルタ基板１には比較的板厚が薄いものが望まれているため、風冷強化や化学強化で板強度を強化するという手法には期待できない。この実施形態のマスキングインク及びそれを用いたフィルタ基板１によれば、マスキングインク中の耐火物フィラーの調整により必要な板強度は確保した上で、破損時の飛散防止フィルム等を添付することによって、安全なフィルタ基板１を得ることができる。
【００５４】
マスキング層４を有するフィルタ基板１は、前述したようにディスプレイ装置を構成する表示パネルの前面に貼り付ける等して使用される。マスキング層４は可視光線の遮蔽層として機能し、パネル周縁部に設けられた電極等を隠蔽するために用いられる。また、マスキング層４にくり抜きパターン５が形成されている場合には、フィルタ基板１の背面側に設けられた光源から光が照射され、くり抜きパターン５に応じた文字や図形等を表示する等して、ディスプレイ装置の意匠性を向上させることができる。
【００５５】
マスキング層４は、くり抜きパターン５の形成精度やフィルタ膜３Ｂの貼り付け性等を高める上で、その厚さを１５μｍ以下とすることが好ましい。マスキング層４の厚さは１０μｍ以上とすることが好ましい。このような厚さのマスキング層４で十分な吸光度と光遮蔽性を得ることができる。マスキング層４は可視光領域の吸光度が３．０以上であることが好ましい。厚さが１５μｍ以下で吸光度が十分なマスキング層４を有するフィルタ基板１によれば、フィルタ膜３Ｂの貼り付け時における気泡の発生を抑制することができると共に、高精細なくり抜きパターン５に基づいて良好な表示を実現することができる。従って、ディスプレイ装置の意匠性や信頼性を高めることが可能となる。
【実施例】
【００５６】
次に、本発明の具体的な実施例及びその評価結果について述べる。なお、以下の説明は本発明を限定するものではく、本発明の趣旨に沿った形での改変が可能である。
【００５７】
［ガラス組成物の作製］
まず、表１及び表２に示すガラス組成（モル％表示）となるように、各粉体原料を調合して混合した。各粉体原料において、ＳｉＯ2等の酸化物で入手可能な原料は酸化物を使用し、Ｌｉ2Ｏ等のアルカリ成分は炭酸化物を使用した。粉体原料の混合はＶミキサーを用いて実施した。表１に示すガラス組成は実施例に相当し、表２に示すガラス組成は比較例に相当する。次いで、各原料混合物を白金るつぼに充填し、電気炉中にて１１５０〜１４５０℃の温度で１時間加熱して溶融させた。溶融状態のガラスをステンレス製の水冷ロールを通過させて急冷することによって、それぞれ薄片状のガラスを成形した。
【００５８】
次に、ボールミルを用いて薄片状のガラスをそれぞれ粉砕した。具体的には、得られた薄片状のガラスを、２０ｍｍ径のアルミナボールと助剤として少量の水と共にアルミナポットに仕込み、約１２時間回転させることにより粉砕した。粉砕終了後に篩を通過させてアルミナボールを分離した。得られたガラス粉末を、気流分級機を通過させて粗粒を除去した。このようにして、１０μｍ以上の粗粒を除去したガラス粉末を得た。
【００５９】
得られたガラス粉末の平均粒径（Ｄ50）を測定した。また、得られたガラス粉末の熱特性を示差熱分析装置（ＤＴＡ）で測定し、転移点（Ｔｇ）、軟化点（Ｔｓ）、結晶化点（Ｔｃ）を検出した。さらに、得られたガラス粉末の一部を成形した後に５８０℃×１０分間の条件で焼成して焼結体を作製し、この焼成体を直径５ｍｍ、長さ２０ｍｍの円柱形に加工した。このような試料を用いて、熱膨張計で５０〜３５０℃における熱膨張曲線を測定し、平均線熱膨張係数α（単位：１０-7／℃）を算出した。これらの測定・検出結果を表１及び表２に併せて示す。
【００６０】
【表１】
【００６１】
【表２】
【００６２】
［マスキングインクの作製］
上述したガラス粉末（表１に示す試料Ｎｏ１〜１４と表２に示す試料Ｎｏ１５〜２６）とＣｕ−Ｃｒから構成される複合酸化物系耐熱黒色顔料粉末と耐火物フィラーとを表３〜表６に示す割合で混合することによって、それぞれマスキングインクの固形成分を調製した。これら各固形成分に、予めエチルセルロースとポリビニルブチラールをターピネオールと２，２，４−トリメチル−１，３−ペンタンジオールモノイソブチレートの混合溶剤に溶解して作製した有機ビヒクルを添加し、さらに粘度調整のための溶剤を適宜添加して混合した。これらの混合物を、固形分の凝集をほぐして分散状態を良好にするために３本ロールミルで混練することによって、それぞれマスキングインクを作製した。
【００６３】
［マスキング層の形成］
上述したマスキングインクを用いて、ガラス基板上にマスキング層を形成した。すなわち、まず１．８ｍｍの厚さで、可視光透過率Ｔｖ＝９０．１５％、可視光反射率Ｒｖ＝８．１８％、ヘイズ（濁度）＝０．０６％、ｘｙ色度座標においてｘ＝０．３０７、ｙ＝０．３１４の透明なソーダライムガラスから１００ｍｍ角のガラス基板を切り出した。切り出したガラス基板の非スズ面、すなわちフロート製法にて製造されるガラスにおいてスズバスと接触しない面、いわゆるトップ面に、マスキングインクをスクリーン印刷した。スクリーン印刷は２２５メッシュのテトロンスクリーンを用いて実施し、基板中心部に９０ｍｍ角の正方形パターンを１層印刷した。これを１４０℃で１０分間乾燥させることによって、ガラス基板上にマスキングインクの乾燥膜を形成した。
【００６４】
次いで、マスキングインクの乾燥膜を有するガラス基板を、５５０℃、５８０℃、６１０℃の３水準にてコンベア炉を通過させ、マスキングインクの乾燥膜を焼成することによって、ガラス基板上にマスキング層を形成した。なお、実際の使用に際しては、ソーダライムガラス基板のスズ面、すなわちフロート製法にて製造されるガラスにおいてスズバスと接触する面に印刷しても差し支えない。むしろ、マスキング層の黒色度は向上する。具体的にはＬ値で１程度低減する。ただし、ここでは黒色度の評価には厳しい条件となる非スズ面にマスキングインクを印刷して評価を実施している。
【００６５】
このようにして得たマスキング層の特性等を以下のようにして測定・評価した。それらの結果を表３〜表６に併せて示す。まず、マスキング層が形成された部分とガラス基板の表面との段差について、触針式の表面形状測定装置（東京精密社製サーフコム）で表面形状を測定し、それに基づいてマスキング層の厚さを測定した。
【００６６】
マスキング層の色調については、分光測色計（ミノルタ社製ＣＭ−５０８ｄ）を用いてＬ値、ａ値、及びｂ値を測定した。マスキング層の色調は、マスキング層を形成した面とは反対側のガラス基板面からガラス基板越しにＳＣＩモードで測定した。Ｌ値、ａ値、及びｂ値はＪＩＳＺ８７２９にも採用されている表色系である。Ｌ値は明度を表す指標であり、Ｌ値が小さいということは色調が黒いことを示すものである。ここでは、５５０℃で焼成したマスキング層のＬ値について、３０を上回るものは十分な発色が得られていないと判断した。Ｌ値は２８以下であることがより好ましい。
【００６７】
マスキング層の可視光波長域の吸光度を、積分球付きの分光光度計（日立ハイテク社製Ｕ−４１００）を用いて測定した。吸光度が３を下回るものは十分なマスキング性を得られていないと判断した。可視光波長域の吸光度は４以上であることがより好ましい。
【００６８】
【表３】
【００６９】
【表４】
【００７０】
【表５】
【００７１】
【表６】
【００７２】
表３〜表６から明らかなように、各実施例のマスキングインクを用いて形成したマスキング層は、１５μｍ以下の厚さで十分な吸光度（可視光波長域の吸光度で３以上、さらには４以上）を有しており、さらに表色系のＬ値で３０以下の黒色度が得られていることが分かる。従って、このようなマスキング層を有するフィルタ基板を使用することによって、ディスプレイ装置の意匠性（例えばマスキング層のくり抜きパターンに基づく表示機能やその表示精度）等を向上させることが可能となる。
【産業上の利用可能性】
【００７３】
本発明のマスキングインク用ガラス組成物及びマスキングインクは、液晶テレビ、プラズマテレビ、モバイルディスプレイ等のディスプレイ装置のマスキング及び意匠性向上のために、前記ディスプレイ装置のフィルタのマスキング層に用いることができる。また、自動車用ガラスのマスキング層にも適用できる。
【符号の説明】
【００７４】
１…フィルタ基板、２…ガラス基板、３Ａ，３Ｂ…フィルタ膜、４…マスキング層、５…くり抜きパターン。
【技術分野】
【０００１】
本発明はマスキングインク用ガラス組成物、マスキングインク、フィルタ基板とその製造方法、及びディスプレイ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶表示装置（ＬＣＤ）、プラズマディスプレイパネル（ＰＤＰ）、有機ＥＬディスプレイ（Ｏｒｇａｎｉｃ Ｅｌｅｃｔｒｏ−Ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ Ｄｉｓｐｌａｙ：ＯＥＬＤ）等のフラットパネルディスプレイ装置（ＦＰＤ）においては、表示パネルの前面に衝撃破損防止機能、外光反射防止機能、電磁波遮蔽機能、近赤外線遮蔽機能、色調補正機能、耐擦傷性機能等を目的とした前面フィルタが用いられている。そこで、このような機能を持つフィルタ基板（ガラス基板の片面もしくは両面にフィルタ膜を設けた基板）やその製造方法が提案されている（特許文献１参照）。
【０００３】
ＦＰＤに組み入れられる表示パネルは、通常、駆動のための電極がパネル周縁部に形成されており、ＦＰＤの外観の意匠性からパネル外周部を隠蔽する必要がある。このため、従来は黒色の樹脂板材等を表示パネルの前面外周部に設けていたが、パネル前面部に段差が生じて意匠性を損ねていた。意匠性の向上のために、フィルタ基板の周囲に可視光線遮蔽用のマスキング層を形成した基板が提案されている（特許文献２参照）。マスキング層は顔料を含んだ低融点ガラスをフィルタ基板に焼付けることより形成される。マスキング層の可視光波長域での吸光度は３．０以上であることが好ましい。
【０００４】
近年、さらなる意匠性の向上のために、マスキング層の一部にくりぬき印刷を施すと共に、フィルタ基板の背面側に光源を設け、ロゴ表示等を実現することが求められている。このような点に対し、生産性よく精細なパターンを得るためには、線径が小さく、メッシュ数が多いメッシュを用いてスクリーン印刷することが適当である。スクリーンは２００メッシュよりメッシュ数が多いことが望まれるが、このような細かいメッシュを用いてスクリーン印刷した場合には、形成されるマスキング層の焼付け後の膜厚は１５μｍ以下というように薄くなってしまう。
【０００５】
特許文献２において、マスキング層の厚さが１３μｍの場合には、吸光度は２．５となっている。このようなマスキング層では十分な性能を得ることができない。また、フィルタ基板のマスキング層を形成した面側にフィルタ用のフィルムを貼り付ける際に、マスキング層の厚さが薄いほど、マスキング層とガラス基板との段差部分に気泡が生じにくいため、良好な外観を得ることができる。さらに、追従性の悪いフィルムでも気泡を生じさせることなく使用することが可能になる。このため、薄くても十分な遮光性を確保することが可能なマスキング層やその形成材料が求められている。
【０００６】
ガラス板に着色層を形成する材料としては、黒色系低融点ガラス粉末及び無機顔料からなる固形成分粉末と有機ビヒクルとを含有するセラミックカラー組成物が知られている（特許文献３参照）。黒色系低融点ガラス粉末はＣｕＯ、Ｃｒ2Ｏ3、Ｆｅ2Ｏ3等のガラス着色成分をガラス組成に導入することによって、低融点ガラス自体を黒色化したものである。黒色系低融点ガラス粉末を含むセラミックカラー組成物によれば、セラミックカラー焼付け膜を薄膜化することができる。しかしながら、これをＦＰＤ用のマスキング層に適用しようとすると、ガラス着色では吸光度等が不十分となる。
【０００７】
例えば、ガラス組成にＣｒ2Ｏ3やＦｅ2Ｏ3を導入したセラミックカラー組成物においては、ガラス自体が褐色に着色する反面、焼成時の焼結性が低下するため、無機顔料の発色を損ねることになる。このようなセラミックカラー組成物を用いて形成したマスキング層では、十分な吸光度や光遮蔽性を得ることができない。ＦＰＤ用のマスキング層を形成するにあたっては、無機顔料の発色を損ねないようなガラス組成に調整し、無機顔料を十分に発色させて光遮蔽性を高めることが重要となる。
【０００８】
また、特許文献４には低い温度でガラス基板に焼付けることが可能な無鉛セラミックカラー組成物が記載されている。しかしながら、特許文献４に記載されたセラミックカラー組成物は、ガラス粉末が比較的多くのＴｉＯ2を必須成分として含有しているため、焼付け時に結晶化しやすく、焼結性が低いために無機顔料の発色が低下しやすい。このようなセラミックカラー組成物では、ＦＰＤ用のマスキング層に求められる厚さ（例えば１５μｍ以下）で十分な吸光度や光遮蔽性を得ることは難しい。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００３−２１５３０４号公報
【特許文献２】特開２００２−０９１３２６号公報
【特許文献３】特開平１１−２２８１７７号公報
【特許文献４】特開２００５−０８９２８５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明の目的は、マスキング層の厚さを薄くした場合においても、十分な吸光度や光遮蔽性を再現性よく得ることを可能にしたマスキングインク用ガラス組成物とマスキングインク、またそのようなマスキングインクを用いることによって、意匠性や信頼性等を向上させたフィルタ基板とその製造方法、さらにそのようなフィルタ基板を用いたディスプレイ装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の態様に係るマスキングインク用ガラス組成物は、下記成分基準のモル％表示で、１８〜５５％のＳｉＯ2、１〜３０％のＺｎＯ、１〜３０％のＢ2Ｏ3、０〜１０％のＢｉ2Ｏ3、８〜２５％のＬｉ2Ｏ、Ｎａ2Ｏ、及びＫ2Ｏから選ばれる少なくとも１種、０〜１０％のＣｕＯ、０〜８％のＡｌ2Ｏ3、０〜３％のＺｒＯ2、ＳｎＯ2、及びＣｅＯ2から選ばれる少なくとも１種、１％以下のＦｅ2Ｏ3、及び０．５％未満のＴｉＯ2から本質的になることを特徴としている。
【００１２】
本発明の態様に係るマスキングインクは、本発明の態様に係るマスキングインク用ガラス組成物４０〜８０質量％と、耐熱顔料２０〜４０質量％と、耐火物フィラー０〜３０質量％とを含有する固形成分組成物を、ビヒクルに混合・分散させてなることを特徴としている。
【００１３】
本発明の態様に係るフィルタ基板は、ガラス基板と、前記ガラス基板の少なくとも一方の表面に設けられたフィルタ膜と、前記ガラス基板の周囲の少なくとも一部に形成されたマスキング層とを具備するフィルタ基板において、前記マスキング層は本発明の態様に係るマスキングインクの焼付け層からなることを特徴としている。
【００１４】
本発明の態様に係るフィルタ基板の製造方法は、ガラス基板と、前記ガラス基板の少なくとも一方の表面に設けられたフィルタ膜と、前記ガラス基板の周囲の少なくとも一部に形成されたマスキング層とを具備するフィルタ基板の製造方法であって、前記ガラス基板の周囲の少なくとも一部に本発明の態様に係るマスキングインクを塗布する工程と、前記マスキングインクの塗布層を焼成し、前記マスキング層として前記マスキングインクの焼付け層を形成する工程とを具備することを特徴としている。
【００１５】
本発明の態様に係るディスプレイ装置は、表示パネルと、前記表示パネルの前面に配置された、本発明の態様に係るフィルタ基板とを具備することを特徴としている。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の態様に係るマスキングインク用ガラス組成物及びマスキングインクによれば、マスキング層の厚さを薄くした場合においても十分な吸光度や光遮蔽性を再現性よく得ることができる。従って、そのようなマスキング用インクを使用することによって、フィルタ基板やディスプレイ装置の意匠性や信頼性等を向上させることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の実施形態によるフィルタ基板を示す断面図である。
【図２】図１に示すフィルタ基板の裏面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明を実施するための形態について説明する。図１は本発明の実施形態によるフィルタ基板の構成を示す断面図、図２は図１に示すフィルタ基板の裏面図である。図２では裏面側のフィルタ膜の図示を省略している。図１に示すフィルタ基板１はガラス基板２を備えている。フィルタ基板１を構成するガラス基板２としては、ソーダライムガラス基板が好適である。ガラス基板２の板厚は１〜３ｍｍの範囲であることが好ましい。
【００１９】
ガラス基板２は透過率が高く、着色が少ないことが望ましい。典型的には、１．８ｍｍの厚さで、可視光透過率Ｔｖが９０．１５％、可視光反射率Ｒｖが８．１８％、ヘイズ（濁度）が０．０６％、ｘｙ色度座標における色度値がｘ＝０．３０７、ｙ＝０．３１４のガラス基板２が例示される。ガラス基板２の外周は所定の形状に切断されており、さらに外周部は面取り加工されていることが好ましい。
【００２０】
フィルタ基板１はガラス基板２の少なくとも一方の表面に設けられたフィルタ膜を備えている。図１はガラス基板２の表面２ａ及び裏面２ｂにフィルタ膜３Ａ、３Ｂをそれぞれ設けたフィルタ基板１を示している。フィルタ膜３Ａ、３Ｂは、フィルタ基板１を適用する用途に応じて適宜に選択されるものである。フィルタ膜３Ａ、３Ｂの具体例としては、衝撃破損防止膜、外光反射防止膜、電磁波遮蔽膜、近赤外線遮蔽膜、色調補正膜、耐擦傷性膜等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。
【００２１】
フィルタ膜３Ａ、３Ｂは、例えば各種の機能を有する樹脂膜をガラス基板２の表面に貼り付けることにより形成される。フィルタ膜３Ａ、３Ｂの形成方法としては、蒸着法、スパッタ法、ＣＶＤ法等の薄膜形成法を適用してもよい。この場合、フィルタ膜３Ａ、３Ｂを構成する各種の機能膜（薄膜）は、ガラス基板２の表面に薄膜形成法を適用して形成される。フィルタ膜３Ａ、３Ｂの構成材料は各種公知のものを適用することができ、また厚さや形状等も用途に応じて適宜に選択されるものである。
【００２２】
この実施形態のフィルタ基板１は、ＬＣＤ、ＰＤＰ、ＯＥＬＤ等のＦＰＤに組み入れられる表示パネルの前面に配置されるものであり、これによりＬＣＤ、ＰＤＰ、ＯＥＬＤ等のディスプレイ装置が構成される。この実施形態のディスプレイ装置は、表示パネルとその前面に配置されたフィルタ基板１とを具備している。なお、表示パネルの構成は特に限定されるものではなく、各種公知の構造を適用することができる。
【００２３】
ＦＰＤに組み入れられる表示パネルは、通常、駆動のための電極等がパネル周縁部に形成されている。このような電極等を隠蔽するために、フィルタ基板１を構成するガラス基板２の周囲にはマスキング層４が設けられている。図１に示すフィルタ基板１は、ガラス基板２の裏面２ｂの外縁部に全周にわたって形成されたマスキング層４を有している。マスキング層４はガラス基板２の外縁部の少なくとも一部に形成されていればよい。
【００２４】
マスキング層４は、ガラス組成物と耐熱顔料とを含有し、さらに必要に応じて耐火物フィラーを含有する固形成分組成物を、ビヒクルに混合・分散させてなるマスキングインクを用いて形成される。具体的には、ガラス基板２の周囲にマスキングインクを塗布し、この塗布層を焼成して耐熱顔料（及び耐火物フィラー）をガラス組成物と共に焼付けることによって、ガラス基板２の所定部位にマスキング層４を形成する。マスキングインクの塗布には、スクリーン印刷を適用することが好ましい。
【００２５】
ここで、フィルタ基板１のマスキング層４が形成された面にもフィルタ膜３Ｂを設ける場合には、フィルタ膜３Ｂを構成する樹脂フィルム（ＰＥＴフィルム等）を、その一部がマスキング層４と重なるように、ガラス基板２の裏面２ｂに貼り合わせることが好ましい。この際に、マスキング層４の厚さが厚いと、ガラス基板２とマスキング層４との段差部分に対する樹脂フィルムの追従性が低下し、段差部分に気泡が生じるおそれがある。特に、追従性の悪い樹脂フィルムの場合には、段差部分に気泡が生じやすくなる。段差部分に生じた気泡は、フィルタ基板１やそれを用いたディスプレイ装置の外観を低下させる要因となる。
【００２６】
さらに、フィルタ基板１を用いたディスプレイ装置の意匠性を向上させるために、マスキング層４にはその一部をくり抜いたくり抜きパターン５が形成されることがある。図２に示すフィルタ基板１のマスキング層４はくり抜きパターン５を有している。くり抜きパターン５は、フィルタ基板１の背面側に設けられた光源から光が照射され、くり抜きパターン５に応じた文字や図形等を表示するものである。くり抜きパターン５を有するマスキング層４を形成するにあたっては、マスキングインクを細かいメッシュ（線径が小さく、メッシュ数が多いメッシュ）を用いてスクリーン印刷することが好ましい。
【００２７】
上述したスクリーン印刷を適用してマスキングインクを印刷した場合、マスキング層４の膜厚は薄くなり、例えば焼付け後の膜厚は１５μｍ以下というように薄くなる。このため、膜厚が１５μｍ以下のマスキング層４で十分な吸光度を得ることが好ましい。さらに、マスキング層４のくり抜きパターン５は背面側から照明されるため、マスキング層４で照明光を十分に遮蔽することが好ましい。具体的には、マスキング層４の吸光度だけでなく、黒色度等を高めて光遮蔽性を向上させることが好ましい。マスキング層４による光遮蔽性が不十分であると、くり抜きパターン５による文字や図形等の表示性が低下する。
【００２８】
この実施形態のマスキングインクにおいては、耐熱顔料（黒色顔料等）の発色を妨げることがなく、十分な吸光度や光遮蔽性（黒色度等）を得ることが可能なガラス組成物として、下記の成分基準のモル％表示で、１８〜５５％のＳｉＯ2、１〜３０％のＺｎＯ、１〜３０％のＢ2Ｏ3、０〜１０％のＢｉ2Ｏ3、８〜２５％のＬｉ2Ｏ、Ｎａ2Ｏ、及びＫ2Ｏから選ばれる少なくとも１種、０〜１０％のＣｕＯ、０〜８％のＡｌ2Ｏ3、０〜３％のＺｒＯ2、ＳｎＯ2、及びＣｅＯ2から選ばれる少なくとも１種、１％以下（０％を含む）のＦｅ2Ｏ3、及び０．５％未満（０％を含む）のＴｉＯ2から本質的になるガラス組成物を適用している。このガラス組成物は実質的に鉛を含むことなく、ガラス基板２への焼付けを可能にしたものである。実質的に鉛を含むことなくとは、Ｐｂ2Ｏ3成分基準のモル％表示での含有量が、０．３モル％以下であることを意味する。
【００２９】
上述したガラス組成物は焼結性に優れるため、マスキング層４の膜厚を例えば１５μｍ以下と薄くした場合においても耐熱顔料の発色を損なうことがない。すなわち、膜厚が薄いマスキング層４で良好な吸光度や光遮蔽性を得ることが可能となる。従って、フィルタ膜３Ｂの一部をマスキング層４と重なるように貼り合わせる場合においても、マスキング層４の機能を維持しつつ、ガラス基板２とマスキング層４との段差部分に起因する気泡の発生を抑制することができる。さらに、マスキング層４にくり抜きパターン５を形成する際に、パターン精度の向上と光遮蔽性とを両立させることができるため、くり抜きパターン５による表示精度等を高めることができる。以下にガラス組成について詳述する。
【００３０】
この実施形態のマスキングインク用ガラス組成物において、ＳｉＯ2はガラスの網目を形成する成分であって、ガラスの安定性を向上させる成分である。また、ＳｉＯ2はマスキング層４の化学耐久性を確保する上で必須の成分である。ＳｉＯ2の含有量が５５モル％を超えるとガラスの軟化点（Ｔｓ）が高くなり、焼付け時の焼結性が低下する。このため、マスキングインクに添加した耐熱顔料の発色が悪くなり、マスキング層４の吸光度や光遮蔽性が不十分になる。一方、ＳｉＯ2の含有量が１８モル％未満の場合には、マスキング層４の化学耐久性が低下する。マスキング層４の化学耐久性をさらに高める上で、ＳｉＯ2の含有量は４０モル％以上とすることがより好ましい。
【００３１】
ＺｎＯはガラスの軟化点を低下させ、焼付け時の焼結性を向上させる成分であり、耐熱顔料の発色を向上させてマスキング層４の吸光度や光遮蔽性を高める上で必須の成分である。ＺｎＯの含有量が１モル％未満であると焼付け時の焼結性が低下し、耐熱顔料を十分に発色させることができない。ＺｎＯの含有量は５モル％以上とすることがより好ましく、これにより焼結性及びそれに基づく耐熱顔料の発色性をさらに向上させることができる。一方、ＺｎＯの含有量が３０モル％を超えるとガラスの焼付け時に結晶化しやすくなり、焼結性が低下して耐熱顔料の発色が悪くなる。ＺｎＯの含有量は２０モル％以下することがさらに好ましく、これにより焼結性及びそれに基づく耐熱顔料の発色性を一層向上させることができる。
【００３２】
Ｂ2Ｏ3はＺｎＯと同様にガラスの軟化点を低下させ、焼付け時の焼結性を向上させる成分であり、耐熱顔料の発色を向上させてマスキング層４の吸光度や光遮蔽性を高める上で必須の成分である。Ｂ2Ｏ3の含有量が１モル％未満であると焼付け時の焼結性が低下し、耐熱顔料を十分に発色させることができない。Ｂ2Ｏ3の含有量は５モル％以上とすることがより好ましく、これにより焼結性及びそれに基づく耐熱顔料の発色性をさらに向上させることができる。一方、Ｂ2Ｏ3の含有量が３０モル％を超えるとマスキング層４の化学耐久性が低下する。マスキング層４の化学耐久性をさらに高める上で、Ｂ2Ｏ3の含有量は２０モル％以下とすることがより好ましい。
【００３３】
さらに、ガラスを焼付ける際の焼結性をより再現性よく向上させる上で、Ｂ2Ｏ3の含有量はＺｎＯの含有量に応じて適宜に調整することが好ましい。具体的には、ＺｎＯに対するＢ2Ｏ3のモル比（Ｂ2Ｏ3／ＺｎＯ比）を０．８３以上とすることが好ましい。Ｂ2Ｏ3／ＺｎＯ比が０．８３未満であると、ガラスの結晶化温度が低下しやすい。この場合には耐熱顔料の発色が不十分となり、マスキング層４の吸光度や光遮蔽性を十分に高めることができないおそれがある。一方、Ｂ2Ｏ3／ＺｎＯ比が高すぎると化学耐久性が低下するため、Ｂ2Ｏ3／ＺｎＯ比は１０以下とすることが好ましい。
【００３４】
Ｂｉ2Ｏ3はガラスの軟化点を低下させ、焼付け時の焼結性を向上させる成分であり、マスキング層４の吸光度や光遮蔽性を高める上で有用な成分である。Ｂｉ2Ｏ3を含有することで焼付け時の焼結性が向上し、耐熱顔料を十分に発色させることができるため好ましい。Ｂｉ2Ｏ3の含有量は３モル％以上とすることがより好ましく、これにより焼結性及び耐熱顔料の発色性をさらに向上させることができる。Ｂｉ2Ｏ3の含有量を増やすほどガラスの軟化点を低下させることができるものの、Ｂｉ2Ｏ3が高価な材料であることから、その含有量は焼結性を確保し得る範囲で少量とすることが好ましい。このため、Ｂｉ2Ｏ3の含有量は１０モル％以下とする。
【００３５】
Ｌｉ2Ｏ、Ｎａ2Ｏ、及びＫ2Ｏから選ばれる少なくとも１種は、ガラスの軟化点を低下させ、焼付け時の焼結性を向上させる成分であり、マスキング層４の吸光度や光遮蔽性を高める上で必須の成分である。Ｌｉ2Ｏ、Ｎａ2Ｏ、及びＫ2Ｏの合計含有量が２５モル％を超えると、ガラスの熱膨張係数が大きくなり、マスキング層４を形成したフィルタ基板１の強度が低下する。一方、上記成分の合計含有量が８モル％未満ではガラスの軟化点が高くなり、焼付け時の焼結性が低下しやすくなる。この場合、軟化点を低下させるためには高価なＢｉ2Ｏ3の含有量を増やす必要が生じ、ガラス組成物の製造コストが増加する。
【００３６】
マスキングインク用ガラス組成物は、上述した各成分（必須成分）のみでも、耐熱顔料の発色を向上させてマスキング層４の吸光度や光遮蔽性を高めることができる。この場合には、必須成分の合計含有量が実質的に１００モル％となるように調製される。さらに、ガラスの焼結性、安定性、化学耐久性等をさらに向上させたり、またガラスの酸化還元度等を調整するために、１０％モル％以下のＣｕＯ、８モル％以下のＡｌ2Ｏ3、３モル％以下のＺｒＯ2、ＳｎＯ2、及びＣｅＯ2から選ばれる少なくとも１種、及び０．５％未満のＴｉＯ2を含有させることができる。
【００３７】
ＣｕＯはガラスの軟化点を低下させ、焼付け時の焼結性を向上させる成分である。耐熱顔料の発色を向上させてマスキング層４の吸光度や光遮蔽性を向上させるために、ＣｕＯを１０モル％以下の範囲で含有させてもよい。ＣｕＯの含有量が１０モル％を超えるとガラスの安定性が低下すると共に、焼付け時の焼結性も低下する。さらに、ＣｕＯはガラスの着色を補助する成分としても機能する。このような点を考慮した場合、ＣｕＯは２〜８モル％の範囲で含有させることが好ましい。
【００３８】
Ａｌ2Ｏ3はガラスの安定性を向上させる目的で含有させてもよい。Ａｌ2Ｏ3の含有量が８モル％を超えるとガラスの軟化点が上昇するため、その含有量は８モル％以下とする。ＴｉＯ2はガラスの化学耐久性を向上させる目的で含有させてもよい。ただし、ＴｉＯ2の含有量が多いとガラスの焼付け時に結晶化しやすくなり、焼結性が低下して耐熱顔料の発色が悪くなる。このため、ＴｉＯ2の含有量は０．５モル％未満とする。ＺｒＯ2、ＳｎＯ2、及びＣｅＯ2から選ばれる少なくとも１種は、ガラスの安定化やガラスの酸化還元度の調整目的で含有させてもよい。これらの合計含有量が３モル％を超えるとガラスの軟化点が高くなるため、その含有量は合計量で３モル％以下とする。
【００３９】
この実施形態のガラス組成物は、典型的には上記した必須成分及び任意成分から本質的になり、各成分の合計含有量が実質的に１００モル％となるように調製される。なお、場合によっては本発明の目的を損なわない範囲で、その他の成分を含有していてもよい。その場合のその他の成分の含有量は合計で１５モル％以下とすることが好ましく、より好ましくは１０モル％以下、典型的には５モル％以下である。
【００４０】
例えば、ガラスの耐酸性を向上させるために、５モル％以下のＬａ2Ｏ3を含有してもよい。Ｌａ2Ｏ3の含有量が５モル％を超えるとガラスの軟化点が高くなる。ガラスの軟化点をさらに低下させたい場合、５モル％以下のＰ2Ｏ5や５モル％以下のＶ2Ｏ5を含有してもよい。Ｐ2Ｏ5の含有量が５モル％を超えるとガラス熔解時に失透しやすくなる。Ｖ2Ｏ5の含有量が５モル％を超えると耐酸性が低下する。耐酸性をより向上させたい場合には、Ｆ及びＣｌから選ばれる少なくとも１種を５モル％以下の範囲で含有してもよい。
【００４１】
なお、ＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯ、及びＢａＯは、軟化点の低下がほとんど期待できないだけでなく、熱膨張係数を大きくするおそれがあると共に、耐酸性を悪化させるおそれもあるため、これらは含有しないことが好ましい。Ｆｅ2Ｏ3はガラスを着色する代表的な成分であるが、焼付け時の焼結性を阻害するため、ガラス組成物には含有させないことが好ましく、含有量は１モル％以下である。Ｃｒ2Ｏ3も同様であり、ガラス組成物には含有させないことが好ましい。Ｃｒ2Ｏ3が不純物等としてガラス組成物に含まれることがあるが、そのような場合でもＣｒ2Ｏ3の含有量は１質量％以下とすることが好ましい。
【００４２】
この実施形態で用いられるマスキングインクは、上述したガラス組成物４０〜８０質量％と耐熱顔料２０〜４０質量％とを含有する固形成分組成物、さらに必要に応じて耐火物フィラー０〜３０質量％を含有する固形成分組成物を、ビヒクルに混合・分散させてなるものである。このようなマスキングインクを用いて、ガラス基板の周囲の一部、もしくは全周にマスキング層４を形成する。前記ガラス組成物は粉末であることが好ましく、マスキング層の厚さを１５μｍ以下とする場合、ガラス組成物からなる粉末（ガラス粉末）は粒径が１０μｍを超える粗粒を篩分け等で除去した粒度分布や平均粒径を有することが好ましい。
【００４３】
耐熱顔料は、マスキング層４を黒色に着色する場合にはＣｕ、Ｃｒ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、及びＭｎから選ばれる１種の金属の酸化物、又はこれら金属の複合酸化物を用いることが好ましい。黒色顔料の具体例としては、アサヒ化成工業社製のＣｕ−Ｃｒ−Ｍｎ系顔料（＃３７００）やＣｕ−Ｆｅ−Ｍｎ系顔料（＃３３００）、東罐マテリアル・テクノロジー社製のＣｕ−Ｃｒ系顔料（４２−３０２Ａ）、Ｆｅ−Ｍｎ系顔料（４２−３１３Ａ）、Ｍｎ−Ｃｏ−Ｃｕ−Ａｌ系顔料（４２−７１２Ａ）等が挙げられる。
【００４４】
マスキング層４は耐熱無機顔料を選択することにより黒色以外の色調に着色することも可能であるが、光遮蔽性を高める上で耐熱無機顔料として黒色無機顔料を用いることが好ましい。耐熱顔料は粉末であることが好ましく、耐熱顔料からなる粉末（耐熱顔料粉末）の質量平均粒子径Ｄ50は０．５〜５．０μｍの範囲であることが好ましい。耐熱顔料粉末の平均粒子径（Ｄ50）が０．５μｍ未満の場合には、マスキングインクへの分散性が低下し、マスキング層４に着色ムラ等が生じやすくなる。一方、耐熱顔料粉末の平均粒子径（Ｄ50）が５．０μｍを超えると着色性が低下しやすくなる。いずれの場合にも、マスキング層４によるマスキング性が悪化する。
【００４５】
マスキングインク中の固形成分組成物において、ガラス組成物の含有量は４０〜８０質量％の範囲、耐熱顔料の含有量は２０〜４０質量％の範囲とする。ガラス組成物の含有量が４０質量％未満であると、マスキングインクの焼付け性が低下する。ガラス組成物の含有量が８０質量％を超えると相対的に他の成分量が低下するため、マスキング層４の吸光度や光遮蔽性の低下、またガラス基板２の強度低下等が生じるおそれがある。また、耐熱顔料の含有量が２０質量％未満の場合には、マスキング層４に十分な吸光度や光遮蔽性を付与することができない。耐熱顔料の含有量が４０質量％を超えると焼付け性が低下したり、また界面が増加して黒色度等の着色度が不十分になるおそれがある。
【００４６】
マスキングインク用の固形成分組成物は、焼付け時の焼結性の調整、ガラス基板２に対するマスキング層４の熱膨張係数の整合、フィルタ基板１の強度低下の抑制等を目的として、耐火物フィラーを含有することができる。耐火物フィラーとしては、アルミナ、石英ガラス、β−ユークリプタイトやβ−スポジュメンに代表されるβ−石英結晶類、ムライト、ホウ酸アルミニウム、チタン酸アルミニウム、チタン酸カリウム、リン酸ジルコニウム、ジルコン、コージェライト、フォルステライト、ステアタイト、酸化マグネシウム、酸化亜鉛等の酸化物系フィラーが好適である。これら酸化物以外にも、シリコンのような金属、ホウ化チタニウムのようなホウ化物、窒化珪素のような窒化物、炭化珪素のような炭化物、珪化チタンのような珪化物等を使用することができる。
【００４７】
マスキングインク用の固形成分組成物において、耐火物フィラーの含有量は３０質量％以下とする。耐火物フィラーの含有量が３０質量％を超えると焼付け時に焼結性が低下し、マスキング層４の吸光度や光遮蔽性が不十分になる。ガラス基板２の強度、ガラス基板２及びガラス粉末の熱膨張係数等にもよるが、耐火物フィラーの含有量は８質量％以下とすることがより好ましい。耐火物フィラーは必要に応じて固形成分組成物に含有させるものであるが、その含有量は１質量％以上とすることが好ましい。なお、固形成分組成物はこれら以外の添加材を必要に応じて含有していてもよい。
【００４８】
マスキングインクは、上述したガラス組成物、耐熱顔料、及び必要に応じて耐火物フィラーを含有する固形成分組成物を、樹脂を溶剤に溶解して作製したビヒクルに混合・分散させて調製される。ビヒクルを構成する樹脂としては、メチルセルロース、エチルセルロース、カルボキシメチルセルロース等のセルロースエーテル類、ポリビニルブチラール等のポリビニルアセタール類、ポリメチル（メタ）アクリレート、ポリエチル（メタ）アクリレート等のポリ（メタ）アクリレート類等が好適に用いられる。溶剤は樹脂を溶解することができ、スクリーン印刷等による塗布時に適度な作業性をもつと共に、塗布後の後工程で乾燥することが可能なものであればよい。
【００４９】
ビヒクルに使用される溶剤の具体例としては、ターピネオール、２，２，４−トリメチル−１，３−ペンタンジオールモノイソブチレート等のアルコール類、ジエチレングリコールモノブチルエーテル、ジエチレングリコールモノブチルエーテルアセテート等のエチレングリコール類、プロピレングリコールブチルエーテル、プロピレングリコールアセテート等のプロピレングリコール類、クエン酸トリブチル、アセチルクエン酸トリブチル等のクエン酸エステル類、セバシン酸ジブチル等のセバシン酸エステル類、アジピン酸ジオクチル等のアジピン酸エステル類、フタル酸ジメチル、フタル酸ジエチル、フタル酸ジブチル等のフタル酸エステル類等が挙げられる。
【００５０】
マスキングインクは必要に応じてその他の添加物を含んでいてもよい。例えば、固形分に吸着して表面改質し、インクの粘度特性を調整する添加物、あるいはその他公知の添加物を含むことができる。上記した粘度調整用の添加物としては、水酸基を含む化合物類、アミン基を含む化合物類、リン酸、カルボン酸、スルホン酸等の酸基を含む化合物類、及びそのエステル類、中和塩類等の構造をもつ界面活性剤が例示される。
【００５１】
マスキング層４を形成するにあたっては、まず上述したマスキングインクをガラス基板２の周囲の一部又は全周に塗布する。マスキングインクは、例えばスクリーン印刷やグラビア印刷等の印刷法、あるいはディスペンサ等を用いた塗布法等を適用して塗布される。くり抜きパターン５を有するマスキング層４を形成する場合には、スクリーン印刷を適用することが好ましく、典型的には２２５〜２５０メッシュのポリエステルスクリーンを用いたスクリーン印刷を適用して塗布することが好ましい。
【００５２】
マスキングインクの塗布層はインク中の溶剤成分を乾燥させるために、例えば８０〜１４０℃の温度で５〜１５分程度加熱することが好ましい。そして、乾燥後の塗布層を例えば５５０〜６５０℃の温度で焼成し、インク中の樹脂成分を除去した後にガラス組成物を耐熱顔料や耐火物フィラーと共にガラス基板２に焼付ける。このようにして、ガラス基板２の所定部位にマスキングインクの焼付け層（実際にはマスキングインク中の固形成分組成物の焼付け層）からなるマスキング層４を形成する。フィルタ基板１はこのようなマスキング層４の形成工程を経て作製されるものである。
【００５３】
この実施形態のマスキングインクによれば、広い焼成温度域で安定した発色を得ることができるため、例えば厚さが１５μｍ以下のマスキング層４に十分な吸光度と光遮蔽性を付与することが可能となる。さらに、焼成温度、昇温速度、降温時の冷却条件等を調整して、焼成時の反りを制御することができる。フィルタ基板１には比較的板厚が薄いものが望まれているため、風冷強化や化学強化で板強度を強化するという手法には期待できない。この実施形態のマスキングインク及びそれを用いたフィルタ基板１によれば、マスキングインク中の耐火物フィラーの調整により必要な板強度は確保した上で、破損時の飛散防止フィルム等を添付することによって、安全なフィルタ基板１を得ることができる。
【００５４】
マスキング層４を有するフィルタ基板１は、前述したようにディスプレイ装置を構成する表示パネルの前面に貼り付ける等して使用される。マスキング層４は可視光線の遮蔽層として機能し、パネル周縁部に設けられた電極等を隠蔽するために用いられる。また、マスキング層４にくり抜きパターン５が形成されている場合には、フィルタ基板１の背面側に設けられた光源から光が照射され、くり抜きパターン５に応じた文字や図形等を表示する等して、ディスプレイ装置の意匠性を向上させることができる。
【００５５】
マスキング層４は、くり抜きパターン５の形成精度やフィルタ膜３Ｂの貼り付け性等を高める上で、その厚さを１５μｍ以下とすることが好ましい。マスキング層４の厚さは１０μｍ以上とすることが好ましい。このような厚さのマスキング層４で十分な吸光度と光遮蔽性を得ることができる。マスキング層４は可視光領域の吸光度が３．０以上であることが好ましい。厚さが１５μｍ以下で吸光度が十分なマスキング層４を有するフィルタ基板１によれば、フィルタ膜３Ｂの貼り付け時における気泡の発生を抑制することができると共に、高精細なくり抜きパターン５に基づいて良好な表示を実現することができる。従って、ディスプレイ装置の意匠性や信頼性を高めることが可能となる。
【実施例】
【００５６】
次に、本発明の具体的な実施例及びその評価結果について述べる。なお、以下の説明は本発明を限定するものではく、本発明の趣旨に沿った形での改変が可能である。
【００５７】
［ガラス組成物の作製］
まず、表１及び表２に示すガラス組成（モル％表示）となるように、各粉体原料を調合して混合した。各粉体原料において、ＳｉＯ2等の酸化物で入手可能な原料は酸化物を使用し、Ｌｉ2Ｏ等のアルカリ成分は炭酸化物を使用した。粉体原料の混合はＶミキサーを用いて実施した。表１に示すガラス組成は実施例に相当し、表２に示すガラス組成は比較例に相当する。次いで、各原料混合物を白金るつぼに充填し、電気炉中にて１１５０〜１４５０℃の温度で１時間加熱して溶融させた。溶融状態のガラスをステンレス製の水冷ロールを通過させて急冷することによって、それぞれ薄片状のガラスを成形した。
【００５８】
次に、ボールミルを用いて薄片状のガラスをそれぞれ粉砕した。具体的には、得られた薄片状のガラスを、２０ｍｍ径のアルミナボールと助剤として少量の水と共にアルミナポットに仕込み、約１２時間回転させることにより粉砕した。粉砕終了後に篩を通過させてアルミナボールを分離した。得られたガラス粉末を、気流分級機を通過させて粗粒を除去した。このようにして、１０μｍ以上の粗粒を除去したガラス粉末を得た。
【００５９】
得られたガラス粉末の平均粒径（Ｄ50）を測定した。また、得られたガラス粉末の熱特性を示差熱分析装置（ＤＴＡ）で測定し、転移点（Ｔｇ）、軟化点（Ｔｓ）、結晶化点（Ｔｃ）を検出した。さらに、得られたガラス粉末の一部を成形した後に５８０℃×１０分間の条件で焼成して焼結体を作製し、この焼成体を直径５ｍｍ、長さ２０ｍｍの円柱形に加工した。このような試料を用いて、熱膨張計で５０〜３５０℃における熱膨張曲線を測定し、平均線熱膨張係数α（単位：１０-7／℃）を算出した。これらの測定・検出結果を表１及び表２に併せて示す。
【００６０】
【表１】
【００６１】
【表２】
【００６２】
［マスキングインクの作製］
上述したガラス粉末（表１に示す試料Ｎｏ１〜１４と表２に示す試料Ｎｏ１５〜２６）とＣｕ−Ｃｒから構成される複合酸化物系耐熱黒色顔料粉末と耐火物フィラーとを表３〜表６に示す割合で混合することによって、それぞれマスキングインクの固形成分を調製した。これら各固形成分に、予めエチルセルロースとポリビニルブチラールをターピネオールと２，２，４−トリメチル−１，３−ペンタンジオールモノイソブチレートの混合溶剤に溶解して作製した有機ビヒクルを添加し、さらに粘度調整のための溶剤を適宜添加して混合した。これらの混合物を、固形分の凝集をほぐして分散状態を良好にするために３本ロールミルで混練することによって、それぞれマスキングインクを作製した。
【００６３】
［マスキング層の形成］
上述したマスキングインクを用いて、ガラス基板上にマスキング層を形成した。すなわち、まず１．８ｍｍの厚さで、可視光透過率Ｔｖ＝９０．１５％、可視光反射率Ｒｖ＝８．１８％、ヘイズ（濁度）＝０．０６％、ｘｙ色度座標においてｘ＝０．３０７、ｙ＝０．３１４の透明なソーダライムガラスから１００ｍｍ角のガラス基板を切り出した。切り出したガラス基板の非スズ面、すなわちフロート製法にて製造されるガラスにおいてスズバスと接触しない面、いわゆるトップ面に、マスキングインクをスクリーン印刷した。スクリーン印刷は２２５メッシュのテトロンスクリーンを用いて実施し、基板中心部に９０ｍｍ角の正方形パターンを１層印刷した。これを１４０℃で１０分間乾燥させることによって、ガラス基板上にマスキングインクの乾燥膜を形成した。
【００６４】
次いで、マスキングインクの乾燥膜を有するガラス基板を、５５０℃、５８０℃、６１０℃の３水準にてコンベア炉を通過させ、マスキングインクの乾燥膜を焼成することによって、ガラス基板上にマスキング層を形成した。なお、実際の使用に際しては、ソーダライムガラス基板のスズ面、すなわちフロート製法にて製造されるガラスにおいてスズバスと接触する面に印刷しても差し支えない。むしろ、マスキング層の黒色度は向上する。具体的にはＬ値で１程度低減する。ただし、ここでは黒色度の評価には厳しい条件となる非スズ面にマスキングインクを印刷して評価を実施している。
【００６５】
このようにして得たマスキング層の特性等を以下のようにして測定・評価した。それらの結果を表３〜表６に併せて示す。まず、マスキング層が形成された部分とガラス基板の表面との段差について、触針式の表面形状測定装置（東京精密社製サーフコム）で表面形状を測定し、それに基づいてマスキング層の厚さを測定した。
【００６６】
マスキング層の色調については、分光測色計（ミノルタ社製ＣＭ−５０８ｄ）を用いてＬ値、ａ値、及びｂ値を測定した。マスキング層の色調は、マスキング層を形成した面とは反対側のガラス基板面からガラス基板越しにＳＣＩモードで測定した。Ｌ値、ａ値、及びｂ値はＪＩＳＺ８７２９にも採用されている表色系である。Ｌ値は明度を表す指標であり、Ｌ値が小さいということは色調が黒いことを示すものである。ここでは、５５０℃で焼成したマスキング層のＬ値について、３０を上回るものは十分な発色が得られていないと判断した。Ｌ値は２８以下であることがより好ましい。
【００６７】
マスキング層の可視光波長域の吸光度を、積分球付きの分光光度計（日立ハイテク社製Ｕ−４１００）を用いて測定した。吸光度が３を下回るものは十分なマスキング性を得られていないと判断した。可視光波長域の吸光度は４以上であることがより好ましい。
【００６８】
【表３】
【００６９】
【表４】
【００７０】
【表５】
【００７１】
【表６】
【００７２】
表３〜表６から明らかなように、各実施例のマスキングインクを用いて形成したマスキング層は、１５μｍ以下の厚さで十分な吸光度（可視光波長域の吸光度で３以上、さらには４以上）を有しており、さらに表色系のＬ値で３０以下の黒色度が得られていることが分かる。従って、このようなマスキング層を有するフィルタ基板を使用することによって、ディスプレイ装置の意匠性（例えばマスキング層のくり抜きパターンに基づく表示機能やその表示精度）等を向上させることが可能となる。
【産業上の利用可能性】
【００７３】
本発明のマスキングインク用ガラス組成物及びマスキングインクは、液晶テレビ、プラズマテレビ、モバイルディスプレイ等のディスプレイ装置のマスキング及び意匠性向上のために、前記ディスプレイ装置のフィルタのマスキング層に用いることができる。また、自動車用ガラスのマスキング層にも適用できる。
【符号の説明】
【００７４】
１…フィルタ基板、２…ガラス基板、３Ａ，３Ｂ…フィルタ膜、４…マスキング層、５…くり抜きパターン。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
下記成分基準のモル％表示で、１８〜５５％のＳｉＯ2、１〜３０％のＺｎＯ、１〜３０％のＢ2Ｏ3、０〜１０％のＢｉ2Ｏ3、８〜２５％のＬｉ2Ｏ、Ｎａ2Ｏ、及びＫ2Ｏから選ばれる少なくとも１種、０〜１０％のＣｕＯ、０〜８％のＡｌ2Ｏ3、０〜３％のＺｒＯ2、ＳｎＯ2、及びＣｅＯ2から選ばれる少なくとも１種、１％以下のＦｅ2Ｏ3、及び０．５％未満のＴｉＯ2から本質的になることを特徴とするマスキングインク用ガラス組成物。
【請求項２】
前記ＳｉＯ2を４０〜５５％、前記ＺｎＯを５〜２０％、及び前記Ｂ2Ｏ3を５〜２０％の範囲で含むことを特徴とする請求項１記載のマスキングインク用ガラス組成物。
【請求項３】
前記ＺｎＯに対する前記Ｂ2Ｏ3のモル比（Ｂ2Ｏ3／ＺｎＯ比）が０．８３以上であることを特徴とする請求項１又は請求項２記載のマスキングインク用ガラス組成物。
【請求項４】
前記ＣｕＯを２〜１０％の範囲で含むことを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか１項記載のマスキングインク用ガラス組成物。
【請求項５】
Ｃｒ2Ｏ3の含有量が１質量％以下であることを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか１項記載のマスキングインク用ガラス組成物。
【請求項６】
請求項１ないし請求項５のいずれか１項記載のマスキングインク用ガラス組成物４０〜８０質量％と、耐熱顔料２０〜４０質量％と、耐火物フィラー０〜３０質量％とを含有する固形成分組成物を、ビヒクルに混合・分散させてなることを特徴とするマスキングインク。
【請求項７】
ディスプレイ装置の可視光線遮蔽用マスキング層の形成に用いられることを特徴とする請求項６項記載のマスキングインク。
【請求項８】
ガラス基板と、前記ガラス基板の少なくとも一方の表面に設けられたフィルタ膜と、前記ガラス基板の周囲の少なくとも一部に形成されたマスキング層とを具備するフィルタ基板において、
前記マスキング層は請求項６記載のマスキングインクの焼付け層からなることを特徴とするフィルタ基板。
【請求項９】
前記マスキング層は１５μｍ以下の厚さを有し、かつ可視光波長域の吸光度が３．０以下であることを特徴とする請求項８記載のフィルタ基板。
【請求項１０】
前記マスキング層はその一部をくり抜いたくり抜きパターンを有することを特徴とする請求項８又は請求項９記載のフィルタ基板。
【請求項１１】
ガラス基板と、前記ガラス基板の少なくとも一方の表面に設けられたフィルタ膜と、前記ガラス基板の周囲の少なくとも一部に形成されたマスキング層とを具備するフィルタ基板の製造方法であって、
前記ガラス基板の周囲の少なくとも一部に、請求項６記載のマスキングインクを塗布する工程と、
前記マスキングインクの塗布層を焼成し、前記マスキング層として前記マスキングインクの焼付け層を形成する工程と
を具備することを特徴とするフィルタ基板の製造方法。
【請求項１２】
表示パネルと、
前記表示パネルの前面に配置された、請求項８ないし請求項１０のいずれか１項記載のフィルタ基板と
を具備することを特徴とするディスプレイ装置。
【請求項１】
下記成分基準のモル％表示で、１８〜５５％のＳｉＯ2、１〜３０％のＺｎＯ、１〜３０％のＢ2Ｏ3、０〜１０％のＢｉ2Ｏ3、８〜２５％のＬｉ2Ｏ、Ｎａ2Ｏ、及びＫ2Ｏから選ばれる少なくとも１種、０〜１０％のＣｕＯ、０〜８％のＡｌ2Ｏ3、０〜３％のＺｒＯ2、ＳｎＯ2、及びＣｅＯ2から選ばれる少なくとも１種、１％以下のＦｅ2Ｏ3、及び０．５％未満のＴｉＯ2から本質的になることを特徴とするマスキングインク用ガラス組成物。
【請求項２】
前記ＳｉＯ2を４０〜５５％、前記ＺｎＯを５〜２０％、及び前記Ｂ2Ｏ3を５〜２０％の範囲で含むことを特徴とする請求項１記載のマスキングインク用ガラス組成物。
【請求項３】
前記ＺｎＯに対する前記Ｂ2Ｏ3のモル比（Ｂ2Ｏ3／ＺｎＯ比）が０．８３以上であることを特徴とする請求項１又は請求項２記載のマスキングインク用ガラス組成物。
【請求項４】
前記ＣｕＯを２〜１０％の範囲で含むことを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか１項記載のマスキングインク用ガラス組成物。
【請求項５】
Ｃｒ2Ｏ3の含有量が１質量％以下であることを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか１項記載のマスキングインク用ガラス組成物。
【請求項６】
請求項１ないし請求項５のいずれか１項記載のマスキングインク用ガラス組成物４０〜８０質量％と、耐熱顔料２０〜４０質量％と、耐火物フィラー０〜３０質量％とを含有する固形成分組成物を、ビヒクルに混合・分散させてなることを特徴とするマスキングインク。
【請求項７】
ディスプレイ装置の可視光線遮蔽用マスキング層の形成に用いられることを特徴とする請求項６項記載のマスキングインク。
【請求項８】
ガラス基板と、前記ガラス基板の少なくとも一方の表面に設けられたフィルタ膜と、前記ガラス基板の周囲の少なくとも一部に形成されたマスキング層とを具備するフィルタ基板において、
前記マスキング層は請求項６記載のマスキングインクの焼付け層からなることを特徴とするフィルタ基板。
【請求項９】
前記マスキング層は１５μｍ以下の厚さを有し、かつ可視光波長域の吸光度が３．０以下であることを特徴とする請求項８記載のフィルタ基板。
【請求項１０】
前記マスキング層はその一部をくり抜いたくり抜きパターンを有することを特徴とする請求項８又は請求項９記載のフィルタ基板。
【請求項１１】
ガラス基板と、前記ガラス基板の少なくとも一方の表面に設けられたフィルタ膜と、前記ガラス基板の周囲の少なくとも一部に形成されたマスキング層とを具備するフィルタ基板の製造方法であって、
前記ガラス基板の周囲の少なくとも一部に、請求項６記載のマスキングインクを塗布する工程と、
前記マスキングインクの塗布層を焼成し、前記マスキング層として前記マスキングインクの焼付け層を形成する工程と
を具備することを特徴とするフィルタ基板の製造方法。
【請求項１２】
表示パネルと、
前記表示パネルの前面に配置された、請求項８ないし請求項１０のいずれか１項記載のフィルタ基板と
を具備することを特徴とするディスプレイ装置。
【図１】
【図２】
【図２】
【公開番号】特開２０１１−１２１８０９（Ｐ２０１１−１２１８０９Ａ）
【公開日】平成２３年６月２３日（２０１１．６．２３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−２８０１６２（Ｐ２００９−２８０１６２）
【出願日】平成２１年１２月１０日（２００９．１２．１０）
【出願人】（０００００００４４）旭硝子株式会社 (2,665)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年６月２３日（２０１１．６．２３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年１２月１０日（２００９．１２．１０）
【出願人】（０００００００４４）旭硝子株式会社 (2,665)
【Ｆターム（参考）】
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