説明

隔壁用ペーストおよびプラズマディスプレイパネルの製造方法

【課題】 無鉛または低鉛のアルカリ含有ガラスを使用した場合でも、サンドブラスト法においてアルカリ現像液による現像時に隔壁用ペーストから形成された乾燥膜がガラス基板からはがれるという問題を解消できる隔壁用ペーストおよび該隔壁用ペーストを用いたPDPの製造方法の提供する。
【解決手段】 アルカリ含有ガラス粉末、樹脂および有機溶剤を含有し、サンドブラスト法による隔壁形成に用いられるペーストであって、アミン化合物及び炭素数3以上のオキシアルキレンを含有するポリオキシアルキレン化合物から選ばれる少なくとも1種以上の化合物を含有することを特徴とする隔壁用ペーストおよび該隔壁用ペーストを用いたプラズマディスプレイパネルの製造方法。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、プラズマディスプレイパネル(PDP)、蛍光表示管(VFD)等のサンドブラスト法による隔壁形成に用いられるペーストに関する。また本発明は、PDPの製造方法に関する。
【背景技術】
【0002】
薄型の平板型カラー表示装置であるPDPまたはVFDのパネル構造の特徴のひとつとして、画素を区切るために画面全域に等間隔で形成される隔壁が挙げられる。たとえば、PDPでは、前面ガラス基板と背面ガラス基板が重ね合わされており、前面ガラス基板の表面には、通常、透明電極および該透明電極を被覆する誘電体層が形成されており、該誘電体層はMgO膜で被覆され、保護されている。一方、背面ガラス基板の表面には、通常、アドレス電極および該アドレス電極を被覆する絶縁被覆層が形成されており、該絶縁被覆層の上に隔壁が形成されている。隔壁は画面全域に等間隔で格子状に形成され、その格子間隔は典型的には200〜300μmである。また、隔壁の幅、高さは、典型的にはそれぞれ80μm、150μmである。
【0003】
隔壁の形成は、通常サンドブラスト法を用いて行われる。すなわち、たとえば、隔壁形状を保持するためのセラミックスフィラー、固着材であるガラス粉末、色調調整のための耐熱顔料等からなる無機粉末をビヒクルと混合して得られる隔壁用ペーストを作成する。
次に、表面にアドレス電極および該アドレス電極を被覆する絶縁被覆層が形成されたガラス基板の上の全面に隔壁用ペーストを塗布し、乾燥させる。次に、この乾燥された塗布層(以下、乾燥膜という。)の上にドライフィルムレジストをラミネートし、所望の隔壁パターンの露光マスクをセットして露光後、炭酸ナトリウム水溶液等を用いて現像し、乾燥膜の上に隔壁パターンを形成する。この隔壁パターンが形成された乾燥膜の不要部をサンドブラストによって切削し、未焼成隔壁を得た後、この未焼成隔壁の上に残っているドライフィルムを水酸化ナトリウム水溶液、エタノールアミン等によって除去後、500〜620℃で焼成しガラス基板上に隔壁を形成する。
【0004】
従来、隔壁用ペーストには、ガラス粉末としてはPbO−SiO2−B23系ガラスの粉末が、耐熱顔料としてはチタニア等の白色顔料またはCr−Cu複合酸化物等の黒色顔料が、セラミックフィラーとしてはアルミナ、ジルコン、ジルコニア、シリカ等の粉末が、それぞれ使用されている。前記PbO−SiO2−B23系ガラスのモル%表示の代表的な組成は、B23 15%、SiO2 40%、PbO 35%、Al23 5%、TiO2 5%、である。ビヒクルは樹脂と有機溶剤を含み、樹脂としてはエチルセルロース等、有機溶剤としてはターピネオール等が使用されている(たとえば、特許文献1参照。)。
また、隔壁形成時のサンドブラスト特性の向上やドライフィルムと乾燥膜との密着性向上等のために、主にPbO−SiO2−B23系ガラスのガラス粉末を用いた隔壁用ペーストにおいて、樹脂としてエチルセルロースとともにアクリル重合体を併用する提案もなされている(例えば、特許文献2参照)。
【0005】
ところで、これまで隔壁用ペーストに主に使用されてきたPbO−SiO2−B23系ガラスに代表される鉛含有ガラスは、隔壁形成用ガラスとして優れた性質を有しているが、近年、低鉛または無鉛系のガラスが望まれ、鉛含有ガラスに代替するガラスが種々提案されている。たとえば、PbOに替わってBi23を用いたビスマス含有ガラスや、ZnO−B23−SiO2系でアルカリ金属酸化物成分を有するアルカリ含有ガラス等が提案されている(例えば、特許文献3参照)。ただし、ビスマスは、資源としては少量な物質で、高価なことから、低ビスマスまたは無ビスマスであることも望まれる。
【0006】
【特許文献1】特開2001−106547号公報
【特許文献2】特開2003−54992号公報
【特許文献3】特開2001−130926号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
上記のとおり、現状、隔壁用ペーストに用いるガラス粉末には、低鉛化および低ビスマス化が要求されている。しかし、従来の隔壁用ペーストにおいて、ガラス粉末を鉛含有ガラスからたとえば無鉛または低鉛のアルカリ含有ガラスに替えると、サンドブラスト法において該隔壁用ペーストから得られる乾燥膜が、パターン形成のためのアルカリ現像液による現像時に、前記ガラス基板からはがれやすくなるという問題があった。アルカリ含有ガラスに替えた場合のこの問題は、現像液中にアルカリ成分が溶出し、現像液のpHが上昇してしまうことによって起こると考えられる。
【0008】
本発明は、アルカリ含有無鉛ガラスを使用した場合に起る前記問題を解決できる隔壁用ペーストおよび該隔壁用ペーストを用いたPDPの製造方法の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0009】
上記課題を解決するために、本発明は、下記構成の隔壁用ペーストおよびPDPの製造方法を提供する。
(1)アルカリ含有ガラス粉末、樹脂および有機溶剤を含有し、サンドブラスト法による隔壁形成に用いられるペーストであって、アミン化合物及び炭素数3以上のオキシアルキレンを含有するポリオキシアルキレン化合物から選ばれる少なくとも1種以上の化合物を含有することを特徴とする隔壁用ペースト。
【0010】
(2)前記ポリオキシアルキレン化合物が含有するオキシアルキレンが、炭素数3であるオキシプロピレンのみを含有する、または、オキシオプロピレンおよび炭素数2であるオキシエチレンのみを含有しオキシエチレン含有率が45%以下である上記(1)に記載の隔壁用ペースト。
【0011】
(3)アミン化合物が有するアミン構造のすべてが2〜3級アミン構造である上記(1)または(2)に記載の隔壁用ペースト。
(4)前記アミン化合物として3級アミンを含有する上記(1)〜(3)のいずれかに記載の隔壁用ペースト。
【0012】
(5)上記(1)〜(4)のいずれかに記載の隔壁用ペーストであって、その含有する前記化合物が水を含有しない形態で添加されたものである隔壁用ペースト。
(6)アミン化合物及び前記ポリオキシアルキレン化合物の添加量の合計が、隔壁用ペーストに対して0.1〜5質量%である上記(1)〜(5)のいずれかに記載の隔壁用ペースト。
【0013】
(7)有機溶剤における水の溶解度が60%以下である上記(1)〜(6)のいずれかに記載の障壁用ペースト。
(8)樹脂が、アクリル系重合体を含有する上記(1)〜(7)のいずれかに記載の隔壁用ペースト。
(9)アクリル系重合体がホモポリマーとしたときにTgが60℃以下となるモノマー単位を1モル%以上含有する上記(8)に記載の隔壁用ペースト。
【0014】
(10)モノマー単位が、n−ブチル(メタ)アクリレート、n−ヘキシル(メタ)アクリレート、エチルヘキシル(メタ)アクリレート、n−ドデシル(メタ)アクリレート、2−ジエチルアミノエチル(メタ)アクリレート、2−ジメチルアミノエチル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレートおよび3−ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレートからなる群から選ばれるモノマーが重合した単位であることを特徴とする上記(9)に記載の隔壁用ペースト。
(11)樹脂が、エチルセルロースを含有する上記(8)〜(10)に記載の隔壁用ペースト。
【0015】
(12)アルカリ含有ガラス粉末が、下記酸化物基準のモル%表示で、本質的に、
23 0〜60%、
SiO2 20〜65%、
ZnO 0〜60%、
MgO+CaO+SrO+BaO 0〜50%、
Li2O+Na2O+K2O 1〜30%、
Al23+TiO2+ZrO2 0〜13%、
CuO+SnO2+CeO2 0〜5%、
からなり、PbOまたはBi23を含有する場合はPbO+Bi23が10%以下であることを特徴とする上記(1)〜(11)のいずれかに記載の隔壁用ペースト。
【0016】
(13)背面基板を有するプラズマディスプレイパネルの製造方法であって、背面基板のガラス基板上に、上記(1)〜(12)のいずれかに記載の隔壁用ペーストを塗布した後に乾燥し、加工し、焼成して隔壁を形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。
【発明の効果】
【0017】
本発明のペーストから形成される乾燥膜は、耐アルカリ性に優れ、現像時もしくは現像完了後におけるアルカリ現像液との長時間の接触下においても、基板から剥がれにくく、得率よく隔壁パターンを得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0018】
以下、本発明をさらに詳細に説明する。
本発明の隔壁用ペースト(以下、本発明のペーストという。)は、乾燥膜はがれを起こし難い。ここでいう乾燥膜はがれとは、アルカリ現像液による現像時に乾燥膜が基板からはがれる現象をいう。
また、本発明のペーストは、耐着色性に優れることが好ましい。ここでいう耐着色性とは、現像前の乾燥膜が濃褐色に着色したものとなりにくい性質をいう。
【0019】
本発明のペーストは耐現像性に優れることが好ましい。ここでいう耐現像性とは、現像時に、露光硬化した部分のドライフィルムレジスト(DFR)が乾燥膜から剥がれにくい性質をいう。
本発明のペーストはブラストレートが高いものであることが好ましい。ここでいうブラストレートとは、現像後、隔壁形成のため乾燥膜を研削する工程において、研削条件を同一とした場合の研削量をいう。
【0020】
本発明のペーストは、通常、アルカリ含有ガラス粉末、セラミックスフィー、耐熱顔料等の無機粉末と、有機バインダとしての樹脂および該樹脂を溶解する溶剤を含むビヒクル
とを混練して製造される。
本発明のペーストは、PDPやVFD等の隔壁形成に用いられ、通常、表面にアドレス電極および該アドレス電極を被覆する絶縁被覆層が形成されたガラス基板の上の全面に塗布し、乾燥後サンドブラスト法等により所望の形状に加工された後、焼成される。
【0021】
以下、本発明のペーストの成分について説明する。
【0022】
〔アミン化合物〕
アミン化合物としては、例えば、ラウリルアミン、ステアリルアミン、オレイルアミン、ジメチルラウリルアミン、ジメチルステアリルアミン、オレイルプロピレンジアミン、ジデシルメチルアミン、ジアルキル(各アルキル基:炭素数14〜18)メチルアミン、N−ラウリルジメチルベタインなどを挙げることができる。
アミン化合物は、長鎖(炭素数4以上)の炭化水素基(たとえばアルキル基、アルケニル基、アルキニル基)を少なくとも一つ有することが好ましく、好ましくは炭素数8〜14の炭化水素基を少なくとも一つ有することが好ましい。
炭素数が4未満の炭化水素基のみでは親水性になって乾燥膜が基板からはがれやすくなるおそれがある。炭素数14を超える炭化水素基のみでは常温で安定した液体状態が得られなくなるおそれがある、または耐現像性が低下するおそれがある。
【0023】
アミン化合物の分子量は一般的には50〜500、好ましくは200〜400
である。
耐着色性の点からは、アミン化合物が有するアミン構造のすべてが2〜3級アミン構造であることが好ましい。
耐現像性を高くしたい場合には3級アミン(3級アミン構造を少なくとも一つ有するアミン化合物)を含有することが好ましい。
ブラストレートを高くしたい場合にはアミン化合物を含有することが好ましい。
【0024】
〔ポリオキシアルキレン化合物〕
本発明において用いるポリオキシアルキレン化合物は、炭素数3以上のオキシアルキレンを含有するポリオキシアルキレン化合物(以降、ポリオキシアルキレン化合物(A)ともいう)である。
ポリオキシアルキレン化合物(A)は、オキシエチレン含有率が45%以下であることが好ましい。
ここで、ポリオキシアルキレン化合物(A)が含有するオキシエチレン含有量をEO(モル)、オキシエチレン含有量を含むオキシアルキレン含有量をOA(モル)としたとき、オキシエチレン含有率は、(EO/OA)×100(%)で表される。
ポリオキシアルキレン化合物(A)のオキシエチレン含有率が45%を超えると、乾燥膜が基板からはがれやすくなる。オキシエチレン含有率は好ましくは40%以下、より好ましくは35%以下である。
【0025】
ポリオキシアルキレン化合物(A)が有するポリオキシアルキレンとしては、例えば、ポリオキシメチレン(炭素数1)、ポリオキシエチレン(炭素数2)、ポリオキシプロピレン(炭素数3)、ポリオキシブチレン(炭素数4)、ポリオキシペンチレン(炭素数5)、ポリオキシヘキシレン(炭素数6)などを挙げることができるが、炭素数2以上のものが好ましく、炭素数3以上のものが特に好ましい。炭素数1であると親水性が大きくなって、耐現像性が低下するおそれがある。
ポリオキシアルキレン化合物(A)は、本発明の目的を損なわない範囲でポリオキシアルキレン以外の構造(たとえばアルキル基、アルケニル基、アルキニル基、エステル結合など)を有していてもよく、ポリオキシアルキレン化合物(A)中のポリオキシアルキレンが占める質量は、ポリオキシアルキレン化合物(A)の質量に対し、好ましくは80〜
100質量%である。
【0026】
ポリオキシアルキレン化合物(A)の分子量は一般的には1000〜50000、典型的には1000〜10000である。
特にポリオキシアルキレン化合物(A)は、ポリオキシアルキレンとして、炭素数3であるオキシプロピレンのみを含有する、または、オキシオプロピレンおよび炭素数2であるオキシエチレンのみを含有しオキシエチレン含有率が45%以下であることが好ましい。
【0027】
ポリオキシアルキレン化合物(A)としては、例えば、ポリオキシエチレンポリオキシプロピレン、ポリオキシアルキレンアルキルエーテルなどを挙げることができる。
市販品としては、パイオニンK−25(竹本油脂製、ポリオキシアルキレンオレイルエーテル、分子量3000、エチレンオキサイド比率10%)、パイオニンP−4330−T(竹本油脂製、ポリオキシエチレンポリオキシプロピレン、分子量5000、エチレンオキサイド比率30%)、パイオニンP−4515−T(竹本油脂製、ポリオキシエチレンポリオキシプロピレン、分子量520、エチレンオキサイド比率14%) などを挙げることができる。なお、これら市販品における、原料としてのエチレンオキサイドの比率は、ポリオキシアルキレン化合物におけるオキシエチレン含有率に対応する。
【0028】
アミン化合物およびポリオキシアルキレン化合物(A)の添加量は、総量として、隔壁用ペースト全量に対し、一般的には0.1〜5質量%、好ましくは0.2〜2.5質量%である。
また耐現像性の点から、アミン化合物およびポリオキシアルキレン化合物(A)は、水を含有しない形態で添加することが好ましい。
【0029】
〔アルカリ含有ガラス粉末〕
本発明のペーストはアルカリ含有ガラス粉末の他に耐熱顔料、セラミックフィラー等の無機物の粉末を含有してもよいが、これら無機粉末中のアルカリ含有ガラス粉末の含有量は、70質量%以上であることが好ましい。より好ましくは80質量%以上である。また、同含有量は典型的には95質量%以下である。
アルカリ含有ガラス粉末の軟化点TSは450〜650℃であることが好ましい。450℃未満では前記焼成時にガラスが流動しすぎ、所定の隔壁形状が得られないおそれがある。より好ましくは500℃以上である。650℃超では焼成時のガラス流動性が低下し、緻密な隔壁が得られないおそれがある。より好ましくは620℃以下、特に好ましくは600℃未満である。
【0030】
アルカリ含有ガラス粉末を焼成して得られる焼成体の50〜350℃における平均線熱膨張係数αは65×10-7〜90×10-7/℃であることが好ましい。この範囲外では、ガラス基板との膨張マッチングが困難となる。より好ましくは70×10-7〜80×10-7/℃である。なお、ガラス基板の前記平均線膨張係数は典型的には65×10-7〜85×10-7/℃である。
【0031】
アルカリ含有ガラス粉末とは、その成分としてR2O(Rは、アルカリ金属を表す。)を含有するガラスの粉末であり、R2Oを典型的には合計で1〜30モル%を含むガラス粉末である。
本発明のペーストにおけるアルカリ含有ガラス粉末は、下記酸化物基準のモル%表示で、本質的に、B23 0〜60%、SiO2 20〜65%、ZnO 0〜60%、MgO+CaO+SrO+BaO 0〜50%、Li2O+Na2O+K2O 1〜30%、Al23+TiO2+ZrO2 0〜13%、CuO+SnO2+CeO2 0〜5%、からなり、PbOまたはBi23を含有する場合はPbO+Bi23が10%以下であることが好ましい。ここで、たとえば「B23:0〜60%」とは、B2Oは必須ではないが60%まで含有してもよい、との意である。
【0032】
この場合において、PbO+Bi23の含有量はより好ましくは5%以下であり、PbOおよび/またはBi23を実質的に含有しないのが最も好ましい。
【0033】
アルカリ含有ガラス粉末には、上記成分以外にも、その他の成分を本発明の目的を損なわない範囲で含有してもよい。その場合、「その他の成分」の含有量の合計は5%以下であることが好ましい。
前記「その他の成分」として、La23等の希土類酸化物、P25、MnO、Fe23、CoO、NiO、GeO2、Y23、MoO3、Rh23、Ag2O、In23、TeO2、WO3、ReO2、V25、PdO等が例示される。
【0034】
〔セラミックスフィラー〕
セラミックスフィラーは必須ではないが必要に応じて含有してもよい。セラミックスフィラーを含有する場合、その典型的な含有量は5〜25質量%である。セラミックスフィラーとして、アルミナ、ムライト、ジルコン、ジルコニア、コージェライト、チタン酸アルミニウム、β−スポジュメン、α−石英、石英ガラス、β−石英固溶体、β−ユークリプタイト等の粉末が例示される。
【0035】
〔耐熱顔料〕
耐熱顔料は必須ではないが必要に応じて含有してもよい。耐熱顔料を含有する場合、その典型的な含有量は0.5〜10質量%である。耐熱顔料として、チタニア等の白色顔料、Fe−Mn複酸化物系、Fe−Co−Cr複酸化物系、Fe−Mn−Al複酸化物系等の顔料が例示される。
【0036】
〔樹脂〕
樹脂としては、例えば、セルロース系樹脂およびアクリル系樹脂を挙げることができる。アクリル系樹脂としては、ポリブチルアクリレート、ポリイソブチルメタクリレート等が挙げられる。セルロース系樹脂としては、エチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、ニトロセルロース等が挙げられる。
【0037】
本発明のペーストにおける樹脂の含有割合は、無機粉末を100質量部として0.5〜15質量部であることが好ましい。0.5質量部未満では耐現像性が低下するおそれがある。より好ましくは1質量部以上である。15質量部超ではブラストレートが遅くなりすぎるおそれがある。より好ましくは10質量部以下である。
【0038】
特に耐現像性の点から、アクリル系重合体が好ましい。アクリル系重合体は、単独重合体であっても共重合体であってもよい。
本発明のペーストの樹脂がアクリル系重合体を含有する場合、樹脂中のアクリル系重合体の割合は、好ましくは10質量%以上、より好ましくは20質量%以上、典型的には40質量%以上である。
【0039】
アクリル系重合体として、ホモポリマーとしたときにTg(ガラス転移温度)が60℃以下となるモノマーを重合成分として有するアクリル系重合体(以降、アクリル系重合体(B)とよぶ)が好ましい。アクリル系重合体(B)を含有させることにより、サンドブラストに要する時間を長くすることなく、耐現像性を良好に保て隔壁形成におけるドライフィルムの剥離を少なくできる、または、ペーストにしたときに表面にクリア層(透明層)が分離して不均一が生ずる現象を抑制できる。アクリル系重合体(B)は、ホモポリマーとしたときにTgが0℃以下となるモノマーを重合成分として有することが好ましい。
【0040】
ホモポリマーとしたときにTgが60℃以下となるモノマーとしては、n−ブチル(メタ)アクリレート(Tg:20℃)、n−ヘキシル(メタ)アクリレート(Tg:−5℃)、エチルヘキシル(メタ)アクリレート(Tg:−20 ℃)、n−ドデシル(メタ)アクリレート(Tg:−60℃)、2−ジエチルアミノエチル(メタ)アクリレート(Tg:26℃)、2−ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート(Tg:26℃)、3−ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート(Tg:26℃)、2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート(Tg:55℃)、2−ジメチルアミノエチル(メタ)アクリレート(Tg:17℃)等が挙げられる(括弧内の温度は、各モノマーから得られるホモポリマーのTgを示す)。
【0041】
アクリル系重合体(B)は、酸価、アミン価または水酸基価を有することが好ましい。 アクリル系重合体が、酸価、アミン価、水酸基価をいずれも有していないと、耐現像性が低下する、またはペーストにしたときに表面にクリア層(透明層)が分離して不均一が生ずるおそれがある。
アクリル系重合体(B)が酸価を有する場合、該アクリル系重合体の酸価は30mgKOH/g以下であることが好ましい。酸価が30mgKOH/gを超えると、かえって耐現像性が低下するおそれがある。アミン価は16〜80mgKOH/gであることが好ましい。水酸基価は5〜80mgKOH/gであることが好ましい。
【0042】
アクリル系重合体(B)に酸価、アミン価または水酸基価を持たせるためには、重合成分として、それぞれカルボキシル基、アミノ基もしくはアミン基、水酸基等の極性基を有するモノマーを所望の酸価またはアミン価の大きさに応じて含有させればよい。そのようなモノマーとしては、(メタ)アクリル酸、2−ジエチルアミノエチル(メタ)アクリル酸、2−ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、3−ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、2−ジメチルアミノエチル(メタ)アクリレート等が挙げられる。アクリル系重合体(B)におけるこれらのモノマー成分の含有量は、好ましくは0.5〜50モル%である。
【0043】
アクリル系重合体(B)は、上記のホモポリマーとしたときにTgが60℃以下となるモノマー、または酸価、アミン価もしくは水酸基価を付与するためのモノマーを含有する場合においても、その他のモノマーを、本発明の目的を損なわない範囲で、重合成分として含有してもよい。
上記のその他のモノマーとしては、たとえばメチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、n−プロピル(メタ)アクリレート、t−ブチル(メタ)アクリレート、ステアリル(メタ)アクリレート、オレイル(メタ)アクリレート、シクロヘキシル(メタ)アクリレート、ベンジル(メタ)アクリレート、さらに、これら(メタ)アクリレート以外の重合性基を有するモノマーが挙げられる。
【0044】
アクリル系重合体(B)が上記ホモポリマーとしたときにTgが60℃以下となるモノマー成分を含有する場合、同重合体中好ましくは1モル%以上である。1モル%未満では、高いブラストレート、耐現像性を達成しにくくなるおそれがある。典型的には5モル%以上である。
【0045】
アクリル系重合体の質量平均分子量は、40,000〜200,000であることが好ましく、40,000〜100,000であることがより好ましい。40,000未満では耐現像性が不足するおそれがある。200,000超ではターピネオール等の有機溶剤に溶解しにくくなる。
【0046】
なお、本発明のペーストの保存安定性(ポットライフ)を向上させたい場合は、エチル
エセルロースを含有することが好ましい。
エチルセルロースを含有する場合、その質量平均分子量は50,000〜200,000であることが好ましい。50,000未満では耐現像性が不足するおそれがある。200,000超ではターピネオール等の有機溶剤に溶解しにくくなる。
【0047】
エチルセルロースを含有する場合、樹脂中のエチルセルロースの含有量は典型的には20質量%以上、好ましくは30〜60質量%である。
【0048】
また、アクリル系重合体以外の樹脂として、エチルセルロース以外にも、たとえばポリビニルブチラール等の熱可塑性樹脂を含有してもよい。
本発明のペーストにおける樹脂は本質的に熱可塑性樹脂からなるが、本発明の目的を損なわない範囲で熱可塑性樹脂以外の樹脂を含有してもよい。
【0049】
〔有機溶剤〕
本発明のペーストにおける有機溶剤の含有割合は、無機粉末を100質量部として35〜65質量部が典型的である。
本発明のペーストの有機溶剤は、ターピネオール、エチレングリコールアルキルエーテル(例えばエチレングリコールモノエチルエーテル)、ジエチレングリコールモノアルキルエーテル(例えばジエチレングリコールモノブチルエーテル(ブチルカルビトール))、エチレングリコールモノアルキルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノアルキルエーテルアセテート(例えばジエチレングリコールモノブチルエーテルアセテート(ブチルカルビトールアセテート))、ジエチレングリコールジアルキルエーテルアセテート、トリエチレングリコールアルキルエーテルアセテート、トリエチレングリコールアルキルエーテル、プロピレングリコールアルキルエーテル、プロピレングリコールフェニルエーテル、ジプロピレングリコールアルキルエーテル、
【0050】
トリプロピレングリコールアルキルエーテル(例えばトリプロピレングリコールn−ブチルエーテル)、プロピレングリコールアルキルエーテルアセテート、ジプロピレングリコールアルキルエーテルアセテート、トリプロピレングリコールアルキルエーテルアセテート、アセチルトリアルキルシトレート、トリアルキルシトレート、2,2,4−トリメチル−1,3ペンタジオールモノイソブチレート、2,2,4−トリメチル−1,3ペンタジオールジイソブチレート、フタル酸ジメチル(ジメチルフタレート)、フタル酸ジエチル(ジエチルフタレート)、およびフタル酸ジブチル(ジブチルフタレート)(ここでアルキルは、メチル、エチル、プロピル、ブチル、ヘキシルまたは2−エチルヘキシルを表す)、からなる群から選ばれる1種以上であることが好ましい。ターピネオール、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、2,2,4−トリメチル−1,3ペンタジオールモノイソブチレートおよびプロプレングリコールフェニルエーテルからなる群から選ばれる1種以上であることがより好ましい。
【0051】
耐現像性の点から、ブチルカルビトールアセテート、2,2,4−トリメチル−1,3−ペンタンジオールジイソブチレート、プロピレングリコールジアセテートなどの、水の有機溶剤に対する溶解度(23℃)が60%以下である有機溶剤が好ましい。同溶解度はより好ましくは10%以下である。
上記溶解度は、過剰の水を有機溶剤に加え、23℃で、撹拌、1時間放置し、分離した溶剤層について、水分(水の質量)をカールフィッシャー法(JIS K 0068)にて測定し、下記の式に従い算出されるものである。
溶解度=(溶剤層中の水の質量/溶剤層中の有機溶剤の質量)×100(%)
【0052】
〔界面活性剤〕
本発明のペーストにおいて、界面活性剤(アミン化合物およびポリオキシアルキレン化合物(A)を除く)は必須ではないが、分散性向上等の目的で必要に応じて含有してもよい。界面活性剤としては、親水性部分に極性基を有することが好ましい。極性基としては、カルボキシル基、リン酸基および水酸基からなる群から選ばれる1種以上の極性基が挙げられる。
【0053】
これらの極性基を有する界面活性剤のなかでも、下記式1で表されるポリオキシアルキレンアルキルエーテル(オキシエチレン含有率が45%超であるもの)のカルボン酸もしくはリン酸エステルまたはその塩、アルキルリン酸エステルまたはその塩が好ましい。ここで、アルキルは炭素数8〜20の直鎖または分岐鎖のアルキル(たとえば、オクチル、ラウリル、セチル、ステアリル、オレイルなど。)であり、アルキレンは炭素数2〜5の直鎖または分岐鎖のアルキレン(たとえば、エチレン、プロピレンなど。)である。
【0054】
1O(R2O)nX ・・・式1
ここで、R1は炭素数8〜20の直鎖または分岐鎖のアルキル基、R2は炭素数2〜5のアルキレン基、nは1〜20、Xはカルボキシル基またはリン酸基である。
【0055】
具体的には、前記式1で表される化合物としてポリオキシエチレンラウリルエーテルカルボン酸塩、ポリオキシエチレンラウリルエーテルリン酸エステル等、アルキルリン酸エステルとしてラウリルリン酸エステル等が挙げられる。
【0056】
これらの界面活性剤を含有することは、乾燥膜の亀裂や乾燥膜と基板との密着性の低下を防止できる点で好ましいことがある。さらにサンドブラストに要する時間を短縮し、良好な耐現像性を保持させるのにも有効であることがある。
本発明のペーストが界面活性剤を含有する場合、その含有割合は、無機粉末を100質量部として0.2〜2質量部であることが好ましい。典型的には0.5質量部以上である。2質量部超では、かえって乾燥膜に亀裂が入る、乾燥膜と基板との密着性が低下する、等の問題が起こるおそれがある。
本発明のペーストには、必要に応じてこれらの界面活性剤は2種類以上含有させてもよい。
【0057】
また、本発明のペーストは、粘度調整等を行いたい場合は、非イオン性界面活性剤を含有することが好ましいことがある。この場合、非イオン性界面活性剤の含有割合は、無機粉末を100質量部として0.2〜2質量部であることが好ましい。
非イオン性界面活性剤としては、ポリエチレングリコールアルキルエーテル、ポリエチレングリコールアルキルエステル、ポリオキシエチレンアルキルエーテル、ポリオキシエチレンアルキルエステル、ポリオキシエチレンポリプロピレンアルキルエーテル、リン酸エステル、カルボン酸エステル、ポリアルキルグリコールエーテル、またはアルキルアンモニウム塩等が例示される。ここで、アルキルは、オクチル、ラウリル、セチル、ステアリル、オレイルなどである。
【0058】
以下、本発明のペーストを用いたPDPの製造方法を説明する。
本発明において、PDPは、たとえば交流方式であれば次のようにして製造される。
図1に示すように、前面ガラス基板1aの上に、電極2をパターニングして形成し、バス線(図示せず)を形成した後、電極を保護する透明誘電体層3を形成し、透明誘電体層3の上に通常MgOからなる保護膜を形成して、前面基板を製造する。
【0059】
一方、背面基板の作製では、まず、背面ガラス基板1bの上に、パターニングされたアドレス電極5を形成したのち、該アドレス電極を被覆する絶縁被覆層8を形成する。隔壁6は、前述した通り、本発明のペーストを絶縁被覆層8上に全面に塗布し乾燥させた後、
サンドブラストにより所望の隔壁パターンに加工し、焼成して形成する。
【0060】
前記焼成が行われる温度は通常、500〜620℃である。500℃未満では焼成後の隔壁に前記樹脂が一部残留し、PDPまたはVFDにおいてパネルを封着する際またはパネル放電時にこれら残留樹脂がガスとなって放出されるおそれがある。620℃超ではガラス基板が変形するおそれがある。
【0061】
隔壁パターンを形成後、蛍光体層4を印刷・焼成して形成する。
【0062】
PDPは、前面ガラス基板1a、背面ガラス基板1bの周縁にシール材(図示せず)をディスペンサで塗布し、上記のように作製した前面基板と背面基板を、基板の電極が対向するように組み立ててパネル化し、焼成して、プラズマディスプレイの内部を排気して、放電空間7にNeやHe−Xeなどの放電ガスを封入して作製する。
なお、上記の例は交流方式について述べたが、本発明は直流方式にも適用できる。
【実施例】
【0063】
〔実験例1〕
モル%表示の組成が、SiO2:32.5%、B23:20.5%、ZnO:18%、Al23:10%、BaO:3.5%、Li2O:9%、Na2O:6%、SnO2:0.5%であるガラス粉末A(アルカリ含有ガラス。Ts=573℃、α=78×10-7/℃、誘電率7.8)を次のようにして作製した。
【0064】
すなわち、原料を上記組成となるように調合して混合し、1200〜1350℃の電気炉中で白金るつぼを用いて1時間溶解し、溶融ガラスを流し出して薄板状ガラスに成形した。該薄板状ガラスをボールミルで粉砕して平均粒径が2.0μmのガラス粉末とした。 〔無機粉末Aの作製〕
ガラス粉末A:92.7質量%、アルミナ粉末:6.6質量%、チタニア粉末:0.66質量%の割合で混合して、無機粉末Aを作製した。
【0065】
〔ビヒクルの作製〕
次に、アクリル系重合体(B)2.25質量部、エチルセルロース2.25質量部、有機溶剤(BCA)40質量部を混ぜ、85℃で4時間攪拌し、樹脂を溶解させビヒクルを作製した。
用いたアクリル系重合体(B)は、n−BMA(n−ブチルメタクリレート)75モル%、MMA(メチルメタアクリレート(Tg:110℃))20モル%、メタアクリル酸5モル%からなる重合体であり(括弧内のTg温度は、当該モノマーから得られるホモポリマーのTgを示す)からなり、質量平均分子量は45000、ガラス転移点は40℃である。
エチルセルロースは質量平均分子量が180,000のものを用いた。
【0066】
上記で調製した無機粉末A100質量部、ビヒクル45質量部、表1に示す添加剤1.3質量部を混合して、ペーストを調製した。
なお、表1のステアリルアミンからオレイルプロピレンジアミンまでとジアルキルメチルアミンは常温で液体状態とはならず、また、ラウリルアミン、ジメチルラウリルアミンとジデシルメチルアミンは安定して液体状態のものであった。
【0067】
得られたペーストを10cm角のガラス基板(旭硝子社製PD200)に500μmのスペーサでブレードコートし、120℃の乾燥機にて45分乾燥させ、乾燥膜とした。
〔耐着色性〕
上記乾燥膜を目視で観察し、濃褐色に着色しているものを×、そうでないものを○とし
た。
【0068】
〔乾燥膜はがれ〕
上記で形成した乾燥膜上にDFRをラミネート、マスクを介して40μm幅ラインのパターンを露光し、0.2質量%Na2CO3溶液に40μm幅ラインのDFRが剥がれるまで、すなわち露光硬化した部分のDFRが剥がれるまで浸漬し、現像を行った。この現像において、乾燥膜が基板から剥がれなかったものを○、剥がれたものを×とした。
【0069】
〔耐現像性(耐久時間)〕
上記乾燥膜剥がれの試験において○であったものについては、引き続き前記Na2CO3溶液に浸漬し、前記40μm幅ラインのドライフィルムが剥がれてから乾燥膜が基板から剥がれるまでの時間を測定した。この時間(耐久時間)を耐現像性の指標とした。
【0070】
【表1】

【0071】
なお、表1におけるポリオキシエチレンポリオキシプロピレンは、トリメチロールプロパントリスエーテル、すなわち、トリメチロールプロパン開始でプロピレンオキシドとエチレンオキシドを付加重合したポリエーテルポリオールであり、パイオニンP−4330−T(竹本油脂製、分子量5000、エチレンオキサイド比率30%) 、パイオニンP−4515−T(竹本油脂製、分子量520、エチレンオキサイド比率14%)を使用した。
ポリオキシアルキレンオレイルエーテルは、パイオニンK−25(竹本油脂製、分子量3000、エチレンオキサイド比率10%)、
ポリオキシエチレンポリオキシプロピレン縮合物は、パイオニンP−3750(竹本油脂製、エチレンオキサイド比率50%)を使用した。
【0072】
表1の結果より、アミン化合物またはポリオキシアルキレン化合物を含有するペーストは、乾燥膜はがれを起こさなかったことがわかる。また、アミン化合物が1級アミン構造を有しない場合、乾燥膜の着色がないことがわかる。
【0073】
〔実験例2〕
実験例1におけるアクリル系重合体(B)4.5質量部に対し表2に示す有機溶剤を40質量部の割合で混ぜ、85℃で4時間攪拌し、アクリル系重合体を有機溶剤に溶解させビヒクルV1を作製した。表2のW/Sは各有機溶剤の前記溶解度であり、同表の各有機溶剤の記号は以下のとおりである。
【0074】
TPO−C:ターピネオール
BCA:ブチルカルビトールアセテート
CS−12:2,2,4−トリメチル−1,3−ペンタンジオールモノイソブチレート
CS−16:2,2,4−トリメチル−1,3−ペンタンジオールジイソブチレート
PGDA:プロピレングリコールジアセテート
TPnB:トリプロピレングリコールn−ブチルエーテル
【0075】
次に、実験例1における無機粉末A、ビヒクルV1、N−ヒドロキシエチルラウリルアミンをそれぞれ100質量部、45.5質量部、1.3質量部の割合で混ぜペースト1〜6とした。
【0076】
これらのペーストについて耐現像性の指標の一つである下記剥離本数を測定した。この剥離本数は5本以下であることが好ましい。
〔剥離本数〕
先に述べたのと同様にして乾燥膜を作製し、乾燥膜上にDFRをラミネートし、40、50、60、80、100、125、150、200μm幅ライン各5本をパターン露光し、0.2質量%Na2CO3溶液に浸漬した。その後、未露光DFRが溶け終わるまでに乾燥膜から剥離したラインの合計本数を、耐現像性の指標とした。
【0077】
〔実験例3〕
実験例1で用いたアクリル重合体(B)とエチルセルロースを質量比1:1で混合して作製した樹脂5.5質量部に溶剤としてBCAを40質量部の割合で混ぜ、撹拌してビヒクルV2を作製した。
次に、前記無機粉末A、ビヒクルV2およびジメチルラウリルアミンをそれぞれ100質量部、45.5質量部、0.75質量部の割合で混ぜてペースト7を得た。
【0078】
ペースト7においてジメチルラウリルアミンの代わりに前記パイオニンP−4330−Tを用いた以外は同様にしてペースト8を、ペースト7においてジメチルラウリルアミンの代わりに前記パイオニンP−4515−Tを用いた以外は同様にしてペースト9を、ペースト7においてジメチルラウリルアミンを添加しないでペースト10をそれぞれ作製した。
【0079】
これらのペースト7、8、9、10について下記ブラストレートを測定したところそれぞれ100%、67%、63%、68%であった。この結果からブラストレートを高くしたい場合には本発明のペーストはアミン化合物を含有することが好ましいことがわかる。
【0080】
〔ブラストレート〕
エルフォテック社製ブラストマシンELP−1TRにて、各ペーストより形成した乾燥膜を供給エアー110Pka、圧送エアー90KPa、加工速度100mm/分、ローラー回転数10ppmにてブラストした時の研削量を測定して、前記ペースト7の研削量を100%として%表示で表したものをブラストレートとする。
結果を表2に示した。
【0081】
【表2】

【図面の簡単な説明】
【0082】
【図1】プラズマディスプレイの代表的な一例の概略断面図である。
【符号の説明】
【0083】
1a:前面ガラス基板
1b:背面ガラス基板
2: 電極
3: 透明誘電体層
4: 蛍光体層
5: アドレス電極
6: 隔壁
7: 放電空間
8: 絶縁被覆層

【特許請求の範囲】
【請求項1】
アルカリ含有ガラス粉末、樹脂および有機溶剤を含有し、サンドブラスト法による隔壁形成に用いられるペーストであって、アミン化合物及び炭素数3以上のオキシアルキレンを含有するポリオキシアルキレン化合物から選ばれる少なくとも1種以上の化合物を含有することを特徴とする隔壁用ペースト。
【請求項2】
前記ポリオキシアルキレン化合物が含有するオキシアルキレンが、炭素数3であるオキシプロピレンのみを含有する、または、オキシオプロピレンおよび炭素数2であるオキシエチレンのみを含有しオキシエチレン含有率が45%以下である請求項1に記載の隔壁用ペースト。
【請求項3】
アミン化合物が有するアミン構造のすべてが2〜3級アミン構造である請求項1または2に記載の隔壁用ペースト。
【請求項4】
アミン化合物として3級アミンを含有する請求項1〜3のいずれかに記載の隔壁用ペースト。
【請求項5】
請求項1〜4のいずれかに記載の隔壁用ペーストであって、その含有する前記化合物が水を含有しない形態で添加されたものである隔壁用ペースト。
【請求項6】
アミン化合物及び前記ポリオキシアルキレン化合物の添加量の合計が、隔壁用ペーストに対して0.1〜5質量%である請求項1〜5のいずれかに記載の隔壁用ペースト。
【請求項7】
有機溶剤における水の溶解度が60%以下である請求項1〜6のいずれかに記載の障壁用ペースト。
【請求項8】
樹脂が、アクリル系重合体を含有する請求項1〜7のいずれかに記載の隔壁用ペースト。
【請求項9】
アクリル系重合体がホモポリマーとしたときにTgが60℃以下となるモノマー単位を1モル%以上含有する請求項8に記載の隔壁用ペースト。
【請求項10】
モノマー単位が、n−ブチル(メタ)アクリレート、n−ヘキシル(メタ)アクリレート、エチルヘキシル(メタ)アクリレート、n−ドデシル(メタ)アクリレート、2−ジエチルアミノエチル(メタ)アクリレート、2−ジメチルアミノエチル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレートおよび3−ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレートからなる群から選ばれるモノマーが重合した単位であることを特徴とする請求項9に記載の隔壁用ペースト。
【請求項11】
樹脂が、エチルセルロースを含有する請求項8〜10のいずれかに記載の隔壁用ペースト。
【請求項12】
アルカリ含有ガラス粉末が、下記酸化物基準のモル%表示で、本質的に、
23 0〜60%、
SiO2 20〜65%、
ZnO 0〜60%、
MgO+CaO+SrO+BaO 0〜50%、
Li2O+Na2O+K2O 1〜30%、
Al23+TiO2+ZrO2 0〜13%、
CuO+SnO2+CeO2 0〜5%、
からなり、PbOまたはBi23を含有する場合はPbO+Bi23が10%以下であることを特徴とする請求項1〜11のいずれかに記載の隔壁用ペースト。
【請求項13】
背面基板を有するプラズマディスプレイパネルの製造方法であって、背面基板のガラス基板上に、請求項1〜12のいずれかに記載の隔壁用ペーストを塗布した後に乾燥し、加工し、焼成して隔壁を形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。

【図1】
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【公開番号】特開2006−32141(P2006−32141A)
【公開日】平成18年2月2日(2006.2.2)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2004−209816(P2004−209816)
【出願日】平成16年7月16日(2004.7.16)
【出願人】(000000044)旭硝子株式会社 (2,665)
【Fターム(参考)】