JP2007053100A - プラズマ表示パネルのブラックマトリクス用黒色ペースト組成物、それを用いて製造するプラズマ表示パネルの前面パネル構造及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】ブラックマトリクス用材料の材料費を低減すると共に、ブラックマトリクスの製造工程を簡略化して前面パネルの製造コストを低減する。
【解決手段】透明な基板からなる上部基板２１０と、上部基板２１０の所定位置に形成されたストライプ状の透明電極２２０と、透明電極２２０上に該透明電極２２０の長手方向に沿って形成されたバス電極２５０と、上部基板２１０の透明電極２２０を形成した面にて隣り合う放電セル間に対応した部分、及び透明電極２２０とバス電極２５０との間に形成されたブラックマトリクス２３０，２４０と、を備え、ブラックマトリクス２３０，２４０は、ＭｎＣｏ_２Ｏ_４（マンガンコバルト複合酸化物）からなる耐熱性黒色顔料を含む黒色ペースト組成物を使用して形成される。
【選択図】図１

Description

本発明は、プラズマ表示パネルの前面パネル構造及びその製造方法に関し、詳しくは、ブラックマトリクスの性能を向上することができる黒色ペースト組成物を使用して製造されたプラズマ表示パネルに関するものである。

一般に、プラズマ表示パネル（Plasma Display Panel；以下、「ＰＤＰ」という）は、プラズマ放電による発光現象を利用して映像や情報を表示する平面表示パネルであり、該表示パネル構造、及び駆動方法によってＤＣ型とＡＣ型とに分けられる。

ＰＤＰは、隔壁で分離された放電セル内部にプラズマ放電を発生させ、この時、各放電セル内に充填されているＨｅ、Ｘｅなどのガスの放電により発生する紫外線が蛍光体に衝突して該蛍光体を励起し、これが励起状態から基底状態に戻るときのエネルギーの差により発生する可視光線の発光現象を利用したものである。

上記ＰＤＰは、高輝度及び高発光効率で、メモリー機能を有し及び１６０度以上の広視野角を有する利点に加えて、構造が簡単で製造が容易であることから４０インチ以上の大画面を容易に具現化できる特長を有している。

図４及び図５は、従来のプラズマ表示パネルの前面パネルの製造工程を示した断面図である。
まず、図４（ａ）に示されているように、上部基板１００にスパッタリング（sputtering）、イオンメッキ、化学蒸着又は電着などの工程を経てＩＴＯなどからなる透明電極１１０が形成され、該透明電極１１０が形成された上部基板１００上に感光性の黒色ペースト組成物１２２が塗布される。この黒色ペースト組成物１２２は、ＲｕＯ（酸化ルテニウム）化合物である。

次に、図４（ｂ）に示されているように、感光性の電極用物質１３２が塗布される。
続いて、電極用物質１３２が塗布された上部基板１００の上方に近接して所定の開口が形成された第１マスク１６０が配置される。この第１マスク１６０には、図４（ｃ）に示されているように、バス電極１３０が形成される位置に対応して開口１６２が形成されている。そして、第１マスク１６０の上方から光を一定時間照射して電極用物質１３２及び黒色ペースト組成物１２２が露光される。

次に、第１マスク１６０を除去した後、上部基板１００を現像液で現像する。その結果、図５（ｄ）に示されているように、上記光に感応して硬化された部分のみを残し、残り部分の電極用物質１３２及び黒色ペースト組成物１２２は除去される。その後、焼成工程を実行する。

続いて、図５（ｅ）に示されているように、第１ブラックマトリクス１２０及びバス電極１３０が形成された上部基板１００に誘電体層物質を塗布した後、乾燥して上部誘電体層１４０を形成する。

次に、上部誘電体層１４０の上部に黒色ペースト組成物１２２を再塗布し、上述と同様に現像及び焼成工程を経て図５（ｆ）に示されているように、各放電セル間に第２ブラックマトリクス１５０を形成する。

続いて、第２ブラックマトリクス１５０が形成された上部誘電体層１４０の上部に図示省略の誘電体層、及び図示省略の保護膜を形成する工程を経てＰＤＰの前面パネルの製造工程を完了する。

このように、従来のＰＤＰ前面パネルの製造方法においては、第１及び第２ブラックマトリクス１２０、１５０をそれぞれ独立の工程を経て形成することになる。即ち、まず、透明電極１１０とバス電極１３０間に位置する第１ブラックマトリクス１２０が黒色ペースト組成物１２２の塗布工程、露光、現像及び焼成工程を経て形成される。

次に、各放電セル間に位置する第２ブラックマトリクス１５０が黒色ペースト組成物１２２の塗布工程、露光、現像及び焼成工程を再度実行して形成される。これにより、従来のＰＤＰ前面パネルの製造方法においては、前面パネルの製造工程が複雑になり、製造に必要とする時間が長くなって、製造コストが高くなるという問題があった。

さらに、黒色ペースト組成物１２２として使われる上記ＲｕＯ化合物は高価な材料であるため、黒色ペースト組成物１２２の２回の塗布工程を有する従来のＰＤＰ前面パネルの製造方法においては、材料費が高くなるという問題があった。

そこで、本発明は、このような問題点に対処し、ブラックマトリクス用材料の材料費を低減すると共に、ブラックマトリクスの製造工程を簡略化して前面パネルの製造コストを低減しようとするプラズマ表示パネルのブラックマトリクス用黒色ペースト組成物、それを用いて製造するプラズマ表示パネルの前面パネル構造及びその製造方法を提供することを目的とする。

上記するような目的を達成するために、本発明によるプラズマ表示パネルのブラックマトリクス用黒色ペースト組成物は、耐熱性黒色顔料としてＭｎＣｏ_２Ｏ_４（マンガンコバルト複合酸化物）を含むものである。具体的には、上記耐熱性黒色顔料の他に、ガラス粉末、結合剤、光重合性単量体、光重合開始剤、及び溶剤が含まれる。この場合、耐熱性黒色顔料は５〜２５重量部、ガラス粉末は５〜２０重量部、結合剤は２５〜３０重量部、光重合性単量体は５〜１５重量部、光重合開始剤は１〜１０重量部、溶剤は２０〜３５重量部含まれる。また、上記耐熱性黒色顔料対ガラス粉末の比率は、１:０．５〜１:３である。

また、本発明によるプラズマ表示パネルの前面パネル構造は、透明な基板からなる上部基板と、上記上部基板の所定位置に形成されたストライプ状の透明電極と、上記透明電極上に該透明電極の長手方向に沿って形成されたバス電極と、上記上部基板の透明電極を形成した面にて隣り合う放電セル間に対応した部分、及び上記透明電極とバス電極との間に形成されたブラックマトリクスと、を備え、上記ブラックマトリクスは、ＭｎＣｏ_２Ｏ_４（マンガンコバルト複合酸化物）からなる耐熱性黒色顔料を含む黒色ペースト組成物を使用して形成される。

この場合、上記黒色ペースト組成物は、上記耐熱性黒色顔料の他に、ガラス粉末、結合剤、光重合性単量体、光重合開始剤、及び溶剤を含み、上記耐熱性黒色顔料対ガラス粉末の比率が１：０．５〜１：３である。

また、本発明によるプラズマ表示パネルの前面パネルの製造方法は、透明電極が形成された上部基板上に感光性の黒色ペースト組成物を塗布する段階と、上記黒色ペースト組成物を乾燥する段階と、第１ブラックマトリクスを形成するために上記黒色ペースト組成物の所定領域を露光する段階と、上記黒色ペースト組成物の上部に感光性の電極用物質を塗布する段階と、上記電極用物質を乾燥する段階と、第２ブラックマトリクス及びバス電極を形成するために、上記黒色ペースト組成物及び電極用物質の所定領域を露光する段階と、上記黒色ペースト組成物及び電極用物質を現像する段階と、上記上部基板上に残された上記黒色ペースト組成物及び電極用物質を焼成してバス電極、第１及び第２ブラックマトリクスを形成する段階と、を有し、上記黒色ペースト組成物は、ＭｎＣｏ_２Ｏ_４（マンガンコバルト複合酸化物）からなる耐熱性黒色顔料を含むものである。

本発明によるプラズマ表示パネルのブラックマトリクス用黒色ペースト組成物は、安価な材料であるＭｎＣｏ_２Ｏ_４を含有したものであるため、ブラックマトリクス用材料の材料費を低減することができる。また、ＭｎＣｏ_２Ｏ_４を含有する黒色ペースト組成物によれば、５００〜６００℃の高温焼成後に緻密で透過率の低い黒色被膜を形成することができる。さらに、ＭｎＣｏ_２Ｏ_４は、高温でも色調安定性に優れているので、黒色度の高いブラックマトリクスを形成することができる。

また、本発明のプラズマ表示パネルの前面パネル構造及びその製造方法によれば、透明電極とバス電極との間に位置するブラックマトリクスと、各放電セル間に位置するブラックマトリクスとを、バス電極の形成と同時に形成することができ、前面パネルの製造工程を簡略化して、製造コストを低減することができる。

以下、本発明による黒色ペースト組成物、それを用いて製造されたプラズマ表示パネルの前面パネル構造及びその製造方法の実施形態を添付図面に基づいて詳細に説明する。
図１は本発明によるプラズマ表示パネルの前面パネルの一実施形態を説明する図であり、プラズマ表示パネルへの適用例を示した断面図である。
図１を参照すれば、プラズマ表示パネル（ＰＤＰ）は、前面パネル２００及び背面パネル３００とからなる。

ＰＤＰの前面パネル２００には、透明なガラス基板からなる上部基板２１０の下部に透明電極２２０、バス電極２５０、第１及び第２ブラックマトリクス（black matrix）２３０、２４０、上部誘電体層２６０及び保護層２７０が形成されている。

透明電極２２０は、上部基板２１０の所定位置にストライプ状に形成されており、放電セルから放射される光を透過させることができるように、透明なインジウムスズ酸化物（以下、「ＩＴＯ」という）で形成されている。

バス電極２５０は、透明電極２２０上に該透明電極２２０の長手方向に沿って形成され、透明電極２２０のライン抵抗を減少させるためのものである。そして、このバス電極２５０は、導電性の高い銀（Ａｇ）ペーストで形成される。このように、バス電極２５０は、導電性の高い物質で形成されるために、導電性の低い透明電極２２０の駆動電圧を減少させることができる。

第１ブラックマトリクス２３０は、上部基板２１０の透明電極２２０を形成した面にて隣接する放電セル間に対応した部分に形成されており、外光及び放電セル内部から放射する光の一部を吸収することにより、コントラストを向上させることができるようになっている。このように、上記第１ブラックマトリクス２３０は、放電セル間を区分する役割を果たしている。

第２ブラックマトリクス２４０は、 透明電極２２０とバス電極２５０と間に非常に薄く形成されて、透明電極２２０とバス電極２５０との間の導通を確保すると共に、上記ＰＤＰのコントラストを向上させる役割を果たしている。

第１、第２ブラックマトリクス２３０、２４０は、黒色ペースト組成物で形成される。この黒色ペースト組成物は、耐熱性黒色顔料及び結合剤が含まれた組成物である。また、黒色ペースト組成物には、上記組成物以外にも光重合性単量体、光重合開始剤、ガラス粉末及び溶剤を含有する。

上記黒色ペースト組成物は、５〜２５重量部の耐熱性黒色顔料、５〜２０重量部のガラス粉末、２５〜３０重量部の結合剤、５〜１５重量部の光重合性単量体、１〜１０重量部の光重合開始剤、及び２０〜３５重量部の溶剤を含む。

また、上記黒色ペースト組成物は、耐熱性黒色顔料とガラス粉末との比率が１：０．５〜１：３、好ましくは、１：０．５〜１：１．５となるように配合したものであり、上記耐熱性黒色顔料としてＭｎＣｏ_２Ｏ_４が用いられる。

上記耐熱性黒色顔料には、高温でも色調安定性を有する無機顔料が使用される。これは、上記ＰＤＰの前面パネルの製作工程において、上部基板が５００℃〜６００℃の高温による焼成工程を通るために、高温でも変色が生じないようにするためである。

特に、ＭｎＣｏ_２Ｏ_４は、焼成後に緻密な黒色被膜を形成し、且つ色調特性に優れているので、上記耐熱性黒色顔料として好ましい。特に、上記ＭｎＣｏ_２Ｏ_４が含まれた耐熱性黒色顔料を溶剤に均一に分散させたスラリーは、二次凝集物がないペーストとして好適である。

上記スラリーは、溶剤中に上記耐熱性黒色顔料を均一に分散させることによって製造される。例えば、上記スラリーは、上記溶剤、分散剤及び耐熱性黒色顔料を混合器を用いて混合分散させて製造することができる。上記スラリーに使われる溶剤は、ソルベントショックを防止するためにペースト中に使われる溶剤と同じ種類を選択することが好ましい。また、上記スラリーに使われる分散剤は、上記耐熱性黒色顔料を均一に分散できるものであれば充分である。

上記黒色ペースト組成物において、上記結合剤はアクリル系結合剤を使用する。また、カルボキシル基を有する樹脂、エチレン性不飽和二重結合を有するカルボキシル基含有感光性樹脂及びエチレン性不飽和二重結合を有さないカルボキシル基含有樹脂中のいずれか一つを使用していてもよい。上記のようなカルボキシル基含有感光性樹脂及びカルボキシル基含有樹脂は、単独で用いてもよく、又は２種以上を併用してもよいが、いずれの場合においても、これらの総量が上記黒色ペースト組成物全体量の１０％〜８０％の質量比率となるように配合することが好ましい。

一方、上記黒色ペースト組成物において、光重合性単量体は、上記黒色ペースト組成物の光硬化性を促進して現像性を向上させるために用いられる。

上記光重合性単量体としては、例えば、２−ヒドロキシエチルアクリレート、２−ヒドロキシプロピルアクリレート、ジエチレングリコールジアクリレート、トリエチレングリコールジアクリレート、ポリエチレングリコールジアクリレート、ポリウレタンジアクリレート、トリメチルプロパントリアクリレート、ペンタエリスリトールトリアクリレート、ペンタエリスリトールテトラアクリレート、トリメチルプロパンエチレンオキサイド変性トリアクリレート（triacrylate degenerated trimethylpropaneethyleneoxide）、トリメチルプロパンプロピレンオキサイド変性トリアクリレート（triacrylate degenerated trimethylpropanepropyleneoxide）、ジペンタエリスリトールペンタアクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート及び上記アクリレートに対応する各メタクリレート類；フタル酸、アジピン酸、マレイン酸、アトコン酸（atconic acid）、コハク酸、トリメリト酸、テレフタル酸などの多塩基酸とヒドロキシアルキル（メタ）アクリレートとのモノ、ジ、トリまたはそれ以上のポリエステルなどがある。また、これらは単独で用いてもよく、又は２種以上を併用してもよい。特に、一分子内に二つ以上のアクリロイル基またはメタクリロイル基を有する多官能単量体が好ましい。

一方、上記光重合開始剤としては、例えば、ベンゾイン、ベンゾインメチルエーテル、ベンゾインエチルエーテル、ベンゾインイソプロピルエーテルなどのベンゾインとベンゾインアルキルエーテル類；アセトフェノン、２，２−ジメトキシ−２−フェニルアセトフェノン、２，２−ジエトキシ−２−フェニルアセトフェノン、１，１−ジクロロアセトフェノンなどのアセトフェノン類；２−メチル−１−［４−（メチルチオ）フェニル］−２−モルホリノプロパン−１−オン（2-methyl-1-[4-(methyltio)phenyl]-2-morpolypropane-1-on）、２−ベンジル−２−ジメチルアミノ−１−［４−モルホリノフェニル］−ブタン−１−オン（2-benzyl-2-dimethylamino-1-[4-morpolyphenyl]-butane-1-on）などのアミノアセトフェノン類；２−メチルアントラキノン、２−エチルアントラキノン、２−ｔ−ブチルアントラキノン、１−クロロアントラキノンなどのアントラキノン類；２，４−ジメチルチオキサントン、２，４−ジエチルチオキサントン、２−クロロチオキサントン、２，４−ジイソプロピルチオキサントンなどのチオキサントン類；アセトフェノンジメチルケタール、ベンジルジメチルケタールなどのケタール類；ベンゾフェノンなどのベンゾフェノン類；または;（２，６−ジメトキシベンゾイル）−２、４，４−ペンチルホスフィンオキサイド、ビス（２，４，６−トリメチルベンゾイル）−フェニルホスフィンオキサイド、２，４，６−トリメチルベンゾイルジフェニルホスフィンオキサイド、エチル−２，４，６−トリメチルベンゾイルフェニルホスフィネートなどのホスフィンオキサイド類；各種ペルオキシド類などが挙げられ、これらは単独で用いてもよく、又は２種以上を併用してもよい。

また、ガラス粉末、シリカ粉末などのガラス粉末を上記黒色ペースト組成物の特性を損なわない量的比率で配合する。ガラス粉末などを上記黒色ペースト組成物に添加することにより、露光、現像後の被膜を６００℃以下で容易に焼成することができる。ガラス粉末としては、酸化鉛、酸化ビスマス、酸化リチウムまたは酸化亜鉛などを主成分とする群から選択される１つ以上の物質を用いることが好ましい。

また、上記黒色ペースト組成物を塗布する工程で粘度調整、乾燥による膜の作製及び接触露光を可能にするために希釈剤として溶剤を配合する。

上記溶剤は、例えば、メチルエチルケトン、シクロヘキサノンなどのケトン類；トルエン、キシレン、テトラメチルベンゼンなどの芳香族炭化水素類；セロソルブ、メチルセロソルブ、カルビトール、メチルカルビトール、ブチルカルビトール、プロピレングリコールモノメチルエーテル、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル、ジプロピレングリコールモノエチルエーテル、トリエチレングリコールモノエチルエーテルなどのグリコールエーテル類；酢酸エチル、酢酸ブチル、セロソルブアセテート、ブチルセロソルブアセテート、カルビトールアセテート、ブチルカルビトールアセテート、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートなどの酢酸エステル類；エタノール、プロパノール、エチレングリコール、プロピレングリコール等のアルコール類；オクタン、デカンなどの脂肪族炭化水素；石油エーテル、石油ナフタ、水素添加石油ナフタ、溶媒ナフタなどの石油系溶剤が用いられ、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。

上部誘電体層２６０は、金属物質からなるバス電極２５０と直接接する層として、バス電極２５０との化学反応を避けるために軟化点の高いＰｂＯ系のガラスを用いる。このような上部誘電体層２６０は、放電電流を制限してグロー放電を保持し、プラズマ放電時に発生した電荷を蓄積する。

保護膜２７０は、プラズマ放電時のスパッタリングによる上部誘電体層２６０の損傷を防止すると同時に、２次電子の放電効率を上げるためのものである。この保護膜２７０は、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）で形成される。

ＰＤＰの背面パネル３００には、ガラス基板３１０（以下、「下部基板」という）の上部にアドレス電極３２０、下部誘電体層３３０、隔壁３４０及び蛍光層３５０が形成されている。

アドレス電極３２０は、各放電セルの中央に配置されている。そして、アドレス電極３２０は、７０〜８０μｍ程度の線幅で形成されている。

下部誘電体層３３０は、アドレス電極３２０を覆って下部基板３１０の全面に形成されて、アドレス電極３２０を保護するようになっている。

隔壁３４０は、下部誘電体層３３０の上部に位置し、アドレス電極３２０から所定距離離隔されて形成され、垂直方向に延びて隣接する放電セルを隔てる壁である。この隔壁３４０は、放電距離を保持し、隣接する放電セル間の電気的、光学的干渉を防止するために必要なものである。

蛍光層３５０は、両隔壁３４０の側面及び下部誘電体層３３０の上部に形成されている。この蛍光層３５０は、プラズマ放電時に発生した紫外線により励起されて赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、または青色（Ｂ）のいずれか一つの可視光線を発光する。

以下、ＰＤＰの発光動作を詳述する。
透明電極２２０とバス電極２５０とに一定の電圧（電圧マージン範囲にある）がかかった状態で、アドレス電極３２０にプラズマを生成するのに十分な大きさの電圧がかかると、バス電極２５０と隣接するバス電極２５０間にプラズマが形成される。気体には、ある程度の自由電子が存在するが、電場がかかれば、その自由電子は力（Ｆ＝ｑＥ）を受けることになる。

この力を受けた自由電子が不活性気体等の最外郭の１個の電子を取り去るだけのエネルギーを得ると（第１イオン化エネルギー）、気体をイオン化することができる。ここで発生したイオンと電子は、電磁場の力を受けて陽電極に移動する。特に、イオンが保護層２７０にぶつかると、保護層２７０では二次電子が発生するが、この二次電子がプラズマの形成を促進することになる。従って、初期放電を開始するためには、高い電圧が必要であるが、一旦、放電されれば、電子密度が増加するので低い電圧で放電が維持されるようになる。

上記ＰＤＰの放電セル中に充填される気体は、主にＮｅ、Ｘｅ、Ｈｅ等の不活性気体であるが、特に、Ｘｅが準安定状態で放出する１４７ｎｍと１７３ｎｍの波長の紫外線を蛍光層３５０に付与し、蛍光層３５０から赤色、緑色または青色の可視光線が発光されるようにしている。この時、発光される各色の可視光線は、その蛍光層３５０の種類によって決定される。したがって、各放電セルの蛍光層３５０を塗り分けることにより、各放電セルは、赤色、緑色、青色をそれぞれ表示するピクセルになる。

各放電セルのＲＧＢ値の組み合せで色合いの調節が行われる。上記ＰＤＰの場合は、プラズマが発光する時間を調節して色合いの調節を行なっている。
上記発光された可視光線は、上部基板２１０を透過して外部に発散される。

以下、本発明の黒色ペースト組成物を使用してＰＤＰの前面パネル２００を製造する工程を説明する。図２及び図３は、図１のプラズマ表示パネルの前面パネルの製造工程を示した断面図である。
図２（ａ）に示されているように、上部基板２１０にスパッタリング、イオンメッキ、化学蒸着及び電着などの工程を通じてＩＴＯのような透明電極２２０が形成され、さらにその上に例えばポジ型の黒色ペースト組成物２３２が塗布される。

次に、所定の温度で黒色ペースト組成物２３２を乾燥する。乾燥後には、黒色ペースト組成物２３２内の殆どの溶剤が蒸発して除かれる。

さらに、黒色ペースト組成物２３２が塗布された上記基板２１０の上方に近接して一定の開口が形成された第１マスク４００が配設される。第１マスク４００には、図２（ｂ）に示されているように、第１ブラックマトリクス２３０が形成される位置に対応して開口４１０が形成されている。

続いて、第１マスク４００の上方から光を所定時間照射して黒色ペースト組成物２３２を露光する。この場合、上記光を照射すれば、ポジ型の黒色ペースト組成物２３２の上記光の照射された部分のみがこの光に感応して硬化する。即ち、上記開口４１０の下方に位置した黒色ペースト組成物２３２の当該部分は、上記光が照射されて硬化し、上記開口４１０が形成されない部分の下方に位置した黒色ペースト組成物２３２の当該部分は、上記光が照射されなくて硬化しない。

次に、第１マスク４００を取り除いた後、図２（ｃ）に示されるように黒色ペースト組成物２３２上に例えばポジ型の感光性の電極用物質２５２を塗布する。

続いて、上記電極用物質２５２が塗布された上部基板２１０の上方に一定の開口が形成された第２マスク５００が配設される。次に、所定の温度で電極用物質２５２を乾燥する。第２マスク５００には、図３（ｄ）に示されているように、バス電極２５０及び第２ブラックマトリクス２４０が形成される位置に対応して開口５１０が形成されている。

続いて、第２マスク５００の上方から光を所定時間照射して電極用物質２５２を露光する。この場合、上記光を照射すれば、ポジ型の電極用物質２５２及び黒色ペースト組成物２３２の上記光の照射された部分のみが光に感応して硬化する。即ち、開口５１０の下方に位置した電極用物質２５２及び黒色ペースト組成物２３２の当該部分は、上記光が照射されて硬化し、開口５１０が形成されない部分の下方に位置した電極用物質２５２及び黒色ペースト組成物２３２の当該部分は、上記光が照射されなくて硬化しない。

フォトマスクを使用する代わりに、レッドまたはブルーの可視光線ビームまたはＡｒイオンビームを用いて直接パターンを形成する方法が使用されてもよい。また、ステッパー（stepper）露光機または近接露光機のような露光装備を使用してもよい。さらに、上部基板２１０が大面積を有するものである場合に、露光領域の狭い光露光機を用いて露光するときは、基板を移動して複数回に分けて露光してもよい。

電極用物質２５２及び黒色ペースト組成物２３２に照射する光線には、可視光線、近紫外線、紫外線、電子ビーム、Ｘ線及びレーザービームが使用されてもよい。この中で、紫外線が好ましく、例えば、光源として低圧マーキュリーランプ、高圧マーキュリーランプ、超高圧マーキュリーランプ、ハロゲンランプ及び殺菌灯が使用されてもよい。好ましくは、超高圧マーキュリーランプが用いられる。

次に、第２マスク５００を取り除いた後、現像工程が実行される。この現像工程においては、上部基板２１０が現像液に浸漬され、図２（ｂ）及び図３（ｄ）工程で上記光に感応して硬化された部分のみを残し、他の部分の電極用物質２５２及び黒色ペースト組成物２３２が現像液に溶解して除去される。続いて、焼成工程を実行し、図３（ｅ）に示されているように、バス電極２５０、第１及び第２ブラックマトリクス２３０及び２４０の形成を完了する。

焼成によって、バインダー、光重合性単量体、光重合性開始剤などのような有機物は除去される。しかし、耐熱性黒色顔料、ガラス粉末のような無機物は、ブラックマトリクス２３０、２４０内に残留する。このように、バス電極２５０と第１及び第２ブラックマトリクス２３０及び２４０が電極用物質２５２及び黒色ペースト組成物２３２をそれぞれ１回ずつ塗布して露光した後、一回の現像／焼成工程によって形成される。

続いて、透明電極２１０、バス電極２５０、第１及び第２ブラックマトリクス２３０及び２４０が形成された上部基板２１０上に誘電体層物質を塗布し、図３（ｆ）に示されるように、上部誘電体層２６０を形成する。

さらに、上部誘電体層２６０上に保護層物質である酸化マグネシウムを塗布して保護層２７０を形成する。このようにして、図１に示す前面パネル２００が形成される。

なお、上記実施形態においては、電極用物質２５２及び黒色ペースト組成物２３２がポジ型の感光性材料の場合について説明したが、ネガ型の感光性材料であってもよい。この場合、光に照射された部分が現像液に溶解して除去され、光に照射されていない部分が残ることになる。

以下、上記第１及び第２ブラックマトリクス２３０及び２４０を形成したＰＤＰの前面パネル２００の実施例を説明する。
表１は本発明の黒色ペースト組成物の組成と、該黒色ペースト組成物を用いてブラックマトリクスを形成した前面パネルの性能を比較したものである。

表１において、比較例１の黒色ペースト組成物は、１４重量部の耐熱性黒色顔料、１４重量部のガラス粉末、３２重量部の結合剤、８重量部の光重合性単量体、４重量部の光重合性開始剤、及び２８重量部の溶剤を含むものである。この場合、耐熱性黒色顔料としては、Ｃｏ_３Ｏ_４を使用した。また、結合剤は、アクリル系結合剤を使用し、溶剤にはｎ−ブチルカルビトールを使用した。

実施例１〜実施例３の黒色ペースト組成物は、耐熱性黒色顔料としてＭｎＣｏ_２Ｏ_４を使用した。また、耐熱性黒色顔料及びガラス粉末を除く残りの組成物は、比較例１と種類及び含量を同じにしている。

実施例１の黒色ペースト組成物は、１４重量部の耐熱性黒色顔料、１４重量部のガラス粉末、３２重量部の結合剤、８重量部の光重合性単量体、４重量部の光重合性開始剤、及び２８重量部の溶剤を含むものである。

実施例２の黒色ペースト組成物は、１８重量部の耐熱性黒色顔料、１０重量部のガラス粉末、３２重量部の結合剤、８重量部の光重合性単量体、４重量部の光重合性開始剤、及び２８重量部の溶剤を含むものである。

実施例３の黒色ペースト組成物は、１２重量部の耐熱性黒色顔料、１６重量部のガラス粉末、３２重量部の結合剤、８重量部の光重合性単量体、４重量部の光重合性開始剤、及び２８重量部の溶剤を含むものである。

このような黒色ペースト組成物を用いて第１及び第２ブラックマトリクスを形成した後、前面パネル２００のブラックマトリクスの性能を評価した。この場合、比較例１は、従来の方法でブラックマトリクスを形成したものであり、実施例１〜実施例３は、本発明に係る方法でブラックマトリクスを形成したものである。

その結果、焼成後のブラックマトリクスの厚みは、実施例１〜実施例３のいずれも比較例１と略同じ厚みとなっている。一般に、焼成後の厚みが１μｍを超える場合、ブラックマトリクスの性能が基準レベルに達しなくなることがある。従って、本発明に係る実施例１〜実施例３は、いずれも厚みが１μｍ以下であり、満足すべきものであることが確認できた。

面抵抗を測定した結果、実施例１〜実施例３は、比較例１と略同様に十分に高い抵抗値が得られた。面抵抗が過度に低い場合には、ブラックマトリクスの性能が基準レベルに達しなくなることがある。従って、本発明に係る実施例１〜実施例３は、いずれも満足すべきものであることが確認できた。

透過率は、その値が低いほど、ブラックマトリクスの遮光性能が向上される。実施例１〜実施例３の透過率は、０．０９〜０．３８であり、比較例１の０．４８と比較して、低いことが確認できた。

このように、本発明に係る黒色ペースト組成物を用いて製造したブラックマトリクスは、全体として従来のものと略同等の性能を維持しており、特に遮光性能において、従来のものよりも優れていることが確認できた。なお、耐熱性黒色顔料、結合剤、ガラス粉末、光重合性単量体、光重合開始剤、及び溶剤を、それぞれ５〜２５重量部、５〜２０重量部、２５〜３０重量部、５〜１５重量部、１〜１０重量部、２０〜３５重量部の範囲内のものとし、総量が１００となるように混合した黒色ペースト組成物を用いてプラズマ表示パネルのブラックマトリクスを作製すると、いずれもブラックマトリクスとして十分な面抵抗、遮光性能及び黒色度が得られることが分かった。また、耐熱性黒色顔料対ガラス粉末の比率が１：０．５〜１：３となるように配合したものは、ブラックマトリクスの遮光性能が従来のものに比べて優れていることが分かった。この場合、上記比率を１：０．５〜１：１．５としたものは、表１に示されているように遮光性能が特に優れていた。

以上説明した本発明は、一実施形態を開示したものであり、本発明の技術的思想及びその範囲内で様々な修正、変更、付加を行ってもよい。従って、このような修正、変更及び付加は、本発明の特許請求の範囲に属するものである。

本発明によるプラズマ表示パネルの前面パネルの一実施形態を説明する図であり、プラズマ表示パネルへの適用例を示した断面図である。 上記前面パネルの製造方法において、製造工程の前半を説明する断面図である。 上記前面パネルの製造方法において、製造工程の後半を説明する断面図である。 従来のプラズマ表示パネルの前面パネルの製造方法において、製造工程の前半を説明する断面図である。 従来のプラズマ表示パネルの前面パネルの製造方法において、製造工程の後半を説明する断面図である。

符号の説明

２００ 前面パネル
２１０ 上部基板
２２０ 透明電極
２３２ 黒色ペースト組成物
２５２ 電極用物質
５００ 第２マスク
５１０ 開口

Claims (14)

1. 耐熱性黒色顔料としてＭｎＣｏ_２Ｏ_４（マンガンコバルト複合酸化物）を含むことを特徴とするプラズマ表示パネルのブラックマトリクス用黒色ペースト組成物。
2. 上記耐熱性黒色顔料の他に、ガラス粉末、結合剤、光重合性単量体、光重合開始剤、及び溶剤を含むことを特徴とする請求項１に記載のプラズマ表示パネルのブラックマトリクス用黒色ペースト組成物。
3. 上記耐熱性黒色顔料は５〜２５重量部、ガラス粉末は５〜２０重量部、結合剤は２５〜３０重量部、光重合性単量体は５〜１５重量部、光重合開始剤は１〜１０重量部、溶剤は２０〜３５重量部含まれることを特徴とする請求項２に記載のプラズマ表示パネルブラックマトリクス用黒色ペースト組成物。
4. 上記耐熱性黒色顔料対ガラス粉末の比率は、１：０．５〜１：３であることを特徴とする請求項２に記載のプラズマ表示パネルのブラックマトリクス用黒色ペースト組成物。
5. 上記ガラス粉末は、酸化鉛、酸化ビスマス、酸化リチウムまたは酸化亜鉛を主成分とする群から選択される１つ以上の物質を含み、上記結合剤は、アクリル系結合剤であることを特徴とする請求項２に記載のプラズマ表示パネルのブラックマトリクス用黒色ペースト組成物。
6. 透明な基板からなる上部基板と、
   上記上部基板の所定位置に形成されたストライプ状の透明電極と、
   上記透明電極上に該透明電極の長手方向に沿って形成されたバス電極と、
   上記上部基板の透明電極を形成した面にて隣り合う放電セル間に対応した部分、及び上記透明電極とバス電極との間に形成されたブラックマトリクスと、
   を備え、
   上記ブラックマトリクスは、ＭｎＣｏ_２Ｏ_４（マンガンコバルト複合酸化物）からなる耐熱性黒色顔料を含む黒色ペースト組成物を使用して形成されたことを特徴とするプラズマ表示パネルの前面パネル構造。
7. 上記黒色ペースト組成物は、上記耐熱性黒色顔料の他に、ガラス粉末、結合剤、光重合性単量体、光重合開始剤、及び溶剤を含み、上記耐熱性黒色顔料対ガラス粉末の比率が１：０．５〜１：３であることを特徴とする請求項６に記載のプラズマ表示パネルの前面パネル構造。
8. 上記ガラス粉末は、酸化鉛、酸化ビスマス、酸化リチウムまたは酸化亜鉛を主成分とする群から選択される１つ以上の物質を含むことを特徴とする請求項７に記載のプラズマ表示パネルの前面パネル構造。
9. 上記上部基板上には、上記透明電極、上記バス電極、及び上記ブラックマトリクスを覆って上部誘電体層及び該上部誘電体層を保護する保護層が積層して形成されたことを特徴とする請求項６に記載のプラズマ表示パネルの前面パネル構造。
10. 透明電極が形成された上部基板上に感光性の黒色ペースト組成物を塗布する段階と、
    上記黒色ペースト組成物を乾燥する段階と、
    第１ブラックマトリクスを形成するために上記黒色ペースト組成物の所定領域を露光する段階と、
    上記黒色ペースト組成物の上部に感光性の電極用物質を塗布する段階と、
    上記電極用物質を乾燥する段階と、
    第２ブラックマトリクス及びバス電極を形成するために、上記黒色ペースト組成物及び電極用物質の所定領域を露光する段階と、
    上記黒色ペースト組成物及び電極用物質を現像する段階と、
    上記上部基板上に残された上記黒色ペースト組成物及び電極用物質を焼成してバス電極、第１及び第２ブラックマトリクスを形成する段階と、
    を有し、
    上記黒色ペースト組成物は、ＭｎＣｏ_２Ｏ_４（マンガンコバルト複合酸化物）からなる耐熱性黒色顔料を含むことを特徴とするプラズマ表示パネルの前面パネルの製造方法。
11. 上記黒色ペースト組成物は、上記耐熱性黒色顔料の他に、ガラス粉末、結合剤、光重合性単量体、光重合開始剤、及び溶剤を含み、耐熱性黒色顔料が５〜２５重量部、ガラス粉末が５〜２０重量部、結合剤が２５〜３０重量部、光重合性単量体が５〜１５重量部、光重合開始剤が１〜１０重量部、溶剤が２０〜３５重量部含まれることを特徴とする請求項１０に記載のプラズマ表示パネルの前面パネルの製造方法。
12. 上記耐熱性黒色顔料対ガラス粉末の比率は、１：０．５〜１：３であることを特徴とする請求項１０に記載のプラズマ表示パネルの前面パネルの製造方法。
13. 上記ガラス粉末は、酸化鉛、酸化ビスマス、酸化リチウムまたは酸化亜鉛を主成分とする群から選択される１つ以上の物質を含むことを特徴とする請求項１０に記載のプラズマ表示パネルの前面パネルの製造方法。
14. 上記バス電極、第１及び第２ブラックマトリクスを形成した後、該バス電極、第１及び第２ブラックマトリクスを覆って上記上部基板上に上部誘電体層用物質を塗布して上部誘電体層を形成する段階と、
    上記上部誘電体層上に酸化マグネシウムを塗布して保護層を形成する段階と、
    をさらに行うことを特徴とする請求項１０に記載のプラズマ表示パネルの前面パネルの製造方法。

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