JP2010524228A

JP2010524228A - 黒化処理された電磁波遮蔽ガラスおよびその製造方法

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Publication number: JP2010524228A
Application number: JP2010502019A
Authority: JP
Inventors: キム、スン−ウク; イ、トン−ウク; チュン、サン−キ; ファン、イン−ソク
Original assignee: LG Chem Ltd
Current assignee: LG Chem Ltd
Priority date: 2007-04-03
Filing date: 2008-04-02
Publication date: 2010-07-15
Anticipated expiration: 2028-04-02
Also published as: CN101653055B; EP2132970A1; EP2132970B1; KR100863408B1; WO2008120952A1; EP2132970A4; US20120183678A1; KR20080089983A; US20100109978A1; US8168300B2; CN101653055A; JP5061233B2

Abstract

【課題】
【解決手段】本発明は、ａ）ガラスの前側と後側のうちの少なくとも一方の側に、着色されたガラスフリット（ｇｌａｓｓｆｒｉｔ）を含む導電ペーストを用いて導電パターンを形成するステップ、およびｂ）前記導電パターンを焼成により黒化させるステップを含む電磁波遮蔽ガラスの製造方法および黒化処理された電磁波遮蔽ガラスを提供する。
【選択図】なし

Description

本発明は、電磁波遮蔽のための導電パターンとして機能を十分に発揮するために、低い比抵抗を維持しつつも、黒化処理され、ディスプレイ装置のコントラストにも影響のない電磁波遮蔽ガラスの製造方法およびそれにより製造された電磁波遮蔽ガラスに関する。

本出願は２００７年４月３日に韓国特許庁に提出された韓国特許出願第１０−２００７−３２８７１号の出願日の利益を主張し、その内容の全ては本明細書に含まれる。

従来技術では、ＰＤＰから発生する有害な電磁波を遮蔽するために、銅材質のメッシュパターンをフォトリソグラフィー方式により製造している。しかし、フォトリソグラフィー方式は、工程が複雑で、原材料費用も高く、製造費用が高いため、ＰＤＰフィルタの原材料のうちの最も高価である。しかし、ＦＰＤ（ＦｌａｔＰａｎｅｌＤｉｓｐｌａｙ）市場においては、ＰＤＰとＬＣＤの競争が激しくなる状況であるために低価の原材料を開発する必要があり、このために導電ペーストをスクリーン印刷やオフセット印刷などの印刷方法によりメッシュパターンに印刷する技術が開発されている。

印刷方法を利用して製造した電磁波遮蔽フィルムがその特性を十分に発揮するためには、印刷に用いられた導電ペーストの比抵抗が十分に低い必要性がある。

このために金属粉末を含む導電ペーストの使用が開発されているが、前記導電ペーストを用いてオフセット印刷方法により導電パターンを印刷する場合、金属光沢によりＰＤＰからの光や外部光などが反射してコントラストに良くない影響を与えるために導電パターンの黒化処理が求められる。

本発明は、印刷方法によりガラス基材上に形成した導電パターンを簡便に黒化させることができる電磁波遮蔽ガラスの製造方法および黒化処理された電磁波遮蔽ガラスを提供することを目的とする。

また、黒化処理された電磁波遮蔽ガラスに反射防止フィルム、近赤外線遮蔽フィルム、色補正フィルムなどをさらに付着して製造したＰＤＰフィルタおよびそれを含むＰＤＰ装置を提供することを目的とする。

前記課題を達成するために、本発明は、導電パターンを固定するための焼成ステップを通し、別途の黒化処理ステップを経ることなく、面抵抗が上昇することなく、導電パターンとガラス基材との間の界面が黒化された電磁波遮蔽ガラスの製造方法を提供する。

すなわち、フィルム形態の電磁波遮蔽部を省略し、ガラス板面に直接電磁波遮蔽部を形成して構造および製造工程を簡素化することができ、特に焼成温度に制約を受けることなく、焼成温度を自由に調節して十分に焼成できることにより、最適な伝導度を有する電磁波遮蔽部が備えられた黒化処理された電磁波遮蔽ガラスおよびその製造方法を提供する。

本発明によれば、面抵抗が上昇することなく、印刷された導電パターンとガラス基材との間の界面を黒化させ、金属光沢によるコントラスト問題が解決された電磁波遮蔽ガラスおよびその製造方法を提供することができる。

また、ガラス基材に導電パターンを固定するための焼成ステップにおいて黒化処理が行われ、別途の黒化工程が必要ないため、電磁波遮蔽ガラスの製造工程および装置の簡素化により生産性の向上を図ることができる。

本発明は、（ａ）ガラスの前側と後側のうちの少なくとも一方の側に導電ペーストを用いて導電パターンを形成するステップ、および（ｂ）前記導電パターンが形成されたガラスを焼成するステップを含むことを特徴とする黒化処理された電磁波遮蔽ガラス製造方法を提供する。

前記導電ペーストは特に限定されないが、銅、銀、金、およびアルミニウムのうちから選択された１種以上の金属粉末、有機溶媒に高分子バインダーを溶解させた有機バインダー樹脂液、およびペーストとガラス基材との付着力を向上させるためのガラスフリット（ＧｌａｓｓＦｒｉｔ）を含むことができる。特に、電気伝導性に優れ、低い比抵抗を有する銀（Ａｇ）成分を金属成分として含み、黒化処理のために着色されたガラスフリットを含む導電ペーストが好ましい。

前記導電ペーストは、７０〜９０重量％の金属粉末、０．１〜１５重量％の着色されたガラスフリット、および５重量％〜３０重量％の有機バインダー樹脂液（これは、有機溶媒に高分子バインダーを溶解させたことを意味し、このうちの高分子バインダーは有機溶媒と高分子バインダーの重量の和の３重量％〜２０重量％）を含むことが好ましい。

前記導電ペーストは、例えば、高分子バインダーを有機溶媒に溶解させて有機バインダー樹脂液を製造し、ここに着色されたガラスフリットを添加し、最後に金属粉末を添加した後に混練し、３段ロールミルを利用して固まっていた金属粉末とガラスフリットが均一に分散するように製造することができる。

前記有機溶媒としては、ブチルカルビトールアセテート（ＢｕｔｙｌＣａｒｂｉｔｏｌＡｃｅｔａｔｅ）、カルビトールアセテート（ＣａｒｂｉｔｏｌＡｃｅｔａｔｅ）、シクロヘキサノン（Ｃｙｃｌｏｈｅｘａｎｏｎｅ）、セロソルブアセテート（ＣｅｌｌｏｓｏｌｖｅＡｃｅｔａｔｅ）、テルピネオール（Ｔｅｒｐｉｎｅｏｌ）、およびジエチレングリコールモノブチルエーテル（ＤｉｅｔｈｙｌｅｎｅＧｌｙｃｏｌＭｏｎｏｂｕｔｙｌＥｔｈｅｒ）などを用いることが好ましい。

前記高分子バインダーは、導電ペーストで導電パターンを形成した時に導電パターンの形状を維持させる役割をし、セルロース（Ｃｅｌｌｕｌｏｓｅ）系樹脂、アクリル（Ａｃｒｙｌ）系樹脂、およびビニル（Ｖｉｎｙｌ）系樹脂などを用いることができる。

導電パターンをガラス基材上に形成した後に４００〜７００℃で焼成すると、ペーストに均一に添加されていたガラスフリットは一定温度以上で溶けてガラス基材側に移動して融着し、導電ペーストとガラス基材との間の付着力を向上させる。４００℃以下である場合には、導電ペーストに含まれている金属粉末、例えば、銀成分が溶けてガラス基材に融着するのに問題があり、７００℃以上である場合には、ガラスの曲げまたは表面凹凸による歪み点が発生してディスプレイ用としては適用し難い。

また、導電パターンが形成されるガラス基材が強化ガラスの条件を満たせるためには、５００〜７００℃で導電パターンが形成されたガラスを焼成することが好ましい。

焼成時間は焼成温度が高いほど短縮され、３〜３０分程度であってもよいが、生産性を考慮すると３〜１０分程度が好ましい。

前記金属成分を含む導電ペーストで導電パターンを形成する場合、金属光沢によりＰＤＰモジュールからの光と外部光が反射してコントラストに影響を及ぼすために黒化処理が求められる。導電ペーストにカーボンブラックや黒色染料を添加してペーストの色を黒くして印刷する方法を考慮することができるが、カーボンブラックは銀に比べて比抵抗が高く、黒色染料は非導電性であるため、ペースト内で不純物として作用して、最終製品において面抵抗の上昇をもたらして電磁波の遮蔽性能に問題がある。

本発明によれば、着色されたガラスフリットを含む導電ペーストを製造し、これをガラス基材上に印刷して導電パターンを形成した後に高温で焼成し、面抵抗が上昇することなく、導電パターンとガラス基材との間の界面を黒化させることができる。

前記着色成分は黒色だけに限定されず、灰色などの無彩色または茶色を含んで人間の視線に拒否感のない範囲内で黒化効果のある全ての色を用いることができる。

着色されたガラスフリットにおいては、ＭｎＯ₂、Ｆｅ₂Ｏ₃、ＮｉＯ、ＣｏＯ、およびＣｕＯなどの着色成分が一般的なガラスフリットに着色されている。着色されたガラスフリットが添加された導電ペーストを焼成する場合、ガラスフリットが流動化して重力によってガラス基材の表面に移動する。この時、着色成分も流動化したガラスフリットと共にガラス基材の表面に移動し、導電ペーストとガラス基材との間の界面を黒く変化させることができる。また、着色成分が導電ペーストに全体的に分布するのではないため、面抵抗の上昇も生じない。

前記（ａ）ステップにおいて、前記導電パターンは印刷方法により形成してもよい。ガラス表面に導電パターンを印刷する方法としてはオフセット印刷方法、スクリーン印刷方法、グラビア印刷方法、およびインクジェット印刷方法のうちから選択することができるが、これらに限定されず、ガラス表面に直接印刷できる方法であれば当業者に公知された全ての印刷方法を利用することができる。

ここで、前記オフセット印刷方法は、凹凸が形成された平板の凹部に前記導電ペーストを充填するステップと；前記平板に印刷ブランケットを接触させ、前記導電ペーストを前記平板の前記凹部から前記印刷ブランケットに転写するステップと；前記印刷ブランケットをガラス表面に接触させ、前記導電ペーストを前記印刷ブランケットからガラス表面に転写し、導電パターンを有する前記電磁波遮蔽部を形成するステップとを含む。ここで、凹凸の凹部の代わりに、凸部を利用して通常のオフセット印刷方法により導電ペーストをガラス表面に転写することもできる。

本発明の他の一実施状態として、ガラス、および前記ガラスの前側と後側のうちの少なくとも一方の側に形成された導電パターンを含み、前記導電パターンに着色されたガラスフリットを含ませ、前記導電パターンが形成されたガラスを焼成することにより、前記導電パターンおよびガラス基材間の界面が黒化処理されることを特徴とする電磁波遮蔽ガラスを含む。

本発明のまた他の一実施状態として、前記電磁波遮蔽ガラス、および反射防止フィルム、近赤外線遮蔽フィルム、および色補正フィルムのうちから選択された一つ以上のフィルムを含むＰＤＰフィルタを含む。

また、本発明のまた他の一実施状態として、前記ＰＤＰフィルタを含むＰＤＰ装置を含む。

以下、実施例により本発明をより詳細に説明するが、本発明の保護範囲が下記実施例だけに限定されるものではない。

［実施例：黒色ガラスフリットによって黒化処理された電磁波遮蔽ガラスの製造］
（１）導電ペーストの製造
エチルセルロースとブチルカルビトールアセテートの重量の和の１０重量％になるように、高分子バインダーであるエチルセルロースをブチルカルビトールアセテート（ＢｕｔｙｌＣａｒｂｉｔｏｌＡｃｅｔａｔｅ）に溶解して有機バインダー樹脂液を製造し、これは、全体ペースト重量の２０重量％になるようにした。前記有機バインダー樹脂液にＢｉ₂Ｏ₃−ＺｎＯ−Ｂ₂Ｏ₃を基本組成とし、着色成分としてＣｏＯを含む着色されたガラスフリットを全体ペースト重量の５重量％だけ添加し、最後に銀粉末を全体ペースト重量の７５重量％だけ添加した後に混練した。その後、３段ロールミルを利用して固まっていた銀粉末とガラスフリットを均一に分散させ、ロールミルにより分散したペーストの形状を有したことを確認した後にこれを回収した。

（２）導電パターンの印刷および焼成
前記方法により製造された銀ペーストを凹版オフセット印刷方法によりガラス基材上に導電パターンを形成し、６００℃で１０分間焼成した後に常温に冷却し、黒化処理された導電パターンを有する電磁波遮蔽ガラスを製造した。

（３）黒化度および面抵抗の検定
実施例により製作された製品に対して面抵抗および黒化度を測定した。面抵抗は三菱化学のＭＣＰ−Ｔ６００を利用して測定し、黒化度Ｌは導電パターンの反射度を島津製作所のＵＶ−３６００を利用して測定した後、反射度からＬ値を算出し、その結果を表１に示す。

［比較例１：黒化処理のない電磁波遮蔽ガラスの製造］
導電ペーストの製造時、黒色ガラスフリットを添加することなく、Ｂｉ₂Ｏ₃−ＺｎＯ−Ｂ₂Ｏ₃を基本組成とする一般のガラスフリットを添加することを除いては、実施例と同じ方法により導電ペーストを製造した。

また、前記導電ペーストを実施例と同じ印刷方法によりガラス表面に導電パターンを形成し、焼成後、実施例と同じ方法により黒化度および面抵抗を測定した。

その結果を表１に実施例の結果と共に示す。

［比較例２: 黒色顔料によって黒化処理された電磁波遮蔽ガラスの製造］
導電ペーストの製造時、黒色ガラスフリットを添加することなく、Ｂｉ₂Ｏ₃−ＺｎＯ−Ｂ₂Ｏ₃を基本組成とする一般のガラスフリットと黒色顔料のＣｏＯを添加した後, 実施例と同じ方法により導電ペーストを製造した。比率は有機バインダー樹脂液１５重量％, ガラスフリット５重量％, ＣｏＯ５重量％, 銀粉末７５重量％である。

その結果を表１に実施例の結果と共に示す。

表１に示すように、本発明に係る電磁波遮蔽ガラスの場合、面抵抗は０．１Ω／□、黒化度Ｌは２９．０であった（黒化度Ｌはその値が低いほどより黒いという意味である）。すなわち、比較例１で製作された電磁波遮蔽ガラスの場合、ガラスフリットの種類だけが異なる導電ペーストを用いたため、面抵抗は０．１Ω／□で等しいが、黒化度Ｌは実施例に比べて約２倍増加することが分かる。また、比較例２にあいて、黒色顔料によって黒化度Ｌは実施例と類似しているが、黒色顔料が不純物の役目をして実施例と粉末との重量％が同一にもかかわらず、面抵抗が０．３Ω／□で３倍増加することが分かる。

したがって、本発明による黒化処理された電磁波遮蔽ガラスの場合、面抵抗の上昇がなく、黒化度が顕著に増加することが分かる。

Claims

（ａ）ガラスの前側と後側のうちの少なくとも一方の側に着色されたガラスフリットを含む導電ペーストを用いて導電パターンを形成するステップ；および
（ｂ）前記導電パターンが形成されたガラスを焼成するステップを含むことを特徴とする黒化処理された電磁波遮蔽ガラスの製造方法。
前記導電ペーストは、銀、銅、金、およびアルミニウムからなる群ちから選択された一つ以上の金属粉末、高分子バインダー、および着色されたガラスフリットを有機溶媒に分散させて製造することを特徴とする、請求項１に記載の黒化処理された電磁波遮蔽ガラスの製造方法。
前記有機溶媒は、ブチルカルビトールアセテート（ＢｕｔｙｌＣａｒｂｉｔｏｌＡｃｅｔａｔｅ）、カルビトールアセテート（ＣａｒｂｉｔｏｌＡｃｅｔａｔｅ）、シクロヘキサノン（Ｃｙｃｌｏｈｅｘａｎｏｎｅ）、セロソルブアセテート（ＣｅｌｌｏｓｏｌｖｅＡｃｅｔａｔｅ）、テルピネオール（Ｔｅｒｐｉｎｅｏｌ）、およびジエチレングリコールモノブチルエーテル（ＤｉｅｔｈｙｌｅｎｅＧｌｙｃｏｌＭｏｎｏｂｕｔｙｌＥｔｈｅｒ）からなる群から選択されることを特徴とする、請求項２に記載の黒化処理された電磁波遮蔽ガラスの製造方法。
前記導電ペーストは、７０〜９０重量％の金属粉末、０．１〜１５重量％の着色されたガラスフリット、および５重量％〜３０重量の有機バインダー樹脂液（これは、有機溶媒に高分子バインダーを溶解させたことを意味し、このうちの高分子バインダーの量は有機溶媒と高分子バインダーの全の和の３重量％〜２０重量％）を含むことを特徴とする、請求項２に記載の黒化処理された電磁波遮蔽ガラスの製造方法。
前記（ａ）ステップにおいて、印刷方法により導電パターンを形成することを特徴とする、請求項１に記載の黒化処理された電磁波遮蔽ガラスの製造方法。
前記印刷方法は、オフセット印刷方法、インクジェット印刷方法、およびスクリーン印刷方法からなる群から選択されることを特徴とする、請求項５に記載の黒化処理された電磁波遮蔽ガラスの製造方法。
前記オフセット印刷方法は、
（ａ）凹部及び凸部を含む平板の凹部に前記導電ペーストを充填するステップと；
（ｂ）前記平板に印刷ブランケットを接触させ、前記導電ペーストを前記平板の前記凹部から前記印刷ブランケットに転写するステップ；および
（ｃ）前記印刷ブランケットを前記ガラス表面に接触させ、前記導電ペーストを前記印刷ブランケットから前記ガラス表面に転写し、前記ガラス表面に前記導電パターンが形成されるステップを含むことを特徴とする、請求項６に記載の黒化処理された電磁波遮蔽ガラスの製造方法。
前記焼成ステップは４００〜７００℃で行われることを特徴とする、請求項１に記載の黒化処理された電磁波遮蔽ガラスの製造方法。
ガラス、および前記ガラスの前側と後側のうちの少なくとも一方の側に着色されたガラスフリットを含む導電パターンを含み、前記導電パターンが形成されたガラスを焼成することにより、前記導電パターンおよびガラス基材との間の界面が黒化処理される電磁波遮蔽ガラス。
前記導電パターンは、銅、金、およびアルミニウムからなる群選択された一つ以上の金属粉末、高分子バインダー、および着色されたガラスフリットを有機溶媒に分散させて製造した導電ペーストを用いて形成することを特徴とする、請求項９に記載の電磁波遮蔽ガラス。
前記有機溶媒は、ブチルカルビトールアセテート（ＢｕｔｙｌＣａｒｂｉｔｏｌＡｃｅｔａｔｅ）、カルビトールアセテート（ＣａｒｂｉｔｏｌＡｃｅｔａｔｅ）、シクロヘキサノン（Ｃｙｃｌｏｈｅｘａｎｏｎｅ）、セロソルブアセテート（ＣｅｌｌｏｓｏｌｖｅＡｃｅｔａｔｅ）、テルピネオール（Ｔｅｒｐｉｎｅｏｌ）、およびジエチレングリコールモノブチルエーテル（ＤｉｅｔｈｙｌｅｎｅＧｌｙｃｏｌＭｏｎｏｂｕｔｙｌＥｔｈｅｒ）からなる群から選択されることを特徴とする、請求項１０に記載の電磁波遮蔽ガラス。
前記導電ペーストは、７０〜９０重量％の金属粉末、０．１〜１５重量％の着色されたガラスフリット、および５重量％〜３０重量％の有機バインダー樹脂液（これは、有機溶媒に高分子バインダーを溶解させたことを意味し、このうちの高分子バインダーの量は有機溶媒と高分子バインダーの全重量の３重量％〜２０重量％）を含むことを特徴とする、請求項１０に記載の電磁波遮蔽ガラス。
前記導電パターンは印刷方法により形成されることを特徴とする、請求項９に記載の電磁波遮蔽ガラス。
前記導電パターンが形成されたガラスの焼成は４００〜７００℃で行われることを特徴とする、請求項９に記載の電磁波遮蔽ガラス。
請求項９による電磁波遮蔽ガラス、および前記電磁波遮蔽ガラスの前側または後側に付着した反射防止フィルム、近赤外線遮蔽フィルム、および色補正フィルムからなる群から選択される少なくとも一つのフィルムを含むＰＤＰフィルタ。
請求項１５によるＰＤＰフィルタを含むＰＤＰ装置。