JP4481635B2 - プラズマディスプレイパネル用電極基板の製造方法およびそれに用いる印刷用ブランケット - Google Patents
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Description
PDPの制御部に用いられる電極基板は、微細な電極パターンが極めて高い精度で形成されている必要があることから、従来、その製造にフォトリソグラフィー技術が採用されている。しかしながら、フォトリソグラフィーによる電極パターンの製造には、製造プロセスが複雑であること、パターン形成材料の多くが露光や現像処理によって無駄になること、露光や現像に使用する設備が高価であること等の問題があり、これらは、PDPの製造コストが極めて高くなる原因となっている。また、フォトリソグラフィー法は現像処理時に有害な廃液を多量に発生させることから環境上好ましくなく、その処理にも多大なコストを要するという不利益もある。しかも、露光・現像装置の大型化はコスト的に極めて不利であることから、PDPの大型化への対応が困難という問題もある。
そこで、本発明者は上記課題を解決するために鋭意研究を重ねた結果、凹版オフセット印刷用のブランケットとして表面がシリコーン系エラストマーからなるものを使用し、当該シリコーンブランケットの表面粗さを十点平均粗さRzが0.1nm以上、100nm未満となるように、かつ算術平均粗さRaが0.1nm以上、20nm未満となるように設定したときには、PDP用の微細な電極パターンを極めて精密に印刷形成することができるだけでなく、電極パターンの表面にひげやピンホール等が生じるのを防止することができ、平坦性が極めて優れたパターンとして印刷形成することができる、という全く新たな事実を見出し、本発明を完成するに至った。
本発明に係るPDP電極基板製造用の印刷用ブランケットを用いてPDPの電極基板を印刷形成した場合、ならびに、PDP用電極基板の製造に際して本発明に係るPDP用電極基板の製造方法を適用した場合には、前述のように、微細なPDP用電極パターンを極めて精密に印刷形成することができる。しかも、電極パターンの表面にひげやピンホール等が生じるのを防止して、平坦性が極めて優れたパターンとして印刷形成することができる。それゆえ、本発明によれば、PDPの異常発光を防止し、高画質のPDPに適用可能な電極基板を提供することができる。
〔PDPの電極基板製造用の印刷用ブランケット〕
本発明に係るPDPの電極基板製造用の印刷用ブランケットにおいて、表面の算術平均粗さRaは、前述のように、0.1nm以上、20nm未満で設定される。この算術平均粗さRaは、主としてブランケットの表面全体における粗さの程度を示すものである。表面の算術平均粗さRaが20nm以上であるときは、シリコーンブランケットとインキペーストとの密着性が大きくなりすぎて、印刷パターンの膜厚、形状にばらつきが生じる原因となる。一方、表面の算術平均粗さRaは、その加工上、0.1nm未満とすることが困難である上、たとえRaを0.1nm未満とした場合であっても、シリコーンブランケットと印刷版、被印刷体とが接触する際の密着性が高くなりすぎて、かえってインキの転移性を低下させるおそれがある。
本発明に係るPDPの電極基板製造用の印刷用ブランケットにおいて、表面の十点平均粗さRzは、前述のように、0.1nm以上、100nm未満で設定される。この十点平均粗さRzは、主としてブランケットの表面における比較的大きな凹凸の程度を示すものである。十点平均粗さRzが100nm以上であるときは、局所的にインキペーストの転移に異常を生じさせて、かつ、電極パターンに異常突起やピンホールを生じさせる原因となる。この異常突起やピンホールは、前述のように、PDPの異常発光を招いて表示性能を著しく低下させる原因となるものである。一方、表面の十点平均粗さRzは、その加工上、0.1nm未満とすることが困難である上、たとえRzを0.1nm未満に設定したとしても、Raの場合と同様の問題を生じる。
印刷用ブランケットの表面粗さを小さくするには、従来、種々の方法が提案されている。本発明においては、セルフレベリング等の従来公知の種々の方法を採用することができるが、表面の算術平均粗さRaや十点平均粗さRzを上記範囲に設定する上で下記の方法を採用するのが好ましい。
本発明に係るPDPの電極基板製造用の印刷用ブランケットは、上記の方法によって製造するほかに、例えば液状のシリコーン系エラストマーを基材上で所定の厚みにコーティングした後、静置して平坦化させる方法によって製造してもよく、表面が平滑な金型に液状のシリコーン系エラストマーを注型する方法によって製造してもよい。
本発明に係るプラズマディスプレイパネルの電極基板の製造方法において、電極パターンの印刷形成には、凹版オフセット印刷法が採用される。オフセット印刷法には(水無し)平版オフセット印刷や凸版オフセット印刷等の種々の方式が知られているが、そのなかでも凹版オフセット印刷法はパターンの再現性が高く、1回の印刷処理で厚膜のパターンを形成することのできる印刷方式である。
電極パターンの印刷形成に使用する凹版については特に限定されるものではないが、表面の平滑性に優れたものであるのが好ましい。表面の平滑性が乏しいと、ドクターでインキを凹部に充填する際に凹版表面でインキのかき残りが生じ易く、非画線部の汚れ(地汚れ)を招く原因となるからである。凹版の表面に要求される平滑性は、十点平均粗さ(Rz)で1μm以下であるのが好ましく、0.5μm以下であるのがより好ましい。
凹版の凹部はフォトリソグラフ法、エッチング法もしくは電鋳法等により形成すればよい。凹部の深さは、目的とするインキパターンの厚みに応じて適宜設定すればよく、凹部内でインキが残存すること等を考慮すると、1〜50μm程度、特に3〜20μm程度とするのが適当である。
PDP用電極基板の基材(基板)は、電極パターンを凹版オフセット印刷法によって形成する際の被印刷体となるものであって、例えばソーダライムガラス、低アルカリガラス、無アルカリガラス、石英ガラス、低膨張ガラス等のガラス基板を用いることができる。
この基材(基板)の素材や厚みは、耐熱性、耐薬品性、透過性等の特性に応じて適宜設定すればよい。なお、基材(基板)上に印刷形成されたインキパターンは高温で焼成されることから、歪み点(温度)の高いガラス、具体的には歪み点が500℃以上であるガラスを用いるのが好ましい。それゆえ、上記例示のガラスの中でも、低アルカリガラスや無アルカリガラスを用いるのが好ましい。高歪点ガラスの具体例としては、例えば旭硝子(株)製の品番「PD200」、日本電気硝子(株)製の品番「PP8C」等が挙げられる。また、基材(基板)の厚みは、通常、1〜10mmの範囲で適宜設定される。
電極パターンの印刷形成には、一般に、樹脂と溶剤との混合物に、導電性粉体、ガラスフリット等を配合してなるインキペーストが用いられる。
上記インキペースト用の樹脂は、インキの焼成によって除去可能なものであるほかは特に限定されるものではなく、電極電極パターン形成用インキに用いられている、熱硬化型樹脂、紫外線硬化型樹脂、熱可塑性樹脂等の従来公知の種々の樹脂を採用することができる。熱硬化型の樹脂としては、例えばポリエステル−メラミン樹脂、メラミン樹脂、エポキシ−メラミン樹脂、フェノール樹脂、ポリイミド樹脂、熱硬化型アクリル樹脂等が挙げられる。紫外線硬化型の樹脂としては、例えばアクリル樹脂等が挙げられる。熱可塑性樹脂としては、例えばポリエステル樹脂、ブチラール樹脂〔ポリビニルブチラール(PVB)〕、アクリル樹脂等が挙げられる。これらの樹脂はいずれも、1種を単独で使用するほか、2種以上を混合して使用することもできる。
上記インキペースト用のガラスフリットとしては、インキペーストからなるパターンを焼成したときに、PDP電極基板用の基材と導電性粉体とを密着させ得るものであればよく、本発明においては従来公知の種々のガラスフリットを採用することができる。なお、焼成後の電極パターンと基材との密着性および電極パターンの導電性をより一層優れたものとする上で、種々のガラスフリットのなかでも特に、樹脂分の軟化温度で軟化・溶融せず、かつ上記導電性粉体の融点以下の温度で軟化・溶融するものを使用するのが好ましい。ガラスフリットの軟化・溶融温度が樹脂分の軟化温度よりも低いと、インキパターンの焼成時に樹脂成分が完全に分解、揮発して除去される前にガラスフリットが融着して、焼成後の電極パターンに空隙が生じ易くなるおそれがある。逆に、ガラスフリットの軟化・溶融温度が導電性粉体の融点よりも高いと、インキパターンの焼成温度を高くせざるを得なくなるおそれがあり、製造コスト上不利である。また、電極基板が熱変形するといった問題を招くおそれもある。一般に、ガラスフリットの軟化・溶融温度は400〜600℃程度に設定するのが適当である。インキパターンの焼成によって電極基板に悪影響を及ぼすことがないようにするためには、ガラスフリットとして酸化アルカリを含まないものを使用するのが好ましく、具体的にはZnO系ガラス、B2O3−アルカリ土類金属酸化物系ガラス等を使用するのが好ましい。ガラスフリットの粒径は特に限定されるものではないが、例えば中心粒径(D50)で0.1〜5μmのものであるのが好ましく、0.2〜3μmのものであるのがより好ましい。
上記インキペーストの印刷によって形成されるパターンの線幅や厚みは、PDPの画素のサイズ、前面電極(バス電極)と背面電極(データ電極)との相違等に応じて、かつ、焼成によって減少する分を考慮して、設定するものである。従って、本発明では特に限定されるものではないが、一般に、インキパターンの線幅は20〜200μmとなるように、好ましくは30〜150μmとなるように設定される。また、インキパターンの厚みは、通常、3〜30μmとなるように、好ましくは5〜20μmとなるように設定される。
PDP電極基板の基材上に印刷形成されたインキパターンは、450〜650℃で、好ましくは500〜600℃に加熱されて、焼成される。この焼成処理によって、導電性インキ組成物中の溶剤が蒸発し、バインダ樹脂が熱分解により消失する。
焼成後のパターン、すなわち電極パターンの線幅は、前面基板の場合、20〜150μm、好ましくは30〜100μmとなるように設定される。一方、背面電極の場合、40〜180μm、好ましくは50〜120μmとなるように設定される。電極パターンの線幅が前記範囲を下回る場合は断線が発生し易く、電極パターンの導電性も十分でなくなるおそれがある。線幅が前記範囲を超える場合は、PDPの微細な画素パターンに電極のパターンを適合させることができなくなるおそれがある。
印刷用ブランケットのインキ転移性は、その表面のシリコーン系エラストマーからなる層が印刷インキの溶剤で膨潤する程度に応じて大きく変化する。一般に、膨潤の少ない溶剤であれば、印刷用ブランケットの表面濡れ性に変化が少ないことから安定した印刷が可能となるが、凹版からブランケットへのインキの転移性を考慮すれば、表面ゴム層を若干膨潤させ得る溶剤を用いるのが好ましい。ここで、表面ゴム層が膨潤し得る溶剤を用いて繰り返し印刷を行うと、印刷用ブランケットの表面濡れ性に大きな変化が生じることから、経時的に、パターンの線幅が拡がる、版表面の微小な汚れまでも転写してしまう、被印刷体へのインキの転移性が低下する、といった問題が発生する。
〔シリコーンブランケットの製造〕
(実施例1)
透明のポリエチレンテレフタレート(PET)フィルムの表面にアクリル樹脂をコーティングした。こうして得られた積層フィルムにおいて、アクリル樹脂側の表面粗さは、算術平均粗さRaが0.7nm、十点平均粗さRzが4.5nmであった。
シリコーンゴムを硬化させた後、その表面に接着剤を塗布して、厚さ0.3mmのポリエチレンテレフタレート(PET)フィルムを貼り付けた。次いで、シリコーンゴム層から上記積層フィルムを剥がして、厚み0.6mmのシリコーンゴム層と、厚み0.3mmのPETフィルム(基材)との積層体であるシリコーンブランケットを得た。こうして得られたシリコーンブランケットの表面粗さは、算術平均粗さRaが0.9nm、十点平均粗さRzが5.1nmであった。
透明のPETフィルムとアクリル樹脂とからなる積層フィルムに代えて、表面の算術平均粗さRaが1.2nm、十点平均粗さRzが10.6nmであるイミドフィルムを使用した。このイミドフィルムを平台上に載置し、実施例1と同様にして2液型・付加型のRTVシリコーンゴム〔前出の品名「KE1603」〕をコーティングし、室温で20時間静置した。
透明のPETフィルムとアクリル樹脂とからなる積層フィルムに代えて、透明のPETフィルムの表面にアルミニウムを蒸着してなるフィルムを使用した。このフィルムの表面粗さは、算術平均粗さRaが6.8nm、十点平均粗さRzが36.5nmであった。
このアルミニウム蒸着フィルムを平台上に載置し、実施例1と同様にして2液型・付加型のRTVシリコーンゴム〔前出の品名「KE1603」〕をコーティングし、室温で20時間静置した。
透明のPETフィルムとアクリル樹脂とからなる積層フィルムに代えて、表面の算術平均粗さRaが15.1nm、十点平均粗さRzが72.1nmである透明のPETフィルムを使用した。この透明PETフィルムを平台上に載置し、実施例1と同様にして2液型・付加型のRTVシリコーンゴム〔前出の品名「KE1603」〕をコーティングし、室温で20時間静置した。
透明のPETフィルムとアクリル樹脂とからなる積層フィルムに代えて、表面の算術平均粗さRaが21.1nm、十点平均粗さRzが100.8nmである半透明のPETフィルムを使用した。この半透明PETフィルムを平台上に載置し、実施例1と同様にして2液型・付加型のRTVシリコーンゴム〔前出の品名「KE1603」〕をコーティングし、室温で20時間静置した。
透明のPETフィルムとアクリル樹脂とからなる積層フィルムに代えて、表面の算術平均粗さRaが28.2nm、十点平均粗さRzが481.0nmである不透明のPETフィルムを使用した。この不透明PETフィルムを平台上に載置し、実施例1と同様にして2液型・付加型のRTVシリコーンゴム〔前出の品名「KE1603」〕をコーティングし、室温で20時間静置した。
上記実施例および比較例で得られたシリコーンブランケットを用いて、プラズマディスプレイパネルの前面板(縦、横各500mmの低アルカリガラス板)上に前面電極のパターンを印刷形成した。
電極パターンの印刷形成には凹版オフセット印刷法を採用し、凹版には金属製(42アロイ)のものを使用した。導電性インキペーストには、アクリル樹脂100重量部に対し、銀粉末2000重量部と、ガラスフリット100重量部とを酢酸ブチルカルビトール(溶剤)150重量部に分散させて、3本ロールで混練したものを使用した。
〔物性評価〕
(ブランケットの表面状態)
上記実施例および比較例において、ブランケットからPDPの前面基板上へインキを転移した直後のシリコーンブランケットの表面状態を目視で観察して、インキペーストの残存状況を確認した。シリコーンブランケットの表面にインキペーストが残存していると、印刷形成されるインキパターンの膜厚にばらつきを生じさせる原因となる。インキペーストの残存状況の評価基準は次のとおりである。
A:シリコーンブランケット上にインキペーストが全く残存していないか、わずかに観察されたものの、インキパターンの膜厚に影響を及ぼしえない程度であった。
B:シリコーンブランケット上で、実用上問題となる程度のインキペーストが残存していた。
C:シリコーンブランケット上でインキペーストの残存が顕著に観察された。
上記実施例および比較例において、PDPの前面基板上に印刷形成されたインキパターンの形状を光学顕微鏡で観察して、表面の平坦性や印刷精度の評価を行った。評価基準は次のとおりである。
A:インキパターンには、形状の乱れ、凹凸、ピンホール等が全く観察されなかった。
A−:インキパターンの端部の乱れがわずかに観察されたが、実用上問題のない程度であった。
B:インキパターンの端部の乱れ、凹凸、ピンホール等が、実用上問題となる程度に観察された。
C:インキパターンの端部の乱れ、凹凸、ピンホール等が顕著に観察された。
Claims (2)
- 表面がシリコーン系エラストマーからなり、かつ当該表面の算術平均粗さRaが0.1nm以上、20nm未満、十点平均粗さRzが0.1nm以上、100nm未満である印刷用ブランケットを用いて、凹版オフセット印刷法によって導電性ペーストからなるパターンを基板上に印刷形成することを特徴とするプラズマディスプレイパネル用電極基板の製造方法。
- 表面がシリコーン系エラストマーからなり、当該表面の算術平均粗さRaが0.1nm以上、20nm未満、十点平均粗さRzが0.1nm以上、100nm未満であることを特徴とするプラズマディスプレイパネルの電極基板製造用の印刷用ブランケット。
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