JP5135818B2 - 印刷用インキ組成物及びその製造方法並びに該組成物を用いたプラズマディスプレイパネル用電極の形成方法及びその電極 - Google Patents
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上記従来の特許文献1に示された導電性インキや特許文献2に示された光硬化型導電インキでは、有機バインダとしてスチレンのような芳香族樹脂を使用しているため、より精度の高い印刷が可能である。
しかし、上記従来の特許文献1に示された導電性インキや特許文献2に示された光硬化型導電インキのように、芳香族樹脂を印刷用インキ組成物の樹脂成分として用いると、焼成時に有機成分が完全に焼失せずに、電極中に残ってしまい、電極の導電性が低下するおそれがあった。
本発明の目的は、精度の高い印刷が可能であり、しかも焼成時に有機成分が全く又は殆ど残らず、高精度の印刷性及び良好な導電性の双方を両立させることができる、印刷用インキ組成物及びその製造方法並びに該組成物を用いたプラズマディスプレイパネル用電極の形成方法及びその電極を提供することにある。
その特徴ある構成は、樹脂成分が、芳香族成分を含む樹脂に水素添加させることにより得られた脂環式の樹脂成分であり、この脂環式の樹脂成分に含まれる芳香族成分が0.5重量部以下であるところにある。
この請求項1に記載された印刷用インキ組成物では、この印刷用インキ組成物11中の樹脂成分が芳香族成分を含む樹脂に水素添加させることにより得られた脂環式の樹脂成分であり、この脂環式の樹脂成分は導電性金属粉末の分散性が良く、しかもインキ組成物11の粘度調整が容易であるため、この脂環式の樹脂成分を含む印刷用インキ組成物11により所望のパターンに高精細に印刷することができる。また印刷用インキ組成物11中の樹脂成分における、燃え難い原因となるベンゼン環を含む芳香族成分が0.5重量部以下であるため、この印刷用インキ組成物11を基材14上にパターン印刷して塗膜を形成し、この塗膜を乾燥し焼成して得られた電極中に、導電性を阻害する有機成分が全く或いは殆ど残らず、電極の導電性を向上できる。
この請求項3に記載された印刷用インキ組成物の製造方法では、印刷用インキ組成物中の樹脂成分が芳香族成分を含む樹脂に水素添加させた脂環式の樹脂成分であり、導電性金属粉末の分散性が良く、しかもインキ組成物11の粘度調整が容易であるため、この脂環式の樹脂成分を含む印刷用インキ組成物を用いて、所望のパターンに高精細に印刷することができる。また樹脂成分中の燃え難い原因となるベンゼン環を含む芳香族成分を0.5重量部以下としたため、この印刷用インキ組成物を基材上にパターン印刷して塗膜を形成し、この塗膜を乾燥し焼成した場合、電極中に導電性を阻害する有機成分が全く或いは殆ど残らず、電極の導電性を向上できる。
請求項5に係る発明は、請求項3記載の方法により製造された印刷用インキ組成物11を基材14上に所望のパターンで印刷して塗膜を形成する工程と、塗膜を乾燥し焼成して電極を形成する工程とを含むプラズマディスプレイパネル用電極の形成方法である。
この請求項4又は請求項5に記載されたプラズマディスプレイパネル用電極の形成方法では、高精細な印刷性及び良好な導電性を有する電極を比較的容易に形成できる。
請求項7に係る発明は、請求項3に記載の印刷用インキ組成物の製造方法を用いて形成されたプラズマディスプレイパネル用電極である。
請求項8に係る発明は、請求項4又は5に記載の電極の形成方法を用いて形成されたプラズマディスプレイパネル用電極である。
この請求項6ないし8いずれか1項に記載されたプラズマディスプレイパネル用電極では、高精細な印刷性及び良好な導電性を有する電極となる。
また芳香族成分を含む樹脂に水素添加させることにより芳香族成分を0.5重量部以下とした脂環式の樹脂成分を得た後に、この脂環式の樹脂成分と導電性金属粉末とガラスフリットと溶剤成分を混合して印刷用インキ組成物を調製すれば、この印刷用インキ組成物を基材上にパターン印刷し、乾燥し、更に焼成することにより高精度な印刷性及び良好な導電性の双方を両立させた電極を比較的容易に形成できる。
更に上記印刷用インキ組成物を基材上に所望のパターンで印刷して塗膜を形成した後に、この塗膜を乾燥し焼成してプラズマディスプレイパネル用電極を形成すれば、この電極の印刷パターンは高精細となり、導電性は良好となる。
本発明の印刷用インキ組成物は、導電性金属粉末、ガラスフリット、樹脂成分及び溶剤成分を含む混合物からなる。導電性金属粉末を100重量部とするとき、ガラスフリットが、好ましくは1〜10重量部、より好ましくは2〜5重量部の割合となるように配合される。また樹脂成分と溶剤成分の比率については、樹脂成分を100重量部とするとき、溶剤成分が、好ましくは30〜200重量部、より好ましくは50〜120重量部の割合となるように配合される。更に導電性金属粉末を100重量部とするとき、樹脂成分及び溶剤成分の合計量が、好ましくは10〜50重量部、より好ましくは15〜30重量部の割合となるように配合される。ここで、上記ガラスフリットを導電性金属粉末100重量部に対して1〜10重量部の範囲内に限定したのは、1重量部未満では焼成後の電極の基材(ガラス基板等)への密着性が悪く、10重量部を越えると焼成後の電極の導電性が低下してしまうからである。また溶剤成分を樹脂成分100重量部に対して30〜200重量部の範囲内に限定したのは、30重量部未満では溶剤の揮発による印刷不良が発生し、200重量部を越えるとインキ組成物の粘度の低下による印刷後のインキ組成物の垂れが発生してしまうからである。更に樹脂成分及び溶剤成分の合計量を導電性金属粉末100重量部に対して10〜50重量部の範囲内に限定したのは、10重量部未満では溶剤の揮発による印刷不良が発生し、50重量部を越えるとインキ組成物の粘度の低下による印刷後のインキ組成物の垂れが発生してしまうからである。
先ず図1(a)に示すように、所定の凹状パターン10aを有する平面凹版10を印刷版として用意し、この平面凹版10表面に印刷用インキ組成物11を所定量供給する。この平面凹版10表面にスキージ12をあててスライドさせることにより、印刷用インキ組成物11を凹版パターン10aに埋め込む。次いで図1(b)に示すように、表面にシリコーンブランケット13aが取付けられたブランケットロール13を印刷用ブランケットとして用意し、印刷用インキ組成物11が凹状パターン10aに埋め込まれた平面凹版10上にブランケットロール13を圧接し、この状態でブランケットロール13を回転させて平版凹版10上を転動させることにより、平面凹版10の凹状パターン10aに埋め込まれたインキ11の一部をブランケットロール13のシリコーンゴムシート13a表面に転写する。このときの転写率は平面凹版の凹状パターンやインキ組成物に含まれる成分や比率、或いはブランケットの圧接の強弱にもよっても異なるが、ほぼ50〜60%程度の割合である。次に図1(c)に示すように、印刷用インキ組成物11を転写したブランケットロール13をガラス基板14(基材:被転写体)に圧接し、この状態でブランケットロール13を回転させ、ガラス基板14上を転動させることにより、ガラス基板14表面に印刷用インキ組成物11が所定のパターンで転写されて、所望の印刷パターンを有する塗膜となる(図1(d))。更にこの所望の印刷パターンの塗膜が形成されたガラス基板14を空気中で100〜200℃に1〜30分間保持して乾燥させた後に、空気中で500〜600℃、好ましくは540〜580℃で焼成を行う。焼成の温度保持時間は5〜30分が好ましく、10〜20分がより好ましい。
<実施例1>
導電性金属粉末として、平均粒径が0.4μmである球状の銀粉末を用意し、またガラスフリットとして、軟化点が450℃である酸化ビスマス−酸化ホウ素系のガラスフリットを用意した。また樹脂成分としてビスフェノールA型のエポキシ樹脂を水素添加することにより得られた水添式ビスフェノールA型エポキシ樹脂を用意し、溶剤成分としてグリコールエーテル系溶剤を用意した。このときの水添式ビスフェノールA型エポキシ樹脂に含まれる芳香族成分は0.3重量部であった。上記導電性金属粉末100重量部と、ガラスフリット3重量部と、樹脂成分10重量部と、グリコールエーテル系溶剤7重量部とをそれぞれ混合し、この混合物をプラネタリーミキサーを使用して30分間分散した後に、更に3本ロールミルを使用して3分間分散することにより、ペースト状の印刷用インキ組成物を調製した。
一方、図1に示すように、凹版オフセット印刷法に用いる印刷版として、ラインの幅、深さ及びピッチがそれぞれ150μm、30μm及び300μmである複数の凹状パターンを有する平面凹版10を用意し、基材(被転写体)として、厚さが2.8mmである対角50インチのガラス基板14(旭硝子社製の前面側の電極基板:PD200)を用意した。また印刷用ブランケットとして、表面に厚さが700μmであって、硬さが40(JIS K 6253 タイプA)であるシリコーンゴムシート(常温硬化型シリコーンゴム(付加型))が取付けられたブランケットロール13を用意した。
樹脂成分として、ビスフェノールF型エポキシ樹脂を水素添加することにより得られる水添式ビスフェノールF型樹脂を使用したこと以外は、実施例1と同様にして表面に電極が形成されたガラス基板を作製した。このガラス基板を実施例2とした。なお、水添式ビスフェノールF型エポキシ樹脂に含まれる芳香族成分は0.4重量部であった。
<実施例3>
樹脂成分として、スチレン樹脂を水素添加することにより得られる水添式スチレン樹脂を使用したこと以外は、実施例1と同様にして表面に電極が形成されたガラス基板を作製した。このガラス基板を実施例3とした。なお、水添式スチレン樹脂に含まれる芳香族成分は0.2重量部であった。
樹脂成分として、スチレン樹脂を使用したこと以外は、実施例1と同様にして表面に電極が形成されたガラス基板を作製した。このガラス基板を比較例1とした。なお、スチレン樹脂に含まれる芳香族成分は100重量部であった。
<比較例2>
水添式ビスフェノールA型エポキシ樹脂に含まれる芳香族成分が1.0重量部であること以外は、実施例1と同様にして表面に電極が形成されたガラス基板を作製した。このガラス基板を比較例2とした。
<比較例3>
樹脂成分として、アクリル樹脂を使用したこと以外は実施例1と同様にして表面に電極が形成されたガラス基板を作製した。このガラス基板を比較例3とした。なお、アクリル樹脂に含まれる芳香族成分は0重量部であった。
実施例1〜3及び比較例1〜3のガラス基板上に形成された電極の比抵抗を測定するとともに、これらの電極の印刷性を評価した。電極の比抵抗はロレスター(三菱化学社製)により測定した。また電極の印刷性は、各基板の所定位置における9箇所のライン幅をそれぞれ測定し、平面凹版の凹状のパターンのライン幅に対して上記測定値の最大値及び最小値が±2μm以内であるときを『良好』とし、±2μmを越えたときを『不良』とした。その結果を次の表1にそれぞれ示す。
14 ガラス基板(基材)
Claims (8)
- 導電性金属粉末、ガラスフリット、樹脂成分及び溶剤成分を含む混合物からなり、基材上に所望のパターンで印刷された後に乾燥され焼成される印刷用インキ組成物において、
前記樹脂成分が、芳香族成分を含む樹脂に水素添加させることにより得られた脂環式の樹脂成分であり、
この脂環式の樹脂成分に含まれる芳香族成分が0.5重量部以下である
ことを特徴とする印刷用インキ組成物。 - 脂環式の樹脂成分が、水添式スチレン樹脂、水添式ビスフェノールAタイプエポキシ樹脂及び水添式ビスフェノールFタイプエポキシ樹脂からなる群より選ばれた1種又は2種以上の樹脂成分である請求項1記載の印刷用インキ組成物。
- 芳香族成分を含む樹脂に水素添加させることにより芳香族成分を0.5重量部以下とした脂環式の樹脂成分を得る工程と、
前記脂環式の樹脂成分と導電性金属粉末とガラスフリットと溶剤成分を混合して印刷用インキ組成物を調製する工程と
を含む印刷用インキ組成物の製造方法。 - 請求項1又は2記載の印刷用インキ組成物を基材上に所望のパターンで印刷して塗膜を形成する工程と、
前記塗膜を乾燥し焼成して電極を形成する工程と
を含むプラズマディスプレイパネル用電極の形成方法。 - 請求項3記載の方法により製造された印刷用インキ組成物を基材上に所望のパターンで印刷して塗膜を形成する工程と、
前記塗膜を乾燥し焼成して電極を形成する工程と
を含むプラズマディスプレイパネル用電極の形成方法。 - 請求項1又は2に記載の印刷用インキ組成物を用いて形成されたプラズマディスプレイパネル用電極。
- 請求項3に記載の印刷用インキ組成物の製造方法を用いて形成されたプラズマディスプレイパネル用電極。
- 請求項4又は5に記載の電極の形成方法を用いて形成されたプラズマディスプレイパネル用電極。
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