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発明の名称 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
発行国 日本国特許庁(JP)
公報種別 公開特許公報(A)
公開番号 特開2007−53100(P2007−53100A)
公開日 平成19年3月1日(2007.3.1)
出願番号 特願2006−222659(P2006−222659)
出願日 平成18年8月17日(2006.8.17)
代理人 【識別番号】100078330
【弁理士】
【氏名又は名称】笹島 富二雄
発明者 崔 鍾享 / 李 根秀
要約 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(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。
特許請求の範囲
【請求項1】
耐熱性黒色顔料としてMnCo(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。
【請求項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。
【請求項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。
【請求項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。
【請求項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。
【請求項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(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。
【請求項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。
【請求項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。
【請求項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。
【請求項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(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。
【請求項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。
【請求項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。
【請求項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。
【請求項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。
発明の詳細な説明
【技術分野】
【0001】
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。
【背景技術】
【0002】
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。
【0003】
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。
【0004】
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。
【0005】
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。
【0006】
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。
【0007】
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。
【0008】
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。
【0009】
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。
【0010】
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。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0011】
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。
【0012】
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。
【0013】
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。
【0014】
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。
【課題を解決するための手段】
【0015】
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(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。
【0016】
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(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。
【0017】
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。
【0018】
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(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。
【発明の効果】
【0019】
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。
【0020】
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。
【発明を実施するための最良の形態】
【0021】
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。
【0022】
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。
【0023】
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。
【0024】
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。
【0025】
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。
【0026】
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。
【0027】
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。
【0028】
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。
【0029】
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が用いられる。
【0030】
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。
【0031】
特に、MnCo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。
【0032】
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。
【0033】
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。
【0034】
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。
【0035】
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。
【0036】
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。
【0037】
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。
【0038】
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。
【0039】
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。
【0040】
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。
【0041】
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。
【0042】
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。
【0043】
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。
【0044】
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。
【0045】
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。
【0046】
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。
【0047】
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。
【0048】
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。
【0049】
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。
【0050】
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。
【0051】
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。
【0052】
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。
【0053】
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。
【0054】
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。
【0055】
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。
【0056】
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。
【0057】
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。
【0058】
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。
【0059】
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。
【0060】
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。
【0061】
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。
【0062】
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。
【0063】
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。
【0064】
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。
【実施例】
【0065】
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。
【0066】
【表1】


【0067】
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。
【0068】
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。
【0069】
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。
【0070】
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。
【0071】
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。
【0072】
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。
【0073】
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。
【0074】
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。
【0075】
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。
【0076】
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。
【0077】
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。
【図面の簡単な説明】
【0078】
【図1】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2】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。
【図3】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。
【図4】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。
【図5】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】
【0079】
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




 

 


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