專利名稱：平板顯示器的電極形成方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及使用由含金屬超細(xì)粒子及分散劑的金屬超細(xì)粒子獨(dú)立分散液組成的油墨噴射打印機(jī)用油墨的平板顯示器(以下，也稱FPD)的電極形成方法。
背景技術(shù)：
過(guò)去，在著色涂料、導(dǎo)電涂料等的領(lǐng)域，使用金屬超細(xì)粒子分散液，而迄今為止還沒(méi)有作為油墨使用金屬超細(xì)粒子分散液，利用油墨噴射記錄方式形成FPD的電極的方法。FPD有液晶顯示器(LCD)，等離子體顯示板(以下，均稱PDP)、有機(jī)EL顯示器(EL)、場(chǎng)致發(fā)射顯示器(FED)等多種多樣，而本發(fā)明主要對(duì)PDP代表性地說(shuō)明如下。
PDP作為民用的大型顯示器而引人注目。為了廣泛地進(jìn)行普及，迫切希望通過(guò)制造過(guò)程的簡(jiǎn)化而大幅度降低成本。首先，對(duì)其制造過(guò)程，以42英寸高清晰度用彩色PDP的制造為例進(jìn)行說(shuō)明。工序由前面板與背面板的二種類的制造工序構(gòu)成。前面板上的電極稱掃描電極，在玻璃板上1024象素的各象素形成2根ITO透明電極。由于只用透明電極的電阻值高，故在透明電極上形成金屬母線電極。母線電極寬50μm、厚2μm，過(guò)去的工序中，母線電極采用使用厚膜Ag糊的篩網(wǎng)印刷法或?yàn)R射法而全面成膜，使用抗蝕劑膜的光刻法的電極圖形形成法而形成。其次，背面極上的電極稱尋址電極，在玻璃板上1024象素的各象素直接形成3根電極，尋址電極寬50μm、厚2μm，與掃描電極同樣地采用篩網(wǎng)印刷法、或?yàn)R射法、光刻法形成。掃描電極、尋址電極都從其上面形成玻璃介電體層。
前面板、背面板均經(jīng)過(guò)其后面的工序后，彼此貼合而完成PDP板，在工序之中，電極形成工序最繁雜且費(fèi)工時(shí)，影響成本的降低。
作為上述超細(xì)粒子分散液的制造法，眾知有將金屬超細(xì)粒子或粉末與溶劑、樹(shù)脂、分散劑等一起采用攪拌、外加超聲波、球磨機(jī)、混砂機(jī)等進(jìn)行分散處理而制造超細(xì)粒子分散液的方法，而用該法制得的分散液可在涂料等的領(lǐng)域使用。該制造法中，例如，作為在液相中直接獲得超細(xì)粒子的方法，有在氣體環(huán)境氣氛中且在溶劑的蒸汽共存的氣相中使金屬蒸發(fā)，使蒸發(fā)的金屬冷凝成均勻的超細(xì)粒子而分散在溶劑中獲得分散液的氣體中蒸發(fā)法(特許公報(bào)第2561537號(hào))、及利用不溶解性沉淀反應(yīng)或采用還原劑利用還原反應(yīng)的方法。在這些的金屬超細(xì)粒子分散液的制法中，氣體中蒸發(fā)法可穩(wěn)定地制造粒徑100nm以下的超細(xì)粒子均勻分散的分散液，而且，在制造時(shí)，只使用比液相法的量少的分散穩(wěn)定劑或樹(shù)脂成分，便可制得設(shè)定濃度的超細(xì)粒子分散液。
如上所述，作為油墨噴射用油墨，尚沒(méi)有使用金屬超細(xì)粒子分散液的例子，這是因?yàn)樽鳛橛湍珖娚溆糜湍?，尚沒(méi)有滿足為可使用的油墨特性(粘度、表面張力等)的產(chǎn)品。用過(guò)去的氣體中蒸發(fā)法制得的金屬超細(xì)粒子產(chǎn)生凝聚，即使試了在溶劑中分散，也難以變成穩(wěn)定的狀態(tài)。因此，作為油墨噴射用油墨，即使使用這樣的金屬超細(xì)粒子分散液，也存在金屬超細(xì)粒子的凝聚體堵塞油墨噴射噴嘴的問(wèn)題。當(dāng)外，在超細(xì)粒子獨(dú)立分散的金屬超細(xì)粒子獨(dú)立分散液中，作為油墨噴射用油墨使用這種分散液時(shí)，必須使用適合滿足油墨特性的溶劑使之成為分散液。對(duì)于選擇適當(dāng)?shù)娜軇?，存在難以簡(jiǎn)單地滿足的問(wèn)題。
另外，在以往技術(shù)的氣體中蒸發(fā)法中，蒸發(fā)的金屬蒸汽進(jìn)行冷凝時(shí)，共存的溶劑變性后產(chǎn)生副產(chǎn)物，由于這些副產(chǎn)物的量而在分散液保存時(shí)間、粘度、著色等方面有時(shí)產(chǎn)生問(wèn)題。此外，如后面所說(shuō)明的一樣，該氣體中蒸發(fā)法的工序中，分散在難以使用的低沸點(diǎn)溶劑或水及醇類溶劑等中的超細(xì)粒子分散液存在依分散液的用途所要求的問(wèn)題。
根據(jù)PDP過(guò)去的制造過(guò)程，前面板與背面板分別用各自的工序制造，最后組合成板。
首先，對(duì)前面板的制造過(guò)程進(jìn)行說(shuō)明。接到玻璃基板檢查后，用濺射法及光刻法形成掃描電極的ITO圖案。由于只是ITO膜電阻值高，在ITO膜上作為母線電極形成寬50μm、厚2μm的金屬膜，而這種方法，現(xiàn)在有以厚膜Ag焊錫膏為材料的篩網(wǎng)印刷法、或用光刻法將Cr/Cu/Cr的層合濺射膜進(jìn)行圖案蝕刻的方法二種。母線電極形成后，在其上面順序形成玻璃介電體層、黑底、密封層、MgO層，然后移到用于與背面板組合的組裝工序。
下面，對(duì)背面板的制造工序進(jìn)行說(shuō)明。接到玻璃基板檢查后，形成尋址電極，該方法與前面板同樣，有以厚膜Ag焊錫膏為材料的篩網(wǎng)印刷法，或采用光刻法把Cr/Cu/Cr的層合濺射膜進(jìn)行圖案蝕刻的方法二種。尋址電極形成后，在其上面順序形成玻璃介電體層、條紋變化層、熒光體層、密封層，然后移到與前面板組合的組裝工序，封裝相互的板，排氣，封入氣體后，進(jìn)行老化處理，完成PDP板。
形成上述電極的工序中，篩網(wǎng)印刷法存在因篩網(wǎng)的位置錯(cuò)位而產(chǎn)生形成位置不準(zhǔn)、及因篩網(wǎng)堵塞而圖案形成不佳所產(chǎn)生的烘烤缺陷，或焊錫膏殘留在篩網(wǎng)上而產(chǎn)生材料損失的問(wèn)題。濺射法、光刻法是真空工藝，從圖案蝕刻必須用光來(lái)看，必須有濺射、抗蝕劑涂布、圖案光照射、顯像、蝕刻、抗蝕劑打磨等6～7個(gè)工序，而且，由于全面成膜，存在材料的使用損失大的問(wèn)題。
因此，本發(fā)明目的在于解決上述以往技術(shù)存在的問(wèn)題，提供制作滿足可使用的油墨特性、由金屬超細(xì)粒子獨(dú)立分散液組成的油墨噴射用油墨作為油墨噴射用油墨、用油墨噴射印刷機(jī)形成FPD電極的方法。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明人為了達(dá)到前述目的，對(duì)金屬超細(xì)粒子在獨(dú)立狀態(tài)下進(jìn)行分散的分散液、即不產(chǎn)生超細(xì)粒子的凝聚并保持流動(dòng)性、油墨特性好的金屬超細(xì)粒子獨(dú)立分散液進(jìn)行了研究與開(kāi)發(fā)，發(fā)現(xiàn)經(jīng)特定的工序，并通過(guò)使用特定分散劑而獲得的分散液可以解決以往的問(wèn)題。另外，本發(fā)明人對(duì)PDP的電極形成潛心研究的結(jié)果，發(fā)現(xiàn)通過(guò)采用使用可在300℃左右低溫?zé)傻纳鲜鼋饘俪?xì)粒子的獨(dú)立分散液組成的油墨的多頭油墨噴射印刷機(jī)，可以不像濺射法、篩網(wǎng)印刷法等中那樣浪費(fèi)材料，并且，不需要濺射法那樣的真空間歇處理，還不會(huì)象篩網(wǎng)印刷法那樣由于篩網(wǎng)位置錯(cuò)位而產(chǎn)生形成位置不準(zhǔn)確、或因篩網(wǎng)的堵塞而發(fā)生烘烤缺陷，而且可在短時(shí)間內(nèi)描繪電極圖案，從而完成了本發(fā)明。
本發(fā)明的平板顯示器的電極形成方法，使用特定的油墨噴射用油墨，這種油墨噴射用油墨由含金屬超細(xì)粒子及分散劑的金屬超細(xì)粒子獨(dú)立分散液組成。含分散劑的金屬超細(xì)粒子獨(dú)立分散液的超細(xì)粒子個(gè)個(gè)獨(dú)立地均勻分散，保持流動(dòng)性。
這種金屬超細(xì)粒子的粒徑，通常是100nm以下，優(yōu)選10nm以下。金屬超細(xì)粒子獨(dú)立分散液的粘度是1～100mPa·s、優(yōu)選1～10mPa·s，其表面張力是25～80mN/m、優(yōu)選30～60mN/m，這樣的物性滿足用作油墨噴射用油墨的油墨特性。
分散劑是從烷基胺、羧(酸)酰胺、氨基羧酸鹽中選出的1種或多種，尤其是烷基胺，其主鏈的碳原子數(shù)是4～20，優(yōu)選8～18，另外，烷基胺優(yōu)選是伯胺。
前述分散液，作為分散介質(zhì)，優(yōu)選含由主鏈碳數(shù)為6～20的非極性烴、水及碳數(shù)15以下的醇系溶劑中選出的至少1種的溶劑。
本發(fā)明用的油墨噴射用油墨，是由通過(guò)在氣體環(huán)境氣氛中且在第1溶劑的蒸汽存在下使金屬蒸發(fā)，獲得金屬超細(xì)粒子分散在溶劑中的金屬超細(xì)粒子分散液的第1工序，和在該第1工序所得的分散液中加入作為低分子量的極性溶劑的第2溶劑，使該金屬超細(xì)粒子沉降，通過(guò)除去其上清液而基本上除去該第1溶劑的第2工序，及在這樣制得的沉降物中加入第3溶劑獲得金屬超細(xì)粒子的獨(dú)立分散液的第3工序制得。在第1工序和/或第3工序中加入分散劑。
另外，本發(fā)明用的油墨噴射用油墨的制法，由在氣體環(huán)境氣氛中且在第1溶劑的蒸汽存在下使金屬蒸發(fā)，使該金屬的蒸汽與該溶劑的蒸汽接觸、冷卻捕集而獲得在該溶劑中分散有金屬超細(xì)粒子的金屬超細(xì)粒子分散液的第1工序、和在該第1工序所得的分散液中加入作為低分子量的極性溶劑的第2溶劑、使該金屬超細(xì)粒子沉降，通過(guò)除去其上清液而基本上除去該第1溶劑的第2工序，及在這樣制得的沉降物中加入第3溶劑獲得金屬超細(xì)粒子的獨(dú)立分散液的第3工序構(gòu)成。通過(guò)在第1工序和/或第3工序中加入分散劑可獲得適用于油墨噴射用油墨的金屬超細(xì)粒子分散液。
該第3溶劑是從主鏈的碳數(shù)6～20的非極性烴、水及醇(碳數(shù)15以下)系溶劑中選出的至少1種，優(yōu)選用于油墨噴射用油墨的情況。
實(shí)施發(fā)明的最佳方案以下，說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施方案。
有關(guān)油墨噴射用油墨要求的特性，為了實(shí)現(xiàn)油墨供給的穩(wěn)定性，或油墨液滴形成的飛翔穩(wěn)定性或印刷機(jī)頭的高速應(yīng)答性，在通常工作時(shí)的溫度(0～50℃)下，其粘度為1～100mPa·s、優(yōu)選1～10mPa·s，其表面張力為25～80mN/m，優(yōu)選30～60mN/m，本發(fā)明用的油墨噴射用油墨滿足上述特性。
如上所述，本發(fā)明中的金屬超細(xì)粒子是用氣體中蒸發(fā)法制造得到的產(chǎn)品，若用這種方法，可以制造粒徑100nm以下，優(yōu)選10nm以下的粒度集中的金屬超細(xì)粒子。以這樣的金屬超細(xì)粒子為原料，為了使之適合油墨噴射用油墨的用途，要進(jìn)行溶劑置換，而為了增加該超細(xì)粒子的分散穩(wěn)定性，要添加分散劑，因此金屬超細(xì)粒子個(gè)個(gè)獨(dú)立而均勻地被分散，且保持具有流動(dòng)性的狀態(tài)，可獲得適合油墨噴射用油墨的分散液。
根據(jù)本發(fā)明，用氣體中蒸發(fā)法所得的金屬超細(xì)粒子制造所期望的金屬超細(xì)粒子分散液時(shí)，首先，在第1工序，真空室中且在He等的惰性氣體的壓力為10乇以下的環(huán)境氣氛下使金屬蒸發(fā)，將蒸發(fā)的金屬的蒸汽進(jìn)行冷卻捕集時(shí)，在該真空室中導(dǎo)入一種以上的第1溶劑的蒸汽，金屬在粒子成長(zhǎng)的階段，使其表面與該第1溶劑蒸汽接觸，得到所得初級(jí)粒子獨(dú)立且均勻地在第1溶劑中分散成膠體狀的分散液，在以后的第2工序中除去第1溶劑，這樣除去第1溶劑，是為了第1工序中蒸發(fā)的金屬蒸汽進(jìn)行冷凝時(shí)，除去共存的第1溶劑變性而產(chǎn)生的副產(chǎn)物，并且是為了根據(jù)用途要求，制造在第1工序難以使用的低沸點(diǎn)溶劑或水、醇系溶劑等中分散的超細(xì)粒子獨(dú)立分散液。
根據(jù)本發(fā)明，在第2工序中，在第1工序所得的分散液中加入作為低分子量的極性溶劑的第2溶劑，使該分散液中含的金屬超細(xì)粒子沉降，用靜置法或傾析法除去其上清液而除去第1工序中使用的第1溶劑。將該第2工序重復(fù)多次，基本上除去第1溶劑。然后，在第3工序，在第2工序所得的沉降物中加入新的第3溶劑，進(jìn)行溶劑置換，獲得所期望的金屬超細(xì)粒子分散液。由此，可得到粒徑100nm以下的金屬超細(xì)粒子以獨(dú)立狀態(tài)分散的金屬超細(xì)粒子獨(dú)立分散液。
根據(jù)本發(fā)明，可按照需要，在第1工序和/或第3工序中加入分散劑。在第3工序進(jìn)行添加時(shí)，即使是不溶解于第1工序使用的溶劑的那樣的分散劑，也可以使用。
作為本發(fā)明可以使用的分散劑，沒(méi)有特殊限制，可以使用從烷基胺、羧酰胺、氨基羧酸鹽中選出的1種或多種。尤其是作為烷基胺，優(yōu)選是有碳數(shù)4～20的主鏈的烷基胺，從穩(wěn)定性、處理性的觀點(diǎn)考慮更優(yōu)選具有碳數(shù)8～18主鏈的烷基胺。烷基胺主鏈的碳數(shù)比4少時(shí)，胺的堿性過(guò)強(qiáng)，有腐蝕金屬超細(xì)粒子的傾向，最終有溶解該超細(xì)粒子的問(wèn)題。而，烷基胺主鏈的碳數(shù)比20大時(shí)，在提高金屬超細(xì)粒子分散液的濃度時(shí)，分散液的粘度上升后，有處理性變得稍差的問(wèn)題。另外，雖然所有級(jí)數(shù)的烷基胺均有效地作為分散劑使用，但從穩(wěn)定性、處理性的觀點(diǎn)考慮，伯烷基胺最適用。
作為本發(fā)明可以使用的烷基胺的具體例，例如，有丁胺、辛胺、十二胺、十六胺、十八胺、椰子胺、牛脂胺、氫化牛脂胺、油胺、月桂胺及硬脂胺等的伯胺、雙椰子胺、二氫化牛脂胺、及二硬脂胺等的仲胺，以及十二烷基二甲胺、雙十二烷基單甲胺、十四烷基二甲胺、十八烷基二甲胺、椰子基二甲胺、十二烷基十四烷基二甲胺及三辛胺等的叔胺，此外，還有萘二胺、硬脂基丙二胺、辛二胺及壬二胺等的二胺，作為羧酰胺或氨基羧酸鹽的具體例，例如，有硬脂酰胺、棕櫚酰胺、月桂酰胺、油酰胺、油酸二乙醇酰胺、油酸月桂酰胺、硬脂酰苯胺、油基氨基乙基甘氨酸等。這些的烷基胺、羧酰胺或氨基羧酸鹽可使用1種以上，作為穩(wěn)定的分散劑起作用。
根據(jù)本發(fā)明，烷基胺的含量，按金屬超細(xì)粒子重量基準(zhǔn)計(jì)約0.1～10重量％、優(yōu)選是0.2～7重量％的范圍。含量低于0.1重量％時(shí)，金屬超細(xì)粒子不以獨(dú)立狀態(tài)分散，產(chǎn)生其凝聚體，有分散穩(wěn)定性變差的問(wèn)題，而超過(guò)10重量％時(shí)，所得分散液的粘度增高，最終有形成凝膠狀物的問(wèn)題。
作為如上述的金屬超細(xì)粒子分散液的用途，可考慮FPD的電極形成。本發(fā)明中，把該分散液作為油墨組合物，其中以作為最近電腦周邊機(jī)器的低價(jià)格、高性能而普及顯著的油墨噴射印刷機(jī)中的油墨噴射用油墨使用，可形成FPD的電極。作為該油墨噴射用油墨的特性所要求的粘度或表面張力等的物性如上所述。另外，按照進(jìn)行印刷的玻璃基板或塑料基板等基體的性質(zhì)，選擇水、醇系等的極性溶劑或非極性烴系溶劑等，溶劑的選擇條件有時(shí)根據(jù)使用方法的不同而確定。
例如，第1溶劑是氣體中蒸發(fā)法時(shí)用的金屬超細(xì)粒子生成用的溶劑，是沸點(diǎn)較高的溶劑，這樣在冷卻捕集金屬超細(xì)粒子時(shí)可容易液化，作為這樣的第1溶劑，可以是C5以上的醇類，例如，含萜品醇、香茅醇、香葉醇、苯乙醇等1種以上的溶劑，或是含有醋酸芐酯、硬脂酸乙酯、油酸甲酯、苯基醋酸乙酯、甘油酯等有機(jī)酯的1種以上的溶劑，可根據(jù)所使用的金屬超細(xì)粒子的構(gòu)成元素或分散液的用途適宜地選擇。
第2溶劑可以是使第1工序所得分散液中含的金屬超細(xì)粒子沉降、萃取分離第1溶劑而除去的溶劑，例如，有作為低分子量的極性溶劑的丙酮等。
而，作為第3溶劑，可選擇使用主鏈的碳數(shù)6～20的非極性烴、水及碳數(shù)15以下的醇等在常溫下為液體的溶劑。非極性烴時(shí)，碳數(shù)少于6時(shí)，干燥過(guò)快，在分散液處理上有問(wèn)題。而碳數(shù)超過(guò)20時(shí)，在分散液粘度的上升或燒成的用途方面有易殘留碳的問(wèn)題。醇的情況，碳數(shù)超過(guò)15時(shí)，在分散液粘度的上升或燒成的用途方面有易殘留碳的問(wèn)題。
作為第3溶劑，例如，可以用己烷、庚烷、辛烷、癸烷、十一烷、十二烷、十三烷、三甲基戊烷等的長(zhǎng)鏈烷烴，環(huán)己烷、環(huán)庚烷、環(huán)辛烷等的環(huán)烷烴，苯、甲苯、二甲苯、三甲苯、十二烷基苯等的芳香族烴，己醇、庚醇、辛醇、癸醇、環(huán)己醇、萜品醇等的醇。這些的溶劑可以單獨(dú)使用，也可以以混合溶劑的形式使用。例如，可以是作為長(zhǎng)鏈烷烴混合物的石油溶劑。
第3溶劑時(shí)，有時(shí)必須使用與第1工序所用溶劑不同的(例如，是同一種但純度不同的溶劑)溶劑，本發(fā)明適合這樣的情況。
作為本發(fā)明用的金屬超細(xì)粒子的構(gòu)成元素，只要是導(dǎo)電性高的金屬，則沒(méi)有特殊限制，可根據(jù)目的進(jìn)行適宜選擇。例如，可列舉從金、銀、銅、鈀、其他眾多導(dǎo)電性金屬中選出的至少1種的金屬、或這些金屬的合金，其中，銀、銅導(dǎo)電性高而優(yōu)選。在用這些的任一種元素構(gòu)成的金屬超細(xì)粒子中，從上述烷基胺、羧酰胺、氨基羧酸鹽中選出的1種或多種物質(zhì)作為分散劑發(fā)揮作用，可獲得所期望的金屬超細(xì)粒子分散液。
在本發(fā)明中，作為在FPD的電極形成中所使用的油墨噴射用油墨中的金屬超細(xì)粒子濃度，是10重量％～70重量％，優(yōu)選是10重量％～50重量％。低于10重量％時(shí)，雖然粘度、表面張力等的油墨特性充分滿足，但燒成后的電阻作為導(dǎo)電電路不是足夠的值，而超過(guò)70重量％時(shí)，因?yàn)椴粷M足粘度、表面張力等的油墨特性，不能作為用于形成FPD電極的油墨噴射用油墨使用。
以下，按照實(shí)施例說(shuō)明本發(fā)明，這些例子是簡(jiǎn)單的例示，不是用于限定本發(fā)明，(實(shí)施例1)在氦氣壓力0.5乇的條件下，用使銀(Ag)蒸發(fā)的氣體中蒸發(fā)法生成Ag的超細(xì)粒子時(shí)，使α-萜品醇與辛胺的20∶1(容量比)的蒸汽與生成過(guò)程的Ag超細(xì)粒子接觸，冷卻捕集后回收，制備在α-萜品醇溶劑中含有25重量％的以獨(dú)立狀態(tài)分散的平均粒徑0.008μm的Ag超細(xì)粒子的Ag超細(xì)粒子獨(dú)立分散液。向該1容量分散液中加入丙酮5容量進(jìn)行攪拌。分散液中的超細(xì)粒子在極性丙酮的作用下沉降。靜置2小時(shí)后，除去上清液，再加與最初相同量的丙酮進(jìn)行攪拌。靜置2小時(shí)后，除去上清液。在該沉降物中加作為新的非極性烴的十二烷進(jìn)行攪拌?？纱_認(rèn)沉降的Ag超細(xì)粒子具有大約8nm的粒徑，以粒子彼此完全獨(dú)立的狀態(tài)分散在十二烷中。該分散液非常穩(wěn)定，即使在常溫下經(jīng)過(guò)1個(gè)月后也不見(jiàn)沉降分離，該分散液中的Ag含量是23重量％，分散液粘度是8mPa·s，表面張力是35mN/m.
另外，同樣，在氦氣壓力0.5乇的條件下，用使銅(Cu)蒸發(fā)的氣體中蒸發(fā)法生成Cu的超細(xì)粒子時(shí)，使α-萜品醇與辛胺的20∶1(容量比)的蒸汽與生成過(guò)程中的Cu超細(xì)粒子接觸，冷卻捕集后回收，制備在α-萜品醇溶劑中含有27重量％的以獨(dú)立狀態(tài)分散的平均粒徑0.007μm的Cu超細(xì)粒子的Cu超細(xì)粒子獨(dú)立分散液，向1容量該分散液中加5容量丙酮進(jìn)行攪拌。分散液中的超細(xì)粒子通過(guò)極性丙酮的作用進(jìn)行沉降。靜置2小時(shí)后，除去上清液，再加與最初相同量的丙酮進(jìn)行攪拌。靜置2小時(shí)后除去上清液。在該沉降物中加入作為新的非極性烴的十二烷，攪拌。確認(rèn)沉降的Cu超細(xì)粒子有大約7nm的粒徑。粒子彼此以完全獨(dú)立的狀態(tài)分散在十二烷中。該分散液非常穩(wěn)定，即使在常溫經(jīng)過(guò)1個(gè)月后也不見(jiàn)沉降分離。該分散液中的Cu含量是25重量％，分散液粘度是9mPa·s，表面張力是37mN/m。
向所得Ag超細(xì)粒子獨(dú)立分散液中，加Cu超細(xì)粒子獨(dú)立分散液，將金屬成分中的Cu比例變成10重量％的分散液用作油墨，使用市售具有加壓方式單噴嘴的油墨噴射印刷機(jī)，在硼硅酸鹽玻璃基板上描繪寬50μm、涂布厚60μm、長(zhǎng)100mm的細(xì)線。描繪后，用電爐在300℃烘烤30分鐘。其結(jié)果可制作寬50μm、厚2.5μm的電極配線，其比電阻值是9.0×10-6Ω·cm。另外，該電極配線磁帶試驗(yàn)的結(jié)果，即使是剝離強(qiáng)度4.5kgf/mm2，也不從基板上剝離掉，顯示出高的密合力。
其次，對(duì)高清晰度用的畫(huà)面比16∶9的彩色PDP42型板，以金屬超細(xì)粒子油墨作為基本原材料，在絕對(duì)位置精度±10μm的大型X-Y臺(tái)上用裝載有510μm節(jié)距的512個(gè)多噴嘴的油墨噴射印刷機(jī)，形成前面板的掃描電極，另外，在同樣的臺(tái)上用裝載有節(jié)距900μm的512個(gè)多噴嘴的油墨噴射印刷機(jī)，形成背面板的尋址電極，然后構(gòu)成PDP板。對(duì)該電極形成工序及板制作工序敘述如下。
畫(huà)面比16∶9的42型，對(duì)角長(zhǎng)1060mm，就象素?cái)?shù)來(lái)講，前面板、背面板均是1024根，前面板的掃描電極由1024×2根構(gòu)成，背面板的尋址電極由1024×3(RGB)根構(gòu)成。就電極間距來(lái)講，掃描電極是510μm，尋址電極是900μm，電極寬50μm，厚2μm?？刂聘鲊娮煲?4.4KHz的周期噴出5～6pL的油墨。作為油墨，向Ag超細(xì)粒子獨(dú)立分散液中加Cu超細(xì)粒子獨(dú)立分散液，使金屬成分中的Cu的比例成為10重量％使用。
首先，為了形成掃描電極的母線電極，將用傳統(tǒng)工序已形成ITO電極的對(duì)角長(zhǎng)1060mm、橫縱比16∶9的橫長(zhǎng)的2.8mm厚的硼硅酸鹽玻璃基板，機(jī)械搬送到描繪裝置的X-Y臺(tái)上的設(shè)定的位置，在臺(tái)上進(jìn)行真空吸附、固定。在玻璃基板上的四角預(yù)先印字確定位置，按標(biāo)志基準(zhǔn)出現(xiàn)玻璃基板的正確位置后，在玻璃基板端面的兩端分別留出寬15mm用于引出電極形成的空間，在玻璃基板的長(zhǎng)度方向進(jìn)行描繪。油墨從噴嘴噴出時(shí)，在基板上擴(kuò)展成約50μm的圓狀，瞬時(shí)進(jìn)行干燥。使用該濃度的油墨，為了燒成后的膜厚成為2μm，通過(guò)每次噴出使描繪的圓在頂部的掃描方向(X軸方向)每次重疊2/3，即，用(50÷3)/(1/14400)μm/秒＝239.9mm/秒的速度控制頂部的掃描速度。沿X軸方向完成512根的掃描，沿Y軸方向移動(dòng)200μm，同樣地沿X軸方向掃描進(jìn)行512根的描繪。完成512×2根的512象素的成對(duì)電極的描繪。其后，沿Y軸方向移動(dòng)約261mm，同樣地進(jìn)行512象素的成對(duì)電極的描繪。描繪前面板的掃描電極1024×2根約需15秒。最后，移動(dòng)到兩端面，調(diào)整來(lái)自512根的各噴嘴的油墨噴出組合，大約5秒種形成引出電極。大約60秒鐘完成玻璃基板送往描繪裝置的搬入、真空吸附、位置確定、電極描繪、引出電極描繪到搬出的工序。這是濺射法的千分之一。從焊錫墊的重量變化可知用于形成前面板的母線電極的油墨使用量，按金屬重量換算是1.84g。這大約是濺射法中材料使用重量的五分之一。另外，通過(guò)充分整備描繪裝置，描繪線上完全不產(chǎn)生不佳地方。
從干燥描繪電極上用篩網(wǎng)印刷機(jī)全面涂布介電體玻璃大約40μm厚，放入大氣環(huán)境氣氛的帶式爐中，設(shè)定移動(dòng)速度使600℃下的保持時(shí)間為30分鐘進(jìn)行燒成。
對(duì)背面板的尋址電極，與掃描電極同樣地在玻璃基板上按900μm的間隔直接形成。反復(fù)6次512根的描繪，大約13秒完成1024×3根的尋址電極的形成。即使在背面板的電極形成工序中，與前面板同樣地從搬入到搬出大約60秒完成，與濺射法相比，可使工序用的時(shí)間縮短到千分之一。
從焊錫墊的重量變化可知，用于背面板尋址電極形成的油墨使用量，按金屬重量換算是1.62g。另外，描繪線上沒(méi)有不佳地方。在所得的尋址電極上，與掃描電極同樣地涂布介電體玻璃，在帶式爐中進(jìn)行同樣的燒成。
然后，如上所述，形成電極的前面板、背面板均返回通常的制造工序，封裝兩者，排氣、進(jìn)行氣體封入后，進(jìn)行老化處理，組裝成PDP板。對(duì)該板進(jìn)行1000小時(shí)的連續(xù)點(diǎn)燈試驗(yàn)，結(jié)果確認(rèn)電極的耐久性十分好。另外，該板與現(xiàn)有技術(shù)的方法制造的板相比，圖像沒(méi)有差異。
產(chǎn)業(yè)上利用的可能性根據(jù)本發(fā)明，用含金屬超細(xì)粒子及分散劑的金屬超細(xì)粒子獨(dú)立分散液組成的油墨噴射用油墨，由于用油墨噴射印刷機(jī)進(jìn)行FPD的電極形成，沒(méi)有使用材料的浪費(fèi)，而且，由于可縮短制造工序，故可降低制造成本。
權(quán)利要求
1.平板顯示器的電極形成方法，其特征在于，用由含金屬超細(xì)粒子和分散劑的金屬超細(xì)粒子獨(dú)立分散液組成的油墨噴射用油墨形成平板顯示器的電極。
2.權(quán)利要求1所述的平板顯示器的電極形成方法，其特征在于，作為前述油墨噴射用油墨，使用由氣體環(huán)境氣氛中且在第1溶劑的蒸汽存在下，使金屬蒸發(fā)而獲得金屬超細(xì)粒子分散在溶劑中的金屬超細(xì)粒子分散液的第1工序、和在該第1工序所得的分散液中加入作為低分子量的極性溶劑的第2溶劑，使該金屬超細(xì)粒子沉降，通過(guò)除去其上清液而基本上除去該第1溶劑的第2工序，及在這樣得到的沉降物中加入第3溶劑獲得金屬超細(xì)粒子的獨(dú)立分散液的第3工序制造的、含金屬超細(xì)粒子及分散劑的金屬超細(xì)粒子獨(dú)立分散液。
3.權(quán)利要求2所述的平板顯示器的電極形成方法，其特征在于，在前述第1工序、或第3工序、或者在第1工序與第3工序的兩個(gè)工序中加入分散劑。
4.權(quán)利要求1所述的平板顯示器的電極形成方法，其特征在于，前述金屬超細(xì)粒子的粒徑在100nm以下，前述金屬超細(xì)粒子獨(dú)立分散液的粘度是1～100mPa·s，其表面張力是25～80mN/m。
5.權(quán)利要求2所述的平板顯示器的電極形成方法，其特征在于，前述金屬超細(xì)粒子的粒徑在100nm以下，前述金屬超細(xì)粒子獨(dú)立分散液的粘度是1～100mPa·s，其表面張力是25～80mN/m。
6.權(quán)利要求1所述的平板顯示器的電極形成方法，其特征在于，前述分散劑是由烷基胺、羧酰胺、氨基羧酸鹽中選出的1種或多種。
7.權(quán)利要求2所述的平板顯示器的電極形成方法，其特征在于，前述分散劑是由烷基胺、羧酰胺、氨基羧酸鹽中選出的1種或多種。
8.權(quán)利要求4所述的平板顯示器的電極形成方法，其特征在于，前述分散劑是由烷基胺、羧酰胺、氨基羧酸鹽中選出的1種或多種。
9.權(quán)利要求6所述的平板顯示器的電極形成方法，其特征在于，前述烷基胺的主鏈的碳數(shù)是4～20。
10.權(quán)利要求7所述的平板顯示器的電極形成方法，其特征在于，前述烷基胺的主鏈的碳數(shù)是4～20。
11.權(quán)利要求8所述的平板顯示器的電極形成方法，其特征在于，前述烷基胺的主鏈的碳數(shù)是4～20。
12.權(quán)利要求6所述的平板顯示器的電極形成方法，其特征在于，前述烷基胺是伯烷基胺。
13.權(quán)利要求7所述的平板顯示器的電極形成方法，其特征在于，前述烷基胺是伯烷基胺。
14.權(quán)利要求8所述的平板顯示器的電極形成方法，其特征在于，前述烷基胺是伯烷基胺。
15.權(quán)利要求1所述的平板顯示器的電極形成方法，其特征在于，前述分散液，作為分散介質(zhì)，含有從主鏈碳數(shù)6～20的非極性烴、水及碳數(shù)15以下的醇系溶劑中選出的至少1種的溶劑。
16.權(quán)利要求2所述的平板顯示器的電極形成方法，其特征在于，前述分散液，作為分散介質(zhì)，含有從主鏈碳數(shù)6～20的非極性烴、水及碳數(shù)15以下的醇系溶劑中選出的至少1種的溶劑。
17.權(quán)利要求4所述的平板顯示器的電極形成方法，其特征在于，前述分散液，作為分散介質(zhì)，含有從主鏈碳數(shù)6～20的非極性烴、水及碳數(shù)15以下的醇系溶劑中選出的至少1種的溶劑。
18.權(quán)利要求6所述的平板顯示器的電極形成方法，其特征在于，前述分散液，作為分散介質(zhì)，含有從主鏈碳數(shù)6～20的非極性烴、水及碳數(shù)15以下的醇系溶劑中選出的至少1種的溶劑。
19.權(quán)利要求7所述的平板顯示器的電極形成方法，其特征在于，前述分散液，作為分散介質(zhì)，含有從主鏈碳數(shù)6～20的非極性烴、水及碳數(shù)15以下的醇系溶劑中選出的至少1種的溶劑。
20.權(quán)利要求9所述的平板顯示器的電極形成方法，其特征在于，前述分散液，作為分散介質(zhì)，含有從主鏈碳數(shù)6～20的非極性烴、水及碳數(shù)15以下的醇系溶劑中選出的至少1種的溶劑。
21.權(quán)利要求12所述的平板顯示器的電極形成方法，其特征在于，前述分散液，作為分散介質(zhì)，含有從主鏈碳數(shù)6～20的非極性烴、水及碳數(shù)15以下的醇系溶劑中選出的至少1種的溶劑。
全文摘要
本發(fā)明提供用油墨噴射用油墨、使用油墨噴射印刷機(jī)、形成平板顯示器(FPD)電極的方法。該方法由采用氣體蒸發(fā)法使金屬蒸汽與第1溶劑蒸汽接觸，獲得金屬超細(xì)粒子分散液的第1工序、和在該分散液中加入作為低分子量的極性溶劑的第2溶劑，使金屬超細(xì)粒子沉降、萃取除去第1溶劑的第2工序，及在所得沉降物中加入第3溶劑進(jìn)行溶劑置換獲得金屬超細(xì)粒子分散液的第3工序構(gòu)成，在第1工序和/或第3工序中添加分散劑，該方法能夠獲得油墨特性好的分散液組成的油墨噴射用油墨，其中，粒徑100nm以下的金屬超細(xì)粒子以獨(dú)立狀態(tài)均勻地分散。用這種油墨噴射用油墨形成FPD的電極。
文檔編號(hào)B82Y30/00GK1398390SQ01804523
公開(kāi)日2003年2月19日 申請(qǐng)日期2001年12月4日 優(yōu)先權(quán)日2000年12月4日
發(fā)明者阿部知行, 小田正明 申請(qǐng)人:愛(ài)發(fā)科股份有限公司