CN100418643C - 浮凸图像的形成方法 - Google Patents

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Abstract

一种浮凸图像的形成方法，其特征在于，具有如下工序：在基板上涂敷至少用金属粉末或其氧化物粉末和溶剂调制的浆料，使其干燥而形成粉体层的工序；在上述粉体层形成工序中得到的粉体层上，通过喷墨法图案印刷粘合剂的工序；以及仅将上述图案印刷工序中未被图案印刷粘合剂的部分从基板上除去，从而形成图案的工序；且作为上述粉体层的形成工序中所使用的浆料，使用通过用溶剂调节回收物的固体含量而得到的浆料，所述回收物含有包含于上述图案印刷工序中被除去部分中的金属粉末或其氧化物粉末。

Description

浮凸图像的形成方法
技术领域
本发明涉及在基板上形成浮凸图像(relief image)的方法，特别涉及在等离子体显示屏(以下称PDP)、荧光显示管、电子元件等中，无需使用以往用以形成导电图案的感光导电糊而形成浮凸图像的技术。
背景技术
通常，作为在PDP的玻璃基板或陶瓷基片上形成高精细的导电图案的浮凸图像的代表性方法，有使用感光导电糊的光刻法。这是作为厚膜印刷用的导体糊使用具有感光性的物质，印刷后经过掩膜曝光、显影工序，从而能够形成高分辨率的厚膜导电图案的方法。作为感光导电糊，大多使用混合了导电金属粉末、玻璃粉、光固化性树脂、光聚合引发剂、溶剂、其他添加剂等的物质(例如，参照日本专利特开平11-246638号公报、日本专利特开平5-271576号公报、日本专利特开平2-268870号公报等)。
但是，使用该感光导电糊的光刻法，是将大部分的导体糊通过显影除去的方法，即使想再利用含有金、银、铂等金属粉末的导电糊，由于被回收的显影液中含有金属粉末、有机树脂、溶剂、水、显影液中的碱分等，因此不能简单地再利用，结果存在贵重的资源被浪费的问题。
另一方面，利用喷墨法形成浮凸图像的方法从以前就被提倡，例如，已知通过喷墨的油墨滴改变聚合物覆膜的溶解性，形成油墨滴渗透厚度的浮凸图像的技术(例如，参照英国专利第1431462号公报等。)。具体而言，该技术是对聚合物覆膜使用喷墨法喷射适当的液体，通过化学变化改变聚合物覆膜对显影液的溶解性的方法，在负型体系中使聚合物覆膜的溶解性降低，用显影液显影溶解性降低的部分，形成浮凸图像；在正型体系中破坏不溶性聚合物覆膜提高其溶解性，将该部分溶解于显影液中，形成浮凸图像。
但是，这种技术中从未有过再利用被显影除去的聚合物覆膜材料的观点，且该技术是使聚合物覆膜发生化学变化的技术，所以很难从被回收的显影液中再利用聚合物覆膜用糊剂。
发明内容
如上所述，在形成PDP等中的高精细导电图案的浮凸图像时，通常采用的使用感光导电糊的光刻法中，尚未提出简易地再利用被显影除去的导电糊的技术，这是实际情况，并且所回收的显影液变成泥浆状，除了作为金属废料回收贵金属等之外，没有其他方法。
本发明是鉴于上述现有技术中存在的问题而完成的，其主要目的在于提供一种浮凸图像的形成方法，其向基板上形成浮凸图像时，被除去的导电糊中所含有的金属粉末或金属氧化物粉末的再利用变得容易，能达到低成本化，生产率优异。
为了达成上述目的，本发明人们深入研究的结果发现：对含有金属粉末或其氧化物粉末的粉体层采用喷墨法图案印刷粘合剂，对于用以从基板上部分除去粉体层的规定手段，形成不可能除去的部分和可能除去的部分，从而能够达到上述目的。即，例如，对于使用规定溶剂部分除去粉体层的手段，将采用喷墨法印刷有粘合剂的部分作为不可能被溶剂除去的部分，并仅将未被印刷粘合剂的部分用该手段除去。在这种情况下，含有从基板上被除去的金属粉末或其氧化物粉末的回收液，以大致调节其固体含量的程度，就能够再利用到浮凸图像的形成中，因此，能够容易且高效地再利用包含于回收液中的金属粉末或其氧化物粉末，能够大幅降低形成浮凸图像所需的成本。
即，根据本发明，提供一种浮凸图像的形成方法，其特征在于，具有如下工序：在基板上涂敷至少用金属粉末或其氧化物粉末和溶剂调制的浆料，使其干燥，形成粉体层的工序；在上述粉体层形成工序中得到的粉体层上，通过喷墨法图案印刷粘合剂的工序；以及仅将上述图案印刷工序中未被图案印刷粘合剂的部分从基板上除去，从而形成图案的工序；并且作为上述粉体层形成工序中所使用的浆料，使用通过用溶剂调节回收物的固体含量而得到的浆料，所述回收物含有包含于上述图案形成工序中被除去部分中的金属粉末或其氧化物粉末。
另外，根据本发明，提供一种浮凸图像的形成方法，其特征在于，具有如下工序：至少将金属粉末或其氧化物粉末和溶剂调节固体含量而调制浆料的工序；将上述浆料调制工序中得到的浆料涂敷到基板上，使其干燥，形成粉体层的工序；在上述粉体层形成工序中得到的粉体层上，通过喷墨法图案印刷粘合剂的工序；以及，仅将上述图案印刷工序中未被图案印刷粘合剂的部分从基板上除去，从而形成图案的同时，回收包含于未形成图案的部分中的金属粉末或其氧化物粉末的工序；并且在上述浆料调制工序中所使用的金属粉末或其氧化物粉末中，包含有被回收的上述金属粉末或其氧化物粉末。
本发明中，作为除去未被图案印刷粘合剂的部分的手段的一种方式，可以举出使用规定的溶剂除去该未被图案印刷的部分的手段。采用这种利用溶剂的除去手段回收的金属粉末或其氧化物粉末，以大致调节其回收液的固体含量的程度，就能在浆料的调制中再利用。
在这种情况下，作为能够用于除去未被图案印刷粘合剂的部分的溶剂，优选使用与用于形成粉体层的浆料中所含有的溶剂相同的溶剂。
另外，根据本发明，提供了通过上述浮凸图像的形成方法制得的图案形成物。
作为本发明中能够用于浆料的金属粉末或其氧化物粉末，可以列举银、钯、金、铂、铜、镍、氧化钌等的粉末，根据本发明能够简易且有效地再利用这些贵重资源，能够大幅降低成本。
附图说明
图1是示意地表示本发明相关的浮凸图像形成方法的一种形态的说明图。
具体实施方式
以下，详细说明本发明。
作为本发明涉及的浮凸图像的形成中能够使用的基板，并没有特别限定，根据本发明，对玻璃基板、陶瓷基板、陶瓷的印刷电路基板(green sheet)、金属基板等的图案形成都是可能的。
形成粉体层所使用的浆料是将粉末与水或溶媒等溶剂以及根据需要与少量的聚乙烯醇或聚乙烯醇缩丁醛等树脂混合，通过将该混合物搅拌、分散，浆料化而制得的。粉末不用特别选择，例如，作为用于形成导电图案的粉末可以使用根据需要含玻璃粉的银、银钯合金、银合金、钯、金、铂、铜或镍，作为用于形成电容器图案的粉末可以使用电介质粉，作为用于形成抗蚀图案的粉末可以使用含玻璃粉的氧化钌。
向基板上涂敷浆料，可以使用例如刮刀法、丝网印刷等公知的方法，通过干燥所形成的均匀的涂膜得到粉体层。
本发明相关的浮凸图像的形成方法，其特征在于，作为形成在基板上的粉体层中所使用的浆料，将含有图案形成中从基板上被除去的金属粉末或其氧化物粉末的回收物，用溶剂调节其固体含量，通过使用由此得到的浆料，再利用金属粉末或其氧化物粉末。
所述再利用，通过对于用喷墨法在粉体层上图案印刷粘合剂、并从基板上部分除去粉体层的规定手段，形成不可能除去的部分和可能除去的部分而成为可能。即，对于规定的除去手段，由喷墨法被印刷了粘合剂的部分作为不可能除去的部分，仅将未被印刷粘合剂的部分用该手段除去。然后，含有从基板上被除去的金属粉末和/或其氧化物粉末的回收物，通过用溶剂调节其固体含量，能够作为用于形成粉体层的浆料而容易地再利用。
以下，参照附图对利用喷墨法的本发明相关的浮凸图像的形成方法进行说明。图1是示意地表示本发明相关的浮凸图像的形成工序的一种方式的截面图。如图1所示，粘合剂通过喷墨成为油墨滴3，被喷射印刷到粉体层1上(参照图1(a))，由此被喷射印刷了粘合剂的部分4成为对于规定的除去手段不可能除去的部分。即，在粉体层上形成有对于规定的除去手段不可能除去的部分4和可能除去的部分5(参照图1(b))。在此，粘合剂没有特别限定，例如，可以采用使用喷墨将热蜡在该蜡的熔点以上的温度进行喷射，从而成为对于规定的除去手段不可能除去的方法，或者也可以采用使用热固性、紫外固化性或干燥固化性的油墨通过喷墨法图案印刷后使之固化，从而成为不可能除去的方法。然后，将通过喷射印刷成为不可能被规定的除去手段除去的部分4以外的粉体层部分5，用该除去手段除去，从而得到所希望的图案(参照图1(c))。
本发明中，作为未被喷射印刷有粘合剂的部分的除去手段，可以列举用介质施加压力的手段，使用超声波的手段，用溶剂除去的手段等。能够在施加压力除去的手段中使用的介质可以是气体也可以是液体，可举例如由风压除去的手段，由液体喷洒除去的手段等。
特别是在本发明中再利用回收物这一点上，作为未被喷射印刷粘合剂的部分的除去手段，优选采用使用溶剂除去的手段。更优选使用与形成浆料时所使用的溶剂相同的溶剂作为该溶剂。在使用同一溶剂的情况下，包含金属粉末或其氧化物粉末的回收液，通过例如除去上清液调节固体含量的方法或者通过过滤除去一部分溶剂后微调固体含量这样的非常简单的方法，就能得到作为用于形成粉体层的浆料可再利用的浆料。这样，在本发明中，未被喷射印刷、没有成为不可能除去部分的粉体层的除去中所使用的溶剂，最好与形成浆料时所使用的溶剂是相同的，但只要不妨碍浆料的再利用，也可以使用其它溶剂。此时，使用低沸点溶剂的情况下，通过之后的加热除去溶剂，就能容易地调节固体含量，浆料的再利用变得简便，因此作为用于除去粉体层的溶剂是优选的。具体而言，适合使用沸点在100℃或其以下的醇类、酮类、二元醇类，也可以是2种或2种以上的混合溶剂。另外，通过溶剂的加热除去来进行的浆料固体含量的调节，若预先通过过滤从回收液中分离金属粉末或其氧化物粉末，则会容易。
(实施例)
以下，基于实施例对本发明进行具体说明，但是本发明显然并不限定于下面的实施例。另外，以下出现的“％”，不作特别说明则全部表示“质量％”。
(实施例1)
(1)浆料的制作
在聚乙烯醇和蒸馏水的混合溶液中，按如下所示的组成比混合银粉和玻璃粉，用搅拌机搅拌后，用三辊辊式研磨机(roll mill)研磨，进行浆料化。
银粉            70％
(球状单分散，平均粒径1μm，振实密度5.1g/cm3)
聚乙烯醇        2％
蒸馏水          28％
(2)浆料的涂敷
接着，通过丝网印刷法，采用使用了250目聚酯筛网的丝网印刷将上述(1)中得到的浆料涂敷到基板全部表面上，在80℃干燥20分钟，形成膜厚5μm的涂膜(粉体层)。
(3)采用喷墨法的不可能除去化
在将喷墨头加热到50℃的状态下，将熔点为40℃的蜡喷射印刷到上述工序(2)中得到的粉体层上，使滴有该蜡的部分成为对于上述浆料的制作中所使用的溶剂(蒸馏水)不可能除去的部分。不可能除去的图案呈间距200μm，线宽80μm的平行线的形状。
(4)未喷射印刷部分的除去
对上述工序(3)中得到的粉体层喷洒蒸馏水，除去未被喷墨法滴下的蜡成为不可能除去的部分。此时的水温在30℃进行。
(5)浮凸图像的形成
将上述工序(4)得到的基板在550℃烧成，形成导电图案的浮凸图像。
(6)银粉和玻璃粉的回收以及再使用
回收上述工序(4)中除去未成为不可能除去部分的含银粉水溶液。将该溶液用筛网除去废料后，通过静置使粉末沉降，除去上清液。向其中添加规定量的蒸馏水和聚乙烯醇，调节粘度，作为用于形成粉体层的浆料再使用。
(实施例2)
(1)浆料的制作
在聚乙烯醇缩丁醛和溶剂的混合溶液中，按如下所示的组成比混合银粉和玻璃粉，用搅拌机搅拌后，用三辊辊式研磨机研磨，进行浆料化。
银粉                            70％
(球状单分散，平均粒径1μm，振实密度5.1g/cm3)
玻璃粉                          2％
聚乙烯醇缩丁醛                  2％
溶剂(二甘醇一乙醚乙酸酯)        26％
(2)浆料的涂敷
然后，通过丝网印刷法，采用使用了250目聚酯筛网的丝网印刷将上述(1)得到的浆料涂敷到基板全部表面上，在80℃干燥20分钟，形成膜厚5μm的涂膜(粉体层)。
(3)采用喷墨法的不可能除去化
通过喷墨法，将热固性粘合剂喷射印刷到上述工序(2)中得到的粉体层上，使滴有该热固性粘合剂的部分热固化，成为对于上述浆料的制作中所使用的溶剂(二甘醇一乙醚乙酸酯)不可能除去的部分。不可能除去的图案呈间距200μm，线宽80μm的平行线的形状。
(4)未喷射印刷部分的除去
对上述工序(3)中得到的粉体层喷洒二甘醇一乙醚乙酸酯，除去未被喷墨法滴下的热固性粘合剂成为不可能除去的部分。
(5)浮凸图像的形成
将上述工序(4)得到的基板在550℃烧成，形成导电图案的浮凸图像。
(6)银粉的回收以及再使用
回收上述工序(4)中除去未成为不可能除去部分的含银粉溶液。将该溶液通过筛网除去废料后，通过静置使粉末沉降，除去上清液。向其中添加规定量的二甘醇一乙醚乙酸酯和聚乙烯醇缩丁醛，调节粘度，作为用于形成粉体层的浆料再使用。
(实施例3)
(1)浆料的制作
在纤维素醚和蒸馏水的混合溶液中，按如下所示的组成比混合银粉和玻璃粉，用搅拌机搅拌后，用三辊滚轧机研磨，进行浆料化。
银粉                    76.5％
(球状单分散，平均粒径1μm，振实密度5.1g/cm3)
玻璃粉                  8.5％
纤维素醚                0.5％
蒸馏水                  14.5％
(2)浆料的涂敷
然后，通过丝网印刷法，采用使用了250目聚酯筛网的丝网印刷将上述(1)中得到的浆料涂敷到基板全部表面上，在80℃干燥20分钟，形成膜厚5μm的涂膜(粉体层)。
(3)采用喷墨法的不可能除去化
将由5％丙烯酸类聚合物和95％卡必醇乙酸酯构成的溶液喷射印刷到上述工序(2)中得到的粉体层上，在80℃干燥20分钟后，将滴有该溶液的部分成为对于上述浆料的制作中所使用的溶剂(蒸馏水)不可能除去的部分。不可能除去的图案呈间距200μm，线宽80μm的平行线的形状。
(4)未喷射印刷部分的除去
对上述工序(3)中得到的粉体层喷洒蒸馏水，除去未被喷墨法滴下的含有丙烯酸类聚合物的溶液成为不可能除去的部分。此时水温在30℃进行。
(5)浮凸图像的形成
将上述工序(4)得到的基板在550℃烧成，形成导电图案的浮凸图像。
(6)银粉和玻璃粉的回收以及再使用
回收上述工序(4)中除去未成为不可能除去部分的含银粉水溶液。将该溶液通过筛网除去废料后，通过静置使粉末沉降，除去上清液。向其中添加规定量的蒸馏水和纤维素醚，调节粘度，作为用于形成粉体层的浆料再使用。
工业上的应用领域
根据本发明的浮凸图像的形成方法，无需利用光刻法就能实施导电图案的形成。其结果，能够容易地再利用光刻法中废弃的金属粉末或其氧化物粉末，还能以低价格形成导电图案的浮凸图像。

Claims (5)

1. 一种浮凸图像的形成方法，其特征在于，具有
在基板上涂敷至少用金属粉末或其氧化物粉末和溶剂调制的浆料，使其干燥而形成粉体层的工序；
在上述粉体层形成工序中得到的粉体层上，通过喷墨法图案印刷粘合剂的工序；以及
仅将上述图案印刷工序中未被图案印刷粘合剂的部分从基板上除去，从而形成图案的工序；
作为上述粉体层的形成工序中所使用的浆料，使用通过用溶剂调节回收物的固体含量而得到的浆料，所述回收物含有包含于上述图案形成工序中被除去部分中的金属粉末或其氧化物粉末。
2. 一种浮凸图像的形成方法，其特征在于，具有
至少将金属粉末或其氧化物粉末和溶剂调节固体含量而调制浆料的工序；
将上述浆料调制工序中得到的浆料涂敷到基板上，使其干燥，形成粉体层的工序；
在上述形成粉体层工序中得到的粉体层上，通过喷墨法图案印刷粘合剂的工序；与
仅将上述图案印刷工序中未被图案印刷粘合剂的部分从基板上除去，从而形成图案的同时，回收包含于未形成图案的部分中的金属粉末或其氧化物粉末的工序；
在上述浆料调制工序中所使用的金属粉末或其氧化物粉末中，包含被回收的上述金属粉末或其氧化物粉末。
3. 根据权利要求1或2所述的浮凸图像的形成方法，其中，金属粉末是选自银、钯、金、铂、铜、镍及钌的任意1种或2种以上的粉末。
4. 根据权利要求1或2所述的浮凸图像的形成方法，其中，未被图案印刷粘合剂的部分的除去，是使用规定的溶剂进行的，所述规定的溶剂为沸点在100℃以下的醇类、酮类或它们的混合溶剂、或蒸馏水。
5. 根据权利要求1或2所述的浮凸图像的形成方法，其特征在于，用于除去未被图案印刷粘合剂的部分的溶剂，与浆料的调制中所使用的溶剂相同。
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