JP4044751B2

JP4044751B2 - パターン形成方法

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Publication number: JP4044751B2
Application number: JP2001356056A
Authority: JP
Inventors: 大道光明寺; 直子松田; 裕之中; 明深野; 昌広相澤
Original assignee: Panasonic Corp; Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Corp; Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2001-11-21
Filing date: 2001-11-21
Publication date: 2008-02-06
Anticipated expiration: 2021-11-21
Also published as: JP2003158363A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ＰＤＰ（プラズマディスプレイパネル）や液晶パネルや有機ＥＬや回路基板や太陽電池などの大型パネルを構成するパネル基材に所望のパターンを安価に形成することができ、しかも、微細なパターンを精度良く形成できる、パネル基材への静電気を利用したパターン形成方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ＰＤＰは、ブラウン管式の画像表示装置に比べて、はるかに薄型になり、画像表示面が平坦であることなどから、いわゆる壁掛け型の大型画像表示装置などに有用であるとされている。ＰＤＰの画像表示機構は、一対の透明なガラス板の間に微細なセル構造を作り込み、このセル構造でプラズマ放電を発生させてセル構造内に形成された蛍光体層を発光させ、この発光を透明なガラス板を透過させて外部に放射する。上記一対のガラス板には、互いに交差する多数の透明な線状電極が形成されており、これらの線上電極の交差点でプラズマ発光させ、内部に形成されている蛍光体膜を発光させることで、任意のパターンを有する発光画像を形成することが出来る。ＲＧＢの３原色に対応する蛍光体層を配置しておくことで、カラー画像を表示することが出来る。また、電極は誘電体という絶縁膜でおおわれている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ＰＤＰを構成するガラス板表面への上記線状電極の形成や蛍光体膜の形成は、パネル基材が大寸法であるため、これまで、スクリーン印刷法やフォトエッチング法や薄膜法、インクジェット法により行っていた。
【０００４】
しかし、スクリーン印刷法は微細パターンの精度が十分でなく、フォトエッチング法や薄膜法は工程が多く、パターン形式が高価となるという問題があった。このような問題は、液晶パネルを作る際のセル周壁形式や回路基板への導体回路形成など、他の大型パネル基材へのパターン形成でも同様であり、工程が簡単で、品質の良い、蛍光体膜、電極等のパターン形成方法が望まれていた。
【０００５】
従って、本発明の目的は、上記問題を解決することにあって、工程が簡単で、品質の良い、ＰＤＰの蛍光体膜、電極等のパターンを形成することができるパターン形成方法を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明は以下のように構成する。
【０００７】
本発明の第１態様によれば、帯電した第１の粒子を、電圧が印加されたパネル基材に静電力を利用して蛍光体膜又は電極のパターンを形成するように塗布する工程と、
上記第１の粒子の粒子径よりも大きな粒子径でありかつ帯電した第２の粒子を、塗布された上記第１の粒子上に静電力を利用して上記蛍光体膜又は電極のパターンを形成するように塗布する工程と、
塗布された上記第１の粒子を上記パネル基材上に定着させて上記蛍光体膜又は電極のパターンを形成する工程とを含むパターン形成方法を提供する。
【０００８】
本発明の第２態様によれば、塗布された上記第１の粒子を上記パネル基材上に定着させて上記蛍光体膜又は電極のパターンを形成する工程は、上記パネル基材を熱処理することにより行なう第１の態様に記載のパターン形成方法を提供する。
本発明の第３態様によれば、上記第１の粒子と上記第２の粒子の大きさの比が０．６６以下で、上記第１の粒子と上記第２の粒子とがそれぞれ塗布される第１又は２の態様に記載のパターン形成方法を提供する。
【００１０】
本発明の第４態様によれば、静電力を利用して上記帯電した第１の粒子及び上記第２の粒子をそれぞれ上記蛍光体膜又は電極のパターンを形成するように塗布する工程では、使用する上記第１の粒子及び上記第２の粒子の樹脂材料として定着温度が６０℃以上１６０℃以下の樹脂を使用して塗布する第１〜３のいずれか１つの態様に記載のパターン形成方法を提供する。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明にかかる実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
【００１８】
（第１実施形態）
本発明の第１実施形態にかかるパネル基材への静電気力を利用したパターン形成方法を実施するためのパターン形成装置を、図１及び図２に示す。
【００１９】
図１、図２において、このパターン形成装置は、パターン形成材粒子１を担持搬送する粒子供給部材２を備えるとともに、粒子供給部材２とパネル基材３の間に配置される複数のノズル４を備えている。なお、図２にはローラ形状の粒子供給部材２を図示している。パネル基材３は一例としてガラス板などである。
【００２０】
ノズル４は、ケース４ａ内に収納されていて、パターン形成材粒子１を通過させる複数のノズル孔４ｂを持つＦＰＣ（フレキシブルプリント回路）４ｃで構成されている。パターン形成材粒子１を収納するホッパー５内には粒子供給ローラー６が設けられていて、粒子供給ローラー６が回転することによりホッパー５内のパターン形成材粒子１を粒子供給部材２の方に送る。粒子供給部材２に担持されたパターン形成材粒子１は、粒子供給部材２の周面上に重なって載っているが、ブレード７で擦られてマイナスに帯電し、かつ、１〜３層に厚み規制される。ノズル４の位置に達したパターン形成材粒子１は、制御電極４ｄによる電圧制御により、粒子供給部材２からパネル基材３の表面へ噴出される。パネル基材３は、粒子供給部材２に対して、表面が＋１０００Ｖになるように電位がかけられている。制御電極４ｄは非噴出時は、粒子供給部材２に対して−１００〜２００Ｖに電位がかけられている。噴出時は、０Ｖに設定され、マイナスのパターン形成材粒子１は、静電気力により、パネル基材３へ噴出される。ノズル孔４ｂの周囲には、パターン形成材粒子１の噴出をオン・オフさせるための制御電極４ｄのほかに、偏向電極４ｅも埋め込まれており、パターン形成材粒子１は偏向電極４ｅの働きで噴出角度を調節される。このような働きをする偏向電極４ｅは通常、ノズル孔４ｂの対位置に設置されて、パターン形成材粒子１の噴出流を前後方向や左右方向の一方向に偏向させる。パターン形成材粒子１の噴出角度の調節とパネル基材３の位置の変更を適宜に組み合わせることにより、ノズル４から噴出するパターン形成材粒子１は所望のパターン（図示省略）を形成することが出来る。
【００２１】
このようにして、所望のパターンを形成した後、パネル基材３例えばガラスパネル３を例えば１８０℃、１０分間、ホットプレート上で熱処理することで、パターン形成材粒子１をガラスパネル３に定着させる。その後、例えば６００℃の熱処理で、パターン形成材粒子１の樹脂を蒸発させて焼成し、例えば銀の電極を作製する。
【００２２】
図１にて、上記ノズル４とパネル基材３は相対的に移動して、パターンを形成する。それぞれの移動とパターン形成のＯＮ、ＯＦＦは、制御装置９ｃにて制御される。ＰＤＰ用パネル基材３は、ＸＹテーブル８上に載せられていて、その設置位置が前後左右に変更されるようになっている。ＸＹテーブル８のようなＰＤＰ用パネル基材３の保持装置は、パターン形成における基点となる位置決め装置（図示省略）有している。これは、ＰＤＰ用パネル基材３の隔壁３１とノズル４の位置合わせを行なう。ＰＤＰ用パネル基材３の保持装置においては、ＰＤＰ用パネル基材３を平坦な面で保持し、この平坦面がＰＤＰ用パネル基材３を真空吸着するように構成していると、仮に、ＰＤＰ用パネル基材３が薄くて、うねりや反りが生じやすくても、これら真空吸着で解消し、ＰＤＰ用パネル基材３とノズル４の間隔を一定にさせることが出来る。
【００２３】
図１に示したレーザ変位計９ｂでＰＤＰ用パネル基材３の厚みを絶えず測定するようにすれば、これから得る検知情報に基づき、ケース４ａの上下動を行わせて、ノズル４とＰＤＰ用パネル基材３の間隔を調整することができるため、ＰＤＰ用パネル基材３の多少のうねりや反りは解消することが出来る。
【００２４】
環境に関して、ホッパー５内、粒子供給部材２の周囲、ノズル孔４ｂ付近などの雰囲気温度や湿度を一定に保っておくことにより、パターン形成材粒子１の帯電状態や噴出状態を一定に保つようにすることが好ましい。パターン形成後は、ＰＤＰ用パネル基材３や図３の中間部材１２のパターン形成面から電荷を出来るだけ早く除いておくことが好ましいので、パターン形成処理を行う部分を、例えば図１に見るように、ケース４ａで覆っておき、静電気流や空気流を、その流れがケース４ａ内からケース４ａ外に向かうようにして、ＰＤＰ用パネル基材３や中間部材のパターン形成面に当てるようにするのが良い。精度良くパターニングするには、ノズル４とＰＤＰ用パネル基材３の間隔は０．１５０±０．０２５ｍｍ程度に抑えておくのが好ましいが、これを容易に実現するためには、パターン形成材粒子１のノズル孔４ｂを有するＦＰＣ４ｃを緊張状態で支持するようにすると良い。なお、間隔を近づけると、さらに精度よくパターニングできる。ＰＤＰ用パネル基材３や中間部材１２の表面に形成されたパターンは、そのままでも、精度が良いが、その精度をより高めることが必要な場合は、所望のパターンに合わせた開口パターンを持つスクリーン（図示省略）をＰＤＰ用パネル基材３や中間部材１２の表面に形成されたパターンの上に置き、露光現像処理するようにしても良い。このためには、パターン形成材粒子１を構成する樹脂は露光現象できるような光硬化性にしておくと良い。
【００２５】
図１において、９ａはＰＤＰ用パネル基材３の位置を認識する認識ユニット、９ｂはＰＤＰ用パネル基材３の厚みを測定するレーザ変位計、９ｃは制御盤である。これらの計測測定装置はレーザ方式等を利用する。ノズル４とＰＤＰ用パネル基材３の間隔は、限定する訳ではないが、０．３ｍｍ以下とすることが好ましい。
【００２６】
帯電供給部材２と粒子供給ローラー６を収納したノズルケース４ａは、垂直レール１０ａを介して水平レール１０ｂに取り付けられているため、左右上下に移動可能となっており、この動きを加味することにより、ノズル４から噴出するパターン形成材粒子１によるパターン形成はより一層、きめ細かくなる。
【００２７】
パターン形成材粒子１には、焼成により蒸発される樹脂と、この樹脂内に配置されてパターンを形成する構成材粒子から構成されたものである。上記樹脂は静電気を保持するための材料で、パターン形成後、焼成により、蒸発させられる。
【００２８】
上記パターン形成材粒子１は、例えば、上記樹脂に溶融混練し、圧延冷却し、ハンマミルやカッタミルで数ｍｍ角に砕き、さらに粉砕機械ミルで０．５〜１５μｍに砕き、粒径２０μｍ以上の粗粉と粒径５μｍ以下の微粉を除く分級を行って、粒子本体を得て、高速流動化混合機を用いて、粒子本体の表面にコロイダルシリカ、酸化チタン、又は、アルミナ等の微粒子を付着させることにより製造することができる。さらに、高温熱気流中で噴霧状にして球状化処理を行ってもよい。上記パターン形成材粒子１は、また、マイクロカプセル法や重合方法、スプレードライ法等でも得ることもできる。
【００２９】
上記パターン形成材粒子１の構成材粒子は、ＰＤＰ、液晶パネル、回路基板などのパターン形成対象物の種類によって異なるが、パターン形成用材料の一例の金属としては、銀、金、胴、又は、銀パラジウム等の電極材を使用することができる。
【００３０】
上記構成材粒子として上記パターン形成用材料の他に包含する接着材、すなわち、パターン形成用材料をパネル基材３に接着させる接着材としては、樹脂、アルミナ、チタン酸化物、ガラスフリット等の微粒子の接着剤を使用することができる。
【００３１】
上記構成材粒子を覆う上記樹脂としては、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ塩化ビニル、スチレン、エチレン−酢酸ビニル共重合体、ポリエステル、ポリスチレン、又は、メチルセルロース、エチルセルロース、ニトロセルロース、セルロースアセテート、セルロースプロピオネート、セルロースブチレート等のセルロース系樹脂、又は、メチルメタクリレート、エチルメタクリレート、ノルマルブチルメタクリレート、イソブチルメタクリレート、イソプロピルメタクリレート等のメタクリル系樹脂等の熱可塑性樹脂を挙げることができる。
【００３２】
ここで、ノズル４よりパネル基材３へパターン形成材粒子１を塗布する場合、パターン形成材粒子１がパネル基材３でバウンドして飛び散ることがある。特に、パターン形成膜として所望の厚みを形成するには、数回重ねる必要がある場合、バウンドによるパターン形成材粒子１の飛び跳ねが大きくなり、パターン形成膜により構成するラインの幅寸法精度が悪くなるといった課題がある。そこで、この第１実施形態では、パターン形成材粒子の飛び跳ねを防止するため、図４及び図５に示すように、パネル基材３上に、始めに塗布するパターン形成材粒子（第１粒子）１Ａを小さい粒子径とし、後から、小さい粒子径より大きな粒子径のパターン形成材粒子（第２粒子）１Ｂを塗布することにより、飛び跳ねを抑ることができるようにしている。このため、例えば、上記塗布装置としては上記ノズル４を２個、すなわち、小粒子径のパターン形成材粒子を塗布する小粒子径用ノズル４と、小粒子径よりも大きな大粒子径のパターン形成材粒子を塗布する大粒子径用ノズル４とを用意して、小粒子径用ノズル４により、小粒子径のパターン形成材粒子を塗布したのち、大粒子径用ノズル４により、大粒子径のパターン形成材粒子を塗布するようにすればよい。
【００３３】
その粒子径の大きさの関係を表１に示す。
【００３４】
【表１】
前粒子径と後粒子径の関係

【００３５】
この表１より、前に塗布しておくパターン形成粒子１Ａと後で塗布する粒子１Ｂの大きさの比が０．７１以下が効果があり、好ましくは、０．６６以下がよい。これは、大きさが同じものが衝突するのと小さいものと大きいものの衝突を比較すると、大きな粒子が小さな粒子に衝突するとき、衝突が１回でなく、数回に分けられて、衝突のエネルギーが弱められるので、飛び散りが減少する。下の粒子が小さいと小さいほどよい。形成粒子の製造は、前記に示した方法の樹脂溶液に、銀粒子を混練して、冷却して、数ｍｍに砕き、その後、粉砕機械ミルで、数ミクロンに砕くときに、分級することで上記の粒子径のものを得た。それぞれの粒子は、均一に銀粒子を含んでいた。
【００３６】
従って、第１実施形態によれば、上記帯電したパターン形成材粒子１に静電力を作用させて塗布する工程では、小粒子径のパターン形成材粒子１Ａを始めに塗布し、その後、小粒子径よりも大きな大粒子径のパターン形成材粒子１Ｂを塗布することにより、小粒子径のパターン形成材粒子１Ａを塗布するときには小粒子径ゆえにパネル基材３上での飛び跳ねが少なく、次に、小粒子径よりも大きな大粒子径のパターン形成材粒子１Ｂを塗布するときには、パネル基材３上の小粒子径のパターン形成材粒子１Ａが緩衝効果を奏することができて、大きな大粒子径のパターン形成材粒子１Ｂの飛び跳ねを効果的に抑ることができる。すなわち、前に塗布する小粒子径のパターン形成材粒子１Ａによりクッション性すなわち緩衝性を有する層を、剛体であるパネル基材３上に予め形成したのち、飛び跳ねやすい大きな大粒子径のパターン形成材粒子１Ｂを塗布することで、大きな大粒子径のパターン形成材粒子１Ｂの飛び跳ねを確実に防止させるものである。
【００３７】
（第２実施形態）
パターン形成材粒子１の飛び跳ねを防止する別の方法として、本発明の第２実施形態にかかるパネル基材への静電気力を利用したパターン形成方法では、パターン形成材粒子１の飛び跳ねを防止するため、パネル基材３上に予め、飛び跳ね防止用液として粘着材を粘着材塗布装置により塗布しておくようにしている。
【００３８】
この飛び跳ね防止用液は、後の熱処理（すなわちパネル基材３の焼成工程）で蒸発するものであり、最終的に残存しないようにする。よって、飛び跳ね防止用液は、定着温度以上でかつ焼成温度以下の耐熱性を有するものとする。また、定着時には、蒸発しないようにする。これらの関係を表２に示す。一例として、定着温度は、１３０℃で行った。
【００３９】
【表２】
前処理と塗布する液の性質と飛び散りの関係

【００４０】
表２より、塗布する液の沸点が定着温度（上記例では１３０℃）より低い場合（１００℃及び１２０℃の場合）には、その上に塗布されたパターン形成材粒子１が移動し、ラインのうねり幅が±５μｍ以上となり、大きくうねってしまうことがわかる。飛び跳ね防止用液の具体例としては、シリコーンオイル、たとえば、株式会社東芝シリコーンのシリコーンオイルＴＳＦ４０４、４０５環状メチルポリシロキサンで沸点１７５から２１０℃を用いることができる。この液は６００℃の熱処理で、完全に蒸発するので、電極特性に悪影響を及ぼさない。パネル上に塗布する厚みは、約１〜１０μｍにした。厚く塗布すると形成粒子の固定される位置がずれる。薄いと、飛び跳ねが防止できない。ピヒクルを塗布する方法としては、特に限定されないがデッピングやスプレー、スピンコートがある。また、高沸点の溶剤を用いることもできる。溶剤は、形成粒子をパネル３に定着する温度以上の沸点を持っている必要がある。もし、定着温度以下なら、定着する前に溶剤が蒸発してしまい、形成粒子が移動してしまう。脂肪族アルコール、酢酸エステル、プロピオン酸エステル等のアルコールのエステル、松やに、α―ターピネオールやβ―ターピネオール、それらの混合物のテルペン、エチレングリコール、ブチルセロソルブアセテート等のエチレングリコールのエステル、ブチルカルビトール、ブチルカルビトールアセテート、カルビトールアセテート等のカルビトールエステル、テキサノール等の溶剤がある。また、別の例として、前記の溶剤に以下の樹脂を溶かしたピヒクルを用いて、パネル上へこのピヒクルを塗布して、乾燥して、溶剤を蒸発後、このパターニングをしてもよい。たとえば、樹脂は特に限定されないが、アクリル、エチルセルロース、メタクリル、ポリエチレン、ポリエステル等の樹脂を用いることができる。
【００４１】
従って、上記第２実施形態によれば、上記帯電したパターン形成材粒子１に静電力を作用させて塗布する工程の前に、予め、上記パターン形成材粒子１を構成する樹脂の定着温度以上でかつ焼成温度以下の耐熱性を有する粘着材を上記パネル基材３に配置することにより、上記静電力を作用させて塗布されるパターン形成材粒子１が粘着材に接着するので、パターン形成材粒子１の飛び跳ねを防止することができる。
【００４２】
（第３実施形態）
本発明の第３実施形態にかかるパネル基材への静電気力を利用したパターン形成方法では、パターン形成材粒子１の形状の凹凸が激しい場合には、その上に形成する膜に影響を与えることになるという問題を解決するものであって、使用するパターン形成材粒子１の樹脂と定着温度と、表面凹凸と抵抗率との関係に関するものである。以下に、使用するパターン形成材粒子１の樹脂と定着温度と、表面凹凸と抵抗率との関係を示す。
【００４３】
一例として、上記に記述した装置で、ガラスパネル３上に、パターン形成材粒子１を塗布し、定着、焼成することで、パターン形成をさせた。その条件と結果を表３に示す。
【００４４】
上記パターン形成により形成されたパターン形成膜がＰＤＰの電極である場合、その電極として機能させるパターン形成膜の抵抗率は非常に重要であり、パターン形成膜の抵抗率を下げる必要がある。上記焼成した後のパターン形成膜にパターン形成材粒子１中の樹脂分が残っていると、パターン形成膜の抵抗値が高くなる。パターン形成膜の抵抗率は、焼成条件を調整することにより、Ａｇの抵抗率１．７μΩｃｍに近づけることができる。焼成条件としては、パターン形成材粒子１中の樹脂の分子量を下げる（言い替えれば、定着温度を下げる）ことにより、パターン形成膜の表面の凹凸が滑らかになり、パターン形成材粒子１中の樹脂分が飛び、パターン形成膜の抵抗率が下がることになる。
【００４５】
また、パターン形成膜がＰＤＰの電極の場合、パターン形成膜の上に誘電体膜を形成し、対向する電極との間に電圧をかけてプラズマ放電を起こさせて信号が発生する。そのため、電極状態としては、その表面の凹凸を滑らかにする必要がある。パターン形成材粒子１に使用する樹脂の分子量（定着温度）により、パターン形成膜の表面の凹凸も影響を受けることになる。表３からその関係がわかる。
【００４６】
【表３】
パターン形成材粒子に使用する樹脂の定着温度と表面凹凸、抵抗率の関係

【００４７】
ここで、Ｌは平均分子量３．５万の樹脂、Ｈは平均分子量６０万の樹脂、これらを混ぜてパターン形成材粒子を作成することで、定着温度を変えた。
【００４８】
表３より、定着温度１６０℃以下、また、パターン形成材粒子１の室温での安定性を確保するとともに粒子供給部材２内の摩擦熱等からの影響を防止する観点から６０℃以上が必要であることがわかる。好ましくは１４０℃以下、６０℃以上が必要であることがわかる。
【００４９】
従って、上記第３実施形態によれば、定着温度が１６０℃以下でかつ６０℃以上の樹脂、好ましくは定着温度が１４０℃以下でかつ６０℃以上の樹脂をパターン形成材粒子１に使用することにより、室温での安定性を確保することができ、かつ、粒子供給部材２内の摩擦熱等にも影響されずに、パターン形成材粒子１により形成するパターン形成膜の凹凸を滑らかにすることができ、抵抗率も下げることができる。
【００５０】
なお、この第３実施形態の変形例、すなわち、パターン形成粒子１の形状の凹凸が激しくなるのを防ぐ別の方法として、上記パターン形成粒子１には、直径１μｍ以下の形成粒子を用いる方法がある。パターン形成粒子自身は、静電気力で制御するためには、約３〜１０μｍ程度必要であるが、その中に含ませる形成粒子の大きさは小さくてもよい。ただし、その大きさと、パターン形成粒子を塗布後、焼成、完成させた後の表面形状の凹凸との関係を下の表４に示す。この例をＰＤＰの電極形成に用いる場合には、その上に形成される誘電体膜との関係から、電極の凹凸により、誘電体が絶縁破壊される。上記完成させた後の表面形状の凹凸は、小さいほどよく、電極の抵抗値は低いほどよい。焼成は６００℃程度であるため、パターン形成粒子の樹脂分は蒸発するが、銀粒子は溶かされることがない。そのため、銀の抵抗率は、１．６μΩｃｍであるが、大きい粒子を使用すると、空隙のため、下の表４のように、高い抵抗率となる。図６及び図７にその模式図を示す。図６は直径３μｍの大きい粒子からなるもので、３μｍの銀粒子を使用すると、隙間が多く発生し、表面凹凸も大きく、抵抗率も高い。一方、図７に示すように、直径０．２５μｍの小さい粒子を使用すると、図７に示すように密に積層されて、表面凹凸、抵抗率ともよい。この場合、パターン形成粒子の直径は０．５μｍ以下がよい。通常の形成方法の印刷では、小径粒子をペースト化すると、ペースト中で凝集し、印刷できない。粒子径が大きいと、パターン精度が悪い。用いた樹脂の平均分子量は、３．５万のポリエチレンで、樹脂による凹凸が発生しないものを用いた。重量組成７０％が銀粒子で、重量組成３０％が樹脂である。定着温度１５０℃で、樹脂を完全に溶かした。
【００５１】
【表４】
パターン形成粒子中に含ませる形成粒子の大きさと、パターン形成粒子を塗布後、焼成、完成させた後の表面形状の凹凸との関係

【００５２】
また、上記帯電したパターン形成材粒子に静電力を作用させて塗布する工程で使用するパターン形成材粒子の樹脂材料としては、平均分子量が１万以上、２９万以下のものを使用するのが好ましい。すなわち、パターン形成材粒子の樹脂材料の平均分子量と表面凹凸などとの関係を表５に示す。
【００５３】
【表５】
パターン形成材粒子の樹脂材料の平均分子量と表面凹凸などとの関係

【００５４】
この表５において、パターン形成粒子１の銀粒子は０．２５μｍのものを用いた。組成は、７０重量％が銀、３０重量％が樹脂であり、樹脂としてはポリエチレンを用いた。ポリエチレン樹脂の重合度により、定着温度やガラス移転温度が変わる。定着温度やガラス移転温度が低い樹脂を使用すると、塗布後の表面凹凸が無くなり滑らかになり、空隙が少なくなり、抵抗率が下がる。樹脂の平均分子量は、用いる２種類の樹脂の分子量の個数平均から計算した。表面凹凸から考えると、分子量は２８．９２５万以下すなわち２９万以下がよい。分子量が小さくなり過ぎると、ガラス移転温度が上がり、樹脂自身の安定性が悪くなるので、分子量は１万以上がよい。パターンの表面凹凸を小さくするには、樹脂のガラス移転温度としては、６０℃以上１６０℃以下がよい。
【００５５】
（第４実施形態）
パターン形成材粒子に電極材の銀粒子と金属元素が含まれると、その元素により、いくつかの特性が悪くなる。たとえば、パネル基材が黄変することでパネルの色度がずれ、テレビとして成り立たない。この課題を解決するため、本発明の第４実施形態にかかるパネル基材への静電気力を利用したパターン形成方法では、使用するパターン形成材粒子１の電荷調整剤とパネルの黄変との関係に関するものである。電荷調整剤は１〜５重量％含めた。
【００５６】
使用するパターン形成材粒子１の電荷調整剤とパネル基材３の黄変との関係を以下に示す。
【００５７】
上記に記述した装置で、パネル基材の一例としてのガラスパネル３上に、パターン形成材粒子１を塗布し、定着、焼成することで、パターン形成膜を形成させた。その時のパネル基材３の色とその条件と結果を表６に示す。
【００５８】
【表６】
パターン形成材粒子に使用する電荷調整剤と黄変の関係

【００５９】
ただし、ｂ値は黄色度を示す色座標である。
【００６０】
ＰＤＰの電極の場合、そのパネル基材３の色は重要であり、透明性を確保する必要がある。パネル基材３を焼成することで、パターン形成材粒子１中の金属成分によりパネル基材３が黄変色することがある。これは、パターン形成材粒子１中の電荷調整剤として金属成分が存在することにより、例えば電極材ＡｇとＮｉ又はＦｅがガラスバネル３内に入り込んでしまい、銀イオンを還元するためである。電荷調整剤はパターン形成材粒子１を均一に帯電させるためのもので、パターン形成材粒子１を均一に塗布するために必要なものである。電荷調整剤としては、一般に、アゾ染料金属錯体が用いられている。上記表６では、中心金属成分をクロム、鉄、コバルトのものと有機系の染料を用いた場合のパネル基材３の黄変色との関係を示している。この表６より、電荷調整剤として有機系の染料を使用する場合には黄変しないことがわかる。
【００６１】
従って、第４実施形態によれば、金属成分を含まない電荷調整剤が混入された上記パターン形成材粒子１をパネル基材３に塗布してパターン形成膜を形成することにより、パネル基材３の黄変を確実に防止することができる。
【００６２】
なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、その他種々の態様で実施できる。例えば、上記様々な実施形態のうちの任意の実施形態を適宜組み合わせることにより、それぞれの有する効果を奏するようにすることができる。
【００６３】
【発明の効果】
本発明にかかるパネル基材へ静電気力にてパターン形成するパターン形成方法を用いれば、簡単に安定してパネル基材に各種パターニングができる。この結果、ＰＤＰ（プラズマディスプレイ）パネルや液晶パネルや回路基板などの大形パネルを構成するパネル基材に所望のパターンを形成する際における工程が簡単となる。
【００６４】
また、本発明によれば、帯電した第１の粒子及び第２の粒子、言い換えれば、パターン形成材粒子に静電力を作用させて塗布する工程では、小粒子径の第１の粒子を塗布し、その後、第１の粒子の粒子径よりも大きな粒子径の第２の粒子を第１の粒子上に塗布することにより、小粒子径の第１の粒子を塗布するときには元々パネル基材上での飛び跳ねが少なく、次に、小粒子径の第１の粒子よりも大きな粒子径の第２の粒子を第１の粒子上に塗布するときには、パネル基材上の小粒子径の第１の粒子が緩衝効果を奏することができて、大きな大粒子径の第２の粒子の飛び跳ねを効果的に抑えることができる。
【００６６】
本発明によれば、定着温度が６０℃以上１６０℃以下の樹脂を第１の粒子及び第２の粒子に使用することにより、室温での安定性を確保することができ、かつ、粒子供給部材内の摩擦熱等にも影響されずに、第１の粒子及び第２の粒子により形成するパターン形成膜の凹凸を滑らかにすることができ、抵抗率も下げることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態にかかるパターン形成装置を表す斜視図である。
【図２】上記パターン形成装置の一部を表す拡大側断面図である。
【図３】中間部材を使用する転写法を説明する図である。
【図４】本発明の第１実施形態にかかるパターン形成方法においてパネル基材上に、小さい粒子径のパターン形成材粒子を始めに塗布した状態の説明図である。
【図５】図４に次いで、大きい粒子径のパターン形成材粒子を塗布した状態の説明図である。
【図６】直径３μｍの大きいパターン形成粒子を塗布した状態の説明図である。
【図７】直径０．２５μｍの小さいパターン形成粒子を塗布した状態の説明図である。
【符号の説明】
１…パターン形成材粒子、１Ａ…小さい粒子径のパターン形成材粒子、１Ｂ…大きい粒子径のパターン形成材粒子、２…粒子供給部材、３…パネル基材、４…ノズル、４ａ…ケース、４b…ノズル孔、４ｃ…ＦＰＣ、４ｄ…制御電極、４ｅ…偏向電極、５…ホッパー、６…粒子供給ローラー、７…ブレード、８…ＸＹテーブル、９ａ…認識ユニット、９ｂ…レーザ変位計、９ｃ…制御装置、１０ａ…垂直レール、１０ｂ…水平レール、１２…中間部材、３１…隔壁。

Claims

帯電した第１の粒子を、電圧が印加されたパネル基材に静電力を利用して蛍光体膜又は電極のパターンを形成するように塗布する工程と、
上記第１の粒子の粒子径よりも大きな粒子径でありかつ帯電した第２の粒子を、塗布された上記第１の粒子上に静電力を利用して上記蛍光体膜又は電極のパターンを形成するように塗布する工程と、
塗布された上記第１の粒子を上記パネル基材上に定着させて上記蛍光体膜又は電極のパターンを形成する工程とを含むパターン形成方法。
塗布された上記第１の粒子を上記パネル基材上に定着させて上記蛍光体膜又は電極のパターンを形成する工程は、上記パネル基材を熱処理することにより行なう請求項１に記載のパターン形成方法。
上記第１の粒子と上記第２の粒子の大きさの比が０．６６以下で、上記第１の粒子と上記第２の粒子とがそれぞれ塗布される請求項１又は２に記載のパターン形成方法。
静電力を利用して上記帯電した第１の粒子及び上記第２の粒子をそれぞれ上記蛍光体膜又は電極のパターンを形成するように塗布する工程では、定着温度が６０℃以上１６０℃以下の樹脂の上記第１の粒子及び上記第２の粒子を使用して塗布する請求項１〜３のいずれか１つに記載のパターン形成方法。