JP5065665B2 - カチオン重合性の光像形成可能な厚膜組成物、電極およびその形成方法 - Google Patents

カチオン重合性の光像形成可能な厚膜組成物、電極およびその形成方法 Download PDF

Info

Publication number
JP5065665B2
JP5065665B2 JP2006336880A JP2006336880A JP5065665B2 JP 5065665 B2 JP5065665 B2 JP 5065665B2 JP 2006336880 A JP2006336880 A JP 2006336880A JP 2006336880 A JP2006336880 A JP 2006336880A JP 5065665 B2 JP5065665 B2 JP 5065665B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
composition
particles
electrode
thick film
weight
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP2006336880A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2007171953A (ja
JP2007171953A5 (ja
Inventor
ヤン ハイシン
アール.マクキーヴァー マーク
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
EIDP Inc
Original Assignee
EI Du Pont de Nemours and Co
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by EI Du Pont de Nemours and Co filed Critical EI Du Pont de Nemours and Co
Publication of JP2007171953A publication Critical patent/JP2007171953A/ja
Publication of JP2007171953A5 publication Critical patent/JP2007171953A5/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP5065665B2 publication Critical patent/JP5065665B2/ja
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03FPHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/004Photosensitive materials
    • G03F7/038Macromolecular compounds which are rendered insoluble or differentially wettable
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03FPHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/0005Production of optical devices or components in so far as characterised by the lithographic processes or materials used therefor
    • G03F7/0007Filters, e.g. additive colour filters; Components for display devices
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03FPHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/004Photosensitive materials
    • G03F7/0047Photosensitive materials characterised by additives for obtaining a metallic or ceramic pattern, e.g. by firing
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03FPHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/004Photosensitive materials
    • G03F7/027Non-macromolecular photopolymerisable compounds having carbon-to-carbon double bonds, e.g. ethylenic compounds
    • G03F7/032Non-macromolecular photopolymerisable compounds having carbon-to-carbon double bonds, e.g. ethylenic compounds with binders
    • G03F7/033Non-macromolecular photopolymerisable compounds having carbon-to-carbon double bonds, e.g. ethylenic compounds with binders the binders being polymers obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds, e.g. vinyl polymers
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01BCABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
    • H01B1/00Conductors or conductive bodies characterised by the conductive materials; Selection of materials as conductors
    • H01B1/20Conductive material dispersed in non-conductive organic material
    • H01B1/22Conductive material dispersed in non-conductive organic material the conductive material comprising metals or alloys
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K3/00Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
    • H05K3/02Apparatus or processes for manufacturing printed circuits in which the conductive material is applied to the surface of the insulating support and is thereafter removed from such areas of the surface which are not intended for current conducting or shielding
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10STECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S430/00Radiation imagery chemistry: process, composition, or product thereof
    • Y10S430/1053Imaging affecting physical property or radiation sensitive material, or producing nonplanar or printing surface - process, composition, or product: radiation sensitive composition or product or process of making binder containing
    • Y10S430/1055Radiation sensitive composition or product or process of making
    • Y10S430/106Binder containing
    • Y10S430/111Polymer of unsaturated acid or ester
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10STECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S430/00Radiation imagery chemistry: process, composition, or product thereof
    • Y10S430/1053Imaging affecting physical property or radiation sensitive material, or producing nonplanar or printing surface - process, composition, or product: radiation sensitive composition or product or process of making binder containing
    • Y10S430/1055Radiation sensitive composition or product or process of making
    • Y10S430/114Initiator containing
    • Y10S430/115Cationic or anionic

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Dispersion Chemistry (AREA)
  • Gas-Filled Discharge Tubes (AREA)
  • Materials For Photolithography (AREA)
  • Epoxy Resins (AREA)
  • Photosensitive Polymer And Photoresist Processing (AREA)
  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
  • Conductive Materials (AREA)
  • Parts Printed On Printed Circuit Boards (AREA)

Description

本発明は、光パターン形成方法において使用するための光像形成可能な厚膜組成物およびテープ組成物を対象にするものである。さらに詳しくは、1つの実施形態において、本発明の光像形成可能な厚膜ペースト組成物は、例えばプラズマディスプレイパネル(PDPs)などのフラットパネルディスプレイにおいて電子回路を形成するために使用される。
電子産業は、より小さく、より安価で、より高い解像性能を提供する電子装置を創り出すために絶え間なく努力している。そういうものとして、これらの目標を達成する新規な像形成可能な組成物および光パターン形成方法を開発することが、必要になってきている。
光パターン形成技術は、従来のスクリーン印刷方法と比較した場合、均一で、より微細な線および空間の解像度を与える。デュポン社の光像形成可能な厚膜ペーストFODEL(登録商標)などの光パターン形成方法は、特許文献1、特許文献2、特許文献3、特許文献4および特許文献5に見出されるような光像形成可能な有機媒体を利用しており、これらによれば、基板を、まず光像形成可能な厚膜組成物で完全に被覆し(印刷し、吹き付け、塗布し、または積層して)、必要があれば、乾燥させる。パターンの像は、パターンを担う光マスクを通しての像形成可能な組成物への化学放射線の露光によって生ずる。露光された基板を、次いで現像する。基板上に光像形成された厚膜組成物を残してパターンの露光されなかった部分を洗い落とし、次いでこの基板を焼成し、有機物質を除去し、無機物質を焼結させる。このような光パターン形成方法は、約30ミクロン以上の厚膜のライン解像度が、基板の平滑度、無機粒子の寸法分布、露光および現像の変動に依存することを裏付けている。このような技法は、例えばプラズマディスプレイパネルなどのフラットパネルディスプレイの製造に有用であることが証明されて来ている。
米国特許第4,912,019号明細書 米国特許第4,925,771号明細書 米国特許第5,049,480号明細書 米国特許第5,851,732号明細書 米国特許第6,075,319号明細書 米国特許第3,583,931号明細書
しかしながら、前記の光像形成可能な厚膜組成物およびテープ組成物は、ラジカル重合に全て基づくものであり、アクリレートまたはメタクリレートモノマーが、光開始剤の分解によって生成したフリーラジカルの始動によって重合する。重合したアクリレートまたはメタクリレートモノマーは、UV露光された領域をより溶け難くする。
ラジカル重合は、空気中または厚膜組成物中の酸素によって抑制できる。現在、ほとんど全てのPDPメーカーは、光マスクの可能性のある損傷を避けるように光像形成可能な厚膜組成物を露光するいわゆる非接触法を使用する。かなりしばしば、厚膜組成物は、ある程度粘着性がある。光マスクが組成物と接触する場合、組成物の一部が光マスクの上に乗り、マスク上の像を損傷することがある。「非接触」は、所望の電子回路パターンを有するマスクと露光される厚膜組成物との間に空隙があることを意味する。この空隙は、空気、すなわち酸素の存在で満たされる。これが、加工変動性の原因の1つである。
本発明はカチオン重合性モノマー(エポキシモノマーを含む)を含む組成物、光パターン形成方法、および電極を形成方法に関する。本発明で提示された組成物について、紫外線露光は、もはや非接触露光の空隙の酸素の存在に敏感ではない。本発明は、新規な厚膜ペースト、テープ組成物、光パターン形成方法および電極形成方法を開示する。この厚膜ペースト組成物は、エポキシドモノマーとオニウム塩の光開始剤を含む。オニウム塩は、化学UV照射の際に分解され超強酸またはカチオンを発生させ、このカチオンが次々にエポキシドモノマーの重合を開始させる。重合したエポキシドモノマーは、UV露光された領域をより難溶性にし、現像後に基板上に電子回路パターンとして残存する。
本発明は、
(I)(a)導電性粒子、電気抵抗性粒子および誘電性粒子から選択される機能相粒子と、
(b)325〜600℃の範囲内のガラス転移温度、10m/g以下の表面積を有し、少なくとも85重量%の粒子が0.1〜10μmの寸法を有する無機バインダーと、を含む微細粒子を、
(II)(c)コポリマーまたはインターポリマーのそれぞれが(1)C1〜10アルキルアクリレート、C1〜10アルキルメタクリレート、スチレン、置換スチレンまたはこれらの組み合わせを含む非酸性コモノマーおよび(2)エチレン性不飽和カルボン酸を含む部分を含有する酸性のコモノマーを含むコポリマー、インターポリマーまたはこれらの混合物である水現像性ポリマーと、
(d)カチオン重合性モノマーと
(e)光開始系と、
(d)有機溶媒と、を含む有機媒体に、
分散された状態で含む光像形成可能な組成物を対象とするものである。
本発明は、さらに前記の光像形成可能な組成物から形成されたテープおよびテープ組成物、このような組成物を利用する光パターン形成方法ならびに前記の組成物および方法から形成される物品/装置を対象にするものである。
一般に、厚膜組成物は、例えば導電性、電気抵抗性および誘電性などの適切な電気的に機能性の性質を付与する機能相を含む。機能相は、機能相のキャリヤーとして機能する有機媒体中に分散された電気的に機能性の粉末を含む。この機能相は、電気的性質を決定して、焼成された厚膜の機械的性質に影響を及ぼす。本発明の厚膜ペースト組成物およびテープ組成物は、有機媒体中に分散された無機バインダーと共にこのような機能相を含む。
本発明の組成物は、ガラス基板の上への厚膜ペーストの印刷または被覆、溶媒を除去するための印刷されたペーストの温度を上げて乾燥、UV露光、現像および焼成を含むPDP電極の形成のための例えばデュポン社によるFodel(登録商標)製品などの光像形成可能な厚膜ペーストの一般的な処理加工のもとで使用することができる。しかしながら、露光後の乾燥工程は、像またはパターンの品質をより良好なものにすることができる。
実施例1(1つの実施形態)に示されるように、
テープまたはシートは、有機溶媒を除去するために十分な時間および温度で組成物を乾燥することによって本発明の組成物から形成することができる。このような種類のテープは、限定されないが、積層することによって基板に被着させることができる。次いで、積層されたテープは、印刷されたペーストのようにさらに加工することができる。
本発明の像形成可能な組成物の主たる成分は、以下の本明細書において述べる。
I.無機物質
A.機能相−電気的に機能性の粉末(粒子)
i.導電体用途
導電体用途においては、機能相は、電気的に機能性の導電体粉末を含む。与えられた厚膜組成物における電気的に機能性の粉末は、単独のタイプの粉末、粉末の混合物、数種の元素の合金または化合物を含むことができる。本発明において使用することができる電気的に機能性の導電性粉末は、次のものに限定されないが、金、銀、ニッケル、アルミニウム、パラジウム、モリブデン、タングステン、タンタル、スズ、インジウム、ランタン、ガドリニウム、ホウ素、ルテニウム、コバルト、タンタル、イットリウム、ユウロピウム、ガリウム、硫黄、亜鉛、珪素、マグネシウム、バリウム、セリウム、ストロンチウム、鉛、アンチモン、導電性炭素、白金、銅、またはこれらの混合物を含む。
金属微粒子は、有機材料で被覆されていても、被覆されていなくてもよい。特に、金属微粒子は、界面活性剤で被覆されていてもよい。1つの実施形態においては、界面活性剤はステリアン酸、パルミチン酸、ステアリン酸塩、パルミチン酸塩およびこれらの混合物から選択される。対イオンは、次のものに限定されないが、水素、アンモニウム、ナトリウム、カリウムおよびこれらの混合物とすることができる。
1つの実施形態においては、ステリアン酸とパルミチン酸の混合物またはこれらの塩が使用される場合、30/70〜70/30および本明細書に含まれる全ての比率の範囲内が好ましい。1つの実施形態において、界面活性剤は、銀粒子上に見出されようと、または組成物に加えられようと、銀粒子の重量に基づいて0.10〜1重量%の範囲内で組成物中に見出される。
球状粒子およびフレーク(ロッド、円錐、およびプレート)を含む実際のあらゆる形の金属粉末を、本発明を実施する際に使用することができる。1つの実施形態において、金属粉末は、金、銀、パラジウム、白金、銅およびこれらの組み合わせである。
さらなる実施形態においては、粒子は、球体とすることができる。
さらなる実施形態においては、本発明は分散体に関する。この分散体は、組成物、粒子、フレークまたはこれらの組み合わせを含むことができる。本発明の分散体は、0.1μm未満の粒子寸法を有する固体をあまり多く含んではならないことが見出された。分散体が、通常スクリーン印刷によって塗布される厚膜ペーストを作成するのに使用される場合、最大の粒子寸法は、スクリーンの厚さを超えてはならない。特定の実施形態において、80重量%以上の導電固体が、0.5〜10μmの範囲内に入る。
更なる実施形態においては、導電性粒子の表面積は、20m/gを超えず;この実施形態の1つの態様においては、導電性粒子の表面積は、10m/gを超えず;この実施形態のさらなる態様においては、導電性粒子の表面積は、5m/gを超えない。20m/gより大きい表面積を有する金属粒子が使用される場合、付随の無機バインダーの焼結特性に悪い影響を与える。
ii.電気抵抗体用途
電気抵抗体組成物においては、一般に、機能相は、導電性酸化物である。電気抵抗体組成物における機能相の例は、Pd/Ag、RuO、パイロクロア酸化物および当該技術において知られている他のものを含む。
ルテニウムに基づく多元酸化物は、次の一般式によって表されるRu+4、Ir+4またはこれらの混合物(M”)の多成分化合物のパイロクロア(pyrochlore)酸化物の1つの型である。
(MBi2−x)(M’M”2−y)O7−z
Mは、イットリウム、タリウム、インジウム、カドミウム、鉛、銅および希土類物質からなる群から選ばれ、
M’は、白金、チタニウム、クロム、ロジウムおよびアンチモンからなる群から選ばれ、
M”は、ルテニウム、イリジウムまたはそれらの混合物であり、
xは、0〜2であるが、1価の銅については、xは1以下であり、
yは、0〜0.5であるが、M’がロジウムであるか、または白金、チタニウム、クロム、ロジウムまたはアンチモンが1より多い場合、yは0〜1であり、
zは、0〜1であるが、Mが2価の鉛、またはカドミウムである場合、これは少なくとも約x/2に等しい。
パイロクロア酸化物は、参照で本明細書に組み込まれる特許文献6において詳細に見出される。
好ましいルテニウム多元酸化物は、ビスマスルテニウム酸塩BiRu、鉛ルテニウム酸塩PbRu、Pb1.5Bi0.5Ru6.5、PbBiRu6.75およびGdBiRuである。これらの物質は、純粋な形で容易に得ることができる。これらは、ガラスバインダーによって悪い影響を受けず、空気中で約1000℃に加熱した場合でさえ安定である。
酸化ルテニウムおよび/またはルテニウムパイロクロア酸化物は、有機媒体を含む全体の組成物の重さに基づいて4〜50重量%、好ましくは6〜30重量%、さらに好ましくは5〜15重量%、最も好ましくは9〜12重量%の割合で使用される。
また導電性金属酸化物粒子は、本発明において有用であり得る。導電性金属酸化物粒子は、特にディスプレイ用途のための導電性黒色組成物において特に有用である。これらの導電性金属酸化物粒子は、Ba、Ru、Ca、Cu、Sr、Bi、Pbおよび希土類金属から選択される2つ以上の元素の酸化物を含む無機物質の微細粒子を含む。特に、これらの酸化物は、金属または準金属の電導率を持つ金属酸化物である。希土類金属は、スカンジウム(Sc)およびイットリウム(Y)(原子番号21および39)ならびにLa、Ce、Pr、Nd、Pm、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、YbおよびLu(原子番号57から71まで)を含むランタニド元素を含む。好ましい酸化物は、Ba、Ru、Ca、Cu、La、Sr、Y、Nd、BiおよびPbから選択される2種以上の元素の酸化物である。さらに、Ni粉末は、黒色導電体として利用することができる。
本発明の金属酸化物の重量に対する表面積の比率は、2〜20m/gの範囲内とすることができる。1つの実施形態においては、この範囲は、5〜15m/gである。さらなる実施形態においては、この重量に対する表面積の比率の範囲は、6〜10m/gである。
iii.誘電体用途
誘電性組成物においては、機能相は、ガラスまたはセラミックとすることができる。誘電性厚膜組成物は、電荷を切り離し、電荷の蓄積をもたらすことができる非導電組成物または絶縁体組成物である。したがって、このような厚膜誘電体組成物は、セラミック粉末、酸化物および非酸化物のフリット、結晶化の開始剤、または抑制剤、界面活性剤、着色剤、有機媒体およびこのような厚膜誘電性組成物の技術における常用の他の成分を含むことができる。セラミック固体の例は、次のものに限定されないが、アルミナ、チタン酸塩、ジルコン酸塩、スズ酸塩、BaTiO、CaTiO、SrTiO、PbTiO、CaZrO、BaZrO、CaSnO、BaSnOおよびAl、ガラスおよびガラスセラミックを含む。また、それは、このような物質の前駆体、すなわち焼成時に誘電性固体に変換される固体物質、およびこれらの混合物にもあてはまる。
B.無機バインダー
本発明において使用される無機バインダーおよび一般的に使用されるガラスフリットの機能は、焼成後に粒子をお互いに、および基板に結着させることである。無機バインダーの例は、ガラスバインダー(フリット)、金属酸化物およびセラミックスを含む。本組成物において使用されるガラスバインダーは、当該技術における従来のものである。いくつかの例は、ホウケイ酸塩ガラスおよびアルミノケイ酸ガラスを含む。さらに限定されない例は、ガラスバインダーを形成するために例えばB、SiO、A1、CdO、CaO、BaO、ZnO、SiO、NaO、LiO、PbOおよびZrOなどの酸化物の組合せを含み、これらは単独でもまたは組合せても使用することができる。厚膜組成物に有用な金属酸化物は、当該技術における従来のものであり、例えばZnO、MgO、CoO、NiO、FeO、MnOおよびこれらの混合物である。
最も好ましく使用されるガラスフリットは、例えば鉛ホウケイ酸フリット、ビスマス、カドミウム、バリウム、カルシウムまたは他のアルカリ土類のホウケイ酸塩フリットなどのホウケイ酸塩フリットである。1つの実施形態において、ガラスバインダーは、Pbを含まないガラスフリットである。様々なPbを含まないフリットが利用できるが、バリウム−ビスマスに基づくPbを含まないガラスフリットが特に有用である。1つの実施形態において、無機バインダーは、全ガラスバインダー組成物の重量%に基づいて、Biを55〜85%と、SiOを0〜20%と、A1を0〜5%と、Bを2〜20%と、ZnOを0〜20%と、BaO、CaOおよびSrOから選択される1種または複数種の酸化物を0〜15%と、NaO、KO、CsO、LiOおよびこれらの混合物から選択される1種または複数種の酸化物を0〜3%含む、Pbを含まないガラスフリットであり、前記のガラスバインダー組成物は、鉛を含まないか、または実質的に鉛を含まないものである。
このようなガラスフリットの調製は、よく知られており、例えばガラス成分をその成分の酸化物の形態で一緒に溶融する工程およびこのような溶融混合物を水中に注ぎ入れてフリットを形成する工程を含むことができる。バッチ成分は、当業者によって理解されるように、フリット製造の通常の条件のもとで所望の酸化物を生成するいかなる化合物であってもよい。例えば酸化ホウ素は、ホウ酸から得られ、二酸化ケイ素は、フリットから製造され、酸化バリウムは、炭酸バリウムなどから製造される。ガラスは、フリットの粒子寸法を減少させて実質的に均一な寸法のフリットを得るために、好ましくはボールミル中で水と共に粉砕される。次に、これを、水中で沈殿させ、微粉体を分離させ、微粉体を含む上澄み液体を除去する。分別の他の方法も同様に使用することができる。
ガラスは、従来のガラス製造技法で所望の成分を所望の割合で混合し、この混合物を加熱して溶融物を形成することによって調製される。当該技術においてよく知られているように、溶融物が完全に液状および均質になるようなピーク温度および時間で加熱を行う。所望のガラス転移温度は、325〜600℃の範囲内である。
特定の実施例においては、無機バインダー粒子の少なくとも85%は0.1〜10μmとすることができる。この実施形態の1つの態様においては、全固形分に対する無機バインダーの重量比は、0.1〜0.75μmの範囲、さらなる態様においては、0.2〜0.5μmの範囲内とすることができる。
C.有機ポリマー
本明細書に記載された組成物におけるポリマーバインダーは、水性現像性を有し、高い解像力を与える。
ポリマーバインダー自体は、感光性がない。これらは、コポリマー、インターポリマーまたはそれらの混合物から作られ、コポリマーまたはインターポリマーのそれぞれは、(1)C1〜10アルキルアクリレート、C1〜10アルキルメタクリレート、スチレン、置換スチレンまたはこれらの組合せを含む非酸性コモノマーおよび(2)エチレン性不飽和カルボン酸を含む部分を含む酸性のコモノマーを10重量%以上含む。
本組成物中の酸性コモノマー成分の存在は、この技法において重要である。酸性官能基は、例えば0.4〜2.0%の炭酸ナトリウム水溶液などの水性塩基中での現像性を付与する。酸性コモノマーが10%未満の濃度で存在する場合、本組成物は水性塩基で完全に洗い落とされない。酸性成分が30%より高い濃度で存在する場合、本組成物は、現像条件下において耐性がより小さくなり、部分的な現像が、像形成部分に起こる。好適な酸性のコモノマーは、例えばアクリル酸、メタクリル酸またはクロトン酸などのエチレン性不飽和モノカルボン酸、例えばフマル酸、イタコン酸、シトラコン酸、ビニールコハク酸、マレイン酸およびこれらのヘミエステルなどのエチレン性不飽和ジカルボン酸ならびにある場合においては、これらの無水物およびこれらの混合物を含む。特定の実施形態においては、低い酸素雰囲気下でこれらのクリーン燃焼特性のために(アクリルポリマーの代わりに)メタクリル重合体が、使用される。
非酸性コモノマーが、前記のようなアルキルアクリレートまたはアルキルメタクリレートである場合、非酸性コモノマーは、ポリマーバインダーの少なくとも50重量%を構成することができ、特定の実施形態においては、非酸性コモノマーは70〜85に重量%を構成する。非酸性コモノマーが、スチレンまたは置換スチレンである場合、これらの非酸性コモノマーは、ポリマーバインダーの50重量%を構成し、その他の50重量%が、無水マレイン酸のヘミエステルなどの酸無水物であることが好ましい。好ましい置換スチレンは、アルファ−メチルスチレンである。
1つの実施形態においては、ポリマーバインダーの非酸性部分は、ポリマーのアルキルアクリレート、アルキルメタクリレート、スチレン、または置換スチレンの部分の代替物として約50重量%までの非酸性コモノマーを含むことができる。具体例は、次のものに限定されないが、アクリロニトリル、ビニルアセテートおよびアクリルアミドである。ある実施形態においては、全体のポリマーバインダー中の約25重量%未満のこのようなモノマーが使用される。1つの実施形態においては、バインダーとして、単一のコポリマーまたはコポリマーの組み合わせを使用することができる。上記コポリマーに加えて、少量の他のポリマーバインダーを加えることができる。これらの具体例は、次のものに限定されないが、例えばポリエチレン、ポリプロピレン、ポリブチレン、ポリイソブチレンおよびエチレン−プロピレンコポリマーなどのポリオレフィン、ポリビニルアルコールポリマー(PVA)、ポリビニルピロリドンポリマー(PVP)、ビニルアルコールとビニルピロリドンとのコポリマー、および例えばポリエチレンオキサイドのような低級アルキレンオキサイドポリマーであるポリエーテルを含む。
さらにポリマーバインダーの重量平均分子量は、2,000〜250,000の範囲内であり得るが、本明細書に含まれるいかなる範囲も含む。ポリマーバインダーの分子量は、用途に依存する。
本組成物中の全てのポリマーは、全体の組成物に基づいて5〜70重量%の範囲内および本明細書に含まれるいかなる範囲でもよい。
D.カチオン重合性モノマー
本発明においては、例えばエポキシ化合物、エノール系エーテルおよびアレン系エーテルなどの従来のカチオン重合性モノマーおよびオリゴマーを使用することができる。モノマー成分は、乾燥した光重合性層の全重量に関して20重量%以下の量で存在することができる。さらなる実施形態において、モノマーの量は、全て乾燥した光重合性層の全重量に対して1〜20重量%、1〜5重量%、3〜5重量%の範囲内で存在する。1つの実施形態においては、カチオン重合性モノマーの量は、乾燥した光重合性層の全重量に対して3〜10重量%の範囲内である。
E.光開始系
好適な光開始系は、周囲温度で化学光線へ露光したときに超強酸カチオンを発生させるものである。これらは、次のものに限定されないが、例えばヨードニウム塩およびスルホニウム塩などの置換または非置換のオニウム塩を含む。光開始剤または光開始剤システムは、乾燥した光重合性層の全重量に基づいて0.05〜10重量%で存在する。
F.有機溶媒
有機媒体の有機溶媒成分は、1つの溶媒または溶媒の混合物であってもよく、ポリマーおよびその他の有機成分の本明細書中の溶液を得るように選択される。この溶媒は、非プロトン性であって、本組成物の他の成分に対して不活性(非反応性)であるべきである。特定の実施形態において、溶媒は、大気圧下で比較的低いレベルの熱の適用により分散体から溶媒を蒸発されるように十分に高い揮発性を有することができる。この実施形態の1つのさらなる態様においては、溶媒は、印刷プロセス中に通常の室温で、ペーストがスクリーン上で急速に乾燥するほど揮発性であることはよくないかもしれない。これらの溶媒は、例えばスクリーン印刷性および光像形成可能なペーストにとって有用であり得る。さらなる態様においては、ペースト組成物中に使用のための溶媒は、大気圧で300℃未満の沸点を有することができ;他の態様においては、溶媒は、大気圧で250℃未満の沸点を有する。このような溶媒は、次のものに限定されないが、キシレン、エチレングリコールモノブチルエーテルおよびブチルセロソルブアセテートならびにこれらの混合物を含む。
特定の実施形態においては、溶媒は、スクリーン印刷可能なペーストに使用される溶媒より低い沸点を有する。これらの溶媒は、例えばキャスティングテープにおいて使用できる。このような溶媒は、次のものに限定されないが、エチレンアセテート、アセトン、メチルエチルケトンおよびトルエンを含む。
G.その他の添加剤
また、しばしば有機媒体は、早期に形成される超強酸を中和するための1つまたは複数の安定剤、および基板への良好な積層を確実にし、組成物の非露光領域の現像性を高めるための可塑剤を含む。安定剤の選択は、光開始剤および配合によって決定される。トリアルキルアミンが通常選択される。可塑剤の選択は、修飾されるポリマーによって主として決定される。様々なバインダーシステム中でこれまで使用されてきた可塑剤の中に、フタル酸ジエチル、フタル酸ジブチル、フタル酸ブチルベンジル、フタル酸ジベンジル、リン酸アルキルおよびポリエステルの可塑剤がある。当該技術で知られている追加成分が、本組成物中にも存在してもよく、この追加成分は、分散剤、離型剤、分散作用剤、剥離剤、消泡剤および湿潤剤を含む。好適な物質の一般的な開示は、参照によって本明細に組み込まれる特許文献3に提示されている。
(フラットパネルディスプレイの用途)
本発明は、フラットパネルディスプレイの用途(黒色電極)の1つの実施形態において有用であるとして以下に記載されるが、それが多数の電子用途において有用であることが当業者によって理解される。例えば様々なフラットパネルディスプレイ用途に加えて、本発明はまた、自動車の用途において有用性を有している。
本発明は、上記黒色導電組成物から形成された黒色電極を含む。本発明の黒色電極は、フラットパネルディスプレイの用途、特に交流プラズマディスプレイパネル装置で好意的に使用することができる。黒色電極は、装置基板と導電体電極アレイの間に形成することができる。
1つの実施形態においては、本発明の電極は、以下に記載されるように、AC PDP(交流プラズマディスプレイパネル)用途において使用される。本発明の組成物および電極は、他のフラットパネルディスプレイの用途で使用することができ、AC PDP装置におけるこれらの記載は、限定を意図するものではないことが理解される。交流プラズマディスプレイパネルで使用される本発明の黒色電極の例は、以下に説明される。この記述は基板と導電体電極(バス電極)の間の黒色電極を含む2層電極を含む。黒色組成物が、追加任意の貴金属または金属、典型的には銀を含む場合、単層電極が形成できることもさらに理解される。また、交流プラズマディスプレイパネル装置を作るための方法も、本明細書に記載される。交流プラズマディスプレイパネル装置は、イオン化ガスで満たされた放電空間中に、空隙がある前部誘電性基板および後部誘電性基板ならびに平行な第1および第2の電極複合体グループを含む電極アレイを含む。第1および第2の電極複合体グループは、放電空間を中央にして、相互に直交に対面している。ある電極パターンが、誘電性基板の表面に形成され、誘電物質が、誘電性基板の少なくとも片面にある電極アレイ上に被覆される。この装置では、少なくとも前部の誘電性基板上の電極複合体は、同じ基板上のバス導電体に接続される導電体電極アレイグループおよび上部基板と上部導電体電極アレイの間で形成される本発明の黒色電極を取り付けられている。
図1は、AC PDPにおける本発明の黒色電極を図示する。図1は、本発明の黒色電極を使用するAC PDPを示す。図1に示されるように、AC PDP装置には、次の構成要素:ガラス基板(5)上に形成された下層の透明電極(1);透明電極(1)上に形成された黒色電極(10)(本発明の黒色導電組成物は、黒色電極(10)に使用される);黒色電極(10)上に形成されたバス電極(7)(バス電極(7)はAu、Ag、Pd、Pt、およびCuまたはこれらの組合せから選択される金属からの導電性金属粒子を含む感光性導電組成物である(以下に詳細に記載される))を有している。黒色電極(10)およびバス導電体電極(7)は、化学放射線によって像様に露光され、パターンを形成し、塩基性水溶液中で現像し、高い温度で焼成し、有機成分を除去し、無機物質を焼結させる。黒色電極(10)およびバス導電体電極(7)は、同一のまたは非常に近似する像を使用してパターン形成される。最終の結果は、焼成された、高い導電性の電極複合体であり、この電極複合体は、透明電極(1)の表面上で黒色であるように見え、前部のガラス基板上に置かれた場合、外部光の反射が抑制される。
本明細書に使用される「黒色」という単語は、白色の背景に対して重要な視覚的なコントラストを有する黒色を意味する。この用語は、色がないという黒色に限定されない。「黒色度」は、比色計を用いて測定して、L−値を決定できる。L−値は、100が純粋な白色であり、0が純粋な黒色である明るさを表す。図1に示されるが、以下に記載された透明電極は、本発明のプラズマディスプレイ装置を形成する際に必要ではない。
透明電極が使用される場合、化学蒸着法または例えばイオンスパッタリングまたはイオンプレーティングなどの電着によって透明電極(1)を形成するためにSnOまたはITOを使用することができる。透明電極の構成要素および本発明におけるこれの形成方法は、当業者によく知られた従来のAC PDP生産技術と同様のものである。
図1に示されるように、本発明のAC PDP装置は、パターンを形成され、焼成された金属被覆上に誘電性被覆層(8)およびMgO被覆層(11)を有するガラス基板を基礎にしている。
導電体線は、線幅が均一であり、穴や損傷がなく、線の間で高い導電性、光学清澄性および良好な透明性を有している。
次に、PDP装置の前部プレートのガラス基板上の任意の透明電極上にバス電極および黒色電極の両方を作成する方法が例示される。
図2で示されるように、本発明の1つの実施形態の形成方法は、一連のプロセス((A)〜E))を含む。
(A)ガラス基板(5)の上に当業者に知られた従来の方法によってSnOまたはITOを使用して形成された透明電極(1)の上に黒色電極を形成する感光性厚膜組成物層(10)を適用し、次いで窒素または空気の雰囲気中で前記の厚膜組成物を乾燥するプロセス。黒色電極組成物は、本発明の鉛を含まない黒色導電組成物である(図2(A))。
(B)バス電極を形成するために第1に適用された黒色電極組成物層(10)に感光性厚膜導電組成物(7)を適用し、次いで窒素または空気の雰囲気の中で厚膜組成物層(7)を乾燥させる。感光性厚膜導電組成物は、以下に記載される(図2(B))。
(C)現像後に正確な電極パターンを生成する露光条件を使用して、透明電極(1)と相関して配置された、黒色電極およびバス電極のパターンに対応した形状を有するフォトツールまたはターゲット(13)を通して第1に適用された黒色電極組成物層(10)および第2のバス電極組成物層(7)を化学放射線(典型的にはUV光源)に像様に露光する(図2(C))。
(D)第1の黒色導電組成物層(10)および第2のバス電極組成物層(7)の露光部分(10a、7a)を、例えば0.4重量%の炭酸ナトリウム水溶液またはその他のアルカリ水溶液などの塩基性水溶液中で現像するプロセス。このプロセスは、層(10、7)の非露光部分(10b、7b)を除去する。露光された部分(10a、7a)は残存する(図2(D))。現像された製品は、次いで乾燥される。
(E)プロセス(D)の後に、次いでこの部分は、450〜650℃の温度(基板材料に依存する)で焼成され、無機バインダーおよび導電性成分を焼結させる(図2(E))。
本発明の第2の実施形態の形成方法は、図3と共に以下で説明される。便宜上、図3の各部分に割り当てられた数字は、図2と同じである。第2の実施形態の方法は、一連のプロセス(A’〜H’)を含む。
(A’)ガラス基板(5)の上に当業者に知られた従来の方法によってSnOまたはITOを使用して形成された透明電極(1)の上に黒色電極を形成する感光性厚膜組成物層(10)を適用し、次いで窒素または空気の雰囲気中で前記の厚膜組成物を乾燥するプロセス。黒色電極組成物は、本発明の鉛を含まない黒色導電組成物である(図3(A))。
(B’)現像後に正確な黒色電極パターンを生成する露光条件を使用して、透明電極(1)と相関して配置された、黒色電極のパターンに対応した形状を有するフォトツールまたはターゲット(13)を通して第1の適用された黒色電極組成物層(10)を化学放射線(典型的にはUV光源)に像様に露光する(図3(B))。
(C’)層(10)の非露光部分(10b)を除去するため、第1の黒色導電組成物層(10)の露光部分(10a)を、例えば0.4重量%の炭酸ナトリウム水溶液またはその他のアルカリ水溶液などの塩基性水溶液中で現像するプロセス(図3(C))。現像された製品は、次いで乾燥される。
(D’)プロセス(C’)の後に、次いでこの部分は、450〜650℃の温度(基板物質に依存する)で焼成され、無機バインダーおよび導電性成分を焼結させる(図3(D))。
(E’)第1の感光性厚膜組成物層(10)の、焼成され、パターン形成された部分(10a)に従って黒色電極(10a)にバス電極を形成する感光性厚膜組成物層(7)を適用し、次いで窒素または空気の雰囲気中で乾燥するプロセス(図3(E))。感光性厚膜導電組成物は、以下に記載される。
(F’)現像後に正確な電極パターンを生成する露光条件を使用して、透明電極(1)および黒色電極(10a)と相関して配置された、バス電極のパターンに対応した形状を有するフォトツールまたはターゲットを通して第2の適用されたバス電極組成物層(7)を化学放射線に像様に露光する(図3(F))。
(G’)層(7)の非露光部分(7b)を除去するために第2のバス電極組成物層(7)の露光部分(7a)を、例えば0.4重量%炭酸ナトリウム水溶液またはその他のアルカリ水溶液などの塩基性水溶液中で現像するプロセス(図3(G))。現像された製品は、次いで乾燥される。
(H’)プロセス(G’)の後に、次いでこの部分は、450〜650℃の温度(基板物質に依存する)で焼成され、無機バインダーおよび導電性成分を焼結させる(図3(H))。
第3の実施形態(示されない)は、下記に示される一連のプロセス((i)〜(v))を含む。この実施態様は、例えば単一層電極の用途に有用である。
(i)基板の上に黒色電極組成物をのせるプロセス。この黒色電極組成物は、前記の本発明の黒色導電組成物である。
(ii)基板の上に感光性導電組成物をのせるプロセス。この感光性導電組成物は以下に記載される。
(iii)化学放射線による黒色組成物および導電組成物の像様の露光によって電極パターンを設定するプロセス。
(iv)化学放射線に露光されなかった領域の除去のために塩基性水溶液で露光された黒色組成物および導電組成物を現像するプロセス。
(v)現像された導電組成物を焼成するプロセス。
上記のように形成された前部のガラス基板アセンブリーは、AC PDPのために使用することができる。例えば、図1に戻って言及すると、前部のガラス基板(5)の上に黒色電極(10)およびバス電極(7)との関係で透明電極(1)を形成した後、前部ガラス基板アセンブリーは誘電層(8)で被覆され、次いでMgO層(11)で被覆される。次に前部ガラス基板(5)は、後部のガラス基板(6)と組合せられる。この後部のガラス基板(6)上にセル障壁(4)の形成と共に蛍光物質でスクリーン印刷された多数のディスプレイセルが設置される。前部の基板アセンブリー上に形成された電極は、後部のガラス基板上に形成されたアドレス電極に対して直交する。前部のガラス基板(5)および後部のガラス基板(6)の間に形成された放電空間は、ガラスシールで密封され、同時に混合された放電ガスが空間内に密封される。AC PDP装置は、このように組立てられる。
次いで、バス電極のバス導電組成物が以下に説明される。
本発明で使用されるバス導電組成物は、市販の感光性厚膜導電組成物であってよい。上記のように、バス導電組成物は、(a)Au、Ag、Pd、PtおよびCuならびにこれらの組合せから選択された1種以上の金属の導電性金属粒子;(b)1種以上の無機バインダー;(c)光開始剤;および(d)光硬化性モノマーを含む。本発明の1つの実施形態においては、バス導電組成物はAgを含む。
導電性相が、前記組成物の主要成分であり、典型的には、ランダムまたはフレークの形状の0.05〜20μm(ミクロン)の範囲内の粒子径を有する銀粒子を含む。バス導電組成物は、銀粒子を含む1つの実施形態に関して本明細書において記載されるが、限定的であることを意図するものではない。UV重合性媒体がこの組成物と共に使用される場合、銀粒子は、0.3〜10μmの範囲内の粒子径を有しなければならない。組成物は、全部の厚膜フィルムペーストに基づいて5〜75重量%の銀粒子を含むことができる。
また、バス電極を形成するための銀導電組成物は、Agに加えて、必要に応じて0〜10重量%のガラスバインダーおよび/または0〜10重量%のガラスまたは前駆体を形成しない耐火性材料を含むことができる。ガラスバインダーの具体例は、上記の鉛を含まないガラスバインダーを含む。ガラスまたは前駆体を形成しない耐火性材料は、例えば、アルミナ、銅酸化物、ガドリニウム酸化物、タンタル酸化物、ニオブ酸化物、チタン酸化物、ジルコニウム酸化物、コバルト、鉄、クロム酸化物、アルミニウム、銅、様々な市販の無機顔料などである。
上記の主要な成分に加えて第2、第3およびより多数の無機添加剤を加える目的は、パターン形状のコントロール、焼成中の焼結の抑制または促進、接着性保持、主要な金属成分の拡散のコントロール、バス電極近辺の変色の抑制、耐性のコントロール、熱膨張係数のコントロール、機械的強度の保持などである。タイプおよび量は、基本性能にいかなる重要な悪影響も及ぼさない範囲内で必要に応じて選択される。
さらにまた、銀導電組成物は、上記の微粒子物質が分散される感光性媒体を10〜30重量%含むことができる。このような感光性媒体は、ポリメチルメタクリレートおよび多官能モノマー溶液でもよい。このモノマーは、銀導電組成物ペーストの調製およびUV硬化の前の印刷/乾燥プロセスの間、蒸発を最小にするために、低揮発性のものから選択される。また、感光性媒体は、溶媒およびUV開始剤を含むことができる。UV重合性媒体は、95/5比率(重量に基づく)のメチルメタクリレート/エチルアクリレートに基づくポリマーを含むことができる。上記の銀導電組成物は、自由流動性ペーストについて10〜200Pa−sの粘度を有している。
このような媒体のための適当な溶媒は、次のものに限定されないが、ブチルカルビトールアセテート、テキサノール(Texanol、登録商標)およびβ−テルピネオールである。有用かもしれない追加の溶媒は、上記のセクション(G)有機媒体に列挙されたものを含む。このような媒体は、分散剤、安定剤などで処理することができる。
<サンプルの調製および試験手順>
(有機媒体の調製)
有機媒体は、ガラスまたはその他の基板に容易に適用できるように組成物の微細に分割された固体の分散のための媒体として役目を果たすことができる。有機媒体は、第1に、固体が適度の安定性を持ちながら分散できるものであり得る。第2に、有機媒体のレオロジー特性は、これらが分散体に良好な用途特性を与えるようなものであり得る。
有機媒体の調製のための一般的な手順は、以下の通りである。溶媒およびアクリルポリマーを混合し、攪拌しながら100℃に加熱する。全てのバインダーポリマーが溶解するまで、加熱および攪拌を継続する。残りの有機成分を加え、全ての固体が溶解するまで黄色光の下でこの混合物を50℃で攪拌する。この溶液を冷却する。
(一般的なペーストの調製)
典型的には、厚膜組成物は、ペースト様の粘稠性を有するように配合され、「ペースト」と呼ばれる。一般に、ペーストは、黄色光の下で混合容器中において有機媒体、モノマーおよびその他の有機成分を混合することによって調製される。次いで、無機物質が有機成分の混合物に加えられる。次いで、無機粉末が有機物質で湿潤されるまで、全ての組成物を混合する。次に、3本ロールミルを使用してこの混合物をロールミルする。この時点でのペースト粘度を、適当な媒体または溶媒で調整して、加工するための最適な粘度にすることができる。
当業者によって知られているように、汚染は欠陥を導き得るので、ペースト組成物の調製のプロセスおよび各部を調製する際には、ほこりの汚染を避けるために注意する。
(一般的なテープの調製)
本発明の組成物は、例えばテープ、シート、ロールまたはその他の類似する形状などを形成するために使用することができる。我々は、例えばテープ形成の用語に限定されないで、一般的に形体について述べる。
本発明の組成物は、テープの形状で使用することができる。組成物がテープの形状で使用される場合、テープキャスティングのためにスリップが調製され、使用されうる。スリップは、テープ作成における組成物に使用される一般的な用語であり、有機媒体中に分散された無機粉末の適切に分散された混合物である。有機媒体中の無機粉末の良好な分散体を実現する一般的な方法は、従来のボールミルプロセスを使用することによるものである。ボールミルは、セラミックの粉砕ジャーおよび粉砕媒体(典型的には球体または筒状の形状のアルミナまたはジルコニアのペレット)からなる。全混合物を粉砕ジャーに入れ、粉砕媒体を加える。粉砕ジャーを耐漏洩性の蓋で閉じた後、混合効率を最適化する回転速度でジャーの内部の粉砕媒体の粉砕アクションを作り出すようにこれを回転させる。回転の時間は、性能仕様に合致するために良好に分散している無機粒子に到達するのに必要な時間である。スリップは、刃または棒被覆方法または当業者に知られた方法によって基板に適用することができ、続いて周囲または加熱の乾燥を行う。乾燥後の被覆厚さは、適用に依存するが、数ミクロン〜数十ミクロンの範囲であり得る。溶媒を十分に除去するために周囲温度または加熱による乾燥によってテープを形成する。しかしながら、この乾燥/加熱の時間および温度は、ポリマーと2官能性モノマーの間の反応を開始させるのに一般的に十分でない。
このテープをワイドストックロールとして巻き上げる前に、このテープをカバーシートで積層できる。シリコーンで被覆されたマイラー(テレフタレートPETフィルム)、ポリプロピレン、ポリエチレン、マイラーおよびナイロンが、一般的なカバーシート材料の具体例であり、カバーシートとして使用できる。カバーシートは、最終的な基板に積層される前に、除去される。
(ガラスフリットの調製)
ガラスフリットは、入手可能であるから使用され、または必要なら、0.5インチ(12.7ミリ)の直径で0.5インチ(12.7ミリ)の長さのアルミナシリンダーを使用してスウェコミル(Sweco Mill)中で水粉砕によって調製された。次に、ガラスフリット混合物は、凍結乾燥されたか、または熱気乾燥された。熱気乾燥は、150℃の温度で通常に行われた。ガラスフリット調製の他の方法も、等しく効果的であり得る。
C.印刷と積層の条件
実施例の黒色ペーストは、最初に、355メッシュのポリエステルスクリーンを使用するスクリーン印刷によってガラス基板上に被着された。次いで、大気雰囲気オーブン中で約20分間、この部分を50〜70℃で乾燥した。乾燥された被覆の厚さは、5〜8ミクロンと測定された。
ガラス基板の上へテープを熱圧着させ、次いでカバーシートを剥離することによってテープを積層した。
D.プロセス条件
フォトツールとサンプル表面の間の約100ミクロンの空隙をあけて照射方向に平行になるUV光源を使用してフォトツールを通してこの部分を露光した。使用したエネルギーレベルは200および1000mJ/平方センチメートルであった。いくつかの場合、現像される前に露光した部分を50℃で、10分間焼成した。現像液として水中に炭酸ナトリウム0.5重量%を含むコンベアー移動のスプレイ加工装置を使用して、この露光、焼成した部分を現像した。現像溶液温度を約30℃に維持し、10〜20 psiで現像液をスプレイした。現像後、強制空気流で余分の水を吹き飛ばすことによって、現像した部品を乾燥した。
(一般的な焼成プロファイル)
本発明の組成物は、焼成プロファイル(焼成方法)を使用して処理することができる。焼成プロファイルは、厚膜技術分野の当業者には良く知られている。有機媒体の除去および無機物質の焼結は、焼成プロファイルに依存する。このプロファイルは、この媒体が最終製品から実質的に除去されるかどうか、および無機物質が最終製品中で実質的に焼結されるかどうかを決定する。本明細書に使用される「実質的に」という用語は、意図した使用または適用のために少なくとも適切な抵抗性または導電性を与えるように、ある程度、少なくとも95%の媒体を除去し、そして無機物質を焼結させることを意味する。
実施例では、乾燥させた部品を、520〜580℃のピーク温度で10分間、30時間、焼成方法(焼成プロファイル)を使用して、大気雰囲気中で焼成した。
実施例I〜IIIの組成物(全体の組成物の重量%)が、下記の表1にまとめられている。
Figure 0005065665
実施例Iは、導電組成物を例示したものである。実施例IIは、黒色導電体または抵抗体組成物を例示したものであり、実施例IIIは、誘電性組成物を例示したものである。
(実施例のための物質の用語解説)
有機媒体:60%のアクリレートポリマーと、35%の溶媒と、4.5%の光開始剤と、0.5%の抑制剤とから調製された溶液。
アクリレートポリマー:ノベオン(Noveon)社から購入した重量平均分子量Mw=〜7,000、酸価=〜125である、80重量%のメチルメタクリレートと、20重量%のメタクリル酸とのコポリマー。
溶媒:アルドリッチ(Aldrich)社から購入したメチルエチルケトン。
光開始剤:UCBケミカル社から市販されているユバキュア(Uvacure、登録商標)1600、すなわち、フェニル−p−オクチルオキシフェニル−ヨードニウムヘキサフルオロアンチモネート。
抑制剤:アルドリッチ(Aldrich)社から購入したトリエチルアミン。
銀導電体粉末:デュポンによって製造された銀粉末。
黒色導電体粉末:デュポン社によって作られたBiSrCaCuの組成式を有するもの。
ガラスフリット:12.5%のBと、9.1%のSiOと、1.4%のAlと、77.0%のPbOとの組成(重量%)を有するガラスフリット(ビオックス(Viox)で製造され、デュポン社によってY−ミル化されたガラス製品番号24109)。
UV硬化性エポキシモノマー:UCBケミカル社から市販されているUVアキュア(UVacure、登録商標)1500、脂環式ジエポキシドモノマー。
AC PDPにおける黒色電極を例示する図である。 a〜eは、本発明の1つの実施形態の形成において含まれるプロセスを示す図である。 a〜hは、本発明の第2の実施形態の形成において含まれるプロセスを示す図である。

Claims (9)

  1. (I)(a)導電性粒子、電気抵抗性粒子および誘電性粒子から選択される機能相粒子と、
    (b)325〜600℃の範囲内のガラス転移温度、10m/g以下の表面積を有し、少なくとも85重量%の粒子が0.1〜10μmの寸法を有する無機バインダーと、を含む微細粒子を、
    (II)(a)コポリマーまたはインターポリマーのそれぞれが(1)C1〜10アルキルアクリレート、C1〜10アルキルメタクリレート、スチレン、置換スチレンまたはこれらの組み合わせを含む非酸性コモノマーおよび(2)エチレン性不飽和カルボン酸を含む部分を含有する酸性のコモノマーを含むコポリマー、インターポリマーまたはこれらの混合物である水現像性ポリマーと、
    (b)カチオン重合性モノマーと、
    (c)光開始系と、
    (d)有機溶媒と、を含む有機媒体に、
    分散された状態で含むことを特徴とする光像形成可能な厚膜組成物。
  2. 光開始系が、スルホニウム塩、ヨードニウム塩およびこれらの混合物から選択されることを特徴とする請求項1に記載の厚膜組成物。
  3. 前記機能相粒子が、Au、Ag、Pd、Pt、Cu、Ni、Alおよびこれらの混合物から選択されることを特徴とする請求項1に記載の組成物。
  4. 前記機能相粒子が、RuO、ルテニウムに基づく多元酸化物およびこれらの混合物から選択されることを特徴とする請求項1に記載の組成物。
  5. 前記機能相粒子が、Ba、Ru、Ca、Cu、Sr、Bi、Pbおよび希土類金属から選択される2種以上の元素の酸化物から選択される金属導電性または半金属導電性を有する金属酸化物であり、前記金属酸化物が、2〜20m/gの範囲内の表面対重量比を有することを特徴とする請求項1に記載の組成物。
  6. 組成物が乾燥され、有機溶媒を除去した請求項1に記載の組成物の層を含むことを特徴とするシート。
  7. 組成物を加熱することにより、実質的に有機媒体を除去し、実質的に無機物質を焼結した、請求項1に記載の組成物の層を含むことを特徴とする物品。
  8. 請求項1に記載の組成物から形成された電極を含むことを特徴とする装置。
  9. (I)(a)導電性粒子、電気抵抗性粒子および誘電性粒子から選択される機能相粒子と、
    (b)325〜600℃の範囲内のガラス転移温度、10m/g以下の表面積を有し、少なくとも85重量%の粒子が0.1〜10μmの寸法を有する無機バインダーと、を含む微細粒子を、
    (II)(a)コポリマーまたはインターポリマーのそれぞれが(1)C1〜10アルキルアクリレート、C1〜10アルキルメタクリレート、スチレン、置換スチレンまたはこれらの組み合わせを含む非酸性コモノマーおよび(2)エチレン性不飽和カルボン酸を含む部分を含有する酸性のコモノマーを含むコポリマー、インターポリマーまたはこれらの混合物である水現像性ポリマーと、
    (b)カチオン重合性モノマーと、
    (c)光開始系と、
    (d)有機溶媒と、を含む有機媒体に、
    分散された状態で含むことを特徴とする光像形成可能な厚膜組成物を含有する組成物を使用して電極を形成する方法であって、
    (a)ガラス基板上に前記組成物を印刷または被覆し、
    (b)前記組成物を高い温度で乾燥させて溶媒を除去し、
    (c)UVに露光し、
    (d)現像し、そして
    (e)焼成する
    工程を含むことを特徴とする方法。
JP2006336880A 2005-12-14 2006-12-14 カチオン重合性の光像形成可能な厚膜組成物、電極およびその形成方法 Expired - Fee Related JP5065665B2 (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US11/302,618 US7214466B1 (en) 2005-12-14 2005-12-14 Cationically polymerizable photoimageable thick film compositions, electrodes, and methods of forming thereof
US11/302,618 2005-12-14

Publications (3)

Publication Number Publication Date
JP2007171953A JP2007171953A (ja) 2007-07-05
JP2007171953A5 JP2007171953A5 (ja) 2010-02-04
JP5065665B2 true JP5065665B2 (ja) 2012-11-07

Family

ID=37606837

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2006336880A Expired - Fee Related JP5065665B2 (ja) 2005-12-14 2006-12-14 カチオン重合性の光像形成可能な厚膜組成物、電極およびその形成方法

Country Status (6)

Country Link
US (1) US7214466B1 (ja)
EP (1) EP1798597A2 (ja)
JP (1) JP5065665B2 (ja)
KR (1) KR100887013B1 (ja)
CN (1) CN1983030B (ja)
TW (1) TWI340293B (ja)

Families Citing this family (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4863599B2 (ja) * 2001-05-16 2012-01-25 イー・アイ・デュポン・ドウ・ヌムール・アンド・カンパニー 電気抵抗を低下させた誘電体組成物
CN100422274C (zh) * 2001-11-08 2008-10-01 东丽株式会社 黑色浆料及等离子体显示板及其制造方法
KR20050116431A (ko) * 2004-06-07 2005-12-12 삼성에스디아이 주식회사 감광성 페이스트 조성물, 이를 이용하여 제조된 pdp전극, 및 이를 포함하는 pdp
US7381353B2 (en) * 2005-03-09 2008-06-03 E.I. Du Pont De Nemours And Company Black conductive thick film compositions, black electrodes, and methods of forming thereof
US7384577B2 (en) * 2005-03-09 2008-06-10 E.I. Du Pont De Nemours And Company Black conductive thick film compositions, black electrodes, and methods of forming thereof
US7326370B2 (en) * 2005-03-09 2008-02-05 E. I. Du Pont De Nemours And Company Black conductive thick film compositions, black electrodes, and methods of forming thereof
US7678296B2 (en) * 2006-05-04 2010-03-16 E. I. Du Pont De Nemours And Company Black conductive thick film compositions, black electrodes, and methods of forming thereof
US20100167032A1 (en) * 2008-12-29 2010-07-01 E.I.Du Pont De Nemours And Company Front electrode for pdp
TWI563042B (en) * 2010-02-05 2016-12-21 Cambrios Technologies Corp Photosensitive ink compositions and transparent conductors and method of using the same
US20120006395A1 (en) * 2010-07-08 2012-01-12 E. I. Du Pont De Nemours And Company Coated stainless steel substrate
CN102768464B (zh) * 2011-05-04 2013-11-13 上海鑫力新材料科技有限公司 感光导电银浆及制备方法
CN108517500A (zh) * 2018-03-28 2018-09-11 天津大学 一种ST/Ag/ST结构多层透明导电薄膜的制备方法
CN112650024B (zh) * 2020-12-17 2023-08-01 江苏艾森半导体材料股份有限公司 一种应用于芯片封装工艺的高膜厚负性光刻胶

Family Cites Families (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3583931A (en) 1969-11-26 1971-06-08 Du Pont Oxides of cubic crystal structure containing bismuth and at least one of ruthenium and iridium
US4912019A (en) 1988-05-31 1990-03-27 E. I. Du Pont De Nemours And Company Photosensitive aqueous developable ceramic coating composition
US4925771A (en) 1988-05-31 1990-05-15 E. I. Dupont De Nemours And Company Process of making photosensitive aqueous developable ceramic coating composition including freeze drying the ceramic solid particles
US5049480A (en) 1990-02-20 1991-09-17 E. I. Du Pont De Nemours And Company Photosensitive aqueous developable silver conductor composition
US5486545A (en) 1992-12-09 1996-01-23 Rensselaer Polytechnic Institute Process for making propenyl ethers and photopolymerizable compositions containing them
JPH07268065A (ja) * 1993-11-17 1995-10-17 Sophia Syst:Kk 紫外線硬化型の無溶媒導電性ポリマー材料
EP0747911A1 (en) * 1995-06-06 1996-12-11 E.I. Du Pont De Nemours And Company Method of manufacturing thick-film resistor
US5886115A (en) 1997-02-18 1999-03-23 Rensselaer Polytechnic Institute Process for the direct polymerization of allyl ethers, crotyl ethers and allyl alcohols
US5851732A (en) * 1997-03-06 1998-12-22 E. I. Du Pont De Nemours And Company Plasma display panel device fabrication utilizing black electrode between substrate and conductor electrode
TW484033B (en) * 1998-02-10 2002-04-21 Hitachi Chemical Co Ltd Production of back plate for plasma display panel
WO1999041296A1 (en) 1998-02-11 1999-08-19 Rensselaer Polytechnic Institute Photopolymerizable compositions containing cycloaliphatic epoxyalcohol monomers
JP3920449B2 (ja) * 1998-03-13 2007-05-30 太陽インキ製造株式会社 アルカリ現像型光硬化性組成物及びそれを用いて得られる焼成物パターン
US6075155A (en) 1998-06-22 2000-06-13 Rensselaer Polytechnic Institute Radiation-curable cycloaliphatic epoxy compounds, uses thereof, and compositions containing them
US20030124461A1 (en) * 2001-10-12 2003-07-03 Suess Terry R. Aqueous developable photoimageable thick film compositions for making photoimageable black electrodes
CA2485516A1 (en) 2002-05-16 2003-11-27 Rensselaer Polytechnic Institute Photopolymerizable compositions comprising thianthrenium salt cationic photoinitiators
KR100472375B1 (ko) * 2002-05-20 2005-02-21 엘지전자 주식회사 플라즈마 디스플레이 패널의 광중합형 감광성 전극페이스트 조성물 및 이를 이용한 전극 제조방법
JP3804016B2 (ja) * 2003-05-23 2006-08-02 富士フイルムエレクトロニクスマテリアルズ株式会社 無機材料膜、無機材料膜構造物、およびその製造方法並びに転写フィルム
JP2005113002A (ja) * 2003-10-08 2005-04-28 Kikusui Chemical Industries Co Ltd 水系型発泡耐火塗料
US7135267B2 (en) * 2004-08-06 2006-11-14 E. I. Du Pont De Nemours And Company Aqueous developable photoimageable compositions for use in photo-patterning methods

Also Published As

Publication number Publication date
TWI340293B (en) 2011-04-11
CN1983030B (zh) 2012-06-20
KR20070063457A (ko) 2007-06-19
KR100887013B1 (ko) 2009-03-04
JP2007171953A (ja) 2007-07-05
EP1798597A2 (en) 2007-06-20
TW200739262A (en) 2007-10-16
CN1983030A (zh) 2007-06-20
US7214466B1 (en) 2007-05-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5065665B2 (ja) カチオン重合性の光像形成可能な厚膜組成物、電極およびその形成方法
JP4769803B2 (ja) 光パターン化方法において使用するための水性の現像可能な光画像形成性前駆組成物
JP5108239B2 (ja) 黒色導電性組成物、黒色電極、およびその形成方法
JP3779297B2 (ja) 光形成性黒色電極および黒色電極組成物
JP5080743B2 (ja) 黒色導電性厚膜組成物、黒色電極、およびこれらの形成方法
KR100803498B1 (ko) 흑색 전도성 조성물, 흑색 전극 및 그의 형성 방법
KR101100490B1 (ko) 플라즈마 디스플레이 패널용 전극 페이스트 및 플라즈마 디스플레이 패널용 블랙 버스 전극
JP2011503240A (ja) オフセット印刷用電極組成物及びそれによる電極製造方法、並びにそれらを用いたプラズマディスプレイパネル
JP4240577B2 (ja) 誘電体ペーストおよびそれを用いたディスプレイ基板の製造方法
KR20040073991A (ko) 전계방출형 표시장치용 전극 형성 조성물 및 이러한조성물의 사용 방법
EP0008782B1 (en) Process for providing overglaze for fired metallizations and ac plasma display panel comprising two overglazed substrates
JP3674116B2 (ja) プラズマディスプレイパネル用電極およびプラズマディスプレイパネル
JP3674261B2 (ja) プラズマディスプレイ
JP5421391B2 (ja) Pdpの前部電極
US8591278B1 (en) Method of manufacturing PDP bus electrode
JP2000133121A (ja) 電極の形成方法
JPH11149872A (ja) プラズマディスプレイ
JP2000067744A (ja) プラズマディスプレイの製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20091211

A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20091211

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20110929

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20111004

A601 Written request for extension of time

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601

Effective date: 20111221

A602 Written permission of extension of time

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A602

Effective date: 20111227

A601 Written request for extension of time

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601

Effective date: 20120305

A602 Written permission of extension of time

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A602

Effective date: 20120308

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20120404

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20120713

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20120810

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20150817

Year of fee payment: 3

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees