WO2002047054A1

WO2002047054A1 - Procede de formation d'une electrode destinee a un panneau d'affichage plat

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Publication number: WO2002047054A1
Application number: PCT/JP2001/010574
Authority: WO
Inventors: Noriyuki Abe; Masaaki Oda
Original assignee: Ulvac Corporation
Priority date: 2000-12-04
Filing date: 2001-12-04
Publication date: 2002-06-13
Also published as: EP1349135B1; JP4677092B2; EP1349135A4; DE60118042T2; DE60118042D1; CN1175312C; EP1349135A1; US20040043691A1; CN1398390A; KR100813446B1; KR20020080393A; US7247341B2; JP2002169486A; TW548316B

Description

明細書フラッ )電極形成方法技術分野

本発明は、金属超微粒子及び分散剤を含む金属超微粒子独立分散液からなるィンクジェットプリンタ用インクを用いたフラットパネルディスプレイ（以下、 F PDとも称す。）の電極形成方法に関する。

' 背景技術

従来から、着色塗料、導電性塗料などの分野では、金属超微粒子分散液が用いられているが、インクとして金属超微粒子分散液を用い、インクジェット記録方式を利用して F PDの電極を形成することは今まで行われていない。 FPDには、液晶ディスプレイ（LCD) 、プラズマディスプレイパネル（以下、 PDPとも称す。）、有機 ELディスプレイ（EL) 、フィールド ·ェミッション ·デイスプレイ（FED) 等様々あるが、本発明では、主に P DPについて代表的に以下説明する。

PDPは民生用の大型ディスプレイとして注目されているが、幅広く普及するためには、製造工程の簡略化による大幅なコストダウンが切望されている。まず、その製造工程について、 42インチハイビジョン用カラ一 PDPの製造を例にとり説明する。工程は前面板と背面板の二種類の製造工程からなる。まず、前面板における電極はスキャン電極と呼ばれ、ガラス板上に I TO透明電極が 1024 画素の各画素毎に 2本形成される。透明電極だけでは抵抗値が高いので、透明電極の上に金属のバス電極を形成する。バス電極は幅 50 /m、厚み 2 /imであり、従来の工程においては、バス電極は厚膜 Agぺ一ストを使ったスクリーン印刷法、又はスパッ夕法による全面成膜、レジスト膜を使ったフォトリソグラフィ一法による電極パターン形成法により形成されている。次に、背面板における電極はァドレス電極と呼ばれ、ガラス板上に直接に 1024画素の各画素毎に 3本形成される。アドレス電極は、幅 5 0 ΠΙ、厚み 2 mであり、スキャン電極と同様に、スクリーン印刷、又はスパッ夕、フォトリソグラフィ一法により形成される。スキャン電極、ァドレス電極共にその上からガラス誘電体層が形成される。

前面板、背面板共にその後の工程を経た後、互いに貼り合わせて P D Pパネルが完成されるのであるが、工程の中でこの電極形成工程が最も煩雑で工数がかかり、コストダウンのための障害となっている。

上記金属超微粒子分散液の製造法としては、金属超微粒子又は粉末を溶剤、樹脂、分散剤などと共に、攪拌、超音波の印加、ボールミル、サンドミルなどにより分散処理して超微粒子分散液を製造する方法が知られており、また、この方法によって得られた分散液が、塗料などの分野で用いられている。この製造法のうち、例えば、液相中で直接超微粒子を得る方法として、ガス雰囲気中でかつ溶剤の蒸気の共存する気相中で金属を蒸発させ、蒸発した金属を均一な超微粒子に凝縮させて溶剤中に分散し、分散液を得るガス中蒸発法（特許第 2 5 6 1 5 3 7号公報）や、不溶解性沈殿反応又は還元剤による還元反応を利用する方法などがある。これらの金属超微粒子分散液の製法の中でも、ガス中蒸発法によるものは、粒径 1 0 0 n m以下の超微粒子が均一に分散された分散液を安定に製造でき、また、製造の際に液相法におけるよりも少量の分散安定剤又は樹脂成分を使用するだけで、所定濃度の超微粒子分散液をつくれる。

上記したように、インクジ Xット用インクとして金属超微粒子分散液を使用した例が無かったのは、従来の金属超微粒子分散液には、インクジェット用インクとして使用可能であるためのインク特性（粘度、表面張力など）を満足するものが存在しなかったからである。従来のガス中蒸発法により得られる金属超微粒子は凝集しており、溶剤中に分散を試みても安定な状態にはなり難い。従って、このような金属超微粒子分散液をインクジエツト用インクとして使用しても、金属超微粒子の凝集体がィンクジエツ卜ノズルを目詰まりさせてしまうという問題があった。また、超微粒子が独立分散した金属超微粒子独立分散液においても、これをィンクジエツト用ィンクとして使用する際には、ィンク特性を満足するような適した溶剤を使用した分散液とすることが必要であるが、適切な溶剤を選択することに対して簡単には対応し難いという問題があった。また、従来技術のガス中蒸発法では、蒸発した金属蒸気が凝縮する際に、共存する溶剤が変性されて副生成物を生じ、それらの量によっては、分散液の保存経時、粘度、着色などの点で問題が生じる場合がある。さらに、後で説明するように、分散液の用途によっては、このガス中蒸発法の工程では使い難い低沸点溶剤や水及びアルコール系溶剤などに分散した超微粒子分散液が要求されるという問題がある。

P D Pの従来の製造工程によれば、前面板と背面板はそれぞれ別の工程で製造され、最終的に組み合わされてパネルとなる。

まず、前面板の製造工程について説明する。ガラス基板受け入れ検査後、スキヤン電極の I T Oパターンをスパッタ法及びフォトリソグラフィ一法により形成する。 I T O膜だけでは抵抗値が高いので、 I T O膜の上にバス電極として幅 5 0 m, 厚さ 2 mの金属膜を形成するが、この方法には、現在の所、厚膜 A g ペーストを材料としたスクリーン印刷法、又は C r / C u / C rの積層スパッタ膜をフォトリソグラフィ一法によりパターンエッチする方法の二つがある。バス電極形成後、その上にガラス誘電体層、ブラックマトリックス、シ一ル層、 M g 0層を順次形成し、次いで背面板と組み合わせるための組み立てに移る。

次に、背面板の製造工程について説明する。ガラス基板受け入れ検査後、アドレス電極を形成するが、この方法には、前面板と同様に、厚膜 A gペーストを材料としたスクリーン印刷法、又は C r / C u / C rの積層スパッタ膜をフォトリソグラフィ一法によりパターンエッチする方法の二つがある。アドレス電極形成後、その上にガラス誘電体層、ストライプバリアリブ、蛍光体層、シール層を順次形成し、次いで前面板と組み合わせるための組み立て工程に移り、互いのパネルを封着し、排気し、ガス封入した後、エージング処理を行って P D Pパネルを充成 ^る。

上記電極を形成する工程で、スクリーン印刷法においては、スクリーンの位置ズレによる形成位置不良発生、及びスクリーンの目詰まりによるパターン形成不良によるオーブン欠陥の発生や、ペーストがスクリーン上に残ることによる材料ロスの発生の問題がある。スパッ夕、フォトリソグラフィ一法は、真空プロセスであり、フォトリソによるパターンエッチが必要であることから、スパッタ、レジスト塗布、パターン光照射、現像、エッチング、レジストアツシング等の 6〜 7工程を必要とし、しかも全面に成膜するので材料の使用ロスが大きいという問題がある。

従って、本発明は、上記従来技術が有する問題点を解消することにあり、インクジエツト用インクとして使用可能であるためのインク特性を満足する、金属超微粒子独立分散液からなるインクジエツト用インクを作製し、インクジエツトプリンタを用いて、 F P Dの電極を形成する方法を提供することを目的としている。発明の開示

本発明者らは、前記目的を達成するために、金属超微粒子が独立状態で分散している分散液、すなわち、超微粒子の凝集が発生せず、また流動性も保たれており、インク特性に優れた金属超微粒子独立分散液についての研究 ·開発を行ってきたが、特定の工程を経、また、特定の分散剤を使用することにより得られた分散液が、従来の問題点を解決することができることを見出した。また、本発明者らは、 P D Pの電極形成について鋭意検討の結果、 3 0 0 °C程度の低温焼成が可能な上記金属超微粒子の独立分散液からなるインクを用いたマルチへッドインクジェットプリン夕を用いることにより、スパッタ法、スクリーン印刷法等におけるような材料の無駄がなく、また、スパッタ法のような真空バッチ処理を必要とせず、また、スクリーン印刷法のようなスクリーンの位置ズレによる形成位置不良や、スクリーンの目詰まりによるオープン欠陥を発生せず、しかも短時間で電極パ夕一ン描画が可能であることを見出し、本発明を完成するに至った。

本発明のフラットパネルディスプレイの電極形成方法は、特定のインクジエツト用インクを用いるものであり、このインクジェット用インクは、金属超微粒子及び分散剤を含む金属超微粒子独立分散液からなるものである。分散剤を含んだ金属超微粒子独立分散液は、この超微粒子が個々に独立して均一に分散しており、流動性が保たれている。

この金属超微粒子の粒径は通常 1 0 0 n m以下、好ましくは 1 0 n m以下である。金属超微粒子独立分散液の粘度は l〜 1 0 0 m P a ' s、好ましくは 1〜 1 O m P a · s、その表面張力は 2 5〜8 O mN/m, 好ましくは 3 0〜6 O mN Zmであり、このような物性はィンクジエツト用インクとして用いるためのィンク特性を満足している。

分散剤はアルキルァミン、カルボン酸アミド、アミノカルボン酸塩の中から選ばれた 1つ若しくは複数のものであり、特にアルキルアミンはその主鎖の炭素数が 4〜2 0、好ましくは 8〜1 8であり、また、アルキルアミンは第 1級ァミンであることが好ましい。

前記分散液は、分散媒として、主鎖の炭素数 6〜2 0の非極性炭化水素、水、及び炭素数が 1 5以下のアルコール系溶剤から選ばれた少なくとも 1種の溶剤を含んでいることが好ましい。

本発明で用いるインクジエツト用インクは、ガス雰囲気中でかつ第 1溶剤の蒸気の存在下で金属を蒸発させることにより溶剤中に金属超微粒子が分散した金属超微粒子分散液を得る第 1工程と、該第 1工程で得られた分散液に低分子量の極性溶剤である第 2溶剤を加えて該金属超微粒子を沈降させ、その上澄み液を取り除くことにより該第 1溶剤を実質的に除去する第 2工程と、このようにして得られた沈降物に第 3溶剤を加えて金属超微粒子の独立分散液を得る第 3工程とから製造されたものである。第 1工程及びノ又は第 3工程で分散剤が加えられる。また、本発明で用いるインクジェット用インクの製法は、ガス雰囲気中でかつ第 1溶剤の蒸気の存在下で金属を蒸発させ、該金属の蒸気と該溶剤の蒸気とを接触させ、冷却捕集して、該溶剤中に金属超微粒子が分散した金属超微粒子分散液を得る第 1工程と、該第 1工程で得られた分散液に低分子量の極性溶剤である第 2溶剤を加えて該金属超微粒子を沈降させ、その上澄み液を取り除くことにより該第 1溶剤を実質的に除去する第 2工程と、このようにして得られた沈降物に第 3溶剤を加えて金属超微粒子の独立分散液を得る第 3工程とからなる。第 1工程及び/又は第 3工程で分散剤を加えることによりインクジエツト用インクに適した金属超微粒子分散液が得られる。

該第 3溶剤は、主鎖の炭素数 6〜2 0の非極性炭化水素、水、及びアルコール (炭素数が 1 5以下）系溶剤から選ばれた少なくとも 1種であることが、インクジエツト用インクの場合には好ましい。発明を実施するための最良の形態

本発明の実施の形態を以下に説明する。

インクジエツト用ィンクに要求されるインク特性に関し、インクの供給安定性やインクの液滴形成飛翔安定性やプリン夕へッドの高速応答性などを実現するためには、通常の動作時における温度（0〜5 0 °C) において、その粘度が 1〜1 0 O m P a · s、好ましくは 1〜 1 O m P a · s、その表面張力が 2 5〜8 O m NZm、好ましくは 3 0〜6 O mN/mであり、本発明で用いるインクジェット用インクはその特性を満足する。

上記したように、本発明における金属超微粒子は、ガス中蒸発法で製造され得るものであり、この方法によれば粒径 1 0 0 n m以下、好ましくは 1 0 n m以下の粒度の揃った金属超微粒子を製造することができる。このような金属超微粒子を原料とし、インクジエツト用インクとしての用途に適したようにするために溶剤置換を行っているので、また、この超微粒子の分散安定性を増すために分散剤を添加しているので、金属超微粒子が個々に独立して均一に分散され、かつ、流動性のある状態を保持している、インクジエツト用ィンクに適した分散液が得られる。

本発明によれば、ガス中蒸発法により得られた金属超微粒子を用いて所期の金属超微粒子分散液を製造する場合、まず、第 1工程において、真空室中でかつ H eなどの不活性ガスの圧力を 1 O T o r r以下とする雰囲気の下で金属を蒸発させ、蒸発した金属の蒸気を冷却捕集する際に、該真空室中に、 1種以上の第 1溶剤の蒸気を導入し、金属が粒成長する段階においてその表面を該第 1溶剤蒸気と接触せしめ、得られる一次粒子が独立してかつ均一に第 1溶剤中にコロイド状に分散した分散液を得、次の第 2工程で第 1溶剤を除去する。このように第 1溶剤を除去するのは、第 1工程において蒸発した金属蒸気が凝縮する際に、共存する第 1溶剤が変性されて生じる副生成物を除くためであり、また、用途に応じて、第 1工程で使い難い低沸点溶剤や水、アルコール系溶剤などに分散した超微粒子独立分散液を製造するためである。

本発明によれば、第 2工程において、第 1工程で得られた分散液に低分子量の極性溶剤である第 2溶剤を加えて該分散液中に含まれた金属超微粒子を沈降させ、その上澄み液を静置法ゃデカンテ——ンョンなどにより除去して第 1工程で使用した第 1溶剤を除去する。この第 2工程を複数回繰り返して、第 1溶剤を実質的に除去する。そして、第 3工程において、第 2工程で得られた沈降物に新たな第 3 溶剤を加えて、溶剤置換を行い、所期の金属超微粒子分散液を得る。これにより、粒径 1 0 0 n m以下の金属超微粒子が独立状態で分散している金属超微粒子独立分散液が得られる。

本発明によれば、必要に応じ、第 1工程及び/又は第 3工程で分散剤を加えることができる。第 3工程で添加する場合には、第 1工程で使用する溶剤に溶解しないような分散剤でも使用可能である。

本発明で使用可能な分散剤としては、特に限定されないが、アルキルァミン、カルボン酸アミド、ァミノカルボン酸塩の中から選ばれた 1つ若しくは複数のものが用いられる。特にアルキルァミンとしては、炭素数 4〜 2 0の主骨格を持つアルキルァミンが好ましく、炭素数 8〜1 8の主骨格を持つアルキルァミンが安定性、ハンドリング性の点からはさらに好ましい。アルキルァミンの主鎖の炭素数が 4より短かいと、ァミンの塩基性が強過ぎて金属超微粒子を腐食する傾向があり、最終的にはこの超微粒子を溶かしてしまうという問題がある。また、アルキルァミンの主鎖の炭素数が 2 0よりも長いと、金属超微粒子分散液の濃度を高くしたときに、分散液の粘度が上昇してハンドリング性がやや劣るようになるという問題がある。また、全ての級数のアルキルァミンが分散剤として有効に働くが、第 1級のアルキルァミンが安定性、ハンドリング性の点からは好適に用いられる。

本発明で使用することができるアルキルァミンの具体例としては、例えば、ブチルァミン、ォクチルァミン、ドデシルァミン、へクサドデシルァミン、ォクタデシルァミン、ココアミン、夕ロウァミン、水素化タロウァミン、ォレイルアミン、ラウリルァミン、及びステアリルァミンなどのような第 1級ァミン、ジココァミン、ジ水素化タロウァミン、及びジステアリルァミンなどのような第 2級ァミン、並びにドデシルジメチルァミン、ジドデシルモノメチルァミン、テトラデシルジメチルァミン、ォクタデシルジメチルァミン、ココジメチルァミン、ドデン、及びトリオクチルァミンなどのような第 3級アミンゃ、その他に、ナフ夕レンジァミン、ステアリルプロピレンジァミン、ォクタメチレンジァミン、及びノナンジァミンなどのようなジァミンがあり、カルボン酸アミドゃァミノカルボン酸塩の具体例としては、例えば、ステアリン酸ァミド、パルミチン酸アミド、ラウリン酸ラウリルアミド、ォレイン酸アミド、ォレイン酸ジエタノールアミド、ォレイン酸ラウリルアミド、ステアラニリド、ォレイルアミノエチルダリシンなどがある。これらのアルキルァミン、カルボン酸アミドゃァミノカルボン酸塩は、 1種以上を使用することができ、それにより安定な分散剤として作用する。

本発明によれば、アルキルァミンの含有量は、金属超微粒子重量基準でおよそ

0 . ；！〜 1 0重量％、望ましくは 0 . 2〜7重量％の範囲である。含有量が 0 . 1重量％未満であると、金属超微粒子が独立状態で分散せずに、その凝集体が発生し、分散安定性が悪くなるという問題があり、また、 1 0重量％を超えると、得られる分散液の粘度が高くなり、最終的にはゲル状物が形成されるという問題がある。

上記したような金属超微粒子分散液の用途としては F P Dの電極形成が考えられる。本発明では、この分散液を、インク組成物、なかでも最近パソコンの周辺機器としての低価格 ·高性能で普及の著しいインクジエツトプリンタにおけるィンクジェット用インクとして用いて、 F P Dの電極を形成することができる。このインクジエツ卜用ィンクのインク特性として要求される粘度や表面張力などの物性は、上述した通りである。また、印刷するガラス基板やプラスチック基板などの基体の性質に合わせて、水、アルコール系などの極性溶剤や非極性炭化水素系溶剤を選択するなど、使い方の違いにより溶剤の選択条件がきまってくる場合がある。

例えば、第 1溶剤は、ガス中蒸発法の際に用いる金属超微粒子生成用の溶剤であって、金属超微粒子を冷却捕集する際に容易に液化できるように、比較的沸点の高い溶剤である。この第 1溶剤としては、炭素数 5以上のアルコール類、例えば、テルビネオ一ル、シトロネオール、ゲラニオール、フエネチルアルコールなどの 1種以上を含有する溶剤、又は有機エステル類、例えば、酢酸ベンジル、ステアリン酸ェチル、ォレイン酸メチル、フエニル酢酸ェチル、グリセリドなどの 1種以上を含有する溶剤であれば良く、使用する金属超微粒子の構成元素、又は分散液の用途によつて適時選択できる。

第 2溶剤は、第 1工程で得られた分散液中に含まれた金属超微粒子を沈降させ、第 1溶剤を抽出 ·分離して除去できるものであれば良く、例えば、低分子量の極性溶剤であるァセトンなどがある。

また、第 3溶剤としては、主鎖の炭素数 6〜2 0の非極性炭化水素、水及び炭素数が 1 5以下のアルコ一ルなどのような常温で液体のものを選択し使用することができる。非極性炭化水素の場合、炭素数が 6未満であると、乾燥が早すぎて分散液のハンドリング上で問題があり、また、炭素数が 2 0を超えると、分散液の粘度の上昇や焼成する用途では炭素が残留し易いという問題がある。アルコールの場合、炭素数が 1 5を超えると分散液の粘度の上昇や焼成する用途では炭素が残留しやすいという問題がある。

第 3溶剤としては、例えば、へキサン、ヘプタン、オクタン、デカン、ゥンデカン、ドデカン、トリデカン、トリメチルペンタンなどの長鎖アルカンや、シク口へキサン、シクロヘプタン、シクロォク夕ンなどの環状アル力ン、ベンゼン、トルエン、キシレン、卜リメチルベンゼン、ドデシルベンゼンなどの芳香族炭化水素、へキサノール、ヘプタノ一ル、ォクタノール、デカノール、シクロへキサノール、テルピネオ一ルなどのアルコールを用いることができる。これらの溶媒は、単独で用いても、混合溶媒の形で用いても良い。例えば、長鎖アルカンの混合物であるミネラルスピリッ卜であっても良い。

第 3溶剤の場合、第 1工程で使ったものと異なる（たとえ同一であっても、純度が違うなどの）溶剤を使わねばならない場合があるが、本発明はそのような場合に好適である。

本発明で用いる金属超微粒子の構成元素としては、導電性の高い金属であれば特に制限はなく、目的に合わせて適宜選定すれば良い。例えば、金、銀、銅、パラジウム、その他の多くの導電性金属から選ばれた少なくとも 1種の金属、又はこれらの金属の合金があげられる。中でも銀、銅は導電性が高く好ましい。これらのいずれの元素で構成された金属超微粒子においても、上記アルキルァミン、カルボン酸アミド、ァミノカルボン酸塩の中から選ばれた 1つ若しくは複数のものが分散剤として作用し、所期の金属超微粒子分散液が得られる。

本発明において、 F P Dの電極形成に使用するインクジエツト用インク中の金属超微粒子濃度としては、 1 0重量％〜7 0重量％、好ましくは 1 0重量％〜 5 0重量％である。 1 0重量％未満だと粘度、表面張力などのインク特性は十分に満たすが、焼成後の電気抵抗が導電回路として十分な値ではなく、また、 7 0重量％を超えると粘度、表面張力などのインク特性を満たさなくなるため、 F P D の電極を形成するためのィンクジエツト用ィンクとして使用できない。

以下、本発明を実施例に基づいて説明する。これらの例は単なる例示であって、本発明を何ら限定するものではない。

(実施例 1 )

ヘリウムガス圧力 0 . 5 T o r rの条件下で銀（A g ) を蒸発させるガス中蒸発法により A gの超微粒子を生成する際に、生成過程の A g超微粒子に α—テルビネオールとォクチルァミンとの 2 0 ： 1 (容量比）の蒸気を接触させ、冷却捕集して回収し、 α—テルビネオ一ル溶剤中に独立した状態で分散している平均粒子径 0 . 0 0 8 mの A g超微粒子を 2 5重量％含有する A g超微粒子独立分散液を調製した。この分散液 1容量に対しアセトンを 5容量加えて攪拌した。極性のアセトンの作用により分散液中の超微粒子は沈降した。 2時間静置後、上澄みを除去し、再び最初と同じ量のアセトンを加えて攪拌し、 2時間静置後、上澄みを除去した。この沈降物に新たに非極性炭化水素であるドデカンを加えて攪拌した。沈降していた A g超微粒子は約 8 n mの粒径を持ち、粒子同士が完全に独立した状態でドデカン中に分散していたことが確かめられた。この分散液は非常に安定であって、常温で 1ヶ月経過後でも沈降分離は見られなかった。この分散液中の A gの含量は 2 3重量％、分散液粘度は 8 m P a · sであり、表面張力は 3 5 mNZmであった。

また、同様に、ヘリウムガス圧力 0 . 5 T o r rの条件下で銅（C u ) を蒸発させるガス中蒸発法により C uの超微粒子を生成する際に、生成過程の C u超微粒子に α—テルビネオールとォクチルァミンとの 2 0 ： 1 (容量比）の蒸気を接触させ、冷却捕集して回収し、 α—テルビネオ一ル溶剤中に独立した状態で分散している平均粒子径 0 . 0 0 7 の C u超微粒子を 2 7重量％含有する C u超微粒子独立分散液を調製した。この分散液 1容量に対しアセトンを 5容量加えて攪拌した。極性のアセトンの作用により分散液中の超微粒子は沈降した。 2時間静置後、上澄みを除去し、再び最初と同じ量のアセトンを加えて攪拌し、 2時間静置後、上澄みを除去した。この沈降物に新たに非極性炭化水素であるドデカンを加えて攪拌した。沈降していた Cu超微粒子は約 7 nmの粒径を持ち、粒子同士が完全に独立した状態でドデカン中に分散していたことが確かめられた。この分散液は非常に安定であって、常温で 1ヶ月経過後でも沈降分離は見られなかつた。この分散液中の Cuの含量は 25重量％、分散液粘度は 9mPa * sであり、表面張力は 37mNZmであった。

得られた A g超微粒子独立分散液に対して C u超微粒子独立分散液を加えて、金属成分中の Cuの割合が 10重量％になるようにしたものをィンクとして用い、市販のピエゾ方式のシングルノズルを持つインクジエツトプリン夕を使い、ボロシリケ一トガラス基板上に幅 50 m、塗布厚 60 zm、長さ 100mmの細線を描画した。描画後、電気炉を用いて 300°Cで 30分間の焼成を行った。その結果、幅 50 m、厚さ 2. 5 mの電極配線を作製でき、その比抵抗値は、 9. 0 X 10— ⁶Ω · cmであった。また、この電極配線は、テープテストの結果、引き剥がし強度 4. 5 k g f /mm²でも基板から剥離せず、高い密着力を示した。次に、ハイビジョン用の画面比 16 ： 9のカラ一 PDP 42型パネルに対し、金属超微粒子インクを素材として、絶対位置精度 ± 10 mの大型 X— Yテープルに 510 mのピッチ間隔の 512個のマルチノズルを搭載したインクジエツトプリンタを用いて、前面板のスキャン電極を形成し、また、同様のテーブルにピッチ間隔 900 mの 512個のマルチノズルを搭載したインクジエツトプリン夕を用いて、背面板のアドレス電極を形成し、次いで PDPパネルに構成したその電極形成工程及びパネル作製工程について、以下述べる。

画面比 16 ： 9の 42型は、対角長が 1060 mmで、画素数は、前面板、背面板共に 1024本であり、前面板のスキャン電極は 1024 X 2本、背面板のアドレス電極は 1024 X 3 (RGB) 本から構成されている。電極ピッチはスキャン電極が 510 m, ァドレス電極が 900； mであり、電極幅は 50 m、厚みは 2 mである。各ノズルからは 14. 4 KHzの周期で 5〜6 p Lのインクが吐出されるように制御されている。インクとしては、 Ag超微粒子独立分散液に対して Cu超微粒子独立分散を加えて、金属成分中の Cuの割合が 10重量 %になるようにしたものを使用した。

まず、スキャン電極のバス電極を形成するために、既に従来の工程で I TO電極が形成されている対角長 1060mmで横縦の比が 16 ： 9の横長の 2. 8m m厚のポロシリゲートガラス基板を、描画装置の X— Yテ一ブル上の所定の位置に口ポット搬送し、テーブル上に真空吸着し、固定した。ガラス基板上の四隅に予め印字されている位置決めマーカー基準でガラス基板の正確な位置出しを行つた後、引き出し電極形成のためのスペースをガラス基板端面の両サイドに各々 ι|ι

15mm残して、ガラス基板の長手方向に描画を行った。インクはノズルから吐出されると基板上で約 50 ^mの円状に広がり瞬時に乾燥した。この濃度のインクを使用して焼成後の膜厚が 2 X mとなるようにするために、各吐出により描画された円がヘッドのスキャン方向（X軸方向）に 2Z3づっ重なるように、すなわち、 (50 ÷ ?, ) / { ! / 14400) mZ秒 = 239. 9 mm/秒の速度でへッドの走査速度を制御した。 X軸方向に走査して 5 12本の描画を終了し、 Y軸方向に 200 m移動し、同様に X軸方向に走査して 5 12本の描画を行い、 5 12 X 2本の 51 2画素のペア電極の描画を終了した。その後、 Y軸方向に約 2 6 lmm移動して、同様に 512画素のペア電極の描画を行った。前面板のスキヤン電極 1024 X 2本を描画するのに約 1 5秒かかった。最後に両端面に移動して、 512本の各ノズルからのインク吐出組み合わせを調整して、引き出し電極を約 5秒かかって形成した。描画装置へのガラス基板の搬入、真空吸着、位置決め、電極描画、引き出し電極描画、搬出までの工程が約 60秒で完了した。これはスパッ夕法の一千分の一であった。カートリッジの重量変化から、前面パネルのバス電極の形成のためのインクの使用量は金属重量換算で 1. 84 gであることが分かった。これは、スパッタ法での材料使用重量の約五分の一であった。また、描画装置を十分に整備することによって描画線に全く不良個所が発生しないことが確認された。

乾燥描画電極の上から全面に約 40 mの厚みで誘電体ガラスをスクリーン印刷機により塗布し、大気雰囲気のベルト炉に入れて 600°Cでのキープ時間が 3 0分間となるような移動速度に設定して焼成を行った。

背面板のァドレス電極については、ガラス基板の上に直接に 9 0 0 mのピッチ間隔でスキャン電極と同様に形成した。 5 1 2本の描画を 6回繰り返し、 1 0 2 4 X 3本のアドレス電極の形成を約 1 3秒で終了した。背面板の電極形成工程においても、前面板と同様に搬入から搬出まで約 6 0秒で完了し、スパッ夕法に比べ、工程にかかる時間を一千分の一に短縮することが可能であった。

力一トリッジの重量変化から、背面板のァドレス電極形成のためのィンク使用量は金属重量換算で 1 . 6 2 gであることが分かった。また、描画線に不良個所は認められなかった。得られたアドレス電極の上に、スキャン電極と同様に誘電体ガラスを塗布し、ベルト炉で同様の焼成を行った。

次いで、上記のようにして電極の形成された前面板、背面板共に通常の製造ェ程に戻し、両者を封着し、排気し、ガス封入を行った後、エージング処理を行い、 P D Pパネルとして組み立てた。このパネルに対し、 1 0 0 0時間連続の点灯試験を行ったところ、電極の耐久性が十分なものであることが確認された。また、このパネルは、従来技術の方法で製造されたパネルと比べても、画像に差異は認められなかった。産業上の利用の可能性

本発明によれば、金属超微粒子及び分散剤を含む金属超微粒子独立分散液からなるインクジエツト用インクを用い、インクジエツトプリン夕で F P Dの電極形成を行うので、使用材料の無駄がなく、また、製造工程を短縮できることにより製造コス卜の低減が可能となる。

Claims

請求の範囲

1 . 金属超微粒子及び分散剤を含む金属超微粒子独立分散液からなるインクジエツト用ィンクを用いてフラットパネルディスプレイの電極を形成することを特徴とするフラットパネルディスプレイの電極形成方法。

2 . 前記インクジェット用インクとして、ガス雰囲気中でかつ第 1溶剤の蒸気の存在下で金属を蒸発させることにより溶剤中に金属超微粒子が分散した金属超微粒子分散液を得る第 1工程と、該第 1工程で得られた分散液に低分子量の極性溶剤である第 2溶剤を加えて該金属超微粒子を沈降させ、その上澄み液を取り除くことにより該第 1溶剤を実質的に除去する第 2工程と、このようにして得られた沈降物に第 3溶剤を加えて金属超微粒子の独立分散液を得る第 3工程とから製造された、金属超微粒子及び分散剤を含む金属超微粒子独立分散液を用いることを特徴とする請求項 1記載のフラットパネルディスプレイの電極形成方法。

3 . 前記第 1工程、又は第 3工程、又は第 1工程と第 3工程との両工程で分散剤を加えることを特徴とする請求項 2記載のフラットパネルディスプレイの電極形成方法。

4 . 前記金属超微粒子が粒径 1 0 0 n m以下であり、前記金属超微粒子独立分散液の粘度が：！〜 1 0 O m P a · s、その表面張力が 2 5〜 8 0 mNZmであることを特徴とする請求項 1記載のフラットパネルディスプレイの電極形成方法。

5 . 前記金属超微粒子が粒径 1 0 0 n m以下であり、前記金属超微粒子独立分散液の粘度が 1〜 1 0 O m P a · s、その表面張力が 2 5〜8 0 mNZmであることを特徴とする請求項 2記載のフラッ卜パネルディスプレイの電極形成方法。

6 . 前記分散剤がアルキルァミン、カルボン酸アミド、アミノカルボン酸塩の中から選ばれた 1つ若しくは複数のものであることを特徴とする請求項 1記載のフラットパネルディスプレイの電極形成方法。

7 . 前記分散剤がアルキルアミン、カルボン酸アミド、アミノカルボン酸塩の中から選ばれた 1つ若しくは複数のものであることを特徴とする請求項 2記載のフラットパネルディスプレイの電極形成方法。

8 . 前記分散剤がアルキルァミン、カルボン酸アミド、アミノカルボン酸塩の中から選ばれた 1つ若しくは複数のものであることを特徴とする請求項 4記載のフラットパネルディスプレイの電極形成方法。

9 . 前記アルキルァミンの主鎖の炭素数'が 4〜 2 0であることを特徴とする請求項 6記載のフラットパネルディスプレイの電極形成方法。

1 0 . 前記アルキルァミンの主鎖の炭素数が 4〜 2 0であることを特徴とする請求項 7記載のフラットパネルディスプレイの電極形成方法。

1 1 . 前記アルキルァミンの主鎖の炭素数が 4〜 2 0であることを特徴とする請求項 8記載のフラットパネルディスプレイの電極形成方法。

1 2 . 前記アルキルァミンが第 1級アルキルァミンであることを特徴とする請求項 6記載のフラットパネルディスプレイの電極形成方法。

1 3 . 前記アルキルァミンが第 1級アルキルァミンであることを特徴とする請求項 7記載のフラットパネルディスプレイの電極形成方法。

1 4 . 前記アルキルァミンが第 1級アルキルァミンであることを特徴とする請求項 8記載のフラットパネルディスプレイの電極形成方法。

1 5 . 前記分散液が、分散媒として、主鎖の炭素数 6〜2 0の非極性炭化水素、水、及び炭素数が 1 5以下のアルコール系溶剤から選ばれた少なくとも 1種の溶剤を含んでいることを特徴とする請求項 1記載のフラットパネルディスプレイの電極形成方法。

1 6 . 前記分散液が、分散媒として、主鎖の炭素数 6〜2 0の非極性炭化水素、水、及び炭素数が 1 5以下のアルコール系溶剤から選ばれた少なくとも 1種の溶剤を含んでいることを特徴とする請求項 2記載のフラットパネルディスプレイの電極形成方法。

1 7 . 前記分散液が、分散媒として、主鎖の炭素数 6〜2 0の非極性炭化水素、水、及び炭素数が 1 5以下のアルコール系溶剤から選ばれた少なくとも 1種の溶剤を含んでいることを特徴とする請求項 4記載のフラットパネルディスプレイの電極形成方法。

1 8 . 前記分散液が、分散媒として、主鎖の炭素数 6〜2 0の非極性炭化水素、水、及び炭素数が 1 5以下のアルコール系溶剤から選ばれた少なくとも 1種の溶剤を含んでいることを特徴とする請求項 6記載のフラットパネルディスプレイの電極形成方法。

1 9 . 前記分散液が、分散媒として、主鎖の炭素数 6〜2 0の非極性炭化水素、水、及び炭素数が 1 5以下のアルコール系溶剤から選ばれた少なくとも 1種の溶剤を含んでいることを特徴とする請求項 7記載のフラットパネルディスプレイの電極形成方法。

2 0 . 前記分散液が、分散媒として、主鎖の炭素数 6〜2 0の非極性炭化水素、水、及び炭素数が 1 5以下のアルコール系溶剤から選ばれた少なくとも 1種の溶剤を含んでいることを特徴とする請求項 9記載のフラットパネルディスプレイの電極形成方法。

2 1 . 前記分散液が、分散媒として、主鎖の炭素数 6〜2 0の非極性炭化水素、水、及び炭素数が 1 5以下のアルコール系溶剤から選ばれた少なくとも 1種の溶剤を含んでいることを特徵とする請求項 1 2記載のフラットパネルディスプレイの電極形成方法。