(57)【要約】【課題】  導電性ラインのインクジェット印刷用の金属インク及びその製造方法、複数のインクジェット印刷型の導電性ラインを有する表示装置用の基板及びその製造方法を提供する。【解決手段】インクジェット印刷型の導電性ラインの耐磨滅性及び可撓性を向上させる導電性ラインのインクジェット印刷用の金属インク。金属インクは、分散した金属ナノ粉末及び溶剤を含み、磨滅防止促進ナノ粒子及び／または可撓性促進重合体を含む。好ましくは、分散した金属ナノ粉末は、銀、金、白金、パラジウム、ニッケル及び／または銅を含む。これにより、基底基板上のインクジェット印刷型の導電性ライン、例えば、インクジェット印刷型のアドレス電極及びバス電極の固着、耐磨滅性及び可撓性を改善する。【選択図】図１
2006241455.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
分散した金属ナノ粉末及び溶剤を含む導電性ラインのインクジェット印刷用の金属インクであって、
磨滅防止促進ナノ粒子及び可撓性促進重合体よりなる群から選ばれた少なくとも一つを含むことを特徴とする金属インク。
【請求項２】
前記磨滅防止促進ナノ粒子は、コロイド状シリカナノ粒子、ヒュームドシリカナノ粒子、ゾルゲルナノ粒子及び炭素ナノ粒子よりなる群から選ばれた少なくとも一つを含むことを特徴とする請求項１に記載の金属インク。
【請求項３】
前記可撓性促進重合体は、シリコーン重合体及び官能化シリコーン重合体よりなる群から選ばれた少なくとも一つであることを特徴とする請求項１に記載の金属インク。
【請求項４】
前記シリコーン重合体は、化学式１で表されるポリシロキサンを含み、
【化１】
2006241455.tif 000009
ただし、式中、Ｒ１は、それぞれ同一であるか、または異なり、Ｈ、ＯＨ、１価の炭化水素基または１価のシロキサン基を表し、Ｒ２は、それぞれ同一であるか、または異なり、少なくとも一つの反応性作用基を含む基を表し、ｍ及びｎは、０＜ｎ＜４、０＜ｍ＜４及び２≦（ｍ＋ｎ）＜４の要件を満たすことを特徴とする請求項３に記載の金属インク。
【請求項５】
前記Ｒ２は、それぞれ同一であるか、または異なり、ヒドロキシル基、カルボキシル基、イソシアネート基、ブロックポリイソシアネート基、一級アミン基、二級アミン基、アミド基、カルバメート基、ウレア基、ウレタン基、ビニル基、不飽和エステル基、マレイミド基、フマル酸基、無水基、ヒドロキシアルキルアミド基及びエポキシ基よりなる群から選択された少なくとも一つの反応性作用基を含む基を表すことを特徴とする請求項４に記載の金属インク。
【請求項６】
前記シリコーン重合体は、化学式２または化学式３で表されるポリシロキサンを含み、
【化２】
2006241455.tif 000010
ただし、式中、ｍは、少なくとも１の値を有し、ｍ’は、０ないし７５の範囲であり、ｎは、０ないし７５の範囲であり、ｎ’は、０ないし７５の範囲であり、Ｒは、それぞれ独立に、同一であるか、または異なり、Ｈ、ＯＨ、１価の炭化水素基であり、１価のシロキサン基またはこれらの任意の混合物から選択され、
Ｒａは、化学式４で表される基を含み、
【化３】
2006241455.tif 000011
ただし、式中、Ｒ３は、アルキレン基、オキシアルキレン基、アルキレンアリール基、アルケニレン基、オキシアルケニレン基またはアルケニレンアリール基であり、Ｘは、ヒドロキシル基、カルボキシル基、イソシアネート基、ブロックポリイソシアネート基、一級アミン基、二級アミン基、アミド基、カルボメート基、ウレア基、ウレタン基、ビニル基、不飽和エステル基、マレイミド基、フマル酸基、無水基、ヒドロキシアルキルアミド基またはエポキシ基である反応性作用基を含む基を表すことを特徴とする請求項３に記載の金属インク。
【請求項７】
前記シリコーン重合体は、
（ｉ）化学式５で表されるポリシロキサン：
【化４】
2006241455.tif 000012
ただし、式中、Ｒは、それぞれ独立に、同一であるか、または異なり、Ｈ、ＯＨ、１価の炭化水素基、シロキサン基又はこれらの任意の混合物から選択された基を表し、Ｒにより表された基の少なくとも一つはＨであり、ｎ’は、０ないし１００の範囲であるため、少なくとも一つのポリシロキサンのＳｉ−Ｈ含有量の百分率は２ないし５０質量％の範囲であり、
（ｉｉ）少なくとも一つの一級ヒドロキシル基及び加水分解反応が可能な少なくとも一つの不飽和結合を含む少なくとも一つの分子のうち、
少なくとも一つの反応物の反応生成物である少なくとも一つのポリシロキサンを含むことを特徴とする請求項３に記載の金属インク。
【請求項８】
前記金属ナノ粉末及び添加剤は架橋されてなることを特徴とする請求項１ないし請求項７のいずれか１項に記載の金属インク。
【請求項９】
耐磨滅性が改善された金属インクを製造する方法であって、
磨滅防止促進ナノ粒子及び可撓性促進重合体を金属インクと混合することを特徴とする金属インクの製造方法。
【請求項１０】
コロイド状シリカナノ粒子、ヒュームドシリカナノ粒子、ゾルゲルナノ粒子及び炭素ナノ粒子よりなる群から選ばれた少なくとも一つは、前記磨滅防止促進ナノ粒子として使用されることを特徴とする請求項９に記載の金属インクの製造方法。
【請求項１１】
シリコーン重合体及び官能化シリコーン重合体よりなる群から選ばれた少なくとも一つは、前記可撓性促進重合体として使用されることを特徴とする請求項９に記載の金属インクの製造方法。
【請求項１２】
前記混合工程は、音波破砕により行われることを特徴とする請求項９ないし請求項１１の何れか１項に記載の金属インクの製造方法。
【請求項１３】
前記シリカナノ粒子の表面改質は、少なくとも一つの金属固着作用基を有するシランで縮合反応することによって行われ、前記金属固着作用基は、少なくとも一つのＮ原子、Ｏ原子、Ｓ原子及び／またはＰ原子を有することを特徴とする請求項１０に記載の金属インクの製造方法。
【請求項１４】
前記金属固着作用基は、アミン、ジアミン、トリアミン、テトラアミン、ポリアミン、ピリジン、イミダゾール、カルボン酸、スルホン酸、リン酸塩、ホスホン酸塩またはフェノールからの由来の基であることを特徴とする請求項１３に記載の金属インクの製造方法。
【請求項１５】
前記ゾルゲルナノ粒子は、少なくとも一つのＮ原子、Ｏ原子、Ｓ原子及び／またはＰ原子が存在するか、または遷移金属アルコキシドまたは該アルコキシドの相互間または有機分子との共重合反応物が存在する、少なくとも一つの有機作用基と有機（アルコキシ）−シランとの共縮合反応から合成されることを特徴とする請求項１０に記載の金属インクの製造方法。
【請求項１６】
複数の導電性ラインを有する基底基板を含む表示装置用の基板であって、
金属固着促進層が前記基底基板と導電性ラインとの間に配置され、
コロイド状シリカナノ粒子、ヒュームドシリカナノ粒子、ゾルゲルナノ粒子、炭素ナノ粒子、シリコーン重合体及び官能化シリコーン重合体のうち、少なくとも一つが前記金属固着促進層及び前記導電性ラインに付着してなることを特徴とすることを特徴とする表示装置用の基板。
【請求項１７】
前記金属固着促進層は、化学式６で表される架橋分子又は化学式７で表される架橋分子、
【化５】
2006241455.tif 000013
ただし、式中、Ｙは、Ｎ原子、Ｓ原子またはＰ原子であり、Ｒは、Ｈ原子または少なくとも一つのアルキル基であり、
【化６】
2006241455.tif 000014
ただし、式中、Ｚは、Ｎ原子、Ｓ原子またはＰ原子であり、Ｒ’は、Ｈ原子または化学式８で表されるシラン基であり、
−ＳｉＲ’’３      （８）
ただし、式中、Ｒ’’は、同一であるか、または異なり、アルキル基であり、または
化学式９で表された架橋分子を含み、
ＲＳｉＸ４        （９）
ただし、式中、Ｒは、Ｈ原子、ＯＨ基、Ｃｌ原子またはアルコキシ基であり、Ｘは、それぞれ独立にＨ原子、ＯＨ基、Ｃｌ原子、アルコキシ基、アルキル基または有機基であり、ここで、有機基は、少なくとも一つの金属結合基を含むことを特徴とする請求項１６に記載の表示装置用の基板。
【請求項１８】
前記有機基は、アミン、ジアミン、トリアミン、テトラアミン、ポリアミン、アミド、ポリアミド、ヒドラジン、ピリジン、イミダゾール、チオフェン、カルボン酸、ハロゲン化カルボン酸、スルフィド、ジスルフィド、トリスルフィド、テトラスルフィド、ポリスルフィド、スルホン酸、ハロゲン化スルホン酸、リン酸塩、ホスホン酸塩、エポキシド、フェノールまたはポリエーテルからの由来の基を含むことを特徴とする請求項１７に記載の表示装置用の基板。
【請求項１９】
複数の導電性ラインを有する表示装置用の基板を製造する方法であって、
基底基板上に金属固着促進層を塗布する工程と、
金属インクのインクジェット印刷により複数の導電性ラインを塗布する工程と、を含み、
コロイド状シリカナノ粒子、ヒュームドシリカナノ粒子、ゾルゲルナノ粒子、炭素ナノ粒子、シリコーン重合体及び官能化シリコーン重合体よりなる群から選ばれた少なくとも一つを含む金属インクがインクジェット印刷工程に使用されることを特徴とする表示装置用の基板の製造方法。
【請求項２０】
前記金属固着促進層は、ＮＨ３、Ｈ２Ｓ及び／またはＰＨ３のプラズマ処理、または化学式６で表される物質のプラズマ処理、または化学式７で表されるシランのプラズマ共重合により塗布されることを特徴とする請求項１９に記載の表示装置用の基板の製造方法。
【請求項２１】
前記化学式９で表される物質は、金属固着促進層の塗布のために使用されることを特徴とする請求項２０に記載の表示装置用の基板の製造方法。
【請求項２２】
前記金属固着促進層は、湿式化学工程により塗布されることを特徴とする請求項１９ないし請求項２１の何れか１項に記載の表示装置用の基板の製造方法。
【請求項２３】
前記金属固着促進層は、基底基板を化学式６で表される物質の溶液内に浸漬することによって塗布されることを特徴とする請求項２２に記載の表示装置用の基板の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、導電性ラインのインクジェット印刷用の金属インク及びその製造方法、複数のインクジェット印刷型の導電性ラインを有する表示装置用の基板及びその製造方法に係り、より詳細には、本発明は、アドレス電極及びバス電極用の複数のインクジェット印刷型の導電性ラインを有するＰＤＰ（Ｐｌａｓｍａ  Ｄｉｓｐｌｙ  Ｐａｎｎｅｌ）用の基板及び金属インクに関する。
【背景技術】
【０００２】
ＰＤＰでのインクジェット印刷型のバス電極及びアドレス電極は、ナノ粒子インクを使用して印刷される。銀ナノ粒子インクは、個別的に分散した金属ナノ粒子、界面活性剤及び有機粒子から構成される（特許文献１〜２）。
【０００３】
特許文献３は、サブトラクティブ（ｓｕｂｔｒａｃｔｉｖｅ）工程によりフロートガラス基板の底面に複数のグルーブを形成して、それぞれのグルーブ間に存在する突出部を備える隔壁を形成する工程と、その後、インクジェット工程または分配工程によりグルーブの底面上に電極を形成する工程とを含む平板表示装置用基板の製造方法を記載する。ナノ粒子インクを使用してガラスまたはＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ  Ｔｉｎ  Ｏｘｉｄｅ）表面上に狭い金属ラインを形成する他の工程には、基板を中間程度に処理してナノ粒子インクに対して６０゜の接触角を持たせるものである（特許文献４）。ＣＦ４、Ｃ２Ｆ６、Ｃ３Ｆ８またはフルオロアルキル官能化シランでフルオロ化するような従来の表面処理方法では、２０゜ないし６０゜の接触角が達成されるが、印刷されて硬化した金属ラインの固着減損が欠点となる。
【０００４】
特許文献５は、耐候試験後にスクラッチ抵抗性を保有できるスクラッチ抵抗性が高いカラー・プラス・クリアコーティングの多要素複合コーティングを記載する。
【０００５】
特許文献６は、従来のスクリーン印刷での多色工程と類似した多重印刷操作を備える電気的なアドレス可能な表示装置を形成するための工程を記載する。この工程の一部では、電気的に非活性インクが基板を収容する領域上に印刷され、他の工程では、電気的に活性インクが基板の他の領域上に印刷される。
【０００６】
特許文献７は、金属ナノ粒子クラスタインク及びこのクラスタインクを使用して導電性の金属パターンを形成する方法を記載する。金属ナノ粒子クラスタインクは、コロイド金属ナノ粒子及び両機能性化合物を含む。導電性金属パターンは、スタンプとしてＰＤＭＳ（ポリ（ジメチルシロキサン）−重合体）からなるモールドを使用し、基板上に金属ナノ粒子パターンを形成して基板を熱処理することにより形成される。μｍサイズの導電性の金属パターンが高価なシステムを使用せずに、簡単で、かつ安価な方式で多様な基板上に容易に形成できるため、多様な産業分野に非常に有効である。
【０００７】
特許文献８は、金属ナノ粒子コロイド溶液、金属−重合体ナノ化合物及びそれを準備する方法を記載する。この金属ナノ粒子コロイド溶液及び金属−重合体ナノ化合物は、多様な重合体の安定化剤で準備され、均一な粒径及び形状を有しうる。この金属ナノ粒子コロイド溶液及び金属−重合体ナノ化合物は、例えば、坑菌剤、殺菌剤、導電性添加剤、導電性インクまたは画像表示装置用の電磁気波遮蔽剤のように多様に応用される。
【０００８】
特許文献９は、基板表面内の非回路パターン内に撥水性のインクを印刷することで形成された撥水性の印刷部を記載する。平均粒径が０．１ないし５０ｎｍである導電性のナノ金属粉末が分散した水系のコロイド状の溶液を基板の表面に塗布し、コロイド状の溶液は、回路パターン領域となる基板の非印刷部のみに付着する。その後、基板は加熱され、導電性のナノ金属粉末は、コロイド状の溶液内の液体のみを蒸発させることによって相互溶融し、ナノ金属粉末からなる導電性の金属層が非印刷部内に形成される。このようにして回路が製造される。
【０００９】
前記で引用したあらゆる技術は、基板上に印刷されたインクの十分な耐磨滅性、固着及び可撓性を有さない。
【特許文献１】ヨーロッパ特許第１３４９１３５Ａ１号明細書（ＵＬＶＡＣ  Ｉｎｃ．）
【特許文献２】米国特許出願第２００４００４３６９１Ａ１号（ＵＬＶＡＣ  Ｉｎｃ．）
【特許文献３】米国特許出願第２００４００３８６１６Ａ１号（富士通株式会社）
【特許文献４】米国特許出願第２００３００８３２０３Ａ号（セイコーエプソン株式会社、Ｍ．古沢ら、ＳＩＤ  ０２  Ｄｉｇｅｓｔ、ｐｐ．７５３〜７５５）
【特許文献５】米国特許第６，３８７，５１９Ｂ１号明細書
【特許文献６】米国特許第６，１１８，４２６号明細書
【特許文献７】米国特許出願第２００３０１６８６３９Ａ１号
【特許文献８】ヨーロッパ特許第１３８３５９７号明細書
【特許文献９】特開２００４−２０７６５９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
したがって、本発明の目的は、インクジェット印刷型の導電性ライン、例えば、インクジェット印刷型のアドレス電極及びバス電極の基底基板上の固着を改善することにある。
【００１１】
本発明の他の目的は、前記基底基板の寿命を延長させ、可撓性の基底基板を可能にするために、インクジェット印刷型の導電性ラインの耐磨滅性及び可撓性を改善することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明は、分散した金属ナノ粉末及び溶剤を含む導電性ラインのインクジェット印刷用の金属インクであって、磨滅防止促進ナノ粒子及び可撓性促進重合体よりなる群から選ばれた少なくとも一つを含むことを特徴とする金属インク、に関する。
【００１３】
また本発明は、耐磨滅性が改善された金属インクを生産する方法であって、磨滅防止促進ナノ粒子及び可撓性促進重合体を金属インクと混合することを特徴とする金属インクの生産方法、に関する。
【００１４】
さらに本発明は、複数の導電性ラインを有する基底基板を含む表示装置用の基板であって、金属固着促進層が前記基底基板と導電性ラインとの間に配置され、コロイド状シリカナノ粒子、ヒュームドシリカナノ粒子、ゾルゲルナノ粒子、炭素ナノ粒子、シリコーン重合体及び官能化シリコーン重合体のうち、少なくとも一つが前記金属固着促進層及び前記導電性ラインに付着してなることを特徴とすることを特徴とする表示装置用の基板、に関する。
【００１５】
本発明は、また、複数の導電性ラインを有する表示装置用の基板を製造する方法であって、基底基板上に金属固着促進層を塗布する工程と、金属インクのインクジェット印刷により複数の導電性ラインを塗布する工程と、を含み、コロイド状シリカナノ粒子、ヒュームドシリカナノ粒子、ゾルゲルナノ粒子、炭素ナノ粒子、シリコーン重合体及び官能化シリコーン重合体よりなる群から選ばれた少なくとも一つを含む金属インクがインクジェット印刷工程に使用されることを特徴とする表示装置用の基板の製造方法、に関する。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、ＰＤＰなどの基底基板上のインクジェット印刷型のアドレス電極及びバス電極のような導電性ラインの固着が改善され、耐磨滅性及び可撓性が改善されて、基底基板の寿命が延長され、可撓性が向上する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
本発明の一特徴において、インクジェット印刷型の導電性ラインの耐磨滅性（ａｂｒａｓｉｏｎ  ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ）及び可撓性（または柔軟性）を改善させる導電性ラインのインクジェット印刷用の金属インクが提案される。したがって、本発明に係る金属インクは、分散した金属ナノ粉末及び溶剤を含み、金属インクは、磨滅防止促進ナノ粒子及び／または可撓性促進重合体を含む。好ましくは、分散した金属ナノ粉末は、銀、金、白金、パラジウム、ニッケル及び／または銅を含む。
【００１８】
磨滅防止促進ナノ粒子は、インクジェット印刷型の導電性ラインの耐磨滅性を改良し、可撓性促進重合体は、（金属の）インクジェット印刷型の導電性ラインの可撓性を改良する。本発明の好ましい実施形態において、磨滅防止促進ナノ粒子は、コロイド状シリカナノ粒子、ヒュームド（ｆｕｍｅｄ）シリカナノ粒子、ゾルゲルナノ粒子及び／または炭素ナノ粒子であり、可撓性促進重合体は、シリコーン重合体（ｓｉｌｉｃｏｎｅ  ｐｏｌｙｍｅｒ）及び／または官能化シリコーン重合体である。
【００１９】
好ましくは、シリコーン重合体は、化学式１の少なくとも一つのポリシロキサンを含み、
【００２０】
【化１】
2006241455.tif 000003
【００２１】
ただし、式中、各Ｒ１は、同一であるか、または異なり、Ｈ、ＯＨ、１価の炭化水素基または１価のシロキサン基を表し、各Ｒ２は、同一であるか、または異なり、少なくとも一つの反応性作用基を表し、ｍ及びｎは、０＜ｎ＜４、０＜ｍ＜４及び２≦（ｍ＋ｎ）＜４の要件を満たす。
【００２２】
好ましくは、各Ｒ２は、同一であるか、又は異なり、ヒドロキシル基、カルボキシル基、イソシアネート基、ブロックポリイソシアネート基、一級アミン基、二級アミン基、アミド基、カルバメート基、ウレア基、ウレタン基、ビニル基、不飽和エステル基、マレイミド基、フマル酸基、無水基、ヒドロキシアルキルアミド基及びエポキシ基よりなる群から選択された少なくとも一つの反応性作用基を含む基を表す。
【００２３】
本発明の好ましい実施形態において、シリコーン重合体は、化学式２または化学式３で表される少なくとも一つのポリシロキサンを含み、
【００２４】
【化２】
2006241455.tif 000004
【００２５】
ただし、式中、ｍは、少なくとも１の値を有し、ｍ’は、０ないし７５の範囲であり、ｎは、０ないし７５の範囲であり、ｎ’は、０ないし７５の範囲であり、各Ｒは、それぞれ独立に、同一であるか、または異なり、Ｈ、ＯＨ、１価の炭化水素基、１価のシロキサン基またはこれらの任意の混合物から選択され、Ｒａは、化学式４で表される基を含み、
【００２６】
【化３】
2006241455.tif 000005
【００２７】
ただし、式中、Ｒ３は、アルキレン基、オキシアルキレン基、アルキレンアリール基、アルケニレン基、オキシアルケニレン基及びアルケニレンアリール基よりなる群から選択され、Ｘは、ヒドロキシル基、カルボキシル基、イソシアネート基、ブロックポリイソシアネート基、一級アミン基、二級アミン基、アミド基、カルボメート基、ウレア基、ウレタン基、ビニル基、不飽和エステル基、マレイミド基、フマル酸基、無水基、ヒドロキシアルキルアミド基及びエポキシ基よりなる群から選択された少なくとも一つの反応性作用基を含む基を表す。
【００２８】
本発明の好ましい実施形態において、シリコーン重合体は化学式５で表される少なくとも一つのポリシロキサン：
【００２９】
【化４】
2006241455.tif 000006
【００３０】
ただし、式中、各Ｒは、それぞれ独立に、同一であるか、または異なり、Ｈ、ＯＨ、１価の炭化水素基、シロキサン基又はこれらの任意の混合物から選択された基を表し、Ｒで表された基の少なくとも一つはＨであり、ｎ’は、０ないし１００の範囲であるため、少なくとも一つのポリシロキサンのＳｉ−Ｈ含有量の百分率は２ないし５０質量％の範囲であり、
（ｉｉ）少なくとも一つの一級ヒドロキシル基及び加水分解反応が可能な少なくとも一つの不飽和結合を含む少なくとも一つの分子のうち、少なくとも一つの反応物の反応生成物である少なくとも一つのポリシロキサンを含む。
【００３１】
好ましくは、本発明によれば、インクの金属ナノ粉末と、前記で言及した磨滅防止促進ナノ粒子及び／又は可撓性促進重合体とは架橋してもよい。好ましくは、インクのインクジェット印刷後、例えば、基板上に導電性ラインを形成するためのインクの焼結途中に架橋が行われる。
【００３２】
本発明によれば、耐磨滅性が改良された金属インクを製造する方法は、磨滅防止促進ナノ粒子及び／または可撓性促進重合体を共通の金属インクで混合する工程を特徴とする。好ましくは、コロイド状シリカナノ粒子、ヒュームドシリカナノ粒子、ゾルゲルナノ粒子及び／または炭素ナノ粒子が磨滅防止促進ナノ粒子として使用され、シリコーン重合体及び／または官能化シリコーン重合体が可撓性促進重合体として使用される。
【００３３】
本発明の好ましい実施形態において、混合工程は、音波破砕により行われる。好ましくは、シリカ粒子の表面改質は、少なくとも一つの金属固着作用の基を有するシランで縮合反応することによって行われ、前記金属固着作用の基は、少なくとも一つのＮ原子、Ｏ原子、Ｓ原子及び／またはＰ原子を有する。好ましくは、金属固着作用の基は、アミン、ジアミン、トリアミン、テトラアミン、ポリアミン、ピリジン、イミダゾール、カルボン酸、スルホン酸、リン酸塩、ホスホン酸塩またはフェノールから由来する基から選択される。
【００３４】
他の好ましい実施形態において、少なくともＮ原子、Ｏ原子、Ｓ原子及び／またはＰ原子が存在するか、または遷移金属アルコキシドまたは該アルコキシドの相互間または有機分子との共重合反応物が存在する、少なくとも一つの有機作用基と有機（アルコキシ）−シランとの共縮合反応からゾルゲルナノ粒子を合成することが提案される。
【００３５】
本発明によれば、インクジェット印刷型の導電性ラインの固着が改善され、そして／またはインクジェット印刷型の導電性ラインの耐磨滅性及び可撓性が改良された、複数のインクジェット印刷型の導電性ラインを有する基底基板を含む表示装置用の基板は、前記基底基板と導電性ラインとの間に配置される金属固着促進層を備え、さらに前記基底基板及び前記導電性ラインに付着するコロイド状シリカナノ粒子、ヒュームドシリカナノ粒子、ゾルゲルナノ粒子、炭素ナノ粒子、シリコーン重合体、及び／または官能化シリコーン重合体を含む。
【００３６】
好ましくは、金属固着促進層は、化学式６で表される架橋分子または化学式７で表される架橋分子、
【００３７】
【化５】
2006241455.tif 000007
【００３８】
ただし、式中、Ｙは、Ｎ原子、Ｓ原子またはＰ原子であり、Ｒは、Ｈ原子または少なくとも一つのアルキル基であり、
【００３９】
【化６】
2006241455.tif 000008
【００４０】
ただし、式中、Ｚは、Ｎ原子、Ｓ原子またはＰ原子であり、Ｒ’は、Ｈ原子または化学式８で表される少なくとも一つのシラン基であり、
−ＳｉＲ’’３      （８）
ただし、式中、Ｒ’’は、同一であるか、異なり、アルキル基であり、または化学式９で表される架橋分子を含み、
ＲＳｉＸ４        （９）
ただし、式中、Ｒは、Ｈ原子、ＯＨ基、Ｃｌ原子またはアルコキシ基であり、Ｘは、それぞれ独立にＨ原子、ＯＨ基、Ｃｌ原子、アルコキシ基、アルキル基または有機基であり、有機基は、少なくとも一つの金属結合基を含む。
【００４１】
好ましくは、有機基は、アミン、ジアミン、トリアミン、テトラアミン、ポリアミン、アミド、ポリアミド、ヒドラジン、ピリジン、イミダゾール、チオフェン、カルボン酸、ハロゲン化カルボン酸、スルフィド、ジスルフィド、トリスルフィド、テトラスルフィド、ポリスルフィド、スルホン酸、ハロゲン化スルホン酸、リン酸塩、ホスホン酸塩、エポキシド、フェノール及びポリエーテルよりなる群から選ばれた化合物由来の基を含む。
【００４２】
本発明によれば、インクジェット印刷型の導電性ラインの固着が改善され、耐磨滅性及び可撓性が改良された複数の導電性ラインを有する表示装置用の基板を製造する方法であって、基底基板上に金属固着促進層を塗布する工程と、金属インクのインクジェット印刷により複数の導電性ラインを塗布する工程と、を含み、コロイド状シリカナノ粒子、ヒュームドシリカナノ粒子、ゾルゲルナノ粒子、炭素ナノ粒子、シリコーン重合体及び官能化シリコーン重合体のうち、少なくとも一つを含む金属インクがインクジェット印刷工程に使用される表示装置用の基板の製造方法が提供される。
【００４３】
好ましくは、金属固着促進層は、ＮＨ３、Ｈ２Ｓ及び／またはＰＨ３のプラズマ処理、または化学式６で表される物質のプラズマ処理、または化学式７で表されるシランのプラズマ共重合により塗布される。好ましくは、化学式９で表される物質は、金属固着促進層の塗布のために使用される。好ましくは、金属固着促進層は、湿式化学工程により塗布される。好ましい実施形態において、金属固着促進層は、基底基板を化学式６で表される物質の溶液内に浸漬することによって塗布される。
【００４４】
さらに、添付した図面を参照して本発明について例を挙げて説明する。
【００４５】
図１は、本発明に係る基板の断面図である。架橋（ｃｒｏｓｓｌｉｋｅｄ）した磨滅防止促進ナノ粒子４、６、７及び可撓性促進重合体５（エポキシ官能化ポリシロキサン）は、固着促進層２（プラズマ重合ヘキサメチルシラザン）を介して銀ナノ粒子３（直径が１ないし５０ｎｍであるものが好ましい）及び基底基板１に架橋する。ゾルゲルシリカ粒子６、シリカ粒子７（例えば、Ｄｅｇｕｓｓａ  ＡＧ社製のＡＥＲＯＳＩＬ  Ｒ−９００）及び分散した炭素粒子４（例えば、ＣＡＢＯＴ  Ｃｏｒｐ．製のＰＲＩＮＴＥＸ  Ｌ６）が、金属ナノインクにより形成された導電性ラインの耐磨滅性を改良するように銀粒子３に結合する。また、焼結した金属ナノインクの可撓性が可撓性シリコーン重合体５により改良される。
【００４６】
基底基板１（ＩＴＯコーティングガラス基板）上に焼結したインク（前記で説明した物質から焼結したインク）により形成された導電性ライン及び金属固着促進層２（プラズマ重合ヘキサメチルシラザン）が、前記導電性ラインの耐磨滅性及び可撓性を改良する。
【００４７】
銀粒子３は、結合８によって互いに結合する。可撓性シリコーン重合体５は、結合１１によって金属固着促進層２に結合する。可撓性シリコーン重合体５は、結合１２によって銀粒子３に結合する。可撓性シリコーン重合体５は、結合１３によってゾルゲル粒子６に結合する。シリカ粒子７は、結合１４によって銀粒子３に結合する。シリカ粒子７は、結合１５によって金属固着促進層２に結合する。可撓性シリコーン重合体５は、結合１６によってシリカ粒子７に結合する。銀粒子３は、結合１７によってゾルゲル粒子６に結合する。銀粒子３は、結合９を通じて金属固着促進層２に結合される。
【００４８】
以下、耐磨滅性、固着及び可撓性促進のナノ規模の添加化合物を含む金属インク組成物の代表的な製造工程について説明する。
【００４９】
図２は粒子の合成及び架橋について説明する図面であって、ａ、ｂ、ｃは、アミノ官能化シリカ粒子の合成及びこれらの銀ナノ粒子への架橋を示し、ｄ、ｅ、ｆは、エポキシ官能化シリカ粒子の合成及びこれらの銀ナノ粒子への架橋を示す図面である。
【００５０】
第１工程で、アミノ官能化シリカ粒子２２が、図２のａ及びｂに示すように準備される。１０ｇのシリカ粒子７（例えば、Ｄｅｇｕｓｓａ  ＡＧ社製のＡＥＲＯＳＩＬ  Ｒ−９００）を３００ｍＬの（３−アミノプロピル）トリエトキシシラン（金属固着促進シランとして作用する）の１０−１ないし１０−３ｍｏｌ／リットル（Ｌ）のエタノール溶液２１内に分散させる。混合物は、４０ないし５０℃で１ないし２０時間攪拌し、４０ないし１００℃で乾燥する。得られたアミノ官能化シリカ粒子２２は、室温で保存する。
【００５１】
第２工程で、エポキシ官能化シリカ粒子２５が、図２のｄ及びｅに示すように準備される。１０ｇのシリカ粒子７（例えば、Ｄｅｇｕｓｓａ  ＡＧ社製のＡＥＲＯＳＩＬ  Ｒ−９００）を３００ｍＬの（３−グリシドキシプロピル）トリメトキシシラン（金属固着促進シランとして作用する）の１０−１ないし１０−３ｍｏｌ／Ｌのエタノール溶液２４内に分散させる。混合物は、４０ないし５０℃で１ないし２０時間攪拌し、４０ないし７０℃で乾燥する。得られたエポキシ官能化シリカ粒子２５は、室温で保存する。
【００５２】
第３工程で、エポキシ官能化ポリシロキサン２０が、図３Ａに示すように準備される。１０ｇの１，２−エポキシ−５−へキセン１９及び総単量体固体の２０ないし２５ｐｐｍに相当する量の重炭酸ナトリウムが窒素雰囲気下で反応容器内に添加され、温度が７５℃まで徐々に上げる。この温度で、総量の５％である７．１ｇの水素化ケイ素を含むポリシロキサン１８（例えば、ＢＡＳＦ  Ｃｏｒｐ．製のＭＡＳＩＬＷＡＸ  ＢＡＳＥ）を攪拌下で添加し、次いで、０．０２ｇトルエン、０．００５ｇイソプロパノール及び総単量体固体に基づいて塩化白金酸の１０ｐｐｍ等量を添加する。その後、発熱反応を起こさせて９５℃とし、この時、ポリシロキサン（水素化ケイ素を含む）の残りは、温度が９５℃を超えない割合で添加される。このような添加が完了した後、反応温度は、９５℃で維持され、水素化ケイ素の吸収バンド（Ｓｉ−Ｈ、２１５０ｃｍ−１）が消滅するまで赤外線分光法で監視する。
【００５３】
第４工程で、前記のように調製されたアミノ官能化シリカ粒子２２（図２のｂを参照する）、エポキシ官能化シリカ粒子２５（図２のｅを参照する）及びエポキシ官能化ポリシロキサン２０（図３Ａを参照する）だけでなく、製粉された炭素ナノ粒子４（例えば、ＣＡＢＯＴ  Ｃｏｒｐ．製のＰＲＩＮＴＥＸ  Ｌ６）及び銀インク（例えば、溶剤内に溶解した銀ナノ粒子３）を音波破砕工程で混合する。これらの添加剤の質量百分率は、０．１ないし２０の範囲にある。エポキシ官能化ポリシロキサン２０は、図３Ｂに示すように、アミノ官能化シリカ粒子２２に結合しうる。銀粒子３は、図２のｃに示すように、結合２３を通じて、アミノ官能化シリカ粒子２２に結合しうる。変形例として、銀粒子３は、図２のｆに示すように、結合２６を通じて、エポキシ官能化シリカ粒子２５に結合しうる。
【００５４】
得られた銀ナノインク組成物は、多重ノズルインクジェットプリンタを使用して、固着促進層２（プラズマ重合ヘキサメチルシラザン）を有する基底基板１上にインクジェット印刷できる。エポキシ官能化ポリシロキサン２０が固着促進層２と結合２７することが図３Ｃに示されている。固形のインクジェット印刷型の導電性ラインを収容するために印刷された基底基板は、２０ないし７０分間１００ないし２５０℃に加熱される。得られた基板は、ＰＤＰ製造工程の後続工程に使用されうる。
【００５５】
銀ナノインク組成物のインクジェット印刷が硬化した銀ラインの耐磨滅性、固着及び可撓性を改良し、これはＰＤＰ製造での高い工程要件、特に、可撓性基板上のインクジェット印刷型のアドレス電極及びバス電極の場合に重要である。
【００５６】
概ね、Ｓｉ−Ｏ−Ｃ、Ｃ−Ｎ−Ｃ、Ｃ−Ｎ、Ｃ−Ｏ、Ｃ−Ｓ及びＣ−Ｐ結合を基礎とする架橋したインク添加剤の存在は、ＥＳＣＡ（電子分光化学分析法、Ｅｌｅｃｔｒｏｎ  Ｓｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙ  ｆｏｒ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ａｎａｌｙｓｉｓ）及びＡＴＲ−ＦＴＩＲ（減衰全反射フーリエ変換赤外線分光法、Ａｔｔｅｎｕａｔｅｄ  Ｔｏｔａｌ  Ｒｅｆｌｅｃｔａｎｃｅ  Ｆｏｕｒｉｅｒ  Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ  Ｉｎｆｒａｒｅｄ  Ｓｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙ）により検出されうる。平均粒径は、透過電子顕微鏡（Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ  Ｅｌｅｃｔｒｏｎ  Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｙ：ＴＥＭ）の電子顕微鏡写真を視覚的に検査し、イメージ内の粒径を測定し、ＴＥＭイメージの拡大に基づいて平均粒径を演算することで決定されうる。
【００５７】
本発明は、その特定実施形態に関連して説明したが、当業者には、多様な変形、改造及び変更が可能であるということは明らかである。したがって、本願に開示されたような本発明の好ましい実施形態は、制限的なものではなく、例示的なものであると意図される。特許請求の範囲に規定されたように、本発明の思想から逸脱せずに、多様な変更が行われ得る。
【産業上の利用可能性】
【００５８】
本発明は、ＰＤＰ用の基板及び金属基板に関連した技術分野に好適に適用され得る。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１】本発明に係る基板の一例の断面図である。
【図２】粒子の合成及び架橋について説明する図面である。
【図３Ａ】エポキシ官能化ポリシロキサンの合成法を示す図面である。
【図３Ｂ】エポキシ官能化ポリシロキサンのアミノ官能化シリカ粒子への架橋を示す図面である。
【図３Ｃ】エポキシ官能化ポリシロキサンの固着促進層への架橋を示す図面である。
【符号の説明】
【００６０】
１  基底基板
２  固着促進層
３  銀粒子
４  炭素粒子
５  可撓性シリコーン重合体
６  ゾルゲルシリカ粒子
７  シリカ粒子
８、１１、１２、１３、１４、１５、１６、１７  結合。
【図１】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図３Ｃ】
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