導電回路とその形成方法および電子ディスプレイ装置
【課題】 耐久性に優れ高真空度での加熱でもガス発生を生じない導電回路と、この導電回路の形成方法、および、このような導電回路を備えた信頼性、耐久性の高い電子ディスプレイ装置を提供する。
【解決手段】 導電回路を、ガラス層と、このガラス層上に無電解めっき膜または置換めっき膜である導電薄膜を介して設けられた主導電層とを有する構成とし、このような導電回路は、無電解めっき用の触媒化処理を施したガラスフリットと、該ガラスフリットの軟化点以下の温度で昇華または蒸発可能な媒体をバインダーとしてスラリー状の塗布液を調製し、この塗布液を用いて基体上に所望の回路パターンを形成し、ガラスフリットの軟化点以下の温度で媒体を除去し、次に、ガラスフリットを軟化して基体上にガラス層を形成した後、無電解めっきによりガラス層上に無電解めっき膜を形成して導電薄膜とし、この導電薄膜を給電層として、電解めっきにより主導電層を形成することにより得られる。
【解決手段】 導電回路を、ガラス層と、このガラス層上に無電解めっき膜または置換めっき膜である導電薄膜を介して設けられた主導電層とを有する構成とし、このような導電回路は、無電解めっき用の触媒化処理を施したガラスフリットと、該ガラスフリットの軟化点以下の温度で昇華または蒸発可能な媒体をバインダーとしてスラリー状の塗布液を調製し、この塗布液を用いて基体上に所望の回路パターンを形成し、ガラスフリットの軟化点以下の温度で媒体を除去し、次に、ガラスフリットを軟化して基体上にガラス層を形成した後、無電解めっきによりガラス層上に無電解めっき膜を形成して導電薄膜とし、この導電薄膜を給電層として、電解めっきにより主導電層を形成することにより得られる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は導電回路、特にガラス基体やセラミックス基体上に形成される微細線幅の導電回路とその形成方法、および、このような導電回路を備えた信頼性、耐久性の高い電子ディスプレイ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ガラス基体やセラミックス基体に微細線幅の導電回路を形成する方法、あるいは、電子ディスプレイ装置の電極等の導電回路を形成する方法として種々の方法が提案されている。例えば、クロム、ニッケル、マンガン、コバルト、鉄等の金属の酸化物を添加したガラスフリットと銀粒子とを含有する銀ペーストで回路パターンを形成し、その後、焼成して電極を形成する方法（特許文献１）、導電粒子とガラスフリットおよびビヒクルを含有する導電ペーストで回路パターンを形成し、その後、焼成して導電回路を形成する方法（特許文献２）、酸化銀粉末、低軟化点ガラス粉末およびイソシアネート化合物を含有するペースト組成物を用いて回路パターンを形成し、加熱接着させた後、無電解めっき法により金の薄膜を回路パターン上に形成して導電回路とする方法（特許文献３）、ガラスフリットとバインダー樹脂に加えて、焼成後に触媒吸着能を発現する無機顔料、あるいは無電解めっき可能なめっき下地成分を含有したインキ組成物を用いて回路パターンを形成し、焼成した後、無電解金属めっきにより導電層を形成して導電回路とする方法（特許文献４）等が挙げられる。
【０００３】
一方、液晶ディスプレイパネル、プラズマディスプレイパネル、フィールドエミッションディスプレイパネル等の電子ディスプレイ装置のうち、プラズマディスプレイパネル、フィールドエミッションディスプレイパネルのような高真空系を必要とする電子ディスプレイ装置では、真空度低下の防止が耐久性、信頼性向上の点で重要となっている。
【特許文献１】特開２００３−１６２９６２号公報
【特許文献２】特開２００４−１８６１０８号公報
【特許文献３】特開２００４−１５０４４号公報
【特許文献４】特開２００３−１６５９３８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、従来の導電回路は、ペースト中にイソシアネートポリマー等のイソシアネート化合物からなる接着用有機バインダーが使用されており、この接着用の有機バインダーが導電回路中に残存することにより、真空中や加熱時にガスを放出する可能があり、特に高真空系を必要する電子ディスプレイ装置において真空度の低下を来たすという問題があった。また、特許文献１、２に開示されるように、銀、銅、クロム、ニッケル、マンガン、コバルト、鉄等の酸化物を含有する導電回路では、これらが真空中で加熱されることにより酸素を放出する可能性があり、電子ディスプレイ装置において真空度の低下を来たすという問題があった。さらに、特許文献２、４に開示されるように、ガラス中に銀等の導電性の異種物質を混在させて接合した導電回路では、ガラスと異種物質の界面において歪みや応力差が発生して剥離し安く、信頼性が低下するという問題があった。また、特許文献３に開示されるように、有機バインダーを含有する導電回路では、有機バインダーの存在によって熱伝導性および導電性が低くなり、印加される電流量が大きくなると発熱が顕著になるという問題があった。
【０００５】
本発明は、上述のような実情に鑑みてなされたものであり、耐久性に優れ高真空度での加熱でもガス発生を生じない導電回路と、この導電回路の形成方法、および、このような導電回路を備えた信頼性、耐久性の高い電子ディスプレイ装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
このような目的を達成するために、本発明の導電回路は、ガラス層と、該ガラス層上に導電薄膜を介して設けられた主導電層とを有し、前記導電薄膜は無電解めっき膜または置換めっき膜であるような構成とした。
本発明の好ましい態様として、前記ガラス層の厚みは０．１〜２０００μｍの範囲であり、前記主導電層の厚みは０．２〜２０μｍの範囲であるような構成とした。
【０００７】
本発明の好ましい態様として、前記無電解めっき膜はニッケル−リン合金膜またはニッケル−ホウ素合金膜であるような構成とした。
本発明の好ましい態様として、前記置換めっき膜はニッケル膜であるような構成とした。
本発明の好ましい態様として、前記導電回路は、ガラス基体あるいはセラミックス基体上に形成されたものであるような構成とした。
【０００８】
本発明の導電回路の形成方法は、無電解めっき用の触媒化処理を施したガラスフリットと、該ガラスフリットの軟化点以下の温度で昇華または蒸発可能な媒体をバインダーとしてスラリー状の塗布液を調製する工程と、該塗布液を用いて基体上に所望の回路パターンを形成し、次いで、前記ガラスフリットの軟化点以下の温度で前記媒体を除去する工程と、前記ガラスフリットを軟化して基体上にガラス層を形成する工程と、無電解めっきによりガラス層上に無電解めっき膜を形成して導電薄膜とする工程と、該無電解めっき膜を給電層として電解めっきにより主導電層を形成する工程と、を有するような構成とした。
【０００９】
本発明の好ましい態様として、前記触媒化処理は、触媒として鉄族元素、白金族元素、銅族元素のいずれかを使用するような構成とした。
本発明の好ましい態様として、前記触媒化処理は、前処理としてガラスフリット表面にシランカップリング剤を付与するような構成とした。
【００１０】
本発明の導電回路の形成方法は、置換反応物質を付与したガラスフリットと、該ガラスフリットの軟化点以下の温度で昇華または蒸発可能な媒体をバインダーとしてスラリー状の塗布液を調製する工程と、該塗布液を用いて基体上に所望の回路パターンを形成し、次いで、前記ガラスフリットの軟化点以下の温度で前記媒体を除去する工程と、前記ガラスフリットを軟化して基体上にガラス層を形成する工程と、前記置換反応物質に置換めっきを行いガラス層上に置換めっき膜を形成して導電薄膜とする工程と、該置換めっき膜を給電層として電解めっきにより主導電層を形成する工程と、を有するような構成とした。
【００１１】
本発明の好ましい態様として、前記置換反応物質は、亜鉛族金属を使用するような構成とした。
本発明の好ましい態様として、前記ガラスフリットは、珪酸、酸化鉛、酸化ホウ素、酸化亜鉛、酸化ビスマス、酸化アルミニウム、酸化ジルコニウム、酸化マグネシウム、酸化バリウム、アルミナ、酸化リチウム、酸化チタンからなる群より選ばれた１種、または複数種の成分を含有するものであるような構成とした。
【００１２】
本発明の好ましい態様として、前記ガラスフリットは、アルカリ系脱脂剤、酸性脱脂剤、珪酸系脱脂剤、界面活性剤、有機溶媒の少なくとも１種を用いた脱脂処理が予め施されたものを使用するような構成とした。
本発明の好ましい態様として、前記媒体を除去する工程では、媒体の昇華点または沸点よりも低い温度で昇温を一旦停止して該温度に維持し、媒体の大部分を除去した後、再度昇温するような構成とした。
本発明の好ましい態様として、前記基体として、ガラス基体あるいはセラミックス基体を使用するような構成とした。
本発明の電子ディスプレイ装置は、所定の距離を介して対向する配線を有し、該配線の少なくとも一方が上述のいずれかの導電回路であるような構成とした。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の導電回路は、有機バインダーおよび金属酸化物等のガス発生原因となる物質を含有しないので、高真空度下の加熱でもガスを発生することがなく、また、ガラス層には有機バインダーが残存しないので、主導電層での発熱を基体側に有効に逃がすことができ、電流の印加量が大きい場合であっても、発熱の問題を回避することができる。
また、本発明の導電回路の形成方法は、ガラス層形成前に塗布液を構成する媒体を除去するので、ガス発生源となるような有機物質を含有しないガラス層を形成することができ、また、無電解めっき膜、あるいは、置換めっき膜を形成する前に、触媒を保持するガラスフリット、あるいは、置換反応物質を保持するガラスフリットを軟化してガラス層を基体上に形成するので、個々のガラスフリットが強固に融着してガラス層が構成され、ガラス層の耐久性が極めて高く、また、形成された導電回路には金属酸化物が単独で存在しないものであり、これにより、上述の効果を奏する導電回路を形成することが可能である。
さらに、本発明の電子ディスプレイ装置は、上述の効果を奏する本発明の導電回路を具備しているので、ガス発生による真空度低下が防止され、ディスプレイ特性の劣化が生じ難く、また、主導電層での発熱がガラス層を介して基体側に伝導されるので、高い印加量での通電が可能であり、鮮明なディスプレイが可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
次に、本発明の最適な実施形態について説明する。
［導電回路］
まず、本発明の導電回路について説明する。
図１は本発明の導電回路の一例を示す断面図である。図１において、本発明の導電回路１は、基体１１上に配設されたガラス層２と、このガラス層２上に導電薄膜３を介して設けられた主導電層４とを備えるものである。
【００１５】
ガラス層２は、ガラス組成を有する層であり、厚みは、例えば、０．１〜２０００μｍの範囲で適宜設定することができる。ガラス層の厚みが０．１μｍ未満であると、めっきが析出しない、あるいは析出不良部位が生じることがあり、また、２０００μｍを超えると、表面においてのみ析出反応が生じるため、厚みを大きくすることによる実効（めっき析出性の向上）が薄れ、逆に、ガラス層自体の膨張率が大きくなり、熱歪による悪影響を受け易くなるので好ましくない。また、ガラス層２の幅は、導電回路に要求される線幅に応じて設定することができ、例えば、０．１μｍ以上で設定することができる。ガラス組成としては、軟化点が３００〜１６５０℃の範囲にあるガラス組成であってよく、例えば、酸化ホウ素−酸化鉛、酸化ホウ素−酸化ビスマス系等を挙げることができる。また、ガラス層２は、珪酸、酸化鉛、酸化ホウ素、酸化亜鉛、酸化ビスマス、酸化アルミニウム、酸化ジルコニウム、酸化マグネシウム、酸化バリウム、アルミナ、酸化リチウム、酸化チタンからなる群より選ばれた１種、または複数種の成分を含有するものであってもよい。尚、これらの酸化物は、ガラス層２を構成する成分中に取り込まれており、単独で導電回路中に存在せず、また、各成分は混合加熱されガラス転移しているので、真空中で加熱されてもガラス層２から酸素が発生することはない。
【００１６】
導電薄膜３は、ニッケル−リン合金膜、ニッケル−ホウ素合金膜、ニッケル、銅、銀、金等の無電解めっき膜、あるいは、亜鉛膜、ニッケル−リン合金、ニッケル−ホウ素合金、ニッケル等の置換めっき膜である。このような導電薄膜３は、図示例では、ガラス層２の表面全域を被覆するものであるが、ガラス層２の表面積の５０％以上を被覆するもの（但し、海島形状の電気的に孤立したものは含まない）であればよく、厚みは、例えば、０．０５〜５μｍの範囲で適宜設定することができる。
【００１７】
主導電層４は、銅、ニッケル、銀、金等の導電材料の１種、あるいは２種以上からなるものであってよい。この主導電層４の厚み（ガラス層２上の厚みであり、ガラス層２の側部に存在する厚みではない）は、使用する導電材料、導電回路に要求される電気特性等を考慮して適宜設定することができ、例えば、０．２〜２０μｍの範囲で設定することができる。
【００１８】
このような導電回路１は、ガス発生原因となる有機バインダーを含有せず、また、ガス発生原因となる金属酸化物が単独で存在しないでの、高真空度下の加熱でもガスを発生することがない。また、ガラス層２には有機バインダーが残存しないので、主導電層４での発熱を基体１１側に有効に逃がすことができる。
尚、導電回路１が形成される基体１１には特に制限はなく、例えば、ガラス基体、セラミックス基体、アルミナ基体、シリコン基体等であってよい。
上述にような本発明の導電回路は、種々の電子機器、電子ディスプレイ装置等に適用することができる。
【００１９】
［導電回路の形成方法］
次に、本発明の導電回路の形成方法の一実施形態を説明する。
この実施形態では、最初の工程として、無電解めっき用の触媒化処理を施したガラスフリットと、このガラスフリットの軟化点以下の温度で昇華または蒸発可能な媒体をバインダーとしてスラリー状の塗布液を調製する。
【００２０】
使用するガラスフリットは、軟化点が３００〜１６５０℃の範囲にあるものが好ましく、また、平均粒径は０．０２〜１０００μｍの範囲であることが好ましい。このようなガラスフリットとしては、例えば、珪素、酸化ホウ素、酸化鉛−酸化ホウ素、酸化ビスマス−酸化ホウ素系等のガラスフリットを挙げることができる。また、ガラスフリットは、珪酸、酸化鉛、酸化ホウ素、酸化亜鉛、酸化ビスマス、酸化アルミニウム、酸化ジルコニウム、酸化マグネシウム、酸化バリウム、アルミナ、酸化リチウム、酸化チタンからなる群より選ばれた１種、または複数種の成分を含有するものであってもよい。軟化点が３００℃未満のガラスフリットは存在せず、一方、軟化点が１６５０℃を超えると、後工程での軟化によるガラス層形成の温度が高くなりすぎ、回路を形成するための基体も軟化してしまい好ましくない。また、ガラスフリットの平均粒径が０．０２μｍ未満であると、触媒を均一に付着させることが難しく、１０００μｍを超えると、接着剤を使用しないで導電回路のライン形成をすることが難しくなり好ましくない。
【００２１】
ガラスフリットの触媒化処理は、例えば、グリシン系の両性界面活性剤の濃度が０．００１５〜１．５ｇ／Ｌの範囲となり、かつ、ベンジルアンモニウム・クロライド系のカチオン界面活性剤の濃度が０．００３〜２．５ｇ／Ｌの範囲となるように少なくともグリシン系の両性界面活性剤とベンジルアンモニウム・クロライド系のカチオン界面活性剤とを含有させた触媒付与液中にガラスフリットを分散して行うことができる。触媒としては、鉄族元素、白金族元素、銅族元素のいずれかを使用することができる。
上記のグリシン系の両性界面活性剤としては、例えば、下記の一般式（１）で表されるものが好ましい。
【００２２】
【化１】
但し、Ｒはヤシ、牛脂、ラウリル、ステアリル、ラウリルジメチル、イミダゾニウム、プロピル、プロピオン、アラニンを表す。
具体的には、アルキルジ（アミノエチル）グリシン、ナトリウムアルキルジ（アミノエチル）グリシン、塩酸アルキルジ（アミノエチル）グリシン、塩酸アルキルポリアミノエチレングリシン等を挙げることができる。
また、上記のベンジルアンモニウム・クロライド系のカチオン界面活性剤としては、例えば、下記の一般式（２）で表されるものが好ましい。
【００２３】
【化２】
但し、Ｒはヤシ、ステアリル、牛脂、セチル、ベヘニル、デシル、オレイルを表す。
具体的には、ジメチルベンジルアルキルアンモニウムクロライド、テトラデシルジメチルベンジルアルキルアンモニウムクロライド、オクタデシルジメチルベンジルアルキルアンモニウムクロライド等を挙げることができる。
【００２４】
また、触媒付与処理前に、脱脂処理、表面の粗面化処理、カップリング処理等をガラスフリットに施してもよい。このような各処理は、例えば、グリシン系の両性界面活性剤の濃度が０．００１５〜１．５ｇ／Ｌの範囲となり、かつ、ベンジルアンモニウム・クロライド系のカチオン界面活性剤の濃度が０．００３〜２．５ｇ／Ｌの範囲となるように少なくともグリシン系の両性界面活性剤とベンジルアンモニウム・クロライド系のカチオン界面活性剤とを含有させた脱脂処理液、粗面化処理液、カップリング剤付与液を用いて行うことができる。
【００２５】
脱脂処理液としては、例えば、アルカリ系脱脂剤、酸性脱脂剤、珪酸系脱脂剤、界面活性剤、有機溶媒の少なくとも１種を含有したものを使用することができる。
また、粗面化処理液としては、例えば、フッ化アンモニウム、フッ化カリウム、フッ化ナトリウム、フッ酸等のフッ素化合物の少なくとも１種を含有したものを使用することができる。
【００２６】
また、カップリング剤付与液としては、例えば、Ｒ−Ｓｉ(ＯＲ′)3（ただし、Ｒはアミノプロピル基、メタクリロキシ基、メルカプト基、ビニル基、フェニルアミノプロピル基、グリシドキシ基等、Ｒ′はメチル基もしくはエチル基）で表される化合物の少なくとも１種を含有したものを使用することができる。
上述のガラスフリットの軟化点以下の温度で昇華または蒸発可能な媒体としては、例えば、水、メチルアルコール、エチルエーテル、パラフィン等を使用することができる。
このようなガラスフリットと媒体を用いたスラリー状の塗布液の調製は、混合した状態でやや粘性を示すような濃度で各成分を混合し、分散状態を維持するように攪拌することにより行うことができる。
【００２７】
次の工程として、上記の塗布液を用いて基体上に所望の回路パターンを形成し、次いで、ガラスフリットの軟化点以下の温度で媒体を除去する。塗布液による回路パターン形成は、例えば、スクリーン印刷、ノズル塗布、インクジェット印刷、刷毛による塗布等の公知の手段により行うことができる。また、媒体の除去は、ガラスフリットの軟化点以下の温度で加熱することにより行うことができる。特に、媒体の昇華点または沸点未満の所望の温度まで加熱したところで昇温を一旦停止し、この温度に維持して媒体の大部分を穏やかに除去した後、再度昇温することが好ましい。例えば、媒体として水を使用する場合には、８０℃前後で昇温を一旦停止してホールド状態とすることが好ましい。これにより、微細線幅の回路パターン形状を維持したままで媒体の除去を行うことができる。
【００２８】
次の工程として、回路パターンのガラスフリットを軟化して基体上にガラス層を形成する。このガラス層形成は、回路パターンをガラスフリットの軟化点以上に加熱することにより行うことができる。ガラス層を形成するための加熱は、ガラスフリットの軟化点よりも１０〜１００℃程度高い温度で行うことが好ましい。尚、上記の媒体が残存していたとしても、この段階で除去される。
【００２９】
次の工程として、無電解めっきによりガラス層上に無電解めっき膜を形成して導電薄膜とする。ガラス層は、上述のように触媒化処理が施されたガラスフリットを軟化して形成されているため、その表面には無電解めっき用の触媒が存在する。無電解めっきは、例えば、無電解ニッケルめっき浴、無電解銅めっき浴、無電解錫めっき浴、無電解金めっき浴、無電解銀めっき浴等の無電解めっき浴を用いて行うことができる。
無電解めっきによりガラス層上に形成される導電薄膜は、後工程での電解めっきによる主導電層形成時の給電層として作用するものであり、必ずしもガラス層全域に形成しなくてもよく、導通可能な導電薄膜がガラス層全域の５０％以上を占めることが好ましい。
次の工程として、無電解めっき膜を給電層として、電解めっきにより主導電層を形成する。これにより、本発明の導電回路が形成される。
【００３０】
次に、本発明の導電回路の形成方法の他の実施形態を説明する。
この実施形態では、最初の工程として、置換反応物質を付与したガラスフリットと、このガラスフリットの軟化点以下の温度で昇華または蒸発可能な媒体をバインダーとしてスラリー状の塗布液を調製する。
使用するガラスフリットは、上述の実施形態と同様のものを使用することができる。
【００３１】
ガラスフリットへの置換反応物質の付与は、例えば、グリシン系の両性界面活性剤の濃度が０．００１５〜１．５ｇ／Ｌの範囲となり、かつ、ベンジルアンモニウム・クロライド系のカチオン界面活性剤の濃度が０．００３〜２．５ｇ／Ｌの範囲となるように少なくともグリシン系の両性界面活性剤とベンジルアンモニウム・クロライド系のカチオン界面活性剤とを含有させた置換反応物質付与液中にガラスフリットを分散して行うことができる。置換反応物質としては亜鉛族金属等を使用することができる。
尚、置換反応物質の付与処理前に、脱脂処理、表面の粗面化処理等をガラスフリットに施してもよいことは、上述の実施形態と同様である。
【００３２】
また、ガラスフリットの軟化点以下の温度で昇華または蒸発可能な媒体としては、上述の実施形態と同様のものを使用することができ、置換反応物質を付与したガラスフリットと媒体とを用いたスラリー状の塗布液の調製も、上述の実施形態と同様に行うことができる。
次の工程として、上記の塗布液を用いて基体上に所望の回路パターンを形成し、次いで、ガラスフリットの軟化点以下の温度で媒体を除去する。この工程は、上述の実施形態と同様に行うことができる。
次の工程として、回路パターンのガラスフリットを軟化して基体上にガラス層を形成する。この工程も、上述の実施形態と同様に行うことができる。
【００３３】
次の工程として、置換めっきによりガラス層上に置換めっき膜を形成して導電薄膜とする。ガラス層は、上述のように置換反応物質が付与されたガラスフリットを軟化して形成されているため、置換反応物質よりも電気化学的に貴な金属のイオンを含む溶液（置換型めっき浴）に浸漬することにより、置換めっき反応が進行して導電薄膜が形成される。
置換めっきによりガラス層上に形成される導電薄膜は、後工程での電解めっきによる主導電層形成時の給電層として作用するものであり、必ずしもガラス層全域に形成しなくてもよく、導通可能な導電薄膜がガラス層全域の５０％以上を占めることが好ましい。
次の工程として、無電解めっき膜を給電層として、電解めっきにより主導電層を形成する。これにより、本発明の導電回路が形成される。
【００３４】
[電子ディスプレイ装置]
本発明の電子ディスプレイ装置は、所定の距離を介して対向する配線を有し、該配線の少なくとも一方が、上述のような本発明の導電回路である。
図２は、プラズマディスプレイパネルを構成する一方の基板の例を示す概略断面図である。図２において、基板２１は、所定の間隔で形成された複数の隔壁２３と、隔壁２３で囲まれたセルの底部に隔壁２３と平行に配設されたアドレス電極２４と、セル内に配設された蛍光体層２５を備えている。また、図示しない対向基板には、アドレス電極２４と直交する方向に複数のアドレス電極が配設され、両電極が交差する空間が各セルを構成する。
【００３５】
このようなプラズマディスプレイパネルを構成するアドレス電極は、本発明の導電回路である。これにより、セル内でのガス発生による真空度低下が防止され、ディスプレイ特性の劣化が生じ難く、また、主導電層での発熱がガラス層を介して基板側に伝導されるので、高い印加量での通電が可能であり、鮮明なディスプレイが可能である。
【００３６】
本発明の電子ディスプレイ装置は、上記のプラズマディスプレイパネルの他に、液晶ディスプレイパネル、フィールドエミッションディスプレイパネル等を挙げることができ、いずれも、対向する基板に配設された電極配線の少なくとも一方が、上述のような本発明の導電回路からなる。
上述の導電回路、導電回路の形成方法、および、電子ディスプレイ装置は一例であり、本発明はこれらに限定されるものではない。
【実施例】
【００３７】
次に、実施例を示して本発明を更に詳細に説明する。
［実施例１］
ガラスフリットとして、旭硝子（株）製 ＫＦ２４７５（１００メッシュ、軟化点４６５℃）を準備し、前処理として、以下の脱脂処理、粗面化処理、シランカップリング剤付与処理を行った。
【００３８】
（脱脂処理）
市販のアルカリ脱脂液（メルテックス（株）製 メルクリーナーＩＴＯ−１７０）に、グリシン系の両性界面活性剤として日本油脂（株）製ニッサンアノンＬＧを１ｇ／Ｌ、ベンジルアンモニウム・クロライド系のカチオン界面活性剤として日本油脂（株）製カチオンＦ２−５０Ｅを１ｇ／Ｌ添加して脱脂浴Ａとし、この脱脂浴Ａ（７０℃）中で上記のガラスフリットを５分間攪拌し、その後、水洗、濾過した。
次いで、水酸化カリウム３０ｇ／Ｌ水溶液に、日本油脂（株）製ニッサンアノンＬＧを１ｇ／Ｌと日本油脂（株）製カチオンＦ２−５０Ｅを１ｇ／Ｌ添加して脱脂浴Ｂとし、この脱脂浴Ｂ（７０℃）中で、上記の１回目の脱脂処理を施したガラスフリットを５分間攪拌し、その後、水洗、濾過した。以上により、脱脂処理を完了した。
【００３９】
（粗面化処理）
メルテックス（株）製 メルプレートＩＴＯコンディショナー４８０に、日本油脂（株）製ニッサンアノンＬＧを１ｇ／Ｌと日本油脂（株）製カチオンＦ２−５０Ｅを１ｇ／Ｌ添加して粗面化処理液とし、この粗面化処理液（２５℃）中で、上記の脱脂処理を施したガラスフリットを５分間攪拌し、その後、水洗、濾過した。
【００４０】
（シランカップリング剤付与処理）
メルテックス（株）製 メルプレートコンディショナー１１０１に、日本油脂（株）製ニッサンアノンＬＧを１ｇ／Ｌと日本油脂（株）製カチオンＦ２−５０Ｅを１ｇ／Ｌ添加してシランカップリング剤付与液とし、このシランカップリング剤付与液（２５℃）中で、上記の粗面化処理を施したガラスフリットを５分間攪拌し、その後、水洗、濾過した。
【００４１】
次に、上述の前処理を施したガラスフリットに、以下の触媒化処理を施した。
（触媒化処理）
市販のパラジウム触媒液（メルテックス（株）製 メルプレートアクチベーター７３３１）に、日本油脂（株）製ニッサンアノンＬＧを１ｇ／Ｌと日本油脂（株）製カチオンＦ２−５０Ｅを１ｇ／Ｌ添加して触媒付与液とし、この触媒付与液（２５℃）中で、上記の前処理を施したガラスフリットを５分間攪拌し、その後、水洗、濾過した。
次いで、媒体として水を使用し、上記の触媒化処理を施したガラスフリットを３０重量％含有するスラリー状の塗布液を調製した。
このスラリー状の塗布液を使用し、刷毛により、ガラス基体（旭硝子（株）製 ＰＤ−２００）上に線幅３ｍｍで回路パターンを形成した。
【００４２】
次いで、回路パターンを形成したガラス基体を８０℃まで昇温加熱し、８０℃に６０分間維持した後、５００℃で１時間焼成を行って、ガラス層を形成した。形成されたガラス層は、厚み約５００μｍ、幅約３ｍｍであった。
次に、市販の自己触媒型の無電解ニッケルめっき液（メルテックス（株）製メルプレートＮｉ−８６７）を用いて無電解ニッケルめっき浴（７０℃）とし、これに上記のガラス層を浸漬して無電解ニッケルめっきを行った。これにより、ガラス層の表面にニッケルめっき膜からなる導電薄膜が均一に形成されていることが確認された。
【００４３】
次いで、市販の電解めっき液（メルテックス（株）製 メルブライトＥＦ−２２０１）中に上記のガラス基体を浸漬し、上記の導電薄膜を陰極とし、ニッケルを陽極として電解めっきを行った。これにより、厚み５μｍのニッケルからなる主導電層が均一に形成された。
以上により、本発明の導電回路（線幅３ｍｍ、総厚み５０５μｍ）が得られた。
【００４４】
［実施例２］
ガラスフリットとして、旭硝子（株）製 ＫＦ２４７５（１００メッシュ、軟化点４６５℃）を準備し、実施例１と同様にして、脱脂処理、粗面化処理を施した。
【００４５】
次に、上述の前処理を施したガラスフリットに、以下の置換反応物質付与処理を施した。
（置換反応物質付与処理）
メルテックス（株）製 アルモンＥＮに、日本油脂（株）製ニッサンアノンＬＧを１ｇ／Ｌと日本油脂（株）製カチオンＦ２−５０Ｅを１ｇ／Ｌ添加して置換反応物質付与とし、この置換反応物質付与液（２５℃）中で、上記の前処理を施したガラスフリットを５分間攪拌し、その後、水洗、濾過した。
次いで、媒体として水を使用し、上記の置換反応物質付与処理を施したガラスフリットを３０重量％含有するスラリー状の塗布液を調製した。
このスラリー状の塗布液を使用し、実施例１と同様にして、回路パターンを形成した。
【００４６】
次いで、回路パターンを形成したガラス基体を８０℃まで昇温加熱し、８０℃に６０分間維持した後、５００℃で１時間焼成を行って、ガラス層を形成した。形成されたガラス層は、厚み約５００μｍ、幅約３ｍｍであった。
次に、置換型めっき浴（メルテックス（株）製 メルプレートＮＩ−８６９）に、上記のガラス層を浸漬して置換めっきを行った。これにより、ガラス層の表面にニッケルめっき皮膜からなる導電薄膜が均一に形成されていることが確認された。
【００４７】
次いで、市販の電解めっき液（メルテックス（株）製 メルプレートＥＦ−２２０１）中に上記のガラス基体を浸漬し、上記の導電薄膜を陰極とし、ニッケルを陽極として電解めっきを行った。これにより、厚み５μｍのニッケルからなる主導電層が均一に形成された。
以上により、本発明の導電回路（線幅３ｍｍ、総厚み５０５μｍ）が得られた。
【産業上の利用可能性】
【００４８】
種々の電子機器等における導電回路の形成、電子ディスプレイ装置の製造に有用である。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】本発明の導電回路の一例を示す断面図である。
【図２】プラズマディスプレイパネルを構成する基板の例を示す概略断面図である。
【符号の説明】
【００５０】
１…導電回路
２…ガラス層
３…導電薄膜
４…主導電層
１１…基体
２１…基板
２３…隔壁
２４…アドレス電極
２５…蛍光体層
【技術分野】
【０００１】
本発明は導電回路、特にガラス基体やセラミックス基体上に形成される微細線幅の導電回路とその形成方法、および、このような導電回路を備えた信頼性、耐久性の高い電子ディスプレイ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ガラス基体やセラミックス基体に微細線幅の導電回路を形成する方法、あるいは、電子ディスプレイ装置の電極等の導電回路を形成する方法として種々の方法が提案されている。例えば、クロム、ニッケル、マンガン、コバルト、鉄等の金属の酸化物を添加したガラスフリットと銀粒子とを含有する銀ペーストで回路パターンを形成し、その後、焼成して電極を形成する方法（特許文献１）、導電粒子とガラスフリットおよびビヒクルを含有する導電ペーストで回路パターンを形成し、その後、焼成して導電回路を形成する方法（特許文献２）、酸化銀粉末、低軟化点ガラス粉末およびイソシアネート化合物を含有するペースト組成物を用いて回路パターンを形成し、加熱接着させた後、無電解めっき法により金の薄膜を回路パターン上に形成して導電回路とする方法（特許文献３）、ガラスフリットとバインダー樹脂に加えて、焼成後に触媒吸着能を発現する無機顔料、あるいは無電解めっき可能なめっき下地成分を含有したインキ組成物を用いて回路パターンを形成し、焼成した後、無電解金属めっきにより導電層を形成して導電回路とする方法（特許文献４）等が挙げられる。
【０００３】
一方、液晶ディスプレイパネル、プラズマディスプレイパネル、フィールドエミッションディスプレイパネル等の電子ディスプレイ装置のうち、プラズマディスプレイパネル、フィールドエミッションディスプレイパネルのような高真空系を必要とする電子ディスプレイ装置では、真空度低下の防止が耐久性、信頼性向上の点で重要となっている。
【特許文献１】特開２００３−１６２９６２号公報
【特許文献２】特開２００４−１８６１０８号公報
【特許文献３】特開２００４−１５０４４号公報
【特許文献４】特開２００３−１６５９３８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、従来の導電回路は、ペースト中にイソシアネートポリマー等のイソシアネート化合物からなる接着用有機バインダーが使用されており、この接着用の有機バインダーが導電回路中に残存することにより、真空中や加熱時にガスを放出する可能があり、特に高真空系を必要する電子ディスプレイ装置において真空度の低下を来たすという問題があった。また、特許文献１、２に開示されるように、銀、銅、クロム、ニッケル、マンガン、コバルト、鉄等の酸化物を含有する導電回路では、これらが真空中で加熱されることにより酸素を放出する可能性があり、電子ディスプレイ装置において真空度の低下を来たすという問題があった。さらに、特許文献２、４に開示されるように、ガラス中に銀等の導電性の異種物質を混在させて接合した導電回路では、ガラスと異種物質の界面において歪みや応力差が発生して剥離し安く、信頼性が低下するという問題があった。また、特許文献３に開示されるように、有機バインダーを含有する導電回路では、有機バインダーの存在によって熱伝導性および導電性が低くなり、印加される電流量が大きくなると発熱が顕著になるという問題があった。
【０００５】
本発明は、上述のような実情に鑑みてなされたものであり、耐久性に優れ高真空度での加熱でもガス発生を生じない導電回路と、この導電回路の形成方法、および、このような導電回路を備えた信頼性、耐久性の高い電子ディスプレイ装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
このような目的を達成するために、本発明の導電回路は、ガラス層と、該ガラス層上に導電薄膜を介して設けられた主導電層とを有し、前記導電薄膜は無電解めっき膜または置換めっき膜であるような構成とした。
本発明の好ましい態様として、前記ガラス層の厚みは０．１〜２０００μｍの範囲であり、前記主導電層の厚みは０．２〜２０μｍの範囲であるような構成とした。
【０００７】
本発明の好ましい態様として、前記無電解めっき膜はニッケル−リン合金膜またはニッケル−ホウ素合金膜であるような構成とした。
本発明の好ましい態様として、前記置換めっき膜はニッケル膜であるような構成とした。
本発明の好ましい態様として、前記導電回路は、ガラス基体あるいはセラミックス基体上に形成されたものであるような構成とした。
【０００８】
本発明の導電回路の形成方法は、無電解めっき用の触媒化処理を施したガラスフリットと、該ガラスフリットの軟化点以下の温度で昇華または蒸発可能な媒体をバインダーとしてスラリー状の塗布液を調製する工程と、該塗布液を用いて基体上に所望の回路パターンを形成し、次いで、前記ガラスフリットの軟化点以下の温度で前記媒体を除去する工程と、前記ガラスフリットを軟化して基体上にガラス層を形成する工程と、無電解めっきによりガラス層上に無電解めっき膜を形成して導電薄膜とする工程と、該無電解めっき膜を給電層として電解めっきにより主導電層を形成する工程と、を有するような構成とした。
【０００９】
本発明の好ましい態様として、前記触媒化処理は、触媒として鉄族元素、白金族元素、銅族元素のいずれかを使用するような構成とした。
本発明の好ましい態様として、前記触媒化処理は、前処理としてガラスフリット表面にシランカップリング剤を付与するような構成とした。
【００１０】
本発明の導電回路の形成方法は、置換反応物質を付与したガラスフリットと、該ガラスフリットの軟化点以下の温度で昇華または蒸発可能な媒体をバインダーとしてスラリー状の塗布液を調製する工程と、該塗布液を用いて基体上に所望の回路パターンを形成し、次いで、前記ガラスフリットの軟化点以下の温度で前記媒体を除去する工程と、前記ガラスフリットを軟化して基体上にガラス層を形成する工程と、前記置換反応物質に置換めっきを行いガラス層上に置換めっき膜を形成して導電薄膜とする工程と、該置換めっき膜を給電層として電解めっきにより主導電層を形成する工程と、を有するような構成とした。
【００１１】
本発明の好ましい態様として、前記置換反応物質は、亜鉛族金属を使用するような構成とした。
本発明の好ましい態様として、前記ガラスフリットは、珪酸、酸化鉛、酸化ホウ素、酸化亜鉛、酸化ビスマス、酸化アルミニウム、酸化ジルコニウム、酸化マグネシウム、酸化バリウム、アルミナ、酸化リチウム、酸化チタンからなる群より選ばれた１種、または複数種の成分を含有するものであるような構成とした。
【００１２】
本発明の好ましい態様として、前記ガラスフリットは、アルカリ系脱脂剤、酸性脱脂剤、珪酸系脱脂剤、界面活性剤、有機溶媒の少なくとも１種を用いた脱脂処理が予め施されたものを使用するような構成とした。
本発明の好ましい態様として、前記媒体を除去する工程では、媒体の昇華点または沸点よりも低い温度で昇温を一旦停止して該温度に維持し、媒体の大部分を除去した後、再度昇温するような構成とした。
本発明の好ましい態様として、前記基体として、ガラス基体あるいはセラミックス基体を使用するような構成とした。
本発明の電子ディスプレイ装置は、所定の距離を介して対向する配線を有し、該配線の少なくとも一方が上述のいずれかの導電回路であるような構成とした。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の導電回路は、有機バインダーおよび金属酸化物等のガス発生原因となる物質を含有しないので、高真空度下の加熱でもガスを発生することがなく、また、ガラス層には有機バインダーが残存しないので、主導電層での発熱を基体側に有効に逃がすことができ、電流の印加量が大きい場合であっても、発熱の問題を回避することができる。
また、本発明の導電回路の形成方法は、ガラス層形成前に塗布液を構成する媒体を除去するので、ガス発生源となるような有機物質を含有しないガラス層を形成することができ、また、無電解めっき膜、あるいは、置換めっき膜を形成する前に、触媒を保持するガラスフリット、あるいは、置換反応物質を保持するガラスフリットを軟化してガラス層を基体上に形成するので、個々のガラスフリットが強固に融着してガラス層が構成され、ガラス層の耐久性が極めて高く、また、形成された導電回路には金属酸化物が単独で存在しないものであり、これにより、上述の効果を奏する導電回路を形成することが可能である。
さらに、本発明の電子ディスプレイ装置は、上述の効果を奏する本発明の導電回路を具備しているので、ガス発生による真空度低下が防止され、ディスプレイ特性の劣化が生じ難く、また、主導電層での発熱がガラス層を介して基体側に伝導されるので、高い印加量での通電が可能であり、鮮明なディスプレイが可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
次に、本発明の最適な実施形態について説明する。
［導電回路］
まず、本発明の導電回路について説明する。
図１は本発明の導電回路の一例を示す断面図である。図１において、本発明の導電回路１は、基体１１上に配設されたガラス層２と、このガラス層２上に導電薄膜３を介して設けられた主導電層４とを備えるものである。
【００１５】
ガラス層２は、ガラス組成を有する層であり、厚みは、例えば、０．１〜２０００μｍの範囲で適宜設定することができる。ガラス層の厚みが０．１μｍ未満であると、めっきが析出しない、あるいは析出不良部位が生じることがあり、また、２０００μｍを超えると、表面においてのみ析出反応が生じるため、厚みを大きくすることによる実効（めっき析出性の向上）が薄れ、逆に、ガラス層自体の膨張率が大きくなり、熱歪による悪影響を受け易くなるので好ましくない。また、ガラス層２の幅は、導電回路に要求される線幅に応じて設定することができ、例えば、０．１μｍ以上で設定することができる。ガラス組成としては、軟化点が３００〜１６５０℃の範囲にあるガラス組成であってよく、例えば、酸化ホウ素−酸化鉛、酸化ホウ素−酸化ビスマス系等を挙げることができる。また、ガラス層２は、珪酸、酸化鉛、酸化ホウ素、酸化亜鉛、酸化ビスマス、酸化アルミニウム、酸化ジルコニウム、酸化マグネシウム、酸化バリウム、アルミナ、酸化リチウム、酸化チタンからなる群より選ばれた１種、または複数種の成分を含有するものであってもよい。尚、これらの酸化物は、ガラス層２を構成する成分中に取り込まれており、単独で導電回路中に存在せず、また、各成分は混合加熱されガラス転移しているので、真空中で加熱されてもガラス層２から酸素が発生することはない。
【００１６】
導電薄膜３は、ニッケル−リン合金膜、ニッケル−ホウ素合金膜、ニッケル、銅、銀、金等の無電解めっき膜、あるいは、亜鉛膜、ニッケル−リン合金、ニッケル−ホウ素合金、ニッケル等の置換めっき膜である。このような導電薄膜３は、図示例では、ガラス層２の表面全域を被覆するものであるが、ガラス層２の表面積の５０％以上を被覆するもの（但し、海島形状の電気的に孤立したものは含まない）であればよく、厚みは、例えば、０．０５〜５μｍの範囲で適宜設定することができる。
【００１７】
主導電層４は、銅、ニッケル、銀、金等の導電材料の１種、あるいは２種以上からなるものであってよい。この主導電層４の厚み（ガラス層２上の厚みであり、ガラス層２の側部に存在する厚みではない）は、使用する導電材料、導電回路に要求される電気特性等を考慮して適宜設定することができ、例えば、０．２〜２０μｍの範囲で設定することができる。
【００１８】
このような導電回路１は、ガス発生原因となる有機バインダーを含有せず、また、ガス発生原因となる金属酸化物が単独で存在しないでの、高真空度下の加熱でもガスを発生することがない。また、ガラス層２には有機バインダーが残存しないので、主導電層４での発熱を基体１１側に有効に逃がすことができる。
尚、導電回路１が形成される基体１１には特に制限はなく、例えば、ガラス基体、セラミックス基体、アルミナ基体、シリコン基体等であってよい。
上述にような本発明の導電回路は、種々の電子機器、電子ディスプレイ装置等に適用することができる。
【００１９】
［導電回路の形成方法］
次に、本発明の導電回路の形成方法の一実施形態を説明する。
この実施形態では、最初の工程として、無電解めっき用の触媒化処理を施したガラスフリットと、このガラスフリットの軟化点以下の温度で昇華または蒸発可能な媒体をバインダーとしてスラリー状の塗布液を調製する。
【００２０】
使用するガラスフリットは、軟化点が３００〜１６５０℃の範囲にあるものが好ましく、また、平均粒径は０．０２〜１０００μｍの範囲であることが好ましい。このようなガラスフリットとしては、例えば、珪素、酸化ホウ素、酸化鉛−酸化ホウ素、酸化ビスマス−酸化ホウ素系等のガラスフリットを挙げることができる。また、ガラスフリットは、珪酸、酸化鉛、酸化ホウ素、酸化亜鉛、酸化ビスマス、酸化アルミニウム、酸化ジルコニウム、酸化マグネシウム、酸化バリウム、アルミナ、酸化リチウム、酸化チタンからなる群より選ばれた１種、または複数種の成分を含有するものであってもよい。軟化点が３００℃未満のガラスフリットは存在せず、一方、軟化点が１６５０℃を超えると、後工程での軟化によるガラス層形成の温度が高くなりすぎ、回路を形成するための基体も軟化してしまい好ましくない。また、ガラスフリットの平均粒径が０．０２μｍ未満であると、触媒を均一に付着させることが難しく、１０００μｍを超えると、接着剤を使用しないで導電回路のライン形成をすることが難しくなり好ましくない。
【００２１】
ガラスフリットの触媒化処理は、例えば、グリシン系の両性界面活性剤の濃度が０．００１５〜１．５ｇ／Ｌの範囲となり、かつ、ベンジルアンモニウム・クロライド系のカチオン界面活性剤の濃度が０．００３〜２．５ｇ／Ｌの範囲となるように少なくともグリシン系の両性界面活性剤とベンジルアンモニウム・クロライド系のカチオン界面活性剤とを含有させた触媒付与液中にガラスフリットを分散して行うことができる。触媒としては、鉄族元素、白金族元素、銅族元素のいずれかを使用することができる。
上記のグリシン系の両性界面活性剤としては、例えば、下記の一般式（１）で表されるものが好ましい。
【００２２】
【化１】
但し、Ｒはヤシ、牛脂、ラウリル、ステアリル、ラウリルジメチル、イミダゾニウム、プロピル、プロピオン、アラニンを表す。
具体的には、アルキルジ（アミノエチル）グリシン、ナトリウムアルキルジ（アミノエチル）グリシン、塩酸アルキルジ（アミノエチル）グリシン、塩酸アルキルポリアミノエチレングリシン等を挙げることができる。
また、上記のベンジルアンモニウム・クロライド系のカチオン界面活性剤としては、例えば、下記の一般式（２）で表されるものが好ましい。
【００２３】
【化２】
但し、Ｒはヤシ、ステアリル、牛脂、セチル、ベヘニル、デシル、オレイルを表す。
具体的には、ジメチルベンジルアルキルアンモニウムクロライド、テトラデシルジメチルベンジルアルキルアンモニウムクロライド、オクタデシルジメチルベンジルアルキルアンモニウムクロライド等を挙げることができる。
【００２４】
また、触媒付与処理前に、脱脂処理、表面の粗面化処理、カップリング処理等をガラスフリットに施してもよい。このような各処理は、例えば、グリシン系の両性界面活性剤の濃度が０．００１５〜１．５ｇ／Ｌの範囲となり、かつ、ベンジルアンモニウム・クロライド系のカチオン界面活性剤の濃度が０．００３〜２．５ｇ／Ｌの範囲となるように少なくともグリシン系の両性界面活性剤とベンジルアンモニウム・クロライド系のカチオン界面活性剤とを含有させた脱脂処理液、粗面化処理液、カップリング剤付与液を用いて行うことができる。
【００２５】
脱脂処理液としては、例えば、アルカリ系脱脂剤、酸性脱脂剤、珪酸系脱脂剤、界面活性剤、有機溶媒の少なくとも１種を含有したものを使用することができる。
また、粗面化処理液としては、例えば、フッ化アンモニウム、フッ化カリウム、フッ化ナトリウム、フッ酸等のフッ素化合物の少なくとも１種を含有したものを使用することができる。
【００２６】
また、カップリング剤付与液としては、例えば、Ｒ−Ｓｉ(ＯＲ′)3（ただし、Ｒはアミノプロピル基、メタクリロキシ基、メルカプト基、ビニル基、フェニルアミノプロピル基、グリシドキシ基等、Ｒ′はメチル基もしくはエチル基）で表される化合物の少なくとも１種を含有したものを使用することができる。
上述のガラスフリットの軟化点以下の温度で昇華または蒸発可能な媒体としては、例えば、水、メチルアルコール、エチルエーテル、パラフィン等を使用することができる。
このようなガラスフリットと媒体を用いたスラリー状の塗布液の調製は、混合した状態でやや粘性を示すような濃度で各成分を混合し、分散状態を維持するように攪拌することにより行うことができる。
【００２７】
次の工程として、上記の塗布液を用いて基体上に所望の回路パターンを形成し、次いで、ガラスフリットの軟化点以下の温度で媒体を除去する。塗布液による回路パターン形成は、例えば、スクリーン印刷、ノズル塗布、インクジェット印刷、刷毛による塗布等の公知の手段により行うことができる。また、媒体の除去は、ガラスフリットの軟化点以下の温度で加熱することにより行うことができる。特に、媒体の昇華点または沸点未満の所望の温度まで加熱したところで昇温を一旦停止し、この温度に維持して媒体の大部分を穏やかに除去した後、再度昇温することが好ましい。例えば、媒体として水を使用する場合には、８０℃前後で昇温を一旦停止してホールド状態とすることが好ましい。これにより、微細線幅の回路パターン形状を維持したままで媒体の除去を行うことができる。
【００２８】
次の工程として、回路パターンのガラスフリットを軟化して基体上にガラス層を形成する。このガラス層形成は、回路パターンをガラスフリットの軟化点以上に加熱することにより行うことができる。ガラス層を形成するための加熱は、ガラスフリットの軟化点よりも１０〜１００℃程度高い温度で行うことが好ましい。尚、上記の媒体が残存していたとしても、この段階で除去される。
【００２９】
次の工程として、無電解めっきによりガラス層上に無電解めっき膜を形成して導電薄膜とする。ガラス層は、上述のように触媒化処理が施されたガラスフリットを軟化して形成されているため、その表面には無電解めっき用の触媒が存在する。無電解めっきは、例えば、無電解ニッケルめっき浴、無電解銅めっき浴、無電解錫めっき浴、無電解金めっき浴、無電解銀めっき浴等の無電解めっき浴を用いて行うことができる。
無電解めっきによりガラス層上に形成される導電薄膜は、後工程での電解めっきによる主導電層形成時の給電層として作用するものであり、必ずしもガラス層全域に形成しなくてもよく、導通可能な導電薄膜がガラス層全域の５０％以上を占めることが好ましい。
次の工程として、無電解めっき膜を給電層として、電解めっきにより主導電層を形成する。これにより、本発明の導電回路が形成される。
【００３０】
次に、本発明の導電回路の形成方法の他の実施形態を説明する。
この実施形態では、最初の工程として、置換反応物質を付与したガラスフリットと、このガラスフリットの軟化点以下の温度で昇華または蒸発可能な媒体をバインダーとしてスラリー状の塗布液を調製する。
使用するガラスフリットは、上述の実施形態と同様のものを使用することができる。
【００３１】
ガラスフリットへの置換反応物質の付与は、例えば、グリシン系の両性界面活性剤の濃度が０．００１５〜１．５ｇ／Ｌの範囲となり、かつ、ベンジルアンモニウム・クロライド系のカチオン界面活性剤の濃度が０．００３〜２．５ｇ／Ｌの範囲となるように少なくともグリシン系の両性界面活性剤とベンジルアンモニウム・クロライド系のカチオン界面活性剤とを含有させた置換反応物質付与液中にガラスフリットを分散して行うことができる。置換反応物質としては亜鉛族金属等を使用することができる。
尚、置換反応物質の付与処理前に、脱脂処理、表面の粗面化処理等をガラスフリットに施してもよいことは、上述の実施形態と同様である。
【００３２】
また、ガラスフリットの軟化点以下の温度で昇華または蒸発可能な媒体としては、上述の実施形態と同様のものを使用することができ、置換反応物質を付与したガラスフリットと媒体とを用いたスラリー状の塗布液の調製も、上述の実施形態と同様に行うことができる。
次の工程として、上記の塗布液を用いて基体上に所望の回路パターンを形成し、次いで、ガラスフリットの軟化点以下の温度で媒体を除去する。この工程は、上述の実施形態と同様に行うことができる。
次の工程として、回路パターンのガラスフリットを軟化して基体上にガラス層を形成する。この工程も、上述の実施形態と同様に行うことができる。
【００３３】
次の工程として、置換めっきによりガラス層上に置換めっき膜を形成して導電薄膜とする。ガラス層は、上述のように置換反応物質が付与されたガラスフリットを軟化して形成されているため、置換反応物質よりも電気化学的に貴な金属のイオンを含む溶液（置換型めっき浴）に浸漬することにより、置換めっき反応が進行して導電薄膜が形成される。
置換めっきによりガラス層上に形成される導電薄膜は、後工程での電解めっきによる主導電層形成時の給電層として作用するものであり、必ずしもガラス層全域に形成しなくてもよく、導通可能な導電薄膜がガラス層全域の５０％以上を占めることが好ましい。
次の工程として、無電解めっき膜を給電層として、電解めっきにより主導電層を形成する。これにより、本発明の導電回路が形成される。
【００３４】
[電子ディスプレイ装置]
本発明の電子ディスプレイ装置は、所定の距離を介して対向する配線を有し、該配線の少なくとも一方が、上述のような本発明の導電回路である。
図２は、プラズマディスプレイパネルを構成する一方の基板の例を示す概略断面図である。図２において、基板２１は、所定の間隔で形成された複数の隔壁２３と、隔壁２３で囲まれたセルの底部に隔壁２３と平行に配設されたアドレス電極２４と、セル内に配設された蛍光体層２５を備えている。また、図示しない対向基板には、アドレス電極２４と直交する方向に複数のアドレス電極が配設され、両電極が交差する空間が各セルを構成する。
【００３５】
このようなプラズマディスプレイパネルを構成するアドレス電極は、本発明の導電回路である。これにより、セル内でのガス発生による真空度低下が防止され、ディスプレイ特性の劣化が生じ難く、また、主導電層での発熱がガラス層を介して基板側に伝導されるので、高い印加量での通電が可能であり、鮮明なディスプレイが可能である。
【００３６】
本発明の電子ディスプレイ装置は、上記のプラズマディスプレイパネルの他に、液晶ディスプレイパネル、フィールドエミッションディスプレイパネル等を挙げることができ、いずれも、対向する基板に配設された電極配線の少なくとも一方が、上述のような本発明の導電回路からなる。
上述の導電回路、導電回路の形成方法、および、電子ディスプレイ装置は一例であり、本発明はこれらに限定されるものではない。
【実施例】
【００３７】
次に、実施例を示して本発明を更に詳細に説明する。
［実施例１］
ガラスフリットとして、旭硝子（株）製 ＫＦ２４７５（１００メッシュ、軟化点４６５℃）を準備し、前処理として、以下の脱脂処理、粗面化処理、シランカップリング剤付与処理を行った。
【００３８】
（脱脂処理）
市販のアルカリ脱脂液（メルテックス（株）製 メルクリーナーＩＴＯ−１７０）に、グリシン系の両性界面活性剤として日本油脂（株）製ニッサンアノンＬＧを１ｇ／Ｌ、ベンジルアンモニウム・クロライド系のカチオン界面活性剤として日本油脂（株）製カチオンＦ２−５０Ｅを１ｇ／Ｌ添加して脱脂浴Ａとし、この脱脂浴Ａ（７０℃）中で上記のガラスフリットを５分間攪拌し、その後、水洗、濾過した。
次いで、水酸化カリウム３０ｇ／Ｌ水溶液に、日本油脂（株）製ニッサンアノンＬＧを１ｇ／Ｌと日本油脂（株）製カチオンＦ２−５０Ｅを１ｇ／Ｌ添加して脱脂浴Ｂとし、この脱脂浴Ｂ（７０℃）中で、上記の１回目の脱脂処理を施したガラスフリットを５分間攪拌し、その後、水洗、濾過した。以上により、脱脂処理を完了した。
【００３９】
（粗面化処理）
メルテックス（株）製 メルプレートＩＴＯコンディショナー４８０に、日本油脂（株）製ニッサンアノンＬＧを１ｇ／Ｌと日本油脂（株）製カチオンＦ２−５０Ｅを１ｇ／Ｌ添加して粗面化処理液とし、この粗面化処理液（２５℃）中で、上記の脱脂処理を施したガラスフリットを５分間攪拌し、その後、水洗、濾過した。
【００４０】
（シランカップリング剤付与処理）
メルテックス（株）製 メルプレートコンディショナー１１０１に、日本油脂（株）製ニッサンアノンＬＧを１ｇ／Ｌと日本油脂（株）製カチオンＦ２−５０Ｅを１ｇ／Ｌ添加してシランカップリング剤付与液とし、このシランカップリング剤付与液（２５℃）中で、上記の粗面化処理を施したガラスフリットを５分間攪拌し、その後、水洗、濾過した。
【００４１】
次に、上述の前処理を施したガラスフリットに、以下の触媒化処理を施した。
（触媒化処理）
市販のパラジウム触媒液（メルテックス（株）製 メルプレートアクチベーター７３３１）に、日本油脂（株）製ニッサンアノンＬＧを１ｇ／Ｌと日本油脂（株）製カチオンＦ２−５０Ｅを１ｇ／Ｌ添加して触媒付与液とし、この触媒付与液（２５℃）中で、上記の前処理を施したガラスフリットを５分間攪拌し、その後、水洗、濾過した。
次いで、媒体として水を使用し、上記の触媒化処理を施したガラスフリットを３０重量％含有するスラリー状の塗布液を調製した。
このスラリー状の塗布液を使用し、刷毛により、ガラス基体（旭硝子（株）製 ＰＤ−２００）上に線幅３ｍｍで回路パターンを形成した。
【００４２】
次いで、回路パターンを形成したガラス基体を８０℃まで昇温加熱し、８０℃に６０分間維持した後、５００℃で１時間焼成を行って、ガラス層を形成した。形成されたガラス層は、厚み約５００μｍ、幅約３ｍｍであった。
次に、市販の自己触媒型の無電解ニッケルめっき液（メルテックス（株）製メルプレートＮｉ−８６７）を用いて無電解ニッケルめっき浴（７０℃）とし、これに上記のガラス層を浸漬して無電解ニッケルめっきを行った。これにより、ガラス層の表面にニッケルめっき膜からなる導電薄膜が均一に形成されていることが確認された。
【００４３】
次いで、市販の電解めっき液（メルテックス（株）製 メルブライトＥＦ−２２０１）中に上記のガラス基体を浸漬し、上記の導電薄膜を陰極とし、ニッケルを陽極として電解めっきを行った。これにより、厚み５μｍのニッケルからなる主導電層が均一に形成された。
以上により、本発明の導電回路（線幅３ｍｍ、総厚み５０５μｍ）が得られた。
【００４４】
［実施例２］
ガラスフリットとして、旭硝子（株）製 ＫＦ２４７５（１００メッシュ、軟化点４６５℃）を準備し、実施例１と同様にして、脱脂処理、粗面化処理を施した。
【００４５】
次に、上述の前処理を施したガラスフリットに、以下の置換反応物質付与処理を施した。
（置換反応物質付与処理）
メルテックス（株）製 アルモンＥＮに、日本油脂（株）製ニッサンアノンＬＧを１ｇ／Ｌと日本油脂（株）製カチオンＦ２−５０Ｅを１ｇ／Ｌ添加して置換反応物質付与とし、この置換反応物質付与液（２５℃）中で、上記の前処理を施したガラスフリットを５分間攪拌し、その後、水洗、濾過した。
次いで、媒体として水を使用し、上記の置換反応物質付与処理を施したガラスフリットを３０重量％含有するスラリー状の塗布液を調製した。
このスラリー状の塗布液を使用し、実施例１と同様にして、回路パターンを形成した。
【００４６】
次いで、回路パターンを形成したガラス基体を８０℃まで昇温加熱し、８０℃に６０分間維持した後、５００℃で１時間焼成を行って、ガラス層を形成した。形成されたガラス層は、厚み約５００μｍ、幅約３ｍｍであった。
次に、置換型めっき浴（メルテックス（株）製 メルプレートＮＩ−８６９）に、上記のガラス層を浸漬して置換めっきを行った。これにより、ガラス層の表面にニッケルめっき皮膜からなる導電薄膜が均一に形成されていることが確認された。
【００４７】
次いで、市販の電解めっき液（メルテックス（株）製 メルプレートＥＦ−２２０１）中に上記のガラス基体を浸漬し、上記の導電薄膜を陰極とし、ニッケルを陽極として電解めっきを行った。これにより、厚み５μｍのニッケルからなる主導電層が均一に形成された。
以上により、本発明の導電回路（線幅３ｍｍ、総厚み５０５μｍ）が得られた。
【産業上の利用可能性】
【００４８】
種々の電子機器等における導電回路の形成、電子ディスプレイ装置の製造に有用である。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】本発明の導電回路の一例を示す断面図である。
【図２】プラズマディスプレイパネルを構成する基板の例を示す概略断面図である。
【符号の説明】
【００５０】
１…導電回路
２…ガラス層
３…導電薄膜
４…主導電層
１１…基体
２１…基板
２３…隔壁
２４…アドレス電極
２５…蛍光体層
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガラス層と、該ガラス層上に導電薄膜を介して設けられた主導電層とを有し、前記導電薄膜は無電解めっき膜または置換めっき膜であることを特徴とする導電回路。
【請求項２】
前記ガラス層の厚みは０．１〜２０００μｍの範囲であり、前記主導電層の厚みは０．２〜２０μｍの範囲であることを特徴とする請求項１に記載の導電回路。
【請求項３】
前記無電解めっき膜はニッケル−リン合金膜またはニッケル−ホウ素合金膜であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の導電回路。
【請求項４】
前記置換めっき膜はニッケル−リン合金膜であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の導電回路。
【請求項５】
前記導電回路は、ガラス基体あるいはセラミックス基体上に形成されたものであることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の導電回路。
【請求項６】
無電解めっき用の触媒化処理を施したガラスフリットと、該ガラスフリットの軟化点以下の温度で昇華または蒸発可能な媒体をバインダーとしてスラリー状の塗布液を調製する工程と、
該塗布液を用いて基体上に所望の回路パターンを形成し、次いで、前記ガラスフリットの軟化点以下の温度で前記媒体を除去する工程と、
前記ガラスフリットを軟化して基体上にガラス層を形成する工程と、
無電解めっきによりガラス層上に無電解めっき膜を形成して導電薄膜とする工程と、
該無電解めっき膜を給電層として電解めっきにより主導電層を形成する工程と、を有することを特徴とする導電回路の形成方法。
【請求項７】
前記触媒化処理は、触媒として鉄族元素、白金族元素、銅族元素のいずれかを使用することを特徴とする請求項６に記載の導電回路の形成方法。
【請求項８】
前記触媒化処理は、前処理としてガラスフリット表面にシランカップリング剤を付与することを特徴とする請求項６または請求項７に記載の導電回路の形成方法。
【請求項９】
置換反応物質を付与したガラスフリットと、該ガラスフリットの軟化点以下の温度で昇華または蒸発可能な媒体をバインダーとしてスラリー状の塗布液を調製する工程と、
該塗布液を用いて基体上に所望の回路パターンを形成し、次いで、前記ガラスフリットの軟化点以下の温度で前記媒体を除去する工程と、
前記ガラスフリットを軟化して基体上にガラス層を形成する工程と、
前記置換反応物質に置換めっきを行いガラス層上に置換めっき膜を形成して導電薄膜とする工程と、
該置換めっき膜を給電層として電解めっきにより主導電層を形成する工程と、を有することを特徴とする導電回路の形成方法。
【請求項１０】
前記置換反応物質は、亜鉛族金属を使用することを特徴とする請求項９に記載の導電回路の形成方法。
【請求項１１】
前記ガラスフリットは、珪酸、酸化鉛、酸化ホウ素、酸化亜鉛、酸化ビスマス、酸化アルミニウム、酸化ジルコニウム、酸化マグネシウム、酸化バリウム、アルミナ、酸化リチウム、酸化チタンからなる群より選ばれた１種、または複数種の成分を含有するものであることを特徴とする請求項６乃至請求項１０のいずれかに記載の導電回路の形成方法。
【請求項１２】
前記ガラスフリットは、アルカリ系脱脂剤、酸性脱脂剤、珪酸系脱脂剤、界面活性剤、有機溶媒の少なくとも１種を用いた脱脂処理が予め施されたものを使用することを特徴とする請求項６乃至請求項１１のいずれかに記載の導電回路の形成方法。
【請求項１３】
前記媒体を除去する工程では、媒体の昇華点または沸点よりも低い温度で昇温を一旦停止して該温度に維持し、媒体の大部分を除去した後、再度昇温することを特徴とする請求項６乃至請求項１２のいずれかに記載の導電回路の形成方法。
【請求項１４】
前記基体として、ガラス基体あるいはセラミックス基体を使用することを特徴とする請求項６乃至請求項１３のいずれかに記載の導電回路の形成方法。
【請求項１５】
所定の距離を介して対向する配線を有し、該配線の少なくとも一方が請求項１乃至請求項５のいずれかに記載の導電回路であることを特徴とする電子ディスプレイ装置。
【請求項１】
ガラス層と、該ガラス層上に導電薄膜を介して設けられた主導電層とを有し、前記導電薄膜は無電解めっき膜または置換めっき膜であることを特徴とする導電回路。
【請求項２】
前記ガラス層の厚みは０．１〜２０００μｍの範囲であり、前記主導電層の厚みは０．２〜２０μｍの範囲であることを特徴とする請求項１に記載の導電回路。
【請求項３】
前記無電解めっき膜はニッケル−リン合金膜またはニッケル−ホウ素合金膜であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の導電回路。
【請求項４】
前記置換めっき膜はニッケル−リン合金膜であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の導電回路。
【請求項５】
前記導電回路は、ガラス基体あるいはセラミックス基体上に形成されたものであることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の導電回路。
【請求項６】
無電解めっき用の触媒化処理を施したガラスフリットと、該ガラスフリットの軟化点以下の温度で昇華または蒸発可能な媒体をバインダーとしてスラリー状の塗布液を調製する工程と、
該塗布液を用いて基体上に所望の回路パターンを形成し、次いで、前記ガラスフリットの軟化点以下の温度で前記媒体を除去する工程と、
前記ガラスフリットを軟化して基体上にガラス層を形成する工程と、
無電解めっきによりガラス層上に無電解めっき膜を形成して導電薄膜とする工程と、
該無電解めっき膜を給電層として電解めっきにより主導電層を形成する工程と、を有することを特徴とする導電回路の形成方法。
【請求項７】
前記触媒化処理は、触媒として鉄族元素、白金族元素、銅族元素のいずれかを使用することを特徴とする請求項６に記載の導電回路の形成方法。
【請求項８】
前記触媒化処理は、前処理としてガラスフリット表面にシランカップリング剤を付与することを特徴とする請求項６または請求項７に記載の導電回路の形成方法。
【請求項９】
置換反応物質を付与したガラスフリットと、該ガラスフリットの軟化点以下の温度で昇華または蒸発可能な媒体をバインダーとしてスラリー状の塗布液を調製する工程と、
該塗布液を用いて基体上に所望の回路パターンを形成し、次いで、前記ガラスフリットの軟化点以下の温度で前記媒体を除去する工程と、
前記ガラスフリットを軟化して基体上にガラス層を形成する工程と、
前記置換反応物質に置換めっきを行いガラス層上に置換めっき膜を形成して導電薄膜とする工程と、
該置換めっき膜を給電層として電解めっきにより主導電層を形成する工程と、を有することを特徴とする導電回路の形成方法。
【請求項１０】
前記置換反応物質は、亜鉛族金属を使用することを特徴とする請求項９に記載の導電回路の形成方法。
【請求項１１】
前記ガラスフリットは、珪酸、酸化鉛、酸化ホウ素、酸化亜鉛、酸化ビスマス、酸化アルミニウム、酸化ジルコニウム、酸化マグネシウム、酸化バリウム、アルミナ、酸化リチウム、酸化チタンからなる群より選ばれた１種、または複数種の成分を含有するものであることを特徴とする請求項６乃至請求項１０のいずれかに記載の導電回路の形成方法。
【請求項１２】
前記ガラスフリットは、アルカリ系脱脂剤、酸性脱脂剤、珪酸系脱脂剤、界面活性剤、有機溶媒の少なくとも１種を用いた脱脂処理が予め施されたものを使用することを特徴とする請求項６乃至請求項１１のいずれかに記載の導電回路の形成方法。
【請求項１３】
前記媒体を除去する工程では、媒体の昇華点または沸点よりも低い温度で昇温を一旦停止して該温度に維持し、媒体の大部分を除去した後、再度昇温することを特徴とする請求項６乃至請求項１２のいずれかに記載の導電回路の形成方法。
【請求項１４】
前記基体として、ガラス基体あるいはセラミックス基体を使用することを特徴とする請求項６乃至請求項１３のいずれかに記載の導電回路の形成方法。
【請求項１５】
所定の距離を介して対向する配線を有し、該配線の少なくとも一方が請求項１乃至請求項５のいずれかに記載の導電回路であることを特徴とする電子ディスプレイ装置。
【図１】
【図２】
【図２】
【公開番号】特開２００６−２６９１０９（Ｐ２００６−２６９１０９Ａ）
【公開日】平成１８年１０月５日（２００６．１０．５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−８１６４５（Ｐ２００５−８１６４５）
【出願日】平成１７年３月２２日（２００５．３．２２）
【出願人】（５９３１７４６４１）メルテックス株式会社 (28)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年１０月５日（２００６．１０．５）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年３月２２日（２００５．３．２２）
【出願人】（５９３１７４６４１）メルテックス株式会社 (28)
【Ｆターム（参考）】
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