黒色導電性組成物、黒色電極、およびその形成方法
【課題】黒色導電性組成物と、そのような組成物から作製された黒色電極と、そのような電極を形成する方法を提供すること。
【解決手段】詳細には、本発明は、交流ディスプレイパネルの適用例も含めたフラットパネルディスプレイの適用例を対象とする。さらに本発明は、Ｂａ、Ｒｕ、Ｃａ、Ｃｕ、Ｓｒ、Ｂｉ、Ｐｂ、および希土類金属から選択された、２種以上の元素の酸化物から選択された導電性金属酸化物と、光架橋性ポリマーとを利用する組成物を対象とする。これらの組成物は、フラットパネルディスプレイの適用例に用いられる光画像形成可能な黒色電極を作製する際に、特に有用である。
【解決手段】詳細には、本発明は、交流ディスプレイパネルの適用例も含めたフラットパネルディスプレイの適用例を対象とする。さらに本発明は、Ｂａ、Ｒｕ、Ｃａ、Ｃｕ、Ｓｒ、Ｂｉ、Ｐｂ、および希土類金属から選択された、２種以上の元素の酸化物から選択された導電性金属酸化物と、光架橋性ポリマーとを利用する組成物を対象とする。これらの組成物は、フラットパネルディスプレイの適用例に用いられる光画像形成可能な黒色電極を作製する際に、特に有用である。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、黒色導電性組成物と、そのような組成物から作製した黒色電極と、そのような電極を形成する方法とを対象とする。詳細には本発明は、交流ディスプレイパネルでの用途も含めた、フラットパネルディスプレイでの用途を対象とする。さらに本発明は、Ｂａ、Ｒｕ、Ｃａ、Ｃｕ、Ｓｒ、Ｂｉ、Ｐｂ、および希土類金属から選択された、２種以上の元素の酸化物から選択された導電性金属酸化物と、光架橋性ポリマーとを利用する組成物を対象とする。これらの組成物は、フラットパネルディスプレイの適用例に向けて光画像形成可能な黒色電極を作製するのに、特に有用である。
【背景技術】
【０００２】
より小さくより安価な電子デバイスを作製し、性能に対してより高い解像度を提供することは、この産業における傾向となっているので、そのようなデバイスを製造するために、光画像形成可能な新しい材料を開発することが必要になってきた。光パターニング技術は、伝統的なスクリーン印刷法と比較した場合、均一でより微細な線および空間解像度を提供する。ＤｕＰｏｎｔ社製ＦＯＤＥＬ（登録商標）印刷システムなどの光パターニング法は、特許文献１、２、および３に見られるように、光画像形成可能な有機媒体を利用するが、この場合まず基板を、光画像形成可能な厚膜組成物で完全に覆い（印刷し、噴霧し、被覆し、または積層し）、乾燥する。パターンの画像は、パターンを有するフォトマスクを通して、光画像形成可能な厚膜組成物を化学線で露光することにより生成される。次いで露光した基板を現像する。パターンの未露光部分を洗い流し、光画像形成された厚膜組成物を基板上に残し、次いでこれを焼成して、有機材料を除去しかつ無機材料を焼結する。そのような光パターニング法は、基板の平滑さ、無機粒径分布、露光および現像の変数に応じて、約３０ミクロンの線解像度を示す。そのような技法は、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適用例を製造する際に、有用であることが証明された。
【０００３】
ＡＣプラズマディスプレイパネル（ＰＤＰ）デバイスの画像の解像度および輝度は、電極の幅、相互接続導体ピッチ、および誘電体層の透明度に依存する。これらの材料を、スクリーン印刷、スパッタリング、または化学エッチング法などの従来のパターニング技法によって付着させる場合、電極および相互接続導体パターンを形成するために微細な線および空間解像度を得ることは難しい。さらに、ディスプレイのコントラストを改善するには、前面ガラス基板上に配列された電極および導体からの、外光の反射を低減させることが必要不可欠である。この反射の低減は、ディスプレイの前面プレートを通して見たときに、電極および導体を黒色とすることによって、最も容易に実現することができる。
【０００４】
Ｋａｋｉｎｕｍａの特許文献４に記載されているような組成物は、「（ａ）カルボキシル基含有感光性ポリマー．．．（ｂ）希釈剤、（ｃ）光重合開始剤；（ｄ）無機粉末、および（ｅ）安定剤．．．を併せて含む感光性組成物」を開示している。黒色マトリックスに使用される感光性組成物は、黒色顔料をさらに含有する。ペーストが、黒色の色調を有する必要がある場合、その主成分としてＦｅ、Ｃｏ、Ｃｕ、Ｃｒ、Ｍｎ、およびＡｌの中から選択された１種または複数のメンバーを含有する金属酸化物で形成された黒色顔料を、さらに組み込むことができる。Ｋａｋｉｎｕｍａが開示するこのような黒色顔料は、その純粋な状態で導電性を有することができるが、黒色導電性の低軟化点ガラス中では一部がしばしば分解し、その焼成済みの形態では本質的に非導電性となる被膜が得られる。２層構造では（例えば黒色導電層が、前面パネル上にパターニングされた導電性酸化スズＳｎＯ２またはインジウムスズ酸化物ＩＴＯの層に隣接しており、より導電性の高い層、典型的な場合には微細に粉砕されたＡｇ粒子で作製された層を、黒色導電層の最上部に形成する場合）、黒色導電層の高い導電率によって、バス電極からパターニングされた導電性ＳｎＯ２またはＩＴＯ層に向かう電子の流れが改善される。
【０００５】
Ｋａｋｉｎｕｍａにより開示されたその他の黒色顔料、とりわけ黒鉛および／またはカーボンブラックは、空気中で焼成する間に分解し、導電率と、黒色導電層にコントラストを与える能力との両方に、損失が生ずる。
【０００６】
【特許文献１】米国特許第４９１２０１９号明細書
【特許文献２】米国特許第４９２５７７１号明細書
【特許文献３】米国特許第５０４９４８０号明細書
【特許文献４】米国特許第６３４２３２２号明細書
【特許文献５】米国特許第５８５１７３２号明細書
【特許文献６】米国特許第６０７５３１９号明細書
【特許文献７】米国特許第３５８３９３１号明細書
【特許文献８】米国特許第３３８０８３１号明細書
【特許文献９】米国特許第２９２７０２２号明細書
【特許文献１０】米国特許第２７６０８６３号明細書
【特許文献１１】米国特許第２８５０４４５号明細書
【特許文献１２】米国特許第２８７５０４７号明細書
【特許文献１３】米国特許第３０９７０９６号明細書
【特許文献１４】米国特許第３０７４９７４号明細書
【特許文献１５】米国特許第３０９７０９７号明細書
【特許文献１６】米国特許第３１４５１０４号明細書
【特許文献１７】米国特許第３４２７１６１号明細書
【特許文献１８】米国特許第３４７９１８５号明細書
【特許文献１９】米国特許第３５４９３６７号明細書
【特許文献２０】米国特許第４１６２１６２号明細書
【非特許文献１】Introduction to Solid State Physics, Third Edition, Charles Kittel. Ed. P. 253
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、光パターニング法で使用される、光架橋性ポリマーを含有する光画像形成可能な厚膜組成物を対象とする。本発明の組成物は、光パターニング法で使用される光画像形成可能な厚膜組成物を使用することによって製作された、ＰＤＰデバイスなどのフラットパネルディスプレイの適用例で特に有用であり、これは特許文献５および６に記載されるように、黒色電極が基板と導体電極配列との間に存在するものである。詳細には、本発明の光画像形成可能な組成物は、２種以上の希土類金属の金属酸化物を利用し、そのような金属酸化物は、金属的なまたは半金属的な導電率を有するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、（Ｉ）無機物質の微細粒子であって、（ａ）Ｂａ、Ｒｕ、Ｃａ、Ｃｕ、Ｓｒ、Ｂｉ、Ｐｂ、および希土類金属から選択された２種以上の元素の酸化物から選択された、金属的なまたは半金属的な導電率を有しかつ表面と重量との比が２から２０ｍ２／ｇである導電性金属酸化物と、（ｂ）ガラス転移温度が３００から６００℃の範囲であり、表面積と重量との比が１０ｍ２／ｇ以下であり、かつこの粒子の少なくとも８５重量％が０．１〜１０μｍの範囲のサイズを有する無機結合剤とを含む無機物質の微細粒子が、（ＩＩ）（ａ）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、水性の現像可能な光架橋性ポリマーであって、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、またはこれらの組合せを含む非酸性コモノマーと、（２）エチレン系不飽和カルボン酸含有部分を含む酸性コモノマーであって、このカルボン酸含有部分の２〜２０％が、第１および第２の官能単位を有する反応性分子と反応し、ただし第１の官能単位はビニル基であり、第２の官能単位はカルボン酸部分と反応することによって化学結合を形成することが可能なコモノマーとを含み、全ポリマー重量の少なくとも１０重量％の酸含量を有し、ガラス転移温度が５０から１５０℃の範囲であり、重量平均分子量が２０００〜２５００００の範囲であるコポリマー、インターポリマー、またはこれらの混合物を形成するコモノマーを含むポリマーと、（ｂ）任意選択の光開始系と、（ｃ）有機溶媒とを含む有機媒体に分散されている組成物を対象とする。非特許文献１の冒頭の、金属／半金属の定義を参照されたい。
【０００９】
本発明はさらに、有機物が実質的に除去されておりかつ無機物質が焼結されている、上記組成物の層を含む物品を対象とする。他の実施形態は、上記組成物から形成された電極を含む。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
本発明の組成物は、光架橋性ポリマーを、有機媒体に分散させた導電性粒子などの無機物質およびガラスフリットと併せて使用する。光画像形成可能な組成物の主成分について、以下に論じる。
【００１１】
Ｉ．無機物質
Ａ．導電性金属酸化物粒子（金属的なまたは半金属的な導電率を有する酸化物）
本発明の導電性黒色組成物は、Ｂａ、Ｒｕ、Ｃａ、Ｃｕ、Ｓｒ、Ｂｉ、Ｐｂ、および希土類金属から選択された２種以上の元素の酸化物を含む、無機物質の微細粒子を含有する。詳細には、これらの酸化物は、金属的なまたは半金属的な導電率を有する金属酸化物である。希土類金属には、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）と、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とが含まれる。好ましい酸化物は、Ｂａ、Ｒｕ、Ｃａ、Ｃｕ、Ｌａ、Ｓｒ、Ｙ、Ｎｄ、Ｂｉ、およびＰｂから選択された２種以上の元素の酸化物である。
【００１２】
本発明の金属酸化物の、表面積と重量との比は、２から２０ｍ２／ｇの範囲内である。一実施形態では、この範囲が５から１５ｍ２／ｇである。他の実施形態では、表面積と重量との比の範囲が６から１０ｍ２／ｇである。
【００１３】
Ｂ．任意選択の導電性粒子
本発明の導電性黒色組成物は、導電性金属酸化物成分として、ＲｕＯ２および／またはルテニウムをベースにした多元酸化物をさらに含有することができる。
【００１４】
ルテニウムをベースにした多元酸化物は、下記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”）の多成分化合物である、パイロクロア酸化物の１つのタイプである。
【００１５】
（ＭｘＢｉ２−ｘ）（Ｍ’ｙＭ”２−ｙ）Ｏ７−ｚ
（式中、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択され、
Ｍ’は、白金、チタン、クロム、ロジウム、およびアンチモンからなる群から選択され、
Ｍ”は、ルテニウム、イリジウム、またはこれらの混合物であり、
ｘは０〜２であるが、１価の銅の場合はｘ≦１であり、
ｙは０〜０．５であるが、Ｍ’がロジウムであり、あるいは白金、チタン、クロム、ロジウム、またはアンチモンの複数である場合、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。）
ルテニウムパイロクロア酸化物は、参照により本明細書に援用する特許文献７に、詳細に見出される。
【００１６】
好ましいルテニウム多元酸化物は、ルテニウム酸ビスマスＢｉ２Ｒｕ２Ｏ７、ルテニウム酸鉛Ｐｂ２Ｒｕ２Ｏ６、Ｐｂ１．５Ｂｉ０．５Ｒｕ２Ｏ６．５、ＰｂＢｉＲｕ２Ｏ６．７５、およびＧｄＢｉＲｕ２Ｏ６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、ガラス結合剤による悪影響を受けず、空気中で約１０００℃に加熱された場合であっても安定である。
【００１７】
ルテニウム酸化物および／またはルテニウムパイロクロア酸化物は、有機媒体を含む組成物全体の重量に対して、４〜５０重量％、好ましくは６〜３０％、より好ましくは５〜１５％、最も好ましくは９〜１２％の割合で使用する。
【００１８】
任意選択で、本発明の組成物は、金、銀、白金、パラジウム、銅、およびこれらの混合物を含めた貴金属をさらに含むことができる。これらの導電性金属は、任意選択で、黒色組成物に添加することができる。事実上、球状粒子および薄片（ロッド、コーン、およびプレート）を含めた任意の形の金属粉末を、本発明の実施の際に使用することができる。好ましい金属粉末は、金、銀、パラジウム、白金、銅、またはこれらの組合せである。粒子は球状であることが好ましい。本発明の分散体は、粒径が０．１μｍ未満である有意な量の固形分を含有してはならないことがわかった。小さいサイズの粒子が存在する場合、その被膜または層を焼成して有機媒体を除去し、さらに無機結合剤および金属固形分の焼結を行うときに、有機媒体の完全燃焼を適切に得ることが難しい。通常はスクリーン印刷によって付着される厚膜ペーストを作製するために、この分散体を使用する場合、その最大粒径は、スクリーンの厚さを超えてはならない。導電性固形分の少なくとも８０重量％は、０．５〜１０μｍの範囲内に包含されることが好ましい。
【００１９】
本発明の黒色導電性組成物は、バス電極の２層構造の黒色電極層に使用することができる。典型的な場合、バス電極は、高導電性金属層と、その下層としての黒色電極とを含む（バス電極と透明基板との間）。本発明の組成物は、そのような用途に適している。本発明の黒色電極層は、必要な成分として、上記（Ａ）で述べた導電性金属酸化物を含む。上記（Ａ）の導電性金属酸化物の他に、黒色電極層は、（Ｂ）に記載する任意選択の導電性金属粒子を、任意選択で含んでもよい。黒色電極層が、（Ｂ）の導電性金属粒子、特に金、銀、白金、パラジウム、銅、およびこれらの混合物を含めた任意選択の貴金属を含む場合、単層構造を使用することができる（すなわち高導電性金属層と黒色電極層とを１つの層に組み合わせる）。
【００２０】
さらに、任意選択の導電性金属粒子の表面積と重量との比は２０ｍ２／ｇを超ないことが好ましく、１０ｍ２／ｇを超えないことが好ましく、５ｍ２／ｇを超えないことがより好ましい。表面積と重量との比が２０ｍ２／ｇよりも大きい金属粒子を使用する場合、付随する無機結合剤の焼結特性が、悪影響を受ける。適切な燃焼を得ることは難しく、ブリスターが現れる可能性がある。
【００２１】
必要ではないがしばしば、接着性を改善するために酸化銅を添加する。酸化銅は、微細粒子の形で、好ましくは約０．１から５ミクロンのサイズの範囲で存在すべきである。Ｃｕ２Ｏとして存在する場合、酸化銅は、全組成物の約０．１から約３重量％を構成し、好ましくは約０．１から１．０％を構成する。Ｃｕ２Ｏの一部またはすべては、モル当量のＣｕＯに代えることができる。
【００２２】
Ｃ．無機結合剤
本明細書で既に述べた導電性粉末は、有機媒体中に微細に分散され、無機結合剤を伴い、任意選択でその他の粉末または固形分などの金属酸化物、セラミックス、および充填剤を伴う。
【００２３】
本発明で使用される無機結合剤、一般にはガラスフリットの機能は、粒子を互いに結合すること、および焼成後に基板に結合することである。無機結合剤の例には、ガラス結合剤（フリット）、金属酸化物、およびセラミックスが含まれる。組成物に有用なガラス結合剤の多くは、当技術分野では従来通りのものである。いくつかの例には、ホウケイ酸ガラスおよびアルミノケイ酸ガラスが含まれる。いくつかの例には、さらに、Ｂ２Ｏ３、ＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３、ＣｄＯ、ＣａＯ、ＢａＯ、ＺｎＯ、ＳｉＯ２、Ｎａ２Ｏ、Ｌｉ２Ｏ、ＰｂＯ、およびＺｒＯなどの、独立にまたは組み合わせて使用してガラス結合剤を形成することができる、酸化物の組合せが含まれる。厚膜組成物に有用な、典型的な金属酸化物は、当技術分野で従来通りのものであり、例えばＺｎＯ、ＭｇＯ、ＣｏＯ、ＮｉＯ、ＦｅＯ、ＭｎＯ、およびこれらの混合物にすることができる。
【００２４】
最も好ましく使用されるガラスフリットは、ホウケイ酸鉛フリット、ビスマス、カドミウム、バリウム、カルシウム、またはその他のアルカリ土類ホウケイ酸塩フリットなどの、ホウケイ酸フリットである。そのようなガラスフリットの調製は、周知であり、例えば、構成成分の酸化物の形をとるガラスの構成成分を一緒に融解し、そのような融解組成物を水中に注いでフリットを形成することにある。１ロット分の成分は、当然ながら、フリット生産の通常の条件下で所望の酸化物をもたらす任意の化合物でよい。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ントから生成され、酸化バリウムは炭酸バリウムなどから生成されることになる。ガラスは、フリットの粒径が縮小されるように、かつ実質的に均一なサイズのフリットが得られるように、水と共にボールミル内でミリング処理されることが好ましい。次いで微細粒子を水中に沈降させて分離し、微細粒子を含有する上澄み液を除去する。その他の分類方法も同様に使用することができる。
【００２５】
一実施形態では、ガラス結合剤が、ＰｂフリーのＢｉをベースにした非晶質ガラスフリットである。その他の可能な鉛フリーの低融点ガラスは、Ｐをベースにした、またはＺｎ−Ｂをベースにした組成物である。しかし、Ｐをベースにしたガラスは良好な耐水性を持たず、Ｚｎ−Ｂをベースにしたガラスは、非晶質状態で得ることが難しく、したがってＢｉをベースにしたガラスが好ましい。Ｂｉガラスは、アルカリ金属を添加することなく、比較的低い融点を有するように作製することができ、また粉末の作製にほとんど問題がない。本発明では、以下の特徴を有するＢｉガラスが、鉛フリー組成物に最も好ましい。
【００２６】
（Ｉ）鉛フリーガラスの組成
５５〜８５重量％ Ｂｉ２Ｏ３
０〜２０重量％ ＳｉＯ２
０〜５重量％ Ａｌ２Ｏ３
２〜２０重量％ Ｂ２Ｏ３
０〜２０重量％ ＺｎＯ
０〜１５重量％ ＢａＯ、ＣａＯ、およびＳｒＯから選択された酸化物の、１種または複数（酸化物の混合物の場合、最大合計が１５重量％まで）
０〜３重量％ Ｎａ２Ｏ、Ｋ２Ｏ、Ｃｓ２Ｏ、およびＬｉ２Ｏから選択された酸化物の、１種または複数（酸化物の混合物の場合、最大合計が３重量％まで）
（ＩＩ）軟化点：４００〜６００℃
この明細書では、「軟化点」は、示差熱分析法（ＤＴＡ）によって決定された軟化点を意味する。
【００２７】
本発明で使用されるガラス結合剤は、Ｍｉｃｒｏｔｒａｃによって測定したときのＤ５０（すなわち、粒子の１／２が規定サイズよりも小さく、１／２が規定サイズよりも大きい点）が、０．１〜１０μｍであることが好ましい。ガラス結合剤のＤ５０は、０．５から１μｍであることがより好ましい。通常、工業的に好ましいプロセスでは、ガラス結合剤は、酸化物、水酸化物、炭酸塩などの原材料を混合し、融解し、急冷して機械的に微粉化することによりカレットにし（湿式、乾式）、次いで湿式微粉化の場合には乾燥することによって、調製する。その後、必要な場合は、分類を行って所望のサイズにする。本発明で使用されるガラス結合剤は、形成される黒色導電層の厚さよりも小さい平均粒径を有することが望ましい。
【００２８】
ＩＩ．有機媒体
有機媒体の主な目的は、セラミックまたはその他の基板に容易に付着させることができるような形で、組成物の微粉砕した固形分を分散させるための、ビヒクルとしての役割を果たすことである。したがって有機媒体は、第１に、適切な安定度で固形分が分散可能なものでなければならない。第２に、有機媒体の流動学的性質は、良好な付着特性を分散体に与えるようなものでなければならない。媒体の主成分は下記の通りである。
【００２９】
Ａ．光架橋性有機ポリマー
ポリマー結合剤は、本発明の組成物に重要である。この結合剤は湿式現像が可能であり、高解像度を与える。
【００３０】
この結合剤は、光架橋性ポリマー結合剤である。この結合剤は、コポリマー、インターポリマー、またはこれらの混合物で作製され、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と、（２）エチレン系不飽和カルボン酸含有部分を含む酸性コモノマーであって、このカルボン酸含有部分の２〜２０％が、第１および第２の官能単位を有する反応性分子と反応し、ただし第１の官能単位はビニル基であり、第２の官能単位はカルボン酸部分と反応することによって化学結合を形成することが可能であるコモノマーとを含む。ビニル基の例には、メタクリレート基およびアクリレート基が含まれるが、これらに限定されない。第２の官能単位の例には、エポキシド、アルコール、およびアミンが含まれるが、これらに限定されない。得られるコポリマー、インターポリマー、またはこれらの混合物は、全ポリマー重量の少なくとも１０重量％の酸含量と、５０〜１５０℃のガラス転移温度と、２０００〜２５００００の範囲の重量平均分子量とを有し、すべての範囲がこの中に含まれる。
【００３１】
組成物中に酸性コモノマー成分が存在することは、この技法では重要である。酸性官能基は、０．４〜２．０％の炭酸ナトリウム水溶液などの塩基水溶液で、現像される能力を与える。酸性コモノマーが１０％未満の濃度で存在する場合、組成物は、塩基水溶液で完全に洗い流せない。酸性コモノマーが３０％よりも高い濃度で存在する場合、組成物は、現像条件下でそれほど耐久性がなく、部分的な現像が画像部分に生ずる。適切な酸性コモノマーには、アクリル酸、メタクリル酸、クロトン酸などのエチレン系不飽和モノカルボン酸と、フマル酸、イタコン酸、シトラコン酸、ビニルコハク酸、マレイン酸などのエチレン系不飽和ジカルボン酸、ならびにこれらのヘミエステル、場合によってはこれらの無水物およびこれらの混合物が含まれる。低酸素雰囲気中でより清浄に燃焼することから、アクリルポリマーよりもメタクリルポリマーが好ましい。
【００３２】
非酸性コモノマーが、上述の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、これらの非酸性コモノマーは、ポリマー結合剤の少なくとも５０重量％、好ましくは７０〜７５重量％を構成することが好ましい。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がポリマー結合剤の５０重量％を構成し、残りの５０重量％は、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、α−メチルスチレンである。
【００３３】
好ましくはないが、ポリマー結合剤の非酸性部分は、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部分の代わりとして、その他の非酸性コモノマーを約５０重量％まで含有することができる。その例には、アクリロニトリル、酢酸ビニル、およびアクリルアミドが含まれる。しかし、これらを完全燃焼させることはより困難であるので、全ポリマー結合剤中にそのようなモノマーを約２５重量％未満使用することが好ましい。結合剤として、単一のコポリマーまたはコポリマーの組合せを使用することは、これらの各々が上記様々な基準を満たす限り、認められている。上記コポリマーの他、その他のポリマー結合剤を少量添加することが可能である。これらの例として、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）、ビニルアルコールおよびビニルピロリドンのコポリマー、ならびにポリエチレンオキシドなどの低級アルキレンオキシドポリマーであるポリエーテルを挙げることができる。
【００３４】
酸性コモノマーは、光架橋性官能単位などの反応性分子を導入するための反応性部位を、ポリマーに提供する。これは、以下の図に示すように、ビニル単位を含有する反応性分子と反応するカルボン酸含有部分を、２〜２０％利用することによって実現される。最終的なポリマーは、図示するように反復単位を有する。これらのポリマーは、当業者に周知である。
【００３５】
【化１】
【００３６】
（式中、Ｒ１、Ｒ２、およびＲ４は、メチル基または水素、またはこれらの混合物であり；
Ｒ３は、芳香族基またはその他の原子、例えば酸素を含有することができる、直鎖状、分枝状、または環状のアルキル基であり；
Ｒ５は、アルキル（Ｃ１〜Ｃ１０）である。）
【００３７】
本明細書で述べるポリマーは、一般に使用される溶液重合技法によるアクリレート重合の分野の当業者によって、生成することができる。典型的な場合、そのような酸性アクリレートポリマーは、□−または□−エチレン系不飽和酸（酸性コモノマー）と１種または複数の共重合性ビニルモノマー（非酸性コモノマー）とを、比較的低い沸点（７５〜１５０℃）の有機溶媒中で混合して１０〜６０％のモノマー混合物溶液を得、次いで重合触媒を添加し、その混合物を、標準圧下で溶液の還流温度に加熱してモノマーを重合することによって、生成される。重合反応が完全に終了した後、生成された酸性ポリマー溶液を室温まで冷却する。
【００３８】
反応性分子、フリーラジカル重合抑制剤、および触媒を、上述の冷却したポリマー溶液に添加する。この溶液を、反応が終了するまで攪拌する。任意選択で、反応の速度を上げるために、溶液を加熱することができる。反応が終了し、反応性分子がポリマー主鎖に化学的に結合した後、ポリマー溶液を室温まで冷却し、サンプルを収集し、ポリマー粘度、分子量、および酸当量を測定する。
【００３９】
さらに、ポリマー結合剤の重量平均分子量は２０００〜２５００００の範囲内にあり、任意の範囲がそこに含まれる。ポリマー結合剤の分子量は、用途に依存することとなる。１００００未満の重量は、一般にペースト組成物に有用であり、１００００よりも高い場合は、一般にテープまたはシートに有用である。分子量が１００００未満であるポリマーは、一般に、被膜形成能力が低くなる。これらはテープ形成に使用することができるが、一般に、フィルムまたはテープを形成するために、その他の適合性ある高分子量ポリマーと混合する必要がある。
【００４０】
組成物中の全ポリマーは、全組成物に対して５〜７０重量％の範囲内にあり、任意の範囲がそこに含まれる。
【００４１】
Ｂ．光硬化性モノマー
従来の光硬化性メタクリレートモノマーを、本発明で使用することができる。用途に応じて、本発明の組成物中にモノマーを含むことが常に必要であるとは限らない。モノマー成分は、乾燥した光重合可能な層の全重量に対し、１〜２０重量％の量で存在する。そのような好ましいモノマーには、ｔ−ブチルアクリレートおよびメタクリレート、１，５−ペンタンジオールジアクリレートおよびジメタクリレート、Ｎ，Ｎ−ジエチルアミノエチルアクリレートおよびメタクリレート、エチレングリコールジアクリレートおよびジメタクリレート、１，４−ブタンジオールジアクリレートおよびジメタクリレート、ジエチレングリコールジアクリレートおよびジメタクリレート、ヘキサメチレングリコールジアクリレートおよびジメタクリレート、１，３−プロパンジオールジアクリレートおよびジメタクリレート、デカメチレングリコールジアクリレートおよびジメタクリレート、１，４−シクロヘキサンジオールジアクリレートおよびジメタクリレート、２，２−ジメチロールプロパンジアクリレートおよびジメタクリレート、グリセロールジアクリレートおよびジメタクリレート、トリプロピレングリコールジアクリレートおよびジメタクリレート、グリセロールトリアクリレートおよびトリメタクリレート、トリメチロールプロパントリアクリレートおよびトリメタクリレート、ペンタエリスリトールトリアクリレートおよびトリメタクリレート、ポリオキシエチル化トリメチロールプロパントリアクリレートおよびトリメタクリレート、および特許文献８に開示されているものと同様の化合物、２，２−ジ（ｐ−ヒドロキシ−フェニル）−プロパンジアクリレート、ペンタエリスリトールテトラアクリレートおよびテトラメタクリレート、２，２−ジ−（ｐ−ヒドロキシフェニル）−プロパンジメタクリレート、トリエチレングリコールジアクリレート、ポリオキシエチル−２，２−ジ−（ｐ−ヒドロキシフェニル）プロパンジメタクリレート、ビスフェノール−Ａのジ−（３−メタクリルオキシ−２−ヒドロキシプロピル）エーテル、ビスフェノール−Ａのジ−（２−メタクリルオキシエチル）エーテル、ビスフェノール−Ａのジ−（３−アクリルオキシ−２−ヒドロキシプロピル）エーテル、ビスフェノールＡのジ−（２−アクリルオキシエチル）エーテル、１，４−ブタンジオールのジ−（３−メタクリルオキシ−２−ヒドロキシプロピル）エーテル、トリエチレングリコールジメタクリレート、ポリオキシプロピルトリメチロールプロパントリアクリレート、ブチレングリコールジアクリレートおよびジメタクリレート、１，２，４−ブタントリオールトリアクリレートおよびトリメタクリレート、２，２，４−トリメチル−１，３−ペンタンジオールジアクリレートおよびジメタクリレート、１−フェニルエチレン−１，２−ジメタクリレート、ジアリルフマレート、スチレン、１，４−ベンゼンジオールジメタクリレート、１，４−ジイソプロペニルベンゼン、および１，３，５−トリイソプロペニルベンゼンが含まれる。少なくとも３００の重量平均分子量を有するエチレン系不飽和化合物、例えばアルキレン、または炭素が２から１５個のアルキレングリコールから調製されたポリアルキレングリコールジアクリレート、または１から１０個のエーテル結合を持つポリアルキレンエーテルグリコール、および特許文献９に開示されているもの、例えば、特に末端結合として存在する場合には複数のフリーラジカル重合性エチレン結合を有するものも有用である。特に好ましいモノマーは、ポリオキシエチル化トリメチロールプロパントリアクリレート、エチル化ペンタエリスリトールトリアクリレート、ジペンタエリスリトールモノヒドロキシペンタアクリレート、および１，１０−デカンジオールジメタクリレートである。
【００４２】
Ｃ．光開始系
適切な光開始系は、周囲温度で化学線で露光することによって、フリーラジカルを発生させるものである。これらには、共役炭素環系内に２個の環内炭素原子を有する化合物である、置換または非置換多核キノンが含まれ、例えば、２−ベンジル−２−（ジメチルアミノ）−１−（４−モルホリノフェニル）−１−ブタノン、２，２−ジメトキシ−２−フェニルアセトフェノン、９，１０−アントラキノン、２−メチルアントラキノン、２−エチルアントラキノン、２−ｔ−ブチルアントラキノン、オクタメチルアントラキノン、１，４−ナフトキノン、９，１０−フェナントレンキノン、ベンズ（ａ）アントラセン−７，１２−ジオン、２，３−ナフタセン−５，１２−ジオン、２−メチル−１，４−ナフトキノン、１，４−ジメチル−アントラキノン、２，３−ジメチルアントラキノン、２−フェニルアントラキノン、２，３−ジフェニルアントラキノン、レテンキノン、７，８，９，１０−テトラヒドロナフトラセン−５，１２−ジオン、および１，２，３，４−テトラヒドロベンズ（ａ）アントラセン−７，１２−ジオンがある。その他の光開始剤、すなわちそのいくつかは、８５℃程度に低い温度で熱的に活性になる可能性があるものの、やはり有用であるその他の光開始剤は、特許文献１０に記載されており、ベンゾイン、ピバロイン、アシロインエーテル、例えばベンゾインメチルおよびエチルエーテルなどのビシナルケタルドニルアルコール；α−メチルベンゾイン、α−アリルベンゾイン、およびα−フェニルベンゾインを含めたα炭化水素置換芳香族アシロイン、チオキサントンおよび／またはチオキサントン誘導体、およびその適切な水素供与体が含まれる。特許文献１１、１２、１３、１４、１５、および１６に開示されている光還元性色素および還元剤、ならびに特許文献１７、１８、および１９に記載されるような、フェナジン、オキサジン、およびキノンに分類される色素、ミヒラーケトン、ベンゾフェノン、水素供与体を持つ２，４，５−トリフェニルイミダゾリルダイマーであって、ロイコ色素を含めたもの、およびこれらの混合物を、開始剤として使用することができる。光開始剤および光抑制剤と共に、特許文献２０に開示されている増感剤も有用である。光開始剤または光抑制剤系は、乾燥した光重合性の層の全重量に対し、０．０５〜１０重量％で存在する。
【００４３】
Ｄ．溶媒
有機媒体の溶媒成分は、溶媒の混合物でよく、ポリマーおよびその他の有機成分が入っている完全な溶液が得られるように選択する。溶媒は、組成物のその他の構成成分に対して不活性（非反応性）であるべきである。スクリーン印刷可能であり光画像形成可能であるペーストでは、大気圧下、比較的低いレベルの熱を加えることによって、分散体から溶媒を蒸発させることができるよう、溶媒が十分に高い揮発性を有するべきであるが、この溶媒は、ペーストが、印刷プロセス中に通常の室温でスクリーン上で素早く乾燥するほど揮発性が高いものであるべきではない。ペースト組成物で使用される好ましい溶媒は、大気圧下で３００℃未満の沸点、好ましくは２５０℃未満の沸点を有するべきである。そのような溶媒には、脂肪族アルコール、そのようなアルコールのエステル、例えば酢酸エステルおよびプロピオン酸エステル；松根油およびα−またはβ−テルピネオールなどのテルペン、またはこれらの混合物；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どの、エチレングリコールおよびそのエステル；ブチルカルビトール、ブチルカルビトールアセテートおよびカルビトールアセテートなどのカルビトールエステル、およびＴｅｘａｎｏｌ（登録商標）（２，２，４−トリメチル−１，３−ペンタンジオールモノイソブチレート）などのその他の適切な溶媒が含まれる。流延テープの場合、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も低い沸点を有する。そのような溶媒には、酢酸エチル、メタノール、イソプロパノール、アセトン、キシレン、エタノール、メチルエチルケトン、およびトルエンが含まれる。
【００４４】
Ｅ．その他の添加剤
しばしば有機媒体は、１種または複数の可塑剤も含有することになる。そのような可塑剤は、基板への良好な積層を確実にし、かつ組成物の未露光領域の現像可能性を高めるのに役立つ。可塑剤の選択は、変性しなければならないポリマーによって主に決定される。様々な結合剤系に使用されてきた可塑剤の中には、ジエチルフタレート、ジブチルフタレート、ブチルベンジルフタレート、ジベンジルフタレート、アルキルホスフェート、ポリアルキレングリコール、グリセロール、ポリ（エチレンオキシド）、ヒドロキシエチル化アルキルフェノール、トリクレシルホスフェートトリエチレングリコールジアセテート、およびポリエステル可塑剤がある。当技術分野で知られている追加の成分は、懸濁剤、安定剤、離型剤、分散剤、剥離剤、消泡剤、および湿潤剤も含めて、組成物中に存在してよい。適切な材料の概略的開示が、特許文献３に示されている。
【００４５】
概略的なペースト調製
典型的な場合、厚膜組成物は、ペースト様のコンシステンシーを有するように配合され、これを「ペースト」と呼ぶ。一般にペーストは、黄色灯の下、有機ビヒクル、モノマー、およびその他の有機成分を混合容器内で混合することによって調製する。次いで無機物質を、この有機成分混合物に添加する。次いで無機粉末が有機物質によって濡れるまで、この組成物全体を混合する。次いで混合物を、３本ロールミルを使用してロールミリング処理する。この時点でのペーストの粘度は、処理に最適な粘度が実現されるように、適切なビヒクルまたは溶媒で調節することができる。
【００４６】
夾雑な汚染があると欠陥の原因になるので、ペースト組成物の調製プロセスおよび部分品の調製プロセスでは、そのような夾雑な汚染が回避されるよう注意を払う。
【００４７】
概略的な焼成プロフィル
本発明の組成物は、焼成プロフィルを使用することによって処理することができる。焼成プロフィルは、厚膜技術の当業者の知識に十分含まれる範囲である。有機媒体の除去、および無機物質の焼結は、焼成プロフィルに依存する。プロフィルは、完成品から媒体が実質的に除去されたかどうか、さらに無機物質が完成品中で実質的に焼結されたかどうかを判断することになる。本明細書で使用する「実質的に」という用語は、意図される用法または用途に対して少なくとも適切な抵抗率または導電率がもたらされるような程度まで、少なくとも９５％の媒体の除去および無機物質の焼結が行われたことを意味する。
【００４８】
概略的なテープ調製
本発明の組成物は、テープの形で使用することができる。組成物をテープの形で使用する場合、スリップを調製し、これをテープ流延で使用する。スリップは、テープ作製の際に組成物に使用される一般用語であり、有機媒体中に分散された無機粉末の、適正に分散された混合物である。有機媒体中の無機粉末の、良好な分散を実現する一般的な方法は、従来のボールミリング法を使用することによる。ボールミリングは、セラミックミリングジャーと、ミリング媒体（典型的な場合、球形または円筒形のアルミナまたはジルコニアペレット）とからなる。混合物全体をミリングジャーに入れ、ミリング媒体を添加する。ジャーを漏れ防止蓋で閉めた後、ジャーを転動させて、混合効率が最適になる回転速度でジャー内部にミリング媒体のミリング動作を生み出す。回転の長さは、性能仕様を満たすよう、十分に分散された無機粒子を得るのに必要とされる時間である。スリップは、ブレードまたはバーコーティング法によって基板に付着させることができ、その後、周囲または加熱乾燥することができる。乾燥後のコーティングの厚さは、用途に応じて２〜３ミクロンから数十ミクロンに及んでよい。
【００４９】
テープは、カバーシートで積層することができ、その後に、ワイドストックロールとして巻き上げられる。シリコーンで被覆されたテレフタレートＰＥＴフィルム、ポリプロピレン、またはポリエチレンを、カバーシートとして使用することができる。カバーシートは、最終基板に積層する前に除去される。
【００５０】
フラットパネルディスプレイの適用例
本発明は、上記黒色導電性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、好ましくはフラットパネルディスプレイの適用例で使用することができ、特に交流プラズマディスプレイパネルデバイスで使用することができる。黒色電極は、デバイス基板と導体電極アレイとの間に形成することができる。
【００５１】
一実施形態では、本発明の電極を、以下に述べるようにＡＣ ＰＤＰの適用例で使用する。本発明の組成物および電極は、その他のフラットパネルディスプレイの適用例で使用することができ、そのＡＣ ＰＤＰデバイスにおける記述は、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について、以下に説明する。この記述には、基板と導体電極（バス電極）との間に黒色電極を含んだ２層電極が含まれる。黒色組成物が、追加の任意選択の１種または複数の貴金属、典型的な場合には銀を含む場合、単層電極を形成できることがさらに理解される。また、交流プラズマディスプレイパネルデバイスを作製するための方法についても概説する。
【００５２】
交流プラズマディスプレイパネルデバイスは、間隙を有する前面および背面誘電体基板と、平行な第１および第２の電極複合体群を、イオン化ガスが充填された放電空間内に含有する電極アレイとからなる。第１および第２の電極複合体群は、中心に放電空間を備えた状態で、互いに交差するように対向している。ある特定の電極パターンが、誘電体基板の表面に形成され、誘電体材料が、誘電体基板の少なくとも片面の電極アレイに被覆されている。このデバイスでは、前面誘電体基板上の少なくとも電極複合体に、同じ基板上のバス導体に接続された導体電極アレイ群を取り付け、上記基板と上記導体電極アレイとの間に本発明の黒色電極を形成する。
【００５３】
図１は、ＡＣ ＰＤＰ内の、本発明の黒色電極を例示する。図１は、本発明の黒色電極を使用したＡＣ ＰＤＰを示す。図１に示すように、ＡＣ ＰＤＰデバイスは、以下の構成要素、すなわちガラス基板（５）上に形成された下層透明電極（１）と、透明電極（１）上に形成された黒色電極（１０）（本発明の黒色導電性組成物を、黒色電極（１０）に使用する）と、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た金属からの導電性金属粒子を含有する感光性導体組成物である（これについては以下に詳細に説明する））とを有する。黒色電極（１０）およびバス導体電極（７）を、化学線で画像通りに露光してパターンを形成し、塩基性水溶液中で現像し、高温で焼成して、有機成分を除去し、かつ無機物質を焼結する。黒色電極（１０）およびバス導体電極（７）は、同一のまたは非常に類似した画像を使用してパターニングする。最終的に、焼成された高導電性の電極複合体が得られるが、これは透明電極（１）の表面では黒色に見え、前面ガラス基板上に置くと、外光の反射が抑制される。
【００５４】
本明細書で使用する「黒色」という用語は、白色バックグラウンドに対してかなりの視覚コントラストを有する暗色を意味する。したがってこの用語は、色が存在しない状態を意味する黒色に必ずしも限定するものではない。「黒度」の程度は、Ｌ値を決定するために比色計で測定することができる。Ｌ値は輝度を表し、１００が純白であり、０が純粋の黒である。図１には示されているが、以下に述べる透明電極は、本発明のプラズマディスプレイデバイスを形成する際に必ずしも必要ではない。
【００５５】
透明電極を使用する場合、イオンスパッタリングまたはイオンめっきなどの化学気相成長または電着によってこの透明電極（１）を形成するために、ＳｎＯ２またはＩＴＯを使用する。本発明における、透明電極の成分およびその形成方法は、当業者に周知の従来のＡＣ ＰＤＰ生産技術によるものである。
【００５６】
図１に示すように、本発明のＡＣ ＰＤＰデバイスは、パターニングされ焼成されたメタライゼーション上に誘電体被覆層（８）およびＭｇＯ被覆層（１１）を有するガラス基板をベースにする。
【００５７】
導体線は、その線幅が均一であり、凹みまたは破断もなく、線同士の間で高い導電率、光学的明瞭度、および良好な透明度を有する。
【００５８】
次に、ＰＤＰデバイスの前面プレートのガラス基板上の、任意選択の透明電極上に、バス電極と黒色電極との両方を作製する方法について例示する。
【００５９】
図２に示すように、本発明の一実施形態の形成方法は、一連のプロセス（（Ａ）〜（Ｅ））を含む。
【００６０】
（Ａ）ガラス基板（５）上で、当業者に知られている従来方法に従ってＳｎＯ２またはＩＴＯを使用して形成された透明電極（１）上に、黒色電極を形成する感光性厚膜組成物層（１０）を付着させ、次いでその厚膜組成物層（１０）を、窒素または空気雰囲気中で乾燥させるプロセス。黒色電極組成物は、本発明の鉛フリーの黒色導電性組成物である（図２（Ａ））。
【００６１】
（Ｂ）第１の付着された黒色電極組成物層（１０）に、バス電極を形成するための感光性厚膜導体組成物（７）を付着させ、次いでその厚膜組成物層（７）を、窒素または空気雰囲気中で乾燥する。感光性厚膜導電性組成物について、以下に示す（図２（Ｂ））。
【００６２】
（Ｃ）第１の付着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、これらの現像後に正確な電極パターンをもたらす露光条件を使用して、透明電極（１）と相関するよう配列させ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、化学線（典型的な場合、紫外線源）で画像通りに露光する（図２（Ｃ））。
【００６３】
（Ｄ）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、第１の黒色導電性組成物層（１０）および第２のバス電極組成物層（７）の露光済み部分（１０ａ、７ａ）を現像するプロセス。このプロセスは、層（１０、７）の未露光部分（１０ｂ、７ｂ）を除去する。露光した部分（１０ａ、７ａ）は残存する（図２（Ｄ））。次いで現像後の生成物を乾燥する。
【００６４】
（Ｅ）次いでプロセス（Ｄ）の後、この部分品を、基板材料に応じて４５０〜６５０℃の温度で焼成して、無機結合剤および導電性成分を焼結する（図２（Ｅ））。
【００６５】
本発明の第２の実施形態の形成方法について、図３と共に以下に説明する。便宜上、図３の各部分に割り当てられた番号は、図２の場合と同じである。第２の実施形態の方法は、一連のプロセス（Ａ’〜Ｈ’）を含む。
【００６６】
Ａ’．ガラス基板（５）上で、当業者に知られている従来方法に従いＳｎＯ２またはＩＴＯを使用して形成された透明電極（１）上に、黒色電極を形成する感光性厚膜組成物層（１０）を付着させ、次いでこの厚膜組成物層（１０）を、窒素または空気雰囲気中で乾燥させるプロセス。黒色電極組成物は、本発明の鉛フリーの黒色導電性組成物である（図３（Ａ））。
【００６７】
Ｂ’．第１の付着された黒色電極組成物層（１０）を、その現像後に正確な黒色電極パターンをもたらす露光条件を使用して、透明電極（１）に相関するよう配列させ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、化学線（典型的な場合、紫外線源）で画像通りに露光する（図３（Ｂ））。
【００６８】
Ｃ’．層（１０）の未露光部分（１０ｂ）を除去するため、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、第１の黒色導電性組成物層（１０）の露光済み部分（１０ａ）を現像するプロセス（図３（Ｃ））。次いで現像後の生成物を乾燥する。
【００６９】
Ｄ’．次いでプロセス（Ｃ’）の後、これらの部分品を、基板材料に応じて４５０〜６５０℃の温度で焼成して、無機結合剤および導電性成分を焼結する（図３（Ｄ））。
【００７０】
Ｅ’．第１の感光性厚膜組成物層（１０）の、焼成されパターニングされた部分（１０ａ）による黒色電極（１０ａ）に、バス電極を形成する感光性厚膜組成物層（７）を付着させ、次いで窒素または空気雰囲気中で乾燥するプロセス（図３（Ｅ））。感光性厚膜導体組成物については以下に述べる。
【００７１】
Ｆ’．第２の付着されたバス電極組成物層（７）を、その現像後に正確な電極パターンをもたらす露光条件を使用して、透明電極（１）および黒色電極（１０ａ）に相関するよう配列させ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（１３）を通して、化学線（典型的な場合、紫外線源）で画像通りに露光する（図３（Ｆ））。
【００７２】
Ｇ’．層（７）の未露光部分（７ｂ）を除去するため、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、第２のバス導電性組成物層（７）の露光された部分（７ａ）を現像するプロセス（図３（Ｇ））。次いで現像後の生成物を乾燥する。
【００７３】
Ｈ’．次いでプロセス（Ｇ’）の後、これらの部分品を、基板材料に応じて４５０〜６５０℃の温度で焼成して、無機結合剤および導電性成分を焼結する（図３（Ｈ））。
【００７４】
第３の実施形態（図示せず）は、以下に示す一連のプロセス（（ｉ）〜（ｖ））を含む。この実施形態は、単層電極の適用例に特に有用である。
【００７５】
（ｉ）基板上に黒色電極組成物を載せるプロセス。この黒色電極組成物は、上述の、本発明の黒色導電性組成物である。
【００７６】
（ｉｉ）基板上に感光性導電性組成物を載せるプロセス。この感光性導電性組成物については以下に述べる。
【００７７】
（ｉｉｉ）化学線によって、黒色組成物および導電性組成物を画像通りに露光することにより、電極パターンを固定するプロセス。
【００７８】
（ｉｖ）化学線で露光されていない領域を除去するため、塩基性水溶液によって、露光された黒色組成物および導電性組成物を現像するプロセス。
【００７９】
（ｖ）現像された導電性組成物を焼成するプロセス。
【００８０】
上述のように形成された前面ガラス基板アセンブリは、ＡＣ ＰＤＰに使用することができる。例えば、再び図１を参照すると、前面ガラス基板（５）上に、黒色電極（１０）およびバス電極（７）と関連付けて透明電極（１）を形成した後、前面ガラス基板アセンブリを誘電体層（８）で覆い、次いでＭｇＯ層（１１）で被覆する。次に、前面ガラス基板（５）を背面ガラス基板（６）と組み合わせる。セル障壁（４）の形成と共に、蛍光体でスクリーン印刷したいくつかのディスプレイセルを、背面ガラス（６）上に固定する。前面基板アセンブリ上に形成された電極は、背面ガラス基板上に形成されたアドレス電極と交差する。前面ガラス基板（５）と背面ガラス基板（６）との間に形成された放電空間を、ガラス封止剤で密閉し、それと同時に、混合放電ガスをその空間内に封入する。ＡＣ ＰＤＰデバイスはこのように組み立てられる。
【００８１】
次に、バス電極用のバス導電性組成物について、以下に説明する。
本発明で使用されるバス導電性組成物は、市販されている感光性の厚膜導電性組成物でよい。上述のように、バス導電性組成物は、（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少なくとも１種の金属の導電性金属粒子と、（ｂ）少なくとも１種の無機結合剤と、（ｃ）光開始剤と、（ｄ）光硬化性モノマーとを含む。本発明の一実施形態では、バス導電性組成物がＡｇを含む。
【００８２】
導電相は、典型的な場合には粒径が０．０５〜２０μｍ（ミクロン）の範囲内である銀粒子をランダムな形状または薄片形状で含む、上記組成物の主成分である。バス導電性組成物は、銀粒子を含む一実施形態に関連して本明細書に記述されているが、これは限定を意図するものではない。紫外線重合性媒体をこの組成物と一緒に使用する場合、銀粒子は、その粒径が０．３〜１０μの範囲内にあるべきである。好ましい組成物は、厚膜ペースト全体に対して銀粒子を６５〜７５重量％含有すべきである。
【００８３】
また、バス電極を形成するための銀導電性組成物は、Ａｇの他に必要に応じて、ガラス結合剤を０〜１０重量％、および／または、ガラスまたは前駆体を形成しない耐熱物質を０〜１０重量％含有してもよい。ガラス結合剤の例には、上述の、鉛フリーのガラス結合剤が含まれる。ガラスおよび前駆体を形成しない耐熱物質は、例えば、アルミナ、酸化銅、酸化ガドリニウム、酸化タンタル、酸化ニオブ、酸化チタン、酸化ジルコニウム、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。
【００８４】
そのような主成分の他に、第２、第３、およびより多くの無機添加剤を添加する目的は、パターン形状の制御、焼成中の焼結の抑制または促進、接着性の保持、主な金属成分の拡散の制御、バス電極付近での変色の防止、抵抗の制御、熱膨張係数の制御、機械的強度の保持などを行うことである。タイプおよび量は、基本的な性能に著しい悪影響を及ぼさない範囲内で、必要に応じて選択する。
【００８５】
さらに、銀導電性組成物は、上記粒状物質が分散している感光性媒体を、１０〜３０重量％含有してもよい。そのような感光性媒体は、ポリメチルメタクリレート、および多官能性モノマーの溶液でよい。このモノマーは、銀導電性組成物ペーストの調製中、および紫外線硬化前の印刷／乾燥プロセス中に、蒸発を最小限に抑えるために、揮発性が低いものから選択される。感光性媒体は、溶媒および紫外線開始剤を含有してもよい。好ましい紫外線重合性媒体には、９５／５の比（重量ベース）であるメチルメタクリレート／エチルアクリレートをベースにしたポリマーが含まれる。上述の銀導電性組成物は、易流動性ペーストの場合に１０〜２００Ｐａ・ｓの粘度を有する。
【００８６】
そのような媒体に適した溶媒は、ブチルカルビトールアセテート、Ｔｅｘａｎｏｌ（登録商標）、およびβ−テルピネオールであるが、これらに限定されない。役立てることができる追加の溶媒には、上記セクション（Ｇ）の有機媒体で列挙したものが含まれる。そのような媒体は、分散剤、安定剤などで処理することができる。
【００８７】
実施例で使用した試験手順
乾燥後の黒色厚さ
黒色電極の乾燥膜厚を、Ｔｅｎｃｏｒ Ａｌｐｈａ Ｓｔｅｐ ２０００などの接触側面計を使用して、４つの異なる点で測定した。
【００８８】
乾燥後のＡｇ／黒色厚さ
Ａｇ電極を、乾燥させた黒色電極上に印刷し、次いで乾燥した。黒色／Ａｇ複合体層の厚さを、黒色電極と同じ方法で測定した。
【００８９】
線解像度
画像形成したサンプルを、最小倍率が２０×であり接眼レンズの倍率が１０×であるズーム式顕微鏡を使用して検査する。短絡（線同士の接続）または開路（線内の完全な破断）がまったくなく完全に無傷である最も微細な線の群が、そのサンプルに関して定められた線解像度である。
【００９０】
４ミル線の厚さ
焼成後の膜厚を、抵抗率の測定に使用される４ミルの線幅に関して測定する。測定は、接触側面計を使用して行う。
【００９１】
４ミル線のエッジカール
４ミル線の膜厚を測定する場合、エッジに悪魔の角の形をした突起が観察されることがあり、この悪魔の角の長さをエッジカールと呼ぶ。エッジカールが大きいと、透明誘電体物質を印刷、積層、またはコーティングによって形成し、次いで焼成した後に、気泡が混入し易く、誘電体の破断に至る可能性があり、したがってエッジカールは望ましくない。エッジカールがないこと、すなわちエッジカールが０μｍであることが、最も望ましい。現行の鉛含有導電性組成物の場合でさえ、エッジカールは約１〜３μｍであることがわかっている。
【００９２】
剥離
焼成後のパターンの隅に生ずる浮上がりの程度を、顕微鏡下で観察し、無、低、中、中高（または中間−高）、および高のレベルに分類する。現在入手可能な鉛含有導電性組成物では、隅の浮上がりが低レベルであることが観察される。隅の浮上がりがないことが、最も望ましい。
【００９３】
ブリスター形成
焼成後のブリスター形成の程度を、顕微鏡下で観察し、低、低中、中、中高、および高のレベルに分類する。現在入手可能な鉛含有導電性組成物では、低中レベルのブリスター形成が観察される。ブリスター形成がないことが、最も望ましい。
【００９４】
Ａｇ／黒色２層のＬ値
焼成後、ガラス基板の背面から見た黒度を測定する。黒度については、標準白色板を使用した較正による比色計（Ｍｉｎｏｌｔａ ＣＲ−３００）を使用して、色（Ｌ＊）を測定する。Ｌ＊は明度を表し、０が純粋な黒であり、１００が純白である。
【００９５】
単（黒色のみ）層のＬ値
ＩＴＯ被膜フリーのガラス基板を、上記（１）のように黒色電極で被覆し、乾燥する。プロセス（２）、（３）、および（４）のそれぞれを省略し、このように得られた乾燥黒色電極を、プロセス（５）と同じ条件下で焼成して、単一の固体焼成黒色電極層を形成する。焼成後、ガラス基板の背面から見た黒度を、上記Ａｇ／黒色２層のＬ値の場合に使用した条件下、比色計（Ｍｉｎｏｌｔａ ＣＲ−３００）を使用して測定するが、このとき、０は純粋な黒であり１００は純白である。
【００９６】
黒色抵抗（Ω）
この評価では、黒色電極の抵抗を測定する。この方法は、焼成後の黒色層の導電性を確認するのに使用する。上述（単層のＬ値）の試験部分品を用い、プローブ距離が約４ｃｍである抵抗計を使用して、黒色電極焼成被膜の抵抗を測定する。この装置を使用すると、測定することができる最大抵抗は１ＧΩである。
【００９７】
黒色／Ａｇ抵抗率（ｍΩ／５μｍ２）
これは、焼成後の膜厚（５μｍ）の単位当たりのシート抵抗値（ｍΩ／５μｍ２）である。この値は、いわゆる比抵抗（μΩ・ｃｍ）の２倍に等しい。現行の鉛含有黒色導電性組成物（ＤｕＰｏｎｔ社のＤＣ２４３ペースト）およびＡｇ電極（ＤＣ２０９）を使用する場合、この値は、約１１〜１３ｍΩ／５μｍ２であることがわかっている。この値は、低いほど良好である。
【００９８】
実施例で使用される材料の用語解説
有機成分
モノマーＡ：モノマーＴＭＰＥＯＴＡ（トリメチロールプロパンエトキシトリアクリレート）
溶媒Ａ：溶媒、Ｔｅｘａｎｏｌ
有機添加剤Ａ：添加剤、マロン酸
有機添加剤Ｂ：添加剤ＢＨＴ
【００９９】
【表１】
【０１００】
【表２】
【０１０１】
ＢｉガラスフリットＡ
ＳｉＯ２ ７．１重量％ ＳＡ：２．５〜３．３ｍ２／ｇ
Ａｌ２Ｏ３ ２．１
ＣａＯ ０．５ ＰＳＤ Ｄ５０：０．７〜０．８３μｍ
ＺｎＯ １２．０
Ｂ２Ｏ３ ８．４
Ｂｉ２Ｏ３ ６９．９
【０１０２】
【表３】
【０１０３】
実施例で使用した組成物の調製
感光性の、湿式現像可能なペーストの調製。
【０１０４】
（Ａ）有機物質の調製
溶媒およびアクリルポリマーを混合し、攪拌し、１００℃に加熱して、結合剤ポリマーの完全な溶解を実現する。得られた溶液を８０℃に冷却し、残りの有機成分を添加し、その混合物を攪拌して、すべての固形分の完全な溶解を実現する。次いでこの物質を、３２５−メッシュスクリーンに通して濾過し、冷却する。
【０１０５】
（Ｂ）ペーストの調製
有機ビヒクル、１種または複数のモノマー、およびその他の有機成分を、黄色灯の下、混合容器内で混合することにより、ペーストを調製する。次いでこの有機成分の混合物に、無機物質を添加する。次いで無機粉末が有機物質によって濡れるまで、組成物全体を混合する。この混合物に対し、３本ロールミルを使用して、ロールミリングを行う。最適な処理を行うための粘度が得られるよう、適切なビヒクルまたは溶媒を用いることによって、この時点でペーストの粘度を調節することができる。
【０１０６】
ペースト組成物の調製過程および部分品の調製中、夾雑な汚染があると欠陥につながる可能性があるので、そのような夾雑な汚染が回避されるように注意を払う。
【０１０７】
（Ｃ）調製条件
（１）黒色電極の形成
組成および乾燥後の所望の厚さに応じて、２００〜４００メッシュスクリーンを使用して、スクリーン印刷によりガラス基板にペーストを付着させる。実施例の黒色ペーストは、３５０メッシュのポリエステルスクリーンを使用して、スクリーン印刷によりガラス基板に付着させた。透明電極（薄膜ＩＴＯ）が形成されているガラス基板上に、２層構造として試験がなされる部分品を調製した（単層（黒色のみ）構造として試験がなされる部分品は、ＩＴＯ被膜のないガラス基板上に調製した）。次いで部分品を、温風循環炉内で２０分間、８０℃で乾燥して、乾燥膜厚が２〜６μｍの黒色電極を形成した。
【０１０８】
次いで単層（黒色のみ）構造として試験がなされる部分品を、焼成した（プロセス５参照）。
【０１０９】
次いで２層構造として試験がなされる部分品を、以下に示すように処理した（プロセス２〜５参照）。
【０１１０】
（２）バス導電性電極の形成
次に、２層の部分品に、３２５ステンレス鋼メッシュスクリーンを使用してスクリーン印刷することにより、光画像形成可能なＡｇ導電性ペーストを重ね刷りした。以下の実施例では、この光画像形成可能なＡｇ導電性ペーストは、ビスマスガラスフリットＡを０．５重量％、およびＡｇ粉末（平均粒径：１．３μｍ）を７０重量％含有する感光性Ａｇペーストである。この部分品を、８０℃の温度で２０分間、再び乾燥する。乾燥膜厚は６〜１０μｍである。２層構造に関する乾燥膜厚は、１０〜１６μｍである。
【０１１１】
（３）紫外線パターン露光
２層の部分品を、平行紫外線源を使用して、フォトツールを通して露光した（照度：５〜２０ｍＷ／ｃｍ２、露光エネルギー：４００ｍｊ／ｃｍ２、コンタクト露光で）。
【０１１２】
（４）現像
０．５重量％の炭酸ナトリウム水溶液を現像剤溶液として含む、コンベヤ設置型の噴霧処理機を使用して、露光した部分品を現像した。現像剤溶液の温度を３０℃に維持し、現像剤溶液を１０〜２０ｐｓｉで噴霧した。部分品を、２０秒の現像時間にかけた（ＴＴＣの３〜４倍に対応する）。現像した部分品を、強制空気流によって過剰な水を吹き飛ばすことにより乾燥させた。
【０１１３】
（５）焼成
次いで乾燥した部分品を、１０分間の５５０℃または５００℃のピーク温度に達する２．５時間のプロフィルを使用して、空気雰囲気中、ベルト炉内で焼成した。
【０１１４】
以下に示す実施例で、電極の調製条件は、上記（１）〜（５）に示した通りである。
【実施例】
【０１１５】
適用実施例１〜１０
これらの実施例で使用したＡｇ導電性ペーストは、ＡｇペーストＡであった。黒色導電性組成物は、ある範囲の黒色導電性酸化物粉末で調製した。
【０１１６】
【表４】
【０１１７】
実施例２〜１０では、比表面積と重量との比が低い（＜１ｍ２／ｇ）導電性酸化物粉末を使用した。実施例１では、実施例２と同じ導電性酸化物粉末を使用したが、比表面積と重量との比は、著しく大きかった（１３ｍ２／ｇ）。使用したすべての組成物は、同じガラス結合剤（ＢｉガラスフリットＡ）を含有していた。試験をした黒色ペースト組成物の詳細を、表１に示す。上記プロセス（１）〜（５）を使用して、バス電極−黒色電極２層構造の試験部分品と、単層黒色電極の試験部分品を調製し、様々な特性について調査した。すべての部分品は、他に特に示さない限り、５５０℃のピーク温度に焼成した。
【０１１８】
【表５】
【０１１９】
上層Ａｇ電極に使用される感光性Ａｇペーストは、Ａｇ粉末（平均粒径：約１．３μｍ）を７０％、およびＢｉガラスフリットＡを０．５％含有していた。
【０１２０】
結果を表２に示す。
【０１２１】
【表６】
【０１２２】
すべての実施例（１〜１０）の光特性（線解像度によって決定されるようなもの）は、対照例（ＤＣ２４３／ＤＣ２０９）と同様である。
【０１２３】
すべての特性において、実施例１は対照例（ＤＣ２４３／ＤＣ２０９）と同様に機能する。
【０１２４】
実施例１と２を比較すると、ルテニウム酸Ｂａ導電性ＳＡが高い場合、黒色および導電率が改善される。
【０１２５】
いくつかの実施例（５〜１０）は、５５０℃で焼成したときに、高レベルのブリスター形成を示した。５００℃で焼成した場合、ブリスター形成のレベルは著しく低下した。
【０１２６】
適用実施例１１〜１９
別の実施例は、下記の黒色導電性粉末をベースにして調製した。
【０１２７】
【表７】
【０１２８】
実施例１１〜１５は、導電性酸化物を１４重量％含有していた。実施例１６〜１９では、導電性レベルを２倍にして２８重量％にした。
【０１２９】
実施例１１〜１９の詳細な組成を、表３に示す。
【０１３０】
【表８】
【０１３１】
実施例２〜１０のすべては、ＳＡの低い導電性を使用し、それらのＬ値は高く、黒色のみの導電率は＞１ＧΩであった。実施例１１〜１９は、より高いＳＡを持つ黒色導電性、および／またはペースト中に高レベルの黒色導電性を使用すること、および／またはより厚みのある黒色電極を使用することのいずれかによって、Ｌ値および黒色導電率を改善することができることを示すように設計される。
【０１３２】
したがって実施例１１〜１９は、単層（黒色のみ）構成にして試験をした。
【０１３３】
【表９】
【０１３４】
すべての実施例は、Ｌ値が既に低い値（＜１０）である場合を除き、黒色電極の厚さが増大するとＬ値が低下することを示している。すべての実施例は、Ｌ値が既に低い値（＜１０）である場合を除き、黒色電極内の導電性レベルが上昇したときにＬ値が低下することを示している。
【０１３５】
実施例１〜２と１３〜１４では、黒色導電性のＳＡが増大すると、Ｌ値が低下する。
【０１３６】
実施例１７〜１８は、黒色電極厚さが増大すると、黒色抵抗が低下することを示す。
【０１３７】
実施例１３〜１７、１４〜１８は、黒色電極内の導電性レベルが上昇すると、黒色抵抗が低下することを示す。
【０１３８】
実施例１〜２は、黒色導電性のＳＡが増大すると、黒色抵抗が低下することを示す。
【図面の簡単な説明】
【０１３９】
【図１】本発明の一実施形態による、ＡＣ ＰＤＰデバイスの概略を示す、拡大斜視図である。
【図２ａ】ガラス基板（５）上で、当業者に知られている従来方法に従ってＳｎＯ２またはＩＴＯを使用して形成された透明電極（１）上に、黒色電極を形成する感光性厚膜組成物層（１０）を付着させ、次いでその厚膜組成物層（１０）を、窒素または空気雰囲気中で乾燥させるステップを示す図である。
【図２ｂ】第１の付着された黒色電極組成物層（１０）に、バス電極を形成するための感光性厚膜導体組成物（７）を付着させ、次いでその厚膜組成物層（７）を、窒素または空気雰囲気中で乾燥するステップを示す図である。
【図２ｃ】第１の付着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、これらの現像後に正確な電極パターンをもたらす露光条件を使用して、透明電極（１）と相関するよう配列させ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、化学線（典型的な場合、紫外線源）で画像通りに露光するステップを示す図である。
【図２ｄ】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、第１の黒色導電性組成物層（１０）および第２のバス電極組成物層（７）の露光済み部分（１０ａ、７ａ）を現像するステップを示す図である。
【図２ｅ】部分品を、基板材料に応じて４５０〜６５０℃の温度で焼成して、無機結合剤および導電性成分を焼結するステップを示す図である。
【図３ａ】ガラス基板（５）上で、当業者に知られている従来方法に従いＳｎＯ２またはＩＴＯを使用して形成された透明電極（１）上に、黒色電極を形成する感光性厚膜組成物層（１０）を付着させ、次いでこの厚膜組成物層（１０）を、窒素または空気雰囲気中で乾燥させるステップを示す図である。
【図３ｂ】第１の付着された黒色電極組成物層（１０）を、その現像後に正確な黒色電極パターンをもたらす露光条件を使用して、透明電極（１）に相関するよう配列させ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、化学線（典型的な場合、紫外線源）で画像通りに露光するステップを示す図である。
【図３ｃ】層（１０）の未露光部分（１０ｂ）を除去するため、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、第１の黒色導電性組成物層（１０）の露光済み部分（１０ａ）を現像するステップを示す図である。
【図３ｄ】部分品を、基板材料に応じて４５０〜６５０℃の温度で焼成して、無機結合剤および導電性成分を焼結するステップを示す図である。
【図３ｅ】第１の感光性厚膜組成物層（１０）の、焼成されパターニングされた部分（１０ａ）による黒色電極（１０ａ）に、バス電極を形成する感光性厚膜組成物層（７）を付着させ、次いで窒素または空気雰囲気中で乾燥するステップを示す図である。
【図３ｆ】第２の付着されたバス電極組成物層（７）を、その現像後に正確な電極パターンをもたらす露光条件を使用して、透明電極（１）および黒色電極（１０ａ）に相関するよう配列させ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（１３）を通して、化学線（典型的な場合、紫外線源）で画像通りに露光するステップを示す図である。
【図３ｇ】層（７）の未露光部分（７ｂ）を除去するため、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、第２のバス導電性組成物層（７）の露光された部分（７ａ）を現像するステップを示す図である。
【図３ｈ】部分品を、基板材料に応じて４５０〜６５０℃の温度で焼成して、無機結合剤および導電性成分を焼結するステップを示す図である。
【符号の説明】
【０１４０】
１ 透明電極
５ ガラス基板
７ バス導体電極
７ａ 露光済み部分
７ｂ 未露光部分
８ 誘電体層
１０ 黒色電極（感光性厚膜電極層）
１０ａ 露光済み部分
１０ｂ 未露光部分
１１ ＭｇＯ層
１３ フォトツール（ターゲット）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、黒色導電性組成物と、そのような組成物から作製した黒色電極と、そのような電極を形成する方法とを対象とする。詳細には本発明は、交流ディスプレイパネルでの用途も含めた、フラットパネルディスプレイでの用途を対象とする。さらに本発明は、Ｂａ、Ｒｕ、Ｃａ、Ｃｕ、Ｓｒ、Ｂｉ、Ｐｂ、および希土類金属から選択された、２種以上の元素の酸化物から選択された導電性金属酸化物と、光架橋性ポリマーとを利用する組成物を対象とする。これらの組成物は、フラットパネルディスプレイの適用例に向けて光画像形成可能な黒色電極を作製するのに、特に有用である。
【背景技術】
【０００２】
より小さくより安価な電子デバイスを作製し、性能に対してより高い解像度を提供することは、この産業における傾向となっているので、そのようなデバイスを製造するために、光画像形成可能な新しい材料を開発することが必要になってきた。光パターニング技術は、伝統的なスクリーン印刷法と比較した場合、均一でより微細な線および空間解像度を提供する。ＤｕＰｏｎｔ社製ＦＯＤＥＬ（登録商標）印刷システムなどの光パターニング法は、特許文献１、２、および３に見られるように、光画像形成可能な有機媒体を利用するが、この場合まず基板を、光画像形成可能な厚膜組成物で完全に覆い（印刷し、噴霧し、被覆し、または積層し）、乾燥する。パターンの画像は、パターンを有するフォトマスクを通して、光画像形成可能な厚膜組成物を化学線で露光することにより生成される。次いで露光した基板を現像する。パターンの未露光部分を洗い流し、光画像形成された厚膜組成物を基板上に残し、次いでこれを焼成して、有機材料を除去しかつ無機材料を焼結する。そのような光パターニング法は、基板の平滑さ、無機粒径分布、露光および現像の変数に応じて、約３０ミクロンの線解像度を示す。そのような技法は、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適用例を製造する際に、有用であることが証明された。
【０００３】
ＡＣプラズマディスプレイパネル（ＰＤＰ）デバイスの画像の解像度および輝度は、電極の幅、相互接続導体ピッチ、および誘電体層の透明度に依存する。これらの材料を、スクリーン印刷、スパッタリング、または化学エッチング法などの従来のパターニング技法によって付着させる場合、電極および相互接続導体パターンを形成するために微細な線および空間解像度を得ることは難しい。さらに、ディスプレイのコントラストを改善するには、前面ガラス基板上に配列された電極および導体からの、外光の反射を低減させることが必要不可欠である。この反射の低減は、ディスプレイの前面プレートを通して見たときに、電極および導体を黒色とすることによって、最も容易に実現することができる。
【０００４】
Ｋａｋｉｎｕｍａの特許文献４に記載されているような組成物は、「（ａ）カルボキシル基含有感光性ポリマー．．．（ｂ）希釈剤、（ｃ）光重合開始剤；（ｄ）無機粉末、および（ｅ）安定剤．．．を併せて含む感光性組成物」を開示している。黒色マトリックスに使用される感光性組成物は、黒色顔料をさらに含有する。ペーストが、黒色の色調を有する必要がある場合、その主成分としてＦｅ、Ｃｏ、Ｃｕ、Ｃｒ、Ｍｎ、およびＡｌの中から選択された１種または複数のメンバーを含有する金属酸化物で形成された黒色顔料を、さらに組み込むことができる。Ｋａｋｉｎｕｍａが開示するこのような黒色顔料は、その純粋な状態で導電性を有することができるが、黒色導電性の低軟化点ガラス中では一部がしばしば分解し、その焼成済みの形態では本質的に非導電性となる被膜が得られる。２層構造では（例えば黒色導電層が、前面パネル上にパターニングされた導電性酸化スズＳｎＯ２またはインジウムスズ酸化物ＩＴＯの層に隣接しており、より導電性の高い層、典型的な場合には微細に粉砕されたＡｇ粒子で作製された層を、黒色導電層の最上部に形成する場合）、黒色導電層の高い導電率によって、バス電極からパターニングされた導電性ＳｎＯ２またはＩＴＯ層に向かう電子の流れが改善される。
【０００５】
Ｋａｋｉｎｕｍａにより開示されたその他の黒色顔料、とりわけ黒鉛および／またはカーボンブラックは、空気中で焼成する間に分解し、導電率と、黒色導電層にコントラストを与える能力との両方に、損失が生ずる。
【０００６】
【特許文献１】米国特許第４９１２０１９号明細書
【特許文献２】米国特許第４９２５７７１号明細書
【特許文献３】米国特許第５０４９４８０号明細書
【特許文献４】米国特許第６３４２３２２号明細書
【特許文献５】米国特許第５８５１７３２号明細書
【特許文献６】米国特許第６０７５３１９号明細書
【特許文献７】米国特許第３５８３９３１号明細書
【特許文献８】米国特許第３３８０８３１号明細書
【特許文献９】米国特許第２９２７０２２号明細書
【特許文献１０】米国特許第２７６０８６３号明細書
【特許文献１１】米国特許第２８５０４４５号明細書
【特許文献１２】米国特許第２８７５０４７号明細書
【特許文献１３】米国特許第３０９７０９６号明細書
【特許文献１４】米国特許第３０７４９７４号明細書
【特許文献１５】米国特許第３０９７０９７号明細書
【特許文献１６】米国特許第３１４５１０４号明細書
【特許文献１７】米国特許第３４２７１６１号明細書
【特許文献１８】米国特許第３４７９１８５号明細書
【特許文献１９】米国特許第３５４９３６７号明細書
【特許文献２０】米国特許第４１６２１６２号明細書
【非特許文献１】Introduction to Solid State Physics, Third Edition, Charles Kittel. Ed. P. 253
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、光パターニング法で使用される、光架橋性ポリマーを含有する光画像形成可能な厚膜組成物を対象とする。本発明の組成物は、光パターニング法で使用される光画像形成可能な厚膜組成物を使用することによって製作された、ＰＤＰデバイスなどのフラットパネルディスプレイの適用例で特に有用であり、これは特許文献５および６に記載されるように、黒色電極が基板と導体電極配列との間に存在するものである。詳細には、本発明の光画像形成可能な組成物は、２種以上の希土類金属の金属酸化物を利用し、そのような金属酸化物は、金属的なまたは半金属的な導電率を有するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、（Ｉ）無機物質の微細粒子であって、（ａ）Ｂａ、Ｒｕ、Ｃａ、Ｃｕ、Ｓｒ、Ｂｉ、Ｐｂ、および希土類金属から選択された２種以上の元素の酸化物から選択された、金属的なまたは半金属的な導電率を有しかつ表面と重量との比が２から２０ｍ２／ｇである導電性金属酸化物と、（ｂ）ガラス転移温度が３００から６００℃の範囲であり、表面積と重量との比が１０ｍ２／ｇ以下であり、かつこの粒子の少なくとも８５重量％が０．１〜１０μｍの範囲のサイズを有する無機結合剤とを含む無機物質の微細粒子が、（ＩＩ）（ａ）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、水性の現像可能な光架橋性ポリマーであって、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、またはこれらの組合せを含む非酸性コモノマーと、（２）エチレン系不飽和カルボン酸含有部分を含む酸性コモノマーであって、このカルボン酸含有部分の２〜２０％が、第１および第２の官能単位を有する反応性分子と反応し、ただし第１の官能単位はビニル基であり、第２の官能単位はカルボン酸部分と反応することによって化学結合を形成することが可能なコモノマーとを含み、全ポリマー重量の少なくとも１０重量％の酸含量を有し、ガラス転移温度が５０から１５０℃の範囲であり、重量平均分子量が２０００〜２５００００の範囲であるコポリマー、インターポリマー、またはこれらの混合物を形成するコモノマーを含むポリマーと、（ｂ）任意選択の光開始系と、（ｃ）有機溶媒とを含む有機媒体に分散されている組成物を対象とする。非特許文献１の冒頭の、金属／半金属の定義を参照されたい。
【０００９】
本発明はさらに、有機物が実質的に除去されておりかつ無機物質が焼結されている、上記組成物の層を含む物品を対象とする。他の実施形態は、上記組成物から形成された電極を含む。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
本発明の組成物は、光架橋性ポリマーを、有機媒体に分散させた導電性粒子などの無機物質およびガラスフリットと併せて使用する。光画像形成可能な組成物の主成分について、以下に論じる。
【００１１】
Ｉ．無機物質
Ａ．導電性金属酸化物粒子（金属的なまたは半金属的な導電率を有する酸化物）
本発明の導電性黒色組成物は、Ｂａ、Ｒｕ、Ｃａ、Ｃｕ、Ｓｒ、Ｂｉ、Ｐｂ、および希土類金属から選択された２種以上の元素の酸化物を含む、無機物質の微細粒子を含有する。詳細には、これらの酸化物は、金属的なまたは半金属的な導電率を有する金属酸化物である。希土類金属には、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）と、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とが含まれる。好ましい酸化物は、Ｂａ、Ｒｕ、Ｃａ、Ｃｕ、Ｌａ、Ｓｒ、Ｙ、Ｎｄ、Ｂｉ、およびＰｂから選択された２種以上の元素の酸化物である。
【００１２】
本発明の金属酸化物の、表面積と重量との比は、２から２０ｍ２／ｇの範囲内である。一実施形態では、この範囲が５から１５ｍ２／ｇである。他の実施形態では、表面積と重量との比の範囲が６から１０ｍ２／ｇである。
【００１３】
Ｂ．任意選択の導電性粒子
本発明の導電性黒色組成物は、導電性金属酸化物成分として、ＲｕＯ２および／またはルテニウムをベースにした多元酸化物をさらに含有することができる。
【００１４】
ルテニウムをベースにした多元酸化物は、下記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”）の多成分化合物である、パイロクロア酸化物の１つのタイプである。
【００１５】
（ＭｘＢｉ２−ｘ）（Ｍ’ｙＭ”２−ｙ）Ｏ７−ｚ
（式中、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択され、
Ｍ’は、白金、チタン、クロム、ロジウム、およびアンチモンからなる群から選択され、
Ｍ”は、ルテニウム、イリジウム、またはこれらの混合物であり、
ｘは０〜２であるが、１価の銅の場合はｘ≦１であり、
ｙは０〜０．５であるが、Ｍ’がロジウムであり、あるいは白金、チタン、クロム、ロジウム、またはアンチモンの複数である場合、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。）
ルテニウムパイロクロア酸化物は、参照により本明細書に援用する特許文献７に、詳細に見出される。
【００１６】
好ましいルテニウム多元酸化物は、ルテニウム酸ビスマスＢｉ２Ｒｕ２Ｏ７、ルテニウム酸鉛Ｐｂ２Ｒｕ２Ｏ６、Ｐｂ１．５Ｂｉ０．５Ｒｕ２Ｏ６．５、ＰｂＢｉＲｕ２Ｏ６．７５、およびＧｄＢｉＲｕ２Ｏ６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、ガラス結合剤による悪影響を受けず、空気中で約１０００℃に加熱された場合であっても安定である。
【００１７】
ルテニウム酸化物および／またはルテニウムパイロクロア酸化物は、有機媒体を含む組成物全体の重量に対して、４〜５０重量％、好ましくは６〜３０％、より好ましくは５〜１５％、最も好ましくは９〜１２％の割合で使用する。
【００１８】
任意選択で、本発明の組成物は、金、銀、白金、パラジウム、銅、およびこれらの混合物を含めた貴金属をさらに含むことができる。これらの導電性金属は、任意選択で、黒色組成物に添加することができる。事実上、球状粒子および薄片（ロッド、コーン、およびプレート）を含めた任意の形の金属粉末を、本発明の実施の際に使用することができる。好ましい金属粉末は、金、銀、パラジウム、白金、銅、またはこれらの組合せである。粒子は球状であることが好ましい。本発明の分散体は、粒径が０．１μｍ未満である有意な量の固形分を含有してはならないことがわかった。小さいサイズの粒子が存在する場合、その被膜または層を焼成して有機媒体を除去し、さらに無機結合剤および金属固形分の焼結を行うときに、有機媒体の完全燃焼を適切に得ることが難しい。通常はスクリーン印刷によって付着される厚膜ペーストを作製するために、この分散体を使用する場合、その最大粒径は、スクリーンの厚さを超えてはならない。導電性固形分の少なくとも８０重量％は、０．５〜１０μｍの範囲内に包含されることが好ましい。
【００１９】
本発明の黒色導電性組成物は、バス電極の２層構造の黒色電極層に使用することができる。典型的な場合、バス電極は、高導電性金属層と、その下層としての黒色電極とを含む（バス電極と透明基板との間）。本発明の組成物は、そのような用途に適している。本発明の黒色電極層は、必要な成分として、上記（Ａ）で述べた導電性金属酸化物を含む。上記（Ａ）の導電性金属酸化物の他に、黒色電極層は、（Ｂ）に記載する任意選択の導電性金属粒子を、任意選択で含んでもよい。黒色電極層が、（Ｂ）の導電性金属粒子、特に金、銀、白金、パラジウム、銅、およびこれらの混合物を含めた任意選択の貴金属を含む場合、単層構造を使用することができる（すなわち高導電性金属層と黒色電極層とを１つの層に組み合わせる）。
【００２０】
さらに、任意選択の導電性金属粒子の表面積と重量との比は２０ｍ２／ｇを超ないことが好ましく、１０ｍ２／ｇを超えないことが好ましく、５ｍ２／ｇを超えないことがより好ましい。表面積と重量との比が２０ｍ２／ｇよりも大きい金属粒子を使用する場合、付随する無機結合剤の焼結特性が、悪影響を受ける。適切な燃焼を得ることは難しく、ブリスターが現れる可能性がある。
【００２１】
必要ではないがしばしば、接着性を改善するために酸化銅を添加する。酸化銅は、微細粒子の形で、好ましくは約０．１から５ミクロンのサイズの範囲で存在すべきである。Ｃｕ２Ｏとして存在する場合、酸化銅は、全組成物の約０．１から約３重量％を構成し、好ましくは約０．１から１．０％を構成する。Ｃｕ２Ｏの一部またはすべては、モル当量のＣｕＯに代えることができる。
【００２２】
Ｃ．無機結合剤
本明細書で既に述べた導電性粉末は、有機媒体中に微細に分散され、無機結合剤を伴い、任意選択でその他の粉末または固形分などの金属酸化物、セラミックス、および充填剤を伴う。
【００２３】
本発明で使用される無機結合剤、一般にはガラスフリットの機能は、粒子を互いに結合すること、および焼成後に基板に結合することである。無機結合剤の例には、ガラス結合剤（フリット）、金属酸化物、およびセラミックスが含まれる。組成物に有用なガラス結合剤の多くは、当技術分野では従来通りのものである。いくつかの例には、ホウケイ酸ガラスおよびアルミノケイ酸ガラスが含まれる。いくつかの例には、さらに、Ｂ２Ｏ３、ＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３、ＣｄＯ、ＣａＯ、ＢａＯ、ＺｎＯ、ＳｉＯ２、Ｎａ２Ｏ、Ｌｉ２Ｏ、ＰｂＯ、およびＺｒＯなどの、独立にまたは組み合わせて使用してガラス結合剤を形成することができる、酸化物の組合せが含まれる。厚膜組成物に有用な、典型的な金属酸化物は、当技術分野で従来通りのものであり、例えばＺｎＯ、ＭｇＯ、ＣｏＯ、ＮｉＯ、ＦｅＯ、ＭｎＯ、およびこれらの混合物にすることができる。
【００２４】
最も好ましく使用されるガラスフリットは、ホウケイ酸鉛フリット、ビスマス、カドミウム、バリウム、カルシウム、またはその他のアルカリ土類ホウケイ酸塩フリットなどの、ホウケイ酸フリットである。そのようなガラスフリットの調製は、周知であり、例えば、構成成分の酸化物の形をとるガラスの構成成分を一緒に融解し、そのような融解組成物を水中に注いでフリットを形成することにある。１ロット分の成分は、当然ながら、フリット生産の通常の条件下で所望の酸化物をもたらす任意の化合物でよい。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ントから生成され、酸化バリウムは炭酸バリウムなどから生成されることになる。ガラスは、フリットの粒径が縮小されるように、かつ実質的に均一なサイズのフリットが得られるように、水と共にボールミル内でミリング処理されることが好ましい。次いで微細粒子を水中に沈降させて分離し、微細粒子を含有する上澄み液を除去する。その他の分類方法も同様に使用することができる。
【００２５】
一実施形態では、ガラス結合剤が、ＰｂフリーのＢｉをベースにした非晶質ガラスフリットである。その他の可能な鉛フリーの低融点ガラスは、Ｐをベースにした、またはＺｎ−Ｂをベースにした組成物である。しかし、Ｐをベースにしたガラスは良好な耐水性を持たず、Ｚｎ−Ｂをベースにしたガラスは、非晶質状態で得ることが難しく、したがってＢｉをベースにしたガラスが好ましい。Ｂｉガラスは、アルカリ金属を添加することなく、比較的低い融点を有するように作製することができ、また粉末の作製にほとんど問題がない。本発明では、以下の特徴を有するＢｉガラスが、鉛フリー組成物に最も好ましい。
【００２６】
（Ｉ）鉛フリーガラスの組成
５５〜８５重量％ Ｂｉ２Ｏ３
０〜２０重量％ ＳｉＯ２
０〜５重量％ Ａｌ２Ｏ３
２〜２０重量％ Ｂ２Ｏ３
０〜２０重量％ ＺｎＯ
０〜１５重量％ ＢａＯ、ＣａＯ、およびＳｒＯから選択された酸化物の、１種または複数（酸化物の混合物の場合、最大合計が１５重量％まで）
０〜３重量％ Ｎａ２Ｏ、Ｋ２Ｏ、Ｃｓ２Ｏ、およびＬｉ２Ｏから選択された酸化物の、１種または複数（酸化物の混合物の場合、最大合計が３重量％まで）
（ＩＩ）軟化点：４００〜６００℃
この明細書では、「軟化点」は、示差熱分析法（ＤＴＡ）によって決定された軟化点を意味する。
【００２７】
本発明で使用されるガラス結合剤は、Ｍｉｃｒｏｔｒａｃによって測定したときのＤ５０（すなわち、粒子の１／２が規定サイズよりも小さく、１／２が規定サイズよりも大きい点）が、０．１〜１０μｍであることが好ましい。ガラス結合剤のＤ５０は、０．５から１μｍであることがより好ましい。通常、工業的に好ましいプロセスでは、ガラス結合剤は、酸化物、水酸化物、炭酸塩などの原材料を混合し、融解し、急冷して機械的に微粉化することによりカレットにし（湿式、乾式）、次いで湿式微粉化の場合には乾燥することによって、調製する。その後、必要な場合は、分類を行って所望のサイズにする。本発明で使用されるガラス結合剤は、形成される黒色導電層の厚さよりも小さい平均粒径を有することが望ましい。
【００２８】
ＩＩ．有機媒体
有機媒体の主な目的は、セラミックまたはその他の基板に容易に付着させることができるような形で、組成物の微粉砕した固形分を分散させるための、ビヒクルとしての役割を果たすことである。したがって有機媒体は、第１に、適切な安定度で固形分が分散可能なものでなければならない。第２に、有機媒体の流動学的性質は、良好な付着特性を分散体に与えるようなものでなければならない。媒体の主成分は下記の通りである。
【００２９】
Ａ．光架橋性有機ポリマー
ポリマー結合剤は、本発明の組成物に重要である。この結合剤は湿式現像が可能であり、高解像度を与える。
【００３０】
この結合剤は、光架橋性ポリマー結合剤である。この結合剤は、コポリマー、インターポリマー、またはこれらの混合物で作製され、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と、（２）エチレン系不飽和カルボン酸含有部分を含む酸性コモノマーであって、このカルボン酸含有部分の２〜２０％が、第１および第２の官能単位を有する反応性分子と反応し、ただし第１の官能単位はビニル基であり、第２の官能単位はカルボン酸部分と反応することによって化学結合を形成することが可能であるコモノマーとを含む。ビニル基の例には、メタクリレート基およびアクリレート基が含まれるが、これらに限定されない。第２の官能単位の例には、エポキシド、アルコール、およびアミンが含まれるが、これらに限定されない。得られるコポリマー、インターポリマー、またはこれらの混合物は、全ポリマー重量の少なくとも１０重量％の酸含量と、５０〜１５０℃のガラス転移温度と、２０００〜２５００００の範囲の重量平均分子量とを有し、すべての範囲がこの中に含まれる。
【００３１】
組成物中に酸性コモノマー成分が存在することは、この技法では重要である。酸性官能基は、０．４〜２．０％の炭酸ナトリウム水溶液などの塩基水溶液で、現像される能力を与える。酸性コモノマーが１０％未満の濃度で存在する場合、組成物は、塩基水溶液で完全に洗い流せない。酸性コモノマーが３０％よりも高い濃度で存在する場合、組成物は、現像条件下でそれほど耐久性がなく、部分的な現像が画像部分に生ずる。適切な酸性コモノマーには、アクリル酸、メタクリル酸、クロトン酸などのエチレン系不飽和モノカルボン酸と、フマル酸、イタコン酸、シトラコン酸、ビニルコハク酸、マレイン酸などのエチレン系不飽和ジカルボン酸、ならびにこれらのヘミエステル、場合によってはこれらの無水物およびこれらの混合物が含まれる。低酸素雰囲気中でより清浄に燃焼することから、アクリルポリマーよりもメタクリルポリマーが好ましい。
【００３２】
非酸性コモノマーが、上述の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、これらの非酸性コモノマーは、ポリマー結合剤の少なくとも５０重量％、好ましくは７０〜７５重量％を構成することが好ましい。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がポリマー結合剤の５０重量％を構成し、残りの５０重量％は、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、α−メチルスチレンである。
【００３３】
好ましくはないが、ポリマー結合剤の非酸性部分は、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部分の代わりとして、その他の非酸性コモノマーを約５０重量％まで含有することができる。その例には、アクリロニトリル、酢酸ビニル、およびアクリルアミドが含まれる。しかし、これらを完全燃焼させることはより困難であるので、全ポリマー結合剤中にそのようなモノマーを約２５重量％未満使用することが好ましい。結合剤として、単一のコポリマーまたはコポリマーの組合せを使用することは、これらの各々が上記様々な基準を満たす限り、認められている。上記コポリマーの他、その他のポリマー結合剤を少量添加することが可能である。これらの例として、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）、ビニルアルコールおよびビニルピロリドンのコポリマー、ならびにポリエチレンオキシドなどの低級アルキレンオキシドポリマーであるポリエーテルを挙げることができる。
【００３４】
酸性コモノマーは、光架橋性官能単位などの反応性分子を導入するための反応性部位を、ポリマーに提供する。これは、以下の図に示すように、ビニル単位を含有する反応性分子と反応するカルボン酸含有部分を、２〜２０％利用することによって実現される。最終的なポリマーは、図示するように反復単位を有する。これらのポリマーは、当業者に周知である。
【００３５】
【化１】
【００３６】
（式中、Ｒ１、Ｒ２、およびＲ４は、メチル基または水素、またはこれらの混合物であり；
Ｒ３は、芳香族基またはその他の原子、例えば酸素を含有することができる、直鎖状、分枝状、または環状のアルキル基であり；
Ｒ５は、アルキル（Ｃ１〜Ｃ１０）である。）
【００３７】
本明細書で述べるポリマーは、一般に使用される溶液重合技法によるアクリレート重合の分野の当業者によって、生成することができる。典型的な場合、そのような酸性アクリレートポリマーは、□−または□−エチレン系不飽和酸（酸性コモノマー）と１種または複数の共重合性ビニルモノマー（非酸性コモノマー）とを、比較的低い沸点（７５〜１５０℃）の有機溶媒中で混合して１０〜６０％のモノマー混合物溶液を得、次いで重合触媒を添加し、その混合物を、標準圧下で溶液の還流温度に加熱してモノマーを重合することによって、生成される。重合反応が完全に終了した後、生成された酸性ポリマー溶液を室温まで冷却する。
【００３８】
反応性分子、フリーラジカル重合抑制剤、および触媒を、上述の冷却したポリマー溶液に添加する。この溶液を、反応が終了するまで攪拌する。任意選択で、反応の速度を上げるために、溶液を加熱することができる。反応が終了し、反応性分子がポリマー主鎖に化学的に結合した後、ポリマー溶液を室温まで冷却し、サンプルを収集し、ポリマー粘度、分子量、および酸当量を測定する。
【００３９】
さらに、ポリマー結合剤の重量平均分子量は２０００〜２５００００の範囲内にあり、任意の範囲がそこに含まれる。ポリマー結合剤の分子量は、用途に依存することとなる。１００００未満の重量は、一般にペースト組成物に有用であり、１００００よりも高い場合は、一般にテープまたはシートに有用である。分子量が１００００未満であるポリマーは、一般に、被膜形成能力が低くなる。これらはテープ形成に使用することができるが、一般に、フィルムまたはテープを形成するために、その他の適合性ある高分子量ポリマーと混合する必要がある。
【００４０】
組成物中の全ポリマーは、全組成物に対して５〜７０重量％の範囲内にあり、任意の範囲がそこに含まれる。
【００４１】
Ｂ．光硬化性モノマー
従来の光硬化性メタクリレートモノマーを、本発明で使用することができる。用途に応じて、本発明の組成物中にモノマーを含むことが常に必要であるとは限らない。モノマー成分は、乾燥した光重合可能な層の全重量に対し、１〜２０重量％の量で存在する。そのような好ましいモノマーには、ｔ−ブチルアクリレートおよびメタクリレート、１，５−ペンタンジオールジアクリレートおよびジメタクリレート、Ｎ，Ｎ−ジエチルアミノエチルアクリレートおよびメタクリレート、エチレングリコールジアクリレートおよびジメタクリレート、１，４−ブタンジオールジアクリレートおよびジメタクリレート、ジエチレングリコールジアクリレートおよびジメタクリレート、ヘキサメチレングリコールジアクリレートおよびジメタクリレート、１，３−プロパンジオールジアクリレートおよびジメタクリレート、デカメチレングリコールジアクリレートおよびジメタクリレート、１，４−シクロヘキサンジオールジアクリレートおよびジメタクリレート、２，２−ジメチロールプロパンジアクリレートおよびジメタクリレート、グリセロールジアクリレートおよびジメタクリレート、トリプロピレングリコールジアクリレートおよびジメタクリレート、グリセロールトリアクリレートおよびトリメタクリレート、トリメチロールプロパントリアクリレートおよびトリメタクリレート、ペンタエリスリトールトリアクリレートおよびトリメタクリレート、ポリオキシエチル化トリメチロールプロパントリアクリレートおよびトリメタクリレート、および特許文献８に開示されているものと同様の化合物、２，２−ジ（ｐ−ヒドロキシ−フェニル）−プロパンジアクリレート、ペンタエリスリトールテトラアクリレートおよびテトラメタクリレート、２，２−ジ−（ｐ−ヒドロキシフェニル）−プロパンジメタクリレート、トリエチレングリコールジアクリレート、ポリオキシエチル−２，２−ジ−（ｐ−ヒドロキシフェニル）プロパンジメタクリレート、ビスフェノール−Ａのジ−（３−メタクリルオキシ−２−ヒドロキシプロピル）エーテル、ビスフェノール−Ａのジ−（２−メタクリルオキシエチル）エーテル、ビスフェノール−Ａのジ−（３−アクリルオキシ−２−ヒドロキシプロピル）エーテル、ビスフェノールＡのジ−（２−アクリルオキシエチル）エーテル、１，４−ブタンジオールのジ−（３−メタクリルオキシ−２−ヒドロキシプロピル）エーテル、トリエチレングリコールジメタクリレート、ポリオキシプロピルトリメチロールプロパントリアクリレート、ブチレングリコールジアクリレートおよびジメタクリレート、１，２，４−ブタントリオールトリアクリレートおよびトリメタクリレート、２，２，４−トリメチル−１，３−ペンタンジオールジアクリレートおよびジメタクリレート、１−フェニルエチレン−１，２−ジメタクリレート、ジアリルフマレート、スチレン、１，４−ベンゼンジオールジメタクリレート、１，４−ジイソプロペニルベンゼン、および１，３，５−トリイソプロペニルベンゼンが含まれる。少なくとも３００の重量平均分子量を有するエチレン系不飽和化合物、例えばアルキレン、または炭素が２から１５個のアルキレングリコールから調製されたポリアルキレングリコールジアクリレート、または１から１０個のエーテル結合を持つポリアルキレンエーテルグリコール、および特許文献９に開示されているもの、例えば、特に末端結合として存在する場合には複数のフリーラジカル重合性エチレン結合を有するものも有用である。特に好ましいモノマーは、ポリオキシエチル化トリメチロールプロパントリアクリレート、エチル化ペンタエリスリトールトリアクリレート、ジペンタエリスリトールモノヒドロキシペンタアクリレート、および１，１０−デカンジオールジメタクリレートである。
【００４２】
Ｃ．光開始系
適切な光開始系は、周囲温度で化学線で露光することによって、フリーラジカルを発生させるものである。これらには、共役炭素環系内に２個の環内炭素原子を有する化合物である、置換または非置換多核キノンが含まれ、例えば、２−ベンジル−２−（ジメチルアミノ）−１−（４−モルホリノフェニル）−１−ブタノン、２，２−ジメトキシ−２−フェニルアセトフェノン、９，１０−アントラキノン、２−メチルアントラキノン、２−エチルアントラキノン、２−ｔ−ブチルアントラキノン、オクタメチルアントラキノン、１，４−ナフトキノン、９，１０−フェナントレンキノン、ベンズ（ａ）アントラセン−７，１２−ジオン、２，３−ナフタセン−５，１２−ジオン、２−メチル−１，４−ナフトキノン、１，４−ジメチル−アントラキノン、２，３−ジメチルアントラキノン、２−フェニルアントラキノン、２，３−ジフェニルアントラキノン、レテンキノン、７，８，９，１０−テトラヒドロナフトラセン−５，１２−ジオン、および１，２，３，４−テトラヒドロベンズ（ａ）アントラセン−７，１２−ジオンがある。その他の光開始剤、すなわちそのいくつかは、８５℃程度に低い温度で熱的に活性になる可能性があるものの、やはり有用であるその他の光開始剤は、特許文献１０に記載されており、ベンゾイン、ピバロイン、アシロインエーテル、例えばベンゾインメチルおよびエチルエーテルなどのビシナルケタルドニルアルコール；α−メチルベンゾイン、α−アリルベンゾイン、およびα−フェニルベンゾインを含めたα炭化水素置換芳香族アシロイン、チオキサントンおよび／またはチオキサントン誘導体、およびその適切な水素供与体が含まれる。特許文献１１、１２、１３、１４、１５、および１６に開示されている光還元性色素および還元剤、ならびに特許文献１７、１８、および１９に記載されるような、フェナジン、オキサジン、およびキノンに分類される色素、ミヒラーケトン、ベンゾフェノン、水素供与体を持つ２，４，５−トリフェニルイミダゾリルダイマーであって、ロイコ色素を含めたもの、およびこれらの混合物を、開始剤として使用することができる。光開始剤および光抑制剤と共に、特許文献２０に開示されている増感剤も有用である。光開始剤または光抑制剤系は、乾燥した光重合性の層の全重量に対し、０．０５〜１０重量％で存在する。
【００４３】
Ｄ．溶媒
有機媒体の溶媒成分は、溶媒の混合物でよく、ポリマーおよびその他の有機成分が入っている完全な溶液が得られるように選択する。溶媒は、組成物のその他の構成成分に対して不活性（非反応性）であるべきである。スクリーン印刷可能であり光画像形成可能であるペーストでは、大気圧下、比較的低いレベルの熱を加えることによって、分散体から溶媒を蒸発させることができるよう、溶媒が十分に高い揮発性を有するべきであるが、この溶媒は、ペーストが、印刷プロセス中に通常の室温でスクリーン上で素早く乾燥するほど揮発性が高いものであるべきではない。ペースト組成物で使用される好ましい溶媒は、大気圧下で３００℃未満の沸点、好ましくは２５０℃未満の沸点を有するべきである。そのような溶媒には、脂肪族アルコール、そのようなアルコールのエステル、例えば酢酸エステルおよびプロピオン酸エステル；松根油およびα−またはβ−テルピネオールなどのテルペン、またはこれらの混合物；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どの、エチレングリコールおよびそのエステル；ブチルカルビトール、ブチルカルビトールアセテートおよびカルビトールアセテートなどのカルビトールエステル、およびＴｅｘａｎｏｌ（登録商標）（２，２，４−トリメチル−１，３−ペンタンジオールモノイソブチレート）などのその他の適切な溶媒が含まれる。流延テープの場合、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も低い沸点を有する。そのような溶媒には、酢酸エチル、メタノール、イソプロパノール、アセトン、キシレン、エタノール、メチルエチルケトン、およびトルエンが含まれる。
【００４４】
Ｅ．その他の添加剤
しばしば有機媒体は、１種または複数の可塑剤も含有することになる。そのような可塑剤は、基板への良好な積層を確実にし、かつ組成物の未露光領域の現像可能性を高めるのに役立つ。可塑剤の選択は、変性しなければならないポリマーによって主に決定される。様々な結合剤系に使用されてきた可塑剤の中には、ジエチルフタレート、ジブチルフタレート、ブチルベンジルフタレート、ジベンジルフタレート、アルキルホスフェート、ポリアルキレングリコール、グリセロール、ポリ（エチレンオキシド）、ヒドロキシエチル化アルキルフェノール、トリクレシルホスフェートトリエチレングリコールジアセテート、およびポリエステル可塑剤がある。当技術分野で知られている追加の成分は、懸濁剤、安定剤、離型剤、分散剤、剥離剤、消泡剤、および湿潤剤も含めて、組成物中に存在してよい。適切な材料の概略的開示が、特許文献３に示されている。
【００４５】
概略的なペースト調製
典型的な場合、厚膜組成物は、ペースト様のコンシステンシーを有するように配合され、これを「ペースト」と呼ぶ。一般にペーストは、黄色灯の下、有機ビヒクル、モノマー、およびその他の有機成分を混合容器内で混合することによって調製する。次いで無機物質を、この有機成分混合物に添加する。次いで無機粉末が有機物質によって濡れるまで、この組成物全体を混合する。次いで混合物を、３本ロールミルを使用してロールミリング処理する。この時点でのペーストの粘度は、処理に最適な粘度が実現されるように、適切なビヒクルまたは溶媒で調節することができる。
【００４６】
夾雑な汚染があると欠陥の原因になるので、ペースト組成物の調製プロセスおよび部分品の調製プロセスでは、そのような夾雑な汚染が回避されるよう注意を払う。
【００４７】
概略的な焼成プロフィル
本発明の組成物は、焼成プロフィルを使用することによって処理することができる。焼成プロフィルは、厚膜技術の当業者の知識に十分含まれる範囲である。有機媒体の除去、および無機物質の焼結は、焼成プロフィルに依存する。プロフィルは、完成品から媒体が実質的に除去されたかどうか、さらに無機物質が完成品中で実質的に焼結されたかどうかを判断することになる。本明細書で使用する「実質的に」という用語は、意図される用法または用途に対して少なくとも適切な抵抗率または導電率がもたらされるような程度まで、少なくとも９５％の媒体の除去および無機物質の焼結が行われたことを意味する。
【００４８】
概略的なテープ調製
本発明の組成物は、テープの形で使用することができる。組成物をテープの形で使用する場合、スリップを調製し、これをテープ流延で使用する。スリップは、テープ作製の際に組成物に使用される一般用語であり、有機媒体中に分散された無機粉末の、適正に分散された混合物である。有機媒体中の無機粉末の、良好な分散を実現する一般的な方法は、従来のボールミリング法を使用することによる。ボールミリングは、セラミックミリングジャーと、ミリング媒体（典型的な場合、球形または円筒形のアルミナまたはジルコニアペレット）とからなる。混合物全体をミリングジャーに入れ、ミリング媒体を添加する。ジャーを漏れ防止蓋で閉めた後、ジャーを転動させて、混合効率が最適になる回転速度でジャー内部にミリング媒体のミリング動作を生み出す。回転の長さは、性能仕様を満たすよう、十分に分散された無機粒子を得るのに必要とされる時間である。スリップは、ブレードまたはバーコーティング法によって基板に付着させることができ、その後、周囲または加熱乾燥することができる。乾燥後のコーティングの厚さは、用途に応じて２〜３ミクロンから数十ミクロンに及んでよい。
【００４９】
テープは、カバーシートで積層することができ、その後に、ワイドストックロールとして巻き上げられる。シリコーンで被覆されたテレフタレートＰＥＴフィルム、ポリプロピレン、またはポリエチレンを、カバーシートとして使用することができる。カバーシートは、最終基板に積層する前に除去される。
【００５０】
フラットパネルディスプレイの適用例
本発明は、上記黒色導電性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、好ましくはフラットパネルディスプレイの適用例で使用することができ、特に交流プラズマディスプレイパネルデバイスで使用することができる。黒色電極は、デバイス基板と導体電極アレイとの間に形成することができる。
【００５１】
一実施形態では、本発明の電極を、以下に述べるようにＡＣ ＰＤＰの適用例で使用する。本発明の組成物および電極は、その他のフラットパネルディスプレイの適用例で使用することができ、そのＡＣ ＰＤＰデバイスにおける記述は、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について、以下に説明する。この記述には、基板と導体電極（バス電極）との間に黒色電極を含んだ２層電極が含まれる。黒色組成物が、追加の任意選択の１種または複数の貴金属、典型的な場合には銀を含む場合、単層電極を形成できることがさらに理解される。また、交流プラズマディスプレイパネルデバイスを作製するための方法についても概説する。
【００５２】
交流プラズマディスプレイパネルデバイスは、間隙を有する前面および背面誘電体基板と、平行な第１および第２の電極複合体群を、イオン化ガスが充填された放電空間内に含有する電極アレイとからなる。第１および第２の電極複合体群は、中心に放電空間を備えた状態で、互いに交差するように対向している。ある特定の電極パターンが、誘電体基板の表面に形成され、誘電体材料が、誘電体基板の少なくとも片面の電極アレイに被覆されている。このデバイスでは、前面誘電体基板上の少なくとも電極複合体に、同じ基板上のバス導体に接続された導体電極アレイ群を取り付け、上記基板と上記導体電極アレイとの間に本発明の黒色電極を形成する。
【００５３】
図１は、ＡＣ ＰＤＰ内の、本発明の黒色電極を例示する。図１は、本発明の黒色電極を使用したＡＣ ＰＤＰを示す。図１に示すように、ＡＣ ＰＤＰデバイスは、以下の構成要素、すなわちガラス基板（５）上に形成された下層透明電極（１）と、透明電極（１）上に形成された黒色電極（１０）（本発明の黒色導電性組成物を、黒色電極（１０）に使用する）と、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た金属からの導電性金属粒子を含有する感光性導体組成物である（これについては以下に詳細に説明する））とを有する。黒色電極（１０）およびバス導体電極（７）を、化学線で画像通りに露光してパターンを形成し、塩基性水溶液中で現像し、高温で焼成して、有機成分を除去し、かつ無機物質を焼結する。黒色電極（１０）およびバス導体電極（７）は、同一のまたは非常に類似した画像を使用してパターニングする。最終的に、焼成された高導電性の電極複合体が得られるが、これは透明電極（１）の表面では黒色に見え、前面ガラス基板上に置くと、外光の反射が抑制される。
【００５４】
本明細書で使用する「黒色」という用語は、白色バックグラウンドに対してかなりの視覚コントラストを有する暗色を意味する。したがってこの用語は、色が存在しない状態を意味する黒色に必ずしも限定するものではない。「黒度」の程度は、Ｌ値を決定するために比色計で測定することができる。Ｌ値は輝度を表し、１００が純白であり、０が純粋の黒である。図１には示されているが、以下に述べる透明電極は、本発明のプラズマディスプレイデバイスを形成する際に必ずしも必要ではない。
【００５５】
透明電極を使用する場合、イオンスパッタリングまたはイオンめっきなどの化学気相成長または電着によってこの透明電極（１）を形成するために、ＳｎＯ２またはＩＴＯを使用する。本発明における、透明電極の成分およびその形成方法は、当業者に周知の従来のＡＣ ＰＤＰ生産技術によるものである。
【００５６】
図１に示すように、本発明のＡＣ ＰＤＰデバイスは、パターニングされ焼成されたメタライゼーション上に誘電体被覆層（８）およびＭｇＯ被覆層（１１）を有するガラス基板をベースにする。
【００５７】
導体線は、その線幅が均一であり、凹みまたは破断もなく、線同士の間で高い導電率、光学的明瞭度、および良好な透明度を有する。
【００５８】
次に、ＰＤＰデバイスの前面プレートのガラス基板上の、任意選択の透明電極上に、バス電極と黒色電極との両方を作製する方法について例示する。
【００５９】
図２に示すように、本発明の一実施形態の形成方法は、一連のプロセス（（Ａ）〜（Ｅ））を含む。
【００６０】
（Ａ）ガラス基板（５）上で、当業者に知られている従来方法に従ってＳｎＯ２またはＩＴＯを使用して形成された透明電極（１）上に、黒色電極を形成する感光性厚膜組成物層（１０）を付着させ、次いでその厚膜組成物層（１０）を、窒素または空気雰囲気中で乾燥させるプロセス。黒色電極組成物は、本発明の鉛フリーの黒色導電性組成物である（図２（Ａ））。
【００６１】
（Ｂ）第１の付着された黒色電極組成物層（１０）に、バス電極を形成するための感光性厚膜導体組成物（７）を付着させ、次いでその厚膜組成物層（７）を、窒素または空気雰囲気中で乾燥する。感光性厚膜導電性組成物について、以下に示す（図２（Ｂ））。
【００６２】
（Ｃ）第１の付着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、これらの現像後に正確な電極パターンをもたらす露光条件を使用して、透明電極（１）と相関するよう配列させ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、化学線（典型的な場合、紫外線源）で画像通りに露光する（図２（Ｃ））。
【００６３】
（Ｄ）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、第１の黒色導電性組成物層（１０）および第２のバス電極組成物層（７）の露光済み部分（１０ａ、７ａ）を現像するプロセス。このプロセスは、層（１０、７）の未露光部分（１０ｂ、７ｂ）を除去する。露光した部分（１０ａ、７ａ）は残存する（図２（Ｄ））。次いで現像後の生成物を乾燥する。
【００６４】
（Ｅ）次いでプロセス（Ｄ）の後、この部分品を、基板材料に応じて４５０〜６５０℃の温度で焼成して、無機結合剤および導電性成分を焼結する（図２（Ｅ））。
【００６５】
本発明の第２の実施形態の形成方法について、図３と共に以下に説明する。便宜上、図３の各部分に割り当てられた番号は、図２の場合と同じである。第２の実施形態の方法は、一連のプロセス（Ａ’〜Ｈ’）を含む。
【００６６】
Ａ’．ガラス基板（５）上で、当業者に知られている従来方法に従いＳｎＯ２またはＩＴＯを使用して形成された透明電極（１）上に、黒色電極を形成する感光性厚膜組成物層（１０）を付着させ、次いでこの厚膜組成物層（１０）を、窒素または空気雰囲気中で乾燥させるプロセス。黒色電極組成物は、本発明の鉛フリーの黒色導電性組成物である（図３（Ａ））。
【００６７】
Ｂ’．第１の付着された黒色電極組成物層（１０）を、その現像後に正確な黒色電極パターンをもたらす露光条件を使用して、透明電極（１）に相関するよう配列させ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、化学線（典型的な場合、紫外線源）で画像通りに露光する（図３（Ｂ））。
【００６８】
Ｃ’．層（１０）の未露光部分（１０ｂ）を除去するため、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、第１の黒色導電性組成物層（１０）の露光済み部分（１０ａ）を現像するプロセス（図３（Ｃ））。次いで現像後の生成物を乾燥する。
【００６９】
Ｄ’．次いでプロセス（Ｃ’）の後、これらの部分品を、基板材料に応じて４５０〜６５０℃の温度で焼成して、無機結合剤および導電性成分を焼結する（図３（Ｄ））。
【００７０】
Ｅ’．第１の感光性厚膜組成物層（１０）の、焼成されパターニングされた部分（１０ａ）による黒色電極（１０ａ）に、バス電極を形成する感光性厚膜組成物層（７）を付着させ、次いで窒素または空気雰囲気中で乾燥するプロセス（図３（Ｅ））。感光性厚膜導体組成物については以下に述べる。
【００７１】
Ｆ’．第２の付着されたバス電極組成物層（７）を、その現像後に正確な電極パターンをもたらす露光条件を使用して、透明電極（１）および黒色電極（１０ａ）に相関するよう配列させ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（１３）を通して、化学線（典型的な場合、紫外線源）で画像通りに露光する（図３（Ｆ））。
【００７２】
Ｇ’．層（７）の未露光部分（７ｂ）を除去するため、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、第２のバス導電性組成物層（７）の露光された部分（７ａ）を現像するプロセス（図３（Ｇ））。次いで現像後の生成物を乾燥する。
【００７３】
Ｈ’．次いでプロセス（Ｇ’）の後、これらの部分品を、基板材料に応じて４５０〜６５０℃の温度で焼成して、無機結合剤および導電性成分を焼結する（図３（Ｈ））。
【００７４】
第３の実施形態（図示せず）は、以下に示す一連のプロセス（（ｉ）〜（ｖ））を含む。この実施形態は、単層電極の適用例に特に有用である。
【００７５】
（ｉ）基板上に黒色電極組成物を載せるプロセス。この黒色電極組成物は、上述の、本発明の黒色導電性組成物である。
【００７６】
（ｉｉ）基板上に感光性導電性組成物を載せるプロセス。この感光性導電性組成物については以下に述べる。
【００７７】
（ｉｉｉ）化学線によって、黒色組成物および導電性組成物を画像通りに露光することにより、電極パターンを固定するプロセス。
【００７８】
（ｉｖ）化学線で露光されていない領域を除去するため、塩基性水溶液によって、露光された黒色組成物および導電性組成物を現像するプロセス。
【００７９】
（ｖ）現像された導電性組成物を焼成するプロセス。
【００８０】
上述のように形成された前面ガラス基板アセンブリは、ＡＣ ＰＤＰに使用することができる。例えば、再び図１を参照すると、前面ガラス基板（５）上に、黒色電極（１０）およびバス電極（７）と関連付けて透明電極（１）を形成した後、前面ガラス基板アセンブリを誘電体層（８）で覆い、次いでＭｇＯ層（１１）で被覆する。次に、前面ガラス基板（５）を背面ガラス基板（６）と組み合わせる。セル障壁（４）の形成と共に、蛍光体でスクリーン印刷したいくつかのディスプレイセルを、背面ガラス（６）上に固定する。前面基板アセンブリ上に形成された電極は、背面ガラス基板上に形成されたアドレス電極と交差する。前面ガラス基板（５）と背面ガラス基板（６）との間に形成された放電空間を、ガラス封止剤で密閉し、それと同時に、混合放電ガスをその空間内に封入する。ＡＣ ＰＤＰデバイスはこのように組み立てられる。
【００８１】
次に、バス電極用のバス導電性組成物について、以下に説明する。
本発明で使用されるバス導電性組成物は、市販されている感光性の厚膜導電性組成物でよい。上述のように、バス導電性組成物は、（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少なくとも１種の金属の導電性金属粒子と、（ｂ）少なくとも１種の無機結合剤と、（ｃ）光開始剤と、（ｄ）光硬化性モノマーとを含む。本発明の一実施形態では、バス導電性組成物がＡｇを含む。
【００８２】
導電相は、典型的な場合には粒径が０．０５〜２０μｍ（ミクロン）の範囲内である銀粒子をランダムな形状または薄片形状で含む、上記組成物の主成分である。バス導電性組成物は、銀粒子を含む一実施形態に関連して本明細書に記述されているが、これは限定を意図するものではない。紫外線重合性媒体をこの組成物と一緒に使用する場合、銀粒子は、その粒径が０．３〜１０μの範囲内にあるべきである。好ましい組成物は、厚膜ペースト全体に対して銀粒子を６５〜７５重量％含有すべきである。
【００８３】
また、バス電極を形成するための銀導電性組成物は、Ａｇの他に必要に応じて、ガラス結合剤を０〜１０重量％、および／または、ガラスまたは前駆体を形成しない耐熱物質を０〜１０重量％含有してもよい。ガラス結合剤の例には、上述の、鉛フリーのガラス結合剤が含まれる。ガラスおよび前駆体を形成しない耐熱物質は、例えば、アルミナ、酸化銅、酸化ガドリニウム、酸化タンタル、酸化ニオブ、酸化チタン、酸化ジルコニウム、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。
【００８４】
そのような主成分の他に、第２、第３、およびより多くの無機添加剤を添加する目的は、パターン形状の制御、焼成中の焼結の抑制または促進、接着性の保持、主な金属成分の拡散の制御、バス電極付近での変色の防止、抵抗の制御、熱膨張係数の制御、機械的強度の保持などを行うことである。タイプおよび量は、基本的な性能に著しい悪影響を及ぼさない範囲内で、必要に応じて選択する。
【００８５】
さらに、銀導電性組成物は、上記粒状物質が分散している感光性媒体を、１０〜３０重量％含有してもよい。そのような感光性媒体は、ポリメチルメタクリレート、および多官能性モノマーの溶液でよい。このモノマーは、銀導電性組成物ペーストの調製中、および紫外線硬化前の印刷／乾燥プロセス中に、蒸発を最小限に抑えるために、揮発性が低いものから選択される。感光性媒体は、溶媒および紫外線開始剤を含有してもよい。好ましい紫外線重合性媒体には、９５／５の比（重量ベース）であるメチルメタクリレート／エチルアクリレートをベースにしたポリマーが含まれる。上述の銀導電性組成物は、易流動性ペーストの場合に１０〜２００Ｐａ・ｓの粘度を有する。
【００８６】
そのような媒体に適した溶媒は、ブチルカルビトールアセテート、Ｔｅｘａｎｏｌ（登録商標）、およびβ−テルピネオールであるが、これらに限定されない。役立てることができる追加の溶媒には、上記セクション（Ｇ）の有機媒体で列挙したものが含まれる。そのような媒体は、分散剤、安定剤などで処理することができる。
【００８７】
実施例で使用した試験手順
乾燥後の黒色厚さ
黒色電極の乾燥膜厚を、Ｔｅｎｃｏｒ Ａｌｐｈａ Ｓｔｅｐ ２０００などの接触側面計を使用して、４つの異なる点で測定した。
【００８８】
乾燥後のＡｇ／黒色厚さ
Ａｇ電極を、乾燥させた黒色電極上に印刷し、次いで乾燥した。黒色／Ａｇ複合体層の厚さを、黒色電極と同じ方法で測定した。
【００８９】
線解像度
画像形成したサンプルを、最小倍率が２０×であり接眼レンズの倍率が１０×であるズーム式顕微鏡を使用して検査する。短絡（線同士の接続）または開路（線内の完全な破断）がまったくなく完全に無傷である最も微細な線の群が、そのサンプルに関して定められた線解像度である。
【００９０】
４ミル線の厚さ
焼成後の膜厚を、抵抗率の測定に使用される４ミルの線幅に関して測定する。測定は、接触側面計を使用して行う。
【００９１】
４ミル線のエッジカール
４ミル線の膜厚を測定する場合、エッジに悪魔の角の形をした突起が観察されることがあり、この悪魔の角の長さをエッジカールと呼ぶ。エッジカールが大きいと、透明誘電体物質を印刷、積層、またはコーティングによって形成し、次いで焼成した後に、気泡が混入し易く、誘電体の破断に至る可能性があり、したがってエッジカールは望ましくない。エッジカールがないこと、すなわちエッジカールが０μｍであることが、最も望ましい。現行の鉛含有導電性組成物の場合でさえ、エッジカールは約１〜３μｍであることがわかっている。
【００９２】
剥離
焼成後のパターンの隅に生ずる浮上がりの程度を、顕微鏡下で観察し、無、低、中、中高（または中間−高）、および高のレベルに分類する。現在入手可能な鉛含有導電性組成物では、隅の浮上がりが低レベルであることが観察される。隅の浮上がりがないことが、最も望ましい。
【００９３】
ブリスター形成
焼成後のブリスター形成の程度を、顕微鏡下で観察し、低、低中、中、中高、および高のレベルに分類する。現在入手可能な鉛含有導電性組成物では、低中レベルのブリスター形成が観察される。ブリスター形成がないことが、最も望ましい。
【００９４】
Ａｇ／黒色２層のＬ値
焼成後、ガラス基板の背面から見た黒度を測定する。黒度については、標準白色板を使用した較正による比色計（Ｍｉｎｏｌｔａ ＣＲ−３００）を使用して、色（Ｌ＊）を測定する。Ｌ＊は明度を表し、０が純粋な黒であり、１００が純白である。
【００９５】
単（黒色のみ）層のＬ値
ＩＴＯ被膜フリーのガラス基板を、上記（１）のように黒色電極で被覆し、乾燥する。プロセス（２）、（３）、および（４）のそれぞれを省略し、このように得られた乾燥黒色電極を、プロセス（５）と同じ条件下で焼成して、単一の固体焼成黒色電極層を形成する。焼成後、ガラス基板の背面から見た黒度を、上記Ａｇ／黒色２層のＬ値の場合に使用した条件下、比色計（Ｍｉｎｏｌｔａ ＣＲ−３００）を使用して測定するが、このとき、０は純粋な黒であり１００は純白である。
【００９６】
黒色抵抗（Ω）
この評価では、黒色電極の抵抗を測定する。この方法は、焼成後の黒色層の導電性を確認するのに使用する。上述（単層のＬ値）の試験部分品を用い、プローブ距離が約４ｃｍである抵抗計を使用して、黒色電極焼成被膜の抵抗を測定する。この装置を使用すると、測定することができる最大抵抗は１ＧΩである。
【００９７】
黒色／Ａｇ抵抗率（ｍΩ／５μｍ２）
これは、焼成後の膜厚（５μｍ）の単位当たりのシート抵抗値（ｍΩ／５μｍ２）である。この値は、いわゆる比抵抗（μΩ・ｃｍ）の２倍に等しい。現行の鉛含有黒色導電性組成物（ＤｕＰｏｎｔ社のＤＣ２４３ペースト）およびＡｇ電極（ＤＣ２０９）を使用する場合、この値は、約１１〜１３ｍΩ／５μｍ２であることがわかっている。この値は、低いほど良好である。
【００９８】
実施例で使用される材料の用語解説
有機成分
モノマーＡ：モノマーＴＭＰＥＯＴＡ（トリメチロールプロパンエトキシトリアクリレート）
溶媒Ａ：溶媒、Ｔｅｘａｎｏｌ
有機添加剤Ａ：添加剤、マロン酸
有機添加剤Ｂ：添加剤ＢＨＴ
【００９９】
【表１】
【０１００】
【表２】
【０１０１】
ＢｉガラスフリットＡ
ＳｉＯ２ ７．１重量％ ＳＡ：２．５〜３．３ｍ２／ｇ
Ａｌ２Ｏ３ ２．１
ＣａＯ ０．５ ＰＳＤ Ｄ５０：０．７〜０．８３μｍ
ＺｎＯ １２．０
Ｂ２Ｏ３ ８．４
Ｂｉ２Ｏ３ ６９．９
【０１０２】
【表３】
【０１０３】
実施例で使用した組成物の調製
感光性の、湿式現像可能なペーストの調製。
【０１０４】
（Ａ）有機物質の調製
溶媒およびアクリルポリマーを混合し、攪拌し、１００℃に加熱して、結合剤ポリマーの完全な溶解を実現する。得られた溶液を８０℃に冷却し、残りの有機成分を添加し、その混合物を攪拌して、すべての固形分の完全な溶解を実現する。次いでこの物質を、３２５−メッシュスクリーンに通して濾過し、冷却する。
【０１０５】
（Ｂ）ペーストの調製
有機ビヒクル、１種または複数のモノマー、およびその他の有機成分を、黄色灯の下、混合容器内で混合することにより、ペーストを調製する。次いでこの有機成分の混合物に、無機物質を添加する。次いで無機粉末が有機物質によって濡れるまで、組成物全体を混合する。この混合物に対し、３本ロールミルを使用して、ロールミリングを行う。最適な処理を行うための粘度が得られるよう、適切なビヒクルまたは溶媒を用いることによって、この時点でペーストの粘度を調節することができる。
【０１０６】
ペースト組成物の調製過程および部分品の調製中、夾雑な汚染があると欠陥につながる可能性があるので、そのような夾雑な汚染が回避されるように注意を払う。
【０１０７】
（Ｃ）調製条件
（１）黒色電極の形成
組成および乾燥後の所望の厚さに応じて、２００〜４００メッシュスクリーンを使用して、スクリーン印刷によりガラス基板にペーストを付着させる。実施例の黒色ペーストは、３５０メッシュのポリエステルスクリーンを使用して、スクリーン印刷によりガラス基板に付着させた。透明電極（薄膜ＩＴＯ）が形成されているガラス基板上に、２層構造として試験がなされる部分品を調製した（単層（黒色のみ）構造として試験がなされる部分品は、ＩＴＯ被膜のないガラス基板上に調製した）。次いで部分品を、温風循環炉内で２０分間、８０℃で乾燥して、乾燥膜厚が２〜６μｍの黒色電極を形成した。
【０１０８】
次いで単層（黒色のみ）構造として試験がなされる部分品を、焼成した（プロセス５参照）。
【０１０９】
次いで２層構造として試験がなされる部分品を、以下に示すように処理した（プロセス２〜５参照）。
【０１１０】
（２）バス導電性電極の形成
次に、２層の部分品に、３２５ステンレス鋼メッシュスクリーンを使用してスクリーン印刷することにより、光画像形成可能なＡｇ導電性ペーストを重ね刷りした。以下の実施例では、この光画像形成可能なＡｇ導電性ペーストは、ビスマスガラスフリットＡを０．５重量％、およびＡｇ粉末（平均粒径：１．３μｍ）を７０重量％含有する感光性Ａｇペーストである。この部分品を、８０℃の温度で２０分間、再び乾燥する。乾燥膜厚は６〜１０μｍである。２層構造に関する乾燥膜厚は、１０〜１６μｍである。
【０１１１】
（３）紫外線パターン露光
２層の部分品を、平行紫外線源を使用して、フォトツールを通して露光した（照度：５〜２０ｍＷ／ｃｍ２、露光エネルギー：４００ｍｊ／ｃｍ２、コンタクト露光で）。
【０１１２】
（４）現像
０．５重量％の炭酸ナトリウム水溶液を現像剤溶液として含む、コンベヤ設置型の噴霧処理機を使用して、露光した部分品を現像した。現像剤溶液の温度を３０℃に維持し、現像剤溶液を１０〜２０ｐｓｉで噴霧した。部分品を、２０秒の現像時間にかけた（ＴＴＣの３〜４倍に対応する）。現像した部分品を、強制空気流によって過剰な水を吹き飛ばすことにより乾燥させた。
【０１１３】
（５）焼成
次いで乾燥した部分品を、１０分間の５５０℃または５００℃のピーク温度に達する２．５時間のプロフィルを使用して、空気雰囲気中、ベルト炉内で焼成した。
【０１１４】
以下に示す実施例で、電極の調製条件は、上記（１）〜（５）に示した通りである。
【実施例】
【０１１５】
適用実施例１〜１０
これらの実施例で使用したＡｇ導電性ペーストは、ＡｇペーストＡであった。黒色導電性組成物は、ある範囲の黒色導電性酸化物粉末で調製した。
【０１１６】
【表４】
【０１１７】
実施例２〜１０では、比表面積と重量との比が低い（＜１ｍ２／ｇ）導電性酸化物粉末を使用した。実施例１では、実施例２と同じ導電性酸化物粉末を使用したが、比表面積と重量との比は、著しく大きかった（１３ｍ２／ｇ）。使用したすべての組成物は、同じガラス結合剤（ＢｉガラスフリットＡ）を含有していた。試験をした黒色ペースト組成物の詳細を、表１に示す。上記プロセス（１）〜（５）を使用して、バス電極−黒色電極２層構造の試験部分品と、単層黒色電極の試験部分品を調製し、様々な特性について調査した。すべての部分品は、他に特に示さない限り、５５０℃のピーク温度に焼成した。
【０１１８】
【表５】
【０１１９】
上層Ａｇ電極に使用される感光性Ａｇペーストは、Ａｇ粉末（平均粒径：約１．３μｍ）を７０％、およびＢｉガラスフリットＡを０．５％含有していた。
【０１２０】
結果を表２に示す。
【０１２１】
【表６】
【０１２２】
すべての実施例（１〜１０）の光特性（線解像度によって決定されるようなもの）は、対照例（ＤＣ２４３／ＤＣ２０９）と同様である。
【０１２３】
すべての特性において、実施例１は対照例（ＤＣ２４３／ＤＣ２０９）と同様に機能する。
【０１２４】
実施例１と２を比較すると、ルテニウム酸Ｂａ導電性ＳＡが高い場合、黒色および導電率が改善される。
【０１２５】
いくつかの実施例（５〜１０）は、５５０℃で焼成したときに、高レベルのブリスター形成を示した。５００℃で焼成した場合、ブリスター形成のレベルは著しく低下した。
【０１２６】
適用実施例１１〜１９
別の実施例は、下記の黒色導電性粉末をベースにして調製した。
【０１２７】
【表７】
【０１２８】
実施例１１〜１５は、導電性酸化物を１４重量％含有していた。実施例１６〜１９では、導電性レベルを２倍にして２８重量％にした。
【０１２９】
実施例１１〜１９の詳細な組成を、表３に示す。
【０１３０】
【表８】
【０１３１】
実施例２〜１０のすべては、ＳＡの低い導電性を使用し、それらのＬ値は高く、黒色のみの導電率は＞１ＧΩであった。実施例１１〜１９は、より高いＳＡを持つ黒色導電性、および／またはペースト中に高レベルの黒色導電性を使用すること、および／またはより厚みのある黒色電極を使用することのいずれかによって、Ｌ値および黒色導電率を改善することができることを示すように設計される。
【０１３２】
したがって実施例１１〜１９は、単層（黒色のみ）構成にして試験をした。
【０１３３】
【表９】
【０１３４】
すべての実施例は、Ｌ値が既に低い値（＜１０）である場合を除き、黒色電極の厚さが増大するとＬ値が低下することを示している。すべての実施例は、Ｌ値が既に低い値（＜１０）である場合を除き、黒色電極内の導電性レベルが上昇したときにＬ値が低下することを示している。
【０１３５】
実施例１〜２と１３〜１４では、黒色導電性のＳＡが増大すると、Ｌ値が低下する。
【０１３６】
実施例１７〜１８は、黒色電極厚さが増大すると、黒色抵抗が低下することを示す。
【０１３７】
実施例１３〜１７、１４〜１８は、黒色電極内の導電性レベルが上昇すると、黒色抵抗が低下することを示す。
【０１３８】
実施例１〜２は、黒色導電性のＳＡが増大すると、黒色抵抗が低下することを示す。
【図面の簡単な説明】
【０１３９】
【図１】本発明の一実施形態による、ＡＣ ＰＤＰデバイスの概略を示す、拡大斜視図である。
【図２ａ】ガラス基板（５）上で、当業者に知られている従来方法に従ってＳｎＯ２またはＩＴＯを使用して形成された透明電極（１）上に、黒色電極を形成する感光性厚膜組成物層（１０）を付着させ、次いでその厚膜組成物層（１０）を、窒素または空気雰囲気中で乾燥させるステップを示す図である。
【図２ｂ】第１の付着された黒色電極組成物層（１０）に、バス電極を形成するための感光性厚膜導体組成物（７）を付着させ、次いでその厚膜組成物層（７）を、窒素または空気雰囲気中で乾燥するステップを示す図である。
【図２ｃ】第１の付着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、これらの現像後に正確な電極パターンをもたらす露光条件を使用して、透明電極（１）と相関するよう配列させ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、化学線（典型的な場合、紫外線源）で画像通りに露光するステップを示す図である。
【図２ｄ】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、第１の黒色導電性組成物層（１０）および第２のバス電極組成物層（７）の露光済み部分（１０ａ、７ａ）を現像するステップを示す図である。
【図２ｅ】部分品を、基板材料に応じて４５０〜６５０℃の温度で焼成して、無機結合剤および導電性成分を焼結するステップを示す図である。
【図３ａ】ガラス基板（５）上で、当業者に知られている従来方法に従いＳｎＯ２またはＩＴＯを使用して形成された透明電極（１）上に、黒色電極を形成する感光性厚膜組成物層（１０）を付着させ、次いでこの厚膜組成物層（１０）を、窒素または空気雰囲気中で乾燥させるステップを示す図である。
【図３ｂ】第１の付着された黒色電極組成物層（１０）を、その現像後に正確な黒色電極パターンをもたらす露光条件を使用して、透明電極（１）に相関するよう配列させ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、化学線（典型的な場合、紫外線源）で画像通りに露光するステップを示す図である。
【図３ｃ】層（１０）の未露光部分（１０ｂ）を除去するため、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、第１の黒色導電性組成物層（１０）の露光済み部分（１０ａ）を現像するステップを示す図である。
【図３ｄ】部分品を、基板材料に応じて４５０〜６５０℃の温度で焼成して、無機結合剤および導電性成分を焼結するステップを示す図である。
【図３ｅ】第１の感光性厚膜組成物層（１０）の、焼成されパターニングされた部分（１０ａ）による黒色電極（１０ａ）に、バス電極を形成する感光性厚膜組成物層（７）を付着させ、次いで窒素または空気雰囲気中で乾燥するステップを示す図である。
【図３ｆ】第２の付着されたバス電極組成物層（７）を、その現像後に正確な電極パターンをもたらす露光条件を使用して、透明電極（１）および黒色電極（１０ａ）に相関するよう配列させ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（１３）を通して、化学線（典型的な場合、紫外線源）で画像通りに露光するステップを示す図である。
【図３ｇ】層（７）の未露光部分（７ｂ）を除去するため、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、第２のバス導電性組成物層（７）の露光された部分（７ａ）を現像するステップを示す図である。
【図３ｈ】部分品を、基板材料に応じて４５０〜６５０℃の温度で焼成して、無機結合剤および導電性成分を焼結するステップを示す図である。
【符号の説明】
【０１４０】
１ 透明電極
５ ガラス基板
７ バス導体電極
７ａ 露光済み部分
７ｂ 未露光部分
８ 誘電体層
１０ 黒色電極（感光性厚膜電極層）
１０ａ 露光済み部分
１０ｂ 未露光部分
１１ ＭｇＯ層
１３ フォトツール（ターゲット）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
（Ｉ）無機物質の微細粒子であって、
（ａ）Ｂａ、Ｒｕ、Ｃａ、Ｃｕ、Ｓｒ、Ｂｉ、Ｐｂ、および希土類金属から選択された２種以上の元素の酸化物から選択された、金属的なまたは半金属的な導電率を有しかつ表面と重量との比が２から２０ｍ２／ｇである金属酸化物と、
（ｂ）ガラス転移温度が３００から６００℃の範囲であり、表面積と重量との比が１０ｍ２／ｇ以下であり、かつ該粒子の少なくとも８５重量％が０．１〜１０μｍの範囲のサイズを有する無機結合剤と
を含む無機物質の微細粒子が、
（ＩＩ）（ａ）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性の現像可能な光架橋性ポリマーであって、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、またはこれらの組合せを含む非酸性コモノマーと、（２）エチレン系不飽和カルボン酸含有部分を含む酸性コモノマーであって、該カルボン酸含有部分の２〜２０％が、第１および第２の官能単位を有する反応性分子と反応し、ただし第１の官能単位はビニル基であり、第２の官能単位は該カルボン酸部分と反応することによって化学結合を形成することが可能なコモノマーとを含み、全ポリマー重量の少なくとも１０重量％の酸含量を有し、ガラス転移温度が５０から１５０℃の範囲であり、重量平均分子量が２０００〜２５００００の範囲であるコポリマー、インターポリマー、またはこれらの混合物を形成するものであるポリマーと、
（ｂ）有機溶媒と
を含む有機媒体に、分散されていることを特徴とする組成物。
【請求項２】
金属的なまたは半金属的な導電率を有する前記金属酸化物は、Ｂａ、Ｒｕ、Ｃａ、Ｃｕ、Ｌａ、Ｓｒ、Ｙ、Ｎｄ、Ｂｉ、およびＰｂから選択された２種以上の元素の酸化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。
【請求項３】
前記ビニル基は、メタクリレート基、アクリレート基、または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。
【請求項４】
前記第２の官能単位は、エポキシド、アルコール、アミン、または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。
【請求項５】
前記無機物質は、ＲｕＯ２、ルテニウムをベースにした多元酸化物、またはこれらの混合物をさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の組成物。
【請求項６】
前記無機物質は、Ａｕ、Ａｇ、Ｐｄ、Ｐｔ、Ｃｕ、またはこれらの混合物をさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の組成物。
【請求項７】
前記有機媒体は、光開始系をさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の組成物。
【請求項８】
前記有機媒体は、光硬化性モノマーをさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の組成物。
【請求項９】
前記無機結合剤は、ガラス結合剤組成物全体の重量％に対して、Ｂｉ２Ｏ３を５５〜８５％、ＳｉＯ２を０〜２０％、Ａｌ２Ｏ３を０〜５％、Ｂ２Ｏ３を２〜２０％、ＺｎＯを０〜２０％、ＢａＯ、ＣａＯ、およびＳｒＯから選択された酸化物の１種または複数を０〜１５％、Ｎａ２Ｏ、Ｋ２Ｏ、Ｃｓ２Ｏ、Ｌｉ２Ｏ、およびこれらの混合物から選択された酸化物の１種または複数を０〜３％含み、前記ガラス結合剤組成物が、鉛フリーでありまたは実質的に鉛フリーであることを特徴とする請求項１に記載の組成物。
【請求項１０】
スクリーン印刷に適したペーストの形をとることを特徴とする請求項１に記載の組成物。
【請求項１１】
前記組成物は、前記有機溶媒が除去されるよう乾燥されていることを特徴とする、請求項１に記載の組成物の層を含むシート。
【請求項１２】
前記組成物は、前記有機媒体が実質的に除去されるように、かつ前記無機物質が実質的に焼結されるように加熱されていることを特徴とする、請求項１に記載の組成物の層を含む物品。
【請求項１３】
請求項１に記載の組成物から形成されることを特徴とする黒色電極。
【請求項１４】
請求項６に記載の組成物から形成されることを特徴とする単層黒色電極。
【請求項１５】
請求項１３および１４のいずれか一項に記載の電極を含むことを特徴とするフラットパネルディスプレイデバイス。
【請求項１】
（Ｉ）無機物質の微細粒子であって、
（ａ）Ｂａ、Ｒｕ、Ｃａ、Ｃｕ、Ｓｒ、Ｂｉ、Ｐｂ、および希土類金属から選択された２種以上の元素の酸化物から選択された、金属的なまたは半金属的な導電率を有しかつ表面と重量との比が２から２０ｍ２／ｇである金属酸化物と、
（ｂ）ガラス転移温度が３００から６００℃の範囲であり、表面積と重量との比が１０ｍ２／ｇ以下であり、かつ該粒子の少なくとも８５重量％が０．１〜１０μｍの範囲のサイズを有する無機結合剤と
を含む無機物質の微細粒子が、
（ＩＩ）（ａ）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性の現像可能な光架橋性ポリマーであって、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、またはこれらの組合せを含む非酸性コモノマーと、（２）エチレン系不飽和カルボン酸含有部分を含む酸性コモノマーであって、該カルボン酸含有部分の２〜２０％が、第１および第２の官能単位を有する反応性分子と反応し、ただし第１の官能単位はビニル基であり、第２の官能単位は該カルボン酸部分と反応することによって化学結合を形成することが可能なコモノマーとを含み、全ポリマー重量の少なくとも１０重量％の酸含量を有し、ガラス転移温度が５０から１５０℃の範囲であり、重量平均分子量が２０００〜２５００００の範囲であるコポリマー、インターポリマー、またはこれらの混合物を形成するものであるポリマーと、
（ｂ）有機溶媒と
を含む有機媒体に、分散されていることを特徴とする組成物。
【請求項２】
金属的なまたは半金属的な導電率を有する前記金属酸化物は、Ｂａ、Ｒｕ、Ｃａ、Ｃｕ、Ｌａ、Ｓｒ、Ｙ、Ｎｄ、Ｂｉ、およびＰｂから選択された２種以上の元素の酸化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。
【請求項３】
前記ビニル基は、メタクリレート基、アクリレート基、または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。
【請求項４】
前記第２の官能単位は、エポキシド、アルコール、アミン、または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。
【請求項５】
前記無機物質は、ＲｕＯ２、ルテニウムをベースにした多元酸化物、またはこれらの混合物をさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の組成物。
【請求項６】
前記無機物質は、Ａｕ、Ａｇ、Ｐｄ、Ｐｔ、Ｃｕ、またはこれらの混合物をさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の組成物。
【請求項７】
前記有機媒体は、光開始系をさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の組成物。
【請求項８】
前記有機媒体は、光硬化性モノマーをさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の組成物。
【請求項９】
前記無機結合剤は、ガラス結合剤組成物全体の重量％に対して、Ｂｉ２Ｏ３を５５〜８５％、ＳｉＯ２を０〜２０％、Ａｌ２Ｏ３を０〜５％、Ｂ２Ｏ３を２〜２０％、ＺｎＯを０〜２０％、ＢａＯ、ＣａＯ、およびＳｒＯから選択された酸化物の１種または複数を０〜１５％、Ｎａ２Ｏ、Ｋ２Ｏ、Ｃｓ２Ｏ、Ｌｉ２Ｏ、およびこれらの混合物から選択された酸化物の１種または複数を０〜３％含み、前記ガラス結合剤組成物が、鉛フリーでありまたは実質的に鉛フリーであることを特徴とする請求項１に記載の組成物。
【請求項１０】
スクリーン印刷に適したペーストの形をとることを特徴とする請求項１に記載の組成物。
【請求項１１】
前記組成物は、前記有機溶媒が除去されるよう乾燥されていることを特徴とする、請求項１に記載の組成物の層を含むシート。
【請求項１２】
前記組成物は、前記有機媒体が実質的に除去されるように、かつ前記無機物質が実質的に焼結されるように加熱されていることを特徴とする、請求項１に記載の組成物の層を含む物品。
【請求項１３】
請求項１に記載の組成物から形成されることを特徴とする黒色電極。
【請求項１４】
請求項６に記載の組成物から形成されることを特徴とする単層黒色電極。
【請求項１５】
請求項１３および１４のいずれか一項に記載の電極を含むことを特徴とするフラットパネルディスプレイデバイス。
【図１】
【図２ａ】
【図２ｂ】
【図２ｃ】
【図２ｄ】
【図２ｅ】
【図３ａ】
【図３ｂ】
【図３ｃ】
【図３ｄ】
【図３ｅ】
【図３ｆ】
【図３ｇ】
【図３ｈ】
【図２ａ】
【図２ｂ】
【図２ｃ】
【図２ｄ】
【図２ｅ】
【図３ａ】
【図３ｂ】
【図３ｃ】
【図３ｄ】
【図３ｅ】
【図３ｆ】
【図３ｇ】
【図３ｈ】
【公開番号】特開２００６−３２１９７６（Ｐ２００６−３２１９７６Ａ）
【公開日】平成１８年１１月３０日（２００６．１１．３０）
【国際特許分類】
【外国語出願】
【出願番号】特願２００６−６４７９６（Ｐ２００６−６４７９６）
【出願日】平成１８年３月９日（２００６．３．９）
【出願人】（３９００２３６７４）イー・アイ・デュポン・ドウ・ヌムール・アンド・カンパニー (2,692)
【氏名又は名称原語表記】Ｅ．Ｉ．ＤＵ ＰＯＮＴ ＤＥ ＮＥＭＯＵＲＳ ＡＮＤ ＣＯＭＰＡＮＹ
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年１１月３０日（２００６．１１．３０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−６４７９６（Ｐ２００６−６４７９６）
【出願日】平成１８年３月９日（２００６．３．９）
【出願人】（３９００２３６７４）イー・アイ・デュポン・ドウ・ヌムール・アンド・カンパニー (2,692)
【氏名又は名称原語表記】Ｅ．Ｉ．ＤＵ ＰＯＮＴ ＤＥ ＮＥＭＯＵＲＳ ＡＮＤ ＣＯＭＰＡＮＹ
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]