TWI471339B - 供印刷用之糊組成物 - Google Patents
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Description
本發明係關於一種供印刷用之糊組成物，特別來說，是關於一種特別適合於凹版膠印(gravure offset printing)之供印刷用的糊組成物，其可解決使用習知光微影法來製作供遮蔽電磁波用之篩網濾波器電極或供電漿顯示器用之電極圖案時所發生的材料再處理問題，且同時，可以滿足作為糊組成物所需之各種特性，該特性的每一者均為印刷程序上所需要因而可發揮適當的膠印性能者。
最近，隨著顯示器在大尺寸、高密度、高精確性及高可信度上的需求增加，數種圖案處理技術已被研發出來，且關於用來形成精細電極俾可適用於各種圖案處理技術之多種組成物的研究已被積極地進行。
與液晶面板相比，由於電漿顯示器面板(PDP)有快速反應率且容易製成大尺寸，它們現在能應用在各類領域上。一般而言，使用網版印刷法來圖案化電極材料的方法已被使用來形成PDP上的電極。然而，習知網版印刷法需要有高水準技術，在網版印刷時，糊組成物因其低黏性而可能跑出基板，其造成網版精確度降低，而致使在習知之網版印刷法上難以得到PDP所需要之高精確度的大型網版圖案。此外，習知網版印刷法，在印刷時，網版上亦可能發生缺損或破洞。
最近，已發展出使用光敏型樹脂組成物的光微影蝕刻技術，用以形成適合大區域的高精確電極電路。這些方法的進行是透過使用光敏型樹脂組成物之印刷方法形成其上分散著細密導電粉末的均勻厚度的薄膜，使用具有所欲構形之遮罩下將所形成的薄膜暴露在光下，以及接著使用鹼性顯影溶液顯現出需要的圖案。
然而，使用上述的光微影法形成圖案時，為節省製造成本，在顯影過程時被移除的材料需要再處理，且有許多爭論在進展中。
為解決上述的問題，研究有關在基板上直接形成所欲圖案的方法，如先前印刷業中已廣泛被使用的凹版膠印法或者噴墨印刷法，現在已被進行。
本發明的目的係為解決上述之習知技藝的問題，而提供一種供印刷用之糊組成物，其特別適合於凹版膠印模式，且可在使用習知光微影法形成供電漿顯示器面板用或供遮蔽電磁波之篩網濾波器用之電極圖案時，解決在顯影過程時移除的材料需要再處理的問題以節省製作成本，以及提供在使用上述糊組成物下，一種形成電漿面板顯示器電極之方法或一種製備遮蔽電磁波用篩網濾波器之電極的方法。
再者，本發明的另一目的，係提供一種供印刷用之糊組成物，可以滿足作為組成物所需要之各種特性，該特性的每一者皆為印刷程序上所需因而可發揮適當的膠印性能者，以及提供在使用上述糊組成物下，一種形成電漿面板顯示器電極之方法或一種備製遮蔽電磁波用篩網濾波器之電極的方法。
為了達成上述的目的，本發明提供一種供印刷用之糊組成物，其包含有：a)5到30 wt%的一丙烯酸聚合物樹脂；b)5到35 wt%的一高沸點溶劑，其沸點至少200℃；c)5到35 wt%的一低沸點溶劑，其沸點低於200℃；以及d)50到85 wt%的金屬粉末。
並且，本發明提供一種形成一電漿面板顯示器電極的方法，其包含有藉由凹版膠印法使用上述供印刷用之糊組成物來形成圖案。
並且，本發明提供一種形成一遮蔽電磁波用篩網濾波器之電極的方法，其包含有藉由凹版膠印法使用上述供印刷用之糊組成物來形成圖案。
第1圖為顯示凹版膠印後之最小線寬的照片，其係使用依據本發明的實施例及比較實施例所製備供印刷用之糊組成物。
本發明將有進一步之詳細記述。
發明人發現為便於製備能滿足各種印刷程序上所需之組成物性質的供凹版膠印用之糊組成物，使用有適當分子量的丙烯酸聚合物以發揮在關閉(OFF)模式所需之適度彈性特性，以及使用適當的揮發性溶劑以於設定(SET)模式提供優良鍛燒特性，結果適合於凹版膠印法的供印刷用之糊組成物可被製備，且因而完成了本發明。
本發明供印刷用之糊組成物包含有a)5到30wt%的一丙烯酸聚合物樹脂；b)5到35wt%的一高沸點溶劑，其沸點至少為200℃；c)5到35wt%的一低沸點溶劑，其沸點低於200℃；以及d)50到85wt%的金屬粉末。
用於本發明之a)所使用的丙烯酸酯聚合物樹脂，可使用傳統的丙烯酸酯聚合物樹脂，且較佳地，其可藉由聚合不飽和羧酸單體、芳香族單體及其他單體來製備。
該不飽和羧酸單體的功用是經由該聚合物內的氫鍵增加該聚合物的彈性，且特別是，可使用丙烯酸，甲基丙烯酸、衣康酸、順丁烯二酸、反丁烯二酸、醋酸乙烯酯、其一酸酐形式等。
較佳地，該不飽和羧酸單體被包含之量係為製備該丙烯酸聚合物樹脂中所用之全部單體之20到50wt%，且當含量於上述範圍內時，該聚合物的彈性特性、聚合作用中凝膠化之預防，及聚合作用程度之控制均令人滿意。
該芳香族單體的功用是在形成對基板的緊密黏著及穩定圖案；特別來說，可使用苯乙烯、甲基丙烯酸苄酯、
丙烯酸苄酯、丙烯酸苯酯、甲基丙烯酸苯酯、2-硝基丙烯酸苯酯、4-硝基丙烯酸苯酯、2-硝基甲基丙烯酸苯酯、4-硝基甲基丙烯酸苯酯、2-硝基甲基丙烯酸苄酯、4-硝基甲基丙烯酸苄酯、2-氯丙烯酸苯酯、4-氯丙烯酸苯酯、2-氯甲基丙烯酸苯酯、4-氯甲基丙烯酸苯酯等。
較佳地，該芳香族單體被包含之量係為製備該丙烯酸聚合物樹脂中所用全部單體的10到30wt%，其含量為15到20wt%為更佳。當含量於上述範圍內時，對基板的緊密黏著性、圖案的黏著強度、所形成之圖案的方向性、穩定圖案之形成、以及鍛燒過程中的易移除性均令人滿意。
除了該不飽和羧酸單體及該芳香族單體之外，用於該丙烯酸聚合物樹脂之製備的其它單體，其功能在控制其玻璃轉化溫度以及聚合物的極性。
該等其它單體，可使用2-羥乙基(甲)丙烯酸酯、2-羥辛基(甲)丙烯酸酯、甲基(甲)丙烯酸酯、乙基(甲)丙烯酸酯、或n-丁基丙烯酸酯，且其等較佳被包含之量，考慮到聚合物對基板的緊密黏著性、耐熱性及玻璃轉化溫度，係為製備該丙烯酸聚合物樹脂中所用之全部單體的20到60wt%為較佳。
該丙烯酸聚合物樹脂可藉由在有溶劑存在下聚合上述單體來製備，使得能預防該不飽和羧酸單體、芳香族單體及其它單體的凝膠化，且能在膠版印刷過程中控制適當之揮發性。
就溶劑來說，丙二醇一甲醚、二丙二醇一甲醚、丙二醇一甲醚丙酸酯、乙醚丙酸酯、松油醇(terpineol)、丙二醇一甲醚乙酸酯、二甲基氨基甲醛、甲基乙基酮、丁基卡別妥、丁基卡別妥乙烯酯(butylcarbitol acetate)、γ
－丁內酯，或乳酸乙酯，可被單獨或混合使用。
在有溶劑存在下藉由上述單體之聚合作用所獲得的丙烯酸聚合物樹脂，其較佳的平均重量分子量為10,000到100,000，更佳地，為20,000到50,000。當平均重量分子量落於上述的範圍內時，可同時解決在OFF模式下由於聚合物樹脂之低玻璃轉化溫度所致之聚合物的流動性增加，而造成圖案由凹版膠印的字溝轉移到膠布可能會有困難的問題，以及由於聚合物樹脂的過度彈性特性而使該組成物注射進入凹版字溝可能有困難的問題。
該丙烯酸聚合物樹脂之含量係本發明供印刷用之糊組成物的5到30 wt%為較佳。當含量少於5 wt%時，會有在OFF模式時由於組成物彈性下降而可能發生問題，並且當含量超過30 wt%時，所形成之圖案的電阻會增加。
並且，本發明包含有該高沸點溶劑，其沸點至少為200℃。該高沸點溶劑並不侷限於特定溶劑，只要其沸點係為200℃或更高，且特別地，可使用γ
－丁內酯、丁基卡別妥乙烯酯、卡別妥、甲氧基甲基醚丙酸酯及松油醇等。
較佳地，該高沸點溶劑係本發明供印刷用之糊組成物的5到35 wt%。當含量少於5 wt%時，溶劑的流動下降率變得非常快速，且因此在印刷過程的OFF模式中，圖案不易轉移，且當含量超過35 wt%時，因為難以控制在膠版印刷過程的SET模式中組成物之流動因此，圖案的方向性會下降，並且印刷時圖案擴大的現象會惡化。
並且，本發明包含有低沸點溶劑，其沸點低於200℃。
該低沸點溶劑並不侷限於特定溶劑，只要其沸點低於200℃，且特別地，可使用丙二醇一甲醚、二丙二醇一甲醚、丙二醇一甲醚丙酸酯、乙醚丙酸酯、丙二醇一甲醚乙酸酯、甲基乙基酮及乳酸乙酯等。
較佳地，該低沸點溶劑之含量係本發明供印刷用之糊組成物的5到35 wt%。當含量少於5 wt%時，因為難以控制在膠版印刷過程的SET模式中組成物之流動，因此圖案的方向性會下降，並且印刷時圖案擴大的現象會惡化。當含量超過35 wt%時，流動下降率變得非常快速，且因此在印刷過程的OFF模式中，圖案不易轉移。
較佳地，該高沸點溶劑b)及該低沸點溶劑c)的組合量為本發明供印刷用之糊組成物的40 wt%或更少。當含量超過40 wt%時，該糊之黏性下降且印刷效能可能會惡化。此外，較佳係藉由適當地拌合高沸點溶劑及低沸點溶劑之揮發性溶劑，將供膠版印刷用的最終糊組成物的黏性控制在5000到20000 cP的範圍為較佳。
用於本發明之d)的金屬粉末並不侷限於特定的金屬，只要其可以被用於PDP電極或遮蔽電磁波用篩網濾波器之電極的形成，且特別地，可用銀、銅、鎳或包含其等之合金等。
較佳地，該金屬粉末之含量係本發明供印刷用之糊組成物的50到85 wt%。當含量少於50 wt%時，由於所形成之圖案的電阻增加，作為電極所需之效能及電磁遮蔽效能會惡化，且當含量超過85 wt%時，該組成物的黏性會增加且變得難以散開，因此印刷的效能會惡化。
另外，本發明供印刷用的糊組成物可進一步包含有一用於分散電極之金屬粉末的分散劑、一用於控制對比的黑色顏料，以及一用來在鍛燒時增強對玻璃黏著強度的玻璃粉末，如果需要，其含量較佳為本發明供印刷用之糊組成物的0.01到10 wt%，0.1到3 wt%為更佳。
並且，本發明提供一種形成一電漿面板顯示器電極的方法，其包含有藉由凹版膠印法使用上述供印刷用之糊組成物來形成圖案，其特徵在於使用本發明供膠版印刷用之糊組成物取代已被用以形成電漿顯示器面板之電極的傳統糊組成物，以及採用凹版膠印法，並且任何其它已知的方法可被應用於形成電漿顯示器電極。
並且，本發明提供一種形成一遮蔽電磁波用之篩網濾波器的電極的方法，其包含有藉由凹版膠印法使用上述供印刷用之糊組成物來形成圖案，其特徵在於使用本發明供膠版印刷用之糊組成物取代已被用以形成遮蔽電磁波用之篩網濾波器電極，以及採用凹版膠印法，並且任何其它已知的方法可被應用於形成遮蔽電磁波用之篩網濾波器電極。
使用本發明供印刷用之糊組成物之電漿顯示器面板之電極形成方法以及遮蔽電磁波用之篩網濾波器之製備方法可提供極佳的印刷效能，所形成之圖案有極佳的方向性及穩定性，且特別地，當與光微影技術法比較時，因其等採直接印刷模式，而明顯地改善了成本節省效應。
為了更了解本發明，以下為較佳實施例。下列實施例僅為說明本發明，而不限制本發明的範圍。
15 wt%的聚合物樹脂(重量平均分子量為25,000)，其中甲基丙烯酸(MA)：丙烯酸苄酯(BA)：2－羥乙基(甲)丙烯酸酯(2－HEMA)：甲基(甲)丙烯酸酯(MMA)係以30：20：10：40的重量比例所聚合，為一丙烯酸聚合物樹脂，15 wt%的作為一高沸點溶劑之松油醇(α－,β－,γ－松油醇的混合物)、10 wt%的作為一低沸點溶劑之丙二醇一甲醚丙酸酯(PGMEP)、63 wt%的作為一電極用金屬粉末之銀，以及2 wt%的作為分散劑之含有一胺基的有機分散劑，在室溫下混合及攪拌，最後使用一三向攪拌器來製備一所需的供印刷用之糊組成物。
除了將顯示於下列表1中之組成物使用於實施例1之外，進行相同於實施例1的程序以製備供印刷用之糊組成物。
用於表1中的單位為wt%。
使用於實施例1至3及比較實施例1或2所製備的供印刷用之糊組成物，評估其用於凹版膠印上的印刷效能、最小線寬及圖案方向性，結果顯示在第1圖與下方表2中。
其印刷效能的評估是用光學顯微鏡觀察在SET模式時仍殘留在膠布上而沒有被轉移到基板的組成物位準，其中，○表示無印刷組成物殘留在膠布上的情況，X表示在SET模式時有過量的印刷組成物殘留在膠布上且不可能將圖案轉移到基板的情況。最小線寬之評估，是測量由凹版膠印可形成之圖案的最小尺寸，且尺寸越小為越佳。就圖案方向性而言，使用一光學顯微鏡觀察印刷後形成於基板上圖案中方向性之程度，其中有優良方向性的情況表示為○，普通的情況為△及較差的情況為X。
如上方表2及第1圖中所見顯示，實施例1－3是使用本發明供印刷用之糊組成物以凹版膠印法形成圖案，與比較實施例1或2相比下，顯示出優良的印刷效能、20 μm及以下之狹窄最小線寬以及優良的圖案方向性。再者，比較實施例2無法印刷，導致無圖案。
本發明供印刷用之糊組成物適合於直接形成精細圖案的凹版膠印模式，且與習知以光微影技術為基礎的方法相比，具有著優異的成本節省效應，且同時，可以滿足作為組成物所需之各種特性，且該等特性的每一者為印刷程序上所需要因而可發揮適當的膠印性能者。
雖然本發明是以最佳實施例來詳細描述，對熟習本相關技術領域之人士而言，顯而易見地，在本發明的精神及領域之範圍內可做多種改變與修飾，且無庸置疑地，這些改變與修飾落在所附的申請專利範圍之範圍內。
第1圖為顯示凹版膠印後之最小線寬的照片，其係使用依據本發明的實施例及比較實施例所製備供印刷用之糊組成物。
Claims (6)
- 一種供印刷用之糊組成物，其包含有：a)5到30wt%的一丙烯酸聚合物樹脂；b)5到35wt%的一高沸點溶劑，其沸點至少為200℃；c)5到35wt%的一低沸點溶劑，其沸點低於200℃；以及d)50到85wt%的一金屬粉末；其中a)之該丙烯酸聚合物樹脂是藉由在一溶劑存在下，聚合i)20到50wt%之一不飽和羧酸單體，ii)10-30wt%之一芳香族單體，及iii)20-60wt%之擇自於由下列所組成之群組中的一單體而製得者：2-羥乙基(甲)丙烯酸酯、2-羥辛基(甲)丙烯酸酯、甲基(甲)丙烯酸酯、乙基(甲)丙烯酸酯、n-丁基丙烯酸酯及其混合物；其中該不飽和羧酸單體係擇自於由下列所組成之群組中：丙烯酸、甲基丙烯酸、衣康酸、順丁烯二酸、反丁烯二酸、醋酸乙烯酯、一其酸酐形式以及其混合物；其中該芳香族單體係擇自於由下列所組成之群組中：苯乙烯、甲基丙烯酸苄酯、丙烯酸苄酯、丙烯酸苯酯、甲基丙烯酸苯酯、2-硝基丙烯酸苯酯、4-硝基丙烯酸苯酯、2-硝基甲基丙烯酸苯酯、4-硝基甲基丙烯酸苯酯、2-硝基甲基丙烯酸苄酯、4-硝基甲基丙烯酸苄酯、2-氯丙烯酸苯酯、4-氯丙烯酸苯酯、2-氯甲基丙烯酸苯酯、4-氯甲基丙烯酸苯酯及其混合物； 其中b)之該高沸點溶劑係擇自於由下列所組成之群組中：γ-丁內酯、丁基卡別妥乙烯酯(butylcarbitol acetate)、卡別妥(carbitol)、甲氧基甲基丙酸乙酯、松油醇(terpineol)及其混合物；且其中c)之該低沸點溶劑係擇自於由下列所組成之群組中：丙二醇一甲醚、二丙二醇一甲醚、丙二醇一甲醚丙酸酯、乙醚丙酸酯、丙二醇一甲醚乙酸酯、申基乙基酮、乳酸乙酯，及其混合物。
- 如申請專利範圍第1項之供印刷用之糊組成物，其中該丙烯酸聚合物樹脂平均具有一10,000至100,000之重量平均分子量。
- 如申請專利範圍第1項之供印刷用之糊組成物，其中d)之該銀粉末係擇自於由下列所組成之群組中：銀、銅、鎳，一含其等之合金，及其混合物。
- 如申請專利範圍第1項之供印刷用之糊組成物，其進一步包含至少一可擇自於由分散劑、黑色顏料及玻璃粉末所組成之群組的添加物。
- 一種形成電漿面板顯示器電極的方法，其包含有藉由凹版膠印法使用如申請專利範圍第1到4項中任一項之供印刷用之糊組成物來形成圖案。
- 一種形成遮蔽電磁波之篩網濾波器之電極的方法，其包含有藉由凹版膠印法使用如申請專利範圍第1到4項中任一項之供印刷用之糊組成物來形成圖案。
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