JP2000063151A - 画像装置用絶縁膜の製造方法 - Google Patents
画像装置用絶縁膜の製造方法Info
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Abstract
気絶縁性や保護膜効果を有する画像装置用絶縁膜を、簡
便に安価に製造する。 【解決手段】電極が形成されたガラス基板上に、無機粉
末と感光性有機成分からなる感光性ペーストを塗布し
て、フォトリソグラフィ法によりパターンを形成した
後、焼成する画像装置用絶縁膜の製造方法であって、該
無機粉末が平均粒子径0.3〜1.5μm、最大粒子径
10μm以下の粉末で、かつタップ密度が0.6g/c
m3以上であることを特徴とする画像装置用絶縁膜の製
造方法とする。
Description
の製造方法に関するものである。より詳しくは、無機粉
末と感光性有機成分とからなる感光性ペーストを塗布
し、フォトリソグラフィ法によりパターン形成した後、
焼成する電子放出素子を用いた画像装置用絶縁膜を製造
する方法に関するものである。
装置として、軽く、薄型のいわゆるフラットディスプレ
イが注目されている。フラットディスプレイとして液晶
ディスプレイが盛んに研究開発されているが、画像が暗
い、視野角が狭いといった課題が残っている。この液晶
ディスプレイに代わるものとして、自発光型の放電型デ
ィスプレイであるプラズマディスプレイパネルや電子放
出素子を用いた画像装置は、液晶ディスプレイに比べて
明るい画像が得られると共に、視野角が広い、さらに大
画面化、高精細化の要求に応えうることから、そのニー
ズが高まりつつある。
子放出素子と冷陰極電子放出素子の2種類が知られてい
る。冷陰極電子放出素子には、電界放出型(FE型と称
す)、金属/絶縁層/金属型(MIM型と称す)や表面
伝導型電子放出素子などがあり、冷陰極電子源を用いた
画像装置は、それぞれのタイプの電子放出素子から放出
される電子ビームを蛍光体に照射して蛍光を発生させる
ことで画像を表示するものである。
0−12140号公報等に記載されるように、素子電極
を絶縁するために、酸化珪素などの絶縁性材料を用い真
空蒸着法、印刷法、スパッタ法などで絶縁膜が形成され
る。その膜厚は、絶縁膜の製法および素子電極間に印加
される電圧を考慮して設定されるが、数十nm〜数μm
の範囲が好ましい。
置においては、前面ガラス基板と背面ガラス基板にそれ
ぞれの機能を付与して用いるが、背面ガラス基板には、
複数の電子放出素子とそれらの素子を接続するためのマ
トリックス状の配線が設けられている。これらの配線は
X方向およびY方向に設置され、電子放出素子の電極の
部分で交差するが、この交差部において両者を絶縁する
ためにも帯状の絶縁膜を必要としている。このような層
間絶縁膜は、例えば酸化鉛を主成分とするガラスを用い
て、膜厚10〜100μm、好ましくは20〜50μm
で形成される。
は、絶縁膜の下に下配線を形成した後、それに直交する
形で帯状の絶縁膜を設置し、その絶縁膜の上に上配線を
形成している。この時、上配線を形成する際のアライメ
ントに対する余裕をとるため、交差部では下配線を部分
的にカバーする突出部を有する形状として用いることが
提案されている。
おいては、素子電極を絶縁するための比較的、薄膜の絶
縁膜と、配線の交差部において絶縁するための厚膜の絶
縁膜を形成する必要があり、さらにこれらの絶縁膜に
は、上記した電気的絶縁性に加え、パッシベーション膜
としての遮蔽効果の発現などの機能が要求される。
した真空蒸着法やスパッタ法などの真空条件を必要とす
る方法で形成する場合、高価な製造設備を要し、特に大
画面化を目指すフラットディスプレイの場合に、大面積
の基板を処理しなければならず、製造装置コストの負担
が大きくなる。一方、印刷法は、安価な作製法として多
用されている。これは、絶縁膜を構成するガラス成分と
有機成分からなる絶縁ペーストを、主としてスクリーン
印刷の手段で全面またはパターン状に塗布し、その後、
焼成して絶縁膜を形成する方法である。しかし、印刷法
においては、絶縁ペーストの特性が最適化されていない
と、絶縁ペーストを塗布して形成した膜にボイド、ピン
ホールなどの欠陥が発生するため、1層の塗布では完全
な絶縁効果を有する膜が得られず、複数回の塗布を行っ
て積層させるなどの煩瑣な工程を必要とするなどの問題
点がある。
(以下感光性ペーストとする)を用い、1層の塗布で完
全な絶縁効果を有する画像装置用絶縁膜を安価に製造す
ることをその目的とするものである。
に、本発明の画像装置用絶縁膜の製造方法は、電極が形
成されたガラス基板上に、無機粉末と感光性有機成分か
らなる感光性ペーストを塗布して、フォトリソグラフィ
法によりパターンを形成した後、焼成する画像装置用絶
縁膜の製造方法において、該無機粉末が平均粒子径0.
3〜1.5μm、最大粒子径10μm以下の粉末で、か
つタップ密度が0.6g/cm3以上であることを特徴
とするものである。
方法は、電子放出素子を用いた画像装置の絶縁膜の形成
に用いるものであり、平均粒子径が0.3〜1.5μ
m、最大粒子径が10μm以下であり、かつタップ密度
が0.6g/cm3以上ある無機粉末と感光性有機成分
とからなる感光性ペーストを使用して絶縁膜を製造する
ことが必要である。
粒子径の小さいものほど凝集しやすいので、粒子径の小
さい粒子はペースト中に均一に分散され難く、ペースト
を塗布した膜に空隙等の欠陥を生じやすく、所望の絶縁
膜形成が困難になる。一方、粒子径が大きすぎると、焼
成後の絶縁膜にボイドが生じたり、表面の平滑性が損な
われたりする。そこで本発明者らは、ペーストへの充填
性が良好で凝集性が少なく塗布性の良好なペーストが得
られると共に、焼成後に得られる絶縁膜の緻密性や表面
特性に支障のない無機粉末の粒子径の分布について鋭意
検討した結果、本発明に到達したものである。平均粒子
径が0.3μm未満では無機粉末の凝集性が大きく、充
填性、塗布性、パターン形成性が悪くなり、1.5μm
より大きいと形成された絶縁膜にボイド、ピンホール等
の欠陥を生じる。また最大粒子径が10μmを越えた場
合も、同様に絶縁膜の欠陥が生じる。
機粉末の10体積%粒子径が0.2〜0.8μmであ
り、90体積%粒子径が2.5μm以下であることが好
ましい。この粒度分布を満足することにより、ペースト
への充填性、分散性により優れ、塗布性の良好なペース
トとなる。
によって測定した値であり、測定装置は、マイクロトラ
ック社HRA粒度分布計(MODEL No.9320
−X100)を用いた。測定条件は次の通りである。
好ましくは0.65g/cm3以上であることが必要で
ある。タップ密度が0.6g/cm3未満であると、ペ
ーストを構成する際の充填性、分散性が十分でなく、ペ
ースト中に気泡、凝集物を生じ、緻密で欠陥のない塗布
膜を形成できない。塗布膜の内部が均質になることは光
透過性を高めるので、本発明の様に感光性ペーストを用
いて、フォトリソグラフィ法によりパターン形成を行う
場合には、特に重要である。
45)に記載の通り、振動させた容器内の粉末の単位体
積当たりの質量を意味し、本発明においては、TSUTSUI
SCIENTIFIC INSTRUMENTS Co. A.B.D POWDER TESTERを用
い、ガラス粉末を入れた100cc容器を5分間振動し
た後、ガラス粉末を摺りきり、100cc当たりの質量
を測定して得た値とする。
いる感光性ペーストは、上記のような粒子径とその分布
およびタップ密度を有する無機粉末60〜90重量%と
感光性有機成分10〜40重量%とから構成されること
が好ましい。無機粉末が60重量%未満の場合には、焼
成工程で脱バインダーすべき成分が多くなり、脱バイン
ダー工程が困難になったり、脱バインダー不足のため着
色や絶縁特性の不良を生じることがあるので好ましくな
い。また、無機粉末が90重量%を超える場合には、ペ
ーストへの充填や分散不良を起こしやすくなり、またペ
ースト粘度が高くなり過ぎることがあり、塗布性の良好
なペーストが得られないことがあるので好ましくない。
する。本発明において、感光性ペーストは、電極を形成
したガラス基板上の所望の箇所、厚さに塗布された後、
フォトリソグラフィ法によるパターンの形成および焼成
工程により、有機成分が熱分解除去(脱バインダー)さ
れ、ガラス成分からなる絶縁膜を形成する。
子を用いた画像形成装置における素子電極や上下配線の
層間絶縁膜などであり、これらに限定されるものではな
いが、いずれも絶縁膜形成工程は、ナトリウムなどの不
純物含有量を低減させたガラス、青板ガラスなどのガラ
ス基板上で行われる。
末は、ガラス転移点400〜500℃、軟化点450〜
530℃の熱特性を有するガラス粉末であることが好ま
しい。ガラス転移点が500℃より高く、軟化点が53
0℃より高い場合には、焼成工程において基板ガラスの
熱変形が起こる可能性がある。また、ガラス転移点が4
00℃より低く、軟化点が450℃より低い場合には、
絶縁膜を形成した後に、その絶縁膜を伴う部材または部
品が経由する後工程においての加熱条件で変形、変質な
どの変化を起こす可能性があるので好ましくない。
て、酸化ビスマスを含有する組成物が好ましい。酸化ビ
スマスを含有するガラス粉末は、酸化物換算表記で、 酸化ビスマス 20〜70重量% 酸化珪素 3〜30重量% 酸化ホウ素 10〜30重量% 酸化亜鉛 2〜40重量% 酸化ジルコニウム 3〜10重量% の組成範囲からなるものを含有するものが好ましい。
0重量%の範囲で配合される。20重量%未満では、焼
成温度や軟化点を制御するのに効果が少ない。70重量
%を超えるとガラスの耐熱温度が低くなりすぎてガラス
基板上への焼き付けが難しくなる。酸化ビスマスは比重
が高いので、その含有比率が大きなガラスは密度が大に
なり、従って屈折率が大きくなる。
される。3重量%未満の場合は、ガラス層の緻密性、強
度や安定性が低下し、またガラス基板と熱膨張係数のミ
スマッチが起こり所望の値から外れる。30重量%を超
えると、軟化点やガラス転移点が上昇し、耐熱温度が増
加する。このため600℃以下でガラス基板上に緻密に
焼き付けることが難しくなり、気泡が残留し、電気絶縁
性が低下する。酸化珪素は屈折率が低い成分であり、こ
の割合が高いガラスは屈折率が低くなる。
配合することによって、電気絶縁性、強度、熱膨張係
数、緻密性などの電気、機械および熱的特性を向上する
ことができる。30重量%を超えるとガラスの安定性が
低下する。
される。2重量%未満では緻密性向上の効果が無く、4
0重量%を超えると、焼き付け温度が低くなり過ぎて制
御しにくく、また絶縁抵抗が低くなるので好ましくな
い。
で配合される。酸化ジルコニウムはガラスの耐酸性を向
上する。すなわち、ペーストを構成する有機成分と反応
してゲル化することを抑制する効果がある。3重量%未
満ではゲル化を抑制する効果が少ない。10重量%を超
えるとガラスの耐熱温度が高くなり過ぎてガラス基板上
への焼き付けが難しくなる。
成は上記の通り、酸化ビスマス含有系の配合組成を有す
るものであるが、さらに、これらのガラス粉末は、実質
的にアルカリ金属を含有しないことが好ましい。実質的
に含有しないとは、含有しても0.5重量%以下、好ま
しくは0.1重量%以下であることを意味する。
含まれると、電極や配線の形成に用いられる銀成分との
間で、イオン交換反応を起こし、黄色化するなどの問題
を起こすので、ガラス成分には、アルカリ金属を実質的
に含まれないことが好ましい。
率、熱膨張係数、あるいは強度のコントロールなどのた
めに、無機粉末中にフィラーとなるセラミックス類や高
融点ガラス成分を含有することができる。
る場合にも、本発明を適用することにより、基板上の不
要な箇所へのペーストの付着やはみ出し部分を容易に除
去することができる。すなわち、所用部分をパターン露
光した後、不要部分を溶解する方法で簡単に除去するこ
とができる。
いては、素子の電極間を接続する上下配線の絶縁のため
の層間絶縁膜が形成される。この層間絶縁膜自体は帯状
または突起部や凹部を有する変形帯状に形成されるが、
さらに絶縁膜上の配線と素子電極とを接続するためのコ
ンタクトホールを形成するなどのパターン化が必須であ
り、用いる絶縁ペーストが高精度のパターン加工のでき
ることが非常に有効となる。
中の無機粉末の割合を上記した60〜90重量%、感光
性有機成分の割合を10〜40重量%とすることで、特
にパターン形状で絶縁膜を形成する場合の工程の簡便性
がよく、得られる絶縁膜の形状と寸法精度などに優れた
ものとなる。
工程で、露光部分が可溶化するタイプ(ポジ型)と不溶
化するタイプ(ネガ型)がある。無機粉末を多量に混合
して用いる絶縁ペーストの場合、種々の塗布法に適応
し、形成された絶縁膜パターンの形状、焼成における熱
分解性などを考慮すると、材料選択のバリエーションが
多い、露光で不溶化するタイプの感光性有機成分を用い
るのが好ましい。
は、バインダーに相当するオリゴマーもしくはポリマ
ー、感光性モノマーおよび光重合開始剤を基本成分とす
る。
いられる感光性ペーストを構成する感光性有機成分は、
バインダーとなるオリゴマーもしくはポリマー自体にも
感光性を付与したものを用い、それに感光性モノマーを
配合したものを主成分とし、光重合開始剤、紫外線吸収
剤を含むことが好ましい。
素二重結合を有する化合物が主として用いられるが、官
能基として、ビニル基、アリル基、アクリレート基、メ
タクリレート基、アクリルアミド基などを有する単官能
及び多官能化合物が用いられる。中でも多官能アクリレ
ート化合物および多官能メタクリレート化合物を用いる
ことが好ましい。しかし、これらに限定されるものでは
ない。
マーもしくはポリマーは、光反応で形成される硬化物の
物性の向上やペーストの粘度の調整などの役割を果たす
と共に、未露光ペーストの溶解性をコントロールする機
能を有する成分である。これらのオリゴマーもしくはポ
リマーは、炭素−炭素二重結合を有する化合物から選ば
れた成分の重合または共重合により得られた炭素連鎖の
骨格を有するものが好ましく用いられるが、これらに限
定されるものではない。
ボン酸などが有用であり、露光後に未露光部分をアルカ
リ水溶液で溶解現像できる絶縁ペーストを与えることが
できる。こうして得られた側鎖にカルボキシル基などの
酸基を有するオリゴマーもしくはポリマーの酸価は50
〜160、好ましくは70〜140の範囲になるように
コントロールするのが望ましい。
は、分子側鎖にカルボキシル基と不飽和二重結合を含有
する重量平均分子量2000〜6万のものが好ましい。
より好ましくは、3000〜4万である。不飽和二重結
合を側鎖に導入するには、カルボキシル基を側鎖に有す
るオリゴマーもしくはポリマーに、グリシジル基やイソ
シアネート基を有するエチレン性不飽和化合物やアクリ
ル酸クロライド、メタクリル酸クロライドを付加反応さ
せる方法が適用される。
ル基数とオリゴマーもしくはポリマーを感光性にするエ
チレン性不飽和基数とは、反応条件により自由に選択す
ることができる。
ストを露光した場合、感光性成分が重合および架橋反応
して現像液に不溶性となる。そのために活性ラジカルを
発生して、ラジカル重合や架橋反応を開始する成分とし
て、光重合開始剤が添加される。光重合開始剤には、1
分子系直接開裂型、イオン対間電子移動型、水素引き抜
き型、2分子複合系など機構的に異なる種類があり、本
発明においては主として、1分子系直接開裂型から選ば
れた化合物を好ましく用いることができるが、これらに
限定されるものではない。光重合開始剤の使用は1種ま
たは2種以上使用することも可能であり、その添加量
は、無機粉末含有量などを考慮して、感光性成分に対し
て2〜30重量%用いることが好ましい。
合することが、優れた形状のパターンを得るのに有効で
ある。これらの紫外線吸収剤を添加することにより、露
光光源として最もよく利用される超高圧水銀灯からの光
の波長範囲のうちh線(405nm)とi線(365n
m)付近の波長の光を吸収させ、光重合開始剤に吸収さ
れるh線やi線付近の波長の光量を減らし、g線波長の
光の透過率を上げることにより、ペースト塗布膜の下層
まで十分光硬化させることができるようになる。
mの波長領域に吸収極大を有するもので、アゾ系染料、
ベンゾフェノン系化合物、シアノアクリレート系化合
物、ベンゾトリアゾール系化合物、インドール系化合物
からなる群から選択した少なくとも一種が挙げられる。
なスダンブルー(Sudan Blue,C22H18N2
O2=342.4)、スダンI(C17H14N2O2=27
8.31)、スダンII(C18H14N2O=276.3
4)、スダンIII (C22H16N4O=352.4)、ス
ダンIV(C24H2ON4O=380.45)、2,4−ジ
ヒドロキシベンゾフェノン、2−ヒドロキシ−4−メト
キシベンゾフェノン、2,2’−ジヒドロキシ−4,
4’−ジメトキシベンゾフェノン、2,2’−ジヒドロ
キシ−4,4’−ジメトキシ−5−スルホベンゾフェノ
ン、2−ヒドロキシ−4−メトキシ−5−スルホベンゾ
フェノントリヒドレート、2−ヒドロキシ−4−n−オ
クトキシベンゾフェノン、2−ヒドロキシ−4−オクタ
デシロキシベンゾフェノン、2,2’,4,4’−テト
ラヒドロキシベンゾフェノン、4−ドデシロキシ−2−
ヒドロキシベンゾフェノン、2−ヒドロキシ−4−(2
−ヒドロキシ−3−メタクリロキシ)プロポキシベンゾ
フェノン、2−(2’−ヒドロキシ−5’−メチルフェ
ニル)ベンゾトリアゾール、2−(2’−ヒドロキシ−
3’,5’−t−ブチル−5’−メチルフェニル)ベン
ゾトリアゾール、2−(2’−ヒドロキシ−3’−t−
ブチル−5’−メチルフェニル)−5−クロロベンゾト
リアゾール、2−(2’−ヒドロキシ−3’,5’−ジ
−t−ブチルフェニル)−5−クロロベンゾトリアゾー
ル、2−(2’−ヒドロキシ−4’−n−オクトキシフ
ェニル)ベンゾトリアゾール、2−エチルヘキシル−2
−シアノ−3,3−ジフェニルアクリレート、2−エチ
ル−2−シアノ−3,3−ジフェニルアクリレート、B
ONASORB UV−3901(オリエント化学社
製)、BONASORB UA−3902(オリエント
化学社製)、SOM−2−0008(オリエント化学社
製)などを挙げることができるが、これに限定されな
い。
〜2重量%であることが好ましい。0.05重量%未満
では紫外線吸収剤の添加効果が十分でなく、パターン形
状が不都合になることがあり、2重量%を越えると感光
性ペーストの感度が低下するので好ましくない。
要に応じて、有機溶剤、増感剤、重合禁止剤、分散剤、
安定剤、増粘剤などを加えることができる。
の粘度を塗布方法に応じて調整するために有機溶媒が使
用される。この時使用される有機溶媒としては、メチル
セロソルブ、エチルセロソルブ、ブチルセロソルブ、メ
チルエチルケトン、ジオキサン、アセトン、シクロヘキ
サノン、シクロペンタノン、イソブチルアルコール、イ
ソプロピルアルコール、テトラヒドロフラン、ジメチル
スルフォキシド、γ-ブチロラクトンなどやこれらのう
ちの1種以上を含有する有機溶媒混合物が用いられる。
性モノマー、感光性オリゴマーもしくはポリマー、光重
合開始剤、紫外線吸収剤、必要に応じてその他の添加剤
および溶媒などの各種成分を所定の組成となるように調
合した後、3本ローラや混練機で均質に混合分散し作製
される。
分、有機溶媒、その他の添加剤などの添加割合で調整さ
れるが、その範囲は1万〜20万cps(センチ・ポイ
ズ)である。例えば、ガラス基板への塗布をスクリーン
印刷法で1回塗布して膜厚10〜20μmを得るには5
万〜20万cpsが好ましい。ブレードコーター法やダ
イコーター法などを用いる場合は1万〜2万cpsが好
ましい。
しては、スクリーン印刷法、バーコーター法、ロールコ
ーター法、スリットダイ法、ドクターブレード法など一
般的な方法を用いることができる。塗布厚みは、塗布回
数、スクリーン印刷のスクリーンメッシュ、ペーストの
粘度を選ぶことによって調整できる。
トリソグラフィ技術で行われるように、フォトマスクを
介して行われる。この際にフォトマスクを感光性ペース
トの塗布膜表面に密着する方法あるいは一定の間隔をあ
けて行うプロキシミティー露光法のいずれを用いてもよ
い。露光に使用される活性光線は、紫外線が最も好まし
く、その光源として、例えば、低圧水銀灯、高圧水銀
灯、超高圧水銀灯、ハロゲンランプなどが使用される。
超高圧水銀灯を光源とした平行光線を用いプロキシミテ
ィー露光機を用いるのが一般的である。露光条件は感光
性ペーストの塗布厚みによって異なるが、1〜100m
W/cm2の出力の超高圧水銀灯を用いて0.5〜30
分間露光を行う。
対する溶解度差を利用して、現像を行うが、この場合、
浸漬法、スプレー法、ブラシ法などが用いられる。現像
液には、感光性ペースト中の有機成分、特に感光性オリ
ゴマーもしくはポリマーが溶解可能な溶液を用いる。カ
ルボキシル基を側鎖に有する感光性オリゴマーもしくは
ポリマを選択することによりアルカリ水溶液での現像が
可能になる。
ム、炭酸ナトリウム、水酸化カルシウムの水溶液などが
使用できるが、有機アルカリ水溶液を用いた方が焼成時
にアルカリ成分を除去し易いので好ましい。有機アルカ
リとしては、一般的なアミン化合物を用いることができ
る。具体的には、テトラメチルアンモニウムヒドロキサ
イド、トリメチルベンジルアンモニウムヒドロキサイ
ド、モノエタノールアミン、ジエタノールアミンなどが
あげられる。アルカリ水溶液の濃度は通常0.05〜5
重量%、より好ましくは0.1〜3重量%である。アル
カリ濃度が低すぎれば可溶部が完全に除去されず、アル
カリ濃度が高すぎれば、露光部のパターンを剥離させた
り、侵食したりするおそれがある。現像時の温度は、2
0〜50℃で行うことが工程管理上好ましい。
工程を経て形成された絶縁膜パターンは、次に焼成炉で
焼成されて、有機成分を熱分解して除去し、同時に無機
粉末成分中のガラス粉末を溶融させて無機質の絶縁膜を
形成する。焼成雰囲気や温度は、ペーストや基板の特性
によって異なるが、通常は、空気中で焼成される。焼成
炉としては、バッチ式の焼成炉やベルト式の連続型焼成
炉を用いることができる。
ターンが形成されたガラス基板を室温から500℃程度
まで数時間掛けてほぼ等速で昇温した後、焼成温度とし
て設定された560〜580℃に30〜40分間で上昇
させて、約15〜30分間保持して焼成を行う。焼成温
度は用いるガラス基板のガラス転移点より低くなければ
ならないので自ずから上限が存在する。焼成温度が高す
ぎたり、焼成時間が長すぎたりすると絶縁膜の形状にダ
レなどの欠陥が発生する。また、感光性有機成分に含ま
れる感光性モノマー、感光性オリゴマーもしくはポリマ
ー、種々の添加剤の熱分解特性とガラス粉末成分の熱特
性が不釣り合いになると、絶縁膜が褐色に着色したり、
基板から剥がれたりする欠陥が発生する。
り、所望の膜厚と形状を有する絶縁膜を簡便に得ること
が可能であり、高精細に絶縁膜を設置する目的に合致し
た絶縁膜の製造方法を得ることができる。さらに、パタ
ーン化を必要としない用途においても、不要箇所のペー
ストを除去する工程で感光性であることにより、作業が
容易になるというメリットを活用することができる。
により、緻密かつ平滑な欠陥のない絶縁膜が容易に形成
でき、電子放出素子を用いた画像装置の所望の箇所に膜
厚を選択し、パターン形状を選択して絶縁膜の作製する
際に好ましく適用することができる。
の電極に接して段差形成部材と称される絶縁材を設置
し、その上に他方の電極を配し、それらの電極間に導電
性膜を形成した後、フォーミング処理で電子放出部を形
成する垂直型の表面伝導型電子放出素子の絶縁材の形成
にも適用することができる。
する。ただし、本発明はこれに限定されるものではな
い。なお、実施例中の濃度は断りのない場合は重量%で
ある。
ビスマス含有系ガラスを用いた。
2%、酸化ホウ素17%、酸化亜鉛10%、酸化ジルコ
ニウム7%、酸化バリウム5%、酸化アルミニウム6
%。
25℃、平均粒子径1.1μm、最大粒子径8μm、1
0体積%粒子径0.6μm、90体積%粒子径2.1μ
m、タップ密度1.10g/cm3。
ガラス70重量部、感光性ポリマー(X−4007)1
5重量部、感光性モノマー(MGP400)15重量
部、光重合開始剤(IC369)3重量部、紫外線吸収
剤(スダンIV)0.06重量部を配合し、γ−ブチロラ
クトンの添加量で粘度を調整して感光性ペーストを作製
した。
薄膜形成後、フォトリソエッチング法によって素子電極
を形成した。材質は厚み50AのTiを下引きとして厚
み1000AのNi薄膜からなり、中央部で電極間隔2
0μm、電極幅300μmである。下配線は銀ペースト
インキの印刷・焼成で得られた厚み約7μmの印刷配線
であり、素子電極の一方と接続されている。
続する下配線が形成された基板上に、上記感光性ペース
トを全面にスクリーン印刷法で塗布し、乾燥厚み20μ
mのペースト塗布膜を形成した。下配線に対し直交しそ
の上に形成する上配線より広幅の帯状パターンを有し、
さらに電極のもう一方と上配線を接続するためのコンタ
クトホールのパターンを有するフォトマスクを介して、
パターン露光・現像を行った後、焼成してコンタクトホ
ールを有する帯状の層間絶縁膜を形成した。
力の超高圧水銀灯を用い、300mJ/cm2の露光量
を与えた。現像は、35℃に保持したモノエタノールア
ミンの0.2%水溶液を用い、150秒間シャワーして
行った。水洗・乾燥して後、パターン化されたペースト
塗布膜は、560℃で15分間焼成して、パターン化さ
れた膜厚14μmの層間絶縁膜とした。なお感光性ペー
ストの塗布性は良好で、乾燥した塗布膜にボイド、ピン
ホールなどの欠陥は見られなかった。
に、銀ペーストの印刷・焼成により、約7μmの膜厚で
形成した。コンタクトホールを通じてのもう一方の電極
との接続が完全に行われるよう銀ペーストの塗布に留意
した。通電テストにより、上下配線間の絶縁および電極
との接続が完全に機能していることを確認した。これに
より電子放出素子を用いた画像装置用絶縁膜が製造でき
た。
ように変更した以外は実施例1を繰り返した。
m、10体積%粒子径0.4μm、90体積%粒子径
1.8μm、タップ密度0.95g/cm3。
含有する感光性ペーストの塗布性は良好で、乾燥した塗
布膜に欠陥はなく、パターン露光・現像後に焼成して膜
厚13μmの表面平滑で透明なコンタクトホールを有す
る層間絶縁膜が得られた。配線間の絶縁および配線と電
極との接続が完全に行われていることを導通試験で確認
した。
ィラー成分となる高融点ガラス粉末5%とからなるもの
を用いた他は、実施例1を繰り返した。この場合、得ら
れた層間絶縁膜は焼成収縮率がやや小さくなり、絶縁膜
の膜厚は16μmであった。配線間の絶縁および配線と
電極との接続が完全に行われていることを導通試験で確
認した。
形成した以外は実施例1を繰り返して絶縁膜を作製し、
パターン化された層間絶縁膜を形成した。通電テストに
より、上下配線間の絶縁および電極との接続が完全に機
能していることを確認した。
て、実施例1で使用した感光性ペーストを乾燥膜厚15
μmに塗布した後、300μm×500μmの矩形状の
開口部を縦横それぞれに3mm間隔で形成したフォトマ
スクを介してパターン露光・現像した後、焼成してパタ
ーン化された絶縁膜を形成した。ほぼマスク開口部と同
じサイズで膜厚10μmの絶縁膜が得られ、垂直型の表
面伝導型電子放出素子の段差形成部材として使用するこ
とができた。
は実施例1を繰り返した。
m、タップ密度0.72g/cm3。
含有する感光性ペーストの乾燥した塗布膜に欠陥が観察
された。パターン露光・現像後に焼成したところ、膜厚
15μmの表面平滑が低下し、緻密性と透明性が劣る層
間絶縁膜が得られた。配線間の絶縁および配線と電極と
の接続が不完全な結果となった。
うに変更した以外は実施例1を繰り返した。
m、タップ密度0.45g/cm3。
含有する感光性ペーストの塗布性は悪く、均一な塗布膜
が形成できなかった。パターン露光・現像後に焼成して
得られた膜厚は、10μmであったが、膜厚むらが多か
った。また、層間絶縁膜としては絶縁不良が生じ、使用
できなかった。
クリレート、30%スチレンからなる共重合体のカルボ
キシル基に対して0.4当量のグリシジルメタクリレー
トを付加反応した重量平均分子量43,000,酸価9
5の側鎖にカルボキシル基とエチレン性不飽和基を有す
るポリマー。
ニル)ブタノン-1
法において、使用される感光性ペーストを構成する無機
粉末の平均粒子径が0.3〜1.5μm、最大粒子径が
10μm以下、タップ密度0.6g/cm3以上、好ま
しくは10体積%粒子径0.2〜0.8μm、90体積
%粒子径2.5μm以下であるため、ペースト中の無機
粉末の分散性が良好となり、均一で欠陥のない絶縁ペー
スト塗布膜が形成でき、焼成によって表面平滑で、ボイ
ド、ピンホールなどの欠陥がない優れた電気絶縁性や保
護膜効果を有する絶縁膜が形成できる。また感光性ペー
ストを用いるため、絶縁膜のパターン化も容易であり、
塗布膜を積層するなどの工程を行うことなく、安価に、
パターン化された薄膜、厚膜の絶縁膜を作製することが
可能である。
Claims (8)
- 【請求項1】電極が形成されたガラス基板上に、無機粉
末と感光性有機成分からなる感光性ペーストを塗布し
て、フォトリソグラフィ法によりパターンを形成した
後、焼成する画像装置用絶縁膜の製造方法において、該
無機粉末が平均粒子径0.3〜1.5μm、最大粒子径
10μm以下の粉末で、かつタップ密度が0.6g/c
m3以上であることを特徴とする画像装置用絶縁膜の製
造方法。 - 【請求項2】無機粉末の10体積%粒子径が、0.2〜
0.8μm、90体積%粒子径が2.5μm以下である
ことを特徴とする請求項1に記載の画像装置用絶縁膜の
製造方法。 - 【請求項3】無機粉末が、ガラス転移点400〜500
℃、軟化点450〜530℃であるガラス粉末であるこ
とを特徴とする請求項1または2に記載の画像装置用絶
縁膜の製造方法。 - 【請求項4】ガラス粉末が、酸化物表記で、 酸化ビスマス 20〜70重量% 酸化珪素 3〜30重量% 酸化ホウ素 10〜30重量% 酸化亜鉛 2〜40重量% 酸化ジルコニウム 3〜10重量% の組成からなるものを含有し、アルカリ金属を実質的に
含有しないことを特徴とする請求項3に記載の画像装置
用絶縁膜の製造方法。 - 【請求項5】感光性ペーストが、無機粉末60〜90重
量%と感光性有機成分10〜40重量%からなることを
特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載の画像装
置用絶縁膜の製造方法。 - 【請求項6】感光性有機成分が、感光性モノマー、感光
性オリゴマーもしくはポリマーを主成分とし、光重合開
始剤、紫外線吸収剤を含むことを特徴とする請求項1ま
たは5に記載の画像装置用絶縁膜の製造方法。 - 【請求項7】紫外線吸収剤が、アゾ系染料、ベンゾフェ
ノン系化合物、シアノアクリレート系化合物、ベンゾト
リアゾール系化合物およびインドール系化合物の群から
選ばれた少なくとも一種であることを特徴とする請求項
6に記載の画像装置用絶縁膜の製造方法。 - 【請求項8】紫外線吸収剤の添加量が、0.05〜2重
量%であることを特徴とする請求項6または7に記載の
画像装置用絶縁膜の製造方法。
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-
1998
- 1998-08-17 JP JP23055998A patent/JP4288725B2/ja not_active Expired - Fee Related
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