JP2005070079A - 感光性導電組成物およびプラズマディスプレイパネル - Google Patents

感光性導電組成物およびプラズマディスプレイパネル Download PDF

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Abstract

【課題】高精細パターンの形成性と６２０℃以下の温度での焼成性が共に優れる感光性導電組成物を提供すること。また、６２０℃以下の温度での焼成によっても導電性および基板に対する密着性が優れる導電体パターンを具備するプラズマディスプレイパネルを提供すること。
【解決手段】（Ａ）結晶化度の低い銀粉末、（Ｂ）有機バインダー、（Ｃ）光重合性モノマー、（Ｄ）光重合開始剤、および（Ｅ）無鉛ガラス粉末を含有する感光性導電組成物であって、前記結晶化度の低い銀粉末（Ａ）が、Ｘ線解析パターンにおけるＡｇ（１１１）面ピークの半価幅で０．１５°以上の値を示すものである感光性導電組成物。
【選択図】 なし

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、感光性導電組成物およびプラズマディスプレイパネルに関し、特に、フォトリソグラフィー技術を用いて形成されるパターン塗膜の形成により得られる導電体材料として好適に用いることができる感光性導電組成物およびそれを用いて形成される導電体パターンを具備するプラズマディスプレイパネルに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、プラズマディスプレイパネル（ＰＤＰ）やＣＣＤセンサ、イメージセンサ等の部品において、無アルカリガラスやその他の各種ガラス基板上の電極は、蒸着法によって形成されていた。
【０００３】
しかしながら、この蒸着法は、真空容器内に電極形成部材を収納して金の蒸着膜を形成するものであり、装置が大がかりで高価であるばかりでなく、部材の出し入れが煩わしく、真空引きに時間を要するなど作業性が悪いという欠点を有していた。
【０００４】
これに対し、基板上に導電体のパターン層を形成する他の方法として、非感光性の有機バインダーに金属粉末を混合したペースト材料、例えば乾燥型や熱硬化型の導電性ペーストを、スクリーン印刷等の印刷技術を用いて基板上にパターン化させる方法がある。
【０００５】
しかしながら、かかる印刷技術を用いてパターン化させる方法では、低コストで作業性は良くなるものの工業的に安定して１００μｍ以下の線幅を有する導電体パターンを形成することは困難であった。
そのため最近では、感光性導電ペーストを用いフォトリソグラフィー技術を利用した導電体パターンの形成方法が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００６】
【特許文献１】
特開平１０−２６９８４８号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ガラス基板への電極形成の場合、ガラスが変形しない６２０℃以下の温度で焼成する必要性から、より高温（８００〜９００℃）で焼成するセラミック基板等を使用した導電体に比べて導電性が低いという問題があった。
【０００８】
また、感光性導電組成物には、焼成膜の基板に対する密着性や強度を上げる目的から通常低融点ガラス粉末が使用されるが、従来汎用されてきた低融点ガラス粉末は有害物質であるＰｂＯを多量に含有するものであり、作業上の環境管理、廃棄物の処理などにコストが必要となる欠点を有する。
【０００９】
このため、ＰＤＰ等の導電体パターン形成に用いられる感光性導電組成物のガラス粉末としては、ＰｂＯを含まないガラス組成物からなる無鉛ガラス粉末であって、基板となるガラスが変形しない６２０℃以下の焼成条件においても充分な基板への密着性並びに強度が得られる無鉛ガラス粉末の使用が所望される。
【００１０】
従って、本発明は、高精細パターンの形成性と６２０℃以下の温度での焼成性が共に優れ、廃棄等による鉛汚染の問題も生じない感光性導電組成物を提供することを目的とする。
【００１１】
本発明は、また、６２０℃以下の温度での焼成によっても導電性および密着性に優れ、廃棄等による鉛汚染の問題も生じない導電体パターンを具備するプラズマディスプレイパネルを提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明者は、上記目的の実現に向け鋭意研究した結果、感光性導電組成物に用いる導電粉末として結晶化度の低い銀粉末を用い、更にＰｂＯを含有しないガラス組成からなる無鉛ガラス粉末を用いた感光性導電組成物によれば、６２０℃以下の焼成条件において導電性と高精細パターン形成性が共に優れる導電体パターンを複雑な工程を経ることなく容易に得られることを見出し、本発明を完成するに至った。
【００１３】
すなわち、本発明により、（Ａ）結晶化度の低い銀粉末、（Ｂ）有機バインダー、（Ｃ）光重合性モノマー、（Ｄ）光重合開始剤、および（Ｅ）無鉛ガラス粉末を含有する感光性導電組成物であって、前記結晶化度の低い銀粉末（Ａ）が、Ｘ線解析パターンにおけるＡｇ（１１１）面ピークの半価幅で０．１５°以上の値を示すものである感光性導電組成物が提供される。
【００１４】
本発明においては、前記（Ｅ）無鉛ガラス粉末が、ＰｂＯを含有しないガラス組成物であって、Ｌｉ２Ｏ、Ｎａ２Ｏ、Ｋ２Ｏ、ＣａＯ、ＢａＯ、およびＭｇＯからなる群から選択される１種又は２種以上を含むアルカリ系ガラス組成物、Ｐ２Ｏ５を含むリン系ガラス組成物、またはＢｉ２Ｏ３を含むビスマス系ガラス組成物からなることが好ましい。
【００１５】
また、本発明により、前記本発明の感光性導電組成物を用いて形成された導電体パターンが提供される。
なお、この導電体パターンは、基材上に、本発明の感光性導電組成物を塗布・乾燥して乾燥塗膜を形成し、次いで、露光・現像した後、得られた感光性導電組成物の乾燥塗膜パターンを、好ましくは４８０℃〜６２０℃の温度で焼成して有機分を脱バインダーすることにより、形成することが好ましい。
【００１６】
【発明の実施の形態】
さて、６２０℃以下の焼成温度で優れた導電性を得るためには、特に導電粉末の種類を選択する必要がある。一般には、空気雰囲気下で焼成する場合、酸化の影響を受けずに焼成できる、貴金属の中でも比較的安価な銀粉末を使用する。
【００１７】
また、６２０℃以下の焼成温度で優れた導電性を得るためには、導電粉の焼結性を向上させる必要があり、かかる手段として、導電粉末の粒子径を極端に小さくする方法やフレーク状の導電粉末を用いる方法がある。確かに、かかる方法によれば、６２０℃以下の焼成温度で優れた導電性を得ることができる。しかしながら、かかる方法では、感光性導電ペーストの場合、逆に光の透過性が悪くなり、高精細な導電パターンが形成し難くなる。
【００１８】
そこで本発明者は、パターン形成時は光の透過性を妨げず、焼成後は優れた導電性を得るための手段として、銀粉末の結晶化度に着目し、鋭意研究を実施した。その結果、結晶化度の低い銀粉末、つまりＸ線解析パターンにおけるＡｇ（１１１）面ピークの半価幅が０．１５°以上の値を示す銀粉末を用いることにより、銀粉末の粒子径を細かくすることなく焼結性を向上させることができることを見出したのである。
【００１９】
このように本発明の感光性導電組成物によれば、６２０℃以下の低温焼成にて充分に焼成することができ、優れた導電性を有する高精細な導電体パターンを提供することができる。
【００２０】
以下、本発明の感光性導電組成物について詳細に説明する。
本発明の感光性導電組成物を構成する結晶化度の低い銀粉末（Ａ）は、ペーストに導電性を付与するものであり、Ｘ線解析パターンにおけるＡｇ（１１１）面ピークの半価幅が０．１５°以上、好ましくは０．１９°以上の値を示すものを用いる。この半価幅が０．１５未満の銀粉末では、銀粉末の結晶化度が高く、粒子間の焼結が起こりにくいため、６２０℃以下の焼成温度では抵抗値が下がらないため好ましくない。また、該半価幅は１．０゜以下であることが好ましい。半価幅が１．０゜を超えると銀粉末の結晶化度が低く、粒子間の結着が進みすぎ、ラインの不規則なうねりやよれを生じるおそれがあるため好ましくない。
【００２１】
このような銀粉末（Ａ）は、一般的に、アトマイズ法や化学還元法などの方法により製造される。アトマイズ法は、溶融した銀を気体、水等の流体により噴霧し銀粉末を得る方法で、球形の粒子が得られやすく、量産性に優れている。化学還元法は、水溶性銀塩を還元剤を用いて化学反応させて銀粉末を得る方法である。具体的には、水溶性銀塩として硝酸銀を用い、還元剤として苛性アルカリやアンモニウム塩、ヒドラジン等の塩基を用いて金属銀を析出させ、次いで得られた銀スラリーを水洗、乾燥させて銀粉末を得る方法である。
【００２２】
この銀粉末（Ａ）は、球状、フレーク状、デントライト状など種々の形状のものを用いることができるが、特に光特性や分散性を考慮すると球状のものを用いることが好ましい。
【００２３】
また、この銀粉末（Ａ）は、電子顕微鏡（ＳＥＭ）を用いて１０，０００倍にて観察したランダムな１０個の銀粉末の平均粒径で、０．１〜５μｍの大きさのものを用いることが好ましく、より好ましくは０．４〜２．０μｍの大きさのものを用いる。この平均粒径が０．１μｍ未満の場合、光の透過性が悪くなり高精細なパターンが描き難くなり、一方、平均粒径が５μｍを超える場合、ラインエッジの直線性が得られ難くなるので好ましくない。なお、マイクロトラックによって測定した平均粒径では、０．５〜３．５μｍの大きさのものを用いることが好ましい。
【００２４】
さらに、この銀粉末（Ａ）は、比表面積が０．０１〜２．０ｍ２／ｇのものを用いることが好ましく、より好ましくは０．１〜１．０ｍ２／ｇのものを用いる。この比表面積が０．０１ｍ２／ｇ未満の場合、保存時に沈降を引き起こし易く、一方、比表面積が２．０ｍ２／ｇを超える場合、吸油量が大きくなってペーストの流動性が損なわれるため好ましくない。
【００２５】
このような銀粉末（Ａ）の配合量は、感光性導電組成物１００質量部に対して５０〜９０質量部が適当である。導電性粉末の配合量が上記範囲よりも少ない場合、かかるペーストから得られる導電体パターンの充分な導電性が得られず、一方、上記範囲を超えて多量になると、基材との密着性が悪くなるので好ましくない。
【００２６】
次に、本発明の感光性導電組成物を構成する有機バインダー（Ｂ）は、焼成前における各成分の結合材、または組成物の光硬化性や現像性の付与として機能するものである。
【００２７】
この有機バインダー（Ｂ）としては、カルボキシル基を有する樹脂、具体的にはそれ自体がエチレン性不飽和二重結合を有するカルボキシル基含有感光性樹脂及びエチレン性不飽和二重結合を有さないカルボキシル基含有樹脂のいずれも使用可能である。好適に使用できる樹脂（オリゴマー及びポリマーのいずれでもよい）としては、以下のようなものが挙げられる。
【００２８】
（１）（ａ）不飽和カルボン酸と（ｂ）不飽和二重結合を有する化合物を共重合させることによって得られるカルボキシル基含有樹脂
（２）（ａ）不飽和カルボン酸と（ｂ）不飽和二重結合を有する化合物の共重合体にエチレン性不飽和基をペンダントとして付加させることによって得られるカルボキシル基含有感光性樹脂
（３）（ｃ）エポキシ基と不飽和二重結合を有する化合物と（ｂ）不飽和二重結合を有する化合物の共重合体に、（ａ）不飽和カルボン酸を反応させ、生成した２級の水酸基に（ｄ）多塩基酸無水物を反応させて得られるカルボキシル基含有感光性樹脂
（４）（ｅ）不飽和二重結合を有する酸無水物と（ｂ）不飽和二重結合を有する化合物の共重合体に、（ｆ）水酸基を有する化合物を反応させて得られるカルボキシル基含有樹脂
（５）（ｅ）不飽和二重結合を有する酸無水物と（ｂ）不飽和二重結合を有する化合物の共重合体に、（ｇ）水酸基と不飽和二重結合を有する化合物を反応させて得られるカルボキシル基含有感光性樹脂
（６）（ｈ）多官能エポキシ化合物と（ｉ）不飽和モノカルボン酸を反応させ、生成した２級の水酸基に（ｄ）多塩基酸無水物を反応させて得られるカルボキシル基含有感光性樹脂
（７）（ｂ）不飽和二重結合を有する化合物とグリシジル（メタ）アクリレートの共重合体のエポキシ基に、（ｊ）１分子中に１つのカルボキシル基を有し、エチレン性不飽和結合を持たない有機酸を反応させ、生成した２級の水酸基に（ｄ）多塩基酸無水物を反応させて得られるカルボキシル基含有樹脂
（８）（ｋ）水酸基含有ポリマーに（ｄ）多塩基酸無水物を反応させて得られるカルボキシル基含有樹脂
（９）（ｋ）水酸基含有ポリマーに（ｄ）多塩基酸無水物を反応させて得られるカルボキシル基含有樹脂に、（ｃ）エポキシ基と不飽和二重結合を有する化合物をさらに反応させて得られるカルボキシル基含有感光性樹脂。
【００２９】
このようなカルボキシル基含有感光性樹脂及びカルボキシル基含有樹脂は、単独で又は混合して用いてもよいが、いずれの場合でも合計量で組成物全量の５〜５０質量％の割合で配合することが好ましい。これらの樹脂の配合量が上記範囲よりも少な過ぎる場合、形成する塗膜中の上記樹脂の分布が不均一になり易く、充分な光硬化性及び光硬化深度が得られ難く、選択的露光、現像によるパターニングが困難となる。一方、上記範囲よりも多過ぎると、焼成時のパターンのよれや線幅収縮を生じ易くなるので好ましくない。
【００３０】
また、上記カルボキシル基含有感光性樹脂及びカルボキシル基含有樹脂としては、それぞれ重量平均分子量１，０００〜１００，０００、好ましくは５，０００〜７０，０００、及び酸価３０〜２５０ｍｇＫＯＨ／ｇ、かつ、カルボキシル基含有感光性樹脂の場合、その二重結合当量が３５０〜２，０００、好ましくは４００〜１，５００のものを好適に用いることができる。
【００３１】
上記樹脂の分子量が１，０００より低い場合、現像時の皮膜の密着性に悪影響を与え、一方、１００，０００よりも高い場合、現像不良を生じ易いので好ましくない。また、酸価が３０ｍｇＫＯＨ／ｇより低い場合、アルカリ水溶液に対する溶解性が不充分で現像不良を生じ易く、一方、２５０ｍｇＫＯＨ／ｇより高い場合、現像時に皮膜の密着性の劣化や光硬化部（露光部）の溶解が生じるので好ましくない。さらに、カルボキシル基含有感光性樹脂の場合、感光性樹脂の二重結合当量が３５０よりも小さいと、焼成時に残渣が残り易くなり、一方、２，０００よりも大きいと、現像時の作業余裕度が狭く、また光硬化時に高露光量を必要とするので好ましくない。
【００３２】
本発明の感光性導電性組成物を構成する光重合性モノマー（Ｃ）は、組成物の光硬化性の付与促進及び現像性を向上させるために用いられる。このような光重合性モノマー（Ｃ）としては、例えば、２−ヒドロキシエチルアクリレート，２−ヒドロキシプロピルアクリレート、ジエチレングリコールジアクリレート、トリエチレングリコールジアクリレート、ポリエチレングリコールジアクリレート、ポリウレタンジアクリレート、トリメチロールプロパントリアクリレート、ペンタエリスリトールトリアクリレート、ペンタエリスリトールテトラアクリレート、トリメチロールプロパンエチレンオキサイド変性トリアクリレート、トリメチロールプロパンプロピレンオキサイド変性トリアクリレート、ジペンタエリスリトールペンタアクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート及び上記アクリレートに対応する各メタクリレート類；フタル酸、アジピン酸、マレイン酸、イタコン酸、コハク酸、トリメリット酸、テレフタル酸等の多塩基酸とヒドロキシアルキル（メタ）アクリレートとのモノ−、ジ−、トリ−又はそれ以上のポリエステルなどが挙げられるが、特定のものに限定されるものではなく、またこれらを単独で又は２種以上を組み合わせて用いることができる。これらの光重合性モノマーの中でも、１分子中に２個以上のアクリロイル基又はメタクリロイル基を有する多官能モノマーが好ましい。
【００３３】
この光重合性モノマーの配合量は、前記有機バインダー（Ｂ）１００質量部当り２０〜１００質量部が適当である。光重合性モノマーの配合量が上記範囲よりも少ない場合、組成物の充分な光硬化性が得られ難くなり、一方、上記範囲を超えて多量になると、皮膜の深部に比べて表層部の光硬化が早くなるため硬化むらを生じ易くなる。
【００３４】
本発明の感光性導電性組成物を構成する光重合開始剤（Ｄ）は、光反応を開始させる成分で、主に紫外線を吸収しラジカルを発生させる。該光重合開始剤（Ｄ）の具体例としては、ベンゾイン、ベンゾインメチルエーテル、ベンゾインエチルエーテル、ベンゾインイソプロピルエーテル等のベンゾインとベンゾインアルキルエーテル類；アセトフェノン、２，２−ジメトキシー２−フェニルアセトフェノン、２，２−ジエトキシー２−フェニルアセトフェノン、１，１−ジクロロアセトフェノン等のアセトフェノン類；２−メチル−１−［４−（メチルチオ）フェニル］−２−モルフォリノプロパノン−１、２−ベンジル−２−ジメチルアミノ−１−（４−モルフォリノフェニル）−ブタノン−１等のアミノアセトフェノン類；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、１−クロロアントラキノン等のアントラキノン類；２，４−ジメチルチオキサントン、２，４−ジエチルチオキサントン、２−クロロチオキサントン、イソプロピルチオキサントン、２，４−ジイソプロピルチオキサントン等のチオキサントン類；アセトフェノンジメチルケタール、ベンジルジメチルケタール等のケタール類；ベンゾフェノン等のベンゾフェノン類；又はキサントン類；（２，６−ジメトキシベンゾイル）−２，４，４−ペンチルホスフィンオキサイド、ビス（２，４，６−トリメチルベンゾイル）−フェニルフォスフィンオキサイド、２，４，６−トリメチルベンゾイルジフェニルフォスフィンオキサイド、エチル−２，４，６−トリメチルベンゾイルフェニルフォスフィネイト等のフォスフィンオキサイド類；各種パーオキサイド類などが挙げられるが、特定のものに限定されるものではなく、また、これらを単独あるいは２種類以上を組み合わせて使用することができる。
【００３５】
また、この光重合開始剤（Ｄ）の組成物中の配合割合は、前記有機バインダー（Ｂ）１００質量部当り１〜３０質量部が適当であり、好ましくは５〜２０質量部である。上記範囲より少ない場合、感光性導電組成物の充分な光硬化性が得られ難くなり、一方、上記範囲を超えて多量になると、光の透過が阻害され深部の光硬化性が得られ難くなる。
【００３６】
本発明の感光性導電組成物を構成する無鉛ガラス粉末（Ｅ）は、ＰｂＯを含有しない低融点ガラス組成物からなる。該低融点無鉛ガラス粉末（Ｅ）を使用することにより、作業環境の改善並びに廃棄物等による鉛汚染の防止を図りつつ、６２０℃以下の焼成によって充分な密着性と強度を有する導電体パターンを提供することを可能とするためである。
【００３７】
かかる無鉛ガラス粉末（Ｅ）は、ガラス転移点（Ｔｇ）が３００〜５００℃、軟化点（Ｔｓ）が４００〜６００℃の低融点無鉛ガラス粉末であることが好ましい。Ｔｇが３００℃より低く、軟化点が４００℃より低いと、脱バインダーよりも低い温度で溶融が生じて有機バインダーを包み込み易くなり、残存する有機バインダーが分解することにより組成物中にブリスターが生じやすくなるため好ましくない。一方、Ｔｇが５００℃を超え、軟化点が６００℃を超えると、６２０℃以下の焼成条件で基板への充分な密着性が得られ難くなるため好ましくない。
【００３８】
このような無鉛ガラス粉末（Ｅ）を構成するガラス組成物としては、ＰｂＯを含有しないアルカリ系ガラス組成物、リン系組成物、またはビスマス系ガラス組成物が好ましい。
【００３９】
アルカリ系ガラス組成物としては、Ｌｉ２Ｏ、Ｎａ２Ｏ、Ｋ２Ｏ、ＣａＯ、ＢａＯ、およびＭｇＯからなる群から選択される成分（以下において、「アルカリ成分」という。）を１種又は２種以上を含有し、該成分の含有率（２種以上のアルカリ成分を含有する場合は合計含有率）がガラス組成物の５〜５０質量％を占める、ＰｂＯを含有しないアルカリ系ガラス組成物を好適に用いることができる。より好ましくは、前記１種又は２種以上のアルカリ成分：５〜５０質量％、Ａｌ２Ｏ３：１〜１５質量％、及びＳｉＯ２：１０〜７５質量％の、ＰｂＯを含有しないアルカリ系ガラス組成物である。
【００４０】
リン系ガラス組成物としては、Ｐ２Ｏ５を含有し、該成分の含有率がガラス組成物の３０〜８０質量％を占める、ＰｂＯを含有しないリン系ガラス組成物を好適に用いることができる。より好ましくは、Ｐ２Ｏ５：３０〜８０質量％、ＢａＯ：１〜２０質量％、Ａｌ２Ｏ３：１〜１５質量％、ＺｎＯ：１〜３０質量％の、ＰｂＯを含有しないリン系ガラス組成物である。
【００４１】
ビスマス系ガラス組成物としては、Ｂｉ２Ｏ３を含有し、該成分の含有率がガラス組成物の３０〜８０質量％を占める、ＰｂＯを含有しないビスマス系ガラス組成物を好適に用いることができる。より好ましくは、Ｂｉ２Ｏ３：３０〜８０質量％、ＢａＯ：５〜３０質量％、Ｂ２Ｏ３：５〜３０質量％、ＺｎＯ：５〜３０質量％の、ＰｂＯを含有しないビスマス系ガラス組成物である。
【００４２】
本発明において、かかる無鉛ガラス粉末（Ｅ）の組成物中の配合割合は、本発明の銀粉末（Ａ）１００質量部当たり好ましくは１〜３０質量部であり、より好ましくは２〜１５質量部である。無鉛ガラス粉末（Ｅ）の配合割合が１質量部より低い場合基板への密着性が充分に得られず、一方３０質量部を超えると導電性が低くなるため好ましくない。
【００４３】
また、解像性の観点から、本発明の無鉛ガラス粉末（Ｅ）は、その粒径が１０μｍ以下であることが好ましく、結晶性、非結晶性の何れであってもよい。
【００４４】
本発明の感光性導電組成物には、より深い光硬化深度を要求される場合、必要に応じて、可視領域でラジカル重合を開始するチバ・スペシャルティー・ケミカルズ社製イルガキュア７８４等のチタノセン系光重合開始剤、ロイコ染料等を硬化助剤として組み合わせて用いることができる。
【００４５】
さらに必要に応じて、本発明の感光性導電組成物には、保存安定性を確保するためのリン酸、リン酸エステル、カルボン酸含有化合物等の酸性化合物、シリコーン系、アクリル系等の消泡・レベリング剤、流動性を調整するためのチクソ性付与剤、皮膜の密着性向上のためのシランカップリング剤、等の他の添加剤を配合することもできる。さらにまた、必要に応じて、導電性金属粉の酸化を防止するための公知慣用の酸化防止剤や、保存時の熱的安定性を向上させるための熱重合禁止剤、焼成時における基板との結合成分としての金属酸化物、ケイ素酸化物、ホウ素酸化物、低融点ガラスなどの微粒子を添加することもできる。また、焼成収縮を調整する目的でシリカ、酸化ビスマス、酸化アルミニウム、酸化チタン等の無機粉末、有機金属化合物、金属有機酸塩、金属アルコキシド等を添加することもできる。
【００４６】
また、色調を調整する目的で、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｃｕ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ａｌ、Ｒｕ、Ｎｉの１種又は２種類以上を主成分として含む金属酸化物又は複合金属酸化物からなる黒色顔料、四三酸化コバルト（Ｃｏ３Ｏ４）、酸化ルテニウム、ランタン複合酸化物等の黒色材料を添加することもできる。
【００４７】
本発明の感光性導電組成物は、上述したような必須成分と任意成分を所定の割合で配合し、三本ロールやブレンダー等の混練機にて均一分散して得られる。
【００４８】
本発明の感光性導電組成物は、例えば、以下のような工程を経て基材上の導電体パターンとして形成される。
【００４９】
（１）まず、本発明の感光性導電組成物は、スクリーン印刷法、バーコーター、ブレードコーターなど適宜の塗布方法にて、基材、例えばプラズマディスプレイパネル（ＰＤＰ）の前面基板となるガラス基板等に塗布し、次いで指触乾燥性を得るために、熱風循環式乾燥炉や遠赤外線乾燥炉などで例えば約６０〜１２０℃で５〜４０分程度乾燥させて有機溶剤を蒸発させ、タックフリーの塗膜を得る。
【００５０】
ここで、基材としては、特定のものに限定されるものではないが、例えば、ガラス基板やセラミック基板などの耐熱性基板を用いることができる。
なお、ペーストを予めフィルム状に成膜することもでき、この場合には基材上にフィルムをラミネートすればよい。
【００５１】
（２）次に、基材上に形成した乾燥塗膜をパターン露光して現像する。
露光工程としては、所定の露光パターンを有するネガマスクを用いた接触露光又は非接触露光が可能である。露光光源としては、ハロゲンランプ、高圧水銀灯、レーザー光、メタルハライドランプ、ブラックランプ、無電極ランプなどが使用される。露光量としては５０〜１０００ｍＪ／ｃｍ２程度が好ましい。
【００５２】
現像工程としてはスプレー法、浸漬法等が用いられる。現像液としては、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム、珪酸ナトリウムなどの金属アルカリ水溶液や、モノエタノールアミン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミンなどのアミン水溶液、特に約１．５質量％以下の濃度の希アルカリ水溶液が好適に用いられるが、組成物中のカルボキシル基含有樹脂のカルボキシル基がケン化され、未硬化部（未露光部）が除去されればよく、上記のような現像液に限定されるものではない。また、現像後に不要な現像液の除去のため、水洗や酸中和を行うことが好ましい。
【００５３】
（３）そして、得られた感光性導電ペーストのパターンを焼成してペースト中に含まれる有機分を脱バインダーすることにより、所定の導電体パターンを形成する。
【００５４】
【実施例】
以下、本発明を実施例に基づいて具体的に説明するが、本発明が下記実施例に限定されるものでないことはもとよりである。なお、以下において「部」は、特に断りのない限りすべて質量部であるものとする。
【００５５】
有機バインダー、銀粉末、及び無鉛ガラス粉末として以下に示すものを用い、これらを含む後掲の各成分を所定の組成比にて配合し、攪拌機により攪拌後、３本ロールミルにより練肉してペースト化を行い、本発明例となる感光性導電ペースト（組成物例１）を作製した。
【００５６】
また、該組成物例１に対し、銀粉および／またはガラス粉末を表１及び２に掲げるものに変更した以外は同様にして組成物例２〜４（本発明例）及び比較組成物例１に係る感光性導電ペーストを作製した。
【００５７】
有機バインダー
温度計、攪拌機、滴下ロート、及び還流冷却器を備えたフラスコに、メチルメタクリレートとメタクリル酸を０．８７：０．１３のモル比で仕込み、溶媒としてジプロピレングリコールモノメチルエーテル、触媒としてアゾビスイソブチロニトリルを入れ、窒素雰囲気下、８０℃で２〜６時間攪拌し、樹脂溶液を得た。
この樹脂溶液中の有機バインダーＡ（共重合樹脂）は、重量平均分子量が約１０，０００、酸価が７４ｍｇＫＯＨ／ｇであった。
【００５８】
なお、得られた有機バインダーＡの重量平均分子量は、島津製作所製ポンプＬＣ−６ＡＤと昭和電工製カラムＳｈｏｄｅｘ（登録商標）ＫＦ−８０４、ＫＦ−８０３、ＫＦ−８０２を三本つないだ高速液体クロマトグラフィーを用いて測定した。
【００５９】
銀粉末
表１に示す半価幅、平均粒径、比表面積を有する銀粉Ａ、Ｂ又はＣを用いた。その製造方法は以下の通りである。
【００６０】
銀粉Ａ
銀イオンとして２０ｇ／Ｌの硝酸銀水溶液５Ｌに工業用アンモニア３５０ｍＬを加えて、銀のアミン錯体溶液を得た。これに純水５Ｌを加えて希釈し、還元剤としてヒドラジンの８０％溶液３２ｍＬを加え、この直後にオレイン酸０．４３ｇを加えた、このようにして得られた銀スラリーを水洗、乾燥することにより銀粉Ａを得た。
【００６１】
銀粉Ｂ
銀イオンとして２０ｇ／Ｌの硝酸銀水溶液５Ｌに濃度１００ｇ／Ｌの水酸化ナトリウム溶液４０ｍＬを加えてｐＨ調整し、工業用アンモニア４５０ｍＬを加えて、銀のアミン錯体溶液を得た。これに濃度１００ｇ／Ｌの水酸化ナトリウム溶液４０ｍＬを更に加えてｐＨ調整し、純水５Ｌを加えて希釈し、還元剤として工業用ホルマリン５００ｍＬを加え、この直後にオレイン酸０．４３ｇを加えた。
このようにして得られた銀スラリーを水洗、乾燥することにより銀粉Ｂを得た。
【００６２】
銀粉Ｃ
純水３３００ｇに、硝酸銀水溶液（銀３８ｇ相当）、アンモニア水溶液（アンモニア３４ｇ相当）を撹拌しながら添加し、１５分間撹拌後、硝酸アンモニウム５ｇ、ステアリン酸ソーダ水５０ｍＬ（ステアリン酸ソーダ添加比率：５００ｐｐｍ／Ａｇ）を添加し、その後過酸化水素水溶液（３．３ｍｏｌ／Ｌ）と水酸化ナトリウム水溶液（０．８ｍｏｌ／Ｌ）をそれぞれ１００ｍＬ／分の速度で同時に２４０秒間添加した。このようにして得られた銀スラリーを水洗、乾燥することにより銀粉Ｃを得た。
【００６３】
【表１】
Figure 2005070079
【００６４】
無鉛ガラス粉末
表２に示すガラスＡ、Ｂ又はＣを用いた。
【００６５】
【表２】
Figure 2005070079
【００６６】
（組成物例１）
Figure 2005070079
【００６７】
このようにして得られた組成物例１〜４、比較組成物例１の各感光性導電ペーストについて、解像性、比抵抗値、密着性、焼成収縮を評価した。その評価方法は以下の通りである。
【００６８】
試験片作製：
ガラス基板上に、評価用の各感光性導電ペーストを１８０メッシュのポリエステルスクリーンを用いて全面に塗布し、次いで、熱風循環式乾燥炉にて９０℃で２０分間乾燥して指触乾燥性の良好な塗膜を形成した。次に、光源としてメタルハライドランプを用い、ネガマスクを介して、乾燥塗膜上の積算光量が３００ｍＪ／ｃｍ２となるようにパターン露光した後、液温３０℃の０．５質量％Ｎａ２ＣＯ３水溶液を用いて現像を行い、水洗した。そして、こうして塗膜パターンを形成した基板を、空気雰囲気下にて５℃／分で５５０℃まで昇温して５７０℃で３０分間焼成し、導電体パターンを形成した試験片を作成した。
【００６９】
（解像性）：
上記方法によって作成した試験片の最小ライン幅を評価した。
（比抵抗値）：
上記方法によって４ｍｍ×１０ｃｍのパターンを有する試験片を作成し、パターンの抵抗値と膜厚を測定して比抵抗値を算出した。
【００７０】
（密着性）：
上記方法によって作成した試験片について、粘着テープピーリングを行い、パターンの剥離がないかどうかで評価した。評価基準は以下のとおりである。
【００７１】
（焼成収縮率（幅、厚さ））：
上記方法によって導電体パターンを形成するにあたり、マスク幅１００μｍラインの現像後と焼成後の線幅、膜厚を測定し収縮率（％）を算出した。
【００７２】
これらの評価結果を表３に示す。
【００７３】
【表３】
Figure 2005070079
【００７４】
この表３に示す結果から明らかなように、本発明の感光性導電組成物によれば、導電性と解像性が共に優れ、なお且つ基板に対する密着性にも優れた導電パターンを容易に形成できることが確認できた。
【００７５】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、高精細パターンの形成性と６２０℃以下の温度での焼成性が共に優れる感光性導電組成物を提供することができる。その結果、６２０℃以下の温度での焼成によっても導電性と解像性が共に優れる導電体パターンを複雑な工程を経ることなく容易に形成することが可能となった。また、本発明では鉛を含有しない無鉛ガラス粉末を使用しているため、作業環境の改善並びに廃棄などによる鉛汚染の防止が可能となった。

Claims (5)

  1. （Ａ）結晶化度の低い銀粉末、（Ｂ）有機バインダー、（Ｃ）光重合性モノマー、（Ｄ）光重合開始剤、および（Ｅ）無鉛ガラス粉末を含有する感光性導電組成物であって、前記結晶化度の低い銀粉末（Ａ）が、Ｘ線解析パターンにおけるＡｇ（１１１）面ピークの半価幅で０．１５°以上の値を示すものである感光性導電組成物。
  2. （Ｅ）無鉛ガラス粉末が、Ｌｉ２Ｏ、Ｎａ２Ｏ、Ｋ２Ｏ、ＣａＯ、ＢａＯ、およびＭｇＯからなる群から選択される１種又は２種以上を含む、請求項１に記載の感光性導電組成物。
  3. （Ｅ）無鉛ガラス粉末がＰ２Ｏ５を含む、請求項１に記載の感光性導電組成物。
  4. （Ｅ）無鉛ガラス粉末がＢｉ２Ｏ３を含む、請求項１に記載の感光性導電組成物。
  5. 請求項１〜４のいずれか１項に記載の感光性導電組成物を用いて形成された導電体パターンを具備するプラズマディスプレイパネル。
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