JP2009255445A - 基板形成方法および転写フィルム - Google Patents
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Abstract
【解決手段】本発明の基板形成方法は、特定のパターン(i)が形成された凹凸を有する
基板に対し、該パターン(i)からなる凸部上に、特定の樹脂組成物層を、該パターン(i)間の凹部に埋め込まないように転写する工程を含むことを特徴とする。
【選択図】図7
Description
、下記要件(イ)〜(ハ)を満たす樹脂組成物層含む転写フィルムを用いて該樹脂組成物層を、該パターン(i)間の凹部に埋め込まないように転写する工程を含むことを特徴と
する。
(イ)無機粒子(A)、アルカリ可溶性樹脂(B)および感放射線性成分(C)を含有する、
(ロ)1〜200MPaの範囲のヤング率を有する、
(ハ)0.05〜2.0Nの範囲の表面タック強度を有する。
また、本発明に係る基板形成方法は、さらに、(I)前記樹脂組成物層を露光処理して
パターンの潜像を形成する工程、(II)現像処理により前記樹脂組成物層のパターンを形成する工程、および(III)該パターンを焼成処理する工程を含むことが好ましい。また
、前記基板はディスプレイパネルであることが好ましく、前記パターン(i)は誘電体、隔壁、電極、抵抗体、蛍光体、カラーフィルターおよびブラックマトリックスからなる群より選ばれる少なくとも一種の部材であることが好ましい。
〔基板形成方法〕
本発明の基板形成方法は、後述する特定のパターン(i)が形成された凹凸を有する基
板(以下、「パターン形成基板」ともいう。)に対し、該パターン(i)からなる凸部上
に、後述する特定の樹脂組成物層を含む転写フィルムを用いて該樹脂組成物層を、該パターン(i)間の凹部に埋め込まないように転写する工程(「転写工程」)を含むことを特
徴としている。さらに、(I)前記樹脂組成物層を露光処理してパターンの潜像を形成す
る工程(「露光工程」)、(II)現像処理により前記樹脂組成物層のパターンを形成する工程(「現像工程」)、および(III)該パターンを焼成処理する工程(「焼成工程」)
を含むことが好ましい。
後述する特定の樹脂組成物を含む転写フィルムを用いることにより、膜厚均一性に優れた樹脂組成物層を容易に形成することができ、形成されるパターンの膜厚均一化を図ることができる。また、前記転写フィルムを用いてn回転写を繰り返すことで、n層(nは2以上の整数を示す)の樹脂組成物層を有する積層体を形成してもよい。あるいは、n層の樹脂組成物層からなる積層体が支持フィルム上に形成された転写フィルムを用いて基板上に一括転写することにより、上記積層体を形成してもよい。
成物層が転写されて密着した状態となる。
上記転写工程において好適に用いられる本発明の転写フィルムは、無機粒子(A)、アルカリ可溶性樹脂(B)および感放射線性成分(C)を含有する樹脂組成物層と、支持フィルムとを有し、前記樹脂組成物層が、1〜200MPaの範囲のヤング率を有し、かつ0.05〜2.0Nの範囲の表面タック強度を有することを特徴とする。また、前記樹脂組成物層が0.1〜5.0Nの範囲の降伏強度を有することが好ましく、前記樹脂組成物層が15%以上の破断伸度を有することがより好ましい。
上記樹脂組成物層の厚みは、10〜300μmであり、好ましくは10〜200μmである。上記樹脂組成物層の厚みが300μmよりも厚いと、露光および現像時の時間が長くなり、スループットを上げられないことや、所望の厚みとするために、厚み方向の焼成収縮率を大きくする必要が生じるため、焼成時の欠点が出やすくなる。
上記樹脂組成物層のヤング率(MPa)は、通常1〜200MPaであり、1〜100MPaであることが好ましく、1〜50MPaであることが特に好ましい。上記樹脂組成物層のヤング率(MPa)が前記範囲内であると、精度良くパターンを形成できることに加えて、製造時のプロセスマージン(転写フィルムのラミネート条件)が広く、ハンドリングがしやすい点で好ましい。
図3に示すように、上記樹脂組成物層をガラス基板上に転写し、圧子形状:100μmΦ円柱型を用いて、圧子を圧縮速度:1mN/秒、最大圧縮力:5mNで押し込んだ時の樹脂組成物層にかかる力とひずみの関係を求め(図4参照)、その傾きからヤング率(MPa)を求める。
上記樹脂組成物層の表面タック強度(N)は、通常0.05〜2.0Nであり、0.1〜1.5Nであることが好ましく、0.1〜0.5Nであることが特に好ましい。
まず、500mm/分で測定端子を下降させ、測定端子を測定対象物に17Nで10秒間圧着する。その後、測定端子を500mm/分で垂直方向に上昇させて、そのときに測定端子にかかる力(N)の最大値を表面タック強度(N)とする。なお、測定端子には、見かけ比重0.35、スポンジ硬度HRA20のシリコンスポンジを用い、縦15mm、横15mmの大きさで、測定対象物に圧着する面が曲面であるものを圧縮ジグの先端に張り付けて用いる。
上記樹脂組成物層の降伏強度(N)は、0.1〜5.0Nであることが好ましく、0.5〜2.5Nであることがさらに好ましく、1.5〜2.5Nであることが特に好ましい。
上記樹脂組成物層の降伏強度が0.1N未満の場合は、上記樹脂組成物層の強度が不足し、凹凸を有する基板に転写する際に、転写フィルムの破断や凹みが発生し、精度の良い部材を形成することが困難となる。さらに転写フィルムを転写する工程において、転写圧力等の条件が限定されるなどの問題が生じる。
上記樹脂組成物層の降伏強度(N)は、引張試験機(卓上試験機 EG GRAPH 島津製作所 社製)を用いて測定する。
5mmでチャックにより固定する。そして、上方向に力を加えるとき、グリーンシートにかかる力とひずみの関係は、図5に示すグラフのようになる。図5中、縦軸は力(N)、横軸はひずみ(mm)を表す。ここで、ひずみとは、かかる力によって生じる微小変形をいう。シートの塑性変形が始まるとき(降伏点)の応力の強さ(N)を降伏強度(N)とする(図5参照)。
上記樹脂組成物層の破断伸度(%)は、15%以上であることが好ましく、15〜100%であることがさらに好ましく、30〜50%であることが特に好ましい。
で好ましい。
まず、引張試験前の樹脂組成物層からなる試料長に対して、シートの破断が起こったときの試料の伸び率(%)を破断伸度(%)とする。
上記樹脂組成物層は、無機粒子(A)、アルカリ可溶性樹脂(B)、感放射線性成分(C)を含有する樹脂組成物を用いて形成される。
無機粒子(A)としては、以下に詳細に記載するが、酸化物微粒子、ガラス粉末、前記酸化物微粒子以外の金属酸化物のうち少なくとも1つを含むことが好ましい。
上記酸化物微粒子の平均粒子径は、0.001〜5μmであり、好ましくは0.005〜1μmであり、さらに好ましくは0.02〜0.3μmである。該平均粒子径は、ディスプレイパネルの製造工程中、露光工程で用いられる紫外線の波長(例えば、g線:436nm、h線:405nm、i線:365nm)より十分小さい値であることが好ましい。この範囲の平均粒子径を有する酸化物微粒子を用いることにより、酸化物微粒子と有機成分との界面における露光光の散乱および反射が無視できる程小さくなり、樹脂組成物が光学的に均質な溶液と見なすことができるという利点がある。
は酸化亜鉛にAl3+をドーピングしたものなどでもよい。
よい。
く影響することが見出されている。
上記ガラス粉末としては、熱軟化点が350〜650℃であり、好ましくは400〜550℃である低融点ガラス粉末を挙げることができる。上記ガラス粉末の熱軟化点が前記範囲よりも低いと、上記樹脂組成物層の焼成工程において、樹脂などの有機物質が完全に分解除去されない段階で、ガラス粉末が溶融するおそれがある。そのため、形成される部材中に有機物質の一部が残留し、その結果、誘電体層や隔壁などの部材が着色されて、その光透過率が低下するおそれがある。一方、上記ガラス粉末の熱軟化点が上記範囲を超えると、高温で焼成する必要があるために、ガラス基板に歪みなどが発生しやすい。また、上記ガラス粉末のガラス転移温度は350〜550℃であることが好ましい。
上記樹脂組成物に上記酸化物微粒子以外の種々の金属酸化物を添加することによって、焼成後のパターンを着色することができる。例えば、上記樹脂組成物に黒色の金属酸化物を1〜10重量%の範囲で含むことによって、黒色のパターンを形成することができる。この際に用いる黒色の金属酸化物としては、Cr、Fe、Co、Mnの内、少なくとも1種、好ましくは3種以上を含む酸化物が挙げられる。これらの金属酸化物の内、少なくとも1種、好ましくは3種以上を含むことによって、パターンの黒色化が可能になる。特に、FeおよびMnの酸化物をそれぞれ0.5重量%以上含有することによって、より黒色のパターンを形成できる。
アルカリ可溶性樹脂(B)としては、アルカリ可溶性であれば特に限定されず、種々の樹脂を用いることができる。ここで、「アルカリ可溶性」とは、目的とする現像処理が可能な程度に、アルカリ現像液に溶解する性質をいう。
ノマー(ii)および/またはモノマー(iii)から選ばれるモノマーとの共重合体が好ま
しい。モノマー(i)を共重合させることにより、樹脂にアルカリ可溶性を付与すること
ができる。なお、モノマー(i)由来の構成単位の含有量は、全構成単位中、通常、5〜
90重量%、好ましくは10〜80重量%、特に好ましくは15〜70重量%である。
マル酸、クロトン酸、イタコン酸、シトラコン酸、メサコン酸、ケイ皮酸、コハク酸モノ(2−(メタ)アクリロイロキシエチル)、2−メタクリロイルキシエチルフタル酸、2−アクリロイルオキシエチルハイドロゲンフタレート、2−アクリロイルオキシプロピルハイドロゲンフタレート、2−アクリロイルオキシプロピルヘキサヒドロハイドロゲンフタレート、2−アクリロイルオキシプロピルテトラヒドロハイドロゲンフタレート、ω−カルボキシ−ポリカプロラクトンモノ(メタ)アクリレート等のカルボキシル基含有モノマー類;(メタ)アクリル酸2−ヒドロキシエチル、(メタ)アクリル酸2−ヒドロキシプロピル、(メタ)アクリル酸3−ヒドロキシプロピル、(α-ヒドロキシメチル)アク
リレート等の水酸基含有モノマー類;o−ヒドロキシスチレン、m−ヒドロキシスチレン、p−ヒドロキシスチレン等のフェノール性水酸基含有モノマー類などに代表されるアルカリ可溶性官能基含有モノマー類が挙げられる。
アクリロイルオキシエチルハイドロゲンフタレート、2−アクリロイルオキシプロピルハイドロゲンフタレート、2−アクリロイルオキシプロピルヘキサヒドロハイドロゲンフタレート、2−アクリロイルオキシプロピルテトラヒドロハイドロゲンフタレートが挙げられる。
(メタ)アクリレート類;スチレン、α−メチルスチレン、α−メチルクロロスチレン、α−メチルブロモスチレン、ヒドロキシメチルスチレン、カルボキシメチルスチレン、ビニルナフタレン、ビニルアントラセン、ビニルカルバゾール、γ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、1−ビニル−2−ピロリドンなどの芳香族ビニル系モノマー類;ブタジエン、イソプレンなどの共役ジエン類などに代表される、モノマー(i)と共重合
可能なモノマー類が挙げられる。
エチル(メタ)アクリレート、ベンジル(メタ)アクリレート等のポリマー鎖の一方の末端に、(メタ)アクリロイル基、アリル基、ビニル基などの重合性不飽和基を有するマクロモノマーなどに代表されるマクロモノマー類などが挙げられる。
本発明において、感放射線性成分(C)としては、光重合性モノマーおよび光重合開始剤が挙げられる。
光重合性モノマーとしては、炭素−炭素不飽和結合を含有する化合物が挙げられ、具体的には、メチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、n−プロピル(メタ)アクリレート、イソプロピル(メタ)アクリレート、n−ブチル(メタ)アクリレート、sec−ブチル(メタ)アクリレート、sec−ブチル(メタ)アクリレート、イソ−ブチル(メタ)アクリレート、tert−ブチル(メタ)アクリレート、n−ペンチル(メタ)アクリレート、アリル(メタ)アクリレート、ベンジルアクリレート、ブトキシエチルアクリレート、ブトキシトリエチレングリコールリレート、シクロヘキシル(メタ)アクリレート、ジシクロペンタニル(メタ)アクリレート、ジシクロペンテニル(メタ)アクリレート、2−エチルヘキシル(メタ)アクリレート、グリセロール(メタ)アクリレート、グリシジル(メタ)アクリレート、ヘプタデカフロロデシル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、イソボニル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、イソデキシル(メタ)アクリレート、イソオクチル(メタ)アクリレート、ラウリル(メタ)アクリレート、2−メトキシエチル(メタ)アクリレート、2−(メタ)アクリロイロキシエチル2-ヒドロキシプロピルフ
タレート、メトキシエチレングリコール(メタ)アクリレート、メトキシジエチレングリコール(メタ)アクリレート、オクタフロロペンチル(メタ)アクリレート、フェノキシエチル(メタ)アクリレート、ステアリル(メタ)アクリレート、トリフロロエチル(メ
タ)アクリレート、アミノエチル(メタ)アクリレート、フェニル(メタ)アクリレート、フェノキシエチル(メタ)アクリレート、ベンジル(メタ)アクリレート、1−ナフチル(メタ)アクリレート、2−ナフチル(メタ)アクリレート、チオフェノール(メタ)アクリレート等の(メタ)アクリレート類;アリル化シクロヘキシルジ(メタ)アクリレート、2,5−ヘキサンジ(メタ)アクリレート、1,4−ブタンジオールジ(メタ)アクリレート、1,3−ブチレングリコールジ(メタ)アクリレート、エチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ジエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、トリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ポリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、グリセロールジ(メタ)アクリレート、メトキシ化シクロヘキシルジ(メタ)アクリレート、ネオペンチルグリコールジ(メタ)アクリレート、プロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、ポリプロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、トリグリセロールジ(メタ)アクリレート等のジ(メタ)タクリレート類;ペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパン(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパンPO変性トリ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパンEO変性トリ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)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(メタ)アクリレート、ジトリメチロールプロパンテトラ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、ベンジルメルカプタン(メタ)アクリレート等の多官能(メタ)アクリレート類;
上記化合物中の芳香環の水素原子のうち、1〜5個を塩素もしくは臭素原子に置換したモノマー;および、スチレン、p−メチルスチレン、o−メチルスチレン、m−メチルスチレン、塩素化スチレン、臭素化スチレン、α−メチルスチレン、塩素化α−メチルスチレン、臭素化α−メチルスチレン、クロロメチルスチレン、ヒドロキシメチルスチレン、カルボシキメチルスチレン、ビニルナフタレン、ビニルアントラセン、ビニルカルバゾール、γ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、1−ビニル−2−ピロリドンなどが挙げられる。上記光重合性モノマーは、1種単独で用いても、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
−ジフェニルエタン−1−オン、ビス(2,6−ジメトキシベンゾイル)−2,4,4−
トリメチル−ペンチ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、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、ナフタレンスルホニルクロライド、キノリンスルホニルクロライド、N−フェニルチオアクリドン、4,4−アゾビスイソブチロニトリル、ジフェニルジスルフィド、ベンズチアゾールジスルフィド、トリフェニルホルフィン、カンファーキノン、四臭素化炭素、トリブロモフェニルスルホン、過酸化ベンゾイン、および、エオシンやメチレンブルーなどの光還元性の色素とアスコルビン酸やトリエタノールアミンなどの還元剤との組合せなどが挙げられる。
本発明で用いられる樹脂組成物は、上記(A)〜(C)成分に限らず、必要に応じて添加剤、溶剤等を含んでもよい。
本発明では、上記樹脂組成物中に紫外線吸収剤を添加することも有効である。紫外線吸収効果の高い化合物を添加することによって、高アスペクト比、高精細、高解像度が得られる。紫外線吸収剤としては、有機系染料または無機系顔料を用いることができ、中でも350〜450nmの波長範囲で高UV吸収係数を有する有機系染料または無機顔料が好ましく用いられる。
上記樹脂組成物には、感度を向上させるために、増感剤を添加してもよい。増感剤としては、たとえば、2−メチルチオキサントン、2−クロロチオキサントン、2−イソプロピルチオキサントン、4−イソプロピルチオキサントン、1−クロロ−4−プロピルチオキサントン、2,4−ジエチルチオキサントン、2,3−ビス(4−ジエチルアミノベンザル)シクロペンタノン、2,6−ビス(4−ジメチルアミニベンザル)シクロヘキサノン、2,6−ビス(4−ジメチルアミノベンザル)−4−メチルシクロヘキサノン、ミヒラーケトン、4,4−ビス(ジエチルアミノ)−ベンゾフェノン、4,4−ビス(ジメチルアミノ)カルコン、4,4−ビス(ジエチルアミノ)カルコン、p−ジメチルアミノシンナミリデンインダノン、p−ジメチルアミノベンジリデンインダノン、2−(p−ジメチルアミノフェニルビニレン)−イソナフトチアゾール、1,3−ビス(4−ジメチルアミノベンザル)アセトン、1,3−カルボニル−ビス(4−ジエチルアミノベンザル)ア
セトン、3,3−カルボニル−ビス(7−ジエチルアミノクマリン)、N−フェニル−N−エチルエタノールアミン、N−フェニルエタノールアミン、N−トリルジエタノールアミン、N−フェニルエタノールアミン、ジメチルアミノ安息香酸イソアミル、ジエチルアミノ安息香酸イソアミル、3−フェニル−5−ベンゾイルチオテトラゾール、1−フェニル−5−エトキシカルボニルチオテトラゾールなどが挙げられる。
上記樹脂組成物には、保存時の熱安定性を向上させるために、重合禁止剤を添加してもよい。重合禁止剤としては、例えば、ヒドロキノン、ヒドロキノンのモノエステル化物、N−ニトロソジフェニルアミン、フェノチアジン、p−t−ブチルカテコール、N−フェニルナフチルアミン、2,6−ジ−t−ブチル−p−メチルフェノール、クロラニール、ピロガロールなどが挙げられる。重合禁止剤は、上記樹脂組成物中に、通常0.001〜1重量%の範囲となる量で添加することができる。
上記樹脂組成物には、保存時におけるアクリル系共重合体の酸化を防ぐために、酸化防止剤を添加してもよい。酸化防止剤としては、例えば、2,6−ジ−t−ブチル−p−クレゾール、ブチル化ヒドロキシアニソール、2,6−ジ−t−4−エチルフェノール、2,2−メチレン−ビス−(4−メチル−6−t−ブチルフェノール)、2,2−メチレン−ビス−(4−エチル−6−t−ブチルフェノール)、4,4−ビス−(3−メチル−6−t−ブチルフェノール)、1,1,3−トリス−(2−メチル−6−t−ブチルフェノール)、1,1,3−トリス−(2−メチル−4−ヒドロキシ−t−ブチルフェニル)ブタン、ビス[3,3−ビス−(4−ヒドロキシ−3−t−ブチルフェニル)ブチリックアシッド]グリコールエステル、ジラウリルチオジプロピオナート、トリフェニルホスファイトなどが挙げられる。酸化防止剤は、上記樹脂組成物中に、通常0.001〜1重量%の範囲となる量で添加することができる。
上記樹脂組成物には、溶液の粘度を調整するために、有機溶媒を加えてもよい。有機溶媒としては、例えば、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノメチルエーテル、メチルセロソルブ、エチルセロソルブ、ブチルセロソルブ、メトキシプロピルアセテート、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、ブロモベンゼン、クロロベンゼン、ジブロモベンゼン、ジクロロベンゼン、ブロモ安息香酸、クロロ安息香酸などが挙げられる。上記有機溶媒は、1種単独で用いても、2種以上を混合して用いてもよい。
本発明に用いられる樹脂組成物は、通常、上記各種成分を所定の割合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て調製する。
の添加量によって適宜調整することができる。該粘度の範囲は500〜200,000cps(センチ・ポイズ)である。
本発明の転写フィルムを構成する支持フィルムは、耐熱性および耐溶剤性を有するとともに可撓性を有する樹脂フィルムであることが好ましい。支持フィルムが可撓性を有することにより、ロールコータによってペースト状組成物を塗布することができ、上記樹脂組成物層をロール状に巻回した状態で保存および供給することができる。なお、支持フィルムの厚さとしては、使用に適した範囲であればよく、例えば20〜100μmである。
さらに、上記樹脂組成物層の表面に設けられることのある保護フィルム層としては、上記支持フィルムと同様の可撓性を有する樹脂フィルムを用いることができ、その表面(上記樹脂組成物層と接する面)には離型処理が施されていてもよい。
本発明の転写フィルムは、上記支持フィルム上に、上記樹脂組成物を塗布して塗膜を形成し、該塗膜を乾燥させて上記樹脂組成物層を形成することにより得られる。乾燥後は、ロール状に巻くか、保護フィルムをラミネートする。また、本発明の転写フィルムは、支持フィルムおよび保護フィルムのそれぞれに上記樹脂組成物を塗布して上記樹脂組成物層を形成し、互いの上記樹脂組成物層面を重ね合わせて圧着する方法によっても、好適に形成することができる。
塗膜の乾燥条件は、乾燥後における溶剤の残存割合が2重量%以内となるように適宜調整すればよく、例えば、50〜150℃の乾燥温度で、0.5〜30分間程度である。
本発明で用いられるパターン形成基板は、基材にパターン(i)が形成され、凹凸を有
している。前記パターン(i)において、隣接するパターン間(パターン凹部)の幅(W
)は、1〜200μmであり、好ましくは10〜150μmであり、さらに好ましくは10〜100μmである。また、隣接するパターン間の高低差(D)は、10μm未満であり、好ましくは5μm未満であり、さらに好ましくは3μm未満である。パターンの高さ(H)は、1〜300μmであり、好ましくは1〜250μmであり、さらに好ましくは1〜200μmである。前記W、DおよびHが上記範囲内であると、パターンを精度良く形成することができ、パネル製造時の歩留まりが良い点で好ましい。
る場合には孔部分のことを示す。
ブラックマトリックスからなる群より選ばれる少なくとも一種の部材であることが好ましい。これらの中でも隔壁または誘電体が好適である。また、パターンを形成する部材は必ずしも同一部材である必要はない。
なお、前記基材と前記パターン(i)とは互いに接着されていてもよいし、融着等によ
り一体となっていてもよい。また、基材表面に溝等によってパターン(i)が形成されて
いてもよい。また、基材を貫通する孔が形成されていてもよい。
例えば、ディスプレイパネルの製造方法は、誘電体、隔壁、電極、抵抗体、蛍光体、カラーフィルターおよびブラックマトリックスからなる群より選ばれる少なくとも一種の部材に係るパターン(i)が形成された凹凸を有する基板に対し、該パターン(i)からなる凸部上に、上記樹脂組成物層を含む転写フィルムを用いて該樹脂組成物層を、該パターン(i)間の凹部に埋め込まないように転写する工程を含むことが好ましい。当該工程を含
むことにより、従来技術では形成が困難であった複雑な形状の構造物を形成可能となる点で好ましい。
理してパターンの潜像を形成する工程、(II)現像処理により上記樹脂組成物層のパターンを形成する工程、および(III)該パターンを焼成処理する工程を含むことが好ましい
。
また、本発明の基板形成方法により形成された隔壁層を有するガラス基板は、FPDの前面側もしくは背面側に好適に用いることができる。
転写条件としては、例えば、加熱ローラの表面温度が40〜140℃、加熱ローラによるロール圧が0.1〜10kgf/cm2、加熱ローラの移動速度が0.1〜10m/分
である。また、上記パターン(i)が形成された凹凸を有する基板は予熱されていてもよ
く、予熱温度は、例えば40〜140℃である。
性を高めるために、該凸部の表面処理を行うことができる。表面処理に用いられる表面処理液としては、シランカップリング剤、例えば、ビニルトリクロロシラン、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、トリス−(2−メトキシエトキシ)ビニルシラン、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、γ−(メタクリロキシプロピル)トリメトキシシラン、γ(2−アミノエチル)アミノプロピルトリメトキシシラン、γ−クロロプロピルトリメトキシシラン、γ−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、γ−アミノプロピルトリエトキシシランなどを、有機溶媒、例えば、エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、メチルアルコール、エチルアルコール、プロピルアルコール、ブチルアルコールなどで、0.1〜5%の濃度に希釈したものを用いることができる。次いで、この表面処理液をスピナーなどで基板上に均一に塗布した後、80〜140℃で10〜60分間乾燥することによって表面処理することができる。
上記転写工程後、露光装置を用いて露光を行う。露光は通常のフォトリソグラフィーで行われるように、フォトマスクを用いてマスク露光する方法が一般的である。用いるマスクは、感放射線性成分の種類によって、ネガ型もしくはポジ型のどちらかを選定する。露光用マスクの露光パターンは、目的によって異なるが、たとえば、10〜500μm幅のストライプもしくは格子である。また、フォトマスクを用いずに、赤色や青色の可視光レーザー光、Arイオンレーザーなどで直接描画する方法を用いてもよい。
超高圧水銀灯を用いて0.05〜1分間露光を行なう。この場合、波長フィルターを用いて露光光の波長領域を狭くすることによって、光の散乱を抑制し、パターン形成性を向上することができる。具体的には、i線(365nm)の光をカットするフィルター、あるいは、i線およびh線(405nm)の光をカットするフィルターを用いて、パターン形成性を向上することができる。
上記露光工程後、感光部分と非感光部分の現像液に対する溶解度差を利用して、樹脂組成物層を現像して樹脂組成物層のパターンを形成する。現像方法(例えば浸漬法、揺動法、シャワー法、スプレー法、パドル法、ブラシ法など)および現像処理条件(例えば、現像液の種類・組成・濃度、現像時間、現像温度など)などは、樹脂組成物層の種類に応じて適宜選択、設定すればよい。
上記アルカリ水溶液としては、水酸化リチウム、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、リン酸水素ナトリウム、リン酸水素二アンモニウム、リン酸水素二カリウム、リン酸水素二ナトリウム、リン酸二水素アンモニウム、リン酸二水素カリウム、リン酸二水素ナトリウム、ケイ酸リチウム、ケイ酸ナトリウム、ケイ酸カリウム、炭酸水素リチウム、炭酸水素ナトリウム、炭酸水素カリウム、炭酸リチウム、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム、ホウ酸リチウム、ホウ酸ナトリウム、ホウ酸カリウム、アンモニア水溶液などの無機アルカリ水溶液を使用できるが、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
やすいので好ましい。
現像後の樹脂組成物層残留部における有機物質を焼失させるために、焼成炉で、形成された樹脂組成物層のパターンを焼成処理する。
なお、上記転写、露光、現像、焼成の各工程中に、乾燥または予備反応の目的で、50〜300℃加熱工程を導入してもよい。
<ヤング率>
樹脂組成物層のヤング率(MPa)は、フィッシャースコープ微小硬度計(H100C
フィッシャーインストルメンツ社製)から求めた変位量より算出した。
樹脂組成物層の降伏強度(N)は、引張試験機(卓上試験機 EG GRAPH 島津製作所 社製)を用いて測定した。
5mmでチャックにより固定した。そして、上方向に力を加えるとき、グリーンシートに
かかる力とひずみの関係は、図5に示すグラフのようになった。図5中、縦軸は力(N)、横軸はひずみ(mm)を表す。ここで、ひずみとは、かかる力によって生じる微小変形をいう。シートの塑性変形が始まるとき(降伏点)の応力の強さ(N)を降伏強度(N)とした(図5参照)。
樹脂組成物層の破断伸度(%)は、上記の降伏強度と同様に引張試験機(卓上試験機 EG GRAPH 島津製作所 社製)で測定した。
まず、引張試験前の樹脂組成物層からなる試料長に対して、シートの破断が起こったときの試料の伸び率(%)を破断伸度(%)とした。
樹脂組成物層のタック強度(N)は、以下の方法で測定した。
まず、500mm/分で測定端子を下降させ、測定端子を測定対象物に17Nで10秒間圧着した。その後、測定端子を500mm/分で垂直方向に上昇させて、そのときに測定端子にかかる力(N)の最大値をタック強度(N)とした。なお、測定端子には、見かけ比重0.35、スポンジ硬度HRA20のシリコンスポンジを用い、縦15mm、横15mmの大きさで、測定対象物に圧着する面が曲面であるものを圧縮ジグの先端に張り付けて用いた。
≪樹脂組成物(1)の調製≫
酸化物微粒子として、平均粒径0.03μmの酸化スズ(SnO2)36部、ガラス粉
末として、Bi2O3−ZnO−B2O3系ガラスフリット(不定形、軟化点480℃)54部、アルカリ可溶性樹脂としてベンジルメタクリレート/2−ヒドロキシエチルメタクリレート/メタクリル酸/メトキシポリエチレングリコールモノメタクリレート=40/20/15/25(質量%)共重合体(Mw=35000)12部、感放射性成分の光重合性モノマーとして、α-フェニル-ω-アクリロイルオキシポリオキシエチレンホルムアル
デヒド重縮合物(例えば、日本化薬社製 KAYARD R−712)12部、感放射性成分の光重合開始剤として、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 1.8部、2,4-ジエチルチオキサントン 0.9部、有機シラン化合物として3−メタクリロキシプロピルメトキシシラン0.4部、その他任意成分として、下記式(1)で表される染料0.5部、および溶剤として、プロピレングリコールモノメチルエーテル125部をビーズミルで混練りした後、ステンレスメッシュ(500メッシュ、25μm径)でフィルタリングすることにより、樹脂組成物(1)を調製した。
上記で調製した樹脂組成物(1)を、予め離型処理した膜厚38μmのPETフィルムよりなる支持フィルム上にブレードコーターを用いて塗布した。形成された塗膜を100℃で3分間乾燥して溶剤を除去した。支持フィルム上に厚さ20μmの樹脂組成物(1)層が形成された転写フィルムを得た。
格子状の隔壁(L/S=100/400、隣接するパターン間の幅:400μmであり、隣接するパターン間の高低差:3μm未満であり、高さ:150μm)が形成された21インチのガラス基板に対し、該隔壁からなる凸部上に、樹脂組成物(1)層の表面が当接されるよう上記作製した転写フィルムを重ね合わせ、加熱ローラで熱圧着した。ここで、圧着条件としては、加熱ローラの表面温度を80℃、ロール圧を1.0kgf/cm2、
加熱ローラの移動速度を0.5m/分とした。これにより、格子状の隔壁からなる凸部のみに転写フィルムが転写されて密着した状態となった。
隔壁からなる凸部上に形成された樹脂組成物(1)層に対して、露光用マスク(5cm×5cm, L/S=100/400)を介して、支持フィルム上より超高圧水銀灯により、ghi線(混合)を照射し、樹脂組成物(1)層にパターンの潜像を形成した。この際、ラインの潜像は、基板上に形成されている隔壁の凹部(スペース部)に配置されるようにした。ここで、照射量は500mJ/cm2とした。露光後、支持フィルムを剥離除去し
た。次いで、液温30℃の0.3質量%炭酸ナトリウム水溶液を現像液とするシャワー法により現像処理を30秒間行った。続いて、超純水を用いて水洗を行うことにより、紫外線が照射されていない部分の樹脂を除去し、樹脂パターンを形成した。
樹脂パターンが形成されたガラス基板を520℃の温度雰囲気下で30分間焼成処理した。これにより、ガラス基板の表面に、厚み16μmの隔壁が良好に形成されることがわかった。
上記作製した転写フィルムに含まれる樹脂組成物(1)層のヤング率、降伏強度、破断伸度、表面タック強度を測定した。測定結果を表1に示す。
酸化物微粒子として、平均粒径0.03μmの酸化スズ(SnO2)36部、ガラス粉
末として、Bi2O3−ZnO−B2O3系ガラスフリット(不定形、軟化点480℃)54部、アルカリ可溶性樹脂として、ベンジルメタクリレート/2−ヒドロキシエチルメタクリレート/メタクリル酸=60/20/20(質量%)共重合体(Mw=35000)15部、感放射性成分の光重合性モノマーとして、α-フェニル-ω-アクリロイルオキシポ
リオキシエチレンホルムアルデヒド重縮合物(例えば、日本化薬社製 KAYARD R−712)10部、感放射性成分の光重合開始剤として、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 2.7部、2,4-ジエチルチオキサントン 0.9部、有機シラン化合物として、3−メタクリロキシプロピルメトキシシラン0.4部、その他任意成分として、上記式(1)で表される染料0.2部、および溶剤としてプロピレングリコールモノメチルエーテル125部をビーズミルで混練りした後、ステンレスメッシュ(500メッシュ、25μm径)でフィルタリングすることにより、樹脂組成物(2)を調製した。
また、該転写フィルムに含まれる樹脂組成物(2)層の各種物性値を測定した。測定結果を表1に示す。
酸化物微粒子として、平均粒径0.03μmの酸化スズ(SnO2)50部、ガラス粉
末として、Bi2O3−ZnO−B2O3系ガラスフリット(不定形、軟化点480℃)75部、アルカリ可溶性樹脂として、ベンジルメタクリレート/メタクリル酸/メトキシポリエチレングリコールモノメタクリレート=65/15/20(質量%)共重合体(Mw=35000)19部、感放射性成分の光重合性モノマーとして、α-フェニル-ω-アクリ
ロイルオキシポリオキシエチレンホルムアルデヒド重縮合物(例えば、日本化薬社製 KAYARD R−712)6部、感放射性成分の光重合開始剤として、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 1.5部、2,4-ジエチルチオ
キサントン 1.0部、有機シラン化合物として、3−メタクリロキシプロピルメトキシ
シラン0.4部、溶剤として、プロピレングリコールモノメチルエーテル125部をビーズミルで混練りした後、ステンレスメッシュ(500メッシュ、25μm径)でフィルタリングすることにより、樹脂組成物(3)を調製した。
また、該転写フィルムに含まれる樹脂組成物(3)層の各種物性値を測定した。測定結果を表1に示す。
酸化物微粒子として、平均粒径0.03μmの酸化スズ(SnO2)65部、ガラス粉
末として、Bi2O3−ZnO−B2O3系ガラスフリット(不定形、軟化点480℃)50部、アルカリ可溶性樹脂として、ベンジルメタクリレート/メタクリル酸/メトキシポリエチレングリコールモノメタクリレート=65/15/20(質量%)共重合体(Mw=35000)19部、感放射性成分の光重合性モノマーとして、α-フェニル-ω-アクリ
ロイルオキシポリオキシエチレンホルムアルデヒド重縮合物(例えば、日本化薬社製 KAYARD R−712)6部、感放射性成分の光重合開始剤として、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 1.5部、2,4-ジエチルチオ
キサントン 1.0部、有機シラン化合物として、3−メタクリロキシプロピルメトキシ
シラン0.4部、溶剤として、プロピレングリコールモノメチルエーテル125部をビーズミルで混練りした後、ステンレスメッシュ(500メッシュ、25μm径)でフィルタリングすることにより、樹脂組成物(4)を調製した。
また、該転写フィルムに含まれる樹脂組成物(4)層の各種物性値を測定した。測定結果を表1に示す。
酸化物微粒子として、平均粒径0.03μmの酸化スズ(SnO2)6部、ガラス粉末
として、Bi2O3−ZnO−B2O3系ガラスフリット(不定形、軟化点480℃)9部、アルカリ可溶性樹脂として、ベンジルメタクリレート/2−ヒドロキシエチルメタクリレート/メタクリル酸/メトキシポリエチレングリコールモノメタクリレート=40/20/15/25(質量%)共重合体(Mw=35000)12部、感放射性成分の光重合性モノマーとして、α-フェニル-ω-アクリロイルオキシポリオキシエチレンホルムアルデ
ヒド重縮合物(例えば、日本化薬社製 KAYARD R−712)12部、感放射性成分の光重合開始剤として、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 1.8部、2,4-ジエチルチオキサントン 0.9部、有機シラン化合物として、3−メタクリロキシプロピルメトキシシラン0.4部、その他任意成分として、上記
式(1)で表される染料0.5部、および溶剤として、プロピレングリコールモノメチルエーテル125部をビーズミルで混練りした後、ステンレスメッシュ(500メッシュ、25μm径)でフィルタリングすることにより、樹脂組成物(5)を調製した。
また、該転写フィルムに含まれる樹脂組成物(5)層の各種物性値を測定した。測定結果を表1に示す。
酸化物微粒子として、平均粒径0.03μmの酸化スズ(SnO2)36部、ガラス粉
末として、Bi2O3−ZnO−B2O3系ガラスフリット(不定形、軟化点480℃)54部、アルカリ可溶性樹脂として、ベンジルメタクリレート/2−ヒドロキシエチルメタクリレート/メタクリル酸/メトキシポリエチレングリコールモノメタクリレート=40/20/15/25(質量%)共重合体(Mw=35000)6部、感放射性成分の光重合性モノマーとして、α-フェニル-ω-アクリロイルオキシポリオキシエチレンホルムアル
デヒド重縮合物(例えば、日本化薬社製 KAYARD R−712)19部、感放射性成分の光重合開始剤として、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 1.8部、2,4-ジエチルチオキサントン 0.9部、有機シラン化合物として、3−メタクリロキシプロピルメトキシシラン0.4部、その他任意成分として、上記式(1)で表される染料0.5部、および溶剤として、プロピレングリコールモノメチルエーテル125部をビーズミルで混練りした後、ステンレスメッシュ(500メッシュ、25μm径)でフィルタリングすることにより、樹脂組成物(6)を調製した。
また、該転写フィルムに含まれる樹脂組成物(6)層の各種物性値を測定した。測定結果を表1に示す。
酸化物微粒子として、平均粒径0.03μmの酸化スズ(SnO2)72部、ガラス粉
末として、Bi2O3−ZnO−B2O3系ガラスフリット(不定形、軟化点480℃)108部、アルカリ可溶性樹脂として、ベンジルメタクリレート/2−ヒドロキシエチルメタクリレート/メタクリル酸/メトキシポリエチレングリコールモノメタクリレート=40/20/15/25(質量%)共重合体(Mw=35000)12部、感放射性成分の光重合性モノマーとして、α-フェニル-ω-アクリロイルオキシポリオキシエチレンホルム
アルデヒド重縮合物(例えば、日本化薬社製 KAYARD R−712)12部、感放射性成分の光重合開始剤として、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 1.8部、2,4-ジエチルチオキサントン 0.9部、有機シラン化合物として、3−メタクリロキシプロピルメトキシシラン0.4部、その他任意成分として、上記式(1)で表される染料0.5部、および溶剤として、プロピレングリコールモノメチルエーテル125部をビーズミルで混練りした後、ステンレスメッシュ(500メッシュ、25μm径)でフィルタリングすることにより、樹脂組成物(7)を調製した。
また、該転写フィルムに含まれる樹脂組成物(7)層の各種物性値を測定した。測定結果を表1に示す。
酸化物微粒子として、平均粒径0.03μmの酸化スズ(SnO2)50部、ガラス粉
末として、Bi2O3−ZnO−B2O3系ガラスフリット(不定形、軟化点480℃)75部、アルカリ可溶性樹脂としてベンジルメタクリレート/メタクリル酸/メトキシポリエチレングリコールモノメタクリレート=65/15/20(質量%)共重合体(Mw=35000)19部、感放射性成分の光重合性モノマーとしてα-フェニル-ω-アクリロイ
ルオキシポリオキシエチレンホルムアルデヒド重縮合物(例えば、日本化薬社製 KAYARD R−712)3部、感放射性成分の光重合開始剤としてビス(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 1.5部、2,4-ジエチルチオキサン
トン 1.0部、有機シラン化合物として3−メタクリロキシプロピルメトキシシラン0
.4部、溶剤としてプロピレングリコールモノメチルエーテル125部をビーズミルで混練りした後、ステンレスメッシュ(500メッシュ、25μm径)でフィルタリングすることにより、樹脂組成物(8)を調製した。
102 ガラス基板
103 背面隔壁
104 透明電極
105 バス電極
106 アドレス電極
107 蛍光物質
108 誘電体層
109 誘電体層
110 保護層
111 前面隔壁
201 ガラス基板
202 ガラス基板
203 絶縁層
204 透明電極
205 エミッタ
206 カソード電極
207 蛍光体
208 ゲート
209 スペーサ
Claims (9)
- 隣接するパターン間の幅が1〜200μmであり、隣接するパターン間の高低差が10μm未満であり、高さが1〜300μmであるパターン(i)が形成された凹凸を有する基板に対し、該パターン(i)からなる凸部上に、下記要件(イ)〜(ハ)を満たす樹脂組
成物層を含む転写フィルムを用いて該樹脂組成物層を、該パターン(i)間の凹部に埋め
込まないように転写する工程を含むことを特徴とする基板形成方法;
(イ)無機粒子(A)、アルカリ可溶性樹脂(B)および感放射線性成分(C)を含有する、
(ロ)1〜200MPaの範囲のヤング率を有する、
(ハ)0.05〜2.0Nの範囲の表面タック強度を有する。 - 前記樹脂組成物層が、0.1〜5.0Nの範囲の降伏強度を有することを特徴とする請求項1に記載の基板形成方法。
- 前記樹脂組成物層が、15%以上の破断伸度を有することを特徴とする請求項1または2に記載の基板形成方法。
- さらに、(I)前記樹脂組成物層を露光処理してパターンの潜像を形成する工程、(II
)現像処理により前記樹脂組成物層のパターンを形成する工程、および(III)該パター
ンを焼成処理する工程を含むことを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の基板形成方法。 - 前記基板がディスプレイパネルである請求項1〜4のいずれかに記載の基板形成方法。
- 前記パターン(i)が誘電体、隔壁、電極、抵抗体、蛍光体、カラーフィルターおよびブラックマトリックスからなる群より選ばれる少なくとも一種の部材であることを特徴とする請求項1〜5のいずれかに記載の基板形成方法。
- 無機粒子(A)、アルカリ可溶性樹脂(B)および感放射線性成分(C)を含有する樹脂組成物層と、支持フィルムとを有し、
前記樹脂組成物層が、1〜200MPaの範囲のヤング率を有し、かつ0.05〜2.0Nの範囲の表面タック強度を有することを特徴とする転写フィルム。 - 前記樹脂組成物層が0.1〜5.0Nの範囲の降伏強度を有することを特徴とする請求項7に記載の転写フィルム。
- 前記樹脂組成物層が15%以上の破断伸度を有することを特徴とする請求項7または8に記載の転写フィルム。
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