JP2010009777A - Photosensitive conductive paste and manufacturing method of electrode pattern using the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、感光性導電ペーストおよびこれを用いた電極パターンの製造方法に関し、具体的には、プラズマディスプレイパネル（以下、ＰＤＰと略称する。）の背面板の製造技術において、電極パターン層と誘電体層とを同時焼成により一体的に製造する工法に用いて有効な感光性導電ペースト、およびこれを用いた電極パターンの製造方法に関する。 The present invention relates to a photosensitive conductive paste and a method for manufacturing an electrode pattern using the same, and specifically, in a manufacturing technology of a back plate of a plasma display panel (hereinafter referred to as PDP), an electrode pattern layer and a dielectric. The present invention relates to a photosensitive conductive paste effective for use in a method of integrally manufacturing a body layer by simultaneous baking, and an electrode pattern manufacturing method using the same.
近年、フラットパネルディスプレイは様々なタイプのものが開発され製品化されている。従来、液晶では、視野角や応答速度、大画面化という点で、ＰＤＰでは、消費電力や輝度等の点で、リアプロジェクターでは、輪郭がぼやけた不鮮明な画像になる等の問題があった。
これに対し、昨今の技術開発のスピードは非常に速く、各ディスプレーの問題点も急速に解決されてきており、各ディスプレーの画質の差は小さくなってきている。そのため、各ディスプレーの今後の普及がいかに進むか否かについては、価格が大きな割合を占めるようになってきており、パネルの製造コストをいかに下げることができるか否かが重要なキーポイントとなる。
In recent years, various types of flat panel displays have been developed and commercialized. Conventionally, liquid crystal has problems such as a viewing angle, a response speed, and a large screen, and a PDP has problems such as power consumption and luminance, and a rear projector has a blurred outline and the like.
On the other hand, the speed of recent technological development is very fast, and the problems of each display are being solved rapidly, and the difference in image quality of each display is getting smaller. For this reason, the price has become a large part of whether or not each display will become more popular in the future, and how the manufacturing cost of the panel can be reduced is an important key point. .
一方で、ＰＤＰの背面板は、感光性導電ペーストを用いた基板上へのアドレス電極パターンの形成→焼成→誘電体材料の塗布→焼成という工程を経て一般的に製造される。このような従来の背面板の製造においては、焼成工程が各層毎に繰り返される（以下において、「通常工程」と称する。）。
しかしながら、この焼成工程は、有機成分のバーンアウトや無機成分の融着を行う工程であるため、焼成温度は５５０℃以上と非常に高温であり、その焼成温度での保持時間も長い。特にＰＤＰでは、ガラスパネルが大きいため、パネル全体の温度変化に要する昇温・冷却時間が非常に長くなる。また、焼成温度が高いために、必要とするエネルギーも膨大であり、設備も非常に巨大なものとなる。
従って、ＰＤＰの製造における焼成工程は、ＰＤＰ製造コストに占める割合が非常に大きな工程である。
そこで、パネル製造コストの削減のために、この焼成工程の回数を減らすための製造技術の開発が検討されている。
On the other hand, the back plate of the PDP is generally manufactured through a process of forming an address electrode pattern on a substrate using a photosensitive conductive paste → firing → application of a dielectric material → firing. In the manufacture of such a conventional back plate, the firing process is repeated for each layer (hereinafter referred to as “normal process”).
However, since this baking step is a step of burning out organic components and fusing inorganic components, the baking temperature is as high as 550 ° C. or higher, and the holding time at the baking temperature is also long. In particular, in the PDP, since the glass panel is large, the heating / cooling time required for the temperature change of the entire panel becomes very long. In addition, since the firing temperature is high, a large amount of energy is required and the facilities are very large.
Therefore, the firing process in the production of PDP is a process with a very large proportion of the PDP production cost.
Therefore, in order to reduce the panel manufacturing cost, development of a manufacturing technique for reducing the number of times of the firing process is being studied.
これに対し従来、焼成工程の回数を減らす方法として、電極用材料を基板上にパターニングした後、焼成せずに誘電体材料を塗布し電極層と誘電体層を同時に焼成する方法が開示されている（例えば、特許文献１参照。以下、この方法を「同時焼成」という。）。この特許文献１に開示された技術によれば、確かに焼成工程を1回短縮し得る。
しかしながら、上述した通常工程において用いられているペースト（例えば、特許文献２参照。）をそのまま使用して同時焼成を行うと、誘電体層下に配置される電極パターンの焼成による収縮が発生し、電極パターン上や電極パターンエッジの部分上に相当する誘電体層表面に凹凸が発生するという問題点があった。この凹凸は、電極の作製条件によっては、電極エッジ部分の誘電体が一部存在しなくなり、外観上誘電体のはじきが発生しているように見えることもあった。
また、ペースト状とシート状の誘電体材料のうち、特にペースト状の誘電体材料を用いた場合には、乾燥時に誘電体層下の電極パターンに浮きが発生しやすくこれを同時焼成した場合、電極によれが発生するといった問題点もあった。
However, if simultaneous firing is performed using the paste used in the above-described normal process (for example, see Patent Document 2) as it is, shrinkage due to firing of the electrode pattern disposed under the dielectric layer occurs. There is a problem that irregularities are generated on the surface of the dielectric layer corresponding to the electrode pattern or the electrode pattern edge. Depending on the electrode fabrication conditions, this unevenness sometimes disappeared from the dielectric at the electrode edge portion, and the appearance of the dielectric repelling may appear.
Also, among the paste-like and sheet-like dielectric materials, especially when using a paste-like dielectric material, when the electrode pattern under the dielectric layer is likely to float during drying, There was also a problem that the electrode was swung.
本発明は、上記問題点を解決するためになされたものであり、特に、ＰＤＰの背面板製造において、誘電体層表面の凹凸や、電極のよれの問題がなく、電極層と誘電体層とを同時に焼成し得るのに有効な同時焼成用感光性導電ペースト、およびそれを用いた電極パターンの製造方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and in particular, in the production of the back plate of the PDP, there is no problem of unevenness on the surface of the dielectric layer and the problem of the wobbling of the electrode. It is an object of the present invention to provide a photosensitive conductive paste for co-firing which can be fired simultaneously, and a method for producing an electrode pattern using the same.
発明者は、上記目的を達成するために鋭意研究した結果、同時焼成した場合に誘電体層表面に発生する凹凸は、誘電体層の下層に形成される電極パターンに用いられるペースト中のガラス粉末に起因することを突き止めた。また、この電極用ペースト中の光重合性モノマーの種類によっても影響を受けることを突き止めた。
さらに、本発明者は、電極のよれの問題は、誘電体材料に含まれる溶剤が下層の電極パターンのアンダーカット部に入り込むことが原因であることを突き止め、下層の電極用材料に耐溶剤性を付与することにより解決し得ることを突き止めた。
発明者は、このような知見に基づき、本発明を完成するに至った。
As a result of inventor's earnest research to achieve the above object, the unevenness generated on the surface of the dielectric layer when co-fired is the glass powder in the paste used for the electrode pattern formed in the lower layer of the dielectric layer. I found out that it was caused by It was also found out that it was affected by the type of photopolymerizable monomer in the electrode paste.
Further, the present inventor has found that the problem of the electrode warpage is caused by the solvent contained in the dielectric material entering the undercut portion of the lower electrode pattern, and the lower electrode material has a solvent resistance. It was found that it can be solved by giving
The inventor has completed the present invention based on such knowledge.
すなわち、本発明の電極用感光性導電ペーストは、電極層とその上層側に形成される誘電体層が同時に焼成されるプラズマディスプレイパネルの工法に用いる、（Ａ）アルカリ可溶性樹脂、（Ｂ）光重合性モノマー、（Ｃ）光重合開始剤、および（Ｄ）導電粉末を含むペーストであって、前記光重合性モノマー（Ｂ）は、その（Ｂ）成分全体のアクリル当量が１３０以下であり、さらにペースト中に、０質量％以上１質量％未満のガラス粉末を含むことを特徴とする。 That is, the photosensitive conductive paste for an electrode of the present invention is used in a plasma display panel construction method in which an electrode layer and a dielectric layer formed on the electrode layer are simultaneously fired. (A) Alkali-soluble resin, (B) Light A paste containing a polymerizable monomer, (C) a photopolymerization initiator, and (D) a conductive powder, wherein the photopolymerizable monomer (B) has an acrylic equivalent of 130 or less as a whole of the component (B), Further, the paste is characterized by containing 0% by mass or more and less than 1% by mass of glass powder.
また、本発明の電極パターンの製造方法は、上記感光性導電ペーストを基板上に塗布、乾燥し、次いで露光、現像して導電ペーストのパターンを形成し、形成した導電ペーストのパターンを加熱処理または紫外線照射した後、この導電ペーストのパターンを被覆するように、誘電体ペーストを塗布、乾燥し、その後、かかる誘電体ペーストの乾燥膜と同時に焼成することを特徴とする。 In the electrode pattern manufacturing method of the present invention, the photosensitive conductive paste is applied on a substrate, dried, then exposed to light and developed to form a conductive paste pattern, and the formed conductive paste pattern is subjected to heat treatment or After irradiation with ultraviolet rays, the dielectric paste is applied and dried so as to cover the pattern of the conductive paste, and then fired simultaneously with the dry film of the dielectric paste.
さらに、本発明のプラズマディスプレイパネルは、上記感光性導電ペーストを用いて形成される電極パターンを備えることを特徴とする。 Furthermore, the plasma display panel of the present invention includes an electrode pattern formed using the photosensitive conductive paste.
本発明の感光性導電ペーストによれば、誘電体層表面の凹凸や、電極よれ等の問題が生じることなく、ＰＤＰ背面板に電極層と誘電体層を同時焼成により一体的に形成することが可能となり、その結果、ＰＤＰ背面板を低コストかつ生産性よく提供することができる。 According to the photosensitive conductive paste of the present invention, the electrode layer and the dielectric layer can be integrally formed on the PDP back plate by simultaneous firing without causing problems such as irregularities on the surface of the dielectric layer and problems with the electrodes. As a result, the PDP back plate can be provided at low cost and with high productivity.
本発明の感光性導電ペーストは、ガラス粉末の含有量をコントロールし、光重合性モノマー成分のアクリル当量を規定した点に最大の特徴がある。
これにより、誘電体層表面の凹凸や電極のよれの問題が生じることなく、電極層と誘電体層とを同時に焼成することができる。その結果、誘電体層表面の平滑性を大幅に向上させることができる。
The photosensitive conductive paste of the present invention has the greatest feature in that the content of the glass powder is controlled and the acrylic equivalent of the photopolymerizable monomer component is defined.
Thereby, the electrode layer and the dielectric layer can be fired at the same time without causing the problem of unevenness on the surface of the dielectric layer and the problem of the electrode. As a result, the smoothness of the dielectric layer surface can be greatly improved.
以下に本発明の感光性導電ペーストの構成成分について説明する。
本発明の感光性導電ペーストは、（Ａ）アルカリ可溶性樹脂、（Ｂ）光重合性モノマー、（Ｃ）光重合開始剤、および（Ｄ）導電粉末を含むペーストであって、前記光重合性モノマー（Ｂ）は、その（Ｂ）成分全体のアクリル当量が１３０以下であり、さらにペースト中に、０質量％以上１質量％未満のガラス粉末を含む。
The constituent components of the photosensitive conductive paste of the present invention will be described below.
The photosensitive conductive paste of the present invention is a paste containing (A) an alkali-soluble resin, (B) a photopolymerizable monomer, (C) a photopolymerization initiator, and (D) a conductive powder, wherein the photopolymerizable monomer As for (B), the acrylic equivalent of the whole (B) component is 130 or less, and also contains 0 mass% or more and less than 1 mass% of glass powder in a paste.
アルカリ可溶性樹脂（Ａ）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。 Examples of the alkali-soluble resin (A) include a resin having a carboxyl group, specifically, a carboxyl group-containing photosensitive resin having an ethylenically unsaturated double bond and a carboxyl having no ethylenically unsaturated double bond. Any of the group-containing resins can be used. Examples of the resin (which may be either an oligomer or a polymer) that can be suitably used include the following.
（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、それ以外の（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
（５）（ｇ）エポキシ化合物と（ｈ）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
（６）（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、（ｉ）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
（７）（ｊ）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
（８）（ｊ）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
(1) A carboxyl group-containing resin obtained by copolymerizing (a) an unsaturated carboxylic acid and (b) a compound having an unsaturated double bond (2) (a) an unsaturated carboxylic acid and (b) unsaturated A carboxyl group-containing photosensitive resin obtained by adding an ethylenically unsaturated group as a pendant to a copolymer of a compound having a double bond (3) (c) a compound having an epoxy group and an unsaturated double bond ( b) A carboxyl group obtained by reacting a copolymer of a compound having an unsaturated double bond with (a) an unsaturated carboxylic acid, and reacting the resulting secondary hydroxyl group with (d) a polybasic acid anhydride. Containing photosensitive resin (4) (e) a copolymer of an acid anhydride having an unsaturated double bond and another compound (b) having an unsaturated double bond; Anti-compounds with heavy bonds Carboxyl group-containing photosensitive resin (5) obtained by allowing (g) an epoxy compound and (h) an unsaturated monocarboxylic acid to react, and (d) a polybasic acid anhydride to react with the generated secondary hydroxyl group. The resulting carboxyl group-containing photosensitive resin (6) (b) The epoxy group of the copolymer of a compound having an unsaturated double bond and glycidyl (meth) acrylate has (i) one carboxyl group in one molecule. And a carboxyl group-containing resin (7) (j) a hydroxyl group-containing polymer obtained by reacting an organic acid having no ethylenically unsaturated bond and reacting the resulting secondary hydroxyl group with (d) a polybasic acid anhydride. (D) a carboxyl group-containing resin obtained by reacting a polybasic acid anhydride (8) (j) a carboxyl group-containing resin obtained by reacting a hydroxyl group-containing polymer with (d) a polybasic acid anhydride, Carboxyl group-containing photosensitive resin obtained compound is further reacted with c) an epoxy group and an unsaturated double bond
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５０〜２５０ｍｇＫＯＨ／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。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５０ｍｇＫＯＨ／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。 The carboxyl group-containing photosensitive resin and the carboxyl group-containing resin each have a weight average molecular weight of 1,000 to 100,000, preferably 5,000 to 70,000, and an acid value of 50 to 250 mgKOH / g, and In the case of a carboxyl group-containing photosensitive resin, those having a double bond equivalent of 350 to 2,000, preferably 400 to 1,500 can be suitably used. When the molecular weight of the resin is lower than 1,000, the adhesion of the film during development is adversely affected. On the other hand, when the molecular weight is higher than 100,000, development defects are liable to occur. On the other hand, when the acid value is lower than 50 mgKOH / g, the solubility in an alkaline aqueous solution is insufficient, and development failure tends to occur. Part) is not preferable. Further, in the case of a carboxyl group-containing photosensitive resin, if the double bond equivalent of the photosensitive resin is less than 350, a residue is likely to remain at the time of firing, whereas if it is greater than 2,000, the work margin at the time of development. Is narrow, and a high exposure amount is required at the time of photocuring.
これらアルカリ可溶性樹脂（Ａ）は、通常の量的割合において用いることができるが、ペースト中に樹脂固形分で１０〜４０質量％の割合で配合することが好ましい。 These alkali-soluble resins (A) can be used in an ordinary quantitative ratio, but are preferably blended in the paste at a ratio of 10 to 40% by mass in terms of resin solid content.
光重合性モノマー（Ｂ）は、組成物の光硬化性の促進及び現像性を向上させるために用いられ、本発明では、（Ｂ）成分全体のアクリル当量を１３０以下とする。特に、アクリル当量が１００以下の光重合性モノマーを１種以上含有することが好ましく、このアクリル当量が１００以下の光重合性モノマーは、その官能基数が３以上であること（１分子中に３個以上のアクリロイル基を有する多官能モノマー）がより好ましい。
光重合性モノマー（Ｂ）成分全体のアクリル当量を１３０以下とする理由は、アクリル当量が１３０を超えると、架橋密度が低下して焼成時の収縮が大きくなり、誘電体のはじきの原因となるので好ましくない。
このような光重合性モノマー（Ｂ）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などが挙げられ、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。
特に、アクリル当量が１００以下の光重合性モノマーとしては、例えば、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などが挙げられる。
The photopolymerizable monomer (B) is used for promoting photocurability and improving developability of the composition. In the present invention, the acrylic equivalent of the entire component (B) is 130 or less. In particular, it is preferable to contain at least one photopolymerizable monomer having an acrylic equivalent of 100 or less. The photopolymerizable monomer having an acrylic equivalent of 100 or less has 3 or more functional groups (3 per molecule). More preferred are polyfunctional monomers having one or more acryloyl groups.
The reason for setting the acrylic equivalent of the entire photopolymerizable monomer (B) component to 130 or less is that when the acrylic equivalent exceeds 130, the crosslinking density is reduced, the shrinkage during firing is increased, and the dielectric is repelled. Therefore, it is not preferable.
Examples of such a photopolymerizable monomer (B) include 2-hydroxyethyl acrylate, 2-hydroxypropyl acrylate, diethylene glycol diacrylate, triethylene glycol diacrylate, polyethylene glycol diacrylate, polyurethane diacrylate, trimethylol propane tri Acrylate, pentaerythritol triacrylate, pentaerythritol tetraacrylate, trimethylolpropane ethylene oxide modified triacrylate, trimethylolpropane propylene oxide modified triacrylate, dipentaerythritol pentaacrylate, dipentaerythritol hexaacrylate, etc. Alternatively, two or more kinds can be used in combination.
In particular, examples of the photopolymerizable monomer having an acrylic equivalent of 100 or less include trimethylolpropane triacrylate, pentaerythritol triacrylate, pentaerythritol tetraacrylate, and the like.
このような光重合性モノマー（Ｂ）は、アルカリ可溶性樹脂（Ａ）の樹脂固形分１００質量部に対し３０〜１００質量部の割合で配合することが好ましい。モノマー成分がアルカリ可溶性樹脂の樹脂固形分１００質量部に対し１００質量部を超えると、塗膜のタック性が悪くなり、ごみが付着しやすく、ごみ付着部分でパターニング不良が発生しやすくなる。しかも、電極の場合には銀層印刷時に版離れが悪くなり均一な塗膜形成ができなくなる。一方、モノマー成分が３０質量部未満であると、モノマー成分が少なくパターン形成が難しくなる。 It is preferable to mix | blend such a photopolymerizable monomer (B) in the ratio of 30-100 mass parts with respect to 100 mass parts of resin solid content of alkali-soluble resin (A). When the monomer component exceeds 100 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the resin solid content of the alkali-soluble resin, the tackiness of the coating film is deteriorated, dust is likely to adhere, and patterning defects are likely to occur at the dust adhering part. In addition, in the case of an electrode, the separation of the plate becomes worse during printing of the silver layer, and a uniform coating film cannot be formed. On the other hand, when the monomer component is less than 30 parts by mass, the monomer component is small and pattern formation becomes difficult.
光重合開始剤（Ｃ）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ン−１−オン、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、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、これら公知慣用の光重合開始剤を単独で又は２種以上を組み合わせて用いることができる。
これらの光重合開始剤（Ｃ）の配合割合は、アルカリ可溶性樹脂（Ａ）（カルボキシル基含有感光性樹脂及び／又はカルボキシル基含有樹脂）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。
Specific examples of the photopolymerization initiator (C) include benzoin and benzoin alkyl ethers such as benzoin, benzoin methyl ether, benzoin ethyl ether, and benzoin isopropyl ether; acetophenone, 2,2-dimethoxy-2-phenylacetophenone, 2,2 -Acetophenones such as diethoxy-2-phenylacetophenone and 1,1-dichloroacetophenone; 2-methyl-1- [4- (methylthio) phenyl] -2-morpholinopropan-1-one, 2-benzyl-2-dimethyl Aminoacetophenones such as amino-1- (4-morpholinophenyl) -butanone-1; anthraquinones such as 2-methylanthraquinone, 2-ethylanthraquinone, 2-t-butylanthraquinone, 1-chloroanthraquinone; 2,4 Thioxanthones such as dimethylthioxanthone, 2,4-diethylthioxanthone, 2-chlorothioxanthone, and 2,4-diisopropylthioxanthone; Ketals such as acetophenone dimethyl ketal and benzyldimethyl ketal; Benzophenones such as benzophenone; or xanthones; , 6-Dimethoxybenzoyl) -2,4,4-pentylphosphine oxide, bis (2,4,6-trimethylbenzoyl) -phenylphosphine oxide, 2,4,6-trimethylbenzoyldiphenylphosphine oxide, ethyl-2 Phosphine oxides such as 1,4,6-trimethylbenzoylphenyl phosphinate; various peroxides, etc. These known photopolymerization initiators may be used alone or in combination of two or more. It can be used in conjunction.
The mixing ratio of these photopolymerization initiators (C) is suitably 1 to 30 parts by mass per 100 parts by mass of the alkali-soluble resin (A) (carboxyl group-containing photosensitive resin and / or carboxyl group-containing resin), preferably Is 5 to 20 parts by mass.
また、上記のような光重合開始剤（Ｃ）は、Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノ安息香酸エチルエステル、Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノ安息香酸イソアミルエステル、ペンチル−４−ジメチルアミノベンゾエート、トリエチルアミン、トリエタノールアミン等の三級アミン類のような光増感剤の１種あるいは２種以上と組み合わせて用いることができる。 The photopolymerization initiator (C) as described above includes N, N-dimethylaminobenzoic acid ethyl ester, N, N-dimethylaminobenzoic acid isoamyl ester, pentyl-4-dimethylaminobenzoate, triethylamine, triethanolamine. It can be used in combination with one or more photosensitizers such as tertiary amines.
さらに、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・ケミカルズ社製イルガキュアー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。 Furthermore, when a deeper photocuring depth is required, a titanocene photopolymerization initiator such as Irgacure 784 manufactured by Ciba Specialty Chemicals, which starts radical polymerization in the visible region, and leuco dyes are cured as necessary. It can be used in combination as an auxiliary agent.
導電粉末（Ｄ）としては、球状やフレーク状のものを用いることができるが、光特性、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。平均粒径としては、解像度の点から０．５〜３．０μｍのものを用いることが好ましい。そして、Ａｇ、Ｐｔ、Ａｕ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｉｎ、Ｓｎ、およびＲｕのいずれか少なくとも１種の元素を含む粉末が使用できるが、なかでもアドレス電極用としては、抵抗値とコストの兼ね合いから銀粉が好適に用いられる。この銀粉は酸化防止、組成物内での分散性向上、現像性の安定化のため、脂肪酸による処理を行うことが好ましい。脂肪酸としては、オレイン酸、リノール酸、リノレン酸、ステアリン酸等が挙げられる。
このような導電粉末は、アルカリ可溶性樹脂（Ａ）１００質量部に対して３５０〜７００質量部とすることができる。３５０質量部未満の場合、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、７００質量部を超えて多量になると、光透過性が低減し、組成物の充分な光硬化性が得られ難くなるためである。
As the conductive powder (D), a spherical or flaky shape can be used, but it is preferable to use a spherical shape in consideration of optical characteristics and dispersibility. The average particle diameter is preferably 0.5 to 3.0 μm from the viewpoint of resolution. A powder containing at least one element of Ag, Pt, Au, Cu, Ni, In, Sn, and Ru can be used. Among them, for an address electrode, silver powder is used because of the balance between resistance value and cost. Are preferably used. The silver powder is preferably treated with a fatty acid to prevent oxidation, improve dispersibility in the composition, and stabilize developability. Examples of the fatty acid include oleic acid, linoleic acid, linolenic acid, stearic acid, and the like.
Such conductive powder can be 350-700 mass parts with respect to 100 mass parts of alkali-soluble resin (A). When the amount is less than 350 parts by mass, sufficient conductivity of the conductor pattern obtained from the paste cannot be obtained. On the other hand, when the amount exceeds 700 parts by mass, the light transmittance is reduced, and the composition has sufficient light. This is because it becomes difficult to obtain curability.
本発明では、基材との密着性向上のために、ガラス粉末が配合されるが、電極層とその上層側に形成される誘電体層を同時焼成する際に気泡が発生するのを抑制するという理由から、その配合量は、ペースト中に０質量％以上１質量％未満とする。
このようなガラス粉末としては、軟化点４００〜６００℃のガラス粉末を用いることができる。
In the present invention, glass powder is blended in order to improve the adhesion to the base material, but it is possible to suppress the generation of bubbles when the electrode layer and the dielectric layer formed on the upper layer side are simultaneously fired. Therefore, the blending amount is 0% by mass or more and less than 1% by mass in the paste.
As such glass powder, glass powder having a softening point of 400 to 600 ° C. can be used.
以上説明したような本発明の感光性導電ペーストにおいて、塗布方法に適した所望の粘度に調整するために、必要に応じて有機溶剤を添加することもできる。有機溶剤の代表的な例としては、トルエン、キシレン、テトラメチルベンゼンや、エクソンモービル（株）製ソルベッソ＃１００、ソルベッソ＃１５０、ソルベッソ＃２００、エクソンアロマティックナフサＮｏ．２、シェル（株）製ＬＡＷＳ、ＨＡＷＳ、ＶＬＡＷＳ、シェルゾールＤ４０、Ｄ７０、Ｄ１００、７０、７１、７２、Ａ、ＡＢ、Ｒ、ＤＯＳＢ、ＤＯＳＢ−８等の芳香族系溶剤；エクソン化学（株）製エクソンナフサＮｏ．５、Ｎｏ．６、Ｎｏ．７、エクソンオーダーレスソルベント、エクソンラバーソルベント等の脂肪族系溶剤；メタノール、エタノール、プロパノール、イソプロパノール、ブタノール、ヘキサノール、セロソルブ、ブチルセロソルブ、カルビトール、ブチルカルビトール等のアルコール系溶剤；酢酸エチル、酢酸ブチル、セロソルブアセテート、カルビトールアセテート、乳酸メチル、乳酸エチル、乳酸ブチル等のエステル系溶剤を挙げることができる。これらの有機溶剤は単独で又は２種以上を混合して用いることができる。 In the photosensitive conductive paste of the present invention as described above, an organic solvent can be added as necessary to adjust the viscosity to a desired value suitable for the coating method. Representative examples of the organic solvent include toluene, xylene, tetramethylbenzene, Solvesso # 100, Solvesso # 150, Solvesso # 200, Exxon Aromatic Naphtha No. 2. Aromatic solvents such as LAWS, HAWS, VLAWS, Shellsol D40, D70, D100, 70, 71, 72, A, AB, R, DOSB, and DOSB-8 manufactured by Shell Co .; Exxon Chemical Co., Ltd. Exxon naphtha no. 5, no. 6, no. 7. Aliphatic solvents such as exon orderless solvent and exon rubber solvent; alcohol solvents such as methanol, ethanol, propanol, isopropanol, butanol, hexanol, cellosolve, butyl cellosolve, carbitol, butylcarbitol; ethyl acetate, butyl acetate And ester solvents such as cellosolve acetate, carbitol acetate, methyl lactate, ethyl lactate, and butyl lactate. These organic solvents can be used alone or in admixture of two or more.
本発明の感光性導電ペーストは、さらに必要に応じて、シリコーン系、アクリル系等の消泡・レベリング剤を、皮膜パターンのガラス基板への密着性向上のためにシランカップリング剤等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、導電粉末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、珪素酸化物、ホウ素酸化物等の微粒子を添加することもできる。 The photosensitive conductive paste of the present invention further includes an antifoaming / leveling agent such as silicone or acrylic, if necessary, and an additive such as a silane coupling agent to improve the adhesion of the film pattern to the glass substrate. Can also be blended. Furthermore, if necessary, as a known and commonly used antioxidant for preventing oxidation of the conductive powder, a thermal polymerization inhibitor for improving the thermal stability during storage, and as a binding component with the substrate during firing. Fine particles of metal oxide, silicon oxide, boron oxide, etc. can also be added.
また、本発明の感光性導電ペーストは、安定性向上のために、無機酸や有機酸、リン酸化合物（無機リン酸、有機リン酸）などの酸を配合することができる。 Moreover, the photosensitive electrically conductive paste of this invention can mix | blend acids, such as inorganic acid, organic acid, and a phosphoric acid compound (inorganic phosphoric acid, organic phosphoric acid), for stability improvement.
次に、本発明の電極パターンの製造方法について説明する。
本発明の電極パターンの製造方法では、まず、基板上に、電極用として本発明に係る感光性導電ペーストを全面塗布し、乾燥し、得られた乾燥塗膜の電極に必要な部分をパターン露光し、現像した後、加熱（熱硬化）処理または紫外線照射（ＵＶ硬化処理）をし、電極用パターンを形成する。こうして形成した電極用パターン上に、誘電体ペーストを全面塗布し、乾燥し、その後、電極用パターンと誘電体ペーストの乾燥膜を同時に焼成する。これにより、本発明にかかる電極パターンが基板上に形成される。
Next, the manufacturing method of the electrode pattern of this invention is demonstrated.
In the method for producing an electrode pattern of the present invention, first, a photosensitive conductive paste according to the present invention is applied over the entire surface of a substrate and dried, and a pattern exposure is performed on a portion necessary for the electrode of the obtained dried coating film. After the development, a heating (thermal curing) treatment or an ultraviolet irradiation (UV curing treatment) is performed to form an electrode pattern. On the electrode pattern thus formed, the dielectric paste is applied over the entire surface and dried, and then the electrode pattern and the dried film of the dielectric paste are simultaneously fired. Thereby, the electrode pattern concerning this invention is formed on a board | substrate.
このような本発明の製造方法においては、電極用パターンを形成した後であって、焼成することなくその上に誘電体ペーストを塗布する前に、この電極用パターンを加熱（熱硬化）処理あるいは紫外線照射（ＵＶ硬化処理）を行う点に最大の特徴がある。
かかる加熱（熱硬化）処理あるいは紫外線照射（ＵＶ硬化処理）を行うことにより、電極用パターンと誘電体ペーストの乾燥膜を同時に焼成するに際し、誘電体ペーストに含有される溶剤が下層（電極用パターン）のアンダーカット部に入り込むことに起因する誘電体層の浮きやよれの問題を未然に防止することができる。
In such a production method of the present invention, after the electrode pattern is formed and before the dielectric paste is applied on the electrode pattern without firing, the electrode pattern is subjected to a heating (thermosetting) treatment or The greatest feature is that ultraviolet irradiation (UV curing treatment) is performed.
When the electrode pattern and the dried film of the dielectric paste are simultaneously fired by performing such heating (thermosetting) treatment or ultraviolet irradiation (UV curing treatment), the solvent contained in the dielectric paste is used as a lower layer (electrode pattern). ), The problem of floating or twisting of the dielectric layer caused by entering the undercut portion can be prevented.
この加熱（熱硬化）処理条件としては、加熱温度１５０〜２５０℃で保持時間１０〜３０分が好ましい。加熱温度が低すぎると、加熱によるアクリルモノマーの反応が不十分で耐溶剤性が劣り、誘電体ペーストの乾燥中に電極用パターンが浮いたり、よれるといった問題が生じる。一方、加熱温度が高すぎると、電極用パターンにおける樹脂成分の脱バインダーが進み、形成パターンの強度がなくなり、誘電体ペーストの印刷時に電極用パターンに欠けが発生してしまうといった問題が生じる。 The heating (thermosetting) treatment conditions are preferably a heating temperature of 150 to 250 ° C. and a holding time of 10 to 30 minutes. If the heating temperature is too low, the reaction of the acrylic monomer due to heating is insufficient, resulting in poor solvent resistance, and the problem arises that the electrode pattern is floated or twisted during the drying of the dielectric paste. On the other hand, if the heating temperature is too high, the debinding of the resin component in the electrode pattern proceeds, the strength of the formed pattern is lost, and there is a problem that the electrode pattern is chipped when the dielectric paste is printed.
ＵＶ硬化処理条件としては、電極用パターンを形成した裏面からＵＶ照射する場合は、露光量を５０mJ／cm2以上、好ましくは２００mJ／cm2以上とすることが望ましい。また、電極用パターンを形成した表面からＵＶ照射する場合は、露光量を５００mJ／cm2以上、好ましくは１０００mJ／cm2以上とすることが望ましい。この露光量が少ないと、光硬化不足のために誘電体ペーストの乾燥中に電極用パターンが浮いたり、よれたりしてしまう。一方、露光量は多くなっても問題は発生しないが、露光量が不必要に多いのは時間とエネルギーの無駄である。 As UV curing treatment conditions, when UV irradiation is performed from the back surface on which the electrode pattern is formed, the exposure amount is 50 mJ / cm 2 or more, preferably 200 mJ / cm 2 or more. In addition, when UV irradiation is performed from the surface on which the electrode pattern is formed, the exposure amount is 500 mJ / cm 2 or more, preferably 1000 mJ / cm 2 or more. When the exposure amount is small, the electrode pattern is floated or twisted during drying of the dielectric paste due to insufficient photocuring. On the other hand, even if the exposure amount increases, no problem occurs. However, the unnecessary exposure amount is a waste of time and energy.
以下に本発明について実施例を示し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」及び「％」とあるのは、特に断りがない限りすべて質量基準である。 EXAMPLES Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to examples, but the present invention is not limited to the following examples. In the following, “parts” and “%” are based on mass unless otherwise specified.
アルカリ可溶性樹脂（Ａ）の合成：
温度計、攪拌機、滴下ロート、及び還流冷却機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、溶媒としてジエチレングリコールモノメチルエーテルアセテート、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７時間攪拌し、アルカリ可溶性樹脂（Ａ）溶液を得た。このアルカリ可溶性樹脂（Ａ）溶液は、アルカリ可溶性樹脂（Ａ）の重量平均分子量が約１０，０００、酸価が９５ｍｇＫＯＨ／ｇ、その固形分は５７％であった。
なお、得られたアルカリ可溶性樹脂（Ａ）（共重合樹脂）の重量平均分子量の測定は、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により測定した。
Synthesis of alkali-soluble resin (A):
A flask equipped with a thermometer, stirrer, dropping funnel, and reflux condenser is charged with methyl methacrylate and methacrylic acid at a molar ratio of 0.87: 0.13, diethylene glycol monomethyl ether acetate as a solvent, and azobisisobutyrate as a catalyst. Ronitrile was added and stirred at 80 ° C. for 7 hours under a nitrogen atmosphere to obtain an alkali-soluble resin (A) solution. The alkali-soluble resin (A) solution had a weight-average molecular weight of about 10,000, an acid value of 95 mgKOH / g, and a solid content of 57%.
In addition, the measurement of the weight average molecular weight of the obtained alkali-soluble resin (A) (copolymer resin) was performed using Shimadzu pump LC-6AD and Showa Denko column Shodex (registered trademark) KF-804, KF-803, KF. It was measured by high performance liquid chromatography in which three -802s were connected.
光重合性モノマーＡ：３官能アクリルモノマー（アクリル当量９９）
光重合性モノマーＢ：３官能アクリルモノマー（アクリル当量１５５）
光重合性モノマーC：４官能アクリルモノマー（アクリル当量８８）
Ｉｒｇ３６９：チバ・スペシャリティケミカルズ社製光重合開始剤
銀粉：平均粒径２．０μｍ
ガラス粉末：Ｂｉ2Ｏ3、Ｂ2Ｏ3 、ＺｎＯ、ＳｉＯ2、ＢａＯからなる軟化点５２５℃の無鉛ガラスフリットを粉砕し、平均粒径１．６μｍとしたもの。
ＢＹＫ３５４：ビックケミー社製分散剤
ソルベッソ＃２００：エクソンモービル社製石油系溶剤
Photopolymerizable monomer A: trifunctional acrylic monomer (acrylic equivalent 99)
Photopolymerizable monomer B: trifunctional acrylic monomer (acrylic equivalent 155)
Photopolymerizable monomer C: tetrafunctional acrylic monomer (acrylic equivalent 88)
Irg 369: Photopolymerization initiator silver powder manufactured by Ciba Specialty Chemicals: Average particle size 2.0 μm
Glass powder: A lead-free glass frit made of Bi 2 O 3 , B 2 O 3 , ZnO, SiO 2 , BaO and having a softening point of 525 ° C. is pulverized to an average particle size of 1.6 μm.
BYK354: Dispersant Solvesso # 200 manufactured by Big Chemie Company Petroleum solvent manufactured by ExxonMobil Company
（感光性銀ペーストの作製）
上述した成分を用い、表１および表２に示す組成比にて配合し、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った。
(Preparation of photosensitive silver paste)
Using the components described above, they were blended at the composition ratios shown in Table 1 and Table 2, stirred with a stirrer, and then kneaded with a three-roll mill to form a paste.
このようにして作製した感光性銀ペーストを用い、評価基板を作製し、電極パターン上の誘電体表面の凹凸を光学顕微鏡観察にて確認し、誘電体のはじきを評価した。 Using the photosensitive silver paste thus prepared, an evaluation substrate was prepared, and irregularities on the surface of the dielectric on the electrode pattern were confirmed by observation with an optical microscope, and the repelling of the dielectric was evaluated.
評価基板の作製：
評価用の各感光性銀ペーストを、ガラス基板上に３５５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分間乾燥して乾燥塗膜が５μｍの塗膜を形成した。次に、光源として超高圧水銀灯を用い、ネガガラスマスクを介して、乾燥塗膜上の積算光量が４００ｍＪ／ｃｍ2となるようにＬ／Ｓ＝１００／３００μｍパターンを露光した後、液温３０℃の０．４質量％Ｎａ2ＣＯ3水溶液を用いて現像を行い、水洗した。こうして得られた電極用の塗膜パターンを形成した基板を、熱風循環式乾燥炉にて１８０℃で２０分間の加熱（熱硬化）処理を行った。次に、加熱（熱硬化）処理を行った基板に、誘電体ペースト（旭硝子社製、製品名：ＹＰＴ−０６５Ｆ）を１００メッシュのポリエステルスクリーンで印刷し、熱風循環式乾燥機により１５０℃で２０分間乾燥した。その後、空気雰囲気下にて５９０℃まで昇温して１０分間焼成し、電極パターンと誘電体を同時に焼成した試験片を作製した。
Production of evaluation board:
Each photosensitive silver paste for evaluation was applied on the entire surface of a glass substrate using a 355 mesh polyester screen, and then dried at 90 ° C. for 20 minutes in a hot-air circulating drying oven to obtain a dry coating film of 5 μm. A coating film was formed. Next, using an ultra-high pressure mercury lamp as a light source and exposing a L / S = 100/300 μm pattern through a negative glass mask so that the integrated light amount on the dried coating film is 400 mJ / cm 2 , the liquid temperature is 30 Development was carried out using a 0.4 mass% Na 2 CO 3 aqueous solution at 0 ° C. and washed with water. The substrate on which the coating film pattern for the electrode thus obtained was formed was subjected to a heating (thermosetting) treatment at 180 ° C. for 20 minutes in a hot air circulation type drying furnace. Next, a dielectric paste (manufactured by Asahi Glass Co., Ltd., product name: YPT-065F) is printed on a 100-mesh polyester screen on the substrate that has been subjected to the heating (thermosetting) treatment, and is heated at 150 ° C. with a hot air circulation dryer at 20 ° C. Dried for minutes. Then, it heated up to 590 degreeC in the air atmosphere, and baked for 10 minutes, and the test piece which fired the electrode pattern and the dielectric simultaneously was produced.
誘電体のはじき評価：
作製した評価基板の電極パターン上の誘電体表面を光学顕微鏡にて観察し、以下の基準にて誘電体のはじきを評価した。
○・・・基板表面や電極パターン表面まで達する誘電体の凹み無し
×・・・基板表面や電極パターン表面まで達する誘電体の凹みあり
Evaluation of dielectric repellent:
The dielectric surface on the electrode pattern of the fabricated evaluation substrate was observed with an optical microscope, and the repelling of the dielectric was evaluated according to the following criteria.
○ ・ ・ ・ No dielectric dent reaching the substrate surface or electrode pattern surface × ・ ・ ・ Dielectric dent reaching the substrate surface or electrode pattern surface
その結果を表１および２に併せて示す。この表に示す結果から明らかなように、光重合性モノマー（Ｂ）成分全体のアクリル当量が１３０以下であり、さらにペースト中に、ガラス粉末を含有しないか、あるいは１質量％未満のガラス粉末を含有するペーストによれば、いずれも電極パターン上誘電体表面の平滑性が良好であることがわかる。しかも、本発明の感光性導電ペーストを用いれば、誘電体ペーストの塗膜と同時に焼成する前に、電極用パターンを加熱処理またはＵＶ処理することにより、電極用パターン下部の光未硬化部分が硬化するため、誘電体ペーストの塗布、乾燥工程において誘電体中の溶剤による電極用パターンのダメージをなくし、パターンの浮き、よれを無くすことができる。 The results are also shown in Tables 1 and 2. As is clear from the results shown in this table, the acrylic equivalent of the entire photopolymerizable monomer (B) component is 130 or less, and the paste contains no glass powder or less than 1% by weight of glass powder. It can be seen that any of the contained pastes has good smoothness on the surface of the dielectric on the electrode pattern. In addition, if the photosensitive conductive paste of the present invention is used, the light uncured portion under the electrode pattern is cured by heat-treating or UV-treating the electrode pattern before firing at the same time as the dielectric paste coating. Therefore, in the process of applying and drying the dielectric paste, it is possible to eliminate damage to the electrode pattern due to the solvent in the dielectric, and it is possible to eliminate the floating and kinking of the pattern.
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