JP3634141B2

JP3634141B2 - Photosensitive composition and fired product pattern obtained using the same

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Publication number: JP3634141B2
Application number: JP06390398A
Authority: JP
Inventors: 正久柿沼; 和信福島; 裕之東海
Original assignee: Taiyo Ink Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Taiyo Ink Manufacturing Co Ltd
Priority date: 1998-03-02
Filing date: 1998-03-02
Publication date: 2005-03-30
Anticipated expiration: 2018-03-02
Also published as: JPH11246637A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、プラズマディスプレイパネルの前面基板や背面基板に形成される導体回路パターンや隔壁パターン、さらには誘電体パターン、蛍光体パターン、ブラックマトリックスの形成に特に有利に適用でき、また蛍光表示管及び電子部品用の導電体、抵抗体、誘電体の形成にも適用できるアルカリ水溶液により現像可能な感光性組成物、及びそれを用いて得られる導体パターンやガラス質誘電体パターン、蛍光体パターンなどの焼成物パターンに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、プラズマディスプレイパネル、蛍光表示管、電子部品などにおける導体パターンや誘電体パターンの形成には、一般に極めて多量の金属粉又はガラス粉末を含有する導電性ペースト又はガラスペーストを用いてスクリーン印刷法によってパターン形成が行われていた。
しかし、近年、電子部品等においてはパターンの高精細化が要求されてきている。従来のスクリーン印刷法によるパターン形成では、熟練を要し、また印刷時における掠れや滲み、スクリーンの伸縮に起因する位置合わせや精度等の問題があり、高精細パターンへの対応が困難になってきている。
【０００３】
これに対し、無機粉体と共に、熱によって解重合し易い共重合系ポリマーを含有する感光性ペーストが高精細対応として用いられるようになってきたが、ベース樹脂に光反応性基が付加されていないものが多く、露光の際の光硬化深度が不充分で、現像後に解像性不良が起こるという問題があり、また基板への密着性や焼成性にも欠けるという難点がある。光硬化深度を向上させ、高精細パターンを形成しようとする場合、反応性希釈剤（光硬化性モノマー）を多く添加する必要があり、そのため、露光の際に反応性希釈剤の不飽和基が未反応のまま残存する割合が多くなり、反応性希釈剤の未反応物が焼成時にゲル化して焼成残渣が発生したり、ゲル化による収縮でパターンのよれや線幅収縮等の問題を招き、ひどい場合には断線を発生することもある。
【０００４】
一方、セラミックス回路基板上に導体パターンを形成するための感光性導電性ペーストとしては、導電性粉末、側鎖にカルボキシル基とエチレン性不飽和基を有するアクリル系共重合体、例えばメタアクリル酸とメチルメタアクリレートとスチレンの共重合体にグリシジルアクリレートを付加反応させたポリマー、光反応性化合物及び光重合開始剤を含有するペースト組成物が、例えば特開平５−６７４０５号や特開平５−２７１５７６号に開示されている。このような感光性導電性ペーストは、基板上に塗布した後、露光・現像により導体回路パターンを形成できるが、６００〜１，０００℃で焼成することが教示されており、プラズマディスプレイパネル作製時の焼成温度である６００℃以下（プラズマディスプレイパネルの基板には一般にソーダガラスが用いられているため、焼成は６００℃以下の温度で行う必要がある。）では焼成残渣が生じ、形成される電極回路の導電性の劣化を生ずるなどの影響があるため、プラズマディスプレイパネル用には不向きである。比較的に低い温度での焼成を可能にするためにこのような組成物に低融点ガラスフリットを同時に配合しようとした場合、共重合樹脂成分のメタアクリル酸に起因する強い酸性度により、得られる組成物の保存安定性が悪く、ゲル化や流動性の低下により塗布作業性が悪く、またアルカリ水溶液による現像性も安定しないという問題を生ずる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、前記のような従来技術の問題点に鑑みなされたものであり、その基本的な目的は、光硬化性に優れ、極めて多量に無機微粉体を含有しても優れた光硬化深度を示し、また保存安定性に優れると共に、乾燥、露光、現像、焼成の各工程において基板に対する安定した密着性を示し、アルカリ水溶液による現像性、焼成性などにも優れた感光性組成物を提供することにある。
本発明のより具体的な目的は、フォトリソグラフィー技術により作業性、生産性良く高精細な導体回路パターンやガラス質誘電体パターン、蛍光体パターンを形成でき、しかも画像に悪影響を及ぼす焼成残渣を生ずることなく６００℃以下での焼成工程を行うことができるアルカリ水溶液により現像可能な感光性組成物を提供することにある。
本発明の他の目的は、このような感光性組成物から選択的露光、現像、及び焼成の一連の工程により生産性良く製造した高精細な焼成物パターン及びその製造技術を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するために、本発明の第一の側面によれば、（Ａ）グリシジル基と不飽和二重結合を有する化合物（ａ）と不飽和二重結合を有する化合物（ｂ）の共重合体に、不飽和二重結合とカルボキシル基を有する化合物（ｃ）を反応させ、生成した２級の水酸基に多塩基酸無水物（ｄ）を反応させて得られるカルボキシル基含有感光性ポリマー、（Ｂ）希釈剤、（Ｃ）光重合開始剤、（Ｄ）無機粉体、及び（Ｅ）安定剤を含有することを特徴とする感光性組成物が提供される。
【０００７】
本発明の感光性組成物は、ペースト状形態であってもよく、また予めフィルム状に成膜したドライフィルムの形態であってもよい。
ペースト状形態の場合、前記無機粉体（Ｄ）として主として金属微粒子を用いれば感光性導電性ペースト組成物となり、ガラス粉末のみを用いれば感光性ガラスペースト組成物となる。また、ブラックマトリックス用ペースト組成物の場合、さらに黒色顔料を含有する。
上記無機粉体としては、１０ミクロン以下の粒径の粉末が好適に使用できる。感光性導電性ペーストの場合の金属微粒子としては、金、銀、銅、パラジウム、白金、アルミ、ニッケル等を用いることができる。一方、感光性ガラスペーストの場合には、軟化点が３００〜６００℃の低融点ガラスを好適に使用できる。黒色顔料としては、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｃｕ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ａｌの１種又は２種類以上を主成分として含む金属酸化物からなる黒色顔料を好適に用いることができる。
【０００８】
さらに本発明の他の側面によれば、前記のような感光性組成物から形成された焼成物パターンが提供される。例えば、前記感光性組成物がペースト状形態の場合、基板上にペースト状感光性組成物を塗布し、乾燥して成膜し、一方、ドライフィルム形態の場合には基板上にラミネートし、その後、選択的露光、現像によりパターニングした後、焼成することにより、高精細な焼成物パターンが得られる。
このようにして形成される焼成物パターンは、前記無機粉体（Ｄ）として金属微粒子を用いた場合には導体パターンとなり、ガラス粉末を用いた場合にはガラス質誘電体パターンとなる。また、無機粉体として蛍光体粉末を用いることにより、蛍光体パターンを形成することもできる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
前記したように、従来の感光性ペースト組成物を用いて焼成物パターンを形成した場合、露光の際の光硬化深度が不充分で、現像後に解像性不良が生じたり、また焼成時にパターンのよれや線幅収縮等の問題も発生する。本発明者らは、このような現象について鋭意研究の結果、導体パターンや誘電体パターンなどの形成に用いられる感光性ペースト組成物は、粒径の極めて小さい金属微粒子等の無機粉体を極めて多量に含有しているため、露光の際に光の透過性が悪く、そのため光硬化不充分となり、また光硬化むらも生じ易くなることが大きな要因であることを見出した。このような現象は、皮膜厚さが厚くなる程、また皮膜の深部になる程顕著になる。
また、前記したように、共重合樹脂成分としてメタアクリル酸などの酸性度の強いモノマー成分を用いた場合、金属粉やガラス粉末が共存することにより組成物の保存安定性が悪くなる。
【００１０】
そこで、本発明の感光性組成物においては、無機粉体のバインダーとして、酸性度の強いメタアクリル酸などを主鎖を構成するモノマー成分として含む共重合樹脂は用いず、側鎖にグリシジル基を有するバックボーンポリマーに、不飽和二重結合とカルボキシル基を有する化合物をペンダントとして付加させ、さらにこれに酸性度の比較的弱い多塩基酸無水物を反応させてカルボキシル基を導入した特定の感光性樹脂を用いることを第一の特徴としている。すなわち、本発明で用いるカルボキシル基含有感光性ポリマー（Ａ）は、グリシジル基と不飽和二重結合を有する化合物（ａ）と不飽和二重結合を有する化合物（ｂ）の共重合体のエポキシ基に、充分な光硬化深度が得られる程度にまで光硬化性を向上させる割合で、不飽和二重結合とカルボキシル基を有する化合物（ｃ）のカルボキシル基を反応させ、該化合物（ｃ）の不飽和二重結合を側鎖に導入すると共に、上記付加反応で生成した２級の水酸基に多塩基酸無水物（ｄ）をエステル化反応させ、側鎖にカルボキシル基を導入したことを特徴としている。このようなカルボキシル基含有感光性ポリマー（Ａ）は、光硬化性、焼成性に優れると共に、後述する安定剤の効果を損うことはなく、組成物の保存安定性向上に寄与する。また、側鎖にカルボキシル基を有するため、アルカリ水溶液に対して可溶性である。そのため、本発明の感光性組成物から形成した皮膜は、選択的露光後にアルカリ水溶液により安定した現像が可能となる。
【００１１】
本発明の感光性組成物においては、ガラスペーストを組成する場合には前記無機粉体（Ｄ）として低融点ガラス粉末が用いられるが、導電性ペーストを組成する場合の金属粉など、他の無機粉体を用いる場合にも少量の低融点ガラス粉末を配合することが好ましく、それによって６００℃以下の温度での焼成が可能になり、また焼成物パターンの基板への密着性が向上する。但し、このような金属粉やガラス粉末を配合した組成物においては保存安定性が低下し易く、またゲル化や流動性の低下により塗布作業性が悪くなり易いという問題がある。そこで、本発明の感光性組成物においては、前記カルボキシル基含有感光性ポリマー（Ａ）、希釈剤（Ｂ）、光重合開始剤（Ｃ）、無機粉体（Ｄ）と共に安定剤（Ｅ）を配合することを第二の特徴としている。
その結果、本発明の感光性組成物は、保存安定性の悪さや、ゲル化や流動性の低下により塗布作業性が悪いといった問題もなく、フォトリソグラフィー技術により容易に大面積の基板に高精細のパターンを形成でき、しかも６００℃以下での焼成工程でも充分に使用でき、歩留まりの大幅な向上を実現できる。
【００１２】
以下、本発明の感光性組成物の各成分について詳細に説明する。
本発明で用いるカルボキシル基含有感光性ポリマー（Ａ）は、分子中にグリシジル基と不飽和二重結合を有する化合物（ａ）と不飽和二重結合を有する化合物（ｂ）の共重合体のエポキシ基に、不飽和二重結合とカルボキシル基を有する化合物（ｃ）のカルボキシル基を反応させ、生成した２級の水酸基に多塩基酸無水物（ｄ）を反応させて得られる樹脂である。
このようなカルボキシル基含有感光性ポリマー（Ａ）は、組成物全量の５〜５０重量％の割合で配合することが好ましい。該感光性ポリマーの配合量が上記範囲よりも少な過ぎる場合、形成する皮膜中の上記感光性ポリマー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。
【００１３】
上記カルボキシル基含有感光性ポリマー（Ａ）としては、重量平均分子量１，０００〜５０，０００、及び酸価３０〜１５０ｍｇＫＯＨ／ｇ、好ましくは４０〜１２０ｍｇＫＯＨ／ｇを有するものを好適に用いることができる。カルボキシル基含有感光性ポリマー（Ａ）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、５０，０００よりも高い場合、現像不良を生じ易くなるので好ましくない。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なり、一方、１５０ｍｇＫＯＨ／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）の溶解が生じ易くなるので好ましくない。
【００１４】
分子中にグリシジル基と不飽和二重結合を含有する化合物（ａ）の具体例としては、グリシジル（メタ）アクリレート、α−メチルグリシジル（メタ）アクリレートや、下記式（１）〜（４）で示される化合物などが挙げられ、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。なお、本明細書中で（メタ）アクリレートとは、アクリレートとメタアクリレートを総称する用語である。
【化１】

【００１５】
前記不飽和二重結合を有する化合物（ｂ）の具体例としては、スチレン、クロロスチレン、α−メチルスチレン；置換基としてメチル、エチル、プロピル、イソプロピル、ｎ−ブチル、イソブチル、ｔ−ブチル、アミル、２−エチルヘキシル、オクチル、カプリル、ノニル、ドデシル、ヘキサデシル、オクタデシル、シクロヘキシル、イソボルニル、メトキシエチル、ブトキシエチル、２−ヒドロキシエチル、２−ヒドロキシプロピル、３−クロロ−２−ヒドロキシプロピル等を有する（メタ）アクリレート；ポリエチレングリコールのモノ（メタ）アクリレート又はポリプロピレングリコールのモノ（メタ）アクリレート；酢酸ビニル、酪酸ビニル、安息香酸ビニル；アクリルアミド、メタクリルアミド、Ｎ−ヒドロキシメチルアクリルアミド、Ｎ−ヒドロキシメチルメタクリルアミド、Ｎ−メトキシメチルアクリルアミド、Ｎ−エトキシメチルアクリルアミド、Ｎ−ブトキシメチルアクリルアミド、アクリロニトリル、もしくはイソブチレン等が挙げられ、これらを単独で又は２種以上を組み合わせて使用することができる。これらの化合物の中でも、好ましくは、スチレン、α−メチルスチレン、低級アルキル（メタ）アクリレート、イソブチレンが用いられる。
【００１６】
不飽和二重結合とカルボキシル基を有する化合物、即ち不飽和カルボン酸（ｃ）の具体例としては、アクリル酸、メタアクリル酸、クロトン酸、マレイン酸、フマル酸、イタコン酸、ケイ皮酸、α−シアノケイ皮酸、β−スチリルアクリル酸、β−フルフリルアクリル酸等が挙げられ、これらを単独で又は２種以上を組み合わせて使用することができる。
【００１７】
多塩基酸無水物（ｄ）の具体例としては、無水コハク酸、無水マレイン酸、無水アジピン酸、無水フタル酸、テトラヒドロ無水フタル酸、ヘキサヒドロ無水フタル酸、メチルヘキサヒドロ無水フタル酸、無水イタコン酸、メチルエンドメチレンテトラヒドロ無水フタル酸、無水トリメリット酸、一無水ピロメリット酸等が挙げられ、これらを単独で又は２種以上を組み合わせて使用することができる。
【００１８】
前記グリシジル基と不飽和二重結合を有する化合物（ａ）と不飽和二重結合を有する化合物（ｂ）との共重合反応は、例えばアゾビスイソブチロニトリル、有機過酸化物等のラジカル重合触媒の存在下で容易に進行し、常法に従って、例えば約４０〜１３０℃での溶液重合法等によって行うことができ、ランダム共重合体が生成する。
また、得られた共重合体の側鎖のエポキシ基への前記不飽和カルボン酸（ｃ）の付加反応、及び該付加反応によって生成した２級の水酸基への飽和又は不飽和の多塩基酸無水物（ｄ）のエステル化反応は、反応を促進させるために触媒、例えば、トリエチルアミン、ベンジルジメチルアミン、メチルトリエチルアンモニウムクロライド、ベンジルトリメチルアンモニウムブロマイド、ベンジルトリメチルアンモニウムアイオダイド、トリフェニルフォスフィン、トリフェニルスチビン、オクタン酸クロム、オクタン酸ジルコニウム等を使用することが好ましく、該触媒の使用量は、反応原料混合物に対して好ましくは０．１〜１０重量％である。また、反応中の重合を防止するために、重合禁止剤、例えば、ハイドロキノン、メチルハイドロキノン、ハイドロキノンモノメチルエーテル、カテコール、ピロガロール等を使用するのが好ましく、その使用量は反応原料混合物に対して好ましくは０．０１〜１重量％である。上記付加反応及びエステル化反応の反応温度は好ましくは６０〜１００℃である。なお、多塩基酸無水物（ｄ）の反応比率は、前記したように得られるカルボキシル基含有感光性ポリマー（Ａ）の酸価が３０〜１５０ｍｇＫＯＨ／ｇとなるように調整することが好ましい。
【００１９】
前記カルボキシル基含有感光性ポリマー（Ａ）は、不飽和基を重量平均分子量４００〜４，０００当り１個の割合、さらに好ましくは、重量平均分子量５００〜２，０００当り１個の割合で含有するように調整することが望ましい。導入する不飽和基量が上記割合より多くなると、選択的露光による画像形成時にハレーション等の現象が発生し、シャープなパターン形成が困難になると共に、光硬化皮膜の焼成性が低下し、焼成残渣の発生が起こり易くなる。さらに、不飽和基が多いことにより、露光の際のラジカル重合時の硬化収縮やラジカル重合後に塗膜が堅くなりすぎることにより脆くなり、基板との密着不良が発生し易くなる。一方、不飽和基量が上記割合より少なすぎると、パターン形成時の露光量がより多く必要になったり、現像、水洗の工程においてパターンのかけが生じたりして、シャープなパターン形成が困難になり易い。
【００２０】
本発明の感光性組成物に配合する希釈剤（Ｂ）としては、有機溶剤及び／又は不飽和基含有の反応性希釈剤を用いることができる。
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、エクソン化学（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が、水酸基を含有しない溶剤の方が、より保存安定性の良い組成物が得られるため好ましい。
【００２１】
不飽和基含有の反応性希釈剤の代表的な例としては、２−ヒドロキシエチル（メタ）アクリレート、２−ヒドロキシプロピル（メタ）アクリレート等のヒドロキシアルキル（メタ）アクリレート類；エチレングリコール、メトキシテトラエチレングリコール、ポリエチレングリコール等のグリコールのモノ又はジ（メタ）アクリレート類；Ｎ，Ｎ−ジメチル（メタ）アクリルアミド，Ｎ−メチロール（メタ）アクリルアミド等の（メタ）アクリルアミド類；Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノエチル（メタ）アクリレート等のアミノアルキル（メタ）アクリレート類；ヘキサンジオール、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトール、ジトリメチロールプロパン、ジペンタエリスリトール、トリスヒドロキシエチルイソシアヌレート等の多価アルコール又はこれらのエチレンオキサイドあるいはプロピレンオキサイド付加物の多価（メタ）アクリレート類；フェノキシエチル（メタ）アクリレート、ビスフェノールＡのポリエトキシジ（メタ）アクリレート等のフェノール類のエチレンオキサイドあるいはプロピレンオキシド付加物の（メタ）アクリレート類；グリセリンジグリシジルエーテル、トリメチロールプロパントリグリシジルエーテル、トリグリシジルイソシアヌレートなどのグリシジルエーテルの（メタ）アクリレート類；及びメラミン（メタ）アクリレート等を挙げることができる。さらに、水酸基含有（メタ）アクリレートと多価カルボン酸化合物の無水物との反応物が挙げられる。これらの不飽和基含有の反応性希釈剤は、単独で又は２種以上を混合して用いることができ、希釈剤として作用するだけでなく、組成物の光硬化性の促進及び現像性向上にも寄与する。
【００２２】
上記有機溶剤と不飽和基含有の反応性希釈剤は単独で又は２種以上の混合物として用いられる。これらの希釈剤（Ｂ）の配合割合は、組成物の塗布方法に応じて適宜の量で配合することができるが、一般には前記カルボキシル基含有感光性ポリマー（Ａ）１００重量部当り１〜２００重量部、好ましくは２０〜１００重量部が適当である。
【００２３】
前記光重合開始剤（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種類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、カルボキシル基含有感光性ポリマー（Ａ）１００重量部当り１〜２０重量部が好ましい。
【００２４】
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。
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・スペシャリティー・ケミカルズ社製ＣＧＩ７８４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。
【００２５】
本発明の感光性組成物を導電性ペーストとして処方する場合に用いる無機粉体（Ｄ）の具体例としては、金属微粒子（Ｄ−１）又は金属微粒子とガラス微粒子（Ｄ−２）の混合物が挙げられる。
金属微粒子（Ｄ−１）としては金、銀、銅、パラジウム、白金、アルミ、ニッケル等やこれらの合金を用いることができる。上記金属粉は、単独で又は２種類以上を組み合わせて用いることができ、平均粒径としては解像度の点から１０ミクロン以下の粒径が好適である。また、これらの金属粉は、球状、ブロック状、フレーク状、デンドライト状の物を単独で又は２種類以上を組み合わせて用いることができる。
【００２６】
金属粉の配合量は、前記カルボキシル基含有感光性ポリマー（Ａ）１００重量部当り２５〜１，０００重量部となる割合が適当である。金属粉の配合量が２５重量部未満の場合、導体回路の線幅収縮や断線を生じ易くなり、一方、１，０００重量部を超えて多量に配合すると、光の透過を損ない、組成物の充分な光硬化性が得られ難くなる。
さらに焼成後の皮膜の強度、基板への密着性向上のために、後述するようなガラス粉末（Ｄ−２）を金属粉１００重量部に対し１〜３０重量部の範囲で添加することができる。
【００２７】
本発明の感光性組成物をガラスペーストとして処方する場合に用いるガラス粉末（Ｄ−２）としては、軟化点が３００〜６００℃の低融点ガラスが用いられ、酸化鉛、酸化ビスマス、又は酸化亜鉛を主成分とする１０ミクロン以下の平均粒径のものが好適に使用できる。
ガラス粉末の配合量も、前記カルボキシル基含有感光性ポリマー（Ａ）、希釈剤（Ｂ）及び光重合開始剤（Ｃ）の合計量を１００重量部としたときに５０〜２，０００重量部となる割合が適当である。
【００２８】
酸化鉛を主成分とするガラス粉末の好ましい例としては、酸化物基準の重量％で、ＰｂＯが４８〜８２％、Ｂ_２０_３が０．５〜２２％、ＳｉＯ_２が３〜３２％、Ａｌ_２Ｏ_３が０〜１２％、ＢａＯが０〜１０％、ＺｎＯが０〜１５％、ＴｉＯ_２が０〜２．５％、Ｂｉ_２Ｏ_３が０〜２５％の組成を有し、軟化点が４２０〜５９０℃である非結晶性フリットが挙げられる。
【００２９】
酸化ビスマスを主成分とするガラス粉末の好ましい例としては、酸化物基準の重量％で、Ｂｉ_２Ｏ_３が３５〜８８％、Ｂ_２０_３が５〜３０％、ＳｉＯ_２が０〜２０％、Ａｌ_２Ｏ_３が０〜５％、ＢａＯが１〜２５％、ＺｎＯが１〜２０％の組成を有し、軟化点が４２０〜５９０℃である非結晶性フリットが挙げられる。
【００３０】
酸化亜鉛を主成分とするガラス粉末の好ましい例としては、酸化物基準の重量％で、ＺｎＯが２５〜６０％、Ｋ_２Ｏが２〜１５％、Ｂ_２０_３が２５〜４５％、ＳｉＯ_２が１〜７％、Ａｌ_２Ｏ_３が０〜１０％、ＢａＯが０〜２０％、ＭｇＯが０〜１０％の組成を有し、軟化点が４２０〜５９０℃である非結晶性フリットが挙げられる。
【００３１】
ペーストの色調を黒にする場合、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｃｕ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ａｌの１種又は２種類以上を主成分として含む金属酸化物からなる黒色顔料を添加することができる。
【００３２】
本発明の感光性組成物を蛍光体ペーストに処方する場合に用いる無機粉体（Ｄ−３）としては、用途に応じて種々の蛍光体粉末を用いることができ、例えば酸化カルシウム、酸化ストロンチウム、酸化バリウム、アルミナ、酸化セリウム等の短周期率表におけるＩＩａ族、ＩＩＩａ族、及びＩＩＩｂ族に属する元素の金属酸化物の少なくとも一種に、賦活剤又は共賦活剤としてのＳｃ，Ｙ，Ｌａ，Ｃｅ，Ｐｒ，Ｎｄ，Ｓｍ，Ｅｕ，Ｇｄ，Ｔｂ，Ｄｙ，Ｈｏ，Ｅｒ，Ｔｍ，Ｙｂ及びＬｕから選ばれた少なくとも一種の希土類元素を混合し、焼結させた一種のセラミックス構造を有する長残光性蛍光物質や、代表的燐光体である亜鉛又はアルカリ土類の硫化物等の蛍光物質を用いることができる。プラズマディスプレイパネルの蛍光層には、一般に、（Ｙ，Ｇｄ）ＢＯ_３：Ｅｕ（ユーロピウムを発光センタとしたイットリウム、ガドリニウムのホウ酸塩、赤色発光）、Ｚｎ_２ＳｉＯ_４：Ｍｎ（マンガンを発光センタとしたケイ酸亜鉛、緑色発光）、ＢａＯ・６Ａｌ_２Ｏ_３：Ｍｎ（緑色発光）、ＢａＭｇＡｌ_１４Ｏ_２３：Ｅｕ（ユーロピウムを発光センタとしたバリウムマグネシウムアルミネート、青色発光）、ＢａＭｇＡｌ_１０Ｏ_１７：Ｅｕ（青色発光）などが用いられている。これら蛍光体粉末の平均粒径は１０ミクロン以下、好ましくは５ミクロン以下が望ましく、またその配合割合は前記金属粉の場合と同様である。
【００３３】
また、本発明で用いる無機粉体は、１０ミクロン以下の粒径のものが好適に使用されるため、２次凝集防止、分散性の向上を目的として、無機粉体の性質を損わない範囲で有機酸、無機酸、シランカップリング剤、チタネート系カップリング剤、アルミニウム系カップリング剤等で予め表面処理したものを用いたり、感光性組成物をペースト化する時点で上記処理剤を添加することが好ましい。無機粉体の処理方法としては、上記のような表面処理剤を有機溶剤や水などに溶解させた後、無機粉体を添加攪拌し、溶媒を留去した後、約５０〜２００℃で２時間以上加熱処理を施すことが望ましい。
【００３４】
本発明に係る感光性組成物では、組成物の保存安定性向上のため、金属あるいは酸化物粉末との錯体化あるいは塩形成などの効果のある化合物を、安定剤（Ｅ）として添加する。
安定剤（Ｅ）としては、無機酸、有機酸、リン酸化合物（無機リン酸、有機リン酸）などの酸を好適に用いることができる。このような安定剤は、無機粉体（Ｄ）１００重量部当り０．１〜５重量部添加することが好ましい。
【００３５】
無機酸としては、硝酸、硫酸、塩酸、ホウ酸等が挙げられる。
また、有機酸としては、ギ酸、酢酸、アセト酢酸、クエン酸、イソクエン酸、アニス酸、プロピオン酸、酪酸、イソ酪酸、吉草酸、イソ吉草酸、アゼライン酸、チリック酸、パレリック酸、カプロン酸、イソカプロン酸、エナント酸、カプリル酸、ペラルゴン酸、ウンデカン酸、ラウリル酸、トリデカン酸、ミリスチン酸、パルミチン酸、ステアリン酸、アラキン酸、ベヘン酸、ベヘニン酸、シュウ酸、マロン酸、エチルマロン酸、コハク酸、グルタル酸、アジピン酸、ピメリン酸、ピルビン酸、ピペロニル酸、ピロメリット酸、スベリン酸、アゼライン酸、セバシン酸、マレイン酸、フマル酸、フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、酒石酸、レブリン酸、乳酸、安息香酸、イソプロピル安息香酸、サリチル酸、イソカプロン酸、クロトン酸、イソクロトン酸、アクリル酸、メタクリル酸、チグリン酸、エチルアクリル酸、エチリデンプロピオン酸、ジメチルアクリル酸、シトロネル酸、ウンデセン酸、ウンデカン酸、オレイン酸、エライジン酸、エルカ酸、ブラシジン酸、フェニル酢酸、ケイ皮酸、メチルケイ皮酸、ナフトエ酸、アビエチン酸、アセチレンジカルボン酸、アトロラクチン酸、イタコン酸、クロトン酸、ソルビン酸、バニリン酸、パルミチン酸、ヒドロキシケイ皮酸、ヒドロキシナフトエ酸、ヒドロキシ酪酸、ビフェニルジカルボン酸、フェニルケイ皮酸、フェニル酢酸、フェニルプロピオル酸、フェノキシ酢酸、プロピオル酸、ヘキサン酸、ヘプタン酸、ベラトルム酸、ペラルゴン酸、ベンジル酸、エナント酸、エライジン酸、エルカ酸、オキサロコハク酸、オキサロ酢酸、オクタン酸、カプリル酸、没食子酸、マンデル酸、ミリスチン酸、メサコン酸、メチルマロン酸、メリト酸、ラウリン酸、リシノール酸、リノール酸、リンゴ酸、等が挙げられる。
【００３６】
無機リン酸としては、リン酸、亜リン酸、次亜リン酸、オルトリン酸、二リン酸、トリポリリン酸、ホスホン酸、等が挙げられる。
また、有機リン酸としては、リン酸メチル、リン酸エチル、リン酸プロピル、リン酸ブチル、リン酸フェニル、リン酸ジメチル、リン酸ジエチル、リン酸ジブチル、リン酸ジプロピル、リン酸ジフェニル、リン酸イソプロピル、リン酸ジイソプロピル、リン酸ｎブチル、亜リン酸メチル、亜リン酸エチル、亜リン酸プロピル、亜リン酸ブチル、亜リン酸フェニル、亜リン酸ジメチル、亜リン酸ジエチル、亜リン酸ジブチル、亜リン酸ジプロピル、亜リン酸ジフェニル、亜リン酸イソプロピル、亜リン酸ジイソプロピル、亜リン酸ｎブチルー２−エチルヘキシルヒドロキシエチリレンジホスホン酸、アデノシン三リン酸、アデノシンリン酸、モノ（２−メタクリロイルオキシエチル）アシッドホスフェート、モノ（２−アクリロイルオキシエチル）アシッドホスフェート、ジ（２−メタクリロイルオキシエチル）アシッドホスフェート、ジ（２−アクリロイルオキシエチル）アシッドホスフェート、エチルジエチルホスホノアセテート、エチルアシッドホスフェート、ブチルアシッドホスフェート、ブチルピロホスフェート、ブトキシエチルアシッドホスフェート、２−エチルヘキシルアシッドホスフェート、オレイルアシッドホスフェート、テトラコシルアシッドホスフェート、ジエチレングリコールアシッドホスフェート、（２−ヒドロキシエチル）メタクリレートアシッドホスフェート等が挙げられる。
【００３７】
その他の酸として、ベンゼンスルホン酸、トルエンスルホン酸、ナフタリンスルホン酸、エタンスルホン酸、ナフトールスルホン酸、タウリン、メタニル酸、スルファニル酸、ナフチルアミンスルホン酸、スルホ安息香酸、スルファミン酸等のスルホン酸系の酸も用いることができる。
以上に列挙したような安定剤は、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。
【００３８】
本発明の感光性組成物は、その所望の特性を損わない範囲で、さらに必要に応じて、各種顔料、特に耐熱性無機顔料、シリコーン系、アクリル系等の消泡・レベ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、ホウ素酸化物などの微粒子を添加することもできる。
【００３９】
本発明の感光性樹脂組は、前述のように導電性ペースト、ガラスペースト、蛍光体ペーストなどとして用いることができ、これらはフィルム化して使用もできるが、ペーストをそのまま使用する場合は、スクリーン印刷法、カーテンコート法、ロールコート法、バーコート法、ブレードコート法等の適宜の方法により、ガラス板、セラミックス板等の各種基板に塗布する。塗布後、熱風循環式乾燥炉、遠赤外線乾燥炉等で例えば約６０〜１２０℃で５〜４０分間程度乾燥させてタックフリーの塗膜を得る。その後、選択的露光、現像、焼成を行って所定の導体パターン、ガラス質誘電体パターン、蛍光体パターンを形成する。
【００４０】
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及び非接触露光が可能であるが、解像度の点からは接触露光が好ましい。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／ｃｍ^２が好ましい。
【００４１】
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重量％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感光性ポリマー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。
【００４２】
焼成工程においては、現像後の基板を空気中又は窒素雰囲気下で約３８０〜６００℃の加熱処理を行い、導体パターン、ガラス質誘電体パターン、蛍光体パターンなど所望のパターンを形成する。またこの時、焼成工程の前段階として、約３００〜５００℃に加熱してその温度で所定時間保持し、有機物を除去する工程を入れることが好ましい。
【００４３】
【実施例】
以下に実施例及び比較例を示して本発明につ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、「部」及び「％」とあるのは、特に断りがない限り全て重量基準である。
【００４４】
合成例１
温度計、撹拌機、滴下ロート、及び還流冷却器を備えた三つ口フラスコに、メチルメタアクリレートを２００ｇ、グリシジルメタアクリレートを１４２ｇ、ジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテートを３００ｇ仕込み、触媒としてアゾビスイソブチロニトリルを加え、撹拌しながら８０℃で１０時間反応させた。その後、メタアクリル酸８８ｇ、トリフェニルホスフィン０．５ｇ、重合禁止剤としてハイドロキノン０．２ｇを計り取り、滴下ロートで上記反応溶液に滴下し、８０℃で８時間反応させ、さらにテトラヒドロ無水フタル酸１４０ｇを添加し、８０℃で５時間反応させ、カルボキシル基含有感光性ポリマー（Ａ−１）を得た。このとき得られた樹脂の酸価は９０ｍｇＫＯＨ／ｇであった。
【００４５】
合成例２
温度計、撹拌機、滴下ロート、及び還流冷却器を備えた三つ口フラスコに、ｔ−ブチルメタアクリレートを２８４ｇ、グリシジルメタアクリレートを１４２ｇ、ジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテートを３００ｇ仕込み、触媒としてアゾビスイソブチロニトリルを加え、撹拌しながら８０℃で１０時間反応させた。その後、メタアクリル酸８８ｇ、トリフェニルホスフィン０．５ｇ、重合禁止剤としてハイドロキノン０．２ｇを計り取り、滴下ロートで上記反応溶液に滴下し、８０℃で８時間反応させ、さらに無水コハク酸９０ｇを添加し、８０℃で５時間反応させ、カルボキシル基含有感光性ポリマー（Ａ−２）を得た。このとき得られた樹脂の酸価は９５ｍｇＫＯＨ／ｇであった。
【００４６】
比較合成例１
温度計、撹拌機、滴下ロート、及び還流冷却器を備えた三つ口フラスコに、メチルメタアクリレートを２００ｇ、メタアクリル酸を１７２ｇ、ジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテートを３００ｇ仕込み、触媒としてアゾビスイソブチロニトリルを加え、撹拌しながら８０℃で１０時間反応させた。その後、グリシジルメタアクリレート１４２ｇ、トリフェニルホスフィン０．５ｇ、重合禁止剤としてハイドロキノン０．２ｇを計り取り、滴下ロートで上記反応溶液に滴下し、８０℃で８時間反応させ、カルボキシル基含有感光性ポリマー（Ａ′）を得た。このとき得られた樹脂の酸価は１１０ｍｇＫＯＨ／ｇであった。
【００４７】
実施例１〜４及び比較例１、２
前記合成例にて得られた各樹脂を用い、他の成分と共に下記表１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い、感光性組成物を調製した。
【００４８】
実施例５〜８及び比較例３、４
前記合成例にて得られた各樹脂を用い、安定剤の種類及び配合量を変えた以外同様な他の成分と共に下記表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い、感光性組成物を調製した。
【００４９】
特性試験：
前記のようにペースト化した感光性組成物を、２００メッシュのステンレススクリーンを用いてガラス基板上に４０ミクロンの厚みで塗布し、８０℃の熱風乾燥炉で２０分間乾燥させた後、ライン／スペースパターンがＬ／Ｓ＝３０／１５０（ミクロン）のネガフィルムを密着させ、オーク（株）製６８０ＧＷ露光機により紫外線を照射後、３０℃の１％Ｎａ_２ＣＯ_３水溶液により水圧１．５ｋｇｆ／ｃｍ^２で１分間現像し、水洗、乾燥した。その後、焼成炉にて４５０℃で３０分焼成し、さらに５５０℃まで昇温し、その温度で３０分間焼成して評価基板を作成し、以下の項目について評価した。
【００５０】
保存安定性：
保存安定性は、作成したペーストを２０℃で保管し、６日間、１月間、２月間又は３月間経過した後の増粘率で評価した。
○：増粘率１５％未満
△：増粘率１５％〜３０％
×：増粘率３０％以上
【００５１】
解像性：
紫外線照射はライン幅３０μｍ、スペース１５０μｍのネガフィルムを使用し、２００ｍＪ／ｃｍ^２で実施した。
解像性の評価は、光学顕微鏡にて、ライン幅の再現性、形状、断線等を観察し、下記基準で行った。
○：全てにおいて良好である。
△：ライン幅再現性において±１０μｍ以上の差が出ており、形状が不規則であるが断線はない。
×：ライン幅再現性において±１５μｍ以上の差が出ており、形状が不規則であり、断線が見られる。
【００５２】
焼成ライン形状：
焼成ライン形状は、５℃／分の昇温速度で４００℃まで昇温し、４００℃で３０分間ホールドし、有機分を焼成した後、再度５℃／分で昇温し、５５０℃で３０分間焼成を実施したものについて光学顕微鏡で観察した。
良好：焼成前の形状を保っている。
不良：焼成前の形状を保たず、ラインに断線、よれ等が発生している。
【００５３】
比抵抗：
比抵抗値は、０．４ｃｍ×１０ｃｍのパターンにて抵抗値、膜厚を測定して算出した。
前記各種特性についての評価結果を下記表１及び表２に併せて示す。
【表１】

【００５４】
【表２】

【００５５】
【発明の効果】
以上のように、本発明のアルカリ現像型の感光性組成物は、保存安定性に優れると共に、光硬化性、基板に対する密着性や焼成性に優れ、露光の際の光硬化深度が大きいため、焼成後のパターンのよれや線幅収縮等の問題のない高精細な焼成物パターンを安定して形成することができる。また、光硬化性や解像度に優れるため、比較的に厚膜であっても高精細なパターン形成が可能であり、また同一の膜厚では同じライン／スペースパターンを形成可能な最少露光量が少なくて済み、省エネルギーの観点からも有利である。
また、フォトリソグラフィー技術により容易に大面積の基板に高精細の導体パターン、ガラス質誘導体パターン、蛍光体パターンなどの焼成物パターンを作業性良く形成でき、しかも６００℃以下での焼成工程でも充分に採用でき、歩留りの大幅な向上を実現できる。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention can be applied particularly advantageously to the formation of conductor circuit patterns and barrier rib patterns formed on the front substrate and rear substrate of plasma display panels, as well as dielectric patterns, phosphor patterns, and black matrices. A photosensitive composition that can be developed with an alkaline aqueous solution that can also be applied to the formation of conductors, resistors, and dielectrics for electronic components, and conductor patterns, vitreous dielectric patterns, phosphor patterns, and the like obtained using the same. It relates to a fired product pattern.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, the formation of conductor patterns and dielectric patterns in plasma display panels, fluorescent display tubes, electronic components, etc. is generally performed by screen printing using a conductive paste or glass paste containing a very large amount of metal powder or glass powder. Pattern formation was performed.
However, in recent years, high definition of patterns has been required for electronic parts and the like. Pattern formation by the conventional screen printing method requires skill, and there are problems such as alignment and accuracy due to wrinkling and bleeding during printing, and expansion and contraction of the screen, making it difficult to handle high-definition patterns. ing.
[0003]
In contrast, photosensitive pastes containing copolymer powders that are easily depolymerized by heat together with inorganic powders have come to be used for high definition, but photoreactive groups are added to the base resin. There are many that are not present, the photocuring depth at the time of exposure is insufficient, there is a problem in that poor resolution occurs after development, and there is a problem that the adhesion to the substrate and the baking property are also lacking. In order to improve the photocuring depth and form a high-definition pattern, it is necessary to add a large amount of reactive diluent (photocurable monomer). Therefore, the unsaturated groups of the reactive diluent are not exposed during exposure. The proportion of unreacted remaining increases, unreacted reactive diluent gels during firing to generate firing residues, and causes shrinkage due to gelation, causing problems such as pattern distortion and line width shrinkage, In severe cases, disconnection may occur.
[0004]
On the other hand, as a photosensitive conductive paste for forming a conductor pattern on a ceramic circuit board, conductive powder, an acrylic copolymer having a carboxyl group and an ethylenically unsaturated group in the side chain, such as methacrylic acid, Paste compositions containing a polymer obtained by addition-reacting a copolymer of methyl methacrylate and styrene with glycidyl acrylate, a photoreactive compound and a photopolymerization initiator are disclosed in, for example, JP-A-5-67405 and JP-A-5-271576. Is disclosed. Such a photosensitive conductive paste can be applied to a substrate, and then a conductor circuit pattern can be formed by exposure and development. However, it is taught that baking is performed at 600 to 1,000 ° C. The firing electrode is formed at a firing temperature of 600 ° C. or lower (since glass is generally used for the substrate of the plasma display panel, so firing is required to be performed at a temperature of 600 ° C. or lower). This is not suitable for plasma display panels because of the effect of causing deterioration of circuit conductivity. When trying to mix a low melting point glass frit with such a composition at the same time in order to enable firing at a relatively low temperature, it is obtained due to the strong acidity resulting from the methacrylic acid of the copolymer resin component. The storage stability of the composition is poor, the coating workability is poor due to gelation and fluidity reduction, and the developability with an alkaline aqueous solution is not stable.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
The present invention has been made in view of the problems of the prior art as described above, and its basic purpose is excellent in photocurability, and excellent photocuring depth even when an extremely large amount of inorganic fine powder is contained. In addition to excellent storage stability, it exhibits stable adhesion to the substrate in each step of drying, exposure, development, and baking, and provides a photosensitive composition that is excellent in developability and baking properties with an alkaline aqueous solution. There is to do.
A more specific object of the present invention is to form high-definition conductor circuit patterns, glassy dielectric patterns, and phosphor patterns with good workability and productivity by photolithography technology, and to produce a firing residue that adversely affects the image. An object of the present invention is to provide a photosensitive composition that can be developed with an aqueous alkali solution that can be subjected to a baking step at 600 ° C. or lower.
Another object of the present invention is to provide a high-definition fired product pattern produced from such a photosensitive composition by a series of steps of selective exposure, development, and firing with high productivity and a production technique thereof. .
[0006]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, according to the first aspect of the present invention, (A) a compound (a) having a glycidyl group and an unsaturated double bond and a compound (b) having an unsaturated double bond can be used. A carboxyl group-containing photosensitive polymer obtained by reacting a compound (c) having an unsaturated double bond and a carboxyl group with a polymer, and reacting the resulting secondary hydroxyl group with a polybasic acid anhydride (d), There is provided a photosensitive composition comprising (B) a diluent, (C) a photopolymerization initiator, (D) an inorganic powder, and (E) a stabilizer.
[0007]
The photosensitive composition of the present invention may be in the form of a paste or may be in the form of a dry film previously formed into a film.
In the case of a pasty form, a photosensitive conductive paste composition is obtained if metal fine particles are mainly used as the inorganic powder (D), and a photosensitive glass paste composition is obtained if only glass powder is used. Moreover, in the case of the paste composition for black matrices, a black pigment is further contained.
As said inorganic powder, the powder of a particle size of 10 microns or less can be used conveniently. Gold, silver, copper, palladium, platinum, aluminum, nickel, etc. can be used as the metal fine particles in the case of the photosensitive conductive paste. On the other hand, in the case of the photosensitive glass paste, a low melting point glass having a softening point of 300 to 600 ° C. can be suitably used. As the black pigment, a black pigment made of a metal oxide containing one or more of Fe, Co, Cu, Cr, Mn, and Al as a main component can be suitably used.
[0008]
Furthermore, according to the other aspect of this invention, the baked material pattern formed from the above photosensitive compositions is provided. For example, when the photosensitive composition is in a paste form, the paste photosensitive composition is applied on a substrate and dried to form a film. After patterning by selective exposure and development, baking is performed to obtain a high-definition fired product pattern.
The fired product pattern thus formed becomes a conductor pattern when metal fine particles are used as the inorganic powder (D), and becomes a vitreous dielectric pattern when glass powder is used. Moreover, a fluorescent substance pattern can also be formed by using fluorescent substance powder as inorganic powder.
[0009]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
As described above, when a fired product pattern is formed using a conventional photosensitive paste composition, the photocuring depth at the time of exposure is insufficient, resulting in poor resolution after development, and the pattern at the time of firing. Problems such as warping and line width shrinkage also occur. As a result of diligent research on such a phenomenon, the present inventors have found that a photosensitive paste composition used for forming a conductor pattern, a dielectric pattern, etc. has a very large amount of inorganic powder such as metal fine particles having a very small particle diameter. Therefore, it has been found that the light transmittance is poor at the time of exposure, so that the photocuring is insufficient and the unevenness of the photocuring easily occurs. Such a phenomenon becomes more prominent as the film thickness becomes thicker and as the film becomes deeper.
Further, as described above, when a monomer component having a strong acidity such as methacrylic acid is used as the copolymer resin component, the storage stability of the composition is deteriorated due to the coexistence of the metal powder and the glass powder.
[0010]
Therefore, in the photosensitive composition of the present invention, as a binder for the inorganic powder, a copolymer resin containing methacrylic acid having a strong acidity as a monomer component constituting the main chain is not used, and a glycidyl group is added to the side chain. A specific photosensitive resin in which a carboxyl group is introduced by adding a compound having an unsaturated double bond and a carboxyl group as a pendant to a backbone polymer having a polybasic acid anhydride having a relatively weak acidity. The first feature is to use. That is, the carboxyl group-containing photosensitive polymer (A) used in the present invention is an epoxy group of a copolymer of a compound (a) having a glycidyl group and an unsaturated double bond and a compound (b) having an unsaturated double bond. The compound (c) is reacted with the carboxyl group of the compound (c) having an unsaturated double bond and a carboxyl group at a ratio that improves the photocurability to such an extent that a sufficient depth of photocuring is obtained. A feature is that a saturated double bond is introduced into a side chain, a polybasic acid anhydride (d) is esterified with a secondary hydroxyl group produced by the above addition reaction, and a carboxyl group is introduced into the side chain. . Such a carboxyl group-containing photosensitive polymer (A) is excellent in photocurability and baking property, and does not impair the effect of the stabilizer described later, and contributes to improvement in storage stability of the composition. Moreover, since it has a carboxyl group in the side chain, it is soluble in an alkaline aqueous solution. Therefore, the film formed from the photosensitive composition of the present invention can be stably developed with an aqueous alkaline solution after selective exposure.
[0011]
In the photosensitive composition of the present invention, a low melting glass powder is used as the inorganic powder (D) when a glass paste is composed, but other inorganics such as a metal powder when composing a conductive paste are used. Even when powder is used, it is preferable to add a small amount of low-melting glass powder, whereby firing at a temperature of 600 ° C. or lower is possible, and adhesion of the fired product pattern to the substrate is improved. However, in a composition containing such metal powder or glass powder, there is a problem that the storage stability is liable to be lowered, and the coating workability is liable to be deteriorated due to gelation or fluidity. Therefore, in the photosensitive composition of the present invention, the stabilizer (E) is added together with the carboxyl group-containing photosensitive polymer (A), the diluent (B), the photopolymerization initiator (C), and the inorganic powder (D). The second feature is blending.
As a result, the photosensitive composition of the present invention has no problems such as poor storage stability and poor coating workability due to gelation or fluidity reduction, and can easily be applied to a large area substrate by photolithography technology. This pattern can be formed, and can be sufficiently used even in a baking process at 600 ° C. or lower, and a significant improvement in yield can be realized.
[0012]
Hereinafter, each component of the photosensitive composition of this invention is demonstrated in detail.
The carboxyl group-containing photosensitive polymer (A) used in the present invention is an epoxy of a copolymer of a compound (a) having a glycidyl group and an unsaturated double bond and a compound (b) having an unsaturated double bond in the molecule. It is a resin obtained by reacting the carboxyl group of the compound (c) having an unsaturated double bond and a carboxyl group with the group, and reacting the resulting secondary hydroxyl group with the polybasic acid anhydride (d).
It is preferable to mix | blend such a carboxyl group-containing photosensitive polymer (A) in the ratio of 5 to 50 weight% of the composition whole quantity. When the blending amount of the photosensitive polymer is too smaller than the above range, the distribution of the photosensitive polymer in the film to be formed tends to be non-uniform, and it is difficult to obtain sufficient photocurability and photocuring depth. Patterning by exposure and development becomes difficult. On the other hand, if it is more than the above range, it is not preferable because the pattern during baking and the shrinkage of the line width are likely to occur.
[0013]
As the carboxyl group-containing photosensitive polymer (A), those having a weight average molecular weight of 1,000 to 50,000 and an acid value of 30 to 150 mgKOH / g, preferably 40 to 120 mgKOH / g can be suitably used. . When the molecular weight of the carboxyl group-containing photosensitive polymer (A) is lower than 1,000, it adversely affects the adhesion of the film at the time of development. On the other hand, when the molecular weight is higher than 50,000, poor development is likely to occur. . On the other hand, when the acid value is lower than 30 mgKOH / g, the solubility in an alkaline aqueous solution is insufficient, and development failure tends to occur. This is not preferable because dissolution of the exposed portion is likely to occur.
[0014]
Specific examples of the compound (a) containing a glycidyl group and an unsaturated double bond in the molecule include glycidyl (meth) acrylate, α-methylglycidyl (meth) acrylate, and the following formulas (1) to (4). The compound shown is mentioned, These can be used individually or in combination of 2 or more types. In the present specification, (meth) acrylate is a general term for acrylate and methacrylate.
[Chemical 1]

[0015]
Specific examples of the compound (b) having an unsaturated double bond include styrene, chlorostyrene, α-methylstyrene; methyl, ethyl, propyl, isopropyl, n-butyl, isobutyl, t-butyl, amyl as substituents , 2-ethylhexyl, octyl, capryl, nonyl, dodecyl, hexadecyl, octadecyl, cyclohexyl, isobornyl, methoxyethyl, butoxyethyl, 2-hydroxyethyl, 2-hydroxypropyl, 3-chloro-2-hydroxypropyl, etc. (meta ) Acrylate; mono (meth) acrylate of polyethylene glycol or mono (meth) acrylate of polypropylene glycol; vinyl acetate, vinyl butyrate, vinyl benzoate; acrylamide, methacrylamide, N-hydroxymethyl acrylate , N-hydroxymethyl methacrylamide, N-methoxymethyl acrylamide, N-ethoxymethyl acrylamide, N-butoxymethyl acrylamide, acrylonitrile, isobutylene, etc., and these may be used alone or in combination of two or more. Can do. Among these compounds, styrene, α-methylstyrene, lower alkyl (meth) acrylate, and isobutylene are preferably used.
[0016]
Specific examples of the compound having an unsaturated double bond and a carboxyl group, ie, unsaturated carboxylic acid (c), include acrylic acid, methacrylic acid, crotonic acid, maleic acid, fumaric acid, itaconic acid, cinnamic acid, α -Cyanocinnamic acid, (beta) -styryl acrylic acid, (beta) -furfuryl acrylic acid etc. are mentioned, These can be used individually or in combination of 2 or more types.
[0017]
Specific examples of the polybasic acid anhydride (d) include succinic anhydride, maleic anhydride, adipic anhydride, phthalic anhydride, tetrahydrophthalic anhydride, hexahydrophthalic anhydride, methylhexahydrophthalic anhydride, itaconic anhydride. , Methyl endomethylenetetrahydrophthalic anhydride, trimellitic anhydride, pyromellitic anhydride, and the like. These can be used alone or in combination of two or more.
[0018]
The copolymerization reaction of the compound (a) having an unsaturated double bond with the glycidyl group and the compound (b) having an unsaturated double bond is, for example, radical polymerization of azobisisobutyronitrile, organic peroxide or the like. It proceeds easily in the presence of a catalyst and can be carried out according to a conventional method, for example, by a solution polymerization method at about 40 to 130 ° C., thereby producing a random copolymer.
Further, the addition reaction of the unsaturated carboxylic acid (c) to the side chain epoxy group of the obtained copolymer, and the saturated or unsaturated polybasic acid anhydride to the secondary hydroxyl group produced by the addition reaction The esterification reaction of product (d) is carried out by using a catalyst such as triethylamine, benzyldimethylamine, methyltriethylammonium chloride, benzyltrimethylammonium bromide, benzyltrimethylammonium iodide, triphenylphosphine, triphenylstibine to accelerate the reaction. Chromium octoate, zirconium octoate and the like are preferably used, and the amount of the catalyst used is preferably 0.1 to 10% by weight based on the reaction raw material mixture. In order to prevent polymerization during the reaction, it is preferable to use a polymerization inhibitor such as hydroquinone, methyl hydroquinone, hydroquinone monomethyl ether, catechol, pyrogallol, etc., and the amount used is preferably relative to the reaction raw material mixture. 0.01 to 1% by weight. The reaction temperature for the addition reaction and esterification reaction is preferably 60 to 100 ° C. In addition, it is preferable to adjust the reaction ratio of a polybasic acid anhydride (d) so that the acid value of the carboxyl group-containing photosensitive polymer (A) obtained as mentioned above may be 30-150 mgKOH / g.
[0019]
The carboxyl group-containing photosensitive polymer (A) contains one unsaturated group per weight average molecular weight of 400 to 4,000, more preferably one per weight average molecular weight of 500 to 2,000. It is desirable to adjust so that. If the amount of unsaturated groups to be introduced exceeds the above ratio, a phenomenon such as halation occurs during image formation by selective exposure, and it becomes difficult to form a sharp pattern. Is more likely to occur. Furthermore, since there are many unsaturated groups, the shrinkage | contraction at the time of radical polymerization in the case of exposure, or a coating film becomes too hard after radical polymerization will become weak, and it will become easy to generate | occur | produce poor adhesion | attachment with a board | substrate. On the other hand, if the amount of unsaturated groups is less than the above-mentioned ratio, it becomes necessary to increase the amount of exposure during pattern formation, or pattern formation occurs in the development and washing steps, making it difficult to form a sharp pattern. Easy to be.
[0020]
As a diluent (B) mix | blended with the photosensitive composition of this invention, the organic solvent and / or the reactive diluent containing an unsaturated group can be used.
Typical examples of the organic solvent include toluene, xylene, tetramethylbenzene, Exube Chemical Co., Ltd. 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, exon rubber solvent; alcohol solvents such as methanol, ethanol, propanol, isopropanol, butanol, hexanol, cellosolve, butyl cellosolve, carbitol, butyl carbitol; 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, but a solvent containing no hydroxyl group is preferred because a composition having better storage stability can be obtained.
[0021]
Representative examples of unsaturated group-containing reactive diluents include hydroxyalkyl (meth) acrylates such as 2-hydroxyethyl (meth) acrylate and 2-hydroxypropyl (meth) acrylate; ethylene glycol, methoxytetraethylene Mono- or di (meth) acrylates of glycols such as glycol and polyethylene glycol; (meth) acrylamides such as N, N-dimethyl (meth) acrylamide and N-methylol (meth) acrylamide; N, N-dimethylaminoethyl ( Aminoalkyl (meth) acrylates such as meth) acrylate; polyvalent alcohols such as hexanediol, trimethylolpropane, pentaerythritol, ditrimethylolpropane, dipentaerythritol, trishydroxyethyl isocyanurate Or polyhydric (meth) acrylates of these ethylene oxide or propylene oxide adducts; (meta) of ethylene oxide or propylene oxide adducts of phenols such as phenoxyethyl (meth) acrylate and polyethoxydi (meth) acrylate of bisphenol A ) Acrylates; (meth) acrylates of glycidyl ethers such as glycerin diglycidyl ether, trimethylolpropane triglycidyl ether, triglycidyl isocyanurate; and melamine (meth) acrylate. Furthermore, the reaction material of a hydroxyl-containing (meth) acrylate and the anhydride of a polyhydric carboxylic acid compound is mentioned. These unsaturated group-containing reactive diluents can be used alone or in admixture of two or more, and not only act as a diluent, but also to promote photocurability and improve developability of the composition. Also contribute.
[0022]
The organic solvent and the reactive diluent containing an unsaturated group are used alone or as a mixture of two or more. The blending ratio of these diluents (B) can be blended in an appropriate amount depending on the coating method of the composition, but generally 1 to 200 per 100 parts by weight of the carboxyl group-containing photosensitive polymer (A). Part by weight, preferably 20 to 100 parts by weight is suitable.
[0023]
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, Acetophenones such as 2-diethoxy-2-phenylacetophenone and 1,1-dichloroacetophenone; 2-methyl-1- [4- (methylthio) phenyl] -2-morpholinopropan-1-one, 2-benzyl-2- Aminoacetophenones such as dimethylamino-1- (4-morpholinophenyl) -butanone-1; anthraquinones such as 2-methylanthraquinone, 2-ethylanthraquinone, 2-t-butylanthraquinone, 1-chloroanthraquinone; 2 Thioxanthones such as 4-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 These known and commonly used photopolymerization initiators can be used alone or in combination of two or more. The blending ratio of these photopolymerization initiators (C) is preferably 1 to 20 parts by weight per 100 parts by weight of the carboxyl group-containing photosensitive polymer (A).
[0024]
The photopolymerization initiator (C) is composed of 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.
In addition, when a deeper photocuring depth is required, a titanocene photopolymerization initiator such as CGI784 manufactured by Ciba Specialty Chemicals, which initiates radical polymerization in the visible region, and a leuco dye, if necessary, are used. It can be used in combination as an agent.
[0025]
Specific examples of the inorganic powder (D) used when the photosensitive composition of the present invention is formulated as a conductive paste include metal fine particles (D-1) or a mixture of metal fine particles and glass fine particles (D-2). Can be mentioned.
As the metal fine particles (D-1), gold, silver, copper, palladium, platinum, aluminum, nickel or the like, or an alloy thereof can be used. The metal powder can be used alone or in combination of two or more, and the average particle size is preferably a particle size of 10 microns or less from the viewpoint of resolution. In addition, these metal powders can be used in a spherical shape, block shape, flake shape, or dendritic shape alone or in combination of two or more.
[0026]
The proportion of the metal powder is suitably 25 to 1,000 parts by weight per 100 parts by weight of the carboxyl group-containing photosensitive polymer (A). When the blending amount of the metal powder is less than 25 parts by weight, it becomes easy to cause shrinkage or disconnection of the conductor circuit. On the other hand, when the blending amount exceeds 1,000 parts by weight, the light transmission is impaired. It becomes difficult to obtain sufficient photocurability.
Furthermore, in order to improve the strength of the film after firing and the adhesion to the substrate, glass powder (D-2) as described later can be added in the range of 1 to 30 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the metal powder. .
[0027]
As the glass powder (D-2) used when the photosensitive composition of the present invention is formulated as a glass paste, low-melting glass having a softening point of 300 to 600 ° C. is used, and lead oxide, bismuth oxide, or zinc oxide. Those having an average particle size of not more than 10 microns and mainly composed of can be suitably used.
The compounding amount of the glass powder is 50 to 2,000 parts by weight when the total amount of the carboxyl group-containing photosensitive polymer (A), the diluent (B) and the photopolymerization initiator (C) is 100 parts by weight. The ratio is appropriate.
[0028]
As a preferable example of the glass powder containing lead oxide as a main component, PbO is 48 to 82% by weight% based on oxide, B ₂ 0 ₃ 0.5 to 22%, SiO ₂ Is 3 to 32%, Al ₂ O ₃ 0-12%, BaO 0-10%, ZnO 0-15%, TiO ₂ 0-2.5%, Bi ₂ O ₃ Is a non-crystalline frit having a composition of 0 to 25% and a softening point of 420 to 590 ° C.
[0029]
Preferable examples of the glass powder containing bismuth oxide as a main component include Bi by weight based on oxide, Bi ₂ O ₃ 35-88%, B ₂ 0 ₃ 5-30%, SiO ₂ 0-20%, Al ₂ O ₃ Is a non-crystalline frit having a composition of 0 to 5%, BaO of 1 to 25%, ZnO of 1 to 20%, and a softening point of 420 to 590 ° C.
[0030]
Preferred examples of the glass powder containing zinc oxide as a main component include ZnO of 25 to 60% by weight% based on oxide, K ₂ O is 2 to 15%, B ₂ 0 ₃ Is 25 to 45%, SiO ₂ 1-7%, Al ₂ O ₃ Is a non-crystalline frit having a composition of 0-10%, BaO 0-20%, MgO 0-10%, and a softening point of 420-590 ° C.
[0031]
When making the color tone of the paste black, a black pigment made of a metal oxide containing one or more of Fe, Co, Cu, Cr, Mn, and Al as a main component can be added.
[0032]
As the inorganic powder (D-3) used when the photosensitive composition of the present invention is formulated into a phosphor paste, various phosphor powders can be used depending on the application, for example, calcium oxide, strontium oxide, Sc, Y, La, Ce as an activator or coactivator in at least one of metal oxides of elements belonging to Group IIa, Group IIIa, and Group IIIb in the short period ratio table such as barium oxide, alumina, cerium oxide , Pr, Nd, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb, and a long afterglow having a kind of ceramics structure mixed and sintered with at least one kind of rare earth element Fluorescent materials such as zinc or alkaline earth sulfide, which are typical phosphors, can be used. Generally, (Y, Gd) BO is used for the fluorescent layer of a plasma display panel. ₃ : Eu (Yttrium, gadolinium borate, red emission) with europium as emission center, Zn ₂ SiO ₄ : Mn (Zinc silicate with green emission center, green emission), BaO.6Al ₂ O ₃ : Mn (green light emission), BaMgAl ₁₄ O ₂₃ : Eu (barium magnesium aluminate with europium as light emission center, blue light emission), BaMgAl ₁₀ O ₁₇ : Eu (blue light emission) or the like is used. The average particle size of these phosphor powders is 10 microns or less, preferably 5 microns or less, and the blending ratio is the same as that of the metal powder.
[0033]
In addition, since the inorganic powder used in the present invention preferably has a particle size of 10 microns or less, it does not impair the properties of the inorganic powder for the purpose of preventing secondary aggregation and improving dispersibility. In the case of using an organic acid, an inorganic acid, a silane coupling agent, a titanate coupling agent, an aluminum coupling agent or the like that has been surface-treated in advance, or the above-mentioned treatment agent is added when the photosensitive composition is pasted. It is preferable. The inorganic powder is treated by dissolving the surface treatment agent as described above in an organic solvent or water, adding and stirring the inorganic powder, and distilling off the solvent. It is desirable to perform heat treatment for more than an hour.
[0034]
In the photosensitive composition according to the present invention, in order to improve the storage stability of the composition, a compound having an effect such as complexation with metal or oxide powder or salt formation is added as a stabilizer (E).
As the stabilizer (E), acids such as inorganic acids, organic acids, and phosphoric acid compounds (inorganic phosphoric acid and organic phosphoric acid) can be suitably used. Such a stabilizer is preferably added in an amount of 0.1 to 5 parts by weight per 100 parts by weight of the inorganic powder (D).
[0035]
Examples of the inorganic acid include nitric acid, sulfuric acid, hydrochloric acid, boric acid and the like.
Examples of organic acids include formic acid, acetic acid, acetoacetic acid, citric acid, isocitric acid, anisic acid, propionic acid, butyric acid, isobutyric acid, valeric acid, isovaleric acid, azelaic acid, tyric acid, pareric acid, caproic acid, Isocaproic acid, enanthic acid, caprylic acid, pelargonic acid, undecanoic acid, lauric acid, tridecanoic acid, myristic acid, palmitic acid, stearic acid, arachidic acid, behenic acid, behenic acid, oxalic acid, malonic acid, ethylmalonic acid, succinic acid Acid, glutaric acid, adipic acid, pimelic acid, pyruvic acid, piperonic acid, pyromellitic acid, suberic acid, azelaic acid, sebacic acid, maleic acid, fumaric acid, phthalic acid, isophthalic acid, terephthalic acid, tartaric acid, levulinic acid, Lactic acid, benzoic acid, isopropylbenzoic acid, salicylic acid, isocaproic acid, croto Acid, isocrotonic acid, acrylic acid, methacrylic acid, tiglic acid, ethyl acrylic acid, ethylidene propionic acid, dimethyl acrylic acid, citronellic acid, undecenoic acid, undecanoic acid, oleic acid, elaidic acid, erucic acid, brassic acid, phenylacetic acid, Cinnamic acid, methylcinnamic acid, naphthoic acid, abietic acid, acetylenedicarboxylic acid, atrolactic acid, itaconic acid, crotonic acid, sorbic acid, vanillic acid, palmitic acid, hydroxycinnamic acid, hydroxynaphthoic acid, hydroxybutyric acid, biphenyl Dicarboxylic acid, phenylcinnamic acid, phenylacetic acid, phenylpropiolic acid, phenoxyacetic acid, propiolic acid, hexanoic acid, heptanoic acid, veratromic acid, pelargonic acid, benzylic acid, enanthic acid, elaidic acid, erucic acid, oxalosuccinic acid Oxaloacetate, octanoic acid, caprylic acid, gallic acid, mandelic acid, myristic acid, mesaconic acid, methylmalonic acid, mellitic acid, lauric acid, ricinoleic acid, linoleic acid, malic acid, and the like.
[0036]
Examples of inorganic phosphoric acid include phosphoric acid, phosphorous acid, hypophosphorous acid, orthophosphoric acid, diphosphoric acid, tripolyphosphoric acid, phosphonic acid, and the like.
Organic phosphoric acid includes methyl phosphate, ethyl phosphate, propyl phosphate, butyl phosphate, phenyl phosphate, dimethyl phosphate, diethyl phosphate, dibutyl phosphate, dipropyl phosphate, diphenyl phosphate, phosphoric acid Isopropyl, diisopropyl phosphate, n-butyl phosphate, methyl phosphite, ethyl phosphite, propyl phosphite, butyl phosphite, phenyl phosphite, dimethyl phosphite, diethyl phosphite, dibutyl phosphite , Dipropyl phosphite, diphenyl phosphite, isopropyl phosphite, diisopropyl phosphite, n-butyl phosphite-2-ethylhexyl hydroxyethylenediphosphonic acid, adenosine triphosphate, adenosine phosphate, mono (2-methacryloyl) Oxyethyl) acid phosphate, mono (2-acryloyloxyethyl) ) Acid phosphate, di (2-methacryloyloxyethyl) acid phosphate, di (2-acryloyloxyethyl) acid phosphate, ethyl diethylphosphonoacetate, ethyl acid phosphate, butyl acid phosphate, butyl pyrophosphate, butoxyethyl acid phosphate, 2 -Ethylhexyl acid phosphate, oleyl acid phosphate, tetracosyl acid phosphate, diethylene glycol acid phosphate, (2-hydroxyethyl) methacrylate acid phosphate and the like.
[0037]
Other acids include sulfonic acid acids such as benzene sulfonic acid, toluene sulfonic acid, naphthalene sulfonic acid, ethane sulfonic acid, naphthol sulfonic acid, taurine, metanilic acid, sulfanilic acid, naphthylamine sulfonic acid, sulfobenzoic acid and sulfamic acid. Can also be used.
The stabilizers listed above can be used alone or in combination of two or more.
[0038]
The photosensitive composition of the present invention is within a range that does not impair the desired properties, and if necessary, various pigments, particularly heat-resistant inorganic pigments, silicone-based, acrylic-based defoaming / leveling agents, etc. These additives can also be blended. Furthermore, if necessary, a known and commonly used antioxidant for preventing oxidation of the conductive metal powder, a thermal polymerization inhibitor for improving the thermal stability during storage, and a substrate during firing. Fine particles such as metal oxides, silicon oxides and boron oxides can be added as a binding component.
[0039]
The photosensitive resin set of the present invention can be used as a conductive paste, a glass paste, a phosphor paste, etc. as described above, and these can be used as a film, but when the paste is used as it is, screen printing is possible. It is applied to various substrates such as a glass plate and a ceramic plate by an appropriate method such as a coating method, a curtain coating method, a roll coating method, a bar coating method, or a blade coating method. After the application, a tack-free coating film is obtained by drying at, for example, about 60 to 120 ° C. for about 5 to 40 minutes in a hot air circulation drying furnace, a far infrared drying furnace or the like. Thereafter, selective exposure, development, and baking are performed to form a predetermined conductor pattern, glassy dielectric pattern, and phosphor pattern.
[0040]
As the exposure step, contact exposure and non-contact exposure using a negative mask having a predetermined exposure pattern are possible, but contact exposure is preferable from the viewpoint of resolution. As the exposure light source, a halogen lamp, a high-pressure mercury lamp, a laser beam, a metal halide lamp, a black lamp, an electrodeless lamp, or the like is used. The exposure amount is 50 to 1000 mJ / cm ² Is preferred.
[0041]
As the development process, a spray method, an immersion method, or the like is used. Developers include aqueous alkali metal solutions such as sodium hydroxide, potassium hydroxide, sodium carbonate, potassium carbonate and sodium silicate, and aqueous amine solutions such as monoethanolamine, diethanolamine and triethanolamine, especially about 1.5% by weight or less. A dilute alkaline aqueous solution having a concentration of 2 is preferably used, as long as the carboxyl group of the carboxyl group-containing photosensitive polymer in the composition is saponified and the uncured part (unexposed part) is removed. The developer is not limited. Moreover, it is preferable to perform washing with water and acid neutralization in order to remove an unnecessary developer after development.
[0042]
In the firing step, the developed substrate is subjected to heat treatment at about 380 to 600 ° C. in air or in a nitrogen atmosphere to form a desired pattern such as a conductor pattern, a glassy dielectric pattern, or a phosphor pattern. At this time, it is preferable to include a step of removing the organic matter by heating to about 300 to 500 ° C. and holding at that temperature for a predetermined time as a previous stage of the firing step.
[0043]
【Example】
EXAMPLES Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to examples and comparative examples, but the present invention is not limited to the following examples. “Parts” and “%” are based on weight unless otherwise specified.
[0044]
Synthesis example 1
A three-necked flask equipped with a thermometer, stirrer, dropping funnel, and reflux condenser was charged with 200 g of methyl methacrylate, 142 g of glycidyl methacrylate, and 300 g of diethylene glycol monoethyl ether acetate, and azobisisobutyro as a catalyst. Nitrile was added and allowed to react for 10 hours at 80 ° C. with stirring. Thereafter, 88 g of methacrylic acid, 0.5 g of triphenylphosphine, and 0.2 g of hydroquinone as a polymerization inhibitor were weighed and dropped into the reaction solution with a dropping funnel, reacted at 80 ° C. for 8 hours, and further 140 g of tetrahydrophthalic anhydride. And reacted at 80 ° C. for 5 hours to obtain a carboxyl group-containing photosensitive polymer (A-1). The acid value of the resin obtained at this time was 90 mgKOH / g.
[0045]
Synthesis example 2
A three-necked flask equipped with a thermometer, a stirrer, a dropping funnel, and a reflux condenser was charged with 284 g of t-butyl methacrylate, 142 g of glycidyl methacrylate, and 300 g of diethylene glycol monoethyl ether acetate, and azobisiso as a catalyst. Butyronitrile was added and reacted at 80 ° C. for 10 hours with stirring. Thereafter, 88 g of methacrylic acid, 0.5 g of triphenylphosphine, and 0.2 g of hydroquinone as a polymerization inhibitor were measured and dropped into the reaction solution with a dropping funnel, reacted at 80 ° C. for 8 hours, and 90 g of succinic anhydride was further added. The resulting mixture was reacted at 80 ° C. for 5 hours to obtain a carboxyl group-containing photosensitive polymer (A-2). The acid value of the resin obtained at this time was 95 mgKOH / g.
[0046]
Comparative Synthesis Example 1
A three-necked flask equipped with a thermometer, stirrer, dropping funnel, and reflux condenser was charged with 200 g of methyl methacrylate, 172 g of methacrylic acid, and 300 g of diethylene glycol monoethyl ether acetate, and azobisisobutyro as a catalyst. Nitrile was added and allowed to react for 10 hours at 80 ° C. with stirring. Thereafter, 142 g of glycidyl methacrylate, 0.5 g of triphenylphosphine, and 0.2 g of hydroquinone as a polymerization inhibitor were weighed and dropped into the above reaction solution with a dropping funnel, reacted at 80 ° C. for 8 hours, and a carboxyl group-containing photosensitive polymer. (A ') was obtained. The acid value of the resin obtained at this time was 110 mgKOH / g.
[0047]
Examples 1 to 4 and Comparative Examples 1 and 2
Each resin obtained in the above synthesis example was blended with other components at the composition ratio shown in Table 1 below, stirred with a stirrer, and then kneaded with a three-roll mill to form a paste. A product was prepared.
[0048]
Examples 5 to 8 and Comparative Examples 3 and 4
Each resin obtained in the above synthesis example was blended in the composition ratio shown in the following Table 2 together with other similar components except that the kind and blending amount of the stabilizer were changed, and after stirring with a stirrer, a three roll mill A paste was formed by kneading to prepare a photosensitive composition.
[0049]
Characteristic test:
The photosensitive composition pasted as described above was applied to a glass substrate with a thickness of 40 microns using a 200 mesh stainless screen, dried in a hot air drying oven at 80 ° C. for 20 minutes, and then line / space. A negative film with a pattern of L / S = 30/150 (micron) is closely attached, irradiated with ultraviolet rays by an Oak 680 GW exposure machine, and then 1% Na at 30 ° C. ₂ CO ₃ Water pressure 1.5kgf / cm with aqueous solution ² For 1 minute, washed with water and dried. Then, it baked for 30 minutes at 450 degreeC with the baking furnace, and also heated up to 550 degreeC, baked for 30 minutes at that temperature, the evaluation board | substrate was created, and the following items were evaluated.
[0050]
Storage stability:
The storage stability was evaluated by the thickening rate after storing the prepared paste at 20 ° C. and after 6 days, 1 month, 2 months or 3 months.
○: Less than 15% thickening rate
Δ: Thickening rate 15% to 30%
X: 30% or more thickening rate
[0051]
Resolution:
For UV irradiation, use a negative film with a line width of 30 μm and a space of 150 μm, 200 mJ / cm ² It carried out in.
The evaluation of the resolution was performed based on the following criteria by observing the reproducibility of the line width, shape, disconnection, and the like with an optical microscope.
○: Good in all cases.
Δ: A difference of ± 10 μm or more appears in the line width reproducibility, and the shape is irregular but there is no disconnection.
X: A difference of ± 15 μm or more appears in the line width reproducibility, the shape is irregular, and disconnection is observed.
[0052]
Firing line shape:
The firing line shape was heated to 400 ° C. at a rate of 5 ° C./minute, held at 400 ° C. for 30 minutes, fired the organic component, then heated again at 5 ° C./minute, and 30 at 550 ° C. What was baked for minutes was observed with the optical microscope.
Good: The shape before firing is maintained.
Defect: The shape before firing is not maintained, and the line is broken or twisted.
[0053]
Specific resistance:
The specific resistance value was calculated by measuring the resistance value and the film thickness with a pattern of 0.4 cm × 10 cm.
The evaluation results for the various characteristics are shown in Tables 1 and 2 below.
[Table 1]

[0054]
[Table 2]

[0055]
【The invention's effect】
As described above, the alkali-developable photosensitive composition of the present invention is excellent in storage stability, photocurability, adhesion to a substrate and baking property, and has a large photocuring depth during exposure. A high-definition fired product pattern can be stably formed without problems such as distortion of the pattern after firing and shrinkage of line width. In addition, because of its excellent photocurability and resolution, high-definition patterns can be formed even with a relatively thick film, and the minimum exposure that can form the same line / space pattern with the same film thickness is small. This is advantageous from the viewpoint of energy saving.
Moreover, it is possible to easily form a fired product pattern such as a high-definition conductor pattern, a glassy derivative pattern, and a phosphor pattern on a large-area substrate by photolithography technology with good workability, and even a firing process at 600 ° C. or lower is sufficient. It can be adopted and the yield can be greatly improved.

Claims

(A) A compound having a glycidyl group and an unsaturated double bond (a) and a compound having an unsaturated double bond (b) (excluding the compound (c) having an unsaturated double bond and a carboxyl group described below) A carboxyl group-containing photosensitive polymer obtained by reacting a compound (c) having an unsaturated double bond and a carboxyl group with a polymer, and reacting the resulting secondary hydroxyl group with a polybasic acid anhydride (d), (B) contains a diluent, (C) a photopolymerization initiator, (D) an inorganic powder, and (E) a stabilizer,
The inorganic powder (D) is 50 to 2,000 weights when the total amount of the carboxyl group-containing photosensitive polymer (A), diluent (B) and photopolymerization initiator (C) is 100 parts by weight. Containing glass powder in a proportion of parts,
The (E) stabilizers, inorganic acids, fired product pattern forming photosensitive composition characterized by at least one acid selected from the group consisting of organic acids, inorganic phosphoric acids and organic phosphoric acids.

(A) a copolymer of a compound (a) having a glycidyl group and an unsaturated double bond and a compound (b) having an unsaturated double bond (compound (c) having an unsaturated double bond and a carboxyl group below) A carboxyl group-containing photosensitive polymer obtained by reacting a compound (c) having an unsaturated double bond and a carboxyl group, and reacting the resulting secondary hydroxyl group with a polybasic acid anhydride (d), (B) contains a diluent, (C) a photopolymerization initiator, (D) an inorganic powder, and (E) a stabilizer,
The (D) inorganic powder contains metal powder at a ratio of 25 to 1,000 parts by weight per 100 parts by weight of the carboxyl group-containing photosensitive polymer (A),
The (E) stabilizers, inorganic acids, fired product pattern forming photosensitive composition characterized by at least one acid selected from the group consisting of organic acids, inorganic phosphoric acids and organic phosphoric acids.

(A) a copolymer of a compound (a) having a glycidyl group and an unsaturated double bond and a compound (b) having an unsaturated double bond (compound (c) having an unsaturated double bond and a carboxyl group below) A carboxyl group-containing photosensitive polymer obtained by reacting a compound (c) having an unsaturated double bond and a carboxyl group, and reacting the resulting secondary hydroxyl group with a polybasic acid anhydride (d), (B) contains a diluent, (C) a photopolymerization initiator, (D) an inorganic powder, and (E) a stabilizer,
The inorganic powder (D) is 1 to 30 parts by weight of metal powder in a ratio of 25 to 1,000 parts by weight per 100 parts by weight of the carboxyl group-containing photosensitive polymer (A) and 100 parts by weight of the metal powder. A proportion of glass powder,
The (E) stabilizers, inorganic acids, fired product pattern forming photosensitive composition characterized by at least one acid selected from the group consisting of organic acids, inorganic phosphoric acids and organic phosphoric acids.

The photosensitive composition for forming a fired product pattern according to any one of claims 1 to 3, comprising 5 to 50% by weight of the carboxyl group-containing photosensitive polymer (A).

The carboxyl group-containing photosensitive polymer (A) has a weight average molecular weight of 1,000 to 50,000, and contains unsaturated groups at a ratio of one per weight average molecular weight of 400 to 4,000. The photosensitive composition for baking pattern formation as described in any one of Claims 1 thru | or 4 .

The said inorganic powder (D) contains a black pigment further , The photosensitive composition for baking product pattern formation as described in any one of Claim 1 thru | or 5 characterized by the above-mentioned.

The film formed using the photosensitive composition for baking pattern formation as described in any one of Claims 1 thru | or 6 .

A fired product pattern obtained by patterning and then firing a film or film formed of the photosensitive composition according to any one of claims 1 to 7 in close contact with a substrate.