JP3666937B2 - Thick film pattern forming method - Google Patents

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Description

【0001】
【産業上の利用分野】
本発明は、液晶表示装置、蛍光表示装置、プラズマディスプレイパネル、混成集積回路等の製造工程における厚膜パターン形成方法に係り、特にプラズマディスプレイパネルの障壁形成方法に好適に利用される厚膜パターン形成方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
一般に、ガス放電パネルであるプラズマディスプレイパネルは、2枚の基板に挟まれた微小な放電空間としてのセルを多数備えており、セルごとに放電して発光するか、或いは生じた紫外線により蛍光体を発光させるようになっている。これらの微小セルの間には、セル相互の干渉を防ぐため、また両基板間の間隔を一定に保つために障壁が設けられている。そして、通常の場合、この障壁は障壁形成用ペーストを用いて一方の基板の上にスクリーン印刷によりパターニングすることで形成されている。
【0003】
ところで、上記のプラズマディスプレイパネルでは、放電空間をできるだけ大きくして高輝度の発光を得るために、壁面が垂直に切り立ち、幅が狭く高さの高い障壁が要求される。特に高精細のディスプレイでは、例えば高さ100μmに対して、幅30〜50μmといった高アスペクト比の障壁が必要とされる。しかしながら、上述のスクリーン印刷では1回の印刷で形成できる膜厚がせいぜい数10μmであるため、印刷と乾燥を多数回、一般的には10回以上も繰り返す必要があり、生産性が悪いという問題点がある。また、スクリーン印刷で形成される塗膜は周辺部が窪んで凸状になるため、多数回の重ね刷りを行うとダレが蓄積されて底辺部が広がってしまう問題があり、障壁のファインピッチ化には限界があった。また、スクリーン印刷では、印刷版の歪みのためピッチ精度に限界があり、パネルの大型化に対応できないという問題点もあった。
【0004】
このような問題を解決し得る方法として、サブトラクティブ法を用いた障壁形成方法が提案されている(電子材料、1983年、No.11、p138)。すなわち、障壁形成層を形成した後、上面にサブトラクティブ用レジストマスクを印刷やフォトリソグラフィーにより形成し、レジストマスクの開口部の障壁形成材料を除去する方法である。その中でも、圧縮気体と混合された微粒子を高速で噴射して物理的にエッチングを行う、いわゆるサンドブラスト加工法がとりわけ期待されている。このサンドブラスト加工法を用いれば、壁面が垂直に切り立ち、幅が狭く高さの高い望ましい形状に障壁材を加工することが可能である。また、レジストのパターニングにフォトリソ工程を採用することによりパターン精度を高くすることができるので大型化にも対応できる。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
上記のような利点を持つサンドブラスト法であるが、研削に多量のエネルギーと粉体(研削材)を必要とし、研削に要する時間も長いため、コストが高くなるという問題点がある。また、障壁パターンの間隙、或いはパネル周辺部に露出した電極や誘電体層やガラス基板などの構成材料がサンドブラストによりダメージを受けてしまうという問題がある。このため、研削されるべき障壁形成層はなるべく容易に研削されることが求められる。
【0006】
ところで、一般的に障壁形成材料は、焼成過程で軟化しないアルミナ、ジルコニアなどのセラミック粉体と、焼成過程で流動して固着するための低融点ガラス粉末を主成分としている。さらに、焼成前のこれら粉体を塗膜化するために、焼成により気化、燃焼、分解等をして焼失し得る樹脂を少量含んだガラスペーストが用いられる。このような構成の障壁形成材料が容易に研削されるためには、粉体がなるべく疎に充填されていて空隙率が高く、さらに粉体どうしの固着力が弱い状態であることが好ましい。これを達成するため、具体的には次のような手段が採られる。
(1)用いる樹脂量を極力少なくする。
(2)大きな粉体を用いたり、非球状性が高く、充填率の低い粉体を混合して使用する。
(3)柔軟性が低く、もろい樹脂を用いる。
【0007】
しかしながら、これらの手法により研削されやすくした障壁形成材料は、機械的強度が低く、特に水やアルカリ水溶液が浸透した際の強度が極端に低下するために、レジストの剥離工程で欠けが発生したり、また剥離したレジストに表面部分の障壁材料が持って行かれることで、表面の平滑性が悪化するという問題を生じる。このため、障壁材料の研削容易性を向上させるには限界があった。なお、このようなことは上記したプラズマディスプレイパネルの障壁形成に限らず、一般に厚膜パターンをサブトラクティブ法により形成する場合についても同様に問題点となる。
【0008】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、サブトラクティブ法により厚膜パターンを形成するに際し、パターン形成材料の研削容易性と仕上がりパターンの表面平滑性を両立させた厚膜パターン形成方法を提供することにある。
【0009】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明に係る第1の方法は、無機粉体と樹脂バインダーとを主成分としたパターン形成材料からなるパターン形成層を対象物上に形成する工程と、該パターン形成層上にレジストパターンを形成する工程と、レジスト開口部に対応するパターン形成材料を除去する工程と、レジストを剥離する工程と、焼成によりパターン形成材料を焼結する工程とを含む厚膜パターン形成方法において、レジストを剥離する工程の前に、パターン形成材料中の樹脂バインダーを溶剤により膨潤させる工程を行うことを特徴とする。
【0010】
また、同様の目的を達成するため、本発明に係る第2の方法は、無機粉体と樹脂バインダーとを主成分としたパターン形成材料からなるパターン形成層を対象物上に形成する工程と、該パターン形成層上にレジストパターンを形成する工程と、レジスト開口部に対応するパターン形成材料を除去する工程と、レジストを剥離する工程と、焼成によりパターン形成材料を焼結する工程とを含む厚膜パターン形成方法において、レジストを剥離する工程の前に、パターン形成材料にポリマー溶液又はポリマー分散液を含浸させる工程を行うことを特徴とする。
【0011】
なお、以下ではプラズマディスプレイパネルの障壁形成を例に挙げて本発明を詳細に説明するが、本発明は厚膜パターンをいわゆるサブトラクティブ法により形成する場合に広く適用できるものであり、特にサンドブラスト法によりパターン加工する場合に有効なものであることに留意されたい。また、本発明で言う「厚膜」とは、金属、セラミック、ガラスなどの無機粉体をビヒクル中に分散せしめ、これを塗布した後で固着せしめて得られる膜であって、膜厚が厚いという意味ではない。ちなみに本発明は膜厚2μm程度のパターン形成についても適用可能である。
【0012】
パターン形成材料である障壁形成材料中に用いられる樹脂バインダーは、低温で燃焼/分解/気化し、炭化物が障壁中に残存しないことが必要であり、セルロース系樹脂、アクリル系樹脂、ポリ−α−メチルスチレン、ポリビニルアルコールなどが好ましく用いられる。
【0013】
障壁形成層は、揮発性溶剤によりインキ化された塗工液を用い、これを基板上に塗布した後、加熱乾燥させることにより形成される。障壁形成層の塗布方式としては、スクリーン印刷、ブレードコーティング、コンマコーティング、リバースロールコーティング、スプレーコーティング、ガンコーティング、イクストルージョンコーティング、リップコーティングなどが好ましく使用される。ここで用いられるインキは、スクリーン印刷で用いられるような、低揮発性の溶剤を使用してロールミルにより混練されたペースト状の塗工液か、ボールミルなどにより混練されたスラリー状の塗工液のいずれもが使用できる。
【0014】
塗布はガラス基板上に行うことが一般的であるが、場合によっては、フィルム上に塗布し、これをガラス基板に転写することも可能である。また、フィルム側に障壁形成層とレジスト層とを形成しておき、ガラス基板に同時に転写することも可能である。
【0015】
第1の方法では、上記したように、レジスト剥離前に溶剤により樹脂バインダーを膨潤させる。ここで言う溶剤とは、常温で液体の有機化合物を広く示し、一般的には界面活性剤や可塑剤として使用されているものも含む。この溶剤により樹脂バインダーを膨潤させる方法としては、溶剤中に浸漬する方法、溶剤のミストを噴霧する方法、溶剤の蒸気にさらす方法などが用いられる。このように樹脂バインダーを溶剤で膨潤させることにより、樹脂バインダーの体積が増大し、粉体どうしの固着力が増加する。また、サンドブラストにおける研削性を容易とするために柔軟性を排除された樹脂バインダーに柔軟性が付与され、スプレーによる圧力やエアガンによる圧力に対向する強度が生まれる。
【0016】
溶剤中に浸漬する場合に用いられる溶剤としては、樹脂バインダーを容易には溶解せずに、膨潤のみさせるようなものが好ましく選ばれる。例えば、樹脂バインダーが一般的に用いられるエトキシル基含有率48〜49.5%程度のエチルセルロースである場合、イソプロパノール、ノルマルプロパノール、ジアセトンアルコール、グリコール・ジアセテート、メチルセルソルブ、カルビトール、シクロヘキサン、テルピネオールなどが使用できる。また、グリセリン、ジブチルフタレート、ジオクチルフタレートなどの高沸点の化合物も使用可能である。また、混合溶液系でも使用可能である。溶剤のミストを噴霧する方法や溶剤の蒸気にさらす方法では、より溶解性の高い溶剤を使用することも可能となる。
【0017】
膨潤工程を経た後、直ちにレジスト剥離工程に進むことも可能であるが、厚膜パターン中に含まれた溶剤量を調整するために適度な乾燥工程を経てもよい。用いた溶剤が高揮発性である場合には常温乾燥でも充分であるが、低揮発性の溶剤を用いた場合には加温又は減圧して乾燥することが好適に行われる。
【0018】
第2の方法では、上記したように、レジスト剥離前にポリマー溶液又はポリマー分散液を含浸させる。含浸させる方法としては、ポリマー溶液又はポリマー分散液中に浸漬する方法や、ポリマー溶液又はポリマー分散液のミストを噴霧する方法が用いられる。このようにパターン形成材料にポリマー溶液又はポリマー分散液を含浸させることにより、粉体どうしの固着力が増加するとともに柔軟性が付与される。
【0019】
ここで用いられる溶媒又は分散媒は、樹脂バインダーを容易には溶解させないものが好ましい。また、ポリマーは焼成過程にて低温で燃焼/分解/気化することが必要であり、セルロース系樹脂、アクリル系樹脂、ポリ−α−メチルスチレン、ポリビニルアルコール、ポリエチレンオキサイド等が挙げられる。例えば、樹脂バインダーがエトキシル基含有率49.5%以上のエチルセルロースである場合には、エトキシル基含有率が48〜49.5%のエチルセルロースのメタノール溶液やエタノール溶液が使用できる。また、ニトロセルロースのジアセトンアルコール溶液、セルロースアセテートプロピオネートのイソプロパノール/水混合溶液なども使用できる。また、ポリビニルアルコールの水溶液、ポリエチレンオキサイドの水溶液、ヒドロキシエチルセルロースの水溶液、アクリル系ラテックスエマルジョンなどの水系の溶液又は分散液も使用可能である。
【0020】
レジストパターンの形成は、印刷により直接パターニングすることも可能であるが、大面積で高精細の加工を行う場合には、レジスト材料としてフォトレジストを用い、フォトリソグラフィー法を用いることが好ましい。フォトレジストとしては、ドライフィルムレジスト、液状レジストのいずれもが使用可能で、併用することも可能である。また、レジストとしてはアルカリ現像型、水現像型、有機溶剤現像型があるが、環境への影響の小さいアルカリ現像型か水現像型が好ましく使用される。
【0021】
レジストの剥離は、剥離液を用いて行うことが好ましい。スプレーによりパネル上方より剥離液を噴霧して行う方法が量産安定性を得るために好ましく行われる。また、レジスト剥離後の焼成工程は、酸化雰囲気中にて500〜600℃のピーク温度にて好適に行われる。
【0022】
【作用】
上述の構成からなる本発明の厚膜パターン形成方法では、レジストを剥離する工程の前に、粉体どうしの固着力が増加させられるとともに、樹脂バインダーに柔軟性が付与されるので、パターン形成材料の耐剥離液性、機械的強度が向上し、サブトラクティブ法による研削が容易なパターン形成材料を用いても、レジスト剥離が良好に行えるようになる。
【0023】
【実施例】
以下、図1及び図2に示す工程図を参照して本発明の実施例を比較例とともに説明する。なお、ここではプラズマディスプレイパネルの背面板上に障壁を形成する場合を例に挙げている。
【0024】
(実施例1)
まず、図1(a)に示すように、ガラスからなる基板1上に電極2を形成し、その上に誘電体層3を形成した後、さらに障壁形成材料4である下記組成A(重量%)のガラスペーストをリバースロールコーターにより塗布した。そして、ホットプレートにより100℃にて30分間乾燥させた後、さらに150℃で20分間乾燥して平均膜厚160μmの塗膜を得た。
【0025】
<組成A>
ガラスフリット(日本電気ガラス製、GA−21) 46.7
粉砕褐色アルミナ(富士見研磨剤工業製、WA#8000) 12.0
黒色顔料(根元特殊化学製、耐熱ブラック4200) 18.1
エチルセルロース(日新化成製、エトセルstd.20) 1.3
テルピネオール 10.2
ブチルカルビトールアセテート 10.2
リン酸トリフェニル 0.5
ジ・2−エチルヘキシルフタレート 1.0
【0026】
次いで、基板1を80℃に加熱し、図1(b)に示すように、ドライフィルムレジスト5をラミネートした。使用したドライフィルムレジスト5は日本合成化学工業製の「NCP225」である。次に、図1(c)に示すように、線幅80μm、ピッチ220μmのラインパターンマスク6を介して紫外線により露光を行った。露光条件は364nmにおいて強度220μW/cm2 、照射量120mJ/cm2 である。露光後、炭酸ナトリウム1wt%水溶液により液温30℃でスプレー現像を行った。以上の工程により、図1(d)に示す如く線幅80μm、ピッチ220μmのサンドブラスト用レジストパターン7が得られた。
【0027】
レジストパターン7を形成してから、50℃にて2時間乾燥、エージングした後、図2(a)に示すように、サンドブラスト加工による不要部分の除去を行った。この場合、ノズルと基板1の距離は10cmとし、研磨剤に褐色溶融アルミナ#1000を用いて噴出圧力3kg/cm2 でサンドブラスト処理を行った。対角20インチ基板における研削所要時間は45分間であった。
【0028】
サンドブラスト処理を終了した後、図2(b)に示すように、基板1全体を溶剤8であるイソプロパノール中に浸漬した。そして、5秒間経過した後に取り出し室温にて5分間乾燥させた。
【0029】
続いて、図2(c)に示すように、剥離液を用いてレジストパターン7の剥離を行った。具体的には、剥離液として水酸化ナトリウム2.0w%水溶液を使用し、30℃にてスプレー剥離した。そして、水洗を施した後、80℃のオーブン中で15分間乾燥した。次いで、ピーク温度560℃にて焼成し、図2(d)に示すように障壁形成材料を結着させた。これにより欠けなどの損傷が無く、表面平滑性の高い形状の良好な障壁9が形成された。また、電極2の断線も発生しなかった。
【0030】
(比較例1)
実施例1において、サンドブラスト処理を終了後、イソプロパノール中に浸漬することなくレジストパターン7の剥離を行ってから、ピーク温度560℃にて焼成して障壁形成材料を基板1に結着させた。このように形成された障壁を顕微鏡で観察すると、50μm以上の欠けが多数発見された。また、表面には全体に5μm程度の凹凸が観測された。
【0031】
(実施例2)
実施例1において、サンドブラスト処理を終了した後の基板1を溶剤中に浸漬するのに代えて、次の工程を行った。すなわち、ニトロセルロース(ハーキュレス社製、1/2secondRS)をジアセトンアルコールにて溶解した10wt%溶液を噴霧器により噴霧して基板1上に散布した。そして、60℃にて15分間乾燥した後、実施例と同様にレジストパターン7の剥離工程、焼成工程を経て障壁形成材料を結着させた。本実施例においても、欠けなどの損傷がなく、表面平滑性の高い形状の良好な障壁9が形成された。また、電極2の断線も発生しなかった。
【0032】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の厚膜パターン形成方法は、サブトラクティブ法によってレジスト開口部に対応するパターン形成材料を除去した後、残ったパターン形成材料中の樹脂バインダーを溶剤により膨潤させるか、或いは、パターン形成材料にポリマー溶液又はポリマー分散液を含浸させてから、レジストの剥離工程を行うようにしたことにより、パターン形成材料における無機粉体どうしの固着力が増加するとともに、サブトラクティブにおける研削を容易とするために柔軟性を排除させた樹脂バインダーに柔軟性が付与されるので、レジストの剥離工程においてレジストにパターン形成材料の表面部分が持って行かれたり、パターン形成材料に損傷を与えるようなことがなく、表面平滑性の良好な厚膜パターンを得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る厚膜パターン形成方法の実施例を示す前半の工程図である。
【図2】図1に続く後半の工程図である。
【符号の説明】
1 基板
2 電極
3 誘電体層
4 障壁形成材料(パターン形成材料)
5 レジスト
6 マスク
7 レジストパターン
8 溶剤
9 障壁
[0001]
[Industrial application fields]
The present invention relates to a method for forming a thick film pattern in a manufacturing process of a liquid crystal display device, a fluorescent display device, a plasma display panel, a hybrid integrated circuit, etc., and in particular, a thick film pattern formation suitably used for a barrier forming method for a plasma display panel. It is about the method.
[0002]
[Prior art]
In general, a plasma display panel, which is a gas discharge panel, has a large number of cells as minute discharge spaces sandwiched between two substrates, and each cell emits light by emitting light, or phosphor is generated by ultraviolet rays generated. Is made to emit light. Between these micro cells, a barrier is provided in order to prevent mutual interference between the cells and to keep the distance between the two substrates constant. In a normal case, this barrier is formed by patterning by screen printing on one substrate using a barrier forming paste.
[0003]
By the way, in the plasma display panel described above, in order to obtain as high luminance light emission as possible by making the discharge space as large as possible, a wall having vertical walls and a narrow and high barrier is required. In particular, a high-definition display requires a high aspect ratio barrier such as a width of 30 to 50 μm with respect to a height of 100 μm, for example. However, since the film thickness that can be formed by one printing in the above-mentioned screen printing is at most several tens of μm, it is necessary to repeat printing and drying many times, generally 10 times or more, resulting in poor productivity. There is a point. In addition, since the coating formed by screen printing has a concave shape at the periphery and becomes convex, there is a problem that sagging will accumulate and the bottom part will spread if overprinted many times, making the barrier finer There were limits. Further, in screen printing, there is a problem that pitch accuracy is limited due to distortion of the printing plate, and it cannot cope with an increase in the size of the panel.
[0004]
As a method for solving such a problem, a barrier formation method using a subtractive method has been proposed (Electronic Materials, 1983, No. 11, p138). That is, after the barrier formation layer is formed, a subtractive resist mask is formed on the upper surface by printing or photolithography, and the barrier formation material in the opening of the resist mask is removed. Among them, a so-called sand blasting method in which fine etching mixed with compressed gas is performed at high speed to perform physical etching is particularly expected. If this sandblasting method is used, it is possible to process the barrier material into a desired shape having a narrow wall surface and a narrow width and a high height. Further, by adopting a photolithography process for resist patterning, the pattern accuracy can be increased, so that it is possible to cope with an increase in size.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
Although the sandblasting method has the advantages as described above, grinding requires a large amount of energy and powder (grinding material), and the time required for grinding is long. In addition, there is a problem that the constituent material such as the gap between the barrier patterns or the electrode, the dielectric layer, and the glass substrate exposed to the periphery of the panel is damaged by sandblasting. For this reason, the barrier forming layer to be ground is required to be ground as easily as possible.
[0006]
By the way, the barrier-forming material generally contains ceramic powders such as alumina and zirconia that do not soften during the firing process and low melting point glass powder that flows and adheres during the firing process. Further, in order to form these powders before firing, a glass paste containing a small amount of resin that can be burned off by vaporization, combustion, decomposition, etc. by firing is used. In order to easily grind the barrier-forming material having such a structure, it is preferable that the powder is filled as loosely as possible, the porosity is high, and the adhesion between the powders is weak. In order to achieve this, the following means are specifically taken.
(1) Minimize the amount of resin used.
(2) A large powder is used, or a powder having a high non-sphericity and a low filling rate is used.
(3) A fragile resin having low flexibility is used.
[0007]
However, the barrier-forming materials that are easily ground by these methods have low mechanical strength, especially when water or alkaline aqueous solution penetrates, resulting in extremely low strength. In addition, since the barrier material in the surface portion is brought to the peeled resist, there arises a problem that the smoothness of the surface is deteriorated. For this reason, there was a limit in improving the ease of grinding of the barrier material. Note that this is not limited to the above-described barrier formation of the plasma display panel, and generally a problem also occurs when a thick film pattern is formed by a subtractive method.
[0008]
The present invention has been made in view of such circumstances, and its object is to form a thick film pattern by the subtractive method and to facilitate the grinding of the pattern forming material and the surface smoothness of the finished pattern. An object of the present invention is to provide a method for forming a thick film pattern in which both are satisfied.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, a first method according to the present invention includes a step of forming a pattern forming layer made of a pattern forming material mainly composed of an inorganic powder and a resin binder on an object, and the pattern formation. Thick film pattern formation including a step of forming a resist pattern on a layer, a step of removing a pattern forming material corresponding to the resist opening, a step of peeling the resist, and a step of sintering the pattern forming material by firing In the method, the step of swelling the resin binder in the pattern forming material with a solvent is performed before the step of stripping the resist.
[0010]
In order to achieve the same object, the second method according to the present invention includes a step of forming a pattern forming layer made of a pattern forming material mainly composed of inorganic powder and a resin binder on an object, A thickness including a step of forming a resist pattern on the pattern forming layer, a step of removing the pattern forming material corresponding to the resist opening, a step of peeling the resist, and a step of sintering the pattern forming material by firing. In the film pattern forming method, a step of impregnating a pattern forming material with a polymer solution or a polymer dispersion is performed before the step of stripping the resist.
[0011]
In the following, the present invention will be described in detail by taking the barrier formation of a plasma display panel as an example, but the present invention can be widely applied when a thick film pattern is formed by a so-called subtractive method, and in particular, a sandblast method. It should be noted that this is effective when pattern processing is performed. The “thick film” as used in the present invention is a film obtained by dispersing inorganic powder such as metal, ceramic, glass, etc. in a vehicle, and fixing it after applying it. It does not mean that. Incidentally, the present invention can also be applied to pattern formation with a film thickness of about 2 μm.
[0012]
The resin binder used in the barrier forming material, which is a pattern forming material, needs to burn / decompose / vaporize at a low temperature so that carbides do not remain in the barrier. Cellulosic resins, acrylic resins, poly-α- Methyl styrene, polyvinyl alcohol and the like are preferably used.
[0013]
The barrier forming layer is formed by applying a coating liquid inked with a volatile solvent, applying the coating liquid on a substrate, and then drying by heating. As the coating method of the barrier forming layer, screen printing, blade coating, comma coating, reverse roll coating, spray coating, gun coating, extrusion coating, lip coating, etc. are preferably used. The ink used here is a paste-like coating liquid kneaded by a roll mill using a low-volatile solvent as used in screen printing, or a slurry-like coating liquid kneaded by a ball mill or the like. Either can be used.
[0014]
The application is generally performed on a glass substrate, but in some cases, the application can be performed on a film and transferred onto the glass substrate. It is also possible to form a barrier forming layer and a resist layer on the film side and transfer them simultaneously to the glass substrate.
[0015]
In the first method, as described above, the resin binder is swollen with a solvent before the resist is peeled off. The term “solvent” as used herein refers to organic compounds that are liquid at room temperature, and generally includes those that are used as surfactants or plasticizers. As a method for swelling the resin binder with this solvent, a method of immersing in a solvent, a method of spraying a solvent mist, a method of exposing to a solvent vapor, or the like is used. By swelling the resin binder with the solvent in this way, the volume of the resin binder is increased and the fixing force between the powders is increased. Further, flexibility is imparted to the resin binder which has been excluded from flexibility in order to facilitate grindability in sand blasting, and strength that opposes the pressure caused by spraying or the pressure caused by an air gun is generated.
[0016]
As the solvent used when immersed in the solvent, a solvent that does not dissolve the resin binder easily but only swells is preferably selected. For example, when the resin binder is ethyl cellulose having an ethoxyl group content of about 48 to 49.5% that is generally used, isopropanol, normal propanol, diacetone alcohol, glycol diacetate, methyl cellosolve, carbitol, cyclohexane, Terpineol can be used. Also, high boiling point compounds such as glycerin, dibutyl phthalate, dioctyl phthalate can be used. Also, a mixed solution system can be used. In a method of spraying a solvent mist or a method of exposing to a solvent vapor, a solvent having higher solubility can be used.
[0017]
It is possible to proceed to the resist stripping step immediately after the swelling step, but an appropriate drying step may be performed to adjust the amount of solvent contained in the thick film pattern. When the solvent used is highly volatile, room temperature drying is sufficient, but when a low volatile solvent is used, drying with heating or reduced pressure is preferably performed.
[0018]
In the second method, as described above, the polymer solution or polymer dispersion is impregnated before the resist is stripped. As the impregnation method, a method of immersing in a polymer solution or polymer dispersion or a method of spraying a mist of the polymer solution or polymer dispersion is used. By impregnating the pattern forming material with the polymer solution or the polymer dispersion in this manner, the adhesion between the powders increases and flexibility is imparted.
[0019]
The solvent or dispersion medium used here is preferably one that does not readily dissolve the resin binder. In addition, the polymer needs to be burned / decomposed / vaporized at a low temperature during the baking process, and examples thereof include cellulose resins, acrylic resins, poly-α-methylstyrene, polyvinyl alcohol, and polyethylene oxide. For example, when the resin binder is ethyl cellulose having an ethoxyl group content of 49.5% or more, a methanol solution or an ethanol solution of ethyl cellulose having an ethoxyl group content of 48 to 49.5% can be used. Further, a diacetone alcohol solution of nitrocellulose, an isopropanol / water mixed solution of cellulose acetate propionate, or the like can be used. Also, aqueous solutions or dispersions such as an aqueous solution of polyvinyl alcohol, an aqueous solution of polyethylene oxide, an aqueous solution of hydroxyethyl cellulose, and an acrylic latex emulsion can be used.
[0020]
Although the resist pattern can be directly patterned by printing, it is preferable to use a photoresist as a resist material and use a photolithography method when performing high-definition processing in a large area. As the photoresist, either a dry film resist or a liquid resist can be used, and they can be used in combination. The resist includes an alkali development type, a water development type, and an organic solvent development type, and an alkali development type or a water development type that has little influence on the environment is preferably used.
[0021]
The resist is preferably removed using a remover. A method of spraying a stripping solution from above the panel by spraying is preferably performed in order to obtain mass production stability. Moreover, the baking process after resist peeling is suitably performed at a peak temperature of 500 to 600 ° C. in an oxidizing atmosphere.
[0022]
[Action]
In the thick film pattern forming method of the present invention having the above-described configuration, the adhesion force between the powders is increased and the resin binder is given flexibility before the resist peeling step. The resist can be peeled off satisfactorily even when a pattern forming material that is easy to grind by a subtractive method is used.
[0023]
【Example】
Hereinafter, examples of the present invention will be described together with comparative examples with reference to process diagrams shown in FIGS. 1 and 2. Here, a case where a barrier is formed on the back plate of the plasma display panel is taken as an example.
[0024]
(Example 1)
First, as shown in FIG. 1A, after an electrode 2 is formed on a substrate 1 made of glass and a dielectric layer 3 is formed thereon, the following composition A (weight%) as a barrier forming material 4 is further formed. ) Glass paste was applied by a reverse roll coater. And after drying for 30 minutes at 100 degreeC with a hotplate, it further dried for 20 minutes at 150 degreeC, and obtained the coating film with an average film thickness of 160 micrometers.
[0025]
<Composition A>
Glass frit (Nippon Electric Glass, GA-21) 46.7
Ground brown alumina (Fujimi Abrasives Industry Co., Ltd., WA # 8000) 12.0
Black pigment (manufactured by Root Special Chemical, heat-resistant black 4200) 18.1
Ethylcellulose (manufactured by Nisshin Kasei Co., Ltd., etosel std. 20) 1.3
Terpineol 10.2.
Butyl carbitol acetate 10.2
Triphenyl phosphate 0.5
Di-2-ethylhexyl phthalate 1.0
[0026]
Next, the substrate 1 was heated to 80 ° C., and a dry film resist 5 was laminated as shown in FIG. The dry film resist 5 used is “NCP225” manufactured by Nippon Synthetic Chemical Industry. Next, as shown in FIG. 1C, exposure was performed with ultraviolet rays through a line pattern mask 6 having a line width of 80 μm and a pitch of 220 μm. The exposure conditions are an intensity of 220 μW / cm 2 and an irradiation amount of 120 mJ / cm 2 at 364 nm. After the exposure, spray development was performed at a liquid temperature of 30 ° C. with a 1 wt% sodium carbonate aqueous solution. Through the above steps, a resist pattern 7 for sandblasting having a line width of 80 μm and a pitch of 220 μm was obtained as shown in FIG.
[0027]
After the resist pattern 7 was formed, it was dried and aged at 50 ° C. for 2 hours, and then unnecessary portions were removed by sandblasting as shown in FIG. In this case, the distance between the nozzle and the substrate 1 was 10 cm, and sandblasting was performed at a jetting pressure of 3 kg / cm 2 using brown fused alumina # 1000 as the abrasive. The grinding time for a diagonal 20 inch substrate was 45 minutes.
[0028]
After the sandblasting process was completed, the entire substrate 1 was immersed in isopropanol as the solvent 8 as shown in FIG. After 5 seconds, it was taken out and dried at room temperature for 5 minutes.
[0029]
Then, as shown in FIG.2 (c), the resist pattern 7 was peeled using the peeling liquid. Specifically, a 2.0 w% aqueous solution of sodium hydroxide was used as the stripping solution, and spray stripping was performed at 30 ° C. And after giving water washing, it dried for 15 minutes in 80 degreeC oven. Next, firing was performed at a peak temperature of 560 ° C., and a barrier forming material was bound as shown in FIG. Thereby, there was no damage such as chipping, and a good barrier 9 having a high surface smoothness was formed. Moreover, the disconnection of the electrode 2 did not occur.
[0030]
(Comparative Example 1)
In Example 1, after completion of the sandblasting process, the resist pattern 7 was peeled off without being immersed in isopropanol, and then fired at a peak temperature of 560 ° C. to bind the barrier forming material to the substrate 1. When the barrier formed in this way was observed with a microscope, a large number of chips of 50 μm or more were found. Further, unevenness of about 5 μm was observed on the entire surface.
[0031]
(Example 2)
In Example 1, instead of immersing the substrate 1 after the sandblasting treatment in the solvent, the following steps were performed. That is, a 10 wt% solution in which nitrocellulose (1/2 second RS, manufactured by Hercules Co., Ltd.) was dissolved in diacetone alcohol was sprayed with a sprayer and sprayed on the substrate 1. And after drying for 15 minutes at 60 degreeC, the barrier formation material was bound through the peeling process and baking process of the resist pattern 7 similarly to the Example. Also in the present example, a good barrier 9 having a shape with high surface smoothness and no damage such as chipping was formed. Moreover, the disconnection of the electrode 2 did not occur.
[0032]
【The invention's effect】
As described above, the thick film pattern forming method of the present invention is to swell the resin binder in the remaining pattern forming material with a solvent after removing the pattern forming material corresponding to the resist opening by the subtractive method, Alternatively, the resist peeling process is performed after the pattern forming material is impregnated with the polymer solution or polymer dispersion, so that the adhesion force between the inorganic powders in the pattern forming material is increased and the subtractive grinding is performed. Since the flexibility is added to the resin binder that has been removed from the flexibility to facilitate the process, the resist forming process takes the surface part of the patterning material to the resist or damages the patterning material. A thick film pattern with good surface smoothness can be obtained.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a process diagram of the first half showing an embodiment of a thick film pattern forming method according to the present invention.
2 is a process diagram of the latter half subsequent to FIG. 1. FIG.
[Explanation of symbols]
1 Substrate 2 Electrode 3 Dielectric layer 4 Barrier forming material (pattern forming material)
5 Resist 6 Mask 7 Resist pattern 8 Solvent 9 Barrier

Claims (8)

無機粉体と樹脂バインダーとを主成分としたパターン形成材料からなるパターン形成層を対象物上に形成する工程と、該パターン形成層上にレジストパターンを形成する工程と、レジスト開口部に対応するパターン形成材料を除去する工程と、レジストを剥離する工程と、焼成によりパターン形成材料を焼結する工程とを含む厚膜パターン形成方法において、レジストを剥離する工程の前に、パターン形成材料中の樹脂バインダーを溶剤により膨潤させる工程を行うことを特徴とする厚膜パターン形成方法。Corresponding to a step of forming a pattern forming layer made of a pattern forming material mainly composed of an inorganic powder and a resin binder on an object, a step of forming a resist pattern on the pattern forming layer, and a resist opening In the thick film pattern forming method including the step of removing the pattern forming material, the step of peeling the resist, and the step of sintering the pattern forming material by baking, the step of removing the resist before the step of peeling the resist A method for forming a thick film pattern comprising the step of swelling a resin binder with a solvent. レジスト開口部に対応するパターン形成材料を除去する前記工程をサンドブラスト法により行うことを特徴とする請求項1記載の厚膜パターン形成方法。2. The thick film pattern forming method according to claim 1, wherein the step of removing the pattern forming material corresponding to the resist opening is performed by a sandblast method. 形成される厚膜パターンがプラズマディスプレイパネルの障壁であることを特徴とする請求項1又は2記載の厚膜パターン形成方法。3. The thick film pattern forming method according to claim 1, wherein the thick film pattern to be formed is a barrier of a plasma display panel. レジスト材料がアルカリ水溶液で剥離可能であり、パターン形成材料中の樹脂バインダーが非水溶性であることを特徴とする請求項1,2又は3記載の厚膜パターン形成方法。4. The thick film pattern forming method according to claim 1, wherein the resist material is peelable with an alkaline aqueous solution, and the resin binder in the pattern forming material is water-insoluble. 無機粉体と樹脂バインダーとを主成分としたパターン形成材料からなるパターン形成層を対象物上に形成する工程と、該パターン形成層上にレジストパターンを形成する工程と、レジスト開口部に対応するパターン形成材料を除去する工程と、レジストを剥離する工程と、焼成によりパターン形成材料を焼結する工程とを含む厚膜パターン形成方法において、レジストを剥離する工程の前に、パターン形成材料にポリマー溶液又はポリマー分散液を含浸させる工程を行うことを特徴とする厚膜パターン形成方法。Corresponding to a step of forming a pattern forming layer made of a pattern forming material mainly composed of an inorganic powder and a resin binder on an object, a step of forming a resist pattern on the pattern forming layer, and a resist opening In the thick film pattern forming method including the step of removing the pattern forming material, the step of stripping the resist, and the step of sintering the pattern forming material by baking, the polymer is applied to the pattern forming material before the step of stripping the resist. A method for forming a thick film pattern comprising the step of impregnating with a solution or a polymer dispersion. レジスト開口部に対応するパターン形成材料を除去する前記工程をサンドブラスト法により行うことを特徴とする請求項5記載の厚膜パターン形成方法。6. The thick film pattern forming method according to claim 5, wherein the step of removing the pattern forming material corresponding to the resist opening is performed by a sandblast method. 形成される厚膜パターンがプラズマディスプレイパネルの障壁であることを特徴とする請求項5又は6記載の厚膜パターン形成方法。7. The thick film pattern forming method according to claim 5, wherein the thick film pattern to be formed is a barrier of a plasma display panel. レジスト材料がアルカリ水溶液で剥離可能であり、パターン形成材料中の樹脂バインダーが非水溶性であることを特徴とする請求項5,6又は7記載の厚膜パターン形成方法。8. The thick film pattern forming method according to claim 5, 6 or 7, wherein the resist material can be peeled off with an alkaline aqueous solution, and the resin binder in the pattern forming material is water-insoluble.
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