JP3705340B2

JP3705340B2 - 厚膜パターン形成用凸版、これを用いた厚膜パターン形成方法、および厚膜パターン形成用凸版の製造方法

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Publication number: JP3705340B2
Application number: JP2000108647A
Authority: JP
Inventors: 隆一中村
Original assignee: Toppan Inc
Current assignee: Toppan Inc
Priority date: 2000-04-10
Filing date: 2000-04-10
Publication date: 2005-10-12
Anticipated expiration: 2020-04-10
Also published as: JP2001287473A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、セラミック基板、プラズマディスプレイ、ＣＲＴ、電解放射型ディスプレイ等に用いられる電極、蛍光面等のいわゆる厚膜パターンに関する。
【０００２】
例えば、大型平面ディスプレイとして知られているプラズマディスプレイは、近年ではそれに用いられる基板サイズが対角１ｍを越えるものがほとんどである。その基板上には電極、蛍光面、リブ等の種々の厚膜パターンが形成されており、これらの厚膜パターンをかかる大型化に対しても一定の寸法精度を確保するとともに安価に形成することがプラズマディスプレイの大きな課題のひとつである。
【０００３】
たとえば、プラズマディスプレイの電極形成方法を例に取ると、銀ペーストのスクリーン印刷による形成方法、感光性銀ペーストを用いたフォトプロセスによる形成方法、あるいは厚膜ではなく金属薄膜のフォトプロセスによる形成方法等が知られている。
【０００４】
これらの方法のうち、スクリーン印刷は、材料の利用効率、工程の簡便さの面で最も優れている。
しかし、スクリーン印刷は寸法精度の面で他の方法に劣り、大型のプラズマディスプレイ作製プロセスとしてほとんど採用されていないのが現状である。
【０００５】
一方、フォトプロセスは、寸法精度の面で安定しているため、感光性銀ペースト、金属薄膜の両者とも現在採用されている。
【０００６】
しかし、感光性銀ペーストによる方法はスクリーン印刷で成膜したのちにフォトプロセスで不用部分を除去してパターン形成する方法である。また、金属薄膜による方法は、例えばクロム−銅−クロム等の複数層の金属薄膜を真空プロセスで成膜したのち、フォトレジストのパターニング、そしてそれをマスクとした金属薄膜のエッチングによりパターン形成する方法である。
したがって、いずれも寸法精度に優れるが材料の利用効率が悪い。そして金属薄膜は真空プロセスであり工程が長いという問題がある。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
以上の問題から、低コストかつ高品質な厚膜パターン形成方法が求められている。
その一つの方法として、弾性材料からなる凸版を用いた厚膜パターン形成方法が、特開平１１−２１３８８６号公報において開示されている。
なお、この発明は、プラズマディスプレイ基板において、あらかじめリブを形成した基板へ厚膜パターンを形成することを目的としたものであり、凸版の材料の一例として弾性体であるシリコンゴムが例示されている。
【０００８】
そして、その凸版への厚膜ペーストの供給方法としては、スクリーン印刷を用いて供給する方法等が例示されている。
【０００９】
一方、凸版の凸部の形状は特に言及されておらず、かつ図面にも平坦なものとして記載されているのみである。
【００１０】
実際に頂部が平坦なシリコンゴム製の凸版を用いて、スクリーン印刷を用いて実験したところ、図１に示すように、厚膜ぺーストは凸部頂部へ付着するだけでなく、頂部の側面へも付着した。
【００１１】
そして、乾燥後に粘着剤を介して転写したところ、転写は可能であったが、側面に付着した厚膜ペーストも同時に転写された。
したがって、形成された厚膜パターンの断面は図２に示すようにパターンの両脇に厚膜材料の一部が突き出た形状、いわゆるバリとなり、これは電極の場合、誤放電の原因となるものである。また、版へのペースト供給も不安定で、凸部表面に供給されたペーストの塗膜にはピンホールが多発した。
【００１２】
なお、この実験では、通常の熱乾燥型のスクリーン印刷用電極ペーストを用いたが、このような一般的な樹脂、溶剤、そして厚膜材料からなるペーストを用いた場合、未乾燥のままでは転写が不安定で、完全に転写されず凸版に残るペーストも多く存在した。
【００１３】
本発明はこの問題を解決するためなされたものであり、いわゆる凸版印刷を用いた厚膜パターン形成において、良好なパターンを容易に形成することを目的としている。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
本発明においては、弾性体からなる凸版の凸部表面に凹部が形成された凸版を用いて厚膜パターンを形成することを特徴とする。
【００１５】
請求項１に記載の発明は、凸部表面上に凹部が形成されており紫外線を透過する凸版であり、少なくとも凸部表面上の凹部が弾性材料で形成されていることを特徴とする厚膜パターン形成用凸版である。
【００１６】
請求項２に記載の発明は、弾性材料からなる凸部を有し紫外線を透過する凸版の凸部表面に凹部が形成されたことを特徴とする厚膜パターン形成用凸版である。
【００１７】
請求項３に記載の発明は、請求項１あるいは２に記載の厚膜パターン形成用凸版を用い、凹部が形成された凸部から所定の基板上へ厚膜ペーストを転写することによりパターン形成することを特徴とする厚膜パターン形成方法である。
【００１８】
請求項４に記載の発明は、紫外線硬化型の厚膜ペーストを用い、基板側からの紫外線照射により、この厚膜ペーストを硬化させることを特徴とする請求項３に記載の厚膜パターン形成方法である。
【００１９】
請求項５に記載の発明は、紫外線硬化型の厚膜ペーストを用い、凸版側からの紫外線照射により、この厚膜ペーストを硬化させることを特徴とする請求項３に記載の厚膜パターン形成方法である。
【００２０】
請求項６に記載の発明は、紫外線硬化型の厚膜ペーストを用い、基板側および凸版側からの紫外線照射によりこの厚膜ペーストを硬化させることを特徴とする請求項３に記載の厚膜パターン形成方法である。
【００２１】
請求項７に記載の発明は、凸部表面上に凹部が形成されている凸版であり、少なくとも凸部表面上の凹部が弾性材料で形成されている厚膜パターン形成用凸版、および、紫外線硬化型の厚膜ペーストを用い、基板側からの紫外線照射により、この厚膜ペーストを硬化させることを特徴とする厚膜パターン形成方法である。
【００２２】
請求項８に記載の発明は、
弾性材料からなる凸部を有する凸版の凸部表面に凹部が形成された厚膜パターン形成用凸版、および、紫外線硬化型の厚膜ペーストを用い、基板側からの紫外線照射により、この厚膜ペーストを硬化させることを特徴とする厚膜パターン形成方法である。
請求項９に記載の発明は、
請求項１あるいは２に記載の厚膜パターン形成用凸版、
あるいは、
凸部表面上に凹部が形成されている凸版であり、少なくとも凸部表面上の凹部が弾性材料で形成されている厚膜パターン形成用凸版、
あるいは、
弾性材料からなる凸部を有する凸版の凸部表面に凹部が形成された厚膜パターン形成用凸版
のいずれかの厚膜パターン形成用凸版の製造方法として、
（１）紫外線を透過する支持体上に紫外線に対して不透明な材料からなる凹部の反転像を形成する工程、
（２）前記支持体および凹部の反転像上にネガ型の感光性樹脂を積層する工程、
（３）前記凹部の反転像をマスクとして感光性樹脂を積層した面とは反対の面から露光する工程、
（４）凹部の反転像上部の未露光の感光性樹脂を除去する工程、
（５）硬化性シリコンゴムを前記感光性樹脂の除去部に充填する工程、
（６）シリコンゴム硬化後にシリコンゴムを感光性樹脂層から剥離する工程、
以上（１）から（６）を具備することを特徴とする厚膜パターン形成用凸版の製造方法である。
【００２３】
すなわち、本発明で用いる凸版は図３に示すような構造であり、その凸版へ厚膜ペーストを供給する場合、たとえばスクリーン印刷による場合は、図４に示すようにペースト供給時のスキージの押し込みにより、凸版の頂部が開いた状態でペーストが塗布され、それが閉じた状態で転写が行われることになる。
【００２４】
したがって、凸版の側面へのペースト付着を抑制でき、転写されたパターンはいわゆるバリのない良好なものとなる。
また、凹部へペーストが供給されるため、転写されるペーストの膜厚は少なくとも凹部の深さ分だけは確保される。このため、断線等のない安定したパターン形成が可能となる。
なお、凸版の実際の使用においては、作業上の都合から、この凸版を金属やプラスチックフィルム等の支持体に固定して使用しても良い。以下、各発明について説明する。
【００２５】
【発明の実施の形態】
（凸部表面に凹部を形成した凸版の作製）
図３は本発明にかかる厚膜パターン形成用凸版を示す断面図である。ここで、凸版１０を構成する凸部５０の頂部には、凹部６０を形成してある。
【００２６】
この凸版１０は、型取り用シリコンゴムをあらかじめ作製した凸版の反転型に流し込み、硬化させて作製した。以下、順を追って説明する。
【００２７】
まず、凹部形成のために、紫外線を透過する支持体８０としてガラス板を用い、この上に感光性黒色ガラスペーストを所定のフォトマスクを用いてパターニングして、しかるのち焼成することにより図９に示すような、図３記載の凹部形状に対応する曲面形状の黒色パターン９０を形成した。
【００２８】
しかるのちその上にネガ型のドライフィルムレジストを積層して、その積層面の反対側から露光したのち現像して、図９に示すような樹脂層１００を得た。
【００２９】
すなわち、この工程では、凹部形成のために形成した黒色パターン９０をフォトマスクとしてドライフィルムレジストを裏面から露光して現像することにより、求める凸版の反転型を形成した。
この結果、図９に示すような支持体８０、黒色パターン９０、樹脂層１００からなる凸版の反転型１１０が形成された。
【００３０】
したがって、この反転型１１０における黒色パターン９０は凹部形状形成のための型となるとともに、露光用マスクとして機能していることになる。
【００３１】
しかるのち、この反転型１１０に硬化性シリコンゴムを流し込み、硬化させたのち反転型から剥離させて厚膜パターン形成用凸版１０を作製した。
【００３２】
また、紫外線を透過するシリコンゴムを用いることにより、請求項１，２に記載の厚膜パターン形成用凸版１０を作製した。
【００３３】
（厚膜パターンの形成）
（形成例Ａ）
厚膜ペースト２０として、エチルセルロースのブチルカルビトールアセテート溶液に銀粉末および少量のガラスフリットを練り合わせて調製したものを用いた。
そして、スクリーン印刷法を用いて、図４に示すように凸版１０の頂部に厚膜ペースト２０を塗布した。
【００３４】
厚膜ペースト２０の乾燥後、あらかじめ粘着剤を塗布した所定のガラス基板３０に前記厚膜ペーストが塗布された凸版を重ね合わせて、ラミネータで押しつけたのち、凸版を剥離した。
厚膜ペースト２０は十分乾燥しているため、凸版から完全に剥離してガラス基板３０に転写された。しかるのち、これを焼成して図５に示すような厚膜パターン４０を得ることができた。
【００３５】
（形成例Ｂ）
厚膜ペースト２０として、ネガ型の感光性樹脂に銀粉末および少量のガラスフリットを練り合わせて調製したものを用いた。
そして、スクリーン印刷法を用いて、図４に示すように凸版１０の頂部に厚膜ペーストを塗布した。
【００３６】
しかるのち、所定のガラス基板３０に前記厚膜ペースト２０が塗布された凸版１０を重ね合わせて、ラミネータで押しつけた。
しかるのち、図６に示すように凸版１０とは反対側の面から紫外線照射して厚膜ペースト２０を硬化させ、凸版１０を剥離した。
厚膜ペースト２０は十分硬化しているため、凸版１０から完全に剥離してガラス基板３０に転写された。しかるのち、この厚膜ペースト２０が転写されたガラス基板３０を焼成して図５に示すような厚膜パターン４０を得ることができた。
【００３７】
（形成例Ｃ）
形成例Ａにおけるシリコンゴムを紫外線透過性とした凸版を用い、スクリーン印刷法により厚膜ペーストを塗布し、ラミネータを用いて所定の基板に押しつけた。ここで、基板３０として透明なガラス基板に変え、アルミナを主成分とする不透明なセラミック基板を用いた。
【００３８】
しかるのち、凸版側から紫外線照射して厚膜ペースト２０を硬化させ、凸版を剥離した。
厚膜ペースト２０は十分硬化しているため、凸版から完全に剥離してガラス基板に転写された。しかるのち、この厚膜ペースト２０が転写されたセラミック基板３０を焼成して図５に示すような厚膜パターン４０を得ることができた。
【００３９】
（形成例Ｄ）
凸版として紫外線透過性のシリコンゴムを、基板として透明なガラス基板を用い、形成例Ａ，Ｂと同様の作業を行った。
ただし、図８に示すように、露光を凸版側、基板側の両面から行った。
この結果、形成例Ａと比較して、短時間でペーストを硬化させることができた。
【００４０】
また、凸版の凹部の形状としては、図１０のように様々な形態も実施可能である。凸部全体をテーパ形状にすると、ペースト塗布時によれにくいので細線に有利である。
【００４１】
さらに、応用の実施形態として、凸版の凹部を変化させることにより、図１１に示したようなパターン形成も可能である。（元型の、版の凹部に対応する部分は、感光性ガラスペースト（上記の形成例に示してあるもの）で、複数のフォトマスクで積層露光してつくる。）
【００４２】
【発明の効果】
本発明では凸版を用いる厚膜パターン形成プロセスに対し、以下の効果を得ることができた。
【００４３】
請求項１、２で提供する厚膜パターン形成用凸版により、凸版へのペーストの供給が安定し、凸版側面へのペーストの付着を抑制することができた。
【００４４】
その結果、請求項４で示すような転写後のパターンにバリのない良好な厚膜パターンを形成することができた。
【００４５】
また、請求項１，２では、その凸版が紫外線を透過する材質からなるので、厚膜ペーストとして紫外線硬化型のペーストを用いた場合、凸版側からの露光によりこれを硬化させ、所定の基板上に転写させることができる。したがって、この凸版を用いることにより、パターン形成する基板が、ガラスのような透明なものでなくとも厚膜パターンを形成することができた。
【００４６】
請求項４から請求項８では、凸版と基板の紫外光の透過性の組み合わせにより、露光方法を変えた厚膜パターン形成方法を提供した。その結果、作業時間の短縮化を達成するとともに、基板材質によらない厚膜パターン形成方法を提供できた。
【００４７】
請求項９では、このような凹部を有する凸版の製造方法として、フォトマスクとして凹部の逆形状のパターンを用いることにより、凸版の製造を容易とすることができた。
【図面の簡単な説明】
【図１】凸部表面が平坦な凸版に厚膜ペーストを塗布した例を示す断面図である。
【図２】凸部表面が平坦な凸版で厚膜パターンを形成した例を示す断面図である。
【図３】本発明の凸版の例を示す断面図である。
【図４】本発明の凸版への厚膜ペースト塗布状況を示す断面図である。
【図５】本発明の凸版を用いて厚膜パターンを形成した例を示す断面図である。
【図６】本発明の凸版を用いた厚膜ペーストの露光工程を示す断面図である。
【図７】本発明の凸版を用いた厚膜ペーストの露光工程を示す断面図である。
【図８】本発明の凸版を用いた厚膜ペーストの露光工程を示す断面図である。
【図９】本発明の凸版作製のための反転型を示す断面図である。
【図１０】凸版の凸部および凸部上の凹部の様々な実施形態である。
【図１１】形成パターンの応用例である。
【符号の説明】
１０・・・凸版
２０・・・厚膜ペースト
３０・・・基板
４０・・・厚膜パターン
５０・・・凸部
６０・・・凹部
７０・・・紫外線
８０・・・支持体
９０・・・黒色パターン
１００・・・樹脂層
１１０・・・凸版の反転型

Claims

凸部表面上に凹部が形成されており紫外線を透過する凸版であり、少なくとも凸部表面上の凹部が弾性材料で形成されていることを特徴とする厚膜パターン形成用凸版。
弾性材料からなる凸部を有し紫外線を透過する凸版の凸部表面に凹部が形成されたことを特徴とする厚膜パターン形成用凸版。
請求項１あるいは２に記載の厚膜パターン形成用凸版を用い、凹部が形成された凸部から所定の基板上へ厚膜ペーストを転写することによりパターン形成することを特徴とする厚膜パターン形成方法。
紫外線硬化型の厚膜ペーストを用い、基板側からの紫外線照射により、この厚膜ペーストを硬化させることを特徴とする請求項３に記載の厚膜パターン形成方法。
紫外線硬化型の厚膜ペーストを用い、凸版側からの紫外線照射により、この厚膜ペーストを硬化させることを特徴とする請求項３に記載の厚膜パターン形成方法。
紫外線硬化型の厚膜ペーストを用い、基板側および凸版側からの紫外線照射によりこの厚膜ペーストを硬化させることを特徴とする請求項３に記載の厚膜パターン形成方法。
凸部表面上に凹部が形成されている凸版であり、少なくとも凸部表面上の凹部が弾性材料で形成されている厚膜パターン形成用凸版、および、紫外線硬化型の厚膜ペーストを用い、基板側からの紫外線照射により、この厚膜ペーストを硬化させることを特徴とする厚膜パターン形成方法。
弾性材料からなる凸部を有する凸版の凸部表面に凹部が形成された厚膜パターン形成用凸版、および、紫外線硬化型の厚膜ペーストを用い、基板側からの紫外線照射により、この厚膜ペーストを硬化させることを特徴とする厚膜パターン形成方法。
請求項１あるいは２に記載の厚膜パターン形成用凸版、
あるいは、
凸部表面上に凹部が形成されている凸版であり、少なくとも凸部表面上の凹部が弾性材料で形成されている厚膜パターン形成用凸版、
あるいは、
弾性材料からなる凸部を有する凸版の凸部表面に凹部が形成された厚膜パターン形成用凸版
のいずれかの厚膜パターン形成用凸版の製造方法として、
（１）紫外線を透過する支持体上に紫外線に対して不透明な材料からなる凹部の反転像を形成する工程、
（２）前記支持体および凹部の反転像上にネガ型の感光性樹脂を積層する工程、
（３）前記凹部の反転像をマスクとして感光性樹脂を積層した面とは反対の面から露光する工程、
（４）凹部の反転像上部の未露光の感光性樹脂を除去する工程、
（５）硬化性シリコンゴムを前記感光性樹脂の除去部に充填する工程、
（６）シリコンゴム硬化後にシリコンゴムを感光性樹脂層から剥離する工程、
以上（１）から（６）を具備することを特徴とする厚膜パターン形成用凸版の製造方法。