JP3920944B2 - パターン形成用ペーストおよびパターン形成方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、パターン形成用ペーストおよびパターン形成方法に係り、特に画像表示装置、サーマルヘッド、集積回路等の製造工程における電極や抵抗体等の高精度なパターンを形成するためのパターン形成用ペーストと、このパターン形成用ペーストを使用して高精度のパターンを形成する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、集積回路や画像表示装置等の電子装置における電極、抵抗体、誘電体等の微細なパターン形成は、より高い精度で、かつ、低い製造コストで実施可能なことが要求されている。
【０００３】
従来、上記のような電極等のパターン形成方法として、蒸着、スパッタリング、メッキ、あるいは印刷法等により形成した導電性薄膜等をフォトリソグラフィー法によりエッチングする方法、所望の特性を有するパターン形成用ペーストを用いてスクリーン印刷やオフセット印刷等の印刷法により所定のパターンを形成し、乾燥後に焼成することによりパターン形成する印刷法等が挙げられる。
【０００４】
しかし、上記のエッチング法では、高精度のパターン形成が可能であるが、エッチング工程を有するために製造コストが高くなってしまうという問題があった。また、大型画像表示装置のように大面積基板に電極等を形成する場合には、大型の薄膜形成装置、露光装置、エッチング装置が多数必要となり、この点でも製造コストの増大を来すという問題があった。
【０００５】
これに対して、印刷法はエッチング工程がなく、上記のエッチング法に比べて工程が簡略であり、製造コストの低減が期待される。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、スクリーン印刷法ではスクリーン印刷版を構成するメッシュ材料の伸びによる印刷精度の限界があり、また、形成したパターンにメッシュ目が生じたりパターンのにじみが発生し、パターンのエッジ精度が低いという問題がある。
【０００７】
また、オフセット印刷法では、印刷回数が進むにつれてパターン形成用ペーストが完全に基板に転写されずにブランケットに残るようになりパターン精度が低下するので、これを防止するために随時ブランケットの交換を行う必要があり、作業が煩雑であるという問題があった。
【０００８】
本発明は、上述のような事情に鑑みてなされたものであり、電極、抵抗体、誘電体等の高精細なパターン形成が可能なパターン形成用ペーストと、このパターン形成用ペーストを使用して電極や抵抗体、誘電体等の高精度なパターンを形成することができるパターン形成方法を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
このような目的を達成するために、第１の発明であるパターン形成用ペーストは、少なくとも無機粉体と樹脂成分とを含み、動的粘性率が５００〜７０００poise の範囲であり、損失正接 tanδが５〜１２の範囲であり、前記樹脂成分が６００℃以下の焼成で揮発または分解するような構成とした。
【００１０】
また、前記樹脂成分をポリブテン系樹脂とするような構成とした。
【００１１】
第２の発明であるパターン形成方法は、基材の一方の面にポリジメチルシロキサンを主体とする離型層を備える中間転写媒体の該離型層上に請求項１または請求項２に記載のパターン形成用ペーストを所定のパターンで形成する第１工程と、中間転写媒体上の前記パターンを基板上に転写して厚みが１〜２０μｍの範囲内のパターン層を形成する第２工程と、５００〜６００℃で焼成して前記パターン層の樹脂成分を除去するとともに前記パターン層を基板に固着させる第３工程と、を備えるような構成とした。
【００１３】
上記のような本発明は、中間転写媒体上にパターン形成用ペーストにより一旦パターンが形成された後基板上に転写されるが、この際、パターン形成用ペーストの動的粘性率が５００〜７０００poise の範囲であり、損失正接 tanδが５〜１２の範囲であるため、中間転写媒体から基板へのパターン形成用ペーストの良好な転写がなされ、また、パターン形成用ペーストの樹脂成分が６００℃以下の焼成で揮発または分解するので、基板にパターン層を形成した後の焼成において樹脂成分の除去が可能となり、無機粉体が相互に融着したパターン層が基板上に形成される。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の最良の実施形態について説明する。
【００１５】
本発明のパターン形成用ペーストは、少なくとも無機粉体と樹脂成分を含むものであり、樹脂成分は６００℃以下の焼成、例えば、３００〜６００℃の範囲における焼成で揮発または分解するものである。そして、本発明のパターン形成用ペーストは、その動的粘性率が５００〜７０００poise の範囲であり、損失正接 tanδが５〜１２の範囲である。動的粘性率が５００poise 未満であると、後述するようなパターン形成方法における基板へのパターン転写において、中間転写媒体上へのペースト残存が多くなりパターン精度の低下を来し好ましくない。また、動的粘性率が７０００poise を超えると、中間転写媒体へのパターン形成が難しくなり好ましくない。一方、損失正接 tanδが５未満であると、後述するようなパターン形成方法における基板へのパターン転写において、エッジ精度が低くなり好ましくない。また、損失正接 tanδが１２を超えると、形成されたパターンにダレが生じたり、中間転写媒体上へのペースト残存が多くなり好ましくない。
【００１６】
尚、動的粘性率および損失正接 tanδは、キャリメッド社製ＣＳレオメータにて、温度２３℃、周波数１０Ｈz 、歪３％で測定する。
【００１７】
本発明のパターン形成用ペーストを構成する無機粉体は、形成するパターンの使用目的に応じた特性を有し、軟化温度が４５０〜６００℃である無機粉体を使用することができる。無機粉体の軟化温度が６００℃を超えると焼成温度を高くする必要があり、例えば、基板の耐熱性が低い場合には焼成段階で基板に熱変形を生じることになり好ましくない。また、無機粉体の軟化温度が４５０℃未満では、パターン形成用ペーストの樹脂成分が完全に分解、揮発する前に無機粉体が融着するため、空隙を生じやすく好ましくない。
【００１８】
使用可能な無機粉体の具体例としては、Ａｇ粉体、Ａｇ−Ｐｄ粉体、Ａｕ粉体、Ｃｕ粉体等の導電性粉体、低軟化温度ガラス粉体、セラミックス粉体、誘電性粉体等を挙げることができる。また、焼成時のガラスの分相を防止する効果をもたせたり、軟化温度を調整したり、熱膨張係数をガラス基板に合わせたりするために、Ａｌ2 Ｏ3 、Ｂ2 Ｏ3 、ＳｉＯ2 、ＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯ、ＢａＯ等の無機粉体を併用することもできる。さらに、耐火物フィラーとして、アルミナ、マグネシア、ジルコニア、カルシア、コージュライト、シリカ、ムライト等のセラミックス粉体を使用することができる。
【００１９】
上記の無機粉体の平均粒径は、０．１〜１０μｍ、好ましくは０．５〜５μｍの範囲から設定することができる。平均粒径が０．１μｍ未満であると構造粘性（チクソトロピー性）が大きくなり、印刷ムラが発生しやすくなり好ましくない。また、平均粒径が１０μｍを超えるとパターンのエッジ精度が低下するので好ましくない。
【００２０】
このような無機粉体は、パターン形成用ペーストに５〜９５重量％、好ましくは５０〜９０重量％の範囲で含有させることができる。
【００２１】
本発明のパターン形成用ペーストを構成する樹脂成分は、上述のように６００℃以下の低温における焼成によって揮発、分解して、パターン中に炭化物を残存させることのないものである。このような樹脂成分としては、エチルセルロース、メチルセルロース、ニトロセルロース、セルロースアセテート、セルロースプロピオネート、セルロースブチレート等のセルロース系樹脂、メチル（メタ）アクリレート、エチル（メタ）アクリレート、ノルマルブチル（メタ）アクリレート、イソブチル（メタ）アクリレート、イソプロピル（メタ）アクリレート、２−エチルメチル（メタ）アクリレート、２−ヒドロキシエチル（メタ）アクリレート等の重合体またはこれらの共重合体からなるポリ（メタ）アクリル酸エステル類、ポリ−α−メチルスチレン、ポリビニルアルコール、ポリブテン系樹脂等を挙げることができるが、特に好ましくはポリブテン系樹脂である。尚、樹脂成分として高分子量の樹脂を使用すると、パターン形成用ペースト中に低分子量の溶剤を多く含有する必要が生じ、パターン形成用ペーストの機上安定性が悪くなったり、中間転写媒体の膨潤が発生して好ましくない。このため、樹脂成分として常温で液体のオリゴマーが好ましく、また、低分子量の樹脂を使用する場合には、分子量が１００以上の樹脂が好ましい。
【００２２】
上記の樹脂成分の揮発、分解温度が６００℃を超えると、樹脂成分を除去する際の焼成温度が高くなり、例えば、基板の耐熱性が低い場合、基板に熱変形が生じることになり好ましくない。一方、樹脂成分の揮発、分解温度の下限は特に制限はないが、揮発、分解温度が低くなるほど完全に揮発または分解する樹脂の種類が少なくなり材料選択の幅が狭くなるので、例えば、樹脂成分の揮発、分解温度の下限を３００℃程度に設定することが好ましい。
【００２３】
このような樹脂成分のパターン形成用ペースト中の含有量は、５〜９５重量％、好ましくは１０〜５０重量％の範囲とすることができる。
【００２４】
また、本発明のパターン形成用ペーストには、添加剤として、可塑剤、界面活性剤、消泡剤、酸化防止剤等が必要に応じて用いられる。このうち可塑剤としては、フタル酸エステル類、セバチン酸エステル類、リン酸エステル類、アジピン酸エステル類、グリコール酸エステル類、クエン酸エステル類等が一般的に用いられる。さらに、パターン形成用ペーストには、用いる樹脂成分に対して良溶媒である溶剤を含有させることができる。溶剤の選定は、溶剤の揮発性と使用する樹脂成分の溶解性を主に考慮して行われる。樹脂成分に対する溶剤の溶解性が低いと、パターン形成用ペーストの粘度が高くなってしまい、印刷適性が悪化するので好ましくない。また、溶剤の含有率はパターン形成用ペースト内の気泡を抜くことでき、レベリングが良好で形成されるパターンの平滑性が良好となるような粘度範囲で設定することができ、例えば、１〜５０重量％程度が好ましい。
【００２５】
このような本発明のパターン形成用ペーストは、上述の無機粉体と樹脂成分を低揮発性の溶剤に混合し、ロールミルにより混練してペースト状の塗布液とするか、あるいは、ボールミル等により混練してスラリー状の塗布液として得ることができる。使用する低揮発性の溶剤としては、トリエチレングリコールモノブチルエーテル、トリエチレングリコール、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ジオクチルフタレート、ジイソデシルフタレート等を挙げることができる。
【００２６】
次に、本発明のパターン形成方法を図面を参照しながら説明する。
【００２７】
図１は、本発明のパターン形成方法の一実施形態を説明するための図面である。図１において、本発明のパターン形成方法は、まず、第１工程として基材２の一方の面に離型層３を備えた長尺状の中間転写媒体１を、基材２側からバックアップローラ６で凹版７上に押し付け、バックアップローラ６を矢印Ａ方向に移動させることにより、凹版７の凹部７ａに保持されているパターン形成用ペースト８を離型層３上に転移させて所定のパターン４を形成する（図１（Ａ））。
【００２８】
上記の中間転写媒体１を構成する基材２は、ポリエチレンテレフタレート等の熱伸縮率の小さい樹脂フィルム、アルミニウムや鉄等の金属板等を使用することができ、その厚みは１０〜５００μｍ、好ましくは５０〜３００μｍ程度のものを使用する。
【００２９】
また、中間転写媒体１を構成する離型層３は、ポリジメチルシロキサンを主体とするシリコーン樹脂からなる層であり、具体的には、ポリジメチルシリコーンゴム、フェニル変性シリコーンゴム、エポキシ変性シリコーンゴム、ウレタン変性シリコーンゴム等を用いて形成することができる。また、離型層３の厚みは１０〜３０００μｍ程度とすることができる。
【００３０】
この第１工程におけるパターン４の形成において、凹版７の凹部７ａに保持されているパターン形成用ペースト８の全量を離型層３上に転移させる必要はなく、本発明のパターン形成用ペーストと上記の中間転写媒体１の離型層３の特性から所望の厚みのパターン４を安定して形成できればよい。
【００３１】
次に、第２工程として、第１工程で離型層３上にパターン４が形成された中間転写媒体１を、基材２側からバックアップローラ９で基板Ｓ上に押し付け、バックアップローラ９を矢印方向に回転させ、基板Ｓを矢印Ｂ方向、中間転写媒体１を矢印Ｃ方向に移動させることにより、パターン４を中間転写媒体１から基板Ｓ上に転写してパターン層５を形成する（図１（Ｂ））。この第２工程において形成するパターン層５の厚みは、上述の第１工程で形成するパターン４の厚みで決定され、形成するパターンの使用目的等からパターン層５の厚みは適宜設定できるが、パターン層５の膜厚の均一性を考慮して１〜２０μｍ程度の厚みが好ましい。このようなパターン層５の厚みの調整は、凹版７の凹部７ａの深さ（版深）の設定により行うことができ、通常、版深は２〜４０μｍ程度の範囲で設定することが好ましい。
【００３２】
次いで、第３工程として、５００〜６００℃で焼成することによってパターン層５に含まれる樹脂成分が揮発、あるいは分解され、炭化物を残存することなく除去され、また、パターン層５に含まれる無機粉体が焼成によって相互に融着を生じてパターン層Ｐを形成し、形成されたパターン層Ｐは、基板Ｓに十分な強度をもって固着される（図１（Ｃ））。
【００３３】
このような長尺状の中間転写媒体１を使用した上述のパターン形成方法では、常に中間転写媒体の新しい面が使用されるため、従来の凹版オフセット印刷におけるブランケット膨潤によるパターン形成用ペーストのブランケット残りが発生することがなく、高精度のパターンＰを安定して形成することができる。
【００３４】
また、本発明では、パターンの位置精度を向上させるために、大径のバックアップローラを使用し、中間転写媒体１がバックアップローラに接触している部分においてパターン転写をするようにしてもよい。このようなパターン形成方法を図２を参照して説明する。図２において、まず、第１工程として長尺状の中間転写媒体１を基材側から大径のバックアップローラ６´で凹版７上に押し付け、凹版７を矢印Ａ方向に移動させるとともに、バックアップローラ６´を矢印方向に回転移動させることにより、凹版７の凹部７ａに保持されているパターン形成用ペーストを中間転写媒体１の離型層上に転移させて所定のパターン４を形成する（図２（Ａ））。このようにパターン４が形成された領域の中間転写媒体１は、大径のバックアップローラ６´に接触した状態にある。
【００３５】
次に、第２工程として、第１工程で離型層上にパターン４が形成された中間転写媒体１を基板Ｓ上に押し付け、大径のバックアップローラ６´を矢印方向に回転させ、基板Ｓを矢印Ｂ方向、中間転写媒体１を矢印Ｃ方向に移動させることにより、パターン４を中間転写媒体１から基板Ｓ上に転写してパターン層５を形成する（図１（Ｂ））。その後、上述の第３工程と同様にしてパターン層Ｐを形成する。
【００３６】
上述の実施形態では、第１工程において凹版７を用いて中間転写媒体上にパターン形成用ペーストからなるパターン４を形成したが、本発明のパターン形成方法はこれに限定されるものではない。例えば、図３に示されるように、平凹版１７を使用して凹部１７ａに保持されたパターン形成用ペースト１８を中間転写媒体１上に転移してパターン４を形成してもよく、あるいは、図４に示されるように、凸版２７を使用して凸部２７ａ上に保持されたパターン形成用ペースト２８を中間転写媒体１上に転移してパターン４を形成してもよい。
【００３７】
また、上述の実施形態では、第１工程にて使用する版はいずれも平板状であるが、シリンダー状の版であってもよいことは勿論である。
【００３８】
さらに、本発明のパターン形成方法では、第１工程における中間転写媒体上へのパターン形成を、図５に示されるように押出しノズルを使用して行うこともできる。この場合、複数の押出し孔３２を軸方向に所定の間隔で備えた押出しノズル３１を使用し、この押出しノズル３１の押出し孔３２に対向する位置にバックアップローラ３３を設け、中間転写媒体１を図５の矢印方向に搬送しながら押出し孔３２からパターン形成用ペーストを押し出すことにより、ライン状にパターン４を形成することができる。
【００３９】
上述のパターン形成方法の実施形態では、中間転写媒体は長尺状のものを使用したが、本発明ではシート状の転写媒体を使用することもできる。図６は、シート状の中間転写媒体を用いた第１工程のパターン形成を説明するための図である。図６において、シート状の中間転写媒体１´（構成は上述の中間転写媒体１と同様）を、凹部４７ａにパターン形成用ペースト４８を保持した凹版４７にバックアップローラ４１を介して押圧する（図６（Ａ））。次いで、中間転写媒体１´を凹版４７から引き離すことにより、中間転写媒体１´上にパターン４´を形成することができる（図６（Ｂ））。尚、このようなシート状の中間転写媒体１´を使用する場合も、上述のような平凹版や凸版等の種々の版を使用することができる。
【００４０】
また、図７は、シート状の中間転写媒体を用いた第１工程のパターン形成の他の例を説明するための図である。この場合、シート状の中間転写媒体１´をシリンダー胴５１に巻き付けて装着し、凹部５７ａにパターン形成用ペースト５８を保持した凹版５７に中間転写媒体１´を押圧しながらシリンダー胴５１を矢印方向に回転移動させることにより、中間転写媒体１´上にパターン４´を形成することができる。この場合も、上述のような平凹版や凸版等の種々の版、および、シリンダー状の版を使用することができる。
【００４１】
一方、シート状の中間転写媒体を使用する場合、第２工程における基板へのパターンの転写は、例えば、図８に示されるように、パターン４´が形成されたシート状の中間転写媒体１´を、基板Ｓにバックアップローラ６１を介して押圧する（図８（Ａ））。次いで、この中間転写媒体１´を基板Ｓから引き離すことにより、基板Ｓ上にパターン層５´を形成することができる（図８（Ｂ））。また、図９に示されるように、パターン４´が形成されたシート状の中間転写媒体１´をシリンダー胴７１に巻き付けて装着し、基板Ｓに中間転写媒体１´を押圧しながらシリンダー胴７１を矢印方向に回転移動させることにより、基板Ｓ上にパターン層５を形成することができる。
【００４２】
【実施例】
次に、実施例を示して本発明を更に詳細に説明する。
（実施例１）
まず、下記の１１種（Ａ〜Ｋ）の組成のパターン形成用ペーストを準備した。尚、各パターン形成用ペーストの動的粘性率（１０Ｈz ）と損失正接 tanδ（１０Ｈz ）を下記の表１に示した。
【００４３】
パターン形成用ペーストＡの組成
・マイレン化ポリブテン
（日本油脂（株）製 ＭＰＢ、分解温度４８０℃） … ５０重量部
・ガラスフリット
（イワキガラス（株）製Ｔ０７２、軟化温度５２５℃）… ５０重量部
パターン形成用ペーストＢの組成
・マイレン化ポリブテン
（日本油脂（株）製 ＭＰＢ、分解温度４８０℃） … ２０重量部
・Ａｇ粉体
（昭栄化学工業（株）製 Ag-128 、融着温度５５０℃）… ８０重量部
パターン形成用ペーストＣの組成
・アクリル樹脂（分解温度５５０℃）
（共栄社油脂（株）製ポリフローNo.3） … ９５重量部
・ガラスフリット
（マツナミガラス（株）製MB-13 、軟化温度４８０℃）… ５重量部
パターン形成用ペーストＤの組成
・ポリエチレングリコールモノメタクリレート
（新中村化学（株）製Ｍ４０Ｇ、分解温度５６０℃） … １６重量部
・メタクリル樹脂（分解温度３３０℃）
（三菱レーヨン（株）製ＢＲ１０５） … ４重量部
・Ａｇ粉体
（昭栄化学工業（株）製 Ag-128 、融着温度５５０℃）… ８０重量部
パターン形成用ペーストＥの組成
・トリエチレングリコールモノブチルエーテル … ４４重量部
・β−メタクリロイルオキシエチレンハイドロジエンフタレート
（新中村化学（株）製ＣＢ−１、分解温度３９０℃） … ３重量部
・メタクリル樹脂（分解温度３３０℃）
（三菱レーヨン（株）製ＢＲ１０５） … ３重量部
・Ａｇ粉体
（昭栄化学工業（株）製 Ag-128 、融着温度５５０℃）… ５０重量部
パターン形成用ペーストＦの組成
・トリエチレングリコールモノブチルエーテル …９５．５重量部
・β−メタクリロイルオキシエチレンハイドロジエンフタレート
（新中村化学（株）製ＣＢ−１、分解温度３９０℃） … ２重量部
・メタクリル樹脂（分解温度３３０℃）
（三菱レーヨン（株）製ＢＲ１０５） …３．５重量部
パターン形成用ペーストＧの組成
・ポリブテン
（日本油脂（株）製３Ｎ、分解温度４５０℃） … １５重量部
・ガラスフリット
（イワキガラス（株）製Ｔ０７２、軟化温度５２５℃）… ８５重量部
パターン形成用ペーストＨの組成
・ポリブテン
（日本油脂（株）製２００Ｎ、分解温度４６０℃） … ５０重量部
・ガラスフリット
（イワキガラス（株）製Ｔ０７２、軟化温度５２５℃）… ５０重量部
パターン形成用ペーストＩの組成
・トリエチレングリコールモノブチルエーテル … ４０重量部
・エチルセルロース
（ハーキュレス社製Ｎ−２００、分解温度４００℃） … １０重量部
・ガラスフリット
（イワキガラス（株）製Ｔ０７２、軟化温度５２５℃）… ５０重量部
パターン形成用ペーストＪの組成
・ポリブテン
（日本油脂（株）製２００Ｎ、分解温度４６０℃） … ２０重量部
・Ａｇ粉体
（昭栄化学工業（株）製 Ag-128 、融着温度５５０℃）… ８０重量部
パターン形成用ペーストＫの組成
・ポリブテン
（日本油脂（株）製３Ｎ、分解温度４５０℃） … ４０重量部
・ポリブテン
（日本油脂（株）製２００Ｎ、分解温度４６０℃） … ２０重量部
・Ａｇ粉体
（昭栄化学工業（株）製 Ag-128 、融着温度５５０℃）… ４０重量部
次に、第１工程として、上記のパターン形成用ペースト（Ａ〜Ｋ）を図１に示されるような凹版を使用して中間転写媒体の離型層上に印刷し、線幅８０μｍ、ピッチ２００μｍのストライプ状のパターンを形成した（図１（Ａ）に相当）。ここで使用した凹版は、ソーダライムガラス板に、下記表１に示される深さの凹部をエッチングで形成したものである。また、中間転写媒体としては、基材としてのＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）上にポリジメチルシロキサンゴムを注型形成して離型層を設けた長尺状の中間転写媒体を用いた。この中間転写媒体の離型層の特性は、臨界表面張力２３ｄｙｎｅ／ｃｍ、ヤング率１０8 ｄｙｎｅ／ｃｍ2 であった。
【００４４】
次いで、第２工程として、厚み２ｍｍのガラス基板上に上記のパターンを形成した中間転写媒体をバックアップローラを介して押し付け、基板上にパターン層を転写形成した（図１（Ｂ）に相当）。このパターン層の厚みを下記の表１に示した。
【００４５】
次に、第３工程として、ピーク温度５６０℃にて焼成（ピーク温度保持時間２０分）し、パターン層の樹脂成分を焼成除去してパターン層を基板上に固着形成し（図１（Ｃ）に相当）、試料１〜１２を得た。
【００４６】
このようにして形成したパターン層を下記の基準で評価し、その結果を下記の表１に示した。
【００４７】
パターン層の評価基準
◎：パターンのエッジ精度 ±３μｍ以内
○：パターンのエッジ精度 ±１０μｍ未満
×：パターンのエッジ精度 ±１０μｍ以上
【００４８】
【表１】
表１に示されるように、動的粘性率（１０Ｈz ）が５００〜７０００の範囲であり、かつ、損失正接 tanδ（１０Ｈz ）が５〜１２の範囲であるパターン形成用ペーストを使用した試料１〜３、６、７、９、１０は、良好なパターン形成が可能であった。特に樹脂成分としてポリブテン系樹脂を用いたパターン形成用ペーストＡ、Ｂ、Ｈを使用した試料１、２、９は、パターンのエッジ精度が極めて高いものであった。
【００４９】
一方、版深が５０μｍの凹版を使用し基板上のパターン層の厚みが２５μｍとなった試料４は、膜厚の均一性が悪いものであった。
【００５０】
また、損失正接 tanδ（１０Ｈz ）が５未満であるパターン形成用ペーストＤを使用した試料５は、形成されたパターン層のエッジがシャープでなく、一方、損失正接 tanδ（１０Ｈz ）が１２を超えるパターン形成用ペーストＫを使用した試料１２は、中間転写媒体へのペーストの残存が発生した。
【００５１】
さらに、動的粘性率（１０Ｈz ）が５００未満であるパターン形成用ペーストＧを使用した試料８は、基板へのパターン層転写（第２工程）において中間転写媒体へのペーストの残存が見られ、良好なパターン層の形成が困難であり、動的粘性率（１０Ｈz ）が７０００を超えるパターン形成用ペーストＪを使用した試料１１は、第１工程において中間転写媒体へのパターン形成が困難であった。
（実施例２）
パターン形成用ペーストとして、実施例１のパターン形成用ペーストＡを使用し、また、中間転写媒体として、基材（ＰＥＴ）上に設けた離型層が下記表２に示されるような特性を有する中間転写媒体を使用し、凹版として版深が３０μｍの凹版を使用した他は、実施例１と同様にしてパターン層を基板上に固着形成して試料１〜５を得た。
【００５２】
このようにして形成したパターン層を実施例１と同様に評価し、その結果を下記の表２に示した。
【００５３】
【表２】
表２に示されるように、離型層のヤング率が１０9 ｄｙｎｅ／ｃｍ2 以下、臨界表面張力が２５ｄｙｎｅ／ｃｍ未満である中間転写媒体を使用した試料１〜３は、良好なパターン形成が可能であった。
【００５４】
これに対して、離型層のヤング率が１０10ｄｙｎｅ／ｃｍ2 である中間転写媒体を使用した試料４は中間転写媒体へのペーストの残存が発生し、また、離型層の臨界表面張力が２５ｄｙｎｅ／ｃｍである中間転写媒体を使用した試料５は中間転写媒体へのペーストの残存が発生した。
【００５５】
【発明の効果】
以上詳述したように、本発明によれば少なくとも無機粉体と６００℃以下の焼成で揮発または分解する樹脂成分とを含み、動的粘性率を５００〜７０００poise の範囲、損失正接 tanδを５〜１２の範囲としてパターン形成用ペーストとし、第１工程で基材の一方の面にポリジメチルシロキサンを主体とした離型層を備える中間転写媒体の離型層上に上記のパターン形成用ペーストを所定のパターンで形成し、第２工程で中間転写媒体上のパターンを基板上に転写してパターン層を形成するので、中間転写媒体から基板へのパターン形成用ペーストの良好な転写がなされ、第３工程で５００〜６００℃で焼成してパターン層の樹脂成分を除去するとともにパターン層を基板に固着させてパターンとするので、電極、抵抗体、誘電体等の高精細なパターン形成が可能である。また、パターン形成用ペーストの樹脂成分をポリブテン系樹脂とすることにより上記の焼成時の樹脂成分除去がさらに円滑に行われ、エッジ精度の極めて高いパターン形成が可能となる。また、中間転写媒体から基板上に転写形成されたパターン層を１〜２０μｍの厚みを範囲とすることにより、さらに高精細なパターン形成が可能となる。また、中間転写媒体を長尺状とすることによって連続的なパターン形成が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のパターン形成方法の一実施形態を説明するための図である。
【図２】本発明のパターン形成方法の他の実施形態を説明するための図である。
【図３】本発明のパターン形成方法の他の実施形態を説明するための図面である。
【図４】本発明のパターン形成方法の他の実施形態を説明するための図面である。
【図５】本発明のパターン形成方法の他の実施形態を説明するための図面である。
【図６】本発明のパターン形成方法の他の実施形態を説明するための図面である。
【図７】本発明のパターン形成方法の他の実施形態を説明するための図面である。
【図８】本発明のパターン形成方法の他の実施形態を説明するための図面である。
【図９】本発明のパターン形成方法の他の実施形態を説明するための図面である。
【符号の説明】
１，１´…中間転写媒体
２…基材
３…離型層
４，４´…パターン
５，５´…パターン層
Ｐ…パターン層
Ｓ…基板
【発明の属する技術分野】
本発明は、パターン形成用ペーストおよびパターン形成方法に係り、特に画像表示装置、サーマルヘッド、集積回路等の製造工程における電極や抵抗体等の高精度なパターンを形成するためのパターン形成用ペーストと、このパターン形成用ペーストを使用して高精度のパターンを形成する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、集積回路や画像表示装置等の電子装置における電極、抵抗体、誘電体等の微細なパターン形成は、より高い精度で、かつ、低い製造コストで実施可能なことが要求されている。
【０００３】
従来、上記のような電極等のパターン形成方法として、蒸着、スパッタリング、メッキ、あるいは印刷法等により形成した導電性薄膜等をフォトリソグラフィー法によりエッチングする方法、所望の特性を有するパターン形成用ペーストを用いてスクリーン印刷やオフセット印刷等の印刷法により所定のパターンを形成し、乾燥後に焼成することによりパターン形成する印刷法等が挙げられる。
【０００４】
しかし、上記のエッチング法では、高精度のパターン形成が可能であるが、エッチング工程を有するために製造コストが高くなってしまうという問題があった。また、大型画像表示装置のように大面積基板に電極等を形成する場合には、大型の薄膜形成装置、露光装置、エッチング装置が多数必要となり、この点でも製造コストの増大を来すという問題があった。
【０００５】
これに対して、印刷法はエッチング工程がなく、上記のエッチング法に比べて工程が簡略であり、製造コストの低減が期待される。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、スクリーン印刷法ではスクリーン印刷版を構成するメッシュ材料の伸びによる印刷精度の限界があり、また、形成したパターンにメッシュ目が生じたりパターンのにじみが発生し、パターンのエッジ精度が低いという問題がある。
【０００７】
また、オフセット印刷法では、印刷回数が進むにつれてパターン形成用ペーストが完全に基板に転写されずにブランケットに残るようになりパターン精度が低下するので、これを防止するために随時ブランケットの交換を行う必要があり、作業が煩雑であるという問題があった。
【０００８】
本発明は、上述のような事情に鑑みてなされたものであり、電極、抵抗体、誘電体等の高精細なパターン形成が可能なパターン形成用ペーストと、このパターン形成用ペーストを使用して電極や抵抗体、誘電体等の高精度なパターンを形成することができるパターン形成方法を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
このような目的を達成するために、第１の発明であるパターン形成用ペーストは、少なくとも無機粉体と樹脂成分とを含み、動的粘性率が５００〜７０００poise の範囲であり、損失正接 tanδが５〜１２の範囲であり、前記樹脂成分が６００℃以下の焼成で揮発または分解するような構成とした。
【００１０】
また、前記樹脂成分をポリブテン系樹脂とするような構成とした。
【００１１】
第２の発明であるパターン形成方法は、基材の一方の面にポリジメチルシロキサンを主体とする離型層を備える中間転写媒体の該離型層上に請求項１または請求項２に記載のパターン形成用ペーストを所定のパターンで形成する第１工程と、中間転写媒体上の前記パターンを基板上に転写して厚みが１〜２０μｍの範囲内のパターン層を形成する第２工程と、５００〜６００℃で焼成して前記パターン層の樹脂成分を除去するとともに前記パターン層を基板に固着させる第３工程と、を備えるような構成とした。
【００１３】
上記のような本発明は、中間転写媒体上にパターン形成用ペーストにより一旦パターンが形成された後基板上に転写されるが、この際、パターン形成用ペーストの動的粘性率が５００〜７０００poise の範囲であり、損失正接 tanδが５〜１２の範囲であるため、中間転写媒体から基板へのパターン形成用ペーストの良好な転写がなされ、また、パターン形成用ペーストの樹脂成分が６００℃以下の焼成で揮発または分解するので、基板にパターン層を形成した後の焼成において樹脂成分の除去が可能となり、無機粉体が相互に融着したパターン層が基板上に形成される。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の最良の実施形態について説明する。
【００１５】
本発明のパターン形成用ペーストは、少なくとも無機粉体と樹脂成分を含むものであり、樹脂成分は６００℃以下の焼成、例えば、３００〜６００℃の範囲における焼成で揮発または分解するものである。そして、本発明のパターン形成用ペーストは、その動的粘性率が５００〜７０００poise の範囲であり、損失正接 tanδが５〜１２の範囲である。動的粘性率が５００poise 未満であると、後述するようなパターン形成方法における基板へのパターン転写において、中間転写媒体上へのペースト残存が多くなりパターン精度の低下を来し好ましくない。また、動的粘性率が７０００poise を超えると、中間転写媒体へのパターン形成が難しくなり好ましくない。一方、損失正接 tanδが５未満であると、後述するようなパターン形成方法における基板へのパターン転写において、エッジ精度が低くなり好ましくない。また、損失正接 tanδが１２を超えると、形成されたパターンにダレが生じたり、中間転写媒体上へのペースト残存が多くなり好ましくない。
【００１６】
尚、動的粘性率および損失正接 tanδは、キャリメッド社製ＣＳレオメータにて、温度２３℃、周波数１０Ｈz 、歪３％で測定する。
【００１７】
本発明のパターン形成用ペーストを構成する無機粉体は、形成するパターンの使用目的に応じた特性を有し、軟化温度が４５０〜６００℃である無機粉体を使用することができる。無機粉体の軟化温度が６００℃を超えると焼成温度を高くする必要があり、例えば、基板の耐熱性が低い場合には焼成段階で基板に熱変形を生じることになり好ましくない。また、無機粉体の軟化温度が４５０℃未満では、パターン形成用ペーストの樹脂成分が完全に分解、揮発する前に無機粉体が融着するため、空隙を生じやすく好ましくない。
【００１８】
使用可能な無機粉体の具体例としては、Ａｇ粉体、Ａｇ−Ｐｄ粉体、Ａｕ粉体、Ｃｕ粉体等の導電性粉体、低軟化温度ガラス粉体、セラミックス粉体、誘電性粉体等を挙げることができる。また、焼成時のガラスの分相を防止する効果をもたせたり、軟化温度を調整したり、熱膨張係数をガラス基板に合わせたりするために、Ａｌ2 Ｏ3 、Ｂ2 Ｏ3 、ＳｉＯ2 、ＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯ、ＢａＯ等の無機粉体を併用することもできる。さらに、耐火物フィラーとして、アルミナ、マグネシア、ジルコニア、カルシア、コージュライト、シリカ、ムライト等のセラミックス粉体を使用することができる。
【００１９】
上記の無機粉体の平均粒径は、０．１〜１０μｍ、好ましくは０．５〜５μｍの範囲から設定することができる。平均粒径が０．１μｍ未満であると構造粘性（チクソトロピー性）が大きくなり、印刷ムラが発生しやすくなり好ましくない。また、平均粒径が１０μｍを超えるとパターンのエッジ精度が低下するので好ましくない。
【００２０】
このような無機粉体は、パターン形成用ペーストに５〜９５重量％、好ましくは５０〜９０重量％の範囲で含有させることができる。
【００２１】
本発明のパターン形成用ペーストを構成する樹脂成分は、上述のように６００℃以下の低温における焼成によって揮発、分解して、パターン中に炭化物を残存させることのないものである。このような樹脂成分としては、エチルセルロース、メチルセルロース、ニトロセルロース、セルロースアセテート、セルロースプロピオネート、セルロースブチレート等のセルロース系樹脂、メチル（メタ）アクリレート、エチル（メタ）アクリレート、ノルマルブチル（メタ）アクリレート、イソブチル（メタ）アクリレート、イソプロピル（メタ）アクリレート、２−エチルメチル（メタ）アクリレート、２−ヒドロキシエチル（メタ）アクリレート等の重合体またはこれらの共重合体からなるポリ（メタ）アクリル酸エステル類、ポリ−α−メチルスチレン、ポリビニルアルコール、ポリブテン系樹脂等を挙げることができるが、特に好ましくはポリブテン系樹脂である。尚、樹脂成分として高分子量の樹脂を使用すると、パターン形成用ペースト中に低分子量の溶剤を多く含有する必要が生じ、パターン形成用ペーストの機上安定性が悪くなったり、中間転写媒体の膨潤が発生して好ましくない。このため、樹脂成分として常温で液体のオリゴマーが好ましく、また、低分子量の樹脂を使用する場合には、分子量が１００以上の樹脂が好ましい。
【００２２】
上記の樹脂成分の揮発、分解温度が６００℃を超えると、樹脂成分を除去する際の焼成温度が高くなり、例えば、基板の耐熱性が低い場合、基板に熱変形が生じることになり好ましくない。一方、樹脂成分の揮発、分解温度の下限は特に制限はないが、揮発、分解温度が低くなるほど完全に揮発または分解する樹脂の種類が少なくなり材料選択の幅が狭くなるので、例えば、樹脂成分の揮発、分解温度の下限を３００℃程度に設定することが好ましい。
【００２３】
このような樹脂成分のパターン形成用ペースト中の含有量は、５〜９５重量％、好ましくは１０〜５０重量％の範囲とすることができる。
【００２４】
また、本発明のパターン形成用ペーストには、添加剤として、可塑剤、界面活性剤、消泡剤、酸化防止剤等が必要に応じて用いられる。このうち可塑剤としては、フタル酸エステル類、セバチン酸エステル類、リン酸エステル類、アジピン酸エステル類、グリコール酸エステル類、クエン酸エステル類等が一般的に用いられる。さらに、パターン形成用ペーストには、用いる樹脂成分に対して良溶媒である溶剤を含有させることができる。溶剤の選定は、溶剤の揮発性と使用する樹脂成分の溶解性を主に考慮して行われる。樹脂成分に対する溶剤の溶解性が低いと、パターン形成用ペーストの粘度が高くなってしまい、印刷適性が悪化するので好ましくない。また、溶剤の含有率はパターン形成用ペースト内の気泡を抜くことでき、レベリングが良好で形成されるパターンの平滑性が良好となるような粘度範囲で設定することができ、例えば、１〜５０重量％程度が好ましい。
【００２５】
このような本発明のパターン形成用ペーストは、上述の無機粉体と樹脂成分を低揮発性の溶剤に混合し、ロールミルにより混練してペースト状の塗布液とするか、あるいは、ボールミル等により混練してスラリー状の塗布液として得ることができる。使用する低揮発性の溶剤としては、トリエチレングリコールモノブチルエーテル、トリエチレングリコール、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ジオクチルフタレート、ジイソデシルフタレート等を挙げることができる。
【００２６】
次に、本発明のパターン形成方法を図面を参照しながら説明する。
【００２７】
図１は、本発明のパターン形成方法の一実施形態を説明するための図面である。図１において、本発明のパターン形成方法は、まず、第１工程として基材２の一方の面に離型層３を備えた長尺状の中間転写媒体１を、基材２側からバックアップローラ６で凹版７上に押し付け、バックアップローラ６を矢印Ａ方向に移動させることにより、凹版７の凹部７ａに保持されているパターン形成用ペースト８を離型層３上に転移させて所定のパターン４を形成する（図１（Ａ））。
【００２８】
上記の中間転写媒体１を構成する基材２は、ポリエチレンテレフタレート等の熱伸縮率の小さい樹脂フィルム、アルミニウムや鉄等の金属板等を使用することができ、その厚みは１０〜５００μｍ、好ましくは５０〜３００μｍ程度のものを使用する。
【００２９】
また、中間転写媒体１を構成する離型層３は、ポリジメチルシロキサンを主体とするシリコーン樹脂からなる層であり、具体的には、ポリジメチルシリコーンゴム、フェニル変性シリコーンゴム、エポキシ変性シリコーンゴム、ウレタン変性シリコーンゴム等を用いて形成することができる。また、離型層３の厚みは１０〜３０００μｍ程度とすることができる。
【００３０】
この第１工程におけるパターン４の形成において、凹版７の凹部７ａに保持されているパターン形成用ペースト８の全量を離型層３上に転移させる必要はなく、本発明のパターン形成用ペーストと上記の中間転写媒体１の離型層３の特性から所望の厚みのパターン４を安定して形成できればよい。
【００３１】
次に、第２工程として、第１工程で離型層３上にパターン４が形成された中間転写媒体１を、基材２側からバックアップローラ９で基板Ｓ上に押し付け、バックアップローラ９を矢印方向に回転させ、基板Ｓを矢印Ｂ方向、中間転写媒体１を矢印Ｃ方向に移動させることにより、パターン４を中間転写媒体１から基板Ｓ上に転写してパターン層５を形成する（図１（Ｂ））。この第２工程において形成するパターン層５の厚みは、上述の第１工程で形成するパターン４の厚みで決定され、形成するパターンの使用目的等からパターン層５の厚みは適宜設定できるが、パターン層５の膜厚の均一性を考慮して１〜２０μｍ程度の厚みが好ましい。このようなパターン層５の厚みの調整は、凹版７の凹部７ａの深さ（版深）の設定により行うことができ、通常、版深は２〜４０μｍ程度の範囲で設定することが好ましい。
【００３２】
次いで、第３工程として、５００〜６００℃で焼成することによってパターン層５に含まれる樹脂成分が揮発、あるいは分解され、炭化物を残存することなく除去され、また、パターン層５に含まれる無機粉体が焼成によって相互に融着を生じてパターン層Ｐを形成し、形成されたパターン層Ｐは、基板Ｓに十分な強度をもって固着される（図１（Ｃ））。
【００３３】
このような長尺状の中間転写媒体１を使用した上述のパターン形成方法では、常に中間転写媒体の新しい面が使用されるため、従来の凹版オフセット印刷におけるブランケット膨潤によるパターン形成用ペーストのブランケット残りが発生することがなく、高精度のパターンＰを安定して形成することができる。
【００３４】
また、本発明では、パターンの位置精度を向上させるために、大径のバックアップローラを使用し、中間転写媒体１がバックアップローラに接触している部分においてパターン転写をするようにしてもよい。このようなパターン形成方法を図２を参照して説明する。図２において、まず、第１工程として長尺状の中間転写媒体１を基材側から大径のバックアップローラ６´で凹版７上に押し付け、凹版７を矢印Ａ方向に移動させるとともに、バックアップローラ６´を矢印方向に回転移動させることにより、凹版７の凹部７ａに保持されているパターン形成用ペーストを中間転写媒体１の離型層上に転移させて所定のパターン４を形成する（図２（Ａ））。このようにパターン４が形成された領域の中間転写媒体１は、大径のバックアップローラ６´に接触した状態にある。
【００３５】
次に、第２工程として、第１工程で離型層上にパターン４が形成された中間転写媒体１を基板Ｓ上に押し付け、大径のバックアップローラ６´を矢印方向に回転させ、基板Ｓを矢印Ｂ方向、中間転写媒体１を矢印Ｃ方向に移動させることにより、パターン４を中間転写媒体１から基板Ｓ上に転写してパターン層５を形成する（図１（Ｂ））。その後、上述の第３工程と同様にしてパターン層Ｐを形成する。
【００３６】
上述の実施形態では、第１工程において凹版７を用いて中間転写媒体上にパターン形成用ペーストからなるパターン４を形成したが、本発明のパターン形成方法はこれに限定されるものではない。例えば、図３に示されるように、平凹版１７を使用して凹部１７ａに保持されたパターン形成用ペースト１８を中間転写媒体１上に転移してパターン４を形成してもよく、あるいは、図４に示されるように、凸版２７を使用して凸部２７ａ上に保持されたパターン形成用ペースト２８を中間転写媒体１上に転移してパターン４を形成してもよい。
【００３７】
また、上述の実施形態では、第１工程にて使用する版はいずれも平板状であるが、シリンダー状の版であってもよいことは勿論である。
【００３８】
さらに、本発明のパターン形成方法では、第１工程における中間転写媒体上へのパターン形成を、図５に示されるように押出しノズルを使用して行うこともできる。この場合、複数の押出し孔３２を軸方向に所定の間隔で備えた押出しノズル３１を使用し、この押出しノズル３１の押出し孔３２に対向する位置にバックアップローラ３３を設け、中間転写媒体１を図５の矢印方向に搬送しながら押出し孔３２からパターン形成用ペーストを押し出すことにより、ライン状にパターン４を形成することができる。
【００３９】
上述のパターン形成方法の実施形態では、中間転写媒体は長尺状のものを使用したが、本発明ではシート状の転写媒体を使用することもできる。図６は、シート状の中間転写媒体を用いた第１工程のパターン形成を説明するための図である。図６において、シート状の中間転写媒体１´（構成は上述の中間転写媒体１と同様）を、凹部４７ａにパターン形成用ペースト４８を保持した凹版４７にバックアップローラ４１を介して押圧する（図６（Ａ））。次いで、中間転写媒体１´を凹版４７から引き離すことにより、中間転写媒体１´上にパターン４´を形成することができる（図６（Ｂ））。尚、このようなシート状の中間転写媒体１´を使用する場合も、上述のような平凹版や凸版等の種々の版を使用することができる。
【００４０】
また、図７は、シート状の中間転写媒体を用いた第１工程のパターン形成の他の例を説明するための図である。この場合、シート状の中間転写媒体１´をシリンダー胴５１に巻き付けて装着し、凹部５７ａにパターン形成用ペースト５８を保持した凹版５７に中間転写媒体１´を押圧しながらシリンダー胴５１を矢印方向に回転移動させることにより、中間転写媒体１´上にパターン４´を形成することができる。この場合も、上述のような平凹版や凸版等の種々の版、および、シリンダー状の版を使用することができる。
【００４１】
一方、シート状の中間転写媒体を使用する場合、第２工程における基板へのパターンの転写は、例えば、図８に示されるように、パターン４´が形成されたシート状の中間転写媒体１´を、基板Ｓにバックアップローラ６１を介して押圧する（図８（Ａ））。次いで、この中間転写媒体１´を基板Ｓから引き離すことにより、基板Ｓ上にパターン層５´を形成することができる（図８（Ｂ））。また、図９に示されるように、パターン４´が形成されたシート状の中間転写媒体１´をシリンダー胴７１に巻き付けて装着し、基板Ｓに中間転写媒体１´を押圧しながらシリンダー胴７１を矢印方向に回転移動させることにより、基板Ｓ上にパターン層５を形成することができる。
【００４２】
【実施例】
次に、実施例を示して本発明を更に詳細に説明する。
（実施例１）
まず、下記の１１種（Ａ〜Ｋ）の組成のパターン形成用ペーストを準備した。尚、各パターン形成用ペーストの動的粘性率（１０Ｈz ）と損失正接 tanδ（１０Ｈz ）を下記の表１に示した。
【００４３】
パターン形成用ペーストＡの組成
・マイレン化ポリブテン
（日本油脂（株）製 ＭＰＢ、分解温度４８０℃） … ５０重量部
・ガラスフリット
（イワキガラス（株）製Ｔ０７２、軟化温度５２５℃）… ５０重量部
パターン形成用ペーストＢの組成
・マイレン化ポリブテン
（日本油脂（株）製 ＭＰＢ、分解温度４８０℃） … ２０重量部
・Ａｇ粉体
（昭栄化学工業（株）製 Ag-128 、融着温度５５０℃）… ８０重量部
パターン形成用ペーストＣの組成
・アクリル樹脂（分解温度５５０℃）
（共栄社油脂（株）製ポリフローNo.3） … ９５重量部
・ガラスフリット
（マツナミガラス（株）製MB-13 、軟化温度４８０℃）… ５重量部
パターン形成用ペーストＤの組成
・ポリエチレングリコールモノメタクリレート
（新中村化学（株）製Ｍ４０Ｇ、分解温度５６０℃） … １６重量部
・メタクリル樹脂（分解温度３３０℃）
（三菱レーヨン（株）製ＢＲ１０５） … ４重量部
・Ａｇ粉体
（昭栄化学工業（株）製 Ag-128 、融着温度５５０℃）… ８０重量部
パターン形成用ペーストＥの組成
・トリエチレングリコールモノブチルエーテル … ４４重量部
・β−メタクリロイルオキシエチレンハイドロジエンフタレート
（新中村化学（株）製ＣＢ−１、分解温度３９０℃） … ３重量部
・メタクリル樹脂（分解温度３３０℃）
（三菱レーヨン（株）製ＢＲ１０５） … ３重量部
・Ａｇ粉体
（昭栄化学工業（株）製 Ag-128 、融着温度５５０℃）… ５０重量部
パターン形成用ペーストＦの組成
・トリエチレングリコールモノブチルエーテル …９５．５重量部
・β−メタクリロイルオキシエチレンハイドロジエンフタレート
（新中村化学（株）製ＣＢ−１、分解温度３９０℃） … ２重量部
・メタクリル樹脂（分解温度３３０℃）
（三菱レーヨン（株）製ＢＲ１０５） …３．５重量部
パターン形成用ペーストＧの組成
・ポリブテン
（日本油脂（株）製３Ｎ、分解温度４５０℃） … １５重量部
・ガラスフリット
（イワキガラス（株）製Ｔ０７２、軟化温度５２５℃）… ８５重量部
パターン形成用ペーストＨの組成
・ポリブテン
（日本油脂（株）製２００Ｎ、分解温度４６０℃） … ５０重量部
・ガラスフリット
（イワキガラス（株）製Ｔ０７２、軟化温度５２５℃）… ５０重量部
パターン形成用ペーストＩの組成
・トリエチレングリコールモノブチルエーテル … ４０重量部
・エチルセルロース
（ハーキュレス社製Ｎ−２００、分解温度４００℃） … １０重量部
・ガラスフリット
（イワキガラス（株）製Ｔ０７２、軟化温度５２５℃）… ５０重量部
パターン形成用ペーストＪの組成
・ポリブテン
（日本油脂（株）製２００Ｎ、分解温度４６０℃） … ２０重量部
・Ａｇ粉体
（昭栄化学工業（株）製 Ag-128 、融着温度５５０℃）… ８０重量部
パターン形成用ペーストＫの組成
・ポリブテン
（日本油脂（株）製３Ｎ、分解温度４５０℃） … ４０重量部
・ポリブテン
（日本油脂（株）製２００Ｎ、分解温度４６０℃） … ２０重量部
・Ａｇ粉体
（昭栄化学工業（株）製 Ag-128 、融着温度５５０℃）… ４０重量部
次に、第１工程として、上記のパターン形成用ペースト（Ａ〜Ｋ）を図１に示されるような凹版を使用して中間転写媒体の離型層上に印刷し、線幅８０μｍ、ピッチ２００μｍのストライプ状のパターンを形成した（図１（Ａ）に相当）。ここで使用した凹版は、ソーダライムガラス板に、下記表１に示される深さの凹部をエッチングで形成したものである。また、中間転写媒体としては、基材としてのＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）上にポリジメチルシロキサンゴムを注型形成して離型層を設けた長尺状の中間転写媒体を用いた。この中間転写媒体の離型層の特性は、臨界表面張力２３ｄｙｎｅ／ｃｍ、ヤング率１０8 ｄｙｎｅ／ｃｍ2 であった。
【００４４】
次いで、第２工程として、厚み２ｍｍのガラス基板上に上記のパターンを形成した中間転写媒体をバックアップローラを介して押し付け、基板上にパターン層を転写形成した（図１（Ｂ）に相当）。このパターン層の厚みを下記の表１に示した。
【００４５】
次に、第３工程として、ピーク温度５６０℃にて焼成（ピーク温度保持時間２０分）し、パターン層の樹脂成分を焼成除去してパターン層を基板上に固着形成し（図１（Ｃ）に相当）、試料１〜１２を得た。
【００４６】
このようにして形成したパターン層を下記の基準で評価し、その結果を下記の表１に示した。
【００４７】
パターン層の評価基準
◎：パターンのエッジ精度 ±３μｍ以内
○：パターンのエッジ精度 ±１０μｍ未満
×：パターンのエッジ精度 ±１０μｍ以上
【００４８】
【表１】
【００４９】
一方、版深が５０μｍの凹版を使用し基板上のパターン層の厚みが２５μｍとなった試料４は、膜厚の均一性が悪いものであった。
【００５０】
また、損失正接 tanδ（１０Ｈz ）が５未満であるパターン形成用ペーストＤを使用した試料５は、形成されたパターン層のエッジがシャープでなく、一方、損失正接 tanδ（１０Ｈz ）が１２を超えるパターン形成用ペーストＫを使用した試料１２は、中間転写媒体へのペーストの残存が発生した。
【００５１】
さらに、動的粘性率（１０Ｈz ）が５００未満であるパターン形成用ペーストＧを使用した試料８は、基板へのパターン層転写（第２工程）において中間転写媒体へのペーストの残存が見られ、良好なパターン層の形成が困難であり、動的粘性率（１０Ｈz ）が７０００を超えるパターン形成用ペーストＪを使用した試料１１は、第１工程において中間転写媒体へのパターン形成が困難であった。
（実施例２）
パターン形成用ペーストとして、実施例１のパターン形成用ペーストＡを使用し、また、中間転写媒体として、基材（ＰＥＴ）上に設けた離型層が下記表２に示されるような特性を有する中間転写媒体を使用し、凹版として版深が３０μｍの凹版を使用した他は、実施例１と同様にしてパターン層を基板上に固着形成して試料１〜５を得た。
【００５２】
このようにして形成したパターン層を実施例１と同様に評価し、その結果を下記の表２に示した。
【００５３】
【表２】
【００５４】
これに対して、離型層のヤング率が１０10ｄｙｎｅ／ｃｍ2 である中間転写媒体を使用した試料４は中間転写媒体へのペーストの残存が発生し、また、離型層の臨界表面張力が２５ｄｙｎｅ／ｃｍである中間転写媒体を使用した試料５は中間転写媒体へのペーストの残存が発生した。
【００５５】
【発明の効果】
以上詳述したように、本発明によれば少なくとも無機粉体と６００℃以下の焼成で揮発または分解する樹脂成分とを含み、動的粘性率を５００〜７０００poise の範囲、損失正接 tanδを５〜１２の範囲としてパターン形成用ペーストとし、第１工程で基材の一方の面にポリジメチルシロキサンを主体とした離型層を備える中間転写媒体の離型層上に上記のパターン形成用ペーストを所定のパターンで形成し、第２工程で中間転写媒体上のパターンを基板上に転写してパターン層を形成するので、中間転写媒体から基板へのパターン形成用ペーストの良好な転写がなされ、第３工程で５００〜６００℃で焼成してパターン層の樹脂成分を除去するとともにパターン層を基板に固着させてパターンとするので、電極、抵抗体、誘電体等の高精細なパターン形成が可能である。また、パターン形成用ペーストの樹脂成分をポリブテン系樹脂とすることにより上記の焼成時の樹脂成分除去がさらに円滑に行われ、エッジ精度の極めて高いパターン形成が可能となる。また、中間転写媒体から基板上に転写形成されたパターン層を１〜２０μｍの厚みを範囲とすることにより、さらに高精細なパターン形成が可能となる。また、中間転写媒体を長尺状とすることによって連続的なパターン形成が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のパターン形成方法の一実施形態を説明するための図である。
【図２】本発明のパターン形成方法の他の実施形態を説明するための図である。
【図３】本発明のパターン形成方法の他の実施形態を説明するための図面である。
【図４】本発明のパターン形成方法の他の実施形態を説明するための図面である。
【図５】本発明のパターン形成方法の他の実施形態を説明するための図面である。
【図６】本発明のパターン形成方法の他の実施形態を説明するための図面である。
【図７】本発明のパターン形成方法の他の実施形態を説明するための図面である。
【図８】本発明のパターン形成方法の他の実施形態を説明するための図面である。
【図９】本発明のパターン形成方法の他の実施形態を説明するための図面である。
【符号の説明】
１，１´…中間転写媒体
２…基材
３…離型層
４，４´…パターン
５，５´…パターン層
Ｐ…パターン層
Ｓ…基板
Claims (4)
- 少なくとも無機粉体と樹脂成分とを含み、動的粘性率が５００〜７０００poise の範囲であり、損失正接 tanδが５〜１２の範囲であり、前記樹脂成分が６００℃以下の焼成で揮発または分解することを特徴とするパターン形成用ペースト。
- 前記樹脂成分がポリブテン系樹脂であることを特徴とする請求項１に記載のパターン形成用ペースト。
- 基材の一方の面にポリジメチルシロキサンを主体とする離型層を備える中間転写媒体の該離型層上に請求項１または請求項２に記載のパターン形成用ペーストを所定のパターンで形成する第１工程と、
中間転写媒体上の前記パターンを基板上に転写して厚みが１〜２０μｍの範囲内のパターン層を形成する第２工程と、
５００〜６００℃で焼成して前記パターン層の樹脂成分を除去するとともに前記パターン層を基板に固着させる第３工程と、
を備えることを特徴とするパターン形成方法。 - 前記中間転写媒体は長尺状であることを特徴とする請求項３に記載のパターン形成方法。
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