JP4518215B2 - リブ形成用絶縁性ペースト組成物及びそれを用いたリブパターンの形成方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、各種電子表示装置の製造に使用するリブ形成用絶縁性ペースト組成物及びそれを用いたリブパターンの形成方法に関し、さらに詳しくは、寸法精度が高く、かつ優れた形状のリブパターンを形成できるリブ形成用絶縁性ペースト組成物及びそれを用いたリブパターンの形成方法に関する。
【０００２】
【従来技術】
従来、半導体や液晶、プラズマディスプレイパネルなどの各種電子表示装置の製造にあっては電極間のスペーサーやセルの隔壁などのために基板上にリブを形成することが一般的に行われている。該リブは絶縁性材料、有機バインダー及び有機溶剤を含有する絶縁性ペースト組成物をスクリーン印刷やロールコーターなどで基板に直接塗布し、リブパターンに形成する方法、または前記絶縁性ペースト組成物で形成したグリーンシート状の絶縁性フィルムを基板上に貼着する方法などで形成される。ところが、前記リブの形成方法では工程が複雑である上に、高精度で、断面形状が矩形の優れたリブパターンを形成することができず、さらにリブの細線パターンを形成するために不向きで、近年要求される微細加工化に対応できないという問題点があった。この問題を改善する方法として、基板上に絶縁性ペースト組成物層を所望な厚さに設け、その上に感光性樹脂パターンを形成し、この感光性樹脂パターンを保護マスクとして露出した絶縁性ペースト組成物層をサンドブラスト処理で切削除去する、所謂リソグラフィ法による微細加工法が提案された。しかし、前記従来のリソグラフィ法では、リブを形成する絶縁性ペースト組成物に光反射率の高い材料を用いると、感光性樹脂パターンの形成時に絶縁性ペースト組成物層からの光反射により、感光性樹脂パターンの寸法精度が低くなるという欠点があった。特に、輝度向上を目的として白色リブが形成されるプラズマディスプレイパネル（以下、ＰＤＰという）おいてはこのリソグラフィ法による感光性樹脂パターンの形成では寸法精度が低い上に、断面形状も悪く、十分に実用的なＰＤＰの製造を困難にしていた。そこで、光反射率の高い材料を含有する絶縁性ペースト組成物を用いても、断面形状に優れるとともに寸法精度の高いリブパターンが形成できるＰＤＰの製造方法の開発が強く要望されていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
こうした現状に鑑み、本発明者等は、鋭意研究を続けた結果、絶縁性材料、有機バインダー及び有機溶剤を含有する絶縁性ペースト組成物にさらに吸光性物質を含有させることで、絶縁性材料として光反射率の高いものを用いても、断面形状が優れるとともに寸法精度の高いリブパターンが形成できることを見出した。さらに、前記リブ形成用絶縁性ペースト組成物を用いることで良好なリブパターンが簡便に形成できることをも見出して、本発明を完成したものである。すなわち、
【０００４】
本発明は、断面形状に優れるとともに、寸法精度に優れたリブパターンを形成できるリブ形成用絶縁性ペースト組成物を提供することを目的とする。
【０００５】
また、本発明は、上記リブ形成用絶縁性ペースト組成物を用いた簡便なリブパターンの形成方法を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成する本発明は、絶縁性材料、有機バインダー、吸光性物質及び有機溶剤を含有することを特徴とするリブ形成用絶縁性ペースト組成物及びそれを用いたリブパターンの形成方法に係る。
【０００７】
以下、本発明を詳細に説明する。
本発明で用いる絶縁性材料は、光反射率の高いＡｌ _２ Ｏ _３ 、ＰｂＯ、Ｂ _２ Ｏ _３ 、ＳｉＯ _２ 、ＺｎＯ、ＭｇＯ、ＳｎＯ _２ から選ばれる無機物質に加えて焼成時に結合剤となる低融点ガラス粉末を含有する。前記低融点ガラス粉末としては、低融点鉛ガラス、低融点亜鉛ガラスなど軟化点が約３５０〜６００℃のガラスが挙げられる。より好ましくは低融点鉛ガラス粉末とアルミナ粉末の混合物からなる絶縁性材料がよい。
【０００８】
本発明で用いる有機バインダーは、上記絶縁性材料をペースト化して、リブ形成用絶縁ペースト組成物の膜形成能を持たせるための材料であり、絶縁性材料と反応することがなく、焼成時に燃焼消失する材料である。この有機バインダーは、ニトロセルロース、アセチルセルロース、エチルセルロース、カルボキシメチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロース、メチルセルロース、エチルヒドロキシセルロース、カルボキシメチルエチルセルロースなどのセルロース系高分子化合物、天然ゴム、ポリブタジエン、クロロプレンゴム、アクリルゴム、イソプレン系合成ゴム、環化ゴムなどの天然高分子、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリアクリル酸メチル、ポリメタクリル酸メチル、ポリスチレン、ポリビニルアルコール、ポリビニルブチラール、ポリ酢酸ビニル、ポリエステル、ポリカーボネート、ポリアクリロニトリル、ポリ塩化ビニル、ポリアミン、ポリウレタンなどの合成高分子等の非感光性有機バインダーからなる。これらの有機バインダーの単独、混合又は共重合体として用いられる。
【０００９】
また、有機溶剤としては、上記有機バインダーを均一に溶解又は分散させるものであればよく、例えばトルエン、キシレンなどの炭化水素系、メタノール、エタノール、イソプロパノール、α−テルピネオールなどのアルコール系、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノン、イソホロンなどのケトン系、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸ブチルなどのエステル系、エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコールモノブチルエーテル、エチレングリコールモノメチルエーテルアセテート、エチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、エチレングリコールモノブチルエーテルアセテートなどのエチレングリコールエーテル系、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、ジエチレングリコールモノブチルエーテル、ジエチレングリコールモノメチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノブチルエーテルアセテートなどのジエチレングリコールエーテル系などを挙げることができ、これらの溶剤は単独でもまた混合して用いてもよい。
【００１０】
さらに、本発明のリブ形成用絶縁ペースト組成物に含有する吸光性物質としては、感光性樹脂パターンを形成する感光性樹脂組成物の感光成分の感光特性波長域における光に対して吸収能を有する上に、絶縁ペースト組成物層からの反射によって生じる定在波や乱反射を防止でき、かつプラズマディスプレイにおける蛍光発光に異常を与えない染料が挙げられる。前記染料としては、例えばベンゾフェノン系染料、アゾ系染料、ポリエン系染料、キノリン系染料、アミノケトン系染料、アントラキノン系染料、ベンゾトリアゾール系染料、シアノアクリレート系染料などがあり、具体的にはＣｒｙｓｔａｌ Ｖｉｌｅｔ（ベンゾフェノン系染料、ＢＡＳＦ社製）、Ｏｉｌ Ｙｅｌｌｏｗ １０５（アゾ系染料、オリエント化学工業社製）、Ｄｉａｒｅｓｉｎ Ｒｅｄ Ｇ（アントラキノン系染料、三菱化学社製）、Ｌａｔｙｌ Ｙｅｌｌｏｗ ３Ｇ（キノリン系染料、デュポン社製）、Ｄｕｒａｎｏｌ Ｂｒｉｌｌｉａｎｔ Ｏｒａｎｇｅ ＴＧ（アミノケトン系染料、インペリアルケミカル社製）などが挙げられる。前記吸光剤は単独でもまた２種以上を混合して使用してもよい。
【００１１】
本発明のリブ形成用絶縁ペースト組成物には必要に応じて可塑剤を添加することができる。そしてこの可塑剤をも含めて本発明のリブ形成用絶縁ペースト組成物の成分割合は、絶縁性材料が５０〜９５重量％、有機バインダーが０．５〜１５重量％、吸光性物質が０．１〜１５重量％、有機溶剤が１〜５０重量％、及び可塑剤が０〜１５重量％の範囲がよい。前記配合割合で吸収物質の配合量が０．１重量％未満では反射防止効果がなく、また１５重量％を超えると光の吸収が多くなり良好なパターンの形成が困難となる。
【００１２】
次に、本発明のリブ形成用絶縁ペースト組成物を用いたリブパターンの形成方法の１例を示す。、先ず、リブ形成用絶縁ペースト組成物をガラスなどの基板上に塗布し、乾燥してリブ形成層を形成し、その上に感光性樹脂組成物を塗布、乾燥するか、または可撓性支持フィルムと離型フィルムとの間に感光性樹脂を配したドライフィルムを用いて、離型フィルムを剥離してリブ形成層上に圧着して感光性樹脂組成物層を形成する。しかるのち、所定のマスクパターンを備えたマスクを密着させ、マスクパターンの上から活性光線を照射し、現像して感光性樹脂パターンを作成する。次いで前記感光性樹脂パターンを保護パターンとして露出したリブ形成層をサンドブラスト材を用いるサンドブラスト処理で研削除去し、残存する感光性樹脂層を水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、過ヨウ素酸、過ヨウ素酸ナトリウム、有機アルカリなどの剥離剤で除去して基板上にリブパターンを形成する。特にＰＤＰの製造にあっては、前記リブパターンの形成に続いて５００℃以上の温度で焼成するのがよい。前記サンドブラスト処理で使用するブラスト材としては、ガラスビーズ、ＳｉＣ、ＳｉＯ₂、Ａｌ₂Ｏ₃、ＺｒＯ₂、有機プラスチック材などの１〜５００μｍ程度の微粒子が挙げられる。
【００１３】
上記感光性樹脂パターンの形成に用いる感光性樹脂組成物としては、耐サンドブラスト性を有し、容易に焼成除去または剥離除去できる材料であればよく、例えば特開平９−１２７６９２号公報に記載する少なくとも２個以上のアクリロイル基又はメタクリロイル基を有する光重合可能なウレタン（メタ）アクリレート化合物、アルカリ可溶性高分子化合物及び光重合開始剤を含有する感光性樹脂組成物が好ましい。前記少なくとも２個以上のアクリロイル基又はメタクリロイル基を有する光重合可能なウレタン（メタ）アクリレート化合物としては、ジオール化合物とジイソシアネート化合物とが反応した末端イソシアネート基（−ＮＣＯ基）を有する化合物と、ヒドロキシル基を有する（メタ）アクリレート化合物との反応生成物が挙げられ、特に分子内に少なくとも３個以上のウレタン結合を有するウレタンアクリレートが好適でる。アルカリ可溶性高分子化合物としては、アクリル酸樹脂、メタクリル酸樹脂、アクリル酸又はメタクリル酸共重合体、カルボキシメチルセルロース、酢酸フタル酸セルロースなどが挙げられ、前記アクリル酸又はメタクリル酸共重合体の共重合成分としては、フマル酸、マレイン酸、クロトン酸、ケイ皮酸、アクリル酸メチル、メタクリル酸メチル、アクリル酸エチル、メタクリル酸エチル、アクリル酸ブチル、メタクリル酸ブチル、アクリル酸イソブチル、メタクリル酸イソブチル、フマル酸モノメチル、フマル酸モノエチル、フマル酸モノプロピル、マレイン酸モノメチル、マレイン酸モノエチル、マレイン酸モノプロピル、ソルビン酸などが挙げられ、またセルロースの部分酢酸エステルに、ジカルボン酸又はトリカルボン酸、例えばコハク酸、アジピン酸、トリメリット酸などを反応させて得たセルロース化合物が好ましく挙げられる。
【００１４】
上記光重合開始剤としては、具体的にベンゾフェノン、４、４’−ビス（ジメチルアミノ）ベンゾフェノン、３，３−ジメチル−４−メトキシ−ベンゾフェノン等のベンゾフェノン誘導体、アントラキノン、２−メチルアントラキノン、２−エチルアントラキノン、ｔｅｒｔ−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誘導体、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、ベンゾインプロピルエーテルなどのベンゾインアルキルエーテル誘導体、アセトフェノン、２，２−ジメトキシ−２−フェニルアセトフェノン、２，２−ジエトキシアセトフェノン、２−ヒドロキシ−２−メチルプロピオフェノン、４’−イソプロピル−２−ヒドロキシ−２−メチルプロピオフェノン、２−メチル−１−〔４−（メチルチオ）フェニル〕−２−モルフォリノ−１−プロパノンなどのアセトフェノン誘導体、２−クロロチオキサントン、ジエチルチオキサントン、イソプロピルチオキサントン、ジイソプロピルチオキサントンなどのチオキサントン誘導体、ベンジル、２，４，６−（トリハロメチル）−ｓ−トリアジン、２−（ｏ−クロロフェニル）−４，５−ジフェニルイミダゾリル二量体、９−フェニルアクリジン、１，７−ビス（９−アクリジニル）ヘプタン、１，５−ビス（９−アクリジニル）ペンタン、１，３−ビス（９−アクリジニル）プロパン、ジメチルベンジルケタール、トリメチルベンゾイルジフェニルホスフィンオキシド、トリブロモメチルフェニルスルホン、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）−ブタン−１−オンなどが挙げられる。これらの光重合開始剤は単独でも、２種以上を組み合わせても用いることができる。
【００１５】
感光性樹脂組成物の配合割合は、少なくとも２個以上のアクリロイル基又はメタクリロイル基を有する光重合可能なウレタン（メタ）アクリレート化合物が５０〜９０重量％、アルカリ可溶性樹脂セルロースが５〜５０重量％からなるとともに、光重合開始剤がウレタンアクリレートおよびアルカリ可溶性樹脂セルロースとの合計量に対して０．１〜２０重量％の範囲がよい。
【００１６】
【発明の実施の形態】
次に実施例に基づいて本発明をさらに詳細に説明するが、本発明はこれらの例によって何ら限定されるものではない。
【００１７】
【実施例】
実施例１
ＰｂＯを含む白色低融点ガラスフリット１００重量部、エチルセルロース２重量部、フタル酸ジブチル（可塑剤）５重量部、α−テルピネオール２０重量部及びＯｉｌ Ｙｅｌｌｏｗ １０５（アゾ系染料、オリエント化学工業社製）５重量部を三本ロールで練り混み混合してリブ形成用絶縁性ペースト組成物を調製した。
【００１８】
上記調製したリブ形成用絶縁性ペースト組成物を乾燥後の膜厚が１５０μｍとなるように、ソーダガラス上にスクリーン印刷法で塗布し、乾燥してリブ形成層を得た。次にリブ形成層上に感光性樹脂組成物のドライフィルムであるオーディルＢＦ−７０３（東京応化工業社製）をラミネートし、テストマスクを介して３．５Ｗの超高圧水銀灯で２００ｍＪ／ｃｍ²の強度で露光した。露光後、０．２重量％の炭酸ナトリウム水溶液でスプレー現像を行い感光性樹脂パターンを形成した。得られた感光性樹脂パターンは矩形で、テストマスク寸法との差が０．２μｍのシャープ性の優れ、精度の高いパターンであった。
【００１９】
次いで、上記感光性樹脂パターンをマスクとしてガラスビーズ＃８００（東芝パロティーニ社製）の研磨材でサンドブラスト処理し、リブ形成層を切削除去したところ、テストマスクに忠実な寸法精度が高く、かつ断面形状が矩形のパターンが形成された。次に前記基材を１２重量％モノエタノールアミン水溶液に浸漬して残存する感光性樹脂パターンを剥離除去したのち、５２０℃の温度で焼成した。得られた基材には焼成残渣が全くみられず、また、リブパターンは寸法精度が高く、かつ優れた形状であった。
【００２０】
実施例２
実施例１で使用したＯｉｌ Ｙｅｌｌｏｗ １０５（アゾ系染料、オリエント化学工業社製）を、Ｃ．Ｉ．Ａｃｉｄ Ｂｌａｃｋ １２３（サクシレート系染料、オリエント化学工業社製）に代えた以外は、実施例１と同様の操作によりリブ形成用絶縁性ペースト組成物を調製した。
【００２１】
上記調製した絶縁性ペースト組成物を実施例１と同様に、乾燥後の膜厚が１５０μｍとなるように、ソーダガラス上にスクリーン印刷し、乾燥してリブ形成層を得た。このリブ形成層上にオーディルＢＦ−７０３（東京応化工業社製）をラミネートし、テストマスクを介して３．５Ｗの超高圧水銀灯で２００ｍＪ／ｃｍ²の強度で照射し、現像して感光性樹脂パターンを形成した。得られた感光性樹脂パターンは矩形で、テストマスク寸法との差が０．３μｍのシャープ性に優れ、精度の高いパターンであった。
【００２２】
続いて、実施例１と同様にサンドブラスト処理でリブ形成層を切削し、感光性樹脂パターンを除去しのち、５２０℃の温度で焼成した。基材には焼成残渣が全くみられず、また、リブパターンは寸法精度が高く、かつ優れた形状であった。
【００２３】
比較例１
実施例１でリブ形成用絶縁ペースト組成物にＯｉｌ Ｙｅｌｌｏｗ １０５を配合しない以外、実施例１と同様の操作により感光性樹脂パターンを形成したところ、該パターンはテストマスク寸法との差が０．５１μｍのシャープ性に乏しいものであった。
【００２４】
【発明の効果】
本発明のリブ形成用絶縁性ペースト組成物は、感光性樹脂パターンの形成において、リブ形成層からの活性光線の乱反射を防ぐことができ、矩形の断面形状を有する感光性樹脂パターンが形成できる。そしてこの感光性樹脂パターンをマスクとしてサンドブラスト処理することで寸断面形状に優れ、かつ寸法精度の高いリブパターンが形成できる。特に、光反射率の高い白色リブパターンの形成に有効である。そして前記リブパターンを焼成することで精度が高く、かつシャープ性に優れたリブが得られる。
【００２５】
さらに、本発明のリブパターンの形成方法にあっては、リブ形成用絶縁性ペースト組成物層の上に直接感光性樹脂パターンを形成し、それをサンドブラスト処理することで簡便にリブパターンが形成でき、製造コストを低くできる。

Claims (2)

1. 絶縁性材料、有機バインダー、吸光性物質、有機溶剤及び可塑剤を含有する白色リブ形成用絶縁性ペースト組成物であって、前記絶縁性材料がＡｌ２Ｏ３、ＰｂＯ、Ｂ２Ｏ３、ＳｉＯ２、ＺｎＯ、ＭｇＯ及びＳｎＯ２から選ばれる光反射率の高い無機物質と低融点ガラス粉末からなり、かつ、絶縁性ペースト組成物の成分割合が絶縁性材料５０〜９５重量％、有機バインダー０．５〜１５重量％、吸光性物質０．１〜１５重量％、有機溶剤１〜５０重量％及び可塑剤０〜１５重量％であることを特徴とする白色リブ形成用絶縁性ペースト組成物。
2. 基板上に、請求項１記載の白色リブ形成用絶縁性ペースト組成物を塗布、乾燥して絶縁層を設けたのち、該絶縁層上に感光性樹脂パターンを形成し、それを保護マスクとして絶縁層をサンドブラスト処理で切削除去することを特徴とする白色リブパターンの形成方法。