JPH0264172A - マスキングレジスト組成物 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はパターン形成用マスキングレジスト組成物、と
りわけガラス板の如き、基板上にリフトオフ法により、
パターン化された被膜を形成するためのマスキングレジ
スト組成物に関する。

〔従来の技術〕

パターン化された被膜とりわけ透明導電膜を、ガラス板
の如き基板上に形成する技術は工業上重要であり、この
方法の１つとして無機物質を樹脂中に含んだレジストイ
ンクをガラス板に所定の形状に印刷後、透明導電膜を被
覆しその後レジストインクを除去する、いわゆるリフト
オフ法によるパターン形成法が用いられており、この技
術は特開昭４９−１１３５７３号公報や特開昭５２−３
６４９５号公報にすでに開示されている。ここで、ガラ
ス基板を高温に加熱し、高温の状態で化学気相析出法や
熱分解スプレー法の如き高温皮膜形成プロセスと、リフ
トオフ法パターニングを組合せて、直接パターン化され
た被膜を得る方法においては、被膜を被覆する前に塗布
するマスキングレジストの性質は、十分に吟味されなけ
ればならない。すなわちマスキングレジストにとって必
要な特性としては、■インクの耐熱性が高い、■インク
とガラスが反応しない、■加熱によりインクが剥離した
り割れたりしない、■被膜を形成するために基板上に吹
付けられる原料ガスや噴霧液滴に対して遮へい性能が高
い、■皮膜形成後インクが容易に除去できる。■インク
に毒性がないなどがある。これらの必要特性を具備する
ことを目的として開発されたマスキングレジストとして
は、炭酸バリウムを主成分としたＭＳＮ−４２Ｂ　レジ
スト（ＭｉｎＥｔｃｈ社製）や特開昭５６−９６８９４
号公報に開示されている炭酸バリウムを主成分とし、炭
酸カルシウムとブチルカルピトールおよびニトロセルロ
ースとからなるレジストインク、また特開昭５２−３６
４９５号公報に開示されている窒化硼素を主成分として
、バインダーとして硝化綿、溶剤としてブチルカルピト
ールを用いたレジストインクが提案されている。

〔本発明が解決しようとする課題〕

近年透明電極の微細パターン化が進み、かつ電気抵抗が
低い電極が要求されてきている。透明電極の抵抗を小さ
くするためには、透明導電膜の膜厚を厚くせざるを得ず
、またガラスの加熱温度もできるだけ高く、たとえば４
００℃以上にして被膜の被覆が実施される。

従来、ガラスの加熱温度が高くなると、マスキングレジ
ストがガラス表面に焼きついたように固着し、被膜の被
覆後のレジストの除去は、強力な物理的手段で実施しな
いと困難で、被覆された被膜にキズをつけ電極の断線を
生じさせるという問題があった。さらに、加熱によりレ
ジスト中の）容剤および樹脂成分が完全に蒸発、分解し
て逸散してしまうと、レジストに亀裂やピンホールが発
生し、レジストの導電膜形成用の原料蒸気や噴霧液滴に
対する遮へいが不十分となり、透明電極間の電気絶縁性
が信頼性良く確保できな（なるという欠点が、とくに微
細な電極を形成する場合において問題となっていた。一
方、樹脂および溶剤の茎発および分解が、原料蒸気ある
いは噴霧液滴の吹付は開始前に不十分であると、原料の
吹付けと同時に行われるため、原料蒸気あるいは噴霧液
滴が十分にレジストインクのエッヂと境界をなす基板上
に行きわたらず、形成されるパターン電極のエッヂ部分
の膜厚が薄くなるという問題が、とくに膜厚が２０００
Å以上の低抵抗の透明電極を形成する場合に顕著に認め
られていた。

本発明は上記した欠点を克服したりフトオフ法によるパ
ターン形成用のレジストインク、とりわけ膜厚が厚い低
抵抗の透明電極を、化学気相析出法あるいは熱分解スプ
レー法で直接基板上にパターン状に被覆するときに有効
な、マスキングレジストを提供するものである。

〔課題を解決するための手段〕

上記の課題を解決するために、本発明にかかるレジスト
組成物は、主成分としてタルク（ケイ酸マグネシウム）
を含有し、かつ少量成分としてベントナイトを含有する
樹脂と、有機溶剤とから構成される。レジストインク中
に含有されるタルクは重量比で１０〜４０％、ベントナ
イトは０．５〜３％、樹脂は１０〜３５％、さらに粘度
調整用の希釈溶剤としては１０〜４０％の範囲で含まれ
ることが好ましい。レジストインク中に含まれるタルク
は、ＩＯ〜３０μｍ程度の大きな粒径を有し、その形状
は葉片状をしている。スクリーン印刷で塗布される場合
の標準的な厚みである約ＩＯμｍの厚みに、本発明のレ
ジストインクを塗布すると、タルクの粒子の大きさはイ
ンクの厚みと同等またはそれより大きいため、ガラス基
板と平行または平行に近い状態でレジストインク中に存
在する。

レジストは加熱により稀発成分を失い、樹脂の分解によ
り体積の収縮を伴い微小なピンホール、クラックが発生
することがあるが、タルクはクラックが生じても、レジ
ストの上方から飛来する被膜の出発原料の蒸気あるいは
液滴がレジスト中を貫通してガラス表面上に到達するの
を防止するため、不必要な個所に被膜が付着することが
防止できる。

タルクの含有量としては、１０重量％以下では前記した
蒸気の遮へい効果が小さくなり、また４０％を越えると
、レジストの印刷特性が悪くなり、所定の寸法形状のパ
ターンを、そのエッヂがスムースになるように印刷でき
なくなるので、１０〜４０重量％の範囲が好ましい。

一方本発明のレジストを構成するベントナイトは少量含
有され、この物質は水に接触すると吸水し、体積が数倍
に増加する性質に基づいて、被膜形成後レジストを水洗
により除去する際にレジストにクラックを発生させ、レ
ジストを容易にガラス表面から脱離させる性質を、レジ
ストに付与せしめている。ベントナイトは含有量が重量
比で０．５％以下ではその効果がとぼしい。一方３％を
越えてもそれ程レジストの剥離性が良くならないので通
常０．５〜３％の範囲で調整される。本発明に用いられ
る樹脂は、熱可塑性樹脂たとえば塩化ビニル樹脂、アク
リル樹脂、アクリレート樹脂、エチルセルロース樹脂、
エポキシ樹脂、フェノール樹脂、ロジン系樹脂などを用
いることができるが、好ましくは樹脂中に塩素を含有し
ない樹脂であることが、加熱時の被膜形成時に塩素ガス
を発生しないので、設備の保全上や設備周辺の環境の維
持の点から好ましい。とくにガラス基板がソーダ石灰ガ
ラスのようなアルカリイオンを含むガラスである場合は
、レジストを塗布されたガラスが、通常被膜の形成に必
要な４００℃以上の高温に加熱されると、熱分解により
レジストから塩素が発生し、これがガラス表面に内部か
ら拡散して出てくるアルカリイオン（とくにＮａ”　イ
オン）と反応し、白濁を生じ欠点となり易いので、塩素
を含まない樹脂が本発明にかかるレジスト組成物として
はとくに好ましい。また樹脂はレジストを形成する主成
分となるものであるが、その含有量が多いと被膜を形成
する前に樹脂を完全に分解するためには、高温で長時間
加熱する必要が生じる。このことは、たとえばガラス基
板をベルト式の連続化学気相析出装置に投入して被膜を
形成する場合には、ベルトスピードが遅くなり、生産性
が低下するという欠点を有する。一方しジスＶｔ酸物の
印刷特性を確保するためには、最小限の樹脂成分が必要
である。したがってこれらの理由から通常、樹脂は重量
比で１０〜３５％の範囲に設定することが好ましい。ま
た本発明に使用される溶剤としては、前記した樹脂と相
溶性があり、タルクやベントナイトの如き無機物質をレ
ジスト中に分散させて含有せしめ、かつ印刷特性が良い
レジストとなる溶剤が好ましい。通常セロソルブ系の溶
剤たとえばエチルセロソルブ、ブチルセロソルブや、カ
ルピトール系の溶剤たとえばエチルカルピトール、ブチ
ルカルピトールや、アセテート系の溶剤、たとえばエチ
ルセロソルブアセテート、ブチルセロソルブアセテート
、エチルカルピトールアセテート、ブチルカルピトール
アセテートや、石油系のｌ合剤たとえばエチレングリコ
ールモノエチルエ−テル ツルヘントナフサなどまたはこれらの２つ以上の溶剤を
混合したものが好んで使用される。また上記したレジス
トを構成する成分の他にアルミナ。

酸化チタン、ミリ力などの粉末を充填剤として添加する
ことができる。

ガラス基板をたとえば４００°Ｃ以上の温度に加熱して
、化学気相析出法や熱分解スプレー法により被膜を形成
するプロセスと、それに先立ち被膜の不要な部分にマス
キングレジストを塗布してパターン化された被膜を直接
得る方法では、被膜を形成する前段階で、マスキングレ
ジストは有機成分が完全に除去され、その後の被膜形成
でガスが発生しない状態になっていると同時に、出発原
料である蒸気や噴務液滴に対するマスキング効果が太き
（かつ、被膜形成後除去し易いことが好ましい。本発明
にかかるレジスト組成物は、上記した高温プロセスによ
り被膜を形成するリフトオフ法のパターン形成において
、マスキング性が良く、ガスの発生がなく、かつ被膜形
成後レジストを除去し易いという特徴を有するものであ
る。

また本発明にかかるレジストｍ酸物は、透明導電膜たと
えば酸化錫を主成分とする透明電極や酸化インジウムを
主成分とする透明電極のリフトオフ法でのパターン加工
に用いられるのはもちろん、有機金属塩たとえば金属ア
セチルアセトナートを出発原料とする酸化コバルトや酸
化クロムの金属酸化物の被膜や、テトラエトキシオルソ
シリケートの如き有機シリケートを出発原料としてＳｉ
０２膜を直接所定の形状に、化学気相析出法や熱分解ス
プレー法で基板の上に製造するときにも使用できる。

さらに、熱分解して被膜となる原料が含まれる溶液に基
板を冷間で浸漬し、あるいはかかる溶液を基板に冷間で
塗布後、、基板を加熱して、基板上に被膜を被覆する方
法に対しても、本発明のレジストは用いることができる
。また被膜を被覆する基板については、ガラスにあって
はとくにその組成にこだわるものではなく、シリコンな
どの半導体基板も用いることができる。

〔作用〕

本発明にかかるレジスト組成物中のタルクは、ガラス基
板上に塗布されたレジストが高温に加熱さた状態で、木
来有する偏平な形状により、原料蒸気がガラス表面に到
達するのを防止する作用を有する。またベントナイトは
本発明のレジスト組成物が水に接触したときに、その著
るしい体積膨張によりレジストにクラックを発生させる
作用をもつ。また樹脂および溶剤は印刷インクとして必
要な粘性、流動性を付与し、とくに塩素を含有しない樹
脂は高温時にガラス表面のアルカリとレジスト組成物が
反応し、塩化ナトリウムがガラス表面に生成するのを防
止する作用を有する。

〔実施例］ 次に、本発明のレジス１４ｆｌ成物を用いて、化学気相
析出法によりガラス基板上にパターン化した透明導電膜
を形成した例を示す。

実施例１ タルク３０ｇ、ベントナイト２．０ｇ、変性ロジン樹脂
３４ｇ、エチルカルピトール１７ｇ、ソルベントナフサ
１７ｇの割合で調合し、これを２時間混合器で混練して
レジスト組成物を調整した。

このレジスト組成物をスクリーン印刷機で１５０Ｘ１５
０Ｘ１．１ｍｗの洗浄直後のガラス基板上に、電極巾が
１５０μｍ、電極間の距離が１５０μｍとなるような２
００本のストライプ状のパターンを有するテスト用マス
クスクリーンを用いて印刷した。次にスクリーン印刷し
たガラス基板を、予備加熱ゾーンと膜形成ゾーンを有す
るベルトａ送弐の常圧化学気相析出装置に投入し、膜厚
が２０００人の酸化錫を主成分とする被膜をガラスの一
面全体に被覆した。なお各ゾーンの雰囲気温度はそれぞ
れ５００℃に設定して実施した。酸化錫の膜を被覆後ガ
ラス基板を徐冷し、流水によりブラッシングして残留し
ているレジストをすべて除去した。

レジストの剥離は容易に行われ、膜面にはブラシによる
傷がないことが光学顕微鏡で確認された。

また得られた酸化錫からなる直線状の透明電極のパター
ンのエッヂはシャープな形状をしていることが光学顕微
鏡で確かめられた。相隣り合う電極を端子とし、その端
子間の電気的短絡、および各電極の両端を端子とする電
極の導通不良の有無を、それぞれ任意の１００ケ所で調
べた結果、短絡および導通不良とも皆無であった。

実施例２ 膜厚が４０００人であることを除いて、実施例１と全く
同様にして酸化錫の透明電極付ガラスを得た。残留して
いるレジストをすべて除去し光学顕微鏡により透明電極
表面のキズ、およびエッヂの形状を観察し、キズが無い
こと、パターンエッヂがシャープな形状をしていること
確認した。また電極間の電気的短絡および電極の導通不
良は任意の１００ケ所について皆無であった。

比較例 実施例１と同じテスト用マスクスクリーンを用いて、炭
酸バリウムを主成分とするマスキングレジストを１５０
Ｘ１５０Ｘ１．１ｍｍサイズのガラス基板上に印刷し、
実施例１と同じ方法で膜厚が２０００人の酸化錫膜を被
覆し、徐冷された被膜付のガラス基板を得た。流水によ
り残留しているレジストをブラッシングにより除去しよ
うとしたが、局部的にレジストが強く固着し、完全に除
去できない部分が生じた。目視でレジストが完全に除去
できたと思われる相隣合う電極間の８４個所について、
電気的短絡を調べたところ４２個所が短絡を生じていた
。また８５本の電極のうち１２本が、プラシングによる
レジスト除去のときについたと思われるキズで、断線に
よる導通不良となっていた。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明にかかるレジスト組成物を
用いて、高温プロセスにより透明導電膜を直接パターン
状に形成する場合、パターン電極の電極間絶縁性が確実
に得られ、とくに透明電極の膜厚が２０００Å以上の厚
い場合でもパターンのエッヂ部分がシャープに加工でき
る。また透明電極の表面に微小な傷を発生させることが
ないので、電極の断線を極めて少な（することができる
。

またレジスト組成物には、有害物質が含有されていない
ため、被膜形成と同時に被膜のパターン形成を、公害防
止設備を設置することな〈実施でき、パターン化された
被膜の製造コストを低減することが可能となる。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）主成分としてタルクを含有しかつ、少量成分とし
   てベントナイトを含有する樹脂と、粘度を調整するため
   の有機溶剤とからなるマスキングレジスト組成物
2. （２）前記樹脂が塩素を含有しない樹脂である特許請求
   範囲第１項記載のレジスト組成物