JPH0929639A - 厚膜パターン形成方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 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良好な
仕上がりパターンを両立させる。 【構成】 レジストマスク７の開口部に対応するパター
ン形成材料をサンドブラスト法により除去した後、レジ
ストマスク７上に可撓性のフィルム、例えば粘着テープ
８を貼り合わせ、当該フィルムと共にレジストマスク７
を物理的に剥離する。レジストマスク７の剥離に従来の
ような湿式剥離を行わずにすむので、研削が容易で機械
的強度が低いパターン形成材料を用いても、レジストマ
スク７の良好な剥離を行うことが可能となり、サンドブ
ラストによる他の構成材料へのダメージが軽減できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】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、サーマルヘ
ッド、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にお
ける障壁の形成方法に利用した際に大きな効果が得られ
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、ｐ１３
８）。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、焼成により燃焼、分解、気化等
をして焼失し得る樹脂バインダー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
なるべく容易に研削されるには、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講じられる。 （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
れやすくした未焼成の障壁形成材料は、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、通常の湿式方式によりレジスト剥離
を行うと、剥離工程において破壊されたり、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。ま
た、剥離後には致命的な欠陥が発生していない場合であ
っても、剥離によるダメージで小さな亀裂ができてお
り、焼成工程の焼結による収縮応力によって、この亀裂
をきっかけとした障壁の断線が発生する。そこで、レジ
ストの剥離に湿式方式を用いずに、焼成炉中でバーンア
ウトさせてしまう方法も考えられるが、従来用いられて
いるフォトレジストでは、レジスト材料の炭化物が基板
上に固着してしまい良好な剥離は困難であり、また飛散
した炭化物が炉内に堆積し、他の工程で焼成炉を使用し
た際に基板上に付着して不良品を発生させると言った問
題も生じる。このように、障壁形成材料の研削容易性を
向上させようとするとレジスト剥離適性からの制約を強
く受けることになる。

【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良好な仕上がりパターンを両立
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、本発明は、無機粉体と樹脂バインダーとを主成分と
する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マ
スクを形成する工程と、該レジストマスクの開口部に対
応するパターン形成材料を除去する工程と、該レジスト
マスクを剥離する工程と、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、レジストマスクを剥離する前記工程を、レジストマ
スク上に可撓性のフィルムを貼り合わせ、当該フィルム
と共にレジストマスクを物理的に剥離するようにしたこ
とを要旨とする。

【００１０】

【発明の実施の形態】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厚膜をパターン加工する場合
に特に有効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を示すものであって、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。

【００１１】前記したように障壁形成材料は、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、焼成により燃焼、分解、気化して
焼失し得る樹脂バインダーを少量含むものが用いられ
る。樹脂バインダーとしては、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。サンドブラスト加工により容易に研削されるために
は樹脂の含有率は小さいことが好ましく、乾燥後の樹脂
含有率は１〜３重量％が好ましい。

【００１２】そして、障壁形成層は、これらの固形分を
揮発性溶剤によりインキ化したものを塗布した後、加熱
して乾燥することにより形成される。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。この塗工液の
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。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。こ
のようにすることで、必要部分のみにパターン状の塗布
が可能となる、高い膜厚精度や表面平滑性が得られるな
どの利点がある。

【００１３】レジストマスクの形成は、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、レジストマスクの材料としてフ
ォトレジストを使用してフォトリソグラフィー法でパタ
ーニングするのが好ましい。この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
が使用可能であるが、本発明による剥離方法を適用する
ためには、ドライフィルムレジスト、特にネガ型でアル
カリ現像型のドライフィルムレジストが好適に用いられ
る。

【００１４】レジストマスクの剥離に用いられるフィル
ムは、特に限定されるものではなく、汎用の高分子フィ
ルムが広く使用可能であり、レジストマスク上にフィル
ムを簡便に接着させるために、粘着剤をコーティングし
たフィルム、例えば市販の粘着テープが好適に使用され
る。そして、フィルムの接着は一般的に使用されるラミ
ネーターを用いて行うことができる。粘着剤の特性によ
り加熱することが効果的な場合もある。

【００１５】フィルムと共にレジストマスクを剥離する
際、フィルムの接着が良好に行われており、接着強度の
バランスがとれていれば、障壁形成材料にダメージを与
えることなくレジストマスクを完全に剥離することがで
きる。フィルムの接着強度が強すぎると、レジストマス
クの剥離過程で障壁形成材料の表層部分が破壊してフィ
ルム側に持って行かれるので好ましくなく、また接着強
度が弱すぎると、レジスト材料の剥離残りが発生するた
め好ましくない。

【００１６】レジストマスクを剥離した後の焼成は、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。

【００１７】

【実施例】以下、図１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。

【００１８】（実施例）まず、図１（ａ）に示すよう
に、ガラス基板１上に電極２をパターン状に形成した
後、奥野製薬工業製の障壁用ペースト（Ｇ３−０４１
４）をリバースロールコーターにより塗布し、ホットプ
レートにより１００℃にて３０分間乾燥させてから、さ
らに１５０℃で２０分間乾燥して平均膜厚１４０μｍの
障壁形成層３を得た。

【００１９】次いで、ガラス基板１を８０℃に加熱し、
図１（ｂ）に示すように、ネガ型のドライフィルムレジ
スト４をラミネートした。使用したドライフィルムレジ
スト４は日本合成化学工業製の「ＮＥＦ−１５０」であ
る。続いて、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５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２００μＷ／ｃｍ² 、照射量２００ｍＪ／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）に示すように線幅８０μｍ、ピッチ２２
０μｍのサンドブラスト用レジストマスク６が得られ
た。

【００２０】このように障壁形成層３上にレジストマス
ク６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
によりレジストマスク６の開口部に対応するパターン形
成材料を除去した。この場合、ノズルとガラス基板１の
距離は１０ｃｍとし、研磨剤に褐色溶融アルミナ＃１０
００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。

【００２１】サンドブラスト処理を終了した後、図２
（ｂ）に示すように、レジストマスク６の上に粘着テー
プ７をラミネートして貼り合わせた。使用した粘着テー
プ７は日東電工製のマスキングテープ「Ｎ−３８０」
で、塩化ビニルフィルムに粘着剤をコーティングしたも
のである。次いで、図２（ｃ）に示すように粘着テープ
７と共にレジストマスク６を剥離した。その結果、障壁
形成層３にダメージを与えることなく、レジストマスク
６を良好に剥離することができた。

【００２２】そして、ピーク温度５６０℃にて焼成を行
い、図２（ｄ）に示すように、障壁形成材料をガラス基
板１に結着させた。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８が形成された。ま
た、電極２の断線も発生しなかった。

【００２３】（比較例）上記実施例においてサンドブラ
スト処理を終了後、レジストマスク６の剥離を通常のア
ルカリ水溶液のスプレーにより行った。剥離液として希
水酸化ナトリウム溶液、アミン系剥離液を用い、種々条
件を変えてテストしたが、いずれも剥離後には障壁に欠
けが発生したり、表層部分が破壊され凹凸が発生したり
して、良好に剥離することができなかった。

【００２４】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の厚膜パタ
ーン形成方法によれば、レジストマスクの開口部に対応
するパターン形成材料をサブトラクティブ法により除去
した後、レジストマスク上に可撓性のフィルムを貼り合
わせ、当該フィルムと共にレジストマスクを物理的に剥
離するようにしたことにより、レジストマスクの剥離に
従来のような湿式剥離を行わずにすむことから、研削が
容易で機械的強度が低いパターン形成材料を用いても、
レジストマスクの良好な剥離を行うことが可能となる。
したがって、研削の容易なパターン形成材料を用いるこ
とで、サンドブラストによる他の構成物へのダメージを
軽減でき、また研削に要する時間が短くてすみ、研削材
と消費エネルギーを節約することができる。

【００２５】また、パターン形成材料中にアルカリや水
に対して不安定なガラス粉末を使用することが可能とな
り、より低温で焼成することが可能となる。これによ
り、ガラス基板の変形が低減され、大型のガラス基板の
場合においてもトータルピッチのずれを許容範囲内に抑
えることができる。

【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一実施例
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 ガラス基板 ２ 電極 ３ 障壁形成層 ４ ドライフィルムレジスト ５ ラインパターンマスク ６ レジストマスク ７ 粘着テープ ８ 障壁

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 無機粉体と樹脂バインダーとを主成分と
   する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マ
   スクを形成する工程と、該レジストマスクの開口部に対
   応するパターン形成材料を除去する工程と、該レジスト
   マスクを剥離する工程と、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、レジストマスクを剥離する前記工程を、レジストマ
   スク上に可撓性のフィルムを貼り合わせ、当該フィルム
   と共にレジストマスクを物理的に剥離するようにしたこ
   とを特徴とする厚膜パターン形成方法。
2. 【請求項２】 レジストマスクの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
   により行う請求項１に記載の厚膜パターン形成方法。
3. 【請求項３】 レジストマスクの材料がネガ型のドライ
   フィルムレジストである請求項１又は２に記載の厚膜パ
   ターン形成方法。
4. 【請求項４】 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請求項１，２又は３に記載
   の厚膜パターン形成方法。