JPH09310030A - 感光性ペースト - Google Patents
感光性ペーストInfo
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- JPH09310030A JPH09310030A JP8151308A JP15130896A JPH09310030A JP H09310030 A JPH09310030 A JP H09310030A JP 8151308 A JP8151308 A JP 8151308A JP 15130896 A JP15130896 A JP 15130896A JP H09310030 A JPH09310030 A JP H09310030A
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Abstract
能にする感光性ペーストを提供する。 【解決手段】無機微粒子と感光性化合物を含む有機成分
を必須成分とする感光性ペーストであって、有機成分の
平均屈折率と無機微粒子の平均屈折率の差が0.1以下
であることを特徴とする感光性ペースト。
Description
トに関する。
スプレイ、プラズマアドレス液晶ディスプレイをはじめ
とする各種のディスプレイ、回路材料等のパターン加工
に用いられる。また、プラズマディスプレイは大型のテ
レビやコンピューターモニターに用いることができる。
で、無機材料を高精度にパターン加工する技術が強く求
められている。
・高精細化が進んでおり、それに伴って、パターン加工
技術も技術向上が望まれている。例えば、プラズマディ
スプレイパネルの各画素の仕切りである隔壁の形成に
は、ガラスなどの無機材料を高精度かつ高アスペクト比
でパターン加工できる材料が望まれている。
るセラミック基板を精密に加工する技術が必要とされて
いるものの、現状では、スクリーン印刷やパンチングに
よるパターン形成が行われているため、回路材料の小型
化に伴う高精度のパターニング要求に対応するための技
術が必要とされている。
合、無機微粒子と有機バインダーからなるペーストをス
クリーン印刷した後、焼成する方法が多く用いられてい
る。しかしながらスクリーン印刷は精度の高いパターン
が形成できないという欠点があった。また、高アスペク
ト比のパターンを形成する場合、多層印刷を行う必要が
あり、工程が多くなるという欠点もあった。
−296534号公報、特開平2−165538号公
報、特開平5−342992号公報では、感光性ペース
トを用いてフォトリソグラフィ技術に形成する方法が提
案されている。しかしながら、感光性ペーストの感度や
解像度が低いために高アスペクト比、高精細の隔壁が得
られないために、例えば80μmを越えるような厚みの
ものをパターン加工する場合、複数回の加工工程(塗
布、露光、現像工程)を必要とするため、工程が長くな
る欠点があった。
は、感光性ペーストを転写紙上にコーティングした後、
転写フィルムをガラス基板上に転写して隔壁を形成する
方法が、特開平3−57138号公報では、フォトレジ
スト層の溝に誘電体ペーストを充填して隔壁を形成する
方法がそれぞれ提案されている。また特開平4−109
536号公報では、感光性有機フィルムを用いて隔壁を
形成する方法が提案されている。しかしながら、これら
の方法では、転写フィルムやフォトレジストあるいは有
機フィルムを必要とするために工程が増えるという問題
点があった。また、高精細度や高アスペクト比を有する
隔壁を得るには至っていない。
は、隔壁だけでなく、絶縁体層や誘電体層のパターン加
工が必要になる場合があるが、隔壁と同様の問題があっ
た。
スト中の有機成分および無機成分の屈折率制御を行うこ
とによって、有機成分と無機成分の界面での反射・散乱
を削減し、高アスペクト比かつ高精度のパターン加工を
可能にする感光性ペーストを提供することを目的とす
る。
粒子と感光性有機成分を必須成分とする感光性ペースト
であって、無機微粒子の平均屈折率N1と有機成分の平
均屈折率N2が、次式を満たすことを特徴とする感光性
ペーストにより達成される。
む有機成分を必須成分とする感光性ペーストであって、
平均屈折率が1.5〜1.7の範囲の無機微粒子を用い
ることを特徴とする感光性ペーストにより達成される。
機粒子と感光性の化合物を含む有機成分からなり、感光
性の有機成分によるフォトリソグラフィーを用いたパタ
ーン形成後に焼成を行って、無機物のパターンを作成す
るものである。
95重量%、さらには、70〜95重量%であることが
焼成時の収縮率が小さく、焼成による形状変化が小さく
なり好ましい。
平均屈折率N1と有機成分の平均屈折率N2が、次式を
満たすことによって、高アスペクト比のパターンが簡便
に得ることができることを見いだした。
たすことによって、高アスペクト比のパターンを高精度
に形成することができる。
2≦0.07である。
が向上することを考慮すると、次式を満足させることに
よって、より高アスペクト比のパターンを形成する。
3と無機微粒子の平均屈折率N1について、次の式を満
たすことによって、高アスペクト比のパターンを形成で
きる。
ない。ガラス、セラミックス(アルミナ、コーディライ
ト等)、金属(金、白金、銀、銅、ニッケル、パラジウ
ム、タングステン、酸化ルテニウムやこれらの合金)等
を用いることができるが、ケイ素酸化物、ホウ素酸化物
またはアルミニウム酸化物を必須成分とするガラスやセ
ラミックスが好ましい。これらは、絶縁体であり、絶縁
パターンの形成、特にプラズマディスプレイやプラズマ
アドレス液晶ディスプレイの隔壁の形成に好ましく用い
られる。
パターンの形状を考慮して選ばれるが、50重量%粒子
径が0.1〜10μm、10重量%粒子径が0.4〜2
μm、90重量%粒子径が4〜10μmのサイズを有し
ており、比表面積0.2〜3m2 /gの無機微粒子を用
いることが、パターン形成上において好ましい。
る無機微粒子を用いることによって、高アスペクト比の
パターンニングが可能である。具体的には、球形率80
個数%以上であることが好ましい。より好ましくは平均
粒子径1.5〜4μm、比表面積0.5〜1.5m2 /
g、球形率90個数%以上である。
しくは楕球形の形状を有する粒子の割合であり、光学顕
微鏡において、円形、楕円形として観察される。
m厚み)が50%以上のガラスを粉砕して得られたガラ
ス微粒子を用いることによって、より正確な形状のパタ
ーンを得ることができる。
液晶ディスプレイの隔壁に用いる場合は、熱軟化点の低
いガラス基板上にパターン形成するため、無機微粒子と
して、熱軟化温度(Ts)が350〜600℃のガラス
微粒子を60重量%以上用いることが好ましい。
せないためには、線熱膨張係数が50〜90×10-7、
さらには、60〜90×10-7のガラス微粒子を用いる
ことが好ましい。
は3〜60重量%の範囲で配合することが好ましく、よ
り好ましくは20〜60重量%である。3重量%未満の
場合はガラス層の緻密性、強度や安定性が低下し、また
熱膨張係数が所望の値から外れ、ガラス基板とのミスマ
ッチが起こりやすい。また60重量%以下にすることに
よって、熱軟化点が低くなり、ガラス基板への焼き付け
が可能になるなどの利点がある。
することが好ましく、より好ましくは10〜40重量%
である。この範囲で配合することによって、電気絶縁
性、強度、熱膨張係数、絶縁層の緻密性などの電気、機
械および熱的特性を向上することができる。50重量%
を越えるとガラスの安定性が低下する。
化ナトリウム、酸化カリウムのうち少なくとも1種類を
5〜50重量%含むガラス微粒子を用いることによっ
て、ガラス基板上にパターン加工できる温度特性を有す
るガラスペーストを得ることができる。50重量%を越
えるとガラスの耐熱温度が低くなり過ぎてガラス基板上
への焼き付けが難しくなる。特に、酸化ビスマスを5〜
50重量%含有するガラスを用いることは、ペーストの
ポットライフが長いなどの利点がある。
酸化物換算表記で 酸化ビスマス 5〜50重量% 酸化珪素 3〜60重量% 酸化ホウ素 5〜50重量% の組成を含むものを50重量%以上含有することが好ま
しい。
ガラスは、1.5〜1.9程度の屈折率を有している。
有機成分の平均屈折率が無機微粒子の平均屈折率と大き
く異なる場合は、無機微粒子と感光性有機成分の界面で
の反射・散乱が大きくなり、精細なパターンが得られな
い。一般的な有機成分の屈折率は1.45〜1.7であ
るため、無機微粒子の平均屈折率を1.5〜1.7にす
ることにより、無機微粒子と有機成分の屈折率を整合さ
せることができる。好ましくは、屈折率1.55〜1.
65にすることによって、有機成分の選択の幅が広がる
利点がある。
ウム等のアルカリ金属の酸化物を合計で3〜20重量%
含有するガラス微粒子を用いることによって、熱軟化温
度、熱膨張係数のコントロールが容易になるだけでな
く、ガラスの平均屈折率を低くすることができるため、
有機物との屈折率差を小さくすることが容易になる。ア
ルカリ金属の酸化物の添加量はペーストの安定性を向上
させるためには、20重量%以下が好ましく、より好ま
しくは15重量%以下である。
を用いることによって、比較的ペーストの安定性を高く
することができ、また、酸化カリウムを用いた場合は、
比較的少量の添加でも屈折率を制御できる利点があるこ
とから、アルカリ金属酸化物の中でも、酸化リチウムと
酸化カリウムの添加が有効である。
熱軟化温度を有し、平均屈折率を1.5〜1.7にする
ことができ、有機成分との屈折率差を小さくすることが
容易になる。
熱軟化温度や耐水性向上の点から好ましいが、酸化鉛や
酸化ビスマスを10重量%以上含むガラス微粒子は、屈
折率が1.6以上になるものが多い。このため、酸化リ
チウム、酸化ナトリウム、酸化カリウムなどのアルカリ
金属の酸化物と酸化鉛や酸化ビスマスを併用することに
よって、熱軟化温度、熱膨張係数、耐水性、屈折率のコ
ントロールが容易になる。
ム、酸化バリウム、酸化カルシウム、酸化マグネシウ
ム、酸化チタン、酸化亜鉛、酸化ジルコニウムなど、特
に酸化アルミニウム、酸化バリウム、酸化亜鉛を添加す
ることにより、硬度や加工性を改良することができる
が、熱軟化点、熱膨張係数、屈折率の制御の点からは、
その含有量は40重量%以下が好ましく、より好ましく
は30重量%以下であり、かつ、これらの含有量の合計
が50重量%以下である。
熱軟化点が600〜900℃のガラス微粒子やセラミッ
クス微粒子を40重量%以下の範囲で添加することによ
って、焼成時の収縮率を抑制することができる。ただ
し、この場合に用いる無機微粒子の屈折率差が0.1以
下、さらには、0.05以下であることが、精度良くパ
ターン形成する上で重要である。
めのガラス材料としては、基板として、ガラス以外にセ
ラミックを用いることができるため、熱軟化温度を60
0℃以下にする必要が無く、材料として、酸化アルミニ
ウムの含有量を25〜75重量%程度にすることによっ
て、より強度の高い基板形成が可能になる。
は、ベッケ法により行うことができる。測定する光の波
長はペーストを塗布した後に、露光する光の波長で測定
することが効果を確認する上で正確である。特に、35
0〜650nmの範囲の波長の光で測定することが好ま
しい。さらには、i線(365nm)もしくはg線(4
36nm)での屈折率測定が好ましい。
て、焼成後のパターンに着色することができる。例え
ば、感光性ペースト中に黒色の金属酸化物を1〜10重
量%含むことによって、黒色のパターンを形成すること
ができる。
Cr、Fe、Co、Mn、Cuの酸化物の内、少なくと
も1種、好ましくは3種以上を含むことによって、黒色
化が可能になる。特に、FeとMnの酸化物をそれぞれ
0.5重量%以上含有することによって、より黒色のパ
ターンを形成できる。
する無機顔料を添加したペーストを用いることによっ
て、各色のパターンを形成できる。これらの着色パター
ンは、プラズマディスプレイのカラーフィルターなどに
好適に用いることができる。
て、成分の異なる微粒子を組み合わせて用いることもで
きる。特に、熱軟化点の異なるガラス微粒子やセラミッ
クス微粒子を用いることによって、焼成時の収縮率を抑
制することができる。
機微粒子に関して、それぞれの屈折率差が0.1以下、
さらには、0.05以下であることが、精度良くパター
ン形成する上で重要である。
とは、感光性の有機化合物を含むペースト中の有機成分
(ペーストから無機成分を除いた部分)のことである。
は、感光性化合物の含有率が有機成分中の10重量%以
上、さらには、30重量%以上であることが光に対する
感度の点で好ましい。
ゴマー、感光性ポリマーのうち少なくとも1種類から選
ばれる感光性成分を含有し、さらに必要に応じて、バイ
ンダー、光重合開始剤、紫外線吸収剤、増感剤、増感助
剤、重合禁止剤、可塑剤、増粘剤、有機溶媒、酸化防止
剤、分散剤、有機あるいは無機の沈殿防止剤やレベリン
グ剤などの添加剤成分を加えることも行われる。
光可溶化型のものがあり、光不溶化型のものとして、 (A)分子内に不飽和基などを1つ以上有する官能性の
モノマー、オリゴマー、ポリマーを含有するもの (B)芳香族ジアゾ化合物、芳香族アジド化合物、有機
ハロゲン化合物などの感光性化合物を含有するもの (C)ジアゾ系アミンとホルムアルデヒドとの縮合物な
どいわゆるジアゾ樹脂といわれるもの等がある。
ス、キノンジアゾ類を含有するもの (E)キノンジアゾ類を適当なポリマーバインダーと結
合させた、例えばフェノール、ノボラック樹脂のナフト
キノン−1,2−ジアジド−5−スルフォン酸エステル
等がある。
のすべてのものを用いることができる。感光性ペースト
として、無機微粒子と混合して簡便に用いることができ
る感光性成分は、(A)のものが好ましい。
和結合を含有する化合物で、その具体的な例として、メ
チルアクリレート、エチルアクリレート、n−プロピル
アクリレート、イソプロピルアクリレート、n−ブチル
アクリレート、sec−ブチルアクリレート、sec−
ブチルアクリレート、イソ−ブチルアクリレート、te
rt−ブチルアクリレート、n−ペンチルアクリレー
ト、アリルアクリレート、ベンジルアクリレート、ブト
キシエチルアクリレート、ブトキシトリエチレングリコ
ールアクリレート、シクロヘキシルアクリレート、ジシ
クロペンタニルアクリレート、ジシクロペンテニルアク
リレート、2−エチルヘキシルアクリレート、グリセロ
ールアクリレート、グリシジルアクリレート、ヘプタデ
カフロロデシルアクリレート、2−ヒドロキシエチルア
クリレート、イソボニルアクリレート、2−ヒドロキシ
プロピルアクリレート、イソデキシルアクリレート、イ
ソオクチルアクリレート、ラウリルアクリレート、2−
メトキシエチルアクリレート、メトキシエチレングリコ
ールアクリレート、メトキシジエチレングリコールアク
リレート、オクタフロロペンチルアクリレート、フェノ
キシエチルアクリレート、ステアリルアクリレート、ト
リフロロエチルアクリレート、アリル化シクロヘキシル
ジアクリレート、1,4−ブタンジオールジアクリレー
ト、1,3−ブチレングリコールジアクリレート、エチ
レングリコールジアクリレート、ジエチレングリコール
ジアクリレート、トリエチレングリコールジアクリレー
ト、ポリエチレングリコールジアクリレート、ジペンタ
エリスリトールヘキサアクリレート、ジペンタエリスリ
トールモノヒドロキシペンタアクリレート、ジトリメチ
ロールプロパンテトラアクリレート、グリセロールジア
クリレート、メトキシ化シクロヘキシルジアクリレー
ト、ネオペンチルグリコールジアクリレート、プロピレ
ングリコールジアクリレート、ポリプロピレングリコー
ルジアクリレート、トリグリセロールジアクリレート、
トリメチロールプロパントリアクリレート、アクリルア
ミド、アミノエチルアクリレート、フェニルアクリレー
ト、フェノキシエチルアクリレート、ベンジルアクリレ
ート、1−ナフチルアクリレート、2−ナフチルアクリ
レート、ビスフェノールAジアクリレート、ビスフェノ
ールA−エチレンオキサイド付加物のジアクリレート、
ビスフェノールA−プロピレンオキサイド付加物のジア
クリレート、チオフェノールアクリレート、ベンジルメ
ルカプタンアクリレート、また、これらの芳香環の水素
原子のうち、1〜5個を塩素または臭素原子に置換した
モノマー、もしくは、スチレン、p−メチルスチレン、
o−メチルスチレン、m−メチルスチレン、塩素化スチ
レン、臭素化スチレン、α−メチルスチレン、塩素化α
−メチルスチレン、臭素化α−メチルスチレン、クロロ
メチルスチレン、ヒドロキシメチルスチレン、カルボシ
キメチルスチレン、ビニルナフタレン、ビニルアントラ
セン、ビニルカルバゾール、および、上記化合物の分子
内のアクリレートを一部もしくはすべてをメタクリレー
トに変えたもの、γ−メタクリロキシプロピルトリメト
キシシラン、1−ビニル−2−ピロリドンなどが挙げら
れる。本発明ではこれらを1種または2種以上使用する
ことができる。
和酸を加えることによって、感光後の現像性を向上する
ことができる。不飽和カルボン酸の具体的な例として
は、アクリル酸、メタアクリル酸、イタコン酸、クロト
ン酸、マレイン酸、フマル酸、ビニル酢酸、またはこれ
らの酸無水物などがあげられる。
ル、ポリビニルブチラール、メタクリル酸エステル重合
体、アクリル酸エステル重合体、アクリル酸エステル−
メタクリル酸エステル共重合体、α−メチルスチレン重
合体、ブチルメタクリレート樹脂などがあげられる。
化合物のうち少なくとも1種類を重合して得られた重量
平均分子量500〜10万のオリゴマーやポリマーを用
いることができる。重合する際に、これらのモノマーの
含有率が10重量%以上、さらに好ましくは35重量%
以上になるように、他の感光性のモノマーと共重合する
ことができる。
ン酸等の不飽和酸を共重合することによって、感光後の
現像性を向上することができる。不飽和カルボン酸の具
体的な例としては、アクリル酸、メタアクリル酸、イタ
コン酸、クロトン酸、マレイン酸、フマル酸、ビニル酢
酸、またはこれらの酸無水物などがあげられる。
の酸性基を有するポリマーもしくはオリゴマーの酸価
(AV)は50〜180、さらには70〜140の範囲
が好ましい。酸価が50未満であると、現像許容幅が狭
くなる。また、酸価が180を越えると未露光部の現像
液に対する溶解性が低下するようになるため現像液濃度
を濃くすると露光部まで剥がれが発生し、高精細なパタ
ーンが得られにくい。
に対して、光反応性基を側鎖または分子末端に付加させ
ることによって、感光性を持つ感光性ポリマーや感光性
オリゴマーとして用いることができる。
基を有するものである。エチレン性不飽和基としては、
ビニル基、アリル基、アクリル基、メタクリル基などが
あげられる。
付加させる方法は、ポリマー中のメルカプト基、アミノ
基、水酸基やカルボキシル基に対して、グリシジル基や
イソシアネート基を有するエチレン性不飽和化合物やア
クリル酸クロライド、メタクリル酸クロライドまたはア
リルクロライドを付加反応させて作る方法がある。
合物としては、アクリル酸グリシジル、メタクリル酸グ
リシジル、アリルグリシジルエーテル、エチルアクリル
酸グリシジル、クロトニルグリシジルエーテル、クロト
ン酸グリシジルエーテル、イソクロトン酸グリシジルエ
ーテルなどがあげられる。
和化合物としては、(メタ)アクリロイルイソシアネー
ト、(メタ)アクリロイルエチルイソシアネート等があ
る。
有するエチレン性不飽和化合物やアクリル酸クロライ
ド、メタクリル酸クロライドまたはアリルクロライド
は、ポリマー中のメルカプト基、アミノ基、水酸基やカ
ルボキシル基に対して0.05〜1モル当量付加させる
ことが好ましい。
ベンゾフェノン、o−ベンゾイル安息香酸メチル、4,
4−ビス(ジメチルアミン)ベンゾフェノン、4,4−
ビス(ジエチルアミノ)ベンゾフェノン、4,4−ジク
ロロベンゾフェノン、4−ベンゾイル−4−メチルジフ
ェニルケトン、ジベンジルケトン、フルオレノン、2,
2−ジエトキシアセトフェノン、2,2−ジメトキシ−
2−フェニル−2−フェニルアセトフェノン、2−ヒド
ロキシ−2−メチルプロピオフェノン、p−t−ブチル
ジクロロアセトフェノン、チオキサントン、2−メチル
チオキサントン、2−クロロチオキサントン、2−イソ
プロピルチオキサントン、ジエチルチオキサントン、ベ
ンジル、ベンジルジメチルケタノール、ベンジルメトキ
シエチルアセタール、ベンゾイン、ベンゾインメチルエ
ーテル、ベンゾインブチルエーテル、アントラキノン、
2−t−ブチルアントラキノン、2−アミルアントラキ
ノン、β−クロルアントラキノン、アントロン、ベンズ
アントロン、ジベンゾスベロン、メチレンアントロン、
4−アジドベンザルアセトフェノン、2,6−ビス(p
−アジドベンジリデン)シクロヘキサノン、2,6−ビ
ス(p−アジドベンジリデン)−4−メチルシクロヘキ
サノン、2−フェニル−1,2−ブタジオン−2−(o
−メトキシカルボニル)オキシム、1−フェニル−プロ
パンジオン−2−(o−エトキシカルボニル)オキシ
ム、1,3−ジフェニル−プロパントリオン−2−(o
−エトキシカルボニル)オキシム、1−フェニル−3−
エトキシ−プロパントリオン−2−(o−ベンゾイル)
オキシム、ミヒラーケトン、2−メチル−[4−(メチ
ルチオ)フェニル]−2−モルフォリノ−1−プロパノ
ン、ナフタレンスルホニルクロライド、キノリンスルホ
ニルクロライド、N−フェニルチオアクリドン、4,4
−アゾビスイソブチロニトリル、ジフェニルジスルフィ
ド、ベンズチアゾールジスルフィド、トリフェニルホル
フィン、カンファーキノン、四臭素化炭素、トリブロモ
フェニルスルホン、過酸化ベンゾインおよびエオシン、
メチレンブルーなどの光還元性の色素とアスコルビン
酸、トリエタノールアミンなどの還元剤の組合せなどが
あげられる。本発明ではこれらを1種または2種以上使
用することができる。光重合開始剤は、感光性成分に対
し、0.05〜10重量%の範囲で添加され、より好ま
しくは、0.1〜5重量%である。重合開始剤の量が少
なすぎると、光感度が不良となり、光重合開始剤の量が
多すぎれば、露光部の残存率が小さくなりすぎるおそれ
がある。
る。紫外線吸収効果の高い化合物を添加することによっ
て高アスペクト比、高精細、高解像度が得られる。紫外
線吸収剤としては有機系染料もしくは有機顔料、中でも
350〜450nmの波長範囲で高UV吸収係数を有す
る有機系染料が好ましく用いられる。具体的には、アゾ
系染料、アミノケトン系染料、キサンテン系染料、キノ
リン系染料、アミノケトン系染料、アントラキノン系、
ベンゾフェノン系、ジフェニルシアノアクリレート系、
トリアジン系、p−アミノ安息香酸系染料などが使用で
きる。有機系染料は吸光剤として添加した場合にも、焼
成後の絶縁膜中に残存しないで吸光剤による絶縁膜特性
の低下を少なくできるので好ましい。これらの中でもア
ゾ系およびベンゾフェノン系染料が好ましい。有機染料
の添加量は0.05〜5重量部が好ましい。0.05重
量%以下では紫外線吸光剤の添加効果が減少し、5重量
%を越えると焼成後の絶縁膜特性が低下するので好まし
くない。より好ましくは0.05〜1重量%である。有
機染料からなる紫外線吸光剤の添加方法の一例を上げる
と、有機染料を予め有機溶媒に溶解した溶液を作製し、
それをペースト作製時に混練する方法以外に、該有機溶
媒中にガラス微粒子を混合後、乾燥する方法があげられ
る。この方法によってガラス微粒子の個々の粒子表面に
有機の膜をコートしたいわゆるカプセル状の微粒子が作
製できる。
b、Fe、Cd、Mn、Co、Mgなどの金属および酸
化物がペースト中に含有する感光性成分と反応してペー
ストが短時間でゲル化し、塗布できなくなる場合があ
る。このような反応を防止するために安定化剤を添加し
てゲル化を防止することが好ましい。用いる安定化剤と
しては、トリアゾール化合物が好ましく用いられる。ト
リアゾール化合物としては、ベンゾトリアゾール誘導体
が好ましく用いられる。この中でも特にベンゾトリアゾ
ールが有効に作用する。本発明において使用されるベン
ゾトリアゾールによるガラス微粒子の表面処理の一例を
上げると、無機微粒子に対して所定の量のベンゾトリア
ゾールを酢酸メチル、酢酸エチル、エチルアルコール、
メチルアルコールなどの有機溶媒に溶解した後、これら
微粒子が十分に浸すことができるように溶液中に1〜2
4時間浸積する。浸積後、好ましくは20〜30℃下で
自然乾燥して溶媒を蒸発させてトリアゾール処理を行っ
た微粒子を作製する。使用される安定化剤の割合(安定
化剤/無機微粒子)は0.05〜5重量%が好ましい。
れる。増感剤の具体例としては、2,4−ジエチルチオ
キサントン、イソプロピルチオキサントン、2,3−ビ
ス(4−ジエチルアミノベンザル)シクロペンタノン、
2,6−ビス(4−ジメチルアミニベンザル)シクロヘ
キサノン、2,6−ビス(4−ジメチルアミノベンザ
ル)−4−メチルシクロヘキサノン、ミヒラーケトン、
4,4−ビス(ジエチルアミノ)−ベンゾフェノン、
4,4−ビス(ジメチルアミノ)カルコン、4,4−ビ
ス(ジエチルアミノ)カルコン、p−ジメチルアミノシ
ンナミリデンインダノン、p−ジメチルアミノベンジリ
デンインダノン、2−(p−ジメチルアミノフェニルビ
ニレン)−イソナフトチアゾール、1,3−ビス(4−
ジメチルアミノベンザル)アセトン、1,3−カルボニ
ル−ビス(4−ジエチルアミノベンザル)アセトン、
3,3−カルボニル−ビス(7−ジエチルアミノクマリ
ン)、N−フェニル−N−エチルエタノールアミン、N
−フェニルエタノールアミン、N−トリルジエタノール
アミン、N−フェニルエタノールアミン、ジメチルアミ
ノ安息香酸イソアミル、ジエチルアミノ安息香酸イソア
ミル、3−フェニル−5−ベンゾイルチオテトラゾー
ル、1−フェニル−5−エトキシカルボニルチオテトラ
ゾールなどがあげられる。本発明ではこれらを1種また
は2種以上使用することができる。なお、増感剤の中に
は光重合開始剤としても使用できるものがある。増感剤
を本発明の感光性ペーストに添加する場合、その添加量
は感光性成分に対して通常0.05〜10重量%、より
好ましくは0.1〜10重量%である。増感剤の量が少
なすぎれば光感度を向上させる効果が発揮されず、増感
剤の量が多すぎれば露光部の残存率が小さくなりすぎる
おそれがある。
せるために添加される。重合禁止剤の具体的な例として
は、ヒドロキノン、ヒドロキノンのモノエステル化物、
N−ニトロソジフェニルアミン、フェノチアジン、p−
t−ブチルカテコール、N−フェニルナフチルアミン、
2,6−ジ−t−ブチル−p−メチルフェノール、クロ
ラニール、ピロガロールなどが挙げられる。重合禁止剤
を添加する場合、その添加量は、感光性ペースト中に、
通常、0.001〜1重量%である。
タレート、ジオクチルフタレート、ポリエチレングリコ
ール、グリセリンなどがあげられる。
共重合体の酸化を防ぐために添加される。酸化防止剤の
具体的な例として2,6−ジ−t−ブチル−p−クレゾ
ール、ブチル化ヒドロキシアニソール、2,6−ジ−t
−4−エチルフェノール、2,2−メチレン−ビス−
(4−メチル−6−t−ブチルフェノール)、2,2−
メチレン−ビス−(4−エチル−6−t−ブチルフェノ
ール)、4,4−ビス−(3−メチル−6−t−ブチル
フェノール)、1,1,3−トリス−(2−メチル−6
−t−ブチルフェノール)、1,1,3−トリス−(2
−メチル−4−ヒドロキシ−t−ブチルフェニル)ブタ
ン、ビス[3,3−ビス−(4−ヒドロキシ−3−t−
ブチルフェニル)ブチリックアシッド]グリコールエス
テル、ジラウリルチオジプロピオナート、トリフェニル
ホスファイトなどが挙げられる。酸化防止剤を添加する
場合、その添加量は通常、添加量は、ペースト中に、通
常、0.001〜1重量%である。
を調整したい場合、有機溶媒を加えてもよい。このとき
使用される有機溶媒としては、メチルセロソルブ、エチ
ルセロソルブ、ブチルセロソルブ、メチルエチルケト
ン、ジオキサン、アセトン、シクロヘキサノン、シクロ
ペンタノン、イソブチルアルコール、イソプロピルアル
コール、テトラヒドロフラン、ジメチルスルフォキシ
ド、γ−ブチロラクトン、ブロモベンゼン、クロロベン
ゼン、ジブロモベンゼン、ジクロロベンゼン、ブロモ安
息香酸、クロロ安息香酸などやこれらのうちの1種以上
を含有する有機溶媒混合物が用いられる。
成分を感光させる時点におけるペースト中の有機成分の
屈折率のことである。つまり、ペーストを塗布し、乾燥
工程後に露光を行う場合は、乾燥工程後のペースト中の
有機成分の屈折率のことである。例えば、ペーストをガ
ラス基板上に塗布した後、50〜100℃で1〜30分
乾燥して屈折率を測定する方法などがある。
行われるエリプソメトリー法やVブロック法が好まし
く、測定は露光する光の波長で行うことが効果を確認す
る上で正確である。特に、350〜650nmの範囲中
の波長の光で測定することが好ましい。さらには、i線
(365nm)もしくはg線(436nm)での屈折率
測定が好ましい。
後の屈折率を測定するためには、ペースト中に対して光
照射する場合と同様の光を有機成分のみに照射すること
によって測定できる。
る酸化ビスマスや酸化鉛を10重量%以上含有するガラ
ス微粒子は、屈折率が1.6以上になる場合があり、こ
の場合は有機物の屈折率を高くする必要がある。
入する必要があり、有機成分中に硫黄原子、臭素原子、
ヨウ素原子、ナフタレン環、ビフェニル環、アントラセ
ン環、カルバゾール環を有する化合物を10重量%以上
用いることが高屈折率化に有効である。また、ベンゼン
環を有する化合物を20重量%以上含有することによっ
て、高屈折率化ができる。
する化合物を10重量%以上含有することによって、よ
り簡便に有機成分を高屈折率化することができる。ただ
し、含有量が60重量%以上になると光感度が低下する
という問題が発生するので、硫黄原子とナフタレン環の
合計含有量が10〜60重量%の範囲であることが好ま
しい。
レン環を導入する方法としては、感光性モノマーやバイ
ンダー中に、硫黄原子、ナフタレン環を持つ化合物を用
いることが有効である。分子内に硫黄原子を含有するモ
ノマーとしては、次の一般式(a)、(b)または
(c)で示される化合物などが挙げられる。
SまたはO、lは1〜3の整数、m,n,p,qは0〜
3の整数を示す。
いるものが用いられる、この場合、吸収波長近傍では屈
折率が極端に高くなるため、増感剤を多量に添加するこ
とによって、有機成分の屈折率を向上することができ
る。この場合の増感剤の添加量として、ペースト中に
0.5〜10重量%添加することができる。より好まし
くは、1〜6重量%である。
外線吸光剤、感光性ポリマー、感光性モノマー、光重合
開始剤、ガラスフリットおよび溶媒等の各種成分を所定
の組成となるように調合した後、3本ローラや混練機で
均質に混合分散し作製する。
機溶媒、可塑剤および沈殿防止剤などの添加割合によっ
て適宜調整されるが、その範囲は2000〜20万cp
s(センチ・ポイズ)である。例えばガラス基板への塗
布をスピンコート法で行う場合は、200〜5000c
psが好ましい。スクリーン印刷法で1回塗布して膜厚
10〜20μmを得るには、5万〜20万cpsが好ま
しい。ブレードコーター法やダイコーター法などを用い
る場合は、1000〜20000cpsが好ましい。
工を行う一例について説明するが、本発明はこれに限定
されない。
は、ポリマー製フィルムの上に、感光性ペーストを全面
塗布、もしくは部分的に塗布する。塗布方法としては、
スクリーン印刷、バーコーター、ロールコーター、ダイ
コーター、ブレードコーター等の一般的な方法を用いる
ことができる。塗布厚みは、塗布回数、コーターのギャ
ップ、スクリーンのメッシュ、ペーストの粘度を選ぶこ
とによって調整できる。
基板と塗布膜との密着性を高めるために基板の表面処理
を行うことができる。表面処理液としてはシランカップ
リング剤、例えばビニルトリクロロシラン、ビニルトリ
メトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、トリス−
(2−メトキシエトキシ)ビニルシラン、γ−グリシド
キシプロピルトリメトキシシラン、γ−(メタクリロキ
シプロピル)トリメトキシシラン、γ(2−アミノエチ
ル)アミノプロピルトリメトキシシラン、γ−クロロプ
ロピルトリメトキシシラン、γ−メルカプトプロピルト
リメトキシシラン、γ−アミノプロピルトリエトキシシ
ランなどあるいは有機金属例えば有機チタン、有機アル
ミニウム、有機ジルコニウムなどである。シランカップ
リング剤あるいは有機金属を有機溶媒、例えばエチレン
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、メチルアルコール、エチルアルコー
ル、プロピルアルコール、ブチルアルコールなどで0.
1〜5%の濃度に希釈したものを用いる。次にこの表面
処理液をスピナーなどで基板上に均一に塗布した後に8
0〜140℃で10〜60分間乾燥することによって表
面処理ができるまた、フィルム上に塗布した場合、フィ
ルム上で乾燥を行った後、次の露光工程を行う場合と、
ガラスやセラミックの基板上に張り付けた後、露光工程
を行う方法がある。
ィルムなどの上に塗布することによって、回路材料やデ
ィスプレイに用いる感光性グリーンシートを得ることが
できる。このグリーンシートをガラス基板上に転写する
ことによって、均一な厚みの感光性ペースト層を形成す
ることができる。
う。露光は通常のフォトリソグラフィーで行われるよう
に、フォトマスクを用いてマスク露光する方法が一般的
である。用いるマスクは、感光性有機成分の種類によっ
て、ネガ型もしくはポジ型のどちらかを選定する。
色の可視光レーザー光、Arイオンレーザーなどで直接
描画する方法を用いても良い。
ロキシミティ露光機等を用いることができる。また、大
面積の露光を行う場合は、ガラス基板などの基板上に感
光性ペーストを塗布した後に、搬送しながら露光を行う
ことによって、小さな露光面積の露光機で、大きな面積
を露光することができる。
可視光線、近紫外線、紫外線、電子線、X線、レーザー
光などが挙げられるが、これらの中で紫外線が好まし
く、その光源としてはたとえば低圧水銀灯、高圧水銀
灯、超高圧水銀灯、ハロゲンランプ、殺菌灯などが使用
できる。これらのなかでも超高圧水銀灯が好適である。
露光条件は塗布厚みによって異なるが、1〜100mW
/cm2 の出力の超高圧水銀灯を用いて0.5〜30分
間露光を行なう。
を設けることによって、パターン形状を向上することが
できる。酸素遮蔽膜の一例としては、PVAやセルロー
スなどの膜、あるいは、ポリエステルなどのフィルムが
上げられる。
量%の水溶液をスピナーなどの方法で基板上に均一に塗
布した後に70〜90℃で10〜60分間乾燥すること
によって水分を蒸発させて行う。また水溶液中にアルコ
ールを少量添加すると絶縁膜との塗れ性が良くなり蒸発
が容易になるので好ましい。さらに好ましいPVAの溶
液濃度は、1〜3重量%である。この範囲にあると感度
が一層向上する。PVA塗布によって感度が向上するの
は次の理由が推定される。すなわち感光性成分が光反応
する際に、空気中の酸素があると光硬化の感度を妨害す
ると考えられるが、PVAの膜があると余分な酸素を遮
断できるので露光時に感度が向上すると考えられる。
レン等の透明なフィルムを用いる場合は、塗布後の感光
性ペーストの上に、これらのフィルムを張り付けて用い
る方法もある。
対する溶解度差を利用して、現像を行なうが、この場
合、浸漬法やスプレー法、ブラシ法で行なう。
成分が溶解可能である有機溶媒を使用できる。また該有
機溶媒にその溶解力が失われない範囲で水を添加しても
よい。感光性ペースト中にカルボキシル基等の酸性基を
持つ化合物が存在する場合、アルカリ水溶液で現像でき
る。アルカリ水溶液として水酸化ナトリウムや炭酸ナト
リウム、水酸化カルシウム水溶液などのような金属アル
カリ水溶液を使用できるが、有機アルカリ水溶液を用い
た方が焼成時にアルカリ成分を除去しやすいので好まし
い。
合物を用いることができる。具体的には、テトラメチル
アンモニウムヒドロキサイド、トリメチルベンジルアン
モニウムヒドロキサイド、モノエタノールアミン、ジエ
タノールアミンなどが挙げられる。アルカリ水溶液の濃
度は通常0.01〜10重量%、より好ましくは0.1
〜5重量%である。アルカリ濃度が低すぎると可溶部が
除去されず、アルカリ濃度が高すぎると、パターン部を
剥離させ、また非可溶部を腐食させるおそれがあり好ま
しくない。また、現像時の現像温度は、20〜50℃で
行うことが工程管理上好ましい。
や、温度はペーストや基板の種類によって異なるが、空
気中、窒素、水素等の雰囲気中で焼成する。焼成炉とし
ては、バッチ式の焼成炉やベルト式の連続型焼成炉を用
いることができる。
ラス基板上にパターン加工する場合は、520〜610
℃の温度で10〜60分間保持して焼成を行う。
工程中に、乾燥、予備反応の目的で、50〜300℃加
熱工程を導入しても良い。
るガラス基板はプラズマディスプレイの前面側もしくは
背面側に用いることができる。また、プラズマアドレス
液晶ディスプレイのアドレス部分の放電を行うための基
板として用いることができる。
に、前背面のガラス基板を合わせて封着し、ヘリウム、
ネオン、キセノン等の希ガスを封入することによって、
プラズマディスプレイのパネル部分を製造できる。さら
に、駆動用のドライバーICを実装することによって、
プラズマディスプレイを製造することができる。
るため、つまり、一定の画面サイズで画素の数を増やす
ためには、1画素の大きさを小さくする必要がある。こ
の場合、隔壁間のピッチを小さくする必要があるが、ピ
ッチを小さくすると、放電空間が小さくなり、また、蛍
光体の塗布面積が小さくなることから、輝度が低下す
る。具体的には、42インチのハイビジョンテレビ(1
920×1035画素)や23インチのOAモニター
(XGA:1024×768画素)を実現しようとする
と、画素のサイズを450μm角の大きさにする必要が
あり、各色を仕切る隔壁は150μmピッチで形成する
必要がある。この場合、隔壁の線幅が大きいと放電のた
めの空間が確保できないことや蛍光体の塗布面積が小さ
くなることによって、輝度を向上することが困難にな
る。
よって、隔壁の幅を小さくすることができることを見い
だした。特に、隔壁幅20〜40μmのストライプ状隔
壁を形成するプラズマディスプレイを得ることができ、
高精細化時の輝度向上に有効である。
が100〜160μmの高精細隔壁を形成することによ
って、ハイビジョンテレビやコンピューターモニターに
用いることができる高精細プラズマディスプレイを提供
できる。
説明する。ただし、本発明はこれに限定はされない。な
お、実施例、比較例中の濃度(%)は特にことわらない
限り重量%である。
なる感光性ペーストを作成した。作成手順は、まず、有
機成分の各成分とγ−ブチロラクトンを80℃に加熱し
ながら溶解し、その後、無機微粒子を添加し、混練機で
混練することによってペーストを作成した。粘度は溶媒
量によって調整した。溶媒量(γ−ブチルラクトン)は
ペースト中に10〜40%になるように調整した。
くは石英ガラス基板上に、スクリーン印刷法による複数
回塗布によって、100μm、150μm、200μm
の塗布厚みになるように塗布を行った後、80℃で30
分乾燥した。
た。マスクは次の2種類を用いた。 (1)ピッチ220μm、線幅50μmのクロム製ネガ
マスク (2)ピッチ150μm、線幅20μmのクロム製ネガ
マスク 露光は、50mW/cm2 の出力の超高圧水銀灯で2〜
10J/cm2 の光量で紫外線露光を行った。その後、
モノエタノールアミンの0.5%水溶液に浸漬して、現
像を行った。
時間乾燥した後、最高温度560℃もしくは850℃
(最高温度保持時間30分)で焼成を行った。
で断面観察した結果、良好な隔壁パターンが形成されて
いる場合を○として評価し、パターンの欠落・断絶、現
像不良による未露光部の詰まりなどによって、良好な隔
壁が形成されていない場合を×として評価を行った。結
果を表3に示す。
有機成分だけを調整して、塗布および乾燥工程後に、エ
リプソメトリー法によって、25℃における436nm
の波長の光に関して測定を行った。
gを用いて、ペーストを作製した。使用した溶媒は、1
0gであった。パターン形成、560℃30分焼成を行
った結果を表3に示す。
gを用いて、ペーストを作製した。使用した溶媒は、1
5gであった。パターン形成、560℃10分焼成を行
った結果を表3に示す。
gを用いて、ペーストを作製した。使用した溶媒は、1
5gであった。パターン形成、560℃10分焼成を行
った結果を表3に示す。
を用いて、ペーストを作製した。使用した溶媒は、7g
であった。パターン形成、580℃15分焼成を行った
結果を表3に示す。
を用いて、ペーストを作製した。使用した溶媒は、11
gであった。パターン形成、580℃15分焼成を行っ
た結果を表3に示す。
を用いて、ペーストを作製した。使用した溶媒は、12
gであった。パターン形成、580℃15分焼成を行っ
た結果を表3に示す。
を用いて、ペーストを作製した。使用した溶媒は、10
gであった。パターン形成、850℃15分焼成を行っ
た結果を表3に示す。
gを混合した後、B3の有機成分25gを用いて、ペー
ストを作製した。使用した溶媒は、10gであった。パ
ターン形成、580℃30分焼成を行った結果を表3に
示す。
を用いて、ペーストを作製した。使用した溶媒は、10
gであった。パターン形成、560℃10分焼成を行っ
た結果を表3に示す。
を用いて、ペーストを作製した。使用した溶媒は、10
gであった。パターン形成、580℃15分焼成を行っ
た結果を表3に示す。
ぞれのモノマーの構成モル比を示す) TMPTA :トリメチロールプロパントリアクリレート TBPMA :トリブロモフェニルメタクリレート TBB−ADA :テトラブロモビスフェノールAジアクリレート BMEXS−MA:
スペクト比かつ高精度のパターン加工が可能になる。こ
れによって、ディスプレイ、回路材料等の厚膜、高精度
のパターン加工が可能になり、精細性の向上、工程の簡
略化が可能になる。特に、簡便に高精細プラズマディス
プレイパネルを作製することができる。
Claims (25)
- 【請求項1】無機微粒子と感光性有機成分を必須成分と
する感光性ペーストであって、無機微粒子の平均屈折率
N1と有機成分の平均屈折率N2が、次式を満たすこと
を特徴とする感光性ペースト。 −0.1≦N1−N2≦0.2 - 【請求項2】無機微粒子の平均屈折率N1と有機成分の
平均屈折率N2が、次式を満たすことを特徴とする請求
項1記載の感光性ペースト。 −0.05≦N1−N2≦0.1 - 【請求項3】無機微粒子と感光性化合物を含む有機成分
を必須成分とする感光性ペーストであって、平均屈折率
が1.5〜1.7の範囲の無機微粒子を用いることを特
徴とする感光性ペースト。 - 【請求項4】平均屈折率が1.55〜1.65の範囲の
無機微粒子を用いることを特徴とする請求項3記載の感
光性ペースト。 - 【請求項5】無機微粒子が、ガラス微粒子を60重量%
以上含有することを特徴とする請求項1または請求項3
記載の感光性ペースト。 - 【請求項6】50〜95重量部の無機微粒子と5〜50
重量部の有機成分からなることを特徴とする請求項1ま
たは請求項3記載の感光性ペースト。 - 【請求項7】ガラス微粒子として、熱軟化温度(Ts)
が400〜600℃のガラス微粒子を用いることを特徴
とする請求項5記載の感光性ペースト。 - 【請求項8】ガラス微粒子として、線熱膨張係数が50
〜90×10-7のガラス微粒子を用いることを特徴とす
る請求項5記載の感光性ペースト。 - 【請求項9】ガラス微粒子として、球形率80個数%以
上のガラス微粒子を用いることを特徴とする請求項5記
載の感光性ペースト。 - 【請求項10】ガラス微粒子として、酸化リチウム、酸
化ナトリウム、酸化カリウムのうち少なくとも1種類を
含有し、その含有率の合計が3〜20重量%のガラス微
粒子を用いることを特徴とする請求項5記載の感光性ペ
ースト。 - 【請求項11】ガラス微粒子として、酸化リチウムを3
〜20重量%含有するガラス微粒子を用いることを特徴
とする請求項6記載の感光性ペースト。 - 【請求項12】ガラス微粒子として、酸化ビスマス、酸
化鉛のうち少なくとも1種類を含有し、その含有率の合
計が5〜50重量%のガラス微粒子を用いることを特徴
とする請求項6記載の感光性ペースト。 - 【請求項13】ガラス微粒子として、酸化ビスマスもし
くは酸化鉛を合計で5〜30重量%含有し、かつ、酸化
リチウム、酸化ナトリウム、酸化カリウムのうち少なく
とも1種類を3〜15重量%含有するガラス微粒子を用
いることを特徴とする請求項6記載の感光性ペースト。 - 【請求項14】ガラス微粒子として、酸化珪素を3〜6
0重量%、酸化ホウ素を5〜50重量%含有するガラス
微粒子を用いることを特徴とする請求項6記載の感光性
ペースト。 - 【請求項15】ガラス微粒子として、酸化珪素を3〜6
0重量%、酸化ホウ素を5〜50重量%、酸化バリウム
を1〜30重量%、酸化アルミニウムを1〜30重量%
含有するガラス微粒子を用いることを特徴とする請求項
6記載の感光性ペースト。 - 【請求項16】有機成分中に、分子内にカルボキシル基
を含有する重量平均分子量500〜10万のオリゴマー
もしくはポリマーを10〜90重量%含むことを特徴と
する請求項1または請求項3記載の感光性ペースト。 - 【請求項17】有機成分中に、分子内に不飽和二重結合
を有する重量平均分子量500〜10万のオリゴマーも
しくはポリマーを10〜90重量%含むことを特徴とす
る請求項1または請求項3記載の感光性ペースト。 - 【請求項18】有機成分中に、分子内にカルボキシル基
と不飽和二重結合を含有する重量平均分子量500〜1
0万のオリゴマーもしくはポリマーを10〜90重量%
含むことを特徴とする請求項1または請求項3記載の感
光性ペースト。 - 【請求項19】有機成分中に、多官能のアクリレート化
合物および/またはメタアクリレート化合物を10〜8
0重量%含むことを特徴とする請求項1または請求項3
記載の感光性ペースト。 - 【請求項20】有機成分中に、ベンゼン環、ナフタレン
環、硫黄原子から選ばれる少なくとも1種を有する化合
物を合計含有量で10〜60重量%含有することを特徴
とする請求項1または請求項3記載の感光性ペースト。 - 【請求項21】有機成分中に、紫外線吸収特性を持つ化
合物を0.05〜5重量%含有することを特徴とする請
求項1または請求項3記載の感光性ペースト。 - 【請求項22】紫外線吸収特性を持つ化合物として、有
機染料もしくは有機顔料を用いることを特徴とする請求
項21の感光性ペースト。 - 【請求項23】有機染料もしくは有機顔料が、赤色染料
もしくは赤色顔料であることを特徴とする請求項22の
感光性ペースト。 - 【請求項24】プラズマディスプレイまたはプラズマア
ドレス液晶ディスプレイにおけるパターン形成に用いる
ことを特徴とする請求項1または請求項3記載の感光性
ペースト。 - 【請求項25】プラズマディスプレイまたはプラズマア
ドレス液晶ディスプレイにおける隔壁の形成に用いるこ
とを特徴とする請求項1または請求項3記載の感光性ペ
ースト。
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JP6104696 | 1996-03-18 | ||
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