JPH10301300A - 厚膜パターン形成方法及び膜剥離装置 - Google Patents
厚膜パターン形成方法及び膜剥離装置Info
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- JPH10301300A JPH10301300A JP12779597A JP12779597A JPH10301300A JP H10301300 A JPH10301300 A JP H10301300A JP 12779597 A JP12779597 A JP 12779597A JP 12779597 A JP12779597 A JP 12779597A JP H10301300 A JPH10301300 A JP H10301300A
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- H—ELECTRICITY
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Landscapes
- Photosensitive Polymer And Photoresist Processing (AREA)
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Abstract
膜パターンを与える方法及び装置を提供すること。 【解決手段】 基板上に樹脂と無機粉体を含む厚膜を形
成する工程、該厚膜表面にレジストパターンを形成する
工程、レジスト膜の存在しない領域に前記厚膜の樹脂を
溶解若しくは膨潤させる剥離液を付与して厚膜をパター
ン状に剥離除去する工程、及び形成された厚膜パターン
を焼成する工程を含むことを特徴とする厚膜パターンの
形成方法、及び該方法に使用する膜剥離装置。
Description
レイパネル(PDP)、フィールドエミッションディス
プレイ(FED)、液晶表示装置(LCD)、蛍光表示
装置、混成集積回路等の製造過程において、基板上に導
電性若しくは絶縁性の厚膜パターンを形成する方法及び
膜剥離装置に関する。
法としては、ガラスやセラミック等の基板上に導体や絶
縁体用のペーストをスクリーン印刷によりパターン状に
塗布した後、焼成工程を経て基板に密着した厚膜パター
ンを形成する方法が知られている。
おいて、パターンを厚く形成する場合、例えば、線幅1
00μm、高さ100μm程度のパターンを形成する場
合には、スクリーン印刷による複数回の塗布が必要であ
り、生産性に問題があった。又、繰り返し印刷により、
スクリーン版の伸び等の理由により重ね刷するごとに印
刷位置が微妙にずれ、その結果パターンの形状が悪くな
るという問題があった。更には使用するペーストが流動
性を有するために、印刷パターンの裾が拡がってしま
い、高アスペクト比の厚膜パターンを形成することが困
難であった。又、単層の印刷の場合であっても大面積の
パターンを形成する場合には、スクリーン版の伸びによ
りトータルピッチのずれや周辺部の歪み等が生じ、他の
パターンとの位置合わせが困難になるという問題があっ
た。従って、本発明の目的は、大面積パターンにおいて
も、高い生産性で、高精度、高アスペクト比の厚膜パタ
ーンを与える方法及び装置を提供することである。
によって達成される。即ち、本発明は、基板上に樹脂と
無機粉体を含む厚膜を形成する工程、該厚膜表面にレジ
ストパターンを形成する工程、レジスト膜の存在しない
領域に前記厚膜の樹脂を溶解若しくは膨潤させる剥離液
を付与して厚膜をパターン状に剥離除去する工程、及び
形成された厚膜パターンを焼成する工程を含むことを特
徴とする厚膜パターンの形成方法、及び該方法に使用す
る膜剥離装置である。
多くの欠点が容易に解決され、高い生産性で、高精度且
つ高アスペクト比の厚膜パターンを形成することができ
る。
ラズマディスプレイパネル(PDP)の背面板の形成に
本発明の方法を適用する例を挙げて本発明を更に詳細に
説明する。一般にPDPは、2枚の対向するガラス基板
にそれぞれ規則的に配列した一対の電極を設け、その間
にNe等を主体とするガスを封入した構造になってい
る。そして、これらの電極間に電圧を印加し、電極周辺
の微小なセル内で放電を発生させることにより、各セル
を発光させて表示を行なうようにしている。情報表示す
るためには、規則的に並んだセルを選択的に放電発光さ
せる。このPDPには、電極が放電空間に露出している
直流型(DC型)と絶縁層で覆われている交流型(AC
型)の2タイプがあり、双方とも表示機能や駆動方法の
違いによって、更にリフレッシュ駆動方式とメモリー駆
動方式に分類される。
ものである。この図は前面板31と背面板32を離した
状態で示したもので、図示のようにガラスからなる前面
板31と背面板32とが互いに平行に且つ対向して配設
されており、背面板32の前面側には、これに立設する
バリヤーリブ33が固着され、このバリヤーリブ33に
より前面板31と背面板32とが一定間隔で保持されて
いる。そして、前面板31の背面側には透明電極である
維持電極34と金属電極であるバス電極35とからなる
複合電極が互いに平行に形成され、これを覆って誘電体
層36が形成されており、更にその上に保護層37(M
gO層)が形成されている。
と直交するようにバリヤーリブ33の間に位置してアド
レス電極38が互いに平行に形成されており、更にバリ
ヤーリブ33の壁面とセル底面を覆うようにして蛍光体
層39が設けられている。このAC型PDPでは、前面
板31上の複合電極間に交流電源から所定の電圧を印加
して電場を形成することにより、前面板31と背面板3
2とバリヤーリブ33とで区画される表示要素として各
セル内で放電が行なわれる。そしてこの放電により生じ
る紫外線により蛍光体層39を発光させ、前面板31を
透過してくる光を観察者が視認するようになっている。
ヤーリブの形成に適用する例により説明する。図1A
は、PDPの背面基板1を説明する図であり、該基板に
はアドレス電極等の他の機能部材(不図示)が既に形成
されていてもよいし、形成されてなくてもよい。
的にはバリヤーリブを構成する厚膜層2(図1B)を形
成する。この厚膜層2は、例えば、バリヤーリブを構成
する材料を樹脂バインダー溶液に分散させてなるペース
トを基板表面に塗布及び乾燥して形成する。塗布方法は
厚塗りが可能な方法であればいずれの方法でもよい。厚
膜層2の形成は、上記塗布方法に限定されず、上記の如
きペーストを他の基材フイルム面に塗布及び乾燥させて
厚膜層を形成し、該厚膜層を上記基板表面にラミネート
して形成してもよい。厚膜層の厚みは、最終的に形成さ
れるバリヤーリブの高さ(厚さ)が約100〜180μ
m程度になる膜厚とする。
層3(図1C)を形成する。フォトレジスト層3は光硬
化型でも光分解型でもよく、その形成方法はドライフイ
ルム型のフォトレジストフイルムの転写によってもよい
し、感光性樹脂液の塗布及び乾燥によってもよい。図示
の例は光硬化型のフォトレジストをドライフイルムの転
写方式で形成した例である。フォトレジスト層を形成
後、所望のバリヤーリブのパターンと同一形状の透光パ
ターンを有するフォトマスク4をフォトレジスト3面に
配置して密着露光する(図1D)。
液に不溶性となり、現像処理することにより非露光部が
除去され、バリヤーリブと同一パターンのレジストパタ
ーンが形成される(図2A)。次にレジストパターンに
対して活性が低く、厚膜層の樹脂バインダーを溶解或い
は膨潤させる剥離液を全面に適用してレジストで被覆さ
れていない領域の厚膜層の樹脂を溶解又は膨潤させる。
この樹脂の溶解若しくは膨潤によって厚膜層はその強度
を失い、剥離液のスプレー等の如き適当な手段によって
除去され、図2Bに示す状態となる。その後残っている
レジスト3を剥離し、焼成することによって図2Cに示
す如きバイリヤーリブ2が形成される。尚、レジストが
焼成時に焼失し易いものであればパターン化されたレジ
スト3の剥離は必須ではない。
たものであるが、更にPDPを代表例として、それらの
使用材料や厚膜の剥離液や剥離装置等について説明す
る。本発明で使用するPDPの背面基板は、従来のPD
Pに使用されていると同様のガラス基板であり、又、該
基板に形成するバリヤーリブの形状も従来技術と同様で
あり、特別な点はなく、本発明は上記バリヤーリブの形
成方法に特徴を有する。
である厚膜層の無機材料としては、最終的に焼成したと
きに、ガラス基板とバリヤーリブとの結着性を良好にす
る低融点ガラスフリットを含有するとともに、焼成時に
形状を安定させるための耐火物フィラーを含有すること
が好ましい。低融点ガラスフリットとしては、主成分と
して酸化鉛を50重量%以上含有し、ガラスの分相防
止、軟化点の調節、熱膨張係数の調節等の目的で、更に
アルミナ、硼砂、シリカ、酸化マグネシウム、酸化カル
シウム、酸化ストロンチウム、酸化バリウム等を含有す
るガラスフリットが好ましい。
50℃の焼成温度で軟化しないアルミナ、マグネシア、
カルシア、コージライト、シリカ、ムライト、ジルコ
ン、ジルコニア等のセラミック粉体が好適に用いられ
る。これらの耐火物フィラーは厚膜層の全無機成分のう
50〜10重量%を占める範囲で使用することが好まし
い。
たせるためには、無機材料には暗色の無機顔料、例え
ば、コバルト−クロム−鉄、コバルト−マンガン−鉄、
コバルト−鉄−マンガン、コバルト−ニッケル−クロム
−鉄、コバルト−ニッケル−マンガン−クロム−鉄、コ
バルト−ニッケル−アルミニウム−クロム−鉄、コバル
ト−マンガン−アルミニウム−クロム−鉄−珪素等の複
合金属酸化物顔料を添加することができる。一方、バリ
ヤーリブに光反射性を持たせる必要がある場合には、酸
化チタン等の白色無機顔料等が用いられる。これらの顔
料は本発明において必須の成分ではない。
ては、従来使用されている各種の樹脂バインダーが使用
されるが、厚膜層のパターン除去には水系の剥離液を使
用することが好ましいので、例えば、中性の水には不溶
性〜難溶性であるが、酸又はアルカリによって溶解或い
は膨潤する樹脂を使用するか、水不溶性樹脂に酸又はア
ルカリによって溶解或いは膨潤する樹脂を混合して使用
することが好ましい。又、厚膜層のパターン化後におい
て容易に焼失し、焼成残渣の残らない樹脂が好ましい。
ば、ヒドロキシエチルセルロース、エチルヒドロキシセ
ルロース、ヒドロキシプロピルセルロース、ヒドロキシ
プロピルメチルセルロースアセテートサクシネート、カ
ルボキシメチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロ
ース、ヒドロキシプロピルメチルセルロース等のセルロ
ース誘導体、澱粉誘導体、アクリル酸系樹脂、マレイン
酸系樹脂、ロジンエステル等のアルカリ可溶性樹脂が挙
げられる。
チルセルロース、メチルセルロース、酢酸セルロース、
酢酪酸セルロース等のセルロース系樹脂、ポリ酢酸ビニ
ル、ポリビニルブチラール、ポリビニルアセタール等の
ビニル系樹脂、ポリ(メタ)アクリレート、ポリウレタ
ン系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリエステル系樹脂等が
挙げられ、又、酸可溶性樹脂としては、上記の如き樹脂
のカチオン変性樹脂が挙げられる。
解してペースト状にするために使用する溶剤としては、
例えば、テルピオネール、ブチルカルビトールアセテー
ト等が用いられるが、これらの溶剤に限定されることは
なく、特に使用される樹脂バインダーに応じて適当な有
機溶剤を選択して使用するべきである。これらの溶剤の
使用量は得られるペーストが少なくとも流動性を有し、
好適な塗布適性を与える範囲である。一般的には得られ
るペースト全量中において約10〜30重量%を占める
範囲である。
は、その他必要に応じて可塑剤、界面活性剤、消泡剤、
酸化防止剤等を使用することができる。特に厚膜層を適
当な基材フイルム上に形成し、次いで基板上に転写する
場合には、厚膜層に可撓性が要求されるので、フタル酸
エステル、セバチン酸エステル、燐酸エステル、アジピ
ン酸エステル、グリコール酸エステル等の可塑剤をペー
スト全量中において約5〜10重量%の範囲で添加する
ことが好ましい。
基材フイルム上に塗布する方法としては、スロットダイ
コーター法、カーテンコーター法、スライドコーター法
等の通常の塗布方法を使用することができる。形成すべ
きバリヤーリブの高さは通常約100〜180μmであ
るので、この高さを考慮してペーストの塗布量を決定す
ればよい。ペーストの塗布及び乾燥によって、或いは転
写によって基板に厚膜層が形成される。
層の表面にフォトレジスト層を形成する。このフォトレ
ジスト層は感光性樹脂液の塗布及び乾燥によって形成し
てもよいし、ドライフイルムレジストの転写によって形
成してもよい。これらのフォトレジスト材料は光硬化型
及び光分解型のいずれもが公知であり、種々のものが市
場から入手して本発明において使用することができる。
例えば、商品名として、東京応化工業(株)製のOFP
Rシリーズ、オーディルシリーズ、シブレーファーイー
スト(株)製のAZシリーズ、日本合成化学工業(株)
製のアルフォシリーズ、旭化成(株)製のサンフォート
シリーズ等が挙げられる。
同一のパターンを有するフォトマスクを介して露光及び
現像することにより、非パターン部のフォトレジストが
現像除去され、バリヤーリブと同一パターンのレジスト
パターンが形成される。レジストの現像に使用する現像
液は、使用したレジストの種類によって決まっており、
専用の現像液を使用すればよい。水系、即ち酸又はアル
カリ水溶液によって現像されるレジストを使用すること
が工程上好ましい。
い領域の厚膜を除去する。この厚膜の除去に使用する剥
離液は、厚膜の形成に使用した樹脂バインダーによって
決定され、例えば、上記樹脂バインダーがアルカリ溶解
若しくは膨潤性樹脂であれば、無機又は有機のアルカリ
を含む剥離液を使用すればよく、上記樹脂バインダーが
酸溶解若しくは膨潤性樹脂であれば、無機又は有機の酸
を含む剥離液を使用すればよい。このような剥離液を、
例えば、スプレー法によって全面に塗布することによっ
て、レジストが存在しない厚膜層の樹脂バインダーは溶
解若しくは膨潤し、その部分の厚膜層の膜強度が低下
し、基板面から剥離若しくは溶解除去される。
を使用すると、剥離液によって除去されるべきではない
領域、即ち、形成されるべきバリヤーリブの壁面まで除
去され、形成されるバリヤーリブの線細りが生じるの
で、低濃度の鉱酸水溶液、有機酸(酢酸、ギ酸等)の水
溶液、低濃度の無機アルカリ水溶液、若しくは有機塩基
(低級アミンやアミノアルコール等)の水溶液を用いる
ことが好ましい。
照して説明する。図4Aは、膜剥離装置100の平面図
であり、図4Bは、図4Aの矢印X方向からみた側面図
である。厚膜層2及びパターン化されたレジスト3を下
面に有する基板1は、厚膜層2の剥離液5が上方に噴出
されている面を、軸6によって回転自在に設けられた多
数のローラ7に乗って、適当な手段で矢印Yに沿って膜
剥離装置の面上を移動進行する。
晒されて、レジスト3が存在していない厚膜層の樹脂バ
インダーが溶解若しくは膨潤して、厚膜層の主たる構成
成分である無機材料が剥落して厚膜層が除去され、図2
Bに示す状態になる。このとき、レジストが形成されて
いる厚膜層にも幾分かの剥離液が横方向から浸透し、そ
の浸透部分の膜強度は幾分低下するが、後に剥離液の乾
燥除去によって、その厚膜パターン2は形状を保持して
いる。このようにレジストが存在していない領域の厚膜
が除去された基板1は、必要に応じて乾燥された後、レ
ジストが剥離除去されて、図2Cに示す状態になり、次
いで焼成されて所望のバリヤーリブ2が形成される。
するために考案された膜剥離装置100を説明する図で
ある。図示のように本発明の膜剥離装置100は、被パ
ターン化基板1の搬送装置(不図示)と、該基板1に形
成された厚膜層2をパターン状に剥離するための剥離液
5を有する液槽と、該剥離液5を噴射する噴射ノズル8
と噴射ノズル8の上方に設けられた基板支持体6’とか
らなり、該基板支持体6’が少なくともその頂部がフレ
キシブルな材料から構成されていることを特徴としてい
る。図示の例における基板支持体6’は先端がフレキシ
ブルなドクターブレードの形状を有しているが、基板1
に形成された厚膜層に密着して、基板が移動し得る構成
であれば如何なる構成でもよく、例えば、厚膜層に密着
して回転する棒状のゴムロール等であってもよい。
実施する例を説明する。図5Aは、本発明において使用
する改良された膜剥離装置100の平面図を示してお
り、図5Bは図5Aの矢印Z方向からみた側面図であ
る。この装置でも厚膜層2とパターン化レジスト3を有
する基板1は矢印Yの方向に移動し、膜剥離装置100
の面上を通過し、その進行中に多数のノズル8から噴出
する剥離液5に晒されて、パターン化されたレジストが
存在しない領域の厚膜層が、図4の場合と同様に剥落す
る。しかしながら、図5に示す装置では、図4における
多数のローラ7に代えてフレキシブルなブレード6’が
基板1の進行方法に直交するように設けられており、基
板1の下面(即ち厚膜層2の表面、尚パターン化された
レジスト3は非常に薄いので、その膜厚は無視し得る)
に接触しながら進行する。
6’の前で付着された剥離液は、その基板1の進行時間
中は厚膜層2に作用するが、その後は接触しているブレ
ード6’によって十分にしごかれて除去される。従って
第一のブレード6’の手前において付与された剥離液5
は、基板1の進行によっても第二のブレード6”の前ま
で持ち越されることはなく、第一のブレード6’を通過
した厚膜層2は、各ブレードを過ぎるごとに新鮮な剥離
液5に晒されることになる。このようにして、厚膜層2
の表面に付与される剥離液5は、以前に付着された剥離
液5と混合することなく、新鮮な剥離液5が常に厚膜層
2の表面に付与されるので、厚膜の除去速度が大であ
り、且つ変化がない。従って図5に示す装置を用いて厚
膜を除去することによって、厚膜の除去速度が向上する
とともに一定にコントロールされるので、一層シャープ
な形状を有するパターン化されたバリヤーリブを形成す
ることができる。
(図2B)は、次いでその表面に残されたパターン状レ
ジストが除去される。この除去には最初の現像に用いた
現像液よりも現像力の強い現像液によって行うことがで
きるが、このパターン化されたレジストはその膜厚が非
常に薄いので、特に問題がない限り、このレジストを剥
離することなく次の焼成工程に送ってもよい。焼成工程
において適当な温度、例えば、500〜650程度の温
度において焼成することによってパターン化された厚膜
層中の有機物が焼失するとともに、耐熱性フィラーが低
融点ガラスフリットによって固定され、基板に密着した
バリヤーリブが形成される。
膜剥離装置を、PDPのバリヤーリブの形成に応用する
例を挙げて説明したが、本発明の方法及び装置はPDP
のバリヤーリブの形成に限定されるものではなく、例え
ば、フィールドエミッションディスプレイ(FED)、
液晶表示装置(LCD)、蛍光表示装置、混成集積回路
等の製造過程において、形成される電極や誘電体等の各
種の厚膜パターンの形成にも同様に有効である。
明する。尚、実施例中「%」又は「部」とあるのは、特
に断りのない限り重量基準である。 実施例1 ガラスフリット50部、黒色無機顔料20部、充填剤
(アルミナ)10重量部、ヒドロキシプロピルメチルセ
ルロースアセテートサクシネート5部、エチレングリコ
ール15部及びエタノール15部を混合し、十分に分散
処理してペーストとした。このペーストを、下地、電極
及び誘電体層等が既に形成されているPDP用ガラス基
板上に乾燥時の厚みが200μmになるようにロールコ
ートで塗布し、150℃で30分間乾燥してバリヤーリ
ブ用の厚膜を形成した。
き、その表面にレジストドライフイルム(商品名NCP
−225、日本合成化学工業製)を120℃、2.5k
gf/cm及び1.5m/min.の条件でラミネート
した。この状態で所望のバリヤーリブと同一パターンの
透光パターンを有するフォトマスクを介して露光量80
mJ/cm(365nm)で紫外線露光した。その後3
0℃の1重量%炭酸ソーダ水溶液で、スプレー圧1.5
kgf/cm2で40秒間スプレー現像して非露光部の
レジストを除去した。
液として20%酢酸水溶液を室温で1.5kgf/cm
2のスプレー圧で150秒間厚膜層全面に噴射して、非
露光部の厚膜層を除去し、更に基板を30℃の1%苛性
ソーダ水溶液中に40秒間浸漬してパターン状のレジス
トを剥離した。乾燥後にピーク温度595℃で3時間焼
成して、所望の形状のバリヤーリブを形成した。形成さ
れたバリヤーリブの線幅は一定であり、リブの頂部、中
間部及び底部の幅において変化は認められず、非常にシ
ャープな形状を有していた。
ピルメチルセルロース5部、エチレングリコール15部
及びエタノール15部を混合し、十分に分散処理してペ
ーストとした。このペーストをPDP用ガラス基板上に
乾燥時の厚みが20μmになるようにロールコートで塗
布し、150℃で30分間乾燥して銀電極用の厚膜を形
成した。
き、その表面にレジストドライフイルム(商品名NCP
−225、日本合成化学工業製)を120℃、2.5k
gf/cm及び1.5m/min.の条件でラミネート
した。この状態で所望の銀電極と同一パターンの透光パ
ターンを有するフォトマスクを介して露光量80mJ/
cm(365nm)で紫外線露光した。その後30℃の
1重量%炭酸ソーダ水溶液で、スプレー圧1.5kgf
/cm2で40秒間スプレー現像して非露光部のレジス
トを除去した。
液として1%トリエタノールアミン水溶液を室温で1.
5kgf/cm2のスプレー圧で90秒間厚膜層全面に
噴射して、非露光部の厚膜を除去し、更に基板を30℃
の1%苛性ソーダ水溶液中に40秒間浸漬してパターン
状のレジストを剥離した。乾燥後にピーク温度595℃
で3時間焼成して、所望の形状の銀電極を形成した。形
成された銀電極の線幅は一定であり、電極の頂部、中間
部及び底部の幅において変化は認められず、非常にシャ
ープな形状を有していた。
る多くの欠点が容易に解決され、、高い生産性で、高精
度、高アスペクト比の厚膜パターンを形成することがで
きる。
Claims (7)
- 【請求項1】 基板上に樹脂と無機粉体を含む厚膜を形
成する工程、該厚膜表面にレジストパターンを形成する
工程、レジスト膜の存在しない領域に前記厚膜の樹脂を
溶解若しくは膨潤させる剥離液を付与して厚膜をパター
ン状に剥離除去する工程、及び形成された厚膜パターン
を焼成する工程を含むことを特徴とする厚膜パターンの
形成方法。 - 【請求項2】 厚膜を構成する樹脂が、酸又はアルカリ
によって溶解若しくは膨潤する樹脂である請求項1に記
載の厚膜パターンの形成方法。 - 【請求項3】 厚膜を構成する無機粉体が、少なくとも
ガラス粉末を含む請求項1に記載の厚膜パターンの形成
方法。 - 【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バイリヤーリブである請求項1に記
載の厚膜パターンの形成方法。 - 【請求項5】 被パターン化基板の搬送装置と、該基板
に形成された機能層をパターン状に剥離するための剥離
液を有する液槽と、該剥離液を噴射する噴射装置と噴射
装置の上方に設けられた基板支持体とからなる膜剥離装
置において、上記基板支持体が少なくともその頂部がフ
レキシブルな材料から構成されていることを特徴とする
膜剥離装置。 - 【請求項6】 基板支持体が、ドクターブレード形状で
ある請求項5に記載の膜剥離装置。 - 【請求項7】 基板支持体が、ゴムローラ形状である請
求項5に記載の膜剥離装置。
Priority Applications (1)
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---|---|---|---|
JP12779597A JP3993272B2 (ja) | 1997-05-02 | 1997-05-02 | 厚膜パターン形成方法 |
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JP12779597A JP3993272B2 (ja) | 1997-05-02 | 1997-05-02 | 厚膜パターン形成方法 |
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JPH10301300A true JPH10301300A (ja) | 1998-11-13 |
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Family Applications (1)
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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- 1997-05-02 JP JP12779597A patent/JP3993272B2/ja not_active Expired - Fee Related
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