JPH0581628B2 - - Google Patents

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52−36495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つ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ビ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−
36495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
チルカルビ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400℃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
題があつた。さらに、加熱によりレジスト中の溶
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くなるという
欠点が、とくに微細な電極を形成する場合におい
て問題となつていた。一方、樹脂および溶剤の蒸
発および分解が、原料蒸気あるいは噴霧液滴の吹
付け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ツ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
ツヂ部分の膜厚が薄くなるという問題が、とくに
膜厚が2000Å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リフトオフ法
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、10〜
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10μm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、クラツクが発生す
ることがあるが、タルクはクラツクが生じても、
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、そのエツヂがスムー
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
トにクラツクを発生させ、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、フエノー
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。一方レジスト組成物の
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。したがつ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、
カルビトール系の溶剤たとえばエチルカルビトー
ル、ブチルカルビトールや、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、エチルカルビトールア
セテート、ブチルカルビトールアセテートや、石
油系の溶剤たとえば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、ソルベ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、ミリカ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℃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
生しない状態になつていると同時に、出発原料で
ある蒸気や噴霧液滴に対するマスキング効果が大
きくかつ、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組成物は、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
SiO₂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、ガラスにあつてはとくにその組
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、本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ツ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、とくに塩基を含有し
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、本発明のレジスト組成物を用いて、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、エチルカルビトール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150×150×1.1mm
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200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
を有するベルト搬送式の常圧化学気相析出装置に
投入し、膜厚が2000Å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
水によりブラツ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ツヂはシヤープ
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つ
た。

実施例 ２ 膜厚が4000Å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、およびエツヂの
形状を観察し、キズが無いこと、パターンエツヂ
がシヤ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つた。

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150×150×1.1mm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2000Å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
ラツ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、ブラシングに
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つていた。

〔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
ツヂ部分がシヤープに加工できる。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くすることができる。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く実施でき、
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 (1)

1. 【特許請求の範囲】 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 前記樹脂が塩素を含有しない樹脂である特許
   請求の範囲第１項記載のレジスト組成物