JPH10269848A - アルカリ現像型光硬化性導電性ペースト組成物及びそれを用いて電極形成したプラズマディスプレイパネル - Google Patents
アルカリ現像型光硬化性導電性ペースト組成物及びそれを用いて電極形成したプラズマディスプレイパネルInfo
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Abstract
積に高精細の電極回路を形成でき、しかも600℃以下
での焼成工程を行うことができるプラズマディスプレイ
パネル用のアルカリ現像型光硬化性導電性ペースト組成
物を提供する。 【解決手段】 組成物は、(A)メチルメタクリレート
とメタクリル酸及び/又はアクリル酸との共重合物にグ
リシジルアクリレート及び/又はグリシジルメタクリレ
ートを付加させた共重合樹脂、(B)光重合開始剤、
(C)光重合性モノマー、(D)Au、Ag、Ni、A
lよりなる群から選ばれた少なくとも1種の導電性金属
粉、(E)ガラスフリット、及び(F)リン酸化合物を
含有する。この導電性ペースト組成物をプラズマディス
プレイパネルのガラス基板上に塗布した後、所定のパタ
ーン通りに露光し、アルカリ水溶液により現像した後、
焼成することにより、高精細の電極回路を形成できる。
Description
レイパネル(PDP)に精細な電極回路を形成するため
のアルカリ現像型光硬化性導電性ペースト組成物及びそ
れを用いて電極形成したプラズマディスプレイパネルに
関するものである。
ラズマディスプレイパネルの電極回路の形成には、一般
にスクリーン印刷法を用いて電極材料のパターンニング
が行われていた。しかしながら、プラズマディスプレイ
パネルに要求される大画面化及び電極回路の高精細化に
対しては、従来のスクリーン印刷法では、熟練度を要
し、また印刷時における掠れや滲み、スクリーンの伸縮
に起因する位置合わせ精度等の問題があり、歩留まりが
低いという問題があった。
技術により、セラミックス基板上に導体パターンを形成
するセラミックスコアのプリント配線板用の感光性導電
性ペーストの開発が行われている。しかしながら、これ
は本来、800℃以上で焼成工程を行うため、プラズマ
ディスプレイパネル作製時の焼成温度である600℃以
下(プラズマディスプレイパネルの基板には一般にソー
ダガラスが用いられているため、焼成は600℃以下の
温度で行う必要がある。)では焼成残渣が生じ、導電性
の劣化を生ずるなどの影響があるため、プラズマディス
プレイパネル用には不向きである。
ストは、導電性粉末にカルボキシル基含有樹脂、光重合
性モノマー、及び光重合開始剤を配合することにより、
露光・現像により導体回路パターンを形成しようとする
ものであるが、プラズマディスプレイパネル用に応用す
るために、このような組成物に低融点ガラスフリットを
同時に配合しようとした場合、得られる組成物の保存安
定性が悪く、ゲル化や流動性の低下により塗布作業性が
悪いという問題を生ずる。
うな問題が無く、フォトリソグラフィー技術により容易
にかつ歩留りよく大面積に高精細の電極回路を形成で
き、しかも画像に悪影響を及ぼす焼成残渣等を生ずるこ
となく600℃以下での焼成工程を行うことができるプ
ラズマディスプレイパネル用のアルカリ現像型光硬化性
導電性ペースト組成物を提供することにある。さらに本
発明の目的は、このような導電性ペースト組成物から高
精細の電極回路を形成したプラズマディスプレイパネル
を提供することにある。
に、本発明によれば、(A)メチルメタクリレートとメ
タクリル酸及び/又はアクリル酸との共重合物にグリシ
ジルアクリレート及び/又はグリシジルメタクリレート
を付加させた共重合樹脂、(B)光重合開始剤、(C)
光重合性モノマー、(D)Au、Ag、Ni、Alより
なる群から選ばれた少なくとも1種の導電性金属粉、
(E)ガラスフリット、及び(F)リン酸化合物を含有
することを特徴とするアルカリ現像型光硬化性導電性ペ
ースト組成物が提供される。さらに本発明によれば、こ
のような導電性ペースト組成物の焼成物から電極回路が
形成されたプラズマディスプレイパネルが提供される。
べく鋭意研究の結果、カルボキシル基を有する感光性樹
脂として(A)メチルメタクリレートとメタクリル酸及
び/又はアクリル酸との共重合物にグリシジルアクリレ
ート及び/又はグリシジルメタクリレートを付加させた
共重合樹脂を用い、これに前記(B)光重合開始剤、
(C)光重合性モノマー、及び(D)導電性金属粉を配
合すると共に、(E)ガラスフリットを配合することに
より600℃以下の温度で焼成可能になること、及びこ
のような組成物における保存安定性の悪さや、ゲル化や
流動性の低下により塗布作業性が悪いという問題は
(F)リン酸化合物を配合することにより解決できるこ
とを見い出し、本発明を完成するに至ったものである。
その結果、本発明のアルカリ現像型光硬化性導電性ペー
スト組成は、フォトリソグラフィー技術により容易に大
面積に高精細の電極回路を形成でき、しかも600℃以
下での焼成工程でも十分に使用でき、歩留まりの大幅な
向上を実現できる。
れる。 (A)メチルメタクリレートとメタクリル酸及び/又は
アクリル酸との共重合物にグリシジルアクリレート及び
/又はグリシジルメタクリレートを付加させた共重合樹
脂、(B)光重合開始剤、(C)光重合性モノマー、
(D)Au、Ag、Ni、Alの何れか一種の導電性金
属粉、(E)ガラスフリット、及び(F)リン酸化合
物。組成比としては、共重合樹脂(A)100重量部に
対し光重合開始剤(B)を5〜20重量部、光重合性モ
ノマー(C)を20〜100重量部とし、(A)、
(B)、(C)の総和100重量部に対し導電性金属粉
(D)を50〜2,000重量部、導電性金属粉(D)
100重量部に対しガラスフリット(E)を3〜7重量
部、ガラスフリット(E)100重量部に対しリン酸化
合物(F)を0.1〜5重量部とすることが好ましい。
その他、希釈溶剤(G)をペースト塗布方法に応じて適
宜の量で配合することができる。また、アクリル系及び
シリコーン系の消泡・レベリング剤も添加できる。
は、重量平均分子量5,000〜50,000、好まし
くは6,000〜30,000、及び酸価80〜150
mgKOH/g、好ましくは95〜125mgKOH/
gを有し、かつその二重結合当量が400〜2,00
0、好ましくは800〜1,500のものを好適に用い
ることができる。共重合樹脂(A)の分子量が5,00
0より低い場合、現像時の導電性皮膜の密着性に悪影響
を与え、一方、50,000よりも高い場合、現像性の
劣化が生じ、現像不良を生じ易いので好ましくない。ま
た、酸価が80mgKOH/gより低い場合、現像性の
劣化が生じ、現像不良を生じ易く、一方、150mgK
OH/gより高い場合、現像時に導電性皮膜の密着性の
劣化や光硬化部(露光部)の溶解が生じるので好ましく
ない。さらに、二重結合当量が400よりも小さい場
合、焼成時に残渣が残り易くなり、一方、2,000よ
りも大きい場合、現像時の作業余裕度が狭く、また光硬
化時に高露光量を必要とするので好ましくない。
は、ベンゾイン、ベンゾインメチルエーテル、ベンゾイ
ンエチルエーテル、ベンゾインイソプロピルエーテルな
どのベンゾイン・ベンゾインアルキルエーテル類;アセ
トフェノン、2,2−ジメトキシ−2−フェニルアセト
フェノン、2,2−ジエトキシ−2−フェニルアセトフ
ェノン、1,1−ジクロロアセトフェノン、2−メチル
−1−[4−(メチルチオ)フェニル]−2−モルフォ
リノ−プロパン−1−オン、2−ベンジル−2−ジメチ
ルアミノ−1−(4−モルフォリノフェニル)−ブタン
−1−オンなどのアセトフェノン類;2−メチルアント
ラキノン、2−エチルアントラキノン、2−ターシャリ
ーブチルアントラキノン、1−クロロアントラキノン、
2−アミルアントラキノンなどのアントラキノン類;
2,4−ジメチルチオキサントン、2,4−ジエチルチ
オキサントン、2−クロロチオキサントン、2,4−イ
ソプロピルチオキサントンなどのチオキサントン類;ア
セトフェノンジメチルケタール、ベンジルジメチルケタ
ールなどのケタール類;ベンゾフェノンなどのベンゾフ
ェノン類;キサントン類;などの公知慣用の光重合開始
剤を単独で又は2種以上を組み合わせて用いることがで
きる。また、これらの光重合開始剤(B)は、N,N−
ジメチルアミノ安息香酸エチルエステル、N,N−ジメ
チルアミノ安息香酸イソアミルエステル、ペンチル−4
−ジメチルアミノベンゾエート、トリエチルアミン、ト
リエタノールアミンなどの三級アミン類のような公知慣
用の光増感剤の一種あるいは二種以上と組合せて用いる
ことができる。
は、組成物の光硬化性の促進及び現像性を向上させるた
めに用いる。光重合性モノマー(C)としては、2−ヒ
ドロキシエチルアクリレート,2−ヒドロキシプロピル
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、ポリウレタンジアクリレー
ト、トリメチロールプロパントリアクリレート、ペンタ
エリスリトールトリアクリレート、ペンタエリスリトー
ルテトラアクリレート、トリメチロールプロパンエチレ
ンオキサイド変性トリアクリレート、トリメチロールプ
ロパンプロピレンオキサイド変性トリアクリレート、ジ
ペンタエリスリトールペンタアクリレート、ジペンタエ
リスリトールヘキサアクリレート及び上記アクリレート
に対応する各メタクリレート類、多塩基酸とヒドロキシ
アルキル(メタ)アクリレートとのモノ−、ジ−、トリ
−又はそれ以上のポリエステルなどがあり、これらを単
独で又は二種以上を組み合わせて用いることができる。
何れか一種の導電性金属粉(D)の形状は球状、フレー
ク状、樹脂状のものを用いることができるが、光特性、
分散性を考慮すると球状のものを用いることが好まし
い。また、平均粒径としては、解像度の点から20μm
以下のもの、好ましくは5μm以下のものを用いること
が好ましい。また、これらの導電性金属粉の酸化防止、
組成物内での分散性向上、現像性の安定化のため、特に
Ag、Ni、Alについては脂肪酸による処理を行うこ
とが好ましい。脂肪酸としては、オレイン酸、リノール
酸、リノレン酸、ステアリン酸等が挙げられる。
性向上のため、導電性金属粉(D)100重量部に対し
て3〜7重量部のガラスフリット(E)を添加できる。
ガラスフリット(E)としては、ガラス転移点300〜
550℃、好ましくは熱膨張係数α300 =70〜90×
10-7/℃のものを用いることが好ましい。また、解像
度の点からは平均粒径20μm以下のもの、好ましくは
5μm以下のものを用いることが好ましい。
定性向上のため、ガラスフリット(E)100重量部に
対し0.1〜5重量部のリン酸化合物(F)を添加した
ことを一つの主要な特徴としている。リン酸化合物
(F)としては、リン酸、亜リン酸、、モノ(2−メタ
クリロイルオキシエチル)アシッドホスフェート、モノ
(2−アクリロイルオキシエチル)アシッドホスフェー
ト、ジ(2−メタクリロイルオキシエチル)アシッドホ
スフェート、ジ(2−アクリロイルオキシエチル)アシ
ッドホスフェートなどが挙げられる。
によりペースト化し、容易に塗布工程を可能とし、次い
で乾燥させて造膜し、接触露光を可能とさせるために、
適宜の量の希釈溶剤(G)を配合することができる。具
体的には、メチルエチルケトン、シクロヘキサノンなど
のケトン類;トルエン、キシレン、テトラメチルベンゼ
ンなどの芳香族炭化水素類;セロソルブ、メチルセロソ
ルブ、カルビトール、メチルカルビトール、ブチルカル
ビトール、プロピレングリコールモノメチルエーテル、
ジプロピレングリコールモノメチルエーテル、ジプロピ
レングリコールモノエチルエーテル、トリエチレングリ
コールモノエチルエーテルなどのグリコールエーテル
類;酢酸エチル、酢酸ブチル、セロソルブアセテート、
ブチルセロソルブアセテート、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、プロピレングリコ
ールモノメチルエーテルアセテートなどの酢酸エステル
類;エタノール、プロパノール、エチレングリコール、
プロピレングリコールなどのアルコール類;オクタン、
デカンなどの脂肪族炭化水素;石油エーテル、石油ナフ
サ、水添石油ナフサ、ソルベントナフサなどの石油系溶
剤が挙げられ、これらを単独で又は二種以上を組み合わ
せて用いることができる。
ーン印刷法、バーコーター、ブレードコーターなど適宜
の塗布方法でプラズマディスプレイパネルのガラス基板
上に塗布される。次に、指触乾燥性を得るために熱風循
環式乾燥炉等で希釈溶剤を蒸発させる。その後、露光、
現像、焼成を行って所定のパターンの電極回路を形成す
る。
有するフォトマスクを用いた接触露光及び非接触露光が
可能であるが、解像度の点からは接触露光が好ましい。
また、露光環境としては、真空中又は窒素雰囲気下が好
ましい。露光光源としては、ハロゲンランプ、高圧水銀
灯、レーザー光、メタルハライドランプ、ブラックラン
プ、無電極ランプなどが使用される。
用いられる。現像液としては、水酸化ナトリウム、水酸
化カリウム、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム、珪酸ナト
リウムなどの金属アルカリ水溶液や、モノエタノールア
ミン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミンなど
のアミン水溶液が好適に用いられるが、組成物中の共重
合樹脂がケン化され、未硬化部(未露光部)が除去され
れば良く、上記のような現像液に限定されるものではな
い。また、現像後に不要な現像液の除去のため、水洗や
酸中和を行うことが好ましい。
中又は窒素雰囲気下で450〜600℃の加熱処理を行
い、導体パターンを形成する。またこの時、400〜5
00℃に加熱して有機物を除去する工程を途中で入れる
ことが好ましい。
いて具体的に説明するが、本発明が下記実施例に限定さ
れるものでないことはもとよりである。なお、「部」及
び「%」とあるのは、特に断りがない限り全て重量基準
である。
び還流冷却器を備えたフラスコに、メチルメタクリレー
トとメタクリル酸を表1に示す所定のモル比で仕込み、
溶媒としてジプロピレングリコールモノメチルエーテ
ル、触媒としてアゾビスイソブチロニトリルを入れ、窒
素雰囲気下、80℃で2〜6時間攪拌し、樹脂溶液を得
た。この樹脂溶液を冷却し、重合禁止剤としてメチルハ
イドロキノン、触媒としてテトラブチルホスホニウムブ
ロミドを用い、グリシジルメタクリレートを95〜10
5℃で16時間の条件でカルボキシル基に対し表1に示
す所定モル比で付加反応させ、冷却後取り出した。
Bの物性を表1に示す。なお、表1中、MMAはメチル
メタクリレート、MAはメタクリル酸、GMAはグリシ
ジルメタクリレート、Mwは共重合樹脂の重量平均分子
量、Avは共重合樹脂の酸価を示す。また、得られた共
重合樹脂の重量平均分子量の測定は、(株)島津製作所
製ポンプLC−6ADと昭和電工(株)製カラムSho
dex(登録商標)KF−804、KF−803、KF
−802を三本つないだ高速液体クロマトグラフィーに
より測定した。
い、比較用の共重合樹脂C〜Fを生成した。各成分のモ
ル比及び得られた共重合樹脂の物性を表2に示す。
共重合樹脂を用い、下記に示す組成比にて配合し、攪拌
機により攪拌後、3本ロールミルにより練肉してペース
ト化を行った。この際使用するガラスフリットとして
は、PbO 60%、B2 O3 20%、SiO2 15
%、Al2 O3 5%を粉砕し、熱膨張係数α300 =7
0×10-7/℃、ガラス転移点445℃、平均粒径1.
6μmとしたものを使用した。また、導電性金属粉とし
ては、球状で平均粒径が1μmの銀粉を用い、脂肪酸系
の表面処理剤で処理したものを銀粉A、未処理のものを
銀粉Bとする。
7を用い、ガラス基板上に300メッシュのポリエステ
ルスクリーンを用いて全面に塗布した。次に、熱風循環
式乾燥炉を用い、90℃で20分間乾燥して指触乾燥性
の良好な皮膜を形成した。次に、ライン/スペース=5
0/100μmとなるネガフィルムを用い、光源をメタ
ルハライドランプとし、組成物上の積算光量が500m
J/cm2 となるように露光した。その後、液温30℃
の1wt%Na2 CO3 水溶液を用いて現像を行い、水
洗した。最後に空気中にて昇温し、450℃で30分間
放置後、さらに昇温し、空気中にて575℃で30分間
焼成して基板を作製した。得られた基板についての各種
特性についての評価結果を表3に示す。
l,Niを用いて行った場合についても、同様の結果を
得ることができた。
光硬化性導電性ペースト組成物は、従来の感光性導電性
ペースト組成物における保存安定性の悪さや、ゲル化や
流動性の低下により塗布作業性が悪いといった問題もな
く、プラズマディスプレイパネルの作製にあたり、フォ
トリソグラフィー技術により容易に大面積に高精細の電
極回路を形成でき、しかも600℃以下での焼成工程で
も十分に使用でき、歩留まりの大幅な向上を実現でき
る。
Claims (6)
- 【請求項1】 (A)メチルメタクリレートとメタクリ
ル酸及び/又はアクリル酸との共重合物にグリシジルア
クリレート及び/又はグリシジルメタクリレートを付加
させた共重合樹脂、(B)光重合開始剤、(C)光重合
性モノマー、(D)Au、Ag、Ni、Alよりなる群
から選ばれた少なくとも1種の導電性金属粉、(E)ガ
ラスフリット、及び(F)リン酸化合物を含有すること
を特徴とするアルカリ現像型光硬化性導電性ペースト組
成物。 - 【請求項2】 前記ガラスフリット(E)はガラス転移
点300〜550℃を有するものであり、該ガラスフリ
ット(E)を前記導電性金属粉(D)100重量部に対
し3〜7重量部含有する請求項1に記載のアルカリ現像
型光硬化性導電性ペースト組成物。 - 【請求項3】 前記共重合樹脂(A)は、重量平均分子
量5,000〜50,000及び酸価80〜150mg
KOH/gを有し、かつその二重結合当量が400〜
2,000である請求項1に記載のアルカリ現像型光硬
化性導電性ペースト組成物。 - 【請求項4】 前記リン酸化合物(F)を前記ガラスフ
リット(E)100重量部に対して0.1〜5重量部含
有する請求項1に記載のアルカリ現像型光硬化性導電性
ペースト組成物。 - 【請求項5】 前記導電性金属粉(D)は、Au及び脂
肪酸処理したAg、Ni、Alよりなる群から選ばれた
少なくとも1種である請求項1に記載のアルカリ現像型
光硬化性導電性ペースト組成物。 - 【請求項6】 前記請求項1乃至5のいずれか一項に記
載のアルカリ現像型光硬化性導電性ペースト組成物を用
いて電極形成をしたプラズマディスプレイパネル。
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