JPH11245497A - パターン形成方法及びパターンの形成された基板 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】陶器の絵付けや蛍光表示装置、ガス放電パネ
ル、印刷配線板、混成集積回路等に於ける抵抗素子など
電子工業部品作成の微細パターンを形成する方法に於い
て、基板等に厚くかつ精細なパターンを形成する方法を
提供することを課題とする。 【解決手段】陶器の絵付け、蛍光表示装置、ガス放電パ
ネル、印刷配線板、混成集積回路等に於ける微細パター
ンを形成する方法に於いて、凹版１０を用い、その凹版
に異なった種類のインキ２０、２１、２２をスクリーン
印刷法で充填することを特徴とするパターン形成方法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、陶器の絵付けや蛍
光表示装置、ガス放電パネル、印刷配線板、混成集積回
路等に於ける抵抗素子など電子工業部品作成の微細パタ
ーンを形成する方法及びパターンの形成された基板に係
わり、特に大面積で同時に高精細も要求されるプラズマ
ディスプレイやプラズマアドレス液晶に於ける電極やバ
リアリブなどの厚膜パターンを形成するための精細なパ
ターンを形成する方法及びパターンの形成された基板に
関するものである。

【０００２】

【従来の技術】いわゆる注型法や型取り法は多くの産業
分野で広く用いられている、またスクリーン印刷法も同
様でありグラフィク印刷、エレクトロニクス分野に於い
て広く用いられている。

【０００３】たとえば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に於けるバリアリブなどの厚
膜パターンを形成するためにスクリーン印刷法が用いら
れている、また感光性ペーストの塗布乾燥露光の繰り返
し後に現像しパターンを形成することも行われている。
更に感光性ペーストの代わりに感光性シートつまりグリ
ーンシートを用いる方法もある。また基板上の感光性ド
ライフィルムを予めパターン形成し、パターンの凹部に
ペーストを埋め込み所望のペーストパターンを得る方法
もある。

【０００４】これらのパターンに対する要求特性には、
精細でありパターンの厚さがおおよそ１００μｍ以上で
特にパターンの幅は狭くパターンの厚さが厚いなどがあ
り、かつパターンを形成したペーストを高温で焼成する
ことによりガラス基板と融着もしくは粉体としてガラス
基板上に堆積することが望ましいとされている。

【０００５】最近のスクリーン印刷の電子工業への適
用、特にプラズマディスプレイパネルやプラズマアドレ
ス液晶ディスプレイの製造工程では大面積のガラス基板
に対して電極ペーストやバリアリブペーストなどの印刷
に於いて、微細パターンを有する高度な印刷技術を用い
ている。電極パターンやバリアリブパターンの形成に於
いてはこれら多数回の印刷を重ねた後焼成して所望のパ
ターンを得ている。また蛍光体の形成では形成されたリ
ブの間にスクリーン印刷法で蛍光体を含んだペーストを
流し込み、焼成して形成している。

【０００６】しかしながら従来のスクリーン印刷印刷法
には以下のような欠点がある。電極ペーストでは最低２
回の印刷を、バリアリブパターンの印刷では６から数十
回の印刷を重ねるなど多くの工程が必要になり、印刷位
置精度のバラツキやゴミ等による欠陥発生によりパター
ンの歪みや断線などが発生する。つまりスクリーン印刷
法には基本的に欠陥の発生しやすさが存在し、印刷の重
ねを行うことは不確実な加工の繰り返しを行うことにな
り、これらが起因して充分な収率を確保できないでい
る。

【０００７】蛍光体パターンの形成に於いてはＲＧＢ各
色一回のスクリーン印刷を行って、蛍光体ペーストをバ
リアリブパターンの間に流し込み、各印刷毎に乾燥して
いる。しかしバリアリブパターンの形成の際に焼成の製
造工程があり大面積のガラス基板は若干の収縮が発生す
る。一方スクリーン印刷では版と印刷パターンのズレつ
まり印刷パターンの歪みが発生し完全には防止できない
でいる。この歪みと前記収縮はプラズマディスプレイパ
ネルやプラズマアドレス液晶ディスプレイの微細パター
ン製造に於いては製造許容誤差を越える値になってしま
う。つまり色ムラや色ズレの不良となっている。これら
歪みや前記収縮を予め予測しスクリーン印刷版や原版の
スケーリング、つまり寸法を修正した版を製作し用いる
などの方法も用いられているが、やはり完全なパターン
の一致を得ることはできないでいる。

【０００８】一方感光性ペーストを用い塗布乾燥露光の
繰り返し後に現像しパターンを形成する方法では、多数
回の繰り返しを行うことにより生産設備や加工工程の増
大や低い生産性などが問題となっている。この方法では
繰り返しの削減のため一回で塗布するペーストの厚さを
厚くすることが検討されている。しかし露光時に未露光
部となるべき部分に露光部分から散乱光が回り込み、露
光部分のパターンを太らせることになってしまう基本的
な欠陥がある。従ってこれら露光した積層体を現像した
ところで精細なパターンを容易に得ることはできないで
いる。

【０００９】感光性シートつまりグリーンシートを用い
る方法についても前記と同様である。

【００１０】基板上の感光性ドライフィルムを予めパタ
ーン形成し、パターンの凹部にペーストを埋め込み所望
のペーストパターンを得る方法については、比較的高価
なドライフィルムを用いる欠点がある。またパターンの
凹部にペーストを埋め込む際に、ペースト内部に気泡が
混入し易くパターンの欠けの欠陥になることが多く、ド
ライフィルム上に塗布したペーストを除去する工程も必
要で、硬化したペーストを研磨除去することは容易でな
い。またドライフィルムを除去する際にペーストパター
ンを破壊せずに剥離することは容易でない。

【００１１】これら電子工業部品以外にも陶磁器の絵付
け等に於いていくつかの方法が用いられている。発色顔
料を含んだ釉薬を筆で直接塗布する方法や柔軟な紙等に
予めスクリーン印刷法やオフセット法で水溶性の転写紙
などに絵付けし、仮焼きした陶磁器などに転写紙を張り
付け、その後高温で焼成し形成する方法がある。しかし
筆で直接塗布する方法では微細な絵付けをすることは部
分的には可能でも、大型の絵付けを規定の位置に完全に
行うことは不可能であり、大量生産も不可能である。ま
た転写法に於いてはかなりの精度で絵付けを行うことが
でき、また大量生産も可能である。しかし転写紙を形成
する方法、つまりスクリーン印刷法の限界として線幅が
１００μｍ程度を形成することが限界であり、絵付けの
厚さは焼成前で２０μｍ程度が限界で、更に厚く絵付け
することは不可能である。またオフセット印刷法を用い
て転写紙を形成する方法に於いては、印刷膜厚が薄く顔
料濃度を高めるなどの工夫で、微細な絵付けが可能であ
る。しかし、絵付けの厚さはスクリーン印刷法で形成し
た転写紙を用いる方法より薄く、深みのある絵付けは不
可能である。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、以上のよう
な問題点に着目してなされたものであり、陶器の絵付け
や蛍光表示装置、ガス放電パネル、印刷配線板、混成集
積回路等に於ける抵抗素子など電子工業部品作成の微細
パターンを形成する方法に於いて、基板等に厚くかつ精
細なパターンを形成する方法を提供することを課題とす
る。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本発明は上記課題を解決
するために、請求項１の発明に於いては、陶器の絵付
け、蛍光表示装置、ガス放電パネル、印刷配線板、混成
集積回路等に於ける微細パターンを形成する方法に於い
て、凹版を用い、その凹版に異なった種類のインキをス
クリーン印刷法で充填することを特徴とするパターン形
成方法、としたものである。

【００１４】また、請求項２の発明に於いては、凹版を
用い、その凹版にインキをスクリーン印刷法で充填する
工程、凹版のインキが硬化した後、中間転写体に転写す
る工程、中間転写体または基板に接着剤を塗布する工
程、被形成体たる基板に前記接着剤を介して中間転写体
を接着する工程、中間転写体を引き剥がす工程、を具備
することを特徴とするパターン形成方法、としたもので
ある。

【００１５】また、請求項３の発明に於いては、凹版を
用い、その凹版にインキをスクリーン印刷法で充填する
工程に於いて、異なった種類のインキをその凹版に充填
することを特徴とする請求項２記載のパターン形成方
法、としたものである。

【００１６】また、請求項４の発明に於いては、インキ
として、シリコーン樹脂や汎用樹脂と、パターン形成の
体質顔料を混練したインキを用いることを特徴とする請
求項２記載のパターン形成方法、としたものである。

【００１７】また、請求項５の発明に於いては、凹版の
インキが硬化した後、中間転写体に転写する工程に於い
て、凹版又は中間転写体に熱溶融接着剤を塗布し、この
熱溶融接着剤により中間転写体に転写することを特徴と
する請求項２記載のパターン形成方法、としたものであ
る。

【００１８】また、請求項６の発明に於いては、中間転
写体または基板に接着剤を塗布する工程に於いて、接着
剤に体質顔料を混練した熱硬化樹脂を用いる請求項２記
載のパターン形成方法、としたものである。

【００１９】また、請求項７の発明に於いては、凹版を
用い、その凹版に、シリコーン樹脂や汎用樹脂と、パタ
ーン形成の体質顔料を混練したインキをスクリーン印刷
法で充填する工程、凹版のインキが硬化した後、その凹
版または中間転写体に熱溶融接着剤を塗布し、この熱溶
融接着剤により、中間転写体に転写する工程、中間転写
体または基板に体質顔料を混練した熱硬化樹脂を用いた
接着剤を塗布する工程、被形成体たる基板に前記接着剤
を介して中間転写体を接着する工程、中間転写体と基板
等を加熱し、中間転写体を引き剥がす工程、を具備する
ことを特徴とするパターン形成方法、としたものであ
る。

【００２０】更にまた、請求項８の発明に於いては、微
細なパターンの形成された基板であって、この基板上に
体質顔料を混練した熱硬化樹脂を用いた接着剤を介して
パターンが形成されており、このパターンはシリコーン
樹脂や汎用樹脂とパターン形成の体質顔料を混練したイ
ンキよりなるものであることを特徴とするパターンの形
成された基板、としたものである。

【００２１】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を詳細
に説明する。本発明のパターン形成方法は凹版にスクリ
ーン印刷法でインキ等を充填し硬化させることを特徴と
するものであり、スクリーン印刷版やインキ等を多数用
いることにより、多色のインキパターンを凹版上に形成
できる。つまり凹版上の一部の凹部にスクリーン印刷法
で色インキを充填し、このインキと異なる色インキを凹
版上の他の部分に充填することを繰り返すと、凹版上に
色分けしたパターンが形成できる。該インキ等はシリコ
ーン樹脂やポリスチレン、エポキシ等汎用樹脂を単独も
しくは混合して用い、必要であれば適当な溶剤で希釈し
たメジウムに蛍光体や着色顔料、低融点ガラス等を混練
して用いることができ、印刷後硬化が速やかで、割れな
どしないものが好ましい。

【００２２】本発明のパターン形成方法は凹版に充填し
たインキ等を硬化した後転写することを特徴とするもの
である。まず中間転写体に熱溶融樹脂、いわゆるホット
メルト接着剤を塗布し、塗布面を凹版に押し当てながら
熱ロールでラミネートする。この場合中間転写体はステ
ンレス板やインバー板を用いることができ、熱溶融樹脂
を塗布しながらラミネートすることもできる。また熱ロ
ールでなく平プレスを用いることも可能である。これら
の方法で接着した中間転写体を凹版から引き剥がすとイ
ンキは熱溶融樹脂に接着し凹版から剥がれて中間転写体
に転移する。この際インキは通称通常の印刷と異なり、
凹版内のインキ全てを転移させることができる。

【００２３】本発明のパターン形成方法は前記中間転写
体に体質顔料を混練した接着剤を塗布し転写することを
特徴とするものである。接着剤としてエポキシ、シリコ
ーン等加熱もしくは常温で硬化する樹脂に着色顔料、低
融点ガラス等を混練して用いることができる。中間転写
体と被パターン形成体たるガラス等の基板を合わせ平プ
レス機やロール式ラミネートプレス機で接着し接着剤を
硬化させる。更にホットメルト接着剤の溶融温度以上に
加熱すると容易に中間転写体をガラス等の基板等から剥
離する事ができる。これらの結果得られた基板等を高温
で焼成することによって陶器の絵付けや電子工業部品等
の微細パターンを形成することができる。

【００２４】本発明の方法によれば微細なパターンつま
り幅が５０μｍ程度でパターンの高さつまりインキ等の
厚さが１５０μｍ程度の厚い絵柄を形成することができ
る。また絵柄は任意に色分けでき、一般のカラー印刷物
程度の微細なパターンをガラス基板等に形成できる。

【００２５】本発明による方法によれば、パターン形成
に凹版とスクリーン印刷法を用いるため微細なパターン
が形成でき、被転写体と同じ熱膨張計数のインバー等を
中間転写体に用いることによって、加工途中の温度によ
る寸法の変化を防止でき正確な絵付けができる。またこ
れら絵付けした基板を高温で焼成することによって陶器
の絵付けや蛍光表示装置、ガス放電パネルの基板を正確
に形成することが可能となる。

【００２６】

【実施例】＜実施例１＞本発明のパターン形成方法を工
程図１に示す。図１（ａ）は凹版の断面図を示し、深さ
２００μｍで頂部の幅５０μｍの広さ８００×６００ｍ
ｍのストライプパターンを配置したサイズ９００×７５
０×４．５ｍｍの凹版である。版の材料としてポリカー
ボネート、アクリル等の樹脂、好ましくはガラス基板と
同じ熱膨張計数を持つ４２アロイがよい。または４２ア
ロイの表面にこれら樹脂を皮膜状に形成しその樹脂表面
に上記ストライプパターンを配置した凹版を用いること
もできる。

【００２７】図１（ａ）に示す凹版１０に凹版のパター
ンの一部分と一致する同じ形状のパターンを有するスク
リーン印刷版を用いてインキ２０をスクリーン印刷す
る。スクリーン印刷前に凹版１０の表面に剥離剤；ダイ
キン工業製ダイフリーＧＡ６３１０を塗布することは好
ましい。更に異なる種類のインキ２１等を同様の手法を
用いて凹版に印刷し絵柄を形成する。ここで用いるイン
キは紫外線によって発光する蛍光体をシリコーン樹脂等
に混連し作成できる。また蛍光体の種類を選ぶことによ
り赤青緑の各色の蛍光体パターンを形成するためのイン
キを製造できる。またシリコーン樹脂の替わりにアクリ
ル、ウレタン、ポリスチレン、エポキシ等の樹脂または
これらに適当な溶剤を加えて用いることができるが、好
ましくは付加重合型のシリコーン樹脂がよい。例えば東
芝シリコーン（株）製ＴＳＥ３４５０を５０部、蛍光体
粉末５０部を混連したものが好適である。

【００２８】図１（ｂ）にこれら３色の蛍光体インキパ
ターンを凹版１０に充填した状態を示す。更に凹版のパ
ターンの頂部１１の上に重なるように、スクリーン印刷
法でパターンを印刷しても良い。このインキは焼成後ガ
ラス溶融体となり黒色になるものが好ましい。このイン
キの成分として銅鉄クロム等を含む金属酸化物顔料と、
低融点ガラスの粉末と上記樹脂等を用いて混連し製造で
きる。

【００２９】図１（ｃ）に示す中間転写体３０に対峙し
て凹版１０を合わせ減圧下で両者を加圧加熱し接着した
後冷却するに。中間転写体３０の表面には接着層の熱溶
融接着剤４０が塗布形成してあり、加圧加熱されること
によりインキ２０等と中間転写体３０は熱溶融接着剤４
０を介して接着する。中間転写体３０は４２アロイやイ
ンバーを用いることができ、被転写体に青板ガラス基板
を用いる場合には４２アロイを用いることが好適であ
り、板厚は０．１から０．５ｍｍの弾性変形の範囲で曲
げられる程度の厚さが好ましい。

【００３０】上記接着した中間転写体３０を凹版１０か
ら引き剥がす。つまり中間転写体３０を接着した面の隅
の部分から曲げながら引き剥がす。すると図１（ｄ）に
示す中間転写体３０上にインキのパターンが形成でき
る。

【００３１】更に中間転写体３０上のインキ２０等のパ
ターン全体にスクリーン印刷法でインキ５０を印刷塗布
する。このインキ５０は酸化チタン等の白色金属酸化物
顔料５部から１０部と、低融点ガラスの粉末４０から８
０部、シリコーン、エポキシアクリレート、ウレタンア
クリレート等の硬化性樹脂のメジウム部２０から４０部
からなり、凹版１０の凸部に対応する凹部に充分に充填
する。このインキ５０の皮膜を加熱硬化させた後更に同
じインキをスクリーン印刷法で塗布し皮膜を形成しても
よい。更にこのインキ５０の皮膜上に、クリーン印刷法
で熱硬化樹脂の接着剤８０を印刷塗布すると、図１
（ｅ）となる。この接着剤８０は、低融点ガラス粉末４
０から８０部、アルミナ等の金属酸化物顔料を２から２
０部、エポキシ樹脂２０から６０部からなる。このエポ
キシ樹脂は油化シェルエポキシ（株）製ビスフェノール
Ａ型のエピコート８２８もしくはビスフェノールＦ型の
エピコート８０７等を用いることができ粘度の低いもの
が好ましい。また反応性希釈剤を加えた樹脂も使用可能
である。更にこの接着剤にはスクリーン印刷で使用する
直前に硬化剤を添加する。硬化剤はスクリーン印刷で必
要な作業時間を確保できるものを用いることができ、油
化シェルエポキシ（株）製のアミン系硬化剤のエポメー
トＢ−００２の場合は、エポキシ樹脂１００部に対して
硬化剤４０から６０部を用いる。

【００３２】インキ５０及び接着剤８０を形成した中間
転写体上３０とガラス基板７０を対峙し、中間転写体３
０上のインキ２０のパターンとガラス基板７０上に予め
形成した電極パターン６０を所定の位置に合わせて加熱
圧着する。インキ５０の皮膜はガラス基板７０と接着剤
８０により接着したまま硬化し、中間転写体３０とガラ
ス基板７０は接着し図１（ｆ）となる。この加熱圧着に
ついてはアライメント装置付きの真空平プレス機が好適
であるが、アライメント時に中間転写体３０とガラス基
板７０を仮固定しロールプレス機で圧着した後加熱する
こともできる。

【００３３】図１（ｇ）に中間転写体３０をガラス基板
７０から引き剥がした図を示す。中間転写体３０上の熱
溶融接着剤４０は加熱することによって接着力は極度に
弱くなりインキ２０等と４２アロイの中間転写体３０両
者に付着したまま熱溶融接着剤４０の皮膜は分裂し、中
間転写体３０はガラス基板７０から引き剥がすことがで
き、結果としてインキ２０等はガラス基板７０に転写さ
れることになる。

【００３４】図２にガラス基板７０を５００から６００
℃で焼成した結果を示す。予めガラス基板７０の上の形
成した電極パターン６０と誘電体６２はそのままで、電
極パターン６０に対して所定の場所に溶融固化したガラ
スがバリアリブ６４として形成され、その間に赤青緑そ
れぞれに発光する蛍光体層塗り分けて形成できている。
バリアリブの形状として深さ１７０μｍで頂部の幅４５
μｍの広さ８００×６００ｍｍのストライプパターンで
ある。これらによりバリアリブと蛍光体が形成でき、そ
れぞれのパターンは精細であり相互の位置ズレもなくプ
ラズマディスプレイに於ける背面基板として好適なもの
ができた。

【００３５】

【発明の効果】本発明のパターン形成方法によれば、ガ
ラス基板等に厚くかつ精細なパターンを形成する方法を
提供することができ、得られるパターンの幅と厚さの比
率が極めて大きく、多くの繰り返しの工程も必要なく、
基板の焼成も蛍光体層とバリアリブ層を同時に形成する
ことで１度で済むなど生産性の向上に貢献し得る。

【図面の簡単な説明】

【図１】(a) 〜(g) は、本発明のパターン形成方法の工
程を示す断面で表した説明図である。

【図２】本発明の実施例の方法により製作したガス放電
パネルの背面基板の断面図である。

【符号の説明】

１０‥‥凹版 １１‥‥パターンの頂部 ２０‥‥インキ ２１‥‥インキ ２２‥‥インキ ３０‥‥中間転写体 ４０‥‥（熱溶融）接着剤 ５０‥‥インキ ６０‥‥電極パターン ６２‥‥誘電体 ６４‥‥バリアリブ ７０‥‥（電極付きガラス）基板 ８０‥‥（熱硬化）接着剤

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 中村 隆一 東京都台東区台東１丁目５番１号 凸版印 刷株式会社内

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】陶器の絵付け、蛍光表示装置、ガス放電パ
   ネル、印刷配線板、混成集積回路等に於ける微細パター
   ンを形成する方法に於いて、凹版を用い、その凹版に異
   なった種類のインキをスクリーン印刷法で充填すること
   を特徴とするパターン形成方法。
2. 【請求項２】凹版を用い、その凹版にインキをスクリー
   ン印刷法で充填する工程、 凹版のインキが硬化した後、中間転写体に転写する工
   程、 中間転写体または基板に接着剤を塗布する工程、 被形成体たる基板に前記接着剤を介して中間転写体を接
   着する工程、 中間転写体を引き剥がす工程、 を具備することを特徴とするパターン形成方法。
3. 【請求項３】凹版を用い、その凹版にインキをスクリー
   ン印刷法で充填する工程に於いて、異なった種類のイン
   キをその凹版に充填することを特徴とする請求項２記載
   のパターン形成方法。
4. 【請求項４】インキとして、シリコーン樹脂や汎用樹脂
   と、パターン形成の体質顔料を混練したインキを用いる
   ことを特徴とする請求項２記載のパターン形成方法。
5. 【請求項５】凹版のインキが硬化した後、中間転写体に
   転写する工程に於いて、凹版または中間転写体に熱溶融
   接着剤を塗布し、この熱溶融接着剤により中間転写体に
   転写することを特徴とする請求項２記載のパターン形成
   方法。
6. 【請求項６】中間転写体または基板に接着剤を塗布する
   工程に於いて、接着剤に体質顔料を混練した熱硬化樹脂
   を用いる請求項２記載のパターン形成方法。
7. 【請求項７】凹版を用い、その凹版に、シリコーン樹脂
   や汎用樹脂と、パターン形成の体質顔料を混練したイン
   キをスクリーン印刷法で充填する工程、 凹版のインキが硬化した後、その凹版または中間転写体
   に熱溶融接着剤を塗布し、この熱溶融接着剤により、中
   間転写体に転写する工程、 中間転写体または基板に体質顔料を混練した熱硬化樹脂
   を用いた接着剤を塗布する工程、 被形成体たる基板に前記接着剤を介して中間転写体を接
   着する工程、 中間転写体と基板等を加熱し、中間転写体を引き剥がす
   工程、 を具備することを特徴とするパターン形成方法。
8. 【請求項８】微細なパターンの形成された基板であっ
   て、この基板上に体質顔料を混練した熱硬化樹脂を用い
   た接着剤を介してパターンが形成されており、このパタ
   ーンはシリコーン樹脂や汎用樹脂とパターン形成の体質
   顔料を混練したインキよりなるものであることを特徴と
   するパターンの形成された基板。