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JP2006108072A - プラズマディスプレイパネル電極形成用ポジ型感光性ペースト組成物,およびこれを用いて製造されたフィルム,プラズマディスプレイパネル電極,プラズマディスプレイパネル - Google Patents

プラズマディスプレイパネル電極形成用ポジ型感光性ペースト組成物,およびこれを用いて製造されたフィルム,プラズマディスプレイパネル電極,プラズマディスプレイパネル Download PDF

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JP2006108072A JP2005210356A JP2005210356A JP2006108072A JP 2006108072 A JP2006108072 A JP 2006108072A JP 2005210356 A JP2005210356 A JP 2005210356A JP 2005210356 A JP2005210356 A JP 2005210356A JP 2006108072 A JP2006108072 A JP 2006108072A
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Hankyoku Ri
範旭 李
Dong-Hee Han
東熙 韓
Shin Sang-Wook
サンウク シン
Jin-Hwan Jeon
震煥 全
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Abstract

【課題】エッジカールがほとんど発生せず,かつ高解像度の微細パターン化が可能なプラズマディスプレイパネル電極形成用ポジ型感光性ペースト組成物を提供する。
【解決手段】本発明によれば,導電性粉末,無機系バインダー,および有機バインダーと光酸発生剤と,溶媒と,添加剤とからなる感光性ビヒクルを含むプラズマディスプレイパネル電極形成用ポジ型感光性ペースト組成物が提供される。上記の有機バインダーは,4種類のメタクリレート誘導体モノマーもしくはアクリレート誘導体モノマーを重合して得られる共重合体である。上記のプラズマディスプレイパネル電極形成用ポジ型感光性ペースト組成物を用いることで,アンダーカットがほとんど発生じないプラズマディスプレイパネル用電極を製造することが可能となる。
【選択図】図4

Description

本発明は,プラズマディスプレイパネル(Plasma Display Panel,以下PDPと略記)の製造における電極形成用ポジ型感光性ペースト組成物,およびこれを用いて製造されたフィルム,プラズマディスプレイパネル電極,プラズマディスプレイパネルに係り,より詳しくは,エッジカールが殆ど発生せず,かつ高解像度の微細パターン化が可能なポジ型感光性ペースト組成物に関するものである。
一般に,PDPの電極は,導電性成分を有する感光性ペーストを用いてフォトリソグラフィ(photolithography)法によって形成されている。図1は感光性ペーストのフォトリソグラフィ法を用いた電極形成工程を示す。上記工程によれば,まず,感光性ペースト2を基板1の一面に塗布およびプリントした後,所定の乾燥工程によって基板の一面に乾燥膜3を形成し,フォトマスク4の付いている紫外線露光装置を用いて露光させた後,フォトマスクで遮光されて硬化していない部分を所定の現像液で現像して除去する。その後,硬化して残っている膜5を所定の温度で焼成することにより,パターン化された電極6を形成する。
図2は従来のネガ型感光性ペーストの現像後のパターン断面を示す。上記工程において,現像後のパターン化された硬化膜の断面は,底部が過現像になった逆梯形(以下,「アンダーカット(under−cut)」という)の形状を持つ。図2の(a)は,露光した部位を示し,(b)は露光していない部位を示す。このようなアンダーカットの原因は,乾燥したペースト膜の殆どが,光を反射および散乱させる導電性物質で構成されているため,露光の際に(a)部分を介して乾燥膜の上部に到達する光の量と,乾燥膜の底部に到達する光の量とが異なることにある。このような原因から,ペーストによってアンダーカットの大きさ(c)は異なるものの,アンダーカットは全ての場合に発生する。このように形成したアンダーカットは,焼成工程後のエッジカール(edge−curl,電極のエッジ部分が巻き上がる現象)の発生,残渣(residue,周縁部が綺麗でなく汚い状態)の発生,パターン直進性の損傷,耐サンディング性の減少といった問題点を発生させる主要原因として働く。このような問題点は,電極の重要な特性が耐電圧特性,抵抗,耐サンディング性などに悪影響を及ぼすので,アンダーカットを最小化するために様々な方法が模索されていたが,根本的にアンダーカットを無くすことはできなかった。
そこで,本発明はこのような問題点に鑑みてなされたもので,その目的は,アンダーカットが発生しない,新規かつ改良されたPDP電極形成用ポジ型感光性ペースト組成物,およびこれを用いて製造されたフィルム,PDP電極,PDPを提供することにある。
上記課題を解決するために,本発明の第1の観点によれば,導電性粉末,無機系バインダー,および有機系バインダーを含む感光性ビヒクルを含む,PDP電極形成用ポジ型感光性ペースト組成物が提供される。
上記の感光性ビヒクルは,光酸発生剤,溶媒,および添加剤を含むことができる。
上記の有機バインダーは,下記の化学式1で表される化合物を含むことが可能である。
Figure 2006108072
ここで,上記の化学式1中,RはHまたはCHであり,RはC〜Cの飽和アルキル基またはC〜Cの不飽和アルキル基,あるいはエーテル基,カルボニル基またはエステル基を含むC〜Cの官能基であり,好ましくはC〜Cの飽和アルキル基であり,Rは置換基内にヒドロキシル基を有し,好ましくはC〜Cのヒドロキシアルキル基であり,Rは水素,または置換基内にカルボキシル基を有し,好ましくはC〜Cのカルボキシルアルキル基であり,Rは保護基であって,t−ブチル基,テトラヒドロフラニル基,1−エトキシ−1−メチルエチル基であり,上記a,b,c,およびdは,重合体合成時の各単量体のモル比(%)であって,aは10〜60,bは0〜30,cは0〜10,dは10〜60であり,a+b+c+d=100である。
また,上記の化学式1において,RはC〜Cの置換または非置換のアルキル基であり,RはC〜Cのヒドロキシアルキル基であり,RはC〜Cのカルボキシアルキル基であり,Rはt−ブチル基,テトラヒドロフラニル基,または1−エトキシ−1−メチルメチル基であることも可能である。
ここで,上記感光性ビヒクルの含量は,導電性粉末100質量部を基準として20質量部〜100質量部とすることができる。
また,上記の光酸発生剤は,ジフェニルヨードヘキサフルオロフォスフェート,ジフェニルヨードヘキサフルオロアルセナート,ジフェニルヨードヘキサフルオロアンチモナート,ジフェニルパラメトキシフェニルトリフラート,ジフェニルパラトリエチルトリフラート,ジフェニルパライソブチルフェニルトリフラート,ジフェニルパラt−ブチルフェニルトリフラート,トリフェニルスルホニウムヘキサフルオロフォスフェート,トリフェニルスルホニウムヘキサフルオロアルセナート,トリフェニルスルホニウムヘキサフルオロアンチモナート,トリフェニルスルホニウムトリフラート,およびジブチルナフチルスルホニウムトリフラートからなる群より選択された少なくとも一つとすることが可能である。
また,光酸発生剤は,有機系バインダー100質量部を基準として0.1質量部〜20質量部とすることができる。
また,上記の溶媒は,エチルカルビトール,ブチルカルビトール,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,テキサノール,テルピン油,ジプロピレングリコールメチルエーテル,ジプロピレングリコールエチルエーテル,ジプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート,γ−ブチロラクトン,セロソルブアセテート,ブチルセロソルブアセテート,およびトリプロピレングリコールからなる群より選択された少なくとも一つを用いることが可能である。
なお,上記感光性ビヒクルは,増減剤,重合禁止剤,酸化防止剤,紫外線吸光剤,消泡剤,分散剤,レベリング剤,および可塑剤からなる群より選択された少なくとも一つの添加剤をさらに含むことができる。
導電性粉末は,銀(Ag),金(Au),銅(Cu),白金(Pt),パラジウム(Pd),アルミニウム(Al),ニッケル(Ni),あるいはこれらの合金,または銅(Cu),ニッケル(Ni),アルミニウム(Al),タングステン(W),あるいはモリブデン(Mo)粉末を銀(Ag)あるいは金(Au)でコートした粉末のうちの少なくとも一つを使用することが可能である。
さらに,この導電性粉末粒子の平均粒径は,0.1μm〜10.0μmとすることができる。
また,上記の組成物は,平均粒径1nm〜100nmのナノ粒子をさらに含むことが可能である。
ここで,ナノ粒子は,導電性を有する銀(Ag),金(Au),銅(Cu),白金(Pt),パラジウム(Pd),アルミニウム(Al),ニッケル(Ni),タングステン(W),モリブデン(Mo)もしくはこれら元素の合金,または導電性のないシリカ,アルミナ,あるいは無機系バインダーとして用いられるガラスのうちの少なくとも一つを含むことができる。
また,上記の無機系バインダーは,鉛(Pb),ケイ素(Si),ホウ素(B),アルミニウム(Al),亜鉛(Zn),ナトリウム(Na),カリウム(K),マグネシウム(Mg),バリウム(Ba),またはビスマス(Bi)の複合酸化物とすることが可能である。
加えて,無機系バインダーは,PbO−SiO系,PbO−SiO−B系,PbO−SiO−B−ZnO系,PbO−SiO−B−BaO系,PbO−SiO−ZnO−BaO系,ZnO−SiO系,ZnO−B−SiO系,ZnO−KO−B−SiO−BaO系,Bi−SiO系,Bi−B−SiO系,Bi−B−SiO−BaO系,およびBi−B−SiO−BaO−ZnO系からなる群より選択された少なくとも一つとすることも可能である。
また,上記の無機系バインダーとして,軟化温度(softening temperature)が400℃〜600℃であり,平均粒径が0.1μm〜10μmであるものを用いることが可能である。
ここで,無機系バインダーの含量は,導電性粉末100質量部を基準として0.10質量部〜10.0質量部とすることができる。
上記課題を解決するために,本発明の第2の観点によれば,上記のプラズマディスプレイパネル電極形成用ポジ型感光性ペースト組成物を用いて製造されるフィルムが提供される。
上記課題を解決するために,本発明の第3の観点によれば,上記のプラズマディスプレイパネル電極形成用ポジ型感光性ペースト組成物を用いて製造されるプラズマディスプレイパネルの電極が提供される。
ここで,上記の電極は,上記電極の基板と接する面の面積が,基板と接する面と反対側の面の面積よりさらに広い,梯形形状とすることが可能である。
上記課題を解決するために,本発明の第4の観点によれば,上記のプラズマディスプレイパネルの電極を用いて製造されるプラズマディスプレイパネルが提供される。
本発明によれば,現像の後にアンダーカットが発生しない,PDP電極形成用ポジ型感光性ペースト組成物,およびこれを用いて製造されたフィルム,PDP電極,PDPを提供することができる。
以下に添付図面を参照しながら,本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお,本明細書及び図面において,実質的に同一の機能構成を有する構成要素については,同一の符号を付することにより重複説明を省略する。
図3は本発明の一実施形態に係るポジ型感光性ペースト組成物の,フォトリソグラフィ法を用いた電極形成工程を示す図である。図3に示すように,ポジ型感光性ペースト組成物のフォトリソグラフィ法を用いた電極形成用工程と,従来の方式との差異点は,熱処理工程がさらに必要であることにある。感光性ペースト12を基板11の一面に塗布およびプリントした後,所定の乾燥工程によって基板の一面に乾燥膜13を形成し,フォトマスク14の付いている紫外線露光装置を用いて露光させた後,熱処理工程を行う。熱処理工程は,露光した部位から発生した強酸成分が脱保護反応を起こして露光部位がアルカリ水溶液により現像されるようにする。現像後,硬化して残っている膜15を所定の温度で焼成することにより,パターン化された電極16を形成する。
本発明の一実施形態に係るPDPの電極形成に用いられるポジ型感光性ペースト組成物は,現像工程で紫外線などの光を受けた部分が現像されて除去される。したがって,図4のように形成されたパターン形状は,逆梯形ではなく梯形の形状になる。すなわち,電極は,この電極の基板と接する面である下部の面積が,基板と接しない面である上部の面積よりさらに広い,梯形の形状を持つ。
本発明の一実施形態により,導電性粉末,無機系バインダーおよび感光性ビヒクルを含むPDP電極形成用ポジ型感光性ペースト組成物が提供される。
上記の感光性ビヒクルは,有機系バインダー,光酸発生剤(photoacid generator),溶媒およびその他の添加剤を含むことができる。感光性ビヒクルの含量は,導電性粉末100質量部に対し20〜100質量部であることが好ましい。感光性ビヒクルの含量が20質量部未満の場合には,ペーストの印刷性が不良であり且つ露光感度が低下するので好ましくなく,感光性ビヒクルの含量が100質量部超過の場合には,相対的に導電性粉末の含量比が低くなり,焼成の際に導電膜の線幅収縮が激しく,かつ断線が発生することとなるので好ましくない。
上記の有機系バインダーは,下記化学式1で表わされる化合物である。
Figure 2006108072
Figure 2006108072
ここで,上記の化学式1および化学式2において,RはHまたはCHである。RはC〜Cの飽和アルキル基またはC〜Cの不飽和アルキル基,あるいはエーテル基,カルボニル基またはエステル基を含むC〜Cの官能基であり,好ましくはC〜Cの飽和アルキル基である。Rは置換基内にヒドロキシル基を有し,好ましくはC〜Cのヒドロキシアルキル基である。Rは水素,または置換基内にカルボキシル基を有し,好ましくはC〜Cのカルボキシアルキル基である。Rは保護基(protecting group)であって,t−ブチル基,テトラヒドロフラニル基,1−エトキシ−1−メチルエチル基である。また,上記の化学式1において,a,b,c,およびdは,重合体合成の際の,上記化学式2で表わされたA,B,CおよびD各単量体のモル比(%)であって,aは10〜60,bは0〜30,cは0〜10,dは10〜60であり,a+b+c+d=100である。
上記の化学式1は,化学式2の単量体(A),(B),(C)および(D)を重合して形成できる。化学式1の共重合体は,反応容器に化学式2の単量体と2,2−アゾビスイソブチロニトリル,ベンゾイルペルオキシド,t−ブチルペルオキシドなどのラジカル重合開始剤を仕込み,溶媒に溶解した後,所定の温度で加熱してラジカル重合反応を起こすことにより製造できる。
上記の共重合体の質量平均分子量は,5000g/mol〜50000g/molであることが好ましい。共重合体の質量平均分子量が5000g/mol未満の場合にはペーストの印刷性が低下し,共重合体の質量平均分子量が50000g/mol超過の場合には現像の際に非露光部が綺麗に除去されないため,焼成の後に直線性が低下し,かつ残渣が発生するという問題点があって,好ましくない。
また,有機系バインダーとしては,上記の化学式1の共重合体を単独で使用することもできるが,膜レベリングの向上または揺変性の向上などの目的でメチルセルロース,エチルセルロース,ニトロセルロース,ヒドロキシメチルセルロース,ヒドロキシエチルセルロース,ヒドロキシプロピルセルロース,カルボキシメチルセルロース,カルボキシエチルセルロース,およびカルボキシエチルメチルセルロースからなる群より選択された少なくとも一つの物質を混合して使用することもできる。
また,感光性ビヒクルは,光酸発生剤,溶媒およびその他の添加剤を含むことができる。
上記の光酸発生剤とは,紫外線,X線および電子線の照射を含む照射方法に応じて強酸を発生させうる化合物であって,例えば,ジフェニルヨードヘキサフルオロフォスフェート,ジフェニルヨードヘキサフルオロアルセナート,ジフェニルヨードヘキサフルオロアンチモナート,ジフェニルパラメトキシフェニルトリフラート,ジフェニルパラトリエチルトリフラート,ジフェニルパライソブチルフェニルトリフラート,ジフェニルパラt−ブチルフェニルトリフラート,トリフェニルスルホニウムヘキサフルオロフォスフェート,トリフェニルスルホニウムヘキサフルオロアルセナート,トリフェニルスルホニウムヘキサフルオロアンチモナート,トリフェニルスルホニウムトリフラート,およびジブチルナフチルスルホニウムトリフラートからなる群より選択された少なくとも一つである。
上記の光酸発生剤の含量は,有機系バインダー100質量部を基準として0.1〜20質量部であることが好ましい。光酸発生剤の含量が0.1質量部未満の場合には,露光部の現像が正しく実現されず,光酸発生剤の含量が20質量部超過の場合には,光酸発生剤の照射光線の吸収によって露光感度が減少するので好ましくない。
上記の溶媒は,特に制限されるわけではないが,有機系バインダーおよび開始剤を溶解させることができ,架橋剤およびその他の添加剤とよく混合され,かつ沸点が150℃以上であるものを使用することが好ましい。沸点が150℃未満の場合には,組成物の製造過程,特に3−ロールミル工程で,溶媒が揮発する傾向が大きくなるため,問題である。また,プリントの際に溶媒があまり速く揮発しすぎてプリント状態が悪くなるので好ましくない。
好ましい溶媒としては,エチルカルビトール,ブチルカルビトール,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,テキサノール,テルピン油,ジプロピレングリコールメチルエーテル,ジプロピレングリコールエチルエーテル,ジプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート,γ−ブチロラクトン,セロソルブアセテート,ブチルセロソルブアセテート,およびトリプロピレングリコールからなる群より選択された少なくとも一つが使用できるが,上記のものに制限されるわけではない。
上記溶媒の含量は,有機バインダー100質量部を基準として100〜500質量部であることが好ましいが,溶媒の含量が100質量部未満の場合には,ペーストの粘度があまりに高くなり,プリントが碌にされないため好ましくなく,溶媒の含量が500質量部超過の場合には,粘度があまり低くなりすぎ,プリントできないため好ましくない。
また,感光性ビヒクルは,感度を向上させる増減剤,組成物の保存性を向上させる重合禁止剤および酸化防止剤,解像度を向上させる紫外線吸光剤,組成物内の気泡を減らす消泡剤,分散性を向上させる分散剤,プリントの際に膜の平坦性を向上させるレベリング剤,および揺変特性を与える可塑剤などの添加剤をさらに含むこともできる。
本発明の一実施形態に係るPDP電極形成用ポジ型感光性ペースト組成物は,導電性粉末および無機系バインダーを含むことができる。
導電性粉末は,焼成の際に焼結が起こることにより焼成膜に導電性を与えるためのもので,好ましい導電性粉末としては,銀(Ag),金(Au),銅(Cu),白金(Pt),パラジウム(Pd),アルミニウム(Al),ニッケル(Ni),もしくはこれらの合金,または銅(Cu),ニッケル(Ni),アルミニウム(Al),タングステン(W),もしくはモリブデン(Mo)粉末を銀(Ag)または金(Au)でコートした粉末のうちの少なくとも一つを使用することができる。
また,導電性粉末は粒子形状が球形であることが好ましい。これは,球形の粒子が板状または無定形の粒子より優れた充填率および紫外線透過度の特性を持つためである。平均粒径は0.1〜10.0μmであることが好ましい。平均粒径が10.0μm超過の場合には,焼成膜パターンの直進性が不良であり且つ焼成膜の抵抗が高くなるという欠点が発生し,平均粒径が0.1μm未満の場合には,ペーストの分散性および露光感度が不良になるので好ましくない。
導電性粉末の含量は,ペースト100質量部に対し50質量部〜80質量部であることが好ましく,無機系バインダーは,導電性粉末100質量部に対し0.1質量部〜10.0質量部,感光性ビヒクルは,導電性粉末100質量部に対し20質量部〜100質量部であることが好ましい。
導電性粉末の含量が上記の範囲を超過する場合には,プリント性の不良および感度の低下による所望の線幅のパターンを得ることができず,好ましくない。また,導電性粉末の含量が上記の範囲未満の場合には,焼成の際に導電膜の線幅の収縮が激しく且つ断線が起こる恐れがあり,好ましくない。
本発明の一実施形態に係るPDP電極形成用ポジ型感光性ペースト組成物は,導電性粒子の平均粒径が非常に小さいナノ粒子をさらに含むことができる。ナノ粒子を少量添加して有機固形分の含量を減らすことができて乾燥膜の厚さが薄くなることにより,露光感度が向上し,焼成時の収縮率が小さいため,形成される電極の線幅および厚さが均一になるうえ,エッジカール現象が最小化されることにより耐電圧特性が向上する。
ナノ粒子の成分としては,導電性を有する銀(Ag),金(Au),銅(Cu),白金(Pt),パラジウム(Pd),アルミニウム(Al),ニッケル(Ni),タングステン(W),モリブデン(Mo),もしくはこれらの合金,または導電性のないシリカ,アルミナ,あるいは無機系バインダーとして用いられるガラスなどを使用することができる。
本発明の一実施形態に係るナノ粒子は,上記の導電性粉末と同一もしくは異なるものであってもよい。粒子の形状は,比表面積や紫外線透過などを考慮して球形が好ましい。また,ナノ粒子の平均粒径は1nm〜100nmであることが好ましい。平均粒径が100nm超過の場合には,ペーストの粘度上昇効果がわずかであり,平均粒径が1nm未満の場合には,ペーストの分散性および粘度の上昇が急激であって粘度の調節が難しいので,好ましくない。ペースト内のナノ粒子の含量は,導電性粉末100質量部を基準として0.1質量部〜10.0質量部であることが好ましい。ペースト内のナノ粒子の含量が0.1質量部未満であれば,ペーストの粘度上昇効果が微弱であり,ペースト内のナノ粒子の含量が10.0質量部超過であれば,粘度が高くてプリント性が不良になり且つ露光感度が低下するので好ましくない。
本発明の一実施形態に係るペースト組成物は,無機系バインダーを含み,この無機系バインダーは,焼成の工程で導電性粉末の焼結特性を向上させ,かつ導電性粉末とガラス基板との間に接着力を与える役割をする。無機系バインダーとしては,Pb,Si,B,Al,Zn,Na,K,Mg,BaおよびBiの複合酸化物が使用できる。好ましくは,これに制限されるものではないが,PbO−SiO系,PbO−SiO−B系,PbO−SiO−B−ZnO系,PbO−SiO−B−BaO系,PbO−SiO−ZnO−BaO系,ZnO−SiO系,ZnO−B−SiO系,ZnO−KO−B−SiO−BaO系,Bi−SiO系,Bi−B−SiO系,Bi−B−SiO−BaO系,およびBi−B−SiO−BaO−ZnO系からなる群より選択された少なくとも一つが使用できる。
無機系バインダーの粒子形状は,特に限定されないが,球形が好ましく,無機系バインダーの粒子の平均粒径は,0.1μm〜10μmであることが好ましい。平均粒径が0.1μm未満の場合には,露光感度が低下して好ましくなく,平均粒径が10μm超過の場合には,焼成膜が不均一で電極の直進性が悪くなるので好ましくない。
また,無機系バインダーの軟化温度(softening temperature)は400℃〜600℃であることが好ましい。軟化温度が400℃未満であれば,電極の周辺に流下して広がってしまうか,有機物の分解を妨害し,軟化温度が600℃超過であれば,焼成温度が600℃を超過する温度ではガラス基板が撓むため,焼成温度を600℃以上にすることができないため,無機系バインダーの軟化が起こることができなくて好ましくない。
上記の無機系バインダーの含量は,導電性粉末100質量部を基準として0.10質量部〜10.0質量部が好ましい。無機系バインダーの含量が0.10質量部未満の場合は,導電性粉末の焼結が碌に起こらず,導電膜とガラス基板間の接着力が低下して好ましくなく,無機系バインダーの含量が10.0質量部を超過する場合には,電極の抵抗が増加して好ましくない。
本発明の一実施形態は,上記感光性ペースト組成物を用いて電極を製造することにより,基板と接する下部の面積が基板と接しない上部の面積よりさらに広い梯形形状のプラズマディスプレイパネルの電極を提供する。
図4は本発明の一実施形態に係るポジ型感光性ペーストの現像後のパターン断面を示す。(d)は露光していない部位,(e)露光した部位,(f)はオーバーカットの大きさをそれぞれ示す。本発明に係るPDP電極形成用ポジ型感光性ペーストは,アンダーカットと同様にオーバーカットを発生する。梯形形状の両端の傾斜角は反応によって変更できる。オーバーカットは,根本的に発生するものであるが,オーバーカットの大きさ(f)は,電極の形状と関係するものに過ぎず,電極特性とは関係ないため,このオーバーカットを減らそうと努力する必要はない。
図5は本発明の一実施形態に係るPDP電極を含むPDPの具体的な構造を示す。本発明に係るペースト組成物は,直接電極を形成するのに利用することもでき,フィルムを製造して利用することもできる。製造されたPDP電極は,下記PDP構造のうちバス電極の白色(white)電極およびアドレス電極などの製造に使用できる。
本発明の一実施形態によって製造されたPDPは,前方パネル210および後方パネル220を含む構造となっている。前方パネル210は,前面基板211,前面基板の背面211aに形成されたY電極212とX電極213を備えた維持電極対214,維持電極対を覆う前方誘電体層215,および前方誘電体層を覆う保護膜216を備える。Y電極212とX電極213は,それぞれ,ITOなどで形成された透明電極212b,213b,および明暗向上のための黒色電極(図示せず)および導電性を与える白色電極(図示せず)からなるバス電極212a,213aを備える。バス電極212a,213aは,PDPの左右側に配置された連結ケーブルと接続される。
後方パネル220は,背面基板221,背面基板の前面221aに維持電極対と交差するように形成されたアドレス電極222,アドレス電極を覆う後方誘電体層223,後方誘電体層上に形成されて発光セル226を区画する隔壁224,および発光セル内に配置された蛍光体層225を備える。アドレス電極222は,PDPの上下側に配置された連結ケーブルと接続される。
以下,本発明の好適な実施例および比較例を説明する。これらの実施例は,本発明をより明確に示す目的で記載されたものに過ぎず,本発明を限定するものではない。
(実施例1)重合体の合成
前記化学式2の単量体を用いてラジカル重合法によって重合体を合成した。重合反応において,開始剤としては2,2’−アゾビスイソブチロニトリル(AIBN)を使用し,溶媒としてはエチルカルビトールアセテート(ECA)またはテキサノール(Texanol)を使用した。合成の際,単量体と溶媒との割合は40:60(質量%)とした。
(重合体#1〜#6の合成)
反応容器に溶媒としてエチルカルビトールアセテートを,単量体としてメチルメタクリレート,ヒドロキシエチルメタクリレート,メタクリル酸,t−ブチルメタクリレートを,開始剤としてAIBNを投入した後,攪拌して混合した。攪拌状態の反応容器に窒素ガスを注入して窒素雰囲気に作った後,反応容器の温度を60℃まで上昇させて重合反応を行った。重合過程中に重合体の粘度を随時点検して粘度が20000cps(60℃基準)を超えると,反応容器に窒素の代わりに酸素ガスを注入して重合反応を中断させた後,反応容器を冷却させて常温に維持することにより,重合反応を完了した。合成された重合体は,粘度計を用いて粘度を測定した。
その後,単量体別の重合体の合成は,溶媒および単量体成分以外は,上記重合体#1の合成と同様の方法で行った。その結果を表1に示した。
Figure 2006108072
上記の表1において,a〜gはそれぞれ各単量体の成分を表しており,aはメチルメタクリレート,bは2−ヒドロキシエチルメタクリレート,cはメタクリル酸,dはt−ブチルメタクリレート,eはn−ブチルメタクリレート,fはアクリル酸,gは2−ヒドロキシエチルアクリレートである。
(実施例2)ペーストの製造
下記表2の組成を用いて次のようにペーストを製造した。
a)重合体,光酸発生剤,溶媒および添加剤よりなる有機化合物を混合器に共に仕込んだ後,攪拌によってよく溶解させてビヒクルを製造する。
b)無機系バインダーおよび導電性粒子をPLM(PLanetary Mixer)に仕込んだ後,攪拌しながらビヒクルを徐々に加える。
c)上記のペーストを,3−roll millを用いて機械的に混合する。
d)フィルタリングによって大きい粒子および塵などの不純物を除去する。
e)脱泡装置を用いてペースト内の気泡を除去する。
Figure 2006108072
上記の表2において,各数字は質量%を表している。
上記の表2において,重合体は,実施例1で合成した重合体であり(溶媒が含まれた合成物自体),ペースト#2は,導電性粉末にナノ粒子を含ませたものであり,ペースト#3と#4は,バインダーとして重合体とヒドロキシプロピルセルロース(HPC)を混合して使用したものであり,ペースト#5は,導電性粉末に金属コーティング銅粉末が含まれたものである。表2の成分に対する説明を表3に示した。
Figure 2006108072
(実施例3)フィルムの製造
上記の実施例2で製造されたペーストを用いて直接電極を形成するのに利用することもでき,下記の方法でフィルムを作った後利用することもできる。
a)支持体フィルムにスクリーンプリント法によってペーストをプリントする。
b)乾燥装置を用いて乾燥させて感光層を形成する。
c)乾燥したペースト上に保護フィルムをラミネーションさせる。
<フィルム#1>
ペースト#1を厚さ40μmのPETフィルムにSUS#325スクリーンを用いてスクリーンプリント法によってプリントした後,IR乾燥装置を用いて85℃で15分間乾燥させて感光層を形成した。乾燥した感光層上に膜厚30μmのPEフィルムをラミネータを用いて保護フィルムとして形成してドライフィルムを製造した。
<フィルム#2〜#6>
それぞれのペースト(ペースト#2〜#6)を上記のフィルム#1の製造と同様の方法で行って,それぞれのフィルム(フィルム#2〜#6)を製造した。
(実施例4)ペーストの評価(1)
上記の実施例2で製造されたポジ型感光性ペーストは,下記方法のような工程を経て評価した。また,従来のペーストとの特性比較のために,現在生産工程で使用されているペーストもあわせて評価した。
(1)ガラス基板上にスクリーンプリント法でペーストをプリントした。
(2)IR(赤外線)乾燥装置を用いて100℃で15分間乾燥させた。
(3)高圧水銀ランプ付き紫外線露光装置を用いて500mJ/cmで照射した。
(4)IR乾燥装置を用いて120℃で5分間熱処理した。(比較ペーストの場合,この過程は省略する。)
(5)30℃の0.4質量%の炭酸ナトリウム水溶液を1.5kgf/cm(約14.71N/cm)のノズル圧力で噴射して現像させた。
(6)電気焼成炉を用いて580℃で15分間焼成した。
(7)膜厚測定装置を用いて焼成後の膜厚を測定した。
(8)走査型電子顕微鏡(Scanning Electron Microscope:SEM)を用いて焼成膜の断面を観察してエッジカールを測定した。
(9)焼成膜上に誘電体をプリント,乾燥,焼成して誘電体膜を形成した。
(10)耐電圧評価装置を用いて耐電圧値を測定した。
(11)サンディング装置を用いて耐サンディング性を評価した。
上記の評価過程で得た電極特性評価結果を表4に示した。
Figure 2006108072
耐サンディング性の評価:サンディング回数によって電極端子部が損傷する程度を評価することで,3回以上とは,3回サンディング後にも電極端子部が損傷していないことを示す。
上記表4の評価結果より,比較ペーストは,エッジカールが激しく発生して抵抗や耐電圧特性が悪い一方,ポジ型感光性ペーストを用いたペースト#1〜#6の場合は,エッジカールがわずかに発生しているのみで,比較ペーストに比べ,抵抗および耐電圧特性が優れることが分かる。
(実施例5)ペーストの評価(2)
上記の実施例4のポジ型感光性ペースト#3と比較ペーストを用いて,下記方法のように解像度特性を比較評価した。
(1)ガラス基板上にスクリーンプリント法でペーストをプリントした。
(2)IR(赤外線)乾燥装置を用いて100℃で15分間乾燥させた。
(3)Line/Space(L/S)がそれぞれ10,30,50,100μmであるフォトマスクを高圧水銀ランプに装着した後,500mJ/cmで露光させた。
(4)IR乾燥装置を用いて120℃で5分間熱処理した。(比較ペーストの場合,この過程は省略する。)
(5)30℃の0.4質量%の炭酸ナトリウム水溶液を1.5kgf/cm(約14.71N/cm)のノズル圧力で噴射して現像させた。
(6)光学顕微鏡を用いて,パターン化された膜を評価した。
上記の評価過程で得られた結果を表5に示した。
Figure 2006108072
上記の表5のペースト解像度評価結果より,ポジ型感光性ペーストである#3の解像度が優れていることが分かる。これは,半導体DRAMの生産の際に,フォトレジストの解像度を良くするためにポジ型フォトレジストが使用されるのと同一の理由からである。
(実施例6)フィルムの評価
上記の実施例3で製造されたフィルムは,下記の方法のような工程を経て評価した。
(1)ラミネータを用いてフィルムの保護フィルムを剥がしながら,ラミネータの速度を1.0m/minとし,温度を100℃とし,加熱ローラの圧力を50psi(約0.345MPa)として感光層を基板にラミネーションさせた。
(2)ラミネーション工程を済ませた基板は,15分程度放置して温度が常温に下がるようにした。
(3)回路パターンの形成されたフォトマスクおよび紫外線露光装置を用いて500mJ/cmで露光させた。
(4)IR乾燥装置を用いて120℃で5分間熱処理した。
(5)熱処理の後,40℃の0.4質量%炭酸ナトリウム水溶液をノズルを介して1.2kgf/cm(約11.77N/cm)の噴射圧力で20秒間現像して非露光部位を除去した。
(6)現像の後,パターン化された感光層を580℃で15分間焼成させた。
(7)膜厚測定装置を用いて焼成後の膜厚を測定した。
(8)走査型電子顕微鏡(Scanning Electron Microscope:SEM)を用いて焼成膜の断面を観察してエッジカールを測定した。
(9)焼成膜上に誘電体をプリント,乾燥,焼成して誘電体膜を形成した。
(10)耐電圧評価装置を用いて耐電圧値を測定した。
(11)サンディング装置を用いて耐サンディング性を評価した。
上記の評価過程で得た結果を表6に示した。
Figure 2006108072
上記の表6の評価結果を表4の結果と比較すると,ポジ型感光性ペーストをフィルムに製作して電極の形成に利用しても,電極の特性に問題がないことが分かる。
上記のように,本実施形態に係るポジ型感光性ペーストは,従来のネガ型感光性ペースト使用の際に発生するエッジカール,残渣,パターン直進性の損傷といった問題点が解消され,結果として電極の耐サンディング性,耐電圧,抵抗などの特性を改善することができる。
以上,添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが,本発明はかかる例に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば,特許請求の範囲に記載された範疇内において,各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり,それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
本発明は,プラズマディスプレイパネルの製造における電極形成用ポジ型感光性ペースト組成物に適用可能であり,より詳しくは,エッジカールが殆ど発生せず,かつ高解像度の微細パターンが可能なポジ型感光性ペースト組成物に適用可能である。
従来の感光性ペーストのフォトリソグラフィ法を用いた電極形成工程を説明するための説明図である。 従来のネガ型感光性ペーストの現像後のパターン断面を示す断面図である。 本発明の一実施形態に係るポジ型感光性ペーストのフォトリソグラフィ法を用いた電極形成工程を説明するための説明図である。 本発明の一実施形態に係るポジ型感光性ペーストの現像後のパターン断面を示す断面図である。 本発明の一実施形態によって製造されたPDP電極を含むプラズマディスプレイパネルを示す斜視図である。
符号の説明
11 基板
12 感光性ペースト
13 乾燥膜
14 フォトマスク
15 現像後の硬化残留膜
16 パターン化された電極
210 前方パネル
211 前面基板
211a 前面基板の背面
212 Y電極
212a バス電極
212b 透明電極
213 X電極
213a バス電極
213b 透明電極
214 維持電極対
215 前方誘電体層
216 保護膜
220 後方パネル
221 背面基板
221a 背面基板の前面
222 アドレス電極
223 後方誘電体層
224 隔壁
225 蛍光体層
226 発光セル

Claims (21)

  1. 導電性粉末と;
    無機系バインダーと;
    有機系バインダーを含む感光性ビヒクルと;
    を含むことを特徴とする,プラズマディスプレイパネル電極形成用ポジ型感光性ペースト組成物。
  2. 前記感光性ビヒクルは,光酸発生剤,溶媒,および添加剤を含むことを特徴とする,請求項1に記載のプラズマディスプレイパネル電極形成用ポジ型感光性ペースト組成物。
  3. 前記有機系バインダーは,下記の化学式1で表される化合物を含むことを特徴とする,請求項1に記載のプラズマディスプレイパネル電極形成用ポジ型感光性ペースト組成物。
    Figure 2006108072
    ここで,前記化学式1中,
    はHまたはCHであり,
    はC〜Cの飽和アルキル基もしくはC〜Cの不飽和アルキル基,またはエーテル基,カルボニル基またはエステル基を含むC〜Cの官能基であり,
    は置換基内にヒドロキシル基を有するC〜Cのヒドロキシアルキル基であり,
    は水素,または置換基内にカルボキシル基を有するC〜Cのカルボキシアルキル基であり,
    は保護基であって,t−ブチル基,テトラヒドロフラニル基,1−エトキシ−1−メチルエチル基であり,
    前記a,b,c,およびdは,重合体合成時の各単量体のモル比(%)であって,aは10〜60,bは0〜30,cは0〜10,dは10〜60であり,a+b+c+d=100である。
  4. 前記化学式1中,RはC〜Cの置換または非置換のアルキル基であり,
    はC〜Cのヒドロキシアルキル基であり,
    はC〜Cのカルボキシアルキル基であり,
    はt−ブチル基,テトラヒドロフラニル基,または1−エトキシ−1−メチルメチル基であることを特徴とする,請求項3に記載のプラズマディスプレイパネル電極形成用ポジ型感光性ペースト組成物。
  5. 前記感光性ビヒクルの含量は,前記導電性粉末100質量部を基準として20質量部〜100質量部であることを特徴とする,請求項2に記載のプラズマディスプレイパネル電極形成用ポジ型感光性ペースト組成物。
  6. 前記光酸発生剤は,ジフェニルヨードヘキサフルオロフォスフェート,ジフェニルヨードヘキサフルオロアルセナート,ジフェニルヨードヘキサフルオロアンチモナート,ジフェニルパラメトキシフェニルトリフラート,ジフェニルパラトリエチルトリフラート,ジフェニルパライソブチルフェニルトリフラート,ジフェニルパラt−ブチルフェニルトリフラート,トリフェニルスルホニウムヘキサフルオロフォスフェート,トリフェニルスルホニウムヘキサフルオロアルセナート,トリフェニルスルホニウムヘキサフルオロアンチモナート,トリフェニルスルホニウムトリフラート,およびジブチルナフチルスルホニウムトリフラートからなる群より選択された少なくとも一つであることを特徴とする,請求項2に記載のプラズマディスプレイパネル電極形成用ポジ型感光性ペースト組成物。
  7. 前記光酸発生剤は,有機系バインダー100質量部を基準として0.1〜20質量部であることを特徴とする,請求項2に記載のプラズマディスプレイパネル電極形成用ポジ型感光性ペースト組成物。
  8. 前記溶媒は,エチルカルビトール,ブチルカルビトール,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,テキサノール,テルピン油,ジプロピレングリコールメチルエーテル,ジプロピレングリコールエチルエーテル,ジプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート,γ−ブチロラクトン,セロソルブアセテート,ブチルセロソルブアセテート,およびトリプロピレングリコールからなる群より選択された少なくとも一つであることを特徴とする,請求項2に記載のプラズマディスプレイパネル電極形成用ポジ型感光性ペースト組成物。
  9. 前記感光性ビヒクルは,増減剤,重合禁止剤,酸化防止剤,紫外線吸光剤,消泡剤,分散剤,レベリング剤,および可塑剤からなる群より選択された少なくとも一つの添加剤をさらに含むことを特徴とする,請求項1に記載のプラズマディスプレイパネル電極形成用ポジ型感光性ペースト組成物。
  10. 前記導電性粉末は,銀,金,銅,白金,パラジウム,アルミニウム,ニッケル,もしくはこれらの合金,または銅,ニッケル,アルミニウム,タングステン,もしくはモリブデン粉末を銀もしくは金でコートした粉末のうちの少なくとも一つであることを特徴とする,請求項1に記載のプラズマディスプレイパネル電極形成用ポジ型感光性ペースト組成物。
  11. 前記導電性粉末粒子の平均粒径は,0.1μm〜10.0μmであることを特徴とする,請求項1に記載のプラズマディスプレイパネル電極形成用ポジ型感光性ペースト組成物。
  12. 前記組成物は,平均粒径1nm〜100nmのナノ粒子をさらに含むことを特徴とする,請求項1に記載のプラズマディスプレイパネル電極形成用ポジ型感光性ペースト組成物。
  13. 前記ナノ粒子は,導電性を有する金,銀,銅,白金,パラジウム,アルミニウム,ニッケル,タングステン,モリブデン,もしくはこれら元素の合金,または導電性のないシリカ,アルミナ,もしくは無機系バインダーとして用いられるガラスのうち少なくとも一つを含むことを特徴とする,請求項12に記載のプラズマディスプレイパネル電極形成用ポジ型感光性ペースト組成物。
  14. 前記無機系バインダーは,鉛,ケイ素,ホウ素,アルミニウム,亜鉛,ナトリウム,カリウム,マグネシウム,バリウム,またはビスマスの複合酸化物であることを特徴とする,請求項1に記載のプラズマディスプレイパネル電極形成用ポジ型感光性ペースト組成物。
  15. 前記無機系バインダーは,PbO−SiO系,PbO−SiO−B系,PbO−SiO−B−ZnO系,PbO−SiO−B−BaO系,PbO−SiO−ZnO−BaO系,ZnO−SiO系,ZnO−B−SiO系,ZnO−KO−B−SiO−BaO系,Bi−SiO系,Bi−B−SiO系,Bi−B−SiO−BaO系,およびBi−B−SiO−BaO−ZnO系からなる群より選択された少なくとも一つであることを特徴とする,請求項1に記載のプラズマディスプレイパネル電極形成用ポジ型感光性ペースト組成物。
  16. 前記無機系バインダーは,軟化温度が400℃〜600℃であり,平均粒径が0.1μm〜10μmであることを特徴とする,請求項1に記載のプラズマディスプレイパネル電極形成用感光性ペースト組成物。
  17. 前記無機系バインダーの含量は,前記導電性粉末100質量部を基準として0.10質量部〜10.0質量部であることを特徴とする,請求項1に記載のプラズマディスプレイパネル電極形成用感光性ペースト組成物。
  18. 請求項1〜17のいずれか1項に記載されているプラズマディスプレイパネル電極形成用ポジ型感光性ペースト組成物を用いて製造されることを特徴とする,フィルム。
  19. 請求項1〜17のいずれか1項に記載されているプラズマディスプレイパネル電極形成用ポジ型感光性ペースト組成物を用いて製造されることを特徴とする,プラズマディスプレイパネルの電極。
  20. 前記電極は,前記電極の基板と接する面の面積が,前記電極の基板と接する面と反対側の面の面積よりさらに広い梯形形状であることを特徴とする,請求項19に記載のプラズマディスプレイパネルの電極。
  21. 請求項19に記載のプラズマディスプレイパネルの電極を含むことを特徴とする,プラズマディスプレイパネル。

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