(57)【要約】【課題】ファインパターンの形成が容易で、廃液処理の必要がなく、生産工程が単純で設備費や生産コストが少なくて済む遮光パターンの形成された透光体の製造方法を提供することを目的とする。【解決手段】透明基体上に、インクジェット装置を用いて、平均粒子径が１００ｎｍ以下の金属微粒子を保護コロイドとしての重合体又は界面活性剤を含有する水または有機溶剤中に分散させた金属微粒子インクにより、所定のパターンを描画し、次いで該基板を熱もしくは光線により処理して前記パターンに含まれる重合体または界面活性剤を分解揮散させて所望の膜厚の遮光パターンとする。  ファインパターンの形成が容易で、廃液処理の必要がなく、生産工程が単純で設備費や生産コストが少なくて済む。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
透明基体上に、インクジェット装置を用いて、平均粒子径が１００ｎｍ以下の金属微粒子を保護コロイドとしての重合体又は界面活性剤を含有する水または有機溶剤中に分散させた金属微粒子インクにより、所定のパターンを描画して遮光パターンとすることを特徴とする遮光パターンの形成された透光体の製造方法。
【請求項２】
透明基体上に、インクジェット装置を用いて、平均粒子径が１００ｎｍ以下の金属微粒子を保護コロイドとしての重合体又は界面活性剤を含有する水または有機溶剤中に分散させた金属微粒子インクにより、所定のパターンを描画し、次いで該透明基体を熱もしくは光線により処理して前記遮光パターンに含まれる重合体または界面活性剤を分解揮散させて遮光パターンとすることを特徴とする遮光パターンの形成された透光体の製造方法。
【請求項３】
請求項２に記載の方法により形成された遮光パターンをメッキ核として導電金属によるメッキを施し所望の膜厚の遮光パターンとすることを特徴とする遮光パターンの形成された透光体の製造方法。
【請求項４】
前記金属微粒子が、Ａｕ、Ｐｔ、Ａｇ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｃｒ、Ｒｈ、Ｐｄ、Ｚｎ、Ｃｏ、Ｍｏ、Ｒｕ、Ｗ、Ｏｓ、Ｉｒ、Ｆｅ、Ｍｎ、Ｇｅ、Ｓｎ、ＧａおよびＩｎから選ばれた一種以上からなることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の遮光パターンの形成された透光体の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、遮光パターンの形成された透光体の製造方法に係り、特に、基体上に、インクジェットヘッドを用いて、金属微粒子インクにより直接所定のパターンを描画するようにした遮光パターンの形成された透光体の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、遮光パターンとして利用可能な導体パターンの形成方法として、例えば、次のような方法が知られている。
【０００３】
（１）基板上に、レジストを被覆し、フォトリソグフィ法により、遮光パターンの露光、未露光レジストの溶解除去、レジスト除去部のエッチングにより導体パターンを形成する方法。  
（２）基板上にスクリーン印刷により導電ペーストを所望のパターンに印刷し、非酸化雰囲気中で熱処理して導電ペースト中の金属微粒子を焼結して導電パターンを形成する方法。  
（３）基板上に、導電金属の蒸着により薄膜の導電層を形成し、この導電層上に、レジストを被覆し、フォトリソグフィ法により、露光、未露光レジストの溶解除去、レジスト除去部のエッチングにより導体パターンを形成する方法。
【０００４】
しかしながら、（１）の銅張り積層板を用いる方法は、幅広の配線パターンを形成する目的には適しているが、ファインパターンの形成には不向きであり、しかもレジストの溶解や銅箔のエッチングが必要なため廃液処理の必要があり、環境上の問題が派生する虞れがある。また、工程数が多いため設備費や生産コストがかさむという問題もある。
【０００５】
（２）のスクリーン印刷による方法は、スクリーンのメッシュを細かくするには強度の点から制約があり、このためファインパターンの形成には不向きである、という問題がある。
【０００６】
さらに、（３）の蒸着薄膜をエッチングする方法では、薄膜の導電層のエッチングが必要なため廃液処理の必要があり、環境上の問題が派生する虞れがある。また、工程数が多いため設備費や生産コストがかさむ、という問題もある。
【０００７】
一方、オーバーヘッドプロジェクター（ＯＨＰ）のような画像投射装置の投射原稿は、透明フィルム上に文字や図形等のパターンを複写機により複写して作成されているが、複写機のトナーは合成樹脂にカーボンブラックを配合し造粒したものであって遮光性が十分ではないため、投射された映像のコントラストが不十分であるという問題がある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
前述した通り、従来から、遮光性のパターンの形成方法として、銅張り積層板を用いる方法、スクリーン印刷による方法、蒸着薄膜をエッチングする方法等が知られているが、銅張り積層板を用いる方法やスクリーン印刷による方法には、ファインパターンの形成ができない、廃液処理の必要がある、設備費や生産コストがかさむという問題があり、蒸着薄膜をエッチングする方法には、廃液処理の必要があり、設備費や生産コストがかさむという問題があった。
【０００９】
また、従来のＯＨＰのような画像投射装置の投射原稿は、遮光性が十分ではないため投射された映像のコントラストが不十分であるという問題があった。
【００１０】
本発明はかかる従来の問題を解消するためになされたもので、ファインパターンの形成が容易で、廃液処理の必要がなく、生産工程が単純で設備費や生産コストが少なくて済む遮光パターンの形成された透光体の製造方法および回路基板の製造方法ならびに遮光性に優れコントラストの良好な投射映像が得られる遮光パターンの形成された透光体の製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の遮光パターンの形成された透光体の製造方法は、透明基体上に、インクジェット装置を用いて、平均粒子径が１００ｎｍ以下の金属微粒子を保護コロイドとしての重合体又は界面活性剤を含有する水または有機溶剤中に分散させた金属微粒子インクにより、所定のパターンを描画し、次いで該基板を熱もしくは光線により処理して前記パターンに含まれる重合体または界面活性剤を分解揮散させて所望の膜厚の遮光パターンとすることを特徴とする。
【００１２】
本発明において遮光パターンを形成する透明基体としては、用途に応じて任意のものを使用することができる。
【００１３】
後述する熱処理に耐え得る材質の基体であれば特に制限はない。
【００１４】
すなわち、本発明に用いられる透明基体としては、透明な合成樹脂フィルム、透明ガラス基板等が例示される。
【００１５】
透明基体として有機質材料からなるフィルムや基板を使用する場合には、金属微粒子インクの重合体としては、この基材の軟化点より低い温度で分解揮散する、例えばウレタン系の重合体が適している。
【００１６】
ＯＨＰのような画像投射装置に用いる遮光パターンの形成された透光体を製造する場合には、無色で透明度の高いポリエステルフィルムやガラス基板等が適している。
【００１７】
本発明に用いられる金属微粒子としては、Ａｕ、Ｐｔ、Ａｇ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｃｒ、Ｒｈ、Ｐｄ、Ｚｎ、Ｃｏ、Ｍｏ、Ｒｕ、Ｗ、Ｏｓ、Ｉｒ、Ｆｅ、Ｍｎ、Ｇｅ、Ｓｎ、Ｇａ、Ｉｎ等があげられるが、特に、Ａｕ、Ａｇ、Ｃｕのような金属の微粒子を用いると、電気抵抗が低く、かつ腐食に強い遮光パターンを形成することができるので好ましい。
【００１８】
本発明において、金属微粒子インクに用いられる重合体または界面活性剤は、金属微粒子の保護コロイドとして作用するものであり、特に、ポリエステル、ポリアクリルニトリル、ポリウレタンとアルカノールアミンとのブロック共重合体が好適している。
【００１９】
本発明の金属微粒子インクは、水系用インクと油系用インクがある。
【００２０】
金属微粒子を、水を主体とする分散媒に分散せしめてなる水性インクは、例えば、次のような方法で調整することができる。
【００２１】
すなわち、塩化金酸や硝酸銀のような金属イオンソース水溶液に水溶性の重合体を溶解させ、撹拌しながらジメチルアミノエタノールのようなアルカノールアミンを添加する。数１０秒〜数分で金属イオンが還元され、平均粒系１００ｎｍ以下の金属微粒子が析出する。塩素イオンや硝酸イオンを限外ろ過などの方法で除去した後、濃縮・乾燥することにより濃厚な金属微粒子インクが得られる。この金属微粒子インクは、水やアルコール系溶媒、テトラエトキシシランやトリエトキシシランのようなゾルゲルプロセス用バインダーに安定に溶解・混合することが可能である。
【００２２】
金属粒子を油を主体とする分散媒に分散せしめてなる油性インクは、例えば、次のような方法で調整することができる。
【００２３】
すなわち、油溶解性のポリマーをアセトンのような水混和性有機溶媒に溶解させ、この溶液を金属イオンソース水溶液と混合する。混合物は不均一系であるが、これを撹拌しながらアルカノールアミンを添加すると金属微粒子は重合体中に分散した形で油相側に析出してくる。これを繊条・濃縮・乾燥させると水系と同様の濃厚な金属微粒子インクが得られる。この金属微粒子インクは、芳香族系、ケトン系、エステル系などの溶媒やポリエステル、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、ポリウレタン樹脂等に安定に溶解・混合することが可能である。
【００２４】
金属微粒子インクの分散媒中における金属微粒子の濃度は、最大８０重量％とすることが可能であるが、用途に応じて適宜稀釈して使用する。
【００２５】
通常、金属微粒子インクにおける金属微粒子の含有量は２〜５０重量％、界面活性剤および樹脂の含有量は０．３〜３０重量％、粘度は３〜３０センチポイズが適当である。
【００２６】
本発明に使用するインクジェット装置としては、サーマル方式、ピエゾ方式のいずれも使用可能である。ただ、前者は分散媒の突沸現象を利用して金属微粒子インクを噴射するので、使用する金属微粒子インクとしては、油性インクよりも水系性インクの方が適している。
【００２７】
現在、公知のインクジェット装置の解像度は、２０００ＤＰＩに達しているので、本発明によれば６μｍの線幅のパターンを形成することが可能である。
【００２８】
次に本発明において遮光パターンを形成する方法について説明する。
【００２９】
まず、用途に応じて選択された正常な透明基体上に、インクジェット装置を用いて所定の厚さの遮光パターンを形成する。
【００３０】
次に、例えば１００℃のオーブン中で３分間程度加熱して乾燥させ、さらに１５０〜３００℃のオーブン中に１５〜３０分間程度置いて重合体を分解揮散させるとともに金属微粒子を焼結させて遮光パターンを形成する。
【００３１】
以上の工程によってパターンを構成している金属微粒子は相互に接着して遮光性の高いパターンが形成される。
【００３２】
また、必要に応じて上記工程で得られた遮光パターンをメッキ核として、常法によるメッキを施せば、厚膜の遮光パターンを形成することも可能である。このようにして得られる遮光パターンの比抵抗値は１０-5〜１０-6Ωｃｍであり、回路基板としても十分使用することが可能である。
【００３３】
また、遮光パターンを形成するには、上記の焼結工程を省略することも可能である。本発明により形成された遮光パターンは遮光性に優れており、コントラストの優れたＯＨＰ用の原稿やマスクを得ることができる。
【発明の効果】
【００３４】
以上説明したように本発明によれば、透明基体上に従来達成出来なかったファインパターンをきわめて高精度にかつ迅速に形成することができる。また、遮光パターンの形成や投光画像の形成を完全なドライプロセスで行うことができる。本発明はまた、従来必要とされていた、レジスト膜の塗布や露光、現像、エッチングなどのプロセスを経ずに廃液処理を必要とせずに遮光パターンを形成できる。さらに本発明は、廃液処理などの問題を大幅に軽減できるので、設備費や生産コストの低減に著しく寄与するものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３５】
次に本発明の実施例について説明する。
【００３６】
［パターン形成例］
例１
Ａｇ含有率２０重量％のＡｇ微粒子インク（Ａｇの平均粒系１０ｎｍ、保護コロイド樹脂５重量％含有のイソプロピルアルコール分散体）をプロピレングリコールモノメチルアセテートに固形分濃度が１５重量％となるように溶解し、ピエゾ方式のインクジェット装置を用いてポリイミドフィルム上に線幅２０μｍ、膜厚３μｍのパターンを描画し、１５０℃で１５分間乾燥させた。
【００３７】
次に、２００℃で４０分間の焼き付けを行って遮光パターンを形成した。
【００３８】
例２
Ａｇ微粒子インクに変えてＡｕ粒子インク（Ａｕ粒子平均系１００ｎｍ、Ａｕ粒子含有率３０重量％護コロイド含有率１０重量％の水分散体）を用いて同様にピエゾ方式インクジェットによりガラス板上に線幅５０μｍ、膜厚１μｍのパターンを作製し、同様に乾燥・焼き付けを行った。
【００３９】
例３
平均粒径２０ｎｍのＡｇ微粒子５重量％（保護コロイド１．５重量％を含む）平均粒径５０ｎｍのＰｄ微粒子１５重量％（保護コロイド３重量％を含む）を含む水系インクをサーマル式インクジェット装置を用いてポリイミドフィルム上に線幅１０μｍ、膜厚０．５μｍの遮光パターンを形成し、１００℃で１５分間乾燥させた。得られたパターンに紫外線を照射して保護コロイド樹脂を分解揮散させたのち、銅の無電解メッキ浴に浸漬して銅膜厚５μｍの配線パターンを形成した。
【００４０】
実施例
例２のインクおよび方法を用いて透明ポリエステルフィルム上に描画して、ＯＨＰ用の投射原稿を作成した。この投射原稿による投射像は通常のインクジェットインクにより作成した投射原稿と比べてきわめて鮮明で高い解像度とコントラストを有するものであり、高温高湿下に長期間保存しても全く画像が劣化しなかった。