(57)【要約】【課題】 ガラス基板等の表面が平滑な基板上でもスクリーン印刷によりライン／スペース＝50／50μm以下を形成可能であり、且つ、低温焼成が可能な厚膜ペーストを提供する。【解決手段】 全粒子数の少なくとも80％の数の粒子が0.1〜0.5μmの粒径を有する球状金属粒子を、総重量の70〜95wt％で含む金属ペーストであって、接触式表面粗さ計で測定された表面のRaが0.2μm以下である基板上に、スクリーン印刷により形成可能な最小のライン／スペースが50／50μm以下であることを特徴とする金属ペースト。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
全粒子数の少なくとも80％の数の粒子が0.1〜0.5μmの粒径を有する球状金属粒子を、総重量の70〜95wt％で含む金属ペーストであって、接触式表面粗さ計で測定された表面のRaが0.2μm以下である基板上に、スクリーン印刷により形成可能な最小のライン／スペースが50／50μm以下であることを特徴とする金属ペースト。
【請求項２】
形成可能な最小のライン／スペースが20／20μm以下であることを特徴とする請求項１記載の金属ペースト。
【請求項３】
基板が、ガラス基板であることを特徴とする請求項１または2記載の金属ペースト。
【請求項４】
金属が、金、白金、銀、パラジウム、ロジウム、及びこれらの合金から選ばれる少なくとも１種であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項記載の金属ペースト。
【請求項５】
金属が、銀又は銀とパラジウムの混合物であることを特徴とする請求項４記載の金属ペースト。
【請求項６】
銀：パラジウムが、重量比80〜100：0〜20で含まれることを特徴とする請求項５記載の金属ペースト。
【請求項７】
銀の粒子の少なくとも80％が0.1〜0.3μmの粒径を有することを特徴とする、請求項４〜６のいずれか１項記載の金属ペースト。
【請求項８】
総重量の5ｗt％以下の量のガラスをさらに含むことを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項記載の金属ペースト。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、細線用金属ペーストに関し、より詳細には、ガラス基板等の平滑な基板上であっても、ライン／スペース、即ち、焼成後の金属ライン幅と該ライン間のスペースの幅、が50／50μm以下をスクリーン印刷により形成可能な細線形成用金属ペーストに関する。
【背景技術】
【０００２】
プラズマディスプレイ、液晶ディスプレイの高品質化に伴い、ガラス基板上に形成される導体回路の細線化が求められている。該導体回路を製造するためには、フォトレジストをUV硬化後にエッチングする方法、又は金属蒸着に依る方法が一般に使用されている。これらの方法による場合よりも、細い線幅、例えば数μm程度、が要求される場合には、ナノペーストを印刷する方法が使用される（例えば特許文献１）。
【０００３】
しかし、フォトレジストを用いる方法及び金属蒸着法は、多くの工程と高価な設備が必要であり、製造コストが高い。また、ナノペーストも高価であり、数10μm程度の線幅で十分である用途には過剰品質となる。
【０００４】
これに対して、厚膜ペーストは簡易なスクリーン印刷により多数枚取りが可能であり、経済的である。しかし、従来の厚膜ペーストでは、ガラス基板等の平滑な基板上では、ライン／スペース＝100／100μm以下、即ち、100μm幅の線が100μmのスペースを置いて形成されているパターン、を形成することはできない。また、従来の厚膜ペーストは、焼成温度が850℃であり、斯かる高温に曝すとガラス基板が変形してしまう。
【０００５】
【特許文献１】特開2002-299833号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
そこで、本発明は、ガラス基板等の表面が平滑な基板上でもスクリーン印刷によりライン／スペース＝50／50μm以下を形成可能であり、且つ、低温焼成が可能な厚膜ペースト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】
【０００７】
即ち、本発明は、全粒子数の少なくとも80％の数の粒子が0.1〜0.5μmの粒径を有する球状金属粒子を、総重量の70〜95wt％で含む金属ペーストであって、接触式表面粗さ計で測定された表面のRaが0.2μm以下である基板上に、スクリーン印刷により形成可能な最小のライン／スペースが50／50μm以下であることを特徴とする金属ペーストである。
【発明の効果】
【０００８】
上記本発明のペーストを使用すれば、ライン／スペース＝50／50μm以下をスクリーン印刷によって形成でき、従来のディスプレイ製造工程を遥かに簡素化することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
本発明の金属ペーストに含まれる金属粒子は球状粒子であり、全粒子数の少なくとも80％の数の粒子が0.1〜0.5μm、好ましくは0.1〜0.3μmの粒径を有する。即ち、粒径が最小粒径以上0.1μm未満である粒子個数が全粒子数の10％未満であり、粒径0.5μm、好ましくは0.3μm、を超え最大粒径以下である粒子個数が全粒子数の10％未満である。斯かる粒径分布を有する粒子の例として、単分散微細紛が挙げられる。より好ましくは、単分散で且つ高結晶性の微細紛が使用される。高結晶性微細紛は結晶度の高い粒子であり、表面の凹凸が少ない事から表面活性が低く、有機バインダーに対する濡れ性が良い。従って、ペースト中の金属分を高くしても、安定して印刷可能な、適正な粘性を有する金属ペーストとなり得る。なお、本発明において粒径は、電子顕微鏡写真上で約100粒の粒子について測定し、最小粒径から10番目の粒径と最大粒径から10番目の粒径を夫々下限値及び上限値とした。なお、当業界において周知であるように、球状粒子は完全な球形ではなく、所謂多面体であるので、粒径には約10％程度の誤差が含まれることが了解されるべきである。
【００１０】
金属としては、空気中で焼成可能な貴金属が好ましく、例えば金、白金、銀、パラジウム、ロジウム、及びこれらの合金が挙げられる。より好ましくは、銀、パラジウム及びこれらの合金が使用され、最も好ましくは、銀：パラジウムが重量比80〜100：0〜20で使用される。銀とパラジウムの共沈紛を使用してもよい。
【００１１】
上記金属成分は、ペースト総重量の70〜95wt％、望ましくは82〜94wt％を占める。残部は、高分子有機バインダー、例えばエチルセルロース、アクリル樹脂、PVB、ポリエステル樹脂、及び、ロジン変性樹脂等と、溶剤、例えばターピネオール、ブチルカルビトール、ブチルカルビトールアセテート、エチルヘキサノール、ミネラルスピリット・等、及び、可塑剤(DBP、TCP、DEP)から成る。
【００１２】
さらに、無機添加物として、ペースト総重量の10ｗt％以下、好ましくは5ｗt％以下の量の、ガラス、Bi2O3,  PbO,  ZnO、Fe2O3,  MnO2等を添加してもよい。添加するガラスの物性としては、ガラス転移点300℃〜450℃で軟化点350℃〜550℃のものが好ましい。該ガラス転移点、軟化点を満足するものであればガラスの組成は特に限定されない。これらの無機添加物は、粉末としてペースト中に混合する方法以外に、上記貴金属粉の表面上に0.5um以下の微粉として物理吸着させる方法がある。
【００１３】
本発明のペーストは、公知の方法、例えばロールミルで固形分と高分子有機バインダーとをペースト化することにより調製できる。スクリーン印刷法は、公知のスクリーン印刷装置及びスクリーンを用いて行うことができる。印刷後、本発明のペーストは、基板上でダレて広がることがほとんど無い。又、スクリーンから基板への塗布不良も無く、ライン／スペース＝50／50μmのスクリーンを用いて、焼成後のライン／スペース＝50／50μm以下、例えば図１に示す20／20μm、を形成することができる。図１は、後述する実施例１のペーストを用いて、ピーク温度550℃で7分焼成して得られたライン／スペース＝20／20μmの膜厚計チャートである。本発明において、ライン／スペース＝ｎ／ｎμmが可能であるとは、ライン／スペース＝ｎ／ｎμmのスクリーンを用いてペーストを印刷して焼成した後、膜厚計により測定したライン幅（μm）が0.9×ｎ〜1.2×ｎであり、スペース幅（μm）が0.8×ｎ〜1.1×ｎであることをいう。例えば、ライン／スペース＝50／50μmのパターンを用いて、焼成後ライン／スペース＝45／55μm〜60／40μmが得られる。
【００１４】
以下、本発明を実施例により詳細に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
【００１５】
1）  金属ペーストの配合は以下のとおりである。
【００１６】
【表１】
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上記各Ag粉粒径の範囲は、SEMにより100粒を観察し、最小粒径から約10番目の粒径が下限値であり、最大粒径から約10番目の粒径を上限値として求めた。
【００１７】
2）金属ペーストの印刷性の評価
ライン／スペース＝30／30μmのスクリーン（三谷製作所製 325 ステンレスメッシュ）を用いて、印刷を行いピーク温度550℃で焼成後、得られたパターンのライン／スペースを膜厚計（ 東京精密（株）SURFCOM４８０A ）で測定した。比較例ペーストの印刷及び焼成も同様に行った。 実施例１のペーストでは、ライン／スペース＝30／30μmを達成したが、比較例‐１及び２のペーストでは、ペーストがダレ広がって、ライン間が接着した。
【００１８】
3）金属ペーストの電気特性 
上記各金属ペーストを96％アルミナ基板上に幅0.5ｍｍ、長さ100ｍｍ、焼成後厚さ12μｍになる様に印刷し、下記の各ピーク温度で焼成して得られた導体膜の比抵抗値(単位  10-6 Ohm・cm)を、比抵抗計HP3478A（商品名）を用いて測定した。
【００１９】
【表２】
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上表の比抵抗値から、実施例１のペーストは400℃焼成によっても緻密な焼成膜が形成されていることが分かった。
【産業上の利用可能性】
【００２０】
本発明の金属ペーストは、ガラス等の平滑面上でもライン／スペース＝50μm／50μmを印刷可能であり、該ペーストを用いれば、液晶ディスプレイ等の製造工程を遥かに簡素化できる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明のペーストにより形成した、ガラス基板上のライン／スペース＝20／20μmパターンの膜厚チャートである。
【図１】
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