(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
フロート法で形成したガラス基板の少なくとも電極を形成する面をＳｎが検出されないレベルまで研磨する第１工程と、Ａｇを含有する導体材料で電極を形成する第２工程とを含むことを特徴とする電極の形成方法。
【請求項２】
フロート法で形成したガラス基板の少なくとも電極を形成する面をＳｎが検出されないレベルまで研磨する第１工程と、インジウム酸化物或いはスズ酸化物を主成分とする透明導電性膜を形成する第２工程と、Ａｇを含有する導体材料で電極を形成する第３工程とを含むことを特徴とする電極の形成方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、プラズマディスプレイパネル（ＰＤＰ）、フィールドエミッションディスプレイ（ＦＥＤ）、液晶表示装置（ＬＣＤ）、蛍光表示装置、混成集積回路等における電極に係り、詳しくはこれらの構成部品であるガラス基板の上に電極を形成する方法に関するものである。
【０００２】
【発明が解決しようとする課題】
従来より、上記の如き表示装置や集積回路においては、その電極や配線に安価で生産性に優れたＡｇを使用することが検討されている。しかしながら、Ａｇの使用に関してはそれ特有の問題があり、この点について代表的な表示装置であるＰＤＰを例に挙げて以下に説明する。
【０００３】
一般にＰＤＰは、２枚の対向するガラス基板にそれぞれ規則的に配列した一対の電極を設け、その間にＮｅ，Ｘｅ等の不活性ガスを主体とするガスを封入した構造になっている。そして、これらの電極間に電圧を印加し、電極周辺の微小なセル内で放電を発生させることにより、各セルを発光させて表示を行うようにしている。情報表示をするためには、規則的に並んだセルを選択的に放電発光させるものである。このＰＤＰには、電極が放電空間に露出している直流型（ＤＣ型）と絶縁層で覆われている交流型（ＡＣ型）の２タイプがあり、さらに表示機能や駆動方法の違いによって双方ともリフレッシュ駆動方式とメモリー駆動方式とに分類される。
【０００４】
図１にＡＣ型ＰＤＰの一構成例を示してある。この図は前面板と背面板を離した状態で示したもので、図示のように２枚のガラス基板１，２が互いに平行に且つ対向して配設されており、両者は背面板となるガラス基板２上に互いに平行に設けられたセル障壁３により一定の間隔に保持されるようになっている。前面板となるガラス基板１の背面側には透明電極である維持電極４と金属電極であるバス電極５とで構成される複合電極６が互いに平行に形成され、これを覆って誘電体層７が形成されており、さらにその上に保護層８（ＭｇＯ層）が形成されている。一方、背面板となるガラス基板２の前面側には複合電極６と直交するようにセル障壁３の間に位置してアドレス電極９が互いに平行に形成されており、さらにセル障壁３の壁面とセル底面を覆うようにして蛍光体１０が設けられている。このＡＣ型ＰＤＰは面放電型であって、前面板上の複合電極間に交流電圧を印加し、空間に漏れた電界で放電させる構造である。この場合，交流をかけているために電界の向きは周波数に対応して変化する。そしてこの放電により生じる紫外線により蛍光体１０を発光させ、前面板を透過する光を観察者が視認するようになっている。
【０００５】
上記ＡＣ型ＰＤＰの前面板における複合電極６は、維持電極４のみでは抵抗値が高く電極として使えないので、抵抗値を低くするために維持電極４上にバス電極５を形成したものである。維持電極４の材料としてはＩＴＯ、ＳｎＯ2 、ＺｎＯ等が考えられるが、成膜やパターニングの容易さから通常はＩＴＯが用いられている。一方、バス電極５は金属材料で形成されるが、これを金属薄膜単層で構成する場合には、バス電極５に求められる抵抗値から低抵抗率の材料、例えばＣｕやＡｌの使用が考えられる。しかし、Ｃｕを使用した場合、バス電極５の下地層であるＩＴＯとの密着性が悪い上に、後工程である誘電体層７形成時の焼成処理の結果、材料の熱酸化により抵抗値が上昇するという問題がある。また、Ａｌを使用した場合でも、後工程の焼成処理によって材料の熱酸化や表面の粗面化（ヒロック）が起きるという問題がある。したがって、バス電極５は金属薄膜単層ではなく、Ｃｒ／Ｃｕ／ＣｒやＣｒ／Ａｌ／Ｃｒのように異なる金属材料の組合せにより構成するのが一般的である。この場合、下層のＣｒは下地層である維持電極４との密着層として機能し、上層のＣｒはＣｕやＡｌの酸化防止層として機能する。また、上記のようなＡＣ型ＰＤＰに限らずＤＣ型ＰＤＰの電極でも、同様の理由で前記バス電極と同様の積層構造及び材料が用いられている。しかしこのような積層構造を採ると、金属単層のような問題は起きないものの、バス電極を形成するためにスパッタや蒸着などの薄膜形成技術とエッチング加工を３回も必要とし、工程が複雑になり、従って時間がかかり、処理能力に欠けるという問題がある。
【０００６】
このような問題を解決する手段として、例えば特願平８−１１４６８号に開示されているように、スクリーン印刷法やフォトリソ法で厚膜印刷ペーストを電極形状にパターニングする方法が有力である。そして、バス電極に要求される導電性、耐熱性及びコストを考慮すると、厚膜印刷ペーストとしてはＡｇを含有する導体ペーストが適している。しかし、Ａｇを含有する導体ペーストを使用した場合、この導体ペーストを５００℃以上で焼成するとＡｇが維持電極を通過してガラス中に拡散し、ガラス基板がいわゆるアンバー色を呈するため、特に観察者に面している前面板には使用できないという問題がある。また、背面板であっても電極間に導電性のＡｇ粒子が存在するために、電極間の絶縁性が低下するという問題があった。ガラス基板呈色の原因は、ガラス基板表面に存在するＳｎが還元剤として作用し、ガラス基板中にＡｇのコロイド粒子が形成されるためと説明されている。その場合の反応式は次の通りである。
２Ａｇ+ ＋Ｓｎ2+  →  ２Ａｇ＋Ｓｎ4+
【０００７】
以上、ＰＤＰを例に挙げてＡｇの電極を使用する場合の問題点について説明したが、他の表示装置や集積回路などにおいても電極や配線にＡｇを用いようとすると同様な問題が起こり得る。
【０００８】
本発明は、上記のような問題点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、煩雑でない工程で作製することができ、且つ焼成工程でＡｇの拡散によりガラス基板が変色を起こすことのない電極の形成方法を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明に係る電極の形成方法は、フロート法で形成したガラス基板の少なくとも電極を形成する面をＳｎが検出されないレベルまで研磨する第１工程と、Ａｇを含有する導体材料で電極を形成する第２工程とを含むことを特徴とする。また、フロート法で形成したガラス基板の少なくとも電極を形成する面をＳｎが検出されないレベルまで研磨する第１工程と、インジウム酸化物或いはスズ酸化物を主成分とする透明導電性膜を形成する第２工程と、Ａｇを含有する導体材料で電極を形成する第３工程とを含むことを特徴とする。
【００１０】
【発明の実施の形態】
本発明は、ＰＤＰをはじめとしてガラス基板上に電極を形成する必要のある表示装置や集積回路などに適用できるものであるが、ここでは図１に示すＡＣ型ＰＤＰ背面板のアドレス電極と前面板の複合電極について実施例を述べることにより実施形態を説明する。
【００１１】
（実施例１）
背面板となるガラス基板２にはフロート法で形成したソーダライムガラスを使用した。フロート法では液状のＳｎの上でガラス平板を形成するために、ガラス中に不純物としてＳｎが注入される。一般に、Ｓｎに接した側のガラス面をボトム面、反対側の面をトップ面と呼ぶが、ボトム面の方がＳｎの含有量が大きい。まず、図２（ａ）に示すように、研磨機Ｇを使用して背面板となるガラス基板２の表面を研磨した。研磨の厚みは、トップ面であってもガラス表面から少なくとも数μｍのオーダーでＳｎが注入されているので、これ以上の厚みであることが望ましい。実質的には５〜１０μｍ研磨すれば、Ｓｎは殆ど検出されないレベルに達する。
【００１２】
上記のような物理研磨の代わりに化学研磨を行ってもよい。ちなみに、下記組成のエッチング液を使用してガラス基板をエッチングしたところ、本溶液中でのガラスのエッチング速度は、室温で約０．５μｍ／分であった。したがって、化学研磨法で５〜１０μｍけずり取るには１０〜２０分間処理すればよい。
過酸化水素                    １０ｗｔ％
１水素２弗化アンモニウム        ４ｗｔ％
水                            ８６ｗｔ％
【００１３】
次いで、表面研磨を終えた基板上にＡｇを含有する導体材料で金属電極を形成するが、例えば、図２（ｂ）に示すように、スクリーン印刷法で導体材料２１（Ａｇ印刷ペースト、ＥＳＬ社製「Ｄ５９０」）をアドレス電極９の形状にパターン塗布した。図中２２はスクリーン版、２３はスキージである。次いで、１７０℃で３０分間導体材料２１を乾燥し、さらに５８０℃で１０分間焼成することで図２（ｃ）に示すように、金属電極２４を形成した。本実施例では金属電極の線幅は８０μｍであった。
【００１４】
金属電極２４を形成する方法はスクリーン印刷法でなくてもよい。例えば、表面研磨を終えた基板上の全面に導体材料（Ａｇ印刷ペースト、ＥＳＬ社製「Ｄ５９０」）の膜を形成した後、その導体材料の膜上にフォトレジスト（東京応化工業社製「ＯＦＰＲ８００」）でアドレス電極９の形状を有するマスク層を形成し、３０ｗｔ％ＨＮＯ3 中で不要部分をエッチングする方法でも金属電極２４を形成可能であった。或いは、表面研磨を終えた基板上の全面にフォトレジスト（東京応化工業社製「ＯＦＰＲ８００」）を塗布し、アドレス電極９の形状でＵＶ露光を行い、アドレス電極９の形状にフォトレジストを除去してフォトレジストの膜に凹部を形成した後、この凹部中に導体材料（Ａｇ印刷ペースト、ＥＳＬ社製「Ｄ５９０」）を充填し、１５０℃で３０分間導体材料を乾燥した後、１ｗｔ％ＮａＯＨ水溶液でフォトレジストを剥離し、さらに５８０℃で１０分間導体材料の焼成を行い、金属電極２４を形成することができた。さらには、導体材料として、ａ）Ａｇ粉末、ｂ）側鎖にカルボキシル基とエチレン性不飽和基を有するアクリル系共重合体、ｃ）光反応性化合物、ｄ）光重合開始剤からなる感光性を有するＡｇペーストを使用しても金属電極２４を形成することができた。この場合、表面研磨を終えた基板上の全面に感光性を有するＡｇペーストを塗布して１００℃で２０分間乾燥させ、ＵＶ露光を経てから０．２ｗｔ％ＮａＣＯ3 水溶液をスプレーすることにより現像を行ってアドレス電極９の形状にパターニングした後、５８０℃で１０分間ペーストの焼成を行い、金属電極２４を形成した。
【００１５】
上記のいずれの方法で金属電極２４を形成した場合でも、ガラス表面にＳｎが存在しないため前記のＳｎとＡｇとの反応が抑制され、焼成処理後もガラス基板は変色することがなく、したがって、電極間の絶縁性も良好であり、電極作動の信頼性が向上した。
【００１６】
このように背面板となるガラス基板２上にアドレス電極９を形成した後、スクリーン印刷法により絶縁体ペースト（ノリタケカンパニーリミテッド製「ＮＰ−７９４８」）を８回積層した後５８０℃で１０分間焼成し、幅７０μｍ、高さ１４０μｍの障壁リブ３を形成した。障壁リブ３を形成した後、障壁リブ３の間にＲＧＢ各色の蛍光体を充填し背面板を完成した。実際にパネル点灯試験を行ったところ、ガラス基板表面を研磨しない従来のパネルと比較して同様の駆動電圧及びパネル輝度が得られたが、Ａｇコロイド形成によるガラス基板の変色がなく、したがってアドレス電極間の絶縁性が向上した。
【００１７】
（実施例２）
背面板に使用したのと同じソーダライムガラスを前面板に使用した。そしてまず、実施例１と同様、図３（ａ）に示すように、研磨機を使用して前面板となるガラス基板１の表面を研磨した。研磨によりガラス基板に存在するＳｎを除去することは実施例１と同様である。
【００１８】
続いて、図３（ｂ）に示すように、表面研磨を終えたガラス基板１上に所定の形状を有する透明導電性膜で維持電極４を形成した。詳しくは、ガラス基板上に透明導電性膜として膜厚０．１５μｍのＩＴＯをスパッタ法により膜形成し、次いでＩＴＯ膜上にフォトレジスト（東京応化工業製「ＯＦＰＲ８００」）でエッチングマスクを形成した後、水、塩酸、硝酸を１：１：０．０８の割合で混合した液中でＩＴＯ膜をエッチングし、フォトレジストを剥離してから基板水洗を行って乾燥させることで、線幅１８８μｍの維持電極４を形成した。
【００１９】
透明導電性膜の材料としてはＩＴＯ以外にもＳｎＯ2 （スズネサ）膜等も可能である。ＳｎＯ2 （スズネサ）膜を使用した場合、まずガラス基板１上に維持電極４の逆パターンでマスク層を形成した後、ＣＶＤ法により膜形成を行い、続いてマスク層を剥離することによりパターニングした。透明導電性膜の膜厚はＩＴＯ、ＳｎＯ2 （スズネサ）膜等ともに０．０５〜０．４μｍ程度である。
【００２０】
透明電極のみでは抵抗値が高く、電極として使えないため、図３（ｃ）に示すように、抵抗値を低くするために透明電極上にバス電極となる金属電極３１を形成し、複合電極６を形成した。Ａｇを含有する導体材料で金属電極３１を形成するが、実施例１と同様に、スクリーン印刷法であっても他の方法であっても可能であった。金属電極３１の線幅は６４μｍであった。
【００２１】
なお、本実施例では第１層である維持電極４のパターニングを終えてから第２層である金属電極３１を形成したが、第２層を形成後に第１層である維持電極４のパターニングを行うことも可能であった。すなわち、この場合、ガラス基板１の片面上に透明導電性膜を成膜した後、上述の方法と同様の方法で第２層を形成し、フォトレジスト（東京応化工業社製「ＯＦＰＲ８００」）で維持電極４の形状でエッチングマスク層を形成後、透明導電性膜の不要部分をエッチングした。本例でも、上記の実施例と同様の構成を有する複合電極６を形成できた。
【００２２】
このように前面板となるガラス基板１上に複合電極６を形成した後、スクリーン印刷法により誘電体ペースト（日本電気硝子社製「ＰＬＳ−３２３２」）を塗布し、５６０℃で１０分間焼成して誘電体層６を形成した。この焼成処理でもガラス基板へのＡｇ拡散は抑制された。次いで、誘電体層６上に真空蒸着法でＭｇＯ層を形成し、前面板を完成させた。さらに、常法により形成した背面板と合わせてガス封入することでパネルを完成させた。実際にパネル点灯試験を行ったところ、バス電極がＣｒ／Ｃｕ／Ｃｒで構成される従来のパネルと比較して、同様の駆動電圧及びパネル輝度が得られた。さらに、表面研磨をしないガラス基板上にＡｇを含有する導体材料で金属電極を形成する場合と比較して、ガラス基板の変色がなく、画像表示は良好であった。
【００２３】
上記の説明は面放電型ＡＣ型ＰＤＰの電極を例に採ったが、対向型ＡＣ型ＰＤＰあるいはＤＣ型ＰＤＰといった各種のＰＤＰの電極を形成した場合でも、さらには他の表示装置や集積回路等における電極や配線を形成した場合でも本実施例と同様の効果が得られる。
【００２４】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明はガラス基板上に電極を形成する際、安価でかつ生産性に優れた材料であるところのＡｇを含有する導体材料を使用するが、フロート法で形成したガラス基板の少なくとも電極を形成する面をＳｎが検出されないレベルまで研磨することにより、本材料の焼成時に発生するガラス中のＡｇコロイド形成を抑制してガラス基板の変色をなくし、さらに電極間の絶縁性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】ＡＣ型プラズマディスプレイパネルの一構成例をその前面板と背面板を離間した状態で示す構造図である。
【図２】本発明に係る電極の形成方法の一例を説明するための工程図である。
【図３】本発明に係る電極の形成方法の他の例を説明するための工程図である。
【符号の説明】
１  前面板
２  背面板
３  障壁リブ
４  維持電極
５  バス電極
６  複合電極
７  誘電体層
８  保護層（ＭｇＯ層）
９  アドレス電極
１０  蛍光層
２１  導体材料
２２  スクリーン版
２３  スキージ
２４  金属電極
３１  金属電極
【図１】
0003636255.tif 000002
【図２】
0003636255.tif 000003
【図３】
0003636255.tif 000004