(57)【要約】      （修正有）【課題】  熱膨張によって発生する機械的応力を緩和し、割れや剥がれを防止することが可能な画像表示装置用部材を提供する。【解決手段】  金属平板にマトリクス状の貫通孔または非貫通凹部をマトリクスに配列した表示領域と、緩衝部を設けた非表示領域とを有する画像表示装置用部材を提供する。また、少なくとも、金属平板上にレジストを形成する工程、緩衝部を有する非表示領域、および貫通孔または非貫通凹部をマトリクスに配列した表示領域とをパターニングする工程、エッチングにより緩衝部、および貫通孔または非貫通凹部とを形成させる工程、金属平板表面を絶縁層で被覆する工程を有する。【選択図】図２
2006179272.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも、金属平板にマトリクス状の貫通孔または非貫通凹部をマトリクスに配列した表示領域と、緩衝部を設けた非表示領域とを有することを特徴とする画像表示装置用部材。
【請求項２】
前記緩衝部が表示領域を囲うように配置されていることを特徴とする請求項１に記載の画像表示装置用部材。
【請求項３】
前記緩衝部がスリット状溝部および変形部より形成されていることを特徴とする請求項１または２のいずれかに記載の画像表示装置用部材。
【請求項４】
前記スリット状溝部が金属平板の表裏面に互いに平行に、かつ互い違いになるように配置されていることを特徴とする請求項３に記載の画像表示装置用部材。
【請求項５】
前記スリット状溝部が、前記金属平板の厚さの３０％以上７０％以下の深さを有することを特徴とする請求項３または４のいずれかに記載の画像表示装置用部材。
【請求項６】
前記スリット状溝部が、スリット状溝部の深さの０．５倍以上３倍以下の幅を有することを特徴とする請求項３から５のいずれかに記載の画像表示装置用部材。
【請求項７】
前記変形部が、非表示領域の四方の角に設けられていることを特徴とする請求項３に記載の画像表示装置用部材。
【請求項８】
前記変形部が、一または複数の貫通部または非貫通凹部、一または複数のスリット状溝部から選ばれる一種またはこれらの組合せよりなることを特徴とする請求項７に記載の画像表示装置用部材。
【請求項９】
請求項１から８のいずれかに記載の画像表示装置用部材を前面ガラス基板と背面ガラス基板とを両側に配置し、周辺部を封着したことを特徴とするプラズマディスプレイパネル。
【請求項１０】
少なくとも、金属平板上にレジストを形成する工程、緩衝部を有する非表示領域、および貫通孔または非貫通凹部をマトリクスに配列した表示領域とを開口させるようパターニングする工程、エッチングにより緩衝部、および貫通孔または非貫通凹部とを形成させる工程、緩衝部および、貫通孔または非貫通凹部とが形成された金属平板表面を絶縁層で被覆する工程を有することを特徴とする画像表示装置用部材の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プラズマディスプレイやフィールドエミッションディスプレイ等のフラットパネルディスプレイに使用される画像表示装置用金属部材ならびにその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
プラズマディスプレイパネル（以下、ＰＤＰと称す）やフィールドエミッションディスプレイ（以下、ＦＥＤと称す）は、薄型・軽量・高輝度・広視野角を特徴とした次世代表示デバイスとして登場し、急速にその市場を拡大している。
【０００３】
画像表示装置の一つであるＰＤＰの製造方法としては、背面ガラス基板上にガラスペーストの多層印刷や、サンドブラスト加工を施し、焼結することによって製造したガラスの隔壁が利用されている。しかしながら、この製造方法では、隔壁の高さを均一に保つことが困難であり、高精細化に向いていなく、コストも高い。また、鉛を含んだガラス材料を使用するため環境面、作業者の安全面でも好ましくない。
そこで、金属板をエッチング加工することによって隔壁形状を形成し、さらに絶縁層で被覆した金属隔壁板や背面板をＰＤＰに応用する技術が開示されている（特許文献１参照）。これまで、鉛を含んだガラス材料で製造していた隔壁を、絶縁層で被覆した金属製隔壁板に置き換えることによって、隔壁の高さを均一に保ち、更なる高精細化が可能となり、かつ環境面への配慮、作業者の安全性を確保することができる。
【０００４】
隔壁部材に金属板を用いた画像表示装置の製造工程では、金属板をエッチング加工した隔壁部材を、前面ガラス基板、背面ガラス基板と封着し、発光領域のセル内の気体を排気する工程がある。この工程において、熱処理が必要であり、金属板で形成された隔壁部材とガラス基板とに割れや剥がれが生じる問題がある。熱処理時に発生する不良として、焼成時の脱バインダの不均一性による隔壁部材の剥離が挙げられ、その対策として脱バインダ性を均一にするために表示領域以外にも焼成用貫通孔が設けられているディスプレイパネルが考案されている（特許文献２参照）。
しかし、この工程の熱処理温度は４００℃から６００℃程度であるため、金属板で形成された隔壁部材と、前面ガラス基板および背面ガラス基板との熱膨張差が原因となって生じる割れや剥がれの問題が非常に大きいものとなっている。特許文献２に開示されているディスプレイパネルでは、応力は弱い構造となっているところに集中するため、表示領域に熱膨張により生じる隔壁の伸びが影響し、割れや剥がれはもちろん、表示領域の形状が歪む恐れもある。
【０００５】
前面ガラス基板、金属基板および背面ガラス基板を貼り合せる封着工程にて、図５に示すように基板周辺部で低融点ガラスによる封着材１２を５００℃程度の高温で融着させるが、高熱処理の昇温時や冷却時に金属基板とガラス基板とのわずかな熱膨張差によりそれぞれの基板の伸縮に差が生じるため、各基板間を固定する封着材部に応力がかかり、封着材部あるいは基板自体が破損することになる。この現象は、画像表示装置の大画面化により、各基板が大型化するほど、熱膨張によるそれぞれの基板の伸縮の差の影響はさらに大きくなるため、より深刻な問題となっている。
金属基板の材料に、Ｆｅ−Ｎｉ、あるいはＦｅ−Ｎｉ−Ｃｒを含み、前面ガラス基板、および背面ガラス基板との熱膨張係数を調整した組成も考案されている（特許文献３参照）。しかしながら、熱膨張係数を合わせたとはいえ、封着や排気工程等で複数回の高温処理が行われることにより、金属基板とガラス基板との間のわずかな熱膨張差で、割れや剥がれが生じる恐れがある。
また、金属基板の材料として熱膨張を調整していない一般的な鉄材やステンレスが使用可能であれば、更なる低コスト化が可能であると期待される。
【０００６】
【特許文献１】特開２０００−１６４１４４号公報
【特許文献２】特開２００４−１７９０５２号公報
【特許文献３】特開平１０−２６６０７８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は上記問題を解決するためのものであり、熱膨張によって発生する機械的応力を緩和し、前面ガラス基板、背面ガラス基板との封着、排気工程において、割れや剥がれを防止することが可能な画像表示装置用部材を提供するものである。また、前記画像表示装置用部材の製造方法を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
請求項１に記載の発明は、少なくとも、金属平板にマトリクス状の貫通孔または非貫通凹部をマトリクスに配列した表示領域と、緩衝部を設けた非表示領域とを有することを特徴とする画像表示装置用部材である。
【０００９】
請求項２に記載の発明は、前記緩衝部が表示領域を囲うように配置されていることを特徴とする請求項１に記載の画像表示装置用部材である。
【００１０】
請求項３に記載の発明は、前記緩衝部がスリット状溝部および変形部より形成されていることを特徴とする請求項１または２のいずれかに記載の画像表示装置用部材である。
【００１１】
請求項４に記載の発明は、前記スリット状溝部が金属平板の表裏面に互いに平行に、かつ互い違いになるように配置されていることを特徴とする請求項３に記載の画像表示装置用部材である。
【００１２】
請求項５に記載の発明は、前記スリット状溝部が、前記金属平板の厚さの３０％以上７０％以下の深さを有することを特徴とする請求項３または４のいずれかに記載の画像表示装置用部材である。
【００１３】
請求項６に記載の発明は、前記スリット状溝部が、スリット状溝部の深さの０．５倍以上３倍以下の幅を有することを特徴とする請求項３から５のいずれかに記載の画像表示装置用部材である。
【００１４】
請求項７に記載の発明は、前記変形部が、非表示領域の四方の角に設けられていることを特徴とする請求項３に記載の画像表示装置用部材である。
【００１５】
請求項８に前記変形部が、前記変形部が、一または複数の貫通部または非貫通凹部、一または複数のスリット状溝部から選ばれる一種またはこれらの組合せよりなることを特徴とする請求項７に記載の画像表示装置用部材である。
【００１６】
請求項９に記載の発明は、請求項１から８のいずれかに記載の画像表示装置用部材を前面ガラス基板と背面ガラス基板とを両側に配置し、周辺部を封着したことを特徴とするプラズマディスプレイパネルである。
【００１７】
請求項１０に記載の発明は、少なくとも、金属平板上にレジストを形成する工程、緩衝部を有する非表示領域、および貫通孔または非貫通凹部をマトリクスに配列した表示領域とを開口させるようパターニングする工程、エッチングにより緩衝部、および貫通孔または非貫通凹部とを形成させる工程、緩衝部および、貫通孔または非貫通凹部とが形成された金属平板表面を絶縁層で被覆する工程を有することを特徴とする画像表示装置用部材の製造方法である。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、熱膨張差によって発生する機械的応力を緩和し、前面ガラス基板、背面ガラス基板との封着、排気工程において、割れや剥がれを防止することが可能な画像表示装置用部材を提供することが可能となった。また、本発明の製造方法により、前記性能を有する画像表示装置を生産性良く提供することが可能となった。また、画像表示装置用部材の金属材料として、特殊な金属を必要とせずに一般的な金属材料を使用することを可能とした。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下に、本発明の実施の形態を詳細に説明する。
図１には、本発明における画像表示装置用部材の一例を示す断面図を示す。図２から図４には、本発明における画像表示装置用部材の一例を示す正面図を示す。図５には、本発明における画像表示部材の変形部の一例を示す拡大図を示す。図６には、従来の金属基板による隔壁部材を使用したディスプレイパネルの一例を示す断面図を示す。
【００２０】
本発明の画像表示装置用部材としては、様々な金属平板を使用することが可能であり、前面ガラス基板、背面ガラス基板との熱膨張係数を合わせたＦｅ−Ｎｉ合金、Ｆｅ−Ｎｉ−Ｃｒ合金はもちろん、一般的に使用されている鉄材やステンレス等の金属材料も使用することが可能である。また、画像表示装置用部材に用いる金属平板の厚さは、０．１ｍｍ以上１．２ｍｍ以下であることが好ましい。
【００２１】
本発明の画像表示装置用部材は、図２から図４に示されるように、表示領域７と非表示領域５とを有している。表示領域７は、金属平板をエッチング処理することにより形成した貫通孔、あるいは非貫通凹部が規則的に配列されている。
【００２２】
本発明の画像表示装置用部材は、図２から図４に示すように非表示領域部分５である四辺の金属平板表裏面に緩衝部６を設けることにより、例えば熱膨張による変化量を吸収することが可能な構造となっている。ここで緩衝部とは、表示領域と平行にスリット状溝部２を並列したパターンと、変形部８とを配置したものである。
図１に示すように、金属平板１の一方の面のスリット状溝部２は、反対の面のスリット状溝部２と平行に、かつスリット状溝部のピッチの半分だけ位置をずらして、金属平板の表裏で互い違いになるように配置されている。
【００２３】
スリット状溝部２の深さは、金属平板の厚さの３０％以上７０％以下であることが好ましい。スリット状溝部は熱膨張による変化量を吸収することが可能な構造を有しているが、スリット状溝部の深さが金属平板の３０％未満であると、画像表示装置用部材の熱膨張による変化量を緩和する効果がほとんど得られなく、また７０％より大きいと、熱処理後に常温に戻したときに画像表示装置用部材が元の形状に戻る弾性力が小さくなり、前面ガラス基板や背面ガラス基板との位置合わせがずれる恐れがある。
【００２４】
スリット状溝部２の幅は、スリット状溝部の深さの０．５倍以上３倍以下であることが好ましい。０．５倍未満であると、エッチングによって加工することが困難となる。また３倍より大きいと、画像表示装置用部材の熱膨張による変化量を緩和する効果がほとんどなくなる恐れや、熱処理後に常温に戻したときに画像表示装置用部材が元の形状に戻る弾性力が小さくなり、本発明の特徴である熱膨張による変化量を吸収することが可能な構造とは言い難いものとなる恐れがある。
【００２５】
変形部は非表示領域の四方の角に設けられ、一または複数の貫通部または非貫通凹部、または、一または複数のスリット状溝部から選ばれる一種またはこれらの組合せによりなる。変形部８が貫通部からなる場合、その貫通部の形状や数は特に問われず、スリット状や格子状など様々な形状が考えられ、その配置も非表示領域の四方の角に適宜設けられる。また、変形部全体を一つの貫通孔とすることも可能である。また、変形部８が一または複数のスリット状溝部からなる場合、図５（ａ）や図５（ｂ）に示すように、スリット状溝部２に対して垂直とならないように変形部８を配置することが好ましい。また、図５（ｃ）に示されるように変形部全体を一つの非貫通凹部としてもよい。
【００２６】
変形部８を形成するスリット状溝部またはスリット状貫通部の幅は、０．１〜１．０ｍｍであり、さらには０．２〜０．５ｍｍであることがより好ましい。
【００２７】
スリット状溝部２を所望の段数だけ非表示領域部分の四辺に並べ、さらに所望の変形部８を非表示領域の四方の角に設けることにより、非表示領域の四辺にスリット状溝部２と変形部８よりなる緩衝部６を有する画像表示装置用部材を得ることができる。
【００２８】
また、緩衝部６は、画像表示装置用部材の四隅となる部分において、図２に示すようにスリット状溝部２の端部を離して配置しても良いが、図３に示すようにスリット状溝部２の端部を斜めに配置し、さらに変形部８を設けてもよい。図３には、スリット状溝部またはスリット状貫通部からなる変形部を設けた緩衝部の一例を示す。さらには、図４に示すように非表示領域部の四辺に並べられたスリット状溝部２を全てつなげるように配置することにより端部をなくし、さらに変形部８を設けてもよい。図４には、スリット状溝部またはスリット状貫通部からなる変形部を設けた緩衝部の一例を示す。
【００２９】
緩衝部６はスリット状溝部２および変形部８より形成されているが、スリット状溝部２は、熱により膨張すると潰れるように変形しやすい構造となっている。また、変形部８は、熱膨張により画像表示装置用部材に生じる抗張力を吸収し、変形しやすい構造となっている。図２から図４に示すようにＡ方向に熱膨張による画像表示装置用部材の伸びが生じた場合に、表示領域部７は貫通孔により形成されていても、変形しにくいマトリクス状に配置されており、緩衝部６と比較して剛性の高い構造となっている。そのため、変形しやすいような構造の緩衝部のみに画像表示装置用部材の伸びによる応力が集中するようになり、表示領域部には歪みを生じさせずに、スリット状溝部２および変形部８の変形による伸縮のみで熱膨張による画像表示装置用部材の伸びを吸収することが可能である。
図２から図４に示すように、このような緩衝部を非表示領域部分である四辺に配置することにより、画像表示装置用部材全体に生じる熱膨張による伸びを、図２〜４中のＡ方向およびＢ方向ともに緩衝部で吸収し、画像表示装置用部材周辺の封着部にかかる応力を緩和することが可能となる。
【００３０】
次に、本発明の画像表示装置用部材の製造方法を詳細に説明する。
本発明におけるスリット状溝部を並列に配置し、変形部を設けた緩衝部の形成は、表示領域部である短形状の貫通孔または非貫通凹部と同時にレジストパターンを形成し、エッチング加工した方が製造コスト、工程的にも短縮できるため好ましいが、本発明における緩衝部と表示領域部とを、別々に形成することもできる。
【００３１】
まず、画像表示装置用部材となる金属平板表面の両面に感光性レジストを塗布する。感光性レジストには、ナフトキノンアジド系やノボラック樹脂系のポジ型フォトレジストや、重クロム酸系やポリケイ皮酸ビニル系や環化ゴムアジド系などのネガ型フォトレジストを用いることができる。感光性レジストの塗布方法は、レジストの形態によって以下のような方式が考えられる。液状フォトレジストでは、スピンコーター、ロールコーター、ディップコーターなど通常使用されるフォトレジストコート方法を用いることができる。ドライフィルムレジストを用いる場合にはラミネーターを用いる。また、電着フォトレジストを使用してもよい。
【００３２】
次いで、所望する緩衝部および表示領域部のパターンを有するフォトマスクを介して、感光性レジストを露光・現像し、所望の箇所を開口させるようにパターニングする。ここで、感光性レジストの露光時にフォトマスクの位置合わせをして、レジストの開口を金属平板の表裏で同じ位置に形成すると、後のエッチング工程にて、金属平板の表裏よりエッチング処理が進行し、よりアスペクト比の高い貫通孔を形成することが可能となる。もちろん、レジストの開口を片面だけに形成してもかまわない。
【００３３】
また、感光性レジストを使用する代わりに、印刷レジストを所望のパターンで印刷することも可能である。この場合も、位置合わせ印刷を行なってレジストの開口を金属平板の表裏で同じ位置に形成しても、片面のみにレジストの開口を形成しても、どちらでもかまわない。
【００３４】
次いで、エッチング工程にて金属腐食性を有するエッチング液をスプレーで吹き付け、レジストが開口している部分の金属平板をエッチングし、金属平板に緩衝部および表示領域部を形成させる。エッチング液としては、塩化第二鉄液、塩化第二銅液、アルカリエッチング液、過酸化水素−硫酸系エッチング液等が挙げられるが、エッチングされる金属によってエッチング液が選定される。例えば、Ｆｅ−Ｎｉ合金、あるいはＦｅ−Ｎｉ−Ｃｒ合金のような鉄系金属では、塩化第二鉄液を使用するのが一般的である。
【００３５】
次いで、使用したレジストパターンをアルカリ等により剥離した後、脱脂、酸洗、水洗処理等の金属表面処理を施す。その後、所望のパターン形状が形成された金属平板表面を絶縁層で被覆し、画像表示装置用部材とする。
【００３６】
以下、本発明の実施例を説明する。
【実施例１】
【００３７】
１５０×３５０ｍｍ、厚み３００μｍのステンレスＳＵＳ４３０からなる金属平板をアルカリ脱脂し、膜厚２０μｍの市販のドライフィルムレジストを前記金属平板表裏面に貼り合せた。
次いで、ピッチ２７０×８１０μｍで短形状で開口している表示領域部の貫通孔のパターンと同時に、金属平板の表裏面にピッチ４００μｍのスリット状溝部を９本並べ、さらに１本のスリット状貫通部よりなる緩衝部を、非表示領域である四辺に配置したパターンのフォトマスクを用いて露光した後、アルカリ水溶液のスプレー現像で、前記金属平板にフォトマスクと同寸法のフォトレジストパターンを形成した。
塩化第二鉄エッチング溶液でスプレーエッチングした後、金属平板上のフォトレジストパターンをアルカリ性剥離液にて剥離し、表示領域の貫通孔パターンと、非表示領域の緩衝部とを同時に形成した。このとき、スリット状溝部の幅は２８０μｍ、深さは１７０μｍとなった。この金属平板を再びアルカリ脱脂し、表裏面に絶縁層を形成し、画像表示装置用部材とした。
【実施例２】
【００３８】
１５０×３５０ｍｍ、厚み３００μｍの鉄材からなる金属平板をアルカリ脱脂し、膜厚２０μｍの市販のドライフィルムレジストを前記金属平板表裏面に貼り合せた。
次いで、ピッチ２７０×８１０μｍで短形状に開口している表示領域部の非貫通凹部のパターンと同時に、金属平板の表裏面にピッチ４００μｍのスリット状溝部９本並べ、さらに１本のスリット状貫通部よりなる緩衝部を、非表示領域部である四辺に配置したパターンのフォトマスクを用いて露光した後、アルカリ水溶液のスプレー現像で、前記金属平板にフォトマスクと同寸法のフォトレジストパターンを形成した。
塩化第二鉄エッチング溶液でスプレーエッチングした後、金属平板上のフォトレジストパターンをアルカリ性剥離液にて剥離し、表示領域の非貫通凹部と、非表示領域の緩衝部とを同時に形成した。このとき、スリット状溝部の幅は２８０μｍ、深さは１８０μｍとなった。この金属平板を再びアルカリ脱脂し、表裏面に絶縁層を形成し、画像表示装置用部材とした。
【００３９】
この画像表示装置用部材に蛍光体を塗布し、配線層が形成形成された前面ガラス基板および背面ガラス基板とで挟み、封着・排気工程を行うと、割れや剥がれを発生することなく組み立てを行うことができた。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本発明における画像表示装置用部材の一例を示す断面図である。
【図２】本発明における画像表示装置用部材の一例を示す正面図である。
【図３】本発明における画像表示装置用部材の一例を示す正面図である。
【図４】本発明における画像表示装置用部材の一例を示す正面図である。
【図５】本発明における画像表示装置用部材の変形部の一例を示す拡大図である。
【図６】従来の金属基板による隔壁部材を使用したディスプレイパネルの一例を示す断面図である。
【符号の説明】
【００４１】
１    金属平板
２    スリット状溝部
３    貫通孔
４    ピッチ
５    非表示領域
６    緩衝部
７    表示領域
８    変形部
９    前面ガラス基板
１０    画像表示装置用部材
１１    背面ガラス基板
１２    封着剤
Ａ、Ｂ、Ｃ    熱膨張による画像表示装置用部材の伸び方向
【図１】
2006179272.tif 000003
【図２】
2006179272.tif 000004
【図３】
2006179272.tif 000005
【図４】
2006179272.tif 000006
【図５】
2006179272.tif 000007
【図６】
2006179272.tif 000008