(57)【要約】【課題】  本発明は、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。【解決手段】  少なくとも、金属平板に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を提供するものである。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、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。【選択図】  なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも、金属平板に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】
前記緩衝部が貫通孔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】
前記緩衝部が千鳥配列状に配置された貫通孔より形成されていることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の画像表示装置用部材。
【請求項５】
前記緩衝部を形成する貫通孔が、前記表示領域の辺と平行方向に長い形状であることを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の画像表示装置用部材。
【請求項６】
前記緩衝部を形成する貫通孔が、長手方向の幅が短手方向の幅の２倍から４倍の長さであることを特徴とする請求項１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】
前記緩衝部を形成する貫通孔が、長方形または楕円形状であることを特徴とする請求項１から６のいずれかに記載の画像表示装置用部材。
【請求項８】
前記緩衝部において、０．０５ｍｍ以上０．５ｍｍ以下の間隔で貫通孔が並べられていることを特徴とする請求項１から７のいずれか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、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５０４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、前記緩衝部が貫通孔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、前記緩衝部を形成する貫通孔が、前記表示領域の辺と平行方向に長い形状であることを特徴とする請求項１から３のいずれか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、前記緩衝部を形成する貫通孔が、長手方向の幅が短手方向の幅の２倍から４倍の長さであることを特徴とする請求項１から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、前記緩衝部が千鳥配列状に配置された貫通孔よりなることを特徴とする請求項１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、前記緩衝部において、０．０５ｍｍ以上０．５ｍｍ以下の間隔で貫通孔が並べられていることを特徴とする請求項１から６のいずれかに記載の画像表示装置用部材である。
【００１５】
請求項８に記載の発明は、請求項１から７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。
【００１６】
請求項９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、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孔凹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】
【００１７】
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】
【００１８】
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に設けた周辺部の構成の一例を示す正面図を示す。図２には、本発明における画像表示装置用部材の周辺部の変形の様子の一例を示す正面図を示す。図３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４には、本発明における画像表示装置用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。図５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。
【００１９】
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。画像表示装置用部材に用いる金属平板の厚さは特に制限されるものではないが、０．１ｍｍ以上１．２ｍｍ以下であることが好ましい。
【００２０】
本発明の画像表示装置用部材は、図３に示されるように、表示領域３０２と非表示領域３０１を有している。表示領域３０２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。
【００２１】
本発明の画像表示装置用部材は、図３に示すように非表示領域部分（３０２）である四辺に貫通孔を千鳥配列状に並べた緩衝部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。ここで千鳥配列状緩衝部とは、表示領域と平行に貫通孔１０１を並列したパターン１０１ａを配置し、さらに貫通孔１０１を並列したパターン１０１ｂを、パターン１０１ａと平行に、かつ貫通孔の位置を半分ずらした位置に隣接させた配列状態をいう。上述のように、貫通孔１０１の並列パターンを所望の段数だけ、非表示領域部分の四辺に並べることにより、図３に示すように非表示領域部分である四辺に千鳥配列状に並べられた貫通孔よりなる緩衝部３０３を有する画像表示装置用部材を得ることができる。
【００２２】
貫通孔１０１の形状は特に限定されるものではなく、四角形状や円形状など様々な形状が考え得るが、表示領域の辺と平行方向に長い形状が好ましく、例えば長方形の形状や楕円形状が好ましい。さらには、貫通孔の長手方向の幅が短手方向の幅と比較して２〜４倍程度長い形状であることがより好ましい。
【００２３】
隣り合う貫通孔１０１同士の間隔、つまりブリッジ部１０２の幅は、０．０５ｍｍ以上０．５ｍｍ以下であることが望ましい。０．０５ｍｍ未満であると、強度的に弱くなるために基板の組成変形による位置ずれや破損の原因となる恐れがあり、また、０．５ｍｍより長くなると、画像表示装置用部材の剛性が高まるために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がある。
【００２４】
緩衝部を形成している千鳥配列上に並べられた貫通孔１０１は、熱により膨張すると図２の貫通孔２０１に示すように潰れるように変形しやすい配列となっている。図３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、緩衝部と表示領域部は共に貫通孔によって構成されているが、表示領域部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、緩衝部と比較して剛性の高い構造となっている。そのため、貫通孔が変形しやすいような構造の緩衝部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、緩衝部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３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３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。
【００２５】
また、緩衝部自体にも熱膨張による伸びが発生するが、この場合、図１中のａ方向の伸びは、図２に示すように貫通孔が潰れることによって吸収され、図１中ｂ方向の伸びは、図２中ｂ方向のブリッジ部がジグザグに歪むことによって吸収され、画像表示装置用部材周辺の封着部にかかる応力が緩和される。
【００２６】
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。
本発明における貫通孔を千鳥配列状に並べた緩衝部の形成は、表示領域部である短形状の貫通孔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である短形状の貫通孔とを、別々に形成することもできる。
【００２７】
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。
【００２８】
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。
【００２９】
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。
【００３０】
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、金属平板に貫通孔を形成させる。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。
【００３１】
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。
【００３２】
以下、本発明の実施例１を説明する。
【実施例１】
【００３３】
４００×５００ｍｍ、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面に貼り合せた。
次いで、ピッチ０．２５×０．６ｍｍで、０．２×０．５ｍｍが開孔している表示領域部の貫通孔のパターンと同時に、ピッチ０．６×０．２５ｍｍで、０．５×０．２ｍｍが開孔している、表示領域の長手方向に隣接する貫通孔の並列パターンと、表示領域の長手方向に０．３ｍｍずらした並列パターンとを、表示領域の短手方向に所望の段数だけ組み合わせることによりなる貫通孔を千鳥配列状に並べた緩衝部を、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位置合わせ露光をした後、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、非表示領域の貫通孔を千鳥配列状に並べた緩衝部とを同時に形成した。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。
【００３４】
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】
【００３５】
【図１】本発明における画像表示装置用部材に設けた緩衝部の一例を示す正面図である。
【図２】本発明における画像表示装置用部材に設けた緩衝部の変形の様子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。
【図５】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】
【００３６】
１０１、２０１    貫通孔
１０２、２０２    ブリッジ
３０１            非表示領域
３０２            表示領域
３０３            緩衝部
４０１、５０１    前面ガラス基板
４０２、５０２    画像表示装置用部材
４０２（イ）      表示領域
４０２（ロ）      緩衝部
４０３、５０３    背面ガラス基板
４０４、５０４    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
ａ，ｂ            熱膨張によるブリッジの伸び方向
【図１】
2006172963.tif 000002
【図２】
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【図３】
2006172963.tif 000004
【図４】
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【図５】
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