(57)【要約】    【課題】簡略な工程により、高低差を有する隔壁を高精度に形成し、表示品位に優れたディスプレイ用部材の製造方法およびディスプレイを提供する。    【解決手段】  基板に感光性ペーストを塗布し、該塗布膜を露光して高低差を有する隔壁パターンを形成するディスプレイ部材の製造方法であって、隔壁の高くなる部分に対応する塗布膜をあらかじめ露光する工程を含むことを特徴とするディスプレイ部材の製造方法。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板に感光性ペーストを塗布し、該塗布膜を複数回露光することにより、高低差を有する隔壁パターンを形成するディスプレイ部材の製造方法であって、隔壁の高い部分を低い部分よりも回数を多く露光することを特徴とするディスプレイ部材の製造方法。
【請求項２】
隔壁の高い部分に対応する塗布膜を露光した後、さらにペーストを塗布する工程を含むことを特徴とする請求項１に記載のディスプレイ部材の製造方法。
【請求項３】
隔壁の高い部分に対応する塗布膜を露光し、さらにペーストを塗布した後、再度露光するまでにエージング工程を含むことを特徴とする請求項１または２に記載のディスプレイ部材の製造方法。
【請求項４】
隔壁の高い部分に対応する塗布膜を露光した後、該塗布膜をキュアする工程を含むことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のディスプレイ部材の製造方法。
【請求項５】
感光性ペースト塗布膜を２回露光することにより、高低差を有する隔壁パターンを形成するディスプレイ部材の製造方法であって、２回露光する部分が１回のみ露光する部分よりも高く形成されることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のディスプレ部材の製造方法。
【請求項６】
２回露光する部分が１回のみ露光する部分よりも高く形成されるディスプレイ部材の製造方法であって、２回露光される部分の１回目の露光に用いるフォトマスクの線幅が２回目の露光に用いるフォトマスクの線幅よりも小さいことを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載のディスプレイ部材の製造方法。
【請求項７】
スリットダイコーターを用いてペーストを塗布することを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載のディスプレイ部材の製造方法。
【請求項８】
隔壁の高低差が０．５μmから３０μmであることを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載のディスプレイ部材の製造方法。
【請求項９】
基板が電極を形成した基板であって、高低差を有する隔壁パターンの高い部分が電極と平行なストライプパターンであることを特徴とする請求項１〜８のいずれかに記載のディスプレイ部材の製造方法。
【請求項１０】
高低差を有する隔壁パターンの高い部分が電極と平行なストライプパターンであって、ストライプパターン自身も高低差を有することを特徴とする請求項９に記載のディスプレイ部材の製造方法。
【請求項１１】
高低差を有する隔壁パターンが格子状パターンであることを特徴とする請求項１〜１０のいずれかに記載のディスプレイ部材の製造方法。
【請求項１２】
隔壁が格子状パターンであり、電極と平行なストライプパターンが電極と直交するパターンよりも高いことを特徴とする請求項１〜１１のいずれかに記載のディスプレイ部材の製造方法。
【請求項１３】
電極と平行なストライプパターンの隔壁と電極と直交するパターンの隔壁との高低差が０．５μmから３０μmであることを特徴とする請求項１２に記載のディスプレイ部材の製造方法。
【請求項１４】
基板上に第１の隔壁パターンを形成する工程若しくは第１の隔壁パターンの潜像を形成する工程と、前記第１の隔壁パターン若しくは第１の隔壁パターンの潜像を必要により現像し焼成する工程より前に隔壁形成成分を含むペーストを塗布する工程を含み、前記第１の隔壁パターン若しくは第１の隔壁パターンの潜像に前記ペーストの隔壁形成成分の一部を吸蔵せしめることを特徴とするディスプレイ部材の製造方法。
【請求項１５】
第１の隔壁パターン若しくは第１の隔壁パターンの潜像が存在した部分に形成された隔壁パターンと、第１の隔壁パターンが存在しない部分に形成された隔壁パターンに、高低差を付与することを特徴とする請求項１４に記載のディスプレイ部材の製造方法。
【請求項１６】
塗布するペーストが感光性ペーストであり、塗布後に露光する工程を含むことを特徴とする請求項１５に記載のディスプレイ部材の製造方法。
【請求項１７】
請求項１〜１６のいずれかに記載の製造方法により製造したことを特徴とするディスプレイ部材。
【請求項１８】
請求項１７に記載のディスプレイ部材を用いたことを特徴とするディスプレイ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、壁掛けテレビや大型モニターに用いられるプラズマディスプレイ、プラズマアドレス液晶ディスプレイなどのディスプレイ部材、およびディスプレイの製造方法に係り、特にディスプレイ部材製造における歩留まり向上とディスプレイの表示品位を高めたディスプレイの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
薄型・大型テレビに使用できるディスプレイとして、液晶パネルに比べて高速表示が可能なことから、プラズマディスプレイパネル（以下ＰＤＰと称する）が注目されている。
【０００３】
ＰＤＰは、前面ガラス基板と背面ガラス基板との間に備えられた放電空間内で電極間にプラズマ放電を生じさせ、上記放電空間内に封入されているガスから発生した紫外線を放電空間内の蛍光体に当てることにより表示を行うものである。この場合、放電の広がりを一定領域に抑え、表示を規定のセル内で行わせると同時に、均一な放電空間を確保するために、およそ幅２０〜８０μｍ、高さ２０〜２００μｍの形状をもつ隔壁が設けられている。
【０００４】
近年、ＰＤＰの高性能化のために、従来のストライプ状の隔壁形状以外に、格子状、およびその他の複雑な形状が提案されている。隔壁構造が複雑化した理由の一つに、ストライプ状の隔壁構造の場合、画素間の放電の干渉が生じやすいことがあげられる。特に高精細化した場合には放電の干渉が顕著となり、前面板の放電ギャップを狭くする必要があるが、その場合には、画素の放電空間が狭くなるために、輝度が大幅に低下するという問題が生じる。この問題を解消するために、ストライプ状の隔壁と交差するような画素を仕切る隔壁を設けることが提案されている。しかしながら、一方で、画素が完全に仕切られた場合には、パネル化の封着・排気時に排気がし難いために、後工程が複雑になったり、前面板にパターンを形成するような大幅コストアップとなるような工程が必要となる別の問題が発生する。この問題を解決するために、画素を仕切る隔壁の一部に高低差を形成する必要がある。
【０００５】
一般的な隔壁パターンの形成方法としては、ガラスペーストをスクリーン印刷で印刷・乾燥を多数回繰り返し、所定の高さの隔壁パターンを形成するスクリーン印刷法、フォトリソグラフィー技術により形成したサブトラティブマスク層を介してサンドブラストにより形成するサンドブラスト法などが知られている。
【０００６】
しかし、スクリーン印刷法やサンドブラスト法では、工程が非常に多く製造コスト面で課題があった。この問題を解決するため、感光性ガラスペーストを用いてフォトリソグラフィー技術により隔壁を形成する方法が提案されている。（例えば、特許文献１参照）。確かに、塗布・乾燥・露光・現像を各１回ずつ行うだけで隔壁パターン形成が可能ではあるが、この方法では、高低差を有する隔壁を形成には対応できないという問題があった。
【特許文献１】特開平９−２２３４６２号公報（第２〜１０頁）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
そこで、本発明は、上記従来技術に鑑みて、高低差を有する隔壁を高精度に、高い歩留まりで生産可能なディスプレイ部材の製造方法、およびディスプレイ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】
【０００８】
基板に感光性ペーストを塗布し、該塗布膜を露光して高低差を有する隔壁を形成するディスプレイ部材の製造方法であって、隔壁の高い部分を低い部分よりも回数を多く露光することを特徴とするディスプレイ部材の製造方法。また、本発明は、上記の製造方法により製造したディスプレイ部材、ならびにそのディスプレイ部材を用いたことを特徴とするディスプレイである。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、簡略な工程により高低差を有する隔壁を精度よく形成し、表示品位に優れたディスプレイ用部材の製造方法、およびディスプレイを提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下に、本発明をＰＤＰの作製手順に沿って説明する。
本発明のＰＤＰ用部材としての背面板に用いる基板としては、ソーダガラスの他にＰＤＰ用の高歪点ガラスである旭硝子社製の“ＰＤ２００”や日本電気硝子社製の“ＰＰ８”等を用いることができる。
【００１１】
ガラス基板上に銀やアルミニウム、クロム、ニッケルなどの金属によりアドレス電極を形成する。形成方法は、これら金属粉末と有機バインダーを主成分とする金属ペーストをスクリーン印刷でパターン印刷する方法や、有機バインダーとして感光性有機成分を用いた感光性金属ペーストを塗布した後に、フォトマスクを介してパターン露光し、未硬化部分をを現像工程で溶解除去し、４００〜６００℃の温度で焼成し、金属パターンを形成する感光性ペースト法を用いることができる。また、ガラス基板上にクロム、アルミニウム、銅等の金属をスパッタリングした後に、レジストを塗布し、レジストをパターン露光・現像した後にエッチングにより、不要部分の金属を取り除くエッチング法を用いることができる。電極厚みは１〜１０μｍが好ましく、２〜５μｍがより好ましい。電極厚みが薄すぎると抵抗値が大きくなり正確な駆動の際に負担がかかり、厚すぎるとコスト的に不利な傾向にある。アドレス電極の幅は、好ましくは２０〜２００μｍである。アドレス電極の幅が細すぎると抵抗値が高くなり正確な駆動が困難となる傾向にあり、太すぎると隣合う電極間の距離が小さくなるため、ショート欠陥が生じやすい傾向にある。さらに、アドレス電極は表示セル（画素の各ＲＧＢを形成する領域）に応じたピッチで形成される。通常のＰＤＰでは１００〜５００μｍ、高精細ＰＤＰにおいては１００〜２５０μｍのピッチで形成するのが好ましい。
【００１２】
次いで誘電体層を形成する。誘電体層はガラス粉末と有機バインダーを主成分とするガラスペーストをアドレス電極のパターン上に塗布し、４００〜６００℃で焼成することにより形成できる。誘電体層の厚みは好ましくは３〜３０μｍ、より好ましくは３〜２０μｍである。誘電体層の厚みが薄すぎるとピンホールが多発する傾向にあり、厚すぎると放電電圧が高くなり、消費電力が大きくなる傾向にある。
【００１３】
誘電体層上に、放電セルを仕切るための隔壁を形成する。
隔壁の高さは、８０μｍ〜２００μｍが適している。８０μｍ以上とすることで蛍光体とスキャン電極が近づきすぎるのを防ぎ、放電による蛍光体の劣化を防ぐことができる。また、２００μｍ以下とすることで、スキャン電極での放電と蛍光体の距離を近づけ、十分な輝度を得ることができる。隔壁のピッチ（Ｐ）は、１００μｍ≦Ｐ≦５００μｍのものがよく用いられる。また、高精細プラズマディスプレイとしては、隔壁のピッチ（Ｐ）が、１００μｍ≦Ｐ≦３００μｍである。１００μｍ以上とすることで放電空間を広くし十分な輝度を得ることができ、５００μｍ以下とすることで画素の細かいきれいな映像表示ができる。３００μｍ以下にすることにより、ＨＤＴＶ（ハイビジョン）レベルの美しい映像を表示することができる。線幅（Ｌ）は、半値幅で１０μｍ≦Ｌ≦５０μｍであることが好ましい。１０μｍ以上とすることで強度を保ち、前面板と背面板を封着する際に破損が生じるのを防ぐことができる。また、５０μｍ以下とすることで蛍光体の形成面積を大きくとることができ高い輝度を得ることができる。
【００１４】
隔壁の形状で、最も単純なのはデータ電極と平行のストライプ状の隔壁構造であり、製造工程も簡便である。しかしながら、ストライプ状隔壁の場合、画素間の放電の干渉が生じやすい。特に高精細化した場合には放電の干渉が顕著となり、前面板の放電ギャップを狭くする必要があるが、その場合には、輝度が大幅に低下するという問題が生じる。この問題を解消するために、ストライプ状の隔壁と交差するような画素を仕切る隔壁を設けることが提案されている。この際、画素が完全に仕切られた場合には、パネル化の封着・排気時に排気がし難く、後工程が複雑になったり、前面板にパターンを形成するような工程が必要となる別の問題が発生する。これら問題を解決するために、画素を仕切る隔壁の一部に高低差を形成することが必要となる。
【００１５】
このような隔壁は、無機微粒子と感光性成分を含む有機成分からなる感光性ペーストを用いたフォトリソグラフィー法を駆使して、パターンを形成し、焼成して形成することができる。
【００１６】
感光性ペーストの無機微粒子としては、ガラス、セラミック（アルミナ、コーディライトなど）などを用いることができる。特に、ケイ素酸化物、ホウ素酸化物、または、アルミニウム酸化物を必須成分とするガラスやセラミックスが好ましい。
【００１７】
無機微粒子の粒子径は、作製しようとするパターンの形状を考慮して選ばれるが、体積平均粒子径（Ｄ５０）が、１〜１０μｍであることが好ましく、より好ましくは、１〜５μｍである。Ｄ５０を１０μｍ以下とすることで、表面凸凹が生じるのを防ぐことができる。また、１μｍ以上とすることで、ペーストの粘度調整を容易にすることができる。さらに、比表面積０．２〜３ｍ2／ｇのガラス微粒子を用いることが、パターン形成において、特に好ましい。
【００１８】
隔壁は、好ましくは熱軟化点の低いガラス基板上にパターン形成されるため、無機微粒子として、熱軟化温度が３５０℃〜６００℃のガラス微粒子を６０重量％以上含む無機微粒子を用いることが好ましい。また、熱軟化温度が６００℃以上のガラス微粒子やセラミック微粒子を添加することによって、焼成時の収縮率を抑制することができるが、その量は、４０重量％以下が好ましい。
用いるガラス粉末としては、焼成時にガラス基板にそりを生じさせないためには線膨脹係数が５０×１０-7〜９０×１０-7、更には、６０×１０-7〜９０×１０-7のガラス微粒子を用いることが好ましい。
無機微粒子を形成する素材としては、ケイ素および／またはホウ素の酸化物を含有したガラス材料が好ましく用いられる。
【００１９】
さらに、酸化ビスマス、酸化鉛、酸化亜鉛のうちの少なくとも１種類を合計で５〜５０重量％含有させることによって、ガラス基板上にパターン加工するのに適した温度特性を有するガラスペーストを得ることができる。特に、酸化ビスマスを５〜５０重量％含有するガラス微粒子を用いると、ペーストのポットライフが長いなどの利点が得られる。
【００２０】
また、酸化リチウム、酸化ナトリウム、酸化カリウムのうち、少なくとも１種類を３〜２０重量％含むガラス微粒子を用いてもよい。アルカリ金属酸化物の添加量は、２０重量％以下、好ましくは、１５重量％以下にすることによって、ペ
また、酸化鉛、酸化ビスマス、酸化亜鉛のような金属酸化物と酸化リチウム，酸化ナトリウム、酸化カリウムのようなアルカリ金属酸化物の両方を含有するガラス微粒子を用いれば、より低いアルカリ含有量で、熱軟化温度や線膨脹係数を容易にコントロールすることができる。
【００２１】
感光性成分を含む有機成分としては、感光性モノマー、感光性オリゴマー、感光性ポリマーのうちの少なくとも１種類から選ばれた感光性成分を含有することが好ましく、更に、必要に応じて、光重合開始剤、光吸収剤、増感剤、有機溶媒、増感助剤、重合禁止剤を添加する。
【００２２】
感光性モノマーとしては、炭素−炭素不飽和結合を含有する化合物で、その具体的な例として、単官能および多官能性の（メタ）アクリレート類、ビニル系化合物類、アリル系化合物類などを用いることができる。これらは１種または２種以上使用することができる。（メタ）アクリレート化合物としては、化学式（１）、（２）、（３）、（４）で示されるアルキル基を有するアクリル化合物またはメタクリル化合物が好ましく用いられる。
【００２３】
CH2=CR3COO-R4                            （１）
CH2=CR3COO-R4-OCOCHR1=CH2                （２）
CH2=CR3COO-R5-OCO-R6-COO-R5-OCOCHR3=CH2  （３）
(CH2=CR3COO-(CH2CHR6O)m)n-R7             （４）
ここにおいて、Ｒ3およびＲ6は水素またはメチル基またはメチレン基、Ｒ4は炭素数１〜２０のアルキル基またはアルキレン基、Ｒ5は炭素数３以上のヒドロキシアルキレン基、Ｒ7は炭素数１〜２０のアルキル基、アリール基、アラルキル基、ｍは０〜３０の整数、ｎは３〜６の整数である。ただし、ここで用いるモノマーはこれらに限定されるものではない。
このモノマーを選択することにより、露光部と非露光部の膨潤差を調整し、隔壁パターンの高低差をコントロールすることが可能となる。
【００２４】
感光性オリゴマー、感光性ポリマーとしては、例えば（メタ）アクリル酸または（メタ）アクリル酸アルキル類を単独または共重合させたものが好ましく、ペーストに好ましい特性を与えるように適宜に選択することができる。具体的には、ポリアクリル酸、ポリメタクリル酸、ポリアクリル酸メチル、ポリアクリル酸エチル、ポリメタクリル酸メチル、ポリメタクリル酸エチル、ポリメタクリル酸プロピル、ポリメタクリル酸ブチル、ポリメタクリル酸ヘキシルなどの単独重合体やこれらの重合体を構成するモノマーの組合せで得られる共重合体などが好ましい。ポリマーやオリゴマーに不飽和カルボン酸などの不飽和酸を共重合することによって、感光後の現像性を向上することができる。
【００２５】
また、感光性オリゴマー、感光性ポリマーとしては、炭素−炭素２重結合を有する化合物のうちの少なくとも１種類を重合して得られるオリゴマーやポリマーを用いることができる。
【００２６】
光重合開始剤の具体的な例として、ベンゾフェノン、Ｏ-ベンゾイル安息香酸メチル、４，４−ビス（ジメチルアミノ）ベンゾフェノン、４，４−ビス（ジエチルアミノ）ベンゾフェノン、４，４−ジクロロベンゾフェノン、４−ベンゾイル−４−メチルフェニルケトン、ジベンジルケトン、フルオレノン、２，３−ジエトキシアセトフェノン、２，２−ジメトキシ−２−フェニル−２−フェニルアセトフェノンなどが挙げられる。これらを１種または２種以上使用することができる。光重合開始剤は、感光性成分に対し、好ましくは０．０５〜１０重量％の範囲で添加され、より好ましくは、０．１〜５重量％の範囲で添加される。重合開始剤の量が少な過ぎると、光感度が低下する傾向にあり、光重合開始剤の量が多すぎると、露光部の残存率が小さくなり過ぎる傾向にある。
【００２７】
光吸収剤を添加することも有効である。紫外光や可視光の吸収効果が高い化合物を添加することによって、高アスペクト比、高精細、高解像度が得られる。光吸収剤としては、有機系染料からなるものが好ましく用いられる、具体的には、アゾ系染料、アミノケトン系染料、キサンテン系染料、キノリン系染料、アントラキノン系染料、ベンゾフェノン系染料、ジフェニルシアノアクリレート系染料、トリアジン系染料、ｐ−アミノ安息香酸系染料などが使用できる。
【００２８】
増感剤は、感度を向上させるために添加される。増感剤の具体例としては、２，４−ジエチルチオキサントン、イソプロピルチオキサントン、２，３−ビス（４−ジエチルアミノベンザル）シクロペンタノン、２，６−ビス（４−ジメチルアミノベンザル）シクロヘキサノンなどが挙げられる。これらを１種または２種以上使用することができる。
【００２９】
有機溶媒としては、例えば、メチルセロソルブ、エチルセロソルブ、ブチルセロソルブ、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、メチルエチルケトン、ジオキサン、アセトン、シクロヘキサノン、シクロペンタノン、イソブチルアルコール、イソプロピルアルコール、テトラヒドロフラン、ジメチルスルフォキシド、γ−ブチルラクトン、Ｎ−メチルピロリドン、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド、ブロモベンゼン、クロロベンゼン、ジブロモベンゼン、ジクロロベンゼン、ブロモ安息香酸、クロロ安息香酸などやこれらのうちの１種以上を含有する有機溶媒混合物が用いられる。
感光性ペーストは、通常、上記の無機微粒子や有機成分を所定の組成になるように調合した後、３本ローラーや混練機で均質に混合分散し作製する。
【００３０】
次に、本発明における隔壁の形成方法について説明する。本発明における隔壁形成方法については、あらゆる形状の隔壁パターンについて有効であるが、特に高低差を有する隔壁パターン形成に有効であり、その形成方法について記載する。
【００３１】
まず、電極が形成された基板上もしくは誘電体層上に感光性ペーストを塗布する。塗布方法としては、スクリーン印刷法、バーコーター、ロールコーター、ダイレクトコーター、ブレードコーターなどを用いることができる。塗布厚みは、塗布回数、スクリーンのメッシュ、ペーストの粘度を選ぶことによって調整できる。精度よく、厚膜塗布が可能なダイレクトコーターを用いることが好ましい。
感光性ペーストを塗布した後、通風オーブン、ホットプレート、ＩＲ炉などを用いて乾燥し、感光性ペーストの塗布膜を形成する。
【００３２】
続いて、露光、現像により、所望のパターンを形成する。まず、露光装置を用いて露光を行う。通常のフォトリソグラフィ法で行われるように、フォトマスクを用いてマスク露光する。この際使用される活性光源は、例えば、可視光線、近紫外線、紫外線、電子線、Ｘ線、レーザ光などが挙げられる。これらの中で紫外線が最も好ましく、その光源として、例えば、低圧水銀灯、高圧水銀灯、超高圧水銀灯、ハロゲンランプ、殺菌灯などが使用できる。これらのなかでも超高圧水銀灯が好適である。露光条件は、塗布厚みによって異なるが、１〜１００ｍＷ／ｃｍ2の出力の超高圧水銀灯を用いて０．１〜１０分間露光を行う。
【００３３】
この際、用いるフォトマスクパターン、フォトマスクの線幅により、形成される隔壁パターン形状、および隔壁の幅が決定する。ここで、フォトマスクの線幅とは、スリット部分、すなわち光が透過する部分の線幅を表す。例えば、ストライプ形状の隔壁を形成する場合は、アドレス電極と平行方向にストライプパターンを有するフォトマスクを用いることができる。
【００３４】
次に現像工程について説明する。露光部分と非露光部分の現像液に対する溶解度差を利用して、現像を行う。現像は、浸漬法やスプレー法、ブラシ法等で行うことができる。
【００３５】
現像液は、感光性ペースト中の溶解させたい有機成分が溶解可能である溶液を用いる。感光性ペースト中にカルボキシル基などの酸性基をもつ化合物が存在する場合、アルカリ水溶液で現像できる。アルカリ水溶液としては、水酸化ナトリウムや炭酸ナトリウム、炭酸ナトリウム水溶液、水酸化カルシウム水溶液などが使用できるが、有機アルカリ水溶液を用いた方が焼成時にアルカリ成分を除去しやすいので好ましい。有機アルカリとしては、一般的なアミン化合物を用いることができる。具体的には、テトラメチルアンモニウムヒドロキサイド、トリメチルベンジルアンモニウムヒドロキサイド、モノエタノールアミン、ジエタノールアミンなどが挙げられる。アルカリ水溶液の濃度は、通常、０．０１〜１０重量％、より好ましくは０．１〜５重量％である。アルカリ濃度が低過ぎれば可溶部が除去されない傾向にあり、アルカリ濃度が高過ぎれば、パターン部を剥離したり、また、非可溶部を腐食させる傾向にある。また、現像時の現像温度は、２０〜５０℃で行うことが工程管理上好ましい。
【００３６】
現像液による現像以外にも、露光部と未露光部の塗布膜硬度の違いを利用して、サンドブラストによるパターン形成も可能である。また、この露光による硬度差を利用することにより、現在のサンドブラスト法で使用されている、レジスト膜形成、すなわちレジスト剤塗布、乾燥、露光、現像、およびサンドブラスト実施後のレジスト膜剥離工程を省略することができるため、大幅なコスト削減が可能となる。
【００３７】
一般的に、感光性ペーストを用いたパターン形成方法は、上記のような工程を経たものである。本発明の高低差を有する隔壁パターンの形成方法は、上記の一般的なパターン形成方法に加えて、隔壁の高い部分を低い部分よりも回数を多く露光することにより、高低差を精度よく、効率的に形成することが可能となる。
【００３８】
すなわち、まず、乾燥済み感光性ペースト塗布膜を、最終的な隔壁パターンのうち、高くなる部分についてのみ、フォトマスクを介して露光を行う。露光された部分は、感光性ペースト中に含まれる感光性有機成分、すなわち、感光性モノマー、感光性オリゴマー、および感光性ポリマーが光重合することにより硬化する。したがって、感光性ペースト塗布膜中の、露光部と非露光部との間に膜の特性に差が発生する。特に溶媒や液体成分による膨潤度合いに差ができる。例えば、この露光済み感光性ペースト塗布膜に熱をかけると、非露光部から露光部に塗布膜中の残留溶媒や、モノマー等の液体成分が移動する。このことにより、塗布膜の露光部分が非露光部分よりも高くなる。この際にペースト中の無機成分を伴うこともある。
【００３９】
このようにして、高低差を有する露光済みの感光性ペースト塗布膜を最終的に形成したい隔壁パターンを有するフォトマスクを介して露光後、現像することにより、高低差を有する隔壁を形成することができる。また、隔壁の高くなる部分に対応する塗布膜をあらかじめ露光したあとに露光する隔壁パターンは、最終的に形成したい隔壁パターンと同一であることが、隔壁形成の精度、効率の点からより好ましい。
【００４０】
一方、隔壁の高くなる部分を露光した塗布膜の上に、再度各種ペーストを塗布することにより、各種ペーストに含まれる溶媒や液体成分が露光部分に移動し、高低差を有効に形成することが可能となる。特に１層目の感光性ペーストと同じ成分を含有したペーストを塗布することにより、さらに有効に高低差を形成できる。もちろん、１層目と２層目に全く同じペーストを用いることも有効である。２層目に感光性ペーストを塗布した場合には、乾燥後に最終的に形成したい隔壁パターンを有するフォトマスクを介して露光後、現像することにより、高低差を有する隔壁を形成することができる。
【００４１】
さらに、２層目に感光性ペーストを塗布した後、次の露光までにエージング工程を含むことが好ましい。このエージング工程とは、１層目の非露光部の液体成分、および２層目に塗布した感光性ペーストの液体成分を露光部へ移動させる工程を言い、このエージング工程が短いと液体成分の移動が十分に行われず、隔壁パターンの高低差を形成することができない。また、このエージング時間が中途半端であると、高低差にバラツキが生じパネル化後の表示品質を低下させるおそれがある。このエージング工程に要する時間は、基板の置かれる場所の温度・湿度などの条件、用いるペースト、および塗布膜厚などの条件によって異なる。
【００４２】
また、２層目にサンドブラスト用ペーストを塗布することにより、レジスト形成、サンドブラスト、レジスト剥離と通常のサンドブラスト法を用いても、高低差を有する隔壁パターンを形成することが可能である。
【００４３】
また、高低差の大きさは、隔壁の高くなる部分を露光した後のキュアの温度、および時間、また、２層目に塗布するペーストの種類、およびペースト塗布膜厚により、制御することが可能となる。また、本発明の高低差を有する隔壁の形成方法によれば、これまで形成が難しかった微少な高低差を有する隔壁の形成が可能となる。すなわち、これまで通り、高低差の形成を塗布回数により制御する場合には、スクリーン印刷やスリットダイコーター等の方法により、薄膜塗布が要求される。スクリーン印刷の場合には、スクリーンメッシュ跡が隔壁頂部のラフネスを大きくし、パネル作製時に隔壁の欠けが生じたり、隙間が生じて表示品質を劣化させるという問題が発生する。一方、スリットダイコーターでは薄膜塗布の膜厚精度が課題であった。本発明による高低差を有する隔壁を形成する方法によれば、薄膜塗布の必要がなくなり、これら問題を解決することが可能である。高低差としては、０．５〜３０μmが有効である。０．５μm以上とすることで、パネル化工程でのガスの排気を効率よく行うことが課のである。また、高低差を３０μm以下とすることにより、放電時のクロストークなどを防止することが可能となる。さらに、高低差が０．５μm〜１５μmとすることが、クロストーク防止には好ましい。
【００４４】
さらに、本発明の手法で高低差を形成することにより、高低差を有する部分に比較的緩やかな傾斜を持たせることができる。傾斜を持たせることにより、放電時のクロストークを防止することが可能となる。
【００４５】
また、２層目の感光性ペーストに、焼成して黒色を呈するものを用いることも本発明の好ましい態様の一つである。２層目の感光性ペーストに焼成して黒色を呈するものを用いることにより、コントラストを向上させることができる。感光性ペーストが焼成して黒色を呈する様にするには、Ｒｕ、Ｍｎ、Ｎｉ、Ｃｒ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｃｕの金属もしくはそれらの酸化物を合計で１〜１５重量％含有するガラスを用いると良い。また、ガラス粉末に黒色金属又は金属酸化物を付着させるか、または被服させても良い。また、１層目の感光性ペースト塗布膜を露光・現像して隔壁パターンの一部を形成した後に、２層目の感光性ペーストを塗布し、露光・現像して隔壁を形成しても良い。
【００４６】
露光の際に用いるフォトマスクについては、塗布膜中で複数回露光される部分については、ｎ回目の露光に用いるフォトマスクの線幅をＷｎ、ｍ回目の露光に用いるフォトマスクの線幅をＷｍとすると、Ｗｎ＜Ｗｍとすることが好ましく、Ｗ１＜Ｗ２とすることがさらに好ましい（ｎ、ｍは１〜５の整数であってｎ＜ｍを満たす。）。この条件を満たすことによって、少なくとも１回目と２回目の露光時のアライメントずれによる形状不良の隔壁形成を防止できる。さらには、上記フォトマスク線幅が０．０１＜Ｗ１／Ｗ２＜１の条件を満たすことが好ましい。この方法を用いて、高低差を有する格子状隔壁パターンを形成する場合には、１層目の露光に使用するフォトマスクを電極と平行なストライプパターン、２層目の露光に使用するフォトマスクを電極と格子状パターンのフォトマスクを用いることにより、電極に平行な隔壁の高さと、電極に垂直な隔壁の高さが異なる段違いの格子状隔壁を形成することができる。
【００４７】
さらに、ストライプ形状や格子形状など、単純な構造の隔壁に形成だけでなく、１回目の露光時にストライプ途中にに遮光部形成した破線状のスリットや、ストライプの線幅を部分的に変更したフォトマスクを用いることも可能である。また、曲線、円弧、楕円等の特殊なパターンを有するフォトマスクを用いて、所望の高低差を有する特殊な隔壁パターンを形成することが可能である。
【００４８】
本発明では、隔壁パターンの一部を形成後、焼成前にペーストを塗布し、既に形成したパターン部分へ塗布したペーストの液体成分を吸蔵させることにより、高低差を有する隔壁パターンを形成することが可能である。最初の隔壁パターンの一部を形成する方法は、感光性ペースト法に制限されない。すなわち、本発明の高低差を有する隔壁パターンの形成方法は、既に形成した隔壁パターン部分へペーストの液体成分を吸蔵させることによるため、スクリーン印刷法、サンドブラスト法、アディティブ法など様々な方法で形成した隔壁パターンでもペースト中の液体成分を吸蔵させれば、高低差を形成できる。いずれの方法で形成した隔壁パターンも乾燥させておくことが好ましい、このことにより、次に塗布されるペースト中の溶媒やモノマーなどの液体成分の移動が起こり易くなり、効果的に膨潤状態を作ることが可能となる。また、塗布したペーストも乾燥前の状態では、流動性を有しており、液体成分が吸蔵してもレベリングにより、平坦化されてしまうことが多い。このため、塗布するペーストには高沸点溶剤やモノマーを含有させることが好ましい。これらの成分は、乾燥後も残存し、既に形成されていた隔壁パターン部分へ移動して、高低差を有する塗布膜を効果的に形成することができる。この後の工程については、高低差を有する塗布膜上に、所望の隔壁パターンのレジスト膜を形成し、サンドブラスト法により隔壁パターンを形成することができる。これまで、サンドブラスト法では高低差を有する隔壁パターンの形成は難しかったが、本発明によれば、比較的容易に形成することが可能である。もちろん感光性ペーストを塗布すれば、露光・現像工程を経ることにより、高低差を有する隔壁パターンの形成が可能である。
【００４９】
このようにして形成した隔壁パターンについて、焼成炉にて焼成を行う。焼成雰囲気や温度は、ペーストや基板の種類によって異なるが、空気中、窒素、水素などの雰囲気中で焼成する。焼成炉としては、バッチ式の焼成炉やローラーハース式の連続型焼成炉を用いることができる。焼成温度は、４００〜８００℃で行うと良い。ガラス基板上に直接隔壁を形成する場合は、４５０〜６２０℃の温度で１０〜６０分間保持して焼成を行うと良い。
【００５０】
また、本発明のあらかじめ露光した部分を高く形成する手法と、焼成時の収縮をうまく組み合わせて、高さの均一な隔壁を形成することも可能である。すなわち、焼成時に高さ方向に収縮が大きくなる場所をあらかじめ露光しておき、焼成前隔壁パターンをその分だけ高く形成することにより、焼成時の収縮により、均一な高さの隔壁形成が可能となる。
【００５１】
さらに、先の電極、および誘電体形成について、それぞれ焼成工程をすること記載したが、各電極ペースト、誘電体ペーストを変更することにより、電極／誘電体、誘電体／隔壁、電極／誘電体／隔壁を一括して焼成することも可能である。この場合にも本発明の効果は損なわれることはない。
【００５２】
次いで所定の隔壁間に、ＲＧＢ各色に発光する蛍光体層を形成する。蛍光体層は、蛍光体粉末、有機バインダーおよび有機溶媒を主成分とする蛍光体ペーストを所定の隔壁間に塗着させ、乾燥し、必要に応じて焼成することにより形成することができる。
【００５３】
蛍光体ペーストを所定の隔壁間に塗着させる方法としては、スクリーン印刷版を用いてパターン印刷するスクリーン印刷法、吐出ノズルの先端から蛍光体ペーストをパターン吐出するディスペンサー法、また、蛍光体ペーストの有機バインダーとして前述の感光性を有する有機成分を用いた感光性ペースト法により各色の蛍光体ペーストを所定の場所に塗着させることができる。
【００５４】
Ｒ蛍光体層の厚みをＴｒ、Ｇ蛍光体層の厚みをＴｇ、および、Ｂ蛍光体層の厚みをＴｂとしたとき、好ましくは、
１０μｍ≦Ｔｒ＜Ｔｂ≦５０μｍ
１０μｍ≦Ｔｇ＜Ｔｂ≦５０μｍ
なる関係を有することにより、より本発明の効果を発揮できる。つまり、発光輝度の低い青色について、厚みを緑色、赤色よりも厚くすることにより、より色バランスに優れた（色温度の高い）プラズマディスプレイを作製できる。蛍光体層の厚みとしては、１０μｍ以上とすることで十分な輝度を得ることができる。また、５０μｍ以下とすることで放電空間を広くとり高い輝度を得ることができる。この場合の蛍光体層の厚みは、隣り合う隔壁の中間点での形成厚みとして測定する。つまり、放電空間（セル内）の底部に形成された蛍光体層の厚みとして測定する。
【００５５】
塗着させた蛍光体層を必要に応じて、４００〜５５０℃で焼成する事により、本発明のプラズマディスプレイ用部材を作製することができる。
【００５６】
このプラズマディスプレイ用部材を背面板として用いて、前面板と封着後、前背面の基板間隔に形成された空間に、ヘリウム、ネオン、キセノンなどから構成される放電ガスを封入後、駆動回路を装着してプラズマディスプレイを作製できる。前面板は、基板上に所定のパターンで透明電極、バス電極、誘電体、保護膜（ＭｇＯ）を形成した部材である。背面板上に形成されたＲＧＢ各色蛍光体層に一致する部分にカラーフィルター層を形成しても良い。また、コントラストを向上するために、ブラックストライプを形成しても良い。
【実施例】
【００５７】
以下に、本発明を実施例により具体的に説明する。ただし、本発明はこれに限定されるものではない。
４２インチサイズのＡＣ（交流）型プラズマディスプレイパネルの背面板を形成し、評価を実施した。形成方法を順に説明する。
（実施例１〜１５、比較例１〜５）
ガラス基板として、５９０×９６４×２．８ｍｍの４２インチサイズのＰＤ−２００（旭硝子（株）製）を使用した。この基板上に、書き込み電極として、平均粒径２．０μmの銀粉末を７０重量部、酸化ビスマスを６９重量％、酸化珪素２４重量％、酸化アルミニウム４重量％、酸化硼素３重量％の組成からなる平均粒径２．２μmのガラス粉末２重量部、アクリル酸、メチルメタクリレート、スチレンの共重合ポリマー８重量部、トリメチロールプロパントリアクリレート７重量部、ベンゾフェノン３重量部、ブチルカルビトールアクリレート７重量部、ベンジルアルコール３重量部からなる感光性銀ペーストを用いて、フォトリソグラフィー法により、ピッチ２４０μｍ、線幅１００μｍ、焼成後厚み３μｍのストライプ状電極を形成した。
【００５８】
この基板に、酸化ビスマスを７８重量％、酸化珪素１４重量％、酸化アルミニウム３重量％、酸化亜鉛３重量％、酸化硼素２重量％を含有する低融点ガラスの粉末を６０重量％、平均粒子径０．３μｍの酸化チタン粉末を１０重量％、エチルセルロース１５重量％、テルピネオール１５重量％誘電体ペースト塗布した後、５８０℃で焼成して、厚み１０μｍの誘電体層を形成した。
【００５９】
隔壁形成用の感光性ペーストは以下の組成のものを用いた。
ガラス粉末：Ｂｉ2Ｏ3／ＳｉＯ2／Ａｌ2Ｏ3／ＺｎＯ／Ｂ2Ｏ3＝８２／５／３／５／３／２からなるガラス：平均粒径２μｍのガラス粉末：６７重量部
フィラー：平均粒径０．２μｍの酸化チタン：３重量部
ポリマー：”サイクロマー”Ｐ（ＡＣＡ２５０、ダイセル化学工業社製）：１０重量部
有機溶剤（１）：ベンジルアルコール：４重量部
有機溶剤（２）：ブチルカルビトールアセテート：３重量部
モノマー：ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート：８重量部
光重合開始剤：ベンゾフェノン：３重量部
酸化防止剤：１，６−ヘキサンジオール−ビス［（３，５−ジ−ｔ−ブチル−４−ヒドロキシフェニル）プロピオネート］：１重量部
有機染料：ベージックブルー２６：０．０１重量部
チキソトロピー付与剤：Ｎ，Ｎ’−１２−ヒドロキシステアリン酸ブチレンジアミン：０．５重量部
界面活性剤：ポリオキシエチレンセチルエーテル：０．４９重量部。
【００６０】
上記ペーストをダイコーターを用いて所定厚みに塗布した後、クリーンオーブンにて１００℃、４０分の乾燥を行い塗布膜を形成した。形成塗布膜に対し、所定のフォトマスクとのギャップを１５０μmとり、露光を実施した。この塗布・乾燥・露光操作を所定回数繰り返す。各実施例、比較例の１回目の露光マスクパターン、マスク線幅、２回目の露光マスクパターン、マスク線幅、それぞれの塗布厚み、２層目塗布方法、エージング時間などのパターン形成方法については、表１に示す。また、図１から図８に実施例で用いたフォトマスクのパターン形状を示す。
【００６１】
【表１】
2004273447.tif 000002
【００６２】
上記のようにして形成した露光済み基板を０．５重量％のエタノールアミン水溶液で現像し、隔壁パターンを形成した。実施例１１については、サンドブラスト法により、パターン形成した。パターン形成終了済み基板を５６０℃で１５分間焼成を行った。
【００６３】
このようにして形成された隔壁に各色蛍光体ペーストをスクリーン印刷法を用いて塗布、焼成（５００℃、３０分）して隔壁の側面および底部に蛍光体層を形成した。
【００６４】
次に、前面板を以下の工程によって作製した。まず、背面板と同じガラス基板上に、ＩＴＯをスパッタ法で形成後、レジスト塗布し、露光・現像処理、エッチング処理によって厚み０．１μｍ、線幅２００μｍの透明電極を形成した。また、黒色銀粉末からなる感光性銀ペーストを用いてフォトリソグラフィー法により、焼成後厚み５μｍのバス電極を形成した。電極はピッチ３７５μｍ、線幅１００μｍのものを作製した。
【００６５】
次に、酸化鉛を７５重量％含有する低融点ガラスの粉末を重量７０％、エチルセルロース２０重量％、テルピネオール１０重量％を混練して得られたガラスペーストをスクリーン印刷により、表示部分のバス電極が覆われるように５０μｍの厚みで塗布した後に、５７０℃１５分間の焼成を行って前面誘電体を形成した。
【００６６】
誘電体を形成した基板上に電子ビーム蒸着により保護膜として、厚み０．５μｍの酸化マグネシウム層を形成して前面板を作製した。
【００６７】
得られた前面ガラス基板を、前記の背面ガラス基板と貼り合わせ封着した後、放電用ガスを封入し、駆動回路を接合してプラズマディスプレイ（ＰＤＰ）を作製した。このパネルに電圧を印加して表示を観察した。
【００６８】
マスク欠陥による隔壁パターンの断線、欠けなどの欠陥抑制効果の評価は、各マスクに擬似欠陥を作り、その部分の隔壁パターンの形状を観察して評価した。擬似マスク欠陥の形状を図９に示す。
【００６９】
表２に実施例１〜１５、比較例１〜５の高低差の大きさ、隔壁頂部ラフネス、交差部の凹み、欠陥形状、リブ欠け発生頻度、残存不純ガスの評価結果と、輝度、クロストーク評価のＰＤＰ表示特性を示す。
【００７０】
実施例１〜１３で得られた背面板は、隔壁頂部ラフネスの小さく、所望の高低差を有する隔壁パターンが形成できた。また、ＰＤＰの表示特性も良好であった。比較例１〜５については、所望の高低差のものが得られなかったり、頂部ラフネス、パネル作製時に隔壁の欠け、表示品質等の問題が発生し、目標とするＰＤＰの性能が得られなかった。
【００７１】
【表２】
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【図面の簡単な説明】
【００７２】
【図１】ストライプ形状のフォトマスクパターン
【図２】横隔壁と重なる部分の一部が細いストライプ形状のフォトマスクパターン
【図３】破線形状のフォトマスクパターン
【図４】横ストライプ形状のフォトマスクパターン
【図５】縦ストライプと横ストライプが異幅な格子形状のフォトマスクパターン
【図６】縦ストライプと横ストライプが同幅な格子形状のフォトマスクパターン
【図７】１つの画素を仕切る横ストライプの隔壁が２本の格子形状のフォトマスクパターン
【図８】縦ストライプが分断されたボックス形状のフォトマスクパターン
【図９】擬似欠陥マスクのフォトマスクパターン
【符号の説明】
【００７３】
２，４，６，１０，１２，１３，１５，１８，２１：遮光部分
１，１１，１４，１７，２０：ストライプ形状スリット
３：窪み部を有するストライプ形状スリット
５：窪み部
８：破線形状スリット
７：破線の遮光部分
９，１６：横ストライプ形状スリット
１９：ボックス内遮光部
２２：擬似断線欠陥
２３：擬似欠け欠陥
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
2004273447.tif 000007
【図５】
2004273447.tif 000008
【図６】
2004273447.tif 000009
【図７】
2004273447.tif 000010
【図８】
2004273447.tif 000011
【図９】
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