(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも感光性材料を用いて形成する黒色層を最下層とする多層構成の電極の製造方法であって、透明基板上に黒色層を含む第１層のパターンを形成する工程と、第２層導電膜を塗工する工程と、透明基板の裏面から露光マスクを用いず全面露光する工程と、現像することにより前記黒色層上に前記第２層導電膜のパターンを形成する工程と、焼成する工程を含み、前記第２層導電膜のパターンを形成する工程において、前記第２層導電膜のパターンが、前記黒色層から前記第２層導電膜のパターンの表面に向けて幅が細くなる台形の断面形状を有する事を特徴とする電極の製造方法。
【請求項２】
少なくとも感光性材料を用いて形成する黒色層を最下層とする多層構成の電極の製造方法であり、電極とブラックマトリックスを同時に形成する製造方法であって、透明基板上に電極の黒色層およびブラックマトリックスのパターンを同時に形成する工程と、第２層導電膜を電極部分のみに選択的に塗工する工程と、透明基板の裏面から露光マスクを用いず全面露光する工程と、現像することにより前記黒色層上に前記第２層導電膜のパターンを形成する工程と、焼成する工程を含み、前記第２層導電膜のパターンを形成する工程において、前記第２層導電膜のパターンが、前記黒色層から前記第２層導電膜のパターンの表面に向けて幅が細くなる台形の断面形状を有する事を特徴とする電極の製造方法。
【請求項３】
請求項１または２に記載の黒色層が、酸化ルテニウムもしくはルテニウムの複合化合物を含む感光性材料である事を特徴とする電極の製造方法。
【請求項４】
請求項１または２に記載の導電層が、少なくとも銀を含むポジ型感光性材料である事を特徴とする電極の製造方法。
【請求項５】
少なくとも感光性材料を用いて形成する黒色層を最下層とする多層構成の電極であって、透明基板に接する黒色層幅が、電極の最上層幅より大きく、前記最上層が、前記黒色層から前記最上層の表面に向けて幅が細くなる台形の断面形状を有する事を特徴とする電極。
【請求項６】
請求項５に記載の電極を用いたプラズマディスプレイ表示装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、表示デバイスなどに用いるプラズマディスプレイ表示装置の製造方法において、特に電極の製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、液晶ディスプレイ、プラズマディスプレイ等の表示装置に使用されている電極の中で、感光性材料を用いた積層金属膜から構成される電極が多く用いられている。これは、金属材料に感光性材料を含有させ、感光性材料の露光、現像工程を用いて製造することで、パターンの精細度を上げることが可能となること、また、それらを積層することで、異なった複数の機能を電極に付与することが可能になるからである。
【０００３】
従来の積層金属膜から構成される電極の製造方法の一例を図１に示す。
【０００４】
最初にガラス基板１０１に、例えば酸化ルテニウム等を含む感光性材料を印刷法等で塗工し、第１電極膜１０２を形成する（図１（ａ））。次に、前記第1電極膜の上に、例えばＡｇ等を含む感光性材料を印刷法等で塗工し第２電極膜１０３を形成する（図１（ｂ））。次に、紫外線１０４を露光マスク１０５を通して照射すると、前記第1電極膜１０２および前記第２電極膜１０３に露光部１０７と非露光部１０６が形成される（図１（ｃ））。次に、アルカリ等を含む現像液で現像を行うと露光部１０７のみが基板上に残り、現像後の電極膜１０８を形成する（図１（ｄ））。次に、焼成を行うと基板上に残った現像後の電極膜が焼き縮み、焼成後の電極膜１０９を形成する（図１（ｅ））。次に、焼成後の電極膜１０９が形成された基板上に、第２電極膜と同様の材料を印刷法等で塗工し、第３電極膜１１０を形成する（図１（ｆ））。次に、紫外線１１１を、焼成後の電極膜１０９より線幅の細い電極パターンを有する露光マスク１１２を通して照射すると、前記第３電極膜１１０に露光部１１４と非露光部１１３が形成される（図１（ｇ））。次に、アルカリ等を含む現像液で現像を行うと露光部１１４のみが基板上に残り、現像後の電極膜１１５を形成する（図１（ｈ））。次に、焼成を行うと基板上に残った現像後の電極膜が焼き縮み、焼成後の電極膜１１６を形成する（図１（ｉ））。
【０００５】
このようにして形成された電極は、酸化ルテニウムを主成分とする第１電極膜が黒色を呈することで、ガラス裏面側から見た場合の外光の反射を防止する役割を果たし、また、高い導電性を有する銀を主成分とする第２電極膜および第３電極膜により、全体の抵抗値を下げる役割をする。また、第３電極膜を形成する理由は、抵抗値の低下と断線の防止である。なお、第３電極膜を形成することなくとも、電極としての機能は満たしているため、第３電極膜を形成しない方法もある。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、積層金属膜から構成される電極においては、露光を複数回行うと、マスクと基板のアライメントにずれを生じる事があり、１度目の露光で形成したパターンと２度目以降の露光で形成するパターンにずれが生じ、電極の線幅が太くなる場合や、極端な例では１度目と２度目のパターンが別の場所に形成される場合があった。また、電極膜の表面から露光を行うため、架橋反応が電極膜表面から進行するため、現像後の電極は表面の線幅が太く基板と接する面の線幅が細い逆台形の形状を有するため、焼成時の焼き縮みの際に生じる応力によって電極のエッジ部が反り上がる現象もあり、これによりエッジ部が起点となり耐圧不良を引き起こすという問題もあった。
【０００７】
本発明はこれらの不都合に鑑みて創案されたものであり、アライメントずれの発生しない製造方法で、エッジ部の反り上がりのない信頼性の高い電極を提供することを目的としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る電極の製造方法は、少なくとも感光性材料を用いて形成する黒色層を最下層とする多層構成の電極の製造方法であって、透明基板上に黒色層を含む第1層のパターンを形成する工程と、第２層導電膜を塗工する工程と、透明基板の裏面から露光マスクを用いず全面露光する工程と、現像する工程と、焼成する工程を含む事を特徴とする。即ち、裏面から露光を行う事で黒色層が露光マスクの代わりとなり黒色層の上部のみパターニングされるため、露光マスクが不要となりアライメントもセルフアライメントとなる。したがって、パターン精度のよい電極を製造できる。
【０００９】
また、少なくとも感光性材料を用いて形成する黒色層を最下層とする多層構成の電極の製造方法であり、電極とブラックマトリックスを同時に形成する製造方法あって、透明基板上に電極の黒色層およびブラックマトリックスのパターンを同時に形成する工程と、第２層導電膜を電極部分のみに選択的に塗工する工程と、透明基板の裏面から露光マスクを用いず全面露光する工程と、現像する工程と、焼成する工程を含む事を特徴とする。即ち、黒色層をブラックマトリックスとして使用する場合でも選択的に導電層を電極部分のみに塗工することで、裏面から全面露光をしたときも電極部分のみ導電層が形成され、さらにセルフアライメントとすることが可能となるため、パターン精度のよい電極を製造できる。
【００１０】
また、黒色層が、酸化ルテニウムもしくはルテニウムの複合化合物を含む感光性材料であり、また、導電層が、少なくとも銀を含むポジ型感光性材料である事を特徴とする。
【００１１】
また、少なくとも感光性材料を用いて形成する黒色層を最下層とする多層構成の電極であって、透明基板に接する黒色層幅が、電極の最上層幅より大きい事を特徴とする。即ち、裏面から露光することで露光光はマスクとなる黒色層のエッジ部分では散乱を起こし、黒色層のエッジ付近の上部に回り込むため、露光光が照射された部分が現像によって除去されるポジ型材料の導電層は電極表面に向けて線幅が細くなる逆台形の形状を呈して現像後の電極を形成する。したがって、焼成時のエッジ部分の反り上がりを抑制する事ができ、耐圧不良等のない高信頼性の電極が得られる。
【００１２】
また、以上の電極および電極の製造方法を用いて作製したプラズマディスプレイ表示装置である事を特徴とする。
【００１３】
以上のような特徴を有する本発明によると、アライメントずれの発生しない製造方法で、エッジ部の反り上がりのない信頼性の高い電極を提供することが可能となる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
（発明の実施の形態１）
図２は、本実施の形態に係る電極の要部構成とその製造工程を示す断面および側面の概略図である。
【００１５】
最初に、酸化ルテニウム粒子を含む黒色のネガ型感光性ペーストＡを、ガラス基板２０１上にスクリーン印刷法を用いて塗工し、室温から９０℃まで直線的に上昇した後９０℃で一定時間保持する温度プロファイルのＩＲ炉により乾燥し、前記感光性ペーストＡから溶剤等が減少した第1電極膜２０２を形成する（図２（ａ））。
【００１６】
次に、紫外線２０４を露光マスク２０３を通して露光すると、第１電極膜２０２の膜表面から架橋反応が進み重合、高分子化し、露光部２０５と非露光部２０６が形成される（図２（ｂ））。なお、このときの露光条件は照度１０ｍＷ／ｃｍ2、積算光量３００ｍＪ／ｃｍ2、マスクと基板との距離（以下プロキシ量と称す）１００μｍである。
【００１７】
次に、炭酸ナトリウムを０．４ｗｔ％含む現像液にて現像すると非露光部２０６が除去され、パターニングされた電極膜２０７が残る（図２（ｃ））。
【００１８】
次に、電極膜２０７の上からＡｇ粒子を含むポジ型感光性ペーストＢをスクリーン印刷法を用いて塗工し、前記プロファイルのＩＲ炉により乾燥し、前記ポジ型感光性ペーストＢから溶剤等が減少した第２電極膜２０８を形成する（図２（ｄ））。
【００１９】
次に、紫外線２１１を基板側から全面照射することで黒色の第1電極膜２０７が露光マスクの代わりとなり、第1電極膜２０７の上部に非露光部２０９が、第1電極膜２０７のパターニングされてない部分に露光部２１０がそれぞれ形成される。なお、このときの露光条件は照度１０ｍＷ／ｃｍ2、積算光量３００ｍＪ／ｃｍ2である（図２（ｅ））。
【００２０】
次に、炭酸ナトリウムを０．４ｗｔ％含む現像液にて現像すると露光部２１０が除去され、パターニングされた電極膜２１２が残る（図２（ｆ））。
【００２１】
次に、ピーク温度５９３℃のベルト式連続焼成炉により焼成を行なうと、現像で残った電極膜２１２中の樹脂成分等が気化しガラスフリットが溶融して線幅、膜厚が減少し、電極２１３が形成される（図２（ｇ））。
【００２２】
ここまでの製造方法でアライメントずれをおこさずエッジの反り上がりもない電極を製造する事が可能であるが、抵抗値を低くするために第２電極膜と同様の材料を電極２１３上に印刷し、前記方法と同様な工法で積層することでも、同様の効果が得られる。
【００２３】
以上のような形態で積層構造の電極を形成することで、アライメントずれが発生しない理由と、エッジの反り上がりが発生しない理由について述べる。アライメントずれに関しては第１電極膜である黒色層が露光マスクの代替となるためセルフアライメントになるため発生しない。またエッジの反り上がりに関しては、裏面から露光することで露光光はマスクとなる黒色層のエッジ部分では散乱を起こし、黒色層のエッジ付近の上部に回り込むため、露光光が照射された部分が現像によって除去されるポジ型材料の導電層は電極表面に向けて線幅が細くなる逆台形の形状を呈して現像後の電極を形成する。したがって、焼成時に電極が収縮する際、エッジ部分に対して局所的に応力が強くなる事がなく、反り上がりを抑制する事ができる。
【００２４】
なお、本実施の形態において、感光性材料がフィルム材料で、塗工方法がラミネート法であってもよく、本発明の実施の形態に限定されるものではない。また、感光性ペーストＡはネガ型でなくてもよく、本発明の形態に限定されるものではない。また、感光性ペーストＡおよびＢは、酸化ルテニウムおよびＡｇを含んでなくてもよく本発明の形態に限定されるものではない。また、電極膜が形成される基板はガラス基板でなくてもよく本発明の形態に限定されるものではない。またガラス等の基板上に透明電極等があらかじめ形成されていてもよい。また、感光性ペーストの塗布方法はスクリーン印刷法でなくてもよく本発明の形態に限定されるものではない。また、積層される層数は２層でなくてもよく本発明の形態に限定されるものではない。また、印刷後の乾燥は、室温から９０℃まで直線的に上昇した後９０℃で一定時間保持する温度プロファイル、およびＩＲ炉においてなされなくてもよく本発明の形態に限定されるものではない。また、露光条件は、照度１０ｍＷ／ｃｍ2、積算光量３００ｍＪ／ｃｍ2、プロキシ量１００μｍでなくてもよく本発明の形態に限定されるものではない。また、現像液は炭酸ナトリウムを０．４ｗｔ％含まなくてもよく本発明の形態に限定されるものではない。また、現像後の焼成は、ピーク温度５９３℃、およびベルト式連続焼成炉においてなされなくてもよく本実施の形態に限定されるものではない。
【００２５】
（発明の実施の形態２）
図３は、本実施の形態に係る電極の要部構成とその製造工程を示す断面および側面の概略図である。
【００２６】
最初に、酸化ルテニウム粒子を含む黒色のネガ型感光性ペーストＡを、ガラス基板３０１上にスクリーン印刷法を用いて塗工し、室温から９０℃まで直線的に上昇した後９０℃で一定時間保持する温度プロファイルのＩＲ炉により乾燥し、前記感光性ペーストＡから溶剤等が減少した第1電極膜３０２を形成する（図３（ａ））。
【００２７】
次に、紫外線３０４をブラックマトリックスのパターンと電極のパターンを共有する露光マスク３０３を通して露光すると、第１電極膜３０２の膜表面から架橋反応が進み重合、高分子化し、電極部分の露光部３０５とブラックマトリックス部分の露光部３０６と非露光部３０７が形成される（図３（ｂ））。なお、このときの露光条件は照度１０ｍＷ／ｃｍ2、積算光量３００ｍＪ／ｃｍ2、マスクと基板との距離（以下プロキシ量と称す）１００μｍである。
【００２８】
次に、炭酸ナトリウムを０．４ｗｔ％含む現像液にて現像すると非露光部３０７が除去され、パターニングされた電極膜３０８およびブラックマトリックスとなる電極膜３０９が残る（図３（ｃ））。
【００２９】
次に、電極膜３０８およびブラックマトリックスとなる電極膜３０９の上から、Ａｇ粒子を含むポジ型感光性ペーストＢをスクリーン印刷法を用いて電極膜３０８の上に選択的に塗工し、前記プロファイルのＩＲ炉により乾燥し、前記ポジ型感光性ペーストＢから溶剤等が減少した第２電極膜３１０を形成する（図３（ｄ））。このとき、電極膜３０８の上に選択的にポジ型感光性ペーストＢを塗工する方法としては、用いる印刷スクリーンに、乳剤等で塗工しない部分を覆う事で選択的に塗工可能となる。なお、印刷スクリーンは使用回数が増すと伸縮してアライメントがずれるという問題があるが、本実施の形態の場合はブラックマトリックスとなる電極膜３０９の上に塗工せず電極膜３０８の上に塗工されていればよいので、アライメントずれに対する猶予は十分であるため、スクリーン印刷の使用回数が増してもアライメントの問題なく電極を形成することが可能である。
【００３０】
次に、紫外線３１３を基板側から全面照射することで黒色の第1電極膜３０８が露光マスクの代わりとなり、第1電極膜３０８の上部に非露光部３１２が、第1電極膜３０８のパターニングされてない部分に露光部３１１がそれぞれ形成される。なお、このときの露光条件は照度１０ｍＷ／ｃｍ2、積算光量３００ｍＪ／ｃｍ2である（図３（ｅ））。
【００３１】
次に、炭酸ナトリウムを０．４ｗｔ％含む現像液にて現像すると露光部３１１が除去され、パターニングされた電極膜３１４およびブラックマトリックスとなる電極膜３０９がガラス基板３０１上に残る（図３（ｆ））。
【００３２】
次に、ピーク温度５９３℃のベルト式連続焼成炉により焼成を行なうと、現像で残った電極膜３１４およびブラックマトリックスとなる電極膜３０９中の樹脂成分等が気化しガラスフリットが溶融して線幅、膜厚が減少し、電極３１５およびブラックマトリックス３１６が形成される（図３（ｇ））。
【００３３】
ここまでの製造方法でアライメントずれをおこさずエッジの反り上がりもない電極をブラックマトリックスと同時に製造する事が可能であるが、抵抗値を低くするために第２電極膜と同様の材料を電極３１５上に同様にして選択的に印刷し、前記方法と同様な工法で積層することでも、同様の効果が得られる。
【００３４】
なお、本実施の形態において、感光性材料がフィルム材料で、塗工方法がラミネート法であっても、電極上のみ選択的に塗工できれば同様製造方法で同様の効果が得られる。
【００３５】
なお、本実施の形態において、感光性ペーストＡはネガ型でなくてもよく、本発明の形態に限定されるものではない。また、感光性ペーストＡおよびＢは、酸化ルテニウムおよびＡｇを含んでなくてもよく本発明の形態に限定されるものではない。また、電極膜が形成される基板はガラス基板でなくてもよく本発明の形態に限定されるものではない。またガラス等の基板上に透明電極等があらかじめ形成されていてもよい。また、感光性ペーストの塗布方法はスクリーン印刷法でなくてもよく本発明の形態に限定されるものではない。また、積層される層数は２層でなくてもよく本発明の形態に限定されるものではない。また、印刷後の乾燥は、室温から９０℃まで直線的に上昇した後９０℃で一定時間保持する温度プロファイル、およびＩＲ炉においてなされなくてもよく本発明の形態に限定されるものではない。また、露光条件は、照度１０ｍＷ／ｃｍ2、積算光量３００ｍＪ／ｃｍ2、プロキシ量１００μｍでなくてもよく本発明の形態に限定されるものではない。また、現像液は炭酸ナトリウムを０．４ｗｔ％含まなくてもよく本発明の形態に限定されるものではない。また、現像後の焼成は、ピーク温度５９３℃、およびベルト式連続焼成炉においてなされなくてもよく本実施の形態に限定されるものではない。
【００３６】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係る電極およびその製造方法によれば、アライメントずれやエッジの反り返りのない高品質の電極を形成する事ができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来の電極の製造方法を示す概略図
【図２】実施の形態１にかかる本発明の製造方法の一つを示す概略図
【図３】実施の形態２にかかる本発明の製造方法の一つを示す概略図
【符号の説明】
１０１，２０１，３０１  前面ガラス基板
１０２，２０２，３０２  印刷後の第１電極膜
１０３，２０８，３１０  印刷後の第２電極膜
１０４，１１１，２０４，２１１，３０４，３１３  紫外線
１０５，１１２，２０３，３０３  露光マスク
１０７，１１４，２０５，２１０，３１１  露光部
１０６，１１３，２０６，２０９，３０７，３１２  非露光部
１０８，１１５，２０７，２１２，３０８，３１４  現像後の電極膜
１０９，１１６，２１３，３１５  焼成後の電極
１１０  印刷後の第３電極膜
３０５  電極部分の露光部
３０６  ブラックマトリックス部分の露光部
３０９  ブラックマトリックスとなる電極膜
３１６  ブラックマトリックス
【図１】
0004691834.tif 000002
【図２】
0004691834.tif 000003
【図３】
0004691834.tif 000004