(57)【要約】本発明は、感光性隔壁ペースト製造方法を提供し、隔壁ペーストをナノ大きさのヒュームド・シリカ粒子に混合、焼き付け及び粉砕して、その表面がナノ大きさのシリカ粒子で処理された隔壁パウダーを提供し、その表面が該ナノ大きさのシリカ粒子で処理された該隔壁パウダーを感光性媒体と混合して該感光性隔壁ペーストを形成する。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
感光性隔壁ペースト製造方法において、
隔壁ペーストをナノ大きさのヒュームド・シリカ粒子で混合、焼き付け及び粉砕して、ナノ大きさのシリカ粒子で表面処理された隔壁パウダーを提供するステップと、
前記ナノ大きさのシリカ粒子で表面処理された前記隔壁パウダーを感光性媒体と混合して、前記感光性隔壁ペーストを形成するステップ
とを含む感光性隔壁ペースト製造方法。
【請求項２】
前記隔壁パウダー提供ステップが、
室温で、略１０分〜６０分間、第１のパウダーと前記ナノ大きさのシリカ粒子とを混合するステップと、
略５０℃〜１５０℃の温度範囲で、略１０分〜３０分間、前記隔壁パウダー混合物を焼き付けるステップと、
ボール・ミルによって、室温で略１０分〜３０分間、前記隔壁パウダーを粉砕するステップ
とを含むことを特徴とする請求項１に記載の感光性隔壁ペースト製造方法。
【請求項３】
前記第１のパウダーが、アルミナ（Ａｌ２０３）または酸化物チタン（ＴｉＯ２）のセラミック・パウダーを含むことを特徴とする請求項２に記載の感光性隔壁ペースト製造方法。
【請求項４】
前記隔壁パウダーが、感光性隔壁ペーストの全重量に基づいて、０．１〜１ｗｔ％で表面処理された前記第１のパウダーで設けられることを特徴とする請求項３に記載の感光性隔壁ペースト製造方法。
【請求項５】
前記ナノ大きさのシリカ粒子の平均直径が、５〜２００ｎｍであることを特徴とする請求項１に記載の感光性隔壁ペースト製造方法。
【請求項６】
前記第１のパウダーが、ＰｂＯ−Ｂ２Ｏ３−ＳｉＯ２系グラスのグラス・フリットを含むことを特徴とする請求項２に記載の感光性隔壁ペースト製造方法。
【請求項７】
前記グラス・フリット内のＰｂＯが、Ｐ２Ｏ５、ＢｉＯ及びＫ２Ｏ、ＮａＯ、Ｌｉ２Ｏのアルカリ金属酸化物からなる郡から選択された材料に代替されることを特徴とする請求項６に記載の感光性隔壁ペースト製造方法。
【請求項８】
前記感光性媒体が、バインダー・ポリマー、溶剤、光開始剤、添加剤と、多機能性モノマー及び多機能性オリゴマーの中から選択された少なくとも一つの材料を含むことを特徴とする請求項１に記載の感光性隔壁ペースト製造方法。
【請求項９】
前記バインダー・ポリマーが、セルロース系アクリレート系の材料を含むことを特徴とする請求項８に記載の感光性隔壁ペースト製造方法。
【請求項１０】
前記セルロース系の前記バインダー・ポリマーが、ヒドロキシプロピル・セルロースであることを特徴とする請求項９に記載の感光性隔壁ペースト製造方法。
【請求項１１】
前記アクリレート系の前記バインダー・ポリマーが、メチルメタアクリレート、イソブチル・メタクリレート、ベンジルメタクリレートから選択されたコモノマーから合成されたコポリマー、他のコモノマー及びメタアクリル酸であることを特徴とする請求項９に記載の感光性隔壁ペースト製造方法。
【請求項１２】
前記添加剤が、 光線感作材料、重合防止剤、分散剤及びレベリング剤を含むことを特徴とする請求項８に記載の感光性隔壁ペースト製造方法。
【請求項１３】
前記重合防止剤が、ヒドロキノンであることを特徴とする請求項１２に記載の感光性隔壁ペースト製造方法。
【請求項１４】
プラズマ・ディスプレイ・パネルの隔壁を形成する方法において、
基板と、アドレス電極がパターンされ、誘電体層の形成されるＰＤＰの背面パネルとを提供するステップと、
前記基板の上に、ナノ大きさのヒュームド・シリカで表面処理された隔壁パウダーを含む感光性隔壁ペーストをコートするステップと、
前記感光性隔壁ペーストを乾燥するステップと、
フォト・マスクによって前記乾燥された感光性隔壁層を前記紫外線に露光し、前記感光性隔壁層を水性アルカリ溶液で現象して隔壁パターンを形成するステップ
とを含むことを特徴とするプラズマ・ディスプレイ・パネルの隔壁形成方法。
【請求項１５】
前記露光及び現像ステップが、各々１回ずつ施されることを特徴とする請求項１４に記載のプラズマ・ディスプレイ・パネルの隔壁形成方法。
【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・パネル（ＰＤＰ）製造方法に関し、特に、その表面がナノ大きさのヒュームド・シリカ粒子で処理された隔壁パウダーを含む感光性隔壁ペースト組成物を用意する方法、及び該方法を用いるＰＤＰ隔壁形成方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
プラズマ・ディスプレイ・パネル（ＰＤＰ）は、真空紫外線（主に１４７ｎｍ波長）が対応蛍光体と衝突して、可視光領域の赤、緑、青の光に変わることを用いるフラット・パネル・ディスプレイである。真空紫外線は、前板と背板との間のスペースに充填されている、Ｎｅ、Ｘｅなどのガスの放電の際に生成されるプラズマから放射する。
ＰＤＰは、直流（ＤＣ）型のものと交流（ＡＣ）型のものとに大別される。ＤＣ型ＰＤＰでは、プラズマの形成用の外部電圧印加に用いられる電極が、プラズマに直接露光され、該電極を通じて伝導電流が直接流れるようにする。それによって、構造が非常に簡単になるが、該電極が放電空間に晒されるため、電流制限のために外部抵抗を設けなければならないという不都合がある。ＡＣ型のＰＤＰでは、電極が直接露光していないが、誘電体で覆われており、変位電流が流れる。該電極が誘電体で覆われて自然に電流制限ができる。また、放電の際に該電極をイオン衝撃から保護でき、ＤＣ型のＰＤＰに比べて寿命が長い。
【０００３】
一方、様々なフラット・ディスプレイの中でも、ＰＤＰはフル・カラー表示及び４０インチ以上の大型表示装置の具現が可能で、高速応答時間及び広視野角を備えているため、高品位のテレビ（ＨＤＴＶ）と共に次世代ディスプレイの一つとして注目を引いている。
【０００４】
図１は、面放電型ＡＣ−ＰＤＰの断面図である。図１を参照して、この面放電型ＡＣ−ＰＤＰは、背板及び前板を有する。背板は、背面基板１０、アドレス電極１１、白誘電体１２及び隔壁１３を備える。前板は、前面基板１４、透明電極１５、バス電極１６、透明誘電体１７、誘電体保護膜１８及びブラック・ストライプ（図示せず）を備える。また、ＰＤＰにおいて色具現のための蛍光体（Ｒ、Ｇ、Ｂ）１９は、面放電型ＡＣ−ＰＤＰ内において背板の隔壁１３間に位置する。
【０００５】
ＰＤＰにおいて、隔壁は放電空間を確保して、隣接セル間の電気光学的なクロストークを防止するために、ＰＤＰの背面基板上に設けられる構造物である。隔壁の詳細構造はＰＤＰの設計によって異なる。ストライプ状の隔壁の場合、隔壁は上幅６０〜８０μｍ、下幅８０〜１１０μｍ、高さ１００〜１２０μｍで、各隔壁パターンは２００〜３００μｍの間隔で位置する。そのようなＰＤＰの構造は、ディスプレイの画質において重要な要素として作用する。
【０００６】
ＰＤＰの隔壁の形成は、２個のステップによってなされる。第１のステップでは隔壁ペーストを用いて、予め決められた幾何学的な構造で微パターンの隔壁を得る。該隔壁ペーストは二つの部分に成されている。一つの部分は、低溶融グラス・フリットと、アルミナ（Ａｌ２０３）及び酸化チタン（ＴｉＯ２）のようなセラミック材料とを含む無機隔壁パウダーである。ここで、セラミック材料は、略５３０℃〜５５０℃の範囲の低温における溶融によって、グラス・フリットがアモルファス・マトリックスの隔壁を形成する間、焼結された後、隔壁の力学的性質を増加させる機能を有する。他の部分は、無機隔壁パウダーをペーストで作って、ＰＤＰの背面パネル上に微パターンの隔壁を可能にする機能を有する有機材料である。第２のステップにおいて、パターン付け済隔壁の有機部分は焼結工程によって完全に焼け落ちて、隔壁を形成する無機材料のみが残す。
【０００７】
ＰＤＰデバイスの隔壁は、スクリーン印刷法、サンド・ブラスト法、フォトリソグラフィ法などの様々な手法によってパターニングすることができる。スクリーン印刷法は、所定の隔壁構造にパターニングされるスクリーン・マスクを用いて、隔壁ペーストをグラス基板上にプリントし、乾燥して溶剤を取り除いて、隔壁を得る手法である。このようなプリント及び乾燥プロセスは、８〜１０回繰り返して、高さ２００〜２５０μｍの隔壁を得る。このような手法は、長時間を要して、低スループットという不都合を有する。また、繰返しプロセスによるスクリーン・マスクのズレによって、一様なパターンの隔壁を形成するのは難しい。
【０００８】
サンド・ブラスト法では、隔壁ペーストを厚さ１５０〜２５０μｍで塗布及び乾燥させ、アンチ−サンディングのドライ・フィルム・レジスト（ＤＦＲ）を積層し、該ＤＦＲの有するパターンを露光及び現象によって形成し、それに高圧空気と共に微研磨粒子で衝撃を加えて露光された隔壁粒子を取り除く。このサンド・ブラスト法は、工程が複雑で且つ材料損失が多いという不都合がある。また、サンド・ブラストによって生成されたパウダー混合物の分離が容易ではなく、非環境親和的という問題点もある。
【０００９】
フォトリソグラフィ法は、感光性隔壁ペーストを塗布及び乾燥し、該ペーストをフォト・マスクを用いてＵＶ光に露光し、未露光域のペーストを現像液によって選択的に溶解して取り除く。このフォトリソグラフィ法では、微細で清潔な隔壁を形成できる長所があるが、光の吸収、反射及び散乱によって感光性隔壁層の下部でＵＶ光の強さが急激に減少するため、１００μｍ以上高さの隔壁の形成が難しいという短所がある。
【００１０】
したがって、感光性隔壁層の現象前に、ＵＶ光に対して塗布−乾燥−露光プロセスを２、３回施さなければならないという問題点がある。
【００１１】
ＵＶ光の完全な侵入は、隔壁パウダーの主成分であるリングラス・フリットがＰｂＯ−ＳｉＯ２−Ｂ２Ｏ３系のグラスからなる場合に、特に難しい。NIEN感光性隔壁ペーストの他の部分を形成する有機材料と比べて、金属酸化物、特にＰｂＯが高い屈折率を有するために、無機隔壁パウダーと有機材料との間の界面にてＵＶ光の分散を増加させるようになる。
【００１２】
そのような光侵入特性に係る問題を克服するために、米国特許第６,１９７,４８０号には、感光性隔壁ペーストを形成する、無機隔壁材料と有機材料との平均屈折率の差を低下することによって、両材料間の界面におけるＵＶ光の反射及び散乱を減らす技術が示されている。そのような目的に用いられる無機隔壁材料には、ＰｂＯ−ＳｉＯ２−Ｂ２Ｏ３からなる従来のグラス・フリット内のＰｂＯの代わりに、Ｐ２Ｏ５、ＢｉＯ、Ｎａ２Ｏ、Ｌｉ２ＯまたはＫ２Ｏがある。しかしながら、この技術は、フォトクロスリンク反応の誘導する機能を有する感光性隔壁ペーストの有機物部分の組成分が、屈折率の減少した無機隔壁材料の組成分によって変わらなければならないという不都合がある。
【００１３】
ＰｂＯがＰ２Ｏ５、ＢｉＯまたはＫ２Ｏに代替された感光性隔壁ペーストが、隔壁パターンを得るためのフォトリソグラフィー工程で用いられる場合、焼結（また、焼成）工程後に隔壁の色が通常、グラス・フリット内でＰｂＯを用いることより暗くなる。暗い隔壁は、蛍光層から放射された赤、緑、青の光の吸収の増加によって、ＰＤＰの輝度強さを減らすことになる。
【００１４】
ＰｂＯが他の無機酸化物に代替された感光性隔壁ペーストがＰＤＰの隔壁形成に用いられる場合、通常、グラス・フリット内でＰｂＯを用いたことより高い焼結温度を要するようになる。高い焼結温度はＰＤＰパネルの割れや曲がりを引き起こし、ＰＤＰ生産において歩留まりを低くするため、ＰＤＰ製造工程の上で有害になる。
【発明の開示】
【００１５】
本発明はこのような点に鑑みて成されたものであって、フォトリソグラフィ法でＰＤＰの隔壁を形成するにあって、グラス・フリットの様々な組成分に係らずＵＶ光露光の効率を増大することができる、感光性隔壁ペーストを提供することに、その目的がある。
【００１６】
また、本発明は焼結温度を下げ、焼結後に隔壁の白さを増加することができる、感光性隔壁ペーストを提供することに、その目的がある。
【００１７】
上記の目的を達成するために、本発明の一実施の形態によれば、感光性隔壁ペースト製造方法であって、隔壁ペーストをナノ大きさ（５ｎｍ〜２００ｎｍ）のヒュームド・シリカ粒子で混合、焼き付け及び粉砕して、ナノ大きさのシリカ粒子で表面処理された隔壁パウダーを提供するステップと、前記ナノ大きさのシリカ粒子で表面処理された前記隔壁パウダーを感光性媒体と混合して、前記感光性隔壁ペーストを形成するステップとを含む。
【００１８】
本発明の他の実施の形態によれば、バインダー・ポリマーと、多機能性モノマー及び多機能性オリゴマーの中から選択された第１の材料と、光開始剤と、分散剤、重合禁止剤、光線感作物質及びレベリング剤などの添加剤を含む感光性媒体形成方法が提供される。
【００１９】
本発明によれば、感光性隔壁ペーストの無機隔壁パウダーは、ナノ大きさ（平均粒径５〜２００ｎｍ）のシリカ粒子で表面処理される。該ナノ大きさのシリカ粒子として、ヒュームド・シリカ粒子が特性なナノ大きさで狭分布で容易にすることができて有用である。ヒュームド・シリカ粒子はアモルファス及び高純度を有するため、透明で且つ微伝搬ロースを有する。ナノ大きさのヒュームド・シリカで表面処理された無機隔壁パウダーは、ボール・ミルを用いて平均大きさ２〜５μｍで混合し、該混合物を５０〜１５０℃の温度で焼き付け、該焼き付け済みのパウダー混合物を粉砕することによって得ることができる。ヒュームド・シリカの大きさがｎｍであるため、シリカ粒子はμｍ範囲の大きさを有する該パウダーの多孔性表面上に堅く吸収される。感光性隔壁ペーストがナノ大きさのヒュームド・シリカ粒子で表面処理された隔壁パウダーを用いて用意されると、隔壁パターンがフォトリソグラフィ法で設けられ、感光性隔壁ペーストの露光効率が向上することができる。その理由は、隔壁パウダーの表面上におけるナノ大きさのシリカ粒子が、ＵＶ光の乾燥感光性隔壁層への突通りのために隔壁パウダー間に光導波チャネルを設けることができるためである。
【００２０】
好適な実施例の説明
以下、本発明の好適実施例について、添付図面を参照しながらより詳しく説明する。
【００２１】
図２は、本発明の一実施の形態によって、グラス・フリットとセラミック材料との混合物である隔壁パウダーの製造方法を示す流れ図である。図２を参照して、ステップ１００にて、隔壁パウダー及びナノ大きさのヒュームド・シリカは共に混ざり合って、ボール・ミルによって粉砕される。ここで、隔壁パウダーはＰｂＯ−ＳｉＯ２−Ｂ２Ｏ３系のグラス・フリット、またはＰｂＯがＰ２Ｏ５、ＢｉＯまたはＫ２Ｏ、Ｎａ２ＯまたはＬｉ２Ｏのようなアルカリ金属酸化物に代替された他のグラス・フリットの混合物、及びアルミナ（Ａｌ２０３）または酸化物チタン（ＴｉＯ２）で形成されるセラミック・パウダーでありうる。ボール・ミル粉砕は、１０〜６０分間常温で行われることが好ましい。
【００２２】
次に、ステップ１０２にて、ナノ大きさのヒュームド・シリカで表面処理された隔壁パウダーは、５０〜１５０℃の温度で、１０〜３０分間オーブンで焼き付けられる。
【００２３】
続いて、ステップ１０４にて、ヒュームド・シリカを含む焼き付け済の隔壁パウダーはボール・ミルによって再び粉砕される。この粉砕工程は好ましくは、１０〜３０分間、室温で行われる。
【００２４】
以上の工程を経て用意された隔壁パウダーは、ナノ大きさのヒュームド・シリカ粒子（平均粒径５〜５００μｍ）が図３に示すように、グラス・フリット及びセラミック・パウダーからなる隔壁粒子上に堅く吸収される。
【００２５】
図４は、本発明の一実施の形態に係る感光性隔壁ペースト製造工程を示す流れ図である。
【００２６】
図４を参照して、ステップ２００にて、バインダー・ポリマーを溶剤内で溶解して、適切な粘度を有するようする。
【００２７】
ステップ２０２にて、バインダー・ポリマーの溶解される溶剤に、２以上の二重結合を有する多機能性モノマー／オリゴマー、光開始剤、添加剤などを混合して感光性媒体を作る。該添加剤には、分散剤、重合禁止剤、光線感作物質、レベリング剤などがある。
【００２８】
続いて、ステップ２０４にて、該感光性媒体と、図２の工程によって製造されたナノ大きさのヒュームド・シリカ粒子で表面処理された隔壁パウダーとを混合する。
【００２９】
ステップ２０６にて、該混合物を均一的に分散し、最後に粘度を調節する。ここで、好ましくは、セラミック ３ローラー粉砕機を用いる。
【００３０】
前述の工程を経て製造された本発明の感光性隔壁ペースト組成物は、バインダー・ポリマー５〜２０ｗｔ％と、多機能性モノマー／オリゴマー８〜２０ｗｔ％と、光開始剤１〜２ｗｔ％と、ナノ大きさのヒュームド・シリカ０．１〜１ｗｔ％と、グラス・フリット ４０〜６０ｗｔ％と、セラミック・パウダー１０〜２５ｗｔ％と、添加剤１〜５ｗｔ％と、溶剤１０〜２３ｗｔ％とを含む。
【００３１】
添加剤には、分散剤（０．１〜１ｗｔ％）、重合禁止剤（０．１〜１ｗｔ％）、光線感作物質（０．２〜２ｗｔ％）及びレベリング剤（０．１〜１ｗｔ％）がある。
【００３２】
そして、前記用意した感光性隔壁ペーストは好ましくは、１０,０００〜１００,０００ｃｐｓの粘度を有する。該粘度が１０、０００ｃｐｓ未満であれば、ガラス基板上における広がりが強く、塗布が難しい。一方、１,０００,０００ｃｐｓを超えると、該ペーストが篩目を正しく通過できなく、該篩目が塞がるような現象が生じる。
【００３３】
前述の組成を有する感光性隔壁ペーストにおいて、バインダー・ポリマーは、隔壁を形成する無機隔壁パウダーを組み合わせ、該ペーストの粘度を調節する。バインダー・ポリマーとしては、隔壁ペーストの他の成分との混和性が良く、泡の発生が防止できる、ポリマーを用いることができる。望ましくは、バインダー・ポリマーには、セルロース系、アクリレート系などの材料がある。セルロース系のバインダー・ポリマーには、ヒドロキシエチル・セルロース、ヒドロキシプロピル・セルロース、ヒドロキシエチル−ヒドロキシプロピル・セルロースなどのセルロース誘導体がある。該セルロース誘導体は、無機隔壁パウダーとの混和性が優れ、ガラス基板に対して湿気のある性質を示す。したがって、セルロース誘導体、例えば、ヒドロキシプロピル・セルロースがアクリル・コポリマーと共にバインダー・ポリマーとして使われる時、泡立ちが非常に減る。さらに、セルロース誘導体によって、略４８０℃〜５５０℃の低温で、隔壁を形成するための最後の工程である焼結を行うことができる。
【００３４】
アクリレート系のバインダー・ポリマーとしては、メチルメタクリレート、イソブチル・メタクリレート、メタクリル酸ベンジルから選択されたコモノマーから合成されたコポリマーと、他のコモノマー・メタクリル酸などを用いることができる。コポリマーの分子量は、５,０００〜２０,０００ ｇ／ｍｏｌｅである。
【００３５】
メタクリル酸のモール・パーセントは、コポリマー内で１０〜３０モール％でなければならなく、これはＵＶ光に露光された後に、水性アルカリ溶液と共に現象を容易にする。また、セルロース誘導体及びアクリレート・コポリマーを組み合わせてバインダー・ポリマーとして用いるのに非常に重要である。これは、前者は良い濡れ性及びより少ない泡立ちなどのスクリーン印刷法への効果で、後者はレオロジー特性及び水性アルカリ溶液との現象を助けるためである。多機能性モノマーには、エチレン・グリコール・ジアクリレート、 ジメタクリル酸・エチレン・グリコール、ジエチレン・グリコール・ジアクリレート、メチレン・ビスアクリレート、プロピレン・ジアクリレート、１,２,４−ブータントリーオール・トリーアクリレート、１,４−ベンゼンジオール・ジアクリレート、トリーメチロール・トリーアクリレート、トリーメチルロール・トリーメタクリレート、ペンタエリスリトール・テトラメタクリレート、ジペンタエリトリトル・ヘクサアクリレート、ジペンタエリトリトル・ヘクサメタクリレートがある。多機能性オリゴマーには、エポキシ・アクリル、ウレタン・アクリレート、ポリエステル・アクリレートがあり、これらの分子量は２００〜８００である。多機能性モノマー及び多機能性オリゴマーの中のいずれかが選択され用いられることができる。しかしながら、これらの両方が用いられる場合、誘電体層（いわゆる、ホワイト・バックと呼ばれる）の形成されるＰＤＰの背面パネルへの隔壁の接着力が増大することができる。
【００３６】
ウレタンアクリレート型のＵＶオリゴマーは特に、そのような目的上で良く、これはＵＶ−露光後に感光性隔壁層の完全な現象に必要な、いわゆるＴＴＣ（Ｔｉｍｅ  Ｔｏ  Ｃｌｅａｒ）を増加するためである。
【００３７】
また、焼結後にグラス・フリットと共に隔壁を形成するセラミック・パウダーに対しては、Ａｌ２０３、ＣａＯ、Ｃｒ２Ｏ３、ＣｕＯ、Ｆｅ２Ｏ３、Ｋ２Ｏ、ＭｎＯ、Ｎａ２Ｏ、ＮｉＯ、ＰｂＯ、ＳｉＯ２、ＳｎＯ２、ＺｎＯ、ＺｒＯ２、Ｂ２Ｏ３、ＴｉＯ２の中のいずれか一つを用いることができる。
【００３８】
また、光開始剤は、露光源（例えば、ＵＶ）への露光時分解され、フリ・ラジカルを形成して光重合を開始する化学薬品である。
【００３９】
光開始剤として、ＵＶの波長（２００〜４００ｎｍ）で優れる光反応を示すものならば、特に断らない。例えば、２,２−ジメトキシ−２−フェニル・アセトフェノン（ＤＭＰＡ）が単独に、または他の光開始剤と混合して光開始剤として用いることができる。
【００４０】
ＵＶ放射への露光において感光性隔壁層の下部への光反応を向上するために、イソプロピル−９Ｈ−チオキサンテン−９−ワンのような感光性剤が感光性隔壁ペーストの形成に使われる。標準分解能のＰＤＰの場合に、ある限度、すなわち８０μｍ内で隔壁の幅を制御するために、ヒドロキノンのような重合禁止剤を用いる必要がある。また、シリコーン泡止め剤及びレベリング剤のような様々な添加剤が、感光性隔壁ペーストのスクリーン印刷や他のコートを向上するために使われることができる。
【００４１】
以下、本発明に係るナノ大きさのヒュームド・シリカ粒子で表面処理された感光性隔壁ペーストを用いた、ＰＤＰの隔壁形成工程について述べる。
【００４２】
まず、スクリーン印刷機または他のコーターによってアドレス電極及び誘電体層（図示せず）が形成された背面ガラス・パネルの上に、感光性隔壁ペーストを１５０〜２５０μｍ厚さでコートし、５０〜１３０℃で５〜３０分間乾燥を行う。
【００４３】
次に、フォト・マスクを用いてＵＶ光への感光性隔壁ペーストの露光を施す。ここで、所望の隔壁パターンが設けられる。また、露光源としては高圧水銀ランプから発生する紫外線を用いることが望ましく、２００〜１,０００ ｍＪ／μｍの露光エネルギーを用いることが好ましい。
【００４４】
続いて、現象工程によって未露光域の感光性隔壁層を取り除く。ここで、現象溶剤には、０．３〜２ｗｔ％のＮａ２ＣＯ３水性溶液を用いる。該現象溶剤は、１〜３分間噴霧し、パネルを乾燥する。続いて、焼結工程を３５０〜４５０℃で２０〜３０分間等温的に行い、その後、有機材料の完全な燃焼のために１０℃／ｍｉｎの速度で４８０〜５５０℃まで昇温させる。該焼結工程によって、光重合済の多機能性モノマー及びオリゴマーのような有機材料、バインダー・ポリマーなどの添加剤が熱分解して取り除かれ、グラス・フリット及びセラミック・パウダーからなる無機隔壁を得ることができる。
【００４５】
本発明の感光性隔壁ペーストを使用すると、乾燥隔壁層をＵＶ光に対して１回に２００μｍ以上の厚さまで露光でき、隔壁形成工程の時間を短縮することができる。一方、隔壁パウダーの表面処理をナノ大きさのヒュームド・シリカで行うため、通常のＰｂＯ−ＳｉＯ２−Ｂ２Ｏ３系のグラス・フリットまたは「ノンＰｂ隔壁パウダー」という他の材料に基づいた隔壁パウダーが、フォトリソグラフィー法によって隔壁をパターンする機能を有するペーストの有機成分の組成内で最小の変化を有する感光性隔壁ペーストにおいて使われることができるという、本発明の他の長所がある。
【００４６】
本発明の感光性隔壁ペーストの組成比は、数多の実験を通じて最適化された値であり、その中、意味のある実験データを次の通りで示す。
【００４７】
下記の[表１]は、実験例１及び２に適用された感光性隔壁ペーストの組成を示す。
【００４８】
実験例１及び２において、感光性媒体を次の通り用意する。まず、略語としてポリ（ＭＭＡ−ｃｏ−ＭＡＡ）であるポリ（メチルメタクリレート−コー−メタクリル酸）がブチル・カビトル・アセテート溶剤内で溶解され、 ヒドロキシプロピル・セルルーローが３−メトキシ−３−メチルブタノール溶剤内で溶解されて、二つのバインダー・ポリマー溶液が混ざり合う。
【００４９】
実験例１及び２に対する感光性隔壁ペースト
【表１】
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【００５０】
第二に、バインダー・ポリマー混合溶液に多機能性モノマー、多機能性オリゴマー、光開始剤及び重合禁止剤、光線感作物質、分散剤及びレベリング剤が添加されて感光性媒体を作る。実験例１において、グラス・フリット及びセラミック・パウダーは、用意した感光性媒体に混合され、該混合物は３ローラー粉砕機で分散されて、関連分野における公知の方法によって感光性隔壁ペーストを得る。実験例２において、ナノ大きさのヒュームド・シリカがグラス・フリット及びセラミック・パウダーに実験例１と同様に添加される。ここで、ヒュームド・シリカはまさに、グラス・フリット及びセラミック・パウダーからなる隔壁パウダーに対して表面処理しないパウダーとして添加される。
【００５１】
[表１]の実験例１及び２の感光性隔壁ペーストを利用して、隔壁のフォトリソグラフィー・パターニングの結果を[表２]に示す。隔壁は、感光性隔壁ペーストが実験例１によって用意される場合、１．０ｗｔ％のＮａ２ＣＯ３水性溶液で現像する間に失敗する。これは、通過中のＵＶ光の散乱及び吸収によって、乾燥された感光性隔壁層（厚さ２２０μｍ）の下部にまでＵＶ光が不完全に侵入したためだる。このような場合に、該下部が３００ｍＪ／μｍ程度の大ドーズのＵＶ露光量であっても、ＵＶ光の不充分な強さによって充分にクロスリンクが起きないため、隔壁の下部が切り出されるか、現象溶液によって溶解される。
【００５２】
ここで、該隔壁ペーストは、多機能性モノマーがＵＶ光による光開始剤から生成されたフリ・ラジカルによってクロスリンクされるネガ型感光性ペーストであることに注目されたい。しかしながら、隔壁層の未露光域の現象は水性アルカリ溶液で溶解可能なバインダー・ポリマーに依存する。
【００５３】
実験例２の場合、ＵＶ露光が７００ ｍＪ／μｍより少ない場合に、隔壁は倒れるようになる。
【００５４】
実験例１及び実験例２の感光性隔壁ペーストを利用したバインダー・リブのフォトリソグラフィー・パターン付け
【表２】
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【００５５】
ＵＶ放射のドーズが７００ｍＪ／μｍ超えて増加することによって、幾つかの未露光域は水性アルカリ現象溶液で現象できない。このような現象は、少量のナノ大きさのシリカ粒子が存在することによって引起こされ、これは実験例１及び２の隔壁ペースト間の差に起因する。実験例２のペーストを用いて隔壁の未露光域の現象不能理由は、グラス・フリット及びセラミック・パウダーからなる隔壁パウダーの表面上に確かに吸着されないけれど、単純な混合によって隔壁ペースト内でランダムに分布する、ナノ大きさのシリカ粒子の例外的に大きな領域があるためである。超過量の多機能性モノマー及びオリゴマーは、シリカ粒子の大表面積のため、ナノ大きさのシリカ粒子の上に吸着可能で、これは隔壁層のＵＶ露光領域から散乱されたＵＶ光の強さが弱い軟らかくても、隔壁層のフォトクロスリンクを容易に引き起こす。該幅が隔壁層の部分現象領域で決定されても、ＵＶ露光ドーズの増加に伴って、隔壁の平均幅も漸進的に増加する。このような結果は、ナノ大きさのシリカ粒子が隔壁ペーストの感光性を増加させるのに有効である。
【００５６】
隔壁のフォトリソグラフィ・パターン付けにおいてナノ大きさのシリカ粒子を用いるために、グラス・フリットと、[表３]に示すようにナノ大きさのヒュームド・シリカを有するセラミック・パウダーとからなる隔壁パウダーの表面処理を施した。
【００５７】
実験例３〜８において、ＰｂＯ−Ｂ２Ｏ３−ＳｉＯ２系の結合的グラス・フリット及びセラミック・パウダー（Ａｌ２０３：ＴｉＯ２=３：１）を含む隔壁パウダーは表面処理のために、異なる平均直径でナノ大きさのシリカ粒子と混合される。続いて、混合パウダーは炉内に１００℃、２０分間維持された後、ボール・ミルで粉砕される。実験例９において、Ａｌ２０３セラミック・パウダーのみが Ａｌ２０３及びＴｉＯ２の混合物の代りに用いられる。余り動作は実験例３〜８と同様である。実験例１１、実験例１２において、ＢｉＯ−Ｂ２Ｏ３−ＳｉＯ２、Ｐ２Ｏ５−Ｂ２Ｏ３−ＳｉＯ２及びＬｉ２Ｏ−Ｂ２Ｏ３−ＳｉＯ２系のようないわゆるノンＰｂ型グラス・フリットと、セラミック・パウダー（Ａｌ２０３：ＴｉＯ２=３：１）とを含む隔壁パウダーは、ナノ大きさのシリカ粒子で表面処理され、続いてＰＤＰ用隔壁のフォトリソグラフィー・パターン付けに使われる。
【００５８】
ナノ大きさのシリカ粒子で表面処理された感光性隔壁パウダーの組成
【表３】
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【００５９】
継続
【表３】
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【００６０】
実験例１３〜１６において、ヒュームド・シリカの量は、グラス・フリット及び同じ大きさのヒュームド・シリカ（１２ｎｍ）粒子を用いるセラミック・パウダーを含む隔壁パウダーの全量に基づいて、０．２ｗｔ％〜２．０ｗｔ％の範囲で変化する。ここで、同様な工程が、ナノ大きさのシリカ粒子で隔壁パウダーの表面処理のために実験例３〜８のように行われる。ナノ大きさのシリカ粒子の表面処理の後、隔壁パウダー試料は、組成及び用意工程が[表１]の部分Ａと同じのような感光性媒体内に含まれる。隔壁のフォトリソグラフィー・パターン付けの結果は[表４]に示される。実験例３〜８において、隔壁の表面処理に対するヒュームド・シリカの最適大きさは、５〜２００ｎｍであることに注目されたい。隔壁パウダーの表面処理に用いられるヒュームド・シリカの大きさが２０ｎｍを越えることにしたがって、隔壁は隔壁のフォトリソグラフィー・パターン付けの現象ステップで倒れる。実験例９では、Ａｌ２０３とＴｉＯ２との混合物からＡｌ２０３のみへのセラミック・パウダーの変化は、フォトリソグラフィー工程に影響を受けないということを示す。実験例１０〜１２の結果は、本発明のナノ大きさのシリカ粒子で隔壁パウダーを表面処理することがグラス・フリット、すなわち連結ＰｂＯ−Ｂ２Ｏ２−ＳｉＯ２系フリット・ガラス、またはＰｂＯがＢｉＯ、Ｐ２Ｏ５或いはＬｉ２Ｏ、Ｎａ２ＯまたはＫ２Ｏのようなアルカリ金属酸化物に代替される、いわゆるノンＰｂ型グラス・フリットに係らず作業が行われるということを示す。実験例１３〜１６を用いたテストは、表面処理に対するナノ大きさのシリカ粒子の最適量が隔壁パウダーの全重量に基づいて０．５〜１．５ｗｔ％の範囲にあることを示す。実験例１６のように隔壁パウダーのナノ大きさのヒュームド・シリカの量が略２ｗｔ％超えると、残りヒュームド・シリカは表面処理工程後に観測される。これは残りシリカ粒子が多機能性モノマーの過多量吸収を引き起こすことによって、現象ステップで幾つかの未現像領域をもたらす。
【００６１】
実験例３〜６の感光性隔壁ペーストを利用した隔壁のフォトリソグラフィー結果
【表４】
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*Ｓ：成功、Ｍ：マジーン、Ｆ：失敗
【００６２】
[表５]は、隔壁のフォトリソグラフィー・パターン付けにおける感光性媒体の各成分に対する影響を示す。これらのテストにおいて、隔壁パウダーは[表３]の実験例４のように表面処理される。[表５]の感光性媒体の組成で用意した感光性隔壁ペーストは、隔壁のフォトリソグラフィー・パターン付けで異なる結果を示す。
【００６３】
実験例１７〜２０の比較によって、バインダー・ポリマーの混合の使用が重要であることを示す。良い隔壁パターンは、実験例１７〜１９のペーストから得られたが、実験例２０のペーストによってフォトリソグラフィー工程後に隔壁の高さが不均一になる。これは、バインダー・ポリマーの成分としてヒドロキシプロピル・セルロースなし、実験例２０のペーストのスクリーン印刷特性の劣化によって引起こされる。光線感作物質のない実験例２１のペーストは、下部寄りに減少された隔壁層の感光性に起因して隔壁パターンを提供出来ない。
【００６４】
実験例２２のペーストは、ＵＶ光放射に対してフォト・マスクが８０μｍのスリットを有するにしても、広い（略１００μｍ程度）隔壁を提供する。この結果によって、重合開始剤は未露光域で重合を中止させることによってフォトリソグラフィー工程で隔壁の幅を制御することを示す。隔壁のフォトリソグラフィー・パターン付け後に実験例２３のペーストは不均一になる。このような現象は、分散剤がペースト形成に使われない場合、不良な隔壁ペースト分散によって説明することができる。
【００６５】
隔壁のフォトリソグラフィー・パターン付けにおける感光性媒体の組成の影響
【表５】
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＊ポリ（ＭＭＡ−ｃｏ−ＭＡＡ）：ポリ（メチルメタクリレート−コー−メタクリル酸）
ポリ（ＩＢＭＡ−ｃｏ−ＭＡＡ）：ポリ（イソブチル・メタクリレート−コー−メタアクリル酸）
ポリ（ＢＺＭＡ−ｃｏ−ＭＡＡ）：ポリ（メタクリル酸ベンジル−コー−メタアクリル酸 ）
ＢＣＡ：ブチル・カビトル・アセテート
３ＭＭＢ：３−メトキシ−３−メチルブタノール
ＰＥＴＡ：ペンタエリスリトール・テトラメタクリレー
ＥＢ２０４：ウレタン・アクリレート
ＩＰＴ：イソプロピル−９Ｈ−チオキサンテン−９−ワン
【００６６】
上記において、本発明の好適な実施の形態について説明したが、本発明の請求範囲を逸脱することなく、当業者は種々の改変をなし得るであろう。
【図面の簡単な説明】
【００６７】
図１は、面放電型ＡＣ−ＰＤＰの断面図である。
【００６８】
図２は、本発明の一実施の形態に係る表面処理された隔壁パウダー製造工程を示す流れ図である。
【００６９】
図３は、ナノ大きさのシリカ粒子で表面処理された隔壁パウダーの走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）写真である。
【００７０】
図４は、本発明の実施の形態に係る感光性隔壁ペーストを用意する方法を示す流れ図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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