(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガラス基板と黒色耐熱層と配線電極とを備えるプラズマディスプレイパネル用ガラス基板の製造方法であって、
（ｉ）前記ガラス基板上に、焼成によって前記黒色耐熱層となる第１の層と、前記第１の層上に積層され焼成によって前記配線電極となる第２の層とを形成する工程と、
（ii）前記第１および第２の層を焼成することによって、前記ガラス基板上に形成された前記黒色耐熱層と、前記黒色耐熱層上に形成され前記黒色耐熱層よりも幅が狭い前記配線電極とを形成する工程とを含み、
前記第２の層は、前記第１の層と比べて焼成による収縮率が大きく、
前記（ｉ）の工程において、前記第２の層を前記第１の層と同じ幅または前記第１の層よりも広い幅で形成することを特徴とするプラズマディスプレイパネル用ガラス基板の製造方法。
【請求項２】
前記第１の層が第１の固体を含む第１のペーストによって形成され、前記第２の層が第２の固体を含む第２のペーストによって形成され、
前記第２のペースト中の前記第２の固体の体積含有率が、前記第１のペースト中の前記第１の固体の体積含有率よりも低い請求項１に記載のプラズマディスプレイパネル用ガラス基板の製造方法。
【請求項３】
前記第１のペースト中の前記第１の固体の体積含有率が、前記第２のペースト中の前記第２の固体の体積含有率の１．２倍以上である請求項２に記載のプラズマディスプレイパネル用ガラス基板の製造方法。
【請求項４】
前記（ｉ）の工程ののちであって前記（ii）の工程の前に、焼成によって誘電体層となる第３の層を、前記第１および第２の層を覆うように形成する工程をさらに含み、
前記（ii）の工程は、前記第１、第２および第３の層を焼成することによって、前記ガラス基板上に形成された前記黒色耐熱層と、前記黒色耐熱層上に形成され前記黒色耐熱層よりも幅が狭い前記配線電極と、前記黒色耐熱層と前記配線電極とを覆うように形成された誘電体層とを形成する工程である請求項１ないし３のいずれかに記載のプラズマディスプレイパネル用ガラス基板の製造方法。
【請求項５】
前記第１および第２の層が、有機溶媒を分散媒とするペーストによって形成され、
前記第３の層が、水を分散媒とするペーストによって形成される請求項４に記載のプラズマディスプレイパネル用ガラス基板の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ディスプレイ用ガラス基板の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
フラットパネルディスプレイであるプラズマディスプレイパネル（以下、ＰＤＰという場合がある）は、一般に、対向する２枚のガラス基板にそれぞれ規則的に配列した一対の電極を設け、その間にＮｅやＸｅ等の不活性ガスを主体とするガスを封入した構造になっている。そして、これらの電極間に電圧を印加し、電極周辺の微小なセル内で放電を発生させることによって、各セルを発光させて表示を行っている。
【０００３】
ＰＤＰに用いられる表示側のガラス基板として、従来から、ガラス基板上に黒色耐熱層を形成し、その黒色耐熱層上に配線電極を形成したガラス基板が用いられてきた。この基板では、黒色耐熱層によって画面のコントラストを高めることができる。このようなガラス基板は、ペーストを用いて形成することができる。具体的には、まず、焼成によって黒色耐熱層となるペーストからなる第１の膜と、焼成によって配線電極となるペーストからなる第２の膜とを所定のパターンに形成する。膜のパターニングは、たとえば感光性のペーストを用いたフォトリソ法で行うことができる。その後、第１の膜と第２の膜とを焼成することによって黒色耐熱層と配線電極とを形成する。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、フォトリソ法でパターニングを行う場合には、露光の時に配線電極側から光を入射させるために、第１の膜が第２の膜よりも狭く形成される。その結果、焼成時に、第２の膜の幅方向の両端部が浮き上がる現象（エッジカール）が生じる。以上のように発生したエッジカールは、その上に形成する誘電体層の形成に悪影響を与え、均一な膜形成を阻害し、ディスプレイ点灯中に異常放電を発生させるという問題がある。また、上記方法では、最終的な配線電極の幅が黒色耐熱層の幅よりも広くなってしまうが、このことも誘電体層の形成に悪影響を与える。
【０００５】
本発明は、上記のような問題点に鑑みてなされたものであり、特性が高いフラットパネルディスプレイを構成できるディスプレイ用ガラス基板の製造方法を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明のプラズマディスプレイパネル用ガラス基板の製造方法は、ガラス基板と黒色耐熱層と配線電極とを備えるプラズマディスプレイパネル用ガラス基板の製造方法であって、
（ｉ）前記ガラス基板上に、焼成によって前記黒色耐熱層となる第１の層と、前記第１の層上に積層され焼成によって前記配線電極となる第２の層とを形成する工程と、
（ii）前記第１および第２の層を焼成することによって、前記ガラス基板上に形成された前記黒色耐熱層と、前記黒色耐熱層上に形成され前記黒色耐熱層よりも幅が狭い前記配線電極とを形成する工程とを含み、
前記第２の層は、前記第１の層と比べて焼成による収縮率が大きく、
前記（ｉ）の工程において、前記第２の層を前記第１の層と同じ幅または前記第１の層よりも広い幅で形成することを特徴とする。
【０００８】
上記製造方法では、前記（ｉ）の工程において、前記第２の層を前記第１の層よりも狭い幅で形成してもよい。この構成によれば、一般的な材料を用いて第１および第２の層を形成することによって、黒色耐熱層よりも幅が狭い配線電極を形成できる。
【０００９】
上記製造方法では、前記第２の層は、前記第１の層と比べて焼成による収縮率が大きく、前記（ｉ）の工程において、前記第２の層を前記第１の層と同じ幅または前記第１の層よりも広い幅で形成してもよい。この構成では、たとえば、フォトリソ法を用いて第１および第２の層を形成できる。
【００１０】
上記製造方法では、前記第１の層が第１の固体を含む第１のペーストによって形成され、前記第２の層が第２の固体を含む第２のペーストによって形成され、前記第２のペースト中の前記第２の固体の体積含有率が、前記第１のペースト中の前記第１の固体の体積含有率よりも低くてもよい。この構成によれば、第１および第２の層の収縮率を容易に制御できる。
【００１１】
上記製造方法では、前記第１のペースト中の前記第１の固体の体積含有率が、前記第２のペースト中の前記第２の固体の体積含有率の１．２倍以上であってもよい。
【００１２】
上記製造方法では、前記（ｉ）の工程ののちであって前記（ii）の工程の前に、焼成によって誘電体層となる第３の層を、前記第１および第２の層を覆うように形成する工程をさらに含み、前記（ii）の工程は、前記第１、第２および第３の層を焼成することによって、前記ガラス基板上に形成された前記黒色耐熱層と、前記黒色耐熱層上に形成され前記黒色耐熱層よりも幅が狭い前記配線電極と、前記黒色耐熱層と前記配線電極とを覆うように形成された誘電体層とを形成する工程であってもよい。この構成によれば、焼成が一回ですむため、低コストにディスプレイ用ガラス基板を製造できる。
【００１３】
上記製造方法では、前記第１および第２の層が、有機溶媒を分散媒とするペーストによって形成され、前記第３の層が、水を分散媒とするペーストによって形成されてもよい。この構成によれば、第１および第２の層と、第３の層とが相溶することを防止できる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。
【００１７】
（実施形態１）
実施形態１では、本発明のディスプレイ用ガラス基板について説明する。実施形態１のディスプレイ用ガラス基板１０について、断面図を図１に示す。
【００１８】
図１を参照して、ディスプレイ用ガラス基板１０は、ガラス基板１１と、ガラス基板１１上の一部に配置された黒色耐熱層１２と、黒色耐熱層１２上に配置された配線電極１３と、黒色耐熱層１２および配線電極１３を覆うようにガラス基板１１上に形成された誘電体層１４とを備える。
【００１９】
ガラス基板１１には、透明なガラス基板を用いることができる。黒色耐熱層１２は、黒色で耐熱性が高い（ＰＤＰの動作時の温度で変質がない）材料からなる層である。黒色耐熱層１２は、たとえば、白金黒や酸化ルテニウムの粉末、Ｆｅ、Ｃｒ、Ｃｏ、Ｃｕ、Ｍｎ、Ａｌ等を主成分とする金属酸化物、または黒色のガラスなどによって形成できる。黒色耐熱層１２の幅は特に限定がないが、たとえば、３０μｍ〜１５０μｍの範囲内である。黒色耐熱層１２の厚さは、たとえば１μｍ〜４μｍ程度である。
【００２０】
配線電極１３は、放電を生じさせるために形成される。配線電極１３は、抵抗率が低い銀、銅、アルミニウムまたはこれらの合金で形成でき、銀または銅で形成することが特に好ましい。中でも、銀は、耐酸化性を有するため好ましい。図１に示すように、配線電極１３の幅は黒色耐熱層１２の幅よりも狭い。配線電極１３の厚さは、たとえば２μｍ〜１０μｍ程度である。
【００２１】
誘電体層１４は、ガラスなどの誘電体材料によって形成できる。なお、誘電体層１４上に、ＭｇＯなどからなる保護層をさらに形成してもよい。
【００２２】
実施形態１のディスプレイ用ガラス基板１０では、配線電極１３の幅が黒色耐熱層１２の幅よりも狭いため、誘電体層１４を均一に形成することが容易であり特性が高いフラットパネルディスプレイを構成できる。
【００２３】
（実施形態２）
実施形態２では、ディスプレイ用ガラス基板を製造するための本発明の製造方法について一例を説明する。実施形態２の製造方法について製造工程を図２に示す。なお、実施形態１で説明した部分と同様の部分については、同一の符号を付して重複する説明を省略する。
【００２４】
まず、図２（ａ）に示すように、ガラス基板１１上に、焼成によって黒色耐熱層１２となる第１の層２１と、第１の層２１上に積層され焼成によって配線電極１３となる第２の層２２とを形成する（工程（ｉ））。実施形態２の方法では、このとき、第２の層２２を第１の層２１よりも狭い幅で形成する。第１の層２１は、焼成によって黒色耐熱層１２となる材料からなる。また、第２の層２２は、焼成によって配線電極１３となる材料からなる。具体的には、実施形態１で説明した材料に、樹脂および有機溶媒を加えて形成したペーストなどを用いることができる。
【００２５】
第１の層２１と第２の層２２とを形成する方法としては、どのような方法でもよいが、たとえば以下の２つの方法で形成できる。
【００２６】
第１の方法は、スクリーン印刷法によって第１の層２１と第２の層２２とを形成する方法である。この方法によれば、所望のパターンを直接形成することができる。
【００２７】
第２の方法では、ペーストの代わりに、第１の層２１となるスラリーと第２の層２２となるスラリーとを、ドクターブレード法などによってテープ状にしたものを用いる。具体的には、得られたテープ状のものを、ガラス基板１１上に順に積層し、さらに所定のパターンに露光する。その後、現像によって不要な部分を除去してパターニングされた第１の層２１と第２の層２２とを得る。
【００２８】
次に、第１の層２１および第２の層２２を焼成することによって、図２（ｂ）に示すように、ガラス基板１１上に形成された黒色耐熱層１２と、黒色耐熱層１２上に形成され黒色耐熱層１２よりも幅が狭い配線電極１３とを形成する（工程（ii））。焼成の条件については特に限定がなく、たとえば５００℃〜６００℃の温度で焼成を行うことができる。実施形態２の方法では、工程（ｉ）において、第２の層２２を第１の層２１よりも狭い幅で形成するため、一般的な材料を用いて第１の層２１および第２の層２２を形成することによって、配線電極１３の幅を、黒色耐熱層１２の幅よりも狭くできる。
【００２９】
誘電体層１４は、工程（ｉ）ののちであって工程（ii）の前、または工程（ii）の後に形成できる。工程（ii）の後に形成する場合には、一般的な方法で形成できる。
【００３０】
工程（ii）の前に形成する場合には、図３（ａ）に示すように、焼成によって誘電体層１４となる第３の層３１を、第１の層２１および第２の層２２を覆うように形成する。第３の層３１は、たとえば、誘電体ガラスと、水に溶解する高分子化合物（ポリビニルアルコールや水溶性エチルセルロースなど）と、水とを含むペーストで形成できる。このペーストは、さらに水溶性の分散剤を含んでもよい。
【００３１】
第１および第２の層と、第３の層とをともに有機溶媒を用いたペーストで形成すると、それらが相溶し、パターンの剥離が生じる。これに対し、第１の層２１および第２の層２２は、水を分散媒とするペーストで形成し、第３の層３１を有機溶媒を分散媒とするペーストで形成することによって、第１および第２の層と第３の層とが相溶することを防止できる。
【００３２】
第３の層３１を形成したのち、第１〜第３の層を同時に焼成することによって、図３（ｂ）に示すように、黒色耐熱層１２と配線電極１３と誘電体層１４とを同時に形成できる。
【００３３】
（実施形態３）
実施形態３では、ディスプレイ用ガラス基板を製造するための本発明の製造方法について一例を説明する。実施形態３の製造方法について製造工程を図４に示す。なお、実施形態１または２で説明した部分と同様の部分については、同一の符号を付して重複する説明を省略する。
【００３４】
まず、図４（ａ）に示すように、ガラス基板１１上に、焼成によって黒色耐熱層１２となる第１の層４１と、第１の層４１上に積層され焼成によって配線電極１３となる第２の層４２とを形成する（工程（ｉ））。実施形態３の方法では、たとえば、以下の２つの方法で、第１の層４１と第２の層４２とを形成する。
【００３５】
第１の方法は、感光性ペーストを用いて第１の層４１と第２の層４２とを形成する方法である。この方法では、まず、第１の層４１（最終的には黒色耐熱層）となる感光性の第１のペーストと、第２の層４２（最終的には配線電極）となる感光性の第２のペーストとをガラス基板１１上に順に塗布したのち、所定のパターンに露光する。その後、現像によって不要な部分を除去し、所定の形状にパターニングされた第１の層４１と第２の層４２とを得る。
【００３６】
第２の方法は、感光性ペーストを用いて第２の層４２を形成する方法である。この方法では、まず、第１の層４１となる感光性でない第１のペーストと、第２の層４２となる感光性の第２のペーストとをガラス基板１１上に順に塗布したのち、感光性の第２のペーストを所定のパターンに露光する。その後、現像によって不要な部分を除去し、所定の形状にパターニングされた第２の層４２を得る。第１の層４１は、第２の層４２をマスクとして不要な部分を除去することによってパターニングできる。この場合、第１のペーストは感光性がないため、ペースト中の樹脂の量を減らすことができ、黒色の耐熱粒子の含有率を上げることができるのでき、また樹脂の焼成時の分解により発生するエッジカールの防止にも効果がある。
【００３７】
露光によってパターニングを行うこれらの方法では、一般的に、第１の層４１の幅が、第２の層４２の幅と等しいかまたはより狭くなる。したがって、実施形態３の方法では、第２の層４２を、第１の層４１と比べて焼成による収縮率が大きくなるように形成する。具体的には、第１の層４１を第１の固体と樹脂とを含む第１のペーストで形成し、同様に、第２の層４２を第２の固体と樹脂とを含む第２のペーストで形成し、第２のペースト中の第２の固体の体積含有率が、第１のペースト中の第１の固体の体積含有率よりも低くなるようにすればよい。固体の体積含有率が小さいほど焼成時の収縮率が大きくなるため、これを調整することによって、各層の収縮率を制御できる。特に、第１のペースト中の第１の固体の体積含有率は、第２のペースト中の第２の固体の体積含有率の１．２倍以上とすることが好ましい。
【００３８】
次に、第１の層４１および第２の層４２を焼成することによって、図４（ｂ）に示すように、ガラス基板１１上に形成された黒色耐熱層１２と、黒色耐熱層１２上に形成され黒色耐熱層１２よりも幅が狭い配線電極１３とを形成する（工程（ii））。焼成の条件については特に限定がなく、たとえば５００℃〜６００℃の温度で焼成を行うことができる。この焼成の際における第２の層４２の収縮率が大きいため、配線電極１３の幅が、黒色耐熱層１２の幅よりも狭くなる。
【００３９】
なお、誘電体層１４は、実施形態２と同様に、工程（ｉ）ののちであって工程（ii）の前、または工程（ii）ののちに形成できる。形成方法は、実施形態２で説明した方法と同様である。
【００４０】
（実施形態４）
実施形態４では、本発明のフラットパネルディスプレイについて説明する。本発明のフラットパネルディスプレイは、たとえばＰＤＰであり、実施形態１で説明したディスプレイ用ガラス基板を含む。
【００４１】
（実施形態５）
実施形態５では、本発明のフラットパネルディスプレイの製造方法について説明する。この方法は、ディスプレイ用ガラス基板を含むフラットパネルディスプレイ（たとえばＰＤＰ）の製造方法であり、実施形態２または３で説明した方法でディスプレイ用ガラス基板を製造する工程を含む。
【００４２】
【実施例】
以下に、実施例を用いて本発明をさらに詳細に説明する。なお、実施例では、配線電極の材料として銀を用い、第１の層および第２の層をスクリーン印刷で形成する場合について説明するが、本発明はこれに限定されない。実施の形態で説明したように、銅からなる配線電極を用いても同様の効果が得られ、また、第１の層、第２の層、誘電体層をテープ状のもので形成した場合でも同様の効果が得られる。
【００４３】
（実施例１）
実施例１では、実施形態２の製造方法でディスプレイ用ガラス基板を製造した一例について説明する。
【００４４】
まず、酸化ルテニウム粉末、軟化点が５００℃以下の鉛系ガラス、エチルセルロース、および溶剤を三本ロールによって混合し、ペースト化した。このペーストを用いて、スクリーン印刷法によって、厚さ５μｍで幅１００μｍのストライプ状の第１の層２１を、１００μｍ間隔でガラス基板上に形成し、７０℃で乾燥させた。
【００４５】
次に、銀粉末に、樹脂としてエチルセルロース、溶剤としてαターピネオールを加えて三本ロールによって混合し、ペースト化した。このペーストを用いて、スクリーン印刷法によって、第１の層２１上に、厚さ１０μｍ、幅７０μｍの第２の層２２を１００μｍ間隔で形成した。このようにして得られたサンプルを７０℃で乾燥させた後、空気中において、５７０℃で１０分間焼成して、黒色耐熱層１２と、配線電極１３とが形成されたガラス基板を得た。
【００４６】
実施例１では、配線電極の幅を黒色耐熱層の幅よりも狭く形成でき、また、配線電極にエッジカールが生じなかった。
【００４７】
（実施例２）
実施例２では、実施形態３の製造方法でディスプレイ用ガラス基板を製造した一例について説明する。
【００４８】
まず、黒色耐熱層および配線電極となる感光性ペーストを作製した。具体的には、酸化ルテニウム粉と軟化点が５００℃以下の鉛系ガラスに、アクリル系カルボン酸変性感光性バインダ、感光性モノマ、光重合開始剤および溶剤を加えて三本ロールによって混合し、第１のペーストを作製した。この第１のペーストをスクリーン印刷法によってガラス基板の全面に印刷し、７０℃で乾燥させた。
【００４９】
次に、銀粉末に、アクリル系カルボン酸変性感光性バインダと、感光性モノマと、光重合開始剤と、溶剤とを加えて三本ロールによって混合し、第２のペーストを作製した。この第２のペーストをスクリーン印刷法によって、第１のペーストで形成された膜の全面に印刷し、７０℃で乾燥させた。
【００５０】
次に、得られた基板に対して、幅１００μｍのストライプ状のパターンのマスクを用いて紫外線を部分的に照射し、紫外線の照射部分を硬化させた。次に、露光した基板を炭酸ナトリウム水溶液で現像し、第１の層４１と第２の層４２とを形成した。
【００５１】
このようにして得られたサンプルを７０℃で乾燥させた後、空気中において、５７０℃で１０分間焼成して、黒色耐熱層１２と配線電極１３とが形成されたガラス基板を得た。
【００５２】
実施例２の製造方法では、配線電極となる第２のペーストにおける固体の含有率（体積比）を、黒色耐熱層となる第１のペーストにおける固体の含有率（体積比）よりも低くすることによって、配線電極を黒色耐熱層よりも狭く形成できた。また、エッジカールの発生を防止できた。
【００５３】
現像の条件を様々に変化させた場合においても、黒色耐熱層となる第１のペーストの固体の含有率（体積比）を、配線電極となる第２のペーストの固体の含有率（体積比）の１．２倍以上とすることによって、配線電極を黒色耐熱層よりも安定して狭く形成でき、エッジカールのない電極構造が実現できた。
【００５４】
（実施例３）
実施例３では、実施例１および２の方法で得られたガラス基板に誘電体層を形成した一例について説明する。
【００５５】
まず、誘電体粉とエチルセルロースと有機溶媒とを三本ロールで混練することによって、誘電体層となるペーストを作製した。実施例１または２で得られたガラス基板上に、黒色耐熱層と配線電極とを覆うように上記ペーストを１００μｍの厚さで塗布した。その後、このペーストを７０℃で乾燥させたのち、空気中において５７０℃で１０分間焼成することによって、黒色耐熱層と配線電極とを覆うように誘電体層が形成されたディスプレイ用ガラス基板を得た。
【００５６】
このディスプレイ用ガラス基板を用いてフラットパネルディスプレイを作製し、ディスプレイを点灯させたが、放電中に異常放電は発生しなかった。
【００５７】
（実施例４）
実施例４では、実施例１および２の方法で得られたガラス基板に誘電体層を形成した他の一例について説明する。
【００５８】
まず、誘電体粉と水溶性エチルセルロースと水とを三本ロールで混練することによって、誘電体層となるペーストを作製した。実施例１または２で得られたガラス基板上に、黒色耐熱層と配線電極とを覆うように上記ペーストを１００μｍの厚さで塗布した。その後、このペーストを７０℃で乾燥させたのち、空気中において５７０℃で１０分間焼成することによって、黒色耐熱層と配線電極とを覆うように誘電体層が形成されたディスプレイ用ガラス基板を得た。
【００５９】
このディスプレイ用ガラス基板を用いてフラットパネルディスプレイを作製し、ディスプレイを点灯させたが、放電中に異常放電は発生しなかった。
【００６０】
（実施例５）
実施例５では、ディスプレイ用ガラス基板を製造した他の一例について説明する。
【００６１】
まず、実施例１または２と同様の方法によって、第１の層４１と第２の層４２とが形成されたガラス基板（すなわち、焼成前のガラス基板）を作製した。
【００６２】
一方、誘電体粉と水溶性エチルセルロースと水とを三本ロールで混練することによって、誘電体層となるペーストを作製した。このペーストを上記ガラス基板上に塗布して、７０℃で乾燥させた。その後、空気中において５７０℃で１０分間焼成することによって、黒色耐熱層と配線電極と誘電体層とを同時に形成した。このようにして、黒色耐熱層と配線電極とを覆うように形成された誘電体層を備えるディスプレイ用ガラス基板を得た。
【００６３】
このディスプレイ用ガラス基板を用いてフラットパネルディスプレイを作製し、ディスプレイを点灯させたが、放電中に異常放電は発生しなかった。
【００６４】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明のディスプレイ用ガラス基板およびその製造方法によれば、特性が高いフラットパネルディスプレイ（ＰＤＰなど）を構成できるディスプレイ用ガラス基板が得られる。
【００６５】
また、本発明のフラットパネルディスプレイおよびその製造方法によれば、特性が高いフラットパネルディスプレイが得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明のディスプレイ用ガラス基板について一例を示す断面図である。
【図２】  本発明のディスプレイ用ガラス基板の製造方法について一例を示す工程断面図である。
【図３】  本発明のディスプレイ用ガラス基板の製造方法について一例の一工程を示す工程断面図である。
【図４】  本発明のディスプレイ用ガラス基板の製造方法について他の一例を示す工程断面図である。
【符号の説明】
１０  ディスプレイ用ガラス基板
１１  ガラス基板
１２  黒色耐熱層
１３  配線電極
１４  誘電体層
２１、４１  第１の層
２２、４２  第２の層
３１  第３の層
【図１】
0004855595.tif 000002
【図２】
0004855595.tif 000003
【図３】
0004855595.tif 000004
【図４】
0004855595.tif 000005