JP3953873B2

JP3953873B2 - プラズマディスプレイパネル用電極の形成方法

Info

Publication number: JP3953873B2
Application number: JP2002114170A
Authority: JP
Inventors: 博久原
Original assignee: Dai Nippon Printing Co Ltd
Current assignee: Dai Nippon Printing Co Ltd
Priority date: 2002-04-17
Filing date: 2002-04-17
Publication date: 2007-08-08
Anticipated expiration: 2022-04-17
Also published as: JP2003308791A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、プラズマディスプレイパネル（以下、ＰＤＰと記す）の技術分野に関し、さらに詳しくは、ＰＤＰ用の電極の形成方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、プラズマディスプレイパネル（以下、ＰＤＰと記す）は、その奥行きの薄いこと、軽量であること、鮮明な表示と視野角が広いことにより、種々の表示装置に利用されつつある。一般に、ＰＤＰは、２枚の対向する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、その間にネオン、キセノン等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り、各セルを発光させて表示を行うようにしている。特に情報表示をするためには、規則的に並んだセルを選択的に放電発光させている。
【０００３】
ここで、ＰＤＰの構成を、図１に示すＡＣ型ＰＤＰの一例をあげて説明しておく。図１はＰＤＰ構成斜視図であるが、分かり易くするため前面板（ガラス基板１）と背面板（ガラス基板２）を実際より離した状態で示してある。図示のように２枚のガラス基板１、２が互いに平行に且つ対向して配設されており、両者は背面板となるガラス基板２上に互いに平行に設けられたリブ（障壁ともいう）３により、一定の間隔に保持されるようになっている。前面板となるガラス基板１の背面側には、透明電極よりなる放電維持電極４と金属電極よりなるバス電極５とで構成される複合電極が互いに平行に形成され、これを覆って誘電体層６が形成されており、さらにその上に保護層７（MgO層）が形成されている。また、背面板となるガラス基板２の前面側には、前記複合電極と直交するようにリブ３の間に位置してアドレス電極８が互いに平行に形成されており、これを覆って誘電体層９が形成され、さらにリブ３の壁面とセル底面を覆うようにして蛍光体１０が設けられている。リブ３は放電空間を区画するためのもので、区画された各放電空間をセルないし単位発光領域と言う。このＡＣ型ＰＤＰは面放電型であって、前面板上の複合電極間に交流電圧を印加し、放電させる構造である。この場合、交流をかけているために電界の向きは周波数に対応して変化する。そして、この放電により生じる紫外線により蛍光体１０を発光させ、前面板を透過する光を観察者が視認するようになっている。なお、ＤＣ型ＰＤＰにあっては、電極は誘電体層で被覆されていない構造を有する点でＡＣ型と相違するが、その放電効果は同じである。
【０００４】
上記の如きＰＤＰにおける電極の形成方法としては、大別すると次の２通りの方法がある。すなわち、一つは導電性の厚膜ペ−ストを用いたスクリ−ン印刷法によりパタ−ン形成する方法であり、もう一つは真空蒸着法、スパッタリング法、めっき法等によってガラス基板上に導電性金属の薄膜を形成し、これをフォトリソグラフィ法によってパタ−ン形成する方法とが知られている。このうち、前者のスクリ−ン印刷法は、比較的容易に電極を形成できる利点はあるものの、製造上の精度によって電極の寸法や厚さにバラツキを生ずる欠点があり、特に大型のパネルになると、スクリ−ン版の歪み等のために電極を設計通りに形成することが困難である。また、スクリ−ン版のメッシュの大きさや乳剤の加工精度のために、線幅１００μｍ以下の精細な電極を欠陥なく形成するのに困難さがある。これに対して、後者のフォトリソグラフィ法は、電極を精度良く形成できる方法ではあるが、成膜装置本体とその維持等でコストが高くなるという欠点がある。近年は、表示画像の高精細化が進み、画像表示領域の表示用の電極線幅、ピッチも小さくなる傾向にあり、感光性の導電性ペ−ストを用いて、スクリ−ン印刷法で印刷をした後に、フォトリソグラフィ法で精密な所定の寸法を形成する方法も行われるようになっている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ＰＤＰ用の電極の一例を平面模式図として図２に示す。ＰＤＰ用電極は、画像表示領域にある表示部電極Ａ、表示部に繋がって画像表示領域の外にありコネクタ−に接続するための端子部電極Ｂと、表示部電極と端子部電極を繋ぐリ−ド部電極Ｃから構成されている。一般に、ＰＤＰ用電極をスクリ−ン印刷で形成する場合には、比較的価格が安く導電性の良い銀ペ−ストが使われる。各電極Ａ、Ｂ、Ｃをすべて銀ペ−ストで印刷できれば効率的である。しかし、端子部電極Ｃに銀ペ−ストを使用した場合には、電極としての銀の耐薬品性に問題があり、また銀のマイグレ−ションにより表示不良を起こし易いという問題がある。この問題点を解決するため、本出願人は、特開２００１−３５７７８８号公報において、端子部の電極材料を導電性、耐薬品性に優れ、マイグレ−ションの問題が無い金とするＰＤＰを開示している。したがって、図２に示すように、最初に表示部電極Ａとリ−ド部電極Ｃを銀電極１１で形成し、端子部内にまで延長した銀電極１１に接続して、後続して金電極１２で端子部電極Ｂを形成したＰＤＰが用いられるようになってきている。
【０００６】
上記のように、表示部分、リ−ド部分と端子部分を異なる電極材料で形成する場合においては、銀電極部分と金電極部分が十分に接触した状態であることが必要であり、したがって両電極には重なり部分がある。しかしながら、電極が重なることにより新たな技術課題が生じてきた。図６は従来技術による接続部分の電極形状の説明図であり、図６（ａ）は接続部分の断面模式図、図６（ｂ）は接続部分の平面模式図である。図６に示すように、ガラス基板２７上に最初に形成した電極２８の上に重ねて、後続して形成する電極２９は、最初に形成した電極２８の膜厚の影響を受け、後続して形成する電極２９が最初に形成した電極と重なった部分３０の段差部分の膜厚が薄くなったり、後続して形成する電極のエッジ３１の形状が悪くなったりして、電極の信頼性を低下させるという問題があった。
【０００７】
そこで、本発明はこのような問題点を解消するためになされたものである。その目的は、最初に形成した電極と後続して形成する電極とが重なる段差部分の膜厚が薄くなったりせず、後続して形成する電極のエッジ形状が良好なＰＤＰ用電極の形成方法を提供することである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するために、請求項１の発明に係るプラズマディスプレイパネル用電極の形成方法は、基板上に形成され、画像表示領域にある表示部電極と、表示部電極に繋がって画像表示領域の外にありコネクタ−に接続するための端子部電極と、表示部電極と端子部電極とを繋ぐリ−ド部電極からなり、最初に形成する電極の膜厚が後続して形成する電極との接続部分において薄くなっているプラズマディスプレイパネル用電極の形成方法において、最初に形成する電極に感光性導電性ペ−ストを用い、階調を有するフォトマスクでパタ−ン露光し、現像し、焼成して前記接続部分の所定箇所の膜厚を薄くして電極を形成したことを特徴とするものである。
【０００９】
請求項２に係るプラズマディスプレイパネル用電極の形成方法は、階調を有するフォトマスクにおいて、電極接続部分の電極パタ−ン幅の少なくとも両端部がハ−フト−ンとなっているフォトマスクであることを特徴とするものである。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。
【００１１】
図３は本発明のＰＤＰ用電極の形成方法による電極の一実施形態に関する説明図で、基板（図示していない）上にＰＤＰ用電極として最初に形成した電極１３と、後続して形成した電極１４の接続部分を拡大した平面模式図である。基板としては一般にガラス基板が用いられるが、本発明の電極および電極形成方法は、必ずしもガラスに限定されている訳ではなく、基板の透過性を必要としない部位に適用する場合には、セラミック基板等に使用することも可能である。図３では、後続して形成する電極の幅は、最初に形成する電極の幅よりも若干広い場合を示してあるが、それぞれの電極幅は同じでもどちらかが太くてもよい。電極１３の接続部分の膜厚は、接続部分１５において薄くなった形状をしている。接続部分１５の膜厚は、電極１３と電極１４のペ−スト材料、ペ−スト印刷条件等により若干異なるが、非接続部分の膜厚の略半分程度が好ましいが、それに限定される訳ではなく、電極パタ−ンエッジの段差部分の膜厚が薄くなったりせず、エッジ形状が乱れない膜厚ならば適用可能である。
【００１２】
図４は本発明のＰＤＰ用電極の形成方法による電極の他の実施形態に関する説明図であり、ＰＤＰ用電極において、最初に形成した電極１６と後続して形成した電極１７の接続部分を拡大した平面模式図である。図４（ａ）においては、電極１６の接続部分の膜厚は、中心部１８においては非接続部分と同じ膜厚であるが、電極の幅の両端部１９においては膜厚が薄くなっている形状をしている。図４（ｂ）においては、電極２０の接続部分の膜厚は、中心部２２のおよそ中程までは非接続部分と同じ膜厚であるが、電極の幅の両端部と先端部２３においては膜厚が薄くなった形状をしている。図４（ａ）、（ｂ）における接続部分の少なくとも両端部における膜厚は、各々の電極のペ−スト材料、ペ−スト印刷条件等により若干異なるが、非接続部分の膜厚の略半分程度が好ましいが、それに限定される訳ではなく、電極パタ−ンエッジの段差部分の膜厚が薄くなったりせず、エッジ形状が乱れない膜厚ならば適用可能である。また、接続部分の両端部の幅は、重なった電極パタ−ンのエッジの段差部分の膜厚が薄くなったりしない膜厚ならばよく、片側において、最初に形成する電極幅の１／３〜１／５程度が用いられる。図４において、非接続部分と同じ膜厚である接続部分の電極中心部１８および２２は、後続して形成する電極を重ね合わせた時、電極の長さ方向の位置合わせ誤差を吸収するために設けるものであり、中心部の長さは、接続部分の電極長さの範囲内において任意に設定し得る。
【００１３】
本発明において最初に形成する電極は銀電極が好ましく、銀電極を銀ペ−ストで形成する場合には、感光性導電性銀ペ−ストを用いるのが好ましく、通常使用されている感光性導電性銀ペ−ストが適用できる。感光性導電性銀ペ−ストはガラス基板上に、スクリ−ン印刷、ブレ−ドコ−ト、ロ−ルコ−ト、ダイコ−ト、フィルム転写等の方法により行うことができ、乾燥後の感光性導電性ペ−ストの膜厚は１〜１０μｍ程度が好ましい。
【００１４】
ＰＤＰを構成する基板を製造する場合には、最初に形成する電極は表示部電極およびリ−ド部電極とするのが工程上好ましい。ガラス基板の一面上に、必要に応じて下引き層を設け、上記の塗布方法により感光性導電性ペ−ストをガラス基板上に塗布し、乾燥してから、階調部分を有する最初に形成する電極パタ−ンのフォトマスクにより露光し、現像して、ガラス基板上に表示部電極とリ−ド部電極より構成される焼成前の最初の電極を形成する。
【００１５】
感光性導電性ペ−ストは、通常、紫外線により光硬化するネガ型であるので、最初に形成する電極パタ−ンのフォトマスクは、図５にフォトマスクの電極パタ−ン部分を拡大した平面模式図を示すように、電極接続部分の膜厚を薄くする部分のみ紫外線が一定の透過率で透過する階調部分２６とし、通常の電極形成部分には遮光層が無くて光透過部２４であり、現像により導電性ペ−ストを除去する非電極部分には露光光を透過しない遮光層２５を設けた構成をしている。フォトマスクの光透過部２４における露光光の透過率を１００％とした場合、階調部分２６の透過率は２０〜８０％程度が用いられるが、フォトリソグラフィ工程のプロセス条件の幅を広くするためには、階調部分は透過率５０％程度のハ−フト−ンが好ましい。
【００１６】
上記の階調を有するフォトマスクとしては、階調表示できる銀塩のエマルジョンマスクやクロムマスク等が例示できる。階調を有するクロムマスクは、成膜時に遮光層の厚さを部分的に時間で制御するマスキング蒸着法やマスキングスパッタリング法、あるいは遮光層成膜後の部分ハ−フエッチング法によりフォトマスクを形成する。光学的に黒の遮光層部分と階調部分の２段階なので、フォトマスクの製造は比較的容易である。
【００１７】
次に、ガラス面上に設けられた焼成前の最初の電極の接続部分に位置合わせを行い、後続の電極である端子部電極を形成する。端子部電極としては前述のように、耐薬品性に優れ、マイグレ−ションによる表示不良がない点から金電極が好ましい。金電極を金ペ−ストで形成する場合には、通常用いられている感光性金ペ−ストもしくは非感光性の金ペ−ストのいずれも使用することができる。材料コスト、形成工程の容易さから、非感光性の金ペ−ストを用いてスクリ−ン印刷でパタ−ン形成するのが好ましい。金ペ−ストの乾燥後の膜厚は１〜１０μｍ程度が好ましい。金ペ−ストパタ−ン形成後は、ペ−スト焼成温度で焼成し、ガラス基板上に表示部電極およびリ−ド部電極が銀で、端子部が金の電極を形成する。
【００１８】
その後は、従来の方法により、例えば、ＰＤＰ背面板の場合には、電極を覆うようにして誘電体層を形成し、誘電体層上にリブを設け、リブ間に蛍光体層を形成し、ＰＤＰ背面板を形成する。
【００１９】
【実施例】
ＰＤＰ用背面板の電極を形成するために、ガラス基板として、大きさ１０００ｍｍ×６００ｍｍ、厚さ２．８ｍｍの高歪点ガラス（旭硝子（株）製「ＰＤ２００」）を用い、感光性銀ペ−スト（デュポン（株）製ＤＣ２０６）を用いて、乳剤厚１０μｍのスクリ−ン印刷版（東京プロセスサ−ビス（株）製「ＳＴ４００メッシュ」）にてベタ印刷し、８０℃で３０分乾燥した。次に、表示部およびリ−ド部の電極線幅６０μｍのパタ−ンで、端子部との接続部分の両端部が、片側で各々２０μｍ幅で光透過率５０％のハ−フト−ン階調を有するフォトマスクにより露光し、０．４％炭酸ナトリウム水溶液にて現像圧１．５ｋｇｆ／ｃｍ²でスプレ−現像し、銀電極パタ−ンを形成した。接続部分の膜厚は、中心部は非接続部分の膜厚と同じで８μｍ、両端部は約４μｍであった。次に、金ペ−スト（田中貴金属（株）製「ＴＲ１４５１」）を用いて、端子部電極のパタ−ンを有する乳剤厚１０μｍのスクリ−ン印刷版（ソノコム（株）製「ＳＴ４００メッシュ」）を最初に形成した銀電極パタ−ンに位置合わせし、スクリ−ン印刷し、１２0℃、３0分乾燥して、電極線幅１２０μｍ、膜厚８μｍの金電極パタ−ンを形成した。端子部で接続している銀電極と金電極は、接続部分の段差部分の膜厚が薄くなったりしておらず、エッジ形状にも乱れがなかった。次に、６００℃にて焼成し、ガラス基板上に表示部電極、リ−ド部電極、端子部電極を形成した。
【００２０】
次に、電極を覆うようにして誘電体層を７μｍの厚さに形成した。続いて、ダイコ−タ−によりリブ形成材料を塗布し、乾燥させ、リブ形成材料上に設けたレジスト膜からなるマスクを介して、サンドブラスト法によりリブ形成材料を切削し、リブ形成材料をパタ−ン化した。続いて、レジスト膜を剥膜し、リブ焼成工程を経て、ガラス基板上に電極層、誘電体層、リブを設けた基板を形成した。
【００２１】
次に、後工程として、ＰＤＰ用として使用される通常の蛍光体をスクリ−ン印刷し、焼成して、それぞれのリブ間に赤色、緑色、青色の蛍光体層を形成し、ＰＤＰ用背面板を得た。
【００２２】
このＰＤＰ用背面板と、別途作製した前面板を貼り合せて封着してパネルとし、画像表示を行なったところ、高品質、高精細な画像を表示できた。
【００２３】
【発明の効果】
本発明のＰＤＰ用電極の形成方法によるＰＤＰ用電極は、耐薬品性に優れ、銀のマイグレ−ションによるトラブルが無く、電極接続部分の段差部分の膜厚が薄くなったりせず、エッジ形状が良好な電極形状であり、高品質、高精細な画像表示に適している。また、本発明によるＰＤＰ用電極の形成方法は、感光性導電性ペ−ストと階調を有するフォトマスクを用いることにより、膜厚の異なる高精細の電極を１回の露光、現像で形成することができるという工程面、品質面での利点がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】ＡＣ型ＰＤＰの一構成例を示す分解斜視図
【図２】ＰＤＰ用電極パタ−ンの一構成例の説明図
【図３】本発明のＰＤＰ電極の形成方法による電極形状を示す説明図
【図４】本発明のＰＤＰ電極の形成方法による電極形状の他の例を示す説明図
【図５】本発明の階調を有するフォトマスクの部分拡大図
【図６】従来技術による電極形状の説明図
【符号の説明】
１、２ガラス基板
３リブ
４放電維持電極
５バス電極
６、９誘電体層
７保護層（ＭｇＯ層）
８アドレス電極
１０蛍光体層
１１銀電極
１２金電極
１３、１６、２０、２８最初に形成した電極
１４、１７、２１、２９次に形成した電極
１５、３０電極が重なった部分
１８、２２接続部分の電極中心部
１９接続部分の電極の幅の両端部
２３接続部分の電極の幅の両端部と先端部
２４光透過部
２５遮光層
２６階調部分
２７ガラス基板
３１次に形成した電極のエッジの乱れ

Claims

基板上に形成され、画像表示領域にある表示部電極と、表示部電極に繋がって画像表示領域の外にありコネクタ−に接続するための端子部電極と、表示部電極と端子部電極とを繋ぐリ−ド部電極からなり、最初に形成する電極の膜厚が後続して形成する電極との接続部分において薄くなっているプラズマディスプレイパネル用電極の形成方法において、最初に形成する電極に感光性導電性ペ−ストを用い、階調を有するフォトマスクでパタ−ン露光し、現像し、焼成して前記接続部分の所定箇所の膜厚を薄くして電極を形成したことを特徴とするプラズマディスプレイパネル用電極の形成方法。
前記階調を有するフォトマスクにおいて、電極接続部分の電極パタ−ン幅の少なくとも両端部がハ−フト−ンとなっているフォトマスクであることを特徴とする請求項１に記載のプラズマディスプレイパネル用電極の形成方法。