JP4068884B2

JP4068884B2 - Plasma display and manufacturing method thereof

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Publication number: JP4068884B2
Application number: JP2002119511A
Authority: JP
Inventors: 昌宏古沢; 正明小田
Original assignee: Seiko Epson Corp; Ulvac Inc
Current assignee: Seiko Epson Corp; Ulvac Inc
Priority date: 2002-04-22
Filing date: 2002-04-22
Publication date: 2008-03-26
Anticipated expiration: 2022-04-22
Also published as: JP2003317611A

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およびその製造方法に関する。
【０００２】
【背景技術】
通常、アドレス電極を有するプラズマディスプレイの背面板は、つぎのように形成される。すなわち、ガラス基板上にアドレス電極を形成する。アドレス電極は、スパッタによってガラス基板上に導電層を形成した後、フォトリソグラフィでパターニングする方法、あるいはスクリーン印刷によって形成することができる。アドレス電極が形成されたガラス基板上に低融点ガラスを主成分としたペーストを塗布した後焼成して、誘電体層を形成する。誘電体層上に、ＭｇＯからなる保護層をスパッタで形成する。保護層上に、低融点ガラスを主成分としたペースト材料をスクリーン印刷することによって、あるいは上記のペーストをベタで形成した上にレジストパターンを形成してサンドブラストによって不要部を除去して隔壁を形成する。その後、隔壁で区画された領域にスクリーン印刷で蛍光体層を形成する。
【０００３】
このような方法においては、たとえばアドレス電極の形成において以下のような課題を有する。すなわち、導電層をスパッタで成膜した後フォトリソグラフィでパターニングする方法においては、エッチングによって不要な部分の導電層を除去するため、導電層の材料としては実際に必要とする量よりも多くの材料を必要とし、コストが高くなる。導電層の材料として高価な銀が用いられる場合には、製造コストはさらに高くなる。一方、スクリーン印刷による方法においては、スクリーン板を印刷回数が１０００〜２０００回で交換する必要があり、やはり製造コストが高くなる。また、スクリーン印刷による方法においては、スクリーン板のメッシュのピッチから印刷できる最小パターン寸法が決定され、１００μｍ以下のパターンの形成が困難である。
【０００４】
また、従来の方法では、複数の工程を経た後に、スクリーン印刷あるいはサンドブラストによって隔壁を形成するため、隔壁の破損が発生することにより工程全体の歩留まりが良くない。このように、従来の方法では、コストが高く歩留まりが低いという問題がある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、低いコストで歩留まりよくプラズマディスプレイを製造できる方法、およびかかる製造方法によって得られるプラズマディスプレイを提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明にかかるプラズマディスプレイの製造方法は、
基板上に隔壁を形成する工程と、
前記基板および前記隔壁の表面を撥液処理する工程と、
導電性粒子を含む液状体を前記基板上にインクジェットによって付与し、所定パターンのアドレス電極を形成する工程と、
を含む。
【０００７】
本発明の製造方法によれば、表面を撥液処理された基板上に液状体をインクジェットによって付与することにより、基板着弾後の液滴の広がりを適度に抑えることができるので、微細で厚膜の導電層（アドレス電極）を形成することができる。
【０００８】
また、本発明の製造方法によれば、インクジェットによって導電層を直接的に描画できるので、フォトリソグラフィによる導電層のパターニングのように複数の工程を必要としないため、プロセスを簡略化できる。さらに、本発明の製造方法によれば、インクジェットによって導電層を直接的に描画できるので、導電層のパターンが基板の表面形状にあまり制約されないため、例えば吐出電圧の変更によりインクジェットの液滴の体積を変えることで導電層の線幅を調整することができるなど、容易に所望の導電層を形成できる。
【０００９】
本発明においては、以下のような各種の態様をとることができる。
【００１０】
（ａ）前記撥液処理によって、前記基板および前記隔壁の表面に撥液層が形成できる。かかる撥液層としては、単分子膜あるいは単分子膜が複数積層された膜、ポリマー膜などを用いることができる。
【００１１】
（ｂ）前記撥液処理によって、前記基板および前記隔壁の表面は、前記液状体の接触角を適切な範囲、たとえば３０［ｄｅｇ］以上１２０［ｄｅｇ］以下にすることができる。前記基板と前記液体との接触角が３０［ｄｅｇ］以上であると、液滴の吐出において、着弾した液滴の濡れ広がりを抑えることができる。また、前記基板と前記液状体との接触角が１２０［ｄｅｇ］を越えると、吐出された液滴が着弾位置に留まらず、基板上を移動する可能性がある。
【００１２】
（ｃ）前記アドレス電極を形成する工程は、前記基板上に前記液状体をインクジェットにより塗布して液状層を形成する第１工程と、前記液状層を熱処理によって導電層に変換する第２工程と、を有することができる。
【００１３】
本発明にかかるプラズマディスプレイは、本発明のプラズマディスプレイの製造方法によって製造される。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明にかかる実施の形態を図面を参照しながら説明する。
【００１５】
１．プラズマディスプレイの製造方法
図１〜図６は、本実施の形態にかかるプラズマディスプレイの製造方法を模式的に示す断面図である。
【００１６】
（ａ）隔壁の形成
図１に示すように、基板１０の上に耐サンドブラスト性のレジスト層１２を所定のパターンで形成する。基板１０としては、たとえば低融点ガラス以外の石英ガラス、ガラスなどを用いることができる。
【００１７】
ついで、図２に示すように、サンドブラストにより基板１０を切削加工して隔壁１４を形成する。その後、レジスト層１２を除去する。
【００１８】
レジスト層１２としては、ドライフィルム状のレジストあるいは液状のレジストを用い、フォトリソグラフィによりパターニングすることによって形成することができる。
【００１９】
図示の例では、基板１０を切削することにより隔壁１４を形成することから、基板１０と隔壁１４とを一体的に形成することができる。このように形成された隔壁１４は、他の方法で形成される隔壁より機械的強度が大きい。
【００２０】
隔壁１４の形成方法は、上述した方法に限定されず、公知の方法を用いることができる。たとえば、基板上に、低融点ガラスを主成分とするペーストを塗布して乾燥させた後、図１に示すようなレジスト層を形成し、その後サンドブラストによって低融点ガラス層を切削して隔壁を形成することができる。また、基板上に、低融点ガラスを主成分とするペーストをスクリーン印刷によって塗布した後焼結し、この操作を低融点ガラス層が所定の膜厚になるまで繰り返し行って、隔壁を形成することもできる。さらに、隔壁非形成部にレジストをパターニングし、レジストのない個所にペースト状の隔壁材料を流し込み、レジストを除去慰して形成する方法、感光性ペースト材料をベタでコーティング後、露光現像して直接形成する方法、ペーストをベタでコーティング後、隔壁を刻んだ金型をプレスして形成する方法などを用いることができる。
【００２１】
（ｂ）表面処理（撥液層の形成）
図３に示すように、基板１０およびこの基板１０上に形成された隔壁１４の表面に、フルオロアルキルシランなどからなる自己組織化膜を形成することにより、撥液処理を行う。この撥液処理によって自己組織化膜からなる撥液層１６が形成される。そして、この撥液層１６により、基板１０および隔壁１４の表面全体に対し、導電性粒子を含有した液状体は所定の接触角を持つようになる。導電性粒子を含有した液状体に対する接触角は、前述したように、３０［ｄｅｇ］以上１２０［ｄｅｇ］以下であることが望ましい。
【００２２】
基板表面を処理するための有機分子膜は、基板に結合可能な官能基と、その反対側に親液基あるいは撥液基といった基板の表面性を改質する（表面エネルギーを制御する）官能基と、これらの官能基を結ぶ炭素の直鎖あるいは一部分岐した炭素鎖を備えており、基板に結合して自己組織化して分子膜、例えば単分子膜を形成するものである。
【００２３】
自己組織化膜とは、基板などの下地層の構成原子と反応可能な結合性官能基と、それ以外の直鎖分子とからなり、該直鎖分子の相互作用により極めて高い配向性を有する化合物を、配向させて形成された膜である。この自己組織化膜は、単分子を配向させて形成されているので、極めて膜厚を薄くすることができ、しかも、分子レベルで均一な膜となる。即ち、膜の表面に同じ分子が位置するため、膜の表面に均一でしかも優れた撥液性や親液性を付与することができる。
【００２４】
上記の高い配向性を有する化合物として、例えばフルオロアルキルシランを用いた場合には、膜の表面にフルオロアルキル基が位置するように各化合物が配向されて自己組織化膜が形成されるので、膜の表面に均一な撥液性が付与される。
【００２５】
このような自己組織化膜を形成する化合物としては、ヘプタデカフルオロ−１，１，２，２テトラヒドロデシルトリエトキシシラン、ヘプタデカフルオロ−１，１，２，２テトラヒドロデシルトリメトキシシラン、ヘプタデカフルオロ−１，１，２，２テトラヒドロデシルトリクロロシラン、トリデカフルオロ−１，１，２，２テトラヒドロオクチルトリエトキシシラン、トリデカフルオロ−１，１，２，２テトラヒドロオクチルトリメトキシシラン、トリデカフルオロ−１，１，２，２テトラヒドロオクチルトリクロロシラン、トリフルオロプロピルトリメトキシシラン等のフルオロアルキルシラン（以下「ＦＡＳ」という）を挙げることができる。使用に際しては、一つの化合物を単独で用いるのも好ましいが、２種以上の化合物を組合せて使用しても、本発明の所期の目的を損なわなければ制限されない。また、本発明においては、前記の自己組織化膜を形成する化合物として、前記ＦＡＳを用いるのが、基板との密着性および良好な撥液性を付与する上で好ましい。
【００２６】
ＦＡＳは、一般的に構造式ＲｎＳｉＸ_{（４−ｎ）}で表される。ここでｎは１以上３以下の整数を表し、Ｘはメトキシ基、エトキシ基、ハロゲン原子などの加水分解基である。またＲはフルオロアルキル基であり、（ＣＦ_３）（ＣＦ_２）_ｘ（ＣＨ_２）_ｙ［ここでｘは０以上１０以下の整数を、ｙは０以上４以下の整数を表す］の構造を持ち、複数個のＲまたはＸがＳｉに結合している場合には、ＲまたはＸはそれぞれすべて同じでも良いし、異なっていてもよい。Ｘで表される加水分解基は加水分解によりシラノールを形成して、基板（ガラス）等の下地のヒドロキシル基と反応してシロキサン結合で基板と結合する。一方、Ｒは表面に（ＣＦ_３）等のフルオロ基を有するため、基板等の下地表面を濡れにくい（表面エネルギーが低い）表面に改質する。
【００２７】
そして、紫外光などにより自己組織化膜の官能基（たとえばフルオロ基）を部分的に除去し、ヒドロキシル基を表面に部分的に存在させることにより、撥液性を制御することができる。
【００２８】
自己組織化膜は、上記の原料化合物と被処理体（この例では隔壁１４が形成された基板１０）とを同一の密閉容器中に入れておき、室温の場合は２〜３日程度の間放置することで被処理体の表面に形成される。また、密閉容器全体をたとえば１００℃に保持することにより、３時間程度で自己組織化膜を被処理体の表面に形成できる。以上に述べたのは、気相からの形成法であるが、液相からも自己組織化膜は形成可能である。例えば、原料化合物を含む溶液中に被処理体を浸積し、洗浄、乾燥することで被処理体の表面に自己組織化膜が形成される。
【００２９】
なお、自己組織化膜を形成する前に、被処理体の表面に紫外光を照射したり、溶媒により洗浄したりして、前処理を施すことができる。
【００３０】
（ｃ）塗布工程（アドレス電極の形成）
図４に示すように、導電性粒子を含有する液状体を基板１０上にインクジェット方式で塗布して、アドレス電極に対応したパターンで液状層１８を形成する。
【００３１】
まず、液状体について述べる。
【００３２】
ここで用いられる導電性粒子は、金、銀、銅、パラジウム、ニッケルなどの金属から選択される少なくとも何れかからなる金属粒子の他、導電性ポリマーや超電導体の粒子などが用いられる。本発明では、これらの導電性粒子を溶媒に分散させた液状体を用いる。導電性粒子を分散させるために、導電性粒子表面に有機物などをコーティングして使うこともできる。また、基板に塗布するにあたり、溶剤への分散しやすさとインクジェット法の適用の観点から、導電性粒子の粒径は１ｎｍ以上０．１μｍ以下であることが好ましい。
【００３３】
上記の導電性粒子を溶媒に分散させ液状体を調製する。ここで使用する溶媒は室温での蒸気圧が０．００１ｍｍＨｇ以上２００ｍｍＨｇ以下であるものが好ましい。蒸気圧が２００ｍｍＨｇより高い場合には、塗布膜を形成するときに溶媒が先に蒸発してしまい、良好な塗布膜を形成することが困難となるためである。一方、室温での蒸気圧が０．００１ｍｍＨｇより低い溶媒の場合、乾燥が遅くなり塗布膜中に溶媒が残留しやすくなり、後工程の熱および／または光処理後に良質の導電膜が得られにくい。また、上記液状体の塗布をインクジェットによって行なう場合には、溶媒の蒸気圧は０．００１ｍｍＨｇ以上５０ｍｍＨｇ以下であることが望ましい。蒸気圧が５０ｍｍＨｇより高い場合には、インクジェット装置で液滴を吐出する際に乾燥によるノズル詰まりが起こり易く、安定な吐出が困難となるためである。一方、蒸気圧が０．００１ｍｍＨｇより低い場合には、吐出したインクの乾燥が遅くなり導電層中に溶媒が残留し易くなり、後工程の熱処理後にも良質の導電層が得られ難い。
【００３４】
溶媒としては、上記の導電性粒子を分散できるもので、凝集を起こさないものであれば特に限定されないが、水の他に、メタノール、エタノール、プロパノール、ブタノールなどのアルコール類、ｎ−ヘプタン、ｎ−オクタン、デカン、トルエン、キシレン、シメン、デュレン、インデン、ジペンテン、テトラヒドロナフタレン、デカヒドロナフタレン、シクロヘキシルベンゼンなどの炭化水素系溶媒、またエチレングリコールジメチルエーテル、エチレングリコールジエチルエーテル、エチレングリコールメチルエチルエーテル、ジエチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールジエチルエーテル、ジエチレングリコールメチルエチルエーテル、１，２−ジメトキシエタン、ビス（２−メトキシエチル）エーテル、ｐ−ジオキサンなどのエーテル系溶媒、更にプロピレンカーボネート、γ−ブチロラクトン、Ｎ−メチル−２−ピロリドン、ジメチルホルムアミド、ジメチルスルホキシド、シクロヘキサノンなどの極性溶媒を挙げることができる。これらのうち、導電性粒子の分散性と分散液の安定性、またインクジェット法への適用のし易さの点で、水、アルコール類、炭化水素系溶媒、エーテル系溶媒が好ましく、更に好ましい溶媒としては水、炭化水素系溶媒を挙げることができる。これらの溶媒は、単独でも、あるいは２種以上の混合物としても使用できる。
【００３５】
導電性粒子を溶媒に分散する場合の溶質濃度は、好ましくは１重量％以上８０重量％以下であり、所望の導電層の膜厚に応じて調整することができる。溶質の濃度が８０重量％を超えると凝集をおこしやすくなり、均一な塗布膜が得にくい。ここで「溶質濃度」とは溶媒に対する導電性粒子の重量割合をいう。
【００３６】
導電性粒子の分散液は、目的の機能を損なわない範囲で必要に応じてフッ素系、シリコーン系、ノニオン系などの表面張力調節材を微量添加することができる。ノニオン系表面張力調節材は、溶液の塗布対象物への濡れ性を良好化し、塗布した膜のレベリング性を改良し、塗膜のぶつぶつの発生、ゆず肌の発生などの防止に役立つものである。
【００３７】
導電性粒子の分散液の粘度は１ｍＰａ・ｓ以上５０ｍＰａ・ｓ以下であることが好ましい。インクジェットにて液状体を塗布する場合、粘度が１ｍＰａ・ｓより小さい場合にはノズル周辺部がインクの流出により汚染されやすく、また粘度が５０ｍＰａ・ｓより大きい場合は、ノズル孔での目詰まり頻度が高くなり円滑な液滴の吐出が困難となるためである。
【００３８】
さらに、導電性粒子の分散液の表面張力は、２０ｄｙｎ／ｃｍ以上７０ｄｙｎ／ｃｍ以下の範囲に入ることが望ましい。インクジェットにて液状体を塗布する場合、表面張力が２０ｄｙｎ／ｃｍ未満であると、液状体のノズル面に対する濡れ性が増大するため飛行曲りが生じ易くなり、７０ｄｙｎ／ｃｍを超えるとノズル先端でのメニスカスの形状が安定しないため液状体の吐出量、吐出タイミングの制御が困難になることがある。
【００３９】
以上の導電性粒子の分散液からなる液状体をインクジェット法により吐出する。基板１０上に付与される液滴の間隔は、吐出周波数、インクジェットヘッドおよび基板の相対速度を制御することによって制御する。
【００４０】
前記アドレス電極を形成する工程は、基板上に液状体をインクジェットにより塗布して液状層を形成する第１工程と、前記液状層を熱処理によって導電層に変換する第２工程と、を有することができる。
【００４１】
前記第１工程でインクジェットによって液滴を基板に付与する方法は、例えば液状体の液滴と基板との接触角によって選択することができる。
【００４２】
（１）前記接触角が３０［ｄｅｇ］以上６０［ｄｅｇ］以下の場合には、以下の方法をとることができる。
【００４３】
前記第１工程において、基板上に付与された互いに隣り合う液状体の液滴の中心間の距離が、基板上に付与された後の液滴の半径と、基板上に付与される前の液滴の半径との和よりも大きく、かつ基板上に付与された後の液滴の直径よりも小さくなるように、液状体が吐出される。
【００４４】
この方法によれば、インクジェット液滴を、既に基板上に付与された液滴に直接当てることなく、基板着弾後の液滴の広がりによって既に基板上に付与された液滴と繋がるように吐出することができる。そのため、インクジェット液滴が既に基板上に付与された液滴に直接当たる際に生じる衝撃により液状層のラインにイレギュラーが生じ、断線等の不具合が発生するのを防止することができる。また基板上の液滴の直径よりも小さい間隔で吐出することで、液滴が互いに繋がらないために液状層のラインがとぎれることを防ぐことができる。
【００４５】
また、前記第１工程において、基板上に付与された互いに隣り合う液状体の液滴が、互いに該液滴の直径の１％以上１０％以下の重なりを生じるように、前記液状体が吐出される。
【００４６】
この方法によれば、液滴の重なりを直径の１０％以下とすることにより、塗布される液状体が過剰になるの防ぎ、バルジの発生を防止することができる。また、液滴の重なりを直径の１％以上とすることにより、吐出位置の精度誤差により液滴同士の重なりが生じなくなるのを防ぎ、液状層がとぎれることを防ぐことができる。
【００４７】
前記第１工程と前記第２工程とを経た後、さらに、前記第１工程と前記第２工程と同様の工程を有することができる。この方法によれば、第２工程後も基板は撥液性を有する一方、変換された導電層は親液性を有することになる。したがって、変換された導電層上に重ねて液状体を塗布することにより、液状体が基板上に流れることなく導電層上に留まり、線幅を大きくすることなく更に厚膜の導電層（アドレス電極）を形成することができる。
【００４８】
さらに、前記第１工程と前記第２工程との間に、液状層を乾燥させて膜を形成する工程と、該膜上にさらに液状体をインクジェットにより塗布する工程と、を有することができる。
【００４９】
ここで、「乾燥させる工程」とは、溶剤の一部または全部を除去する工程であって、この工程だけでは粒子間の電気的接触は十分に得られない程度の乾燥工程であり、第２工程よりも低い温度での熱処理によって行なわれる。乾燥工程後も基板は撥液性を有する一方、乾燥した液状体は単に溶剤を飛ばしただけのものであるから溶剤に対してある程度の再溶解性を有する。そのため、重ねて塗布された液滴と乾燥した液状体の界面は高粘度化して重ねて塗布された液状体は移動しにくくなる。そのために、その上に重ねて塗布することによりバルジが発生することなく更に厚膜の導電層を形成することができる。また、乾燥工程は第２工程よりも低い温度での熱処理によって行なわれるため、導電層への変換後に重ねて吐出する場合に比べて処理時間が短縮でき、使用エネルギーも少なくてすむ。
【００５０】
（２）前記接触角が６０［ｄｅｇ］以上の場合には、液状体の付与方法として以下の方法をとることができる。
【００５１】
液状体を基板上に付与した後の液滴の直径よりも大きいピッチで吐出する第１吐出工程と、液状体を第１吐出工程における吐出位置と異なる位置に、基板上に付与した後の液滴の直径よりも大きいピッチで吐出する第２吐出工程とを有することができる。
【００５２】
「基板上に付与した後の液滴の直径」とは、吐出された液滴が基板上に着弾した後に自然に広がり、その後乾燥に伴って縮小する間の最大直径をいう。すなわち、「基板上に着弾した後の液滴の直径よりも大きいピッチで吐出する」ことにより、続けて吐出する液滴が、着弾後に自然に広がった後も、互いに離間して接しないように吐出することを意味する。
【００５３】
また、「異なる位置」とは、液滴の中心位置が異なることを意味し、第１吐出工程によって吐出される液滴と第２吐出工程によって吐出される液滴とは、互いに部分的に重なるか、あるいは完全に重ならないものである。
【００５４】
この方法によれば、第１吐出工程においても、第２吐出工程においても、液滴と液滴とが基板上の膜形成領域に互いに離間して吐出される。そのため、液滴が互いに合体してバルジを生じることがない。
【００５５】
また、第１吐出工程と第２吐出工程とで吐出位置が異なるため、第１吐出工程による液滴の間隙を第２吐出工程により埋めていくことができる。なお、第２吐出工程において吐出される液滴が第１吐出工程において吐出された液滴と部分的に重なることは差し支えない。すなわち、第１吐出工程において吐出された液滴は、ある程度、または完全に乾燥が進行しているので、両工程の液滴が互いに合体してバルジを生じる危険性が、同一の工程で重なり合う液滴を続けて吐出する場合と比較して低くなるからである。
【００５６】
この方法によれば、バルジが生じる危険性が軽減されるので、基板の撥液性を高め、基板と液体との接触角を大きくすることができる。そのため、細線化、厚膜化が可能となる。
【００５７】
さらに、前記第２吐出工程の後に、液状体の液滴を、前記第１吐出工程におけるピッチよりも小さいピッチで吐出する第３吐出工程を有することができる。
【００５８】
第１吐出工程および第２吐出工程により吐出した液滴が完全に、またはある程度乾燥した部分は焼結していないため溶剤に対する再溶解性がある。そのため、第３吐出工程により吐出される液体は下地との界面で高粘度化して移動しにくくなる。そのため、この方法によれば、第３吐出工程により吐出される液滴を膜形成領域に留めることが容易になる。したがって、第３吐出工程におけるピッチは、第１吐出工程におけるピッチよりも小さいピッチで吐出することが可能となり、厚膜化を効率的に進めることが可能となる。
【００５９】
特に、第３吐出工程におけるピッチは、基板上に着弾した後の液滴の直径以下とすることが好ましい。すなわち、第３吐出工程における液滴は、着弾後互いに接触するようなピッチとすることが好ましい。これにより、厚膜化を効率的に進めることが可能となる。
【００６０】
なお、第３吐出工程は、第１吐出工程および第２吐出工程による液滴ができるだけ乾燥した後に行うことが好ましいが、完全に乾燥するまで待つ必要はない。完全でなくともある程度乾燥が進行していれば、異なる吐出工程間の液滴が互いに合体してバルジを生じる危険性が、同一の工程で重なり合う液滴を続けて吐出する場合と比較して低くなるからである。
【００６１】
第３吐出工程は、第１吐出工程および第２吐出工程によって、あるいは第１吐出工程および第２吐出工程の後に、さらに別の吐出工程を１回以上行うことによって、連続した線状の膜パターンが形成されてから行うことが好ましい。これにより、第３吐出工程により吐出される液滴を膜形成領域に留めることがより容易になる。また、第３吐出工程は、１回だけでなく複数回行うことが好ましい。これにより、一層の厚膜化が達成できる。
【００６２】
ついで、熱処理工程について述べる。
【００６３】
液状層１８が所定パターンで塗布された基板１０（図４参照）は、溶媒を除去し、導電性粒子間の電気的接触をよくするために、熱処理に供される。熱処理は通常大気中で行なわれるが、必要に応じて、窒素、アルゴン、ヘリウムなどの不活性ガス雰囲気中で行なうこともできる。上記の熱処理の処理温度は溶媒の沸点（蒸気圧）、圧力および粒子の熱的挙動により適宜定めればよく、特に限定されるものではないが室温以上３００℃以下で行なうことが望ましい。
【００６４】
熱処理は、通常のホットプレート、電気炉などによる処理の他、ランプアニールによって行なうこともできる。ランプアニールに使用する光の光源としては、特に限定されないが、赤外線ランプ、キセノンランプ、ＹＡＧレーザー、アルゴンレーザー、炭酸ガスレーザー、ＸｅＦ、ＸｅＣｌ、ＸｅＢｒ、ＫｒＦ、ＫｒＣｌ、ＡｒＦ、ＡｒＣｌなどのエキシマレーザーなどを光源として使用することができる。これらの光源は一般には、出力１０Ｗ以上５０００Ｗ以下の範囲のものが用いられるが、本実施の形態では１００Ｗ以上１０００Ｗ以下の範囲で十分である。
【００６５】
図５に示すように、以上の工程によりアドレス電極２０が形成される。
【００６６】
（ｄ）誘電体層、保護層および蛍光体層の形成
図６に示すように、アドレス電極２０が形成された基板１０の表面および隔壁１４の表面に低融点ガラスからなるペーストを全面的に塗布し、これを焼結して誘電体層２２を形成する。ついで、必要な場合には誘電体層２２の表面にたとえばＭｇＯをスパッタによって全面に成膜し、保護層２４を形成する。ついで、隔壁１４の相互間に蛍光体をスクリーン印刷またはインクジェットによって供給して、蛍光体層２６を形成する。蛍光体層２６は、赤、緑および青のいずれかの蛍光を発生するもので、赤色蛍光体層２６（Ｒ）、緑色蛍光体層２６（Ｇ）および青色蛍光体層２６（Ｂ）を有する。以上の工程により本実施の形態にかかるプラズマディスプレイの背面版１００が完成する。
【００６７】
（ｅ）前面板の形成
前面板２００の形成は、通常の公知の方法で行なう。すなわち、ガラス基板４０に透明導電膜からなる表示電極４２を、アドレス電極２０と直交する方向にストライプ状に所定の間隔でフォトリソグラフィにて形成する。次に、抵抗の高い表示電極４２を補うために、表示電極４２に沿うようにバス電極を形成する。バス電極はフォトリソグラフィ、スクリーン印刷、インクジェット法などの方法により形成される。さらに、これらを覆う誘電体層４４と、誘電体層４４を覆うＭｇＯなどからなる保護層４６を形成する。これによって、本実施の形態にかかるプラズマディスプレイの前面板２００が完成する。
【００６８】
（ｆ）パネル工程
完成した前面板１００と背面板２００とを、アドレス電極２０と表示電極４２が互いに直交するように、所定の位置で位置合わせして対向させ、基板の周囲にあらかじめ設けた図示しないシール層によって溶着させて封着して、その後前面板２００と背面板１００で挟まれた放電空間を排気して希ガスを封入してパネル化する。最後に、パネルの周囲から配線し、ドライバなどを実装し、さらに筐体に組み立てて、本実施の形態にかかるプラズマディスプレイの完成となる。
【００６９】
２．プラズマディスプレイ
本発明のプラズマディスプレイについて説明する。図７は、本実施の形態にかかるプラズマディスプレイ１０００の分解斜視図を示す。このプラズマディスプレイ１０００は、互いに対向して配置された本発明の実施の形態１の製造方法で製造された背面板１００と、前面板２００とから概略構成される。
【００７０】
放電表示部５０は、複数の放電室３０が集合されてなり、複数の放電室３０のうち、赤色放電室３０（Ｒ）、緑色放電室３０（Ｇ）、青色放電室３０（Ｂ）の３つの放電室３０の対と、全面板２００上の１対の表示電極４２とで規定される長方形状の領域が１画素を構成するように配置されている。
【００７１】
前面板２００は、ガラス基板４０と、アドレス電極２０と直交する方向にストライプ状に所定の間隔で形成された透明導電膜からなる表示電極４２と、表示電極４２に沿うように形成されたバス電極と、これらを覆う誘電体層４４と、誘電体層４４を覆うＭｇＯなどからなる保護層４６と、を有し、公知の方法で製造されている。
【００７２】
そして、アドレス電極２０と表示電極４２は図示しない交流電源を含む表示用のドライバに接続され、各電極に通電することで必要な位置の放電表示部５０において蛍光体層２６を励起発光させて、カラー表示ができるようになっている。本実施の形態のプラズマディスプレイ１０００によれば、上記各電極の断線や短絡等の不良が生じにくく、しかも、小型化、薄型化が可能である。
【００７３】
３．実施例
実施例１
ガラス基板にフォトリソグラフィでレジストパターンを形成して、直接サンドブラストを行って基板上に隔壁を形成した。ついで、基板および隔壁の表面全体に撥液処理を行った。具体的には、隔壁を形成した基板前面に、波長２５４ｎｍの紫外線を１０ｍＷ／ｃｍ^２の強度で１０分間照射して洗浄を行った。これにより、基板および隔壁の表面は親液性となる。この隔壁を有する基板と、ヘプタデカルフルオロ−１，１，２，２，−テトラヒドロデシルトリエトキシシラン１ｇとを容量５０リットルの密閉容器に入れて、１２０℃にて２時間放置した。これにより、基板と隔壁の表面全体にフルオロアルキル基を有する単分子膜が形成された。この表面と後述の金属粒子が分散された液状体（インク）の接触角は７０［ｄｅｇ］であった。さらに、この基板に紫外線を２分間照射し、基板の表面（紫外線が垂直に当たっている面）の接触角を３０［ｄｅｇ］とし、隔壁の表面の接触角を５０［ｄｅｇ］とした。
【００７４】
ついで、インクジェットにてアドレス電極を形成した。インクとしては、直径１ｎｍ程度の銀の超粒子が有機溶剤に分散された液状体を用いた。これは真空冶金社製の超粒子分散液（商品名；パーフェクトシルバー）の溶媒をテトラデカンに置換して、さらに粘度を調整したものである。この分散液の粘度は８ｃｐ、表面張力は２５ｄｙｃ／ｃｍであった。このインクをセイコーエプソン（株）社製のインクジェットプリンターヘッド（市販プリンタ商品名ＰＭ９５０Ｃと同等のヘッドを耐有機溶剤仕様に改造したもの）を用いて基板上の隔壁間に所定パターンで吐出した。
【００７５】
液滴の大きさは約５ピコリットルであり、その直径は２０μｍであった。この液滴は基板に着弾後は４０μｍ程度に広がった。このような液滴を３８μｍごとに（隣接した基板上の液滴と２μｍ、すなわち液滴の直径の５％の重なりが生じるように）吐出し、ライン状のパターンを形成した。基板の表面は撥液処理されているため、液滴が滲むようなことは無く、正確なエッジ形状のラインが形成された。
【００７６】
さらに、その後基板全体を大気中で３００℃にて３０分焼成し、膜厚０．５μｍ、幅８０μｍ、抵抗率２μΩｃｍのアドレス電極を形成した。また、撥液性の単分子膜は紫外線照射によってある程度分解されているため、３００℃での焼成後の基板とアドレス電極との密着は良好であった。
【００７７】
その後は、前述した方法により低融点ガラス層を全面に塗布・焼成して誘電体膜を形成、この時６００℃程度の焼成を行なうため、前述の撥液性単分子膜は完全に分解される。その後さらに、必要に応じてＭｇＯを全面にスパッタして保護層を形成し、蛍光体をスクリーン印刷またはインクジェットで成膜して蛍光体層を形成し、プラズマディスプレイの背面板を製造した。
【００７８】
一方、前面板を通常の方法によって形成した。その後、背面板と前面板を張り合わせてプラズマディスプレイを形成した。
【００７９】
実施例２
実施例１と同様に、紫外線を照射した後、隔壁を有する基板とヘプタデカルフルオロ−１，１，２，２，−テトラヒドロデシルトリエトキシシラン１ｇとを容量５０リットルの密閉容器に入れて、１２０℃にて２時間放置した。これにより、基板と隔壁の表面全体にフルオロアルキル基を有する単分子膜が形成された。この表面と実施例１のインクとの接触角は７０［ｄｅｇ］であった。
【００８０】
次に、アドレス電極の形成では、実施例１と同じインクを同様に吐出すると、接触角７０［ｄｅｇ］の基板上では直径３０μｍに広がった。この液滴を３５μｍ間隔で重ならないように隔壁の相互間に吐出した後、基板全体に１００℃の熱風を１５秒間吹き付けて溶剤の乾燥を行った。次に、一回目の吐出で形成された導電層の中間点に二回目の液滴の吐出を行い、これにより基板上の導電層を連続させた。さらに導電層の膜厚が必要な場合は、これらの工程（熱風乾燥と液滴の吐出）を繰り返す。ついで、実施例１と同様に、３００℃で３０分の焼成を行い、アドレス電極を形成した。二回の吐出を行った場合では、膜厚１μｍ、幅４０μｍ、抵抗率２μΩｃｍのアドレス電極が形成された。以降は実施例１と同様にしてプラズマディスプレイを形成した。
【００８１】
以上、本発明の好適な実施の形態について述べたが、本発明はこれらの限定されず、発明の要旨の範囲内で各種の態様をとりうる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態にかかるプラズマディスプレイの製造工程を示す断面図である。
【図２】本発明の実施の形態にかかるプラズマディスプレイの製造工程を示す断面図である。
【図３】本発明の実施の形態にかかるプラズマディスプレイの製造工程を示す断面図である。
【図４】本発明の実施の形態にかかるプラズマディスプレイの製造工程を示す断面図である。
【図５】本発明の実施の形態にかかるプラズマディスプレイの製造工程を示す断面図である。
【図６】本発明の実施の形態にかかるプラズマディスプレイの製造工程を示す断面図である。
【図７】本発明の実施の形態にかかるプラズマディスプレイを示す分解斜視図である。
【符号の説明】
１０基板
１２レジスト層
１４隔壁
１６撥液層
１８液状層
２０アドレス電極
２２誘電体層
２４保護層
２６蛍光体層
３０放電室
１００背面板
２００前面板
１０００プラズマディスプレイ[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a plasma display and a manufacturing method thereof.
[0002]
[Background]
Usually, the back plate of a plasma display having address electrodes is formed as follows. That is, address electrodes are formed on a glass substrate. The address electrode can be formed by forming a conductive layer on a glass substrate by sputtering and then patterning it by photolithography, or by screen printing. A dielectric layer is formed by applying a paste composed mainly of low-melting glass on a glass substrate on which address electrodes are formed and then baking. A protective layer made of MgO is formed on the dielectric layer by sputtering. On the protective layer, screen-printing a paste material mainly composed of low melting point glass, or forming a resist pattern on the above-mentioned paste with a solid, and removing unnecessary parts by sandblasting to form partition walls To do. Thereafter, a phosphor layer is formed by screen printing in the area partitioned by the partition walls.
[0003]
Such a method has the following problems in forming address electrodes, for example. That is, in the method of forming a conductive layer by sputtering and then patterning by photolithography, unnecessary portions of the conductive layer are removed by etching, so the material of the conductive layer is larger than the amount actually required. Cost. When expensive silver is used as the material of the conductive layer, the manufacturing cost is further increased. On the other hand, in the method by screen printing, it is necessary to replace the screen plate at a printing frequency of 1000 to 2000, which also increases the manufacturing cost. In the method by screen printing, the minimum pattern size that can be printed is determined from the mesh pitch of the screen plate, and it is difficult to form a pattern of 100 μm or less.
[0004]
Further, in the conventional method, the partition walls are formed by screen printing or sand blasting after a plurality of steps, so that the partition yields and the yield of the whole process is not good. Thus, the conventional method has a problem that the cost is high and the yield is low.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
It is an object of the present invention to provide a method capable of manufacturing a plasma display at a low cost and a high yield, and a plasma display obtained by such a manufacturing method.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
A method for manufacturing a plasma display according to the present invention includes:
Forming a partition on the substrate;
Liquid repellent treatment of the surface of the substrate and the partition;
Applying a liquid material containing conductive particles to the substrate by ink jet to form an address electrode having a predetermined pattern;
including.
[0007]
According to the manufacturing method of the present invention, since the liquid material is applied by ink jetting onto the substrate whose surface has been subjected to liquid repellency treatment, the spread of droplets after landing on the substrate can be moderately suppressed. The conductive layer (address electrode) can be formed.
[0008]
In addition, according to the manufacturing method of the present invention, since the conductive layer can be drawn directly by ink jetting, a plurality of steps are not required unlike patterning of the conductive layer by photolithography, so that the process can be simplified. Furthermore, according to the manufacturing method of the present invention, since the conductive layer can be drawn directly by inkjet, the pattern of the conductive layer is not so limited by the surface shape of the substrate. It is possible to easily form a desired conductive layer, for example, by adjusting the line width of the conductive layer.
[0009]
In the present invention, the following various aspects can be taken.
[0010]
(A) A liquid repellent layer can be formed on the surface of the substrate and the partition wall by the liquid repellent treatment. As the liquid repellent layer, a monomolecular film, a film in which a plurality of monomolecular films are laminated, a polymer film, or the like can be used.
[0011]
(B) By the liquid repellent treatment, the surface of the substrate and the partition wall can make the contact angle of the liquid material within an appropriate range, for example, 30 [deg] or more and 120 [deg] or less. When the contact angle between the substrate and the liquid is 30 [deg] or more, wetting and spreading of the landed droplets can be suppressed during the ejection of the droplets. If the contact angle between the substrate and the liquid material exceeds 120 [deg], the ejected droplets may not stay at the landing position but may move on the substrate.
[0012]
(C) The step of forming the address electrode includes a first step of forming a liquid layer by applying the liquid material on the substrate by inkjet, and a second step of converting the liquid layer into a conductive layer by heat treatment. , Can have.
[0013]
The plasma display according to the present invention is manufactured by the plasma display manufacturing method of the present invention.
[0014]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
[0015]
1. Manufacturing method of plasma display
1-6 is sectional drawing which shows typically the manufacturing method of the plasma display concerning this Embodiment.
[0016]
(A) Formation of partition walls
As shown in FIG. 1, a sandblast resistant resist layer 12 is formed on a substrate 10 in a predetermined pattern. As the substrate 10, for example, quartz glass other than low-melting glass, glass, or the like can be used.
[0017]
Next, as shown in FIG. 2, the substrate 10 is cut by sandblasting to form the partition wall 14. Thereafter, the resist layer 12 is removed.
[0018]
The resist layer 12 can be formed by patterning by photolithography using a dry film resist or a liquid resist.
[0019]
In the illustrated example, since the partition wall 14 is formed by cutting the substrate 10, the substrate 10 and the partition wall 14 can be integrally formed. The partition 14 formed in this way has higher mechanical strength than the partition formed by other methods.
[0020]
The formation method of the partition 14 is not limited to the method mentioned above, A well-known method can be used. For example, after applying a paste mainly composed of low melting point glass on a substrate and drying, a resist layer as shown in FIG. 1 is formed, and then the low melting point glass layer is cut by sandblasting to form a partition wall. can do. In addition, a paste mainly composed of low-melting glass is applied on a substrate by screen printing and then sintered, and this operation is repeated until the low-melting glass layer has a predetermined film thickness to form partition walls. You can also. Furthermore, patterning a resist on the non-partitioned part, pouring a paste-like partitioning material into a place where there is no resist, removing the resist and forming it comfortably, coating the photosensitive paste material with a solid, then developing directly A method of forming, a method of forming by pressing a metal mold with a partition wall after coating the paste with a solid, and the like can be used.
[0021]
(B) Surface treatment (formation of liquid repellent layer)
As shown in FIG. 3, a liquid repellent treatment is performed by forming a self-assembled film made of fluoroalkylsilane or the like on the surface of the substrate 10 and the partition wall 14 formed on the substrate 10. By this liquid repellent treatment, a liquid repellent layer 16 made of a self-assembled film is formed. The liquid repellent layer 16 allows the liquid containing conductive particles to have a predetermined contact angle with respect to the entire surface of the substrate 10 and the partition wall 14. As described above, the contact angle with respect to the liquid containing the conductive particles is preferably 30 [deg] or more and 120 [deg] or less.
[0022]
The organic molecular film for treating the substrate surface has a functional group that can bind to the substrate and a functional group that modifies the surface properties of the substrate, such as a lyophilic group or a liquid-repellent group (controlling the surface energy) And a carbon straight chain or a partially branched carbon chain connecting these functional groups, and is bonded to a substrate and self-assembles to form a molecular film, for example, a monomolecular film.
[0023]
A self-assembled film is a compound composed of a binding functional group capable of reacting with a constituent atom of an underlayer such as a substrate and other linear molecules, and having extremely high orientation due to the interaction of the linear molecules Is a film formed by orienting. Since this self-assembled film is formed by orienting single molecules, the film thickness can be extremely reduced, and the film is uniform at the molecular level. That is, since the same molecule is located on the surface of the film, uniform and excellent liquid repellency and lyophilicity can be imparted to the surface of the film.
[0024]
For example, when fluoroalkylsilane is used as the compound having high orientation, each compound is oriented so that the fluoroalkyl group is located on the surface of the film, and a self-assembled film is formed. Uniform liquid repellency is imparted to the surface.
[0025]
Examples of the compound that forms such a self-assembled film include heptadecafluoro-1,1,2,2 tetrahydrodecyltriethoxysilane, heptadecafluoro-1,1,2,2 tetrahydrodecyltrimethoxysilane, heptadeca Fluoro-1,1,2,2 tetrahydrodecyltrichlorosilane, tridecafluoro-1,1,2,2 tetrahydrooctyltriethoxysilane, tridecafluoro-1,1,2,2 tetrahydrooctyltrimethoxysilane, trideca Fluoroalkylsilanes (hereinafter referred to as “FAS”) such as fluoro-1,1,2,2 tetrahydrooctyltrichlorosilane, trifluoropropyltrimethoxysilane, and the like. In use, it is preferable to use one compound alone, but the use of a combination of two or more compounds is not limited as long as the intended purpose of the present invention is not impaired. In the present invention, it is preferable to use the FAS as the compound for forming the self-assembled film in order to provide adhesion to the substrate and good liquid repellency.
[0026]
FAS generally has the structural formula RnSiX _(4-n) It is represented by Here, n represents an integer of 1 to 3, and X is a hydrolyzable group such as a methoxy group, an ethoxy group, or a halogen atom. R is a fluoroalkyl group, and (CF ₃ ) (CF ₂ ) _x (CH ₂ ) _y [Where x is an integer of 0 or more and 10 or less, y is an integer of 0 or more and 4 or less], and when a plurality of R or X are bonded to Si, R or X is Each may be the same or different. The hydrolyzable group represented by X forms silanol by hydrolysis and reacts with the hydroxyl group of the base such as the substrate (glass) to bond to the substrate with a siloxane bond. On the other hand, R is on the surface (CF ₃ ) And the like, the base surface of the substrate or the like is modified to a surface that is difficult to wet (surface energy is low).
[0027]
And the liquid repellency can be controlled by partially removing the functional group (for example, fluoro group) of the self-assembled film with ultraviolet light or the like and allowing the hydroxyl group to partially exist on the surface.
[0028]
In the self-assembled film, the raw material compound and the object to be processed (the substrate 10 on which the partition wall 14 is formed in this example) are placed in the same sealed container. By leaving it, it is formed on the surface of the object to be processed. Further, by maintaining the entire sealed container at, for example, 100 ° C., a self-assembled film can be formed on the surface of the object to be processed in about 3 hours. What has been described above is the formation method from the gas phase, but the self-assembled film can also be formed from the liquid phase. For example, the self-assembled film is formed on the surface of the object to be processed by immersing the object to be processed in a solution containing the raw material compound, washing and drying.
[0029]
Note that before the self-assembled film is formed, pretreatment can be performed by irradiating the surface of the object to be processed with ultraviolet light or washing with a solvent.
[0030]
(C) Application process (formation of address electrode)
As shown in FIG. 4, a liquid material containing conductive particles is applied onto the substrate 10 by an ink jet method to form a liquid layer 18 with a pattern corresponding to the address electrodes.
[0031]
First, the liquid material will be described.
[0032]
The conductive particles used here include metal particles made of at least one selected from metals such as gold, silver, copper, palladium, and nickel, as well as conductive polymer particles and superconductor particles. In the present invention, a liquid in which these conductive particles are dispersed in a solvent is used. In order to disperse the conductive particles, the surface of the conductive particles can be coated with an organic substance or the like. Moreover, when apply | coating to a board | substrate, it is preferable that the particle size of electroconductive particle is 1 nm or more and 0.1 micrometer or less from a viewpoint of the ease of disperse | distributing to a solvent and application of the inkjet method.
[0033]
A liquid is prepared by dispersing the conductive particles in a solvent. The solvent used here is preferably one having a vapor pressure at room temperature of 0.001 mmHg to 200 mmHg. When the vapor pressure is higher than 200 mmHg, the solvent evaporates first when forming the coating film, making it difficult to form a good coating film. On the other hand, in the case of a solvent having a vapor pressure lower than 0.001 mmHg at room temperature, drying is slow and the solvent tends to remain in the coating film, and it is difficult to obtain a high-quality conductive film after heat and / or light treatment in the subsequent process. . Further, when the liquid material is applied by ink jetting, the vapor pressure of the solvent is preferably 0.001 mmHg or more and 50 mmHg or less. This is because, when the vapor pressure is higher than 50 mmHg, nozzle clogging due to drying tends to occur when droplets are ejected by the ink jet apparatus, and stable ejection becomes difficult. On the other hand, when the vapor pressure is lower than 0.001 mmHg, drying of the ejected ink is delayed, and the solvent tends to remain in the conductive layer, and it is difficult to obtain a high-quality conductive layer even after the heat treatment in the subsequent step.
[0034]
The solvent is not particularly limited as long as it can disperse the above conductive particles and does not cause aggregation. In addition to water, alcohols such as methanol, ethanol, propanol and butanol, n-heptane, n -Hydrocarbon solvents such as octane, decane, toluene, xylene, cymene, durene, indene, dipentene, tetrahydronaphthalene, decahydronaphthalene, cyclohexylbenzene, ethylene glycol dimethyl ether, ethylene glycol diethyl ether, ethylene glycol methyl ethyl ether, diethylene glycol Dimethyl ether, diethylene glycol diethyl ether, diethylene glycol methyl ethyl ether, 1,2-dimethoxyethane, bis (2-methoxyethyl) ether, p-dio Ether solvents, propylene carbonate, such as Sun, .gamma.-butyrolactone, N- methyl-2-pyrrolidone, dimethylformamide, dimethyl sulfoxide, can be mentioned polar solvents such as cyclohexanone. Of these, water, alcohols, hydrocarbon solvents, and ether solvents are preferred and more preferred solvents in view of the dispersibility of the conductive particles, the stability of the dispersion, and the ease of application to the ink jet method. Examples thereof include water and hydrocarbon solvents. These solvents can be used singly or as a mixture of two or more.
[0035]
The solute concentration in the case where the conductive particles are dispersed in the solvent is preferably 1% by weight or more and 80% by weight or less, and can be adjusted according to the desired film thickness of the conductive layer. When the concentration of the solute exceeds 80% by weight, aggregation tends to occur and it is difficult to obtain a uniform coating film. Here, the “solute concentration” refers to the weight ratio of the conductive particles to the solvent.
[0036]
A small amount of a surface tension adjusting material such as a fluorine-based material, a silicone-based material, or a nonionic-based material can be added to the dispersion of conductive particles as necessary within a range that does not impair the intended function. Nonionic surface tension modifiers improve the wettability of the solution to the application target, improve the leveling of the applied film, and help prevent the occurrence of coating crushing and the formation of distorted skin. .
[0037]
The viscosity of the conductive particle dispersion is preferably 1 mPa · s or more and 50 mPa · s or less. When applying a liquid material by inkjet, if the viscosity is less than 1 mPa · s, the nozzle periphery is easily contaminated by the outflow of the ink, and if the viscosity is more than 50 mPa · s, clogging frequency in the nozzle holes This is because it becomes difficult to smoothly discharge droplets.
[0038]
Furthermore, it is desirable that the surface tension of the dispersion liquid of conductive particles be in the range of 20 dyn / cm or more and 70 dyn / cm or less. When applying a liquid material by inkjet, if the surface tension is less than 20 dyn / cm, the wettability of the liquid material with respect to the nozzle surface increases and flight bending is likely to occur, and if it exceeds 70 dyn / cm, Since the meniscus shape is not stable, it may be difficult to control the discharge amount and discharge timing of the liquid.
[0039]
A liquid material composed of the above dispersion of conductive particles is discharged by an ink jet method. The interval between the droplets applied on the substrate 10 is controlled by controlling the ejection frequency, the relative speed of the inkjet head and the substrate.
[0040]
The step of forming the address electrode includes a first step of forming a liquid layer by applying a liquid material on a substrate by inkjet, and a second step of converting the liquid layer into a conductive layer by heat treatment. it can.
[0041]
The method of applying droplets to the substrate by inkjet in the first step can be selected, for example, depending on the contact angle between the liquid droplet and the substrate.
[0042]
(1) When the contact angle is 30 [deg] or more and 60 [deg] or less, the following method can be employed.
[0043]
In the first step, the distance between the droplets of the liquid droplets adjacent to each other applied on the substrate is the radius of the droplet after being applied on the substrate and the liquid before being applied on the substrate. The liquid material is ejected so as to be larger than the sum of the droplet radii and smaller than the droplet diameter after being applied on the substrate.
[0044]
According to this method, an inkjet droplet is ejected so as to be connected to a droplet already applied on the substrate by spreading of the droplet after landing on the substrate without directly hitting the droplet already applied on the substrate. be able to. Therefore, it is possible to prevent the occurrence of irregularities such as disconnection due to irregularities in the lines of the liquid layer due to the impact generated when the ink jet droplets directly hit the droplets already applied on the substrate. Further, by discharging at intervals smaller than the diameter of the droplets on the substrate, the droplets are not connected to each other, so that the liquid layer line can be prevented from being interrupted.
[0045]
Further, in the first step, the liquid material is discharged so that liquid droplets adjacent to each other applied on the substrate overlap each other by 1% to 10% of the diameter of the liquid droplets. The
[0046]
According to this method, by setting the overlap of droplets to 10% or less of the diameter, it is possible to prevent the applied liquid from becoming excessive and to prevent the occurrence of bulges. Further, by setting the overlap of the droplets to 1% or more of the diameter, it is possible to prevent the droplets from overlapping each other due to the accuracy error of the discharge position, and to prevent the liquid layer from being interrupted.
[0047]
After passing through the first step and the second step, a step similar to the first step and the second step can be further included. According to this method, the substrate remains liquid repellent even after the second step, while the converted conductive layer has lyophilicity. Therefore, by applying the liquid material on the converted conductive layer, the liquid material remains on the conductive layer without flowing on the substrate, and a thicker conductive layer (address electrode) without increasing the line width. ) Can be formed.
[0048]
Furthermore, between the first step and the second step, a step of drying the liquid layer to form a film, and a step of further applying a liquid material on the film by inkjet may be included.
[0049]
Here, the “drying step” is a step of removing a part or all of the solvent, and is a drying step in which electrical contact between particles cannot be sufficiently obtained only by this step. The heat treatment is performed at a temperature lower than that of the process. Even after the drying step, the substrate has liquid repellency, while the dried liquid material is a solution obtained by simply removing the solvent, and thus has a certain degree of re-solubility in the solvent. For this reason, the interface between the liquid droplets applied in layers and the dried liquid material becomes highly viscous, and the liquid material applied in layers is difficult to move. Therefore, a thicker conductive layer can be formed without applying bulges by applying it over the top. In addition, since the drying process is performed by a heat treatment at a temperature lower than that of the second process, the processing time can be shortened and less energy is used than in the case of discharging repeatedly after conversion into the conductive layer.
[0050]
(2) In the case where the contact angle is 60 [deg] or more, the following method can be used as a method for applying the liquid.
[0051]
A first discharge step of discharging the liquid material on the substrate at a pitch larger than the diameter of the droplets, and a liquid after applying the liquid material on the substrate at a position different from the discharge position in the first discharge step. And a second discharge step of discharging at a pitch larger than the diameter of the droplets.
[0052]
The “diameter of the droplet after being applied onto the substrate” refers to the maximum diameter during which the discharged droplet naturally spreads after landing on the substrate and then shrinks with drying. That is, by “discharging at a pitch larger than the diameter of the droplets after landing on the substrate”, the droplets to be discharged continuously do not come into contact with each other even after they naturally spread after landing. It means discharging.
[0053]
In addition, “different positions” means that the center positions of the droplets are different, and the droplets ejected by the first ejection step and the droplets ejected by the second ejection step partially overlap each other. Or do not overlap completely.
[0054]
According to this method, the liquid droplet and the liquid droplet are discharged separately from each other to the film formation region on the substrate in both the first discharge process and the second discharge process. Therefore, the droplets do not coalesce with each other to generate a bulge.
[0055]
In addition, since the discharge positions are different between the first discharge process and the second discharge process, the gap between the droplets in the first discharge process can be filled by the second discharge process. It should be noted that the liquid droplets ejected in the second ejection process may partially overlap the liquid droplets ejected in the first ejection process. That is, since the liquid droplets discharged in the first discharge process have been dried to some extent or completely, there is a risk that the liquid droplets in both processes merge with each other to form a bulge in the same process. It is because it becomes low compared with the case where a droplet is discharged continuously.
[0056]
According to this method, since the risk of bulging is reduced, the liquid repellency of the substrate can be improved and the contact angle between the substrate and the liquid can be increased. For this reason, it is possible to reduce the thickness and the film thickness.
[0057]
Furthermore, after the second discharge step, a third discharge step of discharging liquid droplets at a pitch smaller than the pitch in the first discharge step can be provided.
[0058]
A portion where the droplets discharged in the first discharge step and the second discharge step are completely or partially dried is not sintered, and therefore has re-solubility in the solvent. For this reason, the liquid discharged in the third discharge step becomes highly viscous at the interface with the base and becomes difficult to move. Therefore, according to this method, it becomes easy to keep the droplets discharged in the third discharge step in the film formation region. Therefore, the pitch in the third discharge step can be discharged at a pitch smaller than the pitch in the first discharge step, and the film thickness can be increased efficiently.
[0059]
In particular, the pitch in the third ejection step is preferably set to be equal to or smaller than the diameter of the droplet after landing on the substrate. That is, it is preferable that the droplets in the third ejection step have a pitch that contacts each other after landing. This makes it possible to efficiently increase the film thickness.
[0060]
Note that the third discharge step is preferably performed after the droplets from the first discharge step and the second discharge step are dried as much as possible, but it is not necessary to wait until the droplets are completely dried. If drying is progressing to some extent even if it is not complete, the risk that droplets between different discharge processes will coalesce with each other to form a bulge is lower than when overlapping droplets are discharged continuously in the same process. Because it becomes.
[0061]
The third discharge step is a continuous linear film pattern by performing the first discharge step and the second discharge step or by performing another discharge step one or more times after the first discharge step and the second discharge step. It is preferable to carry out after the formation. This makes it easier to keep the droplets discharged in the third discharge step in the film formation region. In addition, it is preferable to perform the third ejection step not only once but a plurality of times. Thereby, further thickening can be achieved.
[0062]
Next, the heat treatment process will be described.
[0063]
The substrate 10 (see FIG. 4) on which the liquid layer 18 is applied in a predetermined pattern is subjected to heat treatment in order to remove the solvent and improve the electrical contact between the conductive particles. The heat treatment is usually performed in the air, but can also be performed in an inert gas atmosphere such as nitrogen, argon, or helium as necessary. The treatment temperature of the heat treatment may be appropriately determined depending on the boiling point (vapor pressure) of the solvent, the pressure, and the thermal behavior of the particles.
[0064]
The heat treatment can be performed by lamp annealing in addition to the treatment by a normal hot plate, electric furnace or the like. The light source used for lamp annealing is not particularly limited, but excimer laser such as infrared lamp, xenon lamp, YAG laser, argon laser, carbon dioxide laser, XeF, XeCl, XeBr, KrF, KrCl, ArF, ArCl, etc. Can be used as a light source. These light sources generally have an output in the range of 10 W to 5000 W, but in the present embodiment, a range of 100 W to 1000 W is sufficient.
[0065]
As shown in FIG. 5, the address electrode 20 is formed by the above process.
[0066]
(D) Formation of dielectric layer, protective layer and phosphor layer
As shown in FIG. 6, a paste made of low-melting glass is entirely applied to the surface of the substrate 10 on which the address electrodes 20 are formed and the surface of the barrier ribs 14, and this is sintered to form the dielectric layer 22. . Then, if necessary, for example, MgO is formed on the entire surface of the dielectric layer 22 by sputtering to form the protective layer 24. Next, a phosphor is supplied between the barrier ribs 14 by screen printing or ink jetting to form the phosphor layer 26. The phosphor layer 26 generates any one of red, green, and blue fluorescence, and includes a red phosphor layer 26 (R), a green phosphor layer 26 (G), and a blue phosphor layer 26 (B). . The back plate 100 of the plasma display according to the present exemplary embodiment is completed through the above steps.
[0067]
(E) Formation of front plate
The front plate 200 is formed by a generally known method. That is, the display electrodes 42 made of a transparent conductive film are formed on the glass substrate 40 by photolithography at predetermined intervals in a stripe shape in a direction orthogonal to the address electrodes 20. Next, in order to compensate for the display electrode 42 having a high resistance, a bus electrode is formed along the display electrode 42. The bus electrode is formed by a method such as photolithography, screen printing, or ink jet method. Further, a dielectric layer 44 covering these and a protective layer 46 made of MgO or the like covering the dielectric layer 44 are formed. Thereby, the front plate 200 of the plasma display according to the present exemplary embodiment is completed.
[0068]
(F) Panel process
The completed front plate 100 and back plate 200 are aligned and faced at predetermined positions so that the address electrodes 20 and the display electrodes 42 are orthogonal to each other, and welded by a seal layer (not shown) provided in advance around the substrate. Then, the discharge space sandwiched between the front plate 200 and the back plate 100 is exhausted, and a rare gas is enclosed to form a panel. Finally, wiring is performed from the periphery of the panel, a driver and the like are mounted, and further assembled into a housing, whereby the plasma display according to the present embodiment is completed.
[0069]
2. Plasma display
The plasma display of the present invention will be described. FIG. 7 shows an exploded perspective view of the plasma display 1000 according to the present exemplary embodiment. The plasma display 1000 is generally composed of a back plate 100 and a front plate 200 manufactured by the manufacturing method according to the first embodiment of the present invention arranged to face each other.
[0070]
The discharge display unit 50 is composed of a plurality of discharge chambers 30, and of the plurality of discharge chambers 30, the red discharge chamber 30 (R), the green discharge chamber 30 (G), and the blue discharge chamber 30 (B) 3. A rectangular region defined by a pair of two discharge chambers 30 and a pair of display electrodes 42 on the entire surface plate 200 is arranged to constitute one pixel.
[0071]
The front plate 200 includes a glass substrate 40, a display electrode 42 made of a transparent conductive film formed in stripes at predetermined intervals in a direction orthogonal to the address electrodes 20, and a bus electrode formed along the display electrode 42. And a dielectric layer 44 covering these and a protective layer 46 made of MgO or the like covering the dielectric layer 44, and is manufactured by a known method.
[0072]
The address electrode 20 and the display electrode 42 are connected to a display driver including an AC power source (not shown), and the phosphor layer 26 is excited to emit light in the discharge display portion 50 at a necessary position by energizing each electrode. Color display is possible. According to plasma display 1000 of the present embodiment, defects such as disconnection and short-circuiting of the electrodes are unlikely to occur, and the size and thickness can be reduced.
[0073]
3. Example
Example 1
A resist pattern was formed on a glass substrate by photolithography, and direct sand blasting was performed to form partition walls on the substrate. Next, the entire surface of the substrate and the partition walls was subjected to a liquid repellent treatment. Specifically, ultraviolet light having a wavelength of 254 nm is applied to the front surface of the substrate on which the partition walls are formed at 10 mW / cm. ² Washing was performed by irradiation for 10 minutes at an intensity of. Thereby, the surface of a board | substrate and a partition becomes lyophilic. The substrate having the partition walls and 1 g of heptadecalfluoro-1,1,2,2, -tetrahydrodecyltriethoxysilane were placed in a sealed container having a capacity of 50 liters and left at 120 ° C. for 2 hours. As a result, a monomolecular film having a fluoroalkyl group was formed on the entire surface of the substrate and the partition walls. The contact angle between this surface and a liquid (ink) in which metal particles to be described later were dispersed was 70 [deg]. Further, the substrate was irradiated with ultraviolet rays for 2 minutes, the contact angle of the surface of the substrate (the surface on which the ultraviolet rays hit vertically) was set to 30 [deg], and the contact angle of the surface of the partition wall was set to 50 [deg].
[0074]
Subsequently, address electrodes were formed by inkjet. As the ink, a liquid in which silver ultra-particles having a diameter of about 1 nm were dispersed in an organic solvent was used. In this method, the viscosity of the ultrafine particle dispersion (trade name: Perfect Silver) manufactured by Vacuum Metallurgical Co., Ltd. is replaced with tetradecane to further adjust the viscosity. This dispersion had a viscosity of 8 cp and a surface tension of 25 dyc / cm. This ink was ejected in a predetermined pattern between the partition walls on the substrate using an ink jet printer head manufactured by Seiko Epson Corporation (a head equivalent to a commercial printer product name PM950C modified to an organic solvent resistant specification).
[0075]
The droplet size was about 5 picoliters and its diameter was 20 μm. The droplet spread to about 40 μm after landing on the substrate. Such droplets were discharged every 38 μm (so that the droplets on the adjacent substrate were 2 μm, that is, 5% of the diameter of the droplets overlapped) to form a line pattern. Since the surface of the substrate was subjected to a liquid repellent treatment, the droplets did not bleed and an accurate edge-shaped line was formed.
[0076]
Further, the entire substrate was then baked in the atmosphere at 300 ° C. for 30 minutes to form an address electrode having a film thickness of 0.5 μm, a width of 80 μm, and a resistivity of 2 μΩcm. Further, since the liquid repellent monomolecular film was decomposed to some extent by ultraviolet irradiation, the adhesion between the substrate and the address electrode after baking at 300 ° C. was good.
[0077]
Thereafter, a dielectric film is formed by applying and firing a low-melting glass layer over the entire surface by the above-described method. At this time, firing is performed at about 600 ° C., so that the above-described liquid-repellent monomolecular film is completely decomposed. . Thereafter, if necessary, MgO was sputtered over the entire surface to form a protective layer, and a phosphor was formed by screen printing or ink jet to form a phosphor layer, thereby manufacturing a back plate of the plasma display.
[0078]
On the other hand, the front plate was formed by a usual method. Thereafter, the back plate and the front plate were laminated to form a plasma display.
[0079]
Example 2
In the same manner as in Example 1, after irradiating with ultraviolet rays, a substrate having a partition wall and 1 g of heptadecalfluoro-1,1,2,2, -tetrahydrodecyltriethoxysilane were placed in a sealed container having a capacity of 50 liters. It was left at 2 ° C. for 2 hours. As a result, a monomolecular film having a fluoroalkyl group was formed on the entire surface of the substrate and the partition walls. The contact angle between this surface and the ink of Example 1 was 70 [deg].
[0080]
Next, in the formation of the address electrode, when the same ink as in Example 1 was ejected in the same manner, the diameter expanded to 30 μm on the substrate having a contact angle of 70 [deg]. The droplets were discharged between the partition walls at intervals of 35 μm, and then the solvent was dried by blowing hot air of 100 ° C. over the entire substrate for 15 seconds. Next, a second droplet was discharged to the intermediate point of the conductive layer formed by the first discharge, thereby making the conductive layer on the substrate continuous. Further, when the thickness of the conductive layer is necessary, these steps (hot air drying and droplet discharge) are repeated. Next, as in Example 1, baking was performed at 300 ° C. for 30 minutes to form address electrodes. When discharging was performed twice, an address electrode having a film thickness of 1 μm, a width of 40 μm, and a resistivity of 2 μΩcm was formed. Thereafter, a plasma display was formed in the same manner as in Example 1.
[0081]
The preferred embodiments of the present invention have been described above, but the present invention is not limited to these embodiments, and can take various forms within the scope of the gist of the invention.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view showing a manufacturing process of a plasma display according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a cross-sectional view showing a manufacturing process of the plasma display according to the embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a cross-sectional view showing a manufacturing process of the plasma display according to the embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a cross-sectional view showing a manufacturing process of the plasma display according to the exemplary embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a cross-sectional view showing a manufacturing process of the plasma display according to the exemplary embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a cross-sectional view showing a manufacturing process of the plasma display according to the exemplary embodiment of the present invention.
FIG. 7 is an exploded perspective view showing a plasma display according to an embodiment of the present invention.
[Explanation of symbols]
10 Substrate
12 resist layer
14 Bulkhead
16 Liquid repellent layer
18 Liquid layer
20 address electrodes
22 Dielectric layer
24 Protective layer
26 Phosphor layer
30 Discharge chamber
100 Back plate
200 Front plate
1000 plasma display

Claims

基板上に隔壁を形成する工程と、
前記基板および前記隔壁の表面を撥液処理する工程と、
前記基板上に、導電性粒子を含む液状体をインクジェットにより塗布して液状層を形成する第１工程と、
前記液状層を熱処理によって導電層に変換して、所定パターンのアドレス電極を形成する第２工程と、
を含み、
前記第１工程において、前記基板上に付与された互いに隣り合う前記液状体の液滴の中心間の距離が、前記基板上に付与された後の前記液滴の半径と、前記基板上に付与される前の液滴の半径との和よりも大きく、かつ前記基板上に付与された後の前記液滴の直径よりも小さくなるように、前記液状体を吐出する、プラズマディスプレイの製造方法。Forming a partition on the substrate;
Liquid repellent treatment of the surface of the substrate and the partition;
A first step of forming a liquid layer on the substrate by applying a liquid containing conductive particles by inkjet;
Converting the liquid layer into a conductive layer by heat treatment to form an address electrode having a predetermined pattern;
Including
In the first step, the distance between the centers of the droplets of the liquid material adjacent to each other applied on the substrate is applied to the radius of the droplet after being applied on the substrate and to the substrate. A method of manufacturing a plasma display , wherein the liquid material is ejected so as to be larger than a sum of the radii of droplets before being applied and smaller than a diameter of the droplets after being applied on the substrate .

請求項１において、
前記撥液処理によって、前記基板および前記隔壁の表面に撥液層が形成される、プラズマディスプレイの製造方法。In claim 1,
A method of manufacturing a plasma display, wherein a liquid repellent layer is formed on the surface of the substrate and the partition wall by the liquid repellent treatment.

請求項１または２において、
前記撥液処理によって、前記基板および前記隔壁の表面は、前記液状体の接触角が３０［ｄｅｇ］以上１２０［ｄｅｇ］以下となる、プラズマディスプレイの製造方法。In claim 1 or 2,
The method of manufacturing a plasma display, wherein a contact angle of the liquid material on the surface of the substrate and the partition wall is 30 [deg] or more and 120 [deg] or less by the liquid repellent treatment.

請求項１において、
前記第１工程において、前記基板上に付与された互いに隣り合う前記液状体の液滴が、互いに該液滴の直径の１％以上１０％以下の重なりを生じるように、前記液状体を吐出する、プラズマディスプレイの製造方法。In claim 1 ,
In the first step, the liquid material is ejected so that droplets of the liquid material adjacent to each other applied on the substrate overlap each other by not less than 1% and not more than 10% of the diameter of the droplets. And manufacturing method of plasma display.

請求項１ないし４のいずれかにおいて、
前記第１工程と前記第２工程とを経た後、さらに、前記第１工程と前記第２工程と同様の工程を有する、プラズマディスプレイの製造方法。In any of claims 1 to 4 ,
A method for manufacturing a plasma display, further comprising the same steps as the first step and the second step after the first step and the second step.

請求項１ないし４のいずれかにおいて、
前記第１工程と前記第２工程との間に、前記液状層を乾燥させて膜を形成する工程と、該膜上にさらに前記液状体をインクジェットにより塗布する工程と、を有する、プラズマディスプレイの製造方法。In any of claims 1 to 4 ,
A plasma display comprising: a step of drying the liquid layer to form a film between the first step and the second step; and a step of further applying the liquid material on the film by inkjet. Production method.

請求項１において、
前記第１工程は、
前記液状体を前記基板上に付与した後の液滴の直径よりも大きいピッチで吐出する第１吐出工程と、
前記液状体を前記第１吐出工程における吐出位置と異なる位置に、前記基板上に付与した後の前記液滴の直径よりも大きいピッチで吐出する第２吐出工程と、
を有する、プラズマディスプレイの製造方法。In claim 1 ,
The first step includes
A first discharge step of discharging the liquid material at a pitch larger than the diameter of the droplets after being applied on the substrate;
A second discharge step of discharging the liquid material at a pitch larger than the diameter of the droplets after being applied to the substrate at a position different from the discharge position in the first discharge step;
A method of manufacturing a plasma display.

請求項７において、
前記第２吐出工程の後に、前記液状体を、前記第１吐出工程におけるピッチよりも小さいピッチで吐出する第３吐出工程を有する、プラズマディスプレイの製造方法。In claim 7 ,
A method for manufacturing a plasma display, comprising a third discharge step of discharging the liquid material at a pitch smaller than the pitch in the first discharge step after the second discharge step.

請求項１ないし８のいずれかに記載のプラズマディスプレイの製造方法によって製造される、プラズマディスプレイ。It claims 1 to be manufactured by the manufacturing method of the plasma display according to any one of 8, the plasma display.