JP4778665B2 - プラズマディスプレイ表示装置の製造方法 - Google Patents
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Description
この図に示すように、AC型PDPは、透明な第一のガラス基板300(絶縁基板)の上に対をなすストライプ状の走査電極301と維持電極302とが複数対平行に配され、その上に誘電体層303及び保護層304が積層された前面基板305と、第二のガラス基板310(絶縁基板)の上に走査電極301及び維持電極302と直交したストライプ状の複数個のデータ電極311と、その上に誘電体層312が配され、当該誘電体層312の上にデータ電極311を挟み込むようにストライプ状の隔壁313が平行配列され、さらに、隔壁313間に側壁に沿うように各色の蛍光体層314が設けられた背面基板315とが重ね合わせられて形成されたものである。
前記走査電極301及び維持電極302は、それぞれストライプ状の導電性の透明電極301a、302aと、この上に形成された透明電極よりも幅の狭いストライプ状の銀(Ag)を含んだバス電極301b,302bとで構成されている。データ電極311は、前記バス電極同様にAgを含んだものである。
更に、その上に誘電体ガラスペーストを印刷し、焼成することによって誘電体層312を形成する。更にその後、隔壁313をスクリーン印刷法、フォトリソグラフィー法などの手法を用いて形成した後、蛍光体層314をスクリーン印刷法、インクジェット法などの手法を用いて形成する。
さて、次に、上記のようにバス電極301b、302b、データ電極311を上記のように、Ag感光性ペーストを用いたフォトリソグラフィー法により作製する方法を具体的に説明する。
次に、紫外線をフォトマスクを通して照射することによって、電極パターンに対応したAg感光性ペースト層に露光部と未露光部とを形成する。この露光部が後にバス電極のパターンとなる。
次に、焼成処理を行なうことによって電極焼成前体がバス電極自体となる。
エッジカールは、バス電極の電極焼成前体の短辺方向の両エッジ部分が焼成後に、第一のガラス基板上方に反り上がる現象である。このようなエッジカールが発生すると、この上部に誘電体層が形成し難くなり、また、焼成後の短辺方向に沿った方向の両端部分の表面角は鋭くなることがあるので、パネル駆動時にこの鋭部に電界が集中することから電極を覆うよう形成された誘電体層が絶縁破壊され易くなる。このため、焼成後のバス電極、データ電極のこのような両端表面部分を研磨することでエッジを無くすようにすることが行われる場合もある。
即ち、まず、黒色顔料を含む感光性ペーストを塗布することで第一の印刷層を形成する。次に、このようにして形成した印刷層から溶剤を消失させるために乾燥処理を施す。
次に、前記印刷層の表面にAg感光性ペーストを塗布することで第二の印刷層を形成する。次に、このようにして形成した第一の印刷層及び第二の印刷層から溶剤を消失させるために乾燥処理を施す。
次に、現像処理を行なうことによって第一のガラス基板上にこの露光部を定着させる。
次に、焼成処理を行なうことによって黒色顔料の層とAgの層とが積層した層が黒白複合層となる。
本発明は以上の問題点に鑑みてなされたものであって、プラズマディスプレイ表示装置を構成するバス電極及びデータ電極などの金属電極を主としてフォトリソグラフィー法でパターニングする場合にエッジカールの発生を効果的に抑えることのできる電極の作製方法並びに実質的にエッジカールのない電極を備えたプラズマディスプレイ表示装置を提供することを目的としている。
ここで、現像後焼成前の第1層の膜厚は、第2層の膜厚よりも薄いことを特徴とすることができる。
ここで、塗工ステップは、基板上に第1層を短辺方向端部付近の膜厚より中央部付近の膜厚が大きくなるように又は基板上に第1層を短辺方向端部付近の膜厚より中央部付近の膜厚が小さくなるように形成するとともに、前記第1層を含む基板上にフォトリソグラフィー法により導電性材料をパターニングするものとすることが望ましい。これにより、電極の短辺方向に沿った方向の表面角を滑らかな曲面を有した形状にし易くなるという効果がある。
[パネル構造]
図1は、本発明の第一の実施の形態にかかるAC型プラズマディスプレイ表示装置の構成を示すブロック図である。
この図に示すように、AC型プラズマディスプレイ表示装置は、プラズマディスプレイパネルPDPと各種駆動回路150、200、250とから構成されている。
一方、プラズマディスプレイパネルPDPに接続される駆動回路は、走査電極回路150と、維持電極駆動回路200と、データ電極駆動回路250とからなり、これら各駆動回路によって各駆動動作を分担して行う。
まず、前記走査電極11及び維持電極12は、それぞれストライプ状の透明電極11a、12aと、この上に形成された透明電極11a、12aよりも幅の狭いストライプ状の黒色の第一の導電層11b、12b及びその上に形成された低抵抗の第二の導電層11c、12cとから成るものである。このように金属電極が外光を吸収するという機能の面からみて(光学的にみて)、黒白複合層という光学的2層構造とした点までは従来のものと同様である。なお、このように第一の導電層11b及び第二の導電層11c並びに第一の導電層12b及び第二の導電層12cからなる電極構造体それぞれをバス電極11d及びバス電極12dという。
この図に示すようにデータ電極21はバス電極と異なり単層であるが、その短辺方向に沿った断面形状は、上記バス電極と同様に、端部表面部21aにおいて短辺方向に沿って連続的にその曲率が変化する曲面部を形成しているという特徴をもっている。
次に、上記パネルの製造方法について説明する。
まず、第一のガラス基板10上に走査電極11及び維持電極12双方を形成し、これを覆うように誘電体ガラスからなる誘電体層13を形成し、さらにこの誘電体層13の上にMgOからなる保護層14を形成する。次に、第二のガラス基板20上にデータ電極21を形成し、その上に誘電体ガラスからなる誘電体層22と、ガラス製の隔壁23を所定のピッチで作成する。
蛍光体焼成後、第一のガラス基板の周囲に第二のガラス基板との封着用ガラスフリットを塗布し、ガラスフリット内の樹脂成分等を除去するために350℃程度で仮焼する(封着用ガラス仮焼工程)。
その後、所定の温度(350℃程度)までに加熱しながらパネル内を排気し(排気工程)、終了後に放電ガスを所定の圧力だけ導入する。
[電極の形成方法]
(走査電極・維持電極について)
(製法1)
図5は、本実施の形態に係る走査電極11及び維持電極12を形成する方法を示した工程図である。
次に、紫外線52を第1の線幅W1(例えば、30μm)の露光マスク53Aを通して照射することによって感光性金属電極膜A51を露光する。この露光時に、感光性金属電極膜A51の膜表面から架橋反応が進み、重合・高分子化する。それによって、露光部A54と非露光部A55が形成される(図5(b))。
次に、露光済みの感光性金属電極膜A51上にAg粒子を含むネガ型感光性ペーストBをスクリーン印刷法を用いて塗布する。そして、これを前記プロファイルのIR炉により乾燥すると、感光性ペーストBから溶剤等が減少して、感光性金属電極膜B56が形成される(図5(c))。
そして、上記台形形状部69上底は台形形状部68の上底よりも長いことから、短辺方向に沿った方向の断面にて観た場合、台形形状部69の一部分が、台形形状部68から突出した状態が得られる。このような突出した部分を突出部70という。
これにより現像で残った感光性金属電極膜A51及びB56中の樹脂成分等が気化しガラスフリットが溶融して線幅、膜厚が減少し、金属電極71(バス電極)が形成される(図5(f))。
このように突出部70を構成するガラス材料が軟化して基板側まで垂れる温度で焼成を行なうことによって、軟化した突出部70がガラス基板側に重力により垂れて互いに接触するようになることから、エッジカールの発生の要因である上方に電極を反る上げようとする応力が解消されるとともに、上記したような第一の導電層11bが第二の導電層11cを覆う状態が実現される。この結果、バス電極の端部における表面部分はなめされ曲面状となる。なお、一般的な製法では、2回露光する場合でも、同じマスクを用いるので、突出部70は形成されない。従って、焼成時にガラスを軟化させても基板側に垂れることがない。
一般的に、積層構造の電極において、膜表面の架橋反応は充分に進行するが、電極形成面における架橋反応は膜表面ほど進行しておらず、その結果、現像時にアンダーカットが大きくなり、特に細線においては現像マージンが小さくなる。
また、上層より下層の線幅を細くしているので、露光時のアライメントずれを吸収し、露光マージンも拡大できる。
また、一度の露光によりパターンを形成する場合と比べると、ダスト起因の断線を起こしにくくなるので、断線等の無い信頼性の高い電極を形成する事が可能となる。
これは、露光を複数回に分けて行うことによって、一度目の露光マスクと同じ箇所にダストが付着する可能性は極めて少なくなるためである。
なお、以下のように、本実施の形態に限定されない。
感光性ペーストAおよびBは、別々であっても、同一であってもよい。
実施形態では、感光性ペーストAおよびBは、RuO2およびAgを含んでいたが、別に他のものでもよい。
積層される層数は2層でなくてもよい。
印刷後の乾燥は、室温から90℃まで直線的に上昇した後90℃で一定時間保持する温度プロファイル、およびIR炉においてなされなくてもよい。
本実施形態では、露光マスクAの線幅を30μm,露光マスクBの線幅を40μmとしたが、露光マスクAの線幅<露光マスクBの線幅でえあれば、同様の効果を奏する。
図6は、本実施の形態に係る走査電極11及び維持電極12を形成する別な方法を示した工程図である。
最初に、RuO2粒子などを含む黒色のネガ型感光性ペーストAを、透明電極11a、12a上にスクリーン印刷法を用いて塗布し、例えば、室温から90℃まで直線的に上昇した後90℃で一定時間保持する温度プロファイルのIR炉により乾燥し、前記感光性ペーストAから溶剤等が減少した感光性金属電極膜A81を形成する(図6(a))。
次に、紫外線83を、所定の線幅(例えば、40μm)の露光マスク53Cを通して感光性金属電極膜A81及び感光性金属電極膜B82双方の露光が行われるような条件、例えば、照度10mW/cm2、積算光量300mJ/cm2、マスクと基板との距離100μmとなる条件にて露光すると、感光性金属電極膜A81の膜表面から架橋反応が進み重合、高分子化し、露光部84(太線枠部)と非露光部85が形成される(図6(c))。この時の架橋反応は、感光性金属電極膜A81の膜表面から進行するため、この膜裏面や感光性金属電極膜B82の膜表面には充分に到達しない。
次に、上記突出部91を構成するガラス材料が軟化して基板側に接触するまで垂れる程度の温度で一括焼成を行なう。
具体的には、ガラス材料の軟化点よりも30〜100℃程度高い温度にて焼成することが望ましい。これは、軟化点よりも30℃未満であると、曲面部を形成するに至らないからであり、軟化点よりも100℃を超えると溶融ガラスが基板上を流れ電極の直線性が低下するからである。そして、この温度は、用いるガラス材料によっても異なるが、鉛系、例えば、PbO−B2O3−SiO2系からなるものをガラス材料として用いた場合、軟化点よりも40℃〜60℃、好ましくは50℃程度高いピーク温度593℃で焼成を行なうことが望ましい。
図7は、データ電極の製法を示す工程図である。
ガラス基板上にAg粒子を含むネガ型感光性ペーストBをスクリーン印刷法を用いて塗布する。そして、これを前記プロファイルのIR炉により乾燥すると、感光性ペーストBから溶剤等が減少して、感光性金属電極膜B92が形成される(図7(a))。
次に、上記突出部100を構成するガラス材料が軟化し溶融材料が重力の作用によって基板側と接触する程度の温度で一括焼成を行なう。
具体的には、ガラス材料の軟化点よりも30〜100℃程度高い温度にて焼成することが望ましい。これは、軟化点よりも30℃未満であると、曲面部を形成するに至らないからであり、軟化点よりも100℃を超えると溶融ガラスが基板上を流れ電極の直線性が低下するからである。そして、この温度は、用いるガラス材料によっても異なるが、鉛系、例えば、PbO−B2O3−SiO2系からなるものをガラス材料として用いた場合、軟化点よりも40℃〜60℃、好ましくは50℃程度高いピーク温度593℃で焼成を行なうことが望ましい。
バス電極の端部表面部11d1、12d1を曲面状とするには、上記した方法に以下の方法を組合せることが有効である。
それは、第一の導電層において、短辺方向両端部分の形状を曲面状とするのに適した形状(以下の厚みを制御する方法)を備えておれば、第二の導電層もこれに沿うような形状となることから、効果的にバス電極の端部における表面形状をなめらかな曲面とすることができるという方法である。
<第2実施形態>
実施の形態1においては、露光マスク53Aおよび53Bの線幅を、53A(W1)<53B(W2)の関係を満たすように規定したが、本実施の形態においては、下層の露光時に、上層の露光時と同一線幅の露光マスクもしくは同一の露光マスクを用いて、上層の露光時より照度、積算光量、プロキシ量(マスクと露光面との距離)のうち少なくとも一つが小さい(表1)に示す露光条件で露光を行い、残りの工程は、実施の形態1と同様の工程で電極を形成することでも、同一の効果を得ることが可能である。
また、(表1)における実施例2のように積算光量が小さいと、充分に架橋反応が進行せず、現像時に電極形成物が現像液中に溶出することにより、同一線幅マスクおよび同一マスクを使用しても線幅を細くできる。
また、照度、積算光量、プロキシ量のいずれか二つの条件、もしくは三つ全ての条件を組み合わせることにより、相乗効果によってより線幅を細くすることが可能である。
<第3実施形態>
本実施の形態における電極の製造方法は発明の実施の形態1および2と同様に、下層の露光マスク線幅が上層の露光マスク線幅より小さいマスクで露光を行なう、もしくは同一線幅マスクあるいは同一マスクを用い下層の露光条件を例えば(表1)に示す条件で露光を行なうことにより、下層の線幅が上層の線幅より細くすることにより、現像マージンを拡大し、かつ断線等の少ない信頼性の高い電極を形成する製造方法である。
実施の形態1および2における下層露光時に、ショートバーパターンを有さない露光マスクを使用して露光を行なう。従来と同様の電極パターンの露光部110及び非露光部111が形成される(図10(a))。次に、上層露光時に電極と同様の線幅のショートバーパターンを有する露光マスクを使用して露光を行なうと、ショートバー部112有する露光部113と非露光部114が形成される(図10(b))。
一方、下層露光時に、ショートバーのパターンを有する露光マスクを使用して露光を行なって、ショートバー部117を含む電極パターンがを形成することもできる(図10(d))。この場合、黒色の電極材料がこの材料よりも低抵抗な白色電極で被覆されない構成となり、ショートバー部での抵抗が上昇することになるが、上記のように製造マージンを確保しようとすれば上層においては、ショートバー部の露光パターンを形成しないことが望ましい。
<第4実施形態>
図11は本実施の形態に係る電極の要部構成とその製造工程を示す概略図である(図5に相当する図であるが、透明電極は省略してある)。
そして、IR炉で乾燥する。このIR炉における温度プロファイルは、例えば、室温から90℃まで直線的に上昇した後、90℃で一定時間保持するものとする。
このときの感光性金属電極膜A120の膜厚は例えば4μmである。
次に、感光性金属電極膜A120上にAg粒子、PMMA、ポリアクリル酸等の樹脂成分、低軟化点ガラス等を含むネガ型感光性ペーストBを所定メッシュ(例えば、380メッシュ等)のポリエステルスクリーン版を用いて印刷し、前記プロファイルのIR炉により乾燥し、前記感光性ペーストBから溶剤等が減少した感光性金属電極膜B121を形成する(図11(b))。
次に、紫外線122を、所定の線幅(例えば、40μm)の露光マスク53Dを通して所定の露光条件(例えば、照度10mW/cm2、積算光量300mJ/cm2、露光マスクと基板間の距離100μm)にて露光すると、感光性金属電極膜B121の膜表面から架橋反応が進み、重合高分子化し、露光部123と非露光部124が形成される(図11(c))。
この現像は、実施形態1の欄で説明したように、露光部123においては上底が感光性金属電極膜B121の膜表面相当の長さで、下底が感光性金属電極膜B121の膜裏面相当の長さの台形形状部125となり、突出部126が形成されるように、現像液濃度、現像時間、温度等を考慮して行う(図11(d))。
この焼成によって、現像で残った感光性金属電極膜A120並びに感光性金属電極膜B121中の樹脂成分等は焼失される。また、感光性金属電極膜A120並びに感光性金属電極膜B121中の低軟化点ガラスは溶融し、その後固化する。それに伴って、線幅や膜厚が減少し、金属電極が形成される(11(e))。
ここで、感光性金属電極膜A120およびB121の膜厚が4μmおよび6μmの場合の現像後膜厚差によるブリスター発生状態を(表2)に示す。なお、(表2)におけるブリスター発生状態の「○」はブリスターが発生していない状態、「△」はわずかにブリスターが発生した状態、「×」はブリスターが発生した状態をそれぞれ示す。
また、感光性ペーストAおよびB中の樹脂成分は、PMMAおよびポリアクリル酸を含有して無くてもよい。
また、感光性ペーストAおよびBは、低軟化点ガラスを含有して無くてもよい。
また、電極膜が形成される基板はガラス基板でなくてもよく本発明の形態に限定されるものではない。またガラス等の基板上に透明電極等があらかじめ形成されていてもよい。
また、感光性ペーストの塗布方法はスクリーン印刷法でなくてもよい。
また、積層される層数は2層でなくてもよい。
また、感光性金属電極膜AおよびBの膜厚は、A<B好ましくはB/A≧1.2もしくはA<5μm、B>5μmを満たしていれば、それぞれ4μm、6μmでなくてもよい。
また、露光条件は、照度10mW/cm2、積算光量300mJ/cm2、露光マスクと基板間の距離100μmでなくてもよい。
また、現像後の焼成は、ピーク温度540℃においてなされなくてもよい。
また、(表2)の膜厚の値は、4μm、4.8μm5.2μmおよび6μmでなくてもよい。
また、本実施の形態において電極膜AおよびBの成分は、アルミ、銀、銅で特に効果を発揮することが確認されたが、他の金属でも同様の膜厚関係を満たしていれば同様の効果が得られる。
12 維持電極
11b、12b 第一の導電層
11c、12c 第二の導電層
11d、12d バス電極
Claims (6)
- 基板上にフォトリソグラフィー法を主体とする方法によって電極形成材料層をパターニングした後焼成を施すことによって電極を形成する電極形成工程を備えたプラズマディスプレイ表示装置の製造方法であって、
前記電極形成工程は、感光性材料及び導電性材料並びにガラス材料とを含むペーストを用いてフォトリソグラフィー法を用いて2層以上で構成される電極を形成するものであって、2回以上の塗工ステップ及び一括露光ステップ及び一括現像ステップ並びに一括焼成ステップを含み、
前記一括現像ステップにおける現像は、現像後のアンダーカット量が、電極厚みの1/2以上3倍以下となる程度まで行い、前記一括焼成ステップは、前記ペーストに含まれるガラス材料が軟化して基板側に接触するまで垂れる程度の温度を経由する
ことを特徴とするプラズマディスプレイ表示装置の製造方法。 - 基板上にフォトリソグラフィー法を主体とする方法によって電極形成材料層をパターニングした後焼成を施すことによって電極を形成する電極形成工程を備えたプラズマディスプレイ表示装置の製造方法であって、
前記電極形成工程は、感光性材料及び導電性材料並びにガラス材料を含むペーストを用いてフォトリソグラフィー法を用いて基板側から第1層及び第2層が順に積層されてなる2層以上で構成される電極を形成するものであって、2回以上の塗工ステップ及び露光ステップを少なくとも含み、かつ、一括現像ステップ及び一括焼成ステップを含むものであって、
少なくとも2回の露光ステップにおいて、基板側における第1層を形成することになる層部分における露光後の露光部分の線幅は、第2層を形成することになる層部分における露光後の露光部分の線幅よりも小さく、前記一括焼成ステップは、前記ペーストに含まれるガラス材料が軟化して基板側に接触するまで垂れる程度の温度を経由する
ことを特徴とするプラズマディスプレイ表示装置の製造方法。 - 請求の範囲1又は2に記載のプラズマディスプレイ表示装置の製造方法において形成される電極は、フェンス電極であって、第2層にショートバーパターンを有することを特徴とするプラズマディスプレイ表示装置の製造方法。
- 請求の範囲1又は2に記載のプラズマディスプレイ表示装置の製造方法において、現像後焼成前の第1層の膜厚は、第2層の膜厚よりも薄いことを特徴とするプラズマディスプレイ表示装置の製造方法。
- 請求の範囲1又は2に記載のプラズマディスプレイ表示装置の製造方法において、
塗工ステップは、基板上に第1層を短辺方向端部付近の膜厚より中央部付近の膜厚が大きくなるように又は基板上に第1層を短辺方向端部付近の膜厚より中央部付近の膜厚が小さくなるように形成するとともに、前記第1層を含む基板上にフォトリソグラフィー法により導電性材料をパターニングする
ことを特徴とするプラズマディスプレイ表示装置の製造方法。 - 請求の範囲1又は2に記載の一括焼成ステップ又は焼成ステップでは、前記ガラス材料の軟化点よりも30℃〜100℃高い温度で焼成することを特徴とするプラズマディスプレイ表示装置の製造方法。
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