JPH08273543A

JPH08273543A - プラズマディスプレイパネルの障壁形成方法

Info

Publication number: JPH08273543A
Application number: JP7789695A
Authority: JP
Inventors: Tatsuya Tabei; 達也田部井
Original assignee: Dai Nippon Printing Co Ltd
Current assignee: Dai Nippon Printing Co Ltd
Priority date: 1995-04-03
Filing date: 1995-04-03
Publication date: 1996-10-18
Anticipated expiration: 2019-04-26
Also published as: JP3521995B2

Abstract

(57)【要約】【目的】サンドブラスト加工法により障壁を形成する
に際し、障壁形成層の研削速度を速くするとともに、欠
陥が発生することのないようにする。【構成】ガラス基板１上に形成する障壁形成層を２層
以上で構成する。下層３よりも上層４の方の樹脂含有
率を高くする、下層３よりも上層４の方に柔軟性が大
きく耐磨耗性の高い樹脂を使用する、下層３よりも上
層４の方の空隙率を低くする、のうちの少なくとも１つ
の条件を満たすようにする。その上にレジストマスクを
形成した後、レジストマスクの開口部に対応する障壁形
成材料をサンドブラスト加工により除去する。その後、
レジストマスクを剥離してから、焼成により障壁形成材
料を焼結する。下層３は機械的強度が低いので研削速度
が速くなり、また上層４はスプレー処理に対する耐水性
があるのでレジストの現像工程や剥離工程におけるスプ
レー処理時に障壁が破壊されるのが防止される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、プラズマディスプレイ
パネル（以下、ＰＤＰと記す）の製造工程に係わるもの
であり、詳しくはＰＤＰの障壁形成方法に関するもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】ガス放電パネルであるＰＤＰは、２枚の
ガラス等の基板に挟まれた微小な放電空間としてのセル
を多数備えており、セルごとに放電して発光するか、或
いは生じた紫外線により蛍光体を発光させるようになっ
ている。これらの微小セルの間には、セル間の干渉を防
ぐため、また両基板の間隔を一定に保つために、一般に
障壁が設けられる。そして、ＰＤＰにおいては、放電空
間をできるだけ大きくして高輝度の発光を得るため、壁
面が垂直に切り立ち、幅が狭く高さの高い障壁が要求さ
れている。特に高精細のディスプレイでは、高さ１００
μｍに対して、幅３０〜５０μｍといった高アスペクト
比の障壁が望ましい。

【０００３】ところで、障壁の形成にはスクリーン印刷
によるパターン形成が一般的に行われているが、スクリ
ーン印刷では一回の印刷で形成できる膜厚がせいぜい数
１０μｍであるため、印刷と乾燥を多数回、一般には１
０回程度も繰り返すことで目的の膜厚を得ていた。しか
しながら、スクリーン印刷で形成される塗膜は周辺部が
窪んで凸状になるため、多数回の重ね刷りを行うと、ダ
レが蓄積されて底部が広がってしまう問題があり、障壁
のファインピッチ化には限界あった。また、スクリーン
印刷では、印刷版の歪みのためピッチ精度に限界があ
り、パネルの大型化にも問題があった。

【０００４】このような問題を解決し得る方法として、
サブトラクティブ法を用いた障壁形成方法が提案されて
いる（電子材料、１９３８年、Ｎｏ．１１、ｐ１３
８）。すなわち、障壁形成層を形成した後、上面にサブ
トラクティブ用レジストパターンを印刷やフォトリソグ
ラフィーにより形成し、レジスト開口部の障壁形成材料
を除去する方法である。その中でも、圧縮気体と混合さ
れた微粒子を高速で噴射して物理的にエッチングを行
う、いわゆるサンドブラスト加工法がとりわけ期待され
ている。このサンドブラスト加工法を用いれば、壁面が
垂直に切り立ち、幅が狭く高さの高い望ましい形状に障
壁材を加工することが可能である。また、レジストのパ
ターニングにフォトリソ工程を採用することによりパタ
ーン精度を高くでき、パネルの大型化にも適応できる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上記のような利点を持
つサンドブラスト法であるが、研削に多量のエネルギー
と粉体（研削材）を必要とし、研削に要する時間も長い
ため、コストが高くなるという問題点がある。また、障
壁パターンの間隙、或いはパネル周辺部に露出した電極
や誘電体層やガラス基板などの構成材料がサンドブラス
トによりダメージを受けてしまうという問題がある。こ
のため、研削されるべき障壁形成層はなるべく容易に研
削されることが求められる。

【０００６】ところで、障壁形成材料は、焼成過程で軟
化しないアルミナ、ジルコニアなどの無機粉体と、焼成
過程で流動して固着するための低融点ガラス粉末を主成
分としている。さらに、焼成前のこれら粉体を塗膜化す
るために、焼成により気化、燃焼、分解等をして焼失し
得る樹脂を少量含んだガラスペーストが一般的に用いら
れる。このような構成の障壁形成材料が容易に研削され
るためには、粉体がなるべく疎に充填されていて空隙率
が高く、さらに粉体どうしの固着力が弱い状態であるこ
とが好ましい。これを達成するため、具体的には次のよ
うな手段が採られる。（１）用いる樹脂量を極力少なくする。（２）大きな粉体を用いたり、針状、鱗片状といった充
填率の低い粉体を混合して使用する。（３）柔軟性が低く、もろい樹脂を用いる。

【０００７】しかしながら、これらの手法により研削さ
れやすくした障壁形成材料は、機械的強度が低く、特に
水やアルカリ水溶液が浸透した際の強度が極端に低下す
るために、レジストの現像や剥離工程において破壊され
やすくなり、欠陥が発生しやすくなるという問題を生じ
る。また、このような障壁形成材料ではレジストとの密
着性も低下するため、サンドブラスト加工工程において
レジストマスクが剥離してしまい加工が不可能になると
いう問題も生じる。

【０００８】本発明は、このような事情に鑑みてなされ
たものであり、その目的とするところは、サンドブラス
ト加工法によりＰＤＰの障壁を形成するに際し、障壁形
成層の研削速度を速くするとともに、欠陥が発生するこ
とのないようにしたＰＤＰの障壁形成方法を提供するこ
とにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、無機粉体と低融点ガラス粉末を主成分と
し、焼成により焼失し得る樹脂を少量含む障壁形成材料
をインキ化したガラスペーストを塗布することにより基
板上に障壁形成層を形成する工程と、障壁形成層上にレ
ジストマスクを形成する工程と、レジストマスクの開口
部に対応する障壁形成材料をサンドブラスト加工により
除去する工程と、レジストマスクを剥離する工程と、焼
成により障壁形成材料を焼結する工程とを含むプラズマ
ディスプレイパネルの障壁形成方法において、前記障壁
形成層を２層以上で構成し、次の条件のうちの少なくと
も１つを満たすようにしたことを特徴としている。（１）下層よりも上層の方の樹脂含有率を高くする。（２）下層よりも上層の方に柔軟性が大きく耐磨耗性の
高い樹脂を使用する。（３）下層よりも上層の方の空隙率を低くする。

【００１０】上記の樹脂含有率とは、乾燥によりインキ
の溶剤を除去した後の重量分率であり、下層の方は１．
０〜３．５重量％とし、上層の方は１．５〜３．５重量
％にすることが好ましい。

【００１１】用いられる樹脂は、低温で燃焼し、炭化物
が障壁中に残存しないことが必要であり、セルロース系
樹脂やアクリル系樹脂が好ましく用いられる。柔軟性が
小さくもろい樹脂としては、メチル（メタ）アクリレー
ト、エチル（メタ）アクリレート、イソプロピル（メ
タ）アクリレート等の重合体、若しくはこれらの共重合
体が特に好ましい。柔軟性が大きく耐磨耗性の高い樹脂
としては、メチルセルロース、エチルセルロース、ニト
ロセルロース、カルボキシエチルセルロース、醋酸セル
ロース等が好ましく用いられる。ここで、樹脂の耐磨耗
性とは、実際の被研削物中における状態でのそれを指
し、例えば可塑剤や残留溶剤によって可塑化されている
場合は、それらを含んだ状態での耐磨耗性を示す。ま
た、１５０℃以上といった高温乾燥では樹脂の劣化も進
行するため、劣化後のそれを示す。従って本発明では、
上層と下層で全く同じインキを用いて障壁形成層を形成
した場合でも、乾燥条件を変えることにより上層の耐磨
耗性を下層より大きくすることができる。

【００１２】空隙率は、樹脂量によって変える以外に、
粉体の形状や大きさによっても変えることができる。例
えば、上層には粒径の均一で小さな粉体を用い、下層に
は大きな粉体、若しくは針状、鱗片状の粉体を用いて上
下で空隙率を異ならせることができる。

【００１３】障壁形成層は、揮発性溶剤を用いてインキ
化された塗工液を用いて塗布し、加熱乾燥することによ
り形成される。塗布はガラス基板上に行うことが一般的
であるが、場合によってはフィルム上に塗布し、これを
ガラス基板に転写することも可能である。また、フィル
ム側に障壁形成層とフォトレジスト層とを形成してお
き、ガラス基板に同時に転写することも可能である。上
層と下層の膜厚は、上層の方が下層よりも小さくなるこ
とが全体の研削速度を速める上で望ましい。上層の厚さ
は焼成前において２０〜７０μｍが好ましい。上層の塗
布は、下層をある程度乾燥してから行うことが一般的で
あるが、未乾燥で積層することも可能である。また、障
壁形成層は２層で構成する他、研削速度の異なる３層以
上を積層して形成することも可能である。

【００１４】障壁形成層の塗布方式としては、スクリー
ン印刷、ブレードコーティング、コンマコーティング、
リバースロールコーティング、フォワードロールコーテ
ィング、スプレーコーティング、グラビアロールコーテ
ィング、イクストルージョンコーティング等が好ましく
用いられる。

【００１５】レジストマスクの形成方法は、印刷により
直接パターニングすることも可能であるが、大面積で高
精細の加工を行う場合には、レジスト材料としてフォト
レジストを用い、フォトリソグラフィー法を用いること
が好ましい。フォトレジストとしては、ドライフィルム
レジスト、液状レジストのいずれもが使用可能で、併用
することも可能である。また、レジスト現像時に障壁形
成材料がダメージを受けないように、水現像型かアルカ
リ水溶液現像型のレジストが好ましい。レジストの剥離
は、剥離液を用いて行うことが好ましい。スプレーによ
りパネル上方から剥離液を噴霧して行う方法が量産安定
性を得るために好ましく行われる。

【００１６】

【作用】上記の条件のうちの少なくとも１つを満たす障
壁形成層は、下層の機械的強度が弱く、サンドブラスト
により容易に研削されるため、サンドブラスト加工時に
下部面に与えるダメージが少なくて済む。また、上層は
下層に比べて機械的強度が高く、サンドブラストによる
研削速度は遅いものの、レジストの現像工程や剥離工程
におけるスプレー処理時に耐水性を発揮して障壁が破壊
されるのを防止する。すなわち、樹脂含有率を高くする
ことにより、無機粉体と低融点ガラス粉末とを結着する
力が強くなるのでスプレー処理時に崩れにくくなる。ま
た、柔軟性が大きく耐磨耗性の高い樹脂を使用すること
により、脆さが減少するのでスプレー処理時に崩れにく
くなる。また、空隙率を低くすることにより、粉体同士
の結着力が強固になるのでスプレー処理時に崩れにくく
なる。

【００１７】

【実施例】以下、本発明の実施例を比較例とともに説明
する。

【００１８】（実施例１）まず、図１（ａ）に示すよう
に、Ａｇペーストを用いてガラス基板１上にスクリーン
印刷によりパターン状に電極２を形成する。そして、図
１（ｂ）に示すように、そのガラス基板１上に下記組成
Ａ（重量％）からなる樹脂低含有率のガラスペーストを
リバースロールコーターにより塗布した後、ホットプレ
ートにより１２０℃にて３０分間乾燥させ、平均膜厚が
１２０μｍの下層３を形成した。

【００１９】〔組成Ａ〕ガラスフリット（日本電気ガラス製、ＧＡ−２１）４６．７粉砕褐色アルミナ（富士見研磨材工業製、ＷＡ＃８０００）１１．３黒色顔料（根元特殊化学製、耐熱ブラック４２００）２０．１エチルセルロース（日新化成製、エトセルｓｔｄ．２０）１．３テルピネオール１０．２６ブチルカルビトールアセテート１０．２７リン酸トリフェニル０．０２ジ・２−エチルヘキシルフタレート０．０５

【００２０】さらに図１（ｃ）に示すように、この下層
３の上に下記組成Ｂ（重量％）からなる樹脂高含有率の
ガラスペーストをリバースロールコーターにより塗布
し、ホットプレートにより１５０℃にて２０分間乾燥さ
せ、平均膜厚が４０μｍの上層４を形成した。これによ
り２層構成で総膜厚が１６０μｍの障壁形成層が形成さ
れた。

【００２１】〔組成Ｂ〕ガラスフリット（日本電気ガラス製、ＧＡ−２１）４６．７粉砕褐色アルミナ（富士見研磨材工業製、ＷＡ＃８０００）１１．３黒色顔料（根元特殊化学製、耐熱ブラック４２００）２０．１エチルセルロース（日新化成製、エトセルｓｔｄ．２０）２．０テルピネオール９．９１ブチルカルビトールアセテート９．９２リン酸トリフェニル０．０２ジ・２−エチルヘキシルフタレート０．０５

【００２２】続いて、ガラス基板１を８０℃に加熱し、
図２（ａ）に示すようにレジスト層５としてドライフィ
ルムレジスト（日本合成化学工業製、ＮＣＰ２２５）を
ラミネートした後、図２（ｂ）に示すように、線幅８０
μｍ、ピッチ２２０μｍのラインパターンマスク６を介
して紫外線により露光を行った。露光条件は３６４ｎｍ
において強度２００μＷ／ｃｍ²、照射量１２０ｍＪ／
ｃｍ²である。露光後、ドライフィルムレジストのベー
スフィルムを剥離し、炭酸ナトリウム１ｗｔ％水溶液を
用いて液温３０℃でスプレー現像を行った。以上の工程
により、図２（ｃ）に示すように、線幅８０μｍ、ピッ
チ２２０μｍのサンドブラスト用レジストマスク７が得
られた。

【００２３】障壁形成層中に残存した水分を除去すると
ともに、レジストと障壁形成層の密着性を高める目的で
８０℃のオーブン中で２時間乾燥、エージングした後、
図２（ｄ）に示すように、レジストマスク７の開口部の
障壁形成材料をサンドブラスト加工により除去した。こ
の場合、研磨材として褐色溶融アルミナ＃１０００を用
い、ノズルとガラス基板１との距離を７ｃｍとし、噴出
圧力３ｋｇ／ｃｍ²でブラスト処理を行った。対角２０
インチ基板の研削時間は１５分間であった。

【００２４】サンドブラスト処理を終了した後、剥離液
によりレジスト剥離を行った。剥離液は水酸化ナトリウ
ム２．０ｗｔ％水溶液で３０℃にてスプレー剥離した。
そして、水洗を施してから８０℃のオーブン中で１５分
間乾燥させ、最後にピーク温度５６０℃にて焼成し、障
壁形成材料をガラス基板１に結着させた。これにより図
２（ｅ）に示すように、欠けなどのない良好な障壁８が
得られた。また、電極２の断線も発生しなかった。

【００２５】（比較例１）実施例１の場合と同じ電極形
成済みのガラス基板を用意し、そのガラス基板上に前記
組成Ａのガラスペーストをリバースロールコーターによ
り塗布し、１２０℃にて３０分間乾燥させた後、１５０
℃で２０分間乾燥させ、平均膜厚が１６０μｍの障壁形
成層を形成した。

【００２６】そして、実施例１の場合と同様にして障壁
形成層上にレジストマスクを形成し、実施例１と同じ研
削条件でサンドブラスト加工を行って障壁形成層の不要
部分を除去した。この場合、１２分間の研削時間で実施
例１と同程度の研削ができた。サンドブラスト処理を終
了した後、実施例１の場合と同様の手順を経てガラス基
板上に障壁を形成した。この障壁を顕微鏡で観察する
と、５０μｍ以上の欠けが多数発見された。

【００２７】（比較例２）実施例１の場合と同じ電極形
成済みのガラス基板を用意し、そのガラス基板上に前記
組成Ｂのガラスペーストをリバースロールコーターによ
り塗布し、１２０℃にて３０分間乾燥させた後、１５０
℃で２０分間乾燥させ、平均膜厚が１６０μｍの障壁形
成層を形成した。

【００２８】そして、実施例１の場合と同じにして障壁
形成層上にレジストマスクを形成し、実施例１と同じ研
削条件でサンドブラスト加工を行って障壁形成層の不要
部分を除去した。この場合、実施例１と同程度の研削を
行うのに要した研削時間は３５分であった。サンドブラ
スト処理を終了した後、実施例１の場合と同様の手順を
経てガラス基板上に障壁を形成した。この障壁には欠陥
が発見されなかったが、サンドブラスト処理によるダメ
ージにより電極の断線が発生した。

【００２９】（実施例２）実施例１の場合と同じ電極２
形成済みのガラス基板１を用意し、そのガラス基板１上
に低柔軟性樹脂を用いた下記組成Ｃ（重量％）のガラス
ペーストをリバースロールコーターにより塗布した後、
ホットプレートにより１２０℃にて３０分間乾燥させ、
平均膜厚が１２０μｍの下層３を形成した。

【００３０】〔組成Ｃ〕ガラスフリット（日本電気ガラス製、ＧＡ−２１）４６．７粉砕褐色アルミナ（富士見研磨材工業製、ＷＡ＃８０００）１１．３黒色顔料（根元特殊化学製、耐熱ブラック４２００）２０．１ポリメチルメタクリレート２．０テルピネオール９．９４ブチルカルビトールアセテート９．９４リン酸トリフェニル０．０２

【００３１】さらに、この下層３の上に高柔軟性樹脂を
用いた前記組成Ｂからなるガラスペーストをリバースロ
ールコーターにより塗布し、ホットプレートにより１５
０℃にて２０分間乾燥させ、平均膜厚が４０μｍの上層
４を形成した。これにより２層構成で総膜厚が１６０μ
ｍの障壁形成層が形成された。

【００３２】そして、実施例１の場合と同様にして障壁
形成層上にレジストマスク７を形成し、実施例１と同じ
研削条件でサンドブラスト加工を行って障壁形成層の不
要部分を除去した。この場合、１６分間の研削時間で実
施例１と同程度の研削ができた。サンドブラスト処理を
終了した後、実施例１の場合と同様の手順を経てガラス
基板１上に障壁８を形成した。これにより、欠けなどの
ない良好な障壁８が得られた。また、電極２の断線も発
生しなかった。

【００３３】（比較例３）実施例１の場合と同じ電極形
成済みのガラス基板を用意し、そのガラス基板上に前記
組成Ｃのガラスペーストをリバースロールコーターによ
り塗布し、１２０℃にて３０分間乾燥させた後、１５０
℃で２０分間乾燥させ、平均膜厚が１６０μｍの障壁形
成層を形成した。

【００３４】そして、実施例１の場合と同様にして障壁
形成層上にレジストマスクを形成し、実施例１と同じ研
削条件でサンドブラスト加工を行って障壁形成層の不要
部分を除去した。この場合、１３分間の研削時間で実施
例１と同程度の研削ができた。サンドブラスト処理を終
了した後、水酸化ナトリウム２．０ｗｔ％水溶液を用い
て３０℃にてスプレー法によりレジストを剥離したとこ
ろ、部分的に障壁の破壊が目視で観察された。

【００３５】（実施例３）実施例１の場合と同じ電極２
形成済みのガラス基板１を用意し、そのガラス基板１上
に大粒子系フィラーを用いた下記組成Ｄ（重量％）のガ
ラスペーストをリバースロールコーターにより塗布した
後、ホットプレートにより１２０℃にて３０分間乾燥さ
せ、平均膜厚が１２０μｍの下層３を形成した。

【００３６】〔組成Ｄ〕ガラスフリット（日本電気ガラス製、ＧＡ−２１）４６．７粉砕褐色アルミナ（富士見研磨材工業製、ＷＡ＃６０００）４．３アルミナビーズ（昭和電工製、ＣＢ−Ａ０１）７．０黒色顔料（根元特殊化学製、耐熱ブラック４２００）２０．１エチルセルロース（日新化成製、エトセルｓｔｄ．２０）２．０テルピネオール９．９１ブチルカルビトールアセテート９．９２リン酸トリフェニル０．０２ジ・２−エチルヘキシルフタレート０．０５

【００３７】さらに、この下層３の上に前記組成Ｂから
なるガラスペーストをリバースロールコーターにより塗
布し、ホットプレートにより１５０℃にて２０分間乾燥
させ、平均膜厚が４０μｍの上層４を形成した。これに
より２層構成で総膜厚が１６０μｍの障壁形成層が形成
された。

【００３８】そして、実施例１の場合と同様にして障壁
形成層上にレジストマスク７を形成し、実施例１と同じ
研削条件でサンドブラスト加工を行って障壁形成層の不
要部分を除去した。この場合、１１分間の研削時間で実
施例１と同程度の研削ができた。サンドブラスト処理を
終了した後、実施例１の場合と同様の手順を経てガラス
基板１上に障壁８を形成した。これにより、欠けなどの
ない良好な障壁８が得られた。また、電極２の断線も発
生しなかった。

【００３９】（比較例４）実施例１の場合と同じ電極形
成済みのガラス基板を用意し、そのガラス基板上に前記
組成Ｄのガラスペーストをリバースロールコーターによ
り塗布し、１２０℃にて３０分間乾燥させた後、１５０
℃で２０分間乾燥させ、平均膜厚が１６０μｍの障壁形
成層を形成した。

【００４０】そして、実施例１の場合と同様にして障壁
形成層上にレジストマスクを形成し、実施例１と同じ研
削条件でサンドブラスト加工を行って障壁形成層の不要
部分を除去した。この場合、９分間の研削時間で実施例
１と同程度の研削ができた。サンドブラスト処理を終了
した後、実施例１の場合と同様の手順を経てガラス基板
上に障壁を形成した。この障壁を顕微鏡で観察すると、
５０μｍ以上の欠けが多数発見された。

【００４１】

【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る障壁
形成方法によれば、下層は機械的強度が低いので、サン
ドブラスト加工の研削速度を速くすることができ、しか
も下部面に対するダメージが少なくて済む。さらに、上
層はスプレー処理に対する耐水性があるので、レジスト
の現像工程や剥離工程におけるスプレー処理時に障壁が
破壊されるのが防止され、形状の良好な障壁を形成する
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る障壁形成方法の実施例を説明する
ための前半の工程図である。

【図２】図１に続く後半の工程図である。

【符号の説明】

１ガラス基板２電極３下層４上層５レジスト層６ラインパターンマスク７レジストマスク８障壁

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】無機粉体と低融点ガラス粉末を主成分と
し、焼成により焼失し得る樹脂を少量含む障壁形成材料
をインキ化したガラスペーストを塗布することにより基
板上に障壁形成層を形成する工程と、障壁形成層上にレ
ジストマスクを形成する工程と、レジストマスクの開口
部に対応する障壁形成材料をサンドブラスト加工により
除去する工程と、レジストマスクを剥離する工程と、焼
成により障壁形成材料を焼結する工程とを含むプラズマ
ディスプレイパネルの障壁形成方法において、前記障壁
形成層を２層以上で構成し、次の条件のうちの少なくと
も１つを満たすようにしたことを特徴とするプラズマデ
ィスプレイパネルの障壁形成方法。（１）下層よりも上層の方の樹脂含有率を高くする。（２）下層よりも上層の方に柔軟性が大きく耐磨耗性の
高い樹脂を使用する。（３）下層よりも上層の方の空隙率を低くする。