JP2000277005A - ディスプレイパネルの製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 低コストで高品位な表示を可能とする。 【解決手段】 基板１０３上に感光性被覆層１０４を形
成する工程（ｂ）と、感光性被覆層に所定パターンの開
溝部１０６を形成する工程（ｄ）と、開溝部の内部に溶
射により隔壁材料を埋め込む工程（ｅ）と、感光性被覆
層を酸素を含む高温雰囲気中で焼成し、所定形状の隔壁
１０７を得る工程（ｇ）を少なくとも備えたことを特徴
とする。また、感光性被覆層１０４を２層レジスト構造
とし、かつ上層レジスト層を柔軟な材料を使用して、上
層レジスト層表面に隔壁材料を付着しにくくする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、表示デバイスに用
いるプラズマディスプレイパネルなどのディスプレイパ
ネルの製造方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、薄型に適したディスプレイ装置と
して注目されているプラズマディスプレイパネルは、例
えば図３に示す構成を有する。このプラズマディスプレ
イパネルは、互いに対向して配置された前面基板３００
と背面基板３０１とを備えている。前面基板３００の上
には、表示電極３０２，３０３、誘電体層３０４、及び
ＭｇＯ誘電体保護層３０５が、順に形成されている。ま
た、背面基板３０１の上には、アドレス電極３０６及び
誘電体層３０７が形成されており、その上には、更に隔
壁３０８が形成され、隔壁３０８の側面には、蛍光体層
３０９が塗布されている。

【０００３】前面基板３００と背面基板３０１との間に
は、放電ガス３１０が所定の圧力で封入されている。こ
の放電ガス３１０を表示電極３０２及び３０３の間で放
電させて紫外線を発生させ、その紫外線を蛍光体層３０
９に照射することによって、カラー表示を含む画像表示
が可能になる。尚、実際は図示とは異なり、一方の基板
を９０度回転させた構成であり、電極３０２と電極３０
６は交差するように配置されている。

【０００４】隔壁３０８は、個々の画素の色（Ｇ、Ｂ、
Ｒ）毎に微少な放電空間を形成して放電セルを形成する
ための仕切りであり、この隔壁３０８によって、放電を
各セル毎に制御することを可能とし、誤放電や誤表示を
防ぐことができる。隔壁３０８のサイズは、典型的に
は、４０インチのＮＴＳＣパネルにおいて、隔壁ピッチ
が一色あたり３６０μｍ、隔壁頂部の幅が５０μｍ〜１
００μｍ、及び隔壁高さが１００μｍ〜１５０μｍであ
る。

【０００５】従来の隔壁の形成方法としては、（１）ス
クリーン印刷技術を用いて隔壁を形成する印刷法、
（２）隔壁材料を背面基板の全面に塗布後に感光性フィ
ルム層を塗布された隔壁材料の上に形成し、写真法によ
り所定パターンを形成した後に、サンドブラストにより
隔壁材料の不要部分を除去して感光性フィルム層を剥離
し、隔壁を形成するサンドブラスト法、（３）感光性ペ
ーストを塗布後に、写真法により不要部分を除去して隔
壁を形成するフォトペースト法、（４）基板に感光性フ
ィルム層を形成し、その後に写真法によって所定パター
ンを形成し、更にパターンの溝部にペーストを埋め込ん
でから感光性フィルムを剥離し、その後にペーストを焼
成工程で焼き固めるフォト−埋め込み法（またはリフト
オフ法）、などが挙げられる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかし、これらの従来
の隔壁形成方法は、それぞれ以下のような問題点を有し
ている。

【０００７】まず、印刷法では、１回の印刷工程で形成
できる隔壁の高さが１０μｍ程度であるため、１００μ
ｍ程度の高さの隔壁を形成するためには、印刷工程及び
乾燥工程を繰り返す必要がある。

【０００８】これは、工程数が多くなるとともにコスト
高の原因となる、また、スクリーンが大型化するほどス
クリーン版の非線形伸縮が著しくなり、形成した隔壁の
位置ずれや膜厚または形状のばらつきが大きくなる。

【０００９】サンドブラスト法は、除去する材料の量が
多いことや、切削量の制御が難しく基板や電極にダメー
ジを与えやすいという問題点を有している。

【００１０】感光性ペースト法では、ペースト材料のコ
ストが高い。

【００１１】フォト−埋め込み法は、高精細なプラズマ
ディスプレイパネルの実現が可能であるが、隔壁形成の
ために焼成工程を有することが、低コストでの製造の実
現を妨げている。

【００１２】本発明は、上記従来の技術の課題を克服す
るためになされたものであり、低コストで高品位な表示
を可能とするディスプレイパネルを実現することを目的
とする。

【００１３】

【課題を解決するための手段】第１の発明のディスプレ
イパネルの製造方法は、基板上に感光性被覆層を形成す
る工程と、前記感光性被覆層に所定パターンの開溝部を
形成する工程と、前記開溝部の内部に溶射により隔壁材
料を埋め込む工程と、酸素を含む高温雰囲気中で前記感
光性被覆層を焼成し、所定の形状の隔壁を得る工程を少
なくとも有することを特徴とする。

【００１４】第２の発明は、基板上に感光性被覆層を形
成する工程と、前記感光性被覆層に所定パターンの開溝
部を形成する工程と、前記開溝部の内部に溶射により隔
壁材料を埋め込む工程と、前記感光性被覆層を除去し、
所定の形状の隔壁を得る工程を少なくとも有し、前記感
光性被覆層を２層構造とし、上層を柔軟性のレジストと
したことを特徴とする。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下に、本発明の実施形態につい
て、図面を参照しながら説明する。尚、以下の各図にお
いて、同一部分には同一番号を付して説明を省略する場
合がある。

【００１６】本実施の形態では、溶射法の一種であるプ
ラズマ溶射法（例えば、特願平１０ー２９５８９１号）
を使用して、プラズマディスプレイパネルの隔壁の形成
過程を、以下に説明する。

【００１７】（プラズマ溶射装置の構成）まず、最初に
プラズマ溶射装置の構成について説明する。図２は、プ
ラズマ溶射装置の構成を模式的に示す図である。図２に
示すように、プラズマ溶射装置に含まれるプラズマ溶射
トーチ２００は、水冷された陰極２０１と水冷された陽
極２０２とを有する。両電極２０１及び２０２の間に直
流電源２０３から直流電圧を印加して、アーク放電２０
４を発生させる。

【００１８】プラズマ溶射トーチ２００の後部に取り付
けられたガスポート２０５からプラズマ作動ガス２０６
が供給される。供給されたプラズマ作動ガス２０６は、
電極２０１及び電極２０２の間で発生したアーク放電２
０４によって加熱電離され、プラズマジェット２０７と
してノズル２０８から噴出される。プラズマ作動ガス２
０６としては、アルゴン、ヘリウム、窒素、水素などが
使用できる。本実施形態では、アルゴン、またはアルゴ
ンとヘリウムとの混合気体を用いる。

【００１９】隔壁の材料となる溶射材料２０９は、粉末
の状態で供給ポート２１０からキャリアーガスにのせら
れてプラズマジェット２０７の中へ吹き込まれる。供給
された溶射材料２０９は、プラズマジェット２０７によ
って加熱溶融され、感光性被覆層２１２によるパターン
が形成されている基板２１１（厚さ：ｔ）へ高速で衝突
する。これによって、基板２１１の表面に被膜（溶射
膜）２１３を堆積する。

【００２０】また、好ましくは、冷却ガスポート２１４
を設置して、プラズマジェット２０７の溶射と同時に、
冷却ガスを基板２１１へ吹き付ける。但し、ここでは簡
略化のために、冷却ガスポート２１４の具体的な配管構
成の説明や図示は省略する。

【００２１】（溶射法を使用した隔壁形成プロセスの実
施例１）次に、図１を参照しながら、本発明における溶
射法を使用した隔壁形成プロセスを説明する。図１
（ａ）〜（ｇ）は、上記プロセスの各工程を説明する断
面図である。

【００２２】まず、図１（ａ）に示すように、ガラス基
板１００の上にアドレス電極１０１を形成する。このガ
ラス基板１００は、例えば、厚さ２．８ｍｍのソーダガ
ラスや高歪点ガラスなどが用いられる。アドレス電極１
０１の形成後に、例えば誘電体ガラスからなる下地層１
０２を形成する。

【００２３】なお、以下の説明では、便宜上、ガラス基
板１００、アドレス電極１０１、及び下地層１０２を含
む構成を、総称的に基板１０３とも称する。また、以下
の説明でも、同様に、基板とその上に形成されているア
ドレス電極及び下地層を含む構成を、総称的に基板と称
することにするが、下地層がない構成なども含めて種々
の構成が考えられることはいうまでもない。

【００２４】次に、図１（ｂ）に示すように、形成した
基板１０３の上に、有機物系の感光性樹脂からなる感光
性被覆層１０４を形成する。本実施形態では、感光性被
覆層１０４として、感光性のドライフィルムレジスト
（以下、「ＤＦＲ」と称する）を用いて、厚さ６０μｍ
のＤＦＲを２層重ねて１２０μｍの厚さとする。

【００２５】次に、図１（ｃ）に示すように、所定のパ
ターン幅及びピッチを有するフォトマスク１０５を用い
て紫外線光（ＵＶ光）を照射し、露光を行う。露光量
は、フォトマスク１０５のパターン幅及びピッチに応じ
て適正化させる。

【００２６】図１（ｄ）に示す工程では、露光後に現像
を行う。現像液は、１％炭酸ナトリウム水溶液を使用
し、約３分間現像後に水洗する。露光及び現像工程を経
て、ＤＦＲ１０４にストライプ状の所定パターンの開溝
部となる溝１０６を形成する。溝１０６のサイズは、典
型的には、上部の開溝幅を８０μｍ、ピッチを３６０μ
ｍとする。

【００２７】溝１０６のパターンの形成後に、図１
（ｅ）に示すように、基板１０３の上部からプラズマ溶
射を行い、ＤＦＲ１０４の溝１０６の中に隔壁材料から
なる溶射膜１０７を堆積させる。具体的には、プラズマ
溶射トーチ１０８には冷却ガスポート１１０が設置され
ており、プラズマジェット１０９の溶射と同時に、冷却
ガス１１１を、基板１０３へ吹き付ける。

【００２８】また、プラズマ溶射トーチ１０８の移動
は、図４に示すように、溝の長手方向に平行に走査して
いく走査パターン４０１と溝の長手方向に直交方向に走
査していく走査パターン４０２をとることができる。

【００２９】この冷却ガス１１１には、窒素ガスを用い
る。冷却ガス１１１の作用により、溶射時の熱によるＤ
ＦＲ１０４へのダメージが軽減し、精度のよい隔壁形成
が可能となる。また、この溶射工程で、溶射膜１０７
は、ＤＦＲ１０４の溝１０６の内部に主として堆積さ
れ、また、ＤＦＲ１０４の表面から上方に盛り上がるよ
うに堆積される場合がある。しかし、その周囲のＤＦＲ
１０４の上には、溶射膜はほとんど堆積（付着）しな
い。

【００３０】次に、図１（ｆ）に示すように、ＤＦＲ１
０４の表面から飛び出した溶射膜１０７の部分を主に研
磨によって除去して、ＤＦＲ１０４の溝１０６の内部に
堆積された溶射膜１０７の表面を平坦化する。但し、Ｄ
ＦＲ１０４の表面から溶射膜１０７が飛び出さない場合
は、研磨は不要にすることができる。もちろん、溶射膜
１０７が飛び出さない場合でも研磨することは吝かでな
い。

【００３１】次に、隔壁間の感光性樹脂を取り除く工程
になるが、その方法の一つに剥離液を用いて取り除く方
法が考えられる。しかし、剥離液を使用する場合は、剥
離後の水洗、乾燥工程が必要となる。

【００３２】また、溶射によりＤＦＲ１０４の開溝部分
の角がとれて丸くなり、その結果、隔壁先端部分が肥大
化する場合がある。この場合、樹脂が剥離しにくくな
り、樹脂が残存するなどの不都合が発生する場合があ
る。

【００３３】そこで、本実施例では、図１（ｇ）に示す
ように、基板１０３を、酸素を含む高温雰囲気中にて焼
成することにより、有機物系の感光性樹脂を燃やして二
酸化炭素などのガスにして排除し、所定形状の隔壁１０
７を基板上に形成する。

【００３４】有機物系の感光性樹脂は、摂氏３５０度〜
４００度程度で燃え始める。また、図５に示すように５
５０〜５７０度まで高温化して、３時間ほどかけて基板
を冷却する。

【００３５】以上のように本実施例によれば、有機物系
の感光性樹脂を燃やしてガスにして排除するので、洗浄
や乾燥の工程が不要で、低コスト、短時間で優れた表示
装置を容易に製造できる。

【００３６】（溶射法を使用した隔壁形成プロセスの実
施例２）次に、図６を参照して、本発明の実施例２にお
ける溶射法を使用した隔壁形成プロセスを説明する。

【００３７】本実施例の特徴は、実施例１と比較してＤ
ＦＲを２層構造にすることにより、ＤＦＲ表面への溶射
材料の付着を極力少なくするものである。

【００３８】図６は、本実施例におけるＤＦＲの構成を
示す断面図である。図６において、６０１は比較的柔ら
かいレジスト材で形成した上層レジスト、６０２は基板
１０３上に形成された下層レジストである。

【００３９】上層レジスト６０１は、柔軟性を有した、
弾性係数の大きいレジスト材が好ましく、その一例とし
ては、特開平６ー１６１０９８号公報、特開平６ー１６
１０９７号公報に記載の種々の材料を用いることができ
る。例えば、アクリルウレタンオリゴマーにセルロース
フタレートを混合し、ついでジメチルベンジルケター
ル、Ｎーニトロソフェニルヒドロキシアミンアルミニウ
ム塩、オイルブルー６１３を加えて溶解した感光性樹脂
組成物等があげられる。

【００４０】以上のように構成された２層構造のレジス
トを用いることによって、溶射時、溶融粒子が上層レジ
スト６０１に射出されても、溶融粒子は上層レジスト６
０１により、例えばトランポリン（登録商標）のように
跳ね返されて、上層レジスト６０１に付着しなくなる。

【００４１】すなわち、上層レジスト６０１が比較的か
たいと、上層レジスト衝突時に溶射粒子の変形によって
上層レジストへの付着が促進されるため、上層レジスト
６０１の柔らかさは、溶射時、溶融粒子が変形せず、レ
ジスト表面に付着しない程度の柔らかさが求められる。

【００４２】このため、感光性樹脂の剥離が容易とな
り、また、研磨する場合でも、付着量が極めて少ないた
め、容易に頂上部分が平坦な隔壁を得ることができる。
すなわち、溶融粒子はアルミナから構成されることがあ
るが、アルミナはかたくて研磨が困難、もしくは研磨時
間がかかるため、粒子の付着は少なければ少ないほど、
好ましいこととなる。

【００４３】また、冷却ガスポート１１０を設置して、
プラズマジェット１０９の溶射と同時に、冷却ガス１１
１を、基板１０３へ吹き付ける構成を不要とすることが
できるので、低コストでパネルが製造できる。

【００４４】以上のように本実施例によれば、低コス
ト、短時間で優れた表示装置を容易に製造できる。

【００４５】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、低コス
ト、短時間で優れた表示装置を容易に製造できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】（ａ）〜（ｇ）本発明の実施例１における溶射
法を使用した隔壁形成プロセスの各工程を示す図

【図２】本実施例で使用するプラズマ溶射装置の一構成
例を模式的に示す図

【図３】プラズマディスプレイパネルの構成を模式的に
示す図

【図４】（ａ）プラズマ溶射トーチの移動方向とＤＦＲ
のストライプ状の溝パターンの方向との関係を示す概略
斜視図 （ｂ）同平面図

【図５】本実施例の焼成工程における焼成温度状態を示
す特性図

【図６】本発明の実施例２における溶射法を使用した隔
壁形成プロセスを示す概略図

【符号の説明】

１００ ガラス基板 １０１ アドレス電極 １０２ 下地層 １０３ 基板 １０４ 感光性被覆層（ＤＦＲ） １０５ フォトマスク １０６ 溝（開溝部） １０７ 溶射膜（隔壁材料） １０８ プラズマ溶射トーチ １０９ プラズマジェット １１０ 冷却ガスポート １１１ 冷却ガス ２００ プラズマ溶射トーチ ２０１ 陰極 ２０２ 陽極 ２０３ 直流電源 ２０４ アーク放電 ２０５ ガスポート ２０６ プラズマ作動ガス ２０７ プラズマジェット ２０８ ノズル ２０９ 溶射材料 ２１０ 供給ポート ２１２ 感光性被覆層 ２１１ 基板 ２１３ 溶射膜 ２１４ 冷却ガスポート ３００ 前面基板 ３０１ 背面基板 ３０２ 表示電極 ３０３ 表示電極 ３０４ 誘電体層 ３０５ 誘電体保護層 ３０６ アドレス電極 ３０７ 誘電体層 ３０８ 隔壁 ３０９ 蛍光体層 ３１０ 放電ガス ６０１ 上層レジスト

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 渡邉 拓 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 芦田 英樹 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 日比野 純一 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 山下 勝義 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 Ｆターム(参考） 5C027 AA09 5C040 FA01 FA04 GF19 JA07 JA15 JA20 JA22 JA31 KA16 MA23 MA26 5C094 AA43 AA44 BA31 BA32 DA11 EA04 EA05 EB02 EC04 FB16 GB10

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】基板上に感光性被覆層を形成する工程と、
   前記感光性被覆層に所定パターンの開溝部を形成する工
   程と、前記開溝部の内部に溶射により隔壁材料を埋め込
   む工程と、酸素を含む高温雰囲気中で前記感光性被覆層
   を焼成し、所定の形状の隔壁を得る工程を少なくとも有
   することを特徴とするディスプレイパネルの製造方法。
2. 【請求項２】感光性被覆層は、有機物系の感光性樹脂か
   らなることを特徴とする請求項１記載のディスプレイパ
   ネルの製造方法。
3. 【請求項３】感光性被覆層は、ネガタイプの感光性レジ
   ストであることを特徴とする請求項１記載のディスプレ
   イパネルの製造方法。
4. 【請求項４】感光性被覆層は、ポジタイプの感光性レジ
   ストであることを特徴とする請求項１記載のディスプレ
   イパネルの製造方法。
5. 【請求項５】隔壁は、隔壁材料の溶射によって形成され
   た溶射膜であることを特徴とする請求項１記載のディス
   プレイパネルの製造方法。
6. 【請求項６】溶射は、プラズマ溶射であることを特徴と
   する請求項５記載のディスプレイパネルの製造方法。
7. 【請求項７】基板上に感光性被覆層を形成する工程と、
   前記感光性被覆層に所定パターンの開溝部を形成する工
   程と、前記開溝部の内部に溶射により隔壁材料を埋め込
   む工程と、前記感光性被覆層を除去し、所定の形状の隔
   壁を得る工程を少なくとも有し、前記感光性被覆層を２
   層構造とし、上層を柔軟性のレジストとしたことを特徴
   とするディスプレイパネルの製造方法。
8. 【請求項８】感光性被覆層は、ネガタイプの感光性レジ
   ストであることを特徴とする請求項７記載のディスプレ
   イパネルの製造方法。
9. 【請求項９】感光性被覆層は、ポジタイプの感光性レジ
   ストであることを特徴とする請求項７記載のディスプレ
   イパネルの製造方法。
10. 【請求項１０】溶射は、プラズマ溶射であることを特徴
    とする請求項７記載のディスプレイパネルの製造方法。