JPH10144208A

JPH10144208A - 電極の形成方法

Info

Publication number: JPH10144208A
Application number: JP28777896A
Authority: JP
Inventors: Yasunori Kima; 泰則来間
Original assignee: Dai Nippon Printing Co Ltd
Current assignee: Dai Nippon Printing Co Ltd
Priority date: 1996-09-10
Filing date: 1996-10-30
Publication date: 1998-05-29
Anticipated expiration: 2016-10-30
Also published as: JP3636255B2

Abstract

(57)【要約】【課題】煩雑でない工程で作製することができ、且つ
焼成工程でＡｇがガラス基板中に拡散しないようにす
る。【解決手段】ガラス基板１の少なくとも電極を形成す
る面を研磨する第１工程と、Ａｇを含有する導体材料で
電極３１を形成する第２工程とを含む手順で電極を作製
する。さらには、ガラス基板１とＡｇを含有する導体材
料で形成した電極３１との間に、インジウム酸化物或い
はスズ酸化物を主成分とする透明導電性膜４を形成す
る。第１工程でガラス基板１の表面を研磨することによ
り、本材料の焼成時に発生するガラス中のコロイド形成
が抑制されガラス基板１の変色がなくなり、さらに電極
間の絶縁性が向上する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、プラズマディスプ
レイパネル（ＰＤＰ）、フィールドエミッションディス
プレイ（ＦＥＤ）、液晶表示装置（ＬＣＤ）、蛍光表示
装置、混成集積回路等における電極に係り、詳しくはこ
れらの構成部品であるガラス基板の上に電極を形成する
方法に関するものである。

【０００２】

【発明が解決しようとする課題】従来より、上記の如き
表示装置や集積回路においては、その電極や配線に安価
で生産性に優れたＡｇを使用することが検討されてい
る。しかしながら、Ａｇの使用に関してはそれ特有の問
題があり、この点について代表的な表示装置であるＰＤ
Ｐを例に挙げて以下に説明する。

【０００３】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Ｎｅ，Ｘｅ等の不活性ガス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。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るものである。このＰＤＰには、
電極が放電空間に露出している直流型（ＤＣ型）と絶縁
層で覆われている交流型（ＡＣ型）の２タイプがあり、
さらに表示機能や駆動方法の違いによって双方ともリフ
レッシュ駆動方式とメモリー駆動方式とに分類される。

【０００４】図１にＡＣ型ＰＤＰの一構成例を示してあ
る。この図は前面板と背面板を離した状態で示したもの
で、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セル障壁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である維持電極
４と金属電極であるバス電極５とで構成される複合電極
６が互いに平行に形成され、これを覆って誘電体層７が
形成されており、さらにその上に保護層８（ＭｇＯ層）
が形成されている。一方、背面板となるガラス基板２の
前面側には複合電極６と直交するようにセル障壁３の間
に位置してアドレス電極９が互いに平行に形成されてお
り、さらにセル障壁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。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、空間に漏れた電界で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。

【０００５】上記ＡＣ型ＰＤＰの前面板における複合電
極６は、維持電極４のみでは抵抗値が高く電極として使
えないので、抵抗値を低くするために維持電極４上にバ
ス電極５を形成したものである。維持電極４の材料とし
てはＩＴＯ、ＳｎＯ₂、ＺｎＯ等が考えられるが、成膜
やパターニングの容易さから通常はＩＴＯが用いられて
いる。一方、バス電極５は金属材料で形成されるが、こ
れを金属薄膜単層で構成する場合には、バス電極５に求
められる抵抗値から低抵抗率の材料、例えばＣｕやＡｌ
の使用が考えられる。しかし、Ｃｕを使用した場合、バ
ス電極５の下地層であるＩＴＯとの密着性が悪い上に、
後工程である誘電体層７形成時の焼成処理の結果、材料
の熱酸化により抵抗値が上昇するという問題がある。ま
た、Ａｌを使用した場合でも、後工程の焼成処理によっ
て材料の熱酸化や表面の粗面化（ヒロック）が起きると
いう問題がある。したがって、バス電極５は金属薄膜単
層ではなく、Ｃｒ／Ｃｕ／ＣｒやＣｒ／Ａｌ／Ｃｒのよ
うに異なる金属材料の組合せにより構成するのが一般的
である。この場合、下層のＣｒは下地層である維持電極
４との密着層として機能し、上層のＣｒはＣｕやＡｌの
酸化防止層として機能する。また、上記のようなＡＣ型
ＰＤＰに限らずＤＣ型ＰＤＰの電極でも、同様の理由で
前記バス電極と同様の積層構造及び材料が用いられてい
る。しかしこのような積層構造を採ると、金属単層のよ
うな問題は起きないものの、バス電極を形成するために
スパッタや蒸着などの薄膜形成技術とエッチング加工を
３回も必要とし、工程が複雑になり、従って時間がかか
り、処理能力に欠けるという問題がある。

【０００６】このような問題を解決する手段として、例
えば特願平８−１１４６８号に開示されているように、
スクリーン印刷法やフォトリソ法で厚膜印刷ペーストを
電極形状にパターニングする方法が有力である。そし
て、バス電極に要求される導電性、耐熱性及びコストを
考慮すると、厚膜印刷ペーストとしてはＡｇを含有する
導体ペーストが適している。しかし、Ａｇを含有する導
体ペーストを使用した場合、この導体ペーストを５００
℃以上で焼成するとＡｇが維持電極を通過してガラス中
に拡散し、ガラス基板がいわゆるアンバー色を呈するた
め、特に観察者に面している前面板には使用できないと
いう問題がある。また、背面板であっても電極間に導電
性のＡｇ粒子が存在するために、電極間の絶縁性が低下
するという問題があった。ガラス基板呈色の原因は、ガ
ラス基板表面に存在するＳｎが還元剤として作用し、ガ
ラス基板中にＡｇのコロイド粒子が形成されるためと説
明されている。その場合の反応式は次の通りである。２Ａｇ⁺＋Ｓｎ²⁺ → ２Ａｇ＋Ｓｎ⁴⁺

【０００７】以上、ＰＤＰを例に挙げてＡｇの電極を使
用する場合の問題点について説明したが、他の表示装置
や集積回路などにおいても電極や配線にＡｇを用いよう
とすると同様な問題が起こり得る。

【０００８】本発明は、上記のような問題点に鑑みてな
されたものであり、その目的とするところは、煩雑でな
い工程で作製することができ、且つ焼成工程でＡｇがガ
ラス基板中に拡散しない電極の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、本発明に係る電極の形成方法は、ガラス基板の少な
くとも電極を形成する面を研磨する第１工程と、Ａｇを
含有する導体材料で電極を形成する第２工程とを含むこ
とを特徴とする。さらには、ガラス基板とＡｇを含有す
る導体材料で形成した電極との間に、インジウム酸化物
或いはスズ酸化物を主成分とする透明導電性膜を形成す
ることを特徴とする。

【００１０】

【発明の実施の形態】本発明は、ＰＤＰをはじめとして
ガラス基板上に電極を形成する必要のある表示装置や集
積回路などに適用できるものであるが、ここでは図１に
示すＡＣ型ＰＤＰ背面板のアドレス電極と前面板の複合
電極について実施例を述べることにより実施形態を説明
する。

【００１１】（実施例１）背面板となるガラス基板２に
はフロート法で形成したソーダライムガラスを使用し
た。フロート法では液状のＳｎの上でガラス平板を形成
するために、ガラス中に不純物としてＳｎが注入され
る。一般に、Ｓｎに接した側のガラス面をボトム面、反
対側の面をトップ面と呼ぶが、ボトム面の方がＳｎの含
有量が大きい。まず、図２（ａ）に示すように、研磨機
Ｇを使用して背面板となるガラス基板２の表面を研磨し
た。研磨の厚みは、トップ面であってもガラス表面から
少なくとも数μｍのオーダーでＳｎが注入されているの
で、これ以上の厚みであることが望ましい。実質的には
５〜１０μｍ研磨すれば、Ｓｎは殆ど検出されないレベ
ルに達する。

【００１２】上記のような物理研磨の代わりに化学研磨
を行ってもよい。ちなみに、下記組成のエッチング液を
使用してガラス基板をエッチングしたところ、本溶液中
でのガラスのエッチング速度は、室温で約０．５μｍ／
分であった。したがって、化学研磨法で５〜１０μｍけ
ずり取るには１０〜２０分間処理すればよい。過酸化水素１０ｗｔ％１水素２弗化アンモニウム４ｗｔ％水８６ｗｔ％

【００１３】次いで、表面研磨を終えた基板上にＡｇを
含有する導体材料で金属電極を形成するが、例えば、図
２（ｂ）に示すように、スクリーン印刷法で導体材料２
１（Ａｇ印刷ペースト、ＥＳＬ社製「Ｄ５９０」）をア
ドレス電極９の形状にパターン塗布した。図中２２はス
クリーン版、２３はスキージである。次いで、１７０℃
で３０分間導体材料２１を乾燥し、さらに５８０℃で１
０分間焼成することで図２（ｃ）に示すように、金属電
極２４を形成した。本実施例では金属電極の線幅は８０
μｍであった。

【００１４】金属電極２４を形成する方法はスクリーン
印刷法でなくてもよい。例えば、表面研磨を終えた基板
上の全面に導体材料（Ａｇ印刷ペースト、ＥＳＬ社製
「Ｄ５９０」）の膜を形成した後、その導体材料の膜上
にフォトレジスト（東京応化工業社製「ＯＦＰＲ８０
０」）でアドレス電極９の形状を有するマスク層を形成
し、３０ｗｔ％ＨＮＯ₃中で不要部分をエッチングする
方法でも金属電極２４を形成可能であった。或いは、表
面研磨を終えた基板上の全面にフォトレジスト（東京応
化工業社製「ＯＦＰＲ８００」）を塗布し、アドレス電
極９の形状でＵＶ露光を行い、アドレス電極９の形状に
フォトレジストを除去してフォトレジストの膜に凹部を
形成した後、この凹部中に導体材料（Ａｇ印刷ペース
ト、ＥＳＬ社製「Ｄ５９０」）を充填し、１５０℃で３
０分間導体材料を乾燥した後、１ｗｔ％ＮａＯＨ水溶液
でフォトレジストを剥離し、さらに５８０℃で１０分間
導体材料の焼成を行い、金属電極２４を形成することが
できた。さらには、導体材料として、ａ）Ａｇ粉末、
ｂ）側鎖にカルボキシル基とエチレン性不飽和基を有す
るアクリル系共重合体、ｃ）光反応性化合物、ｄ）光重
合開始剤からなる感光性を有するＡｇペーストを使用し
ても金属電極２４を形成することができた。この場合、
表面研磨を終えた基板上の全面に感光性を有するＡｇペ
ーストを塗布して１００℃で２０分間乾燥させ、ＵＶ露
光を経てから０．２ｗｔ％ＮａＣＯ₃水溶液をスプレー
することにより現像を行ってアドレス電極９の形状にパ
ターニングした後、５８０℃で１０分間ペーストの焼成
を行い、金属電極２４を形成した。

【００１５】上記のいずれの方法で金属電極２４を形成
した場合でも、ガラス表面にＳｎが存在しないため前記
のＳｎとＡｇとの反応が抑制され、焼成処理後もガラス
基板は変色することがなく、したがって、電極間の絶縁
性も良好であり、電極作動の信頼性が向上した。

【００１６】このように背面板となるガラス基板２上に
アドレス電極９を形成した後、スクリーン印刷法により
絶縁体ペースト（ノリタケカンパニーリミテッド製「Ｎ
Ｐ−７９４８」）を８回積層した後５８０℃で１０分間
焼成し、幅７０μｍ、高さ１４０μｍの障壁リブ３を形
成した。障壁リブ３を形成した後、障壁リブ３の間にＲ
ＧＢ各色の蛍光体を充填し背面板を完成した。実際にパ
ネル点灯試験を行ったところ、ガラス基板表面を研磨し
ない従来のパネルと比較して同様の駆動電圧及びパネル
輝度が得られたが、Ａｇコロイド形成によるガラス基板
の変色がなく、したがってアドレス電極間の絶縁性が向
上した。

【００１７】（実施例２）背面板に使用したのと同じソ
ーダライムガラスを前面板に使用した。そしてまず、実
施例１と同様、図３（ａ）に示すように、研磨機を使用
して前面板となるガラス基板１の表面を研磨した。研磨
によりガラス基板に存在するＳｎを除去することは実施
例１と同様である。

【００１８】続いて、図３（ｂ）に示すように、表面研
磨を終えたガラス基板１上に所定の形状を有する透明導
電性膜で維持電極４を形成した。詳しくは、ガラス基板
上に透明導電性膜として膜厚０．１５μｍのＩＴＯをス
パッタ法により膜形成し、次いでＩＴＯ膜上にフォトレ
ジスト（東京応化工業製「ＯＦＰＲ８００」）でエッチ
ングマスクを形成した後、水、塩酸、硝酸を１：１：
０．０８の割合で混合した液中でＩＴＯ膜をエッチング
し、フォトレジストを剥離してから基板水洗を行って乾
燥させることで、線幅１８８μｍの維持電極４を形成し
た。

【００１９】透明導電性膜の材料としてはＩＴＯ以外に
もＳｎＯ₂（スズネサ）膜等も可能である。ＳｎＯ
₂（スズネサ）膜を使用した場合、まずガラス基板１上
に維持電極４の逆パターンでマスク層を形成した後、Ｃ
ＶＤ法により膜形成を行い、続いてマスク層を剥離する
ことによりパターニングした。透明導電性膜の膜厚はＩ
ＴＯ、ＳｎＯ₂（スズネサ）膜等ともに０．０５〜０．
４μｍ程度である。

【００２０】透明電極のみでは抵抗値が高く、電極とし
て使えないため、図３（ｃ）に示すように、抵抗値を低
くするために透明電極上にバス電極となる金属電極３１
を形成し、複合電極６を形成した。Ａｇを含有する導体
材料で金属電極３１を形成するが、実施例１と同様に、
スクリーン印刷法であっても他の方法であっても可能で
あった。金属電極３１の線幅は６４μｍであった。

【００２１】なお、本実施例では第１層である維持電極
４のパターニングを終えてから第２層である金属電極３
１を形成したが、第２層を形成後に第１層である維持電
極４のパターニングを行うことも可能であった。すなわ
ち、この場合、ガラス基板１の片面上に透明導電性膜を
成膜した後、上述の方法と同様の方法で第２層を形成
し、フォトレジスト（東京応化工業社製「ＯＦＰＲ８０
０」）で維持電極４の形状でエッチングマスク層を形成
後、透明導電性膜の不要部分をエッチングした。本例で
も、上記の実施例と同様の構成を有する複合電極６を形
成できた。

【００２２】このように前面板となるガラス基板１上に
複合電極６を形成した後、スクリーン印刷法により誘電
体ペースト（日本電気硝子社製「ＰＬＳ−３２３２」）
を塗布し、５６０℃で１０分間焼成して誘電体層６を形
成した。この焼成処理でもガラス基板へのＡｇ拡散は抑
制された。次いで、誘電体層６上に真空蒸着法でＭｇＯ
層を形成し、前面板を完成させた。さらに、常法により
形成した背面板と合わせてガス封入することでパネルを
完成させた。実際にパネル点灯試験を行ったところ、バ
ス電極がＣｒ／Ｃｕ／Ｃｒで構成される従来のパネルと
比較して、同様の駆動電圧及びパネル輝度が得られた。
さらに、表面研磨をしないガラス基板上にＡｇを含有す
る導体材料で金属電極を形成する場合と比較して、ガラ
ス基板の変色がなく、画像表示は良好であった。

【００２３】上記の説明は面放電型ＡＣ型ＰＤＰの電極
を例に採ったが、対向型ＡＣ型ＰＤＰあるいはＤＣ型Ｐ
ＤＰといった各種のＰＤＰの電極を形成した場合でも、
さらには他の表示装置や集積回路等における電極や配線
を形成した場合でも本実施例と同様の効果が得られる。

【００２４】

【発明の効果】以上説明したように、本発明はガラス基
板上に電極を形成する際、安価でかつ生産性に優れた材
料であるところのＡｇを含有する導体材料を使用する
が、第１工程でガラス基板表面を研磨することにより、
本材料の焼成時に発生するガラス中のＡｇコロイド形成
を抑制してガラス基板の変色をなくし、さらに電極間の
絶縁性を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】ＡＣ型プラズマディスプレイパネルの一構成例
をその前面板と背面板を離間した状態で示す構造図であ
る。

【図２】本発明に係る電極の形成方法の一例を説明する
ための工程図である。

【図３】本発明に係る電極の形成方法の他の例を説明す
るための工程図である。

【符号の説明】

１前面板２背面板３障壁リブ４維持電極５バス電極６複合電極７誘電体層８保護層（ＭｇＯ層）９アドレス電極１０蛍光層２１導体材料２２スクリーン版２３スキージ２４金属電極３１金属電極

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ガラス基板の少なくとも電極を形成する
面を研磨する第１工程と、Ａｇを含有する導体材料で電
極を形成する第２工程とを含むことを特徴とする電極の
形成方法。
【請求項２】ガラス基板の少なくとも電極を形成する
面を研磨する第１工程と、インジウム酸化物或いはスズ
酸化物を主成分とする透明導電性膜を形成する第２工程
と、Ａｇを含有する導体材料で電極を形成する第３工程
とを含むことを特徴とする電極の形成方法。