CN1725421A - 厚膜电介质图案的制造方法以及图像显示装置的制造方法 - Google Patents

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Abstract

一种厚膜电介质图案的形成方法，在基片上形成软化点相对较低的感光性介质胶层，在其上形成软化点相对较高的感光性介质胶层，并对它们进行曝光及显影由此形成前驱体图案，通过对此前驱体图案进行总括烧结，而形成侧面缘部为正锥形状(向外侧倾斜)、上面为平坦形状的厚膜电介质图案形状。

Description

厚膜电介质图案的制造方法 以及图像显示装置的制造方法
技术领域
本发明涉及在配置电子放射构件的基片上所布置的绝缘体图案、在多个的配线间所配置的层间绝缘层图案、诸如等离子体显示器等在基片上所形成的隔板图案、电介质图案、诸如电路基片等在基片上所形成的绝缘体图案之类的厚膜电介质图案的制造方法以及图像显示装置的制造方法。
背景技术
在构成各种显示器的电介质图案中，作为为了获得所希望的绝缘性而以厚膜所形成的厚膜电介质图案的制造方法，例如可列举出日本专利公开特开2003-195513号公报中所披露的利用感光性涂胶的方法。该方法是通过对在基片上所附与的感光性涂胶层进行多次曝光、显影、烘烤(烧成)，或者通过将在基片上附与感光性涂胶进行曝光、显影的工序反复多次，以获得在图案边缘上没有烘烤残渣的、因烘烤所造成的图案收缩较小的高精细的构件图案的方法。
但是，日本专利公开特开2003-195513号公报所记载的方法，由于进行多次曝光，所以各曝光时的调整对位较为烦杂。另外，人们希望谋求更进一步的立体形状(侧面边缘部的(向外侧倾斜)正锥形和上表面部的平坦性)的改善，不增加工序数地制造稳定的厚膜电介质图案的方法。
发明内容
本发明的课题是提供一种以较少的工序数、较高的图案精度制造厚膜电介质图案的方法，进而，提供一种在立体形状(边缘部的正锥形和表面部的平坦性)上表现出色，稳定的厚膜电介质图案的制造方法。
本发明的技术方案提供一种配置在基片上的厚膜电介质图案的制造方法，具有：在基片上附与包含介质材料的第一感光性介质胶并进行干燥，形成第一前驱体(precursor，也称之为前体)层的工序；在上述第一前驱体层上附与包含平均软化点比第一感光性介质胶中所含的介质材料还高的介质材料的第二感光性介质胶并进行干燥，形成第二前驱体层的工序；将上述第一前驱体层与第二前驱体层的叠层体经由规定图案的掩模进行总括曝光，并进行显影而形成前驱体图案的工序；以及对上述前驱体图案进行总括烘烤而形成厚膜电介质图案的工序。
另外，本发明的技术方案还提供一种图像显示装置的制造方法，该图像显示装置具有多个电子放射构件，将上述多个电子放射构件呈矩阵状进行了配线的多个行方向配线及多个列方向配线，以及在上述行方向配线与列方向配线之间所配置的厚膜电介质图案，其中，上述厚膜电介质图案利用上述技术方案的方法来进行制造。
附图说明
【图1A、1B、1C、1D、1E】是表示本发明的制造方法的优选实施方式的工序的断面模式图。
具体实施方式
本发明的第一技术方案是一种在基片上所配置的厚膜电介质图案的制造方法，其特征在于，具有以下工序：在基片上附与包含介质材料的第一感光性介质胶进行干燥后形成第一前驱体层的工序；在上述第一前驱体层上附与包含平均软化点比第一感光性介质胶中所含的介质材料还高的介质材料的第二感光性介质胶进行干燥后形成第二前驱体层的工序；对上述第一前驱体层与第二前驱体层的叠层体经由规定图案的掩模进行总括曝光并进行显影后形成前驱体图案的工序；以及对上述前驱体图案进行总括烘烤后形成厚膜电介质图案的工序。
本发明的第二技术方案是一种具有多个电子放射构件，将上述多个电子放射构件呈矩阵状进行了配线的多个行方向配线及多个列方向配线，以及在上述行方向配线与列方向配线之间所配置的厚膜电介质图案的图像显示装置的制造方法，其特征在于上述厚膜电介质图案用上述本发明的第一技术方案的方法来进行制造。
在本发明中，由于对叠层体进行总括曝光后形成前驱体图案，所以曝光工序仅为1次，能够高精度地进行曝光。另外，该叠层体上层以更高的温度软化后体积收缩，所以在下层的体积收缩时上层就作为下层的变形抑制构件起作用，因此结果就获得在图案边缘部没有明显的外伸形状(overhung-shape)的、良好的立体形状(边缘部的正锥形和表面部的平坦性)。
从而，根据本发明，就能够以较少的工序数、高精度且效率良好地提供厚膜电介质图案，通过将该图案用作绝缘层而提供可进行高品质的图像显示的图像显示装置。
下面，就本发明的实施方式进行说明。
利用本发明所制造的厚膜电介质图案，适用于在配置诸如表面传导型电子放射元件等电子放射构件的基片上所布置的绝缘体图案、在多个配线间所配置的层间绝缘层图案、在诸如等离子体显示器等基片上所形成的隔板图案或电介质图案、在诸如电路基片等基片上所形成的绝缘体图案等电介质图案。特别是在配置电子放射构件的基片上所布置的绝缘体图案或在多个配线间所配置的层间绝缘层图案，从其形成膜厚大约为10μm～30μm，另外对于立体形状的影响度也较大这一点来看是本发明得以适用的优选形态。
图1A～1E是表示本发明的制造方法的一实施方式的工序的断面模式图。以下，沿图1A～1E对本发明的各工序详细地进行说明。
〔工序1〕
在基片1上附与第一感光性介质胶进行干燥，形成第一前驱体层2a。接着，在该第一前驱体层2a之上附与第二感光性介质胶进行干燥，形成第二前驱体层3a。这样就形成第一前驱体层2a与第二前驱体层3a的叠层体4(图1A)。
在本发明中，上述第二感光性介质胶中所含的介质材料其平均软化点高于第一感光性介质胶中所含的介质材料。作为本发明的制造方法中所用的感光性介质胶，最好是使用在感光性的有机成分及溶媒等中、将以氧化铅或氧化铋为主成分单独或添加了两种以上的玻璃料(glass flit)作为介质材料进行加入的介质胶。在本发明中，对第一及第二感光性介质胶分别添加平均软化点不同的玻璃料即可，作为该玻璃料，既可以单独使用或者也可以并用平均软化点不同的两种以上的玻璃料。
作为各感光性介质胶的附与方法，能够利用通常的网印法、棒涂(bar coat)法等以5μm～40μm厚的膜厚来进行形成。
〔工序2〕
对由工序1所形成的叠层体4，经由具有规定图案的掩模5实施总括曝光。各前驱体层2a、3a分别进行光聚合后成为由硬化层2b、3b组成的前驱体图案(图1B)。曝光通常是利用贴近曝光装置，在规定的地点进行对准后使平行光7通过对应于所希望的厚膜构件图案9的掩模5的开口部8经由微小间隙被照射到叠层体4。此时，由于各前驱体层2a、3a是总括进行曝光所以在作为各自潜像的硬化层2b、3b上全然不会发生位置上的偏移地、最终获得一样的断面形状。
但是，通常越是朝向下方则有助于感光性的、波长在365nm附近的光因在材料中的吸收或散射进行衰减而使得潜像宽度变小，因此如图1B所示，从硬化层3b向2b潜像宽度就大致连续地变小。
〔工序3〕
图1C表示总括显影后的状态。通常，显影是在用可溶的弱碱性的溶液对未曝光部进行显影后，借助于纯水的冲洗来停止显影，并利用气刀来实施脱水干燥。在本发明中，对第一前驱体层2a、第二前驱体层3a这两层未曝光部同时使用可溶的显影液进行总括显影。
〔工序4〕
对前驱体图案6进行烘烤。通过烘烤，前驱体图案6的硬化层2b、3b分别一边软化·结合·熔融一边流动并体积收缩。在本发明中，由于硬化层3b中所含的介质材料的平均软化点高于硬化层2b中所含的介质材料的平均软化点，所以首先，在低于硬化层3b中所含的介质材料的平均软化点的温度、且高于硬化层2b中所含的介质材料的平均软化点的温度下，使硬化层2b的体积收缩进展(图1D)。虽然硬化层2b的形状变化有平行于基片1的方向与膜厚方向，但由于此时硬化层3b的体积收缩不怎么进展，故硬化层3b作为硬化层2b的变形抑制构件起作用，硬化层2b的体积收缩在膜厚方向的体积收缩不论何处都均等地进行收缩，其图案边缘不会突出来。
作为烧成炉一般而言能够使用在大气气氛中的热风循环炉或在大气气氛中且在空气的强制导入下的远红外线发热器加热方式的炉。
图1E是表示从图1D的状态起升温进一步进展，升温至最高到达温度进行烘烤后的状态的图。自图1D起还进一步进行升温、硬化层3b中所含的介质材料软化并结合体积收缩开始，在升温至该介质材料的软化点后，保持数分钟在大致全部区域熔融的时刻开始以降温返回到室温，由此就获得完全一体化的所希望的图案。
这样所形成的厚膜电介质图案9的立体形状就确保了表面的平面性，特别是在边缘部从基底(基片界面)到上层不会成为外伸形状地、使整齐的正锥形在全部面上得以形成。
【实施例】
下面，列举具体的实施例来详细地说明本发明。
[实施例1]
用于图像显示装置用的配置电子放射构件的电子源基片、配置在上下电极间的绝缘体图案通过本发明的制造方法来进行制造。
作为基片使用碱石灰玻璃，首先在此基片上形成电子放射构件和连接到它的下电极。作为下电极通常利用一般的光刻·蚀刻法将厚度为50nm的Pt材料形成为所希望的薄膜图案。
接着，利用网印法对第一感光性介质胶进行成膜。虽然网印版根据所希望的最终膜厚区分使用，但在此情况下以不锈钢制的线径55μm的线材使用了#145(每25.4mm的条数)的版。另外，作为感光性介质胶，使用混合单体的玻璃软化点约440℃的以氧化铅为主成分的玻璃料1、和单体的玻璃软化点约530℃的以氧化铅为主成分的玻璃料2这两种以调整平均软化点约480℃的介质材料，并对具有感光性的有机成分和溶媒成分进行调合使质量比含有2～4成左右。然后，以使溶媒挥发进行干燥的目的利用暖风和IR发热器实施约100℃、15分钟程度的干燥。干燥后的第一前驱体层的膜厚约26μm左右。
接着，用与上述第一感光性介质胶同样的方法对仅仅将上述玻璃料2用作介质材料，调合具有感光性的有机成分和溶媒成分使质量比含有2～4成左右的第二感光性介质胶进行成膜，并使其干燥。干燥后的第二前驱体层的膜厚约25μm左右，与第一前驱体层合起来就成为约51μm的膜厚。
接着，将具有对应于所希望的绝缘体图案的开口部的掩模进行对准以在所希望的地点进行曝光，将掩模与上述第二前驱体层的间隙调整成约100μm，以100mJ/cm2的曝光量进行曝光。
在曝光后，用可溶的弱碱性的溶液对第一及第二前驱体层的两未曝光部进行显影后，借助于纯水的冲洗来停止显影，并利用气刀来实施脱水干燥，而获得上下的硬化层一体化的前驱体图案。
然后，大气气氛下进一步一边强制导入空气一边利用分阶段进行加热·冷却的IR发热器加热方式的炉对上述上下一体化后的前驱体图案总括开始烘烤。在其升温过程中，首先通过以直到400℃的程度使残留在两感光性涂胶中的溶媒成分和有机成分燃烧使其消失。然后，进一步升温从比下层的硬化层的玻璃料的平均软化点(在此情况下为480℃)低数十度的温度附近起玻璃料进行软化并结合、体积收缩开始，进而一边以超过480℃周围的温度进行熔融一边进行流动，但是由于此时还是低于上层的硬化层中所含的玻璃料的软化点(530℃)的温度，所以为硬化层的体积收缩尚未怎么进展的状态，下层的硬化层的膜厚方向的体积收缩不论何处都均等地进行收缩而不会出现边缘突出的情况。
升温进一步进展，在比上层的硬化层中所含的玻璃料的软化点(530℃)还低30℃左右的温度，与下层同样玻璃料软化并结合、体积收缩开始，接着升温至软化点(530℃)保持10分钟左右，在大致全部区域能够熔融的时刻使降温开始以返回到室温由此就获得所希望的绝缘体图案。
所获得的绝缘体图案膜厚约26μm，在厚度方向收缩了约50％，但其立体形状确保了表面的平面性，特别是在边缘部从基底(基片界面)到上层不会成为外伸形状地、以良好的正锥形得以形成。
然后，在该绝缘体图案上，通过网印和烘烤将Ag涂胶以厚度约8μm进行图案形成作为上电极以利用通孔与下电极进行连接。
通过以上处理所制造的电子源基片，在绝缘体图案的通孔处的下电极与上电极之间的连接不良发生率为0.1ppm以下，与利用日本专利公开特开2003-195513号公报中所记载的方法进行形成时的连接不良发生率3.0ppm左右相比大幅降低。
[实施例2]
图像显示装置用电子源基片的列方向配线与行方向配线的层间绝缘层图案通过本发明的制造方法来进行制造。
在基片上使用低应变点玻璃PD200(旭硝子)，首先，在此基片上呈行列状形成多个电子放射构件和将这些电子放射构件逐列进行接线的多个列方向配线。作为列方向配线，将附与了感光性的银涂胶(含玻璃料)通过网印中的全面涂敷、加热干燥、曝光、显影、烘烤以厚度约5μm、宽度35μm呈带状地进行图案形成。
在上述基片上，使用与实施例1相同的第一感光性介质胶和第二感光性介质胶形成前驱体的叠层体。其中，为了得到所希望的膜厚，第一感光性介质胶以不锈钢制的线径40μm的线材使用#200(每25.4mm的条数)的版，第二感光性介质胶以不锈钢制的线径55μm的线材使用#145(每25.4mm的条数)的版，任何一个均通过网印、进行成膜，以使溶媒挥发进行干燥的目的实施约100℃、15分钟程度的干燥。干燥后的膜厚，第一前驱体层约19μm左右、第二前驱体层约25μm左右、叠层体合起来就成为约44μm的膜厚。
接着，与实施例1同样，在将曝光、显影分别总括地进行实施后，对上下一体化后的前驱体图案总括实施烘烤(升温后以最高到达温度530℃保持10分钟)，而得到与上述列方向配线正交的多个带状的层间绝缘层图案。其结果，虽然总的膜厚约22μm并在厚度方向仍收缩了约50％，但其立体形状与实施例1同样确保了表面的平面性，另外即使在边缘部从基底(基片界面)到上层也不会成为外伸形状地、使良好的正锥形得以形成。
然后，在所得到的层间绝缘层图案之上，形成与上述列方向配线正交的多个行方向配线。作为行方向配线，通过网印和烘烤将Ag涂胶呈带状地进行图案形成。此外，在上述层间绝缘层上与实施例1同样地形成通孔，通过这样的通孔，上述电子放射构件被逐行接线到行方向配线。如以上那样，行列状的多个电子放射构件通过相互绝缘的列方向配线与行方向配线形成经过矩阵配线的电子源基片。
将通过以上处理所制造的层间绝缘层图案使用于图像显示装置用电子源基片后，设对置基片(阳极)与电子源基片的间隙约1.5mm，给与12kV、10分钟的电位差时在两基片间的异常放电的发生率约降低到1/10。与利用日本专利公开特开2003-195513号公报所记载的制造方法形成层间绝缘层图案时的连接不良发生率3.0ppm左右相比大幅降低。另外，作为本来的功能的层间绝缘层，因部分的针孔发生等而造成的列方向配线与行方向配线的电气短路之类的缺陷的发生率也为0.3ppm左右，与利用日本专利公开特开2003-195513号公报所记载的制造方法形成层间绝缘层时的连接不良发生率3.0ppm左右相比约降低到1/10。

Claims (3)

1.一种配置在基片上的厚膜电介质图案的制造方法，其特征在于，具有：
在基片上附与包含介质材料的第一感光性介质胶并进行干燥，形成第一前驱体层的工序；
在上述第一前驱体层上附与包含平均软化点比第一感光性介质胶中所含的介质材料还高的介质材料的第二感光性介质胶并进行干燥，形成第二前驱体层的工序；
将上述第一前驱体层与第二前驱体层的叠层体经由规定图案的掩模进行总括曝光，并进行显影而形成前驱体图案的工序；以及
对上述前驱体图案进行总括烘烤而形成厚膜电介质图案的工序。
2.按照权利要求1所述的厚膜电介质图案的制造方法，其特征在于：
上述介质材料是单独的玻璃料、或者软化点不同的两种以上的玻璃料的混合物中的任意一种。
3.一种图像显示装置的制造方法，该图像显示装置具有多个电子放射构件，将上述多个电子放射构件呈矩阵状进行了配线的多个行方向配线及多个列方向配线，以及在上述行方向配线与列方向配线之间所配置的厚膜电介质图案，其特征在于：
上述厚膜电介质图案利用权利要求1或2所述的方法来进行制造。
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