JP2000021301A

JP2000021301A - プラズマディスプレイパネル用基板の製造法

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Publication number: JP2000021301A
Application number: JP18548798A
Authority: JP
Inventors: Katsutoshi Itagaki; 勝俊板垣; Tadayasu Fujieda; 忠恭藤枝; Seikichi Tanno; 清吉丹野
Original assignee: Hitachi Chemical Co Ltd
Current assignee: Showa Denko Materials Co Ltd
Priority date: 1998-06-30
Filing date: 1998-06-30
Publication date: 2000-01-21

Abstract

(57)【要約】（修正有）【課題】前面板との封着を容易かつ完全に行え、放電
空間を基板全面にわたって均一なものとでき、放電電圧
を一定化でき、高品位、高信頼性を有するプラズマディ
スプレイパネルを量産性良く製造する。【解決手段】基板上に感光性樹脂層を形成し、これを
露光、現像して樹脂パターンを形成する工程（ａ）〜
（ｃ）、樹脂パターンの上面に離型剤を塗布する工程
（ｄ）、の樹脂パターンの間隙及び樹脂パターンの上に
バリアリブ材の層を形成する工程（ｅ）、バリアリブ材
の層のうち樹脂パターンの高さを超えた部分を研磨して
除去する工程（ｆ）、樹脂パターンを除去してパターン
状のバリアリブ材の層を形成する工程（ｇ）及びパター
ン状のバリアリブ材の層を焼成する工程を含む。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、テレビジョン、コ
ンピュータ端末や券売機、案内表示等の表示装置として
好適なプラズマディスプレイパネルに使用されるプラズ
マディスプレイパネル用基板の製造法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、埋め込み法と称して用いられてい
るプラズマディスプレイパネルのバリアリブ形成方法
は、電極等が配置されたガラス基板上に感光性樹脂層を
設けパターンマスクを介して、感光性樹脂層を露光した
後、現像して上記バリアリブを形成しない部分にのみ感
光性樹脂層が残るようにパターンを形成する工程と、パ
ターニングされた感光性樹脂層の樹脂パターン（レリー
フともいう）の間隙部へバリアリブ材（例えば、バリア
リブ用ペースト等）を埋め込む工程と、上記間隙へバリ
アリブを埋め込んだ後、乾燥及び硬化する工程、上記樹
脂パターンを除去する工程、上記各工程終了後、ガラス
基板上に残されたバリアリブ材を６００℃以下で焼成す
る工程を経てプラズマディスプレイのバリアリブを形成
するものである。

【０００３】プラズマディスプレイパネルにおけるバリ
アリブは背面板に形成され、１００〜１５０μｍの高さ
を有する。そして、このバリアリブ間には蛍光体を塗り
込み、シール剤を介して前面板と重ね合わせる。その
後、ネオン（Ｎｅ）、キセノン（Ｘｅ）などの放電ガス
を封入する。このバリアリブは基板全面において一定の
高さであることが重要であり、高さが不均一であると放
電空間の容積や形状が異なり放電空間が一定となりにく
い。

【０００４】また、バリアリブ材は、乾燥、硬化の過程
で収縮していくため、樹脂パターンの高さ以上に余分な
バリアリブ材を乗せる必要があり、余分にバリアリブ材
が樹脂パターン上に存在する様になる。樹脂パターンの
上にバリアリブ材が存在したまま樹脂パターンを除去し
ようとすると、樹脂パターンの間隙中に埋め込んだバリ
アリブ材も同時に破壊してしまう。

【０００５】樹脂パターン上に余分に乗ったバリアリブ
材は、樹脂パターンを剥離、焼成除去等の樹脂パターン
除去工程に悪影響を及ぼすため、樹脂パターン上部から
取り除く必要がある。また、ガラス等の基板は厚みむら
を持っており、その基板上にバリアリブを形成しなけれ
ばならないため、バリアリブの高さがその基板の厚みの
変化に対応し追従できることが重要であるが、従来、こ
の余分なバリアリブ材の除去は、サンドペーパを用いて
手作業により、樹脂パターンの高さを目標に研磨してい
たため、高さのばらつきが大きく、また、量産性に乏し
いという問題があった。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】請求項１及び２記載の
発明は、前面板との封着を容易かつ完全に行え、放電空
間を基板全面にわたって均一なものとでき、放電電圧を
一定化でき、高品位、高信頼性を有するプラズマディス
プレイパネルを量産性良く製造することができるプラズ
マディスプレイ用基板の製造法を提供するものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、その上面に離
型剤が塗布された樹脂パターンの形成された基板上の前
記樹脂パターンの間隙及び前記樹脂パターンの上に形成
されたバリアリブ材の層を研磨して前記バリアリブ材の
層のうち樹脂パターンの高さを超えた部分を除去するこ
とを特徴とするバリアリブを有するプラズマディスプレ
イパネル用基板の製造法に関する。

【０００８】また、本発明は、（Ｉ）基板上に感光性樹
脂層を形成し、これを露光、現像して樹脂パターンを形
成する工程、（II）前記樹脂パターンの上面に離型剤を
塗布する工程、（III）前記（II）で形成された樹脂パ
ターンの間隙及び樹脂パターンの上にバリアリブ材の層
を形成する工程、（IV）前記バリアリブ材の層のうち樹
脂パターンの高さを超えた部分を研磨して除去する工
程、（Ｖ）前記樹脂パターンを除去してパターン状のバ
リアリブ材の層を形成する工程及び（VI）前記パターン
状のバリアリブ材の層を焼成する工程を含むことを特徴
とするプラズマディスプレイパネル用基板の製造法に関
する。

【０００９】

【発明の実施の形態】本発明で使用される基板として
は、特に制限はないが、例えば、ガラス板、プラスチッ
ク板等が挙げられ、この基板には、電極、誘電体層等の
必要な要素が設けられていてもよい。基板上への樹脂パ
ターンの形成は、公知の感光性樹脂組成物を用いたフォ
トリソグラフ法により行える。形成された樹脂パターン
の上面への離型剤の塗布は、ロールコート、カーテンコ
ート、スプレー、転写等により行える。

【００１０】離型剤としては、例えばシリコーンオイ
ル、シリコーン系樹脂、フッ素系樹脂、パラフィン系鉱
油、ナフテン系鉱油、エステル油等が挙げられる。これ
らの材料はエマルジョン（１〜５０重量％の水を含む）
の形態で塗布し、３０〜１００℃で１〜６０分乾燥する
ことにより樹脂パターンの上面に離型剤の層を形成しう
る。この離型剤の層が、その後のバリアリブ材の層のう
ち樹脂パターンの高さを超えた部分の除去をスムーズ化
し、特に除去を機械研磨により行う場合は、研磨条件の
裕度を格段に大きくすることができる。

【００１１】本発明においては、離型剤は樹脂パターン
の上面に塗布されることは必須であるが、離型剤が樹脂
パターンの側面に塗布されていてもよい。但し、形成さ
れるバリアリブと基板との接着性の点から離型剤が樹脂
パターン間隙の底面（基板面）に塗布されていない方が
よい。次いで、離型剤がその上面に塗布された樹脂パタ
ーンの間隙及び離型剤がその上面に塗布された樹脂パタ
ーンの上にバリアリブ材の層を形成する。このバリアリ
ブ材としては、特に制限なく公知のものを使用できる
が、例えば、高分子結合材（熱可塑型又は熱硬化型）等
の有機成分、ガラスフリット等の無機成分を必須とし、
他に必要に応じて有機溶剤、分散剤等の添加剤を配合し
た組成物が挙げられる。バリアリブ材の層の形成は、例
えば、ロールコータ法、スクリーン印刷法、スキージを
用いて行える。この際、樹脂パターンの上をバリアリブ
材料が覆うようにすることができる（凹部の容積より多
めに障壁材料を適用すればよい）。

【００１２】バリアリブ材の層を形成した後、必要に応
じてバリアリブ材中の有機溶剤を一部又は殆どを除去す
る目的、レベリングの目的等により加熱（４０〜１２０
℃で１０〜１２０分程度）することができる。また、バ
リアリブ材中の有機成分が熱硬化系のものであれば、こ
れを熱硬化させる目的で加熱（１３０〜２３０℃で１０
〜１８０分程度）することができる。次いで、レリーフ
パターンの上を覆った余分のバリアリブ材を樹脂パター
ンの除去前に除去する。

【００１３】本発明において樹脂パターンは最終的には
種々の公知の方法で除去されるが、樹脂パターンの剥離
を剥離液で行う場合、使用する剥離液は、例えば、水酸
化ナトリウム又は水酸化カリウムの水溶液が好適であ
る。剥離液の濃度や温度については特に限定されず、樹
脂パターンの剥離を好適に行う条件を設定して適宜決定
される。剥離方法としては、浸漬法、スプレー法等が挙
げられる。

【００１４】樹脂パターンの除去後バリアリブ材から有
機物を除去し、強度、ガス不透過性等を向上する目的
で、焼成を行いバリアリブを形成する。この焼成の温度
と時間は、３５０〜６００℃、１〜２０時間程度であ
る。最終的に、プラズマディスプレイパネルとなったと
きに、観察者側へ出る光量を増やす点（別の見方をすれ
ば面積利用効率を向上させる点）から、バリアリブのア
スペクト比ｄ／ｈ（ｄはバリアリブの底面の幅、ｈはバ
リアリブの高さ）が１／２以下であることが好ましい。

【００１５】また、プラズマディスプレイパネルの駆動
回路を簡易なものとできるＡＣ型プラズマディスプレイ
パネルへの適合性、バリアリブ自体の作成の容易性等の
点から、バリアリブがストライプ形状であることが好ま
しい。形成されるバリアリブがストライプ形状である場
合は、高精細とする点で、そのピッチは３０〜６０μｍ
であることが好ましい。また、より一層面積利用効率を
向上させる点からバリアリブ底面の幅が、ピッチの１／
１２〜１／３であることが好ましい。

【００１６】また、背面板と前面板とを重ね合わせるた
め、バリアリブは上が平面となっていることが好まし
く、また、バリアリブ間に塗り込まれる蛍光体の塗布面
積を大きくして前面へ出ていく光量を多くする点からバ
リアリブは基板面からなるべく垂直に立っていることが
好ましく、したがって、その断面は矩形状であることが
好ましい。

【００１７】以上のような形状要件は、非常にレベルが
高く、本発明の適用によって初めて量産性を具備して満
足することができる。バリアリブの形状に関する高さ、
幅、ピッチ等は、市販の表面粗さ測定器により容易に測
定することができ、バリアリブの高さのばらつきは、試
料片から少なくとも１０個のデータを採り、データ中の
最大値と最小値の差として定義される。

【００１８】本発明によれば、例えば、（Ｉ）基板上に
感光性樹脂層を形成し、これを露光、現像して樹脂パタ
ーンを形成する工程、（II）前記樹脂パターンの上面に
離型剤を塗布する工程、（III）前記（II）の樹脂パタ
ーンの間隙及び樹脂パターンの上にバリアリブ材の層を
形成する工程、（IV）前記バリアリブ材の層のうち樹脂
パターンの高さを超えた部分を研磨して除去する工程、
（Ｖ）前記樹脂パターンを除去してパターン状のバリア
リブ材の層を形成する工程及び（VI）前記パターン状の
バリアリブ材の層を焼成する工程を少なくとも行うこと
によりプラズマディスプレイパネル用基板を製造するこ
とができる。

【００１９】上記（IV）の工程における研磨はベルトサ
ンダー研磨機又はテープ研磨機を使用して行える。これ
らの研磨機は、バリアリブ材の除去のために適当な研削
力を持ち、基板自体の厚みむらに対しても充分追従で
き、極めて高精度で微細な研磨を行え、また、量産シス
テムに容易に組むことが可能になるため生産性を向上で
きる。研磨する基板の研磨送り方向を基板上のストライ
プ状の樹脂パターンに対し、１０°〜９０°までの角度
として研磨することが、研磨の微調整をでき、バリアリ
ブの上面の平滑性を向上させる（むらを少なくする）こ
とができる点から好ましい。ストライプ状の樹脂パター
ンにほぼ平行（１０°未満）として研磨すると過剰に研
磨してしまい、バリアリブの高さを制御するが困難とな
る傾向がある。

【００２０】以上について図１より説明する。図１は、
フォトリソグラフ法により樹脂パターンを形成し、この
樹脂パターン上面に、予め離型剤を塗布したフィルムか
ら、樹脂パターンの上面へ離型剤を転写、その樹脂パタ
ーンの間隙及び上にバリアリブ材を埋設、塗布し、バリ
アリブ材を乾燥し、必要により硬化させた後に、樹脂パ
ターンの高さより上にあるバリアリブ材をベルトサンダ
ー研磨機（図示せず）又はテープ研磨機（図示せず）に
より除去し、次いで樹脂パターンを除去してバリアリブ
を形成する様子を表している。図１において１は基板、
２は感光性樹脂層、３はネガマスク、４は樹脂パター
ン、５は離型剤層、６はバリアリブ材及び７はバリアリ
ブである。

【００２１】図１の（ａ）は、基板１上に感光性樹脂層
２を形成した状態を示す。感光性樹脂層２の形成は、特
に制限はなく公知の方法で行いうるが、感光性フィルム
（ドライフィルムレジスト、感光性エレメントとも呼ば
れる）を用いることが、厚膜で均一な感光性樹脂層を形
成できる点で好ましい。図１の（ｂ）は、ネガマスク３
を介して活性光線を照射することにより感光性樹脂層２
をパターン上に露光している状態を示す。図１の（ｃ）
は、現像によりパターン状に露光された感光性樹脂層か
ら不要部を除去して樹脂パターン４を形成した状態を示
している。用いる感光性樹脂の性質に依存して現像の態
様は異なり、ネガ型の感光性樹脂を用いた場合は、未露
光部が除去される。除去は、ドライ現像とも呼ばれる剥
離によって行うか又はウエット現像とも呼ばれる液体の
現像液に不要部を溶解あるいは膨潤させて行うことによ
り行える。

【００２２】図１の（ｄ）は、前記図１の（ｃ）の状態
の基板において樹脂パターン４の上面に予め離型剤を塗
布したフィルムをラミネートし、樹脂パターン４の上面
に離型剤を転写して離型剤層５を形成した状態を示す。
図２の（ｅ）は、前記図１の（ｄ）の状態の基板におい
て、樹脂パターン４の間隙及び樹脂パターン上にバリア
リブ材を埋設、塗布後のバリアリブ材６から有機溶剤等
を乾燥除去し、バリアリブ材６を必要により硬化させた
後の状態を示す。この後、樹脂パターン４の高さを超え
て存在するバリアリブ材の層をベルトサンダー研磨機又
はテープ研磨機で除去する（図２参照、図２で８は除去
する部分である）。図１の（ｆ）は、前記除去が終了し
た状態を示している。図１の（ｇ）は、図１の（ｆ）の
状態から樹脂パターン４を除去し、残ったパターン状の
バリアリブ材を焼成してバリアリブ７を形成した状態を
示している。樹脂パターンの除去は、公知の方法で行う
ことができるが、樹脂パターンの溶解、膨潤又は剥離可
能の溶液を用いて行うことが最終的に得られるバリアリ
ブの形状の点から好ましい。

【００２３】上記図１の（ｅ）において、ベルトサンダ
ー研磨機による除去を行った場合の様子を図３として示
し、以下、簡単に説明する。なお、ここでは、湿式の研
磨を行っている。支え板９に支えられて移動するベルト
コンベアー１１上に置かれた図１の（ｅ）の状態の基板
１０の表面を、ロール１２とロール１３により回転させ
られている研磨ベルト１４によって研磨（圧力は１〜１
０kgf/cm²程度）することにより図１の（ｆ）の状態の
基板を得ることができる。研磨部には、洗浄液供給パイ
プ１５により水等の洗浄液１６が供給される。

【００２４】ベルトサンダー研磨機の研磨ベルトとして
は、シリカ、アルミナ等の砥粒をレジンに付着させたレ
ジンベルト、ダイヤモンド、ジルコニア等の砥粒を付着
させたダイヤベルト等の研磨材を付着した研磨ベルト
で、＃２００〜＃２０００のものを用いて、樹脂パター
ン上及び樹脂パターンの間隙上にはみだし付着したバリ
アリブ材を除去することが好ましい。＃２００未満の研
磨材を付着した研磨ベルトでは、研磨時の研磨傷が深く
希望の形状を得ることが困難となる傾向があり、＃２０
００を超える研磨機を付着した研磨ベルトでは、研磨が
遅く、所望の研磨を行うのに時間がかかりすぎる傾向が
ある。

【００２５】また、上記図１の（ｅ）において、テープ
研磨機による除去を行った場合の様子を図４として示
し、以下、簡単に説明する。なお、ここでは、乾式の研
磨を行っている。ベルトコンベアー１１上に載って移動
する図１の（ｅ）の状態の基板１０の表面を、繰り出し
ロール１７から繰り出されコンタクトロール２０を介し
て巻き取りロール１８に巻き取られる研磨テープ１９に
よって研磨（圧力は１〜１０kgf/cm²程度）することに
より図１の（ｆ）の状態の基板を得ることができる。テ
ープ研磨機の研磨テープとしては、シリカ、アルミナ、
ダイヤモンド、ジルコニア等の砥粒を接着剤で紙等のシ
ートに固着したものが挙げられ、＃２００〜＃２０００
のものを用いることが、上記研磨ベルトにおけると同じ
理由で好ましい。なお、研磨シートは、通常、１回使い
切りとされ、常に新しい面で研磨を行えるので、研磨条
件が一定化し、作業性がよく歩留りも向上できる。

【００２６】

【実施例】以下、実施例により本発明を説明する。実施例１複数の電極が整列配置されたガラス（ソーダガラス）基
板（板厚３．０mm）上に感光性フィルム（アルカリ現像
型感光性フィルム、日立化成工業(株)製、商品名ＰＦ−
１５００、感光性樹脂層１５０μｍ）をラミネートして
感光性樹脂層を形成した。ラミネートは、ラミネートロ
ール温度１００℃、ロール圧４．０kgf/cm²、送り速度
１．０ｍ／分の条件で行った。次にその感光性樹脂層を
所定のネガマスクを介して平行露光機（ＥＸＭ−１２０
１−Ｈ：(株)オーク製作所製）で９０mJ/cm²露光をし
た。ついで、３０℃、１重量％炭酸ナトリウム水溶液で
スプレー現像を行い、その後水洗、水切りを行い８０℃
で１０分間乾燥させた。

【００２７】このようにして形成したプラズマディスプ
レイパネルのバリアリブ形成用の樹脂パターン（ストラ
イプ状、底部幅８０μｍ、上部幅６０μｍ、高さ１４５
μｍ、ピッチ２２０μｍ）の上面に塗布ロールで離型剤
（信越化学工業(株)製シリコーンオイル、商品名ＫＦ９
６）を塗布し、６０〜８０℃で乾燥した。

【００２８】次いで、スクリーン印刷機（東海精機(株)
製）商品名ＳＳＡ−ＰＣ１３１０ＡＮでバリアリブ材
（バリアリブ用ペースト、商品名ＴＲ−１９２６、太陽
インキ製造(株)製）を埋め込んだ。埋め込み回数は２〜
３回で、１回埋め込む毎に８０℃で乾燥した。２回目の
乾燥終了後１６０℃で６０分間加熱しバリアリブ材の硬
化を行った。このとき樹脂パターンの高さを超えて余分
に乗っているバリアリブ材の厚さは１０〜３０μｍであ
った。次に、この余分なバリアリブ材の層をベルトサン
ダー研磨機（湿式）で除去した。また、別途テープ研磨
機（乾式）で除去した。

【００２９】ベルトサンダー研磨機での研磨（洗浄液；
水）は次のようにして行った。第３図に示すような湿式
型ベルトサンダー研磨機（(株)アミテック社製、商品名
ＳＳＶ−６１０ＳＡ）で、研磨ベルトとしてコルクベル
ト＃３２０（日本コーテッドアブレーシブ(株)製、商品
名ＣＫ３２０×９４５Ｅ）を用い、研磨ベルトの周速１
００mm/min、送材速度７m/min、研磨負荷（モータ負荷
電流値）＋１．０〜１．５Ａで樹脂パターンが現れるま
で研磨し、次いで、４０℃、５重量％水酸化ナトリウム
水溶液に樹脂パターンが除去されるまで浸漬し、水洗、
乾燥してパターン状のバリアリブ材を得た。これらの結
果を表１に示した。

【００３０】また、別途行った乾式テープ研磨機での研
磨は次のようにした。第４図に示すような乾式テープ研
磨機（(株)サンシン社製）で研磨用テープとしてシャフ
ト仕上げ用研磨テープ＃１０００（(株)サンシン社製を
用い、ベルトの周速５０mm/min、送材速度９m/min、研
磨負荷＋１．０Ａ以下で樹脂パターンが現れるまで研磨
し、次いで、４０℃、５重量％水酸化ナトリウム水溶液
に樹脂パターンが除去されるまで浸漬し、水洗、乾燥し
てパターン状のバリアリブ材を得た。これらの結果を表
１に示した。

【００３１】以上において、パターン状のバリアリブ材
の形状（高さ、幅、ピッチ等）は、非接触式の表面形状
測定機（(株)シグマ光機製、商品名非接触レーザー変位
計ＬＭＳ−３Ｄ）を用いて測定した。

【００３２】

【表１】

【００３３】表１から生産性よく極めて高精度パターン
状のバリアリブ材を形成できることが確認される。上記
のベルトサンダー研磨機、乾式テープ研磨機による研磨
を経て得たそれぞれのパターン状のバリアリブ材を５５
０℃で５時間焼成して、それぞれのパターン状のバリア
リブ材の形状が一定割合で収縮した形状の優れた高品位
のそれぞれのバリアリブを得た。

【００３４】

【発明の効果】請求項１及び２記載の発明は、前面板と
の封着を容易かつ完全に行え、放電空間を基板全面にわ
たって均一なものとでき、放電電圧を一定化でき、高品
位、高信頼性を有するプラズマディスプレイパネルを量
産性良く製造することができるプラズマディスプレイ用
基板の製造法を提供するものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のプラズマディスプレイパネルのバリア
リブ製造を示す模式図である。

【図２】バリアリブ材の層のうちの除去する部分の模式
図である。

【図３】ベルトサンダー研磨機による除去の様子を示す
模式図である。

【図４】テープ研磨機による除去の様子を示す模式図で
ある。

【符号の説明】

１基板２感光性樹脂層３ネガマスク４樹脂パターン５離型剤層６バリアリブ材７バリアリブ８除去する部分９支え板１０図１の（ｅ）の状態の基板１１ベルトコンベアー１２ロール１３ロール１４研磨ベルト１５洗浄液供給パイプ１６洗浄液１７繰り出しロール１８巻き取りロール１９研磨テープ２０コンタクトロール

フロントページの続き (72)発明者丹野清吉茨城県日立市東町四丁目13番１号日立化成工業株式会社山崎工場内Ｆターム(参考） 5C027 AA09 5C040 DD09

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】その上面に離型剤が塗布された樹脂パタ
ーンの形成された基板上の前記樹脂パターンの間隙及び
前記樹脂パターンの上に形成されたバリアリブ材の層を
研磨して前記バリアリブ材の層のうち樹脂パターンの高
さを超えた部分を除去することを特徴とするバリアリブ
を有するプラズマディスプレイパネル用基板の製造法。
【請求項２】（Ｉ）基板上に感光性樹脂層を形成し、
これを露光、現像して樹脂パターンを形成する工程、
（II）前記樹脂パターンの上面に離型剤を塗布する工
程、（III）前記（II）の樹脂パターンの間隙及び樹脂
パターンの上にバリアリブ材の層を形成する工程、（I
V）前記バリアリブ材の層のうち樹脂パターンの高さを
超えた部分を研磨して除去する工程、（Ｖ）前記樹脂パ
ターンを除去してパターン状のバリアリブ材の層を形成
する工程及び（VI）前記パターン状のバリアリブ材の層
を焼成する工程を含むことを特徴とするプラズマディス
プレイパネル用基板の製造法。