JP2000173454A

JP2000173454A - プラズマディスプレイパネルの障壁の作製方法及びプラズマディスプレイパネルの障壁

Info

Publication number: JP2000173454A
Application number: JP34301898A
Authority: JP
Inventors: Hiroyuki Tanaka; 裕之田仲
Original assignee: Hitachi Chemical Co Ltd
Current assignee: Resonac Corp
Priority date: 1998-12-02
Filing date: 1998-12-02
Publication date: 2000-06-23

Abstract

(57)【要約】【課題】樹脂パターンと樹脂パターンの間に障壁材料
を充填後、樹脂パターンを直接剥離することが可能な簡
便なプラズマディスプレイパネルの障壁の作成方法を提
供する。【解決手段】感光性樹脂組成物層を基板上に積層し所
定のパターンマスクを介して露光し、その後非露光部を
現像により除去することで樹脂パターンを形成し、該樹
脂パターンと樹脂パターンの間に障壁材料をノズルより
吐出させて充填させた後乾燥し、乾燥後に該樹脂パター
ンを除去して障壁材を形成し、得られた障壁材を焼成す
ることにより障壁を形成する方法。

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
レイパネルの障壁の作製方法及びプラズマディスプレイ
パネルの障壁に関する。

【０００２】

【従来の技術】プラズマディスプレイパネル（以下、Ｐ
ＤＰと略す。）はコンピューター端末や壁掛けテレビ、
券売機において文字情報や映像情報の表示装置として使
用される。

【０００３】ＰＤＰは、図１に示すように、透明電極１
が形成される前面板と、データ電極３や絶縁膜が形成さ
れる背面板の二枚の絶縁性を有する基板２の内側に障壁
４、蛍光体５が形成された構造よりなる。該障壁は直行
する透明電極群とデータ電極群との間に一定空間を保持
したセル構造を形成する。セル内にはＮｅ，Ｘｅ等の稀
ガスが封入され、該透明電極とデータ電極の交差部が印
加電極により放電し、セル内の蛍光体が発光する画素が
形成され画像を表示する。

【０００４】上記の障壁は、その高さ、幅、パターンギ
ャップによってセル間での誤放電を防止し一定の放電区
間を得るための機能を有している。

【０００５】また、近年ではディスプレイの大型化、画
素の微細化の傾向（例えば４０インチ以上の画面サイズ
で障壁の幅が１００μｍ以下、高さが１００μｍ以上の
傾向）があり、ＩＣ回路基板等の形成に広く利用されて
いる感光性材料を使用したフォトリソグラフ法が、大型
化、微細化したパネルの障壁を高い精度で形成できるこ
とから精力的に検討されている。

【０００６】例えば、特開平０５−２３４５１４号公報
では、感光性樹脂組成物フィルムを基板上に積層し所定
のパターンマスクを介して露光し、その後非露光部を現
像により除去することで樹脂パターンを形成し、該樹脂
パターンと樹脂パターンの間に障壁材料をスクリーン印
刷法により埋込み、乾燥後に該樹脂パターンをアルカリ
剥離液により剥離除去することで障壁を形成する方法が
提案されている。特にこの方法をアディティブ法と記載
している。

【０００７】しかし、上述の方法では図２（ａ）に示す
ように、該樹脂パターン７の上端を結んだ面の上面に障
壁材料６が残存するため、該樹脂パターン７を剥離除去
するためには、図２（ｂ）に示すように該樹脂パターン
７の上端を結んだ面の上面に残存する障壁材料６を樹脂
パターン７を剥離する前に研磨等の方法で除去しておく
必要がある。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上述した問
題に対して鑑みなされたものである。

【０００９】本発明の目的は、樹脂パターンと樹脂パタ
ーンの間に障壁材料を充填後、樹脂パターンを直接剥離
することが可能な簡便なプラズマディスプレイパネルの
障壁の作製方法を提供することにある。

【００１０】本発明の他の目的は、高精度で高精細のプ
ラズマディスプレイパネルの障壁を提供することにあ
る。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明は、感光性樹脂組
成物層を基板上に積層し所定のパターンマスクを介して
露光し、その後非露光部を現像により除去することで樹
脂パターンを形成し、該樹脂パターンと樹脂パターンの
間に障壁材料をノズルより吐出させて充填させた後乾燥
し、乾燥後に該樹脂パターンを除去して障壁材を形成
し、得られた障壁材を焼成することにより障壁を形成す
る方法に関する。

【００１２】また、本発明は上記方法で形成したプラズ
マディスプレイパネルの障壁に関する。

【００１３】

【発明の実施の形態】本発明の障壁の形成は、感光性樹
脂組成物を用いて基板上に樹脂パターンを形成し、該樹
脂パターンと樹脂パターンの間に障壁材料をノズルより
吐出させて充填させた後乾燥し、乾燥後に該樹脂パター
ンを除去し、得られた障壁材を焼成することを特徴とす
る。

【００１４】本発明で使用される基板としては、特に制
限はなく、例えば、セラミック板、プラスチック板、ガ
ラス板等が挙げられる。この基板上には、絶縁層、電
極、保護層等が設けられていてもよい。

【００１５】基板上に感光性樹脂組成物層を積層する方
法としては、感光性樹脂組成物を基板上に直接塗布し、
必要に応じて乾燥する方法、感光性フィルムを用いラミ
ネータにより感光性フィルムの感光性樹脂組成物層を基
板上に転写することより設ける方法があるが、環境衛生
の点、樹脂パターンの膜厚（高さ）を大きくできる点等
から、後者の感光性フィルムを用いる方法が好ましい。

【００１６】感光性フィルムは、支持体フィルム及び感
光性樹脂層を有するもので、本発明に用いられる感光性
フィルムは、例えば、ポリエチレンテレフタレートフィ
ルム等の支持体フィルム上に感光性樹脂組成物を塗布
し、必要に応じて乾燥して感光性樹脂組成物層を形成す
ることにより製造される。

【００１７】塗布方法としては、公知の方法を用いるこ
とができ、例えば、ドクターブレードコーティング法、
マイヤーバーコーティング法、ロールコーティング法、
スクリーンコーティング法、スピナーコーティング法、
インクジェットコーティング法、スプレーコーティング
法、ディップコーティング法、グラビアコーティング
法、カーテンコーティング法等を用いることができる。

【００１８】乾燥方法としては、公知の乾燥方法を用い
て乾燥することができ、乾燥温度は、４０〜１３０℃と
することが好ましく、乾燥時間は、１０分〜９０分間と
することが好ましい。

【００１９】通常、感光性樹脂組成物層は未硬化であ
り、柔軟で粘着性を有するため、この層の上にポリエチ
レンフィルム等の保護フィルムを貼りあわせて、外部か
らの損傷、異物の付着を防止している。

【００２０】感光性樹脂組成物層の厚さは、特に制限は
ないが、形成しようとする樹脂パターンを容易に厚膜化
できる観点から１５μｍ以上とすることが好ましく、上
限は通常２５０μｍである。

【００２１】感光性樹脂組成物としては、特に制限はな
く、公知のものを使用でき、ネガ型感光性樹脂組成物、
ポジ型感光性樹脂組成物等を使用することができるが、
ネガ型感光性樹脂組成物を用いることが取り扱いのし易
さなどの点でより好ましい。ネガ型感光性樹脂組成物と
しては、例えば、（ａ）エチレン性不飽和化合物、
（ｂ）カルボキシル基含有フィルム性付与ポリマー及び
（ｃ）光重合開始剤を必須成分として含有し、他に必要
に応じて、（ｄ）染料又は顔料、（ｅ）その他添加物、
（ｆ）有機溶剤を含んだ光重合型の組成物が挙げられ
る。

【００２２】以上のような感光性樹脂組成物を用いて基
板上に形成された感光性樹脂組成物層を、所定のパター
ンマスクを通して活性光線を照射する等によりパターン
状に露光し、必要に応じて加熱した後、非露光部を現像
により選択的に除去することにより、基板上に複数の樹
脂パターンを形成する。

【００２３】活性光線としては、公知の活性光源が使用
でき、例えば、カーボンアーク、水銀蒸気アーク、キセ
ノンアーク、その他から発生する光等が挙げられる。フ
ォトマスク及び活性光線の組み合わせの代わりに、焦点
を絞った活性光線としてレーザー光等を使用することも
できる。

【００２４】現像方法としては、特に制限されず、ウエ
ット現像、ドライ現像等が挙げられる。ウエット現像の
場合は、感光性樹脂組成物に対応した現像液を用いる。
なお、このときの現像時間及び現像温度は、不要部を除
去できるように適宜調節することができる。

【００２５】現像液としては、例えば、炭酸ナトリウ
ム、炭酸カリウム等の弱アルカリ性の希薄水溶液が挙げ
られ、現像方式は、浸漬方式、スプレイ方式等が挙げら
れる。また、現像後に基板上に形成された樹脂パターン
を、強度、耐溶剤性等の向上の目的で加熱及び／又は露
光してもよい。

【００２６】次に、障壁材料としては、無機顔料、無機
結着剤等の無機粉、バインダ樹脂、溶剤等の混合物を使
用することができる。障壁材料の作製に当たっては、無
機粉の配合量はバインダ樹脂１００重量部に対して、１
０〜３０重量部とすることが好ましく、１５〜２０重量
部とすることがより好ましい。この配合量が１０重量部
未満では、焼成後の障壁体積の収縮が大きくなる傾向が
あり、基板上に形成した障壁が剥離する傾向がある。３
０重量部を超えると、障壁形成部の強度が小さくなり、
作業性が低下する傾向がある。なお、障壁形成部の焼成
前の体積と、これを焼成した後の体積の差は、より小さ
いものであることが好ましい。

【００２７】無機粉としては、例えば、低融点ガラスの
ＰｂＯ・Ｂ₂Ｏ₃、ＰｂＯ・Ｂ₂Ｏ₃・ＳｉＯ₂、ＺｎＯ・
Ｂ₂Ｏ₃・ＳｉＯ₂等、及びアルミナ、酸化チタン、酸化
亜鉛、酸化バリウム、酸化カリウム、酸化カルシウム、
酸化アルミニウム、酸化ジルコニウム、酸化カドミウ
ム、酸化クロム、酸化マンガン、酸化銅、酸化ビスマス
等の金属酸化物を用いることができる。

【００２８】また、バインダ樹脂としては、硬化性及び
非硬化性の樹脂いずれも使用することができ、アクリル
系樹脂、セルロース系樹脂、ポリエステル系樹脂等が用
いられる。

【００２９】また、障壁材料に使用される有機溶剤とし
ては、例えば、トルエン、アセトン、メチルエチルケト
ン、メチルイソブチルケトン、メチルセロソルブ、エチ
ルセロソルブ、γ−ブチロラクトン、Ｎ−メチルピロリ
ドン、ジメチルホルムアミド、テトラメチルスルホン、
ジエチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレング
リコールモノブチルエーテル、クロロホルム、塩化メチ
レン、メチルアルコール、エチルアルコール、テトラリ
ン、ｎ−ブチルベンゼン、ｐ−シメン、メチルナフタレ
ン、シクロヘキシルベンゼン、ジエチルベンゼン、ペン
チルベンゼン、ジペンチルベンゼン、ｐ−メンタン、ビ
シクロヘキシル、ジペンテン、デカリン、ソルベッソ、
テレピン油等が挙げられる。これらは単独で又は２種以
上を組み合わせて使用される。これらの有機溶剤のうち
でも高沸点（１７０〜２８０℃）で非極性のものが、塗
膜のレベリング性が良好でアディティブ法で使用される
樹脂パターン中に浸食せず良好である。その他、障壁材
料には必要に応じて、可塑剤、分散剤等を添加してもよ
い。

【００３０】更に、図３を用いて本発明の方法により基
板上に障壁を作製する工程を詳述する。なお、図３は本
工程の一例を示した模式図である。

【００３１】基板２上に形成された樹脂パターン７と樹
脂パターン７の間に障壁材料６をノズル８より吐出する
様子を図３（ａ）に示し、樹脂パターン７と樹脂パター
ン７の間に障壁材料６が充填された状態を図３（ｂ）に
示した。

【００３２】図３（ａ）において樹脂パターン７と樹脂
パターン７の間に障壁材料６をノズル８より吐出させて
充填させる方法としては、市販のディスペンサシステム
を用いることができる。

【００３３】ディスペンサは、障壁材料を吐出するノズ
ル、障壁材料を吐出させるための圧力発生器、基板を固
定する載置台、基板に対してノズルを上下、左右及び垂
直方向に移動させる搬送部、及び搬送部を制御する制御
部からなる。ノズルは、内口径が３０〜１００μｍであ
るのが好ましく、吐出量はノズルの搬送速度、内口径に
もよるが、０．０５〜２ｍ³／ｓｅｃとするのが好まし
い。また、ノズルの数は複数本であってもよい。

【００３４】更に、樹脂パターンと樹脂パターンの間に
充填された障壁材料を乾燥した後、樹脂パターンを除去
することにより障壁材が得られる。樹脂パターンは種々
の方法で除去できるが、例えば、樹脂パターンの除去を
剥離液を用いて行う場合、使用する剥離液としては、水
酸化ナトリウム又は水酸化カリウムの１〜１０重量％水
溶液が挙げられる。この濃度が１重量％未満の場合は剥
離の効果が小さいために剥離時間がかかりすぎる傾向が
あり、また、１０重量％を超える場合には、障壁材を侵
す傾向がある。水酸化ナトリウム又は水酸化カリウムの
代わりにアミン系有機アルカリ化合物を用いることもで
きる。剥離液の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適宜設定すればよく、
剥離方式としては、浸漬方式、スプレイ方式のいずれも
好適であり、また２方式を併用してもよい。

【００３５】樹脂パターンの除去後の状態を図３（ｃ）
に示した。図３（ｃ）において、基板２上に残った障壁
材９から有機物を除去し、強度、ガス不透過性等を向上
する目的で障壁材９を焼成する。

【００３６】焼成方法としては、特に制限はなく、公知
の焼成方法を使用し、無機顔料、無機結着材等の無機粉
以外の不要分を除去し、障壁を形成することができる。

【００３７】このときの昇温速度は１〜１０℃／分とす
ることが好ましく、２〜５℃／分とすることがより好ま
しい。最高焼成温度は、４００〜６５０℃とすることが
好ましく、４５０〜５７０℃とすることがより好まし
い。また、最高温度での焼成時間は１０分〜６時間とす
ることが好ましく、３０分〜２時間とすることがより好
ましい。また、最高焼成温度に到達する前の３００〜４
５０℃の間に、その温度を保持するステップを設けるこ
とができ、その保持時間は３０分〜２時間とすることが
好ましい。

【００３８】このようにして作製された基板上の障壁の
厚さ（高さ）は、通常、５０〜２５０μｍであり、スト
ライプ型又は格子型の障壁であれば、その幅は通常２０
〜１５０μｍである。

【００３９】

【実施例】以下、実施例により本発明を詳細に説明する
が、本発明はこれに限定されるものではない。

【００４０】実施例１メタクリル酸メチル／アクリル酸エチル／メタクリル酸
共重合体（重量比５３／３０／１７、重量平均分子量１
０万）の４１重量部メチルセロソルブ／トルエン（重量
比８：２）溶液１３７ｇ（固形分５５ｇ）、ビスフェノ
ールＡポリオキシエチレンジメタクリレート３４ｇ、γ
−クロロ−β−ヒドロキシプロピル−β−メタクリロイ
ルオキシエチル−ｏ−フタレート１１ｇ、安定剤（ＡＷ
−５００、川口化学株式会社製）０．１ｇ、トリブロモ
メチルフェニルスルフォン１．２ｇ、シリコーンレベリ
ング剤（ＳＨ−１９３、トーレシリコン株式会社製）
０．０４ｇ、１，７−ビス（９−アクリジニル）ヘプタ
ン０．２ｇ、ベンジルメチルケタール３ｇ、ロイコクリ
スタルバイオレット１．０ｇ、マラカイトグリーン０．
０５ｇ、トルエン７ｇ、メチルエチルケトン１３ｇ、メ
タノール３ｇを配合した感光性樹脂組成物溶液を２０μ
ｍ厚のポリエチレンテレフタレートフィルム上に均一に
塗布し、１１０℃の熱風対流式乾燥機で約１０分間乾燥
して感光性フィルムを得た。乾燥後の感光性樹脂組成物
層の膜厚は５０μｍであった。

【００４１】次いで、得られた感光性フィルムをあらか
じめ１００℃に熱したガラス板上にラミネータを使用し
１３０℃にて貼り付け、ポリエチレンテレフタレートフ
ィルムを剥離し、感光性樹脂組成物層を露出させた。こ
の露出した感光性樹脂組成物層上に前記感光性フィルム
を同様に貼り付け、ポリエチレンテレフタレートフルム
を剥離し感光性樹脂組成物層を露出させた。更に、もう
一度同様な操作を施して、ガラス板上に１５０μｍ厚の
感光性樹脂組成物層を形成した。

【００４２】その後、１５０μｍ厚に形成された感光性
樹脂組成物層上に残ったポリエチレンテレフタレートフ
ィルム上に、所定のネガマスクを載置し、ネガマスクの
上から平行線型露光機にて露光量７０ｍＪ／ｃｍ²（紫
外線主波長：３６５ｎｍ）で感光性樹脂組成物層を露光
した。

【００４３】更に、感光性樹脂組成物層の非露光部を、
現像機にて１重量％炭酸ナトリウム水溶液で現像し、ガ
ラス板上に樹脂パターンを得た。この樹脂パターンはラ
イン／スぺース＝３００μｍ／１００μｍであった。

【００４４】次いで、樹脂パターンを紫外線照射機によ
り３０００ｍＪ／ｃｍ²の照射を行い、その後乾燥機に
て１６０℃で６０分間加熱処理を行った。

【００４５】次いで、表１に示す材料をライカイ機に投
入し１５分間混練することでまずペースト状の障壁材料
組成物を得た。

【００４６】さらに、上記のペースト状の障壁材料組成
物を口径５０μｍの吐出ノズルを有するディスペンサに
充填し、ガラス板上の樹脂パターンと樹脂パターンの間
隙に、障壁材料組成物を吐出させながら充填した。

【００４７】ここで、障壁材料組成物を充填した基板を
減圧装置の付いたアルミ製の容器中に入れ、１０ｍｍＨ
ｇに減圧し３分間保持後常圧に戻す操作を行った。この
操作でペースト中の気泡が除去され、ペーストが確実に
樹脂パターンと樹脂パターンの間に埋め込まれた。その
後、乾燥機にて８０℃で３０分間乾燥し、表面の溶剤を
揮発させた。

【００４８】溶剤乾燥後、４５℃に保持した５重量％の
水酸化ナトリウム水溶液中に約１０分間浸漬し、すぐに
４５℃に保持した温水に浸漬して樹脂パターンを剥離し
た。その後、水洗し、８０℃で３０分間乾燥して障壁材
を得た。

【００４９】障壁材の寸法は、上部の幅が１００μｍ、
底面の幅が１２０μｍ、高さが１５０μｍであった。

【００５０】最後にマッフル炉を使用し、空気中で障壁
材を焼成して障壁を得た。焼成条件は、室温から３８０
℃まで昇温速度が３℃／分で昇温し、３８０℃で３０分
間保持、さらに５５０℃まで昇温速度が５℃／分で昇温
し、５５０℃で３０分間保持後、室温まで自然冷却する
ものであった。

【００５１】焼成後の障壁は上記の焼成前の形状を維持
し良好で、寸法は、樹脂の分解除去により収縮したもの
であった。焼成後の障壁の寸法は、上部の幅が８０μ
ｍ、底面の幅が１２０μｍ、高さが１２０μｍであっ
た。（アスペクト比：１．５）

【００５２】

【表１】

【００５３】

【発明の効果】本発明のプラズマディスプレイパネルの
障壁形成方法は、工程数が少ない簡便な方法で、且つ、
高精度、高精細な障壁を得ることができるものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】プラズマディスプレイパネルの断面の模式図で
ある。

【図２】従来のプラズマディスプレイパネルの障壁の作
製方法の一例を示した模式図である。

【図３】本発明のプラズマディスプレイパネルの障壁の
作製方法の一例を示した模式図である。

【符号の説明】

１透明電極２基板（前面板又は背面板）３データ電極４障壁５蛍光体６障壁材料７樹脂パターン８ノズル９障壁材

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続きＦターム(参考） 2H025 AB17 AC01 AD01 AD03 4G062 AA08 AA09 AA15 BB04 BB05 BB08 MM07 MM12 NN26 NN32 PP01 PP02 PP03 PP04 PP13 PP14 PP15 PP16 5C027 AA09 5C040 FA01 FA04 GB03 GB14 GF02 GF19 JA05 JA15 MA26

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】基板上に感光性樹脂組成物層を積層し所
定のパターンマスクを介して露光し、その後非露光部を
現像により除去することで樹脂パターンを形成し、該樹
脂パターンと樹脂パターンの間に障壁材料をノズルより
吐出させて充填させた後乾燥し、乾燥後に該樹脂パター
ンを除去して障壁材を形成し、得られた障壁材を焼成す
ることを特徴とするプラズマディスプレイパネルの障壁
の作製方法。
【請求項２】請求項１記載の方法で形成したプラズマ
ディスプレイパネルの障壁。