JP2007171748A

JP2007171748A - パターン形成方法

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Publication number: JP2007171748A
Application number: JP2005371654A
Authority: JP
Inventors: Yusuke Tanaka; 雄介田中; Haruhito Kodama; 治仁児玉
Original assignee: Toray Industries Inc
Current assignee: Toray Industries Inc
Priority date: 2005-12-26
Filing date: 2005-12-26
Publication date: 2007-07-05
Anticipated expiration: 2025-12-26
Also published as: JP4626512B2

Abstract

【課題】リードタイムの短縮とパターン形成性のばらつきを低減することが可能となるパターン形成方法を提供する。
【解決手段】下記（Ａ）、（Ｂ）、（Ｄ）、および（Ｅ）の各工程をこの順に行うパターン形成方法において、（Ｂ）工程と（Ｄ）工程の間に、（Ｃ）加熱乾燥工程で得られた塗膜を２５％ＲＨ以下の湿度雰囲気で除湿する除湿工程、を有することを特徴とするパターン形成方法。
（Ａ）無機微粒子と感光性有機成分と有機溶媒とを含有する感光性ペーストを基板上へ塗布する塗布工程
（Ｂ）該塗布工程で得られた塗膜を加熱乾燥する加熱乾燥工程
（Ｄ）該加熱乾燥工程で得られた塗膜を露光する露光工程
（Ｅ）該露光工程で得られた塗膜を現像する現像工程
【選択図】なし

Description

本発明は、壁掛けテレビや大型モニターに用いられるプラズマディスプレイ、プラズマアドレス液晶ディスプレイなどのディスプレイ部材、およびディスプレイの製造方法に関するものであり、特にディスプレイ部材製造における歩留まり、および生産効率を向上させるディスプレイの製造方法に関する。

プラズマディスプレイパネル（以下PDPと記す）は、その奥行きの薄さ、軽量さ、かつ大型化が容易であること。また液晶パネルと比較し視野角の広いこと、応答速度が速いことからOA機器および広報表示装置などの分野に浸透しており、特に高品位テレビジョン分野において大きく市場を拡大している。ＰＤＰは、前面ガラス基板と背面ガラス基板との間に備えられた放電空間内で、対抗するアノードおよびカソード電極間にプラズマ放電を生じさせ、上記放電空間内に封入されているガスから発生した紫外線を放電空間内に設けた蛍光体に当てることにより表示を行なうものである。この場合、放電の広がりを一定領域に押さえ、表示を規定のセル内で行なわせると同時に、均一な放電空間を確保するために隔壁（障壁またはリブともいう）が設けられている。この隔壁の形状は、およそ幅３０〜８０μｍ、高さ１００〜２００μｍであり、この隔壁は、通常、前面ガラス基板や背面ガラス基板にガラスからなる感光性ガラスぺーストを塗布し、乾燥、露光、現像および焼成を経て形成される。

ここで使用される感光性ガラスぺーストは、一般に感光性成分にポリマーやオリゴマーを用いており、これらは水分を吸湿する特性を持ち、その吸湿量によって光に対する感度や、パターン形成性がする（例えば、特許文献１、２参照）。
特開２０００−２９８３５２号公報特開２００３−５３６０号公報

そのため感光性ガラスぺースト塗布、乾燥後に一定以上の放置時間を設けず露光した場合、ペースト塗布膜の水分吸収量に依存して、パターン形成性にばらつきが生じるという問題あった。この課題に対して塗布、乾燥後に塗布膜の水分吸収量が飽和に達する一定時間以上の放置時間（以下エージング時間と称する）を設けた後に露光することで、パターン形成性のばらつきは減少した。しかしエージング時間として１日以上設けて露光を行うため、リードタイムが長くなってしまうという新たな問題が生じていた。本発明者はこのような事情から、エージング時間の短縮技術を開発すべく研究を重ねた結果、加熱乾燥工程直後では、水分の重量変化が小さく、幅のばらつきも小さいことを見出した。しかしこの安定領域は短時間なため、生産プロセスへの導入が難しいことから、幅ばらつきの小さい安定領域を広げること、かつ従来と比較しリードタイムを大幅に短縮することを目的とし、本発明を完成するに至った。

すなわち本発明は、上記課題の露光工程におけるパターン形成性のばらつきを抑え、かつリードタイムを短縮したディスプレイ部材の製造方法、およびディスプレイを提供することを目的とするものである。

前記課題を解決するため、本発明のプラズマディスプレイ部材の製造方法は下記の構成からなる。

下記（Ａ）、（Ｂ）、（Ｄ）、および（Ｅ）の各工程をこの順に行うパターン形成方法において、（Ｂ）工程と（Ｄ）工程の間に、（Ｃ）加熱乾燥工程で得られた塗膜を２５％ＲＨ以下の湿度雰囲気で除湿する除湿工程、を有することを特徴とするパターン形成方法。

（Ａ）無機微粒子と感光性有機成分と有機溶媒とを含有する感光性ペーストを基板上へ塗布する塗布工程
（Ｂ）該塗布工程で得られた塗膜を加熱乾燥する加熱乾燥工程
（Ｄ）該加熱乾燥工程で得られた塗膜を露光する露光工程
（Ｅ）該露光工程で得られた塗膜を現像する現像工程

本発明によれば、除湿工程において基板が乾燥湿度雰囲気を経ることから、湿度環境の影響を抑え、リードタイムの短縮とパターン形成性のばらつきを低減することが可能となる。

次に本発明のプラズマディスプレイ（以下ＰＤＰと略す）用部材の製造方法について説明する。

本発明でいうＰＤＰ用部材とは、基板上に無機材料からなる層が形成されたものいう。ここでいう無機材料からなる層とは、電極層、誘電体層、隔壁層、蛍光体層、反射層などを少なくとも１層以上形成したものをいう。

以下本発明のＰＤＰ用部材の製造方法を、代表される製造手順に沿って説明する。
本発明のＰＤＰ用部材の製造方法に用いられる基板としては、ソーダガラスの他にＰＤＰ用の耐熱ガラスである旭硝子社製の“ＰＤ２００”や日本電気硝子社製の“ＰＰ８”を用いることができる。

次にガラス基板上に無機材料として銀やアルミニウム、クロム、ニッケルなどの金属により電極層を形成する。形成する方法としては、これらの金属の粉末と有機バインダーを主成分とする金属ペーストをスクリーン印刷でパターン印刷する方法や、有機バインダーとして感光性有機成分を用いた感光性金属ペーストをスクリーン印刷などにより塗布した後に、フォトマスクを用いてパターン露光し、不要な部分を現像工程で溶解除去し、さらに、４００〜６００℃に加熱・焼成して金属パターンを形成する感光性ペースト法を用いることができる。

形成される電極厚みは１〜１０μｍが好ましく、２〜５μｍがより好ましい。電極厚みが薄すぎると抵抗値が大きくなり正確な駆動が困難となる傾向にあり、厚すぎると材料が多く必要になり、コスト的に不利な傾向にある。電極パターンの幅は好ましくは２０〜２００μｍ、より好ましくは３０〜１００μｍである。電極パターンの幅が細すぎると抵抗値が高くなり正確な駆動が困難となる傾向にあり、太すぎると隣合う電極間の距離が小さくなるため、ショート欠陥が生じやすい傾向にある。

次いで誘電体層を好ましく形成する。本発明では誘電体層は無機材料としてはガラス粉末を用い、有機バインダーが混合されたガラスペーストを、前記電極層を覆う形でスクリーン印刷により塗布され、その後に４００〜６００℃で焼成することにより形成できる。誘電体層に用いる無機材料であるガラス品末の成分としては、酸化鉛、酸化ビスマス、酸化亜鉛、酸化リンの少なくとも１種類以上を含有し、これらを合計で１０〜８０重量％含有するガラス粉末を好ましく用いることができる。１０重量％以上とすることで、６００℃以下での焼成が容易になり、８０重量％以下とすることで、結晶化を防ぎ透過率の低下を防止する。これらのガラス粉末と有機バインダーと混練してペーストを作成できる。用いる有機バインダーとしては、エチルセルロース、メチルセルロース等に代表されるセルロース系化合物、メチルメタクリレート、エチルメタクリレート、イソブチルメタクリレート、メチルアクリレート、エチルアクリレート、イソブチルアクリレート等のアクリル系化合物等を用いることができる。また、ガラスペースト中に、溶媒、可塑剤等の添加剤を加えても良い。溶媒としては、テルピネオール、ブチロラクトン、トルエン、メチルセルソルブ等の汎用溶媒を用いることができる。また、可塑剤としてはジブチルフタレート、ジエチルフタレート等を用いることができる。ガラス粉末以外にフィラー成分を添加することにより、反射率が高く、輝度の高いＰＤＰを得ることができる。フィラーとしては、酸化チタン、酸化アルミニウム、酸化ジルコニウム等が好ましく、粒子径０．０５〜３μｍの酸化チタンを用いることが特に好ましい。フィラーの含有量はガラス粉末：フィラーの比で、１：１〜１０：１が好ましい。フィラーの含有量をガラス粉末の１０分の１以上とすることで、輝度向上の実効を得ることができる。

誘電体層の厚みは、好ましくは３〜３０μｍ、より好ましくは３〜１５μｍである。誘電体層の厚みが薄すぎるとピンホールが多発する傾向にあり、厚すぎると放電電圧が高くなり、消費電力が大きくなる傾向にある。

さらに、本発明のＰＤＰ用部材の製造方法が、ＰＤＰの背面板に適用される場合には、誘電体層上に、放電セルを仕切るための隔壁を形成する。

隔壁の高さは、８０μｍ〜２００μｍが適している。８０μｍ以上とすることで蛍光体とスキャン電極が近づきすぎるのを防ぎ、放電による蛍光体の劣化を防ぐことができる。また、２００μｍ以下とすることで、スキャン電極での放電と蛍光体の距離を近づけ、十分な輝度を得ることができる。隔壁のピッチ（Ｐ）は、１００μｍ≦Ｐ≦５００μｍのものがよく用いられる。また、高精細プラズマディスプレイとしては、隔壁のピッチ（Ｐ）が、１００μｍ≦Ｐ≦２５０μｍである。１００μｍ以上とすることで放電空間を広くし十分な輝度を得ることができ、５００μｍ以下とすることで画素の細かいきれいな映像表示ができる。３００μｍ以下にすることにより、ＨＤＴＶ（ハイビジョン）レベルの美しい映像を表示することができる。線幅（Ｌ）は、半値幅で１０μｍ≦Ｌ≦５０μｍであることが好ましい。１０μｍ以上とすることで強度を保ち、前面板と背面板を封着する際に破損が生じるのを防ぐことができる。また、５０μｍ以下とすることで蛍光体の形成面積を大きくとることができ高い輝度を得ることができる。

このような隔壁は、無機微粒子と感光性成分を含む有機成分からなる感光性ペーストを用いてパターン形成した後に、焼成して形成する。

本発明で感光性ペーストの無機材料としては、ガラス、セラミック（アルミナ、コーディライトなど）などを用いることができる。特に、ケイ素酸化物、ホウ素酸化物、または、アルミニウム酸化物を必須成分とするガラスやセラミックスが好ましい。

無機材料の粒子径は、作製しようとするパターンの形状を考慮して選ばれるが、体積平均粒子径（Ｄ５０）が、１〜１０μｍであることが好ましく、より好ましくは、１〜５μｍである。Ｄ５０を１０μｍ以下とすることで、表面凸凹が生じるのを防ぐことができる。また、１μｍ以上とすることで、ペーストの粘度調整を容易にすることができる。さらに、比表面積０．２〜３ｍ^２／ｇのガラス微粒子を用いることが、パターン形成において、特に好ましい。

隔壁は、好ましくは熱軟化点の低いガラス基板上にパターン形成されるため、無機微粒子として、熱軟化温度が３５０℃〜６００℃のガラス微粒子を６０重量％以上含む無機微粒子を用いることが好ましい。また、熱軟化温度が６００℃以上のガラス微粒子やセラミック微粒子を添加することによって、焼成時の収縮率を抑制することができるが、その量は、４０重量％以下が好ましい。

用いるガラス粉末としては、焼成時にガラス基板にそりを生じさせないためには線膨脹係数が５０×１０^-7〜９０×１０^-7、更には、６０×１０^-7〜９０×１０^-7のガラス微粒子を用いることが好ましい。

隔壁を形成する素材としては、ケイ素および／またはホウ素の酸化物を含有したガラス材料が好ましく用いられる。

さらに、酸化ビスマス、酸化鉛、酸化亜鉛のうちの少なくとも１種類を合計で５〜５０重量％含有させることによって、ガラス基板上にパターン加工するのに適した温度特性を有するガラスペーストを得ることができる。特に、酸化ビスマスを５〜５０重量％含有するガラス微粒子を用いると、ペーストのポットライフが長いなどの利点が得られる。

また、酸化リチウム、酸化ナトリウム、酸化カリウムのうち、少なくとも１種類を３〜２０重量％含むガラス微粒子を用いてもよい。

また、酸化鉛、酸化ビスマス、酸化亜鉛のような金属酸化物と酸化リチウム，酸化ナトリウム、酸化カリウムのようなアルカリ金属酸化物の両方を含有するガラス微粒子を用いれば、より低いアルカリ含有量で、熱軟化温度や線膨脹係数を容易にコントロールすることができる。

感光性成分を含む有機成分としては、感光性モノマー、感光性オリゴマー、感光性ポリマーのうちの少なくとも１種類から選ばれた感光性成分を含有することが好ましく、更に、必要に応じて、光重合開始剤、光吸収剤、増感剤、有機溶媒、増感助剤、重合禁止剤を添加する。

感光性モノマーとしては、炭素−炭素不飽和結合を含有する化合物で、その具体的な例として、単官能および多官能性の（メタ）アクリレート類、ビニル系化合物類、アリル系化合物類などを用いることができる。これらは１種または２種以上使用することができる。

感光性モノマーのさらに具体的な例として、単官能および多官能性の（メタ）アクリレート類、ビニル系化合物類、アリル系化合物類などを用いることができる。これらは１種または２種以上使用することができる。（メタ）アクリレート化合物としては、化学式（１）、（２）、（３）、（４）で示されるアルキル基を有するアクリル化合物またはメタクリル化合物が好ましく用いられる。
CH₂=CR³COO-R⁴（１）
CH₂=CR³COO-R⁴-OCOCHR¹=CH₂（２）
CH₂=CR³COO-R⁵-OCO-R⁶-COO-R⁵-OCOCHR³=CH₂（３）
(CH₂=CR³COO-(CH₂CHR⁶O)_ｍ)_n-R⁷（４）
ここにおいて、Ｒ³およびＲ⁶は水素またはメチル基またはメチレン基、Ｒ⁴は炭素数１〜２０のアルキル基またはアルキレン基、Ｒ⁵は炭素数３以上のヒドロキシアルキレン基、Ｒ⁷は炭素数１〜２０のアルキル基、アリール基、アラルキル基、ｍは０〜３０の整数、ｎは３〜６の整数である。ただし、ここで用いるモノマーはこれらに限定されるものではない。

感光性オリゴマー、感光性ポリマーとしては、炭素−炭素２重結合を有する化合物のうちの少なくとも１種類を重合して得られるオリゴマーやポリマーを用いることができる。ポリマーやオリゴマーに不飽和カルボン酸などの不飽和酸を共重合することによって、感光後の現像性を向上することができる。

光重合開始剤の具体的な例として、ベンゾフェノン、Ｏ-ベンゾイル安息香酸メチル、４，４−ビス（ジメチルアミノ）ベンゾフェノン、４，４−ビス（ジエチルアミノ）ベンゾフェノン、４，４−ジクロロベンゾフェノン、４−ベンゾイル−４−メチルフェニルケトン、ジベンジルケトン、フルオレノン、２，３−ジエトキシアセトフェノン、２，２−ジメトキシ−２−フェニル−２−フェニルアセトフェノンなどが挙げられる。これらを１種または２種以上使用することができる。光重合開始剤は、感光性成分に対し、好ましくは０．０５〜１０重量％の範囲で添加され、より好ましくは、０．１〜５重量％の範囲で添加される。重合開始剤の量が少な過ぎると、光感度が低下する傾向にあり、光重合開始剤の量が多すぎると、露光部の残存率が小さくなり過ぎる傾向にある。

光吸収剤を添加することも有効である。紫外光や可視光の吸収効果が高い化合物を添加することによって、高アスペクト比、高精細、高解像度が得られる。光吸収剤としては、有機系染料からなるものが好ましく用いられる、具体的には、アゾ系染料、アミノケトン系染料、キサンテン系染料、キノリン系染料、アントラキノン系染料、ベンゾフェノン系染料、ジフェニルシアノアクリレート系染料、トリアジン系染料、ｐ−アミノ安息香酸系染料などが使用できる。

増感剤は、感度を向上させるために添加される。増感剤の具体例としては、２，４−ジエチルチオキサントン、イソプロピルチオキサントン、２，３−ビス（４−ジエチルアミノベンザル）シクロペンタノン、２，６−ビス（４−ジメチルアミノベンザル）シクロヘキサノンなどが挙げられる。これらを１種または２種以上使用することができる。

有機溶媒としては、例えば、メチルセロソルブ、エチルセロソルブ、ブチルセロソルブ、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、メチルエチルケトン、ジオキサン、アセトン、シクロヘキサノン、シクロペンタノン、イソブチルアルコール、イソプロピルアルコール、テトラヒドロフラン、ジメチルスルフォキシド、γ−ブチルラクトン、Ｎ−メチルピロリドン、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド、ブロモベンゼン、クロロベンゼン、ジブロモベンゼン、ジクロロベンゼン、ブロモ安息香酸、クロロ安息香酸などやこれらのうちの１種以上を含有する有機溶媒混合物が用いられる。
感光性ペーストは、通常、上記の無機微粒子や有機成分を所定の組成になるように調合した後、３本ローラーや混練機で均質に混合分散し作製する。

隔壁の形成に際して、電極が形成された基板上もしくは誘電体層上に感光性ペーストを塗布する。塗布方法としては、スクリーン印刷法、バーコーダー、ロールコーター、ダイレクトコーター、ブレードコーターなどを用いることができる。塗布厚みは、塗布回数、スクリーンのメッシュ、ペーストの粘度を選ぶことによって調整できる。膜厚としては１５μｍ以上の厚膜である場合に有効である。１５μｍ以上である場合は、エージング時間によるパターン形成性のばらつきが増加するため、本発明を効果的に用いることができる。膜厚が１５μｍより薄い場合は、環境による幅のばらつきが小さく、本発明の有効性が顕著には見られない。また本発明は、塗布工程、加熱乾燥工程、除湿工程、露光工程を複数回経る場合にも適用され、各々露光される前の塗布厚みの合計が１５μｍ以上である場合に有効である。また隔壁塗布後の加熱乾燥工程における乾燥温度は６０℃〜１５０℃、より好ましくは９０℃〜１１０℃が有効である。この加熱乾燥工程では溶媒を除去することを目的としており、乾燥温度が低すぎる場合や、高すぎる場合は、乾燥不足や過乾燥による膜の変質などが起こってしまい、パターン形成性の低下の原因となる。乾燥温度を６０℃〜１５０℃とすることで溶媒の除去を効果的に行うことができ良好なパターン形成性を得ることが可能となる。

次に本発明における、感光性ペーストの塗布工程、加熱乾燥工程後の、除湿工程について説明する。本発明のパターン形成方法では、塗布工程において感光性ペーストを塗布した後、通風オーブン、ホットプレート、ＩＲ炉などを用いて加熱乾燥する加熱乾燥工程を経た後、除湿工程に進む。ここで除湿工程とは、加熱乾燥工程後、乾燥炉から搬出された感光性ペースト塗布基板が、該環境２５％ＲＨ以下の乾燥雰囲気を経る工程をいう。

本発明における除湿工程の、第一の態様では、加熱乾燥工程後、乾燥炉から搬出され、２５％ＲＨ以上の雰囲気下での設置時間を１時間以内とした感光性ペースト塗布乾燥基板を、２５％ＲＨ以下の乾燥雰囲気下に設置した除湿工程後、露光工程に進む。２５％ＲＨ以上の雰囲気下に１時間以上設置した場合、周囲の水分吸収の影響を受け、その周囲の環境に依存して露光、現像後の基板間での隔壁幅に大きなばらつきが生じる。

本発明の効果を更に発現するために加熱乾燥工程の直後に除湿工程を有し、除湿工程の直後に露光工程を有することが好ましい。ここでいう直後とは、図１のように加熱乾燥工程における加熱乾燥機と露光工程における露光機が除湿工程における除湿らいんで連結されている形態を最も好ましく称するが、乾燥炉から出てきた基板を１時間以内に、搬送装置等を用いて乾燥雰囲気下に設置することができる状態をいう。

加熱乾燥工程に経て乾燥炉から搬出された感光性ペースト塗布基板を設置する、除湿工程における乾燥雰囲気環境としては、ドライエアーを封入したデシケータ、またはそれに準ずる密封系の空間に放置、または任意量のシリカゲル等の乾燥剤を設置したデシケータ中放置など、あらゆる除湿、防湿条件が適用される。該湿度環境は２５％ＲＨ以下、より好ましくは１５％ＲＨ以下の湿度雰囲気に保ったものである。

該環境が２５％ＲＨ以下の場合、水分吸収の影響を低減することができ、基板間の隔壁幅ばらつきを小さくすることが可能となる。さらに１５％ＲＨ以下とした場合、さらにばらつきを低減することができる。

本発明の最も好ましい形態である図１では、加熱乾燥工程に用いる乾燥炉と露光機の間の除湿工程をトンネル状の密封空間で直結し、その空間にドライエアーを封入、循環させる除湿ラインとする。このような形態をとることにより乾燥雰囲気外の影響を受けることなく、露光工程に進むことができるため、露光、現像後の基板間での隔壁幅ばらつきを効果的に低減することが可能となる。

また除湿工程における乾燥雰囲気下での放置時間は湿度が高いほど短時間であることが好ましく５０％ＲＨ以下では２０分以内、２５％ＲＨ以下では３時間以内、１５％ＲＨ以下では２４時間以内であることが好ましい。放置時間が当該雰囲気下で前記時間を越えた場合、露光、現像後の基板間での隔壁幅のばらつきが前記時間以下の場合よりも大きくなる。

図１のような装置構成で搬送系や、露光機のトラブルが起こり、除湿工程での基板の停滞があることを想定した場合、除湿工程に図２のような乾燥雰囲気バッファ空間を設置することが好ましい。乾燥雰囲気バッファ空間を設置することで、停滞した基板を一時待機させることが可能となり、前記放置時間内であればトラブル復旧後、露光工程に進めることでき、基板のロスを防ぐことができる。乾燥雰囲気バッファ空間とは基板を一時待機させるデシケータ様のスペースを称し、そのサイズ、形態は基板がより多く設置できるものが好ましく、その湿度雰囲気は除湿工程のトンネル状密封空間と同様となるのが好ましい。

また本発明における除湿工程の第二の態様として、加熱乾燥工程後の基板の設置環境が、２５％ＲＨ以上であった場合や、加熱乾燥工程後の、基板の設置環境が２５％ＲＨ以下であるが、露光機トラブル等で、放置時間が前記時間を越えてしまった場合に、再び通風オーブン、ホットプレート、ＩＲ炉などを用いて６０〜１１０℃で２０分〜２時間の加熱除湿した後、２５％ＲＨ以上の雰囲気下での放置を１時間以内とし、露光工程に進む。加熱乾燥工程後、吸湿した乾燥塗布膜を追加乾燥によって除湿することで、前記の本発明の第一の態様と同様の効果を得ることができ、基板間の隔壁幅ばらつきを小さくすることが可能となる。

加熱温度が６０℃より低い場合、除湿が不十分となり、また１１０℃より大きい場合は、過乾燥となるため、隔壁幅のばらつきが大きくなる。また加熱時間が２０分より短い場合は除湿が不十分で、２時間より長い場合は過乾燥となり、隔壁幅のばらつきが大きくなる。ここで加熱を行う乾燥設備は、基板塗布後、加熱乾燥工程に用いる乾燥機、またはそれとは別に新たに設置してもよく、図１で示した乾燥雰囲気バッファ空間の代わりに設置してもよい。

前記条件を満たした加熱乾燥工程、除湿工程を経た後フォトマスクを介して露光、続けて現像を行うことで、リードタイムが短時間で、かつ形状ばらつきの小さいパターン形成が可能となる。

露光は、通常のフォトリソグラフィ法で行われるように、フォトマスクを用いてマスク露光する。この際使用される活性光源は、例えば、可視光線、近紫外線、紫外線、電子線、Ｘ線、レーザ光などが挙げられる。これらの中で紫外線が最も好ましく、その光源として、例えば、低圧水銀灯、高圧水銀灯、超高圧水銀灯、ハロゲンランプ、殺菌灯などが使用できる。これらのなかでも超高圧水銀灯が好適である。露光条件は、塗布厚みによって異なるが、１〜１００ｍＷ／ｃｍ²の出力の超高圧水銀灯を用いて０．１〜１０分間露光を行う。

感光性ペースト被膜を露光した後、露光部分と非露光部分の現像液に対する溶解度の差を利用して現像を行う。現像は、浸漬法やスプレー法、ブラシ法等で行うことができる。

現像液は、感光性ペースト中の溶解させたい有機成分が溶解可能である溶液を用いる。感光性ペースト中にカルボキシル基などの酸性基をもつ化合物が存在する場合、アルカリ水溶液で現像できる。アルカリ水溶液としては、水酸化ナトリウムや炭酸ナトリウム、炭酸ナトリウム水溶液、水酸化カルシウム水溶液などが使用できるが、有機アルカリ水溶液を用いた方が焼成時にアルカリ成分を除去しやすいので好ましい。有機アルカリとしては、一般的なアミン化合物を用いることができる。具体的には、テトラメチルアンモニウムヒドロキサイド、トリメチルベンジルアンモニウムヒドロキサイド、モノエタノールアミン、ジエタノールアミンなどが挙げられる。アルカリ水溶液の濃度は、通常、０．０１〜１０重量％、より好ましくは０．１〜５重量％である。アルカリ濃度が低過ぎれば可溶部が除去されない傾向にあり、アルカリ濃度が高過ぎれば、パターン部を剥離したり、また、非可溶部を腐食させる傾向にある。また、現像時の現像温度は、２０〜５０℃で行うことが工程管理上好ましい。

現像液による現像以外にも、露光部と未露光部の塗布膜硬度の違いを利用して、サンドブラストによるパターン形成も可能である。また、この露光による硬度差を利用することにより、現在のサンドブラスト法で使用されている、レジスト膜形成、すなわちレジスト剤塗布、加熱乾燥、露光、現像、およびサンドブラスト実施後のレジスト膜剥離工程を省略することができるため、大幅なコスト削減が可能となる。

次に、焼成炉にて焼成を行う。焼成雰囲気や温度は、ペーストや基板の種類によって異なるが、空気中、窒素、水素などの雰囲気中で焼成する。焼成炉としては、バッチ式の焼成炉やローラーハース式の連続型焼成炉を用いることができる。焼成温度は、４００〜８００℃で行うと良い。ガラス基板上に直接隔壁を形成する場合は、４５０〜６２０℃の温度で１０〜６０分間保持して焼成を行うと良い。

次いで所定の隔壁間に、ＲＧＢ各色に発光する蛍光体層を形成する。蛍光体層は、蛍光体粉末、有機バインダーおよび有機溶媒を主成分とする蛍光体ペーストを所定の隔壁間に塗着させ、乾燥し、必要に応じて焼成することにより形成することができる。

蛍光体ペーストを所定の隔壁間に塗着させる方法としては、スクリーン印刷版を用いてパターン印刷するスクリーン印刷法、吐出ノズルの先端から蛍光体ペーストをパターン吐出するディスペンサー法、また、蛍光体ペーストの有機バインダーとして前述の感光性を有する有機成分を用いた感光性ペースト法により各色の蛍光体ペーストを所定の場所に塗着させることができる。

Ｒ蛍光体層の厚みをＴｒ、Ｇ蛍光体層の厚みをＴｇ、および、Ｂ蛍光体層の厚みをＴｂとしたとき、好ましくは、
１０μｍ≦Ｔｒ＜Ｔｂ≦５０μｍ
１０μｍ≦Ｔｇ＜Ｔｂ≦５０μｍ
なる関係を有することにより、より本発明の効果を発揮できる。つまり、発光輝度の低い青色について、厚みを緑色、赤色よりも厚くすることにより、より色バランスに優れた（色温度の高い）プラズマディスプレイを作製できる。蛍光体層の厚みとしては、１０μｍ以上とすることで十分な輝度を得ることができる。また、５０μｍ以下とすることで放電空間を広くとり高い輝度を得ることができる。この場合の蛍光体層の厚みは、隣り合う隔壁の中間点での形成厚みとして測定する。つまり、放電空間（セル内）の底部に形成された蛍光体層の厚みとして測定する。

塗着させた蛍光体層を必要に応じて、４００〜５５０℃で焼成する事により、本発明のプラズマディスプレイ用部材を作製することができる。
このプラズマディスプレイ用部材を背面板として用いて、前面板と封着後、前背面の基板間隔に形成された空間に、ヘリウム、ネオン、キセノンなどから構成される放電ガスを封入後、駆動回路を装着してプラズマディスプレイを作製できる。前面板は、基板上に所定のパターンで透明電極、バス電極、誘電体、保護膜（ＭｇＯ）を形成した部材である。背面板上に形成されたＲＧＢ各色蛍光体層に一致する部分にカラーフィルター層を形成しても良い。また、コントラストを向上するために、ブラックストライプを形成しても良い。

以下に、本発明を実施例により具体的に説明する。ただし、本発明はこれに限定されるものではない。
４２インチサイズのＡＣ（交流）型プラズマディスプレイパネルの背面板を形成し、評価を実施した。形成方法を順に説明する。
（実施例１〜２３、比較例１〜１９）
ガラス基板として、５９０×９６４×２．８ｍｍの４２インチサイズのＰＤ−２００（旭硝子（株）製）を使用した。この基板上に、書き込み電極として、平均粒径２．０μｍの銀粉末を７０重量部、酸化ビスマスを６９重量％、酸化珪素２４重量％、酸化アルミニウム４重量％、酸化硼素３重量％の組成からなる平均粒径２．２μｍｍのガラス粉末２重量部、アクリル酸、メチルメタクリレート、スチレンの共重合ポリマー８重量部、トリメチロールプロパントリアクリレート７重量部、ベンゾフェノン３重量部、ブチルカルビトールアクリレート７重量部、ベンジルアルコール３重量部からなる感光性銀ペーストを用いて、フォトリソグラフィー法により、ピッチ２４０μｍ、線幅１００μｍ、焼成後厚み３μｍのストライプ状電極を形成した。

この基板に、酸化ビスマスを７８重量％、酸化珪素１４重量％、酸化アルミニウム３重量％、酸化亜鉛３重量％、酸化硼素２重量％を含有する低融点ガラスの粉末を６０％、平均粒子径０．３μｍの酸化チタン粉末を１０重量％、エチルセルロース１５％、テルピネオール１５％誘電体ペースト塗布した後、５８０℃で焼成して、厚み１０μｍの誘電体層を形成した。

隔壁形成用の感光性ペーストは以下の組成のものを用いた。
ガラス粉末：Ｂｉ₂Ｏ₃／ＳｉＯ₂／Ａｌ₂Ｏ₃／ＺｎＯ／Ｂ₂Ｏ₃＝８２／５／３／５／３／２からなるガラス平均粒径２μｍのガラス粉末６７重量部
フィラー：平均粒径０．２μｍの酸化チタン３重量部
ポリマー：”サイクロマー”Ｐ（ＡＣＡ２５０、ダイセル化学工業社製）１０重量部
有機溶剤（１）：ベンジルアルコール４重量部
有機溶剤（２）：ブチルカルビトールアセテート３重量部
モノマー：ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート８重量部
光重合開始剤：ベンゾフェノン３重量部
酸化防止剤：１，６−ヘキサンジオール−ビス［（３，５−ジ−ｔ−ブチル−４−ヒドロキシフェニル）プロピオネート］１重量部
有機染料：ベージックブルー２６０．０１重量部
チキソトロピー付与剤：Ｎ，Ｎ’−１２−ヒドロキシステアリン酸ブチレンジアミン０．５重量部
界面活性剤：ポリオキシエチレンセチルエーテル０．４９重量部
上記ペーストをダイコーターを用いて表に示す厚みに塗布した後、クリーンオーブンにて表に示す条件で加熱乾燥を行い塗布膜を形成した。加熱乾燥後、表に示す条件で乾燥工程を経て、形成塗布膜に対し、所定のフォトマスクとのギャップを１５０μｍとり、露光を実施した。この塗布工程・加熱乾燥工程・除湿工程・露光工程を所定回数繰り返す。各実施例、比較例の環境および、形状ばらつき結果を表１、２に示す。表１は本発明の第一の態様での条件で作成し、各除湿工程での乾燥湿度環境は、デシケータ中に所定の湿度のドライエアーを封入することで調整した。また表２では本発明の第二の態様での条件で作成し、加熱乾燥工程後、感光性ペースト塗布乾燥が５０％RHにおいて１時間経過した後、乾燥オーブンにて追加乾燥を行う条件での除湿工程を経た後、露光工程に進んだものを示す。またこの際のCRの環境は２３℃、５０％RHであった。

上記のようにして形成した露光済み基板を０．５％のエタノールアミン水溶液で現像し、隔壁パターンを形成した。このようにして形成された隔壁に各色蛍光体ペーストをスクリーン印刷法を用いて塗布、焼成（５００℃、３０分）して隔壁の側面および底部に蛍光体層を形成した。

本発明の方法で作製されたプラズマディスプレイ用基板を、別途作製された前面ガラス基板と合わせて封着した後、放電ガスを封入し配線の実装を行うことでプラズマディスプレイを得た。

実施例、比較例の条件で各１００枚作成した、基板の隔壁パターンの幅をマイクロスコープで面内３５点測定し、その幅の基板間でのばらつき（３σ）を評価した。評価結果を表１、２に示す。

実施例１〜２３で得られた背面板は、幅のばらつきの小さい良好な隔壁パターンが形成できた。また、ＰＤＰの表示特性も良好であった。比較例１〜５、８〜１９については、幅のばらつきが大きく良好な表示品質が得られなかった。また比較例６、７については、塗布膜厚が薄く、環境による影響が小さいため、本発明の使用の有無にかかわらず、幅のばらつきは小さいという結果であった。

本発明の加熱乾燥炉−除湿ライン−露光機直結装置の側面からの模式図本発明の加熱乾燥炉−除湿ライン−露光機直結装置と乾燥雰囲気バッファ空間の上面からの模式図

符号の説明

１：加熱乾燥炉
２：除湿ライン
３：露光機
４：ドライエアー流入口
５：ドライエアー排出口
６：基板
７：コンベアー
８：加熱乾燥炉
９：除湿ライン
１０：露光機
１１：乾燥湿度多段バッファ空間
１２：基板
１３：コンベアー

Claims

下記（Ａ）、（Ｂ）、（Ｄ）、および（Ｅ）の各工程をこの順に行うパターン形成方法において、（Ｂ）工程と（Ｄ）工程の間に、（Ｃ）加熱乾燥工程で得られた塗膜を２５％ＲＨ以下の湿度雰囲気で除湿する除湿工程、を有することを特徴とするパターン形成方法。
（Ａ）無機微粒子と感光性有機成分と有機溶媒とを含有する感光性ペーストを基板上へ塗布する塗布工程
（Ｂ）該塗布工程で得られた塗膜を加熱乾燥する加熱乾燥工程
（Ｄ）該加熱乾燥工程で得られた塗膜を露光する露光工程
（Ｅ）該露光工程で得られた塗膜を現像する現像工程
前記（Ｂ）工程の直後に、前記（Ｃ）工程を行うこと特徴とする請求項１記載のパターン形成方法。
前記（Ｂ）工程で得られた塗膜の膜厚が１５μｍ以上であることを特徴とする請求項１または２に記載のパターン形成方法。
前記（Ｂ）工程における加熱温度が６０℃〜１５０℃であることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のパターン形成方法
請求項１〜４のいずれかに記載のパターン形成方法を用いることを特徴とするディスプレイ用基板の製造方法。
請求項５に記載のディスプレイ基板の製造方法を用いることを特徴とするプラズマディスプレイの製造方法。