JP2009301866A - プラズマディスプレイパネルの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】積層して形成された層を有する電極にエッジカールが発生することを抑制し、さらに電極の欠け・剥れを抑制した優れた品質を有するプラズマディスプレイパネルを提供する。
【解決手段】本発明のプラズマディスプレイパネルの製造方法は、第１電極層を形成する工程と、第２電極層を形成する工程とを有するプラズマディスプレイパネルの製造方法であって、第１電極層および第２電極層はフォトリソグラフィ法で形成され、第１電極層を露光する工程は、パターン形成後の幅方向に対して中央部以外を露光する工程と、少なくとも中央部を含めて露光する工程とを有し、第１電極層と第２電極層とを一括で現像することを特徴とする。
【選択図】図６

Description

本発明は、表示デバイスなどに用いるプラズマディスプレイパネルの製造方法に関するものである。

近年、プラズマディスプレイパネル（以下、ＰＤＰとする）は、高精細化、大画面化が進み、６５インチクラスのテレビなどが製品化されている。このＰＤＰには、大別して、駆動的にはＡＣ型とＤＣ型があり、放電形式では面放電型と対向放電型の２種類があるが、高精細化、大画面化および製造の簡便性から、現状では、ＡＣ型で面放電型のＰＤＰが主流を占めるようになった。

図１は従来のＡＣ型ＰＤＰの一部構成を示す斜視図である。このＰＤＰは、前面パネル１と背面パネル２とを対向配置して周囲をシール剤により貼り合わせて構成されており、前面パネル１と背面パネル２との間に形成される放電空間３にネオンおよびキセノンなどからなる放電ガスを封入している。

前面パネル１は次のような構成である。すなわち、ガラス製の基板である前面基板４上に、ストライプ状の走査電極５とストライプ状の維持電極６とからなる表示電極７を複数形成し、表示電極７を覆うように誘電体層８を形成し、誘電体層８上に保護層９を形成している。なお、走査電極５および維持電極６はそれぞれ、透明電極１０とその上に形成された低抵抗の電極層１１とにより構成されている。

また、背面パネル２は次のような構成である。すなわち、ガラス製の基板である背面基板１２上に、走査電極５および維持電極６と直交するようにストライプ状のアドレス電極１３を複数形成し、アドレス電極１３を覆うように絶縁体層１４を形成している。そして、この絶縁体層１４上であってアドレス電極１３の間に位置するように、アドレス電極１３と平行な隔壁１５を設け、隔壁１５の間に蛍光体層１６を形成している。

走査電極５および維持電極６とアドレス電極１３とが交差する部分には放電セルが形成される。そして、走査電極５、維持電極６およびアドレス電極１３にそれぞれ所定の電圧を印加して各放電セルで放電を発生させ、その放電で発生する紫外線を受けて蛍光体層１６が可視光を発光することにより、前面パネル１側に画像が表示される。

ここで、低抵抗の電極層１１は、高抵抗である透明電極１０の電気伝導性を補助するために設けられるものであり、銀（Ａｇ）のような電気抵抗値の低い導電性材料を用いて形成されるが、Ａｇのような低抵抗の材料を用いて形成した電極層は略白色であり、この略白色の電極層によって外光反射が起こり、コントラストが悪化する。このため、電極層１１を、黒色顔料を含む材料を用いて形成した黒色の第１電極層と低抵抗の材料を用いて形成した略白色の第２電極層とにより構成し、これによって外光反射を抑制しコントラストが悪化することを防止している（例えば、特許文献１参照）。
特開平１１−２７３５７８号公報

また黒白の第１電極層及び略白色の第２電極層は、主に図２に示すように形成される。黒色顔料を含む第１層の感光性導電性ペーストを、透明電極を覆うように前面基板に塗布した後乾燥し、第１ペースト層１７を形成する（図２（ａ））。続いて低抵抗の材料を用いて形成した略白色の第２の感光性電極層ペーストを第１ペースト層１７上に塗布し乾燥し、第２ペースト層１８を形成する（図２（ｂ））。その後、ストライブ状の開口部を有するマスクを用いて第１ペースト層１７および第２ペースト層１８を露光し（図２（ｃ））、現像して未露光部分を除去した後、焼成することにより第１電極層２０および第２電極層２１を形成する。

このように一括で露光し現像・焼成する技術では、従来のような技術（黒色の第１電極層ペーストを前面基板上に塗布し乾燥した後、第１の開口部を有するマスクを用いて第１のペースト層を露光し、続いて低抵抗の材料を用いて形成した略白色の第２電極層ペーストを第１のペースト層１７上に塗布し乾燥した後、第２の開口部を有するマスクを用いて第２のペースト層を露光し、現像して未露光部分を除去した後、焼成する技術）に比べて、工程数を削減できるだけでなく、露光工程が単数になるため露光時の位置ずれによる弊害も除去することができる。

またさらに、この従来の技術では、第１ペースト層１７が露光されているために第２の感光性電極層ペースト中の感光性有機成分が直下にある第１ペースト層１７中へ浸透しやすくなる。このため白色の第２層感光性電極層ペーストの露光・現像でのパターン形成性能の低下、第１ペースト層１７との密着性能の低下を引き起こし、第２ペースト層１８が現像時や焼成時に欠け・剥がれを引き起こし、導電性が得られず電極としての性能を発揮しなくなるという課題が発生する場合がある。

一方で、第１ペースト層１７と第２ペースト層１８を一括して露光する場合、上層である第２ペースト層１８の紫外線遮断により上層である第２ペースト層１８よりも下層である第１ペースト層１７の侵食が進む為、現像後の形状が図３に示すような状態となる。さらにこのような形状で焼成するため、焼成中に発生する内部応力により第２のペースト層のエッジ部分が盛り上がり、エッジカールが発生する。この状態を図４で示す。

このようなエッジカールが形成された状態でＰＤＰを作成し、画像表示を行うとエッジカールの大きい電極ではエッジカールの先端２２における電界が強くなり、電極を覆うように形成された誘電体層８の絶縁破壊が発生しやすくなるという課題がある。さらに黒色である第１電極層に比べて略白色である第２電極層の幅が広くなるので、第２電極層の両端部において外光反射するようになりコントラストが低下するという課題も生じる。

本発明はこのような課題に鑑みてなされたものであり、上記課題を解決して導電性を確保した電極形成を可能にし、信頼性の高いＰＤＰを提供することを目的としている。

上記目的を達成するために本発明のＰＤＰの製造方法は、第１電極層を形成する工程と、第２電極層を形成する工程とを有するＰＤＰの製造方法であって、第１電極層および第２電極層はフォトリソグラフィ法で形成され、第１電極層を露光する工程は、パターン形成後の幅方向に対して中央部以外を露光する工程と、少なくとも中央部を含めて露光する工程とを有し、第１電極層と第２電極層とを一括で現像することを特徴とする。

ここで中央部を含めて露光する工程において、第２電極層を露光してもよく、中央部の幅は、第２電極層を露光する幅の０．５以上であってもよい。そして、第１電極層は第２電極層よりも画像表示側に形成され、第１電極層が外光反射を抑制する反射抑制層であり、第２電極層が導電層であってもよく、第２電極層には少なくとも銀を含んでいてもよい。

本発明のＰＤＰの製造方法を実施することによって、欠け・剥がれのない導電性を確保した電極形成を可能にし、信頼性の高いＰＤＰを提供することができる。

以下、本発明の一実施の形態について図１〜図７の図面を用いて説明する。なお、図５〜図７において、図１〜図４に示す部分と同一部分については同一番号を付している。

図５は、本実施の形態によるＰＤＰの一部を示す断面図である。このＰＤＰは、前面パネル２３と背面パネル２とを対向配置して周囲をシール剤（図示せず）により貼り合わせて構成されており、前面パネル２３と背面パネル２との間に形成される放電空間３にネオンおよびキセノンなどからなる放電ガスを封入している。本実施の形態によるＰＤＰにおける背面パネル２の構成は、図１に示した従来のＰＤＰのものと同じであるため、その説明を省略する。

本実施の形態のＰＤＰにおいて、前面パネル２３は次のような構成である。すなわち、間に放電空間３を形成するように対向配置した一対のガラス基板である前面基板４と背面基板１２のうち、表示面側の基板である前面基板４上に、ストライプ状の走査電極２４とストライプ状の維持電極２５とからなる表示電極を、アドレス電極１３と直交する方向に複数形成している。そして、走査電極２４および維持電極２５を覆うように誘電体層８を形成し、誘電体層８上に保護層９を形成している。保護層９は、放電空間３で発生する放電による衝撃から誘電体層８を保護するためのものであり、例えば酸化マグネシウム（ＭｇＯ）により形成される。

走査電極２４および維持電極２５はそれぞれ、透明電極１０と、透明電極１０上に形成された第１電極層２６と、第１電極層２６上に形成された第２電極層２７とにより構成されている。第１電極層２６は黒色顔料を含む導電性材料を用いて形成され、第２電極層２７はＡｇのような低抵抗の導電性材料を用いて形成されている。このため、第１電極層２６は黒色であり、第２電極層２７は略白色であり、第１電極層２６は第２電極層２７よりも光の反射率が低く、第１電極層２６は外光反射を抑制する反射抑制層である。また、第２電極層２７は第１電極層２６よりも低抵抗の電極層であり、第１電極層２６に比べて幅を狭くしている。

そして、このようなＰＤＰを用いて構成した画像表示装置では、アドレス電極１３と走査電極２４との間に書き込みパルスを印加することにより、アドレス電極１３と走査電極２４との間でアドレス放電を行い、放電セルを選択した後、走査電極２４と維持電極２５との間に、交互に反転する周期的な維持パルスを印加することにより、走査電極２４と維持電極２５との間で維持放電を行い、この維持放電によって蛍光体層１６が発光し、その光が前面パネル２３を透過して表示面側に放射されることにより、カラー画像が表示される。

次に、ＰＤＰの前面パネル２３の製造方法について説明する。まず、前面基板４上に、走査電極２４および維持電極２５とを形成する。これらの透明電極１０、第１電極層２６および第２電極層２７とは、フォトリソグラフィ法などを用いてパターニングして形成される。透明電極１０は薄膜プロセスなどを用いて形成され、第１電極層２６および第２電極層２７は銀（Ａｇ）材料もしくは黒色顔料を含むペーストを所望の温度で焼成して固化している。なお、第１電極層２６および第２電極層２７の具体的な形成手順は後に詳細に説明する。

次に、走査電極２４および維持電極２５を覆うように前面基板４上に誘電体ペーストをダイコート法などにより塗布して誘電体ペースト層（誘電体ガラス層）を形成する。誘電体ペーストを塗布した後、所定の時間放置することによって塗布された誘電体ペーストの表面がレベリングされて平坦な表面になる。その後、誘電体ペースト層を焼成固化することにより、走査電極２４および維持電極２５を覆う誘電体層８が形成される。ここで誘電体ペーストは粉末の誘電体ガラス、バインダおよび溶剤を含む塗料である。

次に、誘電体層８上に酸化マグネシウム（ＭｇＯ）からなる保護層９を真空蒸着法により形成する。以上の工程により、前面基板４上に所定の構成部材が形成されて前面パネル２３が完成する。

一方、背面パネル２は次のようにして形成される。まず、背面基板１２上に、銀（Ａｇ）材料を含むペーストをスクリーン印刷する方法や、金属膜を全面に形成した後、フォトリソグラフィ法を用いてパターニングする方法などによりアドレス電極１３用の構成物となる材料層を形成し、それを所望の温度で焼成することによりアドレス電極１３を形成する。次に、アドレス電極１３が形成された背面基板１２上にダイコート法などによりアドレス電極１３を覆うように誘電体ペーストを塗布して下地誘電体ペースト層を形成する。その後、下地誘電体ペースト層を焼成することにより絶縁体層１４を形成する。なお、誘電体ペーストはガラス粉末などの誘電体材料とバインダおよび溶剤を含んだ塗料である。

次に、絶縁体層１４上に隔壁材料を含む隔壁材料用ペーストを塗布して隔壁ペースト層を形成し、所定の形状にパターニングした後、焼成することにより隔壁１５を形成する。ここで、絶縁体層１４上に塗布した隔壁ペースト層をパターニングする方法としては、フォトリソグラフィ法やサンドブラスト法を用いることができる。次に、隣接する隔壁１５間の絶縁体層１４上および隔壁１５の側面に蛍光体材料を含む蛍光体ペーストを塗布し、焼成することにより蛍光体層１６が形成される。以上の工程により、背面基板１２上に所定の構成部材を有する背面パネル２が完成する。

このようにして所定の構成部材を備えた前面パネル２３と背面パネル２とを走査電極２４とアドレス電極１３とが直交するように対向配置し、その周囲をガラスフリットで封着して放電空間３にネオン（Ｎｅ）、キセノン（Ｘｅ）などを含む放電ガスを封入することによりＰＤＰが完成する。

ここから、本実施の形態における走査電極２４および維持電極２５を形成する方法について図６を用いて詳細に説明する。図６は当該電極の形成工程を模式的に示した断面図である。なお、同図では走査電極２４もしくは維持電極２５の一方のみを示すが、放電ギャップの中心線に対して対称に他方も同様の形態となる。

本実施の形態では、第１電極層２６および第２電極層２７の複数層を形成する工程を有しており、かつ第１電極層２６および第２電極層２７はフォトリソグラフィ法で形成され、第１電極層２６を露光する工程は、パターン形成後の幅方向に対して中央部以外を露光する工程と、少なくとも中央部を含めて露光する工程とを有し、第１電極層２６と第２電極層２７とを一括で現像することを特徴としている。またさらに、中央部を含めて露光する工程において、第２電極層２７を露光することを特徴とする。具体的には以下に示す工程となる。

まず、図６（ａ）に示すように、前面基板４上に、インジウムスズ酸化物（ＩＴＯ）などからなる透明電極１０を所定のパターン形状に形成する。

次に、図６（ｂ）に示すように、黒色顔料を含む感光性導電性ペーストを、透明電極１０を覆うように前面基板４上に塗布して乾燥させることにより、第１ペースト層（第１の感光性組成物層）２８を形成する。

この第１ペースト層２８は第１電極層２６になる層である。ここで用いる黒色顔料を含む感光性導電性ペーストは、黒色顔料、感光性樹脂成分および無機バインダーを含み、黒色顔料として例えば、酸化ルテニウムやルテニウム複合酸化物のような導電性材料を用いることができる。導電性のない黒色顔料を用いる場合には、さらにＡｇやＡｇ合金などの導電性材料を含ませればよい。

また、無機バインダとして例えばガラスフリットを使用することができる。なお、黒色顔料を含む感光性導電性ペーストのかわりに、感光性シートを用いてもよい。

続いて、図６（ｃ）に示すように、マスク２９を用いて第１ペースト層２８を紫外線で露光する。ここでマスク２９は、走査電極２４もしくは維持電極２５の１本に対して、幅ｃのストライプ状の開口部を２本形成してある。そして同図において紫外線で露光された部分を露光部２８ｃとして示している。

また同図に示したように、幅ｃとなる２本の開口部は、外側の距離幅ａで形成されている。そして本実施の形態では幅ａが１００μｍであって、幅ｃは２５μｍであったが、これに限らず後述する条件を満たしていれば本発明の効果は奏することができる。このように本実施の形態では、まず第１電極層２６の中央部以外の部分を露光することになる。

その後、図６（ｄ）に示すように、感光性導電性ペーストを、第１のペースト層２８上に塗布して乾燥させることにより、第２ペースト層（第２の感光性組成物層）３０を形成する。この第２ペースト層３０は第２電極層２７になる層である。ここで用いる感光性導電性ペーストは、例えば、Ａｇなどの導電性材料、感光性樹脂成分および無機バインダーを含むものである。無機バインダとして例えばガラスフリットを使用することができる。なお、感光性導電性ペーストのかわりに、感光性シートを用いてもよい。

続いて、図６（ｅ）に示すように、マスク３１を用いて第１ペースト層２８および第２ペースト層３０を紫外線で露光する。ここでマスク３１は幅ｂのストライプ状の開口部を形成してある。そしてマスク３１は、その幅ｂの開口部が２本の露光部２８ｃ上の領域と重複するように配置される。第２ペースト層３０の紫外線で露光された部分を露光部３０ｂで示している。

なお、マスク３１の開口部の幅ｂは、マスク２９の幅ａよりも狭く、本実施の形態では幅ｂは８０μｍであったが、これに限らず後述する条件を満たしていれば本発明の効果は奏することができる。このように２回目の露光工程においては、第１電極層２６の中央部を含めて露光し、かつ第２電極層２７を同時に露光している。

次に、図６（ｆ）に示すように、現像液を用いて現像することにより未露光部分を除去する。その後、焼成することにより、透明電極１０上に第１電極層２６および第２電極層２７が積層して形成される。

上記のように、本実施の形態では、第１ペースト層２８と第２ペースト層３０とをすべて一括して露光するのではなく、分割して露光する工程を有している。つまり上記２回の露光工程において、第１ペースト層２８は異なる領域を露光し、さらに一部の領域は重複している。

具体的には第２ペースト層３０を露光するときに使用するマスク３１の開口部の幅ｂを、第１ペースト層２８を露光するときに使用するマスク２９の幅ａよりも狭くし、露光部２８ｃに相当する領域が第２ペースト層３０を露光するときに使用するマスク３１の開口部の幅ｂと一部を重複させている。

このため、現像工程にて未露光部を除去した後の第１電極層２６および第２電極層２７の形状が、図３で示したような従来技術で生じる形状となることを防止することができる。さらには、焼成工程の後にエッジカールが形成されることを抑制することができる。

また一方で、第１電極層２６と第２電極層２７の一部を一括で露光しているため、従来技術で生じていた第２ペースト層３０中の感光性有機成分の第１ペースト層２８中への浸透を防止することができ、結果的に現像・焼成時の第２電極層２７の欠け・剥がれの発生を抑制することもできる。

ここで、本実施の形態においてさらに望ましい形態について述べる。図６（ｃ）記載の幅ｄは第１電極層２６の中央部の幅である。つまり上記で説明した同図の露光工程において、第１電極層２６となる第１ペースト層２８には、幅ｃの開口部に挟まれた幅ｄの中央部は露光されていない。ここで必然的にｄ＝ａ−２ｃとなる。

この幅ｄは、マスク３１の幅ｂに対して、０．５以上となることが望ましい。幅ｄが幅ｂの０．５より小さくなる場合、第１ペースト層２８および第２ペースト層３０とが一括で露光される領域が狭くなることになり、第２ペースト層３０中の感光性有機成分が直下にある第１ペースト層２８へ浸透する領域が広くなり、第２電極層２７の欠けや剥がれが発生する程度が悪化し、断線し易くなる。

図７は、第２電極層２７の欠けや剥がれ等の欠陥数の変化を示した図である。ここで横軸は幅ｂに対する幅ｄの割合を示している。また欠陥数は４２インチサイズのＰＤＰ１枚あたりの欠陥数である。このように、幅ｄの割合が増加するに伴い、第２電極層２７の欠陥数も増加している。そして製造後のＰＤＰにて良品歩留まり数から鑑み、幅ｄは幅ｂに対して０．５以上であることが望ましいことがわかった。

以上説明したように本実施の形態では、第１のペースト層２８および第２のペースト層３０を現像した後の形状は、下層である第１のペースト層２８が上層である第２のペースト層３０よりも幅広なテーパー形状となり、焼成後にエッジカールが発生することを抑制できる。このため、パネルを作製してそのパネルで画像表示を行うとき、誘電体層８の絶縁破壊が発生しやすくなることがなく、また、表示面側から見たとき略白色の第２電極層２７は黒色の第１電極層２６によって隠れてしまうので、第２電極層２７による外光反射が抑制される。

なお、上記実施の形態では、透明電極１０上に第１電極層２６および第２電極層２７を形成した場合について説明したが、透明電極１０が無く、基板上に第１電極層２６および第２電極層２７を順次形成することにより電極を形成したＰＤＰについても、本発明を適用することにより同様の効果を得ることができる。また、上記実施の形態のような第１電極層２６が反射抑制層である場合に限られることなく、第１電極層およびその上に形成された第２電極層を有する電極が基板上に形成されたＰＤＰにおいて、第１電極層および第２電極層を形成する際に本発明を適用することにより、エッジカールの発生を抑制することができる。

また、上記の説明で用いた「黒色」という用語は、必ずしも濃淡の全くない黒に限定されるものではなく、白色の背景に対して視覚的にコントラストを示すような黒い色または暗色も含むものである。

以上述べてきたように本発明のＰＤＰは、特性向上に有効であると共に、電極起因による不良を抑制し、大画面ハイディフィニションテレビの製造歩留まり向上に有用である。

従来のプラズマディスプレイパネルの構造を示す斜視図 従来のプラズマディスプレイパネルの製造方法を説明する為の断面図 同製造方法において現像した後の走査電極または維持電極の断面図 同製造方法において焼成した後の走査電極または維持電極の断面図 本発明の実施の形態によるプラズマディスプレイパネルの一部を示す斜視図 同プラズマディスプレイパネルの製造方法を説明する為の断面図 マスク開口幅に対する欠陥数の変化を示す説明図

符号の説明

４ 前面板
１０ 透明電極
２６ 第１電極層
２７ 第２電極層
２８ 第１ペースト層（第１の感光性組成物層）
２９ マスク
３０ 第２ペースト層（第２の感光性組成物層）
３１ マスク

Claims (5)

1. 第１電極層を形成する工程と、第２電極層を形成する工程とを有するプラズマディスプレイパネルの製造方法であって、
   前記第１電極層および前記第２電極層はフォトリソグラフィ法で形成され、
   前記第１電極層を露光する工程は、パターン形成後の幅方向に対して中央部以外を露光する工程と、少なくとも前記中央部を含めて露光する工程とを有し、
   第１電極層と第２電極層とを一括で現像することを特徴とするプラズマディスプレイパネルの製造方法。
2. 前記中央部を含めて露光する工程において、前記第２電極層を露光することを特徴とする請求項１記載のプラズマディスプレイパネルの製造方法。
3. 前記中央部の幅は、前記第２電極層を露光する幅の０．５以上であることを特徴とする請求項１−２記載のプラズマディスプレイパネルの製造方法。
4. 第１電極層は第２電極層よりも画像表示側に形成され、
   前記第１電極層が外光反射を抑制する反射抑制層であり、第２電極層が導電層であることを特徴とする請求項１−３記載のプラズマディスプレイパネルの製造方法。
5. 前記第２電極層には少なくとも銀を含むことを特徴とする請求項１−４記載のプラズマディスプレイパネルの製造方法。

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