JP2011181472A - フラットパネルディスプレイおよびその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】製造ラインを改造することなく、また工数も大きく増加させることなく、高い精度および良好な視認性を有するアライメントマークを簡単に形成し、さらに低コストで生産性よくフラットパネルディスプレイを製造する。
【解決手段】基板上に感光性膜によって形成した表示電極を有するフラットパネルディスプレイであって、表示電極は黒色層および導電層とを有し、基板上には感光性膜と同じ組成からなるアライメントマークを有し、アライメントマークの膜厚が、黒色層の膜厚よりも厚いことを特徴とする。
【選択図】図４

Description

本発明は、プラズマディスプレイパネルなどのフラットパネルディスプレイの製造方法に関する。

近年、フラットパネルディスプレイの中でも、大画面化の容易なプラズマディスプレイパネル（以下、「ＰＤＰ」とする）が、主流の１つとなってきている。

従来のＰＤＰは、対向配置された前面板と背面板との間に多数の放電セルが形成されている。前面板は、前面側のガラス基板と、そのガラス基板上に形成された１対の走査電極と維持電極とからなる表示電極対と、それらを覆う誘電体層および保護層とを有する。背面板は、背面側のガラス基板と、そのガラス基板上に形成されたデータ電極と、それを覆う誘電体層と、隔壁と、蛍光体層とを有する。そして、表示電極対とデータ電極とが立体交差するように前面板と背面板とが対向配置されて密封され、内部の放電空間には放電ガスが封入されている。ここで表示電極対とデータ電極とが対向する部分に放電セルが形成される。このように構成されたＰＤＰの各放電セル内でガス放電を発生させ、赤、緑、青各色の蛍光体を励起発光させてカラー表示を行っている。

走査電極および維持電極は、幅の広いストライプ状の透明電極の上に幅の狭いストライプ状のバス電極を積層して形成されている。透明電極は、ガラス基板の全面にスパッタ法などを用いて形成したインジウム錫酸化物（以下、「ＩＴＯ」とする）薄膜をフォトリソグラフィ法によりストライプ状にパターニングして形成される。このとき、以降の工程（ステップ）に必要な露光マスクの位置合わせ用のアライメントマークを同時に形成する。バス電極は、透明電極およびアライメントマークを形成したガラス基板上に導電性の感光性ペーストを印刷し、露光マスクを位置合わせして露光した後、エッチングして形成される（例えば、特許文献１参照）。

特開２０００−１５６１５８号公報

しかしながら、透明電極を形成するには、スパッタなどでＩＴＯ薄膜を形成するための大掛りな真空装置や高価なＩＴＯターゲット材料が必要であった。さらにＩＴＯ薄膜をパターニングするための露光機や露光マスクも必要となり、生産設備が大型になるだけでなくＰＤＰの生産性も低くなるという問題点もあった。

そのため、透明電極を形成することなくＰＤＰを製造する方法として、導電性のバス電極で走査電極と維持電極とを形成したＰＤＰが開示されている。しかし透明電極を形成しないＰＤＰでは、アライメントマークを他の方法で形成する必要があった。アライメントマークを形成する方法としては、例えば印刷、レーザー刻印などにより形成する方法やバス電極と同じ材料で形成する方法などが知られている。

フラットパネルディスプレイのアライメントマークは位置精度、形状精度および視認性が重要である。とりわけ近年主流となりつつある高精細度ＰＤＰでは、特に高い位置精度、形状精度が要求される。しかしながら、透明電極を用いない電極構成のＰＤＰを製造するためにはアライメントマークを他の方法により形成しなければならず、製造ラインの改造や製造工数の増加といった問題があった。

例えば、従来の感光性ペーストなどを用いてアライメントマークを形成する手段も開示されているが、表示電極対を形成する前の段階にて、露光・現像工程を別途設ける必要があり、製造工数が大幅に増加する。

また従来の感光性導電ペーストなどを用いて表示電極対を形成する際に表示電極対と同時にアライメントマークを形成することは可能である。しかし、露光を複数回行って表示電極対を形成する場合には、この方法を適用することはできない。実際、表示電極対を形成する際には、露光マスクの傷やごみ付着による露光不良を抑えるために２回の露光を行っている。このとき１回目の露光と２回目の露光との位置ずれを防ぐために、少なくとも２回目の露光マスクの位置合わせのためのアライメントマークが不可欠である。

本発明は、上記課題に鑑みなされたものであり、製造ラインを改造することなく、また工数も大きく増加させることなく、高い精度および良好な視認性を有するアライメントマークを簡単に形成し、さらに低コストで生産性よくフラットパネルディスプレイを製造することができるフラットパネルディスプレイの製造方法を提供する。

本発明のフラットパネルディスプレイは、基板上に感光性膜によって形成した表示電極を有するフラットパネルディスプレイであって、表示電極は黒色層および導電層とを有し、基板上には感光性膜と同じ組成からなるアライメントマークを有し、アライメントマークの膜厚が、黒色層の膜厚よりも厚いことを特徴とする。

また、本発明のフラットパネルディスプレイの製造方法は、基板上に感光性膜を形成するステップと、感光性膜を露光することによりアライメントマークを形成するステップと、感光性膜を現像する前の状態でアライメントマークを認識することにより、基板の位置を検出するステップと、を有し、アライメントマークの膜厚を、感光性膜で形成されたアライメントマーク以外の領域の膜厚よりも厚くすることを特徴とする。

本発明によれば、製造ラインを改造することなく、また工数も大きく増加させることなく、高い精度および良好な視認性を有するアライメントマークを簡単に形成し、さらに低コストで生産性よくフラットパネルディスプレイを製造することができる。

本発明の実施の形態１におけるＰＤＰの分解斜視図 同ＰＤＰの前面板の詳細を示す図 同ＰＤＰの前面板の製造方法を説明するための図 同ＰＤＰのアライメントマークを示す図 同ＰＤＰのアライメントマークの詳細を示す図 同ＰＤＰの背面板の製造方法を説明するための図 本発明の実施の形態２におけるＰＤＰの前面板の製造方法を説明するための図 本発明の実施の形態１または２におけるＰＤＰの表示電極対の他の形状の詳細を示す図 本発明の実施の形態１または２におけるＰＤＰの他の形状のアライメントマークの詳細を示す図

以下、本発明の実施の形態におけるフラットパネルディスプレイの製造方法について、ＰＤＰの製造方法を例に、図面を用いて説明する。

（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１におけるＰＤＰ１０の分解斜視図である。ＰＤＰ１０は、前面板２０と背面板３０とを対向配置し、周辺部を低融点ガラス（図示せず）を用いて封着することにより構成されており、内部に多数の放電セルが形成されている。

背面板３０は、背面側のガラス基板３１と、データ電極３２と、誘電体層３３と、隔壁３４と、蛍光体層３５とを有する。ガラス基板３１上には、複数のデータ電極３２が互いに平行に形成されている。そしてデータ電極３２を覆うように誘電体層３３が形成され、さらにその上に縦隔壁３４ａと横隔壁３４ｂとからなる井桁状の隔壁３４が形成され、誘電体層３３の表面と隔壁３４の側面とに赤、緑、青各色の蛍光体層３５が形成されている。

そして、表示電極対２４とデータ電極３２とが立体交差するように前面板２０と背面板３０とが対向配置され、表示電極対２４とデータ電極３２とが対向する部分に放電セルが形成される。放電セルが形成された画像表示領域の外側の位置で、低融点ガラスを用いて前面板２０と背面板３０とが封着され、内部の放電空間には放電ガスが封入されている。

図２は、本発明の実施の形態１におけるＰＤＰ１０の前面板２０の詳細を示す図である。図２（ａ）は、前面板２０の正面の拡大図、図２（ｂ）は、前面板２０の断面の拡大図である。

走査電極２２は、バス電極２２１とバス電極２２２とを有する。維持電極２３もバス電極２３１とバス電極２３２とを有する。そしてバス電極２２１とバス電極２３１との間に放電ギャップＭＧが形成されている。

バス電極２２１、２２２はそれぞれ黒色層２２１ｂ、２２２ｂと導電層２２１ｃ、２２２ｃとからなり、バス電極２３１、２３２も黒色層２３１ｂ、２３２ｂと導電層２３１ｃ、２３２ｃとからなる。黒色層２２１ｂ、２２２ｂ、２３１ｂ、２３２ｂは、ＰＤＰ１０を表示面側から見たときに走査電極２２、維持電極２３を黒く見せるために設けられている。例えば、酸化ルテニウムなどの黒色材料をガラス基板２１の上に幅の狭いストライプ状に形成したものである。そして導電層２２１ｃ、２２２ｃ、２３１ｃ、２３２ｃは、走査電極２２、維持電極２３の導電性を高めるために設けられており、黒色層２２１ｂ、２２２ｂ、２３１ｂ、２３２ｂの上に銀を含む導電性の材料を積層して形成したものである。

本実施の形態においては、特に前面板２０の製造に使用する各種ペーストとして、黒色の感光性ペースト（以下、「黒色感光性ペースト」とする）、導電性の感光性ペースト（以下、「導電性感光性ペースト」とする）、誘電体ペーストを用いている。以下に、それぞれのペーストの作製方法について説明する。

（黒色感光性ペースト）
黒色感光性ペーストは、ガラス基板２１上に塗布し乾燥して第１の感光性膜（以下、「黒色感光性膜」とする）を形成し、その後露光することにより、黒色層２２１ｂ、２２２ｂ、２３１ｂ、２３２ｂおよびアライメントマークを形成するための感光性ペーストである。黒色感光性ペーストは、固形分としての黒色材料とガラス粉末とを含む無機材料成分と、感光性ポリマーと感光性モノマーと光重合開始剤とを含む有機材料成分とからなり、上記黒色材料の粒径は１μｍ以下である。

黒色感光性ペーストは、黒色材料とガラス粉末とで構成される無機材料と、光硬化性ポリマーなどの感光性ポリマー、感光性モノマー、光重合開始剤および溶媒などの各種有機材料を所定の組成となるように調合し、均質に混合分散して作製される。

黒色材料としては、例えば、酸化ルテニウム、酸化鉄、酸化コバルト、酸化ニッケル、酸化銅、二酸化マンガンなどの酸化物の少なくとも１つを用いることができる。ここで、アライメントマークの精度を上げるために、黒色顔料の平均粒径を１μｍ以下、より望ましくは０．０１μｍ〜０．５μｍに設定する。これらの黒色材料をペースト中に５ｗｔ％〜４０ｗｔ％含有させることによって、良好な黒色層２２１ｂ、２２２ｂ、２３１ｂ、２３２ｂおよびアライメントマークを形成することができる。黒色材料が５ｗｔ％より少ないと色が薄くなるためコントラストが低下するおそれがある。また４０ｗｔ％より大きいとペーストの軟化点が上昇し、またガラス基板２１と熱膨張係数を整合させるのが難しくなる。さらに露光時に紫外線が下部まで到達しなくなり、黒色層の形成不良を生じるおそれがあり好ましくない。

ガラス粉末としては、酸化ビスマスを主成分とするガラス粉末を用いることができる。ガラス粉末の平均粒径は０．３μｍ〜１．０μｍが望ましい。ガラス粉末の平均粒径が１．０μｍを超える場合には、黒色感光性膜ｂｘの表面粗さに影響を与え、後述するように、アライメントマークの認識精度を悪化させる。一方、ガラス粉末の平均粒径が０．３μｍ未満の場合には、ガラス粉末が凝集する場合があり、凝集体の粒径が大きくなる。すなわち、黒色感光性膜ｂｘの表面粗さに影響を与え、アライメントマークの認識精度を悪化させる。なお、最大粒子径が２．０μｍ以下であればさらに望ましい。

ガラス粉末の組成は、酸化ビスマスを３０ｗｔ％〜８５ｗｔ％、酸化珪素を５ｗｔ％〜３０ｗｔ％、酸化硼素を５ｗｔ％〜２０ｗｔ％、酸化ジルコニウムを０．１ｗｔ％〜１０ｗｔ％、酸化亜鉛を２ｗｔ％〜２０ｗｔ％、酸化アルミニウムを１ｗｔ％〜５ｗｔ％、それぞれ含有するのが望ましい。ガラス基板への接着性を高めるために、ペースト中に２５ｗｔ％〜４０ｗｔ％のガラス粉末を含有させることが望ましい。

また黒色感光性ペーストの無機材料として、さらに導電性材料を含んでもよい。導電性材料としては、例えば、平均粒径を１μｍ以下、より望ましくは０．０１μｍ〜０．５μｍの銀、白金、パラジウム、コバルト、ニッケル、マンガン、モリブデン、ルテニウムなどの金属微粒子を用いることができる。

黒色感光性ペーストの有機材料としては、感光性ポリマーとして、分子内にカルボキシル基と不飽和二重結合を有する重量平均分子量５００〜１０００００のオリゴマーまたはポリマーを用いることが望ましい。また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を用いることができる。これらの各種有機材料成分の含有量を２０ｗｔ％〜６０ｗｔ％と設定することによって、印刷特性の良好な黒色感光性ペーストを作製することができる。また有機材料として感光性ポリマー、感光性モノマー、光重合開始剤および溶媒以外に、さらに必要に応じて、バインダー、紫外線吸光剤、増感剤、増感助剤、重合禁止剤、可塑剤、増粘剤、有機溶媒、酸化防止剤、分散剤、沈殿防止剤、レベリング剤などの添加剤を加えることもできる。

黒色感光性ペーストの粘度は２０００ｃｐｓ〜２００００ｃｐｓの範囲で調整することが望ましい。例えば、スクリーン印刷法で１回塗布して膜厚５μｍ〜２０μｍの黒色感光性膜を得るには、５００００ｃｐｓ〜２０００００ｃｐｓが望ましい。また、ブレードコーター法やダイコーター法などを用いて黒色感光性膜を得るには、１５００ｃｐｓ〜２００００ｃｐｓが望ましい。黒色感光性ペーストの粘度は、無機粉末、増粘剤、有機溶媒、可塑剤、沈殿防止剤などの添加割合によって上記の範囲に調整することができる。

本実施の形態においては、黒色材料として平均粒径が０．１μｍの酸化ルテニウムを１０ｗｔ％、四酸化コバルトを２６ｗｔ％、ガラス粉末として酸化ビスマスを主成分とする市販のガラスフリットを１２ｗｔ％、有機材料として市販の光硬化性ポリマー、感光性モノマー、光重合開始剤の合計が２２ｗｔ％、および溶媒を３０ｗｔ％調合した。続いて、これらを３本ローラで均質に混合分散して黒色感光性ペーストを作製した。

（導電性感光性ペースト）
導電性感光性ペーストは、黒色感光性膜上に塗布、乾燥して第２の感光性膜（以下、「導電性感光性膜」とする）を形成し、その後、露光することにより、導電層２２１ｃ、２２２ｃ、２３１ｃ、２３２ｃを形成するための材料である。導電性感光性ペーストは、銀を主成分とする導電性材料とガラス粉末とで構成される無機材料成分と、光硬化性ポリマーなどの感光性ポリマー、感光性モノマー、光重合開始剤、溶媒などの各種有機材料成分を所定の組成となるように調合した後、均質に混合分散し作製する。

導電性材料としては、導電層２２１ｃ、２２２ｃ、２３１ｃ、２３２ｃを精細よく形成するために、平均粒径が０．１μｍ〜２．０μｍの銀粉末が望ましく、４５ｗｔ％以上の銀粉末をペーストに含有させることにより好ましい導電層用パターンを形成することができる。

ガラス粉末としては、酸化ビスマスを主成分とするガラス粉末を用いることができる。ガラス粉末の平均粒径は０．３μｍ〜１．０μｍが望ましく、最大粒子径が２．０μｍ以下であればさらに望ましい。ガラス粉末の組成としては、酸化ビスマスを３０ｗｔ％〜８５ｗｔ％、酸化珪素を５ｗｔ％〜３０ｗｔ％、酸化硼素を５ｗｔ％〜２０ｗｔ％、酸化ジルコニウムを０．１ｗｔ％〜１０ｗｔ％、酸化亜鉛を２ｗｔ％〜２０ｗｔ％、酸化アルミニウムを１ｗｔ％〜５ｗｔ％、それぞれ含有するのが望ましい。またガラス基板への接着性を高めるために、ペースト中に０．５ｗｔ％〜５ｗｔ％のガラス粉末を含有させることが望ましい。また、上記の各種有機材料は、ペースト中に２０ｗｔ％〜４５ｗｔ％含むことによって、良好な印刷特性を有する導電性感光性ペーストを形成することができる。

本実施の形態においては、平均粒径０．８μｍの銀粉末を６９ｗｔ％、酸化ビスマスを主成分とする市販のガラスフリットを３ｗｔ％、同じく市販の光硬化性ポリマー、感光性モノマー、光重合開始剤の合計が１３ｗｔ％、および溶媒を１５ｗｔ％調合し、３本ローラで均質に混合分散して導電性感光性ペーストを作製した。

（誘電体ペースト）
誘電体ペーストは、誘電体層２６を形成するための材料である。誘電体ペーストは、酸化硼素、酸化珪素、酸化亜鉛、アルカリ土類酸化物、アルカリ金属酸化物、酸化ビスマス、酸化アルミニウム、酸化モリブデン、酸化タングステン、酸化セリウムなどの中からいくつかを含んだ軟化点５２０℃〜５９０℃の誘電体ガラスを含むペーストである。

本実施の形態の誘電体層２６においては、酸化硼素３５ｗｔ％、酸化珪素１．４ｗｔ％、酸化亜鉛２７．２ｗｔ％、酸化バリウム３．３ｗｔ％、酸化ビスマス２５ｗｔ％、酸化アルミニウム１．１ｗｔ％、酸化モリブデン４．０ｗｔ％、酸化タングステン３．０ｗｔ％を含んだ誘電体ガラスを含む誘電体ペーストを作製した。このようにして作製された誘電体ガラスの軟化点は約５７０℃である。

次にＰＤＰ１０の製造方法について説明する。図３は、本発明の実施の形態１におけるＰＤＰ１０の前面板２０の製造方法を説明するための図である。前面板２０の製造工程を以下の５つのステップに分けて、それぞれについて詳細に説明する。

（第１ステップ）
第１ステップでは、基板として、ガラス基板２１を前面側に用い、ガラス基板２１上に黒色感光性ペーストを塗布し乾燥して第１の感光性膜としての黒色感光性膜ｂｘを形成する。まずガラス基板２１をアルカリ洗浄する。ガラス基板２１は、４２インチのＰＤＰであれば、例えば、大きさが９８０ｍｍ×５５４ｍｍ、厚みが１．８ｍｍのガラス基板である。

次に、図３（ａ）に示すように、スクリーン印刷法などの公知の技術を用いてガラス基板２１の全面に黒色感光性ペーストを塗布、乾燥して、黒色感光性膜ｂｘを形成する。このとき、ガラス基板２１上の表示電極対２４を形成しない予定の領域であってアライメントマークを形成する領域に黒色感光性ペーストを塗布しておく。本実施の形態においては、ガラス基板２１の四隅の領域が相当する。しかしアライメントマークを形成する領域は上記に限定されるものではなく、ガラス基板２１の長辺側の表示電極対２４を形成しない領域や、ガラス基板２１の短辺側の表示電極対２４を形成しない領域であってもよい。

また、ここで、アライメントマークを形成する領域が、黒色感光性ペーストの塗布領域周辺部に存在する場合、アライメントマーク形成領域の膜厚はその他の領域の膜厚より厚くするほうが望ましい。これは以下の理由に基づく。

黒色感光性ペースト塗布後の乾燥工程において、アライメントマーク形成領域は塗布領域の周辺部にあるため、乾燥状態がその他の領域と異なってくる。特に画像表示領域に乾燥状態を合わせた場合、アライメントマーク形成領域は過乾燥状態となる傾向にある。そこで、アライメント形成領域については、その他の領域と比較して膜厚を厚くし、過乾燥状態となることを防止することが望ましい。

アライメントマーク形成領域の厚さとしては、塗布後の状態で比較して、その他の領域の１．５〜２．０倍の膜厚が望ましい。これは前面板２０として形成した後でも、アライメントマーク部の膜厚と、その他の画像表示領域の黒色層２２１ｂ、２２２ｂの膜厚との差となって現出する。

また、アライメントマーク形成領域のみ膜厚を厚くする手法としては、上述のスクリーン印刷法を用いた場合であれば、当該箇所のスクリーン版に相当する領域付近に乳剤を塗布する手法が挙げられる。これによって、ガラス基板２１上にプリントされる黒色感光性ペーストの塗布量を多くすることができる。

次に、図３（ｂ）に示すように、黒色感光性膜ｂｘの上のアライメントマークを形成しない予定の領域に第２の感光性膜としての導電性感光性膜ｃｘを形成する。導電性感光性膜ｃｘは、スクリーン印刷法などの公知の技術を用いて、ガラス基板２１の黒色感光性膜ｂｘの上に導電性感光性ペーストを塗布し、乾燥して形成する。このとき、黒色感光性膜ｂｘ上の表示電極対を形成しない予定の領域であってアライメントマークを形成する領域には、導電性感光性ペーストを塗布しない。本実施の形態においては、ガラス基板２１の四隅の領域が相当する。

（第２ステップ）
第２ステップでは、第１の露光マスクを用いて黒色感光性膜ｂｘを露光してアライメントマークを形成する。第１の露光マスク４１には、バス電極２２１、２２２、２３１、２３２を形成するためのパターンとアライメントマーク５１を形成するためのパターンとが形成されている。

図３（ｃ）に示すように、第１の露光マスク４１を用いて１回目の露光を行う。このときの露光強度は、例えば３００ｍＪ／ｃｍ²である。すると黒色感光性膜ｂｘの表面に凹凸のパターンが浮かび上がり、これらはアライメントマーク５１を形成する。このようにして、ガラス基板２１の四隅の領域に塗布された黒色感光性膜ｂｘの上にアライメントマーク５１を形成するとともに、ガラス基板２１の画像表示領域に走査電極２２、維持電極２３を形成するための１回目の露光を行う。但し、黒色感光性膜ｂｘの現像前であるため、アライメントマーク５１は、黒色感光性膜ｂｘの上に浮かび上がった凹凸のパターンとして出現する。

図４は、本発明の実施の形態１におけるＰＤＰ１０のアライメントマーク５１を示す図である。図４（ａ）は、ガラス基板２１のアライメントマーク５１を形成した部分の拡大平面模式図である。図４（ｂ）は、ガラス基板２１のアライメントマーク５１を形成した部分の拡大断面図である。また図５は、本発明の実施の形態１におけるＰＤＰ１０のアライメントマーク５１の詳細を示す図である。図５（ａ）は、アライメントマーク５１をカメラで撮像した画像の模式図である。図５（ｂ）は、第１の露光マスク４１とガラス基板２１のアライメントマーク５１との関係を示す図である。図５（ｃ）は、図５（ａ）のＡ−Ａ線に沿った表面の形状を表面粗さ計で測定した結果を示す図である。

このようにアライメントマーク５１は、ガラス基板２１上に黒色感光性ペーストを塗布し乾燥して形成した黒色感光性膜ｂｘを形成し、黒色感光性膜ｂｘの表面に少なくとも凹部および凸部のいずれかを設けることにより形成されている。

本実施の形態においては、図５（ｃ）に示したように、黒色感光性膜ｂｘの表面に凹部と凸部とを隣接して設けた凹凸でアライメントマーク５１が形成されており、これらの凹凸は露光することにより形成される。アライメントマーク５１の形状は、例えば縦および横の長さがそれぞれ３ｍｍ、幅が１６０μｍの十字形状である。凸部は露光された領域であって、黒色感光性膜ｂｘに含まれる感光性モノマーが露光により重合硬化して体積膨張を起こすことにより形成されたと考えられる。また露光された領域と露光されていない領域との境界に生じる隣接した凸部と凹部とは、以下のようにして生じると考えられる。露光領域では感光性モノマーが露光により重合硬化して液状モノマーの濃度が低くなる。すると非露光領域と露光領域との境界に液状モノマーの大きな濃度勾配が生じ、非露光領域から露光領域へ液状モノマーが拡散する。この拡散により境界近傍の非露光領域側では体積が減少して凹部が生じ、一方、露光領域側では拡散した液状モノマーによって膨潤して凸部が生じる。このようにして非露光領域と露光領域との境界の露光領域側に凸部が、非露光領域側に凹部が生じ、黒色感光性膜ｂｘの表面に光学的に検出可能なアライメントマーク５１が形成される。

なお、露光直後は、黒色感光性膜ｂｘの表面の凹凸は比較的小さく、時間の経過とともに凹凸が大きくなる傾向がある。そのため本実施の形態においては、１回目の露光の後、３０ｍｉｎ〜６０ｍｉｎの放置時間を設けている。

本発明者らは、露光後６０ｍｉｎ経過後のアライメントマーク５１近傍の表面の形状を表面粗さ計で測定した。その結果、図５（ｃ）に示したように、露光領域と非露光領域との境界の凹部と凸部の段差の振れ幅（＝最大値−最小値）が０．５μｍ〜１．０μｍ程度であり、アライメントマークとして十分使用できることを確認した。

また、上記の拡散・膨潤の程度によっては凹部のみ、または凸部のみ形成される場合があるが、段差の振れ幅が上記の程度を満たしていれば、アライメントマークとして認識される。

これはアライメントマークに照明が照射された際に、凹部または凸部の存在によって、反射光にコントラストが生じてカメラに撮像され、形状の検出が可能になると考えられる。

なお、上記以外にも、乾燥により体積が縮小して非露光領域と露光領域との境界に段差が生じるという要因も考えられる。実際、露光の後にガラス基板を乾燥させることにより、短時間でアライメントマークを形成することができる。

（第３ステップ）
第３ステップでは、図３（ｄ）に示すように、黒色感光性膜ｂｘを現像する前の状態でアライメントマーク５１を認識して、走査電極２２および維持電極２３を形成するための第２の露光マスク４２の位置合わせを行い、黒色感光性膜ｂｘの２回目の露光を行う。このとき黒色感光性膜ｂｘの表面に形成されたアライメントマーク５１に光を照射し、アライメントマーク５１をカメラで撮像して第２の露光マスクの位置決めを行う。第２の露光マスク４２には、バス電極２２１、２２２、２３１、２３２を形成するためのパターンが形成されている。しかし第２の露光マスク４２に形成されているパターンは第１の露光マスク４１のパターンの幅よりもやや狭く設計されている。本実施の形態においては、第１の露光マスク４１に形成されているバス電極２２１、２２２、２３１、２３２のパターンの幅よりも２０％程度狭いパターンが第２の露光マスク４２に形成されている。このときアライメントマーク５１を照射する光が拡散しすぎるとアライメントマーク５１を精度よく撮像できない。よって、同軸落射照明系を用いて直線状の光をアライメントマーク５１に照射し、反射光の濃淡を撮像することによって、アライメントマーク５１を認識することが望ましい。なお、段差の振れ幅が０．５μｍ未満の場合には、同軸落射照明系を用いてもアライメントマークを十分に認識できない場合がある。また、２回目の露光強度は、例えば２００ｍＪ／ｃｍ²である。

このようにバス電極２２１、２２２、２３１、２３２を形成するための露光を２回繰り返すことにより、露光マスク４１、４２の傷やごみ付着による露光不良を、事実上ほぼ０に抑えることができる。また、このとき１回目の露光と２回目の露光との位置ずれを防ぐために、１回目の露光で形成されたアライメントマークを用いて２回目の露光マスク４２の位置合わせを行う。さらに、第２の露光マスク４２の電極パターンは第１の露光マスク４１の電極パターンの幅よりもやや狭く設計されているため、多少の位置ずれが発生した場合であっても、形成される電極の形状が大きく損なわれることはない。

（第４ステップ）
第４ステップでは、黒色感光性膜ｂｘを現像して走査電極２２および維持電極２３を形成する。具体的には、図３（ｅ）に示すように、黒色感光性膜ｂｘの現像を行って黒色層２２１ｂ、２２２ｂ、２３１ｂ、２３２ｂの前駆体２２１ｂｘ、２２２ｂｘ、２３１ｂｘ、２３２ｂｘおよび導電層２２１ｃ、２２２ｃ、２３１ｃ、２３２ｃの前駆体２２１ｃｘ、２２２ｃｘ、２３１ｃｘ、２３２ｃｘを形成する。なお、現像後、必ずしもアライメントマーク５１がガラス基板２１上に残存するわけではない。しかし第２の露光マスク４２を用いて２回目の露光を行う際に、第２の露光マスク４２の位置決め用の孔を通してアライメントマーク５１も露光されるため、通常はアライメントマーク５１がガラス基板２１上に残存する。

次に、図３（ｆ）に示すように、これら黒色層２２１ｂ、２２２ｂ、２３１ｂ、２３２ｂの前駆体２２１ｂｘ、２２２ｂｘ、２３１ｂｘ、２３２ｂｘおよび導電層２２１ｃ、２２２ｃ、２３１ｃ、２３２ｃの前駆体２２１ｃｘ、２２２ｃｘ、２３１ｃｘ、２３２ｃｘが形成されたガラス基板２１を焼成して、バス電極２２１、２２２、２３１、２３２を形成する。このときの焼成のピーク温度は５５０℃〜６００℃が望ましく、本実施の形態においては５８０℃である。またバス電極２２１、２２２、２３１、２３２の厚みは１μｍ〜６μｍが望ましく、本実施の形態においては４μｍである。

なお、本発明において「前駆体」とは、黒色感光性ペーストなどの構成部材用ペーストを塗布し、含有する有機成分は除去されるが、無機成分が溶融されていない状態まで熱処理したものを称する。

（第５ステップ）
第５ステップでは、図３（ｇ）に示すように、バス電極２２１、２２２、２３１、２３２が形成されたガラス基板２１上に、スクリーン印刷法、ダイコート法などにより、誘電体ペーストを塗布し、乾燥して誘電体層２６の前駆体（図示せず）を形成する。そして誘電体層２６の前駆体（図示せず）を焼成して、厚み２０μｍ〜５０μｍの誘電体層２６を形成する。本実施の形態においては、誘電体層２６の前駆体（図示せず）を約５９０℃で焼成して、厚みが約４０μｍの誘電体層２６を形成した。

次に、図３（ｈ）に示すように誘電体層２６の上に、酸化マグネシウムを主成分とする保護層２７を、真空蒸着法などの公知技術により形成した。このようにして前面板２０が完成する。

次に背面板３０の製造方法について説明する。図６は、本発明の実施の形態１におけるＰＤＰ１０の背面板３０の製造方法を説明するための図である。

まず、図６（ａ）に示すように、背面側のガラス基板３１をアルカリ洗浄する。

次に、図６（ｂ）に示すように、スクリーン印刷法、フォトリソグラフィ法などを用いて、ガラス基板３１上に、銀を主成分とする導電性感光性ペーストを一定間隔でストライプ状に形成し、データ電極３２の前駆体（図示せず）を形成する。次に、データ電極３２の前駆体（図示せず）が形成されたガラス基板３１を焼成して、データ電極３２を形成する。データ電極３２の厚みは、例えば２μｍ〜１０μｍであり、本実施の形態では３μｍである。

続いて、図６（ｃ）に示すように、データ電極３２を形成したガラス基板３１上に誘電体ペーストを塗布し、この後焼成して誘電体層３３を形成する。誘電体層３３の厚みは、例えば約５μｍ〜１５μｍであり、本実施の形態では１０μｍである。

続いて、図６（ｄ）に示すように、誘電体層３３を形成したガラス基板３１上に感光性の誘電体ペーストを塗布した後、焼成して隔壁３４の前駆体（図示せず）を形成する。その後、露光マスクを用いて感光し、現像して隔壁３４を形成する。こうして形成された隔壁３４の高さは、例えば１００μｍ〜１５０μｍであり、本実施の形態では１２０μｍである。

そして、図６（ｅ）に示すように、隔壁３４の壁面および誘電体層３３の表面に、赤色蛍光体、緑色蛍光体、青色蛍光体のいずれかを含む蛍光体インクを塗布する。その後乾燥、焼成して蛍光体層３５を形成する。

赤色蛍光体としては、例えば（Ｙ、Ｇｄ）ＢＯ₃：Ｅｕ、（Ｙ、Ｖ）ＰＯ₄：Ｅｕなどを、緑色蛍光体としては、例えばＺｎ₂ＳｉＯ₄：Ｍｎ、（Ｙ、Ｇｄ）ＢＯ₃：Ｔｂ、（Ｙ、Ｇｄ）Ａｌ₃（ＢＯ₃）₄：Ｔｂなどを、青色蛍光体としては、例えばＢａＭｇＡｌ₁₀Ｏ₁₇：Ｅｕ、Ｓｒ₃ＭｇＳｉ₂Ｏ₈：Ｅｕなどをそれぞれ用いることができる。このようにして背面板３０が完成する。

そして前面板２０と背面板３０とを、表示電極対２４とデータ電極３２とが立体交差するように対向配置し、放電セルが形成された画像表示領域の外側の位置で低融点ガラスを用いて封着する。その後、内部の放電空間にキセノンを含む放電ガスを封入して、ＰＤＰ１０が完成する。

このように本実施の形態においては、ガラス基板２１上に、黒色感光性膜ｂｘを形成する第１ステップと、黒色感光性膜ｂｘを露光することにより、アライメントマーク５１を形成する第２ステップと、黒色感光性膜ｂｘを現像する前の状態でアライメントマーク５１を認識することにより、ガラス基板２１の位置を検出する第３ステップとを有している。

この方法により、製造ラインを改造することなく、また工数も大きく増加させることなく、高い精度および良好な視認性を有するアライメントマークを簡単に形成し、さらに低コストで生産性よくＰＤＰを製造することができる。

また、表示電極対２４を形成する際に用いる第１の露光マスク４１のパターンを変更するだけで、１回目の露光と同時にアライメントマーク５１を形成することができる。そのため、新たな露光マスクを必要とせず、より低コストでＰＤＰを製造することができる。

（実施の形態２）
実施の形態２におけるＰＤＰの構造は、図１、図２（ａ）および図２（ｂ）に示した構造と同じである。また、使用する各種ペーストも実施の形態１と同様である。実施の形態２が実施の形態１と異なるところは、黒色感光性ペーストをガラス基板２１に塗布し乾燥した後に、アライメントマークを形成するための露光を行い、その後、導電性感光性ペーストを塗布する点である。

図７は、本発明の実施の形態２におけるＰＤＰ１０の前面板２０の製造方法を説明するための図である。前面板２０の製造工程を以下の５つのステップに分けて、それぞれについて詳細に説明する。

（第１ステップ）
第１ステップでは、前面側のガラス基板２１上に黒色感光性ペーストを塗布し乾燥して第１の感光性膜としての黒色感光性膜ｂｘを形成する。

まず、ガラス基板２１をアルカリ洗浄する。次に、図７（ａ）に示すように、ガラス基板２１上に黒色感光性膜ｂｘを形成する。黒色感光性膜ｂｘは、スクリーン印刷法などの公知の技術を用いて、ガラス基板２１の全面に黒色感光性ペーストを塗布し、乾燥して形成する。

このとき、ガラス基板２１上の表示電極対２４を形成しない予定の領域であってアライメントマークを形成する領域に黒色感光性ペーストを塗布しておく。本実施の形態においては、ガラス基板２１の四隅の領域が相当する。ここまでは実施の形態１と同様である。

（第２ステップ）
第２ステップでは、図７（ｂ）に示すように、黒色感光性膜ｂｘを露光して少なくとも第１のアライメントマークと第２のアライメントマークとを形成する。

具体的には、アライメントマーク専用の第１の露光マスク４５を用いて第１のアライメントマーク５６、第２のアライメントマーク５７を形成するための露光を行う。このとき、電極を形成する際に２回の露光を行うことに対応して、ガラス基板２１の四隅の位置のそれぞれに対して、２つずつアライメントマーク５６、５７を形成する。こうして形成された第１のアライメントマーク５６および第２のアライメントマーク５７は、黒色感光性膜ｂｘの上に浮かび上がった状態で出現する。このときの露光強度は、例えば３００ｍＪ／ｃｍ²である。

次に、図７（ｃ）に示すように、第１のアライメントマークおよび第２のアライメントマークを形成しない黒色感光性膜ｂｘ上の領域に第２の感光性膜としての導電性感光性膜ｃｘを形成する。導電性感光性膜ｃｘは、スクリーン印刷法などの公知の技術を用いて、ガラス基板２１の黒色感光性膜ｂｘの上に上述した導電性感光性ペーストを塗布し、乾燥して形成する。このとき、アライメントマークを形成した領域には導電性感光性ペーストを塗布しない。

なお、上述したように、アライメントマークの露光直後は黒色感光性膜ｂｘの表面の凹凸は比較的小さく、アライメントマークとして使用可能となるまでにある程度の時間の経過が必要である。しかしながら、実施の形態２においては、アライメントマークを形成するための露光を行った後、導電性感光性膜ｃｘを形成する際にガラス基板２１を乾燥させるため、短時間でアライメントマークが形成される。

（第３ステップ）
第３ステップでは、図７（ｄ）に示すように、第１のアライメントマーク５６を認識して第２の露光マスク４６を位置合わせし、走査電極２２および維持電極２３を形成するための１回目の露光を行う。具体的には、黒色感光性膜ｂｘの表面に形成された第１のアライメントマーク５６に光を照射し、第１のアライメントマーク５６をカメラで撮像して、第２の露光マスク４６の位置決めを行う。このときも同軸落射照明を用いることが望ましい。第２の露光マスク４６には、バス電極２２１、２２２、２３１、２３２を形成するためのパターンが形成されている。このときの露光強度は、例えば２００ｍＪ／ｃｍ²である。

その後、図７（ｅ）に示すように、第２のアライメントマーク５７を認識して第３の露光マスク４７を位置合わせし、走査電極２２および維持電極２３を形成するための２回目の露光を行う。具体的には、黒色感光性膜ｂｘの表面に形成された２つ目のアライメントマーク５７をカメラで読み取り、第３の露光マスク４７の位置決めを行う。このときも同軸落射照明を用いることが望ましい。第３の露光マスク４７には、バス電極２２１、２２２、２３１、２３２を形成するためのパターンが形成されている。しかし第３の露光マスク４７に形成されているパターンは第２の露光マスク４６のパターンの幅よりもやや狭く設計されている。このときの露光強度は、例えば２００ｍＪ／ｃｍ²である。

（第４ステップ）
第４ステップでは、図７（ｆ）に示すように、現像処理を行うことにより、黒色層２２１ｂ、２２２ｂ、２３１ｂ、２３２ｂの前駆体２２１ｂｘ、２２２ｂｘ、２３１ｂｘ、２３２ｂｘおよび導電層２２１ｃ、２２２ｃ、２３１ｃ、２３２ｃの前駆体２２１ｃｘ、２２２ｃｘ、２３１ｃｘ、２３２ｃｘを形成する。

次に、図７（ｇ）に示すように、これら黒色層２２１ｂ、２２２ｂ、２３１ｂ、２３２ｂの前駆体２２１ｂｘ、２２２ｂｘ、２３１ｂｘ、２３２ｂｘおよび導電層２２１ｃ、２２２ｃ、２３１ｃ、２３２ｃの前駆体２２１ｃｘ、２２２ｃｘ、２３１ｃｘ、２３２ｃｘが形成されたガラス基板２１を焼成して、バス電極２２１、２２２、２３１、２３２を形成する。

（第５ステップ）
第５ステップでは、図７（ｈ）に示すように、バス電極２２１、２２２、２３１、２３２が形成されたガラス基板２１上に、スクリーン印刷法、ダイコート法などの公知技術により、誘電体ペーストを塗布し、乾燥して誘電体層２６の前駆体（図示せず）を形成する。そして誘電体層２６の前駆体（図示せず）を焼成して、厚み２０μｍ〜５０μｍの誘電体層２６を形成する。

次に、図７（ｉ）に示すように、誘電体層２６の上に、酸化マグネシウムを主成分とする保護層２７を真空蒸着法などの公知技術により形成した。

続いて、前面板２０と実施の形態１と同様にして作製した背面板３０とを、表示電極対２４とデータ電極３２とが立体交差するように対向配置し、放電セルが形成された画像表示領域の外側の位置で低融点ガラスを用いて封着する。その後、内部の放電空間にキセノンを含む放電ガスを封入して、ＰＤＰ１０が完成する。

このように実施の形態２においては、第１のアライメントマーク５６、第２のアライメントマーク５７を形成する工程が増えるものの、放置時間を設けることなく露光を行えるという利点がある。実施の形態２における製造方法は、隣接する表示電極対２４の間にブラックストライプを設けたＰＤＰを製造する場合に特に有益である。ブラックストライプを形成するための露光マスクにアライメントマークのパターンを設けることにより、ブラックストライプの露光と同時にアライメントマークを形成できるので、工数を増やすことなくＰＤＰを製造することができる。

なお、本発明の実施の形態１または２においては、図２（ａ）および図２（ｂ）に示したように、走査電極２２はバス電極２２１とバス電極２２２とから構成されている。また、維持電極２３もバス電極２３１とバス電極２３２とから構成されている。しかしながら、本発明はこれに限定されるものではない。

図８は、本発明の実施の形態１または２において製造されるＰＤＰの表示電極対の他の形状の詳細を示す図である。走査電極６２は、梯子形状の長い縦木の一方に相当し放電ギャップＭＧを規定するバス電極６２１と、梯子形状の長い縦木の他方に相当し走査電極６２の導電性を高めるためのバス電極６２２と、梯子形状の横木に相当しバス電極６２１とバス電極６２２との間の抵抗を下げるためのバス電極６２３とを有する。維持電極６３も同様に、梯子形状の長い縦木の一方に相当し放電ギャップＭＧを規定するバス電極６３１と、梯子形状の長い縦木の他方に相当し維持電極６３の導電性を高めるためのバス電極６３２と、梯子形状の横木に相当し、バス電極６３１とバス電極６３２との間の抵抗を下げるためのバス電極６３３とを有する。

走査電極６２および維持電極６３をこのような形状に構成することで、バス電極６２１とバス電極６２２との間の抵抗、およびバス電極６３１とバス電極６３２との間の抵抗を下げることができ、より安定した放電を発生させることができる。なお、図８には、放電セルのそれぞれに対してバス電極６２３、６３３を１つずつ設けた例を示した。しかしバス電極６２３、６３３は、例えば３つの放電セルに対して１つ設けるなど、必要に応じて適宜設ければよい。

図９は、本発明の実施の形態１または２における他の形状のアライメントマーク８１の詳細を示す図である。図９（ａ）は、アライメントマーク８１をカメラで撮像した画像の模式図である。図９（ｂ）は、第１の露光マスク７１とガラス基板２１のアライメントマーク８１との関係を示す図である。図９（ｃ）は、図９（ａ）のＡ−Ａ線に沿った表面の形状を表面粗さ計で測定した結果を示す図である。アライメントマーク８１の特徴は、十字形状の輪郭を未露光部とした点である。図９（ｂ）に示すように、十字形状の輪郭を未露光部とした第１の露光マスク７１を用いて露光すると、図９（ｃ）に示すように、十字形状の輪郭が深い凹部となる。そのため、アライメントマーク８１をカメラで撮像したとき、鮮明なアライメントマーク８１の画像を得ることができる。特に、同軸落射照明を用いて直線状の光をアライメントマーク８１に照射したときには、アライメントマーク８１の側壁などの傾斜部では、照明光が正反射されない。したがって、反射光の濃淡が鮮明になり、アライメントマーク８１が認識されやすくなる。

また、本発明の実施の形態１および２においては、ＰＤＰ１枚分の大きさのガラス基板を用いて、ＰＤＰ１枚毎に前面板２０および背面板３０を製造するＰＤＰの製造方法を例に説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、ＰＤＰ４枚分またはＰＤＰ６枚分など、ＰＤＰ複数枚分の大きさのガラス基板を用いて、一度に複数枚の前面板２０および背面板３０を製造する、いわゆる多面取りによるＰＤＰの製造方法についても適用することができる。

なお、実施の形態１または２において用いた具体的な各数値は、単に一例を挙げたに過ぎず、ＰＤＰの仕様などに合わせて、適宜最適な値に設定することが望ましい。

本発明のフラットパネルディスプレイの製造方法によれば、製造ラインを改造することなく、また工数も大きく増加させることなく、高い精度および良好な視認性を有するアライメントマークを簡単に形成することができ、プラズマディスプレイパネルなどのフラットパネルディスプレイの製造方法として有用である。本発明によれば、有用な発明である。

１０ ＰＤＰ
２０ 前面板
２１ （前面側の）ガラス基板
２２、６２ 走査電極
２３、６３ 維持電極
２４ 表示電極対
２６ 誘電体層
２７ 保護層
３０ 背面板
３１ （背面側の）ガラス基板
３２ データ電極
３３ 誘電体層
３４ 隔壁
３５ 蛍光体層
４１、４５、７１ （第１の）露光マスク
４２、４６ （第２の）露光マスク
４７ 第３の露光マスク
５１、５６、５７、８１ アライメントマーク
２２１、２２２、２３１、２３２ バス電極
２２１ｂ、２２２ｂ、２３１ｂ、２３２ｂ 黒色層
２２１ｂｘ、２２２ｂｘ、２３１ｂｘ、２３２ｂｘ 黒色層の前駆体
２２１ｃ、２２２ｃ、２３１ｃ、２３２ｃ 導電層
２２１ｃｘ、２２２ｃｘ、２３１ｃｘ、２３２ｃｘ 導電層の前駆体
ｂｘ 黒色感光性膜
ｃｘ 導電性感光性膜
ＭＧ 放電ギャップ

Claims (2)

1. 基板上に感光性膜によって形成した表示電極を有するフラットパネルディスプレイであって、前記表示電極は黒色層および導電層とを有し、前記基板上には前記感光性膜と同じ組成からなるアライメントマークを有し、前記アライメントマークの膜厚が、前記黒色層の膜厚よりも厚いことを特徴とするフラットパネルディスプレイ。
2. 基板上に感光性膜を形成するステップと、前記感光性膜を露光することによりアライメントマークを形成するステップと、前記感光性膜を現像する前の状態で前記アライメントマークを認識することにより、前記基板の位置を検出するステップと、を有し、前記アライメントマークの膜厚を、前記感光性膜で形成された前記アライメントマーク以外の領域の膜厚よりも厚くすることを特徴とする、フラットパネルディスプレイの製造方法。

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