JP2012064319A - プラズマディスプレイパネル用フォトマスクおよびプラズマディスプレイパネルの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】フォトマスクを用いて製造したバス電極の電極ピッチを精度よく形成可能なプラズマディスプレイパネル用フォトマスクを提供することを目的としている。
【解決手段】プラズマディスプレイパネルの前面板に配置されたバス電極を形成するためのプラズマディスプレイパネル用のフォトマスク４０であって、このフォトマスク４０は、バス電極を露光するためマスクを有し、マスクに形成した電極ピッチは、前面板に配置されたバス電極の電極ピッチとは異なる電極ピッチとした構成である。
【選択図】図４

Description

ここに開示された技術は、プラズマディスプレイパネル用フォトマスクおよびプラズマディスプレイパネルの製造方法に関する。

プラズマディスプレイパネルとして代表的な交流面放電型パネルは、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、ガラス製の前面基板と、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を有する。

背面板は、ガラス製の背面基板と、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パネル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。

従来、プラズマディスプレイパネルの前面板の製造プロセスは、透明電極ＩＴＯを形成する工程、バス電極を形成する工程、バス電極を焼成する工程、誘電体を形成する工程、誘電体を焼成する工程、ＭｇＯ膜を形成する工程の６工程である。その内、バス電極は、黒色層と電極層の２層構成であり、露光・現像プロセスおよび焼成プロセスを経て形成される。このような技術は、例えば、特許文献１に開示されている。

特開２００７−３３５２１５号公報

ＩＴＯ無しの場合、バス電極を形成するためのマスクパターン設計においては、バス電極を梯子パタ−ンで形成することが知られている。しかし、バス電極を梯子パタ−ンで形成すると、焼成時の収縮によりフォトマスクの設計パターンと、形成されたパタ−ンのピッチ（ここでは、バス電極間の電極ピッチ）が変化するという問題がある。特に、電極ピッチはプラズマディスプレイパネルの放電に影響するので、高精度で形成することが必要である。

ここに開示された技術は上記問題を解決し、フォトマスクを用いて製造したバス電極の電極ピッチを精度よく形成可能なプラズマディスプレイパネル用フォトマスク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ここに開示された技術は、プラズマディスプレイパネルの前面板に配置されたバス電極を形成するためのプラズマディスプレイパネル用フォトマスクであって、前記フォトマスクは、前記バス電極を露光するためマスクを有し、前記マスクに形成した電極ピッチは、前記前面板に配置された前記バス電極の電極ピッチとは異なる電極ピッチとした構成である。

また、上記目的を達成するためにここに開示された技術は、前記バス電極を配置したプラズマディスプレイパネルを製造する方法である。

上記構成により、フォトマスクの設計パターンと、形成されたパタ−ンのピッチ（バス電極間の電極ピッチ）の変化を抑制できる。その結果、バス電極の電極ピッチを精度よく形成できる。

一実施の形態におけるプラズマディスプレイパネルの分解斜視図 同プラズマディスプレイパネルの前面板の製造プロセス図 同プラズマディスプレイパネルの背面板の製造プロセス図 バス電極を形成するためのフォトマスクの平面図 バス電極を形成するためのフォトマスクの平面図

以下、一実施の形態におけるプラズマディスプレイパネル用フォトマスクおよびプラズマディスプレイパネルの製造方法について図面を参照しながら説明する。

図１において、プラズマディスプレイパネル１０は、前面板２０と背面板３０とが対向配置され、その周辺部が封着部材（図示せず）で封着されて形成されている。この前面板２０と背面板３０の内部には、多数の放電セルが形成されている。

前面板２０は、ガラス製の前面基板２１と、走査電極２２と維持電極２３とからなる表示電極対２４と、ブラックストライプ層２５と、誘電体層２６と、保護層２７とを有する。前面基板２１上には１対の走査電極２２と維持電極２３とからなる表示電極対２４が互いに平行に複数形成されている。そして、隣り合う表示電極対２４の間にはブラックストライプ層２５が形成されている。

本実施の形態では、表示電極対２４とブラックストライプ層２５とが、走査電極２２、維持電極２３、ブラックストライプ層２５、走査電極２２、維持電極２３、ブラックストライプ層２５、・・・となるように形成されているが、走査電極２２、維持電極２３、ブラックストライプ層２５、維持電極２３、走査電極２２、ブラックストライプ層２５、走査電極２２、維持電極２３、ブラックストライプ層２５、維持電極２３、走査電極２２、ブラックストライプ層２５、・・・となるように形成されていてもよい。

そして、それら表示電極対２４およびブラックストライプ層２５を覆うように誘電体層２６が形成され、この誘電体層２６上には保護層２７が形成されている。

背面板３０は、ガラス製の背面基板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。背面基板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。

次に、プラズマディスプレイパネル１０の製造方法について説明する。

前面板２０の製造方法について、図２を用いて説明する。

まず、ガラス製の前面基板２１をアルカリ洗浄する。その後、酸化ルテニウムや黒色顔料を主成分とする黒色層用ペーストを用いて、黒色層２２ｃ、２３ｃの前駆体２２ｃｘ、２３ｃｘ、およびブラックストライプ層２５の前駆体２５ｘを前面基板２１上に形成する。これら前駆体２２ｃｘ、２３ｃｘ、２５ｘはスクリーン印刷法、フォトリソグラフィー法等の公知技術を用いて形成することができる。その後、銀を含む導電層用ペーストを用いて前駆体２２ｃｘ、２３ｃｘの上に導電層２２ｄ、２３ｄの前駆体２２ｄｘ、２３ｄｘを形成する（図２（ａ））。なお、前駆体２２ｄｘ、２３ｄｘは、透明電極または透明電極の前駆体の上に形成されることになる。

次に、前駆体２２ｃｘ、２３ｃｘ、２５ｘ、２２ｄｘ、２３ｄｘが形成された前面基板２１を焼成して、バス電極２２ａ、２３ａ、ブラックストライプ層２５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２２ａ、２３ａの厚みは、１μｍ〜６μｍが望ましい（図２（ｂ））。

次に、走査電極２２、維持電極２３およびブラックストライプ層２５が形成された前面基板２１上に、印刷法等の公知技術により、誘電体層の前駆体を形成する。そして誘電体層の前駆体を焼成して、厚み２０μｍ〜５０μｍの誘電体層２６を形成する（図２（ｃ））。

本実施の形態においては、酸化硼素３５ｗｔ％、酸化硅素１．４ｗｔ％、酸化亜鉛２７．６ｗｔ％、酸化物バリウム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成した。このようにして作成された誘電体ガラスの軟化点は約５７０℃である。次に走査電極２２、維持電極２３およびブラックストライプ層２５が生成された前面基板２１上にダイコート法により誘電体ペーストを塗布して誘電体層の前駆体を形成した。そして誘電体層の前駆体を約５９０℃で焼成して誘電体層２６を形成した。このときの誘電体層２６の厚みは約４０μｍである。

なお、誘電体ペーストとしては、上記以外にも、例えば、酸化硼素、酸化硅素、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、酸化セリウム等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誘電体ペーストを用いることができる。

そして誘電体層２６の上に、酸化マグネシウムを主成分とする保護層２７を、真空蒸着法等の公知技術により形成する（図２（ｄ））。

次に背面板３０の製造方法について説明する。まず、スクリーン印刷法、フォトリソグラフィー法等の公知技術を用いて、背面基板３１上に、銀を主成分とする導電層用ペーストを一定間隔でストライプ状に塗布し、データ電極３２の前駆体３２ｘを形成する（図３（ａ））。

次に、前駆体３２ｘが形成された背面基板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２〜１０μｍである（図３（ｂ））。

続いて、データ電極３２を形成した背面基板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５〜１５μｍである（図３（ｃ））。

続いて、誘電体層３３を形成した背面基板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の前駆体を形成する。その後、露光マスクを用いて感光し、エッチングして隔壁３４を形成する。隔壁３４の高さは、例えば１００〜１５０μｍである（図３（ｄ））。

そして、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。そののち乾燥、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等を、緑色蛍光体としては、例えばＺｎ₂ＳｉＯ₄：Ｍｎ、（Ｙ、Ｇｄ）ＢＯ₃：Ｔｂ、（Ｙ、Ｇｄ）Ａｌ₃（ＢＯ３）₄：Ｔｂ等を、青色蛍光体としては、例えばＢａＭｇＡｌ₁₀Ｏ₁₇：Ｅｕ、Ｓｒ₃ＭｇＳｉ₂Ｏ₈：Ｅｕ等をそれぞれ用いることができる（図３（ｅ））。

そして上述した前面板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、プラズマディスプレイパネル１０が完成する。

本実施の形態では、従来ＩＴＯ品は、図４（ａ）に示すように、Ａという値で可能であるが、梯子パターンにおいては焼成収縮により、図４（ｂ）に示すように、Ａ−αという値でフォトマスク４０を作成する必要がある。このαは１〜５ｕｍ程度の値が望ましい。すなわち、バス電極２２ａ、２３ａのピッチとフォトマスク４０のピッチを変える必要がある。

上記構成により、フォトマスク４０の設計パターンと、形成されたパタ−ンのピッチ（バス電極２２ａ、２３ａ間の電極ピッチ）の変化を抑制できる。その結果、バス電極２２ａ、２３ａの電極ピッチを精度よく形成できる。

このフォトマスク４０は、形成するバス電極２２ａ、２３ａに対して、バス電極２２ａ、２３ａが平行でなく、曲率半径を持ち、この曲率半径は１から５ｕｍの値になることが望ましい。なお、曲率半径を持たないものは、図５に示すとおりである。

また、フォトマスク４０は、バス電極２２ａ、２３ａが配置される前面基板２１のそり量に応じて、フォトマスク４０のパターン幅をあらかじめ調整したものを用いてもよい。複数のフォトマスク４０を使い分ければよい。前面板２０のバス電極２２ａ、２３ａの電極パターンはそり量に応じて、パターン設計幅が大きく変化する。そり量３００ｕｍに対して、線幅が１ｕｍ変化する。そのため、そり量が大きくなった材料の場合、パターン設計線幅を３００ｕｍ大きくなるに従って、１ｕｍ細く設計すると、できあがり幅が一定になる。ただし、この変化量は材料によって、ことなるため、一意的に決まるわけではなく最適値が存在する。

また、上述したフォトマスクを用いてプラズマディスプレイパネルを製造すれば、プラズマディスプレイパネルを精度よく製造できる。

なお、本実施の形態において用いた具体的な各数値は一例に過ぎず、パネルの仕様等に合わせて、適宜最適な値に設定することが望ましい。

１０ プラズマディスプレイパネル
２０ 前面板
２１ 前面基板
２２ 走査電極
２３ 維持電極
２２ａ、２３ａ バス電極
２２ｃ、２３ｃ 黒色層
２２ｃｘ、２３ｃｘ 前駆体
２２ｄ、２３ｄ 導電層
２２ｄｘ、２３ｄｘ 前駆体
２４ 表示電極対
２５ ブラックストライプ層
２５ｘ 前駆体
２６ 誘電体層
２７ 保護層
３０ 背面板
３１ 背面基板
３２ データ電極
３２ｘ 前駆体
３３ 誘電体層
３４ 隔壁
３５ 蛍光体層
４０ フォトマスク

Claims (4)

1. プラズマディスプレイパネルの前面板に配置されたバス電極を形成するためのプラズマディスプレイパネル用フォトマスクであって、
   前記フォトマスクは、前記バス電極を露光するためマスクを有し、
   前記マスクに形成した電極ピッチは、前記前面板に配置された前記バス電極の電極ピッチとは異なる電極ピッチとした
   プラズマディスプレイパネル用フォトマスク。
2. 前記フォトマスクは、所定の曲率半径を有する
   請求項１に記載のプラズマディスプレイパネル用フォトマスク。
3. 前記バス電極が配置される基板のそり量に応じて、前記フォトマスクのパターン幅をあらかじめ調整した
   請求項１に記載のプラズマディスプレイパネル用フォトマスク。
4. 請求項１〜請求項３に記載のプラズマディスプレイパネル用フォトマスクを用いて、前記バス電極を配置してプラズマディスプレイパネルを製造する
   プラズマディスプレイパネルの製造方法。

Images