JP2999531B2

JP2999531B2 - 厚膜層のエッチング方法

Info

Publication number: JP2999531B2
Application number: JP24564790A
Authority: JP
Inventors: 一郎小岩; 芳孝寺尾; 広美小林; 秀夫澤井
Original assignee: Oki Electric Industry Co Ltd
Current assignee: Oki Electric Industry Co Ltd
Priority date: 1990-09-14
Filing date: 1990-09-14
Publication date: 2000-01-17
Anticipated expiration: 2015-01-17
Also published as: JPH04123745A

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）この発明は、厚膜層のエッチング方法に関する。

（従来の技術）近年、ガス放電表示パネルの画素密度を高精細化する
ことへの要求が高まっている。高精細化のためにはバリ
アリブを微細に形成する必要があり例えば高さ160〜200
μｍ及び幅50〜60μｍ程度の微細なバリアリブを形成し
なければならない。具体的に例を挙げて説明すると、64
0×480画素のパネルを1mmあたり８画素の画素密度で12
インチサイズに作成する場合、表示セルの開口率を50％
以上とするためにはバリアリブの幅を62.5μｍ以下とす
る必要がある。特にカラー表示用パネルでは、１ドット
中に緑、赤、青の表示セルを形成する必要があるためモ
ノカラー表示用パネルと比較して３倍の高精細化が必要
であり、バリアリブの壁幅の微細化への要求は非常に強
い。

（発明が解決しようとする課題）しかしながら従来のガス放電表示パネルのバリアリブ
形成では、量産に適した厚膜印刷法を用いており、厚膜
ペーストを所定の高さに積層するまで印刷を繰返し従っ
て微細なバリアリブを形成するには印刷の度に微細なリ
ブ形成領域に精度良く厚膜ペーストを積み上げてゆく必
要がある。これは技術的に非常に困難な作業であり、微
細なバリアリブの形成に適さない。厚膜印刷法では1mm
当り５本のバリアリブを形成するのが限界である。

そこでこの出願人は、この出願とは別の出願におい
て、厚膜印刷法よりも微細なバリアリブの形成に適した
方法としてブラストによるエッチングを用いたバリアリ
ブ形成方法を提案しており、これによれば、壁幅50〜80
μｍで高さ160〜200μｍのバリアリブを形成することが
できる。

このバリアリブ形成方法につき概略的に説明すれば、
下地上に電極を形成し、電極をブラストによる損傷から
保護するためのエッチング防止層で電極を覆う。次にエ
ッチング防止層上にリブ用厚膜層を積層し、乾燥させた
リブ用厚膜層上に溝形成領域を露出するレジストパター
ンを設ける。そしてリブ用厚膜層の露出部分に研磨材例
えばアルミナ粉末を噴き付けて露出部分をブラストによ
りエッチング除去し、リブ用厚膜層を焼成して残存する
リブ用厚膜層から成るバリアリブを完成する。

ブラストによるエッチングを焼成後のリブ用厚膜層に
対して行なうようにした場合、リブ用厚膜層のエッチン
グレートは遅くなり、またエッチング防止層は焼成によ
り硬化してエッチングされ易くなるため電極をブラスト
による損傷から保護することが難しくなる。

そこでブラストによるエッチングを乾燥させた焼成前
のリブ用厚膜層に対して行なうが、乾燥させた焼成前の
厚膜層に直接にレジストパターンを形成すると、レジス
トが多孔質な厚膜層に浸み込み、この浸み込み部分にレ
ジストと厚膜層が含む樹脂分との反応層が形成される。

第２図は反応層の説明に供する断面図であり、第２図
（Ａ）はレジストをリブ用厚膜層の表面にスピナーで塗
布した状態を及び第２図（Ｂ）はレジストを露光及び現
像してレジストパターンを形成した状態を示す。また第
３図はレジストパターンを形成したとき露出されるエッ
チング領域を部分的に拡大して示す断面図である。これ
ら図において10は下地例えば背面板、12は電極例えば陰
極、14はエッチング防止層及び16はリブ用厚膜層であ
る。

リブ用厚膜層16の表面にレジスト22を塗布すると、第
２図（Ａ）にも示すように、レジスト22の塗布部分のほ
ぼ全体にわたり反応層17を生じる。そしてレジスト22を
露光及び現像してレジストパターン20を形成すると、第
２図（Ｂ）にも示すように、エッチング領域18に反応層
17が露出する。従ってエッチング領域18に研磨材を供給
すると、まず反応層17がエッチングされ、そののちリブ
用厚膜層16がエッチング除去されることとなる。しかも
露出する反応層17の厚さは、レジストの浸み込みの深さ
やレジスト及び樹脂分の反応の進み方等が部分的に異な
るため、第３図にも示すように、部分的に厚くなったり
薄くなったりする。従って反応層17の厚さが厚くなる領
域Ｉと薄くなる領域IIと中位の厚さの領域IIIとでリブ
用厚膜層16のエッチング量に差が生じ、バリアリブ形成
に最適なエッチング時間が各領域毎に異なる。反応層17
のエッチングレートは非常に低く乾燥させた焼成前のリ
ブ用厚膜層のエッチングレートは高いためそのエッチン
グ量の差は比較的顕著に現れる。これがため例えば領域
Ｉでのエッチング量が適切となるようにエッチング時間
を設定すれば領域IIでオーバーエッチングを生じ逆に領
域IIでエッチング量が適切となるようにエッチング時間
を設定すれば領域Ｉではエッチング量が不足し、従って
歩留り低下を招いたりエッチング作業のオートメーショ
ン化ができないという問題点があった。

またエッチング終了後、リブ用厚膜層16を焼成すると
反応層17に起因する灰が残渣となってリブ用厚膜層16上
に残り、この残渣の除去作業が必要となったり残渣を残
したままガス放電パネルを完成するとこの残渣が放電特
性に悪影響を与えたりするという問題点があった。また
リブ用厚膜層16の焼成温度を通常行なわれる焼成の場合
よりも高くすれば残渣を生じないようにすることも可能
であるが、そのような高い焼成温度ではリブ用厚膜層16
が変形してその形状が所望とするパターン形状とは大き
く違うダレた形状となるという問題点があった。

この発明の目的は上述した問題点を解決するため、反
応層を生じないようにレジストパターンを形成するよう
にした厚膜層のエッチング方法を提供することにある。

（課題を解決するための手段）この目的の達成を図るため、この発明のバリアリブ形
成方法は、厚膜層をブラストでエッチングするに当り、厚膜層上に無機物の酸化物から成る浸み込み防止層を
形成する工程と、厚膜層のエッチング領域を露出するレジストパターン
を浸み込み防止層上に形成する工程と、エッチング領域に研磨材を供給してエッチング領域の
厚膜層をエッチング除去する工程とを含むことを特徴と
する。

この発明の実施に当り、無機物の酸化物としてSi酸化
物を用いるのが好適である。

（作用）このような厚膜層のエッチング方法によれば、厚膜層
上に浸み込み防止層及びレジストパターンを順次に形成
し、従って厚膜層及びレジストパターンの間に浸み込み
防止層を介在させる。浸み込み防止層は、無機物の酸化
物から成るので、通常用いられる厚膜層の形成材料特に
樹脂分とは、エッチングレートが低い反応物及び又は残
渣を発生させる反応物を生成するような反応を生じな
い。

しかも浸み込み防止層はレジスト及び厚膜層の樹脂分
を実質的に透過させないので、厚膜層の樹脂分とレジス
トとが反応物を生成するのを防止することができる。

また、浸み込み防止層を無機物の酸化物で形成してあ
るので、エッチングレートの高い浸み込み防止層が得ら
れる。これにより浸み込み防止層はエッチング時間を短
縮することができる。さらに、無機物の酸化物としてよ
り好ましくはシリコン酸化物を用いるのがよい。

（実施例）以下、図面を参照し、この発明の実施例につき説明す
る。尚、図面はこの発明が理解できる程度に概略的に示
してあるにすぎない。

以下に説明する実施例では、一例として、ガス放電表
示パネルのバリアリブ形成にこの発明を適用した例につ
き説明する。

第１図はこの発明の実施例の説明に供する図であっ
て、第１図（Ａ）〜（Ｃ）は陰極が延びる方向と直交す
る方向に取った断面及び第２図（Ｄ）〜（Ｉ）は陰極が
延びる方向に沿って取った断面を示す。

＊ステップ1:まずバリアリブ形成用の下地として陰極12
及びエッチング防止層14を備える背面板10を形成する。

この実施例では、背面板10としてガラス基板を用意
し、第１図（Ａ）にも示すように、背面板10上に複数の
ストライプ状の陰極12を並列させて形成する。この形成
ではNi厚膜ペースト（DuPont社製＃9535）を印刷して複
数のストライプ状の陰極パターンを形成し、このパター
ンを乾燥温度150℃で１時間の間乾燥させ、乾燥させた
パターンを焼成ピーク温度580℃に10分の間保持して焼
成する。

次に第１図（Ｂ）にも示すように、陰極12をブラスト
による損傷から守るためのエッチング防止層14を、陰極
12を覆いかつ少なくとも隣接する陰極間の基板面10aを
露出するように形成する。

エッチング防止層14は１層構造及び多層構造のいずれ
でもよいが、この実施例では陰極12上に順次に設けた耐
ブラスト性樹脂及び保護層から成る２層構造とする。耐
ブラスト性樹脂は硬度の低い有機樹脂から成りブラスト
によりエッチングされにくい或はエッチングされない性
質を有する。耐ブラスト性樹脂として東京応化社製OSBR
サンドブラスト用スクリーン印刷インクを使用する。ま
た保護層は印刷したリブ用厚膜層が含む溶剤成分が耐ブ
ラスト性樹脂に浸透し耐ブラスト性樹脂を膨潤させて剥
離させるのを防止するためのものである。保護層として
東京応化社製しみ出し防止剤を使用する。

そしてこの実施例では、陰極12の印刷に用いたスクリ
ーン、或は、陰極12よりもやや太いパターン幅の印刷パ
ターンを有するスクリーンを用い、エッチング防止層14
を陰極12上にスクリーン印刷することにより形成する。

より詳細に説明すれば、まず耐ブラスト性樹脂をスク
リーン印刷するが、印刷後乾燥させた樹脂の膜厚が30〜
35μｍ程度になるように70メッシュ程度のスクリーンを
印刷に用いる。印刷したのち樹脂を１〜２分放置するこ
とによって樹脂表面をレベリング（平滑化）し、次いで
樹脂をオーブン中に70℃で10分の間保持し乾燥させる。
そののち、樹脂を膜厚×0.5mJ/cm²で露光して硬化させ
る。次に保護層を耐ブラスト性樹脂上にスクリーン印刷
し、印刷した保護層のレベリング、乾燥及び硬化を行な
う。

＊ステップ2:次に陰極12及びエッチング防止層22を形成
した背面板10をバリアリブ形成用の下地とし、この下地
上にリブ用厚膜層24を積層する。

この実施例では、ガラス厚膜ペースト（DuPont社製＃
9741）をバリアリブ形成領域の全面にわたりエッチング
防止層14上及び露出する基板面10a上にベタ印刷し、印
刷を繰返してガラス厚膜ペーストを160〜200μｍの高さ
まで積層する。所定の高さまで積層していないときには
印刷した厚膜ペーストを乾燥温度150℃で10分の間乾燥
させてから次の印刷を行ない、また所定の高さまで積層
したら印刷した厚膜ペーストを乾燥温度150℃で１時間
の間乾燥させ、第１図（Ｃ）にも示すように所定の高さ
まで積層させた厚膜ペーストから成るリブ用厚膜層16を
得る。リブ用厚膜層16はエッチング防止層14上及び少な
くとも隣接する陰極間の基板面10a上に積層される。

＊ステップ3:次にリブ用厚膜層16上無機物の酸化物から
成る浸み込み防止層28を形成する。

この実施例では浸み込み防止層28をSiO₂膜とし、第１
図（Ｄ）にも示すように、東京応化社製SiO₂系被膜形成
液OCD（ヒドロキシシランのアルコール溶液）をスピナ
ーでリブ用厚膜層16の表面に塗布し、塗布した液をオー
ブン中に70℃で20分の間保持し乾燥させる。乾燥させた
液からSiO₂膜が形成される。

ヒドロキシシランのアルコール溶液は、リブ用厚膜層
16特に樹脂分とは、エッチングレートが低い反応層及び
又は焼成後に残渣を生ずる反応層を生成するような反応
を起さない。

またSiO₂膜は、リブ用厚膜層16及びレジスト22とは、
エッチングレートが低い反応物及び又は残渣を発生させ
る反応物を生成するような反応を生じない。しかもSiO₂
膜はレジスト22及び厚膜層16の樹脂分を実質的に透過さ
せないので、厚膜層の樹脂分とレジストとが反応物を生
成するのを防止することができる。またSiO₂膜はブラス
トによるエッチングレートが高く浸み込み防止層28のエ
ッチング除去に要する時間を短くすることができる。

＊ステップ4:次にリブ用厚膜層16のエッチング領域18を
露出するレジストパターン20を浸み込み防止層28上に形
成する。

この実施例では、まず第１図（Ｅ）にも示すように、
耐ブラスト性を有するレジスト22を、浸み込み防止層28
上にスピンコーターを用いて15〜20μｍの膜厚で塗布す
る。レジスト22の塗布条件は、スピンコーターの回転数
を、回転開始から５秒かけて500r.p.m.としてから500r.
p.m.に60秒の間保持し、そののち1500r.p.m.としてから
1500r.p.m.に１秒の間保持し、そののち５秒かけて0r.
p.m.まで落すという条件とする。レジスト22塗布後、レ
ジスト22を温度70℃で15分の間乾燥させる。

レジスト22として東京応化社製OSBR−82Bを使用する
が、これはネガ型であるのでバリアリブとして残存させ
たい厚膜層16の領域を露光できるマスクを用いる。レジ
スト22の露光では等倍のネガフィルムを用い従ってマス
クをレジスト22に密着させるようにして使用するのでマ
スクへのレジスト22の付着を防止する目的でレジスト22
上に東京応化社製のタック防止剤（図示せず）を塗布す
る。この塗布条件は、スピンコーターの回転数を、回転
開始から５秒かけて1000r.p.m.としてから1000r.p.m.に
15秒の間保持し、そののち1500r.p.m.としてから1500r.
p.m.に１秒の間保持し、そののち５秒かけて0r.p.m.ま
で落すという条件とする。この塗布ののち、室温で２〜
３分の間放置する。

次にレジスト22の露光、現像、定着及び乾燥を行なっ
て、第１図（Ｆ）にも示すように、エッチング領域18を
露出するレジストパターン20を得る。露光では露光量を
膜厚×0.7mJ/cm²とし、露光後0.2重量％炭酸ナトリウム
水溶液を低圧スプレーで吹きかけて現像し、そののち純
水５及び1ccの0.5％塩酸の混合液を吹きかけて定着す
る。尚、タック防止剤もまたレジストパターン20と同様
の形状にパターニングされる。またこの実施例ではエッ
チング領域18にストライプ溝を形成してバリアリブを形
成する。

＊ステップ5:次にエッチング領域18に研磨材を供給して
エッチング領域18のリブ用厚膜層16をブラスト用研磨材
を用いてブラストによりエッチング除去する。

この実施例では、ブラストマシーン（不二製作所製微
粉タイプSC−３）を用い、アルミナ粉末の研磨材24をレ
ジストパターン20で覆われていないエッチング領域18に
噴きつけ、第１図（Ｇ）にも示すように、エッチング領
域18のリブ用厚膜層16をエッチング除去する。リブ用厚
膜層16は乾燥状態なのでそのエッチングを容易に行なえ
る。

リブ用厚膜層16のエッチングを終了したら、第１図
（Ｇ）〜（Ｈ）にも示すように、リブ用厚膜層16や露出
する基板面10a等に付着している研磨材24を除去する。

＊ステップ6:次にリブ用厚膜層16を焼成する。

この実施例では、リブ用厚膜層16を焼成温度530℃に1
0分の間保持して焼成し、第１図（Ｉ）にも示すよう
に、ガス放電表示パネルのバリアリブ26を完成する。

レジストパターン20、エッチング防止層14及びタック
防止剤は焼成の加熱により分解或は燃焼してガスとな
り、飛んでなくなる。

この発明は上述した実施例のみに限定されるものでは
なく、従って各構成成分の形状、寸法、配置位置、構
成、形成材料、形成方法、数値的条件及びそのほかの条
件を任意好適に変更することができる。

例えばエッチング防止層をリブ用厚膜層がバリアリブ
として残存する領域の電極上には設けないようにしても
よいし、エッチング防止層を隣接する電極間の基板面上
に設けるようにしてもよい。

また浸み込み防止層をアルミニウム、チタン、タンタ
ル、錫、ゲルマニウム、タングステン、モリブデン、
鉄、クロム、亜鉛、セシウム、コバルト、及びマグネシ
ウムのいずれかひとつの酸化物から形成してもよく、こ
こに挙げた酸化物の浸み込み防止層の形成を例えば東京
応化社製酸化物被膜形成液MOF（アルコキシドの溶液又
は有機金属塩の溶液）を用いて行なうことができる。浸
み込み防止層の形成は酸化物被膜形成液を用いて行なう
ほか、例えば薄膜形成技術により行なうようにしてもよ
い。

またこの発明はバリアリブの形成のみならず種々の用
途に適用することができる。この発明をバリアリブリブ
の形成に適用する場合には、バリアリブをガス放電表示
パネルの陽極が形成される基板側に形成するようにして
もよいし、下地の構成を適用するガス放電表示パネルの
構成に応じて任意好適な構成に変更することができる。

（発明の効果）上述した説明からも明らかなように、この発明の厚膜
層のエッチング方法によれば、厚膜層上に浸み込み防止
層及びレジストパターンを順次に形成し、従って厚膜層
及びレジストパターンの間に浸み込み防止層を介在させ
る。浸み込み防止層は無機物の酸化物から成るので、通
常用いられる厚膜層の形成材料特に樹脂分とは、エッチ
ングレートが低い反応物及び又は焼成後に残渣を発生さ
せる反応物を生成するような反応を生じない。

従ってエッチング領域におけるエッチングレートが場
所によって相違しばらつくのを防止してエッチングレー
トのばらつきを非常に小さくすることができるので、厚
膜層のエッチングを歩留りよく行なえると共にエッチン
グ作業のオートメーション化が容易になる。

また厚膜層を焼成したとき反応物に起因して生ずる残
渣をなくせる。

【図面の簡単な説明】

第１図（Ａ）〜（Ｉ）はこの発明の実施例の説明に供す
る断面図、第２図（Ａ）〜（Ｂ）は厚膜層及びレジストの反応層の
説明に供する断面図、第３図は反応層が形成されたエッチング領域の様子を部
分的に拡大して示す断面図である。 16……リブ用厚膜層、18……エッチング領域 20……レジストパターン 24……研磨材、26……バリアリブ 28……浸み込み防止層。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者澤井秀夫東京都港区虎ノ門１丁目７番12号沖電気工業株式会社内 (56)参考文献特開平１−248148（ＪＰ，Ａ) 特開昭61−243638（ＪＰ，Ａ) 可児康之，外１名，「厚膜によるファインパターン技術と応用」，電子材料, 株式会社工業調査会，昭和58年11月１日，第22巻，第11号，Ｐ．138−142 (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H01J 9/02

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】厚膜層をブラストでエッチングするに当
り、前記厚膜層上に無機物の酸化物から成る浸み込み防止層
を形成する工程と、前記厚膜層のエッチング領域を露出するレジストパター
ンを前記浸み込み防止層上に形成する工程と、前記エッチング領域に研磨材を供給してエッチング領域
の厚膜層をエッチング除去する工程とを含むことを特徴とする厚膜層のエッチング方法。
【請求項２】前記無機物の酸化物をシリコン酸化物とし
たことを特徴とする請求項１に記載の厚膜層のエッチング
方法。