JP3241331B2

JP3241331B2 - プラズマディスプレイパネルの製造方法

Info

Publication number: JP3241331B2
Application number: JP29589198A
Authority: JP
Inventors: 拓渡邉; 祐助高田; 茂夫鈴木; 正樹青木
Original assignee: Panasonic Corp; Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Corp; Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1997-10-16
Filing date: 1998-10-16
Publication date: 2001-12-25
Anticipated expiration: 2018-10-16
Also published as: JPH11191363A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】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
し、より具体的には、溶射法によって形成された隔壁を
有するプラズマディスプレイパネルの製造方法、特に溶
射法による隔壁の形成工程に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、薄型に適したディスプレイ装置と
して注目されているプラズマディスプレイパネルは、例
えば図１に示す構成を有する。このプラズマディスプレ
イパネルは、互いに対向して配置された前面基板３００
と背面基板３０１とを備えている。前面基板３００の上
には、表示電極３０２及び３０３、誘電体層３０４、及
びＭｇＯ誘電体保護層３０５が、順に形成されている。
また、背面基板３０１の上には、アドレス電極３０６及
び誘電体層３０７が形成されており、その上には、更に
隔壁３０８が形成されている。そして、隔壁３０８の側
面には、蛍光体層３０９が塗布されている。

【０００３】前面基板３００と背面基板３０１との間に
は、放電ガス３１０（例えばＮｅ−Ｘｅの混合ガス）
が、５００Ｔｏｒｒ〜６００Ｔｏｒｒの圧力で封入され
ている。この放電ガス３１０を表示電極３０２及び３０
３の間で放電させて紫外線を発生させ、その紫外線を蛍
光体層３０９に照射することによって、カラー表示を含
む画像表示が可能になる。

【０００４】隔壁３０８は、個々の画素の色（Ｇ、Ｂ、
Ｒ）毎に微少な放電空間を形成して放電セルを形成する
ための仕切りであり、この隔壁３０８によって、放電を
各セル毎に制御することを可能とし、誤放電や誤表示を
防ぐことができる。隔壁３０８のサイズは、典型的に
は、４０インチのＮＴＳＣパネルにおいて、隔壁ピッチ
が一色あたり３６０μｍ、隔壁頂部の幅が５０μｍ〜１
００μｍ、及び隔壁高さが１００μｍ〜１５０μｍであ
る。

【０００５】従来の隔壁の形成方法としては、（１）ス
クリーン印刷技術を用いて隔壁を形成する印刷法、
（２）隔壁材料を背面基板の全面に塗布後に感光性フィ
ルム層を塗布された隔壁材料の上に形成し、写真法によ
り所定パターンを形成した後に、サンドブラストにより
隔壁材料の不要部分を除去して感光性フィルム層を剥離
し、隔壁を形成するサンドブラスト法、（３）感光性ペ
ーストを塗布後に、写真法により不要部分を除去して隔
壁を形成するフォトペースト法、或いは、（４）基板に
感光性フィルム層を形成した後に写真法によって所定パ
ターンを形成し、更にパターンの溝部にペーストを埋め
込んでから感光性フィルムを剥離し、その後にペースト
を焼成工程で焼き固めるフォト−埋め込み法（或いはリ
フトオフ法）、などが挙げられる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかし、これらの従来
の隔壁形成方法は、それぞれ以下のような問題点を有し
ている。

【０００７】印刷法では、１回の印刷工程で形成できる
隔壁の高さが１０μｍ程度であるため、１００μｍ程度
の高さの隔壁を形成するためには、印刷工程及び乾燥工
程を繰り返す必要がある。これは、工程数が多くなると
ともにコスト高の原因となる、また、スクリーンが大型
化するほどスクリーン版の非線形伸縮が著しくなり、形
成した隔壁の位置ずれや膜厚或いは形状のばらつきが大
きくなる。

【０００８】サンドブラスト法は、除去する材料の量が
多いことや、切削量の制御が難しく基板や電極にダメー
ジを与えやすいという問題点を有している。感光性ペー
スト法では、ペースト材料のコストが高い。フォト−埋
め込み法は高精細なプラズマディスプレイパネルの実現
が可能であるが、隔壁形成のために焼成工程を有するこ
とが、低コストでの製造の実現を妨げている。

【０００９】本発明は、上記のような従来技術の課題を
克服するためになされたものであり、その目的は、
（１）溶射法によって低コストで高精度に隔壁を形成し
て、高品位な表示を可能とするプラズマディスプレイパ
ネルの製造方法を提供することである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明のプラズマディス
プレイパネルの製造方法は、放電空間を規定する隔壁
を、隔壁材料の溶射によって形成された溶射膜から構成
する隔壁形成工程を包含する、プラズマディスプレイパ
ネルの製造方法であって、前記隔壁形成工程は、基板の
上に感光性被覆層を形成する工程と、該感光性被覆層に
開口部の断面形状が頂部よりも底部が広い台形状である
所定パターンの開口部を形成する工程と、少なくとも該
開口部の内部に、溶射法によって前記隔壁材料を所定の
高さまで堆積させて、前記溶射膜を形成する工程と、該
感光性被覆層の表面よりも突出している該溶射膜の部分
を研磨によって削り取る研磨工程と、該感光性被覆層を
除去し、所定の形状の前記隔壁を得る工程とを含んでお
り、そのことによって前述の目的が達成される。

【００１１】

【００１２】

【００１３】

【００１４】

【００１５】本発明のプラズマディスプレイパネルの製
造方法は、放電空間を規定する隔壁を、隔壁材料の溶射
によって形成された溶射膜から構成する隔壁形成工程を
包含する、プラズマディスプレイパネルの製造方法であ
って、前記隔壁形成工程は、基板の上に感光性被覆層を
形成する工程と、該感光性被覆層に開口部の断面形状が
頂部よりも底部が広い台形状である所定パターンの開口
部を形成する工程と、少なくとも該開口部の内部に、溶
射法によって前記隔壁材料を所定の高さまで堆積させ
て、前記溶射膜を形成する工程と、該感光性被覆層のう
ちの表面から前記開口部の幅が最も狭くなっている位置
に相当する深さまで該感光性被覆層および溶射膜の部分
を研磨によって削り取る研磨工程と、該感光性被覆層を
除去し、所定の形状の前記隔壁を得る工程とを含んでお
り、そのことによって前述の目的が達成される。

【００１６】前記溶射は、プラズマ溶射であり得る。

【００１７】ある実施形態では、前記感光性被覆層に形
成された前記所定パターンの開口部が、頂部よりも底部
が広い台形状の断面形状を有しており、且つ、該断面形
状の底角が６０度以上且つ９０度未満である。

【００１８】前記感光性被覆層に形成された前記所定パ
ターンの開口部の前記頂部の幅は、１００μｍ以下であ
り得る。

【００１９】ある実施形態では、少なくとも溶射粒子が
前記基板と密着する部分での溶射時のプラズマエネルギ
ー量をＡとするときに、前記隔壁が、該プラズマエネル
ギー量Ａで第１の隔壁材料を堆積させて形成された第１
層と、該プラズマエネルギー量Ａよりも小さいプラズマ
エネルギー量で該第１層の上に前記所定高さまで第２の
隔壁材料を堆積させて形成された第２層と、を少なくと
も含む多層構造を有している。

【００２０】前記溶射は、プラズマ作動ガスとして少な
くともアルゴンガス或いはアルゴンガスとヘリウムガス
との混合ガスを使用するプラズマ溶射であり得る。

【００２１】前記プラズマ作動ガスが前記アルゴンガス
とヘリウムガスとの混合ガスである場合に、該ヘリウム
ガスの添加量を変えることでプラズマエネルギー量を変
化させ得る。

【００２２】好ましくは、前記感光性被覆層に形成され
た前記所定パターンの開口部の前記頂部の幅がＷａであ
るときに、前記隔壁材料の粉末の一次粒子径Ｄが、５μ
ｍ以上且つ０．７・Ｗａ以下の範囲内にある。

【００２３】前記溶射膜の形成工程は、前記隔壁材料の
堆積と同時に前記感光性被覆層の上に付着した溶射粒子
を除去する工程を更に含み得る。

【００２４】前記溶射膜の形成工程は、前記基板を裏面
から加熱して、該基板内の温度分布を所定の範囲内に維
持する工程を更に含み得る。或いは、前記溶射膜の形成
工程は、前記基板の表面を冷却して、該基板内の温度分
布を所定の範囲内に維持する工程を更に含み得る。ま
た、前記溶射膜の形成工程は、前記基板の裏面からの加
熱及び該基板の表面の冷却を行って、該基板内の温度分
布を所定の範囲内に維持する工程を更に含み得る。

【００２５】好ましくは、前記研磨工程は、前記感光性
被覆膜をその表面から約１０μｍの深さまで削り取る。

【００２６】好ましくは、前記溶射膜の形成工程は、前
記隔壁の長手方向に直交する方向に溶射トーチを移動さ
せる。

【００２７】前記感光性被覆膜の除去後に、蛍光体層を
形成する工程を更に含み得る。

【００２８】ある実施形態では、前記隔壁の欠損箇所に
所定のペースト材料を充填する工程と、前記感光性被覆
膜の除去後に蛍光体層を焼成によって形成する工程と、
が更に含まれており、該所定のペースト材料は、該蛍光
体層の焼成工程で硬化する材料である。

【００２９】ある実施形態では、前記隔壁を、その底部
から所定の高さまでは第１の色の隔壁材料の溶射によっ
て形成し、該所定高さから頂部までは第２の色の隔壁材
料の溶射によって形成する。例えば、前記第１の色は白
色であり、前記第２の色は黒色である。また、第１の色
の隔壁材料は、酸化アルミニウム或いはスピネルであり
得て、前記第２の色の隔壁材料は、酸化クロム、酸化チ
タン、或いは酸化アルミニウムと酸化チタンとの混合物
或いは溶融物であり得る。

【００３０】以上のような特徴を有する本発明による
と、感光性被覆層に所定のパターンの溝を形成した後に
溶射法（例えばプラズマ溶射法）によって溝内に隔壁材
料を堆積させ、その後に感光性被覆層を除去することに
よって、焼成工程を必要とせずに高精度に隔壁を形成す
ることができ、隔壁形成の製造コストの低減が実現され
る。また、隔壁材料の底部を白色材料で形成し、頂部を
黒色材料で形成すれば、高輝度や高コントラストを可能
とする隔壁が形成される。

【００３１】より具体的には、本発明では、基板上に隔
壁を形成する方法として溶射法（例えばプラズマ溶射
法）を用いて、隔壁材料を直接に堆積させることによ
り、焼成工程が不要になる。その結果、焼成のために必
要であった電気炉のスペースや電力が不要となり、低コ
スト化が実現できる。

【００３２】また、上記の隔壁形成に際して、隔壁の底
部から所定の高さまでを白色材料で形成すれば、隔壁の
可視光反射率を向上させることができるので、隔壁側面
に塗布された蛍光体からの放電による可視光の利用効率
が向上し、その結果として、プラズマディスプレイパネ
ルの輝度が向上する。また、隔壁の所定高さから頂部ま
でを黒色材料で形成すれば、外光の反射が抑制され、そ
の結果として、プラズマディスプレイパネルの高コント
ラスト化が実現される。

【００３３】更に、上記の隔壁形成に際して、隔壁の白
色材料として酸化アルミニウムを用いれば、可視光に対
して高い反射効果をあげることが可能であり、プラズマ
ディスプレイパネルの高輝度化を実現することができ
る。また、黒色材料として、少なくとも酸化クロム或い
は酸化チタンの何れかを用いれば、外光に対して低い反
射効果をあげることが可能であり、プラズマディスプレ
イパネルの高コントラスト化を実現することができる。

【００３４】また、基板上に形成した感光性被覆層に所
定パターンの開口部を形成した後に、溶射法（例えばプ
ラズマ溶射法）によって隔壁材料を前記開口部に堆積さ
せて隔壁を形成すれば、隔壁の形状が感光性被覆層に形
成させたパターンの形状に限定されるため、隔壁を高精
度に形成することが可能である。

【００３５】更に、上記の感光性被覆層に形成した開口
部の断面形状を、頂部よりも底部が広い台形状であり、
且つその台形状開口部の底角を６０度以上且つ９０度未
満にすれば、隔壁材料がパターンの開口部へ充填して堆
積し、隔壁の形状精度や基板との密着性を均一にするこ
とが可能になる一方で、感光性被覆層の剥離を容易に
し、感光性被覆層の剥離時における隔壁の欠損をなくす
ことが可能になる。また、上記感光性被覆層の開口部の
頂部の幅が１００μｍ以下であると、隔壁と基板との間
の密着力が小さいため、感光性被覆層の剥離の際に生じ
る隔壁方向の力により、隔壁が感光性被覆層と同時に剥
離する可能性がある。しかし、本発明によれば、このよ
うに隔壁頂部の幅が小さい場合であっても、隔壁を押す
力を緩和して、隔壁の剥離を発生させずに感光性被覆層
を剥離することが可能となる。

【００３６】更に、少なくとも溶射粒子が基板と密着す
る部分での溶射時のプラズマエネルギー量をＡとすると
きに、このプラズマエネルギー量Ａにて隔壁材料を堆積
させた第１層と、前記プラズマエネルギー量Ａよりも小
さいプラズマエネルギー量で所定高さまで隔壁材料を堆
積させた第２層と、を少なくとも有する多層構造の隔壁
を形成すれば、基板と溶射粒子との間の密着力を確保す
る一方で、第２層の隔壁材料（例えば酸化アルミニウ
ム）の酸素欠損を小さくして、その白色性を確保するこ
とが可能となる。

【００３７】また、プラズマ作動ガスとして、アルゴン
或いはアルゴンとヘリウムとの混合気体を用いて、ヘリ
ウムの混合量を変化させることでプラズマエネルギーを
変化させれば、第２層の形成時にヘリウムの混合量を第
１層形成時よりも少なくすることで、第１層形成時より
も小さいプラズマエネルギーを容易に得ることができ
る。

【００３８】更に、開口部の頂部幅がＷａのときに、隔
壁形成に用いる隔壁材料の粉末の一次粒子径Ｄを５μｍ
以上且つ０．７・Ｗａ以下に設定すれば、以下の作用が
得られる。すなわち、隔壁材料の粉末の一次粒子径Ｄを
５μｍ以上にすれば、隔壁材料をプラズマジェット内に
効率よく投入することができ、その結果として、プラズ
マ溶射法における隔壁形成の材料利用効率を高くするこ
とが可能である。一方、隔壁材料の粉末の一次粒子径Ｄ
を０．７・Ｗａ以下にすれば、隔壁材料を、感光性被覆
層に形成した開口部へ効率よく充填させることが可能で
ある。

【００３９】また、感光性被覆層の溶射粒子が付着し
て、感光性被覆層に形成したパターン開口部（溝部）の
一部がその付着粒子によって覆われると、その箇所だけ
溶射粒子の溝内への堆積が妨げられ、隔壁欠損の原因と
なる。そこで、所定の形状の除去機構、例えば鋭利な端
部を有するスキージを、感光性被膜層に接触させた状態
で溶射トーチに連動して動かして、感光性被膜層の上に
付着して上記のような好ましくない影響を及ぼす溶射粒
子を除去すれば、感光性被覆層のパターン開口部（溝
部）の中に溶射皮膜を均一且つ密に堆積することが可能
になる。

【００４０】

【発明の実施の形態】以下に、本発明の具体的な実施形
態について、添付の図面を参照しながら説明する。具体
的には、溶射法の一種であるプラズマ溶射法を使用する
場合を例にとって、プラズマディスプレイパネルの隔壁
を溶射法で形成する本発明の実施形態を、以下に説明す
る。

【００４１】図２は、プラズマ溶射装置の構成を模式的
に示す図である。

【００４２】図２に示すように、プラズマ溶射装置に含
まれるプラズマ溶射トーチ２００は、水冷された陰極２
０１と水冷された陽極２０２とを有する。両電極２０１
及び２０２の間に直流電源２０３から直流電圧を印加し
て、アーク放電２０４を発生させる。プラズマ溶射トー
チ２００の後部に取り付けられたガスポート２０５か
ら、プラズマ作動ガス２０６が供給される。供給された
プラズマ作動ガス２０６は、電極２０１及び電極２０２
の間で発生したアーク放電２０４によって加熱電離さ
れ、プラズマジェット２０７としてノズル２０８から噴
出される。プラズマ作動ガス２０６としては、アルゴ
ン、ヘリウム、窒素、水素などが使用できる。本実施形
態では、アルゴン、或いはアルゴンとヘリウムとの混合
気体を用いる。

【００４３】隔壁の材料となる溶射材料２０９は、粉末
の状態で供給ポート２１０からキャリアーガスにのせら
れてプラズマジェット２０７の中へ吹き込まれる。供給
された溶射材料２０９は、プラズマジェット２０７によ
って加熱溶融され、感光性被覆層２１２によるパターン
が形成されている基板２１１（厚さ：ｔ）へ、高速で衝
突する。これによって、基板２１１の表面に被膜（溶射
膜）２１３を堆積する。

【００４４】また、好ましくは、冷却ガスポート２１４
を設置して、プラズマジェット２０７の溶射と同時に、
冷却ガスを基板２１１へ吹き付ける。但し、ここでは、
簡略化のために、冷却ガスポート２１４の具体的な配管
構成の説明や図示は省略する。

【００４５】次に、図３（ａ）〜図３（ｇ）を参照し
て、本発明における溶射法を使用した隔壁形成プロセス
を説明する。図３（ａ）〜図３（ｇ）は、上記プロセス
の各工程を説明する断面図である。

【００４６】まず、図３（ａ）に示すように、ガラス基
板１００の上にアドレス電極１０１を形成する。このガ
ラス基板１００は、例えば、厚さ２．８ｍｍのソーダガ
ラスや高歪点ガラスなどが用いられる。アドレス電極１
０１の形成後に、例えば誘電体ガラスからなる下地層１
０２を形成する。なお、以下の説明では、便宜上、ガラ
ス基板１００、アドレス電極１０１、及び下地層１０２
を含む構成を、総称的に基板１０３とも称する。また、
以下の説明でも、同様に、基板とその上に形成されてい
るアドレス電極及び下地層を含む構成を、総称的に基板
と称することがある。

【００４７】次に、図３（ｂ）に示すように、形成した
基板１０３の上に、感光性被覆層１０４を形成する。本
実施形態では、感光性被覆層１０４として、感光性のド
ライフィルムレジスト（以下、「ＤＦＲ」と称する）を
用いて、厚さ６０μｍのＤＦＲを２層重ねて１２０μｍ
の厚さとする。

【００４８】次に、図３（ｃ）に示すように、所定のパ
ターン幅及びピッチを有するフォトマスク１０５を用い
て紫外線光（ＵＶ光）を照射し、露光を行う。露光量
は、フォトマスク１０５のパターン幅及びピッチに応じ
て適正化させる。

【００４９】図３（ｄ）に示す工程では、露光後に現像
を行う。現像液は、１％炭酸ナトリウム水溶液を使用
し、約３分間現像後に水洗する。露光及び現像工程を経
て、ＤＦＲ１０４にストライプ状の所定パターンの溝
（開口部）１０６を形成する。溝１０６のサイズは、典
型的には、上部の開口幅を８０μｍ、ピッチを３６０μ
ｍとする。

【００５０】溝１０６のパターンの形成後に、図３
（ｅ）に示すように、基板１０３の上部からプラズマ溶
射を行い、ＤＦＲ１０４の溝１０６の中に溶射膜（隔壁
材料）１０７を堆積させる。具体的には、プラズマ溶射
トーチ１０８には冷却ガスポート１１０が設置されてお
り、プラズマジェット１０９の溶射と同時に、冷却ガス
１１１を、基板１０３へ吹き付ける。この冷却ガス１１
１には、窒素ガスを用いる。冷却ガス１１１の作用によ
り、溶射時の熱によるＤＦＲ１０４へのダメージが軽減
し、精度のよい隔壁形成が可能となる。また、この溶射
工程で、溶射膜１０７は、ＤＦＲ１０４の溝１０６の内
部に主として堆積され、また、ＤＦＲ１０４の表面から
上方に盛り上がるように堆積される。しかし、その周囲
のＤＦＲ１０４の上には、溶射膜はほとんど堆積（付
着）しない。

【００５１】次に、図３（ｆ）に示すように、ＤＦＲ１
０４の表面から飛び出した溶射膜１０７の部分を研磨に
よって除去して、ＤＦＲ１０４の溝１０６の内部に堆積
された溶射膜１０７の表面を平坦化する。

【００５２】次に、図３（ｇ）に示すように、基板１０
３を剥離液、例えば５％水酸化ナトリウム水溶液に約１
０分間浸すことによって、ＤＦＲ１０４を剥離する。こ
れによって、ストライプ状の溶射膜１０７のパターンと
して、所定の形状の隔壁１０７が形成される。

【００５３】以上の様に、プラズマ溶射法によって隔壁
を形成すれば、焼成工程が不必要となり、且つ焼成炉で
消費される電気エネルギーが不必要となるので、製造コ
ストを大幅に削減することが可能となる。

【００５４】更に、以下には、本願発明者らによる検討
の結果として得られた本発明における溶射プロセスの特
徴や好ましい設定条件を、詳細に説明する。

【００５５】隔壁材料としては、白色材料のみを使用す
る場合には、アルミナ（酸化アルミニウム）の粉末材料
を使用する。具体的には、例えば粒度分布が５μｍ以上
２５μｍ以下であって純度９９％の粉末材料を使用す
る。プラズマ溶射トーチを速度７５０ｍｍ／秒にて３ｍ
ｍピッチで基板の全面上を動かして、この粉末材料を基
板の全面上に溶射する。この溶射操作を２回行うことに
よって、基板の全面に、ＤＦＲの厚さ１２０μｍよりも
約５０μｍ厚い溶射膜を形成する。また、溶射条件とし
ては、プラズマ作動ガスをＡｒ及びＨｅ（Ａｒの供給
量：４０リットル／分、Ｈｅの供給量：２０リットル／
分）とし、プラズマ電流を８００Ａ、及び溶射距離を１
２０ｍｍとする。

【００５６】（プラズマ溶射トーチの基板上での移動方
向）プラズマ溶射トーチの基板上での移動方向と基板上
のＤＦＲのストライプ状の溝パターンの方向との関係
が、溶射膜の質及び成膜効率に及ぼす影響を説明する。

【００５７】具体的には、図４（ａ）に示すように、プ
ラズマ溶射トーチ１１０４を基板上のＤＦＲ１１０３の
ストライプ状の溝パターンの方向に対して平行方向１１
０１に移動させる場合と直交方向１１０２に移動させる
場合との各々について、形成された溶射膜の断面を電子
顕微鏡（ＳＥＭ）によって観察したところ、直交方向１
１０２に移動させる場合の方が、溶射膜がＤＦＲの開口
部（溝）の内部に密に形成されており、また成膜効率
は、平行方向１１０１に移動させる場合に比べて直交方
向１１０２に移動させる場合の方が約１割高いことが確
認された。

【００５８】プラズマディスプレイパネルでは、一般に
図４（ｂ）に示すように、基板１１０５の長手方向とＤ
ＦＲのストライプ状の溝パターン（ここでは、参照番号
１１０３で示す）の方向とが直交しているので、プラズ
マ溶射トーチをストライプ状の溝パターン１１０３に直
交する方向１１０２に移動させる方が、ストライプ状の
溝パターン１１０３に平行な方向１１０１に移動させる
よりも、基板１１０５の全面に対する溶射を短い時間で
完了することができる。これは、プラズマ溶射トーチの
折り返し箇所ではその移動速度が低下することから、折
り返し箇所が少ない方が、基板１１０５の全面に対する
溶射処理を短い時間で完了できるからである。

【００５９】以上の点を考慮して、本発明では、好まし
くはプラズマ溶射トーチをＤＦＲのストライプ状の溝パ
ターンに直交する方向に移動させて、基板全面に対する
溶射処理を行う。

【００６０】（溶射粒子のＤＦＲへの付着特性）溶射粒
子は、ＤＦＲの上には付着し難く、ＤＦＲの開口部
（溝）の内部のみに堆積する。これは、溶融した溶射粒
子が基板へくい込むアンカー効果によって溶射皮膜が基
板に密着する一方で、溶射粒子のＤＦＲの様な有機材料
への衝突時には、溶射粒子はＤＦＲをブラストしなが
ら、それ自身は弾かれるからである。

【００６１】しかし、溶射粒子がプラズマジェットによ
って十分に加速されない条件、例えばプラズマ作動ガス
の量が最適値よりも少ない場合などには、最適条件時で
の溶射処理の実施時に比べて、溶射粒子がＤＦＲの上に
付着し易くなる。これは、溶射材料がプラズマジェット
に投入される前に凝集しており、プラズマジェットの中
で十分に溶融せずに基板上へ到達するためと考えられ
る。このとき、凝集粒子の粒子径は数１０μｍ〜数１０
０μｍに達しており、溶射粒子のＤＦＲの上への付着が
一旦始まると、その付着粒子が核になって成長が始ま
る。

【００６２】具体的には、図５に模式的に示すように、
基板９００の上に形成されたＤＦＲ９０１の表面に、プ
ラズマ溶射トーチ９０４からのプラズマジェット９０５
によって溶射された粒子が付着粒子９０２として存在す
るとき、その一部がＤＦＲ９０１の開口部（溝）９０３
を覆うように存在すると、その部分での溶射粒子の開口
部（溝）９０３の内部への堆積が妨げられて、形成され
る隔壁の欠損を生じる。

【００６３】そこで、上記のような問題点を克服するた
めに、図６に模式的に示すように、プラズマ溶射トーチ
９０４に付着粒子９０２を除去する機構９０７を取り付
ける。この機構９０７は、先端が鋭利なスキージ（材質
は例えばステンレス製）であって、基板９００の上のＤ
ＦＲ９０１の表面に鋭利な先端が接触するように、プラ
ズマ溶射トーチ９０４に取り付けられている。なお、図
６では、ＤＦＲ９０１の溝は省略している。

【００６４】この機構９０７を、プラズマ溶射トーチ９
０４の矢印９０８の方向への移動に連動して移動させる
ことによって、ＤＦＲ９０１の表面に付着した粒子９０
２が除去される。これによって、ＤＦＲ９０１の表面へ
の付着粒子９０２による隔壁欠損の発生が抑制されて、
良質な隔壁の形成が可能になる。

【００６５】（冷却ガスポート機構）プラズマ溶射で
は、プラズマジェットからの熱輻射を基板温度を上昇さ
せるために利用して、形成される溶射膜の膜質を向上さ
せることがある。また、基板の耐熱性が低い場合には、
例えばプラズマ溶射トーチの移動速度をできるだけ大き
くして、基板温度の局所的な上昇を妨げることがある。
しかし、基板がガラスであり、且つ耐熱性に極めて乏し
いＤＦＲを溶射膜形成時のパターン作成に使用する場合
には、上記のような従来の手法だけでは、基板へのダメ
ージを避けることが困難である。

【００６６】そこで、本発明では、基板がプラズマジェ
ットの熱を受けても、基板温度が著しく上昇する前に冷
却することによって、基板への熱ダメージを回避してい
る。具体的には、先に述べた様に、プラズマ溶射トーチ
に連動して移動する冷却ガスポート（冷却機構）を設置
し、プラズマジェットの溶射と同時に、冷却ガス（例え
ば窒素ガス）を基板へ吹き付けて、溶射工程中における
基板内の温度分布、例えば、基板の表面と裏面との間の
温度差や基板表面の溶射されている領域とその周囲との
間の温度差を、所定の範囲内に維持する。この冷却ガス
には、窒素ガスを用いる。冷却ガスの作用により、溶射
時の熱によるＤＦＲへのダメージが軽減し、精度のよい
隔壁形成が可能となる。

【００６７】プラズマ溶射トーチの基板上での位置にか
かわらず、冷却ガスによって一様に基板が冷却されるよ
うに、冷却ガスポート（冷却機構）は、プラズマ溶射ト
ーチに連動して移動するように設置している。また、基
板を高効率に冷却する一方で、成膜に影響を与えないよ
うにするために、冷却ガスが溶射パターンの外周付近に
当たるように、冷却ガスポート（冷却機構）の設置位置
や方向を設定する。

【００６８】（基板の割れ対策）プラズマジェットによ
る基板の急激な温度上昇を避けるためには、上記のよう
な冷却ガスポート（冷却機構）の設置が効果的である。
しかし、基板が大型化するに従って基板内での温度分布
が大きくなると、プラズマ溶射トーチの通過後に基板の
割れが発生することがある。これは、プラズマ溶射トー
チの通過後に基板温度が急激に低下するためであると考
えられ、冷却ガスポート（冷却機構）の設置では対応で
きない。

【００６９】上記の問題を克服するためには、図７に模
式的に示すように、基板を裏面から加熱保温する加熱保
温機構を設置する。具体的には、基板１２０１をプレー
ト１２０２の上に載置し、固定ジグ１２０３によって固
定する。プレート１２０２の下には、ヒータ１２１４に
接続された加熱板１２０４を置き、これによって基板１
２０１を加熱及び保温する。加熱板１２０４を直接にス
テージ１２１５の上に設置しても良いが、断熱板１２０
５を介してステージ１２１５の上に設置すれば、加熱保
温効率が向上する。

【００７０】具体的には、上記の機構を利用して、溶射
プロセスの開始直前に基板温度が６０℃〜８０℃になる
ように基板１２０１を加熱し、更にプラズマ溶射トーチ
１２０６（プラズマ溶射トーチ１２０６の構成は既に説
明済みであるので、ここでは簡略化して描いている）か
らのプラズマジェット１２０７による溶射工程中には、
基板１２０１の温度分布、例えば、基板１２０１の表面
と裏面との間の温度差や基板１２０１の表面における溶
射されている領域とその周囲との間の温度差が所定の範
囲内に維持されるように、加熱保温する。これによっ
て、サイズが１０００ｍｍ×６００ｍｍという比較的大
型のガラス基板に対しても、割れを発生させることな
く、溶射プロセスによる隔壁を形成することが可能にな
る。

【００７１】なお、上記のような基板裏面からの加熱保
温機構は、先に説明した基板表面に対する冷却機構（冷
却ガスポート）と、併用することが可能である。

【００７２】（最適粒子径）隔壁形成における溶射粉末
の最適粒子径に関して本願発明者らが行った検討結果
を、以下に説明する。

【００７３】一般的な溶射プロセスにおいて、平坦な基
板の上に溶射膜を形成する場合には、溶射される粉末粒
子の径が大きい方が、成膜速度が大きくなる。これは、
溶射粉末粒子の径が大きい方がその運動量が大きく、プ
ラズマジェットの中心軸方向に効率的に投入されるため
に、溶射時の粒子速度及び温度が十分に高められるから
である。しかし、本発明のように、基板上に形成された
ＤＦＲのストライプ状開口部（溝）の内部に溶射粒子を
入り込ませて堆積させる場合には、ＤＦＲの開口部
（溝）の上部の幅Ｗａよりも小さい粒子径を有する粉末
しか、その内部に入り込むことができない。従って、Ｄ
ＦＲの開口部（溝）の内部にプラズマ溶射粒子を効率的
に入り込ませて堆積させるためには、溶射粉末の一次粒
子径Ｄに適切な範囲が存在する。

【００７４】図８は、溶射材料の粉末粒子の一次粒子径
Ｄの一般的な分布例である。横軸に粒子径Ｄを対数表示
すると、その個数分布はガウス分布をなす。このとき、
粒子径の最大値Ｄｍａｘが、ＤＦＲの開口部（溝）の上
部の幅Ｗａ（図１１を参照）に対して０．７・Ｗａを越
えると、ＤＦＲの開口部（溝）の内部に溶射粒子が効率
的に入らなくなる。一方、粒子径の最小値Ｄｍｉｎが５
μｍ以下の場合には、溶射粉末の運動量が減少してプラ
ズマジェットの中に効率的に投入されなくなって、成膜
効率が低下する。

【００７５】従って、溶射材料の粉末粒子の一次粒子径
Ｄは、５μｍ以上で、且つＤＦＲの開口部（溝）の上部
の幅Ｗａに対して０．７・Ｗａ以下であることが望まし
い。

【００７６】（研磨工程）次に、ＤＦＲの表面から飛び
出した溶射膜の部分を除去して、ＤＦＲの溝の内部に堆
積された溶射膜の表面を平坦化するための研磨工程につ
いて、以下に説明する。

【００７７】好ましくは、研磨工程は湿式研磨とする。
具体的には、まず所定の粗さを有する研磨紙（例えば、
ＪＩＳ規格で１００番の研磨紙）を使用して、ＤＦＲの
表面から飛び出した溶射膜の部分を削り取る。その後
に、より細かい研磨紙（例えば、ＪＩＳ規格で４００番
の研磨紙）でＤＦＲの表面を研磨して、ＤＦＲの溝内部
に存在する溶射膜の上面（形成される隔壁の上面に相当
する）の表面粗さを、小さくする。プラズマディスプレ
イパネルの隔壁の表面粗さが大きいと、隔壁を挟んで隣
接するセルからの放電が漏れてきて、誤表示の原因とな
る。このような原因に伴う誤表示を防止するためには、
隔壁上面の表面粗さＲｚが±３μｍの範囲にまで小さく
なるように、研磨（平坦化）処理を行う必要がある。

【００７８】図９には、典型的な研磨工程を模式的に示
す。ＤＦＲ１３０５の開口部（溝）１３０６の中に溶射
膜１３０７が堆積された状態の基板（ここでは、参照番
号１３０１で総称的に示している）の表面を、ＤＦＲ１
３０５の開口部１３０６の幅及びピッチよりも十分に大
きい直径２０ｍｍ〜３０ｍｍのパッド１３０２に取り付
けた研磨紙によって、研磨する。研磨時には、パッド１
３０２は矢印Ａの方向に回転しながら矢印Ｂの方向に移
動して、基板１３０１の表面（より具体的にはＤＦＲ１
３０５及び溶射膜１３０７の表面）を研磨していく。こ
のとき、研磨紙は、空気圧によって外側に若干膨らむよ
うに、パッド１３０２に取り付けられている。

【００７９】このような構成による研磨によって、基板
１３０１の大きなうねりが吸収されて、基板１３０１に
沿って確実な研磨が実施される。

【００８０】（ＤＦＲ残さの処理）ＤＦＲの開口部
（溝）の内部に溶射膜を堆積した後にＤＦＲを剥離する
工程で、ＤＦＲが全て剥離されず、数ｍｍの長さに切断
された状態のＤＦＲが隔壁間に残さとして残存すること
がある。この現象を更に詳細に検討したところ、当初は
図１０（ａ）に示すように台形状であったＤＦＲ１０４
の溝１０６が、溶射プロセスの間にその上部が削られて
幅が広がる結果、図１０（ｂ）に模式的に示すように、
中間部分がくびれて幅が細くなった形状を有するように
なることが確認された。このため、ＤＦＲ１０４の剥離
時に、溝１０６の内部に堆積されている溶射膜（隔壁）
１０７の頂部近傍に、剥離時に膨潤したＤＦＲ１０４が
引っかかって、その一部が切れて隔壁間に残さとして残
存する。

【００８１】このような現象を防ぐためには、ＤＦＲ１
０４の剥離工程の実施に先立って、ＤＦＲ１０４のうち
の表面から溝１０６の幅が最も狭くなっている位置に相
当する深さ（図１０（ｂ）の点線ａ）までの部分を、研
磨によって削って除去する。このようにすることによっ
て、図１０（ｃ）に模式的に示すように、ＤＦＲ１０４
の溝１０６及びその中に堆積されている溶射膜（隔壁）
１０７は再び台形状になって、ＤＦＲ１０４の剥離時に
おける上述の問題点の発生が抑制される。

【００８２】なお、上記の研磨工程は、図９を参照して
先に説明したようなＤＦＲ表面（隔壁上面）の平坦化の
ための研磨工程の一部として実施すればよい。また、具
体的に必要になる研磨量（ＤＦＲの削除深さ、すなわ
ち、図１０（ｂ）の点線ａの表面からの深さ）は、典型
的には約１０μｍである。

【００８３】剥離時のＤＦＲ残さの発生を防ぐ目的で、
上記のようにＤＦＲ１０４の一部を研磨によって除去す
る工程を実施するためには、ＤＦＲ１０４の積層厚さ
を、必要な隔壁高さよりも、少なくとも研磨で除去され
る深さに相当する分だけあらかじめ厚く形成しておく必
要がある。

【００８４】（ＤＦＲの溝形状の最適化）ＤＦＲの溝形
状のパターニングの際に、露光量を変えることでＤＦＲ
の断面形状を変化させることができる。図１１は、ＤＦ
Ｒ１０４の断面形状を模式的に示す図である。以下で
は、図１１及び図１２〜図１４の実験データを参照しな
がら、ＤＦＲ１０４に所定パターンの開口溝１０６を形
成する条件を検討する。なお、ＤＦＲ１０４の溝１０６
の作成のためのフォトマスクは、ライン部の幅Ｌとスペ
ース部の幅Ｓとの比をＬ／Ｓ＝７０μｍ／２９０μｍと
する。

【００８５】図１２は、ＤＦＲ１０４の厚さが１００μ
ｍの場合に、ＤＦＲ１０４に照射した露光量とＤＦＲ１
０４に形成された溝１０６の上部幅Ｗａ及び下部幅Ｗｂ
との関係を示したものである。具体的には、現像量は全
て一定として露光量のみを様々に変化させて、図３
（ａ）〜図３（ｇ）を参照して説明した製造プロセスに
従って隔壁を形成し、その特性を評価した。

【００８６】これより、露光量が減少すると、溝１０６
の上部幅Ｗａ及び底部幅Ｗｂが共に広くなる。また、そ
の幅の広がる割合は、ＷａよりもＷｂの方が大きい。こ
のため、溝１０６の底角θ（隔壁の底角θとも称する）
は、図１３に示すように、露光量の減少とともに小さく
なる。

【００８７】一方、図１４には、ＤＦＲ１０４の底角θ
と隔壁の完成度との関係を示す。ここで、隔壁の完成度
とは、形成された隔壁に欠陥が全くない場合を１、隔壁
が基板から剥離した場合を０として、形成された隔壁に
おける欠陥の状態を相対的に評価したパラメータであ
る。このとき、ＤＦＲ１０４の溝１０６は、上記のよう
にピッチ３６０μｍ且つパターン幅７０μｍのフォトマ
スクを用いて露光・現像して作成した。

【００８８】図１４より、隔壁の形成に際して、底角θ
が８６度以下であるときに、完成度が１となる。但し、
実際には、底角θが８６度よりも大きくても、９０度未
満であれば、実用上の問題は発生しない。

【００８９】このように、隔壁の完成度が底角θに依存
する理由を、以下に検討する。

【００９０】プラズマ溶射法によって堆積された隔壁材
料は、ＤＦＲの開口部（溝）の内部に隙間なく埋め込ま
れる。ＤＦＲは、剥離の際に上方及び横方向に膨潤し、
それに伴って溝の内部の溶射膜（隔壁）を縦及び横方向
へ押す。このとき、隔壁の底角θが大きくなるほど、Ｄ
ＦＲの膨潤によって隔壁を横方向に押す力が大きくな
り、最終的には隔壁を押し倒す。

【００９１】また、隔壁の強度は隔壁の幅に比例して大
きくなるが、隔壁の幅が大きくなると、隔壁の底角θも
大きくなる。従って、隔壁の幅が大きくなると隔壁の底
角θは９０度に近づき、一方、隔壁の幅が小さくなると
隔壁の底角θは小さくなる。例えば、図１１におけるＤ
ＦＲ１０４の厚さＨ＝１００μｍ、及び溝１０６の上部
幅Ｗａ＝３０μｍである場合には、十分な機械的な強度
を確保し、ＤＦＲ１０４の剥離を容易にするためには、
下部幅Ｗｂ＝８０μｍまで広くする必要があり、そのと
きの隔壁の底角θは７６度になる。

【００９２】隔壁の底角θを小さくしていくと、プラズ
マ溶射をしてもＤＦＲ１０４の溝１０６の底部に溶射粒
子が密に入り込まない。これは、溶射粒子が一般に直進
してくることから、台形型をしたＤＦＲ１０４の溝１０
６の底部が、溶射粒子に対する死角になるからである。
隔壁の底角θが小さいと、ＤＦＲ１０４の溝１０６の底
部の両端における溶射膜（隔壁）の膜質が疎になって、
溶射膜（隔壁）の付着強度が劣化する。このような原因
に伴う溶射膜（隔壁）の付着強度の劣化を抑制するため
には、隔壁の底角θが６０度以上であることが好まし
い。

【００９３】なお、以上では露光量を調整して隔壁の底
角θを変化させているが、その代わりに、現像量を変化
させることによっても同様の効果を得ることができる。

【００９４】以上のような、溶射法によって形成される
隔壁の完成度が、形成時に溶射材料を埋め込むために使
用されるＤＦＲの溝形状に依存するという現象は、例え
ばＤＣ型プラズマディスプレイパネルのカソード電極を
溶射法によって形成する際には、同様な現象は問題にな
らない。この理由を、以下に考察する。

【００９５】第１に、ＤＣ型プラズマディスプレイパネ
ルのカソード電極では、溶射法によって形成されるパタ
ーン断面のアスペクト比は一般に０．３〜０．４である
のに対して、本発明に従って溶射法によって形成される
隔壁では、その断面のアスペクト比は一般に１．２〜
３．０と大きい。このことは、本発明で溶射法によって
形成される溶射膜（隔壁）の重心が、カソード電極の重
心に比べて高い位置に存在しており、そのために、ＤＦ
Ｒ剥離時のＤＦＲの膨潤に伴う圧力印加に対して、形成
された溶射膜（隔壁）の機械的抵抗力が弱いことを意味
している。

【００９６】第２に、ＤＣ型プラズマディスプレイパネ
ルのカソード電極を溶射法によって形成する際の溶射材
料は、一般に金属アルミニウム（融点：６６０℃）など
の低融点材料であるので、溶射膜の内部における溶射粒
子同士の付着力が強く、また、基板に対しても良く密着
する。更に、このような低融点の溶射材料が十分に溶融
されるような溶射条件では、溶射時にプラズマジェット
が基板に与える熱的な影響は小さい。これに対して、本
発明に従って隔壁を溶射法によって形成する際の溶射材
料は、一般に酸化物である。例えば、アルミナの融点は
２０１０℃と高く、これが十分に溶融されるような溶射
条件では、溶射時にプラズマジェットが基板に与える熱
的な影響が非常に大きくなる。そのために、酸化物の溶
射時に好ましいとされる一般的な溶射条件に比べて、本
発明の隔壁形成時の溶射プロセスでは、発生熱量が小さ
くなるような条件にしなければならない。これに加え
て、溶射材料が酸化物であることから、溶射膜の内部に
おける溶射粒子同士の付着力、及び基板に対する密着力
が大きくない。

【００９７】以上のような原因により、ＤＣ型プラズマ
ディスプレイパネルのカソード電極を溶射法によって形
成する場合に比べて、本発明に従って隔壁を溶射法によ
って形成する場合には、安定したＤＦＲ剥離を行うため
に、ＤＦＲの溝形状を、剥離を容易にする形状に形成す
ることが好ましい。

【００９８】（溶射材料の選択）プラズマ溶射法で隔壁
を形成する場合には、印刷法におけるペーストの様な混
合物からなる隔壁とは異なって、ほぼ１００％が所期の
隔壁材料から形成される。このために、プラズマ溶射法
で形成した隔壁では、例えばペースト中の有機バインダ
が焼成後に残留カーボンとして残存するような従来技術
での問題点が発生せず、放電の安定性に対して有効であ
る。

【００９９】また、本実施形態における酸化アルミニウ
ムのような、反射率の高い白色材料で隔壁を形成する
と、隔壁側面の蛍光体材料からの可視光の利用効率が向
上する。具体的には、隔壁が全て黒色材料で形成され
て、隔壁側面が全て黒色であるときに比べて、輝度が
１．２倍になることが確認された。

【０１００】但し、隔壁を白色材料で形成すると、上記
のようなプラズマディスプレイパネルの輝度の向上が図
れる一方で、黒色表示時に十分な黒色が表示されずに、
表示のコントラストが劣化することがある。このような
問題を回避するためには、隔壁の頂部近傍のみを黒色材
料で形成すればよい。

【０１０１】具体的には、ＤＦＲの厚さを１２０μｍと
し、ピッチが３６０μｍで幅が７０μｍであるフォトマ
スクパターンを使用して、ＤＦＲに溝形状を形成する際
に、まずＤＦＲの溝内部に、白色材料として粒度分布が
５μｍ〜２５μｍである酸化アルミニウム（Ａｌ₂Ｏ₃）
を、厚さ約９０μｍに溶射によって堆積する。次に、そ
の上に、粒度分布が５μｍ〜３０μｍであるＡｌ₂Ｏ₃−
１３％ＴｉＯ₂の混合材料を、溶射膜の最表面がＤＦＲ
表面から約５０μｍだけ高くなるように、溶射によって
堆積させる。その後に、これまでに説明したように、Ｄ
ＦＲ表面よりも突出している溶射膜部分と、表面から約
１０μｍの深さまでのＤＦＲとを、研磨によって削り取
った後に、ＤＦＲを剥離する。

【０１０２】このようなプロセスによれば、底部から９
０μｍの高さまでは白色材料から形成され、その上に厚
さ２０μｍの黒色材料部分が存在する２層構造の隔壁
が、形成される。この２層構造の隔壁を使用することに
よって、輝度及びコントラストの双方に関して優れた特
性を呈するプラズマディスプレイパネルが形成される。

【０１０３】なお、隔壁の高さや形成時に使用されるフ
ォトマスクのパターン形状は、上記で言及した特定のも
のに限定されるわけではなく、これらを任意に変えても
同様な効果を得ることができる。

【０１０４】また、白色材料としては、上記の酸化アル
ミニウムに代えて、他の材料（例えば、スピネル）を使
用することが可能である。また、黒色材料としては、他
の材料（例えば、酸化クロム或いは酸化チタンの単体）
を用いても、同様の効果を得ることができる。また、酸
化アルミニウムと酸化チタンとの混合物を使用する際に
は、これらが溶融状態にあってもよい。

【０１０５】上記のような２層構造の隔壁をペーストを
用いた焼成法で形成するためには、焼成温度の制御が必
要であるが、本発明のプラズマ溶射法では、焼成工程自
体が必要なく、簡易なプロセスで実施することが可能で
ある。

【０１０６】更に、２層或いは多層構造の隔壁における
色の配置は、必ずしも上記で説明した例に限られるわけ
ではなく、本発明の溶射プロセスによれば、適切な隔壁
材料の選択によって任意の色配置が可能である。

【０１０７】なお、焼成法で使用されるペースト内には
通常は鉛成分が含まれるが、溶射法を用いれば、鉛成分
を全く含まない材料によって隔壁を形成することができ
る。従って、溶射法は、隔壁形成に伴う鉛公害を阻止す
るために有効な工法である。

【０１０８】更に、本願発明者らによる検討では、隔壁
の構成材料として使用される酸化アルミニウムの白色性
が、溶射時のプラズマエネルギー量によって変化するこ
とが確認された。

【０１０９】プラズマエネルギー量は、プラズマ作動ガ
スとしてのアルゴンに対するヘリウム添加量を調節する
ことによって、変化させることができる。具体的には、
アルゴン供給量を４０リットル／分で一定として、これ
に対するヘリウム添加量を増加させると、得られる酸化
アルミニウムの溶射皮膜の色が、灰色がかった色へ変化
する。一方、基板と隔壁との間の密着強度は、ヘリウム
添加量が２０リットル／分のとき最大となる。この実験
結果に基づいて、図１５に示す形状を有する隔壁を、プ
ラズマ溶射法によって以下のようにして形成した。

【０１１０】隔壁の底部には、アルゴンの供給量を４０
リットル／分及びヘリウムの供給量を２０リットル／分
として、酸化アルミニウムからなる第１の溶射被膜８０
０を、厚さ約２０μｍ形成する。これによって、基板１
００の上にアドレス電極１０１を覆うように形成された
下地層１０２に対して、十分な密着力が確保される。

【０１１１】次に、プラズマ作動ガスをアルゴンのみと
し、その供給量を４０リットル／分として、酸化アルミ
ニウムからなる第２の溶射皮膜８０１を厚さ約８０μｍ
形成する。これによって、側面が白色である隔壁が形成
される。

【０１１２】更に、その上にＡｌ₂Ｏ₃−１３％ＴｉＯ₂
の混合材料を溶射して、第３の溶射被膜８０２を形成す
る。但し、この時点では、第３の溶射被膜８０２は、そ
の最表面が周囲のＤＦＲの表面（不図示）から約５０μ
ｍ高くなるように、形成する。

【０１１３】その後に、既に説明した湿式研磨法によっ
て、ＤＦＲ表面よりも突出している溶射膜部分と、表面
から約１０μｍの深さまでのＤＦＲとを削り取り、更に
ＤＦＲを剥離する。これによって、図１５に示すような
構成を有し、頂部が黒色で側部が白色であり、且つ基板
に対して十分な密着力を有する隔壁が形成される。

【０１１４】なお、プラズマエネルギー量は、プラズマ
電流の変化によっても調節することが可能である。

【０１１５】（隔壁の欠陥の修正方法）以上に説明した
ように溶射法で形成した隔壁に、何らかの原因で欠損が
存在している場合には、図１６（ａ）〜（ｄ）を参照し
て以下に説明するようにして、その欠損箇所を修正する
ことが可能である。

【０１１６】図１６（ａ）に示すように、基板１０３の
上の隔壁１０７の一部に欠損部１３５２が存在すると
き、その欠損部１３５２にペースト１３５１を滴下す
る。このペースト１３５１としては、後に実施する蛍光
体焼成工程で硬化するペースト材料を選択することが好
ましく、例えば、その焼成温度が、後に実施する蛍光体
焼成工程での焼成温度と同じであるようなペースト材料
を使用する。

【０１１７】次に、常温で乾燥させることによって、図
１６（ｂ）に示すように、隔壁１０７の欠損部１３５２
が滴下されたペースト１３５４で充填される。

【０１１８】この後に、図１６（ｃ）に示すように蛍光
体層１３５９を、例えば印刷法やラインジェット法によ
って形成する。その後に蛍光体層１３５９を、例えば焼
成温度５４０度で焼成する。この焼成工程では、隔壁１
０７の欠損部１３５２を充填するペースト１３５４も同
時に焼成され、これによって、図１６（ｄ）に模式的に
示すように、隔壁１０７の欠損が修正される。

【０１１９】以上の説明では、プラズマディスプレイパ
ネルにおける隔壁のみを溶射法（プラズマ溶射法）によ
って形成しているが、これに加えてアドレス電極及び隔
壁の下地層も溶射法で形成することが可能である。この
ようなプロセスを、図１７（ａ）〜図１７（ｄ）を参照
して以下に説明する。

【０１２０】まず、図１７（ａ）に示すように、基板１
００の上に所定の厚さ（例えば２０μｍ）のＤＦＲ１４
０２を形成し、露光及び現像工程によって所定の溝パタ
ーン（例えば開口幅８０μｍ）を形成する。

【０１２１】次に、図１７（ｂ）に示すように、溶射ト
ーチ１４０５から金属材料１４０３を溶射し、ＤＦＲ１
４０２の溝パターンの中に堆積させることによって、ア
ドレス電極１０１を形成する。金属材料１４０３として
は、例えば平均粒径１０μｍのアルミニウム粉末を使用
し、プラズマ作動ガスをアルゴン（供給量１０リットル
／分）として、プラズマ電流を５００Ａとする。

【０１２２】ここで、金属材料１４０３の溶射時に使用
される溶射トーチ１４０５では、金属粉末（溶射材料）
供給部が溶射トーチ１４０５の外側に設置されることが
好ましい。これは、金属材料の融点が低いことから、金
属粉末（溶射材料）供給部が溶射トーチの内部に設置さ
れていると、金属材料が溶射トーチ１４０５の内壁（例
えば供給部の内壁）に付着するスピッティング現象が生
じて、良好な溶射プロセスが実施できないからである。

【０１２３】次に、ＤＦＲを、例えば液温４０℃のアミ
ン系有機アルカリ液を剥離液として使用して剥離し、図
１７（ｃ）のように、基板１００の上にアドレス電極
（金属電極）１０１のみを残存させる。

【０１２４】続いて、溶射トーチ１４０８から絶縁材料
１４０６を溶射して、アドレス電極（金属電極）１０１
を覆う下地誘電体層１４０７を基板１００の上に形成す
る。絶縁材料１４０６としては、例えば径度分布５μｍ
〜１５μｍのアルミナ粉末を使用し、下地誘電体層１４
０７は例えば３０μｍとする。なお、絶縁材料１４０６
の溶射時に使用される溶射トーチ１４０８では、高融点
の絶縁材料１４０６が十分に溶融されるように、溶射材
料供給部が溶射トーチ１４０８の内部に設置されること
が好ましい。

【０１２５】なお、上記では、溶射プロセスのみによっ
て所定の厚さの下地誘電体層１４０７を形成している
が、その代わりに、溶射によって形成された下地誘電体
層１４０７の表面を研磨して、その厚さを調節すること
も可能である。

【０１２６】上記のようにして溶射法によってアドレス
電極１０１及び下地誘電体膜１４０７を形成した後に
は、先に図３（ｂ）〜図３（ｇ）を参照して説明したプ
ロセスによって、所定の形状の隔壁を溶射プロセスによ
って形成する。

【０１２７】隔壁とその下地の誘電体層とを同じ材料で
形成すれば、両者の間の密着性が向上する。更に、アド
レス電極、下地誘電体層、及び隔壁を何れも溶射法によ
って形成すれば、これらの形成時に焼成工程が一切不要
になり、大量の電気エネルギーを消費する焼成炉の使用
が不要になるので、消費エネルギー、製造コスト、及び
製造時間の削減が可能になる。また、焼成時に必要なペ
ースト材料とは異なって、鉛成分を含まない溶射材料に
よってアドレス電極、下地誘電体層、及び隔壁を形成で
きるので、環境との適合性に優れた隔壁の製造工程が実
現される。

【０１２８】図１８は、本発明に従って形成された隔壁
を有するプラズマディスプレイパネルの連続点灯時にお
ける放電電圧の経時変化を示す図である。このように、
本発明に従って形成された隔壁を有するプラズマディス
プレイパネルでは、連続点灯時において、安定した放電
電圧が長期間に渡って得られる。

【０１２９】なお、以上の説明では、感光性被覆層を感
光性ドライフィルムレジスト（ＤＦＲ）としているが、
これに代えて他の材料を使用することも可能である。例
えば、感光性ドライフィルムレジスト（ＤＦＲ）の代わ
りに、感光性の液状材料をスピナーを用いて塗布するこ
とによって感光性被覆層を形成することも可能である。

【０１３０】また、上記の説明では、溶射法としてプラ
ズマ溶射法を例にとって本発明の実施形態を説明してい
るが、同様な溶射工程が実施可能な他の溶射プロセスを
代わりに使用しても、上記で説明したものと同様の効果
を得ることができる。

【０１３１】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、プラズマ
ディスプレイパネルにおける隔壁を溶射法によって形成
することによって、隔壁を焼成工程を用いずに形成する
ことができる。更に、大面積で且つ欠陥のない隔壁を形
成することができるので、低コストで高品位なプラズマ
ディスプレイパネルを実現することが可能になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】プラズマディスプレイパネルの構成を模式的に
示す図である。

【図２】プラズマ溶射装置の構成を模式的に示す図であ
る。

【図３】（ａ）〜（ｇ）は、本発明における溶射法を使
用した隔壁形成プロセスの各工程を説明する断面図であ
る。

【図４】（ａ）は、プラズマ溶射トーチの移動方向と基
板上のドライフィルムレジスト（ＤＦＲ）のストライプ
状の溝パターンの方向との関係を説明する図であって、
（ｂ）は、プラズマディスプレイパネルにおける基板の
長手方向とＤＦＲのストライプ状の溝パターンの方向と
の関係を説明する図である。

【図５】ＤＦＲ表面に溶射粒子が付着している様子を模
式的に示す図である。

【図６】ＤＦＲ表面に付着した溶射粒子を除去する機構
を模式的に示す図である。

【図７】基板を裏面から加熱保温する機構を模式的に示
す図である。

【図８】溶射材料の粉末粒子の一次粒子径Ｄの一般的な
分布例を示す図である。

【図９】本発明のプロセスで実施される湿式研磨工程を
模式的に説明する図である。

【図１０】（ａ）〜（ｃ）は、溶射に伴うＤＦＲの溝形
状の変化を補正してＤＦＲの剥離残さの発生を抑制する
プロセスを模式的に説明する図である。

【図１１】ＤＦＲの典型的な溝形状を示す断面図であ
る。

【図１２】ＤＦＲの露光量とＤＦＲに形成された溝の上
部幅Ｗａ及び下部幅Ｗｂとの関係を示す図である。

【図１３】ＤＦＲの露光量と形成される隔壁の底角θと
の関係を示す図である。

【図１４】形成される隔壁の底角θと隔壁の完成度との
関係を示す図である。

【図１５】多層構造を有する隔壁の構成を模式的に示す
断面図である。

【図１６】（ａ）〜（ｄ）は、溶射法によって形成され
た隔壁の欠損を修正するプロセスの各工程を模式的に説
明する図である。

【図１７】（ａ）〜（ｄ）は、アドレス電極及び下地誘
電体膜を溶射法によって形成するプロセスの各工程を模
式的に説明する図である。

【図１８】本発明に従って形成された隔壁を有するプラ
ズマディスプレイパネルの連続点灯時における放電電圧
の経時変化を示す図である。

【符号の説明】

１００ガラス基板１０１アドレス電極１０２下地層１０３基板１０４感光性被覆層（ＤＦＲ）１０５フォトマスク１０６溝（開口部）１０７溶射膜（隔壁材料）１０８プラズマ溶射トーチ１０９プラズマジェット１１０冷却ガスポート１１１冷却ガス２００プラズマ溶射トーチ２０１陰極２０２陽極２０３直流電源２０４アーク放電２０５ガスポート２０６プラズマ作動ガス２０７プラズマジェット２０８ノズル２０９溶射材料２１０供給ポート２１２感光性被覆層２１１基板２１３溶射膜２１４冷却ガスポート３００前面基板３０１背面基板３０２、３０３表示電極３０４誘電体層３０５誘電体保護層３０６アドレス電極３０７誘電体層３０８隔壁３０９蛍光体層３１０放電ガス８００第１の溶射被膜８０１第２の溶射被膜８０２第３の溶射被膜９００基板９０１ＤＦＲ９０２付着粒子９０３溝（開口部）９０４プラズマ溶射トーチ９０５プラズマジェット９０７除去機構１１０３ＤＦＲ（ＤＦＲの溝パターン）１１０４プラズマ溶射トーチ１１０５基板１２０１基板１２０２プレート１２０３固定ジグ１２０４加熱板１２０５断熱板１２０６プラズマ溶射トーチ１２０７プラズマジェット１２１４ヒータ１２１５ステージ１３０１基板１３０２パッド１３０５ＤＦＲ１３０６溝（開口部）１３０７溶射膜１３５１ペースト１３５２隔壁の欠損部１３５４滴下されたペースト１３５９蛍光体層１４０２ＤＦＲ１４０３金属材料１４０５溶射トーチ１４０６絶縁材料１４０７下地誘電体層１４０８溶射トーチ

フロントページの続き (72)発明者青木正樹大阪府門真市大字門真1006番地松下電器産業株式会社内 (56)参考文献特開平６−150830（ＪＰ，Ａ) 特開平２−242548（ＪＰ，Ａ) 特開平３−127429（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H01J 9/02 H01J 11/02

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】放電空間を規定する隔壁を、隔壁材料の
溶射によって形成された溶射膜から構成する隔壁形成工
程を包含する、プラズマディスプレイパネルの製造方法
であって、前記隔壁形成工程は、基板の上に感光性被覆層を形成する工程と、該感光性被覆層に開口部の断面形状が頂部よりも底部が
広い台形状である所定パターンの開口部を形成する工程
と、少なくとも該開口部の内部に、溶射法によって前記隔壁
材料を所定の高さまで堆積させて、前記溶射膜を形成す
る工程と、該感光性被覆層の表面よりも突出している該溶射膜の部
分を研磨によって削り取る研磨工程と、該感光性被覆層を除去し、所定の形状の前記隔壁を得る
工程と、を含むプラズマディスプレイパネルの製造方法。
【請求項２】放電空間を規定する隔壁を、隔壁材料の
溶射によって形成された溶射膜から構成する隔壁形成工
程を包含する、プラズマディスプレイパネルの製造方法
であって、前記隔壁形成工程は、基板の上に感光性被覆層を形成する工程と、該感光性被覆層に開口部の断面形状が頂部よりも底部が
広い台形状である所定パターンの開口部を形成する工程
と、少なくとも該開口部の内部に、溶射法によって前記隔壁
材料を所定の高さまで堆積させて、前記溶射膜を形成す
る工程と、該感光性被覆層のうちの表面から前記開口部の幅が最も
狭くなっている位置に相当する深さまで該感光性被覆層
および溶射膜の部分を研磨によって削り取る研磨工程
と、該感光性被覆層を除去し、所定の形状の前記隔壁を得る
工程と、を含むプラズマディスプレイパネルの製造方法。
【請求項３】前記溶射がプラズマ溶射である、請求項
１または２に記載のプラズマディスプレイパネルの製造
方法。
【請求項４】前記感光性被覆層に形成された前記所定
パターンの開口部が、頂部よりも底部が広い台形状の断
面形状を有しており、且つ、該断面形状の底角が６０度
以上且つ９０度未満である、請求項１または２に記載の
プラズマディスプレイパネルの製造方法。
【請求項５】前記感光性被覆層に形成された前記所定
パターンの開口部の前記頂部の幅が、１００μｍ以下で
ある、請求項１，２，４の何れかに記載のプラズマディ
スプレイパネルの製造方法。