JP3573022B2 - Method for forming dielectric and barrier ribs of plasma display panel - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、プラズマディスプレイパネルの背面板上に隔壁、または誘電体層と隔壁、を形成する方法と材料に関するものであって、特に光硬化性の材料を使用して隔壁の形状を所望する形状とする方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
プラズマディスプレイパネルの隔壁の構造や断面形状について、どのようなものが一番よいのかは、現在まだ確定していない。
【0003】
現在の主流となっているAC方式背面反射型における隔壁の基本平面構造は、図1(a)に例示したストライプ構造であるが、例えば図1(b)に示したハニカム型構造も特開平9―50768(富士通)で提案されている。また、NHK等が開発したDC方式背面反射型における隔壁の構造は、図2(a)に例示したような箱型に近い構造である。隔壁断面形状は、設計上は矩形、台形が示されている。またその断面形状の改良として、図2(b)に示した構造が特開平3―84832に開示されている。
【0004】
隔壁の断面形状は、設計上は図3の(a)矩形、(b)台形、(c)逆台形、(d)空間部が円弧状に近いもの、等が開示されている。
望ましい断面形状としては、蛍光体で発光した光が効率良く、また視野角依存性少なく視聴者の目に入るためには台形に近い形状が好ましいと、一般的には言われている。しかし、現状では発光効率の向上という大命題があり、そのためにどのような隔壁の構造や断面形状がよいのかと言う点については、不明確である。
【0005】
しかし、隔壁の断面形状は実際には製法によって定まってしまう割合が高い。現在、隔壁の製法はまだ確定していないが、広く行われているサンドブラスト法の方法の概念図とそれによる隔壁の断面形状を図4(a)(b)に示す。
一方、今後、非常に有望な製造方法として、光硬化性隔壁用ペーストを使用する方法が検討されている。この方法は、当初は、必要な隔壁厚さ(100〜200μm)を得るために、数回以上の塗布および露光工程が必要であった。この場合は、各露光の際に使用するフォトマスクの隔壁巾を順次変えることにより、隔壁の断面形状をかなり自由に変えることができた。しかし、生産性向上のため、塗布工程や露光工程を減らす必要があり、現在では1〜2回の塗布、露光工程で必要な厚さを得ることができるようになった。この方法の現在の問題点の一つは、隔壁の断面形状を制御することが難しい点である。すなわち、例えば一回の塗布・露光工程では、隔壁の形状は逆台形になる。その理由は、露光光がペーストの表面から奥へ入るにつれて、吸収・散乱されて減少するからである。以下、この点についてさらに詳しく述べる。
【0006】
光硬化性隔壁材を使用し、所定の隔壁パターンを露光し、現像する方法(特開平1―269534。特開平02―165538(住友金属セラミックス))に関しては、例えば図5(a)の形状が発表されている。この形状になる理由は、露光光が隔壁材に散乱、吸収されて、強度が低下し、硬化しなくなるので、図5(b)に示したように塗布→露光を繰り返すからである。しかし、実際問題としては、硬化厚さが例えば10μmであるとすると、硬化巾は、その厚さの上端面と下端面で10μm程度減少する。所定の高さ(150μm前後)を得るためには、少なくとも数回以上の繰り返しが必要であり、コストの点で問題であった。
【0007】
この点を改良し、1回の露光で必要な厚さの隔壁を形成することができる方法が特開平8―50811、特開平10―188825(東レ)等に記載されている。その方法は、隔壁材中での露光光の散乱をできるだけ低く抑える方法である。具体的には、光硬化性材料中の各種成分間の屈折率の相違によって露光光が散乱されことを防止するために、一般に有機物の屈折率が1.45〜1.7であるとして、フリット(骨材としての無機材料と結着剤としての低融点ガラスの混合物の粉末)の屈折率を1.5〜1.65としている。その結果として、超高圧水銀灯(15mW/平方センチ)露光によって、隔壁材料面の露光量10000mJ/平方cmで、厚さ180〜200μmまで硬化させることができたとしている。その時の、隔壁の焼成後の巾は上面が最小で25μm、基部部分が最大で40〜50μmであった、としている。この場合、隔壁材の硬化部分の断面形状は露光光の強度、散乱角、および光硬化性隔壁材の透過率、散乱の程度と、現像時の溶解・不溶解の閾値によって定まるはずであるが、記載されてない。上記の出願では若干台形を示す隔壁が得られているが、制御してできた形状ではない。すなわち、この改良方法における問題点の一つは隔壁の断面形状を所望の形状にすることが難しい点である。特に、この方法では所望の台形を得ることが難しい。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】
本発明はこのような問題点を解決するためになされたものであり、その課題とする所は、光硬化性隔壁材を使用して露光・現像・焼成法によって隔壁を形成する方法において、できるだけ少ない露光回数において、隔壁の断面形状をできるだけ台形を含む種々の形状にすることが可能な方法を提供することである。
【0009】
【課題を解決するための手段】
本発明はこの課題を解決するため、第1に露光を隔壁材の側からだけでなく、裏面から、すなわちガラス基板側からもパターン露光を行う方法を提供する。この場合、硬化した隔壁の断面形状が所望の形状となるように、フォトマスクの隔壁パターン巾は、表面用と裏面用でガラス基板面に対して面対称でなく、異なるものにする。すなわち、光硬化性隔壁材料を使用して、隔壁を形成する方法であって、ガラス基板の上の隔壁材料側(表)とガラス基板側(裏)の両方から電極部の位置と整合する所定の位置にパターン露光するに際し、表側用のフォトマスクの隔壁パターン巾と裏側用フォトマスクの隔壁パターン巾がガラス基板面に対して面対称でないことを特徴とする方法を提供する。
【0010】
また、表裏からの露光の条件を調整することによって隔壁の断面形状を制御する方法を提供する。
【0011】
第2に第1項において、裏側用のフォトマスクとして、基板上の隔壁部分以外の必要部分に形成した遮光性を有する誘電体層または遮光性を有する誘電体層用ペーストを使用する事を特徴とする方法を提供する。
【0012】
第3に、第1項において、裏側用のフォトマスクとして、ガラス基板上に形成した遮光性を有する電極、または遮光性を有する電極ペーストを使用することを特徴とする方法を提供する。
【0013】
第4にプラズマディスプレイの背面板上の誘電体層と隔壁を形成する方法であって、所定の領域に光硬化性の隔壁形成材料を塗布し、表側用のフォトマスクの隔壁パターン巾と裏側用フォトマスクの隔壁パターン巾がガラス基板面に対して面対称でない所定の隔壁パターン有するフォトマスクを介して該光硬化性隔壁材料の側とガラス基板の側から露光し、現像した後、あるいはさらに焼成した後に、誘電体層用ペーストを隔壁間の溝に注入し、焼成して誘電体層部を形成することを特徴とするプラズマディスプレイ用の誘電体層と隔壁を形成することを特徴とする方法を提供する。
【0014】
第5に、プラズマディスプレイパネルの背面板上に誘電体層と隔壁を形成する方法であって、電極を形成してある背面基板のほぼ全面に硬化性の誘電体形成用材料を塗布し、前記ほぼ全面を硬化し、つぎに前記ほぼ全面上に光硬化性の隔壁形成材料を所定の厚さだけ塗布し、表側用のフォトマスクの隔壁パターン巾と裏側用フォトマスクの隔壁パターン巾がガラス基板面に対して面対称でない所定の隔壁パターン有するフォトマスクを介して該光硬化性隔壁材料の側とガラス基板の側から電極と整合する所定の位置に露光し、現像し、焼成してプラズマディスプレイ用の誘電体層と隔壁を形成することを特徴とする方法を提供する。
【0016】
第6に、第1、4、5項のいずれかにおいて使用する光硬化性の隔壁材料の膜が同一組成の一層でなく、光硬化性の異なる少なくとも2層から成ることを特徴とする方法を提供する。
【0017】
第7に、第4項において使用する誘電体層用ペーストを硬化性とし、該ペーストを隔壁間の溝に注入した後に硬化し、その後、各隔壁間に蛍光層形成用のペーストを注入することを特徴とする方法を提供する。
【0018】
第8に、第7項において、注入する誘電体層用ペーストの焼成後の色調が各色蛍光体の発色の色純度を向上する色調であることを特徴とする方法を提供する。
【0019】
【発明の実施の形態】
露光を隔壁材の側(表側)からだけでなく、裏面から、すなわちガラス基板側からもパターン露光を行う方法は開示されている。
例えば、特開平8―171858に開示されている方法は、表裏からパターン露光する。しかし、表裏のパターンは面対称であり、主な目的は露光時間の短縮である。すなわち、散乱や吸収による露光量の減少が、前面からの露光と裏面がからの露光が相補的に作用するので、効率的に硬化が進み、露光時間が短縮されるというものである。
【0020】
また、特開平9―306341(東レ)においても表裏露光法が記載されている。この場合も表裏のフォトマスクのパターンは明示されていないが、図面中に記載されているように面対称である。主目的は高アスペクト比の隔壁を形成するためであり、先に述べた表裏露光の相補的な作用を利用している。
【0021】
本発明において表面と裏面の両方から露光する目的は、上記の場合と異なり、隔壁の断面形状を制御するためである。このため本発明では、表面用と裏面用のフォトマスクの隔壁パターン巾をガラス基板面に対して面対称であるものとせず、面対称でないパターンとすることを一つの特徴とする。例えば、裏面のフォトマスクの隔壁パターンの巾を表面のものの2倍とすれば、隔壁の上面の巾に対し、底部(ガラス面)での巾は約2倍になる。また、硬化断面は露光光の平行性や露光量や隔壁材の光硬化性によってかなり変化する。露光条件を変化させることによって、隔壁の断面形状を制御することも、本発明の特徴の一つである。また、隔壁材の光硬化性を厚さ方向で変化させることも本発明の特徴の一つである。
【0022】
しかし、この表裏露光の方法は通常の誘電体層が形成されているPDP用基板に隔壁を形成する場合には使用することができない。なぜなら、誘電体層は、ガラス基板と電極層を被覆する基板のほぼ全面にわたる層であり、隔壁はその誘電体層の上に形成されるが、誘電体層は通常不透明、またはほとんど不透明に近い。その理由は、その上に形成されている蛍光体層の発光をできるだけ反射するために誘電体層は可視光の反射率が高いことが望ましいからである。市販の誘電体層の白色度は80程度であり、かなり白いと感じる紙程度の反射率である。従って、このような高反射率の市販の誘電体層用の材料では、ガラス面からの露光ができないからである。露光を強行しても、散乱が強く、所望の形状で硬化させることができない。現在のAC型PDPの背面板にはほとんどの場合に誘電体層が形成されている。従って、これも従来の技術の問題点であった。
【0023】
本発明の請求項5に記載の発明は、焼成すると充分な反射率を有する白色の誘電体層になるが、未焼成状態では光透過率が高く、しかも硬化性を持った誘電体形成用材料を使用する方法を提供する。また、未焼成のままその上に隔壁材の硬化パターンを形成し、その後誘電体層と隔壁を同時に焼成する方法を提供する。
【0024】
また別の方策として、請求項2において、フォトマスクとして通常のものを使用するのではなく、基板上に形成されたパターン状の遮光性を有する誘電体層や誘電体層用ペーストを使用する方法を提供する。この方法の利点の一つは、裏面からの露光の際、アライメント操作が不要な点である。また、裏側から露光する光の散乱角が多少大きくても問題がない点の利点である。この方法では、光透過率の低い誘電体層やそのペーストを使用し、基板上の隔壁部以外で必要な部分に形成し、必要によっては焼成して、光不透過層を形成する。その上に光硬化性の隔壁材の層を(基板の隔壁が必要な部分に)塗布等によって形成し、次に表面(隔壁材が形成されている側)から通常のフォトマスクを使用して露光する。ガラス基板上に誘電体層が形成されていない部分だけが、露光される。すなわち、隔壁部分だけが露光される。この場合、露光位置は、すでに形成されている誘電体層、または誘電体層用ペースト材のパターンと隔壁形成に問題ない程度に位置を合わせる必要がある。そのためには、誘電体のパターンを形成する時に同時にアライメントマークを形成することが望ましい。その後、裏面(ガラス基板側)から露光する。この場合、通常のフォトマスクは使用しない。全面露光する。形成されている誘電体層、またはそのペーストが露光光を遮り、フォトマスクとして作用する。従って、アライメントも不要であり、誘電体層、そのペースト材層と隔壁材の境界に隙間は生じない。
【0025】
ここで使用する誘電体層、そのペースト材層はその上の光硬化性の隔壁材が、露光時に硬化してしまわない程度に露光光を減少させうるものである必要がある。光の透過率が、10%以下のものが望ましい。すなわち通過する光の量が10%以下に減少することが望ましい。ペースト材の場合には以下に述べるように紫外線吸収剤を添加して光の吸収を調整することができる。
【0026】
現在は、誘電体層は白色であることが好まれている。理由は、蛍光体からの発光をなるべく多く反射するためである。本発明の請求項2に記載の発明の目的に一番適する誘電体層用ペーストは、焼成前は露光用の紫外線を吸収し、焼成すると反射率の高い白色、またはその蛍光発色の色を補正する色調となるものである。焼成前には紫外線を吸収し、焼成すると焼失して無色になる紫外線吸収剤としては、セラミック多層板用のペーストに使用される有機色素や紫外線吸収剤がある。例えば、バターイエロー等のアゾ系染料、アントラキノン、ベンゾフェノン等の紫外線吸収剤がある。これらを、市販の白色誘電体層用ペースト等に添加することで、本発明の目的を達成することができるものを得ることができる。添加の方法は、これらの紫外線吸収剤を溶剤に溶解して、ペーストに混合し、充分に攪拌する方法でよい。
【0027】
誘電体層は感光性硬化型でなくても、その上に光硬化性隔壁組成物を塗布しても問題を生じないものであり、かつ現像においても問題を生じないものならよい。架橋硬化しないものでもよい。すなわち、溶剤が蒸発すれば硬化するものでもよい。ただし、光硬化性隔壁組成物に使用されている溶剤や、現像用薬剤で膨潤したり、溶解したりしないものである必要がある。たとえば、光硬化性隔壁材に使用されている溶剤がある種の有機溶剤であり、かつ現像用薬剤も同種、または他種の有機溶剤である場合には、該誘電体層用のバインダー成分は、それらの有機溶剤によって溶解、膨潤しないことが必要である。例えば、エチルセルロース、ポリビニルアルコール等の水溶性の、有機溶媒に溶解しない、バインダーを使用することができる。
【0028】
ただし、実際問題としては、誘電体層は架橋硬化した方が、その上の光硬化性隔壁材の選定が容易である。光硬化性の場合の有機物成分としては、光硬化性の隔壁材料に使用されているものを使用することができる。例えば、アクリルモノマー、光反応開始剤、ペースト性調節剤、溶剤である。これらの成分の屈折率は異なるが、相溶混合物の場合は、アッベの法則に従った屈折率を示す。そして一般に、有機物成分は相溶するように選定する。硬化剤を添加する2液硬化型のものの有機成分としては、例えばエポキシアクリレート系がある。
【0029】
一方、焼成した場合に露光光を遮蔽する誘電体層としては、現在市販されている誘電体ペーストのうち白色型のものが使用できる。例えば、旭ガラス社製のYPW022、同040、060等である。これらは厚さ10μmでの光透過率が23〜29%である。従って厚さを15μm程度の厚さとすることで、目的を達成することができる。
【0030】
さらには請求項3において、遮光性がある電極部や電極部ペーストのパターンを裏側用のフォトマスクとして利用する方法を提供する。ペースト剤の場合には、さきに述べた有機色素や紫外線吸収剤を市販の電極用ペーストに添加したものが使用可能である。その添加量は、スクリーン印刷で電極を形成する場合には、遮光性を重点に考慮すればよい。一方、感光性ペーストの場合には、紫外線吸収剤の添加量が多すぎると露光しても硬化が不完全になる。電極の厚さが5〜15μmの場合は、添加量が0.03〜0.1wt%が好ましい。焼成した電極の場合には、通常の銀ペーストでは遮光率が不足する場合が多い。焼成物が黒色であるものが望ましい。例えば、酸化鉄、酸化コバルト、酸化銅等を含んだ電極ペースト剤であり、銀電極では市販品もある。
【0031】
本発明で使用する光硬化性の隔壁材料は基本的に光の散乱、吸収が少ないものが好ましい。そのための材料の組成は、例えば特開平10―188825に記載されている。
【0032】
請求項5に記載の誘電体形成用材料は焼成前に光透過率が高い必要がある。誘電体層形成用材料の光透過率を高くする方法としては、その成分の光屈折率をできるだけ同じようにする方法を用いる。具体的には、誘電体層形成用材料の成分はガラスフリット、骨材無機物粒子、バインダーとなる有機物成分の3成分よりなるが、実際のペーストの構造では、バインダー成分がガラスフリットと骨材無機物微粒子の間に入り込んでいる。従って、バインダー成分とガラスフリットの間、およびバインダー成分と骨材無機物微粒子の間の屈折率の相違をできるだけ小さくすることが好ましい。
【0033】
一方、焼成後の反射率を高くするためには、ガラスフリットと骨材との間の屈折率の差を大きくすることが望ましい。従って、有機物成分の屈折率を両者の間に挟むようにすることが望ましい。一般に隔壁用に使用されるのは低融点ガラスであり、その屈折率は1.5〜1.65である。骨材として使用する無機物の屈折率は1.7〜1.84である。従って、有機物成分の屈折率を1.65〜1.7とする。
【0034】
必要に応じて光硬化性の異なる隔壁材を2層以上積層することも本発明の一つである。このようにすることにより隔壁の断面形状を所望のものにすることが、例えば図7に示すように、容易になる。ここでの光硬化性とは、ある露光量において現像した際に被露光部が残るか、残らないかのことである。ペースト層中の光の強度分布は、各成分の光の散乱性、吸収性によって定まる。また、硬化して現像時に残るか、残らないかは、硬化重合の程度と、重合物の現像液への溶解性と現像条件によって定まる。
【0035】
実際にペーストの光透過性を調整するには、紫外線吸収成分の量を変えるのが簡便である。添加量を多くすると、現像した場合に残る部分の断面形状は図6に示すように変化する。
【0036】
露光光の透過率が高い光硬化性隔壁材に紫外線吸収剤の添加量を多くして光硬化性を低下させた隔壁層をガラス基板側の層とし、その上に紫外線吸収剤の添加量が少ない元の光硬化性隔壁材層を重ねて形成し、図7(a)にしめすように表裏から露光量を調整して露光し、現像すると図7(b)に示す形状が得られる。塗布を2回以上行うことはコスト的には問題とならない。なぜなら、実際には1回に50μm以上塗布すると、溶剤乾燥時に亀裂の発生等のトラブルが発生することが多いのでほとんど行われていない。厚さ150〜200の塗布において、生産工程としては3〜4回の塗布は通常である。
【0037】
図8に裏面からの露光をガラス基板を通して行う際の一般的な工程を示す。図8(a)は表裏それぞれのフォトマスクを作成し、ガラス基板のほうには(電極部は図示せず)光感光性隔壁材を塗布するまでをしめしている。この際、裏面用のフォトマスクは単に隔壁の底面のサイズに合わせるのではなく、ガラスの厚さが約3mmなのでその厚さ故の光の散乱を無視することができるパターンサイズとする。
【0038】
図8(b)において露光は表裏同時に行った方が、工程時間を短縮することができるが、別々に行っても何ら差し支えない。また、片面からの露光光の強度は、隔壁材の全厚まで硬化する必要はなく、両面からの露光の結果として隔壁材が硬化すればよい。もちろん、強度や露光量が表裏で異なっていても良い。また、フォトマスクと被露光面の間の距離や、露光光の散乱角が異なっていてもよい。
図8(c)は現像して焼成した後の隔壁の断面形状を示す。図示しているのは台形の断面であるが、現像条件によって断面形状は変わる。
【0039】
誘電体層が2層に形成される形態もある。一般に誘電体層は、ピンホール欠陥が重大欠陥であり、2層に構成する方式も提案されているので、本方式によれば、この点が好都合である。誘電体層の無機成分の組成が、反射率:白色度を高くする組成とピンホール等の欠陥を発生させない組成とでは異なるので、2層に形成するほうが、設計上でも容易である。
【0040】
誘電体層用ペーストを隔壁形成後に流し込む方法は、利点としては、誘電体層がガラス基板の部分だけでなく、隔壁の側面にも付着するので、色純度を上げる効果が大きい、また、蛍光体の層厚が均一になり、高価な蛍光体の使用量がすくなくてすむ、等の利点がある。さらに、誘電体層に硬化型のものを使用し、焼成せずに蛍光体を流し込んだので、蛍光体が下地へよく付着した。
【0041】
露光条件には、露光光では平行光、スリット光、拡散光の種別がある。これらを使い分ける。露光量については、一般には露光強度と露光時間の間に相反則が成立する。光源では、水銀ランプ(高圧、超高圧)、ハロゲンランプ、レーザ(YAG、エキシマー等)で発光の波長が異なる。主に、露光量と拡散の程度を使い分ける。例えば、ガラス基板越しに露光する場合は、平行露光機の中でも平行度高い装置やレーザー光のように拡散の程度が少ないものを使用する。また、収束光を利用方法もある。
隔壁形成材料中に混合する光吸収剤の種類と量も露光条件の一種である。
【0042】
現像方法としては、スプレー法、浸漬法を使用する。隔壁の高さが高く、ピッチが小さい程スプレー法が好ましくなる。現像液の組成は隔壁材中の有機成分によって異なる。
【0043】
本発明の方法においては、焼成は隔壁単独の場合、隔壁と誘電体層を同時、電極と誘電体と隔壁を同時、電極、誘電体、隔壁、蛍光体の全部を同時とする場合がある。有機物の焼失、昇華温度が各部材で10℃程度以上離れている場合には、それぞれの温度で保持時間を設定する。また、ガラスフリットの軟化温度は上部に被さる部材に使用するもののほうを0〜20℃程度低くくする。隔壁を形成し、その間に誘電体層を形成する場合には、両者のガラスフリットは同一であることが好ましい。
【0044】
隔壁の断面形状を台形にするための露光条件は、次の通りである。
▲1▼露光に使用する露光装置は、裏面側は平行露光装置、収束露光装置、レーザ露光装置がよい。表面側は点光源、あるいはスリット光源がよい。スリット光源の場合、スリットの方向と隔壁の方向は直交させるのがよい。
▲2▼表面側からの露光量より、裏面からの露光の光量を2〜3倍とする。垂直から外れるにつれて裏面からの露光量を増す。
▲3▼台形の角度が垂直から斜めになるにつれて、隔壁ペーストへ混入する光吸収剤の量を増す。
【0045】
また、焼成後その蛍光体の発色光の色を補正する色調となる誘電体層用ペーストついては、色調は無機成分に依存し、赤色には例えばSeCd,Fe2O3があり、青にはCoAl2O4があり、緑にはCo(x)Cr(y)Ti(1−Z)Al2O4がある。この色付き誘電体層用のペーストは、例えば市販の白色の誘電体層用のペーストにこれらの無機顔料成分を添加することで調製することができる。
この色付き誘電体層を形成する場合には,その上に載る蛍光体の発色光と合わせる必要がある。従って、一度に形成するのではなく、一色毎に順次形成する。
【0046】
【実施例】
以下、実施例により本願発明を説明する。
【0047】
<実施例1>
n―ブチルメタアクリレート40重量部、メチルメタアクリレート50重量部、2―ヒドロキシエチルメタアクリレート10重量部の混合物をシクロヘキサノンを溶剤として共重合させた。共重合体の屈折率は1.65であった。そのアクリル共重合体とシクロヘキサノンの重量比率1:1になるように調整した。そして、この組成物(A)を使用して、以下の配合割合で光硬化性組成物(B)を調整した。この組成物は、PDPの隔壁用としても誘電体層用としても使用できるものである。
【0048】
組成物A 10重量部
ジペンタエリスリトールペンタアクリレート 6重量部
トリアジン系化合物(光重合開始剤) 1.2重量部
シクロヘキサノン(希釈溶剤) 30 重量部
低融点ガラス粉末 27 重量部
アルミナ粉末(充填材) 25 重量部
【0049】
ここで、低融点ガラス粉末の屈折率は1.60であり、アルミナ(粉末)の屈折率は1.75である。
【0050】
まず、図9(a)に示すように、透明ガラス基板1に上記組成のペーストを、縦100mm×横150mmの矩形状開口部を有する325メッシュ、版厚75μmのステンレススクリーン版を使用してスクリーン印刷した。これを、室温で15分間放置し、次に70℃の循環型の温風オーブンで20分間乾燥させ、最後に紫外線を照射して硬化した。この塗布物の硬化後の厚さは10μmであった。またこの状態での光の透過率は60%であった。
【0051】
次に、この誘電体層用ペーストの硬化物が形成されたガラス基板上に上記光硬化性の隔壁材料(B)を、縦50mm×横50mmの矩形状開口部を有する270メッシュ、版厚85μmのステンレス製スクリーン版を用いてスクリーン印刷し、90℃のホットプレートで15分間乾燥した。さらに、その上に上記の隔壁材料を同様に塗布乾燥する工程を、合計6回繰り返した。塗布厚は140μmであった。(図9(b))
【0052】
フォトマスクとして、巾150μmの線状の遮光パターンがピッチ200μmで繰り返し形成されたフォトマスク3と、ピッチが同じで線状の遮光パターンの巾が70μmであるフォトマスク4を作成した。フォトマスク3を上記のガラス基板の隔壁材料が塗布されている側に露光位置を合わせて密着させ、超高圧水銀灯の露光機を使用して露光した。露光量は600mJ/cm2とした。次に、フォトマスク4をこの露光したガラス基板のガラス側に露光位置を合わせて(図9(c))密着させ同様に露光した。露光量を400mJ/cm2とした。
【0053】
露光に続いて、エチルセロソルブを90体積部、エチルカルビトールを10体積部の割合で混合した溶剤を現像液として現像を行い、未露光部の隔壁用光硬化性組成物を除去した。この後、このガラス基板をエチルアルコール、2―プロパノールの順に浸漬して、洗浄した後、乾燥させた。パターン化された隔壁用光硬化性樹脂の厚さは130μmであった。また、現像残りや、端部の剥離現象は認められなかった。
【0054】
このガラス基板を焼成炉に入れ、4℃/分の昇温速度で450℃まで上げ、そこで60分間保持し、次に4℃/分で600℃まで上げ、15分間保持し、次に4℃/分の速度で冷却した。この焼成条件で焼成することによって、樹脂分を焼失させると共に、誘電体層と、断面形状が台形の隔壁を形成することができた。(図9(d))
【0055】
こうして形成された誘電体層の厚さは8μmであり、一方隔壁の形状は頂上部の巾45μm、底面部の巾80μm、厚さは120μmで、断面形状はほぼ台形であった。
【0056】
<実施例2>
遮光性の誘電体層用ペーストで隔壁部以外の必要部分にパターンを形成し、それをガラス基板側のフォトマスクとして使用した場合について、記す(図10)。
【0057】
実施例1で作成した光硬化性誘電体層用組成物(B)に紫外線吸収剤としてアゾ系染料の一種であるバターイエローを0.1wt%添加した。また、スクリーン印刷用の版として、隔壁のピッチが230μmであって、インキ不通過部が隔壁部(巾90μm)と、誘電体層不要部であるものを作成した。このスクリーン版を使用して、上記の光硬化性誘電体組成物を、電極が形成してあるPDP用基板に、電極との位置関係を考慮したアライメントスクリーン印刷をおこなった(図10(a))。この印刷層の乾燥後の厚さは15μmであった。次に、基板の両面から紫外線を照射して、この印刷パターンを硬化した(図10(b))。露光光の透過率は10%であった。誘電体層がない隔壁部分の巾が90μmの誘電体層のパターンを得た。
【0058】
次に、この上全面に実施例1と同じ組成の隔壁材料を乾燥厚さ150μm塗布した(図10(c))。裏面から露光量は4000mJ/cm2で全面露光し、次に表面から隔壁部(巾40μm)を透明部とするフォトマスクを使用して露光した(図10(d))。露光量は2000mJ/cm2とした。先と同じ組成の現像液でスプレー現像したところ、底部の巾が90μm、上面の巾が40μmでほぼ台形の断面形状の隔壁材パターンが得られた。なお、誘電体層の上の隔壁材は多少硬化し、現像しても誘電体層の上に数μmの厚さで残った。焼成したところ、誘電体層の厚さが15μm、隔壁の巾が底部で90μm、上面で40μm、高さが130μmのものが得られた(図10(e))。誘電体層と隔壁の接触部にひび割れは発生しなかった。
【0059】
<実施例3>
Du−Pont社の銀電極形成材料であるNB−2とDC202を使用して、メーカが推奨する条件で、ガラス面が黒色の銀電極をPDP用ガラス基板の上に形成した。線巾60μmで、厚さ15μmであった。
【0060】
次に実施例2とおなじく実施例1の感光性隔壁材を乾燥厚さ150μmに塗布・乾燥し、裏面から露光量2000mJ/cm2を周辺部等の隔壁不要部をマスクした状態で露光、表面からは隔壁パターン(線巾35μm、ピッチ340μm)を持つフォトマスクを使用して、露光量400mJ/cm2を所定位置に露光した。次に、実施例2と同じようにポストべークし、現像した。隔壁の底面は銀電極と接し、上面の巾は35μmであった。
【0061】
次に、400メッシュのステンレススクリーン版とスクリーン印刷機を使用し、乳剤の開口部の巾が200μmで、位置が丁度隔壁間の各セル部のセンターになるようにした版をセットして、実施例1の誘電体ペーストで溶剤量を2倍したものを作成し、それが各セルに流れ込むように印刷した。乾燥後の膜厚は10μmであった。焼成すると、隔壁巾が底面で150μm、上面で35μm、高さ130μmの隔壁と厚さ8μmの誘電体層が得られた。
【0062】
<実施例4>
実施例3において、誘電体層に各蛍光体の発色光の色純度を高くする着色剤を添加した誘電体層を形成した例を記す。実施例1の光硬化性誘電体組成物Bの調合において、アルミナ粉末の量を10重量部とし、顔料成分の量を15重量部とし、溶剤量は約2倍で、事前にテストして、各色のペーストの焼成後の厚さがほぼ同じになるように調整した。顔料成分としては赤はベンガラ(酸化鉄)、青はアルミン酸コバルト、緑はCo(x)Cr(y)Ti(1−z)O4系のものを使用した。スクリーン版は一色分だけが開口部であるものを使用し、他は実施例3と同じ条件で、隔壁の開口部へ該誘電体ペーストを順次3色分流し込んだ。乾燥した後、誘電体層の厚さを測定した所底面で約10μm、隔壁側面で約5μmであった。
【0063】
乾燥後、蛍光体をポリビニルアルコール溶液に分散させたペーストを、各色毎にスクリーン印刷法で隔壁の間の空間に通常の方法で流しこみ、乾燥後、焼成した。誘電体層と蛍光体層が未焼成の状態で積層され、同時に焼成されたので、両者の間の密着性が通常の方法に比べて高かった。
【0064】
<実施例5>
光硬化性が異なる隔壁材を2種類使用した場合を記す。感光性隔壁材として、実施例1の(B)と、それに紫外線吸収剤としてバターイエローを0.1wt%添加したもの(C)を使用した。
電極を形成してあるPDP用基板に感光性隔壁材(C)を乾燥厚さ70μm塗布し、乾燥後、裏面からフォトマスクとして格子状隔壁のパターンが透明部であるものを用いて、アライメント露光した。YAGレーザで第2次高調波を利用した露光機を使用した。露光量は1500mJ/cm2とした。次に、感光性隔壁材(C)の上に感光性隔壁材(B)を乾燥膜厚100μm塗布し、乾燥した。フォトマスクとして、ストライプ状の隔壁の巾35μmを持つものを使用し、平行露光機を使用して表面からアライメント露光した。
スプレー現像し、乾燥後焼成すると、下部が格子状でしかも、形状がかなり逆台形の隔壁となり、上部はストライプ状で垂直に近い(矩形に近い)隔壁となった。
【0065】
【発明の効果】
本発明によれば、プラズマディスプレイやプラズマアドレス液晶ディスプレイなどの絶縁隔壁を必要とするディスプレイの製造において、高アスペクト比かつ高精度の隔壁製造が可能になる。限度はあるが、隔壁の断面形状をある程度希望する形状に近づけることが可能な方法である。
【図面の簡単な説明】
【図1】AC方式3電極型PDPパネルの構造の斜視図
【図2】DC方式補助陽極型PDPパネルの構造の斜視図
【図3】隔壁の設計形状例の断面図
【図4】サンドブラスト法による隔壁の形成と形状を示す断面図
【図5】光硬化性隔壁材を使用する方法と形状を示す断面図
【図6】光硬化層へ添加する光吸収剤の量と硬化部分(平行光、露光量一定)の関係を示す説明図
【図7】低光吸収隔壁材と高光吸収隔壁材を積層して、表裏より異パターンマスクで露光した場合の硬化部分を示す断面図
【図8】表裏別巾隔壁パターンフォトマスクによる感光性隔壁材使用の隔壁形成方法を示す説明図
【図9】実施例1の工程説明図
【図10】実施例2の工程説明図(遮光性硬化型誘電体ペーストをフォトマスクとして、表裏露光して隔壁を形成する方法)[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a method and a material for forming a partition wall, or a dielectric layer and a partition wall, on a back plate of a plasma display panel, and more particularly, to a shape having a desired partition wall shape using a photocurable material. And how to.
[0002]
[Prior art]
What is the best regarding the structure and cross-sectional shape of the partition wall of the plasma display panel has not yet been determined.
[0003]
The basic planar structure of the partition wall in the AC type rear-reflection type, which is currently the mainstream, is the stripe structure illustrated in FIG. 1A. For example, the honeycomb type structure illustrated in FIG. -50768 (Fujitsu). The structure of the partition wall in the DC back reflection type developed by NHK and the like is a box-like structure as illustrated in FIG. 2A. The sectional shape of the partition is rectangular or trapezoidal in design. Further, as an improvement of the cross-sectional shape, a structure shown in FIG. 2B is disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 3-84832.
[0004]
The cross-sectional shapes of the partition walls are disclosed in FIG. 3 (a) rectangular, (b) trapezoidal, (c) inverted trapezoidal, and (d) those whose space portions are almost arc-shaped in design.
It is generally said that as a desirable cross-sectional shape, a shape close to a trapezoid is preferable in order to efficiently emit light emitted from the phosphor and to be less dependent on the viewing angle and enter the viewer's eyes. However, at present, there is a major proposition of improving the luminous efficiency, and it is unclear what kind of partition structure or cross-sectional shape is good for that purpose.
[0005]
However, the cross-sectional shape of the partition wall is often determined by the manufacturing method. At present, the method of manufacturing the partition walls has not yet been determined, but FIGS. 4 (a) and 4 (b) show a conceptual diagram of a widely used sandblasting method and a sectional shape of the partition walls by the method.
On the other hand, a method using a photocurable partition wall paste is being studied as a very promising production method in the future. This method initially required several or more coating and exposure steps to obtain the required partition wall thickness (100 to 200 μm). In this case, the sectional shape of the partition could be changed quite freely by sequentially changing the partition width of the photomask used in each exposure. However, in order to improve the productivity, it is necessary to reduce the number of coating steps and exposure steps. At present, the required thickness can be obtained by one or two coating and exposure steps. One of the current problems with this method is that it is difficult to control the cross-sectional shape of the partition. That is, for example, in one application / exposure step, the shape of the partition wall becomes an inverted trapezoid. The reason is that as the exposure light goes deeper from the surface of the paste, it is absorbed and scattered and decreases. Hereinafter, this point will be described in more detail.
[0006]
Regarding a method of exposing and developing a predetermined partition pattern using a photo-curable partition material (JP-A-1-269534; JP-A-02-165538 (Sumitomo Metal Ceramics)), for example, the shape shown in FIG. It has been announced. The reason for this shape is that, since the exposure light is scattered and absorbed by the partition wall material, the intensity is reduced and the resin is not cured, so that the coating and the exposure are repeated as shown in FIG. 5B. However, as a practical matter, if the cured thickness is, for example, 10 μm, the cured width is reduced by about 10 μm at the upper end surface and the lower end surface of the thickness. In order to obtain a predetermined height (around 150 μm), at least several repetitions are required, which is a problem in terms of cost.
[0007]
JP-A-8-50811, JP-A-10-188825 (Toray) and the like describe methods which can improve this point and can form a partition wall having a required thickness by one exposure. The method is a method for suppressing scattering of exposure light in the partition wall material as low as possible. Specifically, in order to prevent exposure light from being scattered due to a difference in refractive index between various components in the photocurable material, it is generally assumed that the refractive index of an organic substance is 1.45 to 1.7, (Powder of a mixture of an inorganic material as an aggregate and a low melting point glass as a binder) has a refractive index of 1.5 to 1.65. As a result, it is stated that by using an ultra-high pressure mercury lamp (15 mW / square cm) exposure, the material could be cured to a thickness of 180 to 200 μm at an exposure amount of 10,000 mJ / square cm on the partition wall material surface. At that time, the width of the partition after firing was 25 μm at the minimum on the upper surface and 40 to 50 μm at the maximum at the base. In this case, the cross-sectional shape of the cured portion of the partition wall material should be determined by the intensity of the exposure light, the scattering angle, the transmittance of the photo-curable partition wall material, the degree of scattering, and the threshold for dissolution / insoluble during development. , Not listed. In the above-mentioned application, a partition having a slightly trapezoidal shape is obtained, but the shape is not controlled. That is, one of the problems in this improvement method is that it is difficult to make the sectional shape of the partition into a desired shape. In particular, it is difficult to obtain a desired trapezoid by this method.
[0008]
[Problems to be solved by the invention]
The present invention has been made in order to solve such problems, and the subject thereof is to use a photo-curable partition material to form a partition by exposure, development, and firing methods, as much as possible. It is an object of the present invention to provide a method capable of making the cross-sectional shape of the partition into various shapes including a trapezoid as much as possible with a small number of exposures.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve this problem, the present invention first provides a method for performing pattern exposure not only from the side of the partition wall material but also from the back side, that is, from the glass substrate side. In this case, the partition pattern of the photomask is set so that the cross-sectional shape of the cured partition becomes a desired shape. Width Are for front and back For glass substrate surface It is not plane symmetric but different. That is, a method of forming a partition wall using a photo-curable partition wall material, wherein a predetermined position matching the position of the electrode portion from both the partition wall material side (front) and the glass substrate side (back side) on the glass substrate. When exposing the pattern at the position, the partition pattern of the photomask for the front side Width And partition pattern of back side photomask Width But For glass substrate surface A method is provided that is not plane-symmetric.
[0010]
Further, the present invention provides a method for controlling the cross-sectional shape of a partition by adjusting the conditions of exposure from the front and back.
[0011]
Secondly, in the first aspect, a light-shielding dielectric layer or a light-shielding dielectric layer paste formed on a required portion other than the partition wall portion on the substrate is used as the back side photomask. And provide a method.
[0012]
Thirdly, in the first aspect, there is provided a method characterized in that a light-shielding electrode or a light-shielding electrode paste formed on a glass substrate is used as a backside photomask.
[0013]
Fourth, a method of forming a dielectric layer and a partition on a back plate of a plasma display, wherein a photocurable partition forming material is applied to a predetermined region, and a partition pattern of a photomask for a front side is applied. Width And partition pattern of back side photomask Width But For glass substrate surface After exposing from the side of the photo-curable partition wall material and the side of the glass substrate through a photomask having a predetermined partition pattern that is not plane-symmetric, and after development or after further baking, the dielectric layer paste is filled in the grooves between the partition walls. To form a dielectric layer and a partition for a plasma display, characterized by forming a dielectric layer by firing.
[0014]
Fifth, there is provided a method of forming a dielectric layer and a partition on a back plate of a plasma display panel. Almost all Apply curable dielectric material to Said Almost the entire surface is cured, then Almost on the whole surface A photo-curable partition wall forming material is applied to a predetermined thickness, and the partition pattern of the photomask for the front side is applied. Width And partition pattern of back side photomask Width But For glass substrate surface Exposure to a predetermined position matching the electrode from the side of the photocurable partition wall material and the side of the glass substrate through a photomask having a predetermined partition pattern that is not plane-symmetric, developed, baked, and a dielectric for a plasma display Provided is a method characterized by forming a layer and a partition.
[0016]
No. 6 First, fourth, 5 terms Wherein the film of the photo-curable partition wall material used in any one of the above (1) to (3) comprises not at least one layer having the same composition but at least two layers having different photocurable properties.
[0017]
No. 7 And the fourth Term The paste for the dielectric layer to be used in the curing, the paste is cured after injecting into the groove between the partitions, and then, the phosphor layer forming paste is injected between each partition. provide.
[0018]
No. 8 In the second 7 In the above item, there is provided a method characterized in that the color tone after firing of the dielectric layer paste to be injected is a color tone that improves the color purity of the color development of each color phosphor.
[0019]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
A method of performing pattern exposure not only from the side of the partition wall material (front side) but also from the back side, that is, from the glass substrate side is disclosed.
For example, in the method disclosed in JP-A-8-171858, pattern exposure is performed from both sides. However, the front and back patterns are plane-symmetric, and the main purpose is to shorten the exposure time. In other words, the decrease in the exposure amount due to scattering or absorption causes the exposure from the front surface and the exposure from the back surface to act complementarily, so that curing proceeds efficiently and the exposure time is shortened.
[0020]
Also, Japanese Patent Application Laid-Open No. 9-306341 (Toray) describes a front-back exposure method. Also in this case, the patterns of the photomasks on the front and back sides are not explicitly shown, but are plane-symmetric as shown in the drawing. The main purpose is to form a partition having a high aspect ratio, and utilizes the complementary effect of the front and back exposure described above.
[0021]
In the present invention, the purpose of exposing from both the front surface and the rear surface is to control the cross-sectional shape of the partition unlike the above case. Therefore, in the present invention, the partition pattern of the photomask for the front surface and the back surface is used. Width To For glass substrate surface One feature is that the pattern is not plane-symmetric but is not plane-symmetric. For example, if the width of the partition pattern of the photomask on the rear surface is twice as large as that of the front surface, the width at the bottom (glass surface) is about twice as large as the width of the upper surface of the partition. Further, the cured cross section varies considerably depending on the parallelism of the exposure light, the exposure dose, and the photocurability of the partition wall material. One of the features of the present invention is to control the sectional shape of the partition wall by changing the exposure conditions. Another feature of the present invention is to change the photocurability of the partition wall material in the thickness direction.
[0022]
However, this method of front and back exposure cannot be used when forming a partition on a PDP substrate on which a normal dielectric layer is formed. Because the dielectric layer is a layer that covers almost the entire surface of the substrate covering the glass substrate and the electrode layer, and the partition walls are formed on the dielectric layer, but the dielectric layer is usually opaque or almost opaque . The reason is that it is desirable that the dielectric layer has a high visible light reflectance in order to reflect as much as possible the light emitted from the phosphor layer formed thereon. The whiteness of a commercially available dielectric layer is about 80, which is a reflectance similar to that of paper which is felt to be fairly white. Therefore, such a material for a commercially available dielectric layer having a high reflectance cannot perform exposure from the glass surface. Even if exposure is forcibly performed, scattering is so strong that it cannot be cured in a desired shape. In most cases, a dielectric layer is formed on the back plate of the current AC type PDP. Therefore, this was also a problem of the prior art.
[0023]
Claims of the invention To 5 The described invention provides a method of using a dielectric material having a high light transmittance in a non-fired state and a curable property, though a white dielectric layer having a sufficient reflectance is obtained upon firing. . In addition, a method is provided in which a cured pattern of a partition wall material is formed thereon without firing, and then the dielectric layer and the partition wall are simultaneously fired.
[0024]
As another measure, in
[0025]
The dielectric layer and the paste material layer used here need to be capable of reducing the exposure light to such an extent that the photo-curable partition material on the dielectric layer is not cured during the exposure. It is desirable that the light transmittance is 10% or less. That is, it is desirable that the amount of light passing through is reduced to 10% or less. In the case of a paste material, the absorption of light can be adjusted by adding an ultraviolet absorber as described below.
[0026]
Currently, it is preferred that the dielectric layer be white. The reason is that light emitted from the phosphor is reflected as much as possible. The dielectric layer paste most suitable for the purpose of the invention according to
[0027]
The dielectric layer is not limited to a photosensitive curable type, and any material may be used as long as it does not cause a problem even if a photocurable partition wall composition is applied thereon and does not cause a problem in development. What does not cure by crosslinking may be used. That is, a material that cures when the solvent evaporates may be used. However, it must be one that does not swell or dissolve in the solvent used in the photocurable partition wall composition or the developing agent. For example, when the solvent used for the photocurable partition wall material is a certain kind of organic solvent, and the developing agent is the same kind or another kind of organic solvent, the binder component for the dielectric layer is It is necessary that the organic solvent does not dissolve or swell. For example, a water-soluble binder such as ethylcellulose and polyvinyl alcohol that does not dissolve in an organic solvent can be used.
[0028]
However, as a practical matter, when the dielectric layer is cross-linked and cured, it is easier to select a photo-curable partition material thereon. As the organic component in the case of photocurable, those used for the photocurable partition wall material can be used. For example, an acrylic monomer, a photoreaction initiator, a paste control agent, and a solvent. Although the refractive indexes of these components are different, a compatible mixture shows a refractive index according to Abbe's law. In general, the organic components are selected so as to be compatible with each other. As an organic component of the two-pack curing type to which a curing agent is added, for example, there is an epoxy acrylate type.
[0029]
On the other hand, as the dielectric layer for shielding the exposure light when fired, a white type of dielectric paste currently available on the market can be used. For example, YPW022, 040, 060 and the like manufactured by Asahi Glass Co., Ltd. These have a light transmittance of 23 to 29% at a thickness of 10 μm. Therefore, the object can be achieved by setting the thickness to about 15 μm.
[0030]
Further, the present invention provides a method of using an electrode portion having a light shielding property or a pattern of an electrode portion paste as a back side photomask. In the case of a paste, a paste obtained by adding the aforementioned organic dye or ultraviolet absorber to a commercially available electrode paste can be used. When the electrode is formed by screen printing, the amount of addition may be considered with emphasis on light shielding properties. On the other hand, in the case of the photosensitive paste, if the amount of the ultraviolet absorber added is too large, curing becomes incomplete even when exposed. When the thickness of the electrode is 5 to 15 μm, the addition amount is preferably 0.03 to 0.1 wt%. In the case of a fired electrode, the light blocking rate is often insufficient with a normal silver paste. It is desirable that the fired product is black. For example, it is an electrode paste containing iron oxide, cobalt oxide, copper oxide and the like, and there is a commercially available silver electrode.
[0031]
The photo-curable partition wall material used in the present invention is basically preferably a material having little scattering and absorption of light. The composition of the material for that purpose is described, for example, in JP-A-10-188825.
[0032]
Claim To 5 The described material for forming a dielectric must have a high light transmittance before firing. As a method for increasing the light transmittance of the material for forming a dielectric layer, a method is used in which the components have the same light refractive index as much as possible. Specifically, the components of the material for forming the dielectric layer are composed of three components: glass frit, aggregate inorganic particles, and an organic component serving as a binder. In an actual paste structure, the binder component is composed of glass frit and aggregate inorganic material. Penetrating between fine particles. Therefore, it is preferable to minimize the difference in the refractive index between the binder component and the glass frit and between the binder component and the aggregate inorganic fine particles as much as possible.
[0033]
On the other hand, in order to increase the reflectance after firing, it is desirable to increase the difference in the refractive index between the glass frit and the aggregate. Therefore, it is desirable that the refractive index of the organic component be sandwiched between the two. Generally, low melting point glass is used for the partition walls, and has a refractive index of 1.5 to 1.65. The refractive index of the inorganic substance used as the aggregate is 1.7 to 1.84. Therefore, the refractive index of the organic component is set to 1.65 to 1.7.
[0034]
It is one of the present inventions to laminate two or more barrier materials having different photocuring properties as necessary. By doing so, it becomes easy to obtain a desired sectional shape of the partition wall, for example, as shown in FIG. Here, the photocurability means whether the exposed portion remains or does not remain when developed at a certain exposure amount. The light intensity distribution in the paste layer is determined by the light scattering and absorption of each component. Whether the polymer is cured and remains at the time of development or does not remain depends on the degree of curing polymerization, the solubility of the polymer in a developing solution, and the developing conditions.
[0035]
To actually adjust the light transmittance of the paste, it is convenient to change the amount of the ultraviolet absorbing component. When the amount of addition is increased, the cross-sectional shape of a portion remaining after development changes as shown in FIG.
[0036]
A partition layer in which the photocurability is reduced by increasing the amount of the ultraviolet absorber added to the photocurable partition material having a high transmittance of exposure light is used as a layer on the glass substrate side, and the amount of the ultraviolet absorber added thereon is reduced. A small amount of the original photo-curable partition wall material layer is formed on top of one another, and the exposure amount is adjusted from the front and back sides as shown in FIG. 7A, and exposure is performed, followed by development to obtain the shape shown in FIG. 7B. Performing the application twice or more does not pose a problem in terms of cost. This is because, in practice, when the coating is performed at a thickness of 50 μm or more at one time, troubles such as generation of cracks often occur at the time of drying the solvent, and therefore, it is hardly performed. In the application with a thickness of 150 to 200, the application is usually performed 3 to 4 times as a production process.
[0037]
FIG. 8 shows a general process when performing exposure from the back surface through a glass substrate. FIG. 8A shows a photomask for each of the front and back sides, and shows a process until a photosensitive partition material is applied to the glass substrate (electrodes are not shown). At this time, the photomask for the back surface is not simply adjusted to the size of the bottom surface of the partition wall, but has a pattern size that can ignore light scattering due to the thickness of the glass because the thickness of the glass is about 3 mm.
[0038]
In FIG. 8 (b), it is possible to shorten the process time if the exposure is performed simultaneously on the front and back, but there is no problem if the exposure is performed separately. Further, the intensity of the exposure light from one side does not need to be cured to the entire thickness of the partition wall material, but may be such that the partition wall material is cured as a result of exposure from both sides. Of course, the intensity and the exposure amount may be different on the front and back. Further, the distance between the photomask and the surface to be exposed and the scattering angle of the exposure light may be different.
FIG. 8C shows a sectional shape of the partition wall after development and firing. Although a trapezoidal cross section is shown, the cross sectional shape changes depending on the development conditions.
[0039]
Invitation An electric conductor layer is formed in two layers There is also a form . In general, a pinhole defect is a serious defect in a dielectric layer, and a method of forming a two-layer structure has been proposed. According to this method, this point is advantageous. Since the composition of the inorganic component of the dielectric layer is different between the composition that increases the reflectance: whiteness and the composition that does not generate defects such as pinholes, it is easier in design to form two layers.
[0040]
The method of pouring the dielectric layer paste after forming the partition walls has an advantage that the dielectric layer adheres not only to the glass substrate portion but also to the side surfaces of the partition walls, so that the effect of increasing the color purity is great. Has the advantages that the thickness of the layer is uniform and the amount of expensive phosphor used is small. Further, since a hardening type dielectric layer was used and the phosphor was poured without firing, the phosphor adhered well to the base.
[0041]
The exposure conditions include types of exposure light such as parallel light, slit light, and diffused light. Use these properly. Regarding the amount of exposure, a reciprocity law is generally established between the exposure intensity and the exposure time. In the light source, the emission wavelength is different between a mercury lamp (high pressure, ultra high pressure), a halogen lamp, and a laser (YAG, excimer, etc.). Mainly, the exposure amount and the degree of diffusion are properly used. For example, when exposing through a glass substrate, an apparatus having a high degree of parallelism, such as a laser beam, having a low degree of diffusion is used among parallel exposure apparatuses. There is also a method of using convergent light.
The type and amount of the light absorbing agent mixed in the partition wall forming material is also a kind of exposure condition.
[0042]
As a developing method, a spray method or an immersion method is used. The higher the height of the partition walls and the smaller the pitch, the more preferable the spray method. The composition of the developer varies depending on the organic component in the partition wall material.
[0043]
In the method of the present invention, in the case of baking only the partition, the partition and the dielectric layer may be simultaneously formed, the electrode and the dielectric and the partition may be simultaneously formed, and the electrode, the dielectric, the partition and the phosphor may be simultaneously formed. In the case where the temperatures of the burnout and sublimation of the organic matter are different from each other by about 10 ° C. or more, the holding time is set at each temperature. Further, the softening temperature of the glass frit is set to be lower by about 0 to 20 ° C. than that used for the member to cover the upper part. When a partition is formed and a dielectric layer is formed between them, it is preferable that both glass frit be the same.
[0044]
Exposure conditions for making the sectional shape of the partition into a trapezoid are as follows.
{Circle around (1)} The exposure apparatus used for exposure is preferably a parallel exposure apparatus, a converging exposure apparatus, or a laser exposure apparatus on the back side. On the front side, a point light source or a slit light source is preferable. In the case of a slit light source, the direction of the slit is preferably perpendicular to the direction of the partition.
{Circle around (2)} The amount of light from the back side is set to be two to three times the amount of exposure from the front side. The amount of exposure from the back surface is increased as the position deviates from the vertical.
{Circle around (3)} As the angle of the trapezoid changes from vertical to oblique, the amount of the light absorbing agent mixed into the partition paste increases.
[0045]
In addition, for the dielectric layer paste which has a color tone to correct the color of the color of the phosphor after firing, the color tone depends on the inorganic component, for example, SeCd and Fe2O3 for red, and CoAl2O4 for blue. Green includes Co (x) Cr (y) Ti (1-Z) Al2O4. The paste for a colored dielectric layer can be prepared, for example, by adding these inorganic pigment components to a commercially available paste for a white dielectric layer.
In the case of forming this colored dielectric layer, it is necessary to match with the color light of the fluorescent substance placed thereon. Therefore, instead of forming them all at once, they are formed sequentially for each color.
[0046]
【Example】
Hereinafter, the present invention will be described with reference to examples.
[0047]
<Example 1>
A mixture of 40 parts by weight of n-butyl methacrylate, 50 parts by weight of methyl methacrylate, and 10 parts by weight of 2-hydroxyethyl methacrylate was copolymerized using cyclohexanone as a solvent. The refractive index of the copolymer was 1.65. The weight ratio of the acrylic copolymer to cyclohexanone was adjusted to 1: 1. Then, using this composition (A), a photocurable composition (B) was prepared at the following compounding ratio. This composition can be used both for a partition of a PDP and for a dielectric layer.
[0048]
6 parts by weight of dipentaerythritol pentaacrylate
1.2 parts by weight of triazine compound (photopolymerization initiator)
Cyclohexanone (diluting solvent) 30 parts by weight
Low melting point glass powder 27 parts by weight
Alumina powder (filler) 25 parts by weight
[0049]
Here, the refractive index of the low melting point glass powder is 1.60, and the refractive index of alumina (powder) is 1.75.
[0050]
First, as shown in FIG. 9 (a), a paste of the above composition was screened on a
[0051]
Next, the photocurable partition wall material (B) was coated on a glass substrate on which a cured product of the dielectric layer paste was formed, by applying 270 mesh having a 50 mm × 50 mm rectangular opening and a plate thickness of 85 μm. Was screen-printed using a stainless steel screen plate, and dried on a hot plate at 90 ° C. for 15 minutes. Further, the step of coating and drying the above-mentioned partition wall material thereon was repeated six times in total. The coating thickness was 140 μm. (FIG. 9B)
[0052]
As a photomask, a photomask 3 in which a linear light-shielding pattern having a width of 150 μm was repeatedly formed at a pitch of 200 μm, and a
[0053]
Subsequent to the exposure, development was carried out using a solvent in which 90 parts by volume of ethyl cellosolve and 10 parts by volume of ethyl carbitol were mixed as a developing solution, and the photocurable composition for partition walls in the unexposed portions was removed. Thereafter, the glass substrate was immersed in the order of ethyl alcohol and 2-propanol, washed, and dried. The thickness of the patterned photocurable resin for partition walls was 130 μm. In addition, no development residue or peeling phenomenon at the end was observed.
[0054]
The glass substrate is put into a firing furnace, and the temperature is raised to 450 ° C. at a rate of 4 ° C./min, held there for 60 minutes, then raised to 600 ° C. at 4 ° C./min, held for 15 minutes, and then held at 4 ° C. Per minute. By firing under these firing conditions, the resin component was burned off, and the dielectric layer and the partition having a trapezoidal cross section could be formed. (FIG. 9D)
[0055]
The thickness of the thus formed dielectric layer was 8 μm, while the shape of the partition wall was 45 μm at the top and 80 μm at the bottom, the thickness was 120 μm, and the cross-sectional shape was almost trapezoidal.
[0056]
<Example 2>
A case where a pattern is formed in a necessary portion other than the partition wall portion with a light-shielding dielectric layer paste and is used as a photomask on the glass substrate side will be described (FIG. 10).
[0057]
To the photocurable dielectric layer composition (B) prepared in Example 1 was added 0.1% by weight of butter yellow, which is a kind of azo dye, as an ultraviolet absorber. In addition, a screen printing plate having a partition wall pitch of 230 μm, an ink non-passing part being a partition part (
[0058]
Next, a barrier material having the same composition as in Example 1 was applied to the entire upper surface by a dry thickness of 150 μm (FIG. 10C). The entire surface was exposed from the back surface at an exposure amount of 4000 mJ /
[0059]
<Example 3>
Using NB-2 and DC202, which are silver electrode forming materials manufactured by Du-Pont, a silver electrode having a black glass surface was formed on a glass substrate for PDP under conditions recommended by the manufacturer. The line width was 60 μm and the thickness was 15 μm.
[0060]
Next, in the same manner as in Example 2, the photosensitive partition material of Example 1 was applied to a dry thickness of 150 μm and dried, and exposed to 2,000 mJ /
[0061]
Next, using a 400-mesh stainless screen plate and a screen printing machine, a plate was set so that the width of the opening of the emulsion was 200 μm and the position was exactly at the center of each cell between the partition walls. A doubled amount of the solvent was prepared from the dielectric paste of Example 1 and printed so that it flowed into each cell. The film thickness after drying was 10 μm. Upon firing, a partition wall with a width of 150 μm on the bottom surface, 35 μm on the top surface, 130 μm height, and a dielectric layer with a thickness of 8 μm were obtained.
[0062]
<Example 4>
In the third embodiment, an example is described in which a dielectric layer in which a coloring agent for increasing the color purity of color light emitted from each phosphor is added to the dielectric layer. In the preparation of the photocurable dielectric composition B of Example 1, the amount of the alumina powder was 10 parts by weight, the amount of the pigment component was 15 parts by weight, the amount of the solvent was about twice, The thickness of the paste of each color was adjusted so that the thickness after firing was substantially the same. Red pigments were red iron oxide, blue was cobalt aluminate, and green was Co (x) Cr (y) Ti (1-z) O4. The screen plate used had openings only for one color, and the other three colors of the dielectric paste were sequentially flowed into the openings of the partition under the same conditions as in Example 3. After drying, when the thickness of the dielectric layer was measured, it was about 10 μm on the bottom surface and about 5 μm on the side wall of the partition.
[0063]
After drying, a paste in which the phosphor was dispersed in a polyvinyl alcohol solution was poured into the space between the partitions by a screen printing method for each color by a usual method, dried, and fired. Since the dielectric layer and the phosphor layer were stacked in an unfired state and fired at the same time, the adhesion between the two was higher than that of a normal method.
[0064]
<Example 5>
The case where two types of partition materials having different photocurability are used will be described. As the photosensitive partition wall material, (B) of Example 1 and (C) to which 0.1 wt% of butter yellow was added as an ultraviolet absorber were used.
A photosensitive partition wall material (C) is applied to the PDP substrate on which electrodes are formed by applying a dry thickness of 70 μm. After drying, alignment exposure is performed using a photomask having a transparent lattice pattern as a photomask from the back surface. did. An exposure machine utilizing a second harmonic with a YAG laser was used. The exposure amount was 1500 mJ / cm2. Next, the photosensitive partition wall material (B) was applied on the photosensitive partition wall material (C) to a dry film thickness of 100 μm and dried. A photomask having a stripe-shaped partition wall width of 35 μm was used, and alignment exposure was performed from the surface using a parallel exposure machine.
When spray-developed, dried and baked, the lower part was a lattice-shaped partition having a considerably inverted trapezoidal shape, and the upper part was a stripe-shaped partition close to vertical (near rectangular).
[0065]
【The invention's effect】
ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, when manufacturing the display which requires an insulating partition, such as a plasma display and a plasma addressed liquid crystal display, it becomes possible to manufacture a partition with high aspect ratio and high precision. Although there is a limit, it is a method that can make the cross-sectional shape of the partition wall closer to a desired shape to some extent.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a perspective view of the structure of an AC three-electrode PDP panel.
FIG. 2 is a perspective view of a structure of a DC auxiliary anode type PDP panel.
FIG. 3 is a sectional view of an example of a design shape of a partition wall.
FIG. 4 is a cross-sectional view showing formation and shape of a partition wall by a sandblast method.
FIG. 5 is a sectional view showing a method and a shape using a photocurable partition wall material.
FIG. 6 is an explanatory diagram showing the relationship between the amount of a light absorbing agent added to a photocurable layer and a cured portion (parallel light, constant exposure amount).
FIG. 7 is a cross-sectional view showing a cured portion when a low light absorbing partition wall material and a high light absorbing partition wall material are laminated and exposed from a front and back with a different pattern mask;
FIG. 8 is an explanatory view showing a method of forming a partition wall using a photosensitive partition wall material by a front and rear width partition wall pattern photomask;
FIG. 9 is a process explanatory view of Example 1.
FIG. 10 is a process explanatory view of Example 2 (a method of forming a partition by performing front and back exposure using a light-shielding curable dielectric paste as a photomask);
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