JP3695891B2 - 表示パネルの隔壁形成方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ＰＤＰ（プラズマディスプレイパネル）のように表示領域内に隔壁を有した表示パネルを製造するための隔壁形成方法に関する。
【０００２】
ＰＤＰ、ＬＣＤなどの表示パネル（薄型表示デバイス）は、各種の分野で使用されている。特に視認性に優れ且つ高速表示が可能という特徴をもつＰＤＰは、ハイビジョンの表示に好適である。表示品質の向上をめざして、パネル構造及び製造技術の開発が進められている。
【０００３】
【従来の技術】
ＰＤＰは、一対の基板（通常はガラス板）を１５０〜２００μｍ程度の微小間隙を設けて対向配置し、周囲を封止することによって内部に放電空間を形成した自己発光型の表示パネルである。マトリクス表示方式のＰＤＰのうち、カラー表示に適した面放電形式のＰＤＰは、表示の列毎に放電空間を仕切る隔壁を有している。隔壁によって列間の放電結合、色再現のクロストークが防止される。このような隔壁は低融点ガラスからなり、基板上に所定パターンの低融点ガラス層を設けるプロセスと低融点ガラス層を焼成するプロセスとを経て形成される。
【０００４】
隔壁に対応したパターンの低融点ガラス層を形成する手法としては、スクリーン印刷法、サンドブラスト法、感光性ペースト法（フォトリソグラフィ法）、及びアディティブ法（リフトオフ法）が知られている。スクリーン印刷法は、ガラスペーストを重ねて印刷するものである。サンドブラスト法は、ベタ膜状に塗布したペーストを研磨材の吹き付けによって部分的に除去するものである。感光性ペースト法は、感光材を混入したガラスペーストをベタ膜状に塗布してフォトリソグラフィによってパターニングするものである。アディティブ法は、隔壁パターンのネガパターンに相当するマスクを設け、マスクの開口部（空隙）にガラスペーストを埋め込んだ後にマスクを除去するものである。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上述の４つの手法の中で最も量産に適しているのはアディティブ法である。すなわち、スクリーン印刷法では、所定高さの隔壁を得るため多重印刷が不可欠であり、工数が多く位置ずれのおそれもある。サンドブラスト法では、ガラスペーストの大半が研磨されるので、材料の無駄が多い。感光性ペースト法では、ガラス粉末による光の減衰により１回の露光の最大厚さが２０〜３０μｍでしかないことから、所定高さの隔壁を得るために露光と現像とを繰り返す必要がある。
【０００６】
しかし、アディティブ法では、ガラスペースト層が適度に固く且つ靱性を有していなければ、マスクを除去する際に欠けが生じてしまう。したがって、樹脂に代表されるバインダ、可塑剤などを添加することによってガラスペースト層の強度を最適化しなければならない。ところが、添加物を混合したガラスペーストをマスクの空隙に埋め込むと、焼成段階におけるガラスペースト層の体積減少量が多くなり、隔壁の型崩れ（傾斜、そり上がり）や疎密が生じるという問題があった。また、バインダの混合によってガラス粉末を均一に分散させるのが困難となるとともに、ガラスペーストの粘度を埋込みに適した値に設定するためのペースト組成の選択の自由度が制限されるという問題もあった。
【０００７】
本発明は、埋込みによる隔壁形成における形状欠陥の発生を防止するとともに、形成に係わる制約の緩和を図ることを目的としている。他の目的は、量産コストを低減することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
図１は本発明の原理図である。隔壁形状を規定する空隙７０ａに隔壁材料ペーストを埋め込み、その後に所定の強度及び靱性を得るためのバインダ材料を溶解したビークル６０をしみ込ませる。すなわち、空隙を埋める緻密な隔壁材料層９１を設け、その隔壁材料層９１の隔壁材料粒子間の隙間にビークルを浸透させる。これにより、隔壁材料層９１の全体に均等にバインダ材料が行き渡るとともに、あらかじめバインダ材料を混合したペーストを埋め込む場合と違って、隔壁材料粒子間には余分なバインタが注入されず焼成時の体積減少が最小限に抑えられる。それは、ビークル６０が浸透する以前の隔壁材料層９１では隔壁材料粒子どうしが可能なかぎり接近しているからである。加えて、埋め込みの時点では隔壁材料ペーストには埋め込みに必要な最小限のバインダのみを混合すればよいので、ペースト粘度を小さくして埋め込み状態を良好にすることが容易である。
【０００９】
請求項１の発明の方法は、表示領域を区画する隔壁を有した表示パネルの製造において、前記隔壁に対応した形状の凹部が設けられた型にバインダ材料の含有量が型抜きに必要な量よりも少ない隔壁材料ペーストを埋め込んで乾燥させ、前記凹部を埋める隔壁材料層にバインダ材料を含有するビークルをしみ込ませることによって当該隔壁材料層における隔壁材料粒子間にバインダ材料を入り込ませ、その後に隔壁材料層を前記型から隔壁支持基板に転写して焼成するものである。
【００１０】
請求項２の発明の方法は、前記ビークルに転写のための接着材料を混合するものである。
請求項３の発明の方法は、表示領域を区画する隔壁を有した表示パネルの製造において、前記隔壁に対応した形状の空隙を有したネガパターンマスクを隔壁支持基板の上に形成し、前記空隙にバインダ材料の含有量がマスク除去に必要な量よりも少ない隔壁材料ペーストを埋め込んで乾燥させ、前記空隙を埋める隔壁材料層にバインダ材料を含有するビークルをしみ込ませることによって当該隔壁材料層における隔壁材料粒子間にバインダ材料を入り込ませ、その後に、前記ネガパターンマスクを除去し、隔壁材料層を焼成するものである。
【００１１】
請求項４の発明の方法は、前記ネガパターンマスクの材料としてネガ型感光材を用い、膨潤処理によって前記ネガパターンマスクを除去するものである。
【００１２】
【発明の実施の形態】
図２は本発明に係るＰＤＰ１の内部構造を示す分解斜視図である。
ＰＤＰ１は、マトリクス表示の単位表示領域ＥＵに第１及び第２の表示電極Ｘ，Ｙとアドレス電極Ａとが対応する３電極構造をもつ、面放電形式のＡＣ型ＰＤＰである。前面側のガラス基板１１の上に表示電極Ｘ，Ｙ、誘電体層１７及び保護膜１８が設けられ、背面側のガラス基板２１の上にアドレス電極Ａ、隔壁２９及び蛍光体層２８Ｒ，２８Ｇ，２８Ｂが設けられている。表示電極Ｘ，Ｙは、それぞれが透明導電膜４１と金属膜４２とから構成され、一定の間隔（面放電ギャップ）を隔てて交互に配列されている。隔壁２９の平面視形状は直線帯状であり、隔壁配置パターンはストライプパターンである。隔壁２９によって放電空間３０が列毎に区画され、且つその間隙寸法が例えば１５０μｍに規定されている。
【００１３】
表示の１ピクセル（画素）ＥＧはライン方向に並ぶ３個のサブピクセル（単位表示領域）ＥＵからなる。放電空間３０のうちの各列に対応した部分は、全てのラインに跨がって列方向に連続している。各列内のサブピクセルＥＵの発光色は同一である。各サブピクセルＥＵに対応した構造体がセル（表示素子）である。
【００１４】
このような構造のＰＤＰ１は、各ガラス基板１１，２１について別個に所定の構成要素を設けて前面パネル及び背面パネルを作製し、両パネルを重ね合わせて対向間隙の周縁を封止し、内部の排気及び放電ガスの充填を行う一連の工程によって製造される。背面パネルの作製においては、アドレス電極Ａ、隔壁２９、蛍光体層２８Ｒ，２８Ｇ，２８Ｂが順にガラス基板２１上に設けられる。以下、隔壁２９の形成方法を説明する。
【００１５】
図３は第１の隔壁形成方法の手順を示す図である。
まず、あらかじめ作製しておいた非接着性材料（シリコーンゴム、フッ素系ゴムなど）の型７１の凹部７１ａに、低融点ガラスペースト２９０を例えばスクリーン印刷によって埋め込み、強制的に又は自然に乾燥させる〔図３（Ａ）〕。凹部７１ａは隔壁２９に対応した立体形状及び平面視パターンの空隙であり、その寸法は焼成時の体積減少を見込んで所望寸法の隔壁２９が得られるように選定されている。後述の型抜き（転写）を容易にするため、凹部７１ａは底面側の幅が小さい逆錐台状とされている。このような凹部７１ａを有した型７１は、金属製の元型を機械加工などによって作製し、材料のゴムを元型に流して硬化させることにより容易に作製することができる。
【００１６】
使用する低融点ガラスペースト２９０は、型抜き時の欠けを防止するのに十分な量のバインダ材料を含んでいる必要はない。バインダ材料の含有量が少ないペーストは、含有量が多いものと比べて、粘度が小さく印刷性に優れるとともに、ペーストポットライフが長く作業性の点で有利である。
【００１７】
次に、適量のバインダ材料を含有するビークル６０を型７１の表面に塗布する〔図３（Ｂ）〕。ここでのバインダ材料は、型抜き時の欠けを防止するための添加物であり、アクリル樹脂・エチルセルロースなどの有機物でもよいし、ヒドロキシシランに代表される無機物でもよい。埋込み用のバインダと同じ物質でもよいが、溶剤の選択性を考慮すれば異なる物質の方が望ましい。また、重合や縮合などの化学変化を経てバインダとなる物質（アクリルモノマーなど）を用いることも可能である。その場合には、反応開始剤をそのまま使用するか、又はビークルに混合する。また、適時に熱や紫外線を与えて反応を開始させればよい。ビークル６０の作製に用いる溶剤としては、基本的にはバインダ材料を溶解するもの（アルコール、エステルアセテート、ペグミアなど）であればよい。ただし、埋込み用のバインダを溶解しないものが望ましい。溶剤の選択においては、しみ込み易さ（表面張力）、揮発性、型７１の腐食なども考慮する。なお、低融点ガラス層の強度及び靱性を増大させるために、ピークル６０にバインダ材料とともに可塑剤・柔軟剤を混合してもよい。
【００１８】
乾燥状態の低融点ガラスペースト層２９１は、固体のガラス粉末が積み重なった微視的にはポーラスな層であるので、ガラス粉末どうしの隙間にビークル６０がしみ込み、低融点ガラスペースト層２９１の全体にバインダ材料が行き渡る。
そのうえ、バインダ材料を混合したペーストを埋め込む場合とは違って、乾燥したペースト層にビークル６０をしみ込ませる場合は、密集状態のガラス粉末どうしの隙間にバインダが入り込むので、層中のバインダ材料の含有量が必要最小限となる。つまり、しみ込みによってバインダ材料を注入すると、後の焼成でのバインダの消失による層の体積減少率が小さく、隔壁２９の型崩れがほとんど起きない。
【００１９】
次に、ビークル６０のしみ込みが終わる時期を見計らって、型７１から余ったビークル６０を除去し、ビークル６０のしみ込んだ低融点ガラスペースト層２９１を乾燥させる。すなわち、ビークル６０中の溶剤を蒸発させる。溶剤の蒸発した後の低融点ガラス層２９２では、バインダ材料がガラス粉末どうしを付着させるバインダとして有効に機能する。続いて、型７１にガラス基板２１を重ね合わせて上下を反転し、型７１とガラス基板２１とを離す型抜きを行って低融点ガラス層２９２をガラス基板２１に転写する〔図３（Ｃ）〕。転写を確実なものにするには、ビークル６０又は埋込み用の低融点ガラスペースト２９０に接着剤を混合しておけばよい。接着剤としては、ガラス転移点の低い（−２０〜−４０℃）樹脂が好適であるが、粘着性の材料でもよい。
【００２０】
その後、低融点ガラス層２９２を焼成して隔壁２９を得る。焼成においては、低融点ガラス層２９２のバインダが最小限であるので、バインダの燃え残りがなく、良質の隔壁２９を得ることができる。
【００２１】
以上の隔壁形成方法は、型７１を繰り返し使用することができるので、量産コストの低減に有利である。型７１の材料は耐薬品性に優れたものであればよく、ゴムに限定されない。
【００２２】
図４は第２の隔壁形成方法の手順を示す図である。
まず、ガラス基板２１の上に隔壁配置に対するネガパターンのマスク８０を形成する〔図４（Ａ）〕。このとき、マスク材料としてネガ型感光性レジストを用いる。例えばドライフィルム状の感光性レジストをラミネータを用いて圧着し、パターン露光及び現像を行う。ネガ型レジストを用いることにより、厚さ方向の露光量の減衰特性を利用して上窄みの空隙８０ａを有したマスク８０を容易に得ることができる。空隙８０ａの立体形状及び平面視パターンは隔壁２９に対応しており、空隙８０ａの寸法は焼成時の体積減少を見込んで所望寸法の隔壁２９が得られるように選定されている。
【００２３】
続いて、低融点ガラスペースト２９０を埋め込んで乾燥させる〔図４（Ｂ）〕。埋め込みには、スクリーン印刷法、バーコータ法、スロットコータ法、カーテンコータ法などを用いることができる。低融点ガラスペースト２９０は、後に行うマスク除去での欠けを防止するのに十分な量のバインダ材料を含んではいないので、多量のバインダ材料を含むものと比べて粘度が小さく埋め込みに適している。
【００２４】
次に、適量のバインダ材料を含有するビークル６０をマスク８０の表面に塗布する〔図４（Ｃ）〕。これにより、乾燥状態の低融点ガラスペースト層２９１にビークル６０がしみ込み、低融点ガラスペースト層２９１の全体にバインダ材料が行き渡る。
【００２５】
ビークル６０のしみ込みが終わる時期を見計らって、マスク８０の上の余ったビークル６０を除去し、マスク８０を例えばアルカリ水溶液に浸して膨張させる。バインダ材料がしみ込んだ低融点ガラス層２９２が上窄み形状であるので、膨張にともなってマスク８０は自然に低融点ガラス層２９２の間から抜け出る。このように膨潤現象を利用したマスク８０の除去は、容易且つ確実な処理であって、アッシングと比べて有機不純物の残留するおそれが少ない。
【００２６】
その後、低融点ガラス層２９２を焼成して隔壁２９を得る。上述の形成方法と同様に、低融点ガラス層２９２のバインダが最小限であるので、焼成においてバインダの燃え残りがなく、良質の隔壁２９を得ることができる。
【００２７】
上述の実施形態ではＰＤＰ１を例に挙げたが、本発明はＰＤＰ以外の表示パネルにおける隔壁形成にも適用可能である。
【００２８】
【発明の効果】
請求項１乃至請求項４の発明によれば、埋込みによる隔壁形成における形状欠陥の発生を防止するとともに、形成に係わる制約を緩和することができる。
【００２９】
請求項１の発明によれば、型を繰り返し使用して量産コストを低減することができる。
請求項２の発明によれば、転写の信頼性を高め、歩留りを向上させることができる。
【００３０】
請求項４の発明によれば、マスク除去に適した形状のマスクを容易に形成することができるとともに、より確実にマスクを除去することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の原理図である。
【図２】本発明に係るＰＤＰの内部構造を示す分解斜視図である。
【図３】第１の隔壁形成方法の手順を示す図である。
【図４】第２の隔壁形成方法の手順を示す図である。
【符号の説明】
１ ＰＤＰ（表示パネル）
２１ ガラス基板（隔壁支持基板）
２９ 隔壁
６０ ビークル
７０ａ 空隙
７１ 型
７１ａ 凹部
８０ａ 空隙
８０ マスク（ネガパターンマスク）
９０ 乾燥状態の低融点ガラスペースト層（隔壁材料層
２９０ 低融点ガラスペースト（隔壁材料ペースト）
２９１ 乾燥状態の低融点ガラスペースト層（隔壁材料層）
２９２ 低融点ガラス層（ビークルのしみ込んだ隔壁材料層）

Claims (4)

1. 表示領域を区画する隔壁を有した表示パネルの製造において、前記隔壁に対応した形状の凹部が設けられた型にバインダ材料の含有量が型抜きに必要な量よりも少ない隔壁材料ペーストを埋め込んで乾燥させ、前記凹部を埋める隔壁材料層にバインダ材料を含有するビークルをしみ込ませることによって当該隔壁材料層における隔壁材料粒子間にバインダ材料を入り込ませ、その後に隔壁材料層を前記型から隔壁支持基板に転写して焼成する
   ことを特徴とする表示パネルの隔壁形成方法。
2. 前記ビークルに転写のための接着材料を混合する
   請求項１記載の表示パネルの隔壁形成方法。
3. 表示領域を区画する隔壁を有した表示パネルの製造において、前記隔壁に対応した形状の空隙を有したネガパターンマスクを隔壁支持基板の上に形成し、前記空隙にバインダ材料の含有量がマスク除去に必要な量よりも少ない隔壁材料ペーストを埋め込んで乾燥させ、前記空隙を埋める隔壁材料層にバインダ材料を含有するビークルをしみ込ませることによって当該隔壁材料層における隔壁材料粒子間にバインダ材料を入り込ませ、その後に、前記ネガパターンマスクを除去し、隔壁材料層を焼成する
   ことを特徴とする表示パネルの隔壁形成方法。
4. 前記ネガパターンマスクの材料としてネガ型感光材を用い、膨潤処理によって前記ネガパターンマスクを除去する
   請求項３記載の表示パネルの隔壁形成方法。

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