JP4116676B2 - 絶縁体組成物、グリーンテープおよびそれらを用いるプラズマディスプレイ装置の隔壁形成方法 - Google Patents
絶縁体組成物、グリーンテープおよびそれらを用いるプラズマディスプレイ装置の隔壁形成方法 Download PDFInfo
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、プラズマディスプレイ装置（以下「ＰＤＰ装置」と記す。）の隔壁形成方法に係り、さらに詳しくは、隔壁形成に好適なグリーンテープ形成用の絶縁体組成物、該絶縁体組成物をシート状に加工したグリーンテープおよび該グリーンテープを用いるＰＤＰ装置の隔壁形成方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のＣＲＴに代わる大型の壁掛けテレビやハイビジョン用のディスプレイに用いるフラットディスプレイとして、ＰＤＰ装置の開発が進められている。ＰＤＰ装置は、それぞれの内表面に必要に応じて絶縁体層で被覆された複数本の陽極およびその対向位置に陰極を有する一対のガラス構成基板を、所定のガス放電間隔を隔てて対向配置し、その周辺を封止材によって気密封止した後、前記ガラス放電間隔内に所定の放電ガスを封入してガス放電部を構成してなるものである。そして上記ガス放電間隔は各部で一様に保持され、絶縁体隔壁で区分された一定の空間セルで放電するような構成が採用されている。
第５図は、そのようなＰＤＰ装置の直流型の場合の基本的構造を示したものである。
【０００３】
ＰＤＰ装置は大型化、高精細化、カラー化することが要求され、それに伴い隔壁の高さ、すなわち電極間隔の均一性の確保と同時に、量産性の向上を達成することが要求されている。
ＰＤＰ装置の隔壁の形成方法の主流は、スクリーン印刷法である。スクリーン印刷法においては、特開昭５８−１５０２４８号公報などに記載されているように、ガラス等の絶縁体粉末を印刷可能なペーストとした後、小型ディスプレイの場合スクリーン印刷用のメッシュマスクを用いてラインまたはドットとスペースとをペアとして、たとえば３ペア／mm程度の解像性で所定の厚さに印刷積層する工程が採用されている。このとき上記の解像性を維持しながら少なくとも３〜４回、多い場合には１０程度の印刷を繰り返して所定の厚さ（高さ）まで積層する。このため印刷積層工程は、各印刷工程時にその都度精密な見当合わせを要し、またその都度ペーストの流れ出しに注意し、しかも最終的に積層した高さが不揃いにならないように膜厚を精度よくコントロールすることなどが要求され、極めて繁雑で歩留まりの低い工程である。この工程上の欠陥を克服するために、熟練した印刷技術者が丹念に時間をかけて印刷する必要があり、多大なコスト高を誘起する背景となっている。
【０００４】
このような背景から、近年、サンドブラスト隔壁形成方法が開発され実用化されつつあり、該方法を第４図に基づき説明する。第１工程としてガラス基板上にアノードを形成する。次いで隔壁となる絶縁体層をスクリーン印刷法により所望の厚さにベタ印刷する。乾燥した絶縁体層上に、パターニングされた耐サンドブラスト性を有するレジストを接着し、サンドブラストマシンにより研磨材を吹き付け隔壁となる部分−すなわちレジストがパターニングされている領域−以外の絶縁体材料を除去し、次いでレジストを剥離し最後に焼成することにより、細い均一な高さの隔壁を形成しようとするものである。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
前述のガラス等の絶縁体粉末を主成分とするペーストを用い、所望のパターンの絶縁体層を所望の高さに印刷するスクリーン印刷法は、操作が繁雑で時間がかかり、また絶縁体層の高さ（厚さ）方向の均一性の維持が極めて困難である。
【０００６】
一方、サンドブラスト法においては、ベタ印刷であるため位置合わせは容易であるが、依然として印刷回数が多く膜厚の均一性の管理が困難である。さらにＰＤＰ装置の隔壁に対しての信頼性の要求から、工程上の欠点を回避するための細心の注意を払ったペーストの準備および印刷作業が要求され、また作業環境の雰囲気管理を必要とするため、作業効率および量産効率が向上しないという問題があった。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、ＰＤＰ装置の製造方法において、予め成形した均一な厚さのグリーンテープを絶縁体層に用いることにより、均一な高さ（厚さ）の信頼性の高い隔壁を容易に形成でき、かつ大幅に隔壁形成工程を合理化できることを見出し本発明を完成した。
【０００８】
本発明は、ａ) 軟化点が焼成温度より少なくとも50℃低い非晶質ガラス３０〜６０容量％および耐火性酸化物７０〜４０容量％からなる無機固体微細粉末、
ｂ) 重合体物質４０〜６０容量％および可塑剤６０〜４０容量％からなるバインダー、ならびに
ｃ) 揮発性非水有機溶媒
からなり、ｃ)の揮発性非水有機溶媒にｂ)のバインダーを溶解した溶液にａ)の無機固体粉末を分散したことを特徴とするプラズマディスプレイ装置の隔壁形成に用いるグリーンテープ形成用のキャスト可能な絶縁体組成物に関する。
【０００９】
また、本発明は前記キャスト可能な絶縁体組成物を可撓性基板上にキャストし、加熱により揮発性非水有機溶媒を除去して得られるプラズマディスプレイ装置の隔壁形成用グリーンテープに関する。
【００１０】
さらに本発明は、少なくとも一方の基板表面に放電発光表示部を構成する複数の電極が設けられた所定の空間を隔てて対向配置された一対の基板と、該放電発光表示部を区画する隔壁とを具備し、周辺を封止材により封着してなるプラズマディスプレイ装置の製造方法において、
ａ) ガラス基板上に導体組成物の電極パターン層を形成した集合体の面上に、前記可撓性を有するグリーンテープを積層し、３００〜４００℃に加熱して層中の有機物の一部を除去した絶縁体層を形成し、
ｂ) ｃ)工程で得られた絶縁体層上にサンドブラスト用レジスト層を形成し、サンドブラストによりエッチングする領域以外に隔壁に対応するレジストパターンを形成し、
ｃ) ｂ)工程で形成したレジストパターンの形成されていない領域の絶縁体層をサンドブラストすることにより除去して隔壁部を形成し、
ｄ) ｃ)工程でパターン化された絶縁体層によって形成された隔壁をサンドブラスト用レジストの剥離後に焼成する
ことを特徴とするプラズマディスプレイ装置の隔壁形成方法に関する。
【００１１】
さらに、本発明は上記プラズマディスプレイ装置の製造方法において、
ａ) ガラス基板上に厚膜導体組成物の電極パターン層を形成した集合体の面上に、請求項２に記載のグリーンテープを積層し、３００〜４００℃に加熱して層中の有機物の一部を除去した絶縁体層を形成し、
ｂ) ａ)工程で得られた絶縁体層上に光硬化性の絶縁体ペーストまたはグリーンテープ層を形成し、サンドブラストによりエッチングする領域以外に隔壁に対応するサンドブラスト用マスクパターンを形成し、
ｃ) ｂ)工程で形成したサンドブラスト用マスクパターンの形成されていない領域の絶縁体層をサンドブラストすることにより除去して隔壁部を形成し、
ｄ) ｃ)工程でパターン化された絶縁体層によって形成された隔壁を焼成することを特徴とするプラズマディスプレイ装置の隔壁形成方法に関する。
【００１２】
本発明の絶縁体組成物は、前記したように非晶質ガラスと耐火性酸化物からなる無機固体粉末を、重合体物質および可塑剤からなるバインダーを揮発性非水有機溶媒に溶解した溶液に分散したキャスト可能な組成物である。
【００１３】
以下に各組成成分を詳細に説明する。
ａ−１) 非晶質ガラス
本発明の組成物に使用されるガラスの組成はそれ自体重要ではなく、使用条件下で非晶質であって、軟化点(Ts)が焼成温度よりも５０℃以上低く、かつ焼成温度での粘度(η)が１×１０6ポイズ以下のガラスであることが重要であり、焼結温度におけるガラス粘度が１×１０5ポイズ以下のガラスが好ましい。上記した物理的性質を組み合わせて有するガラスは４５０〜６００℃で焼成する場合、有機物の極めて良好な燃え切りを可能にし、焼結して放電隔壁として要求される緻密さと構造物として要求される強度を共に達成できる適切な流動性を備える。これらの２つの変数の相関関係が、本発明で使用可能なガラスの粘度−温度特性の定義に必要である。本明細書で使用する「軟化点(Ts)」という用語は、膨張計で測定した軟化点を指すものである。
【００１４】
ガラスが使用条件下で非晶質であることは必須の条件である。さらに、ガラスが組成物の耐火性酸化物の溶解について重要な何らの影響を与えないか、あるいはもしそれが耐火性酸化物を非常に可溶化するものであれば、得られる溶液は初期の焼成段階およびすべての一連の焼成段階の両方の焼成温度において適切な高粘度を有していなければならないことが分かった。しかしながら耐火性酸化物はガラス中に20重量％以上溶解してはならず、好ましくは10重量％以上溶解しないのが好適である。
【００１５】
同様に耐火性酸化物の量に対するガラスの量が極めて重要である。２〜５ｇ／cm2の密度を有するガラスを使用すると、ガラスの量は３０〜６０容量％、好ましくは４０〜５０容量％であり残は耐火性酸化物である。ガラスの厳密な量は焼成温度におけるガラスの粘度が比較的高い場合より多量のガラスが必要になり、ガラスの粘度が比較的に低い場合には、より少量のガラスでよい。ガラスの量が過少な場合焼成時の層の高密度化が不充分となり、一方過多な場合には層が焼成温度で軟化し過ぎるので、隔壁の形状が変化し好ましい電極間隔およびセル形状を維持できなくなると共に、ガラスが層と隣接する導電体層に流れ出し、導電性回路に潜在的な短絡およびオープンの問題が生じる。さらに、このようなガラスの流動は隣接する導体の接合を非常に難しくしてしまう。ガラスが過多な場合有機物の捕捉を引き起こし、それが以降の焼成の間の絶縁体層のブリスターの原因となる。他方、ガラスの量が３０容量％より少ない場合には焼成された構造体が多孔質になり過ぎ、充分に緻密化しない。これらの変化を考慮すると、固体微粉末は40〜50容量％の非晶質ガラスを含むのが好ましい。
【００１６】
ａ−２) 耐火性酸化物
本発明で使用する耐火性酸化物は、それと共にどのようなガラスが使用された場合にも、ガラスに対する溶解度がないか、あるとしても最低限しか有していないものである。集合体が多層に構成される場合、とりわけ基板の反りに対して寸法的に安定であるように絶縁体層は基板と同等の膨張特性を有することが多層系を形成する上で重要である。この基準内において、耐火性酸化物はそのガラスとの混合物の膨張係数ＴＣＥが、適用される基板のＴＣＥに近似するように選択される。すなわちガラスがそれと共に用いる耐火性酸化物、たとえばＡｌ2Ｏ3よりも低いＴＣＥを有する場合、α−クォーツやＣａＺｒＯ3のような高ＴＣＥの充填剤を耐火性酸化物と共に使用する。一方、高ＴＣＥのガラスを使用する場合には、溶融シリカ、菫青石またはムライトのような低ＴＣＥの充填剤を耐火性酸化物と共に用いるのが好ましい。ガラス−耐火性酸化物混合物のＴＣＥは、それを適用する基板のＴＣＥと近似するように制御しなければならない。
【００１７】
焼成により絶縁体層のさらなる高密度化を得るためには、ガラス−耐火性酸化物の混合物は極めて小さい粒子径を有することが重要である。特に独立した粒子のそれぞれが１５μmを越えるべきではなく、好ましくは１０μm以下である。実質的に全ての無機固体粒子は、０.２〜５μmの範囲内にあることが好ましい。
【００１８】
ｂ−１) 重合体物質
前記ガラス−耐火性酸化物の無機固体粉末は、重合体物質、可塑剤および所望により添加される溶解物質、たとえば離型剤、分散剤、剥離剤、防汚剤、湿潤剤等からなるバインダーを揮発性非水有機溶媒に溶解した媒体に分散される。
バインダーの主成分として、バインダーが空気中でより容易に燃え尽きるような高温で焼成する従来のグリーンテープの製造方法において使用されてきた広範囲の重合体物質を使用することが可能である。このような重合体物質として、ポリ（ビニルブチラール）、ポリ（ビニルアセテート）、ポリ（ビニルアルコール）、メチルセルロース、エチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、メチルヒドロキシエチルセルロースのようなセルロース系重合体、アタクチックポリプロピレン、ポリエチレン、ポリ（メチルシロキサン）、ポリ（メチルフェニルシロキサン）のようなケイ素系重合体、ポリスチレン、ブタジエン／スチレン共重合体、ポリ（ビニルピロリドン）、ポリアミド、高分子量ポリエーテル、エチレンオキサイドとプロピレンオキサイドとの共重合体、ポリアクリルアミド、ナトリウムポリアクリレート、ポリ（低級アルキルアクリレート）、低級アルキルアクリレートおよびメタクリレートの種々の組み合わせの共重合体およびマルチ重合体のような種々のアクリル系重合体を例示できる。エチルメタクリレートとメチルアクリレートとの共重合体およびエチルアクリレート、メチルメタクリレートおよびメタクリル酸のターポリマーが、スリップ成型用物質のためのバインダーとして以前から使用されている。
【００１９】
最近、Ｕｓａｌａによる米国特許出願第５０１,９７８号明細書に開示された、０〜１００重量％のＣ1〜Ｃ8アルキルメタクリレート、１００〜０重量％のＣ1〜Ｃ8アルキルアクリレートおよび０〜５重量％のエチレン系不飽和カルボン酸またはアミンの相溶性のマルチ重合体の混合物からなるグリーンテープ用の有機バインダーも使用することができる。
【００２０】
好ましくは、酸化性雰囲気下で４００〜６５０℃の低い焼成温度でも、極めてきれいに完全に燃焼し炭素状残渣を絶縁体層中に残さないポリ（α−メチルスチレン）または下記化１の構造式で表される単官能性メタクリレートの重合体を用いる。
【００２１】
【化１】
【００２２】
上記メタクリル系単量体において、α−炭素は、β−炭素の有無によって２個または３個の水素原子置換基を有していなければならない。β−炭素がない場合は、メチルメタクリレートのようにそれは水素原子で置き換えられる。一方、β−炭素を有する場合、Ｒ1、Ｒ2およびＲ3は独立してアルキル、アリールまたはアラルキル基より選択されるか、３つのＲ基のうち１つが水素原子であれば、他の２つはアルキル、アリールまたはアラルキル基より選択するのが好ましい。
これらの２種類の重合体はホモ重合体であるか、またはメタクリレート重合体の場合には上記の基準に適合した単量体のみを有する重合体であることが望ましい。
【００２３】
上記２種類の重合体物質は約１５重量％まで、好ましくは５重量％以下のその他の種類のコモノマーを含むことができ、さらに良好な非酸化的焼尽特性を与える。このようなその他の単量体としてエチレン性不飽和カルボン酸およびアミン、アクリレート、スチレン、アクリロニトリル、酢酸ビニル、アクリルアミドなどが挙げられる。同様に、その他のコモノマーに代えて約１５重量％までのその他の単量体のホモ重合体および共重合体のような、前記基準外のその他の重合体を使用することができる。その他の単量体は、別の重合体を構成しようと、主成分の重合体鎖に含まれるものであろうと、系に存在する全単量体重量の約１５重量％、好ましくは５重量％を越えない限り、全重合体物質中に許容される。
【００２４】
どのような重合体物質が使用されても、充分な結合強度を有するために塩化メチレン中２０℃で測定した固有粘度が少なくとも０.１ポイズ以上であることが好ましい。分子量の上限には特に制限はないが、溶解性の問題を回避する上で、1.0以下の固有粘度を有する重合体を用いるのが好ましく、特に０.３〜０.６の固有粘度を有する重合体の使用が、本発明に好結果をもたらす。
【００２５】
ｂ−２) 可塑剤
重合体物質のガラス転移点(Tg）の低下に寄与する１種またはそれ以上の可塑剤を使用する。このような可塑剤は基体への組成物の積層を確実にするのにも役立つ。可塑剤の選択は、主に変性させるべき重合体により決定される。種々のバインダー系で使用される可塑剤として、ジエチルフタート、ジブチルフタレート、ブチルベンジルフタレート、ジベンジルフタレート、アルキルホスフェート、ポリアルキレングリコール、ポリ（エチレンオキサイド）、ヒドロキシエチル化されたアルキルフェノール、トリクレジルホスフェート、トリエチレングリコールジアセテートおよびポリエステル系可塑剤を挙げることができる。ジブチルフタレートは比較的低濃度で使用可能なことから、メテクリル重合体系で頻繁に使用される。
【００２６】
高分子量の重合体物質と共にきれいに揮発し実質的に残渣を残さない可塑剤を使用するのが特に好ましい。このような可塑剤としてベンジルブチルフタレートが挙げられる。これを用いることによりバインダーの可塑性を調整することができ、グリーンテープは基体に積層された導体線の回りによく適合し、かつグリーンテープの取り扱いを困難にするほどの粘着性を有することもなくまた弱すぎもしない。
【００２７】
バインダーの総量は、含有する可塑剤を含めて、良好な積層および高いグリーンテープ強度を得るのに充分な量であることが要求されるが、無機固体粉末の充填量を低減させるほど多量であってはならない。グリーンテープに含まれる有機物質が多すぎるほど、焼成時の焼結および高密度化が不充分となりがちである。この理由からバインダーは溶媒を含まないグリーンテープの容量の３０〜５０容量％が好ましく、さらに好ましくは４０〜５０容量％である。
【００２８】
ｃ) 有機溶媒
有機溶媒として、重合体物質、可塑剤および所望により添加される添加剤を完全に溶解し、かつ大気圧下で比較的低水準の加熱により容易に蒸発させることが可能な充分な高揮発性を有するものが選択される。さらに組成物中に含まれるその他の任意の添加剤のいずれよりも低温の沸点を有していなければならない。したがって、１５０℃以下の沸点を有する有機溶媒が使用される。このような溶媒として、アセトン、キシレン、メタノール、エタノール、イソプロパノール、メチルエチルケトン、１,１,１−トリクロロエタン、テトラクロロエチレン、アミルアセテート、２,２,４−トリエチルペンタンジオール−１,３−モノイソブチレート、トルエン、塩化メチレンおよびフルオロカーボンが挙げられる。溶媒の個々の成分は重合性物質の完全な溶媒でなくてもよく、これらは他の溶媒成分との混合により溶媒としての機能を有するようになる。
【００２９】
本発明のグリーンテープは、前記絶縁体組成物を、たとえば銅ベルト、重合体フィルムなどの可撓性基板上にキャストして均一な膜厚を有する層状に成型し、該層中の揮発性非水有機溶媒を加熱により揮発させ除去した絶縁体組成物のテープである。
加熱温度は、有機溶媒の沸点以上、バインダー成分の沸点または分解点以下の温度である。加熱温度が高すぎるとブリスターの原因となるので好ましくない。本発明の隔壁形成方法は、サンドブラスト法に基づくものであり、隔壁の形成に前記本発明のグリーンテープを使用することを特徴とする。
【００３０】
ＰＤＰ装置を構成する一対のガラス基板、すなわち表面板および裏面板のいずれかにカソードまたはアノード電極を形成し、そのアノードが形成されたガラス基板（以下、本明細書においては「裏面板」という）に、隔壁を形成する場合について、添付図１〜３に基づき、本発明を詳細に説明する。
【００３１】
工程１) ガラス基板上に外部入力のための端子電極を形成する。
工程２) 同基板上にアノード母線を形成する。
工程３) 同基板上に前工程で形成したアノード母線と電気的に接続される電流制御用抵抗群を形成する（抵抗なしの基板を用いる場合には、本工程は省略される）。
工程４) 工程２)で形成したアノードに母線を電気的に放電空間と絶縁する層(絶縁層)を形成する。
【００３２】
工程５) 前記工程までに形成されたアノードおよび抵抗体の配置に対応した絶縁体組成物を用いて放電区間（画像セル）を区画する隔壁を形成する。この隔壁形成工程は、以下の工程により構成される（図１参照）。
【００３３】
工程５−１) 前記工程までにガラス基板上に形成された下部構造体上に、本発明のグリーンテープを１〜３層の範囲から選択される層数積層し、１００〜３００μmの範囲の所望の膜厚の絶縁体層を形成する。
工程５−２) 絶縁体層を形成した構造体を、３００〜４００℃に加熱する。
工程５−３） 絶縁体層の最上部にサンドブラスト用レジストを適用し、サンドブラストによるエッチングにより絶縁体層を残すべき領域に対応してレジストパターンを形成する。
工程５−４) サンドブラスト用レジスト層の上部から、サンドブラスト・マシーンのノズルから研磨材と空気とを同時に吹き付け、前工程で形成したパターンに応じてレジスト層の形成されていない領域の絶縁体層に研磨材が衝突して切削され、切削後に残った絶縁体層の領域がＰＤＰ装置の画像セルを区画する隔壁部を形成する。
工程５−５) サンドブラスト用レジスト層を剥離する。
工程５−６) 絶縁体層で隔壁部を形成した構造体を焼成する。
【００３４】
なお、上記工程５−２）では、本発明の絶縁体組成物からなるグリーンテープを積層し、絶縁体層を形成した構造体を３００℃〜４００℃に加熱することによって、グリーンテープに含まれる有機物の少なくとも１部を除去する代わりに、工程５−６）での焼成温度以下で、グリーンテープを形成する絶縁体組成物に含まれる非晶質ガラスの軟化点、例えば後述の実施例に使用されているガラスの軟化点である４５３℃より約５０℃低い温度以上の温度で前記絶縁層を形成した構造体を加熱し、前記非晶質ガラスの少なくとも１部を軟化させる工程〔以後、工程５−２′)と言う〕を選択的に採用することもできる。
いずれの工程を選択しても、次の工程でのサンドブラストを使用したエッチングによるレジストパターンの形成において隔壁の厚み方向の均一性が保持されるだけでなく、サンドブラスト処理の効率を改善でき、結果的に本発明の絶縁体組成物から形成される構造体の大きさにかかわらず隔壁を効率良く、高精度に形成することができる。
【００３５】
焼成には、通常厚膜ハイブリッドＩＣの分野で使用されている一般的な焼成炉を使用することができる。典型的な焼成条件は、適切な給排気条件下で４００〜６５０℃程度の温度に約５〜２０分間保持するのが一般的である。グリーンテープの形成に用いた絶縁体組成物中の非晶質ガラスと耐火性酸化物の熱的諸特性と焼成温度条件が密接に関連しあって、良好な隔壁の性能が得られるため使用する材料に応じて焼成条件を決定するのが望ましい。したがって、焼成条件によっては、絶縁体組成物中の非晶質ガラスの一部が結晶化する場合もある。
またピーク温度に達するまでの昇温速度は、毎分１０〜５０℃程度とすることが好ましいが、グリーンテープ中に存在する有機成分の熱分解温度付近では、昇温速度を著しく低下させて急激な焼成を回避し、その後再び生産性、焼結性などを考慮した速度で昇温するのがさらに好ましい。これによりグリーンテープ中の有機物の焼却を円滑にかつより完全に行うことができる。
【００３６】
工程６) 前記までの工程により構成された裏面板を、一方のカソードの形成された表面板の所定の位置に重ね合わせ一対のガラス基板として組み立てる。
工程７) 一対のガラス基板が対向配置された組立体の周辺を、低融点のガラス組成物などを用いて封止し、低温焼成する。
工程８) 前工程７)で気密封止したセル内に放電ガスを封入し、ガス放電部を構成する。
【００３７】
以上の工程１)〜８)を通して、ＰＤＰ装置を製造することができる。
ＰＤＰ装置の前記第１の隔壁形成方法（図１参照）においては、グリーンテープの積層体の最上部にサンドブラスト用レジストを適用しているが、このレジストの代わりに光重合体モノマーおよび光重合開始剤を含有し、樹脂成分を比較的多量に含有するパターニング用絶縁体層（絶縁体ペーストまたはグリーンテープ）を用いてサンドブラスト用マスクパターンを形成してもよい（図２参照）。その他の工程は前記第１の隔壁形成方法と同様である。この第２の隔壁形成方法においては、サンドブラスト用マスクパターンを剥離する必要がなく、第１の方法に比較してさらに工程が簡素化され、作業効率および量産効率が向上する。
【００３８】
【実施例】
本発明を実施例により、さらに詳細に説明する。ただし、本発明の範囲は、以下の実施例により何等の制限を受けるものではない。
【００３９】
１) 絶縁体組成物の調製
下表に示す組成の無機固体微粉末、バインダーおよび揮発性非水有機溶媒を、ボールミル処理して絶縁体組成物を調製した。
【００４０】
【表１】
【００４１】
上表中、ガラスフリットは、下記の重量組成を有する。
ＺｎＯ ８.０％
ＳｉＯ２ １５.０％
ＰｂＯ２ ６５.０％
Ｂ2Ｏ3 １２.０％
【００４２】
無機固体微粉末として、下記の比表面積を有する微細粉末を使用した。
ガラスフリット ３.５m2／ｇ
アルミナ １.２m2／ｇ
【００４３】
２) グリーンテープの調製
シリコーン処理された厚さ3ミルのポリエステルフィルム（商品名：Mylar, E.I. du Pont de Nemours & Co. 製）上に、前記１)項で調製した絶縁体組成物を湿潤時の厚さで約１５ミルになるように流延し、次いで室温で乾燥し有機溶媒の８０〜９０重量％を蒸発させ厚さ120μmのグリーンテープを得た。
【００４４】
３) 隔壁の形成
前記調製したグリーンテープを使用し、前記詳述したＰＤＰ装置の第１および第２の隔壁形成法に準じてガラス基板上に隔壁を形成した。
グリーンテープを積層して得られた絶縁体層（塗膜）のＪＩＳ塗料一般試験方法：JIS K5400-1979による鉛筆引っかき試験結果およびサンドブラスト処理により得られた焼成前後の隔壁形状を下記に示す。
【００４５】
【表２】
【００４６】
表中、隔壁形状の値は、第１法および第２法で形成した隔壁中からそれぞれランダムに２０点を選択して計測した値の平均値である。
【００４７】
実施例２に従って調製された絶縁体組成物から形成されるグリーンテープを用いて前述と全く同様の隔壁形成方法によりグリーンテープを積層した絶縁体層からなる構造体を工程５−２）に代わって工程５−２′)に従って処理して得られた結果を表３に示す。
【００４８】
【表３】
【００４９】
【発明の効果】
本発明のＰＤＰ装置の隔壁形成方法においては、本発明の絶縁体組成物に基づく本発明のグリーンテープを使用することにより、隔壁の厚み（高さ）方向の均一性が保持されるだけでなく、各工程の作業は極めて簡単でありかつ作業時間が短縮され、特にサンドブラストの作業効率および工程管理が改善される。
したがって、本発明の絶縁体組成物またはグリーンテープを使用するか、もしくは隔壁形成方法を採用することにより、ＰＤＰ装置の大型化、高精細化を達成しながら量産性をも向上させることが可能となる。
【００５０】
本発明のプラズマディスプレイ装置の隔壁形成についてもっぱら説明してきたが、絶縁体組成物の組成を変更してプラズマディスプレイ装置の絶縁体層のオーバーコートの形成にも使用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のＰＤＰ装置の製造方法における第１の隔壁形成方法の工程を説明する図である。
【図２】本発明のＰＤＰ装置の製造方法における第２の隔壁形成方法の工程を説明する図である。
【図３】本発明のＰＤＰ装置の製造方法における隔壁形成方法のフローチャートである。
【図４】一般的なサンドブラスト技術を説明する図である。
【図５】ＰＤＰ装置の内部構造の主要部を示す図である。
【産業上の利用分野】
本発明は、プラズマディスプレイ装置（以下「ＰＤＰ装置」と記す。）の隔壁形成方法に係り、さらに詳しくは、隔壁形成に好適なグリーンテープ形成用の絶縁体組成物、該絶縁体組成物をシート状に加工したグリーンテープおよび該グリーンテープを用いるＰＤＰ装置の隔壁形成方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のＣＲＴに代わる大型の壁掛けテレビやハイビジョン用のディスプレイに用いるフラットディスプレイとして、ＰＤＰ装置の開発が進められている。ＰＤＰ装置は、それぞれの内表面に必要に応じて絶縁体層で被覆された複数本の陽極およびその対向位置に陰極を有する一対のガラス構成基板を、所定のガス放電間隔を隔てて対向配置し、その周辺を封止材によって気密封止した後、前記ガラス放電間隔内に所定の放電ガスを封入してガス放電部を構成してなるものである。そして上記ガス放電間隔は各部で一様に保持され、絶縁体隔壁で区分された一定の空間セルで放電するような構成が採用されている。
第５図は、そのようなＰＤＰ装置の直流型の場合の基本的構造を示したものである。
【０００３】
ＰＤＰ装置は大型化、高精細化、カラー化することが要求され、それに伴い隔壁の高さ、すなわち電極間隔の均一性の確保と同時に、量産性の向上を達成することが要求されている。
ＰＤＰ装置の隔壁の形成方法の主流は、スクリーン印刷法である。スクリーン印刷法においては、特開昭５８−１５０２４８号公報などに記載されているように、ガラス等の絶縁体粉末を印刷可能なペーストとした後、小型ディスプレイの場合スクリーン印刷用のメッシュマスクを用いてラインまたはドットとスペースとをペアとして、たとえば３ペア／mm程度の解像性で所定の厚さに印刷積層する工程が採用されている。このとき上記の解像性を維持しながら少なくとも３〜４回、多い場合には１０程度の印刷を繰り返して所定の厚さ（高さ）まで積層する。このため印刷積層工程は、各印刷工程時にその都度精密な見当合わせを要し、またその都度ペーストの流れ出しに注意し、しかも最終的に積層した高さが不揃いにならないように膜厚を精度よくコントロールすることなどが要求され、極めて繁雑で歩留まりの低い工程である。この工程上の欠陥を克服するために、熟練した印刷技術者が丹念に時間をかけて印刷する必要があり、多大なコスト高を誘起する背景となっている。
【０００４】
このような背景から、近年、サンドブラスト隔壁形成方法が開発され実用化されつつあり、該方法を第４図に基づき説明する。第１工程としてガラス基板上にアノードを形成する。次いで隔壁となる絶縁体層をスクリーン印刷法により所望の厚さにベタ印刷する。乾燥した絶縁体層上に、パターニングされた耐サンドブラスト性を有するレジストを接着し、サンドブラストマシンにより研磨材を吹き付け隔壁となる部分−すなわちレジストがパターニングされている領域−以外の絶縁体材料を除去し、次いでレジストを剥離し最後に焼成することにより、細い均一な高さの隔壁を形成しようとするものである。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
前述のガラス等の絶縁体粉末を主成分とするペーストを用い、所望のパターンの絶縁体層を所望の高さに印刷するスクリーン印刷法は、操作が繁雑で時間がかかり、また絶縁体層の高さ（厚さ）方向の均一性の維持が極めて困難である。
【０００６】
一方、サンドブラスト法においては、ベタ印刷であるため位置合わせは容易であるが、依然として印刷回数が多く膜厚の均一性の管理が困難である。さらにＰＤＰ装置の隔壁に対しての信頼性の要求から、工程上の欠点を回避するための細心の注意を払ったペーストの準備および印刷作業が要求され、また作業環境の雰囲気管理を必要とするため、作業効率および量産効率が向上しないという問題があった。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、ＰＤＰ装置の製造方法において、予め成形した均一な厚さのグリーンテープを絶縁体層に用いることにより、均一な高さ（厚さ）の信頼性の高い隔壁を容易に形成でき、かつ大幅に隔壁形成工程を合理化できることを見出し本発明を完成した。
【０００８】
本発明は、ａ) 軟化点が焼成温度より少なくとも50℃低い非晶質ガラス３０〜６０容量％および耐火性酸化物７０〜４０容量％からなる無機固体微細粉末、
ｂ) 重合体物質４０〜６０容量％および可塑剤６０〜４０容量％からなるバインダー、ならびに
ｃ) 揮発性非水有機溶媒
からなり、ｃ)の揮発性非水有機溶媒にｂ)のバインダーを溶解した溶液にａ)の無機固体粉末を分散したことを特徴とするプラズマディスプレイ装置の隔壁形成に用いるグリーンテープ形成用のキャスト可能な絶縁体組成物に関する。
【０００９】
また、本発明は前記キャスト可能な絶縁体組成物を可撓性基板上にキャストし、加熱により揮発性非水有機溶媒を除去して得られるプラズマディスプレイ装置の隔壁形成用グリーンテープに関する。
【００１０】
さらに本発明は、少なくとも一方の基板表面に放電発光表示部を構成する複数の電極が設けられた所定の空間を隔てて対向配置された一対の基板と、該放電発光表示部を区画する隔壁とを具備し、周辺を封止材により封着してなるプラズマディスプレイ装置の製造方法において、
ａ) ガラス基板上に導体組成物の電極パターン層を形成した集合体の面上に、前記可撓性を有するグリーンテープを積層し、３００〜４００℃に加熱して層中の有機物の一部を除去した絶縁体層を形成し、
ｂ) ｃ)工程で得られた絶縁体層上にサンドブラスト用レジスト層を形成し、サンドブラストによりエッチングする領域以外に隔壁に対応するレジストパターンを形成し、
ｃ) ｂ)工程で形成したレジストパターンの形成されていない領域の絶縁体層をサンドブラストすることにより除去して隔壁部を形成し、
ｄ) ｃ)工程でパターン化された絶縁体層によって形成された隔壁をサンドブラスト用レジストの剥離後に焼成する
ことを特徴とするプラズマディスプレイ装置の隔壁形成方法に関する。
【００１１】
さらに、本発明は上記プラズマディスプレイ装置の製造方法において、
ａ) ガラス基板上に厚膜導体組成物の電極パターン層を形成した集合体の面上に、請求項２に記載のグリーンテープを積層し、３００〜４００℃に加熱して層中の有機物の一部を除去した絶縁体層を形成し、
ｂ) ａ)工程で得られた絶縁体層上に光硬化性の絶縁体ペーストまたはグリーンテープ層を形成し、サンドブラストによりエッチングする領域以外に隔壁に対応するサンドブラスト用マスクパターンを形成し、
ｃ) ｂ)工程で形成したサンドブラスト用マスクパターンの形成されていない領域の絶縁体層をサンドブラストすることにより除去して隔壁部を形成し、
ｄ) ｃ)工程でパターン化された絶縁体層によって形成された隔壁を焼成することを特徴とするプラズマディスプレイ装置の隔壁形成方法に関する。
【００１２】
本発明の絶縁体組成物は、前記したように非晶質ガラスと耐火性酸化物からなる無機固体粉末を、重合体物質および可塑剤からなるバインダーを揮発性非水有機溶媒に溶解した溶液に分散したキャスト可能な組成物である。
【００１３】
以下に各組成成分を詳細に説明する。
ａ−１) 非晶質ガラス
本発明の組成物に使用されるガラスの組成はそれ自体重要ではなく、使用条件下で非晶質であって、軟化点(Ts)が焼成温度よりも５０℃以上低く、かつ焼成温度での粘度(η)が１×１０6ポイズ以下のガラスであることが重要であり、焼結温度におけるガラス粘度が１×１０5ポイズ以下のガラスが好ましい。上記した物理的性質を組み合わせて有するガラスは４５０〜６００℃で焼成する場合、有機物の極めて良好な燃え切りを可能にし、焼結して放電隔壁として要求される緻密さと構造物として要求される強度を共に達成できる適切な流動性を備える。これらの２つの変数の相関関係が、本発明で使用可能なガラスの粘度−温度特性の定義に必要である。本明細書で使用する「軟化点(Ts)」という用語は、膨張計で測定した軟化点を指すものである。
【００１４】
ガラスが使用条件下で非晶質であることは必須の条件である。さらに、ガラスが組成物の耐火性酸化物の溶解について重要な何らの影響を与えないか、あるいはもしそれが耐火性酸化物を非常に可溶化するものであれば、得られる溶液は初期の焼成段階およびすべての一連の焼成段階の両方の焼成温度において適切な高粘度を有していなければならないことが分かった。しかしながら耐火性酸化物はガラス中に20重量％以上溶解してはならず、好ましくは10重量％以上溶解しないのが好適である。
【００１５】
同様に耐火性酸化物の量に対するガラスの量が極めて重要である。２〜５ｇ／cm2の密度を有するガラスを使用すると、ガラスの量は３０〜６０容量％、好ましくは４０〜５０容量％であり残は耐火性酸化物である。ガラスの厳密な量は焼成温度におけるガラスの粘度が比較的高い場合より多量のガラスが必要になり、ガラスの粘度が比較的に低い場合には、より少量のガラスでよい。ガラスの量が過少な場合焼成時の層の高密度化が不充分となり、一方過多な場合には層が焼成温度で軟化し過ぎるので、隔壁の形状が変化し好ましい電極間隔およびセル形状を維持できなくなると共に、ガラスが層と隣接する導電体層に流れ出し、導電性回路に潜在的な短絡およびオープンの問題が生じる。さらに、このようなガラスの流動は隣接する導体の接合を非常に難しくしてしまう。ガラスが過多な場合有機物の捕捉を引き起こし、それが以降の焼成の間の絶縁体層のブリスターの原因となる。他方、ガラスの量が３０容量％より少ない場合には焼成された構造体が多孔質になり過ぎ、充分に緻密化しない。これらの変化を考慮すると、固体微粉末は40〜50容量％の非晶質ガラスを含むのが好ましい。
【００１６】
ａ−２) 耐火性酸化物
本発明で使用する耐火性酸化物は、それと共にどのようなガラスが使用された場合にも、ガラスに対する溶解度がないか、あるとしても最低限しか有していないものである。集合体が多層に構成される場合、とりわけ基板の反りに対して寸法的に安定であるように絶縁体層は基板と同等の膨張特性を有することが多層系を形成する上で重要である。この基準内において、耐火性酸化物はそのガラスとの混合物の膨張係数ＴＣＥが、適用される基板のＴＣＥに近似するように選択される。すなわちガラスがそれと共に用いる耐火性酸化物、たとえばＡｌ2Ｏ3よりも低いＴＣＥを有する場合、α−クォーツやＣａＺｒＯ3のような高ＴＣＥの充填剤を耐火性酸化物と共に使用する。一方、高ＴＣＥのガラスを使用する場合には、溶融シリカ、菫青石またはムライトのような低ＴＣＥの充填剤を耐火性酸化物と共に用いるのが好ましい。ガラス−耐火性酸化物混合物のＴＣＥは、それを適用する基板のＴＣＥと近似するように制御しなければならない。
【００１７】
焼成により絶縁体層のさらなる高密度化を得るためには、ガラス−耐火性酸化物の混合物は極めて小さい粒子径を有することが重要である。特に独立した粒子のそれぞれが１５μmを越えるべきではなく、好ましくは１０μm以下である。実質的に全ての無機固体粒子は、０.２〜５μmの範囲内にあることが好ましい。
【００１８】
ｂ−１) 重合体物質
前記ガラス−耐火性酸化物の無機固体粉末は、重合体物質、可塑剤および所望により添加される溶解物質、たとえば離型剤、分散剤、剥離剤、防汚剤、湿潤剤等からなるバインダーを揮発性非水有機溶媒に溶解した媒体に分散される。
バインダーの主成分として、バインダーが空気中でより容易に燃え尽きるような高温で焼成する従来のグリーンテープの製造方法において使用されてきた広範囲の重合体物質を使用することが可能である。このような重合体物質として、ポリ（ビニルブチラール）、ポリ（ビニルアセテート）、ポリ（ビニルアルコール）、メチルセルロース、エチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、メチルヒドロキシエチルセルロースのようなセルロース系重合体、アタクチックポリプロピレン、ポリエチレン、ポリ（メチルシロキサン）、ポリ（メチルフェニルシロキサン）のようなケイ素系重合体、ポリスチレン、ブタジエン／スチレン共重合体、ポリ（ビニルピロリドン）、ポリアミド、高分子量ポリエーテル、エチレンオキサイドとプロピレンオキサイドとの共重合体、ポリアクリルアミド、ナトリウムポリアクリレート、ポリ（低級アルキルアクリレート）、低級アルキルアクリレートおよびメタクリレートの種々の組み合わせの共重合体およびマルチ重合体のような種々のアクリル系重合体を例示できる。エチルメタクリレートとメチルアクリレートとの共重合体およびエチルアクリレート、メチルメタクリレートおよびメタクリル酸のターポリマーが、スリップ成型用物質のためのバインダーとして以前から使用されている。
【００１９】
最近、Ｕｓａｌａによる米国特許出願第５０１,９７８号明細書に開示された、０〜１００重量％のＣ1〜Ｃ8アルキルメタクリレート、１００〜０重量％のＣ1〜Ｃ8アルキルアクリレートおよび０〜５重量％のエチレン系不飽和カルボン酸またはアミンの相溶性のマルチ重合体の混合物からなるグリーンテープ用の有機バインダーも使用することができる。
【００２０】
好ましくは、酸化性雰囲気下で４００〜６５０℃の低い焼成温度でも、極めてきれいに完全に燃焼し炭素状残渣を絶縁体層中に残さないポリ（α−メチルスチレン）または下記化１の構造式で表される単官能性メタクリレートの重合体を用いる。
【００２１】
【化１】
上記メタクリル系単量体において、α−炭素は、β−炭素の有無によって２個または３個の水素原子置換基を有していなければならない。β−炭素がない場合は、メチルメタクリレートのようにそれは水素原子で置き換えられる。一方、β−炭素を有する場合、Ｒ1、Ｒ2およびＲ3は独立してアルキル、アリールまたはアラルキル基より選択されるか、３つのＲ基のうち１つが水素原子であれば、他の２つはアルキル、アリールまたはアラルキル基より選択するのが好ましい。
これらの２種類の重合体はホモ重合体であるか、またはメタクリレート重合体の場合には上記の基準に適合した単量体のみを有する重合体であることが望ましい。
【００２３】
上記２種類の重合体物質は約１５重量％まで、好ましくは５重量％以下のその他の種類のコモノマーを含むことができ、さらに良好な非酸化的焼尽特性を与える。このようなその他の単量体としてエチレン性不飽和カルボン酸およびアミン、アクリレート、スチレン、アクリロニトリル、酢酸ビニル、アクリルアミドなどが挙げられる。同様に、その他のコモノマーに代えて約１５重量％までのその他の単量体のホモ重合体および共重合体のような、前記基準外のその他の重合体を使用することができる。その他の単量体は、別の重合体を構成しようと、主成分の重合体鎖に含まれるものであろうと、系に存在する全単量体重量の約１５重量％、好ましくは５重量％を越えない限り、全重合体物質中に許容される。
【００２４】
どのような重合体物質が使用されても、充分な結合強度を有するために塩化メチレン中２０℃で測定した固有粘度が少なくとも０.１ポイズ以上であることが好ましい。分子量の上限には特に制限はないが、溶解性の問題を回避する上で、1.0以下の固有粘度を有する重合体を用いるのが好ましく、特に０.３〜０.６の固有粘度を有する重合体の使用が、本発明に好結果をもたらす。
【００２５】
ｂ−２) 可塑剤
重合体物質のガラス転移点(Tg）の低下に寄与する１種またはそれ以上の可塑剤を使用する。このような可塑剤は基体への組成物の積層を確実にするのにも役立つ。可塑剤の選択は、主に変性させるべき重合体により決定される。種々のバインダー系で使用される可塑剤として、ジエチルフタート、ジブチルフタレート、ブチルベンジルフタレート、ジベンジルフタレート、アルキルホスフェート、ポリアルキレングリコール、ポリ（エチレンオキサイド）、ヒドロキシエチル化されたアルキルフェノール、トリクレジルホスフェート、トリエチレングリコールジアセテートおよびポリエステル系可塑剤を挙げることができる。ジブチルフタレートは比較的低濃度で使用可能なことから、メテクリル重合体系で頻繁に使用される。
【００２６】
高分子量の重合体物質と共にきれいに揮発し実質的に残渣を残さない可塑剤を使用するのが特に好ましい。このような可塑剤としてベンジルブチルフタレートが挙げられる。これを用いることによりバインダーの可塑性を調整することができ、グリーンテープは基体に積層された導体線の回りによく適合し、かつグリーンテープの取り扱いを困難にするほどの粘着性を有することもなくまた弱すぎもしない。
【００２７】
バインダーの総量は、含有する可塑剤を含めて、良好な積層および高いグリーンテープ強度を得るのに充分な量であることが要求されるが、無機固体粉末の充填量を低減させるほど多量であってはならない。グリーンテープに含まれる有機物質が多すぎるほど、焼成時の焼結および高密度化が不充分となりがちである。この理由からバインダーは溶媒を含まないグリーンテープの容量の３０〜５０容量％が好ましく、さらに好ましくは４０〜５０容量％である。
【００２８】
ｃ) 有機溶媒
有機溶媒として、重合体物質、可塑剤および所望により添加される添加剤を完全に溶解し、かつ大気圧下で比較的低水準の加熱により容易に蒸発させることが可能な充分な高揮発性を有するものが選択される。さらに組成物中に含まれるその他の任意の添加剤のいずれよりも低温の沸点を有していなければならない。したがって、１５０℃以下の沸点を有する有機溶媒が使用される。このような溶媒として、アセトン、キシレン、メタノール、エタノール、イソプロパノール、メチルエチルケトン、１,１,１−トリクロロエタン、テトラクロロエチレン、アミルアセテート、２,２,４−トリエチルペンタンジオール−１,３−モノイソブチレート、トルエン、塩化メチレンおよびフルオロカーボンが挙げられる。溶媒の個々の成分は重合性物質の完全な溶媒でなくてもよく、これらは他の溶媒成分との混合により溶媒としての機能を有するようになる。
【００２９】
本発明のグリーンテープは、前記絶縁体組成物を、たとえば銅ベルト、重合体フィルムなどの可撓性基板上にキャストして均一な膜厚を有する層状に成型し、該層中の揮発性非水有機溶媒を加熱により揮発させ除去した絶縁体組成物のテープである。
加熱温度は、有機溶媒の沸点以上、バインダー成分の沸点または分解点以下の温度である。加熱温度が高すぎるとブリスターの原因となるので好ましくない。本発明の隔壁形成方法は、サンドブラスト法に基づくものであり、隔壁の形成に前記本発明のグリーンテープを使用することを特徴とする。
【００３０】
ＰＤＰ装置を構成する一対のガラス基板、すなわち表面板および裏面板のいずれかにカソードまたはアノード電極を形成し、そのアノードが形成されたガラス基板（以下、本明細書においては「裏面板」という）に、隔壁を形成する場合について、添付図１〜３に基づき、本発明を詳細に説明する。
【００３１】
工程１) ガラス基板上に外部入力のための端子電極を形成する。
工程２) 同基板上にアノード母線を形成する。
工程３) 同基板上に前工程で形成したアノード母線と電気的に接続される電流制御用抵抗群を形成する（抵抗なしの基板を用いる場合には、本工程は省略される）。
工程４) 工程２)で形成したアノードに母線を電気的に放電空間と絶縁する層(絶縁層)を形成する。
【００３２】
工程５) 前記工程までに形成されたアノードおよび抵抗体の配置に対応した絶縁体組成物を用いて放電区間（画像セル）を区画する隔壁を形成する。この隔壁形成工程は、以下の工程により構成される（図１参照）。
【００３３】
工程５−１) 前記工程までにガラス基板上に形成された下部構造体上に、本発明のグリーンテープを１〜３層の範囲から選択される層数積層し、１００〜３００μmの範囲の所望の膜厚の絶縁体層を形成する。
工程５−２) 絶縁体層を形成した構造体を、３００〜４００℃に加熱する。
工程５−３） 絶縁体層の最上部にサンドブラスト用レジストを適用し、サンドブラストによるエッチングにより絶縁体層を残すべき領域に対応してレジストパターンを形成する。
工程５−４) サンドブラスト用レジスト層の上部から、サンドブラスト・マシーンのノズルから研磨材と空気とを同時に吹き付け、前工程で形成したパターンに応じてレジスト層の形成されていない領域の絶縁体層に研磨材が衝突して切削され、切削後に残った絶縁体層の領域がＰＤＰ装置の画像セルを区画する隔壁部を形成する。
工程５−５) サンドブラスト用レジスト層を剥離する。
工程５−６) 絶縁体層で隔壁部を形成した構造体を焼成する。
【００３４】
なお、上記工程５−２）では、本発明の絶縁体組成物からなるグリーンテープを積層し、絶縁体層を形成した構造体を３００℃〜４００℃に加熱することによって、グリーンテープに含まれる有機物の少なくとも１部を除去する代わりに、工程５−６）での焼成温度以下で、グリーンテープを形成する絶縁体組成物に含まれる非晶質ガラスの軟化点、例えば後述の実施例に使用されているガラスの軟化点である４５３℃より約５０℃低い温度以上の温度で前記絶縁層を形成した構造体を加熱し、前記非晶質ガラスの少なくとも１部を軟化させる工程〔以後、工程５−２′)と言う〕を選択的に採用することもできる。
いずれの工程を選択しても、次の工程でのサンドブラストを使用したエッチングによるレジストパターンの形成において隔壁の厚み方向の均一性が保持されるだけでなく、サンドブラスト処理の効率を改善でき、結果的に本発明の絶縁体組成物から形成される構造体の大きさにかかわらず隔壁を効率良く、高精度に形成することができる。
【００３５】
焼成には、通常厚膜ハイブリッドＩＣの分野で使用されている一般的な焼成炉を使用することができる。典型的な焼成条件は、適切な給排気条件下で４００〜６５０℃程度の温度に約５〜２０分間保持するのが一般的である。グリーンテープの形成に用いた絶縁体組成物中の非晶質ガラスと耐火性酸化物の熱的諸特性と焼成温度条件が密接に関連しあって、良好な隔壁の性能が得られるため使用する材料に応じて焼成条件を決定するのが望ましい。したがって、焼成条件によっては、絶縁体組成物中の非晶質ガラスの一部が結晶化する場合もある。
またピーク温度に達するまでの昇温速度は、毎分１０〜５０℃程度とすることが好ましいが、グリーンテープ中に存在する有機成分の熱分解温度付近では、昇温速度を著しく低下させて急激な焼成を回避し、その後再び生産性、焼結性などを考慮した速度で昇温するのがさらに好ましい。これによりグリーンテープ中の有機物の焼却を円滑にかつより完全に行うことができる。
【００３６】
工程６) 前記までの工程により構成された裏面板を、一方のカソードの形成された表面板の所定の位置に重ね合わせ一対のガラス基板として組み立てる。
工程７) 一対のガラス基板が対向配置された組立体の周辺を、低融点のガラス組成物などを用いて封止し、低温焼成する。
工程８) 前工程７)で気密封止したセル内に放電ガスを封入し、ガス放電部を構成する。
【００３７】
以上の工程１)〜８)を通して、ＰＤＰ装置を製造することができる。
ＰＤＰ装置の前記第１の隔壁形成方法（図１参照）においては、グリーンテープの積層体の最上部にサンドブラスト用レジストを適用しているが、このレジストの代わりに光重合体モノマーおよび光重合開始剤を含有し、樹脂成分を比較的多量に含有するパターニング用絶縁体層（絶縁体ペーストまたはグリーンテープ）を用いてサンドブラスト用マスクパターンを形成してもよい（図２参照）。その他の工程は前記第１の隔壁形成方法と同様である。この第２の隔壁形成方法においては、サンドブラスト用マスクパターンを剥離する必要がなく、第１の方法に比較してさらに工程が簡素化され、作業効率および量産効率が向上する。
【００３８】
【実施例】
本発明を実施例により、さらに詳細に説明する。ただし、本発明の範囲は、以下の実施例により何等の制限を受けるものではない。
【００３９】
１) 絶縁体組成物の調製
下表に示す組成の無機固体微粉末、バインダーおよび揮発性非水有機溶媒を、ボールミル処理して絶縁体組成物を調製した。
【００４０】
【表１】
上表中、ガラスフリットは、下記の重量組成を有する。
ＺｎＯ ８.０％
ＳｉＯ２ １５.０％
ＰｂＯ２ ６５.０％
Ｂ2Ｏ3 １２.０％
【００４２】
無機固体微粉末として、下記の比表面積を有する微細粉末を使用した。
ガラスフリット ３.５m2／ｇ
アルミナ １.２m2／ｇ
【００４３】
２) グリーンテープの調製
シリコーン処理された厚さ3ミルのポリエステルフィルム（商品名：Mylar, E.I. du Pont de Nemours & Co. 製）上に、前記１)項で調製した絶縁体組成物を湿潤時の厚さで約１５ミルになるように流延し、次いで室温で乾燥し有機溶媒の８０〜９０重量％を蒸発させ厚さ120μmのグリーンテープを得た。
【００４４】
３) 隔壁の形成
前記調製したグリーンテープを使用し、前記詳述したＰＤＰ装置の第１および第２の隔壁形成法に準じてガラス基板上に隔壁を形成した。
グリーンテープを積層して得られた絶縁体層（塗膜）のＪＩＳ塗料一般試験方法：JIS K5400-1979による鉛筆引っかき試験結果およびサンドブラスト処理により得られた焼成前後の隔壁形状を下記に示す。
【００４５】
【表２】
表中、隔壁形状の値は、第１法および第２法で形成した隔壁中からそれぞれランダムに２０点を選択して計測した値の平均値である。
【００４７】
実施例２に従って調製された絶縁体組成物から形成されるグリーンテープを用いて前述と全く同様の隔壁形成方法によりグリーンテープを積層した絶縁体層からなる構造体を工程５−２）に代わって工程５−２′)に従って処理して得られた結果を表３に示す。
【００４８】
【表３】
【発明の効果】
本発明のＰＤＰ装置の隔壁形成方法においては、本発明の絶縁体組成物に基づく本発明のグリーンテープを使用することにより、隔壁の厚み（高さ）方向の均一性が保持されるだけでなく、各工程の作業は極めて簡単でありかつ作業時間が短縮され、特にサンドブラストの作業効率および工程管理が改善される。
したがって、本発明の絶縁体組成物またはグリーンテープを使用するか、もしくは隔壁形成方法を採用することにより、ＰＤＰ装置の大型化、高精細化を達成しながら量産性をも向上させることが可能となる。
【００５０】
本発明のプラズマディスプレイ装置の隔壁形成についてもっぱら説明してきたが、絶縁体組成物の組成を変更してプラズマディスプレイ装置の絶縁体層のオーバーコートの形成にも使用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のＰＤＰ装置の製造方法における第１の隔壁形成方法の工程を説明する図である。
【図２】本発明のＰＤＰ装置の製造方法における第２の隔壁形成方法の工程を説明する図である。
【図３】本発明のＰＤＰ装置の製造方法における隔壁形成方法のフローチャートである。
【図４】一般的なサンドブラスト技術を説明する図である。
【図５】ＰＤＰ装置の内部構造の主要部を示す図である。
Claims (8)
- ａ) 軟化点が焼成温度４５０〜６００℃より少なくとも５０℃低く、かつ焼成温度での粘度 ( η ) が１×１０ 6 ポイズ以下である非晶質ガラス３０〜６０容量％および耐火性酸化物７０〜４０容量％からなる無機固体微細粉末、
ｂ) 重合体物質４０〜６０容量％および可塑剤６０〜４０容量％からなるバインダー、ならびに
ｃ) 揮発性非水有機溶媒
からなることを特徴とするプラズマディスプレイ装置の隔壁形成に用いるグリーンテープ形成用のキャスト可能な絶縁体組成物。 - 可撓性基板上に、請求項１記載の絶縁体組成物をキャストし、加熱により揮発性非水有機溶媒を除去することを特徴とするプラズマディスプレイ装置の隔壁形成用グリーンテープの製造方法。
- 少なくとも一方の基板表面に放電発光表示部を構成する複数の電極が設けられた所定の空間を隔てて対向配置された一対の基板と、該放電発光表示部を区画する隔壁とを具備し、周辺を封止材により封着してなるプラズマディスプレイ装置の製造方法において、
ａ) ガラス基板上に導体組成物の電極パターン層を形成した集合体の面上に、請求項２に記載の方法で製造されたグリーンテープを積層し、３００〜４００℃に加熱して層中の有機物の一部を除去した絶縁体層を形成し、
ｂ) ａ)工程で得られた絶縁体層上にサンドブラスト用レジスト層を形成し、サンドブラストによりエッチングする領域以外に隔壁に対応するレジストパターンを形成し、
ｃ) ｂ)工程で形成したレジストパターンの形成されていない領域の絶縁体層をサンドブラストすることにより除去して隔壁部を形成し、
ｄ) ｃ)工程でパターン化された絶縁体層によって形成された隔壁をサンドブラスト用レジスト層の剥離後に４５０〜６００℃で焼成する
ことを特徴とするプラズマディスプレイ装置の隔壁形成方法。 - 少なくとも一方の基板表面に放電発光表示部を構成する複数の電極が設けられた所定の空間を隔てて対向配置された一対の基板と、該放電発光表示部を区画する隔壁とを具備し、周辺を封止材により封着してなるプラズマディスプレイ装置の製造方法において、
ａ) ガラス基板上に導体組成物の電極パターン層を形成した集合体の面上に、請求項２に記載の方法で製造されたグリーンテープを積層し、３００〜４００℃に加熱して層中の有機物一部を除去した絶縁体層を形成し、
ｂ) ａ)工程で得られた絶縁体層上に光硬化性の絶縁体ペーストまたはグリーンテープ層を形成し、サンドブラストによりエッチングする領域以外に隔壁に対応するサンドブラスト用マスクパターンを形成し、
ｃ) ｂ)工程で形成したサンドブラスト用マスクパターンの形成されていない領域の絶縁体層をサンドブラストすることにより除去して隔壁部を形成し、
ｄ) ｃ)工程でパターン化された絶縁体層によって形成された隔壁を４５０〜６００℃で焼成することを特徴とするプラズマディスプレイ装置の隔壁形成方法。 - グリーンテープの積層数が２〜３層である請求項３または４に記載の方法。
- 少なくとも一方の基板表面に放電発光表示部を構成する複数の電極が設けられた所定の空間を隔てて対向配置された一対の基板と、該放電発光表示部を区画する隔壁とを具備し、周辺を封止材により封着してなるプラズマディスプレイ装置の製造方法において、
ａ) ガラス基板上に導体組成物の電極パターン層を形成した集合体の面上に、請求項２に記載の方法で製造されたグリーンテープを積層し、焼成温度４５０〜６００℃以下であり且つ前記グリーンテープに含まれる非晶質ガラスの軟化点より５０℃低い温度以上の温度で加熱して、前記グリーンテープに含まれる非晶質ガラスを少なくとも１部軟化させた絶縁体層を形成し、
ｂ) ａ)工程で得られた絶縁体層上にサンドブラスト用レジスト層を形成し、サンドブラストによりエッチングする領域以外に隔壁に対応するレジストパターンを形成し、
ｃ) ｂ)工程で形成したレジストパターンの形成されていない領域の絶縁体層をサンドブラストすることにより除去して隔壁部を形成し、
ｄ) ｃ)工程でパターン化された絶縁体層によって形成された隔壁をサンドブラスト用レジスト層の剥離後に４５０〜６００℃で焼成することを特徴とするプラズマディスプレイ装置の隔壁形成方法。 - 少なくとも一方の基板表面に放電発光表示部を構成する複数の電極が設けられた所定の空間を隔てて対向配置された一対の基板と、該放電発光表示部を区画する隔壁とを具備し、周辺を封止材により封着してなるプラズマディスプレイ装置の製造方法において、
ａ) ガラス基板上に導体組成物の電極パターン層を形成した集合体の面上に、請求項２に記載の方法で製造されたグリーンテープを積層し、焼成温度４５０〜６００℃以下であり且つ前記グリーンテープに含まれる非晶質ガラスの軟化点より５０℃低い温度以上の温度で加熱して、前記グリーンテープに含まれる非晶質ガラスを少なくとも１部軟化させた絶縁体層を形成し、
ｂ) ａ)工程で得られた絶縁体層上に光硬化性の絶縁体ペーストまたはグリーンテープ層を形成し、サンドブラストによりエッチングする領域以外に隔壁に対応するサンドブラスト用マスクパターンを形成し、
ｃ) ｂ)工程で形成したサンドブラスト用マスクパターンの形成されていない領域の絶縁体層をサンドブラストすることにより除去して隔壁部を形成し、
ｄ) ｃ)工程でパターン化された絶縁体層によって形成された隔壁を４５０〜６００℃で焼成することを特徴とするプラズマディスプレイ装置の隔壁形成方法。 - グリーンテープの積層数が２〜３層である請求項６または７に記載の方法。
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