JP4419635B2 - 感光性ペースト、プラズマディスプレイ用隔壁およびプラズマディスプレイ用透明誘電体パターンの製造方法ならびにプラズマディスプレイの製造方法 - Google Patents

感光性ペースト、プラズマディスプレイ用隔壁およびプラズマディスプレイ用透明誘電体パターンの製造方法ならびにプラズマディスプレイの製造方法 Download PDF

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Description

本発明はペーストおよびそれを用いたプラズマディスプレイの製造方法に関するものである。
プラズマディスプレイパネル(以下、「PDP」とする)は液晶パネルに比べて高速の表示が可能であり、かつ大型化が容易であることから、OA機器および広報表示装置などの分野に利用されている。また、高品位テレビジョンの分野などでの進展が非常に期待されている。
PDPは、前面ガラス基板と背面ガラス基板との間に備えられた放電空間内で対向するアノードおよびカソード電極間にプラズマ放電を生じさせ、上記放電空間内に封入されているガスから発生した紫外線を、放電空間内に設けた蛍光体にあてることにより表示を行うものである。この場合、放電の広がりを一定領域に抑え、表示を規定のセル内で行わせると同時に、かつ均一な放電空間を確保するために隔壁(障壁、リブともいう)が設けられている。上記の隔壁の形状は、一般にはおよそ幅20〜120μm、高さ100〜250μmのストライプ状や格子状のものなどがある。この隔壁の作成方法としては、スクリーン印刷法、サンドブラスト法、型転写法、フォトリソグラフィー法等が用いられている。
フォトリソグラフィー法による感光性ガラスペースト法は、感光性を持つ有機物を含む感光性ガラスペーストを基板上に塗布し、フォトマスクのパターンを露光により焼き付けた後に、未露光部を現像により洗い流してパターンを形成し、その後焼成して隔壁などを得る方法である(例えば、特許文献1参照。)。この方法は、1回の露光で隔壁などのパターンを形成することができること、高精細化しやすいことなどの長所がある。しかし、無機成分と有機成分の界面における露光光の散乱、反射を抑制するためにペースト中の有機成分の平均屈折率と無機成分の平均屈折率を整合させなければならない。
従って、PDPの蛍光体層からの発光効率を向上させるために隔壁を高反射率化するなどの高機能化をしたいときは、露光波長より粒径が十分小さい微粒子を添加することで解決していた(例えば、特許文献2参照)。粒径が露光波長より十分小さければ、微粒子の有機成分との界面が無視でき、散乱を抑えられるからである。
特開平8−50811号公報 特開2000−290040号公報
しかしながら、微粒子以外の無機成分と、有機成分の屈折率整合は行わなければならない。屈折率を整合させるために、(1)有機物の屈折率を上げる、または(2)無機成分の屈折率を下げるといったことが必要であるが、一般に無機成分の屈折率は有機成分の屈折率と比較して高く、用いることのできる有機組成、または無機組成が限定されていた。そのため、使用する低融点ガラスやフィラーの屈折率は1.45〜1.65の範囲にあるものが主であり、高屈折率の無機成分を使用することがなかった。
そこで本発明は、上記従来技術の問題点に着目し、屈折率が1.65をこえるような高屈折率の低融点ガラスやフィラーなどの無機成分も使用できるようにすることで、信頼性の高いディスプレイを製造する方法を提供することにある。
上記課題を解決するために本発明は以下の構成を有する。すなわち本発明は、粒子径が0.005〜0.08μmの範囲にある酸化物微粒子と、酸化物微粒子以外の無機粒子と、感光性有機成分とを含有する感光性ペーストであって、酸化物微粒子と有機成分の平均屈折率N1と酸化物微粒子以外の無機粒子の平均屈折率N2が次式を満たすことを特徴とする感光性ペーストである。
−0.07≦N2−N1≦0.07 (N2>1.65)
さらに本発明は、上記感光性ペーストを基板上に塗布し、フォトリソグラフィーでパターン形成した後、焼成することを特徴とするプラズマディスプレイ用隔壁およびプラズマディスプレイ用透明誘電体パターンの製造方法であり、上記製造方法によるプラズマディスプレイ部材及びそれを用いたプラズマディスプレイである。
本発明は、粒子径が0.005〜0.08μmの範囲にある酸化物微粒子と、酸化物微粒子以外の無機粒子と、感光性有機成分とを含有する感光性ペーストであって、酸化物微粒子と有機成分の平均屈折率N1と酸化物微粒子以外の無機粒子の平均屈折率N2が次式を満たすことを特徴とする感光性ペーストであり、
−0.07≦N2−N1≦0.07 (N2>1.65)
屈折率が1.65を超える高屈折率の無機粒子を用いても高アスペクト比の隔壁などのパターンを形成させることができる。さらに高機能化も可能となる。また、本発明のペーストを用いてディスプレイ部材を製造することで信頼性の高いディスプレイを製造することができる。
以下に本発明の実施の形態を説明する。
有機成分の屈折率は、ほとんどの場合1.5〜1.65の範囲に含まれるので、有機成分と無機成分の屈折率を整合させるためには無機成分の屈折率もまた1.5〜1.65の無機粒子しか用いることができなかった。しかし、有機成分の屈折率が1.65以下で、無機成分の屈折率が1.65を超えているものであっても、酸化物微粒子を混合すれば、意外にも良好なものができることが分かった。ここで酸化物微粒子とは、その粒径が0.005〜0.08μmの範囲にある無機酸化物を指し、無機粒子とは、その粒径が0.09μm以上の無機酸化物を指している。
発明者らは、この原因に対し鋭意検討した結果、屈折率に関して成立することが知られている体積加成性が、有機成分同士あるいは無機成分同士だけでなく、有機成分と無機成分の混合溶液でも成立する場合があるためであることが分かった。
すなわち、微粒子が露光波長より十分小さいと、微粒子と有機成分の界面における露光光の散乱、反射が無視できる程小さくなる。そのため、露光光にとって、微粒子が分散する有機成分は光学的に均質な溶液と見なすことができ、微粒子と有機成分の混合溶液の屈折率は、体積加成性より微粒子と有機成分の屈折率の平均となるのである。微粒子の屈折率が、1.65より高ければ、有機成分の屈折率が1.65以下であっても、微粒子と有機成分の混合溶液の屈折率は1.65を超えることができるのである。このような理由で、有機成分と(微粒子以外の)無機成分の屈折率が整合されてなくても、良好なものができたと考えられる。
従って、特許文献2では制限されていた屈折率の高い無機粒子を用いることができ、例えばこれまでは屈折率を下げるためにアルカリ成分を含むことが多かったが、それらをを含まなくても良くなるので、アルカリ成分が引き起こすことが知られているAgなどのイオンの拡散を抑えることができる。電極に使用されるAgが拡散し、微粒子を形成すると、表面プラズモンにより隔壁などの誘電体が黄色化し、色純度の低下の一因となっていたので、Agイオン拡散を抑制できることは、大きな利点となる。
また、これまでより誘電率の高い隔壁を形成することができる。これは屈折率が高いと一般的に誘電率も高いためである。これにより、クロストークなどの誤放電の発生が少ない隔壁を形成することができる。
さらに、軟化点や熱膨張係数のコントロールを容易にすることもできる。
すなわち、本発明のペーストは、粒子径が0.005〜0.08μmの範囲にある酸化物微粒子と、酸化物微粒子以外の無機粒子と、感光性有機成分とを含有する感光性ペーストであって、酸化物微粒子と有機成分の平均屈折率N1と酸化物微粒子以外の無機粒子の平均屈折率N2が次式を満たすことが重要である。
−0.07≦N2−N1≦0.07 (N2>1.65)
粒子径が0.005〜0.08μmの範囲にある酸化物微粒子は、露光光として用いられる紫外線の波長(例えばg線:436nm、h線:405nm、i線:365nm)より十分小さいため、酸化物微粒子と有機成分との界面における露光光の散乱、反射が無視できる程小さくなる。そのため、酸化物微粒子が分散する有機成分は露光光にとってほぼ光学的に均質な溶液と見なすことができ、酸化物微粒子と有機成分の混合溶液の屈折率は、屈折率の体積加成性より酸化物微粒子と有機成分の屈折率の平均となる。
平均屈折率N1とN2は、以下のように計算することができる。
N1=nAφA+nOrgφOrg
N2=nIn1φIn1+nIn2φIn2
ここで、φA、φIn1、φIn2、φOrgはそれぞれ酸化物微粒子、無機粒子1(例えばガラス)、無機粒子2(例えばフィラー)、有機成分の体積分率を、nA、nIn1、nIn2、nOrgはそれぞれ酸化物微粒子、無機粒子1、無機粒子2、有機成分の屈折率を表す。
感光性ガラスペースト法では有機成分の屈折率が1.40〜1.65の範囲にあったが、屈折率が2.6であるチタニア、2.17であるジルコニア、1.7であるアルミナなどの酸化物微粒子を有機成分に混合することによって、酸化物微粒子と有機成分の平均屈折率N1を1.65よりあげることができる。そのため、これまで有機物の屈折率を1.65よりあげることができなかったために用いることのできなかった多くの種類の無機粒子の平均屈折率N2と屈折率の整合をすることができ、軟化点制御やアルカリ成分の除去や高誘電率化などの高機能化が容易となる。そして、その範囲が(1)式を満たすとき露光光はあまり散乱することがないため、高アスペクト比のパターンを形成させることができる。
−0.07≦N2−N1≦0.07 (1)
また、(2)式を満たすときが好ましい。
−0.05≦N2−N1≦0.05 (2)
さらに、(3)式を満たすときがより好ましい。
0≦N2−N1≦0.03 (3)
酸化物微粒子の粒径が0.005μmより小さいと、比表面積が非常に大きいために増粘したり、表面で反応が起こってしまうことがある。逆に、0.08μmより大きいともはや光学的に均質でなくなるため露光光を散乱してしまい、高アスペクト比のパターンを形成させることができない。
本発明のペーストで用いる酸化物微粒子は、シリカ、アルミナ、チタニア、ジルコニア、イットリア、セリア、マグネシア、酸化亜鉛、酸化マンガン、酸化銅、酸化鉄、酸化ホルミウム、酸化鉛、酸化錫の群から選ばれた少なくとも1種類を含むことが好ましい。酸化物は比較的安定で、表面での反応などが起きにくい。また、これらの酸化物微粒子は市販されているため、低コストであり、安定して使用できる。酸化物微粒子の持つ機能や、用いる有機成分との反応性などから最適な酸化物微粒子を選択することができる。上記の酸化物微粒子以外では、高コストであり、安定して使用することが困難なので好ましくない。また、複数の酸化物微粒子を混合して、酸化物微粒子と有機成分の平均屈折率N1と酸化物微粒子以外の無機粒子の平均屈折率N2を整合させてもよい。
隔壁に使用する無機粒子としては、例えば屈折率が1.65を超えるガラスであり下記の組成であるものが好ましい。
酸化リチウム、酸化ナトリウムまたは酸化カリウム
0〜25重量%
酸化ケイ素 5〜30重量%
酸化ホウ素 10〜50重量%
酸化バリウムまたは酸化ストロンチウム
2〜25重量%
酸化アルミニウム 2〜15重量%
酸化マグネシウムまたは酸化カルシウム
0〜15重量%。
上記のように、酸化リチウム、酸化ナトリウムまたは酸化カリウムのアルカリ金属酸化物は0〜25重量%であることが好ましい。
アルカリ金属酸化物は、ガラスの熱軟化点、熱膨張係数のコントロールを容易にする。無機粒子としての屈折率を低くすることができるため、添加されることが多いが、本発明のペーストでは高屈折率の無機粒子を用いることができるため、アルカリ金属酸化物は含まなくてもよい。アルカリ金属酸化物は、イオンのマイグレーションや拡散を促進することがあるので、これを含まなくて良いことは大きな利点となる。合計量を25重量%以下とすることでガラスの化学的安定性を維持すると共に熱膨張係数を小さく抑えることができる。
酸化ケイ素の配合量は5〜30重量%が好ましく、より好ましくは10〜30重量%である。酸化ケイ素は、ガラスの緻密性、強度や安定性の向上に有効であり、また、ガラスの低屈折率化にも効果がある。熱膨張係数をコントロールしてガラス基板とのミスマッチによる剥離等を防ぐこともできる。5重量%以上とすることで、熱膨張係数を小さく抑えガラス基板に焼き付けた時にクラックを生じない。また、屈折率を低く抑えることができる。30重量%以下とすることで、ガラス転移点、荷重軟化点を低く抑え、ガラス基板への焼き付け温度を低くすることができる。
酸化ホウ素は、低屈折率化にも有効であり、10〜50重量%、さらには15〜45重量%の範囲で配合することが好ましい。10重量%以上とすることで、ガラス転移点、荷重軟化点を低く抑えガラス基板への焼き付けを容易にする。また、50重量%以下とすることでガラスの化学的安定性を維持することができる。
酸化バリウムおよび酸化ストロンチウムのうち少なくとも1種を用い、その合計量が2〜25重量%、さらには10〜20重量%であることが好ましい。これらの成分は、熱膨張係数の調整に有効であり、焼き付け温度の基板の耐熱性への適用、電気絶縁性、形成される隔壁の安定性や緻密性の点でも好ましい。2重量%以上とすることで結晶化による失透を防ぐこともできる。また、25重量%以下とすることにより、熱膨張係数を小さく抑え、屈折率も小さく抑えることができる。またガラスの化学的安定性も維持できる。
酸化アルミニウムはガラス化範囲を広げてガラスを安定化する効果があり、ペーストのポットライフ延長にも有効である。2〜15重量%の範囲で配合することが好ましく、この範囲内とすることでガラス転移点、荷重軟化点を低く保ち、ガラス基板上への焼き付けを容易とすることができる。
さらに、酸化カルシウムおよび酸化マグネシウムは、ガラスを溶融しやすくすると共に熱膨張係数を制御するために配合することができる。酸化カルシウムおよび酸化マグネシウムは合計で0〜15重量%配合するのが好ましい。ただし、含まなくてもよい。15重量%以下とすることでガラスの化学的安定性を維持することができる。
また、上記の組成には表記されていないが、酸化亜鉛や酸化チタン、酸化ジルコニウム等を含有させてもよい。
また、本ペーストに用いる無機粒子として、感光性ペースト膜が焼成後に透明化するものを用いれば、プラズマディスプレイの前面板における透明誘電体層をパターン化する際にも本発明の感光性ペーストを好ましく適用することができる。
図1はAC型プラズマディスプレイの前面板の断面概略図を示したものである。通常、図1のように、前面板に形成するスキャン電極3とサステイン電極4の上層に、放電セルとの絶縁を目的に膜厚が20〜50μmの第1層目の誘電体層6を形成する。セル内での発光光をより前面側に透過させるためには、膜厚は50μm以下であることが好ましい。また、膜厚が20μm以下になると、絶縁性を確保できなくなってしまう。しかしながら、図2で示すように、銀などからなるバス電極5上にのみ第2層目の誘電体層8を形成すれば、絶縁性は確保されるので、第1層目の誘電体層6の膜厚をさらに薄くして透過率を向上させることができる。第2層目の誘電体層8の膜厚は10〜30μmとすることが好ましい。10μm以上とすることで絶縁性を有し、30μm以下にすることで、透過率を確保することができる。より好ましくは10〜20μmである。パターンの断面形状は特には限定されないが、矩形から台形であることが好ましい。また、耐電圧は高ければ高いほど好ましいが、ACで1kV以上、より好ましくは1.5kV以上であることが好ましい。
通常、背面板に形成する隔壁は、光ができるだけ反射するように、焼成後は白色になることが求められるが、前面板は表示面側となるので、前面板に透明誘電体パターンを形成する場合は、焼成後、40μm膜厚での全光線透過率が80%以上であることが求められる。さらに好ましくは85%以上である。20μm膜厚での全光線透過率は90%以上を保持していることが好ましい。ガラス化範囲が広く、焼成後に透明化する無機粒子を用いて本ペーストを作製することにより、全光線透過率が80%以上である透明誘電体パターンを形成することができる。
焼成後に透明化する無機粒子としては、例えば屈折率が1.65を超えるガラスであり下記の組成であるものが好ましい。
酸化ケイ素 5〜40重量%
酸化ホウ素 1〜30重量%
酸化鉛 0〜90重量%
酸化ビスマス 0〜90重量%
酸化亜鉛 0〜70重量%
酸化バリウムまたは酸化ストロンチウム
0〜30重量%
上記のように、酸化鉛や酸化ビスマスを90重量%以下で含有させることにより、ガラス層の緻密性や絶縁抵抗が向上する。また、酸化リチウムや酸化ナトリウム、酸化カリウムなどのアルカリ金属酸化物は電極に使用する銀のイオンマイグレーションを誘発し、着色してしまうので、含有しない方が好ましい。
一般的に、透明誘電体に使用される無機粒子の屈折率は、酸化鉛や酸化ビスマスの含有量が多いので、隔壁にて使用される無機粒子の屈折率よりも高く、有機成分との屈折率の整合が難しい。このため、露光光の散乱が著しく、良好なパターンを得ることが困難であったが、粒子径が0.005〜0.08μmの酸化物微粒子を含有する感光性ペーストを用いれば、露光光の直進性が向上し、形状が良好な透明誘電体パターンを形成することができる。
また、本発明の感光性ペーストを透明誘電体パターンの形成のために用いれば、酸化物微粒子が高軟化点フィラーと似た働きをするため、焼成後のパターン形状を保持することができる。さらに、泡抜け性が良好となり、透過率を向上させることができる。
また、無機粒子として、酸化物および高融点ガラス、いわゆるフィラーも使用できる。フィラーの屈折率も低融点ガラス粒子の屈折率とほぼ同じことが好ましい。例えば屈折率が1.65を超える高融点ガラスであり下記の組成であるものが好ましい。
酸化ケイ素 0〜35重量%
酸化ホウ素 5〜50重量%
酸化バリウムまたは酸化ストロンチウム
2〜50重量%
酸化アルミニウム 0〜15重量%
酸化マグネシウムまたは酸化カルシウム
0〜20重量%
酸化鉛 0〜15重量%。
上記の組成には表記されていないが、酸化チタン、酸化ジルコニウム、酸化ヒ素、酸化ランタン等を含有させても良い。また、酸化アルミニウムや酸化ジルコニウム等の酸化物単独でも好ましく用いることができる。
また、感光性有機成分がエチレン性不飽和基を有する化合物を含むことが好ましい。このような重合性モノマーとしては、1個以上の光重合可能な(メタ)アクリレート基またはアリル基を有するモノマーなどが挙げられる。これらの具体例としては、アルコール類(例えばエタノール、プロパノール、ヘキアノール、オクタノール、シクロヘキサノール、グリセリン、チリメチロールプロパン、ペンタエリスリトールなど)のアクリル酸エステルまたはメタクリル酸エステル、カルボン酸(例えば酢酸プロピオン酸、安息香酸、アクリル酸、メタクリル酸、コハク酸、マレイン酸、フタル酸、酒石酸、クエン酸など)とアクリル酸グリシジル、メタクリル酸グリシジル、アリルグリシジル、またはテトラグリシジルメトテシリレンジアミンとの反応生成物、アミド誘導体(例えばアクリルアミド、メタクリルアミド、N−メチロールアクリルアミド、メチレンビスアクリルアミドなど)、エポキシ化合物とアクリル酸またはメタクリル酸との反応物を挙げることができる。また、多官能モノマーにおいて、不飽和基はアクリル、メタクリル、ビニル、アリル基が混合して存在してもよい。これらは単独で用いてもよく、また組み合わせて用いてもよい。
上記有機成分において、エチレン性不飽和基を有する化合物としてエチレン性不飽和基を有するポリマーを用いてもよい。エチレン性不飽和基としてはビニル基、アリル基、アクリル基、メタクリル基などが挙げられる。
側鎖にエチレン性不飽和結合を導入する方法として、ポリマー中のメルカプト基、アミノ基、水酸基やカルボキシル基に対して、グリシジル基やイソシアネート基を有するエチレン性不飽和化合物やアクリル酸クロライドまたはアリルクロライド、マレイン酸などのカルボン酸を反応させて作る方法がある。
グリシジル基を有するエチレン性不飽和化合物としは、アクリル酸グリシジル、メタクリル酸グリシジル、アリルグリシジルエーテル、エチルアクリル酸グリシジル、クロトニルグリシジルエーテル、クロトン酸グリシジルエーテル、イソクロトン酸グリシジルエーテルなどが挙げられる。とりわけ、CH2=CCH3COOCH2CHOHCH2−が好ましく用いられる。
イソシアネート基を有するエチレン性不飽和化合物としては、(メタ)アクリロイルイソシアナート、(メタ)アクリロイルエチルイソシアネートなどがある。また、グリシジル基やイソシアネート基を有するエチレン性不飽和化合物やアクリル酸クロライド、メタクリル酸クロライドまたはアリルクロライドは、ポリマー中のメルカプト基、アミノ基、水酸基やカルボキシル基に対して0.05〜1モル当量反応させることが好ましい。
エチレン性不飽和結合を有するアミン化合物の調整は、エチレン性不飽和結合を有するグリシジル(メタ)アクリレート、(メタ)アクリル酸クロリド、(メタ)アクリル酸無水物等をアミノ化合物と反応させればよい。複数のエチレン性不飽和基含有化合物を混合して用いてもよい。
また、感光性有機成分がカルボキシル基を有するコポリマーであり、樹脂酸価は50〜150mgKOH/gであることが好ましい。酸価が150を超えると現像許容幅が狭くなる。また、酸価が50未満では未露光部の現像液に対する溶解性が低下する。現像液濃度を高くすると露光部まで剥がれが発生し、高精細なパターンが得られにくくなる。
カルボキシル基を有するポリマーは、例えばアクリル酸、メタクリル酸、イタコン酸、クロトン酸、マレイン酸、フマル酸、ビニル酢酸またはこれらの酸無水物などのカルボキシル基含有モノマおよびメタクリル酸エステル、アクリル酸エステル、スチレン、アクリロニトリル、酢酸ビニル、2−ヒドロキシアクリレートなどのモノマを選択し、アゾビスイソブチロニトリルのような開始剤を用いて共重合することにより得られる。
カルボキシル基を有するポリマーとしては、焼成時の熱分解温度が低いことから、(メタ)アクリル酸エステルおよび(メタ)アクリル酸を共重合成分とするコポリマーが好ましく用いられる。とりわけ、スチレン/メタクリル酸メチル/メタクリル酸共重合体が好ましく用いられる。
また、本発明のペーストは無機粒子が熱軟化点450〜600℃の低融点ガラス粒子を含むことが好ましい。450℃以上だとディスプレイ製造の後工程において隔壁や、誘電体パターンが変形することがない。また、プラズマディスプレイの隔壁に用いる場合は熱軟化点の低いガラス基板上にパターン形成するため、無機粒子として熱軟化点が600℃以下の低融点ガラス粒子を用いると、焼成時に基板ガラスのそりを生じさせにくい。
本ペーストを隔壁ペーストとして使用する場合、無機粒子が屈折率が1.65を超える低融点ガラス粒子60重量%〜97重量%と平均粒径1μm〜4μmのフィラー3重量%〜40重量%とを含有することが好ましい。フィラーを含まないと、焼成収縮率が大きくなるので欠陥の原因になったり、隔壁強度が低いために断線、ひび、かけ、などの欠陥が生じやすくなる。逆にフィラー量が無機粒子中で40重量%を超えると、焼結されにくくなるために緻密性が低下して断線、ひび、かけ、などの欠陥が生じやすくなる。また、パネル作製時の真空排気の際、脱ガス性を低下させるといった問題も生じやすくする。
本ペーストを透明誘電体ペーストとして使用する場合は、フィラーの含有量は10重量%以下であることが好ましい。フィラーを10重量%以上含有すると、フィラーと低融点ガラスの屈折率が異なるので、透過光が大きく散乱することによりヘーズが増加してしたり、膜の緻密性が劣るため、耐電圧が低下してしまう。焼成後膜厚が20μm以下であるときは、パターン形状を保持しやすいので、フィラーを含有させなくてもよいが、焼成時の泡抜け性を確保するために、フィラーを5重量%以下の範囲で含有してもよい。また、フィラーを含有させるときは、フィラーとフィラー以外の無機粒子の屈折率との差をできるだけ小さくすることで、可視光の散乱を小さくすることができる。
本発明の感光性ペーストを用いてプラズマディスプレイ部材を作製するときは、基板上に塗布し、フォトリソグラフィーでパターン形成した後、焼成することが必要である。以下に、感光性ガラスペースト法を例に隔壁パターンおよび透明誘電体パターンの製造方法について具体的に述べるが、本発明はこれに限定されない。
まず、本発明の感光性ペーストを用いた隔壁パターンおよび、プラズマディスプレイ背面板の製造方法について述べる。感光性ガラスペーストは、感光性モノマー、感光性オリゴマー、感光性ポリマーのうち少なくとも1種類から選ばれる感光性有機成分を含有し、さらに必要に応じて、バインダー、光重合開始剤、紫外線吸光剤、増感剤、増感助剤、重合禁止剤、可塑剤、増粘剤、酸化防止剤、分散剤、有機あるいは無機の沈殿防止剤やレベリング剤等の添加成分を含み、低融点ガラスと、フィラーとして高融点ガラスを少なくとも各1種類ずつ含む。これら各種成分を所定の組成になるよう調合した後、3本ローラーや混練機で均質に混合分散し、感光性ガラスペーストを作製する。
ペースト粘度は、ガラス粒子、増粘剤、有機溶媒、可塑剤および沈殿防止剤等の添加割合によって適宜調整されるが、その範囲は2000〜200000cps(センチポイズ)である。例えば、基板への塗布をスリットダイコーター法やスクリーン印刷法以外にスピンコート法で行う場合は、200〜5000cpsが好ましい。
ガラス、セラミックス、ポリマー製フィルム等からなり、アドレス電極、及び誘電体が形成された基板上に、作製した感光性ペーストを全面塗布、もしくは部分的に塗布する。塗布方法としては、スクリーン印刷、バーコーター、ロールコーター、ダイコーター、ブレードコーター等の方法を用いることができる。塗布厚みは、塗布回数、スクリーンのメッシュ、ペーストの粘度によって調整できる。
ここで、ペーストを基板上に塗布する場合、基板と塗布膜との密着性を高めるために基板の表面処理を行うことができる。表面処理液としては、シランカップリング剤、例えばビニルトリクロロシラン、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、トリス−(2−メトキシエトキシ)ビニルシラン、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、γ−(メタクリロキシプロピル)トリメトキシシラン、γ−(2−アミノエチル)アミノプロピルトリメトキシシラン、γ−クロロプロピルトリメトキシシラン、γ−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、γ−アミノプロピルトリエトキシシラン等、あるいは有機金属、例えば有機チタン、有機アルミニウム、有機ジルコニウム等である。シランカップリング剤あるいは有機金属を有機溶媒、例えばエチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、メチルアルコール、エチルアルコール、プロピルアルコール、ブチルアルコール等で0.1〜5%の濃度に希釈したものを用いる。次に、この表面処理液をスピナー等で基板上に均一に塗布した後に80〜140℃で10〜60分間乾燥することによって表面処理ができる。また、フィルム上に塗布した場合、フィルム上で乾燥を行った後、次の露光工程を行う場合と、ガラスやセラミックスの基板上に貼り付けた後、露光工程を行う方法がある。
塗布した後、露光装置を用いて露光を行う。露光は、通常のフォトリソグラフィー法で行われるように、フォトマスクを用いてマスク露光する方法が一般的である。用いるマスクは、感光性有機成分の種類によって、ネガ型もしくはポジ型のどちらかを選定する。
また、フォトマスクを用いずに、赤色や青色のレーザー光等で直接描画する方法を用いても良い。
露光装置としては、ステッパー露光機、プロキシミティ露光機等を用いることができる。また、大面積の露光を行う場合は、ガラス基板等の基板上に感光性ペーストを塗布した後に、搬送しながら露光を行うことによって、小さな露光面積の露光機で、大きな面積を露光することができる。
この際使用される活性光源は、例えば可視光線、近紫外線、紫外線、電子線、X線、レーザー光等が挙げられるが、これらの中で紫外線が好ましく、その光源としては、例えば低圧水銀灯、高圧水銀灯、超高圧水銀灯、ハロゲンランプ、殺菌等等が使用できる。これらのなかでも超高圧水銀灯が好適である。露光条件は、塗布厚みによって異なるが、1〜100mW/cm2の出力の超高圧水銀灯を用いて20秒〜30分間露光を行う。
塗布した感光性ペースト表面に酸素遮断膜を設けることによって、パターン形状を向上させることができる。酸素遮断膜の一例としては、ポリビニルアルコール(PVA)やセルロース等の膜、あるいは、ポリエステル等のフィルムが挙げられる。
PVA膜の形成方法は、濃度が0.5〜5重量%の水溶液をスピナー等の方法で基盤上に均一に塗布した後に70〜90℃で10〜60分間乾燥することによって水分を蒸発させて行う。また水溶液中にアルコールを少量添加すると、感光性有機物ペーストととの濡れ性が良くなり蒸発が容易になるので好ましい。さらに好ましいPVAの溶液濃度は1〜3重量%である。この範囲にあると感度が一層向上する。PVA塗布によって感度が向上するのは次の理由が推定される。すなわち、感光性成分が光反応する際に、空気中の酸素があると光硬化の感度を妨害すると考えられるが、PVAの膜があると余分な酸素を遮断できるので露光時に感度が向上すると考えられる。
ポリエステルやポリプロピレン、ポリエチレン等の透明なフィルムを用いる場合は、塗布後の感光性ペーストの上に、これらのフィルムを貼り付けて用いる方法もある。
露光後、感光部分と非感光部分の現像液に対する溶解度差を利用して現像を行うが、この場合、浸漬法、シャワー法、スプレー法、ブラシ法で行う。
用いる現像液、感光性ペースト中の有機成分が溶解可能である有機溶媒を使用できる。また、該有機溶媒にその溶解力が失われない範囲で水を添加しても良い。感光性ペースト中にカルボキシル基等の酸性基を持つ化合物が存在する場合、アルカリ水溶液で現像できる。アルカリ水溶液として水酸化ナトリウムや炭酸ナトリウム、水酸化カルシウムのような金属アルカリ水溶液を使用できるが、有機アルカリ水溶液を用いた方が焼成時にアルカリ成分を除去しやすいので好ましい。
有機アルカリとしては、アミン化合物を用いることができる。具体的には、テトラメチルアンモニウムヒドロキサイド、トリメチルベンジルアンモニウムヒドロキサイド、モノエタノールアミン、ジエタノールアミン等が挙げられる。アルカリ水溶液の濃度は通常0.01〜10重量%、より好ましくは0.1〜5重量%である。アルカリ濃度が低すぎると、可溶部が除去されず、アルカリ濃度が高すぎると、パターン部を剥離させ、また非可溶部を腐食させるおそれがあり好ましくない。また、現像時の現像温度は、20〜50℃で行うことが工程管理上好ましい。
隔壁パターンを含む基板の焼成工程は焼成炉により行う。焼成雰囲気や温度はペーストや基板の種類によって異なるが、空気中、窒素、水素等の雰囲気下で焼成する。焼成温度は400〜610℃で行う。焼成炉としては、バッチ式の焼成炉やベルト式の連続型焼成炉を用いることができる。また、以上の工程中に乾燥、予備反応の目的で、50〜300℃加熱工程を導入してもよい。
以上の工程によって得られた隔壁層を有するガラス基板はプラズマディスプレイの前面側もしくは背面側に用いることができる。また、プラズマアドレス液晶ディスプレイのアドレス部分の放電を行うための基板として用いることができる。形成した隔壁層の間に蛍光体を塗布して、背面板を完成させる。
次に、本発明の感光性ペーストを用いた透明誘電体パターンおよび、プラズマディスプレイ前面板の製造方法について述べる。感光性ガラスペーストは、隔壁ペーストと同様に、感光性モノマー、感光性オリゴマー、感光性ポリマーのうち少なくとも1種類から選ばれる感光性有機成分を含有し、さらに必要に応じて、バインダー、光重合開始剤、紫外線吸光剤、増感剤、増感助剤、重合禁止剤、可塑剤、増粘剤、酸化防止剤、分散剤、有機あるいは無機の沈殿防止剤やレベリング剤等の添加成分および、焼成後に透明化する低融点ガラスを少なくとも1種類含む。ただし、透明誘電体パターンに使用する感光性有機成分は、重量保持率が1重量%以下となる熱分解温度が500℃以下であるものを、選定して使用することが好ましい。感光性有機成分の熱分解温度が500℃以上に達すると、ガラス溶融時に有機成分のガス化が起こるので、透明誘電体膜の内部に多くの気泡を含有したり、焼成残渣を含有してしまい、全光線透過率が大きく低下してしまう。さらに好ましくは450℃以下である。
上記の各種成分を所定の組成になるよう調合した後、3本ローラーや混練機で均質に混合分散し、感光性ガラスペーストを作製する。
前面板の作成は以下のように行う。まず、ガラス基板上にITOなどを用いてスキャン電極およびサステイン電極を形成する。その上に感光性銀ペーストなどを用いてバス電極を形成する。コントラストを向上させるためにブラックストライプを用いることもできる。
電極を形成した基板上にガラス粉末と有機バインダーを主成分とする透明誘電体ガラスペーストを、スクリーン印刷やスリットダイコーター、スピンコーターなどにより所定の膜厚に塗布した後に、通常400〜610℃で焼成することにより第1層目の誘電体層を形成する。引き続き、第2層目の透明誘電体パターン層を形成する場合は、上記のように作成した透明誘電体パターン形成用の感光性ガラスペーストを、隔壁ペーストと同様にして塗布、乾燥、露光、現像を行い透明誘電体パターンを形成した後に、400〜610℃で焼成を行う。さらに、電子ビーム蒸着により保護膜として酸化マグネシウム層を形成して前面板を作製できる。
作製した背面板と前面板を封着後、前背面の基板間隔に形成された空間に、ヘリウム、ネオン、キセノン等の希ガスを封入することによって、プラズマディスプレイのパネル部分を製造できる。
さらに、駆動用のドライバーICを実装することによって、プラズマディスプレイを製造することができる。
以下に本発明を実施例を用いて具体的に説明する。ただし、本発明はこれに限定されるものではない。まず、屈折率測定、ガラス軟化点の測定、ポリマーの酸価の測定、隔壁の黄色度の測定、隔壁パターンの評価、ディスプレイ特性の評価の方法について説明する。
(屈折率測定)
有機成分の屈折率は、ペースト中の有機成分だけを調整して、塗布および乾燥工程後に、エリプソメトリー法によって、25℃における436nmの波長の光に関して測定を行った。ガラスの屈折率は、液浸法により測定した。ガラス粒子を幾つかの屈折率浸液に浸し、光学顕微鏡で粒子と浸液との境界に発生するベッケ線が消失したときの浸液の屈折率をガラスの屈折率とした。
(ガラス軟化点の測定)
ガラスを試料ホルダーに封入し、示差走査熱量計(“DSC−600E”島津製作所製)を用い、10℃/分で30℃から700℃まで昇温した。得られた吸熱ピークのピークトップの温度をガラス軟化点とした。
(ポリマーの酸価の測定)
ポリマーの酸価は次のように測定した。乾燥したポリマーを所定量(約1g)秤量してサンプリングし、エタノールを約40ml添加してポリマーを溶解した。指示薬として0.5%フェノールフタレイン/エタノール溶液を2滴加え、スターラーで攪拌しながら0.1N・KOH水溶液を滴下し、中和の終点を求めた(指示薬の薄いピンク色が30秒間続いた時を中和の終点とした)。ポリマー1g当たりのKOHmg数に換算してこれをポリマーの酸価とした。ポリマーの酸価の算出は次式で行った。
酸価=(56.11×D×B)÷CD:KOH溶液使用量(l)
B:KOH溶液規定度C:試料採取量(g)
(隔壁パターンの評価)
パネルを切断して小片にし、隔壁の長手方向と垂直な断面を走査型電子顕微鏡(日立製作所S2400)で観察し、隔壁の幅、高さを計測した。幅と高さがほぼスペック通りであればAA、スペック内であればA、スペックから一部はずれるものがある場合はB、全てスペックからはずれるものは不適であり、Cとした。
(隔壁の黄色度の測定)隔壁の黄色度は、b*値により評価した。b*値が大きいほど、黄色化が進んでいることになる。b*値は電極パターン、誘電体層および隔壁パターンを形成した後、ミノルタ製分光測色計CM・2002を用いて測定した。
(ディスプレイ特性)
パネルを隔壁形成方向に沿って、1列おきに点灯させ、誤放電による点灯、不灯、またはちらつきがないか目視で評価した。基準は、誤放電による点灯セルや不灯セルの数が1個以内ならばディスプレイ特性はAA、2〜4個以内ならばディスプレイ特性はA、5〜7個以内ならばディスプレイ特性はB、8個以上でディスプレイパネルとしては不適であり、Cとした。
(全光線透過率の測定方法)
ソーダガラス上にガラスペーストを塗布、乾燥した後、塗布面全面に露光、現像を行なったものを焼成して、40μmの膜厚でペースト膜を形成し、分光光度計(日立製作所製、U−3410形自記分光光度計)を用いて全光線透過率の測定を行った。用いたガラス基板を100%透過として、550nmでの透過率を読み取った。
(感光性ペーストの作製方法)
感光性ペーストは、酸化物微粒子、感光性有機成分、無機粒子、および光重合開始剤、増感剤、ゲル化防止剤、紫外線吸光剤を所定量秤量後、溶媒としてγ−BLを適宜添加して粘度を調整し、3本ローラー混練機にて混練した。
尚、用いた感光性有機成分1、2、3、および4を表1に、無機粒子としてガラス1、2、3、および4、フィラー1、2、および3の組成は表2にまとめた。透明誘電体パターン形成用の感光性ペーストには感光性有機成分としてゲル化防止剤および増感剤は添加しなかった。
Figure 0004419635
Figure 0004419635
モノマー1:下記の構造式を有する化合物を用いた。
Figure 0004419635
モノマー2:キシリレンジアミン/グリシジルメタクリレート=1モル/4モル付加物
モノマー3:ポリオキシプロピレンジアミン/グリシジルメタクリレート=1モル/4モル付加物
モノマー4:イソプロピルアミン/グリシジルメタクリレート=1モル/3モル付加物
ポリマー1:メタクリル酸/4−ブロモスチレン/メタクリル酸−2,4,6−ブロモフェニル=40/30/30からなる共重合体のカルボキシル基に対して0.5当量のグリシジルメタクリル酸メチルを付加反応させたもの(重量平均分子量32000、酸価105)
ポリマー2:メタクリル酸/メタクリル酸メチル/スチレン=40/30/30からなる共重合体のカルボキシル基に対して0.4当量のグリシジルメタクリル酸メチルを付加反応させたもの(重量平均分子量43000、酸価100)。
MTPMP:2−メチル−1−[4−(メチルチオ)フェニル]−2−モルホリノプロパノン−1
EPA:p−ジメチルアミノ安息香酸エチルエステル
IC369:2−ベンジル−2−ジメチルアミノ−1−(4−モルフォリノフェニル)ブタノン−1
スダン:アゾ系赤色染料、C24204
DET:2,4−ジエチルチオキサントン
γ−BL:γ−ブチロラクトン
(ディスプレイの製造方法)
プラズマディスプレイを以下の手順にて作製した。まず、旭硝子社製“PD−200”ガラス基板(42インチ)上に、感光性銀ペーストを用いたフォトリソグラフィー法によりアドレス電極パターンを形成した。次いで、アドレス電極が形成されたガラス基板上に誘電体層をスクリーン印刷法により20μmの厚みで形成した。しかる後、作製した感光性ペーストをスクリーン印刷によりアドレス電極パターンおよび誘電体層が形成された背面板用ガラス基板上に均一に塗布した。塗布膜にピンホールなどの発生を回避するために塗布・乾燥を数回以上繰り返し行い、膜厚みの調整を行った。途中の乾燥は80℃で10分間行った。その後、80℃で1時間保持して乾燥した。
続いて、ネガ型クロムマスクを用いて、上面から30mJ/cm2出力の超高圧水銀灯で紫外線露光した。露光量は1.5J/cm2であった。
次に、35℃に保持したモノエタノールアミンの0.3重量%水溶液をシャワーで150秒間かけることにより現像し、その後シャワースプレーを用いて水洗浄し、光硬化していないスペース部分を除去して背面板用ガラス基板上にストライプ状の隔壁パターンを形成した。その隔壁パターンをSEM観察、評価した。
その後、焼成することにより、隔壁を形成した。次に、蛍光体層をディスペンサー法にて厚さ20μmに形成し、焼成して背面板を作製した。
次に、“PD−200”ガラス基板上に、フォトエッチング法によりITO電極を形成した後、感光性銀ペーストを用いたフォトリソグラフィー法によりバス電極パターンを形成した。しかる後、透明誘電体層をスクリーン印刷法により40μmの厚みで形成した。さらに、500nm厚のMgO膜を電子ビーム蒸着法により形成して、前面板を得た。
透明誘電体パターンを形成する場合は、以下のように作成した。電極を形成したガラス基板上に、第1層目の透明誘電体層をスクリーン印刷法により30μmの厚みで形成し、さらに透明誘電体パターン形成用の感光性ペーストをスクリーン印刷により20μmの厚みになるよう、塗布・乾燥を繰り返し行った。乾燥は80℃で10分間行った。引き続き、隔壁と同様にして露光・現像を行った。露光量は0.5J/cm2、現像時間は150秒であった。さらに、560℃で15分間保持して焼成することにより、第2層目の透明誘電体パターンをを形成した。最後に、さらに、500nm厚のMgO膜を電子ビーム蒸着法により形成して前面板を得た。
次に、前面板及び背面板用ガラス基板にシール剤となる低融点ガラスペーストを設け、所定の配置になるよう位置合わせして対向配置し、450℃、30分間処理しガラス基板を封止した。その後、表示領域内部の排気及びNe95%、Xe5%の混合ガスの封入を行ってプラズマディスプレイパネルを完成させた。その後、白黒の市松模様に点灯させ、隔壁のかけ、剥がれによる点灯、不灯からパネルを評価した。
(隔壁用ペースト)
各実施例で用いた酸化物微粒子、感光性有機成分、無機粒子の性質と組成、酸化物微粒子と有機成分の平均屈折率N1と有機物微粒子を除いた無機成分の平均屈折率N2を表3にまとめた。なお、実施例1〜24は前面板においては、透明誘電体パターンは形成せず第一層目の透明誘電体層のみを設けた。
Figure 0004419635
(実施例1〜12)
表3に結果を示した。表にあるように酸化物微粒子としてチタニアを用いた。実施例1〜12のなかで、実施例1〜4の隔壁が最もアスペクト比がよいパターンであった。また、パネル評価も実施例1〜4が最も優れ、隔壁のかけ、剥がれ等による異常点灯、不灯は見られなかった。実施例5〜8は、フィラーがないためやや隔壁パターンのエッジ部がだれ、実施例1〜4には劣るが隔壁パターン、パネル評価ともに問題なかった。実施例9〜12は、熱軟化点が高いため、高い温度で焼成したので基板のそりがやや増加し、また隔壁の緻密性が低下したので実施例1〜4には劣るが隔壁パターン、パネル評価ともに問題なかった。隔壁パターンとパネルの評価結果をまとめると、どちらの評価結果も実施例1〜4>実施例5〜8>実施例9〜12の順であった。
(実施例13〜24)
表3に結果を示した。表にあるように酸化物微粒子としてジルコニアを用いた。実施例13〜24のなかで、実施例13〜16の隔壁が最もアスペクト比がよいパターンであった。また、パネル評価も実施例13〜16が最も優れ、隔壁のかけ、剥がれ等による異常点灯、不灯は見られなかった。実施例17〜20は、フィラーがないためやや隔壁パターンのエッジ部がだれ、実施例13〜16には劣るが隔壁パターン、パネル評価ともに問題なかった。実施例21〜24は、熱軟化点が高いため、高い温度で焼成したので基板のそりがやや増加し、また隔壁の緻密性が低下したので実施例13〜16には劣るが隔壁パターン、パネル評価ともに問題なかった。隔壁パターンとパネルの評価結果をまとめると、どちらの評価結果も実施例13〜16>実施例17〜20>実施例21〜24の順であった。
Figure 0004419635
(比較例1〜4)
表4に示したように、粒径、または酸化物微粒子と有機成分の平均屈折率N1と酸化物微粒子以外の無機成分の平均屈折率N2が0.07を超えること以外は、実施例1〜24と同様にして感光性ペーストの作製とパネルの作製を行った。表にあるように、酸化物微粒子としてチタニアを用いた。比較例1は粒径が0.005μm未満であるため、感光性ペーストが増粘し塗布が困難であり、塗布ムラが多く、高アスペクト比の隔壁を安定して形成させることはできなかった。パネルにしても隔壁パターンが一定していないために剥がれ、かけなどが起こり、異常点灯や不灯が多く見られた。比較例2は、粒径が0.100μmを超えるので、露光光を散乱してしまい所望の形状の隔壁を形成させることができなかった。また、比較例3、4は酸化物微粒子と有機成分の平均屈折率N1と無機粒子の平均屈折率N2が(1)式を満たさないので露光光を散乱してしまい所望の形状の隔壁を形成させることができなかった。
(比較例5〜8)
表4に示したように、粒径、または酸化物微粒子と有機成分の平均屈折率N1と酸化物微粒子以外の無機成分の平均屈折率N2が0.07を超えること以外は、実施例1〜24と同様にして感光性ペーストの作製とパネルの作製を行った。表にあるように、酸化物微粒子としてジルコニアを用いた。比較例5は粒径が0.005μm未満であるため、感光性ペーストが増粘し塗布が困難であり、塗布ムラが多く、高アスペクト比の隔壁を安定して形成させることはできなかった。パネルにしても隔壁パターンが一定していないために剥がれ、かけなどが起こり、異常点灯や不灯が多く見られた。比較例6は、粒径が0.100μmを超えるので、露光光を散乱してしまい所望の形状の隔壁を形成させることができなかった。また、比較例7、8は酸化物微粒子と有機成分の平均屈折率N1と無機粒子の平均屈折率N2が(1)式を満たさないので露光光を散乱してしまい所望の形状の隔壁を形成させることができなかった。
(比較例9)
酸化物微粒子以外の無機成分の平均屈折率N2が1.65を下回る1.58であること以外は、実施例1〜24と同様にして感光性ペーストの作製とパネルの作製を行った。表4に示したように、隔壁形状は良かったが、b*値が大きく黄色化しており、色純度の低下が見られた。
(比較例10)
酸化物微粒子を添加しなかったこと以外は、実施例1〜24と同様にして感光性ペーストの作製とパネルの作成を行った。表4に示したように、有機成分の屈折率N1と無機粒子の平均屈折率N2が(1)式を満たさないので露光光を散乱してしまい所望の形状の隔壁を形成させることができなかった。
(透明誘電体パターン用ペースト)
透明誘電体ペーストにおいて、透明誘電体パターンを形成したときの各実施例で用いた酸化物微粒子、感光性有機成分、無機粒子の性質と組成、酸化物微粒子と有機成分の平均屈折率N1と有機物微粒子を除いた無機成分の平均屈折率N2を表5にまとめた。なお、実施例25〜32においては、隔壁パターンの組成は実施例1と同様のものとした。
Figure 0004419635
(実施例25〜28)
表5に結果を示した。表にあるように酸化物微粒子としてチタニアを用いた。ガラス2を用いた実施例25および26で特にアスペクト比の高いパターンが得られた。また、パネル評価でも実施例25および26が優れており、異常点灯や不灯がなかった。ガラス4を用いた実施例27および28では、ガラスの軟化温度が低いため、パターンエッジ部のだれが見られたが、パターン形状評価、パネル評価は問題無かった。透過率は実施例27が最も高く、いずれも80%以上の全光線透過率があった。また、熱分解温度の低い有機成分3を用いた方が、有機成分4を用いた場合よりも高い全光線透過率を示した。
(実施例29〜32)
表5に結果を示した。表にあるように酸化物微粒子としてジルコニアを用いた。ガラス2を用いた実施例29および30で特にアスペクト比の高いパターンが得られた。また、パネル評価でも実施例29および30が優れており、異常点灯や不灯がなかった。ガラス4を用いた実施例31および32では、ガラスの軟化温度が低いため、パターンエッジ部のだれが見られた。透過率は実施例31が最も高く、いずれも80%以上の全光線透過率があった。また、熱分解温度の低い有機成分3を用いた方が、有機成分4を用いた場合よりも高い全光線透過率を示した。
Figure 0004419635
(比較例11〜13)
表6に示したように、粒径、または酸化物微粒子と有機成分の平均屈折率N1と酸化物微粒子以外の無機成分の平均屈折率N2が0.07を超えること以外は、実施例25〜32と同様にして感光性ペーストの作製とパネルの作製を行った。表にあるように、酸化物微粒子としてチタニアを用いた。比較例11は粒径が0.005μm未満であるため、感光性ペーストが増粘し塗布が困難であり、塗布ムラが多く、高アスペクト比の透明誘電体パターンを安定して形成させることはできなかった。パネルにしてもパターンが一定していないために剥がれ、かけなどが起こり、異常点灯や不灯が多く見られた。また、酸化物微粒子のペースト中での分散不良のため、散乱光が多く全光線透過率が低下した。比較例12は、粒径が0.100μmを超えるので、露光光を散乱してしまい所望の形状の透明誘電体パターンを形成させることができず、全光線透過率も低下した。また、比較例13は酸化物微粒子と有機成分の平均屈折率N1と無機粒子の平均屈折率N2が(1)式を満たさないので露光光を散乱してしまい所望の形状の隔壁を形成させることができなかった。
(比較例14〜16)
表6に示したように、粒径、または酸化物微粒子と有機成分の平均屈折率N1と酸化物微粒子以外の無機成分の平均屈折率N2が0.07を超えること以外は、実施例25〜32と同様にして感光性ペーストの作製とパネルの作製を行った。表にあるように、酸化物微粒子としてジルコニアを用いた。比較例14は粒径が0.005μm未満であるため、感光性ペーストが増粘し塗布が困難であり、塗布ムラが多く、高アスペクト比の透明誘電体パターンを安定して形成させることはできなかった。パネルにしてもパターンが一定していないために剥がれ、かけなどが起こり、異常点灯や不灯が多く見られた。また、酸化物微粒子のペースト中での分散不良のため、散乱光が多く全光線透過率が低下した。比較例15は、粒径が0.100μmを超えるので、露光光を散乱してしまい所望の形状の透明誘電体パターンを形成させることができず、全光線透過率も低下した。また、比較例16は酸化物微粒子と有機成分の平均屈折率N1と無機粒子の平均屈折率N2が(1)式を満たさないので露光光を散乱してしまい所望の形状の隔壁を形成させることができなかった。
(比較例17)
無機粒子としてガラス1を用いた以外は、実施例25〜32と同様にして感光性ペーストの作製とパネルの作製を行った。表6に示したように、パターン形状は良かったが、ガラスの結晶化が起こるため全光線透過率が大きく低下した。
(比較例18)
酸化物微粒子を添加しなかったこと以外は、実施例25〜32と同様にして感光性ペーストの作製とパネルの作成を行った。表6に示したように、有機成分の屈折率N1と無機粒子の平均屈折率N2が(1)式を満たさないので露光光を散乱してしまい所望の形状の透明誘電体パターンを形成させることができなかった。また、実施例25や29に比較して、泡抜け性が劣るため、全光線透過率が若干低下した。
通常の透明誘電体を有するAC型プラズマディスプレイ前面板の断面図である。 パターン化した透明誘電体を有するAC型プラズマディスプレイ前面板の断面図である。
符号の説明
1:前面板
2:ガラス基板(前面基板)
3:スキャン電極
4:サスティン電極
5:バス電極
6:透明誘電体層
7:MgO保護膜
8:透明誘電体パターン層

Claims (9)

  1. 粒子径が0.005〜0.08μmの範囲にある酸化物微粒子と、酸化物微粒子以外の無機粒子と、感光性有機成分とを含有する感光性ペーストであって、酸化物微粒子と有機成分の平均屈折率N1と酸化物微粒子以外の無機粒子の平均屈折率N2が次式を満たすことを特徴とする感光性ペースト。
    −0.07≦N2−N1≦0.07 (N2>1.65)
  2. 有機成分の屈折率が1.40〜1.65、酸化物微粒子の屈折率が1.7〜2.6である請求項1に記載の感光性ペースト。
  3. 酸化物微粒子がシリカ、アルミナ、チタニア、ジルコニア、イットリア、セリア、マグネシア、酸化亜鉛、酸化マンガン、酸化銅、酸化鉄、酸化ホルミウム、酸化鉛、酸化錫の群から選ばれた少なくとも1種類を含むことを特徴とする請求項1記載の感光性ペースト。
  4. 感光性有機成分がカルボキシル基を有するコポリマーであり、樹脂酸価は50〜150mgKOH/gであることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の感光性ペースト。
  5. 酸化物微粒子以外の無機粒子が低軟化点ガラス60重量%〜97重量%と平均粒径1μm〜4μmのフィラー3重量%〜40重量%とを含有することを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載の感光性ペースト。
  6. 低軟化点ガラスが熱軟化点450〜600℃であることを特徴とする請求項5に記載の感光性ペースト。
  7. 請求項1〜6のいずれかに記載の感光性ペーストを基板上に塗布し、フォトリソグラフィーでパターン形成した後、焼成することを特徴とするプラズマディスプレイ用隔壁の製造方法。
  8. 請求項1〜6のいずれかに記載の感光性ペーストを基板上に塗布し、フォトリソグラフィーでパターン形成した後、焼成することを特徴とするプラズマディスプレイ用透明誘電体パターンの製造方法。
  9. 請求項7に記載のプラズマディスプレイ用隔壁の製造方法によりプラズマディスプレイ用隔壁を製造する工程または請求項8に記載のプラズマディスプレイ用透明誘電体パターンの製造方法によりプラズマディスプレイ用透明誘電体パターンを製造する工程を含むプラズマディスプレイの製造方法
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