JP4029599B2 - 表示デバイスの製造方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、液晶ディスプレイ、プラズマディスプレイパネル等の表示デバイスの製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、プラズマディスプレイパネルは、視認性に優れた薄型表示デバイスとして注目されており、高精細化および大画面化が進められている。
【０００３】
このプラズマディスプレイパネルには、大別して、駆動的にはＡＣ型とＤＣ型があり、放電形式では面放電型と対向放電型の２種類があるが、高精細化、大画面化および製造の簡便性から、現状では、ＡＣ型で面放電型のプラズマディスプレイ装置が工業上の主流を占めるようになってきている。
【０００４】
このＡＣ型のプラズマディスプレイ装置におけるパネル構造の一例を図４に示している。図４に示すように、ガラス基板などの透明な前面側の基板１上には、走査電極２と維持電極３とで対をなすストライプ状の表示電極４が複数対形成され、そして基板１上の隣り合う表示電極４間には遮光層５が配置形成されている。この走査電極２および維持電極３は、それぞれ透明電極２ａ、３ａおよびこの透明電極２ａ、３ａに電気的に接続された銀等のバス電極２ｂ、３ｂとから構成されている。また、前記前面側の基板１には、前記複数対の電極群を覆うように誘電体層６が形成され、その誘電体層６上には保護膜７が形成されている。
【０００５】
また、前記前面側の基板１に対向配置される背面側の基板８上には、走査電極２および維持電極３の表示電極４と直交する方向に、絶縁体層９で覆われた複数のストライプ状のデータ電極１０が形成されている。このデータ電極１０間の絶縁体層９上には、データ電極１０と平行にストライプ状の複数の隔壁１１が配置され、この隔壁１１間の側面１１ａおよび絶縁体層９の表面に蛍光体層１２が設けられている。
【０００６】
これらの基板１と基板８とは、走査電極２および維持電極３とデータ電極１０とが直交するように、微小な放電空間を挟んで対向配置されるとともに、周囲が封止され、そして前記放電空間には、ヘリウム、ネオン、アルゴン、キセノンのうちの一種または混合ガスが放電ガスとして封入されている。また、放電空間は、隔壁１１によって複数の区画に仕切ることにより、表示電極４とデータ電極１０との交点が位置する複数の放電セル１３が設けられ、その各放電セル１３には、赤色、緑色および青色となるように蛍光体層１２が一色ずつ順次配置されている。
【０００７】
このパネル本体の電極配列は、Ｍ行×Ｎ列の放電セルからなるマトリックス構成であり、行方向にはＭ行の走査電極および維持電極が配列され、列方向にはＮ列のデータ電極が配列されている。
【０００８】
従来から、このプラズマディスプレイパネルのバス電極やデータ電極等には、主に感光性の導電性ペーストを用いた金属膜から構成される電極が使用されている。この光架橋・光重合性を有する感光性樹脂を含む導電性ペーストは、光架橋・光重合性を有する開始剤、重合促進剤、架橋・重合反応に寄与するモノマー樹脂、骨材となるアクリル等のバインダー樹脂、そして導通を有するための金属粒子、基板に密着させるためのガラス粒子、そして溶剤成分から構成されている。
【０００９】
図５（ａ）〜（ｅ）に光架橋・光重合性を有する感光性樹脂と金属粒子等を含む導電性ペーストを用いた電極の製造方法を示している。
【００１０】
まず、図５（ａ）に示すように、ガラス等の基板１４上にスクリーン印刷を用いてこの導電性ペーストを塗布し、乾燥することにより、導電性ペースト膜１５を形成する。その後、図５（ｂ）に示すように所望の電極パターンにするため、フォトリソグラフィー法を用いて紫外線等の露光の光１６を所定のパターン形状に作製されたマスク１７を通して照射し、必要な電極パターン部の架橋・重合反応を促進させて、図５（ｃ）に示すように導電性ペーストの露光部１８を作る。
【００１１】
次に、図５（ｄ）に示すように露光を終了した基板１４を現像処理することにより未露光部は、架橋・重合反応を生じていないため現像液に浸漬すると分解し、露光部のみ現像後の電極膜１９として基板１４上に残る。
【００１２】
最後に、この基板１４を焼成炉に投入し、熱処理を行うことにより、現像後の電極膜１９に含まれる有機物成分の蒸発、燃焼による除去を行い、そして同時に金属粒子を焼結させて低抵抗化を行うとともに、ガラス粒子を溶融させて基板１４上への密着性を高める。すなわち、図５（ｅ）に示すように有機物が除去され幾分収縮した焼成後の電極２０が形成される。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
所望のパターン形状の電極を得るために、露光によりその形状を決定するが、基板上に塗布・乾燥された膜の上部から露光するため、上部の架橋・重合は促進されるものの、膜厚方向で基板に近い方では、ペースト中に含まれる金属粒子により光が散乱されるため架橋・重合が促進されにくい。このため現像処理を行うと、上部は電極パターン通りに架橋・重合が進んでするため形状が維持されて残るが、膜厚方向で基板に近い方は架橋・重合が進んでいないため現像後の電極膜１９の形状は図６（ａ）に示すような上部面積が大きい台形形状になる。これを焼成すると、徐々に有機物が燃焼し、収縮、または金属粒子が焼結していくために、図６（ｂ）に示すように電極の端部が反り返るような浮いた形状の電極２０になってしまう。
【００１４】
このような形状になる原因については明確にはされていないが、焼成した際、表面近傍から、有機物の除去、金属粒子の焼結が進むため、表面面積がまず固定された状態で、内部の有機物が燃焼除去され、体積収縮し、その結果として、電極端部が反り返るような浮いた形状が発生すると推察される。
【００１５】
これを制御するためには、乾燥条件、現像条件、焼成条件、ペースト中の有機物の量等を詳細に制御しなければならないと考えられるが、大面積の基板（４２インチや５０インチサイズ）内では、それらを全て一定に制御するのが困難であった。
【００１６】
また、プラズマディスプレイにおいては、図７に示すようにこの電極２０上に誘電体２１が形成され、電圧が印加されるが、このように電極２０の端部が反り返ったような形状では、実質上に形成した誘電体２１の実際の膜厚が小さくなるため、誘電体２１の耐圧特性が低下する。これを防ぐために誘電体２１の膜厚を増加させると耐圧特性は増加するが、放電電圧の上昇、透過率の減少による輝度の減少等の特性劣化を生じてしまう。
【００１７】
また、基板１４から浮いた電極２０と基板１４との間に、誘電体２１形成時に気泡２２が混入し、同じように耐圧特性や光透過性等の特性劣化の要因にもなっていた。
【００１８】
本発明はこのような課題に鑑みなされたもので、導電性ペーストで電極パターンを形成する際、電極端部の反りを防止することを目的としている。
【００１９】
【課題を解決するための手段】
この目的を達成するために本発明は、基板上に少なくとも光分解性樹脂と金属粒子とからなる導電性ペーストを塗布した後、所定のパターン形状になるように露光、現像を複数回繰り返して電極を形成する表示デバイスの製造方法において、電極を形成する部分以外を露光し、かつ先に行う露光より後から行う露光の領域を小さくすることを特徴とするものである。
【００２０】
【発明の実施の形態】
すなわち、本発明は、少なくとも光分解性樹脂と金属粒子とからなる導電性ペーストにより電極を形成し、かつ電極の形状を下層との接触面の面積が上面の面積より大きくなるように構成したものである。なお、本発明では、導電性ペーストにガラス粒子を含有させたものを用い、また金属粒子としては銀もしくは銀合金を用いている。
【００２１】
本発明の製造方法は、基板上に少なくとも光分解性樹脂と金属粒子とからなる導電性ペーストを塗布した後、所定のパターン形状になるように露光、現像を複数回繰り返して電極を形成する表示デバイスの製造方法において、電極を形成する部分以外を露光し、かつ先に行う露光より後から行う露光の領域を小さくすることを特徴とする。
【００２２】
このような構成とすることにより、電極の反り等を防止し、例えばプラズマディスプレイにおいては電極上に形成する誘電体膜形成後の耐圧特性が良好となり、信頼性の高い電極が得られ、これにより信頼性の高い高品質な電極を用いた表示デバイス等が安定して得られるという利点がある。
【００２３】
以下、本発明の一実施の形態による表示デバイスについて、図１〜図３を用いて説明する。
【００２４】
図１は本発明の一実施の形態による表示デバイスにおいて、導電性ペーストを用いた電極の製造工程を示す図であり、導電性ペーストは、光分解性樹脂、骨材となるアクリル等のバインダー樹脂、導通を確保するための金属粒子、基板に密着させるためのガラス粉末を少なくとも含有している。具体的には、光分解性樹脂にＯ−キノンジアジドを用い、骨材となるアクリル等のバインダー樹脂にアルカリ可溶性のノボラック樹脂を用い、そして導通を確保するための金属粒子に銀の微粒子を用い、基板に密着させるためのガラス粒子にバリウム系のガラス粉末を用いている。
【００２５】
まず、図１（ａ）に示すように、上述の導電性ペーストを印刷法等により基板３１上に塗布、乾燥し、膜厚約１０μｍの導電性ペースト膜３２を形成する。次に、図１（ｂ）に示すように電極として不必要な部分にマスク３３を通して露光の光３４を照射する。これにより導電性ペースト膜３２の光を当てた露光部３５の光分解性樹脂であるＯ−キノンジアジドは分解し、現像の際に、アルカリ溶液からなる現像液に溶解する。但し、金属粒子を導電性ペースト中に含むため、光は基板３１近傍までは届かない。すなわち、表面層から３〜４ミクロン程度までしか届かず、導電性ペースト膜３２もその深さまでしかアルカリ溶液による現像で除去されないため、図１（ｃ）のような現像後の電極膜３６が残る。この現像後の電極膜３６が形成された基板３１に対して、図１（ｄ）に示すように、先に露光の光を照射した領域より狭い領域で光を照射できるようなマスク３７を用いて露光を行い、露光部３８を形成する。この基板３１を現像することにより図１（ｅ）に示すように階段状の電極膜３９が形成されることになる。さらに図１（ｆ）に示すように、図１（ｄ）の工程よりさらに露光領域を狭くしたマスク４０を通して光３４を照射して露光を行って露光部４１を形成して現像することにより図１（ｇ）に示すような階段状の電極膜４２が形成されることになる。
【００２６】
図２（ａ）にこの現像後の階段状の電極膜４２を拡大して示す。このように膜上面から露光し、光分解により除去し、また露光の際、露光領域を減少させているため、基板３１との接触面積が電極上面の面積より大きく、下部がえぐれていない（オーバーエッチングされない）電極膜４２を得ることができる。この膜を焼成することにより得られる電極４３は、図２（ｂ）に示すように基板３１との接触面積が大きく、えぐれていないため、電極端部が反り返り、浮いたような電極にならない。このため図３に示すように、電極４３上に形成する誘電体４４も、電極から誘電体表面までの実距離Ｌが同じでも塗布膜厚を薄く形成することができる。しかも、電極端部も浮き上がっていないため、電極上に気泡が残ることもなく信頼性の高い電極を得ることができる。
【００２７】
なお、本実施の形態においては光分解性樹脂としてＯ−キノンジアジド、バインダーとしてノボラック樹脂、導通を得るため銀の粒子を用いた導電性ペーストとしたが、これらのものに限定されるものでなく、他の材料を用いた光分解性を有する導電ペーストであればよい。また、本実施の形態においては、３回の露光、現像を行ったが、薄い電極膜厚でよければ薄い導電性ペースト膜を形成して露光・現像を２回繰り返し、厚い電極膜厚が必要であるならば、厚い導電性ペースト塗布、乾燥した膜を形成し、３回以上の露光現像を繰り返せばよい。
【００２８】
さらに、上記の説明では、電極４３の断面形状が下層である基板３１との接触面から上面にかけて階段状に面積が小さくなる例を示したが、勿論全体的に丸み持った円弧形状となってもよく、要は電極４３の下層との接触面の面積が上面の面積より大きくなるような形状とすればよい。
【００２９】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、電極の反り等を防止し、良好な電極を形成することができる。特に、プラズマディスプレイパネルにおいては、電極上に形成する誘電体膜形成後の耐圧特性が良好となり、信頼性の高いプラズマディスプレイパネルを安定して得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 （ａ）〜（ｇ）は本発明の一実施の形態に係る表示デバイスの電極の製造工程を示す概略断面図
【図２】 （ａ）、（ｂ）は同表示デバイスの電極の要部を拡大して示す概略断面図
【図３】 本発明をプラズマディスプレイパネルの電極に適用した場合の要部構造を拡大して示す概略断面図
【図４】 プラズマディスプレイパネルの構造を示す斜視図
【図５】 （ａ）〜（ｅ）は同パネルにおける従来の電極の製造方法を示す概略断面図
【図６】 （ａ）、（ｂ）は同パネルの電極の要部を拡大して示す概略断面図
【図７】 従来の課題を説明するための概略断面図
【符号の説明】
３１ 基板
３２ 導電性ペースト膜
３４ 露光の光
３３、３７、４０ マスク
３５、３８、４１ 露光部
３６、３９、４２ 電極膜
４３ 電極

Claims (1)

1. 基板上に少なくとも光分解性樹脂と金属粒子とからなる導電性ペーストを塗布した後、所定のパターン形状になるように露光、現像を複数回繰り返して電極を形成する表示デバイスの製造方法において、電極を形成する部分以外を露光し、かつ先に行う露光より後から行う露光の領域を小さくすることを特徴とする表示デバイスの製造方法。

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