JP2004247211A - Manufacturing method of thick film sheet electrode - Google Patents
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- H01J11/10—AC-PDPs with at least one main electrode being out of contact with the plasma
- H01J11/16—AC-PDPs with at least one main electrode being out of contact with the plasma with main electrodes provided inside or on the side face of the spacers
Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電極として機能する導体層を備え且つ全体が誘電体層で覆われたシート状の厚膜積層体の製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
例えば、透光性を有する第1平板(前面板)およびその第1平板に平行な第2平板(背面板)の間に形成され且つ所定のガスが封入された複数の放電空間と、それら複数の放電空間の各々で選択的にガス放電を発生させるための厚膜誘電体で覆われた複数対の放電電極とを備え、そのガス放電を利用して発光させることにより、文字、記号、或いは図形等の所望の画像を表示する形式のプラズマ・ディスプレイ・パネル(Plasma Display Panel:PDP)等のガス放電表示装置が知られている。例えば、3電極構造のAC型PDPでは、複数本の放電空間が一方向に沿って設けられると共に、これに平行な方向に沿って書込電極が放電空間毎に設けられ、且つ複数対の放電電極(維持電極)がこれに直交する他方向に沿って設けられる。画像を表示させるに際しては、維持電極と書込電極との間でガス放電を発生させることにより発光区画を選択し、その後、全ての維持電極間に表示のための所定の交流電圧を印加することによって、選択された発光区画内でガス放電を発生させ且つ発光させる。
【0003】
このようなガス放電表示装置は、例えば、ガス放電によって生じたプラズマの生成に伴うネオン・オレンジ等の発光を直接利用し、或いは、発光区画(画素或いはセル)内に蛍光体が備えられてプラズマによって生じた紫外線により励起させられたその蛍光体の発光を利用して画像を表示する。そのため、平板型で大画面化、薄型化、および軽量化が容易であると共に、CRT並の広い視野角および早い応答速度を有しているため、CRTに代わる画像表示装置として期待されている。(例えば、非特許文献1参照)。
【0004】
【非特許文献1】
谷 千束著「ディスプレイ先端技術」初版第1刷、共立出版、1998年12月28日、p.78−88
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、従来のガス放電表示装置では、一般に、前面板および背面板の少なくとも一方の内面に導体材料を塗布して焼成処理等の加熱処理を施す厚膜形成プロセス等を利用することにより、上記の放電電極が形成されていた。
【0006】
すなわち、対向放電構造のガス放電表示装置では、前面板および背面板に互いに直交する一方向および他方向にそれぞれ沿って放電電極が設けられるが、この放電電極は、通常、何れも厚膜導体で構成される。また、3電極面放電構造のガス放電表示装置では、維持電極が一方向に沿って前面板および背面板の一方に互いに平行に設けられると共に、前面板および背面板の他方にはその一方向に直交する他方向に沿って書込電極が設けられる。この面放電構造では、可及的に光を透過させる必要がある維持電極側は、ITO(酸化インジウム錫)膜等から成る透明電極およびその導電性を補うための厚膜導体から成るバス電極で構成される。
【0007】
したがって、何れの電極構造が採られる場合にも、前面板および背面板(基板)の少なくとも一方の内面に厚膜形成プロセス等を利用して電極が形成されるが、この厚膜の焼成のために基板に熱処理が施されることから、それらに歪みが生じると共に、厚膜誘電体や厚膜導体にも亀裂や変形等が生じる問題があった。すなわち、厚膜形成プロセスにおける加熱処理では、基板内の温度分布に基づく熱膨張量のばらつきや、厚膜誘電体および厚膜導体との熱膨張係数の相違等に起因して基板等に歪み等が生じ得るのである。この結果、基板の平坦性や厚膜パターン精度等の確保が困難になっていた。このような問題は、ガス放電表示装置に限られず、高精度で電極等を設ける必要のある種々の基板において同様に生じ得る。
【0008】
本発明は、以上の事情を背景として為されたものであって、その目的は、電極形成時の熱処理に起因する基板歪み等を抑制できる電極の製造方法を提供することにある。
【0009】
【課題を解決するための手段】
斯かる目的を達成するための本発明の厚膜シート電極の製造方法の要旨とするところは、(a)所定の第1温度よりも高い融点を有する粒子が樹脂で結合されて成る高融点粒子層で構成された膜形成面を有する支持体を用意する工程と、(b)前記第1温度で焼結させられる厚膜誘電体材料の構成粒子が樹脂で結合されて成る誘電体ペースト膜、および前記第1温度で焼結させられる厚膜導体材料の構成粒子が樹脂で結合されて成る導体ペースト膜をそれぞれ所定の平面形状で前記膜形成面上に積層して形成するための下記(i)、(ii)の各工程を含むペースト膜積層工程と、
(i)前記第1温度で所定の第1収縮率を以て焼結させられる前記誘電体ペースト膜および前記導体ペースト膜の少なくとも一方から成る第1ペースト膜を2層以上積層して形成する工程
(ii)前記第1温度で前記第1収縮率よりも小さい所定の第2収縮率を以て焼結させられる前記誘電体ペースト膜および前記導体ペースト膜の少なくとも一方から成る第2ペースト膜を前記第1ペースト膜の層間に形成する工程
(c)前記支持体を前記第1温度で加熱処理することにより、前記高融点粒子層を焼結させることなく前記誘電体ペースト膜および前記導体ペースト膜を焼結させて、厚膜誘電体層および電極として機能させられる厚膜導体層が積層された厚膜積層体を生成する工程と、(d)前記厚膜積層体を前記膜形成面から剥離する工程と、(e)所定の厚膜誘電体材料の構成粒子が樹脂で結合されて成る誘電体ペースト膜で前記厚膜積層体の外周面を覆う工程と、(f)前記誘電体ペースト膜で覆われた前記厚膜積層体を所定の第2温度で加熱処理することにより、その誘電体ペースト膜から誘電体皮膜を生成する工程とを、含むことにある。
【0010】
【発明の効果】
このようにすれば、厚膜材料の焼結温度(第1温度)よりも高い融点を有する高融点粒子層で構成された膜形成面に誘電体ペースト膜および導体ペースト膜を積層形成した後、その第1温度で加熱処理を施すことにより厚膜積層体が生成され、これを膜形成面から剥離して誘電体ペースト膜で覆い、更に第2温度で加熱処理を施すことにより、厚膜積層体が誘電体皮膜で覆われた厚膜シート電極が得られる。そのため、第1温度では焼結させられない高融点粒子層は、樹脂が焼失させられることにより高融点粒子のみが並ぶ層となることから、生成された厚膜シート電極は支持体に固着されないため、その膜形成面から容易に剥離して他の基板等に固定するだけで電極として用いることができる。したがって、電極形成時の熱処理に起因する基板歪み等が好適に抑制される。
【0011】
このとき、ペースト膜の積層体は、2層以上から成る高収縮率すなわち低残存率の第1ペースト膜と、ペースト膜積層体の厚み方向の中間部にその第1ペースト膜に挟まれて位置する低収縮率すなわち高残存率の第2ペースト膜とを備えているため、膜形成面から剥離した後の加熱処理時においても厚膜全体の収縮が妨げられる。そのため、誘電体皮膜で覆うための加熱処理工程において、高収縮率の第1ペースト膜の収縮に起因して厚膜シート電極の寸法精度および形状精度の低下することが好適に抑制される。また、高収縮率の第1ペースト膜は、積層面に平行な方向の収縮が第2ペースト膜によって妨げられた結果として、専ら厚み方向に収縮させられるが、その収縮に伴って機械的強度が高められるため、これにより厚膜シート電極全体の機械的強度が確保される。すなわち、厚み方向の中間部に低収縮率の層を介在させない場合と同様な機械的強度を保ちつつ、寸法精度および形状精度が高められる利点がある。
【0012】
なお、「収縮率」とは、寸法変化量(縮み量)の元の寸法に対する百分率であり、寸法変化が少ない場合にその値が小さくなる。一方、「残存率」は、寸法変化後の寸法の元の寸法に対する百分率であり、寸法変化が少ない場合にその値が大きくなる。これら収縮率と残存率とは、収縮率+残存率=100(%)の関係にある。因みに、全体を収縮率の小さい材料で構成しても寸法精度および形状精度の低下を抑制することができるが、その場合には生成された厚膜全体が多孔質になる。そのため、厚膜自体の機械的強度が極めて低くなるため、膜形成面から剥離した後における取扱いが極めて困難になると共に、厚膜内の導体層(電極)の断線が生じ易くなる不都合がある。
【0013】
また、収縮を抑制するための前記第2ペースト膜は、厚膜シート電極を構成するために必要な厚膜誘電体層または厚膜導体層を生成するためのペースト膜の一部または全部の構成材料を変更したものであってもよいが、厚膜シート電極の機能とは無関係な他の層を構成するためのものであってもよい。
【0014】
また、前記第1ペースト膜は、2層以上で構成されるのであれば、誘電体ペースト膜および導体ペースト膜の一方だけで構成されていても、両方で構成されていてもよい。また、前記第2ペースト膜は、1層で構成されるものであっても、2層以上で構成されるものであってもよい。2層以上で構成される場合には、誘電体ペースト膜および導体ペースト膜の一方だけで構成されていても、両方で構成されていても差し支えない。また、第2ペースト膜は、厚膜の収縮を抑制するためのものであるので、特に収縮を抑制したい部分に設けておけば足り、必ずしも全面に設ける必要はない。
【0015】
【発明の他の態様】
ここで、好適には、前記第2ペースト膜は、前記誘電体ペースト膜および前記導体ペースト膜が積層されたペースト膜積層体の厚さ方向の中央に位置するものである。このようにすれば、第2ペースト膜によってペースト膜積層体の収縮がその両面で同様に抑制されるため、その両面の収縮の相違に起因する反りが好適に抑制される利点がある。
【0016】
また、好適には、前記厚膜シート電極は、透光性を有する第1平板およびその第1平板に平行な第2平板と、それらの間に形成された複数の放電空間内で選択的にガス放電を発生させるための複数本の放電電極とを備えてそのガス放電で発生させられた光をその第1平板を通して観察する形式のガス放電表示装置においてその放電電極を構成するものであり、前記ペースト膜積層工程は、厚膜シート電極の骨格を構成する厚膜誘電体層を形成するための格子状の誘電体ペースト膜を形成する工程と、前記複数本の放電電極を構成する互いに平行な複数本の帯状厚膜導体から成る厚膜導体層を形成するための縞状の導体ペースト膜を形成する工程とを含むものである。このようにすれば、複数本の互いに平行な放電電極を備えたAC型ガス放電表示装置の放電電極を容易に得ることができる。厚膜シート電極は、例えば、第1平板および第2平板の一方の内面に固着される。
【0017】
また、好適には、前記第2ペースト膜は、互いに交わる2方向に沿って伸びる構成成分を含むものである。このようにすれば、積層面に平行な面内における全方位において第2ペースト膜による収縮抑制効果が得られるため、一方向のみに沿って第2ペースト膜が設けられている場合に比較して、厚膜シート電極全体の寸法精度や形状精度を高めることができる利点がある。例えば、放電電極等を構成するための厚膜導体層を生成するためのペースト膜の一部または全部が第2ペースト膜で構成される場合には、これに干渉しないように、例えば厚膜誘電体層を介して積層されることによってその厚み方向に相互に分離された状態で放電電極とは交叉する方向に沿って伸びる第2ペースト膜も併せて設ければ良い。
【0018】
また、好適には、前記支持体準備工程は、所定の基板の表面に前記高融点粒子層を形成するものである。このようにすれば、ペースト膜が基板上に形成されることから、加熱処理後にも支持体の形状が維持されるため、高融点粒子層のみで支持体が構成されている場合(例えば、セラミック生シートで支持体が構成されている場合)に比較して厚膜シート電極の取扱いが容易になる利点がある。しかも、このような支持体が用いられる場合には、ペースト膜との間に高融点粒子層が介在させられる基板は加熱処理の際にそのペースト膜を何ら拘束せず、且つそのペースト膜の表面粗度は高融点粒子層の表面粗度のみが反映されることから、基板の平坦度、表面粗度、膨張係数等の厚膜シート電極の品質に及ぼす影響が小さくなるため、基板に高い品質は要求されない。
【0019】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施例を図面を参照して詳細に説明する。
【0020】
図1は、本発明の厚膜シート電極が用いられたAC型カラーPDP(以下、単にPDPという)10の構成を一部を切り欠いて示す斜視図である。図において、PDP10は、対角20インチ(400×300(mm))程度の表示領域寸法を備え、複数枚が縦横に密接して並べられることにより大画面を構成する所謂タイル型表示装置の素子として用いられる。このPDP10には、それぞれの略平坦な一面12,14が対向するように僅かな間隔を隔てて互いに平行に配置された前面板(第1平板)16および背面板(第2平板)18が備えられている。それら前面板16および背面板18は、格子状のシート部材20(厚膜シート電極)を介してその周縁部において気密に封着されており、これによりPDP10の内部に気密空間が形成されている。これら前面板16および背面板18は、何れも450×350(mm)程度の大きさと1.1〜3(mm)程度の均一な厚さ寸法とを備えると共に透光性を有し且つ軟化点が700(℃)程度の相互に同様なソーダライム・ガラス等から成るものである。本実施例においては、上記の前面板16が第1平板に、背面板18が第2平板にそれぞれ相当する。
【0021】
上記の背面板18上には、一方向に沿って伸び且つ互いに平行な複数本の長手状の隔壁22が0.2〜3(mm)の範囲内、例えば1.0(mm)程度の一定の中心間隔で備えられており、前面板16および背面板18間の気密空間が複数本の放電空間24に区分されている。この隔壁22は、例えば、PbO−B2O3−SiO2−Al2O3−ZnO−TiO2系或いはこれらを組み合わせた系等の低軟化点ガラスを主成分とする厚膜材料から成り、幅寸法が60(μm)〜1.0(mm)程度の範囲内、例えば200(μm)程度、高さ寸法が5〜300(μm)程度の範囲内、例えば50(μm)程度の大きさを備えたものである。また、隔壁22には、例えばアルミナ等の無機充填材(フィラー)やその他の無機顔料等が適宜添加されることにより、膜の緻密度や強度、保形性等が調節されている。前記のシート部材20は、その一方向に沿って伸びる部分がこの隔壁22の頂部上に重なる位置関係にある。
【0022】
また、背面板18上には、その内面14の略全面を覆う低アルカリ・ガラス或いは無アルカリ・ガラス等から成るアンダ・コート26が設けられ、その上に厚膜銀等から成る複数本の書込電極28が前記複数の隔壁22の長手方向に沿ってそれらの間の位置に、低軟化点ガラスおよび白色の酸化チタン等の無機フィラー等から成るオーバ・コート30に覆われて設けられている。上記の隔壁22は、このオーバ・コート30上に突設されている。
【0023】
また、オーバ・コート30の表面および隔壁22の側面には、放電空間24毎に塗り分けられた蛍光体層32が例えば10〜20(μm)程度の範囲で色毎に定められた厚みで設けられている。蛍光体層32は、例えば紫外線励起により発光させられるR(赤),G(緑),B(青)等の発光色に対応する3色の蛍光体の何れかから成るものであり、隣接する放電空間24相互に異なる発光色となるように設けられている。なお、前記のアンダ・コート26およびオーバ・コート30は、厚膜銀から成る書込電極28と背面板18との反応および上記の蛍光体層32の汚染を防止する目的で設けられたものである。
【0024】
一方、前記の前面板16の内面12には、前記隔壁22に対向する位置に隔壁34がストライプ状に設けられている。この隔壁34は、例えば隔壁22と同じ材料から成り、例えば5〜300(μm)程度の範囲内、例えば50(μm)程度の高さ寸法(厚さ寸法)で設けられたものである。前面板内面12のこの隔壁34相互間には、蛍光体層36が例えば3〜50(μm)程度の範囲内例えば5(μm)程度の厚さ寸法でストライプ状に設けられている。この蛍光体層36は、放電空間24毎に単一の発光色が得られるように、背面板18上に設けられた蛍光体層32と同じ発光色のものが設けられている。上記隔壁34の高さ寸法は、シート部材20が蛍光体層36に接することを防止するために、その表面が蛍光体層36の表面よりも高くなるように定められている。
【0025】
図2は、前記のシート部材20の構成の要部を、その一部を切り欠いて示す図である。図において、シート部材20は、例えば全体で50〜500(μm)の範囲内、例えば150(μm)程度の厚さ寸法を備えたものであって、格子状を成し、その表面および裏面にそれぞれ位置する上側誘電体層38および下側誘電体層40と、それらの間に積層された導体層44と、これらの積層体全体を覆って設けられた誘電体皮膜48と、その誘電体皮膜48を更に覆って設けられ且つシート部材20の表層部を構成する保護膜50とから構成されている。
【0026】
上記の上側誘電体層38および下側誘電体層40は、何れも例えば10〜200(μm)の範囲内、例えば50(μm)程度の厚さ寸法を備えたものであって、それらの平面形状は全て同様であって格子状を成す。これら誘電体層38,40は、例えばPbO−B2O3−SiO2−Al2O3−ZnO−TiO2系或いはこれらを組み合わせた系、例えばAl2O3−SiO2−PbO等の低軟化点ガラスおよびアルミナ等のセラミック・フィラー等の厚膜誘電体材料で構成されている。本実施例においては、これら誘電体層38等が格子状誘電体層に相当する。また、これらの格子を構成する縦横に沿ってそれぞれ伸びる部分は、隔壁22に沿った方向においては、その隔壁22の幅寸法と同程度かアライメント・マージンを考慮してそれよりも若干広く、例えば70(μm)〜1.1(mm)の範囲内、例えば300(μm)程度の幅寸法を備え、隔壁22と同じ1.0(mm)程度の中心間隔で設けられている。また、隔壁22に直交する方向においては、それよりも十分に小さい例えば60(μm)〜1.0(mm)の範囲内、例えば150(μm)程度の幅寸法を備え、200(μm)〜1.0(mm)の範囲内、例えば500(μm)程度の中心間隔で設けられている。このため、格子の開口部の大きさは、例えば700×350(μm)程度である。
【0027】
また、上記の導体層44は、例えばアルミニウム(Al)等を導電成分として含む例えば30(%)程度の気孔率を有する比較的多孔質な厚膜導体であって、例えば10〜50(μm)の範囲内、例えば30(μm)程度の厚さ寸法を有するものである。この導体層44は、誘電体層38,40の格子の一方向に沿って伸びる複数本の帯状厚膜導体52で構成されている。帯状厚膜導体52は、例えば誘電体層38等と同程度かそれよりも僅かに幅方向における両側にはみ出す程度の幅寸法を備えて格子の中心間隔に等しい例えば500(μm)程度の中心間隔を以て、前記の隔壁22の長手方向に垂直な方向すなわち書込電極28の長手方向と垂直を成す向きに沿って伸びるものである。なお、帯状厚膜導体52は、前記隔壁22の長手方向において、共通の配線に接続されたものと、各々独立の配線に接続されたものとが交互に設けられている。
【0028】
また、図2において左端部に示すように、上記複数本の帯状厚膜導体52の各々には、その長手方向における複数箇所においてその幅方向に交互に突き出す複数個の突出部54が備えられている。これら複数個の突出部54は何れも格子の開口部の角部に位置するため、帯状厚膜導体52はその角部においては開口部の内周側に向かって突き出しているが、その突出し位置はその開口部を挟んで隣接する他の帯状厚膜導体52に備えられた突出部54に対向する位置である。なお、一つの開口内には、このような対向させられた突出部54,54が一組ずつ存在する。また、帯状厚膜導体52の幅方向において相互に隣接する開口部では、帯状厚膜導体52の長手方向において相互に反対側に位置する角部に突出し部54,54が備えられている。帯状厚膜導体52の幅方向における突出部54の突出し長さ寸法は、例えば50〜300(μm)の範囲内、例えば100(μm)程度であり、その幅寸法は、例えば50〜500(μm)の範囲内、例えば200(μm)程度である。
【0029】
また、誘電体層38等も上記の突出部54が備えられた位置において格子の開口角部が内側に拡大された形状で設けられており、突出部54は、その一部がその拡大部分上に位置し、残部が帯状厚膜導体52の長手方向に垂直な格子の構成部分上に位置させられている。この結果、格子の開口部の各々は、シート部材20の厚さ方向において一様な形状を成している。
【0030】
また、前記の誘電体皮膜48は、例えば10〜30(μm)程度の範囲内、例えば20(μm)程度の厚さ寸法を備え、例えばPbO−B2O3−SiO2−Al2O3−ZnO−TiO2系或いはこれらを組み合わせた系等の低軟化点ガラス等から成る厚膜である。この誘電体皮膜48は、表面に電荷を蓄えることにより後述するように交流放電をさせるために設けられたものであるが、同時に、厚膜材料で構成される導体層44を露出させないことによって、これらからのアウト・ガスによる放電空間24内の雰囲気変化を抑制する役割も有する。
【0031】
また、前記の保護膜50は、例えば0.5(μm)程度の厚さ寸法を備え、MgO等を主成分とする薄膜或いは厚膜である。保護膜50は、放電ガス・イオンによる誘電体皮膜48のスパッタリングを防止するものであるが、二次電子放出係数の高い誘電体で構成されていることから、実質的に放電電極として機能する。
【0032】
以上のように電極構造が構成されたPDP10は、前記帯状厚膜導体52のうち個々に独立させられている一方に所定の交流パルスを印加して順次走査すると共に、その走査のタイミングに同期して書込電極28のうちのデータに対応する所望のもの(すなわち発光させる区画として選択されたものに対応する書込電極)に所定の交流パルスを印加すると、図3に矢印Aで示すように、それらの間で書込放電が発生させられ、保護膜50上に電荷が蓄積される。
【0033】
上記のようにして走査電極として機能させられる全ての帯状厚膜導体52を走査した後、全ての帯状厚膜導体52,52間に所定の交流パルスを印加すると、電荷が蓄積された発光区画では印加電圧にその蓄積電荷による電位が重畳されて放電開始電圧を越えるため、図3に他の矢印で示すように放電面56,56間で放電が発生させられ、且つ保護膜50上に改めて発生させられた壁電荷等により予め定められた所定時間だけ維持される。これにより、ガス放電で発生した紫外線で選択された区画内の蛍光体層32、36が励起発光させられ、その光が前面板16を通して射出されることにより、一画像が表示される。なお、帯状厚膜導体52には突出部54が備えられていることから、上記維持放電は、対向する突起部54,54間で先ず発生し、次いで、放電面56の全面に広がることとなる。そして、走査側電極の1周期毎に、交流パルスを印加されるデータ側電極(書込電極28)が変化させられることにより、所望の画像が連続的に表示されることとなる。なお、図3は、PDP10の前記の隔壁22の長手方向に沿った断面すなわち帯状厚膜導体52の長手方向に垂直な断面を示す図である。
【0034】
また、維持放電は帯状厚膜導体52,52間で発生させられるが、放電空間24は隔壁22の長手方向に沿って連続しているため、その放電により発生させられた紫外線はその方向において帯状厚膜導体52,52の外側に広がる。そのため、その外側に位置する蛍光体層32,36もその紫外線が及ぶ範囲では発光させられることとなる。PDP10における発光単位(セル)の区切りは、隔壁22に垂直な方向すなわち図における左右方向ではその隔壁22によって区切られ、隔壁22の長手方向すなわち図における上下方向では実質的にはこの紫外線の及ぶ範囲によって画定される。
【0035】
但し、本実施例においては、隔壁22の長手方向における発光区画の区切りすなわちセル・ピッチは例えば100(μm)〜3.0(mm)の範囲内、例えば3.0(mm)程度であり、前記シート部材20の格子の中心間隔の6倍に相当する。すなわち、本実施例においては1セル内にシート部材20の格子の開口が6つ設けられており、それら6つの開口に面する3対の放電面56間で維持放電させることとなる。なお、前述したように隔壁22の中心間隔は1.0(mm)程度であり、RGB3色で1画素(ピクセル)が構成されるので、画素ピッチは格子の2方向の何れにおいても3.0(mm)程度、1画素の大きさは3.0×3.0(mm)程度となる。
【0036】
なお、上記のようにして放電空間22内において蛍光体層32から発生させられた光は、図1に示されるPDP10の構成から明らかなように、格子状を成したシート部材20の開口部を経由して前面板12から射出される。そのため、蛍光体層32から発生した光のうち一部はシート部材20で遮られ、表示に寄与し得ないこととなる。このとき、本実施例においては、前述したように格子の開口部内に突き出した突出部54が放電空間22の長手方向において、その幅方向の一端側および他端側に交互に設けられているため、突出部54の遮光による視覚上の影響が緩和されるので、突出部54が存在することに起因する表示品質の低下が実質的に解消されている。放電開始電圧を低下させるための突出部54は、その存在に起因する遮光が許容される範囲で可及的に放電開始電圧を低くできるようにその大きさが定められる。また、格子構成部分のうち隔壁22に垂直な方向に沿って伸びる部分は、例えば150(μm)程度の細幅寸法で設けられており、且つ隔壁34によって前万板16から離隔させられているので、これによる遮光も殆ど問題とならない。
【0037】
ところで、上記のようなPDP10は、例えば図4に示される工程図に従って別々に処理(或いは製造)されたシート部材20,前面板16,および背面板18を組み立てることで製造される。
【0038】
背面板18の処理工程においては、先ず、アンダ・コート形成工程58で、用意された平坦な背面板18の内面14に厚膜絶縁体ペーストを塗布して焼成することにより前記のアンダ・コート26を形成する。次いで、書込電極形成工程60では、そのアンダ・コート26上に例えば厚膜スクリーン印刷法やリフトオフ法等を用いて厚膜銀ペースト等の厚膜導電材料ペーストで前記書込電極28を形成する。続くオーバ・コート形成工程62においては、この書込電極28上から低軟化点ガラスおよび無機フィラーを含む厚膜絶縁ペーストをアンダ・コート26の略全面を覆って繰り返し塗布して焼成することにより前記オーバ・コート30を形成する。
【0039】
次いで、隔壁形成工程64では、例えば低軟化点ガラスおよび無機フィラー等を主成分とする厚膜絶縁ペーストを塗着し、乾燥後、例えば500〜650(℃)程度の温度で焼成処理を施すことにより、前記の隔壁22を形成する。なお、一回の印刷で隔壁22の所望の高さ寸法を確保できない場合には、印刷および乾燥が必要な回数だけ繰り返される。上述したアンダ・コート形成工程58乃至オーバ・コート形成工程62も同様である。そして、蛍光体層形成工程66においては、RGB3色に対応する3種の蛍光体ペーストを隔壁22相互間であって色毎に定められた所定位置に厚膜スクリーン印刷法等によって或いは流し込みによって塗布し、例えば450(℃)程度の温度で焼成処理を施すことにより、前記の蛍光体層32を設ける。
【0040】
一方、前面板16の処理工程においては、先ず、隔壁形成工程68において、上記の工程64と同様に、例えば低軟化点ガラスおよび無機フィラー等を主成分とする厚膜絶縁ペーストを厚膜スクリーン印刷法等の厚膜形成技術を用いて内面12上に繰り返し塗布、乾燥して、更に厚膜絶縁ペーストの種類に応じて定められる例えば500〜650(℃)程度の範囲内の熱処理温度で焼成することにより、前記の隔壁34を形成する。次いで、蛍光体層形成工程70において、RGB3色に対応する3種の蛍光体ペーストを隔壁34相互間であって色毎に定められた所定位置に、隔壁34上から厚膜スクリーン印刷或いは落とし込み印刷等の手法で塗布し、例えば450(℃)程度の温度で焼成処理を施すことにより、前記の蛍光体層36を設ける。
【0041】
そして、シート部材作製工程72において作製された前記のようなシート部材20を介して上記の前面板16および背面板18を重ね合わせ、封着工程74において加熱処理を施すことにより、それらの界面に予め塗布されたシールガラス等の封着剤でこれらを気密に封着する。なお、封着に先立ち、必要に応じてシート部材20が前面板16および背面板18の何れかにガラスフリット等を用いて固着される。そして、排気・ガス封入工程72において、形成された気密容器内から排気し且つ所定の放電ガスを封入することにより、前記のPDP10が得られる。
【0042】
上記の製造工程において、シート部材作製工程72は、よく知られた厚膜印刷技術を応用した例えば図5に示される示す工程に従って実施される。以下、シート部材20の製造方法を、製造工程の要部段階における状態を表した図6(a)〜(e)および図7(f)〜(h)を参照して説明する。
【0043】
先ず、基板を用意する工程78では、厚膜印刷を施す基板80(図6参照)を用意し、その表面78等に適宜の清浄化処理を施す。この基板80は、後述する加熱処理の際に殆ど変形や変質の生じないものであって、例えば、熱膨張係数が87×10−7(/℃)程度で、740(℃)程度の軟化点および510(℃)程度の歪み点を備えたソーダライム・ガラス等から成るガラス基板が好適に用いられる。なお、基板80の厚さ寸法は例えば2〜3(mm)程度の範囲内、例えば2.8(mm)程度であり、その表面82の大きさは前記のシート部材20よりも十分に大きくされている。
【0044】
次いで、剥離層形成工程84では、高融点粒子が樹脂で結合させられた剥離層86を、基板80の表面82に例えば5〜50(μm)程度の範囲内、好適には10〜20(μm)程度の厚さ寸法で設ける。上記の高融点粒子は、例えば平均粒径が0.5〜3(μm)程度の高軟化点ガラスフリットおよび平均粒径が0.01〜5(μm)程度の範囲内、例えば1(μm)程度のアルミナやジルコニア等のセラミック・フィラーを、例えば30〜50(%)程度の割合で混合したものである。上記の高軟化点ガラスは、例えば620(℃)程度以上の軟化点を備えたものであり、混合物である高融点粒子の軟化点は、例えば2000(℃)程度以上になっている。また、樹脂は、例えば350(℃)程度で焼失させられるエチルセルロース系樹脂等である。この剥離層86は、例えば、上記の高融点粒子および樹脂がブチルカルビトールアセテート(BCA)やテルピネオール等の有機溶剤中に分散させられた無機材料ペースト88を、例えば図6(a)に示すようにスクリーン印刷法を用いて基板80の略全面に塗布し、乾燥炉或いは室温において乾燥させることで設けられるが、コータやフィルム・ラミネートの貼り付け等で設けることもできる。なお、乾燥炉は、膜の表面粗度が優れ且つ樹脂が一様に分散するように、好適には給排気を十分に行い得る遠赤外線乾燥炉が用いられる。図6(b)は、このようにして剥離層86を形成した段階を示している。なお、図6(a)において、90はスクリーン、92はスキージである。本実施例においては、上記の剥離層86を備えた基板80が支持体に、その剥離層86の表面が膜形成面にそれぞれ相当し、上記の基板用意工程78および剥離層形成工程84が支持体準備工程に対応する。
【0045】
続く厚膜ペースト層形成工程94では、前記の誘電体層38,40を形成するための厚膜誘電体ペースト96と、導体層44を形成するための厚膜導体ペースト98(図6(a)参照)を、無機材料ペースト88と同様にスクリーン印刷法等を利用して剥離層86上に所定のパターンで順次に塗布・乾燥する。これにより、誘電体層38,40を形成するための誘電体印刷層100,104、導体層44を形成するための導体印刷層102が、その積層順序に従って形成される。上記の厚膜誘電体ペースト96は、例えば、アルミナやジルコニア等の誘電体材料粉末、ガラスフリット、および樹脂が有機溶剤中に分散させられたものである。また、厚膜導体ペースト98は、例えば、アルミニウム粉末等の導体材料粉末、ガラスフリット、および樹脂が有機溶剤中に分散させられたものである。なお、上記のガラスフリットは、例えばAl2O3−SiO2−PbO系の低軟化点ガラス等が用いられ、樹脂および溶剤は例えば無機材料ペースト88と同様なものが用いられる。図6(c)〜(e)は、それぞれ、誘電体印刷層100、導体印刷層102、および誘電体印刷層104がそれぞれ形成された段階を示している。なお、誘電体印刷層100,104は、例えばそれぞれ70(μm)程度の厚さ寸法に形成され、導体印刷層102は、例えば35(μm)程度の厚さ寸法に形成される。一回の印刷で所定の厚さ寸法が得られない場合には、必要な回数だけ印刷および乾燥が繰り返される。
【0046】
なお、上記のアルミニウム粉末は、例えば平均粒径が5(μm)程度で3〜20(μm)程度の範囲に粒径が分布するものであって、個々の粒子は例えば球形状を備えている。このようなアルミニウム粉末が上記のような低軟化点ガラスと混合された厚膜アルミニウム・ペーストは、焼成収縮し難く、例えば90(%)程度の高い残存率を有している。そのため、前記の30(μm)程度の膜厚が得られるように、印刷厚みが35(μm)程度に設定されているのである。これに対して、前記の厚膜誘電体ペースト96は例えば70(%)程度の焼成残存率を有することから、前記の50(μm)程度の膜厚が得られるように、誘電体印刷層100,104は、70(μm)程度の厚さ寸法に形成される。したがって、本実施例においては、相対的に収縮率の小さい導体印刷層102が、相対的に収縮率の大きい誘電体印刷層100,104の間(層間)に形成されており、請求の範囲にいう第1ペースト膜は誘電体印刷層から成るものであって2層が積層され、第2ペースト膜は導体印刷層から構成されている。
【0047】
上記のようにして厚膜印刷層100〜104を形成し、乾燥して溶剤を除去した後、焼成工程110においては、基板80を所定の焼成装置の炉室112内に入れ、厚膜誘電体ペースト96および厚膜導体ペースト98の種類に応じた例えば585(℃)程度の焼成温度で加熱処理を施す。図7(f)は加熱処理中の状態を示している。
【0048】
上記の加熱処理過程において、厚膜印刷層100〜104は、その焼結温度が例えば585(℃)程度であるため、その樹脂成分が焼失させられると共に誘電体材料、導体材料、およびガラスフリットが焼結させられ、誘電体層38,40および導体層44すなわちシート部材20の基本的部分が生成される。図7(g)は、この状態を示している。このとき、アルミニウム粉末を導体成分として含む厚膜導体ペースト98は、上述したように残存率が大きいことから面方向においても収縮量が極めて小さいので、基板80上に固定されていることと相俟って、格子状の誘電体層38,40および縞状の導体層44のそれぞれの中心間隔延いてはトータルピッチは、厚膜印刷層100〜104のそれから殆ど変化しない。なお、生成された厚膜の断面を観察したところ、アルミニウム粉末は殆ど溶けておらず、多孔質な組織が形成されていることが確かめられた。
【0049】
しかも、前記の剥離層86は、前述したようにその無機成分粒子が2000(℃)以上の軟化点を備えたものであるため、樹脂成分は焼失させられるが高融点粒子(ガラス粉末およびセラミック・フィラー)は焼結させられない。そのため、加熱処理の進行に伴って樹脂成分が焼失させられると、剥離層86は高融点粒子114(図8参照)のみから成る粒子層116となる。
【0050】
図8は、図7(g)の右端の一部を拡大して、上記の加熱処理における焼結の進行状態を模式的に示した図である。剥離層86の樹脂成分が焼失させられて生成された粒子層116は、単に高融点粒子114が積み重なっただけの層であり、その高融点粒子114は互いに拘束されていない。そのため、図に一点鎖線で示される焼成前の端部位置から厚膜印刷層100〜104が収縮するときには、その高融点粒子114がコロの如き作用をする。これにより、厚膜印刷層100〜104の下面側でも基板80との間にその収縮を妨げる力が作用しないので、上面側と同様に収縮させられることから、収縮量の相違に起因する密度差や反り等は何ら生じていない。
【0051】
なお、本実施例においては、基板80の熱膨張係数は誘電体材料と略同じであり、厚膜印刷層100〜104の焼結が開始するまで、すなわち、樹脂成分は焼失させられたがガラスフリット、誘電体材料粉末や導体粉末の結合力が未だ小さい温度範囲ではこれらの熱膨張量に殆ど差はない。一方、厚膜印刷層100〜104の焼結が開始するときには、上述したように粒子層116の作用によって基板80はその焼成収縮を何ら妨げない。したがって、基板80の熱膨張は生成される厚膜の品質に実質的に影響しない。なお、基板80を繰り返し使用する場合や熱処理温度が高くなる場合には、歪み点の一層高い耐熱性ガラス(例えば、熱膨張係数が32×10−7(/℃)程度で軟化点が820(℃)程度の硼珪酸ガラスや、熱膨張係数が5×10−7(/℃)程度で軟化点が1580(℃)程度の石英ガラス等)を用いることができる。この場合にも、誘電体材料粉末等の結合力が小さい温度範囲では基板80の熱膨張量が極めて小さくなるので、その熱膨張が生成される厚膜の品質に影響することはない。
【0052】
図5に戻って、剥離工程118では、生成された厚膜すなわち誘電体層38,40および導体層44の積層体を基板80から剥離する。それらの間に介在させられている粒子層116は高融点粒子114が単に積み重なっただけであるので、上記剥離処理は何らの薬品や装置を用いることなく容易に行い得る。このとき、積層体の裏面には高融点粒子114が一層程度の厚みで付着し得るが、この付着粒子は、必要に応じて粘着テープやエアブロー等を用いて除去する。なお、厚膜が剥離された基板80は、前述したように前記の焼成温度では変形および変質し難いものであるため、同様な用途に繰り返し用いられる。
【0053】
次いで、誘電体ペースト塗布工程120においては、剥離した積層体をディッピング槽122内に蓄えられた誘電体ペースト124中にディッピングすることにより、全外周面に誘電体ペースト124が塗布される。図7(h)は、この段階を示している。この誘電体ペースト124は、例えば、PbO−B2O3−SiO2−Al2O3−ZnO−TiO2系或いはこれらを組み合わせた系等のガラス粉末およびPVA等の樹脂が水等の溶剤中に分散させられたものであり、前記の厚膜誘電体ペースト96に比較して低粘度に調製されている。なお、上記のガラス粉末は鉛を含まない軟化点が630(℃)程度以上のものも使用可能である。これは、前記の厚膜誘電体ペースト96に含まれるものの軟化点と同程度かそれよりも高いものである。また、低粘度に調製されたペーストを用いるのは、塗布の際に気泡が巻き込まれ延いては焼成後に欠陥の残ることを防止するためであり、積層体は、例えば水平な向きで金網126等に載せられた状態で誘電体ペースト124中に静かに沈められ、且つ取り出される。
【0054】
続く焼成工程128では、ディッピング槽122から取り出され且つ十分に乾燥させられた積層体が焼成炉内に投入され、前記誘電体ペースト124に含まれるガラス粉末の種類に応じて定められる例えば550〜580(℃)程度の所定温度、例えば550(℃)で加熱処理(焼成処理)を施される。図7(i)は、この段階を示している。この焼成温度は、例えば、ガラス粉末が十分に軟化して緻密な誘電体層(誘電体皮膜48)が得られるように、ガラス粉末の軟化点に対して十分に高い温度に設定される。このため、このようにして形成された誘電体皮膜48は、ガラス粉末相互の粒界に起因する空隙等が殆ど無く、高い耐電圧を有するものとなる。本実施例においては、これら誘電体ペースト塗布工程120および焼成工程128から被覆工程が構成されている。また、本実施例において、一回のディッピングおよび焼成処理で形成される誘電体層(皮膜)の厚さ寸法は10(μm)程度であるので、前述した20(μm)の厚さ寸法を得るために被覆工程は2回繰り返される。
【0055】
このため、本実施例においては、厚膜積層体が基板80から剥離された後、焼成処理が2回繰り返されることとなるが、この焼成処理の際にも、格子状の誘電体層38,40および縞状の導体層44のそれぞれ中心間隔延いてはトータルピッチは、厚膜印刷層100〜104のそれから殆ど変化しない。すなわち、焼成処理に伴う収縮は殆ど見られなかった。
【0056】
そして、保護膜形成工程130において、上記の誘電体皮膜48の表面に例えばディッピング処理および焼成処理により、或いは電子ビーム法やスパッタ等の薄膜プロセスにより、前記の保護膜50が所望の厚さ寸法で略全面に設けられることにより、前記のシート部材20が得られる。なお、保護膜50は、前述したように薄い膜であるので、ディッピング等の厚膜プロセスでは一様な膜を形成することが比較的困難である。しかしながら、本実施例においては略一様な膜厚で形成される誘電体被覆48で覆われた放電面56,56間で対向放電させることから、保護膜50の表面形状の如何に拘わらず放電集中は生じ難い。したがって、面放電構造を採る場合ほどの一様性は保護膜50に要求されないのである。また、保護膜50は光の射出経路上に存在しないので、その透明性も要求されない。
【0057】
ここで、本実施例においては、厚膜誘電体ペースト96および厚膜導体ペースト98の585(℃)程度の焼結温度よりも高い融点を有する高融点粒子114を含む剥離層86上に誘電体印刷層100,104および導体印刷層102を積層形成した後、それらの焼結温度で加熱処理を施すことにより厚膜積層体が生成され、これを基板表面82から剥離して誘電体ペースト124で覆い、更に550(℃)程度のその焼結温度で加熱処理を施すことにより、厚膜積層体が誘電体皮膜48で覆われたシート部材20(厚膜シート電極)が得られる。そのため、585(℃)では焼結させられない剥離層86は、樹脂が焼失させられることにより高融点粒子114のみが並ぶ粒子層116となることから、生成されたシート部材20は基板80に固着されないため、その表面82から容易に剥離して背面板18に固定するだけで維持電極として用いることができる。したがって、電極形成時の熱処理に起因する基板歪み等が好適に抑制される。
【0058】
このとき、厚膜印刷層100〜104の積層体は、2層から成る高収縮率すなわち低残存率の誘電体印刷層100,104と、積層体の厚み方向の中間部、特に中央にその誘電体印刷層100,104に挟まれて位置する低収縮率すなわち高残存率の導体印刷層102とから構成されるため、基板表面82から剥離した後の加熱処理時においても厚膜全体の収縮が妨げられる。そのため、誘電体皮膜48で覆うための加熱処理工程において、高収縮率の誘電体印刷層100,104の収縮に起因してシート部材20の寸法精度および形状精度の低下することが好適に抑制される。また、高収縮率の誘電体印刷層100,104は、積層面に平行な方向の収縮が導体印刷層102によって妨げられた結果として、専ら厚み方向に収縮させられるが、その収縮に伴って機械的強度が高められるため、これによりシート部材20全体の機械的強度が確保される。すなわち、厚み方向の中間部に高収縮率の層を介在させない場合と同様な機械的強度を保ちつつ、寸法精度および形状精度が高められる利点がある。
【0059】
因みに、一般に用いられている銀粉末を導体成分とする厚膜導体材料は、焼成収縮率が例えば70(%)程度と比較的大きい(残存率が小さい)ため、基板80等に固着されていない自由な状態で加熱処理を施すと著しく収縮する。図9は、アルミニウム粉末を導体成分とする実施例のシート部材20のトータルピッチの変化を、銀粉末を導体成分とする従来(比較例)のシート部材のそれと対比して示したものである。なお、この比較例は、収縮率の相違に応じて導体印刷層の塗布厚みを40(μm)程度と大きくした他は実施例と同様にしてシート部材を製造したものである。「1回焼成後」は、基板80上における焼成・剥離後を、「2回焼成後」、「3回焼成後」は、それぞれ誘電体皮膜48形成のための1回目、2回目の焼成処理の後をそれぞれ表している。また、実施例1,2、比較例1,2は、それぞれ同じ条件で2回実験した結果を示したものである。
【0060】
図に示されるように、アルミニウム・ペーストを用いた本実施例の場合には、3回目の焼成後にもトータルピッチの変化が殆ど認められないのに対して、銀ペーストを用いた比較例では、誘電体皮膜48の生成の際に2回の焼成処理の何れにおいても著しく収縮することが認められる。例えば、剥離後の1回目の焼成(図における2回目)では、トータルピッチを191(mm)程度としたとき、0.4(mm)程度ものトータルピッチの収縮が生じ、その後の焼成処理の繰り返しにおいても、収縮量は小さくなるものの更に収縮する。例えば、厚膜生成時を含めて6回焼成した後には、トータルピッチで1〜2(mm)(0.5〜1.0(%)程度)収縮することが確認できた。
【0061】
しかも、本実施例においては、導体印刷層102は、誘電体印刷層100,104および導体印刷層102が積層された厚膜印刷層積層体の厚さ方向の中央に位置することから、導体印刷層102によって厚膜印刷層積層体の収縮がその両面で同様に抑制されるため、その両面の収縮の相違に起因する反りが好適に抑制される利点がある。
【0062】
また、本実施例においては、前面板16および背面板18を重ね合わせて固着することによりPDP10を製造するに際して、以上のようにして製造された導体層44を備えたシート部材20が前面板16または背面板18に固着されることにより、維持電極として機能する帯状厚膜導体52が放電空間24内に設けられる。そのため、シート部材20上に維持電極を構成するための導体層が備えられていることから、前面板16および背面板18の間にそのシート部材20を配置するだけで維持電極を設けることができるため、前面板16上に維持電極を設ける場合におけるその形成時の熱処理に起因する前面板16および維持電極等の歪みが好適に抑制されたPDP10を製造することができる。したがって、電極等の形成に伴う熱処理に起因する歪み等の抑制された3電極構造のAC型PDP10を簡単な製造工程で得ることができる。すなわち、SiO2のコートやITO、バス電極等を設ける複雑なプロセスが無用になる。
【0063】
また、本実施例においては、厚膜導体ペースト98および厚膜誘電体ペースト96の焼結温度よりも高い融点を有する剥離層86で構成された膜形成面に印刷層100〜104が所定パターンで形成された後、それらの焼結させられる温度で加熱処理が施されることにより、中間誘電体層42を介して導体層44が積層されたシート部材20が生成される。そのため、その加熱処理温度では焼結させられない剥離層86は樹脂が焼失させられることにより高融点粒子114のみが並ぶ粒子層116となることから、生成された厚膜は基板80に固着されないため、その表面82から容易に剥離することができる。したがって、維持電極を構成するためのシート部材20を容易に製造し且つPDP10の製造に用いることができる。
【0064】
なお、前述した実施例においては、電極を構成するための導体層44を低収縮(高残存率)の厚膜材料で構成したが、厚膜積層体の厚み方向の中間部に収縮制御のための他の層を別途設けることもできる。図10に示すシート部材140は、下側誘電体層40と導体層44(帯状厚膜導体52)との間に、低収縮の収縮制御層142を設けたものである。
【0065】
この収縮制御層142は、例えば、低軟化点ガラスおよびフィラー等から成るものであって、例えば、90(%)程度の残存率を有する厚膜誘電体ペーストから生成されたものである。この層142は、シート部材140の形状を維持する機能や電極としての機能の何れも備えておらず、単に誘電体皮膜48の生成時にトータルピッチを所期の値に保つ機能を有している。このように、請求の範囲にいう第2ペースト膜は、シート部材の機能上は無用な層を構成するものであっても良いのである。
【0066】
以上、本発明を図面を参照して詳細に説明したが、本発明は更に別の態様でも実施できる。
【0067】
例えば、実施例においては、AC型PDP10の電極を構成するためのシート部材20,140の製造方法に本発明が適用された場合について説明したが、厚膜導体層と厚膜誘電体層とが積層されたシート状の電極を用い得るものであれば、種々の用途のシート部材(厚膜シート電極)の製造方法に同様に適用される。
【0068】
また、実施例においては、シート部材の収縮が導体層44或いは収縮制御層142によって抑制されていたが、誘電体層38,40で抑制するように構成してもよい。例えば、導体層44に高い導電性が求められる場合には、導体層44を厚膜銀で構成すると共に、収縮制御層142を設け或いは低収縮率の誘電体層38,40を設ければよい。このような低収縮率の誘電体層38,40は、例えば、フィラーを増すか、或いは軟化点の高いガラスを用いればよい。
【0069】
また、実施例においては、シート部材20の導体層44の全体が焼成収縮の小さい導体で構成されていたが、その厚み方向の一部だけ、或いは面方向の一部だけが焼成収縮の小さい材料で構成されていてもよい。同様に、誘電体層38,40を焼成収縮の小さい材料で構成する場合にも、その全体に限られず、厚み方向や面方向の一部だけを焼成収縮の小さい材料で構成してもよい。要するに、厚み方向の中間に低収縮の層が設けられていれば、その構成材料の如何に拘わらず本発明の効果を享受できる。
【0070】
また、実施例においては、アルミニウム粉末を導体成分として用いることによって導体層44に収縮抑制機能を与えていたが、必要な導電率を確保できるのであれば、他の導体材料を用い、或いは、無機フィラーを添加することで導体層44に収縮抑制機能を与えることもできる。例えば、導体材料としては、Ni、Cu等を用い得る。
【0071】
また、実施例においては、厚膜形成のための第1温度が585(℃)程度に、誘電体被膜形成のための第2温度が550(℃)程度にそれぞれ設定されていたが、第1温度および第2温度は、それぞれ厚膜ペーストの焼成温度に応じて定められるものであり、同一の温度であっても、第2温度の方が高温であっても差し支えない。
【0072】
その他、一々例示はしないが、本発明は、その主旨を逸脱しない範囲で種々変更を加え得るものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の厚膜シート電極の適用された3電極構造AC型ガス放電表示装置の一例であるカラーPDPを一部を切り欠いて示す斜視図である。
【図2】図1のPDPに備えられたシート部材の構成を説明する図である。
【図3】隔壁の長手方向に沿った断面において、図1のPDPの断面構造を説明する図である。
【図4】図1のPDPの製造方法を説明する工程図である。
【図5】シート部材の製造方法を説明する工程図である。
【図6】(a)〜(e)は、図5の製造工程の要部段階における基板および厚膜の状態を示す図である。
【図7】(f)〜(i)は、図5の製造工程の要部段階における基板および厚膜の状態を示すための図6(e)に続く図である。
【図8】図5の焼成工程における収縮挙動を説明するための図である。
【図9】実施例の厚膜シートのトータルピッチの変化を従来のものと対比して示すグラフである。
【図10】他の実施例の厚膜シート電極の要部構成を説明するための断面図である。
【符号の説明】
10:PDP
16:前面板
18:背面板
20:シート部材
52:帯状厚膜導体
82:基板表面(膜形成面)
96:厚膜誘電体ペースト
98:厚膜導体ペースト
100,104:誘電体印刷層
102:導体印刷層
116:粒子層
124:誘電体ペースト[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a method for manufacturing a sheet-like thick film laminate including a conductor layer functioning as an electrode and entirely covered with a dielectric layer.
[0002]
[Prior art]
For example, a plurality of discharge spaces formed between a translucent first flat plate (front plate) and a second flat plate (rear plate) parallel to the first flat plate and filled with a predetermined gas; A plurality of pairs of discharge electrodes covered with a thick-film dielectric for selectively generating a gas discharge in each of the discharge spaces, and emitting light using the gas discharge to provide a character, a symbol, or 2. Description of the Related Art A gas discharge display device such as a plasma display panel (PDP) that displays a desired image such as a graphic is known. For example, in an AC PDP having a three-electrode structure, a plurality of discharge spaces are provided along one direction, and write electrodes are provided for each discharge space along a direction parallel to the discharge space. An electrode (sustain electrode) is provided along another direction orthogonal to the electrode. When displaying an image, a light emitting section is selected by generating a gas discharge between the sustain electrode and the writing electrode, and then a predetermined AC voltage for display is applied between all the sustain electrodes. Thus, a gas discharge is generated and light is emitted in the selected light emitting section.
[0003]
Such a gas discharge display device directly uses, for example, light emission of neon orange or the like accompanying generation of plasma generated by gas discharge, or a fluorescent material provided in a light emitting section (pixel or cell). An image is displayed using the light emission of the phosphor excited by the ultraviolet light generated by the light emitting device. For this reason, it is expected to be an image display device that replaces a CRT, because it is a flat plate type, which can easily be made larger, thinner, and lighter, and has a wide viewing angle and a fast response speed comparable to a CRT. (For example, see Non-Patent Document 1).
[0004]
[Non-patent document 1]
Tani Chizuka, "Advanced Display Technology," First Edition, First Edition, Kyoritsu Shuppan, December 28, 1998, p. 78-88
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, in the conventional gas discharge display device, generally, the above-mentioned film forming process of applying a conductive material to at least one inner surface of the front plate and the back plate and performing a heating process such as a baking process is used. A discharge electrode was formed.
[0006]
That is, in the gas discharge display device of the opposed discharge structure, the front plate and the back plate are provided with discharge electrodes in one direction and the other direction orthogonal to each other, and the discharge electrodes are usually thick film conductors. Be composed. In a gas discharge display device having a three-electrode surface discharge structure, sustain electrodes are provided in one direction on one of a front plate and a back plate in parallel with each other, and the other of the front plate and the back plate is provided in one direction in the other direction. A write electrode is provided along another direction orthogonal to the write direction. In this surface discharge structure, the sustain electrode which needs to transmit light as much as possible is a transparent electrode made of an ITO (indium tin oxide) film or the like and a bus electrode made of a thick film conductor for supplementing its conductivity. Be composed.
[0007]
Therefore, no matter which electrode structure is adopted, an electrode is formed on at least one of the inner surface of the front plate and the back plate (substrate) using a thick film forming process or the like. However, since the substrate is subjected to heat treatment, there is a problem in that they are distorted, and cracks and deformations are also caused in the thick film dielectric and the thick film conductor. That is, in the heat treatment in the thick film forming process, the substrate or the like is distorted due to a variation in a thermal expansion amount based on a temperature distribution in the substrate, a difference in a thermal expansion coefficient between the thick film dielectric and the thick film conductor, or the like. Can occur. As a result, it has been difficult to ensure the flatness of the substrate and the accuracy of the thick film pattern. Such a problem is not limited to the gas discharge display device, but may similarly occur on various substrates that need to be provided with electrodes and the like with high accuracy.
[0008]
The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a method for manufacturing an electrode capable of suppressing substrate distortion or the like caused by heat treatment during electrode formation.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
The gist of the method for producing a thick film sheet electrode according to the present invention for achieving the above object is as follows: (a) high melting point particles formed by bonding particles having a melting point higher than a predetermined first temperature with a resin; Providing a support having a film-forming surface composed of layers; and (b) a dielectric paste film formed by bonding constituent particles of a thick-film dielectric material sintered at the first temperature with a resin; And (i) forming a conductive paste film formed by bonding constituent particles of a thick film conductive material sintered at the first temperature with a resin in a predetermined planar shape on the film forming surface. ), A paste film laminating step including the steps of (ii);
(I) forming at least two layers of a first paste film composed of at least one of the dielectric paste film and the conductor paste film which is sintered at a predetermined first shrinkage ratio at the first temperature (ii). A) a second paste film formed of at least one of the dielectric paste film and the conductor paste film sintered at a predetermined second shrinkage ratio smaller than the first shrinkage ratio at the first temperature. (C) heat-treating the support at the first temperature to sinter the dielectric paste film and the conductor paste film without sintering the high melting point particle layer. Generating a thick-film laminate in which a thick-film dielectric layer and a thick-film conductor layer functioning as an electrode are laminated; and (d) separating the thick-film laminate from the film-forming surface. (E) covering the outer peripheral surface of the thick film laminate with a dielectric paste film formed by bonding constituent particles of a predetermined thick film dielectric material with a resin; and (f) covering the outer peripheral surface of the thick film laminate with the dielectric paste film. Heating the thick film laminate at a predetermined second temperature to form a dielectric film from the dielectric paste film.
[0010]
【The invention's effect】
With this configuration, after the dielectric paste film and the conductor paste film are formed on the film forming surface composed of the high melting point particle layer having a melting point higher than the sintering temperature (first temperature) of the thick film material, By performing the heat treatment at the first temperature, a thick film laminate is generated, which is separated from the film forming surface and covered with a dielectric paste film, and further subjected to the heat treatment at the second temperature to form a thick film laminate. A thick film sheet electrode whose body is covered with a dielectric film is obtained. Therefore, the high-melting-point particle layer that cannot be sintered at the first temperature becomes a layer in which only the high-melting-point particles are arranged by burning out the resin, and the generated thick-film sheet electrode is not fixed to the support. It can be used as an electrode simply by being easily peeled off from the film forming surface and fixed to another substrate or the like. Therefore, substrate distortion or the like due to heat treatment during electrode formation is suitably suppressed.
[0011]
At this time, the laminate of the paste films has a first paste film composed of two or more layers and having a high shrinkage ratio, that is, a low residual ratio, and a middle portion in the thickness direction of the paste film laminate sandwiched between the first paste films. The second paste film having a low shrinkage ratio, that is, a high residual ratio, prevents the entire thick film from shrinking even during heat treatment after peeling from the film formation surface. Therefore, in the heat treatment step for covering with the dielectric film, a decrease in the dimensional accuracy and shape accuracy of the thick film sheet electrode due to shrinkage of the first paste film having a high shrinkage is preferably suppressed. Further, the first paste film having a high shrinkage ratio is shrunk exclusively in the thickness direction as a result of the shrinkage in the direction parallel to the lamination plane being hindered by the second paste film, but the mechanical strength is reduced due to the shrinkage. As a result, the mechanical strength of the entire thick film sheet electrode is secured. That is, there is an advantage that the dimensional accuracy and the shape accuracy can be improved while maintaining the same mechanical strength as in the case where the low-shrinkage layer is not interposed in the middle portion in the thickness direction.
[0012]
The “shrinkage ratio” is a percentage of the dimensional change (shrinkage) with respect to the original size, and the value decreases when the dimensional change is small. On the other hand, the “residual rate” is a percentage of the dimension after the dimensional change to the original dimension, and the value increases when the dimensional change is small. The contraction rate and the residual rate have a relation of contraction rate + residual rate = 100 (%). Incidentally, even if the whole is made of a material having a small shrinkage, a decrease in dimensional accuracy and shape accuracy can be suppressed, but in such a case, the entire generated thick film becomes porous. Therefore, the mechanical strength of the thick film itself is extremely low, so that handling after peeling off from the film forming surface becomes extremely difficult, and there is a disadvantage that a conductor layer (electrode) in the thick film is easily disconnected.
[0013]
Further, the second paste film for suppressing shrinkage may be a part or the whole of a paste film for forming a thick dielectric layer or a thick conductor layer necessary for forming a thick sheet electrode. The material may be changed, but it may be for forming another layer irrelevant to the function of the thick film sheet electrode.
[0014]
If the first paste film is composed of two or more layers, it may be composed of only one of the dielectric paste film and the conductor paste film or may be composed of both. Further, the second paste film may be composed of one layer or two or more layers. When it is composed of two or more layers, it may be composed of only one of the dielectric paste film and the conductor paste film, or may be composed of both. Further, since the second paste film is for suppressing the shrinkage of the thick film, it is sufficient that the second paste film is provided particularly in a portion where the shrinkage is to be suppressed, and it is not necessary to provide the second paste film on the entire surface.
[0015]
Other aspects of the invention
Here, preferably, the second paste film is located at the center in the thickness direction of the paste film laminate in which the dielectric paste film and the conductor paste film are laminated. With this configuration, since the shrinkage of the paste film laminate is similarly suppressed on both surfaces by the second paste film, there is an advantage that the warpage due to the difference in shrinkage on both surfaces is suitably suppressed.
[0016]
Preferably, the thick film sheet electrode is selectively provided in a first flat plate having a light-transmitting property, a second flat plate parallel to the first flat plate, and a plurality of discharge spaces formed therebetween. A plurality of discharge electrodes for generating a gas discharge, and constituting the discharge electrodes in a gas discharge display device of a type in which light generated by the gas discharge is observed through the first flat plate; The paste film laminating step includes a step of forming a lattice-shaped dielectric paste film for forming a thick dielectric layer constituting a skeleton of a thick film sheet electrode, and a step of forming a plurality of discharge electrodes parallel to each other. Forming a striped conductor paste film for forming a thick film conductor layer including a plurality of strip-shaped thick film conductors. With this configuration, it is possible to easily obtain a discharge electrode of an AC type gas discharge display device including a plurality of parallel discharge electrodes. The thick film sheet electrode is fixed to, for example, one inner surface of the first and second flat plates.
[0017]
Preferably, the second paste film includes a component extending along two directions intersecting each other. With this configuration, the shrinkage suppression effect of the second paste film can be obtained in all directions in a plane parallel to the lamination plane, and therefore, compared to a case where the second paste film is provided along only one direction. This has the advantage that the dimensional accuracy and shape accuracy of the entire thick film sheet electrode can be improved. For example, when part or all of a paste film for forming a thick conductor layer for forming a discharge electrode or the like is formed of a second paste film, for example, a thick film dielectric is used so as not to interfere with the second paste film. A second paste film that extends along the direction intersecting with the discharge electrode while being separated from each other in the thickness direction by being stacked via the body layer may be additionally provided.
[0018]
Preferably, the supporting member preparing step includes forming the high melting point particle layer on a surface of a predetermined substrate. In this case, since the paste film is formed on the substrate, the shape of the support is maintained even after the heat treatment, so that the support is composed of only the high melting point particle layer (for example, ceramics). In this case, there is an advantage that the handling of the thick-film sheet electrode becomes easy as compared with the case where the support is made of a raw sheet. In addition, when such a support is used, the substrate on which the high melting point particle layer is interposed between the substrate and the paste film does not restrain the paste film at the time of heat treatment, and the surface of the paste film Since the roughness reflects only the surface roughness of the high melting point particle layer, the influence on the quality of the thick film sheet electrode such as the flatness, surface roughness, and expansion coefficient of the substrate is reduced, so that the substrate has high quality. Is not required.
[0019]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
[0020]
FIG. 1 is a perspective view, partially cut away, showing the configuration of an AC type color PDP (hereinafter simply referred to as PDP) 10 using a thick film sheet electrode of the present invention. In the figure, a
[0021]
On the
[0022]
Further, on the
[0023]
Further, on the surface of the
[0024]
On the other hand, on the
[0025]
FIG. 2 is a diagram illustrating a main part of the configuration of the
[0026]
Each of the
[0027]
The
[0028]
As shown at the left end in FIG. 2, each of the plurality of strip-shaped
[0029]
In addition, the
[0030]
The
[0031]
The
[0032]
The
[0033]
After scanning all the
[0034]
The sustain discharge is generated between the band-shaped
[0035]
However, in the present embodiment, the division of the light emitting section in the longitudinal direction of the
[0036]
In addition, the light generated from the
[0037]
By the way, the
[0038]
In the process of processing the
[0039]
Next, in the partition
[0040]
On the other hand, in the processing step of the
[0041]
Then, the
[0042]
In the above-described manufacturing process, the sheet
[0043]
First, in
[0044]
Next, in a release
[0045]
In a subsequent thick film paste layer forming step 94, a thick film dielectric paste 96 for forming the
[0046]
The aluminum powder has an average particle size of, for example, about 5 (μm) and a particle size distribution in a range of about 3 to 20 (μm), and each particle has, for example, a spherical shape. . A thick-film aluminum paste in which such an aluminum powder is mixed with a glass having a low softening point as described above hardly shrinks during firing, and has a high residual ratio of, for example, about 90 (%). Therefore, the printing thickness is set to about 35 (μm) so that the above-mentioned film thickness of about 30 (μm) is obtained. On the other hand, since the thick film dielectric paste 96 has a firing residual ratio of, for example, about 70 (%), the dielectric printed
[0047]
After forming the
[0048]
In the above heat treatment process, since the sintering temperature of the thick film print layers 100 to 104 is, for example, about 585 (° C.), the resin component is burned off and the dielectric material, the conductor material, and the glass frit are removed. Sintering produces the
[0049]
Further, since the inorganic component particles of the
[0050]
FIG. 8 is an enlarged view of a part of the right end of FIG. 7 (g), schematically showing the progress of sintering in the above heat treatment. The
[0051]
In this embodiment, the thermal expansion coefficient of the
[0052]
Returning to FIG. 5, in the peeling
[0053]
Next, in a dielectric paste application step 120, the peeled laminate is dipped in a
[0054]
In the
[0055]
For this reason, in this embodiment, after the thick film laminate is peeled off from the
[0056]
Then, in the protective
[0057]
Here, in the present embodiment, the dielectric film is formed on the
[0058]
At this time, the laminate of the thick-film printing layers 100 to 104 has two layers of the dielectric printing layers 100 and 104 having a high shrinkage ratio, that is, a low residual ratio, and a dielectric layer in the middle, particularly the center, in the thickness direction of the laminate. Since it is composed of the
[0059]
Incidentally, a generally used thick film conductor material containing silver powder as a conductor component has a relatively large firing shrinkage ratio of, for example, about 70 (%) (small residual ratio), and is not fixed to the
[0060]
As shown in the figure, in the case of the present example using the aluminum paste, almost no change in the total pitch was observed even after the third firing, whereas in the comparative example using the silver paste, It is recognized that the shrinkage is remarkable in any of the two baking treatments when the
[0061]
Moreover, in the present embodiment, the
[0062]
In the present embodiment, when the
[0063]
Further, in the present embodiment, the printed
[0064]
In the above-described embodiment, the
[0065]
The
[0066]
As described above, the present invention has been described in detail with reference to the drawings. However, the present invention can be implemented in other embodiments.
[0067]
For example, in the embodiment, the case where the present invention is applied to the manufacturing method of the
[0068]
Further, in the embodiment, the shrinkage of the sheet member is suppressed by the
[0069]
Further, in the embodiment, the entirety of the
[0070]
Further, in the embodiment, the shrinkage suppressing function is given to the
[0071]
In the embodiment, the first temperature for forming a thick film is set to about 585 (° C.), and the second temperature for forming a dielectric film is set to about 550 (° C.). The temperature and the second temperature are determined in accordance with the baking temperature of the thick film paste, and may be the same temperature or the second temperature may be higher.
[0072]
Although not specifically exemplified, the present invention can be variously modified without departing from the gist thereof.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a partially cutaway perspective view showing a color PDP, which is an example of an AC gas discharge display device having a three-electrode structure to which a thick film sheet electrode according to the present invention is applied.
FIG. 2 is a diagram illustrating a configuration of a sheet member provided in the PDP of FIG.
FIG. 3 is a diagram illustrating a cross-sectional structure of the PDP of FIG. 1 in a cross section along a longitudinal direction of a partition.
FIG. 4 is a process chart illustrating a method for manufacturing the PDP of FIG.
FIG. 5 is a process diagram illustrating a method for manufacturing a sheet member.
6 (a) to 6 (e) are views showing a state of a substrate and a thick film at a main part stage of the manufacturing process of FIG. 5;
FIGS. 7 (f) to 7 (i) are views subsequent to FIG. 6 (e) for showing the state of the substrate and the thick film at the main part stage of the manufacturing process of FIG.
8 is a view for explaining a shrinkage behavior in the firing step of FIG.
FIG. 9 is a graph showing the change in the total pitch of the thick film sheet of the example in comparison with the conventional one.
FIG. 10 is a cross-sectional view for explaining a main configuration of a thick film sheet electrode according to another embodiment.
[Explanation of symbols]
10: PDP
16: Front plate 18: Back plate 20: Sheet member 52: Strip-shaped thick film conductor 82: Substrate surface (film forming surface)
96: thick film dielectric paste 98: thick
Claims (3)
前記第1温度で焼結させられる厚膜誘電体材料の構成粒子が樹脂で結合されて成る誘電体ペースト膜、および前記第1温度で焼結させられる厚膜導体材料の構成粒子が樹脂で結合されて成る導体ペースト膜をそれぞれ所定の平面形状で前記膜形成面上に積層して形成するための下記(i)、(ii)の各工程を含むペースト膜積層工程と、
(i)前記第1温度で所定の第1収縮率を以て焼結させられる前記誘電体ペースト膜および前記導体ペースト膜の少なくとも一方から成る第1ペースト膜を2層以上積層して形成する工程
(ii)前記第1温度で前記第1収縮率よりも小さい所定の第2収縮率を以て焼結させられる前記誘電体ペースト膜および前記導体ペースト膜の少なくとも一方から成る第2ペースト膜を前記第1ペースト膜の層間に形成する工程
前記支持体を前記第1温度で加熱処理することにより、前記高融点粒子層を焼結させることなく前記誘電体ペースト膜および前記導体ペースト膜を焼結させて、厚膜誘電体層および電極として機能させられる厚膜導体層が積層された厚膜積層体を生成する工程と、
前記厚膜積層体を前記膜形成面から剥離する工程と、
所定の厚膜誘電体材料の構成粒子が樹脂で結合されて成る誘電体ペースト膜で前記厚膜積層体の外周面を覆う工程と、
前記誘電体ペースト膜で覆われた前記厚膜積層体を所定の第2温度で加熱処理することにより、その誘電体ペースト膜から誘電体皮膜を生成する工程と
を、含むことを特徴とする厚膜シート電極の製造方法。Preparing a support having a film-forming surface composed of a high-melting-point particle layer formed by bonding particles having a melting point higher than a predetermined first temperature with a resin;
A dielectric paste film in which constituent particles of the thick-film dielectric material sintered at the first temperature are bonded with a resin, and constituent particles of the thick-film conductor material sintered at the first temperature are bonded with a resin A paste film laminating step including the following steps (i) and (ii) for laminating and forming the conductive paste films thus formed in a predetermined planar shape on the film forming surface.
(I) laminating and forming two or more first paste films formed of at least one of the dielectric paste film and the conductor paste film that are sintered at a predetermined first shrinkage ratio at the first temperature. A) a second paste film comprising at least one of the dielectric paste film and the conductor paste film sintered at a predetermined second shrinkage ratio smaller than the first shrinkage ratio at the first temperature; Forming a thick film by sintering the dielectric paste film and the conductor paste film without sintering the high melting point particle layer by heating the support at the first temperature. A step of generating a thick film laminate in which a thick film conductor layer functioning as a dielectric layer and an electrode is laminated,
Removing the thick film laminate from the film forming surface;
Covering the outer peripheral surface of the thick film laminate with a dielectric paste film formed by combining constituent particles of a predetermined thick film dielectric material with a resin,
Heating the thick film laminate covered with the dielectric paste film at a predetermined second temperature to generate a dielectric film from the dielectric paste film. A method for manufacturing a membrane sheet electrode.
前記ペースト膜積層工程は、厚膜シート電極の骨格を構成する厚膜誘電体層を形成するための格子状の誘電体ペースト膜を形成する工程と、前記複数本の放電電極を構成する互いに平行な複数本の帯状厚膜導体から成る厚膜導体層を形成するための縞状の導体ペースト膜を形成する工程とを含むものである請求項1の厚膜シート電極の製造方法。The thick-film sheet electrode is used to selectively generate a gas discharge in a first flat plate having a light-transmitting property, a second flat plate parallel to the first flat plate, and a plurality of discharge spaces formed therebetween. A plurality of discharge electrodes, and constitutes the discharge electrode in a gas discharge display device of a type in which light generated by the gas discharge is observed through the first flat plate,
The paste film laminating step includes a step of forming a lattice-shaped dielectric paste film for forming a thick dielectric layer constituting a skeleton of a thick film sheet electrode, and a step of forming a plurality of discharge electrodes parallel to each other. Forming a striped conductor paste film for forming a thick film conductor layer comprising a plurality of strip-shaped thick film conductors.
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