JP2005038677A

JP2005038677A - プラズマディスプレイパネルの製造方法および焼成装置

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Publication number: JP2005038677A
Application number: JP2003199263A
Authority: JP
Inventors: Masataka Morita; 真登森田; Masanori Suzuki; 雅教鈴木; Hiroyasu Tsuji; 弘恭辻
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2003-07-18
Filing date: 2003-07-18
Publication date: 2005-02-10
Anticipated expiration: 2023-07-18
Also published as: JP4374933B2

Abstract

【課題】基板を搬送しながら熱処理する焼成炉内における基板の温度状態の確認を容易化し、よって良好な熱処理を実現するプラズマディスプレイパネルの製造方法、およびその際に用いられる焼成装置を提供することを目的とする。
【解決手段】セッター２７上に載置した基板２６と、この基板２６上の温度を検知するように配設した基板温度検知手段２９と、前記基板２６と共に搬送されながら基板温度検知手段２９が検知した基板２６の温度を記録する基板温度記録手段３１とを備える基板温度確認手段３２により、焼成炉２２内での搬送中の基板２６の温度を確認する。
このことにより、焼成炉２２内を搬送して焼成中の基板２６の温度の状態を、非常に容易に確認することが可能となり、良好な焼成を行うことができるようにするための焼成炉２２の条件設定を非常に容易に行うことが可能となる。
【選択図】図３

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、機能膜材料が形成されたプラズマディスプレイパネル（ＰＤＰ）の基板を焼成する工程を有するＰＤＰの製造方法、およびその際に用いられる焼成装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
金属、無機材料及び有機材料からなる機能膜材料を、ガラスやセラミックスなどの基板上に、塗布、印刷、ダイコート、シート貼り付け、真空蒸着、スパッタ等の様々な方法を用いて全面に形成することや、あるいはそれをフォトリソグラフィやマスキングしてパターニングするということが、工業上、よく行われる。例えば、ＰＤＰ用の基板では、電極等の金属配線、透明電極膜、また、絶縁を維持するための絶縁体や誘電体、また、複数の蛍光体を区切る隔壁、電子放出膜、といった機能膜材料の形成が行われる。
【０００３】
これらの機能膜材料は、材料の熱拡散等により密着性向上、結晶配向の調整、界面での金属の溶融、適切な抵抗値、形状の維持及び強化、不要物質の除去などの目的で焼成が施される。なお、以下においては、焼成とは、被処理材の昇温、恒温、降温、またはこれらの組み合わせの熱処理であって、被処理材の温度を上げる、下げる、または一定に保つこと、あるいはこれらのいずれかの組み合わせによる熱処理も指すものとする。
【０００４】
ここで、以上述べたような、機能膜材料の形成のための熱処理は、比較的、時間を要する工程であり、その生産性を上げるために、被処理材を、例えば、ドーム状あるいはトンネル状の焼成炉内をメッシュベルトコンベア、ローラーコンベア等で搬送しながら焼成するという形態の焼成装置が一般的によく用いられる（例えば、非特許文献１参照）。
【０００５】
【非特許文献１】
２００１ＦＰＤテクノロジー大全、株式会社電子ジャーナル刊、２０００年１０月２５日、ｐ６７２〜ｐ６７５ｐ６８０〜ｐ６８２
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ここで、機能膜材料の熱処理を良好に行うためには、機能膜材料を形成した基板の温度状態を管理の上、適正な状態に制御することが重要であるが、そのためには、焼成炉内を搬送されながら焼成される基板の温度状態を検知することが必要となる。しかしながら、従来、焼成炉内の雰囲気温度の制御のために、焼成炉内の雰囲気温度をモニターの上、制御することは可能であったが、基板の温度状態を直接、検知するということは非常に困難なものであった。
【０００７】
例えば本発明者らは、以下の様にして焼成炉内での搬送時の基板の温度状態を測定していた。すなわち、焼成炉の外に温度記録計を設置し、この温度記録計に接続した熱電対を温度測定用基板（ダミー基板）に取り付け、そしてこのダミー基板をセッターに載置し、通常の熱処理と同様、焼成炉のローラーコンベアに載せて搬送させ、その際の熱電対からの信号を基板の温度として温度記録計に記録するという方法である。
【０００８】
しかしながら、上述したような基板の温度状態の確認方法では、例えば焼成炉の外に設置した温度記録計とダミー基板とをつなぐ熱電対として、焼成炉での搬送の長さに対応した、非常に長いものが必要となり、したがって、その取り扱いが非常に煩雑なものとなっていた。また、そのような長い熱電対を、搬送の進行に応じて繰り出しながら搬送を行うのであるが、場合によっては、焼成炉内で熱電対に曲げの力が作用したり、擦れが生じたりするなど、スムーズな搬送が行われないばかりか、熱電対を破損してしまうようなこともあった。
【０００９】
さらに、ＰＤＰの生産性向上のために、例えば、基板を所定間隔で複数段、積み上げ、この状態で熱処理するというように、複数枚の基板を一度にまとめて熱処理することで、実質的な熱処理時間を短縮することが行われる場合があるが、このような場合の基板個々の温度状態を上述のような方法で測定することは、熱電対の取り扱い上、非常に困難である。
【００１０】
本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、基板を搬送しながら熱処理する焼成炉内での基板の温度状態の確認を容易化し、よって良好な熱処理を実現するプラズマディスプレイパネルの製造方法、およびその際に用いられる焼成装置を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記目的を実現するために本発明のＰＤＰの製造方法は、基板を搬送しながら熱処理する焼成工程を有するプラズマディスプレイパネルの製造方法において、セッター上に載置した基板と、この基板上の温度を検知するように配設した基板温度検知手段と、前記基板と共に搬送されながら基板温度検知手段が検知した基板温度を記録する基板温度記録手段とを備える基板温度確認手段により、焼成炉内での搬送中の基板の温度を確認する工程を有することを特徴とするものである。
【００１２】
また、上記目的を実現するために本発明のＰＤＰの焼成装置は、基板を搬送しながら熱処理する焼成炉を有するプラズマディスプレイパネルの焼成装置において、セッター上に載置した基板と、この基板上の温度を検知するように配設した基板温度検知手段と、前記基板と共に搬送されながら基板温度検知手段が検知した基板温度を記録する基板温度記録手段とを備える基板温度確認手段を焼成炉内に投入するための投入口、および取り出すための取り出し口を備えることを特徴とするものである。
【００１３】
【発明の実施の形態】
すなわち、本発明の請求項１に記載の発明は、基板を搬送しながら熱処理する焼成工程を有するプラズマディスプレイパネルの製造方法において、セッター上に載置した基板と、この基板上の温度を検知するように配設した基板温度検知手段と、前記基板と共に搬送されながら基板温度検知手段が検知した基板温度を記録する基板温度記録手段とを備える基板温度確認手段により、焼成炉内での搬送中の基板の温度を確認する工程を有することを特徴とするプラズマディスプレイパネルの製造方法である。
【００１４】
また、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、基板温度記録手段は、基板を載置したセッターとは別に搬送することを特徴とするものである。
【００１５】
また、請求項３に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、基板温度記録手段は、耐熱容器内に格納されていることを特徴とするものである。
【００１６】
また、請求項４に記載の発明は、基板を搬送しながら熱処理する焼成炉を有するプラズマディスプレイパネルの焼成装置において、セッター上に載置した基板と、この基板上の温度を検知するように配設した基板温度検知手段と、前記基板と共に搬送されながら基板温度検知手段が検知した基板温度を記録する基板温度記録手段とを備える基板温度確認手段を格納する格納スペースを有することを特徴とするプラズマディスプレイパネルの焼成装置である。
【００１７】
以下、本発明の一実施の形態について、図面を用いて説明する。
【００１８】
図１は、３電極構造の面放電型のＰＤＰの概略構成を示す断面斜視図である。
【００１９】
ＰＤＰ１の前面板２は、例えばフロートガラスのような、平滑で、透明且つ絶縁性の基板３上に、走査電極４と維持電極５とからなる表示電極６を複数形成し、そしてその表示電極６を覆うように誘電体層７を形成し、さらにその誘電体層７上にＭｇＯからなる保護層８を形成することにより構成している。なお、走査電極４および維持電極５は、それぞれ放電電極となる透明電極４ａ、５ａおよびこの透明電極４ａ、５ａに電気的に接続されたＣｒ／Ｃｕ／ＣｒまたはＡｇ等からなるバス電極４ｂ、５ｂとから構成されている。
【００２０】
また、背面板９は、例えばガラスのような絶縁性の基板１０上に、アドレス電極１１を複数形成し、このアドレス電極１１を覆うように誘電体層１２を形成している。そしてこの誘電体層１２上の、アドレス電極１１間に対応する位置には隔壁１３を設けており、誘電体層１２の表面と隔壁１３の側面にかけて赤、緑、青の各色の蛍光体層１４Ｒ、１４Ｇ、１４Ｂを設けた構造となっている。
【００２１】
そして前面板２と背面板９とは、表示電極６とアドレス電極１１とが直交し、且つ、放電空間１５を形成するように、隔壁１３を挟んで対向して配置されている。
【００２２】
そして放電空間１５には、放電ガスとして、ヘリウム、ネオン、アルゴン、キセノンのうち、少なくとも１種類の希ガスが封入されており、隔壁１３によって仕切られ、アドレス電極１１と走査電極６および維持電極７との交差部の放電空間１５が放電セル１６として動作し、アドレス電極１１、表示電極６に周期的な電圧を印加することによって放電を発生させ、この放電による紫外線を蛍光体層１４Ｒ、１４Ｇ、１４Ｂに照射し可視光に変換させることにより、画像表示を行う。
【００２３】
次に、上述した構成のＰＤＰ１の製造方法について、図２を用いて説明する。図２は、本発明の一実施の形態による焼成装置を用いて製造するＰＤＰの製造工程を流れを示す図である。
【００２４】
まず、前面板２を製造する前面板工程について述べる。基板３を受入れる基板受入れ工程（Ｓ１１）の後、基板３上に表示電極６を形成する表示電極形成工程（Ｓ１２）を行う。これは、透明電極４ａおよび５ａを形成する透明電極形成工程（Ｓ１２−１）と、その後に行われるバス電極４ｂおよび５ｂを形成するバス電極形成工程（Ｓ１２−２）とを有し、バス電極形成工程（Ｓ１２−２）は、例えばＡｇなどの導電性ペーストをスクリーン印刷などで塗布する導電性ペースト塗布工程（Ｓ１２−２−１）と、その後、塗布した導電性ペーストを焼成する導電性ペースト焼成工程（Ｓ１２−２−２）とを有する。次に、表示電極形成工程（Ｓ１２）により形成された表示電極６上を覆うように誘電体層７を形成する誘電体層形成工程（Ｓ１３）を行う。これは、鉛系のガラス材料（その組成は、例えば、酸化鉛［ＰｂＯ］７０重量％，酸化硼素［Ｂ_２Ｏ_３］１５重量％，酸化硅素［ＳｉＯ_２］１５重量％。）を含むペーストをスクリーン印刷法で塗布するガラスペースト塗布工程（Ｓ１３−１）と、その後、塗布したガラス材料を焼成するガラスペースト焼成工程（Ｓ１３−２）とを有するものである。その後、誘電体層７の表面に真空蒸着法などで酸化マグネシウム（ＭｇＯ）などの保護膜８を形成する保護膜形成工程（Ｓ１４）を行う。以上により前面板２が製造される。
【００２５】
次に、背面板９を製造する背面基板工程について述べる。基板１０を受入れる受入れ工程（Ｓ２１）の後、基板１０上にアドレス電極１１を形成するアドレス電極形成工程（Ｓ２２）を行う。これは、例えばＡｇなどの導電性ペーストをスクリーン印刷などで塗布する導電性ペースト塗布工程（Ｓ２２−１）と、その後、塗布した導電性ペーストを焼成する導電性ペースト焼成工程（Ｓ２２−２）とを有する。次に、アドレス電極１１の上に誘電体層１２を形成する誘電体層形成工程（Ｓ２３）を行う。これは、ＴｉＯ_２粒子と誘電体ガラス粒子とを含む誘電体用ペーストをスクリーン印刷などで塗布する誘電体用ペースト塗布工程（Ｓ２３−１）と、その後、塗布した誘電体用ペーストを焼成する誘電体用ペースト焼成工程（Ｓ２３−２）とを有する。次に、誘電体層１２上の、アドレス電極１１の間に相当する位置に隔壁１３を形成する隔壁形成工程（Ｓ２４）を行う。これは、ガラス粒子を含む隔壁用ペーストを印刷などで塗布する隔壁用ペースト塗布工程（Ｓ２４−１）と、その後、塗布した隔壁用ペーストを焼成する隔壁用ペースト焼成工程（Ｓ２４−２）とを有する。そしてその後、隔壁１３間に蛍光体層１４Ｒ、１４Ｇ、１４Ｂを形成する蛍光体層形成工程（Ｓ２５）を行う。これは、赤色，緑色，青色の各色蛍光体ペーストを作製し、これを隔壁どうしの間隙に塗布する蛍光体ペースト塗布工程（Ｓ２５−１）と、その後、塗布した蛍光体ペーストを焼成する蛍光体ペースト焼成工程（Ｓ２５−２）とを有する。以上により背面板９が製造される。
【００２６】
次に、以上により製造した前面板２と背面板９との封着、そしてその後の真空排気、および放電ガス封入について述べる。まず、前面板２および背面板９の少なくとも一方にガラスフリットからなる封着部材を形成する封着部材形成工程（Ｓ３１）を行う。これは、ガラスフリットをペースト状にした封着用ガラスペーストを塗布する工程（Ｓ３１−１）と、その後、塗布したガラスペーストの樹脂成分等を除去するために仮焼するガラスペースト仮焼成工程（Ｓ３１−２）を有する。次に、前面板２の表示電極６と背面板９のアドレス電極１１とが直交して対向するように重ね合わせるための重ね合わせ工程（Ｓ３２）を行い、その後、重ね合わせた両基板２、９を加熱して封着部材を軟化させることによって封着する封着工程（Ｓ３３）を行う。次に、封着された両基板２、９により形成された微小な放電空間１５を真空排気しながら焼成する排気・ベーキング工程（Ｓ３４）を行い、その後、放電ガスを所定の圧力で封入する放電ガス封入工程（Ｓ３５）を行うことによりＰＤＰ１が完成する（Ｓ３６）。
【００２７】
ここで、以上の製造方法での、パネル構造物であるバス電極４ｂ、５ｂ、誘電体層７、アドレス電極１１、誘電体層１２、隔壁１３、蛍光体層１４Ｒ、１４Ｇ、１４Ｂ、および封着部材（図示せず）の形成工程における、焼成工程に用いられる焼成装置について説明する。
【００２８】
図３（ａ）は、本発明の一実施の形態によるプラズマディスプレイパネルの製造方法における焼成工程で用いられる焼成装置の概略構成を示す、搬送方向での断面図である。
【００２９】
焼成装置２１は、焼成炉２２と、焼成炉２２の出口とリターンコンベア２３の入り口とをつなぐ昇降手段２４と、リターンコンベア２３の出口と焼成炉２２の入り口とをつなぐ切り離し手段２５とを有する。
【００３０】
そして、ＰＤＰ１の前面板２の基板３、もしくは背面板９の基板１０である基板２６は、セッター２７に載置した状態で、焼成炉２２内を搬送手段２８であるローラーコンベアにより搬送され、焼成炉２２内のヒーター等の加熱手段２２ａからの加熱により焼成される。
【００３１】
ここで、本実施の形態においては、焼成炉２２内を搬送中の基板２６の温度状態を確認するための方法としては以下の通りである。すなわち、例えば図３（ｂ）に示すように、基板温度検知手段２９である熱電対を基板２６に取り付け、基板温度検知手段２９のもう一方は、例えば図３（ｃ）に示すような、耐熱容器３０内に格納可能に構成した基板温度記録手段３１である温度記録計に接続し、そして耐熱容器３０を基板２６上に載置し、さらにそれをセッター２７上に載置することで、基板温度確認手段３２を構成する。そしてこの基板温度確認手段３２を通常の基板２６の熱処理と同様に焼成炉２２内を搬送させ、その際の基板温度検知手段２９である熱電対からの信号を基板２６の温度として基板温度記録手段３１である温度記録計に記録する。
【００３２】
上述したような構成であると、焼成炉２２内を搬送して焼成中である基板２６の温度の状態を、非常に容易な構成で確認することが可能となり、このことにより、良好な焼成を行うことができるようにするための焼成炉２２の条件設定を非常に容易に行うことが可能となる。
【００３３】
ここで、基板温度確認手段３２は、例えば焼成装置２１を構成するリターンコンベア２３の途中に設けられた格納スペース２３ａに格納した構成とする。そして基板２６の温度状態を測定する必要が生じた場合に、焼成炉２２の操作パネル上で、温度測定モードを選択することで、基板温度確認手段３２が、リターンコンベア２３のローラーコンベア３３上に下ろされ、他のセッター２７と同様に搬送される。
【００３４】
また、切り離し手段２５においては、通常であれば、セッター２７から熱処理が終了した基板２６を切り離し、そして新しい基板２６をセッター２７に取り付けるのであるが、基板温度確認手段３２を載置したセッター２７の場合には、検知センサーで検知され、上述したような通常の動作は行われないようにしている。
【００３５】
そして、切り離し手段２５から焼成炉２２へ投入された基板温度確認手段３２は、焼成炉２２内を搬送されながら基板２６の温度状態を記録し、その後、昇降手段２４によりリターンコンベア２３に投入され、そしてリターンコンベア２３内を搬送された基板温度確認手段３２は、格納スペース２３ａ手前の検知センサーにより検知され、基板温度確認手段３２が所定に位置に来たところで、格納スペース２３ａに格納される。そして、格納スペース２３ａに設けられた投入口、兼、取り出し口を通じて、基板温度確認手段３２を取り出し、そして耐熱容器３０内の基板温度記録手段３１である温度記録計により基板２６の温度状態の確認を行う。
【００３６】
上述した一連の動作は、温度測定モードを選択することで、通常の熱処理中に割り込んで、すべて自動で行うようにすれば好ましい。
【００３７】
図４に、本発明の別の実施の形態を示す。
【００３８】
図４（ａ）に示す構成は、何らかの理由で、基板２６上に基板温度記録手段３１である温度記録計を内部に有する耐熱容器３０を載置できない場合などに対して、図４（ｂ）に示すように、基板２６を載置したセッター２７とは別の、隣接したセッター２７に耐熱容器３０を載置して構成した基板温度確認手段３２により、基板２６の温度状態を測定するというものである。基板温度確認手段３２は基板２６を介さず直接、セッター２７に載置してもかまわない。
【００３９】
また、以上の実施の形態においては、基板温度検知手段２９である熱電対を取り付ける基板２６を、基板２６と同等の熱容量を備えるダミー基板としても良い。
【００４０】
【発明の効果】
以上述べたように本発明のＰＤＰの製造方法および焼成装置によれば、焼成炉２２内を搬送して焼成中の基板２６の温度の状態を、ダミー基板３０からの温度状態により非常に容易に確認することが可能となり、このことにより、良好な焼成を行うことができるようにするための焼成炉２２の条件設定を非常に容易に行うことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態による製造されるプラズマディスプレイパネルの概略構成を示す断面斜視図
【図２】本発明の一実施の形態によるプラズマディスプレイパネルの焼成装置による製造工程の概略の流れを示す図
【図３】本発明の一実施の形態によるプラズマディスプレイパネルの焼成装置の概略構成を示す断面図
【図４】本発明の他の実施の形態によるプラズマディスプレイパネルの焼成装置の概略構成を示す、加熱域における断面図
【符号の説明】
２１焼成装置
２２焼成炉
２３リターンコンベア
２４昇降手段
２５切り離し手段
２６基板
２７セッター
２８搬送手段（ローラーコンベア）
２９基板温度検知手段（熱電対）
３０耐熱容器
３１基板温度記録手段
３２基板温度確認手段
３３搬送手段（ローラーコンベア）

Claims

基板を搬送しながら熱処理する焼成工程を有するプラズマディスプレイパネルの製造方法において、セッター上に載置した基板と、この基板上の温度を検知するように配設した基板温度検知手段と、前記基板と共に搬送されながら基板温度検知手段が検知した基板温度を記録する基板温度記録手段とを備える基板温度確認手段により、焼成炉内での搬送中の基板の温度を確認する工程を有することを特徴とするプラズマディスプレイパネルの製造方法。
基板温度記録手段は、基板を載置したセッターとは別に搬送することを特徴とする請求項１に記載のプラズマディスプレイパネルの製造方法。
基板温度記録手段は、耐熱容器内に格納されていることを特徴とする請求項１に記載のプラズマディスプレイパネルの製造方法。
基板を搬送しながら熱処理する焼成炉を有するプラズマディスプレイパネルの焼成装置において、セッター上に載置した基板と、この基板上の温度を検知するように配設した基板温度検知手段と、前記基板と共に搬送されながら基板温度検知手段が検知した基板温度を記録する基板温度記録手段とを備える基板温度確認手段を格納する格納スペースを有することを特徴とするプラズマディスプレイパネルの焼成装置。