JP2005317526A - フラットディスプレイ基板の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】
本発明は、欠如部分の大きさに関わらず、隔壁欠如欠陥を、簡単、迅速に修復するフラットパネルディスプレイの製造方法を提供せんとするものである。
【解決手段】
本発明のラットパネルディスプレイの製造方法は、 隔壁が形成された基板において、欠陥が存在する隔壁に欠陥修正部材を塗布・乾燥して欠陥を修正する欠陥修正工程と、欠陥修正工程終了後に蛍光体を形成する蛍光体形成工程とを有し、蛍光体形成工程終了後に欠陥修復部材と蛍光体とを同時に焼成することを特徴とするものである。
【選択図】図２

Description

本発明はフラットディスプレイ基板の製造方法に関し、特に、プラズマディスプレイ（以下、ＰＤＰ）の隔壁の製造工程において発生する隔壁欠如欠陥を、簡単、迅速に修正する製造方法に関する。

近年、ＰＤＰは大型化、高精細化によりその画素数が増大する傾向にある。これに伴って、欠陥の発生する確率が高くなる。ＰＤＰの隔壁製造工程における歩留まりを向上させるために、その欠陥を修復する必要がある。このような欠陥修復方法としては、隔壁が欠如している欠陥部に修正部材を塗布針を用いて塗布・乾燥した後、欠陥部からはみ出した余分な部材をスクラッチ針機構で除去し、レーザー光を用いて焼成・成膜する方法（特許文献１参照）が提案されている。

しかしながら、上述したような塗布針を用いた欠陥修復方法では、隔壁欠如部分が大きい欠陥については、修正部材の塗布・乾燥、除去、焼成・成膜を繰り返さなければならない。
特開２０００−２９９０５９号公報

本発明は、かかる従来技術の背景に鑑み、欠如部分の大きさに関わらず、隔壁欠如欠陥を、簡単、迅速に修復するフラットパネルディスプレイの製造方法を提供せんとするものである。

本発明は、かかる課題を解決するために、次のような手段を採用するものである。すなわち、本発明のラットパネルディスプレイの製造方法は、隔壁の欠陥修正工程と蛍光体形成工程によって、少なくとも隔壁及び蛍光体を構造要素とするフラットディスプレイ基板を製造方法において、前記欠陥修正工程の乾燥工程で得られた乾燥された修正隔壁間に、直に蛍光体部材を塗布して乾燥して蛍光体を形成した後、焼成することにより、前記修正部材と蛍光体部材とを同時に焼成することを特徴とするものである。

本発明によれば、欠如部分の大きさに関わらず、簡便な工程で隔壁欠如欠陥を迅速に、かつ、低コストで修復することができるフラットパネルディスプレイの製造方法を提供することができる。

本発明は、前記課題、つまり欠如部分の大きさに関わらず、隔壁欠如欠陥を、簡単、迅速に修復するフラットパネルディスプレイの製造方法について、鋭意検討し、該隔壁の欠陥修正工程と該蛍光体形成工程における、それぞれの乾燥工程で得られた乾燥された修正部材と乾燥された蛍光体部材とを同時に焼成する手段を採用してみたところ、かかる課題を一挙に解決することができることを究明したものである。

以下に、本発明のフラットパネルディスプレイの製造方法について、ＰＤＰの背面板の製造方法を例に説明する。

用いるガラス基板としては、ソーダガラスの他にＰＤＰ用の高歪点ガラスである旭硝子社製の“ＰＤ２００”や日本電気硝子社製の“ＰＰ８”等を用いることができる。

ガラス基板上にアドレス電極を形成する。パターン印刷、感光性ペースト法、エッチング法などを用いて電極パターンを形成した後、４００〜６００℃の温度で焼成して形成することができる。アドレス電極は表示セル（画素の各ＲＧＢを形成する領域）に応じたピッチで形成される。

次いで誘電体層を形成する。誘電体層はガラス粉末と有機バインダーを主成分とするガラスペーストをアドレス電極のパターン上に塗布し、４００〜６００℃で焼成することにより形成できる。次いで、誘電体層上に、放電空間を仕切るための隔壁を形成する。

図１から図６は、本発明の一実施形態の欠陥修正方法の全体を示す図である。まず図１から図４は、隔壁の欠陥修正工程を示す図である。図１は隔壁欠陥部分を示す図である。
フラットディスプレイの構造要素である隔壁（１）が欠如している部分が隔壁欠陥部分（２）である。隔壁欠陥は隔壁形成部材に異物等が混入し、それが欠落する、あるいは、気泡が存在して、その部分が欠陥部分となるなどが考えられる。欠陥のサイズは混入する異物や気泡の大きさにより異なる。

本発明の製造方法における欠陥修正方法によれば欠陥の大小にかかわらず修正できる。
本発明の製造方法は隔壁の欠陥修正工程と、蛍光体形成工程を含む。隔壁の欠陥修正工程は隔壁欠陥部分に修正部材をディスペンサーから吐出して塗布する修正部材塗布工程を含む。

図２は修正部材の塗布工程を示す図であり、隔壁欠陥部分（２）にディスペンサー（３）により修正部材（４）を吐出し塗布する。この時、隔壁欠陥の大きさに合わせてディスペンサー（３）から吐出される修正部材（４）の吐出量を圧力、吐出時間の設定により調整することが好ましく用いられる。例えば、欠陥の幅が小さい場合は圧力を小さく、大きい場合は圧力を大きく、欠陥の長さが短い場合は吐出時間を短く、長い場合は吐出時間を長くするなど、それぞれの組み合わせで調整することが出来る。

次に、塗布された修正部材をリペア治具を用いて成形する。図３は修正部材の成形工程を示す図である。前記修正部材塗布工程で、隔壁欠陥部分（２）に塗布された修正部材（４）をリペア治具（５）を用いて成形する。まず、リペア治具（５）により修正部材（４）を欠陥部分（２）に押し込む。この時、隔壁の頂部、側面に修正部材（４）がはみ出るので、リペア治具（５）により、はみ出た修正部材（４）を削り取る。

リペア治具（５）の修正部材（４）との接触部の形状としては板状と針状の物が好ましく用いられる。板状のものは、修正部材（４）を押し込む時に、針状のものは修正部材（４）を削り取る時に好ましく用いられる。上記のような成形方法は、人手で行ってもよいし、機械的に保持したリペア治具を該当部分に接触させ、接触させたままリペア治具を移動させ成形させてもよく、特に限定されない。

前記成型工程の後、修正部材を乾燥させる。図４は修正部材の乾燥工程を示す図である。図３で成形された修正部材（４）を熱風ドライヤー（６）を用いて乾燥させる。乾燥温度は特に限定しないが好ましくは８０℃〜２００℃で行う。乾燥方法は熱風ドライヤー（６）に限定されず、例えばＩＲ乾燥炉、熱風オーブンなどを用いてもよい。

本発明の特徴は、この隔壁の欠陥修正工程においては、乾燥はするが、焼成はしないところにある。

図５から図６は、本発明の蛍光体形成工程を示す図である。この蛍光体形成工程では、上記のようにして修正乾燥された隔壁間に蛍光体を直に形成するものである。

まず、隔壁間に蛍光体部材を塗布する。図５は蛍光体部材の塗布工程を示した図である。
隔壁間に蛍光体部材（７）を塗布する。蛍光体部材（７）の塗布方法はスクリーン印刷法、ディスペンサー塗布、インクジェット塗布などが用いられる。図６は蛍光体部材の乾燥工程を示した図である。蛍光体部材（７）の乾燥にはＩＲ乾燥炉、熱風オーブンなどが用いられる。乾燥温度は好ましくは６０℃〜２６０℃で行い、より好ましくは８０℃〜１５０℃で行う。

本発明のさらに特徴とするところは、上述の修正乾燥された隔壁間に蛍光体を直に形成し、さらにかかる蛍光体を形成し乾燥した後に、ここで、一挙に焼成するところにある。

すなわち、かくして得られた乾燥された欠陥修正部材（４）と乾燥された蛍光体部材（７）を同時に焼成するのである。

かかる焼成温度は４５０℃〜５５０℃の範囲が好ましい。４５０℃以下ではバインダーポリマーが残存して放電が不安定になり、５５０℃以上では、蛍光体が熱劣化してパネルの輝度が低下するなどの不具合が生じるため、好ましくない。

本発明の隔壁の欠陥修正部材は、粘度が１００〜１，０００［Ｐａ・ｓ］の範囲であることが好ましい。ここで、粘度は、ジャスコインターナショナル株式会社製ビスコアナライザーＶＡＲ−５０のレオメーターを用いて測定した値であり、測定温度は２５℃である。粘度が１００Ｐａ・ｓ未満では、隔壁の欠陥部分（２）に欠陥修正部材（４）が載りにくく、欠陥部分（２）以外の部分に載ってしまうため、好ましくない。粘度が１，０００Ｐａ・ｓを越えると、欠陥修正部材（４）をリペア治具（５）で削りとれなくなるなどの点から、好ましくない。

本発明の隔壁の欠陥修正部材は主にガラス粉末と有機成分からなる。有機成分はガラス粉末を結着させるためのバインダーポリマー、ポリマーを溶解する溶媒などからなる。これらを混合、混練して、欠陥修正部材とする。かかるガラス粉末のガラス軟化点が上記の焼成温度より低いことが好ましい。すなわち、ガラス軟化点が焼成温度以上では、欠陥修正部材と蛍光体部材を同時に焼成した時、ガラスの軟化によるガラス粉末の結着が起こらず、バインダーポリマーのみが焼失して、欠陥修正部分が多孔質な状態となり、画素を仕切る隔壁として有効に機能しない。ガラス粉末のガラス軟化点が焼成温度より低いと、欠陥修正部分が画素を仕切る隔壁として有効に機能する。 ここで、溶媒とは、隔壁を構成しているバインダーポリマーを溶解もしくは膨潤させるものであれば特に限定されるものではないが、隔壁を形成する過程において用いられたペースト中に含まれているものが好ましい。具体的には、例えば、メチルセロソルブ、エチルセロソルブ、ジエチレングリコールモノブチルエーテルアセテート、ブチルセロソルブ、メチルエチルケトン、ジオキサン、アセトン、シクロヘキサノン、シクロペンタノン、イソブチルアルコール、イソプロピルアルコール、ベンジルアルコール、テルピネオール、テトラヒドロフラン、ジメチルスルフォキシド、γ−ブチロラクトン、ブロモベンゼン、クロロベンゼン、ジブロモベンゼン、ジクロロベンゼン、ブロモ安息香酸、クロロ安息香酸、酢酸ジエチレングリコールモノブチルエーテルなどや、これらのうちの１種以上を含有する混合物が好適に用いられる。

また、バインダーポリマーとは特に限定されるものではないが、焼成時に酸化または／および分解または／および気化し、炭化物が無機物中に残存しないことが好ましく、具体的には、エチルセルロース、メチルセルロース、ニトロセルロース、セルロースアセテート、セルロースプロピオネート、セルロースブチレート、ヒドロキシプロピルセルロース等のセルロース系樹脂、または、メチル（メタ）アクリレート、エチル（メタ）アクリレート、ノルマルブチル（メタ）アクリレート、イソブチル（メタ）アクリレート、イソプロピル（メタ）アクリレート、２−エチルメチル（メタ）アクリレート、２−ヒドロキシルエチル（メタ）アクリレート等の重合体もしくは共重合体からなるアクリル樹脂、ポリ−α−メチルスルホン、ポリビニルアルコール、ポリブテン等が挙げられる。 上記の溶媒やバインダーポリマーを用いることにより、欠陥修正部材の粘度を１００〜１，０００Ｐａ・ｓに調整することが可能である。

ガラス粉末のガラス軟化温度は、４７０〜５８０℃であることが好ましい。ガラス基板上に焼き付け可能なガラス軟化温度を有するガラス粉末としては、酸化リチウム、酸化ナトリウム、酸化カリウムのうち少なくとも１種類を２〜２０重量％含むことが簡便な方法である。酸化ナトリウム、酸化リチウム、酸化カリウム等のアルカリ金属の酸化物の含有量は合計で２〜２０重量％であることが、ガラス軟化温度のコントロールが容易になる点から好ましい。アルカリ金属の酸化物の含有量が２％未満の時は、熱軟化温度の制御が難しくなり、２０％を越える場合は、材料の安定性が低下するため、好ましくない。

さらに、ガラス中に酸化珪素を３〜６０重量％の範囲で配合することが好ましい。酸化珪素の含有量が６０重量％以下の場合は、ガラス軟化点が低くなり、ガラス基板への焼き付けが可能になるなどの利点がある。酸化珪素の含有量が３重量％未満では、ガラス層の緻密性や強度および安定性が低下するなどの点から好ましくない。

また、ガラス中に酸化ホウ素を５〜５０重量％の範囲で配合することが、電気絶縁性、強度、熱膨張係数、絶縁層の緻密性などの電気、機械および熱的特性を向上できる点から好ましい。５０重量％を越えるとガラスの安定性が低下するため好ましくない。

さらに、ガラス粉末中に、酸化アルミニウム、酸化バリウム、酸化カルシウム、酸化マグネシウム、酸化亜鉛、酸化ジルコニウムなど、特に酸化アルミニウム、酸化バリウム、酸化亜鉛を添加することにより、硬度や加工性を改良することができる。その含有量は、熱軟化点、熱膨張係数、屈折率の制御の点から、４０重量％以下であることが好ましく、より好ましくは２５重量％以下である。

酸化リチウムを含むガラス粉末組成としては、酸化物換算表記で
酸化リチウム ２〜１５重量部
酸化珪素 １５〜５０重量部
酸化ホウ素 １５〜４０重量部
酸化バリウム ２〜１５重量部
酸化アルミニウム ６〜２５重量部
の組成を含むものを５０重量％以上含有することが好ましい。

また、上記組成で、酸化リチウムの代わりに、酸化ナトリウム、酸化カリウムを用いても良いが、ペーストの安定性の点で、酸化リチウムが好ましい。

以下に、本発明を実施例により具体的に説明する。ただし、本発明はこれに限定されるものではない。

実施例１
まず、背面板を以下の工程によって作製した。まず、ガラス基板として、５９０×９６４×２．８ｍｍの４２インチサイズのＰＤ−２００（旭硝子（株）製）を使用した。このガラス基板上に、書き込み電極として、感光性銀ペーストを用いて、フォトリソグラフィー法により、ピッチ２４０μｍ、線幅１００μｍ、焼成後厚み３μｍのストライプ状電極を形成した。次に、この基板に、誘電体ペーストを塗布した後、５８０℃で焼成して、厚み１０μｍの誘電体層を形成した。次に、この誘電体層上に、感光性ペーストを用いて、フォトリソグラフィー法により、幅６５μｍ、高さ１５０μｍの隔壁パターンを形成し、５６０℃で１５分間焼成を行って、幅５０μｍ、高さ１２０μｍの隔壁を形成した。形成した隔壁を画像検査により詳細に観察した結果、Ａ・Ｂ、２点の隔壁欠陥のあるものであった。隔壁欠陥は、Ａ：幅３０μｍ・長さ１００μｍと、Ｂ：幅５０μｍ・長さ２００μｍに渡って隔壁が欠如しているものである。

続いて、修正部材を作成した。エチルセルロース（ダウケミカル（株）製 ＳＴＤ−２０）４０重量部をベンジルアルコール６０重量部に８０℃で加熱溶解した（以下２０ｃＰ４０％溶液という）。ガラス粉末として、ＹＰ６５４（日本山村硝子（株）製、ガラス軟化点４８５℃）を用意した。このガラス粉末６０重量部とと、２０ｃＰ４０％溶液４０重量部をロールミルを用いて混練して、修正部材を作製した。得られた修正部材の粘度は、５００Ｐａ・ｓであった。

この修正部材を用い、前述した背面板の隔壁欠陥部分を修正した。

まず、該隔壁欠陥部分にディスペンサーを用いて修正部材を塗布した。Ａに対しては、ディスペンサーの吐出圧力２．５ｋｇ／ｃｍ²、吐出時間０．５秒に設定し、Ｂに対しては、吐出圧力３．５ｋｇ／ｃｍ²、吐出時間１．３秒に設定した。その後、形状が板状であるリペア治具を用いて、該修正部材を欠陥部分に埋め込み、欠陥部分からはみ出た修正部材を、形状が針状であるリペア治具を用いて削り取って成形した。その後、ＩＲ乾燥機を用いて１５０℃で乾燥した。

上記のようにして隔壁欠陥を修正した隔壁間に、直にＲＧＢの各色蛍光体部材をスクリーン印刷法を用いて塗布、乾燥し、これを５２０℃で３０分焼成して、修正部材と蛍光体部材を同時に焼成して、フラットディスプレイ基板を得た。

このフラットディスプレイ基板は、修正した隔壁欠陥部分を含む隔壁の形状が、Ａ：幅５２μｍ・高さ１１８μｍ、Ｂ：幅４８μｍ・高さ１２１μｍとなり、通常の隔壁との差は見られなかった。また、蛍光体の混色等の不具合もなかった。実施例１によってフラットディスプレイ基板を極めて簡単、迅速、かつ、低コストに製造することができた。

比較例１
修正部材に用いるガラス粉末として、ガラス軟化点が５３０℃のものを使用し、修正部材を乾燥後、スポットレーザーを用いて修正部分のみを５８０℃で３０分間焼成した後、蛍光体部材を塗布する以外は実施例１と同様にしてフラットディスプレイ基板を製造した。このフラットディスプレイ基板は、修正した隔壁欠陥部分を含む隔壁の形状が、Ａ：幅５３μｍ・高さ１２２μｍ、Ｂ：幅５１μｍ・高さ１１８μｍとなり、通常の隔壁との差は見られなかった。また、蛍光体の混色等の不具合もなかった。比較例１は、実施例１と比較して、焼成工程が多く、複雑で、コストの高い製造方法であった。

本発明のフラットディスプレイ基板を製造工程で発生する隔壁の欠陥部分を示す図である。 図１の隔壁の欠陥部分を修正する際の修正部材の塗布工程を示す図である。 図２の塗布後の修正部材の成形工程を示す図である。 図３の成形後の修正部材の乾燥工程を示す図である。 図４の乾燥後の隔壁に、蛍光体部材を塗布する塗布工程を示す図である。 図５の塗布後の蛍光体部材の乾燥工程を示す図である。

符号の説明

１隔壁
２隔壁欠陥部分
３ディスペンサー
４修正部材
５リペア治具
６熱風ドライヤー
７蛍光体部材

Claims (8)

1. 隔壁が形成された基板において、欠陥が存在する隔壁に欠陥修正部材を塗布・乾燥して欠陥を修正する欠陥修正工程と、欠陥修正工程終了後に蛍光体を形成する蛍光体形成工程とを有するフラットディスプレイ基板の製造方法において、蛍光体形成工程終了後に欠陥修正部材と蛍光体とを同時に焼成することを特徴とするフラットディスプレイ基板の製造方法。
2. 欠陥修正工程が、隔壁が欠如している欠陥部に欠陥修正部材をディスペンサーから吐出して塗布する欠陥修正部材塗布工程、該欠陥修正部材塗布工程において塗布された欠陥修正部材をリペア治具を用いて成形する欠陥修正部材成形工程、および該欠陥修正部材成型工程の後に欠陥修正部材を乾燥させる欠陥修正部材乾燥工程からなる請求項１に記載のフラットディスプレイ基板の製造方法。
3. 欠陥修正部材塗布工程において、欠陥部の大きさによって欠陥修正部材のディスペンサーからの吐出量を調整することを特徴とする請求項２に記載のフラットディスプレイ基板の製造方法。
4. 欠陥修正部材成形工程において、塗布された欠陥修正部材の少なくとも頂部と側面のうちどちらかをリペア治具により削り取ることを特徴とする請求項２または３に記載のフラットディスプレイ基板の製造方法。
5. 欠陥修正部材成形工程において、先端が板状のリペア治具を用いることを特徴とする請求項２〜４のいずれかに記載のフラットディスプレイ基板の製造方法。
6. 欠陥修正部材の粘度が１００〜１，０００Ｐａ・ｓであることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載のフラットディスプレイ基板の製造方法。
7. 欠陥修正部材が、少なくともガラス粉末と有機成分を含み、ガラス粉末のガラス軟化点が焼成温度より低いものであることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載のフラットディスプレイ基板の製造方法。
8. 蛍光体形成工程が、蛍光体を隔壁間に塗布する蛍光体塗布工程、蛍光体を乾燥させる蛍光体乾燥工程からなる請求項１〜７のいずれかに記載のフラットディスプレイ基板の製造方法。

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