JP2006134873A

JP2006134873A - 誘電体層の形成装置及びそれを用いたプラズマディスプレイパネルの製造方法

Info

Publication number: JP2006134873A
Application number: JP2005294388A
Authority: JP
Inventors: Chong-Gi Hong; 種基洪; Tae-Kyoung Kang; 太京姜
Original assignee: Samsung SDI Co Ltd
Current assignee: Samsung SDI Co Ltd
Priority date: 2004-11-04
Filing date: 2005-10-07
Publication date: 2006-05-25
Also published as: US20060094323A1; KR100683688B1; CN1770357A; KR20060040038A

Abstract

【課題】誘電体層の塗布工程にかかる時間を短縮する誘電体層の形成装置及びそれを用いた短い工程時間によるＰＤＰの製造方法を提供する。
【解決手段】電極が形成された基板６０を石定盤３００に設けて固定する段階（ａ）と、所定の粘性を有する素材を噴射するコータを用いて所定の厚さに基板６０上に誘電体を塗布して誘電体層８０を形成する段階（ｂ）と、誘電体層８０を焼成する段階（ｃ）と、を含むディスプレイパネルの製造方法を提供する。また本発明では、基板６０が置かれる石定盤３００と、石定盤３００上で２次元運動可能に設けられたスロットダイ２００と、スロットダイ２００の端部に設けられて石定盤３００上に置かれた基板６０にコーティング液８０aを塗布するノズル２１０と、スロットダイ２００に供給されるコーティング液８０aを保管するコーティング液タンク２３０と、コーティング液タンク２３０からスロットダイ２００にコーティング液８０aを供給するコーティング液ポンプ２２０と、を備える誘電体層の形成装置である。
【選択図】図３

Description

本発明は、誘電体層の形成装置及びそれを用いたプラズマディスプレイパネル（ＰＤＰ）の製造方法に係り、より詳細には、一回の誘電体層の塗布工程で所望の厚さの誘電体層を形成しうる誘電体層の形成装置と、それを用いて簡易な工程で短時間にＰＤＰを製作できるＰＤＰの製作方法に関する。

図１には、ＰＤＰの一例を説明する部分分離斜視図が示されている。

図１に示すように、ＰＤＰは、前方パネル１と後方パネル２とが接合されてなる。前方パネル１は、前面基板６０、前面基板６０の底面６０ａに形成されたＸ電極７１及びＹ電極７２を含む維持放電電極対７０及び維持放電電極対７０を覆っている上側誘電体層８０を備える。上側誘電体層８０は、通常ＭｇＯで形成される保護層９０によって覆われる。

後方パネル２は、背面基板１０、背面基板１０の上面に維持放電電極対７０と交差するように形成されたアドレス電極２０、アドレス電極２０を覆っている下側誘電体層３０、下側誘電体層３０上に形成されて、維持放電電極対７０と共に放電セルを限定する隔壁４０、及び隔壁４０の側壁と下側誘電体層３０の上面に形成された蛍光体層５０を備える。

図２は、図１に示すようなＰＤＰの前面パネルの製造方法を概略的に示す図である。

図２に示すように、まず前面基板６０上にＸ電極７１とＹ電極７２の維持放電電極対７０を所定のパターンで形成する。Ｘ電極７１とＹ電極７２とに備えられた透明電極はＩＴＯなどの素材をフォトエッチング法で形成する。Ｘ電極７１とＹ電極７２に備えられたバス電極は、クロム／銅／クロムまたはクロム／アルミニウム／クロムの多層構造や、他の構造をフォトエッチング法または感光性ペースト法を用いて形成する。

前面基板６０上に維持放電電極対７０を形成した後には、前面基板６０上に誘電体をスクリーン印刷して上側誘電体層８０を形成する。図２に示すように、スクリーンマスク１２０を前記電極が形成された前面基板の上側に配置し、スクィーザ１１０が絵でのブラシの役割を果たし、誘電体層を形成する素材であるペーストが染料の役割を果たすことによって印刷を行う。スクリーンマスク１２０は、一定の厚さを有するＳＵＳ材質の網よりなっているが、この間をペーストが通過することによって、均一な厚さの上側誘電体層８０の塗布が可能となる。塗布の完了後、これを乾燥して焼成する段階を経る。

通常、前方パネル６０に位置する上側誘電体層８０は厚さが約４０μｍ必要であるが、これ程の厚さは印刷法を使用しては一回で塗布し難く、二、三回の反復的な印刷による塗布工程と乾燥及び焼成工程とを反復して初めて得られる。こうした状況のもと、このような誘電体層の塗布工程にかかる時間を短縮できる誘電体層の形成装置及びそれを用いたＰＤＰの製造方法を開発する必要性が叫ばれている。

本発明は、前記問題点を解決するために案出されたものであって、本発明の目的は、誘電体層の塗布工程の所要時間を短縮できる誘電体層の形成装置及びそれを用いた工程時間の少ないＰＤＰの製造方法を提供することである。

また、本発明の他の目的は、ＰＤＰの作動に必要な上側誘電体層の厚さの範囲を決め、その範囲内の厚さの上側誘電体層を備えるＰＤＰを迅速に製作しうるＰＤＰの製造方法を提供することである。

前記目的を達成するために本発明では、電極が形成された基板を石定盤に設けて固定する段階（ａ）と、所定の粘性を有する素材を噴射するコータを用いて所定の厚さに前記基板上に誘電体を塗布して誘電体層を形成する段階（ｂ）と、前記誘電体層を焼成する段階（ｃ）と、を含むディスプレイパネルの製造方法を提供する。

ここで、前記段階（ｂ）は、基板の表示領域に該当する部分の誘電体層の厚さと非表示領域に該当する部分の誘電体層の厚さとが異なるように塗布することが望ましいが、前記表示領域に塗布される誘電体層の厚さは、２４μｍないし５０ μｍであることが望ましい。

ここで、前記非表示領域に塗布される誘電体層の厚さは、コータの塗布開始部分では、表示領域の誘電体層の厚さより薄く、コータの塗布終了部分では表示領域の誘電体層の厚さより厚いことが望ましいが、特に、前記コータの塗布開始部分の誘電体層の厚さは、２９μｍないし４８μｍであることが望ましく、前記コータの塗布終了部分の誘電体層の厚さは、３６μｍないし５３μｍであることが望ましい。

また、前記のような本発明の目的は、基板が置かれる石定盤と、前記石定盤上で２次元運動可能に設けられたスロットダイと、前記スロットダイの端部に設けられて前記石定盤上に置かれた基板にコーティング液を塗布するノズルと、前記スロットダイに供給されるコーティング液を保管するコーティング液タンクと、前記コーティング液タンクから前記スロットダイにコーティング液を供給するコーティング液ポンプと、を備える誘電体層の形成装置を提供することによって達成される。

ここで、前記石定盤には、石定盤に置かれる基板を真空吸着するための真空ポンプがさらに設けられ、前記スロットダイの２次元運動と前記ノズルから塗布される誘電体層の塗布圧力とを制御する制御部がさらに設けられることが望ましい。

本発明によれば、一回の塗布工程で必要な厚さに誘電体層を塗布でき、工程時間が大幅に短縮される。また、非表示領域での誘電体層の厚さを、表示領域と異なる厚さで塗布するように工程を設計し、コータを用いた塗布工程で表示領域の誘電体層の厚さを均一に形成できる。

以下、図面に基づいて本発明の実施例を詳細に説明する。従来の技術で説明した部材と同じ部材については同じ番号を付しいる。

図３は、本発明による誘電体層の形成装置により誘電体層を形成する工程を概略的に示す図面である。

図３に示すように、本発明の誘電体層の形成装置は、石定盤３００とコータとを含む。石定盤３００は、誘電体層を形成する基板６０が置かれるステージであって、基板６０を動かないように固定するための真空ポンプ３１０を備えており、真空吸着により基板６０を固定する。前記コータは、誘電体層の材料となるコーティング液８０aを供給するコーティング液供給タンク２３０、コーティング液８０aを基板６０に塗布するノズル２１０を備えるスロットダイ２００及びコーティング液供給タンク２３０からコーティング液８０aをスロットダイ２００に供給するコーティング液供給ポンプ２２０を備える。スロットダイ２００は、石定盤３００の幅方向に複数個設けられ、ノズル２１０は、所定の幅に誘電体層を形成できるように幅方向に広い出口を備えうる。スロットダイ２００は、石定盤３００の長手方向に移動しつつ、石定盤３００に置かれた基板６０上に誘電体層を形成する。図示しないが、前記コータのスロットダイ２００の動きとノズル２１０から塗布される誘電体層の塗布圧力とを制御するための制御部（図示せず）をさらに設けることができる。

上記のような構成を有する誘電体層の形成装置を用いて次のような方法で誘電体層を形成する。

まず、石定盤３００上に基板６０を配し、基板６０を真空吸着して固定する。次いで、基板６０の厚さを測定し、塗布される誘電体層の厚さを考慮してノズル２１０の高さを調整する。コーティング液供給ポンプ２２０を用いてコーティング液８０aをスロットダイ２００に供給し、ノズル２１０を通じて所定の圧力でコーティング液８０aを塗布し始める。塗布工程中にノズル２１０は、基板６０に配列された電極の長手方向に沿って移動させることが望ましい。通常、ＰＤＰの前面基板に形成される誘電体層は、約４０μｍ前後となり、背面基板に形成される誘電体層は、約１５μｍ前後となる。そのため、前面基板側の誘電体層は、このようなコータ装置を利用して初めて一回の工程で時間を短縮しつつ形成しうる。

誘電体層の厚さが薄くなれば、工程時間が短縮され、材料費が少なくて済むので有利であるが、２４μｍ以下の厚さの誘電体層が形成される場合には、誘電体層の耐電圧が低まり、誘電体層が破壊されうる。必要な誘電体層の厚さは、耐電圧が最小８００Ｖ以上、表面粗度が２μｍ以下となるように決定しなければならない。次の表１に示す実験データに基づいて、前記コータにより塗布される誘電体層の厚さは、２４μｍないし５０μｍの範囲内になるように決定することができる。

図４は、本発明による誘電体層の形成装置及び方法を適用する場合の誘電体層の厚さの偏差を示す図面である。

図４に示すように、コータの塗布作業が始まる地点では、ＰＤＰの中央部分に該当する表示領域に比べて誘電体層の厚さを薄く塗布し始める。そして、コータを用いた誘電体層の塗布作業が終了する地点では、誘電体層の厚さが薄く塗布されつつ、塗布作業が終了される。これは、コータを使用して所望の厚さに誘電体層の形成作業を行う際、フィレット効果（ｆｉｌｌｅｔｅｆｆｅｃｔ）により、作業の開始及び終了時点に必要な厚さに塗布するように制御することは難しいので、最初からこのような方式で塗布するように工程を設計して表示領域内での誘電体層の厚さが所望の厚さ範囲に入るようにしている。このように誘電体層の厚さが変化するように工程を設計することによって、表示領域に対しては誘電体層の厚さが過度に厚くなることや、過度に薄くなることを防止することができる。

ＰＤＰの表示領域以外に境界付近の非表示領域の厚さを最初から表示領域と異なる厚さにするために、工程の設計時に、必ずしも開始地点が薄く、終了地点が厚くなければならないということはない。但し、表示領域の誘電体層の厚さを、前述したように２４μｍないし５０μｍの範囲にする場合には、開始地点の誘電体層の厚さは、２０μｍないし４８μｍの範囲にし、終了地点の誘電体層の厚さは、３６μｍないし５４μｍの範囲になるように工程を設計することが、表示領域での誘電体層の厚さの誤差を減らすことができて望ましい。ここで、コータ開始点と終了点付近は、ダミー領域であるので、開始点や終了点付近の誘電層については、前述した２４μｍないし５０μｍの望ましい誘電層の厚さの範囲を外れるような厚さを設定しても良く、表示領域でのみ前記２４μｍないし５０μｍの誘電体層の厚さを確保できれば良い。

誘電体層の材料としては、鉛ガラスまたはビスマス系列のガラスを利用できる。鉛ガラスを使用する場合には、ＰｂＯ６０ないし６５重量部、Ｂ_２Ｏ_３１０ないし１５重量部、ＳｉＯ_２１０ないし１５重量部、ＺｎＯ１ないし５重量部及びＡｌ_２Ｏ_３１ないし５重量部の割合でこれらを含有する鉛ガラスを使用することが望ましい。

また、鉛ガラスを使用しない場合には、Ｂ_２Ｏ_３１０ないし２０重量部、ＳｉＯ_２０ないし５重量部、ＺｎＯ、３０ないし４０重量部及びＢｉ_２Ｏ_３２０ないし３０重量部の割合でこれらを含有するビスマス系列のガラスを使用することが望ましい。

または、Ｂ_２Ｏ_３１５ないし２５重量部、ＳｉＯ_２０ないし８重量部、ＺｎＯ３０ないし４０重量部、Ｂｉ_２Ｏ_３２０ないし３０重量部及びＣａＯ７ないし１７重量部に若干のＮａ_２Ｏを含有するビスマス系列のガラスを使用することが望ましい。

但し、ガラスの成分は、前記例に限定されるものではないが、酸素−金属の結合力が低い成分がＢ_２Ｏ_３の配合比率を調節してガラスの軟化点を調節しうる。例えば、Ｂ_２Ｏ_３の比率を高くすれば、ガラスの軟化点は低下し、Ｂ_２Ｏ_３の比率を低くすれば、ガラスの軟化点は上昇する。

本発明は、図面に示した実施例に基づいて説明したが、これは例示的なものに過ぎず、当業者ならばこれより多様な変形及び均等な他の実施例が可能であるという点を理解できるであろう。したがって、本発明の真の技術的保護範囲は、特許請求の範囲の技術的思想によって決まるべきである。

本発明は、ＰＤＰを製作する過程のうち、誘電体層の形成工程に好適に適用されうる。本発明による誘電体層の形成装置及び方法の適用により、迅速な誘電体層の形成が可能となる。また、形成された誘電体層は、十分な耐電圧を有し、粗度が適切に保持される。

ＰＤＰの一例を説明する部分分離斜視図である。従来の誘電体層の形成方法を示す図面である。本発明による誘電体層の形成装置の構成とそれを用いた誘電体層の形成方法を示す図面である。図３に示された誘電体層の形成装置を用いて誘電体層を形成する時の基板上での誘電体層の厚さ分布を示すグラフである。

符号の説明

１０背面基板
２０アドレス電極
３０下部誘電体層
４０隔壁
５０第１蛍光体層
６０前面基板
７０維持放電電極対
７１Ｘ電極
７２Ｙ電極
８０上部誘電体層
９０保護層
１１０スクィーザ
１２０スクリーンマスク
２００スロットダイ
２１０ノズル
２２０コーティング液供給ポンプ
２３０コーティング液貯蔵タンク
３００石定盤
３１０真空ポンプ

Claims

電極が形成された基板を石定盤に設けて固定する段階（ａ）と、
所定の粘性を有する素材を噴射するコータを用いて所定の厚さに前記基板上に誘電体を塗布して誘電体層を形成する段階（ｂ）と、
前記誘電体層を焼成する段階（ｃ）と、を含むことを特徴とするディスプレイパネルの製造方法。
前記段階（ｂ）は、前記基板の表示領域に該当する部分の誘電体層の厚さと非表示領域に該当する部分の誘電体層の厚さとが異なるように塗布することを特徴とする請求項１に記載のディスプレイパネルの製造方法。
前記表示領域に塗布される誘電体層の厚さは、２４μｍないし５０μｍであることを特徴とする請求項２に記載のディスプレイパネルの製造方法。
前記非表示領域に塗布される誘電体層の厚さは、コータの塗布開始部分では前記表示領域の誘電体層の厚さより薄く、コータの塗布終了部分では前記表示領域の誘電体層の厚さより厚いことを特徴とする請求項２または３に記載のディスプレイパネルの製造方法。
前記コータの塗布開始部分の誘電体層の厚さは、２０μｍないし４８μｍであることを特徴とする請求項４に記載のディスプレイパネルの製造方法。
前記コータの塗布終了部分の誘電体層の厚さは、３６μｍないし５４μｍであることを特徴とする請求項４に記載のディスプレイパネルの製造方法。
基板が置かれる石定盤と、
前記石定盤上で２次元運動可能に設けられたスロットダイと、
前記スロットダイの端部に設けられて前記石定盤上に置かれた基板にコーティング液を塗布するノズルと、
前記スロットダイに供給されるコーティング液を保管するコーティング液タンクと、
前記コーティング液タンクから前記スロットダイにコーティング液を供給するコーティング液ポンプと、を備える誘電体層の形成装置。
前記石定盤には前記石定盤に置かれる基板を真空吸着するための真空ポンプがさらに設けられることを特徴とする請求項７に記載の誘電体層の形成装置。
前記スロットダイの２次元運動と前記ノズルから塗布される誘電体層の塗布圧力とを制御する制御部がさらに設けられることを特徴とする請求項７に記載の誘電体層の形成装置。