JP2006147228A - プラズマディスプレイパネルの製造方法及び製造装置 - Google Patents

Abstract

【課題】プラズマディスプレイパネルの隔壁を高精度でかつ高い生産性で形成する。
【解決手段】隔壁の反転形状をなす凹部１０ａが形成された樹脂フィルム１０を走行させながら凹部１０ａに隔壁材料１３を充填する工程と、隔壁材料１３を仮乾燥させる工程と、仮乾燥させた隔壁材料１３を有する樹脂フィルム１０を冷却転写ロール１９によりガラス基板１７に押圧して走行させながら隔壁材料１３をガラス基板１７に転写させる工程とを有している。
【選択図】図１

Description

本発明は、プラズマディスプレイパネルの製造方法及び製造装置に関し、特に背面基板の隔壁を高精度に形成する製造方法及び製造装置に関する。

高品位テレビジョン画像を大画面で表示するためのディスプレイ装置として、プラズマディスプレイパネル（以下、ＰＤＰと呼ぶ）を用いたディスプレイ装置への期待が高まっている。

図４はＰＤＰの構成を示す部分断面斜視図である。図４に示すように、ＰＤＰは基本的には前面板４０と背面板５０とを封着して構成される。前面板４０は、前面ガラス基板４１上に、透明電極４２、バス電極４３、遮光膜４４をストライプ状に形成して、その上をコンデンサとしての働きをする誘電体層４５で覆い、さらにＭｇＯ膜からなる保護層４６を形成した構造となっている。背面板５０は、背面板ガラス基板５１上に、バス電極４４と直交するようにアドレス電極５２がストライプ状に形成され、その上を誘電体層５３で覆っている。誘電体層５３の上には放電セルを形成し放電セル間でのクロストークを防止するための隔壁５４が形成され、さらに隔壁５４の側面及び誘電体層５３上には蛍光体層５５が形成されている。

隔壁５４には、放電セル間でクロストークを防ぐ目的からその高さ精度が要求されるとともに、最近の画面の高精細度化に伴って隔壁幅の狭小化と高さと幅の比であるアスペクト比の高アスペクト化が要求されている。

従来の隔壁を形成する方法としては、スクリーン印刷法やサンドブラスト法、あるいはフォトリソグラフ法などが知られている。しかしながら、これらの方法で大型化、高精度微細化が進む隔壁を形成する場合には、工程数が多い、精度が確保できない、材料コストが高くなるなどの課題を有していた。

これらの課題を解決する目的で、パターン化された凹状の溝が形成された成型型にペーストを充填しこれをガラス基板に転写させる方法が提案されている（例えば、特許文献１、特許文献２）。このような成型型による転写を利用する方法は、サンドブラスト法などに比較して工程数が格段に少なく、また隔壁構成部材の形状を精度良く形成することができるなどの利点がある。
特許第３２０４３１９号公報 特開２００１−２５０４７４号公報

しかしながら、例えば特許文献１に示されている従来の方法では、成形型にシリコーンゴムやガラスを使用している。そのために、成形型が磨耗しやすく寿命が短いとか、成形型にガラスペーストを充填することが困難であるとか、成形型から隔壁ペーストを離型するときに隔壁が変形する、などの課題があった。また特許文献２に示されている従来の方法では成形型を隔壁から剥離する際に、成形型を溶剤で溶かしたり焼成して除去する方法を用いているため装置が汚染され、そのために装置の洗浄などの工程が必要となるなどの課題があった。

本発明は、このような従来の課題を解決するもので、ＰＤＰの隔壁を高精度に、かつ高い生産性で形成することができるＰＤＰの製造方法と製造装置とを実現することを目的とする。

これらの課題を解決するために、本発明のＰＤＰの製造方法は、帯状の樹脂材を循環走行させながら樹脂材の表面に隔壁材料によりパターンを形成する工程と、樹脂材の表面に形成されたパターンの隔壁材料を加熱する工程と、加熱された隔壁材料を冷却しながらガラス基板に押圧して隔壁材料をガラス基板に転写させる工程とを有している。

このような方法によれば、樹脂材から隔壁材料を離型させてガラス基板に容易に転写することができ、精度の高い隔壁を高い生産性で形成することができる。

さらに、樹脂材の表面に隔壁材料によりパターンを形成する工程は、樹脂材の表面に凹部が形成されており、凹部に隔壁材料を入れることにより行っていることが望ましく、隔壁パターンを高精度に形成することができる。

さらに、樹脂材に形成された凹部が段付き形状であることが望ましく、樹脂材に入れられた隔壁材料をさらに容易に離型転写させることができる。

さらに、樹脂材に形成された凹部に隔壁材料を入れた後、隔壁材料を入れた凹部表面と樹脂材の表面とに誘電体層材料により誘電体層を形成する工程を有することが望ましく、誘電体層と隔壁とを同時に形成することが可能となる。

さらに、樹脂材の表面に隔壁材料によりパターンを形成する前に、少なくとも樹脂材のパターンを形成する部分をコロナ放電に曝す工程を含むことが望ましく、このような方法によれば、樹脂材の凹部表面の濡れ性が向上し隔壁材料を入れる際の、隔壁材料の流動性が向上し隔壁をさらに高精度に形成できる。

さらに、隔壁材料をガラス基板に転写する前に、前記ガラス基板の表面を帯電処理する工程を含むことが望ましく、このような方法によれば、隔壁材料とガラス基板の表面の接着性を向上させて隔壁材料を高精度に転写することができる。

また、本発明のＰＤＰの製造装置は、帯状の樹脂材を循環走行させる樹脂材走行手段と、樹脂材の表面に隔壁材料によりパターンを形成するパターン形成手段と、樹脂材の表面に形成されたパターンの隔壁材料を加熱する隔壁材料加熱手段と、加熱された隔壁材料を冷却しながらガラス基板に押圧して転写させる押圧転写手段とを有している。

このような構成によれば、樹脂材から隔壁材料を離型させてガラス基板に容易に転写することができ、精度の高い隔壁を高い生産性で形成することができる。

さらに、樹脂材の表面に凹部が形成されていることが望ましく、隔壁のパターンを高精度に形成することができる。

さらに、押圧転写手段がガラス基板と樹脂材とを挟んで押圧する一対のロールであり、樹脂材側のロールが冷却手段を備えていることが望ましく、このような構成によれば、ガラス基板への隔壁材料の転写を高精度に行うことができる。

さらに、一対のロールのうちの樹脂フィルムを押圧するロールが冷却ロールであることが望ましく、このような構成によれば、樹脂フィルムを冷却して隔壁材料の離型性を高めて高精度に隔壁を形成することができる。

さらに、パターン形成手段が、エクストルージョン型ノズルを有するペースト材料塗布装置であることが望ましく、このような構成によれば、樹脂フィルムの凹部への均一に隔壁材料をいれることが可能で、異物や気泡などの混入や溶媒の蒸発による隔壁材料物性変動が抑制される。

本発明のＰＤＰの製造方法及びその製造装置によれば、精度の高い隔壁を高い生産性で形成することができる。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。

（第１の実施の形態）
図１は、本発明の第１の実施の形態におけるＰＤＰの製造装置の概略を示す構成図である。長尺でループ状に形成された樹脂材である樹脂フィルム１０を、モータ（図示せず）に接続された樹脂材走行手段の樹脂フィルム走行手段となる案内ロール１１ａ、１１ｂ、１１ｃを介して所定の速度で矢印Ｂ方向に走行させる。樹脂フィルム１０には隔壁の反転形状をなすストライプ状の凹部１０ａが複数個等間隔で形成されており、樹脂フィルム１０はこの凹部１０ａの間隔に併せて間欠的に走行するようにしている。間欠走行中の樹脂フィルム１０の走行が停止している間に、定量ポンプ（図示せず）に接続されたパターン形成手段となる隔壁材料を充填するエクストルージョン型ノズル１２から隔壁材料１３を吐出し、バックロール１４で支持された樹脂フィルム１０の凹部１０ａに充填する。隔壁材料１３としては低融点ガラス粉末を主成分とし酸化アルミニウム粉末などのフィラーや有機バインダー、溶剤などを添加したものが用いられ、所定の粘度に調整されてペースト化されている。充填が完了するとノズル１２からの隔壁材料１３の供給を止め、樹脂フィルム型を１ピッチ走行させて同様の動作を繰り返す。

なお、上記の説明では隔壁５４が単純なストライプ状である場合に、ストライプ状の凹部１０ａに間欠的に隔壁材料１３を充填するように樹脂フィルム１０を間欠的に走行させている。しかしながら、隔壁形状が例えば井桁形状である場合などは次のようにして隔壁材料を凹部に充填してもよい。すなわち、井桁形状の隔壁の反転パターンの凹部が形成された樹脂フィルムを連続走行させるとともに、エクストルージョン型ノズルからの隔壁材料の吐出も連続吐出とし、バックロールの走行方向下流部に設けたスキージ（図示せず）などで余分の隔壁材料を除去するようにしてもよい。

本発明の実施の形態では、隔壁材料１３を凹部１０ａに充填する際に、エクストルージョン型ノズルの塗布装置を用いている。そのため、幅方向すなわち隔壁の長手方向に均一な塗布分布が可能になる。さらに、このような塗布装置は、塗布装置全体が密閉系の塗布装置であるため、異物や気泡の混入、あるいは溶媒の蒸発などによってペースト材料の物性が変動することを抑制できるため充填量が安定し、高精度な隔壁形成ができる。

また、図１に示すように、ノズル１２の樹脂フィルム１０の走行方向上流部にはコロナ処理機１５を配置し、少なくとも樹脂フィルム１０の凹部１０ａ表面をコロナ放電に曝すようにしている。コロナ放電に曝された凹部１０ａの表面が活性化され、凹部１０ａ表面のペースト材料に対する濡れ性が向上する。そのため、凹部１０ａ表面でのペースト材料の流動性が向上するため、微細な凹部１０ａのパターン形状に忠実で、パターンの長手方向に均一な充填が可能となり、精度のよい隔壁を実現することができる。

ノズル１２によって樹脂フィルム１０の凹部１０ａに充填された隔壁材料１３ａを隔壁材料加熱手段であるヒーター１６によって加熱され、押圧転写手段である一対の冷却転写ロール１９に進入する。加熱することにより、ペースト材料中の溶媒を蒸発させ仮乾燥の状態にするとともに隔壁材料１３に含まれる接着剤を溶融させ隔壁材料の表層に粘着性を付与する。ヒーター１６としては電気ヒーターのほかに赤外線ヒーター、電磁加熱などを用いてもよいし、ペースト材料として紫外線硬化樹脂などを含有させて紫外線を照射することによって仮乾燥状態と同様の状態を作ってもよい。

一方、一方の面にアドレス電極と誘電体層が形成されたガラス基板１７を誘電体層が形成された面を上面として矢印Ａ方向に搬送走行されて、冷却転写ロール１９に進入する。この時、搬送経路中に帯電器１８を設け、ガラス基板１７の表面を帯電させるようにしている。

冷却転写ロール１９に進入したガラス基板１７の走行は、隔壁材料１３ａが充填された樹脂フィルム１０の走行と同期して間欠的に走行する。上下一対の冷却転写ロール１９によって、ガラス基板１７と樹脂フィルム１０に所定の押圧力を印加しながら走行させる。この工程により樹脂フィルム１０の凹部１０ａに充填された隔壁材料１３ａがガラス基板１７に転写される。この際、隔壁材料１３ａに含まれる接着剤によって隔壁材料１３ａはガラス基板１７に接着させているが、本発明ではガラス基板１７を帯電させているので隔壁材料１３ａとの間で静電気が発生して引き合い、より一層接着力を向上させることができる。この時、ガラス基板１７への帯電は隔壁材料１３ａが有する電荷と反対の電荷に帯電させることは言うまでもない。また、ガラス基板１７への隔壁材料１３ａの転写開始位置は、樹脂フィルム１０への充填開始位置を検知するセンサ（図示せず）と予めガラス基板１７上に施されたアライメントマークを用いて画像処理装置（図示せず）で判別し、位置決めすることができる。

冷却転写ロール１９によって加圧された樹脂フィルム１０を、ガラス基板１７の上方方向に引き上げるように案内ロール１１ａを配置し、樹脂フィルム１０とガラス基板１７に転写された隔壁材料１３ａとの剥離性を向上させている。

隔壁材料１３ａが転写されたガラス基板１７は、その後、本乾燥工程によって溶剤を除去し、焼成工程によって焼成固化させ、所定形状の隔壁が形成された背面ガラス基板として完成する。

次に、樹脂フィルム１０について詳しく説明する。図２は樹脂フィルム１０の凹部１０ａの形状を示す断面図である。図２（ａ）は従来の樹脂フィルムの凹部の断面図、図２（ｂ）は本発明の実施の形態における凹部１０ａの断面図である。これら凹部１０ａは隔壁の反転形状をなしており、隔壁斜面部１０ｂ、隔壁頂部１０ｃを有している。本発明では隔壁斜面部１０ｂに複数の段部１０ｄを設けている。このように、隔壁斜面部１０ｂに段部１０ｄを設けることによって、樹脂フィルム１０の凹部１０ａから隔壁材料１３ａが剥離しやすくなるようにしている。つまり、従来の隔壁斜面部１０ｅが平坦な場合には、樹脂フィルム１０の隔壁斜面部１０ｅの全面に接触した状態から剥離するため、離型の際の初期段階で過大な剥離力が作用し、隔壁材料１３ａを欠損させる可能性が高くなる。一方、本実施の形態では、樹脂フィルム１０の隔壁斜面部１０ｂと充填された隔壁材料１３ａとのの接触面が段部１０ｄによって分割されるため離型の際の初期段階に作用する剥離力も小さくなり、欠損のない高品質な隔壁が得られる。なお、図２（ｂ）の本実施の形態では３段の段付き形状で説明しているが、製造上可能な限り多くすることが望ましい。また、これらの段部１０ｄは、隔壁を焼成した後に蛍光体層を形成する際に、蛍光体層の付着性を改善することができ、蛍光体層欠陥の発生を抑制することができる。

本発明では隔壁の反転形状を有する凹部が形成された型材として、樹脂フィルム１０を用いている。樹脂は柔軟性が高いため、微少な力で容易に屈曲させることが可能である。そのため、型材としての樹脂フィルム１０を屈曲させながら離型する際、ガラス基板１７上に転写された隔壁に負荷がかかりにくく、隔壁のエッジに障害を与えることがないという効果がある。

本発明では、転写ロールとして前述のように冷却転写ロール１９を用いている。冷却転写ロール１９は金属製であり隔壁材料１３ａに比べて十分大きな熱容量を有し、水冷方式などによって冷却されている。そのため冷却転写ロール１９によって挟み込まれた樹脂フィルム１０及び隔壁材料１３ａが急激に冷却されて収縮する。この時、熱収縮率の差によって樹脂フィルム１０と隔壁材料１３ａとが剥離されやすくなる。特に樹脂フィルム１０は薄くて熱容量が小さいため収縮量が大きく、樹脂フィルム１０と隔壁材料１３ａとの剥離を容易にすることができる。なお、上記の説明では、一対の冷却転写ロール１９の両方を冷却ロールとする場合について述べたが、樹脂フィルム１０側の転写ロールのみを冷却ロールとすることでもその効果を発現できる。

さらに、本発明では樹脂フィルム１０の材料として寒天を主成分とする熱可塑性樹脂としている。寒天を主成分とする熱可塑性樹脂は温度変化に対する熱収縮率が大きく、小さな温度変化によって樹脂フィルム１０と隔壁材料１３ａとの離型性を向上させることができる。

また本実施の形態では、樹脂フィルム１０をループ状にして走行させて繰り返し使用することによって高い生産性を実現することができる。なお、樹脂フィルム１０を使い捨て方式とする方法も可能であり、隔壁の精度を高く維持できるという効果がある。

（第２の実施の形態）
図３は本発明の第２の実施の形態におけるＰＤＰの製造装置の概略図である。図３において主要構成要素は図１に示す第１の実施の形態と同様であるため、同じ符号を用いて説明を省略する。第２の実施の形態が第１の実施の形態と異なるのは以下の点である。すなわち、第１の実施の形態では既に誘電体層が形成されたガラス基板１７を用いていたが、本実施の形態では誘電体の形成も同時に行うものである。

本発明の実施の形態では、図３に示すように、樹脂フィルム１０の凹部１０ａに隔壁材料１３を充填するノズル１２の樹脂フィルム１０の走行方向下流側に、誘電体層材料２０を吐出させて誘電体層２１を形成するノズル２２を設けている。したがって、２つのノズル１２、２２からそれぞれ隔壁材料と誘電体層材料とを同時に吐出させた２層同時の塗布が可能になる。そのため、前工程でガラス基板１７上に塗布すべき誘電体層を併せて塗布することができるので工程が簡素化できるという効果がある。

なお、隔壁と誘電体層とを同一材料とすることが可能な場合には、樹脂フィルムの走行を連続走行としながら、一つのノズルから多めに材料を吐出させて誘電体層をも形成することが可能である。

本発明のＰＤＰの製造方法及び製造装置によれば精度の高い隔壁を高い生産性で形成することができるので、大画面で高精細な画像表示装置の製造方法及び製造装置として有用である。

本発明の第１の実施の形態におけるＰＤＰの製造装置の概略を示す構成図 同製造装置に用いる樹脂フィルムの断面図 本発明の第２の実施の形態におけるＰＤＰの製造装置の概略を示す構成図 ＰＤＰの構成を示す部分断面斜視図

符号の説明

１０ 樹脂フィルム
１０ａ 凹部
１０ｂ 隔壁斜面部
１０ｃ 隔壁頂部
１０ｄ 段部
１１ａ，１１ｂ，１１ｃ 案内ロール
１２，２２ ノズル
１３，１３ａ 隔壁材料
１４ バックロール
１５ コロナ処理機
１６ ヒーター
１７ ガラス基板
１８ 帯電器
１９ 冷却転写ロール
２０ 誘電体層材料

Claims (10)

1. 帯状の樹脂材を循環走行させながら前記樹脂材の表面に隔壁材料によりパターンを形成する工程と、前記樹脂材の表面に形成されたパターンの前記隔壁材料を加熱する工程と、前記加熱された隔壁材料を冷却しながらガラス基板に押圧して前記隔壁材料を前記ガラス基板に転写させる工程と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。
2. 樹脂材の表面に隔壁材料によりパターンを形成する工程は、前記樹脂材の表面に凹部が形成されており、前記凹部に隔壁材料を入れることにより行うことを特徴とする請求項１記載のプラズマディスプレイパネルの製造方法。
3. 樹脂材に形成された凹部が段付き形状であることを特徴とする請求項２記載のプラズマディスプレイパネルの製造方法。
4. 樹脂材に形成された凹部に隔壁材料を入れた後、前記隔壁材料を入れた凹部表面と前記樹脂材の表面とに誘電体層材料により誘電体層を形成する工程を有することを特徴とする請求項２または３記載のプラズマディスプレイパネルの製造方法。
5. 樹脂材の表面に隔壁材料によりパターンを形成する前に、少なくとも前記樹脂材のパターンを形成する部分をコロナ放電に曝す工程を含むことを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載のプラズマディスプレイパネルの製造方法。
6. 隔壁材料をガラス基板に転写する前に、前記ガラス基板の表面を帯電処理する工程を含むことを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載のプラズマディスプレイパネルの製造方法。
7. 帯状の樹脂材を循環走行させる樹脂材走行手段と、前記樹脂材の表面に隔壁材料によりパターンを形成するパターン形成手段と、前記樹脂材の表面に形成されたパターンの前記隔壁材料を加熱する隔壁材料加熱手段と、前記加熱された隔壁材料を冷却しながらガラス基板に押圧して転写させる押圧転写手段と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装置。
8. 樹脂材の表面に凹部が形成されていることを特徴とする請求項７記載のプラズマディスプレイパネルの製造装置。
9. 押圧転写手段がガラス基板と樹脂材とを挟んで押圧する一対のロールであり、前記樹脂材側のロールが冷却手段を備えていることを特徴とする請求項７または８記載のプラズマディスプレイパネルの製造装置。
10. パターン形成手段が、エクストルージョン型ノズルを有するペースト材料塗布装置であることを特徴とする請求項７から９のいずれか一項に記載のプラズマディスプレイパネルの製造装置。

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