JP2008123806A - プラズマディスプレイパネル用基板構体の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】誘電体層の突起部を簡易に消滅させることができるＰＤＰ用基板構体を提供する。
【解決手段】本発明のＰＤＰ用基板構体の製造方法は、基板上の電極を覆う誘電体層１３の表面の突起部１５上に前記誘電体層の材料よりもレーザー光を吸収しやすいレーザー光吸収物質１７を存在させ、前記レーザー光吸収物質に前記レーザー光１４を照射し、この照射によって前記レーザー光吸収物質に発生する熱によって前記突起部を溶融させて平坦化する工程を備えることを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、プラズマディスプレイパネル（以下、「ＰＤＰ」と呼ぶ。）用基板構体の製造方法に関する。

図２は、従来のＰＤＰの構造を示す斜視図である。ＰＤＰは、前面側基板構体１と、背面側基板構体２を貼り合わせた構造をしている。前面側基板構体１は、ガラス基板からなる前面側基板１ａ上に、透明電極３ａとバス電極３ｂからなる表示電極３が配置され、表示電極３は、誘電体層４で覆われている。誘電体層４の上にさらに２次電子放出係数の高い酸化マグネシウム層からなる保護層５が形成されている。背面側基板構体２には、ガラス基板からなる背面側基板２ａ上に、表示電極と直交するようにアドレス電極６を配置し、かつアドレス電極６間には、発光領域を規定するために隔壁７が設けられ、アドレス電極６上の隔壁７で区分けされた領域には、赤、緑、青の蛍光体層８が形成されている。貼り合わせた前面側基板構体１と背面側基板構体２の内部に形成された気密な放電空間には、Ｎｅ−Ｘｅガスからなる放電ガスが封入されている。なお、図示していないが、アドレス電極６は、誘電体層で被覆されており、隔壁７及び蛍光体層８は、この誘電体層上に設けられている。

前面側基板構体１を製造する際、前面側基板１ａ上に表示電極３を形成した後、洗浄液や純水を用いて基板表面を洗浄することによって基板表面に付着している異物を除去し、その後、誘電体層４が形成される。

上記洗浄工程によって多くの異物は除去されるが、平たい形状の異物などは基板表面に強固に付着し、上記洗浄工程で除去されずに基板表面に残留することがある。また、洗浄工程後に基板表面に異物が付着することもある。
基板表面に異物が存在する状態でＣＶＤ法等の薄膜形成法によって誘電体層４を形成すると、誘電体層４の表面形状は、この異物の形状を反映した形状となり、その結果、誘電体層４の表面に突起部が形成される。

通常、誘電体層４の形成後に洗浄ブラシを用いた洗浄工程が行われるが、この工程で、突起部と洗浄ブラシとが干渉し、突起部において誘電体層４が剥れることがある。誘電体層４は、誘電体層４の下の表示電極３をむき出しにするように剥れることもあり、この場合、絶縁破壊の原因となる。
また、誘電体層４の表面の突起部は、前面側基板構体１と背面側基板構体２とが貼り合わされるときに、背面側基板構体２の隔壁７に干渉し、隔壁７を破壊することがある。従って、誘電体層４の表面の突起部を消滅させる技術が望まれている。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、誘電体層の突起部を簡易に消滅させることができるＰＤＰ用基板構体の製造方法を提供するものである。

課題を解決するための手段及び発明の効果

本発明のＰＤＰ用基板構体の製造方法は、基板上の電極を覆う誘電体層の表面の突起部上に前記誘電体層の材料よりもレーザー光を吸収しやすいレーザー光吸収物質を存在させ、前記レーザー光吸収物質に前記レーザー光を照射し、この照射によって前記レーザー光吸収物質に発生する熱によって前記突起部を溶融させて平坦化する工程を備えることを特徴とする。

本発明では、突起部上にレーザー光吸収物質を存在させ、この物質にレーザー光を照射し、その際に発生する熱によって突起部を溶融させ、突起部を平坦化する。従って、突起部を形成する材料がレーザー光を吸収しにくいものであっても、突起部を溶融させて平坦化することができる。突起部を平坦化することによって突起部を実質的に消滅させることができる。

以下、本発明の一実施形態を図面を用いて説明する。図面や以下の記述中で示す構成は、例示であって、本発明の範囲は、図面や以下の記述中で示すものに限定されない。以下の実施形態では、前面側基板構体に表示電極、誘電体層及び保護層などが設けられる場合を例にとって説明を進めるが、表示電極、誘電体層及び保護層などが背面側基板構体に設けられる場合にも本発明は適用可能である。また、以下の実施形態では、表示電極を覆う誘電体層の表面の突起部を例にとって説明を進めるが、アドレス電極を覆う誘電体層表面にも突起部が形成される場合があり、この突起部についても同様の方法によって平坦化を行うことができる。

図１（ａ）〜（ｆ）を用いて、本発明の一実施形態のＰＤＰ用前面側基板構体の製造方法について説明する。

本実施形態のＰＤＰ用前面側基板構体の製造方法は、前面側基板１１上の表示電極（図示せず）を覆う誘電体層１３の表面の突起部１５上に誘電体層１３の材料よりもレーザー光１４を吸収しやすいレーザー光吸収物質１７を存在させ、レーザー光吸収物質１７にレーザー光１４を照射し、この照射によってレーザー光吸収物質１７に発生する熱によって突起部１５を溶融させて平坦化する工程を備える。

以下、本実施形態に関連する種々の工程について説明する。

１．表示電極形成工程
まず、前面側基板１１に表示電極を形成する。
前面側基板１１は、特に限定されず、当該分野で公知の基板をいずれも使用することができる。具体的には、ガラス基板、プラスチック基板等の透明基板が挙げられる。

表示電極としては、ＩＴＯ、ＳｎＯ₂ などの透明電極材料で形成された電極や、Ａｇ、Ａｕ、Ａｌ、Ｃｕ、Ｃｒなどの金属電極材料で形成された電極を用いることができる。具体的には、例えば、ＩＴＯ、ＳｎＯ₂ などの幅の広い透明電極と、電極の抵抗を下げるための、例えばＡｇ、Ａｕ、Ａｌ、Ｃｕ、Ｃｒ及びそれらの積層体（例えばＣｒ／Ｃｕ／Ｃｒの積層構造）等からなる金属製の幅の狭いバス電極から構成された電極などが用いられる。表示電極は、Ａｇ、Ａｕについては印刷法を用い、その他については蒸着法、スパッタ法等の成膜法とエッチング法を組み合わせることにより、所望の本数、厚さ、幅及び間隔で形成することができる。

２．洗浄工程
次に、表示電極形成後の基板表面の洗浄を行う。基板表面の洗浄は、洗浄液や純水の存在下で基板表面を洗浄ブラシで撫でることによって行うことができる。この洗浄によって多くの異物は除去されるが、図１（ａ）に示すように、平らな形状等の異物１２が基板表面に強固に付着して除去されずに残留することがある。また、洗浄後に基板表面に異物１２が付着することがある。異物１２の形状や大きさは、特に限定されない。一例では、異物１２は、高さ１〜１０μｍ程度であり、外接円の直径が５０〜３００μｍ程度である。

３．誘電体層形成工程
次に、図１（ｂ）に示すように、洗浄後の基板上に誘電体層１３を形成する。誘電体層１３は、ＣＶＤ法を用いて１０μｍ以下（例えば３〜１０μｍ）の膜厚で形成される。このような方法を用いた場合には、異物１２の外形が誘電体層１３の表面形状に反映されて突起部１５が形成されやすいので、本実施形態の方法によって突起部１５を平坦化させる必要性が特に大きい。

突起部１５の形状は、特に限定されず、突起部１５は、誘電体層１３表面から鋭く突き出している形状であってもよく、誘電体層１３の厚さが局所的に厚くなっているような、なだらかに突き出している形状であってもよい。突起部１５の周囲には、異物１２の影響による凹部２１が存在していてもよく、いなくてもよい。
なお、突起部１５は、異物１２の影響によって形成されるものに限定されず、その他の原因（例えば、成膜異常による局所的な膜厚異常）で形成されるものであってもよい。ここで、前記膜厚異常について詳述すると、ＣＶＤ法においては、誘電体層の原料ガスを分散させるためのシャワーノズルの孔が局所的に大きくなって原料ガスの流量が増えて局所的に厚くなる場合がある。

誘電体層１３の材料は、特に限定されないが、例えば、二酸化シリコン（ＳｉＯ₂）である。この材料は、後工程で使用するレーザー光１４に対して透明である材料（すなわち、レーザー光１４を実質的に吸収しない材料）であるから、レーザー光吸収物質１７を突起部１５上に存在させることなく突起部１５を溶融させることができないので、本実施形態の方法を採用する必要性が特に大きい。

４．異物又は突起部検出工程
次に、基板表面上の異物１２又は誘電体層１３の表面の突起部１５を検出する。異物１２の検出は、例えば、斜め方向から（例えば入射角３０〜６０度で）誘電体層１３に対して光を照射したときに発生する影を検出することによって行うことができる。異物１２が存在すれば、それに隣接した位置に影ができるので、この影を検出することによって異物１２を検出することができる。
また、異物１２が存在すれば、通常、誘電体層１３の表面に突起部１５が形成されるので、異物１２を検出することによって突起部１５も検出することができる。異物１２又は突起部１５は、これ以外の方法で検出してもよい。

５．レーザー光吸収物質を突起部上に存在させる工程
次に、図１（ｃ）に示すように、検出された突起部１５上に誘電体層１３の材料よりもレーザー光１４を吸収しやすいレーザー光吸収物質１７を存在させる。
レーザー光吸収物質１７に求められる特性は、（ａ）誘電体層１３の材料よりも、使用するレーザー光１４を吸収しやすいこと、（ｂ）誘電体層１３の融点にまで加熱してもレーザー光吸収物質１７の少なくとも一部が突起部１５上に残る（別の表現では、気化も燃焼もしない）ことである。このような特性を有する場合、レーザー光吸収物質１７にレーザー光１４を照射し、この照射によって発生する熱によって突起部１５を溶融させて平坦化することができる。

レーザー光吸収物質１７は、上記特性を有するものであれば、特に限定されない。レーザー光吸収物質１７の一例は、低融点（例えば３６０℃程度）のガラス粉末と、バインダー樹脂と、溶剤と、使用するレーザー光１４を吸収しやすく、かつ誘電体層１３の材料の融点よりも沸点が高い金属（好ましくは、誘電体層１３の材料の融点よりも融点が高い金属、例えば、Ｃｒ）粉末とからなるペーストである。この場合、このペースト状のレーザー光吸収物質１７を突起部１５上に存在させた後、ガラス粉末の融点くらいの温度で焼成を行うことによってレーザー光吸収物質１７を固化し、その後、レーザー光の照射を行う。レーザー光吸収物質１７に含まれる金属がレーザー光を吸収して加熱され、そのときに発生する熱によって突起部１５が溶融される。また、レーザー光の照射前に前記誘電体層の材料よりもレーザー光を吸収しやすいレーザー光吸収物質１７を固化するので、レーザー光吸収物質１７が飛び散りにくい。
上記ペーストの代わりに、バインダー樹脂と、溶剤と、上記金属粉末とを含むペーストや、バインダー樹脂液と、上記金属粉末とを含むペースト等をレーザー光吸収物質１７として採用することも可能である。また、誘電体層１３の材料の融点において気化又は燃焼しない樹脂のみをレーザー光吸収物質１７として採用することも可能である。

突起部１５上にレーザー光吸収物質１７を存在させる方法は、特に限定されないが、例えば、突起部１５上にレーザー光吸収物質１７を塗布する方法や、付着させる方法等が挙げられる。
レーザー光吸収物質１７は、好ましくは、液状又はペースト状であり、その場合、一例では、針の先端にレーザー光吸収物質１７を付着させ、その状態で針の先端を突起部１５に近づけてレーザー光吸収物質１７を突起部１５に接触させることによって、レーザー光吸収物質１７を突起部１５に付着させることができる。これによって、突起部１５上にレーザー光吸収物質１７を存在させることができる。

６．レーザー光照射工程
次に、図１（ｄ）〜（ｆ）に示すように、レーザー光吸収物質１７にレーザー光１４を照射し、この照射によってレーザー光吸収物質１７に発生する熱によって突起部１５を溶融させて平坦化する。

レーザー光１４の照射条件（波長、スポット径、出力、照射速度（つまりスキャン速度）、照射時間等）は、特に限定されず、レーザー光吸収物質１７の特性（吸収スペクトル、融点、沸点、及び燃焼温度等）、誘電体層１３の材料の特性（吸収スペクトル及び融点等）、突起部１５のサイズ等に応じて適宜決定される。レーザー光１４の波長は、レーザー光吸収物質１７が吸収しやすい波長が好ましく、例えば、レーザー光吸収物質１７の吸収スペクトルを参照して適宜決定される。レーザー光１４のスポット径は、例えば、レーザー光吸収物質１７に加えるべきエネルギー密度を考慮して適宜決定される。レーザー光１４の出力、照射速度や照射時間は、例えば、レーザー光吸収物質１７が気化又は燃焼されないように適宜決定される。
一例では、レーザー光１４の照射条件は、波長：１０６４ｎｍ（ＹＡＧレーザーの波長）、スポット径：４０〜６０μｍ、出力：０．５〜１．０Ｗ、照射速度：５〜１０μｍ／ｓである。
レーザー光１４の照射条件は、一例では、次のようにして決定される。
（ａ）まず、レーザー光吸収物質１７の吸収スペクトルからレーザー光１４の波長を決定する。また、レーザー光１４のスポット径、出力及び照射速度を仮に決定する。
（ｂ）次に、決定された照射条件で、誘電体層１３上に存在しているレーザー光吸収物質１７にレーザー光１４を照射する。
（ｃ）この照射により誘電体層１３が溶融しない等の理由からレーザー光が弱すぎたと判断される場合は、スポット径を小さくしたり、出力を大きくしたり、照射速度を遅くしたりする。上記（ｂ）の照射によりレーザー光吸収物質１７が飛散する等の理由からレーザー光１４が強すぎたと判断される場合は、スポット径を大きくしたり、出力を小さくしたり、照射速度を速くしたりする。
（ｄ）上記（ｃ）で変更した照射条件で上記（ｂ）の照射を再度行い、その後、上記（ｃ）の方法で照射条件の適否を判断し、満足の行く照射条件が見つかるまで上記（ｂ）、（ｃ）を繰り返す。満足の行くものが見つからない場合は、レーザー光１４の波長を変更したり、レーザー光吸収物質１７を変更したりする。

本明細書では、「平坦化する」とは、突起部１５の高さを減少させることを意味する。従って、図１（ｆ）に示すように僅かに盛り上がった部分が残留する場合も「平坦化する」という用語に含まれる。
レーザー光吸収物質１７は、突起部１５の平坦化後に除去してもよく、そのまま残留させてもよい。レーザー光吸収物質１７は、通常、狭い範囲に塗布されるので、レーザー光吸収物質１７をそのまま残留させることによる影響は、大きくないと考えられる。

７．誘電体層洗浄工程
次に、誘電体層１３表面の洗浄を行う。一例では、洗浄は、洗浄液や純水の存在下で基板表面を洗浄ブラシで撫でることによって行われるが、本実施形態では、突起部１５が既に平坦化されているので、突起部１５と洗浄ブラシが干渉せず、突起部において誘電体層１３が剥れて表示電極がむき出しになるということがない。また、異物１２が存在する場合、異物１２の周囲に凹部２１が形成され（図１（ｂ）を参照）、誘電体層１３が剥れ易くなることがあったが、本実施形態では、突起部１５の平坦化の際に凹部２１が埋められるので、この点からも誘電体層１３が剥れるという問題が解決される。

８．保護層形成工程
次に、誘電体層１３上に酸化マグネシウムからなる保護層を形成し、前面側基板構体の製造が完了する。なお、突起部１５の平坦化は、保護層を形成した後に行ってもよい。この場合、上記「７．誘電体層洗浄工程」での誘電体層１３の剥れ防止という効果は、得られないが、下記の「９．貼り合わせ工程」での突起部１５と隔壁の干渉を防ぐという効果は、得られる。

９．貼り合わせ工程
次に、上記前面側基板構体と、別途作製した、アドレス電極、隔壁及び蛍光体層等が形成された背面側基板構体とを貼り合わされて内部に気密な放電空間を有するパネルを形成する。前面側基板構体と背面側基板構体は、表示電極とアドレス電極が直交するように貼り合わされる。
従来は、前面側基板構体と背面側基板構体が貼り合わされる際に、前面側基板構体の誘電体層の表面の突起部と背面側基板構体の隔壁とが干渉し、隔壁が破壊されるという問題があったが、本実施形態では、突起部は、既に平坦化されているので、このような問題が生じない。

１０．放電ガス充填工程
次に、パネルの放電空間内を排気し、その後、ネオンやキセノンなどからなる放電ガスを放電空間内に導入することによって、ＰＤＰを製造する。このＰＤＰは、前面側基板構体と背面側基板構体の間に表示電極とアドレス電極との交点で定まる複数の放電セルを有する。

以上の実施形態中に含まれる種々の特徴は、単独で又は組み合わせて、本発明に採用することができる。

本発明の一実施形態のＰＤＰ用前面側基板構体の製造工程を示す断面図である。 従来のＰＤＰの構造を示す斜視図である。

符号の説明

１：前面側基板構体 １ａ：前面側基板 ２：背面側基板構体 ２ａ：背面側基板 ３：表示電極 ３ａ：透明電極 ３ｂ：バス電極 ４：誘電体層 ５：保護層 ６：アドレス電極 ７：隔壁 ８：蛍光体層 １１：前面側基板 １２：異物 １３：誘電体層 １４：レーザー光 １５：誘電体層の突起部 １７：レーザー光吸収物質 ２１：誘電体層の凹部

Claims (2)

1. 基板上の電極を覆う誘電体層の表面の突起部上に前記誘電体層の材料よりもレーザー光を吸収しやすいレーザー光吸収物質を存在させ、
   前記レーザー光吸収物質に前記レーザー光を照射し、この照射によって前記レーザー光吸収物質に発生する熱によって前記突起部を溶融させて平坦化する工程を備えることを特徴とするプラズマディスプレイパネル用基板構体の製造方法。
2. 前記誘電体層は、二酸化シリコンからなり、
   前記レーザー光吸収物質は、クロム粉末を含むペーストからなる請求項１に記載のプラズマディスプレイパネル用基板構体の製造方法。

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