JP2009036420A - プラズマディスプレイパネルの熱処理装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ガラス基板の支持台を使用することなく、ガラス基板の熱変形を防止し、ガラス基板の面内温度精度の確保できるプラズマディスプレイパネルの熱処理装置を提供することを目的とする。
【解決手段】ガラス基板２２を、セッターを用いずにローラーコンベア２３により搬送しながら加熱ヒーター２８によって加熱する熱処理装置２１であって、加熱ヒーター２８は、熱処理装置２１の内部において、ガラス基板２２を一方の面から加熱するように配設されるとともに、幅方向および搬送の進行方向に分割されていることを特徴とするプラズマディスプレイパネルの熱処理装置である。
【選択図】図２

Description

本発明は、プラズマディスプレイパネルの熱処理装置に関するものである。

プラズマディスプレイパネル（以下、ＰＤＰとも記す）は、対向配置した前面パネルと背面パネルとの周縁部を封着部材によって封着した構造であって、前面パネルと背面パネルとの間に形成された放電空間には、ネオン、キセノンなどの放電ガスが封入されている。

前面パネルは、ガラス基板の片面にストライプ状に形成された走査電極と維持電極とからなる複数の表示電極対と、これらの表示電極対を覆う誘電体層および保護層とを備えている。

表示電極対はそれぞれ、透明電極とその透明電極上に形成した金属材料からなる補助電極とによって構成されている。

背面パネルは、もう一方のガラス基板の片面に、表示電極対と交差する方向にストライプ状に形成された複数のデータ電極と、これらのデータ電極を覆う下地誘電体層と、放電空間をデータ電極毎に区画する隔壁と、隔壁と隔壁とに間に順次設けられた赤色、緑色、青色に発光する蛍光体層と、を備えている。

表示電極対とデータ電極とは交差していて、その交差部が放電セルになる。これら放電セルはマトリクス状に配列され、表示電極対の方向に並ぶ赤色、緑色、青色の３個の放電セル一組がカラー表示のための一画素を構成する。

ＰＤＰは順次、走査電極とデータ電極間、および走査電極と維持電極間に所定の電圧を印加してガス放電を発生させ、そのガス放電で生じる紫外線で蛍光体層を励起し発光させることによりカラー画像を表示している。

ここで、前面パネルおよび背面パネルはそれぞれ以下のように作製される。すなわち、前面ガラス基板上には表示電極対、誘電体層などの構成物となる前駆体材料を、また、背面ガラス基板上にはデータ電極、下地誘電体層、隔壁、蛍光体層などの構成物となる前駆体材料を、それぞれ塗布し、必要に応じてフォトリソグラフィ法やサンドブラスト法などにより所定の形状・パターンとした前駆体材料層を形成し、その後、それを焼成・固化することにより、それぞれのガラス基板上に該構造物を形成する、というものである。

ここで、上記焼成・固化する工程においては、従来、前面ガラス基板、背面ガラス基板それぞれのガラス基板を支持台（セッター）上に載せ、支持台とともに熱処理装置に投入し、熱処理装置内のローラーにより搬送させながら５００℃〜６００℃程度にまで加熱することで前駆体材料層の焼成を行っている（特許文献１参照）。
特開２００２−９３３１４号公報

ここで上記熱処理装置においては、ガラス基板（前面ガラス基板、背面ガラス基板）は、５００℃〜６００℃程度にまで加熱がなされることから、熱処理装置からガラス基板を取出して次工程へ渡す際には、ガラス基板を常温近傍にまで冷却することが必要となる。

しかしながら、従来、ガラス基板は支持台上に載置した状態で冷却されており、これは、本来、ガラス基板上への構成物の形成に際して、できる限り簡略化したい冷却工程において、支持台まで冷却するということであり、エネルギー浪費の原因となってしまっていた。

そこで、単に支持台を使用せずにガラス基板単体で焼成・固化を行うと、ガラス基板が熱変形してしまうといった課題や、ガラス基板面内の温度分布が不均一となってしまい、最悪の場合、割れてしまうといった課題が発生してしまい、その結果、高品質な画像表示を行えるＰＤＰを製造することができなくなってしまう場合があった。

本発明は、これらの課題に鑑みてなされたものであり、製造の際のエネルギーの消費を削減し、且つ、高品質な画像表示を行うＰＤＰを低コストに製造することを可能とするＰＤＰの製造方法を提供することを目的とする。

この課題を解決するために本発明のプラズマディスプレイパネルの熱処理装置は、ガラス基板を、セッターを用いずにローラーコンベアにより搬送しながら加熱ヒーターによって加熱するプラズマディスプレイパネルの熱処理装置であって、加熱ヒーターは、熱処理装置の内部において、ガラス基板を上面から加熱するように配設されるとともに、幅方向および搬送の進行方向に分割されていることを特徴とするものである。

以上のように、本発明によれば、製造の際のエネルギーの消費を削減し、且つ、高品質な画像表示を行うＰＤＰを低コストに製造することを可能とするＰＤＰの製造方法を提供することができる。

以下、本発明の一実施の形態によるＰＤＰについて図面を用いて説明する。

図１は、本発明の一実施の形態によるＰＤＰの製造方法によって製造される交流面放電型ＰＤＰの概略構成の一例を示す断面斜視図である。図１に示すように、ＰＤＰ１の前面パネル２は、前面ガラス基板３、走査電極４と維持電極５とからなる複数の表示電極対６と、表示電極対６間に設けられた遮光層７と、表示電極対６と遮光層７とを覆う誘電体層８と、誘電体層８上に形成されたＭｇＯなどによる保護層９とを備えている。なお表示電極対６は、例えば、透明電極（図示せず）とその透明電極上に形成した金属材料により形成される補助電極（図示せず）とによって構成されている。

一方、背面パネル１０は、背面ガラス基板１１の片面に、表示電極対６と交差するように形成された複数のデータ電極１２と、これらのデータ電極１２を覆う下地誘電体層１３と、放電空間１６をデータ電極１２毎に区画する隔壁１４と、隔壁１４と隔壁１４との間に順次設けられた、赤色、緑色、青色それぞれに発光する蛍光体層１５と、を備えている。

そして前面パネル２と背面パネル１０とは、表示電極対６とデータ電極１２とが交差するように対向配置され、その周辺部をガラスフリットなど封着部材（図示せず）によって気密封着される。封着されたＰＤＰ１内部の放電空間１６には、例えば、ネオン（Ｎｅ）、キセノン（Ｘｅ）などの放電ガスが４００Ｔｏｒｒ〜６００Ｔｏｒｒ（５３ｋＰａ〜６７ｋＰａ）程度の圧力で封入されている。

ここで、表示電極対６とデータ電極１２との交差部が放電セルとなり、赤色、緑色、青色の３色の放電セル一組がカラー表示のための一画素を構成する。

そして、走査電極４とデータ電極１２間、および走査電極４と維持電極５間に所定の電圧を順次、印加してガス放電を発生させ、そのガス放電で生じる紫外線で蛍光体層１５を励起し発光させることによりカラー画像を表示する。

次に、上述したＰＤＰの製造方法の一例について説明する。

まず、前面ガラス基板３の一主面上に、走査電極４および維持電極５と遮光層７とを形成する。走査電極４と維持電極５は、インジウムスズ酸化物（ＩＴＯ）や酸化スズ（ＳｎＯ₂）などからなる透明電極と、前駆体材料として銀ペーストを用いて形成した金属バス電極とによって構成されている。これらの電極は、フォトリソグラフィ法などを用いてパターニングして形成される。銀ペーストによる前駆体材料層は、所定の温度で焼成・固化されることで金属バス電極となる。

また、遮光層７は、前駆体材料として黒色顔料を含むペーストを用い、スクリーン印刷法を用いてパターニングする方法や、ガラス基板の全面に形成した後にフォトリソグラフィ法を用いてパターニングする方法などにより前駆体材料層を形成し、それを焼成・固化することにより形成される。

次に、走査電極４、維持電極５および遮光層７を覆う誘電体層８を形成する。誘電体層８は、前駆体材料として誘電体ペーストを用い、ダイコート法などにより前面ガラス基板３上に塗布することで前駆体材料層を形成し、所定の時間放置することにより表面のレベリングをした後、焼成・固化することにより形成する。なお、誘電体ペーストはガラス粉末などの誘電体材料、バインダおよび溶剤を含む塗料である。

次に、誘電体層８上に酸化マグネシウム（ＭｇＯ）からなる保護層９を例えば真空蒸着法により形成する。

以上の工程により、前面ガラス基板３上に所定の構成物である、走査電極４、維持電極５、遮光層７、誘電体層８、保護層９、が形成された前面パネル２が完成する。

一方、背面パネル１０は以下のようにして形成される。まず、背面ガラス基板１１の一主面上に、銀ペーストを前駆体材料として、スクリーン印刷法を用いてパターニングする方法や、全面に形成した後、フォトリソグラフィ法を用いてパターニングする方法などにより前駆体材料層を形成し、それを所定の温度で焼成・固化することによりデータ電極１２を形成する。

次に、背面ガラス基板１１のデータ電極１２が形成された面上に、誘電体ペーストを前駆体材料として、ダイコート法などによりデータ電極１２を覆うように塗布することで前駆体材料層を形成し、これを焼成・固化することで下地誘電体層１３を形成する。ここで、誘電体ペーストは、ガラス粉末などの誘電体材料とバインダおよび溶剤を含んだ塗料である。

次に、下地誘電体層１３上に、前駆体材料として、隔壁材料を含む隔壁形成用ペーストを塗布し、それを所定の形状にパターニングすることにより、前駆体材料層を形成し、その後、焼成・固化することにより隔壁１４を形成する。ここで上記パターニングの方法としては、フォトリソグラフィ法やサンドブラスト法を用いることができる。

次に、隣接する隔壁１４間の下地誘電体層１３上および隔壁１４側面に、前駆体材料として蛍光体材料を含む蛍光体ペーストを塗布することで前駆体材料層を形成し、その後、焼成・固化することにより蛍光体層１５を形成する。

以上の工程により、背面ガラス基板１１上に所定の構成物である、データ電極１２、下地誘電体層１３、隔壁１４、蛍光体層１５が形成された背面パネル１０が完成する。

上述のようにして作製した、所定の構成物を備えた前面パネル２と背面パネル１０とを、走査電極４および維持電極５がデータ電極１２と交差するように対向配置し、その周囲をガラスフリットで封着し、放電空間１６にネオン、キセノンなどを含む放電ガスを封入することによりＰＤＰ１が完成する。

以上のように、ＰＤＰの製造工程においては、前面ガラス基板３上の金属バス電極（図示せず）、遮光層７、誘電体層８、および背面ガラス基板１１上のデータ電極１２、下地誘電体層１３、隔壁１４、蛍光体層１５は、それぞれの構成物の前駆体材料を前面ガラス基板３または背面ガラス基板１１の上に塗布し、必要に応じて所定のパターンに形成することで前駆体材料層を形成し、その後、焼成・固化することにより作製される。

ここで、上記焼成・固化のための焼成工程は、構成物毎に５００℃〜６００℃で行われ、上述した構成の場合には、前面パネル２の場合には２回、背面パネル１０の場合には４回の焼成工程が行われることになる。

次に、上記焼成工程を行う際に用いる、本発明のＰＤＰの熱処理装置について説明する。

図２は、本発明の一実施の形態によるＰＤＰの熱処理装置の概略構成を模式的に断面で示す図であり、図２（ａ）は熱処理装置２１の側面からの断面図、図２（ｂ）は図２（ａ）におけるＡ−Ａ矢視断面図である。

熱処理装置２１は、ガラス基板２２を搬送する方向に複数のローラーを並べて構成したローラーコンベア２３と、熱処理装置本体２５と、リターンコンベア２７と、熱処理装置本体２５とリターンコンベア２７との間を昇降可能に構成したリフター２６と、を備えたものである。

また、熱処理装置本体２５の入口とリターンコンベア２７の出口とは、ローダ／アンローダー２４によって繋がれており、ガラス基板２２はここから熱処理装置本体２５へ投入される。

ここで、ガラス基板２２は、所定の構造物を形成するための、構成物の前駆体材料を塗布し、必要に応じて所定のパターンとした前駆体材料層が形成された前面ガラス基板３または背面ガラス基板１１である。

そして、ガラス基板２２がローラーコンベア２３により熱処理装置本体２５内を搬送される間に、熱処理装置本体２５内上部に設けられた加熱ヒーター２８で加熱されることで前駆体材料の焼成・固化が行われ、もって所定の構造物が形成される。

そして、ガラス基板２２は所定の熱処理後、リフター２６で熱処理装置本体２５の下部に設置されたリターンコンベア２７でガラス基板２２を室温状態まで冷却し、再びアンローダー２４でガラス基板２２が熱処理装置２１から取り出される。

ここで加熱ヒーター２８は、図２（ｂ）に示すように、幅方向中央部分２８ａと左右部分２８ｂに分割された構成や、図３に、模式的に上部から見た図として示すように、幅方向および搬送の進行方向にも分割された構成としている。

以上によれば、支持台（セッター）を使用せずにガラス基板単体で焼成・固化を行うことから、冷却工程がガラス基板単体だけと簡略化でき、エネルギー消費を削減することができる。また、支持台との熱容量差により発生するガラス基板上下の温度差、それに起因するガラス基板の変形をなくすことができ、ガラス基板の変形による構造物形成に対する悪影響をなくすことができる。また、加熱時の熱容量が必要最小限となることから、加熱ヒータを必要最小限の、熱処理装置の内部においてガラス基板を上面から加熱するように配設する構成とすることができ、熱処理装置のヒーター、温度制御点数を大幅に削減することでの装置の低価格を実現でき、製造コストの低下を図ることができる。

また、ヒーターを分割して温度制御することにより、ガラス基板が熱変形してしまうといった課題や、ガラス基板面内の温度分布が不均一となってしまい、最悪の場合、割れてしまうといった課題の発生を低減することができる。

以上述べてきたように本発明は、製造の際のエネルギーの消費を削減し、且つ、高品質な画像表示を行うＰＤＰを低コストに製造する上で有用である。

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熱処理装置によって製造される交流面放電型プラズマディスプレイパネルの概略構成の一例を示す断面斜視図 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熱処理装置の概略構成を模式的に断面で示す図 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熱処理装置における加熱ヒータの概略構成を模式的に示す図

符号の説明

１ プラズマディスプレイパネル
２ 前面パネル
３ 前面ガラス基板
４ 走査電極
５ 維持電極
６ 表示電極対
７ 遮光層
８ 誘電体層
９ 保護層
１０ 背面パネル
１１ 背面ガラス基板
１２ データ電極
１３ 下地誘電体層
１４ 隔壁
１５ 蛍光体層
１６ 放電空間
２１ 熱処理装置
２２ ガラス基板
２３ ローラーコンベア
２４ アンローダー
２５ 熱処理装置本体
２６ リフター
２７ リターンコンベア
２８ 加熱ヒーター
２９ 断熱材

Claims (1)

1. ガラス基板を、セッターを用いずにローラーコンベアにより搬送しながら加熱ヒーターによって加熱するプラズマディスプレイパネルの熱処理装置であって、
   加熱ヒーターは、熱処理装置の内部において、ガラス基板を上面から加熱するように配設されるとともに、幅方向および搬送の進行方向に分割されていることを特徴とするプラズマディスプレイパネルの熱処理装置。

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