JP2010032069A - プラズマディスプレイパネル用熱処理装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ガラス基板の熱処理ムラを防止し、かつガラス基板とガラス基板支持板に空気を溜め込むことのないガラス基板支持板の表面加工方法及びそのガラス基板支持板を有するＰＤＰの熱処理装置及び製造方法を提供することを目的とする。
【解決手段】プラズマディスプレイパネルのガラス基板２２上にプラズマディスプレイパネルの構成物を形成する際の熱処理を行うためのプラズマディスプレイパネル用熱処理装置であって、このプラズマディスプレイパネル用熱処理装置に前記ガラス基板に投入する際に使用する、ガラス基板２２を載置するガラス基板支持板２３が、その表面に、二酸化ケイ素（シリカ）を溶剤と混合させた液体をガラス基板支持板の表面に吹き付け、その後、２００℃以上の熱処理を行うことで、数μｍ〜数１０μｍの高さの突起３５を備えるように構成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用熱処理装置である。
【選択図】図３

Description

本発明は、プラズマディスプレイパネル用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と記す）は、対向配置した前面パネルと背面パネル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、ネオンおよび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、表示電極対と直交する方向にストライプ状に形成された複数のアドレス電極と、これらのアドレス電極を覆う下地誘電体層と、放電空間をアドレス電極毎に区画するストライプ状の隔壁と、隔壁間の溝に順次塗布された赤色、緑色、青色の蛍光体層とを備えている。

表示電極対とアドレス電極は交差していて、その交差部が放電セルになる。これらの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、青色の蛍光体層を有する３個の放電セルがカラー表示のための画素になる。ＰＤＰは順次、走査電極とアドレス電極間、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（特許文献１参照）。
特開２００３−１３１５８０号公報

上述したように、前面パネルおよび背面パネルは、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を、また背面ガラス基板上には、アドレス電極、下地誘電体層、隔壁、蛍光体層などの構成物を、所定の形状、パターンで配置した構造である。これらは、それぞれの材料をガラス基板上に塗布し、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パターニングした後、焼成することにより形成される。

ここで、ガラス基板上に所定の材料を塗布して材料層を形成した後、焼成固化することによりそれぞれの構成物をガラス基板上に形成する際、焼成固化する工程においては、ガラス基板をガラス基板支持板（いわゆるセッター）上に載せ、ガラス基板支持板とともに熱処理装置に入れて材料層を焼成している。

そして、ガラス基板をガラス基板支持板に載せる場合、ガラス基板とガラス基板支持板の間に空気の層が介在してしまうことで、ガラス基板が浮いてしまい、その位置を直ぐには固定できず、介在する空気が抜けるまで待たねばならない場合があった。このため、ガラス基板支持板のガラス基板と接する部分には、幅５０〜１００ｍｍ、深さ最大０．５ｍｍ程度の、介在する空気を逃すための複数の溝を加工して設けられていた。

しかし、ガラス基板はガラス基板支持板とともに熱処理装置内で加熱されるため、ガラス基板支持板に設けた複数の溝に接するガラス基板の部分とそれ以外の部分とで温度変化率が異なり、その結果、ガラス基板の焼成ムラの原因になるという課題があった。

本発明はこのような現状に鑑みなされたものであり、ＰＤＰの前面ガラス基板および背面ガラス基板上にＰＤＰの構成物を形成する際の焼成固化の熱処理工程を良好に行うことができるＰＤＰ用熱処理装置及びＰＤＰの熱処理装置を提供することを目的とする。

上記目的を実現するために本発明のプラズマディスプレイパネルは、プラズマディスプレイパネルのガラス基板上にプラズマディスプレイパネルの構成物を形成する際の熱処理を行うためのプラズマディスプレイパネル用熱処理装置であって、このプラズマディスプレイパネル用熱処理装置に前記ガラス基板に投入する際に使用する、ガラス基板を載置するガラス基板支持板が、その表面に、二酸化ケイ素（シリカ）を溶剤と混合させた液体をガラス基板支持板の表面に吹き付け、その後、２００℃以上の熱処理を行うことで、数μｍ〜数１０μｍの高さの突起を備えるように構成されていることを特徴とするものである。

本発明によれば、ＰＤＰの前面ガラス基板および背面ガラス基板上にＰＤＰの構成物を形成する際の焼成固化の熱処理工程を良好に行うことができるＰＤＰの熱処理装置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プラズマディスプレイ装置について、図を用いて説明するが、本発明の実施の態様はこれに限定されるものではない。

まず、ＰＤＰの構造について図１を用いて説明する。図１はＰＤＰの構造を概略的に示す断面斜視図である。図１に示すように、ＰＤＰ１は前面ガラス基板３などよりなる前面パネル２と、背面ガラス基板１１などよりなる背面パネル１０とが対向して配置され、その外周部をガラスフリットなどからなる封着部材によって気密封着している。封着されたＰＤＰ１内部の放電空間１６には、ネオン（Ｎｅ）およびキセノン（Ｘｅ）などの放電ガスが４００Ｔｏｒｒ〜６００Ｔｏｒｒの圧力で封入されている。

前面パネル２の前面ガラス基板３の一主面上には、ＰＤＰの構成物として、走査電極４および維持電極５よりなる一対のストライプ状の表示電極６とブラックストライプ（遮光層）７が互いに平行にそれぞれ複数列配置されている。さらにこれらの表示電極６と遮光層７とを覆うようにＰｂ−Ｂ系ガラスなどからなりコンデンサとしての働きをする誘電体層８が形成され、さらにその表面に酸化マグネシウム（ＭｇＯ）などからなる保護層９が形成されている。

また、背面パネル１０の背面ガラス基板１１の一主面上には、ＰＤＰの構成物として、走査電極４および維持電極５と直交する方向に、複数のストライプ状のアドレス電極１２が互いに平行に配置され、これを下地誘電体層１３が被覆している。さらに、アドレス電極１２間の下地誘電体層１３上には放電空間１６を区切る所定の高さの隔壁１４が形成されている。隔壁１４間の溝にアドレス電極１２毎に、紫外線によって赤色、緑色、および青色にそれぞれ発光する蛍光体層１５が順次塗布されている。

そして、走査電極４および維持電極５とアドレス電極１２とが交差する位置に放電セルが形成され、表示電極６方向に並んだ赤色、緑色、および青色の蛍光体層１５を有する放電セルがカラー表示のための画素になる。

次にＰＤＰの製造方法について説明する。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、その上に形成した銀ペーストなどからなる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。これらの電極材料層は所望の温度で焼成固化される。また、遮光層７も同様に、黒色顔料を含むペーストをスクリーン印刷する方法や黒色顔料をガラス基板の全面に形成した後、フォトリソグラフィ法を用いてパターニングし、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を覆うように前面ガラス基板３上に誘電体ペーストをダイコート法などにより塗布して誘電体ペースト層（誘電体材料層）を形成する。誘電体ペーストを塗布した後、所定の時間放置することにより塗布された誘電体ペースト表面がレベリングされて平坦な表面になる。その後、誘電体ペースト層を焼成固化することにより、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が形成される。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（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、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、銀ペーストをスクリーン印刷する方法や、金属膜を全面に形成した後、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アドレス電極１２用の構成物となる材料層を形成し、それを所望の温度で焼成固化することによりアドレス電極１２を形成する。次に、アドレス電極１２が形成された面の背面ガラス基板１１上にダイコート法などによりアドレス電極１２を覆うように誘電体ペーストを塗布して誘電体ペースト層を形成する。その後、誘電体ペースト層を焼成することにより下地誘電体層１３を形成する。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上に隔壁材料を含む隔壁形成用ペーストを塗布して所定の形状にパターニングすることにより、隔壁材料層を形成した後、焼成固化することにより隔壁１４を形成する。ここで、下地誘電体層１３上に塗布した隔壁用ペーストをパターニングする方法としては、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側面に蛍光体材料を含む蛍光体ペーストを塗布し、焼成固化することにより蛍光体層１５が形成される。以上の工程により、背面ガラス基板１１上に所定の構成物を有する背面パネル１０が完成する。

このようにして、それぞれ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とアドレス電極１２とが直交するように対向配置して、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上のアドレス電極１２、下地誘電体層１３、隔壁１４、蛍光体層１５は、それぞれの構成物用の材料を前面ガラス基板３、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した後、焼成固化することにより作製される。

この焼成固化の熱処理工程は構成物毎に５００℃〜６００℃で行われ、少なくとも前面パネル２の場合には２回、背面パネル１０の場合には４回の焼成工程が必要となる。

次に、上記焼成固化の熱処理工程で使用するＰＤＰ用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用熱処理装置の概略構造を示す側面図である。

ＰＤＰ用熱処理装置２１のローラーコンベア２４上をガラス基板支持板２３に載せられた、ＰＤＰを構成するガラス基板（前面ガラス基板、背面ガラス基板）２２が搬送される。

熱処理装置２１の熱処理装置本体２６の入口とリターンコンベア２９の出口はそれぞれ、ローダ/アンローダー２５と繋がれている。

ローダ/アンローダー２５は、ガラス基板２２をガラス基板支持板２３上に設置し、それを熱処理装置本体２６へ投入する。投入されたガラス基板２２及びガラス基板支持板２３は、熱処理装置本体２６内上部に設けられた加熱ヒーター２７で加熱され熱処理が行われる。

ガラス基板２２及びガラス基板支持板２３は、所定の熱処理後、リフター２８で熱処理装置本体２６の下部に設置されたリターンコンベア２９に投入される。リターンコンベア２９に投入されたガラス基板２２及びガラス基板支持板２３は、リターンコンベア２９内を搬送され、この搬送中に、ガラス基板２２及びガラス基板支持板２３はリターンコンベア２９内で冷却装置３０を用いて室温状態まで冷却される。

そして、ローダ/アンローダー２５と切離し装置３１はリターンコンベア２９の出口から排出されたガラス基板２２をガラス基板支持板２３から分離して、カセット（図示せず）に投入する。

ここで図３に、本発明の一実施の形態によるＰＤＰ用熱処理装置において用いられるガラス基板支持板２３の概略構造を、ガラス基板２２を載置した状態で示す。

ガラス基板支持板２３の表面には、数μｍ〜数１０μｍの高さのクレーター状の突起３５が形成されており、ガラス基板２２は、この突起３５と接触しガラス基板支持板２３には接触しない状態で、ガラス基板支持板２３上に載置された状態となる。

図４は、上述したガラス基板支持板２３を得るための方法の一例を説明するための概略図である。図４に示すように、ガラス基板支持板２３に対して、二酸化ケイ素（シリカ）をアルコールなど溶剤と混合した液体３３をスプレー３４で吹き付けることによって、ガラス基板支持板２３の表面に液体３３をクレーター状の突起状態に付着させる。ここで、スプレー３４で吹き付けられた液体３３は、ガラス基板支持板２３に衝突した際に自己整合的にクレーター状の形状で付着する。

その後、２００℃以上の熱処理を行うことにより、突起状に付着した液体３３は十分な強度で硬化し、その結果、ガラス基板支持板２３の表面には数μｍ〜数１０μｍの高さの突起３５が形成される。

なお、突起３５を適当なクレーター状の形状にするため、ガラス基板支持板２３とスプレー３４との距離３６及び液体３３の吐出速度３７を適正に保つ必要がある。

以上の方法によれば、ガラス基板支持板２３に対して機械加工を行う必要はなく、その結果、安価に加工することができる。

以上、本発明によれば、ＰＤＰ用熱処理装置に用いられるガラス基板支持板の表面に、二酸化ケイ素（シリカ）によるクレーター状の微小突起を安価に形成することが可能であり、従来の溝加工が施された支持板と比較して、熱処理時でのガラス基板の焼成ムラが抑制でき、もって、焼成固化の熱処理工程を良好に行うことができるＰＤＰ用熱処理装置を提供することが可能となる。

以上のように本発明は、大画面、高精細のＰＤＰを提供する上で有用な発明である。

プラズマディスプレイパネルの構造を概略的に示す断面斜視図 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用熱処理装置の概略構造を示す側面図 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用熱処理装置において用いられるガラス基板支持板の概略構造を示す図 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用熱処理装置において用いられるガラス基板支持板を得るための方法の一例を説明するための概略図

符号の説明

１ ＰＤＰ
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
７ ブラックストライプ（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 アドレス電極
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 ガラス基板支持板
２４ ローラーコンベア
２５ ローダ/アンローダー
２６ 熱処理装置本体
２７ ヒーター
２８ リフター
２９ リターンコンベア
３０ 冷却装置
３１ 切離し装置
３３ 二酸化ケイ素（シリカ）を溶剤に混合した液体
３４ スプレー
３５ クレーター状突起
３６ ガラス基板支持板とスプレーとの距離
３７ 液体の吐出速度

Claims (1)

1. プラズマディスプレイパネルのガラス基板上にプラズマディスプレイパネルの構成物を形成する際の熱処理を行うためのプラズマディスプレイパネル用熱処理装置であって、このプラズマディスプレイパネル用熱処理装置に前記ガラス基板に投入する際に使用する、ガラス基板を載置するガラス基板支持板が、その表面に、二酸化ケイ素（シリカ）を溶剤と混合させた液体をガラス基板支持板の表面に吹き付け、その後、２００℃以上の熱処理を行うことで、数μｍ〜数１０μｍの高さの突起を備えるように構成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用熱処理装置。

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