JP2010257577A - 焼成セッターおよび当該焼成セッターを用いたプラズマディスプレイパネルの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、焼成工程において発生する表示ムラを低減し、ガラス基板強度を確保したＰＤＰを提供することを目的とするものである。
【解決手段】上記目的を達成するために、本発明の焼成セッターは、被焼成体に接触して使用される焼成セッターであって、被焼成体と接触する搭載領域に凸部が形成されており、凸部は不規則に配列され、搭載領域の中央の凸部の高さが、搭載領域の周辺の凸部の高さと異なることを特徴とするものである。
【選択図】図２

Description

本発明は、表示デバイスなどに用いるプラズマディスプレイパネルを製造する際に用いる焼成セッターと当該焼成セッターを用いたプラズマディスプレイパネルの製造方法に関する。

プラズマディスプレイパネル（以下、ＰＤＰと呼ぶ）は、高精細化、大画面化の実現が可能であることから、１００インチサイズのテレビなどが製品化されている。さらに近年は、従来のＮＴＳＣ方式に比べて走査線数が２倍以上のハイディフィニションテレビへの適用が進んでいるとともに、低コスト化が求められている。

ＰＤＰは、基本的には前面板と背面板とで構成されている。前面板は、フロート法により製造された硼硅酸ナトリウム系ガラスのガラス基板と、その一方の主面上に形成されたストライプ状の透明電極と金属バス電極とで構成される表示電極と、この表示電極を覆ってコンデンサとしての働きをする誘電体層と、この誘電体層上に形成された酸化マグネシウム（ＭｇＯ）からなる保護層とで構成されている。一方、背面板は、ガラス基板と、その一方の主面上に形成されたストライプ状のアドレス電極と、アドレス電極を覆う下地誘電体層と、下地誘電体層上に形成された隔壁と、各隔壁間に形成された赤色、緑色および青色それぞれに発光する蛍光体層とで構成されている。

前面板と背面板とはその電極形成面側を対向させて気密封着され、隔壁によって仕切られた放電空間にネオン（Ｎｅ）−キセノン（Ｘｅ）の放電ガスが５３０００Ｐａ〜８００００Ｐａの圧力で封入されている。ＰＤＰは、表示電極に映像信号電圧を選択的に印加することによって放電させ、その放電によって発生した紫外線が各色蛍光体層を励起して赤色、緑色、青色の発光をさせてカラー画像表示を実現している。

ＰＤＰの製造プロセスとしては、前面板の表示電極の金属バス電極や表示電極を覆う誘電体層、また背面板のアドレス電極やアドレス電極を覆う下地誘電体層、また下地誘電体層上に形成された隔壁や、各隔壁間に形成された赤色、緑色および青色それぞれに発光する蛍光体層はそれぞれを形成するために一般的に焼成という工程を経ている。

上記基板を焼成する際には、ＰＤＰガラスが徐冷点約６００℃という特性で加熱されると比較的軟化しやすいという特性のため、熱膨張および熱収縮が少ない耐熱性・搭載性を兼ね備えた焼成セッターを用い、この上にガラス基板を搭載し加熱炉に導入するという方法が主に用いられている。（例えば、特許文献１参照）。

そして上記に用いられる焼成セッターの形状には様々な工夫が施されており、焼成セッターが表面均一である場合は、焼成する基板がセッターへ吸着し容易に取り外すのが困難になるため、焼成セッター表面に様々な形状の溝が設けられ、また今日では生産性向上の観点から多面取りのため、セッターに基板取り外しを容易にするための貫通孔を設けて突き上げピンにより基板を持ち上げて取り外しを行うという動作が実用化されている。

特開２００２−１１４５３７号公報

上記のように、表面に溝が形成されているセッター上に被焼成基板であるガラス基板を搭載し焼成を行うと、載置した基板がセッターと接触する部分と、接触していない部分で熱の伝わり方が異なる。このため、ガラス基板に形成した構成材料（電極、誘電体層、隔壁等）の焼成の進行度合いが異なり、膜質、形状に差が生じ、ＰＤＰなどの表示パネルの外観に、肉眼で確認できるムラが生じることがある。

特に、連続式焼成炉を用いて搬送速度を上げた場合には、その傾向が顕著に現れる。さらに、近年ＰＤＰの高精細化のため、１本の電極幅は細くて電極本数が増えると焼成ムラの影響が強く現れる傾向にある。

また、基板の取り外しを容易にするため、セッターに貫通孔を設けて、突き上げピンを用いる形態が採用されているが、この場合でも基板上の構成部位の焼成度合いに差が生じ、貫通孔の位置に相応したムラが現出する。

本発明はこのような課題に鑑みなされたもので、表示ムラを低減し、ガラス基板強度を確保したＰＤＰを提供することを目的としている。

上記目的を達成するために、本発明の焼成セッターは、被焼成体に接触して使用される焼成セッターであって、被焼成体と接触する搭載領域に凸部が形成されており、凸部は不規則に配列され、搭載領域の中央の凸部の高さが、搭載領域の周辺の凸部の高さと異なることを特徴とする。ここで、搭載領域の一辺の長さに対して中央の凸部の高さが、０．１％以上１０％以下であることが望ましい。

また本発明のＰＤＰの製造方法は、一方の基板に表示電極と誘電体層とが形成された一対の基板を対向配置したＰＤＰの製造方法であって、前記基板の少なくとも一つは、電極または誘電体を形成する際に、上記の焼成セッターを用いて製造することを特徴とする。

本発明は、表示ムラを低減し、ガラス基板強度を確保したＰＤＰを提供することが可能となる。

本発明の実施形態におけるＰＤＰの構造を示す斜視図 本発明の実施形態における焼成セッターの平面図および断面図

以下、本発明の実施の形態におけるＰＤＰについて図面を用いて説明する。

（実施の形態）
以下、本発明の実施の形態におけるＰＤＰについて図面を用いて説明する。

図１は本発明の実施の形態におけるＰＤＰの構造を示す斜視図である。本発明の実施形態のＰＤＰの基本構造は、一般的なＰＤＰと同様である。図１に示すように、ＰＤＰ１は前面ガラス基板３などよりなる前面板２と、背面ガラス基板１１などよりなる背面板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材によって気密封着されている。封着されたＰＤＰ１内部の放電空間には、ＮｅおよびＸｅなどの放電ガスが５３０００Ｐａ〜８００００Ｐａの圧力で封入されている。

前面板２の前面ガラス基板３上には、走査電極４および維持電極５よりなる一対の帯状の表示電極６とブラックストライプ（遮光層とも言う）７が互いに平行にそれぞれ複数列配置されている。前面ガラス基板３上には表示電極６と遮光層７とを覆うように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などからなる保護層９が形成されている。

また、背面板１０の背面ガラス基板１１上には、前面板２の走査電極４および維持電極５と直交する方向に、複数の帯状のアドレス電極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、青色および緑色にそれぞれ発光する蛍光体層１５が順次塗布して形成されている。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、青色、緑色の蛍光体層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、本発明の実施の形態におけるＰＤＰ１の製造方法について説明する。前面板２は、フロート法などにより製造された前面ガラス基板３に、走査電極４と維持電極５よりなる表示電極６とブラックストライプ７がパターン形成されている。走査電極４と維持電極５はそれぞれ酸化インジウム（ＩＴＯ）や酸化スズ（ＳｎＯ_２）などからなる透明電極と、この上に形成された金属バス電極とにより構成されている。金属バス電極は透明電極の長手方向に導電性を付与する目的として用いられ、銀（Ａｇ）材料を主成分とする導電性材料によって形成されている。さらに、金属バス電極は黒色の黒色電極と白色の白色電極とで構成されている。

まず、前面ガラス基板３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。透明電極は薄膜プロセス等によって成膜され、フォトリソグラフ形成法等によってパターニングし、形成される。一方、黒色電極および白色電極は、導電性黒色粒子あるいは銀（Ａｇ）材料を含む感光性ペーストをスクリーン印刷法等によって塗布し感光性組成物層を形成し、フォトリソグラフ形成法によってパターニングし所望の温度で焼成して固化する。

また遮光層７は、黒色電極と同様に黒色材料を含むペーストをスクリーン印刷にて塗布した後、フォトリソグラフ形成法を用いてパターニングし、焼成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（誘電体ガラス層）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って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、誘電体ペーストは粉末の誘電体ガラス、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上に所定の構成部材が形成されて前面板２が完成する。

一方、背面板１０は次のようにして形成される。まず、背面ガラス基板１１上に、銀（Ａｇ）材料を含む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、誘電体ペーストは粉末の誘電体ガラス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フォトリソグラフィ法等によって隔壁材料層をパターニングし、その後、焼成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の側面に蛍光体材料を含む蛍光体ペーストを塗布して焼成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上に所定の構成部材が形成されて背面板１０が完成する。

このようにして所定の構成部材を備えた前面板２と背面板１０とを表示電極６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、放電空間にＮｅ、Ｘｅ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。

次に、前面板２の表示電極６の焼成に関して詳細に説明する。なおここでは、表示電極の金属バス電極の焼成に関して具体例を用いて詳細に説明するが、表示電極を覆う誘電体層、また背面板のアドレス電極やアドレス電極を覆う下地誘電体層、また下地誘電体層上に形成された隔壁や、各隔壁間に形成された蛍光体層を形成する際の焼成工程においても同様である。

まず、焼成工程に用いる焼成セッターについて詳細に説明する。図２は、本発明の第１の実施形態における、焼成セッターの概略図であって、図２（ａ）は平面図であり、図２（ｂ）は断面図である。焼成セッター１６は、前面ガラス基板３及び背面ガラス基板１１に、電極層前駆体などの焼成対象物を焼成する際、このガラス基板を支持し、連続焼成炉内に搬送して焼成するための支持台である。

本発明の実施形態において、焼成セッター１６は、焼成対象物と接触する搭載領域１７に凸部１８が形成されている。凸部１８の形状は半球状、楕円状、多角形状の少なくともひとつの突起形状からなり、形状・配置・大きさは不規則性を有した凸形状であることを特徴とする。

さらに図２（ｂ）に示すように、被焼成体と接触する搭載領域１７の少なくとも一辺側から見て中央側が高くなる形状を有する。このとき、搭載領域１７の周辺が高くなり、中央部が低くなる凸部１８を形成しても構わない。

そして、搭載領域１７の一辺に対する中央の凸部１８の高さは０．１％〜１０％であることが望ましい。焼成工程では、ガラス基板と基板上に形成した電極等の構成部位に、焼成収縮挙動によって、ガラス基板は電極の収縮により圧縮応力を受け、全体的に上に凸の形状にそる応力が働く。上記比が０．１％〜１０％である場合、この応力が緩和される範囲であるのに対し、同比が１０％を超えた場合、焼成セッターによって逆にガラス基板に反りを与えすぎて過剰な内部歪を与え、場合によっては基板を破損しやすくしてしまい好ましくない。

なお、上記比の下限値である０．１％は焼成セッターを形成する際の精度として現在の考えうる範囲として定めたが、０．１％より小さくても焼成セッター中央部に高低を設けない従来のものに対し同等以上の効果が期待できる。

また、焼成セッター１６の凸部１８の配列は不規則であることが望ましい。このことにより、ムラの発生を抑制することができる。凸部１８の形状は、さまざまな形状、大きさの組合せでも良い。なお、焼成セッター１６に基板を移載する際に用いるピン穴がある場合は、そのサイズより凸部１８の間隔を広く取ってガラス基板との接点を設けた方が、ピン穴部も含めてより面内バランスが取れて望ましい。

次に、焼成セッターの形成方法について説明する。一般的に、焼成セッターはロールアウト製板法により形成されるが、本発明の実施形態に用いられる焼成セッター１６は、あらかじめ所望の形状に形成された雌型の金型に溶解したガラスを流し込んで形成する。

また焼成工程において、焼成セッター１６は、例えばピーク温度が５９０℃に設定された温度プロファイルで繰り返し使用されるものであって、耐熱疲労性が高く、日本電気硝子株式会社製品であるネオセラムＮ−０又はＮ−１１などの透明な耐熱性ガラス材からなる。そしてその主成分はおもに、ＳｉＯ_２、Ａｌ_２Ｏ_３、Ｌｉ_２Ｏ、ＳｉＣ、Ｓｉ_３Ｎ_４、Ｐ_２Ｏ_５、ＴｉＯ_２、ＺｒＯ_２からなる。

（実施例１）
本発明の実施形態での効果を確認するため、以下の検討を行った。まず、前面ガラス基板３上に黒色顔料を含んだペーストを印刷して乾燥させた後、フォトリソグラフィ法でパターンニングして遮光層７を形成し、その上に顔料を含んだペーストと導電性粒子を含んだペーストを印刷して乾燥を繰り返すことで黒色電極ペースト層と白色電極ペースト層とを形成した。その後フォトリソグラフィ法でパターニングして黒色電極と白色電極とからなる金属バス電極６を形成した。

次に、焼成セッター１６に上記基板を搭載し、６００℃で焼成を行った。さらに、それにより焼成された表示電極形成済前面板に誘電体層８、保護層９を形成し、背面板１０と張り合わせ、ＰＤＰ１を作製した。

そして、作製したＰＤＰ１のムラレベルを視認性で評価・判定し、鋼球落下試験を行い強度評価をした。鋼球落下試験は、直径２０ｍｍの鋼球を落下させ、その高さで良否判定を行った。またムラレベルの視認性評価・判定は、グリーンランプ（フナコシ製・表面検査ランプＦ−１００Ｚ）で行った。これらの評価結果を用いた焼成セッター１６の種類とともに表１に示す。焼成セッターの形状を示す指標として、搭載領域１７の一辺に対する中央の凸部１８の高さの比を同表に示した。

また、比較例として、凸部を形成せずに溝を有したもの、凸部の配列を規則的に配したもの、上記凸部の比が１０％より大きくなるものを焼成セッターとして使用した場合の評価結果についても同表に示した。

表１に示したように、比較例１および比較例２では凸部を有していないか、あるいは凸部が規則的に配してある焼成セッターを用いているため、ムラレベルの評価で良好な結果が得られていない。

また比較例３では中央の凸部の高さの比が１０％を超えているため、鋼球落下試験の結果が悪化している。これは上述したように過剰な内部歪が残留し、ガラス基板が破損し易い状況になっていると考えられる。

一方で、各実施例ではいずれの評価においても良好な結果を示しており、特に凸部１８が不規則に配され、中央の高さの比が１０％以下である実施例においては、従来技術以上の良好な結果を示した。

なお、本発明の実施形態では、電極の場合は、その熱膨張の差から焼成セッター１６の中央が高くなる凸部１８の形状および配列が好ましいが、表示電極６を覆う誘電体層８、または背面板１０のアドレス電極１２やアドレス電極１２を覆う下地誘電体層１３、また下地誘電体層１３上に形成された隔壁１４や、各隔壁１４間に形成された赤色、緑色および青色それぞれに発光する蛍光体層１５を形成するのに用いる焼成セッターは、基板との熱膨張の差等を考慮し、中央部が高いものまたは低いものの有用な方を選択し、効果を発現することが可能である。

以上述べてきたように本発明の焼成セッターおよびそれを用いて作製したＰＤＰによれば、表示ムラを低減し、ガラス基板強度を確保したＰＤＰを提供できる点で、有用である。

１ ＰＤＰ
２ 前面板
３ 前面ガラス基板
４ 走査電極
５ 維持電極
６ 表示電極
７ 遮光層
８ 誘電体層
９ 保護層
１０ 背面板
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 焼成セッター
１７ 搭載領域
１８ 凸部

Claims (3)

1. 被焼成体に接触して使用される焼成セッターであって、被焼成体と接触する搭載領域に凸部が形成されており、前記凸部は不規則に配列され、前記搭載領域の中央の前記凸部の高さが、前記搭載領域の周辺の前記凸部の高さと異なることを特徴とする焼成セッター。
2. 前記搭載領域の一辺の長さに対して中央の凸部の高さが、０．１％以上１０％以下であることを特徴とする請求項１記載の焼成セッター。
3. 一方の基板に表示電極と誘電体層とが形成された一対の基板を対向配置したプラズマディスプレイパネルの製造方法であって、前記基板の少なくとも一つは、電極または誘電体を形成する際に請求項１または請求項２に記載の焼成セッターを用いて製造することを特徴とするプラズマディスプレイパネルおよびその製造方法。

Images