JP2012009145A - 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、種々の電極構成に対して、安定した電気的導通を獲得し、かつ補修箇所の外観不備を防止し、歩留まりの向上を達成できるＰＤＰの製造方法を提供することを目的としている。
【解決手段】上記目的を達成するため、本発明のプラズマディスプレイパネルの製造方法は、ガラス基板上に電極および誘電体層を形成する前面板と、背面板とを、対向配置して形成するプラズマディスプレイパネルの製造方法であって、前記電極のパターンの欠陥部に対して、複数層の電極ペーストを塗布することによって補修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である。
【選択図】図１

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インチクラスのテレビなどが製品化されている。近年、ＰＤＰ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、フロート法による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Ｎｅ−Ｘｅの放電ガスが５３ｋＰａ〜８０ｋＰａ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、カラー画像表示を実現している。ここで、前面板のバス電極は、高抵抗である透明電極の電気伝導性を補助するために設けられるものであり、銀（Ａｇ）のような電気抵抗値の低い導電性材料を用いて形成されるが、Ａｇのような低抵抗の材料を用いて形成した導電層は略白色であり、この略白色の電極層によって外光反射が起こり、コントラストが悪化する。このため、バス電極を、黒色顔料を含む材料を用いて形成した黒色の第１電極層と少なくともガラス成分と低抵抗の材料を用いて形成した略白色の第２電極層とにより構成し、透明電極と略白色の第２電極層との間に略黒色の第１電極層が配置されるようにすることによって外光反射を抑制しコントラストが悪化することを防止している（例えば特許文献１参照）。

特開平１１−２７３５７８号公報

ところで、上記の電極形成にはフォトリソグラフィ法を用いるため、フォトマスクや基板上に異物が付着していた場合などには、形成された電極に断線などの欠陥が生じる場合がある。この断線欠陥を補修する際に重要な要素として、補修するための電極ペースト（以下、補修ペーストとする。）で断線した箇所で安定した電気的導通を確保しなければならないことが挙げられる。例えば、補修ペーストを塗布した際に補修箇所の膜厚が薄い場合では、安定した電気的導通が得られない、あるいは補修箇所に再度断線が生じる可能性がある。

本発明はこのような課題に鑑みてなされたものであり、種々の電極構成に対して、安定した電気的導通を獲得し、かつ補修箇所の外観不備を防止し、歩留まりの向上を達成できるＰＤＰの製造方法を提供することを目的としている。

上記の課題を解決するために本発明のＰＤＰ製造方法は、少なくとも基板上に電極パターンを形成する工程を有するＰＤＰの製造方法であって、前記電極パターンの欠陥部に対して、複数層の電極ペーストを塗布することによって補修することを特徴とする。ここで補修する電極ペーストの複数層は異なる材料組成であることが望ましい。

本発明によれば、品質問題を起こすことなく、黄変現象を抑えた画像表示品位の高い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の構成を示す断面図 本発明の実施形態における電極のリペアの説明図 本発明の実施形態における電極のリペアの説明図

以下、本発明の実施形態におけるＰＤＰについて図面を用いて説明する。

（実施の形態）
図１は一般的なＰＤＰの構造を示す斜視図である。本実施の形態のＰＤＰの基本構造は、一般的な交流面放電型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１６には、ＮｅおよびＸｅなどの放電ガスが５３ｋＰａ〜８０ｋＰａ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、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。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、フォトリソグラフィ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）材料を含むペーストをスクリーン印刷法等によって塗布し、フォトリソグラフィ法等によってパターニングした後、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、フォトリソグラフィ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。

上記のように、電極、隔壁、蛍光体層等の各構成層の製造工程は、無機微粒子と樹脂を含むペーストを塗布する工程、および塗布されたペーストを乾燥する工程を経た後に、必要に応じて乾燥されたペースト塗布膜をパターニングする工程、例えば露光、現像工程をおこない、最後にペースト塗布膜を焼成する工程を有する。焼成工程にて、樹脂は燃焼してなくなり、結着した無機成分から成る各構成層が形成される。

これらの製造工程において、形成した各構成層に欠陥が発生する場合がある。パターン形状を有する電極や隔壁、蛍光体層については、パターン太りやパターン細り、あるいは隣接する電極や隔壁が設定パターン以外で繋がっていたり、パターンが欠けたり切れたりする欠陥が発生する場合がある。ベタ形成である誘電体層については穴（ピンホール）が空いたり、亀裂が入ったりする欠陥が発生する場合がある。

また各構成層形成時に異物が噛み込み、その部分が突起となる場合や、焼成時に異物の存在した部分のパターンが欠落する場合もある。これらの欠陥は、パネル点灯時において不点灯や輝度低下あるいは常時点灯といった不具合を発生させる。そのため、各構成層の形成時に欠陥検査を行い、欠陥があった場合には、修正を施して欠陥をなくすこと（以下、リペアと呼ぶ）が必要となっている。ＰＤＰの高精細化、大型化が進むにつれて、歩留まりを向上させるためには安定したリペア方法が必要になってくる。

このリペアには余分なパターン除去等のカットリペアやパターンの欠落を埋めるオープンリペアが存在する。カットリペア方法として、刃物・針等で対象箇所を削る方法や集光させたレーザー光により対称箇所を焼き飛ばす方法が用いられ、オープンリペアの手法として、任意の径をもった塗布針から補修ペーストをリペア箇所に転写する手法が用いられている。

リペアの実施タイミングとしては、焼成工程の前に行われる場合と、後に行われる場合とがある。前者のメリットは、リペア対象がまだ無機微粒子と樹脂とからなる柔らかい組成物であるため、余分なパターン除去等のカットリペアが容易であり、また、パターンの欠落を埋めるオープンリペアの場合には、後の焼成工程にて基板全体を焼成することができるため、補修ペーストをパターンの欠落部に埋めるだけで良いことである。このように装置構成が安価に達成できることが挙げられる。

この手法は塗布精度が高精度であること、長時間の使用においても一定量の補修ペーストが供給可能であること、塗布針の径、補修ペースト、塗布するピッチ等の組み合わせで塗布幅や膜厚をある程度調整可能であることが、特徴として挙げられる。

しかしガラス基板上に直接ペーストを転写する場合には、塗布された箇所の膜厚は電極パターン上に塗布された場合に比べて薄いため、電極パターンと同等の膜厚を得ることが困難であることが判明した。

電極パターンに対してオープンリペアをおこなう際に重要な要素として、補修ペーストで欠落を埋めた部分で安定した導通を確保しなければならないことが挙げられる。上で述べたように、補修ペーストを塗布した際に膜厚が薄い場合等では、安定した導通が取れないことや、リペア箇所が断線する可能性があるといったことが懸念される。

また、今後歩留まりをさらに向上させていく上で、リペア率を１００％に近づけるにはより大面積のリペアが必要となってくる。従来の白色のみのリペアでは、リペア部の構成がパターン部と異なり、黒色の層が存在しないためコントラストが保てなくなり、パネル化した際に表示面から外観検査した場合に外観影響が現れることがあるため、リペア面積に限界がある。しかし、印刷や搬送工程にて電極パターンに異物が噛み込んだ場合には、そのまま焼成してしまうと異物が燃焼する際に電極パターンに断線を引き起こす恐れがある。そのため焼成前に異物を取り除く必要があり、その手法として電極パターンごとその箇所をカットする手法がある。また異物の大きさは様々であり、大きなものでは１ｍｍ以上カットしなければならない場合もある。

本発明はこのような課題に鑑みてなされたものであり、種々の膜厚を持った電極パターンをオープンリペアする際に所望の膜厚および安定した導通を獲得し、かつリペア箇所の外観影響を回避しリペア面積の拡大を可能とすることで、歩留まりの向上を達成できるＰＤＰ用部材の製造方法を提供することを目的としている。

リペアには、例えばパターンからの異物除去や余分なパターンを除去するカットリペアとパターンの欠落を埋めるオープンリペアとがある。本発明のリペア方法は、少なくとも無機微粒子と樹脂を含むパターンの欠落部分を埋めるオープンリペアに関するリペア方法である。なお、本発明においてパターンとは、少なくとも無機微粒子と樹脂を含み、電極、隔壁、蛍光体層等の特定のパターン形状に構成された構成層のことを言う。

本発明のリペア方法は無機微粒子と樹脂とを含む電極パターンをオープンリペアする際には、どのような欠落に対しても用いることができる。ここで無機微粒子とは、製品におけるパターンの主成分となる物質を指し、例えばＰＤＰ用部材における電極パターンのような導電性パターンであれば銀、金、Ａｌ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｃｒ等の公知の金属導電性微粒子がこれにあたる。樹脂は、パターンを形成する過程において、パターンの主成分となる無機微粒子を分散させてペースト状として扱うためのものである。ペーストとして用いる際には、必要に応じて、さらに溶剤その他の添加剤を加えても良い。樹脂としては、ペーストとして好適に使用可能なものであればよいが、たとえば、アクリル系樹脂やセルロース系樹脂などが好適に使用できる。パターンは、この後、焼成することにより、樹脂は燃焼してなくなり、無機微粒子は結着することで、製品におけるパターンとしての機能を果たす。

実際に異物除去を含めた従来のリペアをおこなう過程を図２に示す。図２（ａ）は電極パターン２１に異物２２が噛み込んでいる様子を示す。図中の黒色の部分がガラス基板２３上に形成された電極パターン２１を示す。図２（ｂ）にはこの異物を電極パターン２１ごと除去する様子を示す。図中では針２４を用いているが、実際には異物２２が除去できれば手法は問わない。異物２２を除去した後の様子を図２（ｃ）に示す。このときの断面図を図２（ｅ）に示す。

図中の白色部分はガラス基板２３、黒色部分は第１電極層２５、灰色部分が第２電極層２６を示す。異物除去の際には第１電極層２５と第２電極層２６とが異物２２と同時に除去される。異物を除去したことで発生した欠落箇所は補修ペーストを用いてリペアされ、図２（ｄ）のように導通の取れる状態となる。このときの断面図を図２（ｆ）に示す。同図にリペアされた部分２７を示したように、電極パターン上ではパターン相当の膜厚が得られているが、ガラス基板上では膜厚が薄くなっており、導通が不安定・断線の懸念がある。

なお、異物除去の工程なしでリペアをおこなう場合は図２（ｃ）からの方法でリペアをおこなう。ここで、補修ペーストとは、少なくとも無機微粒子と樹脂を含むペーストである。その成分は、パターンの欠落を補い、焼成を経ることで製品におけるパターンとしての機能を果たすものであれば特に限定されないが、パターンに用いるものと同様の無機微粒子および樹脂を用いることができる。無機微粒子は、リペア対象であるパターンの無機微粒子と必ずしも同一である必要はないが、主成分が同じである方が、製品におけるパターンとしての機能を果たしやすく好ましい。樹脂についても同様である。また塗布方法としては、針を用いて補修ペーストを転写する方法が挙げられる。

次に図３に本発明の実施形態のリペア方法の一例を示す。図３（ａ）は電極パターン欠落の一例である。まず図３（ｂ）に示すように、パターンの欠落部に１層目となる第１補修ペースト２８を塗布する。このとき塗布は隣接するパターンには接する程度でよく、電極パターン上までは塗布をおこなわない。

１層目の塗布が完了したらペーストの乾燥をおこなう。乾燥方法としてはガンヒーターなどが挙げられる。乾燥条件は十分に乾燥さえできれば特に問わないが、乾燥が不十分であると、２層目の塗布の際に塗布針によって１層目が破壊されてしまい、表示部に影響が現れる可能性があるので注意する。

次に図３（ｃ）に示すように、第２補修ペースト２９の塗布をおこなう。２層目の塗布は欠落箇所および、隣接する電極パターン上に塗布をおこなう。１層目はガラス基板上に塗布したため膜厚が薄くなっているが、２層目はすでに形成されている電極パターン上およびすでにリペアされた１層目上に塗布されるので、十分な膜厚を得ることができる。

本発明の実施形態ではこの工程により、リペア箇所も電極パターンと同等の２層構造をもてることを特徴としており、この２層構造を得ることで、リペア箇所が全範囲でパターンと同等の膜厚をもつことができ、その結果リペア部で安定した導通を得ることができる。また、十分な膜厚を得ることができているので、リペア箇所が断線する懸念もなくなる。

さらに、電極パターンと同様にリペアの１層目に黒層を形成させることで、異物除去等のために欠落部分が大きくなる場合も表示面から検査しても黒層が存在し、外光反射を防ぎ周囲とのコントラストが保たれるため外観上の問題も回避が可能となる。そのため、どのような大きさの欠落箇所においてもリペアが可能になる。

以上述べてきたように本発明は、品質問題を起こすことなく高輝度、高信頼性を確保して画像表示品位の高いＰＤＰを提供する点で有用である。

１ プラズマディスプレイパネル
２１ 電極パターン
２２ 異物
２３ ガラス基板
２４ 針
２５ 第１電極層
２６ 第２電極層
２７ リペアされた部分

Claims (2)

1. ガラス基板上に電極および誘電体層を形成する前面板と、背面板とを、対向配置して形成するプラズマディスプレイパネルの製造方法であって、前記電極のパターンの欠陥部に対して、複数層の電極ペーストを塗布することによって補修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. 前記複数層の電極ペーストは異なる材料組成である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。

Images