JP4133178B2 - Continuous firing furnace for plasma display panel and method for manufacturing plasma display panel - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ペースト層中に含まれる溶剤及びバインダー成分が周囲の環境を汚染することを防止できるプラズマディスプレイパネルの焼成炉、及びこの焼成炉を使用するプラズマディスプレイパネルの製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
プラズマディスプレイパネル(以下、PDPという)の製造に際しては、基板上に走査電極及び共通電極を形成し、この走査電極及び共通電極を覆うように誘電体層及びMgOからなる保護層を形成して前面基板を作製し、他の基板上にデータ電極(アドレス電極)を形成し、このデータ電極上に誘電体層、隔壁及び蛍光体層を形成して背面基板を作製し、この前面基板と背面基板とを張り合わせている。そして、前述の走査電極及び共通電極、誘電体層、データ電極(アドレス電極)、隔壁並びに蛍光体層を形成する各工程においては、基板上にペースト層を形成した後、このペースト層を加熱して焼成している。
【0003】
焼成方法には、バッチ式の焼成炉を使用する方法と、連続式の焼成炉を使用する方法とがあるが、両者を比較すると、生産効率の点で連続式の焼成炉を使用する方法の方が優れている(例えば、特許文献1参照。)。図4は、従来の連続式の焼成炉を示す模式図、及び横軸にこの焼成炉における位置をとり縦軸に基板温度をとって炉温の分布を示すチャート図であり、図5は、この従来の焼成炉を示す部分断面図である。
【0004】
図4に示すように、従来の連続式の焼成炉101は、昇温部102、保持部103及び冷却部104から構成されており、各部は複数の炉室105から構成されている。焼成炉101内においては、PDPの基板111が方向112に移動し、昇温部102、保持部103及び冷却部104をこの順に通過する。昇温部102は基板111を室温から焼成温度Tまで昇温させる部分であり、保持部103は基板111を焼成温度Tに保持する部分であり、冷却部104は基板111を焼成温度Tから冷却する部分である。焼成温度Tは通常500乃至600℃程度である。相互に隣接する炉室105は、通路110(図5参照)により相互に連結されている。通路110は基板111が通過する部分である。昇温部102においては、基板111の移動方向112における下流側に配置された炉室105ほど、高温になっている。但し、連続する複数の炉室が同じ温度に設定されている場合もある。また、複数の炉室105のうち、基板111の移動方向112における最も上流側に配置された炉室105aは焼成炉101の入口を構成しており、クリーンルーム(図示せず)に面している。一方、冷却部104においては、基板111の移動方向下流側に配置された炉室105ほど、低温になっている。
【0005】
図5に示すように、各炉室105においては、基板搬送手段106が設けられている。そして、基板111はセッタ107に搭載されて、基板搬送手段106により、セッタ107ごと方向112に搬送される。また、各炉室105においては、給気管108及び排気管109が設けられている。各炉室105において、給気管108は基板111の移動方向112の下流側に配置されており、排気管109は上流側に設けられている。そして、給気管108からは加熱されたドライエア113が供給され、基板111の表面に設けられたペースト層(図示せず)を加熱し、その大部分は排気管109により排気される。即ち、ドライエア113の移動方向は、全体として方向112に対して逆方向であり、基板111の移動方向に対してアゲインストとなる。ドライエア113の供給速度(給気流速)は数十m/秒程度であり、例えば20m/秒程度である。更に、各炉室105には、基板111を加熱する加熱装置(図示せず)が設けられている。
【0006】
基板111においては、ガラス基板上にペースト層が形成されている。ペースト層はガラス粉末及びビークルからなり、ビークルは樹脂バインダー及び溶剤からなっている。バインダーは、例えば、ニトロセルロース、エチルセルロース又はアクリル等の樹脂バインダーであり、溶剤は例えばニトロセルロース、エチルセルロース又はアクリル等である。
【0007】
クリーンルームから搬送された基板111は、先ず、最上流側に位置する炉室105aを通過する。その後、各炉室105を順次通過することにより、昇温部102、保持部103及び冷却部104をこの順に通過する。各炉室105において、基板111は加熱装置により加熱されると共に、給気管108から供給されるドライエア113に曝される。
【0008】
昇温部102においては、基板111が加熱されることにより、ペースト層中のバインダーの一部が燃焼して水及び二酸化炭素となり、ドライエア113に持ち去られる。また、ペースト層中のバインダーの残部及び溶剤は燃焼しないまま揮発してドライエア113により持ち去られる。これにより、ペースト層からバインダー及び溶剤(ビークル)が消失すると共に、ドライエア113は、水、二酸化炭素、バインダー成分及び溶剤成分を含有するエア(以下、汚染エアという)となる。そして、保持部103が基板111を焼成温度Tに保持し、ペースト層を焼成する。次いで、冷却部104が基板111を焼成温度から冷却する。
【0009】
【特許文献1】
特開平11−025854号公報
【0010】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述の従来の技術には、以下に示すような問題点がある。即ち、最も上流側に配置された炉室105aは、通路110を介してクリーンルームに連結されているため、炉室105a又は他の炉室105において発生した汚染エアが、炉室105aから通路110を介して焼成炉101の外部に漏洩し、クリーンルームを汚染してしまうことがある。
【0011】
本発明はかかる問題点に鑑みてなされたものであって、汚染エアが炉外へ漏洩することを防止できるプラズマディスプレイパネルの焼成炉、及びこの焼成炉を使用するプラズマディスプレイパネルの製造方法を提供することを目的とする。
【0012】
【課題を解決するための手段】
本発明に係るプラズマディスプレイパネルの連続焼成炉は、内部をプラズマディスプレイパネルの基板が移動することにより前記基板を焼成するプラズマディスプレイパネルの連続焼成炉において、前記基板を搬送する搬送手段と、前記基板の移動方向に沿って配置されその内部を前記基板が順次通過する複数の炉室と、前記基板を加熱する加熱手段と、前記炉室内に酸素を含む気体を供給する気体供給手段と、前記炉室内から気体を排気する気体排気手段と、を有し、前記基板の移動方向における最上流側に配置された炉室内の圧力は、炉外の圧力に対して負圧となっており、前記各炉室内において、前記気体供給手段が前記気体排気手段よりも前記基板の移動方向上流側に設けられていることを特徴とする。
【0013】
本発明においては、基板の移動方向における最上流側に配置された炉室内の圧力を、炉外の圧力に対して負圧とすることにより、炉室内において発生した汚染エアが炉外に漏洩することを防止できる。これにより、炉外が汚染されることを防止できる。
【0014】
また、前記複数の炉室からなる炉室群は、前記基板を焼成温度まで昇温する昇温部と、前記基板を前記焼成温度に保持する保持部と、前記基板を前記焼成温度から冷却する冷却部とからなり、前記昇温部における各炉室内において、前記気体排気手段による排気量が、常温常圧状態における体積に換算して、前記気体供給手段による供給量以上の量であることが好ましい。
【0015】
前述の如く、昇温部の各炉室においては、酸素を含む気体が基板上に形成されたペースト層に接触し、このペースト層に含まれるバインダーの一部を燃焼させる。また、バインダーの残部及び溶剤は、燃焼しないまま揮発して酸素を含む気体により持ち去られる。これにより、ペースト層からバインダー及び溶剤が消失すると共に、酸素を含む気体は、酸素の一部を失い、水、二酸化炭素、バインダー成分及び溶剤成分を含有するエア(汚染エア)となる。しかしながら、各炉室において発生した汚染エアが、その炉室において完全に排気されないと、この炉室に隣接する他の炉室又は炉外に流出することになる。特に、常温常圧状態における体積に換算して、供給量が排気量よりも大きく、炉室が陽圧になると、この汚染エアの流出が必然的に発生する。汚染エアが基板移動方向下流側の炉室に流出すると、このバインダー成分が基板に再付着してしまい、PDPの特性の劣化を引き起こす。また、汚染エアが流入した炉室の気体排気手段の負担が増大する。一方、汚染エアが基板移動方向上流側の炉室に流出すると、より低温側の炉室に流出することになるため、この汚染エアが流入した炉室において、バインダー成分が基板及び炉壁等の表面において析出し、基板及び炉室を汚染してしまう。更に、汚染エアが炉外に流出すると、炉外の環境を汚染してしまう。
【0016】
そこで、昇温部における各炉室内において、気体排気手段による排気量を、常温常圧状態における体積に換算して、気体供給手段による供給量以上の体積量とすることにより、各炉室の圧力が負圧となり、各炉室において発生した汚染エアを、その炉室において排気することができる。これにより、汚染エアが隣接する炉室及び炉外に流出することがなくなり、上述の問題を解決できる。なお、排気量と供給量の差に相当する量の気体は、例えば、炉出入口等から流入する空気により補填される。また、常温常圧状態とは、例えば、温度が20℃であり、圧力が1気圧(1.013×105Pa)である状態をいう。また、本明細書において、空気とは、例えば焼成炉が設置されたクリーンルーム内の空気をいう。
【0017】
更に、前記複数の炉室からなる炉室群は、前記基板を焼成温度まで昇温する昇温部と、前記基板を前記焼成温度に保持する保持部と、前記基板を前記焼成温度から冷却する冷却部とからなり、前記昇温部における前記保持部に隣接する位置に配置された炉室における排気量が、常温常圧状態における体積に換算して、前記昇温部における前記保持部に隣接する位置に配置された炉室以外の各炉室における排気量よりも大きいことが好ましい。これにより、昇温部において発生した汚染エアが、保持部に流出することをより確実に防止できる。
【0018】
更にまた、前記酸素を含む気体の供給速度、即ち、供給される気体の流速が、0.5乃至10m/秒であることが好ましい。これにより、各炉室に十分な量の前記気体を供給できると共に、供給された気体が排気されずに隣接する炉室又は炉外に流出することをより確実に防止できる。より好ましくは、前記供給速度は0.5乃至5m/秒であり、より好ましくは、0.5乃至2m/秒である。
【0019】
更にまた、前記各炉室内において、前記気体供給手段が前記気体排気手段よりも前記基板の移動方向上流側に設けられている。これにより、各炉室において、気体が流れる方向を基板の移動方向に対して順方向とすることができる。この結果、各炉室において発生した汚染エアが、この炉室に対して基板移動方向上流側に配置された炉室に流出することをより確実に防止できる。これにより、各炉室において発生した汚染エアが、より低温の炉室に流入して析出することを防止できる。
【0020】
本発明に係るプラズマディスプレイパネルの製造方法は、連続焼成炉内においてプラズマディスプレイパネルの基板を加熱し、この基板上に形成されたペースト層からバインダーを消失させる焼成工程の昇温工程において、前記焼成炉の内部の圧力をこの焼成炉の外部の圧力に対して負圧とし、前記焼成炉内に供給する酸素を含む気体の供給方向を、基板の移動方向に対して順方向とすることを特徴とする。
【0021】
また、前記昇温工程において、前記焼成炉の炉室のうち少なくとも1の炉室内からの気体の排気量を、常温常圧状態における体積に換算して、この炉室内への気体の供給量以上の量としてもよく、前記基板が前記昇温工程において最後に通過する炉室における排気量を、常温常圧状態における体積に換算して、前記昇温工程において前記基板が通過する炉室のうち前記最後に通過する炉室以外の炉室における排気量よりも大きくしてもよい。更に、前記焼成工程は、走査電極及び共通電極を焼成する工程、データ電極を焼成する工程、誘電体層を焼成する工程、隔壁を焼成する工程、又は蛍光体層を焼成する工程であってもよい。
【0022】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態について添付の図面を参照して具体的に説明する。図1は、本実施形態に係る連続式の焼成炉を示す模式図、及び横軸にこの焼成炉における位置をとり縦軸に基板温度をとって基板温度の変化を示すチャート図であり、図2は、この焼成炉を示す部分断面図であり、図3は、この焼成炉における各炉室を示す模式的断面図である。
【0023】
本実施形態に係る焼成炉1は、PDPの製造工程における各焼成工程に使用する連続式の焼成炉である。この焼成炉1は例えばクリーンルーム内に設置されている。図1に示すように、この焼成炉1は、昇温部2、保持部3及び冷却部4から構成されており、各部は複数の炉室5から構成されている。昇温部2は例えば5個の炉室5a、5b、5c、5d及び5e(以下、総称して炉室5ともいう)が一列に配列されている。焼成炉1内においては、PDPの前面基板又は背面基板(以下、総称して基板11という)が方向12に沿って移動し、昇温部2、保持部3及び冷却部4をこの順に通過する。昇温部2は基板11を室温から焼成温度Tまで昇温させる部分であり、保持部3は基板11を焼成温度Tに保持する部分であり、冷却部4は基板11を焼成温度Tから冷却する部分である。焼成温度Tは例えば500乃至600℃程度である。
【0024】
相互に隣接する炉室5は、通路10(図2参照)により相互に連結されている。通路10は基板11を通過させるために設けられている。昇温部2においては、基板11の移動方向下流側に配置された炉室5ほど、高温になっている。即ち、基板移動方向12における最上流側の炉室5aが最も低温であり、5b、5c、5d、5eと進むにつれて、この順に高温になっていき、保持部3の炉室5の温度は焼成温度Tとなっている。但し、連続する複数の炉室が、同じ温度である場合もある。なお、炉室5aは焼成炉1の入口を構成しており、クリーンルーム(図示せず)に面している。一方、冷却部4においては、基板11の移動方向下流側に配置された炉室5ほど、低温になっている。
【0025】
図2及び図3に示すように、各炉室5においては、基板搬送手段6が設けられている。基板搬送手段6は、セッタ7の搬送方向に沿って配列された複数のローラを備えており、これらのローラが回転することにより、セッタ7を搬送するものである。そして、基板11はセッタ7に搭載されて、基板搬送手段6により、セッタ7ごと各炉室5を順次通過するように方向12に搬送される。また、各炉室5においては、基板11の通過域の上方に相当する位置に、基板11を加熱する加熱装置14が設けられている。なお、加熱装置14は基板11の通過域の下方に設けられていてもよく、上方及び下方の双方に設けられていてもよい。
【0026】
更に、各炉室5においては、給気管8及び排気管9が、方向12に直交する方向(以下、幅方向という)に延びるように、各1本設けられている。なお、給気管8及び排気管9は2本以上設けられていてもよい。各炉室5において、給気管8は基板11の移動方向12における上流側に配置されており、排気管9は給気管8よりも下流側に設けられている。給気管8及び排気管9には夫々複数の開口部(図示せず)が設けられている。給気管8の開口部は、例えば排気管9に対向する面に形成されており、排気管9の開口部は、例えば給気管8に対向する面に形成されている。なお、給気管8及び排気管9に形成されている開口部は、各1ヶ所であってもよい。また、炉室5のうち、給気若しくは排気、又は給気及び排気の両方を実施しない炉室があってもよい。
【0027】
そして、給気管8には例えば100℃に加熱されたドライエア13が供給され、このドライエア13が給気管8の開口部を介して炉室5内に供給され、基板11の表面に設けられたペースト層(図示せず)に接触し、排気管9を介して排気されるようになっている。従って、ドライエア13の移動方向は、全体として基板11の移動方向12に対して順方向であり、基板移動方向に対してフォローとなる。ドライエア13の供給速度(給気流速)は例えば0.5乃至10m/秒であり、例えば0.5乃至5m/秒であり、例えば0.5乃至2m/秒である。このドライエア13の供給速度の値は、前述の従来の焼成炉と比較して小さくなっている。
【0028】
昇温部2の各炉室5においては、排気管9による排気量が、常温常圧状態における体積に換算して、給気管8による供給量以上の体積量となるように調節する。最上流部の炉室5aにおいても、排気管9による排気量を給気管8による給気量よりも大きくし、炉室5aは焼成炉1の外部、即ち前記クリーンルームに対して負圧とする。例えば、クリーンルーム内の圧力は大気圧に対して20乃至30Pa高くし、炉室5aの圧力はクリーンルーム内の圧力に対して10乃至50Pa低くする。このため、炉室5aには、炉外に通じる通路10を介して、クリーンルームから空気が流入する。但し、炉室5aにおける排気量を過剰に大きくしても、クリーンルーム内のエア(空気)を過剰に吸い込むことになり、クリーンルームにエアを供給する設備に負担がかかる。従って、炉室5aの排気量は、炉室5aの温度にもよるが、炉室5aの給気量の1.1乃至4倍程度が好適である。
【0029】
また、保持部3に隣接する炉室5eにおける排気量を、常温常圧状態における体積に換算して、昇温部2における他の炉室5a、5b、5c及び5dにおける排気量よりも大きくする。これにより、前述のクリーンルームから流入する空気及び各炉室において供給されるドライエアからなる気体の流れは、(クリーンルーム→炉室5a→炉室5b→炉室5c→炉室5d→炉室5e)の順に流れ、炉室5eの排気管9により排気される。
【0030】
一方、保持部3における上流側の炉室、例えば上流側から3番目の炉室5において、所定量のドライエア13を供給する。これにより、炉室5eの気圧を保持部3の炉室に対して負圧とし、保持部3から昇温部2の炉室5eに向かう気体の流れを形成することができる。この結果、炉室5eから保持部3に汚染エアが流出することを防止できる。なお、保持部3における前記3番目の炉室以外の炉室においては、給気及び排気を行わない。また、冷却部4においても、給気及び排気を行わない。
【0031】
なお、ドライエアの供給時の温度は例えば100℃であるが、排気時にはほぼ炉温まで加熱される。このため、炉温が100℃を超える炉室においては、供給された気体が炉室内で熱膨張する。従って、本明細書においては、供給量及び排気量を、常温常圧状態に換算した体積量で比較している。
【0032】
次に、焼成炉1における各部の寸法及び給排気量の具体例を示す。なお、以下に示す数値は1例であり、本発明はこれに限定されない。焼成炉1の全体の長さは例えば29.7mであり、焼成炉1の幅は例えば2000mmである。炉室5の数は例えば22個であり、そのうち5個の炉室が昇温部2を構成し、9個の炉室が保持部3を構成し、8個の炉室が冷却部4を構成している。基板移動方向12における各炉室5の長さは例えば1350mmである。給気管8及び排気管9の直径は例えば30乃至40mmである。給気管8には例えば直径が10乃至20mmである円形の開口部が40ヶ所等間隔に設けられており、排気管9には例えば管周方向の長さが10乃至30mm、管軸方向の長さが10乃至20cmの矩形の開口部が8ヶ所等間隔に設けられている。基板搬送手段6によるセッタ7及び基板11の搬送速度は例えば450mm/分であり、セッタ7の幅は例えば1600mm、長さは例えば1200mm、厚さは例えば5mmであり、基板11の幅は例えば1500mm、長さは例えば1000mm、厚さは例えば3mmである。
【0033】
また、昇温部2の各炉室5a乃至5e及び保持部3における最も上流側の炉室5における炉室温度、給気量及び排気量の一例を表1に示す。表1において、給気量及び排気量は1分当たりに流れる常温常圧状態、即ち、温度が20℃であり、圧力が1気圧である状態における体積(Nリットル/分)で示している。なお、保持部3における上流側から3番目の炉室5におけるドライエアの供給量を例えば100Nリットル/分とする。保持部3の前記3番目の炉室以外の炉室における気体の供給量及び排気量は0である。
【0034】
【表1】
【0035】
なお、気体の炉室温度における排気体積量から常温常圧状態における排気体積量を換算する換算式を数式1に示す。下記数式1において、T0は常温(=20℃)であり、T1は炉室温度であり、VNは常温常圧状態における排気体積(Nリットル/分)であり、VT1は炉室温度T1における排気体積量(リットル/分)である。
【0036】
【数1】
【0037】
次に、本実施形態に係る焼成炉1の使用方法、即ち、基板の焼成方法を含むPDPの製造方法について説明する。先ず、ガラス基板上に交互に且つ相互に並行に走査電極及び共通電極を形成する。この走査電極及び共通電極の形成においては、先ず透明導電材料からなる層を形成し、この層を焼成して透明電極を形成する。この焼成方法については後述する。そして、バス電極を形成して走査電極及び共通電極を形成する。次に、この走査電極及び共通電極を覆うように透明誘電体材料からなるペースト層を形成し、このペースト層を焼成し、透明誘電体層を形成する。その上にMgOからなる保護膜を成膜する。これにより、前面基板が作製される。
【0038】
一方、他のガラス基板上にデータ電極を形成し、このデータ電極を覆うように誘電体からなるペースト層を形成し、このペースト層を焼成することにより誘電体層を形成する。次に、隔壁ペースト層を形成し、乾燥させた後焼成し、隔壁を形成する。次に、各色の蛍光体材料からなるペースト層を塗布し、焼成して、蛍光体層を形成する。
【0039】
次に、上記各工程における焼成方法について説明する。図1に示すように、クリーンルーム(図示せず)から焼成炉1に基板11が挿入される。基板11はガラス基板上にペースト層が形成されたものである。ペースト層はガラス粉末及びビークルからなっており、ビークルは樹脂バインダー及び溶剤からなっており、樹脂バインダーは例えば、ニトロセルロース、エチルセルロース又はアクリル等であり、溶剤は例えばターピネオール又は酢酸エステル等である。
【0040】
焼成炉1においては、基板搬送手段6が基板11を方向12の方向に搬送する。基板11は、先ず、焼成炉1の最上流側に位置する炉室5aを通過する。その後、通路10を介して各炉室5間を移動することにより、昇温部2、保持部3及び冷却部4をこの順に通過する。このとき、基板搬送手段6による基板11の搬送方法は、連続的な搬送でもよく、1つの炉室内で一定時間停止した後に隣の炉室に移動するタクト搬送でもよい。昇温部2及び保持部3においては、各炉室5において、基板11は加熱装置14により加熱されると共に、給気管8から供給されるドライエア13に曝される。このとき、基板11は、加熱装置14により加熱された炉室5の雰囲気からの熱伝導により加熱されると共に、加熱装置14からの放射により直接加熱される。なお、各炉室5における炉室温度、給気量及び排気量は、例えば、前述の表1に示す値とする。
【0041】
昇温部2においては、加熱装置14により基板11が加熱されることにより、基板11の温度が室温から焼成温度T付近まで加熱される。このとき、ペースト層中のバインダーの一部が燃焼して水及び二酸化炭素となり、ドライエア13に持ち去られる。また、バインダーの残部及び溶剤は燃焼しないまま揮発してドライエア13により持ち去られる。これにより、ペースト層からバインダー及び溶剤が消失すると共に、ドライエア13は、水、二酸化炭素、バインダー成分及び溶剤成分を含有するエア(汚染エア)となる。この現象は、主として300乃至450℃の温度域において起こる。次に、保持部3が基板11を焼成温度Tに保持し、ペースト層中のガラス粉末を軟化させ、ペースト層を焼成する。焼成温度Tは例えば500乃至600℃である。次に、冷却部4が基板11を焼成温度Tから例えば室温付近まで冷却する。
【0042】
このような焼成工程を経て作製した前面基板と背面基板とを、相互に対向するように重ね合わせる。次に、加熱することにより前面基板と背面基板とを封着し、前面基板と背面基板との間に形成される放電空間内を排気し、この放電空間内に放電ガスを封入する。これにより、PDPが製造される。
【0043】
以下、本発明の構成要件における数値限定理由について説明する。
【0044】
酸素を含む気体の供給速度:0.5乃至10m/秒
酸素を含む気体の供給速度(流速)が0.5m/秒未満であると、炉室内に十分且つ均一に気体を行き渡させることが難しく、排気系統への負荷が増加し、また、ペースト層中のバインダーを効率よく且つ基板面内において均一に燃焼させることが難しい。一方、前記給気速度が10m/秒を超えると、各炉室における気体の排気量を給気量に対して十分に大きくしても、供給された気体の全てを排気することができず、この気体が隣接する炉室又は炉外に流出することがある。この結果、隣接する炉室又は炉外の環境を汚染したり、基板にバインダー成分が再付着したりするという問題が発生することがある。これに対して、給気速度を10m/秒以下とすると、隣接する炉室及び炉外への気体の流出が抑制され、隣接する炉室及び炉外の環境を汚染することを防止できると共に、酸素を含む気体が基板の表面に沿ってこの表面をなめるように流れ、ペースト層中のバインダーを均一に且つ効率よく燃焼させることができる。このため、前記供給速度は0.5乃至10m/秒であることが好ましい。より好ましくは0.5乃至5m/秒であり、より好ましくは0.5乃至2m/秒である。
【0045】
本実施形態においては、焼成炉1における最上流側、即ち基板11の入口側に配置された炉室5a内の圧力を、炉外の圧力に対して負圧としているため、焼成炉1内において発生した汚染エアが、炉外に漏洩することを防止できる。これにより、炉外、例えばクリーンルームが汚染されることを防止できる。
【0046】
また、昇温部2における各炉室5内において、排気管9による排気量を、常温常圧状態における体積量に換算して、供給管8による給気量以上の量としているため、各炉室5が外部に対して負圧となり、汚染エアが保持部3及び炉外(例えばクリーンルーム)に流出することがない。この結果、汚染エアの流出による保持部3及び炉外の汚染並びに基板11へのバインダー成分の再付着を防止できる。
【0047】
更に、炉室5eにおける排気量は、昇温部2における他の炉室5a、5b、5c及び5dにおける排気量よりも大きくなっている。これにより、(クリーンルーム→炉室5a→炉室5b→炉室5c→炉室5e→炉室5eの排気管9により排気)という気体の流れを形成することができる。また、(保持部3→炉室5e→炉室5eの排気管9により排気)という気体の流れも形成することができる。これにより、昇温部2において発生した汚染エアが、クリーンルーム及び保持部3に流出することをより確実に防止できる。
【0048】
更にまた、前記酸素を含む気体の供給速度を、0.5乃至10m/秒としているため、各炉室5に十分且つ均一にドライエア13を供給でき、またドライエア13を基板11の表面に沿ってこの表面をなめるように流すことができ、更に汚染エアが排気されずに隣接する炉室又は炉外に流出することをより確実に防止できる。
【0049】
更にまた、各炉室5内において、供給管8が排気管9よりも基板11の移動方向上流側に設けられているため、エアが流れる方向を基板11の移動方向12に対して順方向とすることができる。この結果、各炉室5において発生した汚染エアが、より上流側の炉室に流出することをより確実に防止できる。これにより、汚染エアが、より低温の炉室5に流入して析出することを防止できる。
【0050】
なお、本実施形態においては、保持部3における例えば上流側から3番目の炉室でのみ給気を行っているが、本発明はこれに限定されず、保持部3及び冷却部4の炉室のうち、複数の炉室又は全ての炉室において、給気若しくは排気、又は給気及び排気の両方を実施してもよい。
【0051】
【発明の効果】
以上詳述したように、本発明によれば、PDPの焼成炉において、最も上流側に配置された炉室の圧力を炉外に対して負圧としているため、焼成炉内において発生した汚染エアが炉外に漏洩することを防止でき、炉外の環境を清浄に保つことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施形態に係る連続式の焼成炉を示す模式図、及び横軸にこの焼成炉における位置をとり縦軸に基板温度をとって基板温度の変化を示すチャート図である。
【図2】この焼成炉を示す部分断面図である。
【図3】この焼成炉における各炉室を示す模式的断面図である。
【図4】従来の連続式の焼成炉を示す模式図、及び横軸にこの焼成炉における位置をとり縦軸に基板温度をとって基板温度の変化を示すチャート図である。
【図5】この従来の焼成炉を示す部分断面図である。
【符号の説明】
1;焼成炉
2;昇温部
3;保持部
4;冷却部
5、5a、5b、5c、5d、5e;炉室
6;基板搬送手段
7;セッタ
8;給気管
9;排気管
10;通路
11;基板
12;基板11の移動方向
13;ドライエア
14;加熱装置
101;焼成炉
102;昇温部
103;保持部
104;冷却部
105、105a;炉室
106;基板搬送手段
107;セッタ
108;給気管
109;排気管
110;通路
111;基板
112;基板111の移動方向
113;ドライエア
T;焼成温度[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a firing furnace for a plasma display panel that can prevent a solvent and a binder component contained in a paste layer from contaminating the surrounding environment, and a method for manufacturing a plasma display panel using the firing furnace.
[0002]
[Prior art]
When manufacturing a plasma display panel (hereinafter referred to as PDP), a scanning electrode and a common electrode are formed on a substrate, and a protective layer made of a dielectric layer and MgO is formed so as to cover the scanning electrode and the common electrode. A substrate is manufactured, a data electrode (address electrode) is formed on another substrate, a dielectric layer, a partition wall, and a phosphor layer are formed on the data electrode to prepare a back substrate. The front substrate and the back substrate Are stuck together. In each step of forming the scan electrode and common electrode, dielectric layer, data electrode (address electrode), barrier rib, and phosphor layer, a paste layer is formed on the substrate, and then the paste layer is heated. And firing.
[0003]
There are two types of firing methods: a method using a batch-type firing furnace and a method using a continuous-type firing furnace. When both are compared, the method using a continuous-type firing furnace in terms of production efficiency. The method is superior (see, for example, Patent Document 1). FIG. 4 is a schematic diagram showing a conventional continuous firing furnace, and a chart showing the furnace temperature distribution with the horizontal axis representing the position in the firing furnace and the vertical axis representing the substrate temperature. It is a fragmentary sectional view which shows this conventional baking furnace.
[0004]
As shown in FIG. 4, the conventional
[0005]
As shown in FIG. 5, each
[0006]
In the
[0007]
The
[0008]
In the
[0009]
[Patent Document 1]
JP-A-11-025854
[0010]
[Problems to be solved by the invention]
However, the conventional techniques described above have the following problems. That is, since the
[0011]
The present invention has been made in view of such problems, and provides a firing furnace for a plasma display panel capable of preventing leakage of contaminated air to the outside of the furnace, and a method for manufacturing a plasma display panel using the firing furnace. The purpose is to do.
[0012]
[Means for Solving the Problems]
The continuous baking furnace of the plasma display panel according to the present invention includes a transfer means for transferring the substrate in the continuous baking furnace of the plasma display panel for baking the substrate by moving the substrate of the plasma display panel therein, and the substrate. A plurality of furnace chambers that are arranged along the moving direction of the substrate and through which the substrate sequentially passes, a heating unit that heats the substrate, a gas supply unit that supplies a gas containing oxygen into the furnace chamber, and the furnace Gas exhaust means for exhausting gas from the chamber, and the pressure in the furnace chamber disposed on the most upstream side in the moving direction of the substrate is negative with respect to the pressure outside the furnace.In each furnace chamber, the gas supply means is provided upstream of the gas exhaust means in the movement direction of the substrate.It is characterized by being.
[0013]
In the present invention, by setting the pressure in the furnace chamber arranged on the most upstream side in the moving direction of the substrate to a negative pressure with respect to the pressure outside the furnace, the contaminated air generated in the furnace chamber leaks outside the furnace. Can be prevented. This can prevent the outside of the furnace from being contaminated.
[0014]
The furnace chamber group including the plurality of furnace chambers includes a temperature raising unit that raises the temperature of the substrate to a firing temperature, a holding unit that holds the substrate at the firing temperature, and the substrate is cooled from the firing temperature. The amount of exhaust by the gas exhaust means is equal to or greater than the amount supplied by the gas supply means in terms of a volume in a normal temperature and normal pressure state in each furnace chamber in the temperature raising section. preferable.
[0015]
As described above, in each furnace chamber of the temperature raising unit, a gas containing oxygen comes into contact with the paste layer formed on the substrate, and a part of the binder contained in the paste layer is burned. Further, the remainder of the binder and the solvent are volatilized without being burned and carried away by a gas containing oxygen. Thereby, while a binder and a solvent lose | disappear from a paste layer, the gas containing oxygen loses a part of oxygen and becomes air (contamination air) containing water, a carbon dioxide, a binder component, and a solvent component. However, if the contaminated air generated in each furnace chamber is not completely exhausted in that furnace chamber, it will flow out to other furnace chambers adjacent to this furnace chamber or outside the furnace. In particular, when the supply amount is larger than the displacement amount in terms of the volume in the normal temperature and normal pressure state, and the furnace chamber becomes a positive pressure, this contaminated air outflow inevitably occurs. When the contaminated air flows out into the furnace chamber on the downstream side in the substrate movement direction, the binder component reattaches to the substrate, causing deterioration of the characteristics of the PDP. Moreover, the burden of the gas exhaust means of the furnace chamber into which contaminated air flowed increases. On the other hand, if the contaminated air flows out into the furnace chamber on the upstream side in the substrate movement direction, it flows out into the furnace chamber on the lower temperature side. It deposits on the surface and contaminates the substrate and furnace chamber. Furthermore, if contaminated air flows out of the furnace, the environment outside the furnace is contaminated.
[0016]
Therefore, in each furnace chamber in the temperature raising section, the amount of exhaust by the gas exhaust means is converted to the volume in the normal temperature and normal pressure state, and the volume amount is equal to or larger than the supply amount by the gas supply means. Becomes a negative pressure, and the contaminated air generated in each furnace chamber can be exhausted in the furnace chamber. Thereby, contaminated air does not flow out to the adjacent furnace chamber and the outside of the furnace, and the above-mentioned problem can be solved. Note that the amount of gas corresponding to the difference between the exhaust amount and the supply amount is supplemented by, for example, air flowing in from the furnace entrance and the like. The normal temperature and normal pressure state is, for example, a temperature of 20 ° C. and a pressure of 1 atm (1.013 × 10 65Pa). Moreover, in this specification, air means the air in the clean room in which the baking furnace was installed, for example.
[0017]
Further, the furnace chamber group including the plurality of furnace chambers includes a temperature raising unit that raises the temperature of the substrate to a baking temperature, a holding unit that holds the substrate at the baking temperature, and the substrate is cooled from the baking temperature. The exhaust volume in the furnace chamber that is arranged at a position adjacent to the holding portion in the temperature rising portion is converted into a volume in a normal temperature and normal pressure state, and adjacent to the holding portion in the temperature rising portion. It is preferable that it is larger than the exhaust amount in each furnace chamber other than the furnace chamber arranged in the position. Thereby, it can prevent more reliably that the contamination air which generate | occur | produced in the temperature rising part flows out to a holding | maintenance part.
[0018]
Furthermore, it is preferable that a supply speed of the gas containing oxygen, that is, a flow speed of the supplied gas is 0.5 to 10 m / second. Accordingly, a sufficient amount of the gas can be supplied to each furnace chamber, and the supplied gas can be more reliably prevented from flowing out to the adjacent furnace chamber or outside the furnace without being exhausted. More preferably, the supply speed is 0.5 to 5 m / sec, more preferably 0.5 to 2 m / sec.
[0019]
Furthermore, in each furnace chamber, the gas supply means is provided upstream of the gas exhaust means in the movement direction of the substrate.TheThereby, in each furnace chamber, the direction where gas flows can be made into the forward direction with respect to the moving direction of a board | substrate. As a result, it is possible to prevent the contaminated air generated in each furnace chamber from flowing out into the furnace chamber disposed upstream of the furnace chamber in the substrate moving direction. Thereby, the contaminated air generated in each furnace chamber can be prevented from flowing into the cooler chamber and being deposited.
[0020]
In the method for manufacturing a plasma display panel according to the present invention, the substrate of the plasma display panel is heated in a continuous firing furnace, and the firing is performed in the temperature raising step of the firing step of eliminating the binder from the paste layer formed on the substrate. The pressure inside the furnace is negative with respect to the pressure outside the firing furnace.The supply direction of the gas containing oxygen supplied into the firing furnace is a forward direction with respect to the moving direction of the substrate.It is characterized by doing.
[0021]
Further, in the temperature raising step, the amount of gas exhausted from at least one of the furnace chambers of the firing furnace is converted to a volume in a normal temperature and normal pressure state, and is equal to or greater than the amount of gas supplied to the furnace chamber. The amount of exhaust in the furnace chamber through which the substrate finally passes in the temperature raising step may be converted to the volume in a normal temperature and normal pressure state, and the substrate passes through the substrate in the temperature raising step. You may make it larger than the exhaust_gas | exhaustion amount in furnace chambers other than the furnace chamber which passes the said last. Further, the firing step may be a step of firing the scanning electrode and the common electrode, a step of firing the data electrode, a step of firing the dielectric layer, a step of firing the partition walls, or a step of firing the phosphor layer. Good.
[0022]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be specifically described with reference to the accompanying drawings. FIG. 1 is a schematic diagram showing a continuous firing furnace according to the present embodiment, and a chart showing changes in the substrate temperature with the horizontal axis representing the position in the firing furnace and the vertical axis representing the substrate temperature. 2 is a partial sectional view showing the firing furnace, and FIG. 3 is a schematic sectional view showing furnace chambers in the firing furnace.
[0023]
The firing
[0024]
The
[0025]
As shown in FIGS. 2 and 3, each
[0026]
Further, in each
[0027]
Then,
[0028]
In each
[0029]
Further, the exhaust amount in the furnace chamber 5e adjacent to the holding
[0030]
On the other hand, a predetermined amount of
[0031]
The temperature at the time of supplying dry air is, for example, 100 ° C., but is heated to the furnace temperature at the time of exhaust. For this reason, in the furnace chamber in which the furnace temperature exceeds 100 ° C., the supplied gas is thermally expanded in the furnace chamber. Therefore, in the present specification, the supply amount and the exhaust amount are compared by a volume amount converted into a normal temperature and normal pressure state.
[0032]
Next, specific examples of dimensions and supply / exhaust amounts of each part in the
[0033]
Table 1 shows an example of the furnace chamber temperature, the air supply amount, and the exhaust amount in each of the
[0034]
[Table 1]
[0035]
A conversion formula for converting the exhaust volume in the normal temperature and normal pressure state from the exhaust volume in the gas furnace chamber temperature is shown in
[0036]
[Expression 1]
[0037]
Next, a method for using the
[0038]
On the other hand, a data electrode is formed on another glass substrate, a paste layer made of a dielectric is formed so as to cover the data electrode, and this paste layer is baked to form a dielectric layer. Next, a barrier rib paste layer is formed, dried and fired to form barrier ribs. Next, a paste layer made of each color phosphor material is applied and baked to form a phosphor layer.
[0039]
Next, the firing method in each of the above steps will be described. As shown in FIG. 1, a
[0040]
In the
[0041]
In the
[0042]
The front substrate and the back substrate manufactured through such a baking process are overlapped so as to face each other. Next, the front substrate and the rear substrate are sealed by heating, the discharge space formed between the front substrate and the rear substrate is exhausted, and the discharge gas is sealed in the discharge space. Thereby, PDP is manufactured.
[0043]
Hereinafter, the reason for the numerical limitation in the constituent requirements of the present invention will be described.
[0044]
Supply speed of gas containing oxygen: 0.5 to 10 m / sec
When the supply speed (flow velocity) of the gas containing oxygen is less than 0.5 m / second, it is difficult to distribute the gas sufficiently and uniformly in the furnace chamber, the load on the exhaust system increases, and the paste layer It is difficult to burn the binder efficiently and uniformly in the substrate surface. On the other hand, when the air supply speed exceeds 10 m / second, even if the gas exhaust amount in each furnace chamber is sufficiently increased with respect to the air supply amount, all of the supplied gas cannot be exhausted, This gas may flow out to the adjacent furnace chamber or outside the furnace. As a result, there may occur a problem that the adjacent furnace chamber or the environment outside the furnace is contaminated, and the binder component is reattached to the substrate. On the other hand, when the air supply speed is 10 m / second or less, the outflow of gas to the adjacent furnace chamber and the outside of the furnace is suppressed, and it is possible to prevent the adjacent furnace chamber and the environment outside the furnace from being contaminated. A gas containing oxygen flows along the surface of the substrate so as to lick the surface, and the binder in the paste layer can be uniformly and efficiently burned. For this reason, the supply speed is preferably 0.5 to 10 m / sec. More preferably, it is 0.5 to 5 m / sec, and more preferably 0.5 to 2 m / sec.
[0045]
In the present embodiment, since the pressure in the
[0046]
Further, in each
[0047]
Further, the exhaust amount in the furnace chamber 5e is larger than the exhaust amounts in the
[0048]
Furthermore, since the supply speed of the gas containing oxygen is set to 0.5 to 10 m / second, the
[0049]
Furthermore, in each
[0050]
In the present embodiment, air is supplied only in, for example, the third furnace chamber from the upstream side in the holding
[0051]
【The invention's effect】
As described above in detail, according to the present invention, in the PDP firing furnace, the pressure in the furnace chamber arranged on the most upstream side is set to a negative pressure with respect to the outside of the furnace. Can be prevented from leaking outside the furnace, and the environment outside the furnace can be kept clean.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic diagram showing a continuous firing furnace according to an embodiment of the present invention, and a chart showing changes in the substrate temperature with the horizontal axis representing the position in the firing furnace and the vertical axis representing the substrate temperature. .
FIG. 2 is a partial sectional view showing the firing furnace.
FIG. 3 is a schematic cross-sectional view showing each furnace chamber in the firing furnace.
FIG. 4 is a schematic diagram showing a conventional continuous firing furnace, and a chart showing changes in the substrate temperature with the horizontal axis representing the position in the firing furnace and the vertical axis representing the substrate temperature.
FIG. 5 is a partial cross-sectional view showing this conventional firing furnace.
[Explanation of symbols]
1: Firing furnace
2; Temperature rising part
3; Holding part
4; Cooling part
5, 5a, 5b, 5c, 5d, 5e; furnace chamber
6: Substrate transfer means
7; Setter
8: Air supply pipe
9: Exhaust pipe
10; passage
11: Substrate
12: Movement direction of the
13; Dry air
14; Heating device
101; Firing furnace
102; Temperature rising part
103; holding part
104; Cooling section
105, 105a; furnace chamber
106; substrate transfer means
107; Setter
108; supply pipe
109; exhaust pipe
110; passage
111; substrate
112; direction of movement of
113; dry air
T: Firing temperature
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