JP4207463B2 - プラズマディスプレイパネルの製造方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、大画面で、薄型、軽量のディスプレイ装置として知られているプラズマディスプレイパネル（以下、ＰＤＰと記す）のパネル構造物である、例えば蛍光体やフリットガラスなどを焼成することにより固化させるＰＤＰの製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
ＰＤＰの製造においては、例えば、前面基板、背面基板と称するガラスの基板の表面に、印刷、乾燥、焼成の各工程を繰り返す厚膜工程により、電極や誘電体層などのパネル構造物を逐次形成していき、その後、前面基板と背面基板とを封着することが行われる。
【０００３】
そして、乾燥、焼成の各工程は、例えば、複数本のローラーを基板の搬送方向に並べて配置した搬送手段を有し、その搬送手段により基板を搬送するとともに焼成を行う、いわゆるローラーハース式連続焼成装置（以下、焼成装置と記す）により行われ、その際の温度パターンは、基板を所定の乾燥または焼成温度にまで昇温し、そしてその温度で保温することで乾燥または焼成を行い、その後、降温するというものである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述したような製造方法においては、特に基板への熱負荷の大きい焼成の際に、基板が変形したり割れたりする場合がある。この原因としては、基板が焼成装置内を搬送される際、基板には、搬送方向の前部と後部とで温度差が生じ、その状態のまま焼成温度にまで加熱すると、この温度差は焼成時に最大となり、その結果、基板には熱応力が発生し、変形や割れに至るということが考えられる。
【０００５】
また、基板に変形や割れといった問題が発生しない場合であっても、基板には温度分布が発生していることから、基板上に形成されているパネル構造物の乾燥もしくは焼成に際しては、基板の前と後とで熱履歴に差が生じることとなり、このことにより、パネル構造物の品質への悪影響が発生する場合がある。
【０００６】
上述のような問題は、パネルの大画面化への対応のために基板を大きくする場合や、高スループットを目的として搬送速度を高速とする場合に、より顕著となって現れる。
【０００７】
本発明はこのような現状に鑑みなされたもので、基板に対して、搬送方向の前部と後部とで温度差を生じさせずに良好に焼成できるＰＤＰの製造方法を実現することを目的とするものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
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の製造方法は、搬送手段によって基板を搬送するとともに、基板に形成したパネル構造物を所定の焼成温度Ｔ１（℃）に保温した状態で焼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、その温度パターンが、焼成温度Ｔ１（℃）より低い温度Ｔ２（℃）にまで、一つの温度勾配で加熱する昇温ステップと、引き続き、温度Ｔ２（℃）から焼成温度Ｔ１（℃）にまで、昇温ステップでの温度勾配より小さい温度勾配で加熱する遷移ステップと、引き続き、焼成温度Ｔ１（℃）に保温した状態で焼成する保温ステップと、を備え、温度Ｔ２（℃）と温度Ｔ１（℃）とは、０．９×Ｔ１≦Ｔ２＜Ｔ１という関係を有するというものである。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の一実施の形態について図を用いて説明するが、本発明の実施の形態はこれに制限されるものではない。
【００１０】
ＰＤＰは、ガス放電により紫外線を発生させ、この紫外線で蛍光体を励起して発光させカラー表示を行うものであり、大別して、駆動的にはＡＣ型とＤＣ型があり、放電形式では面放電型と対向放電型の２種類があるが、高精細化、大画面化および製造の簡便性から、現状では、プラズマディスプレイパネルの主流は、３電極構造の面放電型のものである。そしてその構造は、一方の基板上に平行に隣接した表示電極対を有し、もう一方の基板上に表示電極と交差する方向に配列されたアドレス電極と、隔壁、蛍光体層を有するもので、比較的蛍光体層を厚くすることができ、蛍光体によるカラー表示に適している。
【００１１】
このようなＰＤＰは、液晶パネルに比べて高速の表示が可能であり、視野角が広いこと、大型化が容易であること、自発光型であるため表示品質が高いことなどの理由から、フラットパネルディスプレイの中で最近特に注目を集めており、多くの人が集まる場所での表示装置や家庭で大画面の映像を楽しむための表示装置として各種の用途に使用されている。
【００１２】
ここで、一般的なＰＤＰの構造を図１に示す。ＰＤＰは、前面基板１と背面基板２とから構成されている。前面基板１は、例えばフロート法による硼珪素ナトリウム系ガラス等からなるガラス基板などの透明且つ絶縁性の基板３上に形成された、走査電極４と維持電極５とが対をなすストライプ状の表示電極６と、表示電極６群を覆うように形成された誘電体層７と、誘電体層７上に形成されたＭｇＯからなる保護膜８とにより構成されている。なお、走査電極４および維持電極５は、例えばＩＴＯのような透明かつ導電性の材料で形成された透明電極４ａ、５ａと、この透明電極４ａ、５ａに電気的に接続されるように形成された、例えばＡｇからなるバス電極４ｂ、５ｂとで構成されている。
【００１３】
また、背面基板２は、基板３に対向配置される基板９上に、表示電極６と直交する方向に形成されたアドレス電極１０と、そのアドレス電極１０を覆うように形成された誘電体層１１と、アドレス電極１０間の誘電体層１１上にアドレス電極１０と平行にストライプ状に形成された複数の隔壁１２と、この隔壁１２間に形成した蛍光体層１３とにより構成されている。なお、カラー表示のために前記蛍光体層１３は、通常、赤、緑、青の３色が順に配置されている。
【００１４】
そしてＰＤＰは、以上述べた前面基板１と背面基板２とを、表示電極６とアドレス電極１０とが直交するように微小な放電空間を挟んで対向配置した状態で周囲を封着部材（図示せず）により封止した構成となっており、前記放電空間にはネオン及びキセノンなどを混合してなる放電ガスが封入されている。
【００１５】
このＰＤＰの放電空間は、隔壁１２によって複数の区画に仕切られており、この隔壁１２間に単位発光領域となる複数の放電セルが形成されるように表示電極６が設けられ、表示電極６とアドレス電極１０とが直交して配置されている。そして、アドレス電極１０および表示電極６に印加される周期的な電圧によって放電を発生させ、この放電による紫外線を蛍光体層１３に照射して可視光に変換させることにより、画像表示が行われる。
【００１６】
次に、上述した構成のＰＤＰの製造方法について、図２を用いて説明する。図２は、本発明の実施の形態によるＰＤＰの製造方法の工程を示す図である。
【００１７】
まず、前面基板１を製造する前面基板工程について述べる。基板３を受入れる基板受入れ工程（Ｓ１１）の後、基板３上に表示電極６を形成する表示電極形成工程（Ｓ１２）を行う。これは、透明電極４ａおよび５ａを形成する透明電極形成工程（Ｓ１２−１）と、その後に行われるバス電極４ｂおよび５ｂを形成するバス電極形成工程とを有し、バス電極形成工程（Ｓ１２−２）は、例えばＡｇなどの導電性ペーストをスクリーン印刷などで塗布する導電性ペースト塗布工程（Ｓ１２−２−１）と、その後、塗布した導電性ペーストを焼成する導電性ペースト焼成工程（Ｓ１２−２−２）とを有する。次に、表示電極形成工程（Ｓ１２）により形成された表示電極６上を覆うように誘電体層７を形成する誘電体層形成工程（Ｓ１３）を行う。これは、鉛系のガラス材料（その組成は、例えば、酸化鉛［ＰｂＯ］７０重量％，酸化硼素［Ｂ₂Ｏ₃］１５重量％，酸化硅素［ＳｉＯ₂
］１５重量％。）を含むペーストをスクリーン印刷法で塗布するガラスペースト塗布工程（Ｓ１３−１）と、その後、塗布したガラス材料を焼成するガラスペースト焼成工程（Ｓ１３−２）とを有するものである。その後、誘電体層７の表面に真空蒸着法などで酸化マグネシウム（ＭｇＯ）などの保護膜８を形成する保護膜形成工程（Ｓ１４）を行う。以上により前面基板１が製造される。
【００１８】
次に、背面基板２を製造する背面基板工程について述べる。基板９を受入れる受入れ工程（Ｓ２１）の後、基板９上にアドレス電極１０を形成するアドレス電極形成工程（Ｓ２２）を行う。これは、例えばＡｇなどの導電性ペーストをスクリーン印刷などで塗布する導電性ペースト塗布工程（Ｓ２２−１）と、その後、塗布した導電性ペーストを焼成する導電性ペースト焼成工程とを有する。次に、アドレス電極１０の上に誘電体層１１を形成する誘電体層形成工程（Ｓ２３）を行う。これは、ＴｉＯ₂粒子と誘電体ガラス粒子とを含む誘電体用ペーストをス
クリーン印刷などで塗布する誘電体用ペースト塗布工程（Ｓ２３−１）と、その後、塗布した誘電体用ペーストを焼成する誘電体用ペースト焼成工程（Ｓ２３−２）とを有する。次に、誘電体層１１上のアドレス電極１０の間に隔壁１２を形成する隔壁形成工程（Ｓ２４）を行う。これは、ガラス粒子を含む隔壁用ペーストを印刷などで塗布する隔壁用ペースト塗布工程（Ｓ２４−１）と、その後、塗布した隔壁用ペーストを焼成する隔壁用ペースト焼成工程（Ｓ２４−２）とを有する。そしてその後、障壁１２間に蛍光体層１３を形成する蛍光体層形成工程（Ｓ２５）を行う。これは、赤色，緑色，青色の各色蛍光体ペーストを作製し、これを隔壁どうしの間隙に塗布する蛍光体ペースト塗布工程（Ｓ２５−１）と、その後、塗布した蛍光体ペーストを焼成する蛍光体ペースト焼成工程（Ｓ２５−２）とを有する。以上により背面基板２が製造される。
【００１９】
次に、以上により製造された前面基板１と背面基板２との封着、そしてその後の真空排気、および放電ガス封入について述べる。まず、前面基板１及び背面基板２のどちらか一方または両方に封着用ガラスフリットからなる封着部材を形成する封着部材形成工程（Ｓ３１）を行う。これは、封着用ガラスペーストを塗布する工程（Ｓ３１−１）と、その後、塗布したガラスペースト内の樹脂成分等を除去するために仮焼するガラスペースト仮焼成工程（Ｓ３１−２）を有する。次に、前面基板１の表示電極６と背面基板２のアドレス電極１０とが直交して対向するように重ね合わせるための重ね合わせ工程（Ｓ３２）を行い、その後、重ね合わせた両基板を加熱して封着部材を軟化させることによって封着する封着工程（Ｓ３３）を行う。次に、封着された両基板により形成された微小な放電空間を真空排気しながらパネルを焼成する排気・ベーキング工程（Ｓ３４）を行い、その後、放電ガスを所定の圧力で封入する放電ガス封入工程（Ｓ３５）を行うことによりＰＤＰが完成する（Ｓ３６）。
【００２０】
ここで、以上の製造方法における、パネル構造物１５であるバス電極４ｂ、５ｂ、誘電体層７、アドレス電極１０、誘電体層１１、隔壁１２、蛍光体層１３、および封着部材（図示せず）の形成工程である、焼成工程について説明する。図３は本実施の形態によるＰＤＰの製造方法に用いられる焼成装置の概略構成の断面図、図４は図３におけるＸ−Ｘ断面矢視図である。焼成装置１４は、例えば蛍光体やフリットガラスなどのパネル構造物１５を設けた基板１６を搬送する搬送手段１８と、パネル構造物１５を設けた基板１６を焼成する焼成手段１９とを備えるものである。基板１６は、ＰＤＰの前面基板１の基板３もしくは背面基板２の基板９である。搬送手段１８は、搬送方向に対して配列された複数本のローラー２０により構成されたものである。パネル構造物１５を設けた基板１６の搬送に際しては、基板１６がローラー２０により傷付けられないようにする等の観点から、セッター１７上にパネル構造物１５を形成した基板１６を載せて（以下、被焼成物２１と記す）搬送する方法が行われる。焼成手段１９は、焼成装置１４の内部に設けられた例えば複数個のヒータ２２である。そして、焼成装置１４の内部は被焼成物２１の搬送方向に沿っていくつかの領域１４ａ〜１４ｈに分割されており、それぞれの領域でヒータ２２の温度条件を独立して制御することが可能であり、ローラー２０による搬送と組み合わせて被焼成物２１を任意の温度パターンで焼成することができる。
【００２１】
ここで、温度パターンの一例を示す。図５は、本実施の形態のＰＤＰの製造方法における焼成工程での温度パターンの一例を示す図である。横軸の領域１４ａ〜１４ｈは、図３に示した焼成装置１４の領域１４ａ〜１４ｈと対応するものである。図５において、領域１４ａ〜１４ｃは昇温ステップによる昇温領域、領域１４ｄは遷移ステップによる遷移領域、領域１４ｅは保温ステップによる保温領域、領域１４ｆ〜１４ｈは降温ステップによる降温領域である。被焼成物２１は昇温領域１４ａ〜１４ｃでは、所定の焼成温度Ｔ１（℃）より低い温度Ｔ２（℃）にまで、一つの温度勾配で加熱され、更に遷移領域において、焼成温度Ｔ１（℃）より低い温度Ｔ２（℃）から、昇温ステップでの温度勾配より小さい温度勾配で加熱される。この遷移領域が存在することにより、昇温領域において、基板１６の搬送方向の前部と後部とで温度差がつくような場合であっても、遷移領域での温度勾配が小さいため、その温度差は緩和されながら、所定の焼成温度Ｔ１（℃）にまで昇温されることとなる。その結果、保温領域での保温ステップが開始される前には、被焼成物２１の基板１６の搬送方向の前部と後部とでの温度差が小さくなった状態となるため、基板１６の前部と後部とでの温度差が焼成時に助長されて基板１６が変形したり割れたりするという問題や、基板１６上に形成されたパネル構造物１５の焼成に対する熱履歴が大きく異なり焼成後の品質に悪影響を与えるという問題などの発生はなくなる。
【００２２】
また、昇温領域において発生する基板１６の搬送方向の前部と後部とでの温度差を緩和する遷移領域が存在することから、昇温領域での昇温ステップにおいては、保温領域での保温ステップの開始前での基板１６の前部と後部とでの温度差の発生に関して考慮する必要がなくなるため、昇温領域での温度勾配を大きく設定することができ、その結果、焼成工程全体でのスループットを高めることが可能となる。
【００２３】
ここで、温度Ｔ２（℃）と温度Ｔ１（℃）とは、０．９×Ｔ１≦Ｔ２＜Ｔ１
という関係を有するようにすれば、遷移領域での基板１６の前部と後部とでの温度差の緩和に対して有利となり好ましい。
【００２４】
更に、遷移領域での基板１６の前部と後部とでの温度差の緩和という観点から、遷移領域での遷移ステップにおいては、基板の搬送は、連続搬送ではなく、一端、所定の温度雰囲気の中に、所定の時間、停止し、その後、次の領域、つまり保温領域に搬送される間欠搬送であることが好ましい。
【００２５】
また、図６に、温度パターンの他の例を示す。これは、遷移領域１４ｄでの温度勾配が０となるように、つまり、一定温度となるように遷移領域での加熱の状態を制御したものである。このことにより、基板１６の前部と後部とでの温度差を緩和する効果を更に高めることが可能となる。
【００２６】
ここで、図６に示す温度パターンにおいては、遷移領域から移行した直後の保温領域のＡ部において基板温度の上昇が見られるが、温度Ｔ１（℃）と温度Ｔ２（℃）との関係を適当に決めてやれば、Ａ部による保温領域への影響を小さくすることができる。
【００２７】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明のプラズマディスプレイパネルの製造方法によれば、パネル構造物を所定の焼成温度で焼成する保温ステップに達する前に、基板の前部と後部とでの温度差の発生を緩和させるための遷移ステップを設けているので、基板に対して、搬送方向の前部と後部とで温度差を生じさせずに良好に焼成できるＰＤＰの製造方法を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 プラズマディスプレイパネルの構成を示す断面斜視図
【図２】 本発明の一実施の形態のプラズマディスプレイパネルの製造方法の工程を示す工程流れ図
【図３】 本発明の一実施の形態のプラズマディスプレイパネルの焼成装置の構成を示す断面図
【図４】 図３におけるＸ−Ｘ断面矢視図
【図５】 本発明の一実施の形態のプラズマディスプレイパネルの製造方法および製造装置における基板焼成の温度パターンの一例を示す図
【図６】 同じく、本発明の一実施の形態のプラズマディスプレイパネルの製造方法および製造装置における基板焼成の温度パターンの他の例を示す図
【符号の説明】
１５ パネル構造物
１６ 基板
１７ セッター
１８ 搬送手段
１９ 焼成手段
２０ ローラー
２２ ヒータ

Claims (2)

1. 搬送手段によって基板を搬送するとともに、基板に形成したパネル構造物を所定の焼成温度Ｔ１（℃）に保温した状態で焼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、その温度パターンが、焼成温度Ｔ１（℃）より低い温度Ｔ２（℃）にまで、一つの温度勾配で加熱する昇温ステップと、引き続き、温度Ｔ２（℃）から焼成温度Ｔ１（℃）にまで、昇温ステップでの温度勾配より小さい温度勾配で加熱する遷移ステップと、引き続き、焼成温度Ｔ１（℃）に保温した状態で焼成する保温ステップと、を備え、温度Ｔ２（℃）と温度Ｔ１（℃）とは、
   ０．９×Ｔ１≦Ｔ２＜Ｔ１
   という関係を有するプラズマディスプレイパネルの製造方法。
2. 遷移ステップでの基板の搬送が、間欠搬送である請求項１に記載のプラズマディスプレイパネルの製造方法。

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