JP4089366B2

JP4089366B2 - プラズマディスプレイパネルの製造方法

Info

Publication number: JP4089366B2
Application number: JP2002268565A
Authority: JP
Inventors: 浩幸河村; 浩幸米原; 正樹青木; 和彦杉本; 広志瀬戸口; 純一日比野
Original assignee: Panasonic Corp; Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Corp; Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2002-09-13
Filing date: 2002-09-13
Publication date: 2008-05-28
Anticipated expiration: 2022-09-13
Also published as: JP2004111093A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、表示ディスプレイなどに用いるプラズマディスプレイパネルに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
プラズマディスプレイパネル（以下、ＰＤＰと記す）の低コスト化のために、各製造設備のリードタイム短縮、固定費削減、生産性向上が求められている。
【０００３】
なかでも、製造設備において、基板のハンドリング、位置決めに要する時間を短縮できること、小型パネルの量産性を向上させることが可能なことから、１枚のガラス基板に電極や誘電体などのＰＤＰの構造物を複数台分、形成した後、割断して一台分毎に分割する、いわゆる多面取りによるＰＤＰの製造方法が有効な手段として考えられている（例えば、非特許文献１参照）。
【０００４】
これは具体的には、例えば、一枚のガラス基板の複数の領域に対して、電極、誘電体層、隔壁、蛍光体層などの構造物をそれぞれ形成することで複数の背面板を作製し、また、複数の領域に対して、電極、誘電体、ＭｇＯ保護膜などの構造物をそれぞれ形成することで複数の前面板を作製した後、ガラス基板にスクライブにより前記各領域毎に区切るように溝を形成し、その溝にしたがってガラス基板を各領域毎に割断することで、複数台分の前面パネルあるいは背面パネルを作製するというものである。
【０００５】
【非特許文献１】
日経ＢＰ社刊、「フラットパネルディスプレイ２００２、戦略編」、ｐ１３８
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
以上のような製造方法によって製造したＰＤＰには、点灯不良や絶縁耐圧不良などが発生する場合があり、本発明者らがその原因を検討した結果、以上のＰＤＰの不良は、ＰＤＰ製造工程はクリーンルーム内で行なわれているにもかかわらず、ＰＤＰ内部に混入した異物が原因であることが判った。そしてその異物は、分析の結果、ガラス基板であり、混入ルートは、ガラス基板に割断のための溝を形成する際に、チッピングなどにより、ガラスの欠片のようなガラス粉が発生し、それがガラス基板に形成した電極や隔壁など、ＰＤＰの構造物に付着し、そのまま製造工程が進行することでＰＤＰ内部に持ち込まれるということが判った。
【０００７】
ここで、上記ガラス粉のＰＤＰの構造物に対する影響を最小にするために、割断のための溝を、ＰＤＰの構造物を形成した面とは反対の面に形成することが有効ではあるが、ＰＤＰの構造物は厚膜工程で形成され、例えば１００μｍの高さの障壁などを有するものであるため、ＰＤＰの構造物を形成した後で、その形成した面とは反対の面に溝を、構造物に破損などの影響を与えることなく、精度良く形成することは非常に困難である。
【０００８】
本発明は、以上のような問題に鑑みてなされたものであり、ＰＤＰの不良の原因となる、ガラス基板を割断するための溝を形成する際に発生するガラス粉が、ＰＤＰ製造中に発生することがない多面取り可能なＰＤＰの製造方法を実現することを目的とする。
【０００９】
【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、マザー基板のガラス基板に対して、複数に割断可能なように溝を形成する工程と、その後、溝を形成していない方の面にプラズマディスプレイパネルの構造物を形成する工程と、その後、前記溝にしたがって前記ガラス基板を割断することで、複数台分の前面パネルあるいは背面パネルを作製する工程と、その後、前記前面パネルと前記背面パネルとを重ね合わせて封着する工程と、を有するものである。
【００１１】
【発明の実施の形態】
すなわち、本発明の請求項１に記載の発明は、マザー基板のガラス基板に対して、複数に割断可能なように溝を形成する工程と、その後、溝を形成していない方の面にプラズマディスプレイパネルの構造物を形成する工程と、その後、前記溝にしたがって前記ガラス基板を割断することで、複数台分の前面パネルあるいは背面パネルを作製する工程と、その後、前記前面パネルと前記背面パネルとを重ね合わせて封着する工程と、を有するプラズマディスプレイパネルの製造方法である。
【００１５】
以下、本発明の一実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
【００１６】
図１は、本発明の一実施の形態のＰＤＰ用のガラス基板の平面図を示すものである。マザー基板であるガラス基板１は、溝２により３つの領域３ａ、３ｂ、３ｃに割断可能となっている。ここで、溝２が形成される面は、電極などのＰＤＰの構造物を形成しない方の面である。
【００１７】
ここで、ガラス基板１に溝２を形成する形成方法としては、ガラス基板１を製造する際に鋳型等に流し込んだり、ガラス基板１がまだ軟らかい時期に凸形状の型を圧接することにより転造したりして形成する方法や、ガラス基板１に対してスクライブにより形成する方法などが挙げられる。
【００１８】
ここで、ガラス基板１の厚さは例えば２．８ｍｍであり、溝２の深さはガラス基板１の厚さの１０分の１以下の、例えば０．２ｍｍとしている。これは、ＰＤＰはその製造工程において熱プロセスを用いており、その際、ガラス基板１に作用する熱応力により、この溝２を起点としてガラス基板１が割れてしまう場合があるため、それを抑制するためである。板厚が１．５ｍｍから３ｍｍのガラス基板１に対して本発明者らが行なった、４２インチサイズのガラス板を２枚、多面取りするという実験によれば、ガラス基板１に対してその板厚の１０分の１以上の深さの溝２、例えば板厚が２．８ｍｍのガラス基板１に深さ０．３５ｍｍの溝２を形成したガラス基板１では、２０枚中５枚が熱プロセス中に溝２を起点として割れてしまったが、溝の深さを１０分の１以下、例えば深さを０．２ｍｍ以下にすることで、熱プロセス中での割れが大幅に抑制され、ほぼ発生しなくなることを確認している。これは、溝２の深さが浅くなることで、熱応力の集中が緩和されるためと考えられる。また、溝２の深さは、ＰＤＰ製造工程におけるハンドリングの際のガラス基板１の割れにも大きく影響し、当然、溝２の深さが浅い方がガラス基板１の強度が増し、ハンドリング中に溝２を起点として割れてしまうという問題の発生は抑制される。
【００１９】
次に、本発明の一実施の形態によるＰＤＰの製造方法について説明する。
【００２０】
まず、最初に、本発明の一実施の形態によるＰＤＰの製造方法により製造されるＰＤＰの概略構造を示す平面図を図２に示す。また図３は、本発明の一実施の形態によるＰＤＰの製造方法により製造されるＰＤＰの、画像表示領域における部分断面を示す斜視図である。両図を参照しながらＰＤＰの構造について説明する。
【００２１】
図２に示すように、ＰＤＰ１００は、前面ガラス基板１０１（図示せず）と、背面ガラス基板１０２と、Ｎ本の表示電極１０３と、Ｎ本の表示スキャン電極１０４（Ｎ本目を示す場合はその数字を付す。）と、Ｍ本のアドレス電極１０７群（Ｍ本目を示す場合はその数字を付す。）、および斜線で示す気密シール層１２１などからなり、各電極１０３、１０４、１０７による３電極構造の電極マトリックスを有しており、表示スキャン電極１０４とアドレス電極１０７との交点に放電セルが形成され、放電セルの集合体が画像表示領域１２３となる。
【００２２】
このＰＤＰ１００は、図３に示すように、前面ガラス基板１０１の１主面上に表示電極１０３、表示スキャン電極１０４、誘電体ガラス層１０５、ＭｇＯ保護層１０６が配された前面パネルと、背面ガラス基板１０２の１主面上にアドレス電極１０７、誘電体ガラス層１０８、隔壁１０９、および蛍光体層１１０Ｒ、１１０Ｇ、１１０Ｂが配された背面パネルとが張り合わされて、前面パネルと背面パネルとの間に形成される放電空間１２２内に放電ガスが封入された構成となっており、図４に示すように、ＰＤＰ駆動装置１５０に接続されてＰＤＰ表示装置１６０を構成している。
【００２３】
ここで、表示電極１０３、表示スキャン電極１０４、誘電体ガラス層１０５、ＭｇＯ保護層１０６、およびアドレス電極１０７、誘電体ガラス層１０８、隔壁１０９、蛍光体層１１０Ｒ、１１０Ｇ、１１０ＢなどがＰＤＰの構造物１１１である。
【００２４】
そして、ＰＤＰ表示装置１６０の駆動時には、図４に示すように、ＰＤＰ１００に表示ドライバ回路１５３、表示スキャンドライバ回路１５４、アドレスドライバ回路１５５を接続して、コントローラ１５２の制御に従い点灯させようとする放電セルにおいて表示スキャン電極１０４とアドレス電極１０７に印加することによりその間でアドレス放電を行った後に、表示電極１０３、表示スキャン電極１０４間にパルス電圧を印加して維持放電を行う。この維持放電により、当該放電セルにおいて紫外線が発生し、この紫外線により励起された蛍光体層が発光することで放電セルが点灯し、各色放電セルの点灯、非点灯の組み合わせによって画像が表示される。
【００２５】
次に、上述したＰＤＰ１００について、その製造方法を図１、図２および図３を参照しながら説明する。以下の例は、一枚の基板を３毎の基板に割断する例である。
【００２６】
ガラス基板１は、溝２により、製造するＰＤＰの画面サイズである領域３ａ、３ｂ、３ｃに割断可能となっている。
【００２７】
このガラス基板１の、領域３ａ、３ｂ、３ｃそれぞれが前面ガラス基板１０１として機能できるよう、領域３ａ、３ｂ、３ｃ上それぞれに対して、各Ｎ本の表示電極１０３および表示スキャン電極１０４（図３においては各２本のみ表示している。）を交互かつ平行にストライプ状に形成した後、その上を誘電体ガラス層１０５で被覆し、さらに誘電体ガラス層１０５の表面にＭｇＯ保護層１０６を形成する。
【００２８】
ここで、表示電極１０３および表示スキャン電極１０４は、銀からなる電極であって、電極用の銀ペーストをスクリーン印刷により塗布した後、焼成することによって形成する。また、誘電体ガラス層１０５は、鉛系のガラス材料を含むペーストをスクリーン印刷で塗布した後、所定温度、所定時間（例えば５６０℃で２０分）焼成することによって、所定の層の厚み（約２０μｍ）となるように形成する。上記鉛系のガラス材料を含むペーストとしては、例えば、ＰｂＯ（７０ｗｔ％）、Ｂ₂Ｏ₃（１５ｗｔ％）、ＳｉＯ₂（１０ｗｔ％）、およびＡｌ₂Ｏ₃（５ｗｔ％）と有機バインダ（α−ターピネオールに１０％のエチルセルローズを溶解したもの）との混合物が使用される。ここで、有機バインダとは樹脂を有機溶媒に溶解したものであり、エチルセルローズ以外に樹脂としてアクリル樹脂、有機溶媒としてブチルカービトールなども使用することができる。さらに、こうした有機バインダに分散剤（例えば、グリセルトリオレエート）を混入させてもよい。また、ＭｇＯ保護層１０６は、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）から成るものであり、例えばスパッタリング法やＣＶＤ法（化学蒸着法）によって層が所定の厚み（約０．５μｍ）となるように形成する。
【００２９】
以上のように、ガラス基板１の各領域３ａ、３ｂ、３ｃ上に、ＰＤＰの構造物１１１の一部である、表示電極１０３、表示スキャン電極１０４、誘電体ガラス層１０５、ＭｇＯ保護層１０６を形成した後、ガラス基板１に予め形成しておいた溝２にしたがって各領域３ａ、３ｂ、３ｃ毎に割断することで、各領域３ａ、３ｂ、３ｃそれぞれを前面ガラス基板１０１とした前面パネルを３枚作製する。
【００３０】
背面パネルも同様に、溝２により、製造するＰＤＰの画面サイズである領域３ａ、３ｂ、３ｃに割断可能となっているガラス基板１に対して、各領域３ａ、３ｂ、３ｃそれぞれが背面ガラス基板１０２として機能できるよう、領域３ａ、３ｂ、３ｃ上それぞれに対して、Ｍ本のアドレス電極１０７を平行にストライプ状に形成した後、その上を誘電体ガラス層１０８で被覆し、そしてアドレス電極１０７の間の位置に、同じく平行にストライプ状に隔壁１０９を形成する。そしてこの隔壁１０９間に、蛍光体層１１０Ｒ、１１０Ｇ、１１０Ｂを塗布して形成する。
【００３１】
ここで、アドレス電極１０７は銀からなる電極であって、電極用の銀ペーストをスクリーン印刷により塗布した後、焼成することによって形成する。また、誘電体ガラス層１０８は、鉛系のガラス材料を含むペーストをスクリーン印刷法で塗布した後、焼成することで形成する。また、隔壁１０９も、同じく鉛系のガラス材料を含むペーストをスクリーン印刷法により所定のピッチで繰り返し塗布した後、焼成することによって形成する。また、蛍光体１１０Ｒ、１１０Ｇ、１１０Ｂは、赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）の各蛍光体粒子と有機バインダーからなるペースト状の蛍光体インキを、隔壁１０９間に、たとえばノズルを用いて塗布し、これを４００℃〜５９０℃の温度で焼成して有機バインダーを焼失させることによって、蛍光体粒子が結着した構造として形成する。
【００３２】
そして、前面パネルの場合と同様、上述のようにガラス基板１の各領域３ａ、３ｂ、３ｃ上に、ＰＤＰの構造物１１１の一部である、アドレス電極１０７、誘電体ガラス層１０８、隔壁１０９、蛍光体層１１０Ｒ、１１０Ｇ、１１０Ｂを形成した後、ガラス基板１に予め形成しておいた溝２にしたがって各領域３ａ、３ｂ、３ｃ毎に割断することで、各領域３ａ、３ｂ、３ｃそれぞれを前面ガラス基板１０１とした背面パネルを３枚作製する。
【００３３】
そして、以上のようにして作製した前面パネルと背面パネルを、前面パネルの表示電極１０３および表示スキャン電極１０４と背面パネルのアドレス電極１０７とが直交するように重ね合わせるとともに、パネル周縁に封着用ガラスを介挿させ、これを例えば４５０℃程度で１０〜２０分間焼成して気密シール層１２１（図１）を形成させることにより封着する。
【００３４】
そして、一旦、放電空間１２２内を高真空（例えば、１．１×１０^-4Ｐａ）に排気したのち、放電ガス（例えば、Ｈｅ−Ｘｅ系、Ｎｅ−Ｘｅ系の不活性ガス）を所定の圧力で封入することによってＰＤＰ１００が完成する。
【００３５】
以上述べたようなＰＤＰの製造方法によれば、ＰＤＰ１００の構造物１１１を形成する前に予め溝２を形成したガラス基板１を用いることから、ＰＤＰの不良の原因となるガラス粉の発生を抑制した多面取りによるＰＤＰの製造方法を実現することができる。
【００３６】
ここで、背面パネルは隔壁１０９を有し、隔壁１０９間に入り込んだガラス粉などの異物の除去が非常に困難であることから、本発明の効果は、特に背面パネルに対して大きく得られる。
【００３７】
なお、上述した例では、ガラス基板１の分割数を３領域とした例を示したが、特にこれに限るものではないことは当然であり、ガラス基板１のサイズと製造するＰＤＰのインチサイズとに応じて分割数を決定すればよい。具体的には、マザー基板として、１６００ｍｍ×１６００ｍｍのガラス基板１を用い、５０インチから３０インチ程度のインチサイズの領域を割断して得ようとする場合、２〜１５の領域に割断されるように、予め溝２をガラス基板１に形成すればよい。
【００３８】
また、上述した例では、ガラス基板１に予め溝２を形成する際、その形成面は、ＰＤＰの構造物を形成する面とは反対の面という例を示したが、溝２による割断面の形状を良好にするために、ガラス基板１の両面に形成してもよい。この場合にも、溝２の深さは、各溝２とも、ガラス基板１の厚さの１０分の１以下にするのがよい。
【００３９】
また、必要に応じて、ガラス基板１の溝２によって割断された断面に対して、面取りや研磨などを行なえば、領域３ａ、３ｂ、３ｃの割断の際に発生するマイクロクラックによる強度低下を抑制することが可能となる。
【００４０】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、ＰＤＰの不良の原因となる、ガラス基板を割断するための溝を形成する際に発生するガラス粉が、ＰＤＰ製造中に発生することがない多面取り可能な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】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のガラス基板の平面図
【図２】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の製造方法により製造されるプラズマディスプレイパネルの概略構造を示す平面図
【図３】同じく、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の製造方法により製造されるプラズマディスプレイパネルの、画像表示領域における部分断面を示す斜視図
【図４】プラズマディスプレイパネルの駆動回路のブロック図
【符号の説明】
１ガラス基板
２溝
３ａ、３ｂ、３ｃ領域
１０１前面ガラス基板
１０２背面ガラス基板
１０３表示電極
１０４表示スキャン電極
１０５誘電体ガラス層
１０６ＭｇＯ保護層
１０７アドレス電極
１０８誘電体ガラス層
１０９隔壁
１１０Ｒ、１１０Ｇ、１１０Ｂ蛍光体層
１１１プラズマディスプレイパネルの構造物

Claims

マザー基板のガラス基板に対して、複数に割断可能なように溝を形成する工程と、
その後、溝を形成していない方の面にプラズマディスプレイパネルの構造物を形成する工程と、
その後、前記溝にしたがって前記ガラス基板を割断することで、複数台分の前面パネルあるいは背面パネルを作製する工程と、
その後、前記前面パネルと前記背面パネルとを重ね合わせて封着する工程と、
を有するプラズマディスプレイパネルの製造方法。