JP4288475B2

JP4288475B2 - ディスプレイ装置の製造方法と製造装置

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Publication number: JP4288475B2
Application number: JP2003168102A
Authority: JP
Inventors: 周史小枝
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 2003-06-12
Filing date: 2003-06-12
Publication date: 2009-07-01
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Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、基板に隔壁を有するディスプレイ装置の製造方法と、ディスプレイ装置の製造装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、大型の平面ディスプレイ装置に対するニーズが高まっている。大型平面ディスプレイ装置の中において、特にプラズマディスプレイパネル装置（ＰＤＰ）の普及が進んでいる。
プラズマディスプレイパネル装置（以下プラズマディスプレイ装置という）の発光効率は、各画素を構成するセルの容積に大きな影響を受けるために、セルの容積を大きくとることが発光効率を向上する上で大きな課題である。セルの容積を向上するには、セルを構成する隔壁の高さを大きくすることが一般的である。隔壁の幅を厚くするとセルの開口率が低下することから、隔壁の高さと隔壁の厚さの比（隔壁の高さ／隔壁の厚さ）の値が大きい隔壁を大面積の基板にわたって形成しなければならない。
【０００３】
この種の隔壁の形成には、サンドブラスト法により隔壁を削り出す方式と、スクリーン印刷法が主流である。サンドブラスト法の場合には、良好な隔壁の高さ／隔壁の厚さの比の隔壁が得られるが、加工時間が長くなってしまう。また、スクリーン印刷法によりガラスペーストがパターニングされて焼結される方式の場合では、一回で塗布可能なガラスペーストの高さに制限がある。そしてスクリーン印刷法は、操作が煩雑で時間がかかり生産性が低下し、セルの形成パターンが崩れてしまう恐れがある。
このようなことから、セルの隔壁は、あらかじめ成形した均一な厚さのグリーンテープを絶縁体層として用いることにより形成する試みがある（たとえば特許文献１）。
【０００４】
【特許文献１】
特開平８−２５５５１０号公報（第１頁乃至第３頁、図１）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、このようにグリーンテープを用いることでセルの隔壁を形成する場合には、次のような問題がある。あらかじめ大型の基板のサイズに合わせて、大型の隔壁パターンを形成しておく必要があり、このような大型のグリーンテープを大型の基板の表面に対して均一に貼り付けていくことが難しく、貼り付け時間がかかってしまい、大型の平面ディスプレイ装置を製造する際の生産効率を向上することができない。
そこで本発明は上記課題を解消し、発光セルを構成する隔壁を、ディスプレイ装置の基板の大きさに関わらず安価で精度よく製造することができるディスプレイ装置の製造方法、ディスプレイ装置の製造装置を提供することを目的としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
第１の発明は、基板に隔壁を有するディスプレイ装置の製造方法であり、前記基板に対して無機微粉末層を形成する無機微粉末層形成ステップと、前記基板上の前記無機微粉末層にレーザ光を照射して溶融して前記隔壁を形成する隔壁形成ステップとを有しており、前記隔壁形成ステップでは、大気圧に対して減圧した雰囲気において、前記レーザ光が前記無機微粉末層に沿ってスキャン操作されることを特徴とするディスプレイ装置の製造方法である。
【０００７】
第２の発明は、前記無機微粉末層はガラス微粉末であり、前記ガラス微粉末には前記隔壁からの可視光の漏れを防ぐための顔料が混入されていることを特徴とする。
【０００８】
第３の発明は、前記顔料は、前記レーザ光を吸収する成分を有することを特徴とする。
【０００９】
第４の発明は、前記レーザ光の前記スキャン操作は、不活性ガス雰囲気下で行われることを特徴とする。
【００１０】
第５の発明は、前記無機微粉末層を、ブレードを用いて平坦化する平坦化ステップを有することを特徴とする。
【００１１】
第６の発明は、前記無機微粉末層形成ステップと、前記平坦化ステップおよび前記隔壁形成ステップを繰り返すことにより、前記基板に対する前記隔壁の高さを設定することを特徴とする。
【００１２】
第７の発明は、前記隔壁を形成後に溶融されていない前記無機微粉末を吸引する微粉末吸引ステップと、前記無機微粉末を吸引した後に前記基板に残った溶融されていない前記無機微粉末を洗浄して前記基板を乾燥させる洗浄および乾燥ステップと、を有することを特徴とする。
【００１３】
第８の発明は、基板に隔壁を有するディスプレイ装置の製造装置であり、前記基板に対して無機微粉末層を形成する無機微粉末層供給部と、前記基板上の前記無機微粉末層にレーザ光を照射して溶融して前記隔壁を形成する隔壁形成用のレーザ光源と、大気圧に対して減圧した雰囲気において、前記レーザ光を前記無機微粉末層に沿ってスキャン操作する際に、大気圧に対して減圧した不活性ガス雰囲気にするための減圧雰囲気形成部とを有することを特徴とするディスプレイ装置の製造装置である。
【００１４】
第９の発明は、前記無機微粉末層の平坦化を行うためのブレードを有することを特徴とする。
【００２２】
【発明の実施形態】
以下、本発明の好適な実施形態を図面に基づいて説明する。
図１は、本発明のディスプレイ装置の製造装置の好ましい実施形態を示す斜視図である。
ディスプレイ装置の製造装置１０は、平面ディスプレイ装置、たとえばプラズマディスプレイ装置の基板に対して隔壁を形成するための装置である。この隔壁は、プラズマディスプレイ装置の発光セルを構成する部分である。
【００２３】
図１に示すディスプレイ装置の製造装置１０は、無機微粉末層供給部１１、基板支持部１３、隔壁形成用のレーザ光源１５、ブレード１７、移動操作部１９、減圧雰囲気形成部２０、そして制御部１００を有している。
減圧雰囲気形成部２０は、レーザ光源１５、ブレード１７、無機微粉末層供給部１１のホッパー２１、そして基板支持部１３を覆うケースであり、この中は、たとえば不活性ガスの雰囲気でかつ大気圧に対して減圧した雰囲気を形成することができる。この減圧雰囲気形成部２０の内部は、たとえばネオンガス、キセノンガスあるいはネオンガスとキセノンガスの混合ガスのような不活性ガスの雰囲気に形成できる。
【００２４】
図１に示す基板支持部１３について説明する。
図１の基板支持部１３は、ステージ２５と、搭載台２７と、上下操作部２９を有している。
ステージ２５は、搭載台２７と上下操作部２９を収容している。搭載台２７は、上下操作部２９の動作により、搭載台２７をＺ方向に上下移動してＺ方向に関して位置決め可能になっている。
【００２５】
搭載台２７の上には、隔壁形成対象もしくは隔壁製造対象となる基板３０が着脱可能に搭載できるようになっている。この基板３０は、たとえば大型で平板状の基板である。この基板３０は、たとえばプラズマディスプレイ装置の背面ガラス基板であり、一例として透明なガラス基板である。
図１のステージ２５の上部は、縁部分３１を有している。この縁部分３１は、搭載台２７の四辺に沿って配置されていて、この縁部分３１はＺ方向に沿って突出している。この縁部分３１と搭載台２７は、後で説明する無機微粉末３３を収容するための収容部３５を形成している。
【００２６】
次に、図１に示す無機微粉末層供給部１１について説明する。
無機微粉末層供給部１１は、微粉末収容部４１、供給パイプ４３Ａ、ホッパー２１を有している。
微粉末収容部４１は、隔壁を形成するための原料である無機微粉末を収容するためのたとえばタンクである。微粉末収容部４１内の無機微粉末は、供給パイプ４３Ａを介してホッパー２１内に供給される。
【００２７】
このホッパー２１は、Ｘ方向に直線移動することにより、基板３０の表面４３の全面に対して無機微粉末層を形成できるようになっている。ホッパー２１の長手方向の長さ、すなわちＹ方向の長さＬは、基板３０の幅Ｗよりも大きく設定されている。ホッパー２１がＸ方向に移動することができるストロークは、基板３０のＸ方向の長さよりも大きく設定されている。ホッパー２１は、サポート部材２１Ｂにより支持されている。
図１におけるＸ方向とＹ方向およびＺ方向は、互いに直交する方向である。Ｘ方向とＹ方向は水平面を形成し、Ｚ方向は上下方向である。Ｘ方向は、ホッパー２１が直線移動する方向であり、Ｙ方向はホッパー２１の長さＬと平行な方向である。
【００２８】
次に、図１に示すブレード１７について説明する。
ブレード１７は、たとえば金属により作られた板状の部材である。ブレード１７の先端部１７Ａは、所謂ナイフエッジ状に形成されている。ブレード１７は、サポート部材１７Ｂにより支持されている。
ブレード１７は、Ｘ方向に沿って直線移動可能である。ブレード１７は、基板３０の表面４３に形成された無機微粉末層の高さ（厚み）を所定の厚みに設定し、しかも無機微粉末層の表面を平坦化するための平坦化用の部材である。
【００２９】
図１に示す移動操作部１９は、ブレード１７とホッパー２１を別々にＸ方向に沿って直線移動させるためのものである。
移動操作部１９は、ブレード１７をＸ方向に沿って所定ストローク直線移動可能である。ブレード１７の移動可能なストロークは、基板３０の幅Ｗと直交する方向の基板３０の長さＤよりも大きい。
移動操作部１９は、ホッパー２１をＸ方向に沿って所定ストローク直線移動可能である。ホッパー２１の移動可能なストロークは、上述したように基板３０の長さＤよりも大きく設定されている。
【００３０】
移動操作部１９がブレード１７とホッパー２１をそれぞれＸ方向に直線移動させるための機構としては、たとえばモータと送りねじの組み合わせや、ギアとチェーンの組み合わせあるいはその他の組み合わせを採用することができる。
上述した移動操作部１９と上下操作部２９および微粉末収容部４１は、制御部１００の指令により動作する。
【００３１】
図１に示すレーザ光源１５について説明する。
レーザ光源１５は、操作部５１の操作により、Ｘ方向とＹ方向およびＺ方向に移動可能である。操作部５１は、制御部１００の指令により動作する。レーザ光源１５は制御部１００の指令により動作する。
レーザ光源１５は、たとえばＣＯ_２レーザ（炭酸ガスレーザ）を用いるのが最も好ましい。レーザ光源１５としてＣＯ_２レーザを用いるのは、次のような理由からである。無機微粉末３３としてガラスの微粉末を用いるのが好ましいが、このガラスはたとえば１０．６μｍの波長の光をほぼ１００％吸収する。このため、ＣＯ_２レーザを使用するのは、たとえばガラスの無機微粉末３３を溶融するのに最も効率がよい。
【００３２】
しかしながら、この無機微粉末３３としてガラスの微粉末を用いる場合に、このガラスの微粉末に対して顔料を加えると、このガラスの微粉末は、上述した波長１０．６μｍ以外の波長の光でも吸収してガラスの微粉末を溶融できるので、レーザ光源１５の種類の選択範囲が広がり、上述したＣＯ_２レーザに限るものではない。
ガラスの微粉末のような無機微粉末３３に添加する好ましい顔料としては、たとえばＦｅ_３Ｏ_４（所謂黒錆）のような黒色顔料が、レーザ光源１５のレーザ光のほぼ全波長を吸収し、しかもこの顔料は熱による変性が少ないことから、Ｆｅ_３Ｏ_４は特に有効である。
【００３３】
次に、プラズマディスプレイ装置の発光セルの構造例について説明する。
図２は、図１に示す基板３０が用いられているプラズマディスプレイ装置の構造例を示している。図３は、図２に示すプラズマディスプレイ装置２００の隔壁の形成例を示している斜視図である。
図２に示すプラズマディスプレイ装置２００は、所謂直流（ＤＣ）型のものであり、図２と図３に示すような発光セル２０１の構造を有している。
【００３４】
このプラズマディスプレイ装置２００は、次のような構造になっている。
プラズマディスプレイ装置２００は、背面ガラス基板である基板３０、隔壁６０、アドレス電極６１、電極６２、前面ガラス基板６３および蛍光体６４を有している。
図２と図３に示すように、プラズマディスプレイ装置２００の隔壁６０は、図２と図３のＴ方向から見て長方形状または正方形状に形成されている。隔壁６０は、複数の発光セル２０１を構成している。各発光セル２０１は、隔壁６０により隔てられている。
【００３５】
各発光セル２０１の中には、異なる色の蛍光体６４が形成されている。隣接する蛍光体６４は、赤（Ｒ）、青（Ｂ）、緑（Ｇ）の発光用の蛍光体であり、順次各３種類の蛍光体は各発光セル２０１の中に形成されている。発光セル２０１の底部には、アドレス電極６１が形成されている。
隔壁６０は、基板３０の表面４３に対してＺ１方向に突出してしかも垂直に形成されている。
【００３６】
前面ガラス基板６３の内面には電極６２が形成されている。電極６２は、発光セル２０１の上部に位置している。前面ガラス基板６３と基板３０は、対向して配置されている。
電極６２と選択されたアドレス電極６１に対して通電することにより、透明な電極６２によってプラズマ放電６６が発生し、そのプラズマ放電６６からは紫外線６７が蛍光体６４に対して供給され、蛍光体６４は可視光６８を発生する。この可視光６８は、透明な電極６２と前面ガラス基板６３を通じてＺ１方向に沿って外部に取り出すことができ、これによって各発光セル２０１により構成されるカラー映像が表示できる。
【００３７】
次に、ディスプレイ装置の製造装置１０を用いて実施するディスプレイ装置の製造方法について説明する。
図４、図５および図６は、本発明のディスプレイ装置の製造方法の好ましい実施形態を具体的に示している。
図７は、このディスプレイ装置の製造方法の手順を示すフロー図である。
図４乃至図７を参照しながら、ディスプレイ装置の製造方法について具体的に説明する。
【００３８】
無機微粉末形成ステップＳＴ１
図７に示す無機微粉末層形成ステップＳＴ１では、図４（Ａ）に示すように、基板３０の表面４３の上に、無機微粉末層３３Ａを形成する。
この場合に、基板３０は、図１に示す搭載台２７の上に着脱可能に搭載されている。基板３０は搭載台２７の上でＸ方向とＹ方向で形成される平面上に置かれており、水平状態を維持している。
【００３９】
基板３０が図１に示す搭載台２７の上に置かれた状態では、減圧雰囲気形成部２０が、その内部を不活性ガスの雰囲気に形成していて、しかも大気圧に比べて減圧した状態に維持している。不活性ガスの種類としては、ネオンガスや、キセノンガス、あるいはネオンガスとキセノンガスの混合ガスを採用することができる。
このように、ネオンガス、キセノンガスあるいはこれらの混合ガスを採用するのは、次の理由からである。すなわち図２に示す発光セル２０１の内部に封入される不活性ガスが、ネオンガス、キセノンガス、あるいはそれらの混合ガスであり、これらの不活性ガスが発光ガスとして用いられるからである。
この発光セル２０１における発光ガスの組成と同じ組成の不活性ガスを用いて、減圧雰囲気形成部２０が、内部を大気圧に比べて減圧して不活性ガス雰囲気に形成する。
【００４０】
図４（Ａ）に示す微分末収容部４１は、供給パイプ４３Ａを通じてホッパー２１内に無機微粉末３３を供給する。この無機微粉末３３としては、たとえばガラスの微粉末を採用することができる。無機微粉末３３の粒径はたとえば１μｍである。
無機微粉末３３の粒径としては、たとえば０．１μｍから１００μｍのものを採用することができる。この粒径が０．１μｍより小さいと凝集力が大きく、湿度などで固まりやすくなり、粒径を小さくした意味がなくなる点で好ましくなく、１００μｍより大きいと溶熔後の充填率の点で好ましくない。
図４（Ａ）に示すようにホッパー２１は、移動操作部１９の作動によりＸ１方向に直線的に基板３０に平行に移動される。これによって、無機微粉末３３の無機微粉末層３３Ａが基板３０の表面４３に形成できる。この無機微粉末層３３Ａは、基板３０の表面４３の全面にわたって形成される。
【００４１】
平坦化ステップＳＴ２
図７に示す平坦化ステップＳＴ２では、図４（Ｂ）に示すようにブレード１７を用いる。このブレード１７はスキージとも呼んでおり、ブレード１７は、移動操作部１９の作動によりＸ１方向に沿って移動することにより、無機微粉末層３３Ａを所定の厚さＥ、たとえば０．１ｍｍの厚さで一定の厚さにかきとっていく。このブレード１７によるかきとり動作により、無機微粉末層３３Ａは、一定の厚さＥを有する無機微粉末層３３Ｂになり、その無機微粉末層３３Ｂの表面３３Ｃは平坦になる。
【００４２】
隔壁形成ステップＳＴ３
図７に示す隔壁形成ステップＳＴ３は、図４（Ｃ）に示している。
隔壁形成ステップＳＴ３では、無機微粉末層３３Ｂに対してレーザ光７０を照射する。この場合に、図１に示す制御部１００が操作部５１の動作を制御することにより、レーザ光Ｌは所定のパターン形状に応じてＸ１方向とＹ方向にスキャン操作され、無機微粉末層３３Ｂに対してレーザ光７０を照射する。
【００４３】
無機微粉末層３３Ｂの無機微粉末３３は、あらかじめ顔料が添加されている。この顔料は、たとえば炭酸ガスレーザの吸収効率を向上する目的で添加されている。しかもこの顔料は、隔壁形成後にはブラックストライプとして隣接する発光セル間の可視光の漏れを防いで、発光セルにおける発光コントラストを向上させる役割を併せ持っている。
【００４４】
図４（Ｃ）において、レーザ光源１５がＸ１方向およびＹ方向に沿って移動することにより、レーザ光源１５のレーザ光７０は、基板３０に平行にスキャン操作される。レーザ光７０がスキャン操作されることにより、図４（Ｄ）および図３に示すような発光セル２０１の構造を形成することができる。この発光セル２０１は、隣接する隔壁６０により形成されている。隔壁６０は、レーザ光７０が照射されることにより溶融して固化することで形成されている。
レーザ光７０が無機微粉末層３３Ｂを所定のパターニングにより溶融して固化していく際に、図１に示す減圧雰囲気形成部２０がその内部を減圧している。この減圧を行っていることから次のようなメリットがある。
【００４５】
レーザ光７０が無機微粉末層３３Ｂを所定のパターニングで溶融していく時に、大気圧下であると空孔（空気を含む孔）が生じて空気が隔壁内に閉じ込められる恐れがあるが、減圧雰囲気下でこの溶融を行っているので、空孔は生じにくい。
このことから、形成された隔壁６０内に空気が閉じ込められることがなくなる。したがって、図２に示すような発光セル２０１においてプラズマ放電６６が生じて発光動作を行う場合に、空気が発光セル２０１内に放出されてしまうことがなくなり、発光セル２０１内の発光ガスの組成に影響を及ぼすことがなくなる。つまり、減圧中で溶融を行うことで、空孔の数を減らすかもしくは無くすことができる。
【００４６】
しかも、図１に示す減圧雰囲気形成部２０内は不活性ガス雰囲気であり、この不活性ガスは図２に示す発光セル２０１内の活性ガスと同じ種類のものを好ましくは採用している。このために、この不活性ガスの存在により隔壁６０内に空気が閉じ込められるのを防いでいる。
図４（Ｃ）と図４（Ｄ）では一例としてレーザ光７０は一本の線で示しているが、これに限らずスキャン効率を上げるために、次のようなことを行うこともできる。たとえばレーザ光７０は、回折格子を用いて、複数のレーザ光線に分離することにより、さらに隔壁６０の形成効率を上げることができる。
【００４７】
判断ステップＳＴ４
図７の判断ステップＳＴ４では、隔壁６０のＺ１方向の高さ、すなわち基板３０の表面４３からＺ１方向に突出する方向の隔壁６０の高さｔがあらかじめ定めた所望の値である場合には、図７の微粉末吸引ステップＳＴ５に移る。
【００４８】
微粉末吸引ステップＳＴ５
図７に示す微粉末吸引ステップＳＴ５では、図４（Ｄ）に示すように、隣接する隔壁６０の間に残っている溶融されなかった無機微粉末３３Ｄを、基板３０の表面４３から吸引して回収する。微粉末吸引部８０が作動すると、この微粉末吸引部８０は、溶融されなかった無機微粉末３３Ｄを回収することにより、図４（Ｄ）の状態から図４（Ｅ）の状態になる。
回収した微粉末は、図７のステップＳＴ９に示すようにフィルタに通して異物などを取り除いて再利用することができる。このことから、無機微粉末の回収が容易であり、無機微粉末の使用効率が極めて高くなる。
【００４９】
洗浄および乾燥ステップＳＴ６
図７に示す洗浄および乾燥ステップＳＴ６では、洗浄ステップＳＴ７と乾燥ステップＳＴ８を行う。
洗浄ステップＳＴ７では、たとえば界面活性剤を用いることにより、図４（Ｅ）に示す基板３０および隔壁６０を洗浄して、回収されずに残っている微粉末を表面４３から洗い流す。その後、基板３０および隔壁６０は、たとえば温風乾燥により乾燥する。
このようにすることで、基板３０の表面および隔壁６０には、無機微粉末が僅かでも残るという恐れがなくなる。
なお、上述した無機微粉末に混入する顔料としては、たとえば黒色顔料を用いることができる。
【００５０】
上述した図４（Ａ）乃至図４（Ｅ）に示すディスプレイ装置の製造方法は、１回の無機微粉末層形成と、１回のレーザ光照射により、図４（Ｅ）に示すような所定の高さｔの隔壁６０を形成している。
しかしこれに限らず、図５と図６に示すように、複数回無機微粉末層を形成して、そして複数回レーザ光を照射することにより、より高い隔壁６０を形成することもできる。
図５と図６は、より大きい高さの隔壁６０を形成するための工程例を示している。
【００５１】
無機微粉末層形成ステップＳＴ１
図５（Ａ）乃至図５（Ｄ）は、図４（Ａ）乃至図４（Ｄ）と同じであるので、その説明を用いる。図５（Ｄ）の処理に続いて、図６（Ｅ）のステップが続く。
図７の判断ステップＳＴ４において、隔壁６０の高さが定めた値に達しておらず、さらに隔壁６０の高さを大きくする必要がある場合には、図７の無機微粉末層形成ステップＳＴ１に戻る。
【００５２】
図６（Ｅ）の状態では、基板３０の表面４３の上には、すでに形成された隔壁６０と、隣接する隔壁６０の間に残っている溶融されていない無機微粉末層３３Ｄがある。
図６（Ｅ）では、ホッパー２１を通じて新たな無機微粉末３３が隔壁６０と溶融されていない無機微粉末層３３Ｄの上に供給されることにより、新たな無機微粉末層３３Ｆが所定の厚みで形成される。
【００５３】
平坦化ステップＳＴ２
続いて図６（Ｆ）に示すようにブレード１７がＸ１方向に移動されることにより、無機微粉末層３３Ｆは所定の厚みＧを残してかきとられていく。これによって、無機微粉末層３３Ｆの平坦化処理が行われる。
【００５４】
隔壁形成ステップＳＴ３
図７の隔壁形成ステップＳＴ３では、図６（Ｇ）に示すように、レーザ光７０が所定のパターンにより無機微粉末層３３Ｆに対してＸ１方向およびＹ方向にスキャンしながら照射されていく。
図６（Ｈ）に示すように、１層目の隔壁６０と同様の位置に同様のパターンでもう１層の６０が積み重ねるようにして形成される。
隔壁６０と隔壁６０は、新たな隔壁の高さｔ１を形成する（ｔ１＞ｔ）。このようにして、図７の無機微粉末層形成ステップＳＴ１から隔壁形成ステップＳＴ３を繰り返すことにより、所望の高さｔ１の隔壁を得ることができる。
【００５５】
その後図６（Ｈ）に示すように溶融されなかった無機微粉末３３Ｄと無機微粉末３３Ｈは、図７の微粉末吸引ステップＳＴ５において、微粉末吸引部８０により吸引されることになる。基板３０および隔壁６０，６０は、図７に示す洗浄ステップＳＴ７において洗浄された後に、乾燥ステップＳＴ８において温風乾燥されることになる。
図７の例では、隔壁は、第１層目の隔壁６０と第２層目の隔壁６０により構成されている。しかしこれに限らず、３回以上図７の無機微粉末層形成ステップＳＴ１〜隔壁形成ステップＳＴ３の工程を繰り返すことにより、より高い隔壁を形成することも勿論可能である。
【００５６】
本発明のディスプレイ装置の別の実施形態
図８は、本発明のディスプレイ装置の別の実施形態を示している。図８に示すプラズマディスプレイ装置２００は、図２と図３に示す発光セル２０１の構造とは別の構造を有している。図８のプラズマディスプレイ装置２００は、発光セル２３１がたとえば１／２ピッチ毎にずれて配列されている。各発光セル２３１には異なる発光色の蛍光体６４が形成されている。
【００５７】
図９と図１０は、本発明のディスプレイ装置のさらに別の実施形態を示している。
図９のプラズマディスプレイ装置３００は、所謂交流（ＡＣ）型のものである。基板３０は、たとえば背面ガラス基板である。基板３０の表面４３には、隔壁６０が突出して形成されている。各隔壁６０の間には、蛍光体６４が形成されている。
前面ガラス基板３６３の内面には、誘電体層３６５および保護層３６７が積層されている。誘電体層３６５と保護層３６７は透明であり、誘電体層３６５の中には放電電極（表示電極ともいう）３６２が設けられている。
【００５８】
放電電極３６２は、隔壁６０で形成された発光セル２０１と対応している。放電電極３６２に通電されると、放電電極３６２はプラズマ放電３６６を生じる。プラズマ放電３６６の紫外光６７は、蛍光体６４に供給される。蛍光体６４は可視光６８を発生させて、この可視光６８は保護層３６７、誘電体層３６５および前面ガラス基板３６３を通じて外部にカラー映像を表示する。
この場合における隔壁６０は、図１０に示すように平行に形成されていて、隣接する隔壁が発光セル２０１を構成している。
【００５９】
本発明のディスプレイ装置の製造方法および製造装置を用いることにより、プラズマディスプレイ装置の基板上の隔壁を安価で精度よく製造することができる。ガラス微粉末のような無機微粉末３３は均一の厚さで基板の表面に塗布して、レーザ光はこの無機微粉末層に照射して無機微粉末を溶融することにより、隔壁を有する基板を精度よく高い生産効率で製造することができる。
【００６０】
本発明のディスプレイ装置の製造方法と製造装置を用いることにより、従来用いられているスクリーン印刷法とは異なり、基板は炉の中に入れて焼結する必要がないので、基板のアライメントによる隔壁の形成位置の誤差が生じない。また本発明のディスプレイ装置の製造方法と製造装置は、従来のスクリーン印刷法とは異なり、レーザ光を用いて非接触で隔壁のパターニングを行うことができるので、隔壁のパターンが崩れてしまう心配がない。
【００６１】
本発明のディスプレイ装置の製造方法および製造装置を用いることにより、ガラス微粉末のような無機微粉末層を所定のパターニングで溶融する時に、減圧ししかも好ましくは発光セルに用いられる発光ガスと同じ組成の不活性ガス雰囲気を用いることで、形成された隔壁内に空孔が閉じ込められることが少なくなるかあるいはなくなる。
【００６２】
本発明は、所謂ドライプロセス処理であり、廃液処理の必要がない。形成された無機微粉末層のうちの溶融されなかった未使用の無機微粉末は、回収することができる。このために無機微粉末の使用効率が高い。
本発明は、スクリーン印刷法とは異なりマスクを用いておらず、マスクなどのサイズによる制約がなく、大型の基板の表面に対して大型の隔壁構造を形成することができる。
【００６３】
本発明は、従来のスクリーン印刷法と異なり、レーザ光を用いて焼結工程をその場で行うことができるので、所定の高さの隔壁を形成する場合の積層作業が容易にできる。
本発明は、従来のサンドブラスト法に比べて、隔壁の加工時間を短くすることができるとともに、サンドブラスト法とは異なり隔壁を作るための無機微粉末に対して顔料や蛍光材料を有する材料が使用できる。
【００６４】
本発明のディスプレイ装置の製造方法および製造装置は、ディスプレイ装置の発光セルを構成する隔壁を形成するのに限らず、他の分野の製品、たとえばガラス工芸品において突出する隔壁などを形成する場合にも用いることができる。
この場合には、図１に示すディスプレイ装置の製造装置とディスプレイ装置の製造方法は、製造対象物の製造装置および製造物の製造方法とすることができる。
【００６５】
レーザ光源１５の種類としては、たとえばフェムト秒レーザを用いることもできる。このフェムト秒レーザは、近年注目されているレーザ光源である。
フェムト秒レーザは、上述したような炭酸ガスレーザなどとは異なり、極めて短時間にエネルギーが非加工材料である無機微粉末３３に集中するために、熱が発生する前に無機微粉末３３の溶融が進行する。無機微粉末３３に対するレーザ光の照射部位のみの加工が誘起されるので、無機微粉末３３の照射部位以外の部分には損傷が及ばないものと考えられる。
【００６６】
フェムト秒レーザは、たとえば波長が８００ｎｍであり、本来ガラスが吸収しない波長ではあるが、極めて短い時間にエネルギーが加えられるために、多格子吸収と呼ばれる現象を起こす。したがって、上述したように無機微粉末３３におけるレーザ光の照射部位は、溶融を経ずにガラス分子を蒸発して硬化することができる。レーザ光の熱が、照射部位の回りの部分には伝わりにくいことから、たとえば数μｍの分解能で照射部位に対して加工が可能である。
上述した実施形態では、発光セルを構成する隔壁の形状の例を図示しているが、これらの隔壁の形状に限定されるものではなく、異なる形状の隔壁構造を採用することも勿論可能である。
【００６７】
また、ディスプレイ装置として、プラズマディスプレイ装置を示しているが、これに限らず、たとえばエレクトロルミネッセンス（ＥＬ）表示装置、その他に液晶のギャップコントロール、ＦＥＤ（フィールドエミッションディスプレイ）のギャップコントロールのような他の種類のディスプレイ装置に対しても、本発明のディスプレイ装置の製造方法、製造装置を適用することができる。
本発明は、上記実施形態に限定されず、特許請求の範囲を逸脱しない範囲で種々の変更を行うことができる。
上記実施形態の各構成は、その一部を省略したり、上記とは異なるように任意に組み合わせることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のディスプレイ装置の製造装置の好ましい実施形態を示す斜視図。
【図２】本発明のディスプレイ装置の好ましい実施形態の一部分を示す断面図。
【図３】図２のディスプレイ装置の隔壁部分の隔壁の形状例を示す斜視図。
【図４】本発明のディスプレイ装置の製造方法の一例を具体的に示す図。
【図５】本発明のディスプレイ装置の製造方法の別の具体的な例を示す図。
【図６】図５のディスプレイ装置の製造方法の続きの工程を示す図。
【図７】本発明のディスプレイ装置の製造方法を示すフロー図。
【図８】本発明のディスプレイ装置の別の実施形態であり、隔壁の別の形状例を示す斜視図。
【図９】本発明のディスプレイ装置の別の実施形態を示す一部分を示す断面図。
【図１０】図９のディスプレイ装置における隔壁の形状例を示す斜視図。
【符号の説明】
１０・・・ディスプレイ装置の製造装置、１１・・・無機微粉末層供給部、１３・・・基板支持部、１５・・・レーザ光源、１７・・・ブレード、２０・・・減圧雰囲気形成部、２１・・・ホッパー、３０・・・基板、３３・・・無機微粉末、３３Ａ・・・無機微粉末層、４３・・・基板の表面、６０・・・隔壁、７０・・・レーザ光、２００・・・プラズマディスプレイ装置、２０１・・・発光セル

Claims

基板に隔壁を有するディスプレイ装置の製造方法であり、
前記基板に対して無機微粉末層を形成する無機微粉末層形成ステップと、
前記基板上の前記無機微粉末層にレーザ光を照射して溶融して前記隔壁を形成する隔壁形成ステップと
を有しており、
前記隔壁形成ステップでは、大気圧に対して減圧した雰囲気において、前記レーザ光が前記無機微粉末層に沿ってスキャン操作される
ことを特徴とするディスプレイ装置の製造方法。
前記無機微粉末層はガラス微粉末であり、前記ガラス微粉末には前記隔壁からの可視光の漏れを防ぐための顔料が混入されていることを特徴とする請求項１に記載のディスプレイ装置の製造方法。
前記顔料は、前記レーザ光を吸収する成分を有することを特徴とする請求項２に記載のディスプレイ装置の製造方法。
前記レーザ光の前記スキャン操作は、不活性ガス雰囲気下で行われることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載のディスプレイ装置の製造方法。
前記無機微粉末層を、ブレードを用いて平坦化する平坦化ステップを有することを特徴とする請求項４に記載のディスプレイ装置の製造方法。
前記無機微粉末層形成ステップと、前記平坦化ステップおよび前記隔壁形成ステップを繰り返すことにより、前記基板に対する前記隔壁の高さを設定することを特徴とする請求項５に記載のディスプレイ装置の製造方法。
前記隔壁を形成後に溶融されていない前記無機微粉末を吸引する微粉末吸引ステップと、前記無機微粉末を吸引した後に前記基板に残った溶融されていない前記無機微粉末を洗浄して前記基板を乾燥させる洗浄および乾燥ステップと、を有することを特徴とする請求項１ないし６のいずれかに記載のディスプレイ装置の製造方法。
基板に隔壁を有するディスプレイ装置の製造装置であり、
前記基板に対して無機微粉末層を形成する無機微粉末層供給部と、
前記基板上の前記無機微粉末層にレーザ光を照射して溶融して前記隔壁を形成する隔壁形成用のレーザ光源と、
大気圧に対して減圧した雰囲気において、前記レーザ光を前記無機微粉末層に沿ってスキャン操作する際に、大気圧に対して減圧した不活性ガス雰囲気にするための減圧雰囲気形成部と
を有することを特徴とするディスプレイ装置の製造装置。
前記無機微粉末層の平坦化を行うためのブレードを有することを特徴とする請求項８に記載のディスプレイ装置の製造装置。