(57)【要約】安価に大量生産可能なプラズマディスプレイパネル用背面基板の製造方法を提供する。少なくともガラス基板上に、バリアリブ、データ電極と蛍光体層が形成されたプラズマディスプレイパネル用背面基板の製造方法において、前記ガラス基板の表面に複数形成されたバリアリブに沿って回転ブレードを回転走行させ、前記回転ブレードの外周部に付着させたペーストを、前記リブによって区切られたセル内に塗布することを特徴とするプラズマディスプレイパネル用背面基板の製造方法である。
2003092032.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくともガラス基板上に、バリアリブ、データ電極と蛍光体層が形成されたプラズマディスプレイパネル用背面基板の製造方法において、
前記ガラス基板の表面に複数形成されたバリアリブに沿って回転ブレードを回転走行させ、前記回転ブレードの外周部に付着させたペーストを、前記リブによって区切られたセル内に塗布することを特徴とするプラズマディスプレイパネル用背面基板の製造方法。
【請求項２】
前記ペーストは導電性ペーストであり、該ペーストを前記セルの底面に塗布して、データ電極を形成する請求項１に記載のプラズマディスプレイパネル用背面基板の製造方法。
【請求項３】
前記ペーストは蛍光体層形成用ペーストであり、該ペーストを前記セルの側面および底面に塗布して、蛍光体層を形成する請求項１に記載のプラズマディスプレイパネル用背面基板の製造方法。
【請求項４】
前記回転ブレードは、それを支持するシャフトとあそびを持って嵌め合わせている請求項１に記載のプラズマディスプレイパネル用背面基板の製造方法。
【請求項５】
前記回転ブレードは、円盤状ブレードよりなる請求項１に記載のプラズマディスプレイパネル用背面基板の製造方法。
【請求項６】
前記回転ブレードは、複数の円盤状ブレードを積層してなる請求項１に記載のプラズマディスプレイパネル用背面基板の製造方法。
【請求項７】
前記回転ブレードは、その先端部がテーパとなっている請求項５または６に記載のプラズマディスプレイパネル用背面基板の製造方法。
【請求項８】
前記回転ブレードは、外周部に規則的に複数の突起を有しており、前記ペーストを前記基板上に断続的に塗布する請求項１に記載のプラズマディスプレイパネル用背面基板構造の製造方法。
【請求項９】
前記回転ブレードは、前記突起を等間隔で設けてなる請求項８に記載のプラズマディスプレイパネル用背面基板の製造方法。
【請求項１０】
前記回転ブレードは、前記突起を有する複数のブレードを積層してなる請求項８に記載のプラズマディスプレイパネル用背面基板の製造方法。
【請求項１１】
請求項１から１０いずれかに記載のプラズマディスプレイパネル用背面基板の製造方法により製造されたプラズマディスプレイパネル用背面基板。
【発明の詳細な説明】
技  術  分  野
本発明は、プラズマディスプレイパネル用背面基板の製造方法、およびそれによって製造されたプラズマディスプレイパネル用背面基板に関する。詳しくは、プラズマディスプレイパネル用背面基板における、データ電極、蛍光体層の形成に有用なペースト塗布方法に関する。
従  来  技  術
ここ数年、画像表示装置として、大画面、高精細、高輝度や薄い奥行きなどが指向されて、プラズマディスプレイパネル（ＰＤＰ）が脚光を浴びており、急速に普及されつつある。プラズマディスプレイパネルにはコストダウンが強く求められており、特にその背面基板の製造において、高い精度でデータ電極、バリアリブおよび蛍光体層を形成する必要があり、これを低コストで実現する製造技術が強く求められている。
例えば、図９に示すように、ＡＣ型プラズマディスプレイパネル用ガラス背面基板の工業的生産では、ガラス基板１００上に、まずデータ電極１２０を印刷法やスパッタリング法により形成し、その後に誘電体層１３０を形成して、さらにその上にバリアリブ１１０を形成し、続いて３色の蛍光体層１４０を形成している。
上述した方法では、データ電極、バリアリブや蛍光体層を形成するときに、基板上での位置決めを、数μｍから数十μｍの精度で行わなければならない。このため、高い精度で作製したパターンを用いて、データ電極やバリアリブを正確に形成して、続く後工程における位置決め精度を確保する必要がある。
さらに、ガラス基板を焼成するときの熱膨張収縮による「ゆがみ」を抑制する技術も要求される。これを解決する手段として、高歪み点を有するガラス基板の利用が提案されている。しかしながら、この高歪み点ガラスは、ソーダライムシリカガラス基板に比べて高価なことから、コストダウンの妨げとなっていた。
いずれにしても、プラズマディスプレイパネルの製造において、上記のような方法により、データ電極、バリアリブおよび蛍光体層を高い精度で形成することは、多大なコスト増を招いていた。
プラズマディスプレイパネル用背面基板を安価に製造するためには、バリアリブの位置や形状に多少の「ゆがみ」があったとしても、データ電極層と蛍光体層を、バリアリブ間の所定の位置に、正確にかつ適正な厚さで形成できることが必要である。そしてそのことは、高い信頼性を有するデータ電極と蛍光体層の形成につながる。
発  明  の  開  示
そこで本発明は、上述した問題点を解決し、安価に大量生産可能なプラズマディスプレイパネル用背面基板の製造方法、およびそれによって製造されたプラズマディスプレイパネル用背面基板を提供する。
本発明によるプラズマディスプレイパネル用背面基板の製造方法としての特徴は、まずガラス基板上にバリアリブを形成した後、実際に形成されたバリアリブの形状や寸法に合わせて、データ電極や蛍光体層を形成するペーストを塗布する方法にある。
すなわち、形成されたバリアリブの形状に多少の「ゆがみ」があっても、そのバリアリブにより区切られたセル内の正確な位置に、データ電極ではＡｇペーストを回転ブレードにて塗布する方法である。また同様に、蛍光体層形成用ペーストを回転ブレードにて、セルの側面および底面に塗布し、蛍光体層を形成する方法である。
具体的には、ペーストを付着させた回転ブレードを実際に形成されたバリアリブに沿って回転走行させることによって、実現できる。さらに回転ブレードの追従性を向上させるために、回転ブレードは、それを支持するシャフトとあそびを持って嵌め合わされていることが好ましい。また、回転ブレードを回転自在な首振り機構を介して支持する形態でもよい。
もし、ガラス基板に熱膨張収縮等による「ゆがみ」が発生し、バリアリブの直線性が悪く、またその位置が多少ずれていたとしても、本発明による方法では、回転ブレードをバリアリブに沿って回転走行させている。このため、「ゆがみ」が発生したとしても、データ電極と蛍光体を、セルの所定の位置に正確に形成することができる。
この結果、ガラス基板の「ゆがみ」に関して、厳密にならなくてよい。このため、歪み点が低いという理由で、その使用が避けられていたソーダライムシリカガラスを基板として用いることができる。
すなわち、本発明は、少なくともガラス基板上に、バリアリブ、データ電極と蛍光体層が形成されたプラズマディスプレイパネル用背面基板の製造方法において、前記ガラス基板の表面に複数形成されたバリアリブに沿って回転ブレードを回転走行させ、前記回転ブレードの外周部に付着させたペーストを、前記リブによって区切られたセル内に塗布することを特徴とするプラズマディスプレイパネル用背面基板の製造方法である。
発明を実施するための最良の形態
（背面基板の構造）
本発明によるプラズマディスプレイパネル用背面基板１の構造の一例を、図１に示した。ガラス基板１０の上には、まず誘電体層を介さずにバリアリブ１１が形成されている。バリアリブ１１で区切られたセルでは、その底面部にデータ電極１２が形成されている。データ電極１２は誘電体層１３で保護されている。さらに誘電体層１３の上には、蛍光体層１４Ｒ，１４Ｇ，１４Ｂが形成されている。
（バリアリブの形成）
本発明によるプラズマディスプレイパネル用背面基板の特徴は、ガラス基板１０上にまずバリアリブ１１を形成して、その後にデータ電極１２、誘電体層１３や蛍光体層１４Ｒ，１４Ｇ，１４Ｂを形成することにあり、従来広く行われている技術とは、その順序が異なっている。
本発明では、まずガラス基板１０上にバリアリブ１１を直接形成する。つまり、従来技術において、バリアリブは、データ電極を保護するために形成された誘電体層上に形成されていた。これに対して本発明では、バリアリブ１１をガラス基板１０上に誘電体層を介さずに直接形成している。バリアリブの形成は、いずれも周知のスクリーン印刷法、サンドブラスト法、プレス法、ドライフィルム法や感光性ペースト法などを適用すればよい。
以下に、代表的手法であるサンドブラスト法を用いたバリアリブの形成方法を説明する。図２にその工程を示した。
（ａ）ガラス基板１０上に、バリアリブとなる低融点ガラス層４１を形成する。
（ｂ）続いて、その上にフォトレジスト４２を塗布する。
（ｃ）この基板を、所定のパターンを有するフォトマスク４３で覆う。
（ｄ）フォトリソグラフィー技術により、バリアリブとする部分を保護するマスクパターン４４を形成する。
（ｅ）このガラス基板に、シリカやアルミナ等の高硬度の微粒子を衝突させて、セルとなる部分を削り取る。
（ｆ）以上の工程を経て、バリアリブ１１が形成されたガラス基板１０を得る。
なお図２において、（ｃ）の矢印は、レジストを感光させる光が照射されている様子を表している。また（ｅ）の矢印は、高硬度の微粒子を衝突させる様子を表している。
以下に、これ以外のバリアリブ形成方法を挙げておく。スクリーン印刷法は、スクリーン印刷によりガラス隔壁を形成する手法であり、バリアリブに必要な膜厚を得るために、十数回の重ね印刷を行う。
プレス法は、バリアリブに相当する凹凸のついた金型をガラスペーストに高圧で押しつけバリアリブを形成する手法である。
ドライフィルム法は、パターンを形成した高膜厚のドライフィルムの隙間部分にガラスペーストを埋め込み焼成することで、バリアリブを形成する手法である。
感光性ペースト法は、ガラス粉を含有する感光樹脂により隔壁を形成する手法である。
なお以上説明したいずれの方法も、ガラス基板１０上にバリアリブ１１を別途形成するものであった。このほか、上述したサンドブラスト法をガラス基板の表面に直接適用して、ガラス基板の表面を部分的に削り取ってバリアリブを形成して、ガラス基板とバリアリブとが一体となった基板にも、本発明の製造方法が適用できることは言うまでもない。
（データ電極の形成）
数百μｍの間隔で配列されたバリアリブによって、セルが区切られている。そのセルの底面の特定箇所に、所定の幅で精度よくかつ確実にデータ電極を形成することが重要である。
従来技術では、平面であるガラス基板表面にデータ電極を形成すればよいので、これは特に困難な工程ではなかった。しかし本発明において、ガラス基板表面には、すでにバリアリブによって区切られたセルが形成されている。つまり本発明では、ガラス基板の凹部の底面に、データ電極を形成することになる。
このため、従来行われているスクリーン印刷法やスパッタリング法を適用すると、データ電極の形成にはかなりの困難を伴ってしまう。形成すべきデータ電極の幅は数十μｍと非常に細い。しかも、バリアリブで区切られたセルの底面にのみに、データ電極を正確に形成しなければならない。
特にスクリーン印刷法では、セルの側面にペーストが付着することが避けられない。またスパッタリング法の適用を考えると、セルの底面はバリアリブの存在で凹部となっているので、マスクパターンを用いても正確なデータ電極形成することは困難である。さらに形成するバリアリブの形状については、ストライプリブと呼ばれる直線形状のものや波形のものなどがある。
そこで、本発明においては、以下に説明する方法でデータ電極を形成している。なおここでは、微小な金属粒子を含有したガラスフリットからなる導電性ペースト（例えば、銀ペースト）を、塗布焼成してデータ電極を形成している。
図３Ａに示すように、薄い円盤状の回転ブレード２０の外周部に、導電性ペースト３１を一定量付着させ、回転ブレードを回転させながらバリアリブ１１，１１の間を移動走行させて、付着したペーストをガラス基板１０の表面の所定位置に塗布している。
この円盤状の回転ブレード２０は、例えば超硬合金からなる直径１０〜５０ｍｍ厚さ１ｍｍほどの円盤であるとよい。回転ブレードの先端部の厚みは、セルの内法より小さい必要がある。また回転ブレードの先端部は、テーパ状であると、回転ブレードをバリアリブの間に導きやすいので好ましい。また回転ブレードの先端は刃状に尖っていると、細いデータ電極を形成するのに好適である。回転ブレードの回転は、ブレードを前方に走行させるときの基板と摩擦によると、複雑な構成を必要とせず好ましい。なお、外部の駆動源を用いて、回転ブレードを駆動してもよい。この場合、回転ブレードの周速度と走行速度とを一致させずに、塗布することもできる。
回転ブレードは、基板表面上をＸ軸−Ｙ軸のＮＣ制御にて、位置決めしながら走行させるとよい。なおかつ、Ｚ軸方向にもＮＣ制御にて上下させるとよい。回転ブレード２０とそれを支持するシャフト２１との嵌め合わせには、実際に形成されているバリアリブ１１の形状に追従しやすいように、「あそび」が設けてある。図３Ｂには、この「あそび」を設けたことにより、回転ブレード２０が首を振るように動く様子を示している。
この「あそび」は、本発明におけるポイントの一つであり、バリアリブの形状が多少歪んでいても、回転ブレードをバリアリブに追従させて走行することができる。つまり、前工程で生成したバリアリブが、完全な直線状でなくとも、その形成されたバリアリブを案内として、セルの溝に沿って回転ブレードを走行させることができる。
予め形成されたバリアリブは、主にガラスフリットからなるバリアリブ材を、ガラス基板上に所定形状に形成し焼成している。このとき、ガラス基板は加熱されることになるが、この際にガラス基板が熱により膨張および収縮して、平面方向の寸法が変化してゆがんだとする。
このような場合でも、本発明によれば、形成されたバリアリブに追従して、データ電極形成用ペーストをセル底面に正確に塗布することができる。なお、ここでいう基板のゆがみとは、数十ＰＰＭ〜数百ＰＰＭオーダーのものをいう。
このため、背面基板を必ずしも高歪み点を有するガラス基板で構成する必要がなく、安価なソーダライムシリカ組成のガラス基板を、プラズマディスプレイパネル用背面基板に用いることができる。
続いて、ペースト塗布装置２について詳しく説明する。図４に示すように、ペースト塗布装置２は、回転ブレード２０とペースト供給装置２２を含んでなる。ペースト供給装置２２は、ペースト供給用ローラー２３、ペースト量調整用ローラー２４と駆動装置（図示せず）からなる。
ペースト供給用ローラー２３には、一定粘度のペースト３が一定厚みに塗布してある。このペースト供給用ローラー２３は、回転ブレード２０の周速度とほぼ同じ周速度で回転している。回転ブレード２０とペースト供給用ローラー２３が接触して、回転ブレードの外周部に一定量のペースト３を付着させる。回転ブレードが停止しているときは、ペースト供給装置と回転ブレードは離脱して、ペーストの供給が停止される。
ペースト量調整用ローラー２４は、ペースト供給用ローラー２３と同速度で回転する。この２つのローラーの軸心距離を調整することにより、ペースト供給用ローラー２３表面のペースト付着量を調整することができる。
以上のように、回転ブレードを有するペースト塗布装置２を、ガラス基板１０に形成されたバリアリブの長さ方向に走行させ、例えばセルの底面にデータ電極形成用ペースト３１を塗布する。さらに別のセルの底面にペーストを塗布するために、ガラス基板のバリアリブの長さ方向と直角の方向に、このペースト塗布装置を順次移動させて行く。このようにして、すべてのセル底面の所定位置にデータ電極形成用ペーストを塗布することができる。
平行する多くの溝にペーストを同時に塗布するには、図５に示すように回転ブレード２０を複数枚積層した積層型回転ブレード２５とすると、作業効率が高まるので、好ましい。なおこのとき、積層型回転ブレード２５における、各回転ブレード２０・・・の間隔を、プラズマディスプレイのセルピッチに一致させればよい。あるいは回転ブレードの厚さから、各回転ブレードの間隔をセルピッチに一致できない場合は、セルピッチの倍数とし、適宜シフトしながら塗布するとよい。
ガラス基板が焼成時の熱により膨張収縮して「ゆがみ」を発生しても、バリアリブとバリアリブの距離の絶対精度は、近くのバリアリブ間では小さく、遠く離れたバリアリブ間では大きい。このため、あまり多くの回転ブレードを積層すると、位置精度が悪くなるので、数枚の回転ブレードを積層して、それをいくつか並べてペーストを塗布すると、作業効率が上がるので好ましい。
以上、本発明におけるペースト塗布方法を、データ電極をバリアリブ間に形成する例を用いて説明してきたが、このペースト塗布方法は、バリアリブがない基板上にも適用できることはいうまでもない。また、本発明における回転ブレードによるペーストの塗布は、回転ブレードの外周部に付着させたペーストを、基板表面の所定位置に転写すること、と理解されてもよい。
以上述べた方法により、導電性ペーストを所定の幅に、必要量を安定して塗布することができるので、高い信頼性でデータ電極を形成できる。またスクリーン印刷法に比較すると、工程での導電性ペーストのロスが少なく、またペーストを回収する必要がほとんどない。このため、高価なペースト材料を効率よく利用できるので好ましい。
（誘電体層の形成）
続いて、データ電極を保護する誘電体層１３を形成する。この誘電体層は、データ電極１２を覆って保護すればよい。このため、その形成精度はあまり要求されない。したがって、焼成することによって誘電体層を形成するセラミックペーストを、バリアリブ１１とデータ電極１２が形成されたガラス基板１０上に、例えばスクリーン印刷法やディッピング法にて塗布してやるとよい。
（蛍光体層の形成）
本発明によるプラズマディスプレイパネル用背面基板では、ガラス基板１０上に、バリアリブ１１とデータ電極１２と誘電体層１３を形成した後に、蛍光体層１４を形成している。蛍光体層は、赤１４Ｒ，緑１４Ｇ，青１４Ｂの３種類の蛍光体層形成用ペーストを、順番にバリアリブ１１間に塗布して形成している。蛍光体は発光効率向上のため、バリアリブで形成されるセルの底面のみならず、両側面にも塗布することが望まれる。なおかつ、塗布するペーストの厚み（塗布量）のコントロールも必要である。
バリアリブがストライプリブの場合には、上述したデータ電極の形成方法に準じて蛍光体層を形成することができる。なお、蛍光体層形成用ペーストをセルの側面にも塗布する必要があるので、回転ブレードの先端部のみならず側面部にも、蛍光体層形成用ペーストを付着させるようにすればよい。また必要に応じて、蛍光体層形成用ペーストの粘度を調整すればよい。
図６には、蛍光体層形成用ペーストを塗布するのに好適なペースト供給装置の一例を示した。ペースト供給ローラー２３には、ペースト溜まりとなる溝２３１が設けてあり、蛍光体層用ペースト３２が溜められている。図６は、先端部の平らな回転ブレード２０１の側面部にまで、蛍光体層形成用ペースト３２が付着し、それがガラス基板１０上に形成されたセルの誘電体層１３上と側面に、塗布される様子を示している。
また例えば、バリアリブが図７に示すようなワッフル型バリアリブ１１１の場合は、上述した方法では、蛍光体層を形成することができない。そこで、図８に示すように、その先端部に等間隔の突起２０３を設けた、歯車状の突起付き回転ブレード２０２を用いるとよい。この突起の形状は、ワッフル型リブで形成されるセルの形状に合わせるとよい。
この突起には、ペースト供給装置により、自動的に一定量のペーストが塗布される。回転ブレードが回転走行すると、突起はワッフル型リブで形成されたセルに噛み合わされ、そのときにペーストがセルの底面や側面に塗布される。
このとき、突起がセル底面に接触する圧力は、常に一定となることが好ましい。こうすると、ガラス基板に多少の反りやうねりがあっても、ペーストの塗布には支障が起きない。なお、突起付回転ブレードを多数枚積層して作業効率を上げることもできる。
このようにして、赤（Ｒ），緑（Ｇ），青（Ｂ）のペーストをそれぞれ塗布して焼成すると、蛍光体層が形成される。
以上のようにして、プラズマディスプレイパネル用背面基板を得ることができる。さらに、バス電極が形成された前面ガラス基板と、この背面基板を組み立て封着し、さらに排気して、放電ガスを封入する。これに周辺回路を実装すれば、プラズマディスプレイパネルを得ることができる。
なお以上において、プラズマディスプレイパネル用背面基板のバリアリブ間にデータ電極用ペーストと蛍光体ペーストとを塗布する方法について開示した。
しかしこの方法は、これに限定されることはなく、以下のような発明として把握することができる。
すなわち、基板表面に周期的なパターンで形成された多数の凹部に、ペーストを所定の位置に正確かつ適量を塗布することができる方法である。また平坦な基板上の特定部分に、ペーストを塗布することができる方法でもある。
産業上の利用可能性
以上詳細に説明したように、本発明の製造方法によるプラズマディスプレイパネル用背面基板であれば、ガラス基板を必ずしも高歪み点を有するガラス組成物で構成する必要がなく、建築用や車両用に量産されている安価なソーダライムシリカ組成のガラス基板を、プラズマディスプレイパネル用背面基板に用いることができる。
また、本発明の製造方法によれば、プラズマディスプレイパネル用背面基板上に、データ電極と蛍光体層をバリアリブ間の所定の位置に正確に形成することができる。
しかも本発明によれば、以下のような理由で、背面基板の製造コストが低減できる。
１．安価なガラス基板を使用することができる。
２．高い信頼性でデータ電極や蛍光体層を形成できる。
３．高価なペースト材料を効率よく利用できるので、低コストでデータ電極や蛍光体層を形成できる。
なお本発明におけるペーストの塗布技術は、プラズマディスプレイパネル用背面基板に限定されることはなく、類似の構造を有するパネルにも適用できる。
【図面の簡単な説明】
図１は、本発明によるプラズマディスプレイパネル用背面基板の一例を説明する図である。
図２は、サンドブラスト法による隔壁（バリアリブ）を形成する方法の説明図である。
図３Ａおよび図３Ｂは、回転ブレードにてデータ電極となる導電性ペーストを塗布する様子を説明する図である。
図４は、回転ブレードにペーストを供給付着させる機構を模式的に説明する図である。
図５は、積層型回転ブレードにて、ペーストを塗布する様子を説明する図である。
図６は、蛍光体層形成用ペーストを塗布するのに好適な機構を、模式的に説明する図である。
図７は、ワッフル型バリアリブを説明する図である。
図８は、ワッフル型バリアリブを有する背面基板に、蛍光体層形成用ペーストを塗布するのに好適な突起付き回転ブレードを説明する図である。
図９は、従来技術によるプラズマディスプレイパネル用背面基板を説明する図である。
【図１】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【国際調査報告】
2003092032.tif 000013
2003092032.tif 000014
2003092032.tif 000015
2003092032.tif 000016