(57)【要約】【課題】特にコスト高を招くこともなく、焼成工程での加熱によるガラス基板の熱収縮を極力抑えて、ガラス基板上における無機質層の「位置ずれ」を効果的に抑制できるフラットディスプレイパネル用基板の製造方法とその基板。【解決手段】焼成により焼成無機質層３〜１０を形成するフラットディスプレイパネル用基板の製造方法で、焼成での加熱において、無機質層をガラス基板１，２よりも高温になるように局部的に加熱する方法と、焼成により複数層の焼成無機質層３〜１０を形成する製造方法で、焼成での加熱において、各無機質層をガラス基板１，２よりも高温になるように局部的に加熱し、上層側無機質層を下層側無機質層よりも低い焼成温度で加熱する方法、および、各無機質層をマイクロ波誘電加熱により局部的に加熱し、上層側無機質層を下層側無機質層よりも小さい誘電損率（ε×ｔａｎδ）とする方法と、その基板。【選択図】　　　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガラス基板上にペースト状の無機質層を形成し、その無機質層を加熱により溶解させて固化させる焼成工程によって前記ガラス基板上に焼成無機質層を形成して製造するフラットディスプレイパネル用基板の製造方法であって、
前記焼成工程での加熱において、前記無機質層を前記ガラス基板よりも高温になるように局部的に加熱するフラットディスプレイパネル用基板の製造方法。
【請求項２】
前記無機質層をマイクロ波誘電加熱により加熱して焼成する請求項１に記載のフラットディスプレイパネル用基板の製造方法。
【請求項３】
前記無機質層が、ガラスフリットを含み、前記マイクロ波誘電加熱が、ミリ波による誘電加熱である請求項２に記載のフラットディスプレイパネル用基板の製造方法。
【請求項４】
前記マイクロ波誘電加熱による焼成前または焼成時に、そのマイクロ波誘電加熱以外の加熱手段によって前記ガラス基板を予備加熱する請求項２または３に記載のフラットディスプレイパネル基板の製造方法。
【請求項５】
ガラス基板上にペースト状の無機質層を形成し、その無機質層を加熱により溶解させて固化させる焼成工程を複数回繰り返して前記ガラス基板上に複数層の焼成無機質層を形成して製造するフラットディスプレイパネル用基板の製造方法であって、
前記複数回の焼成工程での加熱において、各無機質層を前記ガラス基板よりも高温になるように局部的に加熱するとともに、互いに隣接する下層側と上層側の無機質層の加熱において、上層側無機質層を下層側無機質層よりも低い焼成温度で加熱するフラットディスプレイパネル用基板の製造方法。
【請求項６】
ガラス基板上にペースト状の無機質層を形成し、その無機質層を加熱により溶解させて固化させる焼成工程を複数回繰り返して前記ガラス基板上に複数層の焼成無機質層を形成して製造するフラットディスプレイパネル用基板の製造方法であって、
前記複数回の焼成工程での加熱において、各無機質層を前記ガラス基板よりも高温になるようにマイクロ波誘電加熱により局部的に加熱するとともに、互いに隣接する下層側と上層側の無機質層において、各無機質層を構成する誘電体の比誘電率をεとし誘電正接をｔａｎδとする誘電損率（ε×ｔａｎδ）で、上層側無機質層を下層側無機質層よりも小さい誘電損率とするフラットディスプレイパネル用基板の製造方法。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか１項に記載の方法により製造されたフラットディスプレイパネル用基板。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ガラス基板上にペースト状の無機質層を形成し、その無機質層を加熱により溶解させて固化させる焼成工程によって前記ガラス基板上に焼成無機質層を形成して製造するフラットディスプレイパネル用基板や、その焼成工程を複数回繰り返して前記ガラス基板上に複数層の焼成無機質層を形成して製造するフラットディスプレイパネル用基板の製造方法、および、その方法により製造されたフラットディスプレイパネル用基板に関する。
【０００２】
【従来の技術】
フラットディスプレイパネルの代表例であるプラズマディスプレイパネルを例にとると、近年、大型化や画素の高精細化が進み、それに伴って焼成時におけるガラス基板の熱収縮が大きな問題となってきた。
すなわち、従来では、ガラス基板上に形成したペースト状の無機質層を焼成するに際し、通常、焼成炉を使用しており、ガラス基板と無機質層とを焼成炉内において同時に加熱して焼成し、無機質層としてガラス基板より低い軟化温度のペーストを使用することにより、焼成時におけるガラス基板の反りなどの変形を防止している。
【０００３】
ところが、ガラス基板は、焼成時にガラス転移域温度にまで加熱されて冷却されるため、ガラスの構造緩和による緻密化が生じて収縮し、そのガラス基板の収縮に伴ってガラス基板上の無機質層も収縮して、無機質層のパターンに「位置ずれ」が生じることになる。その「位置ずれ」が、上述したパネルの大型化や画素の高精細化に伴って画質低下の大きな原因となってきた。
特に、焼成工程を複数回繰り返して、ガラス基板上に複数層の焼成無機質層を形成する場合には、その「位置ずれ」による画質の低下も顕著で、熱収縮による「位置ずれ」を極力小さくする必要性が高くなってきた。
【０００４】
そのための対策として、従来、下記の対策１〜３などが知られており、そのうちの一部は実際に実施もされている。
対策１：ガラス基板として高歪点ガラスを使用し、焼成時におけるガラス基板の熱収縮を少なくする。
対策２：ガラス基板を焼成時とほぼ同じ温度で予め加熱して収縮させ、その後、ガラス基板上に無機質層を形成して焼成する。
対策３：複数層の焼成無機質層を形成する場合、下層側の無機質層を焼成した後、その下層側焼成無機質層の上に上層側無機質層を形成する際、下層側焼成無機質層の収縮にあわせて上層側の無機質層を予め縮小した状態で形成する。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記の対策１では、一般に製造されているフロートガラスと異なる組成の高歪点ガラスを製造する必要があり、例えば、フロートガラス製造工程における熔融窯を使用すると、その熔融窯の生地替えと生地戻しが必要で、その間の製造ロスが大きくて結果的にコスト高となる。
対策２では、焼成前におけるガラス基板の加熱工程が必要となり、製造工程の増加によってコスト高となる。
対策３では、上層側無機質層を形成するに際し、下層側焼成無機質層の収縮にあわせて上層側無機質層を予め縮小した状態で形成するのがむずかしく、下層側と上層側でのパターンずれを完全に回避するのは、実際的には不可能に近い。
【０００６】
それに加えて、上記の対策１〜３のいずれにおいても、焼成時におけるガラス基板の熱収縮が皆無となる訳ではないので、焼成時にガラス基板の各部分における加熱冷却の履歴を一致させて、ガラス基板の熱収縮を一様化することが条件となる。
例えば、トンネル式の焼成炉で焼成すると、ガラス基板の各部分における加熱冷却の履歴が一致せず、特に、ガラス基板の搬送方向上手側と下手側で履歴の不一致が著しく、矩形のガラス基板が扇状に収縮することはよく知られた事実であり、対策１〜３のいずれを採用するにせよ、このような熱収縮を避ける必要がある。
そのためには、ガラス基板の各部分における加熱冷却の履歴を一致させるべく、焼成工程などにおける加熱やその後の冷却状態を精密に制御する必要があり、設備費用や操業費用が高くなり、結果的にコスト高を招くという欠点がある。
【０００７】
本発明は、このような従来の問題点に着目したもので、その目的は、特にコスト高を招くこともなく、焼成工程での加熱によるガラス基板の熱収縮を極力抑えて、ガラス基板上における無機質層の「位置ずれ」を効果的に抑制することのできるフラットディスプレイパネル用基板の製造方法とその方法により製造されたフラットディスプレイパネル用基板を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明の特徴構成は、ガラス基板上にペースト状の無機質層を形成し、その無機質層を加熱により溶解させて固化させる焼成工程によって前記ガラス基板上に焼成無機質層を形成して製造するフラットディスプレイパネル用基板の製造方法であって、前記焼成工程での加熱において、前記無機質層を前記ガラス基板よりも高温になるように局部的に加熱するところにある。
【０００９】
請求項１の発明の特徴構成によれば、ガラス基板上に形成したペースト状の無機質層を加熱により溶解させて固化させる焼成工程での加熱において、無機質層をガラス基板よりも高温になるように局部的に加熱するので、焼成工程での加熱において、特に精密な加熱制御を必要とすることなく、また、その後の冷却においても精密な冷却制御を必要とせず、ガラス基板の構造緩和に起因する緻密化による熱収縮を抑えて、ガラス基板上における無機質層の「位置ずれ」を効果的に抑制することができる。
その結果、特にコスト高を招くこともなく、ガラス基板上における無機質層の「位置ずれ」を効果的に抑制して、たとえ大型で高精細な画素のフラットディスプレイパネルであっても、高画質の画像を実現することができる。
【００１０】
請求項２の発明の特徴構成は、前記無機質層をマイクロ波誘電加熱により加熱して焼成するところにある。
【００１１】
請求項２の発明の特徴構成によれば、無機質層をマイクロ波誘電加熱により加熱して焼成するので、例えば、レーザー光加熱、光ビーム加熱、プラズマジェット加熱、高温エア噴射、あるいは、高温ガスバーナー加熱などに比べて、操業安定上有利であり、しかも、ガラス基板上の無機質層を所望どおり局部的に加熱することができる。
【００１２】
請求項３の発明の特徴構成は、前記無機質層が、ガラスフリットを含み、前記マイクロ波誘電加熱が、ミリ波による誘電加熱であるところにある。
【００１３】
請求項３の発明の特徴構成によれば、無機質層が、ガラスフリットを含んでいて、マイクロ波誘電加熱が、そのガラスフリットに対して効果的な加熱の可能なミリ波による誘電加熱であるから、ガラスフリットを含む無機質層を効果的に局部加熱することができる。
【００１４】
請求項４の発明の特徴構成は、前記マイクロ波誘電加熱による焼成前または焼成時に、そのマイクロ波誘電加熱以外の加熱手段によって前記ガラス基板を予備加熱するところにある。
【００１５】
請求項４の発明の特徴構成によれば、マイクロ波誘電加熱による焼成前または焼成時に、そのマイクロ波誘電加熱以外の加熱手段によってガラス基板を予備加熱するので、焼成時におけるガラス基板へのクラックの発生が抑制されるとともに、マイクロ波誘電加熱による焼成の予備加熱ともなり、焼成に要する加熱コストの低減を図ることができる。
【００１６】
請求項５の発明の特徴構成は、ガラス基板上にペースト状の無機質層を形成し、その無機質層を加熱により溶解させて固化させる焼成工程を複数回繰り返して前記ガラス基板上に複数層の焼成無機質層を形成して製造するフラットディスプレイパネル用基板の製造方法であって、前記複数回の焼成工程での加熱において、各無機質層を前記ガラス基板よりも高温になるように局部的に加熱するとともに、互いに隣接する下層側と上層側の無機質層の加熱において、上層側無機質層を下層側無機質層よりも低い焼成温度で加熱するところにある。
【００１７】
請求項５の発明の特徴構成によれば、ガラス基板上に形成したペースト状の無機質層を加熱により溶解させて固化させる焼成工程を複数回繰り返して複数層の焼成無機質層を形成するに際し、その複数回の焼成工程での加熱において、各無機質層をガラス基板よりも高温になるように局部的に加熱するので、特に精密な加熱制御を必要とすることもなく、また、その後の冷却においても精密な冷却制御を必要とせずに、ガラス基板の構造緩和に起因する緻密化による熱収縮を抑えて、ガラス基板上における無機質層の「位置ずれ」を効果的に抑制することができる。
したがって、複数層の焼成無機質層を形成するに際し、下層側焼成無機質層の収縮にあわせて上層側無機質層を予め縮小した状態で形成するといったむずかしい操作も必要なく、しかも、互いに隣接する下層側と上層側の無機質層の加熱において、上層側無機質層を下層側無機質層よりも低い焼成温度で加熱するので、上層側無機質層の焼成により下層側の焼成無機質層が影響を受ける可能性も少なく、その結果、特にコスト高を招くこともなく、ガラス基板上における無機質層の「位置ずれ」を効果的に抑制して、複数層にわたる焼成無機質層を備えたフラットディスプレイパネルを製造することができる。
【００１８】
請求項６の発明の特徴構成は、ガラス基板上にペースト状の無機質層を形成し、その無機質層を加熱により溶解させて固化させる焼成工程を複数回繰り返して前記ガラス基板上に複数層の焼成無機質層を形成して製造するフラットディスプレイパネル用基板の製造方法であって、前記複数回の焼成工程での加熱において、各無機質層を前記ガラス基板よりも高温になるようにマイクロ波誘電加熱により局部的に加熱するとともに、互いに隣接する下層側と上層側の無機質層において、各無機質層を構成する誘電体の比誘電率をεとし誘電正接をｔａｎδとする誘電損率（ε×ｔａｎδ）で、上層側無機質層を下層側無機質層よりも小さい誘電損率とするところにある。
【００１９】
請求項６の発明の特徴構成によれば、ガラス基板上に形成したペースト状の無機質層を加熱により溶解させて固化させる焼成工程を複数回繰り返して複数層の焼成無機質層を形成するに際し、その複数回の焼成工程での加熱において、各無機質層をガラス基板よりも高温になるようにマイクロ波誘電加熱により局部的に加熱するので、特に精密な加熱制御やその後の精密な冷却制御を必要とすることなく、上述したように、レーザー光加熱などに比べて設備的にも費用的にも有利なマイクロ波誘電加熱によって無機質層を局部加熱して、ガラス基板の構造緩和に起因する緻密化による熱収縮を抑えて、ガラス基板上における無機質層の「位置ずれ」を効果的に抑制することができる。
したがって、複数層の焼成無機質層を形成するに際し、下層側焼成無機質層の収縮にあわせて上層側無機質層を予め縮小した状態で形成するといったむずかしい操作も必要なく、しかも、互いに隣接する下層側と上層側の無機質層において、上層側無機質層を下層側無機質層よりも小さい誘電損率（ε×ｔａｎδ）とするので、マイクロ波による発熱量は上層側ほど小さくなり、換言すると、焼成温度が上層側ほど低くなって、上層側無機質層の焼成により下層側の焼成無機質層が影響を受ける可能性も少なく、その結果、特にコスト高を招くこともなく、ガラス基板上における無機質層の「位置ずれ」を効果的に抑制して、複数層にわたる焼成無機質層を備えたフラットディスプレイパネルを製造することができる。
【００２０】
請求項７の発明の特徴構成は、上述した請求項１〜６のいずれか１項に記載の方法により製造されたフラットディスプレイパネル用基板にある。
【００２１】
請求項７の発明の特徴構成によれば、請求項１〜６の方法において記述した特性、つまり、ガラス基板上における無機質層の「位置ずれ」が少なくて高品質のフラットディスプレイパネル用基板を生産性良く安価に提供することができる。
【００２２】
【発明の実施の形態】
本発明によるフラットディスプレイパネル用基板の製造方法とフラットディスプレイパネル用基板につき、その実施の形態を図面に基づいて説明する。
フラットディスプレイパネル（以下、ＦＤＰと称する）の代表的なものとしてプラズマディスプレイパネル（以下、ＰＤＰと称する）があり、ＰＤＰであれば、図１に示すように、板ガラスからなる背面ガラス基板１と前面ガラス基板２を備えている。
背面ガラス基板１上には、アドレス電極３と誘電体層４が形成され、かつ、アドレス電極３に隣接して隔壁５が形成されていて、赤、青、緑の各蛍光体６が、互いに隣接する隔壁５ごとに塗り分けて形成されている。
そして、前面ガラス基板２上には、表示電極（透明電極）７と電極の抵抗を下げるバス電極８が形成され、電極７，８上には誘電体層９が、誘電体層９上には保護層１０も形成されている。
【００２３】
背面ガラス基板１上のアドレス電極３、誘電体層４、隔壁５、および、蛍光体６は、それぞれ焼成無機質層に相当するもので、ペースト状の無機質層を加熱により溶解させて固化させる焼成工程によって形成されている。
すなわち、背面ガラス基板１は、焼成工程を４回繰り返すことによって、アドレス電極３を最下層側とし蛍光体６を最上層側とする４層のＰＤＰ用基板が製造される。
【００２４】
つぎに、そのＰＤＰ用基板の製造方法、つまり、背面ガラス基板１の製造方法について説明する。
基板の製造に際しては、図２に示すように、予備加熱部１１、焼成部１２、および、冷却部１３を備え、予備加熱部１１から冷却部１３にわたって複数の搬送用ローラ１４を備えた装置が使用される。
焼成部１２には、マイクロ波導入管１５が連通接続され、図外のジャイロトロンより発信された周波数が３００ＭＨｚ〜３００ＧＨｚ（波長が１ｍ〜１ｍｍ）のマイクロ波、好ましくは、波長が１ｍｍ〜１５ｍｍのミリ波が導入されて、マイクロ波誘電加熱により焼成可能に構成され、予備加熱部１１では、マイクロ波誘電加熱以外の加熱手段により予備加熱可能に構成されている。
【００２５】
そして、例えば、背面ガラス基板１として、厚さが数ｍｍのソーダライム板ガラスを使用し、図３の（イ）に示すように、その背面ガラス基板１上にアドレス電極用無機質層３ａをスクリーン印刷などにより印刷して形成する。そのアドレス電極用無機質層３ａは、銀ペーストの細線からなり、例えば、数十μｍ〜百μｍ程度の幅と数μｍ〜数十μｍ程度の厚みを有し、数百μｍ程度のピッチで形成される。
そのアドレス電極用無機質層３ａの印刷された背面ガラス基板１を上述した装置の搬送ローラ１４上に載置することにより、背面ガラス基板１は、図２において矢印で示すように、予備加熱部１１から焼成部１２を経て冷却部１３へと順位搬送されて焼成される。
【００２６】
背面ガラス基板１は、まず、予備加熱部１１において予備加熱され、その後、焼成部１２へ搬送されてマイクロ波誘電加熱により加熱される。
その加熱において、誘電体の比誘電率をεとし誘電正接をｔａｎδとする誘電損率（ε×ｔａｎδ）が、背面ガラス基板１よりもアドレス電極用無機質層３ａの方が大きくなるように設定されているので、マイクロ波による加熱速度は、背面ガラス基板１よりもアドレス電極用無機質層３ａの方が速くなる。
詳述すると、マイクロ波による発熱量をＱ、マイクロ波の周波数をｆ、マイクロ波の電界強さをＥとすれば、発熱量Ｑは、ｆ×Ｅ２×（ε×ｔａｎδ）に比例するので、誘電損率（ε×ｔａｎδ）をアドレス電極用無機質層３ａの方が大きくなるように設定することで、アドレス電極用無機質層３ａの加熱速度を背面ガラス基板１よりも速くすることができる。
【００２７】
ただし、アドレス電極用無機質層３ａと背面ガラス基板１は互いに接しているので、アドレス電極用無機質層３ａ側の熱が背面ガラス基板１側へと移動し、マイクロ波誘電加熱を停止すると、両者の温度が互いに接近するため、焼成部１２におけるマイクロ波誘電加熱は継続して行う必要がある。また、マイクロ波は照射によりガラスに吸収されるので、マイクロ波誘電加熱におけるマイクロ波は、アドレス電極用無機質層３ａ側から照射するのが望ましい。
マイクロ波誘電加熱の継続中においても、アドレス電極用無機質層３ａ側の熱は背面ガラス基板１側へ移動するが、背面ガラス基板１の熱容量が、アドレス電極用無機質層３ａの熱容量に比べて数百倍程度大きく、かつ、ガラスそのものの熱伝導率も小さいので、強力な短時間のマイクロ波誘電加熱により、アドレス電極用無機質層３ａを局部的に加熱して焼成することが可能となり、その後、冷却部１３で冷却されて、電極用無機質層３ａは導電性を有するアドレス電極３となる。
そして、焼成部１２では、アドレス電極用無機質層３ａの局部加熱によって背面ガラス基板１の温度上昇が抑制されるので、その冷却部１３での冷却速度を速めることができ、生産性の向上を図ることができる。
【００２８】
つぎに、図３の（ロ）に示すように、背面ガラス基板１に対してアドレス電極３の上からガラスフリットを含む誘電体ペーストからなる誘電体層用無機質層４ａを塗布し、アドレス電極用無機質層３ａの場合と同じように焼成して誘電体層４を形成する。
その後、図３の（ハ）に示すように、誘電体層４の上にガラスフリットを含むペースト状の隔壁用無機質層５ａを形成し、焼成により隔壁５を形成し、さらに、図３の（ニ）に示すように、隔壁５ごとに赤、青、緑のガラスフリットを含むペースト状の蛍光用無機質層６ａを塗り分けて塗布しかつ焼成して、蛍光体６を形成するのである。
その際、誘電体層用無機質層４ａの誘電損率をアドレス電極用無機質層３ａの誘電損率よりも小さく、隔壁用無機質層５ａの誘電損率を誘電体層用無機質層４ａの誘電損率よりも小さく、さらに、蛍光用無機質層６ａの誘電損率を隔壁用無機質層５ａの誘電損率よりも小さく設定することで、つまり、上層側無機質層ほど誘電損率が小さくなるように設定することで、各焼成における温度を上層側無機質層ほど低くして、下層側にある焼成無機質層への影響を回避することができる。
【００２９】
〔別実施形態〕
（１）先の実施形態では、マイクロ波誘電加熱による局部加熱によって、ガラス基板１上に複数層の焼成無機質層３〜６を形成した例を示したが、マイクロ波誘電加熱以外にも、例えば、レーザー光加熱、光ビーム加熱、プラズマジェット加熱、高温エア噴射、あるいは、高温ガスバーナー加熱による局部加熱で複数層の焼成無機質層３〜６を形成することもでき、その場合、ガラス基板１上に形成したペースト状無機質層３ａ〜６ａ側より加熱することにより、より効果的な局部加熱が可能となる。
また、ガラス基板１上に形成する焼成無機質層は、必ずしも複数層である必要はなく、ガラス基板１上に単層の焼成無機質層を形成する際にも、本発明による製造方法を適用することができる。
【００３０】
（２）先の実施形態では、予備加熱部１１、焼成部１２、および、冷却部１３を備えた装置を使用して、予備加熱部１１により予備加熱した後、焼成部１２で焼成して製造する方法を示したが、焼成部１２にマイクロ波誘電加熱以外の加熱手段を設けて、焼成と同時に予備加熱して製造することもできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】プラズマディスプレイパネルの断面図
【図２】プラズマディスプレイパネル基板の製造に使用する装置の概略図
【図３】プラズマディスプレイパネル基板の製造工程を示す断面図
【符号の説明】
１，２　　　ガラス基板
３〜１０　　焼成無機質層
３ａ〜６ａ　ペースト状無機質層
ＦＤＰ　　　フラットディスプレイパネル
ＰＤＰ　　　プラズマディスプレイパネル
【図１】
2004146150.tif 000003
【図２】
2004146150.tif 000004
【図３】
2004146150.tif 000005