(57)【要約】【課題】ＰＤＰ前面板の製造工程において、ガラス基板上に表示電極層および遮光膜層を形成する方法は、印刷および圧着する際に、面や高さの精度を確保しにくい。この精度を高め、焼成の回数を削減する方法として、誘電体シートに表示電極層や遮光膜層ペーストの印刷等をおこなうと、ペーストの染み込みが発生し、誘電体シートのポリエチレン樹脂成分がペーストに含まれる有機溶剤によって膨潤または溶解され、誘電体層の品質が劣化し、表示電極層の短絡や耐電圧性の低下の原因となる。【解決手段】誘電体シートの一方の面に表示電極層および遮光膜層を印刷し、表示電極層、遮光膜層および誘電体シートを同時に焼成する。また、表示電極層および遮光膜層ペーストの樹脂成分に水溶性樹脂を使用し、それぞれの希釈溶媒に水を使用する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ポリエチレン樹脂とガラス原料を含有した多孔性の誘電体シートの一方の面上に表示電極層および遮光膜層を形成する工程と、
ガラス基板に前記誘電体シートの前記表示電極層および前記遮光膜層が形成された面を貼りつける圧着工程と、
圧着された前記誘電体シートと前記表示電極層と前記遮光膜層とを同時に焼成する焼成工程と、
焼成によって形成された誘電体層の一部を除去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。
【請求項２】
誘電体シートは気孔率が３０％以上８０％以下であることを特徴とする請求項１に記載のプラズマディスプレイパネルの製造方法。
【請求項３】
誘電体シート中のポリエチレン樹脂は、重量平均分子量が４０００００以上であることを特徴とする請求項１または２に記載のプラズマディスプレイパネルの製造方法。
【請求項４】
少なくとも導電性材料と樹脂成分と希釈溶媒からなるペーストを用いて表示電極層を形成し、前記希釈溶媒はその主成分が水であることを特徴とする請求項１に記載のプラズマディスプレイパネルの製造方法。
【請求項５】
樹脂成分が水溶性樹脂であることを特徴とする請求項４に記載のプラズマディスプレイパネルの製造方法。
【請求項６】
少なくとも顔料成分と樹脂成分と希釈溶媒からなるペーストを用いて遮光膜層を形成し、前記希釈溶媒はその主成分が水であることを特徴とする請求項１に記載のプラズマディスプレイパネルの製造方法。
【請求項７】
樹脂成分が水溶性樹脂であることを特徴とする請求項６に記載のプラズマディスプレイパネルの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、プラズマディスプレイパネル（以下、ＰＤＰと呼ぶ）の製造方法に関し、特に表示電極層、遮光膜層および誘電体層の形成工程を簡略化し、ＰＤＰの製造効率を向上させることができる製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
高品位テレビジョン画像を大画面で表示するためのディスプレイ装置として、ＰＤＰへの期待が高まっている。
【０００３】
ＰＤＰは図８に示すように、基本的には前面板１と背面板２とで構成される。
【０００４】
前面板１は、前面ガラス基板３と、その一方の主面上に形成されたストライプ状の透明電極４およびバス電極５よりなる表示電極層６と遮光膜層７と、表示電極層６および遮光膜層７を覆ってコンデンサとしての働きをする誘電体層９と、この誘電体層９上に形成されたＭｇＯ膜からなる保護膜１０とで構成されている。
【０００５】
誘電体層９は、通常、無機成分である鉛ホウ珪酸系の低融点ガラスなどの粉体と、バインダー成分としてのエチルセルロース樹脂と、溶剤とを混練して所定粘度としたペーストを、印刷法、またはダイコートなどの塗布法によって、表示電極層６が形成された前面ガラス基板３の一主面上に所定の膜厚に塗布し乾燥させてから、焼成することによって形成されている。しかしながら、前面ガラス基板３の厚みに影響されずに、誘電体層９を均一に形成する方法として、ガラス基板上に表示電極層６および遮光膜層７を別々に印刷・乾燥・焼成した後、誘電体シートを圧着し、その後、誘電体シートを焼成する方法が検討されている（例えば特許文献１、特許文献２）。
【０００６】
一方、背面板２は、背面ガラス基板１１と、その一方の主面上に形成されたストライプ状のアドレス電極１２と、このアドレス電極１２を覆う背面板誘電体層１３と、その上に形成された隔壁１４と、各隔壁１４間に形成された、赤色、緑色および青色でそれぞれ発光する蛍光体層８とで構成されている。
【０００７】
ＰＤＰは前面板１と背面板２とを、アドレス電極１２と表示電極層６とが直交するように対向させて気密封着し、隔壁１４によって形成された放電空間１５にＮｅ−Ｘｅなどの放電ガスを４００Ｔｏｒｒ〜６００Ｔｏｒｒの圧力で封入したものである。表示電極層６に映像信号電圧を選択的に印加することによって放電ガスを放電させ、その結果、発生した紫外線が各色蛍光体層８を励起し、蛍光体が赤色、緑色、青色に発光し、カラー画像が表示される。
【０００８】
【特許文献１】
特開平１１−６５４８１号公報
【特許文献２】
特開２０００−９５５４５号公報
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
高品位テレビジョン用ＰＤＰにおいては画素密度が高くなるがＮＴＳＣ方式などで使用されるＰＤＰと同等の輝度、効率を得るために、隔壁幅を狭めて開口率の低下を極力抑えることや放電ガスの分圧を調整すること、さらには誘電体層の厚さを薄くして放電電圧を下げるとともに透過率を上げることなどが検討されている。
【００１０】
しかしながら、誘電体層の厚さを薄くすると、誘電体層の形成工程において誘電体層中にクラックやピンホール、気泡などの欠陥が発生し、これによりＰＤＰの耐電圧特性が低下し、表示電極層に放電電圧を印加したときに絶縁破壊が発生し、画面不灯などの品質不良の原因となる。したがって、誘電体層の形成工程を改善し、合理化することにより、欠陥のない誘電体層を効率良く形成することが、高品位のＰＤＰの製造に対応する上で極めて重要である。
【００１１】
これらの欠陥のない誘電体層を形成する方法として、前述のようなガラス基板上に表示電極層および遮光膜層を別々に印刷・乾燥・焼成した後、シート状の誘電体を圧着し、その後、誘電体シートを焼成する方法が検討されている。しかしながら、この方法では表示電極層、遮光膜層および誘電体をそれぞれ別個の焼成プロセスによって焼成しているためプロセスが過大になるとともに、設備も過大になるという課題を有している。一方、ガラス基板上に印刷・乾燥した表示電極層と遮光膜層の上に誘電体シートを圧着した後、これらを同時に一括で焼成する方法もあるが、この場合は表示電極層、遮光膜層からの脱バイが不完全であったり、表示電極層の成分である導電性物質の拡散によって、電極間の短絡や誘電体層の絶縁不良が発生するなどの課題があった。
【００１２】
本発明は、誘電体層の膜厚均一化を実現するとともに、さらに前面板における表示電極層、遮光膜層および誘電体層を形成する過程において、表示電極層および遮光膜層に含まれる有機溶剤の誘電体層への染み込みによる誘電体層でのクラックや気泡などの欠陥の発生を抑制しつつ、焼成の回数を削減するなど焼成工程を簡略化し、高品位の表示が可能なＰＤＰを、高い歩留りで効率良く製造する方法を提供することを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
前記の目的を達成するために、本発明のＰＤＰの製造方法は、ＰＤＰ前面板における表示電極層、遮光膜層および誘電体層を形成する過程において、表示電極層、遮光膜層および誘電体シートを同時に焼成するものである。また、希釈溶媒に有機溶剤を使用することなく、表示電極層および遮光膜層を形成するためのペーストを作製し、誘電体シート上に表示電極層および遮光膜層を印刷するものである。
【００１４】
すなわち、本発明のＰＤＰの製造方法は、ポリエチレン樹脂とガラス原料を含有した多孔性の誘電体シートの一方の面上に表示電極層および遮光膜層を形成する工程と、ガラス基板に誘電体シートの表示電極層および遮光膜層が形成された面を貼りつける圧着工程と、圧着された誘電体シートと表示電極層と遮光膜層とを同時に焼成する焼成工程と、焼成によって形成された誘電体層の一部を除去する工程とを有するものである。この方法により、誘電体シートと表示電極層と遮光膜層とを同時に焼成することが可能となる。したがって、ＰＤＰの前面板の製造工程において、焼成の回数を削減することにより焼成工程を簡略化し、高品位の表示が可能なＰＤＰを、高い歩留りで効率良く製造することができる。
【００１５】
また、本発明のＰＤＰの製造方法は、誘電体シートは気孔率が３０％以上８０％以下である。この方法により、圧縮性に富んだ誘電体シートにより誘電体層を形成することが可能となる。したがって、ガラス基板上に誘電体シート圧着する際に、表示電極層による段差を吸収して、表示電極層が誘電体シートに埋没したような形態になり、容易に脱泡することができる。
【００１６】
また、本発明のＰＤＰの製造方法は、誘電体シート中のポリエチレン樹脂は、重量平均分子量が４０００００以上である。この方法により、誘電体材料をシート状に成型し、誘電体シートとして使用することが可能となる。したがって、ガラス基板上に誘電体シートを圧着する際に、加圧と同時に加熱する工程でポリエチレン樹脂が軟化し、容易に脱泡することができる。
【００１７】
また、本発明のＰＤＰの製造方法は、少なくとも導電性材料と樹脂成分と希釈溶媒からなるペーストを用いて表示電極層を形成し、希釈溶媒はその主成分が水である。この方法により、希釈溶媒が特にポリエチレン樹脂からなる誘電体シートを膨潤させたり溶解することなく、誘電体シート上に表示電極層を形成することが可能となる。したがって、表示電極層の短絡や耐電圧性の低下などの信頼性や品質上の問題の要因を除去することができる。
【００１８】
また、本発明のＰＤＰの製造方法は、少なくとも導電性材料と樹脂成分と希釈溶媒からなるペーストを用いて表示電極層を形成し、樹脂成分が水溶性樹脂である。この方法により、希釈溶媒として水を使用することが可能となる。したがって、希釈溶媒が誘電体シートを膨潤させたり溶解することなく、誘電体シート上に表示電極層を形成することができ、表示電極層の短絡や耐電圧性の低下などの信頼性や品質上の問題の要因を除去することができる。
【００１９】
また、本発明のＰＤＰの製造方法は、少なくとも顔料成分と樹脂成分と希釈溶媒からなるペーストを用いて遮光膜層を形成し、希釈溶媒はその主成分が水である。この方法により、希釈溶媒が誘電体シートを膨潤させたり溶解することなく、誘電体シート上に遮光膜層を形成することが可能となる。したがって、短絡や耐電圧性の低下などの信頼性や品質上の問題の要因を除去することができる。
【００２０】
また、本発明のＰＤＰの製造方法は、少なくとも顔料成分と樹脂成分と希釈溶媒からなるペーストを用いて遮光膜層を形成し、樹脂成分が水溶性樹脂である。この方法により、希釈溶媒として水を使用することが可能となる。したがって、希釈溶媒が誘電体シートを膨潤させたり溶解することなく、誘電体シート上に遮光膜層を形成することができ、短絡や耐電圧性の低下などの信頼性や品質上の問題の要因を除去することができる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
本発明のＰＤＰの製造方法に係わる実施の形態について、図１〜図７を用いて説明する。本実施の形態によるＰＤＰの概略構成は、図８に示した構成と同様である。したがって、本実施の形態の特徴的な点について、以下に説明する。
【００２２】
図１は本発明によるＰＤＰの前面板１の製造工程フローを示し、図２は図１に示す工程の一部について、実施方法の一例を示している。図１の▲１▼〜▲４▼は、図２の▲１▼〜▲４▼にそれぞれ対応している。
【００２３】
まず、図３に示すように、厚さ約２．８ｍｍのソーダーガラスなどからなる前面ガラス基板３上に、厚さ約３０００ÅのＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ  Ｔｉｎ  Ｏｘｉｄｅ）膜またはＳｎＯ２膜などをスパッタ法や真空蒸着法などにより形成した後、ストライプ状にパターンニングして透明電極４を形成する。
【００２４】
つぎに、図４に示すように、誘電体シート１６の一方の面上に、感光性銀ペーストを塗布した後フォトリソ技術でパターンニングするか、あるいはスクリーン印刷法などの厚膜形成技術を用いてストライプ状に印刷してバス電極５を形成し、乾燥する。図２の▲１▼に、スクリーン印刷する場合の印刷装置および実施方法の一例を示す。なお、誘電体シート１６は、無機成分としての鉛硼酸系ガラス粉体と、樹脂成分としての重量平均分子量が４０００００のポリエチレン樹脂を主成分とし、気孔率が約７０％であり、約２００μｍの厚みの材料を使用する。誘電体シートは、マトリクス状にできたポリエチレン樹脂の表面にガラス粒子が付着している。ポリエチレン樹脂の分子量が４０００００未満の場合、液状であって、シート状に成型することができない。また、バス電極５の印刷用ペーストには、銀粉４０重量％〜７０重量％を含有し、水溶性樹脂成分として、例えば、積水化学工業（株）製のＫＷ−１、ライオン（株）製のＡＱ２２６６、第一工業製薬（株）のＴＢ−１３などを２重量％〜２０重量％含有し、希釈溶媒として１ＭΩ・ｃｍ以上の純水を３０重量％〜７０重量％を含有するものを使用する。バス電極５を、薄膜形成技術を用いてＣｒ−Ｃｕ−Ｃｒの３層を積層することもできるが、厚膜技術による膜の方が電極抵抗をより小さくでき、且つ、製造コストを削減できる。
【００２５】
さらに、図４において、誘電体シート１６のバス電極５を形成した面上には、バス電極５と同様の方法で遮光膜層７を形成し、乾燥する。遮光膜層７は感光性の遮光黒色ペーストを塗布した後、フォトリソ技術でパターン形成するか、あるいはスクリーン印刷法などの厚膜形成技術でストライプ状に印刷することにより、隣接するバス電極５の間に形成される。遮光膜層７を印刷するためのペーストは、顔料となるＣｒ２Ｏ３とＣｕＯを２０重量％〜５０重量％、ホウ珪酸鉛系ガラス粉を１０重量％〜３０重量％含有し、水溶性樹脂成分として、例えば、積水化学工業（株）製のＫＷ−１、ライオン（株）製のＡＱ２２６６、第一工業製薬（株）のＴＢ−１３などを２重量％〜２０重量％、希釈溶媒として１ＭΩ・ｃｍ以上の純水を３０重量％〜７０重量％を含有する材料を使用する。
【００２６】
このように、本発明では、誘電体シート１６としてポリエチレン樹脂を主成分とする材料を用い、誘電体シート１６上に印刷されるバス電極５と遮光膜層７のペースト材料として水溶性樹脂と希釈溶媒として純水を使っているため、希釈溶媒が特にポリエチレン樹脂からなる誘電体シート１６を膨潤させたり溶解することなく、誘電体シート１６上にバス電極５や遮光膜層７を精度良く形成することができるとともに、電極どうしの短絡や耐電圧性の低下などの信頼性や品質上の問題の要因を除去することができる。
【００２７】
その後、図２の▲２▼および図５に示すように、前面ガラス基板３と誘電体シート１６をそれぞれの印刷面を対向させ、位置を合わせた後、一対の金属上板１７と金属下板１８で挟んで、室温で一軸プレス機により、誘電体シート１６を前面ガラス基板３に仮圧着する。プレス圧力はゲージ圧で１ＭＰａから３０ＭＰａの範囲に設定する。ここで、金属上板１７の誘電体シート１６に接する面の凹凸は５μｍ以下に研磨されている。また金属下板１８と前面ガラス基板３の間に厚さ１．５ｍｍのシリコンゴム１９を間挿することにより、前面ガラス基板３の板厚ばらつき（偏肉）を吸収し、大面積の前面ガラス基板３の主面内で均一に加圧することができる。さらに、金属上板１７と誘電体シート１６の間にＰＥＴフィルム２０を間挿することにより、金属上板１７の表面の汚れなどの付着を防止することができる。また、仮圧着工程を減圧雰囲気下でおこなうことにより、誘電体シート１６中の気泡を、より素早く除去できる。
【００２８】
その後、誘電体シート１６に十分な圧力が加わったことを確認して、ポリエチレン樹脂の軟化点温度以上で融点未満となる６０℃から１４０℃の温度で加圧し、３０秒から５分保持することにより、誘電体シート１６を前面ガラス基板３上に本圧着する。ここで最高温度を１４０℃としたのは、１４０℃程度で、ポリエチレン樹脂が溶融し、誘電体シート１６内の残留応力（歪み）が除去され、さらに、前面ガラス基板３との密着性が得られるからである。つまり、この工程により透明電極４やバス電極５による段差部にも、樹脂が回り込み段差部に発生しやすい気泡が残らない。
【００２９】
その後、誘電体シート１６が本圧着された前面ガラス基板３を、図６に示す温度プロファイルに設定された焼成炉を用い、透明電極４およびバス電極５により構成される表示電極層６、遮光膜層７、誘電体シート１６を同時に一括で焼成する。まず、温度３５０℃まで徐々に加熱し、この温度で所定時間保持して、表示電極層６、遮光膜層７および誘電体シート１６に含まれる樹脂成分の脱媒をおこなう。つぎに、昇温して５８０℃で１０分間焼成した後、室温まで徐冷する（図２の▲３▼）。
【００３０】
以上の工程により形成された誘電体層９の端部のうち、前面ガラス基板３に印刷された接続端子部を被覆する部分について、図２の▲４▼に示すようにレーザー加工などにより一部を除去し、最後に誘電体層９の表面に保護膜１０を成膜する。
【００３１】
このようにして、ＰＤＰの前面板１を完成する。保護膜１０を成膜した後のＰＤＰの前面板１の断面構造を図７に示す。図７は図８におけるＡ−Ａ断面の一部に相当する。
【００３２】
本実施の形態において使用した誘電体シート１６の材料は、気孔率３０％で絶縁耐圧が急激に向上し、気孔率８０％を越えると急激に絶縁耐圧が低下する。また、気孔率３０％〜８０％の誘電体シート１６を用いてＰＤＰを作成し、その絶縁耐圧を測定すると、この範囲の気孔率では絶縁耐圧を３０００Ｖ（ＤＣ）以上であり、高精細ＰＤＰ用のパネルとしても使用可能なレベルであった。これらの限界値は誘電体シート１６の圧縮率の適正値と脱泡容易性から決まるものと考えられる。
【００３３】
なお、本圧着の工程では、誘電体シート１６の内部および誘電体シート１６と電極段差部に発生した気泡は外部に放出される。誘電体シート１６は気孔率が比較的高いために、圧縮性に富み、バス電極５が誘電体シート１６に埋没したような形態になり、表示電極層６が形成されていない部分にも十分な圧力が加わり、気泡が確実に外部に放出される。その結果、クラックやピンホールなどの構造欠陥および気泡の発生が抑制され、製造歩留りを大幅に改善することができる。
【００３４】
なお、本実施の形態で示したＰＤＰの前面板１における誘電体層９の製造方法は、ＰＤＰの背面板２における背面板誘電体層１３の製造工程にも応用可能である。
【００３５】
【発明の効果】
本発明によるＰＤＰの前面板の製造方法によれば、表示電極層、遮光膜層および誘電体シートを同時に焼成することができる。したがって、一回の焼成工程で表示電極層、遮光膜層および誘電体層を形成することができる。また、誘電体層におけるクラックやピンホールなどの構造欠陥発生を抑制でき、ＰＤＰの製造工程が大幅に簡略化され、歩留りおよび信頼性が向上し、産業上の効果は極めて大きい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によるＰＤＰの前面板の製造工程フローを示す図
【図２】図１の一部の工程における実施方法の一例を示す主要配置図
【図３】本発明の方法により前面ガラス基板に形成された、透明電極の配置を示す一部断面図
【図４】本発明の方法により誘電体シートに形成された、バス電極および遮光膜層の配置を示す一部断面図
【図５】誘電体シートをガラス基板に圧着するための圧着装置を示す図
【図６】本発明の方法における誘電体層などの焼成工程における温度プロファイルを示す図
【図７】本発明の製造方法により作製された、ＰＤＰの前面板の構造を示す一部断面図
【図８】従来のＰＤＰの主要構成を示す要部斜視図
【符号の説明】
１  前面板
２  背面板
３  前面ガラス基板
４  透明電極
５  バス電極
６  表示電極層
７  遮光膜層
８  蛍光体層
９  誘電体層
１０  保護膜
１１  背面ガラス基板
１２  アドレス電極
１３  背面板誘電体層
１４  隔壁
１５  放電空間
１６  誘電体シート
１７  金属上板
１８  金属下板
１９  シリコンゴム
２０  ＰＥＴフィルム
【図１】
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【図２】
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【図３】
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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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