(57)【要約】【課題】パネル内に残留する不純ガスを除去することによって、放電安定性の優れた、画像表示特性の高いプラズマディスプレイパネルを提供する。【解決手段】本発明のプラズマディスプレイパネルの製造方法は、樹脂を含む蛍光体層が形成された基板を焼成する工程において、焼成炉内の前記基板が位置する上方に雰囲気整流用ファンを備え、前記雰囲気整流用ファンにより炉内雰囲気を整流すると共に前記樹脂をバーンアウトすることを特徴とする。【選択図】図４
2007335342.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
樹脂を含む蛍光体層が形成された基板を焼成する工程において、焼成炉内の前記基板が位置する上方に雰囲気整流用ファンを備え、前記雰囲気整流用ファンにより炉内雰囲気を整流すると共に前記樹脂をバーンアウトすることを特徴とするプラズマディスプレイパネルの製造方法。
【請求項２】
前記焼成炉の炉内上部から排気す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】
前記焼成炉で、少なくとも昇温領域において炉内雰囲気を整流す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４】
前記焼成炉で、少なくとも降温領域において炉内雰囲気を整流す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】
樹脂を含む蛍光体層が形成された基板を焼成する製造装置において、加熱部と搬送系と給気系と排気系とを備え、焼成炉内の前記基板が位置する上方に雰囲気整流用ファンを備えたことを特徴とするプラズマディスプレイパネルの製造装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プラズマディスプレイパネル（以下ＰＤＰと記載する）の製造方法および製造装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般的なＰＤＰは、２枚の板ガラスを接合することで微小な放電セルを縦・横マトリクス状に形成し、各セルの放電を制御することにより画像を表示するデバイスである。一方の板ガラスである前面板には透明電極が形成され、この透明電極を通して蛍光体面の発光を観察する構成である。透明電極は高抵抗であるため、部分的に金属からなる表示電極を形成している。これらの電極上には透明低融点ガラスからなる誘電体が形成され、さらにその上層には耐スパッタリング性能を高め、同時に放電特性を改善するためにＭｇＯなどの薄膜が誘電体保護層として形成されている。
【０００３】
そして他方の板ガラスである背面板には個々の放電セルを形成するためのストライプ状あるいは井桁状の隔壁が形成され、赤、緑、青に対応した蛍光体がセル内に塗布形成されている。蛍光体層の下には誘電体層が形成され、さらにその下層にはアドレス電極が形成されている。
【０００４】
このような構成の前面板と背面板とを対向配置し、周辺部を封着材で接合することにより放電空間を形成する。その後、放電空間内の雰囲気をＸｅ、Ｎｅ、Ｈｅ等からなる放電ガスで常圧よりも低い圧力に置換することによりＰＤＰが製造される。
【０００５】
ここで背面板の蛍光体形成及び前面板との接合工程以降の製造方法についてさらに説明する。
【０００６】
背面板の蛍光体層は各色の発光励起種をそれぞれ含んだ蛍光体ペーストをスクリーン印刷法あるいはインクジェット法などで隔壁間の各放電セル内に配設した後、５００℃程度で焼成し、ペースト内の樹脂成分等を除去することによって形成される（例えば、特許文献１参照）。その後、背面板の周囲に前面板との封着用ガラスフリットを塗布し、ガラスフリット内の樹脂成分等を除去するために３５０℃程度で仮焼成する。
【０００７】
そして、前面板と背面板を表示電極とアドレス電極が直交するよう対向配置し、４５０℃程度で封着用ガラスフリットを焼成することによって、周囲を密封する。次に、３５０℃程度まで加熱しながらパネル内を排気し、放電ガスを所定の圧力だけ封入する。そして表示電極間にパルス波形を印加し、一定時間放電を生じさせ、誘電体保護層の活性化を行うとともに、放電を安定化させる。
【０００８】
そして、このＰＤＰの一般的な駆動方法としては、サブフィールド法、すなわち、映像信号の１フィールド期間を輝度の重み付けを有する複数のサブフィールドに分割し、放電を起こすサブフィールドを組み合わせることで映像信号の階調を表示する方法で行う。ここで、サブフィールドは、セル内に所定の壁電荷を形成するための初期化放電を発生させる初期化期間、点灯させるべきセルを選択するアドレス放電を発生させるアドレス期間、および選択したセルにおいて維持放電を発生させる放電維持期間を有する。そして維持放電に伴う発光により画像を表示する。
【特許文献１】特開平６−２６７４３１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
ＰＤＰ駆動時には、上述したアドレス期間において背面板のアドレス電極と前面板の表示電極とのアドレス放電によって点灯すべき放電セルを選択している。ところがこの放電が発生するまでに要する時間が長くなり所定の電圧印加時間内にこのアドレス放電が起こらず、点灯すべきセルが選択されずに、映像表示に画像欠陥が目立つ現象が起こっている。
【００１０】
これはパネル内に封入した放電ガス中の不純ガスが原因の一つであると推測されているが、その不純ガスが製造工程のどの段階にてパネル内に残留するかは未だに明確になっていない。また解決策の一つとして、放電ガス封入前の排気工程においてパネル内残留ガスを徹底して除去し、不純ガスの残存量を低減しようとする技術が多く実施されているが、その効果は完全であるとは言い難い。
【００１１】
そこで、本発明はこのようなパネル内に不純ガスが残留するという課題に鑑みてなされたもので、放電安定性の優れた、画像表示特性の高いＰＤＰを提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記課題を解決するために、本発明のＰＤＰの製造方法は、樹脂を含む蛍光体層が形成された基板を焼成する工程において、焼成炉内の前記基板が位置する上方に雰囲気整流用ファンを備え、前記雰囲気整流用ファンにより炉内雰囲気を整流すると共に前記樹脂をバーンアウトすることを特徴とする。
【００１３】
前記構成において、焼成炉の炉内上部から排気することを特徴とする。また昇温領域、降温領域において炉内雰囲気を整流することが望ましい。
【００１４】
次に、本発明のＰＤＰの製造装置は、樹脂を含む蛍光体層が形成された基板を焼成する製造装置において、加熱部と搬送系と給気系と排気系とを備え、焼成炉内の前記基板が位置する上方に雰囲気整流用ファンを備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
本発明のＰＤＰの製造方法および製造装置によれば、パネル内の不純ガスが少なく放電安定性に優れたＰＤＰを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明の実施の形態によるＰＤＰについて、図を参照しながら説明するが、本発明の実施の形態はこれに限定されるものではない。
【００１７】
（実施の形態）
まず本発明の実施の形態によるＰＤＰの構造および製造方法について図１を参照しながら説明する。図１は本発明の一実施の形態によるＰＤＰの断面斜視図である。
【００１８】
図１に示すように、ＰＤＰ１はガラス製の前面板２と背面板３とを、対向配置することにより構成されている。前面板２は、ガラス基板４上に表示電極である走査電極５と維持電極６とが互いに平行に対をなして複数形成されている。通常これらの表示電極は、透明導電膜とバス電極の２種類の膜で構成される。また透明導電膜の材料としてはＩＴＯ膜やネサ（ＳｎＯ２）膜などが使用され、バス電極の材料としては銀膜やＣｒ／Ｃｕ／Ｃｒの３層構造膜などが使用される。そして、走査電極５および維持電極６上に誘電体層７（厚み：３０μｍ〜５０μｍ）が形成され、さらに誘電体層７上には保護層８(厚み：０．５μｍ〜２μｍ)が形成されている。
【００１９】
誘電体層７は、誘電体用ガラス粉末を含むペーストを印刷法により塗布し、焼成することによって形成されており、使用される材料としてはビスマス系材料（Ｂｉ−Ｚｎ−Ｂ−Ｓｉ−Ｏ系）や亜鉛硼酸系（Ｚｎ−Ｂ−Ｓｉ−Ｏ）、鉛系材料（Ｐｂ−Ｂ−Ｓｉ−Ｏ）などがある。保護層８は、放電による損傷から誘電体層７を保護するためのもので、対スパッタ性に優れた多結晶ＭｇＯ(酸化マグネシウム)膜で構成されている（厚み：５００−１０００ｎｍ）。その成膜方法としては、電子ビーム蒸着法やＣＶＤ法、スパッタ法など一般的な薄膜形成手法が使用される。
【００２０】
次に背面板３について説明する。背面板３は、ガラス基板９上に複数のアドレス電極１０が設けられ、そのアドレス電極１０上に各部位の絶縁を目的として絶縁体層１１（厚み：５μｍ〜２０μｍ）が設けられ、さらに、その絶縁体層１１上には井桁状、あるいはストライプ状の隔壁１２が設けられている（図１ではストライプ状の隔壁を示す）。
【００２１】
隔壁１２は感光性ガラスペーストを塗布、パターン露光、現像、焼成によって、またはガラスペースト塗布後サンドブラスト工法によって形成される。隔壁１２を構成する材料は、例えばＺｎ−Ｂ−Ｓｉ−Ｏ系、Ｓｉ−Ｌｉ−Ｏ系ガラス、Ｂｉ−Ｓｉ−Ｂ−Ｏ系ガラスである。
【００２２】
絶縁体層１１についても、前面板２の誘電体層７と同様な材料およびプロセスにより形成され、絶縁体層１１の表面および隔壁１２の側面には蛍光体層１３が形成されている。蛍光体層１３は、カラー表示のための３色（赤、緑、青）の蛍光体が１対の隔壁１２で形成される１つの溝毎に塗り分けられている。
【００２３】
上記のように形成した前面板２と背面板３は、その間に放電空間１４を形成し、かつ走査電極５および維持電極６とデータ電極１０とが互いに直交するように対向配置される。そして前面板２もしくは背面板３の周辺に塗布した封止部材によって接着される。放電空間１４には、放電ガスとして、例えばネオン（Ｎｅ）とキセノン（Ｘｅ）の混合ガスが封入されている。
【００２４】
そして表示電極間にパルス波形を印加し、一定時間放電を生じさせ、誘電体保護層の活性化を行うとともに、放電を安定化させる。
【００２５】
ＰＤＰの駆動方法としては、図２に本発明のＰＤＰに駆動回路を接続した図を示したように、ＰＤＰ１に各ドライバおよびパネル駆動回路２０を接続して、点灯させようとするセルの走査電極５とアドレス電極１０間に電圧印加をしてアドレス放電を行った後に、走査電極５、維持電極６間にパルス電圧を印加して維持放電を行う。そして、当該セルで放電に伴って紫外線を発光し、蛍光体層で可視光に変換する。このようにしてセルが点灯することによって、画像が表示される。
【００２６】
ここで、パネル内に残留する不純ガスの経緯について検証した結果について述べる。
【００２７】
ＰＤＰ駆動時には、放電によって発生した荷電粒子は放電セル内のあらゆる部位に衝突する。放電セル内の放電空間に面しているのは保護層と蛍光体層であり、その表面積はセルサイズおよびセル形状によっても異なるが、保護層に対し蛍光体層の表面積は概ね１．５〜４倍になる。すなわち、放電により、荷電粒子の６０〜８０％は蛍光体層に衝突することになる。
【００２８】
一方、上述したように従来のＰＤＰでは、蛍光体層はスクリーン印刷法あるいはインクジェット法など、蛍光体を含有したペーストを用いて形成され、蛍光体ペーストの分散剤として用いられている樹脂成分を除去するために蛍光体焼成がなされる。しかしながら、現状使用されている蛍光体の粒径は概ね１〜３μｍで比表面積が大きく、はからずも蛍光体層中には水、炭酸系ガスなど多量の不純ガスが取り除ききれないで残っている。
【００２９】
放電によって荷電粒子が発生し、蛍光体層に衝突すると、蛍光体層中に吸蔵されている不純ガスが叩き出され脱離する。その結果、脱離した不純ガスは一旦放電空間中に浮遊し、その後蛍光体層表面に再付着したり、前面板の保護層に吸着されたりする。保護層に水、炭酸系ガスの不純ガスが吸着すると、放電特性が変化する。具体的には、放電が発生するまでの時間（放電遅れ時間）が変化し、点灯させるセルを選択するアドレス放電で所定の時間内に放電できなくなるといった不具合が生じる。
【００３０】
このような現象に対し、蛍光体焼成において不純ガスをできるだけ排除することが好ましいと言えるが、蛍光体焼成中の樹脂の挙動と不純ガスの関係について、発明者らは以下の現象を見出した。
【００３１】
まず第一に、樹脂がバーンアウトする際には完全燃焼しているわけではなく、生成ガスとして水、炭酸系ガスのほか、比較的大きな分子量の炭化水素系ガスが空間中に浮遊している。
【００３２】
第二に、それら分子量の大きい炭化水素系ガスは空気よりも重く焼成炉内底部に溜まりやすい。
【００３３】
そして第三に上記生成ガスのうち、特に炭化水素系ガスや水は焼成中の基板に再吸着しやすいことである。
【００３４】
すなわち、蛍光体焼成中の炉内底部には生成ガスが溜まりやすく、また従来のようにベルト炉やローラーハース炉などの連続炉で基板を仰向けにして焼成すると、樹脂成分がバーンアウトするのと同時に生成ガスを再吸着しやすくなることが判明した。そしてこの再吸着したものが、その後の工程を経てもなお、これらの生成ガスは放電ガスに対して不純ガスとなり、パネル内に残ることを突き止めた。
【００３５】
そこで、本発明では、蛍光体焼成時に炉内雰囲気を拡散させることで、樹脂のバーンアウトにより発生した生成不純ガスが、蛍光体層に再吸着することを防止することを目的として構成されている。
【００３６】
次に、本発明の一実施の形態を用いた蛍光体焼成工程の製造方法および製造装置について図３〜図５を用いて説明する。
【００３７】
図３は本発明の一実施の形態における焼成炉の全体を模式的に示した図であり、この下には、横軸にこの焼成炉内の位置を、縦軸に焼成対象基板となる背面板３の温度をとり、炉内全体での温度変化を示した図を併記してある。
【００３８】
図３に示すように、本発明の焼成炉３０は、昇温領域３１、保持領域３２及び降温領域３３から構成された連続焼成炉であり、各領域は複数の炉室から構成されている。焼成炉内においては、背面板３が図面左側から右側に向けて搬送され、昇温領域３１、保持領域３２、降温領域３３をこの順で通過する。
【００３９】
昇温領域３１では背面板３を室温から樹脂をバーンアウトさせる温度Ｔまで加熱させる領域であり、保持領域３２では背面板３を温度Ｔに保持する領域であり、降温領域３３では背面板３を温度Ｔから室温まで冷却する領域である。このときの樹脂がバーンアウトさせる温度Ｔは通常５００〜６００℃程度である。
【００４０】
また図４は、本発明の一実施の形態における焼成炉３０のある炉室４０の概略断面図である。図４（ａ）は焼成対象基板の進行方向に対して平行な断面図であり、図４（ｂ）は進行方向に対して垂直方向の断面図である。
【００４１】
図４（ａ）に示すように、各炉室４０内では加熱部４１と給気系を構成するエアー導入口（不図示）と雰囲気整流用ファン４２、排気系を構成する排気ダクト４３、搬送系４４が設けられている。図左側から背面板３がセッタ４５に搭載され、図右側に搬送される。エアー導入口は炉室４０の略下部に設置され、雰囲気整流用ファン４２は焼成対象基板上方に位置するように設置され、その先に排気ダクト４３がつながれている。炉内では、供給したエアーが矢印Ａの向きで排気ダクトに流れ込むように雰囲気の流れを制御している。
【００４２】
図４（ｂ）にはこのときの雰囲気の流れを搬送方向から見たときの状態が示してある。エアー導入口４６は焼成対象基板と同じ位の高さに設けられ、基板表面を沿うようにして供給エアーが所定量注入される。そして加熱炉中央上部の雰囲気整流用ファン４２により、炉内の雰囲気は上部に流れるように制御されている。これにより、炉内での雰囲気の流れは矢印Ｂに示すようになる。このようにして、背面板３から放出された脱バインダ成分は焼成炉内底部に留まることなく容易に炉外部に排気され、背面板３への再吸着を防ぐことが可能となる。
【００４３】
一方、図５には本発明を実施していない焼成炉のある炉室５０の概略断面図を示す。各炉室５０内では加熱部５１と給気系を構成するエアー導入口（不図示）と排気系を構成する排気ダクト５３、搬送系５４が設けられている。図左側から背面板３がセッタ５５に搭載され、図右側に搬送される。
【００４４】
このように従来の焼成炉においてもファン５２が設置されている場合もあるが、一般的にその設置位置は炉外の排気ダクト５３付近である。この位置にファン５２がある場合では、本発明を実施する形態と比較して炉内雰囲気の整流は炉内上方のみで行われ、背面板３近傍では生成ガスが滞留してしまう。このため本発明を実施形態によって発揮される分子量の重い生成ガスを確実に炉外に排気し、基板への再吸着を防ぐ効果を奏することは難しく、パネル形成時に不純ガスを残留させてしまうことになる。
【００４５】
次に、背面板から放出された樹脂がバーンアウトした生成ガスを効率よく炉外に排出するためのファンの配置位置について述べる。図３の温度変化を示した図において、昇温領域３１途中のフラットな領域は蛍光体樹脂のバーンアウトをするための領域（以下バーンアウト領域とする）である。上記ファンは特にこのバーンアウト領域３４と降温領域３３において設置することが望ましい。その理由としては、
（１）バーンアウト領域３４では生成ガスの背面板３からの放出と、背面板３への再吸着の両者が進行している。
（２）保持領域３２では基板温度が高く、樹脂がバーンアウトすることによって生成したガスが吸着しにくいことと、温度安定性を確保するためにあえてファンで炉内雰囲気の流れを制御しなくても問題ない。
（３）降温領域３３では基板温度が下がっていく過程で不純物を吸着しやすいため、常に新鮮な供給エアーが基板表面上を覆うように雰囲気の流れを制御することが望ましい。
（４）降温領域３３では新鮮な供給エアーを直接基板表面上に流すことで基板温度の低下を促し、リードタイム削減につながる。
の４つが挙げられる。
【００４６】
このように本発明を実施した焼成炉にて蛍光体焼成を行った背面板を用いて、従来と同じく作成した前面板と接合しＰＤＰを作成した。その後、背面板の一部を切り出し、ＴＤＳ分析（昇温脱離ガス分析）による比較評価を行った。
【００４７】
その結果、６００℃まで昇温した際の脱離、検出された総量を調べると、本発明を実施した背面板は、本発明を実施しなかった背面板に比べて、水、炭酸系ガス、炭化水素系ガスのいずれにおいても減少しており、特に分子量の大きい炭化水素系が大きく減少していることが判明した。
【００４８】
さらに、本発明を実施したＰＤＰと本発明を実施しなかったＰＤＰの点灯評価の比較を行った。本発明を実施したＰＤＰでは、本発明を実施していないものと比較すると、アドレス放電の放電遅れ時間が安定し、画像表示欠陥が少ない正常な動作を示した。
【００４９】
また、本発明の形態では、雰囲気整流用ファンの数を一炉室内で６個（基板搬送方向に３列、搬送と垂直方向に２列）を模式的に示したが、本発明はこの個数に限るものではなく、焼成対象基板の大きさ、ファンの径、炉室内容量に応じて変化させても、同様の効果は得られる。
【００５０】
また、本発明の形態にかかる焼成の効果は、蛍光体焼成工程のみに限定されるものでなく、すべての焼成工程において適用することができるとともに、脱ガス成分の再吸着を防ぐことが可能となる。
【００５１】
なお、上記の実施の形態は、本発明の一例として挙げたに過ぎず、この形態に限定されるものではない。
【産業上の利用可能性】
【００５２】
本発明を利用することによって、放電安定性に優れ、画像表示特性が高いＰＤＰを製造することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】プラズマディスプレイパネルの断面斜視図
【図２】ＰＤＰに駆動回路を接続した構成図
【図３】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おける焼成炉の全体像と温度変化を示す図
【図４】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おける焼成炉の概略断面図
【図５】本発明を実施していないプラズマディスプレイパネルの製造方法における焼成炉の概略断面図
【符号の説明】
【００５４】
３  背面板
４０  炉室
４１  加熱部
４２  雰囲気整流用ファン
４３  排気ダクト
４４  基板搬送系
４５  セッタ
４６  エアー導入口
【図１】
2007335342.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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