(57)【要約】【課題】環境負荷やエネルギー量を少なくすることができる構造物形成方法を提供する。【解決手段】ガラス基板８０上にガラス構造物を形成する構造物形成方法において、ガラス構造物の材料となるガラスフリットに熱可塑性樹脂を混ぜて生成したガラスペースト１０を加熱した状態で、加熱したガラス基板８０上に塗工した後にガラス基板８０の加熱を終了して所望の形状のガラスペースト膜１１を形成した後、焼成することによってガラス基板８０上にガラス構造物を形成する。従って、従来技術のような溶剤を含むガラスペースト１０を用いる代わりに熱可塑性樹脂を含むガラスペースト１０を加熱して用いている。このため、溶剤を用いなくとも必要なガラスペースト１０の粘度が確保することができる。また、従来のような乾燥工程を経ることなく、膜形状を形成することができ、ガラス構造物形成方法を簡略化することができる。【選択図】図４
2009170383.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に構造物を形成する構造物形成方法において、
前記構造物の材料となるガラス材に熱可塑性樹脂を混ぜて生成したペーストを加熱した状態で、加熱した前記基板上に塗工し、前記塗工の終了後に前記基板の加熱を終了して前記基板上に所望形状の膜を形成した後、前記膜を焼成することによって前記基板上に前記ガラス材の構造物を形成することを特徴とする構造物形成方法。
【請求項２】
請求項１に記載の構造物形成方法において、前記ペーストを前記基板上に塗工する際の、前記ペーストの加熱温度と前記基板の加熱温度との温度差を１００℃以下とすることを特徴とする構造物形成方法。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の構造物形成方法において、前記ペーストを前記ガラス材１００重量部に対して、前記熱可塑性樹脂を１００重量部以下の割合で混合して生成することを特徴とする構造物形成方法。
【請求項４】
請求項１から請求項３のいずれかに記載の構造物形成方法において、前記ペーストを前記基板上に塗工する際の、前記ペーストの加熱温度を５０℃〜３００℃の範囲で設定することを特徴とする構造物形成方法。
【請求項５】
請求項１から請求項４のいずれかに記載の構造物形成方法において、前記ペーストを前記基板上に塗工する際の、前記ペーストの粘度を１５０〜８００Ｐの範囲とすることを特徴とする構造物形成方法。
【請求項６】
請求項１から請求項５のいずれかに記載の構造物形成方法において、前記基板を過熱する際の温度を１００℃以下とすることを特徴とする構造物形成方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板上にガラス材の構造物を形成する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、プラズマディスプレイパネルのガラス基板の内面上には電極引出部を除いた略全面に亘り誘電体層や保護層が設けられ、この保護層の外周縁部上に対向する２枚のガラス基板を封着するためのシールフリットなどのガラス構造物が設けられている。この構造物はガラスペーストなどを用いて形成されている。
このガラスペーストをガラス基板上に塗工する際に用いられる方法として、ガラス粉末を溶剤、可塑剤および分散剤を含むバインダーによりペースト化し、このペーストをダイコート法により塗工および乾燥することが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
特許文献１では溶剤はペーストとしての適度な粘度を得るための粘度調整剤として作用する。樹脂はペースト内の各物質のバインダー剤として作用する。
【０００４】
特許文献１に記載の発明の具体的手段を図１で説明する。図１に示したように、まずガラス粉末を溶剤、可塑剤および分散剤を含むバインダーによりペースト化し、ガラスペーストをガラス基板上に塗工する（ペーストの塗工工程：ステップＳ１０１）。その後、塗工されたガラス基板を加熱してガラスペーストを乾燥させる。このとき、ガラスペーストに含まれる溶剤が気化してガラスペーストはガラス基板上に膜形成される（乾燥工程：ステップＳ１０２）。そして乾燥後、ガラス基板の加熱を一旦終了してガラス基板を冷却させ（冷却工程：ステップＳ１０３）、再び加熱してペーストに含まれる樹脂を気化させるとともに低融点ガラス材を軟化およびその後固結させることで所望のガラス構造物をガラス基板上に形成する（焼成工程：ステップＳ１０４）。
【０００５】
【特許文献１】特開２００２−３２４４８４号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１のように、溶剤を含むペースト材料を使用する場合、溶剤が気化して作業場所や工場周辺に漏洩することで環境に悪影響を与える。また、漏洩を防止するにはペーストから気化する溶剤を回収する回収プロセスが必要となり、除去装置や回収装置が別途必要となる。そのため、装置の占有面積が大きくなるとともに、設備費や装置の稼動エネルギーの増加によるランニングコストの増大が問題の一例として挙げられる。
【０００７】
本発明は、溶剤を用いないで構造物を基板上に形成することで環境負荷やエネルギー量を少なくすることができる構造物形成方法を提供することを１つの目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
請求項１に記載の発明は、基板上に構造物を形成する構造物形成方法において、前記構造物の材料となるガラス材に熱可塑性樹脂を混ぜて生成したペーストを加熱した状態で、加熱した前記基板上に塗工し、前記塗工の終了後に前記基板の加熱を終了して前記基板上に所望形状の膜を形成した後、前記膜を焼成することによって前記基板上に前記ガラス材からなる構造物を形成することを特徴とする構造物形成方法である。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、本発明の一実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００１０】
以下、本実施の形態を図２から図６に基づいて説明する。図２は、従来のプラズマディスプレイパネルの電極構造を示した模式図である。図３は、本実施の形態のダイコーターの概略図である。図４は、本実施の形態のダイコーターのダイヘッドの拡大図である。図５は、本実施の形態のホットメルトコーティング方法のチャート図である。図６（Ａ）は、本実施の形態の平面膜状に塗工されたガラスペーストの形状の模式図である。（Ｂ）は、本実施の形態の変形例の凹凸状に塗工されたガラスペーストの形状の模式図である。（Ｃ）は、本実施の形態の変形例の直線リブ状に塗工されたガラスペーストの形状の模式図である。
【００１１】
[本実施の形態のプラズマディスプレイパネルの構成]
図２に示すように、本実施の形態において、プラズマディスプレイパネル１は、例えば略平面長方形状に形成され、プラズマ放電による発光を利用して画像を表示させる装置である。このプラズマディスプレイパネル１は、画像表示領域を構成する放電空間Ｈを介して、互いに対向配置された一対の基板である第一基板としての背面基板２および第二基板としての前面基板３を備えている。
【００１２】
これらの背面基板２および前面基板３は、それぞれ外周縁に図示しないシールフリットが設けられて封着されている。そして、封着された当該空間内部は例えば６．７×１０４Ｐａ（５００Ｔｏｒｒ）程度の減圧状態とされ、例えばＨｅ−Ｘｅ（ヘリウム−キセノン）系やＮｅ−Ｘｅ（ネオン−キセノン）系などの不活性ガスが充填されている。
【００１３】
背面基板２は、例えば板状ガラス材にて平面長方形状に形成されている。この背面基板２の内面上には、複数のアドレス電極２１と、これらのアドレス電極２１上を覆うアドレス電極保護層２２と、このアドレス電極保護層２２上に一体的に設けられた隔壁２３と、この隔壁２３の放電セル２３１内部に充填された蛍光体層２４（２４Ｒ，２４Ｇ，２４Ｂ）と、などがそれぞれ設けられている。
【００１４】
アドレス電極保護層２２は、例えばガラスペーストなどにて形成され、背面基板２の内面上におけるアドレス電極引出部を除いた略全面に亘り設けられている。このアドレス電極保護層２２は、パネル駆動時において、放電によるアドレス電極２１の損耗を防止するとともに、駆動に必要な電荷を蓄積する誘電体層として機能する。なお、アドレス電極保護層２２の外周縁部上には前述のシールフリットが設けられている。
【００１５】
隔壁２３は、例えば、アドレス電極保護層２２と同一成分のガラスペーストにて略梯子状に形成されている。そして、アドレス電極保護層２２上において、アドレス電極２１と略直交する複数の直線状の隙間をそれぞれ間に挟んで、複数並列して設けられている。この隔壁２３により放電空間Ｈが複数に区画され、これにて複数の矩形状の放電セル２３１が形成されている。そして、隔壁２３は、その基端部から頂部までの高さがそれぞれ所定の高さ寸法に設定されており、背面基板２と前面基板３との間隙寸法を規定する。
【００１６】
蛍光体層２４（２４Ｒ，２４Ｇ，２４Ｂ）は、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の３原色の蛍光体ペーストが放電セル２３１内部に順に充填され、これが焼成されることにより形成される。これら蛍光体層２４（２４Ｒ，２４Ｇ，２４Ｂ）は、それぞれの放電セル２３１で発生した紫外光により励起され、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の３原色の可視光を発光する。
【００１７】
前面基板３は、プラズマディスプレイパネル１の表示面を構成し、例えば、背面基板２と同一材料にて略同一形状に形成されている。この前面基板の内面上には、アドレス電極２１と略直交して一定の間隔で配列された複数の表示電極対３１と、これら表示電極対３１間にそれぞれ設けられた複数のブラックストライプ３２と、これら表示電極対３１およびブラックストライプ３２上を覆う誘電体層３３と、この誘電体層３３を覆う保護層３４と、などがそれぞれ設けられている。
【００１８】
表示電極対３１は、放電ギャップＧを介して対向する複数対の透明電極３１１と、これら透明電極３１１の一端部に積層する一対の直線状のバス電極３１２とを備えて構成されている。 
【００１９】
透明電極３１１は、ＩＴＯ（Indium Tin Oxide）などの透明導電膜で略Ｔ字形状に形成されており、所定の放電セル２３１に対応して一対ずつ設けられている。
【００２０】
バス電極３１２は、一対の透明電極３１１における放電ギャップＧに対して反対側の端部に、それぞれ積層して設けられている。これらバス電極３１２のそれぞれの一端には図示しないバス電極引出部が形成され、このバス電極引出部を介して各透明電極３１１に図示しない行電極駆動部からの電圧パルスが印加されるようになっている。
このようなバス電極３１２は、透明電極３１１上に積層して設けられた黒色無機顔料などからなる図示しないバス電極黒層と、これらバス電極黒層に積層して設けられたＡｇ（銀）などを主成分とする金属材料からなる図示しない主導電層とを備えた２層構造となっている。
【００２１】
ブラックストライプ３２は、バス電極黒層と同質の材料にて、直線状に形成されている。このブラックストライプ３２およびバス電極黒層にて、前面基板３の外方から照射された可視光が吸収されるようになっている。
【００２２】
誘電体層３３は、例えばガラスペーストなどにて形成され、背面基板２のアドレス電極保護層２２と対向して設けられている。この誘電体層３３は、パネル駆動時において、放電による表示電極対３１の損耗を防止するとともに、駆動に必要な電荷を蓄積する。
【００２３】
保護層３４は、誘電体層３３上面を被覆するＭｇＯ（酸化マグネシウム）により層状に設けられている。このような保護層３４は、誘電体層３３が放電によりスパッタリングされることを防ぐ機能を有している。
【００２４】
図３に示したように、本実施の形態のダイコーター４0は、ガラスペースト１０を溶解させてその溶融状態を維持するために加熱可能なヒーターが設けられたガラスペーストタンク５０と、このガラスペーストタンク５０に収容されるガラスペースト１０を加熱しながら搬送可能な外周部にヒーターが設けられたヒートホース６０と、このヒートホース６０から搬送されるガラスペースト１０を加熱しながら塗工可能なヒーターが設けられたダイヘッド７０と、このダイヘッド７０によりガラスペースト１０を塗工されるガラス基板８０と、このガラス基板８０が載置可能な載置台でありガラス基板８０を加熱可能なヒーターが設けられたステージ９０と、を備えている。
【００２５】
図４に示したように、ダイヘッド７０は中空部７１を有しており、この中空部７１をガラスペースト１０が通って先端部７２より吐出できるようになっている。先端部７２から吐出されるガラスペースト１０はガラス基板８０上にガラスペースト膜１１を形成する。なお、先端部７２はガラスペースト１０を加熱可能なヒーターと、ガラスペースト１０の吐出量を調整できるように先端部７２の開口径の調節が可能なシムとを備えている。ダイヘッド７０はガラス基板８０の幅方向に沿って延びたスリット状の吐出口（図示せず）が形成されており、この吐出口からガラス基板上にガラスペースト１０が吐出されてガラスペースト膜１１を略平膜状に形成する（図６（Ａ）参照）。
【００２６】
本実施の形態のガラスペースト１０は熱可塑性樹脂、可塑剤、ガラス材であるガラスフリットおよび種々の添加剤を含有している。
熱可塑性樹脂は、添加量がガラスフリットの１００重量部に対して１００重量部以下であり、本実施の形態としては、例えば、ポリブチルメタアクリレート、ポリビニルブチラール、ポリメチルメタアクリレート、ポリエチルメタアクリレート、エチルセルロース等を例示でき、これらを単独あるいは混合して使用する。
【００２７】
可塑性剤はガラスペースト１０の粘度をコントロールし、塗工後のガラスペースト膜１１に柔軟性を持たせるためのものであり、その具体例として、ジメチルフタレート、ジエチルフタレート、ブチルベンジルフタレート、ジオクチルフタレート、ジイソオクチルフタレート、ジカプリルフタレート、ジブチルフタレート、アジピン酸ジイソブチル、アジピン酸ジオクチル、セバシン酸ジベンジル、セバシン酸ジオクチル、リン酸トリフェリル、リン酸トリクレジル、リン酸トリオクチル、リン酸オクチルジフェニル、トリアエチレン、塩素化パラフィン、ショウノウ、ヒマシ油等が用いられており、これらの成分を単独あるいは混合して使用する。特に、ブチルベンジルフタレート、ジオクチルフタレート、ジイソオクチルフタレート、ジカプリルフタレートおよびジブチルフタレートを単独または混合して使用することが好ましい。
【００２８】
[本実施の形態のガラス構造物形成方法] 
図５に示したように、本実施の形態では予備加熱工程、加熱塗工工程、冷却工程および焼成工程を経てガラス基板８０上にガラス構造物を形成する。
【００２９】
（予備加熱工程）
ガラスペーストタンク５０にガラスペースト１０を収容し加熱することで溶解させ、その後、ガラスペースト１０を一定の温度領域に保つよう加熱して粘度を一定に維持する（予備加熱工程：ステップＳ１）。このとき、ガラスペースト１０の温度は５０℃〜３００℃に加熱して粘土を１５０〜８００Ｐにする。また、ガラスペースト１０を加熱することによる経時的変化を避けるために加熱温度を５０〜２５０℃とすることが好ましい。
【００３０】
（加熱塗工工程）
ガラスペーストタンク５０にて加熱されたガラスペースト１０はヒートホース６０を介してダイヘッド７０へ搬送される。このとき、ヒートホース６０に設けられたヒーターにより一定温度に維持されたガラスペースト１０がダイヘッド７０に搬送される。このダイヘッド７０に搬送されたガラスペースト１０はダイヘッド７０に設けられたヒーターにより加熱され温度を維持したまま先端部７２から吐出され、ステージ９０に設けられたヒーターにより加熱されたガラス基板８０上に平面膜状に塗工される（加熱塗工工程：ステップＳ２）。この本実施の形態のガラスペースト１０を塗工する際には、５０℃〜３００℃に加熱して粘度を１５０〜８００Ｐにする。また、ガラスペースト１０の経時的変化を避けるためには加熱温度を５０〜２５０℃とすることが望ましい。
なお、ガラス基板８０の温度は１００℃以下に設定することが好ましい。また、ダイヘッド７０から吐出されるガラスペースト１０とガラス基板８０との温度差が１００℃以下となるように設定する。特に温度差は３０℃以下となることが好ましい。
【００３１】
（冷却工程）
ガラスペースト１０の塗工後はガラス基板８０の加熱を終了して冷却する（冷却工程：ステップＳ３）。
【００３２】
（焼成工程）
その後、ガラスペースト１０の塗工されたガラス基板８０は、焼成温度に加熱されることによりガラスペースト１０に含まれるガラスフリットが焼結し、熱可塑性樹脂が焼失する。これにより、ガラス基板８０上にガラス構造物が形成される（焼成工程：ステップＳ４）。
なお、焼成温度としては、ガラスペースト１０に含まれる熱可塑性樹脂が焼失する温度以上でかつガラスフリットの転移点となる温度以上であり、さらにガラス微粒子の粘度が６５Ｐとなる温度を超えない温度とする。
【００３３】
［本実施の形態のガラス構造物形成方法の作用効果］
上記のような構成の本実施の形態によれば、以下の作用効果を奏することができる。
【００３４】
（１）本実施の形態では、ガラスフリットに熱可塑性樹脂を混ぜて生成したガラスペースト１０を加熱した状態で、加熱したガラス基板８０上に塗工し、その後にガラス基板８０の加熱を終了してガラス基板８０上に所望の形状の塗工膜を形成した後、塗工膜を焼成することによってガラス基板８０上にガラス構造物を形成した。
従って、熱可塑性樹脂をホットメルト材として使用するため、溶剤を用いなくても必要なガラスペースト１０の粘度を確保することができる。このため従来のような溶剤が気化して作業場所や工場周辺に漏洩することで環境に悪影響を与えるおそれをなくすことができる。また、溶剤の漏洩を防止するためのペーストから気化する溶剤を回収する回収プロセスが必要ではなくなり、溶剤の除去装置や回収装置を別途設ける必要をなくすことができる。
このため、塗工装置の占有面積を小さくできるとともに、設備費や装置の稼動エネルギーを減少させることができる。よって、ランニングコストの縮小を図ることができる。
【００３５】
（２）ガラスペーストタンク５０にて加熱されたガラスペースト１０はヒートホース６０を介してダイヘッド７０へ搬送されてダイヘッド７０の先端部７２から吐出され、ステージ９０に設けられたヒーターにより加熱されたガラス基板８０上に塗布される。
従って、ガラスペースト１０とガラス基板８０との温度差が小さくなる。このため、ガラスペースト１０を塗工する領域とそれ以外の領域とで基板上の温度差が大きくなることによる熱歪みの影響で基板割れが発生する可能性を低くすることができる。
【００３６】
（３）ダイヘッド７０から吐出されるガラスペースト１０とガラス基板８０との温度差が１００℃以下となるように設定した。
ガラスペースト１０とガラス基板８０との温度差を１００℃以下にすることで熱歪みの影響で基板割れが発生する可能性をより一層低くすることができる。さらに、この温度差を３０℃以下にする場合は基板割れを確実に防ぐことができる。
【００３７】
（４）本実施の形態の熱可塑性樹脂は、添加量がガラスフリットの１００重量部に対して１００重量部以下とした。
従って、熱可塑性樹脂の添加量がガラスフリットの１００重量部に対して１００重量部以下となるので、ガラスペースト１０中のガラスフリットの含有率を一定以上に維持できる。このため、焼成後に残るガラスフリットの焼結物であるガラス構造物の所望の形状をより得やすくすることができる。
【００３８】
（５）本実施の形態のガラスペースト１０をガラス基板８０に塗工する際、ガラスペースト１０温度を５０℃〜３００℃に加熱して粘度を１５０〜８００Ｐにした。
従って、ガラスペースト１０の粘度が１５０〜８００Ｐの状態でガラス基板８０に塗工することができる。このため、ガラスペースト１０の粘度が１５０Ｐ未満で流動性が高すぎて膜厚に塗工しにくい、若しくはガラスペースト１０の粘度が８００Ｐを越えて流動性が低くなりすぎて平面に均等な膜厚のガラスペースト膜１１を塗工しにくいというおそれをなくすことができる。
また、ガラスペースト１０の加熱温度を５０〜２５０℃とすることで、加熱によるガラスペースト１０の経時的変化を防ぐことができる。
【００３９】
（６）ガラスペーストタンク５０にて加熱されたガラスペースト１０はヒートホース６０を介してダイヘッド７０へ搬送されてダイヘッド７０の先端部７２から吐出され、ステージ９０に設けられたヒーターにより加熱されたガラス基板８０上に塗工される。
従って、ガラスペーストタンク５０から搬送されるガラスペースト１０は先端部７２においても温度を一定に保つことができる。このため、ガラスペースト１０を所望の粘度に保つことができ、均等な膜厚のガラスペースト膜１１を塗工することができる。
【００４０】
（７）ガラス基板８０の温度は１００℃以下に設定することが好ましい。
このため、ガラス基板８０の温度を１００℃以下にすることでガラスペースト１０を塗布した際にガラスペースト１０から気泡が発生するのを防ぐことができる。
【００４１】
[本実施の形態のガラス構造物の形成方法の変形例]
本発明は目的を達成する範囲で変形してもよく、前記実施の形態のダイヘッド７０は、スリット状の吐出口を有する構成とし、図６（Ａ）で示される通りガラス基板８０上に平面膜状にガラスペースト膜１１を塗工するとしたが、これに限らない。例えば、スリット形状に加えて規則的に並列する矩形状部を有する吐出口として（Ｂ）のように平面状ガラスペースト膜１１Ａの上に凸状ガラスペースト膜１１Ｂを形成して凹凸状のガラスペースト膜１１に塗工してもよく、不連続な矩形状の吐出口が並列する形状として（Ｃ）のようにガラス基板８０上に凸状ガラス構造物１２を形成して直線リブ状に塗工してもよい。すなわち、ガラス基板８０上にガラスペースト１０を塗工できるダイヘッド７０であればいずれでもよく、その吐出口の形状を問わない。
【００４２】
[実施の形態の作用効果]
上述したように、上記ガラス構造物形成方法では、ガラス基板８０上にガラス構造物を形成するガラス構造物形成方法において、このガラス構造物の材料となるガラスフリットに熱可塑性樹脂を混ぜて生成したガラスペースト１０を加熱した状態で、加熱したガラス基板８０上に塗工し、塗工の終了後にガラス基板８０の加熱を終了してガラス基板８０上に所望形状のガラスペースト膜１１を形成した後、ガラスペースト膜１１を焼成することによってガラス基板８０上にガラスフリットからなるガラス構造物を形成する。
従って、従来技術のような溶剤を含むガラスペースト１０を用いる代わりに熱可塑性樹脂を含むガラスペースト１０を加熱して用いている。このため、溶剤を用いなくても必要なガラスペースト１０の粘度を確保することができ、従来のような乾燥工程を経ることなく膜形状を形成することができる。このためガラス構造物形成方法を簡略化することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】従来のホットメルトコーティング方法のチャート図。
【図２】本発明の一実施の形態のプラズマディスプレイパネルの電極構造を示した模式図。
【図３】前記実施の形態のダイコーターの概略図。
【図４】前記実施の形態のダイコーターのダイヘッドの拡大図。
【図５】前記実施の形態のホットメルトコーティング方法のチャート図。
【図６】（Ａ）前記実施の形態の平面膜状に塗工されたガラスペーストの形状の模式図。（Ｂ）前記実施の形態の変形例の凹凸状に塗工されたガラスペーストの形状の模式図。（Ｃ）前記実施の形態の変形例の直線リブ状に塗工されたガラスペーストの形状の模式図。
【符号の説明】
【００４４】
１…プラズマディスプレイパネル
１０…ガラスペースト
１１…ガラスペースト膜
４０…ダイコーター
７０…ダイヘッド
８０…ガラス基板
【図１】
2009170383.tif 000003
【図２】
2009170383.tif 000004
【図３】
2009170383.tif 000005
【図４】
2009170383.tif 000006
【図５】
2009170383.tif 000007
【図６】
2009170383.tif 000008