プラズマディスプレイパネル用基板構体の製造方法
【課題】電極とガラス材料層との反応による泡の発生を抑制することができるＰＤＰ用基板構体の製造方法を提供する。
【解決手段】本発明のＰＤＰ用基板構体の製造方法は、電極が形成された基板上に前記電極を覆うようにガラス材料を含むガラス材料層を形成し、前記ガラス材料層を焼成することによって誘電体層を形成する工程を備え、前記焼成中に前記電極を接地するか、又は前記電極が透明電極とその上の金属電極とからなる場合に前記透明電極と前記金属電極の間に電圧を印加することを特徴とする。
【解決手段】本発明のＰＤＰ用基板構体の製造方法は、電極が形成された基板上に前記電極を覆うようにガラス材料を含むガラス材料層を形成し、前記ガラス材料層を焼成することによって誘電体層を形成する工程を備え、前記焼成中に前記電極を接地するか、又は前記電極が透明電極とその上の金属電極とからなる場合に前記透明電極と前記金属電極の間に電圧を印加することを特徴とする。
【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」と称する。）用基板構体の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
図７は、従来のＰＤＰの構造の一例を示す分解斜視図である。このＰＤＰは、前面側基板構体１と背面側基板構体２を有している。
【０００３】
前面側基板構体１では、ガラス基板１ａ上に複数の表示電極３が配置されている。表示電極３は、それぞれ、透明電極３ａ及び金属電極３ｂを備えている。表示電極３は、誘電体層４で覆われている。誘電体層４は、保護膜５で覆われている。
【０００４】
背面側基板構体２では、表示電極３に対してほぼ垂直方向に延びるアドレス電極６がガラス基板２ａ上に配置されている。アドレス電極６は、誘電体層９で覆われている。アドレス電極６の両側には隔壁７が配置され、列方向のセルを区分けしている。さらに誘電体層９上と、隔壁７の側面には紫外線により励起されて赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の可視光を発生する蛍光体が塗布されてなる蛍光体層８が形成されている。なお、アドレス電極６は、前面側基板構体１の誘電体層４内に表示電極３と交差するように配設されることもある。
【０００５】
保護膜５と隔壁７が接するように前面側基板構体１と背面側基板構体２を対向させた状態で周縁部を封止用部材により封着させて内部に放電空間を形成し、放電空間内を排気後、放電空間内にＮｅ−Ｘｅ等の放電ガスを封入し、ＰＤＰが作製される。
【０００６】
このＰＤＰにおいては、表示は、対をなす２本の表示電極３間での繰り返し放電によって行なわれる。
【０００７】
金属電極３ｂ又はアドレス電極６を覆う誘電体層４、６は、一例では、金属電極３ｂ又はアドレス電極６を覆うようにガラス材料層を形成し、このガラス材料層を焼成することによって形成する。ガラス材料層は、ガラスフリットとバインダと溶剤を含むガラスペーストを基板上に塗布し、その後溶剤を乾燥させるか（ペースト法）、ガラスフリットとバインダを含むガラスシートを基板上に貼ること（シート法）によって形成することができる。ガラスフリットは、例えば、鉛ガラスからなる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上記方法で誘電体層を形成する場合、焼成中に、電極とガラス材料層の界面での反応により泡が発生することがある。この泡は、通常、ガラスが流動することによって除去される。
【０００９】
ところで、誘電体層の材料として、無鉛ガラスからなるガラスフリットが用いられることがある。無鉛ガラスは一般に軟化点が高いのでガラスの流動によって泡を除去することが困難であり、焼成後も誘電体層中に泡が残渣することがある。誘電体中の泡残渣は、パネル化後それを起点に絶縁不良の問題を引き起こし、良品率を大幅に減少させるし、それが前面側基板構体の場合は、泡残渣によって光透過率が低減し表示輝度を低下させる。
【００１０】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、電極とガラス材料層との反応による泡の発生を抑制することができるＰＤＰ用基板構体の製造方法を提供するものである。
【課題を解決するための手段及び発明の効果】
【００１１】
本発明のＰＤＰ用基板構体の製造方法は、電極が形成された基板上に前記電極を覆うようにガラス材料を含むガラス材料層を形成し、前記ガラス材料層を焼成することによって誘電体層を形成する工程を備え、前記焼成中に前記電極を接地するか、又は前記電極が透明電極とその上の金属電極とからなる場合に前記透明電極と前記金属電極の間に電圧を印加することを特徴とする。
【００１２】
本発明者は泡の発生原因について鋭意検討を行っている際に、電極とガラス材料層の間の電子の移動が泡の発生に関係しているとの考えに到った。そして、焼成時に電極を接地したところ泡の発生が抑制されることが確認できた。また、焼成時に透明電極と金属電極の間に電圧を印加したところ、透明電極と金属電極のどちらの電位を高くした場合でも泡の発生が抑制されることが確認された。さらに金属電極の電位が透明電極の電位よりも高くなうように電圧を印加したところ、泡の発生が特に抑制されることが分かった。本発明者は、以上の知見に基づいて本発明を完成させた。本発明によって泡の発生が抑制される原理は必ずしも明らかではないが電極とガラス材料層の間の電子の移動が抑制されるためであると推測される。
本発明によれば、泡の発生が抑制されるので、環境負荷のない無鉛ガラスからなるガラス材料を用いた場合でも高い良品率でＰＤＰ用基板構体を製造することができる。
以下、本発明の種々の実施形態を例示する。
【００１３】
前記電圧の印加は、前記金属電極側が正になるように行ってもよい。
前記焼成は、前記電極に電気的に接続されたクランプで前記基板を定盤に固定し且つ前記クランプを接地した状態で焼成装置内において前記定盤を移動させることによって行うか、又は前記透明電極と前記金属電極のそれぞれに電気的に接続された一対のクランプで前記基板を定盤に固定し且つ前記クランプの対の間に電圧を印加した状態で焼成装置内において前記定盤を移動させることによって行ってもよい。
ここで示した種々の実施形態は、互いに組み合わせることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明の実施形態を図面を用いて説明する。図面や以下の記述中で示す内容は、例示であって、本発明の範囲は、図面や以下の記述中で示すものに限定されない。
【００１５】
１．ＰＤＰ用基板構体の製造方法
図１（ａ）〜（ｄ）を用いて、本発明の一実施形態のＰＤＰ用基板構体の製造方法について説明する。図１（ａ）〜（ｄ）は、本実施形態のＰＤＰ用基板構体の製造工程を示す断面図である。ここでは、電極が透明電極３ａと金属電極３ｂとからなる表示電極３である場合を例にとって説明を進める。以下の説明は、電極が金属電極３ｂのみからなる表示電極３である場合や、電極がアドレス電極である場合にも基本的に当てはまる。
【００１６】
本実施形態のＰＤＰ用基板構体の製造方法は、基板１ａ上に透明電極３ａとその上の金属電極３ｂとからなる表示電極３を形成し、表示電極３を覆うようにガラス材料を含むガラス材料層１５を形成し、ガラス材料層１５を焼成することによって誘電体層４を形成する工程を備え、前記焼成中に表示電極３を接地するか、又は透明電極３ａと金属電極３ｂの間に電圧を印加することを特徴とする。
【００１７】
１−１．表示電極工程
まず、図１（ａ）に示すように、基板１ａ上に透明電極３ａとその上の金属電極３ｂとからなる表示電極３を形成する。
【００１８】
基板１ａの種類は、特に限定されず、基板１ａは、例えば、ガラス基板等の透明基板からなる。透明電極３ａは、ＩＴＯ、ＳｎＯ2、ＺｎＯ等などからなる透明電極材料膜を透明電極形状にパターニングすることによって形成することができる。
【００１９】
金属電極３ｂの材料や構成は、特に限定されず、金属電極３ｂは、Ａｇ、Ａｕ、Ａｌ、Ｃｕ、Ｃｒの単層やこれらの積層体（例えばＣｒ／Ｃｕ／Ｃｒの積層構造）等からなる。一例では、金属電極３ｂは、密着層１１ａ、Ｃｕ層１１ｂ及び被覆層１１ｃの積層構造を有する。この場合、金属電極３ｂは、透明電極１ａ上に密着層１１ａの材料膜、Ｃｕ層１１ｂの材料膜及び被覆層１１ｃの材料膜からなる積層膜を形成し、この積層膜を金属電極形状にパターニングすることによって形成することができる。密着層１１ａは、Ｃｕ層１１ｂと基板１ａとの間の密着性を高めることができるものであれば、その組成は、特に限定されないが、一例では、Ｃｒからなる。Ｃｕ層１１ｂはＣｕからなる層であるが、少量の別の成分を含んでいてもよい。被覆層１１ｃは、Ｃｕ層１１ｂの酸化等を防ぐことができるものであれば、その組成は、特に限定されないが、一例では、Ｃｒからなる。密着層１１ａの材料膜、Ｃｕ層１１ｂの材料膜及び被覆層１１ｃの材料膜は、それぞれ、スパッタ法又は蒸着法などで形成することができる。密着層１１ａは、不要な場合には省略することもできる。
【００２０】
透明電極３ａ及び金属電極３ｂの形状は、特に限定されず、Ｔ字形や梯子形であってもよい。透明電極３ａと金属電極３ｂの形状は、同じであっても互いに異なっていてもよい。例えば、透明電極３ａをＴ字形や梯子形にして、金属電極３ｂをストレート形にしてもよい。透明電極３ａと金属電極３ｂとで表示電極３が構成される。なお、金属電極３ｂの少なくとも一端部が基板の周辺部に導出され電極端子として利用される。
表示電極３は、２本ずつがペアになって表示ラインを構成するが、電極配列形態として電極ペア間に非放電領域（逆スリットともいう）を設けた配列、電極を等間隔に配列して隣接する電極間が全て放電領域となるＡＬＩＳ形式の配列のいずれかによって配置されている。このペアは、アドレス電極との間のアドレス放電に用いられるスキャン電極と、スキャン電極との間のサステイン放電等に用いられるサステイン電極とで構成される。
【００２１】
１−２．ガラス材料層形成工程
次に、図１（ｂ）に示すように、表示電極３を覆うようにガラス材料を含むガラス材料層１５を形成する。
【００２２】
ガラス材料層１５は、ガラス材料を含むものであって焼成によって誘電体層４となるものであればよい。「ガラス材料」は、ガラスからなる材料であり、例えば、ガラスフリットである。ガラス材料層１５は、例えば、ガラスフリットとバインダと溶剤を含むガラスペーストを基板上に塗布し、その後溶剤を乾燥させるか（ペースト法）、ガラスフリットとバインダを含むガラスシートを基板上に貼ること（シート法）によって形成することができる。
【００２３】
ガラス材料の組成は、特に限定されず、鉛ガラスからなってもよく、無鉛ガラスからなってもよい。環境負荷の観点からは、無鉛ガラスが好ましい。ガラス材料は、アルカリガラスを１０ｍｏｌ％以上含むことが好ましい。この場合、ガラスの結晶化が起こりやすいという利点があるからである。また、ガラス材料は、アルカリガラスを３０ｍｏｌ％以下含むことが好ましい。アルカリガラスの含有量が多すぎると耐湿性が十分でなかったり、内部で分相が起こりやすい不安定なガラスになる。アルカリガラスとは、Ｎａ2Ｏ、Ｋ2Ｏ又はＬｉ2Ｏ等のアルカリ金属の酸化物からなるガラスを意味する。アルカリガラスの含有量は、例えば、１０〜３０ｍｏｌ％であり、具体的には、例えば、１０、１５、２０、２５、３０ｍｏｌ％である。アルカリガラスの含有量は、ここで示した数値の何れか２つの間の範囲内であってもよい。ガラス材料は、好ましくは、アルカリ亜鉛硼珪酸ガラスからなる。このガラスは、無鉛ガラスでありながら、結晶化温度が比較的低いからである。
【００２４】
ガラス材料の軟化点は、特に限定されないが、例えば、４５０〜６００℃である。
【００２５】
ガラス材料のガラス結晶化温度は、特に限定されないが、６５０℃以下であることが好ましい。この場合、ガラス材料の結晶化が起こり易いからである。ガラス結晶化温度は、示差熱分析（ＤＴＡ）においてガラスから結晶に変化する際の発熱反応を示すピークの温度から求めることができる。ガラス材料のガラス結晶化温度は、例えば、５００℃〜６５０℃であり、具体的には、例えば、５００、５５０、６００又は６５０℃である。ガラス材料のガラス結晶化温度は、ここで示した数値の何れか２つの間の範囲内であってもよく、何れか１つ以下であってもよい。なお、ガラス材料のガラス結晶化温度は、通常は、ガラス材料の軟化点より高い温度である。
【００２６】
１−３．焼成による誘電体層形成工程
次に、図１（ｃ）に示すように、ガラス材料層１５を焼成することによって誘電体層４を形成する。この焼成中に表示電極３を接地するか、又は透明電極３ａと金属電極３ｂの間に電圧を印加する。これによって、泡の発生を抑制することができる。
【００２７】
表示電極３の接地は、透明電極３ａを接地、金属電極３ｂを接地、透明電極３ａと金属電極３ｂの両方を接地の何れによって行ってもよいが、金属電極３ｂを接地することによって行うことが好ましく、透明電極３ａと金属電極３ｂの両方を接地することによって行うことがさらに好ましい。このような場合に、泡発生を効果的に抑制することができるからである。
【００２８】
表示電極３を接地した状態で焼成を行う方法は、特に限定されないが、例えば、図２（ａ）、（ｂ）に示すように、表示電極３（透明電極３ａと金属電極３ｂの少なくとも一方）に電気的に接続されたクランプ１７で基板１ａを定盤１９に固定し且つクランプ１７を接地した状態で焼成装置内において定盤１９を図２（ａ）の矢印Ｘの方向に移動させることによって行うことができる。表示電極３の接地は、例えば定盤１９の進行方向に並んだ複数のローラー２３の周囲に巻かれた導電性ベルト２１とクランプ１７とを接触させ、導電性ベルト２１を接地することによって行うことができる。この場合、定盤１９と共にクランプ１７が矢印Ｘの方向に移動する際、クランプ１７に接触している導電性ベルト２１が回転する。従って、クランプ１７と導電性ベルト２１の接触が維持された状態でのクランプ１７のスムーズな移動が可能である。定盤１９は、搬送ローラー２５上において移動させることができる。
【００２９】
電圧の印加については、金属電極３ｂ側が正（＋）になるように（金属電極３ｂの電位が透明電極３ａの電位よりも高くなるように）電圧の印加を行ってもよく、逆に、透明電極３ａ側が正になるように電圧の印加を行ってもよいが、前者の方が泡発生を抑制する効果が大きい。印加する電圧は、特に限定されないが、例えば０．５〜５Ｖ程度である。この電圧は、具体的には例えば０．５、１、１．５、２、３、４、５Ｖである。この電圧は、ここで例示した数値の何れか２つの間の範囲内であってもよい。また、印加する電圧は、流れる電流の大きさが所定の値になるように設定してもよい。電極１本当りの電流の大きさは、例えば０．００５〜５μＡであり、具体的には例えば０．００５、０．０１、０．０５、０．１、０．２、０．３、０．４、０．５、０．６、０．７、０．８、０．９、１、１．５、２、３、４、５μＡである。この電流の大きさは、ここで例示した数値の何れか２つの間の範囲内であってもよい。
【００３０】
電圧を印加した状態で焼成を行う方法は、特に限定されないが、例えば、図２（ａ）、（ｂ）に示すように、透明電極３ａと金属電極３ｂのそれぞれに電気的に接続された一対のクランプ１７で基板１ａを定盤１９に固定し且つクランプ１７の対の間に電圧を印加した状態で焼成装置内において定盤１９を図２（ａ）の矢印Ｘの方向に移動させることによって行う。電圧の印加は、例えば定盤１９の進行方向に並んだ複数のローラー２３の周囲に巻かれた導電性ベルト２１とクランプ１７とを接触させ、クランプ１７の対のそれぞれと接触する導電性ベルト２１の間に電圧を印加することによって行うことができる。この場合、定盤１９と共にクランプ１７が矢印Ｘの方向に移動する際、クランプ１７に接触している導電性ベルト２１が回転する。従って、クランプ１７と導電性ベルト２１の接触が維持された状態でのクランプ１７のスムーズな移動が可能である。定盤１９は、搬送ローラー２５上において移動させることができる。
【００３１】
ガラス材料層１５の焼成温度は、誘電体層４が形成可能な温度であれば特に限定されない。ガラス材料層１５の焼成プロファイルは、特に限定されないが、一例では、図３に示すように、焼成温度を上昇させる温度上昇期、焼成温度が一定の温度安定期及び焼成温度を降下させる冷却期を有するように設定することが好ましい。冷却は、強制的な冷却であっても自然冷却であってもよい。また、温度安定期での焼成温度は、特に限定されないが、例えば６００〜６４０℃程度である。
【００３２】
１−４．保護膜形成工程
次に、図１（ｄ）に示すように、誘電体層４上に保護膜５を形成し、本実施形態のＰＤＰ用基板構体の製造を完了する。
【００３３】
保護膜５は、例えば、酸化マグネシウム、酸化カルシウム、酸化ストロンチウム又は酸化バリウム等の金属（より具体的には２価の金属）酸化物からなり、好ましくは、酸化マグネシウムからなる。保護膜５は、蒸着法、スパッタ法又は塗布法等で形成される。
【００３４】
２．ＰＤＰの製造方法
上記実施形態の方法で作製された前面側基板構体１と、基板２ａ上にアドレス電極６と、誘電体層９と、隔壁７と、蛍光体層８とを備える背面側基板構体２を対向させた状態で周縁部を封着材で貼り合わせることによって内部に気密な放電空間を有するパネルが得られ、このパネルの放電空間内を排気後、放電空間内に放電ガス（例えば、ネオンに数％程度のキセノンを混合させたもの）を封入することによってＰＤＰを製造することができる。
【００３５】
以上の実施形態で示した種々の特徴は、互いに組み合わせることができる。１つの実施形態中に複数の特徴が含まれている場合、そのうちの１又は複数個の特徴を適宜抜き出して、単独で又は組み合わせて、本発明に採用することができる。
【００３６】
３．効果実証実験
以下、電極の接地又は電極間の電圧印加と泡の発生との関係を示す実験について説明する。
【００３７】
３−１．実験基板の作製
まず、ガラス基板１ａ上にＩＴＯからなる透明電極３ａとＣｒ／Ｃｕ／Ｃｒの三層構造を有する金属電極３ｂを形成した。次に、これらの電極を覆うようにガラスペーストを塗布してガラス材料層１５を形成した。次に、透明電極３ａ若しくは金属電極３ｂを接地するか、透明電極３ａと金属電極３ｂの間に電圧を印加するか、金属電極３ｂの両端に電圧を印加した状態でガラス材料層１５を焼成して誘電体層４を形成した。
【００３８】
透明電極３ａと金属電極３ｂは、図４（ａ）、（ｂ）に示す形状に形成した。透明電極３ａの幅は、３６５μｍであり、金属電極３ｂの幅は、７５μｍであり、透明電極間の距離は１２０μｍである。ガラスペーストには、硼珪酸系ガラスのガラスフリットと、アクリル系・セルロース系の樹脂バインダと、テルピネオール（溶剤）からなるものを用いた。ガラス材料層１５の厚さは１０μｍとした。
【００３９】
焼成時の接地又は電圧印加は、図５（ａ）〜（ｄ）に示すように配線して行った。焼成時の印加電圧は１．５Ｖであり、電流は、１μＡ（電極１本当り０．０５μＡ）であった。
【００４０】
焼成は、図６に示すように、熱板２７上に定盤１９を載置し、定盤１９上にガラス材料層１５を形成後の基板１ａを載置した状態で熱板２７を加熱することによって行った（図６では接地又は電圧印加のための配線は図示していない）。焼成プロファイルは図３に示す通りである。焼成温度はガラス基板１ａ上に温度センサーを配置して測定した。温度安定期の焼成温度は６２０℃とした。冷却期には熱板２７の加熱を停止し、常温で自然冷却させた。
【００４１】
３−２．泡数の測定
上記方法で作製した実験基板の暗視野写真を撮影し、金属電極３ｂのエッジに発生した泡の数を数えた。泡の数を数える際、大きさが３μｍ以上のもののみをカウントした。暗視野写真の撮影条件は、表１に示す通りである。
【００４２】
【表１】
【００４３】
得られた結果を表２に示す。
【００４４】
【表２】
【００４５】
表２を参照すると、以下のことが分かる。
（１）透明電極３ａと金属電極３ｂのどちらを接地した場合でも泡の発生を抑制することができた。また、金属電極３ｂを接地した場合に泡の発生をより強く抑制することができた。
（２）透明電極３ａと金属電極３ｂの間に電圧を印加することによって泡の発生を抑制することができた。透明電極３ａと金属電極３ｂのどちら側を正（＋）にした場合でも泡の発生を抑制することができたが、金属電極３ｂ側を正にした場合に泡の発生をより強く抑制することができた。
（３）金属電極３ｂの両端に電圧を印加した場合、泡の発生数が若干増加した。
以上より、焼成中に透明電極３ａと金属電極３ｂの少なくとも一方を接地するか、又は透明電極３ａと金属電極３ｂの間に電圧を印加することによって泡の発生を抑制することができることが実証できた。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】図１（ａ）〜（ｄ）は、本発明の一実施形態のＰＤＰ用基板構体の製造工程を示す断面図である。
【図２】図２（ａ）、（ｂ）は、それぞれ、本発明の一実施形態のＰＤＰ用基板構体の製造工程において、電極を接地するか又は電極間に電圧印加した状態で焼成を行う方法を説明するための斜視図及び正面図である。
【図３】本発明の一実施形態のＰＤＰ用基板構体の製造工程中の焼成工程での焼成プロファイルを示す。
【図４】図４（ａ）は、本発明の効果実証実験での、透明電極及び金属電極の形状を示す平面図であり、図４（ｂ）は、図４（ａ）中のＩ−Ｉ断面図である。
【図５】図５（ａ）〜（ｄ）は、本発明の効果実証実験での、焼成中に電極を接地するか又は電極間に電圧印加する際の配線方法を示す平面図である。
【図６】本発明の効果実証実験での、焼成方法を説明するための図４（ｂ）に対応した断面図である。
【図７】従来のＰＤＰ構造の一例を示す分解斜視図である。
【符号の説明】
【００４７】
１：前面側基板構体 １ａ：前面側基板 ２：背面側基板構体 ２ａ：背面側基板 ３：表示電極 ３ａ：透明電極 ３ｂ：金属電極 ４：誘電体層 ４ａ：第１誘電体層 ４ｂ：第２誘電体層 ５：保護層 ６：アドレス電極 ７：隔壁 ８：蛍光体層 ９：誘電体層 １１ａ：密着層 １１ｂ：Ｃｕ層 １１ｃ：被覆層 １３：露出部 １５：ガラス材料層 １７：クランプ １９：定盤 ２１：導電性ベルト ２３：ローラー ２５：搬送ローラー ２７：熱板
【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」と称する。）用基板構体の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
図７は、従来のＰＤＰの構造の一例を示す分解斜視図である。このＰＤＰは、前面側基板構体１と背面側基板構体２を有している。
【０００３】
前面側基板構体１では、ガラス基板１ａ上に複数の表示電極３が配置されている。表示電極３は、それぞれ、透明電極３ａ及び金属電極３ｂを備えている。表示電極３は、誘電体層４で覆われている。誘電体層４は、保護膜５で覆われている。
【０００４】
背面側基板構体２では、表示電極３に対してほぼ垂直方向に延びるアドレス電極６がガラス基板２ａ上に配置されている。アドレス電極６は、誘電体層９で覆われている。アドレス電極６の両側には隔壁７が配置され、列方向のセルを区分けしている。さらに誘電体層９上と、隔壁７の側面には紫外線により励起されて赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の可視光を発生する蛍光体が塗布されてなる蛍光体層８が形成されている。なお、アドレス電極６は、前面側基板構体１の誘電体層４内に表示電極３と交差するように配設されることもある。
【０００５】
保護膜５と隔壁７が接するように前面側基板構体１と背面側基板構体２を対向させた状態で周縁部を封止用部材により封着させて内部に放電空間を形成し、放電空間内を排気後、放電空間内にＮｅ−Ｘｅ等の放電ガスを封入し、ＰＤＰが作製される。
【０００６】
このＰＤＰにおいては、表示は、対をなす２本の表示電極３間での繰り返し放電によって行なわれる。
【０００７】
金属電極３ｂ又はアドレス電極６を覆う誘電体層４、６は、一例では、金属電極３ｂ又はアドレス電極６を覆うようにガラス材料層を形成し、このガラス材料層を焼成することによって形成する。ガラス材料層は、ガラスフリットとバインダと溶剤を含むガラスペーストを基板上に塗布し、その後溶剤を乾燥させるか（ペースト法）、ガラスフリットとバインダを含むガラスシートを基板上に貼ること（シート法）によって形成することができる。ガラスフリットは、例えば、鉛ガラスからなる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上記方法で誘電体層を形成する場合、焼成中に、電極とガラス材料層の界面での反応により泡が発生することがある。この泡は、通常、ガラスが流動することによって除去される。
【０００９】
ところで、誘電体層の材料として、無鉛ガラスからなるガラスフリットが用いられることがある。無鉛ガラスは一般に軟化点が高いのでガラスの流動によって泡を除去することが困難であり、焼成後も誘電体層中に泡が残渣することがある。誘電体中の泡残渣は、パネル化後それを起点に絶縁不良の問題を引き起こし、良品率を大幅に減少させるし、それが前面側基板構体の場合は、泡残渣によって光透過率が低減し表示輝度を低下させる。
【００１０】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、電極とガラス材料層との反応による泡の発生を抑制することができるＰＤＰ用基板構体の製造方法を提供するものである。
【課題を解決するための手段及び発明の効果】
【００１１】
本発明のＰＤＰ用基板構体の製造方法は、電極が形成された基板上に前記電極を覆うようにガラス材料を含むガラス材料層を形成し、前記ガラス材料層を焼成することによって誘電体層を形成する工程を備え、前記焼成中に前記電極を接地するか、又は前記電極が透明電極とその上の金属電極とからなる場合に前記透明電極と前記金属電極の間に電圧を印加することを特徴とする。
【００１２】
本発明者は泡の発生原因について鋭意検討を行っている際に、電極とガラス材料層の間の電子の移動が泡の発生に関係しているとの考えに到った。そして、焼成時に電極を接地したところ泡の発生が抑制されることが確認できた。また、焼成時に透明電極と金属電極の間に電圧を印加したところ、透明電極と金属電極のどちらの電位を高くした場合でも泡の発生が抑制されることが確認された。さらに金属電極の電位が透明電極の電位よりも高くなうように電圧を印加したところ、泡の発生が特に抑制されることが分かった。本発明者は、以上の知見に基づいて本発明を完成させた。本発明によって泡の発生が抑制される原理は必ずしも明らかではないが電極とガラス材料層の間の電子の移動が抑制されるためであると推測される。
本発明によれば、泡の発生が抑制されるので、環境負荷のない無鉛ガラスからなるガラス材料を用いた場合でも高い良品率でＰＤＰ用基板構体を製造することができる。
以下、本発明の種々の実施形態を例示する。
【００１３】
前記電圧の印加は、前記金属電極側が正になるように行ってもよい。
前記焼成は、前記電極に電気的に接続されたクランプで前記基板を定盤に固定し且つ前記クランプを接地した状態で焼成装置内において前記定盤を移動させることによって行うか、又は前記透明電極と前記金属電極のそれぞれに電気的に接続された一対のクランプで前記基板を定盤に固定し且つ前記クランプの対の間に電圧を印加した状態で焼成装置内において前記定盤を移動させることによって行ってもよい。
ここで示した種々の実施形態は、互いに組み合わせることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明の実施形態を図面を用いて説明する。図面や以下の記述中で示す内容は、例示であって、本発明の範囲は、図面や以下の記述中で示すものに限定されない。
【００１５】
１．ＰＤＰ用基板構体の製造方法
図１（ａ）〜（ｄ）を用いて、本発明の一実施形態のＰＤＰ用基板構体の製造方法について説明する。図１（ａ）〜（ｄ）は、本実施形態のＰＤＰ用基板構体の製造工程を示す断面図である。ここでは、電極が透明電極３ａと金属電極３ｂとからなる表示電極３である場合を例にとって説明を進める。以下の説明は、電極が金属電極３ｂのみからなる表示電極３である場合や、電極がアドレス電極である場合にも基本的に当てはまる。
【００１６】
本実施形態のＰＤＰ用基板構体の製造方法は、基板１ａ上に透明電極３ａとその上の金属電極３ｂとからなる表示電極３を形成し、表示電極３を覆うようにガラス材料を含むガラス材料層１５を形成し、ガラス材料層１５を焼成することによって誘電体層４を形成する工程を備え、前記焼成中に表示電極３を接地するか、又は透明電極３ａと金属電極３ｂの間に電圧を印加することを特徴とする。
【００１７】
１−１．表示電極工程
まず、図１（ａ）に示すように、基板１ａ上に透明電極３ａとその上の金属電極３ｂとからなる表示電極３を形成する。
【００１８】
基板１ａの種類は、特に限定されず、基板１ａは、例えば、ガラス基板等の透明基板からなる。透明電極３ａは、ＩＴＯ、ＳｎＯ2、ＺｎＯ等などからなる透明電極材料膜を透明電極形状にパターニングすることによって形成することができる。
【００１９】
金属電極３ｂの材料や構成は、特に限定されず、金属電極３ｂは、Ａｇ、Ａｕ、Ａｌ、Ｃｕ、Ｃｒの単層やこれらの積層体（例えばＣｒ／Ｃｕ／Ｃｒの積層構造）等からなる。一例では、金属電極３ｂは、密着層１１ａ、Ｃｕ層１１ｂ及び被覆層１１ｃの積層構造を有する。この場合、金属電極３ｂは、透明電極１ａ上に密着層１１ａの材料膜、Ｃｕ層１１ｂの材料膜及び被覆層１１ｃの材料膜からなる積層膜を形成し、この積層膜を金属電極形状にパターニングすることによって形成することができる。密着層１１ａは、Ｃｕ層１１ｂと基板１ａとの間の密着性を高めることができるものであれば、その組成は、特に限定されないが、一例では、Ｃｒからなる。Ｃｕ層１１ｂはＣｕからなる層であるが、少量の別の成分を含んでいてもよい。被覆層１１ｃは、Ｃｕ層１１ｂの酸化等を防ぐことができるものであれば、その組成は、特に限定されないが、一例では、Ｃｒからなる。密着層１１ａの材料膜、Ｃｕ層１１ｂの材料膜及び被覆層１１ｃの材料膜は、それぞれ、スパッタ法又は蒸着法などで形成することができる。密着層１１ａは、不要な場合には省略することもできる。
【００２０】
透明電極３ａ及び金属電極３ｂの形状は、特に限定されず、Ｔ字形や梯子形であってもよい。透明電極３ａと金属電極３ｂの形状は、同じであっても互いに異なっていてもよい。例えば、透明電極３ａをＴ字形や梯子形にして、金属電極３ｂをストレート形にしてもよい。透明電極３ａと金属電極３ｂとで表示電極３が構成される。なお、金属電極３ｂの少なくとも一端部が基板の周辺部に導出され電極端子として利用される。
表示電極３は、２本ずつがペアになって表示ラインを構成するが、電極配列形態として電極ペア間に非放電領域（逆スリットともいう）を設けた配列、電極を等間隔に配列して隣接する電極間が全て放電領域となるＡＬＩＳ形式の配列のいずれかによって配置されている。このペアは、アドレス電極との間のアドレス放電に用いられるスキャン電極と、スキャン電極との間のサステイン放電等に用いられるサステイン電極とで構成される。
【００２１】
１−２．ガラス材料層形成工程
次に、図１（ｂ）に示すように、表示電極３を覆うようにガラス材料を含むガラス材料層１５を形成する。
【００２２】
ガラス材料層１５は、ガラス材料を含むものであって焼成によって誘電体層４となるものであればよい。「ガラス材料」は、ガラスからなる材料であり、例えば、ガラスフリットである。ガラス材料層１５は、例えば、ガラスフリットとバインダと溶剤を含むガラスペーストを基板上に塗布し、その後溶剤を乾燥させるか（ペースト法）、ガラスフリットとバインダを含むガラスシートを基板上に貼ること（シート法）によって形成することができる。
【００２３】
ガラス材料の組成は、特に限定されず、鉛ガラスからなってもよく、無鉛ガラスからなってもよい。環境負荷の観点からは、無鉛ガラスが好ましい。ガラス材料は、アルカリガラスを１０ｍｏｌ％以上含むことが好ましい。この場合、ガラスの結晶化が起こりやすいという利点があるからである。また、ガラス材料は、アルカリガラスを３０ｍｏｌ％以下含むことが好ましい。アルカリガラスの含有量が多すぎると耐湿性が十分でなかったり、内部で分相が起こりやすい不安定なガラスになる。アルカリガラスとは、Ｎａ2Ｏ、Ｋ2Ｏ又はＬｉ2Ｏ等のアルカリ金属の酸化物からなるガラスを意味する。アルカリガラスの含有量は、例えば、１０〜３０ｍｏｌ％であり、具体的には、例えば、１０、１５、２０、２５、３０ｍｏｌ％である。アルカリガラスの含有量は、ここで示した数値の何れか２つの間の範囲内であってもよい。ガラス材料は、好ましくは、アルカリ亜鉛硼珪酸ガラスからなる。このガラスは、無鉛ガラスでありながら、結晶化温度が比較的低いからである。
【００２４】
ガラス材料の軟化点は、特に限定されないが、例えば、４５０〜６００℃である。
【００２５】
ガラス材料のガラス結晶化温度は、特に限定されないが、６５０℃以下であることが好ましい。この場合、ガラス材料の結晶化が起こり易いからである。ガラス結晶化温度は、示差熱分析（ＤＴＡ）においてガラスから結晶に変化する際の発熱反応を示すピークの温度から求めることができる。ガラス材料のガラス結晶化温度は、例えば、５００℃〜６５０℃であり、具体的には、例えば、５００、５５０、６００又は６５０℃である。ガラス材料のガラス結晶化温度は、ここで示した数値の何れか２つの間の範囲内であってもよく、何れか１つ以下であってもよい。なお、ガラス材料のガラス結晶化温度は、通常は、ガラス材料の軟化点より高い温度である。
【００２６】
１−３．焼成による誘電体層形成工程
次に、図１（ｃ）に示すように、ガラス材料層１５を焼成することによって誘電体層４を形成する。この焼成中に表示電極３を接地するか、又は透明電極３ａと金属電極３ｂの間に電圧を印加する。これによって、泡の発生を抑制することができる。
【００２７】
表示電極３の接地は、透明電極３ａを接地、金属電極３ｂを接地、透明電極３ａと金属電極３ｂの両方を接地の何れによって行ってもよいが、金属電極３ｂを接地することによって行うことが好ましく、透明電極３ａと金属電極３ｂの両方を接地することによって行うことがさらに好ましい。このような場合に、泡発生を効果的に抑制することができるからである。
【００２８】
表示電極３を接地した状態で焼成を行う方法は、特に限定されないが、例えば、図２（ａ）、（ｂ）に示すように、表示電極３（透明電極３ａと金属電極３ｂの少なくとも一方）に電気的に接続されたクランプ１７で基板１ａを定盤１９に固定し且つクランプ１７を接地した状態で焼成装置内において定盤１９を図２（ａ）の矢印Ｘの方向に移動させることによって行うことができる。表示電極３の接地は、例えば定盤１９の進行方向に並んだ複数のローラー２３の周囲に巻かれた導電性ベルト２１とクランプ１７とを接触させ、導電性ベルト２１を接地することによって行うことができる。この場合、定盤１９と共にクランプ１７が矢印Ｘの方向に移動する際、クランプ１７に接触している導電性ベルト２１が回転する。従って、クランプ１７と導電性ベルト２１の接触が維持された状態でのクランプ１７のスムーズな移動が可能である。定盤１９は、搬送ローラー２５上において移動させることができる。
【００２９】
電圧の印加については、金属電極３ｂ側が正（＋）になるように（金属電極３ｂの電位が透明電極３ａの電位よりも高くなるように）電圧の印加を行ってもよく、逆に、透明電極３ａ側が正になるように電圧の印加を行ってもよいが、前者の方が泡発生を抑制する効果が大きい。印加する電圧は、特に限定されないが、例えば０．５〜５Ｖ程度である。この電圧は、具体的には例えば０．５、１、１．５、２、３、４、５Ｖである。この電圧は、ここで例示した数値の何れか２つの間の範囲内であってもよい。また、印加する電圧は、流れる電流の大きさが所定の値になるように設定してもよい。電極１本当りの電流の大きさは、例えば０．００５〜５μＡであり、具体的には例えば０．００５、０．０１、０．０５、０．１、０．２、０．３、０．４、０．５、０．６、０．７、０．８、０．９、１、１．５、２、３、４、５μＡである。この電流の大きさは、ここで例示した数値の何れか２つの間の範囲内であってもよい。
【００３０】
電圧を印加した状態で焼成を行う方法は、特に限定されないが、例えば、図２（ａ）、（ｂ）に示すように、透明電極３ａと金属電極３ｂのそれぞれに電気的に接続された一対のクランプ１７で基板１ａを定盤１９に固定し且つクランプ１７の対の間に電圧を印加した状態で焼成装置内において定盤１９を図２（ａ）の矢印Ｘの方向に移動させることによって行う。電圧の印加は、例えば定盤１９の進行方向に並んだ複数のローラー２３の周囲に巻かれた導電性ベルト２１とクランプ１７とを接触させ、クランプ１７の対のそれぞれと接触する導電性ベルト２１の間に電圧を印加することによって行うことができる。この場合、定盤１９と共にクランプ１７が矢印Ｘの方向に移動する際、クランプ１７に接触している導電性ベルト２１が回転する。従って、クランプ１７と導電性ベルト２１の接触が維持された状態でのクランプ１７のスムーズな移動が可能である。定盤１９は、搬送ローラー２５上において移動させることができる。
【００３１】
ガラス材料層１５の焼成温度は、誘電体層４が形成可能な温度であれば特に限定されない。ガラス材料層１５の焼成プロファイルは、特に限定されないが、一例では、図３に示すように、焼成温度を上昇させる温度上昇期、焼成温度が一定の温度安定期及び焼成温度を降下させる冷却期を有するように設定することが好ましい。冷却は、強制的な冷却であっても自然冷却であってもよい。また、温度安定期での焼成温度は、特に限定されないが、例えば６００〜６４０℃程度である。
【００３２】
１−４．保護膜形成工程
次に、図１（ｄ）に示すように、誘電体層４上に保護膜５を形成し、本実施形態のＰＤＰ用基板構体の製造を完了する。
【００３３】
保護膜５は、例えば、酸化マグネシウム、酸化カルシウム、酸化ストロンチウム又は酸化バリウム等の金属（より具体的には２価の金属）酸化物からなり、好ましくは、酸化マグネシウムからなる。保護膜５は、蒸着法、スパッタ法又は塗布法等で形成される。
【００３４】
２．ＰＤＰの製造方法
上記実施形態の方法で作製された前面側基板構体１と、基板２ａ上にアドレス電極６と、誘電体層９と、隔壁７と、蛍光体層８とを備える背面側基板構体２を対向させた状態で周縁部を封着材で貼り合わせることによって内部に気密な放電空間を有するパネルが得られ、このパネルの放電空間内を排気後、放電空間内に放電ガス（例えば、ネオンに数％程度のキセノンを混合させたもの）を封入することによってＰＤＰを製造することができる。
【００３５】
以上の実施形態で示した種々の特徴は、互いに組み合わせることができる。１つの実施形態中に複数の特徴が含まれている場合、そのうちの１又は複数個の特徴を適宜抜き出して、単独で又は組み合わせて、本発明に採用することができる。
【００３６】
３．効果実証実験
以下、電極の接地又は電極間の電圧印加と泡の発生との関係を示す実験について説明する。
【００３７】
３−１．実験基板の作製
まず、ガラス基板１ａ上にＩＴＯからなる透明電極３ａとＣｒ／Ｃｕ／Ｃｒの三層構造を有する金属電極３ｂを形成した。次に、これらの電極を覆うようにガラスペーストを塗布してガラス材料層１５を形成した。次に、透明電極３ａ若しくは金属電極３ｂを接地するか、透明電極３ａと金属電極３ｂの間に電圧を印加するか、金属電極３ｂの両端に電圧を印加した状態でガラス材料層１５を焼成して誘電体層４を形成した。
【００３８】
透明電極３ａと金属電極３ｂは、図４（ａ）、（ｂ）に示す形状に形成した。透明電極３ａの幅は、３６５μｍであり、金属電極３ｂの幅は、７５μｍであり、透明電極間の距離は１２０μｍである。ガラスペーストには、硼珪酸系ガラスのガラスフリットと、アクリル系・セルロース系の樹脂バインダと、テルピネオール（溶剤）からなるものを用いた。ガラス材料層１５の厚さは１０μｍとした。
【００３９】
焼成時の接地又は電圧印加は、図５（ａ）〜（ｄ）に示すように配線して行った。焼成時の印加電圧は１．５Ｖであり、電流は、１μＡ（電極１本当り０．０５μＡ）であった。
【００４０】
焼成は、図６に示すように、熱板２７上に定盤１９を載置し、定盤１９上にガラス材料層１５を形成後の基板１ａを載置した状態で熱板２７を加熱することによって行った（図６では接地又は電圧印加のための配線は図示していない）。焼成プロファイルは図３に示す通りである。焼成温度はガラス基板１ａ上に温度センサーを配置して測定した。温度安定期の焼成温度は６２０℃とした。冷却期には熱板２７の加熱を停止し、常温で自然冷却させた。
【００４１】
３−２．泡数の測定
上記方法で作製した実験基板の暗視野写真を撮影し、金属電極３ｂのエッジに発生した泡の数を数えた。泡の数を数える際、大きさが３μｍ以上のもののみをカウントした。暗視野写真の撮影条件は、表１に示す通りである。
【００４２】
【表１】
【００４３】
得られた結果を表２に示す。
【００４４】
【表２】
【００４５】
表２を参照すると、以下のことが分かる。
（１）透明電極３ａと金属電極３ｂのどちらを接地した場合でも泡の発生を抑制することができた。また、金属電極３ｂを接地した場合に泡の発生をより強く抑制することができた。
（２）透明電極３ａと金属電極３ｂの間に電圧を印加することによって泡の発生を抑制することができた。透明電極３ａと金属電極３ｂのどちら側を正（＋）にした場合でも泡の発生を抑制することができたが、金属電極３ｂ側を正にした場合に泡の発生をより強く抑制することができた。
（３）金属電極３ｂの両端に電圧を印加した場合、泡の発生数が若干増加した。
以上より、焼成中に透明電極３ａと金属電極３ｂの少なくとも一方を接地するか、又は透明電極３ａと金属電極３ｂの間に電圧を印加することによって泡の発生を抑制することができることが実証できた。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】図１（ａ）〜（ｄ）は、本発明の一実施形態のＰＤＰ用基板構体の製造工程を示す断面図である。
【図２】図２（ａ）、（ｂ）は、それぞれ、本発明の一実施形態のＰＤＰ用基板構体の製造工程において、電極を接地するか又は電極間に電圧印加した状態で焼成を行う方法を説明するための斜視図及び正面図である。
【図３】本発明の一実施形態のＰＤＰ用基板構体の製造工程中の焼成工程での焼成プロファイルを示す。
【図４】図４（ａ）は、本発明の効果実証実験での、透明電極及び金属電極の形状を示す平面図であり、図４（ｂ）は、図４（ａ）中のＩ−Ｉ断面図である。
【図５】図５（ａ）〜（ｄ）は、本発明の効果実証実験での、焼成中に電極を接地するか又は電極間に電圧印加する際の配線方法を示す平面図である。
【図６】本発明の効果実証実験での、焼成方法を説明するための図４（ｂ）に対応した断面図である。
【図７】従来のＰＤＰ構造の一例を示す分解斜視図である。
【符号の説明】
【００４７】
１：前面側基板構体 １ａ：前面側基板 ２：背面側基板構体 ２ａ：背面側基板 ３：表示電極 ３ａ：透明電極 ３ｂ：金属電極 ４：誘電体層 ４ａ：第１誘電体層 ４ｂ：第２誘電体層 ５：保護層 ６：アドレス電極 ７：隔壁 ８：蛍光体層 ９：誘電体層 １１ａ：密着層 １１ｂ：Ｃｕ層 １１ｃ：被覆層 １３：露出部 １５：ガラス材料層 １７：クランプ １９：定盤 ２１：導電性ベルト ２３：ローラー ２５：搬送ローラー ２７：熱板
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電極が形成された基板上に前記電極を覆うようにガラス材料を含むガラス材料層を形成し、前記ガラス材料層を焼成することによって誘電体層を形成する工程を備え、
前記焼成中に前記電極を接地するか、又は前記電極が透明電極とその上の金属電極とからなる場合に前記透明電極と前記金属電極の間に電圧を印加することを特徴とするプラズマディスプレイパネル用基板構体の製造方法。
【請求項２】
前記電圧の印加は、前記金属電極側が正になるように行う請求項１に記載のプラズマディスプレイパネル用基板構体の製造方法。
【請求項３】
前記焼成は、前記電極に電気的に接続されたクランプで前記基板を定盤に固定し且つ前記クランプを接地した状態で焼成装置内において前記定盤を移動させることによって行うか、又は前記透明電極と前記金属電極のそれぞれに電気的に接続された一対のクランプで前記基板を定盤に固定し且つ前記クランプの対の間に電圧を印加した状態で焼成装置内において前記定盤を移動させることによって行う請求項１又は２に記載のプラズマディスプレイパネル用基板構体の製造方法。
【請求項１】
電極が形成された基板上に前記電極を覆うようにガラス材料を含むガラス材料層を形成し、前記ガラス材料層を焼成することによって誘電体層を形成する工程を備え、
前記焼成中に前記電極を接地するか、又は前記電極が透明電極とその上の金属電極とからなる場合に前記透明電極と前記金属電極の間に電圧を印加することを特徴とするプラズマディスプレイパネル用基板構体の製造方法。
【請求項２】
前記電圧の印加は、前記金属電極側が正になるように行う請求項１に記載のプラズマディスプレイパネル用基板構体の製造方法。
【請求項３】
前記焼成は、前記電極に電気的に接続されたクランプで前記基板を定盤に固定し且つ前記クランプを接地した状態で焼成装置内において前記定盤を移動させることによって行うか、又は前記透明電極と前記金属電極のそれぞれに電気的に接続された一対のクランプで前記基板を定盤に固定し且つ前記クランプの対の間に電圧を印加した状態で焼成装置内において前記定盤を移動させることによって行う請求項１又は２に記載のプラズマディスプレイパネル用基板構体の製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２０１０−１５８１９（Ｐ２０１０−１５８１９Ａ）
【公開日】平成２２年１月２１日（２０１０．１．２１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−１７４６５０（Ｐ２００８−１７４６５０）
【出願日】平成２０年７月３日（２００８．７．３）
【出願人】（５９９１３２７０８）日立プラズマディスプレイ株式会社 (328)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年１月２１日（２０１０．１．２１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年７月３日（２００８．７．３）
【出願人】（５９９１３２７０８）日立プラズマディスプレイ株式会社 (328)
【Ｆターム（参考）】
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