JP2007265768A - プラズマディスプレイパネルの製造方法及びその製造装置 - Google Patents

Abstract

【課題】封着の際における封着材の発泡を防止するとともに、不純物、特にＣＨ系の汚染物質を確実に除去することができるプラズマディスプレイパネルの製造技術を提供する。
【解決手段】本発明は、真空中においてプラズマディスプレイパネル用の前面板と背面板を封着材を用い所定の温度で加熱して封着を行う封着工程を有するプラズマディスプレイパネルの製造方法であって、封着工程（Ｓ６）の前に、真空処理槽内において、封着材を配置した背面板を、封着工程（Ｓ６）における温度より高い温度で加熱して真空排気を行う第１の脱ガス工程（Ｓ２）と、真空処理槽内にＯ₂ガスを導入して、背面板を、封着工程（Ｓ６）における温度より高い温度で加熱して真空排気を行う第２の脱ガス工程（Ｓ３）とを有するものである。
【選択図】 図３

Description

本発明は、真空中においてパネルの作製を行うプラズマディスプレイパネルの製造技術に関する。

プラズマディスプレイパネル（以下、適宜「ＰＤＰ」という。）は、電極を形成した２枚のガラス板である前面基板と背面基板とを平行に重ねて構成される。
前面基板には、維持電極及び表示電極が設けられており、さらにこの維持電極と表示電極を前面基板の間に挟み込むように透明誘電体層が設けられている。そして、この透明誘電体層の上には保護膜が形成されている。

一方、背面基板には、アドレス電極が設けられるとともに仕切部により多数の小部屋（セル）が設けられ、これらのセルには、それぞれ、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の蛍光体が塗布されている。

ここで、前面基板と背面基板の間の隙間の中には、Ｎｅ−Ｘｅの混合ガスが封入されており、この小さなセルに電圧を加えると、表示電極とアドレス電極との間のガス放電により発生した紫外線により、セルに塗布された赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の蛍光体が発光してカラー表示が行われる。

近年、ＰＤＰの用途の多様化から、大画面、高品質、かつ、低価格の製品の開発が要求されており、特に、製品の低価格化を実現する観点から、ＰＤＰの製造工程の簡略化が望まれている。
従来、ＰＤＰを製造するにあたっては、放電電圧の安定化のため、封着及び排気工程後にパネルを全面連続点灯させるエージング工程が行われている。
このエージング工程は、長時間を要するものであるから、この工程を省くため、前面基板と背面基板とを高真空中で封着することが提案されている。

しかし、全面基板と背面基板との封着を高真空中で行うと封着材が発泡して気泡が発生する問題や、この気泡の発生による封着材表面に荒れが発生し、これにより封着部分でリークが発生する問題があった。
また、真空中での加熱は、Ｈ₂Ｏ、ＣＯ₂、ＣＯ等の不純物ガスの脱ガスには効果的ではあるが、誘電体層、リブ、蛍光体及び封着材などの中に残存する炭素を含む不純物の除去が不十分であり、封着後のパネル内にこれらの不純物ガスが残存するため、ＰＤＰの放電特性が低下（放電電圧の上昇やパネルのエージングに長時間を要することなど）することが問題であった。

その一方、従来、真空槽内に所定の気体を導入しながら脱ガスを行うことで封着材の発泡を抑えることも提案されているが（例えば特許文献１参照）、この方法によってもエージング工程は必要である。
特開２０００−３１５４５７号

本発明は、このような従来の技術の課題を解決するためになされたもので、その目的とするところは、封着の際における封着材の発泡を防止するとともに、不純物、特にＣＨ系の汚染物質を確実に除去することができるプラズマディスプレイパネルの製造技術を提供することにある。

上記目的を達成するためになされた請求項１記載の発明は、真空中においてプラズマディスプレイパネル用の前面基板と背面基板を封着材を用い所定の温度で加熱して封着を行う封着工程を有するプラズマディスプレイパネルの製造方法であって、前記封着工程の前に、真空処理槽内において、前記封着材を配置した前記背面基板を、前記封着工程における温度より高い温度で加熱して真空排気を行う第１の脱ガス工程と、前記真空処理槽内に酸化ガスを導入して、前記背面基板を、前記封着工程における温度より高い温度で加熱して真空排気を行う第２の脱ガス工程とを有するものである。なお、本発明において、「酸化ガス」としては、例えば、Ｏ₂ガスを使用することができる。
請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明において、前記真空処理室内における酸化ガスの分圧が２ｋＰａ〜２０ｋＰａとなるように制御するものである。
請求項３記載の発明は、複数の真空処理槽を有し、前面基板と背面基板に対して真空中で順次処理及び搬送を行いプラズマディスプレイパネルを製造するプラズマディスプレイパネル製造装置であって、前記真空処理槽として、請求項１記載の方法を用い、前記背面基板に対して脱ガス処理を行うための脱ガス処理槽を備え、当該脱ガス処理槽が、酸化ガスを導入するように構成されるとともに、導入された酸化ガスの分圧を制御するための圧力調整手段と、前記背面基板を加熱する加熱手段とを有し、前記脱ガス処理槽において脱ガス処理された背面基板を、前記前面基板と前記背面基板を封着する封着槽に搬送するように構成されているものである。

本発明の場合、第１の脱ガス工程において、封着材を配置した背面基板を、封着工程における温度より高い温度で加熱して真空排気を行うことによって、背面基板の誘電体膜等に含まれる封着材中の不純物が発泡を伴って封着材の外部に排出される。

そして、第２の脱ガス工程において、真空処理槽内に酸化ガスを導入することにより、真空処理室内の圧力が上昇して封着材の発泡が停止する。そして、背面基板を、封着工程における温度より高い温度で加熱して真空排気を行うことにより、背面基板の誘電体膜等や封着材に含まれるＣＨ系の汚染物質が燃焼除去されるとともに、発泡によって凹凸状となった封着材の表面部分が平坦化される。

このように本発明によれば、封着時の温度より高温で加熱して行う脱ガス工程の後に、前面基板と背面基板の封着を行うので、封着の際に封着材は発泡せず、しかも、表面が平坦な封着材によって前面基板と背面基板を封着することができるので、封着部分にリークが発生することはなく、前面基板と背面基板を確実に封着することができる。

さらに、本発明によれば、不純物、特にＣＨ系の汚染物質を確実に除去することができるので、エージング処理が不要になり、ＰＤＰの製造コストを低減することができる。
一方、本発明のプラズマディスプレイパネル製造装置によれば、上述した脱ガス工程を含む各処理工程を真空中で一貫して効率良く行うことができ、しかもエージング処理が不要になるので、ＰＤＰの製造コストを大幅に低減することができる。

本発明によれば、エージング処理が不要になり、ＰＤＰの製造コストを低減することができる。

以下、本発明の実施の形態を図面を参照して詳細に説明する。
図１は、本発明のＰＤＰ製造装置の実施の形態を示す概略構成図、図２は、同ＰＤＰ製造装置の脱ガス処理室の内部構成図、図３は、本発明のプラズマディスプレイパネルの製造方法の実施の形態の手順を説明する工程図である。

図１に示すように、本実施の形態のＰＤＰ製造装置１は、前面板（前面基板）２０と背面板（背面基板）２１を搬入してＰＤＰ２２を作製するもので、図示しない真空排気系にそれぞれ接続された、ＭｇＯ成膜室２、脱ガス処理室（脱ガス処理槽）３、アライメント室４、封着・冷却室（封着槽）５及びガス封入・封じ切り室６を有している。

ＭｇＯ成膜室２は、前面板２０上に設けられた透明誘電体層に対して蒸着によってＭｇＯ膜を形成するもので、その後段にはバルブ７を介してアライメント室４が連結されている。

脱ガス処理室３は、封着材が配置された背面板２１に対して後述する脱ガス処理を行うもので、バルブ８を介してアライメント室４に連結され、脱ガス処理室３で処理された背面板２１がアライメント室４に搬入されるようになっている。
アライメント室４は、前面板２０と背面板２１を封着する際の位置決めを行うもので、その後段には、バルブ９を介して封着・冷却室５が連結されている。

封着・冷却室５は、封着材を加熱溶融して前面板２０と背面板２１とを貼り合わせた後、冷却を行うものである。
封着・冷却室５の後段にはバルブ１０を介してガス封入・封じ切り室６が連結されている。
ガス封入・封じ切り室６は、前面板２０と背面板２１との間に形成された空間にガスを封入し、その後、ガスの封入を遮断してＰＤＰ２２を作製するものである。

図２に示すように、本実施の形態の脱ガス処理室３は、図示しないガス源から酸化ガスとしてＯ₂ガスを導入し、圧力調整手段２４によってその分圧を制御するように構成されている。この場合、例えば、図示しないマスフローコントローラーによるＯ₂ガスの導入量の制御と脱ガス処理室３内の雰囲気の排気速度の調整を行うことによりＯ₂ガスの分圧を所定の圧力に制御する。

そして、脱ガス処理室３内の支持台２５の上に、封着材２３が配置された背面板２１が載置される。この支持台２５の内部には加熱手段２６が設けられており、この加熱手段２６は、温度制御手段２７によってその温度を調整するように構成されている。

このような構成を有する本実施の形態のＰＤＰ製造装置１を用いてＰＤＰ２２を製造する方法について、図１〜図３を用いて説明する。
まず、工程Ｓ１では、背面板２１について、大気中において、例えば３８０℃、３０分間の条件で、封着材２３の仮焼成を行う。
工程Ｓ２では、背面板２１を脱ガス処理室３内に搬入して、脱ガス処理室３を真空排気しつつ、後述する封着温度より高い温度で背面板２１及び封着材２３を加熱する（第１の脱ガス工程）。

本発明の場合、脱ガス処理室３内の圧力は、特に限定されるものではないが、封着材２３の脱ガスを出来るだけ完全に行う観点からは、１ｋＰａ〜１．３×１０^-3Ｐａとすることが好ましい。

また、背面板２１及び封着材２３の加熱温度は、特に限定されるものではないが、封着材２３を確実に発泡させる観点からは、封着温度より５０℃以上高い温度で加熱することが好ましい。
この加熱温度は高い方が効果的であるが、例えば封着温度が４５０℃である場合には、実用的な温度を考慮して、４８０℃〜５００℃とすることが好ましい。

さらにまた、背面板２１及び封着材２３の加熱時間は、特に限定されるものではないが、封着材２３を十分に発泡させる観点からは、２０分〜３０分とすることが好ましい。
この工程Ｓ２により、封着材２３の内部の不純物が発泡し、背面板２１及び封着材２３の脱ガスが行われる。

工程Ｓ３では、脱ガス処理室３内にＯ₂ガスを導入して真空排気しつつ、封着温度より高い温度で背面板２１及び封着材２３を加熱する（第２の脱ガス工程）。
ここで、脱ガス処理室３内のＯ₂ガスの分圧は、特に限定されるものではないが、封着材の発泡を確実に停止させ、かつ、ＣＨ系の汚染物質を十分に燃焼除去する観点からは、２ｋＰａ〜２０ｋＰａとなるように制御することが好ましい。

また、背面板２１及び封着材２３の加熱処理温度は、特に限定されるものではないが、ＣＨ系の汚染物質を十分に燃焼除去する観点からは、封着温度より５０℃以上高い温度で加熱することが好ましい。
この加熱処理温度は高い方が効果的であるが、例えば封着温度が４５０℃である場合には、実用的な温度を考慮して、４５０℃〜５００℃とすることが好ましい。

さらにまた、背面板２１及び封着材２３の加熱処理時間は、特に限定されるものではないが、ＣＨ系の汚染物質を十分に燃焼除去する観点からは、２０分〜３０分とすることが好ましい。
この工程Ｓ３により、脱ガス処理室３内の圧力が上昇して封着材２３の発泡が停止するとともに、ＣＨ系の汚染物質が燃焼除去され、さらに、発泡によって凹凸状となった封着材２３の表面部分が平坦化される。

一方、上述した工程Ｓ１〜Ｓ３と並行して、工程Ｓ４では、ＭｇＯ成膜室２内において、前面板２０の透明誘電層上に蒸着によってＭｇＯ保護膜を形成する。

工程Ｓ５では、前面板２０及び背面板２１をアライメント室４へ搬入し、前面板２０と背面板２１との位置決めを行う。
工程Ｓ６では、前面板２０及び背面板２１を封着・冷却室５へ搬送し、封着材を加熱することにより封着材を例えば温度４５０℃で溶融し前面板２０及び背面板２１を貼り合わせ、パネルを作製する（封着）。その後、封着・冷却室５においてパネルを冷却する（工程Ｓ７）。

工程Ｓ８では、ガス封入・封じ切り室６にパネルを搬送し、パネル内の空間へ例えばネオン・キセノン混合ガスの封入を行う。
工程Ｓ９では、ガス封入・封じ切り室６において、パネル内の空間へのガスの封入を終了しパネル内の空間を封じ切る。これにより、目的とするＰＤＰ２２が得られる。

以上述べたように本実施の形態によれば、封着時の温度より高温で加熱して行う脱ガス工程の後に前面板２０と背面板２１の封着を行うので、封着の際に封着材２３は発泡せず、しかも、表面が平坦な封着材２３によって前面板２０と背面板２１を封着するので、封着部分にリークが発生することはなく、前面板２０と背面板２１を確実に封着することができる。

このように本実施の形態によれば、不純物、特にＣＨ系の汚染物質を確実に除去することができるので、エージング処理が不要になり、ＰＤＰの製造コストを低減することができる。

一方、本実施の形態のプラズマディスプレイパネル製造装置１によれば、上述した脱ガス工程を含む各処理工程を真空中で一貫して効率良く行うことができ、しかもエージング処理が不要になるので、ＰＤＰの製造コストを大幅に低減することができる。

以下、本発明の実施例を比較例とともに説明する。

＜実施例＞
まず、背面板上に配置された封着材を大気中において３０分間仮焼成した。この場合、封着材の温度が３８０℃となるように加熱した。
次に、背面板を脱ガス処理室に搬入して以下に示す処理を行った。

まず、室内が１．３×１０^-3Ｐａ以下となるように真空排気して３０分間脱ガスを行った。この場合、背面板の温度が５００℃となるように加熱した。
その後、背面板の温度を５００℃に維持しながら、室内にＯ₂ガスを導入した。このとき、室内におけるＯ₂ガスの分圧が２ｋＰａとなるように調整した。
この状態を３０分間維持して脱ガスを行った後、背面板をアライメント室に搬入した。

一方、前面板については、透明誘電体層上にＭｇＯ保護膜を蒸着形成し、その後、この前面板をアライメント室に搬入した。
アライメント室においては、室内を１．３×１０^-3Ｐａ以下となるように真空排気して、前面板と背面板との位置決めを行った。この場合、室内の温度は２５０℃となるように制御した。

続いて、前面板と背面板を封着・冷却室に搬入して以下に示す処理を行った。
まず、室内が１．３×１０^-3Ｐａ以下となるように真空排気しつつ、封着材の温度が４５０℃となるように１０分間加熱し、前面板と背面板との貼り合わせを行いパネルを形成した。
その後、封着・冷却室において、このパネルを室温まで冷却した。
最後に、このパネルをガス封入・封じ切り室に搬入し、パネル内の空間にネオン・ヘリウム混合ガスを封入した後、パネル内の空間を封じ切った。

＜比較例１＞
背面板の脱ガス工程を行わず、ＰＤＰ製造方法の全ての工程を大気中で行った。この場合、封着温度は実施例と同一とした。

＜比較例２＞
背面板の脱ガスをＯ₂ガスを導入せず封着温度と同じ温度で行ったこと以外は実施例と同様の方法によってＰＤＰを製造した。

（分析方法）
実施例及び比較例のＰＤＰについて放電電圧（Ｖ）の変動を測定した。

図４は、実施例及び比較例１、２によって製造したＰＤＰの放電電圧の時間変化を示すグラフである。
図４から理解されるように、大気中で製造し背面板の脱ガスを行わなかった比較例１は、放電開始電圧（Ｖｆ）と最小放電維持電圧（Ｖｓｍ）が安定するまでそれぞれ放電開始から約１０時間を要している。

また、背面板の脱ガスをＯ₂ガスを導入せず封着温度と同じ温度で行った比較例２は、放電開始電圧（Ｖｆ）と最小放電維持電圧（Ｖｓｍ）が安定するまでそれぞれ放電開始から約５時間を要している。
一方、実施例の場合は、放電開始電圧（Ｖｆ）と最小維持電圧（Ｖｓｍ）は共に放電開始直後からそれぞれ２００Ｖ付近及び１５５Ｖ付近の値で安定している。

以上から明らかなように、本発明によれば、組立直後において既に放電電圧が安定しエージングが不要なＰＤＰを得ることができる。

本発明のＰＤＰ製造装置の実施の形態を示す概略構成図 同ＰＤＰ製造装置の脱ガス処理室の内部構成図 本発明のＰＤＰの製造方法の実施の形態の手順を説明する工程図 実施例及び比較例１、２によって製造したＰＤＰの放電電圧の時間変化を示すグラフ

符号の説明

１…ＰＤＰ製造装置 ２…ＭｇＯ成膜室 ３…脱ガス処理室 ４…アライメント室 ５…封着・冷却室 ６…ガス封入・封じ切り室 ２０…前面板（前面基板） ２１…背面板（背面基板） ２２…ＰＤＰ ２３…封着材 ２６…加熱手段

Claims (3)

1. 真空中においてプラズマディスプレイパネル用の前面基板と背面基板を封着材を用い所定の温度で加熱して封着を行う封着工程を有するプラズマディスプレイパネルの製造方法であって、
   前記封着工程の前に、真空処理槽内において、前記封着材を配置した前記背面基板を、前記封着工程における温度より高い温度で加熱して真空排気を行う第１の脱ガス工程と、
   前記真空処理槽内に酸化ガスを導入して、前記背面基板を、前記封着工程における温度より高い温度で加熱して真空排気を行う第２の脱ガス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。
2. 前記真空処理室内における酸化ガスの分圧が２ｋＰａ〜２０ｋＰａとなるように制御する請求項１記載のプラズマディスプレイパネルの製造方法。
3. 複数の真空処理槽を有し、前面基板と背面基板に対して真空中で順次処理及び搬送を行いプラズマディスプレイパネルを製造するプラズマディスプレイパネル製造装置であって、
   前記真空処理槽として、請求項１記載の方法を用い、前記背面基板に対して脱ガス処理を行うための脱ガス処理槽を備え、
   当該脱ガス処理槽が、酸化ガスを導入するように構成されるとともに、導入された酸化ガスの分圧を制御するための圧力調整手段と、前記背面基板を加熱する加熱手段とを有し、
   前記脱ガス処理槽において脱ガス処理された背面基板を、前記前面基板と前記背面基板を封着する封着槽に搬送するように構成されているプラズマディスプレイパネル製造装置。

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