JP4269968B2

JP4269968B2 - 大型表示パネルの製造方法

Info

Publication number: JP4269968B2
Application number: JP2004045916A
Authority: JP
Inventors: 靖幸赤田
Original assignee: Panasonic Corp; Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Corp; Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2004-02-23
Filing date: 2004-02-23
Publication date: 2009-05-27
Anticipated expiration: 2024-02-23
Also published as: JP2005231284A

Description

本発明は、プラズマディスプレイパネル等の大型表示パネルの製造方法に関するものである。

薄型の表示装置に使用されるプラズマディスプレイパネルは、例えば図１１に示すように、間に放電空間１を形成するように対向して配置された２つの基板であるガラス製の前面基板２と背面基板３とを備えている。前面基板２上には２つの表示電極４、５から構成された表示電極対が複数配列されており、表示電極対の間には遮光層（ブラックストライプ）６が形成されている。そして、表示電極４、５および遮光層６を覆って誘電体層７が形成され、誘電体層７上に酸化マグネシウムからなる保護層８が形成されている。表示電極４、５は、インジウムスズ酸化物（ＩＴＯ）などからなる透明電極９とその上に形成された銀などからなるバス電極１０とにより構成されている。

また、背面基板３上には表示電極４、５と直交する方向に複数のアドレス電極１１が形成され、アドレス電極１１を覆って誘電体層１２が形成されている。誘電体層１２上には、アドレス電極１１の間に位置するように隔壁１３が形成され、誘電体層１２の表面および隔壁１３の側面には蛍光体層１４が形成されている。

放電空間１には、例えばネオンとキセノンの混合ガスからなる放電ガスが、４００〜６００Ｔｏｒｒの圧力で封入されている。表示電極対を構成する表示電極４および表示電極５の間で表示放電を起こさせたときに発生する紫外線によって蛍光体層１４を発光させてカラー画像を表示している。

ところで、前面基板２上に誘電体層７やバス電極１０を形成するとき、また背面基板３上にアドレス電極１１や誘電体層１２を形成するとき、例えば特許文献１に示すようにスクリーン印刷法が用いられる。以下に従来のスクリーン印刷法について図１２を用いて説明する。

図１２（ａ）に示すように、四角形状の版枠１５内に、金属からなる細線が網目状に形成されたスクリーン１６を高張力で張って構成したスクリーン版１７を、基板が載置される印刷ステージ１８の上方に設置し、スクレッパー１９を矢印の方向に動かすことにより印刷用ペースト２０をスクリーン１６上に塗布する。これにより、スクリーン１６の開口部に印刷用ペースト２０を充填する。スクレッパー１９はスクリーン１６に当てる先端部が直線状となった１枚の板状のブレードで構成されている。

次に、図１２（ｂ）に示すように、印刷ステージ１８上の所定の位置に基板２１を載置した後、スクリーン版１７を基板２１に対して所定の位置まで近づけ、ゴム製のスキージ２２をスクリーン１６に押しつけながら矢印の方向に移動させることにより、スクリーン１６の開口部に充填された印刷用ペーストを基板２１上に転写する。このようにして基板２１上に印刷用ペースト層２３が形成され、スクリーン印刷が行われる。
特開２００３−２４９１７１号公報

本発明は、このようなスクリーン印刷を用いて、大型表示パネルを構成する大型の基板上に印刷用ペーストを塗布して印刷用ペースト層を形成する際に、その印刷用ペースト層
に不具合が発生することを抑制することを目的とする。

この目的を達成するために本発明は、印刷ステージおよびスキージを有する印刷装置とスクリーンとを用いて、５０型の表示パネル用の基板あるいはそれよりも大きい基板で且つ端部が面取りされた基板上に印刷用ペーストを塗布する際に、基板のいずれの辺もスキージと平行にならないように前記基板を印刷ステージ上に載置し、前記基板よりも薄い補助基板を前記基板の周囲に配置し、前記スキージをスクリーンに押し当ててそのスキージに垂直な方向に移動させることにより、前記基板上に印刷用ペーストを塗布することを特徴とする大型表示パネルの製造方法である。

本発明によれば、大型表示パネルを構成する大型の基板上に印刷用ペーストを塗布して印刷用ペースト層を形成する際に、その印刷用ペースト層に不具合が発生することを抑制することができる。

すなわち、請求項１に記載の発明は、印刷ステージおよびスキージを有する印刷装置とスクリーンとを用いて、５０型の表示パネル用の基板あるいはそれよりも大きい基板で且つ端部が面取りされた基板上に印刷用ペーストを塗布する際に、基板のいずれの辺もスキージと平行にならないように前記基板を印刷ステージ上に載置し、前記基板よりも薄い補助基板を前記基板の周囲に配置し、前記スキージをスクリーンに押し当ててそのスキージに垂直な方向に移動させることにより、前記基板上に印刷用ペーストを塗布することを特徴とする大型表示パネルの製造方法である。

また、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、スキージを、基板の長手方向に移動させることを特徴とする。

また、請求項３に記載の発明は、５０型の表示パネル用の基板あるいはそれよりも大きい基板で且つ端部が面取りされた基板上に印刷用ペーストを塗布する際に用いる印刷装置において、印刷ステージと、スクリーン上を移動して基板上に印刷用ペーストを塗布するためのスキージと、基板を印刷ステージ上の所定の位置に配置する基板位置決め手段と、基板の周囲に配置される補助基板とを有し、前記補助基板は基板よりも薄く、前記スキージは、そのスキージに垂直な方向に移動するように構成され、前記基板位置決め手段は、基板のいずれの辺も前記スキージと平行にならないように前記基板を配置するように構成されたことを特徴とする印刷装置である。

また、請求項４に記載の発明は、請求項３に記載の発明において、基板位置決め手段は、スキージの移動方向が基板の長手方向となるように基板を配置するように構成されたことを特徴とする。

以下、本発明の一実施の形態による大型表示パネルの製造方法について、プラズマディスプレイパネルを例にして図１〜図１０を用いて説明する。なお、図１１〜図１２に示す部分と同一部分については同一番号を付している。

本発明の一実施の形態において、基板上に印刷用ペーストを塗布する際に用いる印刷装置の正面図を図１に示し、Ａ−Ａ線で切った断面図を図２に示す。この印刷装置は、基板２１を載置するための印刷ステージ１８と、スクリーン版１７のスクリーン１６上に印刷用ペーストを塗布するためのスクレッパー１９と、スクリーン１６上に塗布された印刷用ペーストを基板２１上に転写するためのスキージ２２とを備えている。また、図１および図２に示すように互いに直交するＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸を設定し、Ｚ軸を鉛直方向とする。

スクリーン版１７は、ステンレスなどからなる細線が網目状に形成されたスクリーン１
６を、版枠１５内に高張力で張って構成したものであり、スクリーン保持台２４に固定されている。

印刷ステージ１８はスクリーン版１７の下方に配置されている。そして、印刷ステージ１８上に載置された基板２１とスクリーン版１７との距離を変えることができるように、印刷ステージ１８はＺ方向に移動できるようになっている。印刷ステージ１８上には、基板２１の各辺にそれぞれ接するようにして配置される４つの補助基板２５が設けられており、４つの補助基板２５はＸ方向およびＹ方向のうち少なくとも一方の方向に移動可能である。４つの補助基板２５のうち、例えば２つの補助基板２５が印刷ステージ１８上に固定されていてもよい。なお、印刷ステージ１８には基板２１を所定位置に位置決めするための基板位置決め手段（図示せず）と、基板２１を印刷ステージ１８に吸着固定するための吸着装置（図示せず）が設けられている。

スクレッパー１９は例えばステンレス製のブレードであり、スキージ２２は例えばゴム製である。スクレッパー１９およびスキージ２２の先端部は直線状になっている。スクレッパー１９、スキージ２２は、上下に動くことができるように、たとえばエアシリンダからなるスクレッパー保持部材２６、スキージ保持部材２７にそれぞれ取り付けられている。また、スクレッパー保持部材２６およびスキージ保持部材２７はその上方に配置された支持部材２８に取り付けられるとともに、支持部材２８はその両側に配置されたガイドレール２９に可動に保持されており、ガイドレール２９に沿って支持部材２８をＹ方向に動かすための所定の駆動装置を設けている。すなわち、スクレッパー１９およびスキージ２２を同時にＹ方向に移動させるとともに、別々にＺ方向に移動させることができる。

図３は、印刷ステージ１８上に基板２１を載置した状態を上側から見た平面図である。印刷ステージ１８には所定位置に固定された基板位置決め手段３０ａと移動可能な基板位置決め手段３０ｂが設けられており、基板位置決め手段３０ｂが基板２１を基板位置決め手段３０ａ側に押し付けることによって印刷ステージ１８上の所定位置に基板２１が配置される。図３に示すように、基板２１は、その各辺がＸ軸およびＹ軸のどちらか一方に平行になるように配置された状態（「平行配置状態」という）になっているのではなく、各辺がＸ軸およびＹ軸のいずれにも平行にならないように配置された状態（「斜め配置状態」という）になっている。前述したように基板２１の周囲には、基板２１の各辺にそれぞれ接するように４つの補助基板２５が配置されている。

また、図３において破線はスキージ２２を表しており、スキージ２２はＸ軸に平行に配置され、スキージ２２に垂直な方向であるＹ方向に移動する。したがって、基板２１は、基板２１のいずれの辺もスキージ２２と平行にならないように、基板位置決め手段３０ａ、３０ｂによって印刷ステージ１８上に配置される。

図４は、スクリーン版１７の平面図である。通常、スクリーン版１７は基板２１の大きさよりもある程度大きくなっている。版枠１５内に高張力で張られたスクリーン１６は、中央領域１６ａと、その中央領域１６ａの周囲の領域である周辺領域１６ｂとから構成され、中央領域１６ａは網目状の開口部を有しており、周辺領域１６ｂでは印刷用ペーストが下側に転写されないように、乳剤などにより網目状の開口部がふさがれている。スクリーン１６の中央領域１６ａは基板２１とほぼ同じ大きさであり、図３のように配置される基板２１上にスクリーン１６の中央領域１６ａが位置するように構成されている。このようなスクリーン版１７を用いれば基板２１上のほぼ全面に印刷用ペーストを形成することができる。

次に、このような本発明の一実施の形態における印刷装置を用いて基板２１に印刷する方法について図５を用いて説明する。

まず、スクリーン版１７に設けたスクリーン１６の１辺に沿って印刷用ペースト２０を供給した後、図５（ａ）に示すようにスクレッパー１９を配置する。

続いて図５（ｂ）に示すように、スクレッパー１９の先端部をスクリーン１６に押し当てながらスクレッパー１９を矢印の方向（Ｙ方向）に移動させることにより印刷用ペースト２０をスクリーン１６上に塗布し、印刷用ペースト２０をスクリーン１６の開口部に充填する。このとき、スキージ２２はスクレッパー１９と干渉しないように上方に退避している。

次に、図５（ｃ）に示すように、印刷ステージ１８上に基板２１を載置し、基板位置決め手段３０ａ、３０ｂ（図３参照）により基板２１を位置決めした後、補助基板２５を基板２１の周囲に配置する。そして、基板２１をスクリーン版１７の下方の所定位置まで近づけるとともに、スクリーン版１７と基板２１との相対的な位置合わせを行う。なお、スクリーン１６上に印刷用ペースト２０を塗布している間に、印刷ステージ１８上に基板２１を載置して位置決めした後、補助基板２５を配置する一連の動作を行ってもよい。

その後、図５（ｄ）に示すように、スキージ２２をスクリーン１６に押し付けながら矢印の方向（Ｙ方向）に移動させることにより、スクリーン１６の開口部に充填された印刷用ペースト２０を基板２１上に転写し、基板２１上に印刷用ペースト層２３を形成する。このとき、スクレッパー１９はスキージ２２と干渉しないように上方に退避している。

以上のようにして本実施の形態による印刷装置を用いてスクリーン印刷が行われる。このとき、図３を用いて説明したように、印刷ステージ１８上に載置された基板２１は斜め配置状態となっており、Ｘ軸に平行に配置されたスキージ２２がＹ方向に移動することによってスクリーン印刷が行われる。

ここで、印刷ステージ１８上に載置された基板２１が平行配置状態になっており、Ｘ軸に平行に配置されたスキージ２２がＹ方向に移動することによってスクリーン印刷を行う場合について、スクリーン印刷を行っている途中の状態を示した断面図である図６を用いて説明する。

図６において、Ｘ軸に平行に保持されたスキージ２２は矢印の方向（Ｙ方向）に移動する。図６（ａ）はスキージ２２が補助基板２５上から基板２１上へ移るときの状態を示しており、図６（ｂ）はスキージ２２が基板２１上から補助基板２５上へ移るときの状態を示している。通常、基板２１の端部は面取りがなされており、また、補助基板２５は基板２１よりも僅かに薄くなっている。印刷するときスキージ２２と基板２１の辺２１ａ、２１ｂとは平行であること、基板２１の厚みと補助基板２５の厚みとの間に僅かな段差があること、基板２１の端部は面取りがなされていることから、基板２１の辺２１ａ、２１ｂをスキージ２２が通過するときに多少の衝撃が発生する。この衝撃のため、スキージ２２によって基板２１上に印刷用ペーストが転写されて印刷用ペースト層２３が形成されたとき、図７に示すように基板２１の辺２１ａの近傍では盛り上がり３１が形成され、辺２１ｂの近傍では溝部３２が形成されることがある。

図８は、前面基板２上に形成されるバス電極１０のパターン形状を示しており、透明電極９については図示を省略している。バス電極１０は前面基板２の長辺に平行に形成されており、前面基板２の短辺上にはバス電極１０が引き出されて端子１０ａが形成されている。この端子１０ａは前面基板２の短辺側の縁に極めて近接して形成されているのに対し、最も端に形成されたバス電極１０と前面基板２の長辺側の縁との間には所定の間隔ａが設けられている。

ところで、バス電極１０をフォトリソグラフィ法を用いて形成する場合、まず前面基板２上のほぼ全面に感光性電極材料をスクリーン印刷により塗布し、乾燥させた後、所定のパターン形状に露光して現像し、その後、焼成する。これによりバス電極１０が形成される。このとき、図６で説明した方法を用いて感光性電極材料を前面基板２上のほぼ全面に塗布する場合、図９（ａ）に示すように、スキージ２２と前面基板２の短辺とが平行になるようにしてスキージ２２を矢印の方向に移動させると、図７に示した盛り上がり３１や溝部３２が前面基板２の短辺側端部に形成される。その後、露光・現像すると盛り上がり３１や溝部３２は端子１０ａ（図８参照）となる部分として残るため、焼成すると端子１０ａに剥がれのような不具合が生じる。このため、図９（ａ）に示す方法で印刷用ペーストを前面基板２上に塗布することは好ましくない。

そこで、図９（ｂ）に示すように、スキージ２２と前面基板２の長辺とが平行になるようにしてスキージ２２を矢印の方向に移動させる。このようにすることで、図７に示した盛り上がり３１や溝部３２が形成されても、それらが形成される領域は図８に示した所定の間隔ａの領域となるので、露光・現像することにより盛り上がり３１や溝部３２の部分は取り除かれる。このため、バス電極１０および端子１０ａを、スクリーン印刷によって発生する不具合（盛り上がり３１や溝部３２）の影響を受けることなく形成することができる。

しかしながら、大型表示パネルに用いる大きな前面基板２に対してスクリーン印刷を行う場合、前面基板２の大きさに応じてスクリーン１６も大きくなり、スクリーン１６上に載せる印刷用ペースト２０も重くなるため、スクリーン１６にはかなりの張力を掛けることになる。このようなスクリーン１６にスキージ２２を押し当てて印刷用ペースト２０を前面基板２上に塗布するとき、図１０に示すように、スキージ２２の両端部２２ａがスクリーン１６の張力によって上側に押されて変形することになり、前面基板２の端部において印刷用ペーストを所望の形状に塗布することができなくなる。この現象はスキージ２２の幅Ｗが大きくなると発生しやすい。このため、大型の前面基板２に対して、図９（ｂ）で説明したようにスキージ２２と前面基板２の長辺とが平行になるようにして印刷用ペーストを塗布すると、端子１０ａとなる部分においてスキージ２２が変形して印刷用ペーストを正常に塗布することができず不具合となる。このような不具合は、印刷領域が小さくスキージ２２の幅Ｗが小さい場合には発生しないが、印刷領域が大きくスキージ２２の幅Ｗが大きい場合には発生しやすくなる。

一方、本実施の形態では、図３で示したように、Ｘ軸に平行に配置されてＹ方向に移動するスキージ２２を有する印刷装置において、基板２１は斜め配置状態で印刷ステージ１８上に載置される。すなわち、基板２１のいずれの辺もスキージ２２と平行にならないように基板２１を印刷ステージ１８上に載置しており、スキージ２２をスクリーン１６に押し当ててそのスキージ２２に垂直な方向に移動させることにより、基板２１上に印刷用ペーストを塗布するようにしている。このようにすると、スキージ２２の幅全体に亘って補助基板２５側から基板２１側へ同時に移ることはなく、スキージ２２が部分的に徐々に補助基板２５側から基板２１側へ移ることになる。また、スキージ２２の幅全体に亘って基板２１側から補助基板２５側へ同時に移ることはなく、スキージ２２が部分的に徐々に基板２１側から補助基板２５側へ移ることになる。このため、スキージ２２が基板２１の辺２１ａ、２１ｂを通過するときの衝撃が緩和されるため、図７に示した盛り上がり３１や溝部３２が形成されることを抑制することができる。なお、図３において、基板２１の短辺とＸ軸とのなす角度が少なくとも１°であればこのような効果を得ることができ、その角度は１°〜２°程度あればよい。

また、図３で示したようにスクリーン印刷を行う場合、スキージ２２を基板２１の長手
方向に移動させることになり、スキージ２２によって印刷用ペーストを塗布する塗布領域の幅は、基板２１の短辺の長さよりも少し長い程度であり、基板２１の長辺の長さよりも短いので、基板２１が大きくなった場合でもその塗布領域の全体に亘ってスキージ２２を基板２１側へ適切に押し付けることができる。このため、図１０を用いて説明した不具合の発生が抑制される。

以上のように、本実施の形態による方法を用いて前面基板２上に印刷用ペーストを塗布すれば、大型の前面基板２に対しても好ましい形状の印刷用ペースト層２３を形成することができ、その後、印刷用ペースト層２３を露光、現像し焼成すれば所定形状のバス電極１０、端子１０ａを不具合なく形成することができる。また、本実施の形態による印刷方法は、バス電極１０を形成するときだけでなく、前面基板２上に誘電体層７を形成するときや、背面基板３上にアドレス電極１１、誘電体層１２を形成するときなどに用いることができる。そして、本実施の形態による印刷方法は、印刷用ペーストを塗布する基板の大きさが５０型の表示パネル用の基板（約１１５０ｍｍ×７００ｍｍ）、あるいはそれよりも大きい大型の基板に対して特に有用である。

また、Ｘ方向に平行に配置したスキージ２２をＹ方向（スキージ２２に垂直な方向）に移動させるので、スキージ２２を移動させて印刷用ペーストを基板２１上に塗布する間に印刷用ペーストが片寄ることがほとんどない。例えば、基板２１を平行配置状態にし、Ｘ軸の正の向きに対してθの角度をなすように配置したスキージ２２をＹ方向へ移動させてスクリーン印刷を行った場合、スキージ２２の移動方向はスキージ２２に垂直な方向ではないため、印刷用ペーストが片寄ってしまう。このため、次のスクリーン印刷を行う際には、先ほどとは逆の方向、すなわちＸ軸の正の方向に対して−θの角度をなすようにスキージ２２を配置してスクリーン印刷を行うことで印刷用ペーストの片寄りを緩和する必要があり、この場合にはスキージ２２を回転させるための機構が必要となる。このような機構はダスト発生の原因となりうることが多く、製造品質上好ましいものではない。本実施の形態による印刷装置では、上記のように印刷用ペーストが片寄ることはほとんどないので、スキージ２２を回転させるための機構は不要である。

以上のように、プラズマディスプレイパネル等のような大型表示パネルの製造工程においてスクリーン印刷をする際に、本実施の形態による印刷方法を用いることにより印刷用ペースト層に不具合が発生することを抑制できるので、高品質の大型表示パネルを製造することができる。

以上の説明から明らかなように、本発明によれば、大型の基板上に印刷用ペーストを塗布して印刷用ペースト層を形成する場合、印刷用ペースト層の形状に不具合が発生することを抑制することができ、大型表示パネルを製造する際に有用である。

本発明の一実施の形態による印刷装置の正面図同印刷装置をＡ−Ａ線で切って示す断面図同印刷装置の印刷ステージ上に基板を載置した状態を上側から見た平面図本発明の一実施の形態におけるスクリーン版の平面図（ａ）〜（ｄ）は同印刷装置を用いて印刷する状況を示す断面図（ａ）、（ｂ）は基板を平行配置状態としてスクリーン印刷を行っている途中の状態を示す断面図印刷用ペースト層に不具合が発生した状態を示す断面図前面基板上に形成されるバス電極のパターン形状を示す概略平面図（ａ）、（ｂ）はスクリーン印刷における前面基板とスキージとの位置関係を示す概略平面図スクリーン印刷において不具合が生じるときのスキージを示す正面図プラズマディスプレイパネルの要部を示す斜視図（ａ）、（ｂ）は従来のスクリーン印刷法を説明するための断面図

符号の説明

２前面基板
３背面基板
１６スクリーン
１８印刷ステージ
２０印刷用ペースト
２１基板
２２スキージ

Claims

印刷ステージおよびスキージを有する印刷装置とスクリーンとを用いて、５０型の表示パネル用の基板あるいはそれよりも大きい基板で且つ端部が面取りされた基板上に印刷用ペーストを塗布する際に、基板のいずれの辺もスキージと平行にならないように前記基板を印刷ステージ上に載置し、前記基板よりも薄い補助基板を前記基板の周囲に配置し、前記スキージをスクリーンに押し当ててそのスキージに垂直な方向に移動させることにより、前記基板上に印刷用ペーストを塗布することを特徴とする大型表示パネルの製造方法。
スキージを、基板の長手方向に移動させることを特徴とする請求項１に記載の大型表示パネルの製造方法。
５０型の表示パネル用の基板あるいはそれよりも大きい基板で且つ端部が面取りされた基板上に印刷用ペーストを塗布する際に用いる印刷装置において、印刷ステージと、スクリーン上を移動して基板上に印刷用ペーストを塗布するためのスキージと、基板を印刷ステージ上の所定の位置に配置する基板位置決め手段と、基板の周囲に配置される補助基板とを有し、前記補助基板は基板よりも薄く、前記スキージは、そのスキージに垂直な方向に移動するように構成され、前記基板位置決め手段は、基板のいずれの辺も前記スキージと平行にならないように前記基板を配置するように構成されたことを特徴とする印刷装置。
基板位置決め手段は、スキージの移動方向が基板の長手方向となるように基板を配置するように構成されたことを特徴とする請求項３に記載の印刷装置。