玻璃基板的钻孔法及该法制造的等离子显示器用玻璃基板

摘要

以旋转方式将第一钻头压靠玻璃基板的下表面，从而制得预定深度的第一孔。以旋转方式将第二钻头压靠在玻璃基板的上表面上与第一孔相对的位置，从而制得第二孔，由此，第一孔与第二孔彼此连通，并在玻璃基板内制成通孔。将形成在通孔的内周上的台阶定位于上表面侧而非玻璃基板沿厚度方向获得的中央，所述台阶因第一孔与第二孔在玻璃基板沿厚度方向彼此重叠而形成。

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于对玻璃基板进行钻孔的方法以及由该方法制成的用于等离子显示器的玻璃基板；具体而言，涉及一种用于在要组装到等离子显示器中的两块玻璃基板中的后侧玻璃基板内制作用于排气目的的通孔的玻璃基板钻孔方法，以及用于等离子显示器的玻璃基板。

背景技术

通过利用密封剂密封两个玻璃基板并利用放电气体充满已密封玻璃基板的内部，从而将作为发光直视显示器的等离子显示器(下文中将等离子体显示器面板缩写为＂PDP＂)制造成超薄大屏幕电视的显示器，该显示器由前玻璃基板和后玻璃基板组成。在前玻璃基板中，透明电介质和MgO保护层形成在显示电极上方以用于实现放电。在后玻璃基板中，将荧光材料顺序地施加到条状分隔件(肋)以用于分开红色、绿色和蓝色荧光物质。作为大量生产的彩色PDP面板，上述表面放电反射条状结构的PDP可在市场上买到。

顺便提一句，用于PDP的玻璃基板通过以下方法制得：例如，被称之为漂浮法的平板玻璃制造方法。由该制造方法制造的平板玻璃的下表面(下文中也称为＂底表面＂)为在利用漂浮法制造玻璃基板的过程中被用作输送表面的表面。当将PDP的寻址电极等制造于下表面上时，下表面可能会因表面粗糙问题、由输送而造成的裂纹问题等而易于出现故障。因此，将寻址电极等制造在平板玻璃的上表面(下文中称为＂顶表面＂)上。

对用于PDP的玻璃基板而言，在已进行预定处理而用以制造PDP之后，可将制成多个PDP的大型平板玻璃基板切割为最终PDP尺寸的玻璃基板。PDP的后板需要至少一个排气孔；因此，可在对要加工成后板的一个大型平板玻璃基板执行预定处理以制造PDP之前，在该大型平板玻璃基板上预先形成多个排气孔(通孔)。

下面将描述用于制造用于PDP的后玻璃基板的示例性工艺。首先，通过丝网印刷将银胶提供于玻璃基板的上表面(顶表面)上，然后烧结玻璃基板以形成条状寻址电极和条状分隔件，从而覆盖寻址电极的部分。具体而言，利用丝网印刷将通过将粘合剂和溶剂添加至低熔点玻璃颗粒而制成的壁糊以预定间距反复地施加，从而制成条状分隔件。在用于制造荧光物质层的工艺中，通过丝网印刷将分别包含红色、绿色和蓝色荧光物质的胶顺序地施加到分隔壁，则由此而施加的胶被干燥。随后，在空气中烧结上述胶，借此获得荧光物质层。

最后，将作为用于密封目的的密封剂的黑色或灰色火石玻璃施加到后玻璃基板的边缘。以大约400℃的温度对玻璃基板进行脱粘，从而制成密封部分。由此，制造了用于PDP的后玻璃基板。

JP-A-2000-158395公开了一种用于对玻璃基板进行钻孔的示例方法。根据该方法，如图5A至图5C所示，旋转金刚石钻头1被压靠玻璃基板G的底表面B，从而制成下孔2。此外，如图5B至图5D所示，旋转金刚石钻头3被压靠玻璃基板G的顶表面T，从而制成上孔4。如图5E所示，上孔4通过金刚石钻头3与下孔2相互连通，从而制成(加工成)通孔5。通过如上所述其间夹有玻璃基板G的两个金刚石钻头1、2对通孔5进行加工，由此能防止在玻璃基板G的表面上出现破损，例如切屑。

顺便提一句，在制造PDP的处理期间后玻璃基板被加热至几百度并被强制冷却；因此，热应力在玻璃基板中生成。用于PDP的相关技术后玻璃基板G会遇到在台阶6中因热应力而引起的热裂化问题，该台阶作为起点并被形成在如图5A至图5E所示通孔(排气孔)5的内周上，如图5A至图5E所示。台阶6源自于两个金刚石钻头1、3中的机械误差(偏心率)并测得有数十微米。

发明内容

本发明已就此情况进行了考虑并旨在提供玻璃基板钻孔方法以及用于等离子显示器的玻璃基板，它们能够防止出现热裂化的情况，该情况可能出现在形成于玻璃基板中的通孔上的台阶内。

本发明的发明人推断出因玻璃基底中形成的通孔上的台阶而引起的热裂化的原因，并通过测试验证了该原因。本文所使用的单词＂制成(make)＂是指加工玻璃基底的情况。

首先描述推断的概要。如上所述，在PDP制造过程中对用于PDP的后玻璃基板进行加工，其中，底表面B朝下，而顶表面T朝上。因此，当加热时，后玻璃基板受热，且同时被置于叫做定位器等的板状元件上。因此，底表面B比顶表面升温更快。玻璃基板G被加热至数百度(例如大约280度)，而玻璃基板G的底表面B被置于如图6所示的加热器(未示出)上，从而出现相同的现象，在玻璃基板中央的温度很高而其边缘的温度很低的情况下，基底的边缘倾向于弯折，并且玻璃基板G的中央呈现向下突出的形状。当上述变形出现于通孔位置时，收缩应力CF作用在对应于通孔位置的玻璃基板G的顶表面T上，而张应力TF作用在通孔所处的玻璃基板G的底表面B上。

通常，玻璃基板易受张应力而非收缩应力的影响。因此，当玻璃基板G如上所述地受热时，玻璃基板G在底表面上出现裂纹时变得易于破裂。

同时，如结合图7所描述的，通孔5具有形成于通孔内周上的台阶6，且上述台阶易于出现小裂缝或裂纹。图8示出了玻璃基板G沿其厚度方向获得的通孔5内的应力分布。如图7和图8所示，当台阶6的位置相对于沿厚度方向获得的中央S位于顶表面T侧时，施加于形成在玻璃基板G的通孔5上的台阶6上的平面应力成为收缩应力CF。当台阶6相对于沿厚度方向的中央S位于底表面B侧时，施加于形成在玻璃基板G的通孔5上的台阶6上的平面应力成为张应力TF。在这样一种情况下作出推断，即，当台阶6相对于沿厚度方向获得的中央S而位于底表面B侧时，张应力被施加于在台阶中生成的细小裂缝、裂纹等上面，由此，裂缝(下文中也称之为＂热裂缝＂)从作为起点的细小裂缝或裂纹出现于玻璃基板G内。如上所述，玻璃抵抗压缩应力的强度通常大于抵抗张应力的强度。因此，在这样一种情况下作出推断，即，在用于PDP的后玻璃基板情况下，对于以底表面B变得比顶表面T更热的方式对玻璃基板G进行加热而言，当玻璃基板具有通孔5时，形成在通孔5上的台阶6相对于玻璃基板G沿厚度方向获得的中央S位于顶表面T侧，由此可避免通孔5的台阶6内出现热裂化。

基于该推断结果，对玻璃基板G进行加工，以使得台阶6位于顶表面T侧；即，相对于玻璃基板G沿厚度方向获得的中央S而言的顶表面T侧，而其它玻璃基板G被加工成使得台阶位于底表面B侧。将玻璃基板G置于加热器上，同时玻璃基板的底表面B位于该加热器上，对玻璃基板G进行加热(至大约280度，即，使得顶表面T和底表面B之间的温差大约达到170度)，从而可检查热裂化的发生。

因此，对其中的台阶6相对于玻璃基板G沿厚度方向的中央S而位于底表面B侧上的玻璃基板G而言，在20个玻璃基板中因通孔5的台阶6而引起的热裂化在大约10至20秒时出现在6个玻璃基板中。具体而言，裂缝明显出现于通孔5内，而该通孔5形成在玻璃基板G的纵向中央附近。这种结果的原因在于大的张应力施加于形成在纵向中央内的通孔上而非施加于形成在玻璃基板G的纵向末端内的通孔5上。相反，即使对玻璃基板G进行加热大约10至20秒，但那60个玻璃基板G内均不会出现因通孔5的台阶而引起的热裂化，上述玻璃基板的台阶6相对于沿厚度方向获得的中央S位于顶表面T侧。

基于以上推断和验证的结果，为了达到上述目的，本发明提供了一种用于对玻璃基板进行钻孔的方法，该方法包括以旋转方式将第一钻头压靠玻璃基板的下表面，从而制得预定深度的第一孔；以及以旋转方式将第二钻头压靠玻璃基板的上表面上与第一孔相对的位置，从而凿穿第二孔，由此使得第一孔与第二孔彼此连通，且在玻璃基板内形成至少一个通孔。形成在通孔内周上的台阶位于上表面侧而非玻璃基板沿厚度方向获得的中央，上述台阶因第一孔与第二孔在玻璃基板的厚度方向上彼此重叠而形成。

玻璃基板优选为在钻孔之后经受热处理的玻璃基板。

优选地，将通过漂浮法制造的用作等离子显示器的后板的玻璃基板用作上述玻璃基板；下表面作为漂浮法中的输送表面，而上表面优选是位于输送表面的相反侧的表面，并作为在其上制造等离子显示器的电极的表面。

根据本发明，提供一种玻璃基板，该玻璃基板被用作通过前述用于对玻璃基板进行钻孔的方法制成的等离子显示器。根据本发明，提供了一种用于对玻璃基板进行钻孔的方法，该方法包括以旋转方式将第一钻头压靠玻璃基板的下表面，从而制得预定深度的第一孔；以及以旋转方式将第二钻头压靠玻璃基板的上表面上基本上与平面方向上的第一孔相同的位置上，从而凿穿第二孔，且因此使得第一孔与第二孔彼此连通，并在玻璃基板内形成至少一个通孔，其中，以这样的方法对通孔进行加工，即，形成在通孔内周上的台阶位于上表面侧而非玻璃基板沿厚度方向获得的中央，上述台阶因第一孔与第二孔在玻璃基板的厚度方向上彼此重叠而形成。因此，能防止因钻于玻璃基板内的通孔上的台阶而引起的热裂化的发生。

此外，利用该钻孔方法对通孔进行加工。因此，可提供防止热裂化发生的用于等离子显示器后板的玻璃基板，该热裂化可能因钻于玻璃基板内的通孔的台阶而引起。

附图说明

图1是示出了玻璃基板钻孔装置的构造的前视图。

图2A至图2E是示出了本发明第一实施例的钻孔方法过程的说明图。

图3A至图3F是示出了本发明第二实施例的钻孔方法过程的说明图。

图4是示出了用于PDP后玻璃基板在接受用于制造PDP的预定处理之前的示例大型玻璃基板的平面图。

图5A至图5E是示出了相关技术钻孔方法的过程的说明图。

图6是在玻璃基板中生成的热应力的说明图。

图7是示出了热应力在玻璃基板的底表面内生成的方向的说明图。

图8是示出了在玻璃基板的通孔内生成的热应力的分布的说明图。

具体实施方式

下面将参照附图对本发明的实施例进行描述。

图1是示出了对玻璃基板G进行钻孔并实现用于对本发明第一实施例的玻璃基板进行钻孔的装置10的构造的前视图。钻孔装置10由夹紧单元12、下钻孔单元14以及上钻孔单元16组成。

将由钻孔装置10进行钻孔的玻璃基板G为用于等离子显示器、由漂浮技术制成、且厚度为1.8mm至2.8mm的玻璃基板G。当通过漂浮技术制造玻璃基板且将等离子显示器的寻址电极制造于玻璃基板G的顶表面T上时，玻璃基板G的底表面B为所使用的输送表面。

钻孔装置10的夹紧单元12为用于夹固夹紧装置与夹紧工作台18之间的玻璃基板G的装置，该夹紧单元利用夹固板22抵压置于钻孔装置10主体的工作台20上的玻璃基板G的顶表面T，借此夹紧玻璃基板。夹固板22被制成为环状，稍后将作描述的上钻孔单元16的金刚石钻头(第二钻头)24被插入夹固板的内径部分并在玻璃基板G内钻出上孔(第二孔)。

如图2A至图2D所示，下钻孔单元14为这样一种装置，即，将预定深度的下孔(第一孔)26凿入玻璃基板G的底表面B，并将旋转的金刚石钻头(第一钻头)28压靠玻璃基板G的下表面，从而凿出预定深度的下孔26。如图1所示，金刚石钻头28基本上垂直于夹紧工作台18地定位，并通过保持器34附接至心轴30的操纵杆32。心轴30通过平移导向件38以上升方式附接至心轴附接部分36，并通过未示出的进给螺杆单元以大致直角垂直移动至玻璃基板G。下钻孔单元14将金刚石钻头28压靠玻璃基板G的底表面B并将转动和进给施加到底表面，从而凿出下孔26。尽管未示出，但插入孔形成在夹紧工作台18内，且金刚石钻头28通过该插入孔与玻璃基板G的底表面B接触。

如图2B和图2C所示，上钻孔单元16为在玻璃基板G的顶表面T内钻凿上孔40的装置，并将旋转金刚石钻头24压靠到玻璃基板G的顶表面T，从而钻出上孔40。

图1所示的金刚石钻头24与金刚石钻头28相对地设置、基本上与夹紧工作台18垂直地定位、并通过保持器46附接至心轴42的操纵杆44。心轴42通过平移导向件50以上升方式附接至心轴安装部分48，并通过未示出的进给螺杆基本上垂直地移动至玻璃基板G。上钻孔单元16将金刚石钻头24压靠玻璃基板G的顶表面T并将转动和进给施加到该顶表面，从而钻出上孔40。

现在将参照图2A至图2E描述使用钻孔装置10的本实施例的钻孔方法。

首先，如图2A所示，金刚石钻头24定位在顶表面T侧上，同时玻璃基板G夹于该金刚石钻头24与金刚石钻头28之间，且金刚石钻头28与金刚石钻头24相对地位于底表面B侧上。沿平面方向而形成的金刚石钻头24与金刚石钻头28之间的机械误差(偏心率)为数十微米。

如图2B所示，金刚石钻头24降低，从而开始钻上孔40。此外，金刚石钻头28上升，从而开始钻下孔26。

如图2C所示，当金刚石钻头24已钻上孔40达到沿厚度方向高于中央S的预定位置时，在该时间点金刚石钻头24停止钻上孔40，且金刚石钻头24以退回方式从上孔40向上移动。同时，由金刚石钻头28继续进行对下孔26的钻凿，并且如图2D所示，金刚石钻头28凿穿下孔26和上孔40，从而钻出作为排气孔的通孔5，如图2E所示。

此时，通过由于下孔26和上孔40彼此重叠而形成于通孔5的内周上的台阶6靠近顶表面T侧而非玻璃基板G沿厚度方向获得的中央S的方式来确定停止对下孔26进行钻凿的位置，即，下孔的深度。因此，由于下孔26和上孔40彼此重叠而形成于通孔5的内周上的台阶6位于顶表面T侧而非玻璃基板G沿厚度方向获得的中央S。由此，能防止由形成于通孔5的内周上的台阶6而引起的热裂化的发生，该通孔为在玻璃基板G内制作的排气孔。前面已提及到这样做的原因和理由。

现在将参照图3A至图3F描述使用钻孔装置10的本发明第二实施例的钻孔方法。

首先，如图3A所示，在本实施例中，金刚石钻头24位于顶表面T侧上，而玻璃基板G夹于该金刚石钻头24与金刚石钻头28之间，且金刚石钻头28与金刚石钻头24相对地位于底表面B侧上。

如图3B所示，金刚石钻头28上升，从而开始钻下孔26。

如图3C所示，当金刚石钻头28凿穿下孔26而到达高于金刚石钻头28沿厚度方向获得的中央B的预定位置时，在该时间点停止金刚石钻头28对下孔26的钻凿。

与此同时，金刚石钻头24降低，从而加工上孔40，而金刚石钻头28以如图3D所示的退回方式从下孔26向下移动。另一方面，由金刚石钻头24继续执行对上孔40的加工，而金刚石钻头24凿穿上孔40和下孔26，如图3E所示，因此凿出作为排气孔的通孔5，如图3F所示。

尽管在本实施例中，也如图2A至图2E所示的第一实施例一样，通过由于下孔26和上孔40彼此重叠而形成于作为排气孔的通孔5的内周上的台阶6靠近顶表面T侧而非玻璃基板G沿厚度方向获得的中央S的方式来确定停止对下孔26进行钻凿的位置，即，下孔的深度。因此，通过由于下孔26和上孔40彼此重叠而形成于通孔5的内周上的台阶6位于顶表面T侧而非玻璃基板G沿厚度方向获得的中央S。由此，能防止因形成于通孔5的内周上的台阶6而引起的热裂化的发生，该通孔5为在玻璃基板G内制作的排气孔。

台阶6的基本要求是应位于顶表面T侧而非玻璃基板G沿厚度方向获得的中央S。例如，在厚度为1.8mm的玻璃基板G的情形中，考虑到钻孔装置10的机械精确度，优选的是将上金刚石钻头24从玻璃基板G的顶表面T降低的量设定在0.1mm到小于0.9mm的范围内。此外，用于钻孔装置10的钻头的优选形状为截锥形。考虑到钻孔之间重叠所需的量，当使用上述钻头时，优选的是将上金刚石钻头24从玻璃基板G的顶表面T下降的量设定在0.3mm到小于0.9mm的范围内。在玻璃基板中钻凿通孔的情况下，当孔仅由钻头从玻璃基板G的一个表面的方向而形成时，玻璃基板G在钻头凿穿该基板之前有时会立即折断。考虑到玻璃的易碎性，优选的是将下金刚石钻头28从玻璃基板G的底表面B上升的量设定为0.9mm到1.7mm的范围内；更优选为1.5mm至1.7mm的范围内；考虑到钻头在上金刚石钻头24情况下的形状，更优选为1.1mm至1.7mm的范围内。

图4示出了在经受制造PDP的预定处理之前的用于PDP后玻璃基板的大型玻璃基板60的示例。在大型玻璃基板60上的三个预定位置处钻凿将被用作排气孔(直径例如为2mm)的通孔5。随后，大型玻璃基板60的顶表面T经受预定处理，以制备PDP后玻璃基板G。然后沿着由图4所示虚线标明的两条切割线62、62切割大型玻璃基板60，有此制成了3个PDP后玻璃基板G。

实例

通过使得直径为2mm的通孔在与大致矩形PDP玻璃基板G的相应两个直角端面相隔11.5mm的位置处开口来制备总共60个样本，上述矩形PDP玻璃基板G测得为150mm×150mm且厚度为1.8mm，其中，将出现在通孔5上的台阶6形成在与玻璃基板G的底表面B相隔1.7mm的位置处。在上述样本的7个样本中，从距底表面1.7mm到1.0mm的位置以0.1mm的间隔形成台阶6。在上述样本的4个样本中，在距玻璃基板G的底表面B0.9mm位置处形成台阶6。对于上述样本而言，对玻璃基板G加热10分钟(大约280度：其中，实现顶表面与底表面间大约170度的温差)，而将底表面B置于保持高温(大约280度)的加热器上，则可确定因通孔5上的台阶6而引起的热裂化是否发生。借此，因通孔5上的台阶6而引起的热裂化不会出现在那60个样本中。

相反，通过使得直径为2mm的通孔5在与PDP玻璃基板G的相应两个直角端面相隔11.5mm位置处开口来制备总共20个样本，上述PDP玻璃基板G测得为150mm×150mm且厚度为1.8mm。在上述样本的7个样本中，将出现在通孔5上的台阶6定位于距玻璃基板G的底表面B0.5mm和0.6mm的各位置处。在上述样本的6个样本中，将台阶6定位在距玻璃基板G的底表面B0.56mm的位置处。执行与如上所述类似的测试。因通孔5的台阶6而引起的热裂化在加热后的大约0至20秒时出现于20个玻璃基板G中的6个玻璃基板G内。

因此，这些测试显示，可通过将台阶6设置在顶表面T侧而非玻璃基板G沿厚度方向的中央S能防止因台阶6而引起的热裂化。

另外，可使用样本执行相同的测试，其中，台阶6形成在距玻璃基板G的底表面B0.8mm的位置处，而这些测试显示，出现热裂化的比率很小。但是，在该位置经受来自热应力的小应力的位置的情况下，其易受压缩应力或张应力的影响。由于不能确保稳定的耐热强度，因此，优选的是将台阶6设置于上表面T侧而非台阶承受压缩应力的玻璃基板G厚度方向上获得的中央S。

在以上实施例中，已描述了用于对等离子显示器进行钻孔的方法。但是，也可将本发明应用到用于对诸如FED(场致发射显示器)和SED(表面传导电子发射显示器)的玻璃基板进行钻孔的方法中。