JP2000113815A

JP2000113815A - ディスプレイパネルの製造方法

Info

Publication number: JP2000113815A
Application number: JP28764498A
Authority: JP
Inventors: Shigeo Suzuki; 茂夫鈴木; Hiroyuki Kawamura; 浩幸河村; Masaki Aoki; 正樹青木; Kanako Miyashita; 加奈子宮下
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1998-10-09
Filing date: 1998-10-09
Publication date: 2000-04-21
Anticipated expiration: 2018-10-09
Also published as: JP3219059B2

Abstract

(57)【要約】【課題】精細度の高いプラズマディスプレイパネルに
おいても精度良く蛍光体層が形成できる製造方法を提供
することを目的とするものである。【解決手段】蛍光体インクを吐出する吐出ノズルと隔
壁５２が形成された基板５１とが隔壁の端部の所定領域
に相対的に移動する際、前記蛍光体インクを帯電手段５
７で帯電させるとともに、電場付与手段５８で電場を印
加して吐出ノズルのインク吐出流５４を強制的に屈曲さ
せる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、表示デバイスなど
に用いるディスプレイパネルの製造方法に関するもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】従来の交流型（ＡＣ型）のプラズマディ
スプレイパネルは、フロントカバープレート（前面ガラ
ス基板）の上に表示電極があり、この上を誘電体ガラス
層とＭｇＯの結晶配向が（１１１）面に配向した酸化マ
グネシウム（ＭｇＯ）誘電体保護層が覆っている。従来
このＭｇＯ誘電体保護層は、主にＭｇＯを原料に用いた
電子ビーム加熱による真空蒸着法が用いられてきた。

【０００３】また、背面ガラス基板（バックプレート）
の上にアドレス電極および隔壁、蛍光体層が設けられて
おり、この電極層（表示電極およびアドレス電極）を形
成するには主にスクリーン印刷法が、また蛍光体層を形
成するにはスクリーン印刷法（例えば、特開平８−１６
２０１９号公報）、インクジェット法（例えば、特開昭
５３−７９３７１号公報）、フォトレジストフィルム法
（例えば、特開昭６−２７３９２５号公報）が用いられ
てきた。

【０００４】また、従来プラズマディスプレイパネルと
して開発されてきたパネル輝度は、４０インチのＮＴＳ
Ｃパネル（セル数が６４０×４８０個でセルピッチが
０．４３ｍｍ×１．２９ｍｍ、１セル面積約０．５５ｍ
ｍ² ）で約２５０ｃｄ／ｍ² であった。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】近年ハイビジョンをは
じめとする高品位、大画面テレビへの期待が高まってい
る。ＣＲＴは解像度・画質の点でプラズマディスプレイ
や液晶に対して優れているが、奥行きと重量の点で４０
インチ以上の大画面には向いていない。液晶は、消費電
力が少なく、駆動電圧も低いといった優れた特徴を有し
ているが、画面の大きさや視野角に限界がある。これに
対してプラズマディスプレイは、大画面の実現が可能で
あり、すでに４０インチクラスの製品が開発されてい
る。

【０００６】現在製品化されているプラズマディスプレ
イの輝度は、放電空間に封入されたガス（Ｈｅ−Ｘｅ系
やネオン−Ｘｅ系のガス）の放電によって発せられる紫
外線の強度により輝度レベルが左右されている。特にＨ
ｅ−Ｘｅ系ガスによる放電では、Ｘｅの共鳴線による波
長が１４７ｎｍ（ナノメートル）の真空紫外線が放出さ
れ、主にこの波長による紫外線によって放電セル内に塗
布された赤、緑、青の紫外線励起蛍光体を励起発光させ
ている。

【０００７】また、現行４０〜４２インチクラスのプラ
ズマディスプレイの画素レベルは、画素数６４０×４８
０個、セルピッチ０．４３ｍｍ×１．２９ｍｍ、１セル
の面積０．５５ｍｍ² である。

【０００８】さらに、近年期待されているフルスペック
のハイビジョンテレビの画素レベルは、画素数が１９２
０×１１２５となり、セルピッチも４２インチクラスで
０．１５ｍｍ×０．４８ｍｍで１セルの面積は０．０７
２ｍｍ²の細かさになる。

【０００９】したがって、プラズマディスプレイの高精
細化が進むにしたがってセルピッチや１セル当たりの面
積が従来のＮＴＳＣと比較して小さくなるため、輝度の
向上を目指した蛍光体膜の高精度形成技術が望まれてい
る。

【００１０】しかしながら、スクリーン印刷法による蛍
光体塗布では、隔壁に蛍光体インクを充填する際にスク
リーン版が変形し、隣接する隔壁内に蛍光体インクが入
ることにより混色するといった課題がある。

【００１１】また、微細セルを考えると、スクリーン印
刷法による蛍光体塗布では、隔壁のピッチが０．１ｍｍ
から０．１５ｍｍになると、隔壁には幅があるため、蛍
光体の充填される空間は０．１ｍｍから０．０８ｍｍ程
度の非常に狭い幅となり、印刷法によって精度良くしか
も高速に粘度の高い（数万センチポアズ）蛍光体インク
を流し込むことは困難になってくる。

【００１２】また、蛍光体と紫外線感光樹脂を用いた蛍
光体フォトフィルム法や、蛍光体フォトペースト法で
は、ある程度精度良く隔壁内に蛍光体を埋め込むことが
可能であるが、露光現像工程を３色繰り返し行う必要が
あることや、現像残りによる混色や、高価な蛍光体材料
の回収が困難であること等の課題がある。

【００１３】このような課題を解決できる蛍光体塗布方
法として、特開昭５３−７９３７１号公報や、特開平８
−１６２０１９号公報の様な、蛍光体インクを加圧され
たノズルより噴射させて所望のパターンを基板上に描画
させるインクジェット法が提案されている。また我々は
特願平８−２４５８５３号に示すような、流動性の良い
蛍光体インクを微細ノズルから連続的に噴射させなが
ら、隔壁間に蛍光体を連続的に充填描画する方法を提案
している。

【００１４】しかしながら、この様な、流動性の良い蛍
光体インクを微細ノズルから噴射させながら隔壁間に充
填する方法では、次の様な課題を有する。

【００１５】すなわち、基板に塗布する時間内には蛍光
体の吐出を停止しないという方法もあるが、隔壁端部で
インクが隣接隔壁内に回り込み、混色が発生するなどの
課題がある。

【００１６】本発明はかかる点に鑑み、ディスプレイパ
ネルにおいて安価に精度良く蛍光体層が形成できるディ
スプレイパネルの製造方法を提供することを目的とする
ものである。

【００１７】

【課題を解決するための手段】本発明は前記目的を達す
るために、蛍光体インクを吐出する吐出ノズルと隔壁が
形成された基板とが前記隔壁の端部の所定領域に相対的
に移動する際、前記蛍光体インクを帯電させるととも
に、電場を印加して前記吐出ノズルのインク吐出流を強
制的に屈曲させる工程を少なくとも含むことを特徴とす
るものである。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て説明する。

【００１９】（ＰＤＰの全体的な構成及び製法）図７
は、本発明の形態による交流放電型ＰＤＰの概略断面図
である。図７ではセルが１つだけ示されているが、赤、
緑、青の各色を発光するセルが多数配列されてＰＤＰが
構成されている。

【００２０】このＰＤＰは、前面ガラス基板１１上に放
電電極（表示電極）１２と誘電体ガラス層１３およびＭ
ｇＯ保護層１４が配された前面パネルと、背面ガラス基
板１５上にアドレス電極１６、隔壁１７、蛍光体層１８
が配された背面パネルの間に形成される放電空間１９内
に放電ガスが封入された構成となっており、以下に示す
ように作製される。

【００２１】前面パネルの作製：前面パネルは、前面ガ
ラス基板１１上に放電電極（表示電極）１２を形成し、
その上を鉛系の誘電体ガラス層１３で覆い、更に誘電体
ガラス層１３の表面上にＭｇＯ保護層１４を形成するこ
とによって作製する。

【００２２】本実施の形態では、放電電極（表示電極）
１２は銀電極であって、紫外線感光性樹脂を含んだ銀電
極用インクをスクリーン印刷法により前面ガラス基板１
１上に均一塗布して乾燥した後、露光現像によるパター
ニングと焼成によって形成する。

【００２３】また、誘電体ガラス層１３はスクリーン印
刷と焼成によって形成する。また、ＭｇＯ保護層１４
は、酸化マグネシウム［ＭｇＯ］からなり、スパッタリ
ング法や真空蒸着法などで形成する。

【００２４】背面パネルの作製：背面パネルは、背面ガ
ラス基板１５上にアドレス電極１６を形成し、その上に
ガラス製のストライプ状の隔壁１７を所定のピッチで形
成し、更に隔壁１７によって挟まれた各空間に赤色蛍光
体、緑色蛍光体、青色蛍光体による蛍光体層１８を形成
することにより作製する。

【００２５】本実施の形態では、アドレス電極１６は銀
電極であって、背面ガラス基板１５上に、紫外線感光性
樹脂を含んだ銀電極用インクをスクリーン印刷法により
背面ガラス基板１５上に均一塗布して乾燥した後、露光
現像によるパターニングと焼成によって形成する。

【００２６】また、隔壁１７は、スクリーン印刷法によ
り数回繰り返し印刷することで形成したり、いわゆるサ
ンドブラスト法や、リフトオフ法などを用いても良い。

【００２７】また、隔壁１７によって挟まれた各空間
に、赤色蛍光体、緑色蛍光体、青色蛍光体をそれぞれイ
ンク吐出法によって塗布することにより蛍光体層１８を
形成する。各色の蛍光体としては、一般的にプラズマデ
ィスプレイパネルに用いられる蛍光体を用いることがで
きるが、ここでは次の蛍光体を用いる。

【００２８】「赤色蛍光体」：（Ｙ_XＧｄ_1-X）ＢＯ₃：
Ｅｕ³⁺ またはＹＢＯ₃：Ｅｕ³⁺ 「緑色蛍光体」：ＢａＡｌ₁₂Ｏ₁₉：ＭｎまたはＺｎ
₂ＳｉＯ₄：Ｍｎ「青色蛍光体」：ＢａＭｇＡｌ₁₀Ｏ₁₇：Ｅｕ²⁺ パネル張り合わせによるＰＤＰの作製：次に、このよう
にして作製した前面パネルと背面パネルとを封着用ガラ
スを用いて張り合わせると共に、隔壁１７で仕切られた
放電空間１９内を高真空（８×１０^-7Ｔｏｒｒ）に排気
した後、所定の組成の放電ガスを、所定の圧力で封入す
ることによってプラズマディスプレイパネルを作製す
る。

【００２９】封入する放電ガスの組成は、従来から用い
られているＮｅ−Ｘｅ系であるが、Ｘｅの含有量を５体
積％以上に設定し、封入圧力は５００から８００Ｔｏｒ
ｒの範囲に設定する。なお、図７では前面パネルを実際
と異なり９０度回転させて示している。

【００３０】次に、本発明を用いた蛍光体層の形成方法
について以下説明する。隔壁で仕切られた各空間に蛍光
体層を形成する方法を、図２を用いて説明する。図２
は、プラズマディスプレイパネルの蛍光体層を形成する
際に用いるインク吐出装置の概略図である。

【００３１】図２において、２０は蛍光体インク、２１
は蛍光体インク２０を吐出するノズル、２２は蛍光体イ
ンク２０をノズル２１に供給するためのサーバー、２３
はノズル２１に圧力を加えるための加圧器である。

【００３２】まず、サーバー２２に特定色の蛍光体イン
ク２０を入れ、加圧器２３でより圧力を印加すると、ノ
ズル２１から蛍光体インク２０が連続流２４となり吐出
される。この時、ノズル２１の中心が、背面ガラス基板
２５に設けられたストライプ状の隔壁２６間の中心に位
置されるようにし、隔壁２６間に蛍光体インク２０を充
填するものである。

【００３３】実際の塗布装置本体の概略を図３に示す。
図３において、２７は装置本体であり、本体ベース２８
上には背面基板２９が載置され、駆動装置（図示せず）
によって、ベース２８上のレール３０上を矢印３１方向
（隔壁の長手方向）に直線往復動する（これをＸ軸運動
とする）。この時、背面基板２９に設けられたストライ
プ状の隔壁３２が、直線往復動と平行になるように背面
基板２９をベース上に載置している。

【００３４】一方、この隔壁３２と直交する形でアーム
３３が本体２７に設けられており、アーム３３には、図
２で示したノズルまたはインク吐出装置本体３４が設置
されており、矢印３５方向（隔壁の長手方向とほぼ直角
方向）に直線往復動する（これをＹ軸運動とする）。こ
れらの運動動作は制御装置３６の指令をＸ軸運動にはケ
ーブル３７、Ｙ軸運動にはケーブル３８を通じて行われ
るものである。

【００３５】この様な装置の中で、背面基板２９が矢印
３１の一方向に高速で動く時に、図２の様に配置された
ノズルから所定隔壁間にインクが充填され、次の背面基
板の戻り動作の際には、矢印３５の一方向に吐出装置が
送られ、次の隔壁間にインクが充填される。この繰り返
し動作により、背面基板２９全面の隔壁３２間に蛍光体
インクが充填されるものである。

【００３６】この時、蛍光体インクの各色の塗布は、一
色を全面塗布してから、次の色を塗布しても良いし、３
色分の吐出装置をアームに設置し、同時に塗布しても良
い。

【００３７】隔壁の本数は画面の精細度にもよるが、数
百から数千本ある。そのために、塗布ノズルを複数本に
してタクトを短縮することが重要である。例えばノズル
本数を３本にする。

【００３８】ノズルヘッド本体には、インクの分配と圧
力均一化を目的とするヘッダーがあり、その下部にそれ
ぞれ微細穴径のノズルが設けられており、図２にて説明
したサーバーと加圧器とが接続されている。ノズルヘッ
ドの下に位置する背面基板の隔壁の上端との距離Ｌは条
件にもよるが、２〜３ｍｍである。またノズル径は隔壁
ピッチと隔壁幅、またはインクの吐出量によって決定さ
れ、おおよそ数十〜１００μｍ程度である。

【００３９】この時、隔壁のピッチがＰ１の時、各隔壁
空間にはそれぞれＲ、Ｇ、Ｂの蛍光体が交互に塗布され
るため、ノズルピッチは３×Ｐ１であり、それぞれのノ
ズルが隔壁間の中心に位置するように、初期の基板設定
をし、図３で説明した動作にて、各隔壁間に蛍光体イン
クを充填する。基板の往復動によりノズルヘッド本体が
３×３×Ｐ１の距離だけ送られ、それぞれのノズルが隔
壁間中心に位置され、蛍光体インクの連続流により蛍光
体インクが隔壁間に充填されるものである。

【００４０】このような方法では、蛍光体インクを直径
が１００μｍのノズルから連続的に吐出させる必要があ
るため、インク粘度を従来のスクリーン印刷などに用い
ていたインクよりもおよそ２桁ほど低くし、流動性を高
める必要がある。

【００４１】このようにして背面基板の隔壁内に蛍光体
インクを充填した場合の状況を図４に示す。この場合
は、例えば、Ｒ色を充填した場合について示している。
図４に示すように、隔壁の端部は普通開放されている。
そのため、蛍光体インクが低粘度であると、開放されて
いる端部へ流れ込み、隣接の隔壁に回り込むという現象
が発生する。

【００４２】この課題に対して色々な方法、例えば、隔
壁を閉じた構成にするとか、端部でカバーをするとか、
ノズルからの吐出を端部領域で停止するなどの方法があ
る。

【００４３】しかしながら、これらの方法は、他のプロ
セスに与える影響や、量産性、ノズル吐出の安定性など
の観点から好ましくないものであった。

【００４４】本発明は、吐出ノズルが相対的に隔壁の端
部のある領域を移動する間には、蛍光体インクを帯電さ
せるとともに、その帯電により電場を印加してインク吐
出流を強制的に屈曲させ、近傍に設けた吸引ポートによ
って吸引することで、端部のその領域への蛍光体塗布を
停止するものである。

【００４５】（実施例）図５には本発明の一実施例の概
要を示している。

【００４６】基板５１には隔壁５２が設けられており、
基板５１は図に示すように一点鎖線の矢印の如く往復運
動する。このとき、基板上部には前述のノズルを備えた
ノズルヘッドユニット５３が隔壁５２と所定距離を保っ
て位置されており、ノズルからはインク吐出流５４が下
方に吐出されている。

【００４７】また、この時、この隔壁とノズルヘッドユ
ニットとの間にはインクを吸入する吸込みポート５５が
設けられており、このポートでは吸入ポンプなどにより
吸い込み力が作用している。

【００４８】図５（ａ）では、基板が実線の矢印ｃ方向
に移動し、なおかつ隔壁の端部領域Ａで隔壁へのインク
吐出流を停止したい場合について示している。

【００４９】相対的にインク吐出流５４が基板５１の端
部に入るときに、上部に設けた吸込みポート５５を矢印
ｄの方向に突出させてインクを吸引し、図５（ｂ）に示
すように、その領域からはずれた場合には、逆に吸込み
ポート５５を矢印ｅの方向に待避させ、隔壁内へインク
を供給するものである。

【００５０】また、この動作は、基板の反対側端部領域
Ｂにても同様に行い、基本的に端部領域でのインクの回
り込みを防止できるものである。

【００５１】端部領域Ａ，Ｂの長さは、使用するインク
の粘性などによる隔壁内での流れ性や、隔壁の領域など
によって決定されるが、おおよそ数ミリの範囲である。

【００５２】以上の方法でも、基本的にはインクの所定
領域での隔壁内挿入は停止され、端部での回り込みによ
る混色などの発生を停止することは可能であるが、図６
に示すように、インクを吸込みポートで受ける際にイン
ク飛沫６１が発生するなどの不安定要因が若干発生す
る。

【００５３】そこで、本実施例では、さらにそれらを確
実に防止する塗布装置の構成としたもので、図１を用い
て説明する。基板５１や隔壁５２、ノズルヘッドユニッ
ト５３などは図５と同様である。

【００５４】本実施例では、吸込みポート５５，５６を
左右もしくはインク吐出流の周囲近傍に設け、さらに両
者の空間ｆはインク吐出流５４が自由に通過できる間隙
となっている。この時、ノズルにはインクを帯電させる
帯電手段５７が設けられ、さらに吸込みポートには帯電
インク流を偏向させるための電場付与手段５８ａ，５８
ｂが設けられている。

【００５５】まず、図に示すように、基板５１が矢印の
方向に移動し、インク吐出流５４が端部に入る領域で、
まずノズルヘッドユニット５３に設けた帯電手段５７で
インクを帯電させ、吸込みポートＡ５５で吸引の電場を
付与し、吸込みポートＢ５６で反発の電場を付与するこ
とにより、インク吐出流５４が吸込みポートＡ５５側に
屈曲して吸い込まれ、隔壁５２への塗布を停止する。

【００５６】次に、停止領域を過ぎ、塗布領域に入った
場合は、図１（ｂ）に示すように、電場付与を解除し、
正規に隔壁への塗布を行う。

【００５７】さらに、基板が進行し、反対側の塗布停止
領域に入った場合には、図１（ｃ）に示すように、先ほ
どと同様に帯電手段５７で帯電させ、先ほどと反対側の
吸込みポートＢ５６で吸い込むように、電場付与を切り
替えるものである。

【００５８】このようにすると、吸込みポートへのイン
クの吸い込みが確実に行われ、安定に確実に端部領域で
の塗布停止が可能となり、混色の発生が抑制できるもの
である。さらに、この場合には吸い込みポートを機械的
に動かす必要がなく、非常に安定した動作ができるもの
である。例えば、吸込みポート５５，５６とノズルヘッ
ドユニット５３と一体的に配置してもよい。この場合、
ノズルヘッドユニット５３と吸込みポート５５，５６と
の位置関係は、相対的に固定したものとなり、一体的に
移動する。

【００５９】また、このとき、加える電圧などは、イン
クの種類によって変えれば良いことは言うまでもない。

【００６０】また、インク吐出流は、停止することなく
所定時間連続して吐出することが好ましく、例えば、少
なくとも基板１枚の塗布が終了する間、量産効率を上げ
るためには、半日から一日以上複数日または週単位連続
して吐出状態にしておくことが好ましい。

【００６１】以上のように本実施例によれば、蛍光体イ
ンクを吐出する吐出ノズルと隔壁が形成された基板とが
隔壁の端部の所定領域に相対的に移動する際、蛍光体イ
ンクを帯電させるとともに、隔壁端部の所定領域では隔
壁間に蛍光体が塗布されないように吐出ノズルのインク
吐出流を強制的に屈曲させる工程を含むので、インク吐
出流を停止することなく連続して吐出でき、かつ隔壁内
に均一に連続して安定的に塗布でき、特に量産性を向上
することができる。

【００６２】また、吸込みポートで吸い込まれた蛍光体
は、再利用が可能で、省資源の面からも無駄がなく、優
れている。

【００６３】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、高精度で
安定、安価に蛍光体層が形成可能な、従来にない優れた
方法であり、隔壁内に均一に連続して安定的に塗布でき
るものであり、特に量産に適応できる優れた方法であ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】（ａ）〜（ｃ）本発明の一実施例における塗布
装置を用いた製造工程図

【図２】本発明のインク吐出装置の概略断面図

【図３】本発明の塗布装置本体の概略を示す斜視図

【図４】本実施の形態における隔壁と蛍光体インクの状
態を示す図

【図５】（ａ），（ｂ）端部塗布の概略を示す工程図

【図６】端部塗布の状況を示す概略図

【図７】本実施の形態によるプラズマディスプレイパネ
ルの断面図

【符号の説明】

１１前面ガラス基板１２放電電極（表示電極）１３誘電体ガラス層１４ＭｇＯ保護層１５背面ガラス基板１６アドレス電極１７隔壁１８蛍光体層１９放電空間５１基板５２隔壁５３ノズルヘッドユニット５４インク吐出流５５吸込みポート５６吸込みポート５７帯電手段５８電場付与手段

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者青木正樹大阪府門真市大字門真1006番地松下電器産業株式会社内 (72)発明者宮下加奈子大阪府門真市大字門真1006番地松下電器産業株式会社内Ｆターム(参考） 5C028 FF16 HH04 HH09 HH14 5C040 FA01 GB02 GG03 GG09 JA13 MA23 MA24 MA26

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】蛍光体インクを吐出する吐出ノズルと隔
壁が形成された基板とが前記隔壁の端部の所定領域に相
対的に移動する際、前記蛍光体インクを帯電させるとと
もに、電場を印加して前記吐出ノズルのインク吐出流を
強制的に屈曲させる工程を含むことを特徴とするディス
プレイパネルの製造方法。
【請求項２】屈曲させたインク吐出流を吸引ポートで
吸引することを特徴とする請求項１記載のディスプレイ
パネルの製造方法。
【請求項３】インク吐出流は、停止することなく所定
時間連続して吐出することを特徴とする請求項１または
２記載のディスプレイパネルの製造方法。
【請求項４】蛍光体インクを吐出する吐出ノズルと隔
壁が形成された基板とが前記隔壁の端部の所定領域に相
対的に移動する際、前記蛍光体インクを帯電させるとと
もに、隔壁間に蛍光体が塗布されないように前記吐出ノ
ズルのインク吐出流を強制的に屈曲させる工程を含むこ
とを特徴とするディスプレイパネルの製造方法。
【請求項５】蛍光体インクを吐出する吐出ノズルと、
前記吐出ノズルと隔壁が形成された基板とを相対的に移
動させる手段と、前記吐出ノズルと基板とが前記隔壁の
端部の所定領域に相対的に移動する際、前記蛍光体イン
クを帯電させる帯電手段と、電場を印加して前記吐出ノ
ズルのインク吐出流を強制的に屈曲させる電場印加手段
を少なくとも備えたことを特徴とする蛍光体塗布装置。