JP2000260318A

JP2000260318A - プラズマディスプレー用蛍光体面の形成方法

Info

Publication number: JP2000260318A
Application number: JP6259699A
Authority: JP
Inventors: Masahito Okabe; 岡部将人
Original assignee: Dai Nippon Printing Co Ltd
Current assignee: Dai Nippon Printing Co Ltd
Priority date: 1999-03-10
Filing date: 1999-03-10
Publication date: 2000-09-22

Abstract

(57)【要約】【課題】プラズマディスプレーパネル（ＰＤＰ）の背
面板の蛍光体層形成方法を提供する。さらに、ファイン
ピッチのＰＤＰ背面板の形成方法を提供する。【解決手段】開口部から、蛍光体ペーストを吐出し
て、隔壁で仕切られたセル内に蛍光体ペーストを充填し
た後、乾燥、焼成を行い、蛍光体以外の物質を除去する
ことにより、ＰＤＰの蛍光体層を形成する方法におい
て、高電圧パルスを印加することで、蛍光体ペーストの
形状を制御して、安定的に、充填作業を行うことができ
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、プラズマディスプ
レー用パネル用の背面板の蛍光体層形成方法に関し、特
に、１０００ｃｐｓ〜１００００００ｃｐｓの高粘度物
質からなる蛍光体蛍光体ペーストを吐出し、これを背面
板の所定位置の隔壁間に埋め込み、必要に応じ、乾燥熱
処理を施して蛍光体層を隔壁間、隔壁側面に形成する蛍
光体の形成方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、プラズマディスプレーパネル(以
下ＰＤＰとも記す)は、厚さが薄いこと、軽量であるこ
と、さらに鮮明な表示と液晶パネルに比べて視野角が広
いことにより、種々の表示装置に利用されつつある。一
般にＰＤＰは、２枚の対向するガラス基板にそれぞれ規
則的に配列した一対の電極を設け、その間にネオン、キ
セノン等を主体とするガスを封入した構造になってい
る。そして、これらの電極間に電圧を印加し、電極周辺
の微少なセル内で放電を発生させることにより、各セル
を発光させて表示させるようにしている。

【０００３】ここで、ＰＤＰの構成を、図１６に示すＡ
Ｃ型ＰＤＰの一例を挙げて説明する。図１６は構成斜視
図であるが、分かり易くするため、前面版(ガラス基板
６１０)、背面板(ガラス基板６２０)とを実際より離し
て示してある。図１６に示すように、2枚のガラス基板
６１０、６２０が互いに平行且つ対向して配設されてお
り、両者は背面板となるガラス基板６２０上に互いに平
行に設けられた隔壁６３０により、一定の間隔に保持さ
れている。前面板となるガラス基板６１０の背面板側に
は、放電維持電極である透明電極６４０とベース電極で
ある金属電極６５０とで構成されている複合電極が平行
に形成され、これを覆って、誘電体層６６０が形成され
ており、さらにその上に保護層（ＭｇＯ層）６７０が形
成されている。

【０００４】また、背面板となるガラス基板６２０の前
面板側には前記複合電極と直行するように、隔壁６３０
間に位置して、アドレス電極６８０が互いに平行に形成
されており、さらに隔壁６３０の側面とセル底面を覆う
ように蛍光面６９０が設けられている。隔壁６３０は放
電空間を区画するもので、区画された各放電空間をセル
ないし単位発光領域という。ＡＣ型ＰＤＰは、面放電型
であって、前面板上の複合電極間に交流電圧を印加し、
放電させる構造である。この場合、交流をかけているた
めに電界の向きは周波数に対応して変化する。そして、
この放電により生じる紫外線により蛍光体６９０を発光
させ、前面板を通過する光を観察者が視認できるもので
ある。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うなＰＤＰの作製における蛍光体層の形成には、スクリ
ーン印刷法が多く用いられているが、スクリーン印刷法
では印刷を繰り返す内にスクリーン版の形状が変化した
り摩耗してしまい、製造コストが高くなってしまうこと
や、スクリーン印刷法は精度の高い印刷ができないこと
から、大サイズや高精細パターンのパネルの蛍光体層形
成に用いることができなかった。また、蛍光体層を形成
する他の方法として、フォトリソグラフィー法を用いる
方法がある。しかしながらフォトリソ法においては、隔
壁の側面全部、隔壁間の底部全部に確実に蛍光体層を密
着性良く形成することは困難であった。

【０００６】すなわち、フォトリソグラフィー法により
蛍光体層を形成した場合には図１５に示すように、現像
処理後、隔壁３１３間の底部３１５Ａの隔壁側の隅に空
間３５１が発生したり、また、隔壁３１３の側面３１３
Ａに沿うように隙間３５２が発生することがあった。な
お、図１５中、３１１はガラス基板、３１２は電極、３
１３は隔壁、３１３Ａは側面、３１４ＲはＲ(赤)色蛍光
体層、３１４ＧはＧ(緑)色蛍光体層、３１４ＢはＢ(青)
色蛍光体層、３１５は誘電体層、３１５Ａは底部であ
る。また、この方法では、赤色、緑色、青色の蛍光体層
を形成するために、各色について、蛍光体ペースト層の
塗布、露光、現像、乾燥等の工程を繰り返す必要があ
り、また、各色ごとに不要な部分の蛍光体を除去、廃棄
するためコスト高になってしまうといった問題があっ
た。

【０００７】また一方インクジェット法により、蛍光体
層を形成する方法も提案されている。ここで、インクジ
ェット法としては、インクを収容した容器の一部を加熱
して、気泡を発生させることによりインクを押し出す方
法や、圧電セラミックを振動させることによりその圧力
でインクを押し出す方法が知られているが、いずれもイ
ンクを押し出す力は弱く、２０ｃｐｓ以下の粘度の液体
しか吐出することができない。また、オリフィスの径が
小さいため、蛍光体等の粒子を含む液体を吐出しようと
すると、目詰まりを起こす問題があった。

【０００８】また、吐出されるインクの径は、オリフィ
ス径の数倍の大きさになるため、オリフィス径を大きく
すると、高精細なパターニングをすることができなかっ
た。また、蛍光体層を形成する他の方法として、ディス
ペンサーを用いる方法が提案されている。ディスペンサ
ー法とはノズルまたはニードル上の孔部を持つ容器に蛍
光体ペーストを収容し、容器に圧力をかけて蛍光体ペー
ストを押し出し、吐出させる方法である。しかしながら
ディスペンサー法の場合には、ノズルまたはニードルの
先端と基板との距離を精密に制御する必要があり、基板
の微妙な反りや凹凸等を検出して、それに応じて基板と
の距離が一定になるような機構を設ける必要がある。Ｐ
ＤＰのように少なくとも数百本以上の蛍光体層を形成す
る場合、多数のノズルまたはニードルを配列し、同時に
塗布、形成する必要があるが、これらの多数のノズルを
独立に制御しようとすると装置が複雑になり、装置コス
トが高くなる問題があった。

【０００９】また、ディスペンサー法では、吐出される
蛍光体ペーストの外径は、少なくともノズルまたはニー
ドルの内径より太くなるため、高精細なパターンの蛍光
体層を形成しようとすると、ノズルまたはニードルの孔
径を小さくする必要がある。このような小さい孔径のノ
ズルまたはニードルを多数配列すると装置コストが高く
なり、また、蛍光体粒子の目詰まり、オリフィス部の摩
耗等の問題が発生する。低コストで、多数のオリフィス
を有する形成装置を作製するには、容器底面に多数孔開
けした構造のものが望ましい。このような吐出部に圧力
を付与して、蛍光体ペーストを吐出しようとすると、吐
出の方向が定まらず、精度良く吐出を行うことができな
い。本発明はこれらの上記課題を解決するためのもの
で、低コストで、高精細なＰＤＰの蛍光体面を形成する
方法を提供することを目的としている。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明のＰＤＰ用の蛍光体層形成方法は、開口部
（オリフィス）から、蛍光体粒子を含むペースト(蛍光
体ペースト)を吐出して、ガラス基板上に形成した隔壁
(リブ)により仕切られた凹部内に充填した後、乾燥し、
蛍光体以外の成分を除去することで、凹部内に、蛍光体
層を形成する方法であって、前記蛍光体ペーストの吐出
手段が、蛍光体ペーストを充填する容器の底部に、少な
くとも1つ以上孔空けして、円形または、多角形のオリ
フィスを形成し、容器内に圧力を付与することで、前記
オリフィスから蛍光体ペーストを押し出すとともに、容
器全体、またはオリフィス近傍に形成した電極に高電圧
パルスを印加して、吐出された蛍光体ペーストの形状を
制御して、オリフィス径よりも、先端部分の径を小さく
することを特徴とする。

【００１１】本発明の第１の具体的なプラズマディスプ
レー用蛍光体面の形成方法として、オリフィスを有し、
内部に蛍光体ペーストが収納された蛍光体層形成装置に
より、オリフィスから突出する蛍光体ペーストのメニス
カスを形成する工程と、蛍光体層形成装置に高電圧パル
スを印加して、メニスカスを引き出して伸長させ、リブ
壁面および底部に蛍光体ペーストを塗布する工程と、蛍
光体ペースト層を乾燥、焼成を行ない、蛍光体ペースト
層の、蛍光体以外の成分を除去して凹部内に蛍光体層を
形成する工程と、を備えたことを特徴とする。また第２
の本発明のプラズマディスプレー用蛍光体面の形成方法
としては、オリフィスを有し、内部に蛍光体ペーストが
収納された蛍光体層形成装置により、蛍光体ペーストを
加圧して押し出して、オリフィスから蛍光体ペーストを
押出す工程と、蛍光体層形成装置に高電圧パルスを印加
して、オリフィスから押出された蛍光体ペーストの先端
部分が、リブ壁面または底部または既に塗布された蛍光
体ペースト層のいずれかに接地した部分の、接地面積
が、オリフィス面積よりも小さくなるように、伸長部の
形状を制御し、リブ壁面および底部に蛍光体層を塗布す
る工程と、蛍光体ペースト層を乾燥させて、蛍光体ペー
ストのうち蛍光体以外の成分を除去して凹部内に蛍光体
層を形成することを特徴とする。

【００１２】これらのプラズマディスプレー用蛍光体面
の形成方法においては、オリフィス中心を、凹部中心よ
り、片方のリブ壁面近くに配置し、蛍光体ペーストの伸
長部の先端を、リブ壁面の頂部付近に接地させ、リブ壁
面および底部に、蛍光体ペーストを塗布することを特徴
とする。また、蛍光体ペーストの粘度が１０００ｃｐｓ
〜１００００００ｃｐｓであることを特徴とする。さら
に、これら蛍光体ペーストは平均粒径１〜１０μｍの大
きさの粒子の蛍光体を含むものである。また、これらの
プラズマディスプレー用蛍光体面の形成方法において
は、オリフィスの内径とリブピッチの長さの比が１：１
〜３：１の範囲であることを特徴とする。

【００１３】さらに、これらのプラズマディスプレー用
蛍光体面の形成方法において、蛍光体ペーストの吐出量
を、パルス電圧の印加条件により制御すると共に、吐出
量に応じて、吐出部とガラス基板の相対速度を制御しな
がら相対的にリブ形成方向に移動させながら、蛍光体ペ
ーストの充填を行うことを特徴とする。さらに、これら
のプラズマディスプレー用蛍光体面の形成方法におい
て、蛍光体ペーストの吐出量を、容器内に加えた圧力を
変化させて制御すると共に、吐出量に応じて、吐出部と
ガラス基板の相対速度を制御しながら相対的にリブ形成
方向に移動させながら、蛍光体ペーストの充填を行うこ
とを特徴とする。さらに、これらのプラズマディスプレ
ー用蛍光体面の形成方法において、蛍光体ペーストの吐
出量を容器内に加えた圧力およびパルス電圧の印加条件
により制御すると共に、吐出量に応じて、吐出部とガラ
ス基板の相対速度を制御しながら相対的にリブ形成方向
に移動させながら、蛍光体ペーストの充填を行うことを
特徴とする。

【００１４】また本発明では、これらのプラズマディス
プレー用蛍光体面の形成方法を用い、第１の色の蛍光体
ペーストを隔壁間に充填した後、前記蛍光体ペーストの
溶剤分を乾燥除去させた後、続けて、同様の作業を繰り
返し、第２、第３の色の蛍光体ペーストを充填、溶剤分
を除去した後、焼成により、蛍光体以外の成分を除去
し、プラズマディスプレー用蛍光体面を作製することを
特徴とする。

【００１５】

【作用】本発明によれば、高電圧パルスを印加すること
で、吐出された蛍光体ペーストの先端が細くなるため、
比較的大きなオリフィス部を有する吐出部を用いて、蛍
光体ペーストの吐出ができるため、目詰まりや、蛍光体
によるオリフィスの摩耗が起きずに、安定に蛍光体ペー
ストの充填を行うことができる。また、高精細なパター
ンのＰＤＰにも用いることができ、かつ、多数の蛍光体
層を同時に充填できる装置を低コストで作製することが
できる。

【００１６】

【発明の実施の形態】図面を用いて、本発明のＰＤＰ用
蛍光体層形成方法について説明する。<高電圧パルスに
よる蛍光体ペースト形状の制御>図１は、本発明のＰＤ
Ｐ蛍光体層形成方法の、高電圧パルスによるメニスカス
の伸長の様子を説明するための図である。また、図２
は、吐出された蛍光体ペーストの形状と電圧印加条件の
関係の一例を説明するための図である。さらに、図３
は、印加電圧条件の例を示す図である。図１は、シリン
ジタイプの吐出部を用いた場合についての説明図であ
る。図１において、容器１３には蛍光体ペースト１４が
充填されており、オリフィス部１３ａから蛍光体ペース
トの突出部(メニスカス)１７が形成されている。オリフ
ィスの径や、蛍光体ペーストの粘度等の諸条件により、
メニスカス１７が形成しにくい場合には、圧力を付与す
ることで、メニスカスの形成を促しても良い。

【００１７】この状態で、図示しない電極に高電圧パル
スを印加すると、メニスカス１７が次第に引き出され、
伸長部１８を形成する。このとき印加される高電圧パル
スは、図３に示すように、矩形の電圧が繰り返し印加さ
れるものが好ましく用いられる。パルス電圧の波形とし
ては、矩形波に限定されるものではなく、正弦波や三角
波等の波形を用いても、同様に伸長部を形成することが
できる。また、電圧のオフセット位置については、０Ｖ
〜−５ｋＶのように、吐出部側が正になるように電圧を
印加しても良いし（図３（ａ））、−２．５ｋＶ〜２．
５ｋＶのように、両極性の電圧を交互にかけても良いし
（図３（ｂ））、あるいは−５ｋＶ〜０Ｖのように、吐
出部側が負になるようにかけても良く、所定の振幅値以
上の電圧であれば、オフセット位置は、任意の値に設定
しても同様に、メニスカス１７を伸長させることができ
る。

【００１８】また、パルス電圧の周波数は周波数が高い
ほうが好ましく、１０Ｈｚ〜１００ｋＨｚ、好ましくは
１ｋＨｚ〜１０ｋＨｚの高周波数のパルス電圧を用いる
ことが望ましい。周波数が低くなるにつれて伸長部が形
成しにくくなり、１０Ｈｚ以下では、伸長部の形成が見
られなかった。また、直流電圧を印加した場合、圧力を
高くしても、蛍光体ペーストの吐出は見られなかった。
また、パルス電圧の周波数が１００ｋＨｚ以上では電源
装置が大きくなりすぎ、実用性に欠け好ましくない。次
に印加電圧条件とメニスカス１０の伸長度の関係を説明
する。電圧印加条件を下記に示す。ノズル材質：テフロンオリフィス径（ノズル内径）：２７０μｍオリフィスと基材との距離：７５０μｍ波形：矩形周波数：１ｋＨｚオフセット電圧：０Ｖ背圧：３気圧振幅電圧を２ｋＶ〜１５ｋＶの範囲で変化させた以外は
すべて、上記の条件で電圧印加を行い、オリフィス部か
ら０．２５ｍｍの位置における蛍光体ペーストの外径を
ＣＣＤカメラを用いて測定した。測定結果を図２に示
す。

【００１９】図２のように、３ｋＶより振幅が大きい場
合に、オリフィス径より細い伸長部が形成され、振幅が
２ｋＶより小さい場合には、メニスカス１７の伸長が見
られなかった。電圧印加条件は、基板と吐出部との距離
に応じて最適に設定されるものであり、振幅電圧が低す
ぎると、基板付近においても、蛍光体ペーストの径が大
きくなり、開口部よりも太くなると、リブ頂部にかかっ
たり、あるいは隣接するセル内に蛍光体ペーストが流れ
込む等の不都合が生じる。また、先端部分が大きな径の
ままだと、蛍光体ペーストが分離しにくくなり、凹部へ
の蛍光体ペーストの充填がスムーズに行われなくなる。
また、振幅が大きすぎる場合には、リブ頂部よりも高い
位置で、蛍光体ペーストの伸長部が充分細くなり、一部
１９が分離する。分離した蛍光体ペースト１９は、電界
の影響で分離した位置から、かなり広い範囲に飛散する
ため、分離位置が高いと飛散領リブ頂部や隣接するセル
内に付着する不具合が生じる。このように、電圧印加条
件を適切な範囲に調節することで、比較的大きな開口の
オリフィスから、適切な径でリブ間の凹部に、蛍光体ペ
ーストを充填することができる。従って、好ましい振幅
範囲は３ＫＶ〜１０ＫＶであることが分かった。

【００２０】次に、図４を用いて比較例として、高電圧
パルスを印加しないで、圧力のみで蛍光体ペーストを押
し出した場合について説明する。図４では、簡単のた
め、平面の基板に対して、蛍光体ペーストを形成する場
合を表している。図４において、ディスペンサー容器２
１の底部には、ノズル２２が設けられている。また、容
器２１内には、蛍光体ペースト２３が収容されており、
図示しない、加圧手段により、圧力が加えられて蛍光体
が押し出され、基板２０上に蛍光体ペースト層２４が形
成される。このとき、安定に吐出を行うためには、ノズ
ルのオリフィス位置と基板との距離を精密に制御する必
要がある。この距離は、吐出する物質のレオロジー特性
や、吐出量、移動速度により適切な値にする必要があ
る。これは、図４に示したように、蛍光体ペーストがノ
ズル下部と基板との間に満たされた状態でノズル下部と
基板の両方の濡れ性や表面張力の影響を受けていて、バ
ランスがとれた状態を維持する必要があるためである。
このため、移動速度や基板との距離が少しでも変化する
とバランスが崩れ、吐出が不安定になる。

【００２１】蛍光体ペーストを用いた場合には、基板と
オリフィス位置との適切な距離は０．１〜０．３ｍｍの
範囲である。例えば、基板との距離を０．２ｍｍとした
場合、０．２ｍｍの数パーセントの範囲の数μｍ程度の
精度で制御する必要があり、このようなディスペンサを
用いる場合には、基板との距離を測定し、距離を調整す
るサーボ機能を有しているのが普通である。ＰＤＰに蛍
光体ペースト層を形成しようとした場合、基板ガラスの
通常の反りや起伏に加えて、形成されている隔壁の高さ
の変化があるため、このようなサーボ機構が不可欠にな
る。しかし、生産性を高めるため、多数のノズルで同時
に蛍光体ペーストを充填するため、すべてのノズルにサ
ーボ機構を付与すると、装置コストが高くなるため、あ
まり現実的ではない。

【００２２】本発明の蛍光体ペースト層形成方法によれ
ば、蛍光体ペーストが分離する位置では、径が充分細く
なっており、しかも電界の力により蛍光体ペーストが分
離されるため、基板や、オリフィス部の影響をほとんど
受けないため、基板との距離をそれほど厳密に制御する
必要がない。また、電界により、蛍光体ペーストの一部
が分離せず、伸長部が壁面部分や底部まで伸びて、接地
した場合でも、接地部部分の面積が小さくなっていれ
ば、接地部からの影響を受け難いため、同様に基板との
距離をそれほど厳密に制御する必要が無い。

【００２３】<蛍光体層形成装置>次に、本発明のＰＤＰ
用蛍光体層形成装置について説明する。図５は、蛍光体
ペースト層形成装置の全体構成を示す図、図６は、吐出
部の形態の一例を表す図である。図５において、リブを
形成したＰＤＰ用ガラス基板６をＸＹステージ５の上に
設置し、図示しない位置決め機構により、蛍光体ペース
トの吐出部のオリフィスの中心が、隔壁により仕切られ
た凹部の中央の真上になるように、アライメントする。
図５においては、吐出部１として、蛍光体ペーストを収
容する容器の底面に多数のオリフィスを設けたタイプの
ものを用いており、オリフィスは容器の底に一列に並ん
でおり、そのピッチを隔壁のピッチの3倍にすること
で、同色の蛍光体ペーストを一度に充填することができ
た。また、本発明の蛍光体層形成装置は、高電圧パルス
を印加する電源２と圧力を付与する手段４を備えてお
り、これらの動作は、制御装置２によって制御する。ま
た、XYステージ５も、同様にして、制御装置２によって
制御される。

【００２４】本発明の蛍光体層形成装置の吐出部として
は、図６に示すようなものが一例として、用いられる。
図６（ａ）は、吐出部の外観を表したもので、図６
（ｂ）は断面図を表している。図６（ａ）のおいて、蛍
光体ペースト収容部１０は特に材質は何でも良く、吐出
部の形状を保持するために剛性に優れたステンレスや黄
銅等が好ましく用いられる。先端部１１としては、テフ
ロンやポリエーテル・エーテル・ケトン（ＰＥＥＫ）等
のプラスチックや、セラミックが用いられる。特に、孔
空け等の精密加工性を考慮してマセライト（商品名：三
井鉱山マテリアル社製）が好適に用いられる。また、耐
摩耗性を考慮する場合には、アルミナやジルコニア等の
セラミック素材が用いられる。さらに、蛍光体ペースト
へ電界を効率良くかけるためには、誘電率の高い材料を
用いることが望ましく、添加剤等を付与して、誘電率１
０以上のの材料を用いることが好ましい。

【００２５】先端部１１をステンレス等の金属性のもの
を用いる場合には、吐出部１１と蛍光体ペースト収容部
１０の間に、少なくとも５ｍｍ程度の絶縁性の接合部を
設ける必要がある。また、吐出部１１は、図６（ｂ）の
断面図に示したように、下部に向かって、幅が狭くなる
ような構造のものが好ましく、2つの面が作る角度αは
９０°以下であり、できれば４５°以下が望ましい。こ
のような構成にすることで、吐出部の底面の幅ｗを狭く
し、吐出が停止したとき等に、蛍光体ペーストが底面に
濡れ広がるのを防止する効果がある。底面に蛍光体ペー
ストが塗れ広がったり、液溜り等ができたりすると、蛍
光体ペーストの吐出の障害になるため好ましくない。従
って、底面の幅ｗとしては、２ｍｍ以下にすることが好
ましく、できればオリフィス１３ａの径の３倍以下にす
ることにより良好な蛍光体ペーストの充填を行うことが
できた。

【００２６】先端部１１が絶縁性の場合には、電極１２
が形成されている。図６では、多数のオリフィスを有す
る吐出部について表しているが、電極は必ずしも、オリ
フィスごとに独立して設ける必要はなく、図６（ａ）の
ように、共通の電極を設けても良い。電極１２は、ステ
ンレス板等を、先端部のオリフィス近傍に設けることで
電極とすることができる。図６（ｂ）では、異常放電を
避けるため、ステンレス板が先端部中に埋め込まれてい
るが、この形状に限定されるものではなく、先端部１１
に、例えばアルミ箔等の薄い金属片を貼り付けても良い
し、棒状の細いワイヤを設置しても良い。また、この例
では、電極１２を先端部１１の側面部分に設置している
が、底面部分に蒸着やコーティングにより設置しても良
い。リブを形成したガラス基板には、電極層を有してい
るが、本発明の蛍光体ペースト層形成方法では、対向す
る基板には特に電極を設ける必要はなく、電極を形成し
ていないガラス基板上においても同様に、蛍光体層を形
成することができる。

【００２７】<蛍光体ペーストの調整>次に蛍光体ペース
トの調整方法について説明する。蛍光体ペーストに用い
られる蛍光体としては、特に制限されるものではない
が、例えば、赤色蛍光体では、Ｙ₂Ｏ₃：Ｅｕ、緑色蛍光
体としては、Ｚｎ₂ＳｉＯ₄：Ｍｎ、青色蛍光体として
は、ＢａＭｇＡｌ₁₀Ｏ₁₇：Ｅｕ等が用いられる。蛍光体
の平均粒径としては、０．５〜１５μｍ程度のものが用
いられるが、好ましくは、１〜１0μｍのものが使用で
きる。平均粒径が小さいと、蛍光体の発光効率の低下や
寿命が短くなる等の問題が起こる。本発明の蛍光体ペー
スト形成方法では、オリフィス径が大きいため、吐出で
きる蛍光体の粒径に特に制限はないが、ＰＤＰの発光効
率を考慮して、上記の範囲の粒径の蛍光体が用いられ
る。

【００２８】バインダーとしては、スチレン系ポリマー
やアクリル系ポリマー等の汎用ポリマーが使用できる
が、特にエチルセルロース等のセルロース径のポリマー
が好ましく使用できる。溶剤としては、バインダーの溶
解性等を考慮して用いられるが、ポリエチルセルロース
を用いる場合、ポリブチルカルビトールアセテート（Ｂ
ＣＡ）、ターピノールおよび、これらの混合溶媒が好ま
しく用いられる。蛍光体ペーストの粘度は、１０００ｃ
ｐｓ〜１００００００ｃｐｓの範囲、好ましくは１００
００ｃｐｃ〜１００００００ｃｐｓの範囲にあることが
望ましい。１０００ｃｐｓ以下であると、オリフィス部
におけるメニスカスおよび伸長部の形状を保持しにくい
ため使用することができない。また、１００００００ｃ
ｐｓ以上であると、オリフィスからの吐出が行われず、
使用することができない。また、１００００ｃｐｓ以下
では、蛍光体ペーストをリブ間に充填、乾燥したとき
に、側面での蛍光体層の形状を維持しにくくなるため好
ましくなく、従って、１００００ｃｐｓ〜１０００００
０ｃｐｓの範囲にすることが好ましい。具体的には、緑
色蛍光体（化成オプトロニクス社製Ｐ１−Ｇ１Ｓ＝商品
名）６５ｗｔ％、アクリル樹脂（綜研化学社製ＭＰ−４
００９＝商品名）１０ｗｔ％、溶剤；ブチルカルビトー
ルアセテート：ターピノール＝１：１２５ｗｔ％を混練
し、３本ロール処理を施し、緑色蛍光体ペーストとし
た。この蛍光体ペーストの粘度を測定したところ、７０
０００ｃｐｓであった。

【００２９】<蛍光体ペーストの充填方法>次に、本発明
の蛍光体ペースト層形成方法による蛍光体ペーストの充
填方法について説明する。図７は蛍光体ペーストの充填
方法を説明するためのものである。図７（ａ）は蛍光体
ペースト充填開始直後、図７（ｂ）は充填途中を、それ
ぞれリブに直行する平面で切った断面図で示している。
また、図７（ｃ）は、充填途中の状態を、斜視図で表し
たものである。図において、３５はガラス基板、３６は
リブをそれぞれ表している。圧力を加えながら、電圧印
加を開始すると、オリフィス部３０に形成したメニスカ
スが引き出され、伸長部３２を形成する。伸長部３２は
パルス電圧により先端部が細くなるため、狭い開口部の
セル内にも、蛍光体ペーストを充填することができる。
伸長部の先端の細い部分で蛍光体ペーストの一部が分離
切断され、セル内のガラス基板３５上に付着する。場合
により、電界が弱い場合には、伸長部先端で滴状に分離
することなく、ガラス基板３５上に付着する場合もある
が、この場合でも、接する部分の蛍光体ペーストの径が
十分小さいため、ガラス基板３５や、オリフィス部３０
の、表面張力等の影響は受け難いため、ガラス基板３５
とオリフィス部との距離は、それほど厳密に制御する必
要はない。

【００３０】また、電気力線の関係で、ガラス基板３５
上でなく、リブの側面に付着する場合もある。充填最中
は、既に蛍光体ペーストがセル内に充填されているた
め、伸長部３２の先端が、既に充填された蛍光体ペース
トに接したような状態で引き続き充填が行われる（図７
（ｂ））。伸長部３２の先端が接していない状態で、分
離した滴が飛翔して付着するような状態も観察される。
通常は、蛍光体ペーストをリブ３６で仕切られた凹部３
６ａ（セル内）にいっぱいになるように充填する。高電
圧パルスを印加した場合には、電気力線の影響で、オリ
フィスから一番近い場所に、伸長部３２の先端が引き寄
せられるため、図７（ｃ）のように、既に充填した蛍光
体ペーストに引き寄せられるような形で、新たな蛍光体
ペーストが供給される。充填される蛍光体ペーストの量
が少ないと、既に充填された蛍光体ペースト層よりもリ
ブ頂部の方が相対的に近くなり、リブ頂部に伸長部３２
の先端が向かい易くなる。また、乾燥、焼成後に蛍光体
がリブ側面の頂部付近まで形成されない不具合の原因に
なるため適量を充填する必要がある。充填量が多く、蛍
光体ペーストがリブより高い位置まで積みあがった状態
になると、次に隣接するセルに、蛍光体ペーストを充填
する工程で、高くなった部分に伸長部３２の先端が向か
い、混色等の不具合が生じ、好ましくない。

【００３１】このように、蛍光体ペーストの吐出量と吐
出部の移動速度を制御して、適切な量の蛍光体ペースト
をセル内に充填する必要がある。適量としては、図８
(ａ)に示すように、リブ３６で仕切られた凹部３６ａ内
に蛍光体ペーストが丁度充填された状態が最も好まし
く、溶剤を乾燥させた状態で、図８（ｂ）のような形状
になる。複数の色の蛍光体ペーストを連続して充填する
場合、2色目以降の蛍光体ペーストを充填する際には、
片方あるいは両隣のセル内に蛍光体がすでに充填されて
いる状態である。もし、隣のセルに充填した蛍光体ペー
ストの量が多くて、リブ高さより高い位置に、蛍光体ペ
ーストが盛られているような状態の場合には、場合によ
って、隣のセルの蛍光体ペーストめがけて、充填しよう
とする蛍光体ペーストの伸長部の先端が向かいやすくな
り、混色の原因になる（図９）。

【００３２】このような混色は、リブを形成したガラス
基板のリブ位置と、蛍光体ペースト形成装置の塗布部の
オリフィス位置とのアライメントを正確に行うことで回
避することができるが、各色の蛍光体ペーストを充填す
るたびに、乾燥を行い、溶媒分を除いて、セル中央に凹
部を形成しておくことでなくすことができる。このよう
な、隣接するセルへの蛍光体ペーストの混入を避ける他
の方法を説明する。本発明の、蛍光面形成装置では、オ
リフィスから伸長した蛍光体ペーストは、電気力線の影
響を受けるため、距離が一番近い部分に向かいやすい。
従って、オリフィス位置を隔壁によって形成された凹部
の中心位置より、どちらか片方のリブに近い位置に配置
し、電気力線をリブ頂部付近に向かわせ、先端が壁面の
頂部に近い部分に接地するような条件で塗布を行なう
(図１０)。塗布した蛍光体ペーストは、流動性を持って
いるため、次第に底部まで塗れ広がる。

【００３３】リブ壁面の頂部付近に、蛍光体ペースト伸
長部の先端を向かわせるには、形成装置のオリフィスと
基板との距離および塗布速度を調節することにより行な
う。オリフィスと基板との距離が広すぎると、相対的
に、底部との距離との差が少なくなるため、頂部に向か
わず、底部に蛍光体ペーストが向かいやすくなる。ま
た、蛍光体ペーストの吐出量が多すぎると、吐出の勢い
が電気力線による影響より強くなるため、やはり、底部
に向かって吐出される。図１０では、一つの塗布装置
に、オリフィスを2列にずらして配置し、壁面の両側を
一度で塗布する場合を示している。このときの、オリフ
ィスとリブとの水平方向の位置関係を説明するため、上
部から観察した図を図１１に示す。

【００３４】図１１において、３６はリブ頂部を表し、
オリフィス30は、図のように、中心がそれぞれのリブ近
くになるように配置されている。あるいは、一つのオリ
フィスを用いて片側の壁面を塗布した後、塗布装置をず
らして、同じオリフィスから、もう一方の壁面に蛍光体
ペーストを塗布しても良い。このような方法によれは、
壁面および底部にのみ蛍光体ペースト層が形成されてい
るので、余分な溶媒を除去する乾燥工程を行なわずに、
次の色の蛍光体ペースト層の塗布を行なうことができ
る。また、余計な溶剤を使用することもない。また、蛍
光体ペーストを凹部一杯に充填して、乾燥する方法で
は、乾燥後の底部の蛍光体層の厚みが図１２（ｂ）のよ
うに、壁面に比べて厚くなってしまう場合があるが、こ
の方法によれば、図１２（ａ）のように、均一な蛍光体
層を形成することができる。

【００３５】<吐出量の調節>次に、本発明のＰＤＰ蛍光
体層形成方法における、蛍光体ペーストの吐出量の調整
方法について説明する。ここでは、３００μｍピッチで
リブが形成されている場合について説明する。このよう
なリブの断面積は約６．５×１０^-2ｍｍ²であるから、
充填するときのガラス基板または吐出部の移動速度によ
り、蛍光体ペーストの吐出量を制御する必要がある。例
えば、移動速度を３０ｍｍ／ｓｅｃとすると、約１．２
μｌ(リットル)／ｓｅｃの吐出量で充填する必要があ
る。図１３に、ノズル状の吐出部を用いて、容器に付与
する圧力と蛍光体ペーストの吐出量の関係を測定した測
定条件並びにその結果を示す。

【００３６】ノズル材質：ＰＰ(ポリプロピレン) ノズル長さ：２０ｍｍオリフィス径（ノズル内径）：３００μｍオリフィスと基材との距離：５００μｍ波形：矩形周波数：１ｋＨｚオフセット電圧：０Ｖ振幅：５ｋＶ圧力に応じて、吐出量のが増加しており、このことから
１．０μｌ／ｓｅｃの吐出量にするためには、約４．６
気圧かければ良いことがわかる。また、上記と同様の条
件で、圧力を固定して、電圧印加条件を変化させて吐出
量を測定したところ、吐出量に大きな変化は見られなか
った。ここでは一定速度で、充填する場合について示し
たが、速度を変化させながら蛍光体ペーストを充填する
場合について説明する。図１４に、停止状態から等加速
度で速度をあげ、５秒後に一定速度になるような条件
で、充填を行う場合を示す。

【００３７】図１４（ａ）は、ガラス基板または吐出部
の移動速度、図１４（ｂ）は蛍光体ペーストの吐出量の
変化、図１４（ｃ）は吐出量を圧力で制御する場合の、
加圧する圧力の変化をそれぞれ示している。図１４に示
したように、移動速度の変化に合わせて、加圧する圧力
を制御しながら上げていくことで、全体にわたり均一に
蛍光体ペーストを充填することができる。ここでは、圧
力によって吐出量を制御する方法について説明したが、
移動速度が遅く、吐出量が少ない領域では、電圧印加条
件によって吐出量を調整することも可能であり、振幅が
大きいほど、あるいは周波数が大きいほど吐出量が多く
なる。また、移動速度が遅く、吐出量が少ないときに、
パルス電圧の振幅を大きくしすぎると、リブ頂部よりも
高い位置で蛍光体ペーストの伸長部の先端が分離して、
飛散するため、隣接するセル内に混入する等の不具合が
生じるため、電圧印加条件も適切な値に調節する必要が
ある。

【００３８】リブピッチが１００μｍ程度の間隔に狭い
リブで仕切られたセル内に蛍光体ペーストを充填する場
合には、断面積が小さくなる事から吐出量も少なくな
り、付与する圧力も小さくなる。このような場合にも同
様に、電圧印加条件で吐出量を調整することもできる。
図１４は、吐出量の制御の１例を示したもので、蛍光体
ペーストのレオロジー特性や吐出部のオリフィス径やノ
ズル長さ等の諸条件により、吐出量が変化するため、そ
れぞれの場合に応じて、適宜、加圧する圧力や電圧印加
条件を変化させてと吐出量を制御することができる。図
１０に示したように、片側のリブ壁面ずつ異なるオリフ
ィスから、蛍光体層を形成する場合には、一つのオリフ
ィスから塗布する塗布量は、上記の値の１／５程度にな
る。また、この場合には、蛍光体ペーストの組成も蛍光
体の含有率を高くして調節する必要がある。

【００３９】

【発明の効果】以上のような本発明によれば、１０００
ｃｐｓ〜１００００００ｃｐｓの高粘度の蛍光体ペース
トを、隔壁により仕切られたセルの中に安定的に充填す
ることができ、また、蛍光体を無駄にすることがないた
め、安価にＰＤＰ用背面板を製造することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】高電圧パルス印加による蛍光体ペーストの伸長
部の形状の制御方法を説明するための図である。

【図２】メニスカス径と印加する周波数の関係説明する
ための図である。

【図３】印加電圧条件の例を示す図である。

【図４】高電圧パルスを印加しない通常のディスペンサ
ーの原理を説明するための図である。

【図５】本発明の蛍光体ペースト層形成装置の全体構成
を示す図である。

【図６】（ａ）、（ｂ）はそれぞれ本発明の蛍光体ペー
スト層形成装置の吐出部の一例を示す図である。

【図７】（ａ）、（ｂ）、（ｃ）はそれぞれ本発明の蛍
光体ペースト層形成装置による蛍光体ペーストの充填の
様子を説明するための図である。

【図８】（ａ）、（ｂ）はそれぞれ蛍光体ペースト層が
形成されたＰＤＰの断面図である。

【図９】蛍光体ペーストの伸長部が隣のセルに向かう様
子を説明するための図である。

【図１０】本発明の蛍光体面形成方法を説明するための
一例図である。

【図１１】本発明の蛍光体面形成方法のオリフィスと隔
壁の位置関係を示す図である。

【図１２】（ａ）、（ｂ）はそれぞれ、蛍光体ペースト
層が形成されたプラズマディスプレイパネルの断面図で
ある。

【図１３】蛍光体ペーストの吐出量と加圧条件の一例を
示す図である。

【図１４】（ａ）、（ｂ）、（ｃ）はそれぞれ、本発明
の蛍光体ペースト充填方法における蛍光体ペーストの吐
出量の制御方法を説明するための図である。

【図１５】プラズマディスプレーパネルの断面図であ
る。

【図１６】プラズマディスプレーパネルの構成を説明す
るための斜視図である。

【符号の説明】

１・・・吐出部２・・・制御装置３・・・電源４・・・加圧手段５・・・Ｘ−Ｙステージ６・・・ガラス基板７・・・蛍光体ペースト８・・・隔壁９・・・凹部１０・・・蛍光体ペースト収納部１１・・・先端部１１ａ・・・オリフィス部１２・・・電極１３・・・容器１３ａ・・・オリフィス部１４・・・蛍光体ペースト１７・・・メニスカス１８・・・伸長部１９・・・蛍光体ペースト２０・・・ガラス基板２１・・・容器２２・・・ノズル２３・・・蛍光体ペースト３０・・・オリフィス３１・・・蛍光体ペースト３２・・・伸長部３３・・・蛍光体ペースト３４・・・蛍光体ペースト３５・・・ガラス基板３６・・・リブ３６ａ・・・凹部３７・・・蛍光体面３８・・・蛍光体層３１１・・・ガラス基板３１２・・・アドレス電極３１３・・・隔壁３１３Ａ・・・側面３１４Ｒ・・・赤色用蛍光体層３１４Ｇ・・・緑色用蛍光体層３１４Ｂ・・・青色用蛍光体層３１５・・・誘電体層３１５Ａ・・・底部３５１・・・空間６１０・・・ガラス基板（前面板）６２０・・・ガラス基板（背面板）６３０・・・隔壁６４０・・・透明電極６５０・・・金属電極６６０・・・誘電体層６６５・・・誘電体層６７０・・・保護層６８０・・・アドレス電極６９０・・・蛍光面

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】オリフィスを有し、内部に蛍光体ペース
トが収納された蛍光体層形成装置により、オリフィスか
ら突出する蛍光体ペーストのメニスカスを形成する工程
と、蛍光体層形成装置に高電圧パルスを印加して、メニ
スカスを引き出して伸長させ、リブ壁面および底部に蛍
光体ペーストを塗布する工程と、蛍光体ペースト層を乾
燥、焼成を行ない、蛍光体ペースト層の、蛍光体以外の
成分を除去して凹部内に蛍光体層を形成する工程と、を
備えたことを特徴とするプラズマディスプレー用蛍光体
面の形成方法。
【請求項２】オリフィスを有し、内部に蛍光体ペース
トが収納された蛍光体層形成装置により、蛍光体ペース
トを加圧して押し出して、オリフィスから蛍光体ペース
トを押出す工程と、蛍光体層形成装置に高電圧パルスを
印加して、オリフィスから押出された蛍光体ペーストの
先端部分が、リブ壁面または底部または既に塗布された
蛍光体ペースト層のいずれかに接地した部分の、接地面
積が、オリフィス面積よりも小さくなるように、伸長部
の形状を制御し、リブ壁面および底部に蛍光体層を塗布
する工程と、蛍光体ペースト層を乾燥させて、蛍光体ペ
ーストのうち蛍光体以外の成分を除去して凹部内に蛍光
体層を形成することを特徴とするプラズマディスプレー
用蛍光体面の形成方法。
【請求項３】オリフィス中心を、凹部中心より、片方
のリブ壁面近くに配置し、蛍光体ペーストの伸長部の先
端を、リブ壁面の頂部付近に接地させ、リブ壁面および
底部に、蛍光体ペーストを塗布することを特徴とする請
求項１または２記載のプラズマディスプレー用蛍光体面
の形成方法。
【請求項４】蛍光体ペーストの粘度が１０００ｃｐｓ
〜１００００００ｃｐｓであることを特徴とする請求項
１〜３いずれか記載のプラズマディスプレー用蛍光体面
の形成方法。
【請求項５】蛍光体ペーストが平均粒径１〜１０μｍ
の大きさの粒子の蛍光体を含むことを特徴とする請求項
１〜３いずれか記載のプラズマディスプレー用蛍光体面
の形成方法。
【請求項６】オリフィスの内径とリブピッチの長さの
比が１：１〜３：１の範囲であることを特徴とする請求
項１〜３いずれか記載のプラズマディスプレー用蛍光体
面の形成方法。
【請求項７】蛍光体ペーストの吐出量をパルス電圧の
印加条件により制御すると共に、吐出量に応じて、吐出
部とガラス基板の相対速度を制御しながら相対的にリブ
形成方向に移動させながら、蛍光体ペーストの充填を行
うことを特徴とする請求項１〜６いずれか記載のプラズ
マディスプレー用蛍光体面の形成方法。
【請求項８】蛍光体ペーストの吐出量を容器内に加え
た圧力を変化させて制御すると共に、吐出量に応じて、
吐出部とガラス基板の相対速度を制御しながら相対的に
リブ形成方向に移動させながら、蛍光体ペーストの充填
を行うことを特徴とする請求項１〜６いずれか記載のプ
ラズマディスプレー用蛍光体面の形成方法。
【請求項９】蛍光体ペーストの吐出量を容器内に加え
た圧力およびパルス電圧の印加条件により制御すると共
に、吐出量に応じて、吐出部とガラス基板の相対速度を
制御しながら相対的にリブ形成方向に移動させながら、
蛍光体ペーストの充填を行うことを特徴とする請求項１
〜６いずれか記載のプラズマディスプレー用蛍光体面の
形成方法。
【請求項１０】請求項１〜９のいずれかに記載の方法
を用いて、第１の色の蛍光体ペーストを隔壁間に充填し
た後、前記蛍光体ペーストの溶剤分を乾燥除去させた
後、続けて、同様の作業を繰り返し、第２、第３の色の
蛍光体ペーストを充填、溶剤分を除去した後、焼成によ
り、蛍光体以外の成分を除去することを特徴とするプラ
ズマディスプレー用蛍光体面の形成方法。