JP2000262944A

JP2000262944A - 蛍光体塗布ノズルおよび蛍光体層の形成方法

Info

Publication number: JP2000262944A
Application number: JP7333799A
Authority: JP
Inventors: Hiroyuki Kawamura; 浩幸河村; Masaki Aoki; 正樹青木; Keisuke Sumita; 圭介住田; Shigeo Suzuki; 茂夫鈴木
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1999-03-18
Filing date: 1999-03-18
Publication date: 2000-09-26

Abstract

(57)【要約】【課題】高精細なプラズマディスプレイパネルの蛍光
体層を高精度で安価に形成する。【解決手段】蛍光体塗布用のノズル２をジルコニアと
し、またはノズル２の吐出孔３の加工面をジルコニアと
し、吐出孔３から吐出させる蛍光体インク１を吐出速度
を５ｍ／ｓ以下で連続吐出させながら、隔壁１７に蛍光
体層を形成することで、従来にない高精度で安価なプラ
ズマディスプレイパネルが得られる。

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
に用いるプラズマディスプレイパネルに関し、特にプラ
ズマディスプレイパネルの蛍光体層を形成するための蛍
光体塗布ノズルおよび蛍光体層の形成方法に関するもの
である。

【０００２】

【従来の技術】図３は交流型（ＡＣ型）のプラズマディ
スプレイパネルの概略断面図である。図３において、３
１はフロントカバープレート（前面ガラス基板）であ
り、この基板上に表示電極３２があり、この上を誘電体
ガラス層３３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３４が覆
っている。従来このＭｇＯ誘電体保護層３４は、主にＭ
ｇＯ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、３５は背面ガラス基板（バックプレ
ート）であり、この基板上にアドレス電極３６および隔
壁３７、蛍光体層３８が設けられており、３９が放電ガ
スを封入する放電空間である。従来この電極層（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８−１６２０１９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。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１９２０×１１２５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０．０７２ｍｍ²の細かさになる。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。

【０００８】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。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。

【０００９】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、露光現像行程を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。

【００１０】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。インクジェ
ット法では、蛍光体インクをノズルから連続的に吐出さ
せておき、基板またはノズルを移動させることで、蛍光
体パターンを隔壁内に充填する。

【００１１】しかし、インクジェット法により蛍光体イ
ンクを安定かつ正確に隔壁内に充填するには、蛍光体イ
ンクが蛍光体塗布用ノズルの吐出孔から吐出する際のイ
ンク流の直径を隔壁の幅以下にすること、および、イン
ク流の直進性を確保しなければならないといった課題が
ある。

【００１２】本発明はかかる点に鑑み、プラズマディス
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
きる蛍光体塗布ノズルおよび蛍光体層の形成方法を提供
することを目的とするものである。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本発明は、前記目的を達
成するために、筐体部分の一面に設けた吐出孔の加工面
をセラミック材料，例えばジルコニアとし、吐出孔から
吐出させる蛍光体インクを吐出速度を５ｍ／ｓ以下で連
続吐出させるながら蛍光体膜を形成する。

【００１４】

【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。

【００１５】（ＰＤＰの全体的な構成及び製法）図２
は、本発明の実施の形態による対向交流放電型ＰＤＰの
概略断面図である。図２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。

【００１６】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。

【００１７】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。

【００１８】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。

【００１９】また、誘電体ガラス層１３の組成は、酸化
鉛［ＰｂＯ］７０重量％、酸化硼素［Ｂ₂Ｏ₃］１５重量
％、酸化珪素［ＳｉＯ₂］１５重量％であって。スクリ
ーン印刷法と焼成によって形成する。

【００２０】また、ＭｇＯ保護層１４は、酸化マグネシ
ウム［ＭｇＯ］からなり、スパッタリング法で形成す
る。

【００２１】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。

【００２２】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。

【００２３】また、隔壁１７であり、スクリーン印刷法
により数回繰り返し印刷することにより形成する。

【００２４】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。・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Ｚｎ₂
ＳｉＯ₄：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。

【００２５】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。

【００２６】（本実施例の蛍光体層の形成方法）次に、
本発明について図１を用いて蛍光体層の形成方法につい
て説明する。

【００２７】図１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。図１において、１は蛍光体インク、２は蛍光体イ
ンク１を吐出するノズルで、ジルコニア材で形成されて
いる。３はノズル２の筐体部分の一面に設けられたイン
ク吐出孔、４は蛍光体インク１をノズル２に供給するた
めのサーバー、５はノズル２に圧力を加えるための加圧
器である。

【００２８】まず、サーバー４に平均粒径２．０μｍの
青色蛍光体であるＢａＭｇＡｌ₁₀Ｏ ₁₇：Ｅｕ²⁺粉末３０
重量％、エチルセルロース（分子量２０万）４．５重量
％、分散剤（グリセリルトリオレエート）２重量％、平
均粒径０．０１μｍのシリカ（ＳｉＯ₂）粒子１重量
％、溶剤（ブチルカルビトールアセテート）６２．０重
量％、可塑剤０．５重量％から成る蛍光体混合物を良く
攪拌して１０センチポイズ（ｃｐ）とした塗布液を入
れ、加圧器５の圧力でノズル２（インク吐出孔３はφ１
００μｍとしている）から青色蛍光体を背面ガラス基板
１５上にストライプ形状に形成された隔壁１７内に吐出
させると同時に背面ガラス基板１５を隔壁１７の方向に
合わせて直線状に相対移動させて、青色蛍光体ラインを
形成する。

【００２９】続いて、赤色蛍光体（Ｙ_XＧｄ_1-X）Ｂ
Ｏ₃：Ｅｕ³⁺の蛍光体混合物からなる塗布液をノズル２
から吐出させると同時に背面ガラス基板１５を隔壁１７
の方向に合わせて直線状に相対的に移動させて、赤色蛍
光体ラインを形成する。

【００３０】同様にして、緑色蛍光体Ｚｎ₂ＳｉＯ₄：Ｍ
ｎのラインを形成した後、５００℃で１０分間焼成し、
蛍光体層を形成する。

【００３１】ここで、４２インチＮＴＳＣ仕様のプラズ
マディスプレイの場合、背面板ガラス基板上に形成され
る隔壁１７のピッチは３６０μｍ程度、隔壁１７の頂部
幅は６０μｍ程度である。また、４２インチ高精細仕様
のプラズマディスプレイの場合、背面板ガラス基板上に
形成される隔壁１７のピッチは１６０μｍ程度、隔壁１
７の頂部幅は４０μｍ程度である。

【００３２】そのため、ノズル２に形成するインク吐出
孔３の直径は、４２インチＮＴＳＣ仕様の場合で３００
μｍ以下、４２インチ高精細仕様の場合で１２０μｍ以
下とする必要がある。しかし、ノズル２に形成する吐出
径が１２０μｍ以下になると吐出孔から吐出される蛍光
体インクの吐出速度が高速となる。

【００３３】プラズマディスプレイ用青色蛍光体材料で
あるＢａＭｇＡｌ₁₀Ｏ₁₇：Ｅｕ²⁺は平均粒径２〜３μｍ
であるとともに、非常に堅いため、青色蛍光体を蛍光体
塗布用ノズルから高速で吐出させる場合、青色蛍光体材
料が研磨剤として作用するので、短時間で吐出径が研磨
され吐出孔が拡大され、インク流の直径が増加する。イ
ンク流径が拡大されると隔壁１７の頂部から溢れ、隣接
する隔壁内に入って混色する。

【００３４】蛍光体塗布ノズルをステンレス材ＳＵＳ３
０４で製作し、インク吐出孔をφ８０μｍ、孔深さ１０
０μｍとし、青色蛍光体インクを吐出速度７ｍ／ｓで吐
出させたところ、約１０分で孔径がφ８０μｍからφ２
００μｍに拡大された。

【００３５】また、蛍光体塗布ノズルの材質をジルコニ
アとしたところ、青色蛍光体インクを７ｍ／ｓで５時間
連続吐出させても孔径の変化はなかった。

【００３６】蛍光体層が設けられた背面ガラス基板を封
着用ガラスを用いて前記前面ガラス基板と貼り合わせ、
放電ガス封入前に放電空間部１９を８×１０^-7Ｔｏｒｒ
の真空度に排気する。なお、隔壁の端部は一方のみ閉じ
ているので、放電空間は均一に排気することができる。
放電空間部１９を排気した後、放電空間部内に１０％キ
セノン（Ｘｅ）ガスを含むヘリウム（Ｈｅ）ガスを放電
ガスとして５００Ｔｏｒｒ封入し、交流面放電プラズマ
ディスプレイとした。

【００３７】次に、このパネルを放電維持電圧１５０
Ｖ、周波数３０ＫＨｚで放電させた時の紫外線の波長
は、（間接的な実験から）主に１７３ｎｍを中心とする
Ｘｅの分子線による励起波長であり、パネルの輝度は４
８０ｃｄ／ｍ²であった。

【００３８】なお、本実施例では端部を閉じた部分の高
さを隔壁と同じ高さとしたが、隔壁より低い高さでもよ
い。

【００３９】なお、本実施例ではノズル本体をジルコニ
ア材（セラミック材）としたが、例えばインク吐出孔を
形成した面のみをジルコニア材（セラミック材）として
も同様の効果を得ることができる。

【００４０】また、蛍光体塗布ノズルには複数個の吐出
孔を設けて蛍光体インクを吐出させることが好ましい。
また、前記構成において、蛍光体塗布ノズルの先端とバ
ックプレート（背面ガラス基板）が非接触であることが
好ましい。

【００４１】

【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できるので、従来にない優
れたディスプレイパネルが実現でき、テレビ仕様の広幅
ピッチからハイビジョンをはじめとする微細ピッチのプ
ラズマディスプレイパネルまでに適応可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態によるインク吐出装置の
概略断面図

【図２】本実施形態によるプラズマディスプレイパネル
の断面図

【図３】従来のプラズマディスプレイパネルの断面図

【符号の説明】

１蛍光体インク２ノズル（ジルコニア材）３インク吐出孔（ジルコニア材）４サーバー５加圧器

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者住田圭介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)発明者鈴木茂夫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） 4D075 AC04 AC94 CA48 DA29 DB13 DC24 EB56 EB60 EC11 4F041 AA02 AA05 BA17 BA34 5C028 FF16 HH14 5C040 FA01 GA03 GB02 GG09 JA13 KA11 KA14 KA17 MA23 MA24 MA26

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】筐体部分の一面に設けた吐出孔の加工面を
セラミック材料としたことを特徴とする蛍光体塗布ノズ
ル。
【請求項２】筐体部分の一面に設けた吐出孔の加工面を
ジルコニアとしたことを特徴とする請求項１記載の蛍光
体塗布ノズル。
【請求項３】請求項１記載の蛍光体塗布ノズルを用い、
吐出孔から吐出させる蛍光体インクを吐出速度を５ｍ／
ｓ以下で連続吐出させながら、蛍光体膜を形成すること
を特徴とする蛍光体層の形成方法。
【請求項４】請求項１記載の蛍光体塗布ノズルを用いた
プラズマディスプレイ用蛍光体膜形成装置。
【請求項５】請求項１記載の蛍光体塗布ノズルを用いて
作成したプラズマディスプレイパネル。
【請求項６】蛍光体インクが、少なくとも蛍光体粉体と
ターピネオールと０．１重量％以上、１０重量％以下の
エチルセルロースから構成されていることを特徴とする
請求項３記載の蛍光体層の形成方法。
【請求項７】蛍光体インクが、少なくとも蛍光体粉体と
ターピネオールと０．１重量％以上、３０重量％以下の
アクリル樹脂から構成されていることを特徴とする請求
項３記載の蛍光体層の形成方法。