JP2000262945A

JP2000262945A - 蛍光体塗布ノズルおよびその加工方法

Info

Publication number: JP2000262945A
Application number: JP7520699A
Authority: JP
Inventors: Hiroyuki Kawamura; 浩幸河村; Keisuke Sumita; 圭介住田; Masaki Aoki; 正樹青木; Shigeo Suzuki; 茂夫鈴木; Nobuyuki Kirihara; 信幸桐原
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1999-03-19
Filing date: 1999-03-19
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こと。【解決手段】インク吐出孔２２の位置を示すアライメ
ント用マーカー２４をノズル筐体部のインク吐出孔加工
面２１とそれ以外の面の少なくとも一面に設けるととも
に、インク吐出孔２２に対し、蛍光体インクの入口側形
状を徐々に狭くなる勾配形状（勾配部２５）とすること
で、蛍光体膜を隔壁に対して位置ずれすることなく安定
に、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場合に使用さ
れる蛍光体塗布ノズルおよびその加工方法に関するもの
である。

【０００２】

【従来の技術】図５は、従来の交流（ＡＣ）型プラズマ
ディスプレイパネルの概略断面図である。図５におい
て、５０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５１があり、この上を誘
電体ガラス層５２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５３
が覆っている。このＭｇＯ誘電体保護層５３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、５４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５５よび隔壁
５６、蛍光体層５７が設けられており、５８が放電ガス
を封入する放電空間である。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、イ
ンクジェット法、フォトレジストフィルム法が用いられ
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。

【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号公報のような、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
ンクを吐出させる吐出孔と隔壁の位置合わせ精度を確保
すること、吐出孔の出口近傍の蛍光体インクとのぬれ性
を安定化させて蛍光体インク吐出の直進性を確保するこ
と、蛍光体インクのノズル内滞留による蛍光体沈降起因
の目詰まりを防止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
きるプラズマ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。

【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、蛍光体塗布ノズルに吐出孔の位置を示す
アライメント手段をノズル筐体部の吐出孔加工面とそれ
以外の面の少なくとも一面に設け、アライメント手段に
より吐出孔と隔壁との位置合わせを行うものである。

【００１４】または、吐出孔に対して蛍光体インクの入
口側形状を徐々に狭くなる勾配形状とし、蛍光体インク
の滞留を防ぐ構造としたものである。または、前記した
蛍光体塗布ノズルを用い、蛍光体インクを隔壁内に塗布
することによって蛍光体層を形成する方法である。

【００１５】

【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。

【００１６】（ＰＤＰの全体的な構成及び製法）図２
は、本発明の一実施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。

【００１７】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。

【００１８】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。

【００１９】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。

【００２０】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。

【００２１】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。

【００２２】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。

【００２３】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。

【００２４】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。

【００２５】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。

【００２６】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。

【００２７】（実施例１）次に、本発明の実施例１につ
いて、図１、図３を用いて蛍光体塗布ノズルの構成と製
作方法を説明する。図１は蛍光体塗布ノズルの構造を示
す断面図である。

【００２８】図１において、１はインク吐出部材、２は
インク供給部材で、インク吐出部材１とインク供給部材
２は図示しないネジによって嵌合する。２１はインク吐
出孔加工面であり、研磨することで表面粗さを０．２ｓ
以下に仕上げる。２２はインク吐出孔で、インク吐出孔
が形成されたインク吐出孔加工面２１に対して垂直に形
成される。

【００２９】２３はアライメントマーク加工面であり、
インク吐出孔加工面２１と直交する面のいずれか一面で
ある。２４はアライメント用マーカーで、アライメント
マーク加工面２３に対して直交する平面がインク吐出孔
２２の中心線を含む位置に形成される。２５はインク吐
出部材１の内部の勾配部で、インク吐出孔２２に対して
徐々に狭くなる勾配形状となるようにフライス加工もし
くは放電加工により加工してある。２６はインク溜まり
部でありインク吐出部材１とインク供給部材２により形
成される。２７はインク供給路で、ここからインク溜ま
り部２６にインクを供給する。

【００３０】次に、インク吐出部材の加工方法について
図３を用いて説明する。図３は放電加工（例えば、「機
械工作法」、加藤、藤井、丸井著、森北出版株式会社）
の構成原理を示す概略図である。

【００３１】図中２８は加工槽、２９は加工槽２８に配
設された加工テーブルである。加工テーブル２９上に
は、インク吐出部材１がインク吐出孔加工面２１を上に
した状態で配設される。３０は絶縁油、３１は電極であ
り、絶縁油３０はインク吐出部材１と電極３１を浸漬し
ている。

【００３２】なお、絶縁油としては絶縁耐力が高く、粘
度が低く、引火点が高く、装置を腐食しないという制約
から、石油、シリコン油、灯油などを用いることができ
る。また、電極３１はインク吐出孔加工面２１に対して
垂直に配設してある。また、電極３１は加工するインク
吐出孔の形状に合わせて加工してある。３２は加工テー
ブル送り機構で、インク吐出部材１を電極３１に対して
相対的に移動する。また、３３は電極送り機構で、電極
３１とインク吐出部材の相対距離を調節する。３４は放
電電源で、加工テーブル２９と電極３１の間に電圧をか
ける。

【００３３】電極３１を陰極、被加工物であるインク吐
出部材１を陽極としてこの間に約１００Ｖの電圧をか
け、電極送り機構３３を用いてゆっくりと接近させる。
両者の間隙が小さくなると、スパーク放電が発生する。
スパークの温度は５０００℃程度で、スパークが発生し
た放電点では被加工物であるインク吐出部材１が溶解し
たり、蒸発したりする。スパークによって絶縁油も同時
に局所加熱され、油は気化し、体積を膨張させようとす
るが、周りの油による閉じこめ作用により非常に高圧と
なるため大きな衝撃力を発生させる。この衝撃力により
溶融、蒸発した材料はインク吐出部材１の表面から急速
に除去される。このようにして、インク吐出部材１には
インク吐出孔２２が形成される。

【００３４】なお、電極３１をインク吐出部材１に電極
送り機構３３を用いて近づけると同時に加工テーブル送
り機構３２を用いてインク吐出部材１を電極３１に対し
て相対的に移動させながらスパーク放電を発生させると
インク吐出孔（図示せず）を長穴にすることができる。

【００３５】次に、アライメントマークの形成方法を図
３を用いて説明する。前記した方法でインク吐出孔（図
示せず）を形成した後、電極３１をインク吐出部材１か
ら離す。この状態で、加工テーブル送り機構３２を用
い、電極をアライメントマーク加工面２４まで移動す
る。再び、電極３１をインク吐出部材１に近づけてスパ
ーク放電を起こさせることでアライメントマーク（図示
せず）を形成することができる。尚、筐体部の一面に設
ける吐出孔を長穴としたが楕円としても良い。

【００３６】（実施例２）次に、本発明の実施例２につ
いて図４を用いて蛍光体層の形成方法について説明す
る。図４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。

【００３７】図４において、３５は蛍光体インク、３６
は蛍光体インク３５を吐出するノズル、３７はインク吐
出孔、３８は蛍光体インク３５をノズル３６に供給する
ためのサーバー、３９はノズル３６に圧力を加えるため
の加圧器である。なお、ノズル３６には（実施例１）で
説明した方法で、インク吐出孔３７の位置を示すアライ
メントマーク（図示せず）がノズル３６の側面に形成さ
れている。

【００３８】まず、サーバー３８に平均粒径２．０μｍ
の青色蛍光体であるＢａＭｇＡｌ₁₀Ｏ₁₇：Ｅｕ²⁺粉末３
０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３９の圧力でノズル３６（インク吐出孔３７
の直径をφ１００μｍとした）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１
７の方向に合わせて直線状に移動させて、青色蛍光体ラ
インを形成する。

【００３９】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３
６から吐出させると同時に背面ガラス基板１５を隔壁１
７の方向に合わせて直線状に移動させて、赤色蛍光体ラ
インを形成する。

【００４０】ここで、背面ガラス基板１５上に形成され
た隔壁１７とノズル３６のインク吐出孔３７の位置を合
わせる際、ノズル３２に予めアライメントマークを形成
してあるので、前記したアライメントマーク（図示せ
ず）と隔壁１７を相対的に位置合わせすることで位置ず
れすることなく、混色は発生しない。

【００４１】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。

【００４２】次に、蛍光体層が設けられた背面ガラス基
板１５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。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５００Ｔｏ
ｒｒ封入し、交流面放電プラズマディスプレイとした。

【００４３】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。

【００４４】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。

【００４５】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。

【００４６】

【発明の効果】以上のように本発明による蛍光体塗布ノ
ズルを用いたプラズマディスプレイパネルは、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
特性であり、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
ルまでに適応できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例１の蛍光体塗布ノズルの概略を
示す断面図

【図２】本発明の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】本発明の実施例１の蛍光体塗布ノズル加工装置
の概略図

【図４】本発明の実施例２のインクライン形成法の概略
を示す図

【図５】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インク吐出部材２インク供給部材２１インク吐出孔加工面２２インク吐出孔２３アライメントマーク加工面２４アライメント用マーカー２５勾配部

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 (72)発明者桐原信幸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 AA01 AC09 CA47 DA06 DB13 DC21 EA02 EB07 EB56 EC11 EC30 EC52 EC53 4F041 AA05 AB01 BA05 BA12 BA17 BA22 BA56 5C028 FF16 HH14

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】吐出孔と、前記吐出孔の位置を示すアライ
メント手段をノズル筐体部の前記吐出孔加工面とそれ以
外の面の少なくとも一面に設けたことを特徴とする蛍光
体塗布ノズル。
【請求項２】吐出孔を長穴もしくは楕円とし、筐体部の
一面に前記吐出孔を設けたことを特徴とする蛍光体塗布
ノズル。
【請求項３】筐体部の一面に設けた吐出孔に対し、蛍光
体インクの入口側形状を徐々に狭くなる勾配形状とした
ことを特徴とする蛍光体塗布ノズル。
【請求項４】吐出孔を放電加工を用いて形成した後、前
記吐出孔を加工した放電加工用電極を用いてノズル筐体
部の前記吐出孔加工面とそれ以外の面の少なくとも一面
にアライメント用マークを加工することを特徴とする蛍
光体塗布ノズルの加工方法。
【請求項５】筐体部の一面に設ける吐出孔を長穴もしく
は楕円とし、前記吐出孔を放電加工により形成すること
を特徴とする蛍光体塗布ノズルの加工方法。
【請求項６】筐体部の一面に設ける吐出孔に対し、蛍光
体インクの入口側形状を、前記吐出孔に近づくにしたが
って狭くなるように加工した後、前記吐出孔を放電加工
を用いて形成することを特徴とする蛍光体塗布ノズルの
加工方法。
【請求項７】第１の電極及び誘電体ガラス層が形成され
たフロントカバープレートと、第２の電極及び蛍光体層
が設けられたバックプレートとを有し、前記第１の電極
と前記第２の電極とが所定の距離離間して対向するよう
前記フロントカバープレートと前記バックプレートの間
に隔壁を設置し、前記フロントカバープレート、前記バ
ックプレート及び前記隔壁により形成された空間に放電
可能なガスを封入して成るプラズマディスプレイパネル
の製造方法であって、平均粒径０．５μｍから７μｍの蛍光体粉末と０．１重
量％以上、１０重量％以下のエチルセルロースからなる
樹脂成分と、ターピネオール、ブチルカルビトールアセ
テートまたはペンタンジオールからなる溶剤成分を含む
混合液を混合分散してインク粘度１０センチポイズ〜３
００センチポイズに調整した蛍光体インクを、請求項１
から３のいずれかに記載の蛍光体塗布ノズルから前記隔
壁内に噴射して前記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イパネルの製造方法。
【請求項８】第１の電極及び誘電体ガラス層が形成され
たフロントカバープレートと、第２の電極及び蛍光体層
が設けられたバックプレートとを有し、前記第１の電極
と前記第２の電極とが所定の距離離間して対向するよう
前記フロントカバープレートと前記バックプレートの間
に隔壁を設置し、前記フロントカバープレート、前記バ
ックプレート及び前記隔壁により形成された空間に放電
可能なガスを封入して成るプラズマディスプレイパネル
であって、蛍光体インクを、請求項１から３のいずれかに記載の蛍
光体塗布ノズルから前記隔壁内に噴射して前記蛍光体層
が形成されたことを特徴とするプラズマディスプレイパ
ネル。