JP2001006541A

JP2001006541A - プラズマディスプレイパネルとその製造方法及びその製造装置

Info

Publication number: JP2001006541A
Application number: JP17819199A
Authority: JP
Inventors: Tetsuji Okajima; 哲治岡島
Original assignee: NEC Corp
Current assignee: NEC Corp
Priority date: 1999-06-24
Filing date: 1999-06-24
Publication date: 2001-01-12

Abstract

(57)【要約】【課題】プラズマディスプレイパネルのカラーフィルタ
ーを高精度且つ細い線幅で実現し、材料の無駄を少な
く、短い簡単な工程で形成するとともに、大幅なコスト
ダウンを図ることにある。【解決手段】プラズマディスプレイパネルの製造にあた
り、ヘッド１のカラーフィルター材料インク２をインク
ジェットによって吐出し、パターン３を作成することに
より、カラーフィルターを形成する工程を含む。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は情報表示端末や平面
型テレビなどに用いられるカラープラズマディスプレイ
パネルとその製造方法およびその製造装置に関し、特に
各放電セルにカラーフィルターを形成した高画質且つ高
コントラストで、対角１メートルクラス以上の大面積お
よびトリオピッチ１ミリメートル以下の高精細度のプラ
ズマディスプレイパネルとこれを実現するための製造方
法及びその製造装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、かかるプラズマディスプレイパネ
ルは、ガス放電によって発生した紫外線により蛍光体を
励起発光させ、表示動作させる表示装置である。このプ
ラズマディスプレイパネルは、放電の形態からＡＣ型と
ＤＣ型に分けることができ、ＡＣ型は輝度、発光効率、
寿命の点でＤＣ型より優れている。特に、ＡＣ型の中で
も反射型ＡＣ面放電型が輝度、発光効率の点で優れてお
り、ここでは反射型ＡＣ面放電型を例にとって説明す
る。

【０００３】図５は従来の一例を説明するための反射型
ＡＣ面放電カラープラズマディスプレイパネルの断面図
である。図５に示すように、このパネルは、２つの基板
を別々に作成し、それらをサンドイッチ状に重ね合わせ
るものである。まず、表示面側となる透明なガラス板で
形成された前面基板２０上には透明電極２２が形成され
る。しかも、透明電極２２は紙面に平行な方向に帯状に
複数形成され、一放電セルに対して一対づつ形成されて
いる。この隣り合う透明電極２２の間に、数十ｋＨｚか
ら数百ｋＨｚのパルス状ＡＣ電圧を印加し、面放電を発
生させることにより、表示放電を得る。従って、このよ
うな透明電極２２は面放電電極とも呼ばれる。なお、こ
の透明電極２２上には、低抵抗化のためのバス電極が積
層されているが、本図では省略している。このバス電極
の幅は、透明電極２２の幅より狭く且つ透明電極２２の
端の部分に沿って形成されている。通常、この透明電極
２２は酸化錫（ＳｎＯ２）やインジウムチンオキサイド
（ＩＴＯ）などが用いられるのに対し、バス電極は銀な
どの金属厚膜やアルミ薄膜あるいはクロム／銅／クロム
の多層薄膜で形成されている。

【０００４】また、前面基板２０にはカラーフィルター
３０が形成されるが、このカラーフィルター３０はパネ
ルの輝度の低下を最小限に抑えながら明所コントラスト
を向上させたり、蛍光体の発光色の色純度を向上させる
ためのものであり、各放電セルにそのセルの発光スペク
トルに対応した透過スペクトルのフィルターが形成され
る。このカラーフィルター３０を形成する方法には、次
の３種類がある。

【０００５】（１）無機の顔料微粉末層を形成し、これ
を低融点鉛ガラスの絶縁層で被覆する方法。

【０００６】（２）無機の顔料微粉末と低融点鉛ガラス
の粉末を混合して基板に塗布し焼成した後、着色された
絶縁層を形成する方法。

【０００７】（３）色ガラス粉末を基板に塗布し焼成し
て、着色された絶縁層を形成する方法。

【０００８】このうち、（１）の方法が最もカラーフィ
ルター３０の透過スペクトルの点で優れ、唯一実用化さ
れている方法であるので、以下には、この方法を例にと
って説明する。

【０００９】まず、透明電極２２及びバス電極の上を、
絶縁層２３で被覆する。そして、この絶縁層２３の中に
はカラーフィルター３０が形成されている。この絶縁層
２３とカラーフィルター３０の製造プロセスは、最初に
通常低融点鉛ガラスを主成分とするガラスペーストをス
クリーン印刷法によって塗布し、含まれている低融点鉛
ガラスの軟化点温度程度、もしくはそれ以上の高温で焼
成する。通常、この工程を１回ないし２回程度繰り返
し、内部に気泡などを含まない平滑な７〜１８マイクロ
メートル（以下、単にミクロンと称す）程度の厚さの透
明な絶縁層２３を形成する。この絶縁層２３を形成した
後、カラーフィルター３０を形成する。

【００１０】かかるカラーフィルター３０を形成する無
機顔料の微粉末には、主に赤は酸化鉄系、緑はクロム
系，コバルト−アルミ−チタン−クロム系，バナジウム
−クロム系、青はコバルト−アルミ系，コバルト系，バ
ナジウム−ジルコニウム系の各材料を用いる。

【００１１】ここで、緑と青は複数の顔料を示したが、
これらのうち一つもしくは複数の顔料を混合して用い
る。また、これらの無機顔料微粉末は、エチルセルロー
スなどのバインダーと有機溶剤とを混合してペーストと
し、基板上にスクリーン印刷される。このスクリーン印
刷工程は、例えば最初に赤のカラーフィルターのペース
トを印刷し、１２０度Ｃ程度で乾燥した後、緑のカラー
フィルターペーストを印刷し、乾燥させた後、最後に青
を同様に形成する。もちろん、各色のカラーフィルター
を形成する順番は、この例に限定されない。この後、低
融点鉛ガラスによる絶縁層２３をさらにこのカラーフイ
ルタ３０上に形成する。これは、透明電極２２を絶縁層
で被覆したときと同様の工程である。このカラーフィル
ターペーストに含まれるバインダーは、この絶縁層２３
の形成時の焼成で、気化して無くなる。このようにし
て、無機顔料微粉末のカラーフィルター３０が絶縁層２
３の中に形成される。この絶縁層２３の厚さはカラーフ
ィルター３０の厚さを含めて２５〜３５ミクロン程度で
あるのに対し、カラーフィルター３０そのものの厚さは
１〜２ミクロン程度である。なお、このカラーフィルタ
ー３０は透明電極２２とバス電極を形成した前面基板２
０上に直接形成し、その上を絶縁層で被覆しても良い。

【００１２】次に、絶縁層２３を被覆するように、保護
層２４を形成する。この保護層２４は、蒸着法やスパッ
タ法によって形成される酸化マグネシウム（ＭｇＯ）の
薄膜、又は印刷やスプレー法等によって形成されるＭｇ
Ｏの厚膜であり、その膜厚は０．５ミクロンから２ミク
ロン程度である。この保護層２４の役割は、放電開始電
圧の低減と表面スパッタの防止である。

【００１３】一方、背面基板２１上には、表示データを
書き込むためのデータ電極２８を形成するが、ここでは
紙面に垂直方向にデータ電極２８が伸び、これが各放電
セル毎に一本形成されている。すなわち、このデータ電
極２８は、前述の前面基板２０上に形成された透明電極
２２及びバス電極と直交する。このデータ電極２８は、
低融点鉛ガラスと白色の顔料とを混合した厚膜ペースト
をスクリーン印刷、焼成して形成した絶縁層２７で被覆
される。この白色の顔料には、通常酸化チタン粉末やア
ルミナ粉末が用いられるが、この絶縁層２７は二酸化珪
素などの薄膜で形成することもある。なお、この絶縁層
２７は省略することも可能である。ついで、この絶縁層
２７の上に低融点鉛ガラスやアルミナ等の混合物からな
る隔壁２５をサンドブラスト法などで形成することによ
り、放電空間２９を形成する。この出来上がった隔壁２
５のディメンジョンは、例えばトリオピッチが１ｍｍの
場合、隔壁幅７０ミクロン、高さ１３０ミクロン程度で
あり、アスペクト比の高い構造物である。この隔壁形成
工程は、スクリーン印刷法やリフトオフ法を用いる場合
もある。ついで、放電セル毎に、それぞれのセルの発光
色に対応する蛍光体２６をスクリーン印刷法によって塗
布する。各蛍光体は蛍光体塗布面積を増やし高輝度を得
るために、隔壁２５の側面にも形成される。

【００１４】しかる後、前述の前面基板２０と背面基板
２１とを張り合わせて放電空間２９を気密封止するとと
もに、その内部に放電可能なガス、例えばＨｅとＮｅと
Ｘｅとの混合ガスを５００ｔｏｒｒ程度の圧力で封入す
る。

【００１５】上述した工程で作成されたカラープラズマ
ディスプレイパネルにおいては、各放電セルに透明電極
２２（及び透明電極２２上に形成されたバス電極、以下
同様）が２本ずつ配置され、所定電圧が印加されると、
これら透明電極２２間で面放電が発生する。この放電に
より発生する紫外光で蛍光体２６を励起し、可視光を発
生させるので、透明電極２２及び前面基板２０を通して
表示発光を得る。

【００１６】このような面放電を発生させる隣り合う透
明電極２２の一組は、それぞれ走査電極と維持電極の役
目を受け持っている。実際のパネル駆動において、走査
電極と維持電極との間には、維持パルスが印加されてい
る。また、書き込み放電を発生させるときは、走査電極
とデータ電極２８との間に電圧を印加して対向放電を発
生させ、この放電が引き続き印加される維持パルスによ
って面放電電極間に維持放電が発生する。この維持放電
が実際の表示の放電となり、この回数を制御することに
よって表示を行うことができる。

【００１７】図６は図５におけるカラーフィルタの形成
方法の一例を説明するための基板の断面図である。図６
に示すように、ここではスクリーン印刷を行っていると
きの断面、すなわちスキージ３３の動く方向に垂直方向
の断面を表わし、前述した前面基板２０（以下、単に基
板２０と称す）の上にすでに赤フィルタパターン３１と
緑フィルタパターン３２が形成されている状態である。
これら印刷されている赤フィルタパターン３１，緑フィ
ルタパターン３２は、カラーフィルタペーストを乾燥し
た状態である。つぎに、青のカラーフィルタペーストを
スクリーン３５に設けたスクリーン開口部３４を通して
基板２０に印刷するが、このときのスクリーン３５はス
キージ３３によって基板２０に押しつけられている。な
お、スキージ３３とスクリーン３５と基板２０の間には
若干の隙間があるが、ここでは分かり易くするために拡
大しており、実際にはこれらは密着している。

【００１８】以上は、基板２０側に形成されるカラーフ
ィルタ３０のスクリーン印刷形成法についてであるが、
この方法以外にも感光性ペースト法やディスペンサー
（塗布機）法がある。感光性ペースト法はスクリーン印
刷によって、感光剤を混ぜたカラーフィルターペースト
を基板上にベタパターンで成膜した後、露光現像し焼成
する方法である。一方、ディスペンサー法はカラーフィ
ルター材料ペーストをノズルの先から押し出し、直接基
板に描画する方法である。

【００１９】図７は図５におけるカラーフィルタの形成
方法の他の例を説明するための基板および製造装置の断
面図である。図７に示すように、ディスペンサー法にも
種々の装置を用いる方法があるが、ここでは最も簡単な
例を示す。まず、カラーフィルター材料であるカラーフ
ィルター材料ペースト４１の入ったヘッド４０にピスト
ン４４を用いて圧力４５をかけ、カラーフィルター材料
ペースト４３をノズル４２から前面基板としての基板２
０上に吐出する。この時、基板２０もしくはヘッド４０
を移動させる事によって、カラーフィルターパターン３
０Ａを描画する。この後、基板２０を焼成しカラーフィ
ルター３０を形成する。このカラーフィルター材料ペー
スト４１は、前述したスクリーン印刷で用いられたペー
ストと同様でも良い。なお、このディスペンサーで用い
られるペーストの粘度は数千〜数十万ＣＰＳである。

【００２０】

【発明が解決しようとする課題】上述した従来のカラー
フィルターの形成にあたっては、スクリーン印刷法、感
光性ペースト法、ディスペンサー法で行われているが、
これらの方法には以下のような問題点がある。

【００２１】まず、スクリーン印刷法は、カラーフィル
ターパターンの材料を直接基板に印刷する方法である。
しかし、対角１メートル級もしくはそれ以上の大面積で
トリオピッチ１ミリメートル以下の高精細のカラープラ
ズマディスプレイには、パターン精度が不十分である。
また、トリオピッチが０．３ミリメートルといった高精
細カラープラズマディスプレイパネルの場合、カラーフ
ィルターの線幅は７０ミクロン程度となる。しかし、ス
クリーン印刷法ではカラーフィルターの線幅が１００ミ
クロン程度までしか安定に形成することができず、１０
０ミクロン未満の線幅では、カラーフィルターパターン
の切れや欠けなどが生じ易く、プロセスが不安定とな
る。従って、スクリーン印刷法は、実際の製品に用いる
ことが極めて困難である。

【００２２】また、スクリーン印刷では、スクリーンを
基板に密着させる必要があるため、次のような問題も生
じる。すなわち、前述した図６において、顔料微粉末は
バインダーによって基板２０に付着しているだけであ
る。このため、スクリーン３５を押しつけ、さらにスキ
ージ３３でスクリーン３５を擦ることにより、顔料微粉
末の一部、又は大部分がスクリーン３５に付着してしま
うという問題がある。これにより、カラーフィルターの
一部が欠け、その部分は可視光を透過しカラーフィルタ
ーの機能を果たさなくなるので、明所コントラストが著
しく低下するという問題が生ずる。また、パネル発光の
色純度も低下する。この問題は、特に高精細プラズマデ
ィスプレイパネルの場合、即ち細かいカラーフィルター
パターンを印刷する時には、スキージ３３をスクリーン
３５に押しつける圧力、即ち印圧を高くする必要がある
ため、より一層発生し易くなる。

【００２３】次に、感光性ペースト法はカラーフィルタ
ーペーストにネガの感光剤を混ぜ、基板上にスクリーン
印刷法によりベタパターンで成膜、乾燥した後、露光現
像し、乾燥する方法である。この方法はパターン精度の
問題は無いが、パターンを形成するための緑と赤の顔
料、特に赤の顔料は露光に用いられる３６５ナノメート
ルの光を透過しないため、感光剤が十分に感光しにく
く、基板との密着性が悪くなるという欠点がある。従っ
て、１００ミクロン以下の細いパターンの場合、密着性
の悪さからプロセスの安定性、即ち歩留まりが悪くなる
問題がある。更に、現像によって大部分の材料を捨てて
しまう欠点や、露光現像がフォトリソプロセスであるの
で、工程が多く且つ複雑になるという欠点がある。

【００２４】さらに、ディスペンサー法は、上述の２つ
の方法の欠点を解決するために検討された方法である。
この方法は、パターン精度がディスペンサーもしくは基
板の移動の機械精度で決まるので、十分高精度に実現で
きるし、カラーフィルター材料ペーストの無駄もほとん
どない。また、基板との密着性も良く、プロセスも短く
簡単である。しかし、重大な問題が２つある。

【００２５】まず第１の問題は、カラープラズマディス
プレイのカラーフィルターが必要とする十分細い線幅、
即ち３０〜１００ミクロンの線幅を描画することが非常
に困難である。すなわち、ディスペンサーはカラーフィ
ルター材料ペーストを連続的にノズルから絞り出すため
に、線幅が細くても５００ミクロン程度までしか実現で
きないからである。

【００２６】ついで第２の問題は、ディスペンサーが基
板とノズルの先端を近接させる必要があるにもかかわら
ず、カラープラズマディスプレイの大面積基板のよう
に、反りやうねりがある場合、基板とノズルが接触し描
画できなくなることが、しばしば発生するという問題が
ある。かかるディスペンサーはノズルと基板の間の距離
が約１００〜５００ミクロンであることが必要である。
しかし、実際のカラープラズマディスプレイの基板は、
大面積基板を焼成するため、ミリメートル単位の反りや
うねりが生ずるのが普通である。

【００２７】以上のような理由から、ディスペンサー法
は、その優れた位置精度や材料利用率の高さを生かすこ
とができない。

【００２８】本発明の目的は、上述したカラーフィルタ
ーを対角１ｍクラスの大面積基板に高い位置精度で、し
かも３０〜１００ミクロン程度の細い線幅で実現すると
ともに、材料の無駄を少なく且つ短い簡単な工程で形成
し、大幅なコストダウンを図ることのできるプラズマデ
ィスプレイパネルとその製造方法及びその製造装置を提
供することにある。

【００２９】

【課題を解決するための手段】本発明のカラープラズマ
ディスプレイパネルの製造方法は、カラーフィルターを
備えたプラズマディスプレイパネルの製造方法におい
て、インクジェット装置によりカラーフィルター材料イ
ンクを吐出し、前記カラーフィルターを形成する工程を
含んで構成される。

【００３０】また、前記カラーフィルターを形成する工
程は、前記インクジェット装置を圧電体の伸縮により前
記カラーフィルター材料インクを吐出させる。

【００３１】また、前記カラーフィルターを形成する工
程は、前記インクジェット装置を気泡の発生による圧力
によって前記カラーフィルター材料インクを吐出させ
る。

【００３２】また、前記カラーフィルターを形成する工
程は、前記インクジェット装置を静電力によりインク室
から引き出した前記カラーフィルター材料インクを空気
圧によって吐出させる。

【００３３】また、前記カラーフィルターを形成する工
程に使用する前記インクジェット装置は、オンデマンド
型のインクジェット装置を用いて前記カラーフィルター
材料インクを吐出する。

【００３４】また、前記カラーフィルターを形成する工
程に使用する前記インクジェット装置は、連続型のイン
クジェット装置を用いて前記カラーフィルター材料イン
クを吐出する。

【００３５】また、前記カラーフィルターを形成する工
程に使用する前記インクジェット装置は、前記カラーフ
ィルター材料インクを吐出するノズルを複数個設けて形
成される。

【００３６】また、前記カラーフィルターを形成する工
程に用いる前記カラーフィルター材料インクは、無機顔
料微粒子を含有している。

【００３７】また、前記カラーフィルターを形成する工
程に用いる前記カラーフィルター材料インクは、無機顔
料微粒子及び低融点鉛ガラス微粒子を含有している。

【００３８】また、前記カラーフィルターを形成する工
程に用いる前記カラーフィルター材料インクは、色ガラ
ス微粒子を含有している。

【００３９】また、前記カラーフィルターを形成する工
程に用いる前記カラーフィルター材料インクは、前記無
機顔料微粒子の平均粒径が０．００５ミクロンから１０
ミクロンまでである。

【００４０】また、前記カラーフィルターを形成する工
程に用いる前記カラーフィルター材料インクは、前記無
機顔料微粒子の平均粒径が０．０１ミクロンから０．１
５ミクロンまでである。

【００４１】また、前記カラーフィルターを形成する工
程に用いる前記カラーフィルター材料インクは、前記低
融点鉛ガラスの微粒子の平均粒径が０．０１ミクロンか
ら１０ミクロンまでである。

【００４２】また、前記カラーフィルターを形成する工
程に用いる前記カラーフィルター材料インクは、前記低
融点鉛ガラスの微粒子の平均粒径が０．０１ミクロから
２ミクロンまでである。

【００４３】また、前記カラーフィルターを形成する工
程に用いる前記カラーフィルター材料インクは、前記色
ガラスの微粒子の平均粒径が０．０１ミクロンから１０
ミクロンまでである。

【００４４】また、前記カラーフィルターを形成する工
程に用いる前記カラーフィルター材料インクは、前記色
ガラスの微粒子の平均粒径が０．０１ミクロから２ミク
ロンまでである。

【００４５】また、前記カラーフィルターを形成する工
程に用いる前記カラーフィルター材料インクは、エチル
セルロース、ニトロセルロース、アクリル系樹脂の内い
ずれか１つ以上を含有している。

【００４６】また、前記カラーフィルターを形成する工
程に用いる前記カラーフィルター材料インクは、テルピ
ネオール、テルペンアルコール、高沸点アルコールエス
テル、二塩基酸エステルの内いずれか１つ以上を含有し
ている。

【００４７】また、前記カラーフィルターを形成する工
程に用いる前記カラーフィルター材料インクは、グリコ
ール類を１つ以上含有している。

【００４８】また、前記カラーフィルターを形成する工
程に用いる前記カラーフィルター材料インクは、前記グ
リコール類がエチレングリコール、ジエチレングリコー
ル、グリセリンのいずれか１つ以上を含有している。

【００４９】また、前記カラーフィルターを形成する工
程に用いる前記カラーフィルター材料インクは、グリコ
ールエーテル類を１つ以上含有している。

【００５０】また、前記カラーフィルターを形成する工
程に用いる前記カラーフィルター材料インクは、前記グ
リコールエーテル類がエチレングリコールモノメチルエ
ーテル、メチルカルビトールのいずれか１つ以上を含有
している。

【００５１】また、前記カラーフィルターを形成する工
程に用いる前記カラーフィルター材料インクは、含窒素
溶媒を１つ以上含有している。

【００５２】また、前記カラーフィルターを形成する工
程に用いる前記カラーフィルター材料インクは、前記含
窒素溶媒がトリエタノールアミン、ホルムアミド、Ｎ−
メチル−２−ピロリドンのいずれか１つ以上を含有して
いる。

【００５３】また、前記カラーフィルターを形成する工
程に用いる前記カラーフィルター材料インクは、その粘
度が１ＣＰＳ以上１００ＣＰＳ以下である。

【００５４】また、前記カラーフィルターを形成する工
程に用いる前記カラーフィルター材料インクは、その粘
度が１ＣＰＳ以上１０ＣＰＳ以下である。

【００５５】また、前記カラーフィルターを形成する工
程に用いる前記カラーフィルター材料インクは、その表
面張力が１ｄｙｎ／ｃｍ以上４０ｄｙｎ／ｃｍ以下であ
る。

【００５６】また、前記カラーフィルターを形成する工
程に用いる前記カラーフィルター材料インクは、その表
面張力が２０ｄｙｎ／ｃｍ以上４０ｄｙｎ／ｃｍ以下で
ある。

【００５７】また、前記カラーフィルターを形成する工
程に用いる前記カラーフィルター材料インクは、前記無
機顔料微粒子のうち赤の無機顔料微粒子が酸化鉄、もし
くは酸化鉄を含んでいる。

【００５８】また、前記カラーフィルターを形成する工
程に用いる前記カラーフィルター材料インクは、前記無
機顔料微粒子のうち緑の無機顔料微粒子がクロム系、コ
バルト−アルミ−チタン−クロム系、バナジウム−クロ
ム系の材料のいずれか一つ、もしくは２つ以上を含んで
いる。

【００５９】また、前記カラーフィルターを形成する工
程に用いる前記カラーフィルター材料インクは、前記無
機顔料微粒子のうち青の無機顔料微粒子がコバルト−ア
ルミ系、コバルト系、バナジウム−ジルコニウム系の材
料のいずれか一つ、もしくは２つ以上を含んでいる。

【００６０】次に、本発明のプラズマディスプレイパネ
ルは、カラーフィルターを備えたプラズマディスプレイ
パネルにおいて、前記カラーフィルターを、インクジェ
ット装置により吐出して形成される。

【００６１】次に、本発明のプラズマディスプレイパネ
ルの製造装置は、カラーフィルターを備えたプラズマデ
ィスプレイパネルの製造装置において、カラーフィルタ
ー材料インクを吐出するヘッドと、前記ヘッドに取付け
たパターン信号に基く駆動手段とを有して構成される。

【００６２】また、前記駆動手段は、圧電素子，ヒータ
による気泡発生手段もしくは静電手段を用い、インク滴
を前記ヘッドから吐出させる。

【００６３】

【発明の実施の形態】次に、本発明の実施の形態を図面
を参照して説明する。

【００６４】図１は本発明のプラズマディスプレイパネ
ルの製造方法を説明するための基板およびヘッドの斜視
図である。図１に示すように、本実施の形態では、その
特徴であるカラーフィルター形成プロセスを説明するた
めに基板とヘッドのみを示しているが、他のプロセスは
従来の方法と同様である。

【００６５】図１における基板４は、前述した図５の前
面基板２０に相当する。この前面基板２０上にカラーフ
ィルター３０を形成する際に、インクジェットを用い
る。なお、図１で基板４の上には透明電極、バス電極、
絶縁層（ただし、絶縁層はなくても良い）が形成される
が、ここでは省略する。

【００６６】まず、ヘッド１からカラーフィルター材料
インク２がインクジェットによって吐出される。この
時、ヘッド１または基板４（もしくはこれら両方）を移
動させることにより、カラーフィルターを形成するため
のカラーフィルターパターン３を描画する。そして、カ
ラーフィルター材料インクの乾燥を１２０度Ｃ程度で行
う。この描画および乾燥の工程は、赤、緑、青の３色に
ついて行う。また、図１ではヘッド１の３つの場所（ノ
ズル）からカラーフィルター材料インク２を吐出してい
るが、もっと増やすこともできる。かかるノズルの数が
多いほど描画時間が短くなるし、またヘッド１を増やし
ても同様の効果がある。

【００６７】図２は本発明のプラズマディスプレイパネ
ルの製造方法および装置の一実施の形態を説明するため
の基板とインクジェット装置の断面図である。図２に示
すように、このインクジェット装置は、微少なインクの
液滴を噴射して描画する装置であり、インクの噴射原理
によって色々な方法があるが、ここでは圧電体、即ちピ
エゾを用いるピエゾ型を説明する。このピエゾ型描画装
置は、ヘッド１の外側面に取り付けられたピエゾ８に電
圧を印加することによりピエゾ８を伸縮させ、ヘッド１
の中のカラーフィルター材料インク２をノズル７から吐
出させる。吐出されたカラーフィルター材料インクであ
るインク滴６は、微少な液滴即ち霧状になっている。こ
の時、ピエゾ８には基板４上に形成するカラーフィルタ
ーパターン３に対応したカラーフィルターパターン信号
源１５からのパターン信号を入力し、ヘッド１もしくは
基板４を移動させれば、カラーフィルターパターン３を
描画することができる。このヘッド１はその上部に形成
されたインクタンク接続パイプ５を介してカラーフィル
ター材料インクタンク（図示せず）に接続され、吐出さ
れた量だけカラーフィルター材料インク２が補充され
る。なお、前述したように、図２でも基板４上には透明
電極、バス電極及び絶縁層が形成されているが、ここで
は省略する（以下同様）。

【００６８】このインクジェット装置によるカラーフィ
ルター材料インク２の吐出の仕方には、大きく分けてオ
ンデマンド型と連続型の２通りある。前者のオンデマン
ド型はヘッド１もしくは基板４を移動させ、基板４の全
面をスキャンして必要な個所、即ちカラーフィルターパ
ターン３を形成する所のみに、カラーフィルター材料イ
ンク２を吐出する方式である。また、後者の連続型はカ
ラーフィルターパターン３を形成する部分だけにヘッド
１もしくは基板４（両方同時も可）を移動させ、カラー
フィルター材料インク２を連続的に吐出し続ける方式で
ある。これらの吐出方式は、どちらも本発明に適応可能
であるが、単純な直線的パターンの多いカラーフィルタ
ーでは、連続型の方がより速く描画することが可能であ
るのに対し、複雑な形状やドット状のパターンのように
離散的な場合にはオンデマンド型が適している。

【００６９】また、カラーフィルター材料インク２に
は、無機顔料の微粒子が含まれており、その平均粒径は
１０ミクロン以下である。これより大きいと、ノズル７
の目詰まりを起こし易くなる。このノズル７の径は、通
常直径５０ミクロン程度であるが、無機顔料微粒子の粒
径によっては直径１００ミクロン程度にすることもあ
る。このような目詰まり対策の観点からすると、無機顔
料微粒子の粒径は小さい程良いが、しかし一般的には前
述したような無機顔料の場合、作ることが可能な大きさ
は、平均粒径で０．００５ミクロン程度が限度である。
一方、図５で説明したカラーフィルター３０の特性の観
点からすると、顔料微粉末の平均粒径は０．１５ミクロ
ン以下が好ましい。これは、０．１５ミクロンを越える
と、顔料粉末微粒子による可視光の散乱が大きくなり、
カラーフィルター３０の透過率が低下して来るためであ
る。しかし、顔料微粉末の平均粒径が０．０１ミクロン
よりも小さくなると、顔料微粒子の凝集力が大きくなる
ため、カラーフィルター３０にひび割れが生じ易くな
る。従って、カラーフィルター３０の特性の観点からは
平均粒径０．０１ミクロンから０．１５ミクロンが好ま
しい。この範囲はインクジェット装置によって形成可能
な範囲に含まれる。

【００７０】ここで、前述したカラーフィルター材料イ
ンク２は、無機顔料微粒子のうち赤の無機顔料微粒子を
酸化鉄、もしくは酸化鉄を含んで形成することができる
し、また無機顔料微粒子のうち緑の無機顔料微粒子をク
ロム系、コバルト−アルミ−チタン−クロム系、バナジ
ウム−クロム系の材料のいずれか一つ、もしくは２つ以
上を含んで形成することができる。さらには、このカラ
ーフィルター材料インク２は、無機顔料微粒子のうち青
の無機顔料微粒子をコバルト−アルミ系、コバルト系、
バナジウム−ジルコニウム系の材料のいずれか一つ、も
しくは２つ以上を含んで形成することができる。

【００７１】さらに、上述したカラーフィルター材料イ
ンク２には、無機顔料微粒子と低融点のガラスフリット
を混合した材料を用いることもできる。この場合の材料
を用いてパターンを形成する方法は、前述のパターン形
成と同様に、基板４上にパターンを形成し、溶剤やガラ
ス材を焼成して溶すことにより、着色された絶縁層に形
成することもできる。かかる材料として用いる低融点ガ
ラスフリットとしては、例えば低融点鉛ガラスが好適で
あり、その粒径は平均で１０ミクロン以下が好ましい。
この平均粒径よりも大きいと、やはりノズル７の目詰ま
りを起し易くなる。したがって、インク２を吐出する上
でより好ましい低融点鉛ガラス等のガラスフリット粉末
の平均粒径は２ミクロン以下であるが、目詰まり対策の
観点からは、低融点鉛ガラスの平均粒径は小さい程良
い。しかし、一般的に作ることが可能な大きさは、平均
粒径で０．０１ミクロン程度が限度である。

【００７２】また、カラーフィルター材料インク２に
は、色ガラスの粉末を用いることもできる。その場合に
も、基板４上に色ガラスの粉末を含んだインクを塗布
し、焼成することにより、着色された絶縁層に形成する
方法もある。この色ガラス粉末の平均粒径も１０ミクロ
ン以下が好ましく、これより大きいと、やはりノズル１
８の目詰まりを起し易くなる。すなわち、インクを吐出
する上でより好ましい色ガラス粉末の平均粒径は２ミク
ロン以下であるが、目詰まり対策の観点からは、色ガラ
ス粉末の平均粒径は小さい程良い。しかし、一般的に作
ることが可能な大きさは、平均粒径で０．０１ミクロン
程度が限度である。

【００７３】さらに、カラーフィルター材料インク２に
は、バインダーとして、エチルセルロース、ニトロセル
ロース、アクリル系樹脂等の有機樹脂も混合すると良
い。これらをインク状にするためには、テルピネオー
ル、テルペンアルコール、高沸点アルコールエステル、
二塩基酸エステル等の有機溶剤も混合する。また、これ
らの代わりにエチレングリコール、ジエチレングリコー
ル、グリセリン等のグリコール類、エチレングリコール
モノメチルエーテル、メチルカルビトール等のグリコー
ルエーテル類、トリエタノールアミン、ホルムアミド、
Ｎ−メチル−２−ピロリドンなどの含窒素溶媒等を用い
ることもできるし、これらの中に無機顔料微粒子やガラ
スフリット等の微粒子を分散させるために、分散剤を混
合すると、より良い結果が得られる。

【００７４】ところで、前述したインクジェット装置で
は、吐出するインク２の粘度や表面張力が微少なインク
の液滴を形成する上で非常に重要である。その場合、上
述のカラーフィルター材料インク２を正常に噴射するに
は、１００ＣＰＳ以下の粘度であることが必要であり、
これ以上であると、微少な液滴の形成が困難であるばか
りでなく、ノズルの目詰まりも発生し易くなる。より好
ましくは、１０ＣＰＳ以下で非常に安定したインクの噴
射が実現できるが、製造可能なインクの粘度の下限は１
ＣＰＳ程度である。また、インク１１の表面張力は１ｄ
ｙｎ／ｃｍ以上でないと、カラーフィルター材料インク
２が液滴状にちぎれにくくなり、うまく噴射できない。
そのため、より好ましくは２０ｄｙｎ／ｃｍ以上の表面
張力となるように、良好な液滴を形成することが必要で
ある。なお、インクの表面張力は高い程良いが、制作可
能な範囲は４０ｄｙｎ／ｃｍ程度までである。

【００７５】このように、インクジェット装置でカラー
フィルターを形成すると、前述したディスペンサーのよ
うにペーストを連続的にノズルから押し出す方式と違っ
て、カラーフィルター材料インク２の微少な液滴でカラ
ーフィルターパターン３を描画するので、より細いパタ
ーンが形成可能である。具体的には、３０〜１００ミク
ロン程度の幅が可能であり、高精細カラーＰＤＰのカラ
ーフィルターとして十分な線幅のものが得られる。

【００７６】また、パターン位置精度は機械精度で決ま
るので、大面積基板でも十分に高い位置精度を実現する
ことができる。しかも、カラーフィルターの部分だけに
カラーフィルター材料インクを吐出するので、材料の無
駄は最小限で済む上、製造プロセスも描画と焼成だけで
あるので、非常に短く簡単になり、コスト削減に大きく
寄与することができる。

【００７７】また、スクリーン印刷によるカラーフィル
ターの形成法のようにパターンの欠けも生じず、安定し
た高歩留まりのプロセスか可能となり、この点からも大
幅なコストダウンを実現できる。

【００７８】さらに、インクジェット装置はディスペン
サーとは異なり、インクを吐出した後、そのインクは空
間を飛翔し基板面に着弾するので、ノズルと基板の間隔
を広くとることが可能である。具体的には、インクジェ
ットの場合、数ミリメートルから数十ミリメートルの範
囲が可能である。これによって、ミリメートル単位の反
りやうねりのある大面積のカラーＰＤＰの基板でも、ノ
ズルと基板を接触させずに描画することが可能となる。

【００７９】上述した本実施の形態におけるインクジェ
ット装置には、上述のようなピエゾ型の他にもバブルジ
ェット型やビームジェット型などの装置も可能である。

【００８０】図３は本発明のプラズマディスプレイパネ
ルの製造方法および装置の他の実施の形態を説明するた
めの基板とインクジェット装置の断面図である。図３に
示すように、本実施の形態におけるインクジェット装置
としてのバブルジェット型装置は、気泡（バブル）１１
の発生する圧力によって、ノズル７よりインク２の液滴
６を噴射するものである。ここでは、カラーフィルター
材料インク２が入っているヘッド１の側面に形成された
ヒータ１０をカラーフィルターパターン信号９で加熱す
ることにより、気泡（バブル）１１が発生し、その発生
した気泡１１の圧力でカラーフィルター材料インク２を
ノズル７より基板４に噴射させる。この実施の形態にお
いても、前述した図２のピエゾ型と同様に、基板４もし
くはヘッド１を移動させることにより、カラーフィルタ
ーパターン３を描画することができる。なお、５はイン
クタンク（図示省略）へ接続するためのパイプである。

【００８１】図４は本発明のプラズマディスプレイパネ
ルの製造方法および装置のまた別の実施の形態を説明す
るための基板とインクジェット装置の断面図である。図
４に示すように、本実施の形態におけるインクジェット
装置としてのバブルジェット型装置は、ヘッド１２の形
成にあたり、インクタンク（図示省略）へ接続される接
続パイプ５を介してカラーフィルタ材料インク２を収容
したインク室１３と、その外側に形成するとともに空気
を送り込む通路１４と、その通路１４の外側に形成する
とともに最下端部にインク滴６を噴出するためのノズル
１５を形成した外側部材と、インク２を静電気的に駆動
制御するためにインク室１３の下端部に設けた制御電極
１６および前記外側部材のノズル周辺に配置したバイア
ス電極１７とを有し、基板４上に形成するカラーフィル
タパターン３に対応したパターン信号９を両電極間に印
加するものである。この装置においては、カラーフィル
ター材料インク２を制御電極１６とバイアス電極１７に
印加されたカラーフィルターパターン信号９による静電
力でノズル１５へ引き出し、通路１４内を常に流れてい
る空気によって基板４へインク滴６を噴射する。なお、
それ以外は前述した実施の形態における製造方法および
製造装置と同様である。

【００８２】また、これらの他にも、色々なインクジェ
ットによるインクの吐出原理が開発されているが、本発
明はいずれのインクジェットの方式によっても実現可能
であることは言うまでもない。

【００８３】以上３つの実施の形態について説明した
が、これらのプラズマディスプレイパネルの製造方法、
及び製造装置によって、カラーフィルター材料の無駄を
最小限に抑え、且つ反りやうねりのある大面積基板に高
精度に、しかも１００ミクロン以下という細い線幅のカ
ラーフィルターを短い工程で形成することができる。ま
た、これらの実施の形態によれば、従来のスクリーン印
刷のようにスクリーンによって既に形成してあるカラー
フィルターパターンを擦り傷つける問題も解決すること
ができる。

【００８４】なお、上述した実施の形態の説明は、すべ
てＡＣ型面放電型で行ったが、ＡＣ対向放電型やＤＣ型
のプラズマディスプレイパネルにも同様に適用すること
ができる。

【００８５】

【発明の効果】以上説明したように、本発明のプラズマ
ディスプレイパネル、及びその製造方法、及びその製造
装置は、１メートルクラスもしくはそれ以上の反りやう
ねりのある大面積基板上に対しても、カラーフィルター
材料の無駄を最小限に抑えるとともに、高精度に且つ１
００ミクロン以下という細い線幅のカラーフィルター
を、短い工程で形成することができるという効果があ
る。また、本発明によれば、材料の無駄が最小限に抑え
られ、工程も短縮されたため、大幅なコスト低減が可能
となるだけでなく、スクリーン印刷のようにスクリーン
によって既に形成してあるカラーフィルターパターンを
擦り傷つける問題も解決することができるという効果が
ある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のプラズマディスプレイパネルの製造方
法を説明するための基板およびヘッドの斜視図である。

【図２】本発明のプラズマディスプレイパネルの製造方
法および装置の一実施の形態を説明するための基板とイ
ンクジェット装置の断面図である。

【図３】本発明のプラズマディスプレイパネルの製造方
法および装置の他の実施の形態を説明するための基板と
インクジェット装置の断面図である。

【図４】本発明のプラズマディスプレイパネルの製造方
法および装置のまた別の実施の形態を説明するための基
板とインクジェット装置の断面図である。

【図５】従来の一例を説明するための反射型ＡＣ面放電
カラープラズマディスプレイパネルの断面図である。

【図６】図５におけるカラーフィルタの形成方法の一例
を説明するための基板の断面図である。

【図７】図５におけるカラーフィルタの形成方法の他の
例を説明するための基板および製造装置の断面図であ
る。

【符号の説明】

１，１２ヘッド２カラーフィルター材料インク３カラーフィルタパターン４，２０基板（前面基板）５接続パイプ６インク滴７，１５ノズル８ピエゾ９パターン信号（源）１０ヒータ１１気泡１３インク室１４通路１６制御電極１７バイアス電極２１背面基板２２透明電極２３，２７絶縁層２４保護層２５隔壁２６蛍光体２８データ電極２９放電空間３０カラーフィルター

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】カラーフィルターを備えたプラズマディ
スプレイパネルの製造方法において、インクジェット装
置によりカラーフィルター材料インクを吐出し、前記カ
ラーフィルターを形成する工程を含むことを特徴とする
プラズマディスプレイパネルの製造方法。
【請求項２】前記カラーフィルターを形成する工程
は、前記インクジェット装置を圧電体の伸縮により前記
カラーフィルター材料インクを吐出させる請求項１記載
のプラズマディスプレイパネルの製造方法。
【請求項３】前記カラーフィルターを形成する工程
は、前記インクジェット装置を気泡の発生による圧力に
よって前記カラーフィルター材料インクを吐出させる請
求項１記載のプラズマディスプレイパネルの製造方法。
【請求項４】前記カラーフィルターを形成する工程
は、前記インクジェット装置を静電力によりインク室か
ら引き出した前記カラーフィルター材料インクを空気圧
によって吐出する請求項１記載のプラズマディスプレイ
パネルの製造方法。
【請求項５】前記カラーフィルターを形成する工程に
使用する前記インクジェット装置は、オンデマンド型の
インクジェット装置を用いて前記カラーフィルター材料
インクを吐出する請求項１記載のプラズマディスプレイ
パネルの製造方法。
【請求項６】前記カラーフィルターを形成する工程に
使用する前記インクジェット装置は、連続型のインクジ
ェット装置を用いて前記カラーフィルター材料インクを
吐出する請求項１記載のプラズマディスプレイパネルの
製造方法。
【請求項７】前記カラーフィルターを形成する工程に
使用する前記インクジェット装置は、前記カラーフィル
ター材料インクを吐出するノズルを複数個設けた請求項
１、２、３又は４記載のプラズマディスプレイパネルの
製造方法。
【請求項８】前記カラーフィルターを形成する工程に
用いる前記カラーフィルター材料インクは、無機顔料微
粒子を含有している請求項１、２、３、４、５、６又は
７記載のプラズマディスプレイパネルの製造方法。
【請求項９】前記カラーフィルターを形成する工程に
用いる前記カラーフィルター材料インクは、無機顔料微
粒子及び低融点鉛ガラス微粒子を含有している請求項
１、２、３、４、５、６又は７記載のプラズマディスプ
レイパネルの製造方法。
【請求項１０】前記カラーフィルターを形成する工程
に用いる前記カラーフィルター材料インクは、色ガラス
微粒子を含有している請求項１、２、３、４、５、６又
は７記載のプラズマディスプレイパネルの製造方法。
【請求項１１】前記カラーフィルターを形成する工程
に用いる前記カラーフィルター材料インクは、前記無機
顔料微粒子の平均粒径が０．００５ミクロンから１０ミ
クロンまでである請求項８又は９記載のプラズマディス
プレイパネルの製造方法。
【請求項１２】前記カラーフィルターを形成する工程
に用いる前記カラーフィルター材料インクは、前記無機
顔料微粒子の平均粒径が０．０１ミクロンから０．１５
ミクロンまでである請求項８又は９記載のプラズマディ
スプレイパネルの製造方法。
【請求項１３】前記カラーフィルターを形成する工程
に用いる前記カラーフィルター材料インクは、前記低融
点鉛ガラスの微粒子の平均粒径が０．０１ミクロンから
１０ミクロンまでである請求項９記載のプラズマディス
プレイパネルの製造方法。
【請求項１４】前記カラーフィルターを形成する工程
に用いる前記カラーフィルター材料インクは、前記低融
点鉛ガラスの微粒子の平均粒径が０．０１ミクロから２
ミクロンまでである請求項９記載のプラズマディスプレ
イパネルの製造方法。
【請求項１５】前記カラーフィルターを形成する工程
に用いる前記カラーフィルター材料インクは、前記色ガ
ラスの微粒子の平均粒径が０．０１ミクロンから１０ミ
クロンまでである請求項１０記載のプラズマディスプレ
イパネルの製造方法。
【請求項１６】前記カラーフィルターを形成する工程
に用いる前記カラーフィルター材料インクは、前記色ガ
ラスの微粒子の平均粒径が０．０１ミクロから２ミクロ
ンまでである請求項１０記載のプラズマディスプレイパ
ネルの製造方法。
【請求項１７】前記カラーフィルターを形成する工程
に用いる前記カラーフィルター材料インクは、エチルセ
ルロース、ニトロセルロース、アクリル系樹脂の内いず
れか１つ以上を含有している請求項１、２、３、４、
５、６又は７記載のプラズマディスプレイパネルの製造
方法。
【請求項１８】前記カラーフィルターを形成する工程
に用いる前記カラーフィルター材料インクは、テルピネ
オール、テルペンアルコール、高沸点アルコールエステ
ル、二塩基酸エステルの内いずれか１つ以上を含有して
いる請求項１、２、３、４、５、６又は７記載のプラズ
マディスプレイパネルの製造方法。
【請求項１９】前記カラーフィルターを形成する工程
に用いる前記カラーフィルター材料インクは、グリコー
ル類を１つ以上含有している請求項１、２、３、４、
５、６又は７記載のプラズマディスプレイパネルの製造
方法。
【請求項２０】前記カラーフィルターを形成する工程
に用いる前記カラーフィルター材料インクは、前記グリ
コール類がエチレングリコール、ジエチレングリコー
ル、グリセリンのいずれか１つ以上を含有している請求
項１９記載のプラズマディスプレイパネルの製造方法。
【請求項２１】前記カラーフィルターを形成する工程
に用いる前記カラーフィルター材料インクは、グリコー
ルエーテル類を１つ以上含有している請求項１、２、
３、４、５、６又は７記載のプラズマディスプレイパネ
ルの製造方法。
【請求項２２】前記カラーフィルターを形成する工程
に用いる前記カラーフィルター材料インクは、前記グリ
コールエーテル類がエチレングリコールモノメチルエー
テル、メチルカルビトールのいずれか１つ以上を含有し
ている請求項２１記載のプラズマディスプレイパネルの
製造方法。
【請求項２３】前記カラーフィルターを形成する工程
に用いる前記カラーフィルター材料インクは、含窒素溶
媒を１つ以上含有している請求項１、２、３、４、５、
６又は７記載のプラズマディスプレイパネルの製造方
法。
【請求項２４】前記カラーフィルターを形成する工程
に用いる前記カラーフィルター材料インクは、前記含窒
素溶媒がトリエタノールアミン、ホルムアミド、Ｎ−メ
チル−２−ピロリドンのいずれか１つ以上を含有してい
る請求項２３記載のプラズマディスプレイパネルの製造
方法。
【請求項２５】前記カラーフィルターを形成する工程
に用いる前記カラーフィルター材料インクは、その粘度
が１ＣＰＳ以上１００ＣＰＳ以下である請求項１、２、
３、４、５、６又は７記載のプラズマディスプレイパネ
ルの製造方法。
【請求項２６】前記カラーフィルターを形成する工程
に用いる前記カラーフィルター材料インクは、その粘度
が１ＣＰＳ以上１０ＣＰＳ以下である請求項１、２、
３、４、５、６又は７記載のプラズマディスプレイパネ
ルの製造方法。
【請求項２７】前記カラーフィルターを形成する工程
に用いる前記カラーフィルター材料インクは、その表面
張力が１ｄｙｎ／ｃｍ以上４０ｄｙｎ／ｃｍ以下である
請求項１、２、３、４、５、６又は７記載のプラズマデ
ィスプレイパネルの製造方法。
【請求項２８】前記カラーフィルターを形成する工程
に用いる前記カラーフィルター材料インクは、その表面
張力が２０ｄｙｎ／ｃｍ以上４０ｄｙｎ／ｃｍ以下であ
る請求項１、２、３、４、５、６又は７記載のプラズマ
ディスプレイパネルの製造方法。
【請求項２９】前記カラーフィルターを形成する工程
に用いる前記カラーフィルター材料インクは、前記無機
顔料微粒子のうち赤の無機顔料微粒子が酸化鉄、もしく
は酸化鉄を含んでいる請求項８又は９記載のプラズマデ
ィスプレイパネルの製造方法。
【請求項３０】前記カラーフィルターを形成する工程
に用いる前記カラーフィルター材料インクは、前記無機
顔料微粒子のうち緑の無機顔料微粒子がクロム系、コバ
ルト−アルミ−チタン−クロム系、バナジウム−クロム
系の材料のいずれか一つ、もしくは２つ以上を含んでい
る請求項８又は９記載のプラズマディスプレイパネルの
製造方法。
【請求項３１】前記カラーフィルターを形成する工程
に用いる前記カラーフィルター材料インクは、前記無機
顔料微粒子のうち青の無機顔料微粒子がコバルト−アル
ミ系、コバルト系、バナジウム−ジルコニウム系の材料
のいずれか一つ、もしくは２つ以上を含んでいる請求項
８又は９記載のプラズマディスプレイパネルの製造方
法。
【請求項３２】カラーフィルターを備えたプラズマデ
ィスプレイパネルにおいて、前記カラーフィルターは、
インクジェット装置により吐出して形成したことを特徴
とするプラズマディスプレイパネル。
【請求項３３】カラーフィルターを備えたプラズマデ
ィスプレイパネルの製造装置において、カラーフィルタ
ー材料インクを吐出するヘッドと、前記ヘッドに取付け
たパターン信号に基く駆動手段とを有することを特徴と
するプラズマディスプレイパネルの製造装置。
【請求項３４】前記駆動手段は、圧電素子，ヒータに
よる気泡発生手段もしくは静電手段を用い、インク滴を
前記ヘッドから吐出させる請求項３３記載のプラズマデ
ィスプレイパネルの製造装置。