JP2001307631A

JP2001307631A - プラズマディスプレイパネルの製造方法および蛍光体膜形成装置

Info

Publication number: JP2001307631A
Application number: JP2000123728A
Authority: JP
Inventors: Hiroyuki Kawamura; 浩幸河村; 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: 2000-04-25
Filing date: 2000-04-25
Publication date: 2001-11-02

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】ノズルに対向する位置にインク受け手段
と、前記インク受け手段と連動する重量検知手段を配設
し、一定時間内のインク吐出速度を求め、それに適合し
たバックプレートの走査速度を決定することで、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するもので、
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
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、
３１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（例えば特開平５−３４２９９１号公
報）。

【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】なお、実際には前面ガラス基板３１と背面
ガラス基板３５は表示電極３２とアドレス電極３５が直
交するように配設される。

【０００５】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（例えば、機能材
料１９９６年２月号Ｖｏｌ．１６、Ｎｏ．２、７ペー
ジ）。

【０００６】

【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
（例えば、機能材料１９９６年２月号Ｖｏｌ．１６、Ｎ
ｏ．２、７ページ）。

【０００７】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（例えば、応用物理Ｖｏｌ．５１、Ｎｏ．３、１
９８２年、３３４ページ〜３４７ページ、あるいは、光
学技術コンタクトＶｏｌ．３４、Ｎｏ．１、１９９６
年、２５ページ、あるいは、ＮＨＫ技術研究第３１巻、
第１号、昭和５４年、１８ページ）。

【０００８】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（例えば、機能材料１９９
６年２月号Ｖｏｌ．１６、Ｎｏ．２、７ページ）。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。

【０００９】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。

【００１０】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。

【００１１】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、基板あるい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。

【００１２】しかし、蛍光体と有機バインダーを含んだ
液を加圧ノズルより荷電極空間に噴射させて所望のパタ
ーンを隔壁内に付着させるインクジェット法では、ノズ
ルから吐出する蛍光体インクの吐出速度と、隔壁を形成
したバックプレートの走査速度により蛍光体塗膜形状が
決定される。ノズルから連続して長時間蛍光体を塗布し
た場合、蛍光体インクの温度変化などで吐出速度が変化
した場合、それを検出することが困難であった。

【００１３】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
の本発明は、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法により蛍光体層を形成する際、
ノズルに対向する位置にインク受け手段と、インク受け
手段と連動する重量検知手段を有した蛍光体膜形成装置
により、一定時間の間ノズルから前記インク受け手段に
対してインク吐出を行い、重量検知手段が検知した一定
時間内の重量変化から前記ノズルからの蛍光体インク吐
出速度Ｄ（ｇ／ｓ）を求め、予め測定した蛍光体インク
の比重ρ（ｇ／ｃｍ³）、隔壁で囲まれたインク充填領
域の断面積Ｓ（ｃｍ²）および蛍光体インクの充填率α
を用い、（数１）で求められるバックプレートの走査速
度Ｖで前記バックプレートを走査させながら蛍光体膜を
形成することを特徴としたプラズマディスプレイパネル
の製造方法である。

【００１４】

【数１】

【００１５】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。

【００１６】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。

【００１７】

【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。

【００１８】（蛍光体層の形成方法について）図１は蛍
光体層を形成する際に用いるインク塗布装置の概略構成
図である。図１に示されるように、インク塗布装置にお
いて、サーバ１には蛍光体インクが貯えられており、加
圧ポンプ２は、このインクを加圧してヘッダ３に供給す
る。ヘッダ３には、インク室４およびノズル５が設けら
れており、加圧されてインク室４に供給されたインク
は、ノズル５から連続的に噴射されるようになってい
る。６はインク受け、７はインク受けに連結したロード
セルで、インク受け６に対してノズル５から吐出された
蛍光体インクの重量を検出することができる。

【００１９】（ＰＤＰの全体的な構成及び製法）図２
は、本発明に形態による交流面放電型ＰＤＰの概略断面
図である。図１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ＰＤ
Ｐ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】なお、図３と同様、実際には前面ガラス基
板１１と背面ガラス基板１５は表示電極１２とアドレス
電極１５が直交するように配設される。

【００２２】（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。

【００２３】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。

【００２４】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。

【００２５】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。

【００２６】（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。

【００２７】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。

【００２８】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。

【００２９】なお本実施の形態では、４０インチクラス
のハイビジョンテレビに合わせて、隔壁１７の高さは
０．１〜０．１５ｍｍ、隔壁ピッチは０．１５〜０．３
ｍｍとした。また、背面パネル面および隔壁側面に形成
した蛍光体層１８は、負の帯電を有する酸化物を付着あ
るいはコーティングした平均粒径０．５μｍから７μｍ
の蛍光体粒子で構成され、厚さ５〜５０μｍとした。

【００３０】（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１
７で仕切られた放電空間１９内を高真空（１．１×１０
^-4Ｐａ（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。

【００３１】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６６．５ｋＰａから１０
７ｋＰａ（５００から８００Ｔｏｒｒ）の範囲に設定す
る。

【００３２】（蛍光体インクの作成方法）蛍光体インク
は、平均粒径０．５μｍから７μｍの蛍光体粉体と２重
量％以上、２０重量％以下の水溶性セルロースからなる
樹脂成分と、３−メチル−３−メトキシブタノール、ブ
チルカルビトールからなる溶剤成分と、可塑剤からなる
混合液を３本ロールで混合分散し、インク粘度を５００
００ｃｐｓ〜１０００ｃｐｓに調合し蛍光体インクを作
成する。

【００３３】さらに具体的に作成したインクを用いて、
蛍光体を塗布しパネル化する方法を以下に述べる。

【００３４】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、高さ０．１５ｍｍのガラス製の隔壁１
７（隔壁の間隔０．１５ｍｍ）を作成する。

【００３５】具体的には、緑色蛍光体であるＺｎＳｉＯ
₄ ：Ｍｎ粉末４３重量％、ヒドロキシプロピルセルロー
ス（分子量８万）５重量％、溶剤（ターピネオールとブ
チルカルビトールアセテートの混合液）３４重量％、フ
タル酸ジブチル１８重量％を３本ロールで混合分散し、
４００００ｃｐｓとした。

【００３６】この緑色インクをサーバ１に入れ、加圧ポ
ンプ２の圧力で噴射装置のノズル５（ノズル径φ１５０
μｍ）から緑色蛍光体液を吐出させる。この状態で、ノ
ズル５をインク受け６の上部に移動させ一定時間内にイ
ンク受けに溜まった蛍光体インク量をロードセル７で検
出する。

【００３７】ロードセル７からノズル５の一穴からの蛍
光体インク吐出速度Ｄ（ｇ／ｓ）を求めることができ
る。予め測定した蛍光体インクの比重ρ（ｇ／ｃ
ｍ³）、隔壁１７で囲まれたインク充填領域の断面積Ｓ
（ｃｍ²）および蛍光体インクの充填率αを用い、（数
１）からバックプレートの走査速度Ｖ（ｃｍ／ｓ）を求
める。

【００３８】次に、ノズル５を隔壁１７まで移動し、ス
トライプ形状の隔壁内に噴射させると同時に基板を走査
速度Ｖ（ｃｍ／ｓ）で直線状に移動させて、蛍光体イン
クを隔壁の頂部付近にまで充填させ、乾燥後緑色蛍光体
ラインを形成する。同様にして、赤（Ｙ、Ｇｄ）Ｂ
Ｏ₃：Ｅｕ、青ＢａＭｇＡｌ₁₀Ｏ₁₇：Ｅｕのラインを形
成した後、５００℃で１０分間焼成し、蛍光体層１８を
形成する。

【００３９】次に、この蛍光体膜１８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パネル
と張り合わせ、隔壁１７で仕切られた放電空間１９内を
１．１×１０^-4Ｐａ（８×１０^-7Ｔｏｒｒ）の真空度に
排気し、放電空間内に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６６．５ｋＰ
ａ（５００Ｔｏｒｒ）封入し、交流面放電型プラズマデ
ィスプレイとした。

【００４０】次にこのパネルを放電維持電圧１５０Ｖ、
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１４７ｎｍと１７３ｎｍを中
心とするＸｅ共鳴線と分子線による励起波長であり、パ
ネル輝度は５３０ｃｄ／ｍ²であった。また、パネルの
各色の測定から混色のないことが確認された。

【００４１】

【発明の効果】以上述べてきたように、本発明による蛍
光体形成装置を用い蛍光体層を形成するプラズマディス
プレイパネルの製造方法は、高精度で安定、安価に蛍光
体層が形成可能な、従来にない優れた方法であり、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
る方法である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態によるインク吐出装置の概
略断面図

【図２】本発明の一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概略断面
図

【符号の説明】

１サーバ２加圧ポンプ３ヘッダ４インク室５ノズル６インク受け７ロードセル

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (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） 5C028 FF04 FF16 5C040 FA01 FA04 GB03 GB14 GG09 JA13 MA24

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】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、前記蛍光体層はインク粘度が５０
０００センチポイズ〜１０００センチポイズに調整され
た蛍光体インクをノズルから隔壁内に噴射して形成さ
れ、前記蛍光体層の形成工程において、一定時間の間前
記ノズルからインク受け手段に対してインク吐出を行
い、重量検知手段が検知した一定時間内の重量変化から
前記ノズル一穴からの蛍光体インク吐出速度Ｄ（ｇ／
ｓ）を求め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２】インク粘度が５００００センチポイズ〜１
０００センチポイズに調整された蛍光体インクをノズル
から隔壁内に噴射し、蛍光体層を形成する蛍光体膜形成
装置であって、前記ノズルに対向する位置にインク受け
手段と、前記インク受け手段と連動する重量検知手段を
有し、一定時間の間ノズルから前記インク受け手段に対
してインク吐出を行い、前記重量検知手段が検知した一
定時間内の重量変化から、前記ノズルからの蛍光体イン
ク吐出速度Ｄ（ｇ／ｓ）を求めることを特徴とする蛍光
体膜形成装置。
【請求項３】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、前記蛍光体層はインク粘度が５０
０００センチポイズ〜１０００センチポイズに調整され
た蛍光体インクをノズルから隔壁内に噴射して形成さ
れ、一定時間の間前記ノズルからインク受け手段に対し
てインク吐出を行い、重量検知手段が検知した一定時間
内の重量変化から、前記ノズル一穴からの蛍光体インク
吐出速度Ｄ（ｇ／ｓ）を求め、予め測定した蛍光体イン
クの比重ρ（ｇ／ｃｍ³）、前記隔壁で囲まれたインク
充填領域の断面積Ｓ（ｃｍ²）および蛍光体インクの充
填率αを用い、Ｖ＝Ｄ／（ρ×Ｓ×α）よりバックプレ
ートの走査速度Ｖを求め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４】インク粘度が５００００センチポイズ〜１
０００センチポイズに調整された蛍光体インクをノズル
から隔壁内に噴射して蛍光体層を形成する蛍光体膜形成
装置であって、前記ノズルに対向する位置にインク受け
手段と、前記インク受け手段と連動する重量検知手段を
有し、一定時間の間前記ノズルから前記インク受け手段
に対してインク吐出を行い、前記重量検知手段が検知し
た一定時間内の重量変化から前記ノズルからの蛍光体イ
ンク吐出速度Ｄ（ｇ／ｓ）を求め、予め測定した蛍光体
インクの比重ρ（ｇ／ｃｍ³）、前記隔壁で囲まれたイ
ンク充填領域の断面積Ｓ（ｃｍ²）および蛍光体インク
の充填率αを用い、Ｖ＝Ｄ／（ρ×Ｓ×α）より求めら
れるバックプレートの走査速度Ｖで前記バックプレート
を走査させながら蛍光体膜を形成することを特徴とする
蛍光体膜形成装置。