JP2002237255A

JP2002237255A - プラズマディスプレイパネルの製造方法

Info

Publication number: JP2002237255A
Application number: JP2002033722A
Authority: JP
Inventors: Hiroyuki Kawamura; 浩幸河村; Shigeo Suzuki; 茂夫鈴木; Masaki Aoki; 正樹青木
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2002-02-12
Filing date: 2002-02-12
Publication date: 2002-08-23

Abstract

(57)【要約】【課題】高輝度の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】分散ノズル３を用いて蛍光体粒子と樹脂
と溶剤とを含む蛍光体インクを、最小くび径φ１ｍｍ以
下のノズル中を液相状態で流速１ｍ／ｓ以上で通過させ
て分散させることにより、プラズマディスプレイパネル
の蛍光体層を、蛍光体ダメージを抑え、分散状態に優れ
たインクを用い、微細ノズルから連続的に吐出させるこ
とによって、従来にない優れた蛍光体膜形成が可能であ
り、高精度かつ安価で高輝度の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
方法および蛍光体インクの製造方法に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】従来の交流型（ＡＣ型）のプラズマディ
スプレイパネルは、フロントカバープレート（前面ガラ
ス基板）の上に表示電極があり、この上を誘電体ガラス
層とＭｇＯの結晶配向が（１１１）面に配向した酸化マ
グネシウム（ＭｇＯ）誘電体保護層が覆っている。従来
このＭｇＯ誘電体保護層は、主にＭｇＯ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、背面ガラス基板（バックプレート）
の上にアドレス電極および隔壁、蛍光体層が設けられて
おり、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、蛍光体と有機バインダーを含んだ
液を加圧された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、ノズル径が細いため（０．１５ｍｍ以下の間隔にイ
ンクを入れるためには、ノズル径を１５０μｍ以下にす
る必要がある）、インク中の凝集物によりノズルに目詰
まりが起こりやすく、長時間連続して蛍光体を塗布する
ことが困難である。

【００１２】さらに従来のインク分散のようにビーズ等
のメディアを用いた分散では、蛍光体へのダメージが大
きく、蛍光体と樹脂の分散状態を良好にするために過度
の混合分散を行うと蛍光体粒子を粉砕してしまったり、
蛍光体表面に界面準位が形成されたりして、紫外線によ
る励起発光が効率的に行われず高い輝度が得にくいとい
う課題がある。

【００１３】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およぶ蛍光
体インクの製造方法を提供することを目的とするもので
ある。

【００１４】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
するために、少なくとも蛍光体粒子と樹脂と溶剤とを含
む蛍光体インクを、最小くび径φ１ｍｍ以下のノズル中
を液相状態で流速１ｍ／ｓ以上で通過させて分散させる
ものである。

【００１５】または、予め製造もしくは使用した蛍光体
インクを、最小くび径φ１ｍｍ以下のノズル中を液相状
態で流速１ｍ／ｓ以上で通過させて再分散させるもので
ある。または、最小くび径φ１ｍｍ以下のノズル中を液
相状態で流速１ｍ／ｓ以上で通過させて分散させた蛍光
体インクを、微細ノズルから連続的に吐出させ、ストラ
イプ状の隔壁間に充填するプラズマディスプレイパネル
を作成するものである。

【００１６】なお、蛍光体層の形成には、複数個設けら
れたノズルから蛍光体インクを吐出させることが好まし
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。（ＰＤＰの全体的な構成及び製法）図２は、本発明に形
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。

【００１８】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。

【００１９】（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。

【００２０】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。

【００２１】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。

【００２２】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。（背面パネルの作製）背面パネルは、背面ガラス基板１
５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」：（ＹXＧｄ_1-X）ＢＯ₃：Ｅｕ³⁺ また
はＹＢＯ₃：Ｅｕ³⁺ 「緑色蛍光体」：ＢａＡｌ₁₂Ｏ₁₉：ＭｎまたはＺｎ
₂ＳｉＯ₄：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。なお、図２では前面パネルを実際
と異なり９０度回転させて示している。

【００２７】

【実施例】（実施例１）次に、本発明の実施例による蛍
光体インクの製造方法および蛍光体インクの再生方法に
ついて、図１を用いて説明する。図１は実施例１を説明
するために用いた蛍光体インク製造装置の概略図であ
る。

【００２８】図１において、１は蛍光体インク材料もし
くは再生するインクを入れるための原料タンク、２は循
環ポンプ、３は分散ノズルで、これらは配管により連結
しており、原料タンク１中のインクは循環ポンプ２によ
り加圧され、分散ノズルを通過する。

【００２９】なお、分散ノズル３は最小くび径φ１ｍｍ
以下であり、循環ポンプによるインク流速を制御するこ
とで、分散ノズル３の中を流速１ｍ／ｓ以上で通過する
ように調整される。分散ノズル３を通過したインクは、
配管で連結した三方弁４でインクタンク５もしくは原料
タンク１に送られる。

【００３０】蛍光体インクは、分散ノズル３を通過する
際、液相ジェット流となり、インク中の凝集物はジェッ
ト流により細分化され、粒度が使用するノズル径に適合
するレベルまで細かくなる。

【００３１】蛍光体インク製造もしくは蛍光体インク再
生を行うには、予め決めておいた時間だけ原料タンク１
から分散ノズル３、原料タンク１の循環を行った後、三
方弁４を切り替え、インクタンク５に蛍光体インクを回
収すればよい。

【００３２】本方式では、メディアや機械的摩砕を使用
しないため、蛍光体粒子の粉砕およびインク製造装置か
らのコンタミメーションが極小である。

【００３３】なお、本実施例では省略したが、循環ポン
プ２と分散ノズル３の間に、例えばスタティックミキサ
ーを挿入し、インク中の凝集物による分散ノズル３の詰
まりを防止することができる。または、本実施例による
蛍光体インク製造装置を用いる前に、分散ノズル３とス
タティックミキサーを入れ替えた装置で予分散を行って
もよい。（実施例２）次に、本発明について図２及び図３を用い
て蛍光体層の形成方法について説明する。図２は実施例
２の形態を説明するために用いた背面パネルの概略図で
ある。

【００３４】図２に示すように、背面ガラス基板２０上
に、隔壁１７はスクリーン印刷を繰り返して行った後焼
成することによって形成したもので、一方の端部が交互
に閉じる形になっている。つぎに、隔壁１７で仕切られ
た各空間に蛍光体層を形成する方法を図３を用いて説明
する。

【００３５】図３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。

【００３６】図３において、２５はインク受け、２６は
循環ポンプ、２７は分散ノズルである。また、２８はヘ
ッドで、ヘッド２８にはインク室２９と蛍光体インクを
噴出するノズル３０が設けてある。また、３１はガラス
基板で、ガラス基板３１には隔壁３２が形成されてい
る。

【００３７】分散ノズル２７は最小くび径φ１ｍｍ以下
であり、循環ポンプ２７によるインク流速を制御するこ
とで、分散ノズル２７の中を流速１ｍ／ｓ以上で通過す
るように調整される。

【００３８】本実施例によるインク吐出装置では、蛍光
体インクはインク受け２５に貯えられ、循環ポンプ２６
は、このインクを加圧して分散ノズル２７を通してヘッ
ド２８に供給する。ヘッド２８内部のインク室２９に供
給されたインクは、ノズル３０から連続的に吐出される
ようになっている。

【００３９】ここで、蛍光体インクは、分散ノズル２７
を通過する際、液相ジェット流となり、インク中の凝集
物はジェット流により細分化され、粒度が使用するノズ
ル径に適合するレベルまで細かくなるため、蛍光体イン
クはノズル３０から安定して吐出される。

【００４０】ノズル３０は、ガラス基板３１から一定距
離で垂直に保たれており、隔壁３２内にインクを吐出さ
せると同時にガラス基板３１またはノズル３０を隔壁方
向に走査させて、蛍光体インクを隔壁３２の頂部付近ま
で充填させる。ノズル３０から吐出されたインクは、ガ
ラス基板３１上に塗布されない場合は、下部のインク受
け２５に回収され、循環ポンプ２６により分散ノズル２
７に送り込まれ、インク受け２５中で再凝集物を再分散
した後、ヘッド２８に再度送り込まれる。

【００４１】まず、インク受け２５に平均粒径２．０μ
ｍの青色蛍光体ＢａＭｇＡｌ₁₀Ｏ₁₇：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、循環ポンプ２６の圧力で分散ノズル２７を通してノ
ズル３０（ノズル径φ１００μｍ）から青色蛍光体をガ
ラス基板３１上にストライプ形状に形成された隔壁３２
内に吐出させると同時に背面ガラス基板３１を隔壁方向
に合わせて直線状に走査させて、青色蛍光体ラインを形
成する。

【００４２】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
０から吐出させると同時にガラス基板３１を隔壁方向に
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。

【００４３】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。

【００４４】次に、蛍光体層が設けられた背面ガラス基
板２６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２７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（Ｈ
ｅ）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。

【００４５】つぎに、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。

【００４６】なお、本実施例ではインク受け２５とヘッ
ド２８の間に分散ノズル２７を配設したが、例えばイン
ク受け２５のインクを循環ポンプで回収し、分散ノズル
で分散した後にインク受け２５に戻す形態にしても良
い。または、本実施例と前記したインク受け２５での循
環系を併用しても良い。

【００４７】

【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。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態による蛍光体インク製造
装置（蛍光体インク再生装置）の概略断面図

【図２】本発明の一実施の形態によるプラズマディスプ
レイパネルの断面図

【図３】本発明の一実施の形態によるインク吐出装置の
概略断面図

【符号の説明】

１原料タンク２循環ポンプ３分散ノズル４三方弁５インクタンク

───────────────────────────────────────────────────── 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Ｆターム(参考） 5C028 FF11 FF16 5C040 FA01 GG07 JA13 MA24 MA26

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】蛍光体インクを貯える蛍光体インク受け
と、蛍光体インク中の凝集物を細分化する分散手段と、
前記分散手段を経た蛍光体インクを前記蛍光体インク受
けに回収させる回収手段とを有する蛍光体インクの塗布
装置。
【請求項２】蛍光体インクをノズルから吐出する塗布
手段とを更に有し、蛍光体インク受けに回収された蛍光
体インクを前記分散手段を経て分散させて、前記塗布手
段から吐出することを特徴とする請求項１記載の蛍光体
インクの塗布装置。
【請求項３】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請求項２記載の
蛍光体インクの塗布装置。
【請求項４】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請求項３記載の蛍光
体塗布装置。