JP2005071954A - プラズマディスプレイパネルの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】隔壁の壁面にも十分に蛍光体層が形成でき、効率の良い塗布面が得られるようにすることを目的とする。
【解決手段】基板上に形成された隔壁間に蛍光体インクを塗布する工程と、この塗布工程後に所定の温度で蛍光体インクを乾燥させる工程とを有し、前記乾燥工程において、基板を水平面に対し所定の角度で揺動させることを特徴とする。これにより、隣接する隔壁で仕切られた空間の底面に塗布された蛍光体インクが壁面に広がり、隔壁の壁面にも十分に蛍光体層が形成され、効率の良い塗布面が得られる。さらに、塗布後の気泡含有、塗布抜け等の課題についても、この発明によって減少させることができる。
【選択図】図１

Description

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の製造方法に関するものである。

近年、プラズマディスプレイパネルは、視認性に優れた表示パネル（薄型表示デバイス）として注目されており、高精細化および大画面化が進められている。

このプラズマディスプレイパネルには、大別して、駆動的にはＡＣ型とＤＣ型があり、放電形式では面放電型と対向放電型の２種類があるが、高精細化、大画面化および製造の簡便性から、現状では、ＡＣ型で面放電型のプラズマディスプレイ装置が主流を占めるようになってきている。

図４にプラズマディスプレイ装置におけるパネル構造の一例を示し、図５に図４のＡ−Ａ線で切断した断面を示し、図６に図４のＢ−Ｂ線で切断した断面を示している。図に示すように、ガラス基板などの透明な前面側の基板１上には、走査電極２と維持電極３とで対をなすストライプ状の表示電極４が複数対形成され、そして基板１上の隣り合う表示電極４間には遮光層５が配置形成されている。この走査電極２および維持電極３は、それぞれ透明電極２ａ、３ａおよびこの透明電極２ａ、３ａに電気的に接続された銀等の母線２ｂ、３ｂとから構成されている。また、前記前面側の基板１には、前記複数対の電極群を覆うように誘電体層６が形成され、その誘電体層６上には酸化マグネシウムの保護膜７が形成されている。

また、前記前面側の基板１に対向配置される背面側の基板８上には、走査電極２及び維持電極３の表示電極４と直交する方向に、絶縁体層９で覆われた複数のストライプ状のデータ電極１０が形成されている。このデータ電極１０間の絶縁体層９上には、データ電極１０と平行にストライプ状の複数の隔壁１１が配置され、この隔壁１１間の側面１１ａおよび絶縁体層９の表面に蛍光体層１２が設けられている。

これらの基板１と基板８とは、走査電極２および維持電極３とデータ電極１０とが直交するように、微小な放電空間を挟んで対向配置されるとともに、周囲が封止され、そして前記放電空間には、ヘリウム、ネオン、アルゴン、キセノンのうちの一種または混合ガスが放電ガスとして封入されている。また、放電空間は、隔壁１１によって複数の区画に仕切ることにより、表示電極４とデータ電極１０との交点が位置する複数の放電セル１３が設けられ、その各放電セル１３には、赤色、緑色及び青色となるように蛍光体層１２が一色ずつ順次配置されている。

このパネル本体の電極配列は、図７に示すように、Ｍ行×Ｎ列の放電セルからなるマトリックス構成であり、行方向にはＭ行の走査電極ＳＣＮ1〜ＳＣＮMおよび維持電極ＳＵＳ1〜ＳＵＳMが配列され、列方向にはＮ列のデータ電極Ｄ1〜ＤNが配列されている。

従来のプラズマディスプレイパネルにおける１セルの構造は図８に示すような構造になっており、蛍光体層１２はスクリーン印刷法、フォトリソグラフィー法、インクジェット法やノズルまたはニードルから吐出する方法などによって形成されている。

このような蛍光体インク塗布方法のうち、スクリーン印刷法では、印刷版はフラットな面に接するのではなく、隔壁頂部に支えられた状態で蛍光体ペーストが転写されることになり、塗布膜厚を制御することが困難である。スクリーン印刷版の裏面の汚れなどが隔壁頂部に付着する問題が起るほかに、メタルメッシュにタワミやネジレなどが発生しやすく位置精度を保持することが難しい。この傾向は大型になるほど厳しくなりスクリーン印刷法での大型・高精細プラズマディスプレイの作製は非常に難しい状況になる。

また、フォトリソグラフィー法では、感光性蛍光体ペーストを隔壁パターン上に全面塗布して乾燥させ、露光及び現像工程を経てパターニングし、この塗布及び乾燥工程と露光及び現像工程を３色の感光性蛍光体ペーストについて繰り返して隔壁間に蛍光体層を形成するものであり、工程数が多く煩雑になる。

そこで、塗布膜厚を制御でき、工程も簡略化できる塗布手法として、インクジェット法およびノズルまたはニードルから吐出する方法が考えられるが、これらの手法はストライプ状の隔壁を有するプラズマディスプレイへの塗布には有効であるが、井桁状の隔壁を有するプラズマディスプレイへの塗布を考えた場合、塗布方向に対して垂直な方向の隔壁頂部への蛍光体インクの乗り上げや、塗布方向に対して垂直な方向の隔壁への塗布量に対して、塗布方向に対して平行な方向の隔壁への塗布量が、レオロジー的な要因から少なくなってしまい、発光が効率よく得られないという課題があった。

上記の課題を解決する手法として、特許文献１のように蛍光体ペーストの粘度を調整して隔壁壁面へも厚く蛍光体層を形成する方法が挙げられているが、基本的に重力がかかるため、隔壁壁面へは底部に比べ薄く形成されてしまう。また、特許文献２のように、２回以上の塗工を行う方法や、特許文献３のように、隔壁壁面に気孔率の高い薄膜を形成する方法が挙げられているが、工程数が増え煩雑になる。

また、これらの蛍光体層形成方法全てに共通する課題として、気泡含有、塗布抜け等があった。
特開２０００−１１８７５号公報 特開２０００−２０８０５７号公報 特開２００２−１８４３１７号公報

本発明はこのような課題を解決するもので、隔壁の壁面にも十分に蛍光体層が形成でき、効率の良い塗布面が得られるようにすることを目的とする。

そこで、上記課題を解決するために本発明は、基板上に形成された隔壁間に蛍光体インクを塗布した後の乾燥工程において、基板を水平面に対し所定の角度で揺動させるものである。

すなわち、本発明においては、基板上に形成された隔壁間に蛍光体インクを塗布する工程と、この塗布工程後に所定の温度で蛍光体インクを乾燥させる工程とを有し、前記乾燥工程において、基板を水平面に対し所定の角度で揺動させることを特徴とする。また、隔壁の方向と平行な方向にあるパネルの対称軸を軸として所定の角度で揺動させることを特徴とする。

また、本発明においては、乾燥工程において、基板を水平面に対し所定の角度で揺動させる工程と、鉛直方向の軸を中心として回転させる工程とを有することを特徴とする。さらに、乾燥工程において、基板面の対称中心点を通り鉛直方向と平行な軸を中心として回転させることを特徴とする。

なお、上記蛍光体ペーストのパターン塗布法としては、スクリーン印刷法、インクジェット法およびノズルまたはニードルから吐出する方法などが使用できる。

このような本発明によれば、隣接する隔壁で仕切られた空間の底面に塗布された蛍光体インクが壁面に広がり、隔壁の壁面にも十分に蛍光体層が形成され、効率の良い塗布面が得られる。さらに、塗布後の気泡含有、塗布抜け等の課題についても、この発明によって減少させることができる。

また、基板を水平面に対し所定の角度で揺動させる工程と、鉛直方向の軸を中心として回転させる工程とを併用することにより、単位放電セル内に塗布された蛍光体インクが隔壁の壁面全体に広がり、蛍光体インキの塗布方法に関わらず、隔壁壁面全体に同程度の蛍光体インキが塗布され、効率の良い塗布面が得られ、同時に、この工程によって、隔壁頂部に乗り上げた蛍光体インキを吹き飛ばす効果も得られる。さらに、塗布後の気泡含有、塗布抜け等の課題についても、この発明によって減少させることができる。

以下、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製造方法について、図１〜図３を用いて説明する。

図４〜図６により説明したように、プラズマディスプレイパネルは、前面側のガラス基板上に放電電極である表示電極４と誘電体層６および保護膜７が配された前面パネルと、背面側のガラス基板上にデータ電極１０、誘電体層９、隔壁１１、蛍光体層１２が配された背面パネルとを有する。前面パネルの保護膜７と、背面パネルの隔壁１１、および蛍光体層１２の間に形成される放電セル１３内に放電ガスを封入して構成される。このプラズマディスプレイパネルは、以下に述べるようにして作製される。

前面パネルは、前面ガラス基板上に表示電極４を形成し、その上を鉛系の誘電体ガラスの誘電体層６で覆い、更に誘電体層６の表面上に酸化マグネシウムの保護膜７を形成して作製する。表示電極４は、透明電極２ａ、３ａの上に母線２ｂ、３ｂが形成されることにより構成されており、透明電極がパターニングされた前面ガラス基板上に、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。誘電体層６はスクリーン印刷法と焼成によって形成する。保護膜７は、酸化マグネシウムからなり、スパッタリング法や真空蒸着法などで形成する。

一方、背面パネルは、背面ガラス基板上にデータ電極１０を形成し、その上に誘電体層９を形成し、さらにその上にストライプ状もしくは各放電セルを区分けする隔壁１１を所定のピッチで形成し、更に隔壁１１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１２を形成することにより作製する。データ電極１０は銀電極であって、背面ガラス基板上に、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。誘電体層９はスリットダイコートあるいはスクリーン印刷法により形成される。隔壁１１は、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されたり、いわゆるサンドブラスト法や、フォトリソグラフィー法などを用いても良い。隔壁１１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スクリーン印刷法あるいはインクジェット法およびノズルまたはニードルから吐出する方法によって塗布することにより蛍光体層１２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、ここでは以下に示す化学式で表される組成を有する蛍光体を用いる。

赤色蛍光体：（Ｙ_XＧｄ_1-X）ＢＯ₃：Ｅｕ³⁺あるいはＹＢＯ₃：Ｅｕ³⁺
緑色蛍光体：ＢａＡｌ₁₂Ｏ₁₉：ＭｎあるいはＺｎ₂ＳｉＯ₄：ＭｎあるいはＹＢＯ₃：Ｔｂ
青色蛍光体：ＢａＭｇＡｌ₁₀Ｏ₁₇：Ｅｕ²⁺
プラズマディスプレイパネルは、上述のようにして作成した前面パネルと背面パネルを、封着用ガラスを用いて張り合わされると共に、隔壁１１で仕切られた放電セル内を高真空（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。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８００Ｔｏｒｒの範囲に設定する。

次に、蛍光体層の形成方法について説明する。ストライプ状の隔壁を有するプラズマディスプレイパネルの背面パネルに蛍光体インキをスクリーン印刷法あるいはインクジェット法およびノズルまたはニードルから吐出する方法によって塗布し、通常の乾燥および焼成を行う従来の蛍光体層形成法では、図８に示すように、隔壁の壁面に形成される蛍光体層の膜厚は、底部に形成される膜厚に比べて薄くなり、効率の良い発光面が得られない。

本発明においては、蛍光体塗布後の乾燥時にパネルを揺動させるようにする。すなわち、図１に示すように、パネル２１を正面から見たとき隔壁方向と平行な方向にある対称軸を軸として、パネル２１と水平面とのなす角をθとして、±θの範囲(０度<θ<４５度)で揺動させる方法である。乾燥温度は１００℃〜１２０℃の範囲で、乾燥時間は２０分〜６０分が好ましい。また、揺動周期は０．１Ｈｚ〜２Ｈｚが好ましい。膜厚の調整は、振動角度、振動周期、蛍光体インキの蛍光体充填率等を調整することにより行う。このとき、パネルを傾けることによって塗布した蛍光体インキが隔壁頂部へ乗り上げないような振動角度θにすることは言うまでもない。あるいは、隔壁頂部に接し、基板振動時の蛍光体インキの乗り上げを防ぐことができるようなマスクを使用するのもよい。なお、１１は隔壁である。

この方法によって、図２に示すようにストライプ状の隔壁１１の壁面へも蛍光体が厚く塗布され、効率の良い発光面が得られる。

また、放電セルの全側面に隔壁が形成されている構成のパネルの場合は、蛍光体インキをスクリーン印刷法あるいはインクジェット法およびノズルまたはニードルから吐出する方法によって塗布した後、乾燥工程において、図１に示すように揺動を行うと同時に、図３の矢印Ａに示すように、基板面の対称中心点を通り鉛直方向と平行な軸を回転軸として基板を回転させる。このとき、回転周期は６０ｓ〜３００ｓで行うのが好ましい。乾燥温度は１００℃〜１２０℃の範囲で、乾燥時間は２０分〜６０分が好ましい。また、揺動周期は０．１Ｈｚ〜２Ｈｚが好ましい。

次に具体的な実施例について、説明する。

（実施例１）
ストライプ状の隔壁を有するプラズマディスプレイパネルの背面パネルにおいて、隔壁間に蛍光体インキをインクジェット法で塗布した。このとき、隔壁高さの８０％まで塗布した。続いて、パネルを正面から見たとき隔壁方向と平行な方向にある対称軸を軸として、パネルと水平面とのなす角±５度、揺動数１Ｈｚで揺動させながら、乾燥温度１００℃、乾燥時間３０分で乾燥を行った。その結果、隔壁壁面に一様に厚い膜が得られた。この基板を用いて作製したプラズマディスプレイパネルの発光輝度は、通常の工程で作製されたものに比べ、３％高い輝度が得られた。

（実施例２）
隔壁が井桁状に形成されているプラズマディスプレイパネルの背面パネルにおいて、各放電セルに蛍光体インキを印刷法によって塗布した。このとき、隔壁高さの８０％まで塗布した。続いて、パネルを正面から見たとき隔壁方向と平行な方向にある対称軸を軸として、パネルと水平面とのなす角±５度、揺動数１Ｈｚで揺動させると同時に、背面パネルの対称中心点を通り鉛直方向と平行な軸を回転軸として、回転周期３００ｓで回転させながら、乾燥温度１００℃、乾燥時間３０分で乾燥を行った。その結果、各放電セルの隔壁壁面全体に一様に厚い膜が得られた。この基板を用いて作製したプラズマディスプレイパネルの発光輝度は、通常の工程で作製されたものに比べ、５％高い輝度が得られた。

以上述べたように本発明によれば、プラズマディスプレイパネルの背面パネル製造工程において、蛍光体インキを塗布した後の乾燥時に背面基板を振動および回転することにより、隔壁の壁面に厚い蛍光体層を形成することができ、高発光効率のプラズマディスプレイパネルが実現できる。

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製造方法において、パネルを揺動させている様子を示す説明図 本発明により得られるパネルの要部を示す概略断面図 本発明の他の実施の形態を示す説明図 プラズマディスプレイパネルを一部を切り欠いて示す斜視図 図４のＡ−Ａ線で切断した断面図 図４のＢ−Ｂ線で切断した断面図 同パネルの電極配列を示す配線図 従来の製造方法により得られた背面パネルの要部を示す概略断面図

符号の説明

１、８ 基板
２ 走査電極
３ 維持電極
２ａ、３ａ 透明電極
４ 表示電極
９ 誘電体層
１０ データ電極
１１ 隔壁
１２ 蛍光体層
２１ パネル

Claims (4)

1. 基板上に形成された隔壁間に蛍光体インクを塗布する工程と、この塗布工程後に所定の温度で蛍光体インクを乾燥させる工程とを有し、前記乾燥工程において、基板を水平面に対し所定の角度で揺動させ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。
2. 隔壁の方向と平行な方向にあるパネルの対称軸を軸として所定の角度で揺動させることを特徴とする請求項１に記載のプラズマディスプレイパネルの製造方法。
3. 乾燥工程において、基板を水平面に対し所定の角度で揺動させる工程と、鉛直方向の軸を中心として回転させる工程とを有することを特徴とする請求項１に記載のプラズマディスプレイパネルの製造方法。
4. 乾燥工程において、基板面の対称中心点を通り鉛直方向と平行な軸を中心として回転させることを特徴とする請求項３に記載のプラズマディスプレイパネルの製造方法。

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