JP2008016218A - プラズマディスプレイパネルの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】プラズマディスプレイパネルにおいて、高精細化にも対応し、精度良く蛍光体層を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。
【解決手段】少なくとも蛍光体粒子と溶剤とを含む蛍光体インクを用いて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において、蛍光体インクを、直径φ３００μｍ以下のノズル２４中を１００ＭＰａ以上の圧力を加えて通過させて蛍光体粒子を分散させる工程を有し、その工程により蛍光体粒子を分散させた蛍光体インクを用いて蛍光体層を形成する。
【選択図】図１

Description

本発明は、高精度且つ安価な薄型大画面カラー表示装置に用いられ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。

プラズマディスプレイパネルには、大別して、駆動方法についてＡＣ型とＤＣ型があり、放電形式については面放電型と対向放電型の２種類がある。高精細化、大画面化および製造の簡便性から、現状では、プラズマディスプレイパネルの主流は、３電極構造の面放電型のものである（例えば特許文献１参照）。

面放電型のプラズマディスプレイパネル（以下、ＰＤＰとも言う）の構造を、図４に示す。このＰＤＰは、ガラス製の前面基板１と背面基板２とを、その間に放電空間を形成するように対向配置することにより構成されている。

前面基板１上には、表示電極を構成する走査電極３と維持電極４とが互いに平行に対をなして複数形成されている。そして、走査電極３および維持電極４を覆うように誘電体層５が形成され、誘電体層５上には保護層６が形成されている。走査電極３と維持電極４はそれぞれ、透明電極３ａ、４ａと、金属材料からなるバス電極３ｂ、４ｂとから構成される。前面基板１上に以上の要素が設けられることにより、前面板ユニット７が構成されている。

また、背面基板２上には、絶縁体層８で覆われた複数のデータ電極９が設けられ、その絶縁体層８上には井桁状の隔壁１０が設けられている。また、絶縁体層８の表面および隔壁１０の側面には蛍光体層１１が設けられている。背面基板２上に以上の要素が設けられることにより、背面板ユニット１２が構成されている。

上記構成の前面板ユニット７と背面板ユニット１２とは、走査電極３および維持電極４とデータ電極９とが交差するように対向配置されており、その間に形成される放電空間には、放電ガスとして、例えばネオンとキセノンの混合ガスが封入されている。蛍光体層１１には、放電により赤色、緑色、青色に発光する蛍光体が用いられ、放電により発生する波長の短い真空紫外光によって蛍光体を励起し、赤色、緑色、青色の放電セルからそれぞれ赤色、緑色、青色の可視光を発することによりカラー表示を行っている。
特開２００３−２４３３２８号公報

現在製品化されているＰＤＰは、放電におけるＸｅから放出される１４７ｎｍの真空紫外線によって、セル内に塗布されて赤、緑、青の紫外線励起蛍光体を励起発光させて輝度が得られている。

４２インチクラスのＰＤＰの画素レベルは、画素数６４０×４８０個、セルピッチ０．４３ｍｍ×１．２９ｍｍ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１９２０×１０８０となり、セルピッチも４２インチクラスで０．１６ｍｍ×０．４８ｍｍの細かさになる。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層の高精度形成技術が望まれている。

しかしながら、スクリーン印刷法による蛍光体塗布では、微細なセルおよび大版化により、蛍光体インクを精度良くセル内に充填することが困難であるといった課題がある。これは、高粘度のインクを狭い領域を通して、精度良く塗布することが困難なためである。また、蛍光体と感光性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色について行うため、工程時間の長時間化、材料利用効率の問題、現像残渣による後工程への影響等の課題がある。

このような課題を解決できる蛍光体塗布方法として、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。

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（０．１６ｍｍ以下の間隔にインクを入れるためには、ノズル径を０．１６ｍｍ以下にする必要がある）ため、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。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が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、紫外線により励起発光が効率的に行われず、高い輝度が得難いという課題がある。

本発明は、上記課題を解決するもので、ＰＤＰにおいて、高精細化に対応し、精度良く蛍光体層を形成できる製造方法を提供することを目的とするものである。

本発明は、前記目的を達成するために、少なくとも蛍光体粒子と溶剤とを含む蛍光体インクを用いて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において、前記蛍光体インクを、直径φ３００μｍ以下のノズル中を１００ＭＰａ以上の圧力を加えて通過させて前記蛍光体粒子を分散させる工程を有し、前記蛍光体粒子を分散させる工程を経た蛍光体インクを用いて前記蛍光体層を形成することを特徴とする。

本発明によれば、少なくとも蛍光体粒子と溶剤とを含む蛍光体インクを用いて蛍光体インクをノズルから連続的に吐出させて蛍光体層を形成することにより、高精細化にも対応し、精度良く蛍光体層を形成することができる。

上記構成の本発明のプラズマディスプレイパネルの製造方法において、前記ノズルを２つ以上設け、前記蛍光体インクを前記２つ以上のノズルを通過させて、通過後の前記蛍光体インクを衝突させることにより、前記蛍光体粒子を分散させることが好ましい。

また、前記蛍光体インク中の固形分を１０ｖｏｌ％以下にすることが好ましい。

また、前記蛍光体インクは、体積比で前記蛍光体粒子１００に対して１０〜５０の樹脂成分を含むことが好ましい。

また、膜形成後の前記蛍光体粒子の中心粒径が０．８μｍ以下であり、最大粒径が１．５μｍ以下であることが好ましい。

以下に、本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。

本実施の形態において、ＰＤＰの構造は図４に示したものと同様である。ＰＤＰの一方の前面パネル７（図４参照）は、前面ガラス基板１上に走査電極３と維持電極４からなる放電電極とブラックストライプ（図示せず）を形成し、その上を誘電体ガラス層からなる誘電体層５で被覆し、さらに誘電体層５の表面にＭｇＯからなる保護膜６を形成することによって作製される。

本実施の形態では、ブラックストライプは、感光性樹脂を含むブラックストライプ用ペーストを、スクリーン印刷法により前面ガラス基板上に均一に塗布し、乾燥後、露光・現像処理によりパターン形成し焼成することにより形成する。

放電電極は銀電極であって、感光性樹脂を含む電極用ペーストをスクリーン印刷法により前面ガラス基板１上に均一に塗布し、乾燥後、露光・現像処理によりパターン形成し焼成により放電電極を形成する。

誘電体ガラス層は、酸化鉛６５重量％、酸化ホウ素１５重量％、酸化ケイ素２０重量％のガラス組成の粉末を溶媒、樹脂とを混合してペースト化したものをスクリーン印刷法で塗膜を形成し、乾燥後、焼成することにより形成する。また、ＭｇＯ保護層は、酸化マグネシウムを蒸着することにより形成する。

背面パネル１２は、背面ガラス基板２上にデータ電極９を形成し、その上に隔壁１０を所定のピッチで形成し、隔壁１０間に赤色、緑色、青色の蛍光体により、蛍光体層１１を形成することにより作製する。

本実施の形態では、データ電極９は銀電極であって、感光性樹脂を含む電極用ペーストをスクリーン印刷法により前面ガラス基板２上に均一に塗布し、乾燥後、露光・現像処理によりパターン形成し焼成によりデータ電極９を形成する。隔壁１０は、スクリーン印刷で隔壁材料の膜を形成したのち乾燥して、感光性樹脂を含むドライフィルムにより露光・現像処理でパターン形成した後、サンドブラストにより掘削し、ドライフィルムを剥離し、焼成することで形成する。

また、蛍光体としては、赤色［ＹＢＯ₃：Ｅｕ³⁺］、緑色［Ｚｎ₂ＳｉＯ₄：Ｍｎ］、青色［ＢａＭｇＡｌ₁₀Ｏ₁₇：Ｅｕ²⁺］のそれぞれの蛍光体粒子を用い、蛍光体インクしたものをインク吐出法によって塗布し、蛍光体層１１を形成する。

上述のように作製した前面パネル７と背面パネル１２を封着用ガラスを用いて張り合わせた後、パネル内を排気し、Ｎｅ−Ｘｅガスを所定の圧力で封入してＰＤＰを作製する。

ここで、蛍光体インクの材料には、蛍光体として、赤色［ＹＢＯ₃：Ｅｕ³⁺］、緑色［Ｚｎ₂ＳｉＯ₄：Ｍｎ］、青色［ＢａＭｇＡｌ₁₀Ｏ₁₇：Ｅｕ²⁺］、樹脂としてエチルセルロースを用い、図３に示す（表１）記載の組成比で混合し、残りの分量を溶剤のα−テルピネオールで調整することにより、蛍光体インクの混合液を作製した。なお、（表１）において、蛍光体固形分が蛍光体粒子の分量を示している。

蛍光体インクの前記樹脂の代替として、ニトロセルロースやヒドロキシエチルセルロースなどのセルロース系樹脂、ポリブチルアクリレート、ポリメタクリレートなどのアクリル系樹脂や共重合体、ポリビニルアルコール、ポリビニルブチラールなどのうち１種、もしくは２種以上を併用した場合でも、同様の結果が得られる。

また、前記溶剤の代替として、β−、γ−テルピネオールなどのテルペン類、エチレングリコールモノアルキルエーテル類、エチレングリコールジアルキルエーテル類、ジエチレングリコールモノアルキルエーテル類、ジエチレングリコールジアルキルエーテル類、エチレングリコールモノアルキルエーテルアセテート類、エチレングリコールジアルキルエーテルアセテート類、ジエチレングリコールモノアルキルエーテルアセテート類、ジエチレングリコールジアルキルエーテルアセテート類、プロピレングリコールモノアルキルエーテル類、プロピレングリコールジアルキルエーテル類、プロピレングリコールモノアルキルエーテルアセテート類、プロピレングリコールジアルキルエーテルアセテート類、メタノール、エタノール、イソプロパノール、１−ブタノールなどのアルコール類等のうち１種又は、２種類以上を混合したものを用いた場合でも、同様の結果が得られる。

本実施の形態は、上記のようにして作製した蛍光体インクを用いて蛍光体層１１を形成する製造方法に特徴を有する。すなわち、上述の蛍光体インクを、直径φ３００μｍ以下のノズル中を１００ＭＰａ以上の圧力を加えて通過させて分散させる工程を有し、その工程により分散させた蛍光体インクを用いて蛍光体層１１を形成する。

そして、分散後の蛍光体インクは、インクジェット装置により、各色を背面板セルに吐出し、１００℃で乾燥した後、５００℃で焼成し、蛍光体層１１を形成する。

図１は、本実施の形態の製造方法において、蛍光体インクを分散する工程を実施するための装置の構成を示す。図１において、２１は蛍光体インクを収容したタンク、２２はこのタンク２１から蛍光体インクを循環させるための循環ポンプ、２３は圧力発生器、２４はノズルで、これらのタンク２１、循環ポンプ２２、圧力発生器２３、ノズル２４により蛍光体インクを分散させる経路を構成している。

すなわち、上述のような混合液である蛍光体インクについて、直径φ３００μｍ以下のノズル２４中を、圧力発生器２３により１００ＭＰａ以上の圧力を加えて通過させ、分散させる工程を実施するものである。

また、図２は、蛍光体インクを分散する工程の別の例を実施するための装置の構成を示しており、図２において、図１と同一部分については同一番号を付している。

この図２に示す例では、ノズル２４を２つ以上（図２のものは２つ）設けることにより、その２つ以上のノズルによる２系統以上の経路を設け、その２つ以上のノズル２４による経路を通過させ、通過後の蛍光体インクを衝突させることにより、分散させるものである。なお、このノズル２４は、図１に示す例と同様、直径φ３００μｍ以下のもので、また圧力発生器２３により１００ＭＰａ以上の圧力を加えて通過させるように構成されている。

この図１に示すノズルの１系統による分散の工程を設けた場合と、図２に示すノズルの２系統による分散の工程を設けた場合について、ノズル径、圧力発生器による圧力を変化させたときの蛍光体インクの評価を行った。具体的実施例におけるノズル径、圧力については、（表１）に記載の通りである。

なお、（表１）においては、分散後の評価として、蛍光体粒子の粒度分布（装置：マイクロトラックＨＲＡ）と沈降性（固液分離開始時間）を評価した。すなわち、インク安定性の基準として、粒度分布については、中心粒径：０．８μｍ以下、最大粒径１．５μｍ以下、沈降性については４時間以上を条件とし、この条件を満たすものを「○」、満足しないものを「×」とした。

この（表１）から明らかなように、本発明によれば、蛍光体インクのインク安定性が良好で、この結果、高精細化に対応し、精度良く蛍光体層を形成することができる。

以上のように本発明によれば、高精細化に対応し、精度良く安定的に蛍光体層の形成が可能であり、高精細ＰＤＰを実現する上で有用である。

本発明の一実施の形態におけるプラズマディスプレイパネルの製造方法を実施するための装置の一例を示す構成図 本発明の一実施の形態におけるプラズマディスプレイパネルの製造方法を実施するための装置の他の例を示す構成図 本発明の一実施の形態により得られた蛍光体インクの安定性を評価する測定結果を示す表 プラズマディスプレイパネルの構成を示す分解斜視図

符号の説明

２１ タンク
２２ 循環ポンプ
２３ 圧力発生器
２４ ノズル

Claims (5)

1. 少なくとも蛍光体粒子と溶剤とを含む蛍光体インクを用いて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において、前記蛍光体インクを、直径φ３００μｍ以下のノズル中を１００ＭＰａ以上の圧力を加えて通過させて前記蛍光体粒子を分散させる工程を有し、前記蛍光体粒子を分散させる工程を経た蛍光体インクを用い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。
2. 前記ノズルを２つ以上設け、前記蛍光体インクを前記２つ以上のノズルを通過させて、通過後の前記蛍光体インクを衝突させることにより、前記蛍光体粒子を分散させる請求項１に記載のプラズマディスプレイパネルの製造方法。
3. 前記蛍光体インク中の固形分を１０ｖｏｌ％以下にする請求項１に記載のプラズマディスプレイパネルの製造方法。
4. 前記蛍光体インクは、体積比で前記蛍光体粒子１００に対して１０〜５０の樹脂成分を含む請求項１に記載のプラズマディスプレイパネルの製造方法。
5. 膜形成後の前記蛍光体粒子の中心粒径が０．８μｍ以下であり、最大粒径が１．５μｍ以下である請求項１に記載のプラズマディスプレイパネルの製造方法。
   
   

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