JP2010003423A - プラズマディスプレイパネルの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】保護層上に金属酸化物の結晶粉体を良好に散布し得るＰＤＰの製造方法を提供することによって、良好な画像表示が可能なＰＤＰを実現することを目的とする。
【解決手段】前面パネル２と背面パネル１０とが放電空間１６を挟んで対向配置され、前記前面パネル２は、前記放電空間１６に面する側に、走査電極４及び維持電極５からなる表示電極対６と誘電体層８と保護層９とが順次積層され、前記背面パネル１０には、前記表示電極対６と前記放電空間１６を隔てて交差するアドレス電極１２が配され、前記交差する箇所に放電セルが形成されてなるプラズマディスプレイパネル１の製造方法であって、前記保護層９上に、金属酸化物の結晶を含む粉体９ａと溶剤とから構成されるインクを塗布する工程を備え、前記溶剤は、２種類の溶剤を含むことを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、保護層上に酸化マグネシウムの結晶粉体を散布する工程を備え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、コンピュータやテレビジョン受像機等に用いられているディスプレイ装置において、大画面で薄型軽量化を実現することのできるプラズマディスプレイ装置が注目されている。

このプラズマディスプレイパネル（以下、「ＰＤＰ」という。）は、ＤＣ（直流）型とＡＣ（交流）型とがあり、信頼性、画質など様々な面でＡＣ型が優れているため、現在のＰＤＰの主流はＡＣ型となっている。

ＰＤＰは、前面パネルと背面パネルとで放電空間を挟んだ構造となっている。

前面パネルには、ガラス基板の主面に、走査電極と維持電極との対による表示電極対と、この表示電極対を覆うように誘電体層と、さらにその誘電体層を覆うように保護層と、が形成されている。

一方、背面パネルには、ガラス基板の主面に、アドレス電極と、このアドレス電極を覆うように誘電体層と、この誘電体層上にアドレス電極を挟む位置関係に隔壁が、形成されている。そして、隔壁間には蛍光体層が塗布されている。

そして、以上のように作成された前面パネルと背面パネルとは、その電極形成面側を対向させて設置され、その周辺部をフリットガラス等で封着され、内部に、例えばＮｅ−Ｘｅの放電ガスを４００Ｔｏｒｒ〜６００Ｔｏｒｒの圧力で封入することでＰＤＰが形成される。

ここで、前記保護層は、例えば、ＭｇＯ膜を真空中で電子ビーム（以下、ＥＢ）により蒸発させることで形成するＥＢ真空蒸着法を用いて形成されている。さらには、近年、テレビは高精細化が進んでおり、市場では低コスト・低消費電力・高輝度のフルＨＤ（ハイ・デフィニション（１９２０×１０８０画素）：プログレッシブ表示）ＰＤＰが要求されており、このような要求を満足するため、アドレス放電を発生させるための初期電子の放出特性を改善するため、保護層上に、例えば、金属酸化物であるＭｇＯの結晶粉体を散布した構成が提案されている（例えば、特許文献１、２参照）。
国際公開第２００４／０４９３７５号パンフレット 特開２００８−１６２１４号公報

従来、ＭｇＯの結晶粉体を散布する方法としては、スプレーガンを用いたスプレー法により、ＭｇＯ結晶粉体を溶液に分散させたインクを保護層上に吹き付けることで、保護層上に散布する工程が知られている。

しかしながらスプレーガンを用いたスプレー法は、吐出量や飛散方向のバラツキにより、保護層上におけるＭｇＯ結晶粉体の被覆率の面内バラツキが大きくなるという課題があり、ＰＤＰの各放電セルにおける放電制御が困難となってしまう。さらには、必要エリア外にもインクが飛散する為、インクの使用効率が低いなどの課題もある。

本発明は、このような現状に鑑みてなされたものであり、保護層上に金属酸化物の結晶粉体を良好に散布し得るＰＤＰの製造方法を提供することによって、良好な画像表示が可能なＰＤＰを実現することを目的とする。

前記目的を達成するために本発明のプラズマディスプレイパネルの製造方法は、前面パネルと背面パネルとが放電空間を挟んで対向配置され、前記前面パネルは、前記放電空間に面する側に、走査電極及び維持電極からなる表示電極対と誘電体層と保護層とが順次積層され、前記背面パネルには、前記表示電極対と前記放電空間を隔てて交差するアドレス電極が配され、前記交差する箇所に放電セルが形成されてなるプラズマディスプレイパネルの製造方法であって、前記保護層上に、スリットコータ法により金属酸化物の結晶を含む粉体と溶剤とから構成されるインクを塗布する工程を備え、前記溶剤は、２種類の溶剤と飽和脂肪酸を含有し、この飽和脂肪酸の含有量が、０．１ｗｔ％以下であることを特徴とするものである。

本発明によれば、保護層上に金属酸化物の結晶粉体を良好に散布し得るプラズマディスプレイパネルの製造方法を提供することができ、もって良好な画像表示が可能なＰＤＰを実現することができる。

以下、本発明の一実施の形態によるＰＤＰの製造方法について図を用いて説明するが、本発明の実施の態様はこれに限定されるものではない。

図１は、本発明の一実施の形態によるＰＤＰの製造方法により製造されるＰＤＰの概略構造を示す断面斜視図である。ＰＤＰ１は、前面ガラス基板３などよりなる前面パネル２と、背面ガラス基板１１などよりなる背面パネル１０とが対向して配置され、その外周部をガラスフリットなどからなる封着材によって気密封着して構成されている。封着されたＰＤＰ１内部の放電空間１６には、ネオン（Ｎｅ）およびキセノン（Ｘｅ）などの放電ガスが４００Ｔｏｒｒ〜６００Ｔｏｒｒの圧力で封入されている。

前面パネル２の前面ガラス基板３上には、走査電極４および維持電極５よりなる一対の帯状の表示電極６と遮光層７が互いに平行にそれぞれ複数列配置されている。前面ガラス基板３上には表示電極６と遮光層７とを覆うようにコンデンサとしての働きをする誘電体層８が形成され、さらにその表面に酸化マグネシウム（ＭｇＯ）などからなる保護層９が形成されている。

保護層９は、ＥＢ蒸着機やプラズマガン蒸着機などを用いた成膜法、スパッタ法またはＣＶＤ法などに代表される薄膜プロセスで形成され、ＭｇＯを主成分とし、放電によって発生した高エネルギーのイオンから走査電極４、維持電極５及び誘電体層８を保護すると同時に、放電空間に２次電子を効率よく放出して放電開始電圧を低減する機能を有する。

そして、この保護層９上には、金属酸化物の結晶を含む粉体として、例えばＭｇＯの結晶粉体９ａが散布されている。ここで、結晶粉体９ａは、結晶粉体９ａを含むインクをスリットコータ法により保護層９上に均一に塗布し、乾燥することにより散布する。

結晶粉体９ａは、平均粒子径が０．９μｍ以上、２μｍ以下の、単独で生成されたＭｇＯを主成分とするものであって、結晶性が高いＭｇＯを含んでいる割合が保護層９よりも高く、保護層９よりも放電空間に２次電子をより効率よく放出して放電開始し易くする機能を有する。なお、ここでいう平均粒子径とは、体積累積平均径（Ｄ５０）のことを意味している。

そして、背面パネル１０の背面ガラス基板１１上には、前面パネル２の走査電極４および維持電極５と交差する方向に、複数の帯状のアドレス電極１２が互いに平行に配置され、これを下地誘電体層１３が被覆している。さらに、アドレス電極１２間の下地誘電体層１３上には放電空間１６を区切る所定の高さの隔壁１４が形成されている。隔壁１４間の溝にアドレス電極１２毎に、紫外線によって赤色、緑色および青色にそれぞれ発光する蛍光体層１５が順次塗布して形成されている。走査電極４および維持電極５とアドレス電極１２とが交差する位置に放電セルが形成され、表示電極６方向に並んだ赤色、緑色、青色の蛍光体層１５を有する放電セルがカラー表示のための画素になる。

ここで、前述の平均粒子径の範囲については、平均粒子径が０．９μｍ以下であると結晶性の高いＭｇＯの割合が少なく、所望の２次電子の放出効率を得ることが出来ないため、放電開始をし易くする機能が損なわれ、また、平均粒子径が２μｍ以上の場合には、前面パネル２と背面パネル１０とを張り合わせたときに背面パネル１０に形成されている隔壁１４が破壊されてしまう確率が上昇してしまい、その結果、不灯など不良の発生率が上昇してしまうので、平均粒子径は、安定的にパネル品質を確保する意味でも、上述した範囲とすることが望ましい。

なお、上述した本発明の一実施の形態によるＰＤＰを製造する際の、結晶粉体９ａの散布について、以下、詳細に説明する。

まず、スリットコータ法により結晶粉体９ａを散布するに際して、インクの材料として、結晶粉体９ａとしては０．９〜２μｍのＭｇＯの単結晶粉体を、また、溶剤Ａとして３−メトキシ−３−メチル−１−ブタノール、溶剤Ｂとしてα−テルピネオールを用いた。また、比較のため、溶剤Ｂの含有率を、５ｗｔ％（実施例１−１）、７．５ｗｔ％（実施例１−２）、１０ｗｔ％（実施例１−３）、０ｗｔ％（比較例１）に変化させた、４種類のインクを作成した。なお、結晶粉体９ａの含有率は、１−１〜１−４いずれも１ｗｔ％とした。

なお、インクの作成に際しては、上記の材料を混合し、その上で、結晶粉体９ａの表面にチッピング等の格子欠陥を起こさないように超音波を行って振幅２０μｍで３０分間分散させることで行った。そして以上のようにして形成したインクを、スリットコータ法を用いて、ｗｅｔ膜厚が１０〜１５μｍとなるように保護層９上に塗布し、その後、５Ｐａまで真空排気する真空乾燥により乾燥させることで、結晶粉体９ａによる層を形成した。

ここで、必要箇所に一定の吐出量で均一な濃度のインクを塗布することが可能なスリットコータ法を用いて結晶粉体９ａによる層を保護層９上に形成しようとしても、図２に模式的に概略断面図で示すように、保護層９上に異物１７が存在すると、異物１７の周辺は、異物１７を核として結晶粉体９ａがはじかれてしまうことによる散布ムラである「欠陥」領域１８が発生してしまい、このような欠陥領域１８が存在する場合、放電制御が困難になる、あるいは、表示欠陥になるという問題が発生していた。

そこで、上述した、実施例１−１〜１−３および比較例１において発生した、異物１７を核とした、結晶粉体９ａが存在しない、或は周辺領域に比べて被覆率が低い欠陥領域１８のサイズを、光学顕微鏡で測定し、その面積を円として近似した場合の直径を欠陥サイズとして算出した。

そして図３に、保護層９上の異物１７の径とその周囲に形成された欠陥サイズとの相関をグラフとして示した。

ここで、工程内で発生する異物１７の径の上限は１５０μｍであると共に、デバイスとして許容が可能な欠陥サイズの上限は、点灯不良を起こさない径の上限である２８０μｍである為、異物１７の径に対する欠陥サイズの比は、１．８７以下であることが必要不可欠となる。

図３に示す結果から、溶剤Ｂが５ｗｔ％（実施例１−１）、７．５ｗｔ％（実施例１−２）、１０ｗｔ％（実施例１−３）の場合には、異物径に対する欠陥サイズの比はそれぞれ１．８３（実施例１−１）、１．６７（実施例１−２）、１．００（実施例１−３）となり、全て閾値の１．８７以下であり、良好な表示特性を持つプラズマディスプレイを提供することが可能であることが分かった。

これは、溶剤Ａに溶剤Ｂを一定割合以上混合することにより、乾燥時の、異物１７の存在による凹凸により発生する対流を抑制することが可能となるため、結晶粉体９ａの移動が抑制され、欠陥サイズが小さくなったものと考えられる。

これに対し、溶剤Ｂが０ｗｔ％（比較例１）の場合には、異物１７の径に対する欠陥サイズの比が４．５０と閾値の１．８７以上であり、良好な表示特性を持つプラズマディスプレイを提供することが困難であることがわかる。

これは、溶剤Ａのみの単一溶媒である為に、乾燥時に、異物１７の凹凸による膜厚の勾配により表面張力勾配が発生した際に、溶剤Ａが異物１７から離れる方向へ規則的かつ均一な対流が生じ、それに伴い結晶粉体９ａが異物１７の中心から外側へ移動した結果である。

以上の結果から、インク中の溶剤は２種類以上の溶剤から成り、かつ一方の溶剤の含有率が少なくとも５ｗｔ％以上であることが必要であることがわかる。

また、上述したＰＤＰの製造方法において、保護層９上に存在する異物１７の成分を分析した結果、ＳｉやＦといった疎水性を示す元素であることが判明した。

そこで、新たにインクの材料として、実施例１−１〜１−３で使用したインク中に、インクの表面張力を抑制する効果がある飽和脂肪酸Ｘを０．１ｗｔ％添加した。

そして、上記材料の混合物を、同様に、結晶粉体９ａの表面にチッピング等の格子欠陥を起こさないように超音波を行って振幅２０μｍで３０分間分散させることでインクを作製した。

そしてこのインクを、スリットコータ法を用いてｗｅｔ膜厚が１０〜１５μｍとなるように保護層９上に塗布し、５Ｐａまで真空排気する真空乾燥により乾燥させ、結晶粉体９ａによる層を形成した。このようにして形成した場合、上述した実施例１−１〜１−３において、従来例１よりは程度が小さくＰＤＰの画像表示に悪影響を与えない程度ではあるが、発生が確認された欠陥が、観察されなかった。

これは、保護層９上の異物が疎水性を示すのに対して、インク中にも疎水基を有する飽和脂肪酸Ｘを添加することで、異物１７の凹凸により発生する前記表面張力勾配を抑制し得た、という結果であると考えられる。また、飽和脂肪酸Ｘに含まれる炭素数は、２０以下のものにおいて、欠陥を発生することなく結晶粉体を散布・形成できることを確認し、良好な表示特性を持つプラズマディスプレイを提供することが可能となった。

以上のように本発明は、大画面、高精細のＰＤＰを提供する上で有用な発明である。

本発明の一実施の形態によるＰＤＰの製造方法により製造されるＰＤＰの概略構造を示す断面斜視図 異物と欠陥領域との関係を模式的に示す概略断面図 異物径と欠陥サイズとの相関を示す図

符号の説明

１ ＰＤＰ
２ 前面パネル
３ 前面ガラス基板
４ 走査電極
５ 維持電極
６ 表示電極
７ 遮光層
８ 誘電体層
９ 保護層
９ａ 結晶粉体
１０ 背面パネル
１１ 背面ガラス基板
１２ アドレス電極
１３ 下地誘電体層
１４ 隔壁
１５ 蛍光体層
１６ 放電空間
１７ 異物
１８ 欠陥領域

Claims (3)

1. 前面パネルと背面パネルとが放電空間を挟んで対向配置され、前記前面パネルは、前記放電空間に面する側に、走査電極及び維持電極からなる表示電極対と誘電体層と保護層とが順次積層され、前記背面パネルには、前記表示電極対と前記放電空間を隔てて交差するアドレス電極が配され、前記交差する箇所に放電セルが形成されてなるプラズマディスプレイパネルの製造方法であって、
   前記保護層上に、スリットコータ法により金属酸化物の結晶を含む粉体と溶剤とから構成されるインクを塗布する工程を備え、前記溶剤は、２種類の溶剤と飽和脂肪酸を含有し、この飽和脂肪酸の含有量が、０．１ｗｔ％以下であ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. 前記飽和脂肪酸は、その炭素数が２０以下であることを特徴とする請求項１記載のプラズマディスプレイパネルの製造方法。
3. 前記金属酸化物の結晶を含む粉体が、酸化マグネシウムの単結晶粉体であることを特徴とする請求項１記載のプラズマディスプレイパネルの製造方法。

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