JP2010282736A - プラズマディスプレイパネルの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】蛍光体の輝度低下が抑制でき、高精細のプラズマディスプレイパネルを効率よく製造できる製造方法を提供する。
【解決手段】プラズマディスプレイパネルの製造方法は、隔壁（９）を形成し、当該隔壁（９）によって隔てられた複数の凹部（１１）を形成する工程と、前記凹部（１１）に、インクジェット装置を用いて蛍光体インクを塗布する工程と、を有する。そして、前記蛍光体インクは、平均粒径が１μｍ以上である蛍光体と、溶媒と、分散剤を含み、かつ前記蛍光体インク中の前記蛍光体の重量比が４０％以上７０％以下である。
【選択図】図２

Description

本発明は、画像表示に用いられるプラズマディスプレイパネルの製造方法、特に、インクジェット装置を用いた製造方法に関する。

近年、大画面で薄型軽量を実現できるカラー表示デバイスとしてプラズマディスプレイパネル（以下、「ＰＤＰ」と略記する）が注目されている。

このようなＰＤＰにおいて、蛍光体を塗布することができるインクジェット工法が提案されている（特許文献１参照）。特許文献１では、平均粒径が０．００１μｍ以上１．０μｍ未満の蛍光体を有機溶剤中に分散させたインクを作製し、インクジェットのヘッド先端から吐出させる方法を示している。

特開２００４−６３２４６号公報

しかしながら、上記のような平均粒径が０．００１μｍから１μｍの蛍光体は、蛍光体を粉砕して小さくしたり、蛍光体粉体をふるいにかけて選別する必要がある。蛍光体を粉砕した場合、輝度が低くなる可能性があり、プラズマディスプレイパネルの発光特性を満足することが出来ないことが考えられる。また、平均粒径が１．０μｍ未満の蛍光体をふるいで選別する場合は歩留が悪い。さらに粒径が小さいため凝集しやすくなり、インクの分散が難しくなるという課題があった。

一方で、プラズマディスプレイパネルの高画素化による放電セルの配列の高精細化が進んだ場合に、各放電セルに蛍光体を塗布するのは困難である。インクジェット装置による蛍光体の塗布を用いれば、高精細化が進んだ各放電セルへの蛍光体の塗布が容易になる。しかし、各放電セルへ所定の厚みの蛍光体を形成するためには、インクジェット装置により蛍光体インクを塗布し、乾燥するサイクルの回数を多くする必要があり、生産性が悪くなる。

本発明はこのような課題に鑑みなされたもので、蛍光体の輝度低下が抑制でき、高精細のＰＤＰを効率よく製造できる製造方法を提供することを目的とする。

上記目的は、以下の製造方法によって実現できる。当該製造方法は、プラズマディスプレイパネルの製造方法であって、
隔壁を形成し、当該隔壁によって隔てられた複数の凹部を形成する工程と、
前記凹部に、インクジェット装置を用いて蛍光体インクを塗布する工程と、
を有し、
前記蛍光体インクは、平均粒径が１μｍ以上である蛍光体と、溶媒と、分散剤を含み、かつ前記蛍光体インク中の前記蛍光体の重量比が４０％以上７０％以下であることを特徴とする。

本発明によれば、平均粒径が１μｍ以上の蛍光体を使用できるため、蛍光体の輝度低下が抑制でき、高精細のＰＤＰを効率よく製造できる製造方法を提供することができる。

本発明の第１実施形態におけるＰＤＰの構造を示す分解斜視図 本発明の第１実施形態におけるＰＤＰの放電セル部分を示す断面図 本発明の第１実施形態におけるＰＤＰの電極配列を示す図 本発明の第１実施形態における蛍光体インクを塗付した時の断面形状図 本発明の第３実施形態におけるＰＤＰ装置の構成を示す概略図

［第１実施形態］
（ＰＤＰの構成）
図１は本発明の第１実施形態におけるＰＤＰ１００の構造を示す分解斜視図、図２は放電セル部分の要部を示す断面図である。

図１に示すように、ＰＤＰ１００は、対向配置された前面板と背面板とを備える。前面板と背面板との間には、多数の放電セル１１が形成されている。

前面板は、前面基板１と、走査電極２と、維持電極３と、誘電体層４と、保護層５とを有する。前面基板１は、ガラス製である。前面基板１上に１対の走査電極２と維持電極３とからなる表示電極が互いに平行に複数対形成されている。この走査電極２および維持電極３は、走査電極２−維持電極３−維持電極３−走査電極２の配列で繰り返すパターンで形成されている。そして、それら表示電極を覆うように誘電体層４が形成されている。そして、誘電体層４を覆うようにＭｇＯからなる保護層５が形成されている。走査電極２および維持電極３は、それぞれＩＴＯ、ＳｎＯ₂、ＺｎＯ等の導電性金属酸化物からなり光透過性を有する透明電極２ａ、３ａ上に、Ａｇ等の金属からなるバス電極２ｂ、３ｂが形成されている。

背面板は、背面基板６と、データ電極７と、誘電体層８と、隔壁９とを有する。背面基板６はガラス製である。背面基板６上に、複数の互いに平行なＡｇを主成分とする導電性材料からなるデータ電極７が形成されている。そのデータ電極７を覆うように誘電体層８が形成されている。さらに誘電体層８の上に井桁状の隔壁９が形成されている。隔壁９は、隣接する放電空間１１を分割している。そして誘電体層８の表面と隔壁９の側面とに、赤、緑、青各色の蛍光体層１０が形成されている。

そして、走査電極２および維持電極３とデータ電極７とが立体交差するように、前面板と背面板とが対向配置されている。前面板と背面板との接合面の周辺部は封止されている。前面板と背面板との間には、放電空間が形成されている。放電空間には、放電ガスが封入されている。

ここで、図２に示すように、前面板と背面板とに挟まれた放電空間において、隔壁９により囲まれた部分に放電セル１１が形成されている。放電セル１１は、走査電極２および維持電極３とデータ電極７とに挟まれている。

図３は実施の形態におけるＰＤＰの電極配列図である。行方向に長いｎ本の走査電極Ｙ１、Ｙ２、Ｙ３・・・Ｙｎ（図１の２）およびｎ本の維持電極Ｘ１、Ｘ２、Ｘ３ ・・・Ｘｎ（図１の３）が配列され、列方向に長いｍ本のデータ電極Ａ１・・・Ａｍ（図１の７）が配列されている。そして、１対の走査電極Ｙ１および維持電極Ｘ１と１つのデータ電極Ａ１とが交差した部分に放電セルが形成されている。放電セルは放電空間内にｍ×ｎ個形成されている。そしてこれらの電極のそれぞれは、前面板、背面板の画像表示領域外の周辺端部に設けられた接続端子にそれぞれ接続されている。

（製造方法）
以下に、本実施の形態によるＰＤＰ１００の製造方法について説明する。

ＰＤＰ１００の製造方法は、前面板を形成する工程と、背面板を形成する工程と、前面板と背面板との封止工程、シール工程を有する。背面板を形成する工程は、蛍光体を塗布する工程を含む。蛍光体を塗布する工程以外は、従来の製造方法が適用できるため、その説明を省略する。

蛍光体を塗布する工程について詳細に説明する。蛍光体の塗布には、インクジェット装置を用いる。具体的には、例えば、蛍光体を含む蛍光体インクを作成する。インクジェットヘッドを背面板の上を移動させ走査する。インクジェットヘッドは、１回の走査で各隔壁に囲まれた放電セル１１に、所定の色の蛍光体を含む蛍光体インクを所定の量になるように吐出する。一つの放電セル１１の中に吐出する蛍光体インクの量は、例えば放電セル１１の内容積の２／３程度である。この場合、背面基板６などの材料に対する蛍光体インクの濡れ性を考慮して、滴下するインク量を調整する。図４は、隔壁９に蛍光体インク１２を塗付した時の断面形状図である。

青色蛍光体の材料としては、ＢａＭｇＡｌ₁₂Ｏ₁₇：Ｅｕ³⁺、ＢａＭｇＡｌ₁₀Ｏ₁₇：Ｅｕ²⁺、ＢａＭｇＡｌ₁₄Ｏ₂₃：Ｅｕ²⁺、Ｙ₂ＳｉＯ₅：Ｃｅ、（Ｃａ，Ｓｒ，Ｂａ）₁₉（ＰＯ_４）₆Ｃ₁₂：Ｅｕ²⁺、（Ｚｎ、Ｃｄ）Ｓ：Ａｇなどを用いることができる。

緑色蛍光体の材料としては、Ｚｎ₂ＳｉＯ₄：ＭｎまたはＹＢＯ₃：Ｔｂなどを用いることができる。

赤色蛍光体の材料としては、ＹＢＯ₃：Ｅｕ³⁺、（ＹＧｄ）ＢＯ₃：Ｅｕ³⁺、Ｙ（Ｐ、Ｖ）Ｏ₄：Ｅｕ³⁺などを用いることができる。もちろん、青色蛍光体、緑色蛍光体、および、赤色蛍光体は、上記材料に限定されるものではない。また、各蛍光体の平均粒径は、１μｍ以上である。平均粒径が１μｍ以上の各蛍光体は、高輝度である。

青色蛍光体インクは、青色蛍光体を含む。緑蛍光体インクは、緑色蛍光体を含む。赤色蛍光体インクは、赤色蛍光体を含む。各蛍光体インクは、各蛍光体粒子がブチルカルビトールアセテート、ターピネオール、エチルセルロースを溶解させた溶媒に分散されている。各蛍光体インクには、分散剤が添加されている。このときの分散剤の量は、例えば蛍光体インクの重量に対して０．５〜２ｗｔ％の分量で添加した。分散剤としては、アクリル系共重合物、アルキルアンモニウム塩類、シロキサン類などの材料を用いることができる。

各蛍光体インクの２５℃での粘度は、粘度が１０ｍＰａ・ｓ以上４０ｍＰａ・ｓ以下であるのが好ましい。本実施の形態では、エチルセルロースの分子量および含有量を調整し、粘度が１０ｍＰａ・ｓ以上４０ｍＰａ・ｓ以下となるように作製した。各蛍光体インクの粘度が１０ｍＰａ・ｓより低いと、各蛍光体粒子の沈降が速くなり、インクジェット装置内で各蛍光体粒子が沈殿、凝集してしまう。そして、インクジェットヘッドのノズル孔から吐出される液滴中の各蛍光体粒子の濃度（含有率）が一定に保たれずにばらついてしまう。その結果、隔壁の側壁に均一な膜厚で蛍光体層１０を形成できなくなる。逆に粘度が４０ｍＰａ・ｓより高いと、インクジェットヘッドのノズル孔からのインクの吐出が困難になる。

また、１つの隔壁の中に塗布することが出来る蛍光体インクの量は決まっているため、蛍光体インクの塗布、乾燥、焼成からなる１回のサイクルで形成される蛍光体層の最大厚みは、当該蛍光体インクの量と、蛍光体インクに含まれる蛍光体の含有量によって決まる。所定の厚みの蛍光体層を乾燥、焼成後に形成するためには、蛍光体インクの塗布、乾燥からなるサイクルを複数回行う必要があることがある。しかし、当該サイクルを数多く行うことは、生産性の悪化になる。このため、各蛍光体インク中の蛍光体の含有量は、４０ｗｔ％以上７０ｗｔ％以下が好ましい。こうすることで、所定の厚みの蛍光体層を形成するための蛍光体インクの塗布、乾燥からなるサイクルをなるべく少なくすることができる。例えば、１回のサイクルで所定の厚みの蛍光体層を形成することができる。蛍光体インクの蛍光体の重量比が４０ｗｔ％未満の場合、１回に塗布するインク中に含まれる蛍光体の含有量が少ないため、隔壁の内容積に対して十分な量の蛍光体インクを注入するためには、塗布および乾燥のサイクルを回数を多くする必要があり、生産性が悪くなる。逆に７０ｗｔ％を超えると、溶媒量が少なくなるため、インクの流動性が悪くなり、インクの吐出が困難になる。なお、１回の蛍光体の塗布で、インクジェットヘッドからの蛍光体インクの突出を複数回行ってもよい。

本実施の形態の各蛍光体インクは、例えば平均粒径が２μｍの蛍光体の含有量が５０ｗｔ％、分散剤は蛍光体の重量に対して０．５ｗｔ％含有したものを用いた。さらに、各蛍光体インクの溶液には、ブチルカルビトールアセテート、ターピネオールを用い、さらに例えばエチルセルロースなどのバインダーを添加した。このとき２５℃で各蛍光体インクの粘度を測定すると２０ｍＰａ・ｓであった。

青色蛍光体インク、緑色蛍光体インク、および、赤色蛍光体インクのいずれかをそれぞれ各放電セル１１に滴下した後、各蛍光体インクを例えば８０℃以上に加熱し、各蛍光体インクを乾燥させる乾燥工程を行う。この際、分散剤などの成分が分解しない程度の温度で加熱する。ここで、加熱温度は、各蛍光体インクに用いた溶媒の成分、雰囲気、排気速度などに大きく依存して決定される。

次に、各蛍光体インクを１００℃以上に加熱する焼成工程を行う。これにより、ＰＤＰの背面板が完成する。この焼成工程を行うことにより、拡散した分散剤成分を十分に分解できるため、ＰＤＰの特性（例えば、発光輝度）への分散剤材料による影響は軽減できる。焼成工程の際の加熱温度は、各蛍光体インクに用いた溶媒の成分、雰囲気、排気速度、添加剤、分散剤などの分解温度などに大きく依存して決定される。焼成工程は、添加剤、分散剤などの残留成分がＰＤＰの特性に影響を与えない範囲まで分解できる温度で実施すればよい。

［第２実施形態］
次に本発明の第２実施形態について説明する。第２実施形態は、第１実施形態に対して各蛍光体インクのみ異なる構成である。このため、各蛍光体インクの部分のみ以下に記述する。

本実施の形態の各蛍光体インクの成分は、蛍光体の含有量が、５０ｗｔ％、分散剤の添加量が、蛍光体の重量に対して０．５ｗｔ％添加する。さらに、蛍光体インクには、ブチルカルビトールアセテート、ターピネオールを用い、エチルセルロースなどのバインダーは添加しない構成である。このとき２５℃で粘度を測定すると１５ｍＰａ・ｓであった。

本実施の形態の各蛍光体インクは樹脂を添加してない。そのため、各蛍光体インクは、保管性に優れている。樹脂を添加した蛍光体インクを静止状態で保管すると蛍光体粒子が時間とともに沈降を始め、蛍光体インクの保管容器の底に沈殿する。その状態で放置すると蛍光体粒子は樹脂で固まってしまうことがある。しかし、本実施の形態の蛍光体インクは、樹脂を添加しないため、保管時に蛍光体が沈降しても、沈殿した蛍光体粒子が固まらない。各蛍光体インク中に沈降した蛍光体は、蛍光体インクを超音波等で振動させることにより、再度蛍光体インク中に分散させることが出来る。蛍光体インクに例えばエチルセルロース等の樹脂をバインダーとして含ませると、隔壁の側壁に蛍光体を塗布しやすい。一方で、蛍光体インクに樹脂を含まなくても、蛍光体のゼータ電位がマイナスになり、プラスの電位をもつ隔壁に付着しやすくなり、隔壁の側壁に蛍光体を塗布しやすい。

［第３実施形態］
次に、本発明の第３実施形態について説明する。

図５は、ＰＤＰ１００を用いたＰＤＰ装置２００の構成を示す概略図である。ＰＤＰ１００は駆動装置１５０と接続されることでＰＤＰ装置を構成している。ＰＤＰ１００には表示ドライバ回路１５３、表示スキャンドライバ回路１５４、アドレスドライバ回路１５５が接続されている。コントローラ１５２はこれらの電圧印加を制御する。点灯させる放電セルに対応する走査電極２とデータ電極７へ所定電圧を印加することでアドレス放電を行う。コントローラ１５２はこの電圧印加を制御する。その後、維持電極３と走査電極２との間にパルス電圧を印加して維持放電を行う。この維持放電によって、アドレス放電が行われた放電セルにおいて紫外線が発生する。この紫外線で励起された蛍光体層が発光することで放電セルが点灯する。各色セルの点灯、非点灯の組み合わせによって画像が表示される。

［他の実施形態］
以上により、実施形態を説明した。しかし、本発明は、これらには限定されない。そこで、本発明の他の実施形態を本欄にまとめて説明する。

（１）
各蛍光体インクは、蛍光体の平均粒径や粒度分布、溶媒、添加剤、成分の重量比がそれぞれ異なるものでもよい。

（２）
各色に用いる蛍光体材料は、１種類だけではなく、２種類以上混ぜたものを用いても良い。

［実施形態の特徴］
上記実施形態において特徴的な部分を以下に列記する。なお、上記実施形態に含まれる発明は以下に限定されるものではない。

［Ｃ１］
プラズマディスプレイパネルの製造方法は、
隔壁（例えば隔壁９）を形成し、当該隔壁によって隔てられた複数の凹部（例えば、放電セル１１）を形成する工程と、
前記凹部に、インクジェット装置を用いて蛍光体インクを塗布する工程と、
を有し、
前記蛍光体インクは、平均粒径が１μｍ以上である蛍光体と、溶媒と、分散剤を含み、かつ前記蛍光体インク中の前記蛍光体の重量比が４０％以上７０％以下である。

これにより、十分な輝度を有する蛍光体をインクジェット装置を用いて効率よく製造することができる。

［Ｃ２］
Ｃ１に記載のプラズマディスプレイパネルの製造方法であって、前記蛍光体インクは、樹脂を含まない。これにより、蛍光体インクの保管時に蛍光体が沈降しても、沈殿した蛍光体粒子が固まらず、蛍光体インクの保管、および、保管後の利用が容易である。

［Ｃ３］
Ｃ１又はＣ２に記載のプラズマディスプレイパネルの製造方法であって、前記蛍光体インクの２０℃における粘度は、１０ｍＰａ・ｓ以上４０ｍＰａ・ｓ以下である。これにより、インクジェット装置内で各蛍光体粒子が沈殿、凝集してしまうことを抑制でき、かつ、インクジェットヘッドのノズル孔からのインクの吐出が容易になる。

以上のように本発明は、高精細のＰＤＰを容易に実現する上で有用な発明である。

１ 前面基板
２ 走査電極
３ 維持電極
４、８ 誘電体層
５ 保護層
６ 背面基板
７ データ電極
９ 隔壁
１０ 蛍光体層
１１ 放電セル
１２ 蛍光体インク
１００ ＰＤＰ
１５０ 駆動装置
１５２ コントローラ
１５３ 表示ドライバ回路
１５４ 表示スキャンドライバ回路
１５５ アドレスドライバ回路
２００ ＰＤＰ装置

Claims (3)

1. 隔壁を形成し、当該隔壁によって隔てられた複数の凹部を形成する工程と、
   前記凹部に、インクジェット装置を用いて蛍光体インクを塗布する工程と、
   を有し、
   前記蛍光体インクは、平均粒径が１μｍ以上である蛍光体と、溶媒と、分散剤を含み、かつ前記蛍光体インク中の前記蛍光体の重量比が４０％以上７０％以下である、
   プラズマディスプレイパネルの製造方法。
2. 前記蛍光体インクは、樹脂を含まない、
   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. 前記蛍光体インクの２０℃における粘度は、１０ｍＰａ・ｓ以上４０ｍＰａ・ｓ以下である請求項１または請求項２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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