JP2012022871A

JP2012022871A - 吐出装置

Info

Publication number: JP2012022871A
Application number: JP2010159430A
Authority: JP
Inventors: Takayoshi Hirakawa; 貴義平川; Otsumi Toyoda; 恩津水豊田; Osayuki Shigefuji; 修行重藤; Kazuhiko Sugimoto; 和彦杉本
Original assignee: Panasonic Corp
Current assignee: Panasonic Corp
Priority date: 2010-07-14
Filing date: 2010-07-14
Publication date: 2012-02-02

Abstract

【課題】インク吐出工程における雰囲気の温度変化や吐出ノズルの温度変化によるノズルの変形を防止して、液体インクの吐出量を安定化させる吐出装置を提供することを目的とする。
【解決手段】複数のノズル孔２０１を有する吐出ノズル２０２を有し、前記吐出ノズル２０２の前記ノズル孔２０１から液体インクを吐出させる吐出装置であって、前記吐出ノズル２０２には、前記吐出ノズル２０２の温度を調整するための温度調整手段と、前記吐出ノズル２０２の変形を計測するための位置センサ２０３とを配置しており、温度調整手段として、一定温度に調整された液体を循環させる循環液配管が、ノズル孔２０１に対向した位置の吐出ノズル２０２面に配置された構成である。
【選択図】図５

Description

ここに開示された技術は、プラズマディスプレイパネル等の蛍光体層を形成する際に、蛍光体インクを吐出する吐出装置に関する。

プラズマディスプレイパネル（以下、ＰＤＰという）の蛍光体層を形成する方法としては、スクリーン印刷法・インクジェット法などが知られている。中でもインクジェット法は、装置コストが安価でしかも生産性に優れるという理由で近年注目されている方法の一つである。

そこで従来から、蛍光体粉末をビヒクルに分散した蛍光体インクを吐出させる吐出装置がいろいろ提案されている。例えば、蛍光体インクを吐出させるノズルと、蛍光体インクをノズルに供給するためのサーバと、ノズルに圧力を印加するための圧力器とを備えた蛍光体インクの吐出装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

一般に、蛍光体インクなどの液体インクは温度によって粘度が変化するので、温度に応じて吐出される液体インクの吐出量が変化する。したがって、インクジェット法で液体インクを吐出する場合は、インク吐出工程における雰囲気の温度を一定にして液体インクの吐出量の変化を防止していた。

特開２０００−２５１６９５号公報

しかしながら、従来の液体インクの吐出装置は、インク吐出工程における雰囲気の温度が一定になるように室温を調整しても、吐出装置の吐出動作による発熱の影響によって、液体インクの温度が変動するため、吐出されるインク量が変化するという問題があった。また、吐出装置の温度変動により吐出ノズルの伸びあるいは撓みなどによってノズルが変形したりもした。

ここに開示された技術は上記問題を解決し、インク吐出工程における雰囲気の温度変化や吐出ノズルの温度変化によるノズルの変形を防止して、液体インクの吐出量を安定化させる吐出装置を提供することを目的とする。

上記目的は以下の吐出装置によって達成される。

上記目的を達成するために吐出装置は、複数のノズル孔を有する吐出ノズルを有し、前記吐出ノズルの前記ノズル孔から液体インクを吐出させる吐出装置であって、前記吐出ノズルには、前記吐出ノズルの温度を調整するための温度調整手段と、前記吐出ノズルの変形を計測するための位置センサとを配置した構成である。

ここに開示された技術によれば、温度による吐出ノズルの変形が防止されるため、吐出装置による液体インクの吐出量が安定化される。

ＰＤＰの電極の配置を示す平面図同ＰＤＰの画像表示領域における部分断面斜視図同ＰＤＰの概略回路図本実施の形態における吐出装置の概略図同吐出装置の温度調整手段の概略図同吐出装置を用いて背面基板に蛍光体を吐出する状態を示す説明図

本実施の形態における吐出装置について、図面を参照しながら説明する。

［ＰＤＰ１００の電極の配置について］
図１はＰＤＰの電極の配置を示す平面図である。ＰＤＰ１００は、前面ガラス基板（図示せず）と、背面ガラス基板１０２と、維持電極１０３と、走査電極１０４と、アドレス電極１０７と、気密シール層１２１とを備える。維持電極１０３と走査電極１０４とはそれぞれＮ本が平行に配置されている。アドレス電極１０７はＭ本が平行に配置されている。維持電極１０３と走査電極１０４とアドレス電極１０７とは３電極構造の電極マトリックスを有しており、走査電極１０４とアドレス電極１０７との交点に放電セルが形成されている。

［ＰＤＰ１００の概略構成について］
図２はＰＤＰの画像表示領域における部分断面斜視図である。ＰＤＰ１００は、前面パネル１３０と背面パネル１４０とで構成されている。前面パネル１３０の前面ガラス基板１０１上には維持電極１０３と走査電極１０４と誘電体ガラス層１０５とＭｇＯ保護層１０６とが形成されている。背面パネル１４０の背面ガラス基板１０２上にはアドレス電極１０７と下地誘電体ガラス層１０８と隔壁１０９と赤色蛍光体層１１０Ｒ、緑色蛍光体層１１０Ｇ、青色蛍光体層１１０Ｂとが形成されている。

前面パネル１３０と背面パネル１４０とを貼り合わせ、前面パネル１３０と背面パネル１４０との間に形成される放電空間１２２内に放電ガスを封入してＰＤＰ１００が完成する。

［ＰＤＰ１００の概略回路図について］
図３は、ＰＤＰの概略回路図である。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１０４とアドレス電極１０７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１０３と走査電極１０４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。

［ＰＤＰ１００の製造方法について］
第１に、前面パネル１３０の製造方法を説明する。図１および図２に示すように、前面ガラス基板１０１上に、各Ｎ本の維持電極１０３と走査電極１０４をストライプ状に形成する。その後維持電極１０３と走査電極１０４を誘電体ガラス層１０５でコートする。さらに誘電体ガラス層１０５の表面にＭｇＯ保護層１０６を形成する。

この維持電極１０３と走査電極１０４は、銀を主成分とする電極用の銀ペーストをスクリーン印刷により塗布した後、焼成することによって形成する。誘電体ガラス層１０５は、酸化ビスマス系のガラス材料を含むペーストをスクリーン印刷で塗布した後、焼成して形成する。上記ガラス材料を含むペーストは、例えば、３０重量％の酸化ビスマス（Ｂｉ₂Ｏ₃）と２８重量％の酸化亜鉛（ＺｎＯ）と２３重量％の酸化硼素（Ｂ₂Ｏ₃）と２．４重量％の酸化硅素（ＳｉＯ₂）と２．６重量％の酸化アルミニウムを含む。さらに、１０重量％の酸化カルシウム（ＣａＯ）と４重量％の酸化タングステン（ＷＯ₃）と有機バインダ（α−ターピネオールに１０％のエチルセルロースを溶解したもの）とを混合して形成する。ここで、有機バインダとは樹脂を有機溶媒に溶解したものであり、樹脂としてエチルセルロース以外にアクリル樹脂、有機溶媒としてブチルカービトールなども使用することができる。さらに、こうした有機バインダに分散剤（例えば、グリセルトリオレエート）を混入させてもよい。

誘電体ガラス層１０５は所定の厚み（約４０μｍ）となるように塗布厚みを調整する。ＭｇＯ保護層１０６は酸化マグネシウム（ＭｇＯ）から成るものであり、例えばスパッタリング法やイオンプレーティング法によって所定の厚み（約０．５μｍ）となるように形成する。

第２に、背面パネル１４０の製造方法を説明する。背面ガラス基板１０２上に、電極用の銀ペーストをスクリーン印刷し、焼成することによってＭ本のアドレス電極１０７をストライプ状に形成する。アドレス電極１０７の上に酸化ビスマス系のガラス材料を含むペーストをスクリーン印刷法で塗布した後、焼成して下地誘電体ガラス層１０８を形成する。同じく酸化ビスマス系のガラス材料を含むペーストをスクリーン印刷法により所定のピッチで繰り返し塗布した後に焼成して隔壁１０９を形成する。放電空間１２２はこの隔壁１０９によって区画され、放電セルが形成される。隔壁１０９の間隔寸法は４２インチ〜５０インチのフルＨＤテレビやＨＤテレビに合わせて１３０μｍ〜２４０μｍ程度に規定されている。

隣接する２本の隔壁１０９の間の溝に、赤色蛍光体層１１０Ｒ、緑色蛍光体層１１０Ｇ、青色蛍光体層１１０Ｂを形成する。赤色蛍光体層１１０Ｒは例えば（Ｙ、Ｇｄ）ＢＯ₃：Ｅｕの赤色蛍光体材料からなる。青色蛍光体層１１０Ｂは例えばＢａＭｇＡｌ₁₀Ｏ₁₇：Ｅｕの青色蛍光体材料からなる。緑色蛍光体層１１０Ｇは例えばＺｎ₂ＳｉＯ₄：Ｍｎの緑色蛍光体材料からなる。

このようにして作製された前面パネル１３０と背面パネル１４０を、前面パネル１３０の走査電極１０４と背面パネル１４０のアドレス電極１０７とが直交するように対向して重ね合わせる。封着用ガラスを周辺部に塗布し、４５０℃程度で１０分〜２０分間焼成する。図１に示すように、気密シール層１２１の形成により、前面パネル１３０と背面パネル１４０とを封着する。そして、一旦放電空間１２２内を高真空に排気したのち、放電ガス（例えば、ヘリウム−キセノン系、ネオン−キセノン系の不活性ガス）を所定の圧力で封入することによってＰＤＰ１００が完成する。

［蛍光体層の形成について］
図４において、吐出装置は、複数のノズル孔２０１を有する吐出ノズル２０２と、吐出ノズル２０２の変形を計測するための位置センサ２０３とを備えている。

吐出ノズル２０２には、図５に示すような、吐出ノズル２０２の温度を調節するための温度調整手段が具備されている。温度調整手段は、一定温度に調整された液体を循環させる循環液配管３００が、ノズル孔２０１に対向した位置の吐出ノズル２０２面に具備されている。図示していないが、この温度調整手段には、液体を循環させるポンプなどからなる液体循環装置と、液体の温度を制御する温度制御装置が備えられている。

また、吐出ノズル２０２のノズル孔２０１の面には、位置センサ２０３で計測する位置を特定するための位置測定用マーク２０４が付与されている。位置センサ２０３には、吐出ノズル２０２の変形が予め設定した設定値を外れた場合に、制御装置を駆動させるための指令信号を発生させる指令信号発生装置が具備されている。

さらに、図示していないが、吐出装置には、蛍光体インクを吐出ノズル２０２に供給するためのサーバと、吐出ノズル２０２に圧力を加えて蛍光体インクをノズル孔２０１から吐出させるための圧力装置とが備えられている。

次に、吐出装置の動作および吐出装置を用いてＰＤＰの蛍光体層を形成する方法について説明する。

図６に示すように、ＰＤＰの背面ガラス基板１０２に形成された隔壁１０９によって仕切られた溝に吐出ノズル２０２を配置する。このとき、互いに直交するｘ軸とｙ軸とｚ軸において、吐出ノズル２０２のｘ方向とｙ方向とｚ方向の位置を位置センサ２０３によって計測する。

次に、背面ガラス基板１０２もしくは吐出ノズル２０２の一方を固定し他方を蛍光体インクの吐出量に応じた速度で移動させて、蛍光体インクをノズル孔２０１から溝に吐出させる。

蛍光体インクの吐出を繰り返して行うと、加圧された液体インクと吐出ノズル２０２の内壁との摩擦熱などによって、吐出ノズル２０２が加熱される。その結果、吐出ノズル２０２が伸びたり、撓んだり、歪んだり、などの変形を生じる。

位置センサ２０３が吐出ノズル２０２の変形を計測し、吐出前の計測値と変形後の計測値との差が、設定値を外れると指令信号発生装置から温度制御装置へ指令信号が送られる。そして、温度制御装置によって液体の温度が所望の温度に調整される。その結果、吐出ノズル２０２は、常に所定の形状に保持されるとともに、蛍光体インクの吐出量の変動が防止され吐出量が安定化される。

本実施の吐出装置に適用できる蛍光体インクとしては、一般によく知られているＰＤＰ用の液体インクであればよい。例えば、特許文献１に開示されているような赤、緑、青の蛍光体粉末と、エチルセルロースなどの樹脂と、タルピネオールなどの溶剤とを混合した蛍光体インクが挙げられる。

なお、本実施の吐出装置では、蛍光体インクの吐出による吐出ノズル２０２の変形について詳述したが、作業場の雰囲気の温度変化によって生じる吐出ノズル２０２の変形についても同様である。

ここに開示された技術によれば、吐出ノズルの温度による変形が防止され、かつ、蛍光体インクの吐出量が安定化するため、発光輝度の均一化が要求される蛍光体層を形成する吐出装置に適用できる。

１００ＰＤＰ
１０１前面ガラス基板
１０２背面ガラス基板
１０３維持電極
１０４走査電極
１０５誘電体ガラス層
１０６ＭｇＯ保護層
１０７アドレス電極
１０８下地誘電体ガラス層
１０９隔壁
１１０Ｒ赤色蛍光体層
１１０Ｇ緑色蛍光体層
１１０Ｂ青色蛍光体層
１２１気密シール層
１２２放電空間
１３０前面パネル
１４０背面パネル
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
２０１ノズル孔
２０２吐出ノズル
２０３位置センサ
２０４位置測定用マーク
３００循環液配管

Claims

複数のノズル孔を有する吐出ノズルを有し、前記吐出ノズルの前記ノズル孔から液体インクを吐出させる吐出装置であって、
前記吐出ノズルには、
前記吐出ノズルの温度を調整するための温度調整手段と、
前記吐出ノズルの変形を計測するための位置センサとを配置した
吐出装置。