JP3479683B2 - 立体構造物用色素の定着方法 - Google Patents

立体構造物用色素の定着方法

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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、立体構造物に溶剤
を用いることなく色素を定着する方法に関し、特にプラ
ズマディスプレイの背面板に色素を定着するに際して、
バインダーとしての溶剤を使用することなく定着するこ
とができ、色素の定着後にバインダーが原因となる不純
物の混入を防ぐことができる立体構造物用色素の定着方
法に関する。
【0002】
【従来の技術】プラズマディスプレイは非常に薄く、軽
く、かつフラットな画像表示装置を形成することができ
るので、近年注目を集めており、ノートパソコンの表示
装置や、薄型テレビ、壁掛けテレビ等として今後ますま
す広範囲に普及することが予想されている。このプラズ
マディスプレイとしては、例えば図3に横断面で示すよ
うに、背面基板20に立設した隔壁21により放電セル
12を形成し、背面基板20及び隔壁21に蛍光色素を
定着している。
【0003】また、この放電セル12を前面ガラス13
で覆って密封し、内部にネオンなどの気体を封入してい
る。また、電極14から放電セル内に高電圧をかけるこ
とにより内部のガスが電子とイオンに分離し、これが再
結合する際に紫外線が発生し、紫外線が蛍光物質に当た
って蛍光色素に応じた色に発光するようになっている。
【0004】上記のようなプラズマディスプレイにおい
て、蛍光体形成技術がその品質を左右する重要な要素で
あり、蛍光体に対しては輝度、色度、残像、発光効率、
寿命等の特性が要求される。現在青色蛍光体としては、
BaMgAl10O17:Eu、緑色蛍光体としてはZn2SiO4:MnとBa
Al12O19:Mn、赤色蛍光体としては、(Y,Gd)BO3:Eu
とY2O3:Eu等が用いられている。
【0005】このような蛍光体を用いるプラズマディス
プレイにおいて、コントラストを上げるには高輝度化が
必要となるが、輝度を高めるためには高発光効率蛍光体
の開発とともに、放電セル内に形成する塗布膜の最適化
が要求される。放電セル内部に蛍光体を形成する方法と
して、印刷法、感光性ペースト法等があり、印刷法とし
ては例えば図4に示すようなスクリーン印刷法がある。
【0006】図4に示すスクリーン印刷法においては、
(a)に示されるように隔壁21上にスクリーン26を
被せる。スクリーン26には所望の部分に孔25が形成
されており、その上に1色の蛍光体粉末と有機溶剤から
なるバインダとを混合した蛍光体ペースト27を塗り、
スクリーン26の表面を掻き取るように移動するスキー
ジ28によって、スクリーンの孔25からその下の放電
セル内に蛍光体ペーストを押し込むようにして塗布す
る。その後(b)に示すように、スクリーン26を取り
除き、これを乾燥機で乾燥させることにより(c)に示
すような印刷が行われる。このような処理を青色蛍光
体、緑色蛍光体、赤色蛍光体の3色について繰り返し行
った後、有機溶剤のバインダーを除去するため450〜
520℃で焼成することにより(d)に示すような3色
の蛍光体が定着した背面基板が得られる。
【0007】一方、感光性ペースト法においては、最初
図5(a)に示すように、各セルに第1の色の蛍光体を
有機溶剤からなるバインダとを混合して塗布した後、こ
れを乾燥させる。それにより(b)に示すようにセルの
隔壁内面及び基板上面に蛍光体が付着した状態とする。
それに対して(c)に示すように所定の部分に開口30
が形成されたスクリーン31を被せ、上方から紫外線を
照射して露光させる。これを現像すると(d)に示すよ
うに露光したセルのみにおいて第1色の蛍光体が定着さ
れる。次いで同様に第2の色の蛍光体を、先に塗料が形
成されたセルも含めて全体的に前記と同様に塗布し、こ
れを乾燥させ、先と同様に所定の部分に開口が形成され
たスクリーンを被せて紫外線を照射して露光させ、これ
を現像すると露光したセルのみに第2色の蛍光体が定着
される。第3色についても同様の操作を繰り返すことに
より、3色の蛍光体が定着した基板が得られる。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】プラズマディスプレイ
の背面基板に設けた隔壁により形成される放電セル内部
に蛍光体の層を形成するには、上記のような印刷法、あ
るいは感光性ペースト法のほか、沈殿法等種々の方法が
提案されているが、ほとんどの方法は蛍光体と有機溶剤
とを混合し、セル内壁に蛍光体を付着させた状態で種々
の手法で定着させるため、有機溶剤を用いざるを得な
い。
【0009】このように有機溶剤を用いると、これに含
まれる不純物の混入等が生じるため定着性が悪く、また
ディスプレイの発光効率や寿命を低下させる要因とな
り、現在のプラズマディスプレイにおいて特に要求され
ている発光効率、耐久性の問題の主要因となっており、
その解決が大きな課題となっている。
【0010】一方、塗料のバインダーとして有機溶剤を
用いることは上記のようなプラズマディスプレイに限ら
ず各種分野において行われており、それらの分野でも多
かれ少なかれ有機溶剤を用いることの上記問題点が生
じ、その解決策が必要となっている点は同様である。特
に、1mm以下程度の細い溝や孔のような立体構造物の
内壁部分を塗装することは極めて困難であった。
【0011】したがって本発明は、有機溶剤を用いるこ
となく、容易に立体構造物の壁面に色素を定着する方法
を提供することを目的とする。
【0012】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を解
決するため、請求項1に係る発明は、立体構造物の色素
定着面に対して有機物等のバインダーを含有しない色素
粉末を配置した後、前記色素定着面に対してレーザビー
ムを照射し、前記レーザ光による光ピンセット作用によ
って、立体構造物壁面に前記色素粉末を移動させた後、
前記レーザ光により加熱し定着することを特徴とする立
体構造物用色素の定着方法としたものである。
【0013】また、請求項2に係る発明は、前記レーザ
ービームの照射方向を操作することにより所定の平面に
対してレーザービームを照射することを特徴とする請求
項1記載の立体構造物用色素の定着方法としたものであ
る。
【0014】また、請求項3に係る発明は、前記立体構
造物はプラズマディスプレーの蛍光体を塗布するセルで
ある請求項1記載の立体構造物用色素の定着方法とした
ものである。
【0015】
【発明の実施の形態】本発明の実施例を図面に沿って説
明する。図1は本発明による立体構造物に対して色素を
定着する一例として、プラズマディスプレイ用背面板に
蛍光体色素を定着する例を示したものである。同図にお
いて、前記従来例と同様にプラズマディスプレイ用背面
板1には隔壁2が形成され、それにより背面板面3とそ
の四周の隔壁2の内面としての隔壁面4により図中上方
が開放したセル5が形成されている。
【0016】このセル5内に所定の色の粉状の蛍光体色
素を、従来のような有機溶剤等のバインダーを用いるこ
となくそのまま入れる。各セルに所定の色の蛍光体色素
を入れるには、例えば第1の色素を入れるべきセルに対
応した部分に穴のあいたスクリーンを被せ、その上から
第1の色の塗料を撒く等により容易に入れることができ
る。同様に第2の色、第3の色についても行うことによ
って、所定のセルに所定の色の蛍光体を入れることがで
きる。図1(a)には本発明について理解し易いように
1つのセルに蛍光体色素を入れた状態を示している。
【0017】上記のようにして形成された蛍光体色素が
入れられたセル5に対して、同図(b)に略図化して示
したようにレーザビーム6を各セルの図中上方の開口側
から照射する。レーザビーム6の照射手段としては従来
から用いられている公知の種々の手段を用いることがで
き、例えばレーザ発光器7からのレーザをレンズ8で集
光してミラー9でこれを任意の方向に反射させ、その光
をレンズ10によりセル5の所定の位置に照射する。
【0018】光には光ピンセット効果が有ることは既に
知られており、現在はバイオ技術関係で広く用いられて
いる。光ピンセット効果としては種々の態様があり、そ
の一つとして、透明物体中を光が通過するとき、屈折に
よって生じる光の力によって物体を移動する態様があ
り、他の態様として例えば図2(a)に示すように、光
不透過性物体Aの周囲に光Bが照射されるとき、一部の
光はその物体の裏側に回り込む回折現象を生じ、それに
よりその物体Aが光Bに引き寄せられる力Fを受け、そ
れにより移動する態様がある。
【0019】上記のように蛍光体色素にレーザビームを
照射すると、蛍光体色素の粒子は光不透過性であるの
で、この蛍光体色素の粒子に対して照射されるレーザビ
ームはこれを透過することなく、蛍光体色素の粒子の周
囲の光線がこの粒子を回り込むように進み、回折現象が
生じる。そのため蛍光体色素の粒子はこの光に吸い寄せ
られるように移動する。この移動は上記レーザ光線の光
の進行方向と平行に一斉に配列した状態で生じる。
【0020】このような蛍光体色素の移動により、その
部分にプラズマディスプレイのセルを構成する壁面が存
在するときには、図2(b)に示すように近接する壁面
Cに当たることとなる。その際、壁面がレーザ光線で高
温になっていると、壁面に付着した蛍光体色素の粒子は
従来の蛍光体色素と同様の焼成がなされ、壁面に定着す
る。
【0021】なお、蛍光体色素に金属粒子を混ぜている
ときには、特にレーザビームはこれを透過することがな
いので、上記回折効果が顕著となる。なお、蛍光体色素
はμm単位であるのに対して、レーザビームの焦点位置
での径はmm単位であるので、比較的広く加熱された壁
面に対して上記のように配列した蛍光体粒子が定着され
ることとなる。
【0022】ここで、壁面に対して照射するレーザビー
ムは壁面に対して傾斜するように照射し、あるいは光軸
が壁面に対して直角であっても焦点に対して集光する光
には壁面に対して傾斜する成分がある。したがって、こ
のようにして壁面に対して傾斜して入光する光によっ
て、その壁面の近傍で上記の効果が生じ、蛍光体色素の
粒子は壁面に定着する。したがって、例えば図1におい
てミラー9を駆動装置12により回動し、レーザビーム
をセル5の壁面に対して均等に照射することにより、壁
面に対して均等に蛍光体色素を定着することができる。
【0023】しかも、レーザビームの方向を順に操作す
ることにより、広範囲の面内で各種の色の蛍光体色素を
入れた全てのセルに対して均等にレーザビームを照射す
ることができ、また背面板の上面及び壁面の内壁面のよ
うに、立体的な構造面に対して容易にかつ均等に蛍光体
色素を定着することができる。このようにして形成され
た基板の状態を図3に示す。
【0024】なお、上記実施例において、蛍光体色素の
定着は空気中で行った例を示したが、上記光ピンセット
効果は液体中でも生じるので、液体中に色素を拡散した
状態でレーザビームを所定箇所に照射することにより、
水中等の液体中でも同様にして色素の定着を行うことも
できる。また、このようなプラズマディスプレイに対す
る蛍光体色素の定着は、所望の効果が得られることを多
くの実験により確認している。
【0025】本発明は以上のように、色素粉末を、ディ
スプレーの走査線を構成する溝付近に置き、レーザーを
照射し溝に沿ってレーザー操作すると、色素がレーザー
照射の軌跡にしたがって配列し、その場に固着化され
る。これは主に、レーザー光が及ぼす放射圧力による光
ピンセット効果と、光による熱のためである。
【0026】色素粉末は、空気中あるいは水中に分散さ
せておくのみで良く、従来のようなバインダーを用いる
必要はない。これによって、色素の定着後、バインダー
が原因となる不純物の混入を防ぐことができる。また、
色素の定着度が向上する。それにより、発光効率が高
く、寿命も長いプラズマディスプレイとすることができ
る。
【0027】上記のような作用は、プラズマディスプレ
イの背面板におけるセルへの蛍光体色素の定着に限ら
ず、各種の立体的な構造物の面に対して色素を定着する
際に適用することができ、その応用分野は極めて広範囲
に及ぶ。
【0028】
【発明の効果】本発明は、有機溶剤を用いることがなく
色素を定着することができるので、有機溶剤のバインダ
ーが原因となる不純物の混入を防ぐことができ、色素の
定着度が向上し、寿命の長い色素の定着方法とすること
ができる。
【0029】また、この方法をプラズマディスプレイの
蛍光体色素の定着に用いたものにおいては、蛍光体色素
の発光効率が高く、しかも長期間所望の発光を維持する
ことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の本発明をプラズマディスプレイの背
面基板における蛍光体色素の定着に用いた実施例の模式
図であり、(a)はセル内に粉末状の蛍光体色素を入れ
た状態を示し、(b)はそれに対してレーザビームを照
射して蛍光体色素を定着させた状態を示す模式図であ
る。
【図2】本発明により色素がレーザビームで定着される
作用を示す模式図であり、(a)は光の回折効果による
光ピンセット作用を示す模式図であり、(b)はその作
用により色素が定着される状態を示す模式図である。
【図3】プラズマディスプレイの背面基板に色素を定着
しガラス板で覆った状態を示す断面図である。
【図4】プラズマディスプレイの背面基板に蛍光体色素
を定着する従来のスクリーン印刷法を順に示す図であ
る。
【図5】プラズマディスプレイの背面基板に蛍光体色素
を定着する従来の感光ペースト法を順に示す図である。
【符号の説明】
1 背面基板 2 隔壁 3 背面基板面 4 隔壁面 5 セル 6 レーザビーム 7 レーザ発光器 8 レンズ 9 ミラー 10 レンズ 12 駆動装置
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H01J 9/227 B05D 3/06 H01J 11/02

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】立体構造物の色素定着面に対して有機物等
    のバインダーを含有しない色素粉末を配置した後、前記
    色素定着面に対してレーザビームを照射し、前記レーザ
    光による光ピンセット作用によって、立体構造物壁面に
    前記色素粉末を移動させた後、前記レーザ光により加熱
    定着することを特徴とする立体構造物用色素の定着方
    法。
  2. 【請求項2】 前記レーザービームの照射方向を操作す
    ることにより所定の平面に対してレーザービームを照射
    することを特徴とする請求項1記載の立体構造物用色素
    の定着方法。
  3. 【請求項3】 前記立体構造物はプラズマディスプレー
    の蛍光体を塗布するセルである請求項1記載の立体構造
    物用色素の定着方法。
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KR100839869B1 (ko) 2007-03-19 2008-06-19 한국과학기술원 평판 디스플레이 소자의 표면 패터닝 장치 및 방법

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