JP4329155B2 - 基板の再生方法およびプラズマディスプレイ用背面板の製造方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、プラズマディスプレイの製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
プラズマディスプレイは液晶ディスプレイに比べて高速の表示が可能であり、かつ大型化が容易であることから、ＯＡ機器および広報表示装置などの分野に広く用いられている。また、高品位テレビジョンの分野などでの進展が非常に期待されている。
【０００３】
このような用途の拡大に伴って、精細で多数の表示セルを有するカラープラズマディスプレイが注目されている。プラズマディスプレイは、前面ガラス基板と背面ガラス基板との間に設けられた放電空間内で電極間にプラズマ放電を生じさせ、該放電空間内に封入されているガスから発生した紫外線を、放電空間内の蛍光体にあてることにより表示を行うものである。この場合、放電の広がりを一定領域に抑え、表示を規定のセル内で行わせると同時に、かつ均一な放電空間を確保するために隔壁（障壁、リブともいう）が設けられている。
【０００４】
プラズマディスプレイは上記のように、前面ガラス基板（前面板）と背面ガラス基板（背面板）とを貼り合わせて構成される。前面ガラス基板には、ガラス基板の内側にＩＴＯや酸化錫からなる透明電極（表示電極）が形成されている。透明電極は帯状に複数本形成される。この隣り合う透明電極間に通常１０ｋＨｚ〜数１０ｋＨｚのパルス状ＡＣ電圧を印加し表示用の放電を得るが、透明電極のシート抵抗は数１０Ω／ｃｍ²と高いため、印加電圧パルスが十分に立ち上がらず、駆動が困難になる。そこで通常は、透明電極上に金属製のバス電極を形成して抵抗値を下げる。
【０００５】
次に、これら電極を透明誘電体層によって被覆する。透明誘電体層は低融点ガラスを用いる。その後、保護層として酸化マグネシウム層を電子ビーム蒸着法により形成する。前面ガラス基板に形成される誘電体層は、放電のための電荷を蓄積するためのコンデンサーとしての役割を有している。
【０００６】
一方、背面ガラス基板には、表示データを書き込むデータ電極（アドレス電極）が銀ペーストを用いて形成されていて、その上に誘電体層を設置して被覆し、隔壁がその上に形成されるという構成になっている。隔壁の側面および隔壁で囲まれた底面には赤、緑、青にそれぞれ発光する蛍光体を塗布・乾燥、焼成して蛍光体層が形成される。
【０００７】
プラズマディスプレイ背面板の製造方法における問題点として、製造工程が多く、良品率が低くなることがあげられる。その中でも蛍光体層製造工程で欠陥が発生すると直接表示欠陥となるため即不良品となる。
【０００８】
背面板の蛍光体層を除去する方法として、背面板を焼成し有機成分を焼きとばした後にエアーで吹き飛ばす、あるいは水中で超音波洗浄により除去する方法がある、しかしエアーおよび超音波洗浄は隔壁を破壊させる可能性があるため、洗浄後に検査を行う必要がある。また蛍光体が除去されても、空気中あるいは水中に飛散した蛍光体が背面板に再付着し、汚染される問題があり、蛍光体を完全に除去できない。そのため、従来は蛍光体層形成時に問題の生じた基板は再生していなかったため、良品率が低かった。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、プラズマディスプレイ用背面板の製造工程において良品率を向上させる方法を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明の目的は、プラズマディスプレイ用背面板の製造工程において、隔壁が形成された基板上に少なくとも蛍光体粉末とバインダー樹脂および溶剤を含む有機成分からなる蛍光体ペーストを塗布し、乾燥することにより蛍光体層が形成された基板から、前記バインダー樹脂を溶解する溶剤中に前記基板を前記蛍光体層が下向きになるように浸漬することにより前記蛍光体層を除去することを特徴とする基板の再生方法により達成される。
【００１１】
また本発明の目的は、基板上に形成された蛍光体層を除去することにより基板を再生し、再度蛍光体層を形成する工程を含むプラズマディスプレイ用背面板の製造方法であって、基板の再生を、前記の基板の再生方法によって行うことを特徴とするプラズマディスプレイ用背面板の製造方法により達成される。
【００１２】
【発明の実施の形態】
本発明は、プラズマディスプレイを構成するガラス基板上に形成される蛍光体層に関するものであり、蛍光体層を形成した背面板から蛍光体層を除去するプラズマディスプレイの製造方法に関するものである。
【００１３】
プラズマディスプレイに用いられるガラス基板は、通常、ソーダガラスや旭硝子社製のＰＤ−２００などの耐熱ガラスである。このガラス基板上に、電極を形成する場合、電極材料として、銀を８０重量％以上、さらには９５重量％含むことが抵抗値、ガラス基板との密着性の点から好ましい。また、電極材料中に１〜５重量％のガラスフリットを含有させることにより、基板との密着性に優れた電極層を得ることができる。電極の厚みは１〜５μｍであることが好ましい。電極の厚みがこの範囲にあると電極としての特性を保持することが可能であり、その上に形成される誘電体層を含めた厚みを過剰にすることなく、電極に沿っての誘電体層の亀裂を発生することが避けられるので好ましい。
【００１４】
電極を形成したガラス基板上に、無機粉末と有機成分からなる誘電体ペーストを所定の厚さに塗布・乾燥し、焼成して誘電体層が形成される。
【００１５】
誘電体層は、銀電極を被覆しそれを保護し、放電電圧の安定性を向上すると共に、電極による表面凹凸を無くす効果があると同時に、上部に形成される隔壁の形成歩留まりを向上することができる。特に、隔壁を感光性ペースト法で形成する場合には、隔壁をガラス表面上に直接形成するよりも、隔壁の密着性が改善され、断線や歪みが減少するので歩留まり向上に有効である。また、誘電体層を白色化するならば蛍光体層から発光される表示光をよく反射し輝度を向上できるという利点を得ることもできる。
【００１６】
誘電体層を形成したガラス基板上に隔壁が形成される。隔壁の形成方法としてはスクリーン印刷によるパターン印刷法、サンドブラスト法、感光性ペースト法およびガラス基板上にペーストを塗布した後に金型を押し当てて形成する型転写法などがあげられる。形成方法は特に限定されないが、感光性ペースト法は高アスペクト比かつ高精細な隔壁を形成するのに有利であり好ましい。
【００１７】
隔壁形成後、隔壁の側面および隔壁間の底部に赤色、緑色および青色の蛍光体層がそれぞれ形成される。
【００１８】
蛍光体層の形成方法としては、スクリーン印刷法、フォトリソグラフィ法、口金からの吐出法などがあげられ特に限定されない。これらの形成方法には各色の蛍光体粉末と少なくともバインダー樹脂および溶剤とからなる蛍光体ペーストが用いられる。
【００１９】
本発明の蛍光体ペーストに用いられる蛍光体粉末は特に限定されないが、例えば赤色発光の蛍光体としてはＹ₂Ｏ₃：Ｅｕ，ＹＶＯ₄：Ｅｕ，Ｇｄ₂Ｏ₃：Ｅｕ，（Ｙ，Ｇｄ）ＢＯ₃：Ｅｕ，ＹＢＯ₃：Ｅｕなどが、緑色発光の蛍光体としてはＺｎ₂ＳｉＯ₄：Ｍｎ，ＢａＡｌ₁₂Ｏ₁₉：Ｍｎ，ＢａＭｇＡｌ₁₆Ｏ₂₆：Ｅｕ，Ｍｎなどが、青色発光の蛍光体としてはＣａＷＯ₄：Ｐｂ，Ｙ₂ＳｉＯ₅：Ｃｅ，ＢａＭｇＡｌ₁₀Ｏ₁₇：Ｅｕなどが挙げられる。これら蛍光体粉末の比重は各色ごとに異なるが、２以上あると蛍光体粉末の除去を効率よく行えるので好ましい。より好ましくは３以上である。
【００２０】
蛍光体ペーストに用いられる有機成分としては、基本的にはバインダー樹脂と有機溶剤からなるものである。バインダー樹脂はセルロース系樹脂やアクリル系樹脂など、ペーストを形成できるものであれば特に限定されないが、蛍光体層形成後に焼成により除去するので、蛍光体粉末の劣化の少ない４００℃程度の比較的低温で焼成できることが好ましい。このような低温で焼成できる成分として、メチルセルロース、エチルセルロース、プロピルセルロース、ヒドロキシメチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロース、ヒドロキシメチルプロピルセルロース、ヒドロキシエチルプロピルセルロースなどのセルロース系樹脂が挙げられ、これらをバインダー樹脂として用いることができる。特に蛍光体粉末の分散性の点でメチルセルロース、エチルセルロースが好ましい。
【００２１】
有機溶剤は乾燥時に蛍光体層から実質的に除去されるので本発明においては特に限定されないが、バインダー樹脂をよく溶解すると共に、蛍光体粉末を十分に分散させ、塗布性が優れていることからテルピネオール（ターピネオール）を用いることが好ましい。加えて粘度調整のためにアルコール類を添加するのが好ましい。アルコール類としては、テルピネオールに可溶であれば特に限定されないが、中でも芳香族系アルコール類は、沸点がテルピネオールと同程度の２００〜２５０℃付近であり、ペースト粘度を低下させる点で好ましい。特に、バインダー樹脂の溶解性の点からベンジルアルコールが好ましく用いられる。
【００２２】
蛍光体ペーストには他に必要に応じて、分散剤、可塑剤その他の成分がペーストの諸特性を調整するために添加されることがある。これらは溶剤に良好に分散あるいは溶解するものであれば特に限定されない。
【００２３】
蛍光体層形成は赤、青、緑の３色を形成する必要があり、またわずかな欠陥や混色が表示欠陥となるため不良品ができやすい。不良品の蛍光体層を除去して基板を再生し、再度蛍光体層を形成することができれば良品率の向上につながるが、その方法は蛍光体層以外に悪影響をもたらす可能性のあるものであってはならない。蛍光体層の再生の結果として他の場所に欠陥ができるとそれが原因で製品が不良品となる。また、結果的に欠陥ができなくても、その可能性がある再生方法を用いた場合、検査工程などを増やさなければならず、コスト面で不利となる。本発明においては、蛍光体層を溶剤で除去する方法を用いることで基板の他の部分に影響を与えることなく蛍光体層のみを除去し、そこに改めて蛍光体層を形成することにより良品率を向上することができる。
【００２４】
蛍光体層除去用の溶剤としては、蛍光体層の有機成分の少なくとも一部、特にバインダー成分を溶解するものであれば良いが、沸点の低いものの方が速やかに蒸発し、基板に残存しないので好ましい。また安価な溶媒を用いることがコスト面で好ましい。使用できる溶媒としては、メタノール、エタノール、イソプロパノール、アセトン、メチルエチルケトン、酢酸エチル、ヘキサン、ヘプタン、シクロヘキサン、トルエン、キシレン、γ−ブチロラクトン、ベンジルアルコールなどがあげられ、好ましくはメタノール、アセトン、酢酸エチルである。これらの好ましい溶剤は、いずれも沸点が摂氏８０度以下であり、基板から溶剤を速やかに除去できる。
【００２５】
蛍光体層を除去する方法としては、蛍光体層形成面が下を向くように基板を溶剤に浸漬するのが望ましい。蛍光体層形成面が下を向くようにすることで、比重の大きい蛍光体粉末は自然に落下する。こうすることにより剥離した蛍光体粉末が基板に再付着することを防ぐことができる。
【００２６】
また、基板は溶剤に静かに浸漬させ、静置させることが好ましい。蛍光体の比重は溶剤より重いので、静置させることで蛍光体粉末は基板に再付着することなく沈降する。
【００２７】
蛍光体層除去の具体的方法としては以下のようなものがあげられるが、特に限定されるものではない。すなわち、バインダーとしてエチルセルロースを含んだ蛍光体層が形成された背面板を、蛍光体層形成面を下にして樹脂製バットに平置きする。この際、基板端部をステンレス製の支持台で固定し、基板の蛍光体層形成面がバットの底に触れないようにする。ここに酢酸エチルを静かに流し込み、蛍光体層形成面が浸るまで入れて３０分間静置する。その後、基板を引き上げ、新しい酢酸エチルで基板全体を流した後、熱風乾燥オーブンで摂氏８０度、２０分乾燥することで蛍光体層が除去される。酢酸エチルはガラスや金属に影響を与えないので、基板に再び蛍光体層を形成することができる。
【００２８】
蛍光体層を形成した該基板を必要に応じて、４００〜５５０℃で焼成する事により、本発明のプラズマディスプレイ用背面板を作製することができる。
【００２９】
該プラズマディスプレイ用背面板を前面板と封着し、前面板と背面板の間に形成された空間に、ヘリウム、ネオン、キセノンなどから構成される放電ガスを封入した後、駆動回路を装着してプラズマディスプレイを作製する。前面板は、基板上に所定のパターンで透明電極、バス電極、誘電体、保護膜（ＭｇＯ）を形成した基板であり、背面板上に形成されたＲＧＢ各色蛍光体層に一致する部分にカラーフィルター層を形成しても良い。また、コントラストを向上するために、ブラックストライプを形成しても良い。
【００３０】
【実施例】
以下に本発明を実施例を用いて具体的に説明する。ただし、本発明はこれに限定されるものではない。なお、実施例中の濃度は断りのない場合は重量％である。
（実施例１）
［電極形成ガラス基板の作製］
平均粒径２μｍの銀粉末を含む感光性銀ペーストを用いて、ピッチ１６０μｍ、線幅６０μｍのストライプ状電極パターン（銀含有量：９５％）を形成した１２５ｍｍ角のガラス基板（旭硝子社製ＰＤ−２００）を、空気中で５９０℃、３０分間焼成することで、ガラス基板上に電極が形成されたディスプレイ用基板を得た。形成された電極の平均厚みは３．５μｍであった。
［誘電体層の形成］
エチルセルロース５％含有のテルピネオール溶液３０ｇ、ルチル型チタニア（Ｒ５５０：石原産業社製）５ｇ、ガラス粉末６５ｇを混合し、三本ローラで混練して誘電体ペーストを得た。このペーストを電極が形成されたガラス基板上にスクリーン印刷法で塗布・乾燥し、５５５℃で３０分間焼成することにより誘電体層を形成した。形成された誘電体層の厚みは１１μｍであった。
［隔壁層の形成］
共重合体（Ｘ−４００７）３４％含有γ−ブチロラクトン溶液３２ｇ、感光性モノマ（ＭＧＰ４００）１０．５ｇ、光重合開始剤（ＩＣ−３６９）３．４ｇ、増感剤（ＤＥＴＸ−Ｓ）３．４ｇ、ベンゾトリアゾール２．２ｇ、紫外線吸光剤（スダンIV）０．０４ｇ、酸化リチウム含有ガラス４９ｇを混合し、三本ロールで混練して隔壁用感光性ペーストを得た。このペーストを誘電体層上に乾燥厚み１５０μｍになるようにスクリーン印刷を数回繰り返して塗布し乾燥した。このようにして形成した膜上にフォトマスク（ストライプ状パターン、ピッチ２２０μｍ、線幅２０μｍ）を置いて、１２ｍＷ／ｃｍ²の出力を有する超高圧水銀灯露光機を用いて２０秒間露光した。
【００３１】
３５℃に保持したモノエタノールアミンの０．２％水溶液を２００秒間シャワーすることにより現像し、未露光部の感光性ペースト膜を除去した。その後水洗浄、乾燥および焼成することにより隔壁層を形成した。
［蛍光体層の形成］
蛍光体粉末４０ｇ、エチルセルロース（バインダ樹脂）１０ｇ、ベンジルアルコール４０ｇおよびテルピネオール１０ｇを溶解、分散し、三本ロールで混合して蛍光体ペーストを作製した。
【００３２】
蛍光体粉末として、赤色発光には（Ｙ，Ｇｄ）ＢＯ₃：Ｅｕ（比重５．１）、緑色発光にはＺｎ₂ＳｉＯ₄：Ｍｎ（比重４．２）、青色発光にはＢａＭｇＡｌ₁₀Ｏ₁₇：Ｅｕ（比重３．８）を用い３種の蛍光体ペーストを作成した。
【００３３】
塗布は、孔径１５０μｍの吐出孔を有する長さ３ｍｍのニードルを１本先端に圧入した口金（Ｌ／Ｄ＝２０）により行った。吐出圧、走行速度を調整し、側面、底部ともに２０±３μｍの厚みで蛍光体層が形成されるようにした。
【００３４】
上記の隔壁形成基板に赤色蛍光体ペーストが隔壁間３本に１本ずつ塗布し、乾燥することで赤色蛍光体層を形成した。緑色および青色についても同様に塗布、乾燥を行い、３色がストライプ状に形成された蛍光体層を形成した。
［蛍光体層の除去］
ステンレス製のバットにステンレス製の支持棒を置き、蛍光体層が形成（乾燥後）された基板を端部が支持棒で支持されるように、かつ蛍光体層形成面が下向きになるように置いた。このバット内に酢酸エチル（沸点摂氏７７度）を、バットの壁を伝うようにして静かに流し込み、蛍光体形成面が完全に浸るまで入れた。６０分静置させた後、基板を静かに引き上げ、新しい酢酸エチルの入ったステンレス製バットに移し替え、シャワー洗浄を行った。これを熱風乾燥オーブンで摂氏８０度、１０分乾燥した。
【００３５】
この基板に蛍光体粉末が発光する２５４ｎｍの紫外線ランプを当て、残留蛍光体粉末の検査を行ったが、発光は認められず、蛍光体粉末が完全に除去されていることが確認された。
【００３６】
また、この再生基板に蛍光体層を前述の［蛍光体層の形成］と同様の手法で再度形成し、５００℃で１０分間の焼成を行い、プラズマディスプレイ用背面板を作製した。
【００３７】
さらに、作製した前面基板と背面基板を封着ガラスを用いて封着して、Ｘｅ５％含有のＮｅガスを内部ガス圧６６５００Ｐａになるように封入した。さらに、駆動回路を実装してＰＤＰを作製した。
【００３８】
再生した基板を用いて作成されたＰＤＰの輝度を測定したところ、２５０ｃｄ／ｍ²であり、良好であった。
（比較例１）
実施例１と同様にしてガラス基板状に電極、誘電体、隔壁及び蛍光体層を形成した。
【００３９】
蛍光体層が形成（乾燥後）された基板を焼成炉を用いて摂氏５００度で焼成し、有機成分を焼きとばした。その後、超音波洗浄機で５分洗浄し、蛍光体塗布膜を除去した。これを水洗し、熱風乾燥オーブンで摂氏８０度、２０分乾燥した。
【００４０】
この基板に蛍光体粉末が発光する２５４ｎｍの紫外線ランプを当て、残留蛍光体粉末の検査を行ったが、全面に蛍光体粉末の付着による発光が認められ、蛍光体粉末が完全には除去されていないことが確認された。また、隔壁を光学顕微鏡により拡大検査したところ、隔壁に欠け、はがれが認められ、不良品となった。
【００４１】
【発明の効果】
本発明のプラズマディスプレイの製造方法を用いることで、プラズマディスプレイの良品率を高めることができる。

Claims (4)

1. 隔壁が形成された基板上に少なくとも蛍光体粉末とバインダー樹脂および溶剤を含む有機成分からなる蛍光体ペーストを塗布し、乾燥することにより蛍光体層が形成された基板から、前記バインダー樹脂を溶解する溶剤中に前記基板を前記蛍光体層が下向きになるように浸漬することにより前記蛍光体層を除去することを特徴とする基板の再生方法。
2. 蛍光体粉末の比重が２以上であることを特徴とする請求項１記載の基板の再生方法。
3. 溶剤の沸点が摂氏８０度以下であることを特徴とする請求項１または２に記載の基板の再生方法。
4. 基板上に形成された蛍光体層を除去することにより基板を再生し、再度蛍光体層を形成する工程を含むプラズマディスプレイ用背面板の製造方法であって、基板の再生を、請求項１ないし３のいずれか記載の基板の再生方法によって行うことを特徴とするプラズマディスプレイ用背面板の製造方法。