JPH1083760A - 蛍光体層の形成方法及び蛍光体ペースト - Google Patents
蛍光体層の形成方法及び蛍光体ペーストInfo
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Abstract
の低温度化を図り且つ膜厚の均一化を実現することを目
的とする。 【解決手段】粒子状の蛍光体280及び結着剤としての
粒子状の樹脂282を当該樹脂が溶けない媒質284中
に分散させた状態の蛍光体ペースト28Rpを被形成面
上に塗布し、その塗布層を樹脂282が燃焼する温度で
焼成する。
Description
法に関し、カラーPDP(Plasma Display Panel:プラ
ズマディスプレイパネル)の製造に好適である。
は、蛍光体の変質によって色再現性が損なわれる。蛍光
体の変質を防ぐには、蛍光体層の形成に際して焼成温度
をできるだけ低くする必要がある。
Pが商品化されている。面放電型PDPは、ピクセル毎
に放電空間を区画してセル(表示素子)を画定するため
の隔壁を有している。蛍光体層は、発光効率を高めるた
め、表示面と平行な基板内壁面だけでなく、隔壁の側面
(概ね表示面と直交する)をも被覆するように形成され
ている。一般に、蛍光体層の形成には、R,G,Bの3
色の蛍光体を規則的に配置する必要から、スクリーン印
刷法が用いられている。すなわち、各色の配置に対応し
た開口パターンの3種のスクリーンを用いて、1色ずつ
順に各色の蛍光体ペーストを被形成面に塗布する。そし
て、所定の乾燥処理を終えた後、3色の蛍光体ペースト
を一括に焼成する。PDPで用いる蛍光体は紫外線励起
型の発光物質である。例えば、Rの蛍光体として(Y,
Gd)BO3 :Eu3+が用いられ、Gの蛍光体としてZ
n2 SiO4 :Mn又はBaAl12O19:Mnが用いら
れ、Bの蛍光物質として3(Ba,Mg)O・8Al2
O3 :Eu2+が用いられている。
体層を得るには、蛍光体ペーストに樹脂を混合する必要
がある。適量の樹脂の混合により、乾燥時にペーストの
粘度が増して隔壁の側面に付着した状態が保たれる。ま
た、樹脂には、蛍光体粒子の充填密度を高める機能があ
る。
で作製された蛍光体ペーストが用いられていた。増粘
成分の樹脂としてエチルセルロースを溶剤に溶かし、高
粘度(400ポアズ程度)のビヒクルを作製する。そ
のビヒクルに蛍光体を分散させる。
スを焼失させるにはペーストの焼成温度を450℃以上
に設定しなければならない。焼成温度が高いほど蛍光体
の変質が顕著になる。具体的には賦活物質であるユーロ
ピウム(Eu)のイオン価が変わり、発光が起こりにく
くなる。また、エチルセルロースは天然材料であり、比
較的に多量の無機質を含んでいる。無機質は焼失せずに
蛍光体層中に不純物として残留する。組成が原材料によ
って微妙に異なるという問題もある。
れ、ペースト材料として利用可能な合成樹脂として、ア
クリル樹脂が知られている。そこで、アクリル樹脂を用
いてエチルセルロースの場合と同様の要領で高粘度の蛍
光体ペーストを作製し、蛍光体層の形成を試みた。しか
し、乳剤からなるマスクを有したメッシュ(スクリーン
マスク)で蛍光体ペーストを基板上に印刷した後、スク
リーンマスクを基板から離すときに、基板上に塗布され
た蛍光体ペーストとスクリーンマスク上の蛍光体ペース
トとが引き合ういわゆる糸を引く状態となり、基板の所
々で蛍光体ペーストがスクリーンマスクの側に引き戻さ
れてしまい、均一な厚さの塗布層が得られなかった。糸
引きが強く、基板上に蛍光体ペーストが残らないという
場合もあった。糸を引く状態が解消するまでペーストの
粘度を下げると、ペースト内で蛍光体の沈降が生じ、輝
度の一様な蛍光体層が得られなかった。
において、焼成の低温度化を図り且つ膜厚の均一化を実
現することを目的としている。
子状態で分散させた蛍光体ペーストを用いる。分散媒に
樹脂粒子と蛍光体粒子とを混合してもよいし、予め樹脂
で表面の全部又は一部を吹き付けなどの手法によって被
覆しておいた蛍光体粒子を混合してもよい。
は、樹脂粒子どうしの相互作用に因る糸引きが生じな
い。すなわち、塗布厚の均一化が容易となる。したがっ
て、塗布性を満足する樹脂の種類が増し、熱分解性に優
れた樹脂を用いて焼成の低温度化を図ることができる。
とが要求され、また、膨潤の生じないことが望まれる。
分散媒の具体例としては、1,2,6−ヘキサントリオ
ール、ポリプロピレングリコールなどの有機溶媒があ
る。樹脂の具体例としては、アクリル樹脂がある。な
お、必要に応じて、分散剤・消泡剤などの添加剤を蛍光
体ペーストに混合してもよい。
において、樹脂の粒径が過大であると、蛍光体の充填密
度が過小となって所定の輝度が得られない。これに対し
て、樹脂の粒径を小さくすることにより、ペーストの乾
燥の段階で蛍光体粒子どうしの結着に必要な樹脂の体積
を減らし、熱分解性を向上させることができる。樹脂の
粒径としては、蛍光体の平均粒径の1/2以下が好まし
い。また、樹脂の含有量が多すぎても充填密度が過小と
なる。含有量が5wt%程度であれば問題はない。樹脂
で被覆した蛍光体粒子を分散させる場合には、乾燥時の
結着と焼成終了時の充填密度とが良好になるように、樹
脂被覆の膜厚を選定する。
光体及び結着剤としての粒子状の樹脂を当該樹脂が溶け
ない媒質中に分散させた混合物である蛍光体ペーストを
被形成面上に塗布し、前記蛍光体ペーストの塗布層を、
前記樹脂が燃焼する温度で焼成するものである。
ての樹脂で被覆された粒子状の蛍光体を当該樹脂が溶け
ない媒質中に分散させた混合物である蛍光体ペーストを
被形成面上に塗布し、前記蛍光体ペーストの塗布層を、
前記樹脂が燃焼する温度で焼成するものである。
してアクリル樹脂を用いるものである。請求項4の発明
の形成方法は、前記樹脂として前記蛍光体の平均粒径よ
りも粒径の小さいアクリル樹脂を用いるものである。
剤としてアクリル樹脂を含み、当該アクリル樹脂が溶け
ない媒質中に粒子状の蛍光体を分散させた混合物であ
る。請求項6の発明の蛍光体は、粒子状であって、少な
くとも表面の一部がアクリル樹脂膜で被覆されたもので
ある。
する隔壁の側面が蛍光体層で被覆されたプラズマディス
プレイパネルの製造方法であって、結着剤としての樹脂
を含み、当該樹脂が溶けない媒質中に粒子状の蛍光体を
分散させた混合物である蛍光体ペーストを、前記隔壁の
側面を被覆するように塗布する工程と、前記蛍光体ペー
ストの塗布層を、前記樹脂成分が燃焼する温度で焼成し
て前記蛍光体層を形成する工程とを含むものである。
ィスプレイパネルの製造に際して、前記蛍光体ペースト
をスクリーン印刷法によって前記隔壁の側面に塗布する
ものである。
ィスプレイパネルの製造に際して、前記蛍光体ペースト
を、ノズルから吐出させる手法によって前記隔壁の側面
に塗布するものである。
部構造を示す斜視図である。PDP1は、AC駆動形式
の面放電型PDPである。前面側のガラス基板11の内
面に、マトリクス表示のラインL毎に一対のサステイン
電極X,Yが配列されている。サステイン電極X,Y
は、それぞれが透明導電膜41と金属膜42とからな
り、AC駆動のための誘電体層17で被覆されている。
誘電体層17の表面には酸化マグネシウム(MgO)か
らなる保護膜18が蒸着されている。背面側のガラス基
板21の内面には、下地層22、アドレス電極A、絶縁
層24、隔壁29、及びカラー表示のための3色(R,
G,B)の蛍光体層28R,28G,28Bが設けられ
ている。各隔壁29は平面視において直線状である。こ
れら隔壁29によって放電空間30がライン方向にサブ
ピクセル毎に区画され、且つ放電空間30の間隙寸法が
一定値(例えば150μm)に規定されている。放電空
間30には、ネオンにキセノンを混合したペニングガス
が充填されている。誘電体層17、下地層22、絶縁層
24、及び隔壁29は、いずれも低融点ガラスの焼成体
である。ただし、それぞれの組成及び焼成条件は互いに
異なる。
つのサブピクセルからなる。隔壁29の配置パターンが
ストライプパターンであることから、放電空間30のう
ちの各列に対応した部分は、全てのラインLに跨がって
列方向に連続している。各列内のサブピクセルの発光色
は同一である。各サブピクセルの範囲内の構造体がセル
(表示素子)である。
光)/非点灯の選択(アドレッシング)に、アドレス電
極Aとサステイン電極Yとが用いられる。すなわち、m
本(mはライン数)のサステイン電極Yに対して1本ず
つ順にスキャンパルスを印加することによって画面走査
(ライン選択)が行われ、サステイン電極Yと表示内容
に応じて選択されたアドレス電極Aとの間での対向放電
(アドレス放電)によって、ラインL毎に所定の帯電状
態が形成される。アドレッシングの後、サステイン電極
Xとサステイン電極Yとに交互に所定波高値のサステイ
ンパルスを印加すると、アドレッシングの終了時点で所
定量の壁電荷が存在したセルにおいて、基板面に沿った
面放電(サステイン放電)が生じる。面放電時にペニン
グガスの放つ紫外線によって蛍光体層28R,28G,
28Bが局部的に励起されて発光する。蛍光体層28
R,28G,28Bが放つ可視光のうち、ガラス基板1
1を透過する光が表示に寄与する。
1,21について別個に所定の構成要素を設けて前面パ
ネル及び背面パネルを作製し、両パネルを重ね合わせて
対向間隙の周縁を封止し、内部の排気及びペニングガス
の充填を行う一連の工程によって製造される。背面パネ
ルの構成要素である蛍光体層28R,28G,28B
は、隔壁29を設けた後の段階のガラス基板21に本発
明に特有の蛍光体ペーストを塗布し、乾燥後に焼成する
厚膜工程によって形成される。
式図である。図示の例は蛍光体ペーストの塗布にスクリ
ーン印刷法、特に隔壁29の間を埋めるようにぺースト
を塗布する特開平5−299019号の印刷手法を適用
したものである。スクリーン印刷法によれば、フォトリ
ソグラフィ法を用いる場合に比べて、製造工数が少なく
生産性の上で有利であり、また、複数色の蛍光体層28
R,28G,28Bを設ける場合に異なる発光色の蛍光
体が混ざることがなく、表示色の濁りを防止することが
できる。
ス基板21の上に、帯状の開口部61が隔壁ピッチの3
倍のピッチで設けられたスクリーンマスク60を、隔壁
29と当接するように配置して適切に位置決めする。そ
して、所定発光色(例えばR)の蛍光体と結着成分の樹
脂とが共に粒子状態で分散した蛍光体ペースト28Rp
を、開口部61を介して隔壁29の間に落とし込む〔図
2(A)〕。蛍光体ペースト28Rpに代えて、樹脂で
コーティングされた所定発光色の粒子状の蛍光体が分散
した蛍光体ペースト28Rq(図5参照)を使用しても
よい。この塗布において、隔壁29の間の空隙をほぼ埋
め尽くし、それによって絶縁層24の露出面と隔壁29
の側面とを合わせた被形成面を被覆するように、比較的
に大量の蛍光体ペースト28Rpを開口部61からガラ
ス基板21側へ押し出す。そのために、角スキージ71
を用い、そのセット角度θを70〜85度に設定する。
角スキージ71は、断面形状が正方形の棒状の硬質ゴム
などからなり、ホルダー72に取り付けて使用される。
塗布むらを避ける上で、角スキージ71を隔壁29と平
行な方向M1に移動させるのが好ましい。塗布の後、蛍
光体ペースト28Rpを100〜200℃に加熱して乾
燥させる。
も、隔壁29の間の空隙をほぼ埋め尽くすように、蛍光
体ペースト28Gp,28Bpを順に印刷して乾燥させ
る〔図2(B)〕。その後、乾燥状態の各色の蛍光体ペ
ースト28Rp,28Gp,28Bpを400℃程度の
温度で焼成する。分散媒の蒸発、及び樹脂の燃焼にとも
なって蛍光体ペーストの体積が減少し、被形成面を覆う
所定厚さの蛍光体層28R,28G,28Bが形成され
る〔図2(C)〕。蛍光体層の厚さは、ペーストにおけ
る蛍光体粒子の混合量に依存する。厚さが過小であると
輝度が低く、過大であるとアドレス放電に支障が現れ
る。したがって、蛍光体ペーストの作製に際しては、セ
ル寸法に応じて蛍光体の混合量を選定する。蛍光体の組
成については従来と同様でよい。すなわち、(Y,G
d)BO3 :Eu、Zn2 SiO4 :Mn、3(Ba,
Mg)O・8Al2 O3 :Euなどの粉末を用いればよ
い。粒径としては2〜3μmが好適である。
を示す斜視図である。蛍光体ペーストの塗布にディスペ
ンサ(自動塗布装置)を用いることができる。すなわ
ち、ノズル95を被形成面の上方に配置し、例えばBの
蛍光体ペースト28Bpを吐出させながら隔壁29に沿
って相対移動させる。これにより、隔壁29の間の空隙
をほぼ埋め尽くすように蛍光体ペースト28Bpを塗布
することができる。図示の例は1色に対して1つのノズ
ル95を用いるものであるが、複数のノズル95によっ
て複数箇所に同時に蛍光体ペースト28Bpを塗布して
もよいし、3色の蛍光体ペースト28Rp,28Gp,
28Bpの塗布を並行して行うことも可能である。
が粒子状態で分散した蛍光体ペースト28Rp,28G
p,28Bpを用いることにより、スキージ71又はノ
ズル95を移動するとき、及び塗布後にスクリーンマス
ク60又はノズル95をガラス基板21から遠ざけると
きのペーストの糸引きをなくすことができ、良好な塗布
層を得ることができる。
である。図4(A)のように、隔壁29の間に塗布した
時点の蛍光体ペースト28Rpにおいては、粒子状の蛍
光体280及び結着剤としての粒子状の樹脂282が媒
質284の中で分散している。樹脂282が軟化する温
度に蛍光体ペースト28Rpを加熱して媒質284を蒸
発させると、蛍光体280が密集した乾燥ペースト層2
8Rp’が得られる〔図4(B)〕。このとき、軟化し
た樹脂282’が蛍光体280を引き寄せる。焼成を行
うと、樹脂282’が焼失し、図4(C)のように蛍光
体280の密集した蛍光体層28Rが得られる。
Rqは、被覆型の蛍光体281を媒質285の中に分散
させたものである〔図5(A)〕。蛍光体281は、蛍
光物質の結晶(ベア状の蛍光体)280と、その表面の
全体又は一部を被覆する結着用の樹脂膜283とからな
る。図4の例と同様に、蛍光体ペースト28Rqを加熱
して媒質285を蒸発させると、蛍光体280が密集し
た乾燥ペースト層28Rq’が得られ〔図5(B)〕。
その後に焼成を行うと、樹脂283’が焼失し、図5
(C)のように蛍光体280の密集した蛍光体層28
R’が得られる。
例を説明する。
(綜研化学社製)を、1,2,6−ヘキサントリオール
に2wt%の割合で添加し、ホモジナイザーで分散させ
てビヒクルとした。ビヒクル65wt%と平均粒径が2
μmのRの蛍光体35wt%とを1時間にわたって混練
した後、真空脱泡を行い、さらにロールミルで分散性を
高めて蛍光体ペーストとした。
(TG)及び示差熱分析(DTA)を行い、熱分解性を
評価した。樹脂成分が燃焼して消失する焼失温度は37
9.6℃であった。また、スクリーン印刷法によってベ
タ膜状に塗布し、塗布性(膜厚の均一性)を評価した。
その際、325メッシュスクリーンマスクを用い、塗布
及び乾燥(120℃,0.5h)を計2回行った。平均
膜厚は9.4μmであり、膜厚範囲は8〜12μmであ
った。
アタイプの蛍光体に代えてアクリル樹脂コーティングを
施した蛍光体を1,2,6−ヘキサントリオールに分散
させた場合にも、実施例1と同様の熱分解性及び塗布性
が得られた。
ルセルロース及び100cpsのエチルセルロースをそ
れぞれ6wt%の割合で溶剤に溶かした。溶剤としてブ
チルカルビトールアセテートとブチルカルビトールとの
混合液を用いた。樹脂の溶解した溶剤を濾過してビヒク
ルとした。ビヒクル80wt%と粒子状の蛍光体20w
t%とを混練し、真空脱泡とロールミル処理とを行って
蛍光体ペーストとした。
分解性を評価し、ベタ膜印刷によって塗布性を評価し
た。樹脂成分が消失する温度は453.4℃であった。
平均膜厚は9.57μmであり、膜厚範囲は7.5〜1
2μmであった。
−4009(綜研化学社製)を30wt%の割合で、ブ
チルカルビトールアセテートとブチルカルビトールとの
混合液に溶かしてビヒクルとした。ビヒクル65wt%
と粒子状のRの蛍光体35wt%とを混練し、真空脱泡
とロールミル処理とを行って蛍光体ペーストとした。
分解性を評価し、ベタ膜印刷によって塗布性を評価し
た。樹脂成分が消失する温度は416.2℃であった。
平均膜厚は9.5μmであり、膜厚範囲は2〜20μm
であった。
態及び評価結果を表1にまとめて示す。
セルロースに代えてアクリル樹脂を用いることにより、
焼成の低温度化を図ることができる。しかし、アクリル
樹脂を溶解させた場合は膜厚変動幅が大きくなってしま
う。これに対して、比較例2と実施例1との比較から明
らかなように、アクリル樹脂を粒子状態で分散させた蛍
光体ペーストを用いることにより、塗布性を損なうこと
なく焼成の低温度化を図ることができる。
厚膜手法による蛍光体層の形成において、焼成の低温度
化を図り且つ膜厚の均一化を実現することができる。
るく輝度むらのない高品質の表示の可能なプラズマディ
スプレイパネルを製造することができる。
ある。
る。
図である。
Claims (9)
- 【請求項1】粒子状の蛍光体及び結着剤としての粒子状
の樹脂を当該樹脂が溶けない媒質中に分散させた混合物
である蛍光体ペーストを被形成面上に塗布し、 前記蛍光体ペーストの塗布層を、前記樹脂が燃焼する温
度で焼成することを特徴とする蛍光体層の形成方法。 - 【請求項2】結着剤としての樹脂で被覆された粒子状の
蛍光体を当該樹脂が溶けない媒質中に分散させた混合物
である蛍光体ペーストを被形成面上に塗布し、 前記蛍光体ペーストの塗布層を、前記樹脂が燃焼する温
度で焼成することを特徴とする蛍光体層の形成方法。 - 【請求項3】前記樹脂がアクリル樹脂である請求項1又
は請求項2記載の蛍光体層の形成方法。 - 【請求項4】前記樹脂が、前記蛍光体の平均粒径よりも
粒径の小さいアクリル樹脂である請求項1記載の蛍光体
層の形成方法。 - 【請求項5】結着剤としてアクリル樹脂を含み、当該ア
クリル樹脂が溶けない媒質中に粒子状の蛍光体を分散さ
せた混合物であることを特徴とする蛍光体ペースト。 - 【請求項6】粒子状の蛍光体であって、少なくとも表面
の一部がアクリル樹脂膜で被覆されたことを特徴とする
蛍光体。 - 【請求項7】表示領域を区画する隔壁の側面が蛍光体層
で被覆されたプラズマディスプレイパネルの製造方法で
あって、 結着剤としての樹脂を含み、当該樹脂が溶けない媒質中
に粒子状の蛍光体を分散させた混合物である蛍光体ペー
ストを、前記隔壁の側面を被覆するように塗布する工程
と、 前記蛍光体ペーストの塗布層を、前記樹脂成分が燃焼す
る温度で焼成して前記蛍光体層を形成する工程とを含む
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。 - 【請求項8】前記蛍光体ペーストを、スクリーン印刷法
によって前記側面に塗布する請求項7記載のプラズマデ
ィスプレイパネルの製造方法。 - 【請求項9】前記蛍光体ペーストを、ノズルから吐出さ
せる手法によって前記側面に塗布する請求項7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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