JPH11283502A

JPH11283502A - 蛍光面の形成方法及びプラズマディスプレイパネル

Info

Publication number: JPH11283502A
Application number: JP10086489A
Authority: JP
Inventors: Takao Sawada; 隆夫沢田; Noritsuna Hashimoto; 典綱橋本; Junichiro Hoshizaki; 潤一郎星崎
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1998-03-31
Filing date: 1998-03-31
Publication date: 1999-10-15

Abstract

(57)【要約】【課題】発光効率の低下を防止する蛍光面の形成方法
およびプラズマディスプレイパネルを得る。【解決手段】蛍光体粒子及びこれを固着させるための
樹脂成分を含む蛍光体層１１をガラス基板４上に形成し
た後、大気中での焼成を行い、蛍光体層１１の表面に形
成された劣化層３０を除去する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、発光効率の優れ
た蛍光層を有する蛍光面の形成方法及びプラズマディス
プレイパネル（以下、「ＰＤＰ」と記す）に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来のＡＣ型３電極面放電型ＰＤＰの製
造方法を、図５に示す構造を基に説明する。図５におい
て、４は背面基板の基材となるガラス基板、８はガラス
基板４上に形成されたストライプ状のデータ電極、９は
データ電極８およびガラス基板４の全面を覆う保護膜、
１０はデータ電極８と平行に保護膜９上に形成されたバ
リアリブである。

【０００３】蛍光面は例えばスクリーン印刷法により形
成される。すなわち、開口部が設けられた赤色用のメッ
シュスクリーン２１を用いて赤色の蛍光体ペースト２２
を印刷することによって、バリアリブ１０で区画された
赤色用のストライプ状の領域に蛍光体ペースト２２を充
填する（図５）。蛍光体ペーストは、赤色、緑色、青色
それぞれについて、樹脂成分（例えばエチルセルロー
ス）および溶剤成分（例えばテルピネオール）からなる
バインダーと、蛍光体粒子とを混錬したものである。溶
剤成分を除去するために、例えば１５０℃で１０分間、
乾燥させる（図６）。

【０００４】なお、樹脂成分は蛍光体粒子を固着させる
ためのものであり、溶剤成分は蛍光体ペーストの粘度を
調節するためのものである。

【０００５】次に、開口部が設けられた緑色用のメッシ
ュスクリーン２３を用いて緑色の蛍光体ペースト２４を
印刷することによって、バリアリブ１０で区画された緑
色用のストライプ状の領域に蛍光体ペースト２４を充填
する（図７）。溶剤成分を除去するために、例えば１５
０℃で１０分間、乾燥させる（図８）。

【０００６】次に、開口部が設けられた青色用のメッシ
ュスクリーン２５を用いて青色の蛍光体ペースト２６を
印刷することによって、バリアリブ１０で区画された青
色用のストライプ状の領域に蛍光体ペースト２６を充填
する（図９）。溶剤成分を除去するために、例えば１５
０℃で１０分間、乾燥させる（図１０）。

【０００７】このようにして、蛍光面は３色の蛍光体ペ
ースト２２，２４，２６で塗り分けられる。

【０００８】次に、図１０に示す構造に対して、赤色、
緑色、青色蛍光体ペースト２２，２４，２６に含まれる
樹脂成分を分解気化させるために４８０℃で３０分間、
大気中で焼成する。このようにして作製した背面基板２
ａと前面基板１とを貼り合わせて封着する。最後に一度
放電空間１００を排気して真空にし、放電ガスを封入す
ることによってＡＣ型３電極面放電型ＰＤＰが完成する
（図１１）。

【０００９】なお、前面基板１において、３は前面基板
の基材となるガラス基板、５はストライプ状の一対の透
明電極および金属電極からなる電極、６は電極５および
ガラス基板３の全面を覆う誘電体層、７は誘電体層６の
全面を覆うＭｇＯからなる保護膜である。また、バリア
リブ１０で区画された領域内に充填された、蛍光体ペー
スト２２，２４，２６を総称して蛍光体層１１とする。
また、１つのデータ電極８、その上方にバリアリブ１０
で区画された領域に形成された蛍光体層１１、電極５
（透明電極及び金属電極）はＰＤＰの放電セルの構成要
素である。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】図１１に示すように、
蛍光体層１１の表面には、上述の大気中での焼成によっ
て酸化された領域（以後、「劣化層」と記す）３０が形
成される。劣化層３０は蛍光体粒子自身が酸化された領
域である。この劣化層３０により、発光効率が低下する
という問題点がある。例えば、第２５８回蛍光体同学会
講演予稿集ｐ１９〜２４では、ＢａＭｇＡｌ₁₀Ｏ₁₇：Ｅ
ｕの青色蛍光体は、大気中の加熱によって酸化され、輝
度低下を引き起こすことが述べられている。

【００１１】本発明は、これらの問題点を解決するため
になされたものであり、発光効率の低下を防止する蛍光
面の形成方法およびプラズマディスプレイパネルを得る
ことを目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明の請求項１に係る
課題解決手段は、（ａ）蛍光体粒子が混合された樹脂成
分を含む蛍光体層を所定の基板上に形成するステップ
と、（ｂ）前記ステップ（ａ）によって得られる構造に
対して、大気中での焼成を行うステップと、（ｃ）前記
ステップ（ｂ）によって得られる構造に対して、前記蛍
光体層の表面を除去するためのステップとを含む。

【００１３】本発明の請求項２に係る課題解決手段にお
いて、前記ステップ（ｃ）は、（ｃ−１）前記蛍光体層
のうち、前記ステップ（ｂ）において酸化された領域を
除去するためのエッチングを行うステップを含む。

【００１４】本発明の請求項３に係る課題解決手段にお
いて、前記エッチングは、アルゴンあるいは四フッ化炭
素等を用いたドライエッチングである。

【００１５】本発明の請求項４に係る課題解決手段にお
いて、前記エッチングは、硝酸水溶液あるいは水酸化ナ
トリウム水溶液等を用いたウェットエッチングである。

【００１６】本発明の請求項５に係る課題解決手段は、
放電セルと、前記放電セル中に形成された蛍光体層とを
備えたプラズマディスプレイパネルであって、前記蛍光
体層は、請求項１〜４記載のいずれかに記載の蛍光面の
形成方法により形成される。

【００１７】

【発明の実施の形態】発明の概念．まず、実施の形態１
におけるＡＣ型３電極面放電型ＰＤＰの製造方法を、図
１に示す構造を基に説明する。図１に示す構造は、図１
０に示す構造に対して、赤色、緑色、青色蛍光体ペース
トに含まれる樹脂成分を分解気化させるために４８０℃
で３０分間、大気中で焼成することによって得られたも
のである。この焼成によって、蛍光体層１１の表面は劣
化層３０で覆われる。

【００１８】なお、図１では、発明の概念を理解しやす
いように劣化層３０を蛍光体層１１の上部に図示してい
るが、実際には劣化層３０は図１２に示すように蛍光体
層１１に含まれる蛍光体粒子３１の表面を覆う。また、
蛍光体粒子３１は、例えば赤色、緑色、青色ではそれぞ
れ（Ｙ，Ｇｄ）ＢＯ₃：Ｅｕ、Ｚｎ₂ＳｉＯ₄：Ｍｎ、Ｂ
ａＭｇＡｌ₁₀Ｏ₁₇：Ｅｕである。

【００１９】次に、図１に示す構造に対して、適当な除
去手法を適用して劣化層３０を除去する（図２）。これ
によって、蛍光体層１１（実際は蛍光体粒子３１）が露
出する（図３）。ここでは、除去手法として、例えばエ
ッチング３３によって劣化層３０を除去する。

【００２０】その後は、従来と同様である。すなわち、
このようにして作製した背面基板２と前面基板１とを貼
り合わせて封着する。最後に一度放電空間１００を排気
して真空にし、放電ガスを封入することによってＡＣ型
３電極面放電型ＰＤＰが完成する（図４）。

【００２１】ところで、従来の問題点が生じるのは、蛍
光体ペーストが樹脂成分を含むことと、その大気中での
焼成とが原因である。

【００２２】それならば、酸化が起こらないように、還
元雰囲気あるいは不活性雰囲気といった大気中と異なる
雰囲気で焼成することが考えられる。しかし、焼成の目
的は樹脂成分の分解気化のため、還元雰囲気あるいは不
活性雰囲気で焼成すると樹脂成分が十分に分解せず、炭
素などの残渣が蛍光体層１１の表面に残る。炭素の残渣
は黒いため、蛍光体粒子３１の発光を吸収して著しい輝
度低下を引き起こす。したがって、樹脂成分を含む蛍光
体ペーストでは、大気中での焼成が必要である。

【００２３】また、エチルセルロースを含まない蛍光体
ペーストを使用することが考えられる。しかし、バイン
ダーとして溶剤成分だけを含む場合は、蛍光体ペースト
を適正な粘度に調節することが困難であったり、蛍光体
粒子が蛍光体ペーストに均一に分散しなかったり、蛍光
体粒子がバリアリブで区画された領域に固着しなかった
りするため、実用的でない。

【００２４】このように、蛍光体ペーストがエチルセル
ロースを含むことと、その大気中での焼成が必須である
以上、大気中の焼成の後に、劣化層３０を除去すること
は発光効率の低下を防止することについて有効である。

【００２５】実施の形態１．実施の形態１では、エッチ
ング３３としてドライエッチングを適用する場合につい
て詳述する。

【００２６】図１３は、従来からあるドライエッチング
装置を示す概念図である。図１３において、５１は真空
容器、５２はガス導入口、５３は基板台、５４は絶縁
層、５５は排気口、５６は背面基板、５７は排気バル
ブ、５８は高周波電源である。背面基板５６の構造は、
図１に示す通りである。

【００２７】まず、蛍光体層１１がガス導入口５２と向
き合うように背面基板５６を配置する。真空排気装置
（図示せず）が真空容器５１内のガスを排気バルブ５７
を介して排気口５５へ排気することによって、真空容器
５１の真空度を約１０^-7Ｔｏｒｒにする。次に、ガス導
入口５２から真空容器５１へ純度９９．９９％のアルゴ
ンガスを流量４０ＳＣＣＭ（ここにいうＳＣＣＭとは大
気圧下で換算したときの流量であり、Standard cc/min
を表す）で導入していく。排気バルブ５７の開閉によっ
て、真空容器５１内の真空度が４０ｍｍＴｏｒｒになる
ように調節する。

【００２８】次に、高周波電源５８は基板台５３に１
３．５６ＭＨｚで１００Ｗの正弦波を１５分間印加し、
真空容器５１内に放電を起こすことによって、真空容器
５１内のアルゴンガスをイオン化する。当該アルゴンイ
オンは、基板台５３上にある背面基板５６に向かって高
速で移動し、蛍光体層１１の表面に衝突する。このよう
にアルゴンイオンを衝突させて蛍光体層１１の表面の劣
化層３０を除去し、図３に示す構造を得る。

【００２９】なお、劣化層３０のうち真空容器５１内の
放電によって生じたイオンが直接衝突した部分のみが除
去され、イオンが衝突しない部分は残ってしまう。しか
し、ＰＤＰが動作する場合において蛍光体を発光させる
紫外線は、蛍光面に対して基本的にイオンと同様の入射
状態を呈するため、劣化層３０が除去された部分にほと
んどが入射し、劣化層３０が残っている部分には入射し
ない。したがって、ドライエッチングを用いる場合、劣
化層３０のうち一部が残るが、実用上問題はない。

【００３０】その後は、発明の原理で説明した様にし
て、図４に示すＡＣ型３電極面放電型ＰＤＰが完成す
る。

【００３１】以上の条件で得られたＡＣ型３電極面放電
型ＰＤＰは、図１１に示す従来のＡＣ型３電極面放電型
ＰＤＰと比較して、白色についての輝度が１０％上昇
し、赤色、緑色、青色単色ではそれぞれ６％、８％、１
５％上昇するという効果を奏した。

【００３２】実施の形態２．実施の形態２では、実施の
形態１で説明した正弦波の電力を３００Ｗとして３０分
間印加した。その他の条件は実施の形態１と同様であ
る。

【００３３】以上の条件で得られたＡＣ型３電極面放電
型ＰＤＰは、図１１に示す従来のＡＣ型３電極面放電型
ＰＤＰと比較して、白色についての輝度が１５％上昇
し、赤色、緑色、青色単色ではそれぞれ８％、１３％、
２０％上昇するという効果を奏した。

【００３４】実施の形態３．実施の形態３では、実施の
形態２の条件である真空容器５１へ導入したアルゴンガ
スを四フッ化炭素に代えた。その他の条件は、実施の形
態２と同様である。

【００３５】アルゴンから四フッ化炭素に代えること
で、アルゴンを使用したときに比べてエッチング効果を
大きくすることが可能で、上述の実施の形態１と同じ電
力を用いた場合、図１１に示す従来のＡＣ型３電極面放
電型ＰＤＰと比較して、白色についての輝度が１５％上
昇し、赤色、緑色、青色単色ではそれぞれ８％、１３
％、２０％上昇するという、実施の形態２と同程度の効
果を奏した。

【００３６】実施の形態４．実施の形態４では、実施の
形態３で説明した四フッ化炭素と共に、流量が４ＳＣＣ
Ｍの酸素も真空容器５１へ導入した。その他の条件は、
実施の形態３と同様である。

【００３７】四フッ化炭素と共に酸素を導入することに
よって、蛍光面に残っている可能性のあるカーボンを酸
化物として除去することが可能であり、上述の実施の形
態１と同じ電力を用いた場合、図１１に示す従来のＡＣ
型３電極面放電型ＰＤＰと比較して、白色についての輝
度が１５％上昇し、赤色、緑色、青色単色ではそれぞれ
８％、１３％、２０％上昇するという、実施の形態３と
同程度の効果を奏した。

【００３８】実施の形態５．実施の形態５では、実施の
形態４で説明した四フッ化炭素を三フッ化メタンに代え
た。その他の条件は、実施の形態４と同様である。

【００３９】四フッ化炭素から三フッ化メタンに代える
ことで、アルゴンを使用したときに比べてエッチング速
度は早いが、四フッ化炭素を使用したときに比べてエッ
チング速度を遅くすることが可能となるので四フッ化炭
素を使用したときよりもエッチングの制御がし易く、上
述の実施の形態１と同じ電力を用いた場合、図１１に示
す従来のＡＣ型３電極面放電型ＰＤＰと比較して、白色
についての輝度が１５％上昇し、赤色、緑色、青色単色
ではそれぞれ８％、１３％、２０％上昇するという、実
施の形態４と同程度の効果を奏した。

【００４０】実施の形態６．実施の形態６では、エッチ
ング３３としてウェットエッチングを適用する場合につ
いて詳述する。

【００４１】水槽に濃度が０．１Ｎの硝酸水溶液を入
れ、液温を４０℃に保持する。図１に示す構造の背面基
板をこの水槽に１０分間浸す。蛍光体層１１の剥離を防
ぐために水溶液の攪拌は極力小さくする。その後、背面
基板を水槽から取り出して純水で洗浄することによって
背面基板に付着している硝酸水溶液を洗い流す。その
後、洗浄した背面基板を１２０℃で１０分間、乾燥し、
図３に示す構造を得る。

【００４２】その後は、発明の原理で説明した様にし
て、図４に示すＡＣ型３電極面放電型ＰＤＰが完成す
る。

【００４３】以上の条件で得られたＡＣ型３電極面放電
型ＰＤＰは、図１１に示す従来のＡＣ型３電極面放電型
ＰＤＰと比較して、白色についての輝度が５％上昇し、
赤色、緑色、青色単色ではそれぞれ６％、４％、２％上
昇するという効果を奏した。

【００４４】実施の形態７．実施の形態７では、実施の
形態６の条件である０．１Ｎの硝酸水溶液を０．１Ｎの
塩酸に代えた。その他の条件は、実施の形態６と同様で
ある。

【００４５】硝酸から塩酸に代えることで、硝酸を使用
したときに比べて赤色のエッチング効果を抑えることが
でき、上述の実施の形態１と同じ電力を用いた場合、図
１１に示す従来のＡＣ型３電極面放電型ＰＤＰと比較し
て、白色についての輝度が４％上昇し、赤色、緑色、青
色単色ではそれぞれ３％、４％、２％上昇するという、
実施の形態６に比べて赤色、緑色、青色の輝度バランス
の良いものが得られるという効果を奏した。

【００４６】実施の形態８．実施の形態８では、実施の
形態６の条件である０．１Ｎの硝酸水溶液を０．０５Ｎ
の水酸化ナトリウム水溶液に代えた。その他の条件は、
実施の形態６と同様である。

【００４７】硝酸から水酸化ナトリウムに代えること
で、硝酸を使用したときに比べて緑色の輝度を赤色、青
色の輝度に比べて上昇させることができ、上述の実施の
形態１と同じ電力を用いた場合、図１１に示す従来のＡ
Ｃ型３電極面放電型ＰＤＰと比較して、白色についての
輝度が３％上昇し、赤色、緑色、青色単色ではそれぞれ
２％、４％、２％上昇するという、実施の形態７に比べ
て緑色の輝度の良いものが得られるという効果を奏し
た。実施の形態７においては、赤色、緑色、青色の輝度
バランスの良いものが得られるのであるが、赤色の輝度
をさらに抑えたい場合には本実施の形態のようにすれば
赤色の輝度をさらに抑えたものが得られる。従って実施
の形態６から実施の形態８までに述べたウェットエッチ
ングを適用するのに酸性液およびアルカリ性液のいずれ
であっても、期待する輝度の状態に応じて適宜選択して
用いることが可能であり、用いる液体についても上述し
たものに限定されることはない。

【００４８】変形例．なお、ドライエッチングに用いる
ガスは、実施の形態１〜５で説明したものの他に、フッ
素を含むガスや不活性ガス等であってもよい。また、電
力，時間も適当に選択すればよい。

【００４９】また、ウェットエッチングに用いる溶液
は、実施の形態６及び７で説明した特定の酸性水溶液、
実施の形態８で説明した特定のアルカリ性水溶液に限定
されない。

【００５０】また、ＡＣ型３電極面放電型ＰＤＰを用い
て説明したが、これに限定されるものではなく、ＤＣ型
ＰＤＰであってもよい。

【００５１】また、蛍光体層１１を形成するのに適用す
る方法は、スクリーン印刷法の他に、露光法、すなわ
ち、フォトレジストの混じった感光性の蛍光体ペースト
を全面に印刷し、露光、エッチングを行うことによって
形成する方法であってもよい。露光法についても、蛍光
体層１１を形成するときに樹脂成分及び溶剤等の有機材
料を使用し、大気中の焼成が必須であるため、有効であ
る。

【００５２】また、樹脂成分はエチルセルロース以外で
もよい。また、溶剤成分はテルピネオール以外でもよ
い。

【００５３】さらに、蛍光体粒子３１は、例えば赤色、
緑色、青色ではそれぞれ（Ｙ，Ｇｄ）ＢＯ₃：Ｅｕ、Ｚ
ｎ₂ＳｉＯ₄：Ｍｎ、ＢａＭｇＡｌ₁₀Ｏ₁₇：Ｅｕを用いて
説明したが、他の材料、例えば赤色ではＹ₂Ｏ₃：Ｅｕ、
緑色ではＢａＡｌ₁₃Ｏ₁₉：Ｍｎ、青色ではＢａＭｇＡｌ
₁₄Ｏ₂₃：Ｅｕ²⁺等でもよい。

【００５４】

【発明の効果】請求項１に記載した発明によれば、蛍光
体層を形成して樹脂成分を分解気化させるために、大気
中で焼成を行った際に生じた蛍光体表面の酸化層を除去
することによって、蛍光体の酸化されていない部分を露
出させ、蛍光体粒子の発光効率の低下を防止できる。

【００５５】請求項２に記載した発明によれば、エッチ
ングによって、蛍光体層の表面を効果的に除去できる。

【００５６】請求項３に記載した発明によれば、アルゴ
ンあるいは四フッ化炭素等を用いたドライエッチングに
よって、蛍光体層の表面を効果的に除去できる。

【００５７】請求項４に記載した発明によれば、硝酸水
溶液や水酸化ナトリウム水溶液等を用いたウェットエッ
チングによって、蛍光体層の表面を効果的に除去でき
る。

【００５８】請求項５に記載した発明によれば、蛍光体
層は、蛍光体粒子が露出しているため、プラズマディス
プレイパネルの放電セルの輝度が上昇する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態におけるＰＤＰの製造方
法を示す工程図である。

【図２】本発明の実施の形態におけるＰＤＰの製造方
法を示す工程図である。

【図３】本発明の実施の形態におけるＰＤＰの製造方
法を示す工程図である。

【図４】本発明の実施の形態におけるＰＤＰの完成図
である。

【図５】従来のＰＤＰの製造方法を示す工程図であ
る。

【図６】従来のＰＤＰの製造方法を示す工程図であ
る。

【図７】従来のＰＤＰの製造方法を示す工程図であ
る。

【図８】従来のＰＤＰの製造方法を示す工程図であ
る。

【図９】従来のＰＤＰの製造方法を示す工程図であ
る。

【図１０】従来のＰＤＰの製造方法を示す工程図であ
る。

【図１１】従来のＰＤＰの完成図である。

【図１２】蛍光体ペーストを詳細に示す図である。

【図１３】ドライエッチング装置を示す図である。

【符号の説明】

４ガラス基板、１１蛍光体層、３０劣化層、３１
蛍光体粒子、３３エッチング。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】（ａ）蛍光体粒子が混合された樹脂成分
を含む蛍光体層を所定の基板上に形成するステップと、（ｂ）前記ステップ（ａ）によって得られる構造に対し
て、大気中での焼成を行うステップと、（ｃ）前記ステップ（ｂ）によって得られる構造に対し
て、前記蛍光体層の表面を除去するためのステップと、
を含む蛍光面の形成方法。
【請求項２】前記ステップ（ｃ）は、（ｃ−１）前記蛍光体層のうち、前記ステップ（ｂ）に
おいて酸化された領域を除去するためのエッチングを行
うステップを含む請求項１記載の蛍光面の形成方法。
【請求項３】前記エッチングは、アルゴンあるいは四フッ化炭素等を用いたドライエッチ
ングである請求項２記載の蛍光面の形成方法。
【請求項４】前記エッチングは、硝酸水溶液あるいは水酸化ナトリウム水溶液等を用いた
ウェットエッチングである請求項２記載の蛍光面の形成
方法。
【請求項５】放電セルと、前記放電セル中に形成された蛍光体層と、を備えたプラ
ズマディスプレイパネルであって、前記蛍光体層は、請求項１〜４記載のいずれかに記載の
蛍光面の形成方法により形成されたプラズマディスプレ
イパネル。