WO2009130896A1 - プラズマディスプレイパネルの製造方法 - Google Patents

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WO2009130896A1
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paste
film
base film
particles
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PCT/JP2009/001843
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石野真一郎
坂元光洋
溝上要
大江良尚
宮前雄一郎
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パナソニック株式会社
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    • H01J11/10AC-PDPs with at least one main electrode being out of contact with the plasma
    • H01J11/12AC-PDPs with at least one main electrode being out of contact with the plasma with main electrodes provided on both sides of the discharge space
    • HELECTRICITY
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    • H01J11/40Layers for protecting or enhancing the electron emission, e.g. MgO layers
    • HELECTRICITY
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Definitions

  • the present invention relates to a method for manufacturing a plasma display panel.
  • PDPs Plasma display panels
  • FPDs flat panel displays
  • an AC drive surface discharge type PDP adopts a three-electrode structure, and has a structure in which two glass substrates of a front plate and a back plate are arranged to face each other at a predetermined interval.
  • the front plate includes a display electrode formed of a stripe-shaped scan electrode and a sustain electrode formed on a glass substrate, a dielectric layer that covers the display electrode and functions as a capacitor for storing electric charges, and the dielectric And a protective film having a thickness of about 1 ⁇ m formed on the layer.
  • the back plate was applied in a display cell partitioned by the partition walls, a plurality of address electrodes formed on the glass substrate, a base dielectric layer covering the address electrodes, partition walls formed thereon. It is comprised with the fluorescent substance layer which light-emits each in red, green, and blue.
  • the front plate and the back plate are hermetically sealed with their electrode forming surfaces facing each other, and a discharge gas of neon (Ne) -xenon (Xe) is discharged at a pressure of 53 kPa to 80.0 kPa in the discharge space partitioned by the barrier ribs. It is enclosed.
  • PDP discharges by selectively applying a video signal voltage to the display electrode, and the ultraviolet rays generated by the discharge excite each color phosphor layer to emit red, green and blue light, thereby realizing color image display (See Patent Document 1).
  • the role of the protective layer formed on the dielectric layer of the front plate is to protect the dielectric layer from ion bombardment due to discharge and to emit initial electrons for generating address discharge.
  • Etc. Protecting the dielectric layer from ion bombardment plays an important role in preventing an increase in discharge voltage, and emitting initial electrons for generating an address discharge is an address discharge error that causes image flickering. It is an important role to prevent.
  • Patent Document 2 an attempt has been made to improve electron emission characteristics by mixing impurities in the protective layer.
  • impurities are mixed in the protective layer and the electron emission characteristics are improved, at the same time, charges are accumulated on the surface of the protective layer, and the attenuation rate at which the charge decreases as time goes by as a memory function increases. Therefore, it is necessary to take measures such as increasing the applied voltage to suppress this.
  • the protective layer has a high electron emission ability and a low charge decay rate as a memory function, that is, a high charge retention characteristic. There was a problem.
  • a dielectric layer is formed so as to cover the display electrodes formed on the substrate, and a front plate in which a protective layer is formed on the dielectric layer, and a discharge space is formed in the front plate. And a back plate provided with barrier ribs for partitioning a discharge space, and forming a protective layer for the front plate
  • the protective layer forming step includes forming a base film by depositing a base film on the dielectric layer, and applying a metal oxide paste containing metal oxide particles, an organic component, and a diluting solvent to the base film.
  • a paste film forming process for forming a metal oxide paste film, an exposure development process for exposing and developing the paste film to leave the paste film in a predetermined pattern shape on the base film, and a process before remaining on the base film A metal oxide particle adhering step of removing organic components by baking the paste film and adhering metal oxide particles onto the base film, and the metal oxide particle content is 1 .5% by volume or less and containing a photopolymerization initiator, a water-soluble cellulose derivative, and a photopolymerizable monomer as organic components.
  • a paste film containing metal oxide particles in a predetermined pattern shape can be formed on the base film, so that the metal oxide particles can be dispersed uniformly and uniformly in the plane on the base film. It can be made to adhere and the coverage distribution of metal oxide particles can be made uniform. As a result, it is possible to realize a PDP having improved display characteristics of low power consumption, high definition and high brightness, which has improved electron emission characteristics and charge retention characteristics.
  • FIG. 1 is a perspective view showing the structure of a PDP manufactured by the PDP manufacturing method according to the embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view showing the configuration of the front plate of the PDP.
  • FIG. 3 is a flowchart showing a process for forming a protective layer of the PDP.
  • FIG. 4 is a diagram showing the results of cathodoluminescence measurement of crystal particles.
  • FIG. 5 is a graph showing the characteristics of the electron emission performance and Vscn lighting voltage of the PDP in the embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 is a graph showing the relationship between the crystal grain size and the electron emission performance.
  • FIG. 7 is a characteristic diagram showing the relationship between the crystal grain size and the partition wall breakage probability.
  • FIG. 8 is a diagram showing an example of aggregated particles and particle size distribution.
  • FIG. 1 is a perspective view showing a structure of a PDP 1 manufactured by the PDP manufacturing method according to the embodiment of the present invention.
  • the front plate 2 made of the front glass substrate 3 and the like and the back plate 10 made of the back glass substrate 11 and the like are arranged to face each other, and the outer peripheral portion thereof is hermetically sealed with a sealing material made of glass frit or the like.
  • a discharge gas such as neon (Ne) and xenon (Xe) is sealed in the discharge space 16 inside the PDP 1 at a pressure of 53.3 kPa to 80.0 kPa.
  • a pair of strip-like display electrodes 6 made up of scanning electrodes 4 and sustain electrodes 5 and black stripes (light shielding layers) 7 are arranged in a plurality of rows in parallel with each other.
  • a dielectric layer 8 serving as a capacitor is formed on the front glass substrate 3 so as to cover the display electrode 6 and the light shielding layer 7, and a protective layer 9 made of magnesium oxide (MgO) is formed on the surface.
  • MgO magnesium oxide
  • a plurality of strip-like address electrodes 12 are arranged in parallel to each other in a direction orthogonal to the scanning electrodes 4 and the sustain electrodes 5 of the front plate 2.
  • Layer 13 is covering.
  • barrier ribs 14 having a predetermined height for partitioning the discharge space 16 are formed.
  • a phosphor layer 15 is formed in the groove between the barrier ribs 14. The phosphor layer 15 emits red, green, and blue light by ultraviolet rays.
  • a discharge cell is formed at a position where the scan electrode 4 and the sustain electrode 5 and the address electrode 12 intersect to form a pixel for color display.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view showing the configuration of the front plate 2 of the PDP 1 in the embodiment of the present invention, and FIG. 2 is shown upside down with respect to FIG.
  • a display electrode 6 including a scanning electrode 4 and a sustain electrode 5 and a black stripe (light shielding layer) 7 are formed in a pattern on a front glass substrate 3 manufactured by a float method or the like.
  • Scan electrode 4 and sustain electrode 5 are made of transparent electrodes 4a and 5a made of indium tin oxide (ITO), tin oxide (SnO 2 ), and the like, and metal bus electrodes 4b and 5b formed on transparent electrodes 4a and 5a, respectively. It is comprised by.
  • ITO indium tin oxide
  • SnO 2 tin oxide
  • metal bus electrodes 4b and 5b formed on transparent electrodes 4a and 5a, respectively. It is comprised by.
  • the metal bus electrodes 4b and 5b are used for the purpose of imparting conductivity in the longitudinal direction of the transparent electrodes 4a and 5a, and are formed of a conductive material mainly composed of a silver (Ag) material.
  • the dielectric layer 8 includes a first dielectric layer 81 provided on the front glass substrate 3 so as to cover the transparent electrodes 4a and 5a, the metal bus electrodes 4b and 5b, and the light shielding layer 7, and a first dielectric layer.
  • the second dielectric layer 82 formed on the body layer 81 has at least two layers.
  • the protective layer 9 includes a base film 91 and aggregated particles 92 distributed on the base film 91.
  • the base film 91 is made of magnesium oxide (MgO) or magnesium oxide (MgO) containing aluminum (Al) on the dielectric layer 8.
  • aggregated particles 92 in which a plurality of crystal particles of magnesium oxide (MgO), which is a metal oxide, are aggregated are distributed on the base film 91 in a discrete and almost uniform manner over the entire surface. Aggregated particles 92 are adhered to base film 91 at a coverage of 2% to 12%.
  • an image of a region corresponding to one discharge cell divided by the barrier ribs 14 is captured by a camera and trimmed to the size of one cell of x ⁇ y. After that, the captured image after trimming is binarized into black and white data, and thereafter the area a of the black area by the aggregated particles 92 is obtained based on the binarized data, and is calculated by the formula a / b ⁇ 100 as described above. It is obtained by doing.
  • the scan electrode 4 and the sustain electrode 5 and the black stripe (light shielding layer) 7 are formed on the front glass substrate 3.
  • the transparent electrodes 4a and 5a and the metal bus electrodes 4b and 5b are formed by patterning using a photolithography method or the like.
  • the transparent electrodes 4a and 5a are formed using a thin film process or the like, and the metal bus electrodes 4b and 5b are solidified by baking a paste containing a silver (Ag) material at a predetermined temperature.
  • the black stripe (light-shielding layer) 7 is formed by screen printing a paste containing a black pigment or forming a black pigment on the entire surface of the front glass substrate 3 and then patterning and baking using a photolithography method. It is formed by.
  • a dielectric paste is applied on the front glass substrate 3 by a die coating method or the like so as to cover the display electrodes 6 including the scanning electrodes 4 and the sustain electrodes 5 and the black stripes (light-shielding layer) 7. Material layer) (not shown) is formed. Thereafter, the dielectric paste film is baked and solidified to form the dielectric layer 8 that covers the scan electrode 4, the sustain electrode 5, and the black stripe (light shielding layer) 7.
  • the dielectric paste is a paint containing a dielectric material such as glass powder, a binder and a solvent.
  • a base film 91 made of magnesium oxide (MgO) is formed on the dielectric layer 8 by a vacuum deposition method.
  • the display electrode 6, the light shielding layer 7, the dielectric layer 8, and the base film 91 which are predetermined constituent elements other than the aggregated particles 92 of the PDP 1 in the present invention are formed on the front glass substrate 3.
  • FIG. 3 is a flowchart showing a process for forming the protective layer 9 of the PDP 1.
  • a sintered body of magnesium oxide (MgO) containing aluminum (Al) is obtained.
  • a base film 91 mainly made of magnesium oxide (MgO) is formed on the dielectric layer 8 by a vacuum deposition method as a raw material.
  • aggregated particles are adhered to discretely form aggregated particles 92 in which crystal particles of magnesium oxide (MgO) serving as metal oxide particles are aggregated on the unfired base film 91 formed in the base film deposition step A2. Enter step A3.
  • MgO magnesium oxide
  • the aggregated particle adhesion step A3 includes the following steps. That is, in the paste film forming step A31, a metal oxide paste of a photopolymerization composition composed of metal oxide particles that are magnesium oxide (MgO) crystal particles, an organic component, and a diluting solvent is applied onto the base film 91. Thus, a paste film is formed. Next, in the exposure development step A32, the paste film formed on the base film 91 is exposed and developed to leave the paste film in a predetermined pattern shape on the base film 91. Further, in the metal oxide particle adhesion step A33, organic components in the metal oxide paste are removed by baking the remaining paste film, and aggregated particles 92 in which metal oxide crystal particles are aggregated on the base film 91 are formed. A deposited protective layer 9 can be formed. As a result, the protective layer 9 composed of the base film 91 and the aggregated particles 92 can be formed.
  • MgO magnesium oxide
  • a negative photomask in which a predetermined pattern shape is formed using an actinic ray having a predetermined wavelength that activates a photopolymerization initiator such as an ultraviolet ray, an excimer laser, an X-ray, or an electron beam. And exposing the metal oxide paste.
  • development processing is performed using water, and an unexposed portion is dissolved and removed, whereby a paste film containing metal oxide particles is formed on the base film 91 so as to have a predetermined pattern shape.
  • an ultraviolet irradiation apparatus generally used in the photolithography method, an exposure apparatus used when manufacturing a semiconductor and a liquid crystal display device, and the like can be used.
  • water can be used for the developing solution, and examples of the developing method include a dipping method, a rocking method, a shower method, a spray method, a paddle method, and the like.
  • the firing process in the metal oxide particle forming step A33 is performed in a predetermined temperature profile and atmosphere of several hundred degrees C so that the organic components in the paste film remaining on the base film 91 are thermally decomposed and volatilized.
  • a drying process for drying the paste film is included as a pre-process of the exposure development process A32.
  • the metal oxide paste has a content of metal oxide particles contained in the paste of 1.5% by volume or less, as an organic component, It contains a photopolymerization initiator, a water-soluble cellulose derivative, and a photopolymerizable monomer. Further, the metal oxide particles dispersed in the metal oxide paste are basically dispersed as crystal particles as primary particles, but these primary particles form several aggregate particles in the paste. These aggregated particles are formed on the base film 91.
  • magnesium oxide (MgO) is the main component of the base film 91.
  • the base film 91 has high sputter resistance performance for protecting the dielectric layer 8 from ion bombardment.
  • the electron emission performance may not be so high. That is, in the conventional PDP, the protective layer 9 mainly composed of magnesium oxide (MgO) is often formed in order to achieve both of a certain level of electron emission performance and sputtering resistance performance.
  • the electron emission performance is dominantly controlled by the metal oxide crystal particles. Therefore, the base film 91 is not necessarily made of magnesium oxide (MgO), and other materials having excellent sputtering resistance performance such as aluminum oxide (Al 2 O 3 ) may be used.
  • magnesium oxide (MgO) crystal particles as the metal oxide crystal particles, but other crystal particles have high electron emission performance like magnesium oxide (MgO).
  • MgO magnesium oxide
  • the same effect can be obtained by using crystal particles of metal oxides such as strontium (Sr), calcium (Ca), barium (Ba), and aluminum (Al). Therefore, the crystal particles are not particularly limited to magnesium oxide (MgO).
  • the display electrode 6, the black stripe (light shielding layer) 7, the dielectric layer 8, the base film 91, and the aggregated particles 92 of magnesium oxide (MgO) are formed on the front glass substrate 3.
  • the back plate 10 is formed as follows. First, the structure for the address electrode 12 is formed by a method of screen printing a paste containing silver (Ag) material on the rear glass substrate 11 or a method of patterning using a photolithography method after forming a metal film on the entire surface. A material layer to be a material is formed. The address layer 12 is formed by firing this material layer at a predetermined temperature. Next, a dielectric paste is applied to the back glass substrate 11 on which the address electrodes 12 are formed by a die coating method so as to cover the address electrodes 12 to form a dielectric paste film. Thereafter, the base dielectric layer 13 is formed by firing the dielectric paste film.
  • the dielectric paste is a paint containing a dielectric material such as glass powder, a binder and a solvent.
  • the partition wall material layer is formed by applying a partition wall forming paste containing the material of the partition wall 14 on the base dielectric layer 13 and patterning it into a predetermined shape. Thereafter, the partition wall 14 is formed by firing the partition wall material layer.
  • a method of patterning the partition wall paste applied on the base dielectric layer 13 a photolithography method or a sand blast method can be used.
  • the phosphor layer 15 is formed by applying a phosphor paste containing a phosphor material on the base dielectric layer 13 between the adjacent barrier ribs 14 and on the side surfaces of the barrier ribs 14 and baking it.
  • the front plate 2 and the back plate 10 having predetermined constituent members are arranged to face each other so that the display electrodes 6 and the address electrodes 12 are orthogonal to each other, and the periphery thereof is sealed with a glass frit, so that a discharge space is obtained.
  • 16 is filled with a discharge gas containing neon (Ne), xenon (Xe), or the like, thereby completing the PDP 1.
  • the content of metal oxide particles contained in the paste is 1.5% by volume or less, and as an organic component, a photopolymerization initiator, a water-soluble cellulose derivative, It contains a photopolymerizable composition such as a photopolymerizable monomer.
  • photopolymerization initiator known ones can be used, for example, benzophenones, benzoins, benzoin alkyl ethers, acetophenones, aminoacetophenones, benzyls, benzoin alkyl ethers, benzyl alkyl ketals. , Anthraquinones, ketals, thioxanthones and the like.
  • the photopolymerization initiator is suitably used in the photopolymerizable composition in the range of 0.1 to 5% by volume, more preferably in the range of 0.5 to 2% by volume.
  • the photopolymerization initiator is less than 0.1% by volume, the curability by exposure decreases. Further, when the photopolymerization initiator exceeds 5% by volume, patterning defects such as deterioration in resolution due to development are observed.
  • the water-soluble cellulose derivative may be a known one and is not particularly limited, and examples thereof include hydroxyethyl cellulose, hydroxyethyl methyl cellulose, hydroxypropyl cellulose, ethyl hydroxyethyl cellulose, hydroxypropyl methyl cellulose and the like. These may be used singly or in combination of two or more.
  • This water-soluble cellulose derivative functions as a binder resin, but has high transmittance for actinic rays irradiated to activate photopolymerization initiators such as ultraviolet rays, excimer lasers, X-rays and electron beams to initiate the polymerization reaction. Highly accurate pattern formation is possible.
  • the water-soluble cellulose derivative is suitably used in the range of 5 to 20% by volume, more preferably in the range of 8 to 12% by volume in the photopolymerizable composition.
  • the water-soluble cellulose derivative is less than 5% by volume, when coating is performed by a screen printing method, the frictional force between the squeegee and the screen plate increases, so that squeegee knocking occurs and printability is reduced.
  • the water-soluble cellulose derivative exceeds 20% by volume, a phenomenon such that a combustion residue tends to remain when firing and removing the organic component after forming the metal oxide paste film is observed.
  • the dilution solvent is not particularly limited as long as it can be dissolved in the water-soluble cellulose derivative.
  • the photopolymerizable monomer may be a known one and is not particularly limited.
  • This photopolymerizable monomer is suitably used in the range of 3 to 15% by volume, more preferably in the range of 5 to 10% by volume in the photopolymerizable composition.
  • the photopolymerizable monomer is less than 3% by volume, curing is insufficient during exposure and pattern peeling occurs during development. Further, when the photopolymerizable monomer exceeds 15% by volume, the resolution is deteriorated and patterning failure is observed, which is not preferable.
  • the photopolymerizable composition of the present invention may contain an ultraviolet absorber, a sensitizer, a sensitizer, a polymerization inhibitor, a plasticizer, a thickener, an organic solvent, a dispersant, and an antifoaming agent as necessary.
  • Additives such as organic or inorganic suspending agents can be added.
  • Sensitizer is added to improve sensitivity to light.
  • Specific examples of such sensitizers include 2,4-diethylthioxanthone, isopropylthioxanthone, 2,3-bis (4-diethylaminobenzal) cyclopentanone, and 2,6-bis (4-dimethylaminobenzal).
  • Polymerization inhibitor is added to improve thermal stability during storage.
  • Specific examples of such polymerization inhibitors include hydroquinone, monoesterified hydroquinone, N-nitrosodiphenylamine, phenothiazine, pt-butylcatechol, N-phenylnaphthylamine, 2,6-di-tert-butyl-p. -Methylphenol, chloranil, pyrogallol and the like.
  • Plasticizer can be added to improve printability.
  • examples include dibutyl phthalate (DBP), dioctyl phthalate (DOP), polyethylene glycol, glycerin, butyl tartrate and the like.
  • the antifoaming agent is added to reduce bubbles in the photopolymerizable composition and to reduce pores in the metal oxide paste film.
  • an antifoaming agent include alkylene glycol-based, silicon-based and higher alcohol-based antifoaming agents such as polyethylene glycol (molecular weight 400 to 800).
  • the organic components listed above may be prepared in the form of a paste or liquid, and the metal oxide and the diluent solvent may be well kneaded with three rolls, coated on a support film, dried, and sheeted and laminated on a substrate. . Further, it may be used by patterning by coating and drying directly on a substrate, exposing and developing using a screen printing method or the like.
  • the support film When used in the form of a sheet, examples of the support film include a flexible film made of a synthetic resin film such as polyethylene terephthalate having a thickness of 15 to 125 ⁇ m, polyethylene, polypropylene, polycarbonate, and polyvinyl chloride. If necessary, this support film may be subjected to mold release treatment such as silicon (Si) treatment so that transfer to a substrate or the like is facilitated.
  • a protective film may be attached to the sheet having such a photopolymerizable composition in order to improve stability when not in use.
  • a polyethylene terephthalate film, a polypropylene film, a polyethylene film, or the like having a thickness of about 15 to 125 ⁇ m coated or baked with silicon can be used.
  • hydroxypropyl cellulose as a water-soluble cellulose derivative was mixed in a diethylene glycol monobutyl ether and terpineol diluting solvent, stirred and dissolved while heating to obtain a hydroxypropyl cellulose solution.
  • this solution was returned to room temperature, and further photopolymerization was initiated with 2-methacryloyloxyethyl-2-hydroxypropyl phthalate (trade name HO-MPP, manufactured by Kyoeisha Chemical Co., Ltd.) as a photopolymerizable monomer.
  • 2-methacryloyloxyethyl-2-hydroxypropyl phthalate trade name HO-MPP, manufactured by Kyoeisha Chemical Co., Ltd.
  • 2-methyl-1 [4- (methylthio) phenyl] -2-morpholinopropan-1-one (trade name IR-907, manufactured by Ciba Geigy Co., Ltd.) and diethylthioxanthone (trade name DETX- S, manufactured by Nippon Kayaku Co., Ltd.) was added and dissolved to prepare an organic vehicle.
  • This organic vehicle and magnesium oxide (MgO) particles as metal oxide particles are mixed and dispersed by a three-roll mill to prepare a photopolymerizable composition.
  • diethylene glycol monobutyl ether and terpineol were further added to adjust the viscosity, followed by filtration using a 30 ⁇ m filter to prepare a metal oxide paste.
  • Table 1 shows the composition (1), the composition (2), and the composition (3) with different contents in the metal oxide paste. In these compositions, in the exposure and development process. The adhesion to the substrate and the resolution were evaluated.
  • the metal oxide paste prepared as described above is screen-printed on a substrate on which the scan electrode 4, the sustain electrode 5, the light shielding layer 7, the dielectric layer 8, and the base layer 91 are formed.
  • actinic rays were irradiated through a negative type pattern forming photomask, and the metal oxide paste film was exposed at an exposure amount of 100 mJ / cm 2 . Then, it developed with the city water hold
  • the “break point” is the time until the paste is completely dissolved in the developer when the photopolymerizable composition paste is developed without exposure.
  • the photomask for pattern formation is made of a glass substrate that transmits actinic rays, and includes a light-shielding portion coated or dyed with a black pigment or paint that absorbs actinic rays, and a transmission portion that transmits actinic rays.
  • the transmissive part is formed in nine different widths of 200 ⁇ m, 150 ⁇ m, 100 ⁇ m, 75 ⁇ m, 50 ⁇ m, 40 ⁇ m, 30 ⁇ m, 20 ⁇ m, and 10 ⁇ m, and each has five of the same width. A total of 90 pieces are provided in the light shielding portion. Transmission parts having the same width are adjacent to each other with an interval twice as large as the width. That is, in the case of the transmissive part having a width of 50 ⁇ m, the transmissive part having a width of 50 ⁇ m and the light shielding part having a width of 100 ⁇ m are alternately provided.
  • the light shielding portion is formed in nine different widths of 200 ⁇ m, 150 ⁇ m, 100 ⁇ m, 75 ⁇ m, 50 ⁇ m, 40 ⁇ m, 30 ⁇ m, 20 ⁇ m, and 10 ⁇ m. A total of 90 pieces of 5 pieces each are provided in the transmission part.
  • the light shielding portions having the same width are adjacent to each other with an interval twice as large as the width. That is, in the case of the light shielding portion having a width of 50 ⁇ m, the light shielding portions having a width of 50 ⁇ m and the transmission portions having a width of 100 ⁇ m are alternately provided.
  • the adhesion was evaluated at the convex portions and the resolution was evaluated at the concave portions.
  • Adhesion was evaluated based on the pattern obtained with such a photomask. As described above, when the paste film is exposed, if the photocuring is sufficiently performed, five convex portions having a width of 200 ⁇ m, 150 ⁇ m, 100 ⁇ m, 75 ⁇ m, 50 ⁇ m, 40 ⁇ m, 30 ⁇ m, 20 ⁇ m, and 10 ⁇ m are formed on the substrate. It is formed. However, when the photocuring at the bottom of the paste film is insufficient, the latent image portion is eluted in the developer, and no convex portion is formed on the substrate.
  • the adhesive is observed by observing whether or not the line-shaped convex portions formed on the substrate are hardened by light transmitted through nine kinds of transmission portions having different widths and are sufficiently adhered after development. Was evaluated. And, for example, when exposed at 50 mJ / cm 2 , the line width of the transmissive part on the pattern side corresponding to the smallest convex part that can be formed in a state where all of the nine transmissive parts are in close contact with the substrate. ( ⁇ m) was observed.
  • the pattern after development of the composition (1) has a good pattern of 10 ⁇ m adhesion and 10 ⁇ m resolution, but the composition (2) has a sufficient photopolymerization reaction. Therefore, the pattern was peeled off during development, and the metal oxide paste film pattern could not be formed.
  • the photopolymerization reaction proceeded to the light-shielding portion, so that a good concave portion could not be formed, and good resolution could not be obtained.
  • the metal oxide paste of the composition (1) in Table 1 when used, a metal with a predetermined coverage over the entire surface of the base film 91 is obtained by performing exposure and development through a mask pattern having a predetermined shape. It becomes possible to disperse and arrange the oxide aggregated particles 92. Further, the aggregated particles 92 of the metal oxide can be distributed with the optimum coverage only for the pixels.
  • the coverage of the aggregated particles 92 of magnesium oxide (MgO) is preferably in the range of 2% to 12% because of its discharge characteristics.
  • the content of magnesium oxide (MgO) particles in the metal oxide paste is 0 based on the film thickness range that can be formed by screen printing. A range of 0.01% to 1.5% by volume is preferred.
  • the content of metal oxide particles contained in the paste is 1.5% by volume or less, A photopolymerization initiator, a water-soluble cellulose derivative, and a photopolymerizable monomer are included as organic components.
  • Prototype 1 is a PDP formed with a protective layer 9 made only of a magnesium oxide (MgO) film
  • prototype 2 is a protective layer 9 made of magnesium oxide (MgO) doped with impurities such as aluminum (Al) and silicon (Si).
  • the PDP 1 in which the sample 3 is formed is a PDP 1 according to the present invention, which is a PDP 1 in which agglomerated particles 92 of crystal particles made of metal oxide are attached on a base film 91 of magnesium oxide (MgO).
  • Prototype 3 when the cathode luminescence was measured using magnesium oxide (MgO) crystal particles as the metal oxide, it had the characteristics shown in FIG.
  • the electron emission performance is a numerical value indicating that the larger the electron emission performance, the greater the amount of electron emission.
  • the initial electron emission amount can be measured by a method of measuring the amount of electron current emitted from the surface by irradiating the surface with ions or an electron beam, but it is difficult to evaluate the surface of the front plate 2 in a non-destructive manner.
  • a numerical value called a statistical delay time which is a measure of the probability of occurrence of discharge, was measured.
  • the reciprocal of the numerical value is integrated, it becomes a numerical value that corresponds linearly to the amount of initial electron emission, and here, this numerical value is used for evaluation.
  • the delay time at the time of discharge means a time when the discharge is delayed from the rising edge of the pulse. It is considered that the discharge delay is mainly caused by the fact that initial electrons that become a trigger when the discharge is started are not easily released from the surface of the protective layer 9 into the discharge space 16.
  • a voltage value (hereinafter referred to as a Vscn lighting voltage) applied to the scan electrode 4 necessary for suppressing the charge emission phenomenon when the PDP 1 is produced is used. That is, a lower Vscn lighting voltage indicates a higher charge retention capability. Since this can be driven at a low voltage even in the panel design of the PDP, it is possible to use components having a small withstand voltage and capacity as the power source and each electrical component. In a current product, an element having a withstand voltage of about 150 V is used as a semiconductor switching element such as a MOSFET for sequentially applying a scanning voltage to a panel. Therefore, it is desirable to suppress the Vscn lighting voltage to 120 V or less in consideration of fluctuation due to temperature.
  • FIG. 5 The results of investigating these electron emission performance and charge retention performance are shown in FIG. In FIG. 5, the electron emission performance on the horizontal axis is shown with reference to the electron emission performance in the prototype 1.
  • the Vscn lighting voltage can be reduced to 120 V or less, and the electron emission performance is 6 times or more better than that of the prototype 1. .
  • the electron emission performance and the charge retention performance of the protective layer 9 of the PDP are contradictory.
  • the film forming conditions of the protective layer 9 are changed, and the protective layer 9 is formed by doping impurities such as aluminum (Al), silicon (Si), and barium (Ba) as in the prototype 2.
  • impurities such as aluminum (Al), silicon (Si), and barium (Ba) as in the prototype 2.
  • the electron emission performance can be improved, but the Vscn lighting voltage also increases as a side effect.
  • the protective layer 9 that satisfies both the electron emission performance and the charge retention performance is realized for a PDP in which the number of scanning lines increases and the cell size tends to decrease due to high definition. be able to.
  • the particle diameter means an average particle diameter
  • the average particle diameter means a volume cumulative average diameter (D50).
  • FIG. 6 shows an experimental result of examining the electron emission performance in the prototype 3 of the present invention described in FIG. 5 by changing the particle diameter of the magnesium oxide (MgO) crystal particles.
  • the particle size of the magnesium oxide (MgO) crystal particles is the average particle size when the particle size distribution is measured in a reagent grade 1 or higher ethanol solution using a Microtrac HRA particle size distribution meter. The crystal particles are measured by observing them with a scanning electron microscope (SEM).
  • the top part of the partition wall 14 is damaged by the presence of crystal particles in the portion corresponding to the top part of the partition wall 14 of the back panel 10 that is in close contact with the protective layer 9 of the front panel 2. It has been found that a phenomenon occurs in which the corresponding cell does not normally turn on and off when the material is placed on the phosphor layer 15. The phenomenon of the partition wall breakage is unlikely to occur unless the crystal particles are present at the portion corresponding to the top of the partition wall 14, so that the probability of breakage of the partition wall 14 increases as the number of attached crystal particles increases.
  • FIG. 7 is a diagram showing a result of experiments on the relationship between partition wall breakage in the prototype 3 according to the present invention described with reference to FIG. 5 by spraying the same number of crystal particles having different particle sizes per unit area.
  • the partition wall breakage probability increases rapidly, but when the crystal particle diameter is smaller than 2.5 ⁇ m, the partition wall breakage probability is relatively small. It can be seen that it can be suppressed.
  • the aggregated particles 92 in which the crystal particles are aggregated preferably have a particle size of 0.9 ⁇ m or more and 2.5 ⁇ m or less. In actual mass production, it is necessary to consider variations in the production of crystal grains and variations in production when the protective layer 9 is formed.
  • FIG. 8 is a diagram showing an example of the particle size distribution of the aggregated particles 92 used in the PDP 1 in the embodiment of the present invention.
  • Aggregated particles 92 have a distribution as shown in FIG. From the electron emission characteristics shown in FIG. 6 and the partition wall failure characteristics shown in FIG. 7, it is possible to use aggregated particles 92 having a volume cumulative average diameter (D50) that is an average particle diameter in the range of 0.9 ⁇ m to 2 ⁇ m. desirable.
  • D50 volume cumulative average diameter
  • the PDP 1 having the protective layer 9 formed using the metal oxide paste according to the embodiment of the present invention has a characteristic that is 6 times or more that of the prototype 1 as the electron emission performance, As the holding performance, a Vscn lighting voltage of 120 V or less can be obtained. As a result, it is possible to realize the protective layer 9 of the PDP 1 in which the number of scanning lines increases and the cell size tends to decrease due to high definition. As a result, it is possible to realize a PDP that satisfies both electron emission performance and charge retention performance, has high-definition and high-luminance display performance, and has low power consumption.
  • the aggregated particles 92 of magnesium oxide (MgO) are adhered at a coverage of 2% to 12%.
  • MgO magnesium oxide
  • the agglomerated particles 92 of magnesium oxide (MgO) must be present in each discharge cell in order to reduce variation in characteristics. For that purpose, it is necessary to adhere to the entire surface of the base film 91. It was found that when the coverage is small, the in-plane variation tends to increase, and the variation in the adhesion state of the aggregated particles 92 between the discharge cells increases. As a result of experiments conducted by the present inventors, it was found that in-plane variation can be suppressed to about 4% or less when magnesium oxide (MgO) aggregated particles 92 are adhered so that the coverage is 4% or more. . Further, even when the aggregated particles 92 of the magnesium oxide (MgO) crystal particles are adhered so that the coverage is 2% or more, the in-plane variation can be suppressed to about 6%, and there is no practical problem. I understood it.
  • the aggregated particles 92 of the magnesium oxide (MgO) crystal particles so that the coverage is in the range of 2% to 12%, and more preferably the coverage is 4 It is desirable to adhere the agglomerated particles 92 so as to be in the range of% to 12%.
  • the content of magnesium oxide (MgO) particles in the metal oxide paste is preferably in the range of 0.01 volume% to 1.5 volume%.
  • the present invention is useful for realizing a PDP having high-definition and high-luminance display performance and low power consumption.

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Abstract

 高精細で高輝度の表示性能を備え、かつ低消費電力プラズマディスプレイパネルを実現するために、下地膜(91)形成後に、金属酸化物粒子、光重合開始剤と水溶性セルロース誘導体と光重合性単量体とを含む有機成分、希釈溶剤からなる金属酸化物ペーストを塗布し、ペースト膜を露光現像、焼成することにより、下地膜(91)に金属酸化物粒子が複数個凝集した凝集粒子を付着させて形成し、かつ金属酸化物ペーストは、ペースト中に含まれる金属酸化物粒子の含有量が1.5体積%以下である。

Description

プラズマディスプレイパネルの製造方法
 本発明は、プラズマディスプレイパネルの製造方法に関する。
 プラズマディスプレイパネル(以下、PDPと称する)はフラットパネルディスプレイ(FPD)の中でも高速表示が可能であり、かつ大型化が容易であることから、映像表示装置および広報表示装置などの分野で広く実用化されている。
 一般的にAC駆動面放電型PDPは3電極構造を採用しており、前面板と背面板の2枚のガラス基板が所定の間隔で対向配置された構造となっている。前面板は、ガラス基板上に形成されたストライプ状の走査電極および維持電極よりなる表示電極と、この表示電極を被覆して電荷を蓄積するコンデンサとしての働きをする誘電体層と、この誘電体層上に形成された厚さ1μm程度の保護膜とで構成されている。一方、背面板は、ガラス基板上に複数形成されたアドレス電極と、このアドレス電極を覆う下地誘電体層と、その上に形成された隔壁と、隔壁によって仕切られた表示セル内に塗布された赤色、緑色および青色にそれぞれ発光する蛍光体層とで構成されている。
 前面板と背面板とはその電極形成面側を対向させて気密封着され、隔壁によって仕切られた放電空間にネオン(Ne)-キセノン(Xe)の放電ガスが53kPa~80.0kPaの圧力で封入されている。PDPは、表示電極に映像信号電圧を選択的に印加することによって放電させ、その放電によって発生した紫外線が各色蛍光体層を励起して赤色、緑色、青色の発光をさせてカラー画像表示を実現している(特許文献1参照)。
 このようなPDPにおいて、前面板の誘電体層上に形成される保護層の役割としては、放電によるイオン衝撃から誘電体層を保護すること、アドレス放電を発生させるための初期電子を放出することなどがあげられる。イオン衝撃から誘電体層を保護することは、放電電圧の上昇を防ぐ重要な役割であり、またアドレス放電を発生させるための初期電子を放出することは、画像のちらつきの原因となるアドレス放電ミスを防ぐ重要な役割である。
 保護層からの初期電子の放出数を増加させて画像のちらつきを低減するためには、例えば酸化マグネシウム(MgO)にシリコン(Si)やアルミニウム(Al)を添加するなどの試みが行われている。
 近年、テレビは高精細化が進んでおり、市場では低コスト・低消費電力・高輝度のフルHD(ハイ・ディフィニション)(1920×1080画素:プログレッシブ表示)PDPが要求されている。保護層からの電子放出特性はPDPの画質を決定するため、電子放出特性を制御することは非常に重要である。
 このようなPDPにおいて、保護層に不純物を混在させることで電子放出特性を改善しようとする試みが行われている(特許文献2)。しかしながら、保護層に不純物を混在させ、電子放出特性を改善した場合、これと同時に保護層表面に電荷が蓄積され、メモリー機能として使用しようとする際の電荷が時間とともに減少する減衰率が大きくなってしまうため、これを抑えるための印加電圧を大きくする等の対策が必要になる。
 このように保護層の特性として、高い電子放出能を有するとともに、メモリー機能としての電荷の減衰率を小さくする、すなわち高い電荷保持特性を有するという、相反する二つの特性を併せ持たなければならないという課題があった。
特開2007-48733号公報 特開2002-260535号公報
 本発明のPDPの製造方法は、基板上に形成した表示電極を覆うように誘電体層を形成するとともに誘電体層上に保護層を形成した前面板と、前面板に放電空間を形成するように対向配置されかつ表示電極と交差する方向にアドレス電極を形成するとともに放電空間を区画する隔壁を設けた背面板とを有するプラズマディスプレイパネルの製造方法であって、前面板の保護層を形成する保護層形成工程は、誘電体層上に下地膜を蒸着して形成する下地膜形成工程と、下地膜に、金属酸化物粒子と有機成分と希釈溶剤とを含む金属酸化物ペーストを塗布して金属酸化物ペースト膜を形成するペースト膜形成工程と、ペースト膜を露光、現像して下地膜上に所定のパターン形状にペースト膜を残存させる露光現像工程と、下地膜上に残存した前記ペースト膜を焼成することにより有機成分を除去して金属酸化物粒子を前記下地膜上に付着させる金属酸化物粒子付着工程とを備え、金属酸化物ペーストとして、金属酸化物粒子の含有量が1.5体積%以下で、有機成分として、光重合開始剤と、水溶性セルロース誘導体と、光重合性単量体とを含むものである。
 このような構成によれば、下地膜上に所定のパターン形状で金属酸化物粒子を含むペースト膜を形成することができるため、下地膜上に金属酸化物粒子を面内に離散的に均一に付着させることができて、金属酸化物粒子の被覆率分布を均一とすることができる。その結果、電子放出特性を改善するとともに、電荷保持特性も併せ持った、低消費電力、高精細で高輝度の表示性能を備えたPDPを実現することができる。
図1は本発明の実施の形態におけるPDPの製造方法により製造されたPDPの構造を示す斜視図である。 図2は同PDPの前面板の構成を示す断面図である。 図3は同PDPの保護層の形成工程を示すフローチャートである。 図4は結晶粒子のカソードルミネッセンス測定結果を示す図である。 図5は本発明の実施の形態におけるPDPの電子放出性能とVscn点灯電圧の特性を示す図である。 図6は結晶粒子の粒径と電子放出性能の関係を示す図である。 図7は結晶粒子の粒径と隔壁破損確率との関係を示す特性図である。 図8は凝集粒子と粒度分布の一例を示す図である。
 以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。
 (実施の形態)
 図1は、本発明の実施の形態におけるPDPの製造方法により製造されたPDP1の構造を示す斜視図である。前面ガラス基板3などよりなる前面板2と、背面ガラス基板11などよりなる背面板10とが対向して配置され、その外周部をガラスフリットなどからなる封着材によって気密封着されている。PDP1内部の放電空間16には、ネオン(Ne)およびキセノン(Xe)などの放電ガスが53.3kPa~80.0kPaの圧力で封入されている。前面板2の前面ガラス基板3上には、走査電極4および維持電極5よりなる一対の帯状の表示電極6とブラックストライプ(遮光層)7が互いに平行にそれぞれ複数列配置されている。前面ガラス基板3上には表示電極6と遮光層7とを覆うようにコンデンサとしての働きをする誘電体層8が形成され、さらにその表面に酸化マグネシウム(MgO)などからなる保護層9が形成されている。
 また、背面板10の背面ガラス基板11上には、前面板2の走査電極4および維持電極5と直交する方向に、複数の帯状のアドレス電極12が互いに平行に配置され、これを下地誘電体層13が被覆している。さらに、アドレス電極12間の下地誘電体層13上には、放電空間16を区画する所定の高さの隔壁14が形成されている。隔壁14間の溝には、蛍光体層15が形成されている。蛍光体層15は、紫外線によって赤色、緑色および青色にそれぞれ発光する。走査電極4および維持電極5とアドレス電極12とが交差する位置には、放電セルが形成され、カラー表示のための画素になる。
 図2は、本発明の実施の形態におけるPDP1の前面板2の構成を示す断面図であり、図2は図1と上下反転させて示している。図2に示すように、フロート法などにより製造された前面ガラス基板3に、走査電極4と維持電極5よりなる表示電極6とブラックストライプ(遮光層)7がパターン形成されている。走査電極4と維持電極5はそれぞれインジウムスズ酸化物(ITO)や酸化スズ(SnO)などからなる透明電極4a、5aと、透明電極4a、5a上に形成された金属バス電極4b、5bとにより構成されている。金属バス電極4b、5bは、透明電極4a、5aの長手方向に導電性を付与する目的として用いられ、銀(Ag)材料を主成分とする導電性材料によって形成されている。誘電体層8は、前面ガラス基板3上に形成されたこれらの透明電極4a、5aと金属バス電極4b、5bと遮光層7を覆って設けた、第1誘電体層81と、第1誘電体層81上に形成された第2誘電体層82の少なくとも2層構成としている。
 次に、本発明におけるPDPの特徴である保護層9の構成について説明する。図2に示すように、保護層9は、下地膜91と下地膜91上に分布させた凝集粒子92とにより構成されている。下地膜91は、誘電体層8上に、酸化マグネシウム(MgO)、もしくはアルミニウム(Al)を含有する酸化マグネシウム(MgO)から構成されている。さらに、その下地膜91上に、金属酸化物である酸化マグネシウム(MgO)の結晶粒子が複数個凝集した凝集粒子92が離散的、かつ全面に亘ってほぼ均一に分布されている。また、凝集粒子92は、下地膜91上に2%~12%の範囲の被覆率で付着させている。
 ここで、被覆率とは、1個の放電セルの領域において、凝集粒子92が付着している面積aを1個の放電セルの面積bの比率で表したもので、被覆率(%)=a/b×100の式により求めたものである。実際に測定する場合の方法としては、例えば、隔壁14により区切られた1個の放電セルに相当する領域をカメラにより画像を撮影し、x×yの1セルの大きさにトリミングする。その後、トリミング後の撮影画像を白黒データに2値化し、その後その2値化したデータに基づき凝集粒子92による黒エリアの面積aを求め、上述したように、a/b×100の式により演算することにより求めたものである。
 次に、PDPの製造方法について説明する。まず、図2に示すように、前面ガラス基板3上に、走査電極4および維持電極5とブラックストライプ(遮光層)7とを形成する。これらの透明電極4a、5aと金属バス電極4b、5bは、フォトリソグラフィ法などを用いてパターニングして形成される。透明電極4a、5aは薄膜プロセスなどを用いて形成され、金属バス電極4b、5bは銀(Ag)材料を含むペーストを所定の温度で焼成して固化している。また、ブラックストライプ(遮光層)7も同様に、黒色顔料を含むペーストをスクリーン印刷する方法や黒色顔料を前面ガラス基板3の全面に形成した後、フォトリソグラフィ法を用いてパターニングし、焼成することにより形成される。
 そして、走査電極4、維持電極5からなる表示電極6およびブラックストライプ(遮光層)7を覆うように前面ガラス基板3上に誘電体ペーストをダイコート法などにより塗布して誘電体ペースト膜(誘電体材料層)(図示せず)を形成する。その後、誘電体ペースト膜を焼成固化することにより、走査電極4、維持電極5およびブラックストライプ(遮光層)7を覆う誘電体層8が形成される。なお、誘電体ペーストはガラス粉末などの誘電体材料、バインダおよび溶剤を含む塗料である。
 さらに、誘電体層8上に酸化マグネシウム(MgO)からなる下地膜91を真空蒸着法により形成する。
 以上のステップにより、前面ガラス基板3上に、本発明におけるPDP1の凝集粒子92以外の所定の構成要素である表示電極6、遮光層7、誘電体層8、下地膜91が形成される。
 次に、本発明の実施の形態におけるPDP1の保護層9を形成する製造工程について、図3を用いて説明する。図3はPDP1の保護層9の形成工程を示すフローチャートである。図3に示すように、誘電体層8を形成する誘電体層形成工程A1を行った後、次の下地膜蒸着工程A2において、アルミニウム(Al)を含む酸化マグネシウム(MgO)の焼結体を原材料とした真空蒸着法によって、主として酸化マグネシウム(MgO)からなる下地膜91を誘電体層8上に形成する。
 その後、下地膜蒸着工程A2において形成した未焼成の下地膜91上に、金属酸化物粒子となる酸化マグネシウム(MgO)の結晶粒子が凝集した凝集粒子92を、離散的に付着形成させる凝集粒子付着工程A3に入る。
 凝集粒子付着工程A3には以下の工程が含まれる。すなわち、ペースト膜形成工程A31では、酸化マグネシウム(MgO)の結晶粒子である金属酸化物粒子と、有機成分と、希釈溶剤とよりなる光重合組成物の金属酸化物ペーストを下地膜91上に塗布してペースト膜を形成する。次に、露光現像工程A32では、下地膜91上に形成したペースト膜を露光現像して下地膜91上に所定のパターン形状でペースト膜を残存させる。また、金属酸化物粒子付着工程A33では、残存したペースト膜を焼成することにより金属酸化物ペースト中の有機成分を除去し、下地膜91上に金属酸化物の結晶粒子が凝集した凝集粒子92を付着させた保護層9を形成することができる。この結果、下地膜91と凝集粒子92とよりなる保護層9を形成することができる。
 ここで、露光現像工程A32では、紫外線、エキシマレーザー、X線、電子線などの光重合開始剤を活性化させる所定波長の活性光線を用い、所定のパターン形状が形成されたネガ型フォトマスクを介して金属酸化物ペーストを露光する。次いで水を用いて現像処理を施し、未露光部分を溶解除去することにより、下地膜91上に金属酸化物粒子を含むペースト膜を所定のパターン形状となるように形成している。また、露光装置としてはフォトリソグラフィ法で一般的に使用されている紫外線照射装置、半導体および液晶表示装置を製造する際に使用されている露光装置などが使用できる。また、現像液には水が使用でき、現像方法としては、浸漬法、揺動法、シャワー法、スプレー法、パドル法等が挙げられる。
 また、金属酸化物粒子形成工程A33における焼成プロセスでは、下地膜91上に残存したペースト膜中の有機成分を熱分解、揮散するように数百℃の所定温度プロファイル、雰囲気で行っている。
 また、露光現像工程A32の前工程として、ペースト膜を乾燥させる乾燥工程が含まれている。
 なお、本発明の金属酸化物ペーストの詳細については、後ほど述べるが、金属酸化物ペーストは、ペースト中に含まれる金属酸化物の粒子の含有量が1.5体積%以下で、有機成分として、光重合開始剤と、水溶性セルロース誘導体と、光重合性単量体とを含むものである。また、金属酸化物ペースト中に分散される金属酸化物粒子は、基本的には一次粒子としての結晶粒子が分散されるが、これらの一次粒子がペースト中で数個の凝集粒子を形成して、これらの凝集粒子が下地膜91上に形成される。
 なお、以上の説明では、下地膜91として、酸化マグネシウム(MgO)を主成分としたが、本発明によれば、下地膜91としてはイオン衝撃から誘電体層8を守るための高い耐スパッタ性能をもたせ、電子放出性能がそれほど高くなくてもよい。すなわち、従来のPDPでは、一定以上の電子放出性能と耐スパッタ性能という二つを両立させるため、酸化マグネシウム(MgO)を主成分とした保護層9を形成する場合が多かった。しかしながら、本発明においては、金属酸化物の結晶粒子によって電子放出性能を支配的に制御する構成としている。そのため、下地膜91は酸化マグネシウム(MgO)である必要は全くなく、酸化アルミニウム(Al23)などの耐スパッタ性能に優れる他の材料を用いても全く構わない。
 また、上述の説明では、金属酸化物の結晶粒子として酸化マグネシウム(MgO)の結晶粒子を用いて説明したが、この他の結晶粒子でも、酸化マグネシウム(MgO)同様に高い電子放出性能をもつ、ストロンチウム(Sr)、カルシウム(Ca)、バリウム(Ba)、アルミニウム(Al)などの金属酸化物による結晶粒子を用いても同様の効果を得ることができる。そのため、結晶粒子としては、特に酸化マグネシウム(MgO)に限定されるものではない。
 以上の工程により、前面ガラス基板3上に、表示電極6、ブラックストライプ(遮光層)7、誘電体層8、下地膜91、酸化マグネシウム(MgO)の凝集粒子92が形成される。
 一方、背面板10は次のようにして形成される。まず、背面ガラス基板11上に、銀(Ag)材料を含むペーストをスクリーン印刷する方法や、金属膜を全面に形成した後、フォトリソグラフィ法を用いてパターニングする方法などによりアドレス電極12用の構成物となる材料層を形成する。この材料層を所定の温度で焼成することによりアドレス電極12を形成する。次に、アドレス電極12が形成された背面ガラス基板11上に、ダイコート法などによりアドレス電極12を覆うように誘電体ペーストを塗布して誘電体ペースト膜を形成する。その後、誘電体ペースト膜を焼成することにより下地誘電体層13を形成する。なお、誘電体ペーストはガラス粉末などの誘電体材料とバインダおよび溶剤を含んだ塗料である。
 次に、下地誘電体層13上に隔壁14の材料を含む隔壁形成用ペーストを塗布して所定の形状にパターニングすることにより、隔壁材料層を形成する。その後、この隔壁材料層を焼成することにより隔壁14を形成する。ここで、下地誘電体層13上に塗布した隔壁用ペーストをパターニングする方法としては、フォトリソグラフィ法やサンドブラスト法を用いることができる。次に、隣接する隔壁14間の下地誘電体層13上および隔壁14の側面に蛍光体材料を含む蛍光体ペーストを塗布し、焼成することにより蛍光体層15が形成される。以上の工程により、背面ガラス基板11上に所定の構成部材を有する背面板10が完成する。
 このようにして所定の構成部材を備えた前面板2と背面板10とを表示電極6とアドレス電極12とが直交するように対向配置して、その周囲をガラスフリットで封着し、放電空間16にネオン(Ne)、キセノン(Xe)などを含む放電ガスを封入することによりPDP1が完成する。
 ここで、本発明の金属酸化物ペーストは、ペースト中に含まれる金属酸化物の粒子の含有量が1.5体積%以下で、有機成分として、光重合開始剤と、水溶性セルロース誘導体と、光重合性単量体などの光重合性組成物を含むものである。
 なお、光重合開始剤としては、公知のものを用いることができ、例えば、ベンゾフェノン類、ベンゾイン類、ベンゾインアルキルエーテル類、アセトフェノン類、アミノアセトフェノン類、ベンジル類、ベンゾインアルキルエーテル類、ベンジルアルキルケタール類、アントラキノン類、ケタール類、チオキサントン類等が挙げられる。
 具体的な例として2,4-ビス-トリクロロメチル-6-(3-ブロモ-4-メトキシ)フェニル-s-トリアジン、2,4-ビス-トリクロロメチル-6-(2-ブロモ-4-メトキシ)フェニル-s-トリアジン、2,4-ビス-トリクロロメチル-6-(3-ブロモ-4-メトキシ)スチリルフェニル-s-トリアジン、2,4-ビス-トリクロロメチル-6-(2-ブロモ-4-メトキシ)スチリルフェニル-s-トリアジン、2,4,6-トリメチルベンゾイルジフェニルホスフィノキシド、1-〔4-(2-ヒドロキシエトキ)フェニル〕-2-ヒドロキシ-2-メチル-1-プロパン-1-オン、2,4-ジエチルチオキサントン、2,4-ジメチルチオキサントン、2-クロロチオキサントン、1-クロロ-4-プロポキシチオキサントン、3,3-ジメチル-4-メトキシベンゾフェノン、ベンゾフェノン、1-(4-イソプロピルフェニル)-2-ヒドロキシ-2-メチルプロパン-1-オン、1-(4-ドデシルフェニル)-2-ヒドロキシ-2-メチルプロパン-1-オン、4-ベンゾイル-4'-メチルジメチルスルフィド、4-ジメチルアミノ安息香酸、4-ジメチルアミノ安息香酸メチル、4-ジメチルアミノ安息香酸エチル、4-ジメチルアミノ安息香酸ブチル、4-ジメチルアミノ安息香酸-2-エチルヘキシル、4-ジメチルアミノ安息香酸-2-イソアミル、2,2-ジエトキシアセトフェノン、ベンジルジメチルケタール、ベンジル-β-メトキシエチルアセタール、1-フェニル-1,2-プロパンジオン-2-(o-エトキシカルボニル)オキシム、o-ベンゾイル安息香酸メチル、ベンジル、ベンゾイン、ベンゾインメチルエーテル、ベンゾインエチルエーテル、ベンゾインイソプロピルエーテル、ベンゾイン-n-ブチルエーテル、ベンゾインイソブチルエーテル、p-ジメチルアミノアセトフェノン、p-tert-ブチルトリクロロアセトフェノン、p-tert-ブチルジクロロアセトフェノン、チオキサントン、2-メチルチオキサントン、2-イソプロピルチオキサントン、ジベンゾスベロン、α,α-ジクロロ-4-フェノキシアセトフェノン、ペンチル-4-ジメチルアミノベンゾエート、2-(o-クロロフェニル)-4,5-ジフェニルイミダゾリル二量体などを挙げることができる。これらは単独で用いてもよいし、2種以上を組合せて用いてもよい。
 この光重合開始剤は、光重合性組成物中、0.1~5体積%の範囲、より好ましくは0.5~2体積%の範囲が好適に用いられる。光重合開始剤が0.1体積%未満の場合、露光による硬化性が低下する。また、光重合開始剤が5体積%を超える場合、現像による解像性が悪化するなどのパターニング不良が見られる。
 また、水溶性セルロース誘導体は公知のものでよく、特に限定されないが、例えば、ヒドロキシエチルセルロース、ヒドロキシエチルメチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロース、エチルヒドロキシエチルセルロース、ヒドロキシプロピルメチルセルロース等が挙げられる。これらは単独で用いてもよいし、2種類以上を混合して用いてもよい。
 この水溶性セルロース誘導体はバインダ樹脂として機能するが、紫外線、エキシマレーザー、X線、電子線などの光重合開始剤を活性化させて重合反応を開始させるために照射する活性光線に対する透過率が高く、精度の高いパターン形成ができる。
 なお、上記水溶性セルロース誘導体は、光重合性組成物中、5~20体積%の範囲、より好ましくは8~12体積%の範囲が好適に用いられる。水溶性セルロース誘導体が5体積%未満の場合、スクリーン印刷法で塗布する場合などは、スキージとスクリーン版との間で摩擦力が大きくなるためにスキージのノッキングが発生して印刷性が低下する。また、水溶性セルロース誘導体が20体積%を超える場合、金属酸化物ペースト膜を形成した後に焼成して有機成分を燃焼除去する際に、燃焼残渣が残留しやすくなるなどの現象が見られる。
 また、希釈溶剤は、水溶性セルロース誘導体に溶解することができるものであれば特に限定されない。例えば、エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノエチルエーテル、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、ジエチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールジエチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノエチルエーテルアセテート、2-メトキシブチルアセテート、3-メトキシブチルアセテート、4-メトキシブチルアセテート、2-メチル-3-メトキシブチルアセテート、3-メチル-3-メトキシブチルアセテート、3-エチル-3-メトキシブチルアセテート、2-エトキシブチルアセテート、4-エトキシブチルアセテート、4-プロポキシブチルアセテート、2-メトキシペンチルアセテート、などを、単独または2種以上を組合せても使用できるが、より好ましくは、ジエチレングリコールモノブチルエーテルとターピネオールを混合したものがよい。
 また、光重合性単量体は公知のものでよく、特に限定されないが、例えば、エチレングリコールジアクリレート、エチレングリコールジメタクリレート、トリエチレングリコールジアクリレート、トリエチレングリコールジメタクリレート、トリメチロールプロパントリアクリレート、トリメチロールプロパントリメタクリレート、トリメチロールエタントリアクリレート、トリメチロールエタントリメタクリレート、ペンタエリトリトールジアクリレート、ペンタエリトリトールジメタクリレート、ペンタエリトリトールトリアクリレート、ペンタエリトリトールトリメタクリレート、ペンタエリトリトールテトラアクリレート、ペンタエリトリトールテトラメタクリレート、ジペンタエリトリトールテトラアクリレート、ジペンタエリトリトールテトラメタクリレート、ジペンタエリトリトールペンタクリレート、ジペンタエリトリトールペンタメタクリレート、ジペンタエリトリトールヘキサアクリレート、ジペンタエリトリトールヘキサメタクリレート、グリセロールアクリレート、グリセロールメタクリレート、カルドエポキシジアクリレートなどが挙げられる。
 この光重合性単量体は、光重合性組成物中、3~15体積%の範囲、より好ましくは5~10体積%の範囲が好適に用いられる。光重合性単量体が3体積%未満の場合、露光時に硬化不足となり現像時にパターン剥れが発生する。また、光重合性単量体が15体積%を超える場合には、解像性が悪化してパターニング不良が見られるため好ましくない。
 また、本発明の光重合性組成物は、必要に応じて、紫外線吸収剤、増感剤、増感助剤、重合禁止剤、可塑剤、増粘剤、有機溶媒、分散剤、消泡剤、有機あるいは無機の沈殿防止剤などの添加剤を加えることができる。
 増感剤は、光に対する感度を向上させるために添加される。このような増感剤として具体的には、2,4-ジエチルチオキサントン、イソプロピルチオキサントン、2,3-ビス(4-ジエチルアミノベンザル)シクロペンタノン、2,6-ビス(4-ジメチルアミノベンザル)シクロヘキサノン、2,6-ビス(4-ジメチルアミノベンザル)-4-メチルシクロヘキサノン、4,4-ビス(ジメチルアミノ)カルコン、4,4-ビス(ジエチルアミノ)カルコン、p-ジメチルアミノシンナミリデンインダノン、p-ジメチルアミノベンジリデンインダノン、2-(p-ジメチルアモノフェニルビニレン)-イソナフトチアゾール、1,3-ビス(4-ジメチルアミノベンザル)アセトン、1,3-カルボニル-ビス(4-ジエチルアミノベンザル)アセトン、3,3-カルボニル-ビス(7-ジエチルアミノクマリン)、N-フェニル-N-エチルエタノールアミン、N-フェニルエタノールアミン、N-トリルジエタノールアミン、ジメチルアミノ安息香酸イソアミル、ジエチルアミノ安息香酸イソアミル、3-フェニル-5-ベンゾイルチオテトラゾール、1-フェニル-5-エトキシカルボニルチオテトラゾールなどが挙げられる。これらは1種のみを使用してもよいし、2種以上を併せて使用してもよい。
 重合禁止剤は、保存時の熱安定性を向上させるために添加される。このような重合禁止剤として具体的には、ヒドロキノン、ヒドロキノンのモノエステル化物、N-ニトロソジフェニルアミン、フェノチアジン、p-t-ブチルカテコール、N-フェニルナフチルアミン、2,6-ジ-t-ブチル-p-メチルフェノール、クロラニール、ピロガロールなどが挙げられる。
 可塑剤は、印刷性向上のために添加することができる。例えば、ジブチルフタレート(DBP)、ジオクチルフタレート(DOP)、ポリエチレングリコール、グリセリン、酒石酸ブチルなどが挙げられる。
 消泡剤は、光重合性組成物中の気泡を減少させ、金属酸化物ペースト膜中の空孔を減少させるために添加される。このような消泡剤として具体的には、ポリエチレングリコール(分子量400~800)などのアルキレングリコール系、シリコン系、高級アルコール系の消泡剤などが挙げられる。
 以上に挙げた有機成分をペースト状または液状に調製して金属酸化物と希釈溶剤を3本ロールでよく混練し、支持フィルム上に塗布、乾燥してシート状にして基板にラミネートしてもよい。またスクリーン印刷法などを用いて、直接基板上に塗布乾燥し、露光、現像することによりパターンニングして用いてもよい。
 シート状にして使用する場合は、支持フィルムとして、例えば、厚さ15~125μmのポリエチレンテレフタレート、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリカーボネート、ポリ塩化ビニルなどの合成樹脂フィルムなどからなる可撓性フィルムが挙げられる。この支持フィルムには必要に応じて、基板などへの転写が容易となるようにシリコン(Si)処理などの離型処理をしてもよい。また、このような光重合性組成物を有するシートには、未使用時の安定性を向上させるために、保護フィルムを貼着するとよい。このような保護フィルムとしては、シリコンをコーティングまたは焼き付けした厚さ15~125μm程度のポリエチレンテレフタレートフィルム、ポリプロピレンフィルム、ポリエチレンフィルムなどを用いることができる。
 次に、本発明に用いる金属酸化物ペーストの具体的な実施例について説明する。本発明の実施の形態では表1に示す組成の金属酸化物ペーストを調製した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
 すなわち、まず、ジエチレングリコールモノブチルエーテルとターピネオールの希釈溶剤に、水溶性セルロース誘導体としてのヒドロキシプロピルセルロースを混合し、加熱しながら攪拌、溶解してヒドロキシプロピルセルロース溶液とした。次に、この溶液を室温に戻し、さらに光重合性単量体としての2-メタクリロイロキシエチル-2-ヒドロキシプロピルフタレート(商品名HO-MPP、共栄社化学(株)製)と、光重合開始剤としての2-メチル-1[4-(メチルチオ)フェニル]-2-モリフォリノプロパン-1-オン(商品名IR-907、チバガイギー(株)社製)と、ジエチルチオキサントン(商品名DETX-S、日本化薬(株)社製)とを加えて溶解して有機ビークルを作製した。この有機ビークルと、金属酸化物粒子としての酸化マグネシウム(MgO)粒子とを3本ローラミルで混合、分散して光重合性組成物を作製する。この光重合性組成物に、さらに、ジエチレングリコールモノブチルエーテルとターピネオールを加えて粘度調整を行い、30μmのフィルターを用いて濾過して金属酸化物ペーストを作成した。
 なお、表1には、金属酸化物ペースト中の、それぞれの含有量を変えた組成物(1)、組成物(2)、組成物(3)について示し、これらの組成物において露光現像工程における基板との密着性と解像性とを評価した。
 以上のように調整した金属酸化物ペーストを、図2に示すように、走査電極4、維持電極5、遮光層7、誘電体層8、下地層91が形成された基板上に、スクリーン印刷法を用いて塗布して金属酸化物ペースト膜を形成し、その後、95℃で5分間乾燥した。なお、スクリーン版にはL380Sメッシュを使用した。
 次に、ネガ型のパターン形成用フォトマスクを介して活性光線を照射し、金属酸化物ペースト膜を露光量100mJ/cm2で露光した。その後、30℃に保持した市水で、スプレー法によりブレークポイントの2倍時間かけて現像し、光硬化されなかった部分を水に溶出させた。なお、「ブレークポイント」とは、このような光重合性組成物のペーストを露光せずに現像した場合に、ペーストが現像液に全て溶解するまでの時間である。
 パターン形成用フォトマスクは、活性光線を透過するガラス基板からなり、活性光線を吸収する黒色の顔料または塗料が塗布または染色された遮光部と、活性光線を透過する透過部で構成されている。
 密着性を評価するフォトマスクは、透過部が、200μm、150μm、100μm、75μm、50μm、40μm、30μm、20μm、10μmの9種類の異なる幅に形成されており、同幅のものをそれぞれ5本ずつ合計90本が遮光部内に設けられている。幅が等しい透過部どうしは、その幅の2倍の間隔をあけて互いに隣り合っている。つまり、50μm幅の透過部の場合には、50μmの幅の透過部と、100μmの幅の遮光部とが交互に設けられている。
 このフォトマスクを介して金属酸化物ペースト膜に活性光線を照射すると、透過部に入射した活性光線のみが透過してペースト膜に入射してペースト膜がフォトマスクの透過部のパターン形状のように露光される。そして、光重合性組成物のペースト膜の露光された部分では、厚さ方向全域に渡って光重合が行われ、幅の異なる複数のライン状の潜像がペースト膜に形成される。これを現像することで、基板上にライン状に形成された幅の異なる凸部パターンを得ることができる。
 一方、解像性を評価するフォトマスクは、遮光部が、200μm、150μm、100μm、75μm、50μm、40μm、30μm、20μm、10μmの9種類の異なる幅に形成されており、同幅のものをそれぞれ5本ずつ合計90本が透過部内に設けられている。幅が等しい遮光部どうしは、その幅の2倍の間隔をあけて互いに隣り合っている。つまり、50μmの幅の遮光部の場合には、50μmの幅の遮光部と、100μmの幅の透過部とが交互に設けられている。このフォトマスクを介してペースト膜に活性光線を照射すると、透過部に入射した活性光線のみが透過してペースト膜に入射し、ペースト膜が露光される。これを現像すると、基板上にライン状に形成された幅の異なる凹部パターンを得ることができる。
 以上のようにして得られたパターンについて、それぞれ凸部で密着性を評価し、凹部で解像性を評価した。
 このようなフォトマスクにより得られたパターンに基づいて密着性を評価した。上記したように、ペースト膜を露光すると、光硬化が十分に行われれば、200μm、150μm、100μm、75μm、50μm、40μm、30μm、20μm、10μmの幅の凸部がそれぞれ5本ずつ基板上に形成される。しかし、ペースト膜の底部における光硬化が不十分である場合には、現像液に潜像部分が溶出してしまい、基板上に凸部が形成されない。ここでは、幅の異なる9種類の透過部を透過した光によって硬化し、基板上に形成されたライン状の凸部が、現像後に十分に密着した状態で形成されたか否かを観察し密着性を評価した。そして、例えば、50mJ/cm2で露光したときに、9種類の透過部のうち、5本とも基板上に密着した状態で形成できた最小の凸部に対応するパターン側の透過部の線幅(μm)を観察した。
 一方、解像性の評価は、露光量に対する硬化が良好に進めば、200μm、150μm、100μm、75μm、50μm、40μm、30μm、20μm、10μmの幅の凹部がそれぞれ5本ずつ基板上に形成される。しかし、光重合性組成物の感度が高い場合には、遮光部分も光重合反応が進む、本来現像液に溶解しなければならない部分も硬化して基板上に凹部が形成されない。ここでは、幅の異なる9種類の現像後の凹部形状を観察し、5本とも完全に溶出されている最小線幅部分の凹部に対応するパターン側の遮光部の線幅(μm)を観察した。
 その結果、表1において、組成物(1)の現像後のパターンは、密着性10μm、解像性10μmと良好なパターンが形成されているが、組成物(2)は、光重合反応が十分に進んでいないため、現像時にパターンが剥れてしまい、金属酸化物ペースト膜のパターンを形成することができなかった。一方、組成物(3)は、遮光部まで光重合反応が進んでしまい、良好な凹部を形成することができず、良好な解像性が得られなかった。
 以上より、表1における組成物(1)の金属酸化物ペーストを用いると、所定形状のマスクパターンを介して露光・現像処理することにより、下地膜91の全面に渡って所定の被覆率で金属酸化物の凝集粒子92を分散配置することが可能となる。また、画素のみに最適な被覆率で金属酸化物の凝集粒子92を分布させることもできる。
 なお、前述のように、本発明の実施の形態におけるPDP1では、その放電特性上、酸化マグネシウム(MgO)の凝集粒子92の被覆率は、2%~12%の範囲が望ましいとしている。このとき、被覆率は金属酸化物ペースト膜の膜厚で決定されるため、スクリーン印刷で形成可能な膜厚範囲に基づくと、金属酸化物ペースト中の酸化マグネシウム(MgO)粒子の含有量は0.01体積%~1.5体積%の範囲が好ましい。
 以上のように、本発明における金属酸化物の粒子と有機樹脂成分と希釈溶剤を含む金属酸化物ペーストとして、ペースト中に含まれる金属酸化物の粒子の含有量を1.5体積%以下とし、有機成分として光重合開始剤と、水溶性セルロース誘導体と、光重合性単量体とを含むようにしている。この結果、このような金属酸化物ペーストを用いると、その粘度特性とともに分散性、印刷性、燃焼性が安定するとともに、露光現像により高精度のパターン形成が可能となる。そのために、下地膜91上への分散配置を高精度に制御することができる。
 次に、本発明の実施の形態におけるPDPの製造方法によって製造したPDP1の性能を比較した実験結果について説明する。
 まず、構成の異なる保護層9を有するPDPを試作した。試作品1は、酸化マグネシウム(MgO)膜のみによる保護層9を形成したPDP、試作品2は、アルミニウム(Al)、シリコン(Si)などの不純物をドープした酸化マグネシウム(MgO)による保護層9を形成したPDP、試作品3は、本発明におけるPDP1で、酸化マグネシウム(MgO)の下地膜91上に金属酸化物からなる結晶粒子の凝集粒子92を付着させたPDP1である。なお、試作品3において、金属酸化物としては、酸化マグネシウム(MgO)の結晶粒子を用い、そのカソードルミネッセンスを測定したところ、図4に示すような特性を有していた。
 これら3種類の保護層9の構成を有するPDPについて、その電子放出性能と電荷保持性能を調べた。
 なお、電子放出性能は、大きいほど電子放出量が多いことを示す数値で、放電の表面状態、およびガス種とその状態によって定まる初期電子放出量をもって表現する。初期電子放出量については表面にイオン、あるいは電子ビームを照射して表面から放出される電子電流量を測定する方法で測定できるが、前面板2表面の評価を非破壊で実施することは困難を伴う。そこで、特開2007-48733号公報に記載されているように、放電時の遅れ時間のうち、統計遅れ時間と呼ばれる放電の発生しやすさの目安となる数値を測定した。その数値の逆数を積分すると、初期電子の放出量と線形に対応する数値になるため、ここではこの数値を用いて評価している。この放電時の遅れ時間とは、パルスの立ち上がりから放電が遅れて行われる時間を意味する。放電遅れは、放電が開始される際にトリガーとなる初期電子が保護層9表面から放電空間16中に放出されにくいことが主要な要因として考えられている。
 また、電荷保持性能は、その指標として、PDP1として作成した場合に電荷放出現象を抑えるために必要とする、走査電極4に印加する電圧値(以下Vscn点灯電圧と呼称する)を用いた。すなわち、Vscn点灯電圧の低い方が電荷保持能力の高いことを示す。このことは、PDPのパネル設計上でも低電圧で駆動できるため、電源や各電気部品として、耐圧および容量の小さい部品を使用することが可能となる。現状の製品において、走査電圧を順次パネルに印加するためのMOSFETなどの半導体スイッチング素子には、耐圧150V程度の素子が使用されている。そのため、Vscn点灯電圧としては、温度による変動を考慮して120V以下に抑えるのが望ましい。
 これらの電子放出性能と電荷保持性能について調べた結果を図5に示している。図5において、横軸の電子放出性能は試作品1における電子放出性能を基準として示している。図5から明らかなように、酸化マグネシウム(MgO)の下地膜91上に、酸化マグネシウム(MgO)の結晶粒子の凝集粒子92を全面に亘ってほぼ離散的に均一に分布するように形成した試作品3は、電荷保持性能の評価において、Vscn点灯電圧を120V以下にすることができる、さらに、電子放出性能も試作品1に比較して6倍以上の良好な特性を得ることができている。
 一般的にはPDPの保護層9の電子放出性能と電荷保持性能は相反する。例えば、保護層9の成膜条件を変更し、また、試作品2のように保護層9中にアルミニウム(Al)やシリコン(Si)、バリウム(Ba)などの不純物をドーピングして成膜することにより、電子放出性能を向上することは可能であるが、副作用としてVscn点灯電圧も上昇してしまう。
 しかしながら、本発明によれば高精細化により走査線数が増加し、かつセルサイズが小さくなる傾向にあるPDPに対して、電子放出性能と電荷保持性能の両方を満足させる保護層9を実現することができる。
 次に、試作品3に用いた結晶粒子の粒径について説明する。なお、以下の説明において、粒径とは平均粒径を意味し、平均粒径とは、体積累積平均径(D50)のことを意味している。
 図6は、図5で説明した本発明の試作品3において、酸化マグネシウム(MgO)の結晶粒子の粒径を変化させて電子放出性能を調べた実験結果を示すものである。なお、図6において、酸化マグネシウム(MgO)の結晶粒子の粒径は、マイクロトラックHRA粒度分布計において、試薬1級以上のエタノール溶液中で粒度分布を測定したときの平均粒径を示し、さらに結晶粒子を走査型電子顕微鏡(SEM)観察することにより測定している。
 図6に示すように、粒径が0.3μm程度に小さくなると、電子放出性能が低くなり、ほぼ0.9μm以上であれば、高い電子放出性能が得られることがわかる。
 ところで、放電セル内での電子放出数を増加させるためには、保護層9上の単位面積あたりの結晶粒子数は多い方が望ましい。本発明者らの実験によれば、前面板2の保護層9と密接に接触する背面板10の隔壁14の頂部に相当する部分に結晶粒子が存在することで、隔壁14の頂部を破損させ、その材料が蛍光体層15の上に乗るなどによって、該当するセルが正常に点灯消灯しなくなる現象が発生することがわかった。この隔壁破損の現象は、結晶粒子が隔壁14の頂部に対応する部分に存在しなければ発生しにくいことから、付着させる結晶粒子数が多くなれば、隔壁14の破損確率が高くなる。
 図7は、図5で説明した本発明における試作品3において、単位面積当たりに粒径の異なる同じ数の結晶粒子を散布し、隔壁破損の関係を実験した結果を示す図である。この図7から明らかなように、結晶粒子径が2.5μm程度に大きくなると、隔壁破損確率が急激に高くなるが、2.5μmより小さい結晶粒子径であれば、隔壁破損確率は比較的小さく抑えることができることがわかる。
 以上の結果に基づくと、本発明に掛かるPDP1における保護層9においては、結晶粒子が凝集した凝集粒子92として、粒径が0.9μm以上2.5μm以下のものが望ましいと考えられるが、PDP1として実際に量産する場合には、結晶粒子の製造上でのばらつきや保護層9を形成する場合の製造上でのばらつきを考慮する必要がある。
 図8は、本発明の実施の形態におけるPDP1に用いた、凝集粒子92の粒度分布の一例を示す図である。凝集粒子92は図8に示すような分布を有する。図6に示す電子放出特性、および、図7に示す隔壁破損特性から、平均粒径である体積累積平均径(D50)が、0.9μm~2μmの範囲にある凝集粒子92を使用することが望ましい。
 以上のように、本発明の実施の形態における金属酸化物ペーストを用いて形成した保護層9を有するPDP1においては、電子放出性能として試作品1に対して6倍以上の特性を有し、電荷保持性能としてはVscn点灯電圧が120V以下のものを得ることができる。その結果、高精細化により走査線数が増加し、かつセルサイズが小さくなる傾向にあるPDP1の保護層9を実現することができる。その結果、電子放出性能と電荷保持性能の両方を満足させ、高精細で高輝度の表示性能を備え、かつ低消費電力のPDPを実現することができる。
 ところで、本発明におけるPDP1においては、上述したように、酸化マグネシウム(MgO)の凝集粒子92は、2%~12%の範囲の被覆率で付着させている。これは、本発明者らが凝集粒子92の被覆率を変化させたサンプルを試作し、それらのサンプルの特性を調べた結果に基づいている。すなわち、凝集粒子92の被覆率が高くなるにしたがって、Vscn点灯電圧が大きくなって悪化し、逆に被覆率が小さくなるにしたがって、Vscn点灯電圧が小さくなる特性を示すことがわかった。すなわち、凝集粒子92を付着させたことによる効果を十分に発揮させるためには、凝集粒子92の被覆率は12%以下とすれば良いことがわかった。
 一方、酸化マグネシウム(MgO)の凝集粒子92は、特性のばらつきを小さくするためには各放電セルに存在していることが必要である。そのためには下地膜91上に全面に亘って付着させる必要がある。被覆率が小さい場合、面内でのばらつきが大きくなる傾向を示し、凝集粒子92の放電セル間における付着状態のばらつきが大きくなってしまうことがわかった。本発明者らが実験した結果では、被覆率が4%以上になるように酸化マグネシウム(MgO)の凝集粒子92を付着させると、面内ばらつきを約4%以下に抑えることができることがわかった。また、被覆率が2%以上になるように酸化マグネシウム(MgO)の結晶粒子の凝集粒子92を付着させた場合も、面内ばらつきを約6%程度に抑えることができ、実用上は問題ないことがわかった。
 これらの結果より、本発明においては、被覆率が2%~12%の範囲になるように酸化マグネシウム(MgO)の結晶粒子の凝集粒子92を付着させるのが望ましく、より好ましくは被覆率が4%~12%の範囲になるよう凝集粒子92を付着させるのが望ましい。この被覆率を実現するためには、金属酸化物ペースト中の酸化マグネシウム(MgO)粒子の含有量が0.01体積%~1.5体積%の範囲が好ましい。
 以上のように本発明は、高精細で高輝度の表示性能を備え、かつ低消費電力のPDPを実現する上で有用である。
 1  PDP
 2  前面板
 3  前面ガラス基板
 4  走査電極
 4a,5a  透明電極
 4b,5b  金属バス電極
 5  維持電極
 6  表示電極
 7  ブラックストライプ(遮光層)
 8  誘電体層
 9  保護層
 10  背面板
 11  背面ガラス基板
 12  アドレス電極
 13  下地誘電体層
 14  隔壁
 15  蛍光体層
 16  放電空間
 81  第1誘電体層
 82  第2誘電体層
 91  下地膜
 92  凝集粒子

Claims (2)

  1. 基板上に形成した表示電極を覆うように誘電体層を形成するとともに前記誘電体層上に保護層を形成した前面板と、前記前面板に放電空間を形成するように対向配置されかつ前記表示電極と交差する方向にアドレス電極を形成するとともに前記放電空間を区画する隔壁を設けた背面板とを有するプラズマディスプレイパネルの製造方法であって、
    前記前面板の前記保護層を形成する保護層形成工程は、
    前記誘電体層上に下地膜を蒸着して形成する下地膜形成工程と、
    前記下地膜に、金属酸化物粒子と有機成分と希釈溶剤とを含む金属酸化物ペーストを塗布して金属酸化物ペースト膜を形成するペースト膜形成工程と、
    前記ペースト膜を露光、現像して前記下地膜上に所定のパターン形状にペースト膜を残存させる露光現像工程と、
    前記下地膜上に残存した前記ペースト膜を焼成することにより前記有機成分を除去して前記金属酸化物粒子を前記下地膜上に付着させる金属酸化物粒子付着工程とを備え、
    前記金属酸化物ペーストとして、前記金属酸化物粒子の含有量が1.5体積%以下で、前記有機成分には、光重合開始剤と、水溶性セルロース誘導体と、光重合性単量体とを含むものを用いる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。
  2. 前記金属酸化物ペースト中に含まれる前記金属酸化物粒子の含有量が0.01体積%以上であるものを用いることを特徴とする請求項1に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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