説明

プラズマディスプレイパネルの製造方法

【課題】最適な量の分散剤を含む蛍光体インクを用いて蛍光体の塗布状態が良好なプラズマディスプレイパネルの製造方法を提供する。
【解決手段】プラズマディスプレイパネルの製造方法は、隔壁(例えば隔壁9)を形成し、当該隔壁によって隔てられた複数の凹部(例えば、放電セル11)を形成する工程と、前記凹部に、インクジェット装置を用いて蛍光体インクを塗布する工程と、を有する。前記蛍光体インクは、青色蛍光体(12a)と、分散剤(12b)とを含む。前記分散剤の添加量は、前記青色蛍光体の表面積1m2当たり0.0007g以上0.04g以下である。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、画像表示に用いられるプラズマディスプレイパネルの製造方法、特に、インクジェット装置を用いた製造方法に関する。
【背景技術】
【0002】
近年、大画面で薄型軽量を実現できるカラー表示デバイスとしてプラズマディスプレイパネル(以下、「PDP」と略記する)が注目されている。
【0003】
このようなPDPにおいて、蛍光体を塗布することができるインクジェット工法が提案されている(特許文献1参照)。特許文献1は、平均粒径が0.001μm以上1.0μm未満の蛍光体を有機溶剤中に分散させたインクを作製し、インクジェットのヘッド先端から吐出させる方法を示している。また、特許文献2は、インクジェットで吐出する蛍光体含有インクとして、1.5〜200mP・sの粘度及び15〜50mN/mの表面張力を有するインクを用いることを開示している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】特開2004−63246号公報
【特許文献2】特開2000−11875号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
本発明者らは、蛍光体インク中の分散剤の量によって、蛍光体の塗布状態が異なることを見出した。蛍光体インク中の分散剤の最適な量については、これまで提案がされていなかった。
【0006】
本発明は、最適な量の分散剤を含む蛍光体インクを用いて蛍光体の塗布状態が良好なプラズマディスプレイパネルの製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0007】
上記目的は、以下の製造方法によって実現できる。当該製造方法は、プラズマディスプレイパネルの製造方法であって、
隔壁を形成し、当該隔壁によって隔てられた複数の凹部を形成する工程と、
前記凹部に、インクジェット装置を用いて蛍光体インクを塗布する工程と、
を有し、
前記蛍光体インクは、青色蛍光体と、分散剤と、を含み、
前記分散剤の添加量は、前記青色蛍光体の表面積1m2当たり0.0007g以上0.04g以下であることを特徴とする。
【発明の効果】
【0008】
本発明によれば、蛍光体の塗布状態が良好なプラズマディスプレイパネルの製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【0009】
【図1】本発明の第1実施形態におけるPDPの構造を示す分解斜視図
【図2】本発明の第1実施形態におけるPDPの放電セル部分を示す断面図
【図3】本発明の第1実施形態におけるPDPの電極配列を示す図
【図4】本発明の第1実施形態における液滴吐出の一例を示した要部断面図
【図5】本発明の第1実施形態における蛍光体インクを塗付した時の断面形状図
【図6】本発明の第1実施形態における要部の工程の様子を示す断面図
【図7】本発明の第1実施形態における蛍光体粒子と分散剤の関係を示す模式図
【図8】本発明の第1実施形態における蛍光体層形成後の様子を説明するための断面図
【図9】本発明の第2実施形態におけるPDP装置の構成を示す概略図
【発明を実施するための形態】
【0010】
[第1実施形態]
(PDPの構成)
図1は本発明の第1実施形態におけるPDP100の構造を示す分解斜視図、図2は放電セル部分の要部を示す断面図である。
【0011】
図1に示すように、PDP100は、対向配置された前面板と背面板とを備える。前面板と背面板との間には、多数の放電セル11が形成されている。
【0012】
前面板は、前面基板1と、走査電極2と、維持電極3と、誘電体層4と、保護層5とを有する。前面基板1は、ガラス製である。前面基板1上に1対の走査電極2と維持電極3とからなる表示電極が互いに平行に複数対形成されている。この走査電極2および維持電極3は、走査電極2−維持電極3−維持電極3−走査電極2の配列で繰り返すパターンで形成されている。そして、それら表示電極を覆うように誘電体層4が形成されている。そして、誘電体層4を覆うようにMgOからなる保護層5が形成されている。走査電極2および維持電極3は、それぞれITO、SnO2、ZnO等の導電性金属酸化物からなり光透過性を有する透明電極2a、3a上に、Ag等の金属からなるバス電極2b、3bが形成されている。
【0013】
背面板は、背面基板6と、データ電極7と、誘電体層8と、隔壁9とを有する。背面基板6はガラス製である。背面基板6上に、複数の互いに平行なAgを主成分とする導電性材料からなるデータ電極7が形成されている。そのデータ電極7を覆うように誘電体層8が形成されている。さらに誘電体層8の上に井桁状の隔壁9が形成されている。隔壁9は、隣接する放電空間を分割している。そして誘電体層8の表面と隔壁9の側面とに、赤、緑、青各色の蛍光体層10が形成されている。
【0014】
そして、走査電極2および維持電極3とデータ電極7とが立体交差するように、前面板と背面板とが対向配置されている。前面板と背面板との接合面の周辺部は封止されている。前面板と背面板との間には、放電空間が形成されている。放電空間には、放電ガスが封入されている。
【0015】
ここで、図2に示すように、前面板と背面板とに挟まれた放電空間において、隔壁9により囲まれた部分に放電セル11が形成されている。放電セル11は、走査電極2および維持電極3とデータ電極7とに挟まれている。放電セル11の容積は、例えば、1.75×10−12(縦250μm、横70μm、深さ100μm)である。
【0016】
図3は実施の形態におけるPDPの電極配列図である。行方向に長いn本の走査電極Y1、Y2、Y3・・・Yn(図1の2)およびn本の維持電極X1、X2、X3 ・・・Xn(図1の3)が配列され、列方向に長いm本のデータ電極A1・・・Am(図1の7)が配列されている。そして、1対の走査電極Y1および維持電極X1と1つのデータ電極A1とが交差した部分に放電セルが形成されている。放電セルは放電空間内にm×n個形成されている。そしてこれらの電極のそれぞれは、前面板、背面板の画像表示領域外の周辺端部に設けられた接続端子にそれぞれ接続されている。
【0017】
(製造方法)
以下に、本実施の形態によるPDP100の製造方法について説明する。
【0018】
PDP100の製造方法は、前面板を形成する工程と、背面板を形成する工程と、前面板と背面板との封止工程、シール工程を有する。背面板を形成する工程は、蛍光体を塗布する工程を含む。蛍光体を塗布する工程以外は、従来の製造方法が適用できるため、その説明を省略する。
【0019】
蛍光体を塗布する工程について詳細に説明する。蛍光体の塗布には、インクジェット装置を用いる。具体的には、例えば、蛍光体を含む蛍光体インクを作成する。インクジェットヘッドを背面板の上を移動させ走査する。インクジェットヘッドは、1回の走査で各隔壁に囲まれた放電セル11に、所定の色の蛍光体を含む蛍光体インクを所定の量になるように吐出する。この際、背面基板6などの材料に対する蛍光体インクの濡れ性を考慮して、滴下するインク量を調整する。図4は、本実施形態における液滴吐出の一例を示した要部断面図である。図5は、隔壁9に蛍光体インク12を塗付した時の断面形状図である。
【0020】
青色蛍光体の材料としては、BaMgAl1217:Eu3+、BaMgAl1017:Eu2+、BaMgAl1423:Eu2+、Y2SiO5:Ce、(Ca,Sr,Ba)19(PO612:Eu2+、(Zn、Cd)S:Agなどを用いることができる。
【0021】
緑色蛍光体の材料としては、BaAl1219:Mn、Zn2SiO4:MnまたはYBO3:Tbなどを用いることができる。
【0022】
赤色蛍光体の材料としては、YBO3:Eu3+、(YxGd1-x)BO3:Eu3+ (0≦X≦1)、Y(P、V)O4:Eu3+などを用いることができる。もちろん、青色蛍光体、緑色蛍光体、および、赤色蛍光体は、上記材料に限定されるものではない。また、各蛍光体の平均粒径は、1μm以上である。平均粒径が1μm以上の各蛍光体は、高輝度である。なお、各蛍光体は平均粒径が1μm未満であってもよい。
【0023】
青色蛍光体インクは、青色蛍光体を含む。緑色蛍光体インクは、緑色蛍光体を含む。赤色蛍光体インクは、赤色蛍光体を含む。各蛍光体インクは、各蛍光体粒子がブチルカルビトールアセテート、ターピネオール、エチルセルロースを溶解させた溶媒に分散されている。各蛍光体インクには、分散剤が添加されている。このときの分散剤の量は、例えば蛍光体インクの重量に対して0.5〜2wt%の分量で添加した。分散剤としては、アクリル系共重合物、アルキルアンモニウム塩類、シロキサン類などの材料を用いることができる。
【0024】
各蛍光体インクの25℃での粘度は、粘度が10mPa・s以上40mPa・s以下であるのが好ましい。本実施の形態では、エチルセルロースの分子量および含有量を調整し、粘度が10mPa・s以上40mPa・s以下となるように作製した。各蛍光体インクの粘度が10mPa・sより低いと、各蛍光体粒子の沈降が速くなり、インクジェット装置内で各蛍光体粒子が沈殿、凝集してしまう。そして、インクジェットヘッドのノズル孔から吐出される液滴中の各蛍光体粒子の濃度(含有率)が一定に保たれずにばらついてしまう。その結果、隔壁の側壁に均一な膜厚で蛍光体層10を形成できなくなる。逆に粘度が40mPa・sより高いと、インクジェットヘッドのノズル孔からのインクの吐出が困難になる。
【0025】
また、1つの隔壁の中に塗布することが出来る蛍光体インクの量は決まっているため、蛍光体インクの塗布、乾燥、焼成からなる1回のサイクルで形成される蛍光体層の最大厚みは、当該蛍光体インクの量と、蛍光体インクに含まれる蛍光体の含有量によって決まる。所定の厚みの蛍光体層を乾燥、焼成後に形成するためには、蛍光体インクの塗布、乾燥からなるサイクルを複数回行う必要があることがある。しかし、当該サイクルを数多く行うことは、生産性の悪化になる。このため、各蛍光体インク中の蛍光体の含有量は、40wt%以上70wt%以下が好ましい。こうすることで、所定の厚みの蛍光体層を形成するための蛍光体インクの塗布、乾燥からなるサイクルをなるべく少なくすることができる。例えば、1回のサイクルで所定の厚みの蛍光体層を形成することができる。蛍光体インクの蛍光体の重量比が40wt%未満の場合、1回に塗布するインク中に含まれる蛍光体の含有量が少ないため、隔壁の内容積に対して十分な量の蛍光体インクを注入するためには、塗布および乾燥のサイクルを多くする必要があり、生産性が悪くなる。逆に70wt%を超えると、溶媒量が少なくなるため、インクの流動性が悪くなり、インクの吐出が困難になる。なお、1回の蛍光体の塗布で、インクジェットヘッドからの蛍光体インクの吐出を複数回行ってもよい。
【0026】
本実施の形態の各蛍光体インクは、例えば平均粒径が2μmの蛍光体の含有量が50wt%、分散剤は蛍光体の重量に対して0.5wt%含有したものを用いた。さらに、各蛍光体インクの溶液には、ブチルカルビトールアセテート、ターピネオールを用い、さらに例えばエチルセルロースなどのバインダーを添加した。このとき25℃で各蛍光体インクの粘度を測定すると20mPa・sであった。
【0027】
インクジェットヘッド301に設けられたノズル孔302より、1回に吐出される蛍光体インク(液滴303)が放電セル11へ落とされる。この液滴303の体積は放電セル11の容積の1/100未満であるのが好ましい。
【0028】
青色蛍光体インク、緑色蛍光体インク、および、赤色蛍光体インクのいずれかをそれぞれ各放電セル11に滴下した後、各蛍光体インクを例えば80℃以上に加熱し、各蛍光体インクを乾燥させる乾燥工程を行う。この際、分散剤などの成分が分解しない程度の温度で加熱する。ここで、加熱温度は、各蛍光体インクに用いた溶媒の成分、雰囲気、排気速度などに大きく依存して決定される。
【0029】
次に、各蛍光体インクを100℃以上に加熱する焼成工程を行う。これにより、PDPの背面板が完成する。この焼成工程を行うことにより、拡散した分散剤成分を十分に分解できるため、PDPの特性(例えば、発光輝度)への分散剤材料による影響は軽減できる。焼成工程の際の加熱温度は、各蛍光体インクに用いた溶媒の成分、雰囲気、排気速度、添加剤、分散剤などの分解温度などに大きく依存して決定される。焼成工程は、添加剤、分散剤などの残留成分がPDPの特性に影響を与えない範囲まで分解できる温度で実施すればよい。
【0030】
(青色蛍光体インクの塗布工程の詳細)
以下、青色蛍光体インク、および、青色蛍光体インクの塗布工程について、図を用いてさらに詳細に説明する。
【0031】
図6は、本発明に係る製造方法を説明するための断面図である。図6(a)に示すように、隔壁9を形成した後、図6(b)に示すように、青色蛍光体層10を形成するための蛍光体インク12を複数回吐出し、例えば隔壁9の内容積の2/3程度滴下する。この場合、背面基板6などの材料における蛍光体インク12の濡れ性を考慮して、滴下するインク量を調整する。
【0032】
図7は、青色蛍光体インク中の青色蛍光体の分散状態を説明するための模式図である。図7(a)は、本実施形態の青色蛍光体インク中の青色蛍光体の分散状態を説明するための模式図である。青色蛍光体粒子12aの表面には、分散剤12bが付着している。ここで、青色蛍光体インク12の成分は、青色蛍光体12aの含有量が、40wt%以上70wt%以下であって、前記青色蛍光体12aの比表面積が1.0m2/g以上7.0m2/g以下である。このときの分散剤12bの量は、青色蛍光体の比表面積とインク中の青色蛍光体の含有重量から総表面積を算出し、青色蛍光体12aの表面積1m2当たり、0.0007g以上0.04g以下の範囲内で添加されている。なお、蛍光体インク中の分散剤12bの当該f含有量は、0.2〜2.8wt%に相当する。分散剤としては、アクリル系共重合物、アルキルアンモニウム塩類、シロキサン類などの材料を用いる。青色蛍光体インク12の溶液として、ブチルカルビトールアセテート、ターピネオールを用い、インクジェットで吐出させるための粘度調整剤としてエチルセルロースなどのバインダーを添加しても良い。
【0033】
次に、例えば青色蛍光体インクを50℃以上に加熱し、乾燥を実施する。この際、分散剤12bなどの成分が分解しない程度の温度で過熱を実施する。
【0034】
前記工程を実施する際、青色蛍光体12aの表面積1m2に対して、分散剤12bが0.0007g未満の場合、図7(b)に示すように、青色蛍光体粒子12aの表面積に対して分散剤の量が少ないため、青色蛍光体粒子12aの表面に吸着面が残り、青色蛍光体粒子間で凝集し、分散性が低下してしまう。そして、図8(b)に示すように、乾燥工程後に隔壁9の側面に均一な厚みで青色蛍光体を付着させることができない。また、青色蛍光体12aの表面積1m2に対して、分散剤12bが0.04gを超えると、図7(c)に示すように、青色蛍光体粒子12aの表面に吸着面がなくなるため、余分な分散剤同士で凝集する。そして、蛍光体インクが沈降しやすくなる。そして、図8(c)に示すように、乾燥工程後に隔壁9の側面に十分な付着量で付着させることができない。
【0035】
これに対して、前記青色蛍光体の表面積1m2当たりの分散剤の添加量が、0.0007g以上0.04g以下の範囲で、前記工程を実施した場合、図7(a)に示すように、分散剤12bが不足であったり、過剰であることがなく、青色蛍光体インク中の青色蛍光体12aの分散が良くなるため、図8(a)に示すように、乾燥工程後に隔壁9の側面に均一な厚みで青色蛍光体を付着させることができる。このような特徴により、粘度の低いインクジェット用の蛍光体インクであっても、また、沈降速度の早い平均粒径が1μm以上の蛍光体粒子を含む蛍光体インクであっても、乾燥工程後に隔壁9の側面に十分な付着量で付着させることが可能となる。
【0036】
ここで、加熱温度は、蛍光体インク12に用いた溶媒の成分、雰囲気、排気速度などに大きく依存する。また、隔壁9に存在する空孔の大きさ、空孔率により、蛍光体インク12は毛細管現象により隔壁9に吸収されるため、過熱を実施しなくても良い場合もある。
【0037】
次に、100℃以上の加熱による蛍光体インクの焼成工程を行うことにより、PDPの背面板が完成する。この焼成を行うことにより、拡散した分散剤成分を十分に分解できるため、デバイス特性への影響は軽減できる。
【0038】
ここで、加熱温度は、蛍光体インクに用いた溶媒の成分、雰囲気、排気速度、添加剤、分散剤などの分解温度などに大きく依存し、添加剤、分散剤などの残留成分がデバイス特性に影響を与えない範囲で実施すればよい。
【0039】
[第2実施形態]
次に、本願発明の第2実施形態について説明する。
【0040】
図9は、PDP100を用いたPDP装置200の構成を示す概略図である。PDP100は駆動装置150と接続されることでPDP装置を構成している。PDP100には表示ドライバ回路153、表示スキャンドライバ回路154、アドレスドライバ回路155が接続されている。コントローラ152はこれらの電圧印加を制御する。点灯させる放電セルに対応する走査電極2とデータ電極7へ所定電圧を印加することでアドレス放電を行う。コントローラ152はこの電圧印加を制御する。その後、維持電極3と走査電極2との間にパルス電圧を印加して維持放電を行う。この維持放電によって、アドレス放電が行われた放電セルにおいて紫外線が発生する。この紫外線で励起された蛍光体層が発光することで放電セルが点灯する。各色セルの点灯、非点灯の組み合わせによって画像が表示される。
【0041】
[他の実施形態]
以上により、実施形態を説明した。しかし、本発明は、これらには限定されない。そこで、本発明の他の実施形態を本欄にまとめて説明する。
【0042】
(1)
各蛍光体インクは、蛍光体の平均粒径や粒度分布、溶媒、添加剤、成分の重量比がそれぞれ異なるものでもよい。
【0043】
(2)
各色に用いる蛍光体材料は、1種類だけではなく、2種類以上混ぜたものを用いても良い。
【0044】
[実施形態の特徴]
上記実施形態において特徴的な部分を以下に列記する。なお、上記実施形態に含まれる発明は以下に限定されるものではない。
【0045】
[C1]
プラズマディスプレイパネルの製造方法は、
隔壁(例えば隔壁9)を形成し、当該隔壁によって隔てられた複数の凹部(例えば、放電セル11)を形成する工程と、
前記凹部に、インクジェット装置を用いて蛍光体インクを塗布する工程と、
を有し、
前記蛍光体インクは、青色蛍光体(例えば青色蛍光体12a)と、分散剤(例えば分散剤12b)と、を含み、
前記分散剤の添加量は、前記青色蛍光体の表面積1m2当たり0.0007g以上0.04g以下である。
【0046】
これにより、蛍光体の塗布状態が良好なプラズマディスプレイパネルの製造方法を提供することができる。
【0047】
[C2]
C1に記載のプラズマディスプレイパネルの製造方法であって、前記蛍光体の平均粒径が1μm以上であることを特徴とする。
【0048】
特許文献1に記載の平均粒径が0.001μmから1μmの蛍光体は、蛍光体を粉砕して小さくしたり、蛍光体粉体をふるいにかけて選別する必要がある。蛍光体を粉砕した場合、輝度が低くなる可能性があり、プラズマディスプレイパネルの発光特性を満足することが出来ないことが考えられる。また、平均粒径が1.0μm未満の蛍光体をふるいで選別する場合は歩留まりが悪い。
【0049】
一方、平均粒径1μm以上の蛍光体粒子を含むインクのように、粒径の大きな粒子が存在すると、ノズルから吐出される液滴が安定しないために、液滴が隔壁で囲まれたセルの外に塗布されてしまい、歩留まりを落としてしまう可能性がさらに高い。
【0050】
C2の製造方法によれば、十分な輝度を有する蛍光体をインクジェット装置を用いて高い歩留まりで製造することができる。
【0051】
[C3]
C1又はC2に記載のプラズマディスプレイパネルの製造方法であって、前記青色蛍光体の比表面積が1.0m2/g以上7.0m2/g以下である。
【0052】
これにより、分散剤量によるインク物性(粘度、表面張力等)への影響が小さく、インクジェット装置を用いて効率の良い蛍光体インクの吐出が可能となる。
【0053】
[C4]
C1からC3のいずれかに記載のプラズマディスプレイパネルの製造方法であって、前記蛍光体インク中の前記青色蛍光体の重量比が40wt%以上70wt%以下である。
【0054】
これにより、インクジェット装置を用いて効率よく製造することができる。
【0055】
[C5]
C1からC4のいずれかに記載のプラズマディスプレイパネルの製造方法であって、前記蛍光体インクの25℃における粘度は、10mPa・s以上40mPa・s以下である。これにより、インクジェット装置内で各蛍光体粒子が沈殿、凝集してしまうことを抑制でき、かつ、インクジェットヘッドのノズル孔からのインクの吐出が容易になる。
【産業上の利用可能性】
【0056】
以上のように本発明は、高精細のPDPを容易に実現する上で有用な発明である。
【符号の説明】
【0057】
1 前面基板
2 走査電極
3 維持電極
4、8 誘電体層
5 保護層
6 背面基板
7 データ電極
9 隔壁
10 蛍光体層
11 放電セル
12 蛍光体インク
12a 蛍光体材料
12b 分散剤
100 PDP
150 駆動装置
152 コントローラ
153 表示ドライバ回路
154 表示スキャンドライバ回路
155 アドレスドライバ回路
200 PDP装置
301 インクジェットヘッド
302 ノズル孔
303 液滴

【特許請求の範囲】
【請求項1】
隔壁を形成し、当該隔壁によって隔てられた複数の凹部を形成する工程と、
前記凹部に、インクジェット装置を用いて蛍光体インクを塗布する工程と、
を有し、
前記蛍光体インクは、青色蛍光体と、分散剤と、を含み、
前記分散剤の添加量は、前記青色蛍光体の表面積1m2当たり0.0007g以上0.04g以下である、
プラズマディスプレイパネルの製造方法。
【請求項2】
前記蛍光体の平均粒径が1μm以上である、
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。
【請求項3】
前記青色蛍光体の比表面積が1.0m2/g以上7.0m2/g以下である、
請求項1または2に記載のプラズマディスプレイパネルの製造方法。
【請求項4】
前記蛍光体インク中の前記青色蛍光体の重量比が40wt%以上70wt%以下である、
請求項1から3のいずれかに記載のプラズマディスプレイパネルの製造方法。
【請求項5】
前記蛍光体インクの25℃における粘度は、10mPa・s以上40mPa・s以下である、
請求項1から4のいずれかに記載のプラズマディスプレイパネルの製造方法。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【図5】
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【図6】
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【図7】
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【図8】
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【図9】
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【公開番号】特開2011−9027(P2011−9027A)
【公開日】平成23年1月13日(2011.1.13)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2009−150621(P2009−150621)
【出願日】平成21年6月25日(2009.6.25)
【出願人】(000005821)パナソニック株式会社 (73,050)
【Fターム(参考)】