蛍光体層形成装置
【課題】高精細度化や大画面化に対応して、画面上に色ムラや輝度ムラの発生のない蛍光体層の形成方法を提供する。
【解決手段】隔壁２２が形成された背面基板１７に蛍光体層を形成する蛍光体層形成装置５０であって、背面基板１７に対して相対移動しながら隔壁２２間に蛍光体ペースト７０を吐出充填する塗布ノズル５６を有する塗布部５１と、塗布部５１と一体に配置され、隔壁２２内に充填された蛍光体ペースト７０を乾燥するハロゲンランプ６２を有する乾燥部５２とを備えている。
【解決手段】隔壁２２が形成された背面基板１７に蛍光体層を形成する蛍光体層形成装置５０であって、背面基板１７に対して相対移動しながら隔壁２２間に蛍光体ペースト７０を吐出充填する塗布ノズル５６を有する塗布部５１と、塗布部５１と一体に配置され、隔壁２２内に充填された蛍光体ペースト７０を乾燥するハロゲンランプ６２を有する乾燥部５２とを備えている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、テレビなどの画像表示に用いられ、かつ紫外線により励起されて発光する蛍光体層を有するプラズマディスプレイパネルの蛍光体層を形成する蛍光体層形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、薄型テレビ等に用いられているディスプレイ装置としてプラズマディスプレイパネル（以下、ＰＤＰと記載する）が注目されている。ＰＤＰは、気体放電を利用した平面表示装置であって、高速表示や高精細表示、並びに大型化・薄型軽量化が比較的容易であり、映像表示装置や広報表示装置などの分野で広く実用化されている。
【０００３】
また、ＰＤＰの用途の多様化から、従来のＳＤパネル（走査線数が横８５２本、縦４８０本）やＨＤパネル（走査線数が横１０２４本、縦７６８本）よりさらに高精細のフルハイビジョンパネルやスーパーハイビジョンパネルの開発が望まれている。具体的には、例えば４２インチのフルハイビジョンパネルでは、画素数が横１９２０個×縦１０８０個で、横方向のセルピッチは０．１６ｍｍ程度となる。また、５０インチのスーパーハイビジョン（超高精細）パネルでは、画素数が横４０００個×縦２０００個とさらに増大し、横方向のセルピッチは０．１ｍｍ程度と極めて微細なサイズになる。このような、高精細のＰＤＰにおいてもさらなる輝度向上と、高画質化が要求されている。
【０００４】
しかしながら、このような高精細度化と高輝度化とを実現するために、隔壁によって形成される微細セル内に形成する蛍光体層の形状を制御する必要がある。蛍光体層の形状は、蛍光体ペーストを隔壁間に充填塗布した後の、隔壁の条件や乾燥の条件によって決定される。
【０００５】
このような、蛍光体ペーストを塗布後に、蛍光体層の形状を制御する方法として以下のような方法が開示されている。特許文献１には、蛍光体ペーストをストライプ状の隔壁間に塗布した後に、隔壁間の中心部に空気を吹き付けて隔壁の側壁に蛍光体ペーストを盛り上げさせて充分な膜厚を形成する方法が開示されている。また、特許文献２には、蛍光体ペーストを塗布後に、基板の上下面を逆転させて乾燥し、隔壁の側壁に充分な膜厚を形成する方法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平１１−９６９１１号公報
【特許文献２】特開２０００−２６０３３０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１や特許文献２に開示された技術では、近年の画面の高精細度化や大画面化には対応できずに、蛍光体層の塗布膜形状が変動して画面に色ムラや輝度ムラが生ずるなどの課題があった。
【０００８】
本発明は、上記の課題を解決して、高精細度化や大画面化に対応して、画面上に色ムラや輝度ムラの発生のない蛍光体層を形成する蛍光体層形成装置を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記の目的を達成するために、本発明の蛍光体層形成装置は、隔壁が形成された基板に蛍光体層を形成する蛍光体層形成装置であって、基板に対して相対移動しながら隔壁間に蛍光体ペーストを吐出充填する塗布ノズルを有する塗布部と、塗布部と一体に配置され、隔壁内に充填された蛍光体ペーストを乾燥する熱光源を有する乾燥部とを備えている。
【００１０】
このような構成によれば、蛍光体層の乾燥を蛍光体ペーストが充填された直後に行い、蛍光体ペーストの隔壁への吸収による蛍光体層膜厚のばらつきや、塗布と乾燥との時間管理のばらつきによる蛍光体層膜厚のばらつきなど排除することができる。その結果、高精細度、大画面でも、形状が均一で、なおかつ高輝度を実現する蛍光体層の形状を実現することができる。
【００１１】
さらに、熱光源がハロゲンランプであることが望ましい。このような構成によれば、簡単な装置構成で乾燥条件を制御して、最適な蛍光体層の形状を容易に実現することができる。
【００１２】
さらに、乾燥部が反射板を有し、熱光源から発した放射光を、反射板により蛍光体ペーストが吐出充填された領域に照射してもよい。このような構成によれば、乾燥条件や乾燥領域を制御して、任意の領域において蛍光体ペーストからの溶媒の蒸発を制御しながら最適な蛍光体層の形状を容易に実現することができる。
【００１３】
さらに、乾燥部が集光レンズを有し、熱光源から発した放射光を集光レンズにより集光するとともに、蛍光体ペーストが吐出充填された領域に照射してもよい。このような構成によれば、乾燥条件や乾燥領域を制御して、任意の領域において蛍光体ペーストからの溶媒の蒸発を制御しながら最適な蛍光体層の形状を容易に実現することができる。
【発明の効果】
【００１４】
以上のように、本発明の蛍光体層形成装置によれば、高精細度、大画面でも、形状が均一で、なおかつ高輝度を実現する蛍光体層の形状を実現し、画面上に色ムラや輝度ムラの発生のないＰＤＰを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】実施の形態１における蛍光体層形成装置を用いて製造されるＰＤＰの構造を示す分解斜視図である。
【図２】実施の形態１における蛍光体層形成装置を示す断面図である。
【図３】実施の形態２における蛍光体層形成装置を示す断面図である。
【図４】実施の形態３における蛍光体層形成装置を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下に、本発明の一実施の形態について図面を参照しながら説明する。
【００１７】
（実施の形態１）
図１は、実施の形態１における蛍光体層形成装置を用いて製造されるＰＤＰの構造を示す分解斜視図である。
【００１８】
図１に示すように、ＰＤＰ１０は、前面基板１１と背面基板１７とから構成されている。ガラス製の前面基板１１上には、走査電極１２と維持電極１３とで対をなす表示電極対１４が互いに平行に複数対形成されている。この走査電極１２および維持電極１３は、走査電極１２−維持電極１３−維持電極１３−走査電極１２の配列で繰り返すパターンで形成されている。走査電極１２は、酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）、酸化スズ（ＳｎＯ２）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）などの導電性金属酸化物からなる幅の広い透明電極１２ａの上に、導電性を高めるために銀（Ａｇ）などの金属を含む幅の狭いバス電極１２ｂを積層して形成されている。維持電極１３も同様に、幅の広い透明電極１３ａの上に幅の狭いバス電極１３ｂを積層して形成されている。
【００１９】
さらに、表示電極対１４を覆うように誘電体層１５および酸化マグネシウム（ＭｇＯ）からなる保護層１６が形成されている。誘電体層１５は、膜厚が約４０μｍの酸化ビスマス（Ｂｉ２Ｏ３）系低融点ガラスまたは酸化亜鉛（ＺｎＯ）系低融点ガラスで形成されている。保護層１６は、膜厚が約０．８μｍの酸化マグネシウム（ＭｇＯ）を主体とするアルカリ土類金属酸化物からなる薄膜層であり、誘電体層１５をイオンスパッタから保護するとともに放電開始電圧などの放電特性を安定させるために設けられている。
【００２０】
一方、ガラス製の背面基板１７上には、銀（Ａｇ）などを主成分とする導電性の高い材料からなる互いに平行な複数のデータ電極１８が形成され、データ電極１８を覆うように下地誘電体層１９が形成されている。下地誘電体層１９は、誘電体層１５と同様の酸化ビスマス（Ｂｉ２Ｏ３）系低融点ガラスなどであってもよいが、可視光反射層としての働きも兼ねるように酸化チタン（ＴｉＯ２）粒子を混合した材料であってもよい。
【００２１】
下地誘電体層１９上には縦隔壁２２ａと横隔壁２２ｂとにより井桁状に構成された隔壁２２が形成され、下地誘電体層１９の表面と隔壁２２の側面とには、赤色、緑色、青色に発光する蛍光体層２３が形成されている。隔壁２２は、例えば低融点ガラス材料を用いて約０．１２ｍｍの高さに形成されている。蛍光体層２３は、青色蛍光体としてＢａＭｇＡｌ１０Ｏ１７：Ｅｕを、緑色蛍光体としてＺｎ２ＳｉＯ４：Ｍｎを、赤色蛍光体として（Ｙ、Ｇｄ）ＢＯ３：Ｅｕなどの蛍光体粒子を積層させて約１５μｍの膜厚に形成されている。
【００２２】
前面基板１１と背面基板１７は、表示電極対１４とデータ電極１８とが交差するように、対向配置され、その外周部をフリットなどの封着材（図示せず）によって封着され内部に放電空間が形成されている。放電空間にはキセノン（Ｘｅ）などを含む放電ガスが約６×１０４Ｐａの圧力で封入されている。放電空間は隔壁２２によって複数の区画に仕切られており、表示電極対１４とデータ電極１８とが交差する部分に放電セル２４が形成されている。そしてこれらの放電セル２４が放電、発光することにより画像が表示される。なお、ＰＤＰ１０の構造は上述したものに限られるわけではなく、隔壁２２の形状がストライプ状であってもよい。
【００２３】
なお、実施の形態１では、画面サイズが４２インチクラスのフルハイビジョンテレビに合わせて、隔壁２２の高さは０．１ｍｍ〜０．１５ｍｍ、また隣接する隔壁２２のピッチは０．１５ｍｍとしている。
【００２４】
次に、実施の形態１における蛍光体層形成装置５０の構成と、それを用いた蛍光体層２３の形成ステップについて、図２を用いて説明する。図２は、実施の形態１における蛍光体層形成装置５０を示す断面図であり、背面基板１７の縦隔壁２２ａに沿って移動する状態を示す。
【００２５】
図２に示すように、蛍光体層形成装置５０は、移動載置台（図示せず）に載置した背面基板１７上に所定距離だけ離間させて配置され、図１に示す縦隔壁２２ａの方向、図２の矢印Ａの方向に背面基板１７に対して相対移動する。すなわち、図２に示すように、背面基板１７の横隔壁２２ｂに対して直交する方向に移動する。
【００２６】
蛍光体層形成装置５０は、塗布部５１と乾燥部５２とにより構成されている。塗布部５１は、蛍光体ペーストを貯留しているタンク５３、加圧ポンプ５４、塗布ヘッド５５を備え、塗布ヘッド５５には小口径の開口を有する塗布ノズル５６が設けられている。タンク５３の蛍光体ペーストは加圧ポンプ５４によって加圧されて塗布ヘッド５５に供給され、塗布ノズル５６から連続吐出流５７として吐出される。
【００２７】
タンク５３には、赤色蛍光体、緑色蛍光体、青色蛍光体のうちの１色の蛍光体ペーストが貯留され、塗布ヘッド５５には数百本の塗布ノズル５６が設けられている。すなわち、塗布部５１の一回の走査で、各１色の蛍光体ペーストが数百本の隔壁２２内に充填される。
【００２８】
また、塗布部５１の進行方向と反対側には、塗布部５１と一体に配置された乾燥部５２が設けられている。すなわち、乾燥部５２は塗布部５１と一体となり、矢印Ａの進行方向に対して塗布部５１の後流となる位置に設けられている。
【００２９】
乾燥部５２は、背面基板１７の所定領域に開口した筐体６０により構成され、上部に熱光源としてのハロゲンランプ６２が配置されている。
【００３０】
すなわち、蛍光体層形成装置５０は、塗布部５１と乾燥部５２とが一体に構成され、背面基板１７に対して相対的に矢印Ａの方向に走査されている。そのため、蛍光体層２３を形成するステップが、塗布ノズル５６からの連続吐出流５７によって、隔壁２２間に蛍光体ペーストを充填する蛍光体ペースト充填ステップと、その直後に隔壁２２間に充填された蛍光体ペーストを熱光源で乾燥させる乾燥ステップとを含んでいる。
【００３１】
したがって、塗布部５１と乾燥部５２との背面基板１７に対しての走査によって、塗布ノズル５６から吐出された蛍光体ペースト７０を隔壁２２間に充填しながら、乾燥部５２で塗布充填された蛍光体ペースト７０を乾燥させている。乾燥部５２では、ハロゲンランプ６２へのパワーを制御することで、ハロゲンランプ６２の放射光６３により蛍光体ペースト７０が加熱され、有機溶媒などが蒸発して乾燥される。
【００３２】
このような方法によれば、蛍光体層２３の乾燥を蛍光体ペースト７０が充填された直後に行い、蛍光体ペースト７０の隔壁２２への吸収によるばらつきや、塗布と乾燥との時間管理のばらつきなどの影響を排除することができる。その結果、高精細度、大画面でも、形状が均一で、なおかつ高輝度を実現する蛍光体層２３の形状を実現することができる。
【００３３】
なお、ハロゲンランプ６２の放射光６３による背面基板１７の加熱は、背面基板１７の温度が６０℃〜２００℃になるように調整することが望ましい。また、このような熱光源となるハロゲンランプ６２による乾燥を、蛍光体ペースト７０が充填された後の、隔壁２２に対しての蛍光体層２３の形状を決定する仮乾燥として、本乾燥工程を別途設けてもよい。
【００３４】
このような蛍光体層形成装置５０によれば、蛍光体層２３の乾燥を蛍光体ペーストが充填された直後に行い、蛍光体ペーストの隔壁２２への吸収によるばらつきや、塗布と乾燥との時間管理のばらつきなどの影響を排除することができる。その結果、高精細度、大画面でも、形状が均一で、なおかつ高輝度を実現する蛍光体層２３の形状を実現することができる。
【００３５】
次に、実際に蛍光体ペーストを作製し、上述の蛍光体層形成装置５０によって画面サイズが４２インチクラスのフルハイビジョンテレビ用として蛍光体層２３を作製した。蛍光体層２３の評価は、乾燥後の塗布形状の評価と、蛍光体層２３を焼成してＰＤＰ１０を作製した画像を評価した。
【００３６】
蛍光体ペーストの粘度は、各色蛍光体粒子、バインダー樹脂、溶剤などを塗布ノズル５６からの塗布と乾燥後の蛍光体層２３の形状とが最適となるように調整した。また、蛍光体粒子としては、青色蛍光体としてＢａＭｇＡｌ１０Ｏ１７：Ｅｕを、緑色蛍光体としてＺｎ２ＳｉＯ４：Ｍｎを、赤色蛍光体として（Ｙ、Ｇｄ）ＢＯ３：Ｅｕを用いた。バインダー樹脂としてはエチルセルロースを、溶剤としてはブチルアルコール、テルピネオール、ベンジルアルコールなどの有機溶媒混合物を用い、蛍光体ペーストの粘度が２５℃で５Ｐａ・ｓとなるように調整した。
【００３７】
このような蛍光体ペーストを用いて、背面基板１７の温度が６０℃〜２００℃になるようにハロゲンランプ６２の出力を調整し、乾燥後の蛍光体層２３の形状を確認するとともに、ＰＤＰ１０を点灯させた場合の画像評価を行った。その結果、温度が５０℃と低い場合や逆に２１０℃と高い場合には、乾燥後の蛍光体層２３の形状が全領域で不均一となり、結果として画像評価で画面上に色ムラや輝度ムラが発生することを確認した。
【００３８】
すなわち、温度が低い場合には、蛍光体層２３の形状決定が蛍光体ペーストの隔壁２２への吸収などによって律則されるために、特に大画面の場合には隔壁２２の精度のばらつきに影響されて不均一となる。一方、温度が２００℃を超えると、蛍光体ペースト中のブチルアルコール、テルピネオール、ベンジルアルコールなどの溶剤の蒸発が制御できなくなるために、乾燥後の蛍光体層２３の形状に不均一性が発生する。これらの結果、乾燥後の蛍光体層２３を焼成して作製したＰＤＰ１０では、画面上に色ムラや輝度ムラが発生する。
【００３９】
したがって、乾燥部５２のハロゲンランプ６２によって加熱する背面基板１７の温度を、６０℃〜２００℃に制御することによって、大画面で高精細であっても均一な蛍光体層２３の形状を実現することができる。
【００４０】
（実施の形態２）
図３は、実施の形態２における蛍光体層形成装置８０を示す断面図である。実施の形態２における蛍光体層形成装置８０が実施の形態１と異なるのは、乾燥部５２における熱光源の構成が異なるのみであり、他の構成要素は同一である。また、蛍光体ペーストや背面基板１７の構成も同一である。
【００４１】
図３に示すように、蛍光体層形成装置８０の乾燥部５２には、熱光源としてのハロゲンランプ６２から発した放射光６３を反射させる反射板７１を備えている。このような構成とすることによって、蛍光体ペースト７０が塗布充填された背面基板１７への放射光６３のエネルギー密度を高めることができる。そのため、省エネルギーでより高速な乾燥時間の短い乾燥を実現することができる。乾燥時間を短縮すればするほど、蛍光体ペースト７０の沈降や乾燥ムラを抑制することができてタクトを向上させることができる。また、反射板７１の形状や位置などを制御することにより、乾燥領域の制御や乾燥条件の制御なども可能となる。
【００４２】
（実施の形態３）
図４は、実施の形態３における蛍光体層形成装置９０を示す断面図である。実施の形態３における蛍光体層形成装置９０が実施の形態１と異なるのは、乾燥部５２における熱光源の構成が異なるのみであり、他の構成要素は同一である。また、蛍光体ペーストや背面基板１７の構成も同一である。
【００４３】
図４に示すように、蛍光体層形成装置９０の乾燥部５２には、熱光源としてのハロゲンランプ６２から発した放射光６３を集光する集光レンズ８１を備えている。このような構成とすることによって、蛍光体ペースト７０が塗布充填された背面基板１７への放射光８２のエネルギー密度を高めることができる。そのため、省エネルギーでより高速な乾燥時間の短い乾燥を実現することができる。乾燥時間を短縮すればするほど、蛍光体ペーストの沈降や乾燥ムラを抑制することができてタクトを向上させることができる。また、集光レンズ８１の位置や傾きなどを制御することによって、乾燥領域の制御や乾燥条件の制御なども可能となる。
【００４４】
なお、実施の形態１から実施の形態３では、乾燥の加熱源としてハロゲンランプ６２などの熱光源を用いているため、蛍光体層２３への異物混入を抑制することも可能となる。
【００４５】
すなわち、実施の形態のような、蛍光体層形成装置によれば、蛍光体層の乾燥を蛍光体ペーストが充填された直後に行い、蛍光体ペーストの隔壁への吸収によるばらつきや、塗布と乾燥との時間管理のばらつきなどの影響を排除することができる。その結果、高精細度、大画面でも、形状が均一で、なおかつ高輝度を実現する蛍光体層の形状を実現することができる。
【産業上の利用可能性】
【００４６】
本発明の蛍光体層形成装置によれば、高精細度、大画面でも、形状が均一で、なおかつ高輝度を実現する蛍光体層の形成が可能となり、大画面表示装置などに有用である。
【符号の説明】
【００４７】
１０ ＰＤＰ
１１ 前面基板
１２ 走査電極
１２ａ，１３ａ 透明電極
１２ｂ，１３ｂ バス電極
１３ 維持電極
１４ 表示電極対
１５ 誘電体層
１６ 保護層
１７ 背面基板
１８ データ電極
１９ 下地誘電体層
２２ 隔壁
２２ａ 縦隔壁
２２ｂ 横隔壁
２３ 蛍光体層
５０，８０，９０ 蛍光体層形成装置
５１ 塗布部
５２ 乾燥部
５３ タンク
５４ 加圧ポンプ
５５ 塗布ヘッド
５６ 塗布ノズル
５７ 連続吐出流
６０ 筐体
６２ ハロゲンランプ
６３，８２ 放射光
７０ 蛍光体ペースト
７１ 反射板
８１ 集光レンズ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、テレビなどの画像表示に用いられ、かつ紫外線により励起されて発光する蛍光体層を有するプラズマディスプレイパネルの蛍光体層を形成する蛍光体層形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、薄型テレビ等に用いられているディスプレイ装置としてプラズマディスプレイパネル（以下、ＰＤＰと記載する）が注目されている。ＰＤＰは、気体放電を利用した平面表示装置であって、高速表示や高精細表示、並びに大型化・薄型軽量化が比較的容易であり、映像表示装置や広報表示装置などの分野で広く実用化されている。
【０００３】
また、ＰＤＰの用途の多様化から、従来のＳＤパネル（走査線数が横８５２本、縦４８０本）やＨＤパネル（走査線数が横１０２４本、縦７６８本）よりさらに高精細のフルハイビジョンパネルやスーパーハイビジョンパネルの開発が望まれている。具体的には、例えば４２インチのフルハイビジョンパネルでは、画素数が横１９２０個×縦１０８０個で、横方向のセルピッチは０．１６ｍｍ程度となる。また、５０インチのスーパーハイビジョン（超高精細）パネルでは、画素数が横４０００個×縦２０００個とさらに増大し、横方向のセルピッチは０．１ｍｍ程度と極めて微細なサイズになる。このような、高精細のＰＤＰにおいてもさらなる輝度向上と、高画質化が要求されている。
【０００４】
しかしながら、このような高精細度化と高輝度化とを実現するために、隔壁によって形成される微細セル内に形成する蛍光体層の形状を制御する必要がある。蛍光体層の形状は、蛍光体ペーストを隔壁間に充填塗布した後の、隔壁の条件や乾燥の条件によって決定される。
【０００５】
このような、蛍光体ペーストを塗布後に、蛍光体層の形状を制御する方法として以下のような方法が開示されている。特許文献１には、蛍光体ペーストをストライプ状の隔壁間に塗布した後に、隔壁間の中心部に空気を吹き付けて隔壁の側壁に蛍光体ペーストを盛り上げさせて充分な膜厚を形成する方法が開示されている。また、特許文献２には、蛍光体ペーストを塗布後に、基板の上下面を逆転させて乾燥し、隔壁の側壁に充分な膜厚を形成する方法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平１１−９６９１１号公報
【特許文献２】特開２０００−２６０３３０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１や特許文献２に開示された技術では、近年の画面の高精細度化や大画面化には対応できずに、蛍光体層の塗布膜形状が変動して画面に色ムラや輝度ムラが生ずるなどの課題があった。
【０００８】
本発明は、上記の課題を解決して、高精細度化や大画面化に対応して、画面上に色ムラや輝度ムラの発生のない蛍光体層を形成する蛍光体層形成装置を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記の目的を達成するために、本発明の蛍光体層形成装置は、隔壁が形成された基板に蛍光体層を形成する蛍光体層形成装置であって、基板に対して相対移動しながら隔壁間に蛍光体ペーストを吐出充填する塗布ノズルを有する塗布部と、塗布部と一体に配置され、隔壁内に充填された蛍光体ペーストを乾燥する熱光源を有する乾燥部とを備えている。
【００１０】
このような構成によれば、蛍光体層の乾燥を蛍光体ペーストが充填された直後に行い、蛍光体ペーストの隔壁への吸収による蛍光体層膜厚のばらつきや、塗布と乾燥との時間管理のばらつきによる蛍光体層膜厚のばらつきなど排除することができる。その結果、高精細度、大画面でも、形状が均一で、なおかつ高輝度を実現する蛍光体層の形状を実現することができる。
【００１１】
さらに、熱光源がハロゲンランプであることが望ましい。このような構成によれば、簡単な装置構成で乾燥条件を制御して、最適な蛍光体層の形状を容易に実現することができる。
【００１２】
さらに、乾燥部が反射板を有し、熱光源から発した放射光を、反射板により蛍光体ペーストが吐出充填された領域に照射してもよい。このような構成によれば、乾燥条件や乾燥領域を制御して、任意の領域において蛍光体ペーストからの溶媒の蒸発を制御しながら最適な蛍光体層の形状を容易に実現することができる。
【００１３】
さらに、乾燥部が集光レンズを有し、熱光源から発した放射光を集光レンズにより集光するとともに、蛍光体ペーストが吐出充填された領域に照射してもよい。このような構成によれば、乾燥条件や乾燥領域を制御して、任意の領域において蛍光体ペーストからの溶媒の蒸発を制御しながら最適な蛍光体層の形状を容易に実現することができる。
【発明の効果】
【００１４】
以上のように、本発明の蛍光体層形成装置によれば、高精細度、大画面でも、形状が均一で、なおかつ高輝度を実現する蛍光体層の形状を実現し、画面上に色ムラや輝度ムラの発生のないＰＤＰを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】実施の形態１における蛍光体層形成装置を用いて製造されるＰＤＰの構造を示す分解斜視図である。
【図２】実施の形態１における蛍光体層形成装置を示す断面図である。
【図３】実施の形態２における蛍光体層形成装置を示す断面図である。
【図４】実施の形態３における蛍光体層形成装置を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下に、本発明の一実施の形態について図面を参照しながら説明する。
【００１７】
（実施の形態１）
図１は、実施の形態１における蛍光体層形成装置を用いて製造されるＰＤＰの構造を示す分解斜視図である。
【００１８】
図１に示すように、ＰＤＰ１０は、前面基板１１と背面基板１７とから構成されている。ガラス製の前面基板１１上には、走査電極１２と維持電極１３とで対をなす表示電極対１４が互いに平行に複数対形成されている。この走査電極１２および維持電極１３は、走査電極１２−維持電極１３−維持電極１３−走査電極１２の配列で繰り返すパターンで形成されている。走査電極１２は、酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）、酸化スズ（ＳｎＯ２）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）などの導電性金属酸化物からなる幅の広い透明電極１２ａの上に、導電性を高めるために銀（Ａｇ）などの金属を含む幅の狭いバス電極１２ｂを積層して形成されている。維持電極１３も同様に、幅の広い透明電極１３ａの上に幅の狭いバス電極１３ｂを積層して形成されている。
【００１９】
さらに、表示電極対１４を覆うように誘電体層１５および酸化マグネシウム（ＭｇＯ）からなる保護層１６が形成されている。誘電体層１５は、膜厚が約４０μｍの酸化ビスマス（Ｂｉ２Ｏ３）系低融点ガラスまたは酸化亜鉛（ＺｎＯ）系低融点ガラスで形成されている。保護層１６は、膜厚が約０．８μｍの酸化マグネシウム（ＭｇＯ）を主体とするアルカリ土類金属酸化物からなる薄膜層であり、誘電体層１５をイオンスパッタから保護するとともに放電開始電圧などの放電特性を安定させるために設けられている。
【００２０】
一方、ガラス製の背面基板１７上には、銀（Ａｇ）などを主成分とする導電性の高い材料からなる互いに平行な複数のデータ電極１８が形成され、データ電極１８を覆うように下地誘電体層１９が形成されている。下地誘電体層１９は、誘電体層１５と同様の酸化ビスマス（Ｂｉ２Ｏ３）系低融点ガラスなどであってもよいが、可視光反射層としての働きも兼ねるように酸化チタン（ＴｉＯ２）粒子を混合した材料であってもよい。
【００２１】
下地誘電体層１９上には縦隔壁２２ａと横隔壁２２ｂとにより井桁状に構成された隔壁２２が形成され、下地誘電体層１９の表面と隔壁２２の側面とには、赤色、緑色、青色に発光する蛍光体層２３が形成されている。隔壁２２は、例えば低融点ガラス材料を用いて約０．１２ｍｍの高さに形成されている。蛍光体層２３は、青色蛍光体としてＢａＭｇＡｌ１０Ｏ１７：Ｅｕを、緑色蛍光体としてＺｎ２ＳｉＯ４：Ｍｎを、赤色蛍光体として（Ｙ、Ｇｄ）ＢＯ３：Ｅｕなどの蛍光体粒子を積層させて約１５μｍの膜厚に形成されている。
【００２２】
前面基板１１と背面基板１７は、表示電極対１４とデータ電極１８とが交差するように、対向配置され、その外周部をフリットなどの封着材（図示せず）によって封着され内部に放電空間が形成されている。放電空間にはキセノン（Ｘｅ）などを含む放電ガスが約６×１０４Ｐａの圧力で封入されている。放電空間は隔壁２２によって複数の区画に仕切られており、表示電極対１４とデータ電極１８とが交差する部分に放電セル２４が形成されている。そしてこれらの放電セル２４が放電、発光することにより画像が表示される。なお、ＰＤＰ１０の構造は上述したものに限られるわけではなく、隔壁２２の形状がストライプ状であってもよい。
【００２３】
なお、実施の形態１では、画面サイズが４２インチクラスのフルハイビジョンテレビに合わせて、隔壁２２の高さは０．１ｍｍ〜０．１５ｍｍ、また隣接する隔壁２２のピッチは０．１５ｍｍとしている。
【００２４】
次に、実施の形態１における蛍光体層形成装置５０の構成と、それを用いた蛍光体層２３の形成ステップについて、図２を用いて説明する。図２は、実施の形態１における蛍光体層形成装置５０を示す断面図であり、背面基板１７の縦隔壁２２ａに沿って移動する状態を示す。
【００２５】
図２に示すように、蛍光体層形成装置５０は、移動載置台（図示せず）に載置した背面基板１７上に所定距離だけ離間させて配置され、図１に示す縦隔壁２２ａの方向、図２の矢印Ａの方向に背面基板１７に対して相対移動する。すなわち、図２に示すように、背面基板１７の横隔壁２２ｂに対して直交する方向に移動する。
【００２６】
蛍光体層形成装置５０は、塗布部５１と乾燥部５２とにより構成されている。塗布部５１は、蛍光体ペーストを貯留しているタンク５３、加圧ポンプ５４、塗布ヘッド５５を備え、塗布ヘッド５５には小口径の開口を有する塗布ノズル５６が設けられている。タンク５３の蛍光体ペーストは加圧ポンプ５４によって加圧されて塗布ヘッド５５に供給され、塗布ノズル５６から連続吐出流５７として吐出される。
【００２７】
タンク５３には、赤色蛍光体、緑色蛍光体、青色蛍光体のうちの１色の蛍光体ペーストが貯留され、塗布ヘッド５５には数百本の塗布ノズル５６が設けられている。すなわち、塗布部５１の一回の走査で、各１色の蛍光体ペーストが数百本の隔壁２２内に充填される。
【００２８】
また、塗布部５１の進行方向と反対側には、塗布部５１と一体に配置された乾燥部５２が設けられている。すなわち、乾燥部５２は塗布部５１と一体となり、矢印Ａの進行方向に対して塗布部５１の後流となる位置に設けられている。
【００２９】
乾燥部５２は、背面基板１７の所定領域に開口した筐体６０により構成され、上部に熱光源としてのハロゲンランプ６２が配置されている。
【００３０】
すなわち、蛍光体層形成装置５０は、塗布部５１と乾燥部５２とが一体に構成され、背面基板１７に対して相対的に矢印Ａの方向に走査されている。そのため、蛍光体層２３を形成するステップが、塗布ノズル５６からの連続吐出流５７によって、隔壁２２間に蛍光体ペーストを充填する蛍光体ペースト充填ステップと、その直後に隔壁２２間に充填された蛍光体ペーストを熱光源で乾燥させる乾燥ステップとを含んでいる。
【００３１】
したがって、塗布部５１と乾燥部５２との背面基板１７に対しての走査によって、塗布ノズル５６から吐出された蛍光体ペースト７０を隔壁２２間に充填しながら、乾燥部５２で塗布充填された蛍光体ペースト７０を乾燥させている。乾燥部５２では、ハロゲンランプ６２へのパワーを制御することで、ハロゲンランプ６２の放射光６３により蛍光体ペースト７０が加熱され、有機溶媒などが蒸発して乾燥される。
【００３２】
このような方法によれば、蛍光体層２３の乾燥を蛍光体ペースト７０が充填された直後に行い、蛍光体ペースト７０の隔壁２２への吸収によるばらつきや、塗布と乾燥との時間管理のばらつきなどの影響を排除することができる。その結果、高精細度、大画面でも、形状が均一で、なおかつ高輝度を実現する蛍光体層２３の形状を実現することができる。
【００３３】
なお、ハロゲンランプ６２の放射光６３による背面基板１７の加熱は、背面基板１７の温度が６０℃〜２００℃になるように調整することが望ましい。また、このような熱光源となるハロゲンランプ６２による乾燥を、蛍光体ペースト７０が充填された後の、隔壁２２に対しての蛍光体層２３の形状を決定する仮乾燥として、本乾燥工程を別途設けてもよい。
【００３４】
このような蛍光体層形成装置５０によれば、蛍光体層２３の乾燥を蛍光体ペーストが充填された直後に行い、蛍光体ペーストの隔壁２２への吸収によるばらつきや、塗布と乾燥との時間管理のばらつきなどの影響を排除することができる。その結果、高精細度、大画面でも、形状が均一で、なおかつ高輝度を実現する蛍光体層２３の形状を実現することができる。
【００３５】
次に、実際に蛍光体ペーストを作製し、上述の蛍光体層形成装置５０によって画面サイズが４２インチクラスのフルハイビジョンテレビ用として蛍光体層２３を作製した。蛍光体層２３の評価は、乾燥後の塗布形状の評価と、蛍光体層２３を焼成してＰＤＰ１０を作製した画像を評価した。
【００３６】
蛍光体ペーストの粘度は、各色蛍光体粒子、バインダー樹脂、溶剤などを塗布ノズル５６からの塗布と乾燥後の蛍光体層２３の形状とが最適となるように調整した。また、蛍光体粒子としては、青色蛍光体としてＢａＭｇＡｌ１０Ｏ１７：Ｅｕを、緑色蛍光体としてＺｎ２ＳｉＯ４：Ｍｎを、赤色蛍光体として（Ｙ、Ｇｄ）ＢＯ３：Ｅｕを用いた。バインダー樹脂としてはエチルセルロースを、溶剤としてはブチルアルコール、テルピネオール、ベンジルアルコールなどの有機溶媒混合物を用い、蛍光体ペーストの粘度が２５℃で５Ｐａ・ｓとなるように調整した。
【００３７】
このような蛍光体ペーストを用いて、背面基板１７の温度が６０℃〜２００℃になるようにハロゲンランプ６２の出力を調整し、乾燥後の蛍光体層２３の形状を確認するとともに、ＰＤＰ１０を点灯させた場合の画像評価を行った。その結果、温度が５０℃と低い場合や逆に２１０℃と高い場合には、乾燥後の蛍光体層２３の形状が全領域で不均一となり、結果として画像評価で画面上に色ムラや輝度ムラが発生することを確認した。
【００３８】
すなわち、温度が低い場合には、蛍光体層２３の形状決定が蛍光体ペーストの隔壁２２への吸収などによって律則されるために、特に大画面の場合には隔壁２２の精度のばらつきに影響されて不均一となる。一方、温度が２００℃を超えると、蛍光体ペースト中のブチルアルコール、テルピネオール、ベンジルアルコールなどの溶剤の蒸発が制御できなくなるために、乾燥後の蛍光体層２３の形状に不均一性が発生する。これらの結果、乾燥後の蛍光体層２３を焼成して作製したＰＤＰ１０では、画面上に色ムラや輝度ムラが発生する。
【００３９】
したがって、乾燥部５２のハロゲンランプ６２によって加熱する背面基板１７の温度を、６０℃〜２００℃に制御することによって、大画面で高精細であっても均一な蛍光体層２３の形状を実現することができる。
【００４０】
（実施の形態２）
図３は、実施の形態２における蛍光体層形成装置８０を示す断面図である。実施の形態２における蛍光体層形成装置８０が実施の形態１と異なるのは、乾燥部５２における熱光源の構成が異なるのみであり、他の構成要素は同一である。また、蛍光体ペーストや背面基板１７の構成も同一である。
【００４１】
図３に示すように、蛍光体層形成装置８０の乾燥部５２には、熱光源としてのハロゲンランプ６２から発した放射光６３を反射させる反射板７１を備えている。このような構成とすることによって、蛍光体ペースト７０が塗布充填された背面基板１７への放射光６３のエネルギー密度を高めることができる。そのため、省エネルギーでより高速な乾燥時間の短い乾燥を実現することができる。乾燥時間を短縮すればするほど、蛍光体ペースト７０の沈降や乾燥ムラを抑制することができてタクトを向上させることができる。また、反射板７１の形状や位置などを制御することにより、乾燥領域の制御や乾燥条件の制御なども可能となる。
【００４２】
（実施の形態３）
図４は、実施の形態３における蛍光体層形成装置９０を示す断面図である。実施の形態３における蛍光体層形成装置９０が実施の形態１と異なるのは、乾燥部５２における熱光源の構成が異なるのみであり、他の構成要素は同一である。また、蛍光体ペーストや背面基板１７の構成も同一である。
【００４３】
図４に示すように、蛍光体層形成装置９０の乾燥部５２には、熱光源としてのハロゲンランプ６２から発した放射光６３を集光する集光レンズ８１を備えている。このような構成とすることによって、蛍光体ペースト７０が塗布充填された背面基板１７への放射光８２のエネルギー密度を高めることができる。そのため、省エネルギーでより高速な乾燥時間の短い乾燥を実現することができる。乾燥時間を短縮すればするほど、蛍光体ペーストの沈降や乾燥ムラを抑制することができてタクトを向上させることができる。また、集光レンズ８１の位置や傾きなどを制御することによって、乾燥領域の制御や乾燥条件の制御なども可能となる。
【００４４】
なお、実施の形態１から実施の形態３では、乾燥の加熱源としてハロゲンランプ６２などの熱光源を用いているため、蛍光体層２３への異物混入を抑制することも可能となる。
【００４５】
すなわち、実施の形態のような、蛍光体層形成装置によれば、蛍光体層の乾燥を蛍光体ペーストが充填された直後に行い、蛍光体ペーストの隔壁への吸収によるばらつきや、塗布と乾燥との時間管理のばらつきなどの影響を排除することができる。その結果、高精細度、大画面でも、形状が均一で、なおかつ高輝度を実現する蛍光体層の形状を実現することができる。
【産業上の利用可能性】
【００４６】
本発明の蛍光体層形成装置によれば、高精細度、大画面でも、形状が均一で、なおかつ高輝度を実現する蛍光体層の形成が可能となり、大画面表示装置などに有用である。
【符号の説明】
【００４７】
１０ ＰＤＰ
１１ 前面基板
１２ 走査電極
１２ａ，１３ａ 透明電極
１２ｂ，１３ｂ バス電極
１３ 維持電極
１４ 表示電極対
１５ 誘電体層
１６ 保護層
１７ 背面基板
１８ データ電極
１９ 下地誘電体層
２２ 隔壁
２２ａ 縦隔壁
２２ｂ 横隔壁
２３ 蛍光体層
５０，８０，９０ 蛍光体層形成装置
５１ 塗布部
５２ 乾燥部
５３ タンク
５４ 加圧ポンプ
５５ 塗布ヘッド
５６ 塗布ノズル
５７ 連続吐出流
６０ 筐体
６２ ハロゲンランプ
６３，８２ 放射光
７０ 蛍光体ペースト
７１ 反射板
８１ 集光レンズ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
隔壁が形成された基板に蛍光体層を形成する蛍光体層形成装置であって、前記基板に対して相対移動しながら前記隔壁間に蛍光体ペーストを吐出充填する塗布ノズルを有する塗布部と、前記塗布部と一体に配置され、前記隔壁内に充填された前記蛍光体ペーストを乾燥する熱光源を有する乾燥部とを備えたことを特徴とする蛍光体層形成装置。
【請求項２】
前記熱光源がハロゲンランプであることを特徴とする請求項１に記載の蛍光体層形成装置。
【請求項３】
前記乾燥部が反射板を有し、前記熱光源から発した放射光を、前記反射板により前記蛍光体ペーストが吐出充填された領域に照射することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の蛍光体層形成装置。
【請求項４】
前記乾燥部が集光レンズを有し、前記熱光源から発した放射光を前記集光レンズにより集光するとともに、前記蛍光体ペーストが吐出充填された領域に照射することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の蛍光体層形成装置。
【請求項１】
隔壁が形成された基板に蛍光体層を形成する蛍光体層形成装置であって、前記基板に対して相対移動しながら前記隔壁間に蛍光体ペーストを吐出充填する塗布ノズルを有する塗布部と、前記塗布部と一体に配置され、前記隔壁内に充填された前記蛍光体ペーストを乾燥する熱光源を有する乾燥部とを備えたことを特徴とする蛍光体層形成装置。
【請求項２】
前記熱光源がハロゲンランプであることを特徴とする請求項１に記載の蛍光体層形成装置。
【請求項３】
前記乾燥部が反射板を有し、前記熱光源から発した放射光を、前記反射板により前記蛍光体ペーストが吐出充填された領域に照射することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の蛍光体層形成装置。
【請求項４】
前記乾燥部が集光レンズを有し、前記熱光源から発した放射光を前記集光レンズにより集光するとともに、前記蛍光体ペーストが吐出充填された領域に照射することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の蛍光体層形成装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２０１１−１８７３１１（Ｐ２０１１−１８７３１１Ａ）
【公開日】平成２３年９月２２日（２０１１．９．２２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−５１３７８（Ｐ２０１０−５１３７８）
【出願日】平成２２年３月９日（２０１０．３．９）
【出願人】（０００００５８２１）パナソニック株式会社 (73,050)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年９月２２日（２０１１．９．２２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年３月９日（２０１０．３．９）
【出願人】（０００００５８２１）パナソニック株式会社 (73,050)
【Ｆターム（参考）】
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