JP2005353338A - プラズマディスプレイパネルの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】輝度特性に優れ、高精細化に適したプラズマディスプレイパネルの実現を目的とする。
【解決手段】隔壁１０により形成された複数の放電空間１３内にそれぞれ蛍光体層１１を形成するプラズマディスプレイパネルの製造方法であって、蛍光体層１１を形成するための材料となる蛍光体ペーストに熱エネルギーを付加することにより蛍光体ペーストを部分的に固化し、その後、蛍光体ペースト全体を乾燥させ、蛍光体層１１に蛍光体粒子が凝集した凸部１４を形成し、その凸部１４によって蛍光体層１１の表面積を増大させる。
【選択図】図１

Description

本発明は、表示デバイスなどに用いるＡＣ型プラズマディスプレイパネルの製造方法に関し、特に放電セル内に蛍光体層を形成する方法に関するものである。

液晶パネルに比べて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高品位テレビジョン画像を大画面で表示することができるディスプレイ装置として、希ガス放電による紫外線で蛍光体を励起発光させて画像を表示させるプラズマディスプレイパネル（以下、ＰＤＰと呼ぶ）を使用したプラズマディスプレイ装置への期待が高まっている。さらに、ＰＤＰはハイビジョン用の大画面表示デバイスとして注目され、そのため高精細化および高輝度化などの表示品質の向上および高い信頼性を目指したＰＤＰの製造技術の開発がますます重要になってきている。

一般的に、ＡＣ駆動面放電型ＰＤＰは３電極構造を採用し、前面板と背面板とを所定の間隔で対向配置した構造である。前面板は、ガラス基板と、その一方の主面上に形成されたストライプ状の透明電極およびバス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ＭｇＯ保護膜とで構成されている。誘電体層は、通常無機成分としてのＰｂ−Ｂ（鉛ホウ珪酸）系の低融点ガラスなどの粉体とバインダー成分としてのエチルセルロースなどの樹脂と溶剤とを混練して得られた所定粘度を有する誘電体ペーストを、印刷法、一括塗布法または転写法などにより表示電極が形成されている前面板の一主面上に所定の膜厚で塗布した後、乾燥させ、焼成することによって形成される。

一方、背面板はガラス基板と、その一方の主面上に形成されたストライプ状のデータ電極と、このデータ電極を覆う誘電体層と、その上に形成された隔壁と、各隔壁によって形成さ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、隔壁によって形成された放電空間にはＮｅ−Ｘｅなどの放電ガスが４００Ｔｏｒｒ（５３．２ｋＰａ）〜６００Ｔｏｒｒ（７９．８ｋＰａ）の圧力で封入されている。

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ガスを放電させ、それ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、青色の各色を発光させることによりカラー画像を表示している。

近年、ＰＤＰの高精細化、高輝度化に伴い微細な放電セルにおいて効率的に蛍光体の発光を行うことが重要となっている。その対策の一つとして、従来、蛍光体層の表面積を増やす方法が開示されている。例えば、誘電体層上に第２の隔壁を設けて凸部を形成し、その上に蛍光体層を形成することにより、蛍光体層の表面積を増加させる方法が提案されている（例えば、特許文献１など）。
特開２００２−１９０２５６号公報

しかしながら、誘電体層に凸部を形成する従来の方法では、誘電体層上に隔壁を形成する場合と同様に、塗布、乾燥、露光、現像などを繰り返す必要があった。この結果、製造工程が繁雑になり、生産性および製造コストの点で十分な効果を得ることができなかった。

本発明は、誘電体層上に隔壁と同様の凸部を設けて蛍光体層に間接的に凸部を形成するのではなく、蛍光体層を形成する工程で蛍光体層上に直接凸部を形成する製造方法を提供することにより、前記の課題を解決することを目的としている。これにより、蛍光体層の表面積を増やして、輝度特性に優れ高精細化に適したＰＤＰを実現することができる。

本発明のＰＤＰの製造方法は、複数の放電セル内にそれぞれ蛍光体層を形成するＰＤＰの製造方法であって、放電セル内に蛍光体ペーストを塗布し、蛍光体ペーストに熱エネルギーを付加することにより蛍光体ペーストを部分的に固化し、その後、蛍光体ペースト全体を乾燥させる。

このような製造方法により、熱エネルギーによって放電セルの蛍光体層に部分的に凸部を形成し、その凸部によって蛍光体層の表面積を増大させ、蛍光体の発光効率を高めることができる。

また、本発明のＰＤＰの製造方法は、複数の放電セル内にそれぞれ蛍光体層を形成するＰＤＰの製造方法であって、放電セル内に蛍光体ペーストを塗布し、蛍光体ペーストにエネルギー分布を有する熱エネルギーを付加し、高い熱エネルギーが付加された蛍光体ペーストの蛍光体粒子を部分的に凝集させるとともに、蛍光体ペースト全体を乾燥させる。

このような製造方法により、蛍光体層への凸部の形成と蛍光体ペーストの乾燥を同時に行うことが可能となる。

さらに、熱エネルギーの付加をレーザーで行うことが望ましく、熱エネルギーを制御性良く付加することが可能となる。

さらに、蛍光体ペーストが青色蛍光体ペーストであることが望ましく、青色の輝度を向上させて、赤、緑、青の３色の輝度バランスを高めることができる。

以上のように、本発明の製造方法によれば、簡便な方法で放電セル内の蛍光体層の表面積を大きくすることができ、輝度の高いＰＤＰを実現することができる。

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。

（第１の実施の形態）
図１は本発明の第１の実施の形態におけるＰＤＰの製造方法によるＰＤＰの構成を示す斜視図である。

図１に示すように、ＰＤＰは前面ガラス基板１などよりなる前面板１０１と背面ガラス基板２などよりなる背面板１０２とを対向して配置し、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している。封着されたＰＤＰの放電空間１３には、放電ガスとして、ネオン（Ｎｅ）およびキセノン（Ｘｅ）などが、４００Ｔｏｒｒ（５３．２ｋＰａ）〜６００Ｔｏｒｒ（７９．８ｋＰａ）の圧力で封入されている。

前面板１０１の前面ガラス基板１上には、走査電極３および維持電極４よりなる一対の帯状の表示電極が互いに平行となるように複数配置されている。走査電極３および維持電極４は、それぞれ透明電極と、透明電極上に形成され導電性を高めるための銀などからなるバス電極とから構成されている。例えば、隣接する走査電極３と維持電極４とは、走査電極３−走査電極３−維持電極４−維持電極４・・・となるように２本ずつ交互に配列される場合、走査電極３と維持電極４の間には、黒色材料からなる光吸収層５が設けられている。これらの走査電極３と維持電極４を覆うように前面ガラス基板１上にはＰｂ−Ｂ系ガラスなどからなりコンデンサとしての働きをする誘電体層６が形成され、さらにその上にＭｇＯ（酸化マグネシウム）などからなる保護膜７が形成されている。

また、背面板１０２の背面ガラス基板２上には、走査電極３および維持電極４と直交する方向に、複数の帯状のデータ電極９が互いに平行となるように配置され、これを誘電体層８が被覆している。さらに、走査電極３および維持電極４とデータ電極９とで形成される複数の放電セルを区画するための隔壁１０が、データ電極９と平行に、ストライプ状に形成されている。この隔壁１０により区画され放電セルを構成する放電空間１３にはそれぞれ蛍光体層１１が形成されている。蛍光体層１１は複数のデータ電極９に対応して、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蛍光体層１１（Ｒ）、１１（Ｇ）、１１（Ｂ）が交互に形成されている。

蛍光体の材料としては、赤色蛍光体として（Ｙ，Ｇｄ）ＢＯ_３：ＥｕまたはＹ_２Ｏ_３：Ｅｕを、緑色蛍光体としてＺｎ_２ＳｉＯ_４：Ｍｎを、青色蛍光体としてＢａＭｇＡｌ_１０Ｏ_１７：Ｅｕなどを用いている。本発明の第１の実施の形態では、図１に示すように、蛍光体層１１はストライプ状に配設された各放電空間１３の底面および隔壁１０の両側面に形成され、底面部にはデータ電極９と平行な細長い凸部１４を形成している。

凸部１４は、放電空間１３に塗布した蛍光体ペースト１２に対して蛍光体ペースト１２に含まれる溶剤が蒸発する前に、部分的に熱エネルギーを付加することにより形成される。

図２は、蛍光体ペースト１２を誘電体層８上に塗布した後、乾燥するまでの蛍光体層１１の形状変化の様子を示す断面図である。図２（ａ）は放電空間１３に蛍光体ペースト１２を塗布した直後の放電空間１３における蛍光体層１１の形状を示している。つぎに、図２（ｂ）に示すように、蛍光体ペースト１２に含まれる溶剤が蒸発する前に、放電空間１３の内部を走査できる程度の小さな照射径を有するレーザー１５を蛍光体ペースト１２の塗膜に照射する。これにより、蛍光体ペースト１２の表面の一部が固化し凝固物Ａを作る。その後、図２（ｃ）に示すように、凝固物Ａが沈降して底部に沈殿する。この状態で、さらに蛍光体ペースト１２の乾燥が進行し、凝固物Ａ以外の領域の蛍光体ペースト１２も収縮し、中央部に凝固物Ａが形成された図２（ｄ）に示す形状となる。その後、蛍光体ペースト１２を焼成することにより、図１に示すように各放電空間１３において、底部に凸部１４を有する蛍光体層１１を形成することができる。

図３および図４を用いて蛍光体層１１に凸部１４を形成するための製造方法についてさらに説明する。図３は、熱エネルギー付加の状況を示す背面板１０２の斜視図である。また、図４は蛍光体塗布装置と熱エネルギー付加装置との装置構成を示す図である。蛍光体ペースト１２の塗膜に熱エネルギーを付加する熱エネルギー付加装置としては、レーザー照射装置を使用する。図３に示すように、工程にセットされた背面ガラス基板２上の放電空間１３に対向して、レーザー照射ヘッド１６を配設する。レーザー照射ヘッド１６は、図４に示すように、蛍光体塗布装置としての塗布ノズル１７とともに一定の間隔で一体化されている。また、塗布ノズル１７はレーザー照射ヘッド１６に対して走査方向の前方に配置する。したがって、背面ガラス基板２に対向してレーザー照射ヘッド１６を図３の矢印の方向に走査してレーザー１５を照射することにより、塗布した直後の蛍光体ペースト１２の塗膜にレーザー１５の照射を行い、蛍光体ペースト１２の塗布とレーザー１５の照射を併行して行うことができる。これにより、蛍光体ペースト１２中に含まれる溶剤が蒸発する前に、蛍光体ペースト１２の塗膜に対して、部分的に確実に熱エネルギーの付加を行うことができる。なお、レーザー装置としてはＹＡＧレーザーが好ましい。

（第２の実施の形態）
また、図５は、本発明の第２の実施の形態におけるＰＤＰの製造方法による蛍光体塗布の状況を示す背面板１０２の斜視図であり、図６は各放電セルの平面図である。本実施の形態では隔壁１０を井桁構造としている。本実施の形態でも、第１の実施の形態と同様の効果を発揮することができる。本実施の形態により得られる蛍光体層１１の形成例を図６に示す。図６（ａ）は、レーザー照射ヘッド１６を走査してレーザー１５を照射する際に、照射するレーザー１５の強度を制御し、井桁構造の隔壁１０によって仕切られる放電空間１３において、蛍光体層１１にスポット状の凸部１８を形成した例である。また、図６（ｂ）では、細長い長方形の凸部１９を形成した例である。図７は、レーザー照射ヘッドの走査とレーザー照射強度の制御とを模式的に示した正面図である。図７に示すように、井桁構造の隔壁１０上をレーザー１５が通過する際にはその強度を弱くして隔壁１０へのレーザー１５によるダメージを除き、放電空間１３上を通過する際には強度の強いレーザー１５をスポット状あるいはライン状に照射することによって、図６に示すような凸部１８、１９を形成することができる。このように、レーザー照射ヘッド１６を走査する際に、その照射強度を自由に制御して任意の形状の凸部１８、１９を有する蛍光体層１１を形成することが可能である。

なお、レーザー１５の代わりにマイクロプラズマを照射することによっても、同様の効果を発揮することができる。

図１や図６に示される凸部１４、１８、１９の高さを、隔壁１０の高さの１／５以上の高さとすると、蛍光体層１１の表面積増大効果と、放電空間１３での放電との距離が近くなることによる効果によって輝度が増加することがわかった。また、この時、蛍光体層１１を形成する蛍光体粒子の粒子を１０個以上凝集させることによって可能であることもわかっている。すなわち、粒子径が２μｍの蛍光体粒子を１０個凝集させると、約２０μｍの高さの凝固物を得ることができ、凝固物にはさらにその上に通常の蛍光体層１１が形成されるため、凸部１４、１８、１９におけるその高さは約３０μｍ程度となる。したがって隔壁高さが１２０μｍの場合には、凸部１４の高さは隔壁高さの１／４となる。ただし、凸部１４、１８、１９が隔壁１０の高さを越えることはない。

また、凸部１４、１８、１９の幅や高さなどの形状は、各色蛍光体層１１などによって任意に変えることができ、各色蛍光体ペースト１２の材料物性と付加する熱エネルギーの制御によって調整が可能である。

また、上述の赤色、緑色、青色の蛍光体のうち、青色蛍光体はその輝度が比較的小さく、色温度を調整するために、青色蛍光体層の放電セルを他の蛍光体層の放電セルに比べて大きくする場合がある。本発明によれば、青色蛍光体層のみに凸部を設けて、蛍光体層の表面積を増大させて、各色の放電セル形状を同じにして赤色、緑色および青色の３色の輝度バランスを高めることができる。

（第３の実施の形態）
本発明の第３の実施の形態におけるＰＤＰの製造方法について図８を用いて説明する。第３の実施の形態は第１、第２の実施の形態と基本構成は同一であり、レーザー１５の照射方法に関する応用例を示している。

本実施の形態では、レーザー１５の照射スポット内において、走査方向と直交する方向に強弱のエネルギー分布を設けている。図８（ａ）に示すように、レーザー１５は、照射面を形成する直径Ｄの照射スポット内において、エネルギー強度は中心部で強く、周辺部で弱くなるようにし、さらに照射スポットの直径は蛍光体が塗布された放電セルの幅とほぼ同じにしている。したがって、蛍光体ペースト１２に付加される熱エネルギーは中心部で高く周辺部で弱くなっている。蛍光体ペースト１２の塗布とレーザー１５の照射は、第１、第２の実施の形態と同様である。このような方法によると、蛍光体ペースト１２の高い熱エネルギーが付加された領域の蛍光体粒子を部分的に凝集させて凸部１４を形成するとともに、同時に蛍光体層全体の乾燥を行うことが可能となる。

なお、レーザー１５の代わりにマイクロプラズマを使用可能であることも、第１、第２の実施の形態と同様である。

本発明のＰＤＰの製造方法によれば、背面板の隔壁構造などを複雑にすることなく簡便な方法で発光効率の高い蛍光体層を形成することができ、高輝度、高精細度の壁掛けテレビや大型モニターなどのディスプレイ装置の製造方法として有用である。

本発明の第１の実施の形態におけるＰＤＰの製造方法によるＰＤＰの構成を示す斜視図 同ＰＤＰの製造方法による蛍光体層の形状変化の様子を示す断面図 同ＰＤＰの製造方法による熱エネルギー付加の状況を示す背面板の斜視図 同ＰＤＰの製造方法による蛍光体塗布装置と熱エネルギー付加装置との装置構成を示す図 本発明の第２の実施の形態におけるＰＤＰの製造方法による蛍光体塗布の状況を示す背面板の斜視図 同ＰＤＰの製造方法による各放電セルの平面図 同ＰＤＰの製造方法によるレーザー照射ヘッドの走査とレーザー照射強度の制御状況とを模式的に示した正面図 本発明の第３の実施の形態におけるＰＤＰの製造方法によるレーザー強度分布と蛍光体層の形状変化の様子を示す断面図

符号の説明

１ 前面ガラス基板
２ 背面ガラス基板
３ 走査電極
４ 維持電極
５ 光吸収層
６，８ 誘電体層
７ 保護膜
９ データ電極
１０ 隔壁
１１，１１（Ｒ），１１（Ｇ），１１（Ｂ） 蛍光体層
１２ 蛍光体ペースト
１３ 放電空間
１４，１８，１９ 凸部
１５ レーザー
１６ レーザー照射ヘッド
１７ 塗布ノズル
１０１ 前面板
１０２ 背面板

Claims (4)

1. 複数の放電セル内にそれぞれ蛍光体層を形成するプラズマディスプレイパネルの製造方法であって、前記放電セル内に蛍光体ペーストを塗布し、前記蛍光体ペーストに熱エネルギーを付加することにより前記蛍光体ペーストを部分的に固化し、その後、前記蛍光体ペースト全体を乾燥させ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. 複数の放電セル内にそれぞれ蛍光体層を形成するプラズマディスプレイパネルの製造方法であって、前記放電セル内に蛍光体ペーストを塗布し、前記蛍光体ペーストにエネルギー分布を有する熱エネルギーを付加し、高い熱エネルギーが付加された前記蛍光体ペーストの蛍光体粒子を部分的に凝集させるとともに、前記蛍光体ペースト全体を乾燥させ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。
3. 熱エネルギーの付加をレーザーで行うことを特徴とする請求項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。
4. 蛍光体ペーストが青色蛍光体ペーストであることを特徴とする請求項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。

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