JP2007173246A - プラズマディスプレイの製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】複数の隔壁を形成した基板上に、蛍光体粉末と有機化合物を含む蛍光体ペーストを複数の吐出口を有する口金から連続的に吐出して蛍光体層を形成するプラズマディスプレイの製造方法。
【選択図】図1
Description
電極パターンを形成する方法としては、上記金属粉末とエチルセルロースに代表されるセルロース化合物を含む有機バインダーと混練して得られた金属ペーストをガラス基板上にスクリーン版を用いてパターン印刷する方法や真空蒸着やスパッタリングでガラス基板上に金属膜を形成した後にレジストを用いてエッチングを行う方法を用いることができる。また、好ましい方法としては、金属粉末と感光性有機成分を含む有機バインダー成分を混練して得られた感光性ペーストをガラス基板上に塗布した後、フォトマスクを用いたパターン露光を行い、現像により現像液の可溶部分を除去した後に500〜600℃で焼成することによって電極を形成する方法が、高精細な電極を高精度に形成できるため好ましい。
線幅 : 15〜 40μm
高さ : 60〜170μm
隔壁と隔壁の間に吐出口を設定する場合には、基板上に形成された隔壁の上面を黒色にすることにより画像認識が容易になる。
蛍光体粉末の球形率が80個数%以上の粒子形状を有していると好ましい。さらに好ましくは、球形率が90個数%以上である。球形率80個数%未満である場合には、紫外線露光時に蛍光体粉末による散乱の影響を受けて高精細なパターンが得られにくくなる。球形率の測定は、蛍光体粉末を光学顕微鏡で300倍の倍率にて撮影し、このうち計数可能な粒子を計数することにより行い、球形のものの比率を球形率とする。
蛍光体ペースト中に有機染料を添加することによって、塗布部分と塗布されていない部分を見分け易くなる。この場合、RGBのそれぞれの蛍光体層に異なる色を発色する有機染料を添加することによって、塗布後の欠陥検査が容易になる。用いる有機染料としては、ロイコ系染料、アゾ系染料、アミノケトン系染料、キサンテン系染料、キノリン系染料、アミノケトン系染料、アントラキノン系、ベンゾフェノン系、ジフェニルシアノアクリレート系、トリアジン系、p−アミノ安息香酸系染料などが使用できる。具体的には、スダンブルー、スダン4、ビクトリアピュアブルー、ナイルブルー、ブリリアントグリーン、ニュートラルレッド、メチルバイオレット等を用いることができる。
(A)分子内に不飽和基などを1つ以上有する官能性のモノマー、オリゴマー、ポリマーを含有するもの
(B)芳香族ジアゾ化合物、芳香族アジド化合物、有機ハロゲン化合物などの感光性化合物を含有するもの
(C)ジアゾ系アミンとホルムアルデヒドとの縮合物などいわゆるジアゾ樹脂といわれるもの等がある。
(D)ジアゾ化合物の無機塩や有機酸とのコンプレックス、キノンジアゾ類を含有するもの
(E)キノンジアゾ類を適当なポリマーバインダーと結合させた、例えばフェノール、ノボラック樹脂のナフトキノン1,2−ジアジド−5−スルフォン酸エステル等がある。
増感剤の量が少なすぎれば光感度を向上させる効果が発揮されず、増感剤の量が多すぎれば露光部の残存率が小さくなりすぎるおそれがある。
吐出口数は1〜6000個の孔を用いることができるが、20〜2000個の孔が望ましい。孔が20個未満では、塗布するための時間がかかりすぎる。望ましくは150個以上にすることにより、高精細のPDPに対応する蛍光体層を短時間で形成することができる。孔数が2000個を越える場合は、吐出口部分の加工精度を確保することが困難になり、高精細のPDPに対応することは困難になる。また、吐出口数を16n±5(nは自然数)の範囲にすることによって、汎用の回路で駆動可能なPDPに対して、蛍光体層を形成することが容易になる。
L/Dが600を越えると、圧力損失が大きくなるため、ペーストの吐出量が少なくなり、蛍光体層の厚みが薄くなる。また、0.1未満になると、吐出口からのペーストのたれが大きくなる。
本発明において、蛍光体ペーストを吐出口から吐出した後、乾燥工程、焼成工程等の加熱工程を用いて、水や有機溶媒、有機成分等を蒸発もしくは分解して除去することにより、蛍光体層を形成することができる。
10≦T2≦50μm
T1またはT2が10μm未満の場合は、放電で生じた紫外線が蛍光体層を通り抜けるため、十分な輝度を得ることが困難であり、50μmを越えると放電電圧が高くなるなどの欠点がある。
側面の厚みと底部の厚みの比率が、大きすぎたり、小さすぎたりする場合は、表示画面に視野角依存性が生じやすくなり、大型画面化に問題がある。
焼成温度は300〜550℃で行う。好ましくは、350〜500℃である。
粘着体の材質としては、上述した特性を有するものであれば特に限定されるものではないが、例えば、ポリウレタンゴム、ポリエチレンゴム、シリコンゴムおよびこれらのゲル体を挙げることができる。
・吐出口からのペースト吐出性
・塗布時間(蛍光体ペースト塗布にかかった合計時間(乾燥時間は除く))
・側面厚み(隔壁高さ中央部での面内9カ所の平均厚み)
・底部厚み(誘電体層上での面内9カ所の平均厚み)
・厚みの分布(9カ所測定した場合の最大厚みと最低厚みの差)
・隔壁上部へのペースト付着の有無
・混色(形成すべき隔壁間の隣の隔壁間への蛍光体ペーストの漏れ)
実施例1
幅340mm×奥行き440mm×厚み2.8mmのソーダガラス基板上に感光性銀ペーストを全面に5μmの厚みでスクリーン印刷した後、フォトマスクを用いた露光、現像、焼成の各工程を経て、ピッチ220μmのストライプ状の1920本の銀電極を形成した。その電極上にガラスとバインダーからなるガラスペーストをスクリーン印刷した後に、焼成して誘電体層を形成した。次に、ガラス粉末と感光性有機成分からなる感光性ガラスペーストを厚み200μmになるようにスクリーン印刷・乾燥を行った。その後、隣り合う電極間に隔壁が形成されるように設計されたフォトマスクを用いて露光、現像、焼成を行って隔壁を形成した。隔壁の形状は、ピッチ220μm、線幅30μm、高さ130μm、本数は1921本であった。
赤:(Y,Gd,Eu)BO3
50体積%粒子径2.5μm、比表面積2.3m2/g
緑:(Zn,Mn)2SiO4
50体積%粒子径2.9μm、比表面積1.8mm2/g
青:(Ba,Eu)MgAl10O17
50体積%粒子径3.1μm、比表面積2.5mm2/g
得られた蛍光体ペーストの粘度は、赤14Pa・s、緑18Pa・s、青15Pa・sであった。
口金の数を1基から2基に変更して、それぞれの口金を50mm/secで移動して塗布した以外は、実施例1と同様にして蛍光体層を形成した。評価結果を表1に示す。
口金の数を1基から3基に変更して、それぞれの口金にRGB各色の蛍光体ペーストを充填して、吐出することにより塗布した以外は、実施例1と同様にして蛍光体層を形成した。評価結果を表1に示す。
吐出口の数を64本から640本に変更し、1色の蛍光体ペーストの塗布を1回の口金移動で塗布を完了した以外は、実施例1と同様にして蛍光体層を形成した。評価結果を表1に示す。
電極ピッチを120μmに、隔壁ピッチ120μm、線幅30μm、高さ90μmに変更した基板を用いて、吐出口を孔径75μm、ピッチ720μmにして1回塗布を行った後、口金を0.36mm−46.08mm−0.36mm−46.08mm−0.36mm−46.08mm−0.36mm−46.08mm−0.36mm移動して、合計10回の塗布を行った以外は、実施例1と同様にして蛍光体層を形成した。評価結果を表1に示す。
電極ピッチを120μmに、隔壁ピッチ120μm、線幅30μm、高さ90μmに変更した基板を用いて、吐出口を孔径150μm、ピッチ720μmにして1回塗布を行った後、口金の移動量0.36mm−46.08mm−0.36mm−46.08mm−0.36mm−46.08mm−0.36mm−46.08mm−0.36mm口金を移動して、合計10回の塗布を行った以外は、実施例1と同様にして蛍光体層を形成した。さらに、蛍光体層を焼成後に幅500mm、250mm径の粘着ローラーを用いて、隔壁上部全体がローラーに接触するようにローラーを転がした。評価結果を表1に示す。
蛍光体ペーストを以下のペーストに変更した以外は、実施例5と同様にして蛍光体ペーストを塗布し、その後に、ピッチ120μm、開口部線幅80μm、線数1920本のフォトマスクを用いて露光を行った後に、トリエタノールアミン0.5重量%水溶液で現像した後に焼成して、蛍光体層を形成した。評価結果を表1に示す。
赤:(Y,Gd,Eu)BO3
50体積%粒子径2.5μm、比表面積2.3m2/g
緑:(Zn,Mn)2SiO4
50体積%粒子径2.9μm、比表面積1.8m2/g
青:(Ba,Eu)MgAl10O17
50体積%粒子径3.1μm、比表面積2.5m2/g
得られた蛍光体ペーストの粘度は、赤20Pa・s、緑32Pa・s、青19Pa・sであった。
実施例1の蛍光体ペーストの組成を、蛍光体粉末50gおよびバインダーポリマー(40%メタクリル酸、30%メチルメタクリレート、30%スチレンからなる共重合体のカルボキシル基に対して0.4当量のグリシジルメタクリレートを付加反応させた重量平均43,000、酸価95の感光性ポリマ)40g、溶媒(γーブチロラクトン)30gと分散剤4gからなる蛍光体ペーストに変更した。有機成分の各成分を80℃に加熱しながら溶解し、その後蛍光体粉末を添加し、混練機で混練することによってペーストを作製した。蛍光体ペーストの粘度は、赤、緑、青とも0.05Pa・sであった。
蛍光体ペーストの組成を、蛍光体粉末50g、バインダーポリマー40g、溶媒(γーブチロラクトン)30gと分散剤4gからなる蛍光体ペーストに変更し、蛍光体ペーストの粘度を、赤、緑、青とも0.03Pa・sとした以外は、実施例8と同様にして蛍光体ペーストを作製した。
蛍光体ペーストの組成を、蛍光体粉末50g、バインダーポリマー20g、トリメチロールプロパントリアクリレート20g、溶媒(γーブチロラクトン)30gと分散剤4g、光重合開始剤(”イルガキュア907”、チバガイギー社製)からなる蛍光体ペーストに変更し、蛍光体ペーストの粘度を、赤、緑、青とも0.03Pa・sとした以外は、実施例8と同様にして蛍光体層を形成した。
電極ピッチを120μmに、隔壁ピッチ120μm、線幅30μm、高さ90μmに変更した基板上に、ピッチ360μm、開口部80μmのスクリーン版を用いて、RGBの各色蛍光体ペーストをスクリーン印刷した。次に、該基板を460℃で15分間焼成して蛍光体層を形成した。評価結果を表1に示す。
4 基板
6 テーブル
7 吸引孔
8 ガイド溝レール
9 スライド脚
10 フィードスクリュー
11 コネクタ
12 軸受
16 ACサーボモータ
20 口金
22 ホルダー
24 水平バー
26 リニアアクチュエータ
29 伸縮ロッド
28 昇降ブラケット
30 昇降機構
32 Y軸移動ブラケット
34 支柱
36 幅方向移動機構
38 センサ支柱
40 高さセンサ
41 マニホールド
42 蛍光体ペースト
44 吐出口
46 供給ホース
48 吐出用電磁切換え弁
50 供給ユニット
52 吸引ホース
54 吸引用電磁切換え弁
56 蛍光体ペーストタンク
58 供給装置コントローラ
60 全体コントローラ
62 モータコントローラ
64 センサーブラケット
66 位置センサー
68 位置センサ
70 カメラ支柱
72 カメラ
74 画像処理装置
501 吐出口
601 パイプ
701 蛍光体ペースト供給口
702 蛍光体ペースト貯蔵部
703 パス部
704 吐出口
801 口金
802 口金
901 清浄装置
902 吐出口面
903 拭取り部材
904 ブラケット
905 トレイ
906 排出口
907 チューブ
908 昇降部
909 ガイド
910 移動ユニット
911 架台
912 ボールねじ
Claims (35)
- 複数の隔壁を形成した基板上に、蛍光体粉末と有機化合物を含む蛍光体ペーストを複数の吐出口を有する口金から連続的に吐出して蛍光体層を形成するプラズマディスプレイの製造方法。
- 赤色、緑色、青色に発光する蛍光体粉末をそれぞれ含む3種類の蛍光体ペーストを、吐出口を有する口金から基板上の隔壁間にストライプ状にそれぞれ塗布した後、加熱することにより蛍光体層を形成することを特徴とする請求項1記載のプラズマディスプレイの製造方法。
- 隔壁間隔(S)と吐出口の平均孔径(D)とが以下の条件を満たすことを特徴とする請求項1または請求項2記載のプラズマディスプレイの製造方法。
10μm≦D≦S≦500μm - 吐出口が平板、ノズルまたはニードルであることを特徴とする請求項1ないし請求項3のいずれかに記載のプラズマディスプレイの製造方法。
- 20〜2000個の吐出口を有する口金を用いることを特徴とする請求項1ないし請求項4のいずれかに記載のプラズマディスプレイの製造方法。
- 150〜2000個の吐出口を有する口金を用いることを特徴とする請求項5記載のプラズマディスプレイの製造方法。
- 吐出口数が16n±5(nは自然数)の範囲である口金を用いることを特徴とする請求項1ないし請求項6のいずれかにに記載のプラズマディスプレイの製造装置。
- 吐出口のピッチが、0.12〜3mmである口金を用いることを特徴とする請求項1ないし請求項7のいずれかに記載のプラズマディスプレイの製造方法。
- 吐出口のピッチが、隔壁ピッチの3m倍(mは1〜10の整数)である口金を用いることを特徴とする請求項1ないし請求項8のいずれかに記載のプラズマディスプレイの製造方法。
- 吐出口の長さ(L)と吐出口の平均孔径(D)について、下式を満たす口金を用いることを特徴とする請求項1ないし請求項9のいずれかにのプラズマディスプレイの製造方法。
L/D=0.1〜600 - 吐出口の平均孔径(D)が、60〜400μmの口金により塗布することを特徴とする請求項1ないし請求項10のいずれかに記載のプラズマディスプレイの製造方法。
- ガラス基板上に形成された隔壁の上端部から口金の吐出口先端部の間隔が、0.01〜2mmの状態で蛍光体ペーストを塗布することを特徴とする請求項1ないし請求項11のいずれかに記載のプラズマディスプレイの製造方法。
- 1つの口金から異なる色に発色する蛍光体を含有するペーストを吐出し、かつ、該異なる色の蛍光体ペーストを吐出する吐出口の最短間隔が600μm以上であることを特徴とする請求項1ないし請求項12のいずれかに記載のプラズマディスプレイの製造方法。
- 独立した2基以上の口金を有し、該2基以上の口金から同時に塗布することを特徴とする請求項1ないし請求項13のいずれかに記載のプラズマディスプレイの製造方法。
- 2基以上の口金を同速度で走行させて塗布することを特徴とする請求項14記載のプラズマディスプレイの製造方法。
- 1色ごとに塗布して、1色塗布するごとに乾燥工程を経ることを特徴とする請求項2ないし請求項15のいずれかに記載のプラズマディスプレイの製造方法。
- 口金と基板を該ガラス基板上の隔壁に対して平行に相対移動させることを特徴とする請求項1ないし請求項16のいずれかに記載のプラズマディスプレイの製造方法。
- 蛍光体ペーストの吐出を止める際に、口金内部を負圧の状態とすることを特徴とする請求項1ないし請求項17のいずれかに記載のプラズマディスプレイの製造方法。
- 口金と基板の該基板上の隔壁に対して平行に相対移動を開始以降に蛍光体ペースト吐出を開始し、かつ、前記相対移動終了以前に吐出を止めることを特徴とする請求項1ないし請求項18のいずれかに記載のプラズマディスプレイの製造方法。
- 蛍光体粉末として、50重量%粒子径が0.5〜10μm、比表面積0.1〜2m2/gである蛍光体粉末を用いることを特徴とする請求項1ないし請求項19のいずれかに記載のプラズマディスプレイの製造方法。
- 蛍光体粉末30〜60重量%、バインダー樹脂5〜20重量%および溶媒を含み、かつ、蛍光体粉末とバインダー樹脂との重量比が6:1〜3:1である蛍光体ペーストを用いることを特徴とする請求項1ないし請求項21のいずれかに記載のプラズマディスプレイの製造方法。
- バインダー樹脂が、セルロース化合物であることを特徴とする記請求項21記載のプラズマディスプレイの製造方法。
- 溶媒が、テルピネオールを含む溶媒であることを特徴とする記載請求項21のプラズマディスプレイの製造方法。
- 赤色、緑色、青色に発光する蛍光体粉末をそれぞれ含む3種類の蛍光体ペーストを、ガラス基板上の隔壁間にそれぞれ塗布することにより蛍光面を形成するプラズマディスプレイの製造方法であって、所定の塗布位置以外に存在する蛍光体を、粘着体に付着させることにより、除去することを特徴とするな請求項2いし請求項23のいずれかに記載のプラズマディスプレイの製造方法。
- 隔壁の上端部に位置する蛍光体を、粘着体に付着させることにより、除去することを特徴とする請求項1ないし請求項24のいずれかに記載のプラズマディスプレイの製造方法。
- 隔壁高さHμm、隔壁ピッチPμm、隔壁線幅Wμm、蛍光体ペースト中に含まれる蛍光体粉末の比率a(vol%)の間に以下の関係が成り立つ蛍光体ペーストを用いることを特徴とする請求項1ないし請求項25のいずれかに記載のプラズマディスプレイの製造方法。
(2H+P−W)×5≦H×(P−W)×a/100≦(2H+P−W)×30 - 蛍光体ペーストとして、粘度が2〜50Pa・sのペーストを用いることを特徴とする請求項1ないし請求項26のいずれかにのプラズマディスプレイの製造方法。
- 蛍光体ペーストが感光性蛍光体ペーストであることを特徴とする請求項1ないし請求項27のいずれかに記載のプラズマディスプレイの製造方法。
- 感光性蛍光体ペーストとして、以下の組成のペーストを用いることを特徴とする請求項28記載のプラズマディスプレイの製造方法。
有機成分 :15〜60重量部
蛍光体粉末 :40〜85重量部
溶媒 :10〜50重量部 - 隔壁層が以下のディメンジョンを有するストライプ形状であることを特徴とする請求項1ないし請求項29のいずれかに記載のプラズマディスプレイの製造方法。
ピッチ:100〜250μm
線幅 : 15〜 40μm
高さ : 60〜170μm - 隔壁の上面が黒色であることを特徴とする請求項1ないし請求項30のいずれかに記載のプラズマディスプレイの製造方法。
- 蛍光体層の隔壁高さの半分の位置での側面厚み(T1)と底部厚み(T2)の間で、下記の関係を示すことを特徴とする請求項1ないし請求項31のいずれかに記載のプラズマディスプレイの製造方法。
10≦T1≦50μm
10≦T2≦50μm
0.2≦T1/T2≦5 - 表面に複数の隔壁が形成されている基板を固定するテーブルと、前記基板の隔壁と対面して複数の吐出口を有する口金と、前記テーブルと前記口金を3次元的に相対移動させる移動手段を備えたことを特徴とするプラズマディスプレイの製造装置。
- 前記口金の吐出口の平均孔径(D)が隔壁間隔(S)に対して以下の条件を満たすことを特徴とする請求項33に記載のプラズマディスプレイの製造装置。
10μm≦D≦S≦500μm - 前記口金の吐出口数が20〜2000個であることを特徴とする請求項33または請求項34に記載のプラズマディスプレイの製造装置。
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