JP3229640B2

JP3229640B2 - プラズマディスプレイパネルの蛍光面形成方法及びそれに使用するプラズマディスプレイパネル用蛍光体スラリー

Info

Publication number: JP3229640B2
Application number: JP3586892A
Authority: JP
Inventors: 雅俊原山
Original assignee: Dai Nippon Printing Co Ltd
Current assignee: Dai Nippon Printing Co Ltd
Priority date: 1992-01-28
Filing date: 1992-01-28
Publication date: 2001-11-19
Anticipated expiration: 2016-11-19
Also published as: JPH05205633A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ガス放電を用いた自発
光形式の平板ディスプレイであるプラズマディスプレイ
パネル（以下、ＰＤＰと記す）の蛍光面形成方法に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】図２は従来のＤＣ型ＰＤＰの１構成例を
示したものである。同図に示されるように、このＤＣ型
ＰＤＰでは、ガラスからなる平板状の前面板１１と背面
板１２とが互いに平行にかつ対向して配設されていると
共に、両者はその間に設けられたセル障壁１３により一
定の間隔に保持されている。また、前面板１１の背面側
には陽極１４が形成されていると共に、背面板１２の前
面側には陰極１５が陽極１４と直交して形成されてお
り、さらに陽極１４の両側には蛍光面１６が隣接して形
成されている。このＤＣ型ＰＤＰにおいては、陽極１４
と陰極１５の間に直流電源から所定の電圧を印加して電
場を形成することにより、前面板１１と背面板１２とセ
ル障壁１３とで構成される表示要素としての各セル１７
の内部で放電が行われる。そして、この放電により生じ
る紫外線により前面板１１裏側の蛍光面１６が発光させ
られ、前面板１１を透過してくるこの光を観察者が視認
するようになっている。

【０００３】また、図３は従来のＡＣ型ＰＤＰの１構成
例を示したものである。同図に示されるように、このＡ
Ｃ型ＰＤＰも先のＤＣ型ＰＤＰの場合と同様に、ガラス
からなる平板状の前面板２１と背面板２２とが互いに平
行にかつ対向して配設されていると共に、両者はその間
に設けられたセル障壁２３により一定の間隔に保持され
ている。そして、このＡＣ型ＰＤＰにおいては、背面板
２２の前面側に互いに直交する２本の電極２４，２５が
誘電体層２６を介して形成され、さらにその前面側に誘
電体層２７及び保護層２８が形成されており、また、前
面板２１の背面側に蛍光面２９が形成された構造となっ
ている。このＡＣ型ＰＤＰにおいては、２本の電極２
４，２５間に交流電源から所定の電圧を印加して電場を
形成することにより、前面板２１は背面板２２とセル障
壁２３とで構成される表示要素としての各セル３０の内
部で放電が行われる。そして、この放電により生じる紫
外線により前面板２１裏側の蛍光面２９が発光させら
れ、前面板２１を透過してくるこの光を観察者が視認す
るようになっている。

【０００４】ここで、上記セル障壁の形状としてはマト
リクス状のものとライン状のものとがあり、例えばＤＣ
型ＰＤＰの場合で示すと、図４がマトリクスのもので図
５がライン状のものである。なお、図４及び図５におい
て、３１は観察者側に配置される前面板、３２は背面
板、３３はセル障壁、３４は陽極、３５は陰極を示して
いる。また、これらの図に示すものはＰＤＰを形成する
際にセル障壁３３が背面板３２に形成される例である
が、セル障壁３３が前面板３１に形成される場合もあ
る。

【０００５】そして、上記の如き構造のＤＣ型或いはＡ
Ｃ型のＰＤＰにおける蛍光面は、一般にフォトリソ法に
より形成されており、具体的には、前面板の背面に感光
性の蛍光体スラリーを塗布した後、蛍光面のパターンに
対応したフォトマスクを用いて露光し、さらに現像、焼
成することによって形成されている。この蛍光体スラリ
ーとしては、蛍光体と、感光性樹脂としてポリビニルア
ルコール（ＰＶＡ）とジアゾニウム化合物とを含む混合
物、或いは、蛍光体と、感光性樹脂としてＰＶＡと重ク
ロム酸化合物とを含む混合物が主に用いられており、場
合によっては、消泡剤や界面活性剤が添加されることも
ある。

【０００６】また、上記した如きＰＤＰにおいて、蛍光
面をセル障壁の壁面に形成したものや、前面板とセル障
壁の壁面の両方に跨がって蛍光面を形成するようにした
ものも知られており、この場合の蛍光面もフォトリソ法
により形成されている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
たフォトリソ法により蛍光面を形成する場合、厚膜印刷
で形成されたＮｉ電極（ペーストとして、例えば、デュ
ポン社製の９５３５又は９５３６Ｄを用いた場合）がガ
ラス基板上に形成されていると、焼成時に電極ペースト
中の硼素の酸化によって生じる硼酸、特にガラス基板若
しくはペースト中に含まれるナトリウムとの反応で生じ
る硼酸ナトリウムのためにＰＶＡ系の蛍光体スラリーが
ゲル状に凝固してしまい、正確にパターニングができな
いという事態を生じていた。

【０００８】また、電極やセル障壁を形成する材料に硼
素、銅、アルミニウム、チタニウム、ジルコニウム、
錫、バナジウム、クロム等が含まれている場合、或い
は、電極やセル障壁にアルデヒド類、メチロール化合
物、活性化ビニル基、エポキシ化合物、エステル、ジイ
ソシアネート等が残留している場合にも、ＰＶＡ系の蛍
光体スラリーが塗布時に凝固してしまい、正確なパター
ニングができなかったり均一な膜厚を確保できないこと
が起きていた。

【０００９】さらに、蛍光体とガラス基板の接着力を向
上させるために蛍光体スラリー中に低融点の粉末ガラス
（一般には硼珪酸鉛ガラス）を混合することも行われて
いるが、ボロンの含有率が１．５％以上の粉末ガラスを
使用するとＰＶＡ系の蛍光体スラリーがゲル化を起こす
ことから、使用できる低融点ガラスが非常に制限されて
いた。

【００１０】このように、電極やセル障壁を形成する材
料またはＰＶＡ系蛍光体スラリー中の低融点ガラスの種
類によっては、蛍光面形成のフォトリソ工程が阻害され
るという問題点があった。

【００１１】本発明は、このような問題点を解消するた
めになされたものであり、前工程に使用する材料の種類
や蛍光体スラリーに混合する低融点ガラスの種類如何に
拘わらず正確にかつ容易に蛍光面を形成できるＰＤＰの
蛍光面形成方法を提供することを目的としている。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明は、感光性樹脂組成物に蛍光体を分散させ
てなる蛍光体スラリーを蛍光面を形成すべき面に対して
塗布し、露光、現像及び焼成工程を経て所定の場所に蛍
光面を形成するＰＤＰの蛍光面形成方法において、前記
感光性樹脂組成物はカゼインと有機系硬化剤を必須成分
にしているとともに、その有機系硬化剤のカゼインに対
する添加量がカゼインの２０ｗｔ％以上であり、かつ、
蛍光体の添加割合がカゼイン１重量部当り１０〜１００
重量部であることを特徴とするものである。

【００１３】そして、上記の有機系硬化剤が、ビスアジ
ド系の硬化剤であることが好ましいものである。

【００１４】また、上記の方法において、蛍光体スラリ
ーの塗布をドクターブレードコーティング法で行うこと
が好ましい。

【００１５】また、上記の方法により、カラーＰＤＰを
形成する場合には、それぞれ赤、緑、青の発光色をもつ
蛍光体について、蛍光体スラリーの塗布、マスクを介し
ての選択露光、現像を繰り返すようにすればよい。

【００１６】

【作用】上述の本発明の蛍光面形成方法によれば、基板
上に形成された電極やセル障壁の材料、或いは、蛍光体
スラリー中に混合する低融点ガラスの影響を受けること
なく、蛍光面形成のフォトリソ工程が行われる。

【００１７】

【実施例】図１は本発明に係るＰＤＰの蛍光面形成方法
の一実施例を示す工程図であり、ＤＣ型ＰＤＰにおける
前面板に形成された電極と同一面上に蛍光面を形成する
場合を示している。以下、図１の（ａ）〜（ｅ）に示す
各工程を順を追って説明する。

【００１８】まず、図１の（ａ）に示すように、ガラス
等のセラミックからなる基板１の上に、厚膜又は薄膜状
態で陽極２を形成する。次いで、（ｂ）に示すように、
基板１上の蛍光面を形成したい面に、蛍光体を分散させ
た感光性樹脂組成物からなる蛍光体スラリー３を任意の
コーティング方法によって塗布し、乾燥させる。その
後、（ｃ）に示すように蛍光体パターンのマスク４を介
して紫外線５によりパターン露光した後、（ｄ）に示す
ように現像をかけてパターニングした蛍光体層６を残し
て非露光部分の層を除去し乾燥する。

【００１９】ここで、カラーＰＤＰの場合は、それぞれ
赤、緑、青の発光色をもつ蛍光体について、蛍光体を含
む感光性樹脂組成物の塗布、蛍光体パターンのマスクを
介しての選択的露光、現像による非露光部分及び過剰な
蛍光体の除去の各工程を繰り返すようにする。

【００２０】最後に、このようにして形成された蛍光体
層６を焼成し、蛍光体スラリーの樹脂分及び有機系硬化
剤を焼失せしめ、図１の（ｅ）に示すような所望パター
ンの蛍光面７を形成する。

【００２１】このようにして蛍光面７が形成された前面
板とは別に、陰極とセル障壁が形成された背面板が作成
されており、これら前面板と背面板を組み合わせること
によりＰＤＰが形成される。

【００２２】以上の製造工程自体はいずれも従来方法と
同様でよく、したがって使用する電極形成方法、基板材
料、塗布方法、現像方法、焼成方法はいずれも従来技術
と同様でよいものである。しかしながら、本発明では、
感光性樹脂組成物としてカゼインと有機系硬化剤からな
るものを使用している。

【００２３】上記カゼインとしては、従来公知のカゼイ
ンがいずれも使用可能である。

【００２４】一方、上記有機系硬化剤としては、ジアゾ
ニウム塩類、フェニルアジド類、ｏ−キノンアジド類、
ビスアジド類等従来公知の有機系硬化剤をいずれも使用
できるものであるが、硬化性、現像性、焼成性等の観点
からは、ビスアジド系の硬化剤が適しており、特に有用
なものは4.4'-Diazido stylbene-2.2'disulfonic acid
である。

【００２５】このような有機系硬化剤のカゼインに対す
る添加量は、カゼインの２０ｗｔ％以上が良好である。
すなわち、２０ｗｔ％以下ではカゼインの硬化が不十分
となり現像時に膜浮きを生じることがある。また、硬化
剤の量が度を越して多いと硬化剤の着色により表面層の
みが硬化し全体として硬化不良を生じたり、著しい感度
の低下を招いて露光量の割りに膜厚が稼げないといった
現象が生じる。

【００２６】本発明で使用する感光性樹脂組成物は、上
記のカゼインと有機系硬化剤を必須成分とするが、その
他従来公知の添加剤はいずれも必要に応じて包含し得る
ものであり、本発明においては上記必須成分及び任意の
添加剤を水又は水とアルコールの如き水溶性有機溶剤及
びｐＨ調整用のアンモニアとの混合によって塗工液とす
る。使用する溶剤の量は使用するカゼインの種類や蛍光
体の濃度及び塗布方法によって変化するが、一般には、
２０〜８０ｗｔ％になる範囲が良好である。

【００２７】本発明において使用し得る蛍光体として
は、赤色としてＹ₂Ｏ₃：Ｅｕ，Ｙ₂ＳｉＯ₅：Ｅｕ，
Ｙ₃Ａｌ₅Ｏ₁₂：Ｅｕ，Ｚｎ₃ （ＰＯ₄）₂ ：Ｍｎ，Ｙ
ＢＯ₃：Ｅｕ，（Ｙ，Ｇｄ）ＢＯ₃：Ｅｕ，ＧｄＢ
Ｏ₃：Ｅｕ，ＳｃＢＯ₃：Ｅｕ，ＬｕＢＯ₃：Ｅｕ等が
あり、青色としてＹ₂ＳｉＯ₅：Ｃｅ，ＣａＷＯ₄：Ｐ
ｂ，ＢａＭｇＡｌ₁₄Ｏ₂₃：Ｅｕ等があり、緑色としてＺ
ｎ₂ＳｉＯ₄：Ｍｎ，ＢａＡｌ₁₂Ｏ₁₉：Ｍｎ，ＳｒＡｌ
₁₃Ｏ₁₉：Ｍｎ，ＣａＡｌ₁₂Ｏ₁₉：Ｍｎ，ＹＢＯ₃：Ｔ
ｂ，ＢａＭｇＡｌ₁₄Ｏ₂₃：Ｍｎ，ＬｕＢＯ₃：Ｔｂ，Ｇ
ｄＢＯ₃：Ｔｂ，ＳｃＢＯ₃：Ｔｂ，Ｓｒ₆Ｓｉ₃Ｏ₃
Ｃｌ₄：Ｅｕ等がある。

【００２８】このような蛍光体は、上記カゼイン１重量
部当り約１０〜１００重量部の割合で添加するとよい。
さらに望ましくは３３〜８０重量部の割合で添加するの
が好ましい。この際、樹脂量が多いと硬化に要する露光
量が著しく多くなり形状の悪化や膜厚の不足等を招くの
で注意が必要である。

【００２９】そして、蛍光体を感光性樹脂組成物に分散
させるには、例えば、ボールミル、サンドミル、ロール
ミル、スピードラインミル等がいずれも使用でき、本発
明においては特にボールミルが有用である。

【００３０】所望の電極を設けた基板上に上記の蛍光体
を分散させた感光性樹脂組成物からなる蛍光体スラリー
を塗布する方法としては、ドクターブレードコーティン
グ法、ミヤアバーコーティング法、ロールコーティング
法、スクリーンコーティング法、スクリーン印刷法、ス
ピンナーコーティング法等の公知のコーティング方法は
いずれも使用できるが、気泡の抱き込み、蛍光体の沈降
等の防止、凸凹のある電極基板による電極の損傷の防
止、気泡の混入、塗布量の均一性などの点からドクター
ブレードコーティング法が最も適している。特に、基板
上の電極はストライプ状に形成されるのが一般的であ
り、コーティングに際しては、ドクターブレードをスト
ライプに沿って移動させてコーティングすることが好ま
しく、このようにすることによって電極の抵抗による気
泡の混入、電極の損傷、コーティングむらなどの問題が
なくスムーズな均一膜厚のコーティングが実現できる。
以上の如くして形成するコーティング膜は電極の厚みに
よって変化するが、一般的には乾燥時で約５〜５０μｍ
程度が好ましい。

【００３１】なお、コーティング膜の乾燥、パターニン
グ露光による硬化、現像による未露光部分の溶出、さら
には焼成などの各工程及びそれらの条件はすでに述べた
とおりまた後述する具体例で例示する如く、特に限定は
なく従来技術におけるのと同様でよい。

【００３２】以上、ＤＣ型ＰＤＰの平面基板について説
明したが、ＡＣ型ＰＤＰについても同様にできることは
明らかである。

【００３３】次に、上記実施例の具体例について以下に
詳述する。

【００３４】［具体例］前面板となるガラス基板上に、
スクリーン印刷法によってＮｉペースト（デュポン社
製、９５３６Ｄ）にてＮｉ電極を幅１５０μｍ、ピッチ
５００μｍで印刷し、乾燥後に大気中にて５８０℃で焼
成を行い陽極を形成した。当該基板を洗浄した後、緑の
発光色をもつ蛍光体（化成オプトニクス社製、Ｚｎ₂Ｓ
ｉＯ₄：Ｍｎ）：３０．０ｗｔ％、硫酸カゼイン：８．
２１ｗｔ％、純水：６０．８ｗｔ％、硼砂：０．５ｗｔ
％、クエン酸ナトリウム：０．０３５ｗｔ％、デルトッ
プ１００：０．２１ｗｔ％、２８％アンモニア水：０．
２４５％からなる混合物に4.4'-Diazido stylbene-2.2'
disulfonic acid （シンコー技研社製、Ａ−０６６）を
カゼインの５５ｗｔ％添加してなる蛍光体スラリーを、
電極を覆うようにして全面に３０℃でブレードコーター
にて塗布し、常温にて乾燥後、マスクを介して３５０ｎ
ｍ付近に最大波長をもつ紫外線を５２．５ｍＪ／ｃｍ²
の照射量で照射して露光した。この際、電極上に蛍光面
が形成されないように基板の背面側から照射した。次い
で、この基板に対し水によりスプレー現像を行って未露
光部分を除去した。その後、１２０℃にて乾燥して硬膜
化を行った。引き続き、青の発光色をもつ蛍光面のセル
（蛍光体：ＢａＭｇＡｌ₁₄Ｏ₂₃：Ｅｕ）と、赤の発光色
をもつ蛍光面のセル（蛍光体：（Ｙ，Ｇｄ）ＢＯ₃：Ｅ
ｕ）に対して上記工程を同様に繰り返し、約４４０℃で
３０分間焼成することによりスラリー中の樹脂分（カゼ
イン）及び硬化剤（4.4'-Diazido stylbene-2.2'disulf
onic acid ）を焼失せしめ、電極を除く基板上に赤、
緑、青に塗り分けられた蛍光面を形成した。

【００３５】上記蛍光面を形成した前面板と、別途陰極
とセル障壁を形成した背面板を組み合わせることによ
り、赤、緑、青の３原色が視認されるマトリクス状のカ
ラーＰＤＰを形成した。このようにして作成されたＰＤ
Ｐは、前面板の背面側に蛍光面が形成されており、この
蛍光面がプラズマ放電による紫外線によって励起されて
発光し、観察者は蛍光面の透過光を視認するものになっ
ている。

【００３６】なお、図５に示すようなライン状のセル障
壁をもつ構造のＰＤＰにおいても同様の工程で形成可能
なことは勿論である。

【００３７】

【発明の効果】以上説明したように、本発明のプラズマ
ディスプレイパネルの蛍光面形成方法は、カゼインと有
機系硬化剤を必須成分とする感光性樹脂組成物に蛍光体
を分散させてなる蛍光体スラリーを使用してフォトリソ
法により所定の場所に蛍光面を形成するようにし、しか
も、有機系硬化剤のカゼインに対する添加量がカゼイン
の２０ｗｔ％以上であるようにし、かつ、蛍光体の添加
割合がカゼイン１重量部当り１０〜１００重量部である
ようにしたので、前工程で使用した電極やセル障壁の材
料の如何に拘わらず、正確にパターニングされしかも均
一な膜厚をもった蛍光面を形成することができる。した
がって、生成物や残留物により蛍光面形成の困難を理由
に使用を制限されていた既成の電極用ペーストやセル障
壁用ペーストの使用が可能となる。

【００３８】また、蛍光体とガラス基板との接着力を向
上させるために蛍光体スラリーに低融点ガラスを混合す
る場合にあっても、低融点ガラス中の成分によりフォト
リソ工程が阻害されないので、使用できる低融点ガラス
の範囲が広くなる。

【００３９】さらに、上記方法に組み合わせて蛍光体ス
ラリーの塗布をドクターブレードコーティング法で行う
ことにより、大型、例えばメートルサイズの基板であっ
ても、しかも基板表面が電極によって凸凹化されていて
も基板全体に渡って均一な膜厚のコーティングを実現す
ることができる。

【００４０】また、蛍光面を赤、緑、青の発光色をもつ
それぞれの蛍光体で選択的に形成することによりカラー
の表示も可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るプラズマディスプレイパネルの蛍
光面形成方法の一実施例を示す工程図である。

【図２】ＤＣ型プラズマディスプレイパネルの一例を示
す一部断面図である。

【図３】ＡＣ型プラズマディスプレイパネルの一例を示
す一部断面図である。

【図４】セル障壁がマトリクス状をしたＤＣ型プラズマ
ディスプレイパネルをその前面板と背面板を離間した状
態で示す一部破断斜視図である。

【図５】セル障壁がライン状をしたＤＣ型プラズマディ
スプレイパネルをその前面板と背面板を離間した状態で
示す一部破断斜視図である。

【符号の説明】

１基板２電極３蛍光体スラリー４マスク５紫外線６蛍光層７蛍光面

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H01J 9/227 H01J 11/02

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】感光性樹脂組成物に蛍光体を分散させて
なる蛍光体スラリーを蛍光面を形成すべき面に対して塗
布し、露光、現像及び焼成工程を経て所定の場所に蛍光
面を形成するプラズマディスプレイパネルの蛍光面形成
方法において、前記感光性樹脂組成物はカゼインと有機
系硬化剤を必須成分にしているとともに、その有機系硬
化剤のカゼインに対する添加量がカゼインの２０ｗｔ％
以上であり、かつ、蛍光体の添加割合がカゼイン１重量
部当り１０〜１００重量部であることを特徴とするプラ
ズマディスプレイパネルの蛍光面形成方法。
【請求項２】有機系硬化剤が、ビスアジド系の硬化剤
であることを特徴とする請求項１記載のプラズマディス
プレイパネルの蛍光面形成方法。
【請求項３】蛍光体スラリーの塗布をドクターブレー
ドコーティング法で行うことを特徴とする請求項１又は
２記載のプラズマディスプレイパネルの蛍光面形成方
法。
【請求項４】それぞれ赤、緑、青の発光色をもつ蛍光
体について、蛍光体スラリーの塗布、マスクを介しての
選択露光、現像を繰り返して行うことを特徴とする請求
項１，２又は３記載のプラズマディスプレイパネルの蛍
光面形成方法。
【請求項５】感光性樹脂組成物に蛍光体を分散させて
なる蛍光体スラリーであって、前記感光性樹脂組成物は
カゼインと有機系硬化剤を必須成分にしているととも
に、その有機系硬化剤のカゼインに対する添加量がカゼ
インの２０ｗｔ％以上であり、かつ、蛍光体の添加割合
がカゼイン１重量部当り１０〜１００重量部であること
を特徴とするプラズマディスプレイパネル用蛍光体スラ
リー。
【請求項６】有機系硬化剤が、ビスアジド系の硬化剤
であることを特徴とする請求項５記載のプラズマディス
プレイパネル用蛍光体スラリー。