JP3395775B2 - 蛍光体インクの塗布装置 - Google Patents
蛍光体インクの塗布装置Info
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- Formation Of Various Coating Films On Cathode Ray Tubes And Lamps (AREA)
Description
布装置に関するものである。
スプレイパネルは、フロントカバープレート(前面ガラ
ス基板)の上に表示電極があり、この上を誘電体ガラス
層とMgOの結晶配向が(111)面に配向した酸化マ
グネシウム(MgO)誘電体保護層が覆っている。従来
このMgO誘電体保護層は、主にMgOを原料に用いた
電子ビーム加熱による真空蒸着法が用いられてきた。
の上にアドレス電極および隔壁、蛍光体層が設けられて
おり、この電極層(表示電極およびアドレス電極)を形
成するには主にスクリーン印刷法が、また、蛍光体層を
形成するにはスクリーン印刷法、インクジェット法、フ
ォトレジストフィルム法が用いられてきた。
して開発されてきたパネル輝度は、40インチのNTS
Cパネル(セル数が640×480個でセルピッチが
0.43mm×1.29mm、1セル面積約0.55m
m2 )で約250cd/m2 であった。
じめとする高品位、大画面テレビへの期待が高まってい
る。CRTは解像度・画質の点でプラズマディスプレイ
や液晶に対して優れているが、奥行きと重量の点で40
インチ以上の大画面には向いていない。液晶は、消費電
力が少なく、駆動電圧も低いといった優れた特徴を有し
ているが、画面の大きさや視野角に限界がある。これに
対してプラズマディスプレイは、大画面の実現が可能で
あり、すでに40インチクラスの製品が開発されてい
る。
イの輝度は、放電空間に封入されたガス(He−Xe系
やネオン−Xe系のガス)の放電によって発せられる紫
外線の強度により輝度レベルが左右されている。特にH
e−Xe系ガスによる放電では、Xeの共鳴線による波
長が147nm(ナノメートル)の真空紫外線が放出さ
れ、主にこの波長による紫外線によって放電セル内に塗
布された赤、緑、青の紫外線励起蛍光体を励起発光させ
ている。
ズマディスプレイの画素レベルは、画素数640×48
0個、セルピッチ0.43mm×1.29mm、1セル
の面積0.55mm2 である。さらに、近年期待されて
いるフルスペックのハイビジョンテレビの画素レベル
は、画素数が1920×1125となり、セルピッチも
42インチクラスで0.15mm×0.48mmで1セ
ルの面積は0.072mm2 の細かさになる。したがっ
て、プラズマディスプレイの高精細化が進むにしたがっ
てセルピッチや1セル当たりの面積が従来のNTSCと
比較して小さくなるため、輝度の向上を目指した蛍光体
膜の高精度形成技術が望まれている。
光体塗布では、隔壁に蛍光体インクを充填する際にスク
リーン版が変形し、隣接する隔壁内に蛍光体インクが入
ることにより混色するといった課題がある。また、微細
セルを考えると、スクリーン印刷法による蛍光体塗布で
は、隔壁のピッチが0.1mmから0.15mmになる
と、隔壁には幅があるため、蛍光体の充填される空間は
0.1mmから0.08mm程度の非常に狭い幅とな
り、印刷法によって精度良くしかも高速に粘度の高い
(数万センチポアズ)蛍光体インクを流し込むことは困
難になってくる。
光体フォトフィルム法や、蛍光体フォトペースト法で
は、ある程度精度良く隔壁内に蛍光体を埋め込むことが
可能であるが、露光現像行程を3色繰り返し行う必要が
あることや、現像残りによる混色や、高価な蛍光体材料
の回収が困難であること等の課題がある。
法として、特開昭53−79371号公報や、特開平8
−162019号公報の様な、蛍光体インクを加圧され
たノズルより噴射させて所望のパターンを基板上に描画
させるインクジェット法が提案されている。インクジェ
ット法では、蛍光体インクをノズルから連続的に吐出さ
せておき、基板またはノズルを移動させることで、蛍光
体パターンを隔壁内に充填する。
液を加圧されたノズルより荷電極空間に噴射させて所望
のパターンを隔壁内に付着させるインクジェット法で
は、ノズル径が細いため(0.15mm以下の間隔にイ
ンクを入れるためには、ノズル径を150μm以下にす
る必要がある)、インク中の凝集物によりノズルに目詰
まりが起こりやすく、長時間連続して蛍光体を塗布する
ことが困難である。
のメディアを用いた分散では、蛍光体へのダメージが大
きく、蛍光体と樹脂の分散状態を良好にするために過度
の混合分散を行うと蛍光体粒子を粉砕してしまったり、
蛍光体表面に界面準位が形成されたりして、紫外線によ
る励起発光が効率的に行われず高い輝度が得にくいとい
う課題がある。
蛍光体インクの塗布装置を提供することを目的とするも
のである。
するために、少なくとも蛍光体粒子と樹脂と溶剤とを含
む蛍光体インクを、最小くび径φ1mm以下のノズル中
を液相状態で流速1m/s以上で通過させて分散させる
ものである。
インクを、最小くび径φ1mm以下のノズル中を液相状
態で流速1m/s以上で通過させて再分散させるもので
ある。
中を液相状態で流速1m/s以上で通過させて分散させ
た蛍光体インクを、微細ノズルから連続的に吐出させ、
ストライプ状の隔壁間に充填するプラズマディスプレイ
パネルを作成するものである。
れたノズルから蛍光体インクを吐出させることが好まし
い。
て説明する。
は、本発明に形態による対向交流放電型PDPの概略断
面図である。図2ではセルが1つだけ示されているが、
赤、緑、青の各色を発光するセルが多数配列されてPD
Pが構成されている。
電電極(表示電極)12と誘電体ガラス層13およびM
gO保護層14が配された前面パネルと、背面ガラス基
板15上にアドレス電極16、隔壁17、蛍光体層18
が配された背面パネルの間に形成される放電空間19内
に放電ガスが封入された構成となっており、以下に示す
ように作製される。
ガラス基板11上に放電電極(表示電極)12を形成
し、その上を鉛系の誘電体ガラス層13で覆い、更に誘
電体ガラス層13の表面上にMgO保護層14を形成す
ることによって作製する。
12は銀電極であって、紫外線感光性樹脂を含んだ銀電
極用インクをスクリーン印刷法により前面ガラス基板1
1上に均一塗布して乾燥した後、露光現像によるパター
ニングと焼成によって形成する。
鉛[PbO]70重量%、酸化硼素[B2O3]15重量
%、酸化珪素[SiO2 ]15重量%であって。スクリ
ーン印刷法と焼成によって形成する。
ウム[MgO]からなり、スパッタリング法で形成す
る。
ガラス基板15上にアドレス電極16を形成し、その上
にガラス製の隔壁17を所定のピッチで形成し、更に隔
壁17によって挟まれた各空間に赤色蛍光体、緑色蛍光
体、青色蛍光体による蛍光体層18を形成することによ
り作製する。
電極であって、背面ガラス基板15上に、紫外線感光性
樹脂を含んだ銀電極用インクをスクリーン印刷法により
背面ガラス基板15上に均一塗布して乾燥した後、露光
現像によるパターニングと焼成によって形成する。
により数回繰り返し印刷することにより形成する。
に、赤色蛍光体、緑色蛍光体、青色蛍光体をそれぞれイ
ンク吐出法によって塗布することにより蛍光体層18を
形成する。各色の蛍光体としては、一般的にプラズマデ
ィスプレイパネルに用いられる蛍光体を用いることがで
きるが、ここでは次の蛍光体を用いる。
Eu3+ または YBO3:Eu3+ 「緑色蛍光体」:BaAl12O19:Mn または Zn
2SiO4:Mn 「青色蛍光体」:BaMgAl10O17:Eu2+ パネル張り合わせによるPDPの作製:次に、このよう
にして作製した前面パネルと背面パネルとを封着用ガラ
スを用いて張り合わせると共に、隔壁17で仕切られた
放電空間19内を高真空(8×10-7Torr)に排気
した後、所定の組成の放電ガスを、所定の圧力で封入す
ることによってプラズマディスプレイパネルを作製す
る。
られているNe−Xe系であるが、Xeの含有量を5体
積%以上に設定し、封入圧力は500から800Tor
rの範囲に設定する。なお、図2では前面パネルを実際
と異なり90度回転させて示している。
光体インクの製造方法および蛍光体インクの再生方法に
ついて、図1を用いて説明する。図1は実施例1を説明
するために用いた蛍光体インク製造装置の概略図であ
る。
くは再生するインクを入れるための原料タンク、2は循
環ポンプ、3は分散ノズルで、これらは配管により連結
しており、原料タンク1中のインクは循環ポンプ2によ
り加圧され、分散ノズルを通過する。
以下であり、循環ポンプによるインク流速を制御するこ
とで、分散ノズル3の中を流速1m/s以上で通過する
ように調整される。分散ノズル3を通過したインクは、
配管で連結した三方弁4でインクタンク5もしくは原料
タンク1に送られる。
際、液相ジェット流となり、インク中の凝集物はジェッ
ト流により細分化され、粒度が使用するノズル径に適合
するレベルまで細かくなる。
生を行うには、予め決めておいた時間だけ原料タンク1
から分散ノズル3、原料タンク1の循環を行った後、三
方弁4を切り替え、インクタンク5に蛍光体インクを回
収すればよい。
しないため、蛍光体粒子の粉砕およびインク製造装置か
らのコンタミメーションが極小である。
プ2と分散ノズル3の間に、例えばスタティックミキサ
ーを挿入し、インク中の凝集物による分散ノズル3の詰
まりを防止することができる。または、本実施例による
蛍光体インク製造装置を用いる前に、分散ノズル3とス
タティックミキサーを入れ替えた装置で予分散を行って
もよい。
び図3を用いて蛍光体層の形成方法について説明する。
図2は実施例2の形態を説明するために用いた背面パネ
ルの概略図である。
に、隔壁17はスクリーン印刷を繰り返して行った後焼
成することによって形成したもので、一方の端部が交互
に閉じる形になっている。つぎに、隔壁17で仕切られ
た各空間に蛍光体層を形成する方法を図3を用いて説明
する。
光体層を形成する際に用いるインク吐出装置の概略図で
ある。
循環ポンプ、27は分散ノズルである。また、28はヘ
ッドで、ヘッド28にはインク室29と蛍光体インクを
噴出するノズル30が設けてある。また、31はガラス
基板で、ガラス基板31には隔壁32が形成されてい
る。
であり、循環ポンプ27によるインク流速を制御するこ
とで、分散ノズル27の中を流速1m/s以上で通過す
るように調整される。
体インクはインク受け25に貯えられ、循環ポンプ26
は、このインクを加圧して分散ノズル27を通してヘッ
ド28に供給する。ヘッド28内部のインク室29に供
給されたインクは、ノズル30から連続的に吐出される
ようになっている。
を通過する際、液相ジェット流となり、インク中の凝集
物はジェット流により細分化され、粒度が使用するノズ
ル径に適合するレベルまで細かくなるため、蛍光体イン
クはノズル30から安定して吐出される。
離で垂直に保たれており、隔壁32内にインクを吐出さ
せると同時にガラス基板31またはノズル30を隔壁方
向に走査させて、蛍光体インクを隔壁32の頂部付近ま
で充填させる。ノズル30から吐出されたインクは、ガ
ラス基板31上に塗布されない場合は、下部のインク受
け25に回収され、循環ポンプ26により分散ノズル2
7に送り込まれ、インク受け25中で再凝集物を再分散
した後、ヘッド28に再度送り込まれる。
mの青色蛍光体BaMgAl10O17:Eu2+粉末30重
量%、エチルセルロース(分子量20万)4.5重量
%、分散剤(グリセリルトリオレエート)2重量%、平
均粒径0.01μmのシリカ(SiO2 )粒子1重量
%、溶剤(ブチルカルビトールアセテート)62.0重
量%、可塑剤0.5重量%から成る蛍光体混合物を良く
攪拌して10センチポイズ(cp)とした塗布液を入
れ、循環ポンプ26の圧力で分散ノズル27を通してノ
ズル30(ノズル径φ100μm)から青色蛍光体をガ
ラス基板31上にストライプ形状に形成された隔壁32
内に吐出させると同時に背面ガラス基板31を隔壁方向
に合わせて直線状に走査させて、青色蛍光体ラインを形
成する。
O3:Eu3+の蛍光体混合物からなる塗布液をノズル3
0から吐出させると同時にガラス基板31を隔壁方向に
合わせて直線状に移動させて、赤色蛍光体ラインを形成
する。
nのラインを形成した後、500℃で10分間焼成し、
蛍光体層を形成する。
板26を封着用ガラスを用いて前記前面ガラス基板と貼
り合わせ、放電ガス封入前に放電空間部19を8×10
-7Torrの真空度に排気する。なお、隔壁27の端部
は一方のみ閉じているので、放電空間は均一に排気する
ことができる。放電空間部19を排気した後、放電空間
部内に10%キセノン(Xe)ガスを含むヘリウム(H
e)ガスを放電ガスとして500Torr封入し、交流
面放電プラズマディスプレイとした。
V、周波数30KHzで放電させた時の紫外線の波長
は、(間接的な実験から)主に173nmを中心とする
Xeの分子線による励起波長であり、パネルの輝度は4
80cd/m2 であった。
ド28の間に分散ノズル27を配設したが、例えばイン
ク受け25のインクを循環ポンプで回収し、分散ノズル
で分散した後にインク受け25に戻す形態にしても良
い。または、本実施例と前記したインク受け25での循
環系を併用しても良い。
安定、安価に蛍光体層が形成可能な、従来にない優れた
方法であり、テレビ仕様の広幅ピッチからハイビジョン
をはじめとする微細ピッチのプラズマディスプレイパネ
ルまでに適応できる。
装置(蛍光体インク再生装置)の概略断面図
レイパネルの断面図
概略断面図
Claims (4)
- 【請求項1】 蛍光体インクを貯える蛍光体インク受け
と、ノズルに蛍光体インクを通過させて蛍光体インク中
の凝集物を細分化する分散手段と、前記分散手段を経た
蛍光体インクをノズルから吐出する塗布手段とを有する
蛍光体インクの塗布装置。 - 【請求項2】 蛍光体インクが、少なくとも蛍光体粉体
とタ−ピネオ−ルと0.1重量%以上、10重量%以下
のエチルセルロ−スから構成されている請求項1記載の
蛍光体インクの塗布装置。 - 【請求項3】 蛍光体インクが、少なくとも蛍光体粉体
とタ−ピネオ−ルと0.1重量%以上、30重量%以下
のアクリル樹脂から構成されている請求項1記載の蛍光
体塗布装置。 - 【請求項4】 電極が設けられたバツクプレ−ト(背面
ガラス基板)に隔壁を設ける手段と、前記隔壁間に蛍光
体層を形成する蛍光体層形成手段と、前記隔壁間に形成
された蛍光体層を焼成する焼成手段とを有するととも
に、前記蛍光体層形成手段は請求項1〜請求項3のいず
れかに記載の前記蛍光体インクの塗布装置により蛍光体
層を形成するプラズマデイスプレイパネル製造装置。
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JP2001242863A JP3395775B2 (ja) | 2001-08-09 | 2001-08-09 | 蛍光体インクの塗布装置 |
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Family Applications (1)
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-
2001
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