(57)【要約】  プラズマディスプレイパネルは、基板上に形成した複数の表示電極を覆うように誘電体層を形成するとともにその誘電体層上に保護層を形成した前面基板と、この前面基板に放電空間を形成するように対向配置されかつ表示電極と交差する方向にデータ電極を形成するとともに放電空間を区画する隔壁を設けた背面基板と、この背面基板の隔壁間に蛍光体材料と分散剤とからなる蛍光体インクを塗布して形成した蛍光体層とを有し、隔壁の表面に直径１ｎｍ以上１００ｎｍ以下の範囲にあるナノ粒子、または蛍光体インクの分散剤に対して親和性を有する溶剤を塗布し、その後蛍光体インクを塗布して蛍光体層を形成する。
2010032469.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に形成した複数の表示電極を覆うように誘電体層を形成するとともに前記誘電体層上に保護層を形成した前面基板と、
前記前面基板に放電空間を形成するように対向配置され、かつ前記表示電極と交差する方向にデータ電極を形成するとともに前記放電空間を区画する隔壁を設けた背面基板と、
前記背面基板の前記隔壁間に蛍光体材料と分散剤とからなる蛍光体インクを塗布して形成した蛍光体層とを有し、
前記隔壁の表面に直径１ｎｍ以上１００ｎｍ以下の範囲にあるナノ粒子を塗布するか、または前記蛍光体インクの分散剤に対して親和性を有する溶剤を塗布したプラズマディスプレイパネル。
【請求項２】
前記ナノ粒子は、前記隔壁の気孔部に配設した請求項１に記載のプラズマディスプレイパネル。
【請求項３】
前記ナノ粒子により前記隔壁上に反射膜を形成し、前記反射膜上に前記蛍光体層を形成した請求項１に記載のプラズマディスプレイパネル。
【請求項４】
前記反射膜の厚みが、０．１μｍ以上１０μｍ以下である請求項３記載のプラズマディスプレイパネル。
【請求項５】
前記ナノ粒子は、ＢａＯ、ＭｇＯ、ＺｎＯ、ＣｕＯ、ＳｉＯ2、ＳｎＯ2、Ｖ2Ｏ5、ＮｉＯ、Ｆｅ2Ｏ3、Ｃｒ2Ｏ3、ＣｅＯ2の中から選ばれるものである請求項１に記載のプラズマディスプレイパネル。
【請求項６】
前記蛍光体インクは、前記隔壁を構成する材料のゼータ電位に相反するゼータ電位を有する分散剤を添加したものである請求項１に記載のプラズマディスプレイパネル。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像表示に用いられるプラズマディスプレイパネルに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、大画面で薄型軽量を実現できるカラー表示デバイスとしてプラズマディスプレイパネル（以下、「ＰＤＰ」と略記する）が注目されている。【０００３】
ＰＤＰとして代表的な交流面放電型ＰＤＰは、対向配置された前面基板と背面基板との間に多数の放電セルが形成されている。前面基板は、１対の走査電極と維持電極とからなる表示電極対がガラス基板上に互いに平行に複数対形成され、それら表示電極対を覆うように誘電体層および保護層が形成されている。ここで保護層は、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）等のアルカリ土類酸化物の薄膜であり、誘電体層をイオンスパッタから保護するとともに放電開始電圧等の放電特性を安定させるために設けられている。背面基板は、ガラス基板上に複数の平行なデータ電極と、それらを覆うように誘電体層と、さらにその上に井桁状の隔壁とがそれぞれ形成され、誘電体層の表面と隔壁の側面とに蛍光体層が形成されている。そして、表示電極対とデータ電極とが立体交差するように前面基板と背面基板とが対向配置されて密封され、内部の放電空間には放電ガスが封入されている。ここで表示電極対とデータ電極とが対向する部分に放電セルが形成される。このような構成のＰＤＰの各放電セル内でガス放電により紫外線を発生させ、この紫外線で赤色、緑色および青色の各色の蛍光体を励起発光させてカラー表示を行っている。【０００４】
ＰＤＰを駆動する方法としてはサブフィールド法、すなわち、１フィールド期間を複数のサブフィールドに分割した上で、発光させるサブフィールドの組み合わせによって階調表示を行う方法が一般的である。サブフィールドは、初期化期間、書込み期間および維持期間を有する。初期化期間では各放電セルで初期化放電を発生させて、それに続く書込み放電に必要な壁電荷を形成する。書込み期間では、表示を行うべき放電セルで選択的に書込み放電を発生させて、それに続く維持放電に必要な壁電荷を形成する。そして維持期間では、走査電極および維持電極に交互に維持パルスを印加して、書込み放電を起こした放電セルで維持放電を発生させ、対応する放電セルの蛍光体層を発光させることにより画像表示を行う。【０００５】
このようなＰＤＰにおいて、高精細対応のため、隔壁間のサイズが小さくなったり、また大画面化の実現で、パネルが大型化してくると、ガラス基板の歪みなどの影響も大きくなる。このため蛍光体ペーストを隔壁間に精度よく塗布形成することが困難となる。その結果、隔壁の頂部に蛍光体ペーストが付着したり、隣接隔壁の内に異なる蛍光体ペーストが入ることによる混色の問題が発生する。【０００６】
そこで、高精度で塗布することができるインクジェット工法が提案されている（特許文献１参照）。この方法は、蛍光体を有機溶剤中に分散させ、粘度を例えば１０ｃＰ以下にしたインクを作製し、インクジェットのヘッド先端から吐出させる方法である。したがって、この公報によれば、塗布する際の位置制御が可能であり、隔壁間の微小化や、基板ガラスの歪にも対応が可能となってくる。【０００７】
しかしながら、このような方法で蛍光体を形成した場合、隔壁の表面や内部に存在する多数の気孔部によって、隔壁の壁面に付着する蛍光体の付着量にばらつきが生じるという課題が判明した。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００５−７１９５４号公報
【発明の概要】
【０００９】
本発明のプラズマディスプレイパネルは、前面基板と背面基板と蛍光体層とを有している。前面基板は、基板上に形成した複数の表示電極を覆うように誘電体層を形成するとともにその誘電体層上に保護層を形成する。背面基板は、この前面基板に放電空間を形成するように対向配置されかつ表示電極と交差する方向にデータ電極を形成するとともに放電空間を区画する隔壁を設ける。蛍光体層は、この背面基板の隔壁間に蛍光体材料と分散剤とからなる蛍光体インクを塗布して形成する。そして、隔壁の表面に直径１ｎｍ以上１００ｎｍ以下の範囲にあるナノ粒子、または蛍光体インクの分散剤に対して親和性を有する溶剤を塗布し、その後蛍光体インクを塗布して蛍光体層を形成することを特徴とする。
【００１０】
このような構成によれば、隔壁の側壁に十分な膜厚で付着させることができ、これによりムラのない高精細で大画面のＰＤＰを容易に実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】図１は本発明の実施の形態１におけるＰＤＰの構造を示す分解斜視図である。
【図２】図２は本発明の実施の形態１におけるＰＤＰの放電セル部分を示す断面図である。
【図３】図３は本発明の実施の形態１におけるＰＤＰの電極配列を示す図である。
【図４】図４は本発明の実施の形態１におけるＰＤＰの要部を示す断面図である。
【図５】図５は本発明の効果を説明するための比較例によるＰＤＰの要部を示す断面図である。
【図６Ａ】図６Ａは本発明の実施の形態２におけるＰＤＰの製造方法における要部の工程の様子を示す断面図である。
【図６Ｂ】図６Ｂは本発明の実施の形態２におけるＰＤＰの製造方法における要部の工程の様子を示す断面図である。
【図６Ｃ】図６Ｃは本発明の実施の形態２におけるＰＤＰの製造方法における要部の工程の様子を示す断面図である。
【図６Ｄ】図６Ｄは本発明の実施の形態２におけるＰＤＰの製造方法における要部の工程の様子を示す断面図である。
【図７Ａ】図７Ａは本発明の実施の形態２におけるＰＤＰの製造方法における要部の工程の様子を示す断面図である。
【図７Ｂ】図７Ｂは本発明の実施の形態２におけるＰＤＰの製造方法における要部の工程の様子を示す断面図である。
【図８】図８は本発明の実施の形態２におけるＰＤＰの製造方法において、蛍光体層形成後の様子を説明するための断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
（実施の形態１）
図１は本発明の実施の形態１におけるＰＤＰの構造を示す分解斜視図であり、図２は放電セル１１部分の要部を示す断面図である。
【００１３】
図１に示すように、ＰＤＰは、対向配置された前面板と背面板との間に多数の放電セル１１が形成されている。
【００１４】
前面板は、ガラス製の前面基板１上に１対の走査電極２と維持電極３とからなる表示電極が互いに平行に複数対形成されている。この走査電極２および維持電極３は、走査電極２−維持電極３−維持電極３−走査電極２の配列の順に繰り返して形成されている。そして、それら表示電極を覆うように誘電体層４およびＭｇＯからなる保護層５が形成されている。走査電極２および維持電極３は、それぞれＩＴＯ、ＳｎＯ2、ＺｎＯ等の導電性金属酸化物からなる透明電極２ａ、３ａ上にＡｇからなるバス電極２ｂ、３ｂを形成することにより構成されている。
【００１５】
背面板は、ガラス製の背面基板６上に、複数の互いに平行なＡｇを主成分とする導電性材料からなるデータ電極７を形成し、そのデータ電極７を覆うように誘電体層８を形成するとともに、さらにその上に井桁状の隔壁９を形成し、そして誘電体層８の表面と隔壁９の側面とに、赤、緑、青各色の蛍光体層１０を形成することにより構成されている。
【００１６】
なお、蛍光体層１０としては、青色蛍光体としてＢａＭｇＡｌ12Ｏ17：Ｅｕ3+を、緑色蛍光体としてＺｎ2ＳｉＯ4：ＭｎまたはＹＢＯ3：Ｔｂを、赤色蛍光体としてＹＢＯ3：Ｅｕ3+をそれぞれ用いることができる。しかし、上記蛍光体に限定されるものではない。また蛍光体の粒子径としては、１μｍ〜１０μｍ程度のものを用いる。ここで、蛍光体層１０を形成するための蛍光体ペーストとしては、上記蛍光体の粒子をブチルカルビトールアセテート、ターピネオール、エチルセルロースを溶解させた溶液に混合分散させて作製した。蛍光体ペーストの粘度は、エチルセルロースの分子量、含有量で制御し、粘度１００ｃＰ以下となるように作製するのが望ましい。また、分散剤としては、アクリル系共重合物、アルキルアンモニウム塩類、シロキサン類の材料を用いた。上記したように蛍光体層１０は、背面基板６の隔壁９間に蛍光体材料と分散剤とからなる蛍光体インクを塗布して形成している。
【００１７】
そして、走査電極２および維持電極３とデータ電極７とが立体交差するように、前面板と背面板とが対向配置されて周辺部が密封され、内部の放電空間に放電ガスを封入することによりパネルが構成されている。
【００１８】
ここで、図２に示すように、前面板と背面板とに挟まれた放電空間において、走査電極２および維持電極３とデータ電極７とが対向し、隔壁９により囲まれた部分に放電セル１１が形成されている。
【００１９】
図３は本発明の実施の形態におけるＰＤＰの電極配列図である。行方向に長いｎ本の走査電極Ｙ１、Ｙ２、Ｙ３・・・Ｙｎ（図１には走査電極２として示している）およびｎ本の維持電極Ｘ１、Ｘ２、Ｘ３・・・Ｘｎ（図１には維持電極３として示している）が配列され、列方向に長いｍ本のデータ電極Ａ１・・・Ａｍ（図１にはデータ電極Ａ７として示している）が配列されている。そして、１対の走査電極Ｙ１および維持電極Ｘ１と１つのデータ電極Ａ１とが交差した部分に放電セル１１が形成され、放電セル１１は放電空間内にｍ×ｎ個形成されている。そしてこれらの電極のそれぞれは、前面板、背面板の画像表示領域外の周辺端部に設けられた接続端子それぞれに接続されている。
【００２０】
ところで、本発明においては、図４に示すように、蛍光体ペーストを隔壁９間に塗布し、焼成して蛍光体層１０を形成する際に、まず、隔壁９の表面にナノ粒子膜１２を配設し、その後蛍光体ペーストを塗布して蛍光体層１０を形成する構成としている。
【００２１】
そこで、本発明者らが低粘度の蛍光体ペーストを用いて蛍光体層１０を形成する実験を行ったところ、図５に示すように、蛍光体層１０が隔壁９の底部のみに形成されてしまうことがあった。この点に関し、本発明者らが検討を行った結果、隔壁９の表面及び内部には、複数の気孔部１３が存在していることが判明した。このため、低粘度の蛍光体ペーストを使用して蛍光体層１０を形成した場合、低粘度であるために蛍光体ペーストが隔壁９の表面の気孔部１３に吸収されることが判明した。その結果、図５に示すように、蛍光体層１０が隔壁９の底部のみに形成されてしまうなど、隔壁９の壁面に付着する蛍光体層１０の付着量にばらつきが生じるということが判明した。
【００２２】
そこで、本発明者らは、この蛍光体層１０の付着量のばらつきを減らすための検討を行った。その結果、蛍光体ペーストを隔壁９間に塗布し、焼成して蛍光体層１０を形成する際に、まず、隔壁９の表面にナノ粒子膜１２を配設し、その後蛍光体ペーストを塗布して蛍光体層１０を形成する構成とすれば、ばらつきを減少できることが判明した。
【００２３】
ここで、本発明のＰＤＰにおいて隔壁９の表面に形成するナノ粒子膜１２としては、直径１ｎｍ以上１００ｎｍ以下の範囲のナノ粒子を用いてペーストまたはインクとしたものを、隔壁９の側面に塗布することにより形成すればよい。これにより隔壁９の側面表面に存在する気孔部１３にナノ粒子膜１２が形成される。その結果、後で形成する蛍光体層１０が隔壁９の気孔部１３に吸収されるのを抑制することができる。したがって、図４に示すように、隔壁９の上部にまで十分に蛍光体層１０を形成することができる。また、ナノ粒子の材料としては、赤、緑、青各色の蛍光体層１０を構成する蛍光体粒子に応じて、正電荷あるいは負電荷を有する粒子を使用するのがよい。すなわち、例えば、緑色蛍光体は表面電位が負に帯電し、赤色蛍光体、青色蛍光体は表面電位が正に帯電するため、その蛍光体粒子の表面電位に応じて、正電荷を有するＢａＯ、ＭｇＯ、ＺｎＯ、または負電荷を有するＣｕＯ、ＳｉＯ2、ＳｎＯ2、Ｖ2Ｏ5、ＮｉＯ、Ｆｅ2Ｏ3、Ｃｒ2Ｏ3、ＣｅＯ2の中から選ばれるものを用いればよい。
【００２４】
また、本発明の別の実施の形態として、隔壁９の表面に形成するナノ粒子膜１２により反射膜を形成し、その反射膜上に蛍光体層１０を形成する構造としてもよい。
【００２５】
具体的には、直径１ｎｍ以上１００ｎｍ以下の範囲のナノ粒子を用いてペーストまたはインクとしたものを、隔壁９の側面に塗布することにより形成すればよい。これにより隔壁９の側面表面に存在する気孔９ａにナノ粒子を充填し、さらにそのナノ粒子を堆積させることにより反射膜を形成することができる。その結果、後で形成する蛍光体層１０が隔壁９の気孔９ａに吸収されるのを抑制することができる。なお、このナノ粒子膜１２による反射膜は、背面板の誘電体層８上にも形成される。
【００２６】
すなわち、放電によって発生した紫外線は、蛍光体層１０のごく表面層（表面から０．１μｍ程度）で吸収され、蛍光体を励起し、蛍光体から光が放出される。この光は、全てが蛍光体層１０から放電空間側の前面方向へ放出されるわけではなく、一部の光は、背面板の誘電体層８の方向にも放出されるが、本発明のような構成にすることで、ナノ粒子膜１２の緻密な面は、蛍光体層１０に対向する構成となる。したがって、ナノ粒子膜１２の緻密な面は、背面方向に放出された光をより確実に前面方向に反射させることができる。
【００２７】
なお、ナノ粒子膜１２を形成する方法としては、スクリーン印刷、ディスペンサ方式、インクジェット方式などの一般的なコーティング方法を用いることができるが、高精細化のためには、インクジェット法が好ましい。
【００２８】
また、ナノ粒子インクを塗布すると、隔壁９に存在する気孔９ａによってインクが吸収される。この時、ナノ粒子が優先的に気孔９ａに吸収される。そして気孔９ａは、ナノ粒子によって埋められ、更に時間が経つと気孔９ａを埋めたナノ粒子上に順次、連続してナノ粒子が堆積する。その結果として、緻密なナノ粒子の集合体としての反射膜が形成される。ナノ粒子膜１２による反射膜の厚み、密度は、ナノ粒子インクのナノ粒子量や分散剤の種類及び量に依存するが、反射膜の厚みは０．１μｍ以上１０μｍ以下とするのが望ましい。
【００２９】
（実施の形態２）
本発明の実施の形態１においては、隔壁９間に蛍光体材料と分散剤とからなる蛍光体インクを塗布して蛍光体層１０を形成した。しかし、ナノ粒子を用いる以外に、蛍光体インクの分散剤に対して高い親和性を有する溶剤を塗布する方法でもよい。まず、隔壁９に蛍光体インクの分散剤に対して高い親和性を有する溶剤を塗布し、その後蛍光体インクを塗布して蛍光体層１０を形成する。以下、本発明のＰＤＰにおいて蛍光体層１０を形成する際の製造方法の一例について説明する。なお、実施の形態２におけるＰＤＰにおいて、実施の形態1と同様な構成については、同符号を付け、説明を省略する。
【００３０】
図６Ａ〜図８は、本発明の実施の形態２おけるＰＤＰの製造方法を説明するための断面図である。まず、図６Ａに示すように、隔壁９を形成した後、図６Ｂに示すように、背面板の隔壁９内に湿潤性の分散剤１４ａを含む溶剤１４を、例えば隔壁９の内容積の２／３程度塗布する。この場合、背面基板６などの材料における溶剤１４の濡れ性を考慮して、滴下する量を判断すればよい。
【００３１】
ここで、溶剤１４の成分は、例えば、蛍光体層１０を形成する材料に青色蛍光体ＢａＭｇＡｌ10Ｏ17：Ｅｕ2+を用いる場合、ブチルカルビトールアセテートを用い、インクジェットで吐出させるための粘度調整剤として、エトセルなどのバインダーを０．１％以上添加しても良い。また、分散剤１４ａとして、酸基を含むブロック共重合物のアルキルアンモニウム塩を溶剤１４の重量比で０．１％以上添加する。また、溶剤１４中に含まれる成分としては、適宜、背面基板６との濡れ性を考慮し、添加剤、表面調整剤などを添加しても良い。
【００３２】
次に、図６Ｃに示すように、例えば５０℃以上の加熱を行い、分散剤１４ａが含まれる溶剤１４を乾燥させる。この際、分散剤１４ａなどの成分が分解しない程度の温度で加熱する。ここで、加熱温度は、インクに用いた溶媒の成分、雰囲気、排気速度などに大きく依存する。また、隔壁９に存在する空孔の大きさ、空孔率により、インクは毛細管現象により隔壁９に吸収されるため、加熱を実施しなくても良い場合もある。
【００３３】
このような工程を施すことにより図６Ｄに示すように、隔壁９の表面に分散剤１４ａが吸収、もしくは付着する。
【００３４】
次に図７Ａに示すように、蛍光体層１０を形成するための蛍光体インク１５を、例えば隔壁９の内容積の２／３程度滴下する。この場合、背面基板６などの材料における蛍光体インク１５の濡れ性を考慮して、滴下するインク量を調整する。蛍光体インク１５中には、蛍光体層１０を形成する蛍光体材料１５ａ、蛍光体材料１５ａを分散させる分散剤１５ｂが含まれている。
【００３５】
ここで、蛍光体インク１５の成分は、例えば、蛍光体層１０を形成する蛍光体材料１５ａに青色蛍光体ＢａＭｇＡｌ10Ｏ17：Ｅｕ2+を用いる場合、ブチルカルビトールアセテートを用い、インクジェットで吐出させるための粘度調整剤として、エトセルなどのバインダーを０．１％以上添加しても良い。また、分散剤１５ｂとして、酸基を含むブロック共重合物のアルキルアンモニウム塩を蛍光体インク１５の重量比で０．１％以上添加する。また、蛍光体インク１５の溶媒中に含まれる成分としては、適宜、背面基板６との濡れ性を考慮し、添加剤、表面調整剤などを添加してもよい。
【００３６】
次に、図７Ｂに示すように、例えば５０℃以上の加熱を行い、蛍光体材料１５ａ、分散剤１５ｂが含まれる蛍光体インク１５を乾燥させる。この際、分散剤１５ｂなどの成分が分解しない程度の温度で加熱する。
【００３７】
特に、本発明においては、前述した分散剤１５ｂの成分で、上記した工程を実施することにより、分散剤１５ｂは、酸基、及び、塩基の末端基を保有しているため、酸基と塩基の親和性が強く、隔壁９の表面に付着した分散剤１４ａの各々の末端基と作用しやすくなる。このため、粘度の低いインクジェット用の蛍光体インク１５において、沈降速度の早い１μｍ以上の径を持つ反射膜を形成する材料であっても、乾燥工程後に隔壁９内に十分被覆することが可能となる。
【００３８】
次に、図８に示すように、１００℃以上の加熱による蛍光体インク１５の焼成工程を行うことにより、ＰＤＰの背面板が完成する。この焼成を行うことにより、拡散した分散剤成分を十分に分解できるため、デバイス特性への影響は軽減できる。
【００３９】
ここで、加熱温度は、インクに用いた溶媒の成分、雰囲気、排気速度などに大きく依存する。また、隔壁９に存在する空孔の大きさ、空孔率により、インクは毛細管現象により隔壁９に吸収されるため、加熱しなくても良い場合もある。
【００４０】
ここで、上記実施の形態においては、隔壁９に蛍光体インクの分散剤に対して親和性を有する溶剤を塗布し、隔壁９と蛍光体インク１５との親和性を良好なものとしたが、蛍光体インク１５自身を隔壁９に対して親和性の良好なインクとすることによっても、蛍光体を隔壁９の側壁に十分な膜厚で付着させるようにしてもよい。
【００４１】
具体的には、蛍光体インク１５の成分として、例えば、隔壁９の材料のゼータ電位が負で、蛍光体層１０を形成する蛍光体材料１５ａに青色蛍光体ＢａＭｇＡｌ10Ｏ17：Ｅｕ2+を用いる場合は、分散剤１５ｂとしては、ゼータ電位が正となるような親和性のあるアクリル系共重化合物をインク重量比で０．１％以上添加する。さらに、蛍光体インク１５には、ブチルカルビトールアセテートを用い、インクジェットで吐出させるための粘度調整剤として、エトセルなどのバインダーを０．１％以上添加しても良い。分散剤１５ｂのゼータ電位について、隔壁９の材料のゼータ電位が正の場合はそれに相反する負のゼータ電位となるようなものを用いる。すなわち、蛍光体インク１５は、隔壁９を構成する材料のゼータ電位に相反するゼータ電位を有する分散剤１５ｂを添加することが望ましい。また、インク溶媒中に含まれる成分としては、適宜、背面基板６との濡れ性を考慮し、添加剤、表面調整剤などを添加してもよい。
【００４２】
特に、前述した分散剤１５ｂの成分で、上記した工程を実施した場合、分散剤１５ｂは、ゼータ電位が正、または負を保有しているため、隔壁９の材料との親和性が強く、隔壁９の材料と作用しやすくなる。このため、粘度の低いインクジェット用のインクにおいて、沈降速度の早い１μｍ以上の径を持つ蛍光体層１０を形成する材料であっても、乾燥工程後に隔壁９の側面に十分な付着量で付着させることが可能となる。
【産業上の利用可能性】
【００４３】
以上のように本発明によるプラズマディスプレイパネルは、高精細で大画面のＰＤＰを容易に実現する上で有用な発明である。
【符号の説明】
【００４４】
１    前面基板
２    走査電極
３    維持電極
４，８    誘電体層
５    保護層
６    背面基板
７    データ電極
９    隔壁
１０    蛍光体層
１１    放電セル
１２    ナノ粒子膜
１３    気孔部
１４    溶剤
１４ａ    分散剤
１５    蛍光体インク
１５ａ    蛍光体材料
１５ｂ    分散剤
【図１】
2010032469.tif 000003
【図２】
2010032469.tif 000004
【図３】
2010032469.tif 000005
【図４】
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【図５】
2010032469.tif 000007
【図６Ａ】
2010032469.tif 000008
【図６Ｂ】
2010032469.tif 000009
【図６Ｃ】
2010032469.tif 000010
【図６Ｄ】
2010032469.tif 000011
【図７Ａ】
2010032469.tif 000012
【図７Ｂ】
2010032469.tif 000013
【図８】
2010032469.tif 000014
【手続補正書】
【提出日】平成21年11月17日(2009.11.17)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像表示に用いられるプラズマディスプレイパネルに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、大画面で薄型軽量を実現できるカラー表示デバイスとしてプラズマディスプレイパネル（以下、「ＰＤＰ」と略記する）が注目されている。
【０００３】
ＰＤＰとして代表的な交流面放電型ＰＤＰは、対向配置された前面基板と背面基板との間に多数の放電セルが形成されている。前面基板は、１対の走査電極と維持電極とからなる表示電極対がガラス基板上に互いに平行に複数対形成され、それら表示電極対を覆うように誘電体層および保護層が形成されている。ここで保護層は、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）等のアルカリ土類酸化物の薄膜であり、誘電体層をイオンスパッタから保護するとともに放電開始電圧等の放電特性を安定させるために設けられている。背面基板は、ガラス基板上に複数の平行なデータ電極と、それらを覆うように誘電体層と、さらにその上に井桁状の隔壁とがそれぞれ形成され、誘電体層の表面と隔壁の側面とに蛍光体層が形成されている。そして、表示電極対とデータ電極とが立体交差するように前面基板と背面基板とが対向配置されて密封され、内部の放電空間には放電ガスが封入されている。ここで表示電極対とデータ電極とが対向する部分に放電セルが形成される。このような構成のＰＤＰの各放電セル内でガス放電により紫外線を発生させ、この紫外線で赤色、緑色および青色の各色の蛍光体を励起発光させてカラー表示を行っている。
【０００４】
ＰＤＰを駆動する方法としてはサブフィールド法、すなわち、１フィールド期間を複数のサブフィールドに分割した上で、発光させるサブフィールドの組み合わせによって階調表示を行う方法が一般的である。サブフィールドは、初期化期間、書込み期間および維持期間を有する。初期化期間では各放電セルで初期化放電を発生させて、それに続く書込み放電に必要な壁電荷を形成する。書込み期間では、表示を行うべき放電セルで選択的に書込み放電を発生させて、それに続く維持放電に必要な壁電荷を形成する。そして維持期間では、走査電極および維持電極に交互に維持パルスを印加して、書込み放電を起こした放電セルで維持放電を発生させ、対応する放電セルの蛍光体層を発光させることにより画像表示を行う。
【０００５】
このようなＰＤＰにおいて、高精細対応のため、隔壁間のサイズが小さくなったり、また大画面化の実現で、パネルが大型化してくると、ガラス基板の歪みなどの影響も大きくなる。このため蛍光体ペーストを隔壁間に精度よく塗布形成することが困難となる。その結果、隔壁の頂部に蛍光体ペーストが付着したり、隣接隔壁の内に異なる蛍光体ペーストが入ることによる混色の問題が発生する。
【０００６】
そこで、高精度で塗布することができるインクジェット工法が提案されている（特許文献１参照）。この方法は、蛍光体を有機溶剤中に分散させ、粘度を例えば１０ｃＰ以下にしたインクを作製し、インクジェットのヘッド先端から吐出させる方法である。したがって、この公報によれば、塗布する際の位置制御が可能であり、隔壁間の微小化や、基板ガラスの歪にも対応が可能となってくる。
【０００７】
しかしながら、このような方法で蛍光体を形成した場合、隔壁の表面や内部に存在する多数の気孔部によって、隔壁の壁面に付着する蛍光体の付着量にばらつきが生じるという課題が判明した。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００５−７１９５４号公報
【発明の概要】
【０００９】
本発明のプラズマディスプレイパネルは、前面基板と背面基板と蛍光体層とを有している。前面基板は、基板上に形成した複数の表示電極を覆うように誘電体層を形成するとともにその誘電体層上に保護層を形成する。背面基板は、この前面基板に放電空間を形成するように対向配置されかつ表示電極と交差する方向にデータ電極を形成するとともに放電空間を区画する隔壁を設ける。蛍光体層は、この背面基板の隔壁間に蛍光体材料と分散剤とからなる蛍光体インクを塗布して形成する。そして、隔壁の表面に直径１ｎｍ以上１００ｎｍ以下の範囲にあるナノ粒子、または蛍光体インクの分散剤に対して親和性を有する溶剤を塗布し、その後蛍光体インクを塗布して蛍光体層を形成することを特徴とする。
【００１０】
このような構成によれば、隔壁の側壁に十分な膜厚で付着させることができ、これによりムラのない高精細で大画面のＰＤＰを容易に実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の実施の形態１におけるＰＤＰの構造を示す分解斜視図
【図２】本発明の実施の形態１におけるＰＤＰの放電セル部分を示す断面図
【図３】本発明の実施の形態１におけるＰＤＰの電極配列を示す図
【図４】本発明の実施の形態１におけるＰＤＰの要部を示す断面図
【図５】本発明の効果を説明するための比較例によるＰＤＰの要部を示す断面図
【図６Ａ】本発明の実施の形態２におけるＰＤＰの製造方法における要部の工程の様子を示す断面図
【図６Ｂ】本発明の実施の形態２におけるＰＤＰの製造方法における要部の工程の様子を示す断面図
【図６Ｃ】本発明の実施の形態２におけるＰＤＰの製造方法における要部の工程の様子を示す断面図
【図６Ｄ】本発明の実施の形態２におけるＰＤＰの製造方法における要部の工程の様子を示す断面図
【図７Ａ】本発明の実施の形態２におけるＰＤＰの製造方法における要部の工程の様子を示す断面図
【図７Ｂ】本発明の実施の形態２におけるＰＤＰの製造方法における要部の工程の様子を示す断面図
【図８】本発明の実施の形態２におけるＰＤＰの製造方法において、蛍光体層形成後の様子を説明するための断面図
【発明を実施するための形態】
【００１２】
（実施の形態１）
図１は本発明の実施の形態１におけるＰＤＰの構造を示す分解斜視図であり、図２は放電セル１１部分の要部を示す断面図である。
【００１３】
図１に示すように、ＰＤＰは、対向配置された前面板と背面板との間に多数の放電セル１１が形成されている。
【００１４】
前面板は、ガラス製の前面基板１上に１対の走査電極２と維持電極３とからなる表示電極が互いに平行に複数対形成されている。この走査電極２および維持電極３は、走査電極２−維持電極３−維持電極３−走査電極２の配列の順に繰り返して形成されている。そして、それら表示電極を覆うように誘電体層４およびＭｇＯからなる保護層５が形成されている。走査電極２および維持電極３は、それぞれＩＴＯ、ＳｎＯ2、ＺｎＯ等の導電性金属酸化物からなる透明電極２ａ、３ａ上にＡｇからなるバス電極２ｂ、３ｂを形成することにより構成されている。
【００１５】
背面板は、ガラス製の背面基板６上に、複数の互いに平行なＡｇを主成分とする導電性材料からなるデータ電極７を形成し、そのデータ電極７を覆うように誘電体層８を形成するとともに、さらにその上に井桁状の隔壁９を形成し、そして誘電体層８の表面と隔壁９の側面とに、赤、緑、青各色の蛍光体層１０を形成することにより構成されている。
【００１６】
なお、蛍光体層１０としては、青色蛍光体としてＢａＭｇＡｌ12Ｏ17：Ｅｕ3+を、緑色蛍光体としてＺｎ2ＳｉＯ4：ＭｎまたはＹＢＯ3：Ｔｂを、赤色蛍光体としてＹＢＯ3：Ｅｕ3+をそれぞれ用いることができる。しかし、上記蛍光体に限定されるものではない。また蛍光体の粒子径としては、１μｍ〜１０μｍ程度のものを用いる。ここで、蛍光体層１０を形成するための蛍光体ペーストとしては、上記蛍光体の粒子をブチルカルビトールアセテート、ターピネオール、エチルセルロースを溶解させた溶液に混合分散させて作製した。蛍光体ペーストの粘度は、エチルセルロースの分子量、含有量で制御し、粘度１００ｃＰ以下となるように作製するのが望ましい。また、分散剤としては、アクリル系共重合物、アルキルアンモニウム塩類、シロキサン類の材料を用いた。上記したように蛍光体層１０は、背面基板６の隔壁９間に蛍光体材料と分散剤とからなる蛍光体インクを塗布して形成している。
【００１７】
そして、走査電極２および維持電極３とデータ電極７とが立体交差するように、前面板と背面板とが対向配置されて周辺部が密封され、内部の放電空間に放電ガスを封入することによりパネルが構成されている。
【００１８】
ここで、図２に示すように、前面板と背面板とに挟まれた放電空間において、走査電極２および維持電極３とデータ電極７とが対向し、隔壁９により囲まれた部分に放電セル１１が形成されている。
【００１９】
図３は本発明の実施の形態におけるＰＤＰの電極配列図である。行方向に長いｎ本の走査電極Ｙ１、Ｙ２、Ｙ３・・・Ｙｎ（図１には走査電極２として示している）およびｎ本の維持電極Ｘ１、Ｘ２、Ｘ３・・・Ｘｎ（図１には維持電極３として示している）が配列され、列方向に長いｍ本のデータ電極Ａ１・・・Ａｍ（図１にはデータ電極Ａ７として示している）が配列されている。そして、１対の走査電極Ｙ１および維持電極Ｘ１と１つのデータ電極Ａ１とが交差した部分に放電セル１１が形成され、放電セル１１は放電空間内にｍ×ｎ個形成されている。そしてこれらの電極のそれぞれは、前面板、背面板の画像表示領域外の周辺端部に設けられた接続端子それぞれに接続されている。
【００２０】
ところで、本発明においては、図４に示すように、蛍光体ペーストを隔壁９間に塗布し、焼成して蛍光体層１０を形成する際に、まず、隔壁９の表面にナノ粒子膜１２を配設し、その後蛍光体ペーストを塗布して蛍光体層１０を形成する構成としている。
【００２１】
そこで、本発明者らが低粘度の蛍光体ペーストを用いて蛍光体層１０を形成する実験を行ったところ、図５に示すように、蛍光体層１０が隔壁９の底部のみに形成されてしまうことがあった。この点に関し、本発明者らが検討を行った結果、隔壁９の表面及び内部には、複数の気孔部１３が存在していることが判明した。このため、低粘度の蛍光体ペーストを使用して蛍光体層１０を形成した場合、低粘度であるために蛍光体ペーストが隔壁９の表面の気孔部１３に吸収されることが判明した。その結果、図５に示すように、蛍光体層１０が隔壁９の底部のみに形成されてしまうなど、隔壁９の壁面に付着する蛍光体層１０の付着量にばらつきが生じるということが判明した。
【００２２】
そこで、本発明者らは、この蛍光体層１０の付着量のばらつきを減らすための検討を行った。その結果、蛍光体ペーストを隔壁９間に塗布し、焼成して蛍光体層１０を形成する際に、まず、隔壁９の表面にナノ粒子膜１２を配設し、その後蛍光体ペーストを塗布して蛍光体層１０を形成する構成とすれば、ばらつきを減少できることが判明した。
【００２３】
ここで、本発明のＰＤＰにおいて隔壁９の表面に形成するナノ粒子膜１２としては、直径１ｎｍ以上１００ｎｍ以下の範囲のナノ粒子を用いてペーストまたはインクとしたものを、隔壁９の側面に塗布することにより形成すればよい。これにより隔壁９の側面表面に存在する気孔部１３にナノ粒子膜１２が形成される。その結果、後で形成する蛍光体層１０が隔壁９の気孔部１３に吸収されるのを抑制することができる。したがって、図４に示すように、隔壁９の上部にまで十分に蛍光体層１０を形成することができる。また、ナノ粒子の材料としては、赤、緑、青各色の蛍光体層１０を構成する蛍光体粒子に応じて、正電荷あるいは負電荷を有する粒子を使用するのがよい。すなわち、例えば、緑色蛍光体は表面電位が負に帯電し、赤色蛍光体、青色蛍光体は表面電位が正に帯電するため、その蛍光体粒子の表面電位に応じて、正電荷を有するＢａＯ、ＭｇＯ、ＺｎＯ、または負電荷を有するＣｕＯ、ＳｉＯ2、ＳｎＯ2、Ｖ2Ｏ5、ＮｉＯ、Ｆｅ2Ｏ3、Ｃｒ2Ｏ3、ＣｅＯ2の中から選ばれるものを用いればよい。
【００２４】
また、本発明の別の実施の形態として、隔壁９の表面に形成するナノ粒子膜１２により反射膜を形成し、その反射膜上に蛍光体層１０を形成する構造としてもよい。
【００２５】
具体的には、直径１ｎｍ以上１００ｎｍ以下の範囲のナノ粒子を用いてペーストまたはインクとしたものを、隔壁９の側面に塗布することにより形成すればよい。これにより隔壁９の側面表面に存在する気孔９ａにナノ粒子を充填し、さらにそのナノ粒子を堆積させることにより反射膜を形成することができる。その結果、後で形成する蛍光体層１０が隔壁９の気孔９ａに吸収されるのを抑制することができる。なお、このナノ粒子膜１２による反射膜は、背面板の誘電体層８上にも形成される。
【００２６】
すなわち、放電によって発生した紫外線は、蛍光体層１０のごく表面層（表面から０．１μｍ程度）で吸収され、蛍光体を励起し、蛍光体から光が放出される。この光は、全てが蛍光体層１０から放電空間側の前面方向へ放出されるわけではなく、一部の光は、背面板の誘電体層８の方向にも放出されるが、本発明のような構成にすることで、ナノ粒子膜１２の緻密な面は、蛍光体層１０に対向する構成となる。したがって、ナノ粒子膜１２の緻密な面は、背面方向に放出された光をより確実に前面方向に反射させることができる。
【００２７】
なお、ナノ粒子膜１２を形成する方法としては、スクリーン印刷、ディスペンサ方式、インクジェット方式などの一般的なコーティング方法を用いることができるが、高精細化のためには、インクジェット法が好ましい。
【００２８】
また、ナノ粒子インクを塗布すると、隔壁９に存在する気孔９ａによってインクが吸収される。この時、ナノ粒子が優先的に気孔９ａに吸収される。そして気孔９ａは、ナノ粒子によって埋められ、更に時間が経つと気孔９ａを埋めたナノ粒子上に順次、連続してナノ粒子が堆積する。その結果として、緻密なナノ粒子の集合体としての反射膜が形成される。ナノ粒子膜１２による反射膜の厚み、密度は、ナノ粒子インクのナノ粒子量や分散剤の種類及び量に依存するが、反射膜の厚みは０．１μｍ以上１０μｍ以下とするのが望ましい。
【００２９】
（実施の形態２）
本発明の実施の形態１においては、隔壁９間に蛍光体材料と分散剤とからなる蛍光体インクを塗布して蛍光体層１０を形成した。しかし、ナノ粒子を用いる以外に、蛍光体インクの分散剤に対して高い親和性を有する溶剤を塗布する方法でもよい。まず、隔壁９に蛍光体インクの分散剤に対して高い親和性を有する溶剤を塗布し、その後蛍光体インクを塗布して蛍光体層１０を形成する。以下、本発明のＰＤＰにおいて蛍光体層１０を形成する際の製造方法の一例について説明する。なお、実施の形態２におけるＰＤＰにおいて、実施の形態1と同様な構成については、同符号を付け、説明を省略する。
【００３０】
図６Ａ〜図８は、本発明の実施の形態２おけるＰＤＰの製造方法を説明するための断面図である。まず、図６Ａに示すように、隔壁９を形成した後、図６Ｂに示すように、背面板の隔壁９内に湿潤性の分散剤１４ａを含む溶剤１４を、例えば隔壁９の内容積の２／３程度塗布する。この場合、背面基板６などの材料における溶剤１４の濡れ性を考慮して、滴下する量を判断すればよい。
【００３１】
ここで、溶剤１４の成分は、例えば、蛍光体層１０を形成する材料に青色蛍光体ＢａＭｇＡｌ10Ｏ17：Ｅｕ2+を用いる場合、ブチルカルビトールアセテートを用い、インクジェットで吐出させるための粘度調整剤として、エトセルなどのバインダーを０．１％以上添加しても良い。また、分散剤１４ａとして、酸基を含むブロック共重合物のアルキルアンモニウム塩を溶剤１４の重量比で０．１％以上添加する。また、溶剤１４中に含まれる成分としては、適宜、背面基板６との濡れ性を考慮し、添加剤、表面調整剤などを添加しても良い。
【００３２】
次に、図６Ｃに示すように、例えば５０℃以上の加熱を行い、分散剤１４ａが含まれる溶剤１４を乾燥させる。この際、分散剤１４ａなどの成分が分解しない程度の温度で加熱する。ここで、加熱温度は、インクに用いた溶媒の成分、雰囲気、排気速度などに大きく依存する。また、隔壁９に存在する空孔の大きさ、空孔率により、インクは毛細管現象により隔壁９に吸収されるため、加熱を実施しなくても良い場合もある。
【００３３】
このような工程を施すことにより図６Ｄに示すように、隔壁９の表面に分散剤１４ａが吸収、もしくは付着する。
【００３４】
次に図７Ａに示すように、蛍光体層１０を形成するための蛍光体インク１５を、例えば隔壁９の内容積の２／３程度滴下する。この場合、背面基板６などの材料における蛍光体インク１５の濡れ性を考慮して、滴下するインク量を調整する。蛍光体インク１５中には、蛍光体層１０を形成する蛍光体材料１５ａ、蛍光体材料１５ａを分散させる分散剤１５ｂが含まれている。
【００３５】
ここで、蛍光体インク１５の成分は、例えば、蛍光体層１０を形成する蛍光体材料１５ａに青色蛍光体ＢａＭｇＡｌ10Ｏ17：Ｅｕ2+を用いる場合、ブチルカルビトールアセテートを用い、インクジェットで吐出させるための粘度調整剤として、エトセルなどのバインダーを０．１％以上添加しても良い。また、分散剤１５ｂとして、酸基を含むブロック共重合物のアルキルアンモニウム塩を蛍光体インク１５の重量比で０．１％以上添加する。また、蛍光体インク１５の溶媒中に含まれる成分としては、適宜、背面基板６との濡れ性を考慮し、添加剤、表面調整剤などを添加してもよい。
【００３６】
次に、図７Ｂに示すように、例えば５０℃以上の加熱を行い、蛍光体材料１５ａ、分散剤１５ｂが含まれる蛍光体インク１５を乾燥させる。この際、分散剤１５ｂなどの成分が分解しない程度の温度で加熱する。
【００３７】
特に、本発明においては、前述した分散剤１５ｂの成分で、上記した工程を実施することにより、分散剤１５ｂは、酸基、及び、塩基の末端基を保有しているため、酸基と塩基の親和性が強く、隔壁９の表面に付着した分散剤１４ａの各々の末端基と作用しやすくなる。このため、粘度の低いインクジェット用の蛍光体インク１５において、沈降速度の早い１μｍ以上の径を持つ反射膜を形成する材料であっても、乾燥工程後に隔壁９内に十分被覆することが可能となる。
【００３８】
次に、図８に示すように、１００℃以上の加熱による蛍光体インク１５の焼成工程を行うことにより、ＰＤＰの背面板が完成する。この焼成を行うことにより、拡散した分散剤成分を十分に分解できるため、デバイス特性への影響は軽減できる。
【００３９】
ここで、加熱温度は、インクに用いた溶媒の成分、雰囲気、排気速度などに大きく依存する。また、隔壁９に存在する空孔の大きさ、空孔率により、インクは毛細管現象により隔壁９に吸収されるため、加熱しなくても良い場合もある。
【００４０】
ここで、上記実施の形態においては、隔壁９に蛍光体インクの分散剤に対して親和性を有する溶剤を塗布し、隔壁９と蛍光体インク１５との親和性を良好なものとしたが、蛍光体インク１５自身を隔壁９に対して親和性の良好なインクとすることによっても、蛍光体を隔壁９の側壁に十分な膜厚で付着させるようにしてもよい。
【００４１】
具体的には、蛍光体インク１５の成分として、例えば、隔壁９の材料のゼータ電位が負で、蛍光体層１０を形成する蛍光体材料１５ａに青色蛍光体ＢａＭｇＡｌ10Ｏ17：Ｅｕ2+を用いる場合は、分散剤１５ｂとしては、ゼータ電位が正となるような親和性のあるアクリル系共重化合物をインク重量比で０．１％以上添加する。さらに、蛍光体インク１５には、ブチルカルビトールアセテートを用い、インクジェットで吐出させるための粘度調整剤として、エトセルなどのバインダーを０．１％以上添加しても良い。分散剤１５ｂのゼータ電位について、隔壁９の材料のゼータ電位が正の場合はそれに相反する負のゼータ電位となるようなものを用いる。すなわち、蛍光体インク１５は、隔壁９を構成する材料のゼータ電位に相反するゼータ電位を有する分散剤１５ｂを添加することが望ましい。また、インク溶媒中に含まれる成分としては、適宜、背面基板６との濡れ性を考慮し、添加剤、表面調整剤などを添加してもよい。
【００４２】
特に、前述した分散剤１５ｂの成分で、上記した工程を実施した場合、分散剤１５ｂは、ゼータ電位が正、または負を保有しているため、隔壁９の材料との親和性が強く、隔壁９の材料と作用しやすくなる。このため、粘度の低いインクジェット用のインクにおいて、沈降速度の早い１μｍ以上の径を持つ蛍光体層１０を形成する材料であっても、乾燥工程後に隔壁９の側面に十分な付着量で付着させることが可能となる。
【産業上の利用可能性】
【００４３】
以上のように本発明によるプラズマディスプレイパネルは、高精細で大画面のＰＤＰを容易に実現する上で有用な発明である。
【符号の説明】
【００４４】
１    前面基板
２    走査電極
３    維持電極
４，８    誘電体層
５    保護層
６    背面基板
７    データ電極
９    隔壁
１０    蛍光体層
１１    放電セル
１２    ナノ粒子膜
１３    気孔部
１４    溶剤
１４ａ    分散剤
１５    蛍光体インク
１５ａ    蛍光体材料
１５ｂ    分散剤
【手続補正２】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に形成した複数の表示電極を覆うように誘電体層を形成するとともに前記誘電体層上に保護層を形成した前面基板と、
前記前面基板に放電空間を形成するように対向配置され、かつ前記表示電極と交差する方向にデータ電極を形成するとともに前記放電空間を区画する隔壁を設けた背面基板と、
前記背面基板の前記隔壁間に蛍光体材料と分散剤とからなる蛍光体インクを塗布して形成した蛍光体層とを有し、
前記隔壁の表面に直径１ｎｍ以上１００ｎｍ以下の範囲にあるナノ粒子を塗布するか、または前記蛍光体インクの分散剤に対して親和性を有する溶剤を塗布したプラズマディスプレイパネル。
【請求項２】
前記ナノ粒子は、前記隔壁の気孔部に配設した請求項１に記載のプラズマディスプレイパネル。
【請求項３】
前記ナノ粒子により前記隔壁上に反射膜を形成し、前記反射膜上に前記蛍光体層を形成した請求項１に記載のプラズマディスプレイパネル。
【請求項４】
前記反射膜の厚みが、０．１μｍ以上１０μｍ以下である請求項３記載のプラズマディスプレイパネル。
【請求項５】
前記ナノ粒子は、ＢａＯ、ＭｇＯ、ＺｎＯ、ＣｕＯ、ＳｉＯ2、ＳｎＯ2、Ｖ2Ｏ5、ＮｉＯ、Ｆｅ2Ｏ3、Ｃｒ2Ｏ3、ＣｅＯ2の中から選ばれるものである請求項１に記載のプラズマディスプレイパネル。
【請求項６】
前記蛍光体インクは、前記隔壁を構成する材料のゼータ電位に相反するゼータ電位を有する分散剤を添加したものである請求項１に記載のプラズマディスプレイパネル。
【手続補正３】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】全図
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１】
2010032469.tif 000015
【図２】
2010032469.tif 000016
【図３】
2010032469.tif 000017
【図４】
2010032469.tif 000018
【図５】
2010032469.tif 000019
【図６Ａ】
2010032469.tif 000020
【図６Ｂ】
2010032469.tif 000021
【図６Ｃ】
2010032469.tif 000022
【図６Ｄ】
2010032469.tif 000023
【図７Ａ】
2010032469.tif 000024
【図７Ｂ】
2010032469.tif 000025
【図８】
2010032469.tif 000026
【手続補正書】
【提出日】平成22年5月14日(2010.5.14)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像表示に用いられるプラズマディスプレイパネルに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、大画面で薄型軽量を実現できるカラー表示デバイスとしてプラズマディスプレイパネル（以下、「ＰＤＰ」と略記する）が注目されている。
【０００３】
ＰＤＰとして代表的な交流面放電型ＰＤＰは、対向配置された前面基板と背面基板との間に多数の放電セルが形成されている。前面基板は、１対の走査電極と維持電極とからなる表示電極対がガラス基板上に互いに平行に複数対形成され、それら表示電極対を覆うように誘電体層および保護層が形成されている。ここで保護層は、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）等のアルカリ土類酸化物の薄膜であり、誘電体層をイオンスパッタから保護するとともに放電開始電圧等の放電特性を安定させるために設けられている。背面基板は、ガラス基板上に複数の平行なデータ電極と、それらを覆うように誘電体層と、さらにその上に井桁状の隔壁とがそれぞれ形成され、誘電体層の表面と隔壁の側面とに蛍光体層が形成されている。そして、表示電極対とデータ電極とが立体交差するように前面基板と背面基板とが対向配置されて密封され、内部の放電空間には放電ガスが封入されている。ここで表示電極対とデータ電極とが対向する部分に放電セルが形成される。このような構成のＰＤＰの各放電セル内でガス放電により紫外線を発生させ、この紫外線で赤色、緑色および青色の各色の蛍光体を励起発光させてカラー表示を行っている。
【０００４】
ＰＤＰを駆動する方法としてはサブフィールド法、すなわち、１フィールド期間を複数のサブフィールドに分割した上で、発光させるサブフィールドの組み合わせによって階調表示を行う方法が一般的である。サブフィールドは、初期化期間、書込み期間および維持期間を有する。初期化期間では各放電セルで初期化放電を発生させて、それに続く書込み放電に必要な壁電荷を形成する。書込み期間では、表示を行うべき放電セルで選択的に書込み放電を発生させて、それに続く維持放電に必要な壁電荷を形成する。そして維持期間では、走査電極および維持電極に交互に維持パルスを印加して、書込み放電を起こした放電セルで維持放電を発生させ、対応する放電セルの蛍光体層を発光させることにより画像表示を行う。
【０００５】
このようなＰＤＰにおいて、高精細対応のため、隔壁間のサイズが小さくなったり、また大画面化の実現で、パネルが大型化してくると、ガラス基板の歪みなどの影響も大きくなる。このため蛍光体ペーストを隔壁間に精度よく塗布形成することが困難となる。その結果、隔壁の頂部に蛍光体ペーストが付着したり、隣接隔壁の内に異なる蛍光体ペーストが入ることによる混色の問題が発生する。
【０００６】
そこで、高精度で塗布することができるインクジェット工法が提案されている（特許文献１参照）。この方法は、蛍光体を有機溶剤中に分散させ、粘度を例えば１０ｃＰ以下にしたインクを作製し、インクジェットのヘッド先端から吐出させる方法である。したがって、この公報によれば、塗布する際の位置制御が可能であり、隔壁間の微小化や、基板ガラスの歪にも対応が可能となってくる。
【０００７】
しかしながら、このような方法で蛍光体を形成した場合、隔壁の表面や内部に存在する多数の気孔部によって、隔壁の壁面に付着する蛍光体の付着量にばらつきが生じるという課題が判明した。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００５−７１９５４号公報
【発明の概要】
【０００９】
本発明のプラズマディスプレイパネルは、基板上に形成した複数の表示電極を覆うように誘電体層を形成するとともに前記誘電体層上に保護層を形成した前面基板と、前記前面基板に放電空間を形成するように対向配置され、かつ前記表示電極と交差する方向にデータ電極を形成するとともに前記放電空間を区画する隔壁を設けた背面基板と、前記背面基板の前記隔壁間に、蛍光体材料と酸基及び塩基の末端基を有する分散剤とからなる蛍光体インクを塗布して形成した蛍光体層とを有し、前記隔壁の表面に、前記蛍光体インクの分散剤の末端基と作用する末端基を有する分散剤を添加した溶剤を塗布し、その後蛍光体インクを塗布して蛍光体層を形成することを特徴とする。
【００１０】
このような構成によれば、隔壁の側壁に十分な膜厚で付着させることができ、これによりムラのない高精細で大画面のＰＤＰを容易に実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の実施の形態におけるＰＤＰの構造を示す分解斜視図
【図２】同ＰＤＰの放電セル部分を示す断面図
【図３】同ＰＤＰの電極配列を示す図
【図４】ＰＤＰの放電セルの要部を示す断面図
【図５】本発明の効果を説明するための比較例によるＰＤＰの要部を示す断面図
【図６Ａ】本発明の実施の形態におけるＰＤＰの製造方法における要部の工程の様子を示す断面図
【図６Ｂ】同ＰＤＰの製造方法における要部の工程の様子を示す断面図
【図６Ｃ】同ＰＤＰの製造方法における要部の工程の様子を示す断面図
【図６Ｄ】同ＰＤＰの製造方法における要部の工程の様子を示す断面図
【図７Ａ】同ＰＤＰの製造方法における要部の工程の様子を示す断面図
【図７Ｂ】同ＰＤＰの製造方法における要部の工程の様子を示す断面図
【図８】同ＰＤＰの製造方法において、蛍光体層形成後の様子を説明するための断面図
【発明を実施するための形態】
【００１２】
図１は本発明の実施の形態におけるＰＤＰの構造を示す分解斜視図であり、図２は放電セル１１部分の要部を示す断面図である。
【００１３】
図１に示すように、ＰＤＰは、対向配置された前面板と背面板との間に多数の放電セル１１が形成されている。
【００１４】
前面板は、ガラス製の前面基板１上に１対の走査電極２と維持電極３とからなる表示電極が互いに平行に複数対形成されている。この走査電極２および維持電極３は、走査電極２−維持電極３−維持電極３−走査電極２の配列の順に繰り返して形成されている。そして、それら表示電極を覆うように誘電体層４およびＭｇＯからなる保護層５が形成されている。走査電極２および維持電極３は、それぞれＩＴＯ、ＳｎＯ2、ＺｎＯ等の導電性金属酸化物からなる透明電極２ａ、３ａ上にＡｇからなるバス電極２ｂ、３ｂを形成することにより構成されている。
【００１５】
背面板は、ガラス製の背面基板６上に、複数の互いに平行なＡｇを主成分とする導電性材料からなるデータ電極７を形成し、そのデータ電極７を覆うように誘電体層８を形成するとともに、さらにその上に井桁状の隔壁９を形成し、そして誘電体層８の表面と隔壁９の側面とに、赤、緑、青各色の蛍光体層１０を形成することにより構成されている。
【００１６】
なお、蛍光体層１０としては、青色蛍光体としてＢａＭｇＡｌ12Ｏ17：Ｅｕ3+を、緑色蛍光体としてＺｎ2ＳｉＯ4：ＭｎまたはＹＢＯ3：Ｔｂを、赤色蛍光体としてＹＢＯ3：Ｅｕ3+をそれぞれ用いることができる。しかし、上記蛍光体に限定されるものではない。また蛍光体の粒子径としては、１μｍ〜１０μｍ程度のものを用いる。ここで、蛍光体層１０を形成するための蛍光体ペーストとしては、上記蛍光体の粒子をブチルカルビトールアセテート、ターピネオール、エチルセルロースを溶解させた溶液に混合分散させて作製した。蛍光体ペーストの粘度は、エチルセルロースの分子量、含有量で制御し、粘度１００ｃＰ以下となるように作製するのが望ましい。また、分散剤としては、アクリル系共重合物、アルキルアンモニウム塩類、シロキサン類の材料を用いた。上記したように蛍光体層１０は、背面基板６の隔壁９間に蛍光体材料と分散剤とからなる蛍光体インクを塗布して形成している。
【００１７】
そして、走査電極２および維持電極３とデータ電極７とが立体交差するように、前面板と背面板とが対向配置されて周辺部が密封され、内部の放電空間に放電ガスを封入することによりパネルが構成されている。
【００１８】
ここで、図２に示すように、前面板と背面板とに挟まれた放電空間において、走査電極２および維持電極３とデータ電極７とが対向し、隔壁９により囲まれた部分に放電セル１１が形成されている。
【００１９】
図３は本発明の実施の形態におけるＰＤＰの電極配列図である。行方向に長いｎ本の走査電極Ｙ１、Ｙ２、Ｙ３・・・Ｙｎ（図１には走査電極２として示している）およびｎ本の維持電極Ｘ１、Ｘ２、Ｘ３・・・Ｘｎ（図１には維持電極３として示している）が配列され、列方向に長いｍ本のデータ電極Ａ１・・・Ａｍ（図１にはデータ電極Ａ７として示している）が配列されている。そして、１対の走査電極Ｙ１および維持電極Ｘ１と１つのデータ電極Ａ１とが交差した部分に放電セル１１が形成され、放電セル１１は放電空間内にｍ×ｎ個形成されている。そしてこれらの電極のそれぞれは、前面板、背面板の画像表示領域外の周辺端部に設けられた接続端子それぞれに接続されている。
【００２０】
ところで、図４に示すように、蛍光体ペーストを隔壁９間に塗布し、焼成して蛍光体層１０を形成する際に、まず、隔壁９の表面にナノ粒子膜１２を配設し、その後蛍光体ペーストを塗布して蛍光体層１０を形成する構成が考えられる。
【００２１】
本発明者らが低粘度の蛍光体ペーストを用いて蛍光体層１０を形成する実験を行ったところ、図５に示すように、蛍光体層１０が隔壁９の底部のみに形成されてしまうことがあった。この点に関し、本発明者らが検討を行った結果、隔壁９の表面及び内部には、複数の気孔部１３が存在していることが判明した。このため、低粘度の蛍光体ペーストを使用して蛍光体層１０を形成した場合、低粘度であるために蛍光体ペーストが隔壁９の表面の気孔部１３に吸収されることが判明した。その結果、図５に示すように、蛍光体層１０が隔壁９の底部のみに形成されてしまうなど、隔壁９の壁面に付着する蛍光体層１０の付着量にばらつきが生じるということが判明した。
【００２２】
この蛍光体層１０の付着量のばらつきを減らすための検討を行った結果、蛍光体ペーストを隔壁９間に塗布し、焼成して蛍光体層１０を形成する際に、まず、隔壁９の表面にナノ粒子膜１２を配設し、その後蛍光体ペーストを塗布して蛍光体層１０を形成する構成とすれば、ばらつきを減少できることが判明した。
【００２３】
さらに、本発明者らは、隔壁９間に蛍光体材料と分散剤とからなる蛍光体インクを塗布して蛍光体層１０を形成する際に、ばらつきの少ない蛍光体層１０形成方法について、ナノ粒子膜１２を用いる以外の構成について検討を行った。以下、本発明のＰＤＰにおいて蛍光体層１０を形成する際の製造方法の一例について、図６Ａ〜図８を用いて説明する。なお、図６Ａ〜図８に示す本発明の実施の形態におけるＰＤＰにおいて、図４、図５と同様な構成については、同符号を付け、説明を省略する。
【００２４】
図６Ａ〜図８は、本発明の実施の形態におけるＰＤＰの製造方法を説明するための断面図である。まず、図６Ａに示すように、隔壁９を形成した後、図６Ｂに示すように、背面板の隔壁９内に湿潤性の分散剤１４ａを含む溶剤１４を、例えば隔壁９の内容積の２／３程度塗布する。この場合、背面基板６などの材料における溶剤１４の濡れ性を考慮して、滴下する量を判断すればよい。
【００２５】
ここで、溶剤１４の成分は、例えば、蛍光体層１０を形成する材料に青色蛍光体ＢａＭｇＡｌ10Ｏ17：Ｅｕ2+を用いる場合、ブチルカルビトールアセテートを用い、インクジェットで吐出させるための粘度調整剤として、エトセルなどのバインダーを０．１％以上添加しても良い。また、溶剤１４の分散剤１４ａとしては、後述するように、隔壁９を構成する材料のゼータ電位に相反するゼータ電位を有するもので、酸基を含むブロック共重合物のアルキルアンモニウム塩を溶剤１４の重量比で０．１％以上添加する。また、溶剤１４中に含まれる成分としては、適宜、背面基板６との濡れ性を考慮し、添加剤、表面調整剤などを添加しても良い。
【００２６】
次に、図６Ｃに示すように、例えば５０℃以上の加熱を行い、分散剤１４ａが含まれる溶剤１４を乾燥させる。この際、分散剤１４ａなどの成分が分解しない程度の温度で加熱する。ここで、加熱温度は、インクに用いた溶媒の成分、雰囲気、排気速度などに大きく依存する。また、隔壁９に存在する空孔の大きさ、空孔率により、インクは毛細管現象により隔壁９に吸収されるため、加熱を実施しなくても良い場合もある。
【００２７】
このような工程を施すことにより図６Ｄに示すように、隔壁９の表面に分散剤１４ａが吸収、もしくは付着する。
【００２８】
次に図７Ａに示すように、蛍光体層１０を形成するための蛍光体インク１５を、例えば隔壁９の内容積の２／３程度滴下する。この場合、背面基板６などの材料における蛍光体インク１５の濡れ性を考慮して、滴下するインク量を調整する。蛍光体インク１５中には、蛍光体層１０を形成する蛍光体材料１５ａ、蛍光体材料１５ａを分散させる分散剤１５ｂが含まれている。
【００２９】
ここで、蛍光体インク１５の成分は、例えば、蛍光体層１０を形成する蛍光体材料１５ａに青色蛍光体ＢａＭｇＡｌ10Ｏ17：Ｅｕ2+を用いる場合、ブチルカルビトールアセテートを用い、インクジェットで吐出させるための粘度調整剤として、エトセルなどのバインダーを０．１％以上添加しても良い。また、分散剤１５ｂとして、酸基を含むブロック共重合物のアルキルアンモニウム塩を蛍光体インク１５の重量比で０．１％以上添加する。また、蛍光体インク１５の溶媒中に含まれる成分としては、適宜、背面基板６との濡れ性を考慮し、添加剤、表面調整剤などを添加してもよい。
【００３０】
次に、図７Ｂに示すように、例えば５０℃以上の加熱を行い、蛍光体材料１５ａ、分散剤１５ｂが含まれる蛍光体インク１５を乾燥させる。この際、分散剤１５ｂなどの成分が分解しない程度の温度で加熱する。
【００３１】
特に、本発明においては、前述した分散剤１５ｂの成分で、上記した工程を実施することにより、分散剤１５ｂは、酸基、及び、塩基の末端基を保有しているため、酸基と塩基の親和性が強く、隔壁９の表面に付着した分散剤１４ａの各々の末端基と作用しやすくなる。このため、粘度の低いインクジェット用の蛍光体インク１５において、沈降速度の早い１μｍ以上の径を持つ反射膜を形成する材料であっても、乾燥工程後に隔壁９内に十分被覆することが可能となる。
【００３２】
次に、図８に示すように、１００℃以上の加熱による蛍光体インク１５の焼成工程を行うことにより、ＰＤＰの背面板が完成する。この焼成を行うことにより、拡散した分散剤成分を十分に分解できるため、デバイス特性への影響は軽減できる。
【００３３】
ここで、加熱温度は、インクに用いた溶媒の成分、雰囲気、排気速度などに大きく依存する。また、隔壁９に存在する空孔の大きさ、空孔率により、インクは毛細管現象により隔壁９に吸収されるため、加熱しなくても良い場合もある。
【００３４】
ここで、上記実施の形態においては、隔壁９に蛍光体インクの分散剤に対して親和性を有する酸基を含むブロック共重合物の分散剤を添加した溶剤を塗布し、隔壁９と蛍光体インク１５との親和性を良好なものとしたが、蛍光体インク１５自身も隔壁９に対して親和性の良好なインクとすることにより、蛍光体を隔壁９の側壁に十分な膜厚で付着させることができる。
【００３５】
具体的には、蛍光体インク１５の成分として、例えば、隔壁９の材料のゼータ電位が負で、蛍光体層１０を形成する蛍光体材料１５ａに青色蛍光体ＢａＭｇＡｌ10Ｏ17：Ｅｕ2+を用いる場合は、分散剤１５ｂとしては、ゼータ電位が正となるような親和性のあるアクリル系共重化合物をインク重量比で０．１％以上添加する。さらに、蛍光体インク１５には、ブチルカルビトールアセテートを用い、インクジェットで吐出させるための粘度調整剤として、エトセルなどのバインダーを０．１％以上添加しても良い。分散剤１５ｂのゼータ電位について、隔壁９の材料のゼータ電位が正の場合はそれに相反する負のゼータ電位となるようなものを用いる。すなわち、蛍光体インク１５は、隔壁９を構成する材料のゼータ電位に相反するゼータ電位を有する分散剤１５ｂを添加することが望ましい。また、インク溶媒中に含まれる成分としては、適宜、背面基板６との濡れ性を考慮し、添加剤、表面調整剤などを添加してもよい。
【００３６】
特に、前述した分散剤１５ｂの成分で、上記した工程を実施した場合、分散剤１５ｂは、ゼータ電位が正、または負を保有しているため、隔壁９の材料との親和性が強く、隔壁９の材料と作用しやすくなる。このため、粘度の低いインクジェット用のインクにおいて、沈降速度の早い１μｍ以上の径を持つ蛍光体層１０を形成する材料であっても、乾燥工程後に隔壁９の側面に十分な付着量で付着させることが可能となる。
【産業上の利用可能性】
【００３７】
以上のように本発明によるプラズマディスプレイパネルは、高精細で大画面のＰＤＰを容易に実現する上で有用な発明である。
【符号の説明】
【００３８】
１  前面基板
２  走査電極
３  維持電極
４，８  誘電体層
５  保護層
６  背面基板
７  データ電極
９  隔壁
１０  蛍光体層
１１  放電セル
１２  ナノ粒子膜
１３  気孔部
１４  溶剤
１４ａ  分散剤
１５  蛍光体インク
１５ａ  蛍光体材料
１５ｂ  分散剤
【手続補正２】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に形成した複数の表示電極を覆うように誘電体層を形成するとともに前記誘電体層上に保護層を形成した前面基板と、
前記前面基板に放電空間を形成するように対向配置され、かつ前記表示電極と交差する方向にデータ電極を形成するとともに前記放電空間を区画する隔壁を設けた背面基板と、
前記背面基板の前記隔壁間に、蛍光体材料と酸基及び塩基の末端基を有する分散剤とからなる蛍光体インクを塗布して形成した蛍光体層とを有し、
前記隔壁の表面に、前記蛍光体インクの分散剤の末端基と作用する末端基を有する分散剤を添加した溶剤を塗布したことを特徴とするプラズマディスプレイパネル。
【請求項２】
前記蛍光体インクは、前記隔壁を構成する材料のゼータ電位に相反するゼータ電位を有する分散剤を添加したものである請求項１に記載のプラズマディスプレイパネル。
【手続補正書】
【提出日】平成22年8月4日(2010.8.4)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２５】
ここで、溶剤１４の成分は、例えば、蛍光体層１０を形成する材料に青色蛍光体ＢａＭｇＡｌ10Ｏ17：Ｅｕ2+を用いる場合、ブチルカルビトールアセテートを用い、インクジェットで吐出させるための粘度調整剤として、エトセルなどのバインダーを０．１％以上添加しても良い。また、溶剤１４の分散剤１４ａとしては、酸基を含むブロック共重合物のアルキルアンモニウム塩を溶剤１４の重量比で０．１％以上添加する。また、溶剤１４中に含まれる成分としては、適宜、背面基板６との濡れ性を考慮し、添加剤、表面調整剤などを添加しても良い。
【国際調査報告】
2010032469.tif 000027
2010032469.tif 000028
2010032469.tif 000029