(57)【要約】【課題】人の視覚特性として敏感となる、白色表示時における表示画像の色ムラ等の不均一を抑制することができるＰＤＰの製造方法を実現することを目的とする。【解決手段】蛍光体材料と樹脂成分とを含む蛍光体ペーストを塗布し、その後、焼成により前記樹脂成分の除去を行う工程を備え、この焼成における少なくとも昇温過程を、水蒸気を含む雰囲気下で行う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である。  すなわち、昇温させる際に水蒸気を存在させることで蛍光体ペーストの樹脂成分は十分に燃焼させられ、その結果、蛍光体材料の特性を大きく劣化させる不純物ガス源の残留量を少なくすることができる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
蛍光体材料と樹脂成分とを含む蛍光体ペーストを塗布し、その後、焼成により前記樹脂成分の除去を行う工程を備え、この焼成における少なくとも昇温過程を、水蒸気を含む雰囲気下で行う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。
【請求項２】
前記焼成における降温過程は、乾燥雰囲気下で行うことを特徴とする請求項１に記載のプラズマディスプレイパネルの製造方法。
【請求項３】
前記焼成における降温過程も水蒸気を含む雰囲気下で行い、その後、前記焼成を経た蛍光体材料を４５０℃以上の乾燥雰囲気に曝すことを特徴とする請求項１に記載のプラズマディスプレイパネルの製造方法。
【請求項４】
前記水蒸気量を含む雰囲気が、水蒸気量が２０ｇ／ｍ3〜３０ｇ／ｍ3であることを特徴とする請求項１または３に記載のプラズマディスプレイパネルの製造方法。
【請求項５】
前記乾燥雰囲気が、露点が−３０℃以下であることを特徴とする請求項２または３に記載のプラズマディスプレイパネルの製造方法。
【請求項６】
前記蛍光体材料の少なくとも一部が、ＢａＭｇＡｌ10Ｏ17：Ｅｕであることを特徴とする請求項１に記載のプラズマディスプレイパネルの製造方法。
【請求項７】
前記蛍光体材料の少なくとも一部が、Ｚｎ2ＳｉＯ4：Ｍｎであることを特徴とする請求項１に記載のプラズマディスプレイパネルの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、表示デバイス等に用いられるプラズマディスプレイパネルの製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
高品位テレビジョン画像を大画面で表示するためのディスプレイ装置として、プラズマディスプレイパネル（ＰＤＰ）を使用した装置への期待が高まっている。
【０００３】
ＰＤＰは、基本的には、前面板と背面板とで構成されている。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表示電極と、この表示電極を覆う誘電体層と、この誘電体層上に形成されたＭｇＯからなる保護層とで構成されている。
【０００４】
ここで上記のガラス基板としては、大面積且つ平坦性に優れた、フロート法によるガラス基板を用い、表示電極は、例えば、薄膜プロセスにより透明電極を形成し、その上に導電性を確保するためのバス電極としてＡｇ材料を含むペーストを所定のパターンで形成した後、焼成することにより形成している。そしてこの誘電体層を覆うように、ＭｇＯからなる保護層を一般的な薄膜形成法を用いて形成している。
【０００５】
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アドレス電極と、このアドレス電極を覆う誘電体層と、その上に形成された隔壁と、各隔壁間に形成された赤色、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。
【０００６】
ここで上記のガラス基板としては、前面板と同じく、大面積且つ平坦性に優れた、フロート法によるガラス基板を用い、その上にＡｇ材料を含むペーストを所定のパターンで形成した後、焼成することによりアドレス電極を形成している。そしてこのアドレス電極を覆うように、誘電体ペーストを塗布し焼成することにより誘電体層を形成し、さらにこの誘電体層１３上に隔壁材料を用いて隔壁を形成している。また、この隔壁の間の凹部には、赤色、緑色、青色それぞれに発光する蛍光体をペースト化したものをスクリーン印刷法あるいはインクジェット法などによって塗布し、その後、焼成することで、ペースト内の樹脂成分等を除去し、各色の蛍光体層として形成している。
【０００７】
そして次に、以上のように形成した前面板と背面板とを、表示電極とアドレス電極とが直交するように、且つ間に放電空間を形成するように隔壁を挟んで対向配置し、周囲を封着部材により封止する、いわゆる封着工程を行う。
【０００８】
その後、全体を加熱しながら放電空間内を排気する、いわゆる排気・ベーキング工程を行い、その後、放電空間内にネオン及びキセノンなどを混合してなる放電ガスを約６６５００Ｐａ（約５００Ｔｏｒｒ）程度の圧力で封入することによりＰＤＰを構成している（例えば、非特許文献１参照）。
【非特許文献１】内池平樹、御子柴茂生共著、「プラズマディスプレイのすべて」、（株）工業調査会、１９９７年５月１日、ｐ７９−ｐ８０
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
ＰＤＰとして要求される特性の一つに、表示画像の均一性が挙げられる。ここで、単色表示の輝度や色合いについては人の視覚特性は鈍感であるが、白色表示時の色合いには非常に敏感で、わずかな色の違いがムラとなって見えてしまう。特に、情報表示装置としてＰＤＰを用いる場合には、白色が背景に使われることが多く、色ムラが目立つこととなるため、白色表示の均一性を上げることが急務となる。
【００１０】
本発明は、上記課題に鑑みなされたものであり、白色表示時における表示画像の色ムラ等の不均一を抑制することができるＰＤＰの製造方法を実現することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的を実現するために本発明のＰＤＰの製造方法は、蛍光体材料と樹脂成分とを含む蛍光体ペーストを塗布し、その後、焼成により前記樹脂成分の除去を行う工程を備え、この焼成における少なくとも昇温過程を、水蒸気を含む雰囲気下で行うことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、白色表示時における表示画像の色ムラ等の不均一を抑制することが可能なＰＤＰの製造方法を実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
すなわち、本発明の請求項１に記載の発明は、蛍光体材料と樹脂成分とを含む蛍光体ペーストを塗布し、その後、焼成により前記樹脂成分の除去を行う工程を備え、この焼成における少なくとも昇温過程を、水蒸気を含む雰囲気下で行う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である。
【００１４】
また、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記焼成における降温過程は、乾燥雰囲気下で行うことを特徴とするものである。
【００１５】
また、請求項３に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記焼成における降温過程も水蒸気を含む雰囲気下で行い、その後、前記焼成を経た蛍光体材料を４５０℃以上の乾燥雰囲気に曝すことを特徴とするものである。
【００１６】
また、請求項４に記載の発明は、請求項１または３に記載の発明において、前記水蒸気量を含む雰囲気が、水蒸気量が２０ｇ／ｍ3〜３０ｇ／ｍ3であることを特徴とするものである。
【００１７】
また、請求項５に記載の発明は、請求項２または３に記載の発明において、前記乾燥雰囲気が、露点が−３０℃以下であることを特徴とするものである。
【００１８】
また、請求項６に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記蛍光体材料の少なくとも一部が、ＢａＭｇＡｌ10Ｏ17：Ｅｕであることを特徴とするものである。
【００１９】
また、請求項７に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記蛍光体材料の少なくとも一部が、Ｚｎ2ＳｉＯ4：Ｍｎであることを特徴とするものである。
【００２０】
以下、本発明の一実施の形態によるＰＤＰの製造方法について説明する。
【００２１】
図１は、ＰＤＰ１の概略構成を示す断面斜視図である。前面板２は、ガラス基板３と、その一方の主面上に形成されたストライプ状の表示電極４と、この表示電極４を覆う誘電体層５と、この誘電体層５上に形成された、例えばＭｇＯからなる保護層６とで構成されている。表示電極４は、走査電極７と維持電極８とで構成されている
【００２２】
ここで上記のガラス基板３としては、大面積且つ平坦性に優れた、フロート法によるガラス基板を用い、表示電極４としては、例えば、薄膜プロセスにより透明電極７ａ、８ａを形成し、その上に導電性を確保するためのバス電極７ｂ、８ｂとしてＡｇ材料を含むペーストを所定のパターンで形成した後、焼成することにより形成している。すなわち、走査電極７は透明電極７ａとバス電極７ｂとで構成され、維持電極８は透明電極８ａとバス電極８ｂとで構成されている。誘電体層５を覆う保護層６は一般的な薄膜形成法を用いて形成している。
【００２３】
一方、背面板９は、ガラス基板１０と、その一方の主面上に形成されたストライプ状のアドレス電極１１と、このアドレス電極１１を覆う誘電体層１２と、その上に形成された隔壁１３と、隔壁１３間に形成された赤色、緑色および青色にそれぞれ発光する蛍光体層１４Ｒ、１４Ｇ、１４Ｂとで構成されている。
【００２４】
ここで上記のガラス基板１０としては、前面板２と同じく、大面積且つ平坦性に優れた、フロート法によるガラス基板を用い、その上にＡｇ材料を含むペーストを所定のパターンで形成した後、焼成することによりアドレス電極１１を形成している。そしてこのアドレス電極１１を覆うように、誘電体ペーストを塗布し焼成することにより誘電体層１２を形成し、さらにこの誘電体層１２上に隔壁材料を用いて隔壁１３を形成している。また、この隔壁１３の間の凹部には、赤色、緑色、青色それぞれに発光する蛍光体材料をペースト化したものをスクリーン印刷法あるいはインクジェット法などによって塗布し、その後、焼成することで、ペースト内の樹脂成分等を除去し、各色の蛍光体層１４Ｒ、１４Ｇ、１４Ｂとして形成している。
【００２５】
次に、以上のように形成した前面板２と背面板９とを、表示電極４とアドレス電極１１とが直交するように、且つ間に放電空間１５を形成するように隔壁１３を挟んで対向配置し、周囲を封着部材により封止する、いわゆる封着工程を行う。表示電極４とアドレス電極１１との交差する領域が放電セル１６となる。
【００２６】
その後、全体を加熱しながら放電空間１５内を排気する、いわゆる排気・ベーキング工程を行い、その後、放電空間内にネオン及びキセノンなどを混合してなる放電ガスを約６６５００Ｐａ（約５００Ｔｏｒｒ）程度の圧力で封入することによりＰＤＰ１を構成している。
【００２７】
ここで、以上の構成のＰＤＰ１においては、従来、白色表示時において色ムラが目立ち、白色表示の均一性が損なわれるという課題があった。この課題に対し、本発明者が行った検討により、色ムラの発生のメカニズムが以下のように考えられることを見出した。
【００２８】
すなわち、前述のＰＤＰ１では、蛍光体層１４Ｒ、１４Ｇ、１４Ｂは、スクリーン印刷法あるいはインクジェット法などにより、蛍光体材料を含有したペーストを塗布し、その後、このペーストの分散剤として用いられている樹脂成分を除去するための焼成を行うことで形成している。ここで、使用されている蛍光体材料の大きさは概ね１μｍ〜３μｍであり、比表面積が大きいことから、焼成後の蛍光体層１４Ｒ、１４Ｇ、１４Ｂ中には炭化水素系の不純物ガスの原因となる樹脂成分が取り除ききれずに不純物ガス源として残ってしまう可能性が高かった。これら不純物ガス源は、後に行う排気・ベーキング工程で一部は取り除かれるが、一般に排気・ベーキングの際の排気は排気管を通して行われることから、ＰＤＰ面内において排気管に近いところと遠いところとで排気にムラが発生し、この排気ムラにより、不純物ガス源は面内に分布を持った状態で残留することとなる。このような状況で放電を発生させると、生じた荷電粒子が蛍光体層１４Ｒ、１４Ｇ、１４Ｂに衝突し、蛍光体層１４Ｒ、１４Ｇ、１４Ｂ中に残留している不純物ガス源は叩き出され放電空間１５中に浮遊することとなるが、不純物ガス源の残留量が面内で不均一であることから、浮遊する不純物ガスもＰＤＰ面内で不均一に分布することとなる。
【００２９】
一方、３色の蛍光体材料としては、次のものが一般的に用いられている。
赤色蛍光体材料：（Ｙ、Ｇｄ）ＢＯ3：Ｅｕ
緑色蛍光体材料：Ｚｎ2ＳｉＯ4：Ｍｎ
青色蛍光体材料：ＢａＭｇＡｌ10Ｏ17：Ｅｕ
そして、上記３色の蛍光体材料について、炭化水素系ガス等の不純物ガスの存在下で放電に曝した際の劣化傾向を調べたところ、特に緑色の蛍光体材料（Ｚｎ2ＳｉＯ4：Ｍｎ）の特性が大きく劣化することを確認している。
【００３０】
以上より、赤色、緑色、青色に発光するそれぞれの蛍光体層１４Ｒ、１４Ｇ、１４Ｂのうち、炭化水素系ガス等の不純物ガスの下では、緑色の蛍光体層１４Ｇが放電により大きく輝度劣化してしまうために色バランスが崩れ、且つその不純物ガスがＰＤＰ１の面内で不均一となっているため、色バランスの崩れ方にも面内でばらついた状態に色ムラができてしまうという考え方である。このような色ムラを、駆動条件などにより対策することは、その不均一性から非常に困難である。
【００３１】
そこで、本発明の一実施の形態によるＰＤＰ１の製造方法においては、塗布された蛍光体ペーストの焼成を以下の述べるような形態で行う。図２は、本発明の一実施の形態によるＰＤＰの製造方法における、蛍光体ペーストの焼成方法を説明するための図である。
【００３２】
図２（ａ）は、ベルトなどを用いて搬送する方式による焼成装置の概略構成の平面図を模式的に示す図であり、図２（ｂ）は、その焼成装置の長手方向に対する温度プロファイルを示す図である。すなわち、図２（ａ）に示す焼成装置では、蛍光体ペーストが塗布された背面板９を昇温させる領域（図２（ｂ）中の領域Ｉ）においては水蒸気を含むエアーを導入し、また基板を降温させる領域（図２（ｂ）中の領域II）においては乾燥したエアーを導入するように構成している。これらのエアーは背面板９の表面に沿って流れるように、例えば焼成装置の炉体部分の側面から炉内に導入するようにしている。さらに乾燥エアーは低温側から高温側に向かって流れるように、例えば導入口の向きを炉体側壁から基板投入口に向けるように設置している。また、領域Ｉと領域IIとにおいてそれぞれ導入したエアーの混入を防ぐとともに、領域IIにおいて導入したエアーの流れを高温側に向かうものとするために、例えば領域Ｉと領域IIとの境目付近には、強力な排気ダクトを設けている。なお、領域Ｉで導入する水蒸気を含むエアーとしては、例えば、清浄なエアーにバブリング法を用いることで水蒸気を含ませたものを挙げることができる。また、領域IIで導入する乾燥したエアーとしては、例えば、露点−３０℃以下の清浄なエアーを挙げることができる。
【００３３】
上述した構成は以下の考え方によるものである。すなわち、領域Ｉの昇温させる領域においては水蒸気を存在させており、このことにより蛍光体ペーストの樹脂成分を十分に燃焼させることができるようになる。しかしながら、青色蛍光体材料として用いるＢａＭｇＡｌ10Ｏ17：Ｅｕは、高温で水が吸着すると発光中心Ｅｕとその配位子であるＯとの距離が大きくなるため、発光スペクトルが長波長側にシフトしてしまい、良好な青色の発光が得られないことを確認している。しかしながら、水の吸着は可逆変化であり、乾燥雰囲気で、再度、高温焼成してやれば発光強度、スペクトルともに水を吸着する前の状態に回復することも確認している。そこで、領域Ｉにおいて水を吸着した青色蛍光体材料を、領域IIの降温させる領域において、乾燥雰囲気に曝すことで、その吸着した水を脱離させて元の状態に回復させるというものである。
【００３４】
以下に、上述の焼成装置により蛍光体ペーストの焼成を行った背面板を作製し、その性能評価実験を行った結果について述べる。
【００３５】
領域Ｉにおいて導入する水蒸気を含むエアーとしては、清浄なエアーを３０℃の水に通してバブリングさせたものを用いた。また、領域IIにおいて導入する乾燥したエアーとしては、露点−３０℃以下のものを用いた。
【００３６】
また、前面板としては従来と同様の方法で作製したものを用い、前述の背面板と貼り合わせることで完成させたＰＤＰに対し点灯評価を行った。点灯評価としては、単色および白色ベタ表示時の輝度と色度分布を測定した。この結果、従来と比較して、輝度、色度とも均一となっていることを確認した。
【００３７】
また、背面板に対しＴＤＳ分析を実施し、そのガス放出の状態を測定した。具体的には、５００℃まで昇温し、その過程で脱離してきたガスの総量を調べた。その結果、従来のものに比べて、水、炭酸系、炭化水素系のいずれの不純物ガスにおいても、その量が減少していることを確認した。すなわち、本発明の一実施の形態によるＰＤＰの製造方法によれば、焼成後の蛍光体層１４Ｒ、１４Ｇ、１４Ｂ中には炭化水素系の不純物ガスの原因となる樹脂成分が極めて少なくなっているものと考えられる。
【００３８】
なお、以上の効果を十分に得るために、エアーの水蒸気量を２０ｇ／ｍ3〜３０ｇ／ｍ3とすることが好ましいことを確認している。このような水蒸気量は、例えばバブリングの際の水温を３０℃以上とすれば良いことを確認している。但し、水温を４０℃以上とすると、バブリング後、炉体へのガス導入口までの管の中で結露してしまい、最悪、炉体内外で水となってしまう場合があることも確認している。
【００３９】
また、領域IIにおいては、乾燥エアーの露点が高かったり流量が少なかったりした場合には、色ムラの観点では問題なかったが、青色蛍光体材料に対する元の状態への回復が不十分であることに起因すると考えられる、発光強度の低下と発光スペクトルの長波長側へのシフトを確認している。そこで、乾燥エアーとして、露点−３０℃以下のものを用いることで、上記問題が抑制されることを確認しており、このことから、青色蛍光体材料の状態の回復がなされたものと考えられる。
【００４０】
また、上述のようにして構成したＰＤＰ１においては放電の際の異常放電が抑制されることも確認しており、これも放電空間１５内における不純物ガスが減少したことによるものと考えられる。
【００４１】
（実施の形態２）
以下、本発明の一実施である、実施の形態２によるプラズマディスプレイパネルの製造方法について説明する。
【００４２】
図３に、本実施の形態における蛍光体焼成方法を適用した、ベルト方式の焼成装置の概略平面図と温度プロファイルを示す。図１との違いは、昇温領域である領域Ｉから降温領域である領域IIにかけて、導入するエアーとして水蒸気を含んだエアーとしている点である。
【００４３】
これは、蛍光体材料は、水を吸着している場合には、樹脂成分である炭化水素系の不純物ガスの吸着は抑制されるという効果を確認していることに基づくものである。すなわち、領域Ｉにおいては、実施の形態１と同様、水蒸気を存在させることにより樹脂成分の燃焼を十分に促進させ、さらにその後の領域IIにおいても水蒸気を存在させることにより、降温領域である領域IIにおいて、一旦、除去した樹脂成分が再付着することを防ぐことができるという効果を得ることができる。また、設備上からも、導入するエアーが一種類であることから、複数種類のエアーを導入する場合に比べ、エアー混入などの不安定要素が排除されるため、製造上のマージンを確保することが可能となる。
【００４４】
なお、本実施の形態においても、青色蛍光体材料に吸着している水を離脱させることで、特性を水が吸着する前の状態に回復させることが必要である。そこで、そのような工程を行うために、例えば図４に示すような構成が有効である。
【００４５】
これは、青色蛍光体材料への水の化学吸着は４００〜４５０℃であり、これを脱離させるには、乾燥雰囲気で４５０℃まで昇温させれば良く、このような工程を、従来と比べて工程数を増やすことなく実施する一つの方法として、４５０℃程度で焼成する封着工程において、対向させた状態の前面板２と背面板９との間の空間３０に乾燥エアーを流せば良いという考えに基づくものである。なお空間３０は、ＰＤＰとして完成した際には放電空間１５となるものである。
【００４６】
図４は、封着用の加熱装置、およびその加熱装置に装着された状態の前面板２と背面板９とを模式的に示す断面図である。この加熱装置は、対向配置された前面板２と背面板９とを加熱する加熱炉３１と、対向配置した前面板２と背面板９との間に流す乾燥エアーを供給する配管３２とを有する。背面板９には表示領域を避けて通気口３３が設けられており、この通気口３３には、いわゆるチップ管となるガラス管３４が取り付けられ、配管３２と接続することで、対向配置した前面板２と背面板９との間の空間３０に乾燥エアーを流すことができる。ここで符号３５は、封着部材である封着用ガラスフリットである。
【００４７】
すなわち、封着用ガラスフリット３５が塗布された背面板９と前面板２とを位置合わせして対向配置すると共に、ガラス管３４と配管３２との接続を行い、その後、配管３２とガラス管３４とを通じて、対向配置した背面板９と前面板２との間に乾燥エアーを流し、その状態で、焼成温度（一例としてピーク温度が４５０℃、２０分保持）にまで加熱することで、封着用ガラスフリット３５による封着を行うというものである。
【００４８】
以上のようにして作製したＰＤＰについて点灯評価したところ、各色表示での輝度、色度ともに不均一性は抑制され、且つ、青色蛍光体材料の発光特性としても発光スペクトルの長波長側へのシフトが抑制されていることを確認した。
【００４９】
なお、水の化学吸着を脱離させるためには、従来と同じく封着工程を経た後に排気ベーキング工程で４５０℃以上に昇温させてもよい。
【００５０】
また、以上の説明におけるエアーは、空気だけを指すものではなく、ＰＤＰ１の内部に悪影響を与えない限りにおいては任意のガスで構わない。
【００５１】
また、以上の説明における蛍光体ペーストは、蛍光体材料と樹脂成分とを含むものを総称的に指すものであり、蛍光体インク、蛍光体スラリーなどと呼ばれるものも含むものである。
【００５２】
すなわち、本願の明細書および図面は、本発明の一実施の形態を挙げたものに過ぎず、本発明は、これら実施の形態に限定されることを意図しない。
【産業上の利用可能性】
【００５３】
以上説明してきたように本発明によれば、白色表示時における表示画像の色ムラ等の不均一を抑制することが可能なＰＤＰの製造方法を実現することができ、有用である。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】本発明の一実施の形態によるプラズマディスプレイパネルの製造方法により製造されるプラズマディスプレイパネルの概略構成を示す断面斜視図
【図２】本発明の一実施の形態によるプラズマディスプレイパネルの製造方法を説明するための図
【図３】同じく、本発明の一実施の形態によるプラズマディスプレイパネルの製造方法を説明するための図
【図４】プラズマディスプレイパネルの封着装置の概略構成を示す断面図
【符号の説明】
【００５５】
１  プラズマディスプレイパネル（ＰＤＰ）
２  前面板
９  背面板
１４Ｒ、１４Ｇ、１４Ｂ  赤、緑、青の各色の蛍光体層
【図１】
2005302550.tif 000003
【図２】
2005302550.tif 000004
【図３】
2005302550.tif 000005
【図４】
2005302550.tif 000006