(57)【要約】【課題】高精細度化や大画面化に対応して、画面上に色ムラや輝度ムラの発生のない蛍光体層の形成方法を提供する。【解決手段】蛍光体塗布装置を用いて、隔壁が形成された基板に蛍光体インクを付着させる画像表示装置の製造方法であって、複数個のノズルを形成したノズルプレート３６と、このノズルプレートに蛍光体インクを供給する供給ユニット３０とを備え、前記ノズルプレートは、前記ノズルに連通しかつノズルに対して直交する空間３９を有し、前記供給ユニットは、前記ノズルに対して平行となるように内部に蛍光体インクを循環させるための往路と復路の流路３０ａ，３０ｂが形成され、蛍光体インクを往路の流路からノズルプレート上の空間を通り、復路の流路を通って循環させるように構成した。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
蛍光体塗布装置を用いて、隔壁が形成された基板に蛍光体インクを付着させる画像表示装置の製造方法であって、前記蛍光体塗布装置は、複数個のノズルを形成したノズルプレートと、このノズルプレートに蛍光体インクを供給する供給ユニットとを備え、前記ノズルプレートは、前記ノズルに連通しかつノズルに対して直交する空間を有し、前記供給ユニットは、前記ノズルに対して平行となるように内部に蛍光体インクを循環させるための往路と復路の流路が形成され、蛍光体インクを往路の流路からノズルプレート上の空間を通り、復路の流路を通って循環させるように構成し、前記ノズルプレート上の空間を循環する蛍光体インクをノズルより吐出させることを特徴とする画像表示装置の製造方法。
【請求項２】
前記ノズルプレートは径が不均一のノズルを有するものであることを特徴とする請求項１に記載の画像表示装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、テレビなどの画像表示装置の製造に用いられ、かつ紫外線により励起されて発光する蛍光体層を有する画像表示装置の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、薄型テレビ等に用いられているディスプレイ装置としてプラズマディスプレイパネル（以下、ＰＤＰと記載する）が注目されている。ＰＤＰは、気体放電を利用した平面表示装置であって、高速表示や高精細表示、並びに大型化・薄型軽量化が比較的容易であり、映像表示装置や表示装置などの分野で広く実用化されている。
【０００３】
また、ＰＤＰの用途の多様化から、従来のＳＤパネル（走査線数が横８５２本、縦４８０本）やＨＤパネル（走査線数が横１０２４本、縦７６８本）よりさらに高精細のフルハイビジョンパネルやスーパーハイビジョンパネルの開発が望まれている。具体的には、例えば４２インチのフルハイビジョンパネルでは、画素数が横１９２０個×縦１０８０個で、横方向のセルピッチは０．１６ｍｍ程度となる。また、５０インチのスーパーハイビジョン（超高精細）パネルでは、画素数が横４０００個×縦２０００個とさらに増大し、横方向のセルピッチは０．１ｍｍ程度と極めて微細なサイズになる。このような、高精細のＰＤＰにおいてもさらなる輝度向上と、高画質化が要求されている。
【０００４】
このようなＰＤＰにおいて、蛍光体の形成方法として、特許文献１には、蛍光体ペーストをストライプ状の隔壁間に塗布した後に、隔壁間の中心部に空気を吹き付けて隔壁の側壁に蛍光体ペーストを盛り上げさせて充分な膜厚を形成する方法が開示されている。また、特許文献２には、蛍光体ペーストを塗布後に、基板の上下面を逆転させて乾燥し、隔壁の側壁に充分な膜厚を形成する方法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平１１−９６９１１号公報
【特許文献２】特開２０００−２６０３３０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、上記の課題を解決して、高精細度化や大画面化に対応して、画面上に色ムラや輝度ムラの少ない蛍光体層を形成することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の目的を達成するために、本発明の製造方法は、蛍光体塗布装置を用いて、隔壁が形成された基板に蛍光体インクを付着させる画像表示装置の製造方法であって、前記蛍光体塗布装置は、複数個のノズルを形成したノズルプレートと、このノズルプレートに蛍光体インクを供給する供給ユニットとを備え、前記ノズルプレートは、前記ノズルに連通しかつノズルに対して直交する空間を有し、前記供給ユニットは、前記ノズルに対して平行となるように内部に蛍光体インクを循環させるための往路と復路の流路が形成され、蛍光体インクを往路の流路からノズルプレート上の空間を通り、復路の流路を通って循環させるように構成し、前記ノズルプレート上の空間を循環する蛍光体インクをノズルより吐出させることを特徴とする。
【０００８】
このような方法によれば、安定してノズルから蛍光体を塗布することが蛍光可能となり、蛍光体層膜厚のばらつきを排除することができる。その結果、高精細度、大画面でも、形状が均一で、なおかつ高輝度を実現する蛍光体層の形状を実現することができる。
【発明の効果】
【０００９】
以上のように、本発明の製造方法によれば、高精細度、大画面でも、形状が均一で、なおかつ高輝度を実現する蛍光体層の形状を実現し、画面上に色ムラや輝度ムラの発生のない画像表示装置を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の実施の形態におけるＰＤＰの製造方法を用いて製造されるＰＤＰの構造を示す分解斜視図
【図２】同ＰＤＰの背面板の構成を示す断面図
【図３】同ＰＤＰにおいて、蛍光体層を形成するための装置の例を示す概略図
【図４】同装置のノズルプレートを示す平面図および断面図
【図５】同装置のノズルプレートの他の例を示す平面図および断面図
【図６】同装置のノズルプレートの他の例を示す平面図および断面図
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下に、本発明の一実施の形態について図面を参照しながら説明する。
【００１２】
図１は、実施の形態におけるＰＤＰの製造方法を用いて製造されるＰＤＰの構造を示す分解斜視図、図２は背面板の構成を示す断面図である。
【００１３】
図１に示すように、ＰＤＰ１０は、前面基板１１と背面基板１７とから構成されている。ガラス製の前面基板１１上には、走査電極１２と維持電極１３とで対をなす表示電極対１４が互いに平行に複数対形成されている。この走査電極１２および維持電極１３は、走査電極１２−維持電極１３−維持電極１３−走査電極１２の配列を繰り返すパターンで形成されている。走査電極１２は、酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）、酸化スズ（ＳｎＯ2）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）などの導電性金属酸化物からなる幅の広い透明電極１２ａの上に、導電性を高めるために銀（Ａｇ）などの金属を含む幅の狭いバス電極１２ｂを積層して形成されている。維持電極１３も同様に、幅の広い透明電極１３ａの上に幅の狭いバス電極１３ｂを積層して形成されている。
【００１４】
さらに、表示電極対１４を覆うように誘電体層１５および酸化マグネシウム（ＭｇＯ）からなる保護層１６が形成されている。誘電体層１５は、膜厚が約４０μｍの酸化ビスマス（Ｂｉ2Ｏ3）系低融点ガラスまたは酸化亜鉛（ＺｎＯ）系低融点ガラスで形成されている。保護層１６は、膜厚が約０．８μｍの酸化マグネシウム（ＭｇＯ）を主体とするアルカリ土類金属酸化物からなる薄膜層であり、誘電体層１５をイオンスパッタから保護するとともに放電開始電圧などの放電特性を安定させるために設けられている。
【００１５】
一方、ガラス製の背面基板１７上には、銀（Ａｇ）などを主成分とする導電性の高い材料からなる互いに平行な複数のデータ電極１８が形成され、データ電極１８を覆うように下地誘電体層１９が形成されている。下地誘電体層１９は、誘電体層１５と同様の酸化ビスマス（Ｂｉ2Ｏ3）系低融点ガラスなどであってもよいが、可視光反射層としての働きも兼ねるように酸化チタン（ＴｉＯ2）粒子などを混合した材料であってもよい。
【００１６】
下地誘電体層１９上には縦隔壁２２ａと横隔壁２２ｂとにより井桁状に構成された隔壁２２が形成され、下地誘電体層１９の表面と隔壁２２の側面とには、赤色、緑色、青色に発光する蛍光体層２３が形成されている。隔壁２２は、例えば低融点ガラス材料を用いて約０．１２ｍｍの高さに形成されている。蛍光体層２３は、青色蛍光体としてＢａＭｇＡｌ10Ｏ17：Ｅｕを、緑色蛍光体としてＺｎ2ＳｉＯ4：Ｍｎを、赤色蛍光体として（Ｙ、Ｇｄ）ＢＯ3：Ｅｕなどの蛍光体粒子を積層させて約１５μｍの膜厚に形成されている。
【００１７】
前面基板１１と背面基板１７は、表示電極対１４とデータ電極１８とが交差するように、対向配置され、その外周部をフリットなどの封着材（図示せず）によって封着され内部に放電空間が形成されている。放電空間にはキセノン（Ｘｅ）などを含む放電ガスが約６×１０4Ｐａの圧力で封入されている。放電空間は隔壁２２によって複数の区画に仕切られており、表示電極対１４とデータ電極１８とが交差する部分に放電セル２４が形成されている。そしてこれらの放電セル２４が放電、発光することにより画像が表示される。なお、ＰＤＰ１０の構造は上述したものに限られるわけではなく、隔壁２２の形状がストライプ状であってもよい。
【００１８】
なお、実施の形態では、画面サイズが４２インチクラスのフルハイビジョンテレビに合わせて、隔壁２２の高さは０．１ｍｍ〜０．１５ｍｍ、また隣接する隔壁２２のピッチは０．１５ｍｍとしている。
【００１９】
次に、ＰＤＰの製造方法について説明する。まず、前面基板１１上に、走査電極１２および維持電極１３と遮光層（図示せず）とを形成する。これらの走査電極１２および維持電極１３は透明電極と金属バス電極とで構成され、フォトリソグラフィ法などを用いてパターニングして形成される。次に、走査電極１２、維持電極１３および遮光層を覆うように前面基板１１上に誘電体ペーストをダイコート法などにより塗布して誘電体ペースト層（誘電体材料層）を形成する。誘電体ペーストを塗布した後、所定の時間放置することによって塗布された誘電体ペースト表面がレベリングされて平坦な表面になる。その後、誘電体ペースト層を焼成固化することにより、誘電体層１５が形成される。なお、誘電体ペーストはガラス粉末などの誘電体材料、バインダーおよび溶剤を含む塗料である。次に、誘電体層１５上に酸化マグネシウム（ＭｇＯ）からなる保護層１６を真空蒸着法により形成する。
【００２０】
一方、背面基板１７上に、銀（Ａｇ）材料を含むペーストをスクリーン印刷する方法や、金属膜を全面に形成した後、フォトリソグラフィ法を用いてパターニングする方法などによりデータ電極１８用の構成物となる材料層を形成し、それを所望の温度で焼成することによりデータ電極１８を形成する。次に、データ電極１８が形成された背面基板１７上にダイコート法などによりデータ電極１８を覆うように誘電体ペーストを塗布して誘電体ペースト層を形成する。その後、誘電体ペースト層を焼成することにより下地誘電体層１９を形成する。なお、誘電体ペーストはガラス粉末などの誘電体材料とバインダーおよび溶剤を含んだ塗料である。
【００２１】
次に、下地誘電体層１９上に隔壁材料としてのガラス粉末や骨材を含む隔壁形成用ペーストを塗布して所定の形状にパターニングすることにより、隔壁材料層を形成した後、焼成することにより隔壁２２を形成する。ここで、下地誘電体層１９上に塗布した隔壁用ペーストをパターニングする方法としては、フォトリソグラフィ法やサンドブラスト法を用いることができる。隔壁２２はデータ電極１８と平行な縦隔壁２２ａと、縦隔壁２２ａに直交する横隔壁２２ｂとにより構成されるようにパターニングされる。
【００２２】
次に、隣接する隔壁２２間の下地誘電体層１９上および隔壁２２の側面に蛍光体材料を含む蛍光体ペーストを塗布し、焼成することにより蛍光体層２３が形成される。蛍光体層２３を構成する蛍光体材料としては、赤色蛍光体層にＹ2xＯ3：Ｅｕxまたは（Ｙ，Ｇｄ）1-xＢＯ3：Ｅｕx、緑色蛍光体層に〔（Ｚｎ1-xＭｎx）2ＳｉＯ4〕、青色蛍光体層にＢａ1-xＭｇＡｌ10Ｏ17：ＥｕxまたはＢａ1-x-yＳｒyＭｇＡｌ10Ｏ17：Ｅｕxの材料を用いている。
【００２３】
ここで、蛍光体層２３の形成方法は、図３（ａ）、（ｂ）に示すようなインクジェット法による蛍光体インク塗布装置を用い、蛍光体インクを噴射させて塗布するというものである。なお、図３（ａ）は蛍光体インク塗布装置のノズル部分の概略側面図、図３（ｂ）はノズル部分の内部構造を示す断面図である。また、図４はノズルプレートを示す図であり、図４（ａ）はノズルプレートの平面図、図４（ｂ）は図４（ａ）のＡ−Ａ線で切断した断面図である。
【００２４】
図３に示すように、蛍光体塗布装置は、蛍光体インクを供給する供給ユニット３０、供給ユニット固定部３１、スペーサー３２、供給ユニット３０の絶縁部３３、振動板３４、圧電素子３５、複数個のノズル３６ａを有するノズルプレート３６を備えている。なお、３７はノズルから吐出された吐出液、３８はノズルプレート３６において、ノズルの周囲に配置したＯリングによるシール部材で、このシール部材３８によりノズルプレート３６上には、蛍光体インクが流れる空間３９が形成されている。この空間３９は、ノズル３６ａに連通し、かつノズル３６ａに対して直交するように形成されている。
【００２５】
供給ユニット３０の内部には、蛍光体インクを循環させるための往路の流路３０ａ、復路の流路３０ｂが形成され、インクサーバーから供給される蛍光体インクは、流路３０ａからノズルプレート３６に供給され、そしてノズルプレート３６上の空間３９を通り、流路３０ｂを通ってインクサーバーに戻るように、外部に取り付けられた循環機構により循環している。この往路の流路３０ａ、復路の流路３０ｂは、ノズル３６ａと平行に形成されている。
【００２６】
蛍光体塗布装置内部へ流路３０ａを通過して供給されるインクは、ノズルプレート３６上の空間３９を通過する際に、振動板３４上に取り付けられた圧電素子３５を駆動させることにより流路内部は加圧され、蛍光インクは、ノズルから連続的に吐出されるようになっている。このノズルの口径は、ノズルの目詰まり防止のため２５μｍ以上、かつ塗布の際の隔壁からのはみ出し防止のため１００μｍ以下にすることが望ましく、通常２５μｍ〜８５μｍに設定される。
【００２７】
蛍光体塗布装置は、図示しないヘッダ走査機構によって直線的に駆動されるように構成されており、背面ガラス基板、もしくは、蛍光体塗布装置を走査させるとともにノズルから蛍光体インクを連続的に吐出することにより、背面ガラス基板上の隔壁間の溝に蛍光体インクが均一に塗布される。ここで、使用される蛍光体インクの粘度は２５℃において、５〜１００ＣＰＳの範囲に保たれている。
【００２８】
蛍光体は、赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）の各蛍光体粒子と有機バインダーからなるペースト状の蛍光体インクを、隔壁間に塗布し、これを４００℃〜５９０℃の温度で焼成して有機バインダーを焼失させることによって、蛍光体粒子が結着した構造として形成する。
【００２９】
ここで、蛍光体インクは、各色蛍光体粒子、バインダー、溶媒とが混合され、５〜１００センチポアズ（ＣＰＳ）となるように調合されたものであり、必要に応じて、可塑剤、分散剤（０．１〜５ｗｔ％）等を添加してもよい。
【００３０】
蛍光体インクに調合されるバインダーとしては、平均分子量３万から２０万で、ヒドロキシプロピルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、エチルヒドロキシエチルセルロース、カルボキシメチルセルロース、ポリビニルアルコール、ポリビニルエーテル、エチルセルロース、アクリル樹脂等を用い（インクの０．１〜１０ｗｔ％を混合）、溶媒としては、α−ターピネオール、ブチルカービトール等の水に対して難溶性の溶剤や、多価アルコール誘導体としては、エチレングリコール、エチレングリコールモノアセタート、エチレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコールモノブチルエーテル、エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノメチルエーテルアセタート、３−メトキシ−３−メチルブタノール、アリルアルコール、イソプロピルアルコール、エタノール、グリシドール、テトラヒドロフルフィリルアルコール、ｔ−ブタノール、フリフリルアルコール、プロパルギルアルコール、１−プロパノール、メタノール、３−メチル−１−ブチン−３−オール、１５−クラウン−５、１８−クラウン−６、酸化プロピレン、１，４−ジオキサン、ジプロピルエーテル、ジメチルエーテル、テトラヒドラフラン、アセトアルデヒド、ジアセトンアルコール、乳酸メチル、γ−ブチロラクトン、グリセリン、グリセリン１，２−ジメチルエーテル、グリセリン１，３−ジメチルエーテル、グリセリン１−アセタート、２−クロロ−１，３−プロパンジオール、３−クロロ−１，２−プロパンジオール、ジエチレングリコール、ジエチレングリコールエチルメチルエーテル、ジエチレングリコールクロロヒドリン、ジエチレングリコールジアセタート、ジエチレングリコールジエチルエーテル、ジエチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、ジプロピレングリコール、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル、トリエチレングリコール等のような水に対して自由混合できる溶剤を用いることができる。なお、バインダーとして、ＰＭＡやＰＶＡなどの高分子を、溶媒として、ジエチレングリコール、メチルエーテルなどの有機溶媒の水をそれぞれ用いることもできる。また、必要に応じて、フタル酸ジメチル、フタル酸ジエチル、フタル酸ジブチル、フタル酸ジヘプチル、フタル酸ジ−ｎ−オクチル、フタル酸ジ−２−エチルヘキシル、フタル酸オクチルデシル、フタル酸ジイソデシル、フタル酸ブチルベンジル、オレイン酸ブチル、ジエチレングリコールジベンゾエート、ブチルフタリルブチルグリコレート、アセチルクエン酸トリブチル、アビエチン酸メチル、セバシン酸ジブチル、セバシン酸−２−エチルヘキシン、２−ニトロビフェニル、ジノニルナフタリン、アゼライン酸ジ−２−エチルヘキシルのいずれか１つ以上の可塑剤を添加してもよい。
【００３１】
次に、上記蛍光体塗布装置を用い、実際に蛍光体インクを安定した吐出ができるかどうかを確認するため、１０分間の連続的な吐出を行い、その安定性を確認した。この際に、蛍光体の種類（赤、青、緑）、蛍光体の含有濃度の条件も変え、吐出周波数についても低周波の１００Ｈｚと高周波の１ｋＨｚとで確認を実施した。
【００３２】
蛍光体インクの粘度は、各色蛍光体粒子、バインダー樹脂、溶剤などを調合し、２５℃で５〜３０ｃｐｓとなるように調整した。また、蛍光体粒子としては、青色蛍光体としてＢａＭｇＡｌ10Ｏ17：Ｅｕを、緑色蛍光体としてＺｎ2ＳｉＯ4：Ｍｎを、赤色蛍光体として（Ｙ、Ｇｄ）ＢＯ3：Ｅｕを用いた。バインダー樹脂としてはエチルセルロースを、溶剤としてはブチルアルコール、テルピネオール、ベンジルアルコールなどの有機溶媒混合物を用いた。
【００３３】
その結果を表１に示す。
【００３４】
【表１】
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【００３５】
表１の結果より、上述の蛍光体塗布装置によれば、蛍光体種類、濃度、及び、周波数に依存せずに、どの条件においても安定して目詰まり無く蛍光体インクを吐出することができた。すなわち安定した塗布が可能となり、高精細なパネルにおいても、安定した塗布が可能となるため、蛍光体層を均一に形成することが可能となる。従って、面内のムラを抑制することが可能となる。
【００３６】
なお、上記例では、ノズルプレート上に形成されたノズル孔が、同一直線上に同一の径で形成されているが、ノズル孔の径は均一でなくてもよく、この場合も、インク流路内のインクを安定して循環させることが可能となり、ノズル孔の穴から循環時に引き込む泡を抑制することが可能となる。従って、歩留まりを落とすことなく生産することが可能となる。図５はノズルプレート上に形成されたノズル孔が不均一な場合の例を示す図であり、図５（ａ）はノズルプレートの平面図、図５（ｂ）は図５（ａ）のＡ−Ａ線で切断した断面図である。
【００３７】
また、他の実施の形態に示されるようにノズル孔の中心が同一直線上になくてもよい。他の実施の形態によれば、隣接するノズルから塗布される蛍光体の濃度に差異が発生することを抑制することが可能となる。従って、歩留まりを落とすことなく生産することが可能となる。図６はノズルプレート上に形成されたノズル孔が同一直線上にない場合の例を示す図であり、図６（ａ）はノズルプレートの平面図、図６（ｂ）は図６（ａ）のＡ−Ａ線で切断した断面図である。
【００３８】
以上説明したように、本発明によれば、高精細度、大画面でも、形状が均一で、なおかつ高輝度を実現する蛍光体層の形状を実現することができる。
【産業上の利用可能性】
【００３９】
本発明のＰＤＰの製造方法によれば、高精細度、大画面でも、形状が均一で、なおかつ高輝度を実現する蛍光体層の形成が可能となり、大画面表示装置などに有用である。
【符号の説明】
【００４０】
１０  ＰＤＰ
１１  前面基板
１２  走査電極
１２ａ，１３ａ  透明電極
１２ｂ，１３ｂ  バス電極
１３  維持電極
１４  表示電極対
１５  誘電体層
１６  保護層
１７  背面基板
１８  データ電極
１９  下地誘電体層
２２  隔壁
２２ａ  縦隔壁
２２ｂ  横隔壁
２３  蛍光体層
２４  放電セル
３０  供給ユニット
３０ａ，３０ｂ  流路
３１  供給ユニット固定部
３２  スペーサー
３３  絶縁部
３４  振動板
３５  圧電素子
３６  ノズルプレート
３７  吐出液
３８  シール部材
３９  空間
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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