JP3877449B2

JP3877449B2 - 蛍光体パターンの形成方法

Info

Publication number: JP3877449B2
Application number: JP28516398A
Authority: JP
Inventors: 修服部; 博巳長谷川; 敏栄山崎; 秀樹関本
Original assignee: Namics Corp
Current assignee: Namics Corp
Priority date: 1998-10-07
Filing date: 1998-10-07
Publication date: 2007-02-07
Anticipated expiration: 2018-10-07
Also published as: JP2000113814A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、環境パフォーマンスの高い、精細なプラズマディスプレイパネル（ＰＤＰ）用の蛍光体層を高精度に製造する改良された方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
現在、ＰＤＰの量産には、特開平５−４７３０３号に開示されているようなスクリーン印刷法が用いられている。スクリーン印刷法は必要な部分にだけ蛍光体層を形成するために、高価な蛍光体の無駄がなく、作製工程が簡便であるという特徴がある。しかし、寸法精度の点で問題があり、ＨＤＴＶレベルの精細度になると、技術的に困難である。例えば、セルピッチが１５０μm以下である２５型サイズのＳＸＧＡクラスのような高精細パネルでは、蛍光体層をスクリーン印刷法で形成した場合、蛍光体層の均一性が低下し、また、印刷パターンの位置ズレが生じやすく、混色が発生するという問題がある。さらには、スクリーン版の裏に回り込んだ蛍光体ペーストがリブ頂部に付着してしまう危険性も高まり、高精度を達成する必要性の点から、スクリーンの耐久性にも限界がある。このように、スクリーン印刷法で蛍光体層の微細パターンを安定して精度よく形成することは困難である。
【０００３】
一方では、特開平９−２６５９０６号に開示されているような感光性樹脂組成物を用いる感光性ペースト法が提案されている。感光性ペースト法は、寸法精度は高いが、工数が多く、現像工程において除去された蛍光体が無駄になり、廃液が環境に与える影響が大きいなどの課題がある。また、通常、感光性ペーストに使用される有機材料は、スクリーン印刷用ペーストで用いる有機材料と比較して、熱分解性に劣り、焼成除去の後にカーボンが残留しやすい。残留カーボンはセル内に充填した希ガスを吸収するため、パネル寿命を縮め、パネル特性を低下させる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、使用材料の有効利用率を向上させながら、精細なＰＤＰ用の蛍光体層を高精度に製造する改良された方法を提供することである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明は、基板上に所定の蛍光体のパターンを形成する方法において、あらかじめ隔壁が形成され、それを含む感光性レジストにて全面が被覆された基板上、
（Ｉ）所定の蛍光体を適用する部分を開口させ、
（II）蛍光体を付着させ、乾燥させ、そして
（III）該蛍光体を付着させた部分を感光性レジストで埋める
ことを所定の回数行って形成する方法に関する。
【０００６】
更に、本発明は、蛍光体層を形成する方法であって、下記の工程を順に行うことを含む蛍光体層の形成方法に関する：
（Ｉ）アドレス電極及び隔壁が形成されたプラズマディスプレイパネル基板上に感光性レジストを塗付する工程；
（II）露光及び現像を行って、任意のセルを露出させる工程；そして
（III）任意のセルに蛍光体を含むペーストを印刷法にて適用し、乾燥させる工程
（IV）任意のセルを更に感光性レジストで埋める工程。
【０００７】
本発明の別法によれば、上記の工程（Ｉ）〜（IV）をそれぞれ蛍光体の種類を換えて繰り返し、その後、工程（Ｖ）感光性レジストを剥離する工程；そして工程（VI）不要な蛍光体ペースト部分を焼成により除去する工程を行って、赤、緑及び青に発光する多色の蛍光体パターンを有する蛍光体層を形成する方法が好ましい。
【０００８】
上記のいずれかの方法により形成した蛍光体層を有するプラズマディスプレイが好ましい。なお、基板、透明電極、バス電極、誘電体層、保護層、蛍光体、アドレス電極及び隔壁などのガス放電表示パネルに用いるその他の構成要素は、従来の公知の材料及び形成方法を用いてもよい。
【０００９】
本発明にしたがって、上記の方法で形成した蛍光体層を有するＰＤＰは、高精度でありながら、使用材料の有効利用率が高く、低コストである。
【００１０】
【発明の実施の形態】
本発明によれば、「蛍光体」とは、通常用いる蛍光体であり、特に限定されない。なお、「蛍光体」とは、蛍光体単味ではなく、有機樹脂及び有機溶媒などの混合物であるベヒクルと混合したペースト状のものを含む。
【００１１】
本発明によれば、「所定の蛍光体を適用する部分」とは、基板上に形成された隔壁によって区切られた空間であって、所定の幅と深さを有するように均一に形成されたセルである。本発明の好ましい態様では、所定の蛍光体をこの溝様の部分２本おきに、１本適用することが好ましい。
【００１２】
本発明によれば、「所定の蛍光体を適用する部分を開口させる」とは、任意の部分、例えば開口部又はセルを露出させて、蛍光体が適用できる状態にすることである。
【００１３】
本発明によれば、「蛍光体を付着させた部分を埋める」とは、蛍光体を付着させた開口部は、続く乾燥工程において蛍光体容積が減少するため、上部にあきを生じているので、そのあきを感光性レジストにて埋めることである。
【００１４】
本発明では、感光性レジスト材料として、ネガ型、ポジ型、ネガ−ポジ両用型のいずれでもよく、形態も液状レジスト、又はドライフィルムレジストのいずれを用いていもよい。このようなレジスト材料は、アルカリ現像型バインダーポリマー、そのモノマー、光重合開始剤などを含有したものを用いることが好ましい。感光性レジストが、ポジ型レジストであることが特に好ましい。
【００１５】
液状レジストの場合、アドレス電極及び隔壁を形成したＰＤＰにスピンコート法、ロールコート法などの一般的な方法で塗布し、乾燥後、所定のパターンをゆするマスクを介して露光することにより、パターンを転写し、その後現像して、任意のセルのみを露出させることが好ましい。
【００１６】
ドライフィルムレジストの場合、アドレス電極及び隔壁を形成したＰＤＰに加熱圧着（ラミネート）により密着させ、所定のパターンで露光、現像を行い任意のセルのみを露出させることが好ましい。
【００１７】
本発明によれば、現像液は、０．１〜２重量％のアルカリ水溶液、特に１重量％以下の炭酸ナトリウム水溶液が好ましい。
【００１８】
任意のセルを露出させた後、蛍光体ペーストを塗布する。その塗布方法はスクリーン印刷、ブレードコーティング法、ディスペンス法、スピンコート法、ロールコート法などのいかなる方法でもよい。蛍光体ペーストはそれぞれの塗布方法に適した材料及び組合せを用いることにより、適用形態を最適にすることができる。
【００１９】
本発明に用いることができる蛍光体は、特に限定されない。金属酸化物、希土類オキシハライドを母体としたものが好ましい。赤色用の蛍光体粉末としては、（Ｙ，Ｇｄ，Ｅｕ）ＢＯ₃、（Ｙ，Ｅｕ)₂Ｏ₃などが好ましい。緑色用の蛍光体粉末としては、（Ｚｎ，Ｍｎ)₂ＳｉＯ₄、（Ｂａ，Ｍｎ）Ａｌ₁₂Ｏ₁₉などが好ましい。青色用の蛍光体粉末としては、（Ｂａ，Ｅｕ）ＭｇＡｌ₁₀Ｏ₁₇などが好ましい。
【００２０】
本発明に用いることができるベヒクルは、有機樹脂と有機溶媒から調製する。有機樹脂としては、エチルセルロース、ニトロセルロース、アクリル樹脂などが挙げられる。また、有機溶媒としては、トルエン、キシレン、アミルベンゼン、ｐ−シメン、テトラリンなどの芳香族炭化水素；メントール、テルピネオール、カルペオール、ボルネオール、メンタンジオールなどのテルペンアルコール；２−メトキシエタノール、ジエチレングリコールモノブチルエーテルなどのエーテルアルコール；メチルイソブチルケトンなどのケトン；並びにエチレングリコールモノメチルエーテル酢酸エステルなどのエステルが挙げられ、これらの混合物でもよい。特に、ジエチレングリコールモノブチルエーテルでエチルセルロース樹脂を溶解したものが好ましい。
【００２１】
本発明に用いることができるベヒクル濃度は、付着方法が、例えばスクリーン印刷である場合、所望の見掛け粘度（２５℃）１０〜１００Pa・s、特に３０〜７０Pa・sを有するペーストを与えるよう調整することが好ましい。
【００２２】
スクリーン印刷法により蛍光体ペーストを適用する領域は、確実にセルが充填されるように、露出させたセルの開口部と等しいことが好ましく、開口部よりも広く設定することがより好ましい。
【００２３】
本発明によれば、蛍光体ペーストを付着させた後、スクレーパーなどで過剰な蛍光体ペーストをかきとり、１２０〜１８０℃で有機溶媒を揮発させることが好ましい。通常は、蛍光体を所定の回数付着させた後レジストを剥離するが、蛍光体を適用する毎に剥離し、４００〜６００℃で焼成してもよい。かきとったペーストは、再利用することができ、蛍光体材料の利用効率の向上に寄与する。
【００２４】
本発明の一実施形態を、図１に基づき、詳細に説明する。隔壁が形成されたプラズマディスプレイパネル基板上面の全部に感光性レジストを塗付し〔図１（Ａ）〕、露光及び現像を行って、任意のセルを露出させ〔図１（Ｂ）〕、任意のセルに蛍光体を含むペーストを印刷法にて適用し、乾燥させ〔図１（Ｃ）〕、任意のセルを更に感光性レジストで埋め〔図１（Ｄ）〕、これらの工程をそれぞれ蛍光体の種類を換えて所定回数繰り返し、蛍光体適用が完了した後、感光性レジストを剥離し〔図１（Ｅ）〕、不要な蛍光体ペースト部分を焼成により除去する工程を行って〔図１（Ｆ）〕、赤、緑及び青に発光する多色の蛍光体パターンを有する蛍光体層を形成する。
【００２５】
【実施例】
実施例１
ａ）アドレス電極及び隔壁をあらかじめ形成した背面側ＰＤＰ基板上に、ブレードコーティーング法を用いて、液状の感光性レジストＰＭＥＲ−ＮＤ４０（東京応化工業株式会社製）を膜厚５〜１５μm塗布し、７０℃で３０分間温風乾燥させた。
【００２６】
ｂ）隔壁に対応する位置に開口部を有し、セル２本おきに１本が露出するようなパターンでストライプ状の開口を有するマスクを介して、４００mJ/cm²で露光し、次いで現像液Ｎ−Ａ５（東京応化工業株式会社製）を用いて２５℃で１２０秒現像して、任意のセルを露出させた。
【００２７】
ｃ）露出させたセル内に、緑、青及び赤に発光する蛍光体ペースト各種（各蛍光体ペーストの蛍光体含有量は、赤：（Ｙ，Ｅｕ)₂Ｏ₃４５％、緑：（Ｂａ，Ｍｎ）Ａｌ₁₂Ｏ₁₉４０％及び青：（Ｂａ，Ｅｕ）ＭｇＡｌ₁₀Ｏ₁₇４０％である）のうち１種、エチルセルロース樹脂及びジエチレングリコールモノブチルエーテルからなる粘度４０Pa・Sの蛍光体ペーストを調製して、２５０メッシュのスクリーンマスクを用いるスクリーン印刷法により充填し、次いで余剰の蛍光体ペーストをスクレーパーでかきとった。
【００２８】
ｄ）１５０℃で１０分間乾燥させ、乾燥した蛍光体の上に、前記のレジストを塗付し、乾燥させた。
【００２９】
ｅ）上記の一連の蛍光体塗布工程工程ｂ）〜ｄ）を、３種類の蛍光体の個々のセルパターンが１本ずつずれるようにして、繰り返し、ストライプ状の蛍光面パターンを形成した。つぎに、０．４％水酸化ナトリウム水溶液に６０℃で２０秒間浸し、感光性レジストを剥離した。つぎに、５００℃で１０分間焼成し、蛍光体ペーストの不要部分を除去して蛍光体層を形成した。
【００３０】
このようにして、混色及びカスレがない均一で高精度な蛍光体層を形成した。
【００３１】
実施例２
ａ）実施例１と同様の基板上にドライフィルムレジストＡＰ５５０（東京応化工業株式会社製）を温度１３０℃、圧力３kgでラミネートした。
【００３２】
ｂ）実施例１の工程ｂ）と同様にして１００mJ/cm²で露光し、次いで３０℃の１％炭酸ナトリウム水溶液をスプレー圧１．５kg/cm²で用いて現像して、セルを露出させた。
【００３３】
ｃ）ブレードコーティーング法を用いて、ペーストを充填した以外は、実施例１の工程ｃ）と同様にして行った。
【００３４】
ｄ）実施例１の工程ｄ）及びｅ）と同様にして、混色及びカスレがない均一で高精度な蛍光体層を形成した。
【００３５】
感光性レジストＰＭＥＲ−ＮＤ４０を、ＯＦＰＲ−５０００に代えた以外は、実施例１と同様にして蛍光体層を形成した。この蛍光体層は、混色及びカスレがなく、均一で高精度であった。
【００３６】
比較例１
ａ）隔壁に対応したスクリーンマスクを用いて、実施例１と同様のＰＤＰ基板及びペーストを用いて、セル２本おきに１本をスクリーン印刷した。
【００３７】
ｂ）実施例１の工程ｄ）と同様にして行った。
【００３８】
ｃ）つぎに、赤、緑及び青に発光する蛍光体ペースト各種を、個々のセルパターンが１本ずつずれるようにして順次充填し、ストライプ状の蛍光面パターンを形成した。その後、５００℃で１０分間焼成し、不要な蛍光体ペースト部分を除去して、比較蛍光体層を得た。
【００３９】
このようにして得られた蛍光体層は、混色及びカスレが数箇所で観察された。
【００４０】
比較例２
ａ）実施例１と同様の基板を用いるが、ペーストにＢＭＲＣ−１０００（東京応化工業社製）及びブチルメタクリレートの混合物である感光性レジストを用い、（表示）セル全体にペーストをベタ印刷した。つぎに８０℃で３０分間乾燥させた。
【００４１】
ｂ）実施例１と同様のマスクを介して４００mJ/cm²で露光し、次いで３０℃の１％炭酸ナトリウム水溶液中に現像して、目的のセルに蛍光体層を形成した。
【００４２】
ｃ）比較例１の工程ｃ）と同様にして、比較蛍光体層を得た。このようにして得られた蛍光体層は高精度であったが、蛍光体ペースト量を実施例と比較すると、製造時に蛍光体を含む廃材が蛍光体ペースト全使用量の２／３以上であり、更に、実施例の３倍以上の蛍光体ペースト量が必要であった。更に、ペーストに用いた有機材料が焼成除去した後も残留した。
【００４３】
【発明の効果】
本発明によれば、使用材料の有効利用率が高いことから、精細なＰＤＰ用の蛍光体層を高精度に低コストで製造でき、そして熱分解性の悪い有機材料を用いる必要がないことから、高信頼性のＰＤＰを簡便に得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のＰＤＰの工程流れ図である。
【符号の説明】
１ガラス基板
２隔壁
３感光性レジスト
４Ｒ赤色蛍光体層
４Ｇ緑色蛍光体層
４Ｂ青色蛍光体層

Claims

蛍光体層を形成する方法であって、下記の工程を順に行うことを含む蛍光体層の形成方法：
（Ｉ）アドレス電極及び隔壁が形成されたプラズマディスプレイパネル基板上に感光性レジストを塗布する工程；
（II）露光及び現像を行って、任意のセルを露出させる工程；
（III）露出させた任意のセルに、蛍光体と、エチルセルロース、ニトロセルロース及びアクリル樹脂から選ばれる有機樹脂並びにトルエン、キシレン、アミルベンゼン、ｐ−シメン、テトラリン、メントール、テルピネオール、カルペオール、ボルネオール、メンタンジオール、２−メトキシエタノール、ジエチレングリコールモノブチルエーテル、メチルイソブチルケトン及びエチレングリコールモノメチルエーテル酢酸エステルから選ばれる有機溶媒から調製されるベヒクルとを混合した蛍光体ペーストをスクリーン印刷法にて適用し、乾燥させる工程；
（IV）任意のセルを更に感光性レジストで埋める工程。
工程（Ｉ）〜（IV）の後、蛍光体の種類を換えた蛍光体ペーストを用いて、工程（ II ）〜（ IV ）を繰り返し、その後、工程（Ｖ）感光性レジストを剥離する工程；そして工程（VI）不要な蛍光体ペースト部分を焼成により除去する工程を行って、赤、緑及び青に発光する多色の蛍光体パターンを有する蛍光体層を形成する、請求項１記載の方法。
感光性レジストが、ポジ型レジストである、請求項１又は２記載の方法。
請求項１〜３のいずれか１項に記載の方法により形成した蛍光体層を有するプラズマディスプレイ。