DE69920537T2

DE69920537T2 - Herstellungsverfahren einer Plasma-Anzeigetafel zur Herstellung einer Plasma-Anzeigetafel mit ausgezeichneter Bildqualität, ein Herstellungsgerät, und eine phosphoreszierende Tinte

Info

Publication number: DE69920537T2
Application number: DE69920537T
Authority: DE
Inventors: Hiroyuki Kawamura; Shigeo Hirakata-shi Suzuki; Masaki Aoki; Kanako Miyashita; Mitsuhiro Sakai-shi Ohtani; Hiroyuki Ibaraki-shi Kado; Keisuke Hirakata-shi Sumida; Nobuyuki Hirakata-shi Kirihara
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1998-07-08
Filing date: 1999-07-08
Publication date: 2005-01-27
Anticipated expiration: 2019-07-09
Also published as: DE69920536D1; CN1333422C; CN1523627A; KR100692750B1; DE69911228D1; CN1146939C; EP1291898B1; EP1126497B1; EP1291897B1; EP1291898A1; EP1291896A2; EP1291894A3; EP1126497A4; EP1291893A2; EP1291894B1; CN1523625A; EP1126497A1; US6857925B2; EP1291894A2; US7140940B2

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung einer Plasma-Anzeigetafel und auf eine Vorrichtung zum Auftragen von Phosphortinte.
Hintergrund der Technik
In den letzten Jahren gab es hohe Erwartungen für die Ausführung von Großbildfernsehgeräten mit hoher Bildqualität. Ein Beispiel dafür sind die Fernsehgeräte, die in Japan für den „HiVision"-Standard genutzt werden. Auf dem Gebiet der Anzeigeeinrichtungen wurden verschiedene Anzeigeeinrichtungen, wie zum Beispiel CRTs (Kathodenstrahlröhren), LCDs (Flüssigkristallanzeigen) und Plasma-Anzeigetafeln (im Folgenden als PDPs bezeichnet), mit dem Ziel erforscht, geeignete Fernsehgeräte herzustellen.
Die üblicherweise in Fernsehgeräten verwendeten Kathodenstrahlröhren haben eine hohe Auflösung und Bildqualität. Jedoch nehmen die Tiefe und das Gewicht von CRT-Fernsehgeräten mit der Größe des Bildschirmes zu, so dass CRTs nicht für die Herstellung von großen Fernsehgeräten mit Bildschirmgrößen von 101 cm und darüber geeignet sind. LCDs haben einige bemerkenswerte Vorteile, wie zum Beispiel einen niedrigen Stromverbrauch und eine niedrige Betriebsspannung, jedoch ist es schwierig, Großbild-LCDs herzustellen.
Hingegen ermöglichen PDPs die Herstellung von superflachen Großbildfernsehgeräten, wobei 127-cm-Modelle bereits entwickelt wurden.
PDPs können grob in Gleichstromtypen (DC) und Wechselstromtypen (AC) unterteilt werden. Derzeit sind AC-Typen, die für die Herstellung von Anzeigetafeln mit einer feinen Zellenstruktur geeignet sind, vorherrschend.
Ein repräsentativer AC-Typ wird anschließend beschrieben. Eine Frontabdeckplatte ist mit Elektroden versehen. Diese Abdeckplatte ist parallel zu einer Rückabdeckplatte angeordnet, die mit den Adresselektroden versehen ist, so dass die Elektrodensets eine Matrix bilden. Ein zwischen den Platten belassener Abstand wird von Trennwänden in Form von Streifen getrennt. Zwischen den Trennwänden werden Schichten aus rotem, grünem und blauem Phosphor gebildet und ein Entladungsgas wird in diesen Räumen hermetisch abgedichtet. Um Spannung an die Elektroden anzulegen, werden Treiberschaltungen verwendet, die eine Entladung und die Emission von ultraviolettem Licht verursachen. Dieses ultraviolette Licht wird von den roten, grünen und blauen Phosphorpartikeln in den Phosphorschichten absorbiert und verursacht eine angeregte Lichtemission. Dieses Licht bildet auf der Anzeigetafel eine Abbildung.
Die meisten PDPs dieses Typs werden durch Bilden der Trennwände auf der Rückplatte hergestellt. Die Phosphorschichten werden zwischen diesen Wänden gebildet. Nach der Anordnung der Frontabdeckplatte auf der Rückplatte wird das Entladungsgas eingeleitet.
Die offen gelegte japanische Patentanmeldung Nr. H06-5205 beschreibt ein für das Bilden der Phosphorschichten zwischen den Trennwänden üblicherweise verwendetes Verfahren. Bei diesem Verfahren (einem Rasterdruckverfahren) werden die Abstände zwischen den Trennwänden mit einer Phosphorpaste gefüllt, die dann gebrannt wird. Es ist jedoch schwierig, eine PDP mit einer feinen Zellenstruktur durch Rasterdruck herzustellen.
Beispielsweise muss die Bildschirmauflösung bei der Herstellung eines Fernsehgerätes, das mit den Spezifikationen der japanischen „HiVision"-Aussendungen vollständig kompatibel ist 1920 Pixel × 1125 Pixel sein, so dass der Pitch-Abstand (Zellenabstand) der Trennwände bei einem 106 cm-Bildschirm nur ungefähr 0,10 mm bis 0,15 mm beträgt und die Abstände zwischen den Trennwänden nur ungefähr 0,08 mm bis 0,10 mm breit sind. Da die beim Rasterdruck verwendete Phosphortinte hoch viskos ist (im Allgemeinen im Bereich von Tausenden von Centipoise [wobei 1 Cp gleich 10^–3 Nm^–2s ist]), ist es schwierig, die Phosphortinten in den engen Abständen zwischen den Trennwänden genau und mit hoher Geschwindigkeit aufzutragen. Ebenso ist es schwierig, die Bildschirmplatten für eine PDP mit derartig feinen Aufbau herzustellen.
Abgesehen von Rasterdruck können die Phosphorschichten durch Verwendung einer Fotolackschicht oder durch Tintenstrahldrucken gebildet werden. Ein Beispiel eines Verfahrens, das eine Fotolackschicht verwendet, wird in der offen gelegten japanischen Patentanmel dung Nr. H06-2739 beschrieben. Bei diesem Verfahren wird ein harziger Film, der UV-Licht empfindlich ist und Phosphor einer der drei Farben enthält, zwischen benachbarten Trennwänden angeordnet. Nur die Teile des harzigen Filmes, die benutzt werden, um eine Phosphorschicht der gewollten Farbe zu bilden, werden entwickelt und die verbleibenden Anteile werden abgewaschen. Mit diesem Verfahren kann ein Film sogar dann mit einer zufrieden stellenden Genauigkeit zwischen den Trennwänden aufgebracht werden, wenn der Zellenabstand eng ist.
Jedoch muss ein Film für jede der drei Farben eingeführt werden, die gewollten Teile des Filmes müssen belichtet und die verbleibenden Teile müssen abgewaschen werden. Dies macht den Herstellungsprozess schwierig, wobei ein weiteres Problem darin besteht, dass die verschiedenen Farben oft vermischt werden. Phosphor ist ein relativ teueres Material und da abgewaschener Phosphor nicht für ein Recycling geeignet ist, ist dieses Verfahren auch teuer.
Die offen gelegten japanischen Patentanmeldungen mit den Nummern S53-79371 und H08-162019 beschreiben Techniken, die Tintenstrahldruck verwenden. Eine flüssige, aus Phosphor und einem organischen Binder gebildete Tinte wird unter Druck gesetzt und so von einer Düse, die eine Isolierpappe abtastet, ausgegeben und bildet dadurch ein gewolltes Phosphortintenmuster auf der Oberfläche. Diese Tintenstrahldruckverfahren verwenden im Allgemeinen Phosphortinten, die auf die folgende Art und Weise hergestellt werden: Phosphor wird in einer Mischung ausgegeben, die (1) einen organischen Binder wie zum Beispiel Ethylcellulose, Acrylharz oder Polyvinylalkohol, enthält und (2) ein Lösemittel wie zum Beispiel Terpineol oder Butylcarbitolacetat, enthält, wobei ein Disperger, wie zum Beispiel ein Farb-Shaker, verwendet wird.
Mit dieser Art Tintenstrahlverfahren kann die Tinte genau auf die engen Kanäle zwischen den Trennwänden aufgetragen werden, obwohl die Tinte, die von der Düse ausgestoßen wird, zur Tropfenbildung tendiert und deshalb nur intermittierend auf die Kanäle aufgetragen wird. Als Folge davon wird es schwierig, die Tinte entlang der streifenartigen Kanäle glatt aufzutragen.
In den offen gelegten japanischen Patentanmeldungen mit den Nummern H08-245853 und H09-253749, entsprechend der europäischen Patentanmeldung EP 0834 899A , beschreiben die Erfinder der vorliegenden Anmeldung ein Verfahren, bei dem hoch flüssige Phosphortinten mit geringer Viskosität verwendet werden. Diese Tinten werden unter Druck ge setzt und auf diese Weise kontinuierlich von einer sich bewegenden Düse ausgestoßen, wodurch sie die Tinten glatt auftragen.
Wenn jedoch die Phosphortinten auf die obige Art und Weise aufgetragen werden, tendieren unscharfe Linien dazu, entlang den Trennwänden und entlang den Abständen in den Adresselektroden aufzutreten, wenn die sich ergebende PDP getrieben wird. Derartige unscharfe Linien sind insbesondere in den Bereichen des Bildschirmes evident, in denen Weiß angezeigt wird.
Es wird angenommen, dass derartige unscharfe Linien wegen Inkonsistenzen in den in den Kanälen gebildeten Phosphorschichten auftreten oder wegen des Vermischens verschiedenfarbiger Phosphor. Die Inkonsistenzen in den Phosphorschichten treten aus den unten gegebenen Gründen auf.

(1) Während des Auftragens wird die Phosphortinte elektrische geladen und kann auf diese Art und Weise durch elektrische Ladung, die sich aufgrund des Herstellungsumfeldes oder aufgrund der Herstellungsbedingungen aufbaut, beeinflusst werden. Dies bedeutet, dass die Menge der aufgetragenen Phosphortinte an verschiedenen Stellen der PDP unterschiedlich sein kann.
(2) Wenn die Phosphortinten der drei Farben in Reihenfolge eine nach der anderen aufgetragen werden, werden die Phosphortinten für die zweiten und dritten Farben aufgetragen, während in den Nachbarkanälen bereits Tinte vorhanden ist. Die Phosphortinte die aufgetragen wird, ist durch die in diesen Nachbarkanälen vorhandene Tinte rheologischen Effekten ausgesetzt, so dass es schwierig ist, die Tinte gleichmäßig aufzutragen.

Es ist zu beachten, dass derartige rheologische Effekte unterbunden werden können, wenn der Phosphortinte jeder Farbe ermöglicht wird angemessen zu trocknen, bevor die nächste Tinte aufgetragen wird. Jedoch muss der Trocknungsprozess mehrmals durchgeführt werden, wodurch mehr Anlagen notwendig werden und der Herstellungsprozess kompliziert wird.

(3) Wenn die Phosphortinte in den Kanälen zwischen den Trennwänden aufgetragen wird, ist es für die Düse günstig entlang der Mitten dieser Kanäle abzutasten, um so die Tinte gleichmäßig aufzutragen. Wenn sich die Düse jedoch entlang einer geraden Linie bewegt, können Inkonsistenzen in der Breite der Kanäle und Krümmungen der Kanäle die Düse dar an hindern, der Mitte der Kanäle zu folgen, wodurch das gleichmäßige Auftragen der Tinte extrem schwierig wird. Dieses Problem ist besonders bei PDPs, die eine feine Zellenstruktur haben evident.
(4) Wenn eine hoch flüssige Phosphortinte mittels feiner Düse aufgetragen wird, wird das Ein- und Ausschalten der Düse von einer Variation der Tintenmenge, die von der Düse ausgestoßen wird und einer Variation des Winkels, in dem der Tintenstrahl ausgegeben wird, begleitet. Dies macht es schwierig, die Phosphortinte genau zwischen den Trennwänden aufzutragen.

Als ein weiteres Problem ist es schwierig, die Phosphortinte auf die Seitenflächen der Trennwände auf beiden Seiten des Kanals aufzutragen, so dass die Tinte dazu tendiert, sich auf der Grundfläche des Kanals zu sammeln. Ein ausgeglichenes Auftragen der Phosphortinte, sowohl auf die Grundfläche als auch auf die Seitenflächen der Wände, ist deshalb schwierig zu erreichen. Wenn die Ausgeglichenheit zwischen der Phosphortintenmenge auf den Seitenflächen der Wände und der Grundfläche schlecht ist, ist eine hohe Anzeigetafelluminanz schwer zu erreichen.
Der Durchmesser der in dem Tintenstrahlverfahren verwendeten Düse ist klein zu halten, um in Übereinstimmung mit dem Zellenabstand der Trennwände zu bleiben. Dies erleichtert eine Blockierung der Düse und verhindert das dauerhafte kontinuierliche Auftragen der Phosphortinte. Insbesondere bei der Herstellung einer komplizierten PDP mit einem Trennwandabstand von 0,15 mm oder geringer, muss der Durchmesser der Düse in einen geringeren Abstand eingestellt werden, wodurch Blockierungen der Düse häufiger auftreten.
JP 57-005785 A legt ein fluoreszierendes Material offen, das verringerte dielektrische Anziehungskraft auf die Grundschicht der Tafel ausübt. Das fluoreszierende Material wird unter Verwendung eines hauptsächlich aus Zinkoxid bestehenden fluoreszierenden Substratmaterials und durch das Aufbringen einer Substanz, die, wenn sie in Kontakt mit dem Substrat gebracht wird, positiv geladen wird, wie zum Beispiel Alkalimetalloxid, und einer negativ geladenen Substanz, wie zum Beispiel Siliziumoxid, auf dessen Oberfläche, gefertigt. Die Gesamtmenge der aufgebrachten Substanz ist, basierend auf dem fluoreszierenden Material, ≤ 1 Gew.-%. Die Menge jeder Substanz ist eingerichtet, um die Ladung von ≤ 3 μ Coulomb/1 g zu ergeben, wenn sie mit Glasperlen, die einen Partikeldurchmesser von 200–500 μm haben und die mit einer Substanz beschichtet sind, die die gleiche chemische Zusammensetzung hat wie die Grundschicht, in Kontakt gebracht werden.
Offenlegung der Erfindung
Die vorliegende Erfindung beabsichtigt, wie beansprucht, eine phosphoreszierende Tinte für ein Herstellungsverfahren für eine PDP bereitzustellen, das über große Zeiträume und kontinuierlich Phosphortinte auftragen kann und sogar dann genaue und gleichmäßige Phosphorschichten erzeugen kann, wenn der Zellenaufbau sehr fein ist. Dies ermöglicht PDPs mit geringer Zeilenunschärfe bei hohen Auflösungen und hoher Tafelleuchtdichte herzustellen.
Um dies zu tun, wird Phosphortinte kontinuierlich von einer Düse, die sich relativ zu einer Platte bewegt, um auf diese Weise die Platte mit der Düse abzutasten, ausgestoßen, wobei die Düse den Kanälen zwischen den auf der Platte bereitgestellten Trennwänden folgt, um Phosphortinte auf die Kanäle aufzutragen. Während des Abtastens kann die von der Düse innerhalb jedes Kanals genommene Bahn, in Übereinstimmung mit Positionsinformationen über jeden Kanal, eingestellt werden.
Im Ergebnis dessen bewegt sich die Düse sogar dann weiter in der Mitte jedes Kanals, wenn die Kanäle gekrümmt sind, so dass Phosphortinte gleichmäßig auf jeden Kanal aufgetragen werden kann und mit einer günstigen Ausgeglichenheit zwischen den Seitenflächen der Trennwände und den Böden der Kanäle aufgetragen werden kann.
Die Phosphortinte kann kontinuierlich von einer Düse ausgestoßen werden, die sich relativ zu einer Platte bewegt, um die Platte mit der Düse abzutasten, wobei die Düse den Kanälen zwischen den auf der Platte bereitgestellten Trennwänden folgt, um Phosphortinte auf die Kanäle aufzutragen. Die Breite jedes Kanals kann über die gesamte Länge der Kanäle gemessen werden und die durch die Düse ausgestoßene und je Längeneinheit der Trennwände aufgetragene Phosphortintenmenge wird auf der Basis der Breite des vorhandenen Kanals eingestellt.
Im Ergebnis dessen kann die Phosphortinte sogar dann gleichmäßig aufgetragen werden, wenn es Unterschiede in den Breiten der Kanäle gibt oder Abweichungen in der Breite desselben Kanals.
Wenn die Phosphortinte nacheinander auf eine Vielzahl von Kanälen aufgetragen wurde, kann die Phosphortinte sogar dann kontinuierlich ausgestoßen werden, wenn die Düse von den Kanälen entfernt positioniert ist. Im Ergebnis dessen baut sich nahe dem Rand der Düse keine Tinte auf, wodurch gesichert ist, dass ein konsistenter Tintenstrahl erzeugt werden kann. Dies ermöglicht das gleichmäßige Auftragen der Phosphortinte auf eine Vielzahl von Kanälen.
Bevor die Phosphortinte kontinuierlich von der Düse ausgestoßen wird, kann die Phosphortinte die Tinte in einem Disperger redispergieren lassen. Dies verbessert die Verteilung der Phosphorpartikel in der Phosphortinte und ermöglicht, die Phosphortinte mit einer günstigen Ausgeglichenheit zwischen den Seitenflächen der Trennwände und den Böden der Kanäle aufzutragen.
Die bei der Herstellung einer PDP verwendete phosphoreszierende Tinte kann vorzugsweise zusammengesetzt sein aus: Phosphorpartikeln, die einen durchschnittlichen Partikeldurchmesser von 0,50 μm bis 5 μm haben, einem gemischten Lösemittel, in dem Stoffe aus einer Gruppe von Lösemitteln, die eine Hydroxidendgruppe aufweisen, gemischt werden, wobei die Gruppe Terpineol, Butylcarbitolacetat, Butylcarbitol, Pentandiol und Limonen enthält, einem Binder, der ein Ethylengruppe-Polymer oder Ethylcellulose ist (Cellulosemoleküle, bei denen die Hydroxidgruppe [-OH] durch eine Ethoxylgruppe ersetzt wurde) und wenigstens 49% Ethoxylgruppe (-OC₂H₅) Cellulosemoleküle enthält, und einem Dispergiermittel. Die enthaltene Menge der Ethoxylgruppe, auf die hier verwiesen wurde, ist der Anteil der Ethoxylgruppe in den Cellulosemolekülen. Wenn alle der Hydroxidgruppen in der Cellulose beispielsweise durch Ethoxylgruppe ersetzt wurden, betrug zum Beispiel die enthaltene Menge an Ethoxylgruppe 54,88%.
Die Viskosität der Phosphortinte kann auf einen geringen Wert von 2 Nm^–2s (2000 Cp) oder darunter gesetzt werden. Eine Viskosität in einem Bereich von 100 × 10^–3 bis 500 × 10^–3 2 Nm^–2s (100 bis 500 Cp) ist günstig.
In einer Phosphortinte, die üblicherweise in einer PDP verwendet wird, wird ein harziges Material, wie zum Beispiel Ethylcellulosegruppe, Acrylgruppe oder Polyvinylalkoholgruppe als ein Lösungsmittel eingesetzt. Terpineol und Butyl werden üblicherweise ebenso in derartigen Phosphortinten als Lösemittel verwendet, obwohl derartige Binder, mit ungenügender Auflösung in derartigen Lösemitteln, Probleme hinsichtlich der Dispergierung der Phosphortinte und des Harzes ergeben.
Hingegen kann die benutzte Phosphortinte nur die spezifischen Sorten von Bindern und Lösemitteln, die oben angegeben wurden, verwenden. Dieses stellt sicher, dass der Binder sich wie erwünscht in dem Lösemittel auflöst, wodurch die Dispergierung der Phosphorpartikel verbessert wird. Im Ergebnis dessen wird Phosphortinte, die in einen Kanal zwischen einem Paar von Trennwänden eingeführt wurde, wie gewollt an den Seitenflächen der Trennwände anhaften und wird weniger anfällig für die rheologischen Effekte der in angrenzenden Kanälen vorhandenen Phosphortinte sein. Infolgedessen kann Phosphortinte mit einer günstigen Ausgeglichenheit zwischen den Seitenflächen der Trennwände und den Böden der Kanäle aufgetragen werden.
Die Folgenden sind Beispiele bevorzugter Dispergiermittel, die der Phosphortinte zugesetzt werden können:
ein anionisches Netzmittel, ausgewählt aus: Fettsäuresalzen, Alkylsulfat, Estersalzen, Alkylbenzolsulfonat, Alkylsulfosuccinat, Naphthalinsulfon-Polykarbonpolymere,
ein nicht-ionisches Netzmittel, ausgewählt aus: Polyoxyethylenalkylester, Polyoxyethylenderivaten, Sorbitolfettester, Glycerolfettsäureester, Polyoxyethylenalkylamin,
ein kationisches Netzmittel ausgewählt aus: einem Alkylaminsalz, quaternären Ammoniumsalz, Alkylbetain und Aminoxiden.
Ein ladungsbeseitigendes Material, das für die Herstellung der PDPs verwendet werden kann, kann der Phosphortinte ebenso zugesetzt werden.
Im Ergebnis dessen kann die Phosphortinte sogar dann gleichmäßig auf die Kanäle zwischen den Trennwänden aufgetragen werden, wenn die PDP einen sehr feinen Aufbau hat. Wenn die sich ergebende PDP getrieben wird, ist eine sehr geringe Linienunschärfe zu beobachten. Es wird angenommen, dass die Phosphortinte während des Auftragens nicht elektrisch geladen wird, wenn das ladungsbeseitigende Material und das Dispergiermittel zu der Phosphortinte hinzugefügt werden, wodurch ein Anschwellen der Phosphortinte gestoppt wird.
Feine Partikel eines leitenden Materials, wie zum Beispiel feine Partikel jeglicher Karbone, Graphite, Metalle oder eines Metalloxides oder eines Netzmittels, wie jene, die zuvor als Netzmittel angegeben wurden, können als das ladungsbeseitigende Material verwendet werden.
Wenn das hinzugefügte ladungsbeseitigende Material Eigenschaften hat, durch die das Brennen das ladungsbeseitigende Material entfernt oder die Leitfähigkeit des ladungsbeseitigenden Materials entfernt wird, wie zum Beispiel ein Netzmittel oder feine Karbonpartikel, wird das Treiben der sich ergebenden PDP nicht durch das Vorhandensein eines ladungsbeseitigenden Materials in der Phosphorschicht beeinflusst werden.
Kurze Beschreibungen der Zeichnungen
1 ist eine Perspektivzeichnung eines AC oberflächenentladenden Typs PDP auf den sich die Ausführungen beziehen.
2 zeigt den Aufbau einer Anzeigevorrichtung, die die obige PDP in einem Schaltungsblock enthält.
3 ist eine vereinfachende Zeichnung, die den Aufbau einer Vorrichtung zum Auftragen von Tinte zeigt, auf die sich die erste Ausführung der vorliegenden Erfindung bezieht.
4 ist eine Darstellung der von der Tintenauftragungsvorrichtung der ersten Ausführung erhaltenen Abbildungsdaten, wenn die Positionen der Kanäle erfasst werden.
5A ist eine Vergrößerung eines Teiles von 4, wobei 5B eine Grafik ist, die die Luminanz an verschiedenen Positionen der Erfassungslinie L1 zeigt.
6 ist eine Beispielabbildung, die erhalten werden kann, wenn 4 vergrößert wird.
7A und 7B zeigen jeweils, wie die Phosphortinte aufgetragen wird, wenn die Düse in eine Richtung weg von der Mitte eines Kanals dreht und die Phosphorschicht, die in diesem Fall gebildet wird.
8 ist eine Darstellung, wie eine Phosphorschicht gebildet wird, wenn die Phosphortinte auf einen Kanal aufgetragen wurde.
9 zeigt das Verhältnis zwischen der Konzentration des Binders in der Phosphortinte und der Form, in der eine Phosphorschicht gebildet wird.
10 ist eine Grafik, die die Viskosität der Phosphortinte der vorliegenden Erfindung mit der Viskosität der Phosphortinte, die im Rasterdruckverfahren verwendet wird, vergleicht.
11 zeigt den Zustand an, in dem die Phosphortinte aus der Düse ausgegeben wird.
12 ist eine Perspektivzeichnung eines zweiten Beispiels einer Vorrichtung zum Auftragen von Tinte.
13 zeigt eine Vorderansicht (teilweise im Querschnitt) dieser Vorrichtung zum Auftragen von Tinte.
14 zeigt eine Vergrößerung der in 12 gezeigten Düsenkopfeinheit.
15 zeigt wie der Düsenkopf dieser Vorrichtung zum Auftragen von Tinte den Rückglasträger abtastet.
16 zeigt ein Beispiel einer Vergrößerung der Abbildungsdaten, die erhalten werden, wenn die obige Vorrichtung zum Auftragen von Tinte die Kanäle erfasst.
17 zeigt eine Modifikation des zweiten Beispiels.
18 zeigt den Aufbau einer Phosphortintenumwälzeinrichtung, die in dem dritten Beispiel der Vorrichtung zum Auftragen von Tinte verwendet wird.
19 zeigt die von der Herstellung der Phosphortinte bis zu dem Auftragen der Phosphortinte durchgeführten Arbeitsabläufe.
Bestes Verfahren zum Ausführen der Erfindung
Allgemeiner Aufbau und Herstellungsverfahren einer PDP
1 ist eine Perspektivzeichnung eines AC-oberflächenentladenden Typs PDP. 2 zeigt eine Anzeigevorrichtung mit einem Schaltungsblock, die an diese PDP angeschlossen ist.
Diese PDP besteht grundsätzlich aus einer Frontplatte 10 und einer Rückplatte 20. Die Frontplatte 10 wird mit Entladungselektroden 12 (Abtastelektroden 12a und Stützelektroden 12b), einer Drosselschicht 13 und einer Schutzschicht 14 auf einem Frontglasträger 11 gebildet. Die Rückplatte 20 wird mit Adresselektroden 22 und einer Drosselschicht 23 auf einem Rückglasträger 21 gebildet. Die Frontplatte 10 und die Rückplatte 20 werden mit einem Abstand zwischen ihnen parallel angeordnet, wobei die Adresselektroden 22 den Abtastelektroden 12a und den Stützelektroden 12b gegenüberliegen. In dem Abstand zwischen der Frontplatte 10 und der Rückplatte 20 werden Trennwände 30 als Streifen gebildet, um Abteile zu bilden, die als Entladungsräume 40 dienen. Ein Entladungsgas wird in diese Entladungsräume eingeführt.
In den Entladungsräumen 40 werden auf der Rückplatte 20 Phosphorschichten 31 gebildet. Diese Phosphorschichten 31 werden in Form alternierender roter, grüner und blauer Streifen bereitgestellt.
Die Entladungselektroden 12 und die Adresselektroden 22 sind beide streifenförmig. Die Entladungselektroden 12 verlaufen senkrecht zu den Trennwänden 30, während die Adresselektroden 22 parallel zu den Trennwänden 30 verlaufen.
Es ist zu beachten, dass die Entladungselektroden in der 2 als durchgängig und über die gesamte Breite der Platte, von einer Seite zu der anderen verlaufend, gezeigt werden. Dennoch ist jede Adresselektrode 22 in der Mitte der Platte geteilt und die Platte wird unter Verwendung eines Dual-Abtastverfahrens getrieben.
Die Entladungselektroden 12 und die Adresselektroden 22 können aus einem einzelnen Metall, wie zum Beispiel Silber, Gold, Kupfer, Chrom, Nickel oder Platin, gebildet werden. Es ist jedoch günstig, die Entladungselektroden 12 aus einer Feinsilberelektrode, angeordnet auf einer breiten transparenten Elektrode aus einem leitfähigen Metalloxid, wie z. B. ITO, SnO₂ oder ZnO, zu bilden, da dies das Entladungsgebiet in jeder Zelle vergrößert.
Die Platte wird mit Zellen, die rotes, grünes oder blaues Licht an den Kreuzungsstellen der Entladungselektroden 12 und der Adresselektroden 22 emittieren, hergestellt.
Die Drosselschicht 13 ist eine Schicht eines induktiven Materials, das über die gesamte Oberfläche des Frontglasträgers 11 gebildet wird, auf dem die Entladungselektroden 12 angeordnet sind. Während häufig Bleiglas mit niedrigem Schmelzpunkt für diese Drosselschicht 13 verwendet wird, können Bismutglas mit einem niedrigen Schmelzpunkt oder ein Laminat von Bleiglas mit einem niedrigen Schmelzpunkt und Bismutglas mit einem niedrigen Schmelzpunkt verwendet werden.
Die Schutzschicht 14 ist eine Magnesiumoxid-(MgO-)Schicht, die die gesamte Oberfläche der Drosselschicht 13 bedeckt.
Die Drosselschicht 23 wirkt ebenfalls als eine Reflexionsschicht für Licht im sichtbaren Bereich und enthält daher TiO₂-Partikel.
Die Trennwände 30 werden aus einem Glasmaterial gebildet und sind so geformt, dass sie aufwärts an der Oberfläche der Drosselschicht 23 der Rückplatte hervorragen.
Herstellungsverfahren für die PDP
Im Folgenden wird das Herstellungsverfahren der vorliegenden PDP beschrieben.
Frontplatte
Die Frontplatte 10 wird durch Bilden der Entladungselektroden 12 auf dem Frontglasträger 11 hergestellt. Dann wird eine Drosselschicht 13 auf Zinkbasis oben auf dem Frontglasträger 11 gebildet und anschließend werden auf der Drosselschicht 13, Entladungselektroden 12 und eine Schutzschicht 14 gebildet.
Die Entladungselektroden 12 bestehen aus Silber und werden durch Auftragen einer Silberelektrodenpaste mittels Rasterdruck und anschließendes Brennen der Elektrodenpaste gebildet. Alternativ dazu können diese Entladungselektroden 12 durch ein Tintenstrahl- oder Fotoresistverfahren gebildet werden.
Als ein Beispiel kann die Drosselschicht 13 wie folgt hergestellt werden: Eine Zusammensetzung, in der 70% Masseanteil Bleioxide (PbO), 15% Masseanteil Boroxide (B₂O₃), 10% Masseanteil Siliziumoxide (SiO₂) und 5% Masseanteil Aluminiumoxide mit einem organischen Binder gemischt werden (in dem α-Terpineol in Ethylcellulose aufgelöst wird), wird mittels Rasterdruck aufgetragen. Dieses wird bei 520°C für 20 Minuten gebrannt, um eine Schicht herzustellen, die ungefähr 20 μm dick ist.
Die Schutzschicht 14 wird aus Magnesiumoxid (MgO) gebildet. Üblicherweise wird diese durch Versprühen gebildet, in dem vorliegenden Fall wird jedoch CVD (chemisches Bedampfen) verwendet, um eine Schicht zu bilden, die 1,0 μm dick ist.
Um eine Magnesiumoxid-Schutzschicht mittels CVD zu bilden, wird der Frontglasträger 11 in eine CVD-Vorrichtung eingesetzt. Eine Magnesiumverbindung, die als Quelle genutzt wird, und Sauerstoff werden hinzugefügt und miteinander zum Reagieren gebracht. Als spezifisches Beispiel kann die als Quelle genutzte Magnesiumverbindung Magnesiumacetylaceton (Mg(C₅H₇O₂)₂) oder Magnesiumcyclopentadienyl (Mg(C₅H₅)₂) sein.
Rückplatte
Die Adresselektroden 22 werden, wie die Entladungselektroden 12, auf dem Rückglasträger 21 mittels Rasterdruck gebildet.
Als nächstes wird das TiO₂ enthaltende Glasmaterial rastergedruckt und gebrannt, um die Drosselschicht 23 zu bilden. Danach wird mittels Rasterdruck wiederholt Glasmaterial aufgetragen und dieses wird gebrannt, um die Trennwände 30 zu bilden.
Die Phosphorschicht 31 wird in den Kanälen zwischen den Trennwänden 30 gebildet. Dieser Vorgang wird später im Detail beschrieben, wird jedoch grundsätzlich durch kontinuierliches Ausstoßen von Phosphortinte aus einer Düse, die entlang der Kanäle abtastet, um die Tinte aufzutragen, durchgeführt. Die Phosphorschicht 31 wird dann durch Brennen, zum Entfernen des in der Phosphortinte enthaltenen Lösemittels und des Binders, fertig gestellt.
Um ein Anhaften des Phosphors an den Seitenwänden der Trennwände 30, wenn die Phosphortinte trocknet, zu erreichen, sollte das zur Bildung der Trennwände 30 verwendete Material so ausgewählt werden, dass der Berührungswinkel zwischen der Phosphortinte und den Seiten der Trennwände 30 kleiner ist, als der Berührungswinkel zwischen den Seitenwänden und der Grundfläche des Kanals.
Bei dem vorliegenden Beispiel haben die Trennwände 30 eine Höhe von 0,10 mm bis 0,15 mm und einen Zellenabstand von 0,15 mm bis 0,36 mm, um die Anforderungen für eine 101-cm-VGA oder -HiVision Television zu erfüllen.
Montage der PDP durch Verbinden der Platten miteinander
Die durch die oben genannten Verfahren hergestellte Frontplatte und die Rückplatte werden mittels Abdichtungsglas miteinander verbunden. An diesem Punkt werden die durch die Trennwände 30 getrennten Entladungsräume 40 entleert, um ein Hochvakuum (wie zum Beispiel 1,06 × 10^–7 kPa [8 × 10^–7 Torr]) zu erzeugen. Danach wird ein Entladungsgas (wie zum Beispiel ein Edelgas wie eine He-Xe-Mischung oder eine N-Xe-Mischung) in den Entladungsraum 40 unter einem bestimmten Druck eingegeben, um die Herstellung der PDP zu vollenden.
Es ist zu beachten, dass in diesem Beispiel das Entladungsgas wenigstens 5 Volumenprozent Xenon enthält und unter einem Gasdruck in einem Bereich von 66,6 kPa bis 106,6 kPa (500 Torr bis 800 Torr) eingegeben wird.
Die PDP wird nach dem Verbinden mit einem Schaltungsblock, wie dem in 2 gezeigten, getrieben.
Phosphortinte, Vorrichtung zum Auftragen von Tinte und Auftragungsverfahren
Die Phosphortinten werden durch Dispergieren der Partikel von verschiedenfarbigem Phosphor in einer Mischung aus Binder, Lösemittel und Dispergiermittel gebildet. Die Viskosität der Phosphortinten wird einem geeigneten Grad angepasst.
Als diese Partikel können Materialien, die üblicherweise verwendet werden, um die Phosphorschicht in einer PDP zu bilden, verwendet werden. Mehrere spezielle Beispiele werden unten gegeben.

Blauer Phosphor: BaMgAl₁₀O₁₇:Eu²⁺

Grüner Phosphor: BaAl₁₂O₁₉:Mn oder Zn₂SiO₄:Mn

Roter Phosphor: (Y × Gd_1-x)BO₃:Eu³⁺ oder YBO₃:Eu³⁺
Die Zusammensetzung der Phosphortinten wird später detailliert beschrieben.
3 zeigt den allgemeinen Aufbau der Vorrichtung zum Auftragen von Tinte 50 der ersten Ausführung, die verwendet wird, um die Phosphorschicht 31 zu bilden.
Wie in 3 gezeigt, enthält die Vorrichtung zum Auftragen von Tinte 50 einen Tinten-Server 51, eine Druckpumpe 52, einen Düsenkopf 53, eine Auflage 56 und einen Kanalerfassungskopf 55. Der Tinten-Server 51 hält die Phosphortinte. Die Druckpumpe 52 setzt die Phosphortinte in dem Tinten-Server 51 unter Druck, um auf diese Weise die Tinte zu fördern. Der Düsenkopf 53 wird verwendet, um einen durch die Druckpumpe 52 geförderten Phosphortintenstrahl auszugeben. Die Auflage 56 wird verwendet, um die Platte (den Rückglasträger 21, auf dem die Trennwände 30 als Streifen gebildet wurden) zu tragen. Der Kanalerfassungskopf 53 erfasst die Position der Kanäle 32 (d. h. die Abstände zwischen benachbarten Trennwänden 30) auf dem Rückglasträger 21, der auf der Auflage 56 angeordnet wurde.
Der Rückglasträger 21 wird auf der Auflage 56 in der Vorrichtung zum Auftragen von Tinte 50 angeordnet, wobei die Trennwände 30 in eine Richtung ausgerichtet werden, die als X in 3 gezeigt wird.
Ein Antriebsmechanismus (nicht abgebildet) zum Betreiben des Düsenkopfes 53 und des Kanalerfassungskopfes 55 relativ zu der Auflage 56 wird ebenfalls bereitgestellt. In Übereinstimmung mit Befehlen der Steuereinheit 60 treibt der Antriebsmechanismus den Düsenkopf 53 und den Kanalerfassungskopf 55 über der Oberfläche der Auflage 56 an, um in der X-Richtung und der Y-Richtung abzutasten. Der Antriebsmechanismus kann ein Zuführschneckenmechanismus sein, wie er in einem dreiachsigen Roboter verwendet wird oder ein Druckluftzylindermechanismus und kann den Düsenkopf 53 und Kanalerfassungskopf 55 oder alternativ dazu die Auflage 56, antreiben. Ein spezielles Beispiel des Antriebsmechanismus wird in dem zweiten Beispiel beschrieben.
Ein Positionserfassungseinrichtung (nicht abgebildet) wird ebenfalls bereitgestellt, um die Position des Düsenkopfes 53 auf den X- und Y-Achsen (d. h. die X- und Y-Koordinaten) und des Kanalerfassungskopfes 55 über der Auflage 56 zu erfassen, wobei die Steuereinheit 60 fähig ist, die Koordinatenpositionen dieser Komponenten zu erfassen. Als Positionserfassungseinrichtung kann ein Linearsensor bereitgestellt werden, obwohl, wenn ein Antriebsmechanismus wie ein Impulsmotor verwendet wird, der genau den auf der X-Richtungsachse und/oder der Y-Achse benutzten Antriebsgrad steuern kann, ein Basissensor zur Erfassung der Position bereitgestellt werden kann, um zu erfassen, wenn die Komponenten eine Basisposition auf der X-Achse und/oder der Y-Achse durchlaufen, wobei die Position auf der X-Achse und/oder der Y-Achse von dem Antriebsgrad des Antriebsmechanismus gefunden wird.
Der Düsenkopf 53 wird durch maschinelle Bearbeitung und durch Funkenerosionsbearbeitung eines Metalls hergestellt, um einen selbsttragenden Aufbau zu bilden, der eine Tintenkammer 53a und eine Düse 54 enthält.
Die durch die Druckpumpe 52 bereitgestellte Phosphortinte wird zeitweilig in der Tintenkammer 53a gehalten und durch die Düse 54 wird ein kontinuierlicher Tintenstrahl ausgestoßen. Es wird hier davon ausgegangen, dass der Düsenkopf 53 nur mit einer Düse 54 versehen ist, obwohl, wenn eine Vielzahl von Düsen 54 bereitgestellt wird, eine Vielzahl von Tintenstrahlen erzeugt werden kann. In diesem Fall wird der auf jede Düse 54 ausgeübte Druck ausgeglichen, wenn die Phosphortinte an die Tintenkammer 53a geliefert wird.
Wie später unter Verweis auf 11 beschrieben wird, hat der Gesamtdurchmesser der Düse 54 wesentlich kleiner zu sein, als der Zellenabstand der Trennwände, so dass der Tintenstrahl die Kanäle zwischen den Trennwänden nicht überschwingt. Es ist jedoch ebenso notwendig, Blockierungen der Düse zu vermeiden. Üblicherweise wird der Durchmesser in einem Bereich von mehreren Zehnteln bis mehreren Hundersteln von Mikrometern eingerichtet, obwohl sich dies abhängig von solchen Faktoren, wie der Phosphortintenmenge, die von der Düse ausgestoßen wird, verändern kann.
Der Tinten-Server 51 ist mit einem Rührwerk 51a versehen, um die Partikel (wie zum Beispiel die Phosphorpartikel) in der Tinte am Absetzen zu hindern.
Der Kanalerfassungskopf 55 tastet die Oberfläche des Rückglasträgers 21, der auf der Ablage 56 angeordnet ist, ab und misst die Eigenschaften (wie zum Beispiel die von der Oberfläche oder der Induktanz der Oberfläche reflektierte Lichtmenge) verschiedener Positionen auf der Oberfläche. Basierend auf den durch den Kanalerfassungskopf 55 durchgeführten Messungen werden für jeden Kanal 32 auf dem Rückglasträger 21 Positionsinformation erhalten.
Wie in 3 gezeigt, enthält der Kanalerfassungskopf 55 einen CCD-Linearsensor 57, der sich auf der Y-Achse erstreckt und eine Linse 58, die das von der oberen Fläche des Rückglasträgers 21 zurück reflektierte Licht auf den CCD-Linearsensor 57 projektiert. Auf der Y-Achse des CCD-Linearsensors werden Abbildungsdaten der oberen Fläche des Rückglasträgers 21 akkumuliert und an die Steuereinheit 60 übertragen.
Kanalpositionserfassung und Auftragen von Tinte durch die Vorrichtung zum Auftragen von Tinte 50
Bei Verwendung dieser Art von Vorrichtung zum Auftragen von Tinte 50 können Positionsinformationen für die Kanäle 32a, 32b und 32c zwischen den Trennwänden erlangt werden. Basierend auf diesen Positionsinformationen kann die Position des Düsenkopfes 53 innerhalb der Kanäle gesteuert werden, so dass Phosphortinten von jeder Farbe jeweils auf die Kanäle 32a, 32b und 32c aufgetragen werden können. Ein spezielles Beispiel dieses Vorgangs wird unten beschrieben.
Zuerst wird der Rückglasträger 21 auf der Auflage 56 angeordnet. Der Kanalerfassungskopf 55 tastet und fotografiert den Rückglasträger 21 auf der X-Achse wiederholt ab, wobei er sich zwischen den Abtastungen leicht auf der Y-Achse bewegt. Im Ergebnis dessen werden Abbildungsdaten der gesamten Oberfläche des Rückglasträgers 21 in Reihenfolge an die Steuereinheit 60 gesendet. Die Steuereinheit 60 empfängt die von dem Kanalerfassungskopf 55 gesendeten Daten und speichert die Abbildungsdaten in einem Speicher, so dass die erfasste Luminanz jeder Position entsprechend den Koordinaten der Position auf der Auflage 56 gespeichert wird.
4 ist eine Darstellung der auf diese Art und Weise erhaltenen Abbildungsdaten. In 4 entspricht das diagonal schattierte Rechteck dem Rückglasträger 21 und die nicht schattierten Anteile innerhalb dieses Rechteckes entsprechen den oberen Flächen der Trennwände 30.
Basierend auf den erhaltenen Abbildungsdaten werden als nächstes die Abtastlinien bestimmt.
Es wird angenommen, dass die Kanäle 32a, 32b und 32c zwischen den Trennwänden 30 einen unterschiedlichen Luminanzwert auf den oberen Flächen der Trennwänden 30 haben. Genauer gesagt, werden die Kanäle im Allgemeinen weniger Licht reflektieren, als die oberen Flächen der Trennwände, wobei diese Anteile in 4 als die diagonal schattierten und nicht schattierten Bereiche abgegrenzt sind. Bereiche, in denen eine plötzliche Veränderung des Luminanzwertes auftritt, können deshalb als die Kanten der Kanäle 32a, 32b und 32c betrachtet werden (oder als Grenzen zwischen den Kanälen und den Trennwän den), so dass die Abtastlinien S in der Mitte von beiden Kanten jeder der Kanäle 32a, 32b und 32c gesetzt werden können.
Im Folgenden wird das Verfahren des Bestimmens der Abtastlinien S ausführlicher beschrieben.
Die in 4 gezeigten Abbildungsdaten, eine Vielzahl von Erfassungslinien L, werden mit einem entsprechenden Zellenabstand parallel zu der Y-Achse gesetzt, um auf diese Weise die Trennwände 30 zu kreuzen.
5A ist eine Teilvergrößerung der 4 in der die Erfassungslinien L1, L2, L3, ..., L6 gezogen wurden.
5B ist eine Grafik, die eine Darstellung der Luminanz verschiedener Positionen auf der Erfassungslinie L1 zeigt. Diese Grafik zeigt, dass die Positionen, die den oberen Flächen der Trennwände 30 entsprechen, eine hohe Luminanz aufweisen, während die Positionen, die den Kanälen 32a, 32b und 32c entsprechen, eine geringe Luminanz aufweisen.
Die Y-Koordinaten der Punkte (P11, P12, P13, ..., P18), an denen es eine plötzliche Veränderung in der Luminanz gibt, werden auf der Erfassungslinie L1 in 5A gefunden oder in anderen Worten, die Punkte, die einer ansteigenden oder abfallenden Kante in der Grafik der 5B entsprechen. Auf die gleiche Art und Weise werden die Y-Koordinaten der Punkte (P21, P22, P23 ... P28), der Punkte (P31, P32, P33 ... P38) ... und die Punkte (P61, P62, P63 ... P68) auf den Erfassungslinien L2, L3, ... L6 in 5A gefunden, an denen eine plötzliche Veränderung in der Luminanz vorhanden ist.
Die Koordinaten des Mittelpunktes Q11 der Punkte P11 und P12, des Mittelpunktes Q21 der Punkte P21 und P22, ..., und des Mittelpunktes Q61 der Punkte P61 und P62 werden berechnet und die Abtastlinie wird für den Kanal 32a, ganz links in 5A, durch Verbindung dieser Mittelpunkte Q11, Q21 und Q61 bestimmt. Die Mittelpunkte werden auf die gleiche Art und Weise für die zweiten, dritten und vierten Kanäle, von links in der 5A gezählt, verbunden, um die Abtastlinien S2, S3 und S4 zu bestimmen.
Wenn die Abtastlinien S auf diese Art und Weise eingestellt wurden, wird die Düse 54 gezwungen jeder Abtastlinie zu folgen. Durch das Ausstoßen von Phosphortinte jeder Farbe von der Düse 54, während sie sich auf diese Art und Weise bewegt, kann Phosphortinte auf die Kanäle 32a, 32b und 32c aufgetragen werden. Dieses wird unten ausführlicher beschrieben.
Zuerst wird aus einer aus Blau, Grün und Rot bestehenden Gruppe ausgewählte Phosphortinte einer Farbe (wie zum Beispiel Blau) dem Tinten-Server 51 zugeführt.
Die Steuereinheit 60 bewegt den Düsenkopf 53 an das Ende der Abtastlinie für den ersten Kanal 32a, auf dem die Tinte zuerst aufzutragen ist. Dann aktiviert die Steuereinheit 60 die Druckpumpe 52, um Phosphortinte in den Düsenkopf 53 zu pumpen und als einen kontinuierlichen Strom aus der Düse 54 auszustoßen. Der Abstand zwischen dem unteren Ende der Düse 54 und der oberen Fläche der Trennwände wird in Übereinstimmung mit Bedingungen, wie zum Beispiel der von der Düse ausgestoßenen Tintenmenge, eingestellt und ist normalerweise in einem Bereich von 0,50 mm bis 3 mm.
Die Steuereinheit 60 bewegt den Düsenkopf 53 in der X-Richtung, stellt aber ebenso die Position des Düsenkopfes 53 in der Y-Richtung ein, so dass die Düse 54 der Abtastlinie S folgt.
Die Steuereinheit 60 schaltet als nächstes den Düsenkopf 53 um, in die Y-Richtung und bewegt den Düsenkopf 53 an ein Ende der Abtastlinie S in einem nächsten Kanal 32a, auf den Tinte aufzutragen ist. Der Düsenkopf 53 wird dann gezwungen, sich mit hoher Geschwindigkeit zurück über den Rückglasträger 21 zu bewegen, während er Phosphortinte ausstößt, wobei die Düse 54 der Abtastlinie S folgt.
Durch wiederholtes Durchführen dieses Vorganges kann Phosphortinte der ersten Farbe auf alle der Kanäle 32a auf dem Rückglasträger 21 aufgetragen werden.
Danach wird Phosphortinte einer zweiten Farbe (wie zum Beispiel grün) auf die benachbarten Kanäle 32b aufgetragen und Phosphortinte einer dritten Farbe (wie zum Beispiel rot) wird auf die benachbarten Kanäle 32c aufgetragen. Auf diese Art und Weise werden die Phosphortinten dreier Farben auf die Kanäle 32a, 32b und 32c aufgetragen.
Durch Auftragen der Phosphortinte unter Verwendung des oben beschriebenen Verfahrens, können die Abtastlinien S sogar dann in den Mitten der Kanäle gesetzt werden, wenn die Kanäle 32a, 32b und 32c in einem Winkel aufgetragen sind, wie in 6A, oder wie in 6B gebogen sind. Da die Düse 54 diesen Abtastlinien S folgt, kann Phosphortinte auf die Trennwände auf beiden Seiten der Kanäle aufgetragen werden und kann gleichmäßig entlang der Kanäle aufgetragen werden.
Wenn die Kanäle 32a, 32b und 32c in einem Winkel angeordnet oder gebogen sind, wie in den 6A und 6B gezeigt, würde die Düse 54, wenn sie sich nicht auf der Y-Achse bewegen würde, sondern stattdessen einer geraden Linie, die parallel zu der X-Achse ist, folgen würde, sich zuletzt, wie in 7A gezeigt, außermittig bewegen und sich auf diese Art und Weise der Trennwand an einer Seite des Kanals (die linke Seite in 7A) annähern. Wenn die Düse auf diese Weise positioniert ist, tendiert ein großer Anteil Phosphortinte dazu, an der Seitenfläche einer Trennwand zu kleben. Die auf diese Art und Weise letztendlich gebildete Phosphorschicht tendiert in diesem Fall dazu, nahe einer Trennwand auf einer Seite des Kanals dick zu sein.
Im Extremfall springt die Düse 54 hinüber in den nächsten Kanal, wobei in diesem Fall Phosphortinten verschiedener Farben auf denselben Kanal aufgetragen werden könnten. Mit dem vorliegenden Verfahren zum Auftragen von Phosphortinten wird die Tinte jedoch gleichmäßig auf beide Seiten jedes Kanals über den gesamten Rückglasträger verteilt.
Es ist zu beachten, dass das oben Beschriebene sogar dann erreicht werden kann, wenn die Düse nicht direkt über die Abtastlinien gesetzt wird und stattdessen den Rückglasträger nahe der Abtastlinien abtastet.
Kontrolle der von der Düse ausgestoßenen Phosphortintenmenge
Wenn der Zellenabstand der Trennwände 30 konstant ist und die Breite jeder der Kanäle 32a, 32b und 32c ebenfalls konstant ist, können die Abtastgeschwindigkeit der Düse und die von der Düse ausgestoßene Tintenmenge (genauer, die Rate, mit der die Tinte von der Düse ausgestoßen wird) ebenfalls auf einen konstantes Wert eingestellt werden. Wenn die Kanäle jedoch unterschiedliche Breiten haben oder Variationen der Breiten in demselben Kanal vorhanden sind, würde ein Bewegen der Düse in einer konstanten Abtastgeschwindigkeit und ein Ausstoßen der Phosphortinte mit einer konstanten Rate Inkonsistenzen bei dem Auftragen der Phosphortinte ergeben (genauer, Inkonsistenzen der auf den Grundflächen der Kanäle und der an den Seitenflächen der Trennwände vorhandenen Tintenmenge). Das Auftragen von Phosphortinte mit einer konstanten Rate resultiert darin, dass weniger Phosphortinte auf die Seitenflächen der Trennwände an den Positionen, an denen die Kanäle breit sind, als an den Positionen, an denen die Kanäle eng sind, aufgetragen wird.
An den Positionen, an denen ein Kanal eng ist, wird eine übermäßige Menge Phosphortinte aufgetragen, was dazu führen kann, dass Phosphortinte in die benachbarten Kanäle überfließt und sich mit den anderen Farben Phosphortinte mischt.
Wenn das folgende Verfahren angewendet wird, wird die Höhe des Druckes, der benutzt wird, um die Phosphortinte in die Düse zu pumpen, verändert oder die Abtastgeschwindigkeit wird in Übereinstimmung mit Abweichungen in der Breite eines Kanals verändert. Dadurch wird das oben beschriebene Problem überwunden.
Die in 4 gezeigten Abbildungsdaten, die Breite jedes der Kanäle 32a, 32b und 32c, werden entlang den Erfassungslinien gemessen. Die je Längeneinheit aufgetragene Tintenmenge auf der X-Achse, wenn die Düse 54 den Rückglasträger 21 abtastet, wird dann proportional zu der Kanalbreite eingestellt. Diese Einstellung wird durch Kontrolle der Höhe des durch die Druckpumpe 52 zugeführten Druckes oder Kontrolle der Antriebsgeschwindigkeit des X-Achsen-Antriebsmechanismus erreicht.
Als ein Beispiel für die Abtastlinie S1 in 5A werden die Kanalbreiten an den Punkten Q11 (d. h. dem Abstand zwischen den Punkten P11 und P12), Q21, ..., Q61 gemessen. Wenn die Düse 54 entlang der Abtastlinie S1 bewegt wird, wird die Höhe des durch die Druckpumpe 52 zugeführten Druckes, während die Düse 54 die Punkte Q11, Q21, ..., Q61 durchläuft, proportional zu den gemessenen Kanalbreiten verändert.
Durch die Durchführung dieser Art von Steuerung kann die je Längeneinheit auf der X-Achse aufgetragene Phosphortintenmenge annähernd angemessen der Kanalbreite eingestellt werden. Dies bedeutet, dass Phosphortinte sogar dann gleichmäßig auf die Kanäle aufgetragen werden kann, ohne dass sich Tinten dort mischen, wo die Kanäle eng sind, wenn Differenzen in den Breiten der Kanäle und Abweichungen in der Breite desselben Kanals vorhanden sind.
Modifikationen der Verfahren zum Erhalten der Positionsinformationen für Kanäle und zum Antrieb der Düse
In der Anordnung oben bildet der Kanalerfassungskopf 55 eine Abbildung der gesamten oberen Fläche des Rückglasträgers 21, erhält aus den sich ergebenden Abbildungsdaten Positionsinformationen für die Kanäle und verwendet diese Positionsinformationen, um die Abtastlinien zu bestimmen. Dies ist jedoch nur ein Beispiel dafür, wie die Abtastlinien bestimmt werden können und eine Vielzahl weiterer Verfahren kann angewendet werden.
Als ein Beispiel kann ein Kopf, der ein CCD (Ladungskoppelelement) hat, das sich auf der X-Achse erstreckt, den Rückglasträger 21 auf der Y-Achse abtasten, um auf diese Weise die Trennwände 30 zu kreuzen und Punkte zu entdecken, an denen es Veränderungen in der Luminanzmenge gibt. Durch Erfassung der Luminanz auf Linien, die äquivalent den Erfassungslinien L1, L2, ..., in 5A sind, können Punkte, an denen sich die Luminanz verändert erfasst werden und die Abtastlinien können auf die gleiche Art und Weise bestimmt werden wie oben beschrieben.
In der Anordnung oben werden Punkte, an denen eine plötzliche Veränderung der Luminanz vorhanden ist, erfasst und werden bewertet den Kanten der Kanäle zu entsprechen. Beispielsweise kann auf dem Kanalerfassungskopf 55 jedoch ein Distanzsensor bereitgestellt werden. Dieser Kanalerfassungskopf 55 ist vorgesehen, den Rückglasträger 21 wie zuvor abzutasten und Punkte, an denen eine plötzliche Veränderung in einem erfassten Abstand auftritt, werden erfasst und werden bewertet den Kanten der Kanäle zu entsprechen.
Als eine Alternative kann der Kanalerfassungskopf 55 mit einem die Dielektrizitätskonstante messenden Sensor zum Messen der Dielektrizitätskonstante versehen sein. Dieser Kanalerfassungskopf 55 wird gezwungen den Rückglasträger wie zuvor abzutasten und Punkte, an denen eine plötzliche Veränderung in der Dielektrizitätskonstante auftritt, werden entdeckt und werden bewertet den Kanten der Kanäle zu entsprechen.
In der Anordnung oben ist die Vorrichtung zum Auftragen von Tinte 50 derartig konstruiert, dass der Düsenkopf 53 und der Kanalerfassungskopf 55 separat getrieben werden. Der oben beschriebene Arbeitsschritt kann jedoch auch dann noch durchgeführt werden, wenn diese Komponenten als eine einzelne Komponente betrieben werden.
Die Anordnung oben ist ein Beispielfall, bei dem die Vorrichtung zum Auftragen von Tinte 50 die gesamte obere Fläche des Rückglasträgers 21 abtastet, die Positionen der Kanäle unter Verwendung des Kanalerfassungskopfes 55 erfasst und die Abtastlinien vor dem Beginn des Auftragens der Phosphortinten im Voraus bestimmt. Diese Arbeitsschritte können jedoch gleichzeitig durchgeführt werden. Detaillierter, die Abbildungsdaten für einen Kanal, auf den später Tinte aufzutragen ist, können erhalten werden und eine Abtastlinie kann bestimmt werden, während der Düsenkopf 53 den Rückglasträger 21 abtastet, um Phosphortinte auf einen anderen Kanal aufzutragen. Der Düsenkopf 53 wird dann gesteuert, den auf diese Weise bestimmten Erfassungslinien zu folgen, wenn er Phosphortinte auf den späteren Kanal aufträgt.
Mit anderen Worten, um zu ermöglichen, den Düsenkopf wie oben beschrieben zu steuern und die gleichen Effekte zu erzielen, brauchen die Abtastlinien nur bestimmt zu werden, bevor sie durch den Düsenkopf 53 verfolgt werden.
Beispielsweise kann der Düsenkopf 53 mit einem Kanaldetektor (einem CCD-Linearsensor) versehen sein, der die Mittelposition eines Kanals erfasst und der weiter oben am Kanal in der Abtastdirektion angeordnet ist. Während der Düsenkopf 53 den Rückglasträger 21 abtastet, erfasst der Kanaldetektor die Mitte eines Kanals auf einer Position, die voraus dem Düsenkopf 53 ist und der Düsenkopf 53 wird gesteuert, um diese erfasste Mitte des Kanals zu durchlaufen. Wenn diese Anordnung verwendet wird, müssen jedoch die Erfassung der Kanalmitte und der Antrieb des Düsenkopfes 53 in der Y-Achse mit hoher Geschwindigkeit durchgeführt werden.
Als eine andere Alternative kann ein Feedback-Korrekturverfahren angewendet werden. Bei einem solchen Verfahren kann der Kanaldetektor auf dem Düsenkopf 53 bereitgestellt werden. Die Mitte eines Kanals kann von diesem Kanaldetektor erfasst werden, die Abweichung des Düsenkopfes 53 von der Mitte des Kanals kann berechnet werden und der Düsenkopf 53 kann auf der Y-Achse bewegt werden, um auf diese Weise die Abweichung aufzuheben.
Das Beispiel oben beschreibt den Fall, bei dem der Düsenkopf 53 mit einer Düse 54 versehen ist. Dennoch können die gleichen Effekte erzielt werden, wenn der Düsenkopf 53 mit einer Vielzahl von Düsen 54 versehen ist.
In diesem Fall wird die Position des Düsenkopfes 53 auf der Y-Achse derartig eingestellt, dass jede Düse 54 einer anderen Abtastlinie folgt. Beispielsweise kann der Düsen-Zellen-Abstand auf das Dreifache des Zellenabstandes der Trennwände eingestellt werden und die durch den Düsenkopf 53 zu verfolgende Abtastlinie kann als der Durchschnitt der in den Mitten der Kanäle 32a gesetzten Abtastlinien bestimmt werden. Die Position des Düsenkopfes 53 wird dann auf der Y-Achse eingestellt, so dass der Düsenkopf 53 einer auf diese Weise bestimmten Hauptabtastlinie folgt. Im Ergebnis dessen kann Phosphortinte auf eine Vielzahl von Kanälen gleichzeitig aufgetragen werden.
Wenn der Düsenkopf 53 nur mit einer Düse 54 versehen ist, muss der Düsenkopf 53 den Rückglasträger 21 eine Anzahl von Malen, die gleich der Gesamtanzahl der Kanäle 32a, 32b und 32c ist, abtasten. Je höher jedoch die Anzahl von Düsen 54 auf dem Düsenkopf 53 ist, desto geringer wird die Anzahl von Durchläufen, die der Düsenkopf 53 vorzunehmen hat. Wenn der Düsenkopf 53 beispielsweise mit drei Düsen 54 versehen ist, kann Phosphortinte auf drei Kanäle während eines einzelnen Abtastens des Rückglasträgers 21 aufgetragen werden. Es ist offensichtlich, dass die Anzahl von Malen, die der Düsenkopf 53 in diesem Fall den Rückglasträger 21 abzutasten hat, auf ein Drittel der Anzahl von Abtastungen verkürzt wird, die durchzuführen wären, wenn die Abtastungen von nur einem Düsenkopf durchgeführt würden.
Eine hoch auflösende PDP hat zwischen einigen Hundert und einigen Tausend Kanälen 32a, 32b, 32c auf dem Rückglasträger 21. Eine 16 : 9-106-cm-PDP-Anzeigevorrichtung mit einer Leistung auf VGA-Niveau hat von jeder Farbe 850 Linien, während ein gleichartiger Bildschirm mit HD-(High Definition-)Leistung 1920 Linien hat. Dies bedeutet, dass eine Erhöhung der Anzahl von Düsen 54 die Effizienz, mit der eine Anzeigevorrichtung hergestellt wird, wesentlich steigern kann.
Während das Beispiel oben ein Verfahren beschreibt, bei dem die Phosphortinte einer zweiten Farbe nur aufgetragen wird, nachdem das Auftragen der ersten Phosphortinte vollendet ist, kann die Vorrichtung zum Auftragen von Tinte 50 auch mit drei Düsenköpfen versehen sein, die die Phosphortinte in den drei Farben auftragen, so dass drei Farben von Phosphortinte gleichzeitig aufgetragen werden können.
Zusammensetzung der Phosphortinten der vorliegenden Erfindung
(1) Phosphorpartikel
Zum Vermeiden von Blockierungen der Düse(n) und des Absetzens der Phosphorpartikel, sollten die in der Phosphortinte verwendeten Phosphorpartikel einen durchschnittlichen Partikeldurchmesser von 5 μm oder weniger haben. Um jedoch eine Phosphorschicht herzustellen, die effizient Licht erzeugt, sollte der durchschnittliche Partikeldurchmesser der Phosphorpartikel 0,50 μm oder darüber sein. Aus diesen Gründen sollten die Phosphorpartikel einen durchschnittlichen Durchmesser von 0,5 μm bis 5,0 μm haben, wobei Partikel in einem Bereich von 2 μm bis 3 μm zu bevorzugen sind.
Um die Dispergierung der Phosphorpartikel zu verbessern, ist es effektiv, die Oberflächen der Phosphorpartikel mit Oxiden oder Fluoriden zu beschichten oder solche Materialien an die Oberfläche der Phosphorpartikel zu binden.
Die Folgenden sind Beispiele von Metalloxiden, die an die Oberfläche der Phosphorpartikel gebunden werden können, oder, die verwendet werden können, um die Phosphorpartikel zu beschichten: Magnesiumoxid (MgO), Aluminiumoxid (Al₂O₃), Siliconoxid (SiO₂), Indiumoxid (InO₃), Zinkoxid (ZnO) und Yttriumoxid (Y₂O₃). Von diesen ist SiO₂ allgemein als ein Oxid bekannt, das negativ geladen wird, während ZnO, Al₂O₃ und Y₂O₃ allgemein als Oxide bekannt sind, die positiv geladen werden. Das Aufbringen dieser Materialien auf den Oberflächen der Phosphorpartikel ist besonders effektiv.
Die Partikeldurchmesser der auf die Partikel aufgebrachten Oxide sollten beträchtlich kleiner sein als die Partikeldurchmesser der Phosphorpartikel. Die Menge der auf die Phosphorpartikel aufgebrachten Oxide sollte 0,05% bis 2,0% des Masseanteils der Phosphorpartikel sein. Wenn die Menge zu gering ist wird das Material wenig Effekt zeigen, während, wenn die Menge zu hoch ist, dass Material die UV-Lichtstrahlen, die im Plasma erzeugt werden, absorbieren wird und dadurch die Gesamtluminanz der Anzeigetafel verringert.
Die Folgenden sind Beispiele von Fluoriden, die auf die Oberflächen der Phosphorpartikel aufgebracht werden können:
Magnesiumfluoride (MgF₂) und Aluminiumfluoride (AlF₃).
(2) Binder
Ethylcellulose und Polyethylenoxide (ein Polymer der Ethylenoxide) sind Beispiel für Binder, die eine günstige Dispergierung der Phosphorpartikel erreichen. Insbesondere Ethylencellulose, die 49% bis 54% der Ethoxylgruppe (-OC₂H₅) enthalten, sind günstig. Lichtempfindliches Harz kann ebenfalls als Binder verwendet werden.
(3) Lösemittel
Vorzugsweise ist eine Mischung organischer Lösemittel, einschließlich der Hydroxidgruppe (OH-Gruppe), als Lösemittel zu verwenden. Die Folgenden sind spezifische Beispiele: Terpineol (C₁₀H₁₈O), Butylcarbitolacetat, Pentanediol (2,2,4-Trimethylpentadiol-Monoisobutylat), Dipentene (auch als „Limonen" bekannt) und Butylcarbitol.
Ein gemischtes Lösemittel, das diese organischen Lösemittel enthält, hat sowohl superiore Fähigkeiten, den oben angegebenen Binder zu lösen, als auch eine superiore Dispergierung der Phosphortinte zu erreichen.
Die Phosphortinte sollte circa 35% bis 60% Masseanteil Phosphor und circa 0,15% bis 10 % Massenteil Binder enthalten.
Es ist zu beachten, dass zum Kontrollieren der Form der Phosphortinte, die auf die Kanäle aufgetragen wird, die Menge des Binders relativ hoch und innerhalb eines Bereiches angesetzt werden sollte, in dem die Tinte nicht übermäßig viskos wird.
(4) Dispergiermittel
Durch Hinzufügen eines Dispergiermittels mit der oben genannten Zusammensetzung zu einer Phosphortinte können die Phosphorpartikel günstiger in der Tinte dispergieren.
Als Beispiele für Dispergiermittel können die folgenden Netzmittel benutzt werden.
Anionische Netzmittel
Fettsäuresalze, Alkylsulfat, Estersalze, Alkylbenzolsulfonat, Alkylsulfosuccinat, Naphtalinsulfonpolykarbonpolymere.
Nicht-ionische Netzmittel
Polyoxyethylenalkylester, Polyoxyethylenderivate, Sorbitolfettester, Glycerolfettsäureester, Polyoxyethylenalkylamin
Kationische Netzmittel
Alkylaminsalz, quarternäres Ammoniumsalz, Alkylbetain, und Aminoxide.
(5) Ladungsbeseitigendes Material
Es ist ebenfalls günstig, der Phosphortinte ladungsbeseitigendes Material beizugeben.
Die oben in (4) aufgelisteten Netzmittel als Dispergiermittel weisen im Allgemeinen einen ladungsbeseitigenden Effekt auf, der die Phosphortinte daran hindert, elektrisch geladen zu werden, so dass viele dieser Materialien ladungsbeseitigenden Materialien entsprechen. Der ladungsbeseitigende Effekt ist, abhängig davon, welche Phosphor, Binder und Lösemittel verwendet werden, unterschiedlich, so dass vorzugsweise Experimente mit einer Vielzahl unterschiedlicher Netzmittel durchgeführt werden sollten, um die Auswahl eines effektiven Materials zu ermöglichen.
Eine Netzmittelmenge in einem Bereich von 0,05% bis 0,3% Masseanteil ist geeignet. Eine kleinere Menge wird die Dispergierung des Phosphor nicht genügend verbessern und wird keinen ausreichenden ladungsbeseitigenden Effekt erzielen. Ein Zuviel an Netzmittel wird jedoch die Luminanz der Anzeigetafel beeinflussen.
Abgesehen von Netzmitteln können auch feine Partikel eines leitenden Materials als ladungsbeseitigendes Material verwendet werden.
Spezifische derartige Beispiele sind feine Karbonpartikel, wie zum Beispiel Ruß, feine Grafitpartikel, feine Metallpartikel, wie zum Beispiel Al, Fe, Mg, Si, Cu, Sn, Ag oder feine Partikel eines Oxids dieser Metalle.
Es ist günstig der Phosphortinte 0,05% bis 1,0% Masseanteil dieser leitenden feinen Partikel beizugegeben.
Durch Hinzufügen eines ladungsbeseitigenden Materials zu der Phosphortinte, kann das elektrische Laden der Phosphortinte vermieden werden, woraus sich der folgende Effekt während der Herstellung der PDP ergibt.
Wenn der Phosphortinte kein ladungsbeseitigendes Material beigegeben wird, ergibt sich ein Problem unscharfer Linien, wenn die hergestellte PDP getrieben wird. Das Erscheinen derartiger unscharfer Linien wird unterdrückt, wenn der Phosphortinte ein ladungsbeseitigendes Material beigegeben wird.
Auch wird die Phosphortinte geladen, wenn der Phosphortinte kein ladungsbeseitigendes Material beigegeben wird und es wird wahrscheinlicher, dass die Phosphorschicht in den Abständen zwischen den Adresselektroden 22 (s. 2) in der Mitte der PDP anschwillt. Dieses kann durch das Hinzufügen eines ladungsbeseitigenden Materials zu der Phosphortinte gleichfalls unterdrückt werden.
Phosphortinte (insbesondere Phosphortinte, die organische Lösemittel enthält) wird geladen, wenn sie aufgetragen wird, was zu Abweichungen in der auf jeden Kanal aufgetragenen Phosphortintenmenge und zu Abweichungen in der Art und Weise, in der Phosphortinte auf getragen wird, führt. Es ist bekannt, dass eine derartige Ladung vermieden werden kann, wenn der Phosphortinte ein ladungsbeseitigendes Material hinzugefügt wird.
Das Unterdrücken des elektrischen Ladens der Phosphortinte hilft ebenso beim Vermeiden der durch die Streuung von Tintentropfen bedingten Vermischung von Farben.
Wenn ein Netzmittel oder feine Karbonpartikel als das ladungsbeseitigendes Material verwendet werden, verdampft oder verbrennt dieses ladungsbeseitigende Material, wenn der Phosphor gebrannt wird, um die Lösemittel und Binder in der Phosphortinte zu entfernen. Das bedeutet, dass kein ladungsbeseitigendes Material nach dem Brennen in der Phosphorschicht zurückbleibt. Im Ergebnis dessen hat in der Phosphorschicht verbliebenes ladungsbeseitigendes Material keinen Einfluss auf das Treiben (die Lichtintensität) der PDP.
Herstellungsverfahren für die Phosphortinte
Die Phosphortinten werden durch Auflösung der 0,2% bis 10% Masseanteile des oben beschriebenen Binders in dem Lösemittel gebildet. Dieses wird dann mit den Phosphorpartikeln verschiedener Farben gemischt und die Phosphorpartikel dispergieren durch Verwendung eines Dispergers, um die Phosphortinten verschiedener Farben zu bilden. Das Folgende kann als der Disperger verwendet werden. Eine Schwingmühle oder eine rührtrichterartige Mühle, die das Material unter Verwendung von Kugeln dispergiert (eine Kugelmühle, eine Perlmühle, eine Sandmühle usw.) können verwendet werden. Alternativ dazu kann eine Einrichtung, die keine Kugel verwendet, wie zum Beispiel eine Vorlaufleitung oder eine Strahlmühle benutzt werden. Zirkonoxidkuegeln oder Zirkonkugeln werden als Dispergiermedium für eine Schwingmühle oder eine rührtrichterartige Mühle verwendet. Insbesondere Zirkonoxid-(ZrO₂-)Kugeln mit einem Durchmesser von 0,2 mm bis 2 mm sind günstig. Die Verwendung derartiger Kugeln begrenzt die Beschädigung der Phosphorpartikel und die Einführung von Fremdstoffen in die Tinte.
Wenn eine Strahlmühle verwendet wird, sollte die Dispergierung vorzugsweise mit einem Druck in dem Bereich von 980 kPa bis 9800 kPa (10 kgf/cm² bis 100 kgf/cm²) durchgeführt werden. Dieser Bereich ist günstig, weil Druck unter 10 kgf/cm² die Phosphortinte nicht genügend dispergieren kann und weil übermäßiger Druck von über 9800 kPa (100 kgf/m²) dazu tendiert, die Phosphorpartikel zu stauchen.
Die Viskosität der Phosphortinte sollte 2 m^–2s (2000 Cp) oder darunter, bei einer Temperatur von 25°C und einer Schergeschwindigkeit von 100 sec^–1 sein, wobei die Phosphortinte vor zugsweise derartig eingestellt ist, dass ihre Viskosität in dem Bereich von 10 × 10^–3 Nm^–2s bis 500 × 10^–3 Nm^–2s (10 bis 500 Cp) ist.
Das Folgende beschreibt ein Beispiel, wie ein Oxid oder ein Fluorid auf der Oberfläche der Phosphorpartikel aufgebracht werden kann. Eine Suspension eines Metalloxids, wie zum Beispiel Magnesiumoxid (MgO), Aluminiumoxid (Al₂O₃), Siliconoxid (SiO₂), Indiumoxid (In₂O₃) oder eine Suspension feines Metallfluorids, wie zum Beispiel ein Magnesiumfluorid (MgF₂) oder Aluminiumfluorid (AlF₃), wird einer die Phosphorpartikel enthaltenden Suspension beigegeben und dann werden die Suspensionen gemischt und erregt. Danach wird die Mischung zum Entfernen der Partikel einem Ansaugfiltern ausgesetzt. Die Partikel werden bei einer Temperatur von wenigstens 125°C getrocknet und dann bei einer Temperatur von wenigstens 350°C gebrannt.
Um die Adhäsion der Oxide oder Fluoride an die Phosphorpartikel zu verstärken, kann den Suspensionen eine kleine Menge eines Harzes, eines Silan-Kopplers oder Wasserglas beigegeben werden.
Als ein weiteres Beispiel kann eine Beschichtung mit Aluminiumoxid (Al₂O₃) auf den Oberflächen der Phosphorpartikel durch Hinzufügen der Phosphorpartikel zu einer Lösung von Al (OC₂H₅), die ein Aluminiumoxid ist, und anschließendes Erregen der Mischung gebildet werden.
Effekt der Phosphortinte der vorliegenden Ausführung
Wie oben beschrieben, wird die Phosphortinte der vorliegenden Ausführung günstig dispergiert, so dass, wenn die Phosphortinte auf den Kanälen zwischen den Trennwänden aufgetragen wird, die Phosphortinte günstig auf den Seitenflächen der Trennwände aufgetragen wird. Die Gründe dafür sind folgende:
8 ist eine Darstellung, wie die Phosphorschicht gebildet wird, nachdem die Phosphortinte auf die Kanäle zwischen den Trennwänden aufgetragen wurde.
Wenn eine hochflüssige Phosphortinte verwendet wird, um die Abstände zwischen den Trennwänden zu füllen, tendieren die Phosphorpartikel aufgrund der Schwerkraft F1 dazu sich abzusetzen.
Gleichzeitig werden die Phosphorpartikel in der Phosphortinte auch der Kraft F2 ausgesetzt, die die Phosphorpartikel in Richtung auf die Seitenflächen der Trennwände bewegt. Diese Kraft F2 wird durch das in der Phosphortinte vorhandene, in die Trennwände 30 sickernde Lösemittel und durch die durch den Binder mit dem Lösemittel kombinierten Phosphorpartikel erzeugt. Im Ergebnis dessen bewegen sich die Phosphorpartikel gleichfalls in der Richtung der Trennwände 30.
Die Form der letztendlich in den Kanälen zwischen den Trennwänden gebildeten Phosphorschicht wird durch den Ausgleich zwischen den Kräften F1 und F2 bestimmt. Je höher die Flüssigkeit der Phosphortinte ist, desto stärker ist die Kraft F2, so dass die Phosphortinte günstig auf die Seitenflächen der Trennwände aufgetragen werden kann.
Es ist aus dem gleichen Grund auch günstig, die Menge des Binders in der Phosphortinte am oberen Ende des zulässigen Bereiches festzulegen. Da eine Erhöhung der Bindermenge die Kraft F2 verstärkt, können Verbesserungen in der Menge der Phosphortinte, die auf die Seitenflächen der Trennwände aufgetragen wird, erreicht werden.
Verbesserungen der Menge der Phosphortinte, die auf die Seitenflächen der Trennwände aufgetragen wird, erhöhen die Proportion der Phosphorschicht, die auf diesen Seitenflächen gebildet wird, wodurch wiederum die Luminanz der sich ergebenden PDP verbessert wird. Dies ist deshalb so, weil das an Stellen nahe der Anzeigeelektroden erzeugte UV-Licht effizient in sichtbares Licht umgewandelt werden kann.
9 ist eine Darstellung, wie sich die Form der Phosphorschicht, abhängig von der in der Phosphorschicht enthaltenen Konzentration von Harzbinder, verändert.
Wie in 9 gezeigt, setzen sich die meisten der Phosphorpartikel auf dem Boden des Kanals ab, wenn die Harzkonzentration gering ist, so dass nur auf dem Boden des Kanals eine Phosphorschicht gebildet wird. Wenn jedoch die Harzkonzentration erhöht wird, wird die Bindung des Binders an die Phosphorpartikel verbessert, so dass sich die Menge der auf die Seitenflächen der Trennwände aufgetragenen Phosphortinte erhöht. Erreicht die Harzkonzentration einmal einen bestimmten Grad, wird eine Phosphorschicht nur auf den Seitenflächen der Trennwände gebildet.
Es ist zu beachten, dass, wenn die Phosphortinten verschiedener Farben der Reihe nach aufgetragen werden, die Phosphortinte der zweiten und dritten Farbe aufgetragen werden, während bereits Tinte in den benachbarten Kanälen vorhanden ist. Dies bedeutet, dass das Lösemittel bereits in eine Seitenfläche einer Trennwand oder in beide Seitenflächen beider Trennwände eines Kanals, auf den Phosphortinte aufgetragen wurde, eingesickert ist. Infolgedessen wird es schwierig für das Lösemittel in der Phosphortinte, das nun aufgetragen wird, in derartige Trennwände einzusickern und wenn die Dispergierung der Phosphortinte schlecht ist, wird die Kraft F2 nahezu keinen Effekt haben.
Wenn jedoch die gründlich dispergierte Phosphortinte wie in der vorliegenden Ausführung verwendet wird, wird die Kraft F2 sogar dann, wenn bereits Phosphortinte auf die benachbarten Kanäle aufgetragen wurde, noch immer einen Effekt haben. Das bedeutet, dass Phosphortinte günstig auf die Seitenwände der Trennwände aufgetragen werden kann.
Es ist zu beachten, dass der Durchmesser der Öffnung in der Düse 54 üblicherweise viel kleiner eingestellt ist als der Zellenabstand der Trennwände. Um die Phosphortinte konsistent aus einer feinen Düse auszustoßen, hat die Viskosität der Tinte gering zu sein. Wie in 10 gezeigt, muss die Viskosität der Tinte ungefähr zwei Dezimalstellen geringer sein als die Viskosität der Tinte, die bei dem üblichen Rasterdruck verwendet wird. Während aus den oben angegebenen Gründen üblicherweise Blockierungen einer Düse auftreten, sind die Phosphorpartikel in der Phosphortinte der vorliegenden Ausführung gründlich dispergiert, so dass Blockierungen vermieden werden und Phosphortinte kontinuierlich über einen langen Zeitraum, zum Beispiel über 100 Stunden, aufgetragen werden kann.
Die Öffnung der Düse 54 sollte aus den folgenden Gründen wesentlich kleiner eingestellt werden als der Zellenabstand der Trennwände.
11 zeigt, wie die Phosphortinte von der Düse ausgestoßen wird.
Wie in 11A gezeigt, tendiert die Phosphortinte dazu sich auszudehnen, sobald sie von der Düse ausgestoßen wurde. Dies ist ansonsten als „Barus-Effekt" bekannt und wegen dieses Effektes muss der Düsendurchmesser wesentlich kleiner eingestellt werden als der Zellenabstand der Trennwände. Wenn die PDP eine VGA-Baureihe mit einem Trennwandzellenabstand von 360 μm ist, muss der Düsendurchmesser d auf circa 100 μm eingestellt werden. Wenn indessen die PDP eine HD-Baureihe ist, muss der Düsendurchmesser auf circa 50 μm, einen außerordentlich geringen Abstand, eingestellt werden.
Modifikation des Verfahrens zum Auftragen der Phosphortinte
Wenn die Auspressung einer Phosphortinte mit niedriger Viskosität angehalten wird, ist es wahrscheinlich, dass der danach herausgebildete Tintenstrahl, wie in 11B gezeigt, von der zentralen Achse wegdreht und damit den Tintenfluss destabilisiert.
Der Grund dafür ist, dass die Phosphortinte an der Kante (der unteren Oberfläche) der Öffnung in dem Ende der Düse klebt, wenn die Auspressung der Tinte angehalten wird. Dieser Teil wird nasser als andere Teile, insbesondere, wenn die Öffnung der Düse eng ist und die Viskosität der Tinte gering ist.
Um dieses zu verhindern, kann die Tinte sogar während der Perioden kontinuierlich von der Düse 54 ausgestoßen werden, in denen die Düse sich zwischen Kanälen, auf die nacheinander Phosphortinte aufgetragen wird, bewegt.
Detaillierter, wenn die Tinte sogar dann kontinuierlich von der Düse 54 ausgestoßen wird, wenn die Düse 54 sich auf eine Position über die Kanäle hinaus bewegt hat, kann die Phosphortinte davon abgehalten werden, an der unteren Oberfläche des Endes der Düse kleben zu bleiben. Dadurch werden Situationen vermieden, in denen der sich Tintenstrahl, wie in 11B gezeigt, krümmt.
Beispielsweise kann Phosphortinte kontinuierlich von der Düse 54 ausgestoßen werden, bis das Auftragen der Phosphortinte für den gesamten Rückglasträger 21 vollendet ist. Während dieser Periode wird sich der Tintenstrahl nicht von der zentralen Achse wegdrehen und kann deshalb angemessen aufgetragen werden.
Erste Testreihe
Mehrere PDPs wurden in Übereinstimmung mit dem oben beschriebenen Verfahren hergestellt. Mit verschiedenen Phosphorpartikeln, Harzen und Sorten/Mengen von Lösemitteln hergestellte Tinten wurden auf unterschiedliche PDPs angewendet.
Die Beispiele 1 bis 9 in den Tabellen 1 bis 3 beziehen sich auf die Ausführung oben. Die verwendeten Phosphortinten wurden durch Dispergieren von Phosphorpartikeln mittels einer Sandmühle hergestellt, die 0,2 mm bis 2,0 mm große Zirkonoxidkugeln enthält.
Die Tabellen 1 bis 3 zeigen den Partikeldurchmesser, die Art und die Menge des Harzes, die Art und die Menge des Lösemittels, die Art und die Menge des Dispergiermittels und die Viskosität der Phosphortinte während des Auftragens (eine Viskosität, bei der die Schergeschwindigkeit 100 s^–1 bei 25°C ist).
Beim Herstellen einer PDP gemäß der Ausführung oben wurde der Zellenabstand der Trennwände 30 mit 0,15 mm bestimmt und die Höhe der Trennwände 30 wurde mit 0,15 mm bestimmt.
Die Phosphorschicht wurde durch Auftragen von Phosphortinten unterschiedlicher Farbe auf die Kanäle bis zu den oberen Teilen der Trennwände 30 und anschließendes Brennen bei 500°C für 10 Minuten gebildet. 10% Xenongas enthaltendes Neongas wurde als das Entladungsgas eingeführt und die PDPs wurden mit einem inneren Druck von 66,6 kPa (500 Torr) hermetisch verschlossen.
Die Beispiele 10 bis 12 in der Tabelle 4 sind Vergleichsbeispiele. Im Beispiel 10 wurden Acrylharz und ein Dispergiermittel (Glycerintrioleat) beim Herstellen der Phosphortinte kombiniert. Im Beispiel 11 wurden Ethoxylgruppe enthaltende Ethylcellulose und Terpineol kombiniert, jedoch wurde kein Dispergiermittel beigegeben. Im Beispiel 12 wurden Polyvinylalkohol und Wasser kombiniert, jedoch wurde kein Dispergiermittel beigegeben. Die PDPs dieser Vergleichsbeispiele waren ansonsten den PDPs, die den Beispielen 1 bis 9 der Ausführungen entsprechen, identisch.
Vergleichstests
Für die oben erwähnten Beispiel-PDPs wurden das Ausmaß, mit dem Tinte auf die Trennwände aufgetragen wurde, das Vorhandensein von Unschärfe (d. h. die Vermischung von Farben) und die Anzeigetafelluminanz untersucht.
Durch das separate Beleuchten jeder farbigen Tinte auf einer PDP und anschließender Messung des emittierten Lichtes wurde das Vorhandensein von Unschärfe gemessen.
Im Ergebnis wurde festgestellt, dass Phosphortinte bis an die oberen Enden der Trennwände 30 in jeder der PDPs der Ausführungen und der Vergleichsbeispiele aufgetragen wurde. Keine der PDPs wies eine Unschärfe der Farben auf.
Die Anzeigetafelluminanz wurde mittels eines Luminanzmeters gemessen, während die PDPs unter Verwendung einer Dauerentladungsspannung (Frequenz 30 Hz) von 150 Volt getrieben wurden. Die Ergebnisse werden in den Tabellen 1 bis 4 gezeigt.
Wenn diese PDPs getrieben wurden, wurde festgestellt, dass die Wellenlänge des emittierten ultravioletten Lichtes annähernd gleich der Erregungswellenlänge eines auf 173 nm zentrierten Xenon-Molekularstrahls ist.
Es wurden gleichfalls Experimente durchgeführt, in denen die hergestellten Phosphortinten kontinuierlich von der Düse ausgegeben wurden. Jede Phosphortinte, die in Übereinstimmung mit der Ausführung oben hergestellt wurde, konnte kontinuierlich für 100 Stunden ausgestoßen werden, während, wenn die Phosphortinten der Vergleichsbeispiele verwendet wurden, innerhalb von 8 Stunden Blockierungen der Düse auftraten.
Bemerkungen
Wie in den Tabellen 1 bis 4 gezeigt, wiesen die den Ausführungen entsprechenden Beispiele 1 bis 9 eine Anzeigetafelluminanz von 530 cd/m² oder höher auf, wodurch die von den Vergleichsbeispielen 10 bis 12 aufgewiesene Anzeigetafelluminanz (460 cd/m² bis 480 cd/m²) übertroffen wurde. Dieses wird darauf zurückgeführt, dass das Verhältnis der Phosphorschicht an den Seiten der Trennwände relativ zu der Menge auf der Grundfläche der Kanäle in den PDPs der vorliegenden Ausführung größer ist als in den PDPs der Vergleichsbeispiele.
Zweite Testreihe
In den Beispielen 21 und 22 wurden folgende Phosphor verwendet: Rot (Y, Gd) BO₃ : Eu, Blau BaMgAl₁₀O₁₇ : Eu, Grün ZnSiO₄ : Mn. In den Phosphortinten jeder Farbe wurde ein Oxid (SiO₂), das negativ geladen wird, auf die Oberfläche der Phosphorpartikel (als eine Beschichtung) aufgebracht.
Das Siliconoxid (SiO₂) wurde zuerst durch ein Herstellen der Suspensionen von Phosphor jeder Farbe und einer Suspension von SiO₂-Partikeln (die SiO₂-Partikel haben einen Durchmesser, der ein Zehntel oder weniger des Durchmessers der Phosphorpartikel beträgt) auf die Oberflächen der Phosphorpartikel aufgebracht. Eine Phosphorpartikelsuspension wurde dann mit der SiO₂-Suspension gemischt und die Mischung wurde erregt. Danach wurde die Mischung Absaugfiltern ausgesetzt, um die Partikel zu entfernen. Diese Partikel wurden bei einer Temperatur von wenigstens 125°C getrocknet und dann mit einer Temperatur von wenigstens 350°C gebrannt.
Die mit SiO₂ beschichteten Phosphorpartikel wurden anschließend mit einem harzigen, aus Ethylcellulose und einem gemischten Lösemittel aus Terpineol und Pentandiol (1 : 1) bestehenden Material in den in Tabelle 5 gezeigten Verhältnissen kombiniert. Eine Strahlmühle wurde verwendet, um die Partikel zu mischen und zu dispergieren und dadurch die Phosphortinten herzustellen. Während der Dispergierung wurde ein Druck in dem Bereich von 980 bis 19600 kPa (10 Kgf/cm² bis 200 Kgf/cm²) verwendet.
Die auf diese Weise hergestellten Phosphortinten wurden eingestellt, um ihre Viskosität vor dem Auftragen den in Tabelle 5 gezeigten Werten anzugleichen. Die anderen Aspekte der PDPs waren dieselben, wie jene, die in der ersten Testreihe beschrieben wurden.
Wie in der ersten Testreihe wurde das Ausmaß, mit dem die Tinte auf die Trennwände aufgetragen wurde, das Vorhandensein von Unschärfe und die Anzeigetafelluminanz für die Beispiel-PDPs untersucht. Im Ergebnis wurde festgestellt, dass die Phosphortinte bis ganz oben auf die Seitenwände jeder PDP aufgetragen wurde. Keine der PDPs wies Unschärfen auf.
Wie in Tabelle 5 gezeigt, wies jede PDP eine günstige Anzeigetafelluminanz auf.
Wenn die in den Beispielen 21 und 22 verwendeten Tinten kontinuierlich für über 100 Stunden ausgestoßen wurden, traten keine Blockierungen der Düsen auf.
Dritte Testreihe
Diese dritte Testreihe enthielt Beispiel-PDPs (31 bis 37), bei denen der Phosphortinte verschiedene Netzmittel als Dispergiermittel beigegeben wurden und/oder ladungsbeseitigende Materialien und Beispiel-PDPs (38 bis 42), bei denen der Phosphortinte feine leitfähige Partikel als ladungsbeseitigende Materialien hinzugefügt wurden.
Von diesen PDPs sind die Beispiele 31 bis 34 PDPs, bei denen ZnO und MgO auf die Oberflächen der Phosphor in den Phosphortinten aufgebracht wurde.
Es ist zu beachten, dass die Beispiel-PDP 43 ohne das Hinzufügen von ladungsbeseitigendem Material zu den Phosphortinten hergestellt wurde.
Tabelle 6
Tabelle 7
Tabelle 8
Tabelle 9
Die Tabellen 6 und 7 zeigen den Partikeldurchmesser und die Phosphorarten, die Art und die Menge des auf die Phosphor aufgebrachten Oxids, die Art und die Menge des Harzes, die Art und die Menge des Lösemittels und weitere derartige Informationen. Die Arten der Netzmittel und ladungsbeseitigenden Materialien, die hinzugefügte Menge und die Viskosität (eine Viskosität, bei der die Schergeschwindigkeit bei 25°C 100 s^–1 ist) der Phosphortinte während des Auftragens, werden in den Tabellen 8 und 9 gezeigt.
Eine Düse mit einem Durchmesser von 50 μm wurde verwendet und die Spitze der Düse wurde während des Auftragens der Phosphortinten in einem Abstand von 1 mm von dem Rückglasträger gehalten. Alle weiteren Aspekte waren dieselben, wie bei den PDPs in der ersten Testreihe.
Es ist zu beachten, dass in dem vorliegenden Test die Fläche des Rückglasträgers, auf dem die Trennwände gebildet wurden, für 10 Sekunden bis zu einer Minute einer Excimer-Lampe (die ein Licht mit einer zentralen Wellenlänge von 172 nm erzeugt) ausgesetzt wird, bevor die Phosphortinte aufgetragen wird, um das Auftragen der Tinte zu verbessern.
Auch nachdem die Phosphorschicht gebrannt wurde, wurde die Oberfläche des Rückglasträgers, auf dem die Phosphorschicht geformt wurde, wiederum der Excimer-Lampe (die ein Licht mit einer zentralen Wellenlänge von 172 nm erzeugt) für 10 Sekunden bis zu einer Minute ausgesetzt, um alle Binder oder andere Rückstände aus der Phosphorschicht zu entfernen.
Die auf diese Weise hergestellten PDPs wurden getrieben und die Anzeigetafelluminanz und das Vorhandensein von Linienunschärfe wurden untersucht.
Die Anzeigetafelluminanz wurde mittels eines Luminanzmeters gemessen, während die PDPs unter Verwendung einer Dauerentladungsspannung (Frequenz 30 Hz) von 150 Volt getrieben wurden. Das Vorhandensein oder die Abwesenheit von Linienunschärfe wurde durch Anzeigen der Farbe Weiß auf der gesamten Anzeigetafel untersucht und die Ergebnisse wurden mit dem bloßen Auge beobachtet.
Wenn diese PDPs getrieben wurden, wurde festgestellt, dass die Wellenlänge des emittierten ultravioletten Lichtes annähernd gleich der Erregungswellenlänge eines auf 173 nm zentrierten Xenon-Molekularstrahls ist.
Die Ergebnisse dieser Experimente werden in den Tabellen 8 und 9 gezeigt.
Wie in den Tabellen 8 und 9 gezeigt, hatten die Beispiele 31 bis 42 eine höhere Anzeigetafelluminanz als Beispiel 43. Während in Beispiel 43 Linienunschärfe beobachtet wurde, trat in den Beispielen 31 bis 42 keine derartige Unschärfe auf.
Als die in den PDPs gebildeten Phosphorschichten untersucht wurden, wurden keine Vermischungen von Phosphor der verschiedenen Farben beobachtet, obwohl in den Beispielen 31 bis 42 die Auftragung auf die Seitenflächen der Trennwände günstiger war als in Beispiel 43.
Bemerkungen
Die Testresultate oben, hinsichtlich Anzeigetafelluminanz und Zeilenunschärfe, werden als Resultat der günstigen Ausgeglichenheit zwischen der Phosphortintenmenge auf den Seitenflächen der Trennwände und den Böden der Kanäle in den Beispielen 31 bis 42 betrachtet, bei denen den Phosphortinten ein ladungsbeseitigendes Material hinzugefügt wurde.
Eine derartige Ausgeglichenheit wurde in dem Beispiel 43, bei dem kein ladungsbeseitigendes Material hinzugefügt wurde, nicht erreicht.
Zweite Anordnung
12 ist eine Perspektivzeichnung eines zweiten Beispiels einer Vorrichtung zum Auftragen von Tinte, während 13 eine Vorderansicht (teilweise im Querschnitt) dieser Vorrichtung zum Auftragen von Tinte ist.
Diese Vorrichtung zum Auftragen von Tinte hat grundsätzlich denselben Aufbau wie die vorher beschriebene Vorrichtung zum Auftragen von Tinte 50, obwohl sie darüber hinaus weitere Einrichtungen enthält, wie zum Beispiel eine Umwälzeinrichtung, die Phosphortinte auffängt und verwendet, und einen Mechanismus zum Drehen der Düsen, der einen, eine Vielzahl von Düsen enthaltenden, Düsenkopf dreht, um den Düsenzellenabstand einzustellen.
Aufbau der Vorrichtung zum Auftragen von Tinte
Die vorliegende Vorrichtung zum Auftragen von Tinte ist aus einem Hauptkörper 100 und einer Steuereinheit 200 zusammengesetzt.
Der Hauptkörper 100 enthält einen Hauptsockel 101, eine über die obere Fläche des Hauptkörpers 100 gelegte Schiene 102, einen Trägerbefestigungsbock 103, der sich entlang der Schiene 102 auf der X-Achse (durch den Pfeil X in der Zeichnung angezeigt) bewegt, einen Ausleger 104, bereitgestellt, um den Hauptsockel 101 zu kreuzen, eine Düsenkopfeinheit 110, die sich auf der Y-Achse (durch den Pfeil Y in der Zeichnung angezeigt) entlang einer auf dem Ausleger 104 bereitgestellten Schiene 105 bewegt und eine fotografische Einheit 120, die den Ausleger 104 auf der Y-Achse bewegt und Positionen zwischen den Trennwänden auf einem Rückglasträger 21 erfasst, der auf dem Trägerbefestigungsbock 103 angeordnet ist.
Ein X-Achsen-Antriebsmechanismus 130 wird im Inneren des Hauptsockels 101 bereitgestellt, um den Trägerbefestigungsbock 103 vorwärts und rückwärts auf der X-Achse anzutreiben.
Der X-Achsen-Antriebsmechanismus 130 enthält einen Antriebsmotor 131 (z. B. einen Servomotor oder einen Schrittmotor), eine Vorschubspindel 132, die sich auf der X-Achse entlang der Schiene 102 erstreckt, und eine Supportmutter 133, die an dem Boden des Trägerbefestigungsbocks 103 angebracht ist. Die Vorschubspindel 132 wird von dem Antriebsmotor 131 angetrieben und schiebt so die Supportmutter 133 und den Trägerbefestigungsbock 103 mit hoher Geschwindigkeit auf der X-Achse.
14 ist eine Lupenansicht der in Abbildung 12 gezeigten Düsenkopfeinheit 110.
Die Düsenkopfeinheit 110 enthält eine Führungsbasiseinheit 111, die einen Y-Achsen-Antriebsmechanismus enthält, um die Düsenkopfeinheit 110 rückwärts und vorwärts auf der Y-Achse anzutreiben, einen Düsenkopf 112, auf dem eine Vielzahl von Düsen 113 ausgerichtet ist, einen Hebe-Senk-Mechanismus 114, um die Höhe des Düsenkopfes 112 einzustellen, und einen Drehantriebsmechanismus 115, zum Drehen des Düsenkopfes 112 innerhalb einer Ebene, die parallel zu dem Trägerbefestigungsbock 103 ist.
Beispielsweise kann ein Schiebermechanismus, der eine Kombination eines Zahnstangengetriebemotors und eines Linearmotors oder ein Linearmotor mit einem eingebauten Ritzel ist, als der Y-Achsen-Antriebsmechanismus und der Hebe-Senk-Mechanismus 114 verwendet werden.
Der Drehantriebsmechanismus 115 kann zum Beispiel ein Servomotor sein, der über die Rotationsachse 112a des Düsenkopfes 112 dreht.
Wie die Führungsbasiseinheit 111, ist auch die fotografische Einheit 120 fähig, den Ausleger 104 mittels eines Y-Achsen-Antriebsmechanismus zu bewegen. Auf die gleiche Art und Weise, wie der Kanalerfassungskopf 55 der ersten Anordnung, ist diese fotografische Einheit 120 mit einem CCD-Linearsensor oder dergleichen versehen, der sich auf der Y-Achse erstreckt und auf diese Weise fähig ist, Abbildungsdaten von der oberen Fläche des Rückglasträgers 21 zu erhalten, wenn der Rückglasträger 21 auf dem Trägerbefestigungsbock 103 angeordnet ist.
Obwohl nicht dargestellt, ist die Vorrichtung zum Auftragen von Tinte auch mit einer X-Positionserfassungseinrichtung, zum Erfassen der Position des Trägerbefestigungsbocks 103 auf der X-Achse, einem Y-Positionserfassungseinrichtung, zum Erfassen der Position der Düsenkopfeinheit 110 und der fotografischen Einheit 120 auf der Y-Achse und Linearsensoren (wie z. B. kontaktfreien Lineardecodern) auf der Y-Achse, auf der X-Achse, sowie darüber und darunter als eine Höhenerfassungseinrichtung zum Erfassen der Höhe des Hebe-Senk-Mechanismus 114, ausgestattet.
Basierend auf den Signalen dieser Linearsensoren, kennt die Steuereinheit 200 immer sowohl die Positionen der Düsenkopfeinheit 110 und der fotografischen Einheit 120 (die Position der fotografischen Einheit 120 sind dabei X- und Y-Koordinaten auf dem Trägerbefestigungsbock 103) als auch die Höhe des Düsenkopfes 112. Die Steuereinheit 200 kann, unter Verwendung eines Winkelerfassungseinrichtung (wie z. B. eines Drehwinkelgebers), auch den von dem Düsenkopf 112 in Bezug auf die X-Achse ausgeführten Winkel θ kennen.
Der oben beschriebene Antriebsmechanismus und die Erfassungseinrichtung befähigen den Düsenkopf 112 und die fotografische Einheit 120, den Trägerbefestigungsbock 103 auf der X-Achse und der Y-Achse abzutasten, wobei Einstellungen der Höhe des Düsenkopfes 112 über dem Trägerbefestigungsbock 103 und des von dem Düsenkopf 112 in Bezug auf X-Achse ausgeführten Winkels möglich sind.
Wie in den 12 und 13 gezeigt, wird eine Saugeinrichtung für Platten 140 zum Anwenden einer Saugkraft auf eine auf dem Trägerbefestigungsbock 103 angeordneten Platte bereitgestellt. Dieser Saugeinrichtung für Platten 140 wird durch eine Ansaugpumpe 141 und einen Kunststoffschlauch 142, der die Ansaugpumpe 141 mit dem Trägerbefestigungsbock 103 verbindet, ausgeführt. Sowohl die Ansaugpumpe 141 als auch der Kunststoffschlauch 142 werden an der Innenseite des Hauptsockels 101 bereitgestellt. Die Innenseite des Trägerbefestigungsbocks 103 ist mit einem Hohlraum 103a (s. 13) versehen und die obere Fläche des Trägerbefestigungsbocks 103 ist mit einer großen Anzahl an Perforationen versehen, die die obere Fläche mit dem Hohlraum 103 verbinden. Wenn die Ansaugpumpe 141 Luft aus dem Hohlraum 103a pumpt, wird auf die Platte, die auf dem Trägerbefestigungsbock 103 angeordnet wurde, eine Saugkraft angewendet.
Wie in den 12 und 13 gezeigt, wird der Hauptkörper 100 mit einer Umwälzeinrichtung 150 zum Auffangen und zum Zirkulieren der Phosphortinte (ausgestoßener Tinte), die von der Düsenkopfeinheit 110 ausgestoßen wurde, versehen.
Die Umwälzeinrichtung 150 ist aus einem Sammelbehälter 151 zum Auffangen der Phosphortinte, die von der Düsenkopfeinheit 110 ausgestoßen wurde, und einer Druckpumpe 152, um Druck auf die Phosphortinte in dem Sammelbehälter 151 anzuwenden und auf diese Weise die Phosphortinte zu liefern, zusammengesetzt.
Der Sammelbehälter 151 erstreckt sich auf der Y-Achse, um auf diese Weise Tinte aufzufangen, die über die gesamte Abtastlänge der Düsenkopfeinheit 110 ausgestoßen wurde. Auf diese Art und Weise aufgefangene Tinte wird mit der Druckpumpe 152 durch das Rohr 153 dem Düsenkopf 112 in der Düsenkopfeinheit 110 zugeführt und wird auf diese Weise wieder von der Vorrichtung verwendet.
Die Umwälzeinrichtung 154 ist ebenso mit einem Tintenversorger 154 versehen, der die in der Vorrichtung zirkulierende Phosphortintenmenge auf einem geeigneten Füllstand hält. Der Tintenversorger 154 überwacht, ob die Tintenmenge in dem Sammelbehälter 151 wenigstens gleich einem vorgegebenen Füllstand ist und liefert automatisch zusätzliche Phosphortinte, wenn die Menge unter diesen Füllstand fällt. Die Düsenkopfeinheit 110 ist gleichfalls mit einer Strahlabschirmeinrichtung 116 versehen, um von dem Düsenkopf 112 ausgestoßene Tinte daran zu hindern, an den Seiten des Rückglasträgers 21 zu kleben.
Eine Strahlabschirmeinrichtung 116 wird auch in der Düsenkopfeinheit 110 bereitgestellt, um zu verhindern das von dem Düsenkopf 112 ausgestrahlte Tinte an den Seiten des Rückglasträgers 21 kleben bleibt.
Die Strahlabschirmeinrichtung 116 ist aus einer Abschirmblech 117, die auf der X-Achse gleitet, und einem Solenoid (nicht abgebildet), der das Abschirmblech 117 treibt, zusammengesetzt. Das Abschirmblech 117 ist üblicherweise entfernt von der von den Tintenstrahlen genommenen Bahn angeordnet, kann jedoch in eine Position gleiten, in der es die Tintenstrahlen blockiert. Phosphortinte, die auf das Abschirmblech 117 auftrifft, wenn diese in einer blockierenden Position ist, wird von einer Ansaugpumpe (nicht abgebildet) in den zweiten Sammelbehälter 118 geschickt.
Die Steuereinheit 200 steuert alle Komponenten des Hauptkörpers 100. Die Steuereinheit 200 ist mit dem Antriebsmotor 131, der Düsenkopfeinheit 110, der fotografischen Einheit 120, der Ansaugpumpe 141 und der Druckpumpe 152 durch die Kabel 201 bis 205 verbunden und treibt diese Komponenten unter Verwendung von Strom und Treibersignalen, die von der Steuereinheit 200 durch diese Kabel geliefert werden.
Die durch die fotografische Einheit 120 erhaltenen Abbildungsdaten werden der Steuereinheit 200 durch das Kabel 203 geliefert.
Betreiben der Vorrichtung zum Auftragen von Tinte und ihr Steuerungsverfahren
Das Folgende erklärt das Verfahren, das verwendet wird, wenn Phosphortinte mittels einer oben beschriebenen Vorrichtung aufgetragen wird.
Zuerst wird der Rückglasträger 21 auf dem Trägerbefestigungsbock 103 angeordnet und die Ansaugpumpe 141 wird betrieben, um eine Saugkraft anzuwenden, die den Rückglasträger 21 auf dem Trägerbefestigungsbock 103 hält.
Auf die gleiche Art und Weise wie bei der Vorrichtung zum Auftragen von Tinte 50, die in der ersten Anordnung beschrieben wurde, ist die fotografische Einheit 120 dazu vorgesehen, den Rückglasträger 21 abzutasten, um Abbildungsinformationen der gesamten Fläche des Rückglasträgers 21 zu sammeln. Basierend auf den von der fotografischen Einheit 120 erhaltenen Daten, erhält die Steuereinheit 200 Abbildungsdaten, die Koordinatenpositionen auf dem Trägerbefestigungsbock 103 mit erfassten Luminanzwerten verbindet, und bestimmt die Abtastlinien in den Kanälen zwischen den Trennwänden.
Danach treibt die Steuereinheit 200 den Hebe-Senk-Mechanismus 114, um die Höhe des Düsenkopfes 112 einzustellen, d. h., den Abstand zwischen den unteren Spitzen der Düsen 113 und den oberen Flächen der Trennwände 30, einzustellen. Die Steuereinheit 200 treibt dann die Druckpumpe 152, um Phosphortinte aus der Düsenkopfeinheit 110 ausstoßen zu lassen. Die Düsenkopfeinheit 110 wird gezwungen, wie unten beschrieben, abzutasten, während Phosphortinte ausgestoßen wird, um die Tinte auf den Rückglasträger 21 aufzutragen.
15 zeigt, wie der Düsenkopf 112 den Rückglasträger 21 abtastet.
Die folgende Erklärung behandelt den Fall, bei dem dieselbe Tintenfarbe (Blau) auf jeden dritten Kanal 32a aufgetragen wird.
Drei Düsen, 113a, 113b und 113c, werden in einer geraden Linie auf dem Düsenkopf 112 in Abständen gleich der Strecke A ausgerichtet. Dieser Düsenabstand A wird etwas größer als der Zellenabstand der Kanäle 32a (d. h., das Dreifache des Kanalzellenabstandes) gesetzt und die Mitteldüse 113b wird auf der Rotationsachse des Düsenkopfes 112 angeordnet.
Der Düsenkopf 112 tastet den Rückglasträger 21 ab, wobei seine Mitte den durch die Pfeile R1 bis R4 in 15 angezeigten Linien folgt.
Wie in 15 gezeigt, ist der Düsenkopf 112, bezogen auf die Y-Achse, schräg, wobei die Düsen 113a, 113b und 113c über den Kanälen 32a, die durch zwei Kanäle getrennt sind, angeordnet sind. In diesem Zustand tastet der Düsenkopf 112 den Rückglasträger 21 auf der X-Achse durch Bewegen von R1 nach R2 ab. Als nächstes wird der Düsenkopf 112 auf der Y-Achse über eine Strecke bewegt, die gleich dem Neunfachen der Zellenabstände der Trennwände ist (von R2 nach R3). Bezogen auf die Y-Achse schräg, wie zuvor, tastet der Düsenkopf 112 dann den Rückglasträger auf der X-Achse ab (von R3 nach R4).
Danach wird das Abtasten auf die gleiche Art und Weise für den gesamten Rückglasträger 21 wiederholt, um Phosphortinte auf jeden Kanal 32a aufzutragen. Während dieser Zeit wird die Druckpumpe ständig betrieben, so dass kontinuierlich Phosphortinte ausgestoßen wird.
Das hindert die Tinte daran, sich an der unteren Fläche der Düsen 113a, 113b und 113c aufzubauen, wodurch die Tintenstrahlen behindert würden.
Während des Abtastens auf der X-Achse, während der Düsenkopf 112 zwischen den Enden der Trennwände 30 und der Kante des Trägerbefestigungsbocks 103 (der Bereiche, die in 15 als W1 und W2 gezeigt werden) durchläuft, wird die Strahlabschirmeinrichtung 116 getrieben, um das Abschirmblech 117 zu bewegen und auf diese Weise die Tintenstrahlen zu blockieren. Im Ergebnis dessen wird, auf Bereiche über die Enden der Trennwände 30 auf dem Rückglasträger 21 hinaus (die als W3 und W4 in 15 gezeigten Bereiche), keine Phosphortinte aufgetragen.
Wenn die Viskosität der Phosphortinte gering ist und die Tinte, die für die Kanäle 32a vorgesehen ist, über die Enden der Trennwände 30 hinaus aufgetragen wird, ist ein Risiko vorhanden, dass diese Tinte in die benachbarten Kanäle 32b und 32c hineinfließt und sich mit den verschiedenen, dort aufgetragenen Tintenfarben vermischt. Da jedoch ein Auftragen der Tinte über die Enden der Trennwände 30 hinaus, wie oben beschrieben, beendet wird, wird ein derartiges Vermischen der Tinte vermieden.
Die Strahlabschirmeinrichtung 116 muss derartig konstruiert sein, dass das Abschirmblech 117 zwischen die unteren Spitzen der Düsen 113 und den oberen Flächen der Trennwände 30 eingeführt werden kann. Während es für das Abschirmblech 117 günstig erscheint, dünn hergestellt zu werden, muss das Abschirmblech 117 genügend dick sein, um eine angemessene Menge Phosphortinte tragen zu können. Es ist gleichfalls für den Hebe-Senk-Mechanismus 114 günstig synchron mit der Strahlabschirmeinrichtung 116 getrieben zu werden, um auf diese Weise den Düsenkopf 112 aus dem Weg zu heben.
Wenn während des Auftragens, kontinuierlich Tinte in der Vorrichtung zirkuliert wird, ist es wahrscheinlich, dass die Tintenmenge in dem Sammelbehälter vermindert wird und wahrscheinlich ihre Eigenschaften, aufgrund von Faktoren, wie zum Beispiel Verdunstung des Lösemittels, verändert werden. Aus diesem Grund sollte eine Anordnung verwendet werden, die die Eigenschaften der Phosphortinte innerhalb eines zulässigen Bereiches erhält. Beispielsweise könnte eine Lösemittelliefereinheit, zu der Erfassung der Viskosität der Phosphortinte in dem Sammelbehälter 151 bereitgestellt werden und automatisch Lösemittel an die Phosphortinte liefern, wenn es notwendig ist. Auf diese Art und Weise kann die Viskosität der Phosphortinte konstant gehalten werden. Dieses befähigt die Tinte ebenso, auf eine stabile Art und Weise über längere Zeiträume hinweg aufgetragen zu werden.
Die Tinte, die sich an der Strahlabschirmeinrichtung 116 sammelt, weist oft andere Eigenschaften auf, als die Tinte, die einfach in dem Sammelbehälter aufgefangen wird, so dass es für die Tinte, die sich an der Strahlabschirmeinrichtung 116 sammelt, günstig ist, in den zweiten Sammelbehälter 118 geleitet zu werden und auf eine Art und Weise wieder verwendet zu werden, die von der zirkulierenden Tinte getrennt ist.
Positionssteuerung des Düsenkopfes 112
Wenn der Düsenkopf 112 auf der X-Achse abtastet, wird die Steuerung, um die Position des Düsenkopf 112 auf der Y-Achse einzustellen, auf die gleiche Art und Weise durchgeführt, wie in der ersten Anordnung. Der Drehantriebsmechanismus 115 dreht während des Abtastens, gleichfalls den Düsenkopf 112, um den Zellenabstand der Düsen auf der Y-Achse einzustellen.
Detaillierter, die Position des Düsenkopfes 112 auf der Y-Achse und sein Drehwinkel werden während des Abtastens auf der X-Achse eingestellt, so dass die Enddüsen 113a und 113c, der Düsen 113a, 113b und 113c, den Mitten der entsprechenden Kanäle 32a folgen. Durch Steuerung des Düsenkopfes 112 auf diese Art und Weise, können die Düsen 113a, 113b und 113c, auf dem Düsenkopf 112 gezwungen werden, den in den Mitten der Kanäle 32a gesetzten Abtastlinien sogar dann zu folgen, wenn die Kanäle 32a, 32b und 32c gebogen sind oder Abweichungen in den Zellenabständen der Trennwände vorhanden sind. Ein spezifisches Beispiel dieser Steuerung wird unten gegeben.
16 zeigt eine vergrößerte Darstellung von Abbildungsdaten, die Koordinatenpositionen auf dem Trägerbefestigungsbock 103 mit Luminanzdaten verbinden. In diesem Beispiel sind die Kanäle 32a, 32b und 32c auf die X-Achse bezogen, gebogen.
Die Abtastlinien S1, S2, S3, ... werden auf die gleiche Art und Weise bestimmt, wie in der ersten Anordnung unter Verweis auf 5. Wie in 16 gezeigt, werden die Liniensegmente K1, K2, K3, ..., die die gleiche Länge 2A haben und ihre Enden jeweils auf den Abtastlinien S1 und S7 positioniert haben, mit einem annähernd gleichen Zellenabstand gesetzt.
Als nächstes werden die Mittelpunkte M1, M2, M3, ..., und die mit der X-Achse gebildeten Winkel θ1, θ2, θ3, ... für die Liniensegmente K1, K2, K3 ..., berechnet.
Eine Linie, die die errechneten Mittelpunkte M1, M2, M3, ... verbindet, wird als Abtastlinie (Hauptabtastlinie) für den Düsenkopf 112 festgelegt. Wie aus 16 hervorgeht, werden diese Linien doch noch sehr nahe beieinander liegen, obwohl die Hauptabtastlinie etwas von der Düsenabtastlinie S4 weg drehen wird.
Während der Düsenkopf 112 abtastet, wird der Y-Achsen-Antriebsmechanismus der Düsenkopfeinheit 110 derartig gesteuert, dass das Drehzentrum, (Düse 113b) des Düsenkopfes 112, der Hauptabtastlinie (der Linie, die durch die Mittelpunkte M1, M2, M3, ..., verläuft) folgt, während der Düsenkopf 112 sich auf der X-Achse bewegt. Gleichzeitig, während das Drehzentrum (Düse 113b), des Düsenkopfes 112, die oben errechneten Mittelpunkte M1, M2, M3, ... erreicht, wird der von dem Düsenkopf 112 in Bezug auf die X-Achse gebildete Winkel durch Treiben des Drehantriebsmechanismus 115 gesteuert, um auf diese Weise den berechneten Winkeln θ1, θ2, θ3, ... zu entsprechen.
Während der Düsenkopf 112 abtastet, werden die Position auf der Y-Achse und der Drehwinkel θ auf diese Art und Weise gesteuert, so dass die Enddüsen 113a und 113c den Abtastlinien S1 und S7 folgen, während die Mitteldüse 113b der Hauptabtastlinie (Linie, die nahe der Düsenabtastlinie S4 ist) folgt. Im Ergebnis dessen können die Düsen 113a, 113b und 113c alle den Rückglasträger 21 nahe den Mitten der Kanäle 32a abtasten.
Durch Bereitstellen einer Einheit zum Auffangen von Phosphortinte erzielte Effekte
Wenn die Düsen nicht über den Kanälen auf dem Rückglasträger 21 positioniert sind, d. h., während die Platte in einer Warteposition positioniert ist, wie in 13 gezeigt, wird die ausgestoßene Tinte von dem Sammelbehälter 151 aufgefangen, so dass die Phosphortinte kontinuierlich und ohne signifikanten Verlust von den Düsen ausgestoßen werden kann.
Wenn beispielsweise Tinte kontinuierlich ausgestoßen wird, während der Rückglasträger 21 auf dem Trägerbefestigungsbock 103 ausgewechselt wird, kann Tinte auf eine stabile Art und Weise auf eine Vielzahl von Rückglasträgern 21, ohne Verlust von viel Phosphortinte, aufgetragen werden.
Der Tintenausstoß wird grundsätzlich nur während der Wartung angehalten. Deshalb kann Tinte in einer Fertigungsanlage kontinuierlich für 24 Stunden oder länger ausgestoßen wer den. In einigen Fällen kann die Tinte kontinuierlich über mehrere Wochen oder Monate ausgestoßen werden.
Mit dem Auftragungsverfahren der vorliegenden Anordnung kann Phosphortinte gleichmäßig und konsistent auf die Kanäle zwischen den Trennwänden mit geringen Verlusten aufgetragen werden. Dadurch ist das Verfahren für die Massenproduktion sehr geeignet und ermöglicht ein Absenken der Herstellungskosten.
Modifikationen der vorliegenden Anordnung
Um die Vorrichtung, für den Fall von Veränderungen im Betriebsablauf, anpassungsfähiger zu machen, ist es für die Düsenkopfeinheit 110 und die fotografische Einheit 120 günstig zu unabhängigen Bewegung auf dem Ausleger 104 fähig zu sein, wie in 12 gezeigt. Dennoch kann die Vorrichtung nach wie vor wie oben betrieben werden, wenn die Düsenkopfeinheit 110 und die fotografische Einheit 120 integral gebildet werden.
Die Anordnung oben beschreibt den Fall, bei dem die Tintenstrahlen nahe den Kanten des Rückglasträgers 21 blockiert werden, um ein Vermischen der Phosphortinten zu verhindern. Jedoch können, wie in 17 gezeigt, ergänzende Trennungen 33 auf dem Rückglasträger 21 an beiden Enden der Trennwände 30 bereitgestellt werden, um auf diese Weise die Enden der Kanäle 32a, 32b und 32c abzuschließen. In diesem Fall würde sogar dann, wenn die auf die Kanäle 32a aufgetragene Phosphortinte auf die Kanten des Rückglasträgers 21 aufgetragen werden würde, derartige Tinte nicht in die benachbarten Kanäle 32b und 32c fließen und sich mit anderen Phosphortinten vermischen.
Dritte Anordnung
Die Vorrichtung zum Auftragen von Tinte der vorliegenden Anordnung ist gleich der Vorrichtung zum Auftragen von Tinte der zweiten Anordnung, hat jedoch andere Umwälzeinrichtungen zum Zirkulieren der Phosphortinte.
18 zeigt den Aufbau der Tintenumwälzeinrichtung in der Vorrichtung zum Auftragen von Tinte der vorliegenden Anordnung.
Wie die Umwälzeinrichtung 150 der zweiten Anordnung, fängt die Umwälzeinrichtung 160 Phosphortinte, die von den Düsen 113 des Düsenkopfes 112 ausgestoßen wurde, mittels Sammelbehälter 151 auf und liefert die aufgefangene Phosphortinte zurück an den Düsenkopf 112. Jedoch wird auf der Lieferroute von dem Sammelbehälter 151 zu dem Düsenkopf 112 ein Disperger 161 bereitgestellt. Der Disperger 161 ist eine Sandmühle in Form einer Vorlaufleitung die mit Zirkonoxidperlen mit einem Durchmesser von 2 mm oder geringer gefüllt ist. Die Rotationsscheiben drehen mit 500 U/min oder darunter in einer vorgegebenen Richtung, so dass die Perlen die in dem Disperger fließende Phosphortinte durchrühren und dadurch die Phosphorpartikel in der Phosphortinte dispergieren.
Die Umwälzeinrichtung 160 enthält eine Umwälzpumpe 164 zum Pumpen der Phosphortinte in dem Sammelbehälter 151 zu dem Disperger 161, einen Server 165 zum Lagern der Phosphortinte, die durch den Disperger 161 gelaufen ist, und eine Druckpumpe 166, zum Anwenden von Druck auf diese Phosphortinte, um sie an den Düsenkopf 112 zu liefern.
Mit der Einrichtung oben wird die in dem Sammelbehälter 151 aufgefangene Phosphortinte, bevor sie an den Düsenkopf 112 geliefert wird, durch den Disperger 161 dispergiert.
Es ist zu beachten, dass der Disperger 161 alternativ durch eine Rührwerkskugelmühle, eine Strahlmühle oder dergleichen ausgeführt werden kann.
Wenn die Phosphortinte für einen langen Zeitraum nach der Herstellung zurück gelassen wird, treten Fälle ein, in denen eine Schädigung des dispergierten Zustandes der Phosphortinte vorhanden ist. Wenn Phosphortinte mittels der in der zweiten Anordnung oben beschriebenen Umwälzeinrichtung 150 in Umlauf gebracht wird, treten Fälle ein, in denen der dispergierte Zustand der Tinte geschädigt ist und sekundäre Aggregate gebildet werden. Dieses kann zu Blockierungen der Düsen führen und Schädigungen beim Auftragen der Phosphortinte auf die Kanäle 32 verursachen. Durch ein Redispergieren der Phosphortinte unmittelbar vor dem Auspressen, überwindet die Umwälzeinrichtung 160 der vorliegenden Anordnung jedoch derartige Probleme.
Der günstige Effekt des Redispergierens der Phosphortinte ist nicht darauf beschränkt, dass die Phosphortinte innerhalb der Tinte der Redispergierungseinrichtung redispergiert wird. Ein derartiger Effekt kann allgemein auch dann erzielt werden, wenn die Phosphortinte, abhängig von den unten beschriebenen Bedingungen, zwischen der Herstellung und dem Auftragen redispergiert wird.
Das Folgende beschreibt die für die Behandlung der Phosphortinte günstigen Bedingungen von der Herstellung bis zum Auftragen.
19 zeigt die Behandlung der Phosphortinte zwischen der Herstellung und dem Auftragen.
Wenn die Phosphortinte hergestellt wird, werden die Pulver der verschiedenen Farben, die in den Phosphortinten verwendet werden, mit Harz und Lösemitteln gemischt und dispergiert (erste Dispergierung).
Wenn diese erste Dispergierung mittels einer Dispergiervorrichtung, die ein Dispergiermittel verwendet (Beispiele einer solchen Vorrichtung stellen eine Sandmühle, eine Kugelmühle, eine Perlmühle dar) durchgeführt wurde, ist es günstig Zirkonoxidperlen mit einem Partikeldurchmesser von 0,10 mm oder geringer, als das Dispergiermedium zu verwenden und das Dispergieren für eine relativ kurze Zeit, von drei Stunden oder weniger, mittels Perlmühle durchzuführen. Dies begrenzt den Schaden, der den Phosphorpartikeln zugefügt wird und verhindert Kontamination mit Fremdstoffen. Es ist für die Viskosität der Phosphortinte günstig, in einem Bereich von ungefähr 15 × 10^–3 Nm^–2s bis 200 × 10^–3 Nm^–2s (15 Cp bis 200 Cp) eingestellt zu sein und für die Tinte, kein Aggregate zu enthalten, dessen Durchmesser halb so groß wie der Düsendurchmesser oder größer ist.
Wenn eine Phosphortinte, die auf diese Art und Weise hergestellt wurde, unmittelbar nach der Herstellung in eine Vorrichtung zum Auftragen von Tinte eingegeben wird, kann die Tinte mit den im Ergebnis der ersten Dispergierung noch günstig dispergierten Phosphorpartikeln aufgetragen werden. Im Ergebnis dessen, kann die Tinte gleichmäßig, in einem günstigen Zustand, ohne eine Redispergierung der Phosphorpartikel, auf jeden Kanal aufgetragen werden. Um die Tinte unmittelbar nach der Herstellung in die Vorrichtung zum Auftragen von Tinte einzubringen, können die Dispergiereinrichtung für die Phosphortinte und die Vorrichtung zum Auftragen von Tinte in derselben Fertigungsanlage bereitgestellt werden, wobei die hergestellte Phosphortinte in die Vorrichtung zum Auftragen von Tinte eingegeben und dann aufgetragen wird.
Die Zeit betreffend, ist es für die Phosphortinte günstig, innerhalb mehrerer Stunden nach Herstellung aufgetragen zu werden und, wenn möglich, eine Stunde nach der Herstellung.
Wenn die Phosphortinte andererseits eine lange Zeit nach der Herstellung in die Vorrichtung zum Auftragen von Tinte eingegeben wird, wird die Tinte letztendlich lange nach der ersten Dispergierung aufgetragen. In der Zwischenzeit ist die Tinte weniger dispergiert und sekundäre Aggregate können entstehen. Wenn eine derartige Tinte in diesem Zustand der Düse geliefert wird, wird die Tinte nicht gleichmäßig auf jeden Kanal aufgetragen. Blockierungen der Düse werden ebenfalls wahrscheinlich.
Wenn eine lange Zeit seit der Herstellung der Phosphortinte vergangen ist (d. h. seit der ersten Dispergierung), wird die Phosphortinte, bevor die Tinte in die Vorrichtung zum Auftragen von Tinte eingegeben wird, einem zweiten Dispergiervorgang ausgesetzt und dadurch wird ermöglicht, die Tinte in einem günstig dispergierten Zustand aufzutragen. In diesem Fall, kann die Tinte gleichmäßig auf jeden Kanal aufgetragen werden und Blockierungen der Düse können vermieden werden.
Der Hauptzweck der zweiten Dispergierung ist, die sekundären Aggregate zu dispergieren, so dass keine hohe Scherkraft erforderlich wird. Umgekehrt begrenzt die Verwendung einer geringen Reibungskraft den den Phosphor zugefügten Schaden.
Aus diesem Grund ist es effektiv, Zirkonoxidperlen mit einem Durchmesser von 2 mm oder geringer zu verwenden und die Redispergierung bei 500 U/min oder niedriger, für 6 Stunden oder weniger, durchzuführen. Zirkonoxidperlen werden verwendet, um, wie in der ersten Dispergierung, Kontamination zu vermeiden. Phosphortinte, die auf diese Art und Weise einer zweiten Dispergierung ausgesetzt wurde, sollte vorzugsweise eine Viskosität haben, die bei ungefähr 15 × 10^–3 Nm^–2s bis 200 × 10^–3 Nm^–2s (15 Cp bis 200 Cp) eingestellt ist und sollte vorzugsweise keine großen Aggregate, mit einem Durchmesser, der ungefähr die Hälfte des Düsendurchmessers oder größer ist, aufweisen.
Vierte Anordnung
Anordnung in Bezug auf die erste Dispergierung
Wie in Tabelle 10 gezeigt, wurden in Bezug auf das während der Herstellung (d. h. während der ersten Dispergierung) angewendete Dispergierverfahren verschiedene Modifikationen vorgenommen (Art und Durchmesser der Perlen, verwendete Dispergierzeit).
Jede Phosphortinte enthält 60% Masseanteil Phosphorpartikel, mit einem durchschnittlichen Partikeldurchmesser von 3 μ, 1% Masseanteil Ethylcellulose und ein gemischtes Lösemittel aus Terpineol und Limonen zusammengesetzt.
Die Anzeigetafelluminanz, der Partikeldurchmesser der Phosphorpartikel (nach der ersten Dispergierung gemessen) und die Anwesenheit oder Abwesenheit von Aggregaten wurden an mehreren hergestellten Phosphortinten untersucht.
Gemessen wurde die Anzeigetafelluminanz durch das Brennen der Phosphortinte nach Dispergierung, in Anwesenheit von Luft bei 500°C, um eine Phosphorschicht zu bilden, Einbringen dieser in eine Vakuumkammer, die dann entleert wurde, Aussetzen der Schicht an ein ultraviolettes Licht einer Excimer-Lampe und dann Messen des durch die Erregung der Phosphor erzeugten Lichtes mittels Luminanzmeter.
Die Ergebnisse dieser Tests werden in der Tabelle 10 gezeigt.
Wie der Tabelle 10 entnommen werden kann, resultiert die Verwendung von Glasperlen als Dispergiermedium in einer Reduzierung der Luminanz jeder der Farben Rot, Grün und Blau, damit verglichen, wenn Zirkonoxidperlen verwendet werden. Große Mengen an Natrium-(Na-), Calcium-(Ca-) und Silikon-(Si-)Fremdstoffen wurden ebenfalls gefunden, wenn Glasperlen als Dispergiermedium verwendet wurden.
Es wird angenommen, dass die Verringerung der Luminanz verursacht, wenn Glasperlen als das Dispergiermedium verwendet werden, sich aus der während der Dispergierung angewendeten starken Scherkraft ergibt, die die Glassperlen stark zusammenpresst und verursacht, dass Komponenten des Glases als Fremdkörper, die die Menge des emittierten Lichtes reduzieren, in die Tinte eindringen.
Den in Tabelle 10 gegebenen Werten kann entnommen werden, dass sogar dann, wenn dasselbe Dispergiermedium verwendet wird, die Luminanz durch den Partikeldurchmesser der Perlen und die Dispergierzeit beeinflusst wird. Es wird angenommen, dass dies aus den folgenden Gründen so ist: Wenn dieselbe Scherkraft angewendet wird, hängt der Koeffizient der Stoßkraft auf die Partikel des Dispergiermediums von dem Durchmesser der Partikel ab. Wenn dieselbe Scherkraft angewendet wird, die Dispergierzeit jedoch kurz ist, nimmt die Anzahl von Malen, bei denen die Phosphorpartikel den Stößen ausgesetzt sind, ab.
Der Tabelle 10 kann entnommen werden, dass der Durchmesser der Phosphorpartikel nach der Dispergierung kleiner ist, als vor der Dispergierung. Dies ist deshalb so, weil der Dispergiervorgang das Phosphorpulver schleift und die Grenzflächen schwächt.
Anordnung in Bezug auf die zweite Dispergierung
Phosphortinten der verschiedenen Farben wurden nach der Herstellung zurück gelassen und dann, 72 Stunden nach der ersten Dispergierung, einer zweiten Dispergierung unterzogen. Wie in Tabelle 11 gezeigt, wurde diese zweite Dispergierung für verschiedene Zeitdauern, unter Verwendung von Zirkonoxidperlen verschiedener Durchmesser, durchgeführt.
Die Luminanz, der Partikeldurchmesser der Phosphorpulver (gemessen nach der ersten Dispergierung) und die Anwesenheit oder Abwesenheit von Aggregaten wurden an Phosphortinten untersucht, die einer zweiten Dispergierung unterzogen wurden. Die Ergebnisse werden in der Tabelle 11 gezeigt.
Wie sich aus der Tabelle 11 klar ergibt, blieben Aggregate, wenn die zweite Dispergierung für weniger als eine Stunde durchgeführt wurde, in den roten, grünen und blauen Phosphortinten übrig; derartige Aggregate wurden jedoch nicht beobachtet, wenn die Dispergierzeit erhöht wurde. Wenn die Dispergierzeit erhöht wurde, wurde keine Veränderung in den Durchmessern der Phosphorpartikel beobachtet.
Im Ergebnis dessen ist ersichtlich, dass, wenn die zweite Dispergierung mit Zirkonoxid als Dispergiermedium durchgeführt wird, die Aggregate dispergiert werden können, ohne die Phosphorpartikel selbst zu schleifen.
Aus der Tabelle 11 ist ebenfalls ersichtlich, dass die Luminanz sich nicht verringert, wenn sich die Dispergierzeit erhöht. Dies ist deshalb so, weil die zweite Dispergierung unter Verwendung von Zirkonoxidperlen als das Dispergiermedium durchgeführt wurde, wodurch der Schaden an den Oberflächen der Phosphorpartikel begrenzt wurde.
Modifikationen der ersten bis dritten Anordnungen
Die Beschreibungen oben beziehen sich auf den Fall, bei dem die Phosphorpartikel direkt auf die Kanäle zwischen den Trennwänden aufgetragen werden. Jedoch kann eine ein reflektierendes Material enthaltende Tinte auf die Kanäle aufgetragen werden und die Phosphorschichten darauf gebildet werden.
Mit anderen Worten, die Vorrichtung zum Auftragen von Tinte oben kann verwendet werden, um eine Tinte reflektierenden Materials und Phosphortinten aufzutragen, um eine reflektierende Schicht und die Phosphorschichten 31 zu bilden.
Die Tinte reflektierenden Materials ist eine Zusammensetzung eines reflektierenden Materials, eines Binders und eines Lösemittels. Stark reflektierende weiße Partikel, wie zum Beispiel Titanoxid oder Aluminium, können als reflektierendes Material verwendet werden, wobei es insbesondere günstig ist, Titanoxid mit einem durchschnittlichen Partikeldurchmesser von 5 μ oder geringer zu verwenden.
Die Anordnungen oben beschreiben den Fall, bei dem die Erfindung auf eine AC-Typ-PDP angewendet wird, jedoch ist das keine Beschränkung der vorliegenden Erfindung, die auf jeder Art von PDP die in Streifen geformte Trennwände hat und Phosphorschichten zwischen den Trennwänden bildet, weitgehend angewendet werden kann.
Industrielle Anwendbarkeit
PDPs, die in dem oben beschriebene Fertigungsverfahren oder mit der oben beschriebenen Fertigungsvorrichtung hergestellt werden, sind geeignet, als Anzeigevorrichtungen, wie zum Beispiel Computerbildschirme oder Fernsehgeräte, verwendet zu werden und insbesondere als Großanzeigevorrichtungen verwendet zu werden.

Claims

Eine phosphoreszierende Tinte, die von einer Düse, die sich entlang der auf einer Platte (20) einer Plasmaanzeigetafel ausgebildeten Trennwände (32) bewegt, ausgestoßen wird, so dass eine Phosphorschicht der Plasmaanzeigetafel ausgebildet wird, die phosphoreszierende Tinte umfasst eine Mischung aus: Phosphorpartikeln, auf deren Oberflächen entweder ein Oxid oder ein Fluorid aufgebracht wurde, einem Binder und einem Lösungsmittel, wobei das Oxid oder das Fluorid derartig ausgewählt wurde, dass das Oxid oder das Fluorid positiv geladen wird und die Dispergierung der Phosphorpartikel in der phosphoreszierenden Tinte verbessert und durch das Beschichten der Oberflächen der Phosphorpartikel mit einer Menge des Oxids oder des Fluorids von 0,05% bis 2% des Gewichts der Phosphorpartikel aufgebracht wurde.
Eine phosphoreszierende Tinte, die von einer Düse, die sich entlang der auf einer Platte (20) einer Plasmaanzeigetafel ausgebildeten Trennwände (32) bewegt, ausgestoßen wird. so dass eine Phosphorschicht der Plasmaanzeigetafel ausgebildet wird, die phosphoreszierende Tinte umfasst eine Mischung aus: Phosphorpartikeln, auf deren Oberflächen entweder ein Oxid oder ein Fluorid aufgebracht wurde, einem Binder und einem Lösungsmittel, wobei das Oxid oder das Fluorid derartig ausgewählt wurde, dass das Oxid oder das Fluorid negativ geladen wird und die Dispergierung der Phosphorpartikel in der phosphoreszierenden Tinte verbessert und durch das Beschichten der Oberflächen der Phosphorpartikel mit einer Menge des Oxids oder des Fluorids von 0,05% bis 2% des Gewichts der Phosphorpartikel aufgebracht wurde.
Eine phosphoreszierende Tinte, die von einer Düse, die sich entlang der auf einer Platte (20) einer Plasmaanzeigetafel ausgebildeten Trennwände (32) bewegt. ausgestoßen wird, so dass eine Phosphorschicht der Plasmaanzeigetafel ausgebildet wird, die phosphoreszierende Tinte umfasst eine Mischung aus: Phosphorpartikeln, auf deren Oberflächen entweder ein Oxid oder ein Fluorid aufgebracht wurde, einem Binder und einem Lösungsmittel, wobei das Oxid oder das Fluorid derartig ausgewählt wurde, dass das Oxid oder das Fluorid positiv geladen wird und die Dispergierung der Phosphorpartikel in der phosphoreszierenden Tinte verbessert und durch das Haften der Partikel der Oxide oder der Fluoride, mit einem erheblich kleineren Durchmesser als der Durchmesser der Phosphorpartikel, auf die Oberflächen der Phosphorpartikel aufgebracht wurde, wobei die Menge des Oxids oder des Fluorids 0,05% bis 2% des Gewichts der Phosphorpartikel ist.
Eine phosphoreszierende Tinte, die von einer Düse, die sich entlang der auf einer Platte (20) einer Plasmaanzeigetafel ausgebildeten Trennwände (32) bewegt, ausgestoßen wird, so dass eine Phosphorschicht der Plasmaanzeigetafel ausgebildet wird, die phosphoreszierende Tinte umfasst eine Mischung aus: Phosphorpartikeln, auf deren Oberflächen entweder ein Oxid oder ein Fluorid aufgebracht wurde, einem Binder und einem Lösungsmittel, wobei das Oxid oder das Fluorid derartig ausgewählt wurde, dass das Oxid oder das Fluorid negativ geladen wird und die Dispergierung der Phosphorpartikel in der phosphoreszierenden Tinte verbessert und durch das Haften der Partikel der Oxide oder der Fluoride, mit einem erheblich kleineren Durchmesser als der Durchmesser der Phosphorpartikel, auf die Oberflächen der Phosphorpartikel aufgebracht wurde, wobei die Menge des Oxids oder des Fluorids 0,05% bis 2% des Gewichts der Phosphorpartikel ist.