JP2001236893A - プラズマディスプレイ装置 - Google Patents
プラズマディスプレイ装置Info
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Abstract
命化を実現するとともに、色純度をCRTと同等以上と
したプラズマディスプレイ装置を提供することを目的と
する。 【解決手段】 少なくとも一色の蛍光体層12が、表面
電位が負極性を有する蛍光体と正極性を有する蛍光体と
を混合して得られる混合蛍光体を用いた蛍光面を備える
構成としている。この構成により、表面電位が負極性を
有していた蛍光体の表面電位の極性を正方向に変化させ
ることができ、プラズマディスプレイ装置における放電
バラツキ、或いは放電ミスを減少させ、安定な映像表示
を行うことが可能となる。
Description
生する真空紫外線による蛍光体の励起、発光を利用した
プラズマディスプレイ装置に関する。
ては、図9に示すように、表面側の基板21、及び背面
側の基板22が放電空間23を挟んで対向して配置され
ている。表面側基板21上には、誘電体層24及び保護
層25で覆われかつ対をなすストライプ状の走査電極2
6と維持電極(図示せず)とが、紙面に平行な方向に延
びて形成されている。背面側基板22上には、走査電極
26及び維持電極と直交する方向に、ストライプ状のデ
ータ電極27が形成されている。各データ電極27の間
には、ストライプ状の隔壁28が配列され、表面側基板
21、及び背面側基板22とともに放電セル29を区画
している。また、データ電極27上から隔壁28の側面
にわたって蛍光体30が付設されている。蛍光体30
は、各放電セル29に対して一色ずつ付設され、赤色、
緑色、及び青色の蛍光体が順次配置されている。
塗布されている蛍光体30を、希ガス放電から発生する
波長147nmの真空紫外線により励起、発光させ、そ
の発光を利用しカラー表示を行っている。蛍光体30と
して用いられる材料は、一般に、赤色蛍光体としては、
ユウロピウム付活ホウ酸イットリウム、ガドリニウム蛍
光体(Y,Gd)BO3:Eu、緑色蛍光体としては、
マンガン付活珪酸亜鉛蛍光体Zn2SiO4:Mn、青色
蛍光体としては、ユウロピウム付活アルミン酸バリウム
マグネシウム蛍光体BaMgAl10O17:Euが用いら
れる。
O4:Mn蛍光体が一般的に用いられていた。
して用いられているZn2SiO4:Mn緑色蛍光体は、
表面電位が負極性を有する。図10に、各種蛍光体のブ
ローオフ帯電量を示す。図10からもわかるようにZn
2SiO4:Mnのみ負極性に帯電しており、プラズマデ
ィスプレイ装置における放電特性のバラツキは、この帯
電量が起因していると推測される。
において、表示のための電圧を印加した際、放電バラツ
キ、或いは放電が発生しない放電ミスが、正極性を有す
る蛍光体に比べて頻発することを見出した。この現象
は、表示品質を劣化させ、或いは高品質を維持すべく完
全点灯するまで電圧を上げるために、設定駆動電圧を高
くする必要性が生じる。
決まる物性値であり、これを変化させるのは困難であ
る。帯電量を変化させるための手段として特開平11−
86735号公報に記載されているように、蛍光体層の
上に極性を変化させるための膜を積層させることが提案
されている。しかしながら、非発光材料で膜を積層する
ことによる工程の増加、あるいは輝度低下が生じる問題
があった。
として、マンガン付活アルミン酸バリウムBaAl12O
19:Mn蛍光体がある。この蛍光体の表面電位は正極性
を有し、放電は安定している。ただし、この蛍光体は輝
度が低く、パネル動作中での経時劣化が大きく、実用に
は不適である。
活ホウ酸イットリウムYBO3:Tb蛍光体がある。こ
の蛍光体の表面電位は正極性を有しているが、現行CR
Tに用いられている銅、金付活硫化亜鉛蛍光体ZnS:
Cu,Au(JEDEC登録番号 P−22)に対して
色純度が劣り、色再現範囲が狭くなるため、表示品質が
劣る欠点があった。
になされたものであり、放電特性の安定化を図り、かつ
高輝度・長寿命化を実現するとともに、色純度をCRT
と同等以上としたプラズマディスプレイ装置を提供する
ことを目的とする。
が負極性を有する蛍光体と正極性を有する蛍光体を混合
して得られる混合蛍光体を蛍光面に用いることで、工程
を増やすことなく、さらに輝度低下を生じることなく、
放電を安定化できることを見出した。
のプラズマディスプレイ装置は、少なくとも一色の蛍光
体層が、表面電位が負極性を有する蛍光体と正極性を有
する蛍光体とを混合して得られる混合蛍光体を用いた蛍
光面を備える構成としている。
ていた蛍光体の表面電位の極性を正方向に変化させるこ
とができ、プラズマディスプレイ装置における放電バラ
ツキ、或いは放電ミスを減少させ、安定な映像表示を行
うことが可能となる。
は、少なくとも一色の蛍光体層が、表面電位が負極性を
有する蛍光体と正極性を有する蛍光体とを混合して得ら
れる混合蛍光体を用いた蛍光面を備えたものである。
は、少なくとも前面側が透明な一対の基板を基板間に放
電空間が形成されるように対向配置するとともに前記放
電空間を複数に仕切るための隔壁を少なくとも一方の基
板に配置し、かつ前記隔壁により仕切られた放電空間で
放電が発生するように基板に電極群を配置するとともに
放電により発光する蛍光体層を設けたパネル本体を有す
るプラズマディスプレイ装置において、少なくとも一色
の蛍光体層が、表面電位が負極性を有する蛍光体と正極
性を有する蛍光体とを混合して得られる混合蛍光体を用
いた蛍光面を備えたことを特徴とするものである。
装置において、緑色蛍光体層が、一般式Zn2SiO4:
Mnで表され表面電位が負極性を有するマンガン付活ケ
イ酸亜鉛緑色蛍光体と、一般式ReBO3:Tb(Re
は希土類元素:Sc、Y、La、Ce、Gdから選ばれ
た一種、または複数種の固溶体を表す)で表され表面電
位が正極性を有するテルビウム付活希土類ほう酸塩緑色
蛍光体とを混合して得られる混合蛍光体を用いた蛍光面
を備えるものである。
全組成に対する、テルビウム付活希土類ほう酸塩緑色蛍
光体の混合比率が、10〜75重量%の範囲であること
が望ましい。
マディスプレイ装置について、図1〜図8を用いて説明
する。
マディスプレイ装置におけるパネル構造の一例を示し、
図2に図1のA−A’線で切断した断面を示し、図3に
図1のB−B’線で切断した断面を示している。図に示
すように、ガラス基板などの透明な前面側の基板1上に
は、走査電極2と維持電極3とで対をなすストライプ状
の表示電極4が複数対形成され、そして基板1上の隣り
合う表示電極4間には遮光層5が配置形成されている。
この走査電極2および維持電極3は、それぞれ透明電極
2a、3aおよびこの透明電極2a、3aに電気的に接
続された銀等の母線2b、3bとから構成されている。
また、前記前面側の基板1には、前記複数対の電極群を
覆うように誘電体層6が形成され、その誘電体層6上に
は保護膜7が形成されている。
る背面側の基板8上には、走査電極2及び維持電極3の
表示電極4と直交する方向に、絶縁体層9で覆われた複
数のストライプ状のデータ電極10が形成されている。
このデータ電極10間の絶縁体層9上には、データ電極
10と平行にストライプ状の複数の隔壁11が配置さ
れ、この隔壁11間の側面11aおよび絶縁体層9の表
面に蛍光体層12が設けられている。
および維持電極3とデータ電極10とが直交するよう
に、微小な放電空間を挟んで対向配置されるとともに、
周囲が封止され、そして前記放電空間には、ヘリウム、
ネオン、アルゴン、キセノンのうちの一種または混合ガ
スが放電ガスとして封入されている。また、放電空間
は、隔壁11によって複数の区画に仕切ることにより、
表示電極4とデータ電極10との交点が位置する複数の
放電セル13が設けられ、その各放電セル13には、赤
色、緑色及び青色となるように蛍光体層12が一色ずつ
順次配置されている。
すると、このパネル本体の電極配列は、図4に示すよう
に、M行×N列の放電セルからなるマトリックス構成で
あり、行方向にはM行の走査電極SCN1〜SCNMお
よび維持電極SUS1〜SUSMが配列され、列方向に
はN列のデータ電極D1〜DNが配列されている。
ズマディスプレイ装置の駆動方法のタイミングチャート
の一例を図5に示す。
間では、全ての維持電極SUS1〜SUSMを0(V)
に保持した後に、第1行目の表示する放電セルに対応す
る所定のデータ電極D1〜DNに正の書き込みパルス電
圧+Vw(V)を、第1行目の走査電極SCN1に負の
走査パルス電圧−Vs(V)をそれぞれに印加すると、
所定のデータ電極D1〜DNと第1行目の走査電極SC
N1との交点部において、書き込み放電が起こる。
する所定のデータ電極D1〜DNに正の書き込みパルス
電圧+Vw(V)を、第2行目の走査電極SCN2に負
の走査パルス電圧−Vs(V)をそれぞれに印加する
と、所定のデータ電極D1〜DNと第2行目の走査電極
SCN2との交点部において書き込み放電が起こる。
第M行目の表示する放電セルに対応する所定のデータ電
極D1〜DNに正の書き込みパルス電圧+Vw(V)
を、第M行目の走査電極SCNMに負の走査パルス電圧
−Vs(V)をそれぞれに印加すると、所定のデータ電
極D1〜DNと第M行目の走査電極SCNMとの交点部
において書き込み放電が起こる。
1〜SCNMを一旦0(V)に保持すると共に、全ての
維持電極SUS1〜SUSMに負の維持パルス電圧−V
m(V)を印加すると、書き込み放電を起こした前記交
点部における走査電極SCN1〜SCNMと維持電極S
US1〜SUSMとの間に維持放電が起こる。次に全て
の走査電極SCN1〜SCNMと全ての維持電極SUS
1〜SUSMとに負の維持パルス電圧−Vm(V)を交
互に印加することにより、表示する放電セルにおいて維
持放電が継続して起こる。この維持放電の発光によりパ
ネル表示が行われる。
CN1〜SCNMを一旦0(V)に保持すると共に、全
ての維持電極SUS1〜SUSMに消去パルス電圧−V
e(V)を印加すると、消去放電を起こして放電が停止
する。
プレイ装置において、一画面が表示される。
置は、表面電位の極性が異なる蛍光体を混合した混合蛍
光体を用いる。すなわち、表面電位が負極性を有する蛍
光体に対して、表面電位が正極性を有する蛍光体を混合
することにより、表面電位が負極性を有していた蛍光体
の表面電位の極性を正方向に変化させるものである。
イ装置に用いられている蛍光体の帯電量は、緑色蛍光体
Zn2SiO4:Mnのみ負極性を帯びており、赤色蛍光
体(Y,Gd)BO3:Eu、及び青色蛍光体BaMg
Al10O17:Euは正極性を有する。一方、緑色蛍光体
であるYBO3:Tbも正極性を有する。従って、YB
O3:Tbを用いて混合蛍光体を作成すれば、YBO3:
Tbの混合比率増加に応じて帯電量は負極性から正極性
方向に変化することは予測できる。しかしながら、混合
蛍光体とすることにより、色純度の劣化等も予測され、
単純に混合すればよい、というものでもない。
O3:Tbの混合比率と色度変化の関係を示す。ここで
混合比率は、混合蛍光体の全組成に対する比率を表す。
YBO3:Tbの混合比率が75重量%より小さい範囲
であれば、CRTに用いられているP22蛍光体Zn
S:Cu,Auの色度(x=0.310、y=0.59
5)より色純度は優れたレベルとなることが判る。
の色純度を確保しつつ、表面電位を正極性に変化させ、
安定した放電特性を得ることを可能としたものである。
る。蛍光体層は一般的に利用されているスクリーン印刷
法により形成することができ、図7にスクリーン印刷方
法により形成する場合の概略を示している。なお、図7
においては、電極等を省略して示している。
成された背面側の基板に、パターン14aが形成されて
いるメッシュスクリーン、或いはメタルマスク等のマス
ク14をセットした後、マスク14上に蛍光体ペースト
15を滴下し、スキージ16により隔壁内に付着させ
る。この蛍光体ペースト15は蛍光体とビヒクルを混合
したものからなり、その調合比は蛍光体粒径、スクリー
ン種、樹脂種により変わる。樹脂としてはエチルセルロ
ース系、あるいはアクリル系樹脂が一般的である。溶剤
としてはターピネオール、BCA(ブチルカルビトール
アセテート)が一般的である。今回樹脂はエチルセルロ
ース、溶剤としてターピネオールを選択した。
ペースト15が隔壁内に充填される様子の概略を示して
いる。すなわち、まず図7(b)に示すように、マスク
14より吐出された蛍光体ペースト15が基板17に設
けた隔壁18側面に転写され、次に図7(c)に示すよ
うに蛍光体ペースト15の自重で隔壁18側面を降下す
る。その後図7(d)に示すように蛍光体ペースト15
の自重と表面張力で均一化され、そして最終的に図7
(e)に示すようにバランスのとれた表面張力で所定形
状に形成されることとなる。
たスクリーン印刷法に限らず、インキジェット法、スプ
レー法、転写法等でも可能である。
る。
O4:Mn、及びYBO3:Tbを選択し、YBO3:T
bを全組成の50重量%となるように混合した混合蛍光
体を緑色成分として、プラズマディスプレイ装置を作成
した。本実施例の混合蛍光体に用いた各蛍光体の発光特
性を表1に示す。
Zn2SiO4:Mnを緑色成分とした従来例のプラズマ
ディスプレイ装置を同時に作成した。表2に、本発明及
び従来例のプラズマディスプレイ装置の発光特性を示
す。
用いられる。
(放電ミス)回数、N0は放電遅れ時間測定回数、tf
は形成遅れ、tsは放電バラツキである。本実施例で
は、放電の安定性を、放電ミス回数Nt、及び放電バラ
ツキtsで評価した。
sは、その値が小さいほど、放電バラツキが小さいとい
うことができる。放電バラツキが大きいということは、
入力に対し一定時間で放電が始まらないことであり、表
示品質を著しく低下させる。放電ミスの評価には、パル
ス入力100回に対して放電しない(放電ミス)回数N
tをカウントした。また、放電バラツキtsの評価に
は、式におけるtsを相対比較した。
電特性を評価すると、上記表から明らかなように従来例
に比べて、放電ミスは約90%減少、放電バラツキは9
0%低減できたことが判る。YBO3;Tb蛍光体に限
らず、表面電位が正極性を有する蛍光体を用いれば同様
の効果が得られる。
座標(x/y)においてx=0.293、y=0.63
2であり、CRTに用いられるP−22蛍光体のx=
0.310、y=0.595に比べ、色純度は優れてい
ることが判る。
O4:Mn、及びYBO3:Tbを選択し、YBO3:T
bの混合比率を変化させて混合した混合蛍光体を作成し
た。その混合蛍光体を上記で説明したプラズマディスプ
レイ装置に適用し、その時の放電ミス、及び放電バラツ
キを調べた。YBO3:Tbの混合比率(重量%)と放
電ミス、バラツキの関係を図8に示す。なお、混合比率
は、全組成に対するYBO3:Tbの割合である。
混合量が増加すると放電ミス、及び放電バラツキは低減
し、放電の安定性が高まる。特に正極性を有する蛍光体
の混合比率が10重量%の点でその効果は顕著となり、
混合比率が10重量%を超えるとその効果は収束する。
従って混合比率を10重量%以上とすることにより、十
分な表示品質の向上を図ることができる。ただしYBO
3:Tbを用いた場合、図6に示したように75重量%
以上では色純度がCRTに対し劣るため、YBO3:T
bの混合比率は75重量%以下とすることが望ましい。
Mn緑色蛍光体、及びBaAl12O19:Mn緑色蛍光体
を準備した。本発明の実施例として、Zn2SiO4:M
nに対して、YBO3:Tbを全組成の50重量%とな
るように混合した混合蛍光体を作成した。それらの各蛍
光体を緑色成分として、各々プラズマディスプレイ装置
を作成した。蛍光体以外の材料、プロセスは同一とし
た。これらのプラズマディスプレイ装置について寿命試
験を行い、蛍光体の経時劣化を調べた。表3に寿命特性
を示す。表中の数値は、Zn2SiO4:Mnの動作初期
輝度を100としたときの相対輝度を表す。但し、括弧
内の数値は劣化率である。
の蛍光体を用いたプラズマディスプレイ装置は、従来例
の蛍光体を用いたプラズマディスプレイ装置に比べ動作
初期の輝度が高く、6000時間動作後の輝度も高い。
蛍光体をプラズマディスプレイ装置に適用することによ
り、安定した放電状態を得ることができるとともに、高
輝度、長寿命のプラズマディスプレイ装置を得ることが
できる。また、緑色の色純度についても、CRTと同等
のレベルを確保できる。
レイ装置のパネル構造を一部を切り欠いて示す斜視図
極配列を示す説明図
を示す信号波形図
装置において、混合蛍光体、及びCRT用蛍光体(P−
22)の色度をCIE色度座標上に示す特性図
イ装置において、蛍光体層の形成方法を説明するための
概略図
装置において、Zn2SiO4:Mnに対するYBO3:
Tbの混合比率と放電ミス、及びバラツキの関係を示す
特性図
を示す断面図
Claims (6)
- 【請求項1】 少なくとも一色の蛍光体層が、表面電位
が負極性を有する蛍光体と正極性を有する蛍光体とを混
合して得られる混合蛍光体を用いた蛍光面を備えたプラ
ズマディスプレイ装置。 - 【請求項2】 緑色の蛍光体層が、一般式Zn2Si
O4:Mnで表され表面電位が負極性を有するマンガン
付活ケイ酸亜鉛緑色蛍光体と、一般式ReBO3:Tb
(Reは希土類元素:Sc、Y、La、Ce、Gdから
選ばれた一種、または複数種の固溶体を表す)で表され
表面電位が正極性を有するテルビウム付活希土類ほう酸
塩緑色蛍光体とを混合して得られる混合蛍光体を用いた
蛍光面を備えたプラズマディスプレイ装置。 - 【請求項3】 混合蛍光体の全組成に対する、テルビウ
ム付活希土類ほう酸塩緑色蛍光体の混合比率が、10〜
75重量%の範囲であることを特徴とする請求項2記載
のプラズマディスプレイ装置。 - 【請求項4】 少なくとも前面側が透明な一対の基板を
基板間に放電空間が形成されるように対向配置するとと
もに前記放電空間を複数に仕切るための隔壁を少なくと
も一方の基板に配置し、かつ前記隔壁により仕切られた
放電空間で放電が発生するように基板に電極群を配置す
るとともに放電により発光する蛍光体層を設けたパネル
本体を有するプラズマディスプレイ装置において、少な
くとも一色の蛍光体層が、表面電位が負極性を有する蛍
光体と正極性を有する蛍光体とを混合して得られる混合
蛍光体を用いた蛍光面を備えたことを特徴とするプラズ
マディスプレイ装置。 - 【請求項5】 少なくとも前面側が透明な一対の基板を
基板間に放電空間が形成されるように対向配置するとと
もに前記放電空間を複数に仕切るための隔壁を少なくと
も一方の基板に配置し、かつ前記隔壁により仕切られた
放電空間で放電が発生するように基板に電極群を配置す
るとともに放電により発光する蛍光体層を設けたパネル
本体を有するプラズマディスプレイ装置において、緑色
の蛍光体層が、一般式Zn2SiO4:Mnで表され表面
電位が負極性を有するマンガン付活ケイ酸亜鉛緑色蛍光
体と、一般式ReBO3:Tb(Reは希土類元素:S
c、Y、La、Ce、Gdから選ばれた一種、または複
数種の固溶体を表す)で表され表面電位が正極性を有す
るテルビウム付活希土類ほう酸塩緑色蛍光体とを混合し
て得られる混合蛍光体を用いた蛍光面を備えたプラズマ
ディスプレイ装置。 - 【請求項6】 混合蛍光体の全組成に対する、テルビウ
ム付活希土類ほう酸塩緑色蛍光体の混合比率が、10〜
75重量%の範囲であることを特徴とする請求項5記載
のプラズマディスプレイ装置。
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP11-354679 | 1999-12-14 | ||
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JP2001236893A true JP2001236893A (ja) | 2001-08-31 |
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