JP2004039575A - プラズマディスプレイ - Google Patents
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Abstract
【課題】従来のプラズマディスプレイにおける各色光を発光する蛍光体の劣化、特に、各色光を発光する蛍光体の劣化の進行度合いが一致せず、表示される映像の色バランスが崩れる原因となっていた点を解消することを課題とする。
【解決手段】基板２１上に多数のリブ２２で区画され、アドレス電極２３と蛍光体層２４を有する背面基板２０上に、透明基板１１の下面に、ブラックマトリックス１８、補正用カラーフィルター層１７、およびＣＣＭ（色変換蛍光体）層１６とからなる色変換部を備え、透明電極１２、バス電極１３、誘電体層１４、および保護層１５が積層された前面基板１０を積層してプラズマディスプレイ１を構成し、課題を解決することができた。
【選択図】 図１
【解決手段】基板２１上に多数のリブ２２で区画され、アドレス電極２３と蛍光体層２４を有する背面基板２０上に、透明基板１１の下面に、ブラックマトリックス１８、補正用カラーフィルター層１７、およびＣＣＭ（色変換蛍光体）層１６とからなる色変換部を備え、透明電極１２、バス電極１３、誘電体層１４、および保護層１５が積層された前面基板１０を積層してプラズマディスプレイ１を構成し、課題を解決することができた。
【選択図】 図１
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、改良されたプラズマディスプレイに関するものであり、一種類の蛍光体を発光させ、生じた光を色変換用蛍光体を用いて、必要な色に色変換することにより、カラー画像を表示し得るよう構成したプラズマディスプレイに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
プラズマディスプレイ（ＰＤＰ）は、電極間でプラズマ放電を起こさせて紫外線等を生じさせ、生じた紫外線等が蛍光体を所定の色に発光させることにより、視覚可能な映像を与えるものであり、自己発光型で輝度が高く、従って、高コントラストが得られる特徴を有している。
【０００３】
図３は、プラズマディスプレイの代表例として、ＡＣ（交流）型のタイプの一例の構造を示す図であり、この例では、プラズマディスプレイ１００は、観察側（図では上側）となる前面基板１１０と、背面側（図では下側）となる背面基板１２０とから構成されている。なお、分かりやすくするため、図３では、前面基板１１０と背面基板１２０とを離して描いてあるが、実際には、両者は密着したものである。
【０００４】
前面基板１１０は、最も上側に透明ガラス板等の透明基板１１１を有し、透明基板１１１の下側には、横方向に透明電極１１２が互いに平行に多数積層され、さらに透明電極１１２の下側には、透明電極１１２の片方の長辺に沿って、金属電極であるバス電極１１３が積層されることにより、複合電極を形成しており、両電極１１２、および１１３を含めた全面の下側には、さらに誘電体層１１４、および保護層１１５が順に積層されたものである。
【０００５】
また、背面基板１２０は、最も下側にガラス板等の基板１２１を有し、基板１２１の上側には、同じ高さ、同じ厚み（図中、左右方向の寸法）のリブ（隔壁）１２２が、図面の手前から奥に向かって互いに平行に等間隔で多数積層されると共に、リブ１２２の間の基板１２１上には、アドレス電極１２３が積層されている。また、リブ１２２どうしではさまれた部分の底（アドレス電極１２３上を含む）およびリブ１２３の壁部分を連続的に覆って、蛍光体層１２４が積層されたものである。
【０００６】
上記の前面基板１１０と背面基板１２０とは、背面基板１２０のリブ１２２を介して密着積層されており、内部に放電用のネオンもしくはキセノン等の希ガスが密封されており、このような密着積層状態における前面基板１１０の複合電極と背面基板１２０のアドレス電極１２３との間に交流電圧を作用させて放電を起こさせ、放電によって生じる紫外線が蛍光体層１２４の蛍光体を蛍光体の素材に特有な色に発光させることによって、前面基板１１０側より映像を視認することが可能になる。
【０００７】
蛍光体層１２４を構成する蛍光体としては、赤色発光用、緑色発光用、および青色発光用の各々の蛍光体が準備され、これらの各々を用いて形成される、赤色発光用、緑色発光用、および青色発光用の３種類の蛍光体層１２４が繰返し配列されている。
【０００８】
しかしながら、前面基板１１０と背面基板１２０との間に、赤色発光用、緑色発光用、および青色発光用の３種類の蛍光体層１２４を有する従来のプラズマディスプレイにおいては、蛍光体層を構成する蛍光体が、プラズマ雰囲気にさらされるため、劣化が進みやすく、しかも、各色光を発光する蛍光体の劣化の進行度合いが必ずしも一致せず、表示される映像の色バランスが崩れる原因ともなる。しかも、３種類の蛍光体層１２４を精度を維持して高精細化することが困難である上、３種類の蛍光体層１２４の各々の蛍光体層の形成時に欠点が生じると、不良品の発生率は加算的に増加する。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
従って、本発明においては、従来のプラズマディスプレイにおける各色光を発光する蛍光体の劣化、特に、各色光を発光する蛍光体の劣化の進行度合いが一致せず、表示される映像の色バランスが崩れる原因となっていた点を解消し、また蛍光体層を精度を維持して高精細化することが困難であった点、および３種類の蛍光体層の各々に欠点が生じると、不良品の発生率は加算的に増加していた点を解消することを課題とするものである。
【００１０】
【課題を解決する手段】
発明者は、プラズマディスプレイとは動作原理の異なる有機エレクトロルミネッセント（ＥＬ）ディスプレイの幾つかのタイプのうち、三原色を表現するために、有機ＥＬ素子としては青色発光タイプののみを使用し、赤色および緑色を、青色を変換して作り出すＣＣＭ方式のものが、発光源が単色で済み、有機ＥＬ素子を各色発色用の蛍光体で構成するのにくらべて、不良品の発生率を抑えることができる点に着目した。ただ、有機ＥＬディスプレイは、そのＥＬ材料が水分等に弱く、有機ＥＬディスプレイを構成するための電極や絶縁層等に由来する水分や揮発成分がＥＬ材料の劣化をまねきやすい傾向を有している。
【００１１】
発明者は、有機ＥＬディスプレイの発光源である有機ＥＬ素子を、単色のプラズマ方式の発光のものに変更することにより、有機ＥＬディスプレイでは、避けにくい水分等による劣化が解消され、プラズマディスプレイと有機ＥＬディスプレイとの利点を併せ持つディスプレイが得られることを見出した。
【００１２】
第１の発明は、基板の前面に設けられた多数の互いに平行な隔壁と、前記隔壁の間の各々に設けられたアドレス電極とを有し、単色の蛍光体層が少なくとも前記アドレス電極上に積層された構造からなる背面基板の前面側と、透明基板の背面側に前記アドレス電極と直交する多数の透明電極を有する前面基板の背面側とが、前記隔壁を介して密着積層され、かつ、前記背面基板、前記前面基板、および前記隔壁で囲まれた空間内に放電用ガスが密封されて発光部が形成されており、前記透明電極よりも観察側の位置には、前記発光部に対応して設けられた色変換層、および前記発光部の非発光部に対応して設けられたブラックマトリックスとを有する色変換部が形成されていることを特徴とするプラズマディスプレイに関するものである。
第２の発明は、基板の前面に設けられた多数の互いに平行な隔壁と、前記隔壁の間の各々に設けられたアドレス電極とを有し、単色の蛍光体層が少なくとも前記アドレス電極上に積層された構造からなる背面基板の前面側と、透明基板の背面側に前記アドレス電極と直交する多数の透明電極を有する前面基板の背面側とが、前記隔壁を介して密着積層され、かつ、前記背面基板、前記前面基板、および前記隔壁で囲まれた空間内に放電用ガスが密封されて発光部が形成されており、前記前面基板よりも前面側の位置には、前記透明基板とは別の透明基板に前記発光部に対応して設けられた色変換層、および前記発光部の非発光部に対応して設けられたブラックマトリックスとを有する色変換基板が配置されていることを特徴とするプラズマディスプレイに関するものである。
第３の発明は、第１または第２の発明において、前記色変換部は、前記色変換層の観察側に、さらに補正用カラーフィルター層が積層されているものであることを特徴とするプラズマディスプレイに関するものである。
第４の発明は、第１〜第３いずれかの発明において、前記発光部における前記蛍光体層が紫外線発光型であることを特徴とするプラズマディスプレイに関するものである。
第５の発明は、第１〜第４いずれかの発明において、前記発光部における前記蛍光体層が青色発光型であることを特徴とするプラズマディスプレイに関するものである。
【００１３】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明のプラズマディスプレイを、ＡＣ型を例に取って構造を示す図で、符号のうち、図３の符号の数字から１００を除いた数字と一致するものは、図３と共通する部分を示している。プラズマディスプレイ１は、上側（観察側）の前面基板１０と、下側の背面基板２０とから構成されている。なお、図４におけるのと同様、前面基板１０と背面基板２０とを離して描いてあるが、実際には両者が密着して積層されている。
【００１４】
前面基板１０は、最も上側の透明基板１１の下側に、格子状のブラックマトリックス１８と、ブラックマトリックス１８の無い部分には補正用カラーフィルター層１７が設けられており、補正用カラーフィルター層１７の下側には、補正用カラーフィルター層１７に対応した位置に、色変換層（ＣＣＭ層）１６が設けられており、これら、ブラックマトリックス１８、補正用カラーフィルター層１７、およびＣＣＭ層１６が従来のプラズマディスプレイには無い、色変換部を構成している。これらのうち、補正用カラーフィルター層１７は省略し得る。また、ブラックマトリックスも省略し得るが、映像のコントラストの向上の関観点から、設けてあった方がよい。ＣＣＭ層１６の下側、およびブラックマトリックス１８の下側を覆う全面には中間コート層（図では中間層）１９が設けられ、中間コート層１９の下面が平滑化されている。この中間コート層１９は、必要に応じ、設けるもので、その役割は、基板１０とＣＣＭ層１６とを接着させる役割、および、空気が存在すると光の取り出し効率が悪くなるため、空気を排除する役割の二つである。
【００１５】
ＣＣＭ層１６は、蛍光体層２４が紫外光を発光するものであるときは、紫外光→青色光、紫外光→緑色光、および紫外光→赤色光に、それぞれカラー変換する蛍光体からなるカラー変換物質（ＣＣＭ；Ｃｏｌｏｒ Ｃｈａｎｇｉｎｇ Ｍｅｄｉａ）層を、適宜な順で繰返し配列したものである。あるいは、蛍光体層２４が青色光を発光するものであるときは、青色光→緑色光、青色光→赤色光に、それぞれカラー変換する蛍光体からなるカラー変換物質（ＣＣＭ；Ｃｏｌｏｒ Ｃｈａｎｇｉｎｇ Ｍｅｄｉａ）層を、適宜な順で繰返し配列したものである。なお、蛍光体が青色光を発光するときは、ＣＣＭ層１６としては、青色光に変換する層は不要であるので、設けないか、もしくは、設けないことによる凹凸を回避する目的で、無色透明な層を設けておいてもよい。
【００１６】
補正用カラーフィルター層１７は、ＣＣＭ層１６で変換された光を色補正するもので、下層のＣＣＭ層１６に応じた色補正機能を有している。即ち、ＣＣＭ層１６から出た青色光を補正する青色補正用カラーフィルター層、緑色光を補正する緑色補正用カラーフィルター層、および赤色光を補正する赤色補正用カラーフィルター層が、下層のＣＣＭ層１６の各々に対応して設けられている。本発明のプラズマディスプレイにおいては、ＣＣＭ層１６により色変換されて、赤色光、緑色光、および青色光の三原色の各光が生じるので、一応のカラー映像の再現は可能になるが、これらの光をさらに補正して、所定の帯域内の光を取り出し、ディスプレイの演色性を高める意味で、補正用カラーフィルター層１６を設けることが好ましい。
【００１７】
中間コート層１９の下面には、横方向（左右方向）に透明電極１２が互いに平行に多数積層されている。透明電極１２は、隣接する二つ（例えば、符号１２、および１２’）が一つの画素に対応したものとされており、この一対の透明電極１２の下側の、互いに外側となる側の長辺（透明電極１２の長辺）に沿ってバス電極１３および１３’が積層されて、複合電極を形成しており、複合電極を含めた全面の下側には、さらに誘電体層１４、および保護層１５が順に、いずれも一面に積層されて、以上により、前面基板１１が形成されている。
【００１８】
背面基板２０は、最も下側の基板２１の上側に、リブ２２が、図面の手前から奥に向かって互いに平行に等間隔で多数積層されると共に、リブ２２の間に、アドレス電極２３が積層されており、これらに加えて、リブ２２どうしではさまれた部分の底、およびリブ２３の壁面を連続的に覆って、蛍光体層２４が積層されたものである。本発明においては、この蛍光体層２４としては、従来技術におけるように、リブ２２の間毎に異なる色変換を行なわせる必要が無いので、背面基板全面に渡って、いずれのリブ２２の間、いずれのリブ２２の壁面においても、単一な蛍光体層（同じ蛍光体を含む蛍光体層）２４を形成しておく。蛍光体層２４を構成する蛍光体としては、例えば、可視光よりもエネルギーが高い紫外光、もしくは可視光の中でもエネルギーが高い青色光を発光するものであることが望ましい。なお、このようにリブ２２を設けるのに替えて、リブ２２を設けずに、間隔をあけてアドレス電極を有した基板２１上に絶縁層で上下をはさんだ蛍光体層を積層し、その上に透明電極を設け、さらに、その上に色変換部を積層することのより、ＡＣ電圧発光型のディスプレイとすることもできる。
【００１９】
上記の前面基板１０と背面基板２０とは、リブ２２を介して密着積層され、内部にネオンもしくはキセノン等の希ガスが密封されて、発光部が形成されており、この発光部の前面基板１０の複合電極と背面基板２０のアドレス電極２３との間に交流電圧を作用させて放電させる。放電により、いずれのリブ２２の間においても、蛍光体層２４に含まれる蛍光体が紫外光を発光するか、もしくは青色光を発光するかのいずれかの発光を起こす。
【００２０】
蛍光体層２４が紫外光を発光する場合には、色変換部のＣＣＭ層１６として、紫外光を青色光、緑色光、および赤色光の各色光に変換するものを選択して設けておき、必要により、色補正用カラーフィルター層１７を介することにより、三原色が生じる。従って、予め、三原色に色分解された画像の信号に基づいて、発光部を発光させることにより、カラー映像を視認することが可能になる。蛍光体層２４が青色光を発光する場合には、色変換部のＣＣＭ層１６としては、青色光を緑色光、および赤色光の各色光に変換するものを選択して設けておき、必要により、色補正用カラーフィルター層１７を介することにより、三原色が生じるので、同様にして、カラー映像を視認することが可能になる。
【００２１】
上記における透明基板１１は、プラズマディスプレイ１の観察側にあり、前面基板１０全体を支える支持体である。必要に応じて、さらに、観察側には、擦傷防止のためのハードコート層、帯電防止層、汚染防止層、反射防止層、防眩層等が直接積層されるか、もしくは透明フィルム上に積層されて適用されていてもよく、あるいは、タッチパネルのような機能が付加されていてもよい。
【００２２】
透明基板１１は、大別すると、ガラスや石英ガラス等の無機質の板状透明基材、もしくはアクリル樹脂等の有機質の（＝合成樹脂製の）板状透明基材、または、合成樹脂製の透明フィルム状基材である。厚みのごく薄いガラスも透明フィルム状基材として利用することができる。透明基板１１としては、色変換部や透明電極等を形成する側の表面の平滑性が高いものが好ましい。
【００２３】
透明基板１１を合成樹脂で構成する際の合成樹脂としては、ポリカーボネート樹脂、ポリアリレート樹脂、ポリエーテルスルホン樹脂、メタクリル酸メチル樹脂等のアクリル樹脂、トリアセチルセルロース樹脂等のセルロース樹脂、エポキシ樹脂、または環状オレフィン樹脂もしくは環状オレフィン共重合樹脂等を挙げることができる。
【００２４】
ブラックマトリックス１８は、各画素毎に発光する区域を区画すると共に、発光する区域どうしの境界における外光の反射を防止し、映像のコントラストを高めるためのもので、通常、黒色の細線で構成された、縦横の格子状等、もしくは一方向のみの格子状等のパターン状に形成されたものであり、発光部の発光は、このブラックマトリックス１８の開孔部を経由し、観察側に到達する。なお、ブラックマトリックス１８無しでも、プラズマディスプレイ１としての働きはなし得るが、上記のような観点で、ブラックマトリックス１８を設けることが多い。
【００２５】
ブラックマトリックス１８を形成するには、まず、透明基板１１を十分に洗浄したのち、クロム等の金属を使用して、蒸着、イオンプレーティング、もしくはスパッタリング等の各種の方法で金属薄膜を形成する。この場合、十分に遮光し得る光学濃度、耐洗浄性および加工特性等を考慮すると、クロムによる金属薄膜が最も好ましい。形成された金属薄膜からブラックマトリックス１８を形成するためには、通常のフォトリソグラフィー法等を利用することができ、例えば、形成された金属薄膜の表面にフォトレジストを塗布し、パターンマスクで被覆して露光、現像、エッチング、および洗浄等の各工程を経て、ブラックマトリックス１８を形成することができる。また、ブラックマトリックス１８は、無電界メッキ法、もしくは黒色のインキ組成物を用いた印刷法等を利用しても形成することができる。ブラックマトリックス１８の厚みは、薄膜で形成する場合には、０．２μｍ〜０．４μｍ程度であり、印刷法によるときは０．５μｍ〜２μｍ程度である。
【００２６】
補正用カラーフィルター層１７は、ブラックマトリックス１８の開孔部に対応して設けられるもので、各画素に対応して、赤色光用、緑色光用、および青色光用の三種類が規則的に配列したものである。図１では明らかではないが、補正用カラーフィルター層１７の各色の部分は、ブラックマトリックス１８の開孔部毎に設けたものであってもよいが、便宜的には、図１における手前側から奥側の方向に帯状に設けたものであっても、ブラックマトリックス１８の開孔部に対応したものである。本発明のプラズマディスプレイ１においては、蛍光体層２４から発した青色光が、ＣＣＭ層１６により変換されて赤色光、緑色光、および青色光の三原色の各光が生じるので、一応のカラー映像の再現は可能になるが、これらの光をさらに補正して、所定の帯域内の光を取り出し、ディスプレイの演色性を高める意味で、補正用カラーフィルター層１７を設けることが好ましい。
【００２７】
ＣＣＭ層１６は、ブラックマトリックス１８の開孔部、および補正用カラーフィルター層１７に対応して設けられ、やはり、各画素毎に、赤色光用、緑色光用、および青色光用の三種類が規則的に配列したものであるが、このうち、青色光用については、発光部が青色光を発光する場合には、色変換を行なう必要がないので、何も設けなくてもよいが、何もないと他の部分と並んだ際に相対的に凹部となるので、実際には、無色透明の素通しのパターン（ダミーパターン）を形成しておくとよい。また、ＣＣＭ層１６の各部分は、補正用カラーフィルター層１７の各色の部分と同様、ブラックマトリックス５の開孔部のみに設けたものであってもよいが、図１における手前側から奥側の方向に帯状に設けたものであっても、ブラックマトリックス１８の開孔部に対応してものとすることができる。
【００２８】
発光部が青色光を発光する場合、ＣＣＭ層１６は、赤色変換層、および緑色変換層からなるものであり、それぞれの色変換を行なう赤色変換蛍光色素、もしくは緑色変換蛍光色素を樹脂中に溶解もしくは分散した組成物で構成される。
【００２９】
赤色変換蛍光色素としては、４−ジシアノメチレン−２−メチル−６−（ｐ−ジメチルアミノスチリル）−４Ｈ−ピラン等のシアニン系色素、１−エチル−２−［４−（ｐ−ジメチルアミノフェニル）−１，３−ブタジエニル］−ピリジウム−パークロレート等のピリジン系色素、ローダミンＢ、もしくはローダミン６Ｇ等のローダミン系色素、またはオキサジン系色素等を例示することができる。
【００３０】
緑色変換蛍光色素としては、２，３，５，６−１Ｈ，４Ｈ−テトラヒドロ−８−トリフルオロメチルキノリジノ（９，９ａ，１−ｇｈ）クマリン、３−（２’−ベンゾチアゾリル）−７−ジエチルアミノクマリン、もしくは３−（２’−ベンズイミダゾリル）−７−Ｎ，Ｎ−ジエチルアミノクマリン等のクマリン色素、ベーシックイエロー５１等のクマリン色素系染料、または、ソルベントイエロー１１、もしくはソルベントイエロー１１６等のナフタルイミド系色素等を例示することができる。
【００３１】
発光部が紫外光を発光する場合、ＣＣＭ層１６は赤色変換層、緑色変換層、および青色変換層からなるものであり、それぞれの色変換を行なう赤色変換蛍光色素、緑色変換蛍光色素、もしくは青色変換用蛍光色素（ただし、いずれも紫外光を変換するものである。）を樹脂中に溶解もしくは分散した組成物で構成され、赤色変換蛍光色素、および緑色変換蛍光色素としては、発光部が青色光を発光する場合のＣＣＭ層１６を構成する場合と同じ物を原則的に使用することができ、青色変換蛍光色素としては、１，４−ビス（２−メチルスチリン）ベンゼン、もしくはトランス−４，４’−ジフェニルスチルベン等のスチルベン系色素、または７−ヒドロキシ−４−メチルクマリン等のクマリン系色素を例示することができる。
【００３２】
赤色変換蛍光色素、緑色変換蛍光色素、および青色変換蛍光色素としては、さらに、直接染料、酸性染料、塩基性染料、もしくは分散染料等の各種染料のうちからも蛍光性のあるものを選択して使用することができ、赤色変換蛍光色素、緑色変換蛍光色素、および青色変換蛍光色素としては、一種、もしくは二種以上を併用することができる。
【００３３】
赤色変換蛍光色素、緑色変換蛍光色素、もしくは青色変換蛍光色素を溶解、もしくは分散させる樹脂としては、ポリメチルメタクリレート樹脂、ポリアクリレート樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリビニルアルコール樹脂、ポリビニルピロリドン樹脂、ヒドロキシエチルセルロース樹脂、カルボキシメチルセルロース樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、メラミン樹脂、フェノール樹脂、アルキッド樹脂、エポキシ樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリエステル樹脂、マレイン酸樹脂、もしくはポリアミド樹脂等の透明樹脂を例示することができる。または、樹脂としては、アクリレート系、メタクリレート系、ポリ桂皮酸ビニル系、もしくは環化ゴム系等の反応性ビニル基を有する電離放射線硬化性樹脂（実際には、電子線硬化性樹脂もしくは紫外線硬化性樹脂であって、後者であることが多い。）を使用することもできる。
【００３４】
ＣＣＭ層１６の形成は、上記の赤色変換蛍光色素、緑色変換蛍光色素、もしくは青色変換蛍光色素と樹脂とを、必要に応じ、溶剤、希釈剤、もしくはモノマー等、さらには、適宜な添加剤と共に混合して、赤色光用、緑色光用、および青色光用の各区域を形成するための感光性樹脂組成物とした後、これらの感光性樹脂組成物を一様に塗布し、乾燥させた後、所定のパターン露光を行ない、その後、現像するプロセスを、各色毎に繰返すことによって行なうことができる。あるいは、所定の色に着色したインキ組成物を形成して用い、各色毎に印刷することにより行なってもよい。発光部が青色光を発光する場合、ＣＣＭ層１６の青色光用の区域の形成は、上記の感光性樹脂組成物もしくはインキ組成物から、赤色変換蛍光色素、緑色変換蛍光色素、もしくは青色変換蛍光色素を除いた、色素を含まない組成のものを用い、その他は、各区域を形成するのと同様な手法により行なうことができる。ＣＣＭ層１６における樹脂と、赤色変換蛍光色素、緑色変換蛍光色素、もしくは青色変換蛍光色素の割合は、例えば、樹脂／蛍光色素＝１００／０．５〜１００／５（質量基準）程度である。また、ＣＣＭ層７の厚みは５μｍ〜２０μｍ程度であることが好ましい。
【００３５】
中間層１９は、その下の各層が積層される際に、積層の対象となる面を平滑化するものであると共に、ＣＣＭ層１６を、被覆して劣化しにくくする役割を果たすものであるが、省くことが可能である。中間層１９は透明樹脂で構成され、具体的な樹脂としては、ＣＣＭ層１６を構成する樹脂として前記したものと同様な樹脂を使用し、必要に応じ、溶剤、希釈剤、もしくはモノマー等、さらには、適宜な添加剤と共に混合して、感光性樹脂組成物とした後、この感光性樹脂組成物を、一様に塗布し、乾燥させた後、電離放射線を照射して硬化させることによるか、または、電離放射線硬化性ではない通常の塗料組成物とした後、適宜なコーティング手段により塗布を行なった後、乾燥させることによって形成することができる。中間層１９の厚みとしては、下層の凹凸状態にもよるが１μｍ〜５μｍであることが好ましい。以上の説明における、基板１１から中間層１９までが、ＣＣＭ基板である。
【００３６】
透明電極１２は、アドレス電極と２３との間に電圧をかけ、所定の位置で発光を起こさせるためのものである。透明電極１２は、一画素毎に、ブラックマトリックス１８のない部分に設けられた一対のいずれも帯状の透明導電層１２および１２’からなっており、透明電極１２のみでは、導電性が不足するため、ごく狭い幅の金属電極であるバス電極１３および１３’が、透明導電層１２および１２’の下部に、一対の透明電極に関して見れば、外側どうしになるよう設けられて複合電極を形成している。
【００３７】
透明電極１２は、透明性および導電性を有する金属酸化物の薄膜で構成されるのが普通である。具体的には、金属酸化物として、酸化インジウム錫（ＩＴＯ）、酸化インジウム、酸化亜鉛、もしくは酸化第２錫を例示することができ、層のシート抵抗が数百Ω／ｃｍ以下であることが好ましく、厚みとしては、１０ｎｍ〜１μｍ程度であることが好ましい。透明電極１２は、上記のような金属酸化物の一様な薄膜を形成後に、フォトエッチングにより不要部を除去することにより形成することが好ましい。
【００３８】
また、バス電極１３は、導電性を確保する点で、金、銀、銅、もしくはアルミニウム等の導電性金属で形成し、マスクを用いた蒸着法もしくはフォトエッチングにより所定の形状に設ける。
【００３９】
透明電極１２およびバス電極１３の下、並びに、これら複合電極のない部分（中間層１９が露出しているか、中間層１９が無ければＣＣＭ層１６が露出している部分。）を含めた全面には、誘電体層１４および保護層１５が順次積層されている。
【００４０】
誘電体層１４は、例えば、低融点ガラス、二酸化ケイ素、酸化鉛、もしくは窒化ケイ素等の素材の膜であり、これらを含む塗料を用いて塗布し、焼成することにより形成することができる。
【００４１】
保護層１５は、酸化アルカリ土類金属化合物、もしくは、誘電体層１４を形成するものとして挙げた素材の粒子をアルカリ土類金属化合物で被覆した無機複合粒子を用い、これらを含む塗料を用いて塗布し、焼成することにより形成することができる。あるいは、保護層１５は、酸化マグネシウム含有ペーストの塗布および焼成によっても得ることができる。なお、誘電体層１４および保護層１５の形成を、それぞれの層形成用の塗料（もしくはペースト）を用いて、重ね塗りした後、一度の焼成によって行なうと、なおよい。
【００４２】
背面基板２０の基板２１は、プラズマディスプレイ１の最も背面側にあり、背面基板２０全体を支える支持体である。基板２１は、前面基板１０の場合と異なり、必ずしも透明である必要はないが、リブ２３および蛍光体層２４で被覆されるので、透明なものであってもよい。基板２１を構成する材質としては、透明基板１１と同様なものを挙げることができる。
【００４３】
リブ２２は、放電する区域を区画すると共に、背面基板２０と前面基板１０との間隔を決定するものである。リブ２２は、０．１ｍｍ程度の一定ピッチで、高さが０．１ｍｍ程度、厚みが０．０２ｍｍ程度のものであり、高分子等の厚膜のサンドブラストによる研削、感光性樹脂の露光・現像、もしくはガラスフリットを含むインキ組成物のスクリーン印刷等によって形成することができる。
【００４４】
アドレス電極２３は、前面基板の透明電極１２との間に電圧をかけ、所定の位置で発光させるためのもので、導電性の金属により構成され、薄膜のフォトエッチング、導電性金属とガラスフリットを含むインキ組成物のスクリーン印刷等により形成される。
【００４５】
蛍光体層２４は、紫外線を発光する蛍光体、例えば、ＢａＳｉ２Ｏ５：Ｐｂ等、または青色光を発光する蛍光体、例えば、Ｙ２ＳｉＯ５：Ｃｅ、ＣａＷＯ４：Ｐｂ、ＢａＭｇＡｌ１０Ｏ１７：Ｅｕ、もしくはＢａＭｇＡｌ１４Ｏ２３：Ｅｕ等から構成される。あるいは、ＡＣ電圧発光型の場合、（Ｂａ，Ｍｇ）Ａｌ２ＳＯ４：Ｅｕ、もしくはＢａＡｌ２ＳＯ４：Ｅｕから構成される。蛍光体層２４の形成は、蛍光体、バインダー樹脂、および溶剤等からなる塗料組成物を用い、適宜なノズルから吐出させる等の方法により、リブ２２およびアドレス電極２３が設けられた基板２１上に適用し、適用後、通常は焼成を行なって、蛍光体以外の成分を除去することにより行なう。従来のプラズマディスプレイの背面基板の製造時には、リブ２２の間に、赤色発光用、緑色発光用、および青色発光用の三つの蛍光体層を繰返し設けなければならないが、本発明のプラズマディスプレイの場合、背面基板全面に渡って単一な蛍光体層を設けるものであるので、塗料組成物の適用も、リブ２２およびアドレス電極２３が設けられた基板２１上への均一なコーティングによっても行なえる利点がある。また、三つの蛍光体層を設ける際には、それぞれの蛍光体層が隣の区域にはみ出して形成されるのを防止する意味で、リブ２２の上部には蛍光体層を設けないが、本発明のプラズマディスプレイの場合、極端に言えば、リブ２２の頂部も含めて、隙間無く蛍光体層を設けることができるので、発光量を増加させ、より高い輝度を得ることが可能になる。
【００４６】
以上の説明においては、プラズマディスプレイ１の透明基板１１と透明電極１２との間に、ブラックマトリックス１８、補正用カラーフィルター層１７、およびＣＣＭ層１６からなる色変換部を設けた態様を説明したが、これら各層からなる色変換部は、透明基板１１の観察側に設けることも可能である。
【００４７】
図２は、色変換部を観察側に設けたプラズマディスプレイの例を示す図であって、前面基板１０の透明基板１１の観察側に、ブラックマトリックス１８が設けられており、少なくともブラックマトリックス１８の無い部分にＣＣＭ層１６および補正用カラーフィルター層１７が透明基板１１側より順に積層されたものである。このように、プラズマ放電による発光部分と色変換部との間に透明基板１１が介在する場合、プラズマ放電による紫外光もしくは青色光が、透明基板１１を透過する際に、減衰するか、および／または散乱する傾向があるため、透明基板１１を極力薄くすることが好ましい。次段落における透明基板１１および１１’についても同様である。
【００４８】
なお、上記のように透明基板１１の観察側に直接、色変換部を設けるのに替えて、透明基板１１とはべつの透明基板１１’に色変換部を設けたものを、前面基板１０の透明基板１１の観察側に適用してもよい。図３に示すように、透明基板１１’の背面側に、ブラックマトリックス１８が設けられており、少なくともブラックマトリックス１８の無い部分にＣＣＭ層１６および補正用カラーフィルター層１７が設けられた色変換部１０’が配置されて、プラズマディスプレイ１’が構成されている。要は、色変換部を、プラズマ放電による発光部分よりも観察側に設ければよい。図３においても、背面基板２０と前面基板１０との間、前面基板１０と色変換部１０’との間を離して描いてあるが、実際には、いずれの間も、密着して積層されたものである。
【００４９】
【発明の効果】
請求項１または請求項２の発明によれば、色変換部を設けて色変換することによりカラー映像を得ることができ、背面基板には単一な蛍光体層を形成すれば済むので、従来のプラズマディスプレイにおける各色用の蛍光体の劣化による色バランスの崩れがなく、製造も容易で、より高輝度が得られるプラズマディスプレイを提供することができる。
請求項３の発明によれば、請求項１または請求項２の発明の効果に加え、さらに補正用カラーフィルター層が追加されているので、より演色性の高められたプラズマディスプレイを提供することができる。
請求項４の発明によれば、請求項１〜請求項３いずれかの発明の効果に加え、発光部分としては、紫外線のみを発光するものを用いてカラー映像を得ることが可能なプラズマディスプレイを提供することができる。
請求項５の発明によれば、請求項１〜請求項４いずれかの発明の効果に加え、発光部分としては、青色光のみを発光するものを用いてカラー映像を得ることが可能であり、色変換部としては、青色光→緑色光、および青色光→赤色光の二通りの色変換を行なうものを用いて、カラー映像を得ることが可能なプラズマディスプレイを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のプラズマディスプレイを示す図である。
【図２】別の態様の本発明のプラズマディスプレイを示す図である。
【図３】色変換部を別体とした本発明のプラズマディスプレイを示す図である。
【図４】従来のプラズマディスプレイを示す図である。
【符号の説明】
１ プラズマディスプレイ
１０ 前面基板
１１ 透明基板
１２ 透明電極
１３ バス電極
１４ 誘電体層
１５ 保護層
２０ 背面基板
２１ ＣＣＭ層
２２ リブ
２３ アドレス電極
２４ 蛍光体層
【発明の属する技術分野】
本発明は、改良されたプラズマディスプレイに関するものであり、一種類の蛍光体を発光させ、生じた光を色変換用蛍光体を用いて、必要な色に色変換することにより、カラー画像を表示し得るよう構成したプラズマディスプレイに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
プラズマディスプレイ（ＰＤＰ）は、電極間でプラズマ放電を起こさせて紫外線等を生じさせ、生じた紫外線等が蛍光体を所定の色に発光させることにより、視覚可能な映像を与えるものであり、自己発光型で輝度が高く、従って、高コントラストが得られる特徴を有している。
【０００３】
図３は、プラズマディスプレイの代表例として、ＡＣ（交流）型のタイプの一例の構造を示す図であり、この例では、プラズマディスプレイ１００は、観察側（図では上側）となる前面基板１１０と、背面側（図では下側）となる背面基板１２０とから構成されている。なお、分かりやすくするため、図３では、前面基板１１０と背面基板１２０とを離して描いてあるが、実際には、両者は密着したものである。
【０００４】
前面基板１１０は、最も上側に透明ガラス板等の透明基板１１１を有し、透明基板１１１の下側には、横方向に透明電極１１２が互いに平行に多数積層され、さらに透明電極１１２の下側には、透明電極１１２の片方の長辺に沿って、金属電極であるバス電極１１３が積層されることにより、複合電極を形成しており、両電極１１２、および１１３を含めた全面の下側には、さらに誘電体層１１４、および保護層１１５が順に積層されたものである。
【０００５】
また、背面基板１２０は、最も下側にガラス板等の基板１２１を有し、基板１２１の上側には、同じ高さ、同じ厚み（図中、左右方向の寸法）のリブ（隔壁）１２２が、図面の手前から奥に向かって互いに平行に等間隔で多数積層されると共に、リブ１２２の間の基板１２１上には、アドレス電極１２３が積層されている。また、リブ１２２どうしではさまれた部分の底（アドレス電極１２３上を含む）およびリブ１２３の壁部分を連続的に覆って、蛍光体層１２４が積層されたものである。
【０００６】
上記の前面基板１１０と背面基板１２０とは、背面基板１２０のリブ１２２を介して密着積層されており、内部に放電用のネオンもしくはキセノン等の希ガスが密封されており、このような密着積層状態における前面基板１１０の複合電極と背面基板１２０のアドレス電極１２３との間に交流電圧を作用させて放電を起こさせ、放電によって生じる紫外線が蛍光体層１２４の蛍光体を蛍光体の素材に特有な色に発光させることによって、前面基板１１０側より映像を視認することが可能になる。
【０００７】
蛍光体層１２４を構成する蛍光体としては、赤色発光用、緑色発光用、および青色発光用の各々の蛍光体が準備され、これらの各々を用いて形成される、赤色発光用、緑色発光用、および青色発光用の３種類の蛍光体層１２４が繰返し配列されている。
【０００８】
しかしながら、前面基板１１０と背面基板１２０との間に、赤色発光用、緑色発光用、および青色発光用の３種類の蛍光体層１２４を有する従来のプラズマディスプレイにおいては、蛍光体層を構成する蛍光体が、プラズマ雰囲気にさらされるため、劣化が進みやすく、しかも、各色光を発光する蛍光体の劣化の進行度合いが必ずしも一致せず、表示される映像の色バランスが崩れる原因ともなる。しかも、３種類の蛍光体層１２４を精度を維持して高精細化することが困難である上、３種類の蛍光体層１２４の各々の蛍光体層の形成時に欠点が生じると、不良品の発生率は加算的に増加する。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
従って、本発明においては、従来のプラズマディスプレイにおける各色光を発光する蛍光体の劣化、特に、各色光を発光する蛍光体の劣化の進行度合いが一致せず、表示される映像の色バランスが崩れる原因となっていた点を解消し、また蛍光体層を精度を維持して高精細化することが困難であった点、および３種類の蛍光体層の各々に欠点が生じると、不良品の発生率は加算的に増加していた点を解消することを課題とするものである。
【００１０】
【課題を解決する手段】
発明者は、プラズマディスプレイとは動作原理の異なる有機エレクトロルミネッセント（ＥＬ）ディスプレイの幾つかのタイプのうち、三原色を表現するために、有機ＥＬ素子としては青色発光タイプののみを使用し、赤色および緑色を、青色を変換して作り出すＣＣＭ方式のものが、発光源が単色で済み、有機ＥＬ素子を各色発色用の蛍光体で構成するのにくらべて、不良品の発生率を抑えることができる点に着目した。ただ、有機ＥＬディスプレイは、そのＥＬ材料が水分等に弱く、有機ＥＬディスプレイを構成するための電極や絶縁層等に由来する水分や揮発成分がＥＬ材料の劣化をまねきやすい傾向を有している。
【００１１】
発明者は、有機ＥＬディスプレイの発光源である有機ＥＬ素子を、単色のプラズマ方式の発光のものに変更することにより、有機ＥＬディスプレイでは、避けにくい水分等による劣化が解消され、プラズマディスプレイと有機ＥＬディスプレイとの利点を併せ持つディスプレイが得られることを見出した。
【００１２】
第１の発明は、基板の前面に設けられた多数の互いに平行な隔壁と、前記隔壁の間の各々に設けられたアドレス電極とを有し、単色の蛍光体層が少なくとも前記アドレス電極上に積層された構造からなる背面基板の前面側と、透明基板の背面側に前記アドレス電極と直交する多数の透明電極を有する前面基板の背面側とが、前記隔壁を介して密着積層され、かつ、前記背面基板、前記前面基板、および前記隔壁で囲まれた空間内に放電用ガスが密封されて発光部が形成されており、前記透明電極よりも観察側の位置には、前記発光部に対応して設けられた色変換層、および前記発光部の非発光部に対応して設けられたブラックマトリックスとを有する色変換部が形成されていることを特徴とするプラズマディスプレイに関するものである。
第２の発明は、基板の前面に設けられた多数の互いに平行な隔壁と、前記隔壁の間の各々に設けられたアドレス電極とを有し、単色の蛍光体層が少なくとも前記アドレス電極上に積層された構造からなる背面基板の前面側と、透明基板の背面側に前記アドレス電極と直交する多数の透明電極を有する前面基板の背面側とが、前記隔壁を介して密着積層され、かつ、前記背面基板、前記前面基板、および前記隔壁で囲まれた空間内に放電用ガスが密封されて発光部が形成されており、前記前面基板よりも前面側の位置には、前記透明基板とは別の透明基板に前記発光部に対応して設けられた色変換層、および前記発光部の非発光部に対応して設けられたブラックマトリックスとを有する色変換基板が配置されていることを特徴とするプラズマディスプレイに関するものである。
第３の発明は、第１または第２の発明において、前記色変換部は、前記色変換層の観察側に、さらに補正用カラーフィルター層が積層されているものであることを特徴とするプラズマディスプレイに関するものである。
第４の発明は、第１〜第３いずれかの発明において、前記発光部における前記蛍光体層が紫外線発光型であることを特徴とするプラズマディスプレイに関するものである。
第５の発明は、第１〜第４いずれかの発明において、前記発光部における前記蛍光体層が青色発光型であることを特徴とするプラズマディスプレイに関するものである。
【００１３】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明のプラズマディスプレイを、ＡＣ型を例に取って構造を示す図で、符号のうち、図３の符号の数字から１００を除いた数字と一致するものは、図３と共通する部分を示している。プラズマディスプレイ１は、上側（観察側）の前面基板１０と、下側の背面基板２０とから構成されている。なお、図４におけるのと同様、前面基板１０と背面基板２０とを離して描いてあるが、実際には両者が密着して積層されている。
【００１４】
前面基板１０は、最も上側の透明基板１１の下側に、格子状のブラックマトリックス１８と、ブラックマトリックス１８の無い部分には補正用カラーフィルター層１７が設けられており、補正用カラーフィルター層１７の下側には、補正用カラーフィルター層１７に対応した位置に、色変換層（ＣＣＭ層）１６が設けられており、これら、ブラックマトリックス１８、補正用カラーフィルター層１７、およびＣＣＭ層１６が従来のプラズマディスプレイには無い、色変換部を構成している。これらのうち、補正用カラーフィルター層１７は省略し得る。また、ブラックマトリックスも省略し得るが、映像のコントラストの向上の関観点から、設けてあった方がよい。ＣＣＭ層１６の下側、およびブラックマトリックス１８の下側を覆う全面には中間コート層（図では中間層）１９が設けられ、中間コート層１９の下面が平滑化されている。この中間コート層１９は、必要に応じ、設けるもので、その役割は、基板１０とＣＣＭ層１６とを接着させる役割、および、空気が存在すると光の取り出し効率が悪くなるため、空気を排除する役割の二つである。
【００１５】
ＣＣＭ層１６は、蛍光体層２４が紫外光を発光するものであるときは、紫外光→青色光、紫外光→緑色光、および紫外光→赤色光に、それぞれカラー変換する蛍光体からなるカラー変換物質（ＣＣＭ；Ｃｏｌｏｒ Ｃｈａｎｇｉｎｇ Ｍｅｄｉａ）層を、適宜な順で繰返し配列したものである。あるいは、蛍光体層２４が青色光を発光するものであるときは、青色光→緑色光、青色光→赤色光に、それぞれカラー変換する蛍光体からなるカラー変換物質（ＣＣＭ；Ｃｏｌｏｒ Ｃｈａｎｇｉｎｇ Ｍｅｄｉａ）層を、適宜な順で繰返し配列したものである。なお、蛍光体が青色光を発光するときは、ＣＣＭ層１６としては、青色光に変換する層は不要であるので、設けないか、もしくは、設けないことによる凹凸を回避する目的で、無色透明な層を設けておいてもよい。
【００１６】
補正用カラーフィルター層１７は、ＣＣＭ層１６で変換された光を色補正するもので、下層のＣＣＭ層１６に応じた色補正機能を有している。即ち、ＣＣＭ層１６から出た青色光を補正する青色補正用カラーフィルター層、緑色光を補正する緑色補正用カラーフィルター層、および赤色光を補正する赤色補正用カラーフィルター層が、下層のＣＣＭ層１６の各々に対応して設けられている。本発明のプラズマディスプレイにおいては、ＣＣＭ層１６により色変換されて、赤色光、緑色光、および青色光の三原色の各光が生じるので、一応のカラー映像の再現は可能になるが、これらの光をさらに補正して、所定の帯域内の光を取り出し、ディスプレイの演色性を高める意味で、補正用カラーフィルター層１６を設けることが好ましい。
【００１７】
中間コート層１９の下面には、横方向（左右方向）に透明電極１２が互いに平行に多数積層されている。透明電極１２は、隣接する二つ（例えば、符号１２、および１２’）が一つの画素に対応したものとされており、この一対の透明電極１２の下側の、互いに外側となる側の長辺（透明電極１２の長辺）に沿ってバス電極１３および１３’が積層されて、複合電極を形成しており、複合電極を含めた全面の下側には、さらに誘電体層１４、および保護層１５が順に、いずれも一面に積層されて、以上により、前面基板１１が形成されている。
【００１８】
背面基板２０は、最も下側の基板２１の上側に、リブ２２が、図面の手前から奥に向かって互いに平行に等間隔で多数積層されると共に、リブ２２の間に、アドレス電極２３が積層されており、これらに加えて、リブ２２どうしではさまれた部分の底、およびリブ２３の壁面を連続的に覆って、蛍光体層２４が積層されたものである。本発明においては、この蛍光体層２４としては、従来技術におけるように、リブ２２の間毎に異なる色変換を行なわせる必要が無いので、背面基板全面に渡って、いずれのリブ２２の間、いずれのリブ２２の壁面においても、単一な蛍光体層（同じ蛍光体を含む蛍光体層）２４を形成しておく。蛍光体層２４を構成する蛍光体としては、例えば、可視光よりもエネルギーが高い紫外光、もしくは可視光の中でもエネルギーが高い青色光を発光するものであることが望ましい。なお、このようにリブ２２を設けるのに替えて、リブ２２を設けずに、間隔をあけてアドレス電極を有した基板２１上に絶縁層で上下をはさんだ蛍光体層を積層し、その上に透明電極を設け、さらに、その上に色変換部を積層することのより、ＡＣ電圧発光型のディスプレイとすることもできる。
【００１９】
上記の前面基板１０と背面基板２０とは、リブ２２を介して密着積層され、内部にネオンもしくはキセノン等の希ガスが密封されて、発光部が形成されており、この発光部の前面基板１０の複合電極と背面基板２０のアドレス電極２３との間に交流電圧を作用させて放電させる。放電により、いずれのリブ２２の間においても、蛍光体層２４に含まれる蛍光体が紫外光を発光するか、もしくは青色光を発光するかのいずれかの発光を起こす。
【００２０】
蛍光体層２４が紫外光を発光する場合には、色変換部のＣＣＭ層１６として、紫外光を青色光、緑色光、および赤色光の各色光に変換するものを選択して設けておき、必要により、色補正用カラーフィルター層１７を介することにより、三原色が生じる。従って、予め、三原色に色分解された画像の信号に基づいて、発光部を発光させることにより、カラー映像を視認することが可能になる。蛍光体層２４が青色光を発光する場合には、色変換部のＣＣＭ層１６としては、青色光を緑色光、および赤色光の各色光に変換するものを選択して設けておき、必要により、色補正用カラーフィルター層１７を介することにより、三原色が生じるので、同様にして、カラー映像を視認することが可能になる。
【００２１】
上記における透明基板１１は、プラズマディスプレイ１の観察側にあり、前面基板１０全体を支える支持体である。必要に応じて、さらに、観察側には、擦傷防止のためのハードコート層、帯電防止層、汚染防止層、反射防止層、防眩層等が直接積層されるか、もしくは透明フィルム上に積層されて適用されていてもよく、あるいは、タッチパネルのような機能が付加されていてもよい。
【００２２】
透明基板１１は、大別すると、ガラスや石英ガラス等の無機質の板状透明基材、もしくはアクリル樹脂等の有機質の（＝合成樹脂製の）板状透明基材、または、合成樹脂製の透明フィルム状基材である。厚みのごく薄いガラスも透明フィルム状基材として利用することができる。透明基板１１としては、色変換部や透明電極等を形成する側の表面の平滑性が高いものが好ましい。
【００２３】
透明基板１１を合成樹脂で構成する際の合成樹脂としては、ポリカーボネート樹脂、ポリアリレート樹脂、ポリエーテルスルホン樹脂、メタクリル酸メチル樹脂等のアクリル樹脂、トリアセチルセルロース樹脂等のセルロース樹脂、エポキシ樹脂、または環状オレフィン樹脂もしくは環状オレフィン共重合樹脂等を挙げることができる。
【００２４】
ブラックマトリックス１８は、各画素毎に発光する区域を区画すると共に、発光する区域どうしの境界における外光の反射を防止し、映像のコントラストを高めるためのもので、通常、黒色の細線で構成された、縦横の格子状等、もしくは一方向のみの格子状等のパターン状に形成されたものであり、発光部の発光は、このブラックマトリックス１８の開孔部を経由し、観察側に到達する。なお、ブラックマトリックス１８無しでも、プラズマディスプレイ１としての働きはなし得るが、上記のような観点で、ブラックマトリックス１８を設けることが多い。
【００２５】
ブラックマトリックス１８を形成するには、まず、透明基板１１を十分に洗浄したのち、クロム等の金属を使用して、蒸着、イオンプレーティング、もしくはスパッタリング等の各種の方法で金属薄膜を形成する。この場合、十分に遮光し得る光学濃度、耐洗浄性および加工特性等を考慮すると、クロムによる金属薄膜が最も好ましい。形成された金属薄膜からブラックマトリックス１８を形成するためには、通常のフォトリソグラフィー法等を利用することができ、例えば、形成された金属薄膜の表面にフォトレジストを塗布し、パターンマスクで被覆して露光、現像、エッチング、および洗浄等の各工程を経て、ブラックマトリックス１８を形成することができる。また、ブラックマトリックス１８は、無電界メッキ法、もしくは黒色のインキ組成物を用いた印刷法等を利用しても形成することができる。ブラックマトリックス１８の厚みは、薄膜で形成する場合には、０．２μｍ〜０．４μｍ程度であり、印刷法によるときは０．５μｍ〜２μｍ程度である。
【００２６】
補正用カラーフィルター層１７は、ブラックマトリックス１８の開孔部に対応して設けられるもので、各画素に対応して、赤色光用、緑色光用、および青色光用の三種類が規則的に配列したものである。図１では明らかではないが、補正用カラーフィルター層１７の各色の部分は、ブラックマトリックス１８の開孔部毎に設けたものであってもよいが、便宜的には、図１における手前側から奥側の方向に帯状に設けたものであっても、ブラックマトリックス１８の開孔部に対応したものである。本発明のプラズマディスプレイ１においては、蛍光体層２４から発した青色光が、ＣＣＭ層１６により変換されて赤色光、緑色光、および青色光の三原色の各光が生じるので、一応のカラー映像の再現は可能になるが、これらの光をさらに補正して、所定の帯域内の光を取り出し、ディスプレイの演色性を高める意味で、補正用カラーフィルター層１７を設けることが好ましい。
【００２７】
ＣＣＭ層１６は、ブラックマトリックス１８の開孔部、および補正用カラーフィルター層１７に対応して設けられ、やはり、各画素毎に、赤色光用、緑色光用、および青色光用の三種類が規則的に配列したものであるが、このうち、青色光用については、発光部が青色光を発光する場合には、色変換を行なう必要がないので、何も設けなくてもよいが、何もないと他の部分と並んだ際に相対的に凹部となるので、実際には、無色透明の素通しのパターン（ダミーパターン）を形成しておくとよい。また、ＣＣＭ層１６の各部分は、補正用カラーフィルター層１７の各色の部分と同様、ブラックマトリックス５の開孔部のみに設けたものであってもよいが、図１における手前側から奥側の方向に帯状に設けたものであっても、ブラックマトリックス１８の開孔部に対応してものとすることができる。
【００２８】
発光部が青色光を発光する場合、ＣＣＭ層１６は、赤色変換層、および緑色変換層からなるものであり、それぞれの色変換を行なう赤色変換蛍光色素、もしくは緑色変換蛍光色素を樹脂中に溶解もしくは分散した組成物で構成される。
【００２９】
赤色変換蛍光色素としては、４−ジシアノメチレン−２−メチル−６−（ｐ−ジメチルアミノスチリル）−４Ｈ−ピラン等のシアニン系色素、１−エチル−２−［４−（ｐ−ジメチルアミノフェニル）−１，３−ブタジエニル］−ピリジウム−パークロレート等のピリジン系色素、ローダミンＢ、もしくはローダミン６Ｇ等のローダミン系色素、またはオキサジン系色素等を例示することができる。
【００３０】
緑色変換蛍光色素としては、２，３，５，６−１Ｈ，４Ｈ−テトラヒドロ−８−トリフルオロメチルキノリジノ（９，９ａ，１−ｇｈ）クマリン、３−（２’−ベンゾチアゾリル）−７−ジエチルアミノクマリン、もしくは３−（２’−ベンズイミダゾリル）−７−Ｎ，Ｎ−ジエチルアミノクマリン等のクマリン色素、ベーシックイエロー５１等のクマリン色素系染料、または、ソルベントイエロー１１、もしくはソルベントイエロー１１６等のナフタルイミド系色素等を例示することができる。
【００３１】
発光部が紫外光を発光する場合、ＣＣＭ層１６は赤色変換層、緑色変換層、および青色変換層からなるものであり、それぞれの色変換を行なう赤色変換蛍光色素、緑色変換蛍光色素、もしくは青色変換用蛍光色素（ただし、いずれも紫外光を変換するものである。）を樹脂中に溶解もしくは分散した組成物で構成され、赤色変換蛍光色素、および緑色変換蛍光色素としては、発光部が青色光を発光する場合のＣＣＭ層１６を構成する場合と同じ物を原則的に使用することができ、青色変換蛍光色素としては、１，４−ビス（２−メチルスチリン）ベンゼン、もしくはトランス−４，４’−ジフェニルスチルベン等のスチルベン系色素、または７−ヒドロキシ−４−メチルクマリン等のクマリン系色素を例示することができる。
【００３２】
赤色変換蛍光色素、緑色変換蛍光色素、および青色変換蛍光色素としては、さらに、直接染料、酸性染料、塩基性染料、もしくは分散染料等の各種染料のうちからも蛍光性のあるものを選択して使用することができ、赤色変換蛍光色素、緑色変換蛍光色素、および青色変換蛍光色素としては、一種、もしくは二種以上を併用することができる。
【００３３】
赤色変換蛍光色素、緑色変換蛍光色素、もしくは青色変換蛍光色素を溶解、もしくは分散させる樹脂としては、ポリメチルメタクリレート樹脂、ポリアクリレート樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリビニルアルコール樹脂、ポリビニルピロリドン樹脂、ヒドロキシエチルセルロース樹脂、カルボキシメチルセルロース樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、メラミン樹脂、フェノール樹脂、アルキッド樹脂、エポキシ樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリエステル樹脂、マレイン酸樹脂、もしくはポリアミド樹脂等の透明樹脂を例示することができる。または、樹脂としては、アクリレート系、メタクリレート系、ポリ桂皮酸ビニル系、もしくは環化ゴム系等の反応性ビニル基を有する電離放射線硬化性樹脂（実際には、電子線硬化性樹脂もしくは紫外線硬化性樹脂であって、後者であることが多い。）を使用することもできる。
【００３４】
ＣＣＭ層１６の形成は、上記の赤色変換蛍光色素、緑色変換蛍光色素、もしくは青色変換蛍光色素と樹脂とを、必要に応じ、溶剤、希釈剤、もしくはモノマー等、さらには、適宜な添加剤と共に混合して、赤色光用、緑色光用、および青色光用の各区域を形成するための感光性樹脂組成物とした後、これらの感光性樹脂組成物を一様に塗布し、乾燥させた後、所定のパターン露光を行ない、その後、現像するプロセスを、各色毎に繰返すことによって行なうことができる。あるいは、所定の色に着色したインキ組成物を形成して用い、各色毎に印刷することにより行なってもよい。発光部が青色光を発光する場合、ＣＣＭ層１６の青色光用の区域の形成は、上記の感光性樹脂組成物もしくはインキ組成物から、赤色変換蛍光色素、緑色変換蛍光色素、もしくは青色変換蛍光色素を除いた、色素を含まない組成のものを用い、その他は、各区域を形成するのと同様な手法により行なうことができる。ＣＣＭ層１６における樹脂と、赤色変換蛍光色素、緑色変換蛍光色素、もしくは青色変換蛍光色素の割合は、例えば、樹脂／蛍光色素＝１００／０．５〜１００／５（質量基準）程度である。また、ＣＣＭ層７の厚みは５μｍ〜２０μｍ程度であることが好ましい。
【００３５】
中間層１９は、その下の各層が積層される際に、積層の対象となる面を平滑化するものであると共に、ＣＣＭ層１６を、被覆して劣化しにくくする役割を果たすものであるが、省くことが可能である。中間層１９は透明樹脂で構成され、具体的な樹脂としては、ＣＣＭ層１６を構成する樹脂として前記したものと同様な樹脂を使用し、必要に応じ、溶剤、希釈剤、もしくはモノマー等、さらには、適宜な添加剤と共に混合して、感光性樹脂組成物とした後、この感光性樹脂組成物を、一様に塗布し、乾燥させた後、電離放射線を照射して硬化させることによるか、または、電離放射線硬化性ではない通常の塗料組成物とした後、適宜なコーティング手段により塗布を行なった後、乾燥させることによって形成することができる。中間層１９の厚みとしては、下層の凹凸状態にもよるが１μｍ〜５μｍであることが好ましい。以上の説明における、基板１１から中間層１９までが、ＣＣＭ基板である。
【００３６】
透明電極１２は、アドレス電極と２３との間に電圧をかけ、所定の位置で発光を起こさせるためのものである。透明電極１２は、一画素毎に、ブラックマトリックス１８のない部分に設けられた一対のいずれも帯状の透明導電層１２および１２’からなっており、透明電極１２のみでは、導電性が不足するため、ごく狭い幅の金属電極であるバス電極１３および１３’が、透明導電層１２および１２’の下部に、一対の透明電極に関して見れば、外側どうしになるよう設けられて複合電極を形成している。
【００３７】
透明電極１２は、透明性および導電性を有する金属酸化物の薄膜で構成されるのが普通である。具体的には、金属酸化物として、酸化インジウム錫（ＩＴＯ）、酸化インジウム、酸化亜鉛、もしくは酸化第２錫を例示することができ、層のシート抵抗が数百Ω／ｃｍ以下であることが好ましく、厚みとしては、１０ｎｍ〜１μｍ程度であることが好ましい。透明電極１２は、上記のような金属酸化物の一様な薄膜を形成後に、フォトエッチングにより不要部を除去することにより形成することが好ましい。
【００３８】
また、バス電極１３は、導電性を確保する点で、金、銀、銅、もしくはアルミニウム等の導電性金属で形成し、マスクを用いた蒸着法もしくはフォトエッチングにより所定の形状に設ける。
【００３９】
透明電極１２およびバス電極１３の下、並びに、これら複合電極のない部分（中間層１９が露出しているか、中間層１９が無ければＣＣＭ層１６が露出している部分。）を含めた全面には、誘電体層１４および保護層１５が順次積層されている。
【００４０】
誘電体層１４は、例えば、低融点ガラス、二酸化ケイ素、酸化鉛、もしくは窒化ケイ素等の素材の膜であり、これらを含む塗料を用いて塗布し、焼成することにより形成することができる。
【００４１】
保護層１５は、酸化アルカリ土類金属化合物、もしくは、誘電体層１４を形成するものとして挙げた素材の粒子をアルカリ土類金属化合物で被覆した無機複合粒子を用い、これらを含む塗料を用いて塗布し、焼成することにより形成することができる。あるいは、保護層１５は、酸化マグネシウム含有ペーストの塗布および焼成によっても得ることができる。なお、誘電体層１４および保護層１５の形成を、それぞれの層形成用の塗料（もしくはペースト）を用いて、重ね塗りした後、一度の焼成によって行なうと、なおよい。
【００４２】
背面基板２０の基板２１は、プラズマディスプレイ１の最も背面側にあり、背面基板２０全体を支える支持体である。基板２１は、前面基板１０の場合と異なり、必ずしも透明である必要はないが、リブ２３および蛍光体層２４で被覆されるので、透明なものであってもよい。基板２１を構成する材質としては、透明基板１１と同様なものを挙げることができる。
【００４３】
リブ２２は、放電する区域を区画すると共に、背面基板２０と前面基板１０との間隔を決定するものである。リブ２２は、０．１ｍｍ程度の一定ピッチで、高さが０．１ｍｍ程度、厚みが０．０２ｍｍ程度のものであり、高分子等の厚膜のサンドブラストによる研削、感光性樹脂の露光・現像、もしくはガラスフリットを含むインキ組成物のスクリーン印刷等によって形成することができる。
【００４４】
アドレス電極２３は、前面基板の透明電極１２との間に電圧をかけ、所定の位置で発光させるためのもので、導電性の金属により構成され、薄膜のフォトエッチング、導電性金属とガラスフリットを含むインキ組成物のスクリーン印刷等により形成される。
【００４５】
蛍光体層２４は、紫外線を発光する蛍光体、例えば、ＢａＳｉ２Ｏ５：Ｐｂ等、または青色光を発光する蛍光体、例えば、Ｙ２ＳｉＯ５：Ｃｅ、ＣａＷＯ４：Ｐｂ、ＢａＭｇＡｌ１０Ｏ１７：Ｅｕ、もしくはＢａＭｇＡｌ１４Ｏ２３：Ｅｕ等から構成される。あるいは、ＡＣ電圧発光型の場合、（Ｂａ，Ｍｇ）Ａｌ２ＳＯ４：Ｅｕ、もしくはＢａＡｌ２ＳＯ４：Ｅｕから構成される。蛍光体層２４の形成は、蛍光体、バインダー樹脂、および溶剤等からなる塗料組成物を用い、適宜なノズルから吐出させる等の方法により、リブ２２およびアドレス電極２３が設けられた基板２１上に適用し、適用後、通常は焼成を行なって、蛍光体以外の成分を除去することにより行なう。従来のプラズマディスプレイの背面基板の製造時には、リブ２２の間に、赤色発光用、緑色発光用、および青色発光用の三つの蛍光体層を繰返し設けなければならないが、本発明のプラズマディスプレイの場合、背面基板全面に渡って単一な蛍光体層を設けるものであるので、塗料組成物の適用も、リブ２２およびアドレス電極２３が設けられた基板２１上への均一なコーティングによっても行なえる利点がある。また、三つの蛍光体層を設ける際には、それぞれの蛍光体層が隣の区域にはみ出して形成されるのを防止する意味で、リブ２２の上部には蛍光体層を設けないが、本発明のプラズマディスプレイの場合、極端に言えば、リブ２２の頂部も含めて、隙間無く蛍光体層を設けることができるので、発光量を増加させ、より高い輝度を得ることが可能になる。
【００４６】
以上の説明においては、プラズマディスプレイ１の透明基板１１と透明電極１２との間に、ブラックマトリックス１８、補正用カラーフィルター層１７、およびＣＣＭ層１６からなる色変換部を設けた態様を説明したが、これら各層からなる色変換部は、透明基板１１の観察側に設けることも可能である。
【００４７】
図２は、色変換部を観察側に設けたプラズマディスプレイの例を示す図であって、前面基板１０の透明基板１１の観察側に、ブラックマトリックス１８が設けられており、少なくともブラックマトリックス１８の無い部分にＣＣＭ層１６および補正用カラーフィルター層１７が透明基板１１側より順に積層されたものである。このように、プラズマ放電による発光部分と色変換部との間に透明基板１１が介在する場合、プラズマ放電による紫外光もしくは青色光が、透明基板１１を透過する際に、減衰するか、および／または散乱する傾向があるため、透明基板１１を極力薄くすることが好ましい。次段落における透明基板１１および１１’についても同様である。
【００４８】
なお、上記のように透明基板１１の観察側に直接、色変換部を設けるのに替えて、透明基板１１とはべつの透明基板１１’に色変換部を設けたものを、前面基板１０の透明基板１１の観察側に適用してもよい。図３に示すように、透明基板１１’の背面側に、ブラックマトリックス１８が設けられており、少なくともブラックマトリックス１８の無い部分にＣＣＭ層１６および補正用カラーフィルター層１７が設けられた色変換部１０’が配置されて、プラズマディスプレイ１’が構成されている。要は、色変換部を、プラズマ放電による発光部分よりも観察側に設ければよい。図３においても、背面基板２０と前面基板１０との間、前面基板１０と色変換部１０’との間を離して描いてあるが、実際には、いずれの間も、密着して積層されたものである。
【００４９】
【発明の効果】
請求項１または請求項２の発明によれば、色変換部を設けて色変換することによりカラー映像を得ることができ、背面基板には単一な蛍光体層を形成すれば済むので、従来のプラズマディスプレイにおける各色用の蛍光体の劣化による色バランスの崩れがなく、製造も容易で、より高輝度が得られるプラズマディスプレイを提供することができる。
請求項３の発明によれば、請求項１または請求項２の発明の効果に加え、さらに補正用カラーフィルター層が追加されているので、より演色性の高められたプラズマディスプレイを提供することができる。
請求項４の発明によれば、請求項１〜請求項３いずれかの発明の効果に加え、発光部分としては、紫外線のみを発光するものを用いてカラー映像を得ることが可能なプラズマディスプレイを提供することができる。
請求項５の発明によれば、請求項１〜請求項４いずれかの発明の効果に加え、発光部分としては、青色光のみを発光するものを用いてカラー映像を得ることが可能であり、色変換部としては、青色光→緑色光、および青色光→赤色光の二通りの色変換を行なうものを用いて、カラー映像を得ることが可能なプラズマディスプレイを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のプラズマディスプレイを示す図である。
【図２】別の態様の本発明のプラズマディスプレイを示す図である。
【図３】色変換部を別体とした本発明のプラズマディスプレイを示す図である。
【図４】従来のプラズマディスプレイを示す図である。
【符号の説明】
１ プラズマディスプレイ
１０ 前面基板
１１ 透明基板
１２ 透明電極
１３ バス電極
１４ 誘電体層
１５ 保護層
２０ 背面基板
２１ ＣＣＭ層
２２ リブ
２３ アドレス電極
２４ 蛍光体層
Claims (5)
- 基板の前面に設けられた多数の互いに平行な隔壁と、前記隔壁の間の各々に設けられたアドレス電極とを有し、単色の蛍光体層が少なくとも前記アドレス電極上に積層された構造からなる背面基板の前面側と、透明基板の背面側に前記アドレス電極と直交する多数の透明電極を有する前面基板の背面側とが、前記隔壁を介して密着積層され、かつ、前記背面基板、前記前面基板、および前記隔壁で囲まれた空間内に放電用ガスが密封されて発光部が形成されており、前記透明電極よりも観察側の位置には、前記発光部に対応して設けられた色変換層、および前記発光部の非発光部に対応して設けられたブラックマトリックスとを有する色変換部が形成されていることを特徴とするプラズマディスプレイ。
- 基板の前面に設けられた多数の互いに平行な隔壁と、前記隔壁の間の各々に設けられたアドレス電極とを有し、単色の蛍光体層が少なくとも前記アドレス電極上に積層された構造からなる背面基板の前面側と、透明基板の背面側に前記アドレス電極と直交する多数の透明電極を有する前面基板の背面側とが、前記隔壁を介して密着積層され、かつ、前記背面基板、前記前面基板、および前記隔壁で囲まれた空間内に放電用ガスが密封されて発光部が形成されており、前記前面基板よりも前面側の位置には、前記透明基板とは別の透明基板に前記発光部に対応して設けられた色変換層、および前記発光部の非発光部に対応して設けられたブラックマトリックスとを有する色変換基板が配置されていることを特徴とするプラズマディスプレイ。
- 前記色変換部は、前記色変換層の観察側に、さらに補正用カラーフィルター層が積層されているものであることを特徴とする請求項１または請求項２記載のプラズマディスプレイ。
- 前記発光部における前記蛍光体層が紫外線発光型であることを特徴とする請求項１〜請求項３いずれか記載のプラズマディスプレイ。
- 前記発光部における前記蛍光体層が青色発光型であることを特徴とする請求項１〜請求項４いずれか記載のプラズマディスプレイ。
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-
2002
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