JP2004186021A

JP2004186021A - プラズマディスプレイ装置

Info

Publication number: JP2004186021A
Application number: JP2002352411A
Authority: JP
Inventors: Masatoshi Kitagawa; 雅俊北川; Masaharu Terauchi; 正治寺内; Taketoshi Nakao; 武寿中尾; Yukihiro Morita; 幸弘森田
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2002-12-04
Filing date: 2002-12-04
Publication date: 2004-07-02

Abstract

【課題】放電セル内の蛍光体は製造過程で構造的な結晶欠陥や残留水分や汚染ガスによる物性値の変化と、紫外線やプラズマ等の高いエネルギー照射による劣化損傷を生じやすい。また、極めて短波長の紫外線発光の場合、紫外線やプラズマの発生促進により高輝度化を実施すると蛍光体の損傷、劣化による輝度低下、発光波長の変化、色度のずれ等、信頼性が乏しくなる。
【解決手段】セル内で蛍光体を発光させる紫外線の発光波長より長波長で発光には寄与せず、かつ蛍光体の母材結晶構造に吸収され得る紫外線波長のプラズマ発光を生成するガスの主成分であるＨｅ、Ｎｅ、Ａｒ、Ｋｒ、Ｘｅ等に加え、Ｎ_２、Ｈ_２、ＮＨ_３、Ｎ_２Ｏ、ＮＯ、ＮＯ_２等の蛍光体を発光させる紫外線の発光波長より長波長で発光には寄与せず、かつ蛍光体の母材結晶構造に吸収され得る紫外線波長のプラズマ発光を生成するガスを添加する。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はプラズマディスプレイ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
発光効率の高いＰＤＰを実現するためには、駆動回路によりセルに投入された電力が効率よく紫外線の生成に使われることが重要である。又、紫外線を生成するためには、例えば特開平４−３３２４３０号公報に開示されるように、放電ガスはＮｅ、Ｘｅ等の混合ガスを用いるのが一般的であり、この場合、電子とＸｅ原子との衝突によりＸｅの励起状態を作り蛍光体に発生した紫外線が照射されることにより、可視光として画像表示される必要がある。
【０００３】
放電が発生するセル内にある蛍光体においては元来、製造プロセス上においてやむを得ない構造的な結晶欠陥等や残留した水分や汚染ガスの影響による物性値の変化に加え、照射される紫外線やプラズマ中にある荷電粒子等の高いエネルギー照射による劣化損傷を生じやすい。しかし、一方ではＸｅのプラズマによる紫外線発光波長は１４２ｎｍや１７３ｎｍ近辺の極めて短い波長であり、紫外線の発生を促進させたりプラズマの発生量を増大させることにより高輝度化を実施すると、その紫外線や荷電粒子により逆に蛍光体の損傷、劣化により輝度が低下したり、発光波長が変化し色度がずれてしまうなど、信頼性が乏しくなってしまうという課題があった。
【０００４】
従って、初期発光効率においては、元来有する構造欠陥が原因で、電子状態は紫外線照射によって発光中心まで励起されたにもかかわらず、発光に寄与することなく欠陥順位に捕捉され、発光に寄与しなくなってしまう。また、初期発光効率はともかくとしても、長期的な信頼性、寿命の点から必ずしも満足できる構成ではなかった。
【０００５】
【特許文献１】
特開平４−３３２４３０号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的はＰＤＰの発光効率を向上させるとともに輝度の低下や色度の変化などを防いで長期的な信頼性を実現することが可能な手段を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題に対して本発明では、ＰＤＰのセル内で蛍光体を発光に至らしめる紫外線の発光波長より長波長で発光には寄与せず、かつ蛍光体の母材結晶構造に吸収され得る紫外線波長のプラズマ発光を生成するガスの主成分であるＨｅ、Ｎｅ、Ａｒ、Ｋｒ、Ｘｅ等に加え、Ｎ_２、Ｈ_２、ＮＨ_３、Ｎ_２Ｏ、ＮＯ、ＮＯ_２等の蛍光体を発光に至らしめる紫外線の発光波長より長波長で発光には寄与せず、かつ蛍光体の母材結晶構造に吸収され得る紫外線波長のプラズマ発光を生成するガスを添加する手段を用いる。
【０００８】
また，プラズマを発生させるためのガスに対し、蛍光体を発光に至らしめる紫外線の発光波長より長波長で発光には寄与せず、かつ蛍光体の母材結晶構造に吸収され得る紫外線波長のプラズマ発光を発生させるためのガスの混合比を０．０５％〜１０％とする構成を採る。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、図１から図４を用いて本発明の実施形態を説明する。
【００１０】
（実施の形態１）
以下、本発明が適用するＰＤＰ構成の一例を示す。図２は画面表示パネルの２枚のガラスの前面板１と背面板６とを開いた状態を示したもので、図３にはその断面を示している。図２、図３で示すように、前面板１と背面板６とは互いに平行、且つ対向して設置される。前面板１の下側には、画面の水平方向に延び、それぞれＩＴＯ膜などの透明電極及び母線となる金属電極からなる第１電極２と、その隣に配設されてそれぞれ透明電極及び母線となる金属電極からなる第２電極３とを一対の表示電極セルとして所定のピッチで複数個配設し、これらを覆う様にして透明な誘電体４が形成され、その上に薄い保護層５が形成されている。なお、表示電極セルと隣接するセルの間には必要に応じてコントラストを向上させるのに有効とされるブラックストライブ領域がある。
【００１１】
一方、背面板６の上には画面の垂直方向に延びた複数の隔壁７を所定のピッチで設け、それら隔壁７のそれぞれの中間部にそってアドレス電極８を配設する。ここで、前面板１と背面板６は、前記第１、第２電極２、３とアドレッシングを行う背面板のアドレス電極８とを互いに直交させるよう配置されており、アドレス電極８を覆うように背面誘電体１０が形成され、隔壁７の側面と底面にある背面誘電体１０を覆うようにして蛍光体９が形成されている。第１、第２電極２、３とアドレス電極８は放電ガス空間を介して対向配置され、前記第１電極２及びアドレス電極８によって発光すべきセルのみ帯電させるというアドレッシングを行うと共に前記第１電極２及び第２電極３によって、その面放電発光を維持する３電極面放電構造となっている。
【００１２】
図３より、アドレス電極８は２つの隔壁７の中間に位置し、前面板１と背面板６、隔壁７に囲まれた放電空間１１にはプラズマを生成するためのガス１２を充填する。
【００１３】
なお、放電空間１１は隔壁７により空間的に区切られることもあるし、隔壁７と前面板１の放電空間側面との間に間隙を設け、空間的に連続させることもある。
【００１４】
図１は本発明の実施形態で例示した説明図であり、プラズマ中における荷電粒子や中性粒子の動きを表している。図１において、３１は本発明で付け加えられたガスから発生した蛍光体の発光には寄与しないが、蛍光体に吸収され得る波長の紫外線を生成するガス分子であり、３２は紫外線発光や放電の電圧を低減させる働きを有する希ガスＸｅ、Ｎｅ、Ａｒ、Ｋｒ，Ｈｅ等の希ガス原子である。さらに電力投入により、イオン３３や、電子３４を生成したり、ラジカル３５などの励起中性ガス分子、原子等や励起状態にはない母ガス３６が存在する。
【００１５】
図４は、紫外線２２の発光により蛍光体において基底状態２１にある電子が、照射されたエネルギーに見合った高い状態まで励起され、発光中心と呼んでいる蛍光体の母材中に添加されたイオン化した不純物により形成される準位２３を介し、その後、基底状態２１かもしくはそれに準じた安定なエネルギー２７へエネルギー放出２４することにより発光する様子をエネルギーダイヤグラムで表したものである。この図４で、例えば、構造的な結晶欠陥や意図的ではない汚染等による不純物や水分の影響により、発光中心２３より低いエネルギーのところに様々なエネルギー幅でかつ多数の捕捉準位２５ができてしまい、この捕捉準位２５に電子が捕捉されながら基底状態２１、２１ａに落ちてくるようになると、所望の波長の蛍光発光が得られなくなり、輝度の低下や色度の変化となる。
【００１６】
このため、前記したようにプラズマ放電により発生した極めて波長の短い紫外線が有効に使われず、蛍光体の劣化を引き起こしたり、残留ガスや水分による蛍光体への悪影響が生じたり、結晶の元から存在したりして、このような劣化や悪影響により輝度の低下を引き起こしたり、信頼性が低くなるような問題が発生する。その対策として、Ｈ_２、Ｎ_２、ＮＨ_３、Ｎ_２Ｏ、ＮＯ、ＮＯ_２等をＮｅ、Ｘｅ、Ａｒ、Ｋｒ、Ｈｅ等の希ガスに混合することにより、蛍光体を発光させることのない、すなわち発光中心のエネルギーより小さなエネルギーで、かつディスプレイの表示にはあまり影響のない領域で紫外線２６を発生させ、蛍光体に照射せしめることにより、紫外線で励起して発光中心を介してＲＧＢのような可視光発光しながらエネルギーを放出し、基底状態もしくはそれに準じた安定な準位に遷移する電子状態の変化を妨げるような捕捉準位２５をエネルギーの小さな（波長のやや長い）紫外線２６で励起し充足させることにより見かけ上、不活性化させることにより本来の紫外線励起光による蛍光体の発光効率を引き出すことが出来る。
【００１７】
ここで，プラズマを発生させるためのガスに対し、蛍光体を発光に至らしめる紫外線の発光波長より長波長で発光には寄与せず、かつ蛍光体の母材結晶構造に吸収され得る紫外線波長のプラズマ発光を発生させるためのガスの混合比は０．０５％〜１０％であることが好ましい。
【００１８】
以上、本実施の形態１ではＡＣ駆動の３電極面放電型のＰＤＰを一例にＨ_２、Ｎ_２、ＮＨ_３、Ｎ_２Ｏ、ＮＯ、ＮＯ_２等の混合によって行われる発光効率の低下を防ぐ効果について説明したが、ＤＣ駆動型のＰＤＰや異なる放電形式のＰＤＰについても全く同様に適用可能である。
【００１９】
【発明の効果】
本発明の課題である蛍光体の劣化や信頼性の低下を低減するとともに、蛍光体の基本的な発光効率を向上させ、高性能で信頼性の高いＰＤＰを提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態１を示した説明図
【図２】本発明のプラズマディスプレイパネルの２枚のガラスの前面板１と背面板６とを開いた状態を示した図
【図３】本発明のプラズマディスプレイパネルの断面図
【図４】エネルギーダイヤグラムを示した図
【符号の説明】
１前面板
２第１電極
３第２電極
４誘電体
５保護層
６背面板
７隔壁
８アドレス電極
９蛍光体
１０背面誘電体
１１放電空間
１２ガス
１３紫外線
１４可視光
２１基底状態
２１ａ基底状態
２２蛍光体発光のための紫外線
２３発光中心（準位）
２４エネルギー放出
２５捕捉準位
２６捕捉準位を充足し、不活性化する蛍光体励起光より長波長な紫外線
２７エネルギー
３１ガス分子
３２希ガス原子
３３イオン
３４電子
３５ラジカル
３６母ガス

Claims

プラズマを発生させる手段と、前記プラズマにより紫外線を発生させる手段と、紫外線により可視光を発生させる蛍光体を具備し、更にプラズマを発生させるためのガスを少なくとも構成要素の一部としたプラズマディスプレイ装置に於いて、プラズマを発生させるガスの少なくとも一部として蛍光体を発光に至らしめる紫外線を発生させるガスを含み、さらに蛍光体を発光に至らしめる紫外線の発光波長より長波長で発光には寄与せず、かつ蛍光体の母材結晶構造に吸収され得る紫外線波長の発光を有するガスを混合添加することを特徴とするプラズマディスプレイ装置。
蛍光体の発光に寄与せず、かつ蛍光体の母材結晶構造に吸収され得る紫外線波長の発光を有するガスがＮ_２、Ｈ_２、ＮＨ_３、Ｎ_２Ｏ、ＮＯ、ＮＯ_２の内のいずれか一種類のガス、またはこれらの混合ガスである請求項１記載のプラズマディスプレイ装置。
蛍光体を発光に至らしめる紫外線の発光波長より長波長で発光には寄与せず、かつ蛍光体の母材結晶構造に吸収され得る紫外線波長のプラズマ発光を発生させるためのガスと希ガスの混合ガスによって構成されるプラズマディスプレイ装置。
上記希ガスがＨｅ、Ｎｅ、Ａｒ、Ｋｒ、Ｘｅの内のいずれか一種類のガス、またはこれらの混合ガスである請求項３記載のプラズマディスプレイ装置。
上記プラズマを発生させるためのガスに対し、蛍光体を発光に至らしめる紫外線の発光波長より長波長で発光には寄与せず、かつ蛍光体の母材結晶構造に吸収され得る紫外線波長のプラズマ発光を発生させるためのガスの混合比を０．０５％〜１０％とする請求項３記載のプラズマディスプレイ装置。