JP2006140147A - プラズマディスプレイパネル及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】プラズマディスプレイパネル及びその製造方法を提供する。
【解決手段】Ｘ表示電極とＹ表示電極が形成されている前面基板と、Ｘ表示電極とＹ表示電極を覆うように前面基板上に塗布される誘電層と、前面基板に対向して組み立てられる背面基板と、背面基板上に形成されているアドレス電極と、アドレス電極を覆うように背面基板の表面に形成されている誘電層と、背面基板上の誘電層上に形成されている隔壁と、キセノンガスが含まれている放電ガスであって、隔壁の間に形成されているセル空間に充填される放電ガスと、隔壁の間に形成されている赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）及び青色（Ｂ）のセル空間に塗布されるＲ蛍光層、Ｇ蛍光層及び異類の蛍光体を二層に積層させて形成されているＢ蛍光層と、を備えるプラズマディスプレイパネルである。
【選択図】図３

Description

本発明は、プラズマディスプレイパネル（ＰＤＰ）及びその製造方法に係り、さらに詳細には青色蛍光体を異なる二種の蛍光体として備えることにより、蛍光体の寿命を延長させると共に、発光効率を極大化させることができるＰＤＰ及びその製造方法に関する。

一般的に、ＰＤＰは、ガス放電現象を利用して画像を表示するためのものであり、電極に印加される直流または交流電圧によって放電が発生し、電極間のガスからの紫外線の放射によって蛍光体を励起させて発光させる。

図１には、一般的な交流型ＰＤＰについての概略的な分解斜視図が示されている。

図面を参照すれば、前面基板１１の内表面には、ディスプレイ電極に該当する一対の透明なＸ表示電極３及びＹ表示電極４が形成され、背面基板１２の内表面には、アドレス電極５が形成される。前記表示電極３，４は、Ｘ電極とＹ電極とが一対をなし、その間から保持放電が発生する。Ｘ，Ｙ表示電極３，４とアドレス電極５は、前面基板１１及び背面基板１２の内表面にそれぞれストリップ状に形成され、基板１１，１２が相互に組み立てられたとき、互いに直角に交差する。

前面基板１１の内表面には、誘電層１４と保護層１５とが順に積層される。一方、背面基板１２には、誘電層１４’の上部表面に隔壁１７が形成され、隔壁１７によりセル１９が形成される。セル１９内には、キセノン（Ｘｅ）、ネオン（Ｎｅ）のような不活性ガスが放電ガスとして充填される。また、それぞれのセル１９を形成する隔壁１７の内側には、所定部位に蛍光体１８が塗布される。バス電極６は、Ｘ及びＹ表示電極３，４が長くなるに伴ってライン抵抗が増加する現象を防止するために提供される。

ＰＤＰの作動について述べれば、高電圧であるトリガ電圧が印加され、アドレス電極５と１つの表示電極との間で放電を起こす。トリガ電圧により誘電層１４に陽イオンが蓄電されれば、放電が発生する。トリガ電圧がスレショルド電圧を超えれば、セル１９内に充填された放電ガスは、放電によりプラズマ状態になり、Ｘ表示電極３とＹ表示電極４との間で安定した放電状態が保持される。このような保持放電状態では、紫外線領域の光が蛍光体１８に衝突して発光し、それによりセル１９毎に形成されたそれぞれの画素は、画像を表示できるようになる。

図２に示されているのは、図１に示されたＰＤＰの背面基板の内部構造を概略的な断面で図示したものである。

図面を参照すれば、背面基板１２の上部表面には、アドレス電極５と誘電層１４とが形成され、誘電層１４の上部に、隔壁１７が形成される。隔壁１７間には、それぞれ赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）のセルが形成され、各セルには、蛍光体１８が塗布される。 一般に、Ｒ，Ｇ，Ｂの蛍光体のうち、Ｂ蛍光体の発光効率及び寿命が、他の蛍光体に比べて劣っていると知られている。Ｂ蛍光体として使われる材料には、ＢａＭｇＡｌ_１０Ｏ_７（以下、ＢＡＭ）、及びＣａ_２ＭｇＳｉＯ_６（以下、ＣＭＳ）が含まれる。また、ＢＡＭ−Ｂ蛍光体とＣＭＳ−Ｂ蛍光体とを互いに比較すれば、ＢＡＭ−Ｂ蛍光体は、発光効率が相対的に良好であるが、寿命が相対的に短い一方、ＣＭＳ−Ｂ蛍光体は、発光効率が相対的に劣っているものの、寿命が長い。また、ＣＭＳ−Ｂ蛍光体は輝度が低い。従って、ＣＭＳ−Ｂ蛍光体を適用する場合に、蛍光体の寿命は、保証される一方、発光効率が低いという問題点がある。

一方、放電ガスに含まれているＸｅは、放電時に二種以上の波長の真空紫外線を蛍光体に照射する。例えば、１４７ｎｍの波長の真空紫外線と１７２ｎｍの波長の真空紫外線とが照射される。これは、ＸｅガスにＸｅ及びＸｅ_２が共に含まれているためである。ＢＡＭ−Ｂ蛍光体は、前記二種の波長の真空紫外線いずれに対しても発光効率が高いという特徴を有するが、ＣＭＳ−Ｂ蛍光体の場合には、１４７ｎｍ波長の真空紫外線に対しては、発光効率が相対的に高い一方（ＢＡＭ−Ｂ蛍光体の発光効率対応で８０％ほど）、１７２ｎｍ波長の真空紫外線に対しては、発光効率が相対的に低くなる（ＢＡＭ−Ｂ蛍光体の発光効率対応で約３０％以下）。

ところで、放電効率を高めるために、放電ガスに含まれているＸｅの比率を高めていく現況にあり、それにより１７２ｎｍの波長の真空紫外線がさらに多く照射される。従って、ＣＭＳ−Ｂ蛍光体を採用して寿命を延長させられないという問題点がある。

以上のような問題点を解決するために、ＢＡＭ−Ｂ蛍光体とＣＭＳ−Ｂ蛍光体とを混合して使用できる。しかし、このような混合型Ｂ蛍光体は、発光効率と寿命特性とが、単にＢＡＭ−Ｂ蛍光体とＣＭＳ−Ｂ蛍光体の中間ほどの特性を示すようになるので、実際においてはその効果が否定的である。

本発明は、以上のような問題点を解決するために案出されたものであり、本発明の目的は、改善されたＰＤＰ及びその製造方法を提供することである。

本発明の他の目的は、Ｂ蛍光体の発光効率と寿命とが改善されたＰＤＰ及びその製造方法を提供することである。

本発明のさらに他の目的は、ＢＡＭ−Ｂ蛍光体とＣＭＳ−Ｂ蛍光体とが最適化された状態で利用できるＰＤＰ及びその製造方法を提供することである。

前記目的を達成するために、本発明によれば、Ｘ表示電極とＹ表示電極が形成されている前面基板と、前記Ｘ表示電極とＹ表示電極を覆うように前記前面基板上に塗布される誘電層と、前記前面基板に対向して組み立てられる背面基板と、前記背面基板上に形成されているアドレス電極と、前記アドレス電極を覆うように前記背面基板の表面に形成されている誘電層と、前記背面基板上の誘電層上に形成されている隔壁と、Ｘｅガスが含まれている放電ガスであって、前記隔壁の間に形成されているセル空間に充填される放電ガスと、前記隔壁の間に形成されているＲ，Ｇ及びＢのセル空間に塗布されるＲ蛍光層、Ｇ蛍光層、及び異類の蛍光体を二層に積層させて形成されているＢ蛍光層と、を備えることを特徴とするＰＤＰが提供される。

本発明の他の特徴によれば、前記Ｂ蛍光層は、ＢＭＡから形成されている第１のＢ蛍光層、及び前記第１のＢ蛍光層の上部に配置されている第２のＢ蛍光層であって、ＣＭＳから形成されている第２のＢ蛍光層を備える。

本発明の他の特徴によれば、前記第２のＢ蛍光層の厚さは、４５ｎｍから１μｍである。

本発明の他の特徴によれば、前記Ｘｅガスの分圧は、５％から２０％である。

本発明の他の特徴によれば、前記第１のＢ蛍光層の厚さは、前記第２のＢ蛍光層の厚さの８倍から１０倍である。

また本発明によれば、背面基板の表面にアドレス電極を形成するステップと、前記アドレス電極を覆うように前記背面基板上に誘電層を形成するステップと、前記誘電層の上部に隔壁を形成するステップと、前記隔壁の間に形成されているＢのセルにＢ蛍光層を形成するステップであって、第１Ｂ蛍光層を形成した後、前記第１のＢ蛍光層とは異なる蛍光体材料を有する第２のＢ蛍光層を前記第１のＢ蛍光層の上部に形成するステップと、を備えるプラズマディスプレイパネルの製造方法が提供される。

本発明によるＰＤＰ及びその製造方法では、Ｂの蛍光層がＣＭＳ−Ｂ蛍光体とＢＡＭ−Ｂ蛍光体とを積層させて備えることにより、発光効率を改善して使用寿命を延長させることができる。また、本発明によるＰＤＰは、Ｘｅガスの分圧の高い放電ガスが充填されたプラズマディスプレイで、さらに向上された効果を発揮できる。

以下、本発明を添付された図面に示された実施例を参照し、さらに詳細に説明する。

本発明によるＰＤＰの全体的な構造は、図１を参照して説明された一般的なＰＤＰの構造と概して類似している。すなわち、図１に示されたように、前面基板１１の内表面には、一対の透明なＸ表示電極３及びＹ表示電極４が形成され、背面基板１２の内表面には、アドレス電極５が形成され、前面基板１１の内表面には、誘電層１４と保護層１５とが順に積層される。一方、背面基板１２には、誘電層１４’の上部表面に隔壁１７が形成され、隔壁１７によりセル１９が形成される。セル１９内には、ＮｅやＸｅのような不活性ガスが充填される。また、それぞれのセル１９を形成する隔壁１７の内側には、所定部位に蛍光体１８が塗布され、バス電極６がＸ及びＹ表示電極３，４上に提供される。本発明では、背面基板１２の内部構造を改善することにより、本発明の目的を達成できる。

図３は、本発明によるＰＤＰの背面基板の構造を概略的な断面図に示したものである。

図面を参照すれば、背面基板１２上に形成されている隔壁１７の間には、Ｒ，Ｇ，Ｂで表示されたセルが形成されており、前記セルを形成する隔壁１７と誘電層１４’の表面には、蛍光体１８が塗布される。

本発明の一特徴によれば、Ｂのセルに塗布された蛍光層は、異なるＢ蛍光体を二層に形成して備えるが、図面に示された例で、第１のＢ蛍光層３１は、ＢＡＭ−Ｂ蛍光体から形成され、第２のＢ蛍光層３２は、ＣＭＳ−Ｂ蛍光体から形成される。第１のＢ蛍光層３１と第２のＢ蛍光層３２は、前記のような異なる蛍光体をマスクを利用してそれぞれ印刷することにより形成可能である。このように、異類のＢ蛍光体を使用して蛍光層を形成することにより、放電ガスに含まれているＸｅガスから発生する異なる２つの波長の真空紫外線に対応し、蛍光体の特性を適切に利用可能である。特に、放電ガスに含まれているＸｅガスの分圧が高い場合に、異類の二層のＢ蛍光体で蛍光層を形成すれば、発光効率及び寿命特性を向上させることができる。

図４は、図３に示されたＢ蛍光層の構造を説明するために図示された概略的な説明図である。

図面を参照すれば、ＢＡＭ−Ｂ蛍光体から形成される第１のＢ蛍光層３１は、Ｄ１の厚さに塗布され、ＣＭＳ−Ｂ蛍光体から形成される第２のＢ蛍光層３２は、前記第１のＢ蛍光体３１の上部にＤ２の厚さに塗布される。第２のＢ蛍光体３２の厚さＤ２は、４５ｎｍ以上１μｍ未満であることが望ましい。

図面で、Ｒ１及びＲ２は、放電ガスに含まれているＸｅガスから発生する真空紫外線を示す。Ｒ１は、１７２ｎｍの波長を有する第１真空紫外線である一方、Ｒ２は、１４２ｎｍの波長を有する第２真空紫外線を示す。

図面に図示されているように、第２真空紫外線Ｒ２は、ＣＭＳ−Ｂ蛍光体から形成されている第２のＢ蛍光層３２に吸収され、第２のＢ蛍光層３２の蛍光物質を励起させることにより、発光がなされる。しかし、第２真空紫外線Ｒ２は、第２のＢ蛍光層３２を透過できず、従ってＢＡＭ−Ｂ蛍光体から形成されている第１のＢ蛍光層３１に達せられない。これは、１４７ｎｍの波長を有する第２真空紫外線Ｒ２の透過深さがほぼ４５ｎｍであるから、第２のＢ蛍光層３２を４５ｎｍ未満に形成しない限り、第２真空紫外線Ｒ２が第２のＢ蛍光層３２を透過できないわけである。

一方、１７２ｎｍの波長を有する第１真空紫外線Ｒ１は、第２のＢ蛍光層３２を透過し、ＢＡＭ−Ｂ蛍光体から形成されている第１のＢ蛍光層３１に達せられる。第１真空紫外線Ｒ１は、第１のＢ蛍光層３１を励起させて発光させる。１７２ｎｍの波長を有する第１真空紫外線Ｒ１が透過できる厚さは、ほぼ１μｍである。従って、ＣＭＳ−Ｂ蛍光体から形成されている第２のＢ蛍光層３２の厚さＤ２が１μｍ以上に形成されなければ、第１真空紫外線Ｒ１は、第２のＢ蛍光層３２を透過して第１のＢ蛍光層３１に達せられる。

第２のＢ蛍光層３２の厚さＤ２が４５ｎｍから１μｍである一方、第１のＢ蛍光層３１の厚さＤ１は、第２のＢ蛍光層３２の厚さＤ２の８倍から１０倍に設定されることが望ましい。すなわち、Ｄ１：Ｄ２は、８：１から１０：１の割合で形成されることが望ましい。

実際上、Ｂ蛍光体の寿命に否定的な影響を及ぼすのは、波長の短い第２真空紫外線Ｒ２であり、第１真空紫外線Ｒ１は、相対的にＢ蛍光体の寿命に否定的な影響をそれほど及ぼさない。特に、使用寿命の短いＢＡＭ−Ｂ蛍光体は、波長が１４７ｎｍである第２真空紫外線Ｒ２によって寿命がさらに短縮される一方、波長が１７２ｎｍである第１真空紫外線Ｒ１によっては、寿命に影響をあまり受けない。一方、使用寿命の長いＣＭＳ−Ｂ蛍光体は、波長の短い第２真空紫外線Ｒ２による寿命短縮の影響をあまり受けない。

本発明は、このようなＢ蛍光体と真空紫外線の特性を利用し、ＣＭＳ−Ｂ蛍光体から形成されている第２のＢ蛍光層３２で第２真空紫外線Ｒ２を吸収して発光すると共に、第２真空紫外線Ｒ２がＢＡＭ−Ｂ蛍光体から形成されている第１のＢ蛍光層３１に達することを防止している。すなわち、ＣＭＳ蛍光体から形成されている第２のＢ蛍光層３２は、ＢＡＭ−蛍光体から形成されている第１のＢ蛍光層３１の使用寿命が、波長が短い真空紫外線により短縮されることを防止する役割を果たしている。

本願発明によるＢ蛍光層を備えたＰＤＰは、特に放電ガスに含まれているＸｅガスの分圧の高い場合に優秀な効果を発揮する。従って、高効率ＰＤＰを提供するために、Ｘｅガスの分圧を高めるという最近の趨勢に一致するという点が分かる。

次の表１及び表２は、本願発明によるＢ蛍光層を備えたプラズマディスプレイ装置を他の比較例と比較した結果を示している。

表１に図示された実施例１は、本発明により、ＣＭＳ−Ｂ蛍光体とＢＡＭ−Ｂ蛍光体とからなるＢ蛍光層を備えるＰＤＰに関わるものである。また、比較例１は、ＣＭＳ−Ｂ蛍光体とＢＡＭ−Ｂ蛍光体とを９：１の割合で単純混合してＢ蛍光層を形成した例に該当し、比較例２は、ＢＡＭ蛍光体を利用して形成したＢ蛍光層を有する例に該当する。また、前記の実施例と比較例とで放電ガス内に含まれているＸｅガスの分圧は、７％である。

前記の表で、ｘ色座標はＲと関係し、ｙ色座標はＧと関係する。すなわち、Ｒの場合には、ｘ色座標が大きく、ｙ色座標が小さいほど色純度が良好であるということを意味し、Ｇの場合には、ｘ色座標が小さく、ｙ色座標が大きいほど色純度が良好であり、Ｂの場合は、いずれも小さいほど色純度が良好となる。ところで、Ｂにおいて、ｘ色座標の場合は、可視光が表すことができる座標が０．１４５程度以下に小さくなり難く、従ってＢのｘ色座標は、蛍光体別に大きな差がない。従って、Ｂの色純度は、普通、ｙ色座標がどれほど低いかを判別できるようになる。

一方、効率というのは、輝度をｙ色座標で割った値を意味する。Ｂの効率は、Ｒ，Ｇ，Ｂをいずれも発光させて白色を表示したとき、Ｂが白色に及ぼす影響であると見ることができるためである。Ｂが白色に及ぼす影響は、明るさ（輝度）が高いほど、そして色純度が良好であるほど大きくなる。従って、このような二種の特性を１つの数字で表すことができるように、輝度をｙ色座標で割って効率として表示したのである。
また、相対効率というのは、各効率相互間の相対的な比率を百分率で示したものである。すなわち、表１では、比較例２の相対効率を１００％と定義し、それに対する実施例１と比較例２の相対的な効率を百分率で示している。表２では、比較例４の相対効率を１００％と定義し、それに対する実施例２と比較例３の相対的な効率を百分率で示している。

他方、寿命というのは、ＰＤＰ画素が持続的に放電をするとき、放電時に出てくる真空紫外線やイオンスパッタリング、不純物、熱などのさまざまな要因によって蛍光体の発光効率の保持がどれほど良好になされているかを示す指標である。寿命は、普通保持率として表示をするが、最初の発光効率に比べて特定の放電持続時間後に発光効率が最初の何％を発光しているかを表す。

表１に示された結果から分かるところでは、本願発明による実施例１は、５００時間後の寿命が他の比較例に比べて改善されていることが分かる。しかし、効率の側面では、他の比較例に比べて低くなっている。これは、放電ガスに含まれているＸｅガスの分圧が比較的低い７％である場合に、本願発明による実施例が使用寿命の改善に比べて効率の改善がなされていないということを表す。実際においては、Ｘｅガスの分圧が５％以上である場合にも、使用寿命の延長効果は期待することができる。

表２に図示された実施例２は、本発明により、ＣＭＳ−Ｂ蛍光体とＢＡＭ−Ｂ蛍光体とからなるＢ蛍光層を備えるＰＤＰに関わるものである。また、比較例３は、ＣＭＳ−Ｂ蛍光体とＢＡＭ−Ｂ蛍光体とを９：１の割合で単純混合してＢ蛍光層を形成した例に該当し、比較例４は、ＢＡＭ蛍光体だけを利用して形成したＢ蛍光層を有している例に該当する。また、前記の実施例と比較例とで放電ガス内に含まれているＸｅガスの分圧は、１５％である。

表２に示されている結果から分かるところでは、本願発明による実施例２は、５００時間後の寿命だけでなく、効率の側面でも他の比較例に比べて改善されているか、またはほとんど同等であるということが分かる。これは、放電ガスに含まれているＸｅガスの分圧が比較的高い１５％である場合に、本願発明による実施例が適して使用され得ることを示す。実際上、Ｘｅガスの分圧が２０％以内であるとき、使用寿命延長及び発光効率改善の効果を期待することができる。

本発明は、添付された図面に図示された実施例を参考に説明されたが、当技術分野で当業者ならば、それらから多様な変形及び均等な他実施例が可能であるという点が理解されるであろう。よって、本発明の真の範囲は、特許請求の範囲によってのみ決まるものである。

本発明は、ＰＤＰ関連の技術分野に効果的に適用可能である。

一般的なＰＤＰの概略的な分解斜視図である。 図１に図示されたＰＤＰの背面基板の内部構造を概略的な断面で図示した図面である。 本発明によるＰＤＰの背面基板の内部構造を概略的な断面で図示した図面である。 図３の一部を概略的な拡大断面で図示した図面である。

符号の説明

３ Ｘ表示電極
４ Ｙ表示電極
５ アドレス電極
６ バス電極
１１ 前面基板
１２ 背面基板
１４，１４’ 誘電層
１５ 保護層
１７ 隔壁
１８ 蛍光層
３１ 第１の青色蛍光層
３２ 第２の青色蛍光層
Ｂ 青色
Ｇ 緑色
Ｒ 赤色

Claims (9)

1. Ｘ表示電極とＹ表示電極が形成されている前面基板と、
   前記Ｘ表示電極とＹ表示電極を覆うように前記前面基板上に塗布される誘電層と、
   前記前面基板に対向して組み立てられる背面基板と、
   前記背面基板上に形成されているアドレス電極と、
   前記アドレス電極を覆うように前記背面基板の表面に形成されている誘電層と、
   前記背面基板上の誘電層上に形成されている隔壁と、
   キセノンガスが含まれている放電ガスであって、前記隔壁の間に形成されているセル空間に充填される放電ガスと、
   前記隔壁の間に形成されている赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）及び青色（Ｂ）のセル空間に塗布されるＲ蛍光層、Ｇ蛍光層、及び異類の蛍光体を二層に積層させて形成されているＢ蛍光層と、を備えることを特徴とするプラズマディスプレイパネル。
2. 前記Ｂ蛍光層は、ＢａＭｇＡｌ_１０Ｏ_７から形成されている第１のＢ蛍光層、及び、前記第１のＢ蛍光層の上部に配置されている第２のＢ蛍光層であって、Ｃａ_２ＭｇＳｉＯ_６から形成されている第２のＢ蛍光層を備えることを特徴とする請求項１に記載のプラズマディスプレイパネル。
3. 前記第２のＢ蛍光層の厚さは、４５ｎｍから１μｍであることを特徴とする請求項２に記載のプラズマディスプレイパネル。
4. 前記キセノンガスの分圧は、５％ないし２０％であることを特徴とする請求項１に記載のプラズマディスプレイパネル。
5. 前記第１のＢ蛍光層の厚さは、前記第２のＢ蛍光層の厚さの８倍から１０倍であることを特徴とする請求項２に記載のプラズマディスプレイパネル。
6. 背面基板の表面にアドレス電極を形成するステップと、
   前記アドレス電極を覆うように前記背面基板上に誘電層を形成するステップと、
   前記誘電層の上部に隔壁を形成するステップと、
   前記隔壁の間に形成されているＢのセルにＢ蛍光層を形成するステップであって、第１のＢ蛍光層を形成した後、前記第１のＢ蛍光層とは異なる蛍光体材料を有する第２のＢ蛍光層を前記第１のＢ蛍光層の上部に形成するステップと、を備えることを特徴とするプラズマディスプレイパネルの製造方法。
7. 前記第１のＢ蛍光層は、ＢａＭｇＡｌ_１０Ｏ_７から形成され、前記第２のＢ蛍光層は、Ｃａ_２ＭｇＳｉＯ_６から形成されていることを特徴とする請求項６に記載のプラズマディスプレイパネルの製造方法。
8. 前記第２のＢ蛍光層の厚さは、４５ｎｍから１μｍであることを特徴とする請求項６に記載のプラズマディスプレイパネルの製造方法。
9. 前記第１のＢ蛍光層の厚さは、前記第２のＢ蛍光層の厚さの８倍から１０倍であることを特徴とする請求項６に記載のプラズマディスプレイパネルの製造方法。

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