JP2008084647A - プラズマディスプレイパネル - Google Patents

Abstract

【課題】高精細表示のＰＤＰにおいても、衝撃や振動が付加されても、安定した放電を実現できるＰＤＰを提供する。
【解決手段】前面基板２１上に走査電極２２と維持電極２３と誘電体層２４と保護層２５とが形成された前面板２０と、背面基板３１上にデータ電極３２と隔壁３４と蛍光体層３５とが形成された背面板３０とを対向配置するとともに周囲を封着して放電空間を形成したＰＤＰ１０であって、蛍光体層３５は隣接する縦隔壁３４ａ間と縦隔壁３４ａの側面に付着形成された赤色蛍光体層３５ａと緑色蛍光体層３５ｂと青色蛍光体層３５ｃとを備え、蛍光体層３５のうちの少なくとも一色の蛍光体層３５の縦隔壁３４ａ側面に形成された隔壁底面からの付着高さが、他色の蛍光体層３５の付着高さと異なるように構成している。
【選択図】図１

Description

本発明は、表示デバイスなどに用いるプラズマディスプレイパネルに関する。

近年、双方向情報端末として大画面、壁掛けテレビへの期待が高まっており、そのための表示デバイスとして、液晶表示パネル、フィールドエミッションディスプレイ、エレクトロルミネッセンスディスプレイなどの数多くのものがある。これらの表示デバイスの中でもプラズマディスプレイパネル（以下、「ＰＤＰ」と記す）は、自発光型で美しい画像表示ができて大画面化が容易であるなどの理由から、視認性に優れた薄型表示デバイスとして注目され、高精細化および大画面化に向けた開発が進められている。

ＰＤＰは表示電極、誘電体層、ＭｇＯによる保護層などの構成物を形成した前面板と、電極、隔壁、蛍光体層などの構成物を形成した背面板とを、内部に微小な放電セルを形成するように対向配置し、その周囲を封着部材により封止して構成されている。そして、その放電セルにネオン（Ｎｅ）およびキセノン（Ｘｅ）などの混合ガスからなる放電ガスを、例えば６６５００Ｐａ（約５００Ｔｏｒｒ）程度の圧力で封入している。

これらのＰＤＰの構成材料はガラス材料などを主成分として構成されている。そのために、ＰＤＰを搬送する際などに、前面板と背面板とに衝撃や振動が加わると、これらの構成物が欠損し、欠損した破片によって画像表示品質が損なわれるといった課題が発生する。特に、放電セルを区画する背面板の隔壁と前面板とが衝突することによって、隔壁が破損する。その結果、隔壁そのものの欠落や隔壁側面に付着している蛍光体層の欠落や飛散などによって、放電セルの放電状態に影響を与え、放電セルの誤放電や発光時の点欠陥などを発生させていた。

隔壁の破損を抑制する目的で、隔壁の強度を向上させる材料組成に関する例や、隔壁頂部の表面粗さを制御する例、さらには、隔壁を２層構成とし、上層を酸化アルミニウム（Ａｌ_２Ｏ_３）を主成分とする黒色ポーラス層を緩衝材として形成する例などが開示されている（例えば、特許文献１、２参照）。また、蛍光体層と隔壁との付着力を増大させて蛍光体層の剥離や落下を防止する例が開示されている（例えば、特許文献３参照）。
特開２００３−２３４０７２号公報 特開２００４−１５８３４５号公報 特開平９−１９９０２９号公報

ＰＤＰは従来のＮＴＳＣ方式に比べて走査線数が２倍以上のハイディフィニションテレビへの適用が進んでいる。そのため、放電セルがより微細となり、放電セルを構成する隔壁の幅などがより小さくなっている。

隔壁の幅が小さくなると、隔壁頂部の幅がさらに小さくなり、衝撃や振動によって隔壁頂部の破損が発生しやすくなる。また、放電セルのサイズが小さくなるために、微細な隔壁の破損によって、放電セルへの影響が大きくなる。特に、隔壁の破損に伴って隔壁側面に付着している蛍光体層が剥離し、蛍光体層自身が放電に影響を与えるという課題がある。

本発明はこのような課題を解決して、高精細表示のＰＤＰにおいても、衝撃や振動が付加されても、安定した放電を実現できるＰＤＰを提供することを目的とする。

上記の目的を達成するために、本発明のＰＤＰは、ガラス基板上に表示電極と誘電体層と保護層とが形成された前面板と、基板上にデータ電極と隔壁と蛍光体層とが形成された背面板とを対向配置するとともに周囲を封着して放電空間を形成したＰＤＰであって、蛍光体層は隣接する隔壁間と隔壁の側面に付着形成された赤色蛍光体層と緑色蛍光体層と青色蛍光体層とを備え、蛍光体層のうちの少なくとも一色の蛍光体層の隔壁側面に形成された隔壁底面からの付着高さが、他色の蛍光体層の付着高さと異なるように構成している。

このような構成によれば、隔壁の破損によって特定の蛍光体が前面板に付着し、その影響によって放電セルの不灯などの表示品質が低下することを抑制することができる。

さらに、青色蛍光体層の付着高さが赤色蛍光体層および緑色蛍光体層の付着高さよりも低いことが望ましい。このような構成によれば、隔壁の破損によって蛍光体が前面板に付着しても、不灯現象の発生しやすい青色蛍光体が前面板への付着するのを抑制して、青色放電セルが不灯になるのを抑制することができる。

さらに、赤色蛍光体層の付着高さと緑色蛍光体層の付着高さとが同じであることが望ましい。このような構成によれば、隔壁の破損によって蛍光体が前面板に付着する際に、不灯現象の発生に影響の少ない赤色蛍光体層と緑色蛍光体層とは隔壁の頂部近傍まで蛍光体層を形成することができ、ＰＤＰの輝度を向上させることができる。

さらに、赤色蛍光体層と青色蛍光体層との付着高さの差が、５μｍ〜３０μｍであることが望ましく、隔壁の破損による青色蛍光体の飛散量を減らし、青色放電セルの不灯発生を抑制することができる。

さらに、赤色蛍光体層と青色蛍光体層との付着高さの差が、１５μｍ〜２５μｍであることが望ましく、輝度を確保して不灯発生を抑制したＰＤＰを実現することが可能となる。

以上のように本発明によれば、ハイディフィニションテレビなどの高精細表示においても、高品質な画像表示が可能なＰＤＰを実現することができる。

以下、本発明の実施の形態におけるＰＤＰについて図面を用いて説明する。

（実施の形態）
図１は、本発明の実施の形態におけるＰＤＰの分解斜視図である。ＰＤＰ１０は、ガラス基板よりなる前面基板２１と背面基板３１とを対向配置して、その間に多数の放電セルを形成するように構成されている。前面基板２１上には表示電極を構成する走査電極２２と維持電極２３とが互いに平行に対をなして複数形成されている。そして、走査電極２２および維持電極２３を覆うようにコンデンサとしての働きをする誘電体層２４が形成され、誘電体層２４上には酸化マグネシウム（ＭｇＯ）などからなる保護層２５が形成されている。これらの構成要素によって前面板２０が構成される。

また、背面基板３１上には下地誘電体層３３で覆われた複数のデータ電極３２が設けられ、下地誘電体層３３上に井桁状の隔壁３４が設けられている。また、下地誘電体層３３の表面および隔壁３４の側面に蛍光体層３５が設けられている。蛍光体層３５は、紫外線によって赤色、緑色および青色にそれぞれ発光する赤色蛍光体層３５ａ、緑色蛍光体層３５ｂ、青色蛍光体層３５ｃが順次塗布して形成されている。これらの構成要素によって背面板３０が構成される。

走査電極２２および維持電極２３とデータ電極３２とが交差するように前面板２０と背面板３０とが対向配置されている。電極の交差するそれぞれの位置に、走査電極２２および維持電極２３方向に並んだ赤色、緑色、青色の蛍光体層３５を有する放電セルがカラー表示のための画素になる。放電セルには放電ガスとして、例えばネオン（Ｎｅ）とキセノン（Ｘｅ）の混合ガスが封入されている。なお、ＰＤＰ１０の構造は上述したものに限られるわけではなく、例えば井桁状の隔壁３４の代わりにストライプ状の隔壁を備えたものであってもよい。

図２は本発明の実施の形態におけるＰＤＰ１０の電極の配列を示す図である。行方向にｎ本の走査電極２２_１〜２２_ｎ（図１の走査電極２２）およびｎ本の維持電極２３_１〜２３_ｎ（図１の維持電極２３）が配列され、列方向にｍ本のデータ電極３２_１〜３２_ｍ（図１のデータ電極３２）が配列されている。そして、１対の走査電極２２_ｉおよび維持電極２３_ｉ（ｉ＝１〜ｎ）と１つのデータ電極３２_ｊ（ｊ＝１〜ｍ）とが交差した部分に放電セルが形成され、放電セルは放電空間内にｍ×ｎ個形成されている。

図２に示すような各電極を駆動する手法としては、１フィールド期間を複数のサブフィールドに分割したうえで、発光させるサブフィールドの組み合わせによって階調表示を行う方法が一般的である。

次に、ＰＤＰの製造方法について説明する。まず、前面基板２１上に、走査電極２２および維持電極２３と遮光層（図示せず）とを形成する。これらの走査電極２２および維持電極２３は透明電極と金属バス電極とで構成され、フォトリソグラフィ法などを用いてパターニングして形成される。次に、走査電極２２、維持電極２３および遮光層を覆うように前面基板２１上に誘電体ペーストをダイコート法などにより塗布して誘電体ペースト層（誘電体材料層）を形成する。誘電体ペーストを塗布した後、所定の時間放置することによって塗布された誘電体ペースト表面がレベリングされて平坦な表面になる。その後、誘電体ペースト層を焼成固化することにより、誘電体層２４が形成される。なお、誘電体ペーストはガラス粉末などの誘電体材料、バインダおよび溶剤を含む塗料である。次に、誘電体層２４上に酸化マグネシウム（ＭｇＯ）からなる保護層２５を真空蒸着法により形成する。

一方、背面基板３１上に、銀（Ａｇ）材料を含むペーストをスクリーン印刷する方法や、金属膜を全面に形成した後、フォトリソグラフィ法を用いてパターニングする方法などによりデータ電極３２用の構成物となる材料層を形成し、それを所望の温度で焼成することによりデータ電極３２を形成する。次に、データ電極３２が形成された背面基板３１上にダイコート法などによりデータ電極３２を覆うように誘電体ペーストを塗布して誘電体ペースト層を形成する。その後、誘電体ペースト層を焼成することにより下地誘電体層３３を形成する。なお、誘電体ペーストはガラス粉末などの誘電体材料とバインダおよび溶剤を含んだ塗料である。

次に、下地誘電体層３３上に隔壁材料としてのガラス粉末や骨材を含む隔壁形成用ペーストを塗布して所定の形状にパターニングすることにより、隔壁材料層を形成した後、焼成することにより隔壁３４を形成する。ここで、下地誘電体層３３上に塗布した隔壁用ペーストをパターニングする方法としては、フォトリソグラフィ法やサンドブラスト法を用いることができる。隔壁３４はデータ電極３２と平行な縦隔壁３４ａと、縦隔壁３４ａに直交する横隔壁３４ｂとにより構成されるようにパターニングされる。また、横隔壁３４ｂの高さが、縦隔壁３４ａの高さよりも若干低くなるように形成されている。

次に、隣接する隔壁３４間の下地誘電体層３３上および隔壁３４の側面に蛍光体材料を含む蛍光体ペーストを塗布し、焼成することにより蛍光体層３５が形成される。蛍光体層３５を構成する蛍光体材料としては、赤色蛍光体層３５ａにＹ_２ＸＯ_３：Ｅｕ_ｘまたは（Ｙ，Ｇｄ）_１−ｘＢＯ_３：Ｅｕ_ｘ、緑色蛍光体層３５ｂに〔（Ｚｎ_１−ｘＭｎ_ｘ）_２ＳｉＯ_４〕、青色蛍光体層３５ｃにＢａ_１−ｘＭｇＡｌ_１０Ｏ_１７：Ｅｕ_ｘまたはＢａ_{１−ｘ−ｙ}Ｓｒ_ｙＭｇＡｌ_１０Ｏ_１７：Ｅｕ_ｘの材料を用いている。これらの蛍光体層３５の形成方法としては、印刷法やインクジェット法などが適用可能である。本実施の形態では、赤色蛍光体としてＹ_２ｘＯ_３：Ｅｕ_ｘまたは（Ｙ，Ｇｄ）_１−ｘＢＯ_３：Ｅｕ_ｘとの混合物を用い、青色蛍光体としてはＢａ_１−ｘＭｇＡｌ_１０Ｏ_１７：Ｅｕ_ｘを用いている。

図３は、本発明の実施の形態におけるＰＤＰの背面板３０の構成を示す断面図である。なお、図３は図１のＡ−Ａ線断面図である。図３に示すように、本発明の実施の形態におけるＰＤＰにおいては、下地誘電体層３３上に形成された縦隔壁３４ａの側面と、下地誘電体層３３上とに、赤色蛍光体層３５ａ、緑色蛍光体層３５ｂ、青色蛍光体層３５ｃが形成されている。縦隔壁３４ａは下地誘電体層３３の面から所定の高さＨを有し、さらに所定の底部幅Ｄ１と所定の頂部幅Ｄ２となるように形成されている。

蛍光体層３５は、通常これらの縦隔壁３４ａの頂部まで塗布形成されるように塗布条件を制御している。すなわち、縦隔壁３４ａの側面に形成された縦隔壁３４ａの底面からの付着高さが縦隔壁３４ａの高さＨとほぼ同一となるようにしている。しかしながら、図３に示すように、本発明の実施の形態におけるＰＤＰにおいては、蛍光体層のうちの青色蛍光体層３５ｃの付着高さＨｃを、他色の赤色蛍光体層３５ａの付着高さＨａ、緑色蛍光体層３５ｂの付着高さＨｂよりも小さくしている。すなわち、赤色蛍光体層３５ａと緑色蛍光体層３５ｂとは隔壁頂部まで蛍光体層が形成されているが、青色蛍光体層３５ｃの上端が隔壁頂部より下の隔壁側面となるようにしている。

なお、ハイディフィニションの画像表示を行う、例えば５０インチサイズのＰＤＰの場合、縦隔壁３４ａの高さＨは１２０μｍ程度であり、その底部幅Ｄ１は７０μｍ〜８０μｍ、頂部幅Ｄ２は４５μｍ〜５０μｍ程度である。本発明の実施の形態におけるＰＤＰでは、このような仕様において、赤色蛍光体層３５ａ、緑色蛍光体層３５ｂと青色蛍光体層３５ｃとの付着高さの差、すなわちＨａとＨｃ、およびＨｂとＨｃとの差をそれぞれ５μｍ〜３０μｍとなるようにし、望ましくは、１５μｍ〜２５μｍとなるようにしている。

従来のＮＴＳＣ方式では、隔壁３４の頂部幅が６０μｍ〜７０μｍ程度であったものが、ハイディフィニション方式では上述のように、４５μｍ〜５０μｍ程度と細くなっている。このように、隔壁３４の頂部幅が小さくなると隔壁強度が低下し、ＰＤＰの移動搬送中の衝撃や落下によって、前面板２０と背面板３０とが隔壁３４の頂部で接触した際に、縦隔壁３４ａの頂部が欠損しやすくなる。

図４は、本発明の実施の形態におけるＰＤＰにおいて、縦隔壁３４ａがこのような衝撃によって欠損した状態を模式的に示す図である。図４に示すように、縦隔壁３４ａの欠損部４０は殆どが隔壁頂部において発生するとともに、隔壁頂部から３０μｍ以内で欠落し、その多くは２５μｍ以内で欠落することを確認している。したがって、このように隔壁頂部が欠落すると、欠損部４０に付着していた蛍光体層が放電セル内の前面板２０の保護層２５表面に付着するとともに、放電空間内に落下して放電空間の容積を小さくする。蛍光体層の蛍光体材料が前面板２０上の保護層２５表面に付着すると、保護層２５からの電子放出を阻害し放電特性を悪化させる。保護層２５に付着する蛍光体の影響によって、放電セルでの不灯現象が発生する割合は使用される蛍光体材料によって異なり、赤色蛍光体、緑色蛍光体、青色蛍光体で異なることがわかった。

表１は、前述の蛍光体材料を各色の蛍光体として用い、ＰＤＰに所定の落下衝撃試験を加えた後に、再点灯表示を行い、放電セルの不灯あるいは画像表示のちらつきを調べた結果である。縦隔壁３４ａの欠損割合はすべての放電セルで同一であっても、表１に示すように、これらの表示不良が発生する放電セルの割合は、青色放電セル≧赤色放電セル＝緑色放電セルとなり、青色放電セルでの表示不良が一番多くなっている。これらの再点灯表示を行ったＰＤＰを分解すると、縦隔壁３４ａが欠損している現象とともに、前面板２０の縦隔壁３４ａ近傍の保護層２５面上に蛍光体材料が付着している現象が確認された。また、これらの保護層２５面上に付着している蛍光体材料の量とその付着面積は青色蛍光体が他の色に比べて多いことが確認された。

前述のように、蛍光体層３５を構成する蛍光体材料としては、本実施の形態では、赤色蛍光体としてＹ_２ｘＯ_３：Ｅｕ_ｘまたは（Ｙ，Ｇｄ）_１−ｘＢＯ_３：Ｅｕ_ｘとの混合物、緑色蛍光体層３５ｂに〔（Ｚｎ_１−ｘＭｎ_ｘ）_２ＳｉＯ_４〕、青色蛍光体としてはＢａ_１−ｘＭｇＡｌ_１０Ｏ_１７：Ｅｕ_ｘを用いている。これらの材料は、ＰＤＰの画像表示特性としての輝度や色温度などを満足する材料として用いられる。

前面板２０に付着する青色蛍光体の量が他の色に比べて多い理由として次のことが考えられる。すなわち、ＢＡＭ系の材料であるＢａ_１−ｘＭｇＡｌ_１０Ｏ_１７：Ｅｕ_ｘまたはＢａ_{１−ｘ−ｙ}Ｓｒ_ｙＭｇＡｌ_１０Ｏ_１７：Ｅｕ_ｘの蛍光体は、他の色に比べて隔壁３４との付着力が弱いことが考えられ、縦隔壁３４ａの欠損に伴って飛散する量が多いと考えられる。一方、これらのＢＡＭ系の材料は他の色の蛍光体材料に比べて、電子放出係数が小さいために、保護層２５面上に付着すると放電セルでの電子放出が阻害されて不灯あるいは画像表示のちらつき現象が発生しやすくなると考えられる。

本発明の実施の形態におけるＰＤＰでは、図３に示すように、蛍光体層３５のうちの青色蛍光体層３５ｃの付着高さＨｃを、他色の赤色蛍光体層３５ａの付着高さＨａ、緑色蛍光体層３５ｂの付着高さＨｂよりも小さくしている。すなわち、赤色蛍光体層３５ａと緑色蛍光体層３５ｂとは縦隔壁３４ａの頂部まで蛍光体層が形成されているが、青色蛍光体層３５ｃの上端が縦隔壁３４ａ頂部より下の隔壁側面となるようにしている。そのため、ＰＤＰが落下衝撃を受けて縦隔壁３４ａが欠損したとしても、欠損部分に青色蛍光体層３５ｃが形成されていないため、青色蛍光体層３５ｃの蛍光体材料が飛散することがない。そのため、青色蛍光体であるＢＡＭ系の蛍光体材料が前面板２０の保護層２５面上に付着することがなくなり、青色の放電セルでの不灯現象やちらつき現象などの発生を抑制することができる。また、表１に示すように、赤色蛍光体層３５ａと緑色蛍光体層３５ｂの蛍光体材料の飛散による不灯やちらつきの発生は少ない。そこで、本発明の実施の形態では、ＰＤＰの輝度を向上させるために、赤色蛍光体層３５ａと緑色蛍光体層３５ｂを縦隔壁３４ａ頂部まで形成するようにして付着高さを同一としている。

なお、本発明の実施の形態においては、青色蛍光体であるＢＡＭ系材料に着目し、青色蛍光体層が形成される付着高さＨｃを赤色蛍光体層の付着高さＨａ、緑色蛍光体層の付着高さＨｂよりも小さくしているが、それぞれの蛍光体層に用いる材料によってそれぞれの付着高さを変化させてもよい。すなわち、各色蛍光体材料の付着力や電子放出性能、さらにはそれらの材料が前面板の保護層面上へ付着したときの、不灯現象やちらつき現象の発生割合に応じてそれぞれの付着高さを変えることにより、落下衝撃によっても画像表示特性の劣化がない、信頼性の高いＰＤＰを実現することができる。

以上のように本発明のＰＤＰは、落下衝撃によっても画像表示特性の劣化がない、信頼性の高いＰＤＰを実現を実現して大画面の表示デバイスなどに有用である。

本発明の実施の形態におけるＰＤＰの分解斜視図 同ＰＤＰの電極の配列を示す図 同ＰＤＰの背面板の構成を示す断面図 同ＰＤＰにおいて縦隔壁が衝撃によって欠損した状態を模式的に示す図

符号の説明

１０ ＰＤＰ
２０ 前面板
２１ 前面基板
２２ 走査電極
２３ 維持電極
２４ 誘電体層
２５ 保護層
３０ 背面板
３１ 背面基板
３２ データ電極
３３ 下地誘電体層
３４ 隔壁
３４ａ 縦隔壁
３４ｂ 横隔壁
３５ 蛍光体層
３５ａ 赤色蛍光体層
３５ｂ 緑色蛍光体層
３５ｃ 青色蛍光体層
４０ 欠損部

Claims (5)

1. ガラス基板上に表示電極と誘電体層と保護層とが形成された前面板と、基板上にデータ電極と隔壁と蛍光体層とが形成された背面板とを対向配置するとともに周囲を封着して放電空間を形成したプラズマディスプレイパネルであって、前記蛍光体層は隣接する前記隔壁間と前記隔壁の側面に付着形成された赤色蛍光体層と緑色蛍光体層と青色蛍光体層とを備え、前記蛍光体層のうちの少なくとも一色の蛍光体層の前記隔壁側面に形成された前記隔壁底面からの付着高さが、他色の蛍光体層の付着高さと異なることを特徴とするプラズマディスプレイパネル。
2. 前記青色蛍光体層の付着高さが前記赤色蛍光体層および前記緑色蛍光体層の付着高さよりも低い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. 前記赤色蛍光体層の付着高さと前記緑色蛍光体層の付着高さとが同じ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. 前記赤色蛍光体層と前記青色蛍光体層との付着高さの差が、５μｍ〜３０μｍであることを特徴とする請求項３に記載のプラズマディスプレイパネル。
5. 前記赤色蛍光体層と前記青色蛍光体層との付着高さの差が、１５μｍ〜２５μｍであることを特徴とする請求項４に記載のプラズマディスプレイパネル。

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