JP2008177125A - プラズマディスプレイパネル - Google Patents

Abstract

【課題】コントラストを向上させたプラズマディスプレイパネルを提供する。
【解決手段】互いに離隔して配置される前面板及び背面板と、前面板と背面板との間に形成される放電空間を区画する隔壁と、隔壁により区画された放電セル内で放電を発生させ、放電によって発生した紫外線により励起されて発光する蛍光体層とを備えるプラズマディスプレイパネルであって、蛍光体層を透過した紫外線を反射して蛍光体層に再入射させる紫外線反射層と、蛍光体層及び紫外線反射層を透過した可視光を吸収する可視光吸収層とを備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、ディスプレイパネルに関し、より特定的には外光の入射によるコントラストの低下が低減されたディスプレイパネルに関する。

近年、ＣＲＴディスプレイに代わるフラットディスプレイへの期待が高まり、奥行きを抑えた薄型の液晶ディスプレイやプラズマディスプレイパネル等が普及しつつある。特に、大画面の薄型ディスプレイにはプラズマディスプレイパネルが用いられることも多い。

プラズマディスプレイパネルは２枚のガラス基板（前面板と背面板）の間隙に微小な放電空間を多数設けた表示デバイスである。たとえば、マトリックス表示方式のプラズマディスプレイパネルでは、多数の電極（表示電極とアドレス電極）が格子状に配列され、各電極の交差部の放電セルを選択的に発光させて画像を表示させる。

このようなプラズマディスプレイパネルにおける各放電セルの発光原理は、以下の通りである。放電空間に封入された混合ガスの放電により、そのガス成分であるＸｅから紫外線が放射される。放射された紫外線は赤、緑、青の蛍光体を励起して可視光を発生させる。先ず、点灯させたいセルのアドレス電極と表示電極対の一方である表示スキャン電極の間でアドレス放電を行う。この放電によりセル内に壁電荷が蓄積される。次に表示電極対に一定の電圧を印加すると、アドレス放電で壁電荷が蓄積されたセルのみに表示放電が起こり紫外線が発生する。この紫外線がセル内に塗布された赤、緑、青の蛍光体を励起して各々の色の可視光を発生させる。ここで、３色のセル１組を１画素と呼び、各色の発光強度をたとえば２５６段階に制御することで１６７０万色のフルカラー表示ができる。

このようにプラズマディスプレイパネルの発光は放電現象を利用しているため応答速度が速く、ＣＲＴと同様に蛍光体を使用するため色再現性も良いことから、テレビ映像などの動画表示に適している。特に、近年プラズマディスプレイパネルは構造上、比較的容易に大画面が実現でき、自発光で視野角依存性が無く、動画表示性能に優れ、さらに暗室でのコントラストが高い。このような映像表示能力の高さからプラズマディスプレイパネルは大画面ＴＶ受像機として需要を拡大している。

しかしながら、プラズマディスプレイパネルは、背面板の観察者側表面のほぼ全面が反射率の高い蛍光体で覆われているため、暗い環境下ではコントラストが高いものの、明るい環境下では蛍光体層による外光反射が大きく、コントラストが低下してしまうという問題があった。

そこで、明るい環境下でも高いコントラストを維持できるプラズマディスプレイパネルが要望されている。このような要望に対して、例えば特許文献１のカラープラズマディスプレイパネルが提案されている。特許文献１には、対応する画素毎にカラーフィルタを設ける技術が開示されており、誘電体層に接するか、あるいは誘電体層の内部に無機顔料微粒子を主成分とする薄いカラーフィルター層が形成された構造を形成している。これにより、特許文献１は外光の反射を抑え、明るい場所でもコントラストの低下が軽減されたプラズマディスプレイパネルを提供できるとしている。
特開平１０−６９８５９号公報

しかしながら、外光が発光部内部に入射することを防ぐために透過率の低いフィルタを発光部前面に配置すると、観察されるべき映像光もフィルタにより減衰されるため、パネル輝度が低下する。そのため、特許文献１のプラズマディスプレイパネルについても同様に、発光部で発光された映像光はカラーフィルタ層を通過して減衰されるのでパネル輝度が低下するという問題があった。

そこで本発明の目的は、コントラストを向上させたプラズマディスプレイパネルを提供することにある。

本発明の目的は、以下の構成を備えたプラズマディスプレイパネルによって達成される。
互いに離隔して配置される前面板及び背面板と、前面板と背面板との間に形成される放電空間を区画する隔壁と、隔壁により区画された放電セル内で放電を発生させ、放電によって発生した紫外線により励起されて発光する蛍光体層とを備えるプラズマディスプレイパネルであって、
蛍光体層を透過した紫外線を反射して蛍光体層に再入射させる紫外線反射層と、
蛍光体層及び紫外線反射層を透過した可視光を吸収する可視光吸収層とを備える。

以上のように、本発明によりコントラストを向上させたプラズマディスプレイパネルを提供することができる。

（実施の形態１）
本実施の形態に係るプラズマディスプレイパネルについて図面を参照しながら説明する。室内の蛍光灯の下や太陽光が入射する明るい環境においてプラズマディスプレイパネル内部には外光が入射し、内部で乱反射した外光の一部が観察者の眼に入射するため、コントラストが低下していた。そこで、本実施の形態のプラズマディスプレイパネルは、放電により発生する紫外線を反射させる紫外線反射層と、入射する外光を吸収する可視光吸収層とを背面板に設けた点に特徴がある。以下、本実施の形態のプラズマディスプレイパネルの構成について説明する。

図１は、実施の形態１に係るプラズマディスプレイパネルの概略断面図である。図１に示すように、プラズマディスプレイパネルは互いに離隔して配置される前面板１と背面板２とを備える。なお、図１では本実施の形態の特徴的な構成を示しており、その他の部分については一部省略している。

前面板１００と背面板２００との間の空間にはプラズマ放電を発生させる放電空間が形成される。放電空間にはヘリウム（Ｈｅ）、ネオン（Ｎｅ）、キセノン（Ｘｅ）、アルゴン（Ａｒ）などを混合した放電ガスが封入される。放電空間は隔壁１３０により複数の区画に仕切られており、単位発光領域となる複数の放電セル３００が形成されている。そして３つの隣り合う放電セル３００の内壁及び側面に、赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）の各蛍光体が放電セル毎に色分け塗布され蛍光体層２１１が形成される。

前面板１００は、透明なガラス基板を備えており、ガラス基板の表面にプラズマディスプレイパネルとしての機能を実現するために電極１０１や誘電体層１０２、保護膜１０３等の各構成要素が形成される。より詳細には、ガラスからなる基板の背面板側表面に透明電極、バス電極の順で形成された後、各電極を覆うように誘電体層１０２が形成される。透明電極には、例えば酸化スズ・インジウム（ＩＴＯ）膜や酸化スズ膜が用いられ、フォトエッチング法やリフト法によりパターン化して形成される。また、誘電体層１０２には、低融点ガラスが用いられ、スクリーン印刷法やコータ塗布法、グリーンシートラミネート法などにより形成される。さらに誘電体層１０２の背面板側表面には例えば酸化マグネシウム（ＭｇＯ）からなる保護膜１０３が形成される。保護膜１０３の形成法としては、例えば電子ビーム蒸着法が用いられる。なお、これらの構成は一例であり、様々な変形例を適用することができる。

背面板２００は、透明なガラス基板を備えており、ガラス基板の表面には蛍光体層２１１と紫外線反射層２２１と、図示しないデータ電極及び絶縁体層と、可視光吸収層２３１とが形成されている。例えば、背面板２００には絶縁体層で覆われたデータ電極及び、データ電極と平行してストライプ状の複数の隔壁２１０が前面板１００と背面板２００との間に形成される。隔壁２１０は、前面板１００と背面板２００との間に形成される放電空間を区画し、放電セル３００を形成する。放電セル３００の内壁及び側面には蛍光体層２１１が色分け塗布される。蛍光体層２１１は、例えばスクリーン印刷法、感光性ペースト法、ディスペンサー法、光粘着法などの方法により形成される。また、蛍光体として赤色用には（Ｙ、Ｇｄ）ＢＯ₃：Ｅｕ、ＹＢＯ₃：Ｅｕ、Ｙ₂Ｏ₃：Ｅｕ、Ｙ（ＰＶ）Ｏ₄：Ｅｕが用いられる。緑色用にはＺｎ₂ＳｉＯ₄：Ｍｎ、ＢａＡｌ₁₂Ｏ₁₉：Ｍｎが用いられる。さらに、青色用にはＢａＭｇＡｌ₁₀Ｏ₁₇：Ｅｕが一般的に使用される。

紫外線反射層２２１は、蛍光体層２２１の背面板側に設けられ、放電セル３００で発生した紫外線を反射するとともに可視光を透過する。紫外線反射層２２１は、例えばＭｇＦ₂、ＣａＦ₂、ＢａＦ₂、ＬｉＦ₂等からなる多数の粒子から構成される。粒子の平均粒径は、紫外線を反射し、かつ可視光を透過する大きさであればよく、例えば１０〜２０ｎｍであることが好ましい。また例えば、紫外線反射層２２１は紫外線を反射し、かつ可視光を透過する特性を有する膜から構成される多層膜であってもよい。

可視光吸収層２３１は、紫外線反射層２２１よりも背面板側に設けられ、入射した可視光を吸収する層である。可視光吸収材料としては、例えばカーボン等が用いられる。

このように構成されたプラズマディスプレイパネルにおいて、電極間に電圧が印加されると、放電セル３００に放電が発生し、励起された例えば混合ガス中のヘリウム（Ｈｅ）原子から紫外線が生じる。そして蛍光体層１３５が励起されて可視光が発生し表示動作が行われる。すなわち、表示電極とデータ電極１５０との交点となる複数の放電セルで構成される領域において表示動作を行って画像が表示される。

図２は、プラズマディスプレイパネルのうち背面板２００の一部を拡大した概略断面図である。放電により発生した紫外線は、その一部（図中の矢印Ａ１）が蛍光体層２１１を励起して吸収され、残りの紫外線（図中の矢印Ａ２）は蛍光体層２１１を透過する。上述のように、蛍光体層２１１に吸収される紫外線は、励起されて可視光を発生させる。一方、蛍光体層２１１を透過した紫外線は、紫外線反射層２２１で反射され、再び蛍光体層２１１に入射し、励起させて可視光を発生させる。ここで、励起されて発光した可視光のうち、観察者側に出射された光は、画像表示に有効な光となる。なお、本実施の形態では、蛍光体層２１１は可視光を透過可能な特性を有しているので、プラズマディスプレイパネルを有効に機能させることができる。また蛍光体層２１１における可視光の透過率は５０％以上であることが好ましい。

可視光を透過可能な蛍光体層を実現するためには、例えば蛍光体層２１１の厚みを従来のものよりも薄くすればよい。蛍光体の粒子は光を透過させる性質を有するが、蛍光体の粒子が多数集まった集合体に入射した光は、透過を繰り返して乱反射され、拡散反射されることになる。そのため、蛍光体層を透過する光量は減少する。かかる拡散反射を抑制して透過率を増大させるためには、蛍光体層の厚みを薄くすればよく、４μｍ〜６μｍが好ましい。その結果、屈折する回数を低減させ、蛍光体層全体の透過率を向上させることができる。

このように、蛍光体層の厚みを薄くすることにより、蛍光体層で発光した可視光を透過させることができるが、放電セルからの紫外線を蛍光体層で十分に吸収することができず、発光の効率を低下させる場合がある。これは、蛍光体層を透過する紫外線が増大し、発光に無関係になるためである。そこで、本実施の形態では、蛍光体層２１１の背面板側に紫外線反射層２２１を形成することにより、蛍光体層２１１を透過した光を再び蛍光体層側に反射させ、紫外線を蛍光体粒子に当てて発光効率を向上させることができる。

また従来のプラズマディスプレイパネルでは、入射した外光が蛍光体層で反射されるため、コントラストを低下させていた。これは、放電セルで発生する紫外線を十分に吸収させるために多数の蛍光体粒子を積層し、その結果、反射率が高くなるからである。そこで、蛍光体層２１１の厚みを薄くすることにより反射率を低減させることができる。

次に、プラズマディスプレイ内部に入射する外光の光路について説明する。図３は、背面板の一部を拡大した概略断面図である。前面板から入射した外光は、蛍光体層２１１に入射する。上述のように、蛍光体層２１１は可視光を透過させる特性を有しているので、入射した外光は蛍光体層２１１を透過後、紫外線反射層２２１に入射する。また、蛍光体層２１１を構成する粒子は高い屈折率を有しているので、入射した外光の光路は曲げられる。なお、蛍光体層２１１の表面では屈折率差が有るので、入射した外光のうち反射する成分も存在するが、その多くは蛍光体層２１１を透過する。

紫外線反射層２２１は入射する紫外線を反射し可視光を透過するので、蛍光体層２１１からの外光は紫外線反射層２２１を透過後、可視光吸収層２３１に入射し、吸収される。このように、プラズマディスプレイ内部に入射した外光は、反射されて観察者側に出射させることがない。

以上のように、本実施の形態に係るプラズマディスプレイパネルは、紫外線反射層を備えているので、放電により発生した紫外線のうち、蛍光体層を透過した紫外線は反射されて再び蛍光体層に入射する。これにより、直接蛍光体層に吸収された場合と同様に、反射された紫外線は蛍光体を励起させて可視光を発生するので、蛍光体を励起させる紫外線の量を増大させることができる。その結果、発光効率を向上させたプラズマディスプレイパネルを提供できる。

また、本実施の形態に係るプラズマディスプレイパネルは、可視光を透過させる蛍光体層及び紫外線反射層と、可視光を吸収する可視光吸収層とを備えるので、入射した外光を観察者側に反射させることがない。したがって、明るい環境下に設置された場合であってもコントラストが高く、視認性のよいプラズマディスプレイパネルを提供できる。

本発明は、コントラストの向上が要望されるＣＲＴディスプレイやプラズマディスプレイなどの映像表示装置等に好適である。

実施の形態に係るプラズマディスプレイパネルの概略断面図 実施の形態に係るプラズマディスプレイパネルのうち背面板の一部を拡大した概略断面図 実施の形態に係るプラズマディスプレイパネルのうち背面板の一部を拡大した概略断面図

符号の説明

１００ 前面板
１０１ 電極
１０２ 誘電体層
１０３ 保護膜
２００ 背面板
２１０ 隔壁
２１１ 蛍光体層
２２１ 紫外線反射層
２３１ 可視光吸収層
３００ 放電セル

Claims (6)

1. 互いに離隔して配置される前面板及び背面板と、前記前面板と前記背面板との間に形成される放電空間を区画する隔壁と、前記隔壁により区画された放電セル内で放電を発生させ、前記放電によって発生した紫外線により励起されて発光する蛍光体層とを備えるプラズマディスプレイパネルであって、
   前記蛍光体層を透過した紫外線を反射して前記蛍光体層に再入射させる紫外線反射層と、
   前記蛍光体層及び前記紫外線反射層を透過した可視光を吸収する可視光吸収層とを備える、プラズマディスプレイパネル。
2. 前記紫外線反射層は、前記蛍光体層に対して背面板側に形成され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. 前記可視光吸収層は、前記紫外線反射層に対して背面板側に形成され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。
4. 前記紫外線反射層は、複数の粒子から構成され、
   前記粒子の平均粒径が、紫外線を反射し、かつ可視光を透過する大きさ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. 前記紫外線反射層は、紫外線を反射し、かつ可視光を透過する複数の膜から構成される多層膜であることを特徴する、請求項１に記載のプラズマディスプレイパネル。
6. 前記蛍光体層は、可視光の透過率が５０％以上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。

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