JP2009152064A - プラズマディスプレイパネル - Google Patents

Abstract

【課題】蛍光体の発光効率を向上させるとともに、消費電力を低減させることが可能なプラズマディスプレイパネルを提供する。
【解決手段】本発明に係るプラズマディスプレイパネルは、互いに対向して配置される第１の基板および第２の基板と、第１の基板上に形成される第１誘電体層と、第２の基板上に形成される第２誘電体層と、第１誘電体層の内部に、第１の方向に沿って設けられる第１の電極と、第２誘電体層の内部に、第１の方向に対して直交する第２の方向に沿って設けられる第２の電極と、第１誘電体層と第２誘電体層との間に設けられ、複数の放電空間を区画する隔壁と、放電空間内に形成される蛍光体層と、放電空間内に形成される発光補助層と、を備え、発光補助層を形成する発光補助物質は、４．５ｅＶ〜６．２ｅＶのバンドギャップを有する。
【選択図】図２

Description

本発明は、プラズマディスプレイパネルに関する。

近年、次世代の大型平板ディスプレイ装置として、電界放出ディスプレイ（Ｆｉｅｌｄ Ｅｍｉｓｓｉｏｎ Ｄｉｓｐｌａｙ）や、プラズマディスプレイパネル（Ｐｌａｓｍａ Ｄｉｓｐｌａｙ Ｐａｎｅｌ：ＰＤＰ）を採用した装置等が着目されている。

電界放出ディスプレイやプラズマディスプレイパネルを採用した装置は、大画面でありながらも、薄型化および軽量化が可能であり、かつ、高画質および広視野角であるという優れた特性を有する。更に、プラズマディスプレイパネルを採用した装置は、他の平板ディスプレイ装置に比べ製造方法が簡単であり、大型化も可能である。

このような次世代の大型平板ディスプレイ装置では、表示画像の品位を高くし、色再現性の良い画像を得るために、蛍光体層からの発光の効率を向上させることが必要となる。例えば、電解放出ディスプレイでは、蛍光体層からの発光の効率を向上させるために、蛍光体層を形成する蛍光体を励起する励起源として、電子源から放出される電子と、電子源から放出された電子によって発生する紫外線の２種類を同時に利用する試みがなされている（例えば、特許文献１参照。）。

特開２００６−１７９３２６号公報

しかしながら、電界放出ディスプレイとプラズマディスプレイパネルとでは、蛍光体の励起に用いる励起源の種類が異なっており、電界放出ディスプレイで行われている方法をそのままプラズマディスプレイパネルに利用することは困難である。そのため、プラズマディスプレイパネルに適した、励起源からの発光を効率よく利用する方法が希求されていた。

そこで、本発明は、このような問題に鑑みてなされたもので、その目的は、励起源からの発光を効率よく利用することができ、消費電力を低減させることが可能な、新規かつ改良されたプラズマディスプレイパネルを提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明のある観点によれば、互いに対向して配置される第１の基板および第２の基板と、前記第１の基板上に形成される第１誘電体層と、前記第２の基板上に形成される第２誘電体層と、前記第１誘電体層の内部に、第１の方向に沿って設けられる第１の電極と、前記第２誘電体層の内部に、前記第１の方向に対して直交する第２の方向に沿って設けられる第２の電極と、前記第１誘電体層と前記第２誘電体層との間に設けられ、複数の放電空間を区画する隔壁と、前記放電空間内に形成される蛍光体層と、前記放電空間内に形成される発光補助層と、を備え、前記発光補助層を形成する発光補助物質は、４．５ｅＶ〜６．２ｅＶのバンドギャップを有するプラズマディスプレイパネルが提供される。

前記放電空間は、キセノンを含む放電ガスが封入されており、前記発光補助物質は、前記キセノンに起因する真空紫外線を吸収してもよい。

前記発光補助物質は、絶縁体または半導体であってもよい。

前記発光補助物質は、Ｇａ_２Ｏ_３、ＭｇＺｎＯ系半導体またはＡｌＮ−ＧａＮ系半導体であってもよい。

前記蛍光体層に使用される赤色蛍光体は、（Ｙ，Ｇｄ）ＢＯ_３：Ｅｕ、Ｙ_２Ｏ_３：Ｅｕ、Ｙ（Ｐ，Ｖ）Ｏ_４：Ｅｕ、Ｌａ_２Ｏ_２Ｓ：Ｅｕのいずれかであってもよい。

前記蛍光体層に使用される緑色蛍光体は、Ｚｎ_２ＳｉＯ_４：Ｍｎ、ＢａＭｇＡｌ_１０Ｏ_１７：Ｍｎ、ＢａＭｇＡｌ_１０Ｏ_１７：Ｅｕ，Ｍｎ、ＬａＰＯ_４：Ｃｅ，Ｔｂ、Ｃａ_３Ｓｃ_２Ｓｉ_３Ｏ_１２：Ｃｅ、ＳｒＧａ_２Ｓ_４：Ｅｕ、Ｙ_３（Ａｌ，Ｇａ）_５Ｏ_１２：Ｃｅのいずれかであってもよい。

前記蛍光体層に使用される青色蛍光体は、ＢａＭｇＡｌ_１０Ｏ_１７：Ｅｕ、ＣａＭｇＳｉ_２Ｏ_６：Ｅｕのいずれかであってもよい。

本発明によれば、放電空間内に、蛍光体を励起する励起光の波長を変換する発光補助層を設けることで、蛍光体の励起源となる真空紫外線を効率よく利用することができ、消費電力を低減させることが可能である。

以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。

本願発明者らは、上記課題を解決するために、まず、プラズマディスプレイに用いられる蛍光体物質について、鋭意研究を行った。その結果、以下のような知見に想到した。

図１（ａ）は、ＰＤＰの蛍光体層を形成するために用いられる蛍光体物質の発光励起（ＰｈｏｔｏＬｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅＥｘｃｉｔａｔｉｏｎ：ＰＬＥ）スペクトルであり、図１（ｂ）は、ＰＤＰの蛍光体層を形成するために用いられる蛍光体物質の発光（ＰｈｏｔｏＬｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ：ＰＬ）スペクトルである。図１（ａ）および図１（ｂ）の横軸は波長［ｎｍ］である。また、図１（ａ）の縦軸は相対ＰＬＥ強度であり、図１（ｂ）の縦軸は相対ＰＬ強度である。

近年、交流型プラズマディスプレイパネル（ＡＣ−Ｐｌａｓｍａ Ｄｉｓｐｌａｙ Ｐａｎｅｌ：ＡＣ−ＰＤＰ）の高効率化を実現するために、蛍光体の励起波長は、放電ガスとして封入されているキセノン（Ｘｅ）の共鳴線１４７ｎｍと分子線１７２ｎｍに設定されることが多い。図１（ａ）は、ＰＤＰの蛍光体層に利用されることが多い、（Ｙ，Ｇｄ）ＢＯ_３：Ｅｕ^３＋と、Ｚｎ_２ＳｉＯ_４：Ｍｎ^２＋と、ＢａＭｇＡｌ_１０Ｏ_１７：Ｅｕ^２＋のＰＬＥスペクトルである。図１（ｂ）に示した発光スペクトルから明らかなように、（Ｙ，Ｇｄ）ＢＯ_３：Ｅｕ^３＋は赤色蛍光体であり、Ｚｎ_２ＳｉＯ_４：Ｍｎ^２＋は緑色蛍光体であり、ＢａＭｇＡｌ_１０Ｏ_１７：Ｅｕ^２＋は青色蛍光体である。

図１（ａ）を参照すると、蛍光体の励起波長として利用されている１４７ｎｍおよび１７２ｎｍの真空紫外線では、上述の蛍光体の相対ＰＬＥ強度は、いずれも０．４程度となっている。ここで、現在利用されている波長帯域よりも波長の長い領域に着目すると、これらの蛍光体は、２００ｎｍ〜２７５ｎｍの帯域（特に、２５５ｎｍ近傍の帯域）において、相対ＰＬＥ強度が１．０程度という良好な感度を有することがわかった。

本願発明者らは、上述の良好な感度を有する帯域を利用して、蛍光体物質を励起することで、蛍光体の発光効率の向上が可能であることに想到し、以下に説明するようなプラズマディスプレイパネルに想到した。

（第１の実施形態）
＜本実施形態に係るプラズマディスプレイパネルの構成について＞
まず、図２〜図４を参照しながら、本発明の第１の実施形態に係るプラズマディスプレイパネル（以下、ＰＤＰと略記する。）について、詳細に説明する。図２は、本実施形態に係るプラズマディスプレイパネルを説明するための部分平面図である。また、図３は、本実施形態に係るプラズマディスプレイパネルを図２のＡ−Ａ切断線で切断した拡大断面図であり、図４は、本実施形態に係るプラズマディスプレイパネルを図２のＢ−Ｂ切断線で切断した拡大断面図である。なお、以下では、各図中に示した座標軸を用いながら、説明を行うこととする。

図２は、本実施形態に係るＰＤＰ１０を、第２の基板である前面基板１０７の上方から見下ろした場合の部分平面図である。ＰＤＰ１０は、略格子形状の隔壁１１５によって、複数の放電空間１１７に区画される。これらの放電空間１１７は、図２のｘ軸方向およびｙ軸方向に沿って、配列している。また、隔壁１１５の上側（図２のｚ軸正方向側）には、第２の電極であるバス電極１０９および透明電極１１１と、第２誘電体層１１３とが設けられる。ここで、バス電極１０９は、図２のｘ軸方向に沿って設けられている。

隔壁１１５の下側（図２のｚ軸負方向側）には、第１の電極であるアドレス電極１０３と、第１誘電体層１０５とが設けられ、これらの更に下方には、第１の基板である背面基板１０１が設けられる。ここで、アドレス電極１０３は、図２のｙ軸方向に沿って設けられている。

なお、図２に示したように、本実施形態に係るＰＤＰ１０では、放電空間１１７の形状が略直方体である場合を用いて詳細な説明を行うが、放電空間１１７の形状は略直方体に限定されるわけではなく、立方体でもよく、また、球形、楕円形状、または多面体形状であってもよい。

図３は、ＰＤＰ１０を図２のＡ−Ａ切断線で切断した場合における拡大断面図である。図３から明らかなように、ＰＤＰ１０は、例えば、背面基板１０１と、アドレス電極１０３と、第１誘電体層１０５と、前面基板１０７と、バス電極１０９と、透明電極１１１と、第２誘電体層１１３と、隔壁１１５と、を主に備える。

第１の基板である背面基板１０１と、第２の基板である前面基板１０７とは、所定の大きさを有する基板であり、例えばＰＤ２００（旭Ｇｌａｓｓ製）のガラスを用いることが可能である。背面基板１０１や前面基板１０７の厚みを薄くすることで、ＰＤＰ１０の薄型化を図ることが可能であり、製造するＰＤＰの厚みに応じて、これらの基板の厚みを変更することが可能である。これらの背面基板１０１と前面基板１０７とは、所定の空間を介して互いに対向するように設けられる。

第１の電極であるアドレス電極１０３は、後述するバス電極１０９および透明電極１１１と同様に、放電空間１１７にプラズマ放電を発生させるために使用される電極である。このアドレス電極１０３は、例えば、Ａｇ、Ａｌ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｍｏ、またはＣｒなどの良導性の金属を用いて形成することが可能である。アドレス電極１０３は、背面基板１０１の前面基板１０７側の表面（図３のｚ軸正方向側の表面）に、ｙ軸方向に沿って形成される。この際、アドレス電極１０３自体が放電空間１１７に露出することは好ましくない。そのため、アドレス電極１０３は、第１誘電体層１０５によって、表面が覆われる。なお、この第１誘電体層１０５は、等を用いて反射型誘電体層として形成することが可能である。

なお、アドレス電極１０３は、例えば、スパッタや蒸着などの方法を用いて形成することが可能であり、特定の形成方法に限定されるわけではない。

第２の電極であるバス電極１０９と、バス電極１０９と電気的に接続される透明電極１１１とは、放電空間１１７にプラズマ放電を発生させるためにアドレス電極１０３とともに使用される電極である。バス電極１０９は、例えば、Ａｇ、Ａｌ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｍｏ、またはＣｒなどの良導性の金属を用いて形成することが可能であり、透明電極１１１は、例えばインジウム−スズ酸化物（Ｉｎｄｉｕｍ−Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ：ＩＴＯ）等を用いて形成することが可能である。バス電極１０９は、前面基板１０７の背面基板１０１側の表面（図３のｚ軸負方向側の表面）に、ｘ軸方向に沿って形成される。この際、バス電極１０９および透明電極１１１についても、電極自体が放電空間１１７に露出することは好ましくない。そのため、バス電極１０９および透明電極１１１は、第２誘電体層１１３によって、表面が覆われる。なお、第２誘電体層１１３は、ＰｂＯ_２−Ｂ_２Ｏ_３、ＢｉＯ_２−Ｂ_２Ｏ_３系などの低融点ガラス等を用いて形成することが可能である。また、第２誘電体層１１３の表面に、更にＭｇＯ等の仕事関数の値の小さな物質からなる保護層を形成して、第２誘電体層１１３をプラズマによる第２誘電体層１１３のスパッタリングから保護することが一般的である。

なお、バス電極１０９および透明電極１１１は、例えば、スパッタや蒸着などの方法を用いて、形成することが可能であり、特定の形成方法に限定されるわけではない。

隔壁１１５は、所定の間隔を有するように配置された背面基板１０１および前面基板１０７によって生じる空間を、所定の広さを有する複数の放電空間１１７に区画する役割を果たすものである。すなわち、放電空間１１７は、背面基板１０１と、前面基板１０７と、隔壁１１５とによって定義される空間である。隔壁１１５は、例えば図２に示したように格子状に設けられるので、放電空間１１７は、図３に示したように、上下（ｚ軸方向）に沿って設けられる背面基板１０１および前面基板１０７と、左右（ｙ軸方向）に沿って配設される２つの隔壁１１５とによって区画される。

図３に示したように、隔壁１１５の断面形状は、例えば、テーパ形状となっている。図３においては、隔壁１１５の断面形状はテーパ形状であるが、本発明に係る隔壁１１５の断面形状は図中の形状に限定されるわけではなく、広い放電空間１１７を確保できる形状であれば、様々な形状を有することができ、例えば断面が略長方形となっていてもよい。

背面基板１０１、前面基板１０７および隔壁１１５により区画される各放電空間１１７は、当該放電空間１１７内に形成される蛍光体層の発光色に応じて、赤色領域１１９、緑色領域１２１および青色領域１２３（以下、それぞれＲ領域１１９、Ｇ領域１２１およびＢ領域１２３と略記する。）に大別される。Ｒ領域１１９には、赤色蛍光体を用いた蛍光体層１２５（以下、Ｒ蛍光体層１２５と略記する。）が形成され、Ｇ領域１２１には、緑色発光体を用いた蛍光体層１２７（以下、Ｇ蛍光体層１２７と略記する。）が形成され、Ｂ領域１２３には、青色蛍光体を用いた蛍光体層１２９（以下、Ｂ蛍光体層１２９と略記する。）が形成される。

図３および図４に示したように、アドレス電極１０３方向（すなわち、ｙ軸方向）に沿って隣接する放電空間１１７は、同一の発光が生じる放電空間であり、バス電極１０９方向（すなわち、ｘ軸方向）に沿って隣接する放電空間１１７は、それぞれ異なる色の発光が生じる放電空間となる。

このような蛍光体層１２５，１２７，１２９は、放電空間１１７内であって、放電経路ではない場所であれば、どこに設けられていても構わない。また、蛍光体層を、蛍光体層からの発光が透過していく基板である前面基板１０７に設ける場合には、透過率を低下させないために、蛍光体層の厚みを薄くすることが好ましい。また、蛍光体層は、例えば、スクリーン印刷法やフォトリソグラフィー法などの、公知の方法を用いて形成することが可能である。

ここで、上記蛍光体層１２５，１２７，１２９にそれぞれ用いられる蛍光体は、約１４０ｎｍ〜２７５ｎｍの波長を有する光により励起され、所定の波長を有する光を発光する物質であることが好ましい。

Ｒ蛍光体層１２５は、例えば、約１４０ｎｍ〜２７５ｎｍの波長を有する光により励起され、約６００ｎｍ〜約８００ｎｍの波長を有する光を発光する赤色蛍光体により形成される。このような赤色蛍光体として、例えば、（Ｙ，Ｇｄ）ＢＯ_３：Ｅｕ（ＹＧＢとも称する。）、Ｙ_２Ｏ_３：Ｅｕ（ＹＯＸとも称する。）、Ｙ（Ｐ，Ｖ）Ｏ_４：Ｅｕ（ＹＶＯとも称する。）、Ｌａ_２Ｏ_２Ｓ：Ｅｕのいずれかを使用することが可能である。

Ｇ蛍光体層１２７は、例えば、約１４０ｎｍ〜２７５ｎｍの波長を有する光により励起され、約４９０ｎｍ〜約５５０ｎｍの波長を有する光を発光する緑色蛍光体により形成される。このような青色蛍光体として、例えば、Ｚｎ_２ＳｉＯ_４：Ｍｎ（ＺＳＭとも称する。）、ＢａＭｇＡｌ_１０Ｏ_１７：Ｍｎ（ＢＡＭＭとも称する。）、ＢａＭｇＡｌ_１０Ｏ_１７：Ｅｕ，Ｍｎ（ＢＡＭＥＭとも称する。）、ＬａＰＯ_４：Ｃｅ，Ｔｂ（ＬＡＰとも称する。）、Ｃａ_３Ｓｃ_２Ｓｉ_３Ｏ_１２：Ｃｅ、ＳｒＧａ_２Ｓ_４：Ｅｕ、Ｙ_３（Ａｌ，Ｇａ）_５Ｏ_１２：Ｃｅのいずれかを使用することが可能である。

Ｂ蛍光体層１２９は、例えば、約１４０ｎｍ〜２７５ｎｍの波長を有する光により励起され、約４３０ｎｍ〜約４９０ｎｍの波長を有する光を発光する青色蛍光体により形成される。このような青色蛍光体として、例えば、ＢａＭｇＡｌ_１０Ｏ_１７：Ｅｕ（ＢＡＭとも称する。）、ＣａＭｇＳｉ_２Ｏ_６：Ｅｕ（ＣＭＳとも称する。）のいずれかを使用することが可能である。

発光補助層１３１は、放電空間１１７で発生したプラズマにより生成される真空紫外線を吸収し、発光補助層１３１を形成する発光補助物質のバンドギャップに相当する波長を有する光を発光する層である。換言すれば、発光補助層１３１は、プラズマにより発生した真空紫外線の波長を、発光補助物質のバンドギャップに相当する波長へと変換する、波長変換層として機能する。放電空間１１７にＸｅを主放電ガスとする放電ガスが封入されている場合に、Ｘｅは放電空間１１７に発生したプラズマにより、１４７ｎｍの波長を有する共鳴線と、１７３ｎｍの波長を有する分子線の２種類の真空紫外線を放射する。本実施形態に係る発光補助層１３１を形成する発光補助物質は、これら２種類の真空紫外線の少なくとも一方を吸収し、発光補助物質が有するバンドギャップ（直接遷移のバンドギャップ）に相当する光を放出する。発光補助層１３１から放出された光は、放電空間１１７内に形成された蛍光体層により吸収され、蛍光体層を形成する蛍光体の励起光となる。

上述の発光補助層１３１は、放電空間１１７内の真空紫外線に曝させる領域に形成する。各蛍光体層の形成に利用される蛍光体の感度は、それぞれＸｅガス由来の１４７ｎｍおよび１７２ｎｍの発光に対して感度を持つが、これらの波長領域以外にも、２００ｎｍ〜２７５ｎｍ付近にも良好な感度を持つ。放電空間１１７内で発生した真空紫外光は、蛍光体方面に進み直接蛍光体を励起するものもあれば、蛍光体層の無い前面基板１０７側に放射されるものもある。前面基板１０７側にはＭｇＯ層が通常形成されており、これらは１４７ｎｍ〜１７２ｎｍ付近の波長は透過してしまうため、蛍光体を励起できない。本実施形態に係るＰＤＰでは、前面基板１０７側にも発光補助物質により発光補助層１３１が形成されており、この発光補助層１３１が１４７ｎｍ〜１７２ｎｍの真空波長を受けてバンドギャップに相当する発光（例えば、２００ｎｍ〜２７５ｎｍ程度の波長を有する発光）を蛍光体層側に反射するため、このバンドギャップに相当する発光も蛍光体の励起に寄与できる。従って、結果として蛍光体の発光強度が増加するものである。

上述の発光補助層１３１を形成する発光補助物質は、蛍光体層を形成する蛍光体の励起波長を考慮して選択される。すなわち、蛍光体層を形成する各蛍光体を効率よく励起することが可能な波長に相当するバンドギャップを有する絶縁体や半導体が、発光補助物質として用いられる。本実施形態に係る発光補助層１３１を形成する発光補助物質は、例えば、４．５ｅＶ〜６．２ｅＶのバンドギャップを有する。発光補助物質のバンドギャップが４．５ｅＶ〜６．２ｅＶである場合には、ＰＤＰに用いられる多くの蛍光体物質を、効率よく励起することが可能となる。

このような発光補助物質として、ワイドバンドギャップ半導体を含む各種の半導体や絶縁体を利用することが可能である。本実施形態において使用される発光補助物質の一例として、例えば、Ｇａ_２Ｏ_３（バンドギャップ：約４．９ｅＶ）、ＭｇＺｎＯ系半導体、ＡｌＮ−ＧａＮ系の半導体を挙げることが可能である。ここで、ＭｇＺｎＯ系半導体とは、ＭｇＯとＺｎＯとの混晶からなるＩＩ−ＶＩ族化合物半導体であり、Ｍｇ_ａＺｎ_１−ａＯの一般式で表すことが可能である、ここで、ａは０≦ａ≦１の値を有する混晶の割合を示すパラメータ（混晶比）である。また、ＡｌＮ−ＧａＮ系半導体とは、ＡｌＮとＧａＮとの混晶からなる化合物半導体である。これらの化合物半導体は、混晶比ａを調整することで、バンドギャップの大きさを上記の範囲内の任意の値に変更することが可能である。

図５は、ＰＤＰのＲ蛍光体層を形成するために用いられる赤色蛍光体の発光励起スペクトル（左側）と、発光スペクトル（右側）を示したグラフ図であり、図６は、ＰＤＰのＧ蛍光体層を形成するために用いられる緑色蛍光体の発光励起スペクトル（左側）と、発光スペクトル（右側）を示したグラフ図であり、図７は、ＰＤＰのＢ蛍光体層を形成するために用いられる青色蛍光体の発光励起スペクトル（左側）と、発光スペクトル（右側）を示したグラフ図である。図５〜図７の横軸は波長［ｎｍ］であり、縦軸は、相対効率である。

なお、図５および図７における発光励起スペクトルは、励起光として１４７ｎｍおよび１７３ｎｍを用いる場合のスペクトルであり、図６における発光励起スペクトルにおけるＢＡＭおよびＣＭＳは、それぞれ４５０ｎｍおよび４４８ｎｍの励起光にて励起する場合のスペクトルである。また、図５〜図７における発光スペクトルは、１４７ｎｍの光を照射した際の発光スペクトルである。

図５〜図７における発光励起スペクトル（左側のスペクトル）を参照すると明らかなように、ＰＤＰで利用される各色の蛍光体は、約２００ｎｍ〜２７５ｎｍの波長帯域においてピークが存在しており、この領域の波長を有する光を励起光として利用することで、蛍光体を励起可能であることがわかる。

なお、図５および図７における発光励起スペクトルは、１４７ｎｍおよび１７３ｎｍの波長を有する光で各蛍光体を励起する場合の発光効率を図示しているものであり、図６における発光励起スペクトルは、それぞれ４５０ｎｍおよび４４８ｎｍの波長を有する光で蛍光体を励起する場合の発光効率であって、本実施形態に係る発光補助層１３１を併用した場合の発光効率を示しているわけではない点に留意されたい。

また、蛍光体層に用いられている蛍光体によっては、発光補助物質は、３７０ｎｍ近傍の近紫外光に相当する光を放出するようなバンドギャップを有していても良い。

なお、用いる蛍光体の励起特性に応じて、例えば、Ｒ領域、Ｇ領域、Ｂ領域のいずれかの領域には発光補助層１３１を形成せず、Ｘｅの共鳴線や分子線を蛍光体の励起光として利用してもよい。

また、放電空間１１７は真空状態ではなく、例えば、Ｘｅが主放電ガスであるＮｅ−Ｘｅガスなどが封じ込められている。放電ガスにおけるＸｅの分圧は、例えば放電ガス全体のガス圧に対して、例えば１０〜３０％程度とすることが可能である。

従来のＰＤＰでは、各色の蛍光体層の発光効率を向上させるために、励起光の発光源であるＸｅの分圧を高くする試みがなされていた。しかしながら、本実施形態に係るＰＤＰでは、発光補助層１３１によりＸｅから放射される真空紫外線の波長を、放電空間内に形成されるＭｇＯ層等には吸収されることのない波長へと変換するため、Ｘｅから放射される真空紫外線を有効に利用することができ、Ｘｅの分圧を高くすることなく、蛍光体の発光効率を向上させることが可能となる。

＜本実施形態に係るプラズマディスプレイパネルの動作について＞
続いて、本実施形態に係るＰＤＰ１０の動作について説明する。アドレス電極１０３およびバス電極１０９、透明電極１１１間に、放電開始電圧よりも大きな交流電圧が印加されると、各電極に印加される電圧の極性が変化するたびに、アドレス電極１０３およびバス電極１０９、透明電極１１１間に放電経路が形成され、この放電経路中に存在する放電ガス中にプラズマ放電が発生して、紫外線が放電空間１１７中に放射されることとなる。放電空間１１７中に放射された紫外線は、放電空間１１７中に設けられた発光補助層１３１に当たる。発光補助層１３１を形成する発光補助物質は、紫外線の波長をバンドギャップに相当する波長へと変換し、放出する。発光補助物質から放出された光は、蛍光体層（図示せず。）中の蛍光体に当たり、この紫外線が有するエネルギーにより、蛍光体が発光する。蛍光体からの発光は、例えば前面基板１０７を透過して、ＰＤＰ１０の外部へと進むこととなる。

なお、本実施形態に係るＰＤＰ１０に、アドレス電極１０３およびバス電極１０９、透明電極１１１を制御するドライブ回路や、その他の装置を接続することで、本実施形態に係るＰＤＰ１０を備えたプラズマディスプレイを製造することが可能である。ＰＤＰを備えたプラズマディスプレイを製造する方法については、公知のあらゆる方法を適用することが可能である。

＜本実施形態に係るプラズマディスプレイパネルの製造方法について＞
続いて、本実施形態に係るＰＤＰの製造方法について、詳細に説明する。本実施形態に係るＰＤＰ１０は、例えば、以下に示す段階を経て製造することが可能である。

すなわち、本実施形態に係るＰＤＰ１０は、例えば、背面基板１０１上にアドレス電極１０３および第１誘電体層１０５を製造する段階と、第１誘電体層１０５上に隔壁形成層を形成する段階と、隔壁形成層を焼成する段階と、隔壁形状を形成する段階と、隔壁形状により区画された放電空間内に、各蛍光体層および発光補助層１３１を形成する段階と、バス電極１０９および透明電極１１１ならびに第２誘電体層１１３が形成された前面基板１０７を配設する段階と、を経て製造することが可能である。

背面基板１０１上にアドレス電極１０３および第１誘電体層１０５を製造する段階は、背面基板１０１として利用するガラス基板上に、所定の方法でアドレス電極１０３を形成した後に、電極取り出し部以外の場所に第１誘電体層１０５として反射型誘電体層を形成する段階である。

第１誘電体層１０５上に隔壁形成層を形成する段階は、上述のフィラーを含むガラス材料を使用して、第１誘電体層１０５上に隔壁形成層を形成する段階である。

隔壁形成層を焼成する段階は、形成した隔壁形成層を、同時に焼成する段階である。続いて行われる隔壁形状を形成する段階は、焼成後の隔壁形成層にドライフィルムレジスト（Ｄｒｙ Ｆｉｌｍ Ｒｅｓｉｓｔ：ＤＦＲ）等のレジスト層を形成する段階と、レジスト層を隔壁の形成パターンにあわせて露光・現像する段階と、焼成後の隔壁形成層を加工する段階と、残存しているレジスト層を除去する段階と、を含む。

かかる段階を経ることで、隔壁１１５が形成された背面基板１０１を製造することができる。

隔壁１１５が形成された後に、隔壁１１５により区画された放電空間内に、各色に対応する蛍光体層を、例えば、スクリーン印刷法やフォトリソグラフィー法などの公知の方法により形成する。その後、形成した各蛍光体層を覆うように、発光補助物質を用いて発光補助層１３１を形成する。発光補助層１３１は、例えば、発光補助物質をアルコール等の所定の溶媒に溶解させた後に、溶液を放電空間内に塗布して乾燥させることで、形成することが可能である。

他方、前面基板１０７として利用されるガラス基板に対して、ＩＴＯなどを用いて透明電極１１１を形成した後に、印刷法等を用いてバス電極１０９を形成することで、前面基板１０７上にバス電極１０９および透明電極１１１を形成することが可能である。その後、バス電極１０９および透明電極１１１上に第２誘電体層１１３を形成することで、バス電極１０９、透明電極１１１および第２誘電体層１１３が形成された前面基板１０７を製造することができる。また、第２誘電体層１１３を形成した後に、誘電体層を保護する保護膜としてＭｇＯ等を成膜してもよい。

上述のような方法で形成された前面基板１０７を隔壁１１５上に配設することで、本実施形態に係るＰＤＰ１０を製造することができる。その後、放電空間内を脱気した上で所定の放電ガスを注入し、放電空間を封着する段階を行う。

ここで、背面基板１０１上にアドレス電極１０３および第１誘電体層１０５を形成する段階と、前面基板１０７上にバス電極１０９および透明電極１１１と第２誘電体層１１３を形成する段階とは、任意の順に行うことが可能であり、上記２つの段階を並行して行うことも可能である。

続いて、本発明に係るＰＤＰの製造方法について、実施例を示しながら詳細に説明する。なお、本発明に係るＰＤＰが、下記の実施例に限定されるわけではない。また、以下の例では、溶剤としてブチルカルビトールアセテート（Ｂｕｔｙｌ Ｃａｒｂｉｔｏｌ Ａｃｅｔａｔｅ：ＢＣＡ）を用いる場合について詳細に説明するが、利用可能な溶剤はＢＣＡに限定されるわけではなく、例えば、ターピネオール（ｔｅｒｐｉｎｅｏｌ）等の溶剤も使用することが可能である。

（実施例１）
＜背面基板の形成＞
まず、ガラス基板１０１上に、印刷法を用いてアドレス電極１０３をＡｇ、Ａｌ、Ｎｉ、Ｃｕ、ＭｏまたはＣｒ等を原料として形成し、乾燥後、電極材料が焼結し、かつ、ガラス基板が溶融しない温度、例えば、５２０℃〜６００℃の温度範囲で焼成を行った。

次に、反射型誘電体層を、電極取り出し部以外の場所にコーティング装置により形成し、反射型誘電体層形成に用いたＢＣＡ等が蒸発する温度である８０℃〜２００℃にて乾燥を行った。その後、５２０℃〜６００℃の温度範囲で誘電体層の焼成を行った。

続いて、上述のフィラーを含むガラス材料を使用し、隔壁形成層をコーティング装置により形成し、ＢＣＡ等の溶剤が蒸発する温度である８０℃〜２００℃にて乾燥を行った。

次に、ラミネータを用いて誘電体層上にＤＦＲを貼り付け、隔壁パターンにて露光・現像を行った。これによって、開口部を形成した。続いて、サンドブラスト装置により開口部を除去し、隔壁形状を形成した。続いて、隔壁形成層が焼結し、かつ、ガラス基板１０１が溶融しない温度である５２０℃〜６００℃にて、焼成を行った。

次に、Ｒ、Ｇ、Ｂの三色でそれぞれ発光する蛍光体を、印刷法によりストライプ状に形成し、溶剤が蒸発する温度である８０℃〜２００℃にて乾燥を行った。乾燥終了後に、引き続き、蛍光体が焼結する温度である４００℃〜５００℃にて、蛍光体を焼成した。

ここで、緑色蛍光体として、例えば、ＺｎＳｉＯ_４：Ｍｎ、青色蛍光体として、例えば、ＢａＭｇＡｌ_１０Ｏ_１７：Ｅｕ、赤色蛍光体として、例えば、（Ｙ，Ｇｄ）ＢＯ_３：Ｅｕ（以上、化成オプトロニクス製）を利用した。

＜前面基板の形成＞
まず、ガラス基板上にＩＴＯ膜を０．１μｍ〜０．５μｍ程度スパッタリング法で形成した。続いて、ラミネータを用いて、ＩＴＯ膜上にＤＦＲを貼り付け、露光・現像・エッチング処理を行い、母線電極を形成した。

次に、印刷法を用いてバス電極を形成し、ＢＣＡ等の溶剤が蒸発する温度である８０℃〜２００℃にて乾燥を行った。乾燥終了後に、電極が焼結し、かつ、ガラス基板が溶融しない温度である５２０℃〜６００℃の温度範囲で、電極の焼成を行った。

次に、コーティング装置を使用して第２誘電体層を形成した後、溶剤が蒸発する温度にて乾燥を行った。乾燥終了後に、誘電体が焼結し、かつ、ガラス基板が溶融しない温度である５２０℃〜６００℃の温度範囲で、誘電体層の焼成を行った。

続いて、第２誘電体層上に、保護層としてＭｇＯ膜を０．３μｍ〜１．０μｍ程度真空蒸着法により形成した。

次に、微結晶のＧａ_２Ｏ_３粒子（高純度化学研究所製）をアルコールに適量分散させたものをＭｇＯ膜上に塗布して乾燥させ、放電空間１１７内に発光補助層１３１を形成した。

＜組み立て＞
上記のように製造した背面基板に、ガラスフリットなどからなるシール剤を塗布し、シール剤が固まる温度である４００〜５００℃で焼成した。その後、背面基板に形成された隔壁上に前面基板を設置した。

次に、開口部にＮｅ−Ｘｅの混合ガスを充填した上で、上記の焼成温度より高い焼成温度にて焼成した。上記のようにして、本実施例に係るＰＤＰを製造した。

以上説明したように、本実施形態に係るＰＤＰ１０では、放電空間１１７内に、蛍光体を励起する励起光の波長を変換する発光補助層１３１を設けることで、蛍光体の励起波長感度を約２倍程度に向上させることが可能となる。蛍光体の励起源である真空紫外線の有効利用が可能となることで、蛍光体を効率よく発光させることができ、ひいては、ＰＤＰの消費電力を低減させることが可能である。また、本実施例では発光補助層を前面板のＭｇＯの上層として形成したが、蛍光体層の下層や隔壁の表面への塗布などＣｅｌｌ内の好適な位置に塗布することが可能である。

以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明はかかる例に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。

例えば、上述した実施形態においては、プラズマディスプレイがアドレス電極とバス電極の２種類の電極を有する２電極構造である場合について説明したが、本発明に係るプラズマディスプレイの電極の種類は上述の場合に限定されるわけではなく、例えば３種類以上の電極を有する３電極構造であってもよい。

蛍光体物質の励起スペクトルおよび発光スペクトルである。 本発明の第１の実施形態に係るプラズマディスプレイパネルを説明するための部分平面図である。 同実施形態に係るプラズマディスプレイパネルを説明するための断面図である。 同実施形態に係るプラズマディスプレイパネルを説明するための断面図である。 蛍光体物質の励起スペクトルおよび発光スペクトルである。 蛍光体物質の励起スペクトルおよび発光スペクトルである。 蛍光体物質の励起スペクトルおよび発光スペクトルである。

符号の説明

１０ プラズマディスプレイパネル
１０１ 背面基板
１０３ アドレス電極
１０５ 第１誘電体層
１０７ 前面基板
１０９ バス電極
１１１ 透明電極
１１３ 第２誘電体層
１１５ 隔壁
１１７ 放電空間
１１９ Ｒ領域
１２１ Ｇ領域
１２３ Ｂ領域
１２５ Ｒ蛍光体層
１２７ Ｇ蛍光体層
１２９ Ｂ蛍光体層
１３１ 発光補助層

Claims (8)

1. 互いに対向して配置される第１の基板および第２の基板と、
   前記第１の基板上に形成される第１誘電体層と、
   前記第２の基板上に形成される第２誘電体層と、
   前記第１誘電体層の内部に、第１の方向に沿って設けられる第１の電極と、
   前記第２誘電体層の内部に、前記第１の方向に対して直交する第２の方向に沿って設けられる第２の電極と、
   前記第１誘電体層と前記第２誘電体層との間に設けられ、複数の放電空間を区画する隔壁と、
   前記放電空間内に形成される蛍光体層と、
   前記放電空間内に形成される発光補助層と、
   を備え、
   前記発光補助層を形成する発光補助物質は、４．５ｅＶ〜６．２ｅＶのバンドギャップを有する
   ことを特徴とする、プラズマディスプレイパネル。
2. 前記放電空間は、キセノンを含む放電ガスが封入されており、
   前記発光補助物質は、前記キセノンに起因する真空紫外線を吸収する
   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. 前記発光補助物質は、絶縁体または半導体である
   ことを特徴とする、請求項１または２に記載のプラズマディスプレイパネル。
4. 前記発光補助物質は、Ｇａ_２Ｏ_３、ＭｇＺｎＯ系半導体またはＡｌＮ−ＧａＮ系半導体である
   ことを特徴とする、請求項１〜３のいずれかに記載のプラズマディスプレイパネル。
5. 前記蛍光体層に使用される蛍光体は、
   ２００ｎｍ〜２７５ｎｍの光により励起され、所定の波長を有する光を発光する
   ことを特徴とする、請求項１〜４のいずれかに記載のプラズマディスプレイパネル。
6. 前記蛍光体層に使用される赤色蛍光体は、
   （Ｙ，Ｇｄ）ＢＯ_３：Ｅｕ、Ｙ_２Ｏ_３：Ｅｕ、Ｙ（Ｐ，Ｖ）Ｏ_４：Ｅｕ、Ｌａ_２Ｏ_２Ｓ：Ｅｕのいずれかである
   ことを特徴とする、請求項５に記載のプラズマディスプレイパネル。
7. 前記蛍光体層に使用される緑色蛍光体は、
   Ｚｎ_２ＳｉＯ_４：Ｍｎ、ＢａＭｇＡｌ_１０Ｏ_１７：Ｍｎ、ＢａＭｇＡｌ_１０Ｏ_１７：Ｅｕ，Ｍｎ、ＬａＰＯ_４：Ｃｅ，Ｔｂ、Ｃａ_３Ｓｃ_２Ｓｉ_３Ｏ_１２：Ｃｅ、ＳｒＧａ_２Ｓ_４：Ｅｕ、Ｙ_３（Ａｌ，Ｇａ）_５Ｏ_１２：Ｃｅのいずれかである
   ことを特徴とする、請求項５に記載のプラズマディスプレイパネル。
8. 前記蛍光体層に使用される青色蛍光体は、
   ＢａＭｇＡｌ_１０Ｏ_１７：Ｅｕ、ＣａＭｇＳｉ_２Ｏ_６：Ｅｕのいずれかである
   ことを特徴とする、請求項５に記載のプラズマディスプレイパネル。
   
   

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