JP2009231177A

JP2009231177A - プラズマディスプレイパネル

Info

Publication number: JP2009231177A
Application number: JP2008077319A
Authority: JP
Inventors: Takashi Horikawa; 敬司堀河
Original assignee: Panasonic Corp
Current assignee: Panasonic Corp
Priority date: 2008-03-25
Filing date: 2008-03-25
Publication date: 2009-10-08

Abstract

【課題】パネル面内における放電セルの放電特性が均一で、輝度むら（色むら）が抑制された優れた表示特性のＰＤＰを実現することを目的とする。
【解決手段】前面側が透明な一対の基板１０１、１０２を基板間に放電空間１２２が形成されるように対向配置するとともに前記放電空間１２２を複数に仕切るための隔壁１０９を少なくとも一方の基板１０２に配置し、かつ前記隔壁１０９により仕切られた放電空間１２２で放電が発生するように基板１０１、１０２に電極群１０３、１０４、１０７を配置するとともに放電により発光する蛍光体層１１０Ｒ、１１０Ｇ、１１０Ｂを設けたプラズマディスプレイパネルであって、蛍光体層１１０Ｒ、１１０Ｇ、１１０Ｂの下部には、付活材を有しない蛍光体材料の層である非発光層１１１が形成されていることを特徴とするプラズマディスプレイパネル。
【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ものである。

プラズマディスプレイ装置（以下ＰＤＰ装置と記す）は、高精細化、大画面化の実現が可能な画像表示デバイスとして近年注目されている。

プラズマディスプレイパネル（以下、ＰＤＰと記す）は、ＰＤＰ装置の画像を表示する部分であり、前面板と背面板とで構成されている。

前面板は、ガラス基板上に形成されたストライプ状の透明電極と金属バス電極とからなる表示電極と、表示電極を覆う誘電体層と、保護層とで構成されている。一方背面板は、ガラス基板上に形成されたストライプ状のアドレス電極と、アドレス電極を覆う下地誘電体層と、下地誘電体層上に形成された隔壁と、各隔壁間に形成された蛍光体層とで構成されている。

前面板と背面板とは、それらの周囲部に形成された封着材によって封着されている。そして、封着によってできる前面板と背面板との隙間（放電空間）には、ネオンやキセノンなどからなる放電ガスが封入されている。

このような構成のＰＤＰは、表示電極に印加された電圧で放電ガスが放電し、その放電によって発生する紫外線で蛍光体層が発光することで画像表示を行う。

ＰＤＰは、いわゆる３原色（赤色、緑色、青色）を加法混色することにより、フルカラー表示を行う。このフルカラー表示を行うためにＰＤＰは、３原色である赤色、緑色、青色に発光する蛍光体層を備えている。各色の蛍光体層は各色の蛍光体材料が積層されて構成されている。

また、組み立てられたばかりのＰＤＰは一般的に放電電圧が高く、放電自体も不安定であり、ＰＤＰ面内において放電電圧のばらつきおよび輝度のばらつきが大きい。そのため、ＰＤＰの組み立て完了後、主に走査電極と維持電極との間に電圧を印加して、すべての放電セルにおいて所定の時間にわたって強制的に放電（エージング放電）を起こすことによりエージングを行っている。このエージングによって放電セルでの放電特性を安定させるとともに、ＰＤＰ面内での放電電圧のばらつきおよび輝度のばらつきを小さくするようにしている（特許文献１参照）。

しかし、各放電セル内に形成されている赤、緑、青の各蛍光体層の膜厚が同一の場合、蛍光体層を形成する蛍光体材料の特性の違いによって蛍光体層の表面の帯電性が放電セル毎に異なり、各色の放電セル（赤色の放電セル：Ｒセル、緑色の放電セル：Ｇセル、青色の放電セル：Ｂセル）の自己消去放電開始電圧および完全点灯電圧が異なってくる。そのため、全ての放電セルにおいて均一な放電を行うことは難しい。

このため、蛍光体層の膜厚を蛍光体材料の帯電特性に応じて赤、緑、青の色ごとに異ならせたり、蛍光体層とアドレス電極との間に介在される絶縁層（誘電体層）の膜厚を、その上に形成される蛍光体層の蛍光体材料の帯電特性に応じて赤、緑、青の色ごとに異ならせたりして、それぞれ、走査電極とアドレス電極に形成される静電容量が同一になるように調整し、蛍光体層の表面の帯電量が実質的に同一になるようにすることによって、各放電セルにおけるアドレス放電の放電電圧が均一になるように構成されたものがある（特許文献２）。
特開２００２−０７５２０８号公報特開２００３−３１７６３０号公報

しかしながら、上記の従来のＰＤＰは、いずれも、蛍光体層の厚さまたは蛍光体層が形成される誘電体層の厚さが蛍光体層の色ごとに異なることによって、放電セル内の放電空間の容積がその中に形成される蛍光体層の色ごとに異なることになり、このため、蛍光体層の色ごとに放電状態および輝度、発光効率等が異なってしまうという問題が生じる。

本発明は、このような現状に鑑みてなされたものであり、パネル面内における放電セルの放電特性が均一で、輝度むら（色むら）が抑制された優れた表示特性のＰＤＰを実現することを目的とする。

上記目的を実現するために本発明のプラズマディスプレイパネルは、前面側が透明な一対の基板を基板間に放電空間が形成されるように対向配置するとともに前記放電空間を複数に仕切るための隔壁を少なくとも一方の基板に配置し、かつ前記隔壁により仕切られた放電空間で放電が発生するように基板に電極群を配置するとともに放電により発光する蛍光体層を設けたプラズマディスプレイパネルであって、蛍光体層の下部には、付活材を有しない蛍光体材料の層である非発光層が形成されていることを特徴とするものである。

本発明によれば、パネル面内における放電セルの放電特性が均一となり、もって、輝度むら（色むら）が抑制された優れた表示特性のＰＤＰを実現することができる。

以下、本発明の一実施の形態によるＰＤＰについて、図を用いて説明するが、本発明の実施の態様はこれに限定されるものではない。

図１は本発明の一実施の形態によるＰＤＰの電極構成を示す概略平面図である。ＰＤＰ１００は、前面ガラス基板１０１と、背面ガラス基板１０２と、維持電極１０３と、走査電極１０４と、アドレス電極１０７と、気密シール層１２１とを備える。

維持電極１０３と走査電極１０４とはそれぞれＮ本が平行に配置されている。アドレス電極１０７はＭ本が平行に配置されている。維持電極１０３と走査電極１０４とアドレス電極１０７とは３電極構造の電極マトリックスを有しており、走査電極１０４とアドレス電極１０７との交点に放電セルが形成されている。

図２は本発明の一実施の形態によるＰＤＰの画像表示領域における部分断面斜視図であり、図３は、図２におけるＡ−Ａ矢視断面図である。ＰＤＰ１００は、前面パネルと背面パネルとで構成されている。

前面パネルの前面ガラス基板１０１上には維持電極１０３と走査電極１０４と誘電体ガラス層１０５とＭｇＯ保護層１０６とが形成されている。背面パネルの背面ガラス基板１０２上にはアドレス電極１０７と下地誘電体ガラス層１０８と隔壁１０９と非発光層１１１Ｒ、１１１Ｇ、１１１Ｂ（以下まとめて非発光層１１１ともいう）と、蛍光体層１１０Ｒ、１１０Ｇ、１１０Ｂとが形成されている。

そして、前面パネルと背面パネルとを貼り合わせ、前面パネルと背面パネルとの間に形成される放電空間１２２内に放電ガスを封入してＰＤＰ１００が完成する。

図４は、本発明の一実施の形態によるＰＤＰを用いたＰＤＰ装置の概略構成を示すブロック図である。ＰＤＰ１００は駆動装置１５０と接続されることでＰＤＰ装置を構成している。

駆動装置１５０は、コントローラ１５２、表示ドライバ回路１５３、表示スキャンドライバ回路１５４、アドレスドライバ回路１５５を備え、ＰＤＰ１００には、表示ドライバ回路１５３、表示スキャンドライバ回路１５４、アドレスドライバ回路１５５が接続されている。コントローラ１５２はこれらの電圧印加を制御する。そして、点灯させる放電セルに対応する走査電極１０４とアドレス電極１０７へ所定電圧を印加することでアドレス放電を行う。コントローラ１５２はこの電圧印加を制御する。その後、維持電極１０３と走査電極１０４との間にパルス電圧を印加して維持放電を行う。この維持放電によって、アドレス放電が行われた放電セルにおいて紫外線が発生する。この紫外線で励起された蛍光体層が発光することで放電セルが点灯する。そして、各色の放電セル（Ｒセル、Ｇセル、Ｂセル）の点灯、非点灯の組み合わせによって画像が表示される。

次に、ＰＤＰ１００の製造方法を図１〜図３を参照しながら説明する。まず、前面パネルの製造方法を説明する。前面ガラス基板１０１上に、各Ｎ本の維持電極１０３と走査電極１０４をストライプ状に形成する。維持電極１０３と走査電極１０４を誘電体ガラス層１０５で被覆する。さらに誘電体ガラス層１０５の表面にＭｇＯ保護層１０６を形成する。

維持電極１０３と走査電極１０４は銀を主成分とする。電極用の銀ペーストをスクリーン印刷により塗布した後、焼成することによって形成する。誘電体ガラス層１０５は、酸化ビスマス系のガラス材料を含むペーストをスクリーン印刷で塗布、焼成して形成する。上記ガラス材料を含むペーストは、例えば、３０重量％の酸化ビスマス（Ｂｉ₂Ｏ₃）と２８重量％の酸化亜鉛（ＺｎＯ）と２３重量％の酸化硼素（Ｂ₂Ｏ₃）と２．４重量％の酸化硅素（ＳｉＯ₂）と２．６重量％の酸化アルミニウムを含む。さらに、１０重量％の酸化カルシウム（ＣａＯ）と４重量％の酸化タングステン（ＷＯ₃）と有機バインダ（α−ターピネオールに１０％のエチルセルロースを溶解したもの）とを混合して形成する。ここで、有機バインダとは樹脂を有機溶媒に溶解したものであり、エチルセルロース以外に樹脂としてアクリル樹脂、有機溶媒としてブチルカービトールなども使用することができる。さらに、こうした有機バインダに分散剤（例えば、グリセルトリオレエート）を混入させてもよい。

誘電体ガラス層は所定の厚み（約４０μｍ）となるように塗布厚みを調整する。

ＭｇＯ保護層１０６は酸化マグネシウム（ＭｇＯ）から成るものであり、例えばスパッタリング法やイオンプレーティング法によって所定の厚み（約０．５μｍ）となるように形成する。

次に、背面パネルの製造方法を説明する。背面ガラス基板１０２上に、電極用の銀ペーストをスクリーン印刷し、焼成することによってＭ本のアドレス電極１０７をストライプ状に形成する。アドレス電極１０７の上に酸化ビスマス系のガラス材料を含むペーストをスクリーン印刷法で塗布、焼成して下地誘電体ガラス層１０８を形成する。同じく酸化ビスマス系のガラス材料を含むペーストをスクリーン印刷法により所定のピッチで繰り返し塗布した後に焼成して隔壁１０９を形成する。放電空間１２２がこの隔壁１０９によって区画されることで、放電セルが形成される。隔壁１０９の間隙寸法は４２インチ〜５０インチのフルＨＤテレビやＨＤテレビに合わせて１３０μｍ〜２４０μｍ程度に規定されている。

そして、隣接する２本の隔壁１０９の間の溝部に、例えば付活材を有しない蛍光体材料などの非発光材料により形成された層である非発光層１１１を形成する。

そして、非発光層１１１の上部に赤色蛍光体層１１０Ｒ、緑色蛍光体層１１０Ｇ、青色蛍光体層１１０Ｂをそれぞれ形成する。赤色蛍光体層１１０Ｒは例えば（Ｙ、Ｇｄ）ＢＯ₃：Ｅｕの赤色蛍光体材料により構成される。青色蛍光体層１１０Ｂは例えばＢａＭｇＡｌ₁₀Ｏ₁₇：Ｅｕの青色蛍光体材料により構成される。緑色蛍光体層１１０Ｇは例えばＺｎ₂ＳｉＯ₄：Ｍｎの緑色蛍光体材料により構成される。

このようにして作製された前面パネルと背面パネルを、前面パネルの維持電極１０３と背面パネルのアドレス電極１０７とが交差するように対向して重ね合わせる。そして、周辺部に塗布された封着用ガラスを４５０℃程度で１０分〜２０分間焼成することで、図１に示すような気密シール層１２１とし前面パネルと背面パネルとを封着する。そして、一旦、放電空間１２２内を高真空に排気したのち、放電ガス（例えば、ヘリウム−キセノン系、ネオン−キセノン系の付活性ガス）を所定の圧力で封入することによってＰＤＰ１００が完成する。

ここで、本発明の一実施の形態によるＰＤＰにおいては、上述したように付活材を有しない蛍光体材料層である非発光層１１１を蛍光体層下部に配設したことを特徴とするものである。

このような構成は、隣接する２本の隔壁１０９の間の溝部に、例えば付活材を有しない蛍光体材料などの非発光材料のペーストをインクジェット法でそれぞれ塗布・乾燥することで非発光層１１１を形成し、その後、非発光層１１１の上部に各蛍光体層１１０Ｒ、１１０Ｇ、１１０Ｂを形成することで得られる。

非発光層１１１は、各色の放電セルの蛍光体層１１０Ｒ、１１０Ｇ、１１０Ｂ毎の表面の帯電量に応じて、その膜厚や非発光材料を決定すればよい。

図５は、Ｒセル、Ｇセル、Ｂセルでの蛍光体層１１０Ｒ、１１０Ｇ、１１０Ｂと非発光層１１１Ｒ、１１１Ｇ、１１１Ｂとの総膜厚を一定とし、非発光層１１１Ｒ、１１１Ｇ、１１１Ｂを構成する非発光材料としてＢａＭｇＡｌ₁₀Ｏ₁₇を用い、Ｒセルの非発光層１１１Ｒ、Ｇセルの非発光層１１１Ｇ、Ｂセルの非発光層１１１Ｂの膜厚をそれぞれ変化させた場合のエージング初期の各セル点灯電圧の推移を定性的に示すものである。ここで、各セルの蛍光体層１１０Ｒ、１１０Ｇ、１１０Ｂと非発光層１１１Ｒ、１１１Ｇ、１１１Ｂとの総膜厚を一定としたのは、放電セル毎に総膜厚が異なり、放電セルにおける放電空間の体積（容量）が放電セル毎に異なってしまうと、均一な放電現象、ひいては均一な放電発光を実現することが難しくなり、それを補うために駆動条件をセル毎に異ならせることが必要となり、駆動制御が煩雑となってしまうからである。

図５から、非発光層１１１を用いない場合の各色セルの点灯電圧はＲセル、Ｂセル、Ｇセルの順に電圧が高くなっており、特にＧセルの点灯電圧が極端に高いことがわかる。しかし、非発光層１１１を蛍光体層１１０Ｒ、１１０Ｇ、１１０Ｂそれぞれの下部に配設すると、非発光層１１１Ｒ、１１１Ｇ、１１１Ｂの膜厚を増加させるにしたがって、Ｒセル、Ｇセル、Ｂセルのエージング初期の点灯電圧差が小さくなることがわかる。

これは、非発光層１１１を蛍光体層１１０Ｒ、１１０Ｇ、１１０Ｂそれぞれの下部に配置することで、走査電極１０４とアドレス電極１０７に形成されるＲセル、Ｇセル、Ｂセルそれぞれでの静電容量の差が小さくなり、このことにより蛍光体層１１０Ｒ、１１０Ｇ、１１０Ｂ表面の帯電量の差が実質的に小さくなるためであると考えられる。

ここで、非発光層１１１の膜厚を厚くすると、総膜厚が一定としていることから蛍光体層１１０Ｒ、１１０Ｇ、１１０Ｂの膜厚が薄くなるので、輝度の低下が懸念されるところであるが、発明者が蛍光体層１１０Ｒ、１１０Ｇ、１１０Ｂの限界膜厚を検証した結果、蛍光体層１１０Ｒ、１１０Ｇ、１１０Ｂが約５μｍ確保できれば、放電により発生する１４７ｎｍの波長の紫外線を十分吸収し発光することができること、さらに、発光により発生した可視光は、非発光層１１１が反射層として作用することになるので、蛍光体層１１０Ｒ、１１０Ｇ、１１０Ｂのみとした場合と比較して、同等の輝度が得られることを確認した。

図６は、非発光層１１１の膜厚を変化させた時のＰＤＰ面内の輝度ばらつきの、エージング時間の推移に伴う変化を定性的に示す図である。非発光層としてＢａＭｇＡｌ₁₀Ｏ₁₇を用い、非発光層１１１の膜厚は、条件Ａ、条件Ｂ、条件Ｃ（条件Ａ、条件Ｂ、条件Ｃの順に膜厚が厚くなる）の３条件の結果を示す。図６から、非発光層１１１の膜厚が厚くなるとエージング初期の輝度ばらつきが小さくなることがわかる。また、さらにエージングすることで輝度ばらつきが小さくはなるが、そのばらつきの大小関係はエージング初期の関係を維持したままで、非発光層１１１の膜厚が厚いほど輝度ばらつきは小さくなることがわかる。

以上より、エージング後のＲＧＢ各セルの輝度を十分なものとし、且つ、ばらつきを抑制するためには、蛍光体層１１０Ｒ、１１０Ｇ、１１０Ｂの厚みを最低限５μｍ確保し、且つ、可能な限り、非発光層１１１の膜厚を厚くすることが有効である。

次に２種類以上の非発光材料層を蛍光体層１１０Ｒ、１１０Ｇ、１１０Ｂ下部に配置した構成について説明する。上述したように最低輝度の確保の観点から蛍光体層１１０Ｒ、１１０Ｇ、１１０Ｂの膜厚は５μｍ以上必要であり、蛍光体層１１０Ｒ、１１０Ｇ、１１０Ｂと非発光層１１１の総膜厚も、ＰＤＰの放電特性から許容される最大総膜厚が決定される。すなわち以上より、非発光層１１１の許容される最大膜厚(最大許容膜厚)が決定する。しかしながら、最大許容膜厚の非発光層１１１を配置しても十分な輝度ばらつき抑制が得られない場合がある。そのような場合においては、非発光層１１１の膜厚による調整ではなく、非発光層を構成する付活材を有しない蛍光体材料の種類を最適化することでＲＧＢ各セルの点灯電圧のばらつきを低減することができる。

以上述べたように、非発光層１１１を蛍光体層１１０Ｒ、１１０Ｇ、１１０Ｂの下部に配置することでＰＤＰ面内における各色の放電セル（Ｒセル、Ｇセル、Ｂセル）の放電特性がより均一になり、輝度むら（色むら）が抑制され優れた表示特性のＰＤＰを得ることができる。

以上のように本発明は、大画面、高精細のプラズマディスプレイパネルを提供する上で有用な発明である。

本発明の実施の形態におけるＰＤＰ装置に用いるＰＤＰの電極構成を示す概略平面図本発明の実施の形態におけるＰＤＰ装置に用いるＰＤＰの画像表示領域における部分断面斜視図本発明の実施の形態におけるＰＤＰ装置の構成を示す概略図本発明の実施の形態におけるＰＤＰ装置に用いるＰＤＰの画像表示領域における部分断面図本発明の実施の形態における非発光層膜厚とエージング点灯電圧の関係を示す特性図本発明の実施の形態におけるパネル面内の輝度ばらつきとエージング時間の関係を示す特性図

符号の説明

１００ＰＤＰ
１０１前面ガラス基板
１０２背面ガラス基板
１０３維持電極
１０４走査電極
１０５誘電体ガラス層
１０６ＭｇＯ保護層
１０７アドレス電極
１０８下地誘電体ガラス層
１０９隔壁
１１０Ｒ蛍光体層（赤）
１１０Ｇ蛍光体層（緑）
１１０Ｂ蛍光体層（青）
１１１Ｒ付活材を有しない蛍光体層（非発光層）
１１１Ｇ付活材を有しない蛍光体層（非発光層）
１１１Ｂ付活材を有しない蛍光体層（非発光層）
１２１気密シール層
１２２放電空間
１５０駆動装置
１５２コントローラ
１５３表示ドライバ回路
１５４表示スキャンドライバ回路
１５５アドレスドライバ回路

Claims

前面側が透明な一対の基板を基板間に放電空間が形成されるように対向配置するとともに前記放電空間を複数に仕切るための隔壁を少なくとも一方の基板に配置し、かつ前記隔壁により仕切られた放電空間で放電が発生するように基板に電極群を配置するとともに放電により発光する蛍光体層を設けたプラズマディスプレイパネルであって、蛍光体層の下部には、付活材を有しない蛍光体材料の層である非発光層が形成されていることを特徴とするプラズマディスプレイパネル。
前記非発光層は、付活材を有しない蛍光体材料が２種類以上混合された材料の層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。
前記付活材を有しない蛍光体材料が、Ｚｎ₂ＳｉＯ₄の珪酸塩系、ＢａＭｇＡｌ₁₀Ｏ₁₇のアルミン酸塩系、（Ｙ_xＧｄ_1-x）ＢＯ₃のイットリウム酸化物系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。