JP2009252531A - プラズマディスプレイパネル - Google Patents

Abstract

【課題】蛍光体層の剥がれを抑制し、もって高品質な画像の表示を可能とするプラズマディスプレイパネルを提供することを目的とする。
【解決手段】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に電極群１０３、１０４、１０７を配置するとともに、放電により赤色に発光する赤色蛍光体層１１０Ｒ、青色に発光する青色蛍光体層１１０Ｂ、緑色に発光する緑色蛍光体層１１０Ｇを設けたプラズマディスプレイパネル１００であって、前記蛍光体層のうちの少なくとも一つがフッ化物粒子を含むプラズマディスプレイパネルである。
【選択図】図２

Description

本発明は、プラズマディスプレイパネル（以下、ＰＤＰという）に関するものである。

このＰＤＰは、大別して、駆動的にはＡＣ型とＤＣ型があり、放電形式では面放電型と対向放電型の２種類があるが、高精細化、大画面化および製造の簡便性から、現状では、ＰＤＰの主流は、３電極構造の面放電型のものである。

この面放電型のＰＤＰの構造は、少なくとも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赤色、緑色、青色に発光する蛍光体を設けて複数の放電セルを構成したもので、放電により発生する波長の短い真空紫外光によって蛍光体を励起し、赤色、緑色、青色の放電セルからそれぞれ赤色、緑色、青色の可視光を発することによりカラー表示を行っている。

このようなＰＤＰは、液晶パネルに比べて高速の表示が可能であり、視野角が広いこと、大型化が容易であること、自発光型であるため表示品質が高いことなどの理由から、フラットパネルディスプレイの中で最近特に注目を集めており、多くの人が集まる場所での表示装置や家庭で大画面の映像を楽しむための表示装置として各種の用途に使用されている。

このようなＰＤＰをアルミニウムなどの金属製のシャーシ部材の前面側に保持させ、そのシャーシ部材の背面側にＰＤＰを発光させるための駆動回路を構成する回路基板を配置することによりモジュールを構成している（特許文献１参照）。
特開２００３−１３１５８０号公報

ところでＰＤＰにおいては、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、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。

蛍光体層は、蛍光体粉末をペースト化し背面基板の隔壁間に塗布し、その後、焼成により隔壁間に固定することで、蛍光体層として形成している。ここで、これらの蛍光体粉末は、粒子間あるいは隔壁との間に働くファンデルワールス力によって隔壁間に保持、固定されている。しかしその保持力（固定力）は弱く、製造工程間、または製品の輸送中にＰＤＰに加わる振動や衝撃で蛍光体層の一部が隔壁から剥がれてしまうという課題が発生してしまう場合がある。

ここで、蛍光灯の分野では、蛍光体層の結着力を高める方法として、蛍光体層に低融点ガラス材料や金属酸化物を結着剤として混合するといった方法がとられている場合があるが、蛍光灯では蛍光体材料を励起する紫外線の波長が主に２００ｎｍ以上であり、ガラス材料や金属酸化物によってはほとんど吸収されることはないが、ＰＤＰではその波長が２００ｎｍ未満であり、紫外線がガラス材料や金属酸化物に吸収されるため発光効率が大きく低下してしまうという課題が発生してしまう。

本発明はこのような現状に鑑みなされたものであり、蛍光体層の剥がれを抑制し、もって高品質な画像の表示を可能とするＰＤＰを提供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ＰＤＰは、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、放電により赤色に発光する赤色蛍光体層、青色に発光する青色蛍光体層、緑色に発光する緑色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、前記蛍光体層のうちの少なくとも一つがフッ化物粒子を含むプラズマディスプレイパネルである。

本発明によれば、蛍光体層の剥がれを抑制することが可能となり、もって高品質な画像の表示を可能とするＰＤＰを提供することができる。

以下、本発明の一実施の形態によるＰＤＰについて、図面を用いて詳しく説明する。

図１は本発明の一実施の形態によるＰＤＰにおける電極の概略構成を示す平面図である。ＰＤＰ１００は、前面ガラス基板（図示せず）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との交点には放電セルが形成される。

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概略構成を示す部分断面斜視図である。ＰＤＰ１００は、前面パネル１３０と背面パネル１４０とで構成されている。前面パネル１３０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１４０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と蛍光体層１１０Ｒ、１１０Ｇ、１１０Ｂ（以下、蛍光体層１１０ともいう）とが形成されている。

そして、前面パネル１３０と背面パネル１４０とを貼り合わせ、前面パネル１３０と背面パネル１４０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３は、本発明の一実施の形態によるＰＤＰ１００を用いたＰＤＰ装置の構成を概略的に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。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。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。各色セルの点灯、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と図２を参照しながら説明する。まず、前面パネル１３０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。その後維持電極１０３と走査電極１０４を誘電体ガラス層１０５でコートする。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した後、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、樹脂としてエチルセルロース以外にアクリル樹脂、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１０５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１４０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した後、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はこの隔壁１０９によって区画され、放電セルが形成される。隔壁１０９の間隔寸法は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。

隣接する２本の隔壁１０９の間の溝に、赤色蛍光体層１１０Ｒ、緑色蛍光体層１１０Ｇ、青色蛍光体層１１０Ｂをスクリーン印刷法により形成する。赤色蛍光体層１１０Ｒは例えば（Ｙ、Ｇｄ）ＢＯ₃：Ｅｕの赤色蛍光体材料からなる。緑色蛍光体層１１０Ｇは例えばＺｎ₂ＳｉＯ₄：Ｍｎの緑色蛍光体材料からなる。青色蛍光体層１１０Ｂは例えばＢａＭｇＡｌ₁₀Ｏ₁₇：Ｅｕの青色蛍光体材料からなる。

また、赤色蛍光体層１１０Ｒ、緑色蛍光体層１１０Ｇ、青色蛍光体層１１０Ｂのうちの少なくとも１つの蛍光体層は、蛍光体材料の他に、フッ化マグネシウム粒子、フッ化バリウム粒子、フッ化カルシウム粒子のうちの少なくとも１種を含む。フッ化物粒子を含んだ蛍光体層の形成には、蛍光体層形成に用いるペースト中に、蛍光体材料、バインダー（例えば、エチルセルロース）、溶剤（例えば、α−ターピネオール）の他に、フッ化物粒子を混合することで行う。

以上のようにして作製された前面パネル１３０と背面パネル１４０を、前面パネル１３０の走査電極１０４と背面パネル１４０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。封着用ガラスを周辺部に塗布し、４５０℃程度で１０分〜２０分間焼成する。図１に示すように、気密シール層１２１の形成により、前面パネル１３０と背面パネル１４０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−キセノン系の不活性ガス）を所定の圧力で封入することによってＰＤＰ１００が完成する。

以上のようにして作製された本発明の一実施の形態によるＰＤＰ１００においては、蛍光層１１０中の材料構成が従来とは異なる。図４に、本発明の一実施の形態によるＰＤＰにおける蛍光体層１１０の一部を模式的に示す。蛍光体層１１０は、蛍光体材料１６０の他に、フッ化マグネシウム粒子、フッ化バリウム粒子、フッ化カルシウム粒子の中から選ばれる少なくとも一つの材料１６１を含む構成となっている。つまり、従来の蛍光体層が、蛍光体材料だけで構成されているのに対し、本発明の一実施の形態によるＰＤＰにおける蛍光体層１１０は、蛍光体材料１６０の粒子の他にフッ化物粒子１６１を含む構成としている。

このような構成にすれば、蛍光体材料１６０の間にフッ化物粒子１６１が入ることで粒子間のファンデルワールス力が増し、蛍光体材料１６０間或いは蛍光体材料１６０と隔壁１０９（図２）との間の密着力が増強し、もって蛍光体層１１０の脱落が抑制される。
また、上記、フッ化物粒子１６１は、波長が１００ｎｍ以上２００ｎｍ以下の紫外線を殆ど吸収しないため、蛍光体を励起する紫外線を阻害せず、発光効率の低下を抑えることができる。

さらに、フッ化物粒子１６１の平均粒子径が、蛍光体材料１６０の平均粒子系の５０％以下であることが望ましく、このような構成にすれば、より蛍光体材料１６０とフッ化物粒子１６１の間の結着力が増すことで、さらに蛍光体層１１０の脱落が抑制されたＰＤＰを実現することができる。

また、フッ化物粒子１６１が蛍光体材料１６０に対して、０．１ｗｔ％以上５．０％ｗｔ以下含まれている構成にすることで、蛍光体層１１０の脱落を十分に抑制しつつ、発光効率の低下を最小限に抑えたＰＤＰを実現することができる。

ここで、ＰＤＰの隔壁間に形成された蛍光体層の結着力の評価方法としては、作製したＰＤＰを分解して背面基板を取り出し、１５ｍｍ×１５ｍｍのチップ状に割断し、この割断したチップを固定し、隔壁頂部から垂直上方１５ｍｍの所に噴出し孔が位置するように設置したステンレス管（内径０．５ｍｍ）から、蛍光体層に向けてエアーを吹き付け、エアー圧力を徐々に上げていき、蛍光体層に剥離が発生した時点でのエアー圧力を蛍光体層の結着力、すなわち、蛍光体層の強度と定義した。そして結着力の評価は、従来品における結着力を１００とした時の相対値で表し、この相対結着力が１１０以上であれば、結着力増強の効果があるものと判断した。

また、ＰＤＰ１００に駆動装置１５０を接続し、ＰＤＰ装置を作製し、このＰＤＰ装置において蛍光体層を発光させ輝度を測定する。そして、輝度の評価は、従来品における輝度を１００とした時の相対値で表し、この相対輝度が９０以上であれば、実用上問題なく使用できるものと判断した。

表１に、本発明の一実施のＰＤＰ（実施例品１〜９）での結果、および従来のＰＤＰ（比較品１）での結果を示す。実施例品１〜９および比較品１は、それぞれ、フッ化物粒子の、種類、相対粒子径、混合量を異ならせたものである。

ここで、フッ化物粒子の種類とは、フッ化マグネシウム（ＭｇＦ₂）、フッ化バリウム（ＢａＦ₂）、フッ化カルシウム（ＣａＦ₂）のいずれかである。また、相対粒子径とは、蛍光体材料の平均粒子径に対するフッ化物粒子の平均粒子径の比（百分率）である。また、混合量は、蛍光体材料に対するフッ化物粒子の重量混合比率（百分率）である。

表１に示すように、実施例品１〜３は、蛍光体材料と混合するフッ化物粒子の種類を異ならせたものであるが、フッ化マグネシウム（ＭｇＦ₂）、フッ化バリウム（ＢａＦ₂）、フッ化カルシウム（ＣａＦ₂）のいずれであっても、輝度の低下を実用上問題のない程度に抑えつつ、蛍光体層の結着力を大幅に向上させることが可能であることがわかる。

また、実施例品１、実施例品４及び実施例品５は、フッ化マグネシウム粒子の平均粒子径（蛍光体材料に対する相対粒子径）を異ならせたものであり、フッ化マグネシウムの粒子径に関らず、結着力の向上効果が確認された。さらに、フッ化物粒子の平均粒子径が蛍光体材料の平均粒子径の５０％以下であれば、蛍光体材料の結着力を比較品に比べ５０％以上向上することができ、より効果的であることがわかる。

また、実施例品６〜９は、フッ化マグネシウムの平均粒子径及び混合比率を異ならせたものであり、フッ化マグネシウムの混合比率に関わらず、蛍光体材料の結着力の向上効果は確認された。さらに、フッ化マグネシウムの混合比率が０．１％以上であれば、蛍光体材料の結着力が５０％以上向上し、一方、混合比率が５．０％以下であれば、輝度を比較品比９５％以上を維持することができることがわかる。以上より、蛍光体材料に混合するフッ化物粒子の混合比率が、０．１％以上５．０％以下であれば、結着力の向上と輝度低下の抑制をより効果的に両立できることがわかる。

以上のように本発明は、大画面、高精細のＰＤＰを提供する上で有用な発明である。

本発明の一実施の形態によるＰＤＰにおける電極の概略構成を示す平面図 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概略構成を示す部分断面斜視図 本発明の一実施の形態によるＰＤＰ１００を用いたＰＤＰ装置の構成を概略的に示すブロック図 本発明の一実施の形態によるＰＤＰにおける蛍光体層の一部を模式的に示す図

符号の説明

１００ ＰＤＰ
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
１０６ ＭｇＯ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（赤色蛍光体層）
１１０Ｇ 蛍光体層（緑色蛍光体層）
１１０Ｂ 蛍光体層（青色蛍光体層）
１２１ 気密シール層
１２２ 放電空間
１３０ 前面パネル
１４０ 背面パネル
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
１６０ 蛍光体材料
１６１ フッ化物粒子

Claims (4)

1. 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、放電により赤色に発光する赤色蛍光体層、青色に発光する青色蛍光体層、緑色に発光する緑色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、前記蛍光体層のうちの少なくとも一つがフッ化物粒子を含むプラズマディスプレイパネル。
2. 前記フッ化物粒子は、その平均粒子径が、蛍光体材料の平均粒子径の５０％以下である請求項１に記載のプラズマディスプレイパネル。
3. 前記フッ化物粒子は、蛍光体材料に対して、０．１ｗｔ％以上５．０ｗｔ％以下含まれている請求項１または請求項２に記載のプラズマディスプレイパネル。
4. 前記フッ化物粒子は、フッ化マグネシウム粒子、フッ化バリウム粒子、フッ化カルシウム粒子の中から選ばれる少なくとも一つである請求項１から３のいずれかに記載のプラズマディスプレイパネル。

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