JP2010040239A - プラズマディスプレイパネル - Google Patents

Abstract

【課題】常温で樹脂を使用せずに蛍光体層を形成することを可能とし、もって高い生産性の高輝度な蛍光体層を有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】少なくとも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発光する蛍光体層１１０Ｒ、Ｇ、Ｂ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１１０Ｒ、Ｇ、Ｂは、蛍光体粒子をガスと撹拌・混合して、噴射させることで形成したものであることを特徴とするものである。
【選択図】図２

Description

本発明は例えば、テレビなどの画像表示に用いられるプラズマディスプレイパネルに関し、特に、プラズマディスプレイパネルが備える蛍光体に関する。

プラズマディスプレイパネル（以下、ＰＤＰと呼ぶ）は、高精細化、大画面化の実現が可能であることから、５０インチクラスから１００インチを越えるクラスのフルスペックのハイビジョンテレビや大型公衆表示装置なども製品化が進んでいる。

ＰＤＰは前面板と背面板とで構成されている。前面板は、フロート法による硼硅酸ナトリウム系ガラスのガラス基板と、その一方の主面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で構成される表示電極と、この表示電極を覆ってコンデンサとしての働きをする誘電体層と、この誘電体層上に形成された酸化マグネシウム（ＭｇＯ）からなる保護層とで構成されている。

一方、背面板は、排気および放電ガス封入（導入ともいう）用の孔を設けたガラス基板と、その一方の主面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赤色、緑色および青色それぞれに発光する蛍光体層とで構成されている。

そして前面板と背面板とは、その電極形成面側を対向させてその周囲を封着材によって封着し、隔壁で仕切られた放電空間にＮｅ−Ｘｅの混合ガスが放電ガスとして４００Ｔｏｒｒ〜６００Ｔｏｒｒの圧力で封入されている。そして、表示電極に映像信号電圧を選択的に印加することによって放電ガスを放電させ、その放電によって発生した紫外線が各色蛍光体層を励起して赤色、緑色、青色の発光をさせてカラー画像表示を実現している。

ここでＰＤＰは、いわゆる３原色（赤、緑、青）を加法混色することにより、フルカラー表示を行っている。このフルカラー表示を行うために、ＰＤＰには光の３原色である赤色、緑色、青色の各色を発光する蛍光体層を備えている。

各色の蛍光体層には各色の蛍光体粒子が積層されて構成され、赤色蛍光体粒子としては（ＹＧｄ）ＢＯ₃：Ｅｕ³⁺やＹ₂Ｏ₃：Ｅｕ³⁺、緑色蛍光体粒子としてはＺｎ₂ＳｉＯ₄：Ｍｎ²⁺、青色蛍光体粒子としてはＢａＭｇＡｌ₁₀Ｏ₁₇：Ｅｕ²⁺が知られている。

この蛍光体層の形成方法として、樹脂、溶剤、その他の添加剤と蛍光体粉体を混合し、蛍光体ペーストを作製した後に、スクリーン印刷やノズルより蛍光体ペーストを吐出して塗布する方法などが提案されている（例えば、特許文献１参照）。

しかしながら、これらの方法ではいずれも樹脂を配合しているために、ペースト塗布を行った後に、溶剤乾燥、樹脂焼成といった加熱プロセスを経る必要があり、製造時間、加熱エネルギーといったコストアップまた、熱による蛍光体の輝度劣化という課題がある。
これらの課題を解決するために、樹脂を光エネルギーの照射により低分子化させ、燃焼温度を低下させる方法が開示されている（例えば、特許文献２参照）。

しかしながら、この方法を用いると光エネルギー照射を行うための設備投資や製造時間が加味されるため、根本的な解決には至らない。
特開平１０−３３４８０５号公報 特開平１１−７１５８０号公報

本発明はこのような現状に鑑みてなされたもので、常温で樹脂を使用せずに蛍光体層を形成することを可能とし、もって高い生産性の高輝度な蛍光体層を有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。

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、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、前記蛍光体層は、蛍光体粒子をガスと撹拌・混合して、噴射させることで形成したものであることを特徴とするものである。

本発明によれば、常温で樹脂を使用せずに蛍光体層を形成することが可能となり、もって、高い生産性の高輝度な蛍光体層を有するプラズマディスプレイパネル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プラズマディスプレイパネルについて、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。

＜１．構成＞
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における画像表示領域の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とが形成されている。

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装置の概略構成を示す平面図である。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。

＜２．製造方法＞
次に、本発明の一実施の形態による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を形成する。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。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。本実施の形態における蛍光体層の形成方法が従来とは異なる。ここで、従来の蛍光体層は、蛍光体粉体と樹脂、溶剤などを適宜配合した蛍光体ペーストを作製し、そのペーストをスクリーン印刷やノズル塗布方法を使用して隔壁１０９の間の溝に吐出を行い、その後、焼成して各色の蛍光体層を形成しているが、上述においては、蛍光体粒子をガスと撹拌・混合してエアロゾル化を行った後に、そのエアロゾルをノズルから隔壁間に噴射することで、蛍光体層を形成する。

こ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。そして、周辺部に塗布・形成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を形成することで、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。

＜３．蛍光体層の形成方法の詳細な説明＞
本発明の一実施形態によるＰＤＰ１００は、その蛍光体層を形成する方法に特徴を有する。以下、その蛍光体層の形成方法について、より詳細に説明する。

蛍光体粒子をガスと撹拌・混合し蛍光体を浮遊させた状態（エアロゾル化）にする。そのエアロゾルをノズルにより噴射するが、隔壁１０９の間の溝に選択的に蛍光体層を形成するために、マスクを介して溝部だけを開放して噴射する。そうすることで、各色の蛍光体層を効率的に形成することが出来る。

噴射する際は、エアロゾル化を行うガスで押し出して噴射させる。噴射速度は１００から８００ｍ／ｓｅｃの範囲の速度が好ましい。１００ｍ／ｓｅｃより遅いと蛍光体粒子間での密着力が得られずに、脱落しやすい蛍光体層となってしまう。８００ｍ／ｓｅｃより早い場合には、蛍光体粒子同士の衝突が激しくなりすぎて、発光を阻害するようになってしまう。

蛍光体噴射を行う環境は大気圧でも構わないが、減圧環境下で噴射を行うと、噴射された粒子が高速に移動可能となるためより早く膜形成を行うことが出来る。

蛍光体粒子を撹拌・混合するガス種は、安価な空気を使用するのが良いが、それに限定されず不活性ガスや反応性ガスなどでも使用することが出来る。

＜４．実機評価試験＞
（評価機の作製方法）
蛍光体粒子の大きさ、噴射速度、噴射環境圧力、ガス種をそれぞれ変化させた蛍光体層を形成し、ＰＤＰ１００を作製する。このＰＤＰ１００に駆動装置１５０を接続し、ＰＤＰ装置を作製する。

比較品として、従来蛍光体ペーストをノズル吐出して蛍光体層を形成し、ＰＤＰ１００を作製する。このＰＤＰ１００に駆動装置１５０を接続し、ＰＤＰ装置を作製する。

（輝度測定）
輝度は、上記ＰＤＰ装置において、全セルを点灯させた白色発光の輝度を測定する。各実施例品の輝度は、従来品である比較品１の輝度を１．００とした時の相対値で表す。

（製造時間）
製造時間は、蛍光体層を形成するために要した時間を、従来品である比較例１の時間を１．００とした時の相対値で表す。

（各試験対象品の仕様および性能評価結果）
表１に実施例品１〜９と従来蛍光体ペーストで蛍光体層を形成した比較例１および比較例２〜３の性能評価結果を示す。

表１に示すように、実施例１〜９のいずれにおいても、比較例に比較して、輝度の上昇および製造時間の短縮効果が得られる。

この結果より、上述した本発明の一実施の形態によるＰＤＰによれば、蛍光体粒子をガスと撹拌・混合して、噴射させることで蛍光体層を形成する方法、より詳細には、蛍光体粒子を空気や窒素ガスなどと混合して、蛍光体粒子がガス中を浮遊している状態（エアロゾル状態）を形成し、そのエアロゾルをノズルから隔壁間に噴射することで、蛍光体層を形成する方法により、常温で樹脂を使用せずに蛍光体層を形成することが可能となるため、焼成時間は必要にならず、また、蛍光体は高温に晒されないことから熱劣化は抑制され、その結果、高い生産性の高輝度な蛍光体層を有するプラズマディスプレイパネルを得ることが可能であることがわかる。

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。

本発明の一実施の形態によるＰＤＰの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における画像表示領域の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ＰＤＰを用いたＰＤＰ装置の概略構成を示す平面図

符号の説明

１００ プラズマディスプレイパネル
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

Claims (3)

1. 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、前記蛍光体層は、蛍光体粒子をガスと撹拌・混合して、噴射させることで形成したものであることを特徴とするプラズマディスプレイパネル。
2. 前記噴射において、噴射速度が１００〜８００ｍ／ｓｅｃの範囲であることを特徴とする請求項１記載のプラズマディスプレイパネル。
3. 前記噴射において、噴射環境圧力が１００Ｐａ〜大気圧の範囲であることを特徴とする請求項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。

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