JP2010097789A

JP2010097789A - プラズマディスプレイパネル

Info

Publication number: JP2010097789A
Application number: JP2008266991A
Authority: JP
Inventors: Hironori Yasukawa; 浩範安川
Original assignee: Panasonic Corp
Current assignee: Panasonic Corp
Priority date: 2008-10-16
Filing date: 2008-10-16
Publication date: 2010-04-30

Abstract

【課題】プラズマディスプレイパネルにおいて、水、炭化水素等の不純ガスを十分に除去し、保護層や蛍光体の劣化を抑制することを目的とする。
【解決手段】複数の表示電極が形成された前面基板１と、この前面基板１に放電空間を形成するように対向配置されかつ前記表示電極と交差するように複数のデータ電極７を形成した背面基板６と、この背面基板６に前記放電空間を区画するように形成されかつ間に赤色、緑色および青色の蛍光体層１０が配置された隔壁９とを有し、前記蛍光体層１０のうちいずれかの１つの蛍光体層１０に、粒径の異なるパラジウムを含む水素吸蔵性材料１２を配置した。
【選択図】図３

Description

本発明は、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する。

近年、大画面で薄型軽量を実現できるカラー表示デバイスとしてプラズマディスプレイパネル（以下、「ＰＤＰ」と略記する）が注目されている。

ＰＤＰとして代表的な交流面放電型ＰＤＰは、対向配置された前面基板と背面基板との間に多数の放電セルが形成されている。前面基板は、１対の走査電極と維持電極とからなる表示電極対がガラス基板上に互いに平行に複数対形成され、それら表示電極対を覆うように誘電体層および保護層が形成されている。ここで保護層は、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）等のアルカリ土類酸化物の薄膜であり、誘電体層をイオンスパッタから保護するとともに放電開始電圧等の放電特性を安定させるために設けられている。

背面基板は、ガラス基板上に複数の平行なデータ電極を形成するとともに、それらを覆うように誘電体層を形成し、さらにその上に井桁形状の隔壁を形成して、誘電体層の表面と隔壁の側面とに蛍光体層が形成されている。そして、表示電極対とデータ電極とが立体交差するように前面基板と背面基板とが対向配置されて密封され、内部の放電空間には放電ガスが封入されている。ここで表示電極対とデータ電極とが対向する部分に放電セルが形成される。

このような構成のＰＤＰの各放電セル内でガス放電により紫外線を発生させ、この紫外線で赤色、緑色および青色の各色の蛍光体を励起発光させてカラー表示を行っている。

ＰＤＰを駆動する方法としてはサブフィールド法、すなわち、１フィールド期間を複数のサブフィールドに分割した上で、発光させるサブフィールドの組み合わせによって階調表示を行う方法が一般的である。サブフィールドは、初期化期間、書込み期間および維持期間を有する。初期化期間では各放電セルで初期化放電を発生させて、それに続く書込み放電に必要な壁電荷を形成する。書込み期間では、表示を行うべき放電セルで選択的に書込み放電を発生させて、それに続く維持放電に必要な壁電荷を形成する。そして維持期間では、走査電極および維持電極に交互に維持パルスを印加して、書込み放電を起こした放電セルで維持放電を発生させ、対応する放電セルの蛍光体層を発光させることにより画像表示を行う。

ＰＤＰは、前面基板作製工程、背面基板作製工程、封着工程、排気工程、放電ガス供給工程の各工程を経て製造される。ここで封着工程は、前面基板作製工程で作製した前面基板と背面基板作製工程で作製した背面基板とを貼り合わせる工程であり、排気工程はＰＤＰ内部の空間からガスを排気する工程である。封着工程ではフリットを用いて前面基板と背面基板とを貼り合わせるため、それらを重ね合わせてフリットの軟化点温度以上、例えば４４０℃〜５００℃程度で焼成する。

このときフリット等から水（Ｈ₂Ｏ）、炭酸ガス（ＣＯ、ＣＯ₂）、炭化水素（Ｃ_nＨ_m）等の不純ガスが排出され、これらの不純ガスの一部はＰＤＰの内部に吸着される。また、続く排気工程でＰＤＰの内部の空気とともに不純ガスも排気するが、ＰＤＰの内部に吸着された不純ガスまで含めて完全に排気することは難しく、ＰＤＰの内部にある程度の不純ガスが残留することは避けられなかった。加えて、近年のＰＤＰの大画面化および高精細化に伴い、不純ガスの残留量は増加する傾向にある。

しかし保護層や蛍光体等の材料は不純ガスと反応し、その特性が劣化することが知られている。特に、ＰＤＰの内部に多く残留している水は保護層の放電特性に悪影響を及ぼし、放電セルの放電開始電圧を低下させて、表示画面に「にじみ」状の画質劣化を発生させるという問題や、長時間にわたり静止画像を表示するとその画像が残像となる「焼きつき」を発生させるといった問題があった。また炭化水素は、蛍光体の表面を還元し、蛍光体の発光輝度を低下させる等の問題があった。

そのため、ＰＤＰの内部に残留する不純ガス、特に水や炭化水素を低減し、放電特性を安定させ、経時変化を抑制することが重要な課題の一つとなっている。これら不純ガスを除去する方法として、例えば特許文献１には、結晶性アルミノケイ酸塩、γ活性アルミナまたは非晶質活性シリカ等の吸着剤をＰＤＰの内部に配置して水を除去する試みが開示されている。また特許文献２には、ＰＤＰの内部の画像表示領域以外の領域に酸化マグネシウム膜を設けて、水を除去する試みが記載されている。さらに特許文献３には、アルミナ（Ａｌ₂Ｏ₃）、酸化イットリウム（Ｙ₂Ｏ₃）、酸化ランタニウム（Ｌａ₂Ｏ₃）、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）、酸化ニッケル（ＮｉＯ）、酸化マンガン（ＭｎＯ）、酸化クロム（ＣｒＯ₂）、酸化ジルコニウム（ＺｒＯ₂）、酸化鉄（Ｆｅ₂Ｏ₃）、チタン酸バリウム（ＢａＴｉＯ₃）、酸化チタン（ＴｉＯ₂）等の酸化物や、上記酸化物に炭化水素分解触媒である白金族元素を添加した吸着剤をＰＤＰの内部の画像表示領域以外の領域に配置して炭化水素ガスを除去する試みが記載されている。また特許文献４には、ジルコン（Ｚｒ）、チタン（Ｔｉ）、バナジウム（Ｖ）、アルミニウム（Ａｌ）、鉄（Ｆｅ）等の金属ゲッタをＰＤＰの内部の隔壁の上に設けて有機溶媒を吸収する試みが記載されている。
特開２００３−３０３５５５号公報特開平５−３４２９９１号公報国際公開第２００５／０８８６６８号パンフレット特開２００２−５３１９１８号公報

しかしながら上述した各種の試みにもかかわらず、水、炭化水素、有機溶媒等の不純ガスを十分に除去することが難しく、保護層や蛍光体の劣化を抑えることが難しかった。

本発明はこれらの課題に鑑みなされたものであり、水、炭化水素等の不純ガスを十分に除去し、保護層や蛍光体の劣化を抑制したＰＤＰを提供することを目的とする。

この目的を達成するために本発明は、複数の表示電極が形成された前面基板と、この前面基板に放電空間を形成するように対向配置されかつ前記表示電極と交差するように複数のデータ電極を形成した背面基板と、この背面基板に前記放電空間を区画するように形成されかつ間に赤色、緑色および青色の蛍光体層が配置された隔壁とを有し、前記蛍光体層のうちいずれかの１つの蛍光体層に、粒径の異なるパラジウムを含む水素吸蔵性材料を配置したことを特徴とする。

本発明によれば、水、炭化水素等の不純ガスを十分に除去し、保護層や蛍光体の劣化を抑制した高効率なＰＤＰを提供することが可能となる。

以下、本発明の一実施の形態によるＰＤＰについて、図１〜図５の図面を用いて説明する。

図１は本発明の一実施の形態におけるＰＤＰの構造を示す分解斜視図である。図１に示すように、ＰＤＰは、対向配置された前面板と背面板との間に多数の放電セルが形成されている。

前面板は、ガラス製の前面基板１上に１対の走査電極２と維持電極３とからなる表示電極が互いに平行に複数対形成されている。この走査電極２および維持電極３は、走査電極２−維持電極３−維持電極３−走査電極２の配列で繰り返すパターンで形成されている。そして、それら表示電極を覆うように誘電体層４およびＭｇＯからなる保護層５が形成されている。走査電極２および維持電極３は、それぞれＩＴＯ、ＳｎＯ₂、ＺｎＯ等の導電性金属酸化物からなる透明電極２ａ、３ａ上にＡｇからなるバス電極２ｂ、３ｂを形成することにより構成されている。誘電体層４は、酸化ビスマス系低融点ガラスまたは酸化亜鉛系低融点ガラスで形成されている。保護層５は、酸化マグネシウムを主体とするアルカリ土類酸化物からなる薄膜層である。

背面板は、ガラス製の背面基板６上に、複数の互いに平行なＡｇを主成分とする導電性材料からなるデータ電極７を形成し、そのデータ電極７を覆うように誘電体層８を形成するとともに、さらにその上に井桁状の隔壁９を形成し、そして誘電体層８の表面と隔壁９の側面とに、赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）に発光する各色の蛍光体層１０を形成することにより構成されている。前記データ電極７は、銀等の金属を含む導電性の高い材料で形成されている。また、誘電体層８は、誘電体層４と同様の材料であってもよいが、可視光反射層としての働きも兼ねるように酸化チタン粒子を混合した材料であってもよい。隔壁９は、例えば低融点ガラス材料を用いて形成されている。蛍光体層１０は、青色蛍光体としてＢａＭｇＡｌ₁₀Ｏ₁₇：Ｅｕを、緑色蛍光体としてＺｎ₂ＳｉＯ₄：Ｍｎを、赤色蛍光体として（Ｙ、Ｇｄ）ＢＯ₃：Ｅｕをそれぞれ用いることができるが、もちろん上記蛍光体に限定されるものではない。

そして、前面板と背面板とが走査電極２および維持電極３とデータ電極７とが立体交差するように対向配置され、周辺部がフリット等の封着材により密封され、内部の放電空間に、例えばキセノン（Ｘｅ）等を含む放電ガスを封入することによりパネルが構成されている。

ここで、前面板と背面板とに挟まれた放電空間において、走査電極２および維持電極３とデータ電極７とが対向し、隔壁９により囲まれた部分に放電セル１１が形成され、この放電セル１１内の走査電極２と維持電極３との間のギャップが放電ギャップとなる。

図２は本発明のＰＤＰの電極配列図である。行方向に長いｎ本の走査電極Ｙ１、Ｙ２、Ｙ３・・・Ｙｎ（図１の２）およびｎ本の維持電極Ｘ１、Ｘ２、Ｘ３・・・Ｘｎ（図１の３）が配列され、列方向に長いｍ本のデータ電極Ａ１・・・Ａｍ（図１の７）が配列されている。そして、１対の走査電極Ｙ１および維持電極Ｘ１と１つのデータ電極Ａ１とが交差した部分に放電セルが形成され、放電セルは放電空間内にｍ×ｎ個形成されている。そしてこれらの電極のそれぞれは、前面板、背面板の画像表示領域外の周辺端部に設けられた接続端子それぞれに接続されている。

図３に本発明によるＰＤＰのＲＧＢの各色の放電セル部分の要部の断面を示している。なお、図３においては、前面板と背面板とが離れた状態の断面を示している。

本実施の形態においては、図３に示すように、蛍光体層１０のうちいずれかの１つの蛍光体層１０に、粒径の異なるパラジウムを含む水素吸蔵性材料１２を配置している。なお、図３では、赤色に発光する蛍光体層１０に水素吸蔵性材料１２を配置する例を示している。

図４はその赤色に発光する蛍光体層１０部分を拡大して示す図である。図４に示すように、背面基板６上に塗布された蛍光体層１０の中に水素吸蔵性材料１２が分散され、さらにその赤色に発光する蛍光体層１０は、多層構造（図４に示す例では、第１層１０ａ、第２層１０ｂの２層構造）で形成されている。

また、水素吸蔵性材料１２は、第１層１０ａの中には粒径が０．０５μｍ〜０．５μｍの水素吸蔵性材料１２ａが配置され、蛍光体層１０の最表面となる第２層１０ｂの中には、粒径が０．５μｍ〜５μｍの水素吸蔵性材料１２ｂが配置されており、蛍光体層１０の最表面の粒径が最も大きくなるように水素吸蔵性材料１２が配置されている。

この水素を吸蔵する水素吸蔵性材料１２としては、白金（Ｐｔ）、パラジウム（Ｐｄ）、ルテニウム（Ｒｕ）、ロジウム（Ｒｈ）、イリジウム（Ｉｒ）、オスミニウム（Ｏｓ）のうちのいずれか一種以上の白金族粉体を用いることができるが、中でもパラジウムが特に望ましい。また水素吸蔵性材料１２として、白金、パラジウム、ルテニウム、ロジウム、イリジウム、オスミニウムの内のいずれか一種以上と遷移金属であるチタン（Ｔｉ）、マンガン（Ｍｎ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、ニッケル（Ｎｉ）、コバルト（Ｃｏ）、ランタン（Ｌａ）、鉄（Ｆｅ）、バナジウム（Ｖ）の内のいずれか一種との化合物を用いることもできるが、この場合もパラジウムを含む合金が望ましい。

粒径の異なる水素吸蔵性材料１２を蛍光体層１０中に分散させる方法としては、蛍光体層１０の形成時にあらかじめ白金族粉体を混合させることにより配置することができる。その混合割合は、蛍光体の粉体重量に対して、０．０１％〜２％程度が望ましい。

ここで、最表面である第２層１０ｂに混合した水素吸蔵性材料１２ｂの粒径を第１層１０ａに混合した水素吸蔵性材料１２ａよりも大きくしているが、これは最表面に大きな粒径の水素吸蔵性材料１２ｂを配置することで、下層の蛍光体の発光の妨げにならないようにするためであり、この方法により水素吸蔵性材料１２を蛍光体層１０に混合しても発光効率の低下を極力防ぐことが可能である。また、水素吸蔵性材料１２を分散させた蛍光体層１０はバインダー除去のため焼成して形成されるが、最表面に粒径の大きな水素吸蔵性材料１２ｂを配置することで、焼成時の酸化を抑えることができ、放電面に近い場所での水素吸蔵効果を保つことが可能となる。また、蛍光体層１０における蛍光体の充填率を６０％以下としておけば、蛍光体層１０内部に粒径の小さな水素吸蔵性材料１２ａを分散させても水素を吸蔵する効果は保たれる。

次に、水素吸蔵性材料１２の働きについて説明する。従来、水や炭化水素を除去するために金属ゲッタや酸化物ゲッタを使用していたが、これら不純ガスの分子径が大きいためゲッタの内部まで十分に浸透せず、不純ガスの吸着量に限界があった。

そこで、ＰＤＰを放電させることにより、保護層、隔壁、蛍光体層等から不純ガスが放出され、その中の水分子や炭化水素分子が水素原子、酸素原子、炭素原子に分解されることに注目した。そして白金族元素が水素を大量に吸蔵する性質があることに着目し、半径の小さい水素原子を白金族元素に吸蔵させることで、結果として、水や炭化水素を除去できるのではないかと考えた。

具体的には、粒径の異なる白金属元素（白金、パラジウム、ルテニウム、ロジウム、イリジウム、オスミニウム）の粉体、あるいは白金属元素と遷移金属（チタン、マンガン、ジルコニウム、ニッケル、コバルト、ランタン、鉄、バナジウム）との合金粉体を蛍光体粉末に混合することで、印刷法、ディスペンサー法、インキジェット法等を用いて、蛍光体層を形成することでＰＤＰを作製した。白金属元素の粉体は、蛍光体に混合する際に必要に応じて有機バインダーと混練しペースト状にして用いた。

このようにして作製したＰＤＰを用いて画像を表示させ、およそ１０００時間の間、「にじみ」および「焼きつき」の有無を目視で確認した。その結果、「にじみ」や「焼きつき」による画質劣化が軽減することが確認できた。特にパラジウムを含む粉体を用いた場合には、これらの画質劣化がほとんど発生しないことが確認できた。またパラジウムを含む粉体を用いた場合には蛍光体の発光輝度もほとんど低下しないことが確認できた。これは、水分子や炭化水素分子が、水素原子、酸素原子、炭素原子に分解され、白金族元素、特にパラジウムが水素を大量に吸蔵したことにより、酸素、炭素は残留するものの、水分子や炭化水素分子が大幅に減少したためであると考えられる。

この実験から明らかなように、白金属元素、特にパラジウムを水素吸蔵性材料として用いると、放電にともなって分解された水素を吸蔵するために水分子や炭化水素分子を大幅に減少させることができ、放電特性を安定させ、経時変化を抑制し、加えて蛍光体の輝度低下を抑えることができる。

以上の実施の形態で説明したように、蛍光体層のうちいずれかの１つの蛍光体層に、粒径の異なるパラジウムを含む水素吸蔵性材料を配置したことにより、水や炭化水素を大幅に減少させることができ、その結果、放電特性を安定させ、経時変化を抑制し、加えて蛍光体の輝度低下を抑えることができる。さらに粒径の異なる水素吸蔵性材料を蛍光体層に配置することで、蛍光体の発光の妨げになるのを極力抑えることが可能となる。

なお、上記実施の形態では、蛍光体層１０は２層構造として例に挙げたが、これに限るものでなく、３層以上の多層構造として、最表面が最も粒径が大きくなる水素吸蔵性材料１２を混合して蛍光体層１０を形成してもよい。

以上のように本発明は、保護層や蛍光体の劣化を抑制した長寿命のＰＤＰを得る上で有用な発明である。

本発明の一実施の形態におけるＰＤＰの構造を示す分解斜視図同じくＰＤＰの電極配列を示す図同じくＰＤＰの放電セル部分を示す断面図同じくＰＤＰの要部を拡大して示す断面図

符号の説明

１前面基板
２走査電極
３維持電極
４誘電体層
５保護層
６背面基板
７データ電極
８誘電体層
９隔壁
１０蛍光体層
１１放電セル
１２、１２ａ、１２ｂ水素吸蔵性材料

Claims

複数の表示電極が形成された前面基板と、この前面基板に放電空間を形成するように対向配置されかつ前記表示電極と交差するように複数のデータ電極を形成した背面基板と、この背面基板に前記放電空間を区画するように形成されかつ間に赤色、緑色および青色の蛍光体層が配置された隔壁とを有し、前記蛍光体層のうちいずれかの１つの蛍光体層に、粒径の異なるパラジウムを含む水素吸蔵性材料を配置したことを特徴とするプラズマディスプレイパネル。
水素吸蔵性材料を配置した蛍光体層は、蛍光体層の最表面の水素吸蔵性材料の粒径が最も大きくなるように配置した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。
水素吸蔵性材料の粒径は、０．０５μｍ〜５μｍ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。