JP2010097862A - プラズマディスプレイパネル - Google Patents

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Abstract

【課題】放電による紫外線発光を利用するＰＤＰ等の画像表示装置において、放電遅延を低減し、画質を向上させる。
【解決手段】対向して配置された前面板と背面板が放電空間を形成し、前記放電空間に放電ガスが充填されており、表示放電を行うための少なくとも一対の電極と、前記放電ガスの放電による紫外線発光を利用して可視光を発光する蛍光体層とを有する表示装置において、前記放電空間を構成する部材に、組成式Cs(1-x)M1xAlO2 (但し、M1は、I族元素、0≦x＜1)で表される化合物、もしくは、Cs(1-x)M2xAl(1+x)O(2+2x) (但し、M2は、II族元素、0≦x＜1)で表される化合物の少なくともいずれか一つが存在する事を特徴とする画像表示装置により、上記課題を解決することができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、画像表示装置に係り、紫外線、特に真空紫外領域の紫外線により励起され発光する蛍光体を用いて構成されたプラズマディスプレイパネルに関するものである。
近年、テレビやパソコンモニターに代表される表示装置に対し、設置スペースを大きく取る必要がない薄型化への要望が高まりを見せている。そして、薄型化対応の可能な装置としてプラズマディスプレイ装置（ＰＤＰ（Plasma Display Panel）装置）や電界放射型ディスプレイ（ＦＥＤ；Field Emission Display）装置、バックライトと薄い液晶パネルとを組み合わせて表示装置を構成した液晶表示（ＬＣＤ；Liquid Crystal Display）装置などの開発が盛んに行われている。
その中でＰＤＰ装置は、発光装置としてプラズマディスプレイパネル（ＰＤＰ）を使用した表示装置である。プラズマディスプレイパネル（ＰＤＰ）は、希ガスを含む微小放電空間での負グロー領域で発生する紫外線（希ガスとしてキセノンを使用した場合は、１４６ｎｍおよび１７２ｎｍの波長域にある）を励起源としてその微小放電空間内に配設した蛍光体層中の蛍光体を励起し、その蛍光体から発光を促すことにより可視領域での発光を得る。ＰＤＰ装置では、この発光の量と色とを制御して表示に使用する。
ＰＤＰ装置では、個別の微小放電空間(以下、放電セルと記す)の画像表示における発光と非発光を、放電セルの壁電荷の蓄積により調節している。この壁電荷は、アドレス放電と呼ばれる放電を、発光前に生じさせることで調整を行う。従って、アドレス放電を正確に生じさせることは、画像表示において非常に重要となる。
ＰＤＰ装置において、蛍光体材料、隔壁材料等の、放電空間内に設置される必要がある材料は、上記のような放電特性にも影響を与える。蛍光体等の材料は、ＰＤＰ装置の特性を決定する上で非常に重要な主要構成部材となる。
この種の材料および技術に関する文献としては、例えば「特許文献1」、「特許文献2」、「特許文献3」、及び「特許文献4」が挙げられる。
特開平10-306995号公報 特開2003-041251号公報 特開2003-183649号公報 特開2005-239936号公報
近年、ＰＤＰ装置はその高い性能が認められ、ブラウン管を使用するタイプのモニターやテレビ（ＴＶ）を代替し、大型のフラットパネルディスプレイおよび薄型ＴＶとしての用途が急速に拡大している。その結果、更なる性能の向上が求められるようになっている。具体的には、デジタル放送等によるハイビジョンを表示するために、高解像度化が必要となる。また、高解像度化のためには、各表示画素が小さくなるため、高輝度化も必要であり、そして高輝度化を達成するための高発光効率も求められている。
高解像度化は、すなわち、放電セルの数が増えることである。ＰＤＰ装置では、一つの画面を形成するために、画素の列をスキャンし、前記したアドレス放電を生じさせ、発光する画素を決定する。通常、一つの画面表示は1/60秒で行われるが、ＰＤＰ装置ではさらにそれを10前後に分割し表示を行う。このため、各放電セルでアドレス放電にかけられる時間は非常に短い。高解像度化した際は、スキャンすべき画素の列がさらに多くなるため、さらに時間は短くなる。そのため、高解像度化した場合、アドレス放電を正確に行うことが困難になる。アドレス放電を正確に行えない場合、画面のちらつきなどが生じ、画質低下をもたらす。
また、現在、ＰＤＰ装置の技術分野においては、高性能のＴＶ装置として、各放電セルでの放電強度増大による高輝度化を目的とした、プラズマディスプレイパネル（ＰＤＰ）構造の改善検討が進められている。
その一つの方法として、Ｎｅを主成分とする放電ガス中のＸｅガスの組成比を増加させ、発生するＸｅ２分子線を積極的に利用しようとする検討が盛んになされている。いわゆるＰＤＰパネルにおける「高キセノン濃度化」の技術トレンドであるが、通常、放電ガス中のキセノンガス組成比（４％程度）より多い組成比領域でこうしたＰＤＰパネルの発光高効率化を達成する検討がなされている。
しかし、高キセノン濃度化は、放電電圧の増加となる場合が多い。これは、駆動回路などへの負担が大きくなり、装置として高コスト化となる。さらに、前記したアドレス放電の開始に必要な時間が長くなるため、アドレス放電を正確に行うことの困難さが増す。
ＰＤＰ装置は、単なる薄型の表示装置から、ブラウン管使用によるＴＶ装置を代替するフラットＴＶ装置としての使用形態がますます拡大している。その結果、画質に対する要求がますます高レベルになっており、輝度に対する要求への対応、低消費電力化、低コスト化と共に、画面のちらつき低減などの高画質化を図ることが重要である。そのためには、画質の向上のために、上記アドレス放電にかかる時間を低減し、正確な放電を生じさせることが重要な課題となる。
本発明の目的は、上記課題を解決し、高画質かつ高効率な画像表示装置を提供することである。
本願において開示される発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、次のとおりである。
放電による紫外線発光を利用する画像表示装置において、放電空間内の、保護層、電極、ガラス、誘電体層以外の部分に、金属状態で仕事関数が3.6eV以下の元素を含む化合物が存在し、かつ前記元素を含む化合物が、450nm以下の紫外光照射による、450nm〜780nm範囲の可視光発光の量子効率が15%以下である事を特徴とする画像表示装置により、上記問題を解決することができる。なお、金属状態で仕事関数が3.6eV以下の元素を含む化合物とは、仕事関数が3.6eV以下の金属を含む化合物と同義である。前記化合物の仕事関数は2.5eV以下であれば、さらに有効であり、2.2eV以下であれば、効果が顕著となる。
また、前記元素を含む化合物が、450nm以下の紫外光照射による、450nm〜780nm範囲の可視光発光の量子効率が15%以下であれば、蛍光体と混合した場合に、前記化合物に対する紫外線照射による可視光への影響は無視することが出来る。さらに、前記元素を含む化合物が、450nm以下の紫外光照射による、450nm〜780nm範囲の可視光発光を生じないようなものであれば、画質の低下は全く生じない。
さらに、放電による紫外線発光を利用する画像表示装置において、放電空間内の、保護層、電極、ガラス、誘電体層以外の部分に、Cs元素を含む化合物が存在し、かつ前記元素を含む化合物が、450nm以下の紫外光照射による、450nm〜780nm範囲の可視光発光の量子効率が15%以下である事を特徴とする画像表示装置により、効果が特に顕著となる。 しかし、上記の特徴をもつ化合物は、不安定なものが多く、画像表示装置への導入が問題となる。本発明では、前記Csを含む化合物が、組成式Cs(1-x)M1xAlO2 (但し、M1は、I族元素、0≦x＜1)で表される化合物、もしくは、Cs(1-x)M2xAl(1+x)O(2+2x) (但し、M2は、II族元素、0≦x＜1)で表される化合物とした場合、導入が容易であり、特に効果的である。
前記化合物は、放電空間内で可視光の発光表示を行うための蛍光体の層に存在させることにより、放電空間内に導入することが可能である。
また、前記化合物が、放電空間内の、可視光の発光表示を行うための蛍光体の層以外の、隔壁や、前面パネル等の少なくとも一部に設置されていることにより、放電空間内に導入することが可能である。
また、前記化合物が、放電空間内で可視光の発光表示を行うための蛍光体の層に、薄膜として存在していることにより、放電空間内に導入することが可能である。そして、薄膜の膜厚は重量で換算すると1cm2あたり0.01μg以上であることが望ましい。別な表現をすると、このような化合物は0.2原子層程度あれば効果を得ることが出来る。
前記化合物が放電空間内に存在する重量が、放電空間内にある全蛍光体の重量の総和に対し、0.01%以上10%以下の場合に、効果が現れる。
また、前記化合物が放電空間内に、蛍光体に混合、もしくは隔壁材などに含まれて存在する重量が、パネル面積100cm2あたりに換算すると，0.1mg以上1000mg以下の場合に、効果が現れる。
これら画像表示装置が、放電ガスの組成比が８％以上となる量でＸｅガスを含んで構成されたガスを含むプラズマディスプレイ装置である場合に、効果はさらに顕著となる。
また、これらの画像表示装置が、700本以上の表示画素ラインで構成されたプラズマディスプレイ装置である場合に、効果はさらに顕著となる。
本発明によれば、アドレス期間における放電遅延時間を低減することが出来るので、アドレス放電を正確に行うことが出来る。これによって、画面の高解像度化が可能となり、また、ちらつきの無い画面を実現することが出来る。
以下、本発明の実施形態の代表的な例を示して、効果を説明する。同様な効果をもたらす構成であれば、本発明は下記の例に示した構成以外でも有効である。
図５は発明におけるＰＤＰ１００の要部分解斜視図であり、図６、図７および図８はそれぞれ図５で示すＰＤＰ１００が組み立てられた後のＡ−Ａ線、Ｂ−Ｂ線およびＣ−Ｃ線における断面図である。なお、図６は電極２の延在する方向に沿った一断面を示したものであり、図７は電極２の延在する方向に沿った他の断面を示したものであり、図８は電極９の延在する方向に沿った一断面を示したものである。
本発明の実施形態であるＰＤＰ１００は、いわゆる面放電ＰＤＰ(反射型交流駆動)に対応するための構造を有しており、離間して対向配置された一対の基板１、６と、その基板６上に設けられてその一対の基板１、６が重ね合わされる時に基板１と基板６との間の間隔を保持する隔壁７と、一対の基板１、６の間に形成された空間内に封入され放電により紫外線を発生する放電ガス（図示せず）と、一対の基板１、６の対向面上に配設された電極２、９とを備える。
そして、発光表示を行うための蛍光体が、前記一対の基板の内の一方の基板６の上及び隔壁７の表面で蛍光体層１０を構成する。そして、放電により前記放電ガスから発生する波長１４６ｎｍ及び１７２ｎｍの真空紫外線により蛍光体層１０を構成する蛍光体が励起され、可視光を発光するよう構成されたことを特徴とする。ここで、放電空間は図6における誘電体８と隔壁７と保護膜５で囲まれた領域を言う。
なお、図５、図７及び図８中で示された符合３のラインは、電極２と一体となって電極抵抗を低下させるために設けられた銀もしくはＣｕ−Ｃｒからなるバスライン３であり、符合４および８の層は誘電体層４、８であり、符合５の層は電極保護のために設けられた保護膜５である。例に挙げた図５では、隔壁はライン状となっているが、それぞれの放電セルを区切るような矩形の構造としても良い。
上記蛍光体層10は、カラー表示を行うため、赤色、緑色、青色の三色の蛍光体が別々に設置されている。それぞれの色で発光する蛍光体の例としては、赤蛍光体は（Ｙ、Ｇｄ）ＢＯ３：Ｅｕ蛍光体、緑蛍光体はＺｎ２ＳｉＯ４：Ｍｎ２＋蛍光体、及び青蛍光体はＢＡＭ（ＢａＭｇＡｌ１０Ｏ１７：Ｅｕ２＋）蛍光体が挙げられる。これらの蛍光体が各色の主成分として用いられる場合が多いが、これら以外の他の材料を用いても良い。蛍光体の平均粒径は1〜5μmのものを用いる場合が多いが、それ以外の粒径の蛍光体を用いてもかまわない。
図９に、各電極に印加する電圧の例を示す。Y電極及びX電極は、図５における隣り合う電極2であり、この2つの電極間の放電(サステイン放電)により発光表示を行う。サステイン放電のための電圧は、全ての放電セルにおいて同時に印加される。このため、放電を行い発光させる放電セルと、発光させない放電セルを選択する必要がある。これは、A電極と、Y電極間で放電を起こさせることにより行う。A電極は、図５における電極9である。
発光させる放電セルを選択する場合、A電極と、それに直交するY電極に同時に電圧を印加する。同時に印加された放電セルにのみ、A電極とY電極間で放電が生じる(アドレス放電)。このとき、放電セル内に電荷が蓄積される。Y電極とX電極間の電圧は、それだけでは放電が開始されない電圧に設定しておく。Y電極とX電極間の電圧に、蓄積した電荷による電圧を加えたときのみ、放電が開始される。それゆえ、アドレス放電を生じさせた放電セルでのみ、放電による発光が生じ、画像を形成することができる。
また、一度壁電荷が形成された放電セルは、それ以降、常にサステイン放電が生じることになるため、発光させないためには、壁電荷を消す必要がある。そのため、アドレス放電のための電圧印加の前に、全ての放電セルにおいて、壁電荷を消すための電圧印加を行う。これがリセット電圧であり、これを印加する時間がリセット期間である。
図９に示された電圧印加シークエンスは、サブフィールドと呼ばれる期間のものである。一つの画像は、1フィールドと呼ばれる期間により形成される。一つの画像を形成する、各画素の輝度の差をつけるために、1フィールドを10前後のサブフィールドに分け、それぞれのサブフィールドで1連の放電を行う。
アドレス放電は、画素の行を1行ずつスキャンしながら行う。そのため、高精細化し、画素が増えると、スキャンすべき画素の行数が増え、一つのアドレス放電にかけられる時間が減少する。
放電セル中での放電は、電圧を印加することにより、まず放電空間中に微量に存在する荷電粒子が電界により移動し、それが放電ガスに衝突することにより、さらに荷電粒子を生み、その過程が繰り返されて放電が開始される。放電を開始させるために必要な、放電空間中に微量に存在する荷電粒子をプライミング粒子と呼ぶ。
アドレス放電が生じる時間を決定する要因の一つに、電圧印加時のプライミング粒子の存在量がある。放電は、電圧印加後、放電開始に必要な荷電粒子の数が形成されたのちに開始される。この放電開始に必要な時間を、放電遅延時間と呼ぶ。プライミング粒子が少ないと、放電開始に必要な荷電粒子の数の形成に時間がかかり、放電遅延時間が長くなる。アドレス放電時間を短くするためには、放電遅延時間を短くする必要があり、プライミング粒子の存在量を増やすことは、そのための一つの手段である。
プライミング粒子は、サステイン放電で形成され、サステイン放電から時間が経つに従い数が減少していく。このため、サステイン放電が終了してから、アドレス放電が開始される間の時間が重要である。この時間の例として、アドレス放電を行うための画素列スキャンの始めのラインにおいて、0.2ms程度であり、最後のラインにおいて、1.2ms程度である。
本発明の構成の一つの目的は、アドレス放電を正確に行うため、アドレス放電に必要な時間を短くすることである。アドレス放電に必要な時間を放電遅延時間と呼ぶ。本発明の構成をとることにより、アドレス放電時のプライミング粒子の存在量を増加させることができる。したがって、アドレス放電に必要な時間が短くなり、アドレス放電の遅延時間が短くなる。
プライミング粒子は、放電セル内の保護層などから放出されている。この放出は、表面の状態により大きく変化する。表面に、特定の物質を付着させることで、表面からのプライミング粒子放出を容易にし、結果としてプライミング粒子の量を増やすことができる。
発明者は、金属状態で仕事関数が一定以下の元素が、例えば保護層などの、プライミング粒子を放出する部位の表面に存在した場合、プライミング粒子が増加し、アドレス放電の遅延時間が短くなることを見いだした。
一定以下の仕事関数の基準として、保護層の主成分であるMgの仕事関数3.7eV前後が挙げられる。これより小さい、3.6eV以下の仕事関数を持つ金属元素を用いた場合、上記のような効果が得られる。
より望ましい基準として、アルカリ及びアルカリ土類金属には、Ba等に代表されるような、仕事関数が2.5eV以下の元素があり、これらを用いるとより有効である。さらに、Csのような、仕事関数が2.2eV以下の元素を用いると、上記の効果は特に顕著となる。
しかし、これらの一定以下の仕事関数を持ち、上記のような特性を示す元素は、通常、酸素や水分と反応性が高いものが多く、表面へ設置し、さらに組み立てを行い画像表示装置とすることは容易ではない。さらに、これらの元素を、直接表面に付着させておいても、プラズマ放電により、表面から次第に除去され、使用中に特性の低下がもたらされ、効果が十分とはならない。ただし、この場合も次のような効果はある。すなわち、プラズマディスプレイパネルは製品完成後、実際にプラズマディスプレイパネルを点灯してエージングを行う。エージングにおいて、本発明による材料１２による効果によって、放電開始の時間が短縮されると、エージング時間の短縮が可能になる。
本発明では、効果を十分とするために、以下の方法を行う。すなわち、前記元素を、例えば、通常プライミング粒子放出に関与するとされる保護層の表面以外の部位にも、前記元素の化合物を設置しておく。これらが、製造工程の加熱や、プラズマ放電などで、プライミング粒子を放出する部位の表面に付着し、プライミング粒子放出を容易とする効果が得られる。この効果は、プライミング粒子を放出する部位の表面がプラズマ放電により除去されても、再び、他の部位に設置した前記元素の化合物より供給されるため、効果が持続する。なお、保護層の表面以外としては、隔壁の上部、あるいは隔壁の側部等が挙げられる。
また、これら導入した元素が、それを最初に設定した位置より、直接プライミング粒子を放出、もしくは放出を容易とする効果が生じる可能性がある。これらの効果によるプライミング粒子も、アドレス放電のためのプライミング粒子増加に有効である。また、これらの設置場所は、電極、誘電体層、ガラスの内部などでは、効果は十分ではない。さらに、今回、導入する化合物として、組成式Cs(1-x)M1xAlO2 (但し、M1は、I族元素、0≦x＜1)で表される化合物、もしくは、Cs(1-x)M2xAl(1+x)O(2+2x) (但し、M2は、II族元素、0≦x＜1)で表される化合物のうち、少なくとも1種類であれば、特に有効であることを見いだした。
また、これらの導入する化合物が、可視光の発光を行えば、画像の発光表示に不要な光を加え、影響を与えることになる。これは、色再現性の低下や、輝度寿命の変化をもたらし、製品設計が困難となる。従って、これらの化合物は、紫外光による可視発光が、画像に影響を与えない程度とする必要がある。例として、図２に、緑色発光蛍光体に、青色発光材料を混合し、青色発光材料の発光効率を変化させた場合について示す。色度測定が可能な輝度計で測定し、ＣＩＥ：ｘ−ｙ色度座標系の色度値ｙを比較した。縦軸の色度値ｙの値が、混合した本発明の材料の量子効率が増加するに従って、低下することがわかる。これは、量子効率が増加すると、青紫の発光量が増え、緑の発光色に影響を与えていることを示している。
緑蛍光体の発光では、色度値ｙが０.７を超える値ならば、色再現性の良い緑であり、逆に、色度値ｙが低い程、色再現性が悪い緑である。プラズマディスプレイの場合、色度値ｙは０.７以上が望ましい。図２より、量子効率が１５％程度以下であれば、色度値ｙが０.７以上となり、良好な色再現性を維持できることがわかる。これより、本発明の材料は、発光の量子効率を１５％以下にすることが望ましい。
すなわち、本発明の化合物は、紫外光による可視発光が全くないことが望ましい。また、発光がある場合でも、450nm以下の紫外光照射による、450nm〜780nm範囲の可視光発光の量子効率が15%以下である必要がある。ここで、外部量子効率は、化合物に入射した光子の数に対する、化合物が発光し外部に放射される光子の数の比を示す値であり、市販の測定装置などで測定することが可能である。
また、上述してきた本発明の構成として、上記化合物の導入が、放電空間内で可視光の発光表示を行うための蛍光体の層に、混合や多層化によって存在していることで可能となる。さらに、上述してきた本発明の他の構成として、上記化合物の導入が、放電空間内の、可視光の発光表示を行うための蛍光体の層以外の、保護層、電極、誘電体層、ガラスの内部以外の、例えば隔壁や、前面パネルの一部に設置されていることでも可能となる。ここで、例えば、保護層に該化合物が混合されている場合は、保護層の寿命に悪影響を与える場合がある。
本発明は、前記したような理由において、放電ガスの組成比が８％以上となる量でＸｅガスを含んで構成されたガスを含むプラズマディスプレイ装置に用いる場合に、特に有効である。また、本発明は、前記したような理由において、700本以上の表示画素ラインで構成されたプラズマディスプレイ装置に用いる場合に、特に有効である。
以下、本発明を実施するための最良の形態に対応する実施例を説明する。
本発明に係る実施例であるＰＤＰを製作した。赤色、緑色、青色の三色の蛍光体として、赤蛍光体は（Ｙ、Ｇｄ）ＢＯ３：Ｅｕ蛍光体、緑蛍光体はＺｎ２ＳｉＯ４：Ｍｎ２＋蛍光体、及び青蛍光体はＢＡＭ（ＢａＭｇＡｌ１０Ｏ１７：Ｅｕ２＋）蛍光体を各色の主成分として用いた。但し，本発明の効果は，これら以外の他の材料を蛍光体の各色の主成分に用いても有効である。
この各色の主蛍光体に，本発明の条件を満たす元素を含む化合物をそれぞれ所定量混合し、本発明の画像表示装置を作製した。上記条件を満たす化合物として、組成式Cs(1-x)M1xAlO2 (但し、M1は、I族元素、0≦x＜1)で表される化合物、もしくは、Cs(1-x)M2xAl(1+x)O(2+2x) (但し、M2は、II族元素、0≦x＜1)で表される化合物が挙げられる。これらの化合物の少なくとも1種を、例えば平均粒径0.1μm以上50μm以下の粉体形状で，0. 01wt%〜10wt%の範囲で混合し，図５に示す本発明の画像表示装置であるＰＤＰ１００を作製した。上記に化合物を例示したが、混合する化合物はこれらに制限されるものではなく、本発明の条件を満たすものならば、上記化合物以外の化合物を使用しても有効である。なお、前記化合物の平均粒径を0.1μm以上50μm以下の粉体形状とすると、蛍光体と混合して印刷によって膜形成することが容易になる。
本実施例のような面放電型カラーＰＤＰ装置のＰＤＰ１００では、例えば一対の表示電極（電極２）のうちの一方（一般に、走査電極と呼ぶ）に負の電圧を、アドレス電極（電極９）ともう一方の残りの表示電極（電極２）に正の電圧（前記表示電極に印加される電圧に比して正の電圧）を印加することにより放電が発生し、これにより、一対の表示電極の間で放電を開始するための補助となる壁電荷が形成される（これを書き込みと称する）。この状態で一対の表示電極の間に、適当な逆の電圧を印加すると、誘電体層４（及び保護膜５）を介して、両電極２の間の放電空間で放電が発生する。
放電終了後、前記一対の表示電極（電極２）に印加する電圧を逆にすると、新たに放電が発生する。これを繰り返すことにより継続的に放電が発生する（これを維持放電又は表示放電と呼ぶ）。
本実施例であるＰＤＰ１００は、背面基板（基板６）上に、銀などで構成されているアドレス電極（電極９）と、ガラス系の材料で構成される誘電体層４を形成した後、同じくガラス系の材料で構成される隔壁材を厚膜印刷し、ブラストマスクを用いたブラスト除去により、隔壁７を形成する。
次に、この隔壁７上に、赤、緑及び青の各蛍光体層１０を該当する隔壁７間の溝面を被覆する形で、順次ストライプ状に形成する。ここで、各蛍光体層１０は、赤、緑及び青に対応し、赤蛍光体粒子と前記化合物との混合物を４０重量部（ビヒクルを６０重量部）、緑蛍光体粒子と前記化合物との混合物を４０重量部（ビヒクルを６０重量部）、青蛍光体粒子と前記化合物との混合物を３５重量部（ビヒクルを６５重量部）とし、それぞれビヒクルと混ぜて蛍光体ペーストとし、スクリーン印刷により塗布した後、乾燥及び焼成工程により蛍光体ペースト内の揮発成分の蒸発と有機物の燃焼除去を行って形成する。なお、本実施例で用いた蛍光体層１０は、中央粒径が３μｍ程度の各蛍光体粒子で構成されている。
次に、表示電極（電極２）、バスライン３、誘電体層４、及び保護膜５を形成した前面基板（基板１）と、背面基板（基板６）をフリット封着し、パネル内を真空排気した後に放電ガスを注入し封止する。その放電ガスは、組成比が１０％となる量でキセノン（Ｘｅ）ガスを含んで構成されたガスである。
次に、本発明に係る実施例による前記ＰＤＰを使用し、前記ＰＤＰを駆動する駆動回路と組み合わせて画像表示を行うよう構成された表示装置であるプラズマディスプレイ装置を作製した。このプラズマディスプレイ装置は、高輝度で表示性能に優れ、高輝度表示が可能であった。そして、高速のアドレス放電が可能であり，高精細で高画質な画像表示が可能であった。
図1に、本発明の画像表示装置の放電遅延時間と、前記本発明の条件を満たす蛍光体混合量との関係を示す。図１において、横軸は発光蛍光体に対する本発明による化合物の混合量の割合であり、縦軸はアドレス放電に必要な時間、すなわち、放電遅延時間である。発光蛍光体としては、赤色、緑色、青色の三色の蛍光体について各々実験を行ったが、各蛍光体とも同様な傾向を示した。図１は赤色、緑色、青色の各蛍光体について行った実験結果の平均値である。また、測定した遅延時間は、図９におけるサステイン期間とアドレス期間までの間が10msの場合の動作条件の下で測定したものである。すなわち、該化合物を1%混合することによって放電遅延時間は約57%になり、10%混合することによって約44%となる。このように、本発明による放電遅延時間短縮の効果は非常に大きい。
本発明によって、高精細な、画素表示ラインが700本以上ある画像表示装置でも、ちらつきなどの画質低下がない、良好な画質の画像表示が可能となる。また、プラズマディスプレイにおいて、Xe濃度が８％以上になると、アドレス放電時間が長くなる傾向が見られるが、本発明を用いることにより、Xe濃度が８％以上でも、ちらつきなどの画質低下がない、良好な画質の画像表示が可能となる。
図１より、良好な特性を得るためには、混合量は、極微量でも効果があることがわかる。すなわち本発明による化合物を0.1%含むだけで放電遅延時間は18%短縮される。一方、混合量が50重量%を超えると画像表示のための発光強度が顕著に低下するので好ましくない。画像表示装置の輝度を考慮すると、混合量は0.01%乃至10%程度とするのが良い。
パネル面積100cm2あたりの蛍光体重量は約500mgであるから、前記化合物のパネル面積100cm2あたりの重量は0.1mg乃至50mgが好ましい範囲である。
また、赤、緑、及び青蛍光体として、以下に示す各組成の蛍光体を用いた場合にも、同様にＰＤＰを作製することができる。すなわち、赤蛍光体としては、（Ｙ、Ｇｄ）ＢＯ３：Ｅｕ、（Ｙ、Ｇｄ）２Ｏ３：Ｅｕ、及び（Ｙ、Ｇｄ）（Ｐ、Ｖ）Ｏ４：Ｅｕのいずれか一種以上の蛍光体を含む場合が可能である。また、緑蛍光体としては、ＹＢＯ３：Ｔｂ、（Ｙ、Ｇｄ）ＢＯ３：Ｔｂ、ＢａＭｇＡｌ１４Ｏ２３：Ｍｎ、及びＢａＡｌ１２Ｏ１９：Ｍｎかのいずれか一種以上の蛍光体を含む場合が可能である。また、青蛍光体としては、ＣａＭｇＳｉ２Ｏ６：Ｅｕ、Ｃａ３ＭｇＳｉ２Ｏ８：Ｅｕ、Ｂａ３ＭｇＳｉ２Ｏ８：Ｅｕ、及びＳｒ３ＭｇＳｉ２Ｏ８：Ｅｕからなる群から選ばれた一種以上の青蛍光体を含む場合が可能である。
上記に挙げた蛍光体は一般的に用いられている蛍光体の例であり、本発明の効果は用いる蛍光体の種類にかかわらず有効である。上記以外の蛍光体を用いた場合でも、本発明の画像表示装置を作製することが可能である。
以上、本発明者によってなされた発明を実施の形態および実施例に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。
本発明に係る実施例であるＰＤＰを製作した。基本的な構造、蛍光体材料、製造法は実施例１と同様である。実施例1との差異は、本発明の条件を満たす元素を含む化合物１２を、表示を行う赤、緑、青色の蛍光体に混合するのではなく、誘電体層６の表面、隔壁7の上面及び側面の少なくとも一部に、所定量を形成することにより、本発明の画像表示装置を作製したことである。
具体的な作製方法の例としては、図１０に示すように、蛍光体層10を形成する前に、隔壁７の上面及び側面に、所定量の本発明材料層１２を形成した。その上にさらに蛍光体層10を形成した。また、図１１に示すように、隔壁そのものを本発明の材料１２そのもので作製することも可能である。実施例2の画像表示装置は、実施例1と同様の良好な特性を示した。
図３は、このようにして、本発明による化合物を隔壁の材料あるいは、隔壁に塗付した場合に、パネル１００ｃｍ２あたりの本発明の化合物の存在する量と放電遅延時間の関係を示すものである。図３からわかるように、本発明による化合物が１００ｃｍ２あたり１０mgまで存在すると顕著に放電開始電圧が低下する。本発明による化合物をさらに増加をすると、放電開始電圧はさらに低下を続け、図３では１０００ｍｇまでは効果を有する。
本発明の材料１２は、ガラスと同様に、構造体としても使用することが出来る。図１１は本発明の材料によって隔壁そのものを形成する場合を示す。本発明の材料１２によって隔壁を形成する場合も、従来例の材料によって隔壁を形成する場合と同様である。すなわち、本発明の材料１２を印刷によって誘電体上に塗付し、焼結する。その後、ブラストマスクを用いてサンドブラストによって凹部を形成する。本発明の材料１２を構造体として使用する場合の放電遅延時間と本発明の材料１２の存在量との関係は、本発明の材料１２を隔壁に塗付した場合と同様、図３に示すとおりである。
本発明に係る実施例であるＰＤＰを製作した。基本的な構造、蛍光体材料、製造法は実施例１と同様である。
実施例1との差異は、本発明の条件を満たす元素を含む化合物１２を、表示を行う赤、緑、青色の蛍光体に混合するのではなく、図１２に示すように、基板１側の少なくとも一部分に、具体的には保護膜の表面に薄膜として形成することにより、本発明の画像表示装置を作製したことである。図１２は、基板１の保護膜の表面に本発明の材料１２を蒸着あるいはスパッタリングによって形成した場合の模式断面図である。
図４は、蛍光体の表面あるいは、保護膜の表面等に薄膜として形成した場合の、放電遅延時間の短縮の効果を示すグラフである。図４からわかるように、本発明によるCs元素の重量が１ｃｍ２あたり、０．０１μｇから効果を生じ、１μｇまでは、放電遅延時間は急激に短縮し、その後も短縮を続ける。このCs元素の重量は、ゼーマン原子吸光分析(ZAAS)、蛍光X線分析(XRF)等の分析手段によって測定が可能である。実施例３の画像表示装置は、実施例1と同様の良好な特性を示した。
本発明に係る実施例であるＰＤＰを製作した。基本的な構造、蛍光体材料、製造法は実施例１と同様である。実施例1との差異は、本発明の条件を満たす元素を含む化合物１２を、表示を行う赤、緑、青色の蛍光体に混合するのではなく、図１３に示すように、基板６側の蛍光体の表面に、薄膜として形成することにより、本発明の画像表示装置を作製したことである。具体的な作製方法の例としては、蛍光体層10を形成した後、蛍光体表面に本発明による材料１２を蒸着、あるいはスパッタリングによって形成する。
前記薄膜の形成量を変化させ、特性を検討した。結果は、実施例３と同様な結果であり、図４に示すとおりである。実施例４の画像表示装置は、実施例1と同様の良好な特性を示した。
本発明に係る実施例であるＰＤＰを製作した。基本的な構造、蛍光体材料、製造法は実施例１と同様である。実施例1との差異は、本発明の条件を満たす元素を含む化合物１２を、表示を行う赤、緑、青色の蛍光体に混合するのではなく、図１４に示すように、基板６側の誘電体層の表面に薄膜として形成したものである。
すなわち、隔壁を形成した後、蛍光体を印刷によって塗付する前に、背面板６の誘電体が形成されている面に本発明の材料１２を蒸着あるいはスパッタリングによって被着する。
前記薄膜の形成量を変化させ、特性を検討した。結果は、実施例３と同様な結果であり、図４に示すとおりである。このこの場合もCsの重量は、ゼーマン原子吸光分析(ZAAS)、蛍光X線分析(XRF)等の分析手段によって測定が可能である。実施例４の画像表示装置は、実施例1と同様の良好な特性を示した。
Cs化合物の混合量と放電遅延時間の関係を示すグラフである。 Cs化合物量子効率と色度の関係を示すグラフである。 Cs化合物を隔壁の材料として使用した場合の、Cs化合物の量と放電遅延時間の関係である。 Cs元素の重量と放電遅延時間の関係を示すグラフである。 プラズマディスプレイパネルの分解斜視図である 図５のＡ−Ａ断面図である。 図５のＢ−Ｂ断面図である。 図５のＣ−Ｃ断面図である。 プラズマディスプレイパネルの動作電圧波形である。 実施例２を示す断面図である。 実施例２の他の断面図である。 実施例３を示す断面図である。 実施例４の他の断面図である。 実施例５を示す断面図である。
符号の説明
１、６…基板
２、９…電極
３…バスライン
４、８…誘電体層
５…保護膜
７…隔壁
１０…蛍光体層
１２…Ｃｓ化合物
１００…ＰＤＰ。

Claims (17)

  1. 前面板にはＸ電極とＹ電極が対向して形成され、前記Ｘ電極と前記Ｙ電極を覆って、第１の誘電体が形成され、前記第１の誘電体を覆って保護膜が形成され、
    背面板には前記Ｘ電極およびＹ電極と直交する方向にアドレス電極が形成され、前記アドレス電極を覆って第２の誘電体が形成され、前記第２の誘電体の上に前記アドレス電極を挟むように隔壁が形成され、前記隔壁と前記第２の誘電体で形成される領域に蛍光体が形成され、
    前記前面板と前記背面板を組み合わせることによって、前記保護膜と前記蛍光体と、前記隔壁によって放電空間が形成されているプラズマディスプレイパネルであって、
    前記保護膜、前記隔壁、前記蛍光体、前記第２の誘電体のいずれかには、組成式Cs(1-x)M1xAlO2 (但し、M1は、I族元素、0≦x＜1)で表される化合物、もしくは、Cs(1-x)M2xAl(1+x)O(2+2x) (但し、M2は、II族元素、0≦x＜1)で表される化合物の少なくともいずれか一つが存在することを特徴とするプラズマディスプレイパネル。
  2. 前記化合物は、450nm以下の紫外光照射による、450nm〜780nm範囲の可視光の発光効率が、15%以下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。
  3. 前記化合物のM1が、K元素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。
  4. 前記化合物のM2が、Ca元素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。
  5. 前面板にはＸ電極とＹ電極が対向して形成され、前記Ｘ電極と前記Ｙ電極を覆って、第１の誘電体が形成され、前記第１の誘電体を覆って保護膜が形成され、
    背面板には前記Ｘ電極およびＹ電極と直交する方向にアドレス電極が形成され、前記アドレス電極を覆って第２の誘電体が形成され、前記第２の誘電体の上に前記アドレス電極を挟むように隔壁が形成され、前記隔壁と前記第２の誘電体で形成される領域に蛍光体が形成され、
    前記前面板と前記背面板を組み合わせることによって、前記保護膜と前記蛍光体と、前記隔壁によって放電空間が形成されているプラズマディスプレイパネルであって、
    前記蛍光体には、組成式Cs(1-x)M1xAlO2 (但し、M1は、I族元素、0≦x＜1)で表される化合物、もしくは、Cs(1-x)M2xAl(1+x)O(2+2x) (但し、M2は、II族元素、0≦x＜1)で表される化合物の少なくともいずれか一つが混合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。
  6. 前記化合物は、450nm以下の紫外光照射による、450nm〜780nm範囲の可視光の発光効率が、15%以下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。
  7. 前記化合物のM1が、K元素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。
  8. 前記化合物のM2が、Ca元素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。
  9. 前記蛍光体中の前記組成式Cs(1-x)M1xAlO2 (但し、M1は、I族元素、0≦x＜1)で表される化合物、もしくは、Cs(1-x)M2xAl(1+x)O(2+2x) (但し、M2は、II族元素、0≦x＜1)で表される化合物の量は０．１％以上１０％以下であることを特徴とする請求項６に記載のプラズマディスプレイパネル。
  10. 前記組成式Cs(1-x)M1xAlO2 (但し、M1は、I族元素、0≦x＜1)で表される化合物、もしくは、Cs(1-x)M2xAl(1+x)O(2+2x) (但し、M2は、II族元素、0≦x＜1)で表される化合物の平均粒径は、０．１μｍ以上５０μｍ以下の粉体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。
  11. 前面板にはＸ電極とＹ電極が対向して形成され、前記Ｘ電極と前記Ｙ電極を覆って、第１の誘電体が形成され、前記第１の誘電体を覆って保護膜が形成され、
    背面板には前記Ｘ電極およびＹ電極と直交する方向にアドレス電極が形成され、前記アドレス電極を覆って第２の誘電体が形成され、前記第２の誘電体の上に前記アドレス電極を挟むように隔壁が形成され、前記隔壁と前記第２の誘電体で形成される領域に蛍光体が形成され、
    前記前面板と前記背面板を組み合わせることによって、前記保護膜と前記蛍光体と、前記隔壁によって放電空間が形成されているプラズマディスプレイパネルであって、
    前記隔壁の表面は、前記組成式Cs(1-x)M1xAlO2 (但し、M1は、I族元素、0≦x＜1)で表される化合物、もしくは、Cs(1-x)M2xAl(1+x)O(2+2x) (但し、M2は、II族元素、0≦x＜1)で表される化合物によって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。
  12. 前記隔壁の表面を構成する前記組成式Cs(1-x)M1xAlO2 (但し、M1は、I族元素、0≦x＜1)で表される化合物、もしくは、Cs(1-x)M2xAl(1+x)O(2+2x) (但し、M2は、II族元素、0≦x＜1)で表される化合物はパネル面積１００ｃｍ２に換算して、０．１ｍｇ以上１０００ｍｇ以下であることを特徴とする請求項１１に記載のプラズマディスプレイパネル。
  13. 前面板にはＸ電極とＹ電極が対向して形成され、前記Ｘ電極と前記Ｙ電極を覆って、第１の誘電体が形成され、前記第１の誘電体を覆って保護膜が形成され、
    背面板には前記Ｘ電極およびＹ電極と直交する方向にアドレス電極が形成され、前記アドレス電極を覆って第２の誘電体が形成され、前記第２の誘電体の上に前記アドレス電極を挟むように隔壁が形成され、前記隔壁と前記第２の誘電体で形成される領域に蛍光体が形成され、
    前記前面板と前記背面板を組み合わせることによって、前記保護膜と前記蛍光体と、前記隔壁によって放電空間が形成されているプラズマディスプレイパネルであって、
    前記隔壁は、前記組成式Cs(1-x)M1xAlO2 (但し、M1は、I族元素、0≦x＜1)で表される化合物、もしくは、Cs(1-x)M2xAl(1+x)O(2+2x) (但し、M2は、II族元素、0≦x＜1)で表される化合物によって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。
  14. 前記隔壁を構成する前記組成式Cs(1-x)M1xAlO2 (但し、M1は、I族元素、0≦x＜1)で表される化合物、もしくは、Cs(1-x)M2xAl(1+x)O(2+2x) (但し、M2は、II族元素、0≦x＜1)で表される化合物はパネル面積１００ｃｍ２に換算して、０．１ｍｇ以上１０００ｍｇ以下であることを特徴とする請求項１３に記載のプラズマディスプレイパネル。
  15. 前面板にはＸ電極とＹ電極が対向して形成され、前記Ｘ電極と前記Ｙ電極を覆って、第１の誘電体が形成され、前記第１の誘電体を覆って保護膜が形成され、
    背面板には前記Ｘ電極およびＹ電極と直交する方向にアドレス電極が形成され、前記アドレス電極を覆って第２の誘電体が形成され、前記第２の誘電体の上に前記アドレス電極を挟むように隔壁が形成され、前記隔壁と前記第２の誘電体で形成される領域に蛍光体が形成され、
    前記前面板と前記背面板を組み合わせることによって、前記保護膜と前記蛍光体と、前記隔壁によって放電空間が形成されているプラズマディスプレイパネルであって、
    前記保護膜の表面には、組成式Cs(1-x)M1xAlO2 (但し、M1は、I族元素、0≦x＜1)で表される化合物、もしくは、Cs(1-x)M2xAl(1+x)O(2+2x) (但し、M2は、II族元素、0≦x＜1)で表される化合物が薄膜状に形成され、前記薄膜に存在するＣｓの量は、パネル面積１ｃｍ２あたり、０．０１μｇ以上であることを特徴とするプラズマディスプレイパネル。
  16. 前面板にはＸ電極とＹ電極が対向して形成され、前記Ｘ電極と前記Ｙ電極を覆って、第１の誘電体が形成され、前記第１の誘電体を覆って保護膜が形成され、
    背面板には前記Ｘ電極およびＹ電極と直交する方向にアドレス電極が形成され、前記アドレス電極を覆って第２の誘電体が形成され、前記第２の誘電体の上に前記アドレス電極を挟むように隔壁が形成され、前記隔壁と前記第２の誘電体で形成される領域に蛍光体が形成され、
    前記前面板と前記背面板を組み合わせることによって、前記保護膜と前記蛍光体と、前記隔壁によって放電空間が形成されているプラズマディスプレイパネルであって、
    前記蛍光体の表面には、組成式Cs(1-x)M1xAlO2 (但し、M1は、I族元素、0≦x＜1)で表される化合物、もしくは、Cs(1-x)M2xAl(1+x)O(2+2x) (但し、M2は、II族元素、0≦x＜1)で表される化合物が薄膜状に形成され、前記薄膜に存在するＣｓの量は、パネル面積１ｃｍ２あたり、０．０１μｇ以上であることを特徴とするプラズマディスプレイパネル。
  17. 前面板にはＸ電極とＹ電極が対向して形成され、前記Ｘ電極と前記Ｙ電極を覆って、第１の誘電体が形成され、前記第１の誘電体を覆って保護膜が形成され、
    背面板には前記Ｘ電極およびＹ電極と直交する方向にアドレス電極が形成され、前記アドレス電極を覆って第２の誘電体が形成され、前記第２の誘電体の上に前記アドレス電極を挟むように隔壁が形成され、前記隔壁と前記第２の誘電体で形成される領域に蛍光体が形成され、
    前記前面板と前記背面板を組み合わせることによって、前記保護膜と前記蛍光体と、前記隔壁によって放電空間が形成されているプラズマディスプレイパネルであって、
    前記第２の誘電体の表面には、組成式Cs(1-x)M1xAlO2 (但し、M1は、I族元素、0≦x＜1)で表される化合物、もしくは、Cs(1-x)M2xAl(1+x)O(2+2x) (但し、M2は、II族元素、0≦x＜1)で表される化合物が薄膜状に形成され、前記薄膜に存在するＣｓの量は、パネル面積１ｃｍ２あたり、０．０１μｇ以上であることを特徴とするプラズマディスプレイパネル。
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