JP3341698B2 - ガス放電パネル - Google Patents

ガス放電パネル

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  • Formation Of Various Coating Films On Cathode Ray Tubes And Lamps (AREA)
  • Gas-Filled Discharge Tubes (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、文字または画像表
示用のカラーテレビジョン受像機やディスプレイ等に使
用する希ガス放電発光を利用したプラズマディスプレイ
パネルなどのガス放電パネルに関するものである。
【0002】
【従来の技術】以下では、従来のプラズマディスプレイ
パネルについて図面を参照しながら説明する。図4は交
流型(AC型)のプラズマディスプレイパネルの概略を
示す断面図である。
【0003】図4において、41はフロントパネルガラ
ス(前面ガラス基板)であり、この前面ガラス基板41
上に互いに平行な複数対の第一極性電極42と第二極性
電極43が形成されている。さらに、第一および第二極
性電極42、43が形成されているフロントパネルガラ
ス41は、誘電体ガラスなどからなる誘電体膜44及び
酸化マグネシウム(MgO)誘電体からなる保護層45
により覆われている(例えば特開平5−342991号
公報参照)。
【0004】また、46はバックパネルガラス(背面ガ
ラス基板)であり、この背面ガラス基板46上には、ア
ドレス電極47および隔壁48、誘電体膜49、蛍光体
層(50〜52)が設けられており、放電ガスを封入す
る放電空間が形成されている。
【0005】第一極性電極42と第二極性電極43の各
々一つの1対とその間の放電間隙53を含み、バックパ
ネルの隔壁48で区分された放電空間が1セルに当た
る。赤、緑、青の3色の蛍光体50〜52が1セルに1
色ずつ順に配置され、隣り合う3セルにより1画素を形
成している。上記各蛍光体(50〜52)は、放電によ
って発生する波長の短い紫外線(波長147nm)によ
り励起発光する。
【0006】前記蛍光体は、スクリーン印刷法(例え
ば、特開平6−5205号公報)、インクジェット法
(例えば、特開昭53−79371号公報)、フォトレ
ジストフィルム法(例えば、特開平6−273925号
公報)などによって形成されるが、従来、膜形状は隔壁
側面と放電空間底部には同程度の厚さに塗布されてき
た。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】従来プラズマディスプ
レイパネルとして開発されてきたパネルの輝度は、40
インチのNTSCパネル(セル数が640×480でセ
ルピッチが0.43mm×1.29mm、1セル面積約
0.55mm2)で約250cd/m2であった(例え
ば、機能材料1996年2月号Vol.16、No.
2、ページ7)。
【0008】これに対して従来のCRTでは、500c
d/m2程度の輝度を得ることが可能と言われている。
【0009】近年、期待されているフルスペックのハイ
ビジョンテレビの画素レベルは、画素数が1920×1
125となり、セルピッチも42インチクラスで0.1
5mm×0.48mmで1セルの面積は0.072mm
2の細かさになる。
【0010】ここで放電空間から発生する紫外線の放射
効率は放電空間が小さくなるに従って悪くなる。この結
果、42インチのハイビジョンテレビ用のPDPを従来
通りのセル構成で作製した場合、パネル発光効率が、N
TSCの場合に比べて1/7〜1/8程度になり、0.
15〜0.17lm/W程度に低下する。
【0011】以上のように、プラズマディスプレイパネ
ルでハイビジョンのような画素の小さなテレビを作製す
るにあたり、現行のNTSC並の明るさにしようと思え
ば、輝度を大幅に向上させなければならないという課題
が存在する。
【0012】輝度を向上させる方法として、前面板で発
生するプラズマを最大限大きくすること、発生したプラ
ズマから放出されるVUVが効率的に蛍光体に吸収さ
れ、同時に蛍光体を励起すること、および蛍光体による
可視光をできるだけ前面側に有効に取り出すことが挙げ
られる。しかし従来の蛍光体膜形状では、特に高精細パ
ネルでは放電空間が非常に狭くなり、効率が小さくなっ
てしまうという課題がある。
【0013】そこで本願発明は、蛍光体膜形状を改良す
ることによって、セル構造が微細になっても比較的高い
発光効率で動作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ものである。
【0014】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明は、前面パネルと、隔壁および蛍光体層が配
された背面パネルとが張り合わされ、当該前面パネルと
背面パネル間に形成される放電空間内に放電ガスが封入
されたプラズマディスプレイの蛍光体層の形成方法であ
って、蛍光体粉末50〜60%、エチルセルロース0.
5〜2wt%を含み、50〜150cpsの粘度となる
蛍光体インクを前記隔壁間にノズルから塗布するステッ
プと、前記隔壁間に塗布された蛍光体インクを焼成し
て、前記隔壁の側面の厚さよりも放電空間の底部の厚さ
の方が厚い形状を有する蛍光体層を形成するステップと
を含むことを特徴とする。特に高精細パネルにおいて
は、隔壁側面の蛍光体膜の厚さは2つの隔壁の間隔の1
0分の1以下にすることで放電空間をできるだけ広くと
ることができ、発光効率の高いプラズマディスプレイパ
ネルが得られる。
【0015】
【発明の実施の形態】(実施の形態1)以下、本発明の
実施の形態におけるプラズマディスプレイパネルなどの
ガス放電パネルについて図面を参照しながら説明する。
図3は、本発明の一実施の形態における交流面放電型プ
ラズマディスプレイパネルの概略を示す断面図である。
図3では、セルが1つだけ示されているが、赤、緑、青
の各色を発光するセルが多数配列されてPDPが構成さ
れている。
【0016】このPDPは、フロントパネル11上に表
示電極12と誘電体ガラス層13、保護層14が配され
た前面パネルと、バックパネル15上にアドレス電極1
6、下地誘電体層17、隔壁18および蛍光体層19が
配された背面パネルとを張り合わせ、前面パネルと背面
パネル間に形成される放電空間内に放電ガスが封入され
た構成となっている。隔壁間隔とは、図3に示すとおり
2つの隔壁に挟まれた間隔を指す。蛍光体膜は、隔壁側
面とガラス面に形成される厚さが異なり、隔壁側面より
もガラス面に厚く形成される。これらは、以下に示すよ
うに作製される。
【0017】(前面パネルの作製)前面パネルは、フロ
ントパネル11上に表示電極12を形成し、その上を誘
電体ガラス層13で覆い、更に誘電体ガラス層13の表
面に保護層14を形成することによって作製する。
【0018】本実施の形態では、表示電極12は銀電極
であって、銀電極用のペーストをスクリーン印刷した後
に焼成する方法で形成する。また、誘電体ガラス層13
の組成は、酸化鉛[PbO]70重量%,酸化硼素[B
23]15重量%,酸化硅素[SiO2]15重量%であ
って、スクリーン印刷法と焼成によって、約20μmの
膜厚に形成した。次に上記の誘電体ガラス層13上にC
VD法(化学蒸着法)にて1.0μmの酸化マグネシウ
ム(MgO)の保護層14を形成した。
【0019】(背面パネルの作製)背面ガラス基板15
上に、銀電極用のペーストをスクリーン印刷しその後焼
成する方法によってアドレス電極16を形成し、その上
にスクリーン印刷法と焼成によってTiO2粒子と誘電
体ガラスからなる下地誘電体層17と、同じくスクリー
ン印刷をくり返し行なった後焼成することによって得ら
れたガラス製の隔壁18を所定のピッチで作成する。
【0020】これらの隔壁18に挟まれた各空間内に、
赤色蛍光体,緑色蛍光体,青色蛍光体の中の1つを配設
することによって蛍光体層19を形成する。この蛍光体
層19の形成方法にいては後で詳述する。
【0021】尚、本実施の形態では、40インチクラス
のフルスペックのハイビジョンテレビに合わせて、隔壁
の高さは0.10mmとし、隔壁ピッチは0.16mm
とした。
【0022】(パネル張り合わせによるPDPの作製)
次に、このように作製した前面パネルと背面パネルとを
封着用ガラスを用いて前面パネルと表示電極とアドレス
電極が直交するように張り合せると共に、隔壁18で仕
切られた放電空間内を高真空に排気した後、所定の組成
の放電ガスを所定の圧力で封入することによってPDP
を作製する。
【0023】なお、本実施の形態では、放電ガスにおけ
るXeの含有量を5体積%とし、封入圧力を500To
rrの範囲に設定した。
【0024】(蛍光体膜形成方法について)蛍光体膜を
構成する蛍光体材料の組成としては、一般的にPDPの
蛍光体層に使用されているものを用いることができる。
その具体例としては、 「青色蛍光体」:BaMgAl1017:Eu 「緑色蛍光体」:Zn2SiO4:Mn 「赤色蛍光体」:Y23:Eu を挙げることができる。
【0025】以下に本実施の形態における蛍光体膜形成
方法を説明する。蛍光体と有機バインダーとからなる蛍
光体インクを、加圧されたノズルより連続的に吐出させ
隔壁間に所定の蛍光体インクを充填した。隔壁間隔は
0.16mmであるためノズルは0.08mmの内径を
有するものを用い、この微細ノズルから蛍光体インクが
安定に吐出できるように、蛍光体インクの粘度が50〜
150cpsとなるように有機バインダーの含有量を調
整した。
【0026】具体的には、蛍光体インクは平均粒径3μ
mの蛍光体粉末50〜60wt%、エチルセルロース
0.5〜2wt%、ターピネオールとからなっている。
これら材料を均一に分散させるために、以下の方法で蛍
光体インクを作成した。
【0027】今回用いた蛍光体インクは粘度が低いた
め、通常の印刷ペーストに用いられるような方法でイン
クを作成すると、均一性に欠けてしまうおそれがある。
そのため、全体に高剪断力を与えて機械的に分散させる
方法をとった。まず、均一な有機バインダーを作成する
ためにターピネオールとエチルセルロースとの混合物を
80℃に温めて完全に混合希釈し、所定の濃度のビヒク
ルを作成した。このビヒクルに所定の量の蛍光体粉末を
混ぜ合わせ、ペイントシェーカーで30〜60分撹拌し
た。
【0028】なお、蛍光体形成後は有機バインダーが完
全に分解される520℃で焼成し、焼成後に分析した結
果樹脂成分による残留は確認されなかった。
【0029】
【実施例】次に、本発明の具体的実施例について図1の
データにもとづいて説明する。
【0030】(実施例1)蛍光体膜形状による輝度の効
果を確認するために、同一背面板の領域を区切ってリブ
側壁部と底部の膜厚を変化させた蛍光体膜を塗布するこ
とによって、同一パネルで輝度の相対比較をした。同一
パネルでの相対比較をしたのは、特に前面板のMgOに
よる放電特性の違いから生じるパネル間の輝度のばらつ
きをなくすためである。ここで、セルピッチは160×
480μm、リブ高さは100μm、リブ幅30μmで
あり、封入ガスをNe−Xe:5%で500Torrに
してある。蛍光体膜は図2に示す種類を用い、このパ
ネルのそれぞれの領域におけるエージング時の輝度−電
圧特性を図1に示す。
【0031】図2に示すように、蛍光体膜は (A)底部およびリブ側壁部の蛍光体膜厚がともに15
μm (B)底部・リブ側壁部の蛍光体膜厚はそれぞれ10、
20μm (C)底部・リブ側壁部の蛍光体膜厚はそれぞれ20、
10μm (D)底部・リブ側壁部の蛍光体膜厚はそれぞれ20、
μm (E)底部・リブ側壁部の蛍光体膜厚はそれぞれ20、
μm (F)底部・リブ側壁部の蛍光体膜厚はそれぞれ15、
μm の6種である。
【0032】図1からわかるように、あらゆる印加電圧
において(F)、(E)、(D)、(C)、(A)、
(B)の順に輝度が高い。放電空間が広ければ低電圧で
放電状態が大きくなるが、上記の順に放電空間が広いた
めと考えられる。実際、青色表示でy値を測定すると電
圧上昇に伴いy値も上昇し飽和するが、放電空間の広い
(A)が最も低い電圧で飽和状態になる。y値が変化す
るのは、Ne発光による赤色成分と蛍光体による青色成
分の比が放電状態によって異なるためで、この値が飽和
することは、蛍光体の励起、吸収が過不足なく安定して
行われていることを示している。
【0033】これは、セルピッチ360×1080μm
のパネルにおいても同様な傾向が見られた。このような
2つの隔壁の間隔が、250μm以上のプラズマディス
プレイパネルでは、隔壁の上方4分の1の高さの側面の
蛍光体膜の厚さが、隔壁間隔の5分の1以下、好ましく
は8分の1以下であることが好ましい。また、放電空間
の底部の蛍光体膜の厚さが、前記隔壁の高さの5分の1
以上であることが好ましい。ただし、この場合には放電
空間を広く保てるために底部の膜厚を小さくする効果は
ほとんど見られず、逆に薄くするほど輝度が下がった。
【0034】(実施例2)蛍光体膜形状を制御するため
に、蛍光体塗布インクの成分を変えて上記実施の形態に
記載の方法で背面板へ塗布した。
【0035】具体的には、蛍光体粉末とターピネオール
とエチルセルロースとからなる混合溶液を分散させ、細
いノズルから吐出させる際に、エチルセルロース濃度が
低いとリブ側壁部は薄く、底部膜厚が厚い形状になり、
エチルセルロース濃度が高いと逆にリブ側壁部に厚く、
底部には薄くなる。そこで、蛍光体インクを(表1)に
示す混合割合で作成し、塗布した。
【0036】
【表1】
【0037】(表1)に示した組成の蛍光体インクを用
いることで、リブ側壁部および底部の蛍光体膜厚が自在
に制御できることを確認した。
【0038】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、隔壁の側
面の厚さよりも放電空間の底部の厚さの方が厚い形状を
有することで放電空間をできるだけ広くとることがで
き、発光効率の高い表示パネルが得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例における発光輝度と電圧の関係
を示す特性図
【図2】(A)〜(F)本発明の実施例で用いた蛍光体
膜の断面図
【図3】本実施の形態に係わる交流面放電型プラズマデ
ィスプレイパネルの概略断面図
【図4】従来の交流面放電型プラズマディスプレイパネ
ルの概略断面を示す斜視図
【符号の説明】
11 フロントパネル 12 表示電極 13 誘電体ガラス層 14 保護層(MgO) 15 バックパネル 16 アドレス電極 17 下地誘電体層 18 隔壁 19 蛍光体層
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平7−37511(JP,A) 特開 平10−255671(JP,A) 特開 平9−283030(JP,A) 特開 平10−228863(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H01J 11/00 - 11/04 H01J 9/227

Claims (7)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 前面パネルと、隔壁および蛍光体層が配
    された背面パネルとが張り合わされ、当該前面パネルと
    背面パネル間に形成される放電空間内に放電ガスが封入
    されたプラズマディスプレイの蛍光体層の形成方法であ
    って、 蛍光体粉末50〜60%、エチルセルロース0.5〜2
    wt%を含み、50〜150cpsの粘度となる蛍光体
    インクを前記隔壁間にノズルから塗布するステップと、 前記隔壁間に塗布された蛍光体インクを焼成して、前記
    隔壁の側面の厚さよりも放電空間の底部の厚さの方が厚
    い形状を有する蛍光体層を形成するステップとを含むこ
    とを特徴とするプラズマディスプレイパネルの蛍光体層
    の形成方法。
  2. 【請求項2】 前記プラズマディスプレイパネルは、2
    つの隔壁の間隔が250μm以下であって、 前記蛍光体層は、前記隔壁の上方4分の1の高さの側面
    の蛍光体層の厚さが当該隔壁の間隔の10分の1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
    プレイパネルの蛍光体層の形成方法。
  3. 【請求項3】 前記プラズマディスプレイパネルは、2
    つの隔壁の間隔が250μm以下であって、 前記蛍光体層は、前記隔壁の上方4分の1の高さの側面
    の蛍光体膜の厚さが、当該隔壁の間隔の15分の1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
    スプレイパネルの蛍光体層の形成方法。
  4. 【請求項4】 前記プラズマディスプレイパネルは、2
    つの隔壁の間隔が250μm以下であって、 前記蛍光体層は、前記隔壁の上方4分の1の高さの側面
    の蛍光体膜の厚さが、当該隔壁の間隔の20分の1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
    スプレイパネルの蛍光体層の形成方法。
  5. 【請求項5】 前記プラズマディスプレイパネルは、2
    つの隔壁の間隔が250μm以上であって、 前記蛍光体層は、前記隔壁の上方4分の1の高さの側面
    の蛍光体膜の厚さが、当該隔壁の間隔の5分の1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
    プレイパネルの蛍光体層の形成方法。
  6. 【請求項6】 前記プラズマディスプレイパネルは、2
    つの隔壁の間隔が250μm以上であって、 前記蛍光体層は、前記隔壁の上方4分の1の高さの側面
    の蛍光体膜の厚さが、当該隔壁の間隔の8分の1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
    プレイパネルの蛍光体層の形成方法。
  7. 【請求項7】 前記プラズマディスプレイパネルは、2
    つの隔壁の間隔が250μm以上であって、 放電空間の底部の蛍光体膜の厚さが、前記隔壁の高さの
    5分の1以上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の蛍光体層の形成方法。
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