JP3540051B2

JP3540051B2 - プラズマディスプレイパネル

Info

Publication number: JP3540051B2
Application number: JP9670795A
Authority: JP
Inventors: 信博岩瀬
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 1995-04-21
Filing date: 1995-04-21
Publication date: 2004-07-07
Anticipated expiration: 2019-07-07
Also published as: JPH08293262A

Description

【０００１】
本発明は、内部に蛍光体層を有したプラズマディスプレイパネル（ＰＤＰ）に関する。
ＰＤＰは、高速表示の可能な自己発光型の表示デバイスであり、ハイビジョン映像の大画面表示手段として注目されている。このような状況の中で、より高輝度のＰＤＰが望まれている。
【０００２】
【従来の技術】
ＰＤＰは、放電空間を挟んで対向する一対の基板（通常はガラス基板）を基体とする構造の表示パネルである。ＰＤＰでは、内部に紫外線励起型の蛍光体層を設けることにより、放電ガスの発光色と異なる色の表示が可能となる。フルカラー表示を行う場合には、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の３色の蛍光体層が設けられる。
【０００３】
一般に、蛍光体層は、放電空間の背面側、すなわち背面側の基板の内面上に配置される。これにより、蛍光体層の内の励起効率の高い表層部が前面側の基板と対向し、表層部の発光が効率的に表示に利用される。
【０００４】
このような蛍光体層の形成には、所定発光色の蛍光体粒子を主成分とする蛍光体ペーストを各色毎に順にスクリーン印刷法によって塗布し、乾燥後に一括して焼成する手法が広く用いられている。
【０００５】
従来では、蛍光体層の材料としてほぼ一定の大きさの蛍光体粒子が用いられ、均質な層構造の蛍光体層が形成されていた。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
蛍光体層の内の深層部（放電空間から遠い部分）で発光した光は、表層部で発光した光と比べて前面側へ射出しにくい。このため、従来の均質な蛍光体層は、深層部の蛍光体粒子が表示に有効に利用されず、輝度の面で不利であった。
【０００７】
また、蛍光体層を壁電荷の蓄積にも利用する場合には、緻密であることが望ましい。しかし、緻密な層を得るために粒径の小さい蛍光体粒子を用いると、粒径の大きい蛍光体粒子を用いる場合と比べて、輝度が低下するとともに寿命が短くなるという問題もあった。それは、粒径の小さい蛍光体粒子では、単位体積当たりの発光に寄与しない外皮部分の割合が多く、しかもイオン衝撃による劣化が進みやすいことに起因する。
【０００８】
本発明は、上述の問題に鑑みてなされたもので、輝度の向上を図ることを目的としている。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明のＰＤＰは、一対の基板に挟まれた放電空間の背面側に、前記放電空間内で生じる放電によって発光する蛍光体層を有したＰＤＰであって、前記蛍光体層における前記放電空間に対する裏側の下層部分が、表側の上層部分と比べて緻密に構成されてなる。
【００１０】
請求項２の発明のＰＤＰは、前記蛍光体層が前記放電空間に対する裏側の下層と表側の上層とから構成されており、前記下層が第１蛍光体粒子からなり且つ前記上層が前記蛍光体粒子より大きい第２蛍光体粒子からなる。
【００１１】
請求項３の発明のＰＤＰは、前記蛍光体層が、背面側の前記基板の上に積み重なった多数の蛍光体粒子からなり、前記蛍光体粒子の粒径が前記放電空間から遠いほど小さい厚さ方向の粒径分布を有してなる。
【００１２】
請求項４の発明のＰＤＰは、前記蛍光体層によって前記放電空間に対して被覆される電極を有してなる。
【００１３】
【作用】
放電空間から入射した励起エネルギーによって蛍光体層の上層部分が励起されて発光する。上層部分で発光した光の内、前面側に向かう光が表示光となる。放電空間から入射して上層部分を通り抜けた励起エネルギーの一部は、緻密な下層部分で反射して上層部分を励起する。上層部分は下層部分と比べて発光した光が前面側に射出しやすいので、表示に対する励起エネルギーの利用効率が高まる。
【００１４】
【実施例】
図１は第１実施例のＰＤＰ１の基本構造を示す分解斜視図である。
ＰＤＰ１は、マトリクス表示の単位発光領域ＥＵに一対の表示電極Ｘ，Ｙとアドレス電極Ａとが対応する３電極構造の面放電型ＰＤＰであり、蛍光体の配置形態による分類の上で反射型と呼称されている。
【００１５】
面放電のための表示電極Ｘ，Ｙは、前面側のガラス基板１１の内面に設けられ、低融点ガラスからなる誘電体層１７によって放電空間３０に対して被覆されている。誘電体層１７の表面には、２次電子放出係数の大きいＭｇＯからなる数千Å程度の厚さの保護膜１８が設けられている。なお、表示電極Ｘ，Ｙは、放電空間３０の前面側に配置されることから、面放電を広範囲とし且つ表示光の遮光を最小限とするため、ネサ膜などからなる幅の広い透明導電膜４１とその導電性を補う幅の狭い金属膜（バス電極）４２とから構成されている。
【００１６】
一方、アドレス電極Ａは、単位発光領域ＥＵを選択的に発光させるための電極であって、背面側のガラス基板２１上に、表示電極Ｘ，Ｙと直交するように一定ピッチ（例えば２２０μｍ）で配列されている。
【００１７】
各アドレス電極Ａの間には、１４０μｍ程度の高さを有したストライプ状の隔壁２９が設けられ、これによって放電空間３０がライン方向（表示電極Ｘ，Ｙの延長方向）に単位発光領域ＥＵ毎に区画され、且つ放電空間３０の間隙寸法が規定されている。
【００１８】
そして、アドレス電極Ａの上面及び隔壁２９の側面を含めて背面側の内壁面を被覆するように、後述の層構造を有したＲ，Ｇ，Ｂの３原色の蛍光体層２８が設けられている。各色の蛍光体層２８は、面放電時に放電空間３０内の放電ガスが放つ紫外線によって励起されて発光する。蛍光体層２８で発光した光の内、前面側のガラス基板１１を透過して外部に射出する光が表示光となる。ＰＤＰ１においては、１つの画素（ピクセル）ＥＧがＲ，Ｇ，Ｂの３つの単位発光領域（サブピクセル）ＥＵから構成されており、Ｒ，Ｇ，Ｂの組み合わせによるフルカラー表示が可能である。
【００１９】
図２は図１のＰＤＰ１の部分断面図、図３は蛍光体層２８の層構造の模式図である。
ＰＤＰ１の蛍光体層２８は、下層２８１と上層２８２とから構成された２層構造の層である。放電空間３０に対する裏側の下層２８１は、図３のように例えば粒径が２μｍ程度の多数の蛍光体粒子ｐ１が積み重なった厚さ１５μｍ程度の層であり、放電空間３０に対する表側の上層２８２と比べて緻密である。上層２８２は、蛍光体粒子ｐ１よりも大きい例えば粒径が５μｍ程度の多数の蛍光体粒子ｐ２が積み重なった厚さ１５μｍ程度の層である。
【００２０】
このような層構造の蛍光体層２８は、厚膜法によって形成することができる。すなわち、蛍光体粒子ｐ１を主成分とする蛍光体ペーストを、アドレス電極Ａ及び隔壁２９を設けた後のガラス基板２１の所定位置にスクリーンマスクを用いて塗布する。続けて、蛍光体粒子ｐ２を主成分とする蛍光体ペーストを重ねて塗布する。そして、室温放置（１０分）と１００℃程度の熱処理（３０分）によって乾燥させた後、各蛍光体ペースト層を４５０℃程度の温度で一括して焼成する。
【００２１】
ＰＤＰ１においては、蛍光体層２８の下層２８１が緻密であることから、蛍光体層２８を通り抜けようとする紫外線（励起エネルギー）が下層２８１で反射して上層２８２の蛍光体粒子ｐ２を励起する。つまり、蛍光体粒子ｐ２には、前面側からだけでなく、背面側からも多量の紫外線が入射する。上層２８２は、下層２８１と比べて放電空間３０に近い分だけ発光した光が前面側に射出しやすいので、下層２８１を励起するよりも上層２８２を励起する方が、表示に寄与する発光量の上で紫外線の利用効率が高い。また、下層２８１では上層２８２から背面側へ向かう可視光をも反射する。これらのことから、蛍光体層２８が厚さ方向に均質である場合、すなわち蛍光体粒子ｐ１，ｐ２の粒径が同一である場合と比べて、輝度が高い。
【００２２】
図４は第２実施例のＰＤＰ２の部分断面図、図５は図４の蛍光体層２８ｂの層構造の模式図である。
ＰＤＰ２は、蛍光体層２８ｂの層構造を除いて、上述のＰＤＰ１と同一の構造の面放電型ＰＤＰである。
【００２３】
ＰＤＰ２の蛍光体層２８ｂも、下層２８１ｂと上層２８２ｂとから構成された２層構造の層である。蛍光体層２８ｂの全体の厚さは３０μｍ程度である。図５のように、下層２８１ｂは主として小粒（粒径が例えば２μｍ程度）の蛍光体粒子ｐ１からなる。これに対して、上層２８２ｂは、主として大粒（粒径が例えば５μｍ程度）の蛍光体粒子ｐ２からなる。下層２８１ｂと上層２８２ｂの境界は明瞭でなく、下層２８１ｂに大粒の蛍光体粒子ｐ２が混じり、上層２８２ｂに小粒の蛍光体粒子ｐ１が混じる場合もある。
【００２４】
このような層構造の蛍光体層２８ｂは、次の手順で形成することができる。まず、蛍光体粒子ｐ１と蛍光体粒子ｐ２とを適当な比率（例えば同一の重量比）でバインダに添加し、蛍光体ペーストを作製する。その蛍光体ペーストをスクリーン印刷法によって隔壁２９の間に塗布し、直ちに塗布面を下側に向けてガラス基板２１を固定配置する。このとき、あらかじめ蛍光体ペーストを溶剤で希釈し、液だれが生じず表面張力によって辛うじて塗布状態が保たれる程度の流動性を有するように、蛍光体ペーストの粘度を調整しておく。
【００２５】
塗布面を下側に向けた状態で、蛍光体ペーストをゆっくりと乾燥させる。乾燥中に蛍光体ペーストの内部で、大粒の蛍光体粒子ｐ２が小粒の蛍光体粒子ｐ１よりも速く沈降し、蛍光体粒子ｐ１と蛍光体粒子ｐ２とが大まかに分かれて堆積する。その後、乾燥状態の蛍光体ペーストを焼成して蛍光体層２８ｂを得る。
【００２６】
ＰＤＰ２においても、上述のＰＤＰ１と同様に、下層２８１ｂでの紫外線の反射によって上層２８２ｂが効率的に励起されるので、表示の高輝度化を図ることができる。
【００２７】
図６は第３実施例のＰＤＰ３の部分断面図、図７は図６の蛍光体層２８ｃの層構造の模式図である。
ＰＤＰ３も、上述のＰＤＰ１，２と同様の３面放電型ＰＤＰである。
【００２８】
ＰＤＰ３の蛍光体層２８ｃは、種々の大きさの蛍光体粒子ｐからなる単層構造の厚さ３０μｍ程度の層である。ただし、蛍光体粒子ｐの粒径分布は不規則ではなく、蛍光体層２８ｃは、概略的にみて放電空間３０から遠いほど粒径が小さいという厚さ方向の粒径分布を有している。つまり、厚さ方向の任意の位置（例えば中央）を境目として下層部分２８１ｃと上層部分２８２ｃとに分けた場合に、放電空間３０に対する裏側の下層部分２８１ｃを構成する蛍光体粒子ｐの粒径の加算平均値が、上層部分２８２ｃを構成する蛍光体粒子ｐの粒径の加算平均値よりも小さい。
【００２９】
このような層構造の蛍光体層２８ｃは、実質的に粒径の範囲が広い蛍光体粒子群、例えば平均粒径が５μｍで標準偏差１．８の蛍光体粉末を主成分とする蛍光体ペーストを用い、上述のＰＤＰ２と同様に粒径による沈降速度の違いを利用することによって形成することができる。
【００３０】
ＰＤＰ３においても、下層部分２８１ｃが上層部分２８２ｃよりも緻密であるので、上述のＰＤＰ１，２と同様に、下層部分２８１ｃでの紫外線の反射によって蛍光体層２８ｃが効率的に励起される。したがって、高輝度の表示を実現することができる。
【００３１】
以上の実施例の効果を確認するため、ＰＤＰ１，２，３を試作した。また、比較例として、蛍光体層２８が一定の粒径の蛍光体粒子からなる均質層としたこと以外はＰＤＰ１と同一構成のＰＤＰを作製した。ただし、実験の精度を高めるため、蛍光体として（Ｙ，Ｇｄ）ＢＯ₃：Ｅｕのみを用い、全ての単位発光領域ＥＵの発光色をＲとした。そして、輝度計を用いてガラス基板１１の外面での輝度を測定した。結果を形成条件と合わせて表１にまとめて示す。
【００３２】
【表１】

【００３３】
表１のとおり、本発明によれば、２０〜３０％の輝度の向上を図ることができる。なお、ＰＤＰ１と比べてＰＤＰ２の輝度が低いのは、上層２８２ｂに小粒の蛍光体粒子ｐ２が混じっているためと考えられる。また、ＰＤＰ２と比べてＰＤＰ３の輝度が高いのは、蛍光体層２８ｃの最上部に微量ながら蛍光体粒子ｐ２より大きい蛍光体粒子ｐが存在するためと考えられる。
【００３４】
上述の実施例においては、ＡＣ駆動形式の面放電型のＰＤＰ１〜３を例示したが、本発明は例えば図８に示すＤＣ駆動形式のＰＤＰ４にも適用することができる。図８のＰＤＰ４では、一対の表示電極Ｘ，Ｙが、互いに直交するようにガラス基板１１，２１に振り分けて配置されている。表示電極Ｘ，Ｙは放電空間３０に露出しており、駆動電圧を印加する毎に基板間の対向放電が生じる。蛍光体層２８は、ＰＤＰ１と同様に下層２８１と上層２８２とからなり、表示電極Ｙを露出させるように背面側のガラス基板２１上に重ね印刷によって設けられている。
【００３５】
このような構造のＰＤＰ４の輝度は２００ｃｄ／ｍ²であった。また、蛍光体層２８に代えて、ＰＤＰ２と同様に粒径による沈降速度の違いを利用して２層構造の蛍光体層を設けた場合には、輝度は１７０ｃｄ／ｍ²であった。これに対して、従来のように一定の粒径の蛍光体粒子からなる均質な蛍光体層を設けた場合には、輝度は１４０ｃｄ／ｍ²であった。つまり、放電空間３０の裏側が緻密な蛍光体層２８，２８ｂによれば、ＤＣ駆動においても輝度の向上に有効であることを確認することができた。
【００３６】
上述の図１乃至図７の実施例によれば、アドレス電極Ａが緻密な部分を有した蛍光体層２８，２８ｂ，２８ｃで被覆されるので、壁電荷を利用してアドレス放電を生じさせることができる。
【００３７】
【発明の効果】
請求項１乃至請求項４の発明によれば、蛍光体層における下層部分による励起エネルギーの反射が顕著となり、発光した光が前面側に射出しやすい上層部分の励起効率が高まるので、表示に有効な発光量が増大して輝度が高まる。
【００３８】
請求項４の発明によれば、輝度及び寿命を損なうことなく、蛍光体層を積極的に誘電体層として利用する駆動を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１実施例のＰＤＰの基本構造を示す分解斜視図である。
【図２】図１のＰＤＰの部分断面図である。
【図３】図２の蛍光体層の層構造の模式図である。
【図４】第２実施例のＰＤＰの部分断面図である。
【図５】図４の蛍光体層の層構造の模式図である。
【図６】第３実施例のＰＤＰの部分断面図である。
【図７】図６の蛍光体層の層構造の模式図である。
【図８】第４実施例のＰＤＰの部分断面図である。
【符号の説明】
１ＰＤＰ（プラズマディスプレイパネル）
２ＰＤＰ（プラズマディスプレイパネル）
３ＰＤＰ（プラズマディスプレイパネル）
４ＰＤＰ（プラズマディスプレイパネル）
１１ガラス基板（基板）
２１ガラス基板（基板）
２８，２８ｂ，２８ｃ蛍光体層
３０放電空間
２８１，２８１ｂ下層（下層部分）
２８１ｃ下層部分
２８２，２８２ｂ上層（上層部分）
２８２ｃ上層部分
ｐ蛍光体粒子
ｐ１蛍光体粒子（第１蛍光体粒子）
ｐ２蛍光体粒子（第２蛍光体粒子）
Ａアドレス電極（電極）

Claims

一対の基板に挟まれた放電空間の背面側に、前記放電空間内で生じる放電によって発光する蛍光体層を有し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、前記放電空間に対する裏側の下層部分が表側の上層部分と比べて緻密な層構造を有してなる
ことを特徴とするプラズマディスプレイパネル。
前記蛍光体層は、前記放電空間に対する裏側の下層と表側の上層とから構成され、前記下層が第１蛍光体粒子からなり、前記上層が前記蛍光体粒子より大きい第２蛍光体粒子からなる
請求項１記載のプラズマディスプレイパネル。
前記蛍光体層は、背面側の前記基板の上に積み重なった多数の蛍光体粒子からなり、前記蛍光体粒子の粒径が前記放電空間から遠いほど小さい厚さ方向の粒径分布を有してなる
請求項１記載のプラズマディスプレイパネル。
前記蛍光体層によって前記放電空間に対して被覆される電極を有してなる
請求項１乃至請求項３のいずれかに記載のプラズマディスプレイパネル。