JP4263380B2

JP4263380B2 - プラズマディスプレイパネル

Info

Publication number: JP4263380B2
Application number: JP2001136415A
Authority: JP
Inventors: 貴長島
Original assignee: Pioneer Corp
Current assignee: Pioneer Corp
Priority date: 2001-05-07
Filing date: 2001-05-07
Publication date: 2009-05-13
Anticipated expiration: 2021-05-07
Also published as: JP2002334659A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、プラズマディスプレイパネルに関し、特には、放電セル内における蛍光体層の発光特性を改善したプラズマディスプレイパネルに関する。
【０００２】
【従来の技術】
プラズマディスプレイパネル（ＰＤＰ）は、一対の平行平面基板間に形成された気密空間内を、ストライプ状又はマトリクス状に区画して複数の放電セルを形成し、この複数の放電セル内で選択的に放電を発生させることにより画像表示を行うものである。
【０００３】
図５は、プラズマディスプレイパネルの一般的な構造を示す説明図である。１は前面ガラス基板であり、表示電極２、誘電体層３及びＭｇＯ（酸化マグネシウム）等の保護膜４が設けられている。５は背面ガラス基板であり、その上にアドレス電極６，アドレス保護層７及び所定形状の隔壁６が形成されている。この前面ガラス基板１、背面ガラス基板５及び隔壁６で区画形成される微細空間が上述の放電セルであって、各々の放電セル内に、アドレス電極６が配設され、ＲＧＢ各色の蛍光体層９（９ａ，９ｂ，９ｃ）が形成されている。また、この放電セル内には、ネオン，キセノン等を混合させた放電ガスが注入されている。
【０００４】
このようなプラズマディスプレイパネルでは、表示電極２，アドレス電極６間に電圧を印加して、放電セル内面に形成した蛍光体層９を選択的に放電発光させることで、画像を表示している。なお、前面ガラス基板１の背面には、隔壁８の上面に対応するようにブラックストライプ１０が形成されている。図示の例では、隔壁８を井桁状に形成して、放電セルをマトリクス状に配置しているが、放電セルの形態としては、隔壁８を平行に形成して、ストライプ状の放電セルとする方式もある。
【０００５】
図６は、上述した従来のプラズマディスプレイパネルの放電セルを示した断面図である。これによると、表示電極２とアドレス電極６との間に電圧が印加されることにより、放電セル内でプラズマ放電が生じ、このプラズマ放電によって発生する紫外線が蛍光体層９を形成する蛍光体を励起して、この蛍光体からＲＧＢの可視光が表示光として放出される。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
このように紫外線によって励起された蛍光体は、蛍光体粒子の単位でみると粒子の周りに等方的に可視光を放出し、全方位に発光する。すなわち、蛍光体から放出された可視光は、蛍光体から直接プラズマディスプレイパネルの前面に放出されるものと、放電セル内で反射を繰り返すことで方向が変えられてプラズマディスプレイパネルの前面に放出されるもののみが表示光として視認され、その他の放出光は、隔壁等の放電セル構成部材に吸収されるか或いは背面側から出射される漏れ光となる等して、プラズマディスプレイパネルの輝度を向上させる上での損失となってしまう。
【０００７】
これに対処するために、放電セルの底面に配設されるアドレス電極を高反射率の材料で形成するものが提案されている。しかしながら、アドレス電極の材料を高反射率の材料とした場合には、電極材料が限定されてしまい本来要求されるべき電気特性を充分なものとすることができないという問題があると共に、電極が形成されていない隙間からの漏れ光は防ぐことができないという問題もある。また、他の対処方法として、蛍光体層自体を可視光反射率の高い蛍光体で形成することもなされているが、この場合も蛍光体の材料選択に制約を与えることになり、蛍光体に本来要求される発光特性を、より高いものに追求していく上での支障となる。
【０００８】
一方で、発光量の増大を見込んで蛍光体層を厚くした場合に、表層の蛍光体が紫外線をブロックして、層内部の蛍光体に紫外線が届かず発光効率が低下してしまう問題があることから、蛍光体層を多孔質状に形成することや、蛍光体層の内部に紫外線により励起されて更に紫外線を放出する蛍光体を混合する等の方法が採られている。このような方法を採用した場合には、紫外線は蛍光体の底面にまで届くようになるが、蛍光体の励起に貢献することなく蛍光体層を通過する紫外線が生じてしまい、紫外線の利用効率が低下する問題が生じる。
【０００９】
本発明は、このような事情に対処するために提案されたものであって、蛍光体から放出された可視光を有効に表示光として利用すると共に、紫外線を効果的に利用して蛍光体の発光効率を向上させることを目的とするものである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上述の目的を達成するために、本発明によるプラズマディスプレイパネルは、以下の構成を備える。
【００１１】
請求項１に係る発明は、基板上に形成された隔壁によって区画され、内部に蛍光体層を有する複数の放電セルを備えたプラズマディスプレイパネルであって、前記蛍光体層の下層側に、可視光再帰反射性を備えたガラスビーズを配置してなることを特徴とする。
【００１２】
請求項２に係る発明は、請求項１に記載のプラズマディスプレイパネルにおいて、前記ガラスビーズは紫外線表面反射性を備えることを特徴とする。
【００１３】
請求項３に係る発明は、請求項１又は２に記載のプラズマディスプレイパネルにおいて、前記ガラスビーズは前記隔壁の表層部と前記放電セルの底面保護層の両方又はいずれか一方に配置されることを特徴とする。
【００１４】
請求項４に係る発明は、請求項１又は２に記載のプラズマディスプレイパネルにおいて、前記ガラスビーズは、前記放電セル内面に形成された反射層に配置されたことを特徴とする。
【００１５】
請求項５に係る発明は、請求項１〜４のいずれか１項記載のプラズマディスプレイパネルにおいて、前記ガラスビーズの屈折率を１．５〜１．７としたことを特徴とする。
【００１６】
上述の各請求項に係る発明は、上述の構成を具備することにより以下の作用をなすものである。
【００１７】
請求項１に係る発明によると、蛍光体から放出されて蛍光体層の下層側に向かった可視光は、ガラスビーズの可視光再帰反射作用によりパネルの前面側に帰還させることになるので、放出可視光を表示光として有効に利用することができる。また、正面方向に対して角度の付いた放出光を確実に反射してパネル前面側から出射することができるので、広視野角領域における輝度を増大させることができ、視野角を拡大させることができる。
【００１８】
請求項２に係る発明によると、蛍光体層の下層側に配置されたガラスビーズの紫外線表面反射作用によって、蛍光体層の下層まで到達した紫外線を蛍光体層内部に反射させることができ、発生した紫外線の利用効率が上がり、蛍光体の発光効率を向上させることができる。また、蛍光体から放出されて蛍光体層の下層側に向かった可視光は、ガラスビーズの可視光再帰反射作用によりパネルの前面側に帰還させることになるので、放出可視光を表示光として有効に利用することができる。
【００１９】
請求項３に係る発明によると、上述の作用と併せて、従来、隔壁や放電セルの底面保護層において、その表面で吸収されるか或いはその表面を通過する等して損失となっていた紫外線及び可視光を有効に利用することが可能になる。
【００２０】
請求項４に係る発明によると、放電セルの内面に形成した反射層により紫外線及び可視光の利用率が向上し、更に、反射層表面で乱反射して利用されなくなる紫外線や可視光がガラスビーズの存在により有効に利用されることになる。
【００２１】
請求項５に係る発明によると、ガラスビーズの屈折率を１．５〜１．７にすることにより、ガラスビーズに入射された可視光がほぼ同方向に帰還され、確実に放電セル内に戻されることになるので、可視光の有効利用性が向上する。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施例を図面を参照して説明する（なお、従来と同一の部分には同一の番号を付して重複した説明は省略する。）。図１は、本発明の一実施形態に係るプラズマディスプレイパネルの放電セルを示す説明図である。放電セルの構造自体は従来のものと同様である。この実施形態においては、蛍光体層９の下層側にガラスビーズ２０が配置されている。
【００２３】
このガラスビーズ２０の構造及び作用について、図２を参照して説明する。ガラスビーズ２０は、粒径が蛍光体の粒径と同程度の５〜２０μｍのガラス粒子であり、屈折率が１．５〜１．７程度のものであって、その表面には紫外線を反射させる薄膜コーティング２１が施されている。この薄膜コーティング２１はクロム等の紫外線反射材を表面に蒸着することで形成される。このガラスビーズ２０は、このような構造を備えることによって、紫外線表面反射及び可視光再帰反射性を有している。
【００２４】
この紫外線表面反射性によると、蛍光体層９の下層に至った紫外線（図中ｃ）はガラスビーズ２０の表面で反射されて、方向を変えられ蛍光体層９に再度出射される。これによって、反射された紫外線が蛍光体層９の中の未だ励起されていない蛍光体に照射され、これを励起することになるので、紫外線の利用効率が上がり、同時に蛍光体層の発光効率が向上する。
【００２５】
また、可視光再帰反射性について説明すると、蛍光体から放出されて蛍光体層９の下層側に向けて出射された可視光（ａ１，ａ２）がガラスビーズ２０に入射した場合に、これをその内面で反射させて入射光と略平行の逆方向に出射する（ｂ１，ｂ２）作用である。この作用を得るにはガラスビーズ２０の屈折率が重要な因子となり、これを１．５〜１．７に選択することで確実な可視光再帰反射特性を得ることができる。
【００２６】
この可視光反射特性の利点について更に言及すると、ガラスビーズ２０を配置していない場合には、放電セルの内面に反射層を形成したとしても、反射層表面に入射した可視光はその表面での乱反射等によって多方面に反射され、同方向に帰還して有効利用できる光は５０％程度に低下する（入射角が３０°程度の場合）。これに対して、可視光再帰反射性のガラスビーズ２０を設置した場合には、ガラスビーズ２０に入射した可視光はほぼ１００％同方向に帰還することになるので、仮にガラスビーズ２０の可視光透過率が７５％であったとしても、０．７５×０．７５＝０．５６となって、５６％の戻り光が得られることになる。これは、ガラスビーズ無しの場合と比べて１２％の効率アップとなる。
【００２７】
このような可視光再帰反射性を有するガラスビーズを採用すると、蛍光体から全方位に放出された可視光のうち、隔壁８やアドレス保護層７に吸収されて損失となっていた成分や反射層を設けた場合にその表面の乱反射等によって利用できなくなる成分を効率良く入射方向に戻すことができ、放電空間に戻る光量を高めることでディスプレイ輝度の上昇を図ることができる。特に、正面方向に対して角度の付いた放出光を確実にガラスビーズにより反射して、パネル前面側から出射することができるので、広視野角領域における輝度を増大させることができ、視野角を拡大させることができる。
【００２８】
なお、上述の実施形態では、ガラスビーズ２０に薄膜コーティング２１を施しているが、この薄膜コーティング２１は必ずしも必要なものではない。ガラスビーズ２０の表面のみによってもある程度の紫外線反射性を得ることができるし、また、ガラスビーズ２０の可視光再帰反射性のみによっても輝度向上及び視野角拡大の効果を得ることができる。
【００２９】
次に、ガラスビーズ２０の設置箇所の実施形態を図３及び図４によって説明する。図３の実施形態では、ガラスビーズ２０を隔壁８の表層部に設置すると共に、背面ガラス基板５上のアドレス保護層（放電セルの底面保護層）７に設置している。これによると、蛍光体層９内の励起された蛍光体９１から放出され、従来は隔壁８又はアドレス保護層７に吸収されていた可視光ａが、ガラスビーズ２０の可視光再帰反射特性によって、放電空間内に戻る可視光ｂとなって有効に活用される。また、蛍光体層９の下層に到達して隔壁８やアドレス保護層７に吸収されていた紫外線ｃが、ガラスビーズ２０の表面で反射されて再度蛍光体層９内の未だ励起されていない蛍光体９２を励起することになる。図においては、隔壁８とアドレス保護層７の両方にガラスビーズ２０を設置する例を示したが、隔壁８又はアドレス保護層７のいずれか一方に設けても良く、この場合でも、ガラスビーズ２０を設置しないものと比較すると充分な効果が得られることは言うまでもない。
【００３０】
図４の実施形態は、ガラスビーズ２０を放電セル内面に形成した反射層１１に配置したものである。この場合には、ガラスビーズ２０の表面反射及び再帰反射によって、紫外線及び可視光を有効に放電空間側に帰還させることができる。これによると、反射層１１による紫外線及び可視光の反射作用と相俟って更に効果的な輝度上昇が得られる。
【００３１】
上述した各実施形態によると、放出した可視光及び発生した紫外線を有効に利用することが可能になり、蛍光体層の発光特性を改善し、高輝度のプラズマディスプレイパネルを形成することができる。
【００３２】
以下に、上述した実施形態に係るプラズマディスプレイパネルの形成方法を説明する。放電セルの形成自体は従来の方法と同様であり、背面ガラス基板５上にアドレス電極６，アドレス保護層７，隔壁８を形成する。そして、この隔壁８で区画された放電セルの内面に反射層１１を形成する。反射層１１は、酸化チタン，硫酸バリウム等の反射率の高い材料をアクリル系などのバインダーと練り合わせてスクリーン印刷法等により塗布する。
【００３３】
そして、反射層１１形成後にその上にガラスビーズ２０を配置させる。ガラスビーズ２０は、上述したように粒径５〜２０μｍ程度のガラス粒子にクロム等の紫外線反射材を蒸着によりコーティングして形成する。このコーティング膜厚の形成に際しては、その厚さによって紫外線の反射特性や可視光線の透過率が調整される。また、ガラスビーズ２０の屈折率は可視光再帰反射性が得られる１．５〜１．７に設定する。
【００３４】
ガラスビーズ２０を配置する方法は、上述の反射層１１の形成と同様に、アクリル系の透明バインダーにガラスビーズ２０を混ぜてスクリーン印刷法で塗布する方法や、スペーサ散布装置などを用い反射層上に直接塗布する方法が採用される。そして、ガラスビーズ２０を配置した後は、従来と同様の方法で、Ｒ，Ｇ，Ｂ各色の蛍光体層を放電セル内に形成する。
【００３５】
上述の説明では反射層１１を形成して、その上にガラスビーズ２０を配置する例を説明したが、反射層１１を形成しないで、隔壁８やアドレス保護層７に直接ガラスビーズ２０を設置する場合には、隔壁材やアドレス保護層材料にガラスビーズ２０を混合させ、これによって隔壁８やアドレス保護層７を形成することにより、表層にガラスビーズ２０の一部が埋められた隔壁８，アドレス電極７を形成することができる。その場合、隔壁又はアドレス保護層を形成する材料にフィラーの一種としてガラスビーズ２０を混入してベースト化する。この場合のガラスビーズの混入量は隔壁８又はアドレス保護層７を塗布する背面ガラス基板５の熱膨張係数を考慮して、隔壁８又はアドレス保護層７の熱膨張係数を背面ガラス基板５の熱膨張係数に近い値に調整する。因みに、ガラスビーズ２０を隔壁材やアドレス保護材に混入することにより、これらの熱膨張係数は低下する。
【００３６】
なお、本発明のプラズマディスプレイパネルにおいては、放電セルの形態は特に限定されるものではない。すなわち、本発明は、基板上で井桁状に形成された隔壁によって区画されたマトリクス配列の放電セルに対しても、基板上で平行に形成された隔壁によって区画されたストライプ配列の放電セルに対しても適用できる。
【００３７】
【発明の効果】
本発明は上記のように構成されるので、紫外線表面反射性，可視光再帰反射性を備えたガラスビーズを放電セルの蛍光体層の下層側に配置することにより、蛍光体から放出された可視光を有効に表示光として利用すると共に、紫外線を効果的に利用して蛍光体の発光効率を向上させることができ、これにより、蛍光体層の発光特性を向上させて、高輝度なプラズマディスプレイパネルを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係るプラズマディスプレイパネルの放電セルを示す説明図である。
【図２】実施形態に係るガラスビーズの構造及び作用を示す説明図である。
【図３】本発明の他の実施形態に係るプラズマディスプレイパネルの要部を示す説明図である。
【図４】本発明の他の実施形態に係るプラズマディスプレイパネルの要部を示す説明図である。
【図５】一般的なプラズマディスプレイパネルの構造を示した説明図である。
【図６】一般的なプラズマディスプレイパネルの放電セルを示した断面図である。
【符号の説明】
１前面ガラス基板
２表示電極
３誘電体層
４保護層
５背面ガラス基板
６アドレス電極
７アドレス保護層
８隔壁
９蛍光体層
１０ブラックストライブ
１１反射層
２０ガラスビーズ
２１薄膜コーティング

Claims

基板上に形成された隔壁によって区画され、内部に蛍光体層を有する複数の放電セルを備えたプラズマディスプレイパネルであって、
前記蛍光体層の下層側に、可視光再帰反射性を備えたガラスビーズを配置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。
前記ガラスビーズは紫外線表面反射性を備え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。
前記ガラスビーズは前記隔壁の表層部と前記放電セルの底面保護層の両方又はいずれか一方に配置されることを特徴とする請求項１又は２に記載のプラズマディスプレイパネル。
前記ガラスビーズは、前記放電セル内面に形成された反射層に配置されたことを特徴とする請求項１又は２に記載のプラズマディスプレイパネル。
前記ガラスビーズの屈折率を１．５〜１．７としたことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項記載のプラズマディスプレイパネル。