JP4412862B2

JP4412862B2 - プラズマディスプレイパネル及びその形成方法

Info

Publication number: JP4412862B2
Application number: JP2001136416A
Authority: JP
Inventors: 秀夫山田
Original assignee: Panasonic Corp; Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Corp; Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2001-05-07
Filing date: 2001-05-07
Publication date: 2010-02-10
Anticipated expiration: 2021-05-07
Also published as: JP2002334660A

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及びその形成方法に関し、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及びその形成方法に関する。
【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４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８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８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】
【発明が解決しようとする課題】
図５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と、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】
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、放電セルの構成部材を高反射率に形成することが考えられており、アドレス電極を高反射率の材料で形成するもの、隔壁等に高反射率材料を添加するもの等が提案されている（例えば、特開平９−２３１９１０号公報参照）。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、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だけでなく、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がある。また、隔壁等に高反射率の材料を添加する場合には、所望の形状への整形性に支障が生じたり、形成工程が複雑化すると共に、材料コストを高めることになり、生産性を悪化させるという弊害が生じる。
【０００８】
一方、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おり、比較的有効に機能しているが、これによると、特に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。
【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、放電セルの構造，材料及び形成に影響を与えることなく、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ことができ、しかも蛍光体層の発光特性を向上させることができるプラズマディスプレイパネル及びその形成方法を提供す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、本発明は以下の特徴を具備している。
【００１１】
請求項１に記載の発明は、基板上に形成された隔壁によって区画され、内面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、前記蛍光体層は、紫外線によって励起する蛍光体粒子と、紫外線透過性で可視光反射率が２０％以上のＴｉＯ _２又はＢＮの微粒子とを有し、前記蛍光体粒子と前記微粒子とが１．５〜６μｍの粒径からなり、且つ前記蛍光体層における前記蛍光体粒子に対する前記微粒子の含有量が１０〜２０ｗｔ％のいずれかの値であること、を特徴とする。
【００１７】
上記の構成を備えた発明は、以下の作用をなす。
【００１８】
請求項１に記載の発明は、放電セル内に蛍光体層を形成したプラズマディスプレイパネルにおいて、蛍光体層内に紫外線透過性で可視光反射率が２０％以上の微粒子を含有させて、放電セルの構造，材料及び形成に影響を与えることなしに、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ことができ、しかも蛍光体層の発光特性を向上させようとするものである。
【００１９】
つまり、蛍光体層に高反射の微粒子を添加させると、蛍光体層の蛍光体粒子から等方的に放出される可視光のうち、プラズマディスプレイパネルの前面以外の方向に出射してディスプレイ輝度に貢献しない可視光を、この高反射率の微粒子が前面方向に反射回帰させるので、蛍光体粒子から放出された可視光が有効に利用でき、ディスプレイ輝度が向上する。また、この高反射率の微粒子は紫外線透過性であるから、この微粒子を介して紫外線が蛍光体層の奥にまで到達でき、蛍光体の発光効率を向上させることもできる。
【００２０】
上述の微粒子が添加された蛍光体層を微視的に捉えると、蛍光体層は上述の微粒子と蛍光体粒子とからなり、蛍光体粒子間に上述の微粒子が存在して、蛍光体粒子のみに着目すると多孔質層が形成されているような状態になっている。これによると、蛍光体層内に紫外線が有効に進入して各蛍光体粒子を励起することが可能になり、また、励起された蛍光体粒子から放出される可視光も上述の微粒子の反射作用により、パネル前面側に向けて有効に出射されることになる。
【００２３】
【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一部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９０を、紫外線によって励起する蛍光体粒子とＴiＯ_２又はＢＮ微粒子とからなる層としている。
【００２４】
図２は、図１における蛍光体層９０のａ部を微視的にモデル化して示した説明図である。図において、９０ａは、放電によって発生する紫外線によって励起されＲ，Ｇ，Ｂの何れかの色の可視光を放出する蛍光体粒子であり、９０ｂはＴiＯ_２（又ははＢＮ）微粒子である。蛍光体粒子９０ａは、蛍光体層９０表面の凹凸が大きくなった場合の輝度への悪影響に対する配慮等から１.５〜６μｍ程度、より好ましくは５μｍ以下の粒径としている。ＴiＯ_２微粒子９０ｂは、２.６の屈折率を有しており、可視光の反射率が２０％以上で、紫外線の透過率が高い材料であり、ほぼ蛍光体粒子９０ａと同程度の粒径としている。
【００２５】
このように、蛍光体粒子９０ａとＴiＯ_２微粒子９０ｂとを混在させて蛍光体層９０を形成すると、蛍光体粒子９０ａが多孔質層を形成し、また形成された多孔質層が確実に保持される。これは、蛍光体粒子９０ａ中にＴiＯ_２微粒子９０ｂが混在すると、蛍光体粒子９０ａの凝縮がばらけて微細空間を形成し易いことと、ＴiＯ_２微粒子９０ｂの存在が紫外線の透過という観点からは微細空間と等しく、また微細空間を保持するスペーサ的な役割を果たしていることによるものである。
【００２６】
このような構造の蛍光体層９０を有する放電セルからなるプラズマディスプレイパネルによると、蛍光体粒子９０ａより等方的に放出された可視光のうち、直接パネルの前面から放出されない光は、ＴiＯ_２微粒子９０ｂによる回帰反射によってその大半がパネル前面より放出されるようになる。したがって、従来、損失になっていた放出光を有効に表示光として利用することが可能になり、ディスプレイ輝度を向上させることができる。また、ＴiＯ_２微粒子９０ｂによって反射された可視光は様々な角度が付けられてパネル前面から出射されることになるので、広視野領域での輝度が向上し、視野角の拡大にもなる。
【００２７】
更には、蛍光体層９０内でのＴiＯ_２微粒子９０ｂの存在により、蛍光体粒子９０ａは多孔質層を形成することになるので、放電セル内で発生した紫外線ＵＶが蛍光体層の奥まで充分に進入することができる。これによって、蛍光体層９０を形成する蛍光体粒子９０ａの大半が励起されて可視光を放出することになり、発光効率を向上させることができる。
【００２８】
プラズマディスプレイパネルの蛍光体層を多孔質層にすることにより発光効率が向上することは良く知られているところであるが、この多孔質状態を安定的に保つことは容易ではない。上述した構造の蛍光体層９０によると、ＴiＯ_２微粒子９０ｂが空間的且つ光学的に一種のスペーサ的作用をなし、蛍光体粒子９０ａの多孔質状態を安定的に保持することができる。
【００２９】
以下に、上述した実施形態のプラズマディスプレイパネルを形成する形成方法を説明する。まずは、背面ガラス基板５の上にアドレス電極６及びアドレス保護層７が形成され、その上に隔壁８が形成されて背面ガラス基板５上の放電セルが区画される。ここまでは、従来の形成方法と何ら変わりがない。
【００３０】
一方で、Ｒ，Ｇ，Ｂ各々の蛍光体粉末と樹脂と有機溶媒が混合され蛍光体ペーストが形成される。この蛍光体ペーストにＴiＯ_２（又はＢＮ）粉末を分散・混合することで、ＴiＯ_２（又はＢＮ）添加蛍光体ペーストをＲ，Ｇ，Ｂ各色毎に形成する。ここで使用される有機成分としては、溶剤可溶性で適当な粘度が付与でき、容易に熱分解除去できる有機ポリマーが好ましく、一般的には、セルロース系樹脂やアクリル系樹脂のように、４００〜５００℃で熱分解可能であって脱バインダー性が良好であり、蛍光体粉末の分散性も良いものが優れたバインダー成分となる。
【００３１】
そして、上述の隔壁形成が終了した背面ガラス基板５のセル内に、例えばスクリーン印刷法により、各色毎のＴiＯ_２（又はＢＮ）添加蛍光体ペーストを充填する。つまり、基板５上のセルに対してスクリーン印刷用マスクを使用して、１色毎にペーストを印刷するわけである。このペーストの充填工程は、スクリーン印刷法に限られるのものではなく、ディスペンス，インクジェット，ドライフィルム法等一般に用いられる充填方法が採用できる。その後は従来どおり、加熱焼成することにより樹脂成分を焼失させ、セル内にＴiＯ_２（又はＢＮ）微粒子が混入したＲＧＢ３色の蛍光体層９０を形成する。
【００３２】
ここで、上述の形成方法において、ＴiＯ_２（又はＢＮ）の混合割合の最適化について言及する。ＴiＯ_２（又はＢＮ）微粒子を蛍光体層に混入することでディスプレイ輝度が向上することは上述したとおりであるが、このＴiＯ_２（又はＢＮ）自体が発光するわけではないので、当然ながらその混合割合を高くしていくと発光量の低下を招き、ディスプレイ輝度は低下する。したがって、ＴiＯ_２（又はＢＮ）の混合割合には最適領域が存在する。下の表は、ＴiＯ_２（又はＢＮ）の配合比（蛍光体粒子に対するＴiＯ_２（又はＢＮ）微粒子の含有量）を変えた場合のディスプレイ輝度（正面輝度）を、無添加の場合を１００とした比率で示したものである。また、図３はこれをグラフ化したものである。
【００３３】
【表１】

【００３４】
これによると、ＴiＯ_２又はＢＮの添加混合比を３５ｗｔ％より小さくすることで輝度向上の効果がみられ、特に１０〜２０ｗｔ％で顕著な効果が得られることが解る。
【００３５】
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。
【００３６】
【発明の効果】
本発明は上述のように構成されるので、基板上に形成された隔壁によって区画され、内面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において、放電セルの構造，材料及び形成に影響を与えることなく、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ことができ、しかも蛍光体層の発光特性を向上させることができる。
【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】図１における蛍光体層９０のａ部を微視的にモデル化して示した説明図である。
【図３】本発明の実施形態の効果をグラフ化した説明図である。
【図４】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５】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、９０蛍光体層
９０ａ蛍光体粒子
９０ｂＴiＯ_２（又ははＢＮ）微粒子

Claims

基板上に形成された隔壁によって区画され、内面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、
前記蛍光体層は、紫外線によって励起する蛍光体粒子と、紫外線透過性で可視光反射率が２０％以上のＴｉＯ _２又はＢＮの微粒子とを有し、
前記蛍光体粒子と前記微粒子とが１．５〜６μｍの粒径からなり、且つ前記蛍光体層における前記蛍光体粒子に対する前記微粒子の含有量が１０〜２０ｗｔ％のいずれかの値であること、
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、前記微粒子の存在によって前記蛍光体粒子が多孔質層を形成してなること、
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。
基板上に形成される隔壁によって区画されたセル内に蛍光体層を有するプラズマディスプレイパネルの形成方法であって、
１．５〜６μｍの粒径からなる蛍光体粒子の粉末から蛍光体ペーストを形成し、
前記蛍光体ペースト内に、１．５〜６μｍの粒径からなるＴｉＯ_２又はＢＮの微粒子の粉末を分散・混合し、
前記ＴｉＯ_２又はＢＮの微粒子が分散・混合された蛍光体ペーストを前記セル内に充填した後、加熱処理を行うことによって前記蛍光体層を形成すること、
を特徴とするプラズマディスプレイパネルの形成方法。