JPWO2008032355A1 - プラズマディスプレイパネル及びその蛍光体層形成方法 - Google Patents

Abstract

青色蛍光体層の下層に赤色または緑色蛍光体層を形成して、青色蛍光体層からの発光量を確保しながら、青色蛍光体材料の使用量を減らしてやることにより、パネル内へ取り込まれる水分の絶対量を低減する。一対の基板間に形成された放電空間に、赤色蛍光体層が形成されたセルと、緑色蛍光体層が形成されたセルと、青色蛍光体層が形成されたセルとを一組とする多数組のセルがマトリクス状に配置されたＰＤＰにおいて、青色蛍光体層の下層に反射層として他の色の蛍光体層を形成する。

Description

本発明は、プラズマディスプレイパネル（以下、ＰＤＰという）及びその蛍光体層形成方法に関し、さらに詳しくは、赤色蛍光体層、緑色蛍光体層、青色蛍光体層を有し、これら３色の蛍光体でフルカラー表示を行うＰＤＰ及びその蛍光体層形成方法に関する。近年のＰＤＰは、カラー化の開発によりテレビ表示が可能となり、大型フラットパネルディスプレイ実現デバイスの最有力候補として注目されている。

従来のＰＤＰとして、ＡＣ駆動型の３電極面放電型ＰＤＰが知られている。このＰＤＰは、一方の基板（例えば前面側の基板）の内面に面放電が可能な表示電極を水平方向に多数設け、他方の基板（例えば背面側の基板）の内面に発光セル選択用のアドレス電極を表示電極と交差する方向に多数設け、表示電極とアドレス電極との交差部を１つのセル（単位発光領域）とするものである。１画素は、赤色蛍光体層を形成した赤色（Ｒ）セルと、緑色蛍光体層を形成した緑色（Ｇ）セルと、青色蛍光体層を形成した青色（Ｂ）セルとの３つのサブピクセルで構成される。これらの蛍光体層は一般に背面側の基板に形成される。

前面側の基板の表示電極と背面側の基板のアドレス電極は、それぞれ誘電体層で覆われ、前面側の基板の誘電体層はＭｇＯからなる保護膜で覆われている。
ＰＤＰは、このように作製した前面側の基板と背面側の基板とを対向させて周辺を封止した後、内部に放電ガスを封入することにより製造されている。

このＰＤＰにおいては、赤色、青色、緑色の３色の蛍光体層から発生される蛍光を組み合わせることにより、所望の色の発光を得ている。
赤色蛍光体材料としては、（Ｙ，Ｇｄ）ＢＯ₃：Ｅｕや、Ｙ₂Ｏ₃：Ｅｕ等が使用されている。緑色蛍光体材料としては、Ｚｎ₂ＳｉＯ₄：Ｍｎや、Ｚｎ₂ＧｅＯ₂：Ｍｎ等が使用されている。青色蛍光体材料としては、ＢａＭｇＡｌ₁₀Ｏ₁₇：Ｅｕや、ＢａＳｒＭｇＡｌ₁₀Ｏ₁₇：Ｅｕ等がよく使用されている。

この内、ＢａＭｇＡｌ₁₀Ｏ₁₇：Ｅｕや、ＢａＳｒＭｇＡｌ₁₀Ｏ₁₇：Ｅｕ等の青色蛍光体材料は、赤色蛍光体材料および緑色蛍光体材料と比較して、その構造上、結晶構造が層状構造を有しており、蛍光体のＢａ−Ｏ層の表面に空気中に存在する水分が選択的に吸着してしまう。そのため、青色蛍光体材料に付着した水分がパネル内へ取り込まれることになる（特許文献１参照）。
特開２００３−２１３２５８号公報

このパネル内に取り込まれた水分は、放電によって蛍光体と反応したり、保護膜として形成したＭｇＯと反応し、それによって、パネルの輝度劣化や色度変化、あるいは駆動マージンの低下や放電電圧の上昇といった不具合が発生することがある。

本発明は、このような事情を考慮してなされたもので、青色蛍光体層の下層に赤色または緑色蛍光体層を形成して、青色蛍光体層からの発光量を確保しながら、青色蛍光体材料の使用量を減らしてやることにより、パネル内へ取り込まれる水分の絶対量を低減するものである。

本発明は、一対の基板間に形成された放電空間に、赤色蛍光体層が形成されたセルと、緑色蛍光体層が形成されたセルと、青色蛍光体層が形成されたセルとを一組とする多数組のセルがマトリクス状に配置されたプラズマディスプレイパネルであって、青色蛍光体層の下層に反射層として他の色の蛍光体層が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である。

本発明によれば、青色蛍光体層からの発光量を低下させることなく、かつ工程数の増加を伴わず、低コストでパネル内の水分等の不純物ガスの低減を図ることができる。

本発明のＰＤＰの構成を示す説明図である。 本発明のＰＤＰの蛍光体層を示す説明図である。 比較例の蛍光体層を示す説明図である。 本発明の背面側のパネル組立体の製造プロセスを工程順に示す説明図である。

符号の説明

１０ ＰＤＰ
１１ 前面側の基板
１２ 透明電極
１３ バス電極
１７，２４ 誘電体層
１８ 保護膜
２１ 背面側の基板
２８Ｒ，２８Ｇ，２８Ｂ，３１Ｒ 蛍光体層
２９ 隔壁
３０ 放電空間
Ａ アドレス電極
Ｌ 表示ライン
Ｘ，Ｙ 表示電極

本発明において、一対の基板としては、ガラス、石英、セラミックス等の基板や、これらの基板上に、電極、絶縁膜、誘電体層、保護膜等の所望の構成要素を形成した基板が含まれる。

一対の基板の前面側の基板には、一定の方向に表示電極が配置されていてもよい。また、背面側の基板には、表示電極と交差する方向にアドレス電極が配置されていてもよい。

表示電極およびアドレス電極は、当該分野で公知の各種の材料と方法を用いて形成することができる。電極に用いられる材料としては、例えば、ＩＴＯ、ＳｎＯ₂などの透明な導電性材料や、Ａｇ、Ａｕ、Ａｌ、Ｃｕ、Ｃｒなどの金属の導電性材料が挙げられる。電極の形成方法としては、当該分野で公知の各種の方法を適用することができる。たとえば、印刷などの厚膜形成技術を用いて形成してもよいし、物理的堆積法または化学的堆積法からなる薄膜形成技術を用いて形成してもよい。厚膜形成技術としては、スクリーン印刷法などが挙げられる。薄膜形成技術の内、物理的堆積法としては、蒸着法やスパッタ法などが挙げられる。化学的堆積方法としては、熱ＣＶＤ法や光ＣＶＤ法、あるいはプラズマＣＶＤ法などが挙げられる。

赤色蛍光体層、緑色蛍光体層、または青色蛍光体層は、赤色、緑色または青色の蛍光体粉末とバインダー樹脂と溶媒とを含む蛍光体ペーストを隔壁間の凹溝状の放電空間内にスクリーン印刷、又はディスペンサーを用いた方法などで塗布し、これを各色毎に繰り返した後、焼成することにより形成することができる。蛍光体層は、この他に、蛍光体粉末と感光性材料とバインダー樹脂とを含むシート状の蛍光体層材料（いわゆるグリーンシート）を使用し、フォトリソグラフィー技術で形成することもできる。この場合、所望の色のシートを基板上の表示領域全面に貼り付けて、露光、現像を行い、これを各色毎に繰り返すことで、対応する隔壁間に各色の蛍光体層を形成することができる。

赤色蛍光体ペーストに用いる赤色蛍光体材料としては、（Ｙ，Ｇｄ）ＢＯ₃：Ｅｕや、Ｙ₂Ｏ₃：Ｅｕ等を使用することができる。緑色蛍光体ペーストに用いる緑色蛍光体材料としては、Ｚｎ₂ＳｉＯ₄：Ｍｎや、Ｚｎ₂ＧｅＯ₂：Ｍｎ等を使用することができる。青色蛍光体ペーストに用いる青色蛍光体材料としては、ＢａＭｇＡｌ₁₀Ｏ₁₇：Ｅｕや、ＢａＳｒＭｇＡｌ₁₀Ｏ₁₇：Ｅｕ等を使用することができる。

本発明において、反射層として形成された他の色の蛍光体層は、赤色蛍光体層または緑色蛍光体層であることが好ましい。この場合、青色蛍光体層とその下層の蛍光体層との合計の層厚は、赤色蛍光体層または緑色蛍光体層とほぼ同程度の層厚であることが望ましい。青色蛍光体層に含まれる青色蛍光体材料は、ＢａＭｇＡｌ₁₀Ｏ₁₇：Ｅｕであってもよく、ＢａＳｒＭｇＡｌ₁₀Ｏ₁₇：Ｅｕであってもよい。

本発明は、また、一対の基板間に形成された放電空間に、赤色蛍光体層が形成されたセルと、緑色蛍光体層が形成されたセルと、青色蛍光体層が形成されたセルとを一組とする多数組のセルがマトリクス状に配置されたプラズマディスプレイパネルの蛍光体層形成方法であって、各色の蛍光体層形成予定領域に各色の蛍光体ペーストを塗布して乾燥させ、これを焼成することで蛍光体層を形成することからなり、蛍光体ペーストの塗布に際し、赤色蛍光体層形成予定領域に赤色蛍光体ペーストを塗布する時か、緑色蛍光体層形成予定領域に緑色蛍光体ペーストを塗布する時のいずれか一方の時に、塗布している蛍光体ペーストと同じ蛍光体ペーストを青色蛍光体層形成予定領域に塗布して乾燥させ、その後、青色蛍光体層形成予定領域に青色蛍光体ペーストを塗布する工程を備えてなるプラズマディスプレイパネルの蛍光体層形成方法である。

以下、図面に示す実施の形態に基づいて本発明を詳述する。なお、本発明はこれによって限定されるものではなく、各種の変形が可能である。

図１（ａ）および図１（ｂ）は本発明のＰＤＰの構成を示す説明図である。図１（ａ）は全体図、図１（ｂ）は部分分解斜視図である。このＰＤＰはカラー表示用のＡＣ駆動型の３電極面放電型ＰＤＰである。

本ＰＤＰ１０は、前面側の基板１１と背面側の基板２１から構成されている。前面側の基板１１と背面側の基板２１としては、ガラス基板、石英基板、セラミックス基板等を使用することができる。

前面側の基板１１の内側面には、水平方向に表示電極Ｘと表示電極Ｙが等間隔に配置されている。隣接する表示電極Ｘと表示電極Ｙとの間が全て表示ラインＬとなる。各表示電極Ｘ，Ｙは、ＩＴＯ、ＳｎＯ₂などの幅の広い透明電極１２と、例えばＡｇ、Ａｕ、Ａｌ、Ｃｕ、Ｃｒ及びそれらの積層体（例えばＣｒ／Ｃｕ／Ｃｒの積層構造）等からなる金属製の幅の狭いバス電極１３から構成されている。表示電極Ｘ，Ｙは、Ａｇ、Ａｕについてはスクリーン印刷のような厚膜形成技術を用い、その他については蒸着法、スパッタ法等の薄膜形成技術とエッチング技術を用いることにより、所望の本数、厚さ、幅及び間隔で形成することができる。

なお、本ＰＤＰでは、表示電極Ｘと表示電極Ｙが等間隔に配置され、隣接する表示電極Ｘと表示電極Ｙとの間が全て表示ラインＬとなる、いわゆるＡＬＩＳ構造のＰＤＰとなっているが、対となる表示電極Ｘ，Ｙが放電の発生しない間隔（非放電ギャップ）を隔てて配置された構造のＰＤＰであっても、本発明を適用することができる。

表示電極Ｘ，Ｙの上には、表示電極Ｘ，Ｙを覆うように誘電体層１７が形成されている。誘電体層１７は、低融点ガラスペーストを、前面側の基板１１上にスクリーン印刷法で塗布し、焼成することにより形成している。誘電体層１７は、プラズマＣＶＤ法でＳｉＯ₂膜を成膜することにより形成してもよい。

誘電体層１７の上には、表示の際の放電により生じるイオンの衝突による損傷から誘電体層１７を保護するための保護膜１８が形成されている。この保護膜はＭｇＯで形成されている。保護膜は、電子ビーム蒸着法やスパッタ法のような、当該分野で公知の薄膜形成プロセスによって形成することができる。

背面側の基板２１の内側面には、平面的にみて表示電極Ｘ，Ｙと交差する方向に複数のアドレス電極Ａが形成され、そのアドレス電極Ａを覆って誘電体層２４が形成されている。アドレス電極Ａは、一方の表示電極Ｙとの交差部で発光セルを選択するためのアドレス放電を発生させるものであり、Ｃｒ／Ｃｕ／Ｃｒの３層構造で形成されている。このアドレス電極Ａは、その他に、例えばＡｇ、Ａｕ、Ａｌ、Ｃｕ、Ｃｒ等で形成することもできる。アドレス電極Ａも、表示電極Ｘ，Ｙと同様に、Ａｇ、Ａｕについてはスクリーン印刷のような厚膜形成技術を用い、その他については蒸着法、スパッタ法等の薄膜形成技術とエッチング技術を用いることにより、所望の本数、厚さ、幅及び間隔で形成することができる。誘電体層２４は、誘電体層１７と同じ材料、同じ方法を用いて形成することができる。

隣接するアドレス電極Ａとアドレス電極Ａとの間の誘電体層２４上には、ストライプ状の複数の隔壁２９が形成されている。隔壁２９の形状はこれに限定されず、放電空間をセルごとに区画するメッシュ状であってもよい。このメッシュ状の隔壁は、格子状リブ、ボックスリブ、ワッフルリブ等とも呼ばれる。隔壁２９は、サンドブラスト法、印刷法、フォトエッチング法等により形成することができる。例えば、サンドブラスト法では、低融点ガラスフリット、バインダー樹脂、溶媒等からなるガラスペーストを誘電体層２４上に塗布して乾燥させた後、そのガラスペースト層上に隔壁パターンの開口を有する切削マスクを設けた状態で切削粒子を吹きつけて、マスクの開口に露出したガラスペースト層を切削し、さらに焼成することにより形成する。また、フォトエッチング法では、切削粒子で切削することに代えて、バインダー樹脂に感光性の樹脂を使用し、マスクを用いた露光及び現像の後、焼成することにより形成する。

隔壁２９間の凹溝状の放電空間の側面及び底面には、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の蛍光体層２８Ｒ，２８Ｇ，２８Ｂが形成されている。蛍光体層２８Ｒ，２８Ｇ，２８Ｂは、蛍光体粉末とバインダー樹脂と溶媒とを含む蛍光体ペーストを隔壁２９間の凹溝状の放電空間内にスクリーン印刷、又はディスペンサーを用いた方法などで塗布し、これを各色毎に繰り返した後、焼成することにより形成している。青色の蛍光体層２８Ｂの下層には、本発明の特徴に従って赤色の蛍光体層３１Ｒが形成されているが、それについては後述する。

ＰＤＰは、上記した前面側の基板１１と背面側の基板２１とを、表示電極Ｘ，Ｙとアドレス電極Ａとが交差するように対向配置し、周囲を封止し、隔壁２９で囲まれた放電空間３０にＸｅとＮｅとを混合した放電ガスを充填することにより作製されている。このＰＤＰでは、表示電極Ｘ，Ｙとアドレス電極Ａとの交差部の放電空間３０が、表示の最小単位である１つのセル（単位発光領域）となる。１画素はＲ、Ｇ、Ｂの３つのセルで構成される。

図２は本発明のＰＤＰの蛍光体層を示す説明図である。この図はＰＤＰを隔壁と直交する方向に切断した状態を示している。
上述したように、隔壁２９と隔壁２９との間の細長い凹溝状の放電空間内には、赤色蛍光体層２８Ｒ、緑色蛍光体層２８Ｇ、青色蛍光体層２８Ｂが形成されている。そして、青色蛍光体層２８Ｂの下層には反射層として他の色の蛍光体層３１Ｒが形成されている。本実施形態では、他の色の蛍光体層３１Ｒは赤色蛍光体層３１Ｒである。これらの蛍光体層２８Ｒ，２８Ｇ，２８Ｂ，３１Ｒは、当該分野で公知の方法、すなわちスクリーン印刷法またはディスペンサー法などで蛍光体ペーストを塗布し、これを乾燥後、焼成することで形成している。

青色蛍光体層２８Ｂの下層に形成された赤色蛍光体層３１Ｒは、最も厚い部分で１０〜３０μｍの厚みで形成されている。その上の青色蛍光体層２８Ｂは、最も厚い部分で１０〜３０μｍの厚みで形成されている。
青色蛍光体層２８Ｂと、その下層の赤色蛍光体層３１Ｒとの合計の層厚は、赤色蛍光体層２８Ｒまたは緑色蛍光体層２８Ｇとほぼ同程度の層厚となっている。

図３は比較例の蛍光体層を示す説明図である。
この比較例では、隔壁２９と隔壁２９との間の細長い凹溝状の放電空間内に、赤色蛍光体層２８Ｒ、緑色蛍光体層２８Ｇ、青色蛍光体層２８Ｂが単に形成されているのみである。青色蛍光体層２８Ｂは一層のみで、青色蛍光体層２８Ｂの下層には他の色の蛍光体層は形成されていない。これらの蛍光体層２８Ｒ，２８Ｇ，２８Ｂも、当該分野で公知の方法、すなわちスクリーン印刷法またはディスペンサー法などで蛍光体ペーストを塗布し、これを乾燥後、焼成することで形成している。

図４(ａ)〜図４(ｆ)は図２に示した本発明の背面側のパネル組立体（パネルアセンブリ）の製造プロセスを工程順に示す説明図である。
まず、ガラスからなる背面側の基板２１を用意し、つぎの工程において基板２１の内側にスパッタ法などによりＣｒ／Ｃｕ／Ｃｒの三層構造の導電膜、あるいはＡｌ等の導電膜を成膜した後、この導電膜をフォトリソ法等により所望の形状にパターニングして、アドレス電極Ａを形成する（図４（ａ）参照）。アドレス電極Ａはデータ電極とも呼ばれる。

そして、次の工程でアドレス電極Ａを覆うように誘電体層２４を形成する。誘電体層２４は、低融点ガラスペーストをスクリーン印刷法で塗布し、焼成することにより形成する（図４（ｂ）参照）。
次の工程では、誘電体層２４上に、サンドブラスト法やスクリーン印刷法等により隔壁２９を形成する（図４（ｃ）参照）。

次の工程で蛍光体層を形成するのであるが、図３に示した比較例の場合であれば、赤色、緑色、青色の各蛍光体ペーストを、それぞれの放電セル内に塗布し、乾燥後、焼成して、それぞれの膜厚に形成する。

これに対し、本実施形態では、赤色蛍光体ペーストをＲセルに塗布する際、同時にＢセルにも赤色蛍光体ペーストを塗布する（図４（ｄ）参照）。つまり、ＲセルとＢセルに一度に赤色蛍光体ペーストを塗布し、次に緑色蛍光体ペーストをＧセルに塗布し、乾燥させる（図４（ｅ）参照）。塗布の順序はこの逆であってもよく、特に限定はない。
その後、Ｂセルに、通常よりも少ない充填量で青色蛍光体ペーストを塗布して乾燥させる（図４（ｆ）参照）。

赤色蛍光体ペーストに用いる赤色蛍光体材料としては、（Ｙ，Ｇｄ）ＢＯ₃：Ｅｕや、Ｙ₂Ｏ₃：Ｅｕ等を使用する。緑色蛍光体ペーストに用いる緑色蛍光体材料としては、Ｚｎ₂ＳｉＯ₄：Ｍｎや、Ｚｎ₂ＧｅＯ₂：Ｍｎ等を使用する。青色蛍光体ペーストに用いる青色蛍光体材料としては、ＢａＭｇＡｌ₁₀Ｏ₁₇：Ｅｕや、ＢａＳｒＭｇＡｌ₁₀Ｏ₁₇：Ｅｕ等を使用する。バインダー樹脂と溶媒については、当該分野で公知のものを適宜使用する。

上記の工程で蛍光体ペーストを塗布して乾燥させた後、背面側の基板２１ごと焼成炉内に搬入し、蛍光体ペーストを焼成することで、本実施形態の蛍光体層を形成する（図２参照）。

上記においては、青色蛍光体層の下層に赤色蛍光体層を形成したが、青色蛍光体層の下層には、青色以外の色の蛍光体層を形成すればよく、緑色蛍光体層を形成してもよい。

一般的にＰＤＰにおける紫外線により励起される蛍光体材料の発光は、１０μｍ程度の深さまでの蛍光体材料による発光であり、それ以下の下地の蛍光体材料は反射材として働いている。したがって、青色蛍光体層の下層に形成する他色の蛍光体層は、青色蛍光体材料より緻密な蛍光体材料を反射層として形成してやることが望ましい。具体的には、同じ膜厚で青色蛍光体材料よりも反射率の大きいものを反射層として形成することが望ましい。

このようにして、青色蛍光体材料の使用量を減らしてやることにより、パネル内へ取り込まれる水分の絶対量を低減させる。当然ながら、青色蛍光体層からの発光量はこのままでは低下するため、下地に反射層として、他の色の蛍光体層を形成し、青色蛍光体層からの発光量を補う。

青色蛍光体層からの発光量を補うために、例えば青色蛍光体層の下地に白色の反射層を設けるようにした場合には、白色反射層の形成工程が必要になり、工程数が増加し、コストアップとなってしまう。このため、製造工程の短縮化およびコスト低下の観点から、既存の赤色蛍光体ペーストまたは緑色蛍光体ペーストを利用して、青色蛍光体層の下層に反射用の蛍光体層を形成する。

以上説明したように、本実形態によれば、青色蛍光体ペーストを塗布する前に、同じ工程で他色の蛍光体ペーストを青蛍光体ペーストの塗布予定エリアに塗布し、その他色の蛍光体ペーストで形成した蛍光体層を反射層として用いる。これにより、青色蛍光体層からの発光量を低下させることなく、工程数の増加を伴わず、すなわち低コストで、パネル内の水分等の不純物ガスの低減を図ることができる。

Claims (5)

1. 一対の基板間に形成された放電空間に、赤色蛍光体層が形成されたセルと、緑色蛍光体層が形成されたセルと、青色蛍光体層が形成されたセルとを一組とする多数組のセルがマトリクス状に配置されたプラズマディスプレイパネルであって、
   青色蛍光体層の下層に反射層として他の色の蛍光体層が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。
2. 前記反射層として形成された他の色の蛍光体層が、赤色蛍光体層または緑色蛍光体層である請求項１記載のプラズマディスプレイパネル。
3. 青色蛍光体層とその下層の蛍光体層との合計の層厚が、赤色蛍光体層または緑色蛍光体層とほぼ同程度の層厚である請求項１記載のプラズマディスプレイパネル。
4. 青色蛍光体層に含まれる青色蛍光体材料がＢａＭｇＡｌ₁₀Ｏ₁₇：ＥｕまたはＢａＳｒＭｇＡｌ₁₀Ｏ₁₇：Ｅｕである請求項１記載のプラズマディスプレイパネル。
5. 一対の基板間に形成された放電空間に、赤色蛍光体層が形成されたセルと、緑色蛍光体層が形成されたセルと、青色蛍光体層が形成されたセルとを一組とする多数組のセルがマトリクス状に配置されたプラズマディスプレイパネルの蛍光体層形成方法であって、
   各色の蛍光体層形成予定領域に各色の蛍光体ペーストを塗布して乾燥させ、これを焼成することで蛍光体層を形成することからなり、
   蛍光体ペーストの塗布に際し、赤色蛍光体層形成予定領域に赤色蛍光体ペーストを塗布する時か、緑色蛍光体層形成予定領域に緑色蛍光体ペーストを塗布する時のいずれか一方の時に、塗布している蛍光体ペーストと同じ蛍光体ペーストを青色蛍光体層形成予定領域に塗布して乾燥させ、
   その後、青色蛍光体層形成予定領域に青色蛍光体ペーストを塗布する工程を備えてなるプラズマディスプレイパネルの蛍光体層形成方法。

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