JP2002208355A - プラズマディスプレイパネル - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 結晶性のよい状態で蛍光体を得ることによ
り、発光特性を向上せしめたプラズマディスプレイパネ
ルを提供する。 【解決手段】 プラズマディスプレイパネルの蛍光体層
１を構成する蛍光体は、単結晶粒子で構成され、且つ、
前記単結晶粒子の粒径が、１０〜２００ｎｍであること
を特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、プラズマディスプ
レイパネルに係わり、特に、発光の取り出し効率を向上
せしめ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パネルは、ＣＲＴに
代わるフラットパネルディスプレイとして、現在開発が
進められている。

【０００３】図３に示す従来のＡＣ面放電型プラズマデ
ィスプレパネルは、白色誘電体５で覆われたデータ電極
６を備えた背面ガラス基板７と、保護層８及び透明誘電
体９で覆われたＮＥＳＡ膜で形成させた透明電極１０と
トレース電極１１とを備えた前面ガラス基板１２とがシ
ール材で封着され、その内部に隔壁４で分離された放電
セル１４が形成されている。放電セル１４内の白色誘電
体５上に隔壁４を設け、白色誘電体５と隔壁４とをバッ
ファ層２と蛍光体層１とで覆っている。それぞれの放電
セル１４には上下方向に対向したトレース電極線１１、
データ電極６がマトリックス状に形成されている。放電
セル１４内には、Ｎｅ−Ｘｅ，Ｈｅ−Ｎｅ−Ｘｅなどの
混合希ガスが封入されている。

【０００４】蛍光体層は、所定のセル内に、赤，緑，青
の領域の発光を持つ蛍光体粉末を、それぞれ蛍光体膜厚
が、１０μｍ程度になるように塗布形成する。このプラ
ズマディスプレパネルは、放電セル１４内の前面基板側
の透明電極１０間にＡＣ電圧を印加して、面放電を起こ
し、Ｘｅガス放電から生じる真空紫外線により蛍光体が
励起されて可視光を発光させる。

【０００５】従来、蛍光体層に利用される蛍光体は、フ
ラックスを用いた焼成法で製造されている。この製造法
により得られた蛍光体粒子は、多結晶体であり、平均粒
径が数μｍである。このような蛍光体を用いてペースト
化し、蛍光体層を形成する場合、蛍光体層の膜厚は、１
０μｍ程度がよいとされている。これは、膜厚が薄いと
励起できる蛍光体の数が減少するためと考えられる。逆
に、膜厚が厚いと放電空間が狭められ、且つ反射層の反
射効果が蛍光体粒子により減じられる。実際、現状のプ
ラズマディスプレパネルの発光効率は、１．０［ｌｍ／
Ｗ］程度であり、ＣＲＴの発光効率に比べて低いことが
問題視されている。蛍光体の発光効率を向上できれば、
輝度向上が可能になり、画質向上に繋がる。更に、その
上昇分を消費電力の低減に用いることもできる。

【０００６】現在作製している蛍光体の製造方法では、
粒径を小さくしていくと発光強度が低下する傾向にあ
る。これは蛍光体粒径を大きくしないように焼成温度を
抑えるために、結晶性が低下し、蛍光体の発光強度が低
いと推定される。蛍光体の発光強度を高くするために結
晶性を上げようとすると、焼成温度を高くする必要があ
り、結果的に蛍光体の粒径が大きくなる。

【０００７】従来の蛍光体は、１０００℃以上の高温で
焼成されて作製されている。このような高い温度で焼成
する場合、発光特性のよい結晶を得ようとすると、数μ
ｍ以上の粒子になる。つまり、従来の作製方法による１
μｍ以下の蛍光体粒子は、結晶性が悪いので、発光特性
が低下する。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、上記
した従来技術の欠点を改良し、特に、結晶性のよい状態
で蛍光体を得ることにより、蛍光体の発光特性を向上せ
しめた新規なプラズマディスプレイパネルを提供するも
のである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は上記した目的を
達成するため、基本的には、以下に記載されたような技
術構成を採用するものである。

【００１０】即ち、本発明に係わるプラズマディスプレ
イパネルの第１態様は、プラズマディスプレイパネルの
蛍光体層を構成する蛍光体は、単結晶粒子で構成され、
且つ、前記単結晶粒子の粒径が、１０〜２００ｎｍであ
ることを特徴とするものであり、叉、第２態様は、前記
蛍光体層の下に、前記蛍光体の発光を反射する反射層を
設けたことを特徴とするものであり、叉、第３態様は、
前記反射層は、白色顔料粉末により形成されたことを特
徴とするものであり、叉、第４態様は、前記蛍光体層と
反射層の間に、所定の可視光のみを選択透過せしめるカ
ラーフィルタ層を設けたことを特徴とするものであり、
叉、第５態様は、前記カラーフィルタ層は、無機顔料材
よりなることを特徴とするものであり、叉、第６態様
は、前記蛍光体層の膜厚が、０．０５〜１．０μｍであ
ることを特徴とするものであり、叉、第７態様は、前記
反射層の膜厚が、１〜２０μｍであることを特徴とする
ものであり、叉、第８態様は、前記カラーフィルタ層に
使用する顔料の平均粒径が、１０〜２００ｎｍであるこ
とを特徴とするものであり、叉、第９態様は、前記カラ
ーフィルタ層の膜厚が、０．１〜５μｍであることを特
徴とするものである。

【００１１】叉、第１０態様は、白色誘電体で覆われた
データ電極を備えた背面ガラス基板と、保護層及び透明
誘電体で覆われた透明電極とトレース電極を備えた前面
ガラス基板とがシール材で封着され、その内部に隔壁で
分離された放電セルが形成され、この放電セル内の前記
白色誘電体と隔壁上に蛍光体からなる蛍光体層を設けた
プラズマディスプレイパネルにおいて、前記前面ガラス
基板の保護層を覆うように蛍光体層を形成し、この蛍光
体層を構成する蛍光体は、単結晶粒子であり、且つ、前
記単結晶粒子の粒径が、１０〜２００ｎｍであることを
特徴とするものであり、叉、第１１態様は、前記蛍光体
層の膜厚が、０．０５〜０．５μｍであることを特徴と
するものである。

【００１２】

【発明の実施の形態】本発明に係わるプラズマディスプ
レイパネルの発光層の構造は、２００ｎｍ以下の単結晶
蛍光体粒子により蛍光体層１を形成し、その下部にある
白色反射層２と組合せて利用することにより、輝度の向
上および消費電力の低減を図るものである。

【００１３】

【実施例】以下に、本発明に係わるプラズマディスプレ
イパネルの具体例を図面を参照しながら詳細に説明す
る。

【００１４】（第１の具体例）図１は、本発明の第１の
具体例を示すプラスマディスプレイパネルの要部の構成
を示す断面図である。

【００１５】本発明のプラスマディスプレイパネルは、
白色誘電体５で覆われたデータ電極６を備えた背面ガラ
ス基板７と、保護層８および透明誘電体９で覆われたＮ
ＥＳＡ膜で形成させた透明電極１０とトレース電極１１
と備えた前面ガラス基板１２とがシール材で封着され、
その内部に隔壁４で分離された放電セル１４が形成され
ている。放電セル１４内の白色誘電体５上に隔壁４をバ
ッファ層２、３と蛍光体層１で覆っている。それぞれの
放電セル１４には上下方向に対向したトレース電極線１
１、データ電極６がマトリックス構造で構成されてい
る。放電セル１４内には、Ｎｅ−Ｘｅ，Ｈｅ−Ｎｅ−Ｘ
ｅなどの混合希ガスが封入されている。

【００１６】本発明のプラスマディスプレイパネルの発
光体層は、平均粒径がサブミクロン程度の粒子で構成さ
れているバッファ層２、３とサブミクロン以下の大きさ
の単結晶蛍光体１で形成されている。バッファ層は、一
括に塗布してそれぞれの隔壁４内部に塗布し、乾燥後、
３色の蛍光体１をそれぞれバッファ層上に塗布して形成
する。

【００１７】本発明において、蛍光体層に用いられる蛍
光体としては以下のようなものが挙げられるが、これら
に限定されるわけではない。赤色蛍光体としては、
（Ｙ，Ｇｄ）ＢＯ_３：Ｅｕ、ＹＢＯ_３：Ｅｕ、ＧｄＢＯ
_３：Ｅｕ、（Ｙ，Ｇｄ）_２Ｏ_３：Ｅｕ、Ｙ_２Ｏ_３：Ｅ
ｕ、Ｇｄ_２Ｏ_３：Ｅｕなどが用いられる。緑色蛍光体と
しては、ＢａＡｌ_１２Ｏ_１９：Ｍｎ、ＢａＭｇＡｌ_１０
Ｏ_１７：Ｍｎ、Ｚｎ_２ＳｉＯ _４：Ｍｎ、（Ｙ，Ｇｄ）Ｂ
Ｏ_３：Ｔｂ、ＹＢＯ_３：Ｔｂなどが用いられる。青色蛍
光体としては、ＢａＭｇＡｌ_１０Ｏ_１７：Ｅｕ、ＣａＷ
Ｏ_４：Ｐｂ、Ｙ_２ＳｉＯ_５：Ｃｅ、ＣａＡｌ_２Ｏ_４：Ｅ
ｕなどが用いられる。

【００１８】蛍光体層１を構成する蛍光体粒子は、サブ
ミクロン以下の粒径の単結晶蛍光体粒子が用いられる。
具体的には、その平均粒径が１０〜２００ｎｍであるも
のを用いられる。蛍光体粒子の平均粒径が１０ｎｍ未満
では、発光中心が発光可能な状態で存在するのが困難で
あり、また、２００ｎｍを超える蛍光体粒子を製造する
事は困難である。蛍光体層の膜厚は、０．０５〜１．０
μｍが好ましく、さらに０．１〜０．５μｍがより好ま
しい。膜厚が０．０５μｍ未満では、蛍光体発光のため
の真空紫外線利用効率が低減され、１μｍを超えると、
サブミクロン以下の粒径の蛍光体粒子を利用した効果が
得られなくなる。また、Ｘｅガス放電から発光される真
空紫外線（１４７ｎｍ）は、蛍光体粒子表面の数１００
ｎｍ程度しか進入しないと言われており、それ以上の平
均粒径を利用すると、放電空間を狭めることにつなが
り、発光強度を低下する方向に作用すると考えられる。

【００１９】上記のようなサブミクロン以下の単結晶蛍
光体粒子を用いて蛍光体層を形成するには、各色の蛍光
体粉末を、例えば、テルピネオール、ｎ−ブチルアルコ
ール、エチレングリコール、水からなるバインダー溶液
と混合して調整したペーストを用いて、スクリーン印
刷、インクジェット印刷、ディスペンサー印刷などの方
法で塗布する。

【００２０】バッファ層は、サブミクロン粒子の単結晶
蛍光体１が、隔壁材料や白色誘電体材料のガラス成分に
吸収されることを防止し、かつ発光材料からの発光を前
面に反射すること、また外光反射を抑制するカラーフィ
ルター効果を有することを目的として設けられた層であ
る。バッファ層に用いられる粒子としては、以下のよう
なものが挙げられるが、これらに限定されるわけではな
い。例えば、ＴｉＯ_２、Ａｌ_２Ｏ_３、ＳｉＯ_２、Ｍｇ
Ｏ、ＢａＴｉＯ_３、ＭｇＦ_２などの可視光を全反射でき
るような粒子からなる群より１つ以上を選択して用い
る。使用する物質の平均粒径は、１０〜２００ｎｍであ
ることが好ましい。このような粒径範囲の粒子は、蛍光
体１からの発光（可視光）を効率よく散乱することがで
きる。白色反射層の膜厚は、１〜２０μｍが好ましく、
さらに５〜１５μｍがより好ましい。膜厚が１μｍ未満
では蛍光体の発光を反射する効果が低減され、２０μｍ
を超えると、蛍光体粒径を小さくした効果が得られず、
放電空間が狭くなるので、蛍光体の発光強度が低減され
る。また、カラーフィルター材料は無機材質の顔料から
なり、各蛍光体色に応じた成分が選択される。これらの
バッファ層は、蛍光体膜焼成時の熱で分解や溶融が起こ
らない材料で構成されているので、蛍光体が取り込まれ
たり、化合することがなく、真空紫外線の励起エネルギ
ーを獲得できる。

【００２１】蛍光体層が薄いために、ほとんど外光が透
過して、上記の白色反射層２に到達する。外光は、白色
反射層２でほとんど反射されるために、蛍光体１が発光
していないときの黒輝度が上がり、コントラストを低下
することになる。このため、各蛍光体層の不要な反射を
低減し、各色の色純度を向上するために、蛍光体層１と
白色反射層２の間にカラーフィルター層３を設けること
が効果的である。それぞれの蛍光体の発光色に応じた顔
料が、カラーフィルター層３に用いられる。使用する物
質の平均粒径は、１０〜２００ｎｍであることが好まし
い。このような粒径範囲の粒子は、蛍光体からの発光
（可視光）を妨害することなく透過することができる。
カラーフィルター層３の膜厚は、０．１〜５μｍが好ま
しく、さらに０．５〜３μｍがより好ましい。膜厚が
０．５μｍ未満では外光を分光する効果が低減され、５
μｍを超えると、蛍光体発光のカラーフィルターへの吸
収量が大きくなるので、蛍光体の発光強度が低減され
る。

【００２２】次に、ナノメートルサイズの蛍光体１の作
製方法を説明する。

【００２３】原料ガスあるいは原料蒸気を、反応前室で
混合した後、反応室にキャリアガスを用いて導入する。
反応室にはレーザ光を照射し、その混合原料ガスを瞬時
に高温にして目的物を合成する。それらはすぐに冷却さ
れて、フィルターにて捕集する。

【００２４】ガス状態で混合するので、分子原子オーダ
ーで混合され、複合物質でも比較的に容易に混合でき
る。また、キャリアガスの種類を選択することにより、
酸化物や硫化物、窒化物といった化合物も簡単に合成す
ることができる。反応室では、レーザの高エネルギーに
より、混合ガスは急激に過熱され反応することになる。
その結果、粒子が大きく成長する前に真空ポンプで反応
室外に取り出される。その過程で、急激に冷却されるこ
とになり、他の粒子と接合して粒成長することなく、フ
ィルターに捕集される。実際には、軽く凝集が起こるた
めに、フィルター捕集が可能になるが、この凝集は、超
音波振動により、ほぐれる程度の凝集であり、実使用に
はほとんど問題とならない。

【００２５】このように、それぞれの原料ガスの流量と
キャリアガスの流量、レーザ出力を制御することによ
り、均一な組成と均一な粒径の目的物を合成できる。

【００２６】上記した発光層の構造において、放電セル
内にあるＸｅガス放電により発光された真空紫外線が蛍
光体粒子を励起して、可視光が発せられる。蛍光体粒子
から全方向に放射され、前面ガラス基板側に放射される
発光は、そのまま外部に取り出される。逆に、背面ガラ
ス基板側に放射された発光は、バッファ層である白色反
射層２で反射され、前面ガラス基板側に取り出される。
これにより、蛍光体発光の取出し効率を向上できる。こ
のようなサブミクロン以下の単結晶蛍光体粒子を利用す
るので、これまでの数ミクロンの蛍光体粒子と比べて、
放電空間が広がり、また、真空紫外線の利用効率が向上
できる。さらに、サブミクロン以下の蛍光体粒子を利用
しているので、蛍光体粒子で散乱されて、取出し効率が
低下することがない。外光は、カラーフィルター層３に
より、それぞれの蛍光体色に分光される。これにより、
白色反射層２で全反射される外光を低減でき、コントラ
スト比を向上できる。

【００２７】（第２の具体例）次に、本発明の第２の具
体例について図２を参照して説明する。

【００２８】図２は、本発明の第２の具体例を示すプラ
スマディスプレイパネルの要部の構成を示す図である。

【００２９】基本的な構成要素は、第１の具体例と同様
な構造であるが、前面ガラス基板側にある保護膜（Ｍｇ
Ｏ）８の上にサブミクロン以下の単結晶蛍光体粒子を塗
布した蛍光体層１’を設ける。それぞれの蛍光体とその
塗布方法は、第１の具体例と同様である。この蛍光体層
１’の膜厚は、０．０５〜０．５μｍが好ましく、さら
に０．１〜０．３μｍがより好ましい。膜厚が０．０５
μｍ未満では、蛍光体発光のための真空紫外線の利用効
率が低減し、０．５μｍを超えると、この蛍光体層が妨
害層となり、蛍光体発光の取出し効率が低減する。蛍光
体層１’が、前面ガラス基板側にもあるので、単純に発
光面積が増加するので、発光強度を増大できる。これま
でもこのようなアイデアが提案されているが、数ミクロ
ンの蛍光体では、背面ガラス基板側の蛍光体層からの発
光を妨害するように作用するので、実際には利用されて
いない。しかしながら、このサブミクロン以下の粒径の
単結晶蛍光体粒子では、背面ガラス基板側の発光を妨害
することがなく、従って、発光強度を増加できる効果を
有する。

【００３０】

【発明の効果】本発明に係わるプラズマディスプレイパ
ネルは、上述のように構成したので、以下のような効果
を奏する。

【００３１】第１の効果は、発光の取出し効率が向上す
ることである。蛍光体粒子は、Ｘｅガス放電で放出され
た真空紫外線により励起され、可視光を全方向に放出す
る。白色反射層で反射された蛍光体発光が、蛍光体粒子
による散乱で減じることはない。

【００３２】第２の効果は、蛍光体層の膜厚が数１００
ｎｍであるので、真空紫外線の進入深さと同程度であ
り、蛍光体粒子を効率よく利用することができることで
ある。これまでの蛍光体粒子の粒径は数ミクロンであ
り、このため、蛍光体の表面しか真空紫外線が進入でき
ず、蛍光体層の表面の蛍光体粒子しか利用していなかっ
た。

【００３３】第３の効果は、蛍光体粒子が単結晶である
ので、これまでの多結晶蛍光体粒子に比べると、プロセ
ス劣化が低減され、個々の蛍光体粒子の発光効率を向上
できることである。

【００３４】第４の効果は、バッファ層を設けることに
より、超微粒子の蛍光体が吸収されるのを防止すること
ができる。即ち、既設の隔壁材料や白色誘電体材料はガ
ラス成分を含んでいるので、蛍光体膜を焼成する際、熱
で緩んだ状態になり、容易に超微粒子蛍光体を取り込ん
でしまうことになる。取り込まれてしまうと、超微粒子
蛍光体は真空紫外線からの励起エネルギーを得ることが
できず、発光を発現することができなくなる。そこで、
バッファ層を設けることにより、隔壁や白色誘電体材料
に直接接触することがないので、超微粒子蛍光体を取り
込まれることを防止できる。

【００３５】第５の効果は、バッファ層である白色反射
層により、超微粒子蛍光体の発光を全反射して、前面ガ
ラス板方向に蛍光体の発光を効率よく取り出すことがで
きる。

【００３６】第６の効果は、外光反射をカラーフィルタ
ー層により各蛍光体色に応じた色に分光し、コントラス
ト比を向上できることである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のプラズマディスプレイパネルの第１の
具体例を示す断面図である。

【図２】本発明の第２の具体例を示す断面図である。

【図３】従来のプラズマディスプレイパネルの断面図で
ある。

【符号の説明】

１、１’ 蛍光体層 ２ 白色反射層 ３ カラーフィルタ層 ４ 隔壁 ５ 白色誘電体 ６ データ電極 ７ 背面ガラス基板 ８ 保護層 ９ 透明誘電体 １０ 透明電極 １１ トレース電極 １２ 全面ガラス基板 １４ 放電セル

Claims (11)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 プラズマディスプレイパネルの蛍光体層
   を構成する蛍光体は、単結晶粒子で構成され、且つ、前
   記単結晶粒子の粒径が、１０〜２００ｎｍであることを
   特徴とするプラズマディスプレイパネル。
2. 【請求項２】 前記蛍光体層の下に、前記蛍光体の発光
   を反射する反射層を設けた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。
3. 【請求項３】 前記反射層は、白色顔料粉末により形成
   されたことを特徴とする請求項２記載のプラズマディス
   プレイパネル。
4. 【請求項４】 前記蛍光体層と反射層の間に、所定の可
   視光のみを選択透過せしめるカラーフィルタ層を設けた
   ことを特徴とする請求項２又は３のいずれかに記載のプ
   ラズマディスプレイパネル。
5. 【請求項５】 前記カラーフィルタ層は、無機顔料材よ
   りなることを特徴とする請求項４記載のプラズマディス
   プレイパネル
6. 【請求項６】 前記蛍光体層の膜厚が、０．０５〜１．
   ０μｍであることを特徴とする請求項１乃至５のいずれ
   かに記載のプラズマディスプレイパネル。
7. 【請求項７】 前記反射層の膜厚が、１〜２０μｍであ
   ることを特徴とする請求項２乃至６のいずれかに記載の
   プラズマディスプレイパネル。
8. 【請求項８】 前記カラーフィルタ層に使用する顔料の
   平均粒径が、１０〜２００ｎｍであることを特徴とする
   請求項４乃至７のいずれかに記載のプラズマディスプレ
   イパネル。
9. 【請求項９】 前記カラーフィルタ層の膜厚が、０．１
   〜５μｍであることを特徴とする請求項４乃至８のいず
   れかに記載のプラズマディスプレイパネル。
10. 【請求項１０】 白色誘電体で覆われたデータ電極を備
    えた背面ガラス基板と、保護層及び透明誘電体で覆われ
    た透明電極とトレース電極を備えた前面ガラス基板とが
    シール材で封着され、その内部に隔壁で分離された放電
    セルが形成され、この放電セル内の前記白色誘電体と隔
    壁上に蛍光体からなる蛍光体層を設けたプラズマディス
    プレイパネルにおいて、 前記前面ガラス基板の保護層を覆うように蛍光体層を形
    成し、この蛍光体層を構成する蛍光体は、単結晶粒子で
    あり、且つ、前記単結晶粒子の粒径が、１０〜２００ｎ
    ｍであることを特徴とするプラズマディスプレイパネ
    ル。
11. 【請求項１１】 前記蛍光体層の膜厚が、０．０５〜
    ０．５μｍであることを特徴とする請求項１０記載のプ
    ラズマディスプレイパネル。