JP3797084B2

JP3797084B2 - Plasma display device

Info

Publication number: JP3797084B2
Application number: JP2000292069A
Authority: JP
Inventors: 繁郎春木; 宇太郎宮川; 茂行奥村
Original assignee: Panasonic Corp; Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Corp; Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1999-12-14
Filing date: 2000-09-26
Publication date: 2006-07-12
Anticipated expiration: 2020-09-26
Also published as: JP2001236893A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、希ガス放電から発生する真空紫外線による蛍光体の励起、発光を利用したプラズマディスプレイ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ＡＣ型プラズマディスプレイ装置においては、図９に示すように、表面側の基板２１、及び背面側の基板２２が放電空間２３を挟んで対向して配置されている。表面側基板２１上には、誘電体層２４及び保護層２５で覆われかつ対をなすストライプ状の走査電極２６と維持電極（図示せず）とが、紙面に平行な方向に延びて形成されている。背面側基板２２上には、走査電極２６及び維持電極と直交する方向に、ストライプ状のデータ電極２７が形成されている。各データ電極２７の間には、ストライプ状の隔壁２８が配列され、表面側基板２１、及び背面側基板２２とともに放電セル２９を区画している。また、データ電極２７上から隔壁２８の側面にわたって蛍光体３０が付設されている。蛍光体３０は、各放電セル２９に対して一色ずつ付設され、赤色、緑色、及び青色の蛍光体が順次配置されている。
【０００３】
プラズマディスプレイ装置は、表示セルに塗布されている蛍光体３０を、希ガス放電から発生する波長１４７ｎｍの真空紫外線により励起、発光させ、その発光を利用しカラー表示を行っている。蛍光体３０として用いられる材料は、一般に、赤色蛍光体としては、ユウロピウム付活ホウ酸イットリウム、ガドリニウム蛍光体（Ｙ，Ｇｄ）ＢＯ₃：Ｅｕ、緑色蛍光体としては、マンガン付活珪酸亜鉛蛍光体Ｚｎ₂ＳｉＯ₄：Ｍｎ、青色蛍光体としては、ユウロピウム付活アルミン酸バリウムマグネシウム蛍光体ＢａＭｇＡｌ₁₀Ｏ₁₇：Ｅｕが用いられる。
【０００４】
従来、緑色発光成分としては、Ｚｎ₂ＳｉＯ₄：Ｍｎ蛍光体が一般的に用いられていた。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
一般的に緑色蛍光体として用いられているＺｎ₂ＳｉＯ₄：Ｍｎ緑色蛍光体は、表面電位が負極性を有する。図１０に、各種蛍光体のブローオフ帯電量を示す。図１０からもわかるようにＺｎ₂ＳｉＯ₄：Ｍｎのみ負極性に帯電しており、プラズマディスプレイ装置における放電特性のバラツキは、この帯電量が起因していると推測される。
【０００６】
本発明者等は、この蛍光体を用いた蛍光面において、表示のための電圧を印加した際、放電バラツキ、或いは放電が発生しない放電ミスが、正極性を有する蛍光体に比べて頻発することを見出した。この現象は、表示品質を劣化させ、或いは高品質を維持すべく完全点灯するまで電圧を上げるために、設定駆動電圧を高くする必要性が生じる。
【０００７】
蛍光体の帯電量はその材料の種類によって決まる物性値であり、これを変化させるのは困難である。帯電量を変化させるための手段として特開平１１−８６７３５号公報に記載されているように、蛍光体層の上に極性を変化させるための膜を積層させることが提案されている。しかしながら、非発光材料で膜を積層することによる工程の増加、あるいは輝度低下が生じる問題があった。
【０００８】
また、紫外線で励起・発光する緑色蛍光体として、マンガン付活アルミン酸バリウムＢａＡｌ₁₂Ｏ₁₉：Ｍｎ蛍光体がある。この蛍光体の表面電位は正極性を有し、放電は安定している。ただし、この蛍光体は輝度が低く、パネル動作中での経時劣化が大きく、実用には不適である。
【０００９】
その他の緑色蛍光体として、テルビウム付活ホウ酸イットリウムＹＢＯ₃：Ｔｂ蛍光体がある。この蛍光体の表面電位は正極性を有しているが、現行ＣＲＴに用いられている銅、金付活硫化亜鉛蛍光体ＺｎＳ：Ｃｕ，Ａｕ（ＪＥＤＥＣ登録番号Ｐ−２２）に対して色純度が劣り、色再現範囲が狭くなるため、表示品質が劣る欠点があった。
【００１０】
本発明は、このような問題を解決するためになされたものであり、放電特性の安定化を図り、かつ高輝度・長寿命化を実現するとともに、色純度をＣＲＴと同等以上としたプラズマディスプレイ装置を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明者等は、表面電位が負極性を有する蛍光体と正極性を有する蛍光体を混合して得られる混合蛍光体を蛍光面に用いることで、工程を増やすことなく、さらに輝度低下を生じることなく、放電を安定化できることを見出した。
【００１２】
そこで上記課題を解決するために、本発明のプラズマディスプレイ装置は、少なくとも一色の蛍光体層が、表面電位が負極性を有する蛍光体と正極性を有する蛍光体とを混合して得られる混合蛍光体を用いた蛍光面を備える構成としている。
【００１３】
この構成により、表面電位が負極性を有していた蛍光体の表面電位の極性を正方向に変化させることができ、プラズマディスプレイ装置における放電バラツキ、或いは放電ミスを減少させ、安定な映像表示を行うことが可能となる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
本発明の請求項１に記載の発明は、少なくとも前面側が透明な一対の基板を基板間に放電空間が形成されるように対向配置するとともに前記放電空間を複数に仕切るための隔壁を少なくとも一方の基板に配置し、かつ前記隔壁により仕切られた放電空間で放電が発生するように基板に電極群を配置するとともに放電により発光する赤色、緑色及び青色の蛍光体層を設けたパネル本体を有するプラズマディスプレイ装置において、前記赤色及び青色の蛍光体層は表面電位が正極性を有し、かつ緑色の蛍光体層は、一般式Ｚｎ ₂ ＳｉＯ ₄ ：Ｍｎで表され表面電位が負極性を有するマンガン付活ケイ酸亜鉛緑色蛍光体と、一般式ＲｅＢＯ ₃ ：Ｔｂ（Ｒｅは希土類元素：Ｓｃ、Ｙ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｇｄから選ばれた一種、または複数種の固溶体を表す）で表され表面電位が正極性を有するテルビウム付活希土類ほう酸塩緑色蛍光体とを混合して得られる混合蛍光体を用いたものである。
【００１７】
さらに、上記構成において、混合蛍光体の全組成に対する、テルビウム付活希土類ほう酸塩緑色蛍光体の混合比率が、１０〜７５重量％の範囲であることが望ましい。
【００１８】
以下、本発明の一実施の形態によるプラズマディスプレイ装置について、図１〜図８を用いて説明する。
【００１９】
図１に本発明の一実施の形態によるプラズマディスプレイ装置におけるパネル構造の一例を示し、図２に図１のＡ−Ａ’線で切断した断面を示し、図３に図１のＢ−Ｂ’線で切断した断面を示している。図に示すように、ガラス基板などの透明な前面側の基板１上には、走査電極２と維持電極３とで対をなすストライプ状の表示電極４が複数対形成され、そして基板１上の隣り合う表示電極４間には遮光層５が配置形成されている。この走査電極２および維持電極３は、それぞれ透明電極２ａ、３ａおよびこの透明電極２ａ、３ａに電気的に接続された銀等の母線２ｂ、３ｂとから構成されている。また、前記前面側の基板１には、前記複数対の電極群を覆うように誘電体層６が形成され、その誘電体層６上には保護膜７が形成されている。
【００２０】
また、前記前面側の基板１に対向配置される背面側の基板８上には、走査電極２及び維持電極３の表示電極４と直交する方向に、絶縁体層９で覆われた複数のストライプ状のデータ電極１０が形成されている。このデータ電極１０間の絶縁体層９上には、データ電極１０と平行にストライプ状の複数の隔壁１１が配置され、この隔壁１１間の側面１１ａおよび絶縁体層９の表面に蛍光体層１２が設けられている。
【００２１】
これらの基板１と基板８とは、走査電極２および維持電極３とデータ電極１０とが直交するように、微小な放電空間を挟んで対向配置されるとともに、周囲が封止され、そして前記放電空間には、ヘリウム、ネオン、アルゴン、キセノンのうちの一種または混合ガスが放電ガスとして封入されている。また、放電空間は、隔壁１１によって複数の区画に仕切ることにより、表示電極４とデータ電極１０との交点が位置する複数の放電セル１３が設けられ、その各放電セル１３には、赤色、緑色及び青色となるように蛍光体層１２が一色ずつ順次配置されている。
【００２２】
次に、上記パネル本体の動作について説明すると、このパネル本体の電極配列は、図４に示すように、Ｍ行×Ｎ列の放電セルからなるマトリックス構成であり、行方向にはＭ行の走査電極ＳＣＮ１〜ＳＣＮＭおよび維持電極ＳＵＳ１〜ＳＵＳＭが配列され、列方向にはＮ列のデータ電極Ｄ１〜ＤＮが配列されている。
【００２３】
また、このパネル本体を用いたＡＣ型プラズマディスプレイ装置の駆動方法のタイミングチャートの一例を図５に示す。
【００２４】
図４および図５に示すように、書き込み期間では、全ての維持電極ＳＵＳ１〜ＳＵＳＭを０（Ｖ）に保持した後に、第１行目の表示する放電セルに対応する所定のデータ電極Ｄ１〜ＤＮに正の書き込みパルス電圧＋Ｖｗ（Ｖ）を、第１行目の走査電極ＳＣＮ１に負の走査パルス電圧−Ｖｓ（Ｖ）をそれぞれに印加すると、所定のデータ電極Ｄ１〜ＤＮと第１行目の走査電極ＳＣＮ１との交点部において、書き込み放電が起こる。
【００２５】
次に、第２行目の表示する放電セルに対応する所定のデータ電極Ｄ１〜ＤＮに正の書き込みパルス電圧＋Ｖｗ（Ｖ）を、第２行目の走査電極ＳＣＮ２に負の走査パルス電圧−Ｖｓ（Ｖ）をそれぞれに印加すると、所定のデータ電極Ｄ１〜ＤＮと第２行目の走査電極ＳＣＮ２との交点部において書き込み放電が起こる。
【００２６】
上記同様の動作が順次に行われて、最後に第Ｍ行目の表示する放電セルに対応する所定のデータ電極Ｄ１〜ＤＮに正の書き込みパルス電圧＋Ｖｗ（Ｖ）を、第Ｍ行目の走査電極ＳＣＮＭに負の走査パルス電圧−Ｖｓ（Ｖ）をそれぞれに印加すると、所定のデータ電極Ｄ１〜ＤＮと第Ｍ行目の走査電極ＳＣＮＭとの交点部において書き込み放電が起こる。
【００２７】
次の維持期間では、全ての走査電極ＳＣＮ１〜ＳＣＮＭを一旦０（Ｖ）に保持すると共に、全ての維持電極ＳＵＳ１〜ＳＵＳＭに負の維持パルス電圧−Ｖｍ（Ｖ）を印加すると、書き込み放電を起こした前記交点部における走査電極ＳＣＮ１〜ＳＣＮＭと維持電極ＳＵＳ１〜ＳＵＳＭとの間に維持放電が起こる。次に全ての走査電極ＳＣＮ１〜ＳＣＮＭと全ての維持電極ＳＵＳ１〜ＳＵＳＭとに負の維持パルス電圧−Ｖｍ（Ｖ）を交互に印加することにより、表示する放電セルにおいて維持放電が継続して起こる。この維持放電の発光によりパネル表示が行われる。
【００２８】
次の消去期間において、全ての走査電極ＳＣＮ１〜ＳＣＮＭを一旦０（Ｖ）に保持すると共に、全ての維持電極ＳＵＳ１〜ＳＵＳＭに消去パルス電圧−Ｖｅ（Ｖ）を印加すると、消去放電を起こして放電が停止する。
【００２９】
以上の動作により、ＡＣ型プラズマディスプレイ装置において、一画面が表示される。
【００３０】
ここで、本発明のプラズマディスプレイ装置は、表面電位の極性が異なる蛍光体を混合した混合蛍光体を用いる。すなわち、表面電位が負極性を有する蛍光体に対して、表面電位が正極性を有する蛍光体を混合することにより、表面電位が負極性を有していた蛍光体の表面電位の極性を正方向に変化させるものである。
【００３１】
上記の通り、一般的にプラズマディスプレイ装置に用いられている蛍光体の帯電量は、緑色蛍光体Ｚｎ₂ＳｉＯ₄：Ｍｎのみ負極性を帯びており、赤色蛍光体（Ｙ，Ｇｄ）ＢＯ₃：Ｅｕ、及び青色蛍光体ＢａＭｇＡｌ₁₀Ｏ₁₇：Ｅｕは正極性を有する。一方、緑色蛍光体であるＹＢＯ₃：Ｔｂも正極性を有する。従って、ＹＢＯ₃：Ｔｂを用いて混合蛍光体を作成すれば、ＹＢＯ₃：Ｔｂの混合比率増加に応じて帯電量は負極性から正極性方向に変化することは予測できる。しかしながら、混合蛍光体とすることにより、色純度の劣化等も予測され、単純に混合すればよい、というものでもない。
【００３２】
図６に、Ｚｎ₂ＳｉＯ₄：Ｍｎに対するＹＢＯ₃：Ｔｂの混合比率と色度変化の関係を示す。ここで混合比率は、混合蛍光体の全組成に対する比率を表す。ＹＢＯ₃：Ｔｂの混合比率が７５重量％より小さい範囲であれば、ＣＲＴに用いられているＰ２２蛍光体ＺｎＳ：Ｃｕ，Ａｕの色度（ｘ＝０．３１０、ｙ＝０．５９５）より色純度は優れたレベルとなることが判る。
【００３３】
このように、本発明は、満足できるレベルの色純度を確保しつつ、表面電位を正極性に変化させ、安定した放電特性を得ることを可能としたものである。
【００３４】
次に、蛍光体層の形成方法の一例を説明する。蛍光体層は一般的に利用されているスクリーン印刷法により形成することができ、図７にスクリーン印刷方法により形成する場合の概略を示している。なお、図７においては、電極等を省略して示している。
【００３５】
まず、図７（ａ）に示すように、隔壁が形成された背面側の基板に、パターン１４ａが形成されているメッシュスクリーン、或いはメタルマスク等のマスク１４をセットした後、マスク１４上に蛍光体ペースト１５を滴下し、スキージ１６により隔壁内に付着させる。この蛍光体ペースト１５は蛍光体とビヒクルを混合したものからなり、その調合比は蛍光体粒径、スクリーン種、樹脂種により変わる。樹脂としてはエチルセルロース系、あるいはアクリル系樹脂が一般的である。溶剤としてはターピネオール、ＢＣＡ（ブチルカルビトールアセテート）が一般的である。今回樹脂はエチルセルロース、溶剤としてターピネオールを選択した。
【００３６】
また、図７（ｂ）〜（ｅ）に、前記蛍光体ペースト１５が隔壁内に充填される様子の概略を示している。すなわち、まず図７（ｂ）に示すように、マスク１４より吐出された蛍光体ペースト１５が基板１７に設けた隔壁１８側面に転写され、次に図７（ｃ）に示すように蛍光体ペースト１５の自重で隔壁１８側面を降下する。その後図７（ｄ）に示すように蛍光体ペースト１５の自重と表面張力で均一化され、そして最終的に図７（ｅ）に示すようにバランスのとれた表面張力で所定形状に形成されることとなる。
【００３７】
なお、蛍光体層の形成方法は上記で説明したスクリーン印刷法に限らず、インキジェット法、スプレー法、転写法等でも可能である。
【００３８】
【実施例】
以下に本発明の具体的実施例について説明する。
【００３９】
（実施例１）
緑色蛍光体としてＺｎ₂ＳｉＯ₄：Ｍｎ、及びＹＢＯ₃：Ｔｂを選択し、ＹＢＯ₃：Ｔｂを全組成の５０重量％となるように混合した混合蛍光体を緑色成分として、プラズマディスプレイ装置を作成した。本実施例の混合蛍光体に用いた各蛍光体の発光特性を表１に示す。
【００４０】
【表１】

【００４１】
比較のため、蛍光体材料以外は共通とし、Ｚｎ₂ＳｉＯ₄：Ｍｎを緑色成分とした従来例のプラズマディスプレイ装置を同時に作成した。表２に、本発明及び従来例のプラズマディスプレイ装置の発光特性を示す。
【００４２】
【表２】

【００４３】
放電の安定性の評価には一般に下記の式が用いられる。
【００４４】
Ｎｔ／Ｎ０＝ｅｘｐ（−（ｔ−ｔｆ）／ｔｓ）
この式において、Ｎｔは時間ｔで放電の起きなかった（放電ミス）回数、Ｎ０は放電遅れ時間測定回数、ｔｆは形成遅れ、ｔｓは放電バラツキである。本実施例では、放電の安定性を、放電ミス回数Ｎｔ、及び放電バラツキｔｓで評価した。
【００４５】
放電バラツキを表すパラメーターであるｔｓは、その値が小さいほど、放電バラツキが小さいということができる。放電バラツキが大きいということは、入力に対し一定時間で放電が始まらないことであり、表示品質を著しく低下させる。放電ミスの評価には、パルス入力１００回に対して放電しない（放電ミス）回数Ｎｔをカウントした。また、放電バラツキｔｓの評価には、式におけるｔｓを相対比較した。
【００４６】
本実施例のプラズマディスプレイ装置の放電特性を評価すると、上記表から明らかなように従来例に比べて、放電ミスは約９０％減少、放電バラツキは９０％低減できたことが判る。ＹＢＯ₃；Ｔｂ蛍光体に限らず、表面電位が正極性を有する蛍光体を用いれば同様の効果が得られる。
【００４７】
本実施例の蛍光体の発光色は、ＣＩＥ色度座標（ｘ／ｙ）においてｘ＝０．２９３、ｙ＝０．６３２であり、ＣＲＴに用いられるＰ−２２蛍光体のｘ＝０．３１０、ｙ＝０．５９５に比べ、色純度は優れていることが判る。
【００４８】
（実施例２）
緑色蛍光体としてＺｎ₂ＳｉＯ₄：Ｍｎ、及びＹＢＯ₃：Ｔｂを選択し、ＹＢＯ₃：Ｔｂの混合比率を変化させて混合した混合蛍光体を作成した。その混合蛍光体を上記で説明したプラズマディスプレイ装置に適用し、その時の放電ミス、及び放電バラツキを調べた。ＹＢＯ₃：Ｔｂの混合比率（重量％）と放電ミス、バラツキの関係を図８に示す。なお、混合比率は、全組成に対するＹＢＯ₃：Ｔｂの割合である。
【００４９】
図８からわかるように、ＹＢＯ₃：Ｔｂの混合量が増加すると放電ミス、及び放電バラツキは低減し、放電の安定性が高まる。特に正極性を有する蛍光体の混合比率が１０重量％の点でその効果は顕著となり、混合比率が１０重量％を超えるとその効果は収束する。従って混合比率を１０重量％以上とすることにより、十分な表示品質の向上を図ることができる。ただしＹＢＯ₃：Ｔｂを用いた場合、図６に示したように７５重量％以上では色純度がＣＲＴに対し劣るため、ＹＢＯ₃：Ｔｂの混合比率は７５重量％以下とすることが望ましい。
【００５０】
（実施例３）
従来例としてＺｎ₂ＳｉＯ₄：Ｍｎ緑色蛍光体、及びＢａＡｌ₁₂Ｏ₁₉：Ｍｎ緑色蛍光体を準備した。本発明の実施例として、Ｚｎ₂ＳｉＯ₄：Ｍｎに対して、ＹＢＯ₃：Ｔｂを全組成の５０重量％となるように混合した混合蛍光体を作成した。それらの各蛍光体を緑色成分として、各々プラズマディスプレイ装置を作成した。蛍光体以外の材料、プロセスは同一とした。これらのプラズマディスプレイ装置について寿命試験を行い、蛍光体の経時劣化を調べた。表３に寿命特性を示す。表中の数値は、Ｚｎ₂ＳｉＯ₄：Ｍｎの動作初期輝度を１００としたときの相対輝度を表す。但し、括弧内の数値は劣化率である。
【００５１】
【表３】

【００５２】
表３から明らかなように、本発明の実施例の蛍光体を用いたプラズマディスプレイ装置は、従来例の蛍光体を用いたプラズマディスプレイ装置に比べ動作初期の輝度が高く、６０００時間動作後の輝度も高い。
【００５３】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、混合緑色蛍光体をプラズマディスプレイ装置に適用することにより、安定した放電状態を得ることができるとともに、高輝度、長寿命のプラズマディスプレイ装置を得ることができる。また、緑色の色純度についても、ＣＲＴと同等のレベルを確保できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態によるプラズマディスプレイ装置のパネル構造を一部を切り欠いて示す斜視図
【図２】図１のＡ−Ａ’線で切断した断面図
【図３】図１のＢ−Ｂ’線で切断した断面図
【図４】同プラズマディスプレイ装置のパネル本体の電極配列を示す説明図
【図５】同プラズマディスプレイ装置の駆動方法の一例を示す信号波形図
【図６】本発明の一実施例によるプラズマディスプレイ装置において、混合蛍光体、及びＣＲＴ用蛍光体（Ｐ−２２）の色度をＣＩＥ色度座標上に示す特性図
【図７】（ａ）〜（ｅ）は本発明のプラズマディスプレイ装置において、蛍光体層の形成方法を説明するための概略図
【図８】本発明の一実施例によるプラズマディスプレイ装置において、Ｚｎ₂ＳｉＯ₄：Ｍｎに対するＹＢＯ₃：Ｔｂの混合比率と放電ミス、及びバラツキの関係を示す特性図
【図９】従来のプラズマディスプレイ装置の構造の一例を示す断面図
【図１０】各種蛍光体のブローオフ帯電量を示す特性図
【符号の説明】
１、８基板
２走査電極
３維持電極
４表示電極
１０データ電極
１１隔壁
１２蛍光体層
１３放電セル[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a plasma display device using excitation and emission of a phosphor by vacuum ultraviolet rays generated from rare gas discharge.
[0002]
[Prior art]
In the AC type plasma display device, as shown in FIG. 9, the front-side substrate 21 and the back-side substrate 22 are arranged to face each other with the discharge space 23 interposed therebetween. On the surface-side substrate 21, a stripe-shaped scanning electrode 26 and a sustaining electrode (not shown) which are covered with the dielectric layer 24 and the protective layer 25 and form a pair extend in a direction parallel to the paper surface. ing. On the back substrate 22, stripe-shaped data electrodes 27 are formed in a direction orthogonal to the scan electrodes 26 and the sustain electrodes. Striped barrier ribs 28 are arranged between the data electrodes 27 and partition discharge cells 29 together with the front-side substrate 21 and the back-side substrate 22. A phosphor 30 is attached from the data electrode 27 to the side wall of the partition wall 28. The phosphor 30 is attached to each discharge cell 29 one color at a time, and red, green, and blue phosphors are sequentially arranged.
[0003]
In the plasma display device, the phosphor 30 applied to the display cell is excited and emitted by vacuum ultraviolet rays having a wavelength of 147 nm generated from a rare gas discharge, and color display is performed using the emitted light. The materials used as the phosphor 30 are generally europium-activated yttrium borate, gadolinium phosphor (Y, Gd) BO ₃ : Eu as a red phosphor, and a manganese-activated zinc silicate phosphor as a green phosphor. As the Zn ₂ SiO ₄ : Mn, blue phosphor, europium activated barium magnesium aluminate phosphor BaMgAl ₁₀ O ₁₇ : Eu is used.
[0004]
Conventionally, Zn ₂ SiO ₄ : Mn phosphor has been generally used as the green light emitting component.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
A Zn ₂ SiO ₄ : Mn green phosphor generally used as a green phosphor has a negative surface potential. FIG. 10 shows blow-off charge amounts of various phosphors. As can be seen from FIG. 10, only Zn ₂ SiO ₄ : Mn is negatively charged, and it is assumed that the variation in discharge characteristics in the plasma display device is caused by this charge amount.
[0006]
When applying voltage for display on the phosphor screen using this phosphor, the present inventors often experience discharge variations or discharge errors that do not generate discharge more frequently than phosphors having positive polarity. I found. This phenomenon makes it necessary to increase the set drive voltage in order to increase the voltage until the display quality is deteriorated or the display is completely lit to maintain high quality.
[0007]
The charge amount of the phosphor is a physical property value determined by the type of the material, and it is difficult to change it. As a means for changing the charge amount, as described in JP-A-11-86735, it has been proposed to laminate a film for changing the polarity on the phosphor layer. However, there has been a problem that an increase in the process or a decrease in luminance is caused by laminating films with non-light emitting materials.
[0008]
Further, as a green phosphor excited and emitted by ultraviolet light, there is a manganese activated barium aluminate BaAl ₁₂ O ₁₉ : Mn phosphor. The surface potential of this phosphor has a positive polarity and discharge is stable. However, this phosphor has a low luminance and is greatly deteriorated with time during panel operation, and is not suitable for practical use.
[0009]
Other green phosphors include terbium activated yttrium borate YBO ₃ : Tb phosphors. Although the surface potential of this phosphor has a positive polarity, it has a color purity with respect to copper and gold-activated zinc sulfide phosphor ZnS: Cu, Au (JEDEC registration number P-22) used in the current CRT. Since the color reproduction range is narrow, the display quality is inferior.
[0010]
The present invention has been made in order to solve such problems, and is a plasma display which stabilizes discharge characteristics, achieves high luminance and long life, and has a color purity equal to or higher than that of a CRT. An object is to provide an apparatus.
[0011]
[Means for Solving the Problems]
The present inventors use a mixed phosphor obtained by mixing a phosphor having a negative surface potential and a phosphor having a positive polarity on the phosphor screen, thereby further reducing the luminance without increasing the number of steps. It was found that the discharge can be stabilized without any problems.
[0012]
Therefore, in order to solve the above-mentioned problems, the plasma display device of the present invention is a mixed fluorescence obtained by mixing at least one color phosphor layer with a phosphor having a negative surface potential and a phosphor having a positive polarity. The fluorescent screen using the body is provided.
[0013]
With this configuration, the polarity of the surface potential of the phosphor having a negative surface potential can be changed in the positive direction, and discharge variations or discharge errors in the plasma display device can be reduced, and stable image display can be achieved. Can be done.
[0014]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
According to the first aspect of the present invention, at least one of the pair of substrates transparent at least on the front side is arranged to face each other so that a discharge space is formed between the substrates, and at least one partition wall for partitioning the discharge space into a plurality is provided. A plasma having a panel body provided with red, green and blue phosphor layers arranged on a substrate and arranged with an electrode group on the substrate so that a discharge is generated in a discharge space partitioned by the partition walls, and emitting light by discharge. In the display device, the red and blue phosphor layers have a positive surface potential, and the green phosphor layer is represented by the general formula Zn ₂ SiO ₄ : Mn and has a negative surface potential with manganese. and an active zinc silicate green phosphor, the general formula ReBO _3: Tb (Re is a rare earth element: represents an Sc, Y, La kind, selected Ce, from Gd or more solid solution) Represented in which the surface potential using a mixed phosphor obtained by mixing a terbium activated rare earth borate green phosphor having a positive polarity.
[0017]
Furthermore, in the above configuration, it is desirable that the mixing ratio of the terbium-activated rare earth borate green phosphor with respect to the total composition of the mixed phosphor is in the range of 10 to 75% by weight.
[0018]
Hereinafter, a plasma display device according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
[0019]
FIG. 1 shows an example of a panel structure in a plasma display device according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 shows a cross section taken along line AA ′ of FIG. 1, and FIG. 3 shows BB ′ of FIG. A cross section cut by a line is shown. As shown in the figure, a plurality of pairs of stripe-like display electrodes 4 that are paired with a scanning electrode 2 and a sustaining electrode 3 are formed on a transparent front substrate 1 such as a glass substrate. A light shielding layer 5 is disposed between adjacent display electrodes 4. The scan electrode 2 and the sustain electrode 3 are respectively composed of

transparent electrodes

2a and 3a and

buses

2b and 3b made of silver or the like electrically connected to the

transparent electrodes

2a and 3a. A dielectric layer 6 is formed on the front substrate 1 so as to cover the plurality of pairs of electrodes, and a protective film 7 is formed on the dielectric layer 6.
[0020]
A plurality of stripes covered with an insulating layer 9 are arranged on the back substrate 8 facing the front substrate 1 in a direction perpendicular to the display electrodes 4 of the scan electrodes 2 and the sustain electrodes 3. A data electrode 10 is formed. On the insulator layer 9 between the data electrodes 10, a plurality of stripe-shaped partition walls 11 are arranged in parallel with the data electrode 10, and the phosphor layer 12 is formed on the side surface 11 a between the partition walls 11 and the surface of the insulator layer 9. Is provided.
[0021]
The substrate 1 and the substrate 8 are arranged to face each other with a minute discharge space so that the scan electrode 2 and the sustain electrode 3 and the data electrode 10 are orthogonal to each other, and the periphery is sealed, and the discharge One or a mixed gas of helium, neon, argon, and xenon is sealed in the space as a discharge gas. In addition, the discharge space is divided into a plurality of sections by partition walls 11 to provide a plurality of discharge cells 13 at which the intersections of the display electrodes 4 and the data electrodes 10 are located. The phosphor layers 12 are sequentially arranged one by one so as to be blue.
[0022]
Next, the operation of the panel body will be described. As shown in FIG. 4, the electrode arrangement of the panel body has a matrix configuration composed of discharge cells of M rows × N columns, and M rows are scanned in the row direction. Electrodes SCN1 to SCNM and sustain electrodes SUS1 to SUSM are arranged, and N columns of data electrodes D1 to DN are arranged in the column direction.
[0023]
FIG. 5 shows an example of a timing chart of a driving method of an AC type plasma display device using this panel body.
[0024]
As shown in FIGS. 4 and 5, in the writing period, after all sustain electrodes SUS <b> 1 to SUSM are held at 0 (V), predetermined data electrodes D <b> 1 to DN corresponding to the discharge cells to be displayed in the first row are displayed. When a positive write pulse voltage + Vw (V) and a negative scan pulse voltage -Vs (V) are respectively applied to the first row scan electrode SCN1, the predetermined data electrodes D1 to DN and the first row Write discharge occurs at the intersection with the scan electrode SCN1.
[0025]
Next, positive write pulse voltage + Vw (V) is applied to predetermined data electrodes D1 to DN corresponding to discharge cells to be displayed in the second row, and negative scan pulse voltage -Vs is applied to scan electrode SCN2 in the second row. When (V) is applied to each, an address discharge occurs at the intersection of predetermined data electrodes D1 to DN and scan electrode SCN2 in the second row.
[0026]
The same operation as described above is sequentially performed. Finally, a positive write pulse voltage + Vw (V) is applied to predetermined data electrodes D1 to DN corresponding to discharge cells to be displayed in the Mth row, and the Mth row is scanned. When a negative scan pulse voltage −Vs (V) is applied to each electrode SCNM, an address discharge occurs at the intersection of predetermined data electrodes D1 to DN and the Mth scan electrode SCNM.
[0027]
In the next sustain period, all the scan electrodes SCN1 to SCNM are temporarily held at 0 (V), and when a negative sustain pulse voltage −Vm (V) is applied to all the sustain electrodes SUS1 to SUSM, an address discharge is caused. In addition, a sustain discharge occurs between scan electrodes SCN1 to SCNM and sustain electrodes SUS1 to SUSM at the intersections. Next, by applying negative sustain pulse voltage −Vm (V) alternately to all scan electrodes SCN1 to SCNM and all sustain electrodes SUS1 to SUSM, sustain discharge continuously occurs in the display discharge cells. Panel display is performed by the light emission of the sustain discharge.
[0028]
In the next erasing period, all the scan electrodes SCN1 to SCNM are temporarily held at 0 (V), and when the erasing pulse voltage −Ve (V) is applied to all the sustain electrodes SUS1 to SUSM, an erasing discharge is caused to cause a discharge. Stops.
[0029]
Through the above operation, one screen is displayed in the AC type plasma display apparatus.
[0030]
Here, the plasma display device of the present invention uses a mixed phosphor in which phosphors having different surface potential polarities are mixed. In other words, by mixing a phosphor having a negative surface potential with a phosphor having a positive surface potential, the polarity of the surface potential of the phosphor having a negative surface potential is positive. To change.
[0031]
As described above, the charge amount of the phosphor generally used in the plasma display apparatus is negative only for the green phosphor Zn ₂ SiO ₄ : Mn, and the red phosphor (Y, Gd) BO ₃ : Eu and the blue phosphor BaMgAl ₁₀ O ₁₇ : Eu have positive polarity. On the other hand, YBO ₃ : Tb, which is a green phosphor, also has a positive polarity. Therefore, YBO _3: by creating a mixed phosphor using Tb, YBO _3: charge amount in accordance with the mixing ratio increases in Tb is changing from negative to positive direction can be predicted. However, by using a mixed phosphor, deterioration of color purity or the like is predicted, and it is not a matter of simply mixing.
[0032]
FIG. 6 shows the relationship between the mixing ratio of YBO ₃ : Tb to Zn ₂ SiO ₄ : Mn and the chromaticity change. Here, the mixing ratio represents a ratio to the total composition of the mixed phosphor. If the mixing ratio of YBO ₃ : Tb is less than 75% by weight, the color is more than the chromaticity (x = 0.310, y = 0.595) of the P22 phosphor ZnS: Cu, Au used in the CRT. It can be seen that the purity is excellent.
[0033]
Thus, the present invention makes it possible to obtain a stable discharge characteristic by changing the surface potential to positive polarity while ensuring a satisfactory level of color purity.
[0034]
Next, an example of a method for forming the phosphor layer will be described. The phosphor layer can be formed by a generally used screen printing method, and FIG. 7 shows an outline of the case where it is formed by the screen printing method. In FIG. 7, the electrodes and the like are omitted.
[0035]
First, as shown in FIG. 7A, a mesh screen on which a pattern 14a is formed or a mask 14 such as a metal mask is set on a substrate on the back side on which a partition wall is formed. The body paste 15 is dropped and attached to the partition wall by the squeegee 16. The phosphor paste 15 is made of a mixture of phosphor and vehicle, and the blending ratio varies depending on the phosphor particle size, screen type, and resin type. As the resin, ethyl cellulose or acrylic resin is generally used. As the solvent, terpineol and BCA (butyl carbitol acetate) are generally used. This time, we selected ethyl cellulose as the resin and terpineol as the solvent.
[0036]
FIGS. 7B to 7E schematically show how the phosphor paste 15 is filled in the partition walls. That is, first, as shown in FIG. 7B, the phosphor paste 15 discharged from the mask 14 is transferred to the side face of the partition wall 18 provided on the substrate 17, and then the phosphor paste as shown in FIG. 7C. The side of the partition 18 is lowered by its own weight of 15. Thereafter, the phosphor paste 15 is made uniform by its own weight and surface tension as shown in FIG. 7D, and finally formed into a predetermined shape with a balanced surface tension as shown in FIG. 7E. It will be.
[0037]
The method for forming the phosphor layer is not limited to the screen printing method described above, and may be an ink jet method, a spray method, a transfer method, or the like.
[0038]
【Example】
Specific examples of the present invention will be described below.
[0039]
Example 1
Zn ₂ SiO ₄ : Mn and YBO ₃ : Tb are selected as green phosphors, and a plasma display device is produced using a mixed phosphor in which YBO ₃ : Tb is mixed at 50% by weight of the total composition as a green component. did. Table 1 shows the light emission characteristics of each phosphor used in the mixed phosphor of this example.
[0040]
[Table 1]

[0041]
For comparison, a plasma display device of a conventional example was made at the same time except that the phosphor material was common and Zn ₂ SiO ₄ : Mn was a green component. Table 2 shows the light emission characteristics of the plasma display device of the present invention and the conventional example.
[0042]
[Table 2]

[0043]
The following formula is generally used for evaluating the stability of discharge.
[0044]
Nt / N0 = exp (− (t−tf) / ts)
In this equation, Nt is the number of times that no discharge has occurred at time t (discharge failure), N0 is the number of times of measurement of the discharge delay time, tf is the formation delay, and ts is the discharge variation. In this example, the stability of discharge was evaluated by the number of discharge misses Nt and the discharge variation ts.
[0045]
It can be said that as the value of ts, which is a parameter representing discharge variation, is smaller, the discharge variation is smaller. The large discharge variation means that the discharge does not start in a certain time with respect to the input, and the display quality is remarkably deteriorated. For evaluation of the discharge error, the number Nt of discharges (discharge errors) was counted for 100 pulse inputs. For evaluation of the discharge variation ts, ts in the formulas were relatively compared.
[0046]
When the discharge characteristics of the plasma display device of this example are evaluated, it can be seen from the above table that the discharge error can be reduced by about 90% and the discharge variation can be reduced by 90% compared to the conventional example. The same effect can be obtained by using not only the YBO ₃ ; Tb phosphor but also a phosphor having a positive surface potential.
[0047]
The emission color of the phosphor of this example is x = 0.293 and y = 0.632 in CIE chromaticity coordinates (x / y), and x = 0.310 of the P-22 phosphor used in the CRT. It can be seen that the color purity is superior to y = 0.595.
[0048]
(Example 2)
Zn ₂ SiO ₄ : Mn and YBO ₃ : Tb were selected as green phosphors, and mixed phosphors were prepared by changing the mixing ratio of YBO ₃ : Tb. The mixed phosphor was applied to the plasma display device described above, and the discharge error and discharge variation at that time were examined. FIG. 8 shows the relationship between the mixing ratio (% by weight) of YBO ₃ : Tb, discharge error, and variation. The mixing ratio is the ratio of YBO ₃ : Tb with respect to the total composition.
[0049]
As can be seen from FIG. 8, when the mixing amount of YBO ₃ : Tb is increased, discharge mistakes and discharge variations are reduced, and the stability of discharge is increased. In particular, the effect becomes remarkable when the mixing ratio of the phosphor having positive polarity is 10% by weight, and the effect converges when the mixing ratio exceeds 10% by weight. Therefore, the display quality can be sufficiently improved by setting the mixing ratio to 10% by weight or more. However, when YBO ₃ : Tb is used, the color purity is inferior to that of CRT at 75% by weight or more as shown in FIG. 6, so the mixing ratio of YBO ₃ : Tb is preferably 75% by weight or less.
[0050]
Example 3
As conventional examples, Zn ₂ SiO ₄ : Mn green phosphor and BaAl ₁₂ O ₁₉ : Mn green phosphor were prepared. As an example of the present invention, a mixed phosphor in which YBO ₃ : Tb was mixed with Zn ₂ SiO ₄ : Mn so as to be 50% by weight of the total composition was prepared. Plasma display devices were prepared using each of these phosphors as a green component. The materials and processes other than the phosphor were the same. A life test was conducted on these plasma display devices, and the deterioration over time of the phosphors was examined. Table 3 shows the life characteristics. The numerical values in the table represent relative luminance when the initial operation luminance of Zn ₂ SiO ₄ : Mn is 100. However, the numerical value in parentheses is the deterioration rate.
[0051]
[Table 3]

[0052]
As is apparent from Table 3, the plasma display device using the phosphor of the embodiment of the present invention has a higher initial luminance than the plasma display device using the phosphor of the conventional example, and the luminance after 6000 hours of operation. Is also expensive.
[0053]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, by applying the mixed green phosphor to the plasma display device, a stable discharge state can be obtained, and a plasma display device with high brightness and long life can be obtained. Further, the green color purity can be secured at the same level as the CRT.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a perspective view showing a panel structure of a plasma display device according to an embodiment of the present invention with a part cut away. FIG. 2 is a cross-sectional view taken along line AA ′ of FIG. FIG. 4 is an explanatory view showing an electrode arrangement of a panel body of the plasma display device. FIG. 5 is a signal waveform diagram showing an example of a driving method of the plasma display device. 6 is a characteristic diagram showing the chromaticity of the mixed phosphor and the phosphor for CRT (P-22) on the CIE chromaticity coordinates in the plasma display device according to one embodiment of the present invention. FIG. 8E is a schematic diagram for explaining a method for forming a phosphor layer in the plasma display device of the present invention. FIG. 8 is a schematic view of a plasma display device according to an embodiment of the present invention. YBO ₃ for Zn ₂ SiO ₄ : Mn: Tb FIG. 9 is a sectional view showing an example of the structure of a conventional plasma display device. FIG. 10 is a characteristic diagram showing blow-off charge amounts of various phosphors. ]
1, 8 Substrate 2 Scan electrode 3 Sustain electrode 4 Display electrode 10 Data electrode 11 Partition 12 Phosphor layer 13 Discharge cell

Claims

At least a pair of substrates transparent at least on the front side are disposed opposite to each other so that a discharge space is formed between the substrates, and a partition for partitioning the discharge space into a plurality is disposed on at least one substrate, and is partitioned by the partition In a plasma display device having a panel body in which an electrode group is arranged on a substrate so as to generate discharge in a discharge space, and a red, green and blue phosphor layer emitting light by discharge is provided, the red and blue phosphor layers Has a positive electrode surface potential, and the green phosphor layer is represented by the general formula Zn ₂ SiO ₄ : Mn, and the manganese-activated zinc silicate green phosphor having a negative surface potential and the general formula ReBO _3: Tb (Re is a rare earth element: Sc, Y, La, Ce, one selected from Gd or represents a plurality of kinds of solid solution) is represented surface potential having a positive polarity A plasma display device using a mixed phosphor obtained by mixing the Rubiumu activated rare earth borate green phosphor.

The plasma display device according to claim 2, wherein the mixing ratio of the terbium-activated rare earth borate green phosphor to the total composition of the mixed phosphor is in the range of 10 to 75 wt% .