JP2007095436A - プラズマディスプレイパネル - Google Patents

Abstract

【課題】高効率化と長寿命化とを実現することができるプラズマディスプレイパネルを提供することを目的とする。
【解決手段】放電空間１を形成するように隔壁２を挟んで対向配置した前面板３と背面板４とを備え、前面板３はアドレス電極６を有し、背面板４は、前記アドレス電極６と交差する表示電極１２と、この表示電極１２を覆う誘電体層１３と、この誘電体層１３上に、粒子１４ａにより構成される保護手段１４とを有し、前記粒子１４ａは、II族元素の酸化物の粒子を含むプラズマディスプレイパネルである。
【選択図】図１

Description

本発明は表示デバイスとして知られているプラズマディスプレイパネルに関するものである。

近年、双方向情報端末として大画面、壁掛けテレビへの期待が高まっており、そのための表示デバイスとして、プラズマディスプレイパネル（ＰＤＰ）、液晶表示パネル（ＬＣＤ）、フィールドエミッションディスプレイ（ＦＥＤ）、エレクトロルミネッセンスディスプレイ（ＥＬ）等の数多くのものがある。これらの表示デバイス中でも特にＰＤＰは、自発光型で美しい画像表示ができ、大画面化が容易である等の理由から、視認性に優れた薄型表示デバイスとして注目されており、高精細化および大画面化に向けた開発が進められている。

このＰＤＰには、大別して、駆動的にはＡＣ型とＤＣ型があり、放電形式では面放電型と対向放電型の２種類があるが、高精細化、大画面化および製造の簡便性から、現状では、ＡＣ型で面放電型のＰＤＰが主流を占めるようになってきている。

このＰＤＰは、電極、誘電体層、隔壁、蛍光体層、放電時のスパッタから誘電体層を保護するための、保護手段としてのＭｇＯによる保護膜などの構成物をそれぞれ形成した前面板と背面板とを、内部に微小な空間を形成するように対向配置するとともに、周囲を封着部材により封止し、そして前記内部空間にネオン及びキセノンなどを混合してなる放電ガスを例えば６６５００Ｐａ（約５００Ｔｏｒｒ）程度の圧力で封入することにより構成している（例えば、非特許文献１参照）。
内池平樹、御子柴茂生共著、「プラズマディスプレイのすべて」（株）工業調査会、１９９７年５月１日、ｐ７９−ｐ８０

ＰＤＰに対しては、更なる高効率化、高画質化が要求されており、高効率化の手法の一つとして放電ガス中のＸｅ分圧を上げる方法が知られている。

ここで、従来、ＰＤＰにおいては、保護手段（ＭｇＯによる保護膜）の形成にはＥＢ等の真空蒸着法が用いられていること、保護手段が前面板側に形成されており放電による発光を透過させる必要があることなどから、ＭｇＯ保護膜の膜厚を厚くすることには支障があり、サブミクロン程度の薄膜が用いられている。

しかしながら、Ｘｅ分圧を上げると、この薄膜の保護手段が放電時にスパッタされてしまい、その結果、ＰＤＰの寿命が短くなるという問題が生じる。

さらに、高効率化のためにＸｅ分圧を上昇させることは、放電のための電圧が上昇してしまうという問題も生じる。

本発明はこのような状況に鑑みてなされたもので、高効率且つ長寿命なＰＤＰを実現することを目的とする。

上記目的を実現するために本発明のプラズマディスプレイパネルは、放電空間を形成するように隔壁を挟んで対向配置した前面板と背面板とを備え、前面板はアドレス電極を有し、背面板は、前記アドレス電極と交差する表示電極と、この表示電極を覆う誘電体層と、この誘電体層上に、粒子により構成される保護手段とを有し、前記粒子は、II族元素の酸化物の粒子を含むものである。

本発明のＰＤＰによれば、ＰＤＰの高効率化と長寿命化を実現することができる。

すなわち、本発明の請求項１に記載の発明は、放電空間を形成するように隔壁を挟んで対向配置した前面板と背面板とを備え、前面板はアドレス電極を有し、背面板は、前記アドレス電極と交差する表示電極と、この表示電極を覆う誘電体層と、この誘電体層上に、粒子により構成される保護手段とを有し、前記粒子は、II族元素の酸化物の粒子を含むプ
ラズマディスプレイパネルである。

また、請求項２に記載の発明は、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、前記粒子は、前記II族元素の酸化物の粒子に加え、蛍光体粒子を含むというものであ
る。

また、請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載のプラズマディスプレイパネルにおいて、前記II族元素の酸化物の粒子が、ＢｅＯ、ＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯ、ＢａＯ
、ＲａＯの中から選ばれる少なくとも一つであるというものである。

また、請求項４に記載の発明は、請求項１または２に記載のプラズマディスプレイパネルにおいて、前記II族元素の酸化物の粒子が、ＭｇＯと、ＣａＯ、ＳｒＯ、ＢａＯ、Ｒａ
Ｏの中から選ばれる少なくとも一つとの混合物であるというものである。

また、請求項５に記載の発明は、請求項１から３のいずれかに記載のプラズマディスプレイパネルにおいて、前記粒子は、平均粒子径（ｄ₅₀）が０．１μｍ〜３０μｍであるというものである。

また、請求項６に記載の発明は、請求項２に記載のプラズマディスプレイパネルにおいて、前記蛍光体粒子は、前記II族元素の酸化物の粒子に比べ、平均粒子径（ｄ₅₀）が小さ
いというものである。

また、請求項７に記載の発明は、請求項１から６のいずれかに記載のプラズマディスプレイパネルにおいて、前記粒子が、前記誘電体層上で層を成しているというものである。

また、請求項８に記載の発明は、請求項７に記載のプラズマディスプレイパネルにおいて、前記層の厚みが、０．１μｍ〜５０μｍであるというものである。

また、請求項９に記載の発明は、請求項１から８のいずれかに記載のプラズマディスプレイパネルにおいて、前記放電空間には、少なくともＸｅを含む放電ガスが封入されており、Ｘｅの分圧が１０％〜１００％であるというものである。

また、請求項１０に記載の発明は、請求項１から９のいずれかに記載のプラズマディスプレイパネルにおいて、前記背面板の前記誘電体層の、前記隔壁と対峙する箇所に突出部を有するというものである。

以下、本発明の一実施の形態によるＰＤＰについて、図面を用いて説明する。

図１は、本発明の一実施の形態によるＰＤＰの概略構成を示す断面図である。図２は、本発明の一実施の形態によるＰＤＰの画像表示部の概略構成を示す平面図である。

図１に示すように、ＰＤＰは、放電空間１を形成するように隔壁２を挟んで対向配置した前面板３と背面板４とを備えている。なお図２と比較して判るように、構造理解の便宜上、図１においては背面板４に対して前面板３を９０度回転させた状態で描いている。

前面板３は、例えばフロート法による硼珪素ナトリウム系ガラス等のガラス基板など、透明な基板５上に形成したアドレス電極６と、そのアドレス電極６を覆う誘電体層７と、この誘電体層７上の、例えばストライプ状の隔壁２と、この隔壁２間の側面および誘電体層７の表面に形成した蛍光体層８とを有する。なお、蛍光体層８は、カラー表示のために通常、赤、緑、青の３色が順次に繰り返し配置されている。

背面板４は、基板９上に、放電ギャップＭＧを挟んで隣接する走査電極１０と維持電極１１とで対をなし、且つ、アドレス電極６と交差する、例えばストライプ状の表示電極１２と、この表示電極１２を覆う誘電体層１３とを有する。さらに、この誘電体層１３上に、粒子１４ａにより構成される保護手段１４を有する。ここで、走査電極１０および維持電極１１としては、例えば、Ｃｒ／Ｃｕ／Ｃｒ構造のもの、またはＡｇとＩＴＯなどの透明電極との積層構造のものを用いることができる。

そして、前面板３と背面板４とを、表示電極１２とアドレス電極６とが交差し内部に放電空間１が形成されるように隔壁２を挟んで対向配置するとともに、周囲を封着部材により封止し、そして前記放電空間１内にネオン及びキセノンなどを混合してなる放電ガスを６６５００Ｐａ（５００Ｔｏｒｒ）程度の圧力で封入することによりＰＤＰを構成する。

ここで、放電空間１の表示電極１２とアドレス電極６との交差部が放電セル（単位発光領域）として動作する。なお、放電セル間には、コントラストを向上させる目的でブラックストライプ（不図示）を形成しても良い。

そして、アドレス電極６および表示電極１２に周期的な電圧を印加することによって放電を発生させ、この放電による紫外線を蛍光体層８に照射させることにより可視光に変換させ、画像表示を行う。

ここで、上述した本発明の一実施の形態によるＰＤＰにおいては、保護手段１４を構成する粒子１４ａとして、例えば、II族元素の酸化物の粒子を含んだものとしている。

すなわち、ＰＤＰに対しては、更なる高効率化、高画質化が要求されており、高効率化の手法の一つとして放電ガス中のＸｅ分圧を上げる方法が知られている。しかしながら、従来のＰＤＰにおいては、保護手段（ＭｇＯ膜）の形成にはＥＢ等の真空蒸着法が用いられていること、保護手段が前面板側に形成されており発光を透過させる必要があることなどから、その膜厚を厚くすることには支障があり、薄膜のものが用いられてきた。このような状況においてＸｅ分圧を上げると、放電時に生じるスパッタにより薄膜である保護手段が劣化してしまい、その結果、ＰＤＰの寿命が短くなるという問題が生じた。さらに、高効率化のためにＸｅ分圧を上昇させることは、放電のための電圧が上昇してしまうという問題も生じていた。

これに対して上述した本発明の一実施の形態のＰＤＰによれば、図１に示すように背面板４側に表示電極１２があり、画像表示のための周期的な放電は背面板４側で行われることとなる。このことにより、保護手段１４は背面板４側に設ければ良く、したがって、画像表示のための周期的な放電が前面板側で行われる構成の従来のＰＤＰとは異なり、保護手段に対して光の透過を考慮に入れる必要がなくなる。そこで、上述した本発明の一実施の形態のＰＤＰにおいては、背面板４側の誘電体層１３を放電時のスパッタから保護するための保護手段１４として、誘電体層１３上に放電空間１に露出して、例えばII族元素の
酸化物の粒子１４ａを、例えば塗布することにより、構成している。しかも、粒子１４ａの粒子径に関して、その大きさを任意に決定することも可能であり、従来の構造のＰＤＰの場合と異なり、保護手段としての厚みを十分な厚みとすることが可能となる。

以上のような構成により、Ｘｅ分圧を上げることで保護手段に対してスパッタが発生しても、保護手段の厚みを十分厚くしていることから、ＰＤＰの寿命を延ばすことが可能となる。なお、以上においてはスパッタがより加速されるＸｅの分圧を上げた場合で説明したが、従来の放電ガスの場合においてもスパッタは発生し、したがって、保護手段の厚みを厚くできるということは、一般的にＰＤＰの寿命に対して良い方向に作用する。

ここで、さらに具体的には、上述のII族元素の酸化物の粒子としては、ＢｅＯ、ＭｇＯ
、ＣａＯ、ＳｒＯ、ＢａＯ、ＲａＯの中から選ばれる少なくとも一つである。

従来、前面板側に保護層を形成した構造のＰＤＰにおいては、前述したように、耐スパッタ性と光良透過性とを両立させることが必要であったため、保護手段としては一般的にスパッタに強いＭｇＯのみが使用されていた。これに対して本発明の一実施の形態によるＰＤＰの場合、耐スパッタ性に対しては、従来に比して厚く構成した保護手段１４の厚みにより補うことができることから、保護手段１４を構成する粒子の材質としては、耐スパッタ性能のみに制限されることはなく、他の、例えば放電電圧を低下させることを可能とする性能などを考慮して決定することができ、したがって、ＭｇＯ以外のアルカリ土類の酸化物を利用することが可能となる。例えばＢａＯを用いればＭｇＯよりも大幅に放電開始電圧を下げることが可能であり、これにより、高Ｘｅ分圧化の際のもう一つの課題である放電電圧の上昇という問題を相殺することが可能となる。

すなわち、保護手段を構成する粒子として、耐スパッタ性のみを考慮するとＭｇＯが最も好ましいのではあるが、放電電圧を低下させる為にはＢａＯなどを用いる方が好ましく、保護手段１４を構成する粒子１４ａとして、例えば耐スパッタ性の高いＭｇＯと、ＢａＯとの混合物とすることで、耐スパッタ性と放電電圧低下の両立を図ることができる。なお上記のみに限らず、ＲａＯを追加しても良く、すなわち、ＭｇＯと、ＣａＯ、ＳｒＯ、ＢａＯ、ＲａＯの中から選ばれる少なくとも一つとの混合物とすればよい。この場合、それぞれの粒子の平均粒径を異ならせても良い。

また、本発明の他の実施の形態として、保護手段１４を構成する粒子１４ａとして、前述の、ＢｅＯ、ＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯ、ＢａＯ、ＲａＯのII族元素の酸化物の粒子に加
えて、蛍光体の粒子を含むものとすることができる。

すなわち、これまでのＰＤＰの開発の歴史の中で、周期的な放電をする場所（放電面）に蛍光体を形成する構造が多く検討されてきた。この構造が実現できれば、現在、放電により生成した紫外線の５０％しか利用できていないものが、それ以上に利用することができ、効率を大幅に上昇させることが可能となる。しかしながら、従来検討されてきた構成は、保護手段であるＭｇＯ保護膜上に蛍光体層を形成した構造、すなわち、放電面上に蛍光体層を形成した構造であることから、放電時のスパッタが原因と考えられる蛍光体の大幅な劣化という課題のために、実現には至っていない経緯がある。

これに対し、上述した本発明の一実施の形態によるＰＤＰにおいては、図３に保護手段１４部の概略断面図を示すように、粒子１４ａとして、耐スパッタ性の高いII族金属の酸
化物の粒子１４ｂと蛍光体の粒子１４ｃとを混合した構造とすることにより、従来検討されてきた構造に比べて、蛍光体粒子１４ｃへのイオンの直接的な影響を抑えた構造を実現できる。さらに、前記蛍光体粒子１４ｃの平均粒子径を前記II族金属の酸化物の粒子１４
ｂの平均粒子径よりも小さくすれば、放電に最も寄与するII族金属の酸化物自体を表面に
出すことができるので、放電電圧の低下を妨げる心配がなくなる。但し、効率の向上を優先させたい場合には、蛍光体の平均粒子径がII族金属の酸化物の平均粒子径よりも大きく
なるようにすれば良い。

なお、前記II族金属の酸化物の粒子と蛍光体の粒子との混合物においては、蛍光体の粒
子としては、Ｒ、Ｇ、Ｂの各色毎の粒子を用い、各放電セルの発色の色毎に塗り分ければ良い。また、Ｒ、Ｇ、Ｂ全ての色の蛍光体粒子に対して上述した構造を適用しても、劣化に対して最も敏感な色の蛍光体粒子や、輝度が最も低い蛍光体粒子に対してのみに上述した構造を適用しても良い。

なお、粒子１４ａを前記II族金属の酸化物の粒子１４ｂと蛍光体の粒子１４ｃとの混合
物とする場合には、蛍光体層８を省略しても良い。

また、上述した構成においては、II族金属の酸化物の平均粒子径は０．１μｍ〜３０μ
ｍとすることが好ましい。この０．１μｍの粒子径で、既に従来の構造のＰＤＰにおける前面板に形成される保護手段である保護膜の膜厚のほぼ上限の値となる。そのため、例えば１μｍの粒子を誘電体層１３上に敷き詰めれば、スパッタレートを同じとすると従来に比して１０倍の寿命を得ることができることになる。さらに、従来のように蒸着によって形成される薄膜に比べ、粒子を用いる場合には、結晶構造として強固なものを用いることができることから、耐スパッタ性が増し、さらに長寿命化が可能である。ここで、製造プロセスおよびパネル性能への影響を考慮して、粒子１４ａの平均粒子径としては１μｍ〜１０μｍとすることがさらに好ましい。

また、以上で述べた構成においては、前述したように光の透過性を考慮する必要がないことから、前記保護手段１４を構成する粒子１４ａが前記背面板４の誘電体層１３上で層を成していても良い。その際、膜厚としては、０．１μｍ〜５０μｍが好ましい。

また、以上説明した構成において、前記放電空間１に少なくともＸｅを含むガスが封入され、そのＸｅ分圧が１０％〜１００％であると好ましい。つまり、これまで背面板４側を放電面とする構成が検討されてはいるが、前面板３側に蛍光体を形成することとなることから取り出し効率が低下してしまうという問題がある。そのため、この効率の低下を補うためには、従来のようなＸｅ分圧が１０％未満では不十分であると考えられるためである。ここで、本発明によれば蛍光体に対する劣化が抑制されるため、より積極的にＸｅの分圧を高めた構造とすることで、上記効率の低下を補うことが可能となる。

また、図４に示すように前記背面４側の前記誘電体層１３上に、隔壁２と対峙する突出部１３ａを有すると、粒子１４ａの放電セル毎の分け隔てが容易となり、特に、粒子１４ａがII族金属の酸化物の粒子と蛍光体の粒子との混合物とした場合に、各色の蛍光体毎へ
の塗りわけに都合が良い。すなわち、突出部１３ａ間にのみ、例えば印刷等で粒子１４ａを設けることができ、突出部１３ａの頂部には粒子１４ａが形成されないので、隣接する放電セルへの誤放電を抑制することができる。

ここで、突出部１３ａの形成方法としては、誘電体層１３形成後に感光性を有する誘電体材料を再度、塗布、露光、現像することにより形成しても良いし、パターン印刷によって形成しても良い。

また、隔壁２の形状は、ストライプのみによらず井桁状やミアンダ状等でも良い。

また、以上において、平均粒子径とは、Ｄ₅₀と一般に表記されるものである。なお、粒子の作製プロセス上、０．１μｍ以下や３０μｍ以上が確率的に含まれても良い。同様に、膜厚においてもプロセス状の平均値であり、ばらつきによる若干の変動があっても良い。

以上述べてきたように本発明のＰＤＰによると、高効率化と長寿命化とを実現することが可能なＰＤＰを提供することができる。

本発明の一実施の形態によるプラズマディスプレイパネルの概略構成を示す断面図（背面板は前面板に対して９０度回転した状態で図示） 本発明の一実施の形態によるプラズマディスプレイパネルの画像表示部の概略構成を示す平面図 保護手段部の概略構成を示す断面図 本発明の他の実施の形態によるプラズマディスプレイパネルの概略構成を示す断面図（背面板は前面板に対して９０度回転した状態で図示）

符号の説明

１ 放電空間
２ 隔壁
３ 前面板
４ 背面板
５ 基板
６ アドレス電極
７ 誘電体層
８ 蛍光体層
９ 基板
１０ 走査電極
１１ 維持電極
１２ 表示電極
１３ 誘電体層
１４ 保護手段
１４ａ 粒子

Claims (10)

1. 放電空間を形成するように隔壁を挟んで対向配置した前面板と背面板とを備え、前面板はアドレス電極を有し、背面板は、前記アドレス電極と交差する表示電極と、この表示電極を覆う誘電体層と、この誘電体層上に、粒子により構成される保護手段とを有し、前記粒子は、II族元素の酸化物の粒子を含むプラズマディスプレイパネル。
2. 前記粒子は、前記II族元素の酸化物の粒子に加え、蛍光体粒子を含む請求項１に記載のプ
   ラズマディスプレイパネル。
3. 前記II族元素の酸化物の粒子が、ＢｅＯ、ＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯ、ＢａＯ、ＲａＯの中
   から選ばれる少なくとも一つである請求項１または２に記載のプラズマディスプレイパネル。
4. 前記II族元素の酸化物の粒子が、ＭｇＯと、ＣａＯ、ＳｒＯ、ＢａＯ、ＲａＯの中から選
   ばれる少なくとも一つとの混合物である請求項１または２に記載のプラズマディスプレイパネル。
5. 前記粒子は、平均粒子径（ｄ₅₀）が０．１μｍ〜３０μｍである請求項１から３のいずれかに記載のプラズマディスプレイパネル。
6. 前記蛍光体粒子は、前記II族元素の酸化物の粒子に比べ、平均粒子径（ｄ₅₀）が小さい請
   求項２に記載のプラズマディスプレイパネル。
7. 前記粒子が、前記誘電体層上で層を成している請求項１から６のいずれかに記載のプラズマディスプレイパネル。
8. 前記層の厚みが、０．１μｍ〜５０μｍである請求項７に記載のプラズマディスプレイパネル。
9. 前記放電空間には、少なくともＸｅを含む放電ガスが封入されており、Ｘｅの分圧が１０％〜１００％である請求項１から８のいずれかに記載のプラズマディスプレイパネル。
10. 前記背面板の前記誘電体層の、前記隔壁と対峙する箇所に突出部を有する請求項１から９のいずれかに記載のプラズマディスプレイパネル。

Images