(57)【要約】【課題】水、炭化水素等の不純ガスを十分に除去し、保護層や蛍光体の劣化を抑制したプラズマディスプレイパネルを提供する。【解決手段】複数の表示電極を形成した前面基板１と、この前面基板１に放電空間を形成するように対向配置されかつ前記表示電極と交差する方向に複数のデータ電極７を形成して交差部分に放電セルを形成した背面基板６と、前記放電空間を放電セルに対応させて区画する隔壁９と、この隔壁９間に形成した赤色、緑色および青色の蛍光体層１０とを備え、前記赤色、緑色および青色の蛍光体層１０のうち、赤色の蛍光体層１０は、表面に光触媒効果を有するＴｉＯ2膜を形成するとともにそのＴｉＯ2膜上にパラジウムを含む水素吸蔵性材料を配置した蛍光体１３を含むものである。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の表示電極を形成した前面基板と、この前面基板に放電空間を形成するように対向配置されかつ前記表示電極と交差する方向に複数のデータ電極を形成して交差部分に放電セルを形成した背面基板と、前記放電空間を放電セルに対応させて区画する隔壁と、この隔壁間に形成した赤色、緑色および青色の蛍光体層とを備え、前記赤色、緑色および青色の蛍光体層のうち少なくとも１種類の蛍光体層は、表面に光触媒効果を有するＴｉＯ2膜を形成するとともにそのＴｉＯ2膜上にパラジウムを含む水素吸蔵性材料を配置した蛍光体を含むものであることを特徴とするプラズマディスプレイパネル。
【請求項２】
ＴｉＯ2膜の厚さが５０〜５００ｎｍ、水素吸蔵性材料の粒径が５０〜５００ｎｍであ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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像表示に用いられるプラズマディスプレイパネルに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、大画面で薄型軽量を実現できるカラー表示デバイスとしてプラズマディスプレイパネル（以下、「ＰＤＰ」と略記する）が注目されている。
【０００３】
ＰＤＰとして代表的な交流面放電型ＰＤＰは、対向配置された前面基板と背面基板との間に多数の放電セルが形成されている。前面基板は、１対の走査電極と維持電極とからなる表示電極対がガラス基板上に互いに平行に複数対形成され、それら表示電極対を覆うように誘電体層および保護層が形成されている。ここで保護層は、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）等のアルカリ土類酸化物の薄膜であり、誘電体層をイオンスパッタから保護するとともに放電開始電圧等の放電特性を安定させるために設けられている。背面基板は、ガラス基板上に複数の平行なデータ電極と、それらを覆うように誘電体層と、さらにその上に井桁状の隔壁とがそれぞれ形成され、誘電体層の表面と隔壁の側面とに蛍光体層が形成されている。そして、表示電極対とデータ電極とが立体交差するように前面基板と背面基板とが対向配置されて密封され、内部の放電空間には放電ガスが封入されている。ここで表示電極対とデータ電極とが対向する部分に放電セルが形成される。このような構成のＰＤＰの各放電セル内でガス放電により紫外線を発生させ、この紫外線で赤色、緑色および青色の各色の蛍光体を励起発光させてカラー表示を行っている。
【０００４】
ＰＤＰを駆動する方法としてはサブフィールド法、すなわち、１フィールド期間を複数のサブフィールドに分割した上で、発光させるサブフィールドの組み合わせによって階調表示を行う方法が一般的である。サブフィールドは、初期化期間、書込み期間および維持期間を有する。初期化期間では各放電セルで初期化放電を発生させて、それに続く書込み放電に必要な壁電荷を形成する。書込み期間では、表示を行うべき放電セルで選択的に書込み放電を発生させて、それに続く維持放電に必要な壁電荷を形成する。そして維持期間では、走査電極および維持電極に交互に維持パルスを印加して、書込み放電を起こした放電セルで維持放電を発生させ、対応する放電セルの蛍光体層を発光させることにより画像表示を行う。
【０００５】
ＰＤＰは、前面基板作製工程、背面基板作製工程、封着工程、排気工程、放電ガス供給工程の各工程を経て製造される。ここで封着工程は、前面基板作製工程で作製した前面基板と背面基板作製工程で作製した背面基板とを貼り合わせる工程であり、排気工程はＰＤＰ内部の空間からガスを排気する工程である。封着工程ではフリットを用いて前面基板と背面基板とを貼り合わせるため、それらを重ね合わせてフリットの軟化点温度以上、例えば４４０℃〜５００℃程度で焼成する。
【０００６】
このときフリット等から水（Ｈ2Ｏ）、炭酸ガス（ＣＯ、ＣＯ2）、炭化水素（ＣｎＨｍ）等の不純ガスが排出され、これらの不純ガスの一部はＰＤＰの内部に吸着される。また、続く排気工程でＰＤＰの内部の空気とともに不純ガスも排気するが、ＰＤＰの内部に吸着された不純ガスまで含めて完全に排気することは難しく、ＰＤＰの内部にある程度の不純ガスが残留することは避けられなかった。加えて、近年のＰＤＰの大画面化および高精細化に伴い、不純ガスの残留量は増加する傾向にある。
【０００７】
しかし保護層や蛍光体等の材料は不純ガスと反応し、その特性が劣化することが知られている。特に、ＰＤＰの内部に多く残留している水は保護層の放電特性に悪影響を及ぼし、放電セルの放電開始電圧を低下させて、表示画面に「にじみ」状の画質劣化を発生させるという問題や、長時間にわたり静止画像を表示するとその画像が残像となる「焼きつき」を発生させるといった問題があった。また炭化水素は、蛍光体の表面を還元し、蛍光体の発光輝度を低下させる等の問題があった。
【０００８】
そのため、ＰＤＰの内部に残留する不純ガス、特に水や炭化水素を低減し、放電特性を安定させ、経時変化を抑制することが重要な課題の一つとなっている。これら不純ガスを除去する方法として、例えば特許文献１には、結晶性アルミノケイ酸塩、γ活性アルミナまたは非晶質活性シリカ等の吸着剤をＰＤＰの内部に配置して水を除去する試みが開示されている。また特許文献２には、ＰＤＰの内部の画像表示領域以外の領域に酸化マグネシウム膜を設けて、水を除去する試みが記載されている。さらに特許文献３には、アルミナ（Ａｌ2Ｏ3）、酸化イットリウム（Ｙ2Ｏ3）、酸化ランタニウム（Ｌａ2Ｏ3）、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）、酸化ニッケル（ＮｉＯ）、酸化マンガン（ＭｎＯ）、酸化クロム（ＣｒＯ2）、酸化ジルコニウム（ＺｒＯ2）、酸化鉄（Ｆｅ2Ｏ3）、チタン酸バリウム（ＢａＴｉＯ3）、酸化チタン（ＴｉＯ2）等の酸化物や、上記酸化物に炭化水素分解触媒である白金族元素を添加した吸着剤をＰＤＰの内部の画像表示領域以外の領域に配置して炭化水素ガスを除去する試みが記載されている。また特許文献４には、ジルコン（Ｚｒ）、チタン（Ｔｉ）、バナジウム（Ｖ）、アルミニウム（Ａｌ）、鉄（Ｆｅ）等の金属ゲッタをＰＤＰの内部の隔壁の上に設けて有機溶媒を吸収する試みが記載されている。
【特許文献１】特開２００３−３０３５５５号公報
【特許文献２】特開平５−３４２９９１号公報
【特許文献３】国際公開第２００５／０８８６６８号パンフレット
【特許文献４】特開２００２−５３１９１８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら上述した各種の試みにもかかわらず、水、炭化水素、有機溶媒等の不純ガスを十分に除去することが難しく、保護層や蛍光体の劣化を抑えることが難しかった。
【００１０】
本発明はこれらの課題に鑑みなされたものであり、水、炭化水素等の不純ガスを十分に除去し、保護層や蛍光体の劣化を抑制したＰＤＰを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
この目的を達成するために本発明は、複数の表示電極を形成した前面基板と、この前面基板に放電空間を形成するように対向配置されかつ前記表示電極と交差する方向に複数のデータ電極を形成して交差部分に放電セルを形成した背面基板と、前記放電空間を放電セルに対応させて区画する隔壁と、この隔壁間に形成した赤色、緑色および青色の蛍光体層とを備え、前記赤色、緑色および青色の蛍光体層のうち少なくとも１種類の蛍光体層は、表面に光触媒効果を有するＴｉＯ2膜を形成するとともにそのＴｉＯ2膜上にパラジウムを含む水素吸蔵性材料を配置した蛍光体を含むものであることを特徴としている。
【００１２】
この構成により、水、炭化水素等の不純ガスを十分に除去し、保護層や蛍光体の劣化を抑制したＰＤＰを提供することができる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、水、炭化水素等の不純ガスを十分に除去し、保護層や蛍光体の劣化を抑制したＰＤＰを提供することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
図１は本発明の実施の形態におけるＰＤＰの構造を示す分解斜視図、図２は放電セル部分の要部を示す断面図である。
【００１５】
図１に示すように、ＰＤＰは、対向配置された前面板と背面板との間に多数の放電セルが形成されている。
【００１６】
前面板は、ガラス製の前面基板１上に１対の走査電極２と維持電極３とからなる表示電極が互いに平行に複数対形成されている。この走査電極２および維持電極３は、走査電極２−維持電極３−維持電極３−走査電極２の配列で繰り返すパターンで形成されている。そして、それら表示電極を覆うように誘電体層４およびＭｇＯからなる保護層５が形成されている。走査電極２および維持電極３は、それぞれＩＴＯ、ＳｎＯ2、ＺｎＯ等の導電性金属酸化物からなる透明電極２ａ、３ａ上にＡｇからなるバス電極２ｂ、３ｂを形成することにより構成されている。
【００１７】
背面板は、前記前面基板１に放電空間を形成するように対向配置されるガラス製の背面基板６上に、複数の互いに平行なＡｇを主成分とする導電性材料からなるデータ電極７を前記表示電極と交差する方向に形成して交差部分に放電セルを構成し、そのデータ電極７を覆うように誘電体層８を形成するとともに、さらにその上に前記放電セルに対応させて放電空間を区画する井桁状の隔壁９を形成し、そして誘電体層８の表面と隔壁９の側面とに、赤、緑、青各色の蛍光体層１０を形成することにより構成されている。
【００１８】
ここで、図２に示すように、前面板と背面板とに挟まれた放電空間において、走査電極２および維持電極３とデータ電極７とが対向し、隔壁９により囲まれた部分に放電セル１１が形成され、この放電セル１１内の走査電極２と維持電極３との間のギャップが放電ギャップとなる。また、前面基板１の走査電極２間、および維持電極３間には遮光層１２が形成されている。
【００１９】
そして、前面基板１と背面基板６とは、微小な放電空間を挟んで表示電極とデータ電極７とが交差するように対向配置され、その外周部をフリット等の封着材（図示せず）によって貼り合わせて封着されている。そして放電空間には、例えばキセノン（Ｘｅ）等を含む放電ガスが封入されている。
【００２０】
次に、ＰＤＰの材料について説明する。走査電極２は、酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）、酸化スズ（ＳｎＯ2）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）等の導電性金属酸化物からなる幅の広い透明電極２ａの上に、導電性を高めるために銀（Ａｇ）等の金属を含む幅の狭いバス電極２ｂを積層して形成されている。維持電極３も同様に、幅の広い透明電極３ａの上に幅の狭いバス電極３ｂを積層して形成されている。誘電体層４は、酸化ビスマス系低融点ガラスまたは酸化亜鉛系低融点ガラスで形成されている。保護層５は、酸化マグネシウムを主体とするアルカリ土類酸化物からなる薄膜層である。データ電極７は、銀等の金属を含む導電性の高い材料で形成されている。誘電体層８は、誘電体層４と同様の材料であってもよいが、可視光反射層としての働きも兼ねるように酸化チタン粒子を混合した材料であってもよい。隔壁９は、例えば低融点ガラス材料を用いて形成されている。蛍光体層１０は、青色蛍光体としてＢａＭｇＡｌ10Ｏ17：Ｅｕを、緑色蛍光体としてＺｎ2ＳｉＯ4：Ｍｎを、赤色蛍光体として（Ｙ、Ｇｄ）ＢＯ3：Ｅｕをそれぞれ用いることができるが、もちろん上記蛍光体に限定されるものではない。
【００２１】
図３は本発明の実施の形態におけるＰＤＰの電極配列図である。行方向に長いｎ本の走査電極Ｙ１、Ｙ２、Ｙ３・・・Ｙｎ（図１の２）およびｎ本の維持電極Ｘ１、Ｘ２、Ｘ３・・・Ｘｎ（図１の３）が配列され、列方向に長いｍ本のデータ電極Ａ１・・・Ａｍ（図１の７）が配列されている。そして、１対の走査電極Ｙ１および維持電極Ｘ１と１つのデータ電極Ａ１とが交差した部分に放電セルが形成され、放電セルは放電空間内にｍ×ｎ個形成されている。そしてこれらの電極のそれぞれは、前面板、背面板の画像表示領域外の周辺端部に設けられた接続端子それぞれに接続されている。
【００２２】
そして本実施の形態においては、図４に示すように、前記赤色、緑色および青色の蛍光体層１０のうち少なくとも１種類の蛍光体層１０（図４においては赤色の蛍光体層１０）は、図５に示すように、蛍光体粉末１３ａの表面に光触媒効果を有するＴｉＯ2膜１４を形成するとともに、そのＴｉＯ2膜１４上にパラジウムを含む水素吸蔵性材料１５を配置した蛍光体１３を含むように構成されている。図４において、赤色の蛍光体層１０中に黒色で示したものが蛍光体１３を示す。
【００２３】
なお、図５において、ＴｉＯ2膜１４の厚さが５０〜５００ｎｍ、水素吸蔵性材料１５の粒径が５０〜５００ｎｍであるものを使用している。また、ＴｉＯ2膜１４を有する蛍光体１３は、蛍光体の発光が妨げられないように、全体の５０％以下にする必要がある。
【００２４】
水素を吸蔵する水素吸蔵性材料１５としては、白金（Ｐｔ）、パラジウム（Ｐｄ）、ルテニウム（Ｒｕ）、ロジウム（Ｒｈ）、イリジウム（Ｉｒ）、オスミニウム（Ｏｓ）の内のいずれか一種以上の白金族粉体を用いることができるが、中でもパラジウムが特に望ましい。また水素吸蔵性材料１５として、白金、パラジウム、ルテニウム、ロジウム、イリジウム、オスミニウムの内のいずれか一種以上と遷移金属であるチタン（Ｔｉ）、マンガン（Ｍｎ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、ニッケル（Ｎｉ）、コバルト（Ｃｏ）、ランタン（Ｌａ）、鉄（Ｆｅ）、バナジウム（Ｖ）の内のいずれか一種との化合物を用いることもできるが、この場合もパラジウムを含む合金が望ましい。
【００２５】
蛍光体粉末１３ａに光触媒であるＴｉＯ2膜１４を形成する方法としては、次の方法を用いた。まず、赤色蛍光体である（Ｙ，Ｇｄ）ＢＯ3：ＥｕまたはＹ2Ｏ3：Ｅｕの粉末をテトラエトキチタン（Ｔｉ（ＯＣ2Ｈ6）4）のアルコール水溶液に投入してよく攪拌し、ろ過後、５００℃〜８００℃で焼成して、（Ｙ，Ｇｄ）ＢＯ3：ＥｕまたはＹ2Ｏ3：Ｅｕの表面に酸化物であるＴｉＯ2膜１４を形成した。
【００２６】
ＴｉＯ2膜１４を形成した蛍光体粉末１３ａに水素吸蔵性材料１５であるＰｄを配置する方法は以下の方法で行った。塩化パラジウム酸の水溶液に投入してよく攪拌して乾燥した後、５００℃〜８００℃で焼成することで、白金族元素であるＰｄが添加された蛍光体粉末を作製した。ここで赤色蛍光体を被覆したＴｉＯ2の厚さは１００ｎｍ、ＴｉＯ2上に配置したＰｄの粒径（Ｄ５０）は２００ｎｍとした。
【００２７】
なお、上述した本実施の形態におけるＰＤＰの誘電体層４の膜厚は、例えば４０μｍ、保護層５の膜厚は、例えば０．８μｍである。また、隔壁９の高さは、例えば０．１２ｍｍ、蛍光体層１０の膜厚は、例えば１５μｍである。放電ガスは、例えばネオン（Ｎｅ）およびキセノン（Ｘｅ）の混合ガスであり、放電ガスのガス圧は、例えば６×１０4Ｐａであり、キセノンの含有量は、例えば１０体積％以上である。
【００２８】
次に、光触媒材料であるＴｉＯ2膜１４及び水素吸蔵性材料１５の働きについて説明する。
【００２９】
従来、水や炭化水素を除去するために金属ゲッタや酸化物ゲッタを使用していたが、これら不純ガスの分子径が大きいためゲッタの内部まで十分に浸透せず、不純ガスの吸着量に限界があった。
【００３０】
本発明者らは、ＰＤＰを放電させることにより、保護層、隔壁、蛍光体層等から不純ガスが放出され、その中の水分子や炭化水素分子が水素原子、酸素原子、炭素原子に分解されることに注目した。光触媒効果のあるＴｉＯ2膜１４が存在する場合には、この放電により発生した紫外光によりＴｉＯ2膜１４の触媒効果が促進され、より効率的に炭化水素分子が分解される。また、白金族元素は水素を大量に吸蔵する性質があることに着目し、半径の小さい水素原子を白金族元素に吸蔵させることで、結果として、水や炭化水素を除去できるのではないかと考えた。
【００３１】
本発明者らは、蛍光体粉末の一部に光触媒効果のあるＴｉＯ2膜１４を被覆し、さらに白金属元素（白金、パラジウム、ルテニウム、ロジウム、イリジウム、オスミニウム）の粉体、あるいは白金属元素と遷移金属（チタン、マンガン、ジルコニウム、ニッケル、コバルト、ランタン、鉄、バナジウム）との合金粉体を配置した蛍光体を含む蛍光体層１０を形成したＰＤＰを作製した。
【００３２】
このようにして作製したＰＤＰを用いて画像を表示させ、およそ１０００時間の間、「にじみ」および「焼きつき」の有無を目視で確認した。その結果、「にじみ」や「焼きつき」による画質劣化が軽減することが確認できた。特にパラジウムを含む粉体を用いた場合には、これらの画質劣化がほとんど発生しないことが確認できた。またパラジウムを含む粉体を用いた場合には蛍光体の発光輝度もほとんど低下しないことが確認できた。これは、水分子や炭化水素分子が、光触媒効果のあるＴｉＯ2によって水素原子、酸素原子、炭素原子に分解が促進され、また表面に担持されている白金族元素、特にパラジウムが水素を大量に吸蔵したことにより、酸素、炭素は残留するものの、水分子や炭化水素分子が大幅に減少したためであると考えられる。
【００３３】
この実験から明らかなように、光触媒効果のあるＴｉＯ2膜１４を皮膜した蛍光体１３を含む蛍光体層１０を形成すると、放電で発生した紫外線により触媒効果が促進され、炭化水素ガスを有効に分解できる。また、白金属元素、特にパラジウムを水素吸蔵性材料として用いると、放電にともなって分解された水素を吸蔵するために水分子や炭化水素分子を大幅に減少させることができ、放電特性を安定させ、経時変化を抑制し、加えて蛍光体の輝度低下を抑えることができる。
【００３４】
ここでは、赤色の蛍光体粉末１３ａにＴｉＯ2膜１４をコーティングし、Ｐｄの水素吸蔵性材料１５を担持させた蛍光体を含む蛍光体層１０を形成したが、これに限るものではなく、青色、緑色の各蛍光体粉末にＴｉＯ2膜１４をコーティングし、Ｐｄの水素吸蔵性材料１５を担持させた蛍光体を含む蛍光体層を形成してもよい。
【００３５】
以上の実施の形態で説明したように、前記赤色、緑色および青色の蛍光体層のうち少なくとも１種類の蛍光体層は、表面に光触媒効果を有するＴｉＯ2膜を形成するとともにそのＴｉＯ2膜上にパラジウムを含む水素吸蔵性材料を配置した蛍光体を含むものであり、水分子や炭化水素分子のような分子径の大きい不純ガスをそのまま吸着させるのでなく、放電にともなって発生した紫外線によりＴｉＯ2による触媒効果が促進され、炭化水素ガスを効率的に分解することができる。また、分解された水素を吸蔵するパラジウム等の水素吸蔵性材料を内部に配置していることから、水や炭化水素を大幅に減少させることができ、その結果、放電特性を安定させ、経時変化を抑制し、加えて蛍光体の輝度低下を抑えることができる。
【００３６】
なお、上記実施の形態において用いた具体的な数値等は、単に一例を挙げたに過ぎず、ＰＤＰの仕様やＰＤＰ材料の仕様等に合わせて、適宜最適な値に設定することが望ましい。
【産業上の利用可能性】
【００３７】
本発明は、水、炭化水素等の不純ガスを十分に除去でき、保護層や蛍光体の劣化を抑制したＰＤＰを提供する上で有用な発明である。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明の実施の形態におけるＰＤＰの構造を示す分解斜視図
【図２】本発明の実施の形態におけるＰＤＰの放電セル部分を示す断面図
【図３】本発明の実施の形態におけるＰＤＰの電極配列を示す図
【図４】本発明の実施の形態におけるＰＤＰの要部を示す断面図
【図５】本発明の実施の形態におけるＰＤＰの蛍光体粉末を示す断面図
【符号の説明】
【００３９】
１  前面基板
２  走査電極
３  維持電極
４  誘電体層
５  保護層
２ａ、３ａ  透明電極
２ｂ、３ｂ  バス電極
６  背面基板
７  データ電極
８  誘電体層
９  隔壁
１０  蛍光体層
１１  放電セル
１３  蛍光体
１３ａ  蛍光体粉末
１４  ＴｉＯ2膜
１５  水素吸蔵性材料
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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