(57)【要約】 【課題】  蛍光体層を有する表示装置の明所コントラストの向上を図るとともに輝度の低下を防止する。【解決手段】  表示装置の画像形成のための赤，緑，青の各色の可視光を発光する蛍光体層７が、それぞれ、真空紫外線によって励起されて赤，緑，青の各色の可視光を発光する蛍光材料によって形成された蛍光体粒子ｐ１と、光吸収を行う粒状の顔料ｐ２とが混合されて形成され、この粒状の顔料ｐ２の表面が、蛍光体粒子の発光色と同一色の発光を行う蛍光材料によって形成された蛍光体薄膜ｆによってコーティングされている。【選択図】    図２
2006318825.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
励起源によって励起されることにより可視光を発生する蛍光体層を備えた表示装置において、
前記蛍光体層が、励起源により励起されて所定の色の可視光を発光する蛍光材料によって形成された蛍光体粒子と、非発光性材料によって形成された非発光体粒子が混合されて形成され、
前記非発光体粒子の表面が、蛍光材料によって形成された蛍光体薄膜によって被覆されている、
ことを特徴とする表示装置。
【請求項２】
前記非発光性材料が光吸収材料である請求項１に記載の表示装置。
【請求項３】
前記非発光性材料が顔料である請求項１に記載の表示装置。
【請求項４】
前記非発光体粒子を形成する非発光性材料の色が、この非発光体粒子とともに同じ蛍光体層を構成する蛍光体粒子の発光色と同一色である請求項１に記載の表示装置。
【請求項５】
前記非発光体粒子を被覆する蛍光体薄膜の発光色が、非発光体粒子とともに同じ蛍光体層を構成する蛍光体粒子の発光色と同一色である請求項１に記載の表示装置。
【請求項６】
前記蛍光体薄膜の光学膜厚が、この蛍光体薄膜からの発光波長の半波長の整数倍に設定されている請求項１に記載の表示装置。
【請求項７】
前記非発光性材料が白色の非発光性材料であり、蛍光体薄膜の光学膜厚がこの蛍光体薄膜からの発光波長の半波長の整数倍に設定されている請求項１に記載の表示装置。
【請求項８】
前記励起源が真空紫外線である請求項１に記載の表示装置。
【請求項９】
前記表示装置が、ガス放電表示装置である請求項１に記載の表示装置。
【請求項１０】
前記ガス放電表示装置が、プラズマディスプレイパネルである請求項９に記載の表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、励起源によって励起されて発光する蛍光体層を備えた表示装置の構成に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、励起源によって励起されて発光する蛍光体層を備えた表示装置には、例えば、ガス放電表示装置の一つであるプラズマディスプレイパネル（ＰＤＰ）がある。
【０００３】
このＰＤＰは、放電空間を介して対向する一対の基板の一方の基板の内面に、行電極対とこの行電極対を被覆する誘電体層とこの誘電体層を被覆する保護層が設けられ、他方の基板の内面に、行電極対に直交するとともに放電空間の行電極対と交差する部分にマトリクス状に放電セルを形成する列電極とこの列電極を被覆する列電極保護層とこの列電極保護層上に各放電セル毎に赤，緑，青に色分けされた蛍光体層が設けられた構造を備えている。
【０００４】
そして、放電空間内には、キセノン・ガスを含む放電ガスが封入されている。
このような構造のＰＤＰは、行電極対の一方の行電極と列電極との間で選択的にアドレス放電が発生され、このアドレス放電によって放電セルに対向する部分の誘電体層に壁電荷が形成された放電セル（発光セル）内において、行電極対の行電極間でサステイン放電が発生されて、このサステイン放電により放電ガス中のキセノン・ガスから発生する真空紫外線が蛍光体層を励起して、赤，緑，青の各色の可視光を発生させることにより、パネル面に映像信号に対応した画像を形成する。
【０００５】
このＰＤＰに備えられているような真空紫外線によって励起されて可視光を発光する蛍光体は、従来、赤色を発光する蛍光体として（Ｙ，Ｇｄ）ＢＯ３：Ｅｕ（ＧＹＢＯ），緑色を発光する蛍光体としてＺｎ２ＳｉＯ４：Ｍｎ（ＺＳＭ），青色を発光する蛍光体としてＢａＭｇＡｌ１０Ｏ１７：Ｅｕ（ＢＡＭ）がそれぞれ知られている。
【０００６】
これらの赤，緑，青の蛍光体が基板上に塗布されることによって形成された蛍光体層は、何れも自然光において白色に見えるために、パネル面から入射する外光を反射して、形成画像の明所コントラストを悪化させてしまうという問題を有している。
【０００７】
従来、この蛍光体層における問題点を改善するために、赤，緑，青のそれぞれの蛍光体と、各蛍光体の発光色の波長以外の波長領域の光を吸収する光吸収材料とが混合された蛍光体層を有する表示装置が提案されている（特許文献１参照）。
【０００８】
しかしながら、この従来の表示装置は、蛍光体層に混合される光吸収材料の量が多いほど蛍光体層によるパネル面からの入射光の吸収量が多くなって、形成される画像の明所コントラストは向上するが、この蛍光体層における光吸収材料の含有量が多くなるほどこの光吸収材料によって真空紫外線が遮られることになるため、蛍光体層内の蛍光体粒子に入射する真空紫外線の量が減少して、輝度低下が生じてしまうという問題点を有している。
【０００９】
【特許文献１】特開平１１−１３１０５９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
この発明は、上記のような従来の励起源によって励起される蛍光体材料によって形成される蛍光体層を備えた表示装置における問題点を解決することをその技術的課題の一つとしている。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
第１の発明（請求項１に記載の発明）による蛍光体は、上記目的を達成するために、励起源によって励起されることにより可視光を発生する蛍光体層を備えた表示装置において、前記蛍光体層が、励起源により励起されて所定の色の可視光を発光する蛍光材料によって形成された蛍光体粒子と、非発光性材料によって形成された非発光体粒子が混合されて形成され、前記非発光体粒子の表面が、蛍光材料によって形成された蛍光体薄膜によって被覆されていることを特徴としている。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
この発明は、画像形成のための赤，緑，青の各色の可視光をそれぞれ発光する蛍光体層が、真空紫外線によって励起されてそれぞれ赤，緑，青の各色の可視光を発光する蛍光材料によって形成された蛍光体粒子と光吸収を行う粒状の顔料とが混合されて形成され、この粒状の顔料の表面が、蛍光体粒子と同一色の発光を行う蛍光材料によって形成された蛍光体薄膜によってコーティングされている表示装置を、その最良の実施形態としている。
【００１３】
上記実施形態による表示装置は、赤，緑，青の各色の蛍光体層が、蛍光体粒子と、それぞれ蛍光体粒子と同一色の発光を行う蛍光体薄膜によって表面をコーティングされた光吸収材である顔料が混合されて形成されていることにより、表示装置のパネル面から入射してくる外光が蛍光体層内の顔料によって吸収されて、外光反射による明所コントラストが悪化するのが防止されるとともに、この顔料の表面が、真空紫外線によって励起されて蛍光体粒子の発光色と同一色の発光を行う蛍光体薄膜によってコーティングされていることにより、顔料の表面で発光が行われて、蛍光体層に光吸収材料である顔料が混合されることによる従来のような形成画像の輝度が低下するといった虞が無くなる。
【実施例】
【００１４】
図１は、この発明による表示装置の実施形態における一実施例を示しており、真空紫外線によって励起される蛍光体材料によって形成される蛍光体層を備えたガス放電表示装置の一種であるＰＤＰを、列方向に沿って断面した場合の一個の放電セルの周辺の構成を示している。
【００１５】
この図１において、ＰＤＰは、表示面である前面ガラス基板１の背面に、行方向（図１において紙面に垂直方向）に延びるとともに列方向（図１において左右方向）に並設された行電極対（Ｘ，Ｙ）が形成されている。
【００１６】
この行電極対（Ｘ，Ｙ）を構成する行電極ＸとＹは、それぞれ、行方向に帯状に延びるバス電極Ｘａ，Ｙａと、このバス電極Ｘａ，Ｙａに沿って等間隔に配列されてそれぞれバス電極Ｘａ，Ｙａから対になっている他方の行電極側に延びて互いに放電ギャップｇを介して対向される透明電極Ｘｂ，Ｙｂとから構成されている。
【００１７】
そして、前面ガラス基板１の背面側に誘電体層２が形成されていて、この誘電体層２によって行電極対（Ｘ，Ｙ）が被覆されている。
【００１８】
一方、前面ガラス基板１と放電空間を介して対向する背面ガラス基板４の表示側の面上には、アドレス電極Ｄが、各行電極対（Ｘ，Ｙ）の互いに対になっている透明電極ＸｂおよびＹｂに対向する位置において行電極対（Ｘ，Ｙ）と直交する列方向に延びるとともに、行方向に互いに所定の間隔を開けて平行に並設されている。
【００１９】
背面ガラス基板４の表示側の面上には、さらに、アドレス電極Ｄを被覆する白色の列電極保護層(誘電体層）５が形成されている。
【００２０】
そして、この列電極保護層５上に、それぞれバス電極Ｘａ，Ｙａに対向する位置において行方向に延びるとともに列方向に並設された横壁部６Ａと、列方向に並設された各アドレス電極Ｄの中間位置に対向する位置において列方向に延びるとともに行方向に並設された縦壁部（図示せず）とによって略格子形状に成形された隔壁６が形成されており、この隔壁６によって放電空間が、各行電極対（Ｘ，Ｙ）の放電ギャップｇを介して対向される透明電極Ｘｂ，Ｙｂに対向する部分毎にマトリクス状に区画されて、それぞれ放電セルＣが形成されている。
【００２１】
さらに、この各放電セルＣ内において、隔壁６の横壁部６Ａと縦壁部の間の列電極保護層６の表面と各横壁部６Ａと縦壁部の側面の五つの面に、それぞれ赤，緑，青に色分けされた蛍光体層７が、赤，緑，青の順に行方向に並ぶように形成されている。
【００２２】
この赤，緑，青の各色の蛍光体層７の構成については、後で詳述する。
【００２３】
そして、この前面ガラス基板１と背面ガラス基板４の間の放電空間内には、キセノン・ガスを含む放電ガスが封入されている。
【００２４】
このＰＤＰの赤，緑，青の蛍光体層７は、後述するように、行電極対（Ｘ，Ｙ）の放電ギャップｇを介して互いに対向する透明電極ＸｂとＹｂ間で発生される放電（サステイン放電）によって、放電ガス中のキセノン・ガスから発生する真空紫外線によって励起されて、それぞれ、赤，緑，青の各色の可視光を発光する。
【００２５】
図２は、蛍光体層７の構成の部分拡大図である。
この図２において、赤，緑，青の各色の蛍光体層７は、それぞれ、赤，緑，青の蛍光体粒子ｐ１に、それぞれ蛍光体粒子ｐ１の発光色と同一色の発光を行う蛍光体薄膜ｆによって表面をコーティングされた同じく蛍光体粒子ｐ１の発光色と同一色の顔料ｐ２が混合されて形成されている。
【００２６】
赤，緑，青の各色の顔料ｐ２は、それぞれ、可視光中のその顔料の色（赤，緑，青）以外の波長域の光を吸収する光吸収材料である。
【００２７】
蛍光体粒子ｐ１の各色の組成と粒径は、以下の通りである。
【００２８】
赤色蛍光体粒子  −  組成：（Ｙ，Ｇｄ）ＢＯ３：Ｅｕ  （ＧＹＢＯ）
粒径：約１〜３μｍ
緑色蛍光体粒子  −  組成：Ｚｎ２ＳｉＯ４：Ｍｎ      （ＺＳＭ）
粒径：約１〜３μｍ
青色蛍光体粒子  −  組成：ＢａＭｇＡｌ１０Ｏ１７：Ｅｕ（ＢＡＭ）
粒径：約１〜３μｍ
顔料ｐ２の各色の組成と粒径は、以下の通りである。
【００２９】
赤色顔料  −  組成  ：Ｆｅ２Ｏ３
粒径  ：約０．１〜０．０２μｍ
緑色顔料  −  組成１：（Ｃｏ，Ｎｉ，Ｚｎ）２ＴｉＯ４
粒径  ：約０．３μｍ
組成２：（Ｃｏ，Ｍｇ）（Ａｌ，Ｃｒ）２Ｏ４
粒径  ：約０．０３μｍ
青色顔料  −  組成１：ＣｏＡｌ２Ｏ４
粒径  ：約０．１μｍ
組成２：ＣｏＡｌ２Ｏ４
粒径  ：約０．０１μｍ
そして、蛍光体薄膜ｆの各色の組成および膜厚，原料は以下の通りである。
【００３０】
緑色蛍光体薄膜  −  組成：Ｙ２Ｏ３：Ｔｂ
膜厚：２６０ｎｍ
原料：Ｙ（ＤＰＭ）３，Ｔｂ（ＤＰＭ）３
青色蛍光体薄膜  −  組成：Ｙ２Ｏ３：Ｔｍ
膜厚：２１０ｎｍ
原料：Ｙ（ＤＰＭ）３，Ｔｍ（ＤＰＭ）３
赤色蛍光体薄膜  −  組成：Ｙ２Ｏ３：Ｅｕ
膜厚：３００ｎｍ
原料：Ｙ（ＤＰＭ）３，Ｅｕ（ＤＰＭ）３
【００３１】
上記のような構成の蛍光体層７を備えたＰＤＰにおいて、図２に示されるように、パネル面を構成する前面ガラス基板１側から外光Ｌが入射してくると、赤，緑，青の各色の蛍光体層７において、それぞれの色の波長域以外の光が、蛍光体薄膜ｆを通過して顔料ｐ２によって吸収され、蛍光体層７の色と同じ波長域の光Ｌｒのみが反射される。
【００３２】
例えば、緑色の蛍光体層７においては、入射してくる外光Ｌの緑色以外の波長域の光が緑色の顔料ｐ２によって吸収され、緑色の波長域の光Ｌｒのみが反射される。
【００３３】
そして、前述したように、行電極対（Ｘ，Ｙ）の放電ギャップｇを介して互いに対向する透明電極ＸｂとＹｂ間でサステイン放電が発生されて、放電空間内に封入されている放電ガス中のキセノン・ガスから真空紫外線ＵＶが発生されると、この真空紫外線ＵＶによって、各蛍光体層７の蛍光体粒子ｐ１と蛍光体薄膜ｆが励起されて、赤，緑，青のそれぞれの色の発光Ｒａが行われる。
【００３４】
以上のように、上記ＰＤＰは、赤，緑，青の各色の蛍光体層７が、それぞれの色の発光を行う蛍光体粒子ｐ１と、それぞれ蛍光体粒子ｐ１の発光色と同一色の発光を行う蛍光体薄膜ｆによって表面をコーティングされた同じく蛍光体粒子ｐ１の発光色と同一色の顔料ｐ２が混合されて形成されていることにより、パネル面から入射してくる外光Ｌが吸収されて、外光反射による明所コントラストの悪化が防止されるとともに、蛍光体層７に混合されている光吸収材料である顔料ｐ２の表面が、真空紫外線によって励起されてその蛍光体層７の発光色と同一色の発光を行う蛍光体薄膜ｆによってコーティングされていることにより、顔料ｐ２の表面においても発光が行われるので、蛍光体層７に光吸収材料である顔料ｐ２が混合されていても、従来のように輝度が低下することはない。
【００３５】
なお、上記において、蛍光体薄膜ｆを、その光学膜厚（薄膜の膜厚×薄膜の屈折率）が、各色の蛍光体粒子ｐ１の発光波長の半波長の整数倍になるように形成することによって、光学干渉の利用により、顔料ｐ２からの反射光の色が蛍光体層７の発光色と同一になるようにすることが出来る。
【００３６】
図３ないし７は、上記ＰＤＰの蛍光体層７内に混合されている顔料ｐ２の組成および粒径ごとの輝度と外光の反射率（Ｒｅｆ．）を示すグラフである。
【００３７】
なお、各図に示されている比較例は、同じ顔料に蛍光体薄膜によるコーティングが施されていない場合の輝度を示している。
【００３８】
すなわち、図３は、赤色の蛍光体層７に粒径が約０．１〜０．０２μｍの赤色顔料Ｆｅ２Ｏ３ が混合されている場合を示しており、比較例の場合と比べて、顔料が蛍光体薄膜によってコーティングされていることによって、輝度が大幅に上昇していることが分かる。
【００３９】
図４は、緑色の蛍光体層７に粒径が約０．３μｍの緑色顔料（Ｃｏ，Ｎｉ，Ｚｎ）２ＴｉＯ４が混合されている場合を示しており、比較例の場合と比べて、顔料が蛍光体薄膜によってコーティングされていることによって、輝度が大幅に上昇していることが分かる。
【００４０】
図５は、緑色の蛍光体層７に粒径が約０．０３μｍの緑色顔料（Ｃｏ，Ｍｇ）（Ａｌ，Ｃｒ）２Ｏ４が混合されている場合を示しており、比較例の場合と比べて、顔料が蛍光体薄膜によってコーティングされていることによって、輝度が大幅に上昇していることが分かる。
【００４１】
図６は、青色の蛍光体層７に粒径が約０．１μｍの青色顔料ＣｏＡｌ２Ｏ４が混合されている場合を示しており、比較例の場合と比べて、顔料が蛍光体薄膜によってコーティングされていることによって、輝度が大幅に上昇していることが分かる。
【００４２】
図７は、青色の蛍光体層７に粒径が約０．０１μｍの青色顔料ＣｏＡｌ２Ｏ４が混合されている場合を示しており、比較例の場合と比べて、顔料が蛍光体薄膜によってコーティングされていることによって、輝度が大幅に上昇していることが分かる。
【００４３】
なお、上記ＰＤＰの赤，緑，青の各色の蛍光体層７において、蛍光体薄膜ｆを、蛍光体粒子ｐ１と同じ母体の蛍光材料によって形成するようにすれば、行電極Ｙと列電極Ｄ間において発生されるアドレス放電電圧について、各蛍光体層表面の露出物質が揃ってそれぞれの２次電子放出特性が近似するようになることにより、赤，緑，青の各色の蛍光体層７毎の差を小さくすることが出来る。
【００４４】
また、上記ＰＤＰにおいて、顔料ｐ２の代わりに、顔料ではない白色非発光性材料の表面に蛍光体薄膜をコーティングした場合にも、光学干渉効果によって反射光の低減が図られて、ほぼ同様のコントラスト向上効果を得ることが出来る。
【００４５】
顔料ｐ２に蛍光体薄膜ｆを形成する成膜法は、蒸着法やスパッタ法，液相法等の種々の方法が使用可能であるが、化学気相成長法（ＣＶＤ）を用いるのが好ましい。
【００４６】
図８は、顔料ｐ２にＣＶＤによって蛍光体薄膜ｆをコーティングする装置の一例を示している。
【００４７】
この図８において、コーティング装置１０は、粒状の顔料ｐ２が入れられた加熱皿１１を搬送する搬送路１２の上方にノズル１３が配置され、このノズル１３に接続された管路１４の途中に、ＣＤＶ材料（蛍光材料）ｍを気化させる気化器１５が接続されている。
【００４８】
そして、管路１４のノズル１３と気化器１５の間の部分に、反応ガス供給管１６が接続されている。
【００４９】
このコーティング装置１０は、気化器１５によってＣＤＶ材料ｍが気化され、このＣＤＶ材料ｍの気化された蒸気が管路１４内に上流側から流されるキャリア・ガスによって運ばれて、ノズル１３に供給される。
【００５０】
このとき、気化器１５の下流側において管路１４に接続されている反応ガス供給管１６から管路１４内に、空気またはＯ２，Ｏ３等の反応ガスが供給されて、ＣＤＶ材料ｍの蒸気に混合される。
【００５１】
そして、粒状の顔料ｐ２が入れられた加熱皿１１が搬送路１２上を搬送されてきてノズル１３の下方位置に位置されると、この加熱皿１１内の加熱された顔料ｐ２に向かって、ノズル１３から、反応ガスが混合されたＣＤＶ材料ｍの蒸気が吹き付けられて、顔料ｐ２の表面に、ＣＤＶ材料である蛍光材料によって、前述したような蛍光体薄膜が形成される。
【００５２】
図９は、コーティング装置の他の例を示している。
この図９において、コーティング装置２０は、上端に粒状の顔料ｐ２の投入口２１Ａを有し下端に排出口２１Ｂを有する管路２１がほぼ垂直向きに設けられ、この管路２１の途中にＣＤＶ材料（蛍光材料）ｍを気化させる気化器２２が、管路２３によって接続されている。
【００５３】
そして、管路２１の排出口２１Ｂの下方部に、管路２１内から排出されてきた顔料ｐ２を受ける受け皿２４が配置されている。
【００５４】
このコーティング装置２０は、気化器２２によってＣＤＶ材料ｍが気化され、このＣＤＶ材料ｍの気化された蒸気が、管路２３内に上流側から流されるキャリア・ガスによって運ばれて、管路２１内に供給される。
【００５５】
この状態で、管路２１の上端の投入口２１Ａから、加熱された粒状の顔料ｐ２が投入される。
【００５６】
そして、管路２１内において、この管路２１内を落下する粒状の顔料ｐ２に対してＣＤＶ材料ｍの蒸気が吹き付けられて、顔料ｐ２の表面にＣＤＶ材料である蛍光材料によって、前述したような蛍光体薄膜が形成され、この後、排出口２１Ｂから受け皿２４内に落下される。
【図面の簡単な説明】
【００５７】
【図１】この発明の実施形態における実施例を示す断面図である。
【図２】同実施例の蛍光体層の構成の部分拡大図である。
【図３】同実施例において、赤色の蛍光体層の輝度と外光の反射率を示すグラフである。
【図４】同実施例において、緑色の蛍光体層の輝度と外光の反射率を示すグラフである。
【図５】同実施例において、他の緑色の蛍光体層の輝度と外光の反射率を示すグラフである。
【図６】同実施例において、青色の蛍光体層の輝度と外光の反射率を示すグラフである。
【図７】同実施例において、他の青色の蛍光体層の輝度と外光の反射率を示すグラフである。
【図８】同実施例における顔料への蛍光体薄膜のコーティング装置の一例を示す概略構成図である。
【図９】同実施例における顔料への蛍光体薄膜のコーティング装置の他の例を示す概略構成図である。
【符号の説明】
【００５８】
１          …前面ガラス基板
４          …背面ガラス基板
７          …蛍光体層
ｐ１        …蛍光体粒子
ｐ２        …顔料（非発光材料，光吸収材料）
ｆ          …蛍光体薄膜
Ｃ          …放電セル
Ｘ，Ｙ      …行電極
Ｄ          …列電極
【図１】
2006318825.tif 000003
【図２】
2006318825.tif 000004
【図３】
2006318825.tif 000005
【図４】
2006318825.tif 000006
【図５】
2006318825.tif 000007
【図６】
2006318825.tif 000008
【図７】
2006318825.tif 000009
【図８】
2006318825.tif 000010
【図９】
2006318825.tif 000011