(57)【要約】【課題】立体画像表示装置用に最適な、残光時間が短く、輝度、コントラストおよび色純度に優れたプラズマディスプレイパネルを提供する。【解決手段】少なくとも前面側が透明な一対の基板を放電セル２４が形成されるように対向配置して放電セル２４を複数に仕切るための隔壁２２を少なくとも一方の基板に配置し、隔壁２２により仕切られた放電セル２４で放電が発生するように基板に電極群を配置して、赤色蛍光体層２３ａと、緑色蛍光体層と、緑色蛍光体層とを有するＰＤＰであって、赤色蛍光体層２３ａ、緑色蛍光体層、および青色蛍光体層は、それぞれ発光層３２と波長選択層３１と反射層３０とにより構成され、発光層３２を形成する蛍光体の１／１０残光時間が４ｍｓｅｃ以下である。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも前面側が透明な一対の基板を放電空間が形成されるように対向配置して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、前記隔壁により仕切られた前記放電空間で放電が発生するように前記基板に電極群を配置して、赤色蛍光体層と、緑色蛍光体層と、緑色蛍光体層とを有するプラズマディスプレイパネルであって、前記赤色蛍光体層、前記緑色蛍光体層、および前記青色蛍光体層は、それぞれ前記放電空間側から発光層と波長選択層と反射層とにより構成され、前記発光層を形成する蛍光体の１／１０残光時間が４ｍｓｅｃ以下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】
前記緑色蛍光体層の発光層を形成する緑色蛍光体が、Ｚｎ２ＳｉＯ４：Ｍｎと、（Ｙ、Ｇｄ）３Ａｌ５Ｏ１２：Ｔｂ、（Ｙ、Ｇｄ）３Ａｌ５Ｏ１２：Ｃｅ、あるいは（Ｙ、Ｇｄ）Ａｌ３（ＢＯ３）４：Ｔｂのうちのいずれか一つとの混合蛍光体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。
【請求項３】
前記波長選択層は、無機材料により構成され、前記発光層からの赤色発光に対して７６０±５ｎｍにピークを持つ可視光を、前記発光層からの緑色発光に対して５５５±５ｎｍにピークを持つ可視光を、前記発光層からの青色発光に対して４５０±５ｎｍにピークを持つ可視光をそれぞれ通過させ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、真空紫外線によって励起される蛍光体層を有するプラズマディスプレイ装置に関し、特に立体テレビの画質向上と、動画像の応答性を向上させたプラズマディスプレイパネルに関する。
【背景技術】
【０００２】
プラズマディスプレイパネル（以下、ＰＤＰと呼ぶ）を用いたプラズマディスプレイ装置は、高精細化、大画面化の実現が可能であることから、１００インチクラスのテレビジョン受像機などの製品化が進んでいる。
【０００３】
ＰＤＰは前面板と背面板とで構成されている。前面板は、硼硅酸ナトリウム系ガラスのガラス基板と、その一方の主面上に形成された表示電極と、表示電極を覆ってコンデンサとしての働きをする誘電体層と、誘電体層上に形成された酸化マグネシウム（ＭｇＯ）からなる保護層とで構成されている。一方、背面板は、排気および放電ガス封入用の細孔を設けたガラス基板と、その一方の主面上に形成されたアドレス電極と、アドレス電極を覆う下地誘電体層と、下地誘電体層上に形成された隔壁と、各隔壁間に形成された赤色、緑色および青色それぞれに発光する蛍光体粒子が積層された蛍光体層とで構成されている。
【０００４】
前面板と背面板とは、その電極形成面側を対向させてその周囲を封着部材によって封着され、隔壁で仕切られた放電空間には放電がスとしてのネオン（Ｎｅ）−キセノン（Ｘｅ）の混合ガスが５５ｋＰａ〜８０ｋＰａの圧力で封入されている。
【０００５】
ＰＤＰは、表示電極に映像信号電圧を選択的に印加させて放電ガスを放電させ、その放電によって発生した紫外線が各色蛍光体を励起して赤色、緑色、青色の発光をさせてカラー画像表示を実現している。
【０００６】
一方、近年はＰＤＰを用いたテレビなどの大画面化とともに、フルスペックハイビジョンなどの高精細化や立体画像表示への応用などが進んでいる。特に、ＰＤＰは液晶パネルに較べて高速駆動が容易であり、そのためにＰＤＰと液晶シャッター眼鏡とを組み合わせた立体画像表示装置などの開発が活発化している。
【０００７】
このような立体画像表示装置としてＰＤＰを用いる場合、その画像品質として、蛍光体の残光時間にまつわる動画像品質と、輝度とコントラストなどの高品質化の両立が求められている。
【０００８】
このような、立体画像表示装置用の短残光時間の蛍光体に関しては特許文献１などに開示されている。さらに、ＰＤＰの輝度とコントラストを向上させるために、反射層とカラーフィルター層を積層し、その上に蛍光体層を形成させた例が特許文献２に開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００９−１８５２７５号公報
【特許文献２】特開２００２−２０８３５５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、立体画像表示装置用の特許文献１に開示された蛍光体では、残光時間は短くすることができるが、輝度が低下するといった課題を有していた。また、特許文献２に開示された蛍光体層の構成では、コントラストの改善は見られるが、立体画像表示装置用として用いた場合の残光時間が長く、輝度も低いといった課題を有していた。
【００１１】
本発明は、このような課題を解決して、立体画像表示装置用に好適で、残光時間が短く、輝度、コントラストおよび色純度に優れた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】
【００１２】
上記の目的を達成するために、本発明のＰＤＰは、少なくとも前面側が透明な一対の基板を放電空間が形成されるように対向配置して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、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して、赤色蛍光体層と、緑色蛍光体層と、緑色蛍光体層とを有するＰＤＰであって、赤色蛍光体層、緑色蛍光体層、および青色蛍光体層は、それぞれ放電空間側から発光層と波長選択層と反射層とにより構成され、発光層を形成する蛍光体の１／１０残光時間が４ｍｓｅｃ以下である。
【００１３】
このような構成によれば、残光時間が短く、かつ、高輝度で高コントラストな立体画像表示装置に好適なＰＤＰを実現することができる。
【００１４】
さらに、緑色蛍光体層の発光層を形成する緑色蛍光体が、Ｚｎ２ＳｉＯ４：Ｍｎと、（Ｙ、Ｇｄ）３Ａｌ５Ｏ１２：Ｔｂ、（Ｙ、Ｇｄ）３Ａｌ５Ｏ１２：Ｃｅ、あるいは（Ｙ、Ｇｄ）Ａｌ３（ＢＯ３）４：Ｔｂのうちのいずれか一つとの混合蛍光体であることが望ましい。このような構成によれば、残光時間の長い緑色蛍光体の残光時間を４ｍｓ以下にして、高輝度を実現することができる。
【００１５】
さらに、波長選択層は、無機材料により構成され、発光層からの赤色発光に対して７６０±５ｎｍにピークを持つ可視光を、発光層からの緑色発光に対して５５５±５ｎｍにピークを持つ可視光を、発光層からの青色発光に対して４５０±５ｎｍにピークを持つ可視光をそれぞれ通過させることが望ましい。このような構成により、輝度、コントラスト、および色純度に優れたＰＤＰを実現することができる。
【発明の効果】
【００１６】
以上のように、本発明のＰＤＰによれば、立体画像表示装置用のＰＤＰとして、残光時間が短く動画像品質に優れ、高輝度、高コントラストの画像品質を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】実施の形態におけるＰＤＰの構造を示す分解斜視図である。
【図２】同ＰＤＰの蛍光体層の構成を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下に、本発明の一実施の形態におけるＰＤＰについて図面を用いて説明する。
【００１９】
（実施の形態）
図１は、実施の形態におけるＰＤＰの構造を示す分解斜視図である。図１に示すように、ＰＤＰ１０は、前面基板１１と背面基板１７とから構成されている。ガラス製の前面基板１１上には、走査電極１２と維持電極１３とで対をなす表示電極対１４が互いに平行に複数対形成されている。この走査電極１２および維持電極１３は、走査電極１２−維持電極１３−維持電極１３−走査電極１２の配列で繰り返すパターンで形成されている。走査電極１２は、酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）、酸化スズ（ＳｎＯ２）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）などの導電性金属酸化物からなる幅の広い透明電極１２ａの上に、導電性を高めるために銀（Ａｇ）などの金属を含む幅の狭いバス電極１２ｂを積層して形成されている。維持電極１３も同様に、幅の広い透明電極１３ａの上に幅の狭いバス電極１３ｂを積層して形成されている。
【００２０】
さらに、表示電極対１４を覆うように誘電体層１５および酸化マグネシウム（ＭｇＯ）からなる保護層１６が形成されている。誘電体層１５は、膜厚が約４０μｍの酸化ビスマス（Ｂｉ２Ｏ３）系低融点ガラスまたは酸化亜鉛（ＺｎＯ）系低融点ガラスで形成されている。保護層１６は、膜厚が約０．８μｍの酸化マグネシウム（ＭｇＯ）を主体とするアルカリ土類金属酸化物からなる薄膜層であり、誘電体層１５をイオンスパッタから保護するとともに放電開始電圧などの放電特性を安定させるために設けられている。
【００２１】
ガラス製の背面基板１７上には、銀（Ａｇ）などを主成分とする導電性の高い材料からなる互いに平行な複数のデータ電極１８が形成され、データ電極１８を覆うように下地誘電体層１９が形成されている。下地誘電体層１９は、誘電体層１５と同様の酸化ビスマス（Ｂｉ２Ｏ３）系低融点ガラスなどであってもよい。
【００２２】
下地誘電体層１９上には縦隔壁２２ａと横隔壁２２ｂとにより井桁状に構成された隔壁２２が形成され、下地誘電体層１９の表面と隔壁２２の側面とには、赤色、緑色、青色に発光する赤色蛍光体層２３ａ、緑色蛍光体層２３ｂ、青色蛍光体層２３ｃが形成されている。なお、詳細を後述するように、赤色蛍光体層２３ａ、緑色蛍光体層２３ｂ、青色蛍光体層２３ｃは、下地誘電体層１９側から、反射層３０、波長選択層３１、発光層３２とで構成されている。
【００２３】
隔壁２２は、例えば低融点ガラス材料を用いて約０．１２ｍｍの高さに形成されている。また、実施の形態では、画面サイズが４２インチクラスのフルハイビジョンテレビに合わせて、隔壁２２の高さは０．１ｍｍ〜０．１５ｍｍ、また隣接する隔壁２２のピッチは０．１５ｍｍとしている。
【００２４】
前面基板１１と背面基板１７とは、表示電極対１４とデータ電極１８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などの封着材（図示せず）によって封着され内部に放電空間が形成されている。放電空間にはキセノン（Ｘｅ）などを含む放電ガスが約６×１０４Ｐａの圧力で封入されている。放電空間は隔壁２２によって複数の区画に仕切られており、表示電極対１４とデータ電極１８とが交差する部分に放電セル２４が形成されている。そしてこれらの放電セル２４が放電、発光することにより画像が表示される。なお、ＰＤＰ１０の構造は上述したものに限られるわけではなく、隔壁２２の形状がストライプ状であってもよい。
【００２５】
図２は、実施の形態における蛍光体層２３の構成を示す断面図であり、例えば、赤色蛍光体層２３ａを例として説明する。図２に示すように、隔壁２２と下地誘電体層１９に囲まれた放電セル２４には、下地誘電体層１９と隔壁２２の側壁を覆って反射層３０が設けられている。また、反射層３０を覆って波長選択層３１が設けられ、さらに、波長選択層３１を覆って発光層３２が設けられている。すなわち、赤色蛍光体層２３ａは波長選択層３１を覆って設けられ、波長選択層３１が反射層３０を覆って設けられている。
【００２６】
なお、反射層３０は、赤色蛍光体層２３ａ、緑色蛍光体層２３ｂ、および青色蛍光体層２３ｃとも同一材料で構成しているが、波長選択層３１はその上に形成される発光層３２の発光色により異なる材料としている。
【００２７】
次に、発光の原理について図２を用いて説明する。発光色を決める機能を有する層は、最表面層である発光層３２である。発光層３２は、放電によって生成される真空紫外線を吸収して３原色である可視光に変換する蛍光体により構成されている。なお、蛍光体としては、後述するように、短残光時間の特性を有する蛍光体を用いている。
【００２８】
図２に示すように、赤色蛍光体層２３ａから取り出される発光は、短残光蛍光体で構成された発光層３２から取り出される発光４０、４１と外光反射光４２の３種類ある。本発明の技術的特徴は、このような赤色蛍光体層２３ａの特徴として、これらの発光４０、４１と外光反射光４２とを取り出すことによって、光取り出し効率を向上させて高効率、高色純度化を実現できることにある。
【００２９】
まず、短残光蛍光体で構成された発光層３２から直接取り出される発光４０について説明する。ＰＤＰ１０の放電セル２４内でのガス放電によって生成される真空紫外線（ピーク波長１４７ｎｍ、１７２ｎｍ）は、最表層の短残光蛍光体で構成された発光層３２を励起する。ただし、真空紫外線は、発光層３２へ進入後急速に吸収されて、数１０ｎｍ程度進入したところで大きく減衰する。その過程において、短残光蛍光体で構成された発光層３２を形成する母体材料に真空紫外線が吸収されて、発光中心に伝達される。そして、発光中心で可視光に変換されて、発光層３２表面から発光４０が得られる。これが、一般的な蛍光体の発光である。
【００３０】
次に、短残光蛍光体で構成された発光層３２の内部側への発光４１について説明する。発光４１は、短残光蛍光体で構成された発光層３２からの内部側への発光を取り出したものである。発光層３２から内部側への発光４１は、波長選択層３１において所望の波長帯域のみを透過し、波長選択層３１を通過すると同時に、所望の色純度の良い波長帯域のみ取り出される。波長選択された発光４１は、最内側の反射層３０に到達して、進行方向を外部側に変換される。その結果、再度、波長選択層３１、発光層３２を通過して赤色蛍光体層２３ａから取り出される。すなわち、発光４０は波長選択層３１において、所望の波長帯域を通過しているので色純度が極めてよく、発光４０に重畳されて赤色蛍光体層２３ａから取り出される。その結果、全体の発光の色純度と発光効率を高めることができる。
【００３１】
次に、外光反射光４２について説明する。外光が入射されると、一部は発光層３２で反射されて取り出される。これは、従来の外光反射と特に変わらない。しかし、一部は発光層３２を通過して、波長選択層３１で所望の波長帯域に選択されて、反射層３０で反射されて外部に取り出される。このため外光反射光４２は、波長選択層３１において、所望の波長帯域を通過し、色純度が極めてよく発光４０、４１に重畳されて、赤色蛍光体層２３ａより取り出される。その結果、全体の発光の色純度と発光効率およびコントラストを高めることができる。
【００３２】
このように、本実施の形態によれば、赤色蛍光体層２３ａは、下地誘電体層１９側から反射層３０、波長選択層３１、そして短残光時間特性を有する蛍光体により構成された発光層３２により構成されている。その結果、光取り出し効率とコントラストと色純度とを高めて、残光時間が短く、かつ、高輝度で高コントラストな立体画像表示装置に好適なＰＤＰを実現することができる。
【００３３】
なお、反射層３０は、発光層３２から下地誘電体層１９側に発せられた発光４１もしくは、外光反射光４２を発光層３２の方向に変換する機能を有し、３８０ｎｍから７６０ｎｍを含む可視光波長領域を反射する機能を有する。材料的には化学的に安定で反射率としては発光層３２よりも大きい金属酸化物であることが望ましい。その一例としては、Ａｌ２Ｏ３、ＴｉＯ２、ＢａＴｉＯ３、ＭｏＯ３、ＷＯ３、ＳｉＯ２、ＭｇＯから選択された１種または、２種以上を含有していることが望ましく、また、その膜厚は０．３μｍ〜５μｍ程度が好ましい。
【００３４】
また、波長選択層３１は、発光層３２から下地誘電体層１９側に発せられた発光４１、もしくは外光反射光４２の、所定の波長帯域を選択して反射層３０に通過させる機能を有する。その結果として、波長選択層３１を通過した発光の色純度を向上させる機能を有する。波長選択層３１は、赤色発光の発光層３２に対しては７６０±５ｎｍにピークを持つ可視光を透過させ、緑色発光の発光層３２に対しては５５５±５ｎｍにピークを持つ可視光を通過させ、さらに、青色発光の発光層３２に対しては４５０±５ｎｍにピークを持つ可視光を通過させるようにしている。また、それぞれの半値幅は、発光層３２の発光の半値幅よりも小さくなるようにしている。
【００３５】
このような特性を有する波長選択層３１の材料としては、これらの構成物を製造する際に高温プロセスにさらされるために無機顔料などの無機材料が好ましい。より具体的には、赤色の波長選択層３１としてＦｅ２Ｏ３、緑色の波長選択層３１としてＣｏＯ−ＺｎＯ−ＭｇＯ、青色の波長選択層３１としてＣｏＯ ２Ａｌ２Ｏ３が好ましい。
【００３６】
次に、発光層３２の詳細について説明する。発光層３２は、真空紫外励起光を所望の可視光に変換する機能を有し、真空紫外線を吸収して効率よく発光中心へエネルギーを伝達する機能を有する母体結晶と、伝達されたエネルギーを可視光に変換する発光中心から構成される蛍光体である。真空紫外励起線は、１４７ｎｍ、１７２ｎｍをピークとする波長帯域を有して、可視光は、赤色と緑色と青色の光の３原色であり、それぞれのピーク波長を７６０ｎｍ、５５０ｎｍ、４５０ｎｍ近辺に有するものである。
【００３７】
本実施の形態では、このような可視光を発光し、残光時間を４ｍｓ以下とする蛍光体として以下の蛍光体を用いている。すなわち、緑色蛍光体としては、発光中心であるＭｎの濃度が多く、Ｍｎ／Ｚｎ組成比を０．０９以上付活して残光時間が４ｍｓ以下のＺｎ２ＳｉＯ４：Ｍｎと、残光時間が５ｍｓ以下の（Ｙ、Ｇｄ）３Ａｌ５Ｏ１２：Ｔｂ、（Ｙ、Ｇｄ）３Ａｌ５Ｏ１２：Ｃｅ、あるいは（Ｙ、Ｇｄ）Ａｌ３（ＢＯ３）４：Ｔｂのうちのいずれか一つとの混合蛍光体である。この混合蛍光体によって、緑色蛍光体の残光時間を４ｍｓ以下とすることができる。
【００３８】
また、短残光化が容易な赤色蛍光体としては、残光時間が４ｍｓ以下の（Ｙ、Ｇｄ）（Ｐ、Ｖ）Ｏ４：Ｅｕを用い、さらに、青色蛍光体としては、残光時間が１ｍｓ以下のＢａＭｇＡｌ１０Ｏ１７：Ｅｕを用いている。
【００３９】
なお、短残光時間の蛍光体としては、上記波長でのピークを持つ３原色蛍光体であれば、上記材料には限らない。また、これらの蛍光体による発光層３２の形成は、印刷法やインクジェット法のような一般的な工法を用いることができる。
【００４０】
蛍光体層２３として、上記実施の形態における反射層３０、波長選択層３１、発光層３２の材料を組み合わせ、ＰＤＰ１０の輝度、コントラスト比、立体表示の場合の残像評価をした。これらの評価結果を表１に示す。なお、表１におけるＰＤＰ１０の輝度の評価は、全てのＰＤＰ１０の全白画面の輝度を測定し、比較例１の輝度値を１として相対輝度比として表１に示した。また、表１におけるＰＤＰ１０のコントラスト比の評価は、画面の「白（最大輝度）輝度」と「黒（最小輝度）輝度」の輝度比で示した。また、立体表示の場合の残像評価は、白色バー画面をスクロールして目視で残像性能を評価した。
【００４１】
【表１】
2011192428.tif 000003
【００４２】
表１の結果から、実施の形態における実施例１から実施例３では、比較例１、比較例２と比較して、高輝度、高コントラストで、しかも残像のない立体表示装置用に好適なＰＤＰを実現することができる。
【産業上の利用可能性】
【００４３】
本発明のＰＤＰによれば、動画像品質と、輝度、コントラストおよび色純度に優れた画像表示が可能となり、立体画像表示装置などに有用である。
【符号の説明】
【００４４】
１０    ＰＤＰ
１１    前面基板
１２    走査電極
１２ａ，１３ａ    透明電極
１２ｂ，１３ｂ    バス電極
１３    維持電極
１４    表示電極対
１５    誘電体層
１６    保護層
１７    背面基板
１８    データ電極
１９    下地誘電体層
２２    隔壁
２２ａ    縦隔壁
２２ｂ    横隔壁
２３    蛍光体層
２３ａ    赤色蛍光体層
２３ｂ    緑色蛍光体層
２３ｃ    青色蛍光体層
２４    放電セル
３０    反射層
３１    波長選択層
３２    発光層
４０，４１    発光
４２    外光反射光
【図１】
2011192428.tif 000004
【図２】
2011192428.tif 000005