(57)【要約】【課題】プラズマディスプレイパネルの背面基板における蛍光体層は、製造工程間や製品輸送の間の振動や衝撃で一部が剥れてしまう。【解決手段】本発明のプラズマディスプレイパネルは、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蛍光体層を設けたＰＤＰであって、前記蛍光体層の少なくとも一色に、ガラス材料を含むことを特徴とする。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
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蛍光体層を設けたプラズマディスプレイパネルであって、前記蛍光体層の少なくとも一色に、ガラス材料を含む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】
前記蛍光体層に含まれる前記ガラス材料の配合量が、蛍光体ペースト作製時において蛍光体粉末の０．１重量％以上、０．５重量％以下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、プラズマディスプレイパネルを表示デバイスとして用いたプラズマディスプレイ装置（以下、これらをまとめてＰＤＰという）とその蛍光体層を構成する蛍光体材料に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
このＰＤＰに用いられるパネルは、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、ＰＤＰの主流は、３電極構造の面放電型のものである。
【０００３】
この面放電型のＰＤＰのパネル構造は、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、青色に発光する蛍光体層を設けて複数の放電セルを構成したもので、放電により発生する波長の短い真空紫外光によって蛍光体層を励起し、赤色、緑色、青色の放電セルからそれぞれ赤色、緑色、青色の可視光を発することによりカラー表示を行っている。
【０００４】
このようなＰＤＰは、液晶パネルに比べて高速の表示が可能であり、視野角が広いこと、大型化が容易であること、自発光型であるため表示品質が高いことなどの理由から、フラットパネルディスプレイの中で最近特に注目を集めており、多くの人が集まる場所での表示装置や家庭で大画面の映像を楽しむための表示装置として各種の用途に使用されている。
【０００５】
このようなＰＤＰにおいては、ガラスが主材料のパネルをアルミニウムなどの金属製のシャーシ部材の前面側に保持させ、そのシャーシ部材の背面側にパネルを発光させるための駆動回路を構成する回路基板を配置することによりモジュールを構成している（特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００３−１３１５８０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ＰＤＰにおいては、上述した赤色、緑色、青色の蛍光体層は各色の蛍光体材料が積層されて構成されている。
【０００７】
蛍光体層は、蛍光体粉末をペースト化し背面基板の隔壁間に塗布し、その後焼成工程を経て蛍光体層を形成し、隔壁間に固定されている。しかしその隔壁に対する結着力は弱く、製造工程間、または製品の輸送中にパネルに加わる振動や衝撃で一部が剥がれてしまうという課題がある。
【０００８】
この剥がれによって、その箇所の放電セルは不灯あるいは異常放電、ネオン色放電といったことにつながり、結果としてＰＤＰの製造歩留まりを悪化させる結果となる。
【０００９】
本発明はこのような現状に鑑みなされたもので、ＰＤＰにおける蛍光体層が隔壁より剥れにくくすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
この課題を解決するために本発明は、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蛍光体層を設けたＰＤＰであって、前記蛍光体層の少なくとも一色に、ガラス材料を含むことを特徴とする。また特に前記蛍光体層に含まれる前記ガラス材料の配合量が、蛍光体ペースト作製時において蛍光体粉末の０．１重量％以上、０．５重量％以下であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、蛍光体層中の低融点ガラス材料が結着剤となり、蛍光体層が背面基板上隔壁から剥れにくいＰＤＰを得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明の一実施の形態によるＰＤＰ装置について、図１〜図８を用いて説明するが、本発明の実施の態様はこれに限定されるものではない。
【００１３】
まず、ＰＤＰにおけるパネルの構造について図１を用いて説明する。図１に示すように、パネルは、ガラス製の前面パネルと背面パネルとを、その間に放電空間を形成するように対向配置することにより構成されている。前面パネルには、前面基板１上に表示電極を構成する走査電極３と維持電極４とが互いに平行に対をなして複数形成され、そして走査電極３および維持電極４を覆うように誘電体層５が形成され、誘電体層５上には保護層６が形成されている。
【００１４】
また、背面パネルには、背面基板２上に絶縁体層７で覆われた複数のデータ電極８が設けられ、その絶縁体層７上には井桁状の隔壁９が設けられている。また、絶縁体層７の表面および隔壁９の側面に蛍光体層１０が設けられている。そして、走査電極３および維持電極４とデータ電極８とが交差するように前面基板１と背面基板２とが対向配置されており、その間に形成される放電空間には、放電ガスとして、例えばネオンとキセノンの混合ガスが封入されている。なお、パネルの構造は上述したものに限られるわけではなく、例えばストライプ状の隔壁を備えたものであってもよい。
【００１５】
図２はこのパネルの電極配列図である。行方向にｎ本の走査電極ＳＣ１〜ＳＣｎ（図１の走査電極３）およびｎ本の維持電極ＳＵ１〜ＳＵｎ（図１の維持電極４）が配列され、列方向にｍ本のデータ電極Ｄ１〜Ｄｍ（図１のデータ電極８）が配列されている。そして、１対の走査電極ＳＣｉおよび維持電極ＳＵｉ（ｉ＝１〜ｎ）と１つのデータ電極Ｄｊ（ｊ＝１〜ｍ）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。
【００１６】
次に、上述したＰＤＰについて、その製造方法を説明する。
【００１７】
走査電極３と維持電極４は、銀からなる電極であって、前面基板１上に電極用の銀ペーストをスクリーン印刷により塗布した後、焼成することによって形成される。
【００１８】
誘電体層５は、鉛系のガラス材料を含むペーストをスクリーン印刷で塗布した後、所定温度で所定時間、例えば５６０℃で２０分焼成することによって、所定の層の厚み（約２０μｍ）となるように形成する。上記鉛系のガラス材料を含むペーストとしては、例えばＰｂＯ（７０ｗｔ％）、Ｂ2Ｏ3（１５ｗｔ％）、ＳｉＯ2（１０ｗｔ％）、およびＡｌ2Ｏ3（５ｗｔ％）と有機バインダ（α−ターピネオールに１０％のエチルセルローズを溶解したもの）との混合物が使用される。ここで、有機バインダとは、樹脂を有機溶媒に溶解したものであり、エチルセルローズ以外に樹脂としてアクリル樹脂、有機溶媒としてブチルカービトールなども使用することができる。さらに、こうした有機バインダに分散剤、例えば、グリセルトリオレエートを混入させてもよい。
【００１９】
保護層６は、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）から成るものであり、例えばスパッタリング法やＣＶＤ法（化学蒸着法）によって層が所定の厚み（約０．５μｍ）となるように形成される。
【００２０】
背面パネルは、まず背面基板２上に、電極用の銀ペーストをスクリーン印刷し、その後焼成することによってデータ電極８が配列された状態で形成される。その上に鉛系のガラス材料を含むペーストをスクリーン印刷法で塗布して誘電体層５を形成し、同じく鉛系のガラス材料を含むペーストをスクリーン印刷法により所定のピッチで繰り返し塗布した後、焼成することによって隔壁９が形成される。この隔壁９により、放電空間ライン方向に一つのセル（単位発光領域）毎に区画される。
【００２１】
そして、隔壁９の溝に、各蛍光体粒子と有機バインダとからなるペースト状の蛍光体インキを塗布し、これを４００℃〜５９０℃の温度で焼成して有機バインダを焼失させることによって、各蛍光体粒子が結着してなる蛍光体層１０が形成される。この蛍光体層１０とデータ電極８上における積層方向の厚みは、各色蛍光体粒子の平均粒径のおよそ８倍〜２５倍程度に形成することが望ましい。すなわち、蛍光体層に一定の紫外線を照射した時の輝度（発光効率）を確保するために、蛍光体層は、放電空間において発生した紫外線を透過させることなく吸収するためには蛍光体粒子が最低でも８層、好ましくは２０層程度積層された厚みを保持することが望ましい。それ以上の厚みになると蛍光体層の発光効率はほとんど飽和してしまうとともに、２０層を越えた厚みになると放電空間１２２の大きさを十分に確保できなくなる。
【００２２】
このようにして作製された前面パネルと背面パネルは、前面パネルの各電極と背面パネルのデータ電極とが直交するように対向配置して重ね合わせるとともに、パネル周縁に封着用ガラスを介挿させ、これを例えば４５０℃程度で１０〜２０分間焼成して気密シール層１２１を形成することにより封着される。そして、一旦放電空間１２２内を高真空、例えば、１．１×１０-4Ｐａに排気した後、放電ガス、例えば、Ｈｅ−Ｘｅ系、Ｎｅ−Ｘｅ系の不活性ガスを所定の圧力で封入することによってＰＤＰが作製される。
【００２３】
次に、本実施の形態によるＰＤＰの特徴部分である蛍光体層について、詳細に説明する。
【００２４】
まず各色の蛍光体材料の製造方法について説明する。本実施の形態において、蛍光体材料は、固相反応法により製造されたものを用いている。
【００２５】
青色蛍光体材料であるＢａＭｇＡｌ10Ｏ17：Ｅｕは以下の方法で作製する。炭酸バリウム（ＢａＣＯ3）と炭酸マグネシウム（ＭｇＣＯ3）と酸化アルミニウムと酸化ユーロピウム（Ｅｕ2Ｏ3）とを蛍光体組成に合うように混合する。混合物を空気中において８００℃〜１２００℃で焼成し、さらに水素と窒素を含む混合ガス雰囲気において１２００℃〜１４００℃で焼成して作製する。
【００２６】
赤色蛍光体材料（Ｙ，Ｇｄ）ＢＯ3：Ｅｕは以下の方法で作製する。酸化イットリウム（Ｙ2Ｏ3）と酸化ガドリミウム（Ｇｄ2Ｏ3）とホウ酸（Ｈ3ＢＯ3）と酸化ユーロピウム（ＥｕＯ2）とを蛍光体組成に合うように混合する。混合物を空気中にて６００℃〜８００℃で焼成し、さらに酸素と窒素を含む混合ガス雰囲気において１１００℃〜１３００℃で焼成して作製する。
【００２７】
緑色蛍光体Ｚｎ2ＳｉＯ4：Ｍｎは以下の方法で作製する。酸化亜鉛、酸化珪素、二酸化マンガン（ＭｎＯ2）とを蛍光体組成に合うように混合する。混合物を６００℃〜９００℃で焼成し、さらに窒素と水素を含む混合ガス雰囲気において１０００℃〜１３５０℃で焼成して作製する。
【００２８】
蛍光体は隔壁９間への塗布の際にペーストにして塗布を行うが、本実施の形態で使用する蛍光体ペーストは蛍光体粉末とバインダにさらにガラス粉末を混合する。
【００２９】
混合するガラス粉末には低融点、低膨張率が求められるが、好適なガラス粉末の具体例としては、酸化亜鉛、酸化ホウ素、酸化ケイ素（ＺｎＯ−Ｂ2Ｏ3−ＳｉＯ2系）の混合物、酸化亜鉛、酸化リン、酸化ケイ素（ＺｎＯ−Ｐ2Ｏ5−ＳｉＯ2系）の混合物、酸化亜鉛、酸化ホウ素、酸化カリウム（ＺｎＯ−Ｂ2Ｏ3−Ｋ2Ｏ系）の混合物、酸化リン、酸化ホウ素、酸化アルミニウム（Ｐ2Ｏ5−Ｂ2Ｏ3−Ａｌ2Ｏ3系）の混合物、酸化亜鉛、酸化リン、酸化ケイ素、酸化アルミニウム（ＺｎＯ−Ｐ2Ｏ5−ＳｉＯ2−Ａｌ2Ｏ3系）の混合物、酸化亜鉛、酸化リン、酸化チタン（ＺｎＯ−Ｐ2Ｏ5−ＴｉＯ2系）の混合物、酸化亜鉛、酸化ホウ素、酸化ケイ素、酸化カリウム（ＺｎＯ−Ｂ2Ｏ3−ＳｉＯ2系−Ｋ2Ｏ系）の混合物、酸化亜鉛、酸化ホウ素、酸化ケイ素、酸化カルシウム（ＺｎＯ−Ｂ2Ｏ3−ＳｉＯ2−ＣａＯ系）の混合物などがある。
【００３０】
本実施の形態では、ガラス粉末として酸化亜鉛、酸化ホウ素、酸化ケイ素、酸化カルシウム（ＺｎＯ−Ｂ2Ｏ3−ＳｉＯ2−ＣａＯ）の混合物を用いる。表１にこのガラス粉末の配合比（モル％で示す）を示す。また、蛍光体粉末に対する配合量を表２に示す。
【００３１】
【表１】
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【００３２】
【表２】
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【００３３】
蛍光体粉末に対する配合量は、蛍光体ペースト作製の際の蛍光体粉末に対する重量％で０．１、０．３、０．５、１％の４種類と、比較のためのガラス粉末を配合しないサンプルの計５種類。これらの配合の蛍光体ペーストを塗布し、焼成した蛍光体層１０を有したＰＤＰを作製する。なお、本実施の形態では、前記三色の蛍光体層１０全てに同様の配合量でガラス粉末を混合している。
【００３４】
続いて、作製したＰＤＰの隔壁間に形成された蛍光体層１０について、その結着力を評価した。具体的には、作製したＰＤＰを分解して背面パネルのみを取り出し１５ｍｍ×１５ｍｍのチップに割断する。割断したチップを固定し、隔壁頂部から垂直方向に１５ｍｍの所に設置したステンレス管（直径０．５ｍｍ）から、蛍光体層に高圧エアーを吹き付け、高圧エアー圧力を徐々に上げていった。そして、蛍光体層が剥離したときの圧力を蛍光体層の強度と定義し、評価を行った。
【００３５】
図３はガラス粉末の配合量と蛍光体層の強度との関係を示した説明図である。図３に示すように、ガラス粉末の配合量が０．１〜１％の範囲では、ガラス粉末を配合することによって蛍光体層の隔壁に対する結着力を高めることができる。またその配合量の増加に伴い結着力も増大している。
【００３６】
図４は表２に示した配合で作製したＰＤＰの輝度を示したものである。輝度は、ガラス粉末を混合していないサンプルの輝度を１００としたときの相対値で表している。図４に示すように、ガラス粉末を配合することで輝度は低下するが、ガラス粉末の配合量が０．５重量％以下であれば輝度の低下も２０％以下であり、実用上問題はない。
【００３７】
したがって、ガラス粉末の配合量が０．１重量％以上０．５重量％以下であれば、実用上問題のない輝度で、かつ、蛍光体層１０と隔壁９間の結着力を改善することができる。
【００３８】
以上のように、本発明のＰＤＰは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蛍光体層を設けたＰＤＰであって、前記蛍光体層の少なくとも一色に、ガラス材料を含むことを特徴とする。また特に前記蛍光体層に含まれる前記ガラス材料の配合量が、蛍光体ペースト作製時において蛍光体粉末の０．１重量％以上、０．５重量％以下であることを特徴とする。これによって、蛍光体層の剥がれが少ないＰＤＰを実現することができる。
【産業上の利用可能性】
【００３９】
以上のように本発明は、製造工程中や製品搬送中の振動、衝撃に対しても蛍光体層の剥れが少ないＰＤＰ装置を実現することができ、大画面、高精細のＰＤＰを提供する上で有用な発明である。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本実施の形態によるプラズマディスプレイパネルの要部を示す斜視図
【図２】同パネルの電極配列図
【図３】本実施の形態のガラス粉末の配合量と蛍光体層の強度との関係を示した説明図
【図４】同ガラス粉末の配合量と輝度の相対値を示した説明図
【符号の説明】
【００４１】
１  前面基板
２  背面基板
３  走査電極
４  維持電極
５  誘電体層
６  保護層
７  絶縁体層
８  データ電極
９  隔壁
１０  蛍光体層
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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