(57)【要約】【課題】プラズマディスプレイパネルにおいて、高コントラストと高輝度を向上させる。【解決手段】光吸収層１１と光反射層１２からなる積層部材１３を各放電セル内で分散させることで蛍光体発光光の反射回数を減らし、且つ蛍光体膜の、放電の発生する空間とは反対側に可視光の反射層を設けて輝度低下を最小限に抑える。【選択図】図１
2007012342.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
表示放電を行う為の少なくとも一対の電極と、
放電ガスと、
該放電ガスの放電で発生する紫外線による励起で可視光を発光する蛍光体膜とを少なくとも備える放電セルを、対向する一対の第１の基板と第２の基板の間に複数個形成し、
表示用の可視光が出射する側の前記第１の基板の内側に、該第１の基板への外光が入射する側に配設された光吸収層と，前記蛍光体膜側に配設された光反射層とが積層されてなる積層部材が、前記放電セルの各々の平面形状内に分散して配設されているプラズマディスプレイパネルにおいて、
前記蛍光体膜の、前記放電の発生する空間とは反対側に可視光の反射層が配設されてい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】
前記放電セルの各々の平面形状内で前記積層部材が連続して形成されており、かつ前記放電セルの各々の平面形状内で前記積層部材に光を透過させる複数の開口が設けられていることを特徴とする請求項１記載のプラズマディスプレイパネル。
【請求項３】
前記放電セルの各々の平面形状内で前記積層部材が複数個互いに分離して形成されていることを特徴とする請求項１記載のプラズマディスプレイパネル。
【請求項４】
請求項２において、前記積層部材が、網状、はしご状の何れかに形成されているプラズマディスプレイパネル。
【請求項５】
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、前記蛍光体膜及び前記反射層の中の少なくとも一方に、該蛍光体膜の発光色とほぼ同等の色を有する顔料が添加されてい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６】
プラズマディスプレイパネルと、該プラズマディスプレイパネルを駆動する手段とを少なくとも備えたプラズマディスプレイ装置において、
上記プラズマディスプレイパネルは、表示用可視光を出射する前面基板と複数の放電セルとを備え、
上記複数の放電セルの各々は、該放電セルに電圧を印加するための電極と、放電を形成するための放電ガスと、上記放電で可視光を発生する蛍光体膜と、この蛍光体膜の、前記放電の発生する空間とは反対側に配設された可視光の反射層と、
少なくとも光吸収層と光反射層とを積層して形成された積層部材とを少なくとも備え、
前記前面基板は、上記放電を発生させる放電空間を形成，気密化する構成手段の一部を構成しており、
ここで、上記前面基板を介して上記放電空間と反対側に存在する空間を視野空間とし、
上記放電空間と接する側の上記前面基板の表面を、上記複数の放電セルの全体に拡張して考えた面を表示面とし、
上記可視光の内で、上記表示面を通って上記視野空間に出射するものが表示用可視光として働くものとし、
上記積層部材を含む平面を考え、前記放電空間を挟んで該平面と対向する該放電空間の境界をなす面を放電空間底面としたとき、上記表示面と垂直方向に測った，該放電空間底面と上記積層部材の前記放電空間側表面との距離の平均をＢＭ高さhdとし、
前記積層部材は、上記放電空間内，上記放電空間と上記前面基板との間，又は上記前面基板に配設され、上記光吸収層は前記視野空間側に，上記光反射層は前記放電空間側に配設されているものとし、
上記表示面において上記積層部材の存在する領域をＢＭ領域とし、
上記表示面において上記放電空間から前記可視光が前記表示面を通って前記視野空間に射出しうる領域を透過領域とし、
上記ＢＭ領域内の任意の点Ａから上記透過領域までの最短距離の、点Ａに関する平均値を積層部材のサイズ長Laveとしたとき、
Lave/hd < 5であることを特徴とするプラズマディスプレイ装置。
【請求項７】
上記積層部材が島状、網目状、はしご状、樹枝状のいずれかであることを特徴とする請求項６に記載のプラズマディスプレイ装置。
【請求項８】
上記積層部材が、上記前面基板に配設されていることを特徴とする請求項６に記載プラズマディスプレイ装置。
【請求項９】
請求項６に記載のプラズマディスプレイ装置において、前記蛍光体膜及び前記反射層の中の少なくとも一方に、該蛍光体膜の発光色とほぼ同等の色を有する顔料が添加されていることを特徴とするプラズマディスプレイ装置。
【請求項１０】
表示放電を行う為の少なくとも一対の電極と、放電ガスと、該放電ガスの放電で発生する紫外線による励起で可視光を発光する蛍光体膜とを少なくとも備える放電セルを、対向する一対の第１の基板と第２の基板の間に複数個形成したプラズマディスプレイパネルにおいて、
前記蛍光体膜の、前記放電の発生する空間とは反対側に、白色酸化物粉体を含んだガラスからなり、１０マイクロメートル以上，２０マイクロメートル以下の厚さの反射層が設けられてい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１１】
前記白色酸化物粉体が、酸化チタン及び酸化亜鉛の何れかであることを特徴とする請求項１０記載のプラズマディスプレイパネル。
【請求項１２】
上記反射層において、前記ガラスの組成比が、４０体積％以上６０体積％以下の範囲にあることを特徴とする請求項１０に記載のプラズマディスプレイパネル。
【請求項１３】
請求項１０記載のプラズマディスプレイパネルにおいて、前記反射層の上面に形成される前記蛍光体膜の膜厚が、８から３５マイクロメートルの範囲に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１４】
請求項１０記載のプラズマディスプレイパネルにおいて、前記蛍光体膜及び前記反射層の中の少なくとも一方に、該蛍光体膜の発光色とほぼ同等の色を有する顔料が添加されてい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１５】
対向配置された前面基板と背面基板の各々の内面側に少なくとも一つずつ形成されて、対向表示放電を行う２個の電極と、該２個の電極を少なくとも部分的に覆う誘電体膜と、放電ガスと、該放電ガスの放電で発生する紫外線による励起で可視光を発光する蛍光体膜とを、各々が少なくとも備えた複数個の放電セルと、該複数個の放電セルの間を区画する隔壁層とを備え、隔壁層は、前記前面基板及び背面基板とは別体のシート状に形成されており、該複数個の放電セルで各々の放電空間を形成する複数の開口が設けられ、該複数の開口の壁面には、前記蛍光体膜が塗布されて、前記前面基板及び背面基板の間に挟持されており、
前記複数個の放電セルの一つによって占められる空間を、前記前面基板へ投影した時に得られる面積をS1とし、
該放電セルの一つからの前記可視光を前記前面基板の外に出射する、前記前面基板における窓部の面積をS1−S2としたとき、0.1 ≦ S1−S2／S1 ≦ 0.4を満たし、
前記放電ガスのガス圧力ｐと前記２個の電極の間の距離ｄの積pdが、100 Torr × mm≦  pd ≦ 400 Torr × mmを満たし、且つｄ ≧ 0.2 mmを満たすプラズマディスプレイパネルにおいて、
前記蛍光体膜の、前記放電の発生する空間とは反対側に可視光の反射層とが配設されてい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１６】
請求項１５に記載のプラズマディスプレイパネルにおいて、表示放電を維持するための、前記対向表示放電を行う2個の電極に印加される実効的電圧が、300V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１７】
請求項１５に記載のプラズマディスプレイパネルにおいて、前記放電ガスがXeガスを含み、前記放電ガスの体積粒子（原子、分子）密度をngとし、前記Xeガスの体積粒子密度をnXeとし、前記放電ガスのXe組成比aXeをaXe = nXe/ngとして、前記放電ガスのXe組成比aXeが１２％以上、３０％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１８】
請求項１５に記載のプラズマディスプレイパネルを用いた画像表示システム。
【請求項１９】
請求項１５に記載のプラズマディスプレイパネルにおいて、前記蛍光体膜及び前記反射層の中の少なくとも一方に、該蛍光体膜の発光色とほぼ同等の色を有する顔料が添加されていることを特徴とする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、平面型テレビ等に用いられるプラズマディスプレイパネル（以下PDPとも称
す）及びそれを使用したプラズマディスプレイ装置に関し、特に高輝度化高コントラスト化実現の為の構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
プラズマディスプレイパネルは、大画面、薄型,平面テレビに用いられており、高性能化が進んでいる。しかし、明室コントラスト、即ち、明るい環境（通常は家庭内居間の明るさ、すなわち照度150〜200 lxを想定）におけるコントラストはいまだ十分な性能とはいえない。
【０００３】
図２は、典型的プラズマディスプレイパネルの一例の構造の一部を示す分解斜視図である。プラズマディスプレイパネルは、前面基板と背面基板を貼り合わせた構造を有し、両基板間には放電ガスが封入されている。
【０００４】
前面板基板は、前面板ガラス１上に、維持放電（表示放電とも称す）のための、それぞれが透明電極２とバス電極３からなる複数の電極対（通常、電極対の一方をＸ電極と称し、他方をＹ電極と称す。図２には一対のみを示す）を有し、それら電極対は誘電体４と保護膜５により覆われている。背面基板は、背面ガラス基板６上にアドレス電極９を有し、アドレス電極９は誘電体８で覆われている。さらに誘電体８上には隔壁（リブとも呼ばれる）７が構成され、隔壁７間には赤、青，緑色蛍光体膜１０が形成されている。
【０００５】
前面基板側の電極と背面基板側の電極とが互いに概略直交するように（場合によっては、単に互いに交叉するように）、前面基板と背面基板の向きを合わせて、前面基板と背面基板とが封着され、両基板間の空隙部分には放電ガスが封入され、両基板間に複数の放電セルが形成されている。前面基板側の維持電極対と背面基板側のアドレス電極に電圧を選択的に印加することで、前記複数の放電セルの内の所望の放電セルに放電を起こす。本放電により真空紫外線が発生し、発生した真空紫外線が各色蛍光体１０を励起することで赤、青、緑の発光がおこり、フルカラー表示を行う。
【０００６】
しかし、蛍光体１０の体色（body color）は白色に近いことが多く、プラズマディスプレイパネルに入射した外光を蛍光体膜１０が反射してしまい、コントラストを低下させている。
【０００７】
コントラスト改善の方法として、光吸収層と光反射層からなるストライプ状積層部材を用い、輝度低下をおさえて高コントラストを実現する方法が、特許文献１に開示されている。その一例におけるパネルの正面図を図３に、そのIV−IV’線断面図を図４に示す。積層部材１３０は光吸収層１１０と光反射層１２０とからなり、プラズマディスプレイパネルに入射する外光は光吸収層１１０により吸収される。一方、蛍光体膜１０から光反射層１２０に入射し，蛍光体膜１０側へ反射された光は、再び蛍光体膜１０で反射されてプラズマディスプレイパネルの外部に放射される。
【０００８】
この従来技術を使った場合において、高コントラスト化実現の為、放電セルの開口率を減少させた際の様子を図５に示す。一つの放電セルの端部の蛍光体膜１０からの発光光は、蛍光体膜１０と光反射層１２０の間で何度も多重反射をする。蛍光体膜１０と光反射層１２０の、またはそれらのいずれかの表面での光反射が拡散反射であった場合、多重反射の回数はさらに増大する。ここで蛍光体膜１０及び光反射層１２０の反射率は１００％未満であり、光は少なからず吸収されてしまう。そのため、放電セル内での反射回数の増加とともに、プラズマディスプレイパネルから出射される光の強度は減少してしまう。したがって、上記従来技術においては、コントラストを向上させる目的で開口率を下げるに従い、輝度は減少してしまう。
【０００９】
以上、いわゆる３電極・面放電構造のAC型ＰＤＰについて説明したが、本発明はＰＤＰ全般に適用可能であることは言うまでもない。たとえば、DC型のＰＤＰ（例えば、非特許文献１参照）や対向放電型のＰＤＰ（例えば、非特許文献２参照）にも適用可能である。
【００１０】
上記説明した構造のＰＤＰでは、「本放電により真空紫外線が発生し、発生した真空紫外線が各色蛍光体を励起することで赤、青、緑の発光がおこり、フルカラー表示を行う」としているが、必ずしも真空紫外線で蛍光体を励起する場合だけでなく、通常の紫外線で蛍光体を励起する場合にも本発明を適用できることは言うまでもない。さらに、上記構造のＰＤＰでは、蛍光体により赤、青、緑の可視光が発生されるが、必ずしもこのような構造だけでなく、放電により直接可視光を発生させる構造にも本発明を適用できることは言うまでもない。さらに、上記可視光は赤、青、緑の光に限定されることなく、他の色の可視光を発生させる場合、さらに単色の可視光を発生させる場合にも本発明を適用できることは言うまでもない。
【００１１】
【特許文献１】特開平２００４−３１２８７号公報
【非特許文献１】「プラズマディスプレイ最新技術」（EDリサーチ社、１９９６）P. １２１
【非特許文献２】ＳＩＤ  ‘９３  digest  P．１７３
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
本発明が解決しようとする問題点は、プラズマディスプレイパネルにおけるコントラスト向上であり、その際、輝度低下を抑え、高効率化することである。
【００１３】
また、ac面内放電方式では、面内で表示放電をするため、高輝度高効率化を図るには放電空間を大きくする必要がある。表示面へ投影された表示放電空間の面積に対する、表示用の可視光を視野空間に向けて放射する窓部、即ち開口面の面積の割合を開口率と定義した場合、開口率を大きくすることにより、放電空間を大きくできる。しかしながら、開口率が大きいと、上記開口間の間隙を黒色物質で埋めるブラックマトリックスに利用できる面積が小さくなり、明室コントラストが小さくなる問題が起こる。
【００１４】
表示放電を、対向する1対の基板に設けられた電極間で発生させ、且つ交流駆動するAC対向放電方式では、放電空間を視野空間方向に大きくできるので、開口率を増加せずに放電空間を大きくとれるため、明室コントラストを大きくできるが、上記放電空間を囲う隔壁高さが高くなってしまい、前面板、あるいは、背面板に隔壁を製造するプロセスでは高い隔壁を作製するのは困難である。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本書において開示される発明のうち、代表的なものの概要を説明すれば、下記の通りである。
（１）  表示放電を行う為の少なくとも一対の電極と、放電ガスと、該放電ガスの放電で発生する紫外線による励起で可視光を発光する蛍光体膜とを少なくとも備える放電セルを、対向する一対の第１の基板と第２の基板の間に複数個形成し、表示用の可視光が出射する側の前記第１の基板の内側に、該第１の基板への外光が入射する側に配設された光吸収層と，前記蛍光体膜側に配設された光反射層とが積層されてなる積層部材が、前記放電セルの各々の平面形状内に分散して配設されているプラズマディスプレイパネルにおいて、前記蛍光体膜の、前記放電の発生する空間とは反対側に可視光の反射層が配設されていることを特徴とするプラズマディスプレイパネル。
（２）  （１）に記載のプラズマディスプレイパネルにおいて、前記放電セルの各々の平面形状内で前記積層部材が連続して形成されており、かつ前記放電セルの各々の平面形状内で前記積層部材に光を透過させる複数の開口が設けられていることを特徴とするプラズマディスプレイパネル。
（３）  （１）に記載のプラズマディスプレイパネルにおいて、前記放電セルの各々の平面形状内で前記積層部材が複数個互いに分離して形成されていることを特徴とするプラズマディスプレイパネル。
（４）  （２）に記載のプラズマディスプレイパネルにおいて、前記積層部材が、網状、はしご状の何れかに形成されているプラズマディスプレイパネル。
（５）  （１）に記載のプラズマディスプレイパネルにおいて、前記蛍光体膜及び前記反射層の中の少なくとも一方に、該蛍光体膜の発光色とほぼ同等の色を有する顔料が添加されていることを特徴とするプラズマディスプレイパネル。
（６）  プラズマディスプレイパネルと、該プラズマディスプレイパネルを駆動する手段とを少なくとも備えたプラズマディスプレイ装置において、上記プラズマディスプレイパネルは、表示用可視光を出射する前面基板と複数の放電セルとを備え、上記複数の放電セルの各々は、該放電セルに電圧を印加するための電極と、放電を形成するための放電ガスと、上記放電で可視光を発生する蛍光体膜と、この蛍光体膜の、前記放電の発生する空間とは反対側に配設された可視光の反射層と、少なくとも光吸収層と光反射層とを積層して形成された積層部材とを少なくとも備え、前記前面基板は、上記放電を発生させる放電空間を形成，気密化する構成手段の一部を構成しており、ここで、上記前面基板を介して上記放電空間と反対側に存在する空間を視野空間とし、上記放電空間と接する側の上記前面基板の表面を、上記複数の放電セルの全体に拡張して考えた面を表示面とし、上記可視光の内で、上記表示面を通って上記視野空間に出射するものが表示用可視光として働くものとし、上記積層部材を含む平面を考え、前記放電空間を挟んで該平面と対向する該放電空間の境界をなす面を放電空間底面としたとき、上記表示面と垂直方向に測った，該放電空間底面と上記積層部材の前記放電空間側表面との距離の平均をＢＭ高さhdとし、前記積層部材は、上記放電空間内，上記放電空間と上記前面基板との間，又は上記前面基板に配設され、上記光吸収層は前記視野空間側に，上記光反射層は前記放電空間側に配設されているものとし、上記表示面において上記積層部材の存在する領域をＢＭ領域とし、上記表示面において上記放電空間から前記可視光が前記表示面を通って前記視野空間に射出しうる領域を透過領域とし、上記ＢＭ領域内の任意の点Ａから上記透過領域までの最短距離の、点Ａに関する平均値を積層部材のサイズ長Laveとしたとき、Lave/hd < 5であることを特徴とするプラズマディスプレイ装置。
（７）  （６）に記載のプラズマディスプレイ装置において、上記積層部材が島状、網目状、はしご状、樹枝状のいずれかであることを特徴とするプラズマディスプレイ装置。
（８）  （６）に記載のプラズマディスプレイ装置において、上記積層部材が、上記前面基板に配設されていることを特徴とするプラズマディスプレイ装置。
（９）  （６）に記載のプラズマディスプレイ装置において、前記蛍光体膜及び前記反射層の中の少なくとも一方に、該蛍光体膜の発光色とほぼ同等の色を有する顔料が添加されていることを特徴とするプラズマディスプレイ装置。
（１０）  表示放電を行う為の少なくとも一対の電極と、放電ガスと、該放電ガスの放電で発生する紫外線による励起で可視光を発光する蛍光体膜とを少なくとも備える放電セルを、対向する一対の第１の基板と第２の基板の間に複数個形成したプラズマディスプレイパネルにおいて、前記蛍光体膜の、前記放電の発生する空間とは反対側に、白色酸化物粉体を含んだガラスからなり、１０マイクロメートル以上，２０マイクロメートル以下の厚さの反射層が設けられていることを特徴とするプラズマディスプレイパネル。
（１１）  （１０）に記載のプラズマディスプレイパネルにおいて、前記白色酸化物粉体が、酸化チタン及び酸化亜鉛の何れかであることを特徴とするプラズマディスプレイパネル。
（１２）  （１０）に記載のプラズマディスプレイパネルにおいて、上記反射層において、前記ガラスの組成比が、４０体積％以上６０体積％以下の範囲にあることを特徴とするプラズマディスプレイパネル。
（１３）  （１０）に記載のプラズマディスプレイパネルにおいて、前記反射層の上面に形成される前記蛍光体膜の膜厚が、８から３５マイクロメートルの範囲にあることを特徴とするプラズマディスプレイパネル。
（１４）  （１０）に記載のプラズマディスプレイパネルにおいて、前記蛍光体膜及び前記反射層の中の少なくとも一方に、該蛍光体膜の発光色とほぼ同等の色を有する顔料が添加されていることを特徴とするプラズマディスプレイパネル。
（１５）  対向配置された前面基板と背面基板の各々の内面側に少なくとも一つずつ形成されて、対向表示放電を行う２個の電極と、該２個の電極を少なくとも部分的に覆う誘電体膜と、放電ガスと、該放電ガスの放電で発生する紫外線による励起で可視光を発光する蛍光体膜とを、各々が少なくとも備えた複数個の放電セルと、該複数個の放電セルの間を区画する隔壁層とを備え、隔壁層は、前記前面基板及び背面基板とは別体のシート状に形成されており、該複数個の放電セルで各々の放電空間を形成する複数の開口が設けられ、該複数の開口の壁面には、前記蛍光体膜が塗布されて、前記前面基板及び背面基板の間に挟持されており、前記複数個の放電セルの一つによって占められる空間を、前記前面基板へ投影した時に得られる面積をS1とし、該放電セルの一つからの前記可視光を前記前面基板の外に出射する、前記前面基板における窓部の面積をS1−S2としたとき、0.1 ≦ S1−S2／S1 ≦ 0.4を満たし、前記放電ガスのガス圧力ｐと前記２個の電極の間の距離ｄの積pdが、100 Torr × mm≦  pd ≦ 400 Torr × mmを満たし、且つｄ ≧ 0.2 mmを満たすプラズマディスプレイパネルにおいて、前記蛍光体膜の、前記放電の発生する空間とは反対側に可視光の反射層とが配設されていることを特徴とするプラズマディスプレイパネル。
（１６）  （１５）に記載のプラズマディスプレイパネルにおいて、表示放電を維持するための、前記対向表示放電を行う2個の電極に印加される実効的電圧が、300V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。
（１７）  （１５）に記載のプラズマディスプレイパネルにおいて、前記放電ガスがXeガスを含み、前記放電ガスの体積粒子（原子、分子）密度をngとし、前記Xeガスの体積粒子密度をnXeとし、前記放電ガスのXe組成比aXeをaXe = nXe/ngとして、前記放電ガスのXe組成比aXeが１２％以上、３０％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。
（１８）  （１５）に記載のプラズマディスプレイパネルを用いた画像表示システム。
（１９）  （１５）に記載のプラズマディスプレイパネルにおいて、前記蛍光体膜及び前記反射層の中の少なくとも一方に、該蛍光体膜の発光色とほぼ同等の色を有する顔料が添加されていることを特徴とするプラズマディスプレイパネル。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の構造により、輝度低下を抑えた高コントラストプラズマディスプレイパネルが実現可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、図１，６，７，及び８（ａ）〜８（ｅ）を参照して本発明の一実施の形態を詳細に説明する。なお、本件発明を説明するための全図において、同一機能を有するものは同一符号を付け、その説明の繰り返しは省略する。
【００１８】
図６は本実施の形態によるパネルの一例の正面図であり、図１は、図６のＩ−Ｉ’線における断面図である。
【００１９】
本実施の形態におけるプラズマディスプレイパネルの基本構造は、既に図２を用いて説明したものと同様に、前面基板と背面基板を貼り合わせた構造を有し、両基板間には放電ガスが封入されている。前面板基板は、前面板ガラス１上に、維持放電のための、それぞれが透明電極２とバス電極３からなる電極対を複数個有し、それら電極対は誘電体４と保護膜５により覆われている。背面基板は、背面ガラス基板６上にアドレス電極９を有し、アドレス電極９は誘電体８で覆われている。さらに誘電体８上には隔壁７が構成され、隔壁７間には赤，青，緑色蛍光体膜１０と下地の反射層１５が形成されている。また、赤，青，緑色蛍光体膜１０と下地の反射層１５に対して、赤の放電セルでは赤の顔料を、青の放電セルでは青の顔料を、緑の放電セルでは緑の顔料を添加することで、輝度を下げずにパネル反射率を下げることも出来る。
【００２０】
前面基板側の電極と背面基板側の電極とが互いに直交するように、前面基板と背面基板の向きを合わせて、前面基板と背面基板とが封着され、両基板間の空隙部分には放電ガスが封入され、両基板間に複数の放電セルが形成されている。前面基板側の維持電極対と背面基板側のアドレス電極に電圧を選択的に印加することで、前記複数の放電セルの内の所望の放電セルに放電を起こす。本放電により真空紫外線が発生し、発生した真空紫外線が各色蛍光体１０を励起することで赤、青、緑の発光がおこり、フルカラー表示を行う。
【００２１】
本実施の形態においては、少なくとも、プラズマディスプレイパネルの外光入射側に配設された光吸収層と，該プラズマディスプレイパネルの放電空間側に配設された光反射層とが積層されてなる積層部材を、各放電セルの平面形状内に分散して配設し、蛍光体１０の下地膜として反射層１５を配設することを特徴とするものである。
【００２２】
先ず、積層部材、および表示用可視光が放射される表示面の説明をする。ここでは、１つの放電セルについて考えることにする。画像表示のための放電の発生する空間を放電空間とする。積層部材の層が形成されている面を、放電セル全体に拡張した面を表示面とする。または、上記前面基板の上記放電空間と接する表面を放電セル全体に拡張した面を表示面とする。このようにして定めた表示面は、通常、前面板ガラス１の表面と平行な面である。また、画像表示のための放電の発生する空間を放電空間とする。表示面を通過して表示用可視光が放射される空間を視野空間とする。表示面を介して、放電空間の存在する側を放電空間側と称し、視野空間の存在する空間側を視野空間側と称す。上記の「少なくとも光吸収層と光反射層とが積層されてなる積層部材」とは、上記表示面に垂直な方向に少なくとも光吸収層と光反射層が積層されて存在していることであり、これ以外の特性を有する層を、光吸収層と光反射層との間に介在させて、または、積層部材の外側に積層させるなどして、共存させることも可能である。
【００２３】
本実施の形態によるプラズマディスプレイパネルの一例の正面図である図６、及び図６のプラズマディスプレイパネルにおけるのＩ−Ｉ’線における断面図である図１に示されているように、積層部材（以下、積層部材BM（Black Matrix）, または単にBM、またはブラックマトリックスとも称す）１３は、プラズマディスプレイパネルの外光入射側に配設された光吸収層１１と，該プラズマディスプレイパネルの放電空間１４（蛍光体層１０）側に配設された光反射層１２とを積層して形成されている。即ち、光吸収層１１が視野空間側に、光反射層１２が放電空間１４側（蛍光体層１０面側）に配設されている。さらに、積層部材１３は、各放電セルの平面形状内に複数個分散して配設されている。
【００２４】
即ち、本実施の形態においては、光吸収層１１と光反射層１２とが積層されてなる積層部材１３は、各放電セル内において、間隙（あるいは、後述するように開口でも良い）を介在して分散配置されている。従って、一つの放電セルの端部の蛍光体膜１０および下地の反射層１５からの発光光の一部は、積層部材１３の光反射層１２と、蛍光体膜１０および下地の反射層１５の間で反射が繰り返された後にプラズマディスプレイパネル外部に放射されるが、図７に示したように、該積層部材１３は、間隙を介在して分散配置されているため、蛍光体膜１０および下地の反射層１５からの発光光は、少ない反射回数で該間隙を通り抜けてプラズマディスプレイパネル外部に放射される。
【００２５】
従って、図５を用いて説明した従来技術の場合に比べて、本実施の形態においては、蛍光体膜１０および下地の反射層１５からの発光光の反射回数が少なくなり、光の減衰が少なく、輝度の低下が抑制可能で、かつ各放電セル内で、光吸収層１１の占める面積を、要求される表示コントラストを満たすように設定することが可能である。
【００２６】
次に、積層部材１３の大きさを決定する手法の一例について説明する。図６及び７において、積層部材１３のサイズＬａを次のように定義する。図６に示したプラズマディスプレイパネルの正面図における或る直線に沿った断面について考える。ここでは、一例として、図７に示されている，図６のＩ−Ｉ’線に沿った断面図を考える。積層部材１３のサイズＬａを、本断面図における積層部材１３の長さの最小値と定義する。なお、断面は、上記Ｉ−Ｉ’線に限らず、パネルの表示面内の何れの方向について考えても良く、少なくとも一つの断面において、積層部材１３のサイズＬａと放電セルサイズＬ（図７参照）を、下記不等式を満足するように設定することが望ましい。これは、積層部材は、出来るだけ小さいものを、より多く配設することが好ましいからである。
【００２７】
０＜（Ｌａ／Ｌ）≦０．５
光吸収層１１と光反射層１２とからなる積層部材１３の分散態様は、例えば図８（ａ）に示した如く、複数の積層部材１３を島状に分散させた構造、図８（ｂ）に示した如く、連続して一体の積層部材１３に複数の穴を設けた穴空き構造、図８（ｃ）に示した如く、連続して一体の積層部材１３に正方形又は矩形の開口を複数個設けた網目状、図８（ｄ）に示した如く、積層部材１３を樹枝状の形状に設けた樹枝状構造、図８（ｅ）に示した如く、連続して一体の積層部材１３に樹枝状の開口を設けたの樹枝状穴空き構造、あるいは積層部材１３を梯子状形状に設ける梯子状構造等で実現できる。
【００２８】
ここで、光吸収層１１と光反射層１２の説明をする。ある層に可視光が入射し一部が吸収される場合を考える。入射可視光のエネルギーに対する、吸収された可視光のエネルギーの割合を吸収率とする。吸収率が通常の物質より高い層を吸収層と呼ぶ。通常、吸収層の吸収率は0.5以上であり、本発明の効果を顕著にするためには、吸収層の吸収率は0.7以上、0.9以上、さらには0.95以上が望ましい。次に、ある層の表面に可視光が入射し一部が反射される場合を考える。反射の形態は、鏡面反射あるいは拡散反射のいずれでも構わない。入射可視光のエネルギーに対する、反射された可視光のエネルギーの割合を反射率とする。反射率が通常の物質より高い層を反射層と呼ぶ。通常、反射層の反射率は0.5以上であり、本発明の効果を顕著にするためには、反射層の反射率は0.7以上、0.9以上、さらには0.95以上が望ましい。
【００２９】
光吸収層１１を形成する材料としては、Ｃｒ等の金属や酸化クロム、二酸化マンガン、酸化銅等の酸化物を用いることが可能である。また、光反射層１２や下地の反射層１５を形成する材料としては、Ａｌ、Ａｇ，Ａｕ等の金属や酸化チタン、アルミナ、二酸化珪素、酸化タンタル等の酸化物を使用することが可能である。また、光吸収層１１と光反射層１２からなる積層部材１３の製法としては、スクリーン印刷法、ディスペンサ法、ホトリソグラフィ法等が使用可能である。また、反射層１５を本発明では主に使用しているが、反射層１５の代替として蛍光体層の下地、すなわち、リブ材そのものを可視光の反射層としての機能を持たせることでも本発明の効果がある。
【００３０】
なお、本発明は、図２に例示されたプラズマディスプレイパネル構造に限定されるものではなく、図９（ａ）にその正面図を示した、バス電極３の両側に透明電極領域２を有するプラズマディスプレイパネル構造や、図９（ｂ）及び９（ｃ）に示す突起を有する電極構造を使用するプラズマディスプレイパネル構造にも適用可能である。また、積層部材１３は、図９（ｄ）に示す如く、前面板ガラス１内に、又図９（ｅ）に示す如く、誘電体４内に配設してもよい。本積層部材は、上記放電空間内、又は上記放電空間と上記前面基板との間、又は上記前面基板に配設される。特に、構造を簡単にするためには、本積層部材が上記前面基板に配置されることが望ましい。特に、図９（ｄ）に示すように前面ガラス１内に積層部材１３を予め作り込んでおけば、製造工程が簡単になり実用的価値が大きい。また、図９（e）に示すように維持放電のための電極対を覆う誘電体４内に積層部材１３を作り込むことも可能である。こうすることにより、電極形成工程とは独立して積層部材１３を形成することが可能となり、製造プロセスを容易にすることができる。
【００３１】
さらに、上記誘電体４を、予め形成したシート状の材料を用いて製造する場合は、このシート状材料の中に予め積層部材１３を形成しておくことが可能となり、製造工程をさらに低コスト、高信頼にすることが可能となる。この場合上記シート状材料を複数枚使用することも可能であり、これら複数枚のシート状材料の一部に積層部材１３を形成し、それらを貼り合わせたものを新たにシート状材料とすることも可能である。
【００３２】
さらに、図９（ｂ）及び図９（ｃ）にそれぞれ示すように、維持放電のための電極対（維持放電電極対と称す）がＴ字状、あるいは突起形状をしている場合、このＴ字部分あるいは突起部分を、積層部材１３（または積層部材の一部）で構成すると実用的価値が大である。何故なら、このようなＴ字部分あるいは突起部分の幅が小さく、したがって下記で説明する寸法Laveが小さくなり、容易に寸法比Lave/hdを小さく出来るからである。更には、本発明は図１０に示した、格子状のリブ７（隔壁）を有するプラズマディスプレイパネル構造にも適用可能である。
[比較例]
比較例として、各放電セルの輪郭の全て，またはその一部に近似した平面形状で、ストライプ状に、各放電セルの周辺部に沿って形成された，光吸収層と光反射層からなる積層部材を採用したプラズマディスプレイパネルを作製した。本比較例パネルの正面図を図１１に、またそのX-X’線における断面図を図１２に示した。既に図２を用いて説明したプラズマディスプレイパネルと同様の前面板の表面に、光吸収層１１０と光反射層１２０とからなる積層部材１３０をストライプ状に作製した。
【００３３】
まず、酸化クロム粒子、低融点ガラス粉末、バインダと溶媒からなる，光吸収層１１０のためのペーストを作製した。本ペーストをスクリーン印刷法により印刷形成、乾燥を行い溶剤を揮発させ、酸化クロムからなる光吸収層１１０を作製した。
【００３４】
次に酸化チタン粒子、低融点ガラス粉末、バインダと溶媒からなる光反射層１２０のための，ペーストを作製した。本ペーストをスクリーン印刷法により光吸収層１１０に重なるように印刷形成して光反射層１２０を形成し、乾燥、焼成工程によりバインダと溶媒を焼き飛ばした。
【００３５】
本方法により光吸収層１１０と光反射層１２０からなる積層部材１３０をストライプ状に形成した。本前面基板と背面基板との間に放電ガスを封入し、背面基板と前面基板を封着してプラズマディスプレイパネルを作製した。光吸収層１１０と光反射層１２０からなる積層部材１３０の幅を種々変えて、開口率の異なるパネルを作製した。
【００３６】
図１３（ａ）に示した、プラズマディスプレイパネルを正面から見た際の単位放電セルにおける、発光可能面積（一点鎖線内）をＳ１と定義し、面積Ｓ１中の光吸収層面積総和をＳ２と定義する。図１３（ｂ）における光吸収層面積総和Ｓ２は、面積Ａ１とＡ２の和となる。これらの値を基に、開口率を（Ｓ１−Ｓ２）／Ｓ１と定義する。
【００３７】
以下、さまざまな積層部材の形状の例について説明するが、開口率はこれにならって定義することとする。
【実施例１】
【００３８】
本実施例のプラズマディスプレイパネル構造の正面図を図１４に示す。また図１４におけるＹ−Ｙ’線断面図を図１５に、またＸ−Ｘ’線断面図を図１６に示した。
【００３９】
前面板に電極２，３を作製後、光吸収層１１と光反射層１２からなる積層部材１３を作製した。酸化クロムからなる光吸収層１１を作製した。先ず、酸化クロム粒子、低融点ガラス粉末、バインダと溶媒からなる光吸収層１１用ペーストを作製し、本ペーストをスクリーン印刷法により印刷形成、乾燥を行い溶剤を揮発させた。次に、酸化チタンからなる光反射層１２を作製した。先ず、酸化チタン粒子、低融点ガラス粉末、バインダと溶媒からなる光反射層１２用ペーストを作製した。本ペーストをスクリーン印刷法により、光吸収層１１に重なるように印刷形成した。印刷後、乾燥、焼成工程によりバインダと溶媒を焼き飛ばした。その後、誘電体４、保護膜５を形成し、前面基板を作成した。その後放電ガスを封入し、背面基板と前面基板を封着してプラズマディスプレイパネルを作製した。光吸収層１１と光反射層１２からなる積層部材１３の大きさ、数を調整し開口率の異なるプラズマディスプレイパネルを複数個作製した。本プラズマディスプレイパネルに駆動回路を接続して輝度を測定した。本実施例のコントラストは、光反射層１２と光吸収層１１からなる積層部材１３を持たないプラズマディスプレイパネルに比べて大きな値となった。また，この際の輝度の測定結果を図１７(a)に示す。光反射層１２と光吸収層１１からなる積層部材１３を各放電セル内で分散させることで、前述の比較例に対して輝度向上が実現されたことがわかる。プラズマディスプレイパネルの性能としては、輝度とコントラストの双方を考える必要がある。輝度とコントラストの積を性能指数と定義し、この値の測定結果を図１７（ｂ）に示す。開口率が０．１から０．８の構造において、本発明のパネル構造の性能指数を、比較例の値よりも５％以上向上できた。
【実施例２】
【００４０】
本実施例のプラズマディスプレイパネル構造の正面図を図１８に示す。また図１８におけるＸ−Ｘ’線における断面図を図２０に、また線Ｙ−Ｙ’における断面図を図１９に示した。光吸収層１１と光反射層１２からなる積層部材１３が、誘電体４層の表面に構成される以外は実施例１と同じ方法でプラズマディスプレイパネルを作製して輝度測定をした。
【００４１】
開口率が０．１から０．８の構造において、上記比較例よりも輝度が高くなり、光反射層１２と光吸収層１１からなる積層部材１３を、各放電セル内で分散させることで輝度向上が実現された。
【実施例３】
【００４２】
実施例１において、光吸収層１１と光反射層１２とからなる積層部材１３を、図８（ｂ）に示した如く、連続して一体の積層部材１３に複数の開口を設けた，穴空き形状に変えてプラズマディスプレイパネルを作製して輝度測定を行った。開口率０．１から０．８の構造において、上記比較例よりも輝度が高くなり、光反射層１２と光吸収層１１からなる積層部材１３を各放電セル内で分散させることで輝度向上が実現された。
【実施例４】
【００４３】
実施例１において、光吸収層１１と光反射層１２とからなる積層部材１３を、図８（ｃ）に示した如く、連続して一体の積層部材１３に正方形又は矩形の開口を複数個設けた，網目形状に変えてプラズマディスプレイパネルを作製して輝度測定を行った。開口率０．１から０．８の構造において、上記比較例よりも輝度が高くなり、光反射層１２と光吸収層１１からなる積層部材１３を各放電セル内で分散させることで輝度向上が実現された。
【実施例５】
【００４４】
実施例１において、光吸収層１１と光反射層１２とからなる積層部材１３を、図８（ｄ）に示す如く、樹枝状形状に変えてプラズマディスプレイパネルを作製して輝度測定を行った。開口率０．１から０．８の構造において、上記比較例よりも輝度が高くなり、光反射層１２と光吸収層１１からなる積層部材１３を各放電セル内で分散させることで輝度向上が実現された。
【実施例６】
【００４５】
実施例１において、光吸収層１１と光反射層１２とからなる積層部材１３を、図８（ｅ）に示した如く、連続して一体の積層部材１３に樹枝状の開口を設けた，樹枝状穴空き形状に変えてプラズマディスプレイパネルを作製して輝度測定を行った。開口率０．１から０．８の構造において、上記比較例よりも輝度が高くなり、光反射層１２と光吸収層１１からなる積層部材１３を各放電セル内で分散させることで輝度向上が実現された。
【実施例７】
【００４６】
本実施例のプラズマディスプレイパネル構造の正面図を図２１に示す。また図２１に示したプラズマディスプレイパネル構造のＹ−Ｙ’線断面図を図２２に示した。
【００４７】
前面板に形成される電極が、クロムからなる光吸収層１１とアルミニウムからなる光反射層１２の積層部材１３から構成され、複数の積層部材１３間で放電を起こすこと、および透明電極が存在しない点が前記比較例と異なる。
【００４８】
本構造により、開口率０．１から０．８の構造において、前記比較例よりも輝度が高くなり、光反射層１２と光吸収層１１からなる積層部材１３を各放電セル内で分散することで輝度向上が実現された。
【００４９】
次に、本発明における積層部材ＢＭについて説明する。前面基板に形成される本積層部材ＢＭは、電気的な絶縁物，あるいは電気的な導体、あるいはこれらの組み合わせにより構成される。本積層部材ＢＭは、電極対（各々が透明電極２とバス電極３とを積層されて形成されている電極の１対）と電気的に絶縁されて配置されることもあるし、電気的に絶縁されない場合もある。さらには、積層部材ＢＭの一部が上記電極対の一部または全体を構成する場合もある。
【００５０】
上述した一実施の形態では、各放電セルの平面形状内に分散された積層部材１３という概念で、高輝度，高コントラストのプラズマディスプレイパネルを実現するものであるが、以下に述べる実施の形態では、さらに、放電セルを３次元的に捕らえて、高輝度，高コントラストのプラズマディスプレイパネルを実現するものである。
【００５１】
積層部材ＢＭのサイズ長dbmを次のように定義する。上記説明の場合と同様に、１放電セルについて考えることにする。上記説明した表示面において、積層部材ＢＭの存在する領域をＢＭ領域とする。積層部材ＢＭの特性から、放電空間内の可視光はＢＭ領域を通り抜けて視野空間に射出することはできない。一方、表示面において、放電空間内からの可視光が表示面を通り抜けて視野空間に射出しうる領域を透過領域とする。また、表示面において、上記ＢＭ領域以外の領域を非ＢＭ領域とする。通常、透過領域は非ＢＭ領域に等しいが、積層部材ＢＭ以外で、放電空間から視野空間への可視光の射出を遮る物（たとえばバス電極３）が存在すると、透過領域は非ＢＭ領域に含まれることになる。さて、図７において、ＢＭ領域内の任意の点Ａを考える。点Ａから透過領域までの最短距離をdbm-Aとする。ＢＭ領域内におけるdbm−Aの平均値を積層部材ＢＭのサイズ長Laveとする。まず、放電セルの代表的サイズをLとすると、積層部材BMは、出来るだけ小さいものを、より多く配設することが好ましいので、Laveの放電セルサイズLに対する比は１／２以下が望ましい。すなわち、（Lave/L） ＜ 1/2が望ましい。さらに、蛍光体膜１０および下地の反射層１５が可視光を拡散反射する場合、多重反射の回数を減らすためには、Lave < hd（すなわち、0 < Lave/hd < 1 ）であることが望ましい。ここで、hdはＢＭ高さであり、上記表示面と垂直な方向に測った，上記蛍光体膜表面から上記積層部材ＢＭの蛍光体膜側表面までの長さの平均値である。または、蛍光体膜が背面基板上に、上記表示面と概略平行な面（この面を蛍光体膜底面と称す）を形成して作成される場合、ＢＭ高さhdは、上記蛍光体膜底面と上記積層部材ＢＭの蛍光体膜側表面の間の距離である。すなわち、hdは蛍光体膜と積層部材ＢＭ間の距離である。さらに一般的に言えば、ＢＭ高さhdは「上記積層部材ＢＭを含む平面を考え、前記放電空間を挟んで該平面と対向する該放電空間の境界をなす面を放電空間底面としたとき、上記表示面と垂直方向に測った，該放電空間底面と上記積層部材ＢＭの前記放電空間側表面との距離の平均」である。
【００５２】
こうすることにより本発明の効果が発現するのは、積層部材ＢＭの光反射層で反射し、次いで蛍光体膜で拡散反射した可視光のより多くの部分がさらなる多重反射を繰り返すことなく視野空間に射出されるからである。なぜなら、蛍光体膜表面で拡散反射した可視光が放電空間内を伝播して積層部材ＢＭの存在する面（表示面に概略平行な面）に到達するまでにhdの程度広がるからであり、これら広がった可視光の一部（有限な部分、場合によって多くの部分）が透過領域を通過して視野空間に射出するからである。通常の構造で、積層部材ＢＭを設置すると、ＢＭ高さhdは、放電空間高さhdsに概略等しくなる。背景技術の項で説明した構造のＰＤＰでは、放電空間高さhdsは、蛍光体膜表面から前面基板表面までの長さである。図７に放電空間高さhdsを示してある。通常、放電空間高さhdsの大きさは、0.1 mm〜0.2 mmである。ただし、この値は、適用するＰＤＰ構造により異なり、たとえば対向放電型ＰＤＰや超大型画面のＰＤＰでは、この値はさらに大きくなる。
【００５３】
上記 ０ < Lave/hd < 1の条件は、一般的な効果を期待する場合の条件である。上記で説明した本発明の原理より、より大きな効果を期待するためには、０ < Lave/hd < 0.5、さらには０< Lave/hd < 0.2 が望ましい。ただし、より大きな効果を期待して Lave/hd (＞0)を小さくすればするほどLave が小さくなり、より微細な積層部材ＢＭを形成する必要が生じる。すなわち、製造および製造コスト増大の困難が生じる。一方、必ずしも最高性能を追求せず限定された効果を期待する場合は、0 < Lave/hd < 2、0 < Lave/hd < 3、さらには 0 < Lave/hd < 5でも一定の効果を期待することができる。こうすることにより、Laveの値が大きくなって、積層部材ＢＭの製造が容易になる利点がある。また、通常、製造可能なLaveの値は0.01 mm以上であり、さらに製造の容易性を考慮すると、Laveの値は0.02 mm以上、さらには0.05 mm以上、さらには0.１ｍｍ以上が望ましい。ただし、製造可能ならばLaveの大きさは0.01 mm以下であっても良い。原理的にはLaveの最小値は可視光の波長程度であり、Laveの値は原理的には0.0005 mm = 0.5 mm以上が望ましい。
【００５４】
本発明の効果を顕著にするためには、上記蛍光体膜の反射率がより大きい方が望ましい。蛍光体膜の反射率が0.5以上で本発明の効果を発現することができる。さらには、蛍光体膜の反射率を0.7以上、0.9以上、さらには0.95以上にすると、本発明の効果をより顕著にすることができる。
【実施例８】
【００５５】
実施例1において、反射層15を、酸化チタン(TiO２)の粉体をガラス材に混ぜて膜を作製した。その際、反射層15に占めるガラスの組成を、体積比で50%にして、膜厚を変化させたものを作り、反射率を測定した。その結果を図23に示す。この反射層を形成したプラズマディスプレイパネルを作製して輝度測定を行った。TiO２膜厚が10マイクロメートル以上、すなわち、反射率が約80%以上の反射膜において、上記比較例よりも輝度が高くなり、反射層15膜厚を増加させることで輝度向上が実現された。
【００５６】
図23には、さらに、蛍光体の厚みを15マイクロメートルと仮定した場合に、放電セル直径250マイクロメートルのセルサイズでの、反射層の厚みを変化させたときの放電空間利用効率を計算した結果が示されている。
【００５７】
ここで、放電空間利用効率Edを、Ed = A×V, 但し、Vは放電空間体積、Aは放電セルの形状、材料で決まる定数と定義し、放電空間の等価直径を２５０マイクロメートル、放電空間の高さを４００マイクロメートルとし、反射層の厚みを０〜５０マイクロメートルの範囲で可変させた場合の放電空間利用効率Edの計算結果を図２３にX印でプロットした（右側縦軸スケール）。但し、反射層の厚みが０マイクロメートルの場合の放電空間利用効率を１に規格化して示している。さらに、この場合、蛍光体層の厚みを１５マイクロメートルに固定している。実験の結果、プラズマディスプレイパネルの放電状態を安定に動作させるためには、放電空間利用効率を0.5以上の値に設定することが好適であった。すなわち、反射膜の膜厚は、20マイクロメートル以下において、放電状態を安定に動作できる。従って、反射層の膜厚は、10マイクロメートル以上、20マイクロメートル以下の値に設定することが好ましい。
【実施例９】
【００５８】
実施例８において、反射層15に占めるガラスの組成比を変化させた反射層15を種々作り、それらの反射率を測定した。その結果を図24に示す。これらの反射層を用いたプラズマディスプレイパネルを作製して輝度測定を行った。反射層15に占めるガラスの組成比が60%未満の反射層15においては、上記比較例よりも輝度が高くなり、反射層15の膜厚を変化させることで輝度向上が実現された。ただし、ガラスの組成比が40%未満の反射層では膜ハガレ現象が起こり一部輝度低下が見られた。従って、反射層のガラスの組成比を40%以上，60%以下にすることにより、物理的強度も十分なプラズマディスプレイパネルを作製することが出来た。
【００５９】
本実施例では、ガラス材に反射材を混ぜて反射層を形成したが、この反射層の代替として、蛍光体の下地、すなわち、リブ（隔壁）材そのものを可視光の反射層として機能するものを使用することで同等の機能を持たせることが出来た。リブ材はガラス材であるが、ここに反射層と同様に白色酸化物粉体を混ぜ合わせ、白色のリブを形成することで実現できた。また、白色セラミック材でも同機能を有するリブを形成することができた。
【実施例１０】
【００６０】
実施例８において、反射層15に占めるガラスの組成比を体積比で50%にして、膜厚13.3マイクロメートルのTiO２の反射層を形成し、その上につける蛍光体膜の厚さを変化させて反射率を測定した。その結果を図25(a)に示す。この反射層を用いたプラズマディスプレイパネルを作製して輝度測定を行った。その結果を図25(b)に示す。蛍光体膜厚が8マイクロメートル以上，35マイクロメートル以下の蛍光体膜10において、上記比較例よりも輝度が高くなり、反射層15の膜厚を変化させることで輝度向上が実現された。
【００６１】
本実施例では、粒径およそ1〜4マイクロメートル径の赤、緑、青の蛍光体を用いている。蛍光体膜厚が8マイクロメートルとは、大体その蛍光体が3層程積層したことになり、蛍光体膜が光をそのまま通過させない厚み以上になると、輝度値が高くなることが分かっている。また、蛍光体の膜厚は厚い程良いと考えられるが、35マイクロメートル以上の厚みになると、反射層の効果を有効に使えなくなり、輝度値および放電空間利用効率が低下することが分かっている。従って、蛍光体膜厚が8マイクロメートル以上，35マイクロメートル以下の範囲でプラズマディスプレイパネルを作製した。
【００６２】
蛍光体は、3原色に対応する３種類であるが、反射層および蛍光体層での可視光の反射は、それぞれの蛍光体の発光色のみの反射があれば機能する。そこで、反射層および蛍光体層にその蛍光体の発光色とほぼ同等な色を有する顔料を添加することにより、赤の画素の場合は赤のみと、必要な可視光のみ反射し、他の色の可視光は反射しない構造をとることによって、さらに発光効率を向上させることができた。顔料としては、赤はべんがらの無機系赤色顔料や酸化鉄（Fe2O3）、硫セレン化カドミウム、アントラキノン系等の無機系顔料、緑はTiO2-CoO-Al2O3-Li2O系、CoO-Al2O3-Cr2O3-TiO2系、CoO-NiO-ZnO-TiO2系酸化物の無機系顔料や塩素化フタロシアニングリーン系や臭素化フタロシアニングリーン系の緑色顔料など、青はコバルトブルー系やフタロシアニンブルー系の青色顔料やアルミン酸コバルト青色顔料、CoO-Al2O3系酸化物青色顔料、群青青色顔料などを使用した。
【００６３】
実施例8〜10では、実施例1の光吸収層と光反射層を配設したプラズマディスプレイパネルで輝度向上を実現できたが、光吸収層または光反射層を配設しないプラズマディスプレイパネルでも輝度向上の結果が得られた。
【実施例１１】
【００６４】
図２６（ａ）は、本発明プラズマディスプレイパネルの一実施例の分解斜視図である。前面基板1にスキャン電極２８を矢印のa方向に形成し、それを誘電体１７で覆い、その上に保護層１８を形成する。これら、前面基板１６、スキャン電極２８、誘電体１７、保護層１８を一体に形成したものを前面板と称する。隔壁板２２にはストライプ状あるいはグリッド状の開口が設けられており、その開口の壁面には蛍光体２３を塗布し、隔壁板２２の上面にブラックマトリックス３１を形成する。図２６(a)はストライプ状の隔壁板２２を使用した一例で、図２６(b)はグリッド状の隔壁板２２を使用した一例である。ブラックマトリックス３１は、黒色物質からなり、各放電セルからの可視光を前面基板1の外に出射する窓部（開口）の境界を定めるとともに窓部（開口）間の間隙を黒色物質で埋めるものである。隔壁板２２は、前面基板1、背面基板２５とほぼ同じ材質からなるガラス板で、サンドブラスト法、スクリーン印刷法、感光性リブ材を使う法、あるいは機械加工法などによって作製できる。ブラックマトリックス３１は、ガラス材料に、顔料としてクロム、カーボンなどの金属を混ぜて作製できる。
【００６５】
背面基板２５にデータ電極３０を矢印のb方向に形成し、それを誘電体２４で覆い、その上に保護層１８を形成することによって、背面板を製造する。図２７は、図２６(a)及び２６(ｂ)中の矢印b方向から見たプラズマパネル組立て前の断面図（V-V線断面図）である。図２６に示した隔壁板２２においては、複数の開口の壁面が、前面基板２５に対して垂直になっているが、図２７に示すように、前面基板２５の垂線に対して、複数の開口の壁面を傾斜させることによって、蛍光体と反射層の２層膜２３表面で発生する可視光を効率よく視野空間に取り出すことができる。
【００６６】
プラズマパネルの組立ては、先ず上記前面基板1、背面基板２５の周辺部にフリットガラス等（図示せず）を設け、対向するスキャン電極２８とデータ電極３０とが直交するように、前面基板1、隔壁板２２、背面基板２５の３層を張り合わせて気密封止する。次にプラズマパネル周辺部に設けたP管（ガスの給排気用）から残留不純物を除去後、真空排気し、放電ガス用の希ガスを導入し、P管を封止する。
【００６７】
ここで、放電ガスがXe（キセノン）ガスを含み、前記放電ガスの体積粒子（原子、分子）密度をngとし、前記Xeガスの体積粒子密度をnXeとし、前記放電ガスのXe組成比aXeをaXe = nXe/ngとする。本実施例では放電ガスのXe組成比aXeを１２％以上とした。これは、プラズマディスプレイ装置の発光効率を増大するためには、放電の紫外線発生効率を増大させることが非常に重要であり、この紫外線発生効率を増大させる方法は、１）放電ガス中のXe組成比aXeを増大させること、及び２）放電のpd積を増大させることの基本的に2種類であるからである。ここで、pd積とは放電のガス圧力pと放電電極間の距離dの積である。
【００６８】
図２８（ａ）、２８（ｂ）に、これらの効果を紫外線発生効率の相対値で示す。図２８(a)は、Xe組成比aXe = 4%においてpd積を変化させた時の紫外線発生効率と表示放電電圧Vsを示している。図２８（ｂ）は、pd積 = 200 Torr×mmにおいて、Xe組成比aXeを変化させた時の紫外線発生効率と表示放電電圧Vsを示している。ここで表示放電電圧Vsは、表示放電を維持するために表示電極間に印加すべき実効的電圧のことである。Xe組成比aXeは、従来技術では通常４％〜１０％である。本実施例では、さらにXe組成比を１２％以上と高めて効率を上げている。Xe組成比の増大は、表示放電電圧Vsの増大を伴うので、３０％以下であることが好ましい。
【００６９】
放電ガスのガス圧力は通常500 Torrであり、従来技術のＡＣ面内放電方式では、放電電極間距離が約0.1 mmであるので、図２８(a)におけるpd積は50 Torr × mmの値である。この図からガス圧力が一定の場合は、放電電極間距離を大きくすれば発光効率は増大することがわかるが、従来技術では、放電電極間距離を大きくするには、面内方向に広げるしかないため、同じ放電セルピッチサイズでは無理であった。一方ＡＣ対向放電方式を採用した場合は、放電電極間距離を、パネル面内と垂直方向に広げることが可能なため、画素のセルピッチサイズを変更することなく、0.2 mm以上へ放電電極間距離を長くすることができ、発光効率を向上できることがわかる。
【００７０】
ここで、複数個の放電セルの一つによって占められる空間を、前面基板１へ投影して得られる面積をS1とし、各放電セルの一つからの可視光を前面基板1の外に出射する、前面基板１における窓部の面積をS2としたとき、S2／S1を開口率とする。
【００７１】
図２８（ｃ）に、従来のAC面内放電タイプについての、開口率に対する相対輝度及びコントラストの関係をそれぞれ破線で示した。次に、複数のAC対向放電タイプのプラズマディスプレイにおいて、pd積をパラメータにとり、開口率に対する相対輝度の関係を、同じく図２８（ｃ）に実線で示した。コントラストのカーブについては、上記従来のAC面内放電タイプについての場合と同じ傾向を示すのでこれで代用する。本実施例においては、コントラストを向上させるために、従来通常0.45以上、ALIS(Alternate Lighting of Surfaces, 例えばSID 99 DIGEST, pp. 154-157参照)方式では0.65以上であった開口率S2／S1を0.1〜0.4の範囲の値に設定するが、こうすると輝度の低下が避けられないので、これを解消するために前述のpd積の最適化を行うものであるが、その最適化が容易に出来るよう、本実施例においては、表示放電を発生させる1対の電極をそれぞれ対向する1対の基板に設けるAC対向放電タイプを採用している。図２８(ｃ)から明らかな如く、pd積を大きく設定するほど輝度を大きくでき、且つAC対向放電タイプを採用している本実施例においては、前述の如く、画素のセルピッチサイズに制約されることなくpd積を大きく設定することが許されるので、対向する電極間距離ｄを0.2ｍｍ以上に設定するとともに、pd積を100 Torr × mm 〜 400 Torr × mmの範囲に選ぶものである。このpd積の下限値は、少なくとも、従来のプラズマパネルディスプレイとほぼ同等の表示輝度は確保するためであり、このpd積の上限値は、前述の表示放電電圧Vsが、過度に大きくなってしまう（例えば、300V）のを避けるためである。本実施例は、図２８（ｃ）にハッチングされた領域を満たすような上記構成をとることにより、明室コントラストと発光効率の高めたプラズマパネルを実現できた。
【００７２】
図２９は、図２６(a)及び２６(b)において、矢印b方向から見たプラズマパネル組立て後の断面図（V-V線断面図）である。隔壁板２２は前面基板１６と背面基板２５で狭持するだけでもよいが、融着層２９を介して固定することも可能である。
【実施例１２】
【００７３】
本実施例を説明する前に、先ず、面内放電方式プラズマパネルと対向放電方式プラズマパネルの差を図３０から図３３を用いて説明する。
【００７４】
図３０は、面内放電方式プラズマパネルにおける１画素（赤（R）、緑（G）及び青（B）の３原色用放電セル３個からなる）の断面図である。図３１は図３０の面内放電方式プラズマパネルを上面から見た、隔壁板２２と蛍光体と反射層の２層膜２３の配置を示す図である。
【００７５】
図３２は、対向放電方式プラズマパネルにおける１画素（赤（R）、緑（G）及び青（B）の３原色用放電セル３個からなる）の断面図である。図３３は、図３２の対向放電方式プラズマパネルを上面から見た、隔壁板２２と蛍光体と反射層の２層膜２３の配置を示す図である。図３２の対向放電プラズマパネルの場合は、非放電時でも白く見える蛍光体面が小さく、明室コントラストは面内放電方式プラズマパネルに対して大きくとることができる。
【００７６】
図３４は、本実施例を説明するためのものであり、非点灯時の明室コントラスト向上のため、視野空間から見える放電セル内の背面基板２５及びデータ電極３０面に、可視光の無反射層３２を設けた場合の断面図である。可視光の３２は、電極３０保護用の誘電体材料にクロム、カーボンなどを混入して作製できる。図３５は、図３４を上から見た図である。この場合は、図３３の場合より、さらに明室コントラストの向上が見られる。また、可視光の無反射層３２の代わりに、紫外光、可視光の反射層を設けることによって、発光輝度及び発光効率を向上させることもできる。紫外光、可視光の反射層は、誘電体材料にチタン、亜鉛などの材料を添加して作製できる。さらに、蛍光体と反射層の２層膜２３の下地（隔壁板２２と蛍光体と反射層の２層膜２３の間、図示せず）にも紫外光、可視光の反射層を形成することによって、さらに発光輝度及び発光効率を向上させることができる。
【００７７】
ここで、対向表示放電を行う表示放電空間を取り囲む固体壁を表示放電空間境界面とし、該表示放電空間境界面のうち表示用の可視光が前記前面基板から外へ放射する面を放電開口面とし、それ以外の面を非開口面とし、非開口面の白色光に対する表面反射率の平均値を非開口面反射率とし、上記非開口面反射率を８０％以上にすることにより、飛躍的に発光効率を向上できた。ここで、白色光は400〜700ナノメートルの波長の可視光で、電極面や蛍光体面での表面反射率はそれぞれ違うので、各々の平均値を用いた。
【００７８】
図３６、３７は、隔壁板２２の隔壁断面幅を大きくとり、開口率を下げることにより明室コントラストを向上させた例である。図３６は、対向放電PDPの断面図の一例である。この場合、放電空間は小さくなるが、スキャン電極２８及びデータ電極３０の２電極間の距離が十分長いので面内放電の場合と比較し、同等以上の発光輝度を得ることができた。図３７は、図３６を上面から見た場合の隔壁板２２と蛍光体と反射層の２層膜２３の配置を示す図である。ここで開口率S2／S1は0.1＜S2／S1＜0.4及び図２８(c)に図示した条件を満たすことにより、明室コントラストと発光効率の両方を高めたプラズマパネルを実現できた。
【実施例１３】
【００７９】
図３２〜３７により説明した実施例では、隔壁板２２に設けられた開口はストライプ状（帯）であったが、隔壁板２２は、グリッド状（格子）およびボックス型の形状でも、同様な効果が得られる。図３８にその放電セルの一実施例を上から見た図を示す。この場合、さらに開口率を小さくとることができ、明室コントラストの向上ができる。図３９は、図３８の場合において、視野空間から見える放電セル内の背面基板２５及びデータ電極３０の面に、可視光の無反射層３２を設けた一例である。
【実施例１４】
【００８０】
プラズマパネル組立て工程において、隔壁板２２には熱処理工程で応力がかかる。まれに隔壁板２２、前面基板１６、背面基板２５自体にワレが生じる場合がある。その場合、隔壁板２２の熱膨張係数を前面基板１６、背面基板２５の値に対して80〜99％の値に材料を調整すると、ワレを防ぐことができ、歩留まり向上に有益である。また、応力を分散させるために、隔壁板２２に応力分散用のスリット３５を設けることにより、ワレの防御及び張り合わせ位置精度の向上が見られた。そのスリット３５の配置図を図４０に示す。この配置以外でも同様な効果が得られた。
【００８１】
図４１は、以上説明した本発明の実施例で示したPDPを用いたプラズマディスプレイ装置およびこれに映像源を接続した画像表示システムを示す一例である。駆動電源（駆動回路とも呼ぶ）は，映像源からの表示画面の信号を受取り，これをPDPの駆動信号に変換してPDPを駆動する。
【図面の簡単な説明】
【００８２】
【図１】本発明のプラズマディスプレイパネルの概略を示す図であり、図６の本発明のプラズマディスプレイパネルのＩ−Ｉ’線における断面図である。
【図２】プラズマディスプレイパネルの構造を示す斜視図である。
【図３】従来のプラズマディスプレイパネルを示す正面図である。
【図４】図３の従来のプラズマディスプレイパネルのIV-IV’線における断面図である。
【図５】図３の従来のプラズマディスプレイパネルのIV-IV’線における断面図であり、蛍光体発光光の反射を示す図である。
【図６】本発明のプラズマディスプレイパネルを模式的に示す正面図である。
【図７】図６の本発明のプラズマディスプレイパネルのＩ−Ｉ’線における断面図であり、蛍光体発光光の反射を示す図である。
【図８（ａ）】本発明の一実施例のプラズマディスプレイパネルを示す正面図である。
【図８（ｂ）】本発明の一実施例のプラズマディスプレイパネルを示す正面図である。
【図８（ｃ）】本発明の一実施例のプラズマディスプレイパネルを示す正面図である。
【図８（ｄ）】本発明の一実施例のプラズマディスプレイパネルを示す正面図である。
【図８（ｅ）】本発明の一実施例のプラズマディスプレイパネルを示す正面図である。
【図９（ａ）】本発明が適用可能な他のパネル構造を示す正面図である。
【図９（ｂ）】本発明が適用可能な、さらに他のプラズマディスプレイパネル構造を示す正面図である。
【図９（ｃ）】本発明が適用可能な、さらに他のプラズマディスプレイパネル構造を示す正面図である。
【図９（ｄ）】本発明が適用可能な、さらに他のプラズマディスプレイパネル構造を示す断面図である。
【図９（ｅ）】本発明が適用可能な、さらに他のプラズマディスプレイパネル構造を示す断面図である。
【図１０】本発明が適用可能な、さらに他のプラズマディスプレイパネル構造を示す斜視図である。
【図１１】比較例のプラズマディスプレイパネルを説明するための構造を示す正面図である。
【図１２】図１１の比較例ののプラズマディスプレイパネルのＸ−Ｘ’線における断面図である。
【図１３（ａ）】プラズマディスプレイパネルの発光可能面積を説明する為の正面図である。
【図１３（ｂ）】図１３（ａ）の発光可能面積における、光吸収面積を説明する為のプラズマディスプレイパネルの正面図である。
【図１４】本発明の実施例１を模式的に示す正面図である。
【図１５】図１４の実施例１のＹ−Ｙ’線における断面図である。
【図１６】図１４の実施例１のＸ−Ｘ’線における断面図である。
【図１７（ａ）】開口率と相対輝度の関係を示す図である。
【図１７（ｂ）】開口率と性能指数の関係を示す図である。
【図１８】本発明の実施例２を模式的に示す正面図である。
【図１９】図１８の実施例２のＹ−Ｙ’線における断面図である。
【図２０】図１８の実施例２のＸ−Ｘ’線における断面図である。
【図２１】本発明の実施例７を模式的に示す正面図である。
【図２２】図２１の実施例７のＹ−Ｙ’線における断面図である。
【図２３】反射率と反射層膜厚の関係を示す図である。
【図２４】反射率と反射層のガラス組成比の関係を示す図である。
【図２５（ａ）】反射率と蛍光体膜厚の関係を示す図である。
【図２５（ｂ）】相対輝度と蛍光体膜厚の関係を示す図である。
【図２６（ａ）】本発明の一実施例によるＰＤＰの一部を示す分解斜視図である。
【図２６（ｂ）】本発明の他の一実施例によるＰＤＰの一部を示す分解斜視図である。
【図２７】図２６（ａ）及び２６（ｂ）のＰＤＰのV-V線断面図である。
【図２８（ａ）】pd積に対する、紫外線発生効率と表示放電電圧Vsの関係を示したグラフである。
【図２８（ｂ）】Xe組成比に対する紫外線発生効率と表示放電電圧Vsの関係を示したグラフである。
【図２８（ｃ）】従来のac面内放電タイプのプラズマディスプレイにおける、開口率に対する相対輝度及びコントラストの関係を示したグラフ、及び本発明によるac対向放電タイプのプラズマディスプレイにおいて、pd積をパラメータにとり、開口率に対するコントラストの関係を示したグラフである。
【図２９】図２６のＰＤＰを組み立てた状態でのV-V線断面図である。
【図３０】面内放電方式ＰＤＰ構造の一画素を示す断面図である。
【図３１】図３０のＰＤＰを上から見た透過図である。
【図３２】対向放電方式ＰＤＰ構造の一画素を示す断面図である。
【図３３】図３２のＰＤＰを上から見た透過図である。
【図３４】本発明の他の実施例によるac対向放電方式ＰＤＰ構造の一例を示す断面図である。
【図３５】図３４のＰＤＰを上から見た透過図である。
【図３６】本発明のさらに他の実施例によるAC対向放電方式ＰＤＰ構造の一例を示す断面図である。
【図３７】図３６のＰＤＰを上から見た透過図である。
【図３８】本発明のさらに他の実施例によるac対向放電方式ＰＤＰ構造の一例を示す上面図である。
【図３９】本発明のさらに他の実施例によるac対向放電方式ＰＤＰ構造の一例を示す上面図である。
【図４０】本発明のさらに他の実施例によるac対向放電方式ＰＤＰ構造の一例を示す上面図である。
【図４１】PDPを用いた画像表示システムを示した図である。
【符号の説明】
【００８３】
１…前面板ガラス、２…透明電極、３…バス電極、４…誘電体、
５…保護膜、６…背面板ガラス、７…隔壁、８…誘電体、
９…アドレス電極、１０…蛍光体膜、１１…光吸収層、１２…光反射層、
１３…積層部材、１４…放電空間、１５…反射層、１６…前面基板、１７…誘電体、
１８…保護膜、１９…電子、２０…正イオン、２１…負壁電荷、２２…隔壁板、
２３…蛍光体と反射層の２層膜、２４…誘電体、２５…背面基板、２６…アドレス電極、
２７…放電空間、２８…スキャン電極、２９…融着層、３０…データ電極、
３１…ブラックマトリックス、３２…可視光無反射層、３３…正壁電荷、
３４…放電空間、３５…スリット、３７…Ｘ電極、３８…Ｙ電極、
３９…Ｘバス電極、４０…Ｙバス電極、４５…プラズマパネル、
４６…駆動電源、４７…映像源、４８…プラズマディスプレイ装置、
１１０…光吸収層、１２０…光反射層、１３０…積層部材。
【図１】
2007012342.tif 000003
【図２】
2007012342.tif 000004
【図３】
2007012342.tif 000005
【図４】
2007012342.tif 000006
【図５】
2007012342.tif 000007
【図６】
2007012342.tif 000008
【図７】
2007012342.tif 000009
【図８（ａ）】
2007012342.tif 000010
【図８（ｂ）】
2007012342.tif 000011
【図８（ｃ）】
2007012342.tif 000012
【図８（ｄ）】
2007012342.tif 000013
【図８（ｅ）】
2007012342.tif 000014
【図９（ａ）】
2007012342.tif 000015
【図９（ｂ）】
2007012342.tif 000016
【図９（ｃ）】
2007012342.tif 000017
【図９（ｄ）】
2007012342.tif 000018
【図９（ｅ）】
2007012342.tif 000019
【図１０】
2007012342.tif 000020
【図１１】
2007012342.tif 000021
【図１２】
2007012342.tif 000022
【図１３（ａ）】
2007012342.tif 000023
【図１３（ｂ）】
2007012342.tif 000024
【図１４】
2007012342.tif 000025
【図１５】
2007012342.tif 000026
【図１６】
2007012342.tif 000027
【図１７（ａ）】
2007012342.tif 000028
【図１７（ｂ）】
2007012342.tif 000029
【図１８】
2007012342.tif 000030
【図１９】
2007012342.tif 000031
【図２０】
2007012342.tif 000032
【図２１】
2007012342.tif 000033
【図２２】
2007012342.tif 000034
【図２３】
2007012342.tif 000035
【図２４】
2007012342.tif 000036
【図２５（ａ）】
2007012342.tif 000037
【図２５（ｂ）】
2007012342.tif 000038
【図２６（ａ）】
2007012342.tif 000039
【図２６（ｂ）】
2007012342.tif 000040
【図２７】
2007012342.tif 000041
【図２８（ａ）】
2007012342.tif 000042
【図２８（ｂ）】
2007012342.tif 000043
【図２８（ｃ）】
2007012342.tif 000044
【図２９】
2007012342.tif 000045
【図３０】
2007012342.tif 000046
【図３１】
2007012342.tif 000047
【図３２】
2007012342.tif 000048
【図３３】
2007012342.tif 000049
【図３４】
2007012342.tif 000050
【図３５】
2007012342.tif 000051
【図３６】
2007012342.tif 000052
【図３７】
2007012342.tif 000053
【図３８】
2007012342.tif 000054
【図３９】
2007012342.tif 000055
【図４０】
2007012342.tif 000056
【図４１】
2007012342.tif 000057