(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
蛍光体層を備えたプラズマディスプレイパネルにおいて、前記蛍光体層が蛍光体粒子と無機物粒子を含むペーストを焼成することにより形成され、前記無機物粒子が前記蛍光体粒子の半分以下の平均粒径を有し、かつ前記蛍光体粒子に対して０．００２〜５重量％含まれてなり、前記蛍光体粒子が、０．５〜５μｍの平均粒径を有し、前記無機物粒子が、７ｎｍ〜２μｍの平均粒径を有す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】
前記無機物粒子が、白色の酸化物である請求項１のプラズマディスプレイパネル。
【請求項３】
前記酸化物が、Ｙ2Ｏ3、Ａｌ2Ｏ3、Ｔａ2Ｏ5、ＭｇＯ又はＳｉＯ2である請求項２のプラズマディスプレイパネル。
【請求項４】
前記無機物粒子が、その表面を疎水処理されてなる請求項１〜３いずれか１つのプラズマディスプレイパネル。
【請求項５】
前記無機物粒子が、６００℃以上の融点又はガラス転移点を有する請求項１〜４いずれか１つのプラズマディスプレイパネル。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、プラズマディスプレイパネルに関する。更に詳しくは、本発明は、輝度むら、又はＡＣ型に関して、アドレス放電電圧むらが抑制された蛍光体層を備えたプラズマディスプレイパネルに関する。
【０００２】
【従来の技術】
プラズマディスプレイパネル（以下、ＰＤＰと称する）は、表面輝度の高い自己発光型の表示装置である。このＰＤＰは、表示画面の大型化及び表示速度の高速化が可能であることから、ブラウン管（以下、ＣＲＴと称する）に代わる表示装置として注目されている。特に、蛍光体によりカラー表示を実現した面放電型ＰＤＰは、ハイビジョンを含むテレビ映像の分野にその用途が拡大しつつある。
【０００３】
ＰＤＰは、一般的には、誘電体層で覆われた電極を有する一対の基板を複数の隔壁を介して対向させ、隔壁間に蛍光体層が形成され、更に隔壁により区切られた放電空間には適当な放電ガスが封入されてなる構成を有している。このＰＤＰは、電極に印加された電圧により放電空間内の放電ガスにより発生した紫外線で蛍光体層を発光させることにより表示が行われている。
【０００４】
ここで、蛍光体層は、一般的に次の方法により形成されている。即ち、蛍光体粒子と、結着剤、溶剤等の他の成分からなる蛍光体ペーストを、スクリーン印刷法等により塗布し、塗布膜を乾燥させた後、酸素を含む雰囲気下で焼成して、他の成分を除去することにより蛍光体層が形成される。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
発光効率及び輝度を重視した場合、使用される蛍光体粒子は良好な結晶性を有することが要求される。しかしながら、良好な結晶性を重視すると、蛍光体粒子の粒径を大きくする必要があった。蛍光体粒子の粒径を大きくすると、製造工程においてペースト中での蛍光体粒子の分散性が悪くなるので、塗布場所により厚さにむらが生じていた。このむらは、放電空間の幅を不均一にするため、安定な発光を阻害したり、輝度にむらを生じさせたりしていた。
【０００６】
塗布場所による厚さむらを防ぐ方法として、蛍光体粒子の粒径を小さくすることが考えられるが、結晶性及び輝度を低下させないで、粒径を制御することは困難であった。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
かくして本発明によれば、蛍光体層を備えたプラズマディスプレイパネルにおいて、前記蛍光体層が蛍光体粒子と無機物粒子を含むペーストを焼成することにより形成され、前記無機物粒子が前記蛍光体粒子の半分以下の平均粒径を有し、かつ前記蛍光体粒子に対して０．００２〜５重量％含まれてなり、前記蛍光体粒子が、０．５〜５μｍの平均粒径を有し、前記無機物粒子が、７ｎｍ〜２μｍの平均粒径を有することを特徴とするプラズマディスプレイパネルが提供される。
【０００８】
【発明の実施の形態】
まず、本発明の蛍光体層は、蛍光体粒子と無機物粒子を含む。
ここで、蛍光体粒子としては、当該分野で使用されるものをいずれも使用することができる。例えば、Ｙ2 Ｏ3 ：Ｅｕ、ＹＶＯ4 ：Ｅｕ、（Ｙ，Ｇｄ）ＢＯ3 ：Ｅｕ、Ｙ2 Ｏ3 Ｓ：Ｅｕ、γ−Ｚｎ3 （ＰＯ4 ）2 ：Ｍｎ、（ＺｎＣｄ）Ｓ：Ａｇ（以上赤色）、Ｚｎ2 ＧｅＯ2 ：Ｍｎ、ＢａＡｌ12Ｏ19：Ｍｎ、Ｚｎ2 ＳｉＯ4 ：Ｍｎ、ＬａＰＯ4 ：Ｔｂ、ＺｎＳ：（Ｃｕ，Ａｌ）、ＺｎＳ：（Ａｕ，Ｃｕ，Ａｌ）、（ＺｎＣｄ）Ｓ：（Ｃｕ，Ａｌ）、Ｚｎ2 ＳｉＯ4 ：（Ｍｎ，Ａｓ）、Ｙ3 Ａｌ5 Ｏ12：Ｃｅ、Ｇｄ2 Ｏ2 Ｓ：Ｔｂ、Ｙ3 Ａｌ5 Ｏ12：Ｔｂ、ＺｎＯ：Ｚｎ（以上緑色）、Ｓｒ5 （ＰＯ4 ）3 Ｃｌ：Ｅｕ、ＢａＭｇＡｌ14Ｏ23：Ｅｕ、ＢａＭｇＡｌ16Ｏ27：Ｅｕ、ＢａＭｇＡｌ10Ｏ17：Ｅｕ、ＺｎＳ：Ａｇ、Ｙ2 ＳｉＯ3 ：Ｃｅ（以上青色）等が挙げられる。
【０００９】
蛍光体粒子の平均粒径は、組成によって違いはあるが、０．５〜５μｍであることが好ましい。０．５μｍより小さい場合、著しく結晶性が低下し、輝度が低下するので好ましくない。５μｍより大きい場合、分散不良が生じ、蛍光体層に厚さむらが生じるので好ましくない。なお、蛍光体粒子は、分散性を向上させる観点から、粒子の形状が球により近いことが好ましい。
【００１０】
一方、無機物粒子としては、特に限定されないが、無機酸化物を使用することが好ましい。具体的には、例えば、Ｙ2 Ｏ3 、Ａｌ2 Ｏ3 、Ｔａ2 Ｏ5 、ＭｇＯ又はＳｉＯ2 等が挙げられる。より具体的には、日本アエロジル社製のアエロジルシリーズ等を好適に使用することができる。また、無機物粒子は、白色であることが好ましい。白色であることにより、使用時に、発光した光の無機物粒子への吸収がより少なくなるので輝度の低下を防ぐことができる。
【００１１】
無機物粒子は、蛍光体粒子の半分以下の平均粒径を有する。平均粒径が半分以下であることにより、蛍光体粒子の分散性を向上させることができる。また、蛍光体層の表面において蛍光体粒子により形成される間隙を無機物粒子で埋めることができるので、蛍光体層の表面の平滑性及び緻密性を向上させることができる。よって、反射率が上がり、発光効率（外部取出効率）を向上させることが可能となる。より具体的には、通常ＰＤＰ用蛍光体は、平均粒径４μｍ程度であるため、無機物粒子の平均粒径は、その半分の２μｍ以下であり、より好ましい平均粒径は７ｎｍ〜２μｍ、特に好ましくは０．２〜１μｍである。２μｍより大きい場合、無機粒子を添加した効果がなく、分散性も向上せず、蛍光体層の厚さむらを軽減できないので好ましくない。なお、無機物粒子も、分散性を向上させる観点から、粒子の形状が球により近いことが好ましい。
【００１２】
また、蛍光体粒子と無機物粒子の分散性が良好であれば、例えば基板上にアドレス電極が形成された隔壁間に蛍光体層を形成しても、アドレス電極により形成される段差の被覆性を向上させることができる。よって、アドレス電極上の放電空間の間隔を一定にすることが可能となる。
上記の無機物粒子は、表面が疎水処理されていることがより好ましい。疎水処理を行うことにより蛍光体粒子の分散性を更に向上させることができる。疎水処理の方法としては、無機物粒子の表面に存在する水酸基のような親水性基をシリル基のような疎水性基と置換することにより行うことができる。例えば、無機物粒子を所定の温度に加熱し、ジメチルジクロルシラン等のシリル化剤で処理することにより、表面の親水性基がシリル基で置換された無機物粒子を得ることができる。疎水処理された無機物粒子としては、アエロジルＲ８１２（日本アエロジル社製）等が挙げられる。
【００１３】
蛍光体層中の無機物粒子は、蛍光体層全量に対して０．００２〜５重量％含まれている。０．００２重量％より少ない場合、蛍光体粒子の分散が不十分で、厚さむらのある蛍光体層となるため好ましくない。また、５重量％より多い場合には、蛍光体層中の蛍光体粒子の割合が減り、発光効率が大きく低下するので好ましくない。なお、無機物粒子は、０．５〜２重量％の範囲で存在することがより好ましい。
【００１４】
更に、無機物粒子は６００℃以上の融点又はガラス転移点を有することが好ましい。これは、以下で説明するように、蛍光体層の形成のために使用される蛍光体粒子と無機物粒子を含むペースト中に存在する粘度調節のための樹脂を完全に分解するための焼成は、５５０℃以下の温度で行われている。このとき、無機物粒子が溶融又は蛍光体等と反応しないためである。
【００１５】
本発明の蛍光体層は、蛍光体粒子と無機物粒子を含むペーストを焼成することにより形成することができる。
ここで、ペーストには、上記で説明した蛍光体粒子と無機物粒子の他に、粘度調節のための樹脂、溶剤等が含まれている。
使用できる樹脂としては、当該分野で公知の樹脂をいずれも使用することができる。具体的には、エチルセルロース、ニトロセルロース、アクリル樹脂、ポリビニルアルコール等が挙げられ、更に感光性樹脂等を含んでいてもよい。一方、溶剤としては、アルコール類、テルピネオール、ブチルカルビトールアセテート（ＢＣＡ）、ブチルカルビトール、トルエン、酢酸ブチル等が挙げられる。
【００１６】
上記のペーストは、スクリーン印刷法、ドクターブレード法、スロットコーター法、カーテンコーター法、バーコーター法等の公知の方法により蛍光体層形成面上に塗布される。この後、塗布されたペーストを焼成することにより蛍光体層を形成することができる。なお、感光性樹脂を含むペーストを使用した場合には、塗布・露光・現像・焼成することにより所望領域に蛍光体層を形成することも可能である。
【００１７】
次に、本発明の蛍光体層を有するＰＤＰの一例を図１を参照しながら説明する。なお、下記の構成は一例であり、本発明はこれに限定されることなく、蛍光体層を有するＰＤＰであれば、ＡＣ型、ＤＣ型等、どのような形式のＰＤＰにも本発明を適用することができる。
図１は、一般的な間接放電形式（ＡＣ型）の面放電型ＰＤＰの一画素に対応する概略斜視図であり、蛍光体の配置形態による分類では、反射型に属し、かつ３電極構造のＰＤＰ１を示している。
【００１８】
図１のＰＤＰ１は、一対の基板２と５が対向して配置されている。基板としては、ガラス基板、石英基板、シリコン基板等を使用することができる。基板２には、一対の表示電極ＸとＹが平行に形成され、表示電極ＸとＹを覆うように基板２上に壁電荷によって放電を維持する交流（ＡＣ）駆動用の誘電体層３が形成され、更に誘電体層３上に保護膜４が形成されている。誘電体層は、一般に低融点ガラスペーストを塗布・焼成することにより形成することができる。また、保護膜は、一般にＭｇＯ等からなる。
【００１９】
一方、基板５には、平面的に見て表示電極ＸとＹに直交する位置に複数のストライプ状のアドレス電極Ａが形成され、該アドレス電極Ａを覆うように基板５上に誘電体層６が積層されている。ここでアドレス電極は、Ａｇ、Ａｕ、Ａｌ、Ｃｕ、Ｃｒ及びそれらの積層体（例えばＣｒ／Ｃｕ／Ｃｒ）等から構成され、スパッタ法、蒸着法等の成膜法とエッチング法を組み合わせることにより、所望の本数、厚さ、幅及び間隔で形成することができる。
【００２０】
更に、隣接するアドレス電極Ａ間かつ該アドレス電極Ａと平行になるように複数のストライプ状の隔壁７が形成されている。隔壁は、サンドブラスト法、印刷法、フォトエッチング法等により形成することができる。
次いで、隣接する隔壁７の側面及びアドレス電極Ａ上には蛍光体層８が形成されている。次に、９は放電空間を示し、表示電極ＸとＹの延伸方向に単位発光領域（以下、ＥＵと称する）毎に区画され、かつその間隙寸法が規定されている。なお、放電空間９には適当な放電ガスが封入されている。
【００２１】
ＰＤＰ１は、図１のように１つの画素に対応する３つのＥＵのそれぞれにおいて、表示電極Ｙとアドレス電極Ａとの交差部に表示又は非表示を選択するための選択放電セルが画定されている。また、表示電極ＸとＹの間に主放電セルが画定されている。
ここで、蛍光体層８は、面放電により生じるイオンによる衝撃を避けるために、表示電極ＸとＹと反対側の基板５上の隔壁７間に設けられている。この蛍光体層８は、主放電セルの面放電により生じる紫外線によって励起され発光する。蛍光体層８の表面層（放電空間９と接する側）で発生した光は、誘電体層３及び基板２を透過して外部へ射出される。つまり、ＰＤＰ１では、基板２の外面が表示面Ｄとなる。
【００２２】
表示電極ＸとＹは、蛍光体層８に対して表示面Ｄ側に配置されるので、面放電を広範囲とし、かつ表示光の遮光を最小限とするために、幅の広い透明導電膜（サスティン電極）１０とその導電性を補うための幅の狭い金属膜（バス電極）１１とから構成されている。サスティン電極は、例えばＩＴＯ（酸化インジウム＋酸化スズ）やネサ（酸化スズ）等の酸化金属から構成され、蒸着等の成膜法とエッチング法を組み合わせることにより、所望の本数、厚さ、幅及び間隔で形成することができる。一方、バス電極は、Ａｇ、Ａｕ、Ａｌ、Ｃｕ、Ｃｒ及びそれらの積層体（例えばＣｒ／Ｃｕ／Ｃｒ）等から構成され、スパッタ法、蒸着法等の成膜法とエッチング法を組み合わせることにより、所望の本数、厚さ、幅及び間隔で形成することができる。
【００２３】
上記のようにＰＤＰ１は表示電極ＸとＹを覆い、放電を維持するための誘電体層３をもつ基板２（前面基板）と、放電空間９を区画するための隔壁７をもつ基板５（背面基板）の２枚の基板を貼り合わせることにより構成されている。
【００２４】
【実施例】
実施例１
平均粒径４．３μｍの緑色を発光する蛍光体粒子（Ｚｎ2 ＳｉＯ4 ：Ｍｎ，商品名ＰＩ−ＧＩＳ：化成オプトニクス社製）を３０重量％及び平均粒径２．０μｍの無機物粒子（Ｙ2 Ｏ3 ）０．３重量％を含むペーストを作成した。なお、ペーストには、スクリーン印刷法により塗布できるようにエチルセルロース、ＢＣＡ及びブチルカルビトールにより粘度を調節した。また、無機物粒子は、焼成後の蛍光体層に１重量％含まれるように添加量を調節した。このペーストを用いて、公知の方法により図１に示す如きＰＤＰを製造した。得られたＰＤＰの初期輝度と、初期輝度を１００とした場合の２０００時間後の輝度維持率を測定し、その結果を表１に示した。
【００２５】
なお、輝度は、輝度計ＳＲ−１（トプコン社製）を使用して測定した。
比較例１
無機物粒子を添加しないこと以外は実施例１と同様にしてＰＤＰを製造した。得られたＰＤＰの初期輝度と、初期輝度を１００とした場合の２０００時間後の輝度維持率を測定し、その結果を表１に示した。
【００２６】
比較例２
蛍光体粒子を軽く粉砕し、その平均粒径を２．５μｍにしたこと以外は実施例１と同様にしてＰＤＰを製造した。得られたＰＤＰの初期輝度と、初期輝度を１００とした場合の２０００時間後の輝度維持率を測定し、その結果を表１に示した。
【００２７】
比較例３
蛍光体粒子を粉砕し、その平均粒径を１．４μｍにしたこと以外は実施例１と同様にしてＰＤＰを製造した。得られたＰＤＰの初期輝度と、初期輝度を１００とした場合の２０００時間後の輝度維持率を測定し、その結果を表１に示した。
【００２８】
実施例２
無機物粒子の平均粒径が、０．５μｍであること以外は実施例１と同様にしてＰＤＰを製造した。得られたＰＤＰの初期輝度と、初期輝度を１００とした場合の２０００時間後の輝度維持率を測定し、その結果を表１に示した。
【００２９】
比較例４及び５
無機物粒子の平均粒径が、６．１μｍ（比較例４）及び４．２μｍ（比較例５）であること以外は実施例１と同様にしてＰＤＰを製造した。得られたＰＤＰの初期輝度と、初期輝度を１００とした場合の２０００時間後の輝度維持率を測定し、その結果を表１に示した。
【００３０】
実施例３〜５、比較例６
焼成後の蛍光体層に含まれる無機物粒子の量を、１０重量％（比較例６）、５重量％（実施例３）、３重量％（実施例４）及び０．３重量％（実施例５）に調節すること以外は実施例２と同様にしてＰＤＰを製造した。得られたＰＤＰの初期輝度と、初期輝度を１００とした場合の２０００時間後の輝度維持率を測定し、その結果を表１に示した。
【００３１】
実施例６〜８
無機物粒子としてＹ2 Ｏ3 の代わりに平均粒径７ｎｍのＳｉＯ2 （商品名３００ＣＦ：日本アエロジル社製）を使用し、焼成後の蛍光体層に含まれる無機物粒子の量を、０．０５重量％（実施例６）、０．０１重量％（実施例７）及び０．００２重量％（実施例８）に調節すること以外は実施例１と同様にしてＰＤＰを製造した。得られたＰＤＰの初期輝度と、初期輝度を１００とした場合の２０００時間後の輝度維持率を測定し、その結果を表１に示した。
【００３２】
実施例９
無機物粒子として、表面に疎水処理を施したＳｉＯ2 （商品名Ｒ８１２：日本アエロジル社製）を使用すること以外は実施例６と同様にしてＰＤＰを製造した。得られたＰＤＰの初期輝度と、初期輝度を１００とした場合の２０００時間後の輝度維持率を測定し、その結果を表１に示した。
【００３３】
【表１】
0003985852.tif 000002
【００３４】
上記表１から以下のことが判った。
まず、実施例１〜９と比較例１〜３から、無機物粒子を含むことで、初期輝度と２０００時間後の輝度維持率が向上することが判った。なお、蛍光体粒子を単純に粉砕しただけでは、初期輝度は低下した。この低下は、蛍光体粒子が粉砕されることにより結晶性が低下したため、ＰＤＰの製造工程中の熱処理等で形成された蛍光体層も劣化するためであると考えられる。
【００３５】
次に、実施例１〜９と比較例４及び５から、無機物粒子の平均粒径を蛍光体粒子の半分以下とすることで、初期輝度と２０００時間後の輝度維持率が向上することが判った。
次いで、実施例３及び９と比較例１及び６から、焼成後の蛍光体層に含まれる無機物粒子の量を０．００２〜５重量％とすることで、初期輝度と２０００時間後の輝度維持率が向上することが判った。なお、無機物粒子を添加しない場合は、初期輝度は向上せず、１０重量％含む場合は、蛍光体粒子の絶対量が減るため、初期輝度が低下した。
【００３６】
更に、実施例７及び９から、無機物粒子の表面に疎水処理を施すことにより、初期輝度が向上することが判った。
上記の初期輝度と２０００時間後の輝度維持率の向上は、以下の理由によるものと考えられる。即ち、無機物粒子により蛍光体粒子の分散性が向上していると共に緻密化（蛍光体粒子間の間隙に無機物粒子が入ることにより間隙を埋め、蛍光体層の表面が平滑化することを意味する）しているためであると考えられる。そのため、蛍光体層の厚さむらが少なくなり、表示の際のプラズマ中で、スパッタリングされることにより劣化する蛍光体粒子が減少するためであると考えられる。更に、蛍光体層自体の反射率も向上するため、発光効率が向上することも理由の一つであると考えられる。
【００３７】
無機物粒子としてＹ2 Ｏ3 の代わりにＡｌ2 Ｏ3 、Ｔａ2 Ｏ5 、ＭｇＯを使用すること以外は実施例１と同様にしてＰＤＰを製造した。得られたＰＤＰの初期輝度と、初期輝度を１００とした場合の２０００時間後の輝度維持率を測定したところ、実施例１と同様に、初期輝度と２０００時間後の輝度維持率を向上させることができた。
【００３８】
【発明の効果】
本発明のＰＤＰによれば、蛍光体層の表面の厚さむらが減少する。そのためアドレス時の放電空間の幅が不均一になることにより、安定な放電が阻害されたり、場所による輝度むらを生じたりすることのないＰＤＰを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のＰＤＰの概略斜視図である。
【符号の説明】
１  ＰＤＰ
２、５  基板
３、６  誘電体層
４  保護膜
７  隔壁
８  蛍光体層
９  放電空間
１０  透明導電膜
１１  金属膜
Ａ  アドレス電極
Ｄ  表示面
Ｘ、Ｙ  表示電極
【図１】
0003985852.tif 000003