(57)【要約】【課題】有効視聴領域内の輝度をバランス良く向上するプラズマディスプレイパネルを提供すること。【解決手段】プラズマディスプレイパネル１００においては、蛍光体層１１５の表面形状は、断面視三角形状で水平面に沿う方向に延在する複数の突条１１５ａが互いに平行に連続して配列された形状に形成されている。こうすることにより、蛍光体層１１５から発せられる表示光に対して、垂直面内では無指向性のまま、水平面内でのみ指向性を持たせることができる。よって、ディスプレイ装置に求められる有効視聴領域に合致する、表示光の指向性を形成することができるので、有効視聴領域内の輝度をバランス良く向上することができる。さらに、蛍光体層１１５の表面に山谷を設けた表面積の大きい構造となっているので、消費電力に対する発光効率を高めることができる。【選択図】図１
2009181904.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに離間して対向配置された前面板及び背面板と、
前記前面板と前記背面板の間に形成され、放電により紫外線を発生する複数の放電セルと、
前記複数の放電セル内にそれぞれ形成され、前記紫外線により励起して可視光を発生する蛍光体層と、を具備し、
前記蛍光体層のうち前記放電セルの底面部に形成された蛍光体層は、前記可視光に前記前面板の表示面における法線方向の指向性を付与するプリズムアレイ状の表面形状を有する、
プラズマディスプレイパネル。
【請求項２】
前記プリズムアレイ状の表面形状は、水平方向を長手方向とするプリズムアレイ状である、請求項１記載のプラズマディスプレイパネル。
【請求項３】
前記プリズムアレイ状の表面形状は、垂直方向の断面形状が三角形状であり且つ水平方向に伸長するアレイ状である、請求項１記載のプラズマディスプレイパネル。
【請求項４】
前記プリズムアレイ状の表面形状は、垂直方向の断面形状が半円弧状であり且つ水平方向に伸長するアレイ状である、請求項１記載のプラズマディスプレイパネル。
【請求項５】
前記放電セルの底面部に形成された蛍光体層は、水平方向を長手方向とするプリズムアレイ状に形成されている、請求項１記載のプラズマディスプレイパネル。
【請求項６】
前記背面板と前記放電セルの底面部に形成された蛍光体層との間に、前記放電セルの底面部に形成された蛍光体層の表面形状と同一形状の表面形状を有する下地層、をさらに具備し、
前記蛍光体層は、前記下地層の表面上に略一定の厚みで形成されている、請求項１記載のプラズマディスプレイパネル。
【請求項７】
前記下地層は、誘電体層であり、前記可視光を反射する反射層として機能する、請求項６記載のプラズマディスプレイパネル。
【請求項８】
前記下地層は、透明材料からなる微粒子を積層して形成されている、請求項７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、ＴＶ（テレビ）受像機や情報端末ディスプレイなどに用いられるプラズマディスプレイパネルに関する。
【背景技術】
【０００２】
薄型で大画像表示が可能なプラズマディスプレイは、製造技術の進展による価格低減や高画質化技術開発によって急速に普及し、大型のＴＶ受像機などに広く用いられている。プラズマディスプレイが広く普及している要因としては、液晶ディスプレイなどに比べて比較的大型化が容易であり、視野角が広いことがある。
【０００３】
プラズマディスプレイは、ガス放電により発生した紫外線によって蛍光体を励起して可視光を発生させて表示光とするディスプレイであり、放電セル（以下単に「セル」ともいう）と呼ばれる小領域ごとに発光を制御することによって画像を形成する。
【０００４】
プラズマディスプレイパネルは、例えば、次のように構成される。すなわち、プラズマディスプレイパネルは、視聴者側に配置される前面板と、この前面板と一定の離間距離を保って対向配置される背面板とを有する。前面板と背面板の間の空間は、例えば、格子状のリブ（隔壁）によって小領域のセルに区画されている。各セルには、キセノン（Ｘｅ）やヘリウム（Ｈｅ）、ネオン（Ｎｅ）などの放電ガスが封入されると共に、各セルの壁面には蛍光体が塗布されている。
【０００５】
この構造において、電極に電圧を印加するとセルにガス放電が生じて紫外線が発生し、この紫外線によって蛍光体が励起して可視光を発する。プラズマディスプレイは、この可視光を表示光として利用する。
【０００６】
このようなプラズマディスプレイパネルにおいて、表示性能を向上するために輝度を高める技術として、例えば、特許文献１に開示されているものがある。このプラズマディスプレイパネルは、蛍光体材料を多面体、円錐、角錐、角錐台又は円錐台形状の複数の突起群の表面に被覆して蛍光膜を形成するか、あるいは、蛍光体材料で多面体、円錐、角錐、角錐台又は円錐台形状の複数の突起群に形成し蛍光膜とすることにより、励起線による励起密度を軽減して輝度―励起線量変換特性の良好な領域を使用するとともに発光面積を増加させ、励起密度軽減による輝度低下分を補って輝度を向上させるようにしている。
【特許文献１】特開２００１−７６６１３号公報（段落［００７３］〜［００７８］、図７）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、通常、ディスプレイ装置には、「有効視聴領域」、つまり表示面側の領域のうち表示画像を視聴する際の視聴位置となりうる領域が存在する。
【０００８】
具体的には、視聴者の視点の位置は、垂直方向では大きく変動しないが、水平方向ではディスプレイ前面側の略１８０度の範囲で変動しうるので、有効視聴領域は、垂直方向ではディスプレイ前面に対する法線を中心とした一定範囲となり、水平方向では略全範囲となる。
【０００９】
この有効視聴領域では、視聴者のニーズを満たす一定レベル以上の表示性能が求められる。
【００１０】
しかしながら、上記した従来のプラズマディスプレイパネルでは、蛍光膜の発光面積の増加により輝度の向上を図るものであり、特定の方向の輝度について何ら配慮がなされていないため、有効視聴領域内の輝度をバランス良く向上することができていない。
【００１１】
すなわち、プラズマディスプレイパネルは、蛍光体からの発光がほぼ完全拡散であるため、正面から外れた斜め方向から観察しても輝度低下が小さく、良好な画像観察が可能である。ここで、完全拡散とは、面の法線方向を０度としたときのθ方向の光線強度がＣｏｓ（θ）になるような配光特性であり、出射方向の傾きと光線強度に比例した長さを有する矢印で表現した場合、その矢印先端を結ぶ包絡線は球状になる（後述する図３参照）。しかし、一般的に視聴環境として適さない方向へも光が分配されるため、発光光量が大きい割りに有効視聴範囲から観察した場合の画面輝度が小さいという課題を有する。より具体的には、リビングなどで複数の視聴者で観察する場合、水平方向からは様々な角度から良好な画像認識がなされることが必要だが、垂直方向については、立った状態から床に座った状態の限られた角度範囲から良好な画像観察がなされればよく、垂直方向に大きな角度で天井方向や床方向へ向かう光は有効利用されず、無駄になる。上記した従来のプラズマディスプレイパネルでは、このような有効視聴領域についての配慮は一切なされていないため、映像光を有効視聴領域に効率的に配分して画像輝度を大きくすること、つまり、有効視聴領域内の輝度をバランス良く向上することはできない。
【００１２】
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、有効視聴領域内の輝度をバランス良く向上することができるプラズマディスプレイパネル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】
【００１３】
本発明のプラズマディスプレイパネルは、互いに離間して対向配置された前面板及び背面板と、前記前面板と前記背面板の間に形成され、放電により紫外線を発生する複数の放電セルと、前記複数の放電セル内にそれぞれ形成され、前記紫外線により励起して可視光を発生する蛍光体層と、を具備し、前記蛍光体層のうち前記放電セルの底面部に形成された蛍光体層は、前記可視光に前記前面板の表示面における法線方向の指向性を付与するプリズムアレイ状の表面形状を有する構成を採る。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、有効視聴領域内の輝度をバランス良く向上することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。
【００１６】
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１に係るプラズマディスプレイパネルの要部構成を示す部分断面図である。
【００１７】
図１に示すプラズマディスプレイパネル１００は、矩形形状の背面板１１０と、背面板１１０と同一形状でありこれと所定の離間距離を保って対向配置される前面板１２０とを有する。プラズマディスプレイパネル１００をディスプレイ装置に搭載したときに、視聴者側に置かれるほうが前面板１２０であり、その奥側に面を向き合わせて背面板１１０が置かれる。
【００１８】
以下では、図１におけるプラズマディスプレイパネル１００の前面板１２０側を「上、又は、正面」、背面板１１０側を「下、又は、底面」、図１の左右方向を「垂直方向」、図１紙面奥行き方向を「水平方向」とそれぞれ呼ぶことがある。また、図１の紙面と平行な面を「垂直面」、図１紙面、背面板、及び前面板と直交する面を「水平面」とそれぞれ呼ぶことがある。
【００１９】
また、本明細書において、プラズマディスプレイパネルの「水平方向」及び「垂直方向」とは、当該プラズマディスプレイパネルを正しく視聴可能な正規の方法で設置した際の水平方向及び垂直方向をそれぞれ意味する。この意味で、プラズマディスプレイパネルの「水平方向」及び「垂直方向」は、それぞれ、各プラズマディスプレイに固有の方向である。
【００２０】
背面板１１０は、背面板１１１と、アドレス電極１１２と、誘電体層１１３と、隔壁１１４と、蛍光体層１１５とを有する。
【００２１】
ガラス基板である背面板１１１の面（前方面）上には、スクリーン印刷などで形成されたアドレス電極１１２が配設される。背面板１１１のアドレス電極１１２が配設された面全体に、さらに誘電体層１１３が設けられる。こうしてアドレス電極１１２は、誘電体層１１３で被覆される。
【００２２】
誘電体層１１３の上側（前面板１１０側）には、隔壁１１４が例えば格子状に設けられる。隔壁１１４で囲まれる領域（つまり、１つの格子に対応する領域）が、セル１３０である。
【００２３】
隔壁１１４及び誘電体層１１３の表面（つまり、セル表面）には、蛍光体層１１５が設けられる。誘電体層１１３に重ねて形成された蛍光体層１１５（つまり、セル底面部に形成された蛍光体層１１５）は、その表面が水平方向を長手方向とするプリズムアレイ状に形成されてなる。ここでは、断面視三角形状で紙面垂直方向（水平面に沿う方向）に延在する複数の突条１１５ａが形成され、突条１１５ａは、互いに平行に連続して配列されている（図２参照）。すなわち、蛍光体層１１５の表面形状は、垂直方向の断面形状が三角形状であり且つ水平方向に伸長するアレイ状となっている。なお、突条１１５ａの頂角及び隣接する２つの突条１１５ａで挟まれた角は略９０度として図示されているが、頂部及び谷部（２つの突条１１５ａで挟まれた部分）は丸みを帯びた形状でもよい。
【００２４】
ここで、「プリズムアレイ状」とは、プリズム作用により光を所定の方向に収束する（つまり、光に指向性を付与する）プリズム状突起部を（光の収束方向に対して垂直な方向に）アレイ状に配列した形状を広く意味する。
【００２５】
前面板１２０は、前面板１２１と、透明電極１２２と、バス電極１２３と、誘電体層１２４と、保護層１２５とを有する。
【００２６】
前面板１２１の下面（背面板１１０と対向配置される面）上には、所定の配列パターンで透明電極１２２が設けられる。一方、前面板１２１の上面は、表示面となっている。さらに、透明電極１２２の一部と接するようにしてバス電極１２３が設けられる。
【００２７】
前面板１２１の透明電極１２２及びバス電極１２３が設けられた面全体に、さらに誘電体層１２４が設けられる。こうして透明電極１２２及びバス電極１２３は、誘電体層１２４で被覆される。さらに誘電体層１２４に重ねて、保護層１２５が設けられる。
【００２８】
以上のように構成されたプラズマディスプレイパネル１００において、セルに電圧が印可されると、セル１３０にガス放電が生じて紫外線が発生し、この紫外線によって蛍光体層１１５を構成する蛍光体が励起して可視光を全方向に発する。
【００２９】
励起して可視光を発する蛍光体は、蛍光体層１１５の極表層部分に存在するもののみであり、それよりも表面から深い部分に存在する蛍光体は、表層部分で発せられた可視光を反射する反射層として機能する。蛍光体層１１５は、透明微粒子が積層されてなり、体積散乱体として機能するためである。
【００３０】
ここで、蛍光体層１１５の表層部分で発せられた可視光のうち、直接セル内部側に進まずに蛍光体層１１５の内部に向けて進む光について考察する。蛍光体層１１５の内部に向けて進む光は、反射層で蛍光体層１１５の表面方向に反射される。
【００３１】
垂直面内における反射光の進路に着目すると、蛍光体層１１５の表面に到達した反射光は、上述の通り蛍光体層１１５の表面がプリズムアレイ状に形成されており、前面板１２１に対して角度を持っているので、蛍光体層１１５とセルに充填されたガスとの境界で、前面板１２１への入射角度が小さくなるように進行方向を変えて進んでいく。すなわち、ここで着目している垂直面内では、反射光に対して指向性が与えられている。
【００３２】
なお、比較として、セル底面部の蛍光体層１１６の表面形状がフラットであるプラズマディスプレイパネル１００ａ（図３参照）では、蛍光体層１１６の表面が前面板１２１と平行であるため、反射光は完全拡散されている状態にある。そのため、光の進行方向とその方向の光線強度をベクトルで表現した場合、図３に示すように、そのベクトルの先端を結ぶ線は円状になる。
【００３３】
一方、水平面内においては、蛍光体層１１５の表面はフラット形状と捉えられる。そのため、水平面内においては、反射光は、完全拡散されている状態にあり、指向性を持たない。
【００３４】
次に、蛍光体層１１５の表層部分で発せられた可視光のうち、直接セル内部側に進む光について考察する。
【００３５】
まず、垂直面内における可視光の進路に着目すると、前面板１２０への入射角が大きい光（つまり、進行方向ベクトルが背面板１１１に対して大きく寝ている光）は、進行方向で発光位置に最も近い突条１１５ａの表面で反射されて、前面板１２１への入射角度が小さくなるように進行方向を変えて進んでいく。すなわち、ここで着目している垂直面内では、直接セル内部側に進む光に対しても指向性が与えられている。なお、突条１１５ａで反射されずにその内部に進む光については、上述のケースと同様に考えることができる。
【００３６】
一方、水平面内においては、蛍光体層１１５の表面はフラット形状と捉えられる。そのため、水平面内においては、直接セル内部側に進む光は、方向を変えることなくそのまま進んでいく。すなわち、同平面内において、直接セル内部側に進む光は、完全拡散されている状態にあり、指向性を持たない。
【００３７】
このように蛍光体層１１５で発せられた光は、垂直面内においては指向性が与えられる一方、水平面内においては指向性を持たない。すなわち、光の進行方向とその方向の光線強度をベクトルで表現した場合、垂直面内においては、図１に示すような楕円状になり、水平面内においては、円状になる（図３参照）。
【００３８】
以上のようにプラズマディスプレイパネル１００においては、蛍光体層１１５の表面形状は、断面視三角形状で水平面に沿う方向に延在する複数の突条１１５ａが互いに平行に連続して配列された形状に形成されている。こうすることにより、蛍光体層１１５から発せられる表示光に対して、水平面内では無指向性のまま、垂直面内でのみ指向性を持たせることができる。すなわち、プラズマディスプレイパネル１００は、前面板１２０の表示面における法線方向に指向性を形成することができる。
【００３９】
すなわち、垂直面では、蛍光体層１１５から発せられる光が、前面板１２０の法線の方向（つまり、前面板１２０の表示面における法線方向）に集められて、法線を中心とする一定範囲の輝度が向上する。一方、水平面では、すべての方向で輝度が略一定となる。
【００４０】
ここで、ディスプレイ装置においては、上記のように、通常、水平面では視聴する角度を変えても表示性能が一定であることが望まれる一方、垂直面では一定の中心角度で良好な表示性能が望まれるがそれ以外の角度では表示性能が低下してもよい。ＴＶ受像機などのディスプレイ装置をリビングなどで複数の視聴者が視聴する場合、水平面では様々な角度から良好な画像認識できることが必要だが、垂直面では立った状態から床に座った状態の限られた角度範囲から良好な画像観察ができればよいからである。すなわち、ディスプレイ装置の有効視聴領域は、水平面では表示画面側の全方向であり、垂直面では表示画面の法線を中心とした一定範囲である。
【００４１】
このようにプラズマディスプレイパネル１００は、これを搭載するディスプレイ装置に求められる有効視聴領域に合致する、表示光の指向性を形成することができるので、有効視聴領域内の輝度をバランス良く向上することができる。
【００４２】
また、上述のように蛍光体層１１５の表面に山谷を設けているので、蛍光体層１１５の表面積が大きい構造となっている。この構造により、電圧の印加に伴って発生する紫外線を蛍光体の発光に効率良く利用することができる。すなわち、一定の光量を発光するために必要な電力消費量を低減することができ、消費電力に対する発光効率を高めることができる。
【００４３】
なお、以上の説明においては、突条１１５ａの形状が断面視三角形状の場合について説明を行った。しかしながら、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、図４に示すような断面視半円弧状であってもよい。要は、水平面内では無指向性のまま、垂直面内でのみ表示光に指向性を持たせることができるプリズムアレイ形状であればよい。すなわち、蛍光体層１１５が、前面板１２１と対向する背面板１１１の面（前方面）の隣接する２辺のそれぞれと直交する２つの面のうちの一方の面においてのみ、可視光に前面板１２１の方向への指向性を付与するプリズムアレイ形状の表面形状を有していればよい。
【００４４】
（実施の形態２）
実施の形態１では、背面板に設けられる誘電体層（蛍光体層の下地層）の上面はフラットであるのに対して、本実施の形態では、誘電体層の上面の形状を蛍光体層の表面形状と同じ形状とする。
【００４５】
図５は、本実施の形態のプラズマディスプレイパネルの部分断面構成図である。同図に示すようにプラズマディスプレイパネル２００の背面板２１０に設けられる誘電体層２１３の表面には、断面視三角形状で紙面垂直方向（水平面に沿う方向）に延在する複数の突条２１３ａが形成され、突条２１３ａは、互いに平行に連続して配列されている。
【００４６】
このような表面形状を持つ誘電体層２１３の表面を、スクリーン印刷、インクジェット法等によって蛍光体材料を塗布後乾燥、焼成することによって蛍光体で覆うことにより、実施の形態１の場合と同様の表面形状を持つ蛍光体層２１５を形成することができる。この場合、蛍光体層２１５は、誘電体層２１３の表面に沿う波状の層となっており、それ自体がプリズムアレイ状になっている。
【００４７】
以上のような構成を持つプラズマディスプレイパネル２００は、誘電体層２１３が蛍光体内部に進む可視光を反射する反射層として機能するので、実施の形態１のプラズマディスプレイパネル１００と同様に、有効視聴領域内の輝度をバランス良く向上することができる。
【００４８】
また、一般的に、誘電体層２１３を形成する透明微粒子は、蛍光作用が不要なので、蛍光体材料に比べ安価である。このため、蛍光体層２１５の設計表面形状と同じ形状の誘電体層２１３を蛍光体で覆って設計表面形状を形成することにより、実施の形態１と同じ効果を発揮するプラズマディスプレイパネルを低コストで実現することができる。
【産業上の利用可能性】
【００４９】
本発明のプラズマディスプレイパネルは、消費電力に対する高い発光効率を実現しつつ、有効視聴領域内の輝度をバランス良く向上するものとして有用である。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】本発明の実施の形態１に係るプラズマディスプレイパネルの要部構成を示す部分断面図
【図２】図１のプラズマディスプレイパネルの部分断面斜視図
【図３】蛍光体層の表面形状がフラットである場合の配光特性の説明に供する図
【図４】蛍光体層の表面形状の他の例を示す図
【図５】本発明の実施の形態２に係るプラズマディスプレイパネルの要部構成を示す部分断面図
【符号の説明】
【００５１】
１００、２００  プラズマディスプレイパネル
１１０、２１０  背面板
１１１  背面板
１１２  アドレス電極
１１３、２１３  誘電体層
１１４  隔壁
１１５、２１５  蛍光体層
１１５ａ、２１３ａ  突条
１２０  前面板
１２１  前面板
１２２  透明電極
１２３  バス電極
１２４  誘電体層
１２５  保護層
１３０  セル
【図１】
2009181904.tif 000003
【図２】
2009181904.tif 000004
【図３】
2009181904.tif 000005
【図４】
2009181904.tif 000006
【図５】
2009181904.tif 000007