(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
蛍光体層が上層及び下層の２層構造を有し、前記上層が、真空紫外線を該真空紫外線より長波長の紫外線に変換する蛍光体と、変換された前記紫外線を可視光に変換する蛍光体との少なくとも２種の蛍光体を含む蛍光体からなり、前記下層が、赤外線を可視光に変換する蛍光体からな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】
前記真空紫外線を該真空紫外線より長波長の紫外線に変換する蛍光体が、前記上層全体に対して１０重量％含まれている請求項１記載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（以下ＰＤＰと称する）に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ＰＤＰは、一般に、対向する一対の基板、電極、隔壁、蛍光体層及び放電ガス等の構成要素からなる。また、一対の基板と隔壁により放電空間が区画され、放電空間内には蛍光体層と放電ガスが存在する。放電ガスとしては、Ｈｅ、Ｎｅ、Ａｒ及びＸｅが知られているが、この内、蛍光体に最も励起効率の良い真空紫外線を発生させるＸｅが主に使用され、表示は、Ｘｅの放電ガスから発生する共鳴線（１４７ｎｍ）や分子線（１７２ｎｍ）のごとき真空紫外線を蛍光体層中の蛍光体により可視光に変換することにより行われている。
【０００３】
また、カラーＰＤＰの場合、赤、緑及び青の可視光に真空紫外線を変換しうる３種類の蛍光体が使用されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
従来、表示に使用されている真空紫外線は、光子エネルギーが大きいため、蛍光体層に照射すると、蛍光体層に含まれる蛍光体を破壊し、格子欠陥等を発生させることがあった。また、更に長時間、真空紫外線を蛍光体層に照射すると、輝度が劣化したり、色度が変化したりする等の経時劣化を生じていた。
【０００５】
この経時劣化は、蛍光体として、比較的結合エネルギーの小さな結晶を持つバリウム、マグネシウム及びアルミニウムの酸化物にユーロピウムを付活した青色又はマンガン（ユーロピウムを含む場合あり）を付活した緑色蛍光体を使用した蛍光体層において顕著に現れていた。
この経時劣化を防ぐために、放電ガスに光子エネルギーが真空紫外線より小さい２５０ｎｍ以上の波長を有する紫外線を発生しうるガスを使用することが考えられるが、このような紫外線を発生する放電ガスはＰＤＰでは実現不可能であった。
【０００６】
また、真空紫外線は、光子エネルギーが大きいため、蛍光体層の表面に存在する蛍光体を透過することができない。つまり、蛍光体層の表面に存在する蛍光体のみが発光に寄与しているだけで、内部（深部）に存在する蛍光体は発光に寄与していなかった。従って、蛍光体層の表面に存在する蛍光体が劣化するだけで、大きな輝度の劣化が生じることとなる。
【０００７】
更に、放電ガスにより生じるプラズマが、蛍光体層の近くに存在するため、プラズマにより蛍光体層の表面がスパッタリングされ、蛍光体が更に劣化する恐れがあった。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明の発明者は、真空紫外線の照射により劣化する蛍光体であっても、蛍光体ランプ等で使用されている水銀蒸気から生じる通常の紫外線（２５４ｎｍ）では劣化しにくいことから、真空紫外線を一旦真空紫外線より長波長の紫外線に変換することで、上記課題を解決することができることを見いだし本発明に至った。
【０００９】
また、本発明の発明者は、真空紫外線は、蛍光体層の表面に存在する蛍光体を透過することができないことから、蛍光体層の内部（深部）に存在する蛍光体を有効に使用することにより蛍光体層の経時劣化を抑制できることも見いだしている。
かくして本発明によれば、蛍光体層が上層及び下層の２層構造を有し、前記上層が、真空紫外線を該真空紫外線より長波長の紫外線に変換する蛍光体と、変換された前記紫外線を可視光に変換する蛍光体との少なくとも２種の蛍光体を含む蛍光体からなり、前記下層が、赤外線を可視光に変換する蛍光体からな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。このとき、真空紫外線を該真空紫外線より長波長の紫外線に変換する蛍光体（第１の蛍光体）は、変換された紫外線を可視光に変換する蛍光体（第２の蛍光体）より劣化に強い（比較的結合エネルギーの大きな）蛍光体でなければならない。
【００１１】
【発明の実施の形態】
まず、本発明の蛍光体層は、以下に示すような蛍光体を含んでいる：
（１）真空紫外線を該真空紫外線より長波長の紫外線（以下、輻射線ともいう）に変換する第１の蛍光体と、変換された紫外線を可視光に変換する第２の蛍光体、及び
（２）赤外線を可視光に変換する第４の蛍光体。
【００１２】
まず、▲１▼の場合について説明する。
従来使用されている蛍光体は、約５ｅＶの価電子帯と伝導帯との電位差を有していることが知られている。ここで、真空紫外線は光子エネルギーが約８．３ｅＶ程度と大きいため、蛍光体層の表面から内部へ透過することができない。従って、蛍光体層の表面のみが発光に寄与していることとなる。一方、真空紫外線より長波長の領域の光は、真空紫外線より光子エネルギーが小さく、例えば、真空紫外線と可視光との間の紫外線領域では光子エネルギーが約４ｅＶである。従って、光子エネルギーは、蛍光体層の電位差より低く、この領域の光は蛍光体層を透過することができる。つまり、真空紫外線より長波長の領域の発光を有効に使用すれば、輝度の経時劣化を抑制することができる。
【００１３】
第１の蛍光体としては、真空紫外線を該真空紫外線より長波長の輻射線に変換することができさえすれば、特に限定されない。従って、真空紫外線の照射のみで発光し、真空紫外線以外の領域の輻射線の照射では発光しない蛍光体も含まれる。
ここで、真空紫外線より長波長の輻射線とは、真空紫外線（１９０ｎｍ以下の波長）より長い波長領域（即ち、１９０ｎｍより長い波長）を全て含むことを意味する。本発明では、真空紫外線と可視光の間の波長領域（即ち、１９０〜３９０ｎｍ）の輻射線に変換しうる蛍光体を使用することが、発光効率の低下を抑制できるため好ましい。特に好ましくは２５０〜４００ｎｍ、更に好ましくは３２０〜３５０ｎｍのピーク波長の輻射線に変換しうる蛍光体である。
【００１４】
具体的な蛍光体としては、ＢａＳｉ2 Ｏ5 ：Ｐｂ（３５１ｎｍ）、（Ｂａ，Ｓｒ，Ｍｇ）3 Ｓｉ2 Ｏ7 ：Ｐｂ（３７２ｎｍ）、ＳｒＢ4 Ｏ7 ：Ｅｕ（３６８ｎｍ）、（Ｃａ，Ｚｎ）3 （ＰＯ4 ）2 ：Ｔｌ（３０６ｎｍ）、ＹＰＯ4 ：Ｃｅ（３５７ｎｍ）、ＬａＰＯ4 ：Ｃｅ（３１８ｎｍ）、Ｃｅ（Ｍｇ，Ｂａ）Ａｌ11Ｏ19（３４８ｎｍ）、（Ｃｅ，Ｂａ）ＭｇＡｌ11Ｏ19（３５４ｎｍ）等が挙げられる。これら蛍光体は組み合わせて使用してもよい（かっこ内は変換後のピーク波長を意味している）。
【００１５】
次に、第２の蛍光体としては、上記第１の蛍光体により変換された輻射線を可視光に変換することができさえすれば、どのような蛍光体でも使用することができる。例えば、当該分野で使用されている蛍光体をいずれも使用することができる。より具体的には、Ｙ2 Ｏ3 ：Ｅｕ、ＹＶＯ4 ：Ｅｕ、（Ｙ，Ｇｄ）ＢＯ3 ：Ｅｕ、Ｙ2 Ｏ3 Ｓ：Ｅｕ、γ−Ｚｎ3 （ＰＯ4 ）2 ：Ｍｎ、（Ｚｎ，Ｃｄ）Ｓ：Ａｇ（以上赤色）、Ｚｎ2 ＧｅＯ2 ：Ｍｎ、ＢａＡｌ12Ｏ19：Ｍｎ、Ｚｎ2 ＳｉＯ4 ：Ｍｎ、ＬａＰＯ4 ：Ｔｂ、ＺｎＳ：（Ｃｕ，Ａｌ）、ＺｎＳ：（Ａｕ，Ｃｕ，Ａｌ）、（Ｚｎ，Ｃｄ）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。
【００１６】
これら第２の蛍光体は、真空紫外線よりも、真空紫外線と可視光との間の領域の紫外線の方が発光強度が高いものが多いため、上記のようの第１の蛍光体と第２の蛍光体を組み合わせることで、輝度の向上及び経時劣化を抑制することが可能となる。なお、これら蛍光体は組み合わせて使用してもよい。
上記第２の蛍光体の内、紫外線を青色に変換する蛍光体は、一般に結合力が弱く、放電ガスによる劣化が特に大きいため、本発明による経時劣化の抑制効果がより多く得られる。例えば、紫外線を青色に変換する蛍光体として化成オプトニクス社製ＫＸ−５０１Ａを使用したＰＤＰの作製直後と２０００時間表示後の励起波長毎の発光強度の変化を示す励起スペクトルを図１に示す。図１から判るように、２０００時間表示後の発光強度は、真空紫外線領域で特に劣化している。しかしながら、可視光から真空紫外線までの領域の紫外線領域では殆ど劣化していない。よって、この領域の紫外線を有効に利用することにより、輝度の経時劣化を防ぐことができる。
【００１７】
本発明の蛍光体層は、第１の蛍光体が表面に露出していれさえすれば、どのような構成であってもよい。例えば、第１の蛍光体と第２の蛍光体とを均一に混合した構成、第２の蛍光体を第１の蛍光体で覆う構成が挙げられる。この内、第２の蛍光体を第１の蛍光体で覆う構成が、第１の蛍光体の放電ガスによる劣化を防ぐことができるので好ましい。
【００１８】
また、第１の蛍光体は、蛍光体層全体に対して１〜７０重量％含まれることが好ましい。１重量％より少ない場合は、真空紫外線を変換することが殆どできないため、輝度の経時劣化の抑制に寄与しないため好ましくない。７０重量％より多い場合、可視光に変換する蛍光体が少なくなり、輝度が低下するため好ましくない。これら蛍光体を混合したものでは、経時劣化効果は減少するが、作製工程の増加がなくなる。
【００１９】
更に、以下で説明する赤外線を可視光に変換する蛍光体（第４の蛍光体）を含んでいてもよい。この蛍光体は、蛍光体層の表面に露出させることなく、内部に存在させることが好ましい。
次に、▲２▼の場合について説明する。
Ｘｅ等の放電ガスは、真空紫外線領域の発光だけでなく、赤外線領域でも発光していることが一般に知られている。▲２▼の場合は、この赤外領域の発光を有効に利用しようとするものである。
【００２０】
一方、第４の蛍光体としては、赤外線を可視光に変換することができる蛍光体であれば、特に限定されない。具体的には、Ｙ0.74Ｙｂ0.25Ｅｒ0.01ＯＣｌ（以上赤色）、Ｙ0.84Ｙｂ0.15Ｅｒ0.01Ｆ3 、ＮａＹ0.69Ｙｂ0.30Ｅｒ0.01Ｆ4 、ＢａＹ1.34Ｙｂ0.60Ｅｒ0.06Ｆ8 （以上緑色）、Ｙ0.65Ｙｂ0.35Ｔｍ0.001 Ｆ3 （以上青色）等が挙げられる。これら蛍光体は組み合わせて使用してもよい。
【００２２】
本発明の蛍光体層は、蛍光体を含むペーストを所望部分に塗布した後、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、粘度調節のために樹脂、溶剤等を添加してもよい。
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。
【００２３】
上記ペーストは、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、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。
【００２４】
次に、本発明の蛍光体層を有するＰＤＰの一例を図２を参照しながら説明する。なお、図２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にも適用することができる。
図２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、蛍光体層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ＰＤＰを示している。
【００２５】
図２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（サスティン電極）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上に壁電極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。
【００２６】
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、所望本数、厚さ、幅及び間隔で形成することができる。
【００２７】
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７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）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、所望の放電ガスが封入されている。
【００２８】
ＰＤＰ１は、図２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確定されている。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真空紫外線を真空紫外線より長い波長の輻射線に変換し、輻射線を可視光に変換することによって又は真空紫外線と赤外線を可視光に変換することによって発光する。蛍光体層８で発光した光は、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。
【００２９】
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。透明導電膜は、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、所望本数、厚さ、幅及び間隔で形成することができる。
【００３０】
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。
【００３１】
【実施例】
実施例１（参考例）
ＰＤＰ用の３色の蛍光体の内、最も経時劣化しやすい紫外線を青色に変換する蛍光体（ＢａＭｇＡｌ10Ｏ17：Ｅｕ、商品名ＫＸ−５０１Ａ：化成オプトニクス社製）と真空紫外線を該真空紫外線より長波長の紫外線に変換する蛍光体（ＬａＰＯ3 ：Ｃｅ、商品名ＮＰ−８０６：日亜化学工業社製）とからなる蛍光体を含むペーストを作製した。真空紫外線を該真空紫外線より長波長の紫外線に変換する蛍光体は、蛍光体全体に対して、１重量％含まれている。なお、ペーストには、塗布できるように溶剤により粘度を調節した。このペーストを用いて、約２０μｍの蛍光体層を形成し、更に公知の方法により図２に示す如きＰＤＰを作製した。
なお、得られたＰＤＰは、青色を表示する２１インチ型とした。得られたＰＤＰを２０００時間表示し、２０００時間経過後の輝度維持率を測定し、表１に示した。なお、輝度維持率は、初期輝度を１００とした場合の輝度低下率を意味している。
【００３２】
実施例２〜７（参考例）
真空紫外線を該真空紫外線より長波長の紫外線に変換する蛍光体を５重量％（実施例２）、１０重量％（実施例３）、２０重量％（実施例４）、５０重量％（実施例５）、７０重量％（実施例６）、８０重量％（実施例７）含ませること以外は、実施例１と同様にしてＰＤＰを作製し、輝度維持率を測定した。結果を表１に示した。
【００３３】
実施例８（参考例）
赤外線を青色に変換する蛍光体（Ｙ0.65Ｙｂ0.35Ｔｍ0.001 Ｆ3 ）を含むペーストを用いて約１５μｍの下層の蛍光体層を形成し、この上に紫外線を青色に変換する蛍光体（ＢａＭｇＡｌ10Ｏ17：Ｅｕ、商品名ＫＸ−５０１Ａ：化成オプトニクス社製）を含むペーストを用いて約５μｍの上層の蛍光体層を形成すること以外は、実施例１と同様にしてＰＤＰを作製し、輝度維持率を測定した。結果を表１に示した。
【００３４】
実施例９
紫外線を青色に変換する蛍光体（ＢａＭｇＡｌ10Ｏ17：Ｅｕ、商品名ＫＸ−５０１Ａ：化成オプトニクス社製）９０重量部と真空紫外線を該真空紫外線より長波長の紫外線に変換する蛍光体（ＬａＰＯ3 ：Ｃｅ、商品名ＮＰ−８０６：日亜化学工業社製）１０重量％とからなる蛍光体を含むペーストを用いて上層の蛍光体層を作製すること以外は、実施例８と同様にしてＰＤＰを作製し、輝度維持率を測定した。結果を表１に示した。
【００３５】
比較例１
紫外線を青色に変換する蛍光体（ＢａＭｇＡｌ10Ｏ17：Ｅｕ、商品名ＫＸ−５０１Ａ：化成オプトニクス社製）からなるペーストを使用して蛍光体層を作製すること以外は、実施例１と同様にしてＰＤＰを作製し、輝度維持率を測定した。結果を表１に示した。
【００３６】
【表１】
0003829890.tif 000002
表１中、青色蛍光体は紫外線を青色に変換する蛍光体を意味し、紫外線蛍光体は真空紫外線を該真空紫外線より長波長の紫外線に変換する蛍光体を意味し、赤外線蛍光体は赤外線を青色に変換する蛍光体を意味する。
表１から明らかなように、紫外線を青色に変換する蛍光体に、真空紫外線を該真空紫外線より長波長の紫外線に変換する蛍光体及び／又は赤外線を青色に変換する蛍光体を加えることで、輝度維持率を向上させることができた。
【００３７】
【発明の効果】
本発明のＰＤＰによれば、紫外線を青色に変換する蛍光体に、真空紫外線を該真空紫外線より長波長の紫外線に変換する蛍光体及び／又は赤外線を青色に変換する蛍光体を加えた蛍光体層を有しているので、輝度の経時的な劣化を防止することができる。これにより、例えば同じ画面を表示（固定表示）する場合の画像の焼けつきを防ぐことも可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】ＰＤＰの作製直後と２０００時間表示後の励起波長毎の発光強度の変化を示す励起スペクトルである。
【図２】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】
0003829890.tif 000003
【図２】
0003829890.tif 000004