(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
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赤色、緑色及び青色の蛍光体層を設けたパネル本体を有するプラズマディスプレイ装置において、前記赤色及び青色の蛍光体層は表面電位が正極性を有し、かつ緑色の蛍光体層は、一般式Ｚｎ2ＳｉＯ4：Ｍｎで表され表面電位が負極性を有するマンガン付活ケイ酸亜鉛緑色蛍光体と、一般式ＲｅＢＯ3：Ｔｂ（Ｒｅは希土類元素：Ｓｃ、Ｙ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｇｄから選ばれた一種、または複数種の固溶体を表す）で表され表面電位が正極性を有するテルビウム付活希土類ほう酸塩緑色蛍光体とを混合して得られる混合蛍光体を用いたプラズマディスプレイ装置。
【請求項２】
混合蛍光体の全組成に対する、テルビウム付活希土類ほう酸塩緑色蛍光体の混合比率が、１０〜７５重量％の範囲であることを特徴とする請求項２記載のプラズマディスプレイ装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、希ガス放電から発生する真空紫外線による蛍光体の励起、発光を利用したプラズマディスプレイ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ＡＣ型プラズマディスプレイ装置においては、図９に示すように、表面側の基板２１、及び背面側の基板２２が放電空間２３を挟んで対向して配置されている。表面側基板２１上には、誘電体層２４及び保護層２５で覆われかつ対をなすストライプ状の走査電極２６と維持電極（図示せず）とが、紙面に平行な方向に延びて形成されている。背面側基板２２上には、走査電極２６及び維持電極と直交する方向に、ストライプ状のデータ電極２７が形成されている。各データ電極２７の間には、ストライプ状の隔壁２８が配列され、表面側基板２１、及び背面側基板２２とともに放電セル２９を区画している。また、データ電極２７上から隔壁２８の側面にわたって蛍光体３０が付設されている。蛍光体３０は、各放電セル２９に対して一色ずつ付設され、赤色、緑色、及び青色の蛍光体が順次配置されている。
【０００３】
プラズマディスプレイ装置は、表示セルに塗布されている蛍光体３０を、希ガス放電から発生する波長１４７ｎｍの真空紫外線により励起、発光させ、その発光を利用しカラー表示を行っている。蛍光体３０として用いられる材料は、一般に、赤色蛍光体としては、ユウロピウム付活ホウ酸イットリウム、ガドリニウム蛍光体（Ｙ，Ｇｄ）ＢＯ3：Ｅｕ、緑色蛍光体としては、マンガン付活珪酸亜鉛蛍光体Ｚｎ2ＳｉＯ4：Ｍｎ、青色蛍光体としては、ユウロピウム付活アルミン酸バリウムマグネシウム蛍光体ＢａＭｇＡｌ10Ｏ17：Ｅｕが用いられる。
【０００４】
従来、緑色発光成分としては、Ｚｎ2ＳｉＯ4：Ｍｎ蛍光体が一般的に用いられていた。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
一般的に緑色蛍光体として用いられているＺｎ2ＳｉＯ4：Ｍｎ緑色蛍光体は、表面電位が負極性を有する。図１０に、各種蛍光体のブローオフ帯電量を示す。図１０からもわかるようにＺｎ2ＳｉＯ4：Ｍｎのみ負極性に帯電しており、プラズマディスプレイ装置における放電特性のバラツキは、この帯電量が起因していると推測される。
【０００６】
本発明者等は、この蛍光体を用いた蛍光面において、表示のための電圧を印加した際、放電バラツキ、或いは放電が発生しない放電ミスが、正極性を有する蛍光体に比べて頻発することを見出した。この現象は、表示品質を劣化させ、或いは高品質を維持すべく完全点灯するまで電圧を上げるために、設定駆動電圧を高くする必要性が生じる。
【０００７】
蛍光体の帯電量はその材料の種類によって決まる物性値であり、これを変化させるのは困難である。帯電量を変化させるための手段として特開平１１−８６７３５号公報に記載されているように、蛍光体層の上に極性を変化させるための膜を積層させることが提案されている。しかしながら、非発光材料で膜を積層することによる工程の増加、あるいは輝度低下が生じる問題があった。
【０００８】
また、紫外線で励起・発光する緑色蛍光体として、マンガン付活アルミン酸バリウムＢａＡｌ12Ｏ19：Ｍｎ蛍光体がある。この蛍光体の表面電位は正極性を有し、放電は安定している。ただし、この蛍光体は輝度が低く、パネル動作中での経時劣化が大きく、実用には不適である。
【０００９】
その他の緑色蛍光体として、テルビウム付活ホウ酸イットリウムＹＢＯ3：Ｔｂ蛍光体がある。この蛍光体の表面電位は正極性を有しているが、現行ＣＲＴに用いられている銅、金付活硫化亜鉛蛍光体ＺｎＳ：Ｃｕ，Ａｕ（ＪＥＤＥＣ登録番号  Ｐ−２２）に対して色純度が劣り、色再現範囲が狭くなるため、表示品質が劣る欠点があった。
【００１０】
本発明は、このような問題を解決するためになされたものであり、放電特性の安定化を図り、かつ高輝度・長寿命化を実現するとともに、色純度をＣＲＴと同等以上としたプラズマディスプレイ装置を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明者等は、表面電位が負極性を有する蛍光体と正極性を有する蛍光体を混合して得られる混合蛍光体を蛍光面に用いることで、工程を増やすことなく、さらに輝度低下を生じることなく、放電を安定化できることを見出した。
【００１２】
そこで上記課題を解決するために、本発明のプラズマディスプレイ装置は、少なくとも一色の蛍光体層が、表面電位が負極性を有する蛍光体と正極性を有する蛍光体とを混合して得られる混合蛍光体を用いた蛍光面を備える構成としている。
【００１３】
この構成により、表面電位が負極性を有していた蛍光体の表面電位の極性を正方向に変化させることができ、プラズマディスプレイ装置における放電バラツキ、或いは放電ミスを減少させ、安定な映像表示を行うことが可能となる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
本発明の請求項１に記載の発明は、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赤色、緑色及び青色の蛍光体層を設けたパネル本体を有するプラズマディスプレイ装置において、前記赤色及び青色の蛍光体層は表面電位が正極性を有し、かつ緑色の蛍光体層は、一般式Ｚｎ2ＳｉＯ4：Ｍｎで表され表面電位が負極性を有するマンガン付活ケイ酸亜鉛緑色蛍光体と、一般式ＲｅＢＯ3：Ｔｂ（Ｒｅは希土類元素：Ｓｃ、Ｙ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｇｄから選ばれた一種、または複数種の固溶体を表す）で表され表面電位が正極性を有するテルビウム付活希土類ほう酸塩緑色蛍光体とを混合して得られる混合蛍光体を用いたものである。
【００１７】
さらに、上記構成において、混合蛍光体の全組成に対する、テルビウム付活希土類ほう酸塩緑色蛍光体の混合比率が、１０〜７５重量％の範囲であることが望ましい。
【００１８】
以下、本発明の一実施の形態によるプラズマディスプレイ装置について、図１〜図８を用いて説明する。
【００１９】
図１に本発明の一実施の形態によるプラズマディスプレイ装置におけるパネル構造の一例を示し、図２に図１のＡ−Ａ’線で切断した断面を示し、図３に図１のＢ−Ｂ’線で切断した断面を示している。図に示すように、ガラス基板などの透明な前面側の基板１上には、走査電極２と維持電極３とで対をなすストライプ状の表示電極４が複数対形成され、そして基板１上の隣り合う表示電極４間には遮光層５が配置形成されている。この走査電極２および維持電極３は、それぞれ透明電極２ａ、３ａおよびこの透明電極２ａ、３ａに電気的に接続された銀等の母線２ｂ、３ｂとから構成されている。また、前記前面側の基板１には、前記複数対の電極群を覆うように誘電体層６が形成され、その誘電体層６上には保護膜７が形成されている。
【００２０】
また、前記前面側の基板１に対向配置される背面側の基板８上には、走査電極２及び維持電極３の表示電極４と直交する方向に、絶縁体層９で覆われた複数のストライプ状のデータ電極１０が形成されている。このデータ電極１０間の絶縁体層９上には、データ電極１０と平行にストライプ状の複数の隔壁１１が配置され、この隔壁１１間の側面１１ａおよび絶縁体層９の表面に蛍光体層１２が設けられている。
【００２１】
これらの基板１と基板８とは、走査電極２および維持電極３とデータ電極１０とが直交するように、微小な放電空間を挟んで対向配置されるとともに、周囲が封止され、そして前記放電空間には、ヘリウム、ネオン、アルゴン、キセノンのうちの一種または混合ガスが放電ガスとして封入されている。また、放電空間は、隔壁１１によって複数の区画に仕切ることにより、表示電極４とデータ電極１０との交点が位置する複数の放電セル１３が設けられ、その各放電セル１３には、赤色、緑色及び青色となるように蛍光体層１２が一色ずつ順次配置されている。
【００２２】
次に、上記パネル本体の動作について説明すると、このパネル本体の電極配列は、図４に示すように、Ｍ行×Ｎ列の放電セルからなるマトリックス構成であり、行方向にはＭ行の走査電極ＳＣＮ１〜ＳＣＮＭおよび維持電極ＳＵＳ１〜ＳＵＳＭが配列され、列方向にはＮ列のデータ電極Ｄ１〜ＤＮが配列されている。
【００２３】
また、このパネル本体を用いたＡＣ型プラズマディスプレイ装置の駆動方法のタイミングチャートの一例を図５に示す。
【００２４】
図４および図５に示すように、書き込み期間では、全ての維持電極ＳＵＳ１〜ＳＵＳＭを０（Ｖ）に保持した後に、第１行目の表示する放電セルに対応する所定のデータ電極Ｄ１〜ＤＮに正の書き込みパルス電圧＋Ｖｗ（Ｖ）を、第１行目の走査電極ＳＣＮ１に負の走査パルス電圧−Ｖｓ（Ｖ）をそれぞれに印加すると、所定のデータ電極Ｄ１〜ＤＮと第１行目の走査電極ＳＣＮ１との交点部において、書き込み放電が起こる。
【００２５】
次に、第２行目の表示する放電セルに対応する所定のデータ電極Ｄ１〜ＤＮに正の書き込みパルス電圧＋Ｖｗ（Ｖ）を、第２行目の走査電極ＳＣＮ２に負の走査パルス電圧−Ｖｓ（Ｖ）をそれぞれに印加すると、所定のデータ電極Ｄ１〜ＤＮと第２行目の走査電極ＳＣＮ２との交点部において書き込み放電が起こる。
【００２６】
上記同様の動作が順次に行われて、最後に第Ｍ行目の表示する放電セルに対応する所定のデータ電極Ｄ１〜ＤＮに正の書き込みパルス電圧＋Ｖｗ（Ｖ）を、第Ｍ行目の走査電極ＳＣＮＭに負の走査パルス電圧−Ｖｓ（Ｖ）をそれぞれに印加すると、所定のデータ電極Ｄ１〜ＤＮと第Ｍ行目の走査電極ＳＣＮＭとの交点部において書き込み放電が起こる。
【００２７】
次の維持期間では、全ての走査電極ＳＣＮ１〜ＳＣＮＭを一旦０（Ｖ）に保持すると共に、全ての維持電極ＳＵＳ１〜ＳＵＳＭに負の維持パルス電圧−Ｖｍ（Ｖ）を印加すると、書き込み放電を起こした前記交点部における走査電極ＳＣＮ１〜ＳＣＮＭと維持電極ＳＵＳ１〜ＳＵＳＭとの間に維持放電が起こる。次に全ての走査電極ＳＣＮ１〜ＳＣＮＭと全ての維持電極ＳＵＳ１〜ＳＵＳＭとに負の維持パルス電圧−Ｖｍ（Ｖ）を交互に印加することにより、表示する放電セルにおいて維持放電が継続して起こる。この維持放電の発光によりパネル表示が行われる。
【００２８】
次の消去期間において、全ての走査電極ＳＣＮ１〜ＳＣＮＭを一旦０（Ｖ）に保持すると共に、全ての維持電極ＳＵＳ１〜ＳＵＳＭに消去パルス電圧−Ｖｅ（Ｖ）を印加すると、消去放電を起こして放電が停止する。
【００２９】
以上の動作により、ＡＣ型プラズマディスプレイ装置において、一画面が表示される。
【００３０】
ここで、本発明のプラズマディスプレイ装置は、表面電位の極性が異なる蛍光体を混合した混合蛍光体を用いる。すなわち、表面電位が負極性を有する蛍光体に対して、表面電位が正極性を有する蛍光体を混合することにより、表面電位が負極性を有していた蛍光体の表面電位の極性を正方向に変化させるものである。
【００３１】
上記の通り、一般的にプラズマディスプレイ装置に用いられている蛍光体の帯電量は、緑色蛍光体Ｚｎ2ＳｉＯ4：Ｍｎのみ負極性を帯びており、赤色蛍光体（Ｙ，Ｇｄ）ＢＯ3：Ｅｕ、及び青色蛍光体ＢａＭｇＡｌ10Ｏ17：Ｅｕは正極性を有する。一方、緑色蛍光体であるＹＢＯ3：Ｔｂも正極性を有する。従って、ＹＢＯ3：Ｔｂを用いて混合蛍光体を作成すれば、ＹＢＯ3：Ｔｂの混合比率増加に応じて帯電量は負極性から正極性方向に変化することは予測できる。しかしながら、混合蛍光体とすることにより、色純度の劣化等も予測され、単純に混合すればよい、というものでもない。
【００３２】
図６に、Ｚｎ2ＳｉＯ4：Ｍｎに対するＹＢＯ3：Ｔｂの混合比率と色度変化の関係を示す。ここで混合比率は、混合蛍光体の全組成に対する比率を表す。ＹＢＯ3：Ｔｂの混合比率が７５重量％より小さい範囲であれば、ＣＲＴに用いられているＰ２２蛍光体ＺｎＳ：Ｃｕ，Ａｕの色度（ｘ＝０．３１０、ｙ＝０．５９５）より色純度は優れたレベルとなることが判る。
【００３３】
このように、本発明は、満足できるレベルの色純度を確保しつつ、表面電位を正極性に変化させ、安定した放電特性を得ることを可能としたものである。
【００３４】
次に、蛍光体層の形成方法の一例を説明する。蛍光体層は一般的に利用されているスクリーン印刷法により形成することができ、図７にスクリーン印刷方法により形成する場合の概略を示している。なお、図７においては、電極等を省略して示している。
【００３５】
まず、図７（ａ）に示すように、隔壁が形成された背面側の基板に、パターン１４ａが形成されているメッシュスクリーン、或いはメタルマスク等のマスク１４をセットした後、マスク１４上に蛍光体ペースト１５を滴下し、スキージ１６により隔壁内に付着させる。この蛍光体ペースト１５は蛍光体とビヒクルを混合したものからなり、その調合比は蛍光体粒径、スクリーン種、樹脂種により変わる。樹脂としてはエチルセルロース系、あるいはアクリル系樹脂が一般的である。溶剤としてはターピネオール、ＢＣＡ（ブチルカルビトールアセテート）が一般的である。今回樹脂はエチルセルロース、溶剤としてターピネオールを選択した。
【００３６】
また、図７（ｂ）〜（ｅ）に、前記蛍光体ペースト１５が隔壁内に充填される様子の概略を示している。すなわち、まず図７（ｂ）に示すように、マスク１４より吐出された蛍光体ペースト１５が基板１７に設けた隔壁１８側面に転写され、次に図７（ｃ）に示すように蛍光体ペースト１５の自重で隔壁１８側面を降下する。その後図７（ｄ）に示すように蛍光体ペースト１５の自重と表面張力で均一化され、そして最終的に図７（ｅ）に示すようにバランスのとれた表面張力で所定形状に形成されることとなる。
【００３７】
なお、蛍光体層の形成方法は上記で説明したスクリーン印刷法に限らず、インキジェット法、スプレー法、転写法等でも可能である。
【００３８】
【実施例】
以下に本発明の具体的実施例について説明する。
【００３９】
（実施例１）
緑色蛍光体としてＺｎ2ＳｉＯ4：Ｍｎ、及びＹＢＯ3：Ｔｂを選択し、ＹＢＯ3：Ｔｂを全組成の５０重量％となるように混合した混合蛍光体を緑色成分として、プラズマディスプレイ装置を作成した。本実施例の混合蛍光体に用いた各蛍光体の発光特性を表１に示す。
【００４０】
【表１】
0003797084.tif 000002
【００４１】
比較のため、蛍光体材料以外は共通とし、Ｚｎ2ＳｉＯ4：Ｍｎを緑色成分とした従来例のプラズマディスプレイ装置を同時に作成した。表２に、本発明及び従来例のプラズマディスプレイ装置の発光特性を示す。
【００４２】
【表２】
0003797084.tif 000003
【００４３】
放電の安定性の評価には一般に下記の式が用いられる。
【００４４】
Ｎｔ／Ｎ０＝ｅｘｐ（−（ｔ−ｔｆ）／ｔｓ）
この式において、Ｎｔは時間ｔで放電の起きなかった（放電ミス）回数、Ｎ０は放電遅れ時間測定回数、ｔｆは形成遅れ、ｔｓは放電バラツキである。本実施例では、放電の安定性を、放電ミス回数Ｎｔ、及び放電バラツキｔｓで評価した。
【００４５】
放電バラツキを表すパラメーターであるｔｓは、その値が小さいほど、放電バラツキが小さいということができる。放電バラツキが大きいということは、入力に対し一定時間で放電が始まらないことであり、表示品質を著しく低下させる。放電ミスの評価には、パルス入力１００回に対して放電しない（放電ミス）回数Ｎｔをカウントした。また、放電バラツキｔｓの評価には、式におけるｔｓを相対比較した。
【００４６】
本実施例のプラズマディスプレイ装置の放電特性を評価すると、上記表から明らかなように従来例に比べて、放電ミスは約９０％減少、放電バラツキは９０％低減できたことが判る。ＹＢＯ3；Ｔｂ蛍光体に限らず、表面電位が正極性を有する蛍光体を用いれば同様の効果が得られる。
【００４７】
本実施例の蛍光体の発光色は、ＣＩＥ色度座標（ｘ／ｙ）においてｘ＝０．２９３、ｙ＝０．６３２であり、ＣＲＴに用いられるＰ−２２蛍光体のｘ＝０．３１０、ｙ＝０．５９５に比べ、色純度は優れていることが判る。
【００４８】
（実施例２）
緑色蛍光体としてＺｎ2ＳｉＯ4：Ｍｎ、及びＹＢＯ3：Ｔｂを選択し、ＹＢＯ3：Ｔｂの混合比率を変化させて混合した混合蛍光体を作成した。その混合蛍光体を上記で説明したプラズマディスプレイ装置に適用し、その時の放電ミス、及び放電バラツキを調べた。ＹＢＯ3：Ｔｂの混合比率（重量％）と放電ミス、バラツキの関係を図８に示す。なお、混合比率は、全組成に対するＹＢＯ3：Ｔｂの割合である。
【００４９】
図８からわかるように、ＹＢＯ3：Ｔｂの混合量が増加すると放電ミス、及び放電バラツキは低減し、放電の安定性が高まる。特に正極性を有する蛍光体の混合比率が１０重量％の点でその効果は顕著となり、混合比率が１０重量％を超えるとその効果は収束する。従って混合比率を１０重量％以上とすることにより、十分な表示品質の向上を図ることができる。ただしＹＢＯ3：Ｔｂを用いた場合、図６に示したように７５重量％以上では色純度がＣＲＴに対し劣るため、ＹＢＯ3：Ｔｂの混合比率は７５重量％以下とすることが望ましい。
【００５０】
（実施例３）
従来例としてＺｎ2ＳｉＯ4：Ｍｎ緑色蛍光体、及びＢａＡｌ12Ｏ19：Ｍｎ緑色蛍光体を準備した。本発明の実施例として、Ｚｎ2ＳｉＯ4：Ｍｎに対して、ＹＢＯ3：Ｔｂを全組成の５０重量％となるように混合した混合蛍光体を作成した。それらの各蛍光体を緑色成分として、各々プラズマディスプレイ装置を作成した。蛍光体以外の材料、プロセスは同一とした。これらのプラズマディスプレイ装置について寿命試験を行い、蛍光体の経時劣化を調べた。表３に寿命特性を示す。表中の数値は、Ｚｎ2ＳｉＯ4：Ｍｎの動作初期輝度を１００としたときの相対輝度を表す。但し、括弧内の数値は劣化率である。
【００５１】
【表３】
0003797084.tif 000004
【００５２】
表３から明らかなように、本発明の実施例の蛍光体を用いたプラズマディスプレイ装置は、従来例の蛍光体を用いたプラズマディスプレイ装置に比べ動作初期の輝度が高く、６０００時間動作後の輝度も高い。
【００５３】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、混合緑色蛍光体をプラズマディスプレイ装置に適用することにより、安定した放電状態を得ることができるとともに、高輝度、長寿命のプラズマディスプレイ装置を得ることができる。また、緑色の色純度についても、ＣＲＴと同等のレベルを確保できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態によるプラズマディスプレイ装置のパネル構造を一部を切り欠いて示す斜視図
【図２】図１のＡ−Ａ’線で切断した断面図
【図３】図１のＢ−Ｂ’線で切断した断面図
【図４】同プラズマディスプレイ装置のパネル本体の電極配列を示す説明図
【図５】同プラズマディスプレイ装置の駆動方法の一例を示す信号波形図
【図６】本発明の一実施例によるプラズマディスプレイ装置において、混合蛍光体、及びＣＲＴ用蛍光体（Ｐ−２２）の色度をＣＩＥ色度座標上に示す特性図
【図７】（ａ）〜（ｅ）は本発明のプラズマディスプレイ装置において、蛍光体層の形成方法を説明するための概略図
【図８】本発明の一実施例によるプラズマディスプレイ装置において、Ｚｎ2ＳｉＯ4：Ｍｎに対するＹＢＯ3：Ｔｂの混合比率と放電ミス、及びバラツキの関係を示す特性図
【図９】従来のプラズマディスプレイ装置の構造の一例を示す断面図
【図１０】各種蛍光体のブローオフ帯電量を示す特性図
【符号の説明】
１、８  基板
２  走査電極
３  維持電極
４  表示電極
１０  データ電極
１１  隔壁
１２  蛍光体層
１３  放電セル
【図１】
0003797084.tif 000005
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
0003797084.tif 000011
【図８】
0003797084.tif 000012
【図９】
0003797084.tif 000013
【図１０】
0003797084.tif 000014