JP2000228151A - プラズマディスプレイパネル - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】対向３電極面放電型ＡＣ型プラズマディスプレ
イパネルにおいて、外光のパネルへの入射により明室コ
ントラストが劣化する。 【解決手段】パネルが発光していない状態で、外光の前
面側基板表面からみた反射率を低く抑えかつ、蛍光体側
からみた反射率を極端に高くし、蛍光体面で反射された
光が、前面側基板を透過しないようにする。更にパネル
の発光させた部分だけの前面側基板透過率が、極端に高
くなるように、放電により生じる短波長光、熱の少なく
とも一方により光学定数の変化するマスク層を前面側基
板に形成する。

Description

【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、特に対向３電極面放電型ＡＣ型プラズマデ
ィスプレイパネルに関するものであり、特に薄型軽量な
大画面フラット型フルカラー表示装置として表示性能の
向上を図る技術に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】ＰＤＰの製造に際しては、電極、誘電体
層、保護膜などを順次形成した一対のガラス基板を対向
配置し、封止ガラスによって周囲を密封する。次に、排
気処理により内部の空間を清浄化し、放電ガスを所定圧
力導入し、パネルの作製は終了する。

【０００３】図３は従来の対向３電極面放電型ＡＣ型プ
ラズマディスプレイパネルの構造を示す。前面側基板１
上に平行な表示電極Ｘ，Ｙを形成し、この一対の平行電
極間に交流電圧を印加し面放電を行う。各表示電極はＩ
ＴＯ等の透明電極2とＡｇなどからなるＸ１バス電極3，
Ｙ１バス電極4，Ｘ２バス電極5により構成され、これら
の表示電極上に誘電体層6と保護膜7を設ける。バス電極
Ｘ１とバス電極Ｙ１の間隙を放電ギャップ13、 Ｙ１バ
ス電極とＸ２バス電極の間隙を隣接ギャップ14といい、
隣接ギャップでは、一切の放電は生じない。すなわち、
放電ギャップを形成する表示電極の間からのみ発光が生
じることから、該領域を表示領域、これに対し、隣接ギ
ャップを形成する表示電極間（図のＹ１バス電極とＸ２
バス電極の間）は、非表示領域となる。

【０００４】一方、対向する背面側のガラス基板8上に
は、表示電極と直交する方向にアドレス電極9を構成す
る。これらのアドレス電極9上に誘電体層10を設け、そ
の上に各アドレス電極間に位置するように隔壁11を形成
する。隔壁11の側面と底にはＲ，Ｇ，Ｂの蛍光体12を塗
り分けて形成する。この２枚のガラス基板間の放電空間
にはＮｅ−Ｘｅなどのペニングガスを封入する。

【０００５】前面側のガラス基板には、高い光線透過率
が要求される。このため、前面側ガラス基板に形成され
る材料は、バス電極以外、光学定数のうち消衰係数がゼ
ロの材料が使用され、屈折率も極力揃える。これによ
り、蛍光体からの発光をロス無く放出することが可能と
なる。しかしこの反面、パネルに入射する外光の影響に
より、表示性能が低下する。すなわち、表示領域におい
て、蛍光体からの発光のある部分の明るさと、蛍光体か
らの発光のない部分の明るさの比がコントラストとな
り、表示性能を左右するが、このコントラストを決定す
る要素のうち、蛍光体からの発光のない部分の明るさ
は、主に蛍光体面での外光の反射光量により決まり、外
光が明るくなるほど、コントラストは低下する。

【０００６】そこで、実際は図４に示すように、前面側
基板の非表示領域すなわち隣接ギャップに、黒色の厚膜
を印刷し、外光のパネル内部への進入を抑え、コントラ
ストの低下を抑える方法がとられる。すなわち、図４に
おいて、蛍光体からの光は、放電ギャップのある表示領
域のみから放出される。一方、外光は本来、表示領域、
非表示領域を透過し、蛍光体面で反射され外部に放出さ
れるが、ブラックストライプにより、非表示領域の外光
反射はほとんど無くなり、コントラストは、２倍近く向
上することが予想される。これに関しては、特開昭63-1
58727がある。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかし、この方法は、
非表示領域のない（隣接ギャップのない）パネル構造で
は使えず、上述した外光によるコントラストの低下が生
じてしまうと言う問題があった。図５に、前面側基板の
電極配置を示す。放電ギャップは、一対のＸ，Ｙ電極間
で放電は行われる。つまりＸ１とＹ１、Ｘ２とＹ２、Ｘ
ｎとＹｎの間で放電が生じるように設計する。しかし、
電極の数を倍化することなく、表示解像度を約２倍に向
上させるためには、一本のＹ電極に隣接する２本のＸ電
極との間で放電を生じさせる必要がある。つまりＹ１と
Ｘ１、Ｘ２の３本の電極で形成される２つのギャップを
放電ギャップとするものである。この方法によると、全
ての電極間が放電ギャップとなり、従来のコントラスト
向上対策が施せない。

【０００８】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明に係わる
プラズマディスプレイパネルは、上述の問題を解決する
ために、該誘電体層と保護膜の間に光、熱の少なくとも
一方により光学定数の変化するマスク層を形成したこと
を特徴とするものである。すなわちマスク層を含む前面
側基板は、パネルが発光していない状態では、透過率が
低く、パネルを発光させることで、マスク層を含む前面
側基板の透過率が増大する。

【０００９】これにより、発光していない部分の外光反
射光量を少なく、そして光蛍光体からの発光を効率よく
出射させるものである。この動作は、マスク層が放電空
間なら放出される光、熱、のうち少なくとも一つ以上の
要因により光学定数を変化する材料から構成することで
可能となる。この材料としては、Na,Si,Ba,Al,Ti,Coの
酸化物がある。

【００１０】請求項２の発明に係わるプラズマディスプ
レイパネルは、請求項１におけるマスク層と誘電体層の
間に、屈折率が該誘電体よりも大きく消衰係数が誘電体
と等しい非対称化層を設けたことを特徴とするものであ
る。つまり、誘電体と保護膜の光学定数はほぼ等しく値
に設定される。

【００１１】そのため、この間にマスク層のみを挿入し
ても、マスク層の光学定数が変化した際、前面側基板か
らみた反射率と保護膜側からみた反射率はほぼ同じ値と
なり、マスクとしての効果が得られない。マスク層を外
光を遮断するように機能させるには、まず外光の前面側
基板表面からみた反射率を低く抑える必要がある。

【００１２】さらに、蛍光体側からみた反射率を極端に
高くし、蛍光体面で反射された外光が、前面側基板を透
過しないように設計する必要がある。このように、前面
側基板表面から見た反射率を低くし同時に、蛍光体側か
らみた反射率を極端に高くするためには、マスク層を中
心とした上下層の光学的構造を非対称にする必要があ
る。このために挿入するものである。

【００１３】請求項３の発明に係わるプラズマディスプ
レイパネルは、請求項１における保護膜がＭｇ，Ｏ，Ｆ
のうち少なくとも２種類以上を主成分としてなることを
特徴とするものである。保護膜の吸収特性により、マス
ク層に照射される短波長光量が変化する。マスク層の光
学定数変化の感度との兼ね合いで、保護膜の透過特性を
調整する必要がある。ＭｇＯに比べＭｇＦ２は、より短
波長まで透過率を有することから、両者のバランスによ
りマスク層の感度調整を行うものである。

【００１４】請求項４の発明に係わるプラズマディスプ
レイは、前面基板にマスク層を形成するのではなく、背
面側基板の蛍光体の下層にマスク層を形成するものであ
る。請求項１記載のプラズマディスプレイは、前面側基
板において、その表面反射率を低くし、さらに蛍光体側
からの反射率を極端に高くすることで外光反射を低減
し、パネルの無表示部における明るさを低く抑え、表示
部では、マスク層の光学定数が変化することで、上記状
態が解消し、蛍光体からの可視光を９０%以上透過させ
るようにすることで、明室コントラストを向上させるも
のであるが、請求項４では、蛍光体の下層にマスク層を
形成し、蛍光体が発光しているところの下地マスク層の
光学定数が変化することで、蛍光体から見た場合の反射
率を高くし、蛍光体が発光していないところの下地マス
ク層では、下地の反射率を低くするようにしたものであ
る。このように蛍光体の下層に、光、熱の少なくとも一
方により、光学定数の変わる材料を挿入することでも、
明室コントラストの向上が図れる。

【００１５】これについて詳細にその内容を以下に示
す。外光の反射こそが、明室コントラストを低下させる
原因となるが、外光の反射は、主に蛍光体表面、そして
蛍光体と下地の界面で生じる。蛍光体表面の反射を押さ
えるためには、蛍光体に反射率を下げる物質を混入する
ことが考えられるが、これによると蛍光体の輝度が低く
なる。

【００１６】また、蛍光体の下層に白色の材料層を形成
することで、蛍光体からの可視光取り出し効率が高くな
り、輝度は向上するが、同時に外光の反射光量も増加
し、コントラストは向上しない。しかし、逆に黒色の材
料層を蛍光体の下層に形成すると、蛍光体からの可視光
取り出し効率が下がり、輝度が低下してしまう。

【００１７】そこで、輝度を向上させ、同時にコントラ
ストを向上させるために、蛍光体の下層に熱、光のうち
少なくとも一方で光学定数の変化するマスク層を形成
し、蛍光体が発光しているときは高反射層として可視光
取り出し効率の向上により輝度を高くし、また発光して
いないときは低反射層として機能することで、外光の反
射を抑えるものである。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下、本発明の第一の実施例を図
面を用いて説明する。

【００１９】図１は本発明を実施するための前面側基板
の構成である。基板１上には、透明電極２、バス電極３
を形成し、この上に誘電体層６を約25μｍ形成する。こ
れに続いて、非対称化層１６としてTiO膜を約20ｎｍ、
マスク層１７としてNa-Ba-Al-Ti-Co-O系薄膜を100ｎ
ｍ、保護層としてMgO膜７を700ｎｍ形成した。

【００２０】このような構成のパネルの製造に際して
は、まず前面側基板上に透明電極、続いてＣｒ／Ｃｕ／
Ｃｒの金属薄膜層をスパッタにより形成し、これらをパ
ターンニングし、電極を形成する。この上に、鉛を主成
分とする低融点ガラスを約25μｍ形成し焼成後、非対称
化層としてTiO膜、マスク層としてNa-Ba-Al-Ti-Co-O系
薄膜、そして保護膜としてMgO膜を順次スパッタにより
形成し前面側基板の作製を完了する。

【００２１】背面側基板は、ガラス基板上にＣｒ／Ｃｕ
／Ｃｒの金属薄膜層９をスパッタにより形成しパターン
ニングしストライプ状のアドレス電極を形成した上に、
誘電体層１２を形成し焼成する。次いで隔壁材料を形成
し、これを熱処理後パターンニングし、サンドブラスト
により隔壁（図示なし）を形成する。このようにして作
製した隔壁には、スクリーン印刷法により蛍光体膜を形
成する。再度熱処理後、前面側基板と背面側基板はフリ
ットガラスにより張り合わせられ、フリットガラスを溶
融硬化させる封着工程、保護膜を活性化させ放電ガスと
してNe-Xe（Xe=4％）ガスを450torr封入する排気工程を
経てパネル製作が完了する。

【００２２】このパネルの表示性能を評価した結果、暗
室コントラストは、300：1、明室コントラストは、25：
１となった。またピーク輝度は、300cd/m2であった。

【００２３】比較のために作製した図３に示す従来の前
面側基板構造のパネルにおいては、暗室コントラスト
は、300：１であったが、明室コントラストは、16：１
と実施例の約60％の明室コントラストしか得られない。
またピーク輝度は、310cd/m2であった。

【００２４】また、上記実施例において、保護層として
MgF2を用いた場合、MgF2の短波長光の透過率が高いこと
から、マスク層の光学定数の変化が大きくなり、明室コ
ントラストが30：１に向上した。またピーク輝度は、30
5cd/m2であった。

【００２５】第二の実施例について示す。

【００２６】第一の実施例では、放電空間に露出する保
護膜と誘電体の間にマスク層を挿入した構成となってい
るが、本実施例では、保護膜がマスク層の機能も兼ね備
えたものであり、すなわちマスク層が放電空間に露出す
る構成である。これにより、外光によるコントラストの
劣化を抑圧できると同時に、製造コストを低減できる。

【００２７】パネルの構成を図２に示す。第一の実施例
の保護膜の無い構造である。この前面側基板を第一の実
施例に示した背面側基板を用い、第一の実施例と同じ条
件でパネル製作した。そのパネルの明室コントラスト
は、30：１と、実施例１と同等の性能を示す。

【００２８】第三の実施例を図面を用いて説明する。

【００２９】図６は本発明を実施するためのパネルの構
成である。前面側基板１上には、透明電極２、バス電極
３，４，５を形成し、この上に誘電体層６を約25μｍ形
成する。これに続いて、保護層としてMgO膜７を700ｎｍ
形成した。

【００３０】このような構成のパネルの製造に際して
は、まず前面側基板上に透明電極、続いてＣｒ／Ｃｕ／
Ｃｒの金属薄膜層をスパッタにより形成し、これらをパ
ターンニングし、電極を形成する。この上に、鉛を主成
分とする低融点ガラスを約25μｍ形成し焼成後、保護膜
としてMgO膜を順次スパッタにより形成し前面側基板の
作製を完了する。

【００３１】背面側基板は、ガラス基板８上にＣｒ／Ｃ
ｕ／Ｃｒの金属薄膜層をスパッタにより形成しパターン
ニングしストライプ状のアドレス電極９を形成した上
に、誘電体層１０を形成し焼成する。次いで隔壁材料を
形成し、これを熱処理後パターンニングし、サンドブラ
ストにより隔壁１１を形成する。次に、この隔壁１１の
形成された基板に、高反射率を有する、Ａｌ薄膜２１を
約８０ｎｍ形成し、次に、マスク層２２としてNa-Ba-Al
-Ti-Co-O系薄膜をスパッタ法により形成した。

【００３２】このようにして作製した隔壁１１には、ス
クリーン印刷法により蛍光体膜１２を形成する。再度熱
処理後、前面側基板と背面側基板はフリットガラスによ
り張り合わせられ、フリットガラスを溶融硬化させる封
着工程、保護膜を活性化させ放電ガスとしてNe-Xe（Xe=
4％）ガスを450torr封入する排気工程を経てパネル製作
が完了する。

【００３３】このパネルの表示性能を評価した結果、暗
室コントラストは、3３０：1、明室コントラストは、３
３：１となった。またピーク輝度は、３５０cd/m2であ
った。

【００３４】本実施例においては、マスク層の下層にＡ
ｌ膜を用いたが、それ以外にも金属元素の化合物薄膜、
金属粒子の混入した誘電体により隔壁を形成するなどし
て、マスク層の下層を高反射率層としても、発明の効果
が損なわれるものではない。また、マスク層の光学定数
の変化により、反射率を高めるために、マスク層少なく
とも一方の界面に、光学的に透明な層を形成してもよ
い。さらに、アドレス電極の上に形成する誘電体表面に
だけ、反射層、マスク層を形成してもその効果は変わら
ない。

【００３５】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
パネルが発光していない状態における前面側基板の外光
反射率が低く、さらに蛍光体側反射率が高いことから、
外光によるコントラストの低下を抑えることができ、表
示性能の向上が図れる。また、背面側基板の蛍光体の下
層に、マスク層を形成することによっても、蛍光体の輝
度を向上させると同時に、外光の反射光量を低減でき、
表示性能の向上が図れる。

【００３６】さらに、マスク層の光学定数の変化を主に
放電ガスからの短波長光を利用することで行う場合に
は、赤青緑の３色蛍光体において残光時間がことなる場
合においても、マスク層の動作により残光を蛍光体色に
関係なくマスクする効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る第一の実施例のパネルの構造を示
す側断面図。

【図２】本発明に係る第二の実施例のパネルの構造を示
す側断面図。

【図３】従来の対向３電極面放電型ＡＣ型プラズマディ
スプレイパネルの構造を示す斜視図。

【図４】従来の対向３電極面放電型ＡＣ型プラズマディ
スプレイパネルの構造を示す側断面図。

【図５】従来の対向３電極面放電型ＡＣ型プラズマディ
スプレイパネルの前面側基板に形成される電極の配置を
示す図。

【図６】本発明に係る第三の実施例のパネルの構造を示
す斜視図。

【符号の説明】

１，８…前、背面側基板、２…透明電極、３…バス電
極、６、１０…誘電体層、７…保護膜、１１…隔壁、９
…アドレス電極、１２…蛍光体

フロントページの続き (72)発明者 湯原 章綱 神奈川県横浜市戸塚区吉田町292番地株式 会社日立製作所マルチメディアシステム開 発本部内 (72)発明者 太田 康博 神奈川県横浜市戸塚区吉田町292番地株式 会社日立製作所マルチメディアシステム開 発本部内 Ｆターム(参考） 5C040 FA01 GB03 GB14 GD02 GD10 GE07 KA04 KB14 KB15 KB19 MA04

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ガス空間を挟んで対向配置する基板におい
   て、一方の前面板には誘電体層により被覆された複数の
   Ｘ電極及びＹ電極からなる表示電極と該誘電体層を被覆
   する保護膜を形成し、他方の背面板には前記表示電極と
   直交する方向にアドレス電極，隔壁，蛍光体を形成した
   プラズマディスプレイパネルにおいて、該誘電体層と保
   護膜の間に光、熱の少なくとも一方により光学定数の変
   化するマスク層を形成したことを特徴とするプラズマデ
   ィスプレイパネル。
2. 【請求項２】請求項１におけるマスク層と誘電体層の間
   に、屈折率が該誘電体よりも大きく消衰係数が誘電体と
   等しい非対称化層を設けたことを特徴とするプラズマデ
   ィスプレイパネル。
3. 【請求項３】請求項１における保護膜がＭｇ，Ｏ，Ｆの
   うち少なくとも２種類以上を主成分としてなることを特
   徴とするプラズマディスプレイパネル。
4. 【請求項４】ガス空間を挟んで対向配置する基板におい
   て、一方の前面板には誘電体層により被覆された複数の
   Ｘ電極及びＹ電極からなる表示電極と該誘電体層を被覆
   する保護膜を形成し、他方の背面板には前記表示電極と
   直交する方向にアドレス電極，隔壁，蛍光体を形成した
   プラズマディスプレイパネルにおいて、ガス空間に接触
   しない側の蛍光体の下地に、熱、光のうち少なくとも一
   方によって光学定数の変化するマスク層を少なくとも形
   成したことを特徴とするプラズマディスプレイパネル。