プラズマディスプレイパネル及びこれを用いたプラズマディスプレイ装置
【課題】本発明は、各色間の色ずれを低減でき、緑色発光の減衰時間を短くできるとともに、赤色発光の色純度を向上させる等、色再現範囲を自由に変え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。
【解決手段】異なる色に発光する複数種類の放電セル１６０〜１６２を有するプラズマディスプレイパネルであって、
各放電セルには、紫外線の照射により特定色に発光する蛍光体１３０が共通に設けられ、
前記特定色と異なる色に発光する前記放電セル１６０、１６１には、前記特定色を各発光色に変換する色変換手段２０、２１が設けられたことを特徴とする。
【解決手段】異なる色に発光する複数種類の放電セル１６０〜１６２を有するプラズマディスプレイパネルであって、
各放電セルには、紫外線の照射により特定色に発光する蛍光体１３０が共通に設けられ、
前記特定色と異なる色に発光する前記放電セル１６０、１６１には、前記特定色を各発光色に変換する色変換手段２０、２１が設けられたことを特徴とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プラズマディスプレイパネル及びこれを用いたプラズマディスプレイ装置に関し、特に、異なる色に発光する複数種類の放電セルを有するプラズマディスプレイパネルに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、フルカラー表示を行うために、各画素に青、緑、赤の蛍光体をそれぞれ塗布したプラズマディスプレイパネルが知られている（例えば、特許文献１参照）。それぞれの蛍光体は、プラズマ放電によって発生させた１４７ｎｍの紫外線を照射することによって発光する。青、緑、赤の蛍光体は、１４７ｎｍの紫外線を青、緑、赤のそれぞれの中心波長４５０ｎｍ（２．７５ｅＶ）、５２５ｎｍ（２．３６ｅＶ）、６１０ｎｍ（２．０３ｅＶ）に変換する。この場合にストークスシフトが大きく、エネルギー変換効率は著しく低い。青、緑、赤の蛍光体の量子効率が各々０．６７、０．５１、０．５７であるため、エネルギー効率は各々２２％、１４．３％、１０．７％（カラーフィルター特性を考慮）となり、低い水準となっている。
【０００３】
従来のプラズマディスプレイパネルでは、青の蛍光体としては、ＢＡＭ蛍光体（ＢａＭｇＡｌ１０Ｏ１７：Ｅｕ２＋からなる蛍光体）が用いられている（例えば、非特許文献１参照）。この蛍光体の発光中心は２価Ｅｕイオンであり、発光の遷移が許容遷移の５ｄ−４ｆ遷移のため、数十μｓとかなり早い発光の減衰時間である。動画像を表示する場合には、速やかに発光が減衰するために青色の色ずれを発生しにくい。緑の蛍光体には、Ｚｎ２ＳｉＯ４：Ｍｎ２＋が用いられている。この発光中心は２価Ｍｎイオンであり、禁制遷移の３ｄ−３ｄ電子遷移のため、発光の減衰が１０ｍｓ以上と非常に遅い。緑色の蛍光体による発光は、青色と赤色の減衰に比べて遅い減衰のため、動画像表示において緑色の残像を発生する。赤の蛍光体には、（Ｙ，Ｇｄ）ＢＯ３：Ｅｕ３＋が用いられている。発光中心は３価Ｅｕイオンで、４ｆ−４ｆ電子遷移による発光である。発光の減衰は数ｍｓであり，発光の減衰としては動画表示を行う上で問題無いレベルである。
【０００４】
このように、従来の青、緑、赤の各色の蛍光体は、発光の減衰時間が異なる。また、輝度、寿命も各色で異なる。各色の蛍光体は、無制約下では種々のものが存在するが、プラズマディスプレイパネルにおいては、高エネルギーの放電が高速で多回数行われるため、これに耐え得る蛍光体を用いる必要がある。そして、上述の蛍光体の代替品は未だ殆ど存在していないのが現状である。よって、各色で種々の特性が異なっていても、上述の蛍光体が従来から使用されており、かかる制約下でプラズマディスプレイパネルの色再現性の向上が試みられてきた。
【０００５】
例えば、多くのプラズマディスプレイ装置では、色のバランスをとり、できるだけ自然な色再現を行うために、電気的な信号処理回路を用いて補正を行っている。また、プラズマディスプレイパネルはホールド型の表示方式であり、発光の減衰が遅いと、上述のような残像による疑似輪郭が発生してしまうので、この防止のためにも、サブフィールド毎に駆動パルスの重み付けを工夫して、各色間の差や疑似輪郭を目立たなくしている場合もある。
【０００６】
更に、緑色蛍光体の残像に対しては、緑色蛍光体の２価Ｍｎイオン濃度を輝度・効率の最適値よりも大幅に増加させて、発光の減衰時間を早くするという防止策が講じられてきた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００６−３５１２３９号公報
【非特許文献】
【０００８】
【非特許文献１】金光義彦・岡本信治共編、「発光材料の基礎と新しい展開」、オーム社、２００８年９月発行
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、上述のように、緑色蛍光体のＭｎ２＋の濃度を最適値よりも大幅に増加させて発光の減衰時間を早めると、最適値からずれた状態で発光を行うことになるため、輝度及び効率が低下するという問題があった。
【００１０】
また、このＭｎ２＋の濃度を最適値よりも大幅に増加させた緑色蛍光体によって、放電電圧が青や赤の蛍光体を塗布した画素よりも高くなることが知られており、他の緑色蛍光体をわずかに混合してこの電圧上昇を抑制する必要があった。更に、駆動電圧の制御回路が必要となり、回路の複雑化を招くという問題もあった。
【００１１】
また、赤の蛍光体は、三価Ｅｕイオンの４ｆ−４ｆ電子遷移のため、６００ｎｍ以上の赤の成分に加えて、５８０ｎｍ付近の橙色の成分を含むが、人の視感度は赤成分よりも橙色のほうが高いため、橙色の成分が目立ち、色純度のよい赤色を表現できないという問題があった。更に、プラズマ放電によって５９５ｎｍ付近に橙色の発光が発生するが、これも赤の色純度を低下させる要因となり、赤色の純度を高めるためにカラーフィルターを使用しても、ＮＴＳＣ規格にある赤色の色調を満たすことができないという問題があった。また、カラーフィルターの使用が輝度・効率の低下に繋がり、消費電力の増加やコスト高を招くという問題があった。
【００１２】
そこで、本発明は、各色間の色ずれを低減でき、緑色発光の減衰時間を短くできるとともに、赤色発光の色純度を向上させる等、色再現範囲を自由に変え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】
上記目的を達成するため、第１の発明に係るプラズマディスプレイパネルは、異なる色に発光する複数種類の放電セルを有するプラズマディスプレイパネルであって、
各放電セルには、紫外線の照射により特定色に発光する蛍光体が共通に設けられ、
前記特定色と異なる色に発光する前記放電セルには、前記特定色を各発光色に変換する色変換手段が設けられたことを特徴とする。
【００１４】
これにより、共通の蛍光体を用いて、各色の放電セルの輝度、寿命等を統一できるとともに、色変換手段により所望の複数の発光色を得ることができ、色再現範囲を自由に設定することが可能となる。
【００１５】
第２の発明は、第１の発明に係るプラズマディスプレイパネルにおいて、
前記特定色は、前記複数種類の放電セルの発光色の一つであることを特徴とする。
【００１６】
これにより、特定色の発光をそのまま放電セルの発光として利用することができ、構成を簡素にすることができるとともに、エネルギー効率も高めることができる。
【００１７】
第３の発明は、第２の発明に係るプラズマディスプレイパネルにおいて、
前記複数種類の放電セルは、赤色発光放電セルと、緑色発光放電セルと、青色発光放電セルとを含み、
前記特定色に発光する蛍光体は、青色に発光する青色蛍光体であることを特徴とする。
【００１８】
これにより、赤色発光放電セルには色純度の高い色変換手段を用い、緑色発光放電セルには発光減衰時間の短い色変換材料を用いることが可能となり、色純度の向上、残像の低減、色再現範囲の拡大等が可能となる。
【００１９】
第４の発明は、第３の発明に係るプラズマディスプレイパネルにおいて、
前記青色蛍光体は、ＢａＭｇＡｌ１０Ｏ１７：Ｅｕ２＋を含むことを特徴とする。
【００２０】
これにより、従来から用いられている青色蛍光体を用いつつ、色再現性の拡大等、種々の画質の向上を図ることができる。
【００２１】
第５の発明は、第３又は第４の発明に係るプラズマディスプレイパネルにおいて、
青色発光を赤色発光に変換する前記色変換手段は、窒化カルシウムアルミニウムシリコンに２価のユーロピウムイオンを添加した材料を含むことを特徴とする。
【００２２】
これにより、橙色を帯びていない高純度の赤色発光を得ることができ、深い赤色を再現することができる。
【００２３】
第６の発明は、第３〜５のいずれかの発明に係るプラズマディスプレイパネルにおいて、
青色発光を緑色発光に変換する前記色変換手段は、アルカリ土類チオレガートに２価のユーロピウムイオンを添加した材料を含むことを特徴とする。
【００２４】
これにより、緑色発光の減衰時間を画像表示に適した時間の長さに短縮することができ、残像の少ない画像を表示することができ、画質を向上させることができる。
【００２５】
第７の発明は、第１〜６のいずれかの発明に係るプラズマディスプレイパネルにおいて、
前記特定色に発光する前記放電セルには、前記特定色と異なる色に発光する前記放電セルの前記色変換手段が設けられた位置と対応する位置に、光を透過する無色のスペーサが設けられたことを特徴とする。
【００２６】
これにより、色変換手段を設けない放電セルも色変換手段を設けた放電セルとほぼ同様の構成にすることができ、加工を容易にすることができるとともに、放電セルを全体で均一に構成することができる。
【００２７】
第８の発明に係るプラズマディスプレイ装置は、第１〜７のいずれかの発明に係るプラズマディスプレイパネルと、
該プラズマディスプレイパネルを駆動する駆動回路と、を有することを特徴とする。
【００２８】
これにより、色再現範囲が広く、色再現性が高い高画質の画像を表示できる表示装置を構成することができる。
【発明の効果】
【００２９】
本発明によれば、色再現性範囲を広げることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】実施形態１に係るプラズマディスプレイパネルの一例を示した断面構成図である。
【図２】実施例１に係るプラズマディスプレイパネルの特性を示した色度図である。
【図３】実施形態２に係るプラズマディスプレイパネルの一例を示した断面構成図である。
【図４】実施形態３に係るプラズマディスプレイ装置の一例の全体構成を示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
以下、図面を参照して、本発明を実施するための形態の説明を行う。
【００３２】
〔実施形態１〕
図１は、本発明の実施形態１に係るプラズマディスプレイパネルの一例を示した断面構成図である。図１において、実施形態１に係るプラズマディスプレイパネルは、前面板８０と、背面板１４０とを備える。前面板８０は、前面ガラス基板１０と、色変換手段２０、２１と、スペーサ３０と、ブラックフィルム４０と、表示電極５０と、誘電体層６０と、保護層７０とを備える。また、背面板１４０は、背面ガラス基板９０と、アドレス電極１００と、誘電体層１１０と、隔壁（リブ）１２０と、蛍光体１３０とを備える。前面板８０と、背面板１４０とは、対向して配置され、対向面に放電空間１５０が形成されている。放電空間１５０は、蛍光体１３０と保護層７０とで囲まれた空間に形成され、横方向は隔壁１２０で仕切られている。横方向には隔壁１２０で仕切られ、縦方向には各放電空間１５０を含む前面板８０と背面板１４０とで挟まれた部分全体が、１つの放電セル１６０〜１６２を構成する。なお、図示されていないが、放電空間１５０を含むパネル内部には、キセノン（Ｘｅ）を含む放電ガスが封入されている。
【００３３】
放電セル１６０〜１６２は、所定の色に発光する１単位である。１つの放電セル１６０〜１６２が、表示画面の１つのサブピクセル（副画素）を構成する。一般的には、赤、緑、青の三原色で１画素を構成し、３つの放電セル１６０〜１６２で１画素を構成する。図１においても、赤色発光放電セル１６０と、緑色発光放電セル１６１と、青色発光放電セル１６２の３個の放電セル１６０〜１６２が示されており、これで１個の画素を構成する。
【００３４】
放電セル１６０〜１６２は、放電空間１５０内における放電により紫外線を発生させ、紫外線が蛍光体１３０に照射されたときに、蛍光体１３０が励起し、励起状態から基底状態に遷移する際に発光する。従来、蛍光体１３０は、放電セル１６０〜１６２が発光させる色に応じて、異なる種類の蛍光体１３０が用いられていた。しかしながら、本実施形態に係るプラズマディスプレイパネルにおいては、総て青色に発光する青色蛍光体１３０が総ての放電セル１６０〜１６２に共通して設けられている。
【００３５】
青色発光放電セル１６２においては、青色蛍光体１３０による青色発光をそのまま出力する。一方、赤色発光放電セル１６０においては、前面板１０側に放電空間１５０を覆うように色変換手段２０を設け、青色発光を赤色発光に変換して出力する。赤色発光放電セル１６０の色変換手段２０は、青色発光を赤色発光に変換する色変換材料で構成されている。同様に、緑色発光放電セル１６１においても、前面板１０側に、放電空間１５０を覆うように色変換手段２１が設けられている。色変換手段２１は、青色発光を緑色発光に変換する材料から構成されており、最終的に緑色発光を出力することができる。なお、青色発光放電セル１６２においては、色変換手段２０、２１は設けられておらず、青色発光をそのまま透過する無色で透光性のスペーサ３０が放電空間１５０を覆った構成となっている。
【００３６】
このように、異なる色に発光する複数種類の放電セル１６０〜１６２に対し、蛍光体１３０は特定色に発光する共通の蛍光体１３０を用い、放電セル１６０、１６１の発光色が特定色と異なる場合には、色変換手段２０、２１により所望の色に変換することにより、異なる発光色を出力することができる。ここで、蛍光体１３０は共通であるので、各色の放電セル１６０〜１６２で寿命、色ずれの度合い等が共通となる。また、青色を各色に変換する色変換手段２０、２１は、各色に発光する蛍光体と比較して多くの種類、色特性を有する材料が存在する。よって、色変換手段２０、２１に用いる色変換材料を適切に選択することにより、赤色発光の純度を高めたり、緑色発光の減衰時間を短くしたりすることが可能となる。更に、色再現範囲を自由に設定し、色再現範囲を拡大することも可能となる。構成自体は、色変換が必要な放電セル１６０、１６１に、色変換手段２０、２１を設けただけであるので、簡素な構成で、かつ低コストで自由度の高いプラズマディスプレイパネルを構成することができる。
【００３７】
以上が、実施形態１に係るプラズマディスプレイの概要であるが、以下に、より詳細に個々の構成要素について説明する。
【００３８】
前面ガラス基板１０は、プラズマディスプレイパネルの表示面を構成する基板であり、例えば、耐熱性ガラス等が用いられてよい。
【００３９】
色変換手段２０、２１は、特定色を放電セル１６０、１６１で発光すべき色に変換する手段である。本実施形態においては、赤色発光放電セル１６０においては、青色発光を赤色発光に変換する色変換材料が用いられ、緑色発光放電セル１６１においては、青色発光を緑色発光に変換する色変換材料が用いられている。
【００４０】
色変換手段２０、２１に用いられる色変換材料は、青色発光を吸収して効率良く赤色発光、緑色発光に変換できる材料であれば、特に制限は無く、種々の材料を用いることができる。但し、プラズマディスプレイパネルの製造工程では、５００℃程度の温度プロセスを必要とするために、耐熱性のある材料であることが必要である。例えば、有機系材料よりも無機系材料が高い耐熱性を持ち好適であるので、無機系材料を用いるようにしてもよい。具体的には、例えば、赤の変換材料として、窒化カルシウムアルミニウムイオンに２価のユーロピウムイオンを添加したＣａｘＡｌｙＳｉｚＮ：Ｅｕ２＋（ｘ、ｙ、ｚは任意の数）を含む材料を用いてもよい。また、緑の変換材料として、アルカリ土類チオガレートに２価のユーロピウムイオンを添加したＳｒＧａ２Ｓ４：Ｅｕ２＋を含む材料を用いてもよい。これらの材料を用いた具体的な実施例は後述するが、その他、種々の色変換材料を用いることができる。色変換材料は、赤の変換材料、緑の変換材料の両者とも、赤の蛍光体及び緑の蛍光体よりも種類が豊富であり、種々の色特性を有する材料が存在する。よって、赤の変換材料には色純度がより高い赤色発光への変換が可能な材料を用いることにより、従来のプラズマディスプレイパネルの赤の色純度が低いという問題を解決することができる。また、緑色の変換材料には、発光減衰時間が短い色変換材料を用いることにより、緑色発光の残像が発生し易いという従来のプラズマディスプレイパネルの問題点を解消することができる。
【００４１】
なお、色変換手段２０、２１は、例えば、前面ガラス基板１０の表面に、色変換材料を塗布して形成されてよい。その際、放電セル１６０、１６１の発光色に合わせて、色変換材料の変換色を塗り分けておき、サブピクセルを構成する各放電セル１６０、１６１から所定の色発光がなされるように構成する。
【００４２】
スペーサ３０は、青色蛍光体１３０から発生した青色の光を、何ら変換せずに透過させる部材である。スペーサ３０は、例えば、透明なガラスから構成されてよい。スペーサ３０は、前面ガラス基板１０との間に段差が生じないように、色変換手段２０、２１と同様の厚さで構成される。スペーサ３０は、蛍光体１３０からの発光を変色させることなく透過でき、前面ガラス基板１０との間隔を保つことができればよいので、透過性を有する無色の種々の材料から構成されてよく、例えば、耐久性に問題が無ければ、透明な樹脂等から構成してもよい。
【００４３】
ブラックマトリックス４０は、画像をくっきりと表示させるために、サブピクセル間に設けられた遮光膜である。ブラックマトリクス４０は、例えば、カーボン系の材料が塗布され、印刷法や転写法等により形成される。なお、ブラックマトリックス４０は、必要に応じられて設けられてよく、スペーサ３０を延長して置き換えることも可能である。
【００４４】
表示電極５０は、画像を表示させる維持放電を発生させるための電極である。表示電極５０は、画面の横方向に平行に延在した走査電極と維持電極が、画面の縦方向に交互に配置された構成を有する。１つの放電セル１６０〜１６２に、１本の走査電極と１本の維持電極が対となって設けられ、表示電極対を構成する。よって、走査電極及び維持電極の双方とも、表示電極５０に含まれる。図１においては、１本の表示電極５０の断面が示されているが、紙面に垂直な方向に、走査電極と維持電極が交互に配置されることになる。図１には、走査電極か維持電極のいずれか一方の表示電極５０が示されていることになる。
【００４５】
表示電極５０は、走査電極と維持電極の一方に交互に２００Ｖ程度の高電圧が印加されることにより、両電極間で前面板８０の内面に沿った面放電を発生させる。この面放電が、維持放電又は表示放電と呼ばれる画像表示を行うための発光放電である。放電空間１５０には、キセノンを含む放電ガスが封入され、放電が発生すると、紫外線を発生するようになっている。維持放電により放電ガスから発生した紫外線が、青色蛍光体１３０に照射されると、青色蛍光体１３０が励起し、励起状態から基底状態に遷移する際に、青色に発光する。そして、維持放電により発生した青色発光が、赤色放電セル１６０では赤色変換手段２０により赤色発光に変換され、緑色放電セル１６１では緑色変換手段２１により緑色発光に変換され、青色放電セル１６２ではスペーサ３０を透過してそのまま前面ガラス基板１０から出力されることになる。
【００４６】
また、表示電極５０は、ＩＴＯ（Indium Tin Oxide、酸化インジウムスズ）等の透明電極に、金属母線が設けられて構成されてよい。
【００４７】
誘電体層６０は、表示電極５０を覆うとともに、コンデンサの誘電体の役割を果たす部材である。保護層７０は、誘電体６０を放電から保護する部材であり、例えば、ＭｇＯ層として構成されてもよい。
【００４８】
なお、表示電極５０、誘電体層６０及び保護層７０は、いずれも印刷法、蒸着法等により形成されてよい。
【００４９】
以上の構成要素で、前面板８０が構成される。次に、背面板１４０の各構成要素について説明する。
【００５０】
背面ガラス基板９０は、背面板１４０の基材となるガラス基板であり、背面ガラス基板９０上に背面板１４０の種々の構成要素が形成される。なお、背面ガラス基板９０も、耐熱性ガラス等の種々のガラスから構成されてよい。
【００５１】
アドレス電極１００は、アドレス放電を発生させるために設けられた電極である。アドレス電極１００は、画面の縦方向に延在し、表示電極５０と直交するように平行に設けられる。各放電セル１６０〜１６２に、１本のアドレス電極１００が設けられるように配置される。図１においては、アドレス電極１００は、紙面に垂直な方向に延在して設けられることになる。プラズマディスプレイパネルでは、１画面分の表示の１フィールドを分割したサブフィールド法により駆動を行うが、各サブフィールドにおいて、発光セルと非発光セルを選択するため、アドレス放電を行う。アドレス放電においては、アドレス選択を行う行の走査電極に走査パルスを印加し、アドレス電極１００に、発光させる放電セル１６０〜１６２にはアドレスパルスを印加してアドレス放電を発生させ、発光させない放電セル１６０〜１６２にはアドレスパルスを印加せずにアドレス放電を発生させない、という駆動によりアドレス選択を行う。アドレス電極１００は、そのようなアドレス放電を行うために設けられている。
【００５２】
誘電体層１１０は、アドレス電極１００を覆うともに、コンデンサの誘電体の役割を果たす手段であり、前面板８０の誘電体層６０とほぼ同様の機能を有する。隔壁１２０は、放電空間１５０を放電セル１６０〜１６２毎に仕切る壁である。これにより、各色の放電セル１６０〜１６２において、干渉が生じなくなる。
【００５３】
蛍光体１３０は、紫外線の照射により発光する部材である。上述のように、放電ガスから発生した紫外線の照射により励起され、励起状態から基底状態に遷移するときに発光する。蛍光体１３０は、種々の色に発光する蛍光体１３０が存在するが、本実施形態においては、青色に発光する青色発光体１３０を総ての放電セル１６０〜１６２に共通に用いている。これにより、各放電セル１６０〜１６２において、経年劣化の程度、寿命等を共通にすることができる。また、発光の減衰時間も、蛍光体依存の範囲では共通にすることができるので、緑色発光においても発光の減衰時間を、他の放電セル１６０、１６１と同様に短縮することができる。これにより、従来のプラズマディスプレイパネルでの残像の問題を解決することができる。
【００５４】
このように、実施形態１に係るプラズマディスプレイでは、青色発光する単色パネルによって赤と緑の色変換手段２０、２１を励起することができるので、フルカラー表示が可能になる。
【００５５】
また、本実施形態に係るプラズマディスプレイによれば、青色蛍光体１３０の劣化に従って、緑、赤の発光も同じ割合で低下するので、色ずれを低減することができる。また、緑、赤の色変換手段２０、２１の材料を選択できるため、緑色発光では減衰時間の短い材料を用いることができ、赤色発光では色純度の高い材料を用いることができる。更に、色純度を改善するカラーフィルターに求められる特性も緩やかにすることができる。また、駆動回路による複雑な表示制御も不要となってコスト低減を図ることができる。更に、緑や赤の色変換手段２０、２１の材料の選択により、色再現範囲を自由に変えることができ、特に広色域表示に有効となる。
【００５６】
〔実施例１〕
図２は、本発明の実施例１に係るプラズマディスプレイパネルの特性を示した色度図である。図２において、最外郭の馬蹄形の曲線Ｒが自然界の色範囲、大きい破線ＳがＮＴＳＣ（National Television Standard Committee）規格の色範囲、四角点を結んだ実線Ａが実施例１に係るプラズマディスプレイパネルの色再現範囲、丸い点を結んだ小さい破線Ｂが従来のプラズマディスプレイパネルの色特性を示している。図２において、左下側が青色の色範囲を示し、左上側が緑色の色範囲を示し、右下側が赤色の色範囲を示している。各特性線において、囲っている領域が広い程、色の再現範囲は広いことを示している。また、図２において示されている化学式は、従来のプラズマディスプレイパネルで使用している蛍光体の材料を示している。
【００５７】
実施例１に係るプラズマディスプレイパネルは、実施形態１に係るプラズマディスプレイパネルとほぼ同様に構成した。実施例１において、実施形態１に対応する構成要素については、同一の参照符号を付すものとする。
【００５８】
実施例１に係るプラズマディスプレイパネルにおいて、青色蛍光体１３０には、いわゆるＢＡＭ蛍光体と呼ばれているＢａＭｇＡｌ１０Ｏ１７：Ｅｕ２＋の材料を用いた。ＢＡＭ蛍光体は、従来から用いられている青色蛍光体であり、１４７ｎｍの波長で青色発光する。
【００５９】
また、緑の色変換手段２０の材料として、アルカリ土類チオガレートに２価ユーロピウムイオンを添加したＳｒＧａ２Ｓ４：Ｅｕ２＋からなる材料を用いた。この材料は、５００ｎｍ以下の波長の青色発光を効率よく吸収し、中心波長５４０nmの緑色に変換できた。発光の減衰時間は、数十μｓと動画表示に適していた。プラズマ放電によって発生した１４７ｎｍから青色発光し、緑色発光までの変換効率を見積もると、１４．７％と従来の効率とほぼ同じである。また、この緑色の色度座標は，ｘ＝０．２３，ｙ＝０．７０であり，従来の緑色のｘ＝０．２３，ｙ＝０．７０とほぼ同じであった。
【００６０】
赤の変換材料として，窒化カルシウムアルミニウムシリコンにニ価のユーロピウムイオンを添加したＣａｘＡｌｙＳｉｚＮ：Ｅｕ２＋からなる材料を用いた。この材料は、４５０ｎｍ付近の青色発光を効率よく吸収し、６５０ｎｍの赤色発光に変換できた。上述の緑色発光と同じように変換効率を見積もると、１０．７％と従来の赤色発光と同じ発光効率であった。また、この赤色発光の色度座標は、ｘ＝０．６６，ｙ＝０.３３と従来の赤の色度座標ｘ＝０．６５，ｙ＝０．３５よりも色純度が改善した。
【００６１】
このように、実施例１に係るプラズマディスプレイパネルは、発光効率を従来と同程度に保ちつつ、色純度を改善することができた。図２において、実施例１に係るプラズマディスプレイパネルの色範囲を示す実線Ａは、従来のプラズマディスプレイパネルの色範囲を示す破線Ｂよりも、赤色で色範囲が特に拡大して大きくなり、赤色の色純度が向上し、より深い赤を表示することが可能となっていることが分かる。
【００６２】
〔実施形態２〕
図３は、本発明の実施形態２に係るプラズマディスプレイパネルの一例を示した断面構成図である。図３において、実施形態２に係るプラズマディスプレイパネルは、赤色発光放電セル１６３、緑色発光放電セル１６４及び青色発光放電セル１６４を備えている点は、実施形態１に係るプラズマディスプレイパネルと同様であるが、赤色発光放電セル１６３、緑色発光放電セル１６４及び青色発光放電セル１６４の総てが、前面板８１に色変換手段２２、２３、２４を備えている点で、実施形態１に係るプラズマディスプレイパネルと異なっている。また、背面板１４１の蛍光体１３１が、青色蛍光体１３０と異なり、黄色に発光する黄色蛍光体１３１となっている点で、実施形態１に係るプラズマディスプレイと異なっている。
【００６３】
つまり、実施形態２に係るプラズマディスプレイパネルにおいては、放電セル１６３〜１６５で発光する赤、緑、青のうちの一色ではなく、これらと異なる黄色発光を行い、黄色発光を各々の放電セル１６３〜１６５で赤、緑、青に色変換して発光している点で、実施形態１に係るプラズマディスプレイパネルと異なっている。この場合、赤の色変換手段２２は、黄色発光を赤色発光に変換し、緑の色変換手段２３は黄色発光をアップコンバージョン機構によって緑色発光に変換し、青の色変換手段２３は、黄色発光をアップコンバージョン機構によって青色発光に変換することになる。アップコンバージョン機構とは２個のフォトンによってこのフォトンエネルギーよりも大きなエネルギーも持つ１個のフォトンを発生させる機構である。このように、蛍光体１３１からの発光色は、放電セル１６３〜１６５の発光色と必ずしも一致していなくてもよい。各々の放電セル１６３〜１６５に、適切な色変換手段２２〜２４が設けられていれば、放電セル１６３〜１６５からは適切な発光色を出力することができるからである。
【００６４】
蛍光体１３１は、紫外線の照射により、黄色に発光する蛍光体１３１が、放電セル１６３〜１６５に共通に設けられる。黄色発光は、そのまま前面ガラス基板１０からは出力されず、前面板８１に設けられた色変換手段２２〜２４に総て異なる色に変換されてから出力されることになる。
【００６５】
このように、実施形態２に係るプラズマディスプレイパネルにおいては、スペーサ３０が設けられている放電セル１６２が消滅し、総ての放電セル１６３〜１６５に色変換手段２２〜２４が設けられた前面板８１となる点で、実施形態１とは異なる。また、蛍光体１３１は、放電セル１６３〜１６５から出力される発光色とは異なる特定色に発光する点で実施形態１とは異なる。これに伴い、放電空間１５１も、紫外線の照射により黄色に発光する空間となる。かかる点で、実施形態２に係るプラズマディスプレイパネルの前面板８１及び背面板１４１は、実施形態１に係るプラズマディスプレイパネルの前面板８０及び背面板１４１と異なる。その他の構成要素については、実施形態１に係るプラズマディスプレイパネルと同様であるので、同一の参照符号を付してその説明を省略する。
【００６６】
実施形態２に係るプラズマディスプレイパネルによれば、発光させる蛍光体１３１の色の制約が無くなるので、発光色に拘らずに、自由な材料からなる蛍光体１３１を用いることが可能となり、プラズマディスプレイパネルの設計の自由度を高めることができる。
【００６７】
特に、赤、緑、青以外の色に発光する蛍光体１３１で、高輝度な蛍光体材料が発見された場合には、その高輝度蛍光体を利用し、色変換手段２２〜２４で所望の発光色を取得することが可能となる。
【００６８】
なお、本実施形態においては、黄色蛍光体１３１を用い、色変換手段２２〜２４で赤、緑、青の各色に変換する例を挙げて説明したが、蛍光体１３１は、種々の発光色を有する蛍光体を用いることができることは言うまでもない。
【００６９】
また、実施形態１、２において、各放電セル１６０〜１６５から発光する色は、赤、緑、青の三原色である例を挙げて説明したが、この点についても、用途に応じて、異なる発光色を出力する放電セル１６０〜１６５に構成してよい。更に、広色域化のため１画素を構成するサブピクセル（放電セル）の数も、３つではなく、４つ以上であってもよい。
【００７０】
このように、本実施形態に係るプラズマディスプレイパネルは、用途に応じて種々の構成とすることができる。
【００７１】
〔実施形態３〕
図４は、本発明の実施形態３に係るプラズマディスプレイ装置の一例の全体構成を示した図である。図４において、実施形態３に係るプラズマディスプレイ装置は、プラズマディスプレイパネル１７０と、アドレス駆動回路１８０と、走査駆動回路１９０と、維持駆動回路２００と、サブフィールド変換回路２１０と、映像信号処理回路２２０とを備える。
【００７２】
プラズマディスプレイパネル１７０は、実施形態１、２及び実施例１において説明した、単色の蛍光体１３０、１３１と、色変換手段２０〜２４を備えたプラズマディスプレイパネル１７０が使用される。
【００７３】
アドレス駆動回路１８０は、アドレス電極１００を駆動するための回路であり、アドレス電極１００にアドレスパルスを印加し、アドレス放電を発生させる。
【００７４】
走査駆動回路１９０は、表示電極５０の一方である走査電極を駆動するための回路であり、走査パルスを走査電極に印加し、初期放電、アドレス放電、維持放電を発生させる。なお、初期放電は、サブフィールドの開始時に放電セル１６０〜１６５内の壁電荷を均一化するための放電である。
【００７５】
維持駆動回路２００は、表示電極５０の一方である維持電極を駆動するための回路であり、維持電極に維持パルスを印加し、維持放電を発生させる。
【００７６】
サブフィールド変換回路は、１フィールドの映像信号を分割したサブフィールドに変換するための回路であり、プラズマディスプレイパネル１７０の駆動のために必要な回路である。
【００７７】
映像信号処理回路２２０は、入力された映像信号について、必要な画像処理を行う回路であり、γ補正、白バランス調整等、画質の調整及び向上のために設けられる回路である。
【００７８】
実施形態１、２及び実施例１に係るプラズマディスプレイパネル１７０に、これを駆動する駆動回路１８０〜２００を設けることにより、プラズマディスプレイ装置として駆動し、色の再現範囲の広い高画質の画像表示を行うことができる。
【００７９】
以上、本発明の好ましい実施例について詳説したが、本発明は、上述した実施例に制限されることはなく、本発明の範囲を逸脱することなく、上述した実施例に種々の変形及び置換を加えることができる。
【産業上の利用可能性】
【００８０】
本発明は、プラズマディスプレイパネル及びこれを用いて画像表示を行なうプラズマディスプレイ装置に利用することができる。
【符号の説明】
【００８１】
１０ 前面ガラス基板
２０〜２４ 色変換手段
３０ スペーサ
４０ ブラックマトリックス
５０ 表示電極
６０、１１０ 誘電体層
７０ 保護層
８０、８１ 前面板
９０ 背面ガラス基板
１００ アドレス電極
１２０ 隔壁
１３０、１３１ 蛍光体
１４０、１４１ 背面板
１５０、１５１ 放電空間
１６０〜１６５ 放電セル
１７０ プラズマディスプレイパネル
１８０ アドレス駆動回路
１９０ 走査駆動回路
２００ 維持駆動回路
２１０ サブフィールド変換回路
２２０ 映像信号処理回路
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プラズマディスプレイパネル及びこれを用いたプラズマディスプレイ装置に関し、特に、異なる色に発光する複数種類の放電セルを有するプラズマディスプレイパネルに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、フルカラー表示を行うために、各画素に青、緑、赤の蛍光体をそれぞれ塗布したプラズマディスプレイパネルが知られている（例えば、特許文献１参照）。それぞれの蛍光体は、プラズマ放電によって発生させた１４７ｎｍの紫外線を照射することによって発光する。青、緑、赤の蛍光体は、１４７ｎｍの紫外線を青、緑、赤のそれぞれの中心波長４５０ｎｍ（２．７５ｅＶ）、５２５ｎｍ（２．３６ｅＶ）、６１０ｎｍ（２．０３ｅＶ）に変換する。この場合にストークスシフトが大きく、エネルギー変換効率は著しく低い。青、緑、赤の蛍光体の量子効率が各々０．６７、０．５１、０．５７であるため、エネルギー効率は各々２２％、１４．３％、１０．７％（カラーフィルター特性を考慮）となり、低い水準となっている。
【０００３】
従来のプラズマディスプレイパネルでは、青の蛍光体としては、ＢＡＭ蛍光体（ＢａＭｇＡｌ１０Ｏ１７：Ｅｕ２＋からなる蛍光体）が用いられている（例えば、非特許文献１参照）。この蛍光体の発光中心は２価Ｅｕイオンであり、発光の遷移が許容遷移の５ｄ−４ｆ遷移のため、数十μｓとかなり早い発光の減衰時間である。動画像を表示する場合には、速やかに発光が減衰するために青色の色ずれを発生しにくい。緑の蛍光体には、Ｚｎ２ＳｉＯ４：Ｍｎ２＋が用いられている。この発光中心は２価Ｍｎイオンであり、禁制遷移の３ｄ−３ｄ電子遷移のため、発光の減衰が１０ｍｓ以上と非常に遅い。緑色の蛍光体による発光は、青色と赤色の減衰に比べて遅い減衰のため、動画像表示において緑色の残像を発生する。赤の蛍光体には、（Ｙ，Ｇｄ）ＢＯ３：Ｅｕ３＋が用いられている。発光中心は３価Ｅｕイオンで、４ｆ−４ｆ電子遷移による発光である。発光の減衰は数ｍｓであり，発光の減衰としては動画表示を行う上で問題無いレベルである。
【０００４】
このように、従来の青、緑、赤の各色の蛍光体は、発光の減衰時間が異なる。また、輝度、寿命も各色で異なる。各色の蛍光体は、無制約下では種々のものが存在するが、プラズマディスプレイパネルにおいては、高エネルギーの放電が高速で多回数行われるため、これに耐え得る蛍光体を用いる必要がある。そして、上述の蛍光体の代替品は未だ殆ど存在していないのが現状である。よって、各色で種々の特性が異なっていても、上述の蛍光体が従来から使用されており、かかる制約下でプラズマディスプレイパネルの色再現性の向上が試みられてきた。
【０００５】
例えば、多くのプラズマディスプレイ装置では、色のバランスをとり、できるだけ自然な色再現を行うために、電気的な信号処理回路を用いて補正を行っている。また、プラズマディスプレイパネルはホールド型の表示方式であり、発光の減衰が遅いと、上述のような残像による疑似輪郭が発生してしまうので、この防止のためにも、サブフィールド毎に駆動パルスの重み付けを工夫して、各色間の差や疑似輪郭を目立たなくしている場合もある。
【０００６】
更に、緑色蛍光体の残像に対しては、緑色蛍光体の２価Ｍｎイオン濃度を輝度・効率の最適値よりも大幅に増加させて、発光の減衰時間を早くするという防止策が講じられてきた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００６−３５１２３９号公報
【非特許文献】
【０００８】
【非特許文献１】金光義彦・岡本信治共編、「発光材料の基礎と新しい展開」、オーム社、２００８年９月発行
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、上述のように、緑色蛍光体のＭｎ２＋の濃度を最適値よりも大幅に増加させて発光の減衰時間を早めると、最適値からずれた状態で発光を行うことになるため、輝度及び効率が低下するという問題があった。
【００１０】
また、このＭｎ２＋の濃度を最適値よりも大幅に増加させた緑色蛍光体によって、放電電圧が青や赤の蛍光体を塗布した画素よりも高くなることが知られており、他の緑色蛍光体をわずかに混合してこの電圧上昇を抑制する必要があった。更に、駆動電圧の制御回路が必要となり、回路の複雑化を招くという問題もあった。
【００１１】
また、赤の蛍光体は、三価Ｅｕイオンの４ｆ−４ｆ電子遷移のため、６００ｎｍ以上の赤の成分に加えて、５８０ｎｍ付近の橙色の成分を含むが、人の視感度は赤成分よりも橙色のほうが高いため、橙色の成分が目立ち、色純度のよい赤色を表現できないという問題があった。更に、プラズマ放電によって５９５ｎｍ付近に橙色の発光が発生するが、これも赤の色純度を低下させる要因となり、赤色の純度を高めるためにカラーフィルターを使用しても、ＮＴＳＣ規格にある赤色の色調を満たすことができないという問題があった。また、カラーフィルターの使用が輝度・効率の低下に繋がり、消費電力の増加やコスト高を招くという問題があった。
【００１２】
そこで、本発明は、各色間の色ずれを低減でき、緑色発光の減衰時間を短くできるとともに、赤色発光の色純度を向上させる等、色再現範囲を自由に変え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】
上記目的を達成するため、第１の発明に係るプラズマディスプレイパネルは、異なる色に発光する複数種類の放電セルを有するプラズマディスプレイパネルであって、
各放電セルには、紫外線の照射により特定色に発光する蛍光体が共通に設けられ、
前記特定色と異なる色に発光する前記放電セルには、前記特定色を各発光色に変換する色変換手段が設けられたことを特徴とする。
【００１４】
これにより、共通の蛍光体を用いて、各色の放電セルの輝度、寿命等を統一できるとともに、色変換手段により所望の複数の発光色を得ることができ、色再現範囲を自由に設定することが可能となる。
【００１５】
第２の発明は、第１の発明に係るプラズマディスプレイパネルにおいて、
前記特定色は、前記複数種類の放電セルの発光色の一つであることを特徴とする。
【００１６】
これにより、特定色の発光をそのまま放電セルの発光として利用することができ、構成を簡素にすることができるとともに、エネルギー効率も高めることができる。
【００１７】
第３の発明は、第２の発明に係るプラズマディスプレイパネルにおいて、
前記複数種類の放電セルは、赤色発光放電セルと、緑色発光放電セルと、青色発光放電セルとを含み、
前記特定色に発光する蛍光体は、青色に発光する青色蛍光体であることを特徴とする。
【００１８】
これにより、赤色発光放電セルには色純度の高い色変換手段を用い、緑色発光放電セルには発光減衰時間の短い色変換材料を用いることが可能となり、色純度の向上、残像の低減、色再現範囲の拡大等が可能となる。
【００１９】
第４の発明は、第３の発明に係るプラズマディスプレイパネルにおいて、
前記青色蛍光体は、ＢａＭｇＡｌ１０Ｏ１７：Ｅｕ２＋を含むことを特徴とする。
【００２０】
これにより、従来から用いられている青色蛍光体を用いつつ、色再現性の拡大等、種々の画質の向上を図ることができる。
【００２１】
第５の発明は、第３又は第４の発明に係るプラズマディスプレイパネルにおいて、
青色発光を赤色発光に変換する前記色変換手段は、窒化カルシウムアルミニウムシリコンに２価のユーロピウムイオンを添加した材料を含むことを特徴とする。
【００２２】
これにより、橙色を帯びていない高純度の赤色発光を得ることができ、深い赤色を再現することができる。
【００２３】
第６の発明は、第３〜５のいずれかの発明に係るプラズマディスプレイパネルにおいて、
青色発光を緑色発光に変換する前記色変換手段は、アルカリ土類チオレガートに２価のユーロピウムイオンを添加した材料を含むことを特徴とする。
【００２４】
これにより、緑色発光の減衰時間を画像表示に適した時間の長さに短縮することができ、残像の少ない画像を表示することができ、画質を向上させることができる。
【００２５】
第７の発明は、第１〜６のいずれかの発明に係るプラズマディスプレイパネルにおいて、
前記特定色に発光する前記放電セルには、前記特定色と異なる色に発光する前記放電セルの前記色変換手段が設けられた位置と対応する位置に、光を透過する無色のスペーサが設けられたことを特徴とする。
【００２６】
これにより、色変換手段を設けない放電セルも色変換手段を設けた放電セルとほぼ同様の構成にすることができ、加工を容易にすることができるとともに、放電セルを全体で均一に構成することができる。
【００２７】
第８の発明に係るプラズマディスプレイ装置は、第１〜７のいずれかの発明に係るプラズマディスプレイパネルと、
該プラズマディスプレイパネルを駆動する駆動回路と、を有することを特徴とする。
【００２８】
これにより、色再現範囲が広く、色再現性が高い高画質の画像を表示できる表示装置を構成することができる。
【発明の効果】
【００２９】
本発明によれば、色再現性範囲を広げることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】実施形態１に係るプラズマディスプレイパネルの一例を示した断面構成図である。
【図２】実施例１に係るプラズマディスプレイパネルの特性を示した色度図である。
【図３】実施形態２に係るプラズマディスプレイパネルの一例を示した断面構成図である。
【図４】実施形態３に係るプラズマディスプレイ装置の一例の全体構成を示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
以下、図面を参照して、本発明を実施するための形態の説明を行う。
【００３２】
〔実施形態１〕
図１は、本発明の実施形態１に係るプラズマディスプレイパネルの一例を示した断面構成図である。図１において、実施形態１に係るプラズマディスプレイパネルは、前面板８０と、背面板１４０とを備える。前面板８０は、前面ガラス基板１０と、色変換手段２０、２１と、スペーサ３０と、ブラックフィルム４０と、表示電極５０と、誘電体層６０と、保護層７０とを備える。また、背面板１４０は、背面ガラス基板９０と、アドレス電極１００と、誘電体層１１０と、隔壁（リブ）１２０と、蛍光体１３０とを備える。前面板８０と、背面板１４０とは、対向して配置され、対向面に放電空間１５０が形成されている。放電空間１５０は、蛍光体１３０と保護層７０とで囲まれた空間に形成され、横方向は隔壁１２０で仕切られている。横方向には隔壁１２０で仕切られ、縦方向には各放電空間１５０を含む前面板８０と背面板１４０とで挟まれた部分全体が、１つの放電セル１６０〜１６２を構成する。なお、図示されていないが、放電空間１５０を含むパネル内部には、キセノン（Ｘｅ）を含む放電ガスが封入されている。
【００３３】
放電セル１６０〜１６２は、所定の色に発光する１単位である。１つの放電セル１６０〜１６２が、表示画面の１つのサブピクセル（副画素）を構成する。一般的には、赤、緑、青の三原色で１画素を構成し、３つの放電セル１６０〜１６２で１画素を構成する。図１においても、赤色発光放電セル１６０と、緑色発光放電セル１６１と、青色発光放電セル１６２の３個の放電セル１６０〜１６２が示されており、これで１個の画素を構成する。
【００３４】
放電セル１６０〜１６２は、放電空間１５０内における放電により紫外線を発生させ、紫外線が蛍光体１３０に照射されたときに、蛍光体１３０が励起し、励起状態から基底状態に遷移する際に発光する。従来、蛍光体１３０は、放電セル１６０〜１６２が発光させる色に応じて、異なる種類の蛍光体１３０が用いられていた。しかしながら、本実施形態に係るプラズマディスプレイパネルにおいては、総て青色に発光する青色蛍光体１３０が総ての放電セル１６０〜１６２に共通して設けられている。
【００３５】
青色発光放電セル１６２においては、青色蛍光体１３０による青色発光をそのまま出力する。一方、赤色発光放電セル１６０においては、前面板１０側に放電空間１５０を覆うように色変換手段２０を設け、青色発光を赤色発光に変換して出力する。赤色発光放電セル１６０の色変換手段２０は、青色発光を赤色発光に変換する色変換材料で構成されている。同様に、緑色発光放電セル１６１においても、前面板１０側に、放電空間１５０を覆うように色変換手段２１が設けられている。色変換手段２１は、青色発光を緑色発光に変換する材料から構成されており、最終的に緑色発光を出力することができる。なお、青色発光放電セル１６２においては、色変換手段２０、２１は設けられておらず、青色発光をそのまま透過する無色で透光性のスペーサ３０が放電空間１５０を覆った構成となっている。
【００３６】
このように、異なる色に発光する複数種類の放電セル１６０〜１６２に対し、蛍光体１３０は特定色に発光する共通の蛍光体１３０を用い、放電セル１６０、１６１の発光色が特定色と異なる場合には、色変換手段２０、２１により所望の色に変換することにより、異なる発光色を出力することができる。ここで、蛍光体１３０は共通であるので、各色の放電セル１６０〜１６２で寿命、色ずれの度合い等が共通となる。また、青色を各色に変換する色変換手段２０、２１は、各色に発光する蛍光体と比較して多くの種類、色特性を有する材料が存在する。よって、色変換手段２０、２１に用いる色変換材料を適切に選択することにより、赤色発光の純度を高めたり、緑色発光の減衰時間を短くしたりすることが可能となる。更に、色再現範囲を自由に設定し、色再現範囲を拡大することも可能となる。構成自体は、色変換が必要な放電セル１６０、１６１に、色変換手段２０、２１を設けただけであるので、簡素な構成で、かつ低コストで自由度の高いプラズマディスプレイパネルを構成することができる。
【００３７】
以上が、実施形態１に係るプラズマディスプレイの概要であるが、以下に、より詳細に個々の構成要素について説明する。
【００３８】
前面ガラス基板１０は、プラズマディスプレイパネルの表示面を構成する基板であり、例えば、耐熱性ガラス等が用いられてよい。
【００３９】
色変換手段２０、２１は、特定色を放電セル１６０、１６１で発光すべき色に変換する手段である。本実施形態においては、赤色発光放電セル１６０においては、青色発光を赤色発光に変換する色変換材料が用いられ、緑色発光放電セル１６１においては、青色発光を緑色発光に変換する色変換材料が用いられている。
【００４０】
色変換手段２０、２１に用いられる色変換材料は、青色発光を吸収して効率良く赤色発光、緑色発光に変換できる材料であれば、特に制限は無く、種々の材料を用いることができる。但し、プラズマディスプレイパネルの製造工程では、５００℃程度の温度プロセスを必要とするために、耐熱性のある材料であることが必要である。例えば、有機系材料よりも無機系材料が高い耐熱性を持ち好適であるので、無機系材料を用いるようにしてもよい。具体的には、例えば、赤の変換材料として、窒化カルシウムアルミニウムイオンに２価のユーロピウムイオンを添加したＣａｘＡｌｙＳｉｚＮ：Ｅｕ２＋（ｘ、ｙ、ｚは任意の数）を含む材料を用いてもよい。また、緑の変換材料として、アルカリ土類チオガレートに２価のユーロピウムイオンを添加したＳｒＧａ２Ｓ４：Ｅｕ２＋を含む材料を用いてもよい。これらの材料を用いた具体的な実施例は後述するが、その他、種々の色変換材料を用いることができる。色変換材料は、赤の変換材料、緑の変換材料の両者とも、赤の蛍光体及び緑の蛍光体よりも種類が豊富であり、種々の色特性を有する材料が存在する。よって、赤の変換材料には色純度がより高い赤色発光への変換が可能な材料を用いることにより、従来のプラズマディスプレイパネルの赤の色純度が低いという問題を解決することができる。また、緑色の変換材料には、発光減衰時間が短い色変換材料を用いることにより、緑色発光の残像が発生し易いという従来のプラズマディスプレイパネルの問題点を解消することができる。
【００４１】
なお、色変換手段２０、２１は、例えば、前面ガラス基板１０の表面に、色変換材料を塗布して形成されてよい。その際、放電セル１６０、１６１の発光色に合わせて、色変換材料の変換色を塗り分けておき、サブピクセルを構成する各放電セル１６０、１６１から所定の色発光がなされるように構成する。
【００４２】
スペーサ３０は、青色蛍光体１３０から発生した青色の光を、何ら変換せずに透過させる部材である。スペーサ３０は、例えば、透明なガラスから構成されてよい。スペーサ３０は、前面ガラス基板１０との間に段差が生じないように、色変換手段２０、２１と同様の厚さで構成される。スペーサ３０は、蛍光体１３０からの発光を変色させることなく透過でき、前面ガラス基板１０との間隔を保つことができればよいので、透過性を有する無色の種々の材料から構成されてよく、例えば、耐久性に問題が無ければ、透明な樹脂等から構成してもよい。
【００４３】
ブラックマトリックス４０は、画像をくっきりと表示させるために、サブピクセル間に設けられた遮光膜である。ブラックマトリクス４０は、例えば、カーボン系の材料が塗布され、印刷法や転写法等により形成される。なお、ブラックマトリックス４０は、必要に応じられて設けられてよく、スペーサ３０を延長して置き換えることも可能である。
【００４４】
表示電極５０は、画像を表示させる維持放電を発生させるための電極である。表示電極５０は、画面の横方向に平行に延在した走査電極と維持電極が、画面の縦方向に交互に配置された構成を有する。１つの放電セル１６０〜１６２に、１本の走査電極と１本の維持電極が対となって設けられ、表示電極対を構成する。よって、走査電極及び維持電極の双方とも、表示電極５０に含まれる。図１においては、１本の表示電極５０の断面が示されているが、紙面に垂直な方向に、走査電極と維持電極が交互に配置されることになる。図１には、走査電極か維持電極のいずれか一方の表示電極５０が示されていることになる。
【００４５】
表示電極５０は、走査電極と維持電極の一方に交互に２００Ｖ程度の高電圧が印加されることにより、両電極間で前面板８０の内面に沿った面放電を発生させる。この面放電が、維持放電又は表示放電と呼ばれる画像表示を行うための発光放電である。放電空間１５０には、キセノンを含む放電ガスが封入され、放電が発生すると、紫外線を発生するようになっている。維持放電により放電ガスから発生した紫外線が、青色蛍光体１３０に照射されると、青色蛍光体１３０が励起し、励起状態から基底状態に遷移する際に、青色に発光する。そして、維持放電により発生した青色発光が、赤色放電セル１６０では赤色変換手段２０により赤色発光に変換され、緑色放電セル１６１では緑色変換手段２１により緑色発光に変換され、青色放電セル１６２ではスペーサ３０を透過してそのまま前面ガラス基板１０から出力されることになる。
【００４６】
また、表示電極５０は、ＩＴＯ（Indium Tin Oxide、酸化インジウムスズ）等の透明電極に、金属母線が設けられて構成されてよい。
【００４７】
誘電体層６０は、表示電極５０を覆うとともに、コンデンサの誘電体の役割を果たす部材である。保護層７０は、誘電体６０を放電から保護する部材であり、例えば、ＭｇＯ層として構成されてもよい。
【００４８】
なお、表示電極５０、誘電体層６０及び保護層７０は、いずれも印刷法、蒸着法等により形成されてよい。
【００４９】
以上の構成要素で、前面板８０が構成される。次に、背面板１４０の各構成要素について説明する。
【００５０】
背面ガラス基板９０は、背面板１４０の基材となるガラス基板であり、背面ガラス基板９０上に背面板１４０の種々の構成要素が形成される。なお、背面ガラス基板９０も、耐熱性ガラス等の種々のガラスから構成されてよい。
【００５１】
アドレス電極１００は、アドレス放電を発生させるために設けられた電極である。アドレス電極１００は、画面の縦方向に延在し、表示電極５０と直交するように平行に設けられる。各放電セル１６０〜１６２に、１本のアドレス電極１００が設けられるように配置される。図１においては、アドレス電極１００は、紙面に垂直な方向に延在して設けられることになる。プラズマディスプレイパネルでは、１画面分の表示の１フィールドを分割したサブフィールド法により駆動を行うが、各サブフィールドにおいて、発光セルと非発光セルを選択するため、アドレス放電を行う。アドレス放電においては、アドレス選択を行う行の走査電極に走査パルスを印加し、アドレス電極１００に、発光させる放電セル１６０〜１６２にはアドレスパルスを印加してアドレス放電を発生させ、発光させない放電セル１６０〜１６２にはアドレスパルスを印加せずにアドレス放電を発生させない、という駆動によりアドレス選択を行う。アドレス電極１００は、そのようなアドレス放電を行うために設けられている。
【００５２】
誘電体層１１０は、アドレス電極１００を覆うともに、コンデンサの誘電体の役割を果たす手段であり、前面板８０の誘電体層６０とほぼ同様の機能を有する。隔壁１２０は、放電空間１５０を放電セル１６０〜１６２毎に仕切る壁である。これにより、各色の放電セル１６０〜１６２において、干渉が生じなくなる。
【００５３】
蛍光体１３０は、紫外線の照射により発光する部材である。上述のように、放電ガスから発生した紫外線の照射により励起され、励起状態から基底状態に遷移するときに発光する。蛍光体１３０は、種々の色に発光する蛍光体１３０が存在するが、本実施形態においては、青色に発光する青色発光体１３０を総ての放電セル１６０〜１６２に共通に用いている。これにより、各放電セル１６０〜１６２において、経年劣化の程度、寿命等を共通にすることができる。また、発光の減衰時間も、蛍光体依存の範囲では共通にすることができるので、緑色発光においても発光の減衰時間を、他の放電セル１６０、１６１と同様に短縮することができる。これにより、従来のプラズマディスプレイパネルでの残像の問題を解決することができる。
【００５４】
このように、実施形態１に係るプラズマディスプレイでは、青色発光する単色パネルによって赤と緑の色変換手段２０、２１を励起することができるので、フルカラー表示が可能になる。
【００５５】
また、本実施形態に係るプラズマディスプレイによれば、青色蛍光体１３０の劣化に従って、緑、赤の発光も同じ割合で低下するので、色ずれを低減することができる。また、緑、赤の色変換手段２０、２１の材料を選択できるため、緑色発光では減衰時間の短い材料を用いることができ、赤色発光では色純度の高い材料を用いることができる。更に、色純度を改善するカラーフィルターに求められる特性も緩やかにすることができる。また、駆動回路による複雑な表示制御も不要となってコスト低減を図ることができる。更に、緑や赤の色変換手段２０、２１の材料の選択により、色再現範囲を自由に変えることができ、特に広色域表示に有効となる。
【００５６】
〔実施例１〕
図２は、本発明の実施例１に係るプラズマディスプレイパネルの特性を示した色度図である。図２において、最外郭の馬蹄形の曲線Ｒが自然界の色範囲、大きい破線ＳがＮＴＳＣ（National Television Standard Committee）規格の色範囲、四角点を結んだ実線Ａが実施例１に係るプラズマディスプレイパネルの色再現範囲、丸い点を結んだ小さい破線Ｂが従来のプラズマディスプレイパネルの色特性を示している。図２において、左下側が青色の色範囲を示し、左上側が緑色の色範囲を示し、右下側が赤色の色範囲を示している。各特性線において、囲っている領域が広い程、色の再現範囲は広いことを示している。また、図２において示されている化学式は、従来のプラズマディスプレイパネルで使用している蛍光体の材料を示している。
【００５７】
実施例１に係るプラズマディスプレイパネルは、実施形態１に係るプラズマディスプレイパネルとほぼ同様に構成した。実施例１において、実施形態１に対応する構成要素については、同一の参照符号を付すものとする。
【００５８】
実施例１に係るプラズマディスプレイパネルにおいて、青色蛍光体１３０には、いわゆるＢＡＭ蛍光体と呼ばれているＢａＭｇＡｌ１０Ｏ１７：Ｅｕ２＋の材料を用いた。ＢＡＭ蛍光体は、従来から用いられている青色蛍光体であり、１４７ｎｍの波長で青色発光する。
【００５９】
また、緑の色変換手段２０の材料として、アルカリ土類チオガレートに２価ユーロピウムイオンを添加したＳｒＧａ２Ｓ４：Ｅｕ２＋からなる材料を用いた。この材料は、５００ｎｍ以下の波長の青色発光を効率よく吸収し、中心波長５４０nmの緑色に変換できた。発光の減衰時間は、数十μｓと動画表示に適していた。プラズマ放電によって発生した１４７ｎｍから青色発光し、緑色発光までの変換効率を見積もると、１４．７％と従来の効率とほぼ同じである。また、この緑色の色度座標は，ｘ＝０．２３，ｙ＝０．７０であり，従来の緑色のｘ＝０．２３，ｙ＝０．７０とほぼ同じであった。
【００６０】
赤の変換材料として，窒化カルシウムアルミニウムシリコンにニ価のユーロピウムイオンを添加したＣａｘＡｌｙＳｉｚＮ：Ｅｕ２＋からなる材料を用いた。この材料は、４５０ｎｍ付近の青色発光を効率よく吸収し、６５０ｎｍの赤色発光に変換できた。上述の緑色発光と同じように変換効率を見積もると、１０．７％と従来の赤色発光と同じ発光効率であった。また、この赤色発光の色度座標は、ｘ＝０．６６，ｙ＝０.３３と従来の赤の色度座標ｘ＝０．６５，ｙ＝０．３５よりも色純度が改善した。
【００６１】
このように、実施例１に係るプラズマディスプレイパネルは、発光効率を従来と同程度に保ちつつ、色純度を改善することができた。図２において、実施例１に係るプラズマディスプレイパネルの色範囲を示す実線Ａは、従来のプラズマディスプレイパネルの色範囲を示す破線Ｂよりも、赤色で色範囲が特に拡大して大きくなり、赤色の色純度が向上し、より深い赤を表示することが可能となっていることが分かる。
【００６２】
〔実施形態２〕
図３は、本発明の実施形態２に係るプラズマディスプレイパネルの一例を示した断面構成図である。図３において、実施形態２に係るプラズマディスプレイパネルは、赤色発光放電セル１６３、緑色発光放電セル１６４及び青色発光放電セル１６４を備えている点は、実施形態１に係るプラズマディスプレイパネルと同様であるが、赤色発光放電セル１６３、緑色発光放電セル１６４及び青色発光放電セル１６４の総てが、前面板８１に色変換手段２２、２３、２４を備えている点で、実施形態１に係るプラズマディスプレイパネルと異なっている。また、背面板１４１の蛍光体１３１が、青色蛍光体１３０と異なり、黄色に発光する黄色蛍光体１３１となっている点で、実施形態１に係るプラズマディスプレイと異なっている。
【００６３】
つまり、実施形態２に係るプラズマディスプレイパネルにおいては、放電セル１６３〜１６５で発光する赤、緑、青のうちの一色ではなく、これらと異なる黄色発光を行い、黄色発光を各々の放電セル１６３〜１６５で赤、緑、青に色変換して発光している点で、実施形態１に係るプラズマディスプレイパネルと異なっている。この場合、赤の色変換手段２２は、黄色発光を赤色発光に変換し、緑の色変換手段２３は黄色発光をアップコンバージョン機構によって緑色発光に変換し、青の色変換手段２３は、黄色発光をアップコンバージョン機構によって青色発光に変換することになる。アップコンバージョン機構とは２個のフォトンによってこのフォトンエネルギーよりも大きなエネルギーも持つ１個のフォトンを発生させる機構である。このように、蛍光体１３１からの発光色は、放電セル１６３〜１６５の発光色と必ずしも一致していなくてもよい。各々の放電セル１６３〜１６５に、適切な色変換手段２２〜２４が設けられていれば、放電セル１６３〜１６５からは適切な発光色を出力することができるからである。
【００６４】
蛍光体１３１は、紫外線の照射により、黄色に発光する蛍光体１３１が、放電セル１６３〜１６５に共通に設けられる。黄色発光は、そのまま前面ガラス基板１０からは出力されず、前面板８１に設けられた色変換手段２２〜２４に総て異なる色に変換されてから出力されることになる。
【００６５】
このように、実施形態２に係るプラズマディスプレイパネルにおいては、スペーサ３０が設けられている放電セル１６２が消滅し、総ての放電セル１６３〜１６５に色変換手段２２〜２４が設けられた前面板８１となる点で、実施形態１とは異なる。また、蛍光体１３１は、放電セル１６３〜１６５から出力される発光色とは異なる特定色に発光する点で実施形態１とは異なる。これに伴い、放電空間１５１も、紫外線の照射により黄色に発光する空間となる。かかる点で、実施形態２に係るプラズマディスプレイパネルの前面板８１及び背面板１４１は、実施形態１に係るプラズマディスプレイパネルの前面板８０及び背面板１４１と異なる。その他の構成要素については、実施形態１に係るプラズマディスプレイパネルと同様であるので、同一の参照符号を付してその説明を省略する。
【００６６】
実施形態２に係るプラズマディスプレイパネルによれば、発光させる蛍光体１３１の色の制約が無くなるので、発光色に拘らずに、自由な材料からなる蛍光体１３１を用いることが可能となり、プラズマディスプレイパネルの設計の自由度を高めることができる。
【００６７】
特に、赤、緑、青以外の色に発光する蛍光体１３１で、高輝度な蛍光体材料が発見された場合には、その高輝度蛍光体を利用し、色変換手段２２〜２４で所望の発光色を取得することが可能となる。
【００６８】
なお、本実施形態においては、黄色蛍光体１３１を用い、色変換手段２２〜２４で赤、緑、青の各色に変換する例を挙げて説明したが、蛍光体１３１は、種々の発光色を有する蛍光体を用いることができることは言うまでもない。
【００６９】
また、実施形態１、２において、各放電セル１６０〜１６５から発光する色は、赤、緑、青の三原色である例を挙げて説明したが、この点についても、用途に応じて、異なる発光色を出力する放電セル１６０〜１６５に構成してよい。更に、広色域化のため１画素を構成するサブピクセル（放電セル）の数も、３つではなく、４つ以上であってもよい。
【００７０】
このように、本実施形態に係るプラズマディスプレイパネルは、用途に応じて種々の構成とすることができる。
【００７１】
〔実施形態３〕
図４は、本発明の実施形態３に係るプラズマディスプレイ装置の一例の全体構成を示した図である。図４において、実施形態３に係るプラズマディスプレイ装置は、プラズマディスプレイパネル１７０と、アドレス駆動回路１８０と、走査駆動回路１９０と、維持駆動回路２００と、サブフィールド変換回路２１０と、映像信号処理回路２２０とを備える。
【００７２】
プラズマディスプレイパネル１７０は、実施形態１、２及び実施例１において説明した、単色の蛍光体１３０、１３１と、色変換手段２０〜２４を備えたプラズマディスプレイパネル１７０が使用される。
【００７３】
アドレス駆動回路１８０は、アドレス電極１００を駆動するための回路であり、アドレス電極１００にアドレスパルスを印加し、アドレス放電を発生させる。
【００７４】
走査駆動回路１９０は、表示電極５０の一方である走査電極を駆動するための回路であり、走査パルスを走査電極に印加し、初期放電、アドレス放電、維持放電を発生させる。なお、初期放電は、サブフィールドの開始時に放電セル１６０〜１６５内の壁電荷を均一化するための放電である。
【００７５】
維持駆動回路２００は、表示電極５０の一方である維持電極を駆動するための回路であり、維持電極に維持パルスを印加し、維持放電を発生させる。
【００７６】
サブフィールド変換回路は、１フィールドの映像信号を分割したサブフィールドに変換するための回路であり、プラズマディスプレイパネル１７０の駆動のために必要な回路である。
【００７７】
映像信号処理回路２２０は、入力された映像信号について、必要な画像処理を行う回路であり、γ補正、白バランス調整等、画質の調整及び向上のために設けられる回路である。
【００７８】
実施形態１、２及び実施例１に係るプラズマディスプレイパネル１７０に、これを駆動する駆動回路１８０〜２００を設けることにより、プラズマディスプレイ装置として駆動し、色の再現範囲の広い高画質の画像表示を行うことができる。
【００７９】
以上、本発明の好ましい実施例について詳説したが、本発明は、上述した実施例に制限されることはなく、本発明の範囲を逸脱することなく、上述した実施例に種々の変形及び置換を加えることができる。
【産業上の利用可能性】
【００８０】
本発明は、プラズマディスプレイパネル及びこれを用いて画像表示を行なうプラズマディスプレイ装置に利用することができる。
【符号の説明】
【００８１】
１０ 前面ガラス基板
２０〜２４ 色変換手段
３０ スペーサ
４０ ブラックマトリックス
５０ 表示電極
６０、１１０ 誘電体層
７０ 保護層
８０、８１ 前面板
９０ 背面ガラス基板
１００ アドレス電極
１２０ 隔壁
１３０、１３１ 蛍光体
１４０、１４１ 背面板
１５０、１５１ 放電空間
１６０〜１６５ 放電セル
１７０ プラズマディスプレイパネル
１８０ アドレス駆動回路
１９０ 走査駆動回路
２００ 維持駆動回路
２１０ サブフィールド変換回路
２２０ 映像信号処理回路
【特許請求の範囲】
【請求項１】
異なる色に発光する複数種類の放電セルを有するプラズマディスプレイパネルであって、
各放電セルには、紫外線の照射により特定色に発光する蛍光体が共通に設けられ、
前記特定色と異なる色に発光する前記放電セルには、前記特定色を各発光色に変換する色変換手段が設けられた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】
前記特定色は、前記複数種類の放電セルの発光色の一つであることを特徴とする請求項１に記載のプラズマディスプレイパネル。
【請求項３】
前記複数種類の放電セルは、赤色発光放電セルと、緑色発光放電セルと、青色発光放電セルとを含み、
前記特定色に発光する蛍光体は、青色に発光する青色蛍光体であることを特徴とする請求項２に記載のプラズマディスプレイパネル。
【請求項４】
前記青色蛍光体は、ＢａＭｇＡｌ１０Ｏ１７：Ｅｕ２＋を含むことを特徴とする請求項３に記載のプラズマディスプレイパネル。
【請求項５】
青色発光を赤色発光に変換する前記色変換手段は、窒化カルシウムアルミニウムシリコンに２価のユーロピウムイオンを添加した材料を含むことを特徴とする請求項３又は４に記載のプラズマディスプレイパネル。
【請求項６】
青色発光を緑色発光に変換する前記色変換手段は、アルカリ土類チオレガートに２価のユーロピウムイオンを添加した材料を含むことを特徴とする請求項３乃至５のいずれか一項に記載のプラズマディスプレイパネル。
【請求項７】
前記特定色に発光する前記放電セルには、前記特定色と異なる色に発光する前記放電セルの前記色変換手段が設けられた位置と対応する位置に、光を透過する無色のスペーサが設けられたことを特徴とする請求項１乃至６のいずれか一項に記載のプラズマディスプレイパネル。
【請求項８】
請求項１乃至７のいずれか一項に記載のプラズマディスプレイパネルと、
該プラズマディスプレイパネルを駆動する駆動回路と、を有することを特徴とするプラズマディスプレイ装置。
【請求項１】
異なる色に発光する複数種類の放電セルを有するプラズマディスプレイパネルであって、
各放電セルには、紫外線の照射により特定色に発光する蛍光体が共通に設けられ、
前記特定色と異なる色に発光する前記放電セルには、前記特定色を各発光色に変換する色変換手段が設けられた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】
前記特定色は、前記複数種類の放電セルの発光色の一つであることを特徴とする請求項１に記載のプラズマディスプレイパネル。
【請求項３】
前記複数種類の放電セルは、赤色発光放電セルと、緑色発光放電セルと、青色発光放電セルとを含み、
前記特定色に発光する蛍光体は、青色に発光する青色蛍光体であることを特徴とする請求項２に記載のプラズマディスプレイパネル。
【請求項４】
前記青色蛍光体は、ＢａＭｇＡｌ１０Ｏ１７：Ｅｕ２＋を含むことを特徴とする請求項３に記載のプラズマディスプレイパネル。
【請求項５】
青色発光を赤色発光に変換する前記色変換手段は、窒化カルシウムアルミニウムシリコンに２価のユーロピウムイオンを添加した材料を含むことを特徴とする請求項３又は４に記載のプラズマディスプレイパネル。
【請求項６】
青色発光を緑色発光に変換する前記色変換手段は、アルカリ土類チオレガートに２価のユーロピウムイオンを添加した材料を含むことを特徴とする請求項３乃至５のいずれか一項に記載のプラズマディスプレイパネル。
【請求項７】
前記特定色に発光する前記放電セルには、前記特定色と異なる色に発光する前記放電セルの前記色変換手段が設けられた位置と対応する位置に、光を透過する無色のスペーサが設けられたことを特徴とする請求項１乃至６のいずれか一項に記載のプラズマディスプレイパネル。
【請求項８】
請求項１乃至７のいずれか一項に記載のプラズマディスプレイパネルと、
該プラズマディスプレイパネルを駆動する駆動回路と、を有することを特徴とするプラズマディスプレイ装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２０１２−１０４４１９（Ｐ２０１２−１０４４１９Ａ）
【公開日】平成２４年５月３１日（２０１２．５．３１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２５３２９４（Ｐ２０１０−２５３２９４）
【出願日】平成２２年１１月１１日（２０１０．１１．１１）
【出願人】（０００００４３５２）日本放送協会 (2,206)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年５月３１日（２０１２．５．３１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１１月１１日（２０１０．１１．１１）
【出願人】（０００００４３５２）日本放送協会 (2,206)
【Ｆターム（参考）】
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