JP2004311432A

JP2004311432A - プラズマディスプレイパネル

Info

Publication number: JP2004311432A
Application number: JP2004091487A
Authority: JP
Inventors: Hiroyuki Tachibana; 弘之橘; Tomohiro Murakoso; 智宏村社; Yasuyuki Noguchi; 康幸野口; Tetsuya Shirai; 徹也白井
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2003-03-27
Filing date: 2004-03-26
Publication date: 2004-11-04
Anticipated expiration: 2024-03-26
Also published as: JP4341442B2

Abstract

【課題】前面板と背面板との間でプライミング放電を行い、プライミング放電の動作マージンの確保とクロストーク抑制の効果を高め、初期化動作とアドレス特性を安定化させる。
【解決手段】前面基板１上に形成された補助電極１７と、背面基板２上に形成されたプライミング電極１４との間でプライミング放電を行うように構成するとともに、背面基板２のプライミング放電空間（隙間部１３）に対応する領域にアルカリ金属の酸化物、アルカリ土類金属の酸化物、または弗化物の少なくともいずれかを含む材料からなる材料層５を設けることで、プライミング放電のマージンを広げ、放電セルへのプライミング粒子供給を安定化させ、アドレス時の放電遅れを小さくしてアドレス特性を安定化させる。
【選択図】図１

Description

本発明は、壁掛けテレビや大型モニターに用いられるプラズマディスプレイパネルに関する。

ＡＣ型として代表的な交流面放電型プラズマディスプレイパネル（以下、ＰＤＰと呼ぶ）は、面放電を行う走査電極および維持電極を配列して形成したガラス基板からなる前面板と、データ電極を配列して形成したガラス基板からなる背面板とを、両電極がマトリックスを組むように、しかも間隙に放電空間を形成するように平行に対向配置し、その外周部をガラスフリットなどの封着材によって封着することにより構成されている。そして、基板間には、隔壁によって区画された放電セルが設けられ、この隔壁間のセル空間に蛍光体層が形成された構成である。このような構成のＰＤＰにおいては、ガス放電により紫外線を発生させ、この紫外線でＲ、Ｇ、Ｂの各色の蛍光体を励起して発光させることによりカラー表示を行っている（特許文献１参照）。

このＰＤＰは、１フィールド期間を複数のサブフィールドに分割し、発光させるサブフィールドの組み合わせによって駆動し階調表示を行う。各サブフィールドは初期化期間、アドレス期間および維持期間からなる。画像データを表示するためには、初期化期間、アドレス期間および維持期間でそれぞれ異なる信号波形を各電極に印加している。

初期化期間には、例えば、正のパルス電圧をすべての走査電極に印加し、走査電極および維持電極を覆う誘電体層上の保護層および蛍光体層上に必要な壁電荷を蓄積する。

アドレス期間では、すべての走査電極に、順次負の走査パルスを印加することにより走査し、表示データがある場合、走査電極を走査している間に、データ電極に正のデータパルスを印加すると、走査電極とデータ電極との間で放電が起こり、走査電極上の保護層の表面に壁電荷が形成される。

続く維持期間では、一定の期間、走査電極と維持電極との間に放電を維持するのに十分な電圧を印加する。これにより、走査電極と維持電極との間に放電プラズマが生成され、一定の期間、蛍光体層を励起発光させる。アドレス期間においてデータパルスが印加されなかった放電空間では、放電は発生せず蛍光体層の励起発光は起こらない。

このようなＰＤＰでは、アドレス期間の放電に大きな放電遅れが発生し、アドレス動作が不安定になる、あるいはアドレス動作を完全に行うためにアドレス時間を長く設定しアドレス期間に費やす時間が大きくなりすぎるといった課題があった。これら課題を解決するために、前面板に補助放電電極を設け前面板側の面内補助放電によって生じたプライミング放電によって放電遅れを小さくするＰＤＰとその駆動方法が提案されている（特許文献２参照）。
特開２００１−１９５９９０号公報特開２００２−２９７０９１号公報

しかしながら、これらＰＤＰにおいて、高精細化してライン数が増えたときには、さらにアドレス時間に費やす時間が長くなり、維持期間に費やす時間を減らさなければならず、高精細化したときに輝度の確保が難しいという課題が生じる。さらに、高輝度・高効率化を達成するために、キセノン（Ｘｅ）分圧を上げた場合においても放電開始電圧が上昇し、初期化放電が不安定になり、その結果、書込み不良を生じるおそれがあり、そのため書込み動作の駆動電圧マージンが狭くなるという課題があった。

本発明は、これらの課題に鑑みなされたものであり、プライミング放電を安定して発生させることで、高精細化した場合やキセノン（Ｘｅ）分圧を上げた場合でも、初期化動作あるいはアドレス動作を安定させたＰＤＰを提供することを目的とする。

上述した課題を解決するために、本発明のＰＤＰは、第１の基板上に互いに平行となるように配置した第１電極および第２電極と、第１の基板に放電空間を挟んで対向配置される第２の基板上に第１電極および第２電極と交差する方向に配置した第３電極と、第２の基板上に、第１電極および第２電極と並行に配置した第４電極と、第２の基板上に隔壁により区画し形成された第１放電空間と第２放電空間とを有し、第１放電空間は第１電極、第２電極および第３電極とで放電を行う主放電空間を形成するとともに、第２放電空間は第１電極および第２電極の少なくとも一方と第４電極とで放電を行うプライミング放電空間を形成し、プライミング放電空間において第４電極の放電空間側に、アルカリ金属の酸化物、アルカリ土類金属の酸化物、または弗化物の少なくともいずれかを含む材料層を設けている。

この構成により、第２の基板側に設けた電極を陰極として作用させてプライミング放電を行う際に、アルカリ金属の酸化物、アルカリ土類金属の酸化物、または弗化物の少なくともいずれかを含む材料層を介すると、プライミング放電の放電電圧を大きく低減でき、さらに放電発生を均一化できる。したがって、プライミング放電の動作マージンの増加と放電電圧の低減などにより、クロストークなどの周囲への影響を抑制しつつ、プライミング放電を安定的に形成することで、アドレス特性に優れた高精細化に好適なＰＤＰを実現することができる。

さらに、誘電体層で覆われた第４電極に材料層が設けられていることが望ましく、絶縁性を確保してプライミング放電を安定的に形成することができる。

また、第１の基板上に互いに平行となるように配置した第１電極および第２電極と、第１の基板に放電空間を挟んで対向配置される第２の基板上に第１電極および第２電極と交差する方向に配置した第３電極と、第２の基板上に隔壁により区画し形成された第１放電空間と第２放電空間とを有し、第１放電空間は第１電極、第２電極および第３電極とで放電を行う主放電空間を形成するとともに、第２放電空間は第１電極あるいは第２電極と第３電極とで放電を形成するプライミング放電空間を形成し、プライミング放電空間において第２の基板側に、アルカリ金属の酸化物、アルカリ土類金属の酸化物、または弗化物の少なくともいずれかを含む材料層を設けている。

この構成によれば初期化期間においてプライミング放電を安定的に形成し、初期化動作を安定させて高精細化に好適なＰＤＰを実現することができる。

また、材料層がＭｇＯを主成分とする材料によって形成されていることが望ましく、ＭｇＯを主成分とする材料層が電子放出性能を高めて、安定したプライミング放電を効果的かつ確実に形成することができる。

以上のように、本発明によれば、プライミング放電を安定して発生させることで、高精細化した場合やキセノン（Ｘｅ）分圧を上げた場合でも、初期化動作あるいはアドレス動作を安定させて良好な品質で画像表示させるＰＤＰを実現することができる。

以下、本発明の実施の形態におけるＰＤＰについて、図面を用いて説明する。

（第１の実施の形態）
図１は本発明の第１の実施の形態におけるＰＤＰを示す断面図、図２は第１の基板である前面基板側の電極配列を模式的に示す平面図、図３は第２の基板である背面基板側を模式的に示す斜視図であり、図４はその平面図である。

図１に示すように、第１の基板であるガラス製の前面基板１と、第２の基板であるガラス製の背面基板２とが放電空間３を挟んで対向して配置され、その放電空間３には放電によって紫外線を放射するガスとして、ネオン（Ｎｅ）およびキセノン（Ｘｅ）などが封入されている。前面基板１上には、誘電体層４および保護層（図示せず）で覆われ、かつ、対をなす第１電極である走査電極６と第２電極である維持電極７とからなる帯状の電極群が、互いに平行となるように配置されている。この走査電極６および維持電極７は、それぞれ透明電極６ａ、７ａと、この透明電極６ａ、７ａ上に重なるように形成されかつ導電性を高めるための銀（Ａｇ）などからなる金属母線６ｂ、７ｂとから構成されている。また、図１、図２に示すように、走査電極６と維持電極７とは、走査電極６−走査電極６−維持電極７−維持電極７・・・となるように２本ずつ交互に配列され、隣り合う２つの走査電極６の間に補助電極１７が形成されている。また、隣り合う２つの維持電極７の間と走査電極６の間には発光時のコントラストを高めるための光吸収層８が設けられている。補助電極１７は、ＰＤＰの非表示部（端部）で走査電極６と接続されている。図１、図３および図４に示すように、背面基板２上には、走査電極６および維持電極７と直交する方向に、複数の帯状の第３電極であるデータ電極９が互いに平行となるように配置されている。また、背面基板２上には、走査電極６および維持電極７とデータ電極９とで形成される複数の放電セルを区画するための隔壁１０が形成されている。隔壁１０は、前面基板１に設けられた走査電極６および維持電極７と直交する方向、すなわちデータ電極９と平行な方向に延びる縦壁部１０ａと、この縦壁部１０ａに交差するように設けて第１放電空間である主放電空間１１を形成し、かつ主放電空間１１の間に隙間部１３を形成する横壁部１０ｂとで構成されている。主放電空間１１には蛍光体層１２が設けられている。

また、図３に示すように、背面基板２の隙間部１３はデータ電極９と直交する方向に連続的に形成され、走査電極６同士が隣り合う部分に対応する隙間部１３にのみ、前面基板１と背面基板２間で放電を生じさせるための第４電極であるプライミング電極１４がデータ電極９と直交する方向に形成され、第２放電空間であるプライミング放電空間３０を形成している。プライミング電極１４は、データ電極９を覆う誘電体層１５上に形成され、さらにプライミング電極１４を覆うように誘電体層１６が形成されている。したがって、プライミング電極１４はデータ電極９よりも隙間部１３に近い位置に形成されている。この構成により、補助電極１７と、背面基板２側に形成されたプライミング電極１４との間でプライミング放電が行われる。なお、プライミング電極１４と補助電極１７は、互いに平行であるが、図１のＣ−Ｃ線に示すように、それぞれの中心線が一致するように形成するのが望ましい。

また、本実施の形態では、図１に示すように、背面基板２上のプライミング放電空間３０において、プライミング電極１４を覆う誘電体層１６上に２次電子放出係数の大なる材料層５が略均一な膜厚に形成されている。この材料層５には、アルカリ金属の酸化物（例えば、Ｃｓ₂Ｏなど）、アルカリ土類金属の酸化物（例えば、ＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯ、ＢａＯなど）、または弗化物（例えば、ＬｉＦ、ＣａＦ₂、ＭｇＦ₂など）の少なくともいずれかを含む材料の使用が考えられる。本実施の形態では、ＡＣ型ＰＤＰの材料として使用実績があり、ネオン（Ｎｅ）およびキセノン（Ｘｅ）ガスを封入した場合に、２次電子放出係数が大きく耐久性に優れたＭｇＯを主成分とする材料によって材料層５を形成している。したがって、材料層５は、プライミング電極１４と補助電極１７との間に電圧を印加した場合に、材料層５からプライミング放電空間３０内に効果的に２次電子を放出する機能を有している。この結果、本実施の形態では、プライミング放電空間３０の長手方向に連続して形成された材料層５からプライミング放電空間３０内に均一に２次電子を供給することができる。したがって、細長い形状を有するプライミング放電空間３０におけるプライミング放電のバラツキを抑制し、各主放電空間１１に対して均一なプライミング放電を発生させることができる。また、プライミング放電の発生をむらなく促進し、プライミング放電に印加すべき電圧を低減することができる。

なお、本実施の形態では、誘電体層１６によりプライミング電極１４を被覆しているが、誘電体層１６を設けずに、プライミング電極１４上に直接、材料層５を形成するように構成することもできる。

次に、ＰＤＰに画像データを表示させる方法について図５を用いて説明する。

ＰＤＰを駆動する方法として、１フィールド期間を２進法に基づいた発光期間の重みを持った複数のサブフィールドに分割し、発光させるサブフィールドの組み合わせによって階調表示を行っている。各サブフィールドは初期化期間、アドレス期間および維持期間からなる。

図５は、本発明の第１の実施の形態におけるＰＤＰを駆動するための駆動波形の一例を示す波形図である。まず、初期化期間において、プライミング電極Ｐｒ（図１のプライミング電極１４）が形成されたプライミング放電空間（図１のプライミング放電空間３０）では、正のパルス電圧をすべての走査電極Ｙ（図１の走査電極６）に印加し、補助電極（図１の補助電極１７）とプライミング電極Ｐｒとの間で初期化が行われる。次のアドレス期間においては、プライミング電極Ｐｒには正の電位が常に印加される。このため、プライミング放電空間においては、走査電極Ｙ_ｎに走査パルスＳＰ_ｎが印加されたときに、プライミング電極Ｐｒと補助電極との間でプライミング放電が発生する。

次に、ｎ＋１番目の放電セルの走査電極Ｙ_ｎ＋１に走査パルスＳＰ_ｎ＋１が印加されるが、このときには直前にプライミング放電が起こっているために、ｎ＋１番目の放電セルのアドレス時の放電遅れも小さくなる。なお、ここでは、ある１フィールドの駆動シーケンスのみの説明を行ったが、他のサブフィールドにおける動作原理も同様である。図５に示す駆動波形において、アドレス期間にプライミング電極Ｐｒに正の電圧を印加することによって、上述した動作をより確実に起こすことができる。なお、アドレス期間のプライミング電極Ｐｒの印加電圧は、アドレス電極Ｄ（図１のデータ電極９）に印加するデータ電圧値よりも大きな値に設定するのが望ましい。

このようにして、本実施の形態では、プライミング放電は、前面基板１に設けられた補助電極１７と背面基板２に設けられたプライミング電極１４との間で上下方向に発生させている。しかも、背面基板２のプライミング放電空間３０に２次電子放出係数の大なる材料層５を形成している。したがって、補助電極１７から放出された電子は背面基板２側の材料層５に当たるが、材料層５が２次電子放出係数の大きな材料であるため、材料層５から２次電子を放出させプライミング放電空間３０内に２次電子を供給してプライミング放電の発生を均一化したうえ、放電を促進することができる。したがって、従来同様の動作マージンを確保しつつ、放電電圧を低減することにより放電の強度を小さくし、例えば、クロストークなどのプライミング放電による他への影響を抑制することができる。また、従来と同じ放電電圧とする場合は、従来よりも放電の動作マージンを大きくすることができる。もちろん、印加電圧を調整することにより、クロストークの抑制効果と動作マージン増大の効果を併用することもできる。このことにより、高精細度のＰＤＰにおいても、アドレス特性をより安定化させることができる。

（第２の実施の形態）
図６は本発明の第２の実施の形態におけるＰＤＰを示す断面図、図７は本発明の第２の実施の形態における放電動作を説明するための断面図である。

図１に示す第１の実施の形態との相違を説明する。第１の実施の形態では背面基板２上のプライミング放電空間３０にプライミング電極１４を設け、アドレス期間にプライミング電極１４と走査電極６から延伸した補助電極１７との間でプライミング放電を形成していた。図６に示す第２の実施の形態では、背面基板２上のプライミング放電空間３０にはプライミング電極はなく、プライミング放電を走査電極６から延伸して設けた補助電極３２とデータ電極９との間で初期化期間に放電を行うものである。したがって、第１の実施の形態と異なるのは、背面基板２にプライミング電極がないことであり、その他の構成は同様であり、プライミング放電空間３０内に２次電子放出係数の大なる材料層５を形成していることも同様である。

図７は、データ電極９と補助電極３２との間で初期化期間、特に初期化期間の前半部にプライミング放電を発生させる意義について説明するための図であり、図７を用いて本実施の形態について説明する。

初期化期間の前半部の放電は、図７に示すように、（１）主放電空間１１内の走査電極６を陽極とし維持電極７を陰極とする放電、（２）主放電空間１１内の走査電極６を陽極としデータ電極９を陰極とする放電、（３）プライミング放電空間３０内の補助電極３２を陽極としデータ電極９を陰極とする放電の３つの放電について考える必要がある。なお、図７には、陰極側から陽極側に向かう矢印を用いて（１）〜（３）の各放電を示している。初期化放電の目的は主放電空間１１内の壁電圧の調整であるから、（１）と（２）の放電を安定して発生させることができればよい。しかし、（２）の放電は２次電子放出係数の小さい蛍光体層３３が陰極となるため放電が発生しにくく、不安定な放電になる傾向がある。また（１）の放電は２次電子放出係数の大きい保護層３４が陰極となるが、対向放電と比較して放電が発生しにくい面放電であるため、例えばキセノン（Ｘｅ）分圧を高めた場合は放電が不安定になることがある。ところが（３）の放電は２次電子放出係数の大きい材料層５が陰極であり、しかも対向放電であるため非常に安定した放電を発生させることができる。

したがって、データ電極９に電圧Ｖｘを印加することにより、（１）の放電を発生させる前に（３）の放電を発生させ、（３）の放電で生じたプライミングを利用して（１）の放電を安定して発生させるというものである。すなわち、初期化期間の前半部において、主放電空間１１内の走査電極６を陽極とし維持電極７を陰極とする放電を発生させる前にプライミング放電空間３０内の補助電極３２を陽極としデータ電極９を陰極とする放電を発生させるための電圧Ｖｘをデータ電極９に印加することを特徴としている。なお、プライミング放電空間３０内に設けた材料層５が補助電極３２とデータ電極９間の放電開始電圧を低下させるため、（２）の放電が（３）の放電より先に発生するおそれはない。

このように、本発明の第２の実施の形態によれば、初期化動作を安定して発生させることができるので、例えば放電ガスのキセノン（Ｘｅ）分圧を増加させたＰＤＰであっても、初期化放電を安定化させ良好な品質で画像表示させることができる。

以上のように本発明によれば、プライミング放電を安定して発生させることで、高精細化した場合やキセノン（Ｘｅ）分圧を上げた場合でも、初期化動作あるいはアドレス動作を安定させて良好な品質で画像表示させることができるので、壁掛けテレビや大型モニターなどに用いられるプラズマディスプレイ装置などに有用である。

本発明の第１の実施の形態におけるＰＤＰを示す断面図同ＰＤＰの前面基板側の電極配列を模式的に示す平面図同ＰＤＰの背面基板側を模式的に示す斜視図同ＰＤＰの背面基板側を模式的に示す平面図同ＰＤＰを駆動するための駆動波形の一例を示す波形図本発明の第２の実施の形態におけるＰＤＰを示す断面図同ＰＤＰの放電動作を説明するための断面図

符号の説明

１前面基板
２背面基板
３放電空間
４，１５，１６誘電体層
５材料層
６走査電極
６ａ，７ａ透明電極
６ｂ，７ｂ金属母線
７維持電極
８光吸収層
９データ電極
１０隔壁
１０ａ縦壁部
１０ｂ横壁部
１１主放電空間
１２，３３蛍光体層
１３，３０プライミング放電空間（隙間部）
１４プライミング電極
１７，３２補助電極
３４保護層

Claims

第１の基板上に互いに平行となるように配置した第１電極および第２電極と、
前記第１の基板に放電空間を挟んで対向配置される第２の基板上に前記第１電極および前記第２電極と交差する方向に配置した第３電極と、
前記第２の基板上に、前記第１電極および前記第２電極と並行に配置した第４電極と、
前記第２の基板上に隔壁により区画し形成された第１放電空間と第２放電空間とを有し、
前記第１放電空間は前記第１電極、前記第２電極および前記第３電極とで放電を行う主放電空間を形成するとともに、前記第２放電空間は前記第１電極および前記第２電極の少なくとも一方と前記第４電極とで放電を行うプライミング放電空間を形成し、
前記プライミング放電空間において前記第４電極の放電空間側に、アルカリ金属の酸化物、アルカリ土類金属の酸化物、または弗化物の少なくともいずれかを含む材料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。
誘電体層で覆われた第４電極に材料層が設けられてい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。
第１の基板上に互いに平行となるように配置した第１電極および第２電極と、
前記第１の基板に放電空間を挟んで対向配置される第２の基板上に前記第１電極および前記第２電極と交差する方向に配置した第３電極と、
前記第２の基板上に隔壁により区画し形成された第１放電空間と第２放電空間とを有し、
前記第１放電空間は前記第１電極、前記第２電極および前記第３電極とで放電を行う主放電空間を形成するとともに、前記第２放電空間は前記第１電極あるいは前記第２電極と前記第３電極とで放電を形成するプライミング放電空間を形成し、
前記プライミング放電空間において前記第２の基板側に、アルカリ金属の酸化物、アルカリ土類金属の酸化物、または弗化物の少なくともいずれかを含む材料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。
材料層がＭｇＯを主成分とする材料によって形成されていることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載のプラズマディスプレイパネル。