JP2005322637A - プラズマディスプレイパネル - Google Patents

Abstract

【課題】 外光反射輝度が減少し、放電効率が向上したプラズマディスプレイパネルを提供する。
【解決手段】 背面基板と、背面基板に対向して配置された前面基板と、前面基板と背面基板との間に配置され、複数個の放電セルを区画する隔壁と、放電セルを横切って延びたアドレス電極と、アドレス電極を覆う第１誘電体層と、アドレス電極が延びた方向と交差する方向に延びた維持電極対と、維持電極対を覆っており、着色された第２誘電体層と、放電セル内に配置された蛍光体層と、放電セル内にある放電ガスと、を備え、第２誘電体層には、対をなす維持電極の間にグルーブが形成されていることを特徴とするプラズマディスプレイパネルである。
【選択図】 図３

Description

本発明は、プラズマディスプレイパネルに係り、特に外光反射輝度が減少し、放電効率が向上したプラズマディスプレイパネルに関する。

最近、従来の陰極線管ディスプレイ装置を代替するものとして注目されているプラズマディスプレイパネル（ＰＤＰ）は、複数個の電極が形成された２つの基板の間に放電ガスが封じ込まれた後に放電電圧が印加され、これにより発生する紫外線により所定のパターンに形成された蛍光体が励起されて所望の画像を得る装置である。

一般的な交流型３電極面放電ＰＤＰ １０が、図１及び図２に示されている。図１は、ＰＤＰ １０の部分切開の分離斜視図であり、図２は、図１に示されたＰＤＰの内部構造を示す垂直断面図であって、下板が紙面上下方向を軸として９０°回転された状態を示す。ＰＤＰ １０は、上板５０と、それと平行に結合される下板６０とを備える。上板５０の前面基板１１には、Ｘ電極３１とＹ電極３２が対をなす維持電極対１２が配置されており、維持電極対１２が配置された面に対向する下板６０の背面基板２１上には、アドレス電極２２が電極３１、３２と交差するように配置されている。Ｘ電極３１とＹ電極３２のそれぞれは、透明電極３１ａ、３２ａ及びバス電極３１ｂ、３２ｂを備える。このように配置された一対のＸ電極３１及びＹ電極３２と、それと交差するアドレス電極２２とによってなされる空間が、単位放電セルとして一つの放電部を形成する。アドレス電極２２が備えられた背面基板２１と、維持電極対１２が備えられた前面基板１１の各面には、各電極を埋め込むようにそれぞれ第１誘電体層２５及び第２誘電体層１５が形成されている。第２誘電体層１５の背面には、通常ＭｇＯからなった保護膜１６が形成され、第１誘電体層２５の前面には、放電距離を維持して放電セルの間の電気的、光学的クロストークを防止する隔壁３０が形成されている。この隔壁３０の両側面と隔壁３０が形成されていない第１誘電体層２５の前面とには、赤色、緑色、青色の蛍光体２６が塗布されている。

一般的なＰＤＰ １０において、電極の駆動方法は、アドレス放電のための駆動と維持放電のための駆動とに分けられる。アドレス放電は、前記アドレス電極２２とＹ電極３２との電位差によって起こり、この際、壁電荷が形成される。維持放電は、壁電荷が形成された放電空間に位置するＸ電極３１とＹ電極３２との電位差によって起こる。この維持放電が実際の映像を表示するための放電であって、主放電となる。

しかし、従来では、ＰＤＰ １０の明室でのコントラストを増加させるために、前面基板１１を着色ガラスで製造するか、またはブラックストライプ（図示せず）を利用して外光反射輝度を減少させる。しかし、このような技術が利用される場合、外光反射は減少するが、ＰＤＰで発生する可視光線が、着色された部分またはブラックストライプによって吸収されるので、輝度及び発光効率が落ちる問題点がある。

図２に、このような一般的なＰＤＰ １０において、維持放電区間の一時点での壁電荷分布と放電経路とを示す。維持放電は、Ｘ電極３１とＹ電極３２との間で始まる。しかし、プラズマの特性によって、電極３１、３２の間で始まった放電は、電極３１、３２の中央部へ拡散され、その後には、電極３１、３２の外側に拡散されて消滅される構造を有する。この際、壁電荷の分布を見れば、電極３１、３２の全領域にかけて均一に分布せずに、局部的に集中している。したがって、放電経路も同様に、電極３１、３２の内側部分で起こる放電ｆ_１と電極３１、３２の中央部で起こる放電ｆ_２とが可能であるが、電極３１、３２の外側で起こる放電ｆ_３は、壁電荷の不足などによって発生し難い。このような理由で、維持電極の全体にかけて放電が起こり難いので、放電電圧が増加し、発光効率が落ちる問題点がある。

本発明が解決しようとする課題は、外光反射輝度が減少し、放電効率が向上したＰＤＰを提供するところにある。

前記課題を解決するために、本発明は、背面基板と、前記背面基板に対向して配置された前面基板と、前記前面基板と背面基板との間に配置され、複数個の放電セルを区画する隔壁と、前記放電セルを横切って延びたアドレス電極と、前記アドレス電極を覆う第１誘電体層と、前記アドレス電極が延びた方向と交差する方向に延びた維持電極対と、前記維持電極対を覆っており、着色された第２誘電体層と、前記放電セル内に配置された蛍光体層と、前記放電セル内にある放電ガスと、を備え、前記第２誘電体層には、前記対をなす維持電極の間にグルーブが形成されていることを特徴とするＰＤＰを提供する。

本発明の他の側面によれば、本発明は、背面基板と、前記背面基板に対向して配置された前面基板と、前記前面基板と背面基板との間に配置され、複数個の放電セルを区画する隔壁と、前記放電セルを横切って延びたアドレス電極と、前記アドレス電極を覆う第１誘電体層と、前記アドレス電極が延びた方向と交差する方向に延びた維持電極対と、前記維持電極を個別的に覆っており、着色された第２誘電体層と、前記放電セル内に配置された蛍光体層と、前記放電セル内にある放電ガスと、を備えるＰＤＰを提供する。

本発明において、望ましくは、前記ＰＤＰにおいて、前記第２誘電体層は、可視光線についての光透過率が５０％ないし８０％でありえる。また、本発明において、望ましくは、前記第２誘電体層は、透明誘電体と暗色顔料とを含む材料で形成できる。

本発明によるＰＤＰは、着色された第２誘電体層によって外光反射が減少するので、明室でのコントラストが向上する。また、第２誘電体層に形成されているグルーブによって、放電セルで発生した可視光線が第２誘電体層に吸収される量が減少するので、輝度が極大化される。

また、本発明によるＰＤＰは、対をなす維持電極の間にグルーブが形成されているので、全体的に放電面積及び放電経路が増加する。したがって、放電開始電圧及び放電維持電圧を低くすることができる。また、ＰＤＰを駆動する電子素子の定格が低くなるので、電子素子の購入コストが減少する。

図３及び図４を参照すれば、本発明の望ましい一実施例によるＰＤＰ １００が示されている。但し、図４は、説明の便宜上、下板１６０が紙面上下方向を軸として９０°回転した状態を示す。

示されたように、ＰＤＰ １００は、上板１５０と、それと平行に結合される下板１６０とを備えるが、詳しくは背面基板１２１と、背面基板１２１に対向して配置された前面基板１１１と、前面基板１１１と背面基板１２１との間に配置された隔壁１３０によって区画された放電セル１８０と、放電セル１８０を横切って延びたアドレス電極１２２と、アドレス電極１２２を覆う第１誘電体層１２５と、放電セル１８０内に配置された蛍光体層１２６と、アドレス電極１２２が延びた方向と交差する方向に延びた維持電極対１１２と、維持電極対１１２を覆っており、着色された第２誘電体層１１５と、放電セル１８０内にある放電ガスと、を備える。

上板１５０の前面基板１１１には、維持電極対１１２が配置されている。本実施例では、放電セル１８０で生成された可視光線が前面基板１１１を通じて外部に出射されるので、前面基板１１１は、ガラスを主材料とした透明な材料で形成されることが望ましい。

維持電極対１１２は、維持放電を起こすために、前面基板１１１の背面に形成された一対の維持電極１３１、１３２を意味し、前面基板１１１には、このような維持電極対１１２が所定の間隔で平行に配列されている。この維持電極対１１２は、それぞれＸ電極１３１及びＹ電極１３２を備える。

Ｘ電極１３１及びＹ電極１３２のそれぞれは、透明電極１３１ａ、１３２ａ及びバス電極１３１ｂ、１３２ｂを備えている。透明電極１３１ａ、１３２ａは、放電を起こすことができる導電体であり、かつ蛍光体層１２６から放出される可視光が前面基板１１１へ進むことを妨害していない透明な材料で形成されるが、このような材料としてはＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ）などがある。しかし、前記ＩＴＯのような透明な導電体は一般的にその抵抗が大きく、したがって、透明電極のみで維持電極を形成すれば、その長さ方向への電圧降下が大きいので、駆動電力が多く消費され、応答速度が遅くなるのであるが、それを改善するために、前記透明電極の外側の端部には、金属材質からなり、狭い幅で形成されるバス電極１３１ｂ、１３２ｂが配置される。

背面基板１２１上には、アドレス電極１２２がＸ電極１３１及びＹ電極１３２と交差するように配置されている。

アドレス電極１２２は、Ｘ電極１３１とＹ電極１３２との間の維持放電をさらに容易にするためのアドレス放電を起こすためのものであって、さらに具体的には、維持放電が起こるための電圧を低くする役割を行う。アドレス放電は、Ｙ電極１２２とアドレス電極１３２との間に起こる放電であって、アドレス放電が終了すればＹ電極１３２側に陽イオンが蓄積され、Ｘ電極１３１側に電子が蓄積され、これにより、Ｘ電極１３１とＹ電極１３２との間の維持放電がさらに容易になる。

このように配置された一対のＸ電極１３１及びＹ電極１３２と、それと交差するアドレス電極１２２とによって構成される空間が、単位放電セル１８０として一つの放電部を形成する。

背面基板１２１上には、アドレス電極１２２を埋め込むように第１誘電体層１２５が形成されている。第１誘電体層１２５は、放電時、荷電粒子または電子がアドレス電極１２２に衝突してアドレス電極１２２を損傷させることを防止しつつも、壁電荷を誘導できる誘電体として形成されるが、このような誘電体としてはＰｂＯ、Ｂ_２Ｏ_３、ＳｉＯ_２などがある。

前面基板１１１上には、維持電極対１１２を埋め込むように第２誘電体層１１５が形成されている。第２誘電体層１１５は、主放電時、隣接したＸ電極１３１とＹ電極１３２との間に直接通電されることと、陽イオンまたは電子が維持電極１３１、１３２に直接衝突して維持電極１３１、１３２を損傷させることとを防止しつつも、電荷を誘導して壁電荷を蓄積できる誘電体で形成される。

本発明の一実施例によるＰＤＰ １００では、明室でのコントラストを増加させるために第２誘電体層１１５が着色されている。即ち、外部から入射される可視光線を、着色された第２誘電体層１１５が吸収することによって、外光反射輝度を減少させて明室でのコントラストを増加させる。この際、第２誘電体層１１５は、可視光線についての光透過率が５０％ないし８０％であることが望ましい。このように着色された第２誘電体層１１５は、透明な誘電体であるＰｂＯ、Ｂ_２Ｏ_３、ＳｉＯ_２などに暗色顔料を混合して形成される。

対をなすＸ電極１３１とＹ電極１３２との間の第２誘電体層１１５には、所定の深さを有するグルーブ１４５が形成されている。グルーブ１４５は、前面基板１１１上に着色された第２誘電体層１１５の厚さを薄くすることによって、放電セル１８０で発生した可視光線が第２誘電体層１１５に吸収される量を減らす。特に、ＰＤＰ １００の輝度の極大化のために、図３及び図４に示されたように、第２誘電体層１１５を貫通するようにグルーブ１４５が形成されることが望ましい。

本発明の一実施例によるＰＤＰ １００では、グルーブ１４５がＸ電極１３１とＹ電極１３２との間に連続的に延びるように形成されている。この場合、グルーブ１４５が排気通路として利用できる。

しかし、図５に示されたように、第２誘電体層１１５に形成されたグルーブ１４５は、単位放電セル１８０を単位として不連続的に形成できる。但し、グルーブの形状は前述したものに限定されていない。

また、対をなすＸ電極１３１とＹ電極１３２との間の第２誘電体層１１５だけでなく、第２誘電体層１１５の非放電領域にグルーブ１４６がさらに形成されうる。図３及び図４を参照すれば、このような非放電領域の一例として、隣接する維持電極対１１２の間に形成されたグルーブ１４６が示されている。グルーブ１４６は、維持電極１３１、１３２が延びる方向に延びるように形成され、さらに詳しくは、グルーブ１４６は、維持電極１３１、１３２が延びる方向に配置された隔壁１３０に対応するように形成される。このような非放電領域に形成されるグルーブ１４６の形状及び個数は、前述したものに限定されていない。

このように第２誘電体層１１５に形成されているグルーブ１４５、１４６によって、放電セル１８０で発生した可視光線が第２誘電体層１１５に吸収される量が減少するので、輝度が極大化される。特に、ＰＤＰ １００の輝度の極大化のために、図３及び図４に示されたように、第２誘電体層１１５を貫通するようにグルーブ１４５、１４６が形成されることが望ましい。また、各放電セル１８０に配置されるグルーブ１４５、１４６の配置位置及び個数は相異なって選択されうるが、各放電セル１８０に配置されるグルーブ１４５、１４６は対称に配置されることが望ましい。

また、第２誘電体層１１５には、通常ＭｇＯからなった保護膜１１６が形成されている。保護膜１１６は、放電時、荷電粒子と電子とが第２誘電体層１１５に衝突して第２誘電体層１１５が損傷されることを防止し、光透過性がよく、放電時に２次電子を多く放出する。

第１誘電体層１２５と第２誘電体層１１５との間には、放電距離を維持し、放電セル１８０の間の電気的、光学的クロストークを防止する隔壁１３０が形成されている。

図３には、隔壁１３０がマトリックス形態で区画すると示されたが、これに限定されるものではなく、複数の放電空間を形成できる限り、多様なパターンの隔壁、例えばストライプのような開放型隔壁はもちろん、ワッフル、マトリックス、デルタのような閉鎖型隔壁となりうる。また、閉鎖型隔壁は、放電空間の横断面が本実施例のような四角形以外にも、三角形、五角形などの多角形、または円形、楕円形などになるように形成できる。

この隔壁１３０の両側面と隔壁１３０が形成されていない第１誘電体層１２５の前面とには、赤色、緑色、青色発光蛍光体層１２６が配置されている。

蛍光体層１２６は、紫外線を受けて可視光線を発生させる成分を有するが、赤色発光サブピクセルに形成された蛍光体層は、Ｙ（Ｖ，Ｐ）Ｏ_４：Ｅｕのような赤色発光蛍光体を含み、緑色発光サブピクセルに形成された緑色発光蛍光体層は、Ｚｎ_２ＳｉＯ_４：Ｍｎ，ＹＢＯ_３：Ｔｂのような蛍光体を含み、青色発光サブピクセルに形成された青色発光蛍光体層は、ＢＡＭ：Ｅｕのような蛍光体を含む。

放電セル１８０には、Ｎｅ、Ｈｅ、Ｘｅ等及びそれらの混合気体のような放電ガスが封じ込まれる。

上述したように構成された本発明によるＰＤＰ １００の作動を説明すれば、次の通りである。

アドレス電極１２２とＹ電極１３２との間にアドレス電圧が印加されることによって、アドレス放電が起こり、このアドレス放電の結果として維持放電が起こる放電セル１８０が選択される。

次いで、前記選択された放電セル１８０のＸ電極１３１とＹ電極１３２との間に放電維持電圧が印加されれば、Ｙ電極１３２上に蓄えられていた陽イオンとＸ電極１３１上に蓄えられていた電子とが衝突して維持放電を起こし、この維持放電時に励起された放電ガスのエネルギー準位が低くなりつつ紫外線が放出される。そして、この紫外線が放電セル１８０内に塗布された蛍光体１２６を励起させるが、この励起された蛍光体１２６のエネルギー準位が低くなりつつ可視光が放出され、この放出された可視光が画像を構成する。

図６は、このような本発明の一実施例によるＰＤＰ １００において、維持放電区間の一時点での壁電荷分布と放電経路とを示す。

維持放電は、Ｘ電極１３１とＹ電極１３２との間で始まるので、電極１３１、１３２の間の部分にプラズマの密度が集中している。高密度の電子とイオン密度とに基づいて、プラズマ放電は電極１３１、１３２の中央部へ拡散され、その後には電極１３１、１３２の外側に拡散される。

この際、放電経路を見れば、電極１３１、１３２の間で放電が発生する第１経路ｇ_１、電極１３１、１３２の中央部から始まる第２経路ｇ_２、及び電極１３１、１３２の外側の部分で放電が発生する第３経路ｇ_３と分離して考察できる。前述したように、実質的に、放電は第１経路ｇ_１、第２経路ｇ_２、第３経路ｇ_３の順に拡散される。

第１経路ｇ_１と第２経路ｇ_２による放電の場合、第２誘電体層１２５に形成されたグルーブ１４５によって電界が集中するだけでなく、放電経路が減少し、放電面積が増加するようになり、維持放電のための放電開始電圧及び放電維持電圧が減少する。

また、一般的なＰＤＰ １０とは異なって、第１経路ｇ_１及び第２経路ｇ_２だけでなく第３経路ｇ_３でも放電が活発に発生する。それは、グルーブ１４５によって電極１３１、１３２の外側の部分にも壁電荷が十分であり、隣接する隔壁１３０によって放電が妨害されることが減少するためである。即ち、電極１３１、１３２の外側の部分まで放電経路が確保されて放電による荷電粒子、励起種などの生成が増大する効果を奏する。

したがって、本発明の一実施例によるＰＤＰ １００では、第２誘電体層１１５に形成されているグルーブ１４５によってＸ電極１３１とＹ電極１３２との間の放電が円滑に発生するので、放電開始電圧及び放電維持電圧が減少するだけでなく、発光効率が向上する。

第２誘電体層１１５にグルーブ１４５、１４６を形成する方法では、サンドブラスティング法、スクリーン印刷法、ドライフィルム法、エッチング法などがある。

前記図面と同じ参照符号は同じ部材を示す。

本発明のＰＤＰを採用すれば、外光反射輝度が減少し、放電効率が向上したＰＤＰを製造できる。

一般的なＰＤＰの部分切開した分離斜視図である。 図１のＰＤＰにおいて、電荷分布と放電経路との一例を示す断面図であって、下板が紙面上下方向を軸として９０°回転された状態を示す図面である。 本発明の一実施例によるＰＤＰの分離斜視図である。 図３のＰＤＰの断面図であって、下板が紙面上下方向を軸として９０°回転された状態を示す図面である。 図３のＰＤＰの上板の変形例を示す図面である。 図３のＰＤＰにおいて、電荷分布と放電経路との一例を示す断面図であって、下板が紙面上下方向を軸として９０°回転された状態を示す図面である。

符号の説明

１００ ＰＤＰ
１１１ 前面基板
１１２ 維持電極対
１１５ 第２誘電体層
１１６ 保護膜
１２１ 背面基板
１２２ アドレス電極
１２５ 第１誘電体層
１２６ 蛍光体層
１３０ 隔壁
１３１ Ｘ電極
１３１ａ、１３２ａ 透明電極
１３１ｂ、１３２ｂ バス電極
１３２ Ｙ電極
１４５、１４６ グルーブ
１５０ 上板
１６０ 下板
１８０ 放電セル

Claims (14)

1. 背面基板と、
   前記背面基板に対向して配置された前面基板と、
   前記前面基板と背面基板との間に配置され、複数個の放電セルを区画する隔壁と、
   前記放電セルを横切って延びたアドレス電極と、
   前記アドレス電極を覆う第１誘電体層と、
   前記アドレス電極が延びた方向と交差する方向に延びた維持電極対と、
   前記維持電極対を覆っており、着色された第２誘電体層と、
   前記放電セル内に配置された蛍光体層と、
   前記放電セル内にある放電ガスと、を備え、
   前記第２誘電体層には、前記対をなす維持電極の間にグルーブが形成されていることを特徴とするプラズマディスプレイパネル。
2. 前記第２誘電体層は、可視光線についての光透過率が５０％ないし８０％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。
3. 前記第２誘電体層は、透明誘電体と暗色顔料とを含む材料で形成された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。
4. 前記グルーブが第２誘電体層を貫通するように形成さ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。
5. 前記グルーブが形成されている第２誘電体層に保護膜が形成さ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。
6. 前記第２誘電体層の非放電領域にグルーブがさらに形成され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。
7. 前記グルーブは、隣接する維持電極対の間に形成されることを特徴とする請求項６に記載のプラズマディスプレイパネル。
8. 前記一放電セルに形成されたグルーブは対称に形成されることを特徴とする請求項６に記載のプラズマディスプレイパネル。
9. 前記非放電領域に形成されたグルーブは、第２誘電体層を貫通するように形成されていることを特徴とする請求項６に記載のプラズマディスプレイパネル。
10. 前記グルーブは、維持電極が延びる方向に形成された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。
11. 背面基板と、
    前記背面基板に対向して配置された前面基板と、
    前記前面基板と背面基板との間に配置され、複数個の放電セルを区画する隔壁と、
    前記放電セルを横切って延びたアドレス電極と、
    前記アドレス電極を覆う第１誘電体層と、
    前記アドレス電極が延びた方向と交差する方向に延びた維持電極対と、
    前記維持電極を個別的に覆っており、着色された第２誘電体層と、
    前記放電セル内に配置された蛍光体層と、
    前記放電セル内にある放電ガスと、を備えることを特徴とするプラズマディスプレイパネル。
12. 前記第２誘電体層は、可視光線についての光透過率が５０％ないし８０％であることを特徴とする請求項１１に記載のプラズマディスプレイパネル。
13. 前記第２誘電体層は、透明誘電体と暗色顔料とを含む材料よりなることを特徴とする請求項１１に記載のプラズマディスプレイパネル。
14. 前記第２誘電体層に保護膜が形成されていることを特徴とする請求項１１に記載のプラズマディスプレイパネル。
    

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