JP2005340205A - プラズマディスプレイパネル - Google Patents

Abstract

【課題】安定した放電特性を有するプラズマディスプレイパネルを提供する。
【解決手段】上側基板と下側基板との間に放電空間を区画するように形成された隔壁と、放電空間に対応して形成された赤色，緑色，青色蛍光体層を備え、隔壁の下面から隔壁に形成された緑色蛍光体層の上面までの垂直高さで定義される緑色蛍光体層の高さが隔壁の高さより低い蛍光体層とを含む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（ＰＤＰ）に係り、さらに詳細には放電安定性が向上するように構造の改善されたプラズマディスプレイパネルに関する。

一般的に、ＰＤＰは、密閉された空間に設置された電極間にガスが充填された状態で電極に、所定の電圧を印加してグロー放電を起こし、グロー放電時に発生する紫外線により所定パターンに形成された蛍光体層を励起させて画像を形成させる。

前記ＰＤＰは、駆動方法により、直流型、交流型、或いは混合型に分類される。そして、電極構造により、放電に必要な少なくとも２つの電極を有するものと、３つの電極を有するものとに区分される。直流型の場合には、補助放電を誘導するために補助電極が追加され、交流型の場合には、アドレス放電と維持放電とを分離し、アドレス速度を向上させるためにアドレス電極が導入される。また、交流型は、放電をなす電極の配置により、対向型電極構造と面放電型電極構造とに分類することができる。前記対向型電極構造の場合には、放電を形成する２つの維持電極が基板にそれぞれ設けられ、放電がパネルの垂直軸に形成される構造であり、面放電型電極構造は、放電を形成する２つの維持電極が同じ基板上に設けられ、放電が基板の一平面上に形成される構造である。

図１には、従来のＰＤＰが図示されている。図示されたＰＤＰ１０には、画像が表示される上側基板１１と、この上側基板１１と平行に対向される下側基板２１とが備えられている。

前記上側基板１１の下面には、共通電極１３とスキャン電極１４とからなる維持電極対１２が形成されている。前記共通電極１３及びスキャン電極１４は、相互間に放電ギャップで離隔されている。

前記共通電極１３及びスキャン電極１４は、それぞれ透明電極１３ａ，１４ａと、それらの下面に形成されて電圧を印加するバス電極１３ｂ，１４ｂとから構成されている。前記維持電極１２は、上側誘電体層１５により埋め込まれており、前記上側誘電体層１５の下面には、保護層１６が形成されている。

そして、前記上側基板１１と対向するように下側基板２１が配置されており、前記下側基板２１上には、アドレス電極２２が前記維持電極対１２と交差するように形成されている。前記アドレス電極２２と維持電極対１２とが交差する領域は、単位放電セル、すなわちサブピクセルに該当する。

前記アドレス電極２２は、下側誘電体層２３内に埋め込まれている。前記下側誘電体層２３の上面には、隔壁２４がストライプ状に形成され、放電空間２５が区画されている。前記放電空間２５には、蛍光体層２６が形成されており、放電ガスが充填されている。前記蛍光体層２６は、蛍光体の発光色相により、赤色，緑色，青色蛍光体層２６Ｒ，２６Ｇ，２６Ｂに大別される。

上記のように構成されたＰＤＰ１０の作動を簡略に説明すれば、次の通りである。

まず、アドレス電極２２とスキャン電極１４との間にアドレス放電電圧が印加されれば、アドレス放電が発生し、これによりアドレスされた放電セルに所定の壁電荷が形成される。そして、この状態で共通電極１３とスキャン電極１４との間に維持放電電圧が印加されると、維持放電が起こる。かかる放電により発生した電荷は、放電ガスと衝突し、これによりプラズマが形成されて紫外線が発生する。このような紫外線の発生により、蛍光体層２６が励起されて、画像が表示される。

一方、前記赤色，緑色，青色蛍光体でそれぞれ形成された赤色，緑色，青色蛍光体層２６Ｒ，２６Ｇ，２６Ｂは、図２に詳細に図示されたように、赤色，緑色，青色蛍光体層２６Ｒ，２６Ｇ，２６Ｂの高さｈ１が隔壁の高さｈ２とそれぞれ同一になっている。ここで、蛍光体層２６の高さｈ１は、隔壁２４の下面から蛍光体層２６の上面までの垂直方向の長さであり、隔壁２４の高さｈ２は、隔壁２４の下面から隔壁２４の上面までの垂直方向の長さである。

ところで、一般的に採用される赤色及び青色蛍光体は、正電荷を帯びる正極性を有する一方、緑色蛍光体は、負電荷を帯びる負極性を有するようになるが、上記の通りに、赤色，緑色，青色蛍光体層の高さが隔壁の高さとそれぞれ同一になれば、赤色及び青色蛍光体に対するアドレス放電電圧より緑色蛍光体に対するアドレス放電電圧を相対的に高めなければならないという問題が生じる。

この問題を解決するために、特開２００１−２３６８９３号公報（特許文献１）には、負極性を有する緑色蛍光体に正極性を有する緑色蛍光体を混合し、正極性に変化させたものが開示されている。しかし、上記の通りに、緑色蛍光体の極性が変わることにより、アドレス放電の特性が変わるが、これにより、アドレス放電後に実行される維持放電の特性にも影響を及ぼす。従って、安定した維持放電を得ることができる緑色蛍光体層についての設計が要求されている。
特開２００１−２３６８９３号公報

本発明の目的は、緑色蛍光体層を、負極性を有する緑色蛍光体に正極性を有する緑色蛍光体を混合した蛍光体で形成する一方、緑色蛍光体層の高さを隔壁の高さより所定割合だけ低く設定することにより、より安定した放電特性を有す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にある。

上記の目的を達成するための本発明によるプラズマディスプレイパネルは、上側基板と下側基板との間に放電空間を区画するように形成された隔壁と、前記放電空間内にそれぞれ形成された赤色，緑色，青色蛍光体層を備え、前記隔壁の下面から前記隔壁に形成された緑色蛍光体層の上面までの垂直高さで定義される緑色蛍光体層の高さが隔壁の高さより低い蛍光体層とを含む。

また、前記緑色蛍光体層の高さをＨ１とし、前記隔壁の高さをＨ２とするとき、それらの間の相関関係を表す「（Ｈ２−Ｈ１）／Ｈ２×１００」の値は、２％以上であることが望ましい。

更に、前記緑色蛍光体層を形成する緑色蛍光体は、負極性を有する緑色蛍光体に正極性を有する緑色蛍光体を混合した緑色蛍光体からなることが望ましい。

本発明によれば、緑色蛍光体層を、負極性を有する緑色蛍光体に正極性を有する緑色蛍光体を混合した蛍光体で形成する一方、緑色蛍光体層の高さを隔壁の高さより所定割合ほど低く設定することにより、アドレス放電電圧を低くすることができ、放電安定性も確保することができる。

以下、添付図面を参照して、本発明の実施例を詳細に説明する。図３には、本発明の一実施例によるＰＤＰ（プラズマディスプレイパネル）１００についての分離斜視図が図示されている。

図面を参照すれば、ＰＤＰ１００には、上側基板１１１とこの上側基板１１１に対向されるように配置された下側基板１２１とが設けられている。

前記上側基板１１１は、画像が表示されうるように透明なガラス素材からなっている。前記上側基板１１１において、下側基板１２１に向いた面には、複数の維持電極対１１２が配列されて形成されている。前記維持電極対１１２は、共通電極１１３とスキャン電極１１４の対からなっている。

前記共通電極１１３及びスキャン電極１１４は、それぞれ図示されたところによれば、透明電極１１３ａ，１１４ａと、前記透明電極１１３ａ，１１４ａの各一側に接続されたバス電極１１３ｂ，１１４ｂとを備えている。ここで、前記透明電極１１３ａ，１１４ａは、それぞれストライプ状に形成されており、前記バス電極１１３ｂ，１１４ｂは、前記透明電極１１３ａ，１１４ａの幅より狭幅を有するように形成されている。そして、前記透明電極１１３ａ，１１４ａの離隔された端部は、放電ギャップをなし、前記放電ギャップの反対側端部にバス電極１１３ｂ，１１４ｂがそれぞれ配置される。

前記透明電極１１３ａ，１１４ａは、可視光を透過させるために透明な導電体であるＩＴＯ（Indium Tin Oxide）から形成される。そして、前記バス電極１１３ｂ，１１４ｂは、透明電極１１３ａ，１１４ａに電圧をそれぞれ印加するものであり、導電度が相対的に低いＩＴＯから形成された透明電極１１３ａ，１１４ａの電気抵抗を改善するために、導電性にすぐれる金属、例えばＡｇやＣｕから形成される。

前記透明電極１１３ａ，１１４ａは、図示されたところによれば、ストライプ状になっているが、それに限定されずにさまざまな形態からなりうる。一方、共通電極及びスキャン電極は、透明電極だけを備えるか、またはバス電極だけを備えることができる。上記の通りに構成された維持電極対１１２は、上側誘電体層１１５により覆われ、上側誘電体層１１５内に埋め込まれている。そして、前記上側誘電体層１１５は、ＭｇＯなどで形成された保護層１１６により覆われている。

前記上側基板１１１と対向される下側基板１２１において、前記上側基板１１１に向いた面には、アドレス電極１２２が維持電極対１１２と交差するように形成されている。前記アドレス電極１２２は、ストライプ状に配列されており、下側誘電体層１２３により覆われ、下側誘電体層１２３内に埋め込まれている。上記の通りにアドレス電極１２２と維持電極対１１２とが交差する領域は、単位放電セル、すなわちサブピクセルにそれぞれ対応する。

前記下側誘電体層１２３上には、隔壁１２４がストライプ状に形成され、前記上側基板１１１と下側基板１２１との間で放電空間１２５を区画している。前記隔壁１２４は、それぞれ隣接した放電空間１２５間のクロストークを防止する。そして、前記隔壁１２４は、それらの間にアドレス電極１２２が一つずつ配置されるように形成されている。一方、前記隔壁は、前述したところに限定されず、マトリックス状やデルタ状のような構造とすることもできる。

前記放電空間１２５には、蛍光体層１２６がそれぞれ配置される。前記蛍光体層１２６は、赤色，緑色，青色蛍光体のうち、いずれか一つから形成され、蛍光体の発光色相によって、赤色蛍光体層１２６Ｒ、緑色蛍光体層１２６Ｇ、及び青色蛍光体層１２６Ｂをそれぞれ構成する。かかる赤色，緑色，青色蛍光体層１２６Ｒ，１２６Ｇ，１２６Ｂは、１組をなして隣接するように配置されることにより、カラー画像の出力を実現する。

そして、前記放電空間１２５には、Ｎｅ、Ｘｅなどが混合された放電ガスが充填され、上側及び下側基板１１１，１２１のエッジに形成されたフリットガラス（frit glass）のような密封部材により、上側及び下側基板１１１，１２１が互いに封着される。

前記のように構成されたＰＤＰ１００の駆動は、図５に図示されたように、リセット期間、アドレス期間、及び維持期間からそれぞれなる駆動波形、すなわちＶscan駆動波形がスキャン電極１１４に、Ｖｓ駆動波形が共通電極１１３に、Ｖａ駆動波形がアドレス電極１２２にそれぞれ印加されることによってなされる。

すなわち、放電空間１２５の壁電荷を初期化するリセット放電が起こるリセット期間と、放電空間１２５に壁電荷を蓄積するアドレス放電が起こるアドレス期間、及び維持放電が起こる維持期間を経る。この際、維持放電により放電ガス層でプラズマが形成され、このとき発生した紫外線により、蛍光体層１２６が励起されて光が発生する。

一方、一般的に赤色蛍光体層は、（Ｙ，Ｇｄ）ＢＯ_３：Ｅｕのような赤色蛍光体で形成され、緑色蛍光体層は、Ｚｎ_２ＳｉＯ_４：Ｍｎのような緑色蛍光体で形成され、青色蛍光体層は、ＢａＭｇＡｌ_１０Ｏ_１７：Ｅｕのような青色蛍光体で形成される。

ここで、前記（Ｙ，Ｇｄ）ＢＯ_３：Ｅｕ赤色蛍光体と、ＢａＭｇＡｌ_１０Ｏ_１７：Ｅｕ青色蛍光体は、正電荷を帯びる正極性を有する一方、Ｚｎ_２ＳｉＯ_４：Ｍｎ緑色蛍光体は、負電荷を帯びる負極性を有する。このように、緑色蛍光体層のみが負極性を有するようになるので、正極性を有する赤色及び青色蛍光体層に利用されるアドレス放電電圧より高いアドレス放電電圧が要求される。

その上、緑色蛍光体層の、赤色及び青色蛍光体層に対する放電特性が変わるので、緑色蛍光体層で、赤色及び緑色蛍光体層でより誤放電や不規則な放電が頻繁に起こり、放電安定性を確保し難いという側面もある。

このような問題を解決するために、本発明によれば、正極性を有する緑色蛍光体を含んで緑色蛍光体層１２６Ｇを形成する一方、前記緑色蛍光体層１２６Ｇの高さＨ１を隔壁１２４の高さＨ２より所定割合だけ低く設定する。ここで、緑色蛍光体層１２６Ｇの高さＨ１は、図４に図示されたように、隔壁１２４の下面から緑色蛍光体層１２６Ｇの上面までの垂直方向の長さであり、隔壁１２４の高さＨ２は、隔壁１２４の下面から隔壁１２４の上面までの垂直方向の長さで定義する。一方、前記赤色蛍光体層１２６Ｒの高さＨ３と青色蛍光体層１２６Ｂの高さＨ４は、緑色蛍光体層１２６Ｇの高さＨ１とそれぞれ同一に設定できるが、必ずしも同一に設定される必要はない。

前記のような緑色蛍光体層１２６Ｇを形成する緑色蛍光体としては、前述のような負極性を有する緑色蛍光体、すなわちＺｎ_２ＳｉＯ_４：Ｍｎ緑色蛍光体に正極性を有する緑色蛍光体を混合した緑色蛍光体が利用されうる。前記正極性を有する緑色蛍光体としては、ＹＢＯ_３：Ｔｂ緑色蛍光体などが利用されうる。そして、前記正極性を有する緑色蛍光体は、緑色蛍光体全体に対する混合比がほぼ５０〜６０％であって、負極性を有する緑色蛍光体と混合されうる。

ところで、このように正極性を有する緑色蛍光体を含んで緑色蛍光体層１２６Ｇが形成されれば、従来のように負極性を有する緑色蛍光体層を採用したパネルの場合と同一の駆動波形を印加するようになれば、アドレス放電が一層容易に起こるために、アドレス放電後に実行される維持放電が過放電となってしまうことがある。

特に、アドレス放電電圧を下げるための方策として、図５に図示されたように、スキャン電極１１４に印加される駆動波形において、リセット期間でのリセット終了電位Ｖ２をアドレス期間でのスキャンローレベル電位Ｖ１より高く設定する場合があるが、この場合に、過放電が起こる可能性がさらに高まる。かような過放電問題は、本発明でのように、緑色蛍光体層１２６Ｇの高さＨ１を隔壁１２４の高さＨ２より低くすれば、解消することができる。

しかし、前記緑色蛍光体層１２６Ｇの高さＨ１が隔壁１２４の高さＨ２より低すぎれば、低放電が起こるので、安定した放電が起こるように、緑色蛍光体層１２６Ｇの高さＨ１と隔壁１２４の高さＨ２との比率が適切に設定される必要がある。

前記緑色蛍光体層１２６Ｇの高さＨ１と隔壁１２４の高さＨ２との比率、すなわちそれらの相関関係は、下記表１の実験を介して求めたデータをふまえて設定することができる。これについて説明すれば、次の通りである。

表１は、隔壁１２４の高さＨ２と緑色蛍光体層１２６Ｇの高さＨ１との相関関係と、リセット終了電位Ｖ２とスキャンローレベル電位Ｖ１との差による誤放電率とを整理して表したものである。ここで、誤放電率は過放電や低放電が起きた比率を表す。そして、（Ｈ２−Ｈ１）／Ｈ２×１００は、（隔壁の高さ−緑色蛍光体層の高さ）／隔壁の高さ×１００を表し、Ｖ２−Ｖ１は、リセット終了電位−スキャンローレベル電位を表す。そして、緑色蛍光体層を形成する緑色蛍光体において、負極性を有する緑色蛍光体と正極性を有する緑色蛍光体との混合比は１：１である。

表１を参照すれば、Ｖ２−Ｖ１値が０Ｖである時、「（Ｈ２−Ｈ１）／Ｈ２×１００」の値が０〜１％であるときに誤放電が起き、２１〜２４％であるときに誤放電が起きたことが分かる。そして同様に、Ｖ２−Ｖ１値がそれぞれ５，１０，１５，２０Ｖであるときにも、「（Ｈ２−Ｈ１）／Ｈ２×１００」の値が０〜１％であるときに誤放電が起き、２１〜２４％であるときに誤放電が起きたことが分かる。一方、前記「（Ｈ２−Ｈ１）／Ｈ２×１００」の値が０〜１％であるときには過放電、２１〜２４％であるときに低放電が起きたが、緑色蛍光体層１２６Ｇの高さＨ１と隔壁１２３の高さＨ２との差が小さくなるほど、過放電の発生率が高まり、緑色蛍光体層１２６Ｇの高さＨ１と隔壁１２４の高さＨ２との差が大きくなるほど、低放電の発生率が高まることが分かる。これに比べ、前記「（Ｈ２−Ｈ１）／Ｈ２×１００」の値が２〜２０％である場合には、Ｖ２−Ｖ１値が０Ｖから２０Ｖまで上昇しても、誤放電のない安定した放電が実行されたことが確認できる。

上記の結果から、緑色蛍光体層１２６Ｇの高さＨ１と隔壁１２４の高さＨ２との相関関係を表す「（Ｈ２−Ｈ１）／Ｈ２×１００」の値を、２〜２０％の範囲に設定すれば良い。そして、上記の通りに設定された範囲内で、リセット終了電位がスキャンローレベル電位より２０Ｖまで高まり、アドレス放電電圧を下げられる効果を得ることができる。

本発明は添付された図面に図示された一実施例を参考に説明されたが、それは例示的なものに過ぎず、当技術分野で当業者ならば、それから多様な変形及び均等な他実施例が可能であるという点が理解されるであろう。従って、本発明の真の保護範囲は、特許請求の範囲によってのみ決まるのである。

本発明は、安定した放電特性を有することができるＰＤＰに関わる技術分野に適用可能である。

従来におけるＰＤＰの構成を示す分離斜視図である。 図１において、緑色蛍光体層が形成された隔壁を抜粋して図示した部分断面図である。 本発明の一実施例によるＰＤＰの構成を示す分離斜視図である。 図３において、緑色蛍光体層が形成された隔壁を抜粋して図示した部分断面図である。 スキャン電極、共通電極、及びアドレス電極に印加される駆動波形図である。

符号の説明

１１１ 上側基板
１１２ 電極対
１１３ 共通電極
１１３ａ，１１４ａ 透明電極
１１４ スキャン電極
１１３ｂ，１１４ｂ バス電極
１１５ 上側誘電体層
１１６ 保護層
１２１ 下側基板
１２２ アドレス電極
１２３ 下側誘電体層
１２４ 隔壁
１２６ 蛍光体層
１２６Ｂ 青色蛍光体層
１２６Ｇ 緑色蛍光体層
１２６Ｒ 赤色蛍光体層

Claims (8)

1. 上側基板と下側基板との間に放電空間を区画するように形成された隔壁と、前記放電空間に対応して形成された赤色，緑色，青色蛍光体層を備え、
   前記隔壁の下面から前記隔壁に形成された緑色蛍光体層の上面までの垂直高さで定義される緑色蛍光体層の高さが、隔壁の高さよりも低い蛍光体層を含むプラズマディスプレイパネル。
2. 前記上側基板には、下面に形成された上側誘電体層と、前記上側誘電体層内に埋め込まれて共通電極とスキャン電極とでそれぞれ対をなす維持電極対とが備えられ、
   前記下側基板には、上面に形成された下側誘電体層と、前記下側誘電体層内に埋め込まれ、前記維持電極と交差する方向にそれぞれ配置されたアドレス電極とが備えら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。
3. 前記緑色蛍光体層の高さをＨ１とし、前記隔壁の高さをＨ２とするとき、それらの間の相関関係を表す「（Ｈ２−Ｈ１）／Ｈ２×１００」の値は、２％以上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。
4. 前記「（Ｈ２−Ｈ１）／Ｈ２×１００」の値は、２％〜２０％である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。
5. 前記緑色蛍光体層を形成する緑色蛍光体は、負極性を有する緑色蛍光体に正極性を有する緑色蛍光体を混合した緑色蛍光体からな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. 前記負極性を有する緑色蛍光体は、Ｚｎ_２ＳｉＯ_４：Ｍｎであり、前記正極性を有する緑色蛍光体は、ＹＢＯ_３：Ｔｂであることを特徴とする請求項５に記載のプラズマディスプレイパネル。
7. 前記スキャン電極に印加され、リセット期間、アドレス期間及び維持期間からなる駆動波形において、リセット期間でのリセット終了電位が、アドレス期間でのスキャンローレベル電位より高い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。
8. 前記上側誘電体層の下面には、保護層が更に形成された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。

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