JP2006278317A - プラズマディスプレイパネル - Google Patents

Abstract

【課題】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、背面基板と離隔されて配置される前面基板と、前面基板と前記背面基板との間に配置され、前面基板及び背面基板と共に複数の放電セル１３０を画定する隔壁と、放電セル１３０を取り囲みつつ第１方向に延びる第１放電電極１１３と、放電セル１３０を取り囲みつつ第１方向と交差する第２方向に延びる第２放電電極１１４と、放電セル１３０内に配置される蛍光体層と、を備え、隣接する第１放電電極間の距離が大きくなるように、第１放電電極１１３の放電セル１３０を取り囲む部分の第１方向の長さが、当該部分の第２方向の長さよりも長い。
【選択図】図４

Description

本発明は、新構造のプラズマディスプレイパネル（ＰＤＰ：Ｐｌａｓｍａ Ｄｉｓｐｌａｙ Ｐａｎｅｌ）に関する。

近年、陰極線管ディスプレイ装置に代替するものとしてＰＤＰが注目されている。ＰＤＰは、複数個の電極が形成された二つの基板間に放電ガスが封入された後、放電電圧が加えられ、これにより発生する紫外線によって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実現する装置である。

図１は、一般的な交流型３電極面放電ＰＤＰを部分的に切断して示す分離斜視図である。

図１を参照すれば、ＰＤＰ５は、相互対向する背面基板１０及び前面基板２０を備える。背面基板１０の前面には、複数のアドレス電極１１が配列されており、このアドレス電極１１は、第１誘電体層１２によって覆われている。そして、第１誘電体層１２上では、隔壁１３が放電セル１４を画定している。この隔壁１３によって画定された放電セル１４内には、蛍光体層１５が所定厚さに塗布されている。前面基板２０は、可視光が透過される透明基板であって、主にガラスからなり、隔壁１３が設けられた背面基板１０に結合される。前面基板２０の背面には、アドレス電極１１と交差する維持電極対３０が形成されている。この維持電極対３０のうち一の維持電極は、Ｘ電極２１であり、他の維持電極は、Ｙ電極２２である。このような維持電極対３０は、第２誘電体層２３によって覆われており、第２誘電体層２３上には、保護層２４が形成されている。

このような構造を有するＰＤＰの場合には、アドレス電極１１とＹ電極２２との間のアドレス放電によって発光される放電セル１４が選択され、選択された放電セルのＸ電極２１とＹ電極２２との間に発生する維持放電によって、その放電セルが発光する。さらに具体的に説明すれば、維持放電によって放電セル内の放電ガスが紫外線を放出し、この紫外線は、蛍光体層１５に可視光線を放出させる。蛍光体層から放出された光が、ＰＤＰの画像を実現する。ＰＤＰ５の発光効率を向上させるための条件は、色々なものがある。その条件の一部は、放電ガスを励起させるための維持放電が発生する空間の体積が大きくなければならないということ、蛍光体層の表面積が大きくなければならないということ、及び蛍光体層から放出される可視光線を妨害する構成要素が少なくなければならないということである。

しかし、上記のような構造を有するＰＤＰ５の場合には、維持放電が保護膜２４に隣接したＸ電極２１とＹ電極２２との間の空間でのみ発生するので、維持放電が発生する空間の体積が小さく、蛍光体層の表面積が特別に大きくなく、また、蛍光体層１５から放出される可視光線の一部が保護膜２４、第２誘電体層２３、及び維持電極対３０によって吸収及び／または反射されるので、前面基板２０を通過する可視光線の量は、蛍光体層１５から放出された可視光線の量の６０％ほどに過ぎないという問題がある。

本発明は、上記のような問題点を解決するためになされたものである。したがって、本発明の目的は、発光効率が向上したＰＤＰを提供することである。

また、本発明の他の目的は、輝度が向上したＰＤＰを提供することである。

また、本発明のさらに他の目的は、無効電力が減少したＰＤＰを提供することである。

上記目的及びその他の目的を達成するために、本発明は、背面基板と、前記背面基板と離隔されて配置される前面基板と、前記前面基板と前記背面基板との間に配置され、当該前面基板及び背面基板と共に複数の放電セルを画定する隔壁と、前記放電セルを取り囲みつつ第１方向に延びる第１放電電極と、前記放電セルを取り囲みつつ前記第１方向と交差する第２方向に延びる第２放電電極と、前記放電セル内に配置される蛍光体層と、を備え、隣接する前記第１放電電極間の距離が大きくなるように、前記第１放電電極の前記放電セルを取り囲む部分の前記第１方向の長さが、当該部分の前記第２方向の長さよりも長いことを特徴とするＰＤＰを提供する。

本発明において、望ましくは、前記第１放電電極は、アドレス電極として作用し、前記第２放電電極は、走査電極として作用する。

また、本発明において、望ましくは、前記第１放電電極は、前記放電セルを実質的に楕円形に取り囲み、前記第２放電電極は、前記放電セルを実質的に円形に取り囲む。

本発明において、前記第１放電電極の前記放電セルを取り囲む部分は、前記第２方向に最短長さを有することが望ましい。

また、本発明において、望ましくは、前記放電セルは、実質的に楕円形の横断面を有する。

また、本発明において、望ましくは、前記第１及び第２放電電極は、前記隔壁の内部に配置され、前記蛍光体層は、前記前面基板と前記第１及び第２放電電極との間に配置されうる。このとき、前記放電セルと対向する前記前面基板の一の面には、グルーブが形成され、前記蛍光体層は、前記グルーブ内に配置されることが望ましい。前記グルーブは、前記放電セルごとに不連続的に形成されていることが望ましい。

また、本発明において、前記隔壁は、誘電体であることが望ましく、前記隔壁と前記前面基板とは、一体的に形成されていることが望ましい。

また、本発明において、望ましくは、前記前面基板と前記第１放電電極とは、平行に配列され、前記前面基板と前記第２放電電極とは、平行に配列される。

本発明によるＰＤＰは、次のような効果を有する。

第一に、隣接する第１放電電極間の距離が大きくされているため、無効電力が減少し、発光効率が向上する。

第二に、面放電が放電空間を形成する全ての側面で発生しうるので、放電面が大きく拡大しうる。

第三に、放電が放電セルを形成する側面で発生して放電セルの中央部に広がるので、放電領域が従来に比べて顕著に拡大し、放電セル全体を効率的に利用できる。したがって、低電圧でも駆動が可能になって、発光効率を画期的に向上させうる。

第四に、本発明のＰＤＰでは、前述したように、低電圧駆動が可能であるので、高濃度Ｘｅガスを放電ガスとして使用しても低電圧駆動が可能になって、発光効率を向上させうる。

第五に、放電応答速度が速く、低電圧駆動が可能になる。さらに詳細に説明すれば、放電電極が、可視光線が透過する前面基板に配置されておらず、放電セルの側面に配置されているので、放電電極として抵抗の大きい透明電極を使用する必要がなく、抵抗の低い電極、例えば、金属電極を放電電極として使用できるため、放電応答速度が速くなり、波形の歪曲なしに低電圧駆動が可能になる。

以下、添付された図面を参照して本発明をさらに詳細に説明する。

まず、図２ないし図６を参照して、本発明の一実施の形態を詳細に説明する。

図２及び図３を参照すれば、本実施の形態によるＰＤＰ１００は、上板１５０及び下板１６０を備える。上板１５０は、前面基板１２０、蛍光体層１２６、隔壁１２８、第１放電電極１１３、第２放電電極１１４、及び保護層１１９を備える。下板１６０は、背面基板１１０を備える。

背面基板１１０及び前面基板１２０は、所定間隔で離隔されていて、これらの間に設けられる隔壁１２８とともに複数の放電セル１３０を画定する。

放電セル１３０から発生する可視光が透過される前面基板１２０は、ガラスのように透光性に優れた材料で製造される。背面基板１１０も、ガラスを利用して製造されることが一般的である。

図２を参照すれば、放電セル１３０は、マトリックス状に配置され、隔壁１２８は、放電セル１３０の横断面が楕円形となるように形成されている。本実施の形態において、放電セル１３０は、第１放電電極１１３が延びる第１方向（ｘ方向）に長軸長Ｃ１を有し、第２放電電極１１４が延びる第２方向（ｙ方向）に短軸長Ｃ２を有するように形成される。しかし、隔壁１２８の形態は、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かぎり、多様なパターンの隔壁、例えば、ワッフル及びデルタなどのような隔壁であることができる。また、放電セルの横断面は、楕円形以外にも、三角形、四角形、及び五角形などの多角形、または、円形及び楕円形に形成されることができる。このとき、放電セル１３０の横断面が円形に近いほど、放電セル１３０の全体側面にわたって放電が均一に発生するという長所を有する。

本実施の形態では、前面基板１２０と隔壁１２８とは、一体的に形成されることが望ましい。ここで、“一体的”とは、同じ工程段階で前面基板１２０及び隔壁１２８が形成されたことを意味するものではなく、前面基板１２０と隔壁１２８とが分離し難く結合されていることを意味する。

図４ないし図６に示したように、放電セル１３０を取り囲むように第１放電電極１１３及び第２放電電極１１４が配置されている。隔壁１２８内で第１放電電極１１３と第２放電電極１１４とは、相互離隔されて配置され、第１放電電極１１３と第２放電電極１１４とは、前面基板１２０と平行に配列される。さらに詳細に説明すれば、前面基板１２０の垂直方向（ｚ方向）に比較的近い所に第１放電電極１１３が配置され、比較的遠い所に第２放電電極１１４が配置され、第１放電電極１１３と第２放電電極１１４とは、前面基板１２０と平行に延びる。また、第１放電電極１１３は、第１方向（ｘ方向）に配置された放電セル１３０を取り囲みつつ第１方向（ｘ方向）に延び、第２放電電極１１４は、第１放電電極１１３と交差して、第２方向（ｙ方向）に配置された放電セル１３０を取り囲みつつ第２方向（ｙ方向）に延びる。

第１放電電極１１３は、複数の楕円形のループ１１３ａが相互連結された形状を有し、第２放電電極１１４は、複数の円形のループ１１４ａが相互連結された形状を有する。特に、第１放電電極１１３のループ１１３ａは、第１方向（ｘ方向）に長軸長Ａ１を有し、第２方向（Ｙ方向）に短軸長Ａ２を有する楕円形状であるため、全体的に第１放電電極１１３は、第２方向（ｙ方向）に最短長Ａ２を有する。このような楕円形の環状を有する第１放電電極によれば無効電力が減少するが、これについての詳細な事項は後述する。但し、第１放電電極１１３及び第２放電電極１１４の形状は、これに限定されず、多様な形状を有しうる。なお、本実施の形態では、楕円形のループ１１３ａの長軸長Ａ１は、円形のループ１１４ａの直径とほぼ同一である。

本発明によるＰＤＰ１００は、２電極構造をなす。したがって、第１放電電極１１３及び第２放電電極１１４のうち一の電極は、走査電極として作用し、他の電極は、アドレス電極として作用するが、本実施の形態において、第１放電電極１１３は、アドレス電極として作用し、第２放電電極１１４は、走査電極として作用する。

このような第１放電電極１１３及び第２放電電極１１４は、隔壁１２８の内部に配置されているので、前方（ｚ方向）への可視光透過率を阻害する要因とならない。したがって、第１放電電極１１３及び第２放電電極１１４は、ＩＴＯの代わりに、アルミニウム及び銅などのような電気伝導性に優れた金属で形成されうるので、長手方向への電圧降下が小さくなり、安定した信号伝達が可能になる。

隔壁１２８は、隣接した第１放電電極１１３と第２放電電極１１４とが直接通電されることと、陽イオンまたは電子が電極１１３，１１４に直接衝突して電極１１３，１１４を損傷させることとを防止する一方、電荷を誘導して壁電荷を蓄積することができる誘電体で形成されることが望ましい。

放電セル１３０と対向する前面基板１２０の背面には、グルーブ（溝部）１２０ａが形成されている。グルーブ１２０ａは、放電セル１３０ごとに不連続的に形成され、放電セル１３０の中心部と対向する位置に形成されていることが望ましい。但し、グルーブ１２０ａの形状は、これに限定されない。

このようなグルーブ１２０ａは、所定の深さを有するように形成される。したがって、グルーブ１２０ａによって前面基板１２０の厚さが薄くなるため、前方（ｚ方向）への可視光透過率が向上する。

グルーブ１２０ａ内には、それぞれ赤色、緑色、及び青色の発光蛍光体層１２６が所定厚さに塗布される。しかし、蛍光体層１２６が配置される位置は、これに限定されず、放電セル１３０内の多様な位置に配置されうる。但し、透過型構造を有するために、蛍光体層１２６は、前面基板１２０と電極１１３，１１４との間に配置されることが望ましい。

蛍光体層１２６は、紫外線を受けて可視光線を発生する成分を有するが、赤色発光放電セル１３０Ｒに形成された赤色蛍光体層は、Ｙ（Ｖ，Ｐ）Ｏ_４：Ｅｕのような蛍光体を含み、緑色発光放電セル１３０Ｇに形成された緑色蛍光体層は、Ｚｎ_２ＳｉＯ_４：Ｍｎのような蛍光体を含み、青色発光放電セル１３０Ｂに形成された青色蛍光体層は、ＢＡＭ：Ｅｕのような蛍光体を含む。

赤色発光蛍光体層が配置される赤色発光放電セル１３０Ｒは、赤色サブピクセルに対応し、緑色発光蛍光体層が配置される緑色発光放電セル１３０Ｇは、緑色サブピクセルに対応し、青色発光蛍光体層が配置される青色発光放電セル１３０Ｂは、青色サブピクセルに対応する。

隔壁１２８の側面には、保護層１１９が形成されることが望ましい。このような保護層１１９は、プラズマ粒子のスパッタリングによって、誘電体から形成された隔壁１２８と第１及び第２放電電極１１３，１１４とが損傷されることを防止し、２次電子を放出して放電電圧を下げる役割を果たす。保護層１１９は、隔壁１２８の側面に酸化マグネシウム（ＭｇＯ）を所定の厚さに塗布することによって形成されうる。保護層１１９は、主にスパッタリング法及び電子ビーム蒸着法などを用いて薄膜状に形成される。

放電セル１３０には、Ｎｅ、Ｘｅ、及びこれらの混合気体などの放電ガスが封入される。本実施の形態の場合、放電面が増大するため、放電領域が拡大されて、形成されるプラズマの量が増加するので、低電圧駆動が可能になる。したがって、本発明の場合、高濃度Ｘｅガスを放電ガスとして使用しても、低電圧駆動が可能になることによって発光効率を画期的に向上させうる。このことは、一般的なＰＤＰで高濃度Ｘｅガスを放電ガスとして使用する場合、低電圧駆動が非常に難しくなるという問題点を解決している。

上述のように構成された本実施の形態によるＰＤＰ１００の動作を説明すれば、次の通りである。

まず、第１放電電極１１３と第２放電電極１１４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発生し、このアドレス放電の結果から、維持放電が発生する放電セル１３０が選択される。次いで、選択された放電セル１３０の第１放電電極１１３と第２放電電極１１４との間に放電維持電圧が印加されれば、第１放電電極１１３と第２放電電極１１４に蓄えられた壁電荷の移動により維持放電が発生する。この維持放電において励起された放電ガスのエネルギー準位が低くなるときに、紫外線が放出される。そして、この紫外線が放電セル１３０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るときに可視光が放出され、この可視光が蛍光体層１２６と隣接する前面基板１２０を透過して出射して、ユーザが認識できる画像を形成する。

しかし、隣接する電極間に相異なる電圧が印加される場合、無効電力が消費されるという問題点がある。このような無効電力は、変位電流によって発生するが、変位電流は、静電容量及び時間に対する電圧の変化に比例する。したがって、隣接する電極間に相異なる電圧パルスが印加される場合、電圧の変化によって変位電流が発生する。このとき、対応する電極間の静電容量は、変位電流及び電極の対向面積に比例し、電極間の距離に反比例する。したがって、隣接する電極間の距離が近い場合、静電容量が増加して変位電流が増加し、結果として無効電力が増加する。

本実施の形態において、第２放電電極１１４は、走査電極として作用するため、走査パルスが入力される時間を除いて、第２放電電極１１４に実質的に同じ電圧が印加される。しかし、アドレス電極として作用する第１放電電極１１３には、多様な電圧が印加されうる。例えば、特定アドレス放電を発生するように意図された放電セルに配置された第１放電電極には、アドレス電圧パルスが印加され、残りの第１放電電極には、アドレス電圧パルスが印加されない。特に、このような第１放電電極１１３に印加される電圧パルスの変化は、特定パターン（例えば、ドット−オン−オフパターン）でさらに大きく発生する。また、第１放電電極１１３に印加される電圧パルスの変化は、走査電極として作用する第２放電電極１１４に印加される走査パルスの変化頻度より多いため、無効電力の消耗量がさらに大きいという問題点がある。

したがって、隣接する第１放電電極１１３間の距離を大きくする（離隔する）ことが無効電力の消費を減らすのに望ましい。但し、第１放電電極１１３間の距離を過度に大きくする場合、サブピクセルのサイズが大きくなって、ＰＤＰの高精細化が難しい。したがって、一定の形状及びサイズを有するサブピクセルの範囲内で、隣接する第１放電電極間の距離を大きくする電極形状が要求される。

本実施の形態では、第１放電電極１１３が楕円形に放電セルを取り囲み、放電セルを取り囲む部分の楕円形状が第２方向（ｙ方向）に最短長Ａ２を有するため、隣接する第１放電電極間の距離Ｌが相対的に長くなる。

また、図１に示した一般的なＰＤＰでは、電極２１，２２間の維持放電が水平方向に発生して放電面積が相対的に小さい。しかし、本実施の形態によるＰＤＰ１００の維持放電は、放電セル１３０を限定する全ての側面で発生するだけでなく、放電面積が相対的に大きいという長所がある。

また、本実施の形態における維持放電は、放電セル１３０の側面に沿って閉曲線で形成され、次第に放電セル１３０の中央部に広がる。これにより、維持放電が発生する領域の体積が増大し、また、従来には、よく使われなかった放電セル内の空間電荷も発光に寄与する。このような事項は、ＰＤＰの発光効率の向上という結果に帰結される。

また、本実施の形態によるＰＤＰでは、維持放電が放電セルの中心部分でのみ発生するので、一般的なＰＤＰの問題点であった荷電粒子による蛍光体のイオンスパッタリングが防止され、これにより、同じ画像を長時間表示しても永久残像が生じないという長所がある。

本発明は、図面に示された実施の形態を参考として説明されたが、これは、例示的なものに過ぎず、当業者ならば、これから多様な変形及び均等な他の実施の形態が可能であるということが分かる。したがって、本発明の真の技術的保護範囲は、特許請求の範囲の技術的思想によって決定されねばならない。

本発明は、プラズマディスプレイパネル関連の技術分野に適用可能である。

一般的なＰＤＰの部分分離斜視図である。 本発明の一実施の形態によるＰＤＰの部分分離斜視図である。 図２のIII−III線による断面図である。 図２に示した放電セル及び第１及び第２放電電極を概略的に示す配置図である。 図３のＶ−Ｖ線による放電セル及び第１放電電極を示す配置図である。 図３のＶI−ＶI線による放電セル及び第２放電電極を示す配置図である。

符号の説明

１１３ 第１放電電極、
１１３ａ，１１４ａ ループ、
１１４ 第２放電電極、
１３０ 放電セル。

Claims (15)

1. 背面基板と、
   前記背面基板と離隔されて配置される前面基板と、
   前記前面基板と前記背面基板との間に配置され、当該前面基板及び背面基板と共に複数の放電セルを画定する隔壁と、
   前記放電セルを取り囲みつつ、第１方向に延びる第１放電電極と、
   前記放電セルを取り囲みつつ、前記第１方向と交差する第２方向に延びる第２放電電極と、
   前記放電セル内に配置される蛍光体層と、を備え、
   隣接する前記第１放電電極間の距離が大きくなるように、前記第１放電電極の前記放電セルを取り囲む部分の前記第１方向の長さが、当該部分の前記第２方向の長さよりも長い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１放電電極は、アドレス電極として作用し、
   前記第２放電電極は、走査電極として作用す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１放電電極の前記放電セルを取り囲む部分は、前記第２方向に最短長さを有す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. 前記第１放電電極は、前記放電セルを実質的に楕円形に取り囲む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. 前記第２放電電極は、前記放電セルを実質的に円形に取り囲む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. 前記放電セルは、実質的に楕円形の横断面を有す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. 前記第１及び第２放電電極は、前記隔壁の内部に配置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。
8. 前記蛍光体層は、前記前面基板と前記第１及び第２放電電極との間に配置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。
9. 前記放電セルと対向する前記前面基板の一の面には、グルーブ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。
10. 前記蛍光体層は、前記グルーブ内に配置されることを特徴とする請求項９に記載のプラズマディスプレイパネル。
11. 前記グルーブは、前記放電セルごとに不連続的に形成されていることを特徴とする請求項９に記載のプラズマディスプレイパネル。
12. 前記隔壁は、誘電体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。
13. 前記隔壁と前記前面基板とは、一体的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。
14. 前記前面基板と前記第１放電電極とは、平行に配列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。
15. 前記前面基板と前記第２放電電極とは、平行に配列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。

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