JP2007073456A - プラズマディスプレイパネル - Google Patents

Abstract

【課題】放電開始電圧を低減して駆動電圧を下げ、発光効率を向上させた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】平行に配列された第１電極２４、第２電極２５からなる電極対とこれらを覆うように形成した誘電体層２６とを有する第１基板２１と、電極対と交差し配列された第３電極３０を有する第２基板２８とを備えるプラズマディスプレイパネルであって、第１電極２４および第２電極２５それぞれに対応する位置の誘電体層２６上に、放電空間に突出させてフローティング電極３４、３５を設け、かつそのフローティング電極３４、３５を互いに対向させたものである。
【選択図】図１

Description

本発明は、気体放電からの放射を利用したプラズマディスプレイパネルに関するものである。

従来、気体放電からの放射を利用した平面表示装置として、プラズマディスプレイパネル（以下ＰＤＰと記す）の商品化が図られている。ＰＤＰには直流型（ＤＣ型）と交流型（ＡＣ型）があるが、大型表示装置として、面放電型ＡＣ型ＰＤＰがより高い技術的ポテンシャルを持ち、寿命特性が優れていることから商品化されている。

図７は、従来の面放電型ＡＣ型ＰＤＰの放電単位である放電セルの構成を示す断面概念図である。図７に示すように、放電セルの前面板である第１基板１には、ガラス基板２表面上に、約８０μｍの放電ギャップｇ１を挟んで、透明電極対を形成し、その上に、電気抵抗を下げるために金属電極からなるバス電極（図示省略）をそれぞれ形成されることにより、走査電極である第１電極３と維持電極である第２電極４からなる表示電極５が複数対形成されている。そして、これらの電極対を覆って、誘電体層６および保護膜７が順次積層された構造となっている。誘電体層６は低融点ガラスから形成され、ＡＣ型ＰＤＰ特有の電流制限機能を有する。保護膜７は上記電極対表面を保護すると共に、２次電子を効率よく放出し放電開始電圧を低下させる。また、保護膜７の材料として、２次電子放出係数γが大きく、かつ耐スパッタ性が高く光学的に透明な電気絶縁性材料である金属酸化物のＭｇＯ（酸化マグネシウム）が広く用いられている。

他方、背面板である第２基板８のガラス基板９上には、画像データを書き込むためのデータ電極である第３電極１０が、第１基板１の表示電極５と交差するように直交方向に形成され、さらに第３電極１０およびガラス基板９表面の少なくとも一部を覆うように、背面側の誘電体層１１が低融点ガラスにより形成されている。隣接する放電セル（図示省略）との境界の誘電体層１１上には、所定の高さの隔壁１２が低融点ガラスによって、例えばストライプ状や井桁状などのパターン形状で形成され、さらに誘電体層１１の表面と隔壁１２の側面には、蛍光体層１３が形成された構造としている。蛍光体層１３として、赤、緑、青の少なくとも３色発光の蛍光体が対応する各放電セル内に形成されている。

前面板の第１基板１と背面板の第２基板８はそれぞれ加工面を対向させ、かつ第１電極３および第２電極４と、第３電極１０とが互いにほぼ直交して交差するように組み合わせされて封着され、パネル内の大気や不純物ガスを排気した後、放電用ガスとして希ガスのキセノン・ネオンあるいはキセノン・ヘリウムなどのＸｅ（キセノン）混合ガスが約数十ｋＰａで封入され封止される。

そして、この放電セルを複数個マトリックス状に配列したプラズマディスプレイパネルに、マトリックス状に駆動する駆動回路やこれらを制御する制御回路などを設けることによりプラズマディスプレイ装置が構成されている。

図７における従来のＰＤＰは、輝度を確保するための主放電である維持放電が、ガラス基板２の表面と実質的に平行に形成された陽極および陰極となる走査電極の第１電極３と維持電極の第２電極４との間に発生する“面放電”となる。すなわち、放電空間内の電気力線と放電に寄与する保護層７表面とのなす角が大きくなるために、放電時の荷電粒子や励起粒子の損失が増加し、放電開始電圧が、放電ギャップ長を同一とした時の“対向放電”（放電空間内の電気力線と放電に寄与する電極面とのなす角が小さい放電）よりも必然的に高くなる。また、放電ギャップ長が小さい狭ギャップのＰＤＰであるので、放電領域１４の大きさが小さく、発光効率が低く輝度を上げるのが困難であるという課題があった。

従来、上記課題を改善するために、上記第１電極および第２電極からなる表示電極が形成する放電ギャップを長ギャップとすることにより、放電領域を従来よりも拡大させ、発光効率を１．５倍以上に向上させる高輝度ＰＤＰが開示されている（例えば、特許文献１参照）。

図８は、長放電ギャップを有する放電セルの構成を示す断面概念図である。図７と同じ構成のものは同じ番号を付与している。

特許文献１によれば、図８に示すように、放電セルの前面板である第１基板１における表示電極１５は、ガラス基板２表面に、例えば２００〜３００μｍの長ギャップからなる放電ギャップｇ２を挟んで、金属電極からなる第１電極１６および第２電極１７を細幅で形成することにより配置されている。

このように、長ギャップの放電ギャップを形成する表示電極１５とすることにより、まず、狭い間隔を有する第１電極１６とデータ電極である第３電極１０の縦方向に放電が発生し、次いで、約３００Ｖの高い維持放電電圧が印加された長ギャップの間隙を有する第１電極１６、第２電極１７の表示電極間に面放電が発生することにより、放電領域が拡大し、発光効率が向上し高輝度になるものである。

ところが、上記長ギャップのＰＤＰにおいては、上述した狭ギャップの従来のＰＤＰよりも放電開始電圧はさらに高くなる。駆動電圧が高くなる理由としては、狭ギャップＰＤＰと同様、長ギャップのＰＤＰにおいても、基板面に平行に形成配置された電極間に発生する電気力線が、電極面から互いに斜め方向に向かって出ることになるので、その放電形態が、“面放電”となることにある。ギャップ長が大きくなる分、狭ギャップのＰＤＰよりも放電開始電圧が必然的に上昇する。

従来、上記課題を改善するために、表示電極を隔壁の側部表面に形成することによって、表示電極における放電に寄与する主面を基板面とほぼ直角に交差させ、かつ隣り合う表示電極の主面と放電ガス空間を挟んで対向するように配置させた表示電極の主面との間に発生する対向放電を維持放電とすることにより、放電領域を拡大させ、発光効率を高めることが開示されている（例えば、特許文献２参照）。

この例での放電形態は、ガス空間を挟む電極間の対向放電（ただし、電荷移動方向はパネル厚さ方向ではなく基板面に沿った方向）となり、特許文献２は、この放電形態を“面方向対向放電”と呼称している。

特許文献２によれば、表示電極に具備している導電膜からなる給電部を、前面板に形成した隔壁の側部表面に形成することによって、表示電極における放電に寄与する主面を基板面とほぼ直角に交差させ、かつ隣り合う表示電極の主面とガス空間を挟んで対向するように配置している。さらに、前面板には、種火放電を惹起させるために、表示電極対の間に補助電極対を設けている。
特開２０００−５７１４２９号公報 特開２００３−１３２８０４号公報

従来の狭ギャップの面放電型ＡＣ型ＰＤＰにおいては、維持放電が面放電となるため、放電における損失が大きく放電開始電圧が高くなり、かつ狭ギャップにより放電領域が小さく、発光効率が低く輝度を上げるのが困難であるという問題があった。

また、長ギャップのＡＣ型ＰＤＰとすることにより、発光効率が向上して高輝度となるが、上記と同様に、維持放電が面放電となるため、放電開始電圧は高くなり、また、長ギャップとすることにより、約３００Ｖのさらに高い維持放電電圧を必要として駆動電圧が高くなるため、放電電流ピーク値が大きくなり、特に大画面パネルにおいて、急峻で高いピーク電流を十分に供給することが難しいので、各放電セルの放電状態がパネルの点灯面積に大きく依存して、大画面駆動表示が不均一となるという問題があった。

一方、前面板に形成した隔壁の側部表面に、表示電極の給電部を形成することにより、表示電極間における維持放電を面方向対向放電として放電領域を拡大させた場合、対向放電となって放電領域が拡大して発光効率は向上するが、表示電極以外に補助電極を設けているので、開口率が低下し輝度が下がるという問題があった。また、前面板に隔壁を形成し、その隔壁側部表面に表示電極から延設した給電部を表示電極主面として形成し、対向させるという複雑な構成を有するため、製造が難しく高価となるという問題があった。

本発明は、このような問題に鑑みなされたもので、簡易な電極構成により、放電形態を対向放電的にして放電領域を拡大させるとともに、放電における荷電粒子・励起粒子の損失を抑制することで放電開始電圧を低減して駆動電圧を下げ、発光効率を向上させることにより輝度を向上させたＰＤＰを提供することを目的とする。

このような課題を解決するために、本発明は、互いに平行に配列された第１電極および第２電極からなる複数の電極対とこれらの電極対を覆うように形成した誘電体層とを有する第１基板と、前記電極対と交差して配列された第３電極を有する第２基板とを有し、これらの第１基板と第２基板とを対向配置することにより複数個の放電セルを設けたプラズマディスプレイパネルであって、前記第１電極および第２電極それぞれに対応する位置の前記誘電体層上に、放電空間側に突出させてフローティング電極を設け、かつそのフローティング電極を互いに対向させたものである。

また、放電セルは、２つのフローティング電極間で発生させる放電による放電領域を有することを特徴とする。

また、フローティング電極は、各放電セルにおいて孤立した電極対として対向して形成したことを特徴とする。

さらに、フローティング電極は、電気的導電性材料により形成したことを特徴とする。

また、フローティング電極は、高比誘電率の誘電体材料により形成したことを特徴とする。

また、フローティング電極は、少なくとも電気的導電性材料および誘電体材料が混合分散されて形成される高比誘電率の誘電体電極であることを特徴とする。

また、フローティング電極は、少なくとも一部が高比誘電率の誘電体材料により形成され、かつその誘電体材料の比誘電率は誘電体層の比誘電率の２倍以上の値を有することを特徴とする。

さらに、フローティング電極は、誘電体層との少なくとも境界面に電気的導体部を設けたものである。

さらに、フローティング電極は、第１電極および第２電極の直上の位置にそれぞれ配置したことを特徴とする。

また、フローティング電極は、第１電極および第２電極の直上からずれた位置にそれぞれ配置したことを特徴とする。

また、フローティング電極は、フローティング電極の底部と誘電体層との間に電気的導体部が設けられ、前記電気的導体部は前記フローティング電極の底部よりも広い面積で形成したことを特徴とする。

また、フローティング電極は、フローティング電極と電気的導体部との間の少なくとも一部に誘電体部分を対向するように設けたものである。

また、フローティング電極は、フローティング電極の少なくとも底部が誘電体層に埋め込むように形成したものである。

また、フローティング電極の少なくとも前記誘電体層の表面からの高さは、対向する第１基板と第２基板の間の間隙の１０％〜８０％の範囲にあることを特徴とする。

さらに、フローティング電極の少なくとも放電空間に接する表面が、保護膜で被覆されていることを特徴とする。

また、フローティング電極の少なくとも対向する側面表面が、保護膜で被覆されていることを特徴とする。

さらに、フローティング電極は、第１電極および第２電極それぞれに対応する位置の誘電体層上にそれぞれ少なくとも１個配置したことを特徴とし、またフローティング電極は、可視光に対して透明となるように形成したことを特徴とする。

なお、以上に述べた各構成は、本発明の趣旨を逸脱しない限り、互いに組み合わせることが可能である。

本発明によれば、第１基板の電極対に対応する位置の誘電体層上に、フローティング電極を互いに対向して設けることにより、簡易な電極構成により、放電形態を対向放電的にして放電領域を拡大することができ、また、放電時の荷電粒子・励起粒子の損失を抑制することで、放電開始電圧を低減して駆動電圧を下げることができ、これにより発光効率を向上させて輝度を向上させ、低放電電流ピーク値で駆動でき、高輝度高信頼性のＰＤＰとすることができる。

以下、本発明の一実施の形態によるＰＤＰについて、図１〜図６の図面を用いて説明する。

（実施の形態１）
図１（ａ）、（ｂ）は、本発明の実施の形態１によるＰＤＰの放電セルの構成を示す断面図および平面図である。

この図１では放電セルを１つだけ示しているが、赤、緑、青の各色を発光する放電セルが多数配列されてＰＤＰが構成される。

図１（ａ）、（ｂ）に示すように、放電セルにおいて、前面板である第１基板２１のガラス基板２２上に、表示電極２３である電極対として、走査電極である第１電極２４および維持電極である第２電極２５の対が平行に配列されて形成されている。

形成方法としては、ガラス基板２２表面上に、電力をより供給し易くするために、厚膜プロセスにより、例えばＡｇ（銀）ペーストを印刷塗布して焼成することにより、膜厚数μｍの低抵抗の、例えば約８０μｍ幅の幅細の金属電極からなるバス電極を、２００〜３００μｍの長ギャップの放電ギャップｇ２を挟んで対向して形成し、これにより表示電極２３である第１電極２４および第２電極２５の対を紙面の垂直方向に平行に配列して形成する。なお、放電ギャップｇ２の値は上記の範囲の値に限定されず、設計されるＰＤＰ放電セルの大きさによって適切に設定すればよい。また、表示電極としては、低抵抗の上記バス電極以外に、透明電極を形成してもよい。また、バス電極としては、上記Ａｇ電極の他に、成膜パターン化されるＣｒ（クロム）／Ｃｕ（銅）／Ｃｒなどの積層電極、薄膜成膜プロセスによるＡｌ（アルミニウム）系電極などを用いることができる。また、バス電極材料としては、Ａｇ、Ａｌ、Ｎｉ（ニッケル）、Ｐｔ（白金）、Ｃｒ、Ｃｕ、Ｐｄ（パラジウム）などの金属や、各種金属の炭化物や窒化物等の導電性セラミックスなどの材料やこれらの組み合わせ、あるいはそれらを積層して形成される積層電極も必要に応じて使用することができる。

そして、図１に示すように、第１電極２４、第２電極２５からなる電極対、およびガラス基板２２の表面を覆うように、誘電体層２６が、鉛系あるいは非鉛系の低融点ガラスやＳｉＯ₂材料などにより膜厚数μｍ〜数十μｍで形成されている。

そして、誘電体層２６上には、放電開始電圧をより低下させるために２次電子放出係数γが大きく、かつ誘電体層２６を放電時のイオン衝撃から保護するために耐スパッタ性が高く、また光学的に透明で電気絶縁性が高い、例えばＭｇＯ（酸化マグネシウム）を含む金属酸化物材料を真空蒸着法や電子ビーム蒸着法などにより、数千Åの膜厚で形成することにより保護膜２７が形成されている。

一方、背面板である第２基板２８のガラス基板２９の内表面には、各放電セルにおいて、第１電極２４、第２電極２５の電極対にほぼ直交するように、例えばＡｇなどを含む電極材料により、データ電極である第３電極３０が紙面水平横方向に配列して形成されている。

そして、第２基板２８の内面上には、第３電極３０およびガラス基板２９の表面を覆うように、背面板側の誘電体層３１が鉛系あるいは非鉛系の低融点ガラスやＳｉＯ₂材料などにより形成されている。

また、この誘電体層３１上には、隔壁３２が、例えば井桁形状のパターンで形成される。隔壁３２は、誘電体層３１の上に低融点ガラス材料ペーストを塗布した後、隣接放電セルとの境界周囲を仕切るように、すなわち、放電セルの配列を行方向および列方向で仕切る井桁形状のパターンで、サンドブラスト法やフォトリソグラフィ法などの方法により形成されている。

そして、隔壁３２間には、赤色、緑色、青色の各色の蛍光体層３３が蛍光体材料ペーストを印刷塗布し、焼成することにより形成されている。この蛍光体層３３としては、赤色として（Ｙ、Ｇｄ）ＢＯ₃：Ｅｕが、緑色として、Ｚｎ₂ＳｉＯ₄：Ｍｎが、青色としてＢａＭｇ₂Ａｌ₁₄Ｏ₂₄：Ｅｕなどがそれぞれ使用される。

ここで、本発明は、前面板における電極構造として特有の構造を有する。図１に示すように、ガラス基板２２上の誘電体層２６上において、第１電極２４と静電結合させるために、第１電極２４に対応する位置には、フローティング電極３４が放電空間側に突出するように設けられる。また同様に、第２電極２５と静電結合させるために、第２電極２５に対応する位置には、フローティング電極３５が放電空間側に突出するように設けられ、そのフローティング電極３４、３５は互いに対向するように設けられる。さらに、このフローティング電極３４、３５は、浮き電極として、他の電極などとは電気的に絶縁された状態で形成されている。３６はこのフローティング電極３４、３５上に形成したＭｇＯなどを含む金属酸化物からなる保護膜である。このフローティング電極３４、３５は、駆動の際に、近似的に表面が同電位にみなせるような材料であればよく、そのためには、少なくとも放電空間側に露出した部分および誘電体層との境界面などの表面は、導電性を有していることが望ましいと考える。また、このフローティング電極として、必ずしも電気的導体でなくても、高比誘電率の誘電体も適用することができる。この場合、通常の誘電体層の材料よりも十分比誘電率が高ければ良好な結果を得ることができる。

本発明のポイントは、放電空間に突出したフローティング電極の内部にほとんど電界がなく、表面がほぼ同電位になることで、放電空間での電界（電気力線）分布を変えることにあり、これを実現するために、高比誘電率材料、あるいは導体材料もしくは少なくとも表面に導電性がある材料を用いることができる。

本実施の形態１の実施例としては、フローティング電極３４、３５から電気力線を基板面に平行に走らせるために、金属などの電気的導電性材料が使用されている。この電気的導電性材料としては、Ａｇ、Ａｌ、Ｎｉ、Ｐｔ、Ｃｒ、Ｃｕ、Ｐｄなどの金属電極材料、ＩＴＯなどの透明電極材料、各種金属の炭化物や窒化物等の導電性セラミックスなど、あるいはこれらの組み合わせなどによる導電性材料を用いることができる。

このように、フローティング電極３４、３５を電気的導体電極とすることにより、第１電極２４および第２電極２５と静電結合した際にはフローティング電極３４、３５内部に電界がなく、電極表面はそれぞれ同電位（電位分布が無い状態）になるので、第１電極２４および第２電極２５から発生する電界（電気力線）分布をフローティング電極３４、３５により基板面平行方向（紙面水平方向）に曲げることができるようになる。これにより、等価的にその表面に電位分布がない高比誘電率の電極と見なすことができるようになるので、その間に発生する放電３７は、フローティング電極の放電に寄与する主面に対してほぼ垂直で、かつ基板面に平行方向に発生する対向放電となる。その結果、放電時の荷電粒子・励起粒子の損失を抑制し、放電開始電圧を低下させることができる。

また、図１（ｂ）の平面図に示すように、フローティング電極３４、３５は、各放電セルにおいて、孤立した電極対として、第１電極２４、第２電極２５の上方の誘電体層２６上に、かつ隔壁３２の内側にそれぞれ形成される。

このように、各放電セルにおけるフローティング電極３４、３５を孤立して設けることにより、隣接する放電セルから放電電流が流れ込むことがなくなる。すなわち、各放電セル毎に、第１電極２４、第２電極２５およびフローティング電極３４、３５とその間の誘電体層２６によりそれぞれ形成される静電容量によって電流制限されることになるので、フローティング電極３４、３５間において対向放電パルスを安定して発生させ、放電セルの放電開始電圧を低下させ、発光効率を向上させることができる。

さらに、フローティング電極３４、３５は、それぞれ第１電極２４および第２電極２５の直上の位置に設けられており、これにより、フローティング電極３４、３５は、第１電極２４および第２電極２５との静電結合をさらに高めることができる。また、フローティング電極３４、３５を長ギャップを有する第１電極２４および第２電極２５の直上の位置に配置されることになるので、フローティング電極３４、３５も同様な長ギャップの電極対となり、長ギャップの放電セルとして、放電開始電圧を低下させつつ発光効率を向上させることができる。

また、本発明において、フローティング電極３４、３５は、少なくとも誘電体層２６表面からの高さが対向する第１基板２１と第２基板２８の間の間隙の１０％〜８０％の範囲になるように形成している。フローティング電極３４、３５の高さが１０％より低いと、放電領域が基板面に近くなって対向放電的でなくなるので、放電開始電圧の低下が妨げられ、また、フローティング電極３４、３５の高さが８０％より高いと、放電領域が蛍光体層３３に当たるので、蛍光体層３３表面を劣化させる恐れがある。

また、図１に示すように、フローティング電極３４、３５は、第１電極２４、第２電極２５の線幅とほぼ同じ細幅で直方体形状とし、第１電極２４および第２電極２５上方にそれぞれ少なくとも１個対向するように配置しており、直方体形状のため、放電セル内を有効な放電空間として活用することができる。

また、前面板である第１基板２１の第１電極２４、第２電極２５の上方に、フローティング電極３４、３５を設ける方法としては、電極材料ペーストを印刷法あるいは転写法で重ね塗りして付着させて焼成する形成方法や、所定の形状の孤立電極を形成したフィルムを基板面の所定の位置に転写し付着させる方法、あるいはフォトリソグラフィ技術、リフトオフ技術などの方法を使用することができる。

本実施の形態１によるＰＤＰにおいて、全表示セルを初期化状態にする初期化期間、各放電セルをアドレスし、各セルへ入力データに対応した表示状態を選択・入力していくデータ書き込み期間、表示状態にある放電セルを表示発光させる維持放電期間を有するサブフィールドにより１フレームを構成し、駆動発光表示させることができる。この駆動ステップにおいて、維持放電期間中に、第１電極２４、第２電極２５に、維持放電電圧パルスの、例えば２３０〜２５０Ｖの矩形波電圧を互いに位相が異なるように印加することにより、フローティング電極３４、３５は、第１電極２４および第２電極２５とそれぞれ静電結合しているため、第１電極２４および第２電極２５から各維持放電電圧信号が得られる。

表示状態データが書き込まれた放電セルにおいて、フローティング電極３４、３５の側面対向間には、電圧極性が変化するたびにパルス放電が発生する。フローティング電極３４、３５間に発生する対向放電的な放電により、放電空間の中の励起キセノン原子からは１４７ｎｍの共鳴線が、励起キセノン分子からは１７３ｎｍ主体の分子線が放射され、次いで上記紫外放射を背面板としての第２基板２８の蛍光体層３３で可視放射に変換することにより、ＰＤＰの表示発光が得られる。

従来の面放電型の放電セルでは、放電空間に投入される電気エネルギーは、走査、維持電極幅と誘電体層厚み（もちろん維持電圧も）によって決定されるが、本発明の対向放電の放電セルにおいては、フローティング電極３４、３５と第１、第２電極２４、２５との間の各静電容量によって決まり、駆動回路から見れば、放電空間との間に、電極−フローティング電極間で構成されるコンデンサが直列に入ったことになり、上記の静電容量は、表示電極２３の幅と誘電体層２６の厚みによっても変わる。

そして、放電空間の電気力線は、浮き電極であるフローティング電極３４、３５によって基板面平行方向に曲げられ、フローティング電極３４、３５は放電空間に突出しているために、電気力線がフローティング電極表面となす角度に対して垂直に近くなり、その結果、維持放電の形態が対向放電となり、駆動電圧を低下させることができるので、より効率の高い低電流密度の駆動ができるようになる。

また、フローティング電極３４、３５間で発生する放電が対向放電となるので、従来の面放電を利用した狭ギャップのＰＤＰよりも、放電効率を向上させて発光効率を向上させることができる。また、従来の長ギャップ型ＰＤＰと違い、発生する放電が対向放電となるので、放電開始電圧を低下させて維持放電電圧を低減させ、発光効率を向上させ消費電力を下げることができ、しかも蛍光体層の劣化を防止することができる。また、維持放電電圧を低減させた結果として、放電電流ピーク値が下がるので、大画面パネルにおいて均一駆動表示とすることができ、さらに、保護膜のスパッタ量を低減させるので、パネル信頼性を向上させることができ、大画面高精細対応の高輝度高信頼性のＰＤＰを実現することが可能になる。

本発明において、６５インチサイズの大画面のＰＤＰの第１基板２１として、約２５０μｍの長ギャップで形成した第１、第２電極２４、２５の上方直上にＡｇ電極材料による電気的導体電極のフローティング電極３４、３５を、印刷重ね塗り法により対向基板間隙１５０μｍの４０％の電極高さ（６０μｍ）になるように形成した。さらに第２基板２８として、第３電極３０、隔壁３２、蛍光体層３３を形成し、これらの第１基板２１と第２基板２８を対向配置し、内部空間にＸｅ１０％を混合したＮｅガスを約６７ｋＰａ封入してＰＤＰを作成した。

この結果、前面板としての第１基板２１に形成したフローティング電極３４、３５の対向間の対向放電により、従来の狭ギャップ型の面放電型ＰＤＰよりも、放電領域が拡大して発光効率が１．２ｌｍ／Ｗから２．４ｌｍ／Ｗに向上すると同時に、輝度が１．６倍に向上した。また、同一の約２５０μｍのギャップを有する従来の長ギャップ型のＰＤＰに対し、放電開始電圧が従来２８０Ｖ〜３００Ｖ必要であったものが、２０〜５０Ｖ低下した。発光効率においても３０％向上し、蛍光体層の劣化も防止できた。さらに、従来の長ギャップパネルでは、高い放電維持電圧のために１．５ｍＡ／セルと大きかった放電電流ピーク値が２００μＡ／セルと下がったので、６５インチという大画面パネルにおいても大画面駆動表示が均一となり、かつ保護膜も劣化せず、大画面高精細の高輝度高信頼性のＰＤＰとすることができる。また、従来の面方向対向放電型ＰＤＰよりも簡易な電極構成としているので、低コストで開口率の高い高輝度のＰＤＰとすることができた。

なお、上記説明において、フローティング電極３４、３５および誘電体層２６の表面を覆うようにＭｇＯなどを有する保護膜２７、３６を形成したが、誘電体層２６の放電空間に接する表面に、保護膜を設けずに、フローティング電極３４、３５の少なくとも対向する側面表面に、ＭｇＯを含む金属酸化物を有する保護膜３６を形成するようにしてもよい。

また、保護膜２７、３６を別々の工程で形成する例として説明したが、前面板の加工工程において、誘電体層およびフローティング電極表面を一括して覆うように保護膜を形成してもよい。

（実施の形態２）
図２は、本発明の実施の形態２によるＰＤＰの放電セルの構成を示す断面概念図である。図１と同じ構成のものは同じ番号を付している。

この図２に示すものは、高比誘電率の誘電体材料からなるフローティング電極３４ａ、３５ａを設けたものである。このフローティング電極３４ａ、３５ａを構成する高比誘電率の誘電体材料としては、ＴａＯ₂、Ｙ₂Ｏ₃、ＺｒＯ₂、ＨｆＯ₂、Ｂｉ₂Ｏ₃などを用いることができるが、これらに限定されず、高比誘電率の誘電体材料であれば使用できる。

なお、望ましくは、フローティング電極３４ａ、３５ａを構成する高比誘電率の誘電体材料の比誘電率は、誘電体層２６の比誘電率の２倍以上の値を有するのが好ましく、これにより、第１電極２４、第２電極２５とフローティング電極３４ａ、３５ａとをより静電結合させやすくすることができ、良好な対向放電となる放電領域３７を有する放電セルとなる。

このように、フローティング電極を高比誘電率の誘電体電極とすることにより、等価的にフローティング電極の表面に電位分布がほとんどない誘電体電極となるので、放電セルに発生する放電は、フローティング電極間で基板面にほぼ平行方向に発生する対向放電となり、放電開始電圧が低下し発光効率が向上する。

また、本実施の形態２のさらに別の実施の形態として、フローティング電極３４ａ、３５ａを少なくとも電気的導電性材料および誘電体材料が混合分散されて形成される高比誘電率の誘電体電極としてもよい。導電性材料としては、Ａｇ、Ａｌ、Ｎｉ、Ｐｔ、Ｃｒ、Ｃｕ、Ｐｄなどの金属微粒子材料、ＩＴＯなどの電極微粒子材料、各種金属の炭化物や窒化物等の導電性セラミックスなど、あるいはこれらの組み合わせなどによる導電性微粒子材料などを使用できる。また、誘電体材料としては、ＳｉＯ₂、Ａｌ₂Ｏ₃、Ｓｉ₃Ｎ₄系などの低比誘電率の誘電体材料や、上述したＴａＯ₂、Ｙ₂Ｏ₃、ＺｒＯ₂、ＨｆＯ₂、Ｂｉ₂Ｏ₃などの高比誘電率誘電体材料などによる誘電体微粒子材料を使用できる。少なくとも導電性材料および誘電体材料が均一に混合分散された材料ペーストを塗布し焼成することによりフローティング電極を形成することができる。

このようにフローティング電極を導電性材料および誘電体材料が混合分散された材料で形成することにより、フローティング電極は高い比誘電率を有する高比誘電率誘電体電極となるので、発生する放電はより良好な対向放電となって、放電開始電圧がさらに低下し、発光効率をさらに向上させることができる。また、高比誘電率誘電体電極は、導電性材料および誘電体材料を混合分散した材料によって形成されるので、フローティング電極が形成し易くなり、低コストのＰＤＰとすることができる。

（実施の形態３）
図３は、本発明の実施の形態３によるＰＤＰの放電セルの構成を示す断面概念図である。図２と同じ構成のものは同じ番号を付している。

図３に示すものは、高比誘電率誘電体電極によるフローティング電極３４ａ、３５ａと誘電体層との少なくとも境界面に導電性膜による電気的導体部３８を設けたものである。この電気的導体部３８の幅（紙面水平方向の幅）は、その上に形成されるフローティング電極３４ａ、３５ａの底部の面積と同程度か、あるいは底部よりも広い面積としてもよい。また、この電気的導体部３８はＡｇ、Ａｌ、Ｎｉ、Ｐｔ、Ｃｒ、Ｃｕ、Ｐｄなどの金属電極材料、ＩＴＯなどの透明電極材料、各種金属の炭化物や窒化物等の導電性セラミックスなど、あるいはこれらの組み合わせた導電性材料によって導電性膜をパターン化して形成することにより設けることができる。

高比誘電率誘電体電極であるフローティング電極３４ａ、３５ａと誘電体層２６との少なくとも境界面に電気的導体部３８をそれぞれ設けることにより、第１、第２電極２４、２５とフローティング電極３４ａ、３５ａとは静電結合をより強めることができるようになり、十分な電流を供給することができ、フローティング電極間で発生する対向放電はさらに安定して起きるようになり、放電開始電圧がさらに低下し発光効率をさらに向上させることができる。

なお、上記において、フローティング電極３４ａ、３５ａと誘電体層２６との境界面に電気的導体部３８が設けた例を説明したが、電気的導体部３８を境界面に形成した部分から連続させてフローティング電極３４ａ、３５ａの対向する側面に形成しても構わない。これにより、フローティング電極３４ａ、３５ａは少なくとも表面に導電性があることになるので、第１、第２電極２４、２５と静電結合したフローティング電極３４ａ、３５ａ間において、対向放電をより発生しやすくすることができる。

（実施の形態４）
図４は、本発明の実施の形態４によるＰＤＰの放電セルの構成を示す断面概念図である。図１〜３と同じ構成のものは同じ番号を付している。

図４に示すものは、フローティング電極３４、３５は、それぞれ第１電極２４および第２電極２５の直上からずれた位置に配置したものである。さらにフローティング電極３４、３５の底部と誘電体層２６との間に電気的導体部３８を設け、かつその電気的導体部３８はフローティング電極３４、３５の底部よりも広い面積としたものである。

図４に示すように、フローティング電極３４、３５は、第１、第２電極２４、２５の直上からずれた位置にそれぞれ形成配置されるので、フローティング電極３４、３５を隔壁３２から離して形成することができ、フローティング電極３４、３５を形成し易くすることができる。

なお、フローティング電極として、実施の形態２で説明したフローティング電極３４ａ、３５ａを用いてもよい。

（実施の形態５）
図５は、本発明の実施の形態５によるＰＤＰの放電セルの構成を示す断面概念図である。図４と同じ構成のものは同じ番号を付している。

図５に示すものが図４と異なるのは、フローティング電極３４、３５と電気的導体部３８との間の少なくとも一部に誘電体部分３９を対向するように設けたことである。さらに、フローティング電極３４、３５の少なくとも底部が誘電体層２６に埋め込まれるように、電気的導体部３８を形成している。

この図５に示す例では、フローティング電極３４、３５は、第１、第２電極２４、２５の直上近くで、電気的導体部３８上の一部に接し、かつ誘電体部分３９を覆うように形成され配置された構成となり、静電結合した電気的導体部３８の電位と、誘電体部分３９を覆ったフローティング電極３４、３５の対向する先端部とは同電位となり、フローティング電極３４、３５の先端部から、電気力線が放電空間に出ることになる。

フローティング電極３４、３５は、少なくとも底部を誘電体層２６に埋め込むように形成することにより、フローティング電極３４、３５の底部と第１電極２４、第２電極２５を近づけることになって静電結合を強めることができ、フローティング電極間における対向放電を発生させやすくすることができる。

また、フローティング電極３４、３５の少なくとも一部に誘電体部分３９を対向するように設けることにより、フローティング電極間の対向放電をより放電セル内部の深い位置で発生させることができ、放電領域を基板面から離すことができるため、基板面における放電効率の損失を低減でき、放電開始電圧をさらに下げて発光効率をさらに向上させることができる。

（実施の形態６）
図６は、本発明の実施の形態６によるＰＤＰの放電セルの構成を示す断面概念図である。図１、図２と同じ構成のものは同じ番号を付している。

図６に示すものが図１、図２と異なるのは、誘電体層２６を第１電極２４および第２電極２５の間に形成せず、そしてフローティング電極３４、３５の少なくとも対向する側面表面のみに、ＭｇＯを含む金属酸化物を有する保護膜３６を形成したことである。

図６に示すように、誘電体層２６を第１電極２４、第２電極２５の表面をそれぞれ覆って形成するが、第１電極２４、第２電極２５の間には形成されないようにする方法としては、ガラス基板２２上に形成された第１電極２４、第２電極２５上の所定の位置に、例えば、誘電体層２６およびフローティング電極３４、３５を積層するとともに、孤立させて形成したフィルムを転写付着させる方法を用いることができる。このように、誘電体層２６を第１電極２４、第２電極２５の間に形成せず、第１電極２４、第２電極２５と、フローティング電極３４、３５の間にそれぞれ形成することにより、フローティング電極３４、３５の間に発生する対向放電が、基板面からより離間する放電となるので、放電開始電圧をさらに下げ、発光効率を向上させることができる。

また、フローティング電極３４、３５の少なくとも対向する側面表面のみに、ＭｇＯを含む金属酸化物を有する保護膜３６を形成することにより、フローティング電極３４、３５間に発生する放電を基板面からより離間させて対向放電させることができ、放電開始電圧をさらに低下させ、発光効率をさらに向上させることができる。

以上説明したように、本発明によれば、放電空間側に突出させてフローティング電極を互いに対向して設ける構成とすることにより、簡易な電極構成により、放電形態を対向放電的にして放電領域を拡大させ、放電開始電圧を低減して駆動電圧を下げ、発光効率を向上させることができる。

なお、上記説明において、フローティング電極は、直方体形状のフローティング電極として説明したが、立方体、柱状、球状、円弧柱状およびジグザグ柱状などの形状でもよく、また、それぞれ複数個配置するようにしても構わない。

また、フローティング電極は、電気的導体電極あるいは高比誘電率誘電体電極として形成する場合を説明したが、全体に透明なシリカなどの誘電体の表面をＩＴＯなどの透明電極で覆うなどの方法により、可視光に対して透明であるように形成しても同様に実施可能である。

また、保護膜としてＭｇＯを使用して説明したが、ＭｇＯ、ＣａＯ、ＢａＯ、ＳｒＯおよびＺｎＯの内の少なくとも一種を含んだ金属酸化物材料を使用しても構わない。また、これらには他の材料や不純物材料が含まれていてもよい。

以上のように本発明によれば、高輝度高信頼性のＰＤＰを得る上で有用な発明である。

（ａ）、（ｂ）は本発明の実施の形態１によるプラズマディスプレイパネルの放電セルの構成を示す断面図および平面図 本発明の実施の形態２によるプラズマディスプレイパネルの放電セルの構成を示す断面図 本発明の実施の形態３によるプラズマディスプレイパネルの放電セルの構成を示す断面図 本発明の実施の形態４によるプラズマディスプレイパネルの放電セルの構成を示す断面図 本発明の実施の形態５によるプラズマディスプレイパネルの放電セルの構成を示す断面図 本発明の実施の形態６によるプラズマディスプレイパネルの放電セルの構成を示す断面図 従来の面放電型ＡＣ型プラズマディスプレイパネルの放電セルの構成を示す断面図 従来の面放電型ＡＣ型プラズマディスプレイパネルの放電セルの他の例の構成を示す断面図

符号の説明

２１ 第１基板
２２、２９ ガラス基板
２３ 表示電極
２４ 第１電極
２５ 第２電極
２６ 誘電体層
２７、３６ 保護膜
３０ 第３電極
３２ 隔壁
３３ 蛍光体層
３４、３４ａ、３５、３５ａ フローティング電極
３８ 電気的導体部
３９ 誘電体部分

Claims (18)

1. 互いに平行に配列された第１電極および第２電極からなる複数の電極対とこれらの電極対を覆うように形成した誘電体層とを有する第１基板と、前記電極対と交差して配列された第３電極を有する第２基板とを有し、これらの第１基板と第２基板とを対向配置することにより複数個の放電セルを設けたプラズマディスプレイパネルであって、前記第１電極および第２電極それぞれに対応する位置の前記誘電体層上に、放電空間側に突出させてフローティング電極を設け、かつそのフローティング電極を互いに対向させたプラズマディスプレイパネル。
2. 放電セルは、２つのフローティング電極間で発生させる放電による放電領域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。
3. フローティング電極は、各放電セルにおいて孤立した電極対として対向して形成し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. フローティング電極は、電気的導電性材料により形成し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。
5. フローティング電極は、高比誘電率の誘電体材料により形成し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。
6. フローティング電極は、少なくとも電気的導電性材料および誘電体材料が混合分散されて形成される高比誘電率の誘電体電極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。
7. フローティング電極は、少なくとも一部が高比誘電率の誘電体材料により形成され、かつその誘電体材料の比誘電率は誘電体層の比誘電率の２倍以上の値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。
8. フローティング電極は、誘電体層との少なくとも境界面に電気的導体部を設けたものである請求項５に記載のプラズマディスプレイパネル。
9. フローティング電極は、第１電極および第２電極の直上の位置にそれぞれ配置し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。
10. フローティング電極は、第１電極および第２電極の直上からずれた位置にそれぞれ配置し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. フローティング電極は、フローティング電極の底部と誘電体層との間に電気的導体部が設けられ、前記電気的導体部は前記フローティング電極の底部よりも広い面積で形成したことを特徴とする請求項８に記載のプラズマディスプレイパネル。
12. フローティング電極は、フローティング電極と電気的導体部との間の少なくとも一部に誘電体部分を対向するように設けたものである請求項８に記載のプラズマディスプレイパネル。
13. フローティング電極は、フローティング電極の少なくとも底部が誘電体層に埋め込むように形成したものである請求項１に記載のプラズマディスプレイパネル。
14. フローティング電極の少なくとも前記誘電体層の表面からの高さは、対向する第１基板と第２基板の間の間隙の１０％〜８０％の範囲に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。
15. フローティング電極の少なくとも放電空間に接する表面が、保護膜で被覆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。
16. フローティング電極の少なくとも対向する側面表面が、保護膜で被覆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。
17. フローティング電極は、第１電極および第２電極それぞれに対応する位置の誘電体層上にそれぞれ少なくとも１個配置し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。
18. フローティング電極は、可視光に対して透明となるように形成し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。

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