JP2008123736A - プラズマディスプレイパネル - Google Patents

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Keiji Ishii
啓二 石井
Yukio Murakami
由紀夫 村上
Yasushi Motoyama
靖 本山
Yoshikuni Hirano
芳邦 平野
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Abstract

【課題】消費電力が抑制され、安定に駆動するプラズマディスプレイパネルを提供する。
【解決手段】帯状のアドレス電極と、誘電体で覆われた表示用電極と、前記表示用電極に抵抗体を介して電圧を印加する、前記アドレス電極に直交する方向に延伸する帯状の電極母線と、前記アドレス電極と前記表示用電極の間に形成される放電空間と、を有するプラズマディスプレイパネル。
【選択図】図2

Description

本発明はプラズマディスプレイパネルに関し、特に消費電力を抑制したプラズマディスプレイパネルに関する。
大画面で、かつ高精細な表示が可能な表示装置として、プラズマディスプレイパネル(以下文中PDPと表記する)が広く用いられている。PDPは、大画面化が容易なこと、表示品質がよいこと、また、液晶ディスプレイと比べた場合に視野角が広いなどの特長を有している。
PDPの動作原理の概要は、表示セルと呼ばれる、例えば希ガスからなる封入ガスが封入された放電空間で放電を起こすことによって希ガスの粒子を励起し、その光学的遷移によって生じる紫外線によって蛍光体を励起し、当該蛍光体からの可視光を表示発光に利用するものである。
図1は、従来の交流(AC)駆動型のPDPの一例である、PDP10の構造の一部を模式的に示した断面斜視図である。
図1を参照するに、PDP10では、放電空間16を挟んで、ガラス基板からなる前面基板17と背面基板11が対向する形で配置されている。また、前面基板17上の、背面基板11に対向する側には表示用電極18A,18Bが配置され、表示用電極18A,18Bは、誘電体膜19に覆われ、さらに誘電体膜19が保護膜20で覆われた構造となっている。このように、表示用電極は対をなす帯状の2つの電極で一組になるように構成され、例えば表示用電極18Aは走査電極、表示用電極18Bは維持電極と呼ばれる場合がある。
一方、背面基板11上の、前面基板17に対向する側には表示用電極18A,18Bに直交する方向に延伸する帯状の複数のアドレス電極12が設けられており、これら複数のアドレス電極12は互いに平行に配置され、またそれぞれのアドレス電極12は誘電体膜13によって覆われている。
さらに複数のアドレス電極12を分離し、かつ放電空間16を形成して、セルを分離する隔壁14が誘電体膜13上に設けられている。またアドレス電極12上の誘電体膜13の上から隔壁14の側面にわたって、蛍光体膜15が形成されている。図1に示すPDP10の場合、カラー表示を可能にするために、前記隔壁14を挟んで、例えば赤、緑、青の蛍光体膜15が順に配置された構造になっている。
前記放電空間16には不活性ガスからなる封入ガスが封入され、前記封入ガスは、例えばHe,Ne,およびArのうち、少なくともひとつと、Xeの混合ガスからなる。
このような構造のPDP10において、誘電体膜13、19は、放電によって生じた電荷を蓄積するために設けられている。
また、上記の構造においては、直交するアドレス電極12と表示用電極18A,18Bの交点に、表示にかかる発光が行われる1単位(1素子)である画素P1が形成される。当該画素Pの個数は任意であり、実際には多数の画素を組み合わせて大型表示装置であるPDPが形成される。
上記のPDP10では、放電空間16で以下のように放電が行われることにより、表示が行われる。まず、表示電極18A,18Bのリセット放電を全ての放電空間16で行い、壁電荷(誘電体膜13,19に蓄えられる電荷)の状態を同じにする。
次に表示用電極18A(走査電極)の走査にあわせてアドレス電極16に選択的に電圧を印加して放電空間16においてアドレス放電を起こす。このアドレス放電により生じた電荷は、誘電体膜13,19に蓄えられることになる(壁電荷)。当該壁電荷により形成される電界は、放電空間16に印加される電界とは逆極性となるため、放電空間16内の電界が弱められて放電は直ちに停止することになる。
次に、2つの表示用電極18A,18B間に電圧を印加することにより、放電空間16で放電(維持放電)を生じさせ、また、当該維持放電の回数により、画像表示の階調を制御して、画像を表示することができる。また、上記の維持放電を発生させるために放電空間16に印加される電圧は、誘電体膜の壁電荷のために、通常の放電開始電圧よりも低くてすむことになる。
特開平8−250030号公報
しかし、上記のようにアドレス放電後の壁電荷を利用して維持放電を生じさせる場合には、実際に放電空間16にかかる電圧は、放電のために印加される電圧と壁電荷により形成される電圧とが重畳されるため、非常に高くなってしまう。例えば、上記のように維持放電時に放電空間にかかる電圧が高すぎる場合には、電流値が増大する異常放電(グロー放電)となり、PDPの発光効率が低下してしまう場合がある。
また、PDPを大型化する場合には、同時に電圧が印加される1ラインの画素数(放電が生じる素子数)が増大するためにPDP駆動のための回路電流値が増大する問題がある。このようなPDP大型化に係る問題に、さらに上記の電流値増大の問題が重畳すると、動作制御に係る素子(ICなど)の駆動電圧が降下して、PDP駆動の動作マージンが低下し、動作が不安定になる懸念があった。
例えば、上記の問題を解決するために、上記の特許文献1(特開平8−250030号公報)に係る発明では、表示用電極(透明電極)と、表示用電極に電圧を印加するための電極母線(バス電極)との間の界面抵抗が、画素(素子)ごとに形成されるようにしている。すなわち、上記の発明は、当該界面抵抗が素子ごとに形成されることで、各々の素子に流れる電流が抑制されることをねらったものである。
しかし、上記の界面抵抗を形成する場合には、構造的に形成可能な抵抗値に制限があり、抵抗値を大きくすることが困難である問題がある。このため、電流低減効果が十分ではないと考えられる。また、界面抵抗を形成するにあたっては、形成される界面の形状や大きさに制限があり、抵抗値の制御の幅が狭い問題を有していた。
そこで、本発明では上記の問題を解決した、新規で有用なプラズマディスプレイパネルを提供することを統括的課題としている。
本発明の具体的な課題は、消費電力が抑制され、安定に駆動するプラズマディスプレイパネルを提供することである。
本発明は、上記の課題を、帯状のアドレス電極と、誘電体で覆われた表示用電極と、前記表示用電極に抵抗体を介して電圧を印加する、前記アドレス電極に直交する方向に延伸する帯状の電極母線と、前記アドレス電極と前記表示用電極の間に形成される放電空間と、を有するプラズマディスプレイパネルにより、解決する。
本発明によれば、消費電力が抑制され、安定に駆動するプラズマディスプレイパネルを提供することが可能となる。
また、前記電極母線は2本で一組となるように構成されるとともに、前記表示用電極は当該電極母線と対応して2つで一組となるように構成され、前記抵抗体は、前記電極母線と前記表示用電極の接続の2つの組み合わせのうち、少なくとも1つの間にそれぞれ挿入されるようにしてもよい。
また、前記電極母線は2本で一組となるように構成されるとともに、前記表示用電極は当該電極母線と対応して2つで一組となるように構成され、前記抵抗体は、前記アドレス電極の延伸する方向に帯状に形成されて前記電極母線とは複数のブランチで接続されるとともに、前記複数の表示用電極と接続されているようにしてもよい。
また、前記抵抗体と前記表示用電極の間に、該抵抗体と該表示用電極の電気的な接続を良好とするための接続層を設けてもよい。
本発明によれば、消費電力が抑制され、安定に駆動するプラズマディスプレイパネルを提供することが可能となる。
本発明に係るPDPは、帯状のアドレス電極と、誘電体で覆われた表示用電極と、前記表示用電極に抵抗体を介して電圧を印加する、前記アドレス電極に直交する方向に延伸する帯状の電極母線と、前記アドレス電極と前記表示用電極の間に形成される放電空間と、を有するPDPである。
本発明に係るPDPでは、上記の構成において、前記電極母線と前記表示用電極の間に、抵抗体が直列に挿入されていることが特徴である。したがって、上記のPDPでは、表示用電極に流れる電流を効果的に抑制することが可能となり、PDPの消費電力を抑制することが可能となっている。また、電流が抑制されることでPDP駆動の印加電圧が抑制されるため、大型化された多素子のPDPにおいても安定に駆動することが可能になる。
また、上記の構成においては、前記抵抗体の大きさ(厚さ、長さ、幅など)、や材質、もしくは材質の組み合わせなどを変更することで、挿入される抵抗値を容易に制御することが可能となっている。
次に、上記のPDPの構成の具体的な例について、図面に基づき、以下に説明する。
図2は、本発明の実施例1による交流(AC)駆動型のPDP100の構造の一部を模式的に示した断面斜視図である。
図2を参照するに、PDP100では、放電空間106を挟んで、ガラス基板からなる前面基板107と背面基板101が対向する形で配置されている。また、背面基板101上の、前面基板107に対向する側には、複数の帯状のアドレス電極102が設けられており、これら複数のアドレス電極102は互いに平行に配置され、またそれぞれのアドレス電極102は誘電体膜103によって覆われている。
さらに複数のアドレス電極102を分離し、かつ放電空間106を形成して、セルを分離する隔壁104が誘電体膜103上に設けられている。またアドレス電極102上の誘電体膜103の上から隔壁104の側面にわたって、蛍光体膜105が形成されている。図2に示すPDP100の場合、カラー表示を可能にするために、前記隔壁104を挟んで、例えば赤、緑、青の蛍光体膜105が順に配置された構造になっている。
一方で、前面基板107の、背面基板101に対向する側には表示用電極(透明電極)109A,109Bと、表示用電極109A,109Bにそれぞれ電圧を印加する電極母線(バス電極)108A,108Bが形成されている。上記の電極母線108A,108Bは、アドレス電極102と直交する方向に延伸するように帯状に複数形成されており、表示用電極109A,109Bは、アドレス電極102と電極母線108A,108Bとの交点に対応して複数形成される構造となっている。また、電極母線108A,108Bは、2本で一組となるように形成され、同様に表示用電極109A,109Bは2つで一組となるよう構成される。例えば表示用電極109Aは走査電極、表示用電極109Bは維持電極と呼ばれる場合がある。また、このような構造は、3電極構造と呼ばれる場合がある。
本実施例によるPDP100では、電極母線108Aと、電極母線108Aに接続される複数の表示用電極109Aとの間に、それぞれ抵抗体110Aが直列に挿入されていることが特徴である。また、同様に電極母線108Bと、電極母線108Bに接続される複数の表示用電極109Bとの間に、それぞれ抵抗体110Bが直列に挿入されている。
このため、PDPの表示動作に係る放電空間106での維持放電時に、表示用電極109A,109Bに流れる電流が抑制される効果を奏する。また、このような電流抑制効果と、PDPの放電動作(表示動作)の詳細については後述する。
上記の電極母線108A,108B、表示用電極109A,109B、および抵抗体110A,110Bは、誘電体膜111に覆われ、さらに誘電体膜111が保護膜112で覆われた構造となっている。
また、前記放電空間106には不活性ガスからなる封入ガスが封入され、前記封入ガスは、例えばHe,Ne,およびArのうち、少なくともひとつと、Xeの混合ガスからなる。
上記のPDP100において、誘電体膜103、111は、放電によって生じた電荷を蓄積するために設けられている。
また、図3(A)は、図2に示したPDP100を平面視した場合の、電極母線108A,108B、表示用電極109A,109B、抵抗体110A,110B、アドレス電極102、および隔壁104の位置関係を模式的に示した図である。図3(B)は、図3(A)のY−Y’断面に相当し、前面基板107上に形成される、電極母線108A,108B、表示用電極109A,109B、抵抗体110A,110B、誘電体膜111、および保護膜112を示した図である。ただし、先に説明した部分には同一の符号を付し、説明を省略する。
図3(A)、(B)を参照するに、本実施例によるPDP100では、アドレス電極102と電極母線108A,108Bの交点に対応して表示用電極109A,109B(走査電極、維持電極)が複数形成されていることがわかる。上記の構成において、アドレス電極102と2つの表示用電極108A,108Bによって、表示動作用の放電が発生する1単位(1素子)である画素Pが構成される。また、隔壁104は、画素ごとに放電空間が分離されるように、アドレス電極102と直交する方向にも形成されるようにしてもよい。
この場合、アドレス電極102と、表示電極108A,108Bとの間の放電空間106(図2に図示)の放電が制御されることにより、表示の制御が行われる。また、画素Pの個数は任意であり、実際にはアドレス電極と電極母線の交点に対応する多数の画素が組み合わせられて、大型表示装置であるPDPが構成される。
上記のPDP100では、放電空間106で以下のように放電が行われることにより、表示が行われる。まず、表示電極109A,109Bのリセット放電を全ての放電空間106で行い、壁電荷(誘電体膜103,111に蓄えられる電荷)の状態を同じにする。
次に表示用電極109A(走査電極)の走査にあわせてアドレス電極102に選択的に電圧を印加して放電空間106においてアドレス放電を起こす。このアドレス放電により生じた電荷は、誘電体膜103,111に蓄えられることになる(壁電荷)。当該壁電荷により形成される電界は、放電空間106に印加される電界とは逆極性となるため、放電空間106内の電界が弱められて放電は直ちに停止することになる。
次に、2つの表示用電極109A,109B間に、それぞれ電極母線108A,108Bを介して電圧を印加することにより、放電空間106で放電(維持放電)を生じさせ、また、当該維持放電の回数により、画像表示の階調を制御して、画像を表示することができる。また、上記の維持放電を発生させるために放電空間106に印加される電圧は、誘電体膜の壁電荷のために、通常の放電開始電圧よりも低くてすむことになる。
上記の維持放電時に実際に放電空間にかかる電圧は、印加される電圧と壁電荷により形成される電圧とが重畳されるために非常に高くなる。このため、例えば、従来のPDPでは、異常グロー放電が発生して電流値がさらに増大し、PDPの発光効率が低下してしまう場合があった。また、このような放電電流の増大の問題は、PDPを大型化した場合には同時に電圧が印加される1ラインの画素数(放電が生じる素子数)が増えることでさらに深刻になり、消費電力の増大に加えてPDPの安定駆動が困難となる懸念があった。
そこで、本実施例によるPDP100では、電極母線108Aと、電極母線108Aに接続される複数の表示用電極109Aとの間に、それぞれ抵抗体110Aが直列に挿入されている。また、同様に複数の電極母線108Bと、電極母線108Bに接続される複数の表示用電極109Bとの間に、それぞれ抵抗体110Bが直列に挿入されている。
このため、PDPの表示動作に係る放電空間106での維持放電時に、表示用電極109A,109Bに流れる電流が抑制される効果を奏する。このため、PDPの消費電力を抑制することが可能となる。
また、PDPを大型化して同時に電圧が印加される1ラインの画素数が増大した場合であっても、画素ごとに流れる電流が従来に比べて抑制されるために駆動側に係る負担が小さくなり、安定にPDPを駆動することが可能となる。
また、本実施例によるPDPでは、抵抗体110A(110B)が、直列に表示用電極109A(109B)と電極母線108A(108B)の間に挿入されているため、抵抗値の制御性が良好となり、そのために画素に流れる電流値の制御性が良好となる特徴を有している。
例えば、特開平8−250030号広報に開示された発明のように、実質的に電極母線と電極の界面抵抗のみで放電電流を制御しようとすると、抵抗値が十分でないために放電電流の抑制が困難となることが考えられる。また、界面抵抗を形成する場合の界面の形状や大きさに制限があり、抵抗値の制御の幅(電流値の制御の幅)が狭い問題があった。
一方で、本実施例では、図3(A)、(B)に示すように、抵抗体110A(110B)の幅W、長さL、および膜厚Tを変更することによって、抵抗体の抵抗値を様々に変更することが可能となっている。すなわち、本実施例の場合には、抵抗値(電流値)の制御の幅が広く、かつ容易である特徴を有している。
例えば、上記の幅W、長さL、および膜厚Tを調整し、抵抗体110A、110Bの抵抗値をそれぞれ、500kΩ乃至20MΩとすることで、維持放電時の電流値を20%以上低減することができる。
また、抵抗体110A,110Bは、例えば、スクリーン印刷法や、または、感光材料とフォトリソグラフィ法を用いたパターンエッチングなどによって形成することが可能であるが、これらの方法に限定されず、様々な方法で形成することができる。
また、抵抗体110A,110Bは、様々な材料を用いて形成することが可能であり、このような材料の変更や組み合わせによっても抵抗値(電流値)を制御することが可能である。例えば、電極母線108A,108Bは金属(例えばAl)より、表示用電極109A,109Bは透明材料(例えばITO)より構成されるが、抵抗体110A,110Bは、これらの電極母線や表示用電極と異なる材料(例えば酸化ルテニウムなどのセラミック材料)により構成することができる。このように、抵抗体を構成する材料の変更によって、様々に抵抗体の抵抗値を制御することが可能である。
また、図4(A)、(B)は、本発明の実施例2によるPDPを示す図である。ただし、図4(A)、(B)は、実施例1の図3(A)、(B)に相当し、先に説明した部分には同一の符号を付し、説明を省略するとともに、特に説明しない部分は実施例1の場合と同様とする。
図4(A)、(B)を参照するに、本実施例の場合、実施例1に示した抵抗体110Bが省略された構造となっており、電極母線108Bと表示用電極109Bは直接接続された構造になっている。すなわち、本実施例では、電極母線と表示用電極の接続の2つの組み合わせのうち、1つの間にのみ抵抗体が挿入されている。
本実施例の場合においても、維持放電の電流低減効果を得ることが可能であり、PDPの低消費電力化とPDPの安定駆動を実現することができる。
また、図5は、本発明の実施例3によるPDPを示す図である。ただし、図5は、実施例1の図3(A)に相当し、先に説明した部分には同一の符号を付し、説明を省略するとともに、特に説明しない部分は実施例1の場合と同様とする。
図5を参照するに、本実施例の場合、実施例1に示した電極母線108Aに相当する電極母線108aは、アドレス電極102と平行な方向に向けて延伸するブランチ(突起部)108cを有するように形成されている。これらの複数のブランチ108cは、アドレス電極102が延伸する方向と直交する方向に延伸するように帯状に形成された抵抗体110aに接続されている。さらに抵抗体110aには、複数の表示用電極109Aが接続された構造になっている。
同様に、実施例1に示した電極母線108Bに相当する電極母線108bは、アドレス電極102と平行な方向に向けて延伸するブランチ(突起部)108dを有するように形成されている。これらの複数のブランチ108dは、アドレス電極102が延伸する方向と直交する方向に延伸するように帯状に形成された抵抗体110bに接続されている。さらに抵抗体110bには、複数の表示用電極109Bが接続された構造になっている。
このように、表示用電極に電圧を印加する電極母線の形状や抵抗体の形状は、様々に変更することが可能である。例えば、本実施例に示すように、一つの抵抗体に対して複数の表示用電極が接続されるようにしてもよい。また、抵抗体は、2つの電極母線108a,108bのいずれかの側にのみ形成されるようにしてもよい。
また、図6(A)、(B)は、本発明の実施例4によるPDPを示す図である。ただし、図6(A)、(B)は、実施例1の図3(A)、(B)に相当し、先に説明した部分には同一の符号を付し、説明を省略するとともに、特に説明しない部分は実施例1の場合と同様とする。
図6(A)、(B)を参照するに、本実施例の場合、抵抗体110Aと表示用電極109Aの間に、抵抗体110Aと表示用電極109Aの電気的な接続を良好とするための接続層113Aが設けられている。同様に、抵抗体110Bと表示用電極109Bの間に、抵抗体110Bと表示用電極109Bの電気的な接続を良好とするための接続層113Bが設けられている。
上記の接続層113A(113B)は、例えば電極母線108A(108B)と同じ材料よりなるが、当該接続層はこれに限定されず、他の様々な材料を用いて様々な形状で構成することができる。本実施例においては、上記の接続層113A(113B)が設けられていることで、抵抗体110A(110B)と表示用電極109A(109B)の接触抵抗を低減するとともに、接触抵抗のばらつきを抑制することが可能となっている。このため、複数の画素における放電のばらつきを抑制して高品質なPDPを構成することが可能となっている。
次に、上記の実施例1にかかる図3に示した構造を作成し、特性を調べた結果について説明する。例えば、図3に示した抵抗体110A(110B)を、酸化ルテニウム(RuO)で作成し、幅Wと長さLをそれぞれ、70μm、300μmとした場合、6乃至8メガオームの抵抗値を得ることができた。
また、上記の抵抗体を用いた場合(以下文中本実施例)と、当該抵抗体を用いない場合(以下文中従来例)の放電を比較した結果について、図7、図8を用いて説明する。図7は、放電時の時間経過における電流値の変化を示したものであり、図8は、本実施例と従来例の1)抵抗体の抵抗値、2)発光輝度、3)印加電圧をそれぞれ比較した図である。
図7を参照するに、電流値のピーク値(図7)と印加電圧(図8)は本実施例の方が高くなっているものの、発光輝度は、本実施例は従来例に比べて68%増大していることがわかる。また、発光効率の算出に用いられる平均電流値で考えて比較した場合には、本実施例では従来例に比べて36%低減されている。
上記を鑑み、パネルの発光効率を考えた場合には、効率値が発光輝度と比例関係、電流値及び印加電圧と反比例関係にある事から、本実施例では従来例に比べて69%の発光効率改善が見込まれ、消費電力が低減されることがわかる。
以上、本発明を好ましい実施例について説明したが、本発明は上記の特定の実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載した要旨内において様々な変形・変更が可能である。
従来のPDPを示す図である。 実施例1によるPDPを示す斜視断面図である。 (A)、(B)は、実施例1によるPDPの構成を示す図である。 (A)、(B)は、実施例2によるPDPの構成を示す図である。 実施例3によるPDPの構成を示す図である。 (A)、(B)は、実施例4によるPDPの構成を示す図である。 放電時の時間経過における電流値を調べた結果を示す図である。 抵抗体の抵抗値、発光輝度、印加電圧を調べた結果を示す図である。
符号の説明
101 背面基板
102 アドレス電極
103 誘電体膜
104 隔壁
105 蛍光体
106 放電空間
107 背面基板
108A,108B,108a,108b 電極母線
108c,108d ブランチ
109A,109B 表示用電極
110A,110B,110a,110b,113A,113B 抵抗体
111 誘電体膜
112 保護膜

Claims (4)

  1. 帯状のアドレス電極と、
    誘電体で覆われた表示用電極と、
    前記表示用電極に抵抗体を介して電圧を印加する、前記アドレス電極に直交する方向に延伸する帯状の電極母線と、
    前記アドレス電極と前記表示用電極の間に形成される放電空間と、を有するプラズマディスプレイパネル。
  2. 前記電極母線は2本で一組となるように構成されるとともに、前記表示用電極は当該電極母線と対応して2つで一組となるように構成され、
    前記抵抗体は、前記電極母線と前記表示用電極の接続の2つの組み合わせのうち、少なくとも1つの間にそれぞれ挿入されることを特徴とする請求項1記載のプラズマディスプレイパネル。
  3. 前記電極母線は2本で一組となるように構成されるとともに、前記表示用電極は当該電極母線と対応して2つで一組となるように構成され、
    前記抵抗体は、前記アドレス電極の延伸する方向に帯状に形成されて前記電極母線とは複数のブランチで接続されるとともに、前記複数の表示用電極と接続されていることを特徴とする請求項1記載のプラズマディスプレイパネル。
  4. 前記抵抗体と前記表示用電極の間に、該抵抗体と該表示用電極の電気的な接続を良好とするための接続層を設けたことを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項記載のプラズマディスプレイパネル。
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