JP2008123752A - プラズマディスプレイパネル - Google Patents

Abstract

【課題】ライン抵抗に因る輝度むらの低減に有効な改善された表示電極をもつプラズマディスプレイパネルを提供する。
【解決手段】複数のセルからなる画面を有し、画面に複数の表示電極が平行に配列されており、表示電極のそれぞれは画面の全長にわたって延びる金属帯と当該表示電極に対応したセルにおける電極面積を決める透明導体とで構成されるプラズマディスプレイパネルにおいて、画面における表示電極の延びる方向の位置が異なるセルの間で、透明導体の単位長あたりの電気抵抗値を異ならせる。
【選択図】図１

Description

本発明は、透明導体と金属帯とからなる表示電極を有したプラズマディスプレイパネルに関する。

カラー映像を表示する典型的なプラズマディスプレイパネルは平行に延びる表示電極を備えており、平行な電極の電極間で生じるいわゆる面放電形式の表示放電によって発光する。表示電極は蛍光体からなる発光面の前側に配置される。そのため、表示電極のそれぞれは、太い帯状またはその一部を切り欠いたパターンをもつ透明導体と、バス（母線）と呼ばれる細い金属帯とで構成される。透明導体はセル内に所定面積の放電面を形成し、金属帯は放電面への通電を良好にする。

一般に、表示電極と駆動回路とを接続するための端子は画面の両側に振り分けて配置され、各表示電極はその片方の端部が駆動回路と接続される。すなわち、表示放電のための電極対における第１の表示電極の端子は前面基板における表示ライン方向の一方の端部に配置され、第２の表示電極の端子は前面基板における表示ライン方向の他方の端部に配置される。このように端子を画面の両側に分散配置するのは、画面の片側に全ての表示電極の端子を配列すると、各端子の面積を十分に大きくすることができず、接続の信頼性が低下するからである。

表示電極を構成する金属帯においても電気抵抗による電圧降下が生じるので、画面が大型になるほど電圧降下に起因する輝度むらが顕著になる。例えば、ある表示ラインの全てのセルで表示放電を生じさせる場合において、接地ラインと各表示電極との間の電圧が端子に接続された一端から他端へ向かうにつれて減少するので、表示電極間の電圧が画面の中央部で最も低くなる。低い印加電圧で生じる放電の強度が小さい。このため、この場合の表示では画面の中央部が両端部よりも暗い。

このような電圧降下による輝度むらの問題の解決策として、特開平１０−２４１５７７号公報は、金属帯をその幅が画面の端部から中央部へ向かうにつれて太くなる不均一幅の帯状とし、それによって表示電極に抵抗値分布を形成する方法を開示している。また、特開２００１−１７６３９３号公報には、不透明な表示電極をもつプラズマディスプレイパネルにおいて、表示電極の厚さを長手方向の位置に応じて異ならせることによって、単位長さあたりの電気抵抗値を意図的に不均等にする方法が記載されている。
特開平１０−２４１５７７号公報 特開２００１−１７６３９３号公報

従来では、電圧降下に因る輝度むらを十分に低減するのが次の理由で困難であった。上記先行技術のように金属帯の幅を表示ライン方向の位置に応じて異ならせると、金属帯が遮光体であることから、表示ライン方向の位置が異なるセルの間で開口率に差異が生じてしまう。すなわち、電圧降下の低減による輝度改善が開口率の低下によって打ち消されてしまう。一方、金属帯の厚さを不均一にする方法によれば、開口率を均等にすることができるものの、一般に数μｍ以上の厚さをもつ金属帯をさらに部分的に厚くすると、その部分を覆う誘電体が薄くなったり電極間の静電容量が大幅に増大したりするので、放電特性のばらつきが顕著になり、安定した駆動の実現が難しくなる。

本発明は、上記事情に鑑み、ライン抵抗に因る輝度むらの低減に有効な改善された表示電極をもつプラズマディスプレイパネルの提供を目的としている。

上記目的を達成するプラズマディスプレイパネルは、複数のセルからなる画面を有し、前記画面に複数の表示電極が平行に配列されており、前記表示電極のそれぞれは前記画面の全長にわたって延びる金属帯と当該表示電極に対応したセルにおける電極面積を決める透明導体とで構成されるプラズマディスプレイパネルであって、前記画面における前記表示電極の延びる方向の位置が異なるセルの間で、前記透明導体の単位長あたりの電気抵抗値が異なることを特徴とする。

好ましい態様において、前記表示電極は前記画面の表示ラインに対応した複数の電極対を構成し、各電極対における一方の表示電極に通電するための端子は前記画面に対する前記方向の第１の側に配置され、他方の表示電極に通電するための端子は前記画面に対する前記方向の第２の側に配置されており、前記画面における前記方向の端部から中央部へ向かうにつれて、前記表示電極の透明導体の厚さが大きくなる。

他の好ましい態様において、前記金属帯の厚さは画面の全長にわたって均一である。

本発明によれば、ライン抵抗に因る輝度むらの低減に有効な改善された表示電極をもつプラズマディスプレイパネルが提供される。

以下、本発明の実施形態を説明する。図面においては、構成の特徴の理解を容易にするため、同一の機能を有する要素には全ての図を通して同じ符号を付してある。

図１（Ａ）のように、本発明の実施形態に係るプラズマディスプレイパネル１は、３電極面放電型のプラズマディスプレイパネルであって、画面５０の水平方向に沿って延びる第１の表示電極Ｘ、表示電極Ｘと平行な第２の表示電極Ｙ、および表示電極Ｘ，Ｙと交差するアドレス電極Ａを備える。各表示電極Ｘとそれに隣接する表示電極Ｙとが表示放電のための電極対を構成し、電極対とアドレス電極との交差部にセル５１が画定される。

本発明に深く関係する表示電極Ｘおよび表示電極Ｙは、前面側のガラス基板１１上に配列されている。表示電極Ｘは、太い帯状の透明導体１２と画面５０において透明導体１２よりも細い金属膜１３とから構成される。金属帯１３は画面５０からガラス基板１１における図中右側の端部まで延在し、延在部分の先端が駆動回路との接続のための端子として膨大化されている。表示電極Ｙも表示電極Ｘと同様に、太い帯状の透明導体１４と画面５０において透明導体１４よりも細い金属膜１５とから構成される。表示電極Ｙの金属帯１５は、画面５０からガラス基板１１における図中左側の端部まで延在し、延在部分の先端が駆動回路との接続のための端子として膨大化されている。すなわち、表示電極Ｘはその右端が駆動回路と接続され、表示電極Ｙはその左端が駆動回路と接続される。

表示電極Ｘおよび表示電極Ｙの長さの値は、それぞれの幅の値と比べて極端に大きい。例えば、透明導体１１２，１４の幅が１００〜２００μｍ程度であるのに対して、長さは画面サイズが対角５５インチの場合において１２０ｃｍを超える。そして、このように長い表示電極Ｘ，Ｙのライン抵抗を決める金属帯１３，１５は３〜４μｍ程度の厚さをもち、図１（Ａ）のｄ−ｄ矢視断面図である図１（Ｄ）のように透明導体１１２，１４と比べて十分に厚い。なお、図１（Ｄ）は透明導体１２，１４と金属帯１３，１５との厚さの大小関係を模式的に示すものであり、金属帯１３，１５の幅と厚さの関係を示すものではない。実際の金属帯１３，１５の幅は５０〜１００μｍであって厚さよりも十分に大きい。

図１（Ａ）のｂ−ｂ矢視断面の構造を示す図１（Ｂ）のように、表示電極Ｘの透明導体１２の厚さは一定ではない。透明導体１２は、長さ方向の一端および他端からそれぞれ中央に向かうにつれて厚くなる。一端の厚さＴ１と他端の厚さＴ２は等しく、中央の厚さＴ３は両端の厚さＴ１，Ｔ２の例えば１．５倍程度である。

同様に、図１（Ａ）のｃ−ｃ矢視断面の構造を示す図１（Ｃ）のように、表示電極Ｙの透明導体１４の厚さも一定ではない。透明導体１４も、長さ方向の一端および他端からそれぞれ中央に向かうにつれて厚くなる。一端の厚さＴ１と他端の厚さＴ２は等しく、中央の厚さＴ３は両端の厚さＴ１，Ｔ２の例えば１．５倍程度である。

一方、表示電極Ｘの金属帯１３の厚さは全長にわたって一定であり、表示電極Ｙの金属帯１５の厚さも全長にわたって一定である。

透明導体１２，１４の厚さが一定でないので、必然的に、画面５０における水平方向（表示電極の長さ方向）の位置が異なるセル５１の間で、透明導体１２，１４の単位長あたりの電気抵抗値が異なる。図２のとおり、透明導体１２，１４が厚いほど電気抵抗値は小さい。図２では、酸化インジウム・錫（ＩＴＯ）からなる透明導体１２，１４について、厚さ１４００Åの場合の電気抵抗値に対する厚さ１７００Åの場合および厚さ２０００Åの場合における電気抵抗値の相対値が示されている。図２からは、透明導体１２，１４の厚さを約１．４５倍に増大させれば電気抵抗値が約０．２５倍に低減することが判る。

図３のとおり、透明導体１２，１４の電気抵抗値とセルの輝度との間には相関がある。電気抵抗値が小さいほど輝度が高い。これは電気抵抗値が小さいほど放電電流が流れ易いからであると考えられる。図３からは、透明導体１２，１４の電気抵抗値を約０．２５倍に低減すれば輝度が約１．１１倍に増大することが判る。

本実施形態のプラズマディスプレイパネル１では、表示電極Ｘ，Ｙのライン抵抗による電圧降下が画面５０の中央で最も顕著となるパターンの表示に際して、画面５０の中央と端部との間の電圧降下の差異に因る放電強度のばらつきが、透明導体１２，１４の電気抵抗値の差異によって軽減され、それによって画面５０内の輝度分布が改善される。

なお、プラズマディスプレイパネル１は図４に示されるセル構造をもつ。表示電極Ｘ，ＹはＡＣ駆動のための所定厚さの誘電体層１７および耐スパッタ性に優れる保護膜１８で被覆される。アドレス電極Ａは背面側のガラス基板２１上に配列され、誘電体層２２で被覆される。誘電体層２２の上にガス放電空間を区画する隔壁２３、赤（Ｒ）の蛍光体２７、緑（Ｇ）の蛍光体２８、および青の蛍光体２９が配置される。

以上の構成をもつプラズマディスプレイパネル１の製造において、透明導体１２，１４は図５に示される次の方法によって形成することができる。ガラス基板１１にスパッタリングによって一定厚さのＩＴＯ膜を成膜し、フォトリソグラフィによってパターニングする。そして、図５（Ａ）〜（Ｃ）のように一定厚さのＩＴＯ膜１２０を所定のエッチング液（例えば塩酸および塩化第二鉄を含む水溶液）８０によってエッチングする。ガラス基板１１を傾けてＩＴＯ膜１２０の片側をエッチング液８０中に浸漬する。その際に、ＩＴＯ膜１２０の端部を中央部よりも深く浸漬する〔図５（Ｂ）〕。次にガラス基板１１を回動させまたは一旦引き上げて逆に傾けて下ろすことによって、片側のエッチングされたＩＴＯ膜１２０ｂの残りの片側をエッチング液８０中に浸漬する。このときもＩＴＯ膜１２０の端部を中央部よりも深く浸漬する〔図５（Ｃ）〕。このように浸漬時間が部位によって異なるエッチングを行う。工程順序を変更することができる。すなわち、フォトリソグラフィによるパターニングの以前にエッチングを行い、厚さ分布をもつ膜をパターニングして透明導体１２，１４を得ることもできる。

また、図６に示される方法によって透明導体１２，１４を形成することもできる。図６（Ａ）〜（Ｃ）のように、ガラス基板膜を一方向に搬送して蒸発源９０で得られる成膜雰囲気中を通過させる。その際に、図６（Ｄ）のように成膜中に搬送速度を変化させる。ガラス基板１１の搬送前方側の端部が成膜雰囲気に晒される成膜開始から基板中央が成膜雰囲気に晒されるまでの期間では搬送速度を徐々に小さくする。そして、その後の期間で搬送速度を徐々に大きくする。このように成膜雰囲気に晒される時間を成膜部位によって異ならせることにより、中央が厚く端部が薄い透明導電膜１２５を得ることができる。透明導電膜１２５をパターニングすれば、透明導体１２，１４が得られる。

次に他の実施形態を説明する。上述の実施形態のように表示放電が平行な電極の間で起こる面放電型に限らず、互いに交差する電極の間で表示放電が起こる構造のプラズマディスプレイパネルにも本発明を適用することができる。

図７に示すプラズマディスプレイパネル２では、前面側のガラス基板１１上に配列された第１の表示電極Ｘｂと、背面側のガラス基板２１上に配列された第２の表示電極Ｙｂとが表示放電のための電極対を構成する。第１の表示電極Ｘｂは透明導体１２ｂと金属帯１３ｂとで構成される。第２の表示電極Ｙｂは金属電極である。第１の表示電極Ｘｂおよび第２の表示電極Ｙｂへの通電は、図１の例と同様に各電極の片側の端部に形成された図示しない端子を介して行われる。

図８のように第１の表示電極Ｘｂの透明導体１２ｂは、一端から他端に向かって徐々に厚くなる。薄い方の端部は駆動回路に接続される端子に近い側の端部であり、厚い方の端部は端子から遠い側の端部である。金属帯１３ｂの厚さは一定である。

透明導体１２ｂにおける厚い部分の電気抵抗値は薄い部分の電気抵抗値よりも小さい。電気抵抗値の小さいことは放電強度を強める効果を奏するので、金属帯１３での電圧降下が比較的に大きい端子から遠いセルにおける放電強度が、端子に近いセルにおける放電強度に近づく。つまり、図８のような厚さ分布をもつ透明導体１２ｂは、表示ラインにおける輝度むらを低減する効果を奏する。

図９に示すプラズマディスプレイパネル３では、前面側のガラス基板１１上に配列されて水平方向に延びる第１の表示電極Ｘｃと、同じく前面側のガラス基板１１上に配列されて垂直方向に延びる第２の表示電極Ｙｃとが表示放電のための電極対を構成する。第１の表示電極Ｘｃは透明導体１２ｃと金属帯１３ｃとで構成され、同様に第２の表示電極Ｙｃは透明導体１４ｃと金属帯１５ｃとで構成される。第１の表示電極Ｘｃおよび第２の表示電極Ｙｃへの通電は、図１の例と同様に各電極の片側の端部に形成された図示しない端子を介して行われる。

第１の表示電極Ｘｃの透明導体１２ｃは、図１０（Ａ）のように画面５０における水平方向の一端から他端に向かって徐々に厚くなる。また、第２の表示電極Ｙｃの透明導体１４ｃは、図１０（Ｂ）のように画面５０における垂直方向の一端から他端に向かって徐々に厚くなる。透明導体１２ｃおよび透明導体１４ｃのいずれにおいても、薄い方の端部は駆動回路に接続される端子に近い側の端部である。このような透明導体１２ｃおよび透明導体１４ｃの厚さ分布を総合した表示電極対における透明導体の厚さ分布は、図１０（Ｃ）のように画面５０の１つの隅から対角方向に沿って厚くなる分布である。この厚さ分布は輝度むらの低減に有効である。

以上の実施形態において、透明導体１２，１２ｂ，１２ｃ，１４，１４ｃの平面形状は一定幅の帯状である必要はない。各セルに所望の形状および面積をもつＴ字状または他の形状の放電面を形成するようにパターニングされた帯状であってもよいし、セルごとに独立に配置される四角形や多角形であってもよい。面放電型において、表示電極Ｘ，Ｙの配列形態は、図１のように表示ラインごとに一対の電極を配置する形態に限らず、等間隔に電極が配列されて隣接する表示ラインが１本の電極を共用する形態であってもよい。

透明導体１２，１２ｂ，１２ｃ，１４，１４ｃの材質はＩＴＯに限らず、酸化スズ、酸化インジウム、酸化亜鉛などの他の透明導電物質であってもよい。さらに、透明導体は実用に適する光透過性を有するものであればよく、金属メッシュであってもよい。ただし、５０００Å以下の厚さで所定の導電性の得られるものが望ましい。

金属帯１３，１３ｂ、１３ｃ、１５，１５ｃの材質に限定はない。例えば、銀または銀合金を主体とする厚膜材料の焼結体であってもよいし、クロム−銅−クロムに代表される複層の薄膜であってもよい。

本発明は、パーソナルコンピュータやワークステーションなどの情報処理機器のディスプレイ、平面型のテレビジョン、広告や案内情報などの公衆表示用のディスプレイなどに利用することができる。

本発明の実施形態に係るプラズマディスプレイパネルの電極の構成を示す図である。 透明導体の厚さと電気抵抗との関係を示す図である。 透明導体の電気抵抗と表示放電の輝度との関係を示す図である。 プラズマディスプレイパネルのセル構造の一例を示す図である。 本発明の実施形態に係る透明導体の形成方法の一例を示す図である。 本発明の実施形態に係る透明導体の形成方法の他の例を示す図である。 プラズマディスプレイパネルのセル構造の他の例を示す図である。 図７の構造に対応する透明導体の厚さ分布の例を示す図である。 プラズマディスプレイパネルのセル構造の他の例を示す図である。 図９の構造に対応する透明導体の厚さ分布の例を示す図である。

符号の説明

１，２，３ プラズマディスプレイパネル
５１ セル
５０ 画面
Ｘ，Ｘｂ，Ｘｃ 表示電極
Ｙ，Ｙｃ 表示電極
１２，１２ｂ，１２ｃ 透明導体
１３，１３ｂ，１３ｃ 金属帯
１４，１４ｂ，１４ｃ 透明導体
１５，１５ｂ，１５ｃ 金属帯
Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３ 厚さ

Claims (5)

1. 複数のセルからなる画面を有し、前記画面に複数の表示電極が平行に配列されており、前記表示電極のそれぞれは前記画面の全長にわたって延びる金属帯と当該表示電極に対応したセルにおける電極面積を決める透明導体とで構成されるプラズマディスプレイパネルであって、
   前記画面における前記表示電極の延びる方向の位置が異なるセルの間で、前記透明導体の単位長あたりの電気抵抗値が異なる
   ことを特徴とするプラズマディスプレイパネル。
2. 前記画面における前記表示電極の延びる方向の位置が異なるセルの間で、前記透明導体の厚さが異なる
   請求項１に記載のプラズマディスプレイパネル。
3. 前記表示電極は前記画面の表示ラインに対応した複数の電極対を構成し、
   各電極対における一方の表示電極に通電するための端子は前記画面に対する前記方向の第１の側に配置され、他方の表示電極に通電するための端子は前記画面に対する前記方向の第２の側に配置されており、
   前記画面における前記方向の端部から中央部へ向かうにつれて、前記表示電極の透明導体の単位長あたりの電気抵抗値が小さくなる
   請求項１に記載のプラズマディスプレイパネル。
4. 前記画面における前記方向の端部から中央部へ向かうにつれて、前記表示電極の透明導体の厚さが大きくなる
   請求項３に記載のプラズマディスプレイパネル。
5. 前記画面の全長にわたって前記金属帯の厚さが均一である
   請求項３または請求項４に記載のプラズマディスプレイパネル。

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