JP2010003418A - プラズマディスプレイパネル及びプラズマディスプレイ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】「黒」以外の表示時の発光効率の低下を最小限に抑えつつ、かつ、背景輝度を限りなくゼロに近づける方法を提供する。
【解決手段】前面ガラス基板側モジュール１０の任意の蛍光体に対応する面に、遮光電極３０を設ける。リセット放電時に、放電光を遮光電極３０が反射等することで、表示面側に光が漏れることを防止する。一方、サステイン放電による蛍光体の発光は遮光電極３０が形成されていないＸ電極５側から外部に出力される。
【選択図】図５

Description

本発明は、プラズマディスプレイパネルのスキャン電極（Ｙ電極）並びにそれに対向する蛍光体層間で行われるリセット放電の発光に関する。

プラズマディスプレイ装置は、ブラウン管を用いたディスプレイ装置に代わって家庭用または業務用に用いられる大画面表示装置の一つである。

プラズマディスプレイ装置は前面ガラス基板上に設けられた表示電極対を用い、背面基板上に設けられた蛍光体を発光させることで、前面ガラス基板を表示面として表示する平面表示装置である。

プラズマディスプレイパネルの表示動作は、１）リセット期間、２）アドレス期間、３）サステイン期間、の３つの周期で構成される。

リセット期間は、プラズマディスプレイパネルの全てのセルの壁電荷を一定にする動作周期である。

アドレス期間は、表示データに応じたセルのオンオフの状態を決定するために、選択的な予備放電を行う動作周期である。

サステイン期間は、アドレス期間にオン状態に設定されたセルで繰り返し放電を行わせ蛍光体を発光させる動作周期である。

このようにプラズマディスプレイパネルにおいては、画面表示、発光の要否とは関係なく全てのセルでリセット期間に壁電荷を一定にすべく処理が行われる。この際の処理とは、スキャン電極とアドレス電極の間でのリセット放電である。

放電現象であるため、リセット放電といえども発光を伴う。したがって本来非表示となる「黒」の表示時には、リセット放電はコントラストの低下を招くこととなる。

この「黒」表示時のリセット放電による背景輝度の低減方法としては、リセット放電１回あたりの発光量を低減する方法がある。たとえば、特許２０４５２２９号公報（特許文献１）や特開２０００−２８５８０９号公報（特許文献２）に記載の方法はこれに当たる。すなわち、ＭｇＯやＳｉＯ_２などの帯電制御材料を蛍光体に被覆あるいは混合して蛍光体ごとの帯電特性の差を縮める方法である。帯電特性の差を縮めることで、電圧の低い蛍光体の発光量が低減でき、結果背景輝度の低減が可能となる。
特許２０４５２２９号公報 特開２０００−２８５８０９号公報

しかし、上記各特許文献記載の方法で、蛍光体毎の電圧差を完全に揃えるには、多量の帯電制御材料を付加する必要がある。これにより蛍光体の紫外光吸収を阻害し、「黒」以外の表示の時に発光効率が低下することとなる。

また、蛍光体毎の電圧差を完全に揃えても、「黒」表示時の背景輝度は完全に０にはならない。

本発明の目的は、「黒」以外の表示時の発光効率の低下を最小限に抑えつつ、かつ、背景輝度を限りなくゼロに近づける方法を提供することにある。

本発明の前記並びにその他の目的と新規な特徴は、本明細書の記述及び添付図面から明らかになるであろう。

本願において開示される発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、次の通りである。

本発明の代表的な実施の形態に関わるプラズマディスプレイパネルは、放電空間を介して対向される一対の基板を備え、この一対の基板のうち一方の基板に形成されたスキャン電極と、他方の基板側に形成されたアドレス電極との間でリセット放電を行い、スキャン電極が構成された基板側に光透過率の低い低透過領域を備えることを特徴とする。

このプラズマディスプレイパネルにおいて、アドレス電極が構成された基板に蛍光体層及び蛍光体層上に設けられた低発光層を含み、この低発光層は蛍光体層より二次電子放出係数が高いことを特徴としても良い。

このプラズマディスプレイパネルにおいて、アドレス電極とスキャン電極に挟まれた空間をリセット放電による放電空間とすることを特徴としても良い。

本発明の代表的な実施の形態に関わるプラズマディスプレイパネルは、放電空間を介して対向される一対の基板を備え、この一対の基板のうち一方の基板に形成されたスキャン電極と、他方の基板側に形成されたアドレス電極との間でリセット放電を行い、スキャン電極は、電気伝導率の低い遮光電極及び電気伝導率の高いバス電極を含み、この遮光電極がスキャン電極を有する基板に接することを特徴とする。

このプラズマディスプレイパネルにおいて、アドレス電極とスキャン電極に挟まれた空間をリセット放電による放電空間とすることを特徴としても良い。

なお上記のプラズマディスプレイパネルを用いたプラズマディスプレイ装置も本発明の射程に含める。

本願において開示される発明のうち、代表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば以下の通りである。

本発明の代表的な実施の形態に関わるプラズマディスプレイパネルによれば、「黒」以外表示時の発光効率の低下を最小限に抑えつつ、背景輝度を低減できる。これにより、低階調時の画質が向上し、コントラストの向上を図ることが可能となる。

図１はプラズマディスプレイ装置（平面表示装置）に用いられるプラズマディスプレイパネル（平面表示部材）１００の構成を示す分解斜視図である。

プラズマディスプレイパネル１００は、前面ガラス基板１を中心とする前面ガラス基板側モジュール１０と背面ガラス基板２１を構成する背面ガラス基板側モジュール２０に挟まれる形で構成される。

この前面ガラス基板側モジュール１０は、前面ガラス基板１、誘電体層２、保護膜層３、Ｘ電極５、Ｙ電極（スキャン電極）６を含んで構成される。一方、背面ガラス基板側モジュール２０は背面ガラス基板２１、下地層２２、リブ２３、赤色蛍光体２４、緑色蛍光体２５、青色蛍光体２６、アドレス電極２７より構成される。

前面ガラス基板１は、背面ガラス基板２１との間で、プラズマディスプレイパネル１００の構成要素を密封するために用いるガラス基板である。

誘電体層２は、前面ガラス基板１上にコーティングされる透明な誘電体の層である。Ｘ電極５及びＹ電極６構成後に低融点ガラス層を２０ミクロンの厚みで形成することで構成する。

保護膜層３は、放電現象で誘電体層２が傷つけられることを防ぐための絶縁保護膜である。真空蒸着法により保護膜材料（酸化マグネシウムや酸化スカンジウム、酸化カルシウム、酸化バリウムなど）の層を１ミクロン形成することで作成される。

Ｘ電極５及びＹ電極６は、背面ガラス基板２１上に設けられたアドレス電極２７による予備放電後に、Ｘ電極５及びＹ電極６間で電圧を印加することにより、前面ガラス基板１及び背面ガラス基板２１の間に封入されたキセノン等の希ガスをプラズマ放電させるための透明な電極である。これらの各電極は、電気伝導率の低いサステイン電極（透明電極）１４及び電気伝導率の高いバス電極１５から構成される。プラズマによって発生した放電は、蛍光体（赤色蛍光体２４、緑色蛍光体２５、青色蛍光体２６のいずれか）を励起・発光させる。

背面ガラス基板２１は、前面ガラス基板１との間にプラズマディスプレイパネル１００の構成要素を密封するために用いるガラス基板である。

下地層２２は、リブ２３の構成などにおいてアドレス電極２７を保護するための誘電体層である。

リブ２３は、プラズマ放電をセル単位に独立にさせるための隔壁である。これと前面ガラス基板側モジュール１０、背面ガラス基板２１によって仕切られた空間（放電空間）に放電ガスを充填させる。

赤色蛍光体２４は、Ｘ電極５及びＹ電極６及びアドレス電極２７への電圧印加により生じたプラズマによって励起し、赤色に発光する蛍光体である。主にイットリウム系の化合物が用いられる。

緑色蛍光体２５は、プラズマによる紫外線励起で緑色に発光する蛍光体である。緑色蛍光体２５として緑色珪酸塩系の蛍光体が用いられる。

青色蛍光体２６は、プラズマによる紫外線励起で青色に発光する蛍光体である。青色蛍光体２６として青色アルミン酸塩系の蛍光体が用いられる。

アドレス電極２７はプラズマ放電のための予備放電を行う電極である。

これらの前面ガラス基板側モジュール１０及び背面ガラス基板側モジュール２０を組み合わせ、周辺を低融点ガラスでシールする。シール後、パネル内部を真空に排気し、昇温脱ガス処理する。その後パネル内部に放電ガス（キセノン１０％＋ネオン９０％）を封入してプラズマディスプレイパネル１００は生産される。

図２は本発明に関わるプラズマディスプレイパネル１００の一部の断面を表す図である。

本発明においては、背面ガラス基板側モジュール２０の赤色蛍光体２４、緑色蛍光体２５、青色蛍光体２６上のＹ電極６に相対する位置に低発光層２８を構成する。

低発光層２８は赤色蛍光体２４等の上に塗布される、赤色蛍光体２４等より発光効率の低い低透過領域層である。低発光層２８の材料としては、ＭｇＯ、Ａｌ_２Ｏ_３、Ｙ_２Ｏ_３、ＭｇＡｌＯ_３、ＺｎＯ、ＣａＯ、ＳｒＯ、ＳｉＯ_２などの紫外光吸収酸化物材料や、Ｆｅ_３Ｏ_４、Ｃｒ_２Ｏ_３、Ｃｏ_３Ｏ_４などの着色顔料、Ａｕ、Ａｇ、Ａｌ、Ｃｕ、Ｆｅなどの金属粉などが考えられる。この低発光層２８の形成方法としては、スクリーン印刷法や、インクジェット法などがある。

本発明における低発光層２８に相対するＹ電極６は光透過率の低い低透過領域あるいは無透過領域を備える。以下、これらを、「Ｙ電極６の低透過領域」と述べる。このＹ電極６の低透過領域の材料としてはブラックストライプ材料があげられる。図３のようにＹ電極６に対応した位置の誘電体層２上に低透過領域２９を構成し、その後、保護膜層３を形成するなどが考えられる。このようにすると、Ｙ電極６とアドレス電極２７の間で行われるリセット放電時に、放電光を低透過領域２９が吸収等することで、表示面側に光が漏れることを極力防止する。一方で、サステイン期間ではＸ電極５及びＹ電極６の間でサステイン放電が行われ、このサステイン放電によって各蛍光体が発光する。この際、Ｘ電極５側は低透過領域２９が形成されていないため、光を透過する。したがって、各蛍光体の発光が著しく妨げられることは無い。

また、図４のようにＹ電極６のバス電極１５を広く取ることで、無透過領域を形成することも一考であろう。この際には、バス電極１５の構成であるクロム／銅／クロム三層構造に用いられる各材料が、この低透過領域等の材料となる。

更には図５のように、従来ＩＴＯなどで構成されていたＹ電極６のサステイン電極１４を光透過率が低い遮光電極３０に置き換えることでも同様の効果を奏することができる。このようにすれば図３の形態と比べ「Ｙ電極に対応する面」に関する調整が不要となる。

また、図６のように透明電極１４と前面ガラス基板１との間に低透過領域２９を配することでも同様の効果を得ることができる。

なお、Ｙ電極６の低透過領域等はＹ電極６において放電空間に面する領域全てとするのが望ましい。しかし、リセット放電を認識する人間の眼の感知範囲等もあるので、実際どの程度の領域をＹ電極６の低透過領域等とするかは設計事項である。

また、Ｙ電極６における低透過領域等が電気伝導率の低い遮光電極と電気伝導率の高い高伝導層の積層で構成され、高伝導層が遮光電極の内側にあれば、リセット放電はＹ電極６における低透過領域等の内側に限定される。パネル外部に漏れる光量は、これによっても低減可能である。この際の遮光電極の原料としては先ほど述べたブラックストライプ材料があげられる。

本発明においては、リセット放電領域が低発光層２８及びＹ電極６に挟まれた領域に限られることを想定している。すなわち、赤色蛍光体２４等よりも低発光層２８の方がプライミング電子を放出するよう、低発光層２８の使用素材を考慮する。このようにすることで、リセット放電の領域を低発光層及びＹ電極６の低透過領域等の間に限定される。リセット放電の領域が限定されれば、発光効率の低い低発光層２８により、リセット放電の発行効率が抑えられる。更に、Ｙ電極６の低透過領域等によりパネル外部に放出される光量が抑えられる。

なお、リセット放電の領域を低発光層２８と低透過領域で挟まれる領域内に限定されやすくする方法として、低発光層２８の表面（図２で言えば上面）と対向する基板表面との距離を同一放電空間内の蛍光体層表面と対向する前面ガラス基板側モジュール１０の誘電体層２や保護膜層３との距離を同一放電空間内の赤色蛍光体２４等の表面との距離より短くする方法も考えられる。これを簡単に実現する方法として、赤色蛍光体２４等の表面にスクリーン印刷法を用いて低発光層２８を形成する方法が考えられる。

一方、黒以外の表示を行う場合、低発光層２８による効率低下が懸念される。しかし、サステイン放電はＸ電極５とＹ電極６の間で行われ、主な発光領域もＸ電極５とＹ電極６の間となる。したがって、低発光層２８の影響は少ない。

以上の効果により背景輝度が低減でき、一方で、サステイン放電時の発光においては輝度を悪化させないプラズマディスプレイパネルを構成することが可能となる。

以上、本発明者によってなされた発明を実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は前記の実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更が可能であることは言うまでもない。

本発明はプラズマディスプレイパネルの表示面側に施されるＹ電極及び背面側に施されるアドレス電極、蛍光体に関する発明である。本明細書ではリセット放電がＹ電極及びアドレス電極間で行われることを想定しているが、何らかの方法でＸ電極（表示電極）及びアドレス電極間で行われる場合にも本発明の適用が可能である。

プラズマディスプレイ装置に用いられるプラズマディスプレイパネルの構成を示す分解斜視図である。 本発明に関わるプラズマディスプレイパネルの一部の断面を表す図である。 本発明に関わる前面ガラス基板側モジュールの構成の一例を表す断面図である。 本発明に関わる別の前面ガラス基板側モジュールの構成の一例を表す断面図である。 本発明に関わる別の前面ガラス基板側モジュールの構成の一例を表す断面図である。 本発明に関わる別の前面ガラス基板側モジュールの構成の一例を表す断面図である。

符号の説明

１…前面ガラス基板、２…誘電体層、３…保護膜層、
５…Ｘ電極、６…Ｙ電極、１０…前面ガラス基板側モジュール、
１４…サステイン電極（透明電極）、１５…バス電極、
２０…背面ガラス基板側モジュール、２１…背面ガラス基板、２２…下地層、
２３…リブ、２４…赤色蛍光体、２５…緑色蛍光体、２６…青色蛍光体、
２７…アドレス電極、２８…低発光層、２９…低透過領域、３０…遮光電極。

Claims (8)

1. 放電空間を介して対向される一対の基板を備え、一方の基板に形成されたスキャン電極と、他方の基板側に形成されたアドレス電極との間でリセット放電を行うプラズマディスプレイパネルであって、
   前記一方の基板側に光透過率の低い低透過領域をスキャン電極と重なるように備えることを特徴とするプラズマディスプレイパネル。
2. 請求項１に記載のプラズマディスプレイパネルにおいて、前記他方の基板に蛍光体層及び蛍光体層上に設けられた低発光層を含み、
   前記低発光層は前記蛍光体層より二次電子放出係数が高いことを特徴とするプラズマディスプレイパネル。
3. 請求項２に記載のプラズマディスプレイパネルにおいて、前記アドレス電極と前記スキャン電極に挟まれた空間を前記リセット放電による放電空間とすることを特徴とするプラズマディスプレイパネル。
4. 請求項２または３に記載のプラズマディスプレイパネルにおいて、前記低発光層のプライミング電子放出量が同一放電空間内の蛍光体のそれより高いことを特徴とするプラズマディスプレイパネル。
5. 放電空間を介して対向される一対の基板を備え、一方の基板に形成されたスキャン電極と、他方の基板側に形成されたアドレス電極との間でリセット放電を行うプラズマディスプレイパネルであって、
   前記スキャン電極は、低透過領域、透明電極及びバス電極を含み、
   前記低透過領域が、前記透明電極と重なって前記一方の基板に接することを特徴とするプラズマディスプレイパネル。
6. 請求項５に記載のプラズマディスプレイパネルにおいて、前記他方の基板に蛍光体層及び蛍光体層上に設けられた低発光層を含み、
   前記低発光層は前記蛍光体層より二次電子放出係数が高いことを特徴とするプラズマディスプレイパネル。
7. 請求項６に記載のプラズマディスプレイパネルにおいて、前記アドレス電極と前記スキャン電極に挟まれた空間をリセット放電による放電空間とすることを特徴とするプラズマディスプレイパネル。
8. 請求項１ないし７のいずれか１項に記載のプラズマディスプレイパネルを含むことを特徴とするプラズマディスプレイ装置。

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