JP2011060528A - プラズマディスプレイパネル - Google Patents

Abstract

【課題】エージングを効率よく必要なところに行い、極力少なくすることによって寿命の長いパネルとそのエージング方法を提供する。
【解決手段】本発明のプラズマディスプレイパネルは、放電ギャップを介して配した複数の表示電極対と、表示電極対を覆うように誘電体層を形成し、誘電体層上に保護層を形成したプラズマディスプレイパネルにおいて、少なくとも表示電極間に電圧を印加して保護層上に放電痕を生じるエージング放電を行い、表示電極上の放電痕よりも放電ギャップ上の放電痕を深く形成したことを特徴とする。
【選択図】図５

Description

本発明は、画像表示に用いられるプラズマディスプレイパネルに関する。

プラズマディスプレイパネル（以下、ＰＤＰと記す）は、ＰＤＰ装置の画像を表示する部分であり、前面板と背面板とで構成されている。前面板は、ガラス基板上に形成されたストライプ状の透明電極と金属バス電極とからなる表示電極と、表示電極を覆う誘電体層と、保護層とで構成されている。一方背面板は、ガラス基板上に形成されたストライプ状のアドレス電極と、アドレス電極を覆う下地誘電体層と、下地誘電体層上に形成された隔壁と、各隔壁間に形成された蛍光体層とで構成されている。

前面板と背面板とは、それらの周囲部に形成された封着材によって封着されている。そして、封着によってできる前面板と背面板との隙間には、ネオンやキセノンなどからなる放電ガスが封入されている。

このような構成のＰＤＰは、表示電極に印加された電圧で放電ガスが放電し、その放電によって発生する紫外線で蛍光体層が発光することで画像表示を行う。

ＰＤＰは、いわゆる３原色（赤色、緑色、青色）を加法混色することにより、フルカラー表示を行う。このフルカラー表示を行うためにＰＤＰは、３原色である赤色、緑色、青色に発光する蛍光体層を備えている。各色の蛍光体層は各色の蛍光体材料が積層されて構成されている。

また、組み立てられたばかりのパネルは一般的に放電電圧が高く、放電自体も不安定であるため、パネル製造工程においてエージングを行い放電特性を均一化かつ安定化させている。このようなエージング方法としては、表示電極間、すなわち走査電極−維持電極間に交番電圧成分を含む電圧として逆位相の矩形波を長時間にわたり印加する方法がとられてきた。具体的には、エージング時間を短縮するためにインダクタを介して矩形波をパネルの電極に印加する方法（特許文献１参照）や、走査電極−維持電極間に極性の異なるパルス状の電圧を印加する面放電エージングの後に、連続して、走査電極および維持電極とデータ電極の間に極性の異なるパルス状の電圧を印加して対向放電する方法（特許文献２参照）等が提案されている。

特開平７−２２６１６２号公報 特開２００２−２３１１４１号公報

しかしながらこのエージング工程は放電によって保護層にダメージを与えるいわゆるスパッタリング効果（以下、単にスパッタとする）を伴う。このため、必要以上のエージングによって必要以上のスパッタが行われると、保護層が薄くなり、結果的に誘電体を保護する機能の効果を発揮する期間を縮め、ＰＤＰの画像表示装置としての寿命が短くなってしまうという問題があった。

本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、エージングを必要なところに行い、極力少なくすることによって寿命の長いＰＤＰを提供することを目的とする。

上記課題を解決するため本発明のＰＤＰは、放電ギャップを介して配した複数の表示電極対と、表示電極対を覆うように誘電体層を形成し、誘電体層上に保護層を形成したＰＤＰにおいて、少なくとも表示電極間に電圧を印加して保護層上に放電痕を生じるエージング放電を行い、表示電極上の放電痕よりも放電ギャップ上の放電痕を深く形成したことを特徴とする。

以上のように本発明によれば、エージングによって最低限の放電痕を形成しているので、寿命の長いパネルを提供することが可能となる。

本発明の実施の形態におけるＰＤＰの構造を示す分解斜視図 本発明の実施の形態におけるＰＤＰの電極配列図 本発明の実施の形態におけるＰＤＰのエージング処理後の放電痕を模式的に示した図 エージング電圧波形およびそれに伴う放電の発光波形の一例を示す図 エージングに伴う複数の発光のそれぞれが放電セルの中のどのような放電に対応しているか模式的に示した図

（実施の形態）
図１は本発明の実施の形態におけるＰＤＰの構造を示す分解斜視図である。図１に示すように、ＰＤＰ１００は、対向配置された前面板と背面板との間に多数の放電セルが形成されている。

前面板は、ガラス製の前面基板１上に１対の走査電極２と維持電極３とからなる表示電極が互いに平行に複数対形成されている。この走査電極２および維持電極３は、走査電極２−維持電極３−維持電極３−走査電極２の配列で繰り返すパターンで形成されている。そして、それら表示電極を覆うように誘電体層４およびＭｇＯからなる保護層５が形成されている。走査電極２および維持電極３は、それぞれＩＴＯ、ＳｎＯ₂、ＺｎＯ等の導電性金属酸化物からなる透明電極２ａ、３ａ上にＡｇからなるバス電極２ｂ、３ｂを形成することにより構成されている。

背面板は、ガラス製の背面基板６上に、複数の互いに平行なＡｇを主成分とする導電性材料からなるデータ電極７を形成し、そのデータ電極７を覆うように誘電体層８を形成するとともに、さらにその上に井桁状の隔壁９を形成し、そして誘電体層８の表面と隔壁９の側面とに、赤、緑、青各色の蛍光体層１０を形成することにより構成されている。

そして、走査電極２および維持電極３とデータ電極７とが立体交差するように、前面板と背面板とが対向配置されて周辺部が密封され、内部の放電空間に放電ガスを封入することによりパネルが構成されている。

図２は本発明の実施の形態におけるＰＤＰの電極配列図である。行方向に長いｎ本の走査電極２（Ｙ１、Ｙ２、Ｙ３・・・Ｙｎ）およびｎ本の維持電極３（Ｘ１、Ｘ２、Ｘ３・・・Ｘｎ）が配列され、列方向に長いｍ本のデータ電極Ａ１・・・Ａｍが配列されている。そして、１対の走査電極２（Ｙ１）および維持電極３（Ｘ１）と１つのデータ電極Ａ１とが交差した部分に放電セル１８が形成され、放電セル１８は放電空間内にｍ×ｎ個形成されている。

そしてこれらの電極のそれぞれは、前面板、背面板の画像表示領域外の周辺端部に設けられた接続端子それぞれに接続されている。ここで各放電セル１８に対して走査電極２と維持電極３とがつくるギャップを放電ギャップ２０と呼び、放電セル間のギャップ、すなわち走査電極２と１つ隣の放電セルに属する走査電極２がつくるギャップを隣接ギャップ２１と呼ぶ。

図３は、本発明の実施の形態におけるパネルのエージング処理後にパネルを割り、保護層表面において観察した放電痕（エージング時のスパッタ痕）を模式的に表した図であり、斜線部がスパッタ痕を示しており斜線の濃淡は放電痕の深さを示す（濃い色ほど深くなる）。このように走査電極２や維持電極３上の放電痕は浅く、放電ギャップ付近の放電痕は深くなっていることが特徴である。

なお、上述したようにエージングによって保護層５表面がスパッタされるがその量はごくわずかであり、したがって、エージングによって生じる放電痕を通常の光学顕微鏡で観察することは一般に難しい。これら放電痕の観察には物質の表面状態に敏感に反応する走査電子顕微鏡（ＳＥＭ）が適している。ＳＥＭは、電子ビームを観察するサンプル表面上で走査し、サンプル表面から放出される２次電子像を観察する。

保護層を構成するＭｇＯ膜の表面には、成膜直後に数十ｎｍ〜１００ｎｍほどの凹凸が有り、エージングによって保護層表面がスパッタされると、この微小な凹凸がなめらかになっていく。つまり、ＳＥＭでは平坦な部分よりは傾斜面や突起部分でサンプル表面より出てくる２次電子量が多くなるため、ＳＥＭによる２次電子像では、エージングで良くスパッタされた保護層表面は暗く、スパッタされていない、あるいはスパッタの弱いところは明るく見える。そのため、図３に示す放電痕は、ＳＥＭを使用することにより観察できる。ただし、保護層５は絶縁体であるため、ＳＥＭ観察する際は、表面にプラチナや金の薄膜コーティングし、チャージアップを防止する必要があることはいうまでもない。

本発明の実施の形態において、図３に示すように走査電極２と維持電極３上と放電ギャップ付近の放電痕深さを変化させる理由は以下の通りである。初期化放電、書き込み放電、維持放電を３電極ＰＤＰの一連の実駆動において、動作電圧と関係するのは、書き込み放電と維持放電である。先ず、維持放電は、走査電極２と維持電極３間に矩形電圧パルスを印加して放電を発生させるため、放電ギャップ２０近傍の両電極間で放電が発生する。よって維持放電における放電開始電圧を低減し安定化させるためには放電ギャップ２０付近を十分スパッタされている必要がある。さもないとパネルを動作させた時の維持放電によって、エージングの時と同様に保護層表面のスパッタが行われ、このスパッタによる保護層表面の形状変化が維持放電電圧の変動として現れ、表示特性に悪影響を与えてしまうからである。

一方、書き込み放電は、走査電極２とデータ電極７間で発生する。そのため、パネル動作の中で書き込み時の駆動電圧を変動なく安定にするためには、データ電極７と対向する走査電極２側の領域全面をエージングし、走査電極２側全面を均一にスパッタした放電痕とすることが望ましい。しかし、本発明の目的である寿命の長いパネルを提供するためには、必要以上のスパッタを軽減する方法として、書き込み時の放電に支配的である場所を効率よくスパッタすることが必要である。書き込み放電のより支配的な場所は、走査電極２の上から少し放電ギャップ側にシフトした書き込み放電中心部２２を中心として書き込み放電が発生する。

したがって維持、書き込みの両方の放電を共に安定化させるためには放電ギャップ付近の放電痕を深くすることが望ましい。

以上のように必要な領域について最小限のエージングを行うことで、保護層５のスパッタを最小限にとどめるのでパネルの寿命を延ばすことができ、加えて、エージングに要する時間を短縮し、電力効率を上げることもできる。

図４（ａ）、（ｂ）は、エージング波形発生部で作成された走査電極２と維持電極３の印加電圧波形を示している。また、図４（ｃ）、（ｄ）はこのときのパネルの走査電極２と維持電極３における電圧波形を模式的に示している。図４（ｅ）はパネルの発光をフォトセンサで検出した発光波形の一例を示す図であり、この例では維持電極３との接近した放電発光１、発光２および発光４とそこから少し離れた発光３の４つの放電からなっている。このようにエージング時の放電はそれぞれが１つの放電ではなく複数の放電の集合であることがわかる。詳細については後述するが、エージング波形の振幅を調節しこれらの発光のうち１番目の発光１の発光強度を最大になるエージング条件を十分に設けることが必要である。

図５は、エージングに伴う複数の発光にそれぞれが放電セルの中のどのような放電に対応しているのかを模式的に示した図である。走査電極２と維持電極３の間に電圧が印加されると、まず１番目の発光１に対応する最初の放電が放電ギャップ２０近傍で発生し、放電ギャップ２０近傍の壁電荷を反転しつつ一旦停止に向かう。しかし電極間に印加される電圧は依然増加中であるから、今度は電荷反転が起こった領域の外側の領域で２番目の発光２および発光４に対応する２番目の放電が起こり、そこで電荷を反転しつつ一旦停止に向かう。２番目の放電からさらに遅れてもう一つの発光３を示しているが、これは図４（ｃ）、（ｄ）に示したようにエージング電圧波形に重畳しているリンギングに伴う消去放電である。消去放電はエージング放電とは逆方向の放電であり壁電荷を減少させるので、次に発生する放電、すなわち次の１番目の放電を弱める働きがある。

以上の結果から放電ギャップ付近の放電痕を深くするためには、１番目の放電を強くする必要がある。すなわち、本実施の形態においては、２、３番目の発光が大きすぎる場合に振幅を減少させるようなエージング電圧波形の振幅を制御する必要がある。このためには、エージング工程に使用する回路のリンギングを極力抑え、１番目の放電を強くするよう印加電圧を大きくするなどの手法がある。しかし、エージング全工程の条件を１番目の放電のみでは、走査電極２、維持電極３上の保護層５はまったくスパッタされない状態になるため、エージング条件を途中の段階を切り替えるなどし、調整が必要である。

以上説明したように、ＡＣ型３電極ＰＤＰは大きく２つの放電モードである維持放電、書き込み放電に対してエージングを行う必要があるが、最小限のエージングを行うことによって図３に示すような理想的な放電痕が保護層５上に形成される。その結果、寿命の長いパネルを提供することができる。

本発明のパネルは、エージングによって最低限の放電痕を形成しているので、画像表示時の寿命の長いＰＤＰを提供することができ有用である。

１ 前面基板
２ 走査電極
２ａ、３ａ 透明電極
３ 維持電極
４ 誘電体層
５ 保護層
６ 背面基板
７ データ電極
８ 誘電体層
９ 隔壁
１０ 蛍光体層
１８ 放電セル
２０ 放電ギャップ
２１ 隣接ギャップ
２２ 書き込み放電中心部
１００ ＰＤＰ

Claims (1)

1. 放電ギャップを介して配した複数の表示電極対と、前記表示電極対を覆うように誘電体層を形成し、前記誘電体層上に保護層を形成したプラズマディスプレイパネルにおいて、
   少なくとも前記表示電極間に電圧を印加して前記保護層上に放電痕を生じるエージング放電を行い、前記表示電極上の放電痕よりも前記放電ギャップ上の放電痕を深く形成したことを特徴とするプラズマディスプレイパネル。

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