JP3587661B2 - プラズマディスプレイパネル - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、プラズマディスプレイパネル（以下ＰＤＰと称する）に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ＰＤＰは、一般に、対向する一対の基板、電極、隔壁、蛍光体層及び放電ガス等の構成要素からなる。また、一対の基板と隔壁により放電空間が区画され、放電空間内には蛍光体層と放電ガスが存在する。表示は、放電ガスから発生する真空紫外線を蛍光体層中の蛍光体により可視光に変換することにより行われている。
【０００３】
また、カラーＰＤＰの場合、赤、緑及び青の可視光に真空紫外線を変換しうる３種類の蛍光体が使用されている。
この内、緑色の蛍光体には、一般に、Ｚｎ_２ ＳｉＯ_４ ：Ｍｎのようなジンクシリケート系の蛍光体、ジンクシリケート系の蛍光体とＢａＡｌ_１２Ｏ_１９：Ｍｎ（以下、ＢＡＭ）との混合物からなる蛍光体が使用されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ＰＤＰの駆動法として、例えば図１に示すような方法が知られている。まず、全面点灯（図１（ａ）参照）、次いで全面消去（図１（ｂ）参照）を行うことによりパネル内の全セルの空間電位状態を均一する。この後、所望のセルを選択するために１ライン（以下、選択ライン）の選択電極Ｙ１毎にマイナス極性の書き込み選択電位（−Ｖ_ｙ ）を印加する。同時に他のライン（以下、非選択ライン）の非選択電極Ｙ２は選択させないように−Ｖ_ｙ より高い電位の非選択電位（Ｖ_ｓｃ）を加えた−（Ｖ_ｙ −Ｖ_ｓｃ）を印加している。
【０００５】
ここでＶ_ｓｃが十分高くないと非選択ラインでも放電が起こる。非選択ラインで放電が生じると、そのラインの非選択電極Ｙ２上にプラス電荷がたまることとなる。次に、このプラス電荷がたまった非選択ラインが選択されると、選択電位（−Ｖ_ｙ ）を印加してもアドレス電極との間で放電が生じず、表示がされない場合がある。この現象は、アドレスミスと呼ばれている。
【０００６】
アドレスミスを防ぐためのＶ_ｓｃの最小値には温度依存性があることが知られており、温度の上昇に伴いＶ_ｓｃの最小値も高くなる。このため、ＰＤＰの点灯を続けているとセル内の温度が上昇し、非選択セルの放電を抑制することができなくなり、非選択セルにおいてチラツキが生じることがある。一方、Ｖ_ｓｃを高くしすぎると、選択及び非選択セルにいずれかにかかわらず、アドレス電極Ａに沿って放電が走る、所謂偶発放電と呼ばれる現象が生じることとなる。この偶発放電は、アドレス電極に印加される電圧を制御するための駆動用ＩＣを破壊する原因となる。
【０００７】
従って、Ｖ_ｓｃは、アドレスミスが生じない範囲で、できるだけ低いことが望まれている。
しかしながら、緑色の蛍光体として使用されているジンクシリケート系の蛍光体は、Ｖ_ｓｃが他の青色及び赤色の蛍光体と比べて高いため、アドレスミスが生じる恐れがあった。また、緑色の蛍光体であるＢＡＭは、Ｖ_ｓｃを決定するチラツキは緑色ではなく青色であり、ジンクシリケート系の蛍光体よりもＶ_ｓｃを１０Ｖ以上低くできる。ところが、ＢＡＭは、輝度劣化が早く、ＢＡＭのみを緑色の蛍光体として使用することは困難であった。
【０００８】
従って、ジンクシリケート系の蛍光体を使用しつつ、Ｖ_ｓｃをアドレスミスが生じない範囲で、できるだけ低下させることが望まれていた。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
かくして本発明によれば、赤色蛍光体、青色蛍光体及び帯電性がマイナス極性のジンクシリケート系の緑色蛍光体を備え、該緑色蛍光体のみが当該蛍光体の極性をプラスにしうる膜で覆われ、これによって前記３色の蛍光体の帯電性を同極性にしてなることを特徴とするプラズマディスプレイパネルが提供される。
【００１０】
【発明の実施の形態】
本発明の発明者等は、ジンクシリケート系の蛍光体のＶ_ｓｃが、他の青色及び赤色の蛍光体と比べて高い理由を検討した。図２にＦｅを基準とした、各種蛍光体の帯電傾向を示す。また、表１に、ジンクシリケート系の蛍光体であるＺｎ_２ ＳｉＯ_４ ：Ｍｎの帯電量を、ＢＡＭ、（Ｂａ，Ｅｕ）ＭｇＡｌ_１０Ｏ_１７：Ｅｕ（青色蛍光体）、（Ｙ，Ｇｄ）ＢＯ_３ ：Ｅｕ（赤色蛍光体）の帯電量と併せて示す。
【００１１】
【表１】

【００１２】
上記図２及び表１から判るように、ジンクシリケート系の蛍光体の帯電性の極性はマイナスであり、ＢＡＭ、青色蛍光体及び赤色蛍光体とは逆になっている。このことから、ジンクシリケート系の蛍光体のＶ_ｓｃが、高い理由は帯電性の極性に問題があることが推察される。以下に、マイナス極性を有する蛍光体を使用した場合、Ｖ_ｓｃが高くなる理由について考察する。
【００１３】
図３（ａ）〜（ｃ）は、蛍光体の帯電性がマイナス極性である場合を示している。まず、全面点灯（図３（ａ）参照）、次いで全面消去（図３（ｂ）参照）を行うことによりパネル内の全セルの空間電位状態を均一にする。図３（ｂ）から判るように、蛍光体の帯電性がマイナス極性である場合、マイナスの電荷が残存しやすくなる。
【００１４】
この後、所望のセルを選択するために１ライン（以下、選択ライン）の選択電極Ｙ１毎にマイナス極性の書き込み選択電位（−Ｖ_ｙ ）を印加する。同時に他のライン（以下、非選択ライン）の非選択電極Ｙ２は選択させないように−Ｖ_ｙ より高い電位の非選択電位（Ｖ_ｓｃ）を加えた−（Ｖ_ｙ −Ｖ_ｓｃ）を印加している。
これに対して、プラス極性を有する蛍光体を使用した場合は、図１に示すように駆動することで表示が行われる。
【００１５】
ここで、蛍光体の帯電性がマイナス極性とプラス極性の駆動法の差は、全面消去後のＹ１及びＹ２電極上のプラス電荷の量の違いである。即ち、蛍光体の帯電性がプラス極性の場合、プラス電荷が３個残存しているが、蛍光体の帯電性がマイナス極性の場合、Ｙ１及びＹ２電極上ではマイナスとプラスの電荷が互いに打ち消し合い、「０」となっている。従って、プラス電荷が多い蛍光体の帯電性がプラス極性の場合の方がＶ_ｓｃが低くなることを原理的に説明することができる。このことは、蛍光体の帯電性が、プラス極性を有することが有利であることを示している。
【００１６】
本発明では、帯電量の極性がマイナスであるジンクシリケート系の蛍光体を使用し、この蛍光体の極性をプラスに変えることができる材料で蛍光体の表面に膜を積層することを特徴の１つとしている。
本発明に使用できるジンクシリケート系の蛍光体としては、Ｚｎ_２ ＳｉＯ_４ ：Ｍｎ、Ｚｎ_２ ＳｉＯ_４ ：Ａｓ、Ｚｎ_２ ＧｅＯ_４ ：Ｍｎ、Ｚｎ_２ ＧａＯ_４ ：Ｍｎ等が挙げられる。またこれら蛍光体は組み合わせて使用してもよい。
【００１７】
更に、他の蛍光体を混合してもよい。他の蛍光体としては、ＢＡＭ、ＬａＰＯ_４ ：Ｔｂ、ＺｎＳ：（Ｃｕ，Ａｌ）、ＺｎＳ：（Ａｕ，Ｃｕ，Ａｌ）、（Ｚｎ，Ｃｄ）Ｓ：（Ｃｕ，Ａｌ）、Ｙ_３ Ａｌ_５ Ｏ_１２：Ｃｅ、Ｇｄ_２ Ｏ_２ Ｓ：Ｔｂ、Ｙ_３ Ａｌ_５ Ｏ_１２：Ｔｂ、ＺｎＯ：Ｚｎ等が挙げられる。この内、ＢＡＭ、ＬａＰＯ_４ ：Ｔｂ、ＺｎＳ：（Ｃｕ，Ａｌ）、Ｙ_３ Ａｌ_５ Ｏ_１２：Ｃｅ、Ｇｄ_２ Ｏ_２ Ｓ：Ｔｂ、Ｙ_３ Ａｌ_５ Ｏ_１２：Ｔｂが好ましい。
【００１８】
ここで、ジンクシリケート系の蛍光体と他の蛍光体を混合する場合、ジンクシリケート系の蛍光体は、使用する蛍光体の種類によっても相違するが、蛍光体全量中に、６０重量％以上の割合で含まれていることが好ましい。
蛍光体層の形成方法は、特に限定されず、公知の方法をいずれも使用することができる。例えば、蛍光体を含むペーストを所望部分に塗布した後、焼成することにより形成することができる。ここで、ペーストには、粘度調節のために樹脂、溶剤等を添加してもよい。
【００１９】
使用できる樹脂としては、当該分野で公知の樹脂をいずれも使用することができる。具体的には、エチルセルロース、ニトロセルロース、アクリル樹脂、ポリビニルアルコール等が挙げられ、更に感光性樹脂等を含んでいてもよい。一方、溶剤としては、アルコール類、テルピネオール、ブチルカルビトールアセテート（ＢＣＡ）、ブチルカルビトール、トルエン、酢酸ブチル等が挙げられる。
【００２０】
上記ペーストは、スクリーン印刷法、ドクターブレード法、スロットコーター法、バーコーター法等の公知の方法により蛍光体層形成面上に塗布される。この後、塗布されたペーストを焼成することにより蛍光体層を形成することができる。なお、感光性樹脂を含むペーストを使用した場合は、塗布・露光・現像・焼成することにより所望領域に蛍光体層を形成することも可能である。
【００２１】
次に、蛍光体層上には、その極性をプラスにしうる膜が積層されている。極性をプラスにしうる膜としては、Ａｌ_２ Ｏ_３ 、ＭｇＯ、ＢａＯ、ＺｎＯ等が挙げられる。この膜は、蛍光体の極性をプラスすることができさえすれば、蛍光体層上に部分的に積層されていてもよく、完全に覆っていてもよい。極性をプラスにしうる膜の積層方法としては、特に限定されることなく、公知の方法をいずれも使用することができる。例えば、蒸着法、焼成法等が挙げられる。ここで、極性をプラスにしうる膜は、蛍光体に対して、０．１〜０．５重量％の割合となるように蛍光体層上に積層することが好ましい。なお、極性をプラスにしうる膜はＡｌ_２ Ｏ_３ が特に好ましい。
【００２２】
次に、本発明の蛍光体層を有するＰＤＰの一例を図４を参照しながら説明する。なお、図４の構成は一例であり、本発明はこれに限定されることなく、蛍光体層を有するＰＤＰであれば、ＡＣ型、ＤＣ型等どのような形式のＰＤＰにも適用することができる。
図４は、一般的な間接放電形式（ＡＣ型）の面放電型ＰＤＰに対応する概略斜視図であり、蛍光体層の配置形態による分類では、反射型に属し、かつ３電極構造のＰＤＰを示している。
【００２３】
図４のＰＤＰ１は、一対の基板１１と２１が対向して配置されている。基板としては、ガラス基板、石英基板、シリコン基板等を使用することができる。基板１１には、表示電極ＸとＹが画面の水平方向のセル列であるラインＬ毎に平行に一対ずつ形成され、表示電極ＸとＹを覆うように基板１１上に壁電極によって放電を維持する交流（ＡＣ）駆動用の誘電体層１７が形成され、更に誘電体層１７上に保護膜１８が形成されている。誘電体層は、一般に低融点ガラスペーストを塗布・焼成することにより形成することができ、その厚さは約７０００Åである。また、保護膜は、一般にＭｇＯ等からなる。
【００２４】
一方、基板２１は下地層２２で被覆され、下地層２２上には、平面的に見て表示電極ＸとＹに直交する位置に複数のストライプ状のアドレス電極Ａが形成され、該アドレス電極Ａを覆うように基板２１上に誘電体層２４が積層されている。ここでアドレス電極は、Ａｇ、Ａｕ、Ａｌ、Ｃｕ、Ｃｒ及びそれらの積層体（例えばＣｒ／Ｃｕ／Ｃｒ）等から構成され、スパッタ法、蒸着法等の成膜法とエッチング法を組み合わせることにより、所望本数、厚さ、幅及び間隔で形成することができる。
【００２５】
更に、隣接するアドレス電極Ａ間かつ該アドレス電極Ａと平行になるように複数のストライプ状の隔壁２９が形成されている。隔壁２９は、サンドブラスト法、印刷法、フォトエッチング法等により形成することができる。
次いで、隣接する隔壁２９の側面及びアドレス電極Ａ上には蛍光体層２８Ｒ，２８Ｇ及び２８Ｂが形成されている。次に、３０は放電空間を示し、表示電極ＸとＹの延伸方向に単位発光領域毎に区画され、かつその間隙寸法が規定されている。なお、放電空間３０には、所望の放電ガスが封入されている。
【００２６】
ＰＤＰ１は、図４のように１つの画素に対応する３つの単位発光領域のそれぞれにおいて、表示電極Ｙとアドレス電極Ａとの交差部に表示又は非表示を選択するための選択放電セルが確定されている。また、表示電極ＸとＹの間に主放電セルが画定されている。
ここで、蛍光体層２８Ｒ，２８Ｇ及び２８Ｂは、面放電により生じるイオンによる衝撃を避けるために、表示電極ＸとＹと反対側の基板２１上の隔壁２９間に設けられている。この蛍光体層２８Ｒ，２８Ｇ及び２８Ｂは、主放電セルの面放電により生じる真空紫外線を可視光に変換することによって発光する。蛍光体層２８Ｒ，２８Ｇ及び２８Ｂで発光した光は、誘電体層１７及び基板１１を透過して外部へ射出される。つまり、ＰＤＰ１では、基板１１の外面が表示面となる。
【００２７】
表示電極ＸとＹは、蛍光体層２８Ｒ，２８Ｇ及び２８Ｂに対して表示面側に配置されるので、面放電を広範囲とし、かつ表示光の遮光を最小限とするために、幅の広い透明電極（サスティン電極）４１とその導電性を補うための幅の狭い金属電極（バス電極）４２とから構成されている。サスティン電極は、例えばＩＴＯ（酸化インジウム＋酸化スズ）やネサ（酸化スズ）等の酸化金属から構成され、蒸着等の成膜法とエッチング法を組み合わせることにより、所望の本数、厚さ、幅及び間隔で形成することができる。一方、バス電極は、Ａｇ、Ａｕ、Ａｌ、Ｃｕ、Ｃｒ及びそれらの積層体（例えばＣｒ／Ｃｕ／Ｃｒ）等から構成され、スパッタ法、蒸着法等の成膜法とエッチング法を組み合わせることにより、所望本数、厚さ、幅及び間隔で形成することができる。
【００２８】
上記のようにＰＤＰ１は表示電極ＸとＹを覆い、放電を維持するための誘電体層１７をもつ基板１１（前面基板）と、放電空間３０を区画するための隔壁２９をもつ基板２１（背面基板）の２枚の基板を貼り合わせることにより構成されている。
次に、ＰＤＰ１に適用することができる駆動方法の一例を説明する。
【００２９】
図５はフレーム分割の模式図であり、図６は駆動シーケンスを示す電圧波形図である。
セルの発光の２値制御によって階調表現を行うために、外部からの入力画像である時系列の各フレームＦを、例えば６個のサブフレームｓｆ１，ｓｆ２，ｓｆ３，ｓｆ４，ｓｆ５，ｓｆ６に分割する。各サブフレームｓｆ１〜ｓｆ６における輝度の相対比率が１：２：４：８：１６：３２となるように重み付けをして、各サブフレームｓｆ１〜ｓｆ６のサスティンの発光回数を設定する。サブフレーム単位の発光の有無の組み合わせでＲＧＢの各色毎にレベル「０」〜「６３」の６４段階の輝度設定を行うことができるので、表示可能な色の数は６４^３ となる。なお、サブフレームｓｆ１〜ｓｆ６を輝度の重みの順に表示する必要はない。例えば重みの大きいサブフレームｓｆ６を表示期間の中間に配置するといった最適化を行うことができる。
【００３０】
図６のように、各サブフレームｓｆ１〜ｓｆ６に対して、リセット期間ＴＲ、アドレス期間ＴＡ及びサスティン期間ＴＳを割り当てる。リセット期間ＴＲ及びアドレス期間ＴＡの長さは輝度の重みに係わらず一定であるが、サスティン期間ＴＳの長さは輝度の重みが大きいほど長い。つまり、各サブフレームｓｆ１〜ｓｆ６の表示期間の長さは互いに異なる。
【００３１】
リセット期間ＴＲは、それ以前の点灯状態の影響を防ぐため、画面全体の壁電荷の消去（初期化）を行う期間である。全てのライン（ライン数はｎ）のサスティン電極Ｘに波高値が面放電開始電圧を越える正極性のリセットパルスＰｗを印加し、同時に背面側の帯電とイオン衝撃を防ぐために全てのアドレス電極Ａに正極性のパルスを印加する。リセットパルスＰｗの立ち上がりに呼応して全てのラインで強い面放電が生じ、セル内に多量の壁電荷が生じる（全面点灯）。壁電圧と印加電圧との相殺によって実効電圧が下がる。リセットパルスＰｗが立ち下がると、壁電圧がそのまま実効電圧となって自己放電が生じ、全てのセルにおいてほとんどの壁電荷が消失し、画面全体が一様な非帯電状態となる（全面消去）。
【００３２】
アドレス期間ＴＡは、アドレッシング（点灯／非点灯の設定）を行う期間である。サスティン電極Ｘを接地電位に対して正電位にバイアスし、全てのサスティン電極Ｙを負電位にバイアスする。この状態で、先頭のラインから１ラインずつ順に各ラインを選択し、該当するサスティン電極Ｙに負極性のスキャンパルスＰｙを印加する。ラインの選択と同時に、サブフレームデータＤｓｆが示す点灯すべきセルに対応したアドレス電極Ａに対して正極性のアドレスパルスＰａを印加する。選択されたラインにおいて、アドレスパルスＰａの印加されたセルでは、サスティン電極Ｙとアドレス電極Ａとの間で対向放電が起こり、それが面放電に移行する。これら一連の放電がアドレス放電である。サスティン電極ＸがアドレスパルスＰａと同極性の電位にバイアスされているので、そのバイアスでアドレスパルスＰａが打ち消され、サスティン電極Ｘとアドレス電極Ａとの間では放電は起きない。
【００３３】
サスティン期間ＴＳは、階調レベルに応じた輝度を確保するため、全てのアドレス電極Ａを正極性の電位にバイアスし、最初に全てのサスティン電極Ｙに正極性のサスティンパルスＰｓを印加する。サスティンパルスＰｓの印加毎に、アドレス期間ＴＡにおいて壁電荷の蓄積したセルで面放電が生じる。サスティンパルスＰｓの印加周期は一定であり、輝度の重みに応じて設定された個数のサスティンパルスＰｓが印加される。
【００３４】
なお、上記駆動方法は、一例であって、本発明この駆動方法に限定されるものではない。
【００３５】
【発明の効果】
本発明のＰＤＰによれば、蛍光体層の極性をプラス極性にしうる被覆膜が積層されているので、ジンクシリケート系の蛍光体を使用しつつ、Ｖ_ｓｃをアドレスミスが生じない範囲で、できるだけ低下させることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】ＰＤＰの駆動法の概略説明図である。
【図２】各種蛍光体の帯電傾向を示す図である。
【図３】ＰＤＰの駆動法の概略説明図である。
【図４】ＰＤＰの概略斜視図である。
【図５】本発明のＰＤＰの駆動法の概略説明図である。
【図６】本発明のＰＤＰの駆動法の概略説明図である。
【符号の説明】
１ ＰＤＰ
１１、２１ 基板
１７、２４ 誘電体層
１８ 保護膜
２２ 下地層
２８Ｒ，２８Ｇ，２８Ｂ 蛍光体層
２９ 隔壁
３０ 放電空間
４１ 透明電極
４２ 金属電極
Ａ アドレス電極
Ｄ 表示面
Ｘ、Ｙ 表示電極
Ｌ ライン
Ｙ１ 選択電極
Ｙ２ 非選択電極

Claims (2)

1. 赤色蛍光体、青色蛍光体及び帯電性がマイナス極性のジンクシリケート系の緑色蛍光体を備え、該緑色蛍光体のみが当該蛍光体の極性をプラスにしうる膜で覆われ、これによって前記３色の蛍光体の帯電性を同極性にしてなることを特徴とするプラズマディスプレイパネル。
2. 蛍光体の極性をプラスにしうる膜が、Ａｌ₂Ｏ₃、ＭｇＯ、ＢａＯ又はＺｎＯからなる請求項１のプラズマディスプレイパネル。

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