JP4114384B2 - プラズマ表示装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、プラズマ表示装置に係り、さらに詳しくは、輝度およびコントラストを向上させることが可能であり、しかもアドレス放電の安定化および低電圧化を図り、画質の向上および消費電力の低減が可能で、長寿命なプラズマ表示装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
現在主流の陰極線管（ＣＲＴ）に代わる画像表示装置として、平面型（フラットパネル形式）の表示装置が種々検討されている。このような平面型の表示装置として、液晶表示装置（ＬＣＤ）、エレクトロルミネッセンス表示装置（ＥＬＤ）、プラズマ表示装置（ＰＤＰ：プラズマ・ディスプレイ）を例示することができる。中でも、プラズマ表示装置は、大画面化や広視野角化が比較的容易であること、温度、磁気、振動等の環境要因に対する耐性に優れること、長寿命であること等の長所を有し、家庭用の壁掛けテレビの他、公共用の大型情報端末機器への適用が期待されている。
【０００３】
プラズマ表示装置は、希ガスから成る放電ガスを放電空間内に封入した放電セルに電圧を印加して、放電ガス中でのグロー放電に基づき発生した紫外線で放電セル内の蛍光体層を励起することによって発光を得る表示装置である。つまり、個々の放電セルは蛍光灯に類似した原理で駆動され、放電セルが、通常、数十万個のオーダーで集合して１つの表示画面が構成されている。プラズマ表示装置は、放電セルへの電圧の印加方式によって直流駆動型（ＤＣ型）と交流駆動型（ＡＣ型）とに大別され、それぞれ一長一短を有する。
【０００４】
ＡＣ型プラズマ表示装置は、表示画面内で個々の放電セルを仕切る役割を果たす隔壁を、たとえばストライプ状に形成すればよいので、高精細化に適している。しかも、放電のための電極の表面が誘電体層で覆われているので、かかる電極が磨耗し難く、長寿命であるといった長所を有する。ＡＣ型プラズマ表示装置の一例として、たとえば特開平５−３０７９３５号公報、あるいは特開平９−１６０５２５号公報に示すプラズマ表示装置が例示される。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、従来のプラズマ表示装置においては、表示画面における輝度やコントラストを、より一層、向上させることが求められていると共に、アドレス放電の不安定などに起因して十分な画質が得られにくいと言う課題がある。
すなわち、従来のプラズマ表示装置においては、１画素当たりに、一対の放電維持電極が配置され、対となる放電維持電極間の放電ギャップは、１画素当たりに単一で形成される。このことから、１画素内で、放電ギャップから離れた場所での発光強度が低下し、輝度に悪影響を与えていたと考えられる。
【０００６】
また、放電維持電極は、一般に透明電極で構成され、抵抗値を下げることには限界がある。そこで、透明電極の抵抗値を下げるために、透明電極には、たとえば金属で構成されるバス電極が接続されている。しかしながら、バス電極は、一般に遮光性であるために、輝度を向上させるためには、バス電極の幅は、細いことが好ましい。ところが、バス電極の幅を細くすると、放電維持電極の抵抗が高くなり、電圧降下や信号伝達の遅延による画質劣化が発生する。これを防止するために、バス電極の幅を広くすると、発光の開口率が下がり、輝度が低下することになる。
【０００７】
また、従来のプラズマ表示装置では、外光反射や、外光に対する蛍光体の励起により、明室におけるコントラストの低下が問題となっている。その改善策として、画素の境界にブラックマトリックスを形成する方法が採用されているが、ブラックマトリックスの形成による工程の増大や、放電への悪影響が新たな問題として発生するおそれがある。
【０００８】
さらに、アドレス放電においては、放電維持電極とアドレス電極との容量比によって電位が変化するため、放電維持電極の容量を、アドレス放電に適した電極容量とすることが望ましい。しかしながら、従来の電極構造では、放電維持電極の容量を独立に設定することができない。そのため、アドレス放電が不安定になり、画質劣化の原因となっていた。
【０００９】
本発明は、このような実状に鑑みてなされ、本発明の目的は、輝度およびコントラストを向上させることが可能であり、しかもアドレス放電の安定化および低電圧化を図り、画質の向上および消費電力の低減が可能で、長寿命なプラズマ表示装置を提供することである。
【００１０】
【課題を解決するための手段および作用】
上記目的を達成するために、本発明に係るプラズマ表示装置は、第１基板と、第１基板の内側に対向して配置され、間に密封された放電空間を形成する第２基板と、第１基板の内側に形成される複数対の放電維持電極と、放電維持電極に対して放電空間を介して平面側から見て交差するように、第２基板の内側に形成される複数のアドレス電極と、を有するプラズマ表示装置であって、対を成す放電維持電極の間に形成される放電ギャップが、１画素内に２つ以上形成してあり、対を成す放電維持電極の内の一方の放電維持電極が、１画素の境界に配置され、１画素の境界に配置してある放電維持電極の低抵抗化を図るためのバス電極が、画素の境界にないバス電極に比べ幅を広く形成され、かつブラックマトリックスの少なくとも一部として機能することを特徴とする。
【００１１】
本発明に係るプラズマ表示装置では、１画素当たりに、２つ以上の放電ギャップを有する。このため、本発明では、１画素内での発光輝度が向上する。放電ギャップの近傍において、発光輝度が最も高くなるからである。
【００１２】
また、本発明のプラズマ表示装置では、対を成す前記放電維持電極の内の一方の放電維持電極が、前記１画素の境界に配置してある。また、前記１画素の境界に配置してある放電維持電極の低抵抗化を図るためのバス電極が、ブラックマトリックスの少なくとも一部として機能する。バス電極は、たとえばクロム（またはクロム合金）などの金属で構成され、遮光性を有すると共に、表示面側から見て黒色であり、ブラックマトリックスとしての機能を有する。その結果、工程の増大や放電への悪影響無しに、明室での表示画面におけるコントラストの向上を図ることができる。
【００１３】
また、画素の境界に配置されるバス電極は、その幅を広くしても、画素の開口率を低下させないために、バス電極の低抵抗化、すなわち放電維持電極の低抵抗化を図ることができ、画質ムラなどが無くなり、画質が向上する。
【００１４】
好ましくは、対を成す前記放電維持電極の内の他方の放電維持電極が、前記１画素の略中央に配置してある。
【００１５】
好ましくは、前記１画素の略中央に配置してある放電維持電極が、アドレス放電時に走査されるスキャン側放電維持電極であり、
前記１画素の境界に配置してある放電維持電極が、共通電位が与えられるコモン側放電維持電極である。
【００１６】
１画素の略中央に配置してある放電維持電極が、アドレス放電時に走査されるスキャン側放電維持電極であることにより、スキャン側放電維持電極と、アドレス電極とが、画素（単位発光領域）の中心で交差するため、アドレス放電が安定化する。
【００１７】
好ましくは、対を成す前記放電維持電極が、相互に非対称な電気容量を有する。好ましくは、対を成す前記放電維持電極が、相互に非対称な面積を有する。すなわち、アドレス電極の容量に対応して、スキャン側放電維持電極の容量を調節して設計することで、アドレスパルス電圧を下げることができ、結果として画質が向上する。また、スキャン側放電維持電極の容量の最適化により、放電電流を抑制し、消費電流の低減を図り、プラズマ表示装置の寿命を延ばすことが可能になる。
【００１８】
好ましくは、前記画素を平面側から見て、隣接する画素間には、前記放電空間を仕切る隔壁が形成してある。好ましくは、前記画素を平面側から見て、平面における所定の第１のＸ方向と、当該Ｘ方向に対して略直交する第２のＹ方向とで、隣接する画素間に、前記隔壁が、ワッフル状に形成してある。
【００１９】
前記隔壁を形成することで、隔壁にブラックマトリックスの機能を持たせることも可能である。特に、ワッフル状の隔壁の場合には、画素の全周を囲むブラックマトリックスを実現することができる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を、図面に示す実施形態に基づき説明する。
図１は本発明の一実施形態に係るプラズマ表示装置の要部概略分解斜視図、
図２は図１に示すアドレス電極と放電維持電極との関係を示す平面図、
図３は図２に示す１画素の拡大図、
図４は本発明の他の実施形態に係るプラズマ表示装置における隔壁とアドレス電極と放電維持電極との関係を示す平面図である。
【００２１】
プラズマ表示装置の全体構成
まず、図１に基づき、交流駆動型（ＡＣ）型プラズマ表示装置（以下、単に、プラズマ表示装置と呼ぶ場合がある）の全体構成について説明する。
【００２２】
図１に示すＡＣ型プラズマ表示装置２は、フロントパネルに相当する第１パネル１０と、リアパネルに相当する第２パネル２０とが貼り合わされて成る。第２パネル２０上の蛍光体層２５Ｒ，２５Ｇ，２５Ｂの発光は、第１パネル１０を通して観察される。すなわち、第１パネル１０が、表示面側となる。
【００２３】
第１パネル１０は、透明な第１基板１１と、第１基板１１上に相互に略平行に第１方向Ｘに沿ってストライプ状に設けられ、透明導電材料から成る複数対の放電維持電極１２ａ，１２ｂと、放電維持電極１２ａ，１２ｂのインピーダンスを低下させるために設けられ、放電維持電極１２ａ，１２ｂよりも電気抵抗率の低い材料から成るバス電極１３ａ，１３ｂと、バス電極１３ａ，１３ｂおよび放電維持電極１２ａ，１２ｂ上を含む第１基板１１上に形成された誘電体層１４と、その上に形成された保護層１５とから構成されている。なお、保護層１５は、必ずしも形成されている必要はないが、形成されていることが好ましい。
【００２４】
一方、第２パネル２０は、第２基板２１と、第２基板２１上に第２方向Ｙ（第１方向Ｘと略直角）に沿ってストライプ状に且つ相互に略平行に設けられた複数のアドレス電極（データ電極とも呼ばれる）２２と、アドレス電極２２上を含む第２基板２１上に形成された絶縁体膜（図示省略）と、絶縁体膜上に形成された絶縁性の隔壁２４と、絶縁体膜上から隔壁２４の側壁面上に亘って設けられた蛍光体層とから構成されている。蛍光体層は、赤色蛍光体層２５Ｒ、緑色蛍光体層２５Ｇ、および青色蛍光体層２５Ｂから構成されている。
【００２５】
図１は、表示装置の一部分解斜視図であり、実際には、第２パネル２０側の隔壁２４の頂部が、第３方向Ｚ（第１方向Ｘおよび第２方向Ｙに直交する方向）で第１パネル１０側の保護層１５に当接している。蛍光体層２５Ｒ，２５Ｇ，２５Ｂが形成された隔壁２４と保護層１５とによって囲まれた放電空間４内には、放電ガスが封入されている。第１パネル１０と第２パネル２０とは、それらの周辺部において、フリットガラスを用いて接合されている。
【００２６】
放電空間４内に封入される放電ガスとしては、特に限定されないが、キセノン（Ｘｅ）ガス、ネオン（Ｎｅ）ガス、ヘリウム（Ｈｅ）ガス、アルゴン（Ａｒ）ガス、窒素（Ｎ２）ガス等の不活性ガス、あるいはこれらの不活性ガスの混合ガスなどが用いられる。封入されている放電ガスの全圧は、特に限定されないが、６×１０３Ｐａ〜８×１０４Ｐａ程度である。
【００２７】
放電維持電極１２ａ，１２ｂ（バス電極１３ａおよび１３ｂ）の射影像が延びる方向とアドレス電極２２の射影像が延びる方向とは略直交（必ずしも直交する必要はないが）している。図２および図３に示すように、本実施形態では、１画素Ｐ１（１ピクセル）内に、二つの放電ギャップＧ１およびＧ２が、第２方向Ｙに沿って所定間隔で形成されるように、透明電極から成る放電維持電極１２ａ，１２ｂが、第１方向Ｘおよび第２方向Ｙにアイランド状に形成してある。
【００２８】
なお、各画素Ｐ１毎に、放電ギャップＧ１およびＧ２を形成するために、透明電極から成る放電維持電極１２ａ，１２ｂは、第２方向Ｙに沿って分割されるが、第１方向Ｘには、連続して形成してあっても良い。ただし、透明電極から成る放電維持電極１２ａ，１２ｂを、第１方向Ｘに各画素Ｐ１毎に分割して形成することで、輝度の低下を防ぎつつ、無効電流を減らし、消費電力の低減に寄与する。
【００２９】
ただし、放電維持電極の一部を構成するバス電極１３ａおよび１３ｂは、第１方向Ｘに沿って分割することはできない。透明電極から成る放電維持電極１２ａ，１２ｂに対して電圧信号を供給するためである。各放電維持電極１２ａ，１２ｂは透明電極で構成され、比較的に高抵抗であることから、各放電維持電極１２ａ，１２ｂには、それぞれ第１方向Ｘに沿って形成されるバス電極１３ａ，１３ｂが接続される。
【００３０】
なお、グロー放電が、放電ギャップＧ１またはＧ２を形成する一対の放電維持電極１２ａ，１２ｂ間で生じることから、このタイプのプラズマ表示装置は「面放電型」と称される。このプラズマ表示装置の駆動方法については、後述する。
【００３１】
本実施形態のプラズマ表示装置２では、蛍光体層２５Ｒ，２５Ｇ，２５Ｂの発光は、第１パネル１０を通して観察される。このため、アドレス電極２２を構成する導電性材料に関して透明／不透明の別は問わないが、放電維持電極１２ａ，１２ｂを構成する導電性材料は透明である必要がある。なお、ここで述べる透明／不透明とは、蛍光体層材料に固有の発光波長（可視光域）における導電性材料の光透過性に基づく。即ち、蛍光体層から射出される光に対して透明であれば、放電維持電極やアドレス電極を構成する導電性材料は透明であると言える。
【００３２】
不透明な導電性材料として、Ｎｉ，Ａｌ，Ａｕ，Ａｇ，Ｐｄ／Ａｇ，Ｃｒ，Ｔａ，Ｃｕ，Ｂａ，ＬａＢ６，Ｃａ０．２Ｌａ０．８ＣｒＯ３等の材料を、単独または適宜組み合わせて用いることができる。透明な導電性材料としては、ＩＴＯ（インジウム・錫酸化物）やＳｎＯ２を挙げることができる。放電維持電極１２ａ，１２ｂまたはアドレス電極２２は、スパッタ法、蒸着法、スクリーン印刷法、メッキ法等によって形成することができ、フォトリソグラフィ法、サンドブラスト法、リフトオフ法などによってパターン加工される。
【００３３】
放電維持電極１２ａ，１２ｂの表面に形成される誘電体層１４は、たとえば単層のシリコン酸化物層で構成してあるが、多層膜であっても良い。このシリコン酸化物層から成る誘電体層１４は、たとえば、電子ビーム蒸着法やスパッタ法、蒸着法、スクリーン印刷法等に基づき、形成されている。誘電体層１４の厚みは、特に限定されないが、本実施形態では、１〜１０μｍである。
【００３４】
誘電体層１４を設けることによって、放電空間４内で発生するイオンや電子が、放電維持電極１２ａ，１２ｂと直接に接触することを防止することができる。その結果、放電維持電極１２ａ，１２ｂの磨耗を防ぐことができる。誘電体層１４は、アドレス期間に発生する壁電荷を蓄積して放電状態を維持するメモリ機能、過剰な放電電流を制限する機能を有する。
【００３５】
誘電体層１４の放電空間側表面に形成してある保護層１５は、誘電体層１４を保護し、イオンや電子と放電維持電極との直接接触を防止する作用を奏する。その結果、放電維持電極１２ａ，１２ｂおよび誘電体層１４の磨耗を効果的に防ぐことができる。また、保護層１５は、放電に必要な２次電子を放出する機能も有する。保護層１５を構成する材料として、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）、フッ化マグネシウム（ＭｇＦ２）、フッ化カルシウム（ＣａＦ２）を例示することができる。中でも酸化マグネシウムは、化学的に安定であり、スパッタリング率が低く、蛍光体層の発光波長における光透過率が高く、放電開始電圧が低い等の特色を有する好適な材料である。なお、保護層１５を、これらの材料から成る群から選択された少なくとも２種類の材料から構成された積層膜構造としてもよい。
【００３６】
第１基板１１および第２基板２１の構成材料として、高歪点ガラス、ソーダガラス（Ｎａ２Ｏ・ＣａＯ・ＳｉＯ２）、硼珪酸ガラス（Ｎａ２Ｏ・Ｂ２Ｏ３・ＳｉＯ２）、フォルステライト（２ＭｇＯ・ＳｉＯ２）、鉛ガラス（Ｎａ２Ｏ・ＰｂＯ・ＳｉＯ２）を例示することができる。第１基板１１と第２基板２１の構成材料は、同じであっても異なっていてもよいが、熱膨張係数が同じであることが望ましい。
【００３７】
蛍光体層２５Ｒ，２５Ｇ，２５Ｂは、たとえば、赤色を発光する蛍光体層材料、緑色を発光する蛍光体層材料および青色を発光する蛍光体層材料から成る群から選択された蛍光体層材料から構成され、アドレス電極２２の上方に設けられている。プラズマ表示装置がカラー表示の場合、具体的には、たとえば、赤色を発光する蛍光体層材料から構成された蛍光体層（赤色蛍光体層２５Ｒ）がアドレス電極２２の上方に設けられ、緑色を発光する蛍光体層材料から構成された蛍光体層（緑色蛍光体層２５Ｇ）が別のアドレス電極２２の上方に設けられ、青色を発光する蛍光体層材料から構成された蛍光体層（青色蛍光体層２５Ｂ）が更に別のアドレス電極２２の上方に設けられており、これらの３原色を発光する蛍光体層が１組となり、所定の順序に従って設けられている。
【００３８】
蛍光体層２５Ｒ，２５Ｇ，２５Ｂを構成する蛍光体層材料としては、従来公知の蛍光体層材料の中から、量子効率が高く、真空紫外線に対する飽和が少ない蛍光体層材料を適宜選択して用いることができる。カラー表示を想定した場合、色純度がＮＴＳＣで規定される３原色に近く、３原色を混合した際の白バランスがとれ、残光時間が短く、３原色の残光時間がほぼ等しくなる蛍光体層材料を組み合わせることが好ましい。
【００３９】
蛍光体層材料の具体的な例示を次に示す。たとえば赤色に発光する蛍光体層材料として、（Ｙ２Ｏ３：Ｅｕ），（ＹＢＯ３Ｅｕ），（ＹＶＯ４：Ｅｕ），（Ｙ０．９６Ｐ０．６０Ｖ０．４０Ｏ４：Ｅｕ０．０４），［（Ｙ，Ｇｄ）ＢＯ３：Ｅｕ］，（ＧｄＢＯ３：Ｅｕ），（ＳｃＢＯ３：Ｅｕ），（３．５ＭｇＯ・０．５ＭｇＦ２・ＧｅＯ２：Ｍｎ）、緑色に発光する蛍光体層材料として、（ＺｎＳｉＯ２：Ｍｎ），（ＢａＡ１１２Ｏ１９：Ｍｎ），（ＢａＭｇ２Ａ１１６Ｏ２７：Ｍｎ），（ＭｇＧａ２Ｏ４：Ｍｎ），（ＹＢＯ３：Ｔｂ），（ＬｕＢＯ３：Ｔｂ），（Ｓｒ４Ｓｉ３Ｏ８Ｃｌ４：Ｅｕ）、青色に発光する蛍光体層材料として、（Ｙ２ＳｉＯ５：Ｃｅ），（ＣａＷＯ４：Ｐｂ），ＣａＷＯ４，ＹＰ０．８５Ｖ０．１５Ｏ４，（ＢａＭｇＡ１１４Ｏ２３：Ｅｕ），（Ｓｒ２Ｐ２Ｏ７：Ｅｕ），（Ｓｒ２Ｐ２Ｏ７：Ｓｎ）などが例示される。
【００４０】
蛍光体層２５Ｒ，２５Ｇ，２５Ｂの形成方法として、厚膜印刷法、蛍光体層粒子をスプレーする方法、蛍光体層の形成予定部位に予め粘着性物質を付けておき、蛍光体層粒子を付着させる方法、感光性の蛍光体層ペーストを使用し、露光および現像によって蛍光体層をパターニングする方法、全面に蛍光体層を形成した後に不要部をサンドブラスト法により除去する方法を挙げることができる。
【００４１】
なお、蛍光体層２５Ｒ，２５Ｇ，２５Ｂはアドレス電極２２の上に直接形成されていてもよいし、アドレス電極２２上から隔壁２４の側壁面上に亘って形成されていてもよい。あるいはまた、蛍光体層２５Ｒ，２５Ｇ，２５Ｂは、アドレス電極２２上に設けられた絶縁体膜上に形成されていてもよいし、アドレス電極２２上に設けられた絶縁体膜上から隔壁２４の側壁面上に亘って形成されていてもよい。更には、蛍光体層２５Ｒ，２５Ｇ，２５Ｂは、隔壁２４の側壁面上にのみ形成されていてもよい。絶縁体膜の構成材料として、たとえば低融点ガラスやＳｉＯ２ を挙げることができる。
【００４２】
本実施形態では、図２および図３に示すように、対を成す放電維持電極１２ａ，１２ｂの間に形成される放電ギャップＧ１，Ｇ２が、各画素Ｐ１内に２つ形成してある。しかも、対を成す放電維持電極の内の一方の放電維持電極１２ｂが、各画素Ｐ１における第２方向Ｙの境界に配置してある。この境界に配置される放電維持電極１２ｂは、コモン側バス電極１３ｂを介して共通電位が与えられるコモン側放電維持電極１２ｂとなる。
【００４３】
また、対を成す放電維持電極の内の他方の放電維持電極１２ａが、各画素Ｐ１の略中央に配置してあり、スキャン側バス電極１３ａを介してアドレス放電時に走査されるスキャン側放電維持電極１２ａとなる。
【００４４】
スキャン側放電維持電極１２ａの第２方向Ｙの幅Ｗ１は、コモン側放電維持電極１２ｂの第２方向Ｙの幅Ｗ２と同じでも良いが、相互に異なる長さとし、相互に非対称な面積を持たせても良い。すなわち、アドレス電極２２の容量に対応して、スキャン側放電維持電極１２ａの容量を調節して設計することで、アドレスパルス電圧を下げることができ、結果として画質が向上する。また、スキャン側放電維持電極１２ａの容量の最適化により、放電電流を抑制し、消費電力の低減を図り、プラズマ表示装置２の寿命を延ばすことが可能になる。
【００４５】
スキャン側放電維持電極１２ａの第２方向Ｙの幅Ｗ１は、各画素Ｐ１のサイズにもよるが、好ましくは５０〜５００μｍである。また、Ｗ１／Ｗ２の比は、好ましくは、１／１〜１／３である。さらに、スキャン側放電維持電極１２ａおよびコモン側放電維持電極１２ｂの第１方向Ｘの幅Ｗ５は、各画素Ｐ１のサイズにもよるが、好ましくは５０〜４００μｍである。
【００４６】
また、スキャン側バス電極１３ａの第２方向Ｙの幅Ｗ３は、各画素Ｐ１のサイズにもよるが、好ましくは２０〜１００μｍである。スキャン側バス電極１３ａは、各画素Ｐ１の中央に配置されるので、細いほど好ましいが、低抵抗化を図るには、前記の範囲が好ましい。これに対して、コモン側バス電極１３ｂの第２方向Ｙの幅Ｗ４は、各画素Ｐ１のサイズにもよるが、好ましくは５０〜１５０μｍである。コモン側バス電極１３ｂは、画素Ｐ１の境界に配置されるので、その幅を広くしても、画素Ｐ１の開口率を低下させないために、バス電極１３ｂの低抵抗化、すなわち放電維持電極１３ｂの低抵抗化を図ることができ、画質ムラなどが無くなり、画質が向上する。
【００４７】
また、コモン側バス電極１３ｂは、たとえばクロム（またはクロム合金）などの金属で構成され、遮光性を有すると共に、表示面側から見て黒色であり、ブラックマトリックスとしての機能を有する。その結果、工程の増大や放電への悪影響無しに、明室での表示画面におけるコントラストの向上を図ることができる。
【００４８】
各画素Ｐ１内における二つの放電ギャップＧ１およびＧ２は、同じであることが好ましいが、必ずしも同じでなくても良い。これらの放電ギャップＧ１およびＧ２は、特に限定されないが、好ましくは１〜１５０μｍ、さらに好ましくは、５〜５０μｍ、さらに好ましくは５〜４０μｍである。
【００４９】
バス電極１３ａ，１３ｂは、典型的には、金属材料、たとえば、Ａｇ，Ａｕ，Ａｌ，Ｎｉ，Ｃｕ，Ｍｏ，Ｃｒなどの単層金属膜、あるいはＣｒ／Ｃｕ／Ｃｒなどの積層膜などから構成することができる。ただし、本実施形態では、バス電極１３ｂは、ブラックマトリックスとしての機能も有することから、表示面側から見て黒色に見えるクロムまたはクロム合金の単層または積層膜であることが好ましい。バス電極１３ａ，１３ｂは、放電維持電極１２ａ，１２ｂなどと同様な方法により形成することができる。
【００５０】
図１に示すように、隔壁２４は、アドレス電極２２を挟んで第２方向Ｙに沿ってストライプ状に形成される。その隔壁２４の構成材料としては、従来公知の絶縁材料を使用することができ、たとえば広く用いられている低融点ガラスにアルミナ等の金属酸化物を混合した材料を用いることができる。隔壁２４の高さは５０〜２００μｍ程度である。隔壁２４間のピッチ間隔は、たとえば５０〜４００μｍ程度である。このピッチ間隔は、図２に示す放電維持電極１２ａおよび１２ｂの第１方向Ｘの幅Ｗ５と略同一である。
【００５１】
隔壁２４によって囲まれた放電空間の内部に、混合ガスから成る放電ガスが封入されており、蛍光体層２５Ｒ，２５Ｇ，２５Ｂは、放電空間４内の放電ガス中で生じた交流グロー放電に基づき発生した紫外線に照射されて発光する。
【００５２】
プラズマ表示装置の製造方法
次に、本発明の実施形態に係るプラズマ表示装置の製造方法について説明する。 第１パネル１０は、以下の方法で作製することができる。先ず、高歪点ガラスやソーダガラスから成る第１基板１１の全面にたとえばスパッタリング法によりＩＴＯ層を形成し、フォトリソグラフィ技術およびエッチング技術によりＩＴＯ層をパターニングすることによって、放電維持電極１２ａ，１２ｂを、複数、形成する。
【００５３】
次に、第１基板１１の内面全面に、たとえば蒸着法によりクロム膜を形成し、フォトリソグラフィ技術およびエッチング技術によりクロム膜をパターニングすることによって、各放電維持電極１２ａ，１２ｂの第２方向Ｙの中央部を接続するように、バス電極１３ａ，１３ｂを形成する。その後、バス電極１３ａ，１３ｂが形成された第１基板１１の内面全面にシリコン酸化物（ＳｉＯ２）層から成る誘電体層１４を形成する。
【００５４】
本実施形態では、誘電体層１４の形成の形成方法は特に限定されず、電子ビーム蒸着法やスパッタ法、蒸着法、スクリーン印刷法等が例示される。
次に、誘電体層１４の上に、電子ビーム蒸着法またはスパッタリング法により厚さ０．６μｍの酸化マグネシウム（ＭｇＯ）から成る保護層１５を形成する。以上の工程により第１パネル１０を完成することができる。
【００５５】
また、第２パネル２０を以下の方法で作製する。まず、高歪点ガラスやソーダガラスから成る第２の基板２１上に、たとえば蒸着法によりアルミニウム膜を形成し、フォトリソグラフィ技術およびエッチング技術によりパターニングすることで、アドレス電極２２を形成する。アドレス電極２２は、第１方向Ｘと直交する第２方向Ｙに延びている。次に、スクリーン印刷法により全面に低融点ガラスペースト層を形成し、この低融点ガラスペースト層を焼成することによって絶縁体膜を形成する。
【００５６】
その後、絶縁体膜上に、ストライプパターンとなるように、隔壁２４を形成する。この時の形成方法は、特に限定されず、たとえばスクリーン印刷法、サンドブラスト法、ドライフィルム法、感光法などを例示することができる。ドライフィルム法とは、基板上に感光性フィルムをラミネートし、露光および現像によって隔壁形成予定部位の感光性フィルムを除去し、除去によって生じた開口部に隔壁形成用の材料を埋め込み、焼成する方法である。感光性フィルムは焼成によって燃焼、除去され、開口部に埋め込まれた隔壁形成用の材料が残り、隔壁２４となる。感光法とは、基板上に感光性を有する隔壁形成用の材料層を形成し、露光および現像によってこの材料層をパターニングした後、焼成を行う方法である。焼成（隔壁焼成工程）は、空気中で行い、焼成温度は、５６０°Ｃ程度である。焼成時間は、２時間程度である。
【００５７】
次に、第２基板２１に形成された隔壁２４の間に３原色の蛍光体層スラリーを順次印刷する。その後、この第２基板２１を、焼成炉内で焼成し、隔壁２４の間の絶縁体膜上から隔壁２４の側壁面上に亘って、蛍光体層２５Ｒ，２５Ｇ，２５Ｂを形成する。その時の焼成（蛍光体焼成工程）温度は、５１０°Ｃ程度である。焼成時間は、１０分程度である。
【００５８】
次に、プラズマ表示装置の組み立てを行う。即ち、先ず、たとえばスクリーン印刷により、第２パネル２０の周縁部にシール層を形成する。次に、第１パネル１０と第２パネル２０とを貼り合わせ、焼成してシール層を硬化させる。その後、第１パネル１０と第２パネル２０との間に形成された空間を排気した後、放電ガスを封入し、かかる空間を封止し、プラズマ表示装置２を完成させる。
【００５９】
かかる構成を有するプラズマ表示装置の交流グロー放電動作の一例を説明する。先ず、たとえば、対となる全ての一方の放電維持電極１２ｂに、放電開始電圧Ｖｂｄよりも高いパネル電圧を短時間印加する。これによってグロー放電が生じ、双方の放電維持電極１２ａ，１２ｂの近傍の誘電体層１４の表面に、壁電荷が蓄積し、見掛けの放電開始電圧が低下する。その後、アドレス電極２２に電圧を印加しながら、表示をさせない放電セルに含まれる一対の放電維持電極のうちの一方の放電維持電極１２ａに電圧を印加することによって、アドレス電極２２と当該一方の放電維持電極１２ａとの間にグロー放電を生じさせ、蓄積された壁電荷を消去する。この消去放電を各アドレス電極２２において順次実行する。一方、表示をさせる放電セルに含まれる一対のうちの一方の放電維持電極１２ａには電圧を印加しない。これによって、壁電荷の蓄積を維持する。その後、全ての一対の放電維持電極１２ａ，１２ｂ間に所定のパルス電圧を印加することによって、壁電荷が蓄積されていたセルにおいては一対の放電維持電極１２ａ，１２ｂの間でグロー放電が開始し、放電セルにおいては、放電空間内における放電ガス中でのグロー放電に基づき発生した真空紫外線の照射によって励起された蛍光体層が、蛍光体層材料の種類に応じた特有の発光色を呈する。なお、一対のうちの一方の放電維持電極１２ａと他方の放電維持電極１２ｂに印加される放電維持電圧の位相は半周期ずれている。
【００６０】
本実施形態のプラズマ表示装置２では、各画素Ｐ１当たりに、２つの放電ギャップＧ１およびＧ２を有する。このため、本実施形態では、各画素Ｐ１内での発光輝度が向上する。放電ギャップＧ１およびＧ２の近傍において、発光輝度が最も高くなるからである。
【００６１】
また、本実施形態では、放電維持電極の内の一方の放電維持電極１２ｂが、各画素Ｐ１の境界に配置してあり、ブラックマトリックスの少なくとも一部として機能する。その結果、工程の増大や放電への悪影響無しに、明室での表示画面におけるコントラストの向上を図ることができる。なお、放電維持電極１２ｂは、各画素Ｐ１における第１方向Ｘに沿ったブラックラインを形成するが、図１に示すストライプ状の隔壁２４の少なくとも頂部を黒色とすることで、第２方向に沿うブラックラインを形成することができる。したがって、これらの直交するブラックラインにより、ブラックマトリックスを構成することができる。
【００６２】
また、画素Ｐ１の境界に配置されるバス電極１３ｂは、その幅を広くしても、画素の開口率を低下させないために、バス電極１３ｂの低抵抗化、すなわち放電維持電極の低抵抗化を図ることができ、画質ムラなどが無くなり、画質が向上する。
【００６３】
さらに、本実施形態では、各画素Ｐ１の略中央に配置してある放電維持電極１２ａが、アドレス放電時に走査されるスキャン側放電維持電極であることにより、スキャン側放電維持電極１２ａと、アドレス電極２２とが、画素Ｐ１の中心で交差するため、アドレス放電が安定化する。
【００６４】
なお、本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内で種々に改変することができる。
【００６５】
たとえば、図４に示すように、各画素Ｐ１を平面側から見て、第１方向Ｘと第２方向Ｙとで隣接する画素Ｐ１間に、隔壁２４ａおよび２４ｂを、ワッフル状に形成しても良い。たとえば隔壁２４ａおよび２４ｂの少なくとも頂部を黒色に形成することで、隔壁２４ａおよび２４ｂにブラックマトリックスの機能を持たせることも可能である。特に、ワッフル状の隔壁２４ａおよび２４ｂの場合には、画素Ｐ１の全周を囲むブラックマトリックスを実現することができる。
また、前述した実施形態では、各画素Ｐ１毎に、２つの放電ギャップＧ１，Ｇ２を形成したが、本発明では、３つ以上の放電ギャップを配置しても良い。
【００６６】
【発明の効果】
以上説明してきたように、本発明によれば、輝度およびコントラストを向上させることが可能であり、しかもアドレス放電の安定化および低電圧化を図り、画質の向上および消費電力の低減が可能で、長寿命なプラズマ表示装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 図１は本発明の一実施形態に係るプラズマ表示装置の要部概略分解斜視図である。
【図２】 図２は図１に示すアドレス電極と放電維持電極との関係を示す平面図である。
【図３】 図３は図２に示す１画素の拡大図である。
【図４】 図４は本発明の他の実施形態に係るプラズマ表示装置における隔壁とアドレス電極と放電維持電極との関係を示す平面図である。
【符号の説明】
２… プラズマ表示装置
４… 放電空間
１０… 第１パネル
１１… 第１基板
１２ａ，１２ｂ… 放電維持電極
１３ａ，１３ｂ… バス電極
１４… 誘電体層
１５… 保護層
２０… 第２パネル
２１… 第２基板
２２… アドレス電極
２４，２４ａ，２４ｂ… 隔壁
２５Ｒ，２５Ｇ，２５Ｂ… 蛍光体層
Ｇ１，Ｇ２… 放電ギャップ
【発明の属する技術分野】
本発明は、プラズマ表示装置に係り、さらに詳しくは、輝度およびコントラストを向上させることが可能であり、しかもアドレス放電の安定化および低電圧化を図り、画質の向上および消費電力の低減が可能で、長寿命なプラズマ表示装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
現在主流の陰極線管（ＣＲＴ）に代わる画像表示装置として、平面型（フラットパネル形式）の表示装置が種々検討されている。このような平面型の表示装置として、液晶表示装置（ＬＣＤ）、エレクトロルミネッセンス表示装置（ＥＬＤ）、プラズマ表示装置（ＰＤＰ：プラズマ・ディスプレイ）を例示することができる。中でも、プラズマ表示装置は、大画面化や広視野角化が比較的容易であること、温度、磁気、振動等の環境要因に対する耐性に優れること、長寿命であること等の長所を有し、家庭用の壁掛けテレビの他、公共用の大型情報端末機器への適用が期待されている。
【０００３】
プラズマ表示装置は、希ガスから成る放電ガスを放電空間内に封入した放電セルに電圧を印加して、放電ガス中でのグロー放電に基づき発生した紫外線で放電セル内の蛍光体層を励起することによって発光を得る表示装置である。つまり、個々の放電セルは蛍光灯に類似した原理で駆動され、放電セルが、通常、数十万個のオーダーで集合して１つの表示画面が構成されている。プラズマ表示装置は、放電セルへの電圧の印加方式によって直流駆動型（ＤＣ型）と交流駆動型（ＡＣ型）とに大別され、それぞれ一長一短を有する。
【０００４】
ＡＣ型プラズマ表示装置は、表示画面内で個々の放電セルを仕切る役割を果たす隔壁を、たとえばストライプ状に形成すればよいので、高精細化に適している。しかも、放電のための電極の表面が誘電体層で覆われているので、かかる電極が磨耗し難く、長寿命であるといった長所を有する。ＡＣ型プラズマ表示装置の一例として、たとえば特開平５−３０７９３５号公報、あるいは特開平９−１６０５２５号公報に示すプラズマ表示装置が例示される。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、従来のプラズマ表示装置においては、表示画面における輝度やコントラストを、より一層、向上させることが求められていると共に、アドレス放電の不安定などに起因して十分な画質が得られにくいと言う課題がある。
すなわち、従来のプラズマ表示装置においては、１画素当たりに、一対の放電維持電極が配置され、対となる放電維持電極間の放電ギャップは、１画素当たりに単一で形成される。このことから、１画素内で、放電ギャップから離れた場所での発光強度が低下し、輝度に悪影響を与えていたと考えられる。
【０００６】
また、放電維持電極は、一般に透明電極で構成され、抵抗値を下げることには限界がある。そこで、透明電極の抵抗値を下げるために、透明電極には、たとえば金属で構成されるバス電極が接続されている。しかしながら、バス電極は、一般に遮光性であるために、輝度を向上させるためには、バス電極の幅は、細いことが好ましい。ところが、バス電極の幅を細くすると、放電維持電極の抵抗が高くなり、電圧降下や信号伝達の遅延による画質劣化が発生する。これを防止するために、バス電極の幅を広くすると、発光の開口率が下がり、輝度が低下することになる。
【０００７】
また、従来のプラズマ表示装置では、外光反射や、外光に対する蛍光体の励起により、明室におけるコントラストの低下が問題となっている。その改善策として、画素の境界にブラックマトリックスを形成する方法が採用されているが、ブラックマトリックスの形成による工程の増大や、放電への悪影響が新たな問題として発生するおそれがある。
【０００８】
さらに、アドレス放電においては、放電維持電極とアドレス電極との容量比によって電位が変化するため、放電維持電極の容量を、アドレス放電に適した電極容量とすることが望ましい。しかしながら、従来の電極構造では、放電維持電極の容量を独立に設定することができない。そのため、アドレス放電が不安定になり、画質劣化の原因となっていた。
【０００９】
本発明は、このような実状に鑑みてなされ、本発明の目的は、輝度およびコントラストを向上させることが可能であり、しかもアドレス放電の安定化および低電圧化を図り、画質の向上および消費電力の低減が可能で、長寿命なプラズマ表示装置を提供することである。
【００１０】
【課題を解決するための手段および作用】
上記目的を達成するために、本発明に係るプラズマ表示装置は、第１基板と、第１基板の内側に対向して配置され、間に密封された放電空間を形成する第２基板と、第１基板の内側に形成される複数対の放電維持電極と、放電維持電極に対して放電空間を介して平面側から見て交差するように、第２基板の内側に形成される複数のアドレス電極と、を有するプラズマ表示装置であって、対を成す放電維持電極の間に形成される放電ギャップが、１画素内に２つ以上形成してあり、対を成す放電維持電極の内の一方の放電維持電極が、１画素の境界に配置され、１画素の境界に配置してある放電維持電極の低抵抗化を図るためのバス電極が、画素の境界にないバス電極に比べ幅を広く形成され、かつブラックマトリックスの少なくとも一部として機能することを特徴とする。
【００１１】
本発明に係るプラズマ表示装置では、１画素当たりに、２つ以上の放電ギャップを有する。このため、本発明では、１画素内での発光輝度が向上する。放電ギャップの近傍において、発光輝度が最も高くなるからである。
【００１２】
また、本発明のプラズマ表示装置では、対を成す前記放電維持電極の内の一方の放電維持電極が、前記１画素の境界に配置してある。また、前記１画素の境界に配置してある放電維持電極の低抵抗化を図るためのバス電極が、ブラックマトリックスの少なくとも一部として機能する。バス電極は、たとえばクロム（またはクロム合金）などの金属で構成され、遮光性を有すると共に、表示面側から見て黒色であり、ブラックマトリックスとしての機能を有する。その結果、工程の増大や放電への悪影響無しに、明室での表示画面におけるコントラストの向上を図ることができる。
【００１３】
また、画素の境界に配置されるバス電極は、その幅を広くしても、画素の開口率を低下させないために、バス電極の低抵抗化、すなわち放電維持電極の低抵抗化を図ることができ、画質ムラなどが無くなり、画質が向上する。
【００１４】
好ましくは、対を成す前記放電維持電極の内の他方の放電維持電極が、前記１画素の略中央に配置してある。
【００１５】
好ましくは、前記１画素の略中央に配置してある放電維持電極が、アドレス放電時に走査されるスキャン側放電維持電極であり、
前記１画素の境界に配置してある放電維持電極が、共通電位が与えられるコモン側放電維持電極である。
【００１６】
１画素の略中央に配置してある放電維持電極が、アドレス放電時に走査されるスキャン側放電維持電極であることにより、スキャン側放電維持電極と、アドレス電極とが、画素（単位発光領域）の中心で交差するため、アドレス放電が安定化する。
【００１７】
好ましくは、対を成す前記放電維持電極が、相互に非対称な電気容量を有する。好ましくは、対を成す前記放電維持電極が、相互に非対称な面積を有する。すなわち、アドレス電極の容量に対応して、スキャン側放電維持電極の容量を調節して設計することで、アドレスパルス電圧を下げることができ、結果として画質が向上する。また、スキャン側放電維持電極の容量の最適化により、放電電流を抑制し、消費電流の低減を図り、プラズマ表示装置の寿命を延ばすことが可能になる。
【００１８】
好ましくは、前記画素を平面側から見て、隣接する画素間には、前記放電空間を仕切る隔壁が形成してある。好ましくは、前記画素を平面側から見て、平面における所定の第１のＸ方向と、当該Ｘ方向に対して略直交する第２のＹ方向とで、隣接する画素間に、前記隔壁が、ワッフル状に形成してある。
【００１９】
前記隔壁を形成することで、隔壁にブラックマトリックスの機能を持たせることも可能である。特に、ワッフル状の隔壁の場合には、画素の全周を囲むブラックマトリックスを実現することができる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を、図面に示す実施形態に基づき説明する。
図１は本発明の一実施形態に係るプラズマ表示装置の要部概略分解斜視図、
図２は図１に示すアドレス電極と放電維持電極との関係を示す平面図、
図３は図２に示す１画素の拡大図、
図４は本発明の他の実施形態に係るプラズマ表示装置における隔壁とアドレス電極と放電維持電極との関係を示す平面図である。
【００２１】
プラズマ表示装置の全体構成
まず、図１に基づき、交流駆動型（ＡＣ）型プラズマ表示装置（以下、単に、プラズマ表示装置と呼ぶ場合がある）の全体構成について説明する。
【００２２】
図１に示すＡＣ型プラズマ表示装置２は、フロントパネルに相当する第１パネル１０と、リアパネルに相当する第２パネル２０とが貼り合わされて成る。第２パネル２０上の蛍光体層２５Ｒ，２５Ｇ，２５Ｂの発光は、第１パネル１０を通して観察される。すなわち、第１パネル１０が、表示面側となる。
【００２３】
第１パネル１０は、透明な第１基板１１と、第１基板１１上に相互に略平行に第１方向Ｘに沿ってストライプ状に設けられ、透明導電材料から成る複数対の放電維持電極１２ａ，１２ｂと、放電維持電極１２ａ，１２ｂのインピーダンスを低下させるために設けられ、放電維持電極１２ａ，１２ｂよりも電気抵抗率の低い材料から成るバス電極１３ａ，１３ｂと、バス電極１３ａ，１３ｂおよび放電維持電極１２ａ，１２ｂ上を含む第１基板１１上に形成された誘電体層１４と、その上に形成された保護層１５とから構成されている。なお、保護層１５は、必ずしも形成されている必要はないが、形成されていることが好ましい。
【００２４】
一方、第２パネル２０は、第２基板２１と、第２基板２１上に第２方向Ｙ（第１方向Ｘと略直角）に沿ってストライプ状に且つ相互に略平行に設けられた複数のアドレス電極（データ電極とも呼ばれる）２２と、アドレス電極２２上を含む第２基板２１上に形成された絶縁体膜（図示省略）と、絶縁体膜上に形成された絶縁性の隔壁２４と、絶縁体膜上から隔壁２４の側壁面上に亘って設けられた蛍光体層とから構成されている。蛍光体層は、赤色蛍光体層２５Ｒ、緑色蛍光体層２５Ｇ、および青色蛍光体層２５Ｂから構成されている。
【００２５】
図１は、表示装置の一部分解斜視図であり、実際には、第２パネル２０側の隔壁２４の頂部が、第３方向Ｚ（第１方向Ｘおよび第２方向Ｙに直交する方向）で第１パネル１０側の保護層１５に当接している。蛍光体層２５Ｒ，２５Ｇ，２５Ｂが形成された隔壁２４と保護層１５とによって囲まれた放電空間４内には、放電ガスが封入されている。第１パネル１０と第２パネル２０とは、それらの周辺部において、フリットガラスを用いて接合されている。
【００２６】
放電空間４内に封入される放電ガスとしては、特に限定されないが、キセノン（Ｘｅ）ガス、ネオン（Ｎｅ）ガス、ヘリウム（Ｈｅ）ガス、アルゴン（Ａｒ）ガス、窒素（Ｎ２）ガス等の不活性ガス、あるいはこれらの不活性ガスの混合ガスなどが用いられる。封入されている放電ガスの全圧は、特に限定されないが、６×１０３Ｐａ〜８×１０４Ｐａ程度である。
【００２７】
放電維持電極１２ａ，１２ｂ（バス電極１３ａおよび１３ｂ）の射影像が延びる方向とアドレス電極２２の射影像が延びる方向とは略直交（必ずしも直交する必要はないが）している。図２および図３に示すように、本実施形態では、１画素Ｐ１（１ピクセル）内に、二つの放電ギャップＧ１およびＧ２が、第２方向Ｙに沿って所定間隔で形成されるように、透明電極から成る放電維持電極１２ａ，１２ｂが、第１方向Ｘおよび第２方向Ｙにアイランド状に形成してある。
【００２８】
なお、各画素Ｐ１毎に、放電ギャップＧ１およびＧ２を形成するために、透明電極から成る放電維持電極１２ａ，１２ｂは、第２方向Ｙに沿って分割されるが、第１方向Ｘには、連続して形成してあっても良い。ただし、透明電極から成る放電維持電極１２ａ，１２ｂを、第１方向Ｘに各画素Ｐ１毎に分割して形成することで、輝度の低下を防ぎつつ、無効電流を減らし、消費電力の低減に寄与する。
【００２９】
ただし、放電維持電極の一部を構成するバス電極１３ａおよび１３ｂは、第１方向Ｘに沿って分割することはできない。透明電極から成る放電維持電極１２ａ，１２ｂに対して電圧信号を供給するためである。各放電維持電極１２ａ，１２ｂは透明電極で構成され、比較的に高抵抗であることから、各放電維持電極１２ａ，１２ｂには、それぞれ第１方向Ｘに沿って形成されるバス電極１３ａ，１３ｂが接続される。
【００３０】
なお、グロー放電が、放電ギャップＧ１またはＧ２を形成する一対の放電維持電極１２ａ，１２ｂ間で生じることから、このタイプのプラズマ表示装置は「面放電型」と称される。このプラズマ表示装置の駆動方法については、後述する。
【００３１】
本実施形態のプラズマ表示装置２では、蛍光体層２５Ｒ，２５Ｇ，２５Ｂの発光は、第１パネル１０を通して観察される。このため、アドレス電極２２を構成する導電性材料に関して透明／不透明の別は問わないが、放電維持電極１２ａ，１２ｂを構成する導電性材料は透明である必要がある。なお、ここで述べる透明／不透明とは、蛍光体層材料に固有の発光波長（可視光域）における導電性材料の光透過性に基づく。即ち、蛍光体層から射出される光に対して透明であれば、放電維持電極やアドレス電極を構成する導電性材料は透明であると言える。
【００３２】
不透明な導電性材料として、Ｎｉ，Ａｌ，Ａｕ，Ａｇ，Ｐｄ／Ａｇ，Ｃｒ，Ｔａ，Ｃｕ，Ｂａ，ＬａＢ６，Ｃａ０．２Ｌａ０．８ＣｒＯ３等の材料を、単独または適宜組み合わせて用いることができる。透明な導電性材料としては、ＩＴＯ（インジウム・錫酸化物）やＳｎＯ２を挙げることができる。放電維持電極１２ａ，１２ｂまたはアドレス電極２２は、スパッタ法、蒸着法、スクリーン印刷法、メッキ法等によって形成することができ、フォトリソグラフィ法、サンドブラスト法、リフトオフ法などによってパターン加工される。
【００３３】
放電維持電極１２ａ，１２ｂの表面に形成される誘電体層１４は、たとえば単層のシリコン酸化物層で構成してあるが、多層膜であっても良い。このシリコン酸化物層から成る誘電体層１４は、たとえば、電子ビーム蒸着法やスパッタ法、蒸着法、スクリーン印刷法等に基づき、形成されている。誘電体層１４の厚みは、特に限定されないが、本実施形態では、１〜１０μｍである。
【００３４】
誘電体層１４を設けることによって、放電空間４内で発生するイオンや電子が、放電維持電極１２ａ，１２ｂと直接に接触することを防止することができる。その結果、放電維持電極１２ａ，１２ｂの磨耗を防ぐことができる。誘電体層１４は、アドレス期間に発生する壁電荷を蓄積して放電状態を維持するメモリ機能、過剰な放電電流を制限する機能を有する。
【００３５】
誘電体層１４の放電空間側表面に形成してある保護層１５は、誘電体層１４を保護し、イオンや電子と放電維持電極との直接接触を防止する作用を奏する。その結果、放電維持電極１２ａ，１２ｂおよび誘電体層１４の磨耗を効果的に防ぐことができる。また、保護層１５は、放電に必要な２次電子を放出する機能も有する。保護層１５を構成する材料として、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）、フッ化マグネシウム（ＭｇＦ２）、フッ化カルシウム（ＣａＦ２）を例示することができる。中でも酸化マグネシウムは、化学的に安定であり、スパッタリング率が低く、蛍光体層の発光波長における光透過率が高く、放電開始電圧が低い等の特色を有する好適な材料である。なお、保護層１５を、これらの材料から成る群から選択された少なくとも２種類の材料から構成された積層膜構造としてもよい。
【００３６】
第１基板１１および第２基板２１の構成材料として、高歪点ガラス、ソーダガラス（Ｎａ２Ｏ・ＣａＯ・ＳｉＯ２）、硼珪酸ガラス（Ｎａ２Ｏ・Ｂ２Ｏ３・ＳｉＯ２）、フォルステライト（２ＭｇＯ・ＳｉＯ２）、鉛ガラス（Ｎａ２Ｏ・ＰｂＯ・ＳｉＯ２）を例示することができる。第１基板１１と第２基板２１の構成材料は、同じであっても異なっていてもよいが、熱膨張係数が同じであることが望ましい。
【００３７】
蛍光体層２５Ｒ，２５Ｇ，２５Ｂは、たとえば、赤色を発光する蛍光体層材料、緑色を発光する蛍光体層材料および青色を発光する蛍光体層材料から成る群から選択された蛍光体層材料から構成され、アドレス電極２２の上方に設けられている。プラズマ表示装置がカラー表示の場合、具体的には、たとえば、赤色を発光する蛍光体層材料から構成された蛍光体層（赤色蛍光体層２５Ｒ）がアドレス電極２２の上方に設けられ、緑色を発光する蛍光体層材料から構成された蛍光体層（緑色蛍光体層２５Ｇ）が別のアドレス電極２２の上方に設けられ、青色を発光する蛍光体層材料から構成された蛍光体層（青色蛍光体層２５Ｂ）が更に別のアドレス電極２２の上方に設けられており、これらの３原色を発光する蛍光体層が１組となり、所定の順序に従って設けられている。
【００３８】
蛍光体層２５Ｒ，２５Ｇ，２５Ｂを構成する蛍光体層材料としては、従来公知の蛍光体層材料の中から、量子効率が高く、真空紫外線に対する飽和が少ない蛍光体層材料を適宜選択して用いることができる。カラー表示を想定した場合、色純度がＮＴＳＣで規定される３原色に近く、３原色を混合した際の白バランスがとれ、残光時間が短く、３原色の残光時間がほぼ等しくなる蛍光体層材料を組み合わせることが好ましい。
【００３９】
蛍光体層材料の具体的な例示を次に示す。たとえば赤色に発光する蛍光体層材料として、（Ｙ２Ｏ３：Ｅｕ），（ＹＢＯ３Ｅｕ），（ＹＶＯ４：Ｅｕ），（Ｙ０．９６Ｐ０．６０Ｖ０．４０Ｏ４：Ｅｕ０．０４），［（Ｙ，Ｇｄ）ＢＯ３：Ｅｕ］，（ＧｄＢＯ３：Ｅｕ），（ＳｃＢＯ３：Ｅｕ），（３．５ＭｇＯ・０．５ＭｇＦ２・ＧｅＯ２：Ｍｎ）、緑色に発光する蛍光体層材料として、（ＺｎＳｉＯ２：Ｍｎ），（ＢａＡ１１２Ｏ１９：Ｍｎ），（ＢａＭｇ２Ａ１１６Ｏ２７：Ｍｎ），（ＭｇＧａ２Ｏ４：Ｍｎ），（ＹＢＯ３：Ｔｂ），（ＬｕＢＯ３：Ｔｂ），（Ｓｒ４Ｓｉ３Ｏ８Ｃｌ４：Ｅｕ）、青色に発光する蛍光体層材料として、（Ｙ２ＳｉＯ５：Ｃｅ），（ＣａＷＯ４：Ｐｂ），ＣａＷＯ４，ＹＰ０．８５Ｖ０．１５Ｏ４，（ＢａＭｇＡ１１４Ｏ２３：Ｅｕ），（Ｓｒ２Ｐ２Ｏ７：Ｅｕ），（Ｓｒ２Ｐ２Ｏ７：Ｓｎ）などが例示される。
【００４０】
蛍光体層２５Ｒ，２５Ｇ，２５Ｂの形成方法として、厚膜印刷法、蛍光体層粒子をスプレーする方法、蛍光体層の形成予定部位に予め粘着性物質を付けておき、蛍光体層粒子を付着させる方法、感光性の蛍光体層ペーストを使用し、露光および現像によって蛍光体層をパターニングする方法、全面に蛍光体層を形成した後に不要部をサンドブラスト法により除去する方法を挙げることができる。
【００４１】
なお、蛍光体層２５Ｒ，２５Ｇ，２５Ｂはアドレス電極２２の上に直接形成されていてもよいし、アドレス電極２２上から隔壁２４の側壁面上に亘って形成されていてもよい。あるいはまた、蛍光体層２５Ｒ，２５Ｇ，２５Ｂは、アドレス電極２２上に設けられた絶縁体膜上に形成されていてもよいし、アドレス電極２２上に設けられた絶縁体膜上から隔壁２４の側壁面上に亘って形成されていてもよい。更には、蛍光体層２５Ｒ，２５Ｇ，２５Ｂは、隔壁２４の側壁面上にのみ形成されていてもよい。絶縁体膜の構成材料として、たとえば低融点ガラスやＳｉＯ２ を挙げることができる。
【００４２】
本実施形態では、図２および図３に示すように、対を成す放電維持電極１２ａ，１２ｂの間に形成される放電ギャップＧ１，Ｇ２が、各画素Ｐ１内に２つ形成してある。しかも、対を成す放電維持電極の内の一方の放電維持電極１２ｂが、各画素Ｐ１における第２方向Ｙの境界に配置してある。この境界に配置される放電維持電極１２ｂは、コモン側バス電極１３ｂを介して共通電位が与えられるコモン側放電維持電極１２ｂとなる。
【００４３】
また、対を成す放電維持電極の内の他方の放電維持電極１２ａが、各画素Ｐ１の略中央に配置してあり、スキャン側バス電極１３ａを介してアドレス放電時に走査されるスキャン側放電維持電極１２ａとなる。
【００４４】
スキャン側放電維持電極１２ａの第２方向Ｙの幅Ｗ１は、コモン側放電維持電極１２ｂの第２方向Ｙの幅Ｗ２と同じでも良いが、相互に異なる長さとし、相互に非対称な面積を持たせても良い。すなわち、アドレス電極２２の容量に対応して、スキャン側放電維持電極１２ａの容量を調節して設計することで、アドレスパルス電圧を下げることができ、結果として画質が向上する。また、スキャン側放電維持電極１２ａの容量の最適化により、放電電流を抑制し、消費電力の低減を図り、プラズマ表示装置２の寿命を延ばすことが可能になる。
【００４５】
スキャン側放電維持電極１２ａの第２方向Ｙの幅Ｗ１は、各画素Ｐ１のサイズにもよるが、好ましくは５０〜５００μｍである。また、Ｗ１／Ｗ２の比は、好ましくは、１／１〜１／３である。さらに、スキャン側放電維持電極１２ａおよびコモン側放電維持電極１２ｂの第１方向Ｘの幅Ｗ５は、各画素Ｐ１のサイズにもよるが、好ましくは５０〜４００μｍである。
【００４６】
また、スキャン側バス電極１３ａの第２方向Ｙの幅Ｗ３は、各画素Ｐ１のサイズにもよるが、好ましくは２０〜１００μｍである。スキャン側バス電極１３ａは、各画素Ｐ１の中央に配置されるので、細いほど好ましいが、低抵抗化を図るには、前記の範囲が好ましい。これに対して、コモン側バス電極１３ｂの第２方向Ｙの幅Ｗ４は、各画素Ｐ１のサイズにもよるが、好ましくは５０〜１５０μｍである。コモン側バス電極１３ｂは、画素Ｐ１の境界に配置されるので、その幅を広くしても、画素Ｐ１の開口率を低下させないために、バス電極１３ｂの低抵抗化、すなわち放電維持電極１３ｂの低抵抗化を図ることができ、画質ムラなどが無くなり、画質が向上する。
【００４７】
また、コモン側バス電極１３ｂは、たとえばクロム（またはクロム合金）などの金属で構成され、遮光性を有すると共に、表示面側から見て黒色であり、ブラックマトリックスとしての機能を有する。その結果、工程の増大や放電への悪影響無しに、明室での表示画面におけるコントラストの向上を図ることができる。
【００４８】
各画素Ｐ１内における二つの放電ギャップＧ１およびＧ２は、同じであることが好ましいが、必ずしも同じでなくても良い。これらの放電ギャップＧ１およびＧ２は、特に限定されないが、好ましくは１〜１５０μｍ、さらに好ましくは、５〜５０μｍ、さらに好ましくは５〜４０μｍである。
【００４９】
バス電極１３ａ，１３ｂは、典型的には、金属材料、たとえば、Ａｇ，Ａｕ，Ａｌ，Ｎｉ，Ｃｕ，Ｍｏ，Ｃｒなどの単層金属膜、あるいはＣｒ／Ｃｕ／Ｃｒなどの積層膜などから構成することができる。ただし、本実施形態では、バス電極１３ｂは、ブラックマトリックスとしての機能も有することから、表示面側から見て黒色に見えるクロムまたはクロム合金の単層または積層膜であることが好ましい。バス電極１３ａ，１３ｂは、放電維持電極１２ａ，１２ｂなどと同様な方法により形成することができる。
【００５０】
図１に示すように、隔壁２４は、アドレス電極２２を挟んで第２方向Ｙに沿ってストライプ状に形成される。その隔壁２４の構成材料としては、従来公知の絶縁材料を使用することができ、たとえば広く用いられている低融点ガラスにアルミナ等の金属酸化物を混合した材料を用いることができる。隔壁２４の高さは５０〜２００μｍ程度である。隔壁２４間のピッチ間隔は、たとえば５０〜４００μｍ程度である。このピッチ間隔は、図２に示す放電維持電極１２ａおよび１２ｂの第１方向Ｘの幅Ｗ５と略同一である。
【００５１】
隔壁２４によって囲まれた放電空間の内部に、混合ガスから成る放電ガスが封入されており、蛍光体層２５Ｒ，２５Ｇ，２５Ｂは、放電空間４内の放電ガス中で生じた交流グロー放電に基づき発生した紫外線に照射されて発光する。
【００５２】
プラズマ表示装置の製造方法
次に、本発明の実施形態に係るプラズマ表示装置の製造方法について説明する。 第１パネル１０は、以下の方法で作製することができる。先ず、高歪点ガラスやソーダガラスから成る第１基板１１の全面にたとえばスパッタリング法によりＩＴＯ層を形成し、フォトリソグラフィ技術およびエッチング技術によりＩＴＯ層をパターニングすることによって、放電維持電極１２ａ，１２ｂを、複数、形成する。
【００５３】
次に、第１基板１１の内面全面に、たとえば蒸着法によりクロム膜を形成し、フォトリソグラフィ技術およびエッチング技術によりクロム膜をパターニングすることによって、各放電維持電極１２ａ，１２ｂの第２方向Ｙの中央部を接続するように、バス電極１３ａ，１３ｂを形成する。その後、バス電極１３ａ，１３ｂが形成された第１基板１１の内面全面にシリコン酸化物（ＳｉＯ２）層から成る誘電体層１４を形成する。
【００５４】
本実施形態では、誘電体層１４の形成の形成方法は特に限定されず、電子ビーム蒸着法やスパッタ法、蒸着法、スクリーン印刷法等が例示される。
次に、誘電体層１４の上に、電子ビーム蒸着法またはスパッタリング法により厚さ０．６μｍの酸化マグネシウム（ＭｇＯ）から成る保護層１５を形成する。以上の工程により第１パネル１０を完成することができる。
【００５５】
また、第２パネル２０を以下の方法で作製する。まず、高歪点ガラスやソーダガラスから成る第２の基板２１上に、たとえば蒸着法によりアルミニウム膜を形成し、フォトリソグラフィ技術およびエッチング技術によりパターニングすることで、アドレス電極２２を形成する。アドレス電極２２は、第１方向Ｘと直交する第２方向Ｙに延びている。次に、スクリーン印刷法により全面に低融点ガラスペースト層を形成し、この低融点ガラスペースト層を焼成することによって絶縁体膜を形成する。
【００５６】
その後、絶縁体膜上に、ストライプパターンとなるように、隔壁２４を形成する。この時の形成方法は、特に限定されず、たとえばスクリーン印刷法、サンドブラスト法、ドライフィルム法、感光法などを例示することができる。ドライフィルム法とは、基板上に感光性フィルムをラミネートし、露光および現像によって隔壁形成予定部位の感光性フィルムを除去し、除去によって生じた開口部に隔壁形成用の材料を埋め込み、焼成する方法である。感光性フィルムは焼成によって燃焼、除去され、開口部に埋め込まれた隔壁形成用の材料が残り、隔壁２４となる。感光法とは、基板上に感光性を有する隔壁形成用の材料層を形成し、露光および現像によってこの材料層をパターニングした後、焼成を行う方法である。焼成（隔壁焼成工程）は、空気中で行い、焼成温度は、５６０°Ｃ程度である。焼成時間は、２時間程度である。
【００５７】
次に、第２基板２１に形成された隔壁２４の間に３原色の蛍光体層スラリーを順次印刷する。その後、この第２基板２１を、焼成炉内で焼成し、隔壁２４の間の絶縁体膜上から隔壁２４の側壁面上に亘って、蛍光体層２５Ｒ，２５Ｇ，２５Ｂを形成する。その時の焼成（蛍光体焼成工程）温度は、５１０°Ｃ程度である。焼成時間は、１０分程度である。
【００５８】
次に、プラズマ表示装置の組み立てを行う。即ち、先ず、たとえばスクリーン印刷により、第２パネル２０の周縁部にシール層を形成する。次に、第１パネル１０と第２パネル２０とを貼り合わせ、焼成してシール層を硬化させる。その後、第１パネル１０と第２パネル２０との間に形成された空間を排気した後、放電ガスを封入し、かかる空間を封止し、プラズマ表示装置２を完成させる。
【００５９】
かかる構成を有するプラズマ表示装置の交流グロー放電動作の一例を説明する。先ず、たとえば、対となる全ての一方の放電維持電極１２ｂに、放電開始電圧Ｖｂｄよりも高いパネル電圧を短時間印加する。これによってグロー放電が生じ、双方の放電維持電極１２ａ，１２ｂの近傍の誘電体層１４の表面に、壁電荷が蓄積し、見掛けの放電開始電圧が低下する。その後、アドレス電極２２に電圧を印加しながら、表示をさせない放電セルに含まれる一対の放電維持電極のうちの一方の放電維持電極１２ａに電圧を印加することによって、アドレス電極２２と当該一方の放電維持電極１２ａとの間にグロー放電を生じさせ、蓄積された壁電荷を消去する。この消去放電を各アドレス電極２２において順次実行する。一方、表示をさせる放電セルに含まれる一対のうちの一方の放電維持電極１２ａには電圧を印加しない。これによって、壁電荷の蓄積を維持する。その後、全ての一対の放電維持電極１２ａ，１２ｂ間に所定のパルス電圧を印加することによって、壁電荷が蓄積されていたセルにおいては一対の放電維持電極１２ａ，１２ｂの間でグロー放電が開始し、放電セルにおいては、放電空間内における放電ガス中でのグロー放電に基づき発生した真空紫外線の照射によって励起された蛍光体層が、蛍光体層材料の種類に応じた特有の発光色を呈する。なお、一対のうちの一方の放電維持電極１２ａと他方の放電維持電極１２ｂに印加される放電維持電圧の位相は半周期ずれている。
【００６０】
本実施形態のプラズマ表示装置２では、各画素Ｐ１当たりに、２つの放電ギャップＧ１およびＧ２を有する。このため、本実施形態では、各画素Ｐ１内での発光輝度が向上する。放電ギャップＧ１およびＧ２の近傍において、発光輝度が最も高くなるからである。
【００６１】
また、本実施形態では、放電維持電極の内の一方の放電維持電極１２ｂが、各画素Ｐ１の境界に配置してあり、ブラックマトリックスの少なくとも一部として機能する。その結果、工程の増大や放電への悪影響無しに、明室での表示画面におけるコントラストの向上を図ることができる。なお、放電維持電極１２ｂは、各画素Ｐ１における第１方向Ｘに沿ったブラックラインを形成するが、図１に示すストライプ状の隔壁２４の少なくとも頂部を黒色とすることで、第２方向に沿うブラックラインを形成することができる。したがって、これらの直交するブラックラインにより、ブラックマトリックスを構成することができる。
【００６２】
また、画素Ｐ１の境界に配置されるバス電極１３ｂは、その幅を広くしても、画素の開口率を低下させないために、バス電極１３ｂの低抵抗化、すなわち放電維持電極の低抵抗化を図ることができ、画質ムラなどが無くなり、画質が向上する。
【００６３】
さらに、本実施形態では、各画素Ｐ１の略中央に配置してある放電維持電極１２ａが、アドレス放電時に走査されるスキャン側放電維持電極であることにより、スキャン側放電維持電極１２ａと、アドレス電極２２とが、画素Ｐ１の中心で交差するため、アドレス放電が安定化する。
【００６４】
なお、本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内で種々に改変することができる。
【００６５】
たとえば、図４に示すように、各画素Ｐ１を平面側から見て、第１方向Ｘと第２方向Ｙとで隣接する画素Ｐ１間に、隔壁２４ａおよび２４ｂを、ワッフル状に形成しても良い。たとえば隔壁２４ａおよび２４ｂの少なくとも頂部を黒色に形成することで、隔壁２４ａおよび２４ｂにブラックマトリックスの機能を持たせることも可能である。特に、ワッフル状の隔壁２４ａおよび２４ｂの場合には、画素Ｐ１の全周を囲むブラックマトリックスを実現することができる。
また、前述した実施形態では、各画素Ｐ１毎に、２つの放電ギャップＧ１，Ｇ２を形成したが、本発明では、３つ以上の放電ギャップを配置しても良い。
【００６６】
【発明の効果】
以上説明してきたように、本発明によれば、輝度およびコントラストを向上させることが可能であり、しかもアドレス放電の安定化および低電圧化を図り、画質の向上および消費電力の低減が可能で、長寿命なプラズマ表示装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 図１は本発明の一実施形態に係るプラズマ表示装置の要部概略分解斜視図である。
【図２】 図２は図１に示すアドレス電極と放電維持電極との関係を示す平面図である。
【図３】 図３は図２に示す１画素の拡大図である。
【図４】 図４は本発明の他の実施形態に係るプラズマ表示装置における隔壁とアドレス電極と放電維持電極との関係を示す平面図である。
【符号の説明】
２… プラズマ表示装置
４… 放電空間
１０… 第１パネル
１１… 第１基板
１２ａ，１２ｂ… 放電維持電極
１３ａ，１３ｂ… バス電極
１４… 誘電体層
１５… 保護層
２０… 第２パネル
２１… 第２基板
２２… アドレス電極
２４，２４ａ，２４ｂ… 隔壁
２５Ｒ，２５Ｇ，２５Ｂ… 蛍光体層
Ｇ１，Ｇ２… 放電ギャップ
Claims (5)
- 第１基板と、
前記第１基板の内側に対向して配置され、間に密封された放電空間を形成する第２基板と、
前記第１基板の内側に形成される複数対の放電維持電極と、
前記放電維持電極に対して前記放電空間を介して平面側から見て交差するように、
第２基板の内側に形成される複数のアドレス電極と、
を有するプラズマ表示装置であって、
対を成す前記放電維持電極の間に形成される放電ギャップが、１画素内に２つ以上形成してあり、
対を成す前記放電維持電極の内の一方の放電維持電極が、
前記１画素の境界に配置され、
前記１画素の境界に配置してある放電維持電極の低抵抗化を図るためのバス電極が、画素の境界にないバス電極に比べ幅を広く形成され、かつブラックマトリックスの少なくとも一部として機能する
ことを特徴とするプラズマ表示装置。 - 対を成す前記放電維持電極が、相互に非対称な電気容量を有する
ことを特徴とする請求項１に記載のプラズマ表示装置。 - 対を成す前記放電維持電極が、相互に非対称な面積を有する
ことを特徴とする請求項２に記載のプラズマ表示装置。 - 前記画素を平面側から見て、隣接する画素間には、前記放電空間を仕切る隔壁が形成してある
ことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のプラズマ表示装置。 - 前記画素を平面側から見て、平面における所定の第１のＸ方向と、当該Ｘ方向に対して略直行する第２のＹ方向とで、隣接する画素間に、前記隔壁が、ワッフル状に形成してある
ことを特徴とする請求項４に記載のプラズマ表示装置。
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