JP4123599B2 - 平面型プラズマ放電表示装置と駆動方法 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、平面型プラズマ放電表示装置と駆動方法に関わる。
【0002】
【従来の技術】
一般に、X電極およびY電極と呼称されるそれぞれ複数の平行電極が配列されて成る第1および第2の電極群を有し、両電極群の選択された電極間のプラズマ放電により目的とする表示を行うようにした、2電極方式のいわゆるマトリクス型表示態様をとる平面型プラズマ放電表示装置としては、例えば特開平6−52802号公報に開示されたプラズマパネルがある。
【0003】
従来の2電極方式の平面型プラズマ放電表示装置は、例えば図11にその概略断面図を示すように、それぞれ例えばガラス基板より成る第1および第2の基板51および52が、両者間に隔壁53を介在して所要の間隔を保持して対向され、その周辺部がガラスフリット等(図示せず)によってが封着されて成る。
そして、例えば第1の基板51の内面に、複数の平行電極が配列されて成る第1の電極群61が形成され、第2の基板52の内面に、第1の電極群61の電極と直交して第2の電極群62とが形成される。
【0004】
両基板51および52の各電極群61および62上には、誘電体層54が印刷等によって積層され、その表面にはMgO等の表面保護膜(図示せず)が形成される。
また、例えば各隔壁53によって構成された各放電空間領域部に、放電によって発生する紫外線によって可視光を発光する蛍光体層55が塗布される。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
上述した従来一般の平面型プラズマ放電表示装置においては、その第1および第2の電極群が、互いに別の基板、すなわち第1および第2の基板51および52に形成される。
したがって、これら第1および第2の電極群の相互の位置関係の設定の精度は、各プレートへの各電極群の形成の精度と、両プレートの接合封着に当たっての相互の位置関係に依存する。したがって、各部において、一様な間隔、位置関係の設定において、高い精度を得にくいとか、その組み立てに特段の注意を必要とし、作業性と歩留りの低下という課題がある。
【0006】
本出願人は、先にこのような課題の解決を図った平面型プラズマ放電表示装置を、特願平10−32981号出願「平面型プラズマ放電表示装置」で提案した。
この平面型プラズマ放電表示装置は、図12にその概略斜視図を示し、図13にその一部を切り欠いた要部の分解斜視図を示すように、第1および第2の基板1および2が所要の間隔を保持して対向され、その周辺部がフリットシールされて気密的に封止された平面型構成とされる。
【0007】
この表示装置においては、共通の基板1上に、それぞれ複数の電極X(X1 ,X2 ,X3 ・・・)および電極Y(Y1 ,Y2 ,Y3 ・・・)よりなる第1および第2の電極群11および12が配置された構成とされる。
【0008】
これら電極X(X1 ,X2 ,X3 ・・・)およびY(Y1 ,Y2 ,Y3 ・・・)から導出された各端子TX (TX1,TX2,TX3・・・)およびTY (TY1,TY2,TY3・・・)は、例えば各電極X(X1 ,X2 ,X3 ・・・)およびY(Y1 ,Y2 ,Y3 ・・・)自体の端部を、第1の基板1の第2の基板2より突出させた各辺例えば2辺に導出して形成する。
【0009】
第1の電極群11は、図14にその一例の要部の平面図を示すように、第1の基板1上に、一方向例えば行方向に沿って延び、所要の間隔をもって配列された複数の帯状平行電極X(X1 ,X2 ,X3 ・・・)が平面的に配列されて成る。
【0010】
また、第2の電極群12は、例えば電極X(X1 ,X2 ,X3 ・・・)の延長方向と交叉例えば直交する列方向に沿って延びる帯状の電極部分AY (AY1,AY2,AY3・・・)と、放電電極部IY とによって構成された電極Y(Y1 ,Y2 ,Y3 ・・・)より成る。
これら帯状の電極部分AY 下には、例えばSiO2 による絶縁層14が、行電極X上を横切って列方向に帯状に被着形成され、各行電極Xとの電気的絶縁がなされる。
【0011】
放電電極部IY は、各電極部分AY (AY1,AY2,AY3・・・)からそれぞれ1側方、図においては左側方にそれぞれ隣り合う電極X1 およびX2 間、X2 およびX3 ・・・間に延長して配置され、各1の電極Xと所要の狭間隔dをもって対向する放電電極部IY11 ,IY12 ,IY13 ・・・,IY21 ,IY22 ,IY23 ・・・,IY31 ,IY32 ,IY33 ・・・によって構成される。
【0012】
また、図14においては、第1の電極群11と、第2の電極群12の放電電極部IY とが、同一導電層によって同時に形成され、第2の電極群12の電極部分AY の形成において、各電極部分AY (AY1,AY2,AY3・・・)からそれぞれ側方に延長して接続片15が形成され、これら接続片15が対応する各放電電極部IY (IY11 ,IY12 ,IY13 ・・・,IY21 ,IY22 ,IY23 ・・・,IY31 ,IY32 ,IY33 ・・・)上に直接接触して電気的接続する構成とされている。
【0013】
図15は、この構成による第1および第2の電極群11および12の配置関係を模式的に示すものである。すなわち、この構成においては、各放電電極部IY (IY11 ,IY12 ,IY13 ・・・,IY21 ,IY22 ,IY23 ・・・,IY31 ,IY32 ,IY33 ・・・)は、それぞれその1側で対向する電極X(X1 ,X2 ,X3 ・・・)との間でプラズマ放電部P(P11,P12,P13・・・,P21,P22,P23・・・,P31,P32,P33・・・)が形成される。
【0014】
この構成による平面型プラズマ放電表示装置は、第1および第2の両電極群11および12を、共通の基板上に配置することによって上述の問題の解決をはかるものである。
【0015】
ところで、近年、進展著しいパーソナルコンピュータやオフィスワークステーション、あるいは壁掛けテレビジョン等に用いられるディスプレイの性能としては、更なる高精細度化が要求されている。
【0016】
このような高精細度化を図るために画素数の増加を図るには、電極間の間隔を狭めるとか、電極の幅を小とすることになるが、この場合、製造時において高い精度を必要とし、生産性の低下や歩留りの低下を来す。また、製品における不要部分での放電の発生、耐圧低下による信頼性の低下、電極の抵抗増加による応答速度等の問題が生じる。
【0017】
本発明は、このような問題の解決を図る。すなわち、本発明においては、電極の幅および間隔を必要幅および間隔に保持した状態で、高精細度、高品位の平面型プラズマ放電表示装置を構成し、上述した製造時における高い精度の維持により、生産性の低下や歩留りの低下を回避する。また、製品における不要部分での放電の発生、耐圧低下等による信頼性の低下、電極の抵抗増加による応答速度等の問題の解決を図る。
また、本発明は、複雑な信号処理回路を用いずに、画像劣化を生じることなくその表示駆動を行う。
また、本発明は、高輝度表示を可能にする表示駆動を行う。
【0018】
【課題を解決するための手段】
本発明による平面型プラズマ放電表示装置においては、第1の基板および第2の基板が所要の間隔を保持して対向し、該第1および第2の基板の周辺部が気密的に封止されて平面型表示容器が構成される。第1の基板上には、それぞれ複数の電極が平面的に一方向および該一方向と交叉する方向に配列されて成る第1および第2の電極群が、互いに絶縁層を介して平面的に配置される。第2の電極群の各電極の1側方には、該電極と一体に形成された放電電極部が設けられる。放電電極部は、絶縁層の開口内に延在して上記第1の電極群の隣り合う各対の電極間の1電極間おきに該対の電極に対して所要の狭間隔を保持して共通の放電電極部として配置される。そして、放電電極部と対の電極との対向部にそれぞれプラズマ放電部が形成され、放電電極部が介在されることなく直接的に隣り合う第1の電極群の電極間に隔壁絶縁層が介在される。この隔壁絶縁層と、第1および第2の電極群の電極間に介在された絶縁層とは、共通の絶縁層によって全体として格子状パターンに形成される。第2の基板には、第2の電極群の各電極と重なるように対向して該電極に沿う隔壁と、隣り合う隔壁間に存する蛍光体層とが形成されて構成される。
【0019】
また、本発明による平面型プラズマ放電表示装置の駆動方法においては、上述の構成による平面型プラズマ放電表示装置に対し、選択されたプラズマ放電部を構成する第1の電極群の電極と第2の電極の放電電極部との間に放電開始電圧以上の電圧を印加して目的とする表示を行うものである。
【0020】
そして、この駆動方法において、選択されたプラズマ放電部を構成する第1の電極群の電極と第2の電極の放電電極部との間に放電開始電圧以上の電圧を印加して目的とする表示を行うに当たり、第1および第2フィールドによって1フレームを形成する駆動方法とし、第1フィールドにおいては、放電電極部によって形成する対のプラズマ放電部の一方のプラズマ放電部による表示を行い、第2フィールドにおいては、放電電極部によって形成する他方のプラズマ放電部による表示を行う。
【0021】
また、上述の構成による平面型プラズマ放電表示装置の選択されたプラズマ放電部を構成する第1の電極群の電極と第2の電極の放電電極部との間に放電開始電圧以上の電圧を印加して目的とする表示を行うに当たり、放電電極部によって形成する対のプラズマ放電部を同時に駆動放電して表示を行う。
【0022】
上述したように、本発明は、第1および第2の電極群によるいわば対の放電電極群を平面的に配列した構成としても、その電極配置、印加電圧等の選定によって、その表示のためのプラズマ放電を確実に発生することができることを見出したことに基いて、対の放電電極群を共通の基板上に配列した構成としたものである。
【0023】
そして、本発明では、第1の基板上の隔壁絶縁層と、第2の基板上の隔壁とにより区分された1つの放電領域において、1つの放電電極部に対して対のプラズマ放電部を形成するようにしてプラズマ放電電極の個数を減ずることから、画素数の増加、すなわちプラズマ放電部の個数の増加において、電極の幅を充分保持することができる。
【0024】
また、その駆動においては、後述するところから、より明らかとなるように、特段の信号処理回路等を用いることがなくその駆動を行うことができる。
また、各放電電極部に関する対のプラズマ放電部を同時にオン・オフさせることによって、高輝度表示を行うことができる。
【0025】
【発明の実施の形態】
本発明による平面型プラズマ放電表示装置の一形態は、図1にその概略斜視図を示し、図2にその一部を切り欠いた要部の分解斜視図を示すように、少なくとも一方が光透過性の例えばガラス基板による第1および第2の基板1および2が所要の間隔を保持して対向され、その周辺部がフリットシールされて気密的に封止され両基板1および2間に偏平ガス空間が形成された平面型表示容器を構成する。
【0026】
そして、この両基板1および2間に偏平ガス空間にガスが封入される。この封入ガスは、例えばHe,Ne,Ar,Xe,Krのうちの1種以上のガス、例えば,NeとXeの混合ガスもしくはArとXeの混合ガスのいわゆるペニングガスを用いることができる。
また、その圧力は、例えば0.8〜5気圧程度とすることができる。
【0027】
この表示装置においては、共通の第1の基板1上に、それぞれ複数の電極X(X1 ,X2 ,X3 ・・・)および電極Y(Y1 ,Y2 ,Y3 ・・・)よりなる第1および第2の電極群11および12が、その少なくとも交叉部に絶縁層14を介在させて配置された構成とされる。
【0028】
これら電極X(X1 ,X2 ,X3 ・・・)およびY(Y1 ,Y2 ,Y3 ・・・)から導出された各端子TX (TX1,TX2,TX3・・・)およびTY (TY1,TY2,TY3・・・)は、例えば各電極X(X1 ,X2 ,X3 ・・・)およびY(Y1 ,Y2 ,Y3 ・・・)自体の端部を、第1の基板1の第2の基板2より突出させた辺例えば図1に示すように、隣り合う2辺に導出して形成するとか、あるいは図示しないが、各電極XおよびYをそれぞれもしくは一方については、1つおきに相対向する2辺から導出して形成する。
【0029】
図3にその一例の要部の平面図を示すように、第1の基板1上に、第1の電極群11は、一方向例えば行方向に沿って延びるように平行配列された複数の帯状平行電極X(X1 ,X2 ,X3 ・・・)が平面的に配列されて成る。
【0030】
また、第2の電極群12は、例えば電極X(X1 ,X2 ,X3 ・・・)の延長方向と交叉例えば直交する列方向に沿って延びる帯状の電極部分AY (AY1,AY2,AY3・・・)と、放電電極部IY とによって構成された電極Y(Y1 ,Y2 ,Y3 ・・・)より成る。
【0031】
放電電極部IY は、各電極部分AY (AY1,AY2,AY3・・・)からそれぞれ1側方、図においては左側方に配置されるが、これら放電電極部IY は、第1の電極群Xの、隣り合う対の電極を組として、各組において、それぞれの電極X1 およびX2 間、X3 およびX4 間、X5 およびX6 間・・・に配置されたIY11 ,IY12 ,IY13 ・・・,IY31 ,IY32 ,IY33 ・・・,IY51 ,IY52 ,IY53 ・・・,によって構成される。つまり、互いに隣り合う他の組の電極間、例えば電極X2 およびX3 間、X4 およびX5 間・・・には、放電電極部IY は配置しない。
【0032】
すなわち、第1および第2の電極群11および12の配置の模式図を図4に示すように、この構成により、図15で説明した放電電極部IY21 ,IY22 ,IY2 3 ・・・,IY41 ,IY42 ,IY43 ・・・が排除されて放電電極部IY が1/2の数に減少される。
【0033】
そして、各放電電極部IY (IY11 ,IY12 ,IY13 ・・・,IY31 ,IY32 ,IY33 ・・・,IY51 ,IY52 ,IY53 ・・・)と、これらと対向する電極Xとの間隔は、所要の放電開始電圧をもって放電がなされる狭間隔dとされ、各放電電極IY (IY11 ,IY12 ,IY13 ・・・,IY31 ,IY32 ,IY33 ・・・,IY51 ,IY52 ,IY53 ・・・)の両側で第1の電極群の電極X(X1 ,X2 ,X3 ・・・)との対向部にそれぞれプラズマ放電部P(P11,P12,P13・・・,P21,P22,P23・・・,P31,P32,P33・・・)を構成する。
【0034】
放電電極部IY が介在することなく隣り合う電極X2 およびX3 間,X4 およびX5 間・・・の間隔Dは、例えばD>dとする。
【0035】
また、これら放電電極部IY が介在することなく隣り合う他の組の電極X2 およびX3 間,X4 およびX5 間・・・には、その間隔D以上すなわち間隔Dと同等もしくはこれを超える高さ(厚さ)の隔壁絶縁層14Bを介在させる。図示の例では絶縁層14と同一層をもって隔壁絶縁層14Bを形成した場合である。
このように、放電電極部IY が介在することなく隣り合う他の組の電極X2 およびX3 間,X4 およびX5 間・・・に隔壁絶縁層14Bを介在させることにより、各放電電極IY (IY11 ,IY12 ,IY13 ・・・,IY21 ,IY22 ,IY23 ・・・,IY31 ,IY32 ,IY33 ・・・)が、それぞれ他のプラズマ放電部Pの電極X(X1 ,X2 ,X3 ・・・)との間で、異常放電を発生する危険をより確実に回避することができる。
【0036】
そして、第2の基板2に、図2に示すように、プラズマ放電によって発生する真空紫外線ないしは紫外線によって可視光を発光する蛍光体層19が形成される。例えばカラー表示が成される場合は、赤、緑および青の各色光を発光する蛍光体R、GおよびBが塗布される。
【0037】
また、この蛍光体層19が形成された第2の基板2には、第2の電極群12の電極Y(Y1,Y2,Y3・・・)の各電極部AY (AY1,AY2,AY3・・・)と対向して、これに沿って帯状の隔壁18を突設する。この隔壁18は、各単位放電領域すなわち各プラズマ放電部P相互のクロストークを阻止するに供する。
上述した構成においては、図2及び図3の説明から明らかなように、第1の基板1における隔壁絶縁層14Bと、第2の基板2における隔壁18とにより区分された1つの放電領域内に、放電電極部IYと対の電極Xとの間で2つのプラズマ放電部Pが形成されることになる。
【0038】
このようにして、選択されたプラズマ放電部Pにおいて、このプラズマ放電部Pを構成する第1の電極群11の電極Xと、第2の電極群12の放電電極部IY との間に、直流もしくは交流の所要の電圧を印加することによって選択的に放電させ、蛍光体層19の所要部を発光させて目的とする表示を行う。
交流駆動においては、少なくとも第1または第2の電極群の形成部を覆って誘電体層16が形成される。
【0039】
誘電体層16上には、この誘電体層16に比し、仕事関数が小さく、また必要に応じて放電プラズマによって誘電体層16の表面がスパッタによるダメージを受けることから保護する表面層17が形成される。
【0040】
次に、この構成による表示装置の理解を容易にするために、その製造方法の 例を説明する。この例においては、第1の電極群11の電極Xと、第2の電極群12の放電電極部IY とを同一導電層によってすなわち同一工程で形成した場合である。
【0041】
先ず、第1の基板1に係わる製造工程について説明する。図5に示すように、例えばガラス基板よりなる第1の基板1が用意され、その1主面に、第1の電極群11の電極X(X1 ,X2 ,X3 ・・・)と、第2の電極群12の電極Y(Y1 ,Y2 ,Y3 ・・・)の放電電極部IY (IY11 ,IY12 ,IY13 ・・・,IY31 ,IY32 ,IY33 ・・・,IY51 ,IY52 ,IY53 ・・・)を、形成する。
【0042】
これら電極Xおよび放電電極部IY の形成は、例えばフォトレジスト層を用いたリフトオフ法によって形成することができる。すなわち、図示しないが、基板1に全面的にフォトレジスト層を塗布し、これに対するパターン露光および現像処理を行って、最終的に形成する各電極Xと、各放電電極部IY の形成部にフォトレジスト層が除去された開口を形成し、基板1全面に導電層を、例えば蒸着によって形成する。
【0043】
この導電層は、例えば透明導電層のITOや、Al,Cu,Ni,Fe,Cr,Zn,Au,Ag,Pb等の1種以上の金属層によって構成するとか、あるいはAl層とこれの上にAlの酸化を阻止するCr層等の表面層を有するCr/Alの積層構造、もしくは更にその下地層として、例えばガラス基板に対する被着性にすぐれた例えばCr層による下地層を有するCr/Al/Crの多層構造の導電層によって構成することができる。
【0044】
その後、フォトレジスト層を除去することによって、このフォトレジスト上に形成された導電層を除去、すなわちリフトオフし、残された導電層をもって図5で示す電極X(X1 ,X2 ,X3 ・・・)と、放電電極部IY (IY11 ,IY12 ,IY13 ・・・,IY31 ,IY32 ,IY33 ・・・,IY51 ,IY52 ,IY53 ・・・)を形成する。
【0045】
次に、図6に示すように、絶縁層14の形成を行う。この絶縁層14は、第1の基板1上の前述の第2の電極群12の電極部AY の形成部と、放電電極部IY が介在することなく隣り合う電極X2 およびX3 間上、X4 およびX5 間上に形成され、放電電極部IY (IY11 ,IY12 ,IY13 ・・・,IY31 ,IY32 ,IY33 ・・・,IY51 ,IY52 ,IY53 ・・・)の形成部に開口14wが形成された格子状パターンに形成する。つまり、この例では、前述した電極間に介在させる絶縁層部分と隔壁絶縁層14Bとを一体に形成した場合である。
【0046】
この絶縁層14の形成は、第1の基板1上に、全面的に、絶縁層を構成する例えば感光性ガラスペーストを塗布し、80℃で20分間の熱処理を行い、その後、このガラス層に対してパターン露光および現像処理を行うことによって上述した格子状パターンに形成する。その後、600℃での焼成を行うことによって形成する。
【0047】
次に、図3で示したように、第2の電極群12の電極部分AY (AY1,AY2,AY3・・・) とこれより延在する接続片15の形成を行う。この形成においても、リフトオフ法によって形成することができる。すなわち、この場合においても、第1の基板1上に全面的にフォトレジスト層を塗布し、パターン露光および現像処理するフォトレジストのパターニングを行い、その後例えばAlによる導電層を全面的に蒸着等によって形成し、フォトレジスト層を剥離することによって電極部分AY (AY1,AY2,AY3・・・) とこれより延在する接続片15とを同時に形成する。
【0048】
このようにして、第1および第2の電極群11および12の形成がなされる。
【0049】
その後、図7に、鎖線aをもって示すように、また、図2に示すように、例えば各電極XおよびYの端部によるTX1,TX2,TX3・・・TY1,TY2,TY3・・・ 等の端子の導出部、すなわち基板1の外周部を除いて全面的にSiO2 等の誘電体層16をCVD(化学的気相成長)法によって形成し、その上に例えば蒸着によって図2で示すMgO等の表面層17を形成する。
【0050】
次に、第2の基板2に係わる製造工程について説明する。この場合においても例えばガラス基板よりなる第2の基板2が用意される。そして、その1主面に図2で示す隔壁18の形成を行う。この隔壁18の形成は、基板2の内面に全面的に、例えばラミネート用のガラス材シート例えばグリーンシート(デュポン社製商品名)を貼り付け、210℃あるいは410℃でプリベーキングする。
その後、フォトレジスト層を塗布し、パターン露光および現像処理を行って隔壁18を形成する部分、すなわち隔壁18のパターンにフォトレジスト層を残して他部を除去する。
次に、このフォトレジスト層をマスクとして、パウダービーム加工、あるいはいわゆるサンドブラスト処理を行って、ガラス材シートを、フォトレジスト層の形成部を残して他部を除去する。
その後、フォトレジスト層を除去し、例えば600℃の焼結処理を施す。このようにして、隔壁18が形成される。
【0051】
このようにして、ストライプ状の隔壁18が形成された、第2の基板2の内面に、各隔壁18間の凹部の、例えば各2つおきに赤、緑および青の蛍光体R,GおよびBを、順次形成し、例えば430℃で焼成して蛍光体層19を形成する。
【0052】
このようにして、第1および第2の電極群11および12が形成された第1の基板1と、隔壁18および蛍光体層19が形成された第2の基板2とを、第2の電極群12の各電極Yの各電極部分AY と、第2の基板2の各隔壁18とを正対させ、各ストライプ状の蛍光体R、GおよびBをそれぞれ同一垂直線上のプラズマ放電部に対向させるように、所要の間隔を保持して対向させ、その周辺をガラスフリットで、例えば430℃の熱処理を行って封止する。
この場合のフリット位置は、各電極の端子部TX およびTY を外部に導出する位置に選定される。
【0053】
また、この場合、隔壁18が、図7中鎖線bで示すように、電極Y(Y1 ,Y2 ,Y3 ・・・)の、電極部AY (AY1,AY2,AY3・・・)に対向する位置関係となるように、その形成位置の選定がなされるが、この位置の設定は、さほど精度を必要とするものではない。
【0054】
このようにして、第1および第2の基板1および2間に形成された偏平空間内を、例えば380℃に加熱した状態で、2時間の排気処理を行い、この偏平空間内に、前述したガスを所要のガス圧をもって封入する。このようにして、本発明による平面型プラズマ放電表示装置が構成される。
【0055】
このようにして、共通の基板1上に、第1および第2の電極群11および12が形成され、かつこれら電極群11および12の、各電極XおよびYの互いの交叉部には、絶縁層14が介在されて相互の電気的絶縁がなされる。
【0056】
また、隣り合う電極X2 およびX3 間、X4 およびX5 間上には絶縁層14が存在することにより、クロストークが、より防止される。
【0057】
尚、上述したような高温の熱処理が、下層の電極群、この例では第1および第2の電極群11および12の形成後に行われる場合には、この高温処理前に形成される導電層、すなわち上述した例では、第1の電極群11の各電極Xと、第2の電極群12の各電極Yの各放電電極部IY を、例えばAlによって構成すると、Alが酸化されるなど特性劣化を生じる問題がある。この場合においては、前述したように、この導電層として例えばAl上にこれを保護し、酸化によって安定な不良導体層を形成するCrが形成された多層構造とすることが望ましい。
【0058】
上述した方法では、各電極群11および12を、リフトオフ法によって形成した場合であるが、導電層を全面的に形成し、この導電層上にフォトレジストを塗布し、フォトリソグラフィによってパターニングし、これをマスクに導電層をエッチングすることによって形成することもできるなど上述した例に限られるものではなく、種々の方法を適用することができる。
【0059】
ここで、放電電極部IY (IY11 ,IY12 ,IY13 ・・・,IY31 ,IY32 ,IY33 ・・・,IY51 ,IY52 ,IY53 ・・・)の、電極X1 およびX2 ,X3 およびX4 ,X5 およびX6 ・・・に対する間隔は、前述した間隔dに選定され、電極X2 およびX3 間の間隔,X4 およびX5 間の間隔,X6 およびX7 間の間隔は、間隔dより大なる間隔Dに選定されるが、これらの間隔dおよびDは、上述したように、電極X(X1 ,X2 ,X3 ・・・)と、放電電極部IY (IY11 ,IY12 ,IY13 ・・・,IY31 ,IY32 ,IY33 ・・・,IY51 ,IY52 ,IY53 ・・・)とを、同一の導電層によって同一工程で形成することによって正確に設定することができる。しかしながら、これらを異なる工程による導電層によって形成することもできる。
【0060】
また、隔壁18の高さは、これら隔壁18と誘電体層16もしくはこれの表面に形成された表面層17との間隔が、後述するプラズマ放電が生じ得ない間隔となる高さに選定する。
【0061】
第1および第2の基板1および2間の偏平空間への封入ガス圧Pは、0.3〜5.0気圧とすることができる。
この封入ガス圧Pは、パッシェンの法則から、放電開始電圧VS を所定の電圧、例えばパッシェン最小値に選定するとき、放電電極間距離、すなわちプラズマ放電部Pを形成する平面的に対向する各行電極X放電電極部IY との距離(以下放電電極間の距離という)dとの積、P・dが一定となるように選定する。しかしながら、放電開始電圧VS を例えばパッシェン最小値に選定するときは、放電電極間の距離dは、このとき決まる距離dに対して±数十%の変動を許容できる。また、放電開始電圧VS を、パッシェン最小値以外に選定する場合においても、このとき決まる電極間距離dに対して、実際には±30%程度の許容度を有する。
【0062】
そして、これら放電電極間の距離dは、50μm以下、例えば5〜20μm、更には5μm以下、1μm以下等の狭小な間隔に選定することができる。
一方、この放電電極間の距離dは、誘電体層16の厚さtとの関係においても選定されることが必要である。すなわち、図8Aにその放電態様を示すように、誘電体層16の上方においてプラズマ放電がなされるようにするためには、誘電体層16を厚さ方向に突き抜けて放電がなされる必要があり、図8Bに示すように、誘電体層16中で、両電極XおよびY間で放電がなされることが回避されることが必要であって、このためには、いま表面層17の誘電率が誘電体層16のそれより充分低いとすると、2t<dの関係に選定されることが望まれる。
【0063】
次に、この構成による表示装置の駆動方法について説明する。
一の形態を図9の電圧波形図を参照して説明する。
この例では、通常のプラズマ放電表示装置におけると同様の、放電期間を前半部分と後半部分とに分け、前半部分が、放電させる画素を決定する走査放電期間であり、後半部分が放電を維持させて発光輝度を増やす維持放電期間とした場合である。
【0064】
この場合、放電開始は、各プラズマ放電部Pにおける第2の電極群12の放電電極部IY (IY11 ,IY12 ,IY13 ・・・,IY31 ,IY32 ,IY33 ・・・,IY51 ,IY52 ,IY53 ・・・)の電圧すなわち電極Y(Y1 ,Y2 ,Y3 ・・・)への印加電圧がVaで、第1の電極群11の電極X(X1 ,X2 ,X3 ・・・)への印加電圧がVbが、同時に印加されたときにのみ、そのプラズマ放電部Pにおいて放電が開始、すなわちオンされるようにする。この放電を発生させる電圧とタイミングは、平面型プラズマ放電表示装置の特性によって設定することができる。
【0065】
図9で示す例においては、走査放電期間において、電極X1 ,X2 ,X3 ・・・に時分割的に順次一定区間τ1 ,τ2 ,τ3 ・・・に上述のオン電圧Vbを印加し、一方、電極Y1 ,Y2 ,Y3 ・・・に表示する画像信号に応じたオン電圧Vaを入力する。
このようにすると、図9の例では、区間τ1 において、オン状態にある電極X1 と、画像信号のオン電圧Vaが印加された電極Y1 およびY2 間によって形成される)図4におけるプラズマ放電部P11およびP12においてVa+Vbが印加されることからこれらプラズマ放電部P11およびP12において放電が開始される。
同様にして、図9の例では、区間τ2 おいてプラズマ放電部P21が、また、区間τ3 においてプラズマ放電部P32が放電開始する。
そして、この場合、図9に示すように、プラズマ放電部Pを構成することのない例えばX2 およびX3 間、X4 およびX5 間・・・においては、いずれの区間τ(τ1 ,τ2 ,τ3 ・・・)においても、電圧Va+Vbの電圧が印加されることがないことから、これら間に放電が開始されることはない。
【0066】
そして、通常のように、維持放電期間においては、第1および第2の電極群11および12の電極X(X1 ,X2 ,X3 ・・・)およびY(Y1 ,Y2 ,Y3 ・・・)に放電維持のパルス電圧を供給することによって通常のように放電が開始されたプラズマ放電部についてその放電状態すなわち発光状態を維持することができる。
【0067】
このように、本発明構成においては、各電極X(X1 ,X2 ,X3 ・・・)によってスイッチングを行い、電極Y(Y1 ,Y2 ,Y3 ・・・)に画像信号を印加することによって、通常マトリクス型のプラズマ放電表示装置と同様の表示動作を行うことができる。
【0068】
また、本発明構成による平面型プラズマ放電表示装置は、特に、インターレース(飛び越し走査)方式を適用する場合において、このインターレースのための信号処理回路を省略できることから、駆動回路の簡潔化が図れる。
【0069】
すなわち、本発明構成による平面型プラズマ放電表示装置においては、1つの放電電極部IY に関して対のプラズマ放電部P11およびP21P12およびP22,P13およびP23・・・が構成されることから、インターレース駆動において、第1フィールドにおいては、対のプラズマ放電部の各一方のプラズマ放電部P11,P12,P13・・・,P31,P32,P33・・・について動作させ、第2フィールドにおいては、対のプラズマ放電部の各他方のプラズマ放電部P21,P22,P23・・・,P41,P42,P43・・・について動作させる。すなわち、図10にその駆動波形を示すように、(画像信号に関しては、電極Y1 のみを示している。)第1フィールド期間では、各一方のプラズマ放電部P11,P12,P13・・・,P31,P32,P33・・・に係わる電極X1 ,X3 ,X5 ・・・を順次オンし、第2フィールド期間では、各他方のプラズマ放電部P21,P22,P23・・・,P41,P42,P43・・・に係わる電極X2 X4 ,X6 ・・・を順次オンして、その表示を行う。
【0070】
このように、本発明装置によれば、インターレース表示を何ら特段の信号処理回路を用いることなく行うことができる。
すなわち、現在の一般のテレビジョン(TV)放送では、インターレース放送の映像信号が送出されている。したがって、TV受像機器のほとんどがインターレース対応になっていおり、パッケージメディアもそれに準じたものとなっている。これに対し、パーソナルコンピュータ用のディスプレイやプラズマディスプレイパネル等は、プログレッシブあるいはノンインターレースという順次走査が基本となっており、インターレースの映像表示を行う場合には、信号処理回路で一旦1フレーム(2フィールド)の画像信号を取り込んでメモリし、その後、この信号を順次取り出して駆動表示するという方法が採られる。実際には、半導体メモリ等の素子を用いることで画像信号を保持し、これを順次走査に変換している。
【0071】
具体的には、NTSCの信号を、480ラインのディスプレイで表示する場合、次のようになる。送り側は、1フレーム(30Hz)に2枚の画面を送出する。1枚の画面は、飛び越し240ラインの情報である。したがって、ディスプレイは2枚の画面を受け取ってから480ラインを順次走査する。液晶に代表されるフリッカを嫌うディスプレイでは、1フレームで1回だけ480ラインを走査する30Hzの書き込みの場合、フリッカなどの症状が出てしまうため、2回同じ映像を出すか、1フィーフド毎に240ラインづつの画像情報を書き換えるという手法を採っている。しかし、2度書きの手法によれば、画像の解像度が落ちてしまい、鈍った映像となる。いづれにせよ、このようなデバイスでインターレース信号を映像を表示させるためには信号処理回路がメモリ機能を有することが必須となる。
ところが、本発明装置および本発明によるインターレース駆動方法によるときは、このようなメモリ機能が不要となることから表示のための回路構成が簡潔化れる。
【0072】
また、上述した各駆動方法によれば、各対のプラズマ放電部P(P11,P12,P13・・・,P21,P22,P23・・・,P31,P32,P33・・・)を、独立に放電させた場合、すなわちこれらを、個々の画素として構成した場合であるが、これら対のプラズマ放電部P11およびP21,P12およびP22,P13およびP23・・・を、各対毎に同時にオンさせることによって、その発光輝度を倍増させることができる。つまり、この場合、第1の電極群11の電極X1 とX2 ,X3 とX4 ,X5 とX6 ・・・を同時にオンし、各対のプラズマ放電部Pにおいて、同じ情報の表示を行う。
【0073】
本発明による平面型プラズマ放電表示装置による発光表示の観察は、第1の基板1または第2の基板2側からなされるものであり、この場合、少なくともその観察がなされる側の基板1または2は、表示発光が透過される透明基板、例えば前述したように、ガラス基板によって構成されるが、両基板1および2を透明基板によって構成する場合、観察側とは反対側の基板2または1の内面には、各電極群もしくは蛍光体層の形成に先立って、Al蒸着膜等の光反射膜ないしは光遮断膜(図示せず)を形成することによって、観察側に、有効に発光光を導出させ、また背面側からの外部の入射光を遮断できることからコントラストの向上をはかることができる。
【0074】
また、電極群が形成される第1の基板1側から、観察する場合においては、第1および第2の電極群11および12の各電極は、透明導電層、例えばITO(InとSnの各複合酸化物)によって構成する。
【0075】
尚、本発明による平面型プラズマ放電表示装置および駆動方法は、上述した例に限られるものではなく、種々の変形、変更を行うことができる。例えば表示しようとする画像信号を、第1の電極群11の電極X(X1 ,X2 ,X3 ・・・)に入力し、切換え駆動を第2の電極群12の電極Y(Y1 ,Y2 ,Y3 ・・・)によって行うようにすることもできる。
【0076】
また、例えば放電電極部IY の形状も、図示の例では方形として、その相対向する2辺が対の電極Xと対向するようにした場合であるが、多角形状、楕円形状とすることができ、また、電極Xと放電電極部IY との対向部は、電極Xの延長方向の例えば行方向(水平方向)の側面に限定されるものではなく、例えば電極Xの延長方向、すなわち例えば行方向(水平方向)から、列方向(垂直方向)に延びる延長部を有するパターンとして、この延長部を、放電電極部IY との対向部として、プラズマ放電部Pを構成することもできる。
また、表示方法として、上述した例では蛍光体発光によった場合であるが、放電発光自体によって表示を行う構成とすることもできるなど、種々の変形、変更を行うことができる。
【0077】
また、例えば、上述した例では、第1の電極群11の電極Xと第2の電極群12の電極Yの放電電極部IY とを同一導電層によって、同一工程で形成した場合であるが、第1の電極群11とは、別工程をもって、第2の電極群12の電極Yの放電電極部IY と、いわゆる給電を行う電極部分AY とを、同一導電層によって構成することができる。すなわち、この場合は、第1の電極群11の電極Xのみを形成し、その後、絶縁層14を形成する。その後、第2の電極群12の電極Yの電極部分AY と、これより延長させて放電電極部IY とを形成することができる。この場合には、接続片15が省略される。
【0078】
尚、直流駆動構成とする場合においては、誘電体層16および表面層17は形成されない。そして、この直流放電による場合においては、通常、この放電によって陰極側の電極は酸化され、陽極側の電極は還元されることから、陰極側となる第1もしくは第2の電極群11もしくは12を構成する電極は、酸化金属の、例えばITO,SnO2 ,In2 O3 等によって構成し、陽極側となる第2もしくは第1の電極群12もしくは11を構成する電極は、金属電極の例えばAl,Cu,Ni,Fe,Cr,Zn,Au,Ag,Pb等、あるいはこれらの1種以上の合金によって構成する。
したがって、この場合には、第1の電極群11と第2の電極群12とを同一導電層によって構成することは好ましくなく、この場合においては、第2の電極群12の各電極Yは、その電極部分AY と放電部分IY とが同一導電層による構成とする。
【0079】
また、交流駆動および直流駆動のいずれにおいても、例えば第1の電極群11の電極Xを、透明電極等の酸化物電極によって構成する場合、その比抵抗は一般に大きいことから、この場合は帯状の電極に沿って、その行方向に延びる一側縁に導電性にすぐれた、Al,Ni,Cu等の導電層を被着することが望ましい。
【0080】
上述の本発明構成による平面型プラズマ放電表示装置によれば、各放電電極となる第1および第2の電極群11および12を、共通の基板、上述した例では偏平容器を構成する第1の基板1に形成したので、これら電極間の間隔を正確に設定できることから、安定して、良好高い精度を有する表示装置を、容易に製造できる。
【0081】
そして、このように、各放電電極となる第1および第2の電極群11および12を共通の基板に形成することから、放電電極間の距離dと、これらを対向する基板に形成する場合におけるこれら間の間隔、すなわち放電空間等とが、互いに制約されることが回避され、これらの選定の自由度が大となり、設計および製造の簡易化がはかられる。
【0082】
また、放電電極と蛍光体層とを異なる基板1および2に形成することから、蛍光体の形成を、この電極形成部を回避した位置に限定的に形成する必要がなく、各電極と対向する部分に、すなわち隔壁18の側面のみならず、その底面にも形成することができることから、輝度の向上をはかることができる。
【0083】
【発明の効果】
上述したように、本発明構成によれば、放電電極と蛍光体とを異なる基板1および2に形成することから、蛍光体の塗布面積が、冒頭に述べたように、放電電極と蛍光体とを同一基板に形成する場合に比し、格段に大となることから、高輝度化が図られる。
【0084】
また、本発明構成によれば、各放電電極となる第1および第2の電極群11および12を、共通の基板、上述した例では偏平容器を構成する第1の基板1に形成したので、これら電極間の間隔を正確に設定できる。
【0085】
更に、蛍光体層が形成されるカラー表示装置を構成する場合においては、蛍光体層を形成する基板と、各第1および第2の電極群11および12を形成する基板が異なる基板であることから、その製造が容易となり量産性が向上する。また、各電極群、蛍光体の形成において互いに他を損傷させるなどの特性劣化を来すことが回避されることから歩留りの向上が図られる。
【0086】
また、各放電電極となる第1および第2の電極群11および12を共通の基板に形成することから、放電電極を構成する各電極XおよびY間の間隔dと、放電空間すなわち第1および第2の基板1および2の間隔等とが、互いに制約されることが回避され、これらの選定の自由度が大となり、設計および製造の簡易化がはかられ、信頼性の高い表示装置を、容易に、作業性良く、したがって、製造の量産化を図ることができる。
【0087】
また、特に本発明構成による平面型プラズマ放電表示装置によれば、第2の電極群12の放電電極部IY の1つに対して2個のプラズマ放電部を構成するよういしたことから、各電極を幅狭とすることなくプラズマ放電部の個数の増加、すなわち画素の増加と、高密度化を図ることができる。したがって、高品位で、高精細度の表示を行うことができる。
また、各電極の幅の減少させるときは、より高密度化と、小型化が図られる。
【0088】
また、本発明による表示駆動方法によれば、何ら誤動作を生じることなくその表示を行うことができる。
特に、インターレース方式による場合において、メモリ機能を有する信号処理回路を必要としないことから回路構成の簡略化を図ることができる。
【0089】
また、対のプラズマ放電部を同時に動作させることができることから、高輝度表示を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による平面型プラズマ放電表示装置の一例の斜視図である。
【図2】本発明による平面型プラズマ放電表示装置の一例の一部を切り欠いた要部の開放斜視図である。
【図3】本発明による平面型プラズマ放電表示装置の一例の第1および第2の電極群が配置された第1の基板の要部の平面図である。
【図4】本発明による平面型プラズマ放電表示装置の電極配置の模式図である。
【図5】本発明による平面型プラズマ放電表示装置の一例の一製造方法の一工程における平面図である。
【図6】本発明による平面型プラズマ放電表示装置の一例の一製造方法の一工程における平面図である。
【図7】本発明による平面型プラズマ放電表示装置の一例の第1の基板側の要部の平面図である。
【図8】放電電極間の距離の選定の説明図である。
【図9】本発明による駆動方法の一例の駆動波形図である。
【図10】本発明による駆動方法の他の一例の駆動波形図である。
【図11】従来の平面型プラズマ放電表示装置の断面図である。
【図12】本発明装置と対比する平面型プラズマ放電表示装置の斜視図である。
【図13】図12で示した平面型プラズマ放電表示装置の一部を切り欠いた要部の開放斜視図である。
【図14】図12で示した平面型プラズマ放電表示装置の要部の平面図である。
【図15】図12で示した平面型プラズマ放電表示装置の電極配置の模式図である。
【符号の説明】
1,51・・・第1の基板、2,52・・・第2の基板、11,61・・・第1の電極群(行電極群)、12,62・・・第2の電極群(列電極群)、14・・・絶縁層、14B・・・隔壁絶縁層、14W・・・開口、15・・・接続片、16,54・・・誘電体層、17・・・表面層、18,53・・・隔壁、19,55・・・蛍光体層、X(X1 ,X2 ,X3 ・・・),Y(Y1 ,Y2 ,Y3 ・・・),・・・電極、TX (TX1,TX2,TX3・・・)・・・第1の電極群端子、TY (TY1,TY2,TY3・・・)・・・第2の電極群端子、AY (AY1,AY2,AY3・・・)・・・電極部分、IY11 ,IY12 ,IY13 ・・・,IY21 ,IY22 ,IY23 ・・・,IY31 ,IY32 ,IY33 ・・・放電電極部、P(P11,P12,P13・・・,P21,P22,P23・・・,P31,P32,P33・・・)・・・プラズマ放電部
Claims (10)
- 第1の基板および第2の基板が所要の間隔を保持して対向し、該第1および第2の基板の周辺部が気密的に封止されて平面型表示容器が構成され、
上記第1の基板上に、それぞれ複数の電極が平面的に一方向および該一方向と交叉する方向に配列されて成る第1および第2の電極群が、互いに絶縁層を介して平面的に配置され、
上記第2の電極群の各電極の1側方には、該電極と一体に形成された放電電極部が設けられ、
上記放電電極部は、上記絶縁層の開口内に延在して上記第1の電極群の隣り合う各対の電極間の1電極間おきに該対の電極に対して所要の狭間隔を保持して共通の放電電極部として配置され、該放電電極部と上記対の電極との対向部にそれぞれプラズマ放電部が形成され、
上記放電電極部が介在されることなく直接的に隣り合う第1の電極群の電極間に隔壁絶縁層が介在され、
上記隔壁絶縁層と、上記第1および第2の電極群の電極間に介在された絶縁層とが共通の絶縁層によって全体として格子状パターンに形成され、
上記第2の基板に、上記第2の電極群の各電極と重なるように対向して該電極に沿う隔壁と、該隣り合う隔壁間に存する蛍光体層とが形成されて成る
ことを特徴とする平面型プラズマ放電表示装置。 - 上記隔壁絶縁層は、上記直接的に隣り合う第1の電極群の電極間間隔以上の高さに設定されて成る
ことを特徴とする請求項1に記載の平面型プラズマ放電表示装置。 - 上記第1の基板と、第2の基板の、少なくともいずれか一方が、表示光を透過する透明基板より成る
ことを特徴とする請求項1又は2に記載の平面型プラズマ放電表示装置。 - 上記第1および第2の電極群上に全面的に誘電体層が形成されて成る
ことを特徴とする請求項1、2又は3に記載の平面型プラズマ放電表示装置。 - 上記誘電体層の厚さをtとし、上記プラズマ放電部を形成する上記放電電極部と上記第1の電極群の電極との間隔をdとするとき、2t<dとした
ことを特徴とする請求項4に記載の平面型プラズマ放電表示装置。 - 上記誘電体層上に、該誘電体層に比し仕事関数が小さい表面層が形成されて成る
ことを特徴とする請求項4又は5に記載の平面型プラズマ放電表示装置。 - 上記誘電体層上に、耐スパッタ性の表面層が形成されて成る
ことを特徴とする請求項4、5又は6に記載の平面型プラズマ放電表示装置。 - 第1の基板および第2の基板が所要の間隔を保持して対向し、該第1および第2の基板の周辺部が気密的に封止されて平面型表示容器が構成され、
上記第1の基板上に、それぞれ複数の電極が平面的に一方向および該一方向と交叉する方向に配列されて成る第1および第2の電極群が、互いに絶縁層を介して平面的に配置され、
上記第2の電極群の各電極の1側方には、該電極と一体に形成された放電電極部が設けられ、
上記放電電極部は、上記絶縁層の開口内に延在して上記第1の電極群の隣り合う各対の電極間の1電極間おきに該対の電極に対して所要の狭間隔を保持して共通の放電電極部として配置され、該放電電極部と上記対の電極との対向部にそれぞれプラズマ放電部が形成され、
上記放電電極部が介在されることなく直接的に隣り合う第1の電極群の電極間に隔壁絶縁層が介在され、
上記隔壁絶縁層と、上記第1および第2の電極群の電極間に介在された絶縁層とが共通の絶縁層によって全体として格子状パターンに形成され、
上記第2の基板に、上記第2の電極群の各電極と重なるように対向して該電極に沿う隔壁と、該隣り合う隔壁間に存する蛍光体層とが形成されて成る平面型プラズマ放電表示装置にあって、
選択されたプラズマ放電部を構成する上記第1の電極群の電極と上記第2の電極群の放電電極部との間に放電開始電圧以上の電圧を印加して目的とする表示を行う
ことを特徴とする平面型プラズマ放電表示装置の駆動方法。 - 上記選択されたプラズマ放電部を構成する上記第1の電極群の電極と上記第2の電極群の放電電極部との間に放電開始電圧以上の電圧を印加して目的とする表示を行うに当たり、
第1および第2フィールドによって1フレームを形成する駆動方法とし、第1フィールドにおいては、上記放電電極部によって形成する対のプラズマ放電部の一方のプラズマ放電部による表示を行い、
第2フィールドにおいては、上記放電電極部によって形成する上記対のプラズマ放電部の他方のプラズマ放電部による表示を行う
ことを特徴とする請求項8に記載の平面型プラズマ放電表示装置の駆動方法。 - 上記選択されたプラズマ放電部を構成する上記第1の電極群の電極と上記第2の電極群の放電電極部との間に放電開始電圧以上の電圧を印加して目的とする表示を行うに当たり、
上記放電電極部によって形成する対のプラズマ放電部を同時に駆動放電して表示を行う
ことを特徴とする請求項9に記載の平面型プラズマ放電表示装置の駆動方法。
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