JP4228872B2 - プラズマディスプレイパネル - Google Patents

Description

本発明は、壁掛けテレビや大型モニターに用いられるプラズマディスプレイパネルに関する。

ＡＣ型として代表的な交流面放電型プラズマディスプレイパネル（以下、ＰＤＰと呼ぶ）は、面放電を行う走査電極および維持電極を配列して形成したガラス基板からなる前面板と、データ電極を配列して形成したガラス基板からなる背面板とを、両電極がマトリックスを組むように、しかも間隙に放電空間を形成するように平行に対向配置し、その外周部をガラスフリットなどの封着材によって封着することにより構成されている（例えば、特許文献１）。そして、基板間には、隔壁によって区画された放電セルが設けられ、この隔壁間のセル空間に蛍光体層が形成され、ガス放電により紫外線を発生させ、この紫外線によってＲ、Ｇ、Ｂの各色の蛍光体を励起して発光させることによりカラー表示を行っている。

このＰＤＰは、１フィールド期間を複数のサブフィールドに分割し、発光させるサブフィールドの組み合わせによって駆動し階調表示を行っている。各サブフィールドは少なくとも初期化期間、アドレス期間および維持期間からなり、画像データを表示するために、初期化期間、アドレス期間および維持期間でそれぞれ異なる信号波形を各電極に印加している。

初期化期間には、例えば、正のパルス電圧をすべての走査電極に印加し、走査電極および維持電極を覆う誘電体層上の保護膜および蛍光体層上に必要な壁電荷を蓄積する。

アドレス期間では、すべての走査電極に、順次負の走査パルスを印加することにより走査し、表示データがある場合、走査電極を走査している間に、データ電極に正のデータパルスを印加すると、走査電極とデータ電極との間で放電が起こり、走査電極上の保護膜の表面に壁電荷が形成される。

続く維持期間では、一定の期間、走査電極と維持電極との間に放電を維持するのに充分な電圧を印加する。これにより、走査電極と維持電極との間に放電プラズマが生成され、一定の期間蛍光体層を励起発光させる。アドレス期間においてデータパルスが印加されなかった放電空間では、放電は発生せず蛍光体層の励起発光は起こらない。

このようなＰＤＰでは、アドレス期間の放電に大きな放電遅れが発生するためアドレス動作が不安定になる課題や、あるいはアドレス動作を完全に行うためにアドレス時間を長く設定しアドレス期間に費やす時間が大きくなりすぎるといった課題があった。これら課題を解決するために、前面板に補助放電電極を設け前面板側の面内補助放電によって生じたプライミング放電によって放電遅れを小さくするＰＤＰとその駆動方法が提案されている（例えば、特許文献２）。
特開２００１−１９５９９０号公報 特開２００２−２９７０９１号公報

しかしながら、このようなＰＤＰにおいては、画面を高精細化すると走査電極の数が増加し、１フィールド期間中にアドレス時間に費やす時間が長くなる。そのため、相対的に維持期間に費やすことのできる時間を減らさなければならず、輝度が低くなるといった課題が生じる。さらに、高輝度・高効率化を達成するために、放電ガスであるキセノン（Ｘｅ）分圧を上げた場合においても放電開始電圧が上昇するとともに放電遅れが大きくなり、アドレス動作の特性が悪化してしまうという課題があった。したがって、アドレス動作時の放電遅れを小さくしてアドレス時間を短くすることが求められている。

このような要求に対し、従来の前面板面内でプライミング放電を行うＰＤＰは、個々の補助放電セルのサイズが大きくなるため、画像表示を行うための放電セルの距離を縮めることができず、その結果、高精細化が困難であるという課題を有している。また、プライミング放電が前面板の面内で行われるために、隣接する放電セルへ必要以上のプライミング粒子が供給されてクロストークを生じるなどの課題があった。

本発明は、上述した課題に鑑みなされたものであり、高精細化に好適で、さらにアドレス動作時の放電遅れを短くして放電特性を安定化させることができ、プライミング放電を安定化させて画像表示品質に優れ信頼性の高いＰＤＰを提供することを目的とする。

このような目的を達成するために、本発明のＰＤＰは、第１の基板上に互いに平行となるように配置された走査電極および維持電極と、第１の基板に放電空間を挟んで対向配置される第２の基板上に走査電極および維持電極と交差する方向に配置したデータ電極と、データ電極を覆う誘電体層と、誘電体層上に設け走査電極および維持電極と平行に配置したプライミング電極と、走査電極および維持電極とデータ電極とで形成される複数の主放電セルおよび、走査電極とプライミング電極とで形成される複数のプライミング放電セルを区画するように形成した隔壁とを有し、前記主放電セルと前記プライミング放電セルには蛍光体層が形成され、かつ前記プライミング放電セルに形成された蛍光体層は、絶縁性を有するとともに、厚みが前記主放電セルに形成された蛍光体層の厚みよりも厚いことを特徴としている。

このような構成によれば、アドレス動作時の放電遅れを短くして放電特性を安定化させ、プライミング電極と放電空間との絶縁性を確保してプライミング放電を安定化させ、表示品質に優れたＰＤＰを実現できる。

さらに、データ電極の長手方向に沿った主放電セルとプライミング放電セルにおいて、隔壁により区画される主放電セルの底部面積をプライミング放電セルの底部面積よりも大きくし、かつデータ電極の長手方向に交差する主放電セルの底部幅をプライミング放電セルの底部幅よりも大としてもよい。このような構成によれば、放電セル内のデータ電極方向に沿って定量定速で蛍光体材料を供給する方法を用いて、プライミング放電セルの蛍光体層の厚みを主放電セルの蛍光体層の厚みよりも大きくすることができる。

さらに、データ電極と平行な方向に延びる縦隔壁と縦隔壁に交差しプライミング電極と平行な方向に延びる横隔壁とよりなる隔壁で主放電セルが構成され、プライミング放電セルは相隣り合う横隔壁と縦隔壁よりも幅の広い第２縦隔壁とにより構成されてもよい。このような構成によれば、プライミング放電セルの底部面積を容易に小さくすることができるとともに、隔壁を精度よく形成することが可能となる。

さらに、縦隔壁と第２縦隔壁とがデータ電極と平行でかつ同一線上にあることが望ましい。この構成によればより隔壁を精度よく形成することが可能となる。

さらに、第２縦隔壁の高さが横隔壁の高さよりも低いことが望ましい。この構成によれば、プライミング放電セルを連続した放電セルとしプライミング（放電のための起爆剤＝励起粒子）の拡散を促進することができる。

本発明によれば、高精細化してもアドレス動作時の放電遅れを短くして放電特性を安定化させ、さらにプライミング電極と放電空間との絶縁性を確保してプライミング放電を安定化させ、画像表示品質に優れ信頼性の高いＰＤＰを実現できる。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。

図１は本発明の実施の形態におけるＰＤＰを示す断面図、図２は背面板を模式的に示す斜視図である。また、図３はＰＤＰを駆動するための駆動波形の一例を示す波形図であり、図４は背面板を示す平面図であり、図５（ａ）は図４におけるＡ−Ａ線の一部拡大断面図、図５（ｂ）は図４におけるＢ−Ｂ線の一部拡大断面図である。

図１に示すように、ＰＤＰは第１の基板であるガラス製の前面基板１などよりなる前面板５０と、第２の基板である背面基板２などよりなる背面板６０とが放電空間３を挟んで対向して配置され、その外周部をガラスフリット４０などの封着材によって封着されている。放電空間３には放電によって紫外線を放射する放電ガスとして、ネオン（Ｎｅ）およびキセノン（Ｘｅ）などが封入されている。

前面板５０の前面基板１上には、走査電極６と維持電極７とで対をなす帯状の電極群が互いに平行となるように配置されている。走査電極６および維持電極７は、それぞれ透明電極６ａ、７ａと、この透明電極６ａ、７ａ上に重なるように形成され、かつ導電性を高めるための銀（Ａｇ）などからなる金属母線６ｂ、７ｂとから構成されている。また、走査電極６と維持電極７とは、走査電極６−走査電極６−維持電極７−維持電極７・・・となるように２本ずつ交互に配列されている。隣り合う２つの維持電極７の間と走査電極６の間には、発光時のコントラストを高めるための黒色材料などからなる光吸収層８が設けられている。走査電極６同士が隣り合う光吸収層８上にはどちらかの走査電極６から金属母線６ｂが延長されて補助電極９が設けられている。これらの走査電極６、維持電極７、光吸収層８を覆うように前面基板１上にはＰｂ−Ｂ系ガラスなどからなる前面板誘電体層４が形成され、さらにその上に酸化マグネシウム（ＭｇＯ）などからなる保護層５が形成されている。

一方、背面板６０の背面基板２上には、走査電極６および維持電極７と直交する方向に、複数の帯状のデータ電極１０が互いに平行に配列され、データ電極１０を覆うように誘電体層１１が設けられている。誘電体層１１上には、前面基板１と背面基板２間で放電を生じさせるためのプライミング電極１２がデータ電極１０と直交する方向に形成され、さらにプライミング電極１２は、隔壁１３を形成するための下地層１４に覆われている。

プライミング電極１２は前面基板１に形成された走査電極６同士が隣り合う部分に対応する背面基板２上に設けられ、隣接した走査電極６の１つから突出した補助電極９との間でプライミング放電が行われる。

背面基板２上の下地層１４上には、隔壁１３によって、前面板５０の走査電極６、維持電極７と背面板６０のデータ電極１０とで放電を行う放電空間３である複数の主放電セル１５と、前面板５０の補助電極９と背面板６０のプライミング電極１２とで放電を行う複数のプライミング放電セル１６が形成されている。また前面板５０の隣り合う維持電極７に対応する背面基板２側には隙間部１７が形成されている。

図２を用いて背面板６０の詳細について説明する。主放電セル１５は、前面基板１に設けられた走査電極６および維持電極７と平行な方向に延びる横隔壁１３ａと、この横隔壁１３ａに交差するように設けられた縦隔壁１３ｂとにより格子状に形成されている。一方、この主放電セル１５に隣接するプライミング放電セル１６と隙間部１７とは、主放電セル１５を形成する相隣り合う横隔壁１３ａによって形成され、縦隔壁１３ｂと同一線上に縦隔壁１３ｂよりも幅の広い第２縦隔壁であるプライミング縦隔壁１８によって区画形成されている。

また、図１に示すように、主放電セル１５とプライミング放電セル１６および隙間部１７には蛍光体層１９がそれぞれの隔壁１３側面と下地層１４上に形成されている。蛍光体層１９は背面板６０に設けられたそれぞれのデータ電極１０に対応して、紫外線によって赤色、青色、緑色に発光する蛍光体を交互に形成している。したがって、同一データ電極１０上に設けられた主放電セル１５とプライミング放電セル１６および隙間部１７には同一色の蛍光体層１９が形成されている。

次に、ＰＤＰに画像データを表示させる方法について説明する。ＰＤＰを駆動する方法としては、１フィールド期間を発光期間の重みを持った複数のサブフィールドに分割し、発光させるサブフィールドの組み合わせによって階調表示を行っている。各サブフィールドは少なくとも初期化期間、アドレス期間および維持期間からなる。

図３は、本発明の実施の形態におけるＰＤＰを駆動するための駆動波形の一例を示す波形図である。まず、初期化期間において、プライミング電極Ｐｒ（図１のプライミング電極１２）が形成されたプライミング放電セル（図１のプライミング放電セル１６）では、正のパルス電圧をすべての走査電極Ｙ（図１の走査電極６）に印加し、走査電極Ｙとプライミング電極Ｐｒとの間で初期化が行われる。次のアドレス期間においては、プライミング電極Ｐｒには正の電位が常に印加される。このため、走査電極Ｙ_nに走査パルスＳＰ_nが印加されたとき、プライミング電極Ｐｒと走査電極Ｙ_nとの間でプライミング放電が発生し、主放電セル（図１の主放電セル１５）にプライミング粒子が供給される。次に、ｎ＋１番目の主放電セルの走査電極Ｙ_n+1に走査パルスＳＰ_n+1が印加されるが、このときには既にプライミング放電が起こり、プライミング粒子が供給されているため次のアドレス動作時の放電遅れを小さくできる。なお、ここでは、ある１フィールドの駆動シーケンスのみの説明を行ったが、他のサブフィールドにおける動作原理も同様である。

図３に示す駆動波形において、アドレス期間にプライミング電極Ｐｒへ正の電圧を印加することによって、上述した動作をより確実に起こすことができる。なお、アドレス期間にプライミング電極Ｐｒへ印加する電圧Ｖｐｒは、データ電極Ｄ（図１のデータ電極１０）に印加するデータ電圧Ｖｄの値よりも大きな値に設定するのが望ましい。

このように、プライミング放電セル１６においてはプライミング電極１２が誘電体層１１上に形成されている。したがって、データ電極１０とプライミング電極１２とは誘電体層１１によって絶縁が確保され、プライミング放電とアドレス放電とがお互いに影響を受けずに安定して行える。また、プライミング電極１２を誘電体層１１上に設け、主放電セル１５の放電空間３の高さよりもプライミング放電セル１６の放電空間３の高さを小さくしている。そのため、走査電極６に対応する主放電セル１５におけるプライミング放電を、アドレス放電の前に確実に安定して発生させることができ、主放電セル１５での放電遅れをさらに小さくすることができる。また、プライミング放電をプライミング放電セル１６のみで発生させているため、プライミングに必要なプライミング粒子のみを供給して隣接する放電セルのクロストークを抑制できる。また、プライミング放電は、走査電極６とプライミング電極１２との間でのみ発生させることになり、プライミング電極１２と維持電極７との誤放電を抑制することができる。

一方、このようなプライミング放電を用いてアドレス動作の特性を安定化させる場合、プライミング放電そのものを安定的に形成することが重要である。例えば、プライミング電極１２とプライミング放電セル１６の放電空間３とを絶縁している下地層１４の絶縁耐圧が不充分あるいは絶縁破壊を起こす場合などは、画面表示に対して重大な影響を与える。下地層１４の絶縁耐圧不良や絶縁破壊は、下地層１４の膜厚が小さい場合や、下地層１４内に気泡などが存在することによって発生する。しかしながら、図１に示すような構成において下地層１４の膜厚を増加させると、主放電セル１５においてデータ電極１０上の誘電体膜厚が大きくなり、その結果アドレス放電電圧を上昇させてしまうことになる。

プライミング電極１２上の下地層１４に絶縁破壊などが生じると、絶縁破壊した部分で異常に強いプライミング放電を発生し、これがプライミング放電セル１６における異常放電となり主放電セル１５において誤放電を誘引する。この誤放電は数セルの範囲に及ぶため、表示画面において巨大な輝点として観察され、ＰＤＰの表示品質を著しく低下させる。

図４に、本発明の実施の形態におけるＰＤＰの背面板６０の平面図を示し、図５に図４のＡ−Ａ線およびＢ−Ｂ線における一部拡大断面図を示す。図４に示すように、主放電セル１５の底部面積Ｓ１がプライミング放電セル１６あるいは隙間部１７の底部面積Ｓ２よりも大きく、かつデータ電極１０の長手方向に交差する主放電セル１５の底部幅Ｄ１がプライミング放電セル１６の底部幅Ｄ２よりも大となるようにしている。そのために、本実施の形態では、プライミング放電セル１６あるいは隙間部１７を区画するプライミング縦隔壁１８の幅Ｗ２を主放電セル１５の縦隔壁１３ｂの幅Ｗ１よりも大きくしている。

このように構成された主放電セル１５とプライミング放電セル１６に蛍光体層を形成する方法としては、例えば蛍光体を含有するペーストをノズルより吐出させながら、一定速度でデータ電極１０方向に移動させ、主放電セル１５およびプライミング放電セル１６にペーストを充填する方法が考えられる。このような方法によれば、図５（ａ）に示すように、プライミング放電セル１６に形成される蛍光体層１９ｂの膜厚Ｔ２を、主放電セル１５に形成される蛍光体層１９ａの膜厚Ｔ１よりも大きくすることができる。

蛍光体層１９ａ、１９ｂは赤色、青色、緑色とも絶縁性の酸化物材料などであり、プライミング放電セル１６において蛍光体層１９ｂの膜厚を大きくすることは、プライミング電極１２と放電空間３との絶縁耐圧を高め、絶縁破壊を抑制する効果を発現する。したがって、プライミング放電において絶縁破壊による異常放電の発生を防止し、巨大輝点発生などの異常表示を防止することができる。

また、プライミング放電セル１６における蛍光体層１９ｂの膜厚Ｔ２は、プライミング縦隔壁１８の幅Ｗ２と主放電セル１５の縦隔壁１３ｂの幅Ｗ１との比率を変えることにより、適正な数値にすることができ、隔壁１３を形成する工程で露光のパターンを変更するだけでよく、特別な工程や品質対策は必要としない。さらに、プライミング縦隔壁１８を設けると、主放電セル１５を形成する際の縦隔壁１３ｂの収縮によって発生する応力をプライミング縦隔壁１８によって吸収し、隔壁１３の変形を防止することができる。

また、本発明の実施の形態では、データ電極１０がプライミング電極１２との絶縁を確保するための誘電体層１１、および隔壁１３を形成するための下地層１４のみで覆われた構成である。下地層１４は膜厚を小さく形成することが可能であるため、主放電セル１５においてアドレス放電の印加電圧を増加させることはない。

また、本発明の実施の形態においては、図５（ｂ）に示すように、プライミング縦隔壁１８の高さＨ２を、主放電セル１５が形成される横隔壁１３ａの高さＨ１よりも低くしている。したがって、プライミング放電セル１６はプライミング電極１２の長手方向に連続した空間とすることができ、大画面サイズでも画面全領域にわたって安定したプライミング粒子の供給が可能となる。

なお、本発明の実施の形態では、データ電極１０に沿って蛍光体層１９を形成する方法として、データ電極１０の長手方向に一定速で蛍光体ペーストを吐出しながら走査する方法について述べたが必ずしもこれに限定される必要はない。すなわち、データ電極に沿ってスリットからライン状にペーストを充填する方法や、主放電セルとプライミング放電セルとで走査速度を変える方法、あるいはスクリーン印刷などで主放電セルとプライミング放電セルとでマスクの開口を変える方法などが適用可能であり、少なくともプライミング放電セルの蛍光体層の厚みを厚く形成できる方法であればよい。

本発明に係わるＰＤＰは、高精細化してもアドレス動作時の放電遅れを短くして放電特性を安定化させ、さらにプライミング電極と放電空間との絶縁性を確保してプライミング放電を安定化させ、画像表示品質に優れ信頼性が高く、壁掛けテレビや大型モニターなどのディスプレイ装置として有用である。

本発明の実施の形態におけるＰＤＰを示す断面図 同ＰＤＰを模式的に示す斜視図 同ＰＤＰを駆動するための駆動波形の一例を示す波形図 同ＰＤＰの背面板の平面図 図４のＡ−Ａ線およびＢ−Ｂ線における一部拡大断面図

符号の説明

１ 前面基板
２ 背面基板
３ 放電空間
４ 前面板誘電体層
５ 保護層
６ 走査電極
６ａ，７ａ 透明電極
６ｂ，７ｂ 金属母線
７ 維持電極
８ 光吸収層
９ 補助電極
１０ データ電極
１１ 誘電体層
１２ プライミング電極
１３ 隔壁
１３ａ 横隔壁
１３ｂ 縦隔壁
１４ 下地層
１５ 主放電セル
１６ プライミング放電セル
１７ 隙間部
１８ プライミング縦隔壁
１９，１９ａ，１９ｂ 蛍光体層
４０ ガラスフリット
５０ 前面板
６０ 背面板

Claims (5)

1. 第１の基板上に互いに平行となるように配置された走査電極および維持電極と、
   前記第１の基板に放電空間を挟んで対向配置される第２の基板上に前記走査電極および前記維持電極と交差する方向に配置したデータ電極と、
   前記データ電極を覆う誘電体層と、
   前記誘電体層上に設け前記走査電極および前記維持電極と平行に配置したプライミング電極と、
   前記走査電極および前記維持電極と前記データ電極とで形成される複数の主放電セルおよび、前記走査電極と前記プライミング電極とで形成される複数のプライミング放電セルを区画するように形成した隔壁とを有し、
   前記主放電セルと前記プライミング放電セルには蛍光体層が形成され、かつ前記プライミング放電セルに形成された蛍光体層は、絶縁性を有するとともに、厚みが前記主放電セルに形成された蛍光体層の厚みよりも厚いことを特徴とするプラズマディスプレイパネル。
2. データ電極の長手方向に沿った主放電セルとプライミング放電セルにおいて、隔壁により区画される前記主放電セルの底部面積を前記プライミング放電セルの底部面積よりも大きくし、かつ前記データ電極の長手方向に交差する前記主放電セルの底部幅を前記プライミング放電セルの底部幅よりも大としたことを特徴とする請求項１に記載のプラズマディスプレイパネル。
3. データ電極と平行な方向に延びる縦隔壁と前記縦隔壁に交差しプライミング電極と平行な方向に延びる横隔壁とよりなる隔壁で主放電セルが構成され、プライミング放電セルは相隣り合う前記横隔壁と前記縦隔壁よりも幅の広い第２縦隔壁とにより構成されていることを特徴とする請求項１に記載のプラズマディスプレイパネル。
4. 縦隔壁と第２縦隔壁とはデータ電極と平行でかつ同一線上にあることを特徴とする請求項３に記載のプラズマディスプレイパネル。
5. 第２縦隔壁の高さが横隔壁の高さよりも低いことを特徴とする請求項３に記載のプラズマディスプレイパネル。

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