JP4277699B2 - 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により構成されている。走査電極および維持電極とデータ電極と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している（例えば、特許文献１）。前面板と背面板との間には、隔壁によって区画された放電セルが設けられ、この隔壁間の放電セルに蛍光体層を形成している。このような構成のＰＤＰにおいては、ガス放電により紫外線を発生させ、この紫外線で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。

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う。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は、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十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し、アドレス動作が不安定になる、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。これらの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、高精細化して走査電極数が増えたときには、さらにアドレス期間に費やす時間が長くなるため、維持期間に費やす時間を減らさなければならず、輝度の確保が難しいという課題が生じる。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、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、アドレス特性が悪化してしまうという課題が生じる。

このような高精細化した場合でもアドレス期間を短縮する要求に対し、従来の前面板の面内でプライミング放電を行うＰＤＰは、アドレス時の放電遅れを十分に短縮できない、あるいはプライミング放電の動作マージンが小さい、誤放電を誘発して動作が不安定であるなどの課題があった。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プライミングに必要な粒子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、アドレス動作時の放電遅れを短くすることで、表示画像の品質が優れた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、データ電極を覆う第１誘電体層と、第１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複数の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と、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とを区画する隔壁とを有し、第１誘電体層が少なくとも２層で構成されている。

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、さらにデータ電極とプライミング電極との絶縁性を確保してアドレス動作およびプライミング放電を安定化させ、画像表示品質に優れたＰＤＰを実現できる。

さらに、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、データ電極を覆う第１誘電体層と、第１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複数のプライミング電極と、第１誘電体層上に設け、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と、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とを区画する隔壁とを有し、第１誘電体層が少なくとも２層で構成されていてもよい。このような構成によれば、データ電極とプライミング電極との絶縁性を確保してアドレス動作およびプライミング放電を安定化させるとともに、さらにアドレス電圧を低くできる。

さらに、第１誘電体層の少なくとも最表層を、プライミング放電セル内のみに設けた構成であってもよい。このような構成によれば、さらにアドレス電圧を上昇させることなくデータ電極とプライミング電極との絶縁性を確保してアドレス動作およびプライミング放電を安定化させ、画像表示品質に優れたＰＤＰを実現できる。

本発明のＰＤＰによれば、アドレス放電およびプライミング放電を安定して発生させることで、高精細のＰＤＰにおいてもアドレス動作時の放電遅れを短くすることが可能となる。そして、ＰＤＰの表示画像の品質を向上させることができる。

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。

（第１の実施の形態）
図１は本発明の第１の実施の形態におけるＰＤＰを示す断面図、図２は背面板の構造を示す斜視図である。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している。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、鉛−ホウ素（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。

また、図１および図２に示すように、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を覆うように第１誘電体層１１が設けられている。第１誘電体層１１は１層目第１誘電体層４１と、２層目第１誘電体層４２の少なくとも２層を有する多層構造である。２層目第１誘電体層４２上には、前面基板１に設けられた補助電極９と対応する位置に、走査電極６および維持電極７と平行なプライミング電極１２が設けられている。さらにプライミング電極１２を覆って第２誘電体層２０が設けられている。

また、第２誘電体層２０上には、走査電極６および維持電極７とデータ電極１０とで形成される複数の放電セルを区画するための隔壁１３が形成されている。隔壁１３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と直交する方向、すなわちデータ電極１０と平行な方向に延びる縦隔壁１３ｂと、この縦隔壁１３ｂに交差するように設けた横隔壁１３ａとで構成されている。

そして、走査電極６、維持電極７とデータ電極１０とで放電を行う複数の主放電セル１５と、補助電極９とプライミング電極１２とで放電を行う複数のプライミング放電セル１６とが形成されている。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。したがって、主放電セル１５は、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。

また、図１に示すように、主放電セル１５には蛍光体層１９がそれぞれの隔壁１３側面と第２誘電体層２０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層１９が交互に形成されている。すなわち、同一データ電極１０上に設けられた主放電セル１５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を有する。

図３は、本発明の第１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（アドレス放電）の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値よりも大きな値に設定するのが望ましい。

このように、データ電極１０とプライミング電極１２とは第１誘電体層１１によって絶縁され、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ない構成としている。

また、プライミング電極１２を２層目第１誘電体層４２上に設け、主放電セル１５の放電空間の高さよりもプライミング放電セル１６の放電空間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でのアドレス放電の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。

なお、このようなプライミング放電を用いてアドレス動作を安定化させる場合、アドレス放電およびプライミング放電を安定的に形成することが重要である。例えば、データ電極１０とプライミング電極１２との間に挟まれた第１誘電体層１１に絶縁破壊が生じると、絶縁破壊した部分でデータ電極１０とプライミング電極１２とが導通し、所定の電圧を印加することが困難となってしまう。その結果、正常なアドレス放電およびプライミング放電が発生しなくなり、アドレス動作が不安定になり、ＰＤＰの表示画像の品質が低下してしまう。

ここで、誘電体層の絶縁耐圧不良や絶縁破壊は、誘電体層の膜厚が小さい場合や、誘電体層の焼成過程において内包するガスや異物によって生成された気泡などが膜厚方向に連続した（貫通した）空隙を生じさせる場合に発生する。

しかしながら、本発明の第１の実施の形態では、第１誘電体層１１を１層目第１誘電体層４１と２層目第１誘電体層４２の２層構造で形成している。このように、第１誘電体層１１を２層構造とすることにより、データ電極１０およびプライミング電極１２間の絶縁に必要な膜厚を確保すると同時に、１層目第１誘電体層４１中に膜厚方向に連続した空隙が存在しても、２層目第１誘電体層４２によってその上部の放電空間まで連続する空隙の発生を抑制することができる。これは、１層目第１誘電体層４１と２層目第１誘電体層４２とが重なる箇所に、それぞれ、連続する空隙が存在するという確率は非常に低いと考えられるからである。したがって、以上のように第１誘電体層１１を２層構造にすることによって第１誘電体層１１の絶縁耐圧の性能を向上させ、アドレス放電およびプライミング放電を安定して発生させることができ、表示画像の品質に優れたＰＤＰを提供することができる。

なお、図１に示す第１の実施の形態では第１誘電体層１１を２層構造としているが、特に２層に限らず、多層構造とすることによって、さらに第１誘電体層１１の絶縁耐圧の性能を向上させることが可能である。

第１誘電体層１１の材料としては、（ＺｎＯ−Ｂ₂Ｏ₃−ＳｉＯ₂）系の混合物、（ＰｂＯ−Ｂ₂Ｏ₃−ＳｉＯ₂）系の混合物、（ＰｂＯ−Ｂ₂Ｏ₃−ＳｉＯ₂−Ａｌ₂Ｏ₃）系の混合物、（ＰｂＯ−ＺｎＯ−Ｂ₂Ｏ₃−ＳｉＯ₂）系の混合物、（Ｂｉ₂Ｏ₃−Ｂ₂Ｏ₃−ＳｉＯ₂）系の混合物などが用いられる。本発明の実施の形態では（ＰｂＯ−Ｂ₂Ｏ₃−ＳｉＯ₂）系の混合物で、ＰｂＯ：６５ｗｔ％〜７０ｗｔ％−Ｂ₂Ｏ₃：５ｗｔ％−ＳｉＯ₂：２５ｗｔ％〜３０ｗｔ％の組成を有しており、これらはペースト状にされ、データ電極１０を覆うように塗布される。また、軟化点温度は主としてＰｂＯの含有量を増減させることで適宜設定が可能である。

（第２の実施の形態）
図４は本発明の第２の実施の形態におけるＰＤＰのプライミング放電セル１６領域の詳細を示す拡大断面図である。

図４に示すように、データ電極１０上の第１誘電体層１１は、１層目第１誘電体層４１と２層目第１誘電体層４２とで構成され、２層目第１誘電体層４２の上に隔壁１３が形成されている。そして、プライミング電極１２および第２誘電体層２０は、隔壁１３により区画されて形成されたプライミング放電セル１６内に形成されている。すなわち、第２誘電体層２０をプライミング放電セル１６内のみに設けたことを特徴とするものである。このような構成によって、第１の実施の形態と同様に、データ電極１０およびプライミング電極１２間の第１誘電体層１１の絶縁耐圧の性能を向上させて、アドレス放電およびプライミング放電を安定して発生させることができる。

さらに、本発明の第２の実施の形態によれば、主放電セル１５において、データ電極１０上の誘電体層を第１誘電体層１１のみとしているため、データ電極１０上の誘電体層の総厚は第１の実施の形態に比べて薄くなる。このことにより、アドレス放電時におけるアドレス電圧を低減することができる。

なお、プライミング放電セル１６に第２誘電体層２０を形成する際の塗布方法は特に限定されるものではないが、プライミング放電セル１６のような連続したスリット内にペーストを充填する方法として、ノズルからペーストを吐出させながらノズル走査する方法などが好適である。

（第３の実施の形態）
図５は本発明の第３の実施の形態におけるＰＤＰのプライミング放電セル１６領域の詳細を示す拡大断面図である。

図５に示すように、データ電極１０上の第１誘電体層１１は、１層目第１誘電体層４１と２層目第１誘電体層４２とで構成され、１層目第１誘電体層４１の上に隔壁１３が形成されている。そして、２層目第１誘電体層４２、プライミング電極１２、第２誘電体層２０は、隔壁１３により区画されて形成されたプライミング放電セル１６内に形成されている。すなわち、第１誘電体層１１の最表層である２層目第１誘電体層４２を、プライミング放電セル１６内のみに設けたことを特徴とするものである。

このような構成によって、第１の実施の形態と同様にデータ電極１０およびプライミング電極１２間の第１誘電体層１１の絶縁耐圧の性能を向上させて、アドレス放電およびプライミング放電を安定して発生させることができる。

さらに、本発明の第３の実施の形態によれば、主放電セル１５において、データ電極１０上の誘電体層を１層目第１誘電体層４１のみとしているため、データ電極１０上の誘電体層の総厚は第１の実施の形態や第２の実施の形態に比べてさらに薄くなる。このことにより、アドレス放電時におけるアドレス電圧をさらに低減でき、低電圧でのアドレス放電を実現することができる。

ここで、前述した第２の実施の形態と同様、プライミング放電セル１６に誘電体層を形成する際の塗布方法は特に限定されるものではないが、プライミング放電セル１６のような連続したスリット内にペーストを充填する方法として、ノズルからペーストを吐出させながらノズル走査する方法などが好適である。

また、以上においては、第１誘電体層１１が２層でその最表層である２層目第１誘電体層４２のみをプライミング放電セル１６内に設けた構成を例示したが、これに限るものではない。すなわち、第１誘電体層１１が多層である場合、主放電セル１５のデータ電極１０上には第１誘電体層１１を構成する層の少なくとも１層を設け、それ以外の第１誘電体層１１を構成する層は、プライミング放電セル１６内に設けること、または、第１誘電体層１１の少なくとも最表層は、プライミング放電セル１６内のみに設けることによっても、上述と同様の効果を得ることができる。

なお、以上の第１の実施の形態から第３の実施の形態では、第１誘電体層を多層構造とする場合のそれぞれの誘電体材料について特に述べていないが、例えば、それぞれの層の誘電率を変えることや、軟化点温度を変えることによって絶縁性能や誘電特性を制御することが可能である。また、第２の実施の形態における第２誘電体層や、第３の実施の形態における２層目第１誘電体層または第２誘電体層を着色し、プライミング放電による発光を吸収することにより、画像表示の際のコントラストを向上させることも可能である。

また、本発明の第１の実施の形態から第３の実施の形態で示した構成は本発明の実施例に過ぎず、データ電極およびプライミング電極が対面する領域を多層化した誘電体層で形成する構成であれば、同様の効果を得ることができる。また、第２誘電体層を形成せずプライミング電極をプライミング放電セル内に露出させていてもかまわない。

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るとともにアドレス放電電圧の上昇を抑制し、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アドレス放電および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。

本発明の第１の実施の形態におけるＰＤＰを示す断面図 同ＰＤＰの背面板の構造を示す斜視図 同ＰＤＰを駆動するための駆動波形の一例を示す波形図 本発明の第２の実施の形態におけるＰＤＰのプライミング放電セル領域の詳細を示す拡大断面図 本発明の第３の実施の形態におけるＰＤＰのプライミング放電セル領域の詳細を示す拡大断面図

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 第１誘電体層
１２ プライミング電極
１３ 隔壁
１３ａ 横隔壁
１３ｂ 縦隔壁
１５ 主放電セル
１６ プライミング放電セル
１７ 隙間部
１９ 蛍光体層
２０ 第２誘電体層
４０ ガラスフリット
４１ １層目第１誘電体層
４２ ２層目第１誘電体層
５０ 前面板
６０ 背面板

Claims (3)

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第１誘電体層と、
   前記第１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複数の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と、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とを区画する隔壁と、
   を有し、
   前記第１誘電体層が少なくとも２層で構成されていることを特徴とするプラズマディスプレイパネル。
2. 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第１誘電体層と、
   前記第１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複数のプライミング電極と、
   前記第１誘電体層上に設け、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と、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とを区画する隔壁と、
   を有し、
   前記第１誘電体層が少なくとも２層で構成されていることを特徴とするプラズマディスプレイパネル。
3. 前記第１誘電体層の少なくとも最表層を、プライミング放電セル内のみに設けたことを特徴とする請求項２に記載のプラズマディスプレイパネル。

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