JP4339298B2 - プラズマディスプレイパネル - Google Patents

Description

本発明は、プラズマディスプレイパネル（ＰＤＰ）に係り、さらに詳細には、新構造を有するＰＤＰに関する。

最近、平板ディスプレイ装置として、ＰＤＰを採用した装置は大画面を有しつつも、高画質、超薄型、軽量化及び広視野角のすぐれた特性を有しており、他の平板ディスプレイ装置に比べて製造方法が簡単であり、かつ大型化が容易であり、次世代の大型平板ディスプレイ装置として脚光を浴びている。

図１に図示された一般的な三電極面放電型ＰＤＰ１００においては、蛍光体層１１０から発散された可視光線が、前面基板１０１の下面に配置された維持電極１０６，１０７、前記維持電極１０６，１０７を覆う誘電体層１０９、及びＭｇＯ膜１１１によって相当部分（ほぼ４０％）吸収され、この結果、発光効率が低いという問題があった。

また、前記従来の三電極面放電型ＰＤＰ１００が長時間同じ画像を表示すると、前記蛍光体層１１０が放電ガスの荷電粒子によりイオンスパッタリングされることにより、永久的な残像を引き起こすという問題点があった。

また、背面基板１１５上にアドレス電極１１７及び下側誘電体層１１３を形成し、下側誘電体層１１３上に隔壁１１４を別途に形成するために、製造工程が複雑であるという短所がある。

本発明は、前記のような問題点を解決するために、新構造のＰＤＰを提供することを目的とする。

前記のような目的及びそれ以外の目的を達成するために、本発明は、基板と、複数個の放電セルを区画するように前記基板に立設され、立設上面に向かって開口するグルーブが前記放電セルを取り囲むように形成された隔壁部と、前記放電セルを取り囲むように前記隔壁部の前記グルーブ内の底側に配置された放電電極と、前記放電電極を覆うように前記グルーブ内の開口側に形成され、前記隔壁とは異なる材料で形成された誘電体層と、
を備えることを特徴とするプＰＤＰを提供する。

また本発明の他の側面によれば、本発明は、複数個の放電セルを区画する後方隔壁部を備える背面基板と、前記背面基板と対向するように配置され、前記後方隔壁部と共に前記放電セルを区画する前方隔壁部を備える前面基板と、前記放電セルを取り囲むように前記後方隔壁部内に配置された後方放電電極と、前記放電セルを取り囲むように前記前方隔壁部内に配置された前方放電電極と、前記放電セル内に配置される蛍光体層と、前記放電セル内に配置される放電ガスとを備え、前記後方隔壁部には、前記放電セルを取り囲み前記前方隔壁部に向かって開口する第１グルーブが形成されており、前記第１グルーブ内の底側には、前記後方放電電極が配置され、前記第１グルーブの開口側には、前記後方放電電極を覆う第１誘電体層が配置され、前記前方隔壁には、前記放電セルを取り囲み前記後方隔壁部に向かって開口する第２グルーブが形成されており、前記第２グルーブ内の底側には、前記前方放電電極が配置され、前記第２グルーブの開口側には、前記前方放電電極が配置されるプラズマディスプレイパネルを提供する。

本発明によるＰＤＰは、隔壁が基板と一体に形成されるために、隔壁の強度が強化される。また、ＰＤＰを製造する場合、上板と下板の製造工程が非常に類似しており、製造工程が単純になる。従って、全体的な製造コストが節減される。

また、本発明によるＰＤＰは、面放電が放電空間を形成するあらゆる側面で発生しうるので、放電面が大きく拡大されうる。このとき、放電が放電セルを形成する側面で発生して放電セルの中央部に広がるので、放電領域が従来に比べて顕著に拡大されることにより、放電セル全体を効率的に利用することができる。従って、低い電圧でも駆動が可能になり、発光効率を画期的に向上させることができる。

また、本発明によるＰＤＰは、低電圧駆動が可能なので、高濃度Ｘｅガスを放電ガスとして使用しても、低電圧駆動が可能になり、発光効率を向上させることができる。

また、本発明によるＰＤＰは、放電応答速度が速く、低電圧駆動が可能になる。すなわち、放電電極が可視光線が透過する前面基板に配置されておらず、放電空間の側面に配置されているので、放電電極として抵抗の大きい透明電極を使用する必要がなく、抵抗の低い電極、例えば金属電極を放電電極として使用できるために、放電応答速度が速くなり、波形の歪曲なしに低電圧駆動が可能になる。

また、本発明によるＰＤＰは、永久残像を基本的に防止できる。さらに詳細に説明すれば、放電空間の側面に形成された放電電極に印加された電圧による電界がプラズマを放電空間の中央部に集中させて集めるので、長時間の放電があっても、放電により生成されたイオンが電界により蛍光体に衝突することを防止する。従って、イオンスパッタリングによる蛍光体の損傷に起因して発生する永久残像の問題点を基本的に防止できる。特に、高濃度Ｘｅガスを放電ガスとして使用する場合、永久残像の問題は非常に深刻になるが、本発明の場合、かかる永久残像を基本的に防止できる。

以下、図面を参照して、本発明の実施の形態を説明する。

前記本発明の目的と利点は、添付された図面と共に、望ましい実施形態を詳細に説明することにより、さらに明白となる。以下、添付された図面を参照し、本発明の望ましい実施形態を詳細に説明する。

（第１実施形態）
図２から図４を参照し、本発明の第１実施形態によるＰＤＰ２００について詳細に説明する。

図２は本発明の第１実施形態によるＰＤＰを図示する分離斜視図、図３は図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿って切り取った断面図、図４は図２に図示された放電セル及び電極を図示した配置図である。

本発明によるＰＤＰ２００は、大別して、上板２５０と、上板２５０と結合される下板２６０とを備える。下板２６０は、背面基板２１０、後方放電電極２１３、第１誘電体層２１４、第１保護層２１６、第１蛍光体層２１５を備え、上板２５０は、前面基板２２０、前方放電電極２２３、第２誘電体層２２４、第２保護層２２６、第２蛍光体層２２５を備える。

背面基板２１０は、一般的には、ガラスを主成分とする材料から製造される。

前面基板２２０は、背面基板２１０から所定の間隔に平行するように離隔されて配置され、ガラスのように透光性にすぐれる材料から製造される。前面基板２２０には、従来のＰＤＰ１００の前面基板に存在していた維持電極１０６，１０７、上側誘電体層１０９、保護層１１１が存在しないために、可視光線の前方透過率が顕著に向上される。従って、電極２１３，２２３を相対的に低い電圧で駆動しても、従来レベルの輝度で画像を具現でき、従って発光効率が向上される。

背面基板２１０は、背面基板部２１１及び後方隔壁部２１２を備える。背面基板部２１１は、扁平なガラス平板の形状であり、後方隔壁部２１２は前面基板２２０に対向する背面基板部２１１上に配置され、後方隔壁部２１２と背面基板部２１１は、一体をなす。図２には、後方隔壁部２１２が四角形の横断面を有する放電セル２３０を区画すると図示されているが、それに限定されるものではなく、複数の放電空間を形成できる限り、多様なパターンが可能である。例えば、本実施形態のような放電セルの横断面が四角形である以外にも、三角形、五角形などの多角形、または円形、楕円形などに形成可能である。

前面基板２２０は、前面基板部２２１及び前方隔壁部２２２を備える。前面基板部２２１は、扁平なガラス平板の形状であり、前方隔壁部２２２は、背面基板２１０に対向する前面基板部２２１上に配置され、前方隔壁部２２２と前面基板部２２１は、一体をなす。図２には、前方隔壁部２２２が四角形の横断面を有する放電セル２３０を区画するように図示されているが、それに限定されるものではなく、複数の放電空間を形成できる限り、多様なパターンが可能である。例えば、本実施形態のような放電セルの横断面が四角形である以外にも、三角形、五角形などの多角形、または円形、楕円形などになるように形成可能である。また、前方隔壁部２２２と後方隔壁部２１２は、異なる形状を有することができるが、同じ形状を有することが望ましい。

図４に図示されているように、放電セル２３０を取り囲むように後方放電電極２１３が配置されている。後方放電電極２１３は、複数個の四角形の輪が連結されている構造を有し、後方隔壁部２１２内に配置される。かかる後方放電電極２１３は、一方向に配置された放電セル２３０をそれぞれ覆い包みつつ延びる。さらに詳細に説明すれば、後方隔壁部２１２の上側面に放電セル２３０を取り囲むように形成された四角形の輪状の第１グルーブ２１１ａが形成され、かかる第１グルーブ２１１ａ内に後方放電電極２１３が配置される。

後方放電電極２１３が配置された第１グルーブ２１１ａ内には、第１誘電体層２１４が埋め込まれる。第１誘電体層２１４は、前方放電電極２２３と後方放電電極２１３との間に絶縁耐圧を持たせるためのものであり、かような誘電体としては、ＰｂＯ、Ｂ_２Ｏ_３、ＳｉＯ_２などがある。

また、図４に図示されているように、放電セル２３０を取り囲むように前方放電電極２２３が配置されている。前方放電電極２２３は、後方放電電極２１３が延びる方向に交差するように延び、前方隔壁部２２２内に配置される。このとき、前方放電電極２２３の形状は、後方放電電極２１３と類似して複数個の四角形の輪が連結された構造を有する。かかる後方放電電極２１３は、一方向に配置された放電セル２３０をそれぞれ覆い包みつつ延びる。これについてさらに詳細に説明すれば、前方隔壁部２２２の下側面に放電セル２３０を取り囲むように形成された四角形の輪状の第２グルーブ２２１ａが形成され、かかる第２グルーブ２２１ａ内に前方放電電極２２３が配置される。

前方放電電極２２３が配置された第２グルーブ２２１ａ内には、第２誘電体層２２４が埋め込まれる。第２誘電体層２２４は、前方放電電極２２３と後方放電電極２１３との間に絶縁耐圧を持たせるためのものであり、かような誘電体としては、ＰｂＯ、Ｂ_２Ｏ_３、ＳｉＯ_２などがある。

放電セル２３０内での放電の均一化のために、各放電セル２３０を取り囲む前方放電電極２２３の輪部分、及び後方放電電極２１３の輪部分は、対称をなすように形成されることが望ましい。本発明によるＰＤＰ２００では、二電極構造をなす。従って、前方放電電極２２３と後方放電電極２１３のうちの一つは、走査及び維持電極の作用を行い、他の一つは、アドレス及び維持電極の作用を行う。

かかる前方放電電極２２３及び後方放電電極２１３は、アルミニウム、銅のような導電性金属から形成可能であるが、長手方向への電圧降下が小さいために、安定した信号伝達が可能になる。

第１グルーブ２１１ａと第２グルーブ２２１ａは、サンドブラスト法、フォトエッチング法のような多様な方法で形成可能である。

後方隔壁部２１２の側面のうち、後方放電電極２１３が配置されている部分に隣接した部分は、第１保護層２１６としてＭｇＯ層２１６によって覆われていることが望ましい。また、前方隔壁部２２２の側面のうち、前方放電電極２２３が配置されている部分に隣接した部分も、第２保護層２２６としてＭｇＯ層２２６によって覆われていることが望ましい。かかるＭｇＯ層２１６，２２６は必須の構成要素ではないが、それは、荷電粒子が後方隔壁部２１２及び前方隔壁部２２２に衝突し、後方隔壁部２１２及び前方隔壁部２２２を損傷させることを防止し、放電時に二次電子を多く放出する。

図２及び図３に図示されているように、第１蛍光体層２１５は、後方隔壁部２１２の側面部分と、後方隔壁部２１２間にある背面基板部２１１の上側面に塗布されている。特に、後方隔壁部２１２の側面部分に塗布された第１蛍光体層は、第１保護層２１６と背面基板部２１１との間に配置される。また、第２蛍光体層２２５は、前方隔壁部２２２の側面部分と、前方隔壁部２２２間にある前面基板部２２１の下側面とに塗布されている。第１蛍光体層２１５と類似し、前方隔壁部２２２の側面部分に塗布された第２蛍光体層２２５は、第２保護層２２６と前面基板部２２１との間に配置される。

かかる第１蛍光体層２１５及び第２蛍光体層２２５は、紫外線を受けて可視光線を発生する成分を有するが、赤色放電セルに形成された蛍光体層は、Ｙ（Ｖ，Ｐ）Ｏ_４：Ｅｕのような蛍光体を含み、緑色放電セルに形成された蛍光体層は、Ｚｎ_２ＳｉＯ_４：Ｍｎ、ＹＢＯ_３：Ｔｂのような蛍光体を含み、青色放電セルに形成された蛍光体層は、ＢＡＭ：Ｅｕのような蛍光体を含む。

放電セル２３０には、Ｎｅ、Ｘｅ及びそれらの混合気体のような放電ガスが封入される。本実施形態を含んだ本発明の場合、放電面が大きくなって放電領域が拡大され、形成されるプラズマの量が増加するので、低電圧駆動が可能になる。従って、本発明の場合、高濃度Ｘｅガスを放電ガスとして使用しても低電圧駆動が可能になるので、発光効率を画期的に向上させることができる。かかる点は、従来のＰＤＰで、高濃度Ｘｅガスを放電ガスとして使用する場合、低電圧駆動が非常に困難であるという問題点を解決したものである。

以下では、前記ＰＤＰ２００を製造する方法について詳細に説明する。

ＰＤＰ２００は、大別して上板２５０と下板２６０とを別途に製作し、それをフリットグラスのような密封部材により、互いに封合して結合することが望ましい。

まず、上板２５０を製造する方法は次の通りである。所定の厚さを有するガラス上に前方隔壁部形成のためのマスクを配置した後、サンドブラスト法によって前方隔壁部２２２及び前面基板部２２１を備える前面基板２２０を形成する。その後、前方放電電極２２３の形状と類似したパターンを有するマスクを利用してサンドブラストし、前方放電電極２２３が配置される第２グルーブ２２１ａを形成する。第２グルーブ２２１ａが形成された後には、第２グルーブ２２１ａ内に電極材料を印刷し、その後、乾燥、露光、現像、焼成工程を経て前方放電電極２２３を形成する。第２グルーブ２２１ａ内に前方放電電極２２３が形成された後には、印刷法を利用し、第２グルーブ２２１ａ内に第２誘電体層２２４を形成する。その後、パターン印刷法または感光性印刷法などを利用し、前面基板２２０上に第２蛍光体層２２５を形成する。第２蛍光体層２２５が形成された後には、蒸着法などを利用して保護層２２６を形成する。

下板２６０を製造する方法は、上板２５０を製造する方法と類似しているので説明を省略する。

本発明によるＰＤＰ２００の場合、上記の通りに上板２５０と下板２６０とを製造する工程が単純であり、上板２５０と下板２６０の製造工程が実質的に同一であるために、工程効率及びコスト節減において長所を有する。

前記のような構成を有する本発明の第１実施形態によるＰＤＰ２００においては、前方放電電極２２３と後方放電電極２１３との間にアドレス放電が起き、このアドレス放電の結果として、維持放電が起きる放電セル２３０が選択される。その後、前記選択された放電セル２３０の前方放電電極２２３と後方放電電極２１３との間に交流の維持放電電圧が印加されれば、前方放電電極２２３と後方放電電極２１３との間に維持放電が起きる。この維持放電によって励起された放電ガスのエネルギー準位が低くなりつつ、紫外線が放出される。そして、この紫外線が放電セル２３０内に塗布された第１蛍光体層２１５及び第２蛍光体層２２５を励起させるが、この励起された第１蛍光体層２１５及び第２蛍光体層２２５のエネルギー準位が低くなりつつ可視光が放出され、この放出された可視光が画像を構成する。

本発明によるＰＤＰ２００の場合、両面発光が可能である。しかし、可視光が前面基板だけを介して投射される場合、下板を介して可視光が後方に投射されることを防止するために、下板には、可視光の反射性部材を備えることが望ましい。これと反対に、可視光が背面基板だけを介して投射される場合、上板を介して可視光が前方に投射されることを防止するために、上板が可視光の反射性部材を備えることが望ましい。

図１に図示された従来のＰＤＰにおいては、維持電極１０６，１０７間の維持放電が水平方向に起き、放電面積が相対的に狭小である。しかし、本実施形態によるＰＤＰ２００の維持放電は、放電セル２３０を限定するあらゆる側面で起きるだけではなく、放電面積が相対的に広いという長所がある。

また、本実施形態での維持放電は、放電セル２３０の側面に沿って閉曲線で形成されていて、順次に放電セル２３０の中央部に広がる。これにより、維持放電が起きる領域の体積が増加し、また従来にはうまく使われていなかった放電セル内の空間電荷も発光に寄与する。かような事項は、ＰＤＰの発光効率向上という結果に帰結する。

また、本実施形態によるＰＤＰでは、維持放電が放電セルの中心部分で集中的になされるので、従来のＰＤＰの問題点であった荷電粒子による蛍光体のイオンスパッタリングが防止され、それによって同じ画像を長時間表示しても、永久残像が生じないという長所がある。

本発明は、図面に図示された実施形態を参考に説明されたが、それは例示的なものに過ぎず、本技術分野の当業者ならば、それから多様な変形及び均等な他の実施形態が可能であるということが理解できるであろう。従って、本発明の真の技術的保護範囲は、特許請求の範囲の思想によって決まるものである。

本発明のプラズマディスプレイ装置を採用すれば、発光効率が向上し、製造方法が単純なＰＤＰを製造できるので、平板表示関連の技術分野に効果的に適用可能である。

従来のＰＤＰを図示する分離斜視図である。 本発明の第１実施形態によるＰＤＰを図示する分離斜視図である。 図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿って切り取った断面図である。 図２に図示された放電セル及び電極を図示した配置図である。

符号の説明

２００…ＰＤＰ、
２１０…背面基板、
２１１…背面基板部、
２１１ａ…第１グルーブ、
２１２…後方隔壁部、
２１３…後方放電電極、
２１４…第１誘電体層、
２１５…第１蛍光体層、
２１６…第１保護層、
２２０…前面基板、
２２１…前面基板部、
２２１ａ…第２グルーブ、
２２２…前方隔壁部、
２２３…前方放電電極、
２２４…第２誘電体層、
２２５…第２蛍光体層、
２２６…第２保護層、
２３０…放電セル、
２５０…上板、
２６０…下板。

Claims (13)

1. 基板と、
   複数個の放電セルを区画するように前記基板から一体に立設され、立設上面に向かって開口するグルーブが前記放電セルを取り囲むように形成された隔壁部と、
   前記放電セルを取り囲むように前記隔壁部の前記グルーブ内の底側に配置された放電電極と、
   前記放電電極を覆うように前記グルーブ内の開口側に形成され、前記隔壁部とは異なる材料で形成された誘電体層と、
   を備えることを特徴とするプラズマディスプレイパネル。
2. 前記放電セル内に配置される蛍光体層をさらに備え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。
3. 前記蛍光体層は、前記放電セルに対向する前記基板上に配置される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。
4. 前記放電電極が配置された前記隔壁部の側面部分に形成された保護層をさらに備えることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載のプラズマディスプレイパネル。
5. 前記基板は、ガラスを含んで形成されたことを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載のプラズマディスプレイパネル。
6. 複数個の放電セルを区画する後方隔壁部を一体に備える背面基板と、
   前記背面基板と対向するように配置され、前記後方隔壁部と共に前記放電セルを区画する前方隔壁部を一体に備える前面基板と、
   前記放電セルを取り囲むように前記後方隔壁部内に配置された後方放電電極と、
   前記放電セルを取り囲むように前記前方隔壁部内に配置された前方放電電極と、
   前記放電セル内に配置される蛍光体層と、
   前記放電セル内に配置される放電ガスとを備え、
   前記後方隔壁部には、前記放電セルを取り囲み前記前方隔壁部に向かって開口する第１グルーブが形成されており、前記第１グルーブ内の底側には、前記後方放電電極が配置され、前記第１グルーブの開口側には、前記後方放電電極を覆う第１誘電体層が配置され、
   前記前方隔壁部には、前記放電セルを取り囲み前記後方隔壁部に向かって開口する第２グルーブが形成されており、前記第２グルーブ内の底側には、前記前方放電電極が配置され、前記第２グルーブの開口側には、前記前方放電電極が配置されるプラズマディスプレイパネル。
7. 前記前方放電電極は、前記後方放電電極が延びる方向と交差するように延びることを特徴とする請求項６に記載のプラズマディスプレイパネル。
8. 前記蛍光体層は、前記放電セルに対向する前記背面基板上に配置されることを特徴とする請求項６または請求項７に記載のプラズマディスプレイパネル。
9. 前記蛍光体層は、前記放電セルに対向する前記前面基板上に配置されることを特徴とする請求項６〜８のいずれか一項に記載のプラズマディスプレイパネル。
10. 前記後方放電電極が配置された前記後方隔壁部の側面部分に形成された第１保護層をさらに備えることを特徴とする請求項６〜９のいずれか一項に記載のプラズマディスプレイパネル。
11. 前記前方放電電極が配置された前記前方隔壁部の側面部分に形成された第２保護層をさらに備えることを特徴とする請求項６〜１０のいずれか一項に記載のプラズマディスプレイパネル。
12. 前記背面基板は、ガラスを含んで形成されたことを特徴とする請求項６〜１１のいずれか一項に記載のプラズマディスプレイパネル。
13. 前記前面基板は、ガラスを含んで形成されたことを特徴とする請求項６〜１２のいずれか一項に記載のプラズマディスプレイパネル。

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