JP4360370B2 - 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装置の表示デバイスとして用いられるプラズマディスプレイパネルに関するものである。

このプラズマディスプレイ装置に用いられるパネルは、大別して、駆動的にはＡＣ型とＤＣ型があり、放電形式では面放電型と対向放電型の２種類があるが、高精細化、大画面化および製造の簡便性から、現状では、プラズマディスプレイパネルの主流は、３電極構造の面放電型のものである。

この面放電型のプラズマディスプレイパネルは、少なくとも前面側が透明な一対の基板を基板間に放電空間が形成されるように対向配置するとともに、前記放電空間を複数に仕切るための隔壁を基板に配置し、かつ前記隔壁により仕切られた放電空間で放電が発生するように基板に電極群を配置するとともに放電により発光する赤色、緑色、青色に発光する蛍光体を設けて複数の放電セルを構成したもので、放電により発生する波長の短い真空紫外光によって蛍光体を励起し、赤色、緑色、青色の放電セルからそれぞれ赤色、緑色、青色の可視光を発することによりカラー表示を行っている。

このようなプラズマディスプレイパネルは、液晶パネルに比べて高速の表示が可能であり、視野角が広いこと、大型化が容易であること、自発光型であるため表示品質が高いことなどの理由から、フラットパネルディスプレイの中で最近特に注目を集めており、多くの人が集まる場所での表示装置や家庭で大画面の映像を楽しむための表示装置として各種の用途に使用されている。

このようなプラズマディスプレイ装置においては、ガラスが主材料のパネルをアルミニウムなどの金属製のシャーシ部材の前面側に保持させ、そのシャーシ部材の背面側にパネルを発光させるための駆動回路を構成する回路基板を配置することによりモジュールを構成している（特許文献１参照）。
特開２００３−１３１５８０号公報

ところで、プラズマディスプレイ装置においては、容易に大画面化を実現しやすいことから、近年６５インチサイズ以上の製品が製造販売されるようになってきている。また、より高精細のディスプレイに対する要求が高まる中、これまで主流であった精細度が７６８×１３６６の製品から、より高精細度の１０８０×１９２０の製品が製造されるようになってきている。

このようにプラズマディスプレイパネルの大画面化、高精細化が進むことにより、製品を構成する部品について、見直しを行う必要が発生してくる。

本発明はこのような現状に鑑みなされたもので、大画面化、高精細化に適するプラズマディスプレイパネルを提供することを目的とする。

この課題を解決するために本発明は、前面基板に放電ギャップを形成して対向する第１電極及び第２電極からなる表示電極を複数列形成した前面パネルと、前記前面基板に対向配置した背面基板に前記前面パネルとの間の放電空間を仕切る隔壁を設けかつ前記隔壁間に前記表示電極に交差するようにデータ電極を形成するとともに前記隔壁間に赤色、緑色、青色に発光する蛍光体層をストライプ状に配置した背面パネルとを有し、前記背面パネルの隔壁は、前記データ電極と平行な方向で、分割露光方法によって複数の領域に分割して形成し、かつ複数の領域に分割されて形成された隔壁において、前記隔壁の複数の領域の境界部には青色の蛍光体層が配置されるように構成したことを特徴とする。

本発明によれば、表示品質を所定の品質に維持したままで、パネルの大画面化を実現することができる。

以下、本発明の一実施の形態によるプラズマディスプレイパネルについて、図１〜図８を用いて説明するが、本発明の実施の態様はこれに限定されるものではない。

まず、プラズマディスプレイパネルの構造について図１を用いて説明する。図１に示すように、プラズマディスプレイパネルは、前面パネル１と背面パネル２とから構成され、その前面パネル１と背面パネル２とを、間に放電空間を形成して対向配置し、周辺部をガラスフリットからなる封着材（図示せず）で封止し、放電空間に放電ガスとして、例えばネオンとキセノンの混合ガスを封入することにより構成されている。

前記前面パネル１は、ガラス製の前面基板３上に、放電ギャップを形成して対向する第１電極としての走査電極４及び第２電極としての維持電極５を互いに平行に対をなして形成してなる表示電極を複数列配列して設け、そして、走査電極４および維持電極５を覆うようにガラス材料からなる誘電体層６を形成するとともに、前記誘電体層６上にＭｇＯからなる保護層７を形成することにより構成されている。また、前記走査電極４及び維持電極５は、それぞれＩＴＯからなる透明電極４ａ、５ａと、この透明電極４ａ、５ａ上に重ねて形成したＡｇなどの導電性材料からなるバス電極４ｂ、５ｂとから構成されている。

また、前記背面パネル２は、前記前面基板３に対向配置されるガラス製の背面基板８上に、ガラス材料からなる絶縁体層９で覆われたＡｇなどの導電材料からなる複数のデータ電極１０を設けるとともに、その絶縁体層９上に前記前面パネル１との間の放電空間を仕切る井桁形状の隔壁１１を設け、その隔壁１１間に赤色、緑色及び青色の蛍光体層１２を配置することにより構成されている。前記背面パネル２のデータ電極１０は、前記隔壁１１間において、前記前面パネル１の走査電極４及び維持電極５と交差するように配列して形成されており、前記走査電極４及び維持電極５とデータ電極１０との交差部分に、各放電セルが形成されている。

また、前面パネル１の走査電極４と維持電極５との間には、コントラストを向上させるために黒色の遮光層１３が設けられている。

なお、パネルの構造は上述したものに限られるわけではなく、例えばストライプ状の隔壁を備えたものであってもよい。また、走査電極４と維持電極５の配列について、図１に示す例では、走査電極４−維持電極５−走査電極４−維持電極５・・・・のように、走査電極４と維持電極５を交互に配列した例を示したが、走査電極４−維持電極５−維持電極５−走査電極４・・・のように配列する電極配列の構成でもよい。

図２は図１に示すパネルの電極配列図である。行方向にｎ本の走査電極ＳＣ１〜ＳＣｎ（図１の走査電極４）およびｎ本の維持電極ＳＵ１〜ＳＵｎ（図１の維持電極５）が配列され、列方向にｍ本のデータ電極Ｄ１〜Ｄｍ（図１のデータ電極１０）が配列されている。そして、１対の走査電極ＳＣｉおよび維持電極ＳＵｉ（ｉ＝１〜ｎ）と１つのデータ電極Ｄｊ（ｊ＝１〜ｍ）とが交差した部分に放電セルが形成され、放電セルは放電空間内にｍ×ｎ個形成されている。

図３はこのパネルを用いたプラズマディスプレイ装置の回路ブロック図である。このプラズマディスプレイ装置は、パネル２１、画像信号処理回路２２、データ電極駆動回路２３、走査電極駆動回路２４、維持電極駆動回路２５、タイミング発生回路２６および電源回路（図示せず）を備えている。

画像信号処理回路２２は、画像信号ｓｉｇをサブフィールド毎の画像データに変換する。データ電極駆動回路２３はサブフィールド毎の画像データを各データ電極Ｄ１〜Ｄｍに対応する信号に変換し、各データ電極Ｄ１〜Ｄｍを駆動する。タイミング発生回路２６は水平同期信号Ｈおよび垂直同期信号Ｖをもとにして各種のタイミング信号を発生し、各駆動回路ブロックに供給している。走査電極駆動回路２４はタイミング信号にもとづいて走査電極ＳＣ１〜ＳＣｎに駆動電圧波形を供給し、維持電極駆動回路２５はタイミング信号にもとづいて維持電極ＳＵ１〜ＳＵｎに駆動電圧波形を供給する。ここで、前記走査電極駆動回路２４および維持電極駆動回路２５は、維持パルス発生部２７を備えている。

次に、パネルを駆動するための駆動電圧波形とその動作について図４を用いて説明する。図４はパネルの各電極に印加する駆動電圧波形を示す図である。

本実施の形態によるプラズマディスプレイ装置においては、１フィールドを複数のサブフィールドに分割し、それぞれのサブフィールドは初期化期間、書込み期間、維持期間を有している。

第１サブフィールドの初期化期間では、データ電極Ｄ１〜Ｄｍおよび維持電極ＳＵ１〜ＳＵｎを０（Ｖ）に保持し、走査電極ＳＣ１〜ＳＣｎに対して放電開始電圧以下となる電圧Ｖｉ１（Ｖ）から放電開始電圧を超える電圧Ｖｉ２（Ｖ）に向かって緩やかに上昇するランプ電圧を印加する。すると、すべての放電セルにおいて１回目の微弱な初期化放電を起こし、走査電極ＳＣ１〜ＳＣｎ上に負の壁電圧が蓄えられるとともに維持電極ＳＵ１〜ＳＵｎ上およびデータ電極Ｄ１〜Ｄｍ上に正の壁電圧が蓄えられる。ここで、電極上の壁電圧とは電極を覆う誘電体層や蛍光体層上等に蓄積した壁電荷により生じる電圧を指す。

その後、維持電極ＳＵ１〜ＳＵｎを正の電圧Ｖｈ（Ｖ）に保ち、走査電極ＳＣ１〜ＳＣｎに電圧Ｖｉ３（Ｖ）から電圧Ｖｉ４（Ｖ）に向かって緩やかに下降するランプ電圧を印加する。すると、すべての放電セルにおいて２回目の微弱な初期化放電を起こし、走査電極ＳＣ１〜ＳＣｎ上と維持電極ＳＵ１〜ＳＵｎ上との間の壁電圧が弱められ、データ電極Ｄ１〜Ｄｍ上の壁電圧も書込み動作に適した値に調整される。

続く書込み期間では、走査電極ＳＣ１〜ＳＣｎを一旦Ｖｒ（Ｖ）に保持する。次に、１行目の走査電極ＳＣ１に負の走査パルス電圧Ｖａ（Ｖ）を印加するとともに、データ電極Ｄ１〜Ｄｍのうち１行目に表示すべき放電セルのデータ電極Ｄｋ（ｋ＝１〜ｍ）に正の書込みパルス電圧Ｖｄ（Ｖ）を印加する。このときデータ電極Ｄｋと走査電極ＳＣ１との交差部の電圧は、外部印加電圧（Ｖｄ−Ｖａ）（Ｖ）にデータ電極Ｄｋ上の壁電圧と走査電極ＳＣ１上の壁電圧とが加算されたものとなり、放電開始電圧を超える。そして、データ電極Ｄｋと走査電極ＳＣ１との間および維持電極ＳＵ１と走査電極ＳＣ１との間に書込み放電が起こり、この放電セルの走査電極ＳＣ１上に正の壁電圧が蓄積され、維持電極ＳＵ１上に負の壁電圧が蓄積され、データ電極Ｄｋ上にも負の壁電圧が蓄積される。

このようにして、１行目に表示すべき放電セルで書込み放電を起こして各電極上に壁電圧を蓄積する書込み動作が行われる。一方、書込みパルス電圧Ｖｄ（Ｖ）を印加しなかったデータ電極Ｄ１〜Ｄｍと走査電極ＳＣ１との交差部の電圧は放電開始電圧を超えないので、書込み放電は発生しない。以上の書込み動作をｎ行目の放電セルに至るまで順次行い、書込み期間が終了する。

続く維持期間では、走査電極ＳＣ１〜ＳＣｎには第１の電圧として正の維持パルス電圧Ｖｓ（Ｖ）を、維持電極ＳＵ１〜ＳＵｎには第２の電圧として接地電位、すなわち０（Ｖ）をそれぞれ印加する。このとき書込み放電を起こした放電セルにおいては、走査電極ＳＣｉ上と維持電極ＳＵｉ上との間の電圧は維持パルス電圧Ｖｓ（Ｖ）に走査電極ＳＣｉ上の壁電圧と維持電極ＳＵｉ上の壁電圧とが加算されたものとなり、放電開始電圧を超える。そして、走査電極ＳＣｉと維持電極ＳＵｉとの間に維持放電が起こり、このとき発生した紫外線により蛍光体層が発光する。そして走査電極ＳＣｉ上に負の壁電圧が蓄積され、維持電極ＳＵｉ上に正の壁電圧が蓄積される。このときデータ電極Ｄｋ上にも正の壁電圧が蓄積される。

書込み期間において書込み放電が起きなかった放電セルでは、維持放電は発生せず、初期化期間の終了時における壁電圧が保持される。続いて、走査電極ＳＣ１〜ＳＣｎには第２の電圧である０（Ｖ）を、維持電極ＳＵ１〜ＳＵｎには第１の電圧である維持パルス電圧Ｖｓ（Ｖ）をそれぞれ印加する。すると、維持放電を起こした放電セルでは、維持電極ＳＵｉ上と走査電極ＳＣｉ上との間の電圧が放電開始電圧を超えるので、再び維持電極ＳＵｉと走査電極ＳＣｉとの間に維持放電が起こり、維持電極ＳＵｉ上に負の壁電圧が蓄積され走査電極ＳＣｉ上に正の壁電圧が蓄積される。

以降同様に、走査電極ＳＣ１〜ＳＣｎと維持電極ＳＵ１〜ＳＵｎとに交互に輝度重みに応じた数の維持パルスを印加することにより、書込み期間において書込み放電を起こした放電セルで維持放電が継続して行われる。こうして維持期間における維持動作が終了する。

続くサブフィールドにおける初期化期間、書込み期間、維持期間の動作も第１サブフィールドにおける動作とほぼ同様のため、説明を省略する。

図５に上記で説明した構造のパネルを組み込んだプラズマディスプレイ装置の全体構成の一例を示している。

図において、３１はアルミニウムなどの金属製の放熱板を兼ねた保持板としてのシャーシ部材で、このシャーシ部材３１の前面側には、パネル２１がシャーシ部材３１との間に放熱シート（図示せず）を介在させて接着材などにより接着することにより、保持されている。また、シャーシ部材３１の背面側には、パネル２１を表示駆動させるための複数の駆動回路ブロック（図示せず）が配置され、これによりモジュールが構成されている。

ここで、前記放熱シートは、パネル２１をシャーシ部材３１の前面側に接着して保持し、パネル２１で発生した熱をシャーシ部材３１に効率よく伝え、放熱を行うためのものであり、厚さは１ｍｍ〜２ｍｍ程度である。この放熱シートとしては、アクリルやウレタン、シリコン樹脂やゴムなどの合成樹脂材料に熱伝導性を高めるフィラーを含有させた絶縁性の放熱シートや、グラファイトシート、金属シートなどを用いることができる。また、放熱シート自体に接着力を持たせ、パネル２１をシャーシ部材３１に放熱シートのみで接着して保持する構成や、放熱シートには接着力がなく、別の両面接着テープを用いてパネル２１をシャーシ部材３１に接着する構成などを用いることができる。

また、パネル２１の両側縁部には、走査電極３および維持電極４の電極引出部に接続された表示電極用配線部材としてのフレキシブル配線板３２が設けられ、シャーシ部材３１の外周部を通して背面側に引き回され、走査電極駆動回路２４の駆動回路ブロックおよび維持電極駆動回路２５の駆動回路ブロックにコネクタを介して接続されている。

一方、パネル２１の下部および上部縁部には、データ電極１０の電極引出部に接続されたデータ電極用配線部材としての複数のフレキシブル配線板３３が設けられ、そしてそのフレキシブル配線板３３は、データ電極駆動回路２３の複数のデータドライバそれぞれに電気的に接続されるとともに、シャーシ部材３１の外周部を通して背面側に引き回され、前記シャーシ部材３１の背面側の下部および上部位置に配置されたデータ電極駆動回路２３の駆動回路ブロックに電気的に接続されている。

また、前記駆動回路ブロックの近傍には、冷却ファン３４がアングル３５に保持されて配置されており、この冷却ファン３４から送られる風により駆動回路ブロックが冷却されるように構成されている。さらに、シャーシ部材３１の上部位置には、上部位置に配置したデータ電極駆動回路１３の駆動回路ブロックを冷却するとともに、シャーシ部材３１の背面側において、装置全体の内部に下部から上部に向かって空気流を起こすことにより、装置内部を冷却する３個の冷却ファン３６が配置されている。

さらに、前記シャーシ部材３１には、補強用のアングル３７、３８が水平方向および垂直方向に配置して固定され、水平方向に配置したアングル３７には、装置を立てた状態で保持するためのスタンドポール３９がビスなどにより固定されている。

以上のような構造のモジュールは、前記パネル２１の前面側に配置される前面保護カバー４０と、前記シャーシ部材３１の背面側に配置される金属製のバックカバー４１とを有する筐体内に収容され、これによりプラズマディスプレイ装置が完成する。ここで、前記前面保護カバー４０は、パネル２１の前面側の画像表示領域が表出する開口部４２ａを有する樹脂や金属からなる前面枠４２と、この前面枠４２の開口部４２ａに取付けられかつ光学フィルターや電磁波の不要輻射を抑制するための不要輻射抑制膜が設けられたガラスなどからなる保護板４３とを備えた構成であり、前記保護板４３は、保護板４３の周辺部を前面枠４２の開口部４２ａの周縁部と保護板押え金具（図示せず）とで挟むことにより、前面枠４２に取り付けられている。さらに、前記バックカバー４１には、モジュールで発生した熱を外部に放出するための複数の通気孔（図示せず）が設けられている。

なお、図５において、４４はバックカバー４１をシャーシ部材３１に取付けるためのビス、４５はバックカバー４１にビスなどで取付けた把持部である。

次に、プラズマディスプレイパネルの大画面化を実現するための本発明の特徴とする構成について説明する。

まず、プラズマディスプレイパネルの各構成部分を形成する際の方法としては、基板上に形成された感光性材料層にパターンを形成する際に、所定パターンを描画したフォトマスクを介して基板上の感光性材料層を露光する露光プロセスを用いる。また、大画面化の進展に伴い、露光プロセスにおいて露光装置の露光領域に収まらない広い領域を露光する必要があるが、このような大面積の露光を実現する方法として、露光領域を複数の小領域に分割して露光する露光方法を用いる。

図６は、本発明に用いる分割露光方法を示す図である。基板５１に塗布形成された感光性材料層５２をフォトマスク５３を介して露光する場合の露光方法について示している。

図６において、図６（ａ）は基板５１の左エリアを露光する場合の平面図、図６（ｂ）は図６（ａ）におけるＨ−Ｈ線断面図、図６（ｃ）は基板５１の右エリアを露光する場合のＨ−Ｈ線断面図を示している。図６に示すように、基板５１上には、プラズマディスプレイパネルの構成部分を形成するための銀ペーストなどの感光性材料層５２が形成され、基板５１の左エリア上部にはフォトマスク５３が感光性材料層５２と所定距離だけ離間されて配置されている。フォトマスク５３には開口部５３ａが設けられている。

図６に示すように、基板５１はフォトマスク５３に比べて大きいため、フォトマスク５３を矢印Ｋの方向に移動させ、左右２つのエリアに分割し、２回に分けて基板５１の全領域にわたって分割露光する。フォトマスク５３には、例えば、プラズマディスプレイパネルの電極パターンを形成するための開口部５３ａが設けられ、この開口部５３ａを通してフォトマスク５３の上方に設けた露光光源（図示せず）から、感光性材料層５２を露光する。５２ａ、５２ｂは左右の領域の露光部で、５２ｃはつなぎ部である。なお、本実施の形態では、感光性材料層５２の未露光部の領域が次の現像工程で除去される。

また、図７（ａ）、（ｂ）は、このような分割露光方法により構成部分を形成するプラズマディスプレイパネルにおいて、前面パネル１、及び背面パネル２側から見た概略平面図を示している。図７（ａ）、（ｂ）に示すように、前面パネル１、背面パネル２の長辺側の上下端部の中央部それぞれには、十字形状のアライメントマーク１ａ、２ａが設けられており、そのアライメントマーク１ａ、２ａを用いて、図６に示す分割露光方法を用いる際に、基板５１に相当する前面基板３及び背面基板８と、フォトマスク５３との位置合わせが可能なように構成している。前面パネル１のアライメントマーク１ａは、図１に示す透明電極４ａ、５ａを前面基板３に形成する際にＩＴＯにより同時に形成し、また背面パネル２のアライメントマーク２ａは、図１に示すデータ電極１０を背面基板８に形成する際にＡｇなどの導電材料により同時に形成している。

このように前面パネル１、背面パネル２の長辺側の上下端部の中央部それぞれに、アライメントマーク１ａ、２ａを設け、そのアライメントマーク１ａ、２ａを用いて、図６に示す分割露光方法を用いる際の基板とフォトマスクとの位置合わせを行うことにより、図６に示すように、プラズマディスプレイパネルを構成する構成部分を複数の領域に分割して形成することができ、また複数に分割して形成した領域について、表示品質を所定の品質に維持した状態で形成することができ、パネルの大画面化を実現することができる。

ところで、このような分割露光方法を用いてプラズマディスプレイパネルの構成部分を形成する場合、分割して形成される複数の領域のつなぎ部にあたる境界部の形状によっては、パネルの非点灯時、及び点灯時に、複数の領域の境界部が人の目で視認されてしまい、パネルの表示面の外観を損なうとともに、パネルで画像表示させた時の表示品質に悪影響を与えてしまう。そこで、本発明においては、図８に示す構成としている。

図８は、本発明による背面パネルを説明するための図であり、１２Ｒは赤色の蛍光体層、１２Ｇは緑色の蛍光体層、１２Ｂは青色の蛍光体層で、隔壁１１間に赤色の蛍光体層１２Ｒ、緑色の蛍光体層１２Ｇ、青色の蛍光体層１２Ｂがストライプ状に形成されている。

本発明による背面パネル２の隔壁１１は、前記データ電極１０と平行な方向で複数の領域に分割して形成し、かつ複数の領域に分割されて形成された隔壁１１において、複数の領域のつなぎ部にあたる境界部１４には青色の蛍光体層１２Ｂが配置されるように構成したものである。また、複数の領域の境界部１４に配置される青色の蛍光体層１２Ｂの幅は、他の位置の赤色、緑色及び青色の蛍光体層１２Ｒ、１２Ｇ、１２Ｂの幅より広い構成としている。なお、図８（ｂ）は、図８（ａ）に示す背面パネル２のほぼ中心部であるＡ部を拡大して示す図である。

このように分割露光方法を用いてプラズマディスプレイパネルの背面パネル２の隔壁１１を形成する場合に、データ電極１０と平行な方向で複数の領域に分割して形成し、かつ隔壁１１の複数の領域のつなぎ部となる境界部１４には、他の赤色や緑色に比べて人が見た時に目立ちにくい色である青色の蛍光体層１２Ｂを配置した構成としたことにより、隔壁１１の複数の領域のつなぎ部となる境界部１４が人の目で視認されにくくなり、画像表示の表示品質を所定の品質に維持した状態で形成することができ、パネルの大画面化を実現することができる。

以上のように本発明は、大画面、高精細のプラズマディスプレイパネルを提供する上で有用な発明である。

本発明の一実施の形態によるプラズマディスプレイパネルに用いるパネルの要部を示す斜視図 同パネルの電極配列図 同プラズマディスプレイ装置の回路ブロック図 パネルの各電極に印加する駆動電圧波形を示す波形図 同プラズマディスプレイ装置の全体構成を示す分解斜視図 本発明に用いる分割露光方法を示す説明図 分割露光方法により構成部分を形成する本発明のプラズマディスプレイパネルにおいて、前面パネル及び背面パネル側から見た概略平面図 本発明による背面パネルの一例を説明するための平面図

符号の説明

１ 前面パネル
１ａ、２ａ アライメントマーク
２ 背面パネル
３ 前面基板
４ 走査電極
５ 維持電極
４ａ、５ａ 透明電極
４ｂ、５ｂ バス電極
６ 誘電体層
７ 保護層
８ 背面基板
９ 絶縁体層
１０ データ電極
１１ 隔壁
１２ 蛍光体層
１２Ｒ 赤色蛍光体層
１２Ｇ 緑色蛍光体層
１２Ｂ 青色蛍光体層
１３ 遮光層
１４ 境界部

Claims (2)

1. 前面基板に放電ギャップを形成して対向する第１電極及び第２電極からなる表示電極を複数列形成した前面パネルと、前記前面基板に対向配置した背面基板に前記前面パネルとの間の放電空間を仕切る隔壁を設けかつ前記隔壁間に前記表示電極に交差するようにデータ電極を形成するとともに前記隔壁間に赤色、緑色、青色に発光する蛍光体層をストライプ状に配置した背面パネルとを有し、前記背面パネルの隔壁は、前記データ電極と平行な方向で、分割露光方法によって複数の領域に分割して形成し、かつ複数の領域に分割されて形成された隔壁において、前記隔壁の複数の領域の境界部には青色の蛍光体層が配置されるように構成したことを特徴とするプラズマディスプレイパネル。
2. 前記背面パネルの隔壁において、複数の領域の境界部に配置される青色の蛍光体層の幅は、他の蛍光体層の幅より広くなるように構成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。

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