JP4369849B2 - 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に関し，より詳しくは，維持電極の形状を最適化したプラズマディスプレイパネルに関する。

一般に，プラズマディスプレイパネル（以下，「ＰＤＰ」と言う）は，放電セル内で起きた気体放電による真空紫外線で蛍光体を励起させることにより画像を実現する表示装置であって，高解像度の大画面構成が可能であるため，次世代薄形表示装置として脚光を浴びている。

通常の３電極面放電構造の交流型ＰＤＰでは，各放電セルに対応して後面基板にアドレス電極が形成され，前面基板にスキャン電極と共通電極からなる放電維持用の電極（維持電極）が形成される。各放電セル内には，赤，緑または青色の蛍光層が位置し，放電セルは放電ガス（主にＮｅ−Ｘｅ混合ガス）で詰められる。放電セルは，隔壁によって区画され，隔壁は帯状パターンまたは格子形のような閉鎖形構造からなる。

このような従来の構成では，アドレス電極とスキャン電極との間にアドレス電圧（Ｖａ）を印加し，瞬間的にアドレス放電を起こさせて発光用放電セルを選択し，選択された放電セルのスキャン電極と共通電極との間に維持電圧（Ｖｓ）を印加すれば，放電セル内に維持放電が起こって真空紫外線が放出される。そして，真空紫外線が当該放電セルの蛍光層を励起させて可視光を発するようにして所定の表示が行われる。

このように動作するＰＤＰにおいて，維持電極は，放電セル内に維持放電を起こす役割を果たすので，維持電極の形状が放電効率に大きな影響を与える。通常の場合，維持電極の形状は放電セルの形状によって決定されるが，放電セルは隔壁によってその形状が決定されるので，この他に，放電効率の観点から隔壁と維持電極形状とに対する適切な考慮がなされる必要がある。

しかし，従来は，隔壁と維持電極の形状がＰＤＰ設計と製造上の便宜のために決定されることがほとんどであったため，実際にＰＤＰを駆動する時，パネルの発光効率に不利に作用することがあるという問題があった。これは，放電効率に対する考慮なく隔壁と維持電極を形成する場合に，放電電流または壁電荷利用のような放電的な側面で非効率をもたらして，全般的なパネル効率（消費電力に対する輝度比，すなわち，輝度／消費電力）に悪影響を与えるためである。

そこで，本発明は，このような問題に鑑みてなされたもので，その目的は，隔壁と維持電極の形状を最適化して画面輝度と放電効率を高めることができるプラズマディスプレイパネルを提供することにある。

上記課題を解決するために，本発明のある観点によれば，間隔をおいて互いに対向配置される第１基板及び第２基板と，第１基板のうち第２基板との対向面上に形成されるアドレス電極と，第１基板と第２基板との間の空間に配置された複数の放電セルおよび複数の非放電領域と，放電セルと非放電領域とを区画する隔壁と，各々の放電セル内に位置する蛍光層と，第２基板のうち第１基板との対向面上にアドレス電極と交差する方向に沿って形成される維持電極とを含むプラズマディスプレイパネルが提供される。

非放電領域は，各放電セルの中心を通る水平軸と垂直軸により囲まれた領域内に配置される。また，維持電極の各電極は，各放電セルの外郭部に一対が対応するバス電極と，バス電極から各放電セルの中心部に向かって伸びて一対が対向するように形成される突出電極とを含む。さらに，バス電極と接続される突出電極の後端部は，この後端部に対向する隔壁内面と傾斜角θが設定される形状で構成される。

突出電極の後端部は，バス電極に向かって幅が漸進的に狭くなる形状で構成できる。

この場合に，突出電極の全体は，放電セルの内部空間に対応するように形成できる。

ここで，傾斜角θは，次の数式１の条件を満足するように設定されてもよい。

放電セルは，アドレス電極方向に沿って位置する両端部の幅が放電セルの中心から遠くなるほど狭く形成されてもよい。

放電セルは，アドレス電極方向に沿って位置する両端部で隔壁上端から測定される深さが放電セルの中心から遠くなるほど小さく形成されてもよい。

隔壁は，アドレス電極と平行な第１隔壁部材と，第１隔壁部材と所定の隔壁曲がり角を有して交差するように形成される第２隔壁部材とを含んで構成できる。

第２隔壁部材は，アドレス電極方向に隣接する放電セルとの間で略Ｘ字型に形成できる。

突出電極の後端部は，第２隔壁部材の内面と０゜＜θ≦４５゜である傾斜角θを有するように形成できる。

一対の突出電極は，放電セルの外郭部に対応してショートギャップを間に置いて位置し，放電セルの中心部に対応してロングギャップを間に置いて位置することができ，一対の突出電極が対向する対向面中心に凹部が形成されてもよい。

本発明によれば，プラズマ放電の拡散形態に合せて放電セルの形態が形成されることにより，放電セルの全領域で効率的な維持放電が起こるため，放電効率を向上させることが可能なプラズマディスプレイパネル（ＰＤＰ）を提供することができる。したがって，本発明によるＰＤＰは，非放電領域を置くことにより放電領域が減少することになるにもかかわらず，ＰＤＰ効率（輝度比：輝度／消費電力）を高めることができる。また，突出電極の後端部と第２隔壁部材とが０＜θ≦４５゜である傾斜角θを置いて形成されることにより，本発明によるＰＤＰは，十分な画面輝度を確保しながらＰＤＰ効率を高め，放電セル間の誤放電回数を減らすことができる。

以下に添付図面を参照しながら，本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお，本明細書及び図面において，実質的に同一の機能構成を有する構成要素については，同一の符号を付することにより重複説明を省略する。

図１は，本発明の一実施形態によるプラズマディスプレイパネルの部分分解斜視図であり，図２および図３は，それぞれ図１の組立状態を示す部分平面図と部分断面図である。

図１〜３に示すように，本実施形態によるＰＤＰは，第１基板２と第２基板４とが任意の間隔をおいて互いに対向配置され，両基板の間の空間には隔壁６によって区画される放電セル８Ｒ，８Ｇ，８Ｂと非放電領域１０とが設けられる。

まず，第１基板２の内面（第２基板４に対向する面）には，第一方向（図１〜図３のＹ方向）に沿ってアドレス電極１２が形成され，アドレス電極１２を覆いながら第１基板２の内面全体に第１誘電層１４が位置する。アドレス電極１２は，例えば，帯状パターンになっていて隣接したアドレス電極１２と所定の間隔をおいて平行に位置する。

そして，第１誘電層１４上には隔壁６が配置されて，放電セル８Ｒ，８Ｇ，８Ｂと非放電領域１０とを区画する。ここで，放電セル８Ｒ，８Ｇ，８Ｂは，内部でガス放電及び発光が起こるように予定された空間であり，非放電領域１０は，ガス放電及び発光が予定されていない領域または空間のことを意味する。参考として，図１〜図３では，放電セル８Ｒ，８Ｇ，８Ｂと非放電領域１０が各々独立したセル構造を有するように形成された実施形態を示している。

隔壁６は，放電セル８Ｒ，８Ｇ，８Ｂをアドレス電極方向（図１〜図３のＹ方向）とアドレス電極に交差する方向（図１および図２のＸ方向）に沿って区画しており，各々の放電セル８Ｒ，８Ｇ，８Ｂは放電ガスの拡散形態を考慮して最適化した形状で形成される。

放電セル８Ｒ，８Ｇ，８Ｂの最適化した構造は，各々の放電セル８Ｒ，８Ｇ，８Ｂにおいて実質的に維持放電の輝度向上に寄与する程度の小さい部分を最小化した形状である。具体的には，各放電セル８Ｒ，８Ｇ，８Ｂでアドレス電極１２方向に沿って位置するセル中心線の両端部セル幅が放電セルの中心から遠くなるほど狭くなる形状のことを意味する。

すなわち，図１を参照すると，放電セル８Ｒ，８Ｇ，８Ｂの中心部での幅Ｗｃは端部での幅Ｗｅより大きく形成され，端部での幅Ｗｅは放電セル８Ｒ，８Ｇ，８Ｂの中心から遠くなるほど狭くなる特性を示す。したがって，放電セル８Ｒ，８Ｇ，８Ｂの両端部は梯形模様を示しており，各放電セル８Ｒ，８Ｇ，８Ｂの全体的な平面形状は略八角形である。

また，各放電セル８Ｒ，８Ｇ，８Ｂの中心を通る仮想の水平軸Ｈ（Ｘ方向）と垂直軸Ｖ（Ｙ方向）を仮定した時，この水平軸Ｈと垂直軸Ｖとによって囲まれた領域内に非放電領域１０が位置する。したがって，このような構造では，アドレス電極方向（図１〜図３のＹ方向）に沿って隣接する一対の放電セルと，アドレス電極と交差する方向（図１および図２のＸ方向）に沿って隣接する一対の放電セルとからなる４個の放電セルの間に一つの非放電領域１０が位置する。

したがって，隔壁６は，アドレス電極１２と平行な方向の第１隔壁部材６ａと，第１隔壁部材６ａと所定の隔壁曲がり角を有して交差するように形成される第２隔壁部材６ｂとに区分でき，本実施形態で，第２隔壁部材６ｂは，アドレス電極方向（図１〜図３のＹ方向）に沿って隣接する放電セルの間で略Ｘ字型に形成される。ここで，略Ｘ字型とは，Ｘ字型の中央部に水平部分（傾き保留部分）が含まれてもよいことを意味し，傾斜角θの測定に重要な主要部は斜めの部分である。図１および図２では，符号６ｂが水平部分を指し示しているが，これは水平部の重要性を表すものではなく，Ｘ字型の中央部を指したに過ぎない。

そして，放電セル８Ｒ，８Ｇ，８Ｂの内部には，赤，緑または青色の蛍光体が各々塗布されて蛍光層１６Ｒ，１６Ｇ，１６Ｂを構成している。

また，図３に示すように，アドレス電極方向（図１〜図３のＹ方向）に沿って隣接する放電セル８Ｒの両端部で。隔壁６の上端，すなわち，第２隔壁部材６ｂの上端から測定される深さは，放電セル８Ｒの中心から遠くなるほど小さく形成される。すなわち，放電セル８Ｒの端部での深さＤｅは，中心部での深さＤｃより小さく，端部での深さＤｅは，放電セル８Ｒの中心から遠くなるほど次第に浅くなる。このような放電セル８Ｒの深さ特性は，緑色放電セル８Ｇと青色放電セル８Ｂにも同様に適用される。

一方，第１基板２に対向する第２基板４の内面には，アドレス電極１２と交差する方向（図１および図２のＸ方向）に沿って，スキャン電極１８，共通電極２０と呼ばれる２種類の電極を備えた維持電極対２２が形成され，維持電極対２２を覆いながら第２基板４の内面全体に透明な第２誘電層２４とＭｇＯ保護膜２６が位置する。

スキャン電極１８と共通電極２０の主な要素は，各々の突出電極１８ｂ，２０ｂとバス電極１８ａ，２０ａである。突出電極は，各放電セル内に配置された単位放電電極であり，バス電極は，複数の突出電極を互いに接続しながら放電セルの外郭部付近に配置されたＸ軸方向の線状導体である。放電セル内の突出電極１８ｂ，２０ｂは，放電間隙を間にして対向し，両突出電極を貫通すると共に，放電セルの並びに平行な（例えば，Ｙ方向）基準直線に近い所と遠い所では放電間隙の間隔が異なることが多い。本実施形態では，突出電極は，Ｙ字形であって下端幹部がバス電極に接続され，基準直線は，各突出電極の中心線と一致する。中心線付近は，放電間隔が長いのでロングギャップと呼ばれ，中心線から遠い所では放電間隔が短いのでショートギャップと呼ばれる。

すなわち，スキャン電極１８と共通電極２０は各放電セル８Ｒ，８Ｇ，８Ｂの外郭部に対応して帯状パターンで備えられるバス電極１８ａ，２０ａと，バス電極１８ａ，２０ａから各放電セル８Ｒ，８Ｇ，８Ｂの中心部に向かって伸びて所定の放電ギャップを間に置いて位置する突出電極１８ｂ，２０ｂとからなる。

本実施形態で，一対の突出電極１８ｂ，２０ｂは，互いに対向する対向面の中心に凹部２８を形成して放電セル８Ｒ，８Ｇ，８Ｂの外郭部でショートギャップＧ１を間に置いて位置しており，放電セル８Ｒ，８Ｇ，８Ｂの中心部でロングギャップＧ２を間に置いて位置する。また，本実施形態で，突出電極１８ｂ，２０ｂは，バス電極１８ａ，２０ａと連結される後端部がバス電極１８ａ，２０ａに向かって幅が狭くなる形状からなり，好ましくは，突出電極１８ｂ，２０ｂ全体が隔壁６で囲まれた放電セル８Ｒ，８Ｇ，８Ｂの内部空間に対応するようにする。

バス電極１８ａ，２０ａとしては，クロム（Ｃｒ）と銅（Ｃｕ）の混合物，合金または銀（Ａｇ）が好ましく，突出電極１８ｂ，２０ｂとしては，透明なＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ：インジウムスズ酸化物）が好ましい。

本実施形態の突出電極１８ｂ，２０ｂは，図４に示すように，バス電極と接続される幹部と，幹部から離れて先端に近づけば幅が広がる後端部と，放電用相手電極と対向して放電する先端部とからなる。この後端部の外形線は，対向する隔壁，すなわち，第２隔壁部材６ｂの内面と所定の傾斜角（θ）を間に置いて位置し，傾斜角（θ）は下記数式の範囲で最適化されて十分な画面輝度を確保しながら，ＰＤＰ効率（消費電力に対する輝度比，すなわち，輝度／消費電力）を向上させ，放電セル８Ｒ，８Ｇ，８Ｂ間の誤放電を防止する。

上記構成の第１基板２と第２基板４は，図示していないフリットのような密封材により縁が接合され，内部に放電ガス（主に，Ｎｅ−Ｘｅ混合ガス）が詰められた状態で密封されてＰＤＰを構成する。

上述した構成によって，一例として赤色放電セル８Ｒのアドレス電極１２とスキャン電極１８の間にアドレス電圧Ｖａを印加すれば，放電セル８Ｒ内にアドレス放電が起こり，アドレス放電の結果，維持電極対２２を覆っている第２誘電層２４上に壁電荷が積まれて，この放電セル８Ｒを選択する。

次に，選択された放電セル８Ｒのスキャン電極１８と共通電極２０の間に維持電圧Ｖｓを印加すれば，スキャン電極１８と共通電極２０の間の放電ギャップ，特にギャップの短い所からプラズマ放電，すなわち，維持放電が開始され，プラズマ放電時に作られるＸｅの励起原子から真空紫外線が放出される。そして，真空紫外線が放電セル８Ｒの蛍光層１６Ｒを励起させて可視光を発するようにして所定の表示が行われる。

この時，維持電圧Ｖｓによって生成開始されたプラズマ放電は，放電セル８Ｒの外郭部に向かって略円弧模様を描きながら拡散された後，消滅するが，本実施形態では，各々の放電セル８Ｒ，８Ｇ，８Ｂがプラズマ放電の拡散形態に合せてその形態が形成されることによって，放電セル８Ｒ，８Ｇ，８Ｂの全領域にかけて効率的な維持放電が起こって放電効率が高くなる。

さらに，放電セル８Ｒ，８Ｇ，８Ｂは，図３に示した断面形状によって，放電セル８Ｒ，８Ｇ，８Ｂの外郭部へ行くほど放電領域に対する蛍光層１６Ｒ，１６Ｇ，１６Ｂの接触面積が拡大されて発光効率が改善される。したがって，本実施形態によるＰＤＰは非放電領域１０を置いて放電領域が減少することにもかかわらず，ＰＤＰ効率を高めることができる。

また，突出電極１８ｂ，２０ｂ各々の対向部分中央に備えられた凹部２８によって，維持放電時に放電セル８Ｒ，８Ｇ，８Ｂの外郭部に対応するショートギャップＧ１からプラズマ放電が最初に始まって周囲に拡散され，放電セル８Ｒ，８Ｇ，８Ｂの中心部に対応するロングギャップＧ２からプラズマ放電が始まって周囲に拡散されるので，より広い領域にかけて強い初期放電が起こって放電効率を向上させる。

一方，突出電極１８ｂ，２０ｂの後端部は，第２隔壁部材６ｂの内面と０〜４５゜の傾斜角（θ）を間に置いて位置する時，十分な画面輝度を確保しながらＰＤＰ効率を高め，放電セルの誤放電回数を減らすことができる。これは，本出願の発明者が様々な値の傾斜角を有するＰＤＰを製作し，各々のＰＤＰで画面輝度と効率及び誤放電回数を測定した実験に基づく。

ここで，傾斜角（θ）は，図４に示したように，突出電極１８ｂ，２０ｂの後端部を延長させた第１延長線Ａと，第２隔壁部材６ｂの内面を延長させた第２延長線Ｂを仮定した時，第１延長線Ａと第２延長線Ｂが会う部分での角度とする。

次の表１は，４２インチ標準級ＰＤＰで傾斜角変化による画面輝度とＰＤＰ効率及び隣接した放電セル間の誤放電回数を測定したデータである。下記の表で（−）傾斜角は突出電極１８ｂ，２０ｂの後端部が放電セル８Ｒ，８Ｇ，８Ｂの外側に位置する時の傾斜角を意味し，突出電極１８ｂ，２０ｂの後端部と第２隔壁部材６ｂが平行して傾斜角が０である時の画面輝度が１００ｃｄ／ｍ^２，効率が１と成るように比例乗数を設定して示した。

表１に記載したように，Ｎｏｓ．１〜６の場合には，傾斜角が大きい負の値に成ると画面輝度が高くなる反面，ＰＤＰ効率は減少し，誤放電回数が急激に増加するので０゜未満の傾斜角は好ましくないことが分かる。そして，Ｎｏｓ．２６〜３２の場合に傾斜角が４５度超の大きい正の値に成ると画面輝度が急激に低下してＰＤＰ効率も減少するので，４５゜を超える傾斜角も好ましくないことが分かる。

したがって，上述した実験データに基づいて，突出電極１８ｂ，２０ｂの後端部と第２隔壁部材６ｂの傾斜角（θ）は，０゜＜θ≦４５゜であるのが好ましく，この条件を満足する時，十分な画面輝度を確保しながらＰＤＰ効率を高め，放電セル間の誤放電回数を減らすことができる。このような効果は，突出電極１８ｂ，２０ｂと第２隔壁部材６ｂ間に十分な空間を確保して突出電極１８ｂ，２０ｂの外郭部に生成された壁電荷が第２隔壁部材６ｂによって妨害を受けず，実際維持放電時に十分に活用されて壁電荷の放電寄与度が高くなるためであると推定される。

以上，添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが，本発明は係る例に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば，特許請求の範囲に記載された範疇内において，各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり，それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。

本発明は，プラズマディスプレイパネルに利用可能であり，特に，維持電極の形状を最適化したプラズマディスプレイパネルに利用可能である。

本発明の実施例によるプラズマディスプレイパネルの部分分解斜視図である。 図１の組立状態を示す部分平面図である。 図１の組立状態を示す部分断面図である。 図２の部分拡大図である。

符号の説明

２ 第１基板
４ 第２基板
６ 隔壁
６ａ 第１隔壁部材
６ｂ 第２隔壁部材
８Ｒ，８Ｇ，８Ｂ 放電セル
１０ 非放電領域
１２ アドレス電極
１４ 第１誘電層
１６Ｒ，１６Ｇ，１６Ｂ 蛍光層
１８ スキャン電極
１８ａ，２０ａ バス電極
１８ｂ，２０ｂ 突出電極
２０ 共通電極
２２ 維持電極対
２４ 第２誘電層
２６ ＭｇＯ保護膜
２８ 凹部
Ｄｃ 中心部での深さ
Ｄｅ 端部での深さ
Ｈ 水平軸
Ｖ 垂直軸
Ｗｃ 中心部での幅
Ｗｅ 端部での幅

Claims (11)

1. 任意の間隔をおいて互いに対向配置される第１基板及び第２基板と；
   前記第１基板のうち第２基板との対向面上に形成されるアドレス電極と；
   前記第１基板と第２基板との間の空間に配置された複数の放電セルおよび複数の非放電領域と；
   前記放電セルと前記非放電領域とを区画する隔壁と；
   前記各々の放電セル内に位置する蛍光層と；
   前記第２基板のうち第１基板との対向面上に前記アドレス電極と交差する方向に沿って形成される維持電極と；
   を含み，
   前記非放電領域は，前記各放電セルの中心を通る水平軸と垂直軸により囲まれた領域内に配置され，
   前記維持電極は，前記各放電セルの外郭部に一対が対応するバス電極と；バス電極から各放電セルの中心部に向かって伸びて一対が対向するように形成される突出電極と；を含み，
   前記バス電極と接続される突出電極の後端部は，該後端部に対向する隔壁内面と傾斜角θが設定される形状で構成され，
   前記傾斜角θは，１２．５°≦θ≦４５°を満たすように設定されることを特徴とする，プラズマディスプレイパネル。
2. 前記傾斜角θは，２２．５°≦θ≦４２．５°を満たすように設定され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. 前記突出電極の後端部は，前記バス電極に向かって幅が漸進的に狭くなる形状で構成されることを特徴とする，請求項１又は２に記載のプラズマディスプレイパネル。
4. 前記突出電極の全体は，前記放電セルの内部空間に対応するように形成され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. 前記放電セルは，前記アドレス電極方向に沿って位置する両端部の幅が放電セルの中心から遠くなるほど狭く形成されるものであることを特徴とする，請求項１〜４のいずれかに記載のプラズマディスプレイパネル。
6. 前記放電セルは，前記アドレス電極方向に沿って位置する両端部で前記隔壁上端から測定される深さが放電セルの中心から遠くなるほど小さく形成されるものであることを特徴とする，請求項１〜５のいずれかに記載のプラズマディスプレイパネル。
7. 前記隔壁は，
   前記アドレス電極と平行な第１隔壁部材と；
   前記第１隔壁部材と所定の隔壁曲がり角を有して交差するように形成される第２隔壁部材と；
   を含むことを特徴とする，請求項１に記載のプラズマディスプレイパネル。
8. 前記第２隔壁部材は，前記アドレス電極方向に隣接する放電セルとの間で略Ｘ字型からなることを特徴とする，請求項７に記載のプラズマディスプレイパネル。
9. 前記傾斜角θは，前記突出電極の後端部と，前記第２隔壁部材の内面との間の角度であることを特徴とする，請求項７又は８に記載のプラズマディスプレイパネル。
10. 前記一対の突出電極は，放電セルの外郭部に対応してショートギャップを間に置いて位置し，放電セルの中心部に対応してロングギャップを間に置いて位置することを特徴とする，請求項１〜９のいずれかに記載のプラズマディスプレイパネル。
11. 前記一対の突出電極は，対向する対向面中心に凹部が形成されることを特徴とする，請求項１〜１０のいずれかに記載のプラズマディスプレイパネル。

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