JP4781196B2 - プラズマディスプレイパネル - Google Patents

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Description

この発明は、プラズマディスプレイパネルの構成に関する。
従来の面放電方式交流型プラズマディスプレイパネル(以下、PDPという)には、前面ガラス基板の背面の行電極対を被覆する誘電体層上に、蒸着またはスパッタリングによって形成される薄膜酸化マグネシウム層と気相酸化法によって生成された酸化マグネシウム単結晶体を含む結晶酸化マグネシウム層とが積層された保護層が形成されているものがある(特許文献1参照)。
この従来のPDPは、誘電体層の保護層を構成する結晶酸化マグネシウム層が気相酸化法によって生成された酸化マグネシウム単結晶体を含んでいることにより、PDPにおける放電確率や放電遅れなどの放電特性を改善して、良好な放電特性を得ることが出来る。
しかしながら、この従来のPDPは、誘電体層の保護層がアルカリ土類酸化物であるMgOによって形成されているために、この保護層の電子放出層としての機能が小さく、特に、放電空間内に高キセノン分圧の放電ガスが封入される場合には、十分な放電電圧の低減効果や発光効率の改善効果を得ることが出来ないという問題を有している。
近年、PDPの高精細化が進み、表示ライン数が増加するにしたがって、消費電力の低減および発光効率の増加などの放電特性のさらなる向上が強く要望されている。
特開2006−59780号公報
この発明は、上記のような従来のPDPにおける問題点を解決することをその解決課題の一つとしている。
この発明(請求項1に記載の発明)によるPDPは、上記課題を解決するために、放電空間を介して対向する前面基板および背面基板と、この前面基板と背面基板の間に配置されるとともに互いに直交する方向に延びて交差する部分の放電空間にそれぞれ単位発光領域を形成する複数の行電極対および列電極とを備えたプラズマディスプレイパネルにおいて、結晶格子中の一部の負イオンが電子によって置換された電子化化合物が、前記前面基板と背面基板の間の単位発光領域に面する部分に配置されて、各単位発光領域に露出されており、前記前面基板側に、前記行電極対とこの行電極対を被覆する誘電体層とこの誘電体層の単位発光領域に対向する面を被覆する保護層が形成されて、この保護層内に前記電子化化合物が混合されていることを特徴としている。
この発明は、放電空間を介して対向する前面基板および背面基板と、この前面基板と背面基板の間に配置されるとともに互いに直交する方向に延びて交差する部分の放電空間にそれぞれ単位発光領域を形成する複数の行電極対および列電極とを備え、結晶格子中の一部の負イオンが電子によって置換された電子化化合物が、前記前面基板と背面基板の間の単位発光領域に面する部分に配置されて、各単位発光領域に露出されているPDPをその最良の実施形態としている。
この実施形態におけるPDPは、単位発光領域内において行電極対および列電極によって発生されるリセット放電とアドレス放電,サステイン放電により、マトリクス表示による画像を形成するが、この各放電の発生時に、前面基板と背面基板の単位発光領域に面する部分に配置された電子化化合物から電子が単位発光領域内に放出される。
これによって、PDPの各放電の放電電圧が低下されるとともに放電遅れが改善され、さらに発光効率が向上される。
そして、放電空間内に10体積パーセント以上のキセノンを含む放電ガスが封入されている場合でも、十分な放電電圧の低減効果や発光効率の改善効果を得ることが出来る。
上記実施形態のPDPにおいて、電子化化合物を単位発光領域の面する部分に配置する形態としては、行電極対を被覆する誘電体層の単位発光領域に対向する面を被覆する保護層や、単位発光領域に面する蛍光体層内に混合する形態や、誘電体層を被覆する保護層を多層構造にして、この多層構造の保護層のうちの単位発光領域に面している層を電子化化合物によって形成して電子放出層とする形態があり、さらに、電子化化合物を保護層と蛍光体層の双方に配置する形態などがある。
電子化化合物を単位発光領域の面する部分に配置する形態としては、さらに、行電極対が延びる方向と平行な方向に延びるとともに行電極対の放電を発生させる部分に対向する帯状部分に配置したり、各単位発光領域毎に独立しているとともに行電極対の放電を発生させる部分に対向する島状部分に配置する形態などが挙げられ、電子化化合物をPDPにおいて放電が発生する部分に配置することによって、放電電圧の低下や発光効率の向上をより効果的に図ることが出来るようになる。
保護層や多層構造の保護層の他の層を酸化マグネシウムによって形成する場合には、電子化化合物による電子放出機能に加えて、酸化マグネシウムによる電子放出機能を備えることが出来る。
電子化化合物としては、12CaO・7Al23で示される組成を有する化合物等がある。
上記実施形態のPDPには、結晶表面近くの結晶格子中の一部の負イオンが電子と置換されている電子化化合物または結晶中の電子包接ケージの密度が低く、可視光透過率が比較的高い電子化化合物を用いるのが好ましい。
結晶全体の負イオンが電子と交換されている場合や電子包接ケージの密度が高い場合には、電子化化合物が不透明になって、前面基板側に配置される場合には透過率の低下によるパネルの輝度低下を招き、また、蛍光体層内に混合される場合には蛍光体層の発光率を低下させる虞があるが、結晶表面近くの結晶格子中の一部の負イオンが電子と置換されている電子化化合物や電子包接ケージの密度が低い電子化化合物が用いられることによって、輝度低下や発光率の低下を招くことなく、単位発光領域内への電子放出によってPDPの放電電圧の低下と発光効率の向上を図ることが出来る。
上記実施形態のPDPにおいて、前面基板と背面基板の間の単位発光領域に面する部分に、電子化化合物とともに、電子線によって励起されることにより波長域200〜300nm内にピークを有するカソードルミネッセンス発光を行う特性を有する酸化マグネシウム結晶体を配置するようにするのが好ましい。
これによって、電子化化合物による放電電圧の低下および放電遅れの改善,発光効率の向上効果とともに、酸化マグネシウム結晶体による放電遅れ等のPDPの放電特性のさらなる改善効果を発揮することが出来るようになる。
この酸化マグネシウム結晶体としては、2000オングストローム以上の粒径を有しているものや、気相酸化法によって生成されたもの等が好ましい。
図1および2は、この発明による面放電交流型PDPの実施形態の第1実施例を示しており、図1はこの第1実施例におけるPDPを模式的に示す正面図、図2は図1のII−II線における断面図である。
この図1および2に示されるPDPは、表示面である前面ガラス基板1の背面に、行方向(図1の左右方向)に延びる複数の行電極対(X,Y)が列方向(図1の上下方向)に平行に並設されている。
この行電極対(X,Y)を構成する行電極X,Yは、それぞれ、行方向に延びる帯状の黒色の金属膜からなるバス電極Xa,Yaと、このバス電極Xa,Yaに沿って等間隔に配置されてそれぞれの基端部がバス電極Xa,Yaに接続された複数の透明電極Xb,Ybとによって構成されており、対になっている透明電極XbとYbが、放電ギャップgを介して互いに対向されている。
この前面ガラス基板1の背面の列方向において隣接する行電極対(X,Y)の互いに背中合わせになったバス電極XaとYaの間には、行方向に延びる黒色または暗色の光吸収層2が形成されている。
前面ガラス基板1の背面には、さらに誘電体層3が形成されて、この誘電体層3によって行電極対(X,Y)および光吸収層2が被覆されている。
この誘電体層3の背面には保護層4が形成されて、この保護層4によって誘電体層3の背面が被覆されている。
この保護層4の構成については、後で詳述する。
前面ガラス基板1と放電空間Sを介して平行に対向するように配置された背面ガラス基板5の表示側の面上には、列電極Dが、各行電極対(X,Y)の互いに対となった透明電極XbおよびYbに対向する位置において行電極対(X,Y)と直交する方向(列方向)に延びるように、行方向に互いに所定の間隔を開けて等間隔に並設されている。
この背面ガラス基板5の表示側の面上には、さらに、列電極Dを被覆する列電極保護層(誘電体層)6が形成され、この列電極保護層6上に、隔壁7が形成されている。
この隔壁7は、隣接する行電極対(X,Y)の背中合わせに位置する行電極XとYのバス電極Xa,Yaおよびその間に位置する光吸収層2に対向する位置において、それぞれ行方向に延びる複数の横壁7Aと、隣接する列電極Dの間の中間位置に対向する位置において列方向に延びる複数の縦壁7Bとによって、略格子形状に形成されている。
そして、この略格子形状の隔壁7によって、前面ガラス基板1と背面ガラス基板5の間の放電空間Sが、各行電極対(X,Y)において互いに対になっている透明電極XbとYbに対向する部分毎に区画されて、それぞれ放電セルCが形成されている。
各放電セルCに面する隔壁7の横壁7Aおよび縦壁7Bの側面と列電極保護層6の表面には、これらの五つの面を全て覆うように蛍光体層8が形成されており、この蛍光体層8の色は、各放電セルC毎に赤,緑,青の三原色に色分けされていて、この赤,緑,青が行方向に順に並ぶように配列されている。
放電空間S内には、10体積パーセント以上のキセノンを含む放電ガスが封入されている。
上記保護層4は、薄膜または厚膜のMgO層内に、結晶格子中の一部の負イオンが電子によって置換された組成を有する電子化化合物(エレクトライド)、例えば12CaO・7Al23等の結晶構造中に電子包接ケージを有する粉体の電子化化合物eが混合された構成を備えている。
そして、この電子化化合物eは、少なくともその一部がMgO層の表面に位置されて放電空間S(放電セルC)に露出された状態で、MgO層に混合されている。
上記PDPは、行電極対(X,Y)の行電極XとY間または行電極Yと列電極D間で一斉にリセット放電が行われて全ての放電セルCの初期化が行われた後、行電極Yと列電極D間で選択的にアドレス放電が行われて、放電セルCに面する部分の誘電体層3に壁電荷が形成された発光セルと壁電荷が消去された非発光セルとが映像信号に対応してパネル面に分布され、この後、発光セルにおいて行電極X,Yの互いに対になっている透明電極XbとYb間で放電ギャップgを介してサステイン放電が行われて、このサステイン放電によって放電セルC内の放電ガス中のキセノンが励起されて真空紫外線が発生され、この真空紫外線によって赤,緑,青に色分けされた蛍光体層8がそれぞれ発光することにより、マトリクス表示による画像を形成する。
この放電セルC内における各放電の発生時に、保護層4が電子放出層として機能して、保護層4の表面の放電セルCに面する位置に位置している電子化化合物eから、この電子化化合物eから電子が放電セルC内に放出される。
この保護層4の電子化化合物eからの電子放出によって、放電ガス中に10体積パーセント以上のキセノンが含まれている場合でも、各放電の放電開始電圧を含むPDPの放電電圧が低下されるとともに、行電極XまたはYのうちの陰極となる側の陰極降下部の電界が小さくなって、紫外線励起効率が高くなり、これによってPDPの発光効率が向上される。
上記PDPにおいて、保護層4のMgO層に混合される電子化化合物eは、その結晶表面近くの部分にのみ、負イオンが電子によって置換された電子包接ケージを有しているようにするのが好ましい。
これは、厚さのある電子化化合物eの結晶全体に電子包接ケージが存在する場合には、電子化化合物eの結晶が金属的な状態になり、不透明になって光透過率が低下するため、蛍光体層8から発生する可視光が保護層4を通過し難くなって、パネルの輝度低下が生じるためである。
上記のように、結晶表面近くの部分のみに電子包接ケージが存在する電子化化合物eがMgO層に混合されることによって、パネルの輝度低下を生じさせることなく、電子化化合物eによるPDPの放電電圧の低下と発光効率の向上を図ることが出来る。
また、パネルの輝度低下を生じさせることなく電子化化合物eによるPDPの放電電圧の低下と発光効率の向上を図るために、結晶における電子包接ケージの密度が低い電子化化合物eをMgO層に混合するようにしても良い。
上記PDPにおいて、電子化化合物eは、保護層4の全面に亘ってMgO層に混合される場合の他、図3に示されるように、保護層4の放電ギャップgとこの放電ギャップgを挟んで互いに対向する透明電極XbとYbの先端部分に対向する位置において行方向に延びる帯状部分p1においてのみ、電子化化合物eをMgO層に混合するようにしてもよく、また、図4に示されるように、MgO層の放電ギャップgとこの放電ギャップgを挟んで互いに対向する透明電極XbとYbの先端部分に対向する位置において各放電セルC毎に独立した方形の島状部分p2においてのみ、電子化化合物eをMgO層に混合するようにしてもよい。
さらに、上記PDPにおいて、図5に示されるように、保護層4のMgO層に、電子化化合物eに加えて、電子線により励起されて波長域200〜300nm内にピークを有するカソードルミネッセンス発光を生じる特性を有する例えば気相法酸化マグネシウム結晶体等の酸化マグネシウム結晶体mを混合するようにしても良い。
なお、この酸化マグネシウム結晶体mは、2000オングストローム以上の粒径を有しているのが好ましい。
この酸化マグネシウム結晶体の混合によって、電子化化合物eによる放電電圧の低下と発光効率の向上効果に加えて、酸化マグネシウム結晶体mによる放電確率や放電遅れなどの放電特性の改善効果を発揮することが出来るようになる。
図6は、この発明による面放電交流型PDPの実施形態の第2実施例を示している。
前述した第1実施例のPDPにおいては、電子化化合物が保護層を形成するMgO層内に混合されていたのに対し、この第2実施例のPDPにおいては、保護層がMgO層と電子化化合物によって形成される電子放出層とによる二層構造に構成されている。
すなわち、図6において、誘電体層3の背面上に薄膜のMgO層14Aが形成され、さらに、このMgO層14A上に、結晶格子中の一部の負イオンが電子によって置換された組成を有する電子化化合物(エレクトライド)、例えば12CaO・7Al23等の電子化化合物eによって、電子放出層14Bが積層して形成されて、このMgO層14Aと電子放出層14Bの二層によって保護層24が構成されており、電子放出層14Bが放電セルC側に位置することによって電子化化合物eが放電セルCに露出されている。
このPDPの他の部分の構成は、前述した第1実施例の場合と同様であり、同様の構成部分については、図6において図2と同一の符号が付されている。
そして、電子化化合物eの組成およびその特性についても第1実施例の場合と同様であり、電子放出層14Bが放電セルC側に位置することによって電子化化合物eが放電セルC内に露出されていることにより、この電子化化合物eからの電子放出によって、各放電の放電開始電圧を含むPDPの放電電圧が低下するとともに、行電極XまたはYの陰極となる側の陰極降下部の電界が小さくなり、これによって、紫外線励起効率が高くなってPDPの発光効率が向上される。
この実施例のPDPにおいて、第1実施例の場合と同様に、保護層14の光透過率の低下を防止するために、結晶表面近くの部分にのみ電子包接ケージを有する電子化化合物eや、結晶における電子包接ケージの密度が低い電子化化合物eによって電子放出層14Bを形成するようにするのが好ましい。
さらに、上記PDPにおいて、電子化化合物eによる電子放出層14Bは、MgO層14A上の全面に亘って形成される場合の他、第1実施例において説明を行った図3および4のパターンと同様に、MgO層14A上の放電ギャップgとこの放電ギャップgを挟んで互いに対向する透明電極XbとYbの先端部分に対向する位置において行方向に延びる帯状部分のみ、または、放電ギャップgとこの放電ギャップgを挟んで互いに対向する透明電極XbとYbの先端部分に対向する位置において各放電セルC毎に独立した方形の島状部分のみに形成するようにしてもよい。
さらに、上記PDPにおいて、電子化化合物eによる放電電圧の低下と発光効率の向上効果に加えて、放電確率や放電遅れなどの放電特性の改善効果を発揮することが出来るように、電子放出層14Bに、電子線により励起されて波長域200〜300nm内にピークを有するカソードルミネッセンス発光を生じる特性を有する例えば気相法酸化マグネシウム結晶体等の酸化マグネシウム結晶体mを混合するようにしても良い。
図7は、この発明による面放電交流型PDPの実施形態の第3実施例を示している。
前述した第1および2実施例のPDPにおいては、電子化化合物が前面ガラス基板側に配置されていたのに対し、この第3実施例のPDPにおいては、蛍光体層内に混合されて、背面ガラス基板側に配置されている。
すなわち、図7において、放電セルC内において列電極保護層6上に形成された蛍光体層8内に、結晶格子中の一部の負イオンが電子によって置換された組成を有する電子化化合物(エレクトライド)、例えば12CaO・7Al23等の電子化化合物eが、少なくともその一部が蛍光体層8の表面に位置されて放電空間S(放電セルC)に露出された状態で混合されている。
このPDPの他の部分の構成は、保護層4がMgOのみによって形成されている他は、前述した第1実施例の場合と同様であり、同様の構成部分については、図7において図2と同一の符号が付されている。
そして、電子化化合物eの組成およびその特性についても第1実施例の場合と同様であり、電子化化合物eが放電セルC内に露出されていることによって、この電子化化合物eから電子が放出されて、PDPの放電開始電圧を含む放電電圧が低下される。
この実施例のPDPにおいて、電子化化合物eが不透明になって蛍光体層18の発光率が低下するのを防止するために、結晶表面近くの部分にのみ電子包接ケージを有する電子化化合物eや、結晶における電子包接ケージの密度が低い電子化化合物eを蛍光体層18に混合するようにするのが好ましい。
上記PDPにおいて、電子化化合物eによる放電電圧の低下と発光効率の向上効果に加えて、放電確率や放電遅れなどの放電特性の改善効果を発揮することが出来るように、図8に示されるように、蛍光体層8に、電子線により励起されて波長域200〜300nm内にピークを有するカソードルミネッセンス発光を生じる特性を有する例えば気相法酸化マグネシウム結晶体等の酸化マグネシウム結晶体mを混合するようにしても良い。
また、上記においては、蛍光体層8のみに電子化化合物eが混合されている例が示されているが、第1実施例または第2実施例と組み合わせて、前面ガラス基板1側と背面ガラス基板5の双方に電子化化合物eが配置されるようにしても良い。
図9は、第1実施例と組み合わせて、電子化化合物eが蛍光体層8と保護層4の双方に混合されている例を示しており、図10は、第2実施例と組み合わせて、電子化化合物eが蛍光体層8に混合されているとともに保護層14がMgO層14Aと電子化化合物eによって形成された電子放出層14Bの二層構造に構成されている例を示しており、図11は、電子化化合物eと酸化マグネシウム結晶体mが蛍光体層8と保護層4の双方に混合されている例を示しており、その他、様々な態様が可能である。
これらの例によれば、電子化化合物eによる放電電圧の低下と発光効率の向上効果、さらには、酸化マグネシウム結晶体mによる放電確率や放電遅れなどの放電特性の改善効果が、より一層発揮されるようになる。
なお、上記の各実施例においては、電子化化合物か保護層内または保護層上に配置されている構成が示されているが、保護層を省略して行電極を被覆する誘電体層上に直接配置されるようにPDPを構成しても良い。
この場合、電子化化合物の粉体を誘電体層上に付着させる方法に限らず、電子化化合物を蒸着法やスパッタ法などによって薄膜状に形成して配置したり、または、スクリーン印刷法やオフセット印刷法などによって厚膜状に形成して配置するようにしても良い。
なお、電子化化合物が保護層上に配置される場合においても、電子化化合物の粉体を保護層上に付着させる以外に、蒸着法やスパッタ法などによって薄膜状に形成して配置したり、または、スクリーン印刷法やオフセット印刷法などによって厚膜状に形成して配置するようにしても良い。
また、電子化化合物は、電極に対向する部分以外の領域も含むようにパターン形成しても良いし、または、電極に対向する部分以外の領域にのみ、パターン形成するようにして良い。
このようにして形成される電子化化合物のパターンは、帯状形状や方形形状に限らず、円形形状や楕円形状,蛇行した形状など、適宜所要の形状に設定することが出来る。
上記各実施例のPDPは、放電空間を介して対向する前面基板および背面基板と、この前面基板と背面基板の間に配置されるとともに互いに直交する方向に延びて交差する部分の放電空間にそれぞれ単位発光領域を形成する複数の行電極対および列電極とを備え、結晶格子中の一部の負イオンが電子によって置換された電子化化合物が、前記前面基板と背面基板の間の単位発光領域に面する部分に配置されて、各単位発光領域に露出されている実施形態のPDPを、その上位概念の実施形態としている。
この実施形態におけるPDPは、単位発光領域内において行電極対および列電極によって発生されるリセット放電とアドレス放電,サステイン放電により、マトリクス表示による画像を形成するが、この各放電の発生時に、前面基板と背面基板の単位発光領域に面する部分に配置された電子化化合物から電子が単位発光領域内に放出される。
これによって、PDPの各放電の放電電圧が低下されるとともに、発光効率が向上され、さらに、放電空間内に10体積パーセント以上のキセノンを含む放電ガスが封入されている場合でも、十分な放電電圧の低減効果や発光効率の改善効果を得ることが出来る。
この発明の実施形態の第1実施例を示す正面図である。 図1のII−II線における断面図である。 同実施例の変形例を示す正面図である。 同実施例の他の変形例を示す正面図である。 同実施例のさらに他の変形例を示す正面図である。 この発明の実施形態の第2実施例を示す断面図である。 この発明の実施形態の第3実施例を示す断面図である。 同実施例の変形例を示す正面図である。 同実施例の他の変形例を示す正面図である。 同実施例のさらに他の変形例を示す正面図である。 同実施例のさらに他の変形例を示す正面図である。
符号の説明
1 …前面ガラス基板(前面基板)
3 …誘電体層
4 …保護層
5 …背面ガラス基板(背面基板)
8 …蛍光体層
14 …保護層
14A …MgO層(酸化マグネシウム層)
14B …電子放出層
C …放電セル(単位発光領域)
X,Y …行電極
D …列電極
e …電子化化合物
m …酸化マグネシウム結晶体
p1 …帯状部分
p2 …島状部分

Claims (3)

  1. 放電空間を介して対向する前面基板および背面基板と、この前面基板と背面基板の間に配置されるとともに互いに直交する方向に延びて交差する部分の放電空間にそれぞれ単位発光領域を形成する複数の行電極対および列電極とを備えたプラズマディスプレイパネルにおいて、
    結晶格子中の一部の負イオンが電子によって置換された電子化化合物が、前記前面基板と背面基板の間の単位発光領域に面する部分に配置されて、各単位発光領域に露出されており、
    前記前面基板側に、前記行電極対とこの行電極対を被覆する誘電体層とこの誘電体層の単位発光領域に対向する面を被覆する保護層が形成されて、この保護層内に前記電子化化合物が混合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. 放電空間を介して対向する前面基板および背面基板と、この前面基板と背面基板の間に配置されるとともに互いに直交する方向に延びて交差する部分の放電空間にそれぞれ単位発光領域を形成する複数の行電極対および列電極とを備えたプラズマディスプレイパネルにおいて、
    結晶格子中の一部の負イオンが電子によって置換された電子化化合物が、前記前面基板と背面基板の間の単位発光領域に面する部分に配置されて、各単位発光領域に露出されており、
    前記前面基板側に、前記行電極対とこの行電極対を被覆する誘電体層とこの誘電体層の単位発光領域に対向する面を被覆する保護層が形成されて、この保護層が、誘電体層上に形成された酸化マグネシウム層とこの酸化マグネシウム層上に積層されて単位発光領域に面する電子放出層とを有し、この電子放出層が前記電子化化合物によって形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. 放電空間を介して対向する前面基板および背面基板と、この前面基板と背面基板の間に配置されるとともに互いに直交する方向に延びて交差する部分の放電空間にそれぞれ単位発光領域を形成する複数の行電極対および列電極とを備えたプラズマディスプレイパネルにおいて、
    結晶格子中の一部の負イオンが電子によって置換された電子化化合物が、前記前面基板と背面基板の間の単位発光領域に面する部分に配置されて、各単位発光領域に露出されており、
    前記前面基板側に、前記行電極対とこの行電極対を被覆する誘電体層とこの誘電体層の単位発光領域に対向する面を被覆する保護層が形成され、背面基板側に列電極と単位発光領域に面する蛍光体層が形成され、この蛍光体層と保護層に前記電子化化合物が配置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。
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