JP4919912B2 - プラズマディスプレイパネル及びそれを備えた画像表示装置 - Google Patents

Description

本発明はプラズマディスプレイパネル（Ｐｌａｓｍａ Ｄｉｓｐｌａｙ Ｐａｎｅｌ：以下、プラズマパネルまたはＰＤＰとも称する）に関し、特に、アドレス放電遅れ及びその劣化を低減させ、高画質なＰＤＰを実現できるプラズマパネル構造、および駆動装置を含めたプラズマディスプレイ装置に関する。

近年、大型かつ厚みに薄いカラー表示装置として、プラズマディスプレイ装置が期待されている。特に、表示放電を、同一基板上に設けられた電極間で発生させ、且つ交流駆動される、交流（ＡＣ）面内放電型ＰＤＰは、構造の単純さと高信頼性のため、もっとも実用化の進んでいる方式である。以下、従来技術のＡＣ面内放電型ＰＤＰの実施形態を説明する。

図２は、一般的なＡＣ面放電型ＰＤＰの構造の一部を示す分解斜視図の例である。図に示すＰＤＰは、ガラス基板から成る前面基板２１と背面基板２８とを貼り合わせて一体化したものであり、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の各蛍光体層３２を背面基板２８側に形成した反射型のＰＤＰである。前面基板２１は、背面基板２８との対向面上に一定の距離を隔てて平行に形成される一対の維持放電電極（表示電極とも言う）を有する。この一対の維持放電電極は、透明な共通電極（以下、単に、Ｘ電極と称する。）（22-1、22-2……）と、透明な独立電極（以下、単に、Ｙ電極または走査電極と称する。）（23-1、23-2……）で構成される。また、Ｘ電極（22-1、22-2……）には、透明電極の導電性を補うための不透明のＸバス電極（24-1、24-2……）、またＹ電極（23-1、23-2……）には、Ｙバス電極（25-1、25-2……）が、図２の矢印Ｄ２の方向（行方向）に延長して設けられる。また、Ｘ電極（22-1、22-2……）、Ｙ電極（23-1、23-2……）、Ｘバス電極（24-1、24-2……）およびＹバス電極（25-1、25-2……）は、ＡＣ駆動のために放電から絶縁されている。すなわちこれらの電極は、一般に低融点ガラス層からなる、誘電体層26により被覆され、この誘電体層26は保護膜27により被覆されている。

背面基板２８は、前面基板２１との対向面上に、前面基板２１のＸ電極（22-1、22-2……）およびＹ電極（23-1、23-2……）と直角に立体交差するアドレス電極（以下、単に、Ａ電極と称する。）２９を有し、このＡ電極２９は、誘電体層３０により被覆される。このＡ電極２９は、図２の矢印Ｄ1方向（列方向）に延長して設けられる。この誘電体３０上には、放電の広がりを防止（放電の領域を規定）するためにＡ電極２９間を仕切る隔壁（リブ）３１が設けられる。この隔壁３１間の溝面を被覆する形で、赤、緑、青に発光する各蛍光体層３２が、順次ストライプ状に塗布される。

図３は、図２中の矢印Ｄ２の方向から見たＰＤＰ断面構造を示す要部断面図であり、画素の最小単位である放電セル1個を示している。同図において、放電セルの境界は概略破線で示す位置である。３３は放電空間を示し、プラズマを生成するための放電ガスが充填される。電極間に電圧を印加すると、放電ガスの電離によってプラズマ１０が発生する。図３は、プラズマ１０が発生している様子を模式的に示している。このプラズマからの紫外線が蛍光体３２を励起して発光させ、蛍光体３２からの発光は、前面基板２１を透過して、それぞれの放電セルからの発光でディスプレイ画面を構成する。

図４は，図３におけるプラズマ１０中の荷電粒子（正または負の電荷を持った粒子）の動きを模式的に示したものである。図４中の３は負の電荷を持った粒子（例えば電子），４は正の電荷を持った粒子（例えば正イオン），５は正壁電荷，６は負壁電荷を示す。これは，ＰＤＰ駆動中のある時点での電荷の状態を表しているものであり，その電荷配置に特別な意味は無い。

図４には，例として，Ｙ電極23-1に負の電圧を，Ａ電極29とＸ電極22-1に（相対的に）正の電圧を印加して放電が発生，終了した模式図を表している。この結果，Ｙ電極23-1とＸ電極22-1の間の放電を開始するための補助となる壁電荷の形成（これを書き込みと称す）が行なわれている。この状態でＹ電極23-1とＸ電極22-1の間に適当な逆の電荷を印加すると，誘電体層26（および保護膜27）を介して両電極の間の放電空間で放電が起こる。放電終了後Ｙ電極23-1とＸ電極22-1の印加電圧を逆にすると，新たに放電が発生する。これを繰り返すことにより継続的に放電を形成できる。これを維持放電と呼ぶ。

図５は、図２に示したＰＤＰに１枚の画を表示するのに要する1ＴＶフィールド期間の動作を示す図である。図５（Ａ）はタイムチャートである。（Ｉ）に示すように1ＴＶフィールド期間４０は複数の異なる発光回数を持つサブフィールド４１乃至４８に分割されている。各サブフィールド毎の発光と非発光の選択により階調を表現する。各サブフィールドは（II）に示すようにリセット期間４９，発光セルを規定するアドレス放電期間５０，維持放電期間５１からなる。

図５（Ｂ）は，図５（Ａ）のアドレス放電期間５０においてＡ電極，Ｘ電極，及びＹ電極に印加される電圧波形を示す。波形５２はアドレス放電期間５０における1本のＡ電極に印加する電圧波形，波形５３はＸ電極に印加する電圧波形，５４，５５はＹ電極のｉ番目と（ｉ+1）番目に印加する電圧波形であり，それぞれの電圧をＶ０，Ｖ１，Ｖ２（Ｖ）とする。図５（Ｂ）にＡ電極に印加する電圧パルスの幅をt_aとして示してある。図５（Ｂ）により，Ｙ電極のｉ行目にスキャンパルス５６が印加された時，Ａ電極２９との交点に位置するセルでアドレス放電が起こる。また，Ｙ電極のｉ行目にスキャンパルス５６が印加された時，Ａ電極２９がグラウンド電位（ＧＮＤ）であればアドレス放電は起こらない。このように，アドレス放電期間５０においてＹ電極にはスキャンパルスが１回印加され，Ａ電極２９にはスキャンパルスに対応して発光セルではＶ０，非発光セルではグラウンド電位となる。このアドレス放電が起こった放電セルでは，放電で生じた電荷が、Ｙ電極を覆う誘電体層および保護膜の表面に形成される。この電荷によって発生する電界の助けによって後述する維持放電のオンオフを制御できる。すなわち，アドレス放電を起こした放電セルは発光セルとなり，それ以外は非発光セルとなる。

図５（Ｃ）は、図５（Ａ）の維持放電期間５１の間に維持放電電極であるＸ電極とＹ電極の間に一斉に印加される電圧パルスを示したものである。Ｘ電極には電圧波形５８が，Ｙ電極には電圧波形５９が印加される。どちらも同じ極性の電圧Ｖ３（Ｖ）のパルスが交互に印加されることにより，Ｘ電極とＹ電極との間の相対電圧は反転を繰り返す。この間にＸ電極とＹ電極の間の放電ガス中で起こる放電を維持放電と称す。ここで維持放電はパルス的に交互に行なわれる。

また電極構造に関して、特許文献１、特許文献２に示すように、輝度の改善、放電開始電圧の低減、製造コストの低減、画質の向上を目的として、Ｘ電極とＹ電極よりも内側にＸ電極とＹ電極平行してフローティング電極を用いるという構造も提案されている。さらに、特許文献３に示すように、隣接する放電セル間における放電の干渉を有効に防止し、安定した画像表示を行なうことを目的として、隔壁に対向する部分にフローティング電極を用いるという構造も提案されている。また特許文献４、特許文献５に示すように、スキャン電極として用いる維持放電電極とアドレス電極とが対向する面積が、スキャン電極として用いない維持放電電極とアドレス電極とが対向する面積よりも広くする構造も提案されている。

特開２００６―２１６５５６号公報 特開２００６―１４７５３８号公報 特開２００１―２１６９０２号公報 特開２００１―６５６４号公報 特開２００２―３４３２５７号公報

明るく、且つ寿命が保証され、且つ安定に駆動出来る、低消費電力、高精細、高画質なＰＤＰを実現しようとした場合、アドレス放電遅れが問題となる。アドレス放電遅れが増大すると、アドレス放電で失敗し、その後に続く維持放電が出来ずに画面のチラツキを生じる。さらに長時間のＰＤＰの駆動によって、アドレス放電遅れが増大するという問題も生じる（経時劣化）。すなわち、長時間のＰＤＰを点灯させていると、画面のチラツキが発生し、画質の低下を招く。

特許文献１、特許文献２に示すように、Ｘ電極とＹ電極よりも内側にＸ電極とＹ電極平行してフローティング電極を用いるという構造が提案されている。しかしながらこのような構造においては、維持放電の補助を目的として、放電セルの中心部を横切る形でフローティング電極が配置されているため、維持放電によるフローティング電極上のＭｇＯ表面の劣化がおこり、アドレス放電遅れの経時劣化は抑えられない。また特許文献３に示すように、隔壁に対向する部分にフローティング電極を用いてもアドレス放電遅れの劣化は改善されない。さらに、特許文献４、特許文献５に示すように、スキャン電極として用いる維持放電電極とアドレス電極とが対向する面積が、スキャン電極として用いない維持放電電極とアドレス電極とが対向する面積よりも広くしても、適切な場所にフローティング電極を配置していないので、フローティング電極の効果は得られない。

本発明は、上記した事情に鑑みて成されたもので、その目的は、アドレス放電遅れの経時劣化を改善することにより、明るく、且つ寿命が保証され、且つ安定に駆動出来る、低消費電力、高精細、高画質なＰＤＰを提供することにある。

本書において開示される発明のうち、代表的なものの概要を説明すれば、下記の通りである。
少なくとも、前面基板と、バス電極と、前面基板に形成されバス電極の短手方向に併設されて表示ラインを形成する維持放電電極対と、概維持放電電極対を被覆する誘電体層と、背面基板と、背面基板に形成され維持放電電極対に対向し、バス電極の短手方向に延びるアドレス電極とを、各々が少なくとも備えた複数個の放電セルと、該複数個の放電セルの間を区画する隔壁を備えており、放電セルを二等分するバス電極の短手方向に延びる中心線を通過しないように、フローティング電極が維持放電電極対と同じ基板に配置されており、上記フローティング電極の、一つのバス電極の長手方向の長さが、放電セルの隔壁を除いたバス電極の長手方向の幅の２０％以下であり、上記フローティング電極は、上記放電セルの内部に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。

本発明の適用により、アドレス放電遅れの経時劣化が改善出来、明るく、且つ寿命が保証され、且つ安定に駆動出来る、低消費電力、高精細、高画質なＰＤＰを提供出来る。

以下、本発明の実施例を図面を参照して詳細に説明する。なお、実施例を説明する全図において、同一機能を有するものは同一符号を付け、その繰り返しの説明は省略する。

まず、アドレス放電遅れについて記述する。図６にアドレス放電遅れの様子を示す模式図を示す。アドレス放電遅れｔ_ｄは電圧波形が印加されてからアドレス放電が起こるまでの時間である。またアドレス放電遅れは形成遅れｔ_ｆと統計遅れｔ_ｓに分割され、以下のように定義される。

ここで、形成遅れｔ_ｆは放電の種となる種電子が発生した時刻から放電が形成されるまでの時間であり、統計遅れｔ_ｓは電極間に放電開始電圧以上の電圧を印加した時刻から、種電子が発生するまでの時間である。また図６に示すようにアドレス放電遅れは、同じ測定を繰り返し行なった場合においてばらつき、分布を持つ。そこで実験結果から放電遅れを求めようとする場合には、以下のようにして求める。即ち、時刻t_iにおいて放電の起こる頻度をn(t_i)として、時刻tまでに放電の起こる回数をN(t)とすると以下に示せる。

ここで測定回数をＮ₀とすると、形成遅れｔ_ｆと統計遅れｔ_ｓは以下のように示される。

従って、実験で得られた1-N(t)/N₀の対数をとったものをtの関数としてプロットし、その切片と傾きから形成遅れｔ_ｆと統計遅れｔ_ｓを求めることが出来る。図６に示すように、形成遅れは複数回測定において放電の分布が開始するまでの時間に対応し、統計遅れは放電の分布の幅に対応する時間である。この形成遅れｔ_ｆと統計遅れｔ_ｓは放電遅れ現象を理解するために必要な量である。

また、（3）式において、統計遅れｔ_ｓが十分に大きい場合には、形成遅れの揺らぎ成分、即ち壁電荷形成のバラツキや種電子発生位置のバラツキによる形成遅れの揺らぎ成分に依存しない統計遅れ成分を求めることが出来る。即ち、

として、H(t)が十分に大きく、形成遅れの揺らぎ成分の影響を受けない時間H(t)が0.6になる時間以上であるとして、H(t)が0.6になる時間をt__0.6、H(t)が0.99になる時間をt__0.99とすると、統計遅れｔ_ｓは以下に示せる。

ここで図６に示すように、アドレス電極に印加する電圧パルスの幅をt_aとすると、複数回測定における放電が全てt_aの時間内に起こらないとアドレス放電で失敗し、表示のチラツキが発生してしまうため、全ての放電がアドレスパルス内に収まっている必要がある。

さらにＰＤＰを連続的に駆動、点灯させる寿命試験において、アドレス放電遅れ、特に統計遅れが大きく増大する。これにより、全ての放電がアドレスパルス内に収まらなくなり表示チラツキが発生してしまう。

この寿命試験における劣化メカニズムについて詳細な検討を行なった。上記したように統計遅れは電極間に放電開始電圧以上の電圧を印加した時刻から、種電子が発生するまでの時間である。放電の種となる種電子は、ＭｇＯ中の価電子帯と伝導帯の間で、伝導体から僅かに低いところに存在するトラップ準位に補足されていた電子が、電界効果やオージェ過程により放電空間に飛び出すことによって発生する。トラップ準位への電子の補足はアドレス放電の前の放電で真空紫外線のＭｇＯへの照射もしくは荷電粒子のＭｇＯへの衝突によって行なわれる。このアドレス放電の前の放電からの経過時間が長くなるほどトラップ準位に補足されている電子の数は減少していき、ＭｇＯ表面から発生する種電子の数は減っていく。

この種電子の数は以下のようにして求められる。アドレス放電の前の放電によって生成した種電子の数をＭ₀とし、単一の種電子の発生（トラップされている電子の減少）の時定数をτとすると、前回の放電からの経過時間がｔのときの種電子の数Ｍ(ｔ)は以下に示せる。

ここでＭ(t)とτを用いると、実験で得られた統計遅れｔ_ｓは以下に示せる。

従って（8）式,（9）式より以下のようになる。

ここで、アドレス放電の前の放電からの経過時間ｔを変化させて統計遅れｔ_ｓを測定し、プロットすると、その切片と傾きからＭ₀とτを求めることが出来る。

この結果、アドレス放電の前の放電によって生成した種電子の数Ｍ₀は1.0×10⁶、単一の種電子発生の時定数τは90msecであることがわかった。さらに1000時間、70kHzで連続点灯行なった後のＭ₀は5.0×10⁴、τは90msecであった。すなわち、単一の種電子発生の頻度1/τは変わらずに、アドレス放電の前の放電によって生成する種電子の数が1/20になっていることがわかった。上記したように、種電子はトラップ準位に補足されていた電子が、放電空間に飛び出すことによって発生し、トラップ準位への電子の補足はアドレス放電の前の放電で真空紫外線のＭｇＯへの照射もしくは荷電粒子のＭｇＯへの衝突によって行なわれる。ここで、1000時間、70kHzで連続点灯行なった後においても、放電の強度は殆ど変わらないことから、トラップ準位へ電子を補足させるための真空紫外線もしくは荷電粒子のエネルギー強度が減少している訳ではないことがわかる。即ち、放電空間へ放出される種電子の数が減少するのは、トラップ準位そのものの数が減少することによって引き起こされる。以上より、寿命試験により統計遅れが大きくなるのは、ＭｇＯ中のトラップ準位の数が減少し、ＭｇＯから放出される種電子の数が減少することが原因であることがわかった。

次に、ＭｇＯ中のトラップ準位数の減少を引き起こす要因の調査を行った。図７に寿命試験前後でのＭｇＯ表面状態の様子を５万倍に拡大して観察した結果を示す。図７（Ａ）は寿命試験前のＭｇＯ表面の様子であり、図７（Ｂ）は寿命試験後に劣化している部分の様子である。図７（Ａ）の表面には綺麗なＭｇＯの結晶が残されており、一方、図７（Ｂ）の表面は鱗状になっており結晶性が失われているのがわかった。上記したようにトラップ準位はＭｇＯ結晶のバンド構造の伝導体から僅かに低いところに形成され、このような準位が存在するためにはＭｇＯが結晶となっていることが必要である。寿命試験後に結晶性が失われるのは、プラズマ中のイオンがＭｇＯ表面に衝突することにより、結晶が破壊されるためである。

図８に放電セル内の、ＭｇＯ表面状態の分布の様子を観察した結果を示す。図８（Ａ）は寿命試験前における放電セル内の様子であり、図８（Ｂ）は寿命試験後における放電セル内の様子である。Ｘ電極、Ｙ電極はＴ字形状をしているが、特にＴ字形上でなくても良い。図に示すように、一対の維持放電電極（Ｘ電極２２−１とＹ電極２３−１）が所定のギャップを挟んで対向している。この両電極間に挟まれたギャップを放電ギャップ６６と言う。図１８に放電ギャップ６６の一例を示す。図において、放電ギャップはクロスハッチで示してある。

寿命試験後において、図８（Ｂ）に示すように電極上およびその周辺において、放電痕と呼ばれる痕がついているのがわかる。この部分は、図７（Ｂ）に示すＭｇＯ表面の結晶性が失われている部分である。放電セル内のうち、リブなどに遮蔽されずに有効に放電が発生・成長する領域を有効放電領域とする。
有効放電領域において、このような放電痕が生成している領域は、全体の６５％であった。即ち残りの３５％は図７（Ａ）に示す綺麗なＭｇＯの結晶が残されていることがわかった。

ここで、上記したように、アドレス放電の前の放電によって生成するＭｇＯ表面からの種電子の数が1/20になっていること、上記有効放電領域の綺麗なＭｇＯの結晶が３５％残されていることから判断して、アドレス放電時に発生する種電子は、主に放電痕の部分、即ち電極上およびその周辺のＭｇＯから主に発生しており、電極が形成されていない部分、即ちアドレス放電時に電極上ほど強い電界がかからない部分のＭｇＯからは、殆ど種電子が放出されていないことがわかった。

従って、放電痕が形成される部分以外の領域、即ち綺麗なＭｇＯ結晶が残されている領域に有効に電界がかかるようにしてやれば、有効に種電子を発生させ、放電遅れを改善出来る。

以上のような考えに基づき以下の実験を実施した。

図１は本発明に関わる実施形態の一例を示すものであり、1つの放電セルの電極構造を示す図である。図1に示すように、放電セル内に回路とは接続されない電極を配置したものである。以下これをフローティング電極６５と呼ぶ。このフローティング電極は単なる接地（グランド）電位も含む。このような電極形状を持つ４２型のＰＤＰを作成し、図８（Ａ）に示す電極構造のＰＤＰを比較対象として評価を行なった。これらのＰＤＰの誘電体層２６の厚みは３２μｍのものを作成した。またＸ電極２２−１およびＸバス電極２４−１と、Ｘ電極側のフローティング電極６５との最も近接する最短の距離が１６μｍ、同様に、Ｙ電極２３−１およびＹバス電極２５−１とＹ電極側のフローティング電極６５との最も近接する最短の距離が１６μｍのものを作成した。
結果を表1に示す。表に示すアドレス放電遅れｔ_ｄ、形成遅れｔ_ｆ、統計遅れｔ_ｓは、前回の放電からの経過時間ｔが１６ｍｓの値である。また寿命試験の点灯時間は1000時間、70kHzでの結果である。

表よりわかるように、従来構造においては種電子の数Ｍ₀が1000時間寿命試験後に1/20になるため、統計遅れｔ_ｓが４.４５μｓと非常に大きくなり、アドレスミスによる表示チラツキを発生してしまう。一方、本発明の電極構造によると、1000時間寿命試験後における種電子の数Ｍ₀は1/4にしかならず、統計遅れｔ_ｓが０.８８μｓと大幅に低減出来ていることがわかる。従って、本発明の電極構造を用いると、十分にアドレス放電が可能であり、表示チラツキを発生せず、表示性能が保証出来る。このように、本発明の電極構造を用いるとアドレス放電遅れ、特に統計遅れの経時変化が低減出来るのは以下の理由による。

上記したように寿命試験後において種電子の数Ｍ₀が減少するのは、ＭｇＯの結晶が破壊され電子放出に関与するトラップ準位が減少するためである。また、ＭｇＯの結晶が破壊されていない部分から電子が放出されるためには、強い電界がかからなければならない。またはＭｇＯ表面の微細構造の先端に局所的に強い電界がかからなければならない。本発明の電極構造によると、Ｘ電極およびＹ極上のＭｇＯは維持放電によりスパッタされ結晶が破壊されるが、フローティング電極上のＭｇＯは回路と絶縁されているため、維持放電によりスパッタされずに寿命試験後も綺麗な結晶が残っている。さらにアドレス放電時には静電誘導によってＭｇＯ表面に電界（局所的な強い電界を含む）を誘起し、種電子発生を促すため、有効に種電子を発生させ、それが寿命試験後においても維持しているからである。
図９に、図1の断面図を示す。図９（Ａ）はＴ-Ｔ’、図９（Ｂ）はＵ-Ｕ’の一点鎖線で示した断面図であり、図９（Ｃ）はＶ-Ｖ’、図９（Ｄ）はＷ-Ｗ’の二点鎖線で示した断面図である。 ここで、ｄｎ（ｎ＝１、２．．．１２）は図に示すとおり、Ｘ電極２２−１またはＸバス電極２４−１またはＹ電極２３−１またはＹバス電極２５−１と、フローティング電極６５との最短の距離を示す。またｈ１は誘電体層２６の厚みを示す。 誘電体層の厚み、およびｄｎの長さについての検討結果は実施例２で説明する。
上記フローティング電極６５はＸ電極２２−１、及びＹ電極２３−１と同じ材料で行なったが、Ｘバス電極２４−１、Ｙバス電極２５−１と同じ材料でも良い。さらに静電誘導を引き起こす材料であればどのような材料でも良い。また図に示すようにフローティング電極６５はＸ電極２２−１、及びＹ電極２３−１と同じ層に形成して行なったが、Ｘバス電極２４−１、Ｙバス電極２５−１と同じ層でも良い。もしくは、誘電体層２６と保護膜２７の間でも良い。

図１０は本発明に関わる実施形態の一例を示すものであり、1つの放電セルの電極構造を示す図である。図に示すように、放電セル内に回路と絶縁した電極をフローティングに配置したものである。1000時間、70kHzでの寿命試験後の放電痕部６２の様子を示す。図１０（Ａ）はｈ１が３２μｍのＰＤＰであり、図１０（Ｂ）はｈ１が１５μｍのＰＤＰの場合である。

図よりわかるように、ｈ１が３２μｍの場合においては放電痕部６２が電極上から染み出しているのがわかる。一方、ｈ１が１５μｍの場合においては放電痕部６２が電極上にほぼ重なっていることがわかる。このように、電極形状が同じでも、ｈ１が異なると放電痕部の形状が異なるのは以下の理由による。

Ｘ電極およびＹ電極に電圧を印加すると、誘電体層２６および保護層２７を介して放電空間に電位が形成される。図１１に保護膜表面上の電位分布の計算結果を表した図を示す。図１１（Ａ）はｈ１が３２μｍの場合であり、図１１（Ｂ）はｈ１が１５μｍの場合である。図よりわかるように、誘電体層２６が薄い場合には放電空間（もしくは保護層２７表面）の電位分布が電極形状を強く反映しているのがわかる。これにより、プラズマ中のイオンが電極上のＭｇＯ表面に激しく衝突する。一方、誘電体層２６が厚い場合には放電空間（もしくは保護層２７表面）の電位分布が空間的になまり、プラズマ中のイオンが電極上およびその周辺のＭｇＯ表面に衝突するためである。このため放電痕部６２は電極上から少し染み出した場所にも発生する。

ここで、フローティング電極６５上のＭｇＯのイオン衝撃によるスパッタは起こらない方が良い。そこでｈ１を変化させて、寿命試験後の種電子の数Ｍ₀を測定した。ｄｎの長さは１６μｍである。結果を図１２に示す。ｈ１は４２μｍ、３２μｍ、２５μｍ、１５μｍ、８μｍと変化させた。誘電体層が薄くなれば種電子の数Ｍ₀が増大するのがわかる。また図より誘電体層が２５μｍ以上になると種電子の数Ｍ₀が急激に小さくなるのがわかる。これは放電空間（もしくは保護層２７表面）の電位分布のなまりが大きくなるためである。

ここで、最小のｄｎをｄｎ_ｍｉｎとする。ｈ１を変化させたときのｄｎ_ｍｉｎの最適な範囲について検討した。上記したように、誘電体層２６が厚い場合には放電空間（もしくは保護層２７表面）の電位分布が空間的になまり、プラズマ中のイオンが電極上およびその周辺のＭｇＯ表面に衝突し、放電痕部６２が電極上から染み出す。この染み出す長さと、ｈ１との関係について調査した。その結果、染み出す長さはｈ１の半分程度であることがわかった。従って、ｄｎ_ｍｉｎはｈ１の半分よりも長いほうが良く、それよりも短いとイオン衝撃によるスパッタの影響を強く受けてしまう。このことより、ｄｎ_ｍｉｎとｈ１の最適な関係が明らかになった。即ち以下の式で示せる。また図１３に斜線部として図示した。

図１４に示すように、放電セル内にフローティング電極を配置したＰＤＰを作成した。ｈ１は２５μｍ、ｄｎ_ｍｉｎは１３μｍである。図に示すように、Ｐ-Ｐ’の破線は隔壁３１に平行に（Ｘバス電極２４−１およびＹバス電極２５−１と垂直に）、Ｑ-Ｑ’の破線はＸバス電極２４−１およびＹバス電極２５−１と水平に、放電セルの中心点を通るように引いてある。図１４（Ａ）はフローティング電極６５を放電セルの中心を通るように配置し、図１４（Ｂ）はフローティング電極６５を二等分し、Ｑ-Ｑ’に沿って放電セルの中心から、有効放電領域の最も離れた位置に配置したものを作成した。ここで、図１４（Ａ）のフローティング電極６５の面積と、図１４（Ｂ）の二つのフローティング電極６５を合わせた面積は、同一にした。1000時間、70kHzでの寿命試験を行なった。

その結果、図１４（Ａ）で示すＰＤＰでは寿命試験後において、種電子の数Ｍ₀はフローティング電極６５が無い構造での結果と殆ど同じであった。図１４（Ａ）に示す放電セル内のフローティング電極６５上のＭｇＯ表面状態を良く観察すると、放電痕が見られ、ＭｇＯ表面の状態は図７（Ｂ）に示すように、結晶性が失われているのがわかった。これは、図１４（Ａ）に示すように、Ｐ-Ｐ’およびＱ-Ｑ’の交点即ち放電セルの中心にフローティング電極を配置すると、維持放電時にフローティング電極６５上でも放電が起こってしまい、イオンが衝突してＭｇＯ表面が劣化することに起因する。

一方、図１４（Ｂ）に示すＰＤＰでは寿命試験後において、種電子の数Ｍ₀はフローティング電極６５が無い構造における値の３倍の効果があった。図１４（Ｂ）に示す放電セル内のフローティング電極６５上のＭｇＯ表面状態を観察すると、放電痕は殆ど見られなかった。ＭｇＯ表面の状態は図７（Ａ）に示すように、結晶性が殆ど失われていないことがわかった。これは、図１４（Ｂ）に示すように、Ｐ-Ｐ’およびＱ-Ｑ’の交点、即ち放電セルの中心から離れ、隔壁に近い位置にフローティング電極を配置することにより、維持放電時にフローティング電極６５上で放電が起こらず、ＭｇＯ表面が劣化することが防止出来たからである。しかしながら、このフローティング電極６５の効果は、フローティング電極がＸ電極２２−１とＹ電極２３−１の間の放電ギャップの間にあるよりも、図１に示す構造のように、放電ギャップとＸバス電極２４−１もしくはＹバス電極２５−１との間に位置していたほうが、効果が大きい。これは、上記した寿命試験後の種電子の数Ｍ₀の比較からわかることである。

フローティング電極６５のＱ-Ｑ’方向の長さ（Ｑ-Ｑ’に沿って隔壁３１から放電セルの中心へ向う長さ）は、有効放電領域内におけるＱ-Ｑ’方向の長さ（有効放電領域内の隔壁３１の間の長さ）に対して、それぞれ両側から２０％が望ましい。それ以上になると維持放電における放電スパッタの影響をうけてしまう。また図１４（Ｂ）に示すような構造の場合にも、上記（11）式は成立する。

さらに、本実施例において、フローティング電極６５の形状を長方形としたが、図１５（Ａ）に示すような形状でも、また丸、楕円、台形、多角形等どのような形状でも効果は同じであることは明白である。さらに、図１５（Ｂ）に示す位置に配置しても効果は同じである。さらに、図１５（Ｃ）および（Ｄ）に示すようにフローティング電極は隣接する放電セルとつながっていても良い。またＸ電極２２−１、Ｙ電極２３−１が図１５（Ｅ）、（Ｆ）、（Ｇ）、（Ｈ）に示すような形状でも良い。さらに、また図１３（Ｉ）に示すように、隣り合うセルが共通のＸバス電極２４−１、Ｙバス電極２５−１を有する電極構造でも良い。また、隔壁３１が、放電セルを区切るようにＸバス電極２４−１およびＹバス電極２５−１と水平方向にも形成されているようなＢＯＸ型の隔壁構造を有する放電セルであっても良い。

図１６は本発明に関わる実施形態の一例を示すものであり、1つの放電セルの電極構造を示す図である。この電極構造はＹ電極２３−１およびフローティング電極６５と対向するアドレス電極３５の重なりが大きくなるようにアドレス電極を配置してある。図１６（Ａ）は、図１にアドレス電極を書き加えたものである。このような電極構造を持つ４２型のＰＤＰを作成した。誘電体層２６の厚みは２５μｍである。このＰＤＰを1000時間、70kHzで寿命試験を行なった。その結果、寿命試験後の種電子の数Ｍ₀は7.3×10⁵ となった。一方、図１５（Ｂ）に示した構造は、比較対象としたもので、Ｘ電極２２−１側のフローティング電極６５とアドレス電極の重なりが無いようにアドレス電極を形成したものである。このような電極構造における寿命試験後の種電子の数Ｍ₀は4.9×10⁵であった。以上の結果より、対向するフローティング電極とアドレス電極との重なりが大きいほど、寿命試験後の種電子の数が大きいことがわかる。従って、フローティング電極とアドレス電極の重なりを大きくすることで、アドレス放電遅れの経時変化が低減出来ることがわかった。

さらに図１７（Ａ）、図１７（Ｂ）、図１７（Ｃ）に示すように（それぞれ、図１５（Ｅ）、図１５（Ｇ）、図１５（Ｈ）に対応）、Ｙ電極２３−１およびフローティング電極とアドレス電極３５の重なりが大きくなるようにアドレス電極を配置することにより、ＭｇＯ表面から生じる種電子の数が増大する効果は同様であることは明白である。上記した構造は一例であり、Ｙ電極２３−１およびフローティング電極６５とアドレス電極３５の重なりが大きくなるように配置してあればどのような形状でも良い。

図１９は、以上説明した本発明の実施の形態で示したＰＤＰを用いたプラズマディスプレイ装置およびこれに映像源を接続した画像表示システムを示す一例である。駆動電源（駆動回路とも呼ぶ）は、映像源からの表示画面の信号を受取り、これをＰＤＰの駆動信号に変換してＰＤＰを駆動する。

本発明の一実施例によるＰＤＰの一つの放電セルまたは一つの放電セルの一部を示す図である。 従来構造のＡＣ面内放電方式ＰＤＰ構造の一部を示す分解斜視図である。 図２のＰＤＰ構造の断面図である。 図３に示すプラズマ１０中にある荷電粒子の動きを模式的に示した図である。 ＰＤＰに１枚の画を表示する1ＴＶフィールド期間の動作を示した図である。 放電遅れの概念を示した図である。 ＭｇＯ表面状態の様子を拡大して観察した結果を示す図である。（Ａ）は寿命試験前のＭｇＯ表面の様子であり、（Ｂ）は寿命試験後に劣化している部分の様子である。 放電セル内の、放電痕の様子を示した図である。（Ａ）は寿命試験前における放電セル内の様子であり、（Ｂ）は寿命試験後における放電セル内の様子である。 図１の前面基板２１における断面図を示す。（Ａ）はＴ-Ｔ’、（Ｂ）はＵ-Ｕ’の一点鎖線で示した断面図であり、（Ｃ）はＶ-Ｖ’、（Ｄ）はＷ-Ｗ’の二点鎖線で示した断面図である。 本発明の一実施例によるＰＤＰの一つの放電セルまたは一つの放電セルの一部を示す図であり、放電痕の様子を示した図である。（Ａ）はｈ１が３２μｍ、（Ｂ）はｈ１が１５μｍの場合である。 保護膜表面上の電位分布の計算結果を表した図である。（Ａ）はｈ１が３２μｍ、（Ｂ）はｈ１が１５μｍの場合である。 ｈ１を変化させて、寿命試験後の種電子の数Ｍ₀を測定した結果を示す図である。 ｄｎ_ｍｉｎとｈ１の最適な関係を示す図である。 本発明の一実施例によるＰＤＰの放電セルまたは放電セルの一部を示す図である。 本発明の一実施例によるＰＤＰの放電セルまたは放電セルの一部を示す図である。 本発明の一実施例によるＰＤＰの放電セルまたは放電セルの一部を示す図である。 本発明の一実施例によるＰＤＰの放電セルまたは放電セルの一部を示す図である。 本発明の一実施例によるＰＤＰの放電セルまたは一つの放電セルの放電ギャップを示す図である。 ＰＤＰを用いた画像表示システムを示した図である。

符号の説明

3…負の電荷を持った粒子（例えば電子），4…正の電荷を持った粒子（例えば正イオン），5…正壁電荷，6…負壁電荷，10…プラズマ，21…前面ガラス基板，22-1，22-2…X電極，23-1，23-2…Y電極，24-1，24-2…Xバス電極，25-1，25-2…Yバス電極，26…誘電体層，27…保護膜，28…背面ガラス基板，29…A電極，30…誘電体層，31…隔壁（リブ），32…蛍光体，33…放電空間，35…アドレス電極，40…ＴＶフィールド，41乃至48…サブフィールド，49…リセット期間，50…書き込み放電期間，51…維持放電期間，52…1本のA電極に印加する電圧波形，53…X電極に印加する電圧波形，54…Y電極のi番目に印加する電圧波形，55…Y電極のi+1番目に印加する電圧波形，56…Y電極のi行目に印加されるスキャンパルス，57…Y電極のi+1行目に印加されるスキャンパルス，58…X電極に印加される電圧波形，59…Y電極に印加される電圧波形，60…放電発光波形，61…非放電痕部，62…放電痕部，65…フローティング電極，66…放電ギャップ，100…プラズマディスプレイパネルまたはＰＤＰ，101…駆動回路，102…プラズマディスプレイ装置（画像表示装置），103…映像源，104…画像表示システム。

Claims (13)

1. 少なくとも、前面基板と、バス電極と、前面基板に形成されバス電極の短手方向に併設されて表示ラインを形成する維持放電電極対と、概維持放電電極対を被覆する誘電体層と、背面基板と、背面基板に形成され維持放電電極対に対向し、バス電極の短手方向に延びるアドレス電極とを、各々が少なくとも備えた複数個の放電セルと、該複数個の放電セルの間を区画する隔壁を備えており、
   放電セルを二等分するバス電極の短手方向に延びる中心線を通過しないように、フローティング電極が維持放電電極対と同じ基板に配置されており、
   上記フローティング電極の、一つのバス電極の長手方向の長さが、放電セルの隔壁を除いたバス電極の長手方向の幅の２０％以下であり、
   上記フローティング電極は、上記放電セルの内部に配置されている
   ことを特徴とするプラズマディスプレイパネル。
2. 上記フローティング電極は、上記隔壁と離れた位置に配置されてい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. 上記フローティング電極が、透明導電膜または金属膜によって形成されていることを特徴とする請求項１または２に記載のプラズマディスプレイパネル。
4. 上記フローティング電極が、維持放電電極対と同じ層に形成されていることを特徴とする請求項１乃至３の何れかに記載のプラズマディスプレイパネル。
5. 上記フローティング電極が、維持放電電極対と同じ材料で形成されていることを特徴とする請求項１乃至４の何れかに記載のプラズマディスプレイパネル。
6. 上記誘電体層が、ガラス層と該ガラス層を被覆するＭｇＯ膜で形成されていることを特徴とする請求項１乃至５の何れかに記載のプラズマディスプレイパネル。
7. 上記フローティング電極がバス電極の長手方向に隣接する隣の放電セルへ連続して形成されていることを特徴とする請求項１乃至６の何れかに記載のプラズマディスプレイパネル。
8. 上記維持放電電極対とフローティング電極との最短の距離が、誘電体層の厚みの半分であることを特徴とする請求項１乃至７の何れかに記載のプラズマディスプレイパネル。
9. 上記誘電体の厚みが２５μｍ以下であることを特徴とする請求項１乃至８の何れかに記載のプラズマディスプレイパネル。
10. 上記アドレス電極の、上記背面基板から上記前面基板への射影成分が、上記フローティング電極を覆うようにアドレス電極を形成することを特徴とする請求項１乃至９の何れかに記載のプラズマディスプレイパネル。
11. 維持放電電極対が互いに所定のギャップを挟んで対向し、上記ギャップ以外の領域にフローティング電極が形成されていることを特徴とする請求項１乃至１０の何れかに記載のプラズマディスプレイパネル。
12. 上記フローティング電極と上記隔壁とが対向していない部分の面積は、上記フローティング電極と上記隔壁とが対向している部分の面積よりも大きいことを特徴とする請求項１乃至１１に記載のプラズマディスプレイパネル。
13. 請求項１乃至１２の何れかに記載のプラズマディスプレイパネルを用いた画像表示システム。