JP5062962B2 - プラズマディスプレイパネル - Google Patents

Description

この発明は、プラズマディスプレイパネル（Ｐｌａｓｍａ Ｄｉｓｐｌａｙ Ｐａｎｅｌ：以下、ＰＤＰと呼称する）に係り、詳しくは、発光特性の向上と消費電力の低減を達成できるように構成したプラズマディスプレイパネルに関する。

ＰＤＰには、動作方式により大別してＡＣ型のものとＤＣ型のものがあるが、ＡＣ型は比較的簡単な構造で大画面化が容易に実現できるので広く用いられ、そのＰＤＰは、それぞれガラス等の透明材料から成る前面基板（第１の基板）及び背面基板（第２の基板）が対向するように配置されて、両基板間にプラズマを発生させる放電ガス空間が形成される基本的な構成を有している。そして、その中でも、放電セルを形成する一対の基板の内の一方の基板である前面基板の内面に、水平方向（行方向）に沿って互いに平行に走査電極と維持電極（サステイン電極又は共通電極）とから構成される一対の行電極である表示電極を配置すると共に、他方の基板である背面基板の内面に、上記行電極と直交するように垂直方向（列方向）に沿ってデータ電極（アドレス電極）から成る列電極を配置した、いわゆる３電極のＡＣ面放電型ＰＤＰは、前面基板において行われる面放電時に発生する高エネルギのイオンが背面基板の内面に形成されている蛍光体層を衝撃することがないので、長寿命化が図れるため最も広く採用されている。そして、このような３電極のＡＣ面放電型ＰＤＰにおいて、ＰＤＰの背面基板の内面に赤色、緑色及び青色の各蛍光体層を配置するように構成して多色発光を可能にしている。

図２５は、上述した従来の３電極のＡＣ面放電型ＰＤＰの概略構成を示す分解斜視図、図２６は図２５のＶ_１−Ｖ_１矢視断面図、図２７は図２５のＷ_１−Ｗ_１矢視断面図である。同ＰＤＰ１００は、図２５乃至図２７に示すように、前面基板１０１と、背面基板１０２とが対向するように配置されて、両基板１０１、１０２間に放電ガス空間１０３が形成される基本的な構成を有している。

ここで、前面基板１０１は、ガラス等の透明材料から成る第１の絶縁基板１０４と、第１の絶縁基板１０４の内面に行方向Ｈに沿って平行に配置され面放電ギャップ１０７を介して対向するように形成されて一対の行電極を構成する、それぞれ透明電極１０５Ａ、１０６Ａ（ガス放電電極）及びバス電極１０５Ｂ、１０６Ｂから構成された走査電極１０５及び維持電極１０６と、走査電極１０５及び維持電極１０６を被覆する誘電体層１０８と、誘電体層１０８を放電から保護する保護層１０９とを備えている。

一方、背面基板１０２は、ガラス等の透明材料から成る第２の絶縁基板１１１と、第２の絶縁基板１１１の内面に行方向Ｈと直交する列方向Ｖに沿って形成されて列電極を構成するデータ電極１１２と、データ電極１１２を被覆する誘電体層１１３と、上記放電ガス空間１０３を確保するとともに、個々の放電セルを区切るために列方向Ｖに沿って形成された隔壁１１４と、隔壁１１４の底面及び内壁面を覆う赤色蛍光体層１１５Ｒ、緑色蛍光体層１１５Ｇ及び青色蛍光体層１１５Ｂから成る蛍光体層１１５とを備えている。ここで、符号１１０は単位放電セル（以下、単にセルとも称する）を示し、列方向Ｖの各単位放電セル１１０間には単位放電セル１１０相互間の放電干渉を防止するための非放電ギャップ１１６が形成されている。上記走査電極１０５、維持電極１０６及びデータ電極１１２により前述の３電極を構成し、各蛍光体層１１５Ｒ、１１５Ｇ及び１１５Ｂを含む３つの単位放電セル１１０により画面の一画素が構成される。そして、複数の画素が行方向Ｈ及び列方向Ｖに沿ってマトリックス状に配置されることにより、ＰＤＰ１００が構成される（例えば、特許文献１参照）。

上述したＰＤＰ駆動の基本動作では、背面基板１０２のデータ電極１１２にデータパルスを印加するとともに、前面基板１０１の走査電極１０５に走査パルスを印加することにより表示（発光）すべき単位放電セル１１０を選択する書き込み放電を行い、続いて走査電極１０５と維持電極１０６との間で両極性電圧を印加し、選択したセルの面放電により維持放電（サスティン放電又は表示放電）を行う。そして、この放電で生成した真空紫外光（ＶＵＶ光）が上記蛍光体層を照射し上記赤色、緑色、青色の可視光を発光させる。
特開２００３−０６８２１２号公報（段落「００１０」〜「００１１」、図１）

上述した３電極のＡＣ面放電型ＰＤＰにおいて、セルの発光効率の向上させる上で最も重要なことは、バス電極１０５Ｂとバス電極１０６Ｂの間に印加する電力に対し、セル内のネオン（Ｎｅ）、キセノン（Ｘｅ）等の不活性ガスで成る放電ガスからＶＵＶ光を効率的に発生させることである。そこで、放電で生じる電子の運動エネルギーをできるだけ低下させ（放電ガスのイオン化は低下する）、ＶＵＶ光発生のための放電ガスの励起効率（励起断面積とも称する）が増大するような構成にするとよい。

このためには、ガス放電電極（透明電極１０５Ａと１０６Ａ）を被覆する誘電体層を厚くしたり、誘電体層を比誘電率の小さい材料で形成して、ガス放電電極と放電ガス空間との間の誘電体層がつくる静電容量を低減させることが有効になる。しかし、誘電体層がつくる静電容量を小さくすると、放電開始に必要な電圧が高くなるために、放電電極間の動作電圧が高くなってしまい、ＰＤＰ駆動回路の消費電力が増大してくるという問題があった。この放電開始に必要な放電電圧は放電ガスのガス圧力を増加させるとより顕著になってくる。

ここで、上記問題を解決するためには、バス電極１０５Ｂと１０６Ｂの間に印加する電圧において、放電開始時では印加電圧値を高くし放電維持では印加電圧値を低くした両極性電圧を用いることが効果的である。しかし、この場合には、上記電圧波形を発生させるためにＰＤＰ駆動の回路構成が複雑になり、ＰＤＰが高コスト化するという問題が生じる。

また、ＡＣ型面放電極において少なくとも一方の電極を浮遊電極（フローティング電極）とした放電方法を適用することも考えられる。しかし、この場合には、フローティング電極の一部を通して放電が起こってしましい、放電がセル内で充分に拡がらず放電が局所化する。そして、結局はセルの発光効率は低下してしまう。この放電の局所化は放電ガスの圧力を増加させるとより顕著になってくる。

この発明は、上述の事情に鑑みてなされたもので、上記従来技術の問題点を解決するものであり、ＡＣ型放電セルで構成するＰＤＰにおいて、セルの発光効率の向上とＰＤＰ駆動の消費電力の低減を簡便に達成でき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。

この発明の別の目的は、高い放電ガス圧力においても、放電の局在化を抑止し放電範囲を安定的に拡張させることが可能なプラズマディスプレイパネルを提供することである。

上記課題を解決するために、請求項１記載の発明は、誘電体層で被覆された表示用のガス放電電極と行方向に配設され前記ガス放電電極に電力を供給するバス電極とを備えた第１の基板と、前記第１の基板と放電ガス空間を隔てて対向配置され、表示領域内に表示セルを区画する隔壁と列方向に配設されたアドレス電極とを備えた第２の基板を有して成るプラズマディスプレイパネルに係り、前記ガス放電電極が同一面上で、かつ、列方向に分離分割された複数の電極片からなると共に、前記電極片の少なくとも幾つかは、容量絶縁体あるいは抵抗体を通して前記バス電極に個別に電気的結合していることを特徴としている。

請求項２記載の発明は、請求項１記載のプラズマディスプレイパネルに係り、前記電極片のうち２つ以上の電極片が前記容量絶縁体あるいは抵抗体を通して前記バス電極に電気的結合していることを特徴としている。

請求項３記載の発明は、請求項１又は２記載のプラズマディスプレイパネルに係り、前記表示用のガス放電電極は、前記表示セルの放電ガス空間でガス放電を行う一対の面放電電極で成ることを特徴としている。

請求項４記載の発明は、請求項３記載のプラズマディスプレイパネルに係り、前記一対の面放電電極の一方あるいは両方が前記電極片に分割されていることを特徴としている。

また、請求項５記載の発明は、請求項３又は４記載のプラズマディスプレイパネルに係り、前記一対の面放電電極を構成する複数対の電極片のうち、面放電ギャップ部を挟む、少なくとも一対の電極片は、前記バス電極に直接に電気接続されていることを特徴としている。

請求項６記載の発明は、請求項５記載のプラズマディスプレイパネルに係り、前記一対の面放電電極を構成する各電極片は、透明導電体材料で形成され、かつ、表示領域内で行方向に延設されていることを特徴としている。

請求項７記載の発明は、請求項１乃至６のいずれか一に記載のプラズマディスプレイパネルに係り、前記電極片の幾つかは透明導電体材料で形成されていることを特徴としている。

請求項８記載の発明は、請求項１乃至７のいずれか一に記載のプラズマディスプレイパネルに係り、前記電極片と前記バス電極との電気的結合は、前記表示セルのガス放電の生じない領域でなされる構造になっていることを特徴としている。

請求項９記載の発明は、請求項８記載のプラズマディスプレイパネルに係り、前記電極片とバス電極との電気的結合は、前記バス電極に連結し前記隔壁のパターンに重なる位置に配置された分枝電極を通してなされていることを特徴としている。

請求項１０記載の発明は、請求項１乃至７のいずれか一に記載のプラズマディスプレイパネルに係り、前記電極片と前記バス電極との電気的結合は、前記バス電極に連結した透明導電体材料で成る分枝電極を通してなされていることを特徴としている。

請求項１１記載の発明は、請求項９又は１０記載のプラズマディスプレイパネルに係り、前記電極片の表面に前記容量絶縁体が形成され、前記容量絶縁体を介して前記電極片の一部領域とオーバーラップするように前記分枝電極が配置されていることを特徴としている。

請求項１２記載の発明は、請求項９又は１０記載のプラズマディスプレイパネルに係り、前記分枝電極の表面に前記容量絶縁体が形成され、前記容量絶縁体を介して前記分枝電極にオーバーラップするように前記電極片が配置されていることを特徴としている。

請求項１３記載の発明は、請求項１乃至１２のいずれか一に記載のプラズマディスプレイパネルに係り、前記容量絶縁体は、酸化物あるいは窒化物から成ることを特徴としている。

請求項１４記載の発明は、請求項１乃至１３のいずれか一に記載のプラズマディスプレイパネルに係り、前記抵抗体は、透明な酸化物抵抗体材料から成ることを特徴としている。

請求項１５記載の発明は、請求項１乃至１４のいずれか一に記載のプラズマディスプレイパネルに係り、前記放電ガス空間に封入する放電ガスは、Ｘｅ、Ｋｒ、Ａｒ、Ｎ_２ のうち少なくとも一つを含み、その分圧が１００ｈＰａ以上であることを特徴としている。
また、請求項１６記載の発明は、請求項１乃至１５のいずれか一に記載のプラズマディスプレイパネルに係り、前記バス電極に電極的結合している複数の前記電極片の中でバス電極に近い位置の前記電極片の列方向の幅が他の電極片よりも大きいことを特徴としている。
また、請求項１７記載の発明は、請求項１乃至１５のいずれか一に記載のプラズマディスプレイパネルに係り、前記バス電極に電気的結合している前記複数の電極片が同一の寸法であることを特徴としている。
さらにまた、請求項１８記載の発明は、請求項１乃至１７のいずれか一に記載のプラズマディスプレイパネルに係り、前記容量性絶縁体の膜厚が、前記誘電体層の膜厚よりも薄いことを特徴としている。

この発明の構成によれば、ＡＣ型放電セルで構成するＰＤＰにおいて、放電セル内の発光効率が向上し、しかも、その駆動電圧及び消費電力の低減が簡便に達成される。さらに、放電セル内での放電の局在化を抑止しその放電範囲を安定的に拡張させることが可能になる。そして、それに伴い、放電ガスの高圧力化による上記発光効率の大幅な向上が達成できるようになる。

誘電体層で被覆された表示用のガス放電電極と行方向に配設され前記ガス放電電極に電力を供給するバス電極とを備えた第１の基板と、前記第１の基板と放電ガス空間を隔てて対向配置され、表示領域内に表示セルを区画する隔壁と列方向に配設されたアドレス電極とを備えた第２の基板を有して成るプラズマディスプレイパネルにおいて、前記ガス放電電極が同一面上で、かつ、列方向に複数の電極片に分離分割され、前記電極片の少なくとも幾つかは、容量絶縁体あるいは抵抗体を通して前記バス電極に個別に電気的結合している構造のプラズマディスプレイパネルにすることで、プラズマディスプレイパネルの駆動電圧及び消費電力が抑制され、放電セル内の発光効率が簡便に増大するようになった。さらに、放電セル内での放電の局在化が抑制され、その放電範囲が安定的に拡張するようになった。この後者の効果は、放電ガスが高圧力になるほど顕著になるために、放電ガスの高圧化による上記発光効率の更なる向上を可能にするものである。

以下、図面を参照して、この発明の実施の形態について説明する。説明は実施例を用いて具体的に行う。

図１は、この発明の第１実施例であるＰＤＰの概略構成を示す分解斜視図、図２は同ＰＤＰの概略構成を示す平面図、図３は図２のＸ_１−Ｘ_１矢視断面図、図４は図２のＸ_２−Ｘ_２矢視断面図、図５は図２のＹ_１−Ｙ_１矢視断面図である。この例のＰＤＰ１０は、図１〜図５に示すように、前面基板（第１の基板）１と、背面基板（第２の基板）２とが対向するように配置されて、両基板１、２間に放電ガス空間３が形成される基本的な構成を有している。

ここで、前面基板１は、ソーダライムガラス等の透明材料から成る第１の絶縁基板４と、第１の絶縁基板４の内面に行方向（水平方向）Ｈに沿って互い平行に配置され面放電ギャップ７を介して対向するように形成されて一対の行電極を構成する、それぞれＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ）、酸化錫（ＳｎＯ_２）等の透明導電体材料で形成され数片に分割されたフローティング状の透明電極片群（以下、簡単に透明電極片という）５Ａ、６Ａ、これら透明電極片５Ａ、６Ａと容量結合する分枝電極５Ｂ、６Ｂ、そして分枝電極５Ｂ、６Ｂ接続するＡｌ（アルミニウム）、Ｃｕ（銅）、Ａｇ（銀）等の低抵抗の金属材料から成るバス電極５Ｃ、６Ｃから構成された走査電極５及び維持電極（サステイン電極又は共通電極）６と、走査電極５及び維持電極６を被覆する亜鉛含有フリットガラス、鉛含有フリットガラス等から成る膜厚が１０μｍ〜５０μｍの誘電体層８と、誘電体層８を放電から保護するＭｇＯ（酸化マグネシウム）等から成る保護層９とを備えている。ここで、透明電極片５Ａは、互いに同一寸法同一形状で、行方向に分割され、行方向に延設される、４個の透明電極片５Ａ１、５Ａ２、５Ａ３、５Ａ４から構成されている。同様に、透明電極片６Ａも、互いに同一寸法同一形状で、行方向に分割され、行方向に延設される、４個の透明電極片６Ａ１、６Ａ２、６Ａ３、６Ａ４から構成されている。そして、これらの透明電極片５Ａ、６Ａがガス放電電極になる。

一方、背面基板２は、ソーダライムガラス等の透明材料から成る第２の絶縁基板１２と、第２の絶縁基板１２の内面に行方向Ｈと直交する列方向（垂直方向）Ｖに沿って形成されてＡｌ、Ｃｕ、Ａｇ等から成るデータ電極（アドレス電極）１３と、データ電極１３を被覆する亜鉛含有フリットガラス、鉛含有フリットガラス等から成る誘電体層１４と、Ｘｅ、Ｋｒ（クリプトン）、Ａｒ（アルゴン）、Ｎ_２（窒素）等の放電用ガスが単独であるいは混合して充填され上記放電ガス空間３を確保するとともに、個々の放電セルを区切るために行方向Ｈ及び列方向Ｖに沿って形成された鉛含有フリットガラス等から成る隔壁１５と、隔壁１５の底面及び壁面を覆う位置に形成され放電用ガスの放電により発生する紫外線を可視光に変換する（Ｙ、Ｇａ）ＢＯ_３：Ｅｕ等から成る赤色蛍光体層１６Ｒ、Ｚｎ_２ＳｉＯ_４：Ｍｎ等から成る緑色蛍光体層１６Ｇ及びＢａＭｇＡｌ_１４Ｏ_２３：Ｅｕ等から成る青色蛍光体層１６Ｂに塗り分けられた蛍光体層１６とを備えている。ここで、図２の符号１１は単位放電セル（以下、単にセルとも称する）を示し、分枝電極５Ｂ、６Ｂは隔壁１５上に沿い形成してある。また、バス電極５Ｃ、６Ｃも隔壁１５上に沿って配設してある。

そして、上記走査電極５、維持電極６及びデータ電極１３により前述の３電極を構成し、各蛍光体層１６Ｒ、１６Ｇ及び１６Ｂを含む３つの単位放電セル１１により画面の一画素が構成される。このようなカラーＰＤＰでは、一画素はモノクロＰＤＰの三画素に相当している。そして、複数の画素が行方向Ｈ及び列方向Ｖに沿ってマトリックス状に配置されることにより、ＰＤＰ１０が構成される。

図３に示すように、放電ガス空間３内の放電は、後述するが初めに面放電ギャップ７で離間した分割状の透明電極片５Ａ１と６Ａ１の間で生じ、その放電がバス電極５Ｃ、６Ｃへと向かって数百マイクロ秒の間に拡張する。この分割状の透明電極片５Ａ、６Ａは、図４に示すように容量絶縁体１７を介して分枝電極５Ｂ、６Ｂと容量結合するように構成される。しかし、図３，５に示すように、この容量絶縁体１７は、放電ガス空間３に面する透明電極片５Ａ、６Ａ面上には形成されず、透明電極片５Ａ、６Ａと放電ガス空間３の間は、誘電体層８と保護層９が介在する構成になっている。ここで、容量絶縁体１７は、酸化鉛、酸化亜鉛を主成分とする膜厚が１μｍ〜２０μｍの低融点ガラス、酸化イットリウム、酸化タンタル、窒化珪素などの高誘電率絶縁膜で形成され、その膜厚は、誘電体層８の膜厚より薄い構成にする。なお、この容量絶縁体１７の比誘電率は焼成後で５〜２００程度になる。

上述のＰＤＰ１０駆動のための回路上の基本動作は、従来技術で説明したのと全く同様である。すなわち、背面基板２のデータ電極１３にデータパルスを印加するとともに、前面基板１のバス電極５Ｃに走査パルスを印加することにより表示（発光）すべき単位放電セル１１を選択する書き込み放電を行い、続いて走査電極５と維持電極６との間で両極性電圧を印加し、選択したセルの面放電により維持放電（サステイン放電又は維持放電）を行う。

このようにして、この第１実施例のＰＤＰ１０と図２５乃至２１で説明した従来技術のＰＤＰ１００との発光特性と駆動電圧を比較評価した。ここで、この発明の効果を明確にするために、この実施例の特徴である容量結合するフローティング状の透明電極片５Ａ、６Ａの構成と従来技術の透明電極１０５Ａ、１０６Ａの構成以外の構成要件は寸法、材料を含めて共に同一にした。特に放電ガス空間３，１０３の寸法と構成材料、誘電体層８と１０８、面放電ギャップ７と１０７は同一になるように調節した。

その結果、駆動電圧では、面放電ギャップ７，１０７領域の誘電体層８，１０８の厚さに大きく依存し、誘電体層８，１０８の材質と厚さが同じであれば略同様な値になった。これに対して、発光効率では、この実施例のＰＤＰ１０の構成の方が大幅に向上した。この発光効率の向上は、従来の技術で説明した誘電体層１０８の膜厚を厚くすることで得られる発光効率の向上よりも顕著となった。そして、放電ガス圧力が高くなるほど従来の方法との差が歴然としてきた。特に、ガス圧力が１００ｈＰａ以上の場合にその差が顕著になる。

次に、上述した実施例での効果の生じる機構と、この実施例における放電の拡張の効果について図６，７に基づいて説明する。ここで、図６（ａ）は、放電を行うときのバス電極５Ｃに印加する電圧φ_Ｂとその時にフローティング状の透明電極片５Ａに生じる電圧φ_Ｆの過渡的な時間変化を模式的に示す。そして、図６（ｂ）には、上記過渡的な時間変化に対応して、バス電極５Ｃと放電ガス空間３の断面構造を模式的に示す。

図６（ａ）に示すように、面放電を起こすために、走査電極５のバス電極５Ｃと維持電極６のバス電極６Ｃの間に電圧Ｖ_Ｂ（例えば１５０Ｖ〜２００Ｖ）が印加された瞬間は、図６（ｂ）に示す未放電時であり放電ガス空間３には放電（グロー放電）はほとんど生じていない。そして、走査電極５の透明電極片５Ａの電圧φ_Ｆは、容量絶縁体１７を介した容量結合により、図６（ａ）のφ_Ｆのように電圧Ｖ_ＦＩに昇圧する。続いて、上記透明電極片５Ａにかかる電圧Ｖ_ＦＩにより放電ガス空間３内の放電ガスが電離し放電が始まり、図６（ｂ）の放電時になると、上記透明電極片５Ａのφ_ＦはＶ_ＦＳに自動的に低下する。そして、放電ガス空間３内で放電が生じている定常状態では、透明電極片５Ａのφ_ＦはＶ_ＦＳのままに保持される。

上記の機構の詳細は、放電で生成するプラズマ１８構造も考慮しなければならず複雑になる。そこで、以下では、上記機構を定性的に判りやすくするために簡略化した等価回路で説明する。図６（ｂ）に示した構造におけるフローティング状の透明電極片５Ａの電圧φ_Ｆは（１）式で表される。

ここで、Ｃ_０は容量絶縁体１７の容量値、Ｃ_Ｄは誘電体層８と保護層９の積層膜の容量値、Ｃ_Ｖは放電ガス空間３から維持電極６のバス電極６Ｃまでの容量値である。これらの容量値は、電圧φ_Ｆの変化に追随する電荷に対応した値であり、バス電極５Ｃと６Ｃ間で直列接続することになる。そして、上記Ｃ_０値は、分枝電極５Ｂ、６Ｂと透明電極片５Ａ、６Ａの間でオーバーラップする面積、容量絶縁体１７の膜厚、及びその絶縁材質の比誘電率を制御して決めることができる。

上記未放電時において、放電ガス空間３に電荷がほとんど無くＣ_Ｖ値は小さく、（２）式においてＣ_Ｖ刧Ｃ_Ｄと近似すると、上記Ｖ_ＦＩ値はＶ_Ｂ値に等しくなる。実際はこれより小さな値であるが何れにしてもＶ_Ｂ値に近いものとなる。

これに対して、放電時では放電ガス空間３内にプラズマ１８が生成される。生成されるプラズマ構造は放電ガスの圧力、印加する電力等の条件により変化するが、簡略化のために誘電体層８表面に生成されるイオンシース等を含むプラズマの等価回路を考慮外におき、プラズマ１８に面した上記誘電体層８表面の電位をほぼ接地電位とみなすと、Ｖ_ＦＳ値は（３）式で表され、容量絶縁体１７と誘電体層８で容量分割した値になる。実際はこれより大きな値であるが何れにしてもＶ_Ｂ値より小さな値に低下することになる。

上述したように実施例では、放電開始の時点では透明電極片５Ａに高い電圧が印加されるが、放電が一度始まると透明電極片５Ａの電圧は自動的に低下し、放電ガス空間３のイオンシースにかかる電界が低減しその中の電子のエネルギーが励起効率が上がるように最適化される。そして、ＶＵＶ光発生の励起効率が向上し発光効率が増大することになる。

そして、この実施例における放電の拡張の効果は、図７に示すように分割した透明電極片５Ａに基づいて生じる。ここで、図７（ａ）は、放電を行うときのバス電極５Ｃに印加する電圧φ_Ｂとその時にフローティング状の４個の透明電極片５Ａ１、５Ａ２、５Ａ３、５Ａ４に生じる電圧φ_Ｆ１、φ_Ｆ２、φ_Ｆ３、φ_Ｆ４の過渡的な時間変化を模式的に示す。そして、図７（ｂ）には、上記過渡的な時間変化に対応して、バス電極５Ｃと放電ガス空間３の断面構造を模式的に示す。

面放電を起こすために、走査電極５のバス電極５Ｃと維持電極６のバス電極６Ｃの間に電圧Ｖ_Ｂが印加された瞬間は、図６（ｂ）で説明したように、未放電時であり放電ガス空間３には放電（グロー放電）はほとんど生じていない。そして、走査電極５の４個の透明電極片５Ａ１〜５Ａ４の電圧φ_Ｆ１、φ_Ｆ２、φ_Ｆ３、φ_Ｆ４は、容量絶縁体１７を介した容量結合により、図７（ａ）に示すように、全て電圧Ｖ_ＦＩに昇圧する。続いて、上述した維持電極６と最も近い配置の上記透明電極片５Ａ１にかかる電圧Ｖ_ＦＩにより、はじめに透明電極片５Ａ１の下部に位置する放電ガス空間３内の放電ガスが電離し、この領域にプラズマ１８が生成する。これが図７（ｂ）に示す放電初期に相当する。そして、この放電によりプラズマ１８が生成すると、上記図６あるいは数式で説明したように上記透明電極片５Ａ１のφ_Ｆ１はＶ_ＦＳに低下する。そして、放電ガス空間３内で放電が生じている定常状態では、透明電極片５Ａ１のφ_Ｆ１はＶ_ＦＳのままに保持される。

続いて、こんどは透明電極片５Ａ２にかかる電圧Ｖ_ＦＩにより、透明電極片５Ａ２の下部に位置する放電ガス空間３内の放電ガスが電離し、この領域にプラズマが生成する。そして、上述した透明電極片５Ａ１の電圧低下と全く同様にして、上記透明電極片５Ａ２のφ_Ｆ２はＶ_ＦＳに低下し、放電ガス空間３内で放電が生じている定常状態では、透明電極片５Ａ２のφ_Ｆ２はＶ_ＦＳのままに保持される。そして、続いて、同様の電圧変化が順次に透明電極片５Ａ３及び５Ａ４の電圧φ_Ｆ３、φ_Ｆ４に生じ、全放電時には図７（ｂ）に示すように、放電ガス空間３の所望の領域が全て放電状態になる。

このように、上記４個のフローティング状の透明電極片５Ａ１〜５Ａ４の個々の電極片に生じる電圧の過渡的な変化は、その電極片の下部に位置する放電ガス空間３の放電状態でそれぞれ独立に生じる。このために、放電ガス空間３内での放電の拡張が非常に容易になる。そして、放電ガス圧力が高くなるほどこの拡張効果は顕著になる。ここで、透明電極片５Ａが分割されず一体のフローティング電極構造であると、従来の技術の課題で述べたようにそのフローティング電極の一部すなわち維持電極６と最も近い部分を通して放電が起こり、この放電でフォローティング電極全体の電圧低下が生じてくるために、放電が放電ガス空間３内で充分に拡がらなくなり放電が局所化する。そして、結局はセルの発光効率は低下してしまう。この放電の局所化は放電ガスの圧力を増加させるとより顕著になる。

上述した第１実施例では、透明電極片５Ａ、６Ａが共に同一形状の４個の電極片で形成されているが、電極片の個数及び形状はその他に種々に変更することができる。

図８は、この発明の第２実施例であるＰＤＰの概略構成を示す平面図、図９は図８のＸ_３−Ｘ_３矢視断面図、図１０は図８のＸ_４−Ｘ_４矢視断面図、図１１は図８のＹ_２−Ｙ_２矢視断面図である。ここで、図１乃至５と同様のものは同一符号で示している。この例の構成は、第１実施例と異なり、放電ガス空間３からみて分枝電極５Ｂ、６Ｂ上に容量絶縁体１７が形成され、この容量絶縁体１７上に透明電極片５Ａ、６Ａが積層する構造になる。このＰＤＰの構造であると、詳細は後述するが、容量絶縁体１７の膜厚制御が容易になり、上述した容量絶縁体１７の容量値Ｃ_０及び誘電体層８の容量値Ｃ_ＤがＰＤＰ面上で高精度に制御でき、面内バラツキの小さい安定した放電が可能になる。以下、第１実施例と異なるところを主に説明する。なお、背面基板２の構成は第１実施例とまったく同一にしている。

この例のＰＤＰ２０は、図８乃至図１１に示すように、第１実施例と同様に、前面基板１と背面基板２とが対向するように配置されて、両基板１、２間に放電ガス空間３が形成される基本的な構成を有している。

第１実施例と同様にガラス等の透明材料で成る第１の絶縁基板４表面に、Ａｌ、Ｃｕ、Ａｇ等の低抵抗の金属材料から成るバス電極５Ｃ、６Ｃと共にそれに接続する分枝電極５Ｂ、６Ｂが同一材料で形成されている。そして、これらを被覆するように第１の絶縁基板４上の全面に、反応ガスのプラズマ励起の化学気相成長（ＰＥＣＶＤ）法により、膜厚が０．２μｍ〜５μｍのシリコン酸化膜、シリコン窒化膜、タンタル酸化膜等の絶縁膜を成膜し容量絶縁体１７を形成する。

そして、この容量絶縁体１７表面に所定の形状で所定の分割電極片を持つ一対の透明電極片５Ａ、６Ａが設けられている。図８乃至１１では、透明電極片５Ａは、列方向に分割され、行方向に延びる、３個の電極片５Ａ１、５Ａ２、５Ａ３からなると共に、透明電極片６Ａも、列方向に分割され、行方向に延びる、３個の電極片６Ａ１、６Ａ２、６Ａ３からなっている。さらに、これらの透明電極片５Ａ、６Ａ上に積層して、誘電体層８及び保護層９が形成される。ここで、誘電体層８は、第１実施例と同じで、膜厚が１０μｍ〜５０μｍの低融点ガラスを、スクリーン印刷法、あるいはその他に、ダイコート法、ブレードコート法等で形成する。なお、この誘電体層８の比誘電率は焼成後で５〜２０程度になる。

ここで、この実施例のＰＤＰ２０の構造では、容量絶縁体１７は、第１の絶縁基板４上の全面にＰＥＣＶＤ法等で簡便に形成できる。このために、上述したようにその膜厚制御が容易になり容量値Ｃ_０の設定が高精度にできることになる。また、誘電体層８も同様にスクリーン印刷法で形成しその容量値Ｃ_Ｄの設定も高精度にできるようになる。このようにして、第１実施例の図６，７で説明した機構からも判るように、放電ガス空間３内での放電開始時及び放電時における透明電極５Ａ、６Ａの電圧が設計通り高精度に発生し、ＰＤＰ駆動でのバラツキが小さく安定した動作が可能になる。

上述した第２実施例では、バス電極５Ｃ、６Ｃに近い配置の透明電極片５Ａ３、６Ａ３の横幅の寸法が、他の透明電極５Ａ１、５Ａ２及び６Ａ１、６Ａ２のそれよりも大きくなるように設定されてある。なお。この例では、バス電極５Ｃ、６Ｃに最も近い配置の透明電極片５Ａ３、６Ａ３の横幅の寸法が、バス電極５Ｃ、６Ｃから遠ざかる他の透明電極５Ａ１、５Ａ２及び６Ａ１、６Ａ２のそれよりも大きくなるように設定されてある。このようにすることで、単位放電セル１１内において、バス電極５Ｃ、６Ｃ下に位置する放電ガス空間３への放電拡張がなくなり、容量絶縁体１７と誘電体層８で被覆されたバス電極５Ｃ、６Ｃ領域にわざわざ隔壁１５を設けなくても、隣接するバス電極５Ｃ、６Ｃ間での放電は起こらなくなる。上記隔壁１５の形成をなくすると、第２実施例でのＰＤＰの製造が容易になり、その製造コストの低減につながる。

上述した第２実施例でも、第１実施例で触れたように、その他に電極片の個数及び形状は適宜に変更することができる。

図１２は、この発明の第３実施例であるＰＤＰの概略構成を示す平面図、図１３は図１２のＸ_５−Ｘ_５矢視断面図、図１４は図１２のＸ_６−Ｘ_６矢視断面図、図１５は図１２のＹ_３−Ｙ_３矢視断面図である。ここで、図１乃至５と同様のものは同一符号で示している。この例の構成は、第１，２実施例と異なり、透明導電体材料で形成され数片に分割されたフローティング状の透明電極片５Ａ、６Ａ（ガス放電電極）が、抵抗体３１を通して分枝電極５Ｂ、６Ｂに個別に接続される構造になる。このＰＤＰの構造であると、詳細は後述するが、第１，２実施例と同様にＰＤＰの発光効率が向上する。以下、第１，２実施例と異なるところを主に説明する。なお、背面基板２の構成は第１，２実施例とまったく同一にしている。

この例のＰＤＰ３０は、図１２乃至図１５に示すように、第１実施例と同様に、前面基板１と背面基板２とが対向するように配置されて、両基板１、２間に放電ガス空間３が形成される基本的な構成を有している。

第１，２実施例と同様にガラス等の透明材料で成る第１の絶縁基板４表面に、電極片５Ａ１、５Ａ２、５Ａ３、５Ａ４及び６Ａ１、６Ａ２、６Ａ３、６Ａ４から成る透明電極片５Ａ、６Ａが設けられている。そして、低抵抗材料から成るバス電極５Ｃ、６Ｃと共にそれに接続する分枝電極５Ｂ、６Ｂが形成され、分枝電極５Ｂ及び６Ｂはそれぞれ抵抗体３１を介して透明電極片５Ａ及び６Ａに電気接続している。ここで、容量絶縁体３１は、透明な酸化物抵抗材料などを用いた高抵抗体で構成される。そして、これらを被覆するように第１の絶縁基板４上の全面に、誘電体層８及び保護層９が設けられている。

上述した第３実施例においても、放電ガス空間３での放電が続いている間は、透明電極片５Ａ、６Ａの電圧φ_Ｆが低下し、放電ガス空間３内にかかる電界が低減しその中の電子のエネルギーが励起効率が上がるように最適化される。そして、ＶＵＶ光発生の励起効率が向上し発光効率が増大する。

上述した第３実施例での効果の生じる機構について図１６に基づいて説明する。ここで、図１６（ａ）は、放電を行っているときのバス電極５Ｃに印加する交流電圧φ_Ｂとその時にフローティング状の透明電極片５Ａに生じる電圧φ_Ｆの定常状態での時間変化を模式的に示す。そして、図１６（ｂ）には、上記放電状態での、走査電極５領域と放電ガス空間３の断面構造を模式的に示す。

図１６（ａ）に示すように、走査電極５のバス電極５Ｃと維持電極６のバス電極６Ｃの間に交流電圧φ_Ｂ（例えば１００ｋＨｚでｖ_Ｂが１５０Ｖ〜２００Ｖ）が印加され、図１６（ｂ）に示すように放電が生じプラズマ１８が放電ガス空間３に生成されていると、プラズマ１８中を交流電流ｉが流れ、それと共に抵抗体３１にも交流電流ｉが流れる。このために、電圧降下が生じ透明電極片５Ａの交流電圧φ_Ｆの振幅電圧ｖ_ＦＳは、抵抗体３１の抵抗値をｒとすると、ｉ×ｒだけ、上記ｖ_Ｂ値より小さくなる。このようにして、上述したように、放電ガス空間３内のイオンシースにかかる電界が低減しその中の電子の運動エネルギーが低下して、ＶＵＶ光発生の励起効率が向上し発光効率が増大することになる。

上述した第３実施例でも、第１，２実施例で触れたように、その他に電極片の個数及び形状は適宜に変更することができる。

図１７，１８は、この発明の第４実施例であるＰＤＰの概略構成を示す平面図である。ここで、第１乃至３実施例の説明で参照した図面と同様のものは同一符号で示している。この例の構成では、ＰＤＰの走査電極５と維持電極６が、第１乃至３実施例の透明電極片構造と従来技術の透明電極構造とを組み合わせた構造になる。このＰＤＰの構造であると、詳細は後述するが、第１乃至３で生じる効果と共に、放電の安定性がさらに向上するようになる。以下、第１乃至３実施例と異なるところを主に説明する。なお、走査電極５と維持電極６の構造以外は第１乃至３実施例と同様である。

この例のＰＤＰ４０では、図１７に示すように、走査電極５は、フローティング状の透明電極片５Ａ、分枝電極５Ｂ、バス電極５Ｃと接続電極片５Ｄ及び放電ギャップ部電極５Ｅで構成される。ここで、透明電極片５Ａ、分枝電極５Ｂ及びバス電極５Ｃは第１実施例の場合と全く同様に形成してある。そして、接続電極片５Ｄは透明電極であり、図中の×印のところで分枝電極５Ｂに電気接続している。また、放電ギャップ部電極５Ｅも透明電極であり、図中の×印のところで分枝電極５Ｂに電気接続し、セル間の共通する電極としてバス電極５と並行して配設されている。維持電極６も上記走査電極５の場合と同様にして、フローティング状の透明電極片６Ａ、分枝電極６Ｂ、バス電極６Ｃと接続電極片６Ｄ及び放電ギャップ部電６Ｅで構成されている。ここで、上記電極片５Ａ、５Ｄ、５Ｅ及び６Ａ、６Ｄ、６Ｅがガス放電電極である。

このような放電電極の構成であると、放電を支配する面放電ギャップ７の領域での帯電を安定化させることが非常に容易になり、ＰＤＰの駆動安定性が向上するようになる。また、ＰＤＰ４０において、接続電極片５Ｄ、６Ｄはセル内での放電の均一性と安定性を高める機能を有するものである。

そして、この例のＰＤＰ５０では、図１８に示すように、走査電極５は、フローティング状の透明電極片５Ａ、分枝電極５Ｂ、バス電極５Ｃと接続電極片５Ｄ及び放電ギャップ部電極５Ｅで構成される。ここで、透明電極片５Ａ、分枝電極５Ｂ及びバス電極５Ｃは第３実施例の場合と全く同様に形成してある。ここでも、接続電極片５Ｄは透明電極であり、図中の×印のところで分枝電極５Ｂに電気接続している。また、放電ギャップ部電極５Ｅも透明電極であり、図中の×印のところで分枝電極５Ｂに電気接続している。但し、図１７の場合と異なり、放電ギャップ電極５Ｅは他の電極片と同様な電極片にして設けられている。維持電極６も上記走査電極５の場合と同様にして、フローティング状の透明電極片６Ａ、分枝電極６Ｂ、バス電極６Ｃと接続電極片６Ｄ及び放電ギャップ部電６Ｅで構成される。

この場合の効果も、ＰＤＰ４０の場合と同様であり、放電ギャップ部電５Ｅ、６Ｅが面放電ギャップ７の領域での帯電を安定化させ、ＰＤＰの駆動安定性を向上させる。そして、接続電極片５Ｄ、６Ｄがセル内での放電の均一性と安定性をさらに高める。
このように、この第４実施例では、図１７及び図１８に示すように、一対の透明電極片のうち、一対の放電ギャップ部電極片５Ｅ、６Ｅ及び一対の接続電極片５Ｄ、６Ｄが、それぞれ、対応する分岐電極５Ｂ、６Ｂに直接に電気的接続をするようにした場合について述べたが、この発明は、これに限定するものではなく、例えば、図１９及び図２０に示すように、一対の放電ギャップ部電極片５Ｅ、６Ｅのみを、対応する分岐電極５Ｂ、６Ｂに直接に電気的接続をするようにしても良く、あるいは、これに代えて、図２１及び図２２に示すように、一対の接続電極片５Ｄ、６Ｄのみを、対応する分岐電極５Ｂ、６Ｂに直接に電気的接続をするようにしても良く、さらには、図２３及び図２４に示すように、放電ギャップ部電極片５Ｅ、６Ｅと接続電極片５Ｄ、６Ｄとの間に形成されている透明電極片５Ａ、６Ａのさらに一部電極片（分割電極片）を、直接に分岐電極５Ｂ、６Ｂに電気的接続を行うようにしても、上述したと略同様の効果を得ることができる。要するに、面放電電極を構成する電極片のうち、面放電ギャップ部を挟んで対をなす、少なくとも一対の電極片が、バス電極（分岐電極５Ｂ、６Ｂ）に直接に電気接続されていれば、帯電及び放電の均一性、安定性を高めることが可能である。つまり、実施例４でのポイントは、走査電極５、維持電極６をそれぞれ構成する複数対の透明電極片のうち、少なくとも一対の電極片を分岐電極５Ｂ、６Ｂに電気的に直接接続させるということである。

なお、この第４実施例の場合でも、上述の第１乃至３の実施例で述べた、電極片の個数及び形状等は必要に応じて変更できることは勿論である。

以上、この発明の実施の形態及び実施例を図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施例に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変更等があってもこの発明に含まれる。例えば、実施例ではＡＣ面放電型のＰＤＰについて説明したが、本発明は、前面基板に設けたガス放電電極と背面基板に設けたアドレス電極との間で放電する構造すなわち対向放電型のＰＤＰにも全く同様に適用できる。また、実施例４において、本発明の電極片構造と従来技術の電極構造との組み合わせ構造について説明したが、本発明は、本発明の容量絶縁体を用いる構造と抵抗体を用いる構造とが組み合わされている構造にしてもよい。

この発明の第１実施例であるＰＤＰの概略構成を示す分解斜視図である。 同ＰＤＰの概略構成を示す平面図である。 図２のＸ_１−Ｘ_１矢視断面図である。 図２のＸ_２−Ｘ_２矢視断面図である。 図２のＹ_１−Ｙ_１矢視断面図である。 同第１実施例の基本動作を示す電圧波形図とガス放電電極部の模式的な断面図である。 同第１実施例の基本動作を示す電圧波形図とガス放電電極部の模式的な断面図である。 この発明の第２実施例であるＰＤＰの概略構成を示す平面図である。 図８のＸ_３−Ｘ_３矢視断面図である。 図２のＸ_４−Ｘ_４矢視断面図である。 図２のＹ_２−Ｙ_２矢視断面図である。 この発明の第３実施例であるＰＤＰの概略構成を示す平面図である。 図８のＸ_５−Ｘ_５矢視断面図である。 図２のＸ_６−Ｘ_６矢視断面図である。 図２のＹ_３−Ｙ_３矢視断面図である。 同第３実施例の基本動作を示す電圧波形図とガス放電電極部の模式的な断面図である。 この発明の第４実施例であるＰＤＰの概略構成を示す平面図である。 この発明の第４実施例である別のＰＤＰの概略構成を示す平面図である。 この発明の第４実施例の変形例に係るＰＤＰの概略構成を示す平面図である。 この発明の第４実施例の別の変形例に係るＰＤＰの概略構成を示す平面図である。 この発明の第４実施例のさらに別の変形例に係るＰＤＰの概略構成を示す平面図である。 この発明の第４実施例のさらに別の変形例に係るＰＤＰの概略構成を示す平面図である。 この発明の第４実施例のさらに別の変形例に係るＰＤＰの概略構成を示す平面図である。 この発明の第４実施例のさらに別の変形例に係るＰＤＰの概略構成を示す平面図である。 従来のＰＤＰの概略構成を示す分解斜視図である。 図２５のＶ_１−Ｖ_１矢視断面図である。 図２５のＷ_１−Ｗ_１矢視断面図である。

符号の説明

１ 前面基板（第１の基板）
２ 背面基板（第２の基板）
３ 放電ガス空間
４ 第１の絶縁基板
５ 走査電極
５Ａ，６Ａ 透明電極片（透明電極片群；ガス放電電極）
５Ｂ，６Ｂ 分枝電極
５Ｃ，６Ｃ バス電極
５Ｄ，６Ｄ 接続電極片
５Ｅ，６Ｅ 放電ギャップ部電極
６ 維持電極
７ 放電ギャップ
８，１４ 誘電体層
９ 保護層
１０，２０，３０，４０ ＰＤＰ（プラズマディスプレイパネル）
１１ 単位放電セル（表示セル）
１２ 第２の絶縁基板
１３ データ電極（アドレス電極）
１５ 隔壁
１６ 蛍光体層
１６Ｒ 赤色蛍光体層
１６Ｇ 緑色蛍光体層
１６Ｂ 青色蛍光体層
１７ 容量絶縁体（容量性絶縁体）
１８ プラズマ
３１ 抵抗体

Claims (18)

1. 誘電体層で被覆された表示用のガス放電電極と行方向に配設され前記ガス放電電極に電力を供給するバス電極とを備えた第１の基板と、前記第１の基板と放電ガス空間を隔てて対向配置され、表示領域内に表示セルを区画する隔壁と列方向に配設されたアドレス電極とを備えた第２の基板を有して成るプラズマディスプレイパネルにおいて、
   前記ガス放電電極が同一面上で、かつ、列方向に分離分割された複数の電極片からなると共に、前記電極片の少なくとも幾つかは、容量絶縁体あるいは抵抗体を通して前記バス電極に個別に電気的結合し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. 前記電極片のうち２つ以上の電極片が前記容量絶縁体あるいは抵抗体を通して前記バス電極に電気的結合していることを特徴とする請求項１記載のプラズマディスプレイパネル。
3. 前記表示用のガス放電電極は、前記表示セルの放電ガス空間でガス放電を行う一対の面放電電極で成ることを特徴とする請求項１又は２記載のプラズマディスプレイパネル。
4. 前記一対の面放電電極の一方あるいは両方が前記電極片に分割されていることを特徴とする請求項３記載のプラズマディスプレイパネル。
5. 前記一対の面放電電極を構成する複数対の電極片のうち、面放電ギャップ部を挟む、少なくとも一対の電極片は、前記バス電極に直接に電気接続されていることを特徴とする請求項３又は４記載のプラズマディスプレイパネル。
6. 前記一対の面放電電極を構成する各電極片は、透明導電体材料で形成され、かつ、表示領域内で行方向に延設されていることを特徴とする請求項５記載のプラズマディスプレイパネル。
7. 前記電極片の幾つかは透明導電体材料で形成されていることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか一に記載のプラズマディスプレイパネル。
8. 前記電極片と前記バス電極との電気的結合は、前記表示セルのガス放電の生じない領域でなされる構造になっていることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか一に記載のプラズマディスプレイパネル。
9. 前記電極片とバス電極との電気的結合は、前記バス電極に連結し前記隔壁のパターンに重なる位置に配置された分枝電極を通してなされていることを特徴とする請求項８記載のプラズマディスプレイパネル。
10. 前記電極片と前記バス電極との電気的結合は、前記バス電極に連結した透明導電体材料で成る分枝電極を通してなされていることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか一に記載のプラズマディスプレイパネル。
11. 前記電極片の表面に前記容量絶縁体が形成され、前記容量絶縁体を介して前記電極片の一部領域とオーバーラップするように前記分枝電極が配置されていることを特徴とする請求項９又は１０記載のプラズマディスプレイパネル。
12. 前記分枝電極の表面に前記容量絶縁体が形成され、前記容量絶縁体を介して前記分枝電極にオーバーラップするように前記電極片が配置されていることを特徴とする請求項９又は１０記載のプラズマディスプレイパネル。
13. 前記容量絶縁体は、酸化物あるいは窒化物から成ることを特徴とする請求項１乃至１２のいずれか一に記載のプラズマディスプレイパネル。
14. 前記抵抗体は、透明な酸化物抵抗体材料から成ることを特徴とする請求項１乃至１３のいずれか一に記載のプラズマディスプレイパネル。
15. 前記放電ガス空間に封入する放電ガスは、Ｘｅ、Ｋｒ、Ａｒ、Ｎ_２ のうち少なくとも一つを含み、その分圧が１００ｈＰａ以上であることを特徴とする請求項１乃至１４のいずれか一に記載のプラズマディスプレイパネル。
16. 前記バス電極に電極的結合している複数の前記電極片の中でバス電極に近い位置の前記電極片の列方向の幅が他の電極片よりも大きいことを特徴とする請求項１乃至１５のいずれか一に記載のプラズマディスプレイパネル。
17. 前記バス電極に電気的結合している前記複数の電極片が同一の寸法であることを特徴とする請求項１乃至１５のいずれか一に記載のプラズマディスプレイパネル。
18. 前記容量性絶縁体の膜厚が、前記誘電体層の膜厚よりも薄いことを特徴とする請求項１乃至１７のいずれか一に記載のプラズマディスプレイパネル。

Images