JPWO2005101448A1 - プラズマディスプレイパネル及びその駆動方法 - Google Patents

プラズマディスプレイパネル及びその駆動方法 Download PDF

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Abstract

ＭｇＯ保護層等製造困難な薄膜工程を廃して安価な厚膜工程で製造することが出来ると共に、低電圧駆動が可能なパネル構造を有するＡＣ型ＰＤＰを提供する。一対の放電電極のうち、一方の電極は導電性電極材料を画素ごとに分離独立した島状にし、誘電層を介してバス電極と容量結合した所謂ＡＣ型電極とし、他方はバス電極をそのまま放電空間に露出した所謂ＤＣ型電極とし、上記を一対として放電表示を行うＡＣ型ＰＤＰとする。

Description

この発明は、プラズマディスプレイパネルとその駆動方法に関する。
現在実用化されているＰＤＰ（プラズマディスプレイパネル）は、前面側に透明な一対の放電電極、所謂サステイン電極を配し、尚かつその表面を透明な低融点ガラス層で被覆し、さらにその低融点ガラス層の表面を保護膜としてＭｇＯ即ち酸化マグネシュウムで被覆し、背面側には上記サステイン電極と交叉してＸＹマトリクスを構成する所謂アドレス電極を配し、さらに画素を既定する隔壁とその表面に塗布された蛍光体により構成された所謂３電極面放電型ＰＤＰ（図１２参照）が主流である。このＰＤＰは、放電電極の表面が誘電層とＭｇＯ保護層とで被覆されたＡＣ型ＰＤＰであり、また蛍光面が背面側に配された所謂反射型蛍光面を有するのが特徴である。
それに対し電極面が誘電層で被覆されていない所謂ＤＣ型ＰＤＰもあり、例えば本発明と同一発明人になる既存技術として、基本構造は上記ＤＣ型ＰＤＰであるが下層にトリガー放電用の電極を配し、その電極を誘電層で覆いその上面に導電性のＤＣ型ＰＤＰ構造を形成した図１３に示すごとき構造の所謂ＡＣ・ＤＣハイブリッド型と呼ばれるＰＤＰ（特許文献１を参照）がある。
また、放電電極の一方を金属のまま放電空間に露出させ、他方を誘電体で被覆した、図１４に示すごとき所謂半ＡＣ型ＰＤＰ構造もある。このＰＤＰの構造及びその駆動方法については、本発明と同一人による先願（特許文献２参照）がある。
また、前記反射蛍光面を有する標準的な３電極面放電型ＰＤＰではあるが、上記前面側の透明電極で構成した放電電極誘電層及び保護層のさらにその表面に、放電電極と同様な透明電極（放電補助電極）を誘電層で被覆しないまま画素ごとに分離された島状にして形成した構造（図１５）もある（特許文献３参照）。
また、同じく本件発明と同一発明人による先願（国際出願ＰＣＴ／ＪＰ０３／１１７７７）において、透明電極及びＭｇＯ保護層を不要とする目的で背面側に放電電極を形成し、バス電極上に誘電層を介して導電性で尚かつ２次電子放射率の高いカソード材例えばＬａＢ６等を画素ごとに島状に形成した図１６に示すごとき構造を提案している。
また、上記電極材料ＬａＢ６をＤＣ型ＰＤＰの陰極に用いた報告（非特許文献１参照）もある。
特開昭５８−３００３８号公報 国際出願ＰＣＴ／ＪＰ９７／０３２９９ 特開平１１−２７３５７３号公報 「Ｓｃｒｅｅｎｅｄ ＬａＢ６ ｆｏｒ ＤＣＰＤＰ」、Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｄｉｓｐｌａｙ Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ、１９９８年
しかしながら、以上の先行する発明及び技術には解決されなければならない多くの課題がある。
まず、現在一般的とされている上記反射型蛍光面を有する所謂３電極面放電型ＰＤＰ（図１２）では、前面側の放電電極、誘電層、ＭｇＯ保護層等は蛍光面からの発光を邪魔しないように出来る限り透明であることが要求されるために、薄膜工程が多く必要となり、製造上の課題が大きい。
また、ＭｇＯ保護層は、真空蒸着工程で形成するため、装置が大がかりで高価である。これは、上記特許文献２に挙げた半ＡＣ型ＰＤＰ構造（図１４）においても、ＭｇＯ保護層を形成するため、同様な課題がある。
一方、上記特許文献３に挙げた構造のＰＤＰ（図１５）は、発光効率の改善効果が期待できるとされるものの、基本構造は上記一般的な反射型蛍光面を有する３電極面放電型ＰＤＰであるから、島状の電極は透明である必要があり、現状ではＩＴＯ即ち酸化インジュウム錫またはネサ即ち酸化錫等で形成されねばならないが、これらの材料は電気抵抗が大きく、二次電子放射率も悪く、さらにイオン衝撃に弱いために、実用には適さない。
また、上記先願発明で提案した図１６に示す構造のＰＤＰにおいては、放電電極が背面側にあるために電極を透明な材料に限定する必要がなく、放電電極として必要な性能即ち導電性、２次電子放射率、耐イオン衝撃性等を考慮して最適な材料例えばＬａＢ６即ち六硼化ランタン等の使用が可能であるという利点を有している。しかし、ＭｇＯ保護層を不要にしたとはいえ、放電空間中に導電性電極を持つＡＣ型ＰＤＰの特徴を充分に生かした構造とは言い難かった。
また、上記非特許文献１に挙げたＰＤＰは、ＤＣ型ＰＤＰであるため、寿命や輝度等の性能面でＡＣ型ＰＤＰに劣っている。
かかる課題に鑑み、本件発明では、ＭｇＯ保護層等製造困難な薄膜工程を廃して安価な厚膜工程で製造することが出来ると共に、低電圧駆動が可能なパネル構造を有するプラズマディスプレイパネルを提供するものである。
上記課題を解決するために、請求項１に記載する第１の発明として、図１に例示するごとく、縦方向に伸張する複数のストライプ状電極所謂アドレス電極７を配し、これと隔壁６で隔てられることで適度な間隔をもって横方向に伸張して対峙する一対で複数の主放電電極即ちサステイン電極を構成するためのバス電極３及び４を有する三電極型ＰＤＰであって、この一対のバス電極のうち一方の側即ちバス電極３を誘電層２で被覆し、さらにその上に放電電極として適した材料例えば二次電子放射率の高いＬａＢ６即ち六硼化ランタン、ＣＮＴ即ちカーボンナノチューブ、あるいは耐イオン衝撃性に優れたＲｕＯ２即ち酸化ルテニューム等を画素ごとに分離独立した島状にして形成した、いわば導電性電極を持つＡＣ型電極と言うべき放電電極５を有し、対する他方のバス電極４は誘電層２で被覆せずにバス電極をそのまま、あるいはその上に直接上記放電電極材を塗布した、いわばＤＣ型電極とし、これらを一対として放電電極とした構造とする。
また、請求項２に記載する第２の発明として、図５に例示するごとく、上記バス電極３の上面に上記誘電層２を介してアドレス電極７の方向である縦方向、言い換えればバス電極３の線幅方向の両端に分離して、上記と同様島状の放電電極５を形成する。
また、請求項３に記載する第３の発明として、図８に例示するごとく、ＡＣ型の放電電極と対向する他方のＤＣ型電極をＡＣ型電極の両側に配した電極構成とする。
図８においてはＤＣ型放電電極４及び９は、図１０に示すような動作を行うために隣接する画素と共有する形になっている。
上記請求項３に記載する電極構成のＰＤＰを駆動する方法として、図１１に示すごとく、サステイン期間中に上記ＡＣ型電極５の両側のＤＣ型電極のうち、一方のＤＣ型電極４の電位をＡＣ型電極５の電位よりも高く維持し、他方のＤＣ型電極９の電位をＡＣ型電極５の電位よりも低く維持し、図１０に示すごとくＡＣ型電極５に対する電圧を正負交互に加えて高電位側のＤＣ型電極４からＡＣ型電極５へサステイン放電１を起こし、次にＡＣ型電極５から低電位側のＤＣ電極９にサステイン放電２を起こす。このようにサステイン放電の極性ごとに放電を移行する駆動方法である。
請求項１に記載する第１の発明及び請求項２に記載する第２の発明は、共に図１６に示した先願発明の構成と同様に、ストライプ状に伸張するバス電極に誘電層を介して画素ごとに分離した島状の放電電極５を有しているが、図１に示すごとく上記島状放電電極５に対向する他方の電極４は画素ごとに分離せず、また誘電層２を介すことなくバス電極４をそのまま、またはバス電極４に重畳して導電性の電極材を塗布したストライプ状の所謂ＤＣ型電極であることが異なる。
本件出願に共通する発明の構成、即ち、一方の電極を、誘電層を介した静電容量を有するＡＣ型電極とすると共に、他方の電極を、ＤＣ型ＰＤＰの電極と同様に、バス電極である電流供給用の電極をそのまま放電空間に露出した導電性ストライプ電極即ちＤＣ型電極とすることで、従来の発明にはない大きな効果が生ずる。
以下、本発明による効果を列挙する。
まず、第１の効果として、一対の放電電極の両方に静電容量を有する先願発明の図１６の構造に対し、導電性ストライプ電極側即ち電極４には静電容量即ち電圧降下を生ずる負荷がないため、駆動電圧を低くすることが出来る。
つまり、図１２のごとき従来の一般的な３電極面放電型ＰＤＰにおいても、あるいは上記図１６のごとき構造においても、放電経路にはそれぞれの電極に形成した静電容量２個が直列に挿入されているために、この部分での電位降下により放電空間に印加される電圧が低下する、即ち駆動電圧を高くしなければならないのに対して、本発明のごとく一方の側にのみ静電容量を持つ構造では、この静電容量が１個であるから、従って電位降下も少なく、放電空間に印加される電圧が高く出来るからである。
第２の効果として、上記のごとく放電電極の一方の側には誘電層による容量負荷が無く放電電流による電圧降下が生じないので、対する他方の容量性負荷を持つ電極５の複数に対して共通な対向電極とすることが出来る。
なぜならば、無負荷で低インピーダンスであるがために、複数電極の大きな放電電流が流せるからである。
これにより、画素を高密度に形成することが出来、高解像度化が可能となる。
第３の効果として、容易に製造することが出来、製造工程を簡略化することが可能になる。
先願発明の図１６に示す構造に於いては、島状電極の形状等のばらつきが静電容量のばらつきとなるから、一対の放電電極の両方に島状電極を形成した場合にはこのばらつきは両方の静電容量のばらつきが重畳されて動作条件に多大の影響を及ぼすことになる。
これに対し、本発明のごとく一方の側のみに静電容量を規定する島状電極があれば、他方の電極は低インピーダンスのために形状や線幅のばらつきに対して無関係であるから、製造上の困難を生じることなく広い動作範囲が確保出来る。
第４の効果として、特に、請求項２に記載する図５のごとき構造においては、ひとつのバス電極３に対して独立した放電電極５が２個配置出来るので、解像度を高めることが出来る。
第５及び第６の効果として、特に、請求項３に記載する図８のごとき構造においては、これを駆動するパルスのタイミングを示す図１１で説明されるごとく、静電容量を有するＡＣ型電極である電極３に対して、アドレス期間には電極７の信号パルスと同期して走査パルスを順次印可してアドレス放電を起こし、それにより形成された壁電荷を印加する交流パルスに重畳することによって放電を継続的に維持する所謂サステイン動作期間に於いて、対向する両側のＤＣ型電極の一方の電位を高く、他方の電位を低くすることにより、そのＤＣ電位の分だけＡＣパルスの電圧が低く出来る。
また第７の効果として、上記第２の効果として説明したごとくＤＣ型の放電電極４側は低インピーダンスであり、複数の画素に対する放電電流の供給が可能であるから、図８に示すごとく一本のＤＣ型放電電極４を隣接する両側のＡＣ型電極５の対向電極として共有することが出来るために高解像度化が可能である。
図１は、本発明の実施例１のＰＤＰの概略構成図（展開斜視図）であり、
図２は、実施例１のＰＤＰの電極配置を説明する平面図であり、
図３は、実施例１のＰＤＰの動作を説明する模式的断面図であり、
図４は、実施例１のＰＤＰを駆動する動作パルスの例であり、
図５は、本発明の実施例２のＰＤＰの概略構成図（展開斜視図）であり、
図６は、実施例２のＰＤＰの電極配置を説明する平面図であり、
図７は、実施例２のＰＤＰの動作を説明する模式的断面図であり、
図８は、本発明の実施例３のＰＤＰの概略構成図（展開斜視図）であり、
図９は、実施例３のＰＤＰの電極配置を説明する平面図であり、
図１０は、実施例３のＰＤＰの動作を説明する模式的断面図であり、
図１１は、実施例３のＰＤＰを駆動する動作パルスの例であり、
図１２は、従来例の３電極面放電型ＰＤＰの展開斜視図であり、
図１３は、従来例のトリガー電極を有するＡＣ・ＤＣハイブリッド型ＰＤＰの展開斜視図であり、
図１４は、従来例の半ＡＣ型ＰＤＰの展開斜視図であり、
図１５は、従来例の導電性補助放電電極を有する３電極面放電型ＰＤＰの断面図であり、
図１６は、導電性電極を有するＡＣ型ＰＤＰの展開斜視図である。
一対の放電電極のうち、一方の側は放電電流を供給するバス電極の上を誘電層で被覆し、そのバス電極と誘電層を挟んで導電性で放電電極としての特性に優れた電極材料例えばＬａＢ６等を画素ごとに分離した島状パターンの放電電極として形成し、他方の側はバス電極を誘電層で被覆せずにそのまま放電空間に露出したストライプ状の放電電極として形成し、あるいはバス電極の上に上記と同様な導電性の電極材料で表面を塗布するが誘電層では被覆しない構造として形成し、メモリー機能に必要な壁電荷を蓄積する静電容量を一対の電極の片側だけに形成する。
アドレス電極は背面側前面側どちらに形成してもよく、また蛍光体も上記放電電極に近接した背面側の隔壁または前面側基板に形成する。
本発明の実施例１のＰＤＰ（プラズマディスプレイパネル）の概略構成図（展開斜視図）を図１に示し、平面図を図２に示す。また、この実施例１のＰＤＰの動作を説明するために、ＰＤＰの構成を簡略化した模式的断面図を図３に示す。
まず、背面側ガラス基板１には、画面横方向に伸張するバス電極３及びそれと並行する放電電極４が形成されている。
バス電極３は誘電層２で被覆され、放電電極４は放電空間に直接露出している。
なお、図１において、放電電極４は誘電層２の上に形成されているが、勿論バス電極３と同様にガラス基板１に直接形成されてもよく、その場合には誘電層２はバス電極３のみを被覆するようにすればよい。
放電電極５は誘電層２の上に形成されている。この放電電極５は、導電性の材料で形成されるが、図１のごとく画素ごとに分離された島状になっているため、図３のごとくバス電極３との間の誘電層２によって画素ごとに独立した静電容量８を形成する。
バス電極３は、放電空間には直接露出していないために、放電電極としての特性を必要とせず、良好な導電性を持つ例えば金、銀、ニッケル等のインクペーストをスクリーン印刷し５００〜６００℃で焼成することで容易に得られる。
バス電極３を被覆する誘電層２は、通常のＡＣ型ＰＤＰと同様に、低融点ガラスのインクペーストを同じくスクリーン印刷等の方法で約２０〜３０μｍの厚さに形成し、同じく５００〜６００℃で焼成して得られる。
主放電電極となる放電電極５と放電電極４は、放電に適した材料、即ち２次電子放射率が高く、尚かつ耐イオン衝撃性に優れた材料、例えばＬａＢ６（六硼化ランタン）やＣＮＴ（カーボンナノチューブ）、あるいはＲｕＯ２（酸化ルテニューム）等を用いる。
なお放電電極４は、放電空間に露出する表面が上記材料で被覆されていれば、その下層にはバス電極３と同様に良導電性の銀、ニッケル等の材料をスクリーン印刷等の方法で形成すればよい。
また放電電極４及び５の電極材料は、ペースト状にしてスクリーン印刷で形成しても、メッキ、静電塗装、または粉末状でのダスティング法など、いくつかの方法で形成することが可能である。
なお、図１においては、アドレス電極７の配置を特に明確にはしていない。これは、本発明の本質と直接関係がないので、その詳細説明を省略しているためである。
アドレス電極７は、背面基板１に対向した前面基板側に、あるいは隔壁６上に形成される。また、アドレス電極７は、誘電層で被覆されていてもいなくとも、動作上同じであることは他のＰＤＰと同様である。
また、本実施例では、バス電極３の線幅が、放電電極４の線幅に比して広くなっている。この理由は、放電電極５とバス電極３の間に形成される静電容量８を大きくし、充分な放電電流の供給を可能にするためである。
一方、放電電極４の側には容量負荷がないので、放電電極４は充分な導電性さえあれば線幅に関係なく放電電流が流れる。そして、放電電極４の幅を細くするほど、面積利用率が良くなり、ＰＤＰの高解像度化が図れる。
また同様の理由から、主放電時の対向する電極として放電電極４の両側の隣接する画素で共用することが可能であり、本発明の主要な効果として上記のごとく第７の効果として特記してある。
なお、カラーＰＤＰにおいては、放電からの紫外線により蛍光体を照射発光させる。この蛍光体を塗布する部位に関しては、本発明の本質とは無関係であり、図示が煩雑になるために明示されていない。例えば、図１２に示したＰＤＰやその他の従来構造ＰＤＰと同様に、隔壁６の壁面あるいは前面側ガラス基板に塗布されることは言うまでもない。
また、それぞれのバス電極３（Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３，・・・）は、画面縦方向に伸張するアドレス電極７（図２では省略）と直交して、ＸＹマトリクスを構成している。
次に、図１及び図２の構造のＰＤＰを駆動するために印加する、動作パルスのタイミングの例を、図４に示す。
図４のごとく、図１の構造のＰＤＰの駆動は、基本的に従来構造の所謂３電極面放電型のＡＣ型ＰＤＰと同じである。
アドレス期間においては、アドレス電極である電極７に信号電圧を加え、バス電極３（Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３，・・・）に順次加えられる走査パルスとの間でアドレス放電を起こし、バス電極３と島状の放電電極５の間にある静電容量８に、信号に応じた電荷を蓄積する。この電荷が形成された画素の島状の放電電極５には、通常のＡＣ型ＰＤＰの放電電極と同様に、壁電圧が現れるので、アドレス放電の有無によって各画素ごとに電極５の電位に差が出来る。そして、図４に示す駆動の場合、アドレス放電の発生した放電電極５には正の電荷が蓄積され、バス電極３の電位に重畳された電位が電極５の電位となる。
サステイン期間においては、通常のＡＣ型ＰＤＰと同様にして、電極３と電極４に交互にサステインパルスを加えることにより、上記壁電荷を利用したメモリー動作が行われる。この図４に示す例では、電極３及び電極４に対して、同一極性のサステインパルスを交互に加えている。
本発明の実施例２のＰＤＰ（プラズマディスプレイパネル）の概略構成図（展開斜視図）を図５に示し、平面図を図６に示す。また、この実施例２のＰＤＰの動作を説明するために、ＰＤＰの構成を簡略化した模式的断面図を図７に示す。
この実施例２のＰＤＰにおいて、実施例１のＰＤＰと同様の構成には、同一符号を付して、重複説明を省略する。
実施例２のＰＤＰでは、島状の放電電極５を、アドレス電極７の方向である縦方向の、すなわちバス電極３の線幅方向の、両側に分離して、２つずつ形成している。
このように構成したことにより、１つのバス電極３に対して、独立した放電電極５が２個ずつ設けられているため、解像度を高めることが出来る。
本発明の実施例３のＰＤＰ（プラズマディスプレイパネル）の概略構成図（展開斜視図）を図８に示し、平面図を図９に示す。また、この実施例３のＰＤＰの動作を説明するために、ＰＤＰの構成を簡略化した模式的断面図を図１０に示す。
この実施例３のＰＤＰにおいて、実施例１のＰＤＰと同様の構成には、同一符号を付して、重複説明を省略する。
実施例３のＰＤＰでは、島状の放電電極５と対向する、ＤＣ型電極となる放電電極４，９を、島状の放電電極５の両側に配置している。そして、このＤＣ型電極となる放電電極４，９は、縦方向（アドレス電極７の方向）に隣接する画素で共通に形成されている。
このように構成されているので、縦方向に隣接する２画素の島状の放電電極５の対向電極として、１本のＤＣ型の放電電極４，９を共有することが出来、これにより高解像度化を図ることが出来る。
次に、図８及び図９の構造のＰＤＰを駆動するために印加する、動作パルスのタイミングの例を、図１１に示す。
図１１のごとく、アドレス期間においては、アドレス電極である電極７に信号電圧を加え、バス電極３（Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３，・・・）に順次加えられる走査パルスとの間でアドレス放電を起こし、バス電極３と島状の放電電極５の間にある静電容量８に、信号に応じた電荷を蓄積する。この電荷が形成された画素の島状の放電電極５には、通常のＡＣ型ＰＤＰの放電電極と同様に、壁電圧が現れるので、アドレス放電の有無によって各画素ごとに電極５の電位に差が出来る。そして、図１１に示す駆動の場合、アドレス放電の発生した放電電極５には正の電荷が蓄積され、バス電極３の電位に重畳された電位が電極５の電位となる。
サステイン期間においては、バス電極３のみに正負両極性のサステインパルスを交互に印加する。一方、放電電極４及び放電電極９には、それぞれ異なる電位を印加する。図１１の例では、放電電極４に正電位（Ｖｓ−Ｈｉｇｈ）を印加し、放電電極９に負電位（Ｖｓ−Ｌｏｗ）を印加している。
このように放電電極４及び放電電極９に、それぞれ異なる電位を印加することにより、電位の差の分だけ、バス電極３に印加するサステインパルスの電圧を低くすることが出来る。
また、このようにサステインパルス及び電位を印加することにより、図１０に矢印で示すごとく、高電位側のＤＣ型放電電極４から島状の放電電極５へサステイン放電１を起こし、次に島状の放電電極５から低電位側のＤＣ型放電電極９にサステイン放電２を起こす。このようにして、サステイン放電の極性ごとに放電を移行することが出来る。
なお、バス電極３と放電電極４に加える交流パルスは、図４のごとく同一極性のパルスを両電極に交互に加えても、また図１１のごとく例えばバス電極３のみに正負両極性のパルスを印加しても、ＡＣ型動作としては同じであることは言うまでもない。
 符号の説明
１ 背面側ガラス基板
２ 誘電層
３ バス電極
４、９ 放電電極
５ （島状の）放電電極
６ 隔壁
７ アドレス電極
８ 静電容量
この発明は、プラズマディスプレイパネルとその駆動方法に関する。
現在実用化されているＰＤＰ（プラズマディスプレイパネル）は、前面側に透明な一対の放電電極、所謂サステイン電極を配し、尚かつその表面を透明な低融点ガラス層で被覆し、さらにその低融点ガラス層の表面を保護膜としてＭｇＯ即ち酸化マグネシュウムで被覆し、背面側には上記サステイン電極と交叉してＸＹマトリクスを構成する所謂アドレス電極を配し、さらに画素を既定する隔壁とその表面に塗布された蛍光体により構成された所謂３電極面放電型ＰＤＰ（図１２参照）が主流である。このＰＤＰは、放電電極の表面が誘電層とＭｇＯ保護層とで被覆されたＡＣ型ＰＤＰであり、また蛍光面が背面側に配された所謂反射型蛍光面を有するのが特徴である。
それに対し電極面が誘電層で被覆されていない所謂ＤＣ型ＰＤＰもあり、例えば本発明と同一発明人になる既存技術として、基本構造は上記ＤＣ型ＰＤＰであるが下層にトリガー放電用の電極を配し、その電極を誘電層で覆いその上面に導電性のＤＣ型ＰＤＰ構造を形成した図１３に示すごとき構造の所謂ＡＣ・ＤＣハイブリッド型と呼ばれるＰＤＰ（特許文献１を参照）がある。
また、放電電極の一方を金属のまま放電空間に露出させ、他方を誘電体で被覆した、図１４に示すごとき所謂半ＡＣ型ＰＤＰ構造もある。このＰＤＰの構造及びその駆動方法については、本発明と同一人による先願（特許文献２参照）がある。
また、前記反射蛍光面を有する標準的な３電極面放電型ＰＤＰではあるが、上記前面側の透明電極で構成した放電電極誘電層及び保護層のさらにその表面に、放電電極と同様な透明電極（放電補助電極）を誘電層で被覆しないまま画素ごとに分離された島状にして形成した構造（図１５）もある（特許文献３参照）。
また、同じく本件発明と同一発明人による先願（国際出願ＰＣＴ／ＪＰ０３／１１７７７）において、透明電極及びＭｇＯ保護層を不要とする目的で背面側に放電電極を形成し、バス電極上に誘電層を介して導電性で尚かつ２次電子放射率の高いカソード材例えばＬａＢ６等を画素ごとに島状に形成した図１６に示すごとき構造を提案している。
また、上記電極材料ＬａＢ６をＤＣ型ＰＤＰの陰極に用いた報告（非特許文献１参照）もある。
特開昭５８−３００３８号公報 国際出願ＰＣＴ／ＪＰ９７／０３２９９ 特開平１１−２７３５７３号公報 「Screened LaB6 for DCPDP」、International Display Research Conference、１９９８年
しかしながら、以上の先行する発明及び技術には解決されなければならない多くの課題がある。
まず、現在一般的とされている上記反射型蛍光面を有する所謂３電極面放電型ＰＤＰ（図１２）では、前面側の放電電極、誘電層、ＭｇＯ保護層等は蛍光面からの発光を邪魔しないように出来る限り透明であることが要求されるために、薄膜工程が多く必要となり、製造上の課題が大きい。
また、ＭｇＯ保護層は、真空蒸着工程で形成するため、装置が大がかりで高価である。
これは、上記特許文献２に挙げた半ＡＣ型ＰＤＰ構造（図１４）においても、ＭｇＯ保護層を形成するため、同様な課題がある。
一方、上記特許文献３に挙げた構造のＰＤＰ（図１５）は、発光効率の改善効果が期待できるとされるものの、基本構造は上記一般的な反射型蛍光面を有する３電極面放電型ＰＤＰであるから、島状の電極は透明である必要があり、現状ではＩＴＯ即ち酸化インジュウム錫またはネサ即ち酸化錫等で形成されねばならないが、これらの材料は電気抵抗が大きく、二次電子放射率も悪く、さらにイオン衝撃に弱いために、実用には適さない。
また、上記先願発明で提案した図１６に示す構造のＰＤＰにおいては、放電電極が背面側にあるために電極を透明な材料に限定する必要がなく、放電電極として必要な性能即ち導電性、２次電子放射率、耐イオン衝撃性等を考慮して最適な材料例えばＬａＢ６即ち六硼化ランタン等の使用が可能であるという利点を有している。しかし、ＭｇＯ保護層を不要にしたとはいえ、放電空間中に導電性電極を持つＡＣ型ＰＤＰの特徴を充分に生かした構造とは言い難かった。
また、上記非特許文献１に挙げたＰＤＰは、ＤＣ型ＰＤＰであるため、寿命や輝度等の性能面でＡＣ型ＰＤＰに劣っている。
かかる課題に鑑み、本件発明では、ＭｇＯ保護層等製造困難な薄膜工程を廃して安価な厚膜工程で製造することが出来ると共に、低電圧駆動が可能なパネル構造を有するプラズマディスプレイパネルを提供するものである。
上記課題を解決するために、請求項１に記載する第１の発明として、図１に例示するごとく、縦方向に伸張する複数のストライプ状電極所謂アドレス電極７を配し、これと隔壁６で隔てられることで適度な間隔をもって横方向に伸張して対峙する一対で複数の主放電電極即ちサステイン電極を構成するためのバス電極３及び４を有する三電極型ＰＤＰであって、この一対のバス電極のうち一方の側即ちバス電極３を誘電層２で被覆し、さらにその上に放電電極として適した材料例えば二次電子放射率の高いＬａＢ６即ち六硼化ランタン、ＣＮＴ即ちカーボンナノチューブ、あるいは耐イオン衝撃性に優れたＲｕＯ２即ち酸化ルテニューム等を画素ごとに分離独立した島状にして形成した、いわば導電性電極を持つＡＣ型電極と言うべき放電電極５を有し、対する他方のバス電極４は誘電層２で被覆せずにバス電極をそのまま、あるいはその上に直接上記放電電極材を塗布した、いわばＤＣ型電極とし、これらを一対として放電電極とした構造とする。
また、請求項２に記載する第２の発明として、図５に例示するごとく、上記バス電極３の上面に上記誘電層２を介してアドレス電極７の方向である縦方向、言い換えればバス電極３の線幅方向の両端に分離して、バス電極３に対して独立した島状の放電電極５を２個ずつ形成する。
また、請求項３に記載する第３の発明として、図８に例示するごとく、ＡＣ型の放電電極と対向する他方のＤＣ型電極をＡＣ型電極の両側に配した電極構成とする。
図８においてはＤＣ型放電電極４及び９は、図1０に示すような動作を行うために隣接
する画素と共有する形になっている。
上記請求項３に記載する電極構成のＰＤＰを駆動する方法として、図１１に示すごとく、サステイン期間中に上記ＡＣ型電極５の両側のＤＣ型電極のうち、一方のＤＣ型電極４の電位をＡＣ型電極５の電位よりも高く維持し、他方のＤＣ型電極９の電位をＡＣ型電極５の電位よりも低く維持し、図１０に示すごとくＡＣ型電極５に対する電圧を正負交互に加えて高電位側のＤＣ型電極４からＡＣ型電極５へサステイン放電１を起こし、次にＡＣ型電極５から低電位側のＤＣ電極９にサステイン放電２を起こす。このようにサステイン放電の極性ごとに放電を移行する駆動方法である。
請求項１に記載する第１の発明及び請求項２に記載する第２の発明は、共に図１６に示した先願発明の構成と同様に、ストライプ状に伸張するバス電極に誘電層を介して画素ごとに分離した島状の放電電極５を有しているが、図１に示すごとく上記島状放電電極５に対向する他方の電極４は画素ごとに分離せず、また誘電層２を介すことなくバス電極４をそのまま、またはバス電極４に重畳して導電性の電極材を塗布したストライプ状の所謂ＤＣ型電極であることが異なる。
本件出願に共通する発明の構成、即ち、一方の電極を、誘電層を介した静電容量を有するＡＣ型電極とすると共に、他方の電極を、ＤＣ型ＰＤＰの電極と同様に、バス電極である電流供給用の電極をそのまま放電空間に露出した導電性ストライプ電極即ちＤＣ型電極とすることで、従来の発明にはない大きな効果が生ずる。
以下、本発明による効果を列挙する。
まず、第１の効果として、一対の放電電極の両方に静電容量を有する先願発明の図１６の構造に対し、導電性ストライプ電極側即ち電極４には静電容量即ち電圧降下を生ずる負荷がないため、駆動電圧を低くすることが出来る。
つまり、図１２のごとき従来の一般的な３電極面放電型ＰＤＰにおいても、あるいは上記図１６のごとき構造においても、放電経路にはそれぞれの電極に形成した静電容量２個が直列に挿入されているために、この部分での電位降下により放電空間に印加される電圧が低下する、即ち駆動電圧を高くしなければならないのに対して、本発明のごとく一方の側にのみ静電容量を持つ構造では、この静電容量が１個であるから、従って電位降下も少なく、放電空間に印加される電圧が高く出来るからである。
第２の効果として、上記のごとく放電電極の一方の側には誘電層による容量負荷が無く放電電流による電圧降下が生じないので、対する他方の容量性負荷を持つ電極５の複数に対して共通な対向電極とすることが出来る。
なぜならば、無負荷で低インピーダンスであるがために、複数電極の大きな放電電流が流せるからである。
これにより、画素を高密度に形成することが出来、高解像度化が可能となる。
第３の効果として、容易に製造することが出来、製造工程を簡略化することが可能になる。
先願発明の図１６に示す構造に於いては、島状電極の形状等のばらつきが静電容量のばらつきとなるから、一対の放電電極の両方に島状電極を形成した場合にはこのばらつきは両方の静電容量のばらつきが重畳されて動作条件に多大の影響を及ぼすことになる。
これに対し、本発明のごとく一方の側のみに静電容量を規定する島状電極があれば、他方の電極は低インピーダンスのために形状や線幅のばらつきに対して無関係であるから、製造上の困難を生じることなく広い動作範囲が確保出来る。
第４の効果として、特に、請求項２に記載する図５のごとき構造においては、ひとつのバス電極３に対して独立した放電電極５が２個配置出来るので、解像度を高めることが出来る。
第５及び第６の効果として、特に、請求項３に記載する図８のごとき構造においては、これを駆動するパルスのタイミングを示す図１１で説明されるごとく、静電容量を有するＡＣ型電極である電極３に対して、アドレス期間には電極７の信号パルスと同期して走査パルスを順次印加してアドレス放電を起こし、それにより形成された壁電荷を印加する交流パルスに重畳することによって放電を継続的に維持する所謂サステイン動作期間に於いて、対向する両側のＤＣ型電極の一方の電位を高く、他方の電位を低くすることにより、そのＤＣ電位の分だけＡＣパルスの電圧が低く出来る。
また第７の効果として、上記第２の効果として説明したごとくＤＣ型の放電電極４側は低インピーダンスであり、複数の画素に対する放電電流の供給が可能であるから、図８に示すごとく一本のＤＣ型放電電極４を隣接する両側のＡＣ型電極５の対向電極として共有することが出来るために高解像度化が可能である。
一対の放電電極のうち、一方の側は放電電流を供給するバス電極の上を誘電層で被覆し、そのバス電極と誘電層を挟んで導電性で放電電極としての特性に優れた電極材料例えばＬａＢ６等を画素ごとに分離した島状パターンの放電電極として形成し、他方の側はバス電極を誘電層で被覆せずにそのまま放電空間に露出したストライプ状の放電電極として形成し、あるいはバス電極の上に上記と同様な導電性の電極材料で表面を塗布するが誘電層では被覆しない構造として形成し、メモリー機能に必要な壁電荷を蓄積する静電容量を一対の電極の片側だけに形成する。
アドレス電極は背面側前面側どちらに形成してもよく、また蛍光体も上記放電電極に近接した背面側の隔壁または前面側基板に形成する。
［実施例１］
本発明の実施例１のＰＤＰ（プラズマディスプレイパネル）の概略構成図（展開斜視図）を図１に示し、平面図を図２に示す。また、この実施例１のＰＤＰの動作を説明するために、ＰＤＰの構成を簡略化した模式的断面図を図３に示す。
まず、背面側ガラス基板１には、画面横方向に伸張するバス電極３及びそれと並行する放電電極４が形成されている。
バス電極３は誘電層２で被覆され、放電電極４は放電空間に直接露出している。
なお、図１において、放電電極４は誘電層２の上に形成されているが、勿論バス電極３と同様にガラス基板１に直接形成されてもよく、その場合には誘電層２はバス電極３のみを被覆するようにすればよい。
放電電極５は誘電層２の上に形成されている。この放電電極５は、導電性の材料で形成されるが、図１のごとく画素ごとに分離された島状になっているため、図３のごとくバス電極３との間の誘電層２によって画素ごとに独立した静電容量８を形成する。
バス電極３は、放電空間には直接露出していないために、放電電極としての特性を必要とせず、良好な導電性を持つ例えば金、銀、ニッケル等のインクペーストをスクリーン印刷し５００〜６００℃で焼成することで容易に得られる。
バス電極３を被覆する誘電層２は、通常のＡＣ型ＰＤＰと同様に、低融点ガラスのインクペーストを同じくスクリーン印刷等の方法で約２０〜３０μｍの厚さに形成し、同じく５００〜６００℃で焼成して得られる。
主放電電極となる放電電極５と放電電極４は、放電に適した材料、即ち２次電子放射率が高く、尚かつ耐イオン衝撃性に優れた材料、例えばＬａＢ６（六硼化ランタン）やＣＮＴ（カーボンナノチューブ）、あるいはＲｕＯ２（酸化ルテニューム）等を用いる。
なお放電電極４は、放電空間に露出する表面が上記材料で被覆されていれば、その下層にはバス電極３と同様に良導電性の銀、ニッケル等の材料をスクリーン印刷等の方法で形成すればよい。
また放電電極４及び５の電極材料は、ペースト状にしてスクリーン印刷で形成しても、メッキ、静電塗装、または粉末状でのダスティング法など、いくつかの方法で形成することが可能である。
なお、図１においては、アドレス電極７の配置を特に明確にはしていない。これは、本発明の本質と直接関係がないので、その詳細説明を省略しているためである。
アドレス電極７は、背面基板１に対向した前面基板側に、あるいは隔壁６上に形成される。また、アドレス電極７は、誘電層で被覆されていてもいなくとも、動作上同じであることは他のＰＤＰと同様である。
また、本実施例では、バス電極３の線幅が、放電電極４の線幅に比して広くなっている。この理由は、放電電極５とバス電極３の間に形成される静電容量８を大きくし、充分な放電電流の供給を可能にするためである。
一方、放電電極４の側には容量負荷がないので、放電電極４は充分な導電性さえあれば線幅に関係なく放電電流が流れる。そして、放電電極４の幅を細くするほど、面積利用率が良くなり、ＰＤＰの高解像度化が図れる。
また同様の理由から、主放電時の対向する電極として放電電極４の両側の隣接する画素で共用することが可能であり、本発明の主要な効果として上記のごとく第７の効果として特記してある。
なお、カラーＰＤＰにおいては、放電からの紫外線により蛍光体を照射発光させる。この蛍光体を塗布する部位に関しては、本発明の本質とは無関係であり、図示が煩雑になるために明示されていない。例えば、図１２に示したＰＤＰやその他の従来構造ＰＤＰと同様に、隔壁６の壁面あるいは前面側ガラス基板に塗布されることは言うまでもない。
また、それぞれのバス電極３（Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３，・・・）は、画面縦方向に伸張するアドレス電極７（図２では省略）と直交して、ＸＹマトリクスを構成している。
次に、図１及び図２の構造のＰＤＰを駆動するために印加する、動作パルスのタイミングの例を、図４に示す。
図４のごとく、図１の構造のＰＤＰの駆動は、基本的に従来構造の所謂３電極面放電型のＡＣ型ＰＤＰと同じである。
アドレス期間においては、アドレス電極である電極７に信号電圧を加え、バス電極３（Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３，・・・）に順次加えられる走査パルスとの間でアドレス放電を起こし、バス電極３と島状の放電電極５の間にある静電容量８に、信号に応じた電荷を蓄積する。この電荷が形成された画素の島状の放電電極５には、通常のＡＣ型ＰＤＰの放電電極と同様に、壁電圧が現れるので、アドレス放電の有無によって各画素ごとに電極５の電位に差が出来る。そして、図４に示す駆動の場合、アドレス放電の発生した放電電極５には正の電荷が蓄積され、バス電極３の電位に重畳された電位が電極５の電位となる。
サステイン期間においては、通常のＡＣ型ＰＤＰと同様にして、電極３と電極４に交互にサステインパルスを加えることにより、上記壁電荷を利用したメモリー動作が行われる。この図４に示す例では、電極３及び電極４に対して、同一極性のサステインパルスを交互に加えている。
［実施例２］
本発明の実施例２のＰＤＰ（プラズマディスプレイパネル）の概略構成図（展開斜視図）を図５に示し、平面図を図６に示す。また、この実施例２のＰＤＰの動作を説明するために、ＰＤＰの構成を簡略化した模式的断面図を図７に示す。
この実施例２のＰＤＰにおいて、実施例１のＰＤＰと同様の構成には、同一符号を付して、重複説明を省略する。
実施例２のＰＤＰでは、島状の放電電極５を、アドレス電極７の方向である縦方向の、すなわちバス電極３の線幅方向の、両側に分離して、２つずつ形成している。
このように構成したことにより、１つのバス電極３に対して、独立した放電電極５が２個ずつ設けられているため、解像度を高めることが出来る。
［実施例３］
本発明の実施例３のＰＤＰ（プラズマディスプレイパネル）の概略構成図（展開斜視図）を図８に示し、平面図を図９に示す。また、この実施例３のＰＤＰの動作を説明するために、ＰＤＰの構成を簡略化した模式的断面図を図１０に示す。
この実施例３のＰＤＰにおいて、実施例１のＰＤＰと同様の構成には、同一符号を付して、重複説明を省略する。
実施例３のＰＤＰでは、島状の放電電極５と対向する、ＤＣ型電極となる放電電極４，９を、島状の放電電極５の両側に配置している。そして、このＤＣ型電極となる放電電極４，９は、縦方向（アドレス電極７の方向）に隣接する画素で共通に形成されている。
このように構成されているので、縦方向に隣接する２画素の島状の放電電極５の対向電極として、１本のＤＣ型の放電電極４，９を共有することが出来、これにより高解像度化を図ることが出来る。
次に、図８及び図９の構造のＰＤＰを駆動するために印加する、動作パルスのタイミングの例を、図１１に示す。
図１１のごとく、アドレス期間においては、アドレス電極である電極７に信号電圧を加え、バス電極３（Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３，・・・）に順次加えられる走査パルスとの間でアドレス放電を起こし、バス電極３と島状の放電電極５の間にある静電容量８に、信号に応じた電荷を蓄積する。この電荷が形成された画素の島状の放電電極５には、通常のＡＣ型ＰＤＰの放電電極と同様に、壁電圧が現れるので、アドレス放電の有無によって各画素ごとに電極５の電位に差が出来る。そして、図１１に示す駆動の場合、アドレス放電の発生した放電電極５には正の電荷が蓄積され、バス電極３の電位に重畳された電位が電極５の電位となる。
サステイン期間においては、バス電極３のみに正負両極性のサステインパルスを交互に印加する。一方、放電電極４及び放電電極９には、それぞれ異なる電位を印加する。図１１の例では、放電電極４に正電位（Ｖｓ−Ｈｉｇｈ）を印加し、放電電極９に負電位（Ｖｓ−Ｌｏｗ）を印加している。
このように放電電極４及び放電電極９に、それぞれ異なる電位を印加することにより、電位の差の分だけ、バス電極３に印加するサステインパルスの電圧を低くすることが出来る。
また、このようにサステインパルス及び電位を印加することにより、図１０に矢印で示すごとく、高電位側のＤＣ型放電電極４から島状の放電電極５へサステイン放電１を起こし、次に島状の放電電極５から低電位側のＤＣ型放電電極９にサステイン放電２を起こす。このようにして、サステイン放電の極性ごとに放電を移行することが出来る。
なお、バス電極３と放電電極４に加える交流パルスは、図４のごとく同一極性のパルスを両電極に交互に加えても、また図１１のごとく例えばバス電極３のみに正負両極性のパルスを印加しても、ＡＣ型動作としては同じであることは言うまでもない。
本発明の実施例１のＰＤＰの概略構成図（展開斜視図） 実施例１のＰＤＰの電極配置を説明する平面図 実施例１のＰＤＰの動作を説明する模式的断面図 実施例１のＰＤＰを駆動する動作パルスの例 本発明の実施例２のＰＤＰの概略構成図（展開斜視図） 実施例２のＰＤＰの電極配置を説明する平面図 実施例２のＰＤＰの動作を説明する模式的断面図 本発明の実施例３のＰＤＰの概略構成図（展開斜視図） 実施例３のＰＤＰの電極配置を説明する平面図 実施例３のＰＤＰの動作を説明する模式的断面図 実施例３のＰＤＰを駆動する動作パルスの例 従来例の３電極面放電型ＰＤＰの展開斜視図 従来例のトリガー電極を有するＡＣ・ＤＣハイブリッド型ＰＤＰの展開斜視図 従来例の半ＡＣ型ＰＤＰの展開斜視図 従来例の導電性補助放電電極を有する３電極面放電型ＰＤＰの断面図 導電性電極を有するＡＣ型ＰＤＰの展開斜視図
符号の説明
１ 背面側ガラス基板
２ 誘電層
３ バス電極
４，９ 放電電極
５ （島状の）放電電極
６ 隔壁
７ アドレス電極
８ 静電容量

Claims (4)

  1. 一対の放電電極を複数配し、その両放電電極間に互いに極性の異なるパルスを交互に印加して動作するＡＣ型プラズマディスプレイパネルに於いて、
    上記一対の放電電極のうちの一方の側は、放電電流を供給するバス電極の上を誘電層で被覆し、そのバス電極と誘電層を挟んで導電性で放電電極としての特性に優れた電極材料を画素ごとに分離した島状の放電電極として形成し、
    上記一対の放電電極のうちの他方の側は、バス電極を誘電層で被覆せずにそのまま放電空間に露出したストライプ状の放電電極として形成し、あるいはバス電極の上に上記と同様な導電性の電極材料で表面を塗布するが誘電層では被覆しない構造とし、
    これらの電極を一対の放電電極として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. 請求の範囲第１項に記載したプラズマディスプレイパネルにおいて、前記一対の放電電極のうち、誘電層で被覆した側の放電電極に於いて、誘電層を介して形成する島状の放電電極を、バス電極の線幅方向即ちバス電極に直交する方向の線幅の両側に分離して配したことを特徴とするプラズマディスプレイパネル。
  3. 請求の範囲第１項または第２項に記載したプラズマディスプレイパネルにおいて、前記島状の放電電極と、前記島状の放電電極を挟むごとく両側に前記バス電極と並行して伸張し、前記誘電層では被覆しない前記ストライプ状の放電電極とを配し、アドレス電極と共に４電極構成としたことを特徴とするプラズマディスプレイパネル。
  4. 請求の範囲第３項に記載した４電極構成のプラズマディスプレイパネルを駆動する方法であって、サステイン期間において、前記島状電極を挟む２本の前記ストライプ状の放電電極のうち一方のストライプ状の放電電極を前記島状の放電電極に対して正側の電位に、また他方のストライプ状の放電電極を前記島状の放電電極に対して負側の電位になるようにして駆動することを特徴とするプラズマディスプレイパネルの駆動方法。
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