JPWO2007132517A1 - プラズマディスプレイパネル - Google Patents

Abstract

リセット放電の発光が遮蔽されるように部分的に遮光膜を形成することで、リセット放電による表示輝度や駆動の安定性を維持しながら、黒輝度を低減する。複数の表示電極を一定の方向に配置することで表示電極間に放電スリットを形成した前面側の基板と、複数のアドレス電極を表示電極と交差する方向に配置した背面側の基板とを、表示電極とアドレス電極との交差部がセルとなるように対向配置し、前記放電スリットでアドレス準備のためのリセット放電とアドレスされたセルで表示のためのサスティン放電を発生させるプラズマディスプレイパネルにおいて、前面側の基板のリセット放電による発光領域に遮光膜（３１）を配置する。

Description

本発明は、プラズマディスプレイパネル（ＰＤＰ）に関し、さらに詳しくは、３電極面放電型ＰＤＰの電極構造に関する。

従来のＰＤＰとして、ＡＣ駆動型の３電極面放電型ＰＤＰが知られている。このＰＤＰは、一方の基板（例えば前面側または表示面側の基板）の内面に面放電が可能な表示電極を水平方向に多数設け、他方の基板（例えば背面側の基板）の内面に発光セル選択用のアドレス電極を表示電極と交差する方向に多数設け、表示電極とアドレス電極との交差部を１つのセル（単位発光領域）とするものである。１画素は、赤色（Ｒ）セルと、緑色（Ｇ）セルと、青色（Ｂ）セルとの３つのセルで構成される。
ＰＤＰは、このように作製した前面側の基板と背面側の基板とを対向させて周辺を封止した後、内部に放電ガスを封入することにより製造されている。

この構造のＰＤＰは、一般にアドレス・表示分離方式で駆動される。この駆動においては、１フレームを、輝度の重み付けをした複数のサブフレーム（以下「ＳＦ」という）で構成する。たとえば、１：２：４：８：１６：３２：６４：１２８の輝度比を持つ８つのサブフレームＳＦ１〜ＳＦ８で構成する。各ＳＦは、全てのセルを初期化するリセット期間（アドレス準備期間）と、発光させるべきセルを選択するアドレス期間と、選択したセルの発光を維持するサスティン期間とで構成する。そして、所望のサブフレームの期間だけセルを発光させることにより、階調表示を行うようにしている。

上記のリセット期間では、全てのセルにリセット放電を発生させる。アドレス期間では、発光させるべきセルにアドレス放電を発生させる。サスティン期間では、アドレス放電を発生させたセルにサスティン放電（維持放電）を発生させる。

このＰＤＰの表示では、上述したように、リセット期間では初期化のために全てのセルに対し放電を発生させる。このため、画面の黒表示の部分もわずかに発光しており、このリセット放電による発光が大きいと、画面のコントラストが低下する。なお、画面に黒表示を行った時の輝度を本発明では黒輝度（又は背景輝度）と呼ぶ。

従来では、このような黒輝度を低減させるためにリセット放電用の電圧として鈍波またはランプ波形の電圧を印加し、放電強度の弱いリセット放電を発生させる方法がとられていた（特許文献１参照）。
特開平１１−３５２９２４号公報

しかしながら、コントラストの改善のためには黒輝度はできるだけ低い方が望ましい。

本発明は、このような事情を考慮してなされたもので、リセット放電とサスティン放電との発光形態の相違に着目し、リセット放電の発光が遮蔽されるように部分的に遮光膜を形成することで、リセット放電による表示輝度や駆動の安定性効果を維持しながら、黒輝度を低減するものである。

本発明は、複数の表示電極を一定の方向に配置することで表示電極間に面放電のためのスリットを形成した前面側の基板と、複数のアドレス電極を表示電極と交差する方向に配置した背面側の基板とを、表示電極とアドレス電極との交差部がセルとなるように対向配置し、前記表示電極間のスリットでアドレス準備のためのリセット放電とアドレスされたセルの表示電極間で表示のためのサスティン放電を発生させるプラズマディスプレイパネルにおいて、前記前面側の基板のリセット放電による発光領域に遮光膜を配置したことを特徴とするプラズマディスプレイパネルである。

本発明によれば、リセット放電による発光が遮光されるので、黒輝度の低減と表示輝度の向上を両立させることができ、表示のコントラストを向上させることができる。

本発明のＰＤＰの構成を示す説明図である。 本発明の第１実施例を示す説明図である。 図２（ａ）のIII−III断面を示す図である。 本発明の第２実施例を示す説明図である。 図４のV−V断面を示す図である。 本発明の第３実施例を示す説明図である。 図６のVII−VII断面を示す図である。 遮光膜を配置していない場合の比較例を示す説明図である。 図８（ａ）のIX−IX断面を示す図である。

符号の説明

１０ ＰＤＰ
１１ 前面側の基板
１２ 透明電極
１３ バス電極
１７，２４ 誘電体層
１９ 保護膜
２１ 背面側の基板
２８Ｒ，２８Ｇ，２８Ｂ 蛍光体層
２９ 隔壁
３０ 放電空間
Ａ アドレス電極
Ｌ 表示ライン
Ｘ，Ｙ 表示電極

本発明において、前面側の基板および背面側の基板としては、ガラス、石英、セラミックス等の基板や、これらの基板上に、電極、絶縁膜、誘電体層、保護膜等の所望の構成物を形成した基板が含まれる。

複数の表示電極は、前面側の基板に一定の方向に配置され、表示電極間に放電スリットを形成したものであればよい。また、複数のアドレス電極は、背面側の基板に、表示電極と交差する方向に配置されたものであればよい。

表示電極およびアドレス電極は、当該分野で公知の各種の材料と方法を用いて形成することができる。電極に用いられる材料としては、例えば、ＩＴＯ、ＳｎＯ₂などの透明な導電性材料や、Ａｇ、Ａｕ、Ａｌ、Ｃｕ、Ｃｒなどの金属の導電性材料が挙げられる。電極の形成方法としては、当該分野で公知の各種の方法を適用することができる。たとえば、印刷などの厚膜形成技術を用いて形成してもよいし、物理的堆積法または化学的堆積法からなる薄膜形成技術を用いて形成してもよい。厚膜形成技術としては、スクリーン印刷法などが挙げられる。薄膜形成技術の内、物理的堆積法としては、蒸着法やスパッタ法などが挙げられる。化学的堆積方法としては、熱ＣＶＤ法や光ＣＶＤ法、あるいはプラズマＣＶＤ法などが挙げられる。

本発明において、遮光膜は、前面側の基板のリセット放電による発光領域に配置されていればよい。この遮光膜は、当該分野で公知の各種の材料と方法を用いて形成することができる。たとえば、遮光膜は、黒色顔料や、暗色の誘電体を用いて形成することができる。遮光膜は、その他に、絶縁性が必要とされない領域であれば、上述した電極と同じ材料を用いて形成してもよい。

上記構成において、遮光膜は、スリットの中央部に配置されていることが好ましい。また、遮光膜は、一方の表示電極がリセット放電発生時において陽極となる場合には、スリットの一方の表示電極側のエッジ部に配置されていてもよい。

この発明は、また、面放電のための複数の表示電極を一方向に配列させて設けた前面側の基板と、複数のアドレス電極を表示電極と交差する方向に設けた背面側の基板とを、表示電極とアドレス電極との交差部がセルとなるように対向配置し、前記表示電極とアドレス電極との間でアドレス準備のためのリセット放電とアドレスされたセルの表示電極間で表示のためのサスティン放電を発生させるプラズマディスプレイパネルにおいて、前記前面側の基板のリセット放電による発光領域に遮光膜を配置したことを特徴とするプラズマディスプレイパネルである。

以下、図面に示す実施の形態に基づいて本発明を詳述する。なお、本発明はこれによって限定されるものではなく、各種の変形が可能である。

図１（ａ）および図１（ｂ）は本発明のＰＤＰの構成を示す説明図である。図１（ａ）は全体図、図１（ｂ）は部分分解斜視図である。このＰＤＰはカラー表示用のＡＣ駆動型の３電極面放電型ＰＤＰである。

本ＰＤＰ１０は、前面側の基板１１と背面側の基板２１から構成されている。前面側の基板１１と背面側の基板２１としては、ガラス基板、石英基板、セラミックス基板等を使用することができる。

前面側の基板１１の内側面には、水平方向に表示電極Ｘと表示電極Ｙが等間隔に配置されている。隣接する表示電極Ｘと表示電極Ｙとの間が全て表示ラインＬとなる。各表示電極Ｘ，Ｙは、ＩＴＯ、ＳｎＯ₂などの幅の広い透明電極１２と、例えばＡｇ、Ａｕ、Ａｌ、Ｃｕ、Ｃｒ及びそれらの積層体（例えばＣｒ／Ｃｕ／Ｃｒの積層構造）等からなる金属製の幅の狭いバス電極１３から構成されている。表示電極Ｘ，Ｙは、Ａｇ、Ａｕについてはスクリーン印刷のような厚膜形成技術を用い、その他については蒸着法、スパッタ法等の薄膜形成技術とエッチング技術を用いることにより、所望の本数、厚さ、幅及び間隔で形成することができる。

なお、本ＰＤＰでは、表示電極Ｘと表示電極Ｙが等間隔に配置され、隣接する表示電極Ｘと表示電極Ｙとの間が全て表示ラインＬとなる、いわゆるＡＬＩＳ構造のＰＤＰとなっているが、対となる表示電極Ｘ，Ｙが放電の発生しない間隔（非放電ギャップ）を隔てて配置された構造のＰＤＰであっても、本発明を適用することができる。

表示電極Ｘ，Ｙの上には、表示電極Ｘ，Ｙを覆うように誘電体層１７が形成されている。誘電体層１７は、低融点ガラスペーストを、前面側の基板１１上にスクリーン印刷法で塗布し、焼成することにより形成している。誘電体層１７は、プラズマＣＶＤ法でＳｉＯ₂膜を成膜することにより形成してもよい。

誘電体層１７の上には、表示の際の放電により生じるイオンの衝突による損傷から誘電体層１７を保護するための保護膜１８が形成されている。この保護膜はＭｇＯで形成されている。保護膜は、電子ビーム蒸着法やスパッタ法のような、当該分野で公知の薄膜形成プロセスによって形成することができる。

背面側の基板２１の内側面には、平面的にみて表示電極Ｘ，Ｙと交差する方向に複数のアドレス電極Ａが形成され、そのアドレス電極Ａを覆って誘電体層２４が形成されている。アドレス電極Ａは、一方の表示電極Ｙとの交差部で発光セルを選択するためのアドレス放電を発生させるものであり、Ｃｒ／Ｃｕ／Ｃｒの３層構造で形成されている。このアドレス電極Ａは、その他に、例えばＡｇ、Ａｕ、Ａｌ、Ｃｕ、Ｃｒ等で形成することもできる。アドレス電極Ａも、表示電極Ｘ，Ｙと同様に、Ａｇ、Ａｕについてはスクリーン印刷のような厚膜形成技術を用い、その他については蒸着法、スパッタ法等の薄膜形成技術とエッチング技術を用いることにより、所望の本数、厚さ、幅及び間隔で形成することができる。誘電体層２４は、誘電体層１７と同じ材料、同じ方法を用いて形成することができる。

隣接するアドレス電極Ａとアドレス電極Ａとの間の誘電体層２４上には、ストライプ状の複数の隔壁２９が形成されている。隔壁２９の形状はこれに限定されず、放電空間をセルごとに区画するメッシュ状であってもよい。隔壁２９は、サンドブラスト法、印刷法、フォトエッチング法等により形成することができる。例えば、サンドブラスト法では、低融点ガラスフリット、バインダー樹脂、溶媒等からなるガラスペーストを誘電体層２４上に塗布して乾燥させた後、そのガラスペースト層上に隔壁パターンの開口を有する切削マスクを設けた状態で切削粒子を吹きつけて、マスクの開口に露出したガラスペースト層を切削し、さらに焼成することにより形成する。また、フォトエッチング法では、切削粒子で切削することに代えて、バインダー樹脂に感光性の樹脂を使用し、マスクを用いた露光及び現像の後、焼成することにより形成する。

隔壁２９間の凹溝状の放電空間の側面及び底面には、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の蛍光体層２８Ｒ，２８Ｇ，２８Ｂが形成されている。蛍光体層２８Ｒ，２８Ｇ，２８Ｂは、蛍光体粉末とバインダー樹脂と溶媒とを含む蛍光体ペーストを隔壁２９間の凹溝状の放電空間内にスクリーン印刷、又はディスペンサーを用いた方法などで塗布し、これを各色毎に繰り返した後、焼成することにより形成している。この蛍光体層２８Ｒ，２８Ｇ，２８Ｂは、蛍光体粉末と感光性材料とバインダー樹脂とを含むシート状の蛍光体層材料（いわゆるグリーンシート）を使用し、フォトリソグラフィー技術で形成することもできる。この場合、所望の色のシートを基板上の表示領域全面に貼り付けて、露光、現像を行い、これを各色毎に繰り返すことで、対応する隔壁間に各色の蛍光体層を形成することができる。

ＰＤＰは、上記した前面側の基板１１と背面側の基板２１とを、表示電極Ｘ，Ｙとアドレス電極Ａとが交差するように対向配置し、周囲を封止し、隔壁２９で囲まれた放電空間３０にＸｅとＮｅとを混合した放電ガスを充填することにより作製されている。このＰＤＰでは、表示電極Ｘ，Ｙとアドレス電極Ａとの交差部の放電空間３０が、表示の最小単位である１つのセル（単位発光領域）となる。１画素はＲ、Ｇ、Ｂの３つのセルで構成される。

表示は、アドレス・表示分離方式で行う。この駆動においては、１フレームを、輝度の重み付けをした８つのサブフレームＳＦ１〜ＳＦ８で構成する。サブフレームＳＦ１〜ＳＦ８の輝度比は、１：２：４：８：１６：３２：６４：１２８である。

そして、各ＳＦを、全てのセルを初期化するリセット期間と、発光させるべきセルを選択するアドレス期間と、選択したセルの発光を維持するサスティン期間とで構成する。そして、所望のサブフレームの期間だけセルを発光させることにより、階調表示を行う。

リセット期間では、全ての表示電極Ｘ，Ｙ間にリセット電圧を印加してリセット放電を発生させ、各セルの帯電状態を均一にしておく。

アドレス期間では、表示電極Ｙに走査電圧を順次印加し、その間に所望のアドレス電極Ａに電圧を印加することで、表示電極Ｙとアドレス電極Ａとの交差部でアドレス放電を発生させて発光セルを選択する。

サスティン期間では、アドレス放電によってセルの表示電極Ｙ上に形成された壁電荷を利用して、表示電極Ｘと表示電極Ｙとの間でサスティン放電（表示放電または維持放電とも呼ばれる）を発生させる。

アドレス放電は、上下方向に対向するアドレス電極Ａと表示電極Ｙとの間の対向放電であり、サスティン放電は、平面上に平行に配置された表示電極Ｘ，Ｙ間の面放電である。
第１実施例

図２（ａ）、図２（ｂ）、図２（ｃ）および図３は本発明の第１実施例を示す説明図である。図２（ａ）はＰＤＰを平面的に見た状態を示している。図２（ｂ）は図２（ａ）のIII−III断面におけるリセット放電時の発光強度を示している。この図でわかるようにリセット放電は透明電極間のスリットにおいて発生している。図２（ｂ）は図２（ａ）のIII−III断面におけるサスティン放電時の発光強度を示している。この図でわかるようにサスティン放電はバス電極間の透明電極全体において発生している。図３は図２（ａ）のIII−III断面を示している。

本例では、前面側の基板１１の表示電極Ｘと表示電極Ｙ間のスリットに暗色の遮光膜３１を配置している。この遮光膜３１により、リセット放電時の発光は、図２（ｂ）の点線の部分が遮光される。また、サスティン放電時の発光は、図２（ｃ）の点線の部分が遮光される。このように遮光することにより、リセット放電による発光の大部分を遮光し、サスティン放電による発光の遮光を小さく抑えることができる。したがって、放電空間から表示面側への光の取り出し効率が、リセット放電時による発光よりもサスティン放電時による発光の方が大きくなる。

遮光膜３１は、黒色顔料や、暗色の誘電体を用いて形成する。遮光膜３１は、その他に、絶縁性が要求されない領域であれば、バス電極１３と同じ材料を用いて形成してもよい。

この遮光膜の配置は、ＸＹ電極間（表示電極Ｘと表示電極Ｙとの間）の面放電を主としてリセット放電に利用している駆動方式の場合において有効である。これにより、リセット放電時の発光をより効率よく遮断し、かつサスティン放電時の発光を効率よく取り出すことができ、黒輝度を低減しつつ、表示輝度を向上させることができる。
第２実施例

図４および図５は本発明の第２実施例を示す説明図である。図４はＰＤＰを平面的に見た状態を示している。図５は図４のV−V断面を示している。
本例では、前面側の基板１１の表示電極Ｙ側のスリット端縁部に遮光膜３２を配置している。この配置は、表示電極Ｘまたは表示電極Ｙのどちらか一方を陽極として発生させる面放電を主としてリセット放電に利用している駆動方式の場合において有効である。本例の場合は、陽極の表示電極Ｙ側で強いリセット放電が発生されるので、遮光膜３２によって効果的にリセット放電を遮光することができる。これとは逆に、表示電極Ｘ側を陽極とした場合には、表示電極Ｘ側のスリット端縁部に遮光膜３２を配置する。

このような遮光膜の配置であれば、リセット放電はスリット中央部から表示電極Ｘまたは表示電極Ｙのどちらか一方に偏った発光をする。これにより、リセット放電時の発光をより効率よく遮断し、かつサスティン放電はより効率よく取り出すことができ、表示輝度の向上と黒輝度の低減を図ることができる。
第３実施例

図６および図７は本発明の第３実施例を示す説明図である。図６はＰＤＰを平面的に見た状態を示している。図７は図６のVII−VII断面を示している。
本例では、前面側の基板１１のアドレス電極Ａと表示電極Ｙの交差領域に遮光膜３３を配置している。

この配置は、主としてアドレス電極Ａと表示電極Ｙとの間の対向放電をリセット放電として利用している駆動方式の場合において、効果的にリセット放電を遮光することができる。これとは逆に、アドレス電極Ａと表示電極Ｘとの間の対向放電をリセット放電として利用している駆動方式の場合においては、前面側の基板１１のアドレス電極Ａと表示電極Ｘの交差領域に遮光膜３３を配置する。

つまり、この遮光膜の配置は、ＡＹ電極間（アドレス電極Ａと表示電極Ｙとの間）、またはＡＸ電極間（アドレス電極Ａと表示電極Ｘとの間）の対向放電を主としてリセット放電に利用している駆動方式の場合において有効である。これにより、リセット放電時の発光をより効率よく遮断し、かつサスティン放電の発光はより効率よく取り出すことができ、表示輝度の向上と黒輝度の低減を図ることができる。
比較例

図８（ａ）、図８（ｂ）、図８（ｃ）および図９は本発明の遮光膜を配置していない場合の比較例を示す説明図である。図８（ａ）はＰＤＰを平面的に見た状態を示している。図８（ｂ）は図８（ａ）のIX−IX断面におけるリセット放電時の発光強度を示している。図８（ｃ）は図８（ａ）のIX−IX断面におけるサスティン放電時の発光強度を示している。図９は図８（ａ）のIX−IX断面を示している。

ＡＣ型のＰＤＰでは、黒輝度はリセット放電の発光輝度に依存し、表示輝度はサスティン放電の発光輝度に依存して、それぞれその発光輝度が決まる。ディスプレイの性能としては、黒輝度を低減し、表示輝度を大きくすることが望ましい。

リセット放電は、一般に、鈍波（電圧が徐々に上昇または下降する電圧パルス）による電圧波形を、ＸＹ電極間（表示電極Ｘと表示電極Ｙとの間）や、ＡＹ電極間、あるいはＡＸ電極間に印加し、放電を発生させることにより行っている。したがって、ＸＹ電極間の面放電によるリセット放電では、電極の一方の端部から電極間の中央部の狭い領域に限定された箇所で発光する（図８（ｂ）参照）。また、ＡＹ電極間の対向放電によるリセット放電でも同様に、ＡＹ電極間の交差領域を中心とする狭い領域に限定された箇所で発光する。

これに対し、サスティン放電は、矩形波による電圧波形をＸＹ電極間に印加させて放電させるため、バス電極間の放電空間全体にわたる広い領域で発光する（図８（ｃ）参照）。
つまり、サスティン放電の発光は電極全面に広がった発光であるのに対し、鈍波によるリセット放電の発光は電極の端部間（スリット領域）のみに限定された発光である。

本発明では、この２つの発光形態が異なることを利用している。図８（ｃ）と図２（ｃ）を比較した場合、本発明の遮光膜がない場合には、サスティン放電の輝度は大きい。しかし、サスティン放電とリセット放電との輝度差という点では、本発明の遮光膜があるほうが、遮光膜がない場合よりも大きくなる。したがって本発明の遮光膜を配置することで、画面のコントラストを向上させることができる。

このように、本発明の遮光膜を配置したパネル構造であれば、遮光膜による遮光により、サスティン発光の高い取り出し効率を維持しつつ、効果的にリセット発光を遮蔽することができる。

以上説明したように、本実施例によれば、リセット放電で発光する領域に遮光膜を配置することにより、黒輝度の低減と表示輝度の向上を両立させることができ、画面のコントラストを向上させることができる。これにより、リセット性能を低下させるとことなく（駆動マージンを狭めることなく）、背景輝度を低減することができる。

Claims (4)

1. 複数の表示電極を一定の方向に配置することで表示電極間に面放電のためのスリットを形成した前面側の基板と、複数のアドレス電極を表示電極と交差する方向に配置した背面側の基板とを、表示電極とアドレス電極との交差部がセルとなるように対向配置し、前記表示電極間のスリットでアドレス準備のためのリセット放電とアドレスされたセルの表示電極間で表示のためのサスティン放電を発生させるプラズマディスプレイパネルにおいて、
   前記前面側の基板のリセット放電による発光領域に遮光膜を配置したことを特徴とするプラズマディスプレイパネル。
2. 前記遮光膜は、スリットの中央部に配置され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. 前記遮光膜は、スリットの一方の表示電極側のエッジ部に配置され、前記一方の表示電極がリセット放電発生時において陽極とな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。
4. 面放電のための複数の表示電極を一方向に配列させて設けた前面側の基板と、複数のアドレス電極を表示電極と交差する方向に設けた背面側の基板とを、表示電極とアドレス電極との交差部がセルとなるように対向配置し、前記表示電極とアドレス電極との間でアドレス準備のためのリセット放電とアドレスされたセルの表示電極間で表示のためのサスティン放電を発生させるプラズマディスプレイパネルにおいて、
   前記前面側の基板のリセット放電による発光領域に遮光膜を配置した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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