JP2005019422A - プラズマ表示パネル - Google Patents

Abstract

【課題】セル開口を従来より大幅に増加させ、行電極の数を従来より低減させた、プラズマ表示パネルを提供する。
【解決手段】
行電極を、行軸に沿って所定の幅で行軸の一方の側と他方の側に交互に突出する複数の突出電極部を有する透明電極と、前記透明電極の行軸の下に形成された不透明電極とでもって構成し、列電極を、前記突出電極部で定まる列軸上に位置させる。行電極は、列方向に隣接した二つの行電極との相互作用により、隣接した二つの列方向セル群の放電に関与するようにしたことを特徴とする。
【選択図】 図７

Description

本発明は、プラズマ表示パネル（ＰＤＰ）及びその駆動方法に関するもので、より詳細には行と列の電極が相互に直交するように配列された複数のセルを備え、一つの行の電極が列方向に隣接した２列のセル群の放電に関わるようにして、輝度特性の向上を図ると共に、構造の単純化も図れるようにしたものである。

周知のとおり、ＰＤＰは気体放電現象を用いて、動画像または停止画像を表示する平面表示装置であって、上、下部ガラス基板に配列された行と列の電極により画面全体が複数のセルに区分されたパネルを備えている。
かかるＰＤＰの従来技術による代表的な例を図１〜図３に示す。この例は３電極面放電交流ＰＤＰである。図１は上部基板と下部基板とを分離して示した斜視図で、図２は上部基板の部分的な断面図で、図３は電極配置図である。
従来の３電極面放電交流ＰＤＰは、画像の表示面である上部基板１０と下部基板２０とからなり、双方が一定距離を持って平行に結合されている。

上部基板１０は、下部基板２０に面した側に多数の行電極３０が平行に配置されている。この行電極は２種類の電極からなり、一方をスキャン電極３１、他方をサステーン電極３２と呼ぶ。双方を表示電極という場合もある。それぞれの電極３１、３２は透明な電極３１ａ、３２ａと不透明な金属からなる不透明電極３１ｂ、３２ｂとで構成されている。これらの行電極３０が形成された上部基板１０の表面に行電極を覆うように放電電流を制限する誘電体層４０が形成去れ、その上に行電極３０を保護する保護層５０が形成されている。
スキャン電極３１及びサステーン電極３２のＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ−Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ）材質からなる透明電極３１ａ、３２ａの幅はほぼ３００μｍで、金属からなる不透明電極３１ｂ、３２ｂの幅はほぼ５０−１００μｍである。

下部基板２０は、行方向にセルを区分して放電空間を形成する隔壁６０と、隔壁６０の間に行電極３０に直交するようにそれぞれ形成された列電極７０（アドレス電極）と、放電空間の内部面、両側の隔壁の面と下部基板面に該当アドレス電極７０を取り囲むように形成され、放電時に可視光線を放出する蛍光体層８０とから構成される。
このように構成されるＰＤＰは、電極間の放電時に発生される紫外線で蛍光体を励起させて可視光を発生させるが、その放電原理を図４、図５を参照して説明する。

図４及び図５は、各電極に印加される駆動波形と、その駆動波形による該当セルの壁電荷の推移と放電の過程を示す。
ＰＤＰは放電の強弱調整が難しので、単位時間当たりの放電回数を調整して、画素の階調を得ている。例えば、２５６階調の場合、フレームごとに各放電セルの放電回数を０〜２５５回に分けて放電させると、放電回数によって明るさが変わって２５６階調を実現することができる。また、一つの画素は赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の３個の放電セルからなる。
さらに、各セルの内部で選択的に発生される放電の種類は、画素の指定のためのアドレス放電、放電セルの放電を保持させるサステーン放電、放電セルの保持を中止させる消去放電とからなる。

ここにおいて、アドレス電極７０とスキャン電極３１、サステーン電極３２の間に誘発されるアドレス放電により、放電空間の内部に以前にはなかった壁電荷がスキャン電極３１とサステーン電極３２近所の誘電体層４０に形成される。その壁電荷はスキャン電極３１とサステーン電極３２の間に誘発されるサステーン放電時に維持される。
例えば、各電極３１、３２、７０に図４のような駆動波形が印加されるときの（ａ）〜（ｈ）区間における壁電荷の状態が図５の（ａ）〜（ｈ）に示されている。この図５には放電の状態をも周辺に突起を描いた楕円形で示している。
図５の（ａ）の状態以前には、放電セルに壁電荷が存在しない。図４の（ａ）区間でアドレス電極７０とスキャン電極３１にそれぞれアドレスパルス（Ｖａ）とライトパルス（Ｖｗ）が印加されると、それらの電極７０、３１の間にアドレス放電が誘発される。ライトパルス（Ｖｗ）は通常２μｓ以上の幅を有する。これは壁電荷を形成するための十分な時間である。かかるアドレス放電の後の（ｂ）区間にセルの内部には壁電荷がスキャン電極３１とサステーン電極３２との近くに形成される。

そして、ライトパルス（Ｖｗ）が終了した後の一定時間後スキャン電極３１ととサステーン電極３２とに交互に短いパルスであるサステーンパルス（Ｖｓ）が加えられ、同時にアドレス電極７０に表示のほぼ全期間にわたる幅のパルスが加えられる。サステーンパルス（Ｖｓ）が印加され始めた（ｃ）区間でスキャン電極３１とサステーン電極３２との間にサステーン放電が誘発される。最初のサステーン放電の後の（ｄ）区間の壁電荷は、（ｂ）区間における壁電荷と反対に行われる。
この時、各電極７０、３１、３２におけるサステーン電圧の電圧差は、アドレス電極７０とスキャン電極３１との間の電圧差より低くする。これは誘電体層４０に形成された壁電荷のためであり、壁電荷が形成されていないセルではサステーン放電が発生しない。

その後の、（ｅ）区間と（ｆ）区間は、サステーンパルス（Ｖｓ）によるサステーン放電を示している。このサステーン放電の後の壁電荷は、（ｄ）区間における壁電荷と反対に現れる。
従って、１サステーン周期は（ｃ）区間から（ｆ）区間までであり、１サステーン周期間の放電回数は２回となる。この放電が繰り返される。

最後に消去放電が行われるが、それは（ｇ）区間でスキャン電極３１に加える消去パルス（Ｖｅ）により行われる。この消去パルス（Ｖｅ）は通常１μｓ以下の短いパルス幅を有し、パルスレベル（電圧）もサステーンパルス（Ｖｓ）のレベル（電圧）より低い。この消去パルス（Ｖｅ）によりスキャン電極３１とサステーン電極３２と間に放電が誘発されるが、パルス幅が短く、壁電荷を形成する時間がないので（ｈ）区間で壁電荷のないセルとなる。したがって、その後サステーンパルス（Ｖｓ）を加えても放電は発生しない。

このような放電過程によって、該当セルの放電空間に注入された放電ガスが電子とイオンとに電離されて紫外線が発生し、その紫外線により蛍光体層８０が励起されて可視光線が放出される。その可視光線が対を成す行電極３０の間、すなわちスキャン電極３１とサステーン電極３２と間を通過して外部に放射される。外部では選択されたセルの上述した発光による画像表示を認識する。
前記のような画像表示過程で輝度特性と発光効率は、外部に送り出される可視光線量によって決定され、その可視光線量は様々な因子により決定される。
蛍光体の発光特性を含むその他の因子が同一の条件では、セルの開口率、すなわちスキャン電極３１とサステーン電極３２との離隔距離により決定されるが、透明電極３１ａ、３２ａの影響は少ないので、結局、単位セル内の不透明電極３１ｂ、３２ｂの間の離隔距離（ｒ）により決定されるといえる。すなわち、その離隔距離（開口率）が大きいほど輝度特性及び発光効率が高いということができる。

前述のような従来技術のパネル構造及びこれにともなう駆動方法では、対となっている行電極、すなわちスキャン電極３１とサステーン電極３２により列方向にセルが区分され、発光維持のためには該当セル内に配列された一対の行電極３０間に誘発されるサステーン放電が必須である。
従って、構造的な特性上、不透明電極３１ｂ、３２ｂの離隔距離（ｒ）は、各セル内に配列されるスキャン電極３１とサステーン電極３２との最大距離により制限され、これによって単位セル内で隣接する不透明電極３１ｂ、３２ｂの離隔距離（ｒ）を大きくして、輝度特性及び発光効率を向上させる範囲が制限されるという問題点があった。

本発明は、前記のような従来技術の問題点を解決するために提案されたものである。
第１に、各セルの隣接する不透明電極の離隔距離、すなわちセルの開口率を画期的に増大させ、輝度特性及び発光効率を向上させ、
第２に、行電極（透明電極及び不透明電極）の必要個数を大幅に減少させて、パネルの構造を単純化させることが目的である。

かかる目的等を達成するために本発明ＰＤＰは、互いに平行に結合された２枚の基板それぞれに多数の行電極と列電極を互いに直交するように配列してセルを構成させたプラズマ表示パネルにおいて、前記行電極は、透明電極の上に不透明電極を配置した構成で、その透明電極は不透明電極と重なる部分の両側に所定の幅で突出させた突出部を一方の側の突出部の並びと他方の側の突出部の並びとはその位置が互い違いになるようにずらして配置し、前記列電極は、前記突出部の列方向に並ぶ位置に平行に配置したことを特徴とする。
また、本発明パネル駆動方法は、選択された放電セルの列電極とその境界の一方の側の行電極と間に印加されるスキャン電圧によりアドレス放電を誘発させ、当該セルの境界の両側の行電極にそれぞれ交互に加えられるサステーン電圧によって当該セルにサステーン放電を誘発させることを特徴とする。

前記のような構造を有するＰＤＰは、下記のとおりの駆動方法により、各セルに画像を表示する。
相互に平行を成して結合された２個の基板間に、複数の行・列電極が相互に直交するように配列されて複数のセルを構成し、任意の前記行電極は、列方向に隣接した別の２個の行電極との相互作用により、引接した２個の列方向セル群の放電に関与するプラズマ表示パネルを駆動する方法において；
（１）特定の放電セルに該当する列電極及び行電極と間に印加されるスキャン電圧により、該当列電極と行電極と間にアドレス放電を誘発させ、
（２）前記行電極に印加されるサステーン電圧により、前記行電極とその行電極に隣接した別の行電極と間にサステーン放電を誘発させ、
（３）前記別行電極に印加されるサステーン電圧により、前記行電極と別の行電極との間に再びサステーン放電を誘発させることを特徴とする。
好ましくは、前記放電セルの放電開始電圧は、アドレス放電による壁電圧と隣接したセルに印加される前記のスキャン電圧との和に比して更に高いことを特徴とする。
好ましくは、前記放電セルの放電開始電圧は、前記のアドレス放電による壁電圧と隣接した前記の行電極に印加されるサステーン電圧との和に比して低いことを特徴とする。

以下、本発明の実施形態を添付図面により詳細に説明する。
そして、従来の技術と同一の要素に対しては、同一の参照符号を付けその詳細な説明を省略したこともある。
図６は本発明の一実施形態による構造を有するＰＤＰの上部基板の部分断面図であり、図７は電極配置図である。
本実施形態は、従来同様行電極１０１は透明電極１０１ａとその上に形成された不透明電極１０１ｂとで構成されている。透明電極１０１ａは、不透明電極１０１ｂと重ねられた直線状の部分から図７に示すように、図面上上下に突出した突出部を備えている。すなわち、行電極１０１は図７に示すようにＹ１、Ｙ２、・・・と平行に配置されているが、それぞれの不透明電極１０１ｂから矩形状の突出部が図面上上下にはみ出している形状である。一番上の行電極Ｙ１は図面上上側には突出部を設けていない。最後の行電極も同様に一方にのみ突出部が形成されているのみである。それぞれの矩形の幅はほぼ一つのセルの幅に相当する。例えば、Ｙ１とＹ２との間に形成されるセルの並びの場合、それぞれのセルで図面上上下の行電極から互いに向き合うように突出するように突出部が形成されている。その際双方の突出部は重ならないようにする。同じ、Ｙ１とＹ２の間のセルの並びでは、各突出部は一定の間隔をおいて配置されている。さらに、その行のセルの並びの隣の行のセルの並びのそれぞれの突出部は図７図示のようにセルの半分の幅ほどずれて一定の間隔で配置されている。要するに、本実施形態においてはそれぞれの行電極Ｙ１、Ｙ２・・・はセルの並びの間に配置され、その行電極の両側に並列に並ぶセルに共通に利用される。
アドレス電極である列電極１０２（Ｘ１、Ｘ２・・・）は各セルの列の並びに対応させて配置されている。

このように構成された本発明によるＰＤＰで任意の行電極（Ｙ２）は、隣接した別の行電極（Ｙ１又はＹ３）との相互作用により行方向に並ぶセル群の放電に関与する。以下、各電極１０１、１０２に図８に図示した駆動波形が印加されるものとしてその時の壁電荷ならびに放電の進行状態を、（ａ）〜（ｆ）区間に分けて、図９に示す。
図８の（ａ）状態以前には、放電セルに壁電荷が存在しない状態である。図８の（ａ）区間で列電極Ｘ１及び行電極Ｙ１にアドレスパルスＶａとライトパルスＶｗが印加されると、交差している双方の電極Ｘ１、Ｙ１の間にアドレス放電が誘発される。このアドレス放電でその後の（ｂ）区間にセルの内部には壁電荷が形成される。

この時、壁電荷のほとんどは、行電極Ｙ１の突出部と行電極Ｙ２の突出部とに形成される。すなわち、行電極Ｙ１側には（＋）壁電荷が形成され、行電極Ｙ２側には（−）壁電荷が形成される。
このように、壁電荷が形成された状態に（ｃ）区間でさらに列電極Ｘ２と行電極Ｙ２にアドレスパルスＶａとライトパルスＶｗが印加されると、双方の電極の間でアドレス放電が誘発され、そのアドレス放電後、該当セルの内部にも壁電荷が形成される。以下同様に、任意の列電極と行電極との間にアドレスパルスとライトパルスとが加えられるとそれらが交差したセルにアドレス放電が生じ、その後該当セルに壁電荷が生じる。

その際、例えば、列電極Ｘ２と行電極Ｙ２と間に印加されるスキャン電圧（Ｖａ＋Ｖｗ）により列方向に隣接したセル、すなわち列電極Ｘ１と行電極Ｙ１、Ｙ２とが交差されるセルがその影響を受けてはいけない。
従って、図９の（ｂ）状態のような壁電荷による壁電圧と隣接したセルに印加されるスキャン電圧（Ｖａ＋Ｖｗ）との和が該当セルの放電開始電圧より低くなるように調節し、これにより（ｃ）区間で列電極Ｘ１と行電極Ｙ１、Ｙ２が交差するセルは、図９の（ｃ）状態に壁電荷を保持したままとされる。

その後、（ｄ）区間で行電極Ｙ１、Ｙ３にサステーンパルスＶｓが印加されると、隣接した二つの行電極Ｙ１とＹ２の間のサステーン電圧Ｖｓと壁電圧との和及びＹ３とＹ４との間のサステーン電圧Ｖｓと壁電圧との和がそれぞれ放電開始電圧より高くなって、二つの行電極Ｙ１、Ｙ２の間及びＹ３、Ｙ４の間にサステーン放電が誘発される。最初のサステーン放電後、（ｅ）区間の壁電荷は（ｃ）区間における壁電荷と反対となる。
次に、（ｆ）区間で行電極Ｙ２、Ｙ４にサステーンパルスＶｓが印加されると、Ｙ１、Ｙ２の間のサステーン電圧（Ｖｓ）と壁電圧との和が放電開始電圧より高くなって、それらの行電極Ｙ１、Ｙ２間にさらにサステーン放電が誘発され、その後（ｅ）区間における壁電荷と反対の壁電荷が現れる。同じことが繰り返し行われる。Ｙ３、Ｙ４間でも同様のことが起こっている。

図２に示した従来技術によるＰＤＰと図６に示した本発明によるＰＤＰの電極配置を比較すると、従来は単位セルの中央部付近に行電極が配列されるが、本実施形態では単位セルの両端、すなわちセルの境界面に行電極が配列される。
従って、不透明電極１０１ｂがセルの境界に配置される構造的な特性上、本実施形態による単位セルは隣接した不透明電極１０１ｂ間の離隔距離（ｒ′）が従来技術に比して大きく取ることができる。すなわち、図２及び図６で比較されるとおり、従来の離隔距離（ｒ）より本実施形態の離隔距離（ｒ′）、すなわち開口率がより大きくなり、可視光線の放射量が増大されて輝度特性及び発光効率が向上される。

また、各セルの内側に塗布される赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）の蛍光体は、図１０の図示のとおり、各単位画素１０３が概ね三角構造を成して、同一の色相の蛍光体が隣接しないように塗布することが非常に好ましい。
また一方、上述のような構造から形成された本発明のＰＤＰは、基本的な形状を外れない範囲でその他の実施形態により変更され得る。例えば、図１１は本発明の他の実施形態による構造を有するＰＤＰの電極配置図である。
ここに示したＰＤＰは、図７に示した本発明の一実施形態で不透明電極２０１ｂの形状を変形したものであって、不透明電極を直線状ではなく、図示のようにセルに相当する箇所ではセルから離れるように突出させてジグザグになるように形成している。
このようにすることによって、隣接した不透明電極２０１ｂのセルの箇所における離隔距離を大きくし、単位セルの開口率をより大きくすることが可能である。それに応じて輝度特性及び発光効率が更に向上され、突出された部分により不透明電極２０１ｂの幅が一定に維持されるので、抵抗は同一に保持される。

<発明の効果>
以上において説明したように本発明は、単位セルの開口率が増大されて、輝度特性及び発光効率が向上されることはもちろん、従来は一つのセル当たり２本の行電極が必要であったが、本発明の場合セルの境界に１本だけであるので、行電極の必要個数が大幅に減少し、パネルの構造が単純化されるという効果がある。

従来プラズマ表示パネル（ＰＤＰ）の上、下部基板の分離斜視図であり、 図１に示した上部基板の部分断面図であり、 従来の技術によるＰＤＰの電極配置図であり、 従来技術によって各電極に印加される駆動波形図であり、 図４に示した駆動波形による該当セルの壁電荷の進行状態図であり、 本発明の一実施形態による構造を有するＰＤＰの上部基板の部分断面図であり、 図６に示した上部基板を有するＰＤＰの電極配置図であり、 本発明によって各電極に印加される駆動波形図であり、 図８に示した駆動波形による該当セルの壁電荷の進行状態図であり、 本発明によって、各セルの内側に塗布される蛍光体の配置図であり、 本発明の他の実施形態による構造を有するＰＤＰの電極配置図である。

符号の説明

１０…上部基板、２０…下部基板、１０１…行電極、１０１ａ…透明電極、１０１ｂ，及び２０１ｂ…不透明電極、１０２…列電極、１０３…単位画素、ｒ′…不透明電極間の離隔距離。

Claims (9)

1. 互いに平行に結合された２枚の基板の間に複数の行電極と複数の列電極とが互いに直交するように配列されて複数のセルを構成するプラズマ表示パネルにおいて、
   前記行電極は、行軸に沿って所定の幅で行軸の一方の側と他方の側に交互に突出する複数の突出電極部を有する透明電極と、前記透明電極の行軸の下に形成された不透明電極とを含み、
   前記列電極は前記突出電極部で定まる列軸上に位置し、
   前記行電極は、列方向に隣接した二つの行電極との相互作用により、隣接した二つの列方向セル群の放電に関与することを特徴とするプラズマ表示パネル。
2. 前記所定の幅は単位セルの幅であ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. 列方向に隣接した二つの行電極は、所定の距離で離隔された前記突出電極部と共に平行に形成され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。
4. 前記不透明電極は、前記突出電極部が配置される位置と方向で所定の幅に挟まれ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。
5. 前記不透明電極は、前記突出電極部が配置される位置とそして反対方向に所定の幅で突出されることを特徴とする、請求項４に記載のプラズマディスプレイパネル。
6. 第１基板上に複数の行電極を、第２基板上に複数の列電極を含んでいて、少なくとも一つの行電極が列方向に複数の突出部を有している、プラズマ表示パネルにおいて、
   前記第２基板は第１基板から離隔しており、前記各列電極はアドレス電極であり、前記少なくとも一つの行電極の前記各突出部は、列方向に隣接した各放電領域が一直線にならないように位置されることを特徴とするプラズマ表示パネル。
7. 第１基板上に複数の行電極を、第２基板上に複数の列電極を含んでいて、少なくとも一つの行電極が複数の突出部を有し、前記第１及び第２基板の間に複数のセルが形成されている、プラズマ表示パネルにおいて、
   列方向に隣接した少なくとも二つセルは光を放出するために行電極を共用することを特徴とするプラズマ表示パネル。
8. 第１基板上に複数の行電極を、第２基板に複数の列電極を含んでいて、さらに、前記第２基板上に形成された蛍光体層と、前記第１及び第２基板の間に形成された各隔壁とを含んでいるプラズマ表示パネルにおいて、
   少なくとも一つの行電極は第１方向及び第２方向にそれぞれ突出する突出部を備えることを特徴とするプラズマ表示パネル。
9. 第１基板上に複数の行電極を、第２基板上に複数の列電極を含んでいて、少なくとも一つの行電極は複数の透明電極片を有し、さらに、前記第２基板上に形成された蛍光体層と、第１及び第２基板の間に形成された各隔壁を含んでいるプラズマ表示パネル。

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