JP2006108071A

JP2006108071A - プラズマディスプレイパネル

Info

Publication number: JP2006108071A
Application number: JP2005187637A
Authority: JP
Inventors: Seok-Gyun Woo; 錫均禹; Hyun Kim; 鉉金
Original assignee: Samsung SDI Co Ltd
Current assignee: Samsung SDI Co Ltd
Priority date: 2004-10-06
Filing date: 2005-06-28
Publication date: 2006-04-20
Also published as: US20060071595A1; KR20060030640A; CN1770372A; KR100647618B1

Abstract

【課題】輝度及び発光効率が向上したPDPを提供する。
【解決手段】背面基板と、背面基板に離隔配置された前面基板と、前面基板と背面基板との間に配され、放電セルを区画する隔壁と、放電セルを横切って延びるバス電極と、一端はバス電極に電気的に接続され、他端は放電セルの中心部から離れた位置に配置された突出電極と、を含み、対をなす放電電極と、放電電極対と交差するように前記放電セルを横切って延びたアドレス電極と、放電セル内に配された蛍光体層と、放電セル内にある放電ガスとを備えるPDPである。
【選択図】図2

Description

本発明は、プラズマディスプレイパネル(Plasma Display Panel；PDP)に関する。

最近、従来の陰極線管ディスプレイ装置を代替するものとして注目されているPDPは、複数の電極が形成された２つの基板間に放電ガスが封入された後、放電電圧が加えられ、これによって発生する紫外線により所定のパターンで形成された蛍光体が励起されて所望の画像を得る装置である。

図1は、一般的なPDPにおいて、放電セル80に配された放電電極31を示す配置図である。図面を参照すれば、各放電電極31は、バス電極31b及び、バス電極31bに接続された透明電極31aを備える。バス電極31bは、放電セル80を横切って配され、バス電極31b上には四角形の透明電極31aが放電セル80ごとに1個ずつ配されている。透明電極31aは、一端はバス電極31bに連結され、他端はバス電極３１ｂから放電セル80の中心方向に所定の間隔だけ離されて配置される。このような放電電極31は、各放電セル80ごとに対をなして対称的に配される。

ところで、このような構造を有するPDPでは、放電セル80の前方に不透明なバス電極31bが配されるために、放電セルの開口率(opening ratio)を減少させる。したがって、放電セル80で生成される可視光が遮断され、輝度及び発光効率が低下するという問題点がある。例えば、約50μmの幅を有するバス電極が放電セルの前方に配される場合、輝度及び発光効率が約20%程度低下する。ここで、発光効率は、以下の式（１）で表される。

（発光効率）＝４＊π＊Ａｎ＊Ｌ／Ｖｎ＊Ｉ …（１）
式（１）中、Ａｎはディスプレーの面積であり、Ｌは輝度であり、Ｖｎは電圧であり、Ｉは放電電流である。放電電流は、放電時に発生する電流、即ち発光時の電流である。

このような問題点を解決するために、バス電極を隔壁の前方に配置する技術が研究されている。しかし、この場合に対をなすバス電極間の距離が過度に長くなり、バス電極が放電に寄与できない限界がある。これを詳細に説明すれば次のようである。一般的に、透明電極の厚さは、0.1ないし0.15μmであり、バス電極の厚さは約6μmであるために、バス電極が透明電極より約60倍程度厚く形成される。したがって、バス電極の電極面積が無視できないほどで広いために、バス電極も放電に相当寄与する。したがって、開口率の向上だけのためにバス電極を放電セルの中心部から遠く配置する場合、輝度及び発光効率に悪影響を及ぼす問題点がある。

本発明は、前記問題点を解決するために、輝度及び発光効率が向上したPDPを提供することをその目的とする。

前記目的及びその他の目的を達成するために本発明は、背面基板と、前記背面基板に離隔配置された前面基板と、前記前面基板と背面基板との間に配され、放電セルを区画する隔壁と、前記放電セルを横切って延びるバス電極と、一端は前記バス電極に電気的に接続され、他端は前記放電セルの中心部から離れた位置に配置された突出電極と、を含み、対をなす放電電極と、前記放電電極対と交差するように前記放電セルを横切って延びたアドレス電極と、前記放電セル内に配された蛍光体層と、前記放電セル内にある放電ガスと、を備えることを特徴とするPDPを提供する。

本発明において、前記対をなす放電電極のバス電極間の間隔は30μmないし80μmであることが望ましい。

また、本発明において、前記バス電極の幅は、30μmないし100μmであることが望ましい。

本発明によるPDPは、バス電極で放電が開始されて、突出電極に広がる構造を有するために、バス電極によって電界が集中して、放電が効率よく発生する。したがって、輝度及び発光効率が向上し、放電開始電圧が減少する。また、上記の開示と拡散放電構造によって、放電が安定かつ均一に発生し、維持放電電圧のマージンが向上する。

以下、添付した図面に基づいて本発明を詳細に説明する。

図2及び図3を参照すれば、本発明の望ましい一実施形態によるPDP100が図示されている。図2は、PDP100の部分切開分離斜視図であり、図3は、図2に示された放電セル180及び放電電極対112の平面図である。ここでは、便宜上、前面基板111方向(z方向）が前方であり、背面基板121方向(-z方向)が後方を表す。

PDP100は、大きく上板150とこれと平行に結合される下板160とを備え、上板150に備えられた前面基板111と下板160に備えられた背面基板121との間には、隔壁128によって複数個の放電セル180が区画されている。隔壁128は、放電セル180間の電気的光学的クロストークを防止する機能を行う。本実施形態において、隔壁128は、x方向の横隔壁部128a及び横隔壁部128aと交差する縦隔壁部128bを備え、放電セル180が四角形の横断面を有するように形成される。但し、隔壁の形状はこれに限定されるものではなく、複数の放電空間を形成できる限り、多様なパターンの隔壁、例えば、ストライプのような開放型隔壁を始めとして、ワッフル、マトリックス、デルタなどの閉鎖型隔壁であっても良い。また、閉鎖型隔壁は、放電空間の横断面が、本実施形態のような四角形以外にも、三角形、五角形などの多角形、または円形、楕円形などに形成されうる。

上板150の前面基板111には、放電電極対112が配されている。前面基板111を通じて放電セル180で形成された可視光線が透過されるために、前面基板111は、ガラスを主材料とした透明な材料より形成される。また、前面基板111は、数mmの厚さを有することが一般的であるが、これに限定されるものではない。

放電電極対112は、維持放電を起こすために前面基板111の背面に形成された１対の放電電極131、132を意味し、前面基板111にはこのような放電電極対112が所定の間隔で平行に配列されている。この放電電極対112は、各々X電極131及びY電極132を備える。本実施形態では、放電電極対112が前面基板111の背面に配されるが、放電電極対の配置位置はこれに限定されない。例えば、放電電極対は前面基板の背面から所定の間隔で離隔配置されうる。但し、放電電極対は、前面基板からの距離が同じとなるように配されることが望ましい。

X電極131及びY電極132の各々は、突出電極131a、132a及びバス電極131b、132bを備えている。X電極のバス電極131bとY電極のバス電極132bは、所定の間隔で離隔されてx方向に相互平行に放電セル180を横切って延びる。バス電極131b、132bは、放電セル180の中心部に隣接するように配され、対をなすバス電極131b、132bの間の間隔Aは、30μmないし80μmであることが望ましい。

バス電極131b、132bは、金属材質よりなって狭幅に形成される。このようなバス電極は、Ag、AlまたはCuのような金属を用いて単層構造にも形成されるが、Cr/Al/Crなどの多層構造を有するように形成されても良い。

各バス電極131b、132bには、突出電極131a、132aが電気的に接続される。突出電極131a、132aは、放電を起こす導電体であり、かつ蛍光体126からの放出光が前面基板111に進むことを妨害しない透明な材料より形成される。このような材料としては、ITO(indium tin oxide)などがある。しかし、前記ITOのような透明な導電体は、一般的にその抵抗が大きく、したがって突出電極だけで放電電極を形成すれば、その長手方向への電圧降下が大きくて駆動電力が多く消費されて応答速度が遅くなるところ、これを改善するために、前記突出電極上には金属材質よりなり、狭幅に形成されるバス電極131b、132bが配される。

一般的に突出電極131a、132aの厚さは、0.1ないし0.15μmであり、バス電極131b、132bの厚さは約6μmであるために、バス電極が透明電極より約60倍ほど厚く形成される。但し、突出電極及びバス電極の厚さはこれに限定されない。また、バス電極の幅Bは、30μmないし130μmであることが望ましく、より詳細には、バス電極の幅Bは、30μmないし100μmであることが望ましい。これについての詳細な事項は後述する。

本実施形態において、四角形の突出電極131a、132aは、単位放電セル180ごとに不連続的に配される。しかし、突出電極の配置はこれに限定されず、バス電極と類似して放電セルを横切って延びることができる。このような突出電極131a、132aの一端部はバス電極131b、132bに電気的に接続され、他端部は放電セル180の中心部から離れた位置に配される。突出電極131a、132aは前記放電セルの縁部に隣接するように延びることが望ましい。この際、突出電極131a、132aと横隔壁部128aとの間のy方向への間隔Cは、約20μmほど保持することが望ましい。

このような電極配置構造を有する場合、X電極131とY電極132との間にプラズマ放電が発生する時、電極面積の大きな突出電極131a、132aだけでなく、厚いバス電極131b、132bが放電空間の中心部に配される構造を有するために、電極の対向面積が増加してプラズマ放電が効率的に発生するが、これについての詳細な事項は後述する。

前面基板111上には放電電極対112を埋め込むように第1誘電体層115が形成されている。第1誘電体層115は、隣接したX電極131及びY電極132が相互通電されるか、陽イオンまたは電子がX電極131及びY電極132に直接衝突してX電極131及びY電極132を損傷させることを防止しつつ、壁電荷を誘導できる誘電体として形成される。このような誘電体としては、PbO、B₂O₃、SiO₂などがある。

背面基板121の前面には、アドレス電極122が配されている。アドレス電極122は、各放電セル180でX電極131及びY電極132と交差するように放電セル180を横切って延びる。

アドレス電極122は、X電極131とY電極132との維持放電をさらに容易にするためのアドレス放電を起こすためのものであって、さらに具体的には、維持放電が起こるための電圧を低める役割を行う。アドレス放電は、Y電極132とアドレス電極122との間に発生する放電であって、アドレス放電が終了されれば、Y電極132側に陽イオンが蓄積され、X電極131側に電子が蓄積され、これでX電極131とY電極132との維持放電がさらに容易になる。

このように配された１対のX電極131及びY電極132と、これと交差するアドレス電極122によってなされる空間が単位放電セル180として１つの放電部を形成する。

背面基板121上には、アドレス電極122を埋め込むように第2誘電体層125が形成されている。第2誘電体層125は、放電時に陽イオンまたは電子がアドレス電極122に衝突してアドレス電極122を損傷させることを防止しつつ、電荷を誘導できる誘電体として形成される。このような誘電体としてはPbO、B₂O₃、SiO₂などがある。

また、第1誘電体層115の背面には、通常、MgOよりなる保護層116が形成されている。このような保護層116は、放電時に陽イオンと電子とが第1誘電体層115に衝突して第1誘電体層115が損傷されることを防止し、透光性に優れ、放電時に2次電子を多く放出する。特に、保護層116は、主にスパッタリング、電子ビーム蒸着法などを用いて薄膜に形成される。

放電セル180を区画する隔壁128間の第2誘電体層125の前面には、赤色発光、緑色発光、青色発光蛍光体層126が形成されている。また、隔壁128の側面にも各放電セルに該当する赤色発光、緑色発光、青色発光蛍光体層126が形成されている。

このような蛍光体層126は、紫外線を受けて可視光線を発生させる成分を有し、赤色放電セルに形成された赤色発光蛍光体層は、Y(V,P)O₄:Euのような蛍光体を含み、緑色放電セルに形成された緑色発光蛍光体層は、Zn₂SiO₄:Mnのような蛍光体を含み、青色放電セルに形成された青色発光蛍光体層は、BAM:Euのような蛍光体を含む。

また、前記放電セル180には、Ne、Xeなどが混合された放電ガスが充填される。

前述したように構成された本発明によるプラズマパネル100の作動を説明すれば次の通りである。

PDP100で発生するプラズマ放電は、アドレス放電と維持放電とに大別される。アドレス放電は、アドレス電極122とY電極132との間にアドレス放電電圧が印加されることによって発生し、このアドレス放電の結果で維持放電が発生する放電セル180が選択される。次いで、前記選択された放電セル180のX電極131とY電極132との間に放電維持電圧が印加されれば、アドレス放電によって選択された放電セル180で維持放電が発生する。放電維持電圧は、バス電極131b、132bに印加され、突出電極131a、132aは、バス電極131b、132bから電圧を印加される。このように電圧を印加されたX電極131及びY電極132のうち、離隔距離の最も短いバス電極131b、132bの間でショートギャップ放電が先に起こる。ショートギャップ放電後には、放電が突出電極131a、132aに広がる。したがって、バス電極131b、132bによる放電の開始電圧が減少し、電界が集中するために、バス電極131b、132bまたは突出電極131a、132aの電極面積を狭めても、放電が安定的に発生し、維持放電電圧のマージンが向上する。特に、バス電極の幅Bを適切に狭める場合、開口率が向上するために、輝度及び発光効率がさらに向上する。ここで、維持放電電圧のマージンは、全体の放電セルが全て点灯される電圧をＶｍａｘ、全体の放電セルが全て点灯された後、最初の１つの放電セルが消灯される電圧をＶｍｉｎとすると、以下の式（２）で表される。

（維持放電電圧のマージン）＝Ｖｍａｘ−Ｖｍｉｎ …（２）
維持放電電圧のマージンが向上するとは、維持放電電圧のマージンが大きくなることを意味する。維持放電時に、放電が安定して起こるためには、維持放電電圧のマージンが大きくなる必要がある。

前述したショートギャップ放電と拡散放電とが放電セル180の内部で順次に反復されて発生する。維持放電時に励起された放電ガスのエネルギー準位が低くなりつつ紫外線が放出される。そして、この紫外線が放電セル180内に塗布された蛍光体126を励起させるが、この励起された蛍光体126のエネルギー準位が低くなりつつ、可視光が放出され、この可視光が第1誘電層115と前面基板111とを透過して出射されつつ、ユーザが認識できる画像を形成する。

本発明によるPDP100と図1の電極配置構造を有する従来の技術によるPDPとの間の輝度と発光効率とを測定した実験結果が表1に記述されている。この実験は、バス電極の幅Bを変化させつつ、輝度と発光効率とを測定し、発光効率の場合、従来の技術によるPDPの効率Dについての本発明の発光効率Eを相対比(E/D)で表した結果である。

表1を参照すれば、本発明によるPDP100の輝度及び発光効率が、バス電極の幅Bが30μmないし130μmで従来より向上した結果を有することを確認することができる。特に、バス電極の幅Bが30μmないし100μmで、輝度においては約4%以上、発光効率においては約14%以上向上する優秀な特性を有することが分かる。

バス電極の幅Bが30μm未満である場合、バス電極の幅が過度に狭いために工程上製造し難い。また、バス電極の長手方向への抵抗が増加し、電圧降下が増加する。したがって、バス電極に印加する電圧が増加する問題点がある。

上記の検討から推論すれば、バス電極の幅Bが30μmないし100μmであることが望ましい。

本発明は図面に示された実施形態に基づいて説明されたが、これは例示的なものに過ぎず、当業者ならばこれより多様な変形及び均等な他の実施形態が可能であるという点を理解できるであろう。したがって、本発明の真の技術的保護範囲は特許請求の範囲の技術的思想によって決まるべきである。

本発明は、輝度及び発光効率が向上したPDPの製造技術分野に好適に適用されうる。

従来の技術による放電セルに配された放電電極を示す平面図である。本発明の一実施形態によるPDPの部分切開分離斜視図である。図2に示された放電セルに配された放電電極を示す平面図である。

符号の説明

１００ PDP
１１１前面基板
１１２放電電極対
１２１背面基板
１２８隔壁
128a 横隔壁部
128b 縦隔壁部
１３１ X電極
１３２ Y電極
１５０上板
１６０下板
１８０放電セル

Claims

背面基板と、
前記背面基板に離隔配置された前面基板と、
前記前面基板と背面基板との間に配され、放電セルを区画する隔壁と、
前記放電セルを横切って延びるバス電極と、一端は前記バス電極に電気的に接続され、他端は前記放電セルの中心部から離れた位置に配置される突出電極と、を含み、対をなす放電電極と、
前記放電電極対と交差するように前記放電セルを横切って延びたアドレス電極と、
前記放電セル内に配された蛍光体層と、
前記放電セル内にある放電ガスと、を備えることを特徴とするプラズマディスプレイパネル。
前記対をなす放電電極のバス電極間の間隔は30μmないし80μm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。
前記バス電極の幅は、30μmないし130μm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。
前記バス電極の幅は、30μmないし100μmであることを特徴とする請求項３に記載のプラズマディスプレイパネル。
前記バス電極は、前記放電セルの中心部に隣接するように配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。
前記放電セルにおいて、前記対をなすバス電極がショートギャップをなす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。
前記突出電極は、前記放電セルの縁部に隣接するように延び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。
前記突出電極は、前記放電セルごとに不連続的に配された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。
前記突出電極は、四角形であることを特徴とする請求項８に記載のプラズマディスプレイパネル。
前記突出電極は、透明な素材よりな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。
前記放電電極及び前記アドレス電極を各々覆う第1誘電体層及び第2誘電体層をさらに備え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。
前記放電電極は、前面基板と第1誘電体層との間に配され、前記アドレス電極は、前記背面基板と第2誘電体層との間に配され、前記隔壁は、前記第1誘電体層と前記第2誘電体層との間に配されることを特徴とする請求項１１に記載のプラズマディスプレイパネル。