JP4108044B2 - Ac型プラズマディスプレイパネル - Google Patents

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Description

本発明は、平面型テレビなどに利用されるAC型プラズマディスプレイに係り、特には、表示駆動性能を改善したAC型プラズマディスプレイパネルに属する。
カラープラズマディスプレイはガス放電により発生した紫外線によって、蛍光体10を励起発光させ、発光表示するディスプレイであり、大画面テレビなどの応用が期待されている。カラープラズマディスプレイには各種の方式が開発されているが、なかでもAC型面放電プラズマディスプレイが輝度やパネル製造のしやすさ等の点で優れている。図6(a),(b),(c)に代表的な反射型AC面放電プラズマディスプレイのパネル構造を示す。図6(a)は背面基板200の一部を切り欠いた平面構造図であり、図6(b)は前面基板100の断面構造、図6(c)は背面基板200の断面構造を示したものである。表示側となる前面基板100はガラス基板1上に帯状の透明電極3と幅の狭いバス電極4が多数本平行に形成されている。透明電極3としてはITOや酸化錫薄膜が利用されるが、大きなパネルで発光に十分な放電電流を流すには電気抵抗が大きいために金属の良導体からなるバス電極4により実効的に抵抗が下げられている。バス電極4としては、厚膜銀や銅、アルミニウム、クロムなどの薄膜が利用されている。この上に誘電体層8と保護層9が形成される。誘電体層8は低融点ガラスペーストを塗布した後、600度近い高温で焼成することにより20から40ミクロン程度の透明な絶縁体層として形成される。また、保護層9としては二次電子放出係数が大きく且つ、耐スパッタリング性に優れた酸化マグネシウム薄膜が真空蒸着などにより成膜される。
ガラス基板2上には帯状のデータ電極6を形成した後、低融点ガラスを主成分とする誘電体層11が形成される。更に、帯状の隔壁7を作製した後、この隔壁7により形成される溝の底部や側面に赤、緑、青の粉末状の蛍光体10が順次塗布され、背面基板200が完成する。隔壁7は放電空間を確保すると共に、放電のクロストーク防止や発光色の滲みだし防止の効果も有しており、通常30から100ミクロン幅で高さが60から200ミクロンとされている。背面基板200と前面基板100が組み合わされ、両基板の周囲をフリットガラスで封着した後、加熱排気し、最後に希ガスを主成分とする放電ガスが封入され、パネルが完成する。
前面基板100上のバス電極付き透明電極3は面放電ギャップ13を挟んで対になっており、駆動に際しては一方を走査電極21とし、もう一方が維持電極22となり、これにデータ電極6を加えた三つの電極に各種の電圧波形を印加し駆動される。図7に基本的な駆動について簡単に例を示す。選択された走査電極21にマイナスの走査パルスを印加するタイミングに合わせて、データ電極6の表示データに応じて走査パルスとは逆極性のデータパルスが印加される。これにより走査電極21とデータ電極6間に対向放電が発生する。また、この対向放電がトリガーとなって、維持電極22と走査電極21間にも面放電が発生し書込み動作が完了する。この書込み放電により、走査電極21と維持電極22上の表面に壁電荷が形成される。壁電荷が形成されたセルでは、維持期間に維持電極22と走査電極21間に印加される維持パルスにより面放電の維持放電が発生するが、書込みがなされなかったセルでは維持パルスが印加されても壁電荷による電場の重畳効果がないため維持放電は発生しない。維持パルスを所定の回数印加することにより、発光表示が行われる。この様な書込み動作と維持放電動作をサブフィールドごとに繰り返すことにより、階調表示が実現される。なお、書込み動作性向上のために、図7に示すように書込み動作に先だって全てのセルに高電圧を印加し、強制的に放電を行わせる予備放電動作などが採用される。また、図6では走査と維持発光が分離されている駆動方式での例を示したが、走査パルスと維持パルスが混合された駆動方式など各種の駆動法が提案されている。また、従来のパネルの電極形状を図8に示す。データ電極6は単純な帯状に形成されている。
特開平09−115450号公報 特開平06−044907号公報 なお、予め言及するが、特許文献2は、放電セルの形状が六角形の場合を取り扱っており、本願発明との関連性は、下記の理由により、薄いと考える。 特許文献2の図1には、面放電ギャップ近傍に面するデータ電極幅は、面放電ギャップに面するいずれの位置においても走査電極の面放電ギャップと反対の側辺近傍のデータ電極幅より広くなっている。しかし、段落0011に記載されているように、図1は隔壁4の下に隠れる部分では電極幅を隔壁の幅より細くして誤書き込みを防いでいるに過ぎない。放電セルの形状が六角形の場合、データ電極の幅を一様にすると隣接する列のセルに特に接近し、影響を与える可能性があるからである。一方、実質的に直線状の隔壁で形成された溝の底部にデータ電極が位置する場合、データ電極の幅を一様に形成しても隣接する列のセルに特に接近することはない。
しかしながら、パネルの解像度や表示階調数の増大に伴い、より短い時間に確実に書き込み動作を行う必要性、480本の走査電極21を有するフルカラーパネルでは1つの走査電極21上への書込みは3マイクロ秒程度で実行する必要性、高精細テレビなどの更に高解像度のパネルでは2マイクロ秒以下で書込み動作を行う必要性等が生じてきたが、従来の電極構造である、データ電極6と走査電極21間の書込み動作の際の対向放電の開始部位や、強い放電となる部位が、走査電極21とデータ電極6とが重なっている部分全体にばらついていることにより、書込み状態が不均一になるためにチラツキなどが生じたり、極端な場合には書込み不良がパネル全体に発生し実用的な表示ができなくなる、また電力消費量が多い等の問題点があった。
この発明は、上述の事情に鑑みてなされたもので、データ電極形状の工夫により短時間で確実に書き込み動作を行い、電力消費の少ないAC型プラズマディスプレイパネルを提供することを目的としている。
上記課題を解決するために、請求項1記載の発明は、一方の基板上で、対となる走査電極と維持電極とに挟まれ、前記走査電極方向に延びる面放電ギャップと、他方の基板で、実質的に直線状に延在する帯状の隔壁により形成される溝の底部に位置し、前記面放電ギャップの延伸方向と交差して延びるデータ電極とを備え、前記走査電極と前記データ電極間で書込放電を行うAC型プラズマディスプレイパネルに係り、前記走査電極の前記面放電ギャップ側である前記面放電ギャップ近傍に面する位置において、前記データ電極は、前記面放電ギャップに面する部分おいて、そのデータ電極幅が前記面放電ギャップに面するいずれの位置においても、前記走査電極の前記面放電ギャップとは反対側の側端部及びその近傍のデータ電極幅よりも広い幅広部を有し、前記データ電極の幅広部と該幅広部に面する前記走査電極の前記面放電ギャップ側の側端部及びその近傍との間で対向放電を行うことにより壁電荷形成をもたらす書込放電を行うことを特徴としている。
また、請求項2記載の発明は、請求項1記載のAC型プラズマディスプレイパネルに係り、前記データ電極が、前記走査電極の前記面放電ギャップ側である、前記面放電ギャップ近傍に面する部分に設けられた前記幅広部と、前記走査電極の前記面放電ギャップとは反対側の側端部及びその近傍に面した部分に設けられた、前記幅広部より狭い幅狭部とからなることを特徴としている。
また、請求項3記載の発明は、請求項1又は2記載のAC型プラズマディスプレイパネルに係り、前記面放電ギャップが、前記一方の基板上に前記走査電極方向に延びて形成され、前記走査電極方向に延びる略帯状の、対となる前記走査電極と維持電極を成す透明電極に挟まれ、かつ、バス電極が、対となる前記透明電極の外辺部に密着接続され、前記走査電極方向に延びる態様で形成されてなると共に、前記データ電極は、該バス電極に面する部分において、前記データ電極幅が前記幅広部よりも狭い幅狭部を有してなることを特徴としている。
請求項4記載の発明は、一方の基板上の対となる走査電極と維持電極とに挟まれ、前記走査電極の延伸方向に延びる面放電ギャップと、他方の基板の実質的に直線状に延在する帯状の隔壁により形成される溝の底部に位置し、前記面放電ギャップの延伸方向と交差して延びるデータ電極とを備えてなるAC型プラズマディスプレイパネルに係り、前記走査電極の前記面放電ギャップ側である前記面放電ギャップ近傍に面する位置において、前記データ電極は、前記面放電ギャップに面する部分において、そのデータ電極幅が前記面放電ギャップに面するいずれの位置においても、前記走査電極の前記面放電ギャップとは反対側の側端部及びその近傍のデータ電極幅よりも広い幅広部を有し、かつ、前記走査電極と前記データ電極間の対向放電による壁電荷形成前のセルは、予備消去放電パルスにより壁電荷が無い状態で書き込み放電がされることを特徴としている。

また、請求項5記載の発明は、一方の基板上の対となる走査電極と維持電極とに挟まれ、前記走査電極方向に延びる面放電ギャップと、前記面放電ギャップの延伸方向と交差して延びるデータ電極とを備え備えてなるAC型プラズマディスプレイパネルに係り、前記走査電極の前記面放電ギャップ側である前記面放電ギャップ近傍に面するデータ電極幅が、前記面放電ギャップに面するいずれの位置においても前記走査電極の前記面放電ギャップとは反対側の側端部及びその近傍のデータ電極幅より広く、前記データ電極は、他方の基板の実質的に直線状に延在する帯状の隔壁の真下を通ることなく延伸して設けられることを特徴としている。
また、請求項6記載の発明は、一方の基板上の対となる走査電極と維持電極とに挟まれ、前記走査電極方向に延びる面放電ギャップと、他方の基板の実質的に直線状に延在する帯状の隔壁により形成される溝の底部に位置し、前記面放電ギャップの延伸方向と交差して延びるデータ電極とを備えてなるAC型プラズマディスプレイパネルに係り、前記データ電極の前記面放電ギャップに対向する部分のいずれの位置においても前記データ電極幅が、前記走査電極の前記面放電ギャップとは反対側の側端部及びその近傍に対向する部分の前記データ電極幅より広いことを特徴としている。
また、請求項7記載の発明は、一方の基板上で、対となる走査電極と維持電極とに挟まれ、前記走査電極方向に延びる面放電ギャップと、他方の基板で、実質的に直線状に延在する帯状の隔壁により形成される溝の底部に位置し、前記面放電ギャップの延伸方向と交差して延びるデータ電極とを備えてなるAC型プラズマディスプレイパネルに係り、前記面放電ギャップと交差する位置における前記データ電極幅は略一様であり、かつ、前記走査電極の前記面放電ギャップとは反対側の側端部及びその近傍のデータ電極幅より広いことを特徴としている。
なお、本発明に係る「幅広部」は、面放電ギャップの延伸方向と交差して延びるデータ電極に設けられた幅の広い部分を意味し、「幅狭部」は前記データ電極に設けられた幅の狭い部分を意味する。
本発明は以上のように構成されているので、以下に掲げる効果を奏する。
本発明のデータ電極の形状とすることにより、書込みの対向放電が走査電極の面放電ギャップ側端部及びその近傍で常に生じるために、より高速書込みが要求される高解像度パネルのフルカラー表示が実現される。
また、光取り出し効率の良い分離バス電極構造のパネルにおいては、分離バス電極近傍のデータ電極幅を狭くすることにより良好な表示動作が得られた。また、本発明のデータ電極構造では、書込み特性を改善させながらデータ電極の静電容量を低減することができ、高解像度大画面パネルで大きな問題となるデータ電力の削減も実現される。
本発明は以上のように構成されているので、以下に掲げる効果を奏する。
本発明のデータ電極の形状とすることにより、書込みの対向放電が走査電極の面放電ギャップ側端部及びその近傍で常に生じるために、より高速書込みが要求される高解像度パネルのフルカラー表示が実現される。
走査電極の面放電ギャップ側である前記面放電ギャップ近傍に面する位置において、データ電極は、前記面放電ギャップに面する部分おいて、そのデータ電極幅が前記面放電ギャップに面するいずれの位置においても、前記走査電極の前記面放電ギャップとは反対側の側端部及びその近傍のデータ電極幅よりも広い幅広部を有し、前記データ電極の幅広部と該幅広部に面する前記走査電極の前記面放電ギャップ側の側端部及びその近傍との間で対向放電を行うことにより壁電荷形成をもたらす書込放電を行うようにした。
本発明の実施の形態1に係るAC型プラズマディスプレイパネル(以下AC型PDPと称す)は、データ電極形状に特徴があり、図1に示すように、透明電極3とバス電極4とからそれぞれ構成される、対をなすデータ電極6及び走査電極21と、隔壁7と、面放電ギャップ13と、維持電極22とから概略構成されている。
図1に示すように、データ電極6は幅の均一な帯状ではなく、幅広部23と幅狭部24とを有し、走査電極21の面放電ギャップ13側の端部近傍に幅広部23を位置づけ、走査電極21の面放電ギャップ13と反対側の端部近傍に幅狭部24が来るように目合わせして前面基板100と背面基板200が組み立てられている。
本実施の形態1のAC型PDPでは走査電極21の面放電ギャップ13側端部及びその近傍で常に対向の書込み放電が発生しており、この対向放電をトリガーとして生じる面放電強度も安定に発生、チラツキの少ない良好な表示が実現される。
実施の形態1のAC型PDPの形状において、データ電極6の幅広部23はより広い方が、幅狭部24はより狭い方が、書込み性能の改善効果は大きいが、幅広の部分があまり広くなると左右の隣接セルとの干渉が発生し誤書き込みを生じたりする問題がある。また、幅狭の部分があまり細いと断線が生じ歩留まりを低下させる為に、適当な値が選ばれる。本実施の形態1では1.2ミリ角の画素ピッチであり、データ電極ピッチは400ミクロンである。この場合、データ電極6の幅広部23の幅を150ミクロン、幅狭部24の幅を50ミクロンとしたが、良好な書込み改善効果が得られた。幅広部23と幅狭部24の幅の比率は1.5倍以上取る方が明確な効果が得られた。また、幅狭部24の幅がある程度広くなってしまうと効果が低下する傾向が見られ、好ましくは隔壁高さの半分程度以下であり、概ね80ミクロン程度以下とする方が良い。
本発明のパネル構造はデータ電極6の形状に特徴があり、以下のような工程で作製する。前面基板100となるガラス基板上にスパッタリングによりITO薄膜を形成し、ホトリソグラフィ技術により透明電極3を形成する。次いで、感光性の銀ペーストを塗布し露光現像することによりバス電極4を透明電極3に沿って形成する。その上から低融点ガラスペーストをスクリーン印刷、乾燥、焼成することにより25ミクロンの厚さの誘電体層8を形成した後、酸化マグネシウム保護膜を真空蒸着する。背面基板200となるガラス基板2には感光性の銀ペーストをスクリーン印刷し露光現像により、データ電極6を作製する。次いで、白色のフィラーが混入された低融点ガラスペーストを塗布、乾燥、焼成することにより誘電体層11を形成した後、隔壁7を作製する。隔壁7はサンドブラストにより作製する。赤、緑、青の蛍光体10を順次塗布し焼成することにより、背面基板200を完成する。背面基板200と前面基板100を封着した後、加熱排気し、最後にネオンとキセノンの混合ガスをパネル内に導入し、パネルを完成させる。
実施の形態1に係るAC型PDPは上記のごとく構成されているので、以下に掲げる効果を奏する。
本実施の形態1のデータ電極6の形状とすることにより、書込みの対向放電が走査電極21の面放電ギャップ13側端部及びその近傍で常に生じるために、再現性の良い書込み状態が得られ、表示不良となるチラツキが解消され、より高速書込みが要求される高解像度パネルのフルカラー表示が実現される。
図2に示すデータ電極6は走査電極21の面放電ギャップ13端近傍で幅広部23となっているが、走査電極21の反対側を含め、データ電極6の大部分や上下セルの間などの部分も幅狭部24としている。書込み特性に重要な走査電極21の面放電ギャップ13端近傍以外の全ての部分を幅狭とする。
実施の形態2に係るAC型PDPは上記のごとく構成されているので、実施の形態1の奏する効果の他に以下に掲げる効果を奏する。
実施の形態2のデータ電極形状により、隣接セル間の静電容量が低減され、データパルス印加に伴う消費電力が削減される。データ電力の殆どはデータ電圧の充放電電力であり、静電容量に比例し、図2のデータ電極形状とすることにより、データ電力を半減できる。
幅狭部24を長く取ることによるパタン断線などの製造上の不具合を低減するために、図3に示すように、走査電極21の面放電ギャップ13とは反対側の端部近傍は極力狭い幅狭部24とするが、他の部分はパタン断線による歩留まり低下が生じない程度の中間幅部25としたものである。データ電力の低減効果はやや減ずるが、歩留まりとのバランスの良いパネルが実現される。
実施の形態3に係るAC型PDPは上記のごとく構成されているので、実施の形態1及び2の奏する効果の他に以下に掲げる効果を奏する。
実施の形態3のデータ電極形状にすることで、パネル生産の歩留まりが向上する。
本実施の形態は、図1〜3に示すような、一般的な帯状の面放電電極以外でも有効であり、図4は透明電極3が分離された矩形であり、バス電極4により接続された電極形状のパネルに本発明を適用した例を示す。走査電極21となる透明電極3の面放電ギャップ13側端部及びその近傍のデータ電極6は幅広部23であり、反対側の端部近傍では幅狭部24となっている。
また、データ電極6は直線状の中心線を有し単純な形状である必要はなく、形状は複雑になるが、中心線が折れ曲がった形状を有していてもよい、特に図5に示すようにデータ電極6の幅狭部24が隔壁7の真下にくるか、あるいは隔壁7のそばに寄るような形状としてもよい。パタン形状や目合わせ精度は要求されるものの、本発明の目的である書き込み性能の向上の点ではより効果的である。
本実施の形態では、書込み性能向上のために幅広部23と幅狭部24を有しているが、書込み特性改善の効果の点では許される範囲で幅広部23の幅は広く、幅狭部24の幅は狭い方がよいが、これらの幅広部23及び幅狭部24の長さも最適に選ぶことが好ましい。当然、これらの部分の長さがあまり短い場合は走査電極21の面放電ギャップ13側近傍で確実に対向放電を起こさせる効果が少なくなる。好ましい最少長さは放電セル全体の構造や使用される放電ガス種やガス圧にも影響されるが、概ね隔壁7などの高さで決まる対向ギャップ長が目安となり、通常のパネルでは幅広部23も幅狭部24も概ね100ミクロン以上ある方が望ましい。
なお、以上の例では説明を簡単にするため、データ電極6の形状として幅が単純な階段状に変えた形としたが、本発明の要旨から必ずしも階段状とする必要はなく連続的に変えても良い。
また、上記構成部材の位置、形状等は上記実施の形態に限定されず、本発明を実施する上で好適な位置、形状等にすることができる。
薄型かつ大画面の情報表示ディスプレイに広く利用できる。
本発明の実施の形態1に係るプラズマディスプレイの電極構造を示す図である。 本発明の実施の形態2に係るプラズマディスプレイの電極構造を示す図である。 本発明の実施の形態3に係るプラズマディスプレイの電極構造を示す図である。 本発明の実施の形態3に係るプラズマディスプレイの電極構造を示す図である。 本発明の実施の形態3に係るプラズマディスプレイの電極構造を示す図である。 従来技術の一例を示す面放電型ACプラズマディスプレイパネルの構造図である。 図6の駆動波形例を示す図である。 図6の電極構造を示す図である。
符号の説明
1、2 ガラス基板
3 透明電極
4 バス電極
6 データ電極
7 隔壁
8 誘電体層
9 保護層
10 蛍光体
11 誘電体層
13 面放電ギャップ
21 走査電極
22 維持電極
23 幅広部
24 幅狭部
25 中間幅部
100 前面基板
200 背面基板

Claims (7)

  1. 一方の基板上で、対となる走査電極と維持電極とに挟まれ、前記走査電極方向に延びる面放電ギャップと、他方の基板で、実質的に直線状に延在する帯状の隔壁により形成される溝の底部に位置し、前記面放電ギャップの延伸方向と交差して延びるデータ電極とを備え、前記走査電極と前記データ電極間で書込放電を行うプラズマディスプレイにおいて、
    前記走査電極の前記面放電ギャップ側である前記面放電ギャップ近傍に面する位置において、前記データ電極は、前記面放電ギャップに面する部分おいて、そのデータ電極幅が前記面放電ギャップに面するいずれの位置においても、前記走査電極の前記面放電ギャップとは反対側の側端部及びその近傍のデータ電極幅よりも広い幅広部を有し、前記データ電極の幅広部と該幅広部に面する前記走査電極の前記面放電ギャップ側の側端部及びその近傍との間で対向放電を行うことにより壁電荷形成をもたらす書込放電を行うことを特徴とするAC型プラズマディスプレイパネル。
  2. 前記データ電極は、前記走査電極の前記面放電ギャップ側である、前記面放電ギャップ近傍に面する部分に設けられた前記幅広部と、前記走査電極の前記面放電ギャップとは反対側の側端部及びその近傍に面した部分に設けられた、前記幅広部より狭い幅狭部とからなることを特徴とする請求項1記載のAC型プラズマディスプレイパネル。
  3. 前記面放電ギャップは、前記一方の基板上に前記走査電極方向に延びて形成され、前記走査電極方向に延びる略帯状の、対となる前記走査電極と維持電極を成す透明電極に挟まれ、かつ、バス電極が、対となる前記透明電極の外辺部に密着接続され、前記走査電極方向に延びる態様で形成されてなると共に、前記データ電極は、該バス電極に面する部分において、前記データ電極幅が前記幅広部よりも狭い幅狭部を有してなることを特徴とする請求項1又は2記載のAC型プラズマディスプレイパネル。
  4. 一方の基板上の対となる走査電極と維持電極とに挟まれ、前記走査電極の延伸方向に延びる面放電ギャップと、他方の基板の実質的に直線状に延在する帯状の隔壁により形成される溝の底部に位置し、前記面放電ギャップの延伸方向と交差して延びるデータ電極とを備え、
    前記走査電極の前記面放電ギャップ側である前記面放電ギャップ近傍に面する位置において、前記データ電極は、前記面放電ギャップに面する部分において、そのデータ電極幅が前記面放電ギャップに面するいずれの位置においても、前記走査電極の前記面放電ギャップとは反対側の側端部及びその近傍のデータ電極幅よりも広い幅広部を有し、かつ、
    前記走査電極と前記データ電極間の対向放電による壁電荷形成前のセルは、予備消去放電パルスにより壁電荷が無い状態で書き込み放電がされることを特徴とするAC型プラズマディスプレイパネル。
  5. 一方の基板上の対となる走査電極と維持電極とに挟まれ、前記走査電極方向に延びる面放電ギャップと、前記面放電ギャップの延伸方向と交差して延びるデータ電極とを備え、
    前記走査電極の前記面放電ギャップ側である前記面放電ギャップ近傍に面するデータ電極幅が、前記面放電ギャップに面するいずれの位置においても前記走査電極の前記面放電ギャップとは反対側の側端部及びその近傍のデータ電極幅より広く、
    前記データ電極は、他方の基板の実質的に直線状に延在する帯状の隔壁の真下を通ることなく延伸して設けられることを特徴とするAC型プラズマディスプレイパネル。
  6. 一方の基板上の対となる走査電極と維持電極とに挟まれ、前記走査電極方向に延びる面放電ギャップと、他方の基板の実質的に直線状に延在する帯状の隔壁により形成される溝の底部に位置し、前記面放電ギャップの延伸方向と交差して延びるデータ電極とを備え、
    前記データ電極の前記面放電ギャップに対向する部分のいずれの位置においても前記データ電極幅が、前記走査電極の前記面放電ギャップとは反対側の側端部及びその近傍に対向する部分の前記データ電極幅より広いことを特徴とするAC型プラズマディスプレイパネル。
  7. 一方の基板上で、対となる走査電極と維持電極とに挟まれ、前記走査電極方向に延びる面放電ギャップと、他方の基板で、実質的に直線状に延在する帯状の隔壁により形成される溝の底部に位置し、前記面放電ギャップの延伸方向と交差して延びるデータ電極とを備え、
    前記面放電ギャップと交差する位置における前記データ電極幅は略一様であり、かつ、前記走査電極の前記面放電ギャップとは反対側の側端部及びその近傍のデータ電極幅より広いことを特徴とするAC型プラズマディスプレイパネル。
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