WO2006129754A1 - プラズマディスプレイパネルおよびプラズマディスプレイパネル装置 - Google Patents
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Definitions
- the present invention relates to a plasma display panel and a plasma display panel device, and more particularly to a gas composition filled in a discharge space.
- PDP device plasma display panel device
- DC type DC type
- AC type AC type
- Discharge AC type is spreading.
- the PDP device includes a panel unit that executes image display and a drive unit that drives the panel unit based on an input image signal.
- the panel portion has a configuration in which two panels are arranged opposite to each other with a space therebetween and sealed at the outer peripheral portion.
- the front panel which is one of the two panels, has a stripe-shaped display electrode pair (a pair of a scan electrode and a sustain electrode) formed on one main surface of a glass substrate, on which a dielectric is formed. A layer and a protective layer are sequentially laminated.
- the back panel which is the other of the two panels, has a striped data electrode on one main surface of the glass substrate, a dielectric layer formed on it, and a striped data layer on it. Or it has a structure in which a girder-shaped bulkhead is projected. A phosphor layer is formed on the wall surface of each groove formed by the dielectric layer and the adjacent barrier rib in the back panel.
- the panel portion of the PDP device is arranged in a direction in which the display electrode pair and the data electrode arranged on the front panel, the rear panel, and the force intersect each other, and a space between the front panel and the rear panel (discharge space).
- each intersection of the display electrode pair and the data electrode corresponds to a discharge cell.
- the drive unit of the PDP device applies a voltage to each of the display electrode pair and the data electrode. Connected so that a pulse can be applied.
- a so-called time-division gray scale display method is used for driving the PDP device, and the drive unit divides one field of the input image into a plurality of subfields, and sets each subfield to an initialization period, It consists of an address period and a sustain discharge period.
- PDP devices are required to further improve luminous efficiency (discharge efficiency), and as one measure, research and development is being conducted to increase the proportion of Xe in the discharge gas.
- discharge efficiency luminous efficiency
- Patent Document 1 a proposal that the discharge gas is 100 [%] Xe gas (Patent Document 1), and the partial pressure ratio of the Xe gas to the total pressure of the discharge gas is 10 [%] to: LOO [%]
- Patent Document 2 There have been proposals for a filling pressure of 6 ⁇ 10 4 [Pa] t and ultrahigh pressure
- Patent Document 1 Japanese Patent Laid-Open No. 2002-83543
- Patent Document 2 JP 2002-93327 A
- the present invention has been made to solve such a problem, and maintains a high luminous efficiency, and can maintain a stable display performance even when driven for a long period of time. It is an object to provide a panel and a plasma display panel device.
- the inventors of the present invention have proposed a protective layer scan caused by each component of the discharge gas and discharge caused by driving. After exploring the relationship with the occurrence of chipping due to notching, the following mechanism was elucidated. That is, when the ratio of the partial pressure of the Xe gas to the total pressure of the discharge gas is in the range of 5 [%] to 30 [%], the luminous efficiency improves as the proportion of Xe gas increases, but the protective layer is scraped. The amount increases rapidly. According to the confirmation of the present inventors, when a range in which the proportion of Xe gas in the discharge gas exceeds 30 [%] is adopted, to a level that is problematic in actually configuring the PDP, The amount of abrasion of the protective layer will increase.
- the present inventors have found that the proportion of Ne gas in the discharge gas is an important factor with respect to sputtering of the protective layer during driving.
- the following features are adopted.
- a pair of substrates (a first substrate and a second substrate) are arranged to face each other with a space between each other, and an electrode pair is formed on the main surface of one substrate (the first substrate).
- the dielectric layer and the protective layer are laminated in order, the protective layer faces the space, and the phosphor layer is in a state of facing the protective layer on the main surface of the other substrate (second substrate).
- the panel is formed and has a configuration in which a space is filled with a discharge gas, and the discharge gas has, as a main component gas, a gas component that emits light that excites the phosphor constituting the phosphor layer by plasma discharge.
- Ne gas is added to the main component gas.
- the main component gas is contained in the discharge gas in a main ratio
- the Ne gas has a partial pressure ratio of 8% or less with respect to the total pressure of the discharge gas. It is characterized by being contained.
- Ne gas partial pressure ratio refers to the value obtained by dividing the partial pressure of Ne gas by the total pressure of the discharge gas.
- the "main ratio" in the definition of the main component gas is the total discharge gas. This indicates that the ratio of partial pressure to pressure is the highest, for example, a value larger than 50 [%] in a binary system and a value larger than 33.3 [%] in a ternary system.
- the PDP device includes the PDP according to the present invention and a driving unit that applies a voltage pulse to each of the electrodes constituting the electrode pair of the PDP based on the input image signal. It is characterized by that.
- the main component gas occupies the largest proportion in the discharge gas! /, And therefore, high !, luminous efficiency (discharge efficiency) ) Further, in the PDP and the PDP apparatus according to the present invention, since the discharge gas contains Ne gas, the discharge start voltage is lower than that of the PDP of Patent Document 1 that does not contain Ne gas. Maintained.
- the partial pressure ratio of Ne gas in the discharge gas is defined as 8 [%] or less, and therefore, protection by Ne ions accompanying discharge during driving is performed. Even when driving with a small amount of scraping due to sputtering on the film lasts for a long time, high display performance can be secured.
- the PDP and the PDP device according to the present invention have an advantage that stable display performance can be maintained even when the drive is performed for a long time while maintaining high luminous efficiency.
- the thickness of the dielectric layer on the main surface of the first substrate be less than 20 [m]. This is because it is possible to keep the discharge start voltage low when driving the panel by making the dielectric layer thin as described above, and suppress the occurrence of scraping due to sputtering of the protective layer caused by the discharge during driving. Therefore, it is because of the desire for a viewpoint.
- the PDP and the PDP apparatus according to the present invention it is particularly desirable to set the partial pressure ratio of Ne gas to the total pressure of the discharge gas to 5 [%] or less. In this way, when the proportion of Ne gas in the discharge gas is set low, the amount of abrasion of the protective layer due to sputtering during driving can be achieved without particularly specifying the thickness of the dielectric layer as described above. Can be effectively reduced. [0016] In the PDP and the PDP device according to the present invention, it is realistic to set the lower limit value of the partial pressure ratio of Ne gas to the total pressure of the discharge gas to 0.2 [%] or more.
- the aging time in the manufacturing process adopts the conventional panel structure. Compared to the case, it is possible to keep the length inferior.
- the discharge gas contains an argon (Ar) gas. This is because the discharge start voltage can be further reduced and the luminous efficiency can be improved by utilizing the Arung atoming effect.
- each electrode constituting the electrode pair also has a metal material power.
- the conventional PDP usually has a configuration in which each electrode constituting the display electrode pair is formed by laminating a transparent electrode such as ITO (Indium Tin Oxide) and a bus electrode made of a metal material.
- ITO Indium Tin Oxide
- the electrode made of a metal material is sufficient, and a transparent electrode is not required. Can be reduced. Therefore, the PDP and the PDP apparatus according to the present invention have a low cost and a superior cost / cost advantage when adopting the above electrode configuration.
- magnesium oxide as a specific protective layer can be adopted, and Xe gas or Kr gas can be adopted as a specific main component gas.
- the reactive power can be reduced by setting the gap (discharge gap) between the two electrodes constituting the electrode pair to 40 [m] or more and 70 [m] or less.
- the gap discharge gap
- Both viewpoints of reducing and suppressing the occurrence frequency of bright spots are also desirable. That is, when the discharge gear is smaller than 0 [; zm], the reactive power becomes too large beyond the practical range, and conversely, when it is larger than 70 m], the Xe partial pressure ratio is high! Under these conditions, an undesired strong discharge (erroneous discharge) occurs during the initialization period, and light is emitted from the discharge cells that are not intended to be lit in the subsequent sustain period (bright spots are generated).
- the discharge gap is set to 40 [m] or more and 70 [ ⁇ m] or less as in the PDP and PDP apparatus according to the present invention, the reactive power can be reduced and the bright spot generation can be suppressed. Desirable from both perspectives.
- the height of the partition wall is set to the above electrode pair. From the viewpoint of reducing the occurrence frequency of bright spots, it is more desirable to set the gap higher than the discharge gap at 75 [m] or more and 120 [m] or less! / ,.
- the height of the auxiliary partition wall extending in the direction intersecting the partition wall parallel to the electrode on the second substrate is 8 [m]. It is more desirable to make it lower within the range of 15 [m] or less from the viewpoint of reducing the occurrence frequency of bright spots.
- the difference between the height of the partition wall and the height of the auxiliary partition wall should be less than 8 [; zm], taking into account the dimensional variation during production and the efficiency of exhaust in the discharge space. In practical terms, it is desirable to keep it below 15 [m] from the standpoint of preventing post-discharge between adjacent discharge cells (discharging cells adjacent to each other with an auxiliary barrier rib in between).
- FIG. 1 is a perspective view (partially sectional view) showing a main part configuration of a panel part 10 according to a first embodiment.
- FIG. 2 is a block configuration diagram schematically showing the configuration of the PDP device 1 according to the first embodiment.
- FIG. 3 is a waveform diagram showing voltage waveforms applied to the respective electrodes in driving of the PDP device 1.
- FIG. 4 is a characteristic diagram showing the relationship between the partial pressure ratio of Ne gas in the discharge gas and the sputtering rate in panel section 10.
- FIG. 5 is a characteristic diagram showing the relationship between the partial pressure ratio of Ne gas in the discharge gas and the discharge start voltage in panel section 10.
- FIG. 6 is a characteristic diagram showing the relationship between the partial pressure ratio of Ne gas in the discharge gas and the sputtering rate in the PDP device according to the second embodiment.
- FIG. 7 is a characteristic diagram showing the relationship between the partial pressure ratio of Ne gas in the discharge gas and the sputtering rate in the PDP device according to the third embodiment.
- FIG. 8 is a characteristic diagram showing the relationship between the dielectric layer thickness and the sputtering rate.
- FIG. 9 is a characteristic diagram showing the relationship between the partial pressure ratio of Ne in the discharge gas and the required aging time.
- FIG. 1 is a perspective view (partial cross-sectional view) showing a main part of the structure of the panel unit 10 according to the first embodiment.
- the panel unit 10 has a configuration in which two panels 11 and 12 are arranged to face each other with a discharge space 13 therebetween.
- Front panel 11 configuration 1-1.
- the front panel 11 has a scan electrode Sen and a sustain electrode Sus on the surface of the front substrate 111 facing the rear panel 12 (the lower surface in FIG. 1).
- a plurality of display electrode pairs 112 are arranged in parallel with each other, and a dielectric layer 113 and a protective film 114 are sequentially formed so as to cover the display electrode pairs 112.
- the front substrate 111 is made of, for example, high strain point glass or soda lime glass force. Yes.
- Each of the scan electrode Sen and the sustain electrode Sus is made of a metal material (for example, Ag), and includes ITO (tin-doped indium oxide), SnO (acid-tin tin), ZnO (Oxidized zinc) is not included.
- ITO tin-doped indium oxide
- SnO acid-tin tin
- ZnO Oxidized zinc
- the scan electrode Sen and the sustain electrode Sus may include ITO, S ⁇ , ZnO or the like in its constituent elements.
- the dielectric layer 113 is formed of a lead-free low-melting-point glass material, and its thickness is set to about 25 [ ⁇ m]!
- the protective film 114 is made of MgO (acid magnesium).
- a black stripe is provided between the adjacent display electrode pair 112 and the display electrode pair 112 to prevent light from adjacent discharge cells from leaking to each other.
- the rear panel 12 has a plurality of data electrodes Dat arranged in a direction substantially orthogonal to the display electrode pair 112 on the surface of the rear substrate 121 facing the front panel 11 (upper surface in FIG. 1).
- a dielectric layer 122 is formed so as to cover the data electrode Dat.
- a main partition wall 1231 is provided between adjacent data electrodes Dat, and an auxiliary partition wall 1232 is formed in a direction substantially perpendicular to the main partition wall 1231.
- the partition wall 123 is configured by a combination of the main partition wall 1231 and the auxiliary partition wall 1232. It should be noted that the upper end of the auxiliary partition wall 1232 is set slightly lower than the upper end of the main partition wall 1231 in the force z direction not shown in detail in the drawing.
- a phosphor layer 124 is provided on the inner wall surface of the hollow portion surrounded by the two main barrier ribs 1231 and the two auxiliary barrier ribs 1232 adjacent to the dielectric layer 122.
- the phosphor layer 124 is divided into a red (R) phosphor layer 124R, a green (G) phosphor layer 124G, and a blue (B) phosphor layer 124B for each color, and the main partition 1231 in the y direction in FIG. It is formed in different colors for each of the depressions partitioned by.
- phosphor layers 124R, 124G, and 124B of the same color are formed for each column formed between adjacent main partition walls 1231.
- the rear substrate 121 in the rear panel 12 is also high.
- a strain point glass or soda lime glass is also used.
- the data electrode Dat is formed of a metal material such as Ag, for example, like the scan electrode Sen and the sustain electrode Sus.
- the data electrode Dat is formed by using a metal material such as gold (Au), chromium (Cr), copper (Cu), nickel (Ni), platinum (Pt), etc. in addition to Ag. A combination of them may also be used.
- the dielectric layer 122 is basically made of the same lead-free low melting point glass material force as the dielectric layer 113 of the front panel 11 and is made of an acid oxide aluminum (Al 2 O 3) or titanium oxide (TiO 2).
- the partition wall 123 is formed by using, for example, a glass material.
- Each of the phosphor layers 124R, 124G, and 124B is, for example, using each color phosphor as shown below alone, or by mixing each of them. It is formed using materials.
- the panel unit 10 includes a front panel 11 and a rear panel 12 with a partition wall 123 formed on the rear panel 12 interposed therebetween as a gap material, and a display electrode pair 112 and a data electrode Dat. Are arranged in a direction substantially perpendicular to each other, and in this state, the respective outer peripheral portions are sealed.
- the discharge space 13 partitioned by each partition wall 123 is formed between the front panel 11 and the back panel 12, and both the panels 11 and 12 form a sealed container. Become.
- the discharge space 13 is filled with a discharge gas formed by mixing Xe gas and Ne gas.
- the total pressure of the discharge gas in the discharge space 13 is adjusted to 5 ⁇ 10 4 [Pa].
- the proportion power released by Ne gas in the discharge gas is released.
- the ratio of the partial pressure of Ne gas to the total electric gas pressure is set to 5 [%].
- the ratio of the partial pressure of the Xe gas to the total discharge gas pressure is 95 [%].
- the Xe gas in the discharge gas is contained as a main component gas, and emits vacuum ultraviolet rays and the like that excite each phosphor constituting the phosphor layer 124 by discharge during driving.
- each location where display electrode pair 112 and data electrode Dat intersect three-dimensionally corresponds to a discharge cell (not shown).
- the panel unit 10 has a plurality of discharge cells arranged in a matrix.
- FIG. 2 is a block diagram schematically showing the configuration of the PDP device 1.
- FIG. 2 shows only the arrangement of the electrodes Scn, Sus, and Dat for the panel section 10.
- the PDP device 1 has a display drive that applies a voltage to the panel unit 10 and each of the electrodes Scn, Sus, Dat at a required timing and waveform. It consists of 20 parts.
- n scan electrodes Sen (1) to Scn (n) and n sustain electrodes Sus (1) to Sus (n) forces are alternately arranged in the row direction.
- the panel unit 10 is provided with m data electrodes Dat (1) to Dat (m) in the column direction.
- the panel portion 10 as a whole has (m X n) discharge cells.
- the display drive unit 20 includes a data driver 21, a scan driver 22, and a sustain driver 23 connected to each electrode Scn, Sus, Dat in the panel unit 10.
- the display drive unit 20 includes a timing generation unit 24, an A / D conversion unit 25, an operation conversion unit 26, a subfield conversion unit 27, and an APL (average picture level) detection unit 28.
- the force display drive unit 20 (not shown) has a power supply circuit.
- the video signal VD is input to the AZD conversion unit 25, and the horizontal synchronization signal H and the vertical synchronization signal V are input to the timing generation unit 24, the AZD conversion unit 25, and the number of scans. Input to the conversion unit 26 and the subfield conversion unit 27.
- the AZD conversion unit 25 of the display drive unit 20 converts the input video signal VD into digital image data, and outputs the converted image data to the scan number conversion unit 26 and the APL detection unit 28. To do. Based on the display screen data transferred from the AZD conversion unit 25 and indicating the gradation values of each discharge cell for each screen, the APL detection unit 28 integrates all the gradation values of the one screen, Find the value divided by the number of discharge cells. Then, the APL detecting unit 28 calculates a percentage of the maximum gradation value (for example, 256 gradations) for the obtained value power, obtains an average picture level (APL value), and outputs the value to the timing generation unit 24. . The lower the average picture level value, the blacker the screen, and the higher the value, the white.
- a percentage of the maximum gradation value for example, 256 gradations
- Scan number conversion unit 26 converts the image data received from AZD conversion unit 25 into image data corresponding to the number of pixels of panel unit 10, and outputs the image data to subfield conversion unit 27.
- the sub-field conversion unit 27 includes a sub-field memory (not shown), and turns on the discharge cells in each sub-field for displaying the image data transferred from the scan number conversion unit 26 on the panel unit 10 with gradation. It is converted into subfield data, which is a set of binary data indicating non-lighting, and stored in the subfield memory. Then, the subfield data is output to the data driver 21 based on the timing signal from the timing generator 24.
- the data driver 21 converts the image data for each subfield into a signal corresponding to each data electrode Dat (l) to Dat (m), and drives each data electrode Dat.
- the data driver 21 is provided with a known driver IC or the like.
- the timing generator 24 generates a timing signal based on the horizontal synchronization signal H and the vertical synchronization signal V, and outputs the signal to each of the drivers 21-23.
- the timing generator 24 is an all-cell initialization period or a selective initialization period for each of the sub-fields constituting one field based on the APL value input from the APL detection unit 28. Control the number of times all cells are initialized in one field.
- the scan driver 22 applies a drive voltage to the scan electrodes 3 ( 3 ⁇ 4 (1) to 3 ( 3 ⁇ 4 (11) based on the timing signal sent from the timing generator 24.
- it is configured with a known driver IC in the same manner as the data driver 21.
- the sustain driver 23 is configured with a known driver IC and generates timing. The drive voltage is applied to the sustain electrodes 3115 (1) to 3115 (11) based on the timing signal sent.
- FIG. 3 shows a method of driving the PDP device 1 using the intra-field time division gray scale display method (subfield method).
- one field is divided into eight subfields SF1 to SF8 to represent 256 gray levels, and initial values are set in the respective subfields SF1 to SF8.
- Three periods are established: T period, write period T, and sustain period T
- an initializing discharge is generated for all the discharge cells of the panel unit 10, and accordingly, whether or not there is a discharge in a subframe prior to the subframe. Initialization will be carried out to eliminate the effects of discharge and to absorb variations in discharge characteristics.
- the initializing discharge in the initializing period T is small when a ramp waveform whose voltage-time transition rises and falls slowly is applied to the scan electrodes Sen (1) to Sc n (n). A discharge current is made to flow constantly.
- an initializing discharge which is a weak discharge, occurs once for each of the rising ramp waveform portion and the falling ramp waveform portion.
- the scan electrode Sc is based on the subfield data.
- n (1) to Scn (n) are sequentially scanned line by line, and sustain discharge is performed in the subfield! /, writing to the discharge cell between the scan electrode Sen and the data electrode Dat Generates a discharge (a minute discharge).
- wall charges are stored on the surface of the protective layer 114 of the front panel 11 on the discharge space 13 side.
- a square wave sustain pulse is applied at 180V.
- the sustain pulse applied to the sustain electrodes 3115 (1) to 3115 (11) and the sustain pulse applied to the scan electrodes 3 ( 3 ⁇ 4 (1) to 3 ( 3 ⁇ 4 (11)) have the same period, and The phase is shifted by a half cycle and is applied to all discharge cells in the panel section 10 simultaneously.
- the voltage polarity is changed in the discharge cell in which writing has been performed by applying the AC voltage in the sustain period T.
- the display emission is 147 [nm] from the excited Xe atoms in the discharge space 13, and 173 [nm] main molecular beam is emitted from the excited Xe molecules,
- the generated ultraviolet rays are converted into visible light by the phosphor layer 124 in the rear panel 12, and an image is displayed.
- the discharge gas V filled in the discharge space 13 of the panel unit 10 is Xe—Ne gas, and the proportion of Ne gas in the discharge gas (relative to the total pressure).
- the ratio of Ne partial pressure is set to 5 [%].
- the proportion of Xe gas in the discharge gas is as high as 95 [%].
- the PDP device 1 according to the present embodiment has high luminous efficiency (discharge efficiency) as described above.
- 5 [%] Ne gas is added instead of 100 [%] Xe as in the technique of Patent Document 1, and the discharge gas is used. Since the total pressure is not an ultrahigh pressure as in Patent Document 2, the discharge start voltage can be kept low.
- the proportion of Ne gas in the discharge gas in the panel unit 10 is set to 5 [%] as described above.
- 1 14 has a long life that is difficult to cause the problem of being scraped off by sputtering. The reason for this will be described later.
- MgO is used as a material constituting the protective layer 114 in the front panel 11.
- Mg F magnesium fluoride
- Mg F magnesium fluoride
- MgO is optimal from the viewpoint of notching properties. Therefore, in the panel unit 10 according to the present embodiment in which the protective layer 114 is formed using MgO, the high light emission efficiency during driving is achieved. The ratio and the resistance of the protective layer 114 to sputtering are also superior.
- each of the scan electrode Sen and the sustain electrode Sus can be configured only by a metal material because the PDP device 1 according to the present embodiment has a very high emission luminance. This is because the widths of the electrodes Scn and Sus can be reduced.
- a sputtering method or the like can be used, and a thin and low resistance electrode can be formed.
- the PDP device 1 can employ a nomination in addition to the above configuration.
- the main component gas in the discharge gas is a force that uses Xe gas in the panel section 10.
- krypton (Kr) gas can also be employed.
- the total pressure of the discharge gas is 5 ⁇ 10 4 [Pa] in the configuration of the panel section 10 above. If the force is within the range of 1 ⁇ 10 4 [Pa] to 5 ⁇ 10 4 [Pa], PDP From the viewpoint of the discharge voltage when the device 1 is driven, it can be adopted as a desirable range.
- the discharge pressure of the discharge gas is less than 1 ⁇ 10 4 [Pa]
- the light emission efficiency of the panel will be lower than that of the conventional panel.
- the discharge start voltage becomes high as in the panel of Patent Document 2 above.
- the charging pressure of the discharge gas is increased to about 6 ⁇ 10 4 [Pa] with the panel configuration similar to the panel unit 10 according to the present embodiment, the discharge start voltage is about 700 [V]. Will rise to.
- the force may be 8 [%] or less assuming that the proportion of Ne gas in the discharge gas is 5%.
- the above reasons must also be avoided! /.
- the composition ratio of the Xe gas and Ne gas in the discharge gas is changed, and the sputtering level of the protective layer 114 caused by the discharge during driving is changed. Consider changes in the charging rate and discharge start voltage.
- FIG. 4 shows the relationship between the content ratio (partial pressure ratio) of Ne gas in the discharge gas and the sputtering rate of the protective layer 114.
- calculated values and experimental values are shown. Note that the calculation of the sputtering rate is performed in consideration of the sputtering probability, ion density and ion energy distribution in each ion.
- the partial pressure ratio of Ne gas needs to be 5 [%] or less or 70 [%] or more.
- the discharge efficiency decreases. Therefore, by setting the partial pressure ratio of Ne gas to 5% or less, both high efficiency and long life can be achieved.
- a PDP device can be realized.
- FIG. 5 is a characteristic diagram showing the dependence of the discharge start voltage on the Ne gas partial pressure ratio.
- the partial pressure ratio of Xe gas is fixed at 2 ⁇ 10 4 [Pa], and the partial pressure ratio is determined by adding Ne gas.
- the discharge start voltage tends to increase.
- the Ne gas is approximately The partial pressure ratio is 10 In the range up to about [%], the discharge starting voltage decreases, and in the range where the partial pressure ratio exceeds 10 [%], it tends to increase as the partial pressure ratio of Ne gas increases.
- the discharge gas is a mixed gas of Xe gas and Ne gas, and the partial pressure of Ne gas is 5% or less of the total pressure.
- krypton (Kr) gas can also be used as the main component gas, in addition to the force generated by using Xe gas as the main component gas in the discharge gas. Even when Kr gas is used as the main component gas, there is no change in the results of FIGS.
- the configuration of the PDP apparatus and its panel unit according to the present embodiment is basically the same as that of the first embodiment shown in FIGS.
- the difference in configuration is that the discharge gas filling pressure (total pressure) is 3.5 X 10 4 [Pa], and the constituent material of the dielectric layer in the front panel is silicon oxide, The thickness is about 20 [m], and Al—Nd is used for the material of each electrode Scn, Sus constituting the display electrode pair! /.
- the partial pressure specific force of Ne gas in the discharge gas is set to 8 [%].
- Other configurations are the same as those of the PDP device 1 according to the first embodiment and the panel unit 10 thereof, and thus the description thereof is omitted.
- an oxide having a lower dielectric constant than that of the low melting point glass or the like in the first embodiment is used as a constituent material of the dielectric layer in the front panel. ⁇ Since silicon is used, if the electrode capacity with the discharge space is the same as that of the panel part 10, the film thickness can be reduced to 1Z2 to 1Z3.
- the thickness of the dielectric layer is 5 [m] thinner than the thickness of 25 [ ⁇ m] of the dielectric layer 113 of the panel portion 10 20 [m]. It can be done. This thinning of the dielectric layer contributes to the reduction of the discharge voltage.
- the protective layer is protected by discharge during driving. Sputtering damage can be further reduced. That is, by reducing the thickness of the dielectric layer, the discharge voltage can be reduced, and the ion bombardment energy to the protective layer can be reduced even if the partial pressure ratio of Ne gas in the discharge gas is 8%.
- FIG. 6 corresponds to FIG. 4 and shows the relationship between the Ne gas content ratio (partial pressure ratio) in the discharge gas and the sputtering rate of the protective layer.
- the discharge gas is a binary system of Xe gas and Ne gas
- the remaining components excluding Ne gas in Fig. 6 are Xe gas.
- the sputtering rate of the Ne gas partial pressure ratio in the discharge gas takes a maximum value when the Ne gas partial pressure ratio is approximately 25 [%]. This is the same as the result shown in FIG. 4, but the sputtering rate when the partial pressure ratio is 25% is about 30 points lower than that in FIG. This is because the film thickness is reduced to 20 [m] by forming the dielectric layer using silicon oxide as described above.
- the sputtering rate can be further reduced, resulting in high luminous efficiency and a protective layer. This is effective in suppressing the generation of sputtering and reducing the discharge starting voltage.
- the total pressure of the discharge gas can be set in the range of 1 ⁇ 10 4 [Pa] to 5 ⁇ 10 4 [Pa], and the display electrode pair It is also possible to form forces such as Ag for each electrode Scn and Sus that constitutes. These reasons are the same as those in the first embodiment.
- the thickness of each of the electrodes Scn and Sus constituting the display electrode pair is preferably thin in order to prevent dielectric breakdown from the viewpoint of reducing the thickness of the dielectric layer.
- the PDP device and its panel unit according to Embodiment 3 have substantially the same configuration as that of the second embodiment.
- the difference between the PDP device according to the present embodiment and the second embodiment of the panel portion is the composition of the discharge gas.
- a ternary gas of Xe—Ne—Ar is used as the discharge gas.
- the partial pressure ratio of Ne gas and Ar gas in the discharge gas is set to 5 [%].
- the total pressure of the discharge gas is set to 3.5 ⁇ 10 4 [Pa] as in the second embodiment.
- Other configurations are the same as those of the PDP device according to the second embodiment.
- Ar gas is added to the discharge gas, and this is also due to the following reasons.
- Ar ions are more difficult to spatter the protective layer than Ne ions, and the Ar gas supplementation has no effect on the service life.
- Ar gas is added to the discharge gas, the excitation of Xe via excited Ar is expected. I can wait.
- the luminous efficiency can be further improved as compared with the PDP device according to the second embodiment.
- the PDP device according to the present embodiment is expected to have a reduction effect of the discharge start voltage.
- Fig. 7 shows the results of confirmation of the relationship between the Ne gas partial pressure ratio and the sputtering rate in the PDP apparatus according to the present embodiment.
- the sputtering rate takes the maximum value when the partial pressure ratio of Ne gas is approximately 25 [%].
- the sputtering rate of the protective layer follows the partial pressure ratio of Ne gas in the discharge gas. That is, when comparing Fig. 4 and Fig. 7, the maximum sputtering rate is reached at the point where the partial pressure ratio of Ne gas is 25 [%], regardless of whether or not the discharge gas contains 5% Ar gas. Yes. From this, it can be seen that the sputtering on the protective layer depends on the content ratio of Ne gas in the discharge gas.
- FIG. 8 is a characteristic diagram regarding the dependence of the sputtering rate on the protective layer on the thickness of the dielectric layer.
- the sputtering rate of the protective layer is "30" or higher.
- the ratio of the partial pressure of Ne gas to the total pressure of the discharge gas is 5 [%]
- the thickness of the dielectric layer is within the range of confirmation, and the protective layer The sputtering rate is less than "30".
- the thickness of the dielectric layer is 20 [ m] or less.
- the ratio of the partial pressure of Ne gas to the total pressure of the discharge gas is 5 [%]
- the film thickness of the dielectric layer is set to a range of 40 [m] or less, Both the PDP device and its panel can have a longer life and light emission efficiency.
- the partial pressure ratio of Ne gas to the total pressure of the discharge gas is 5 [ %] Or less, it is possible to reduce the sputtering rate of the protective layer to less than “30”, to prolong the life of the PDP device and its panel, and to improve luminous efficiency.
- Ne gas content in the discharge gas and the aging time in the manufacturing process will be described with reference to FIG.
- a binary mixed gas of Xe-Ne is used as the discharge gas, and the Xe gas partial pressure is kept constant at 20 [kPa] (150 [Torr]), and this ranges from 0 [%] to 20 [%].
- Ne gas was mixed so that the partial pressure ratio was.
- the aging time is the time required for the initial fluctuation of the discharge start voltage to be settled and to reach a steady state, for example, within a range of 250 [V] ⁇ 5 [V].
- the relationship between the gap (discharge gap) between the scan electrode Sen and the sustain electrode Sus on the front panel 11 and the bright spot occurrence frequency will be described with reference to FIG.
- a PDP device with the configuration shown in Figs. 1 and 2 was used.
- a binary mixed gas of Xe-Ne was used as the discharge gas
- the Xe gas partial pressure ratio was set to 95 [%]
- the Ne gas partial pressure ratio was set to 5 [%].
- the total pressure of the discharge gas is 24 [kPa]
- the gap between the scan electrode Sen and the sustain electrode Sus in the display electrode pair 112 on the front panel 11 varies in the range of 30 [ ⁇ m] to 80 [ ⁇ m].
- the frequency of bright spot generation for each of the devices was determined.
- the bright spot generation frequency is constant around 0.4.
- the discharge gap is in the range of 40 [m] or more, the bright spot frequency tends to increase according to the discharge gap.
- the bright spot is a factor that greatly affects the display quality of the PDP device, so it is required that it does not occur even when the cumulative drive time is long (for example, 60,000 hours of PDP device life).
- the bright spot occurrence frequency in Fig. 10 is 0.5 or less.
- the discharge gap is set to 40 [ ⁇ m] or more and 70 [m] or less from the viewpoints of reducing reactive power and suppressing bright spot generation when the cumulative driving time is long. Desirable to be in range.
- the display electrode pair 112 is configured, and it is assumed that the height of the partition wall 123 is higher than the gap (discharge gap) between the scan electrode Sen and the sustain electrode Sus.
- the main partition wall 1231 is higher than the auxiliary partition wall 1232.
- Other configurations are the same as in the case of the above discussion regarding the discharge gap and the bright spot occurrence frequency.
- the level difference between the main partition wall 1231 and the auxiliary partition wall 1232 is set to two levels. As shown in Fig.
- the height of the partition wall 123 (height of the main partition wall 1231) is the same regardless of whether the step between the main partition wall 1231 and the auxiliary partition wall 1232 is 8 [ ⁇ m] or 15 [m].
- the frequency of bright spots is increasing with the increase.
- the bright spot generation frequency is lower when the step is 15 [zm] than when the step is 8 [m]. It was confirmed that the discharge start voltage tended to increase as the height of the main partition wall 1231 was lower. In particular, when the height of the main bulkhead 1231 is lower than 75 [m], the discharge start voltage is at the “gradient I port” where the voltage suddenly increases.
- the main partition wall 1231 is 120 [m] or less, the bright spot occurrence frequency is "0.5" or less, and the bright spot is generated when the cumulative driving time is long. It can be suppressed. Therefore, setting the height of the main partition wall 1231 to 75 [m] or more and 120 [m] or less suppresses the rise of the discharge start voltage and generates bright spots when the cumulative drive time is extended over a long period. Both aspects of suppression are also desirable.
- the above embodiment is used as an example to explain the configuration of the present invention and the effects obtained therefrom.
- the present invention is not limited to the above-described features. You are not limited to this.
- the Xe—Ne binary mixed gas is used as the discharge gas.
- the Xe—Ne—Ar ternary mixed gas is used.
- Ne gas is added within the above range with respect to the main component gas.
- Kr—Ne—Kr—Ne—Ar Xe—Ne—He—Xe—Ne—He—Ar ⁇ Kr—Ne—He—Ar, or the like may be employed.
- the phosphor materials constituting each of the phosphor layers 124R, 124G, and 124B are exemplified, but other phosphor materials as shown below are also used. be able to.
- the main component gas of the discharge gas is one that emits ultraviolet light having a wavelength of 147 [nm] or 173 [nm] by discharge of Xe gas or Kr gas! This can be changed as appropriate based on the constituent material of the phosphor layer 124 provided on the back panel 12.
- Embodiments 1 to 3 the configuration as shown in Fig. 2 is applied as the PDP device, and the configuration as shown in Fig. 1 is applied as the panel unit.
- the configuration of the PDP device and its panel is not limited to these.
- the thickness of the dielectric layer can be set to 25 [m] in the first embodiment and 20 [m] in the second and third embodiments. Good. However, it must be set in consideration of the relationship between the discharge voltage and dielectric breakdown during driving of the PDP device.
- the present invention is not limited to this.
- an electrode having a conventional structure having a laminated structure of a transparent film such as ITO and a bus line having a metal material force, or a laminated body such as Cu—Cr—Cu is adopted.
- a display electrode pair that eliminates transparent electrodes such as ITO is adopted. It is possible to use other metal materials as well as Ag and A1-Nd.
- the present invention can maintain stable display performance regardless of driving length while maintaining high luminous efficiency, and can be applied to a large, high-definition television or a large display device. Is possible.
Landscapes
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Abstract
PDP装置のパネル部においては、放電空間に対してXeを主成分ガスとし、この主成分ガスに対してNeガスが添加された構成の放電ガスが、全圧1×104[Pa]~5×104[Pa]の範囲内で充填されている。
放電ガスは、Xe-Neの2元系の混合ガスからなるが、全圧に対するNeガスの分圧比が8[%]以下に設定され、残余が主成分ガスであるXeガスとなっている。即ち、本発明に係るPDP装置では、放電ガスを高Xeとして高い発光効率を得るとともに、全圧に対するNeガスの分圧比を8[%]以下に規定することで、駆動時における放電を原因とする保護層のスパッタリングによる削れの発生が抑制される。
Description
明 細 書
プラズマディスプレイパネルおよびプラズマディスプレイパネル装置 技術分野
[0001] 本発明は、プラズマディスプレイパネルおよびプラズマディスプレイパネル装置に関 し、特に、放電空間に充填されるガス組成に関する。
背景技術
[0002] 近年、平面型表示装置の一種としてのプラズマディスプレイパネル装置(以下では 、「PDP装置」と記載する。)が広く普及してきている。 PDP装置には、直流型 (DC型 )と交流型 (AC型)とがあるが、大型表示装置を実現する上で高!、技術的ポテンシャ ルを持つ AC型、特に寿命特性に優れた面放電 AC型の普及が進んで ヽる。
上記 PDP装置は、画像表示を実行するパネル部と、入力画像信号に基づいてパ ネル部の駆動を実行する駆動部とからなる。この内、パネル部は、 2枚のパネルが互 いに間隔をあけて対向配置され、外周部で封止された構成を有している。
[0003] 2枚のパネルの内の一方である前面パネルは、ガラス基板における一方の主面に ストライプ状の表示電極対 (スキャン電極とサスティン電極との対)が形成され、この上 に誘電体層および保護層が順に積層され構成されている。 2枚のパネルの内のもう 一方のパネルである背面パネルは、ガラス基板の一方の主面にストライプ状のデータ 電極が形成され、この上に誘電体層が形成され、さらにその上にストライプ状あるい は井桁状の隔壁が突設された構造を有している。そして、背面パネルにおける誘電 体層と隣り合う隔壁とにより形成される各溝の壁面上には、蛍光体層が形成されてい る。
[0004] PDP装置のパネル部は、前面パネルと背面パネルと力 各々に配された表示電極 対とデータ電極とが交差する方向に配され、前面パネルと背面パネルとの間の空間( 放電空間)には、放電ガスとしてのキセノン (Xe)—ネオン (Ne)の混合ガスあるいは キセノン (Xe)—ネオン (Ne)—ヘリウム (He)の混合ガスなどが充填されている。そし て、パネル部においては、表示電極対とデータ電極との各交差部分が放電セルに相 当する。 PDP装置の駆動部は、表示電極対およびデータ電極の各々に対して電圧
パルスを印加できるように接続されて ヽる。
[0005] PDP装置の駆動には、所謂、フィールド内時分割階調表示方式が用いられ、駆動 部が、入力画像の 1フィールドを複数のサブフィールドに分割し、各サブフィールドを 初期化期間、書き込み期間および維持放電期間で構成している。
ところで、 PDP装置に対しては、より一層の発光効率 (放電効率)の向上が求めら れており、その一方策として、放電ガス中における Xeの占める割合を上昇させる研究 開発がなされている。例えば、放電ガスを 100[%]Xeガスとする提案 (特許文献 1) や、放電ガスの全圧に対する Xeガスの分圧比を 10[%]〜: LOO[%]とし、且つ、放電 ガスの充填圧力を 6 X 104[Pa] t 、う超高圧とする提案 (特許文献 2)などがなされて いる。
特許文献 1 :特開 2002— 83543号公報
特許文献 2:特開 2002— 93327号公報
発明の開示
発明が解決しょうとする課題
[0006] し力しながら、放電ガス中に占める Xeガスの割合を従来の PDPよりも高くしていつ た場合には、駆動時に発生する維持放電の影響を受けて保護層がスパッタリングに より削り取られていくという現象が顕著に発生する傾向にある。このため、従来では、 放電ガス中における Xeガスの割合を高く設定すると、長期にわたる安定した表示性 能を維持できないという問題を生じてしまうと考えられていた。また、これとは別に、上 記特許文献 1の技術は、放電ガス中に Neガスを混入しないという構成を採用し、上 記特許文献 2の技術では、放電ガスの全圧を超高圧にしているので、ともに放電開 始電圧が高くなり過ぎて、実用的な PDPを構成するのには適さないと考えられる。
[0007] 本発明は、このような問題を解決しょうとなされたものであって、高い発光効率を維 持しながら、駆動が長期にわたった場合にも安定した表示性能を維持し得るプラズマ ディスプレイパネルおよびプラズマディスプレイパネル装置を提供することを目的とす る。
課題を解決するための手段
[0008] 本発明者等は、上記放電ガスの各成分と駆動に伴う放電を起因とする保護層のス
ノ ッタリングによる削れの発生との関係について探求したところ、次のようなメカニズム を解明するに至った。即ち、放電ガスの全圧に対する Xeガスの分圧の比が 5 [%]〜 30 [%]の範囲では、 Xeガスの占める割合の増加に伴 、発光効率は向上するものの 、保護層の削れ量が急激に増加する。本発明者等の確認によると、放電ガス中にお ける Xeガスの占める割合が 30 [%]を超えるレンジを採用する場合には、実際に PD Pを構成する上で問題となるレベルまで、保護層の削れ量が多くなつてしまう。
[0009] また、上記特許文献 1のように放電ガスを 100 [%]Xeガスとして、全く Neガスを混 入しない場合には、駆動時における放電に起因した保護層のスパッタリングによる削 れがほとんど発生しないということが分力つた。さらに、本発明者等は、放電ガス中に おける Neガスの占める割合 (分圧比)を 1 [%]〜 10 [%]の範囲で検討したところ、放 電ガス中における Neガスの占める割合が小さければ小さいほど、駆動時の放電によ る保護層のスパッタリングによる削れ量が少ないという結果を得た。
[0010] これらの検討事項から、本発明者等は、駆動時における保護層のスパッタリングに 関しては放電ガス中の Neガスの占める割合が重要なファクターであることを見出した そこで、本発明は、次のような特徴を採用する。
本発明に係る PDPは、一対の基板 (第 1の基板と第 2の基板)が互いの間に空間を あけて対向配置され、一方の基板 (第 1の基板)における主面上に電極対と誘電体層 と保護層とが順に積層され、当該保護層が空間を臨む状態におかれ、他方の基板( 第 2の基板)における主面上に保護層と対向する状態で蛍光体層が形成され、空間 に放電ガスが充填されてなる構成を有するパネルであって、放電ガスは、プラズマ放 電により蛍光体層を構成する蛍光体を励起する光を出射するガス成分を主成分ガス とし、当該主成分ガスに対して Neガスが添加された構成を有する。そして、本発明に 係る PDPでは、放電ガス中において、主成分ガスが主たる比率で含有されているとと もに、 Neガスが、放電ガスの全圧に対して 8 [%]以下の分圧比で含有されていること を特徴とする。ここで、「Neガスの分圧比」とは、 Neガスの分圧を放電ガスの全圧で 除した値のことを指す。
[0011] なお、上記において、主成分ガスの規定における「主たる比率」とは、放電ガスの全
圧に対する分圧の比が最も高いことを指し、例えば、 2元系では 50 [%]よりも大きい 値であり、 3元系では 33. 3 [%]よりも大きい値である。
また、本発明に係る PDP装置は、上記本発明に係る PDPと、当該 PDPの電極対を 構成する電極の各々に対して、入力された画像信号に基づき電圧パルスを印加する 駆動部とを有することを特徴とする。
発明の効果
[0012] 上述のように、本発明に係る PDPおよび PDP装置では、放電ガス中において、主 成分ガスが最も大きな比率を占めて含まれて!/、るので、高!、発光効率 (放電効率)を 有する。また、本発明に係る PDPおよび PDP装置では、放電ガス中に Neガスが含ま れていることから、 Neガスが含まれていない上記特許文献 1の PDPなどに比べて、 低 ヽ放電開始電圧が維持される。
[0013] また、本発明に係る PDPおよび PDP装置では、放電ガス中における Neガスの分 圧比が 8 [%]以下に規定されて 、るので、駆動時における放電に伴う Neイオンによ る保護膜へのスパッタリングによる削れ量が少なぐ駆動が長期に及んだ場合にも、 高 ヽ表示性能を確保可能である。
従って、本発明に係る PDPおよび PDP装置は、高い発光効率を維持しながら、駆 動が長期にわたった場合にも安定した表示性能を維持することができるという優位性 を有する。
[0014] 上記本発明に係る PDPおよび PDP装置では、第 1の基板の主面上における誘電 体層の厚みを 20 [ m]未満としておくことが望ましい。これは、誘電体層を上記のよ うに薄くすることで、パネル駆動時における放電開始電圧を低く抑えることが可能で あり、駆動時における放電を原因とする保護層のスパッタリングによる削れの発生を 抑制すると 、う観点力も望まし 、ためである。
[0015] また、上記本発明に係る PDPおよび PDP装置では、特に、放電ガスの全圧に対す る Neガスの分圧比を 5 [%]以下に設定しておくことが望ましい。このように、放電ガス 中における Neガスが占める割合を低く設定した場合には、特に上記のような誘電体 層の厚みの規定などを行わなくても、駆動時におけるスパッタリングによる保護層の 削れ量を効果的に少なくすることができる。
[0016] 上記本発明に係る PDPおよび PDP装置では、放電ガスの全圧に対する Neガスの 分圧比の下限値を、 0. 2[%]以上に設定することが現実的である。また、本発明に 係る PDPおよび PDP装置では、放電ガスの全圧に対する Neガスの分圧比の下限を 、 3 [%]以上に設定すれば、製造過程におけるエージング時間を従来のパネル構造 を採用する場合に比べて、遜色のない長さに抑えることが可能となる。
[0017] また、本発明に係る PDPおよび PDP装置では、放電ガス中にアルゴン (Ar)ガスを 含む構成としておくことが望ましい。これは、 Ar原子のぺユング効果を利用することに よって、放電開始電圧のより一層の低減を図ることができ、発光効率の向上を図るこ とができるためである。
上記本発明に係る PDPおよび PDP装置では、放電ガスの全圧(充填圧力)を 1 X 1 04[Pa]以上 5 X 104[Pa]以下に設定しておくことが望ましい。これは、放電ガスの全 圧を 1 X 104[Pa]よりも低く設定する場合には、従来の PDPよりも発光効率が低くな つてしまい、また、 5 X 104[Pa]よりも高く設定する場合には、上記特許文献 2の技術 と同様に、放電開始電圧が高くなり過ぎてしまうためである。特に、放電ガス中におけ る Xe分圧比が高い場合には顕著となり、 Xe分圧比が高く且つ全圧も高い場合には、 誘電体層の耐圧が大きな課題となる。また、放電ガスの全圧を、 1. 7 X 104[Pa]以 上 5 X 104[Pa]以下に設定しておくことがより望ましい。
[0018] また、本発明に係る PDPおよび PDP装置では、電極対を構成する各電極が金属材 料力もなるという構成を採用することが望ましい。これは、上述のように、本発明に係 る PDPおよび PDP装置では高 、発光効率の実現が可能であることから、表示電極 対を構成する各電極の面積をできるだけ小さくすることができるためである。なお、従 来の PDPでは、通常、表示電極対を構成する各電極を、 ITO (Indium Tin Oxid e)などカゝらなる透明電極と、金属材料カゝらなるバス電極とを積層した構成を採用して いたが、上述のように本発明に係る PDPおよび PDP装置では、金属材料からなる電 極だけで十分であり、透明電極などを必要としないために、そのために要する製造ェ 数などを削減することができる。よって、本発明に係る PDPおよび PDP装置では、上 記電極の構成を採用するときには低 、コストと!/、う優位性も有する。
[0019] 本発明に係る PDPおよび PDP装置では、具体的な保護層として酸ィ匕マグネシウム
(MgO)を採用することができ、また、具体的な主成分ガスとして Xeガスまたは Krガス を採用することができる。
さら〖こ、上記本発明に係る PDPおよび PDP装置では、電極対を構成する 2電極間 の間の間隙 (放電ギャップ)を 40[ m]以上 70 [ m]以下とすることが、無効電力の 低減および輝点発生頻度を低く抑えるという両観点力も望ましい。即ち、放電ギヤッ プカ 0 [; z m]よりも小さい場合には、無効電力が現実的な範囲を越えて大きくなり 過ぎ、逆に 70 m]よりも大き 、場合には、 Xe分圧比が高!、条件にぉ 、て、初期化 期間で不所望の強放電 (誤放電)が発生し、その後の維持期間において、本来点灯 させたくない放電セルで発光してしまう(輝点が発生する)、という問題を生じるのに対 し、本発明に係る PDPおよび PDP装置のように、放電ギャップを 40 [ m]以上 70 [ μ m]以下としておけば、無効電力の低減および輝点発生の抑制という両観点から 望ましい。
[0020] また、第 2の基板における誘電体層の主面上であって、隣り合う電極どうしの間に隔 壁が形成されている構成を採用するときに、隔壁の高さを上記電極対における放電 ギャップよりも高くすることが輝点発生頻度の低減という観点から望ましぐ 75 [ m] 以上 120 [ m]以下とすることがより望まし!/、。
また、所謂、井桁状の隔壁構造を採用する場合には、第 2の基板における電極に 並行する隔壁に対し、これに交差する方向に延設される補助隔壁の高さが、 8 [ m] 以上 15 [ m)以下の範囲で低くなるようにすることが、輝点発生頻度の低減と 、う観 点からより望ましい。
[0021] なお、隔壁の高さと補助隔壁の高さとの差異は、製造時における寸法バラツキおよ び放電空間内の排気の効率を勘案して、差異を 8 [; z m]未満とすることは現実的で はなぐ上下に隣接する放電セル (補助隔壁を間に挟んで隣接する放電セル)間で の後放電の防止、という観点から、 15 [ m]以下としておくことが望ましい。
図面の簡単な説明
[0022] [図 1]実施の形態 1に係るパネル部 10の要部構成を示す要部斜視図(一部断面図) である。
[図 2]実施の形態 1に係る PDP装置 1の構成を模式的に示すブロック構成図である。
[図 3]PDP装置 1の駆動において、各電極に対して印加される電圧波形を示す波形 図である。
[図 4]パネル部 10における放電ガス中の Neガスの分圧比とスパッタリングレートとの 関係を示す特性図である。
[図 5]パネル部 10における放電ガス中の Neガスの分圧比と放電開始電圧との関係を 示す特性図である。
[図 6]実施の形態 2に係る PDP装置において、放電ガス中の Neガスの分圧比とスパ ッタリングレートとの関係を示す特性図である。
[図 7]実施の形態 3に係る PDP装置において、放電ガス中の Neガスの分圧比とスパ ッタリングレートとの関係を示す特性図である。
[図 8]誘電体層厚みとスパッタリングレートとの関係を示す特性図である。
[図 9]放電ガス中の Neの分圧比と必要となるエージング時間との関係を示す特性図 である。
圆 10]放電間隙と輝点発生頻度との関係を示す特性図である。
圆 11]隔壁の高さと輝点発生頻度との関係を示す特性図である。
符号の説明
1. PDP装置
10.パネル部
11. j面パネノレ
12.背面パネル
13.放電空間
20.表示駆動部
21.ァータドライノ
22.スキャンドライノ
23.サスティンドライノ
24.タイミング発生部
25. AZD変
26.走査数変換部
27.サブフィールド変換部
111、 121.基板
112.表示電極対
113、 122.誘電体層
114.保護層
123.隔壁
124.蛍光体層
Sen.スキャン電極
Sus.サスティン電極
Dat.データ電極
発明を実施するための最良の形態
[0024] 以下では、本発明を実施するための最良の形態について、一例を以つて説明する 。なお、以下で説明する実施の形態はあくまでも一例であって、本発明はこれに限定 されるものではない。
(実施の形態 1)
1.パネル部 10の構成
本発明の実施の形態 1に係る PDP装置 1の構成の内、パネル部 10の構成につい て、図 1を用いて説明する。図 1は、実施の形態 1に係るパネル部 10の構造を示す要 部斜視図 (一部断面図)である。
[0025] 図 1に示すように、パネル部 10は、 2枚のパネル 11、 12が間に放電空間 13をあけ て対向配置された構成を有する。
1 - 1.前面パネル 11の構成
図 1に示すように、パネル部 10を構成する要素の内、前面パネル 11は、前面基板 111における背面パネル 12と対向する側の面(図 1では下面)に、スキャン電極 Sen とサスティン電極 Susからなる表示電極対 112が、互いに平行に複数配設され、この 表示電極対 112を覆うように、誘電体層 113および保護膜 114が順に形成されて ヽ る。
[0026] 前面基板 111は、例えば、高歪点ガラスあるいはソーダライムガラス力も構成されて
いる。また、スキャン電極 Senおよびサスティン電極 Susの各々は、金属材料(例えば 、 Ag)から構成されており、且つ、その構成要素中に ITO (錫ドープ酸化インジウム) 、 SnO (酸ィ匕錫)、 ZnO (酸ィ匕亜鉛)などが含まれていない構成となっている。なお、
2
スキャン電極 Senおよびサスティン電極 Susについては、その構成要素中に ITO、 S ηθ、 ZnOなどを含むこととすることもできる。
2
[0027] また、誘電体層 113は、無鉛の低融点ガラス材料力 形成されており、その厚みは 約 25 [ μ m]に設定されて!、る。保護膜 114につ 、ては、 MgO (酸ィ匕マグネシウム) から構成されている。
なお、前面基板 111の表面において、隣り合う表示電極対 112と表示電極対 112と の間には、隣り合う放電セルの光が互いに漏れ出るのを防止するためのブラックスト ライプが設けられた構成としてもょ ヽ。
[0028] 1 - 2.背面パネル 12の構成
背面パネル 12は、背面基板 121における前面パネル 11と対向する側の面(図 1で は上面)に、表示電極対 112と略直交する方向において、データ電極 Datが複数配 置されており、このデータ電極 Datを覆うように、誘電体層 122が形成されている。ま た、この誘電体層 122上には、隣り合うデータ電極 Dat間に主隔壁 1231が立設され 、さらに、この主隔壁 1231と略直行する方向に補助隔壁 1232が形成されている。本 実施の形態に係るパネル部 10では、これら主隔壁 1231と補助隔壁 1232との組み 合わせを以つて隔壁 123が構成されている。なお、図面上では詳細に示していない 力 z方向において、補助隔壁 1232の上端は、主隔壁 1231の上端よりも若干低く設 定されている。
[0029] 誘電体層 122と隣り合う 2条の主隔壁 1231および 2条の補助隔壁 1232とで囲まれ た窪み部分の内壁面には、蛍光体層 124が設けられている。蛍光体層 124は、色毎 に赤色 (R)蛍光体層 124R、緑色 (G)蛍光体層 124G、青色(B)蛍光体層 124Bの 各々に分けられ、図 1における y方向に主隔壁 1231で仕切られた窪み部分毎に色 分けされて形成されている。なお、図 1の X方向においては、隣り合う主隔壁 1231間 で構成される列毎に同じ色の蛍光体層 124R、 124G、 124Bが形成されている。
[0030] 背面パネル 12における背面基板 121についても、上記前面基板 111と同様に、高
歪点ガラスある 、はソーダライムガラスなど力も構成されて 、る。データ電極 Datは、 上記スキャン電極 Senゃサスティン電極 Susなどと同様に、例えば、 Agなどの金属材 料から形成されている。なお、データ電極 Datの形成材料としては、 Agの他に、金( Au)、クロム(Cr)、銅(Cu)、ニッケル (Ni)、白金(Pt)等の金属材料や、例えば、こ れらを積層するなどの方法で組み合わせたものも用いることもできる。
[0031] 誘電体層 122は、基本的に前面パネル 11の誘電体層 113と同じぐ無鉛の低融点 ガラス材料力も形成されている力 酸ィ匕アルミニウム (Al O )や酸化チタン (TiO )が
2 3 2 含まれたものでもよい。また、隔壁 123は、例えば、ガラス材料を用い形成されている 蛍光体層 124R、 124G、 124Bの各々は、例えば、次に示すような各色蛍光体を 単独で用いたり、あるいは、各々を混合した材料を用い形成されている。
[0032] 赤色(R)蛍光体;(Y、 Gd) BO: Eu
3
YVO: Eu
3
緑色(G)蛍光体; Zn SiO: Mn
2 4
(Y、 Gd) BO: Tb
3
BaAl O : Mn
12 19
青色(B)蛍光体: BaMgAl O : Eu
10 17
CaMgSi O: Eu
2 6
1 - 3.前面パネル 11と背面パネル 12との配置
図 1に示すように、パネル部 10は、前面パネル 11と背面パネル 12とが、背面パネ ル 12に形成された隔壁 123をギャップ材として間に挟み、且つ、表示電極対 112と データ電極 Datとが略直交する方向に配され、この状態で各々の外周部どうしが封 止されてなる構成を有している。この構成によって、上述のように、前面パネル 11と背 面パネル 12との間には、各隔壁 123によって仕切られた放電空間 13が形成され、両 パネル 11、 12が密閉容器を形成することになる。
[0033] 放電空間 13には、 Xeガスと Neガスとが混合されてなる放電ガスが充填されている 。放電空間 13内における放電ガスの全圧は、 5 X 104 [Pa]に調整されている。本実 施の形態に係るパネル部 10では、放電ガス中における Neガスの占める割合力 放
電ガス全圧に対して Neガスの分圧の比が 5 [%]となる状態に設定されている。換言 すれば、パネル部 10では、放電ガス全圧に対して Xeガスの分圧の比が 95 [%]とな つている。ここで、放電ガス中における Xeガスは、主成分ガスとして含まれるものであ つて、駆動時における放電により蛍光体層 124を構成する各蛍光体を励起する真空 紫外線などを出射するものである。
[0034] パネル部 10では、表示電極対 112とデータ電極 Datとが立体交差する各箇所が放 電セル (不図示)に対応する。そして、パネル部 10には、複数の放電セルがマトリクス 配列された状態となって 、る。
2. PDP装置 1の構成
上記パネル部 10を備える PDP装置 1について、図 2を用いて説明する。図 2は、 P DP装置 1の構成を模式的に表したブロック図である。なお、図 2では、パネル部 10に ついては電極 Scn、 Sus、 Datの配列のみを示している。
[0035] 図 2に示すように、本実施の形態に係る PDP装置 1は、上記パネル部 10とこの各電 極 Scn、 Sus、 Datに対して所要のタイミングおよび波形で電圧を印加する表示駆動 部 20とから構成されている。パネル部 10には、行方向に n本のスキャン電極 Sen (1) 〜Scn (n)および n本のサスティン電極 Sus (1)〜Sus (n)力 互いに交互に配設さ れている。
[0036] また、パネル部 10には、列方向に m本のデータ電極 Dat (1)〜Dat (m)が配設さ れている。そして、放電セルは、隣り合う一対のスキャン電極 Scnk(k= l〜n)および サスティン電極 Susk (k= l〜n)と 1本のデータ電極 Datl (1= l〜m)との交差部分に 対応して設けられ、パネル部 10全体として (m X n)個の放電セルを有する。
[0037] 図 2に示すように、表示駆動部 20は、パネル部 10における各電極 Scn、 Sus、 Dat に接続されるデータドライバ 21、スキャンドライバ 22およびサスティンドライバ 23を有 する。そして、表示駆動部 20には、各ドライバ 21〜23の他に、タイミング発生部 24、 A/D変換部 25、操作変換部 26、サブフィールド変換部 27および APL (平均ピクチ ャレベル)検出部 28を有する。また、図示を省略している力 表示駆動部 20には、電 源回路も有している。映像信号 VDは、 AZD変換部 25に入力され、また、水平同期 信号 Hおよび垂直同期信号 Vは、タイミング発生部 24、 AZD変換部 25、走査数変
換部 26およびサブフィールド変換部 27に対して入力される。
[0038] 表示駆動部 20の AZD変換部 25は、入力された映像信号 VDをデジタル信号の 画像データへと変換し、変換後の画像データを走査数変換部 26および APL検出部 28へと出力する。 APL検出部 28は、 AZD変換部 25から転送されてくる 1画面毎の 各放電セルの各階調値を示す表示画面データに基づき、当該 1画面の全ての階調 値を積算し、これを全放電セルの数で割った値を求める。そして、 APL検出部 28は 、求めた値力も最大階調値 (例えば、 256階調)に対する百分率を算出して平均ピク チヤレベル (APL値)を求め、その値をタイミング発生部 24へと出力する。平均ピクチ ャレベルの値が低 、ほど黒つぽ 、画面となり、値が高ければ白つぽ 、画面となる。
[0039] 走査数変換部 26は、 AZD変換部 25から受け付けた画像データをパネル部 10の 画素数に応じた画像データへと変換し、サブフィールド変換部 27へと出力する。サブ フィールド変換部 27は、サブフィールドメモリ(不図示)を備え、走査数変換部 26から 転送されてくる画像データをパネル部 10に階調表示させるための各サブフィールド での放電セルの点灯 Z非点灯を示す 2値データの集合であるサブフィールドデータ に変換し、ー且サブフィールドメモリに格納する。そして、タイミング発生部 24からの タイミング信号に基づきサブフィールドデータをデータドライバ 21へと出力する。
[0040] データドライバ 21は、サブフィールド毎の画像データを各データ電極 Dat (l)〜Da t (m)に対応する信号に変換し、各データ電極 Datを駆動するものである。データドラ ィバ 21には、公知のドライバ ICなどが備えられて 、る。
タイミング発生部 24は、水平同期信号 Hおよび垂直同期信号 Vに基づ 、てタイミン グ信号を生成し、各ドライバ 21〜23に信号を出力する。ここで、タイミング発生部 24 は、 APL検出部 28から入力される APL値に基づいて 1フィールドを構成するサブフ ィールドの各々の初期化期間を全セル初期化期間であるか選択初期化期間である かを決定し、 1フィールド内での全セル初期化期間の適用回数を制御する。
[0041] スキャンドライバ 22は、タイミング発生部 24から送られてくるタイミング信号に基づい て、スキャン電極3(¾(1)〜3(¾ (11)に駆動電圧を印加する。スキャンドライバ 22につ いても、上記データドライバ 21と同様に、公知のドライバ ICを備えて構成されている。 サスティンドライバ 23は、公知のドライバ ICを備えて構成されており、タイミング発生
部 24力 送られてくるタイミング信号に基づいて、サスティン電極3115 (1)〜3115 (11) に駆動電圧を印加する。
[0042] 3. PDP装置 1の駆動方法
次に、上記構成を有する PDP装置 1の駆動方法について、図 3を用いて説明する。 図 3は、フィールド内時分割階調表示方式 (サブフィールド法)を用いて PDP装置 1 の駆動を実行する方法を示して 、る。
図 3に示すように、 PDP装置 1の駆動においては、一例として、 256階調を表現す るために 1フィールドを 8つのサブフィールド SF1〜SF8に分割し、それぞれのサブフ ィールド SF1〜SF8に初期化期間 T、書き込み期間 T、維持期間 Tの 3期間を設
1 2 3
定し、サスティン電極3115 (1)〜3115 (11)に対して電圧パルス 2001、スキャン電極 Sc n (l)〜Scn (n)〖こ対して電圧ノ レス 2002、データ電極 Dat (l)〜Dat (m)に対して 電圧パルス 2003をそれぞれ印加する。
[0043] 先ず、 PDP1の駆動では、初期化期間 Tにおいて、パネル部 10の全放電セルに 対して初期化放電を発生させ、これによつて当該サブフレームよりも前のサブフレー ムにおける放電の有無による影響の除去や放電特性のバラツキを吸収するための初 期化が実施される。初期化期間 Tにおける初期化放電は、図 3に示すように、電圧 —時間推移が緩やかに傾斜して上下するランプ波形を、スキャン電極 Sen (1)〜Sc n (n)に印加し、小さな放電電流を定常的に流す。これにより、パネル部 10の全放電 セルで、上り傾斜のランプ波形部分と下りランプ波形部分とで各 1回づっ弱放電であ る初期化放電が発生する。
[0044] 次に、書き込み期間 Tにおいて、サブフィールドデータに基づいてスキャン電極 Sc
2
n (1)〜Scn (n)を 1ライン毎に順にスキャンして行き、当該サブフィールドで維持放 電させた!/、放電セルに対して、スキャン電極 Senとデータ電極 Datとの間で書き込み 放電 (微小な放電)を発生させる。このようにスキャン電極 Senとデータ電極 Datとの 間で書き込み放電を生じた放電セルでは、前面パネル 11の保護層 114の放電空間 13側の表面に壁電荷が蓄えられる。
[0045] その後、維持期間 Tにおいて、サスティン電極3115 (1)〜3115 (11)ぉょびスキャン電
3
極 Scn (l)〜Scn (n)に対し、所定の周期(例えば、 6 [ ^ 5ΘΟ. ])、所定の電圧 (例え
ば、 180V)で矩形波の維持パルスを印加する。サスティン電極3115 (1)〜3115 (11)に 印加する維持パルスと、スキャン電極3(¾ (1)〜3(¾ (11)に印加する維持パルスとは 、互いに同一の周期を有し、且つその位相が半周期ずれた状態となっており、パネ ル部 10における全放電セルに対して同時に印加される。
[0046] 図 3に示すようなパルスの印加によって、パネル部 10では、書き込みがなされた放 電セルにおいて、維持期間 Tでの交流電圧の印加を以つて電圧極性が変化するた
3
びにパルス放電が発生する。このような維持放電の発生により、表示発光は、放電空 間 13の励起 Xe原子からは 147[nm]の共鳴線力 励起 Xe分子からは 173 [nm]主 体の分子線が放射され、次いで発生の紫外線を背面パネル 12における蛍光体層 1 24で可視光変換して画像表示がなされることになる。
[0047] 4. PDP装置 1が有する優位性
本実施の形態に係る PDP装置 1では、パネル部 10の放電空間 13内に充填されて V、る放電ガスが Xe— Neガスであり、放電ガス中に占める Neガスの割合 (全圧に対す る Ne分圧の比)が 5 [%]に設定されている。逆にいえば、放電ガス中における Xeガ スの占める割合は、 95 [%]と高くなつている。このため、本実施の形態に係る PDP装 置 1では、上述のように、高い発光効率 (放電効率)を有する。そして、本実施の形態 に係る PDP装置 1では、上記特許文献 1の技術のごとく 100 [%]Xeとせずに、 5 [%] の Neガスを添カ卩しており、尚且つ、放電ガスの全圧を上記特許文献 2のような超高 圧とはしていないので、放電開始電圧を低く維持することができる。
[0048] また、本実施の形態に係る PDP装置 1では、パネル部 10における放電ガス中の Ne ガスの占める割合を上記のように 5 [%]として 、るので、駆動時の放電により保護層 1 14がスパッタリングにより削り取られてしまうという問題を生じにくぐ長寿命なものとな る。この理由については、後述する。
また、本実施の形態に係るパネル部 10では、前面パネル 11における保護層 114を 構成する材料として MgOを用いている。保護層の構成材料としては、この他にも Mg F (弗化マグネシウム)なども用いられることがある力 2次電子放出係数および耐ス
2
ノ ッタリング性等の観点から MgOが最適である。よって、 MgOを用いて保護層 114 を形成して 、る本実施の形態に係るパネル部 10では、駆動時における高 、発光効
率と保護層 114のスパッタリングに対する耐性と 、う観点力も優位である。
[0049] さらに、パネル部 10の構成では、表示電極対 112を構成するスキャン電極 Senおよ びサスティン電極 Susを、 Agなどの金属材料からのみ形成しているので、 ITOなどか らなる透明電極と金属材料カゝらなるバス電極との積層構造によってこれら電極を構成 していた従来のパネル部よりも、製造コストという観点力も優位である。なお、本実施 の形態に係るパネル部 10において、スキャン電極 Senおよびサスティン電極 Susの 各々を金属材料のみ力も構成できるのは、本実施の形態に係る PDP装置 1では非 常に高い発光輝度を有するため、電極 Scn、 Susの各幅を狭くすることができることに 由来する。金属材料力もなる電極 Scn、 Susの形成には、スパッタリング法などを用い ることが可能であり、薄くて低抵抗な電極を形成することができる。
[0050] なお、本実施の形態に係る PDP装置 1については、上記構成以外にもノリエーショ ンを採用することが可能である。例えば、放電ガスにおける主成分ガスを上記パネル 部 10では Xeガスとした力 これの代りにクリプトン (Kr)ガスを採用することもできる。 また、放電ガスの全圧については、上記パネル部 10の構成では 5 X 104 [Pa]とした 力 1 X 104[Pa]〜5 X 104[Pa]の範囲内であれば、 PDP装置 1の駆動時における 放電電圧という観点から、望ましい範囲として採用することができる。ここで、仮に放 電ガスの充填圧力を 1 X 104[Pa]未満とした場合には、パネルの発光効率が従来の パネルよりも低くなつてしまう。
[0051] また、放電ガスの充填圧力を 5 X 104[Pa]よりも高くした場合には、上記特許文献 2 のパネルのように放電開始電圧が高くなつてしまう。例えば、本実施の形態に係るパ ネル部 10と同様のパネル構成で放電ガスの充填圧力を 6 X 104[Pa]程度まで上昇 させた場合には、放電開始電圧は、約 700 [V]まで上昇してしまう。
さらに、本実施の形態では、放電ガス中における Neガスの占める割合を 5%とした 力 8 [%]以下であればよい。ただし、全く Neガスが含まれていないような組成につ V、ては、上記理由力も避けなければならな!/、。
[0052] 5.放電ガス中における Neガスの含有比率 (全圧に対する分圧比)
上記パネル部 10の構成をベースとして、放電ガスにおける Xeガスと Neガスとの構 成比率を変えてみて、駆動時における放電に起因する保護層 114のスパッタリングレ
ートおよび放電開始電圧の変化について考察する。
図 4には、放電ガス中における Neガスの含有比率 (分圧比)と保護層 114のスパッ タリングレートとの関係を示す。図中には、計算値と実験値とを示している。なお、ス ノ ッタリングレートの計算は各イオンにおけるスパッタリング確率と、イオン密度および イオンエネルギー分布とを考慮して行って 、る。
[0053] 図 4に示すように、 Neガスの分圧比が 0[%]から 95 [%]までの間で実験および計 算を行ったところ、実験結果は計算値と実験の傾向が非常によく一致した。スパッタリ ングレートは、 Neガスの分圧比が略 25 [%]のときに最大値をとり、 Neガスの分圧比 が 0 [%]〜25 [%]の範囲では、スパッタリングレートが Neガスの分圧比に従って急 激に大きくなる。一方、 Neガスの分圧比が 25 [%]〜95 [%]の範囲では、 Neガスの 分圧比が高くなればなるほどスパッタリングレートが小さくなる。
[0054] 保護層のスパッタリングレートが上昇した場合には、保護層が削り取られてしまい、 パネル部が長期間の使用に耐えられなくなる。つまり製品の寿命が短くなつたり、信 頼性が低下したりすることとなる。このためスパッタリングレートには許容できる上限が 存在する。
図 4に示す結果より、 Neガスの分圧比は、 5 [%]以下もしくは 70[%]以上とする必 要があることが分かる。ただし、放電ガス中における Xeガスの含有比率が低い場合に は、放電効率が低下するため、 Neガスの分圧比を 5 [%]以下とすることにより、高効 率と長寿命が両立される PDP装置が実現できる。
[0055] ただし、上記特許文献 1のように、 Xeガスの分圧比が高過ぎる場合には、放電開始 電圧も増加してしまう。このため、放電ガスには、 Neガスを添カ卩し放電開始電圧を少 しでも下げることが必要である。
次に、 Neガスの分圧比と放電開始電圧との関係について、図 5を用いて説明する。 図 5は、放電開始電圧の Neガス分圧比依存性を示す特性図である。なお、図 5にお いては、 Xeガスの分圧を 2 X 104[Pa]で一定とし、これに対して Neガスを添加するこ とによって分圧比を決定している。
[0056] 一般的には、圧力が増加すると放電開始電圧が増加する傾向にあるが、図 5に示 すように、 Xeガスに対して Neガスを添カ卩した場合には、およそ Neガスの分圧比が 10
[%]程度までの範囲では放電開始電圧が下がり、分圧比が 10[%]を超える範囲で は、 Neガスの分圧比の増加に伴って増加する傾向にある。
図 5に示すように、 Neガスの分圧比が 10[%]〜30[%]程度の範囲では、全圧が 増加しているにもかかわらず、 Neガスを添加しない場合に比べて、放電開始電圧が 小さくなつている。また、放電開始電圧を低減する効果は、 Neガスの分圧比が 0. 2[ %]の場合でも得られており、微量の添加でも効果があることが分かる。これは、 MgO 力もなる保護層 114の 2次電子放出係数が Neイオンの存在によって大きくなつたた めであると考えられる。
[0057] 従って、本実施の形態の PDP装置 1のように、高い発光効率 (放電効率)と保護層 114のスパッタリング現象の抑制、および放電開始電圧の低減と!/ヽぅ効果を得るため には、放電ガスを Xeガスと Neガスの混合ガスとし、 Neガスの分圧を全圧の 5 [%]以 下とすることが望ましい。
なお、図 5では、放電ガス中に Neガスを含まない(Neガスの分圧比 =0[%])につ いては、そのデータをプロットしな力つた力 上記特許文献 1のように、放電ガス中に Neガスを含有しな 、場合には、放電開始電圧が上昇する。
[0058] なお、本実施の形態では、放電ガスにおける主成分ガスとして Xeガスを採用して ヽ る力 この他にも主成分ガスとしてクリプトン (Kr)ガスを採用することも可能である。 K rガスを主成分ガスとした場合にも、図 4および図 5の結果に変化はない。
(実施の形態 2)
次に実施の形態 2に係る PDP装置について、以下で説明する。
[0059] 先ず、本実施の形態に係る PDP装置およびそのパネル部の構成は、基本的に図 1 、 2に示す上記実施の形態 1のものと同様である。構成上の相違点は、放電ガスの充 填圧力(全圧)が 3. 5 X 104[Pa]であること、前面パネルにおける誘電体層の構成材 料が酸ィ匕シリコンであって、その厚みが約 20 [ m]であること、そして、表示電極対 を構成する各電極 Scn、 Susの材料に Al— Ndが使われて!/、ることにある。
[0060] また、本実施の形態では、放電ガス中における Neガスの分圧比力 8 [%]に設定 されている。その他の構成については、上記実施の形態 1に係る PDP装置 1および そのパネル部 10と同様であるので、重ねての説明を省略する。
ここで、本実施の形態に係る PDP装置のパネル部においては、前面パネルにおけ る誘電体層の構成材料として、上記実施の形態 1などの低融点ガラスなどに比べて 誘電率が低い酸ィ匕シリコンを採用しているので、放電空間との電極容量を上記パネ ル部 10と同一に揃えた場合には、その膜厚を 1Z2〜1Z3と薄くすることが可能とな つている。このため、本実施の形態に係るパネル部では、誘電体層の膜厚を上記パ ネル部 10の誘電体層 113の膜厚 25 [ μ m]に比べて 5 [ m]薄い 20 [ m]とするこ とができている。この誘電体層の薄肉化は、放電電圧の低減に寄与する。
[0061] 本実施の形態に係る PDP装置およびそのパネル部では、上記特徴を備えることか ら、実施の形態 1に係る PDP装置 1が有する優位性に加えて、駆動時における放電 による保護層へのスパッタリングダメージをより低減することができる。即ち、誘電体層 を薄肉化することで放電電圧の低減を果たし、放電ガス中における Neガスの分圧比 を 8%としても、保護層へのイオン衝撃エネルギを小さなものとすることができる。
[0062] 本実施の形態に係る PDP装置が有する上記優位性を確認するために実施した確 認実験について、図 6を用いて説明する。図 6は、上記図 4に対応するものであって、 放電ガス中における Neガスの含有比率 (分圧比)と保護層のスパッタリングレートとの 関係を示す。なお、本実験では、放電ガスを Xeガスと Neガスとの 2元系としているの で、図 6の Neガスを除く残余の成分は Xeガスということになる。
[0063] 図 6に示すように、放電ガス中における Neガスの分圧比がスパッタリングレートは、 Neガスの分圧比が略 25 [%]のときに最大値をとる。これについては、図 4に示す結 果と同一であるが、分圧比が 25 [%]のときのスパッタリングレートが、図 4に比べて約 30ポイント低くなつている。これは、上述のように、酸化シリコンを用いて誘電体層を 形成することで、その膜厚を 20 [ m]と薄肉化していることによるものである。
[0064] 図 6に示すように、図 4の場合と同様に、 Neガスの分圧比が 0[%]〜25 [%]の範 囲では、スパッタリングレートが Neガスの分圧比に従って急激に大きくなり、 25 [%] 〜95 [%]の範囲では、 Neガスの分圧比が高くなればなるほどスパッタリングレートが 小さくなる。
以上の結果より、本実施の形態に係るパネル部の構成を採用する場合には、放電 ガス中における Neガスの分圧比を 8 [%]以下に規定することで、高!、発光効率と長
寿命とを両立可能な PDP装置を実現できる。なお、本実施の形態においても、放電 ガス中には、微量 (例えば、 0. 2 [%])であっても Neガスが添加されていることが前 提となる。
[0065] また、図 6より、放電ガス中における Neガスの分圧比を 5 [%]以下とする場合には、 スパッタリングレートを一層低いものとすることができ、高い発光効率と、保護層への スパッタリング発生の抑制と、放電開始電圧の低減とを実現するのに有効である。 なお、本実施の形態に係る PDP装置においても、放電ガスの全圧を 1 X 104[Pa] 〜5 X 104[Pa]の範囲で設定することが可能であり、また、表示電極対を構成する各 電極 Scn、 Susを Agなど力も形成することも可能である。これらの理由については、 上記実施の形態 1と同様である。表示電極対を構成する各電極 Scn、 Susの厚みに ついては、誘電体層の薄肉化を図っている観点から、絶縁破壊を防止するために薄 くしておくことが望ましい。
[0066] また、放電ガスの主成分ガスとして Xeガスの代りに Krガスを用いても、上記同様の 優位性を有する。
(実施の形態 3)
次に、実施の形態 3に係る PDP装置およびそのパネル部について説明する。 本実施の形態に係る PDP装置およびそのパネル部は、上記実施の形態 2と略同 一の構成を有する。本実施の形態に係る PDP装置およびそのパネル部が有する上 記実施の形態 2との相違点は、放電ガスの組成にある。具体的には、本実施の形態 に係るパネル部では、放電ガスとして Xe— Ne— Arの 3元系ガスが用いられている。 そして、放電ガス中における Neガスおよび Arガスの分圧比は、ともに 5 [%]に設定さ れている。なお、放電ガスの全圧は、上記実施の形態 2と同様に、 3. 5 X 104[Pa]に 設定されている。また、これ以外の構成については、上記実施の形態 2に係る PDP 装置と同様である。
[0067] ここで、本実施の形態に係るパネル部では、放電ガスに Arガスを添カ卩して ヽるが、 これは次のような理由力もである。即ち、 Arイオンは Neイオンに比べて保護層をスパ ッタリングし難 ヽと ヽぅ特性を有しており、 Arガスの添カ卩による寿命への影響はな 、。 また、放電ガスに Arガスを添加することで、励起された Arを介しての Xeの励起が期
待できる。このため、本実施の形態に係る PDP装置では、上記実施の形態 2に係る P DP装置などに比べて、尚一層の発光効率の向上を図ることができる。
[0068] また、 MgO力 なる保護層の Arイオンによる 2次電子放出係数は、 Xeイオンによる ものより大きいので、本実施の形態に係る PDP装置では、放電開始電圧の低減効果 ち期待でさる。
従って、本実施の形態に係る PDP装置では、上記実施の形態 1、 2に係る PDP装 置にも増して、高い発光効率と、保護層に対するスパッタリングの発生の抑制と、放 電開始電圧の低減とを実現する上で優位性を有する。
[0069] 本実施の形態に係る PDP装置における Neガスの分圧比とスパッタリングレートとの 関係についての確認結果を図 7に示す。
図 7に示すように、放電ガスが Xe— Ne—Arの 3元系の場合においても、 Neガスの 分圧比が略 25 [%]のときにスパッタリングレートが最大値をとる。このことから、保護 層のスパッタリングレートは、放電ガス中の Neガスの分圧比に従っていることが分か る。即ち、図 4と図 7とを比べるとき、放電ガス中に Arガスが 5%含まれている力否か に関わらず、 Neガスの分圧比が 25 [%]のポイントでスパッタリングレートの最大を有 する。これより、保護層に対するスパッタリングは、放電ガス中における Neガスの含有 比率により左右されて ヽることが分かる。
[0070] なお、本実施の形態に係る PDP装置およびそのパネル部にぉ 、ても、上記実施の 形態 1および実施の形態 2と同様の種々のノ リエーシヨンを採用することが可能であ る。
(誘電体層の膜厚とスパッタリングレートとに関する考察)
次に、誘電体層の膜厚とスパッタリングレートとの関係に関し、図 8を用い説明する。 図 8は、保護層におけるスパッタリングレートの誘電体層の膜厚に対する依存性に関 する特性図である。
[0071] 図 8に示すように、放電ガスの全圧に対する Neガスの分圧比が 10[%]の場合には 、確認した誘電体層の膜厚の範囲内(15 [ m]〜40 [ m])において、保護層のス パッタリングレートが" 30"以上となっている。一方、放電ガスの全圧に対する Neガス の分圧比が 5 [%]の場合には、誘電体層の膜厚が確認の範囲内において、保護層
のスパッタリングレートが" 30"未満となっている。
[0072] また、図 8に示すように、放電ガスの全圧に対する Neガスの分圧比が 8 [%]の場合 には、誘電体層の膜厚が 20 [ m]以下であれば、保護層のスパッタリングレートが" 30"未満となり、 PDP装置の寿命と 、う面力も望ま U、と考えられる。
以上の結果より、 PDP装置およびそのパネル部においては、放電ガスの全圧に対 する Neガスの分圧比が 8 [%]以下という範囲を想定する場合、誘電体層の膜厚を 2 0 [ m]以下とすることが望ましい。ただし、放電ガスの全圧に対する Neガスの分圧 比が 5 [%]の場合には、図 8から明らかなように、誘電体層の膜厚を 40 [ m]以下の 範囲としておけば、 PDP装置およびそのパネル部の長寿命化および発光効率の向 上の両方を図ることができる。例えば、低融点ガラスを含むペーストを塗布 '焼成する t ヽぅ過程を経て形成される従来の一般的な誘電体層を備える場合にも、放電ガス の全圧に対する Neガスの分圧比を 5 [%]以下とすれば、保護層のスパッタリングレ ートを" 30"未満とすることができ、 PDP装置およびそのパネル部の長寿命化および 発光効率の向上と 、ぅ両観点力 望まし 、。
(放電ガス中における Neガスの含有率と製造過程におけるエージング時間とに関す る考察)
次に、放電ガス中における Neガスの含有率と製造過程におけるエージング時間と に関し、図 9を用い説明する。本考察を行うのに際しては、図 1および図 2に示す構成 と同様の構成を有する PDP装置を用いた。ただし、放電ガスとして Xe— Neの 2元系 混合ガスを用い、 Xeガスの分圧を 20[kPa] (150[Torr])で一定とし、これに 0[%] 〜20 [%]の範囲の分圧比となるように Neガスを混合した。なお、エージング時間と は、放電開始電圧の初期変動が収まり、定常状態、例えば 250[V] ± 5 [V]の範囲 内となるまでに要する時間である。
[0073] 図 9に示すように、放電ガス中における Neガスの分圧比力 3 [%]よりも小さい範囲 にお 、ては、 Neガスの分圧比の増加に伴 、急激にエージング時間が短くなつて 、る 。そして、エージング時間は、 Neガスの分圧比が 3 [%]以上となる範囲では、ほとん ど変化しなくなる。即ち、エージング時間を短く抑えようとする時には、放電ガス中に おける Neガスの含有率を、分圧比で 3 [%]以上としておくことが望ま 、。
(放電間隙と輝点発生頻度とに関する考察)
次に、前面パネル 11におけるスキャン電極 Senとサスティン電極 Susとの間隙(放 電ギャップ)と輝点発生頻度との関係について、図 10を用い説明する。なお、本考察 においては、図 1および図 2に示す構成の PDP装置を用いた。ただし、放電ガスとし て Xe— Neの 2元系混合ガスを採用し、 Xeガスの分圧比を 95 [%]とし、 Neガスの分 圧比を 5 [%]とした。また、放電ガスの全圧を 24 [kPa]とし、前面パネル 11の表示電 極対 112におけるスキャン電極 Senとサスティン電極 Susとの間隙を 30 [ μ m]〜80 [ μ m]の範囲で変化させて、その各々の装置についての輝点発生頻度を求めた。
[0074] 図 10に示すように、放電ギャップ力 0 [ m]よりも小さい範囲では、輝点発生頻度 は 0. 4のあたりで一定している。そして、放電ギャップが 40 [ m]以上の範囲では、 放電ギャップに応じて輝点発生頻度も増加する傾向にある。輝点は、 PDP装置の表 示品質を大きく左右する要素であるため、累積駆動時間が長期 (例えば、 PDP装置 の寿命 6万時間)に及んだ場合にも発生しないことが要求される。上記寿命 6万時間 に達するまでの間、輝点が発生しない目安としては、図 10における輝点発生頻度が "0. 5"以下であることが望まれる。
[0075] なお、 PDP装置では、放電ギャップ力 0 [ m]よりも小さい場合、駆動時における 無効電力が大きくなり過ぎる。また、放電ギャップが 70 [ /z m]よりも大きい場合には、 累積駆動時間が長期に及んだ場合に輝点が発生する、という問題を生じる。
従って、放電ギャップに関しては、無効電力の低減と、累積駆動時間が長期に及ん だ場合の輝点発生の抑制との両観点から放電ギャップを、 40 [ μ m]以上 70 [ m] 以下の範囲とすることが望ま 、。
(隔壁 123の高さと輝点発生頻度とに関する考察)
次に、隔壁 123の高さと輝点発生頻度との関係について、図 11を用い説明する。 なお、本考察に際しては、表示電極対 112を構成し、対をなすスキャン電極 Senとサ スティン電極 Susとのギャップ (放電ギャップ)よりも隔壁 123の高さが高いことを前提 としており、また、隔壁 123において、主隔壁 1231の方が補助隔壁 1232よりも高い のが前提である。他の構成については、上記放電間隙と輝点発生頻度とに関する 考察〖こ係る場合と同様である。
[0076] また、本考察においては、主隔壁 1231と補助隔壁 1232との段差を 2水準とした。 図 11に示すように、主隔壁 1231と補助隔壁 1232との段差が 8 [ μ m]である場合 も 15 [ m]である場合も、隔壁 123の高さ(主隔壁 1231の高さ)の増加に伴い、輝 点発生頻度が上昇している。また、全ての確認ポイントにおいて、段差が 8 [ m]の 場合よりも段差が 15 [; z m]の場合の方が、輝点発生頻度が小さくなつている。なお、 主隔壁 1231の高さが低いほど放電開始電圧が上昇する傾向が確認された。特に、 主隔壁 1231の高さが 75 [ m]よりも低くなると、放電開始電圧は急激に上昇する傾 I口」にある。
[0077] また、主隔壁 1231が 120[ m]以下であれば、輝点発生頻度は" 0. 5"以下とな つており、累積駆動時間が長期に及んだ場合の輝点の発生を抑制することが可能と なる。よって、主隔壁 1231の高さを 75 [ m]以上 120[ m]以下とすることが、放 電開始電圧の上昇の抑制と、累積駆動時間が長期に及んだ場合の輝点の発生の抑 制という両観点力も望ましい。
(その他の事項)
上記実施の形態は、本発明の構成およびそこから奏される作用効果を説明するた めに一例として用いたものであって、本発明は、上記特徴とする部分以外の点にお いて、これに限定を受けるものではない。例えば、放電ガスとして、上記実施の形態 1 、 2では、 Xe— Neの 2元系の混合ガスを用い、また、上記実施の形態 3では、 Xe— N e— Arの 3元系の混合ガスを用いた力 これ以外にも、主成分ガスに対して上記範囲 内で Neガスが添加されてなる放電ガスを採用することができる。例えば、放電ガスと しては、 Kr— Neゝ Kr— Ne—Ar、 Xe— Ne— Heゝ Xe— Ne— He—Ar^^Kr— Ne— He— Arなどを採用することもできる。
[0078] また、上記実施の形態 1などでは、蛍光体層 124R、 124G、 124Bの各々を構成す る蛍光体材料を例示したが、それ以外にも次に示すような各蛍光体材料を用いること ができる。
R蛍光体;(Y、 Gd) BO: Eu
3
G蛍光体;(Y、 Gd) BO: Tbと Zn SiO: Mnとの混合物
3 2 4
B蛍光体; BaMg Al O : Eu
また、上記実施の形態では、放電ガスの主成分ガスとして、 Xeガスや Krガスなどの 放電により 147 [nm]や 173 [nm]の波長を有する紫外光を発するものを採用して!/、 る力 これについては、背面パネル 12に設けられた蛍光体層 124の構成材料に基 づ 、て適宜の変更が可能である。
[0079] また、上記実施の形態 1〜3では、 PDP装置として図 2に示すような構成を適用し、 パネル部として図 1に示すような構成を適用して ヽるが、本発明に係る PDP装置およ びそのパネル部の構成はこれらに限定を受けるものではない。
また、誘電体層の膜厚については、上記実施の形態 1では 25 [ m]、上記実施の 形態 2、 3では 20 [ m]にそれぞれ設定している力 それ以外の値に設定してもよい 。ただし、 PDP装置の駆動時における放電電圧と絶縁破壊との関係を考慮して設定 することが必要となる。
[0080] さらに、表示電極対を構成するスキャン電極 Senおよびサスティン電極 Susの各々 については、上記実施の形態 1では Agをその構成材料とし、上記実施の形態 2、 3で は A1— Ndをその構成材料として採用している力 本発明はこれに限定を受けるもの ではない。例えば、 ITOなどの透明膜と金属材料力もなるバスラインとの積層構造を 有する従来構造の電極や、 Cu— Cr— Cuなどの積層体などを用いることも当然に可 能である。また、上述のように、本発明の構成を採用した PDP装置およびそのパネル 部では、高い発光輝度を得ることができるので、 ITOなどカゝらなる透明電極を廃した 表示電極対を採用することができるのである力 Agや A1— Ndに限らず、他の金属材 料を用いることも可能である。
産業上の利用可能性
[0081] 本発明は、高い発光効率を維持しながら、駆動の長短にかかわりなく安定した表示 性能を維持することができ、大型で高精細なテレビジョンある 、は大型表示装置など に適用することが可能である。
Claims
[1] 第 1の基板と第 2の基板とが互いの間に空間をあけて対向配置され、前記第 1の基 板における主面上に電極対と誘電体層と保護層とが順に積層され、当該保護層が 前記空間を臨む状態におかれ、前記第 2の基板における主面上に前記保護層と対 向する状態で蛍光体層が形成され、前記空間に放電ガスが充填されてなるプラズマ ディスプレイパネルにぉ 、て、
前記放電ガスは、プラズマ放電により前記蛍光体層の蛍光体を励起する光を出射 するガス成分を主成分ガスとし、当該主成分ガスに対してネオンガスが添加された構 成を有し、
前記放電ガス中において、前記主成分ガスは、主たる比率で含有されているととも に、前記ネオンガスは、全圧に対して 8%以下の分圧比で含有されている。
[2] 請求項 1に記載のプラズマディスプレイパネルにお!、て、
前記誘電体層の厚みは、 20 m未満である。
[3] 請求項 1に記載のプラズマディスプレイパネルにお!、て、
前記放電ガス中におけるネオンガスは、全圧に対して 5%以下の分圧比で含有さ れている。
[4] 請求項 1に記載のプラズマディスプレイパネルにお!、て、
前記放電ガス中におけるネオンガスは、全圧に対して 0. 2%以上の分圧比を下限 値として含有されている。
[5] 請求項 1に記載のプラズマディスプレイパネルにお!、て、
前記放電ガス中におけるネオンガスは、全圧に対して 3%以上の分圧比を下限値と して含有されている。
[6] 請求項 1に記載のプラズマディスプレイパネルにお!、て、
前記放電ガス中には、ァノレゴンガスが含まれて 、る。
[7] 請求項 1に記載のプラズマディスプレイパネルにお!、て、
前記放電ガスの全圧は、 1 X 104Pa以上 5 X 104Pa以下である。
[8] 請求項 1に記載のプラズマディスプレイパネルにお!、て、
前記放電ガスの全圧は、 1. 7 X 104Pa以上 5 X 104Pa以下である。
[9] 請求項 1に記載のプラズマディスプレイパネルにお!、て、
前記電極対を構成する各電極は、金属材料からなる。
[10] 請求項 1に記載のプラズマディスプレイパネルにお!、て、
前記保護層は、酸ィ匕マグネシウムカゝらなる。
[11] 請求項 1に記載のプラズマディスプレイパネルにお!、て、
前記主成分ガスは、キセノンガスまたはクリプトンガスカゝらなる。
[12] 請求項 1に記載のプラズマディスプレイパネルにお!、て、
前記第 1の基板の主面上における前記電極対は、互いの間の間隙が 40 m以上 70 μ m以下の配される 2電極からなる。
[13] 請求項 12に記載のプラズマディスプレイパネルにお!、て、
前記第 2の基板における主面上には、前記電極対に対し立体交差する方向に、電 極が形成され、当該電極を覆う状態に誘電体層が形成されるとともに、前記誘電体 層の主面上であって、隣り合う前記電極どうしの間に、前記第 1の基板に向けて隔壁 が立設されており、
前記第 2の基板における前記誘電体層の主面を基準とするときの前記隔壁の高さ は、前記電極対を構成する 2電極間の間隙よりも高い。
[14] 請求項 13に記載のプラズマディスプレイパネルにお!、て、
前記第 2の基板における前記誘電体層の主面を基準とするときの前記隔壁の高さ は、 75 μ m以上 120 μ m以下である。
[15] 請求項 14に記載のプラズマディスプレイパネルにお!、て、
前記第 2の基板における前記誘電体層の主面上であって、前記第 1の基板におけ る隣り合う電極対どうしの間に相当する領域には、前記隔壁に交差する方向であつて 、且つ、前記第 1の基板における前記保護層に向けて補助隔壁が立設されており、 前記第 2の基板における前記誘電体層の主面を基準とするとき、前記隔壁の高さ は、前記補助隔壁に高さに比べて高く設定されており、
前記隔壁の高さと前記補助隔壁の高さとの差異は、 8 μ m以上 15 m以下である。
[16] 第 1の基板と第 2の基板とが互いの間に空間をあけて対向配置され、前記第 1の基 板における主面上に電極対と誘電体層と保護層とが順に積層され、当該保護層が
前記空間を臨む状態におかれ、前記第 2の基板における主面上に前記保護層と対 向する状態で蛍光体層が形成され、前記空間に放電ガスが充填されてなるパネル部 と、
前記パネル部の電極対を構成する電極の各々に対して、入力された画像信号に 基づき電圧パルスを印加する駆動部とを有するプラズマディスプレイパネル装置に おいて、
前記放電ガスは、プラズマ放電により前記蛍光体層の蛍光体を励起する光を出射 するガス成分を主成分ガスとし、当該主成分ガスに対してネオンガスが添加された構 成を有し、
前記放電ガス中において、前記主成分ガスは、主たる比率で含有されているととも に、前記ネオンガスは、全圧に対して 8%以下の分圧比で含有されている。
[17] 請求項 16に記載のプラズマディスプレイパネル装置にお!、て、
前記誘電体層の厚みは、 20 m未満である。
[18] 請求項 16に記載のプラズマディスプレイパネル装置にお!、て、
前記放電ガス中におけるネオンガスは、全圧に対して 5%以下の分圧比で含有さ れている。
[19] 請求項 16に記載のプラズマディスプレイパネル装置にお!、て、
前記放電ガス中におけるネオンガスは、全圧に対して 0. 2%以上の分圧比を下限 値として含有されている。
[20] 請求項 16に記載のプラズマディスプレイパネル装置にお!、て、
前記放電ガス中におけるネオンガスは、全圧に対して 3%以上の分圧比を下限値と して含有されている。
[21] 請求項 16に記載のプラズマディスプレイパネル装置にお!、て、
前記放電ガス中には、ァノレゴンガスが含まれて 、る。
[22] 請求項 16に記載のプラズマディスプレイパネル装置にお!、て、
前記放電ガスの全圧は、 1 X 104Pa以上 5 X 104Pa以下である。
[23] 請求項 16に記載のプラズマディスプレイパネル装置にお!、て、
前記主成分ガスは、キセノンガスまたはクリプトンガスカゝらなる。
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Legal Events
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WWE | Wipo information: entry into national phase |
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NENP | Non-entry into the national phase |
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122 | Ep: pct application non-entry in european phase |
Ref document number: 06747089 Country of ref document: EP Kind code of ref document: A1 |