JP4211579B2 - プラズマディスプレイパネル - Google Patents

Description

本発明は、壁掛けテレビや大型モニター等に用いられるプラズマディスプレイパネルに関する。

プラズマディスプレイパネル（以下、ＰＤＰあるいはパネルと略記する）は、大画面、薄型、軽量であることを特徴とする視認性に優れた表示デバイスである。ＰＤＰとして代表的な交流面放電型パネルは、対向配置された前面板と背面板との間に多数の放電セルが形成されている。前面板は、走査電極と維持電極とからなる表示電極が前面ガラス基板上に互いに平行に複数対形成され、それら表示電極を覆うように誘電体層および保護層が形成されている。背面板は、背面ガラス基板上に複数の平行なデータ電極と、それらを覆うように誘電体層と、さらにその上にデータ電極と平行に複数の隔壁がそれぞれ形成され、誘電体層の表面と隔壁の側面とに蛍光体層が形成されている。そして、表示電極とデータ電極とが立体交差するように前面板と背面板とが対向、密封され、内部の放電空間には放電ガスが封入されている。このような構成のパネルにおいて、各放電セル内でガス放電により紫外線を発生させ、この紫外線でＲＧＢ各色の蛍光体を励起発光させてカラー表示を行っている。

パネルを駆動する方法としてはサブフィールド法、すなわち、１フィールド期間を複数のサブフィールドに分割した上で、発光させるサブフィールドの組み合わせによって階調表示を行う方法が一般的である。ここで、各サブフィールドは初期化期間、書込み期間および維持期間を有する。

初期化期間では、すべての放電セルで一斉に初期化放電を行い、それ以前の個々の放電セルに対する壁電荷の履歴を消すとともに、続く書込み動作のために必要な壁電荷を形成する。加えて、放電遅れを小さくし書込み放電を安定して発生させるためのプライミング（放電のための起爆剤＝励起粒子）を発生させるという働きをもつ。書込み期間では、走査電極に順次走査パルスを印加するとともに、データ電極には表示すべき画像信号に対応した書込みパルスを印加し、走査電極とデータ電極との間で選択的に書込み放電を起こし、選択的な壁電荷形成を行う。続く維持期間では、走査電極と維持電極との間に所定の回数の維持パルスを印加し、書込み放電による壁電荷形成を行った放電セルを選択的に放電させ発光させる。

このように、画像を正しく表示するためには書込み期間における選択的な書込み放電を確実に行うことが重要であるが、回路構成上の制約から書込みパルスに高い電圧が使えないこと、データ電極上に形成された蛍光体層が放電を起こり難くしていること等、書込み放電に関しては放電遅れを大きくする要因が多い。したがって、書込み放電を安定して発生させるためのプライミングが非常に重要となる。

しかしながら、放電によって生じるプライミングは時間の経過とともに急速に減少する。そのため、上述したパネルの駆動方法において、初期化放電から長い時間が経過した書込み放電に対しては初期化放電で生じたプライミングが不足して放電遅れが大きくなり、書込み動作が不安定になって画像表示品質が低下するといった問題があった。あるいは、書込み動作を安定に行うために書込み時間を長く設定し、その結果、書込み期間に費やす時間が大きくなりすぎるといった問題があった。

これらの問題を解決するために、パネルの前面板に補助放電電極を設けて形成した補助放電セルを用いてプライミングを発生させ、放電遅れを小さくするパネルとその駆動方法が提案されている（たとえば特許文献１）。
特開２００２−２９７０９１号公報

しかしながら上述のパネルにおいては、個々の補助放電セルが比較的大きいため、画像表示のための放電セル（以下、主放電セルと略記する）間の距離を縮めることができず、その結果、高精細化が困難であるという課題があった。

本発明は、上述した課題に鑑みなされたものであり、プライミング放電を安定して発生させて書込み動作を安定かつ高速に行うことができ、高精細化も可能なプラズマディスプレイパネルを提供することを目的とする。

本発明のプラズマディスプレイパネルは、第１の基板と、前記第１の基板上に互いに平行に配置した走査電極および維持電極と、放電空間を挟んで前記第１の基板に対向配置される第２の基板と、前記第２の基板上に前記走査電極と交差する方向に配置したデータ電極と、前記データ電極を覆う第１の誘電体層と、前記第１の誘電体層上にのみ設けられかつ前記走査電極と平行に配置したプライミング電極と、前記プライミング電極を覆う第２の誘電体層と、前記第２の誘電体層を覆う第３の誘電体層と、前記走査電極および前記維持電極と前記データ電極とが対向して構成される主放電セル、並びに前記走査電極と前記プライミング電極とが対向して構成されるプライミング放電セルを区画するように、前記第３の誘電体層上に形成した隔壁とを備え、前記第３の誘電体層は少なくとも可視光あるいは紫外線を反射する反射層であることを特徴とする。

この構成により、第２の誘電体層が絶縁破壊等によるプライミング放電セルの破壊を防ぐので、プライミング放電を安定して発生させて書込み動作を安定かつ高速に行うことができ、高精細化も可能なプラズマディスプレイパネルを提供することができる。また、第３の誘電体層により、発生した紫外線あるいは可視光を効率よく利用できるので輝度の向上も期待できる。

本発明によれば、プライミング放電を安定して発生させて書込み動作を安定かつ高速に行うことができ、高精細化も可能なプラズマディスプレイパネルを提供することができる。

以下、本発明の実施の形態におけるＰＤＰについて、図面を用いて説明する。

（実施の形態）
図１は本発明の実施の形態におけるＰＤＰの構造を示す分解斜視図であり、図２は同パネルの断面図である。第１の基板であるガラス製の前面基板２１と第２の基板である背面基板３１とが放電空間を挟んで対向配置され、放電空間には放電によって紫外線を放射するネオンおよびキセノンの混合ガスが封入されている。

前面基板２１上には、走査電極２２と維持電極２３とが互いに平行に対をなして複数形成されている。このとき、維持電極２３−走査電極２２−走査電極２２−維持電極２３−・・・となるように２本ずつ交互に配列されている。走査電極２２と維持電極２３はそれぞれ透明電極２２ａ、２３ａと、透明電極２２ａ、２３ａ上に形成された金属母線２２ｂ、２３ｂとから構成されている。ここで、走査電極２２−走査電極２２間、および維持電極２３−維持電極２３間には黒色材料からなる光吸収層２８が設けられている。走査電極２２のうち、一方の走査電極２２の金属母線２２ｂの突出部分２２ｂ’は光吸収層２８上にまで突出して形成されている。そして、これらの走査電極２２、維持電極２３および光吸収層２８とを覆うように誘電体層２４および保護層２５が形成されている。

背面基板３１上には、走査電極２２および維持電極２３と交差する方向にデータ電極３２が互いに平行に複数形成され、そしてデータ電極３２を覆うように第１の誘電体層３３ａが形成されている。第１の誘電体層３３ａの上には、走査電極２２と平行にプライミング電極３６が複数形成されている。第１の誘電体層３３ａはデータ電極３２とプライミング電極３６との間を絶縁している。

そして、プライミング電極３６を覆うように第２の誘電体層３３ｂが形成されている。第２の誘電体層３３ｂは、絶縁破壊等によってプライミング電極３６が放電空間にむき出しになるのを防ぐ。そして第２の誘電体層３３ｂを覆うように第３の誘電体層が可視光あるいは紫外線を反射する反射層３３ｃとして形成されている。さらに反射層３３ｃの上に主放電セル４０を区画するための隔壁３４が形成されている。図１に示すように、隔壁３４は、データ電極３２に平行な方向に延びる縦壁部３４ａと、主放電セル４０を形成し、かつ主放電セル４０の間に隙間部４１を形成する横壁部３４ｂとで構成されている。隙間部４１は一つおきにプライミング電極３６を有しプライミング放電セル４１ａを形成する。なお、プライミング電極を有しない隙間部４１ｂはプライミング放電を行わない隙間部である。そして、隔壁３４により区画された主放電セル４０に対応する第３の誘電体層３３ｃの表面と隔壁３４の側面とに蛍光体層３５が設けられている。なお、図１、図２では隙間部４１側に蛍光体層３５を形成していないが、蛍光体層を形成する構成としてもよい。

前面基板２１と背面基板３１を対向配置して封着する際、前面基板２１上に形成された走査電極２２の金属母線２２ｂのうち光吸収層２８上に突出した突出部分２２ｂ’と、背面基板３１上に形成されたプライミング電極３６とが平行にかつ対向するように位置合わせする。そして、前面基板２１側に形成された突出部分２２ｂ’と、背面基板３１側に形成されたプライミング電極３６との間でプライミング放電を行う構成となっている。

図３は本発明の実施の形態におけるＰＤＰの電極配列図である。列方向にｍ列のデータ電極Ｄ₁〜Ｄ_m（図１のデータ電極３２）が配列され、行方向にｎ行の走査電極ＳＣ₁〜ＳＣ_n（図１の走査電極２２）とｎ行の維持電極ＳＵ₁〜ＳＵ_n（図１の維持電極２３）とが維持電極ＳＵ₁−走査電極ＳＣ₁−走査電極ＳＣ₂−維持電極ＳＵ₂−・・・となるように２本ずつ交互に配列されている。そして、実施の形態においては奇数行目の走査電極ＳＣ₁、ＳＣ₃、・・・の突出部分（図１の突出部分２２ｂ’）と対向するようにｎ／２本のプライミング電極ＰＲ₁、ＰＲ₃、・・・（図１のプライミング電極３６）が配列されている。

そして、一対の走査電極ＳＣ_i、維持電極ＳＵ_i（ｉ＝１〜ｎ）と一つのデータ電極Ｄ_j（ｊ＝１〜ｍ）とを含む放電セルＣ_i,j（図１の主放電セル４０）が放電空間内にｍ×ｎ個形成される。また１〜ｎ行のうちの奇数行に走査電極ＳＣ_iの突出部分とプライミング電極ＰＲ_iとを含むプライミング放電セルＰＳ_i（図１のプライミング放電セル４１ａ）が形成される。

次に、パネルを駆動するための駆動電圧波形とそのタイミングについて説明する。

図４は、本発明の実施の形態におけるＰＤＰの駆動電圧波形図である。なお、実施の形態においては、１フィールド期間が初期化期間、書込み期間、維持期間を有する複数のサブフィールドから構成されており、それぞれのサブフィールドは維持期間における維持パルスの数が異なる以外はほぼ同様であるので、一つのサブフィールドについてのみ動作を説明する。

初期化期間前半部では、データ電極Ｄ₁〜Ｄ_m、維持電極ＳＵ₁〜ＳＵ_nおよびプライミング電極ＰＲ₁〜ＰＲ_n-1をそれぞれ０（Ｖ）に保持し、走査電極ＳＣ₁〜ＳＣ_nには、維持電極ＳＵ₁〜ＳＵ_nに対して放電開始電圧以下の電圧Ｖｉ₁から、放電開始電圧を超える電圧Ｖｉ₂に向かって緩やかに上昇する傾斜波形電圧を印加する。この傾斜波形電圧が上昇する間に、走査電極ＳＣ₁〜ＳＣ_nと維持電極ＳＵ₁〜ＳＵ_n、データ電極Ｄ₁〜Ｄ_m、プライミング電極ＰＲ₁〜ＰＲ_n-1との間でそれぞれ１回目の微弱な初期化放電が起こる。そして、走査電極ＳＣ₁〜ＳＣ_n上部に負の壁電圧が蓄積されるとともに、データ電極Ｄ₁〜Ｄ_m上部、維持電極ＳＵ₁〜ＳＵ_n上部およびプライミング電極ＰＲ₁〜ＰＲ_n-1上部には正の壁電圧が蓄積される。ここで、電極上部の壁電圧とは電極を覆う誘電体層上、あるいは蛍光体層上に蓄積された壁電荷により生じる電圧をあらわす。

初期化期間後半部では、維持電極ＳＵ₁〜ＳＵ_nを正電圧Ｖｅに保ち、走査電極ＳＣ₁〜ＳＣ_nには、維持電極ＳＵ₁〜ＳＵ_nに対して放電開始電圧以下となる電圧Ｖｉ₃から放電開始電圧を超える電圧Ｖｉ₄に向かって緩やかに下降する傾斜波形電圧を印加する。この間に、走査電極ＳＣ₁〜ＳＣ_nと維持電極ＳＵ₁〜ＳＵ_n、データ電極Ｄ₁〜Ｄ_m、プライミング電極ＰＲ₁〜ＰＲ_n-1との間でそれぞれ２回目の微弱な初期化放電が起こる。そして、走査電極ＳＣ₁〜ＳＣ_n上部の負の壁電圧および維持電極ＳＵ₁〜ＳＵ_n上部の正の壁電圧が弱められ、データ電極Ｄ₁〜Ｄ_m上部の正の壁電圧は書込み動作に適した値に調整され、プライミング電極ＰＲ₁〜ＰＲ_n-1上部の正の壁電圧もプライミング動作に適した値に調整される。以上により初期化動作が終了する。

書込み期間では、走査電極ＳＣ₁〜ＳＣ_nを一旦電圧Ｖｃに保持する。そして、プライミング電極ＰＲ₁〜ＰＲ_n-1に電圧Ｖｑを印加する。

まず、奇数行目の放電セルＣ_p,1〜Ｃ_p,m（ｐ＝奇数）の書込み動作では、走査電極ＳＣ_pに走査パルス電圧Ｖａを印加するとともに、表示すべき画像信号に対応するデータ電極Ｄ_k（ｋは１〜ｍの整数）に正の書込みパルスＶｄを印加する。奇数行目の走査電極ＳＣ_pは自己の走査に伴ってプライミング放電を発生させるとともに書込みを行う走査電極である。したがって、走査パルス電圧Ｖａの印加によりプライミング電極ＰＲ_pと走査電極ＳＣ_pとの間でプライミング放電が発生し、放電セルＣ_p,1〜Ｃ_p,mと放電セルＣ_p+1,1〜Ｃ_p+1,mとの内部にプライミングが供給される。このときの放電は、プライミング放電セルが放電しやすく電圧Ｖｑも高く設定できるため、放電遅れが小さく速い安定したプライミング放電となる。

その後引き続いて、書込みパルス電圧を印加したデータ電極Ｄ_kに対応する放電セルＣ_p,kで書込み放電が発生する。このとき放電セルＣ_p,kの放電は、走査電極ＳＣ_pとプライミング電極ＰＲ_pとの間で発生したプライミング放電からプライミングが供給されつつ発生するので、放電遅れが小さく安定した放電となる。この書込み放電により放電セルＣ_p,kの走査電極ＳＣ_p上部に正電圧が蓄積され、維持電極ＳＵ_p上部に負電圧が蓄積されて、奇数行目の書込み動作が終了する。

次に、偶数行目の放電セルＣ_p+1,1〜Ｃ_p+1,mの書込み動作では、ｐ＋１行目の走査電極ＳＣ_p+1に走査パルス電圧Ｖａを印加すると同時に、データ電極Ｄ₁〜Ｄ_mのうちｐ＋１行目に表示すべき画像信号に対応するデータ電極Ｄ_kに正の書込みパルス電圧Ｖｄを印加する。これにより、データ電極Ｄ_kと走査電極ＳＣ_p+1との交差部で放電が発生する。このとき、放電セルＣ_p+1,kでは走査電極ＳＣ_pとプライミング電極ＰＲ_pとの間で発生したプライミング放電から十分なプライミングがすでに供給された状態で放電が発生するので、書込み放電の放電遅れは非常に小さく安定した放電となる。この書込み放電により放電セルＣ_p+1,kの走査電極ＳＣ_p+1上部に正電圧が蓄積され、維持電極ＳＵ_p+1上部に負電圧が蓄積されて、偶数行目の書込み動作が終了する。

以下、同様の書込み動作をｎ行目の放電セルＣ_n,kに至るまで行い、書込み動作が終了する。

維持期間では、走査電極ＳＣ₁〜ＳＣ_nおよび維持電極ＳＵ₁〜ＳＵ_nを０（Ｖ）に一旦戻した後、走査電極ＳＣ₁〜ＳＣ_nに正の維持パルス電圧Ｖｓを印加する。このとき、書込み放電を起こした放電セルＣ_i,kにおける走査電極ＳＣ_i上部と維持電極ＳＵ_i上部との間の電圧は、正の維持パルス電圧Ｖｓに加えて、書込み期間において走査電極ＳＣ_i上部および維持電極ＳＵ_i上部に蓄積された壁電圧が加算されて、放電開始電圧より大きくなる。これにより、放電セルＣ_i,kにおいて維持放電が発生する。以降同様に、走査電極ＳＣ₁〜ＳＣ_nと維持電極ＳＵ₁〜ＳＵ_nとに維持パルスを交互に印加することにより、書込み放電を起こした放電セルＣ_i,kに対して維持パルスの回数だけ維持放電が継続して行われる。

このように、実施の形態では、奇数行目の放電セルＣ_p,1〜Ｃ_p,mの書込み動作において、背面基板３１側に設けたプライミング電極ＰＲ_pと前面基板２１側に設けた走査電極ＳＣ_pとの間でプライミング放電を発生させ、放電セルＣ_p,1〜Ｃ_p,mと放電セルＣ_p+1,1〜Ｃ_p+1,mとの内部にプライミングを供給することで、放電遅れが小さく、高速かつ安定した書込み放電を実現することができる。

さらに、プライミング電極３６が絶縁耐圧の高い第２の誘電体層３３ｂに覆われている。そのためプライミング放電の放電空間とプライミング電極３６との間で絶縁破壊を起こすおそれがなく、したがってプライミング放電を安定して発生させて書込み動作を安定かつ高速に行うことができる。第２の誘電体層３３ｂは絶縁耐圧が高ければどんなものでもよいが、本実施の形態においては、厚み１０μｍの低融点ガラスを用いて第２の誘電体層３３ｂを形成し、３００（Ｖ）以上の絶縁耐圧を実現している。

また、反射層３３ｃが第２の誘電体層３３ｂを覆うように形成されている。反射層３３ｃは可視光あるいは紫外線を反射するものであればよく、本実施の形態においては、低融点ガラスに１０ｗｔ％のＴｉＯ₂微粉末を分散させたものを用いて１０μｍの反射層３３ｃを形成している。反射層３３ｃは主放電セル４０内部で発生した紫外線あるいは可視光を前面基板２１側に反射するので、発生した紫外線あるいは可視光を効率よく利用でき輝度を高めることができる。

本発明におけるＰＤＰは、プライミング放電を安定して発生させて書込み動作を安定かつ高速に行うことができ、高精細化も可能なＰＤＰを提供することができるので、壁掛けテレビや大型モニター等に用いられるＰＤＰ等に有用である。

本発明の実施の形態におけるＰＤＰの構造を示す分解斜視図 同パネルの断面図 同パネルの電極配列図 同パネルの駆動電圧波形図

符号の説明

２１ 前面基板
２２ 走査電極
２２ａ，２３ａ 透明電極
２２ｂ，２３ｂ 金属母線
２２ｂ’ 突出部分
２３ 維持電極
２４ 誘電体層
２５ 保護層
２８ 光吸収層
３１ 背面基板
３２ データ電極
３３ａ 第１の誘電体層
３３ｂ 第２の誘電体層
３３ｃ 反射層（第３の誘電体層）
３４ 隔壁
３４ａ 縦壁部
３４ｂ 横壁部
３５ 蛍光体層
３６ プライミング電極
４０ 主放電セル
４１ 隙間部
４１ａ プライミング放電セル
４１ｂ プライミング電極を有しない隙間部

Claims (1)

1. 第１の基板と、前記第１の基板上に互いに平行に配置した走査電極および維持電極と、放電空間を挟んで前記第１の基板に対向配置される第２の基板と、前記第２の基板上に前記走査電極と交差する方向に配置したデータ電極と、前記データ電極を覆う第１の誘電体層と、前記第１の誘電体層上にのみ設けられかつ前記走査電極と平行に配置したプライミング電極と、前記プライミング電極を覆う第２の誘電体層と、前記第２の誘電体層を覆う第３の誘電体層と、前記走査電極および前記維持電極と前記データ電極とが対向して構成される主放電セル、並びに前記走査電極と前記プライミング電極とが対向して構成されるプライミング放電セルを区画するように、前記第３の誘電体層上に形成した隔壁とを備え、前記第３の誘電体層は少なくとも可視光あるいは紫外線を反射する反射層であることを特徴とするプラズマディスプレイパネル。

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