(57)【要約】【課題】簡易な構成で、データ電極同士の間での無効電力の上昇、発光効率の悪化、維持電圧の上昇を招くことなく、データ書き込み電圧を低減することが可能なプラズマディスプレイパネル（ＰＤＰ）を提供することを目的とする。【解決手段】複数の表示電極６を形成するとともに前記表示電極６を誘電体層７で覆った前面基板１と、前記前面基板１との間に放電空間が形成されるように対向配置され、前記表示電極６と交差する方向に形成されたデータ電極１３および前記データ電極１３を覆う下地誘電体層１０を形成した背面基板２を具備するＰＤＰにおいて、前記下地誘電体層１０は、その膜厚方向で、誘電率が一様でないことを特徴とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の表示電極を形成するとともに前記表示電極を誘電体層で覆った前面基板と、前記前面基板との間に放電空間が形成されるように対向配置され、前記表示電極と交差する方向に形成されたデータ電極および前記データ電極を覆う下地誘電体層を形成した背面基板と、を具備するプラズマディスプレイパネルにおいて、
前記下地誘電体層は、その膜厚方向で、誘電率が一様でないことを特徴とするプラズマディスプレイパネル。
【請求項２】
前記下地誘電体層が、少なくとも２種類以上の組成の誘電体層の積層で構成され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。
【請求項３】
前記誘電体層の積層のうち、前記放電空間に最も近い誘電体層の誘電率：ａと前記データ電極に最も近い誘電体層の誘電率：ｂとが、ａ＞ｂの関係を満たすことを特徴とする請求項２に記載のプラズマディスプレイパネル。
【請求項４】
前記下地誘電体層のうち、前記放電空間に最も近い誘電体層の誘電率：ａが、１０以上１００以下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。
【請求項５】
前記下地誘電体層のうち、前記データ電極に最も近い誘電体層の誘電率：ｂが、４以上１０以下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。
【請求項６】
前記下地誘電体層のうち、前記放電空間に最も近い誘電体層の厚みが、１μｍ以上５μｍ以下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。
【請求項７】
前記下地誘電体層のうち、前記データ電極に最も近い誘電体層の厚みが、８μｍ以上２０μｍ以下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。
【請求項８】
前記前面基板と前記背面基板との間隔が、１４０μｍよりも大きいことを特徴とする請求項１から７のいずれかに記載のプラズマディプレイパネル。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はコンピュータ、およびテレビ等の画像表示に用いるプラズマディスプレイパネルに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、大画面で薄型のテレビ受像機や公衆表示装置として、液晶表示パネル（ＬＣＤ）やフィールドエミッションディスプレイ（ＦＥＤ）、エレクトロルミネセンス（ＥＬ）ディスプレイなどがあるが、その中でもプラズマディスプレイパネル（ＰＤＰ）は、自発光型で美しい表示ができ、大画面化が容易であるという特長のため、特に大きな注目を集めている。
【０００３】
このＰＤＰには、大別すると、駆動方式からはＡＣ型とＤＣ型があり、放電形式では面放電型と対向放電型の２種類があるが、高精細化、大画面化への取り組みが比較的進め易いことおよび製造の簡便性により、現状では、ＡＣ型で面放電型のＰＤＰが主流を占めるようになってきている。
【０００４】
ＡＣ型で面放電型のＰＤＰについて一般的なＰＤＰの分解斜視図である図２を用いて簡単に説明する。
【０００５】
ＰＤＰ１２０は、前面基板１０１と背面基板１０２とを備える。
【０００６】
前面基板１０１は、透明なガラスの基板１０３上に帯状の表示電極１０６が形成されている。さらに表示電極１０６を覆う誘電体層１０７が形成され、その上にＭｇＯなどにより構成される保護膜１０８が形成される。
【０００７】
背面基板１０２は、ガラスの基板１０９上にデータ電極１１３とそれを覆う下地誘電体層１１０を形成したのち、放電セルを区分けする隔壁１１１を形成し、その上に蛍光体層１１２を形成した構成となっている。
【０００８】
上記構成の前面基板１０１と背面基板１０２を表示電極１０６とデータ電極１１３とが交差するように対向配置し、周囲を封着剤によって封止してＰＤＰパネルを組み立てる。
【０００９】
その後、ＰＤＰパネル内を一旦、排気した上で、ＸｅやＮｅなどからなる放電ガスを封入することで、ＰＤＰ１２０として完成させる。
【００１０】
ＰＤＰ１２０では、表示電極１０６に維持パルス電圧を印加することで、放電ガスが放電する。このとき、放電ガス中のＸｅなどの希ガスが励起したのちに発生する紫外光が蛍光体層１１２に照射され、蛍光体層１１２が発光する。
【００１１】
以上のように構成されたＰＤＰ１２０において、画像を表示する際の一般的な駆動方法を説明する。
【００１２】
まず、走査電極１０４に初期化パルスを印加し、放電セル内の壁電荷を初期化する。
【００１３】
次に、走査電極１０４に走査パルスを印加し、データ電極１１３には書き込みパルスを印加し、書き込み放電を行い、後の維持放電に必要な壁電荷を形成する。この際、後の維持放電において発光させたいセルに対してのみ書き込みパルスを印加して書き込み放電を行い、維持放電で発光させたくないセルには書き込みパルスは印加せず、従って書き込み放電は行われない。
【００１４】
次に、走査電極１０４と維持電極１０５の間に交互に維持パルスを印加して維持放電を行う。この際の維持放電パルスの大きさは、前記した書き込み放電によって壁電荷が形成されたセルでのみ維持放電が起きるよう調整されている。このため、発光させたいセルのみ選択的に維持放電を起こし、所望の画像を表示することができる（特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００３−１３１５８０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
従来よりＰＤＰの高効率化および製造コスト削減のため、データ電圧低減の取り組みがなされてきた。すなわち、データ電圧が高いと高耐圧な電気素子を必要とするため高コストとなる上、電極間にできる静電容量によって無効電力が消費されるため、ＰＤＰの効率が悪化してしまう。
【００１６】
しかしながら上述のように、データ電圧は書き込み放電の際に十分な壁電荷量を確保するために必要であり、データ電圧低減のためには前面基板と背面基板の間の静電容量を増加させ、低いデータ電圧でも十分な壁電荷量が確保できるようにする必要がある。
【００１７】
データ電極と維持電極の間の誘電体層の誘電率を上げるもしくは前面基板と背面基板の間隔を狭くするなどして、前面基板と背面基板の静電容量を増加させ、書き込み放電時に形成される壁電荷量を増加させ、データ電圧を低減することが検討されてきた。
【００１８】
しかし、データ電圧を下げるために背面基板に構成される誘電体層の誘電率を上げる場合、隣接するデータ電極同士の間で静電容量が増加し、放電に使われない無効電力が上昇してしまうという問題点があった。同様に前面基板の誘電体層の誘電率を上げた場合は、隣接する維持電極同士の間の無効電力が上昇してしまうばかりでなく、発光効率までもが悪化してしまい、ＰＤＰ全体の効率としては悪化してしまう。
【００１９】
また、前面基板と背面基板の間隔を狭くした場合は、データ電圧が下がる一方で、前面基板と背面基板の間の放電空間が狭くなり、放電ガス中のＸｅなどの励起した粒子が、紫外線を発光する前に前面板や背面板に衝突、脱励起してしまうため、放電の発光効率が悪化し、ＰＤＰ全体の効率としては悪化してしまうという問題点がある。さらに放電の開始に必要な放電ガス中の微量電子が前面板や背面板に衝突、吸収されて消滅してしまうので、維持電圧の上昇も招いてしまう。
【００２０】
本発明はこのような現状に鑑みなされたものであり、簡易な構成で、データ電極同士の間での無効電力の上昇、発光効率の悪化、維持電圧の上昇を招くことなく、データ書き込み電圧を低減することが可能なＰＤＰ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】
【００２１】
上記目的を実現するために本発明のＰＤＰは、複数の表示電極を形成するとともに前記表示電極を誘電体層で覆った前面基板と、前記前面基板との間に放電空間が形成されるように対向配置され、前記表示電極と交差する方向に形成されたデータ電極および前記データ電極を覆う下地誘電体層を形成した背面基板と、を具備するプラズマディスプレイパネルにおいて、
前記下地誘電体層は、その膜厚方向で、誘電率が一様でないことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、簡易な構成で、データ電極同士の間での無効電力の上昇、発光効率の悪化、維持電圧の上昇を招くことなく、データ書き込み電圧を低減することが可能なＰＤＰを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下、本発明の一実施の形態によるＰＤＰについて、図を用いて説明するが、本発明の実施の態様はこれに限定されるものではない。
【００２４】
図１は、本発明の一実施の形態によるＰＤＰ２０の要部拡大断面図である。
【００２５】
図１において、下地誘電体層１０は下地誘電体層１０Ａと下地誘電体層１０Ｂの２層により構成されている。
【００２６】
まず前面基板１を作製するにあたり、ガラスの基板３上に、厚膜銀ペーストをスクリーン印刷によってパターニング後、焼成することで表示電極６を形成し、その上に誘電体ペーストをダイコート法によって塗布、焼成することで誘電体層７を形成し、ＭｇＯ材料を電子ビーム蒸着法により誘電体層７上に成膜することで保護膜８を形成する。
【００２７】
次に、背面基板２を作製するにあたり、ガラスの基板９上に、厚膜銀ペーストをスクリーン印刷によってパターニング後、焼成することでデータ電極１３を形成し、その後、誘電率が４〜１０と比較的低い材料からなるペーストを塗布、焼成することで下地誘電体層１０Ａを形成した。ここで例えば、ＳｉＯ2、Ｂ2Ｏ3、ＺｎＯなどの混合物からなる誘電体材料を用いれば誘電率４〜１０程度の誘電率の低い誘電体層を作製できる。下地誘電体層１０Ａの膜厚は例えば１０μｍ程度で形成する。
【００２８】
その後、誘電率が１０〜１００と比較的高い材料からなるペーストを塗布、焼成することで下地誘電体層１０Ｂを形成した。ここで例えば、ＳｉＯ2、Ｂ2Ｏ3、ＺｎＯなどの混合物からなるペーストにＰｂＯを混ぜて用いれば誘電率１５〜３０程度の誘電体層が作製できる。下地誘電体層１０Ｂの膜厚は例えば３μｍ程度で形成する。
【００２９】
その後、下地誘電体層１０Ｂ上に厚膜ペーストをスクリーン印刷によってパターニングした後、焼成することで隔壁１１を形成し、この形成した隔壁１１の側面と下地誘電体層１０の上に蛍光体ペーストを塗布して焼成することで、蛍光体層１２を形成する。
【００３０】
そして、上記構成の前面板１と背面板２とを、表示電極６とデータ電極１３とが交差し、間に放電空間が形成されるように対向配置し、周囲をガラスフリットを用いて封着した後に真空排気し、放電ガスとしてＸｅを１０％含むＮｅ−Ｘｅ混合ガスを５００Ｔｏｒｒ封入することでＰＤＰ２０を完成する。
【００３１】
表１に、上述した図１に示す構成のＰＤＰ２０（表１中、本発明１と表記）と、図２に示す従来のＰＤＰ１２０（表１中、比較例１と表記）と、および、図１に示したＰＤＰ２０に対し、下地誘電体層が誘電体層１０Ｂのみにより構成されたＰＤＰ（表１中、比較例２と表記）と、に対し、正常な画像表示に最低必要なデータ電圧：Ｖｄａｔａ−ｍｉｎと、そのＶｄａｔａ−ｍｉｎで動作させたときのデータ無効電力と、の一例を示す。
【００３２】
【表１】
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【００３３】
表１に示すように、本発明の一実施の形態によるＰＤＰ２０（本発明１）によれば、データ電圧は、比較例１よりも１３Ｖ低減できる上、データ無効電力も３２Ｗの削減ができる。これは高誘電率の誘電体層Ｂを形成したため、同じデータ電圧でも書き込み放電時の壁電荷量が大幅に増加するため、低いデータ電圧で正常動作に必要な書き込み放電時の壁電荷を形成できるようになったためＶｄａｔａ−ｍｉｎが減少しているものと考えられる。従来よりも高誘電率の誘電体層Ｂを形成した分だけ若干静電容量が上昇しているにもかかわらず、Ｖｄａｔａ−ｍｉｎが減少したため、データ無効電力も大きく減少している。
【００３４】
この本発明の一実施の形態によるＰＤＰでは、Ｖｄａｔａ−ｍｉｎの低減によって低耐圧の電子素子が使用可能になるため、低コスト化できるだけでなく、高効率化もできることになる。
【００３５】
一方、下地誘電体層が下地誘電体層Ｂのみから構成された、比較例２は、Ｖｄａｔａ−ｍｉｎこそ１７Ｖの低減効果があるものの、データ無効電力は２５Ｗ上昇してしまっている。
【００３６】
以上のように、本発明の一実施の形態によるＰＤＰであれば、単に下地誘電体層の誘電率を上げるだけでは得られなかった、データ電圧低減とデータ無効電力低減の両方の効果を得ることができ、もって低コストで高効率なＰＤＰを実現できる。
【００３７】
以上のような良好な結果が得られた理由については以下のように考えられる。
【００３８】
すなわち、下地誘電体層を誘電率が高い下地誘電体層Ｂのみとした場合には、前面基板と背面基板の間の静電容量を上昇し、書き込み放電時の壁電荷量が増加するため、Ｖｄａｔａ−ｍｉｎの低減効果が得られる一方で、データ電極間の静電容量が大きく増加するため、データ無効電力は大きく上昇してしまう。一方で、本発明の一実施の形態によるＰＤＰでは、下地誘電体層の上層を誘電率が高い下地誘電体層Ｂとしているため、Ｖｄａｔａ−ｍｉｎの低減効果が得られる。
【００３９】
ここで、下地誘電体層Ｂは３μｍと下地誘電体層Ａと比較して薄いが、下地誘電体層Ｂの誘電率は十分高く、且つ、データ電極上では誘電体層Ａも薄くなっているため、静電容量は十分上昇し、Ｖｄａｔａ−ｍｉｎの低減効果が得られたものと考えられる。
【００４０】
一方、データ電極間の静電容量に関しては、データ電極の間には誘電体層Ａが構成されており、厚さが薄いうえ、データ電極間の、より離れた位置に形成されている誘電体層Ｂの影響は小さいため、データ電極間の静電容量はほとんど上昇しない。むしろＶｄａｔａ−ｍｉｎが下がるため、データ電極間の無効電力は減少する結果が得られたものと考えられる。
【００４１】
なお、上述した本発明の一実施の形態によるＰＤＰにおいては、前面板と背面板の間隔を、従来、１００〜１４０μｍ程度であるところを、１４０〜１８０μｍとしても良い。
【００４２】
表２に、本発明の一実施の形態によるＰＤＰにおいて、前面板と背面板の間隔を１５０μｍとしたＰＤＰ（表２において、本発明２と表記）と、従来のＰＤＰ（表２において、比較例３と表記）と、従来のＰＤＰにおいて前面板と背面板の間隔を１５０μｍとしたＰＤＰ（表２において、比較例４と表記）と、に対し、発光効率と、正常な画像表示に最低必要な維持電圧：Ｖｓｕｓ−ｍｉｎと、および、正常な画像表示に最低必要なデータ電圧：Ｖｄａｔａ−ｍｉｎと、の一例を示す。
【００４３】
【表２】
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【００４４】
表２に示すように、本発明の一実施の形態によるＰＤＰ２０において前面基板と背面基板の間隔を１５０μｍとしたＰＤＰ（本発明２）では、比較例３に対して、発光効率が０．１３ｌｍ／Ｗ上昇し、維持電圧：Ｖｓｕｓ−ｍｉｎが７Ｖの減少をしており、データ電圧：Ｖｄａｔａ−ｍｉｎにはほとんど変化がない。一方、比較例４の、比較例３である従来のＰＤＰに対し前面基板と背面基板の間隔を１５０μｍとしたＰＤＰは、比較例３に比べ、維持電圧は２Ｖしか減少せず、発光効率は０．０３ｌｍ／Ｗしか上昇しない上、Ｖｄａｔａ−ｍｉｎの上昇は１１Ｖとなっている。
【００４５】
以上のように、本発明の一実施の形態によるＰＤＰによれば、単に前面基板と背面基板の間隔を広げただけでは得られなかった、発光効率の上昇およびＶｓｕｓ−ｍｉｎの低減を達成しつつ、Ｖｄａｔａ−ｍｉｎおよびＶｄａｔａ無効電力は上昇しないという良好な効果を得ることができた。
【００４６】
以上のような良好な結果が得られた理由については以下のように考えられる。
【００４７】
すなわち、表２において本発明２として示した、前面基板と背面基板の間隔を広げた構成では、放電空間が広がったため、放電によって発生した空間電子が前面基板や背面基板で吸収されにくくなり放電損失は小さくなる。このため、Ｖｓｕｓ−ｍｉｎが減少する。また、放電空間が広がったことで、Ｘｅなどの励起粒子が紫外線を発生する前に前面基板や背面基板で衝突、脱励起してしまう損失がなくなり、放電効率は上昇する。Ｖｓｕｓ−ｍｉｎが減少し放電電力が減少したことも放電効率の上昇に寄与する。しかも、本発明２では本発明１と同様、静電容量が従来のＰＤＰよりも高いため、前面基板と背面基板の間の静電容量が十分高く、前面基板と背面基板の間隔を１５０μｍまで広げても書き込み放電時の壁電荷量を十分確保することができ、Ｖｄａｔａ−ｍｉｎはほとんど上昇しない。
【００４８】
一方、従来のＰＤＰ（比較例３）に対し、前面板と背面板の間隔を１５０μｍとした比較例４では、前面基板と背面基板の間隔が広がったことで前面基板と背面基板の間の静電容量が低下し、書き込み放電時の壁電荷量が著しく低下するため、Ｖｄａｔａ−ｍｉｎが大きく上昇してしまう。また、書き込み放電時の壁電荷量が低下することで、その後の維持放電で用いられる壁電荷が減少してしまう。このため放電空間が広がったことでのＶｓｕｓ−ｍｉｎを低減する効果も十分得られない。また、Ｖｓｕｓ−ｍｉｎが十分下がっていないため、放電電力の減少が少なく、放電効率の上昇効果も十分に得ることができない。
【００４９】
以上、説明したように、本発明の一実施の形態によるＰＤＰは、下地誘電体層の放電空間に近い部分に誘電率が高い誘電体を用いており、対向方向の静電容量が上がるため、データ電圧を下げることができる。一方で、データ電極に近い層には低い誘電率の誘電体を用いられており、データ無効電力は低く抑えることができる。
【００５０】
また以上の構成を実現するための下地誘電体層の形成には、現状の下地誘電体層の形成の方法とほぼ同じ方法で実現可能であるため、低コストで、上記効果を得ることができる。
【００５１】
さらに、前面基板と背面基板との間隔を拡げることで、放電空間が広がり、ＰＤＰの発光効率が向上し、駆動電圧が低下し、もって、高効率なＰＤＰを実現することもできる。
【００５２】
なお、前面基板と背面基板との間隔を通常よりも大きくすると、データ電圧は上昇するが、１５０μｍ程度であれば、データ電圧の上昇は非常に小さく、従来と同じ程度の電圧とできるという知見を、本発明者らが行った検討により得ている。
【００５３】
以上、本発明の一実施の形態によるＰＤＰによれば、従来のＰＤＰの製造方法と同様に、簡易に作製できる上に、発光効率の悪化およびデータ電極同士の間での無効電力の上昇をすることなくデータ電圧を低減することができるので、もって高効率なＰＤＰを低コストに実現することが可能である。
【産業上の利用可能性】
【００５４】
以上のように本発明は、大画面、高精細のＰＤＰを提供する上で有用な発明である。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】本発明の一実施の形態によるＰＤＰの要部拡大断面図
【図２】一般的なＡＣ型面放電型のＰＤＰの分解斜視図
【符号の説明】
【００５６】
１、１０１  前面基板
２、１０２  背面基板
３、１０３  基板
４、１０４  走査電極
５、１０５  維持電極
６、１０６  表示電極
７、１０７  誘電体層
８、１０８  保護膜
９、１０９  基板
１０、１１０  下地誘電体層
１０Ａ  下地誘電体層
１０Ｂ  下地誘電体層
１１、１１１  隔壁
１２、１１２  蛍光体層
１３、１１３  データ電極
２０、１２０  プラズマディスプレイパネル（ＰＤＰ）
【図１】
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【図２】
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