(57)【要約】【課題】保護層が長時間の駆動でイオンスパッタを受けても書込み放電を行う走査電極上のバス電極上の保護層表面の変化が抑制され、書込み特性などの放電特性の変化を抑制したＰＤＰを提供する。【解決手段】走査電極と維持電極が放電ギャップを形成して表示電極対として複数形成された前面板と、複数のデータ電極と隔壁とが形成された背面板とを有し、表示電極対とデータ電極とが交差するように前面板と背面板とを対向配置することにより構成されたプラズマディスプレイパネルにおいて、表示電極は透明電極とバス電極との積層構造であり、維持電極は、帯状のバス電極と帯状の透明電極で構成され、走査電極は、帯状のバス電極と、各放電セルの放電ギャップを形成するように走査電極の長手方向と垂直方向に突出した形状を有した透明電極とで構成されていることを特徴とする。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
走査電極と維持電極が放電ギャップを形成して表示電極対として複数形成された前面板と、複数のデータ電極と隔壁とが形成された背面板とを有し、前記表示電極対と前記データ電極とが交差するように前記前面板と前記背面板とを対向配置することにより構成されたプラズマディスプレイパネルにおいて、
前記表示電極は透明電極とバス電極との積層構造であり、
前記維持電極は、帯状の前記バス電極と帯状の前記透明電極で構成され、
前記走査電極は、帯状の前記バス電極と、各放電セルの放電ギャップを形成するように前記走査電極の長手方向と垂直方向に突出した形状を有した前記透明電極とで構成されている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】
前記対向配置された前面基板と背面基板とに挟まれた内部空間には放電ガスが充填され、前記放電ガス中に含まれるＸｅ濃度が１０％以上であることを特徴とする請求項１に記載のプラズマディスプレイパネル。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像表示に用いられるプラズマディスプレイパネルに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、大画面で薄型軽量を実現できるカラー表示デバイスとしてプラズマディスプレイパネル（以下、ＰＤＰと略記する）が注目されている。
【０００３】
ＰＤＰとして代表的な交流面放電型ＰＤＰは、対向配置された前面基板と背面基板との間に多数の放電セルが形成されている。前面基板は、一対の走査電極と維持電極とからなる表示電極対がガラス基板上に互いに平行に複数対形成され、それら表示電極対を覆うように誘電体層および保護層が形成されている。ここで保護層は、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）等のアルカリ土類酸化物の薄膜であり、誘電体層をイオンスパッタから保護するとともに放電開始電圧等の放電特性を安定させるために設けられている。背面基板は、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、さらにその上に井桁状の隔壁と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、表示電極対とデータ電極とが立体交差するように前面基板と背面基板とが対向配置されて密封され、内部の放電空間には放電ガスが封入されている。ここで表示電極対とデータ電極とが対向する部分に放電セルが形成される。このような構成のＰＤＰの各放電セル内でガス放電により紫外線を発生させ、この紫外線で赤色、緑色および青色の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。
【０００４】
ＰＤＰ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。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。初期化期間では各放電セルで初期化放電を発生させて、それに続く書込み放電に必要な壁電荷を形成する。書込み期間では、表示を行うべき放電セルで選択的に書込み放電を発生させて、それに続く維持放電に必要な壁電荷を形成する。そして維持期間では、走査電極および維持電極に交互に維持パルスを印加して、書込み放電を起こした放電セルで維持放電を発生させ、対応する放電セルの蛍光体層を発光させることにより画像表示を行う。
【０００５】
ところで、上述のようにＰＤＰ駆動時には、放電によって発生した荷電粒子は放電セル内のあらゆる部位に衝突する。特に維持放電では走査電極および維持電極には相当量の電流が集中して流れるため、長期間の駆動により両電極上の保護層がイオンスパッタにより表面が削られる。場合によっては下地の誘電体層が放電空間に露出するほど保護層が削られることもある。また、削られて放電空間内に浮遊した成分は放電セル内のいずれかの場所に再デポジションすることとなるが、大抵は削られる前の元の状態に戻るのではなく、前面板の非放電部や背面板に付着することもある。前面板の放電部に付着した場合でも、保護層成分の密度、結晶方位、グレインの形態が、元の形態と異なる場合が多い。このようにして保護層表面が変化すると、放電開始電圧などの放電特性が変化する。即ち、駆動マージンが小さくなり、安定した放電が得られにくくなる。
【０００６】
上記課題に対し、従来はＭｇＯ膜密度を高めて耐スパッタ性を向上させる取組みがなされてきた（例えば特許文献１〜３など）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００６−１３９９９９号公報
【特許文献２】特開平１０−１０６４４１号公報
【特許文献３】特開２００８−３０５５６２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら近年、高精細化、高効率化に伴い電極間の電界強度が増加してくると、保護層の膜密度を向上させるだけではイオンスパッタによる表面の変化を抑えることは困難で、放電特性の変化を抑えることが難しかった。
【０００９】
さらに、高精細化に伴い短い時間で書込みを行う必要があり、そのためには特に走査電極上の保護層の変化を抑えることが特に重要になっている。
【００１０】
本発明はこれらの課題に鑑みなされたものであり、長時間の駆動でも走査電極上の保護層がイオンスパッタの影響を受けにくく、放電特性の変化を抑制した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】
【００１１】
この目的を達成するために本発明は、走査電極と維持電極が放電ギャップを形成して表示電極対として複数形成された前面板と、複数のデータ電極と隔壁とが形成された背面板とを有し、表示電極対とデータ電極とが交差するように前面板と背面板とを対向配置することにより構成されたＰＤＰにおいて、表示電極は透明電極とバス電極との積層構造であり、維持電極は、帯状のバス電極と帯状の透明電極で構成され、走査電極は、帯状のバス電極と、各放電セルの放電ギャップを形成するように走査電極の長手方向と垂直方向に突出した形状を有した透明電極とで構成されていることを特徴とする。ここで対向配置された前面基板と背面基板とに挟まれた内部空間には放電ガスが充填され、放電ガスのＸｅ分圧が１０％以上であることが望ましい。
【００１２】
これら構成により、保護層が長時間の駆動でイオンスパッタを受けても、走査電極上の保護層表面の変化が抑制され、書込み特性などの放電特性の変化が少ない良好なＰＤＰを提供することができる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、保護層が長時間の駆動でイオンスパッタを受けても走査電極上の保護層表面の変化が抑制され、書込み特性などの放電特性の変化が抑えられたＰＤＰを提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の実施形態におけるＰＤＰの概略を示す部分断面図
【図２】同ＰＤＰの部分平面図
【図３】同ＰＤＰの電極配列を示す図
【図４】同ＰＤＰの表示電極の形状を示す平面図
【図５】従来のＰＤＰの動画１００００時間表示後の保護層の膜厚を示す図
【図６】従来のＰＤＰの部分平面図
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の実施の形態によるＰＤＰについて、図を参照しながら説明するが、本発明の実施の形態はこれに限定されるものではない。
【００１６】
図１は本発明の実施の形態におけるＰＤＰの構造を示す断面図である。図１は、放電セルをデータ電極と平行な方向に分解した際の断面図である。図１に示すように、ＰＤＰ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。
【００１７】
前面板は、ガラス製の前面基板１上に一対の走査電極２と維持電極３とからなる表示電極が互いに平行に複数対形成されている。そして、それら表示電極を覆うように誘電体層４およびＭｇＯからなる保護層５が形成されている。走査電極２および維持電極３は、それぞれＩＴＯ、ＳｎＯ2、ＺｎＯ等の導電性金属酸化物からなる透明電極２ａ、３ａ上にＡｇからなるバス電極２ｂ、３ｂを形成することにより構成されている。
【００１８】
背面板は、ガラス製の背面基板６上に、複数の互いに平行なＡｇを主成分とする導電性材料からなるデータ電極７を形成し、そのデータ電極７を覆うように誘電体層８を形成するとともに、さらにその上に井桁状の隔壁９を形成し、そして誘電体層８の表面と隔壁９の側面とに、赤、緑、青各色の蛍光体層１０を形成することにより構成されている。
【００１９】
そして、前面基板１と背面基板６とは、微小な放電空間を挟んで表示電極対２、３とデータ電極７とが交差するように対向配置され、その外周部をフリット等の封着材（図示せず）によって貼り合わせて封着されている。そして放電空間には、例えばキセノン（Ｘｅ）等を含む放電ガスが封入されている。放電空間は隔壁９によって複数の区画に仕切られており、表示電極対２、３とデータ電極７とが交差する部分に放電セルが形成されている。そしてこれらの放電セルが放電、発光することにより画像が表示される。
【００２０】
次に図２を用いて表示電極対の詳細を説明する。図２は放電セル部分の部分平面図であり、前面板側から見た図である。前面板の走査電極２および維持電極３と背面板のデータ電極７とが交差するように配置され、隔壁９により囲まれた部分に放電セル１１が形成される。この放電セル１１内の走査電極２と維持電極３との間のギャップが放電ギャップｇ１となる。また、隔壁９を介在させて隣接する表示電極間には非放電ギャップｇ２が形成され、前面基板１上の非放電ギャップｇ２の隔壁９と対向する部分に、黒色の材料からなる遮光層であるブラックストライプ１２が形成されている。
【００２１】
ここで、本発明の実施形態においては、図２に示すように、走査電極の透明電極２ａの形状はＴ字型に形成されており、帯状である維持電極の透明電極３ａの形状と異なる。また、放電ギャップから走査電極、維持電極それぞれのバス電極までの距離ＳＣ１、ＳＵ１はＳＣ１＞ＳＵ１となっている。この効果については後述する。
【００２２】
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。行方向に長いｎ本の走査電極Ｙ１、Ｙ２、Ｙ３・・・Ｙｎおよびｎ本の維持電極Ｘ１、Ｘ２、Ｘ３・・・Ｘｎが配列され、列方向に長いｍ本のデータ電極Ａ１・・・Ａｍが配列されている。そして、一対の走査電極Ｙ１および維持電極Ｘ１と１つのデータ電極Ａ１とが交差した部分に放電セルが形成され、放電セルは放電空間内にｍ×ｎ個形成されている。そしてこれらの電極のそれぞれは、前面板、背面板の画像表示領域外の周辺端部に設けられた接続端子それぞれに接続されている。
【００２３】
次に、ＰＤＰの材料について説明する。走査電極２は、酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）、酸化スズ（ＳｎＯ2）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）等の導電性金属酸化物からなる幅の広い透明電極２ａの上に、導電性を高めるために銀（Ａｇ）等の金属を含む幅の狭いバス電極２ｂを積層して形成されている。維持電極３も同様に、幅の広い透明電極３ａの上に幅の狭いバス電極３ｂを積層して形成されている。誘電体層４は、酸化ビスマス系低融点ガラスまたは酸化亜鉛系低融点ガラスで形成されている。保護層５は、酸化マグネシウムを主体とするアルカリ土類酸化物からなる薄膜層である。データ電極７は、銀等の金属を含む導電性の高い材料で形成されている。下地誘電体層８は、誘電体層４と同様の材料であってもよいが、可視光反射層としての働きも兼ねるように酸化チタン粒子を混合した材料であってもよい。隔壁９は、例えば低融点ガラス材料を用いて形成されている。蛍光体層１０は、青色蛍光体としてＢａＭｇＡｌ10Ｏ17：Ｅｕを、緑色蛍光体としてＺｎ2ＳｉＯ4：Ｍｎを、赤色蛍光体として（Ｙ、Ｇｄ）ＢＯ3：Ｅｕをそれぞれ用いることができるが、もちろん上記蛍光体に限定されるものではない。
【００２４】
なお、上述した本実施の形態におけるＰＤＰの誘電体層４の膜厚は、例えば４０μｍ、保護層５の膜厚は、例えば０．８μｍである。また、隔壁９の高さは、例えば０．１２ｍｍ、蛍光体層１０の膜厚は、例えば１５μｍである。放電ガスは、例えばネオン（Ｎｅ）およびキセノン（Ｘｅ）の混合ガスであり、放電ガスのガス圧は、例えば６×１０4Ｐａであり、キセノンの含有量は、例えば１０体積％以上である。
【００２５】
次に、本発明の実施形態の効果について説明する。従来は、走査電極と維持電極とからなる一対の表示電極対はセル内において対称的に配置されている。従来の表示電極対の配置図の一例を図６に示すと、走査電極、維持電極のそれぞれの透明電極２ａ、３ａはともに同じ形状であり、ＳＣ１＝ＳＵ１である。維持放電はこの表示電極対でなされるが、長時間駆動におけるイオンスパッタによって保護層表面が削られる。また、削られて放電空間内に浮遊した成分はその形を変えて保護層表面の削られた領域に再付着することが確認できている。即ち、再付着部の保護層の密度、結晶方位、グレインの形態が異なることが確認できている。このときの保護層の変化を図５に示す。図５は動画１００００時間表示後の保護層の膜厚を示す図である。放電セルをデータ電極と平行に割断し、断面ＳＥＭ観察によりセル内の膜厚の分布を測定した。保護層は表示電極対直上で削られ、膜厚が減少しているが、その分布は表示電極の放電ギャップ寄りを中心に広がり、非放電ギャップ付近ではほとんど削られていないことが分かる。
【００２６】
ところで、従来から課題であった、ＰＤＰの長時間駆動で書込み特性が変化するのは、書込み期間での走査電極−データ電極間での放電遅れが長時間駆動とともに増加するためである。そしてそれは、長時間の駆動で走査電極上の保護層がイオンスパッタで状態が変化しているためである。特に、走査電極−データ電極間での放電遅れは、バス電極上の保護層状態が大きくかかわっており、この領域での変化を抑えることが極めて重要といえる。
【００２７】
即ち、走査電極上の保護層がイオンスパッタで表面状態が変化していても、走査電極のバス電極を保護層表面の変化が比較的少ない、放電ギャップからより離れた場所に配置することは非常に有効で、その結果、ＰＤＰの長時間駆動における書込み特性の変化が抑えられるといえる。
【００２８】
ただし、走査電極のバス電極を放電ギャップからより離れた場所に配置することは有効であるものの、イオンスパッタの少ない場所のみにバス電極を配置することは難しい。特に４２インチクラスの高精細パネルでは、セルの大きさが４８０×１６０ｎｍであり、例えば放電ギャップ８０ｎｍ、透明電極幅が走査電極、維持電極それぞれ１１０ｎｍとすると、非放電ギャップが走査電極側、維持電極側それぞれに９０ｎｍとなる。バス電極幅はライン抵抗により律則され、例えば６５ｎｍである。バス電極を透明電極の非放電ギャップ側に配置しようとすると、非放電ギャップをさらに狭めることになり、書込み時に誤って隣のセルと放電をしてしまう、クロストークといった誤放電を引き起こすことになる。このため、単純にバス電極を非放電ギャップ側に配置するだけでなく、走査電極側のイオンスパッタを放電ギャップ付近に集中させて、バス電極付近のイオンスパッタを抑制することが効果的であるといえる。
【００２９】
走査電極上のイオンスパッタを放電ギャップ付近に集中させるため、発明者らは透明電極の形状に着目し、下記の実験を行った。即ち、従来帯状であった走査電極の透明電極を、図４に示すような様々な形状の電極とした場合に、イオンスパッタによる保護層の削れ方に違いがないか調べた。ただし、ここでは走査電極側の放電の分布の変化を確認するために、透明電極の形状を変えたのは走査電極のみで、維持電極側は従来どおりの帯状とした。
【００３０】
その結果、透明電極の形状によって、維持放電の電流密度の広がりが変化することを見出した。つまり、図４（ａ）（ｂ）（ｃ）（ｄ）に示すような、透明電極がバス電極と接する部分を制限して半独立形状にした場合、維持放電によるイオンスパッタは透明電極部で集中しており、バス電極上の保護層の表面状態は帯状のときに比べて変化が小さかった。透明電極がバス電極と半独立したことにより、放電の電流密度の広がりが透明電極部に集中し、バス電極領域まで広がらなかったためであり、いわば、上記形態では維持放電と書込み放電の機能を分離することが可能になったといえる。ここで、半独立形状というのは、ライン状のバス電極に対し透明電極が部分的にセル内に突き出た形状のことを指し、図４で示すところの、透明電極の放電ギャップ側端部の幅Ａがセルの幅Ｃよりも短く、かつ、透明電極とバス電極が積層している部分の放電ギャップ側端部の幅Ｂが透明電極の放電ギャップ側端部の幅Ａよりも短いことを指す。
【００３１】
上記結果から、透明電極とバス電極とを半独立させることで、維持放電によるイオンスパッタを透明電極部で制限し、書込み特性を行うバス電極上の保護層はイオンスパッタから保護することが可能になるといえる。そしてその結果、バス電極上の保護層は長時間駆動においても表面状態の変化が抑制されるため、書込み特性の変化が抑えられるといえる。
【００３２】
なお、走査電極の透明電極の形状は、バス電極と接する部分Ｂが放電ギャップ部Ａよりも短ければ、図４（ａ）に示すように、隣のセル同士がつながった形状でも良いし、図４（ｂ）〜（ｄ）に示すように、セル内で透明電極がアイランド状に形成されていても良い。ここで、アイランド状とは、透明電極が一つのセル内で独立しており、隣のセルとつながっていないことを指す。また、アイランド状であっても図４（ｅ）に示すような、バス電極と接する部分が放電ギャップ部の長さと同じである場合には、維持放電と書込み放電の機能分離効果は小さくなる。なぜなら、透明電極上での放電は、バス電極まで容易に広がるためである。
【００３３】
また、維持電極の形状は、従来どおり帯状であることが望ましい。表示電極面積によって放電による紫外線の発生する面積が変わるため、輝度を高めようとする場合には電極面積を大きくすることが望ましいが、上記形態では走査電極側で電極面積を制限することになるため、維持電極側は帯状にして電極面積を最大にすることが必要となる。
【００３４】
さらに、走査電極の電極幅ＳＣ１（放電ギャップから非放電ギャップまでの距離）は、維持電極の電極幅ＳＵ１よりも太くすることが望ましい。本実施の形態で透明電極形状を変えて、当該透明電極で維持放電を着実に行うためには相応の幅が必要となるが、上述のように、４２インチクラスの高精細パネルにおいては、そのセルサイズが小さいため、従来は走査電極幅の約半分以上をバス電極が占めていた。バス電極幅はそのライン抵抗により律則されるため同じ幅が必要として機能のみ分離しようとすると、透明電極からバス電極を含めた電極幅は太くする必要がある。
【００３５】
上記のように、走査電極の透明電極をバス電極と半独立形式にし、バス電極を非放電ギャップ側に配置することで、維持放電を透明電極部を中心にした領域で行い、書込み放電をバス電極を中心にした領域で行う。これにより、維持放電による保護層のスパッタは透明電極部に制限され、バス電極部の保護層のスパッタは抑制される。そして長時間駆動においてもバス電極上の保護層のスパッタは抑制されるため、書込み放電などの放電特性変化を抑えることが可能になる。
【００３６】
なお、放電による保護層表面の削れ方は、放電ガスに含まれるＸｅ濃度が高くなると顕著になる。本実施の形態は、Ｘｅ濃度が１０％以上の時により効果的である。
【００３７】
また本実施の形態においては、井桁状の隔壁を用いたが、本発明はこれに限定されるものではない。また、表示電極対の配置を、走査電極−維持電極−走査電極−維持電極と繰り返すパターンを用いたが、走査電極−維持電極−維持電極−走査電極と繰り返すパターンとしてもよい。
【００３８】
以上の実施の形態で説明したように、前面板の走査電極の形状を、透明電極とバス電極で半独立形式にする。その結果、維持放電による保護層のイオンスパッタは透明電極上に制限され、バス電極上の保護層の変化は抑制される。そして、書込み特性などの放電特性の変化を抑えることができる。
【００３９】
なお、上記実施の形態において用いた具体的な数値等は、単に一例を挙げたに過ぎず、ＰＤＰの仕様やＰＤＰ材料の仕様等に合わせて、適宜最適な値に設定することが望ましい。
【産業上の利用可能性】
【００４０】
本発明を利用することによって、放電安定性に優れ、画像表示特性が高いＰＤＰを実現することが可能である。
【符号の説明】
【００４１】
１  前面基板
２  走査電極
３  維持電極
４  誘電体層
５  保護層
６  背面基板
７  データ電極
８  下地誘電体層
９  隔壁
１０  蛍光体層
１１  放電セル
１２  ブラックストライプ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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