(57)【要約】【課題】ＰＤＰの容器であるガラス基板を誘電体層としてＰＤＰを構成できれば、工程が簡略化され、また構造の工夫によっては発光効率を改善出来る可能性があるが、ガラスを薄くする方法とそれに伴う強度低下を補う方法がなかった。またＡＣ型ＰＤＰの電磁波ノイズを電力損失なしに実現する方法は従来存在しなかった。【解決】ガラス面にサンドブラスト法や化学エッチング等で溝または窪みを形成しガラスとの厚さが薄くなった部分に外部放電電極を設け、内部電極との間で放電を行う。　また外部電極の電位を一定に保ちながら放電電極として使うことにより無効な電力消費なく電磁波ノイズを遮断する。【選択図】　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＰＤＰ即ちガス放電型表示装置用のガラス基板の構造に関し図１及びその断面図である図２に示すごとく、ガラス基板１にサンドブラスト、化学エッチングあるいは機械加工等の方法で溝または窪み２を複数形成し、尚かつその内壁面に蛍光体層３を形成して放電ガスを封入した画素を形成することが出来る基板構造を有し、さらに上記溝または窪み２の形成面と反対側即ちガラス基板１の表面と上記溝または窪み２の底部との間隔６が画素である上記溝または窪み２の隣接する間隔即ち画素ピッチ５よりも小さくなるようになし、またさらに上記ガラス基板１の表面、即ちＰＤＰのパネルの外部になる基板表面に全面所謂ベタ状、あるいは上記溝又は窪み２の縦方向にそった複数のストライプ状、あるいは上記溝又は窪み２と交叉する方向に伸長した複数のストライプ状の放電電極４を形成した構造のＰＤＰ用ガラス基板の構造。
【請求項２】
ＰＤＰ即ちガス放電型表示装置用のガラス基板の構造に関し図３に示すごとく、上記請求項１に記載する構造のガラス基板１に対し、上記溝または窪み２を形成した面の反対側すなわち表面側からも同じ方法で溝または窪みを形成し、その溝を導電性ペースト等で充填して電極を形成したＰＤＰ用ガラス基板の構造。
【請求項３】
ＰＤＰ即ちガス放電型表示装置用の前面側ガラス基板の構造に関し図４及びその断面図である図５に示すごとく、薄厚のガラス基板１をモールド成形法等によって変形させて一方向に伸長するうね状又は突起したドーム状、別の見方をすれば溝又は窪み２を形成し、上記溝又は窪み２の内壁面に蛍光体層３を塗布してこの空間を画素ドーム又は画素溝とし、更に上記ガラス基板１の蛍光体塗布面と反対側即ち外側表面に放電電極４を形成した構造のＰＤＰ用ガラス基板の構造。
【請求項４】
例えば上記請求項１、請求項２、又は請求項３に記載されているようなパネル外部に外部放電電極を有する構造のガラス基板を一方の基板として用い、例えば図５にその一例として請求項３に記載するドーム状前面ガラス基板１を用いた断面図に示すごとく、他方の基板ここでは背面側ガラス基板７上には上記外部放電電極４との間で表示放電即ちその放電から発生する紫外線で蛍光体３を励起して発光表示に寄与する放電を行うための放電電極１０がパネル内部に配されるようになしたＰＤＰの構造。
【請求項５】
例えば上記請求項１、請求項２、又は請求項３に記載されているようなパネル外部に外部電極４を有する構造のガラス基板を一方の基板として用い、例えば請求項１に記載するガラス基板１を用いて図６およびその断面図である図７に示すごとく、対する他方の基板７上には絶縁層１１を介して交叉状に配されたＸＹマトリクスを構成するアドレス電極９およびスキャン電極８を第１および第２の電極とし、上記アドレス電極９と同一平面上に配されてサステイン放電を行うための内部サステイン電極１０を第３の電極とし、上記の各電極を誘電層１２で被覆し、さらに上記外部に配した電極を外部サステイン電極４である第４の電極とし、これら各電極による４電極型ＡＣＰＤＰの構造。
【請求項６】
例えば上記請求項１、請求項２、又は請求項３に記載されているようなパネル外部に外部電極４を有する構造のガラス基板を前面側ガラス基板として用いた構造のＰＤＰの駆動方法として、上記外部放電電極４をサステイン放電電極の一方として用いる際に、外部電極４の電位を例えば接地レベルの０Ｖとして一定に保ち、対する他方の放電電極例えば図５または図７に示す内部放電電極１０には図８のごとく上記外部電極４の電位例えば０Ｖに対して正負の＋Ｖｓと−Ｖｓの振幅をもって振動する所謂両極性のＡＣパルスを印加するようになした外部電極を有するＡＣ型ＰＤＰの駆動方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
ガス放電型表示装置いわゆるＰＤＰ用としてのガラス基板と、それを応用したＰＤＰの構造とその駆動方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のＰＤＰの構造は図９に示すような所謂３電極型ＡＣＰＤＰが一般的である。　図９を用いて簡単にその構造と動作を説明する。　図９の各部位を示す番号は、説明を容易にするために本発明の各図の部位番号と一致させてある。　まず画素を選択するアドレス放電はアドレス電極９とそれと交叉してＸＹマトリクスを構成する所謂スキャン電極８とで行われ、その放電を利用して表示放電であるサステイン放電がスキャン電極８とサステイン電極１０の間で行われる。　サステイン電極１０は通常各画素共通に接続されている。　また蛍光体３は放電の影響を直接受けないように隔壁等に塗布される。　通常のＰＤＰではこれら３電極はすべてパネル内部に形成されている。　しかし放電のために印加されるＡＣパルスに起因する電磁波ノイズの対策として、前面ガラスの外側に薄い導電体膜を形成してこれを接地する場合もある。　なお上記図９に示す構造は放電ガスからの紫外線を受けて発光する面を視認者側に向けているために、これを反射型と呼ぶ場合があるが、これに対し視認者側に蛍光体を塗布してその裏側から紫外線を照射するいわば蛍光灯のような構造のＰＤＰもありこれを透過型と呼ぶ。
【０００３】
【解決すべき課題】
従来のＰＤＰの大きな課題は発光効率を高め蛍光灯のそれに近ずけることにあった。　その蛍光灯の一種として無電極放電型蛍光灯がある。　これは放電管の内部には放電電極を持たず、管の外側に接触した電極に交流電圧を印加することにより管のガラスを通して管内に放電を励起する構造となっている。　この場合放電が蛍光体のきわめて近傍で行われるために発光効率が高いが、この構造をＰＤＰに採用するためにはＰＤＰ特有のさまざまな問題があり、現在までこの構造のＰＤＰは実用化されていなかった。　その問題点とは、例えば通常のＰＤＰのガラスは２〜３ｍｍ程度と蛍光灯に比して厚いために外部からの電圧印加では非常に高い電圧を必要となり駆動が困難であること、また蛍光体が高圧のイオン衝撃に直接さらされるために寿命の心配があること、等であった。
【０００４】
また別の従来のＰＤＰの問題点として電磁波ノイズの輻射があげられる。　通常のＡＣ型ＰＤＰは図９に示すような構造で前面側にある表示電極８および１０の間に例えば１００ｋＨｚのパルスを印加するために前面側に放射される電磁波は大きな問題であった。　とくにＰＤＰパネルをタイル状にして大型画面を構成する場合にはこの問題は大きい。　この電磁波の輻射を防止するためには、パネルの前面側に透明な導電膜等を配してこれを接地するなどの方法が一般的であった。　しかしこの方法によれば、電磁波として輻射される電力はすべて無効な電力として消耗されることになり発光効率を低下させる。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために本発明においては、まず第１の発明として請求項１に示すごとく、板ガラスに複数のストライプ状の溝、または格子状に配列される窪みを形成し、それらの溝または窪みの頭頂部の底とガラス表面との距離すなわち厚さが例えば１００ミクロン程度になるようにガラスを加工し、表面に形成する電極とパネル内部の放電電極とがガラスの静電容量によって大きな結合を得るようにする。　また第２の発明として請求項２に示すごとく、上記溝または窪みに加えて表面側からも溝を形成し、両側からの溝が背酢売る部分でガラス厚が薄くなることを利用するとともにガラスの強度を保つ構造である。　また第３の発明として請求項３に示すごとく、薄い板ガラスをドーム状に成型加工することで薄い板ガラスでもＰＤＰの基板容器として十分な強度が保てるようにし、その薄いガラスの表面に電極を形成するようにした構造である。
【０００６】
上記構造のガラス基板と電極を実際のＰＤＰに応用する場合の構造として、第４の発明として請求項４に示すごとく、通常のＰＤＰにおけるサステイン放電を行うために、管外に配した電極４を一方のサステイン電極とし、内部の電極１０を他方のサステイン電極として、ガラス容器である基板を通して放電発光を行うものである。　さらに実際に近い上記ガラス基板応用のＰＤＰの構造として、例えば図６および図７のごとく上記内部サステイン電極１０および外部サステイン電極４を、ＸＹマトリクスを構成するアドレス電極９およびスキャン電極８から独立させ、アドレス放電は従来と同じくアドレス電極９およびスキャン電極８の間で行い、サステイン放電は請求項４に示すごとく内部サステイン電極１０および外部サステイン電極４の間で行うようにする。
【０００７】
さらに上記外部サステイン電極４を有するＰＤＰの駆動方法として、サステイン放電期間中の外部サステイン電極４の電位を例えば接地電位すなわち０ｖに保ち、内部サステイン電極１０のみに＋Ｖｓ及び−Ｖｓの両極性交流電圧パルスを印加することで、電磁波ノイズに対するシールド効果を電力損失なしで実現する駆動方法である。
【０００８】
【発明の実施の形態】
【実施の形態１とその作用及び効果】
まず請求項１に記載する本発明のガラス基板の構造を説明するために、実施の形態１としてその構造のガラス基板の部分的斜視図１とその断面図である図２を用いる。　まず基板となるガラス板１にサンドブラストまたは化学エッチングでストライプ状の溝または格子状に配される窪み２を形成する。　これらの溝または窪みは内壁面に蛍光体が塗布されＰＤＰの画素となる。　通常のＰＤＰの場合の画素間隔５は０．２ｍｍから０．５ｍｍであり、また文字表示板や大型ディスプレイ用のタイル型ＰＤＰでは１．０ｍｍから５．０ｍｍである。　上記溝または窪みの底、言い換えれば頭頂部とガラス表面側との間隔６は放電空間である溝２の内部と外部放電電極４との間にガラス板による静電容量を形成する。　外部電極４はＰＤＰの電極構成に従い、前面一様な所謂ベタ状、または上記溝の頭頂部に添ったストライプ状、または溝に直交した方向のストライプ状などのいずれも可能である。　溝２の頭頂部とガラス表面との間隔６で形成する静電容量は間隔６が小さいほど大きくなり、駆動電圧を低く出来るとともに放電電流も増加し、輝度の上昇が可能である。　また間隔６が大きすぎる場合には各画素に分離した電圧を印加できず、少なくとも間隔６は溝２の間隔５よりも小さい必要があるが、薄くしすぎると強度的な問題が発生するために例えば０．１ｍｍから０．２ｍｍ程度が適当である
【０００９】
【実施の形態２とその作用及び効果】
次に請求項２に記載する第２の発明として、溝または窪み２を形成したことによるガラス板の強度低下の問題を解決するために、ガラス板１に両側から溝を形成し、距離６を実効的に小さくする方法である。　図３はその実施例の一つである。　この場合ガラス基板１の内部には縦方向に伸張するストライプ状の溝２が形成されている。上記溝２の反対側のガラス表面には同じくストライプ状の溝が上記溝２と直交する方向に溝が形成され、その溝に導電ペーストを埋め込むことで電極４を形成する。　このようにするとガラス板１の両側に形成した溝の交点のガラス厚が薄くなるために、ガラス板全体の強度を低下させることなく、外部電極４と放電空間内部との容量結合を大きくすることが出来る。　図３では電極４を形成する溝がストライプ状になっているが、この溝は反対側の溝２の頭頂部に位置あわせしたドット状でも良いことは言うまでもない。
【００１０】
【実施の形態３とその作用及び効果】
さらに第３の発明として、ガラス強度を保ちながら実効的なガラス厚を薄くする方法として請求項３に記載するごとく、０．１ｍｍから０．５ｍｍ程度の薄板ガラスをモールド成型等の方法で溝または窪みを形成する。　この方法は画素ピッチの比較的大きい大型画素のＰＤＰに適している。　図４及び図５はその構造の一例である。　図４に示すような構造の凹凸は０．１ｍｍから０．５ｍｍ程度の薄板ガラスを、金型によりプレスするか、あるいは簡易的にはグラファイト炭素のモールドにより約６００℃程度に加熱することで簡単に成型できる。
【００１１】
【実施の形態４とその作用及び効果】
図５は図４の構造の薄板ガラスを成型して形成したガラス基板１を応用したＰＤＰ画素の一部を断面図で示したものである。　内部放電電極１０はそれを被覆する誘電層１２を通して放電空間に接しており、また外部放電電極４が上記薄いガラス基板１と蛍光体層３をとおして放電空間に接しており、上記内部放電電極１０と外部放電電極４に交流電圧を印加することにより　放電が行われる。　なお内部放電電極１０は後述する図６及び図７に示すような構造のＰＤＰの他にも例えば電極１０から背面側基板７を貫通する孔を通して基板７の背面側に電極を直接取り出す構造等も考えられる。　いずれの構造にしても、外部放電電極４は内部放電電極１０に比較して十分に広いために外部放電電極側の電流密度は小さくなるから、蛍光体３に対するイオン衝撃が小さくなり寿命の問題はない。　またガス放電の際の紫外線発生源である負グローも陽光柱も蛍光体のごく近傍で発生するために蛍光体が効率よく照射されて高い発光効率と輝度が実現できる。
また請求項６に記載するような無電力損失による電磁波ノイズを容易に遮断出来るＰＤＰが実現可能である。　この放電形態を応用した基本的なＰＤＰ構造は請求項４として記載されている。
【００１２】
【実施の形態５とその作用及び効果】
上記各請求項に関連する外部電極を有するＰＤＰのさらに具体的な構造例を、第５の発明として請求項５に記載する。　図６はその実施例の一つの展開斜視図であり、さらに図７はその断面図である。　図６では上記請求項１または請求項２に記載した構造のガラス基板１を前面側ガラスとして用いた例であるが、視認側を逆にしてこれを背面側に用いることも当然可能である。　また同様に外部放電電極を有する構造の請求項３に記載するガラス基板を用いることも可能であることは言うまでもない。
【００１３】
さて請求項５に記載するＰＤＰの実施例である図６と図７を見ると、この構造の特徴は、ＸＹマトリクスを構成するアドレス電極９とスキャン電極８、およびサステイン放電のための内部放電電極１０と外部放電電極４からなる４電極型ＰＤＰである。　この実施例では背面側基板７にまず縦方向に伸張するアドレス電極７があり、絶縁層１１を介して横方向に伸張するスキャン電極８がある。　この実施例では絶縁層１１にもうけた貫通孔を導電ペーストで埋め込みスキャン電極８に隣接した面に島状の小電極を設けているが、貫通孔を開けただけでもＸＹマトリクス放電は可能であることは言うまでもなく、これはこの発明の要件ではない。
【００１４】
内部サステイン電極１０は上記ＸＹマトリクス電極によるアドレス放電で発生した電荷を壁電荷として蓄積しサステイン放電を行うものである。　内部サステイン電極１０はスキャン電極８に平行し、アドレス電極９に交叉する横方向に伸張したストライプ状である。　ただし図６および図７に示すようにアドレス電極９を間に挟んだ構造に限らず、スキャン電極８と内部サステイン電極１０が互いに隣接した構造でもよい。また内部サステイン電極１０はスキャン電極８とは異なり、独立している必要はないので通常は全面共通に接続される。
【００１５】
また図６および図７に示す４電極型ＰＤＰではＸＹマトリクスを構成するアドレス電極９とスキャン電極８はサステイン放電からは独立しているために、表示放電に必要な大きな電流を流す必要がない。　従って図６および図７に示すように内部サステイン電極１０の面積をアドレス電極９およびスキャン電極８よりも広くすることにより対向する外部放電電極４との間のサステイン放電がより効率的で安定になる。　ガラス基板７に配された上記各電極は誘電層１２で被覆され、通常はその上を酸化マグネシュウム等の保護膜で被覆される。
【００１６】
上記基板７に対する他方のガラス基板１は上述したように上記各請求項に記載した外部電極４を有するガラス基板を用いる。　図６では溝２の内部に蛍光体３が塗布されている。　電極４は酸化インジュウム錫のような透明な電極材あるいは表示のを妨げない細い線状の電極で形成される。　蛍光体層３はガラス基板１を誘電層として放電するために直接イオン衝撃に晒されるが、例えばサステイン放電時において微少な所謂トリガー放電をサステイン電極１０とスキャン電極８あるいはアドレス電極９との間に起こさせる駆動方法により過大な電圧でのイオン衝撃は避けられ、また蛍光体面積がサステイン電極１０の面積よりも遙かに大きいために蛍光体側に流れる電流の電流密度が低くなるから、イオン衝撃により蛍光体が劣化する心配はない。　もちろんイオン衝撃を最小限にするために蛍光体層３を酸化マグネシュウム等の保護膜で被覆することも可能である。
【００１７】
上記ガラス基板１およびガラス基板７は周辺をガラスフリット等で真空封着された後、放電に必要な例えばＮｅ，Ａｒ，Ｘｅ，Ｈｅ等の混合ガスを封入し、溝２の内部の蛍光体を紫外線照射して発光させる。
【００１８】
上記請求項５に記載する４電極型ＰＤＰの特長的効果は、請求項４に記載した効果に加え、サステイン放電電極である内部サステイン電極１０及び外部放電電極４がＸＹマトリクスの駆動回路から独立しているために、電圧の選択範囲が広くまた周波数や波形の選択範囲が広い。　また駆動回路が１系統で良いからディスクリートのトランジスタで構成することも可能である。　従って駆動回路のコストを大幅に低減出来る。
【００１９】
【実施の形態６とその作用及び効果】
次に第６の発明として請求項６に記載する上記外部放電電極を有するＰＤＰの駆動方法について説明する。　図９のような通常のＰＤＰではサステイン放電のために１００ｋＨｚから２００ｋＨｚの周波数で１００ｖから２００ｖの電圧パルスを前面側に並行に配されたサステイン電極１０とスキャン電極８の間に印加する。　この場合電磁波ノイズが前面側に放射されるので大きな問題となっている。　これを防止するためには、前面ガラス前面に透明な電極を配して接地するか、あるいは導電性のフィルター板を用いる。　しかしこれらの方法では、電磁波を遮断する効果はあっても、電極としては放電電極ではなく、電磁波エネルギーを無駄に消費するにすぎない。
【００２０】
そこで本発明の上記各項に述べた外部放電電極４を有するガラス基板を前面ガラスに使用した例えば図５または図６に示すようなＰＤＰを駆動する場合、サステイン電圧の印加方法によっては無駄な電力を消費することなく電磁波ノイズを遮断できる方法として、これを請求項６に記載するものである。
図９のような通常のＰＤＰのサステイン放電はサステイン電極１０とスキャン電極８に交互に同じ極性のパルスを印加することで実効的に交流パルスを印加することになるのでサステイン放電が維持される。　しかしこの場合、表示に関わる放電電流は電極８及び電極１０を通して流れるのみであり、仮に外部電極を設けてこれを設置しても放電に関わる電流が流れるわけではなく、本来は電磁波として放射される電流が無効な電流として流れるだけである。
【００２１】
しかるに本発明の請求項６に記載する駆動方法においては例えば外部放電電極４の電位を常に設置電位の０ｖとし、対する内部放電電極１０即ち他方のサステイン電極には図８のような両極性の電圧で例えば±Ｖｓ＝２００ｖを印加する。このようにすれば放電電流はつねに電極４を通して流れると同時に電極４の電位は一定であるから電磁波が外部に輻射されることはない。
【００２２】
【図面の簡単な説明】
【図１】実施の形態１の外部放電電極を有するガラス基板の構造
【図２】実施の形態１の断面図
【図３】実施の形態２の外部放電電極を有するガラス基板の構造
【図４】実施の形態３の外部放電電極を有するガラス基板の構造
【図５】実施の形態４の外部放電電極を有するＰＤＰ構造の断面図
【図６】実施の形態５の外部放電電極を有する４電極型ＰＤＰの構造
【図７】実施の形態５の断面図
【図８】実施の形態６のサステイン電圧波形の例
【図９】従来の３電極型ＰＤＰの構造
【００２３】
【符号の説明】
１　　外部電極を形成する側のガラス基板
２　　放電空間としての溝または窪み
３　　蛍光体層
４　　外部放電電極
５　　溝または窪みのピッチ
６　　溝または窪みの頭頂部と基板表面との距離
７　　内部電極を形成する側の基板
８　　スキャン電極
９　　アドレス電極
１０　サステイン電極
１１　絶縁層
１２　誘電体層
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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