(57)【要約】【課題】動作電圧が低く、高輝度表示ができ、安定した駆動を実現できる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。【解決手段】間隔をおいて対向配置された２枚の基板間に、ガスが充填されてなる放電空間を有するプラズマディスプレイパネルであって、前記ガスは、ヘリウム（Ｈｅ）、ネオン（Ｎｅ）、アルゴン（Ａｒ）の中から選ばれる少なくとも一つと、キセノンと、水素とを含み、キセノンの濃度が５％以上であることを特徴とするプラズマディスプレイパネルである。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
間隔をおいて対向配置された２枚の基板間に、ガスが充填されてなる放電空間を有するプラズマディスプレイパネルであって、前記ガスは、ヘリウム（Ｈｅ）、ネオン（Ｎｅ）、アルゴン（Ａｒ）の中から選ばれる少なくとも一つと、キセノンと、水素とを含み、キセノンの濃度が５％以上であ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】
水素の濃度が１％以下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。
【請求項３】
水素の濃度が５０ｐｐｍ以上５００ｐｐｍ以下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。
【請求項４】
放電空間の内表面の少なくとも一部に、酸化マグネシウムが存在することを特徴とする請求項１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、表示デバイス等に用いるプラズマディスプレイパネル（ＰＤＰ）に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＰＤＰは、基本的には、前面板と背面板とで構成されている。前面板は、ガラス基板と、その一方の主面上に形成されたストライプ状の透明電極とバス電極とで構成される表示電極と、この表示電極を覆ってコンデンサとしての働きをする誘電体ガラス層と、この誘電体層上に形成されたＭｇＯからなる保護層とで構成されている。
【０００３】
ガラス基板としては大面積化が容易で平坦性に優れたガラスの製造に適したフロート法によるガラス基板を用い、薄膜プロセスにより透明電極を形成し、その上に導電性を確保するためにＡｇ材料を含むペーストを所定のパターンで形成した後、焼成することによりバス電極を形成している。そしてこれら透明電極とバス電極とを覆うように誘電体ペーストを塗布し焼成することにより誘電体層を形成し、最後にＭｇＯからなる保護層を広く知られている薄膜形成方法を用いて形成している。
【０００４】
一方、背面板は、ガラス基板と、その一方の主面上に形成されたストライプ状のアドレス電極と、このアドレス電極を覆う誘電体層と、その上に形成された隔壁と、各隔壁間に形成された赤色、緑色および青色それぞれに発光する蛍光体層とで構成されている。
【０００５】
前面板と背面板とはその電極形成面側を対向させて気密封着され、隔壁によって仕切られることで形成された放電空間にはＮｅ−Ｘｅ等の放電ガスが４００Ｔｏｒｒ〜６００Ｔｏｒｒの圧力で封入されている。
【０００６】
このＰＤＰは、表示電極に映像信号電圧を選択的に印加することによって放電させ、それによって発生した紫外線が各色蛍光体層を励起して赤色、緑色、青色の発光をさせて、カラー画像表示を実現している（例えば、非特許文献１参照）。
【非特許文献１】内池平樹、御子柴茂生共著、「プラズマディスプレイのすべて」、（株）工業調査会、１９９７年５月１日、ｐ７９−ｐ８０
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明はこのようなＰＤＰにおいて、動作電圧が低く、高輝度表示ができ、安定した駆動を実現できる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】
【０００８】
上記目的を実現するために本発明のプラズマディスプレイパネルは、間隔をおいて対向配置された２枚の基板間に、ガスが充填されてなる放電空間を有するプラズマディスプレイパネルであって、前記ガスは、ヘリウム（Ｈｅ）、ネオン（Ｎｅ）、アルゴン（Ａｒ）の中から選ばれる少なくとも一つと、キセノンと、水素とを含み、キセノンの濃度が５％以上であることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、放電ガスに濃度５％以上のキセノンと、水素とを含むことで、動作電圧を低くすること、および高輝度表示が可能となり、もって安定した駆動を実現できる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】
【００１０】
すなわち、本発明の請求項１に記載の発明は、間隔をおいて対向配置された２枚の基板間に、ガスが充填されてなる放電空間を有するプラズマディスプレイパネルであって、前記ガスは、ヘリウム（Ｈｅ）、ネオン（Ｎｅ）、アルゴン（Ａｒ）の中から選ばれる少なくとも一つと、キセノンと、水素とを含み、キセノンの濃度が５％以上であることを特徴とするプラズマディスプレイパネルである。
【００１１】
また、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、水素の濃度が１％以下であることを特徴とするものである。
【００１２】
また、請求項３に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、水素の濃度が５０ｐｐｍ以上５００ｐｐｍ以下であることを特徴とするものである。
【００１３】
また、請求項４に記載の発明は、請求項１記載の発明において、放電空間の内表面の少なくとも一部に、酸化マグネシウムが存在することを特徴とするものである。
【００１４】
以下、本発明の一実施の形態によるＰＤＰついて、図面を用いて説明する。
【００１５】
図１は本発明の一実施の形態によるＰＤＰの主要構成を示す要部断面斜視図である。図１において、ｚ方向がＰＤＰの厚み方向に、またｘ−ｙ面がＰＤＰ面に平行な平面に相当する。図２は図１のＡ−Ａ線で切断した断面図である。
【００１６】
図１に示すように、ＰＤＰは、放電空間が形成されるように互いに対向配置した前面板１および背面板２で構成される。
【００１７】
まず、前面板１は、前面ガラス基板３の背面板２側の面上に、例えばストライプ状の走査電極４と維持電極５とを、間に面放電ギャップを形成するように配列することで表示電極６を構成している。表示電極６はｘ方向を長手方向として複数本平行に形成されている。走査電極４および維持電極５は、ＩＴＯやＳｎＯ2などの透明導電性材料によって形成された透明電極４ａ、５ａと、その上に形成された、透明電極４ａ、４ｂよりも幅が狭く、導電性に優れたバス電極４ｂ、５ｂとを有する。バス電極４ｂ、５ｂは、例えばＡｇ厚膜（厚み：２μｍ〜１０μｍ）、アルミニウム（Ａｌ）薄膜（厚み：０．１μｍ〜１μｍ）またはクロム／銅／クロム（Ｃｒ／Ｃｕ／Ｃｒ）積層薄膜（厚み：０．１μｍ〜１μｍ）で構成される。
【００１８】
そして、表示電極６を形成した前面ガラス基板３上に、表示電極６を覆うように、例えば、ＰｂＯ−ＳｉＯ2−Ｂ2Ｏ3−ＺｎＯ−ＢａＯ系ガラス組成を有する誘電体ガラス材料からなる誘電体層７が形成され、さらに誘電体層７上全域に亘って、保護層８が積層形成されている。
【００１９】
ここで、保護層８は、例えば、ＭｇＯを主成分とするものである。
【００２０】
一方、背面板２は、背面ガラス基板９の前面板１側の面上に、前記表示電極６とで放電セルを構成するように複数のアドレス電極１０がｙ方向を長手方向としてストライプ状に並設され、さらにアドレス電極１０を覆うように誘電体層１１が形成されている。そして、この誘電体層１１上には、例えばストライプ状部を有する隔壁１２がアドレス電極１０間の領域上に位置するよう配設されている。隔壁１２と誘電体層１１とで形成されるストライプ状の凹部には、赤色（１３Ｒ）、緑色（１３Ｇ）および青色（１３Ｂ）それぞれに発光する蛍光体層１３が規則的に配置、形成されている。
【００２１】
そして以上のような構成を有する前面板１と背面板２とを、図１に示すように、アドレス電極１０と表示電極６とがほぼ直交するように対向して配置し、背面板２の隔壁１２および蛍光体層１３で構成されたストライプ状凹部と、前面板１の保護層８とで囲まれた放電空間１４には、放電ガスが充填され、前面板１および背面板２の外周縁部は封着ガラスで封止されている。
【００２２】
そして、表示電極６とアドレス電極１０とが交差する領域が、画像表示にかかわる放電セルである。また、放電空間１４には、放電のためのガス（放電ガス）が４００Ｔｏｒｒ〜６００Ｔｏｒｒ程度の圧力で充填されている。
【００２３】
このＰＤＰは、各放電セルにおいて発生する放電によって短波長の紫外線（波長約１４７ｎｍ）が発生し、この紫外線により蛍光体層１３が励起発光することにより画像表示を行うことができる。
【００２４】
ここで、放電空間１４に充填されるガスとしては、ヘリウム（Ｈｅ）、ネオン（Ｎｅ）、アルゴン（Ａｒ）の中から選ばれる少なくとも一つと、キセノンと、水素とを含み、キセノンの濃度が、５％以上であるものを用いている。
【００２５】
すなわち、キセノンガスは放電により紫外線を発生することから、プラズマディスプレイパネルにおいては、放電空間１４に充填した放電ガスのキセノンの濃度を高くすることで、高輝度化を実現することができる。しかしながらキセノンの濃度を高めると放電電圧が上昇してしまい、これは、回路部品やＰＤＰの構造に対して高耐電圧対策が必要となり、消費電力の上昇、コストの上昇など、好ましくない状況の原因となってしまっていた。
【００２６】
しかしながら上述した本発明の一実施の形態によるＰＤＰでは、放電ガスに水素ガスを含むことで、高輝度化を実現しつつ、放電電圧が上昇するのを抑制することを可能としている。
【００２７】
本発明者が、本発明のＰＤＰの性能を評価するために、上述した実施の形態に基づくサンプルを作製しその評価を行ったので、その結果について以下に説明する。
【００２８】
まず、本実施の形態に基づくＰＤＰとして、キセノンを濃度として、５％、１５％、３０％含み、そして各々のキセノン濃度において、水素ガスの濃度を変化させ、残りをネオンとした放電ガスを、６６．７ｋＰａ（５００Ｔｏｒｒ）の圧力で放電セル１４内に充填したＰＤＰを作製した。そしてそれぞれに対して放電電圧を測定した。その結果を図３に示す。
【００２９】
図３より、いずれのキセノン濃度においても水素を微量添加することで放電電圧の低下が見られるが、水素濃度が数％オーダーにまで達すると逆に放電電圧の上昇が見られることが判る。すなわち、水素濃度が１％以下の領域、好ましくは５００ｐｐｍ以下の領域においては、水素を添加しない時に比べ放電電圧を低下させることができることが判る。
【００３０】
また、水素濃度が５０ｐｐｍから５００ｐｐｍの領域では、放電電圧低下の効果が水素濃度の変化に対してほぼ一定となっていることが判る。このことより、放電ガスへの水素添加の量をこの濃度範囲となるようにすれば、添加する水素の量が多少ばらついたとしても、放電電圧低下の効果は安定的に得ることができ、実際にＰＤＰを生産する上では好ましい。
【００３１】
また、図４は、各々のキセノン濃度において、水素を添加しない時の放電電圧と水素を添加することにより最も低下した時の放電電圧との差である、放電電圧最大低下量を示すものである。この図４から、いずれのキセノン濃度においても、水素ガスを添加することで放電電圧の低電圧化が可能であり、その低下量（放電電圧最大低下量）は約１５Ｖから約１８Ｖの範囲となることが判る。また、キセノン濃度が高くなるにつれ、低電圧化の効果は大きくなることが判る。
【００３２】
次に、図５に、各々のキセノン濃度において、水素を添加しないときの輝度を１とした場合の、同じ動作電圧に対する輝度の相対値を示す。
【００３３】
図５に示すように、いずれのキセノン濃度においても、水素濃度が約１００ｐｐｍ以下の濃度領域において、輝度の極大値を持つことが判る。
【００３４】
また図６に、水素ガスの添加により最も上昇した極大時の輝度を、水素を添加しなかった時の輝度を１としての上昇率で示す。これによると、キセノン濃度が高いほど水素添加による輝度上昇率が高くなることが判る。
【００３５】
以上より、１００ｐｐｍ以下の水素添加により、放電電圧低下とともに高輝度化を実現することが可能となることが判る。
【００３６】
また図７に示すように、発光効率（ｌｍ／Ｗ）に関しては、キセノン濃度５％ではあまり向上しないが、５％以上のキセノン濃度の領域では大きな効率向上が見られ、この向上効果はキセノン濃度が高くなるつれ増大するという結果を得ている。すなわち、水素添加による高効率化には、特にキセノン濃度が５％以上の場合に効果が大きく得られることが判った。なお、上記での発光効率η（ｌｍ／Ｗ）としては、π×輝度（ｃｄ／ｍ2）×点灯面積（ｍ2）／（点灯時電力（Ｗ）−非点灯時電力（Ｗ））で定義されるものである。
【００３７】
以上より、高効率化を目的としてキセノン濃度を高く、特に５％以上とする場合においては、水素を、濃度１％以下、好ましくは５００ｐｐｍ以下、より好ましくは１００ｐｐｍ以下となるように添加することによって、水素を添加しない場合に比べ約２０Ｖの低電圧化と２０％程度の更なる高効率化を同時に実現することができるという効果を得た。
【００３８】
上述のような低電圧化により、ＰＤＰの駆動電圧を下げることが可能となり、回路部品やＰＤＰの構造に対しての耐電圧対策の要求レベルが低くなり、結果としてコスト削減に対して有効となる。
【００３９】
また、低電圧化により、動作電圧を低くして点灯することが可能となるため、駆動電圧を最適化することにより、さらに発光効率を上昇させることが可能となる。
【００４０】
なお、以上述べた効果は、保護層８が酸化マグネシウムを主成分とするＰＤＰで行った結果である。ここで、上述における水素濃度は、ガスどうしの衝突確率から考えて、非常に低い濃度であり、衝突理論からは無視できる程度のｐｐｍオーダーから顕著に効果が現れている。また、水素ガスは一般的に電子温度を低下させるため、放電電圧が上昇する要因であることの点を踏まえて、本発明の効果は、主に水素が放電空間１４の内表面の一部として存在する保護層８の酸化マグネシウムに作用し、陰極となる酸化マグネシウムの電子放出能を向上させているものと考えられる。したがって、保護層８の材質としては、酸化マグネシウムを主成分とすることが好ましいものと考えられる。
【００４１】
また、以上の説明では、平面反射型といわれる構造のプラズマディスプレイパネルを用いているが、対向型などの構造のプラズマディスプレイパネルやチューブアレイ型のプラズマディスプレイパネル（Ｔ．Ｓｈｉｎｏｄａ  ｅｔ  ａｌ，“Ｎｅｗ  ａｐｐｒｏａｃｈ  ｆｏｒ  ｗａｌｌ  ｄｉｓｐｌａｙ  ｗｉｔｈ  ｆｉｎｅ  ｔｕｂｅ  ａｒｒａｙ  ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ”、ＳＩＤ  Ｓｙｍｐｏｓｉｕｍ  ２００２）に対しても同様に適用でき、６０インチを超える大型プラズマディスプレイパネルなどに対しての発光効率の向上は低電力化に向けては一層有効な手段となる。
【産業上の利用可能性】
【００４２】
以上述べたように本発明によれば、放電ガスに濃度５％以上のキセノンと、水素とを含むことで、動作電圧を低くすること、および高輝度表示を可能とし、もって安定した駆動を実現できるＰＤＰを提供することができ、有用である。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】本発明の一実施の形態によるプラズマディスプレイパネルの主要構成を示す断面斜視図
【図２】図１のＡ−Ａ線で切断した断面図
【図３】本発明の一実施の形態によるプラズマディスプレイパネルにおける水素濃度に対する放電電圧特性の関係を示す図
【図４】本発明の一実施の形態によるプラズマディスプレイパネルにおけるキセノン濃度に対する放電電圧最大低下量の関係を示す図
【図５】本発明の一実施の形態によるプラズマディスプレイパネルにおける水素濃度に対する輝度の変化の状態を示す図
【図６】本発明の一実施の形態によるプラズマディスプレイパネルにおけるキセノン濃度に対する輝度最大上昇率の関係を示す図
【図７】本発明の一実施の形態によるプラズマディスプレイパネルにおけるキセノン濃度に対する発光効率の最大上昇率の関係を示す図
【符号の説明】
【００４４】
１  前面板
２  背面板
３  前面ガラス基板
４  走査電極
５  維持電極
６  表示電極
７  誘電体層
８  保護層
９  背面ガラス基板
１０  アドレス電極
１１  誘電体層
１２  隔壁
１３  蛍光体層
１４  放電空間
【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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