(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
間に放電空間を形成するよう対向配置された２つの基板のうち一方の基板上に、放電電極を間に放電ギャップをあけて複数配置するとともに、その放電電極を覆うように誘電体層を形成し、前記放電電極をその延在方向に配置した複数の細線電極で構成し、かつ前記複数の細線電極のうち前記放電ギャップから遠い位置の細線電極上の誘電体層の厚みを他の細線電極上の誘電体層の厚みより大きくしたことを特徴とするＡＣ型プラズマディスプレイパネル。
【請求項２】
複数の細線電極の厚みを変えることにより、細線電極上における誘電体層の厚みを変えたことを特徴とする請求項１に記載のＡＣ型プラズマディスプレイパネル。
【請求項３】
複数の細線電極の下層に絶縁層を設け、その絶縁層の厚みを変えることにより細線電極上における誘電体層の厚みを変えたことを特徴とする請求項１に記載のＡＣ型プラズマディスプレイパネル。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、高い発光効率を有するＡＣ型プラズマディスプレイパネルに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
プラズマディスプレイパネル（ＰＤＰ）は、テレビ用の大型ディスプレイパネルとして研究開発が進められ、最近は特にそのコスト低減や発光効率向上への取り組みが盛んに行われている。コスト低減を狙ったＡＣ型プラズマディスプレイパネル（以下、パネルという）として、たとえば１９９９年国際ディスプレイワークショップ（ＩＤＷ’９９）ＰＤＰ３−１に開示されたものがある。そのパネルの表面基板および背面基板の概略平面図をそれぞれ図５（ａ）および同図（ｂ）に示し、図５のＡ−Ａ断面図を図６に示す。
【０００３】
図５および図６に示すように従来のパネル１は、表面基板２上に互いに平行となるように走査電極３と維持電極４を配置し、背面基板５上に走査電極３と維持電極４に直交するように書き込み電極６を配置しており、そして表面基板２と背面基板５とは放電空間７を介して対向配置されている。また、走査電極３および維持電極４は、それぞれ複数の水平方向の細線電極とそれらを接続する垂直方向の補助電極とから構成された網目状で幅広の金属電極であり、さらに走査電極３および維持電極４は誘電体層８で覆われ、誘電体層８の上には酸化マグネシウム（ＭｇＯ）等の二次電子放射係数の高い材料からなる保護膜９が形成されている。
【０００４】
また背面基板５上には、書き込み電極６を隔離しかつ放電空間７を形成するための帯状の隔壁１０が書き込み電極６の間に設けられ、隣接する隔壁１０の間には、書き込み電極６および隔壁１０の側面を覆って蛍光体層１１が形成されている。この構成により、走査電極３および維持電極４と書き込み電極６の交点に１つの放電セル１２が形成される。
【０００５】
なお、図５（ａ）および同図（ｂ）はそれぞれ表面基板２および背面基板５を内面側（放電空間７側）から見た図であり、同図（ａ）では誘電体層８および保護膜９を省略して示し、同図（ｂ）では蛍光体層１１を省略して示している。
【０００６】
１つの走査電極３と１つの書き込み電極６との間に電圧を印加して放電を起こすことによって１つの放電セル１２が選択される。選択された放電セル１２は、走査電極３と維持電極４との間に連続するパルス電圧を印加することによって一定期間、発光させて所望の明るさを得る。
【０００７】
このような網目状の金属電極により、インジウムスズ酸化物（ＩＴＯ）や酸化スズ（ＳｎＯ2）等からなる透明電極を使用しなくとも、ある程度の開口率を確保しながら放電を放電セル内に広げることで所望の輝度が得られるようにしている。金属電極は、スクリーン印刷法やフォトリソグラフィ法で形成することができ、透明電極を形成する場合に比べ製造工程が簡素であり製造費用を安くすることができた。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかし上記のような従来のパネルでは、放電の発光効率が低いという課題があった。これは以下のような原因による。すなわち、放電開始電圧をＶｉｇ、放電の最低維持電圧をＶｍとするとＶｉｇ＞Ｖｍの関係がある。一方、放電の発光効率は最低維持電圧Ｖｍで放電させたときに最大となり、印加電圧をＶｍから上げていくにしたがい発光効率は低下する。画像表示のための放電を開始させるためには、印加電圧はＶｉｇ以上でなければならない。このときの印加電圧はＶｍよりもはるかに高いため、放電の発光効率はかなり小さくなってしまう。
【０００９】
本発明はこのような課題を解決するためになされたもので、製造コストが安価でかつ発光効率の高いＡＣ型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。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明のＡＣ型プラズマディスプレイパネルは、間に放電空間を形成するよう対向配置された２つの基板のうち一方の基板上に、放電電極を間に放電ギャップをあけて複数配置するとともに、その放電電極を覆うように誘電体層を形成し、前記放電電極をその延在方向に配置した複数の細線電極で構成し、かつ前記複数の細線電極のうち前記放電ギャップから遠い位置の細線電極上の誘電体層の厚みを他の細線電極上の誘電体層の厚みより大きくしたものである。この構成により、放電電流を適正な値に抑制し発光効率を向上することができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施の形態について図面を用いて説明する。
【００１２】
図１は本発明の第１の実施形態のパネルを示しており、図１（ａ）は表面基板の概略平面図であり、同図（ｂ）は同図（ａ）の表面基板を有するパネルのＢ−Ｂ断面図である。背面基板の構成は図５（ｂ）に示した従来のパネルと同じである。
【００１３】
図１に示すように、本発明の第１の実施形態のパネル１３は、放電空間７を挟んでガラス製の表面基板２とガラス製の背面基板５とが対向して配置されている。表面基板２上には、誘電体層８で覆われた帯状の走査電極１４と維持電極１５とからなる電極対が複数配列されており、誘電体層８の上にはＭｇＯ等の二次電子放射係数の高い材料からなる保護膜９が形成されている。
【００１４】
背面基板５上には、走査電極１４および維持電極１５と直交する方向に、複数の帯状の書き込み電極６が配列されており、この各書き込み電極６を隔離し、かつ放電空間７を形成するための帯状の隔壁１０（図５（ｂ）参照）が書き込み電極６の間に設けられている。また、隣接する隔壁１０の間には、書き込み電極６および隔壁１０の側面を覆って帯状の蛍光体層１１が形成されている。放電空間７にはヘリウム（Ｈｅ）、ネオン（Ｎｅ）およびアルゴン（Ａｒ）のうち少なくとも一種とキセノン（Ｘｅ）との混合ガスが封入されている。
【００１５】
放電セル１２は、一対の走査電極１４および維持電極１５と書き込み電極６の交点に形成されこの放電セル１２内において、走査電極１４と維持電極１５との間に放電ギャップとしての間隙１６が形成されている。
【００１６】
また、走査電極１４および維持電極１５は金属で形成され、それぞれの電極の長手方向（延在方向）に配置された複数の細線電極１４ａ、１５ａと、それらを互いに接続する長手方向に垂直な複数の補助電極１４ｂ、１５ｂとから成っている。このように走査電極１４と維持電極１５を網目状の金属電極で構成することによって、放電を放電セル１２内に十分に広げると共に発光を取り出すための開口率を確保している。
【００１７】
補助電極１４ｂ、１５ｂは、細線電極１４ａ、１５ａで断線が発生した場合における電流の迂回経路となり、細線電極の断線不良の発生率を低減することができる。また、補助電極１４ｂ、１５ｂの位置が隔壁１０の上にくるようにすることで開口率を低下させないようにすることができる。
【００１８】
走査電極１４および維持電極１５を構成する細線電極１４ａ、１５ａは、図１（ｂ）に示すように、放電ギャップ１６に近いものほどその厚みが増すように形成されている。すなわち、放電ギャップ１６に接する細線電極１４ａ、１５ａは最も厚く形成され、放電ギャップ１６から離れるにしたがって薄くなり、放電ギャップ１６から最も離れた細線電極１４ａ、１５ａは最も薄く形成されている。したがって、放電ギャップ１６から遠い位置の細線電極１４ａ、１５ａ上の誘電体層８の厚みが他の細線電極１４ａ、１５ａ上の誘電体層の厚みより大きい構成を有している。
【００１９】
走査電極１４および維持電極１５に使用する材料としては、銀（Ａｇ）、ニッケル（Ｎｉ）等の厚膜ペーストが適している。また放電ギャップ１６から離れた位置にある薄い電極にはクロム−銅−クロム（Ｃｒ−Ｃｕ−Ｃｒ）などの薄膜材料を用いることもできる。また、薄膜材料としてＩＴＯ、ＳｎＯ2などの透明導電体を用いてもよい。
【００２０】
このように電極の厚みを変化させることで発光効率を大幅に向上することができる。その理由について次に説明する。
【００２１】
印加電圧を最低維持電圧Ｖｍよりも高くすると、放電の電流密度は増加する。パネルの発光はＸｅが放電中で放射する波長１４７ｎｍの共鳴線で蛍光体層１１が励起されることで得られる。共鳴線はよく知られているように、その原子の最も低い励起準位からの光放射である。放電の電流密度が増加すると電子密度が上昇し、より高準位の励起準位が多く生成される。これらはパネルの発光に寄与しない発光準位であるので、電流密度が増加するとパネルの発光効率は低下する。
【００２２】
そこで、放電開始電圧Ｖｉｇ以上の電圧をパネルに印加したとしても、放電電流が必要以上に増大しないようにすれば、発光効率を高めることができると考えられる。本実施形態のパネルでは、内側の（放電ギャップ１６に最も近い）細線電極１４ａ、１５ａが厚く形成されており、その部分での誘電体層８は薄くなっている。このため、放電開始電圧Ｖｉｇは従来のパネルよりも低くなっている。
【００２３】
一旦、放電が開始すると放電は外側の細線電極１４ａ、１５ａへと広がっていく。この様子を図２で説明する。内側の細線電極１４ａ、１５ａでまず放電が開始すると（図２（ａ））、保護膜９の上には印加電圧を打ち消すような壁電荷が蓄積する（図２（ｂ））。このため、放電の開始点は内側から２番めの細線電極１４ａ、１５ａ上へと移動していく（図２（ｃ））。この細線電極１４ａ、１５ａは内側の細線電極１４ａ、１５ａよりも薄く形成されており、逆に誘電体層８がやや厚く、その容量は少し小さくなっている。そのため、図２（ｂ）の場合に比べてより少ない電流が流れただけで壁電荷が蓄積され、ここでの放電は終了する。そして放電は最も外側の細線電極１４ａ、１５ａ上へと移動する。最も外側の細線電極１４ａ、１５ａでは、さらに誘電体層８が厚くなっており、電流値は図２（ｃ）の場合に比べてさらに小さくなる（図２（ｄ））。
【００２４】
以上のように本実施形態のパネルにおいては、放電開始電圧Ｖｉｇが従来のパネルよりも小さく、印加電圧を低減できることに加えて、放電開始後も電流値を従来のパネルに比べて抑制できるため、発光効率が向上する。
【００２５】
次に、本実施形態のパネルと従来のパネルの発光効率を比較した実験結果について説明する。実験に用いたパネルは、一般的な画素数４８０×８５２の４２型パネルであり、縦方向の放電セルのピッチは１．０８ｍｍ、隔壁のピッチは０．３６ｍｍ、封入ガスはＮｅ９０％、Ｘｅ１０％、全圧力６６．６ｋＰａ（５００ｔｏｒｒ）である。走査電極１４、維持電極１５等の設計値を表１に示す。
【００２６】
【表１】
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【００２７】
図３に発光効率の測定結果を示す。発光効率ηは、パネルの約１００×５０画素を点灯したときの発光輝度をＬ、消費電力をＰon、また消灯したときの消費電力をＰoffとして、η＝Ｌ／（Ｐon−Ｐoff）の関係から算出した。図３に示すように本実施形態のパネルでは、放電開始電圧が従来のパネルよりも低く、また印加電圧を上げていった場合の発光効率ηの低下率も小さい。その結果、本実施形態のパネルでは従来のパネルよりも高い発光効率が得られた。
【００２８】
以上のように本実施形態においては、放電ギャップ１６に近いほど細線電極１４ａ、１５ａの厚みを厚くすることによって放電電流を抑制でき、発光効率の高いパネルを得ることができる。
【００２９】
次に本発明の第２の実施形態について説明する。図４は本発明の第２の実施形態によるパネルの断面を示す図である。断面の取り方は図１（ｂ）の場合と同様であり、走査電極および維持電極の構成以外は第１の実施形態と同じである。
【００３０】
図４に示すように、本発明の第２の実施形態のパネル１７においては、走査電極を構成する細線電極１８および維持電極を構成する細線電極１９と表面基板２との間、すなわち細線電極１８、１９の下層に絶縁層２０を形成することによって、見かけ上の電極の厚みを変えるようにしている。すなわち、放電ギャップ１６に近い電極ほど絶縁層２０を厚くし、電極上の誘電体層８が薄くなるように構成している。絶縁層２０は、誘電体層８の厚みが放電ギャップ１６に最も近い細線電極１８、１９から外側の細線電極１８、１９に向けて徐々に厚くなるように形成すればよく、最も外側の細線電極１８、１９では絶縁層２０がなくてもよい。
【００３１】
以上のように第２の実施形態においては、放電ギャップ１６に近いほど絶縁層２０を厚くすることによって発光効率を向上できるうえに、電極を形成するための金属材料の使用量を減らして材料費が安価なパネルを得ることができる。
【００３２】
なお、上記各実施形態では細線電極の本数が３本である場合について説明したが、この本数は２本、あるいは４本以上であってもよい。また、パネルの画素配列、隔壁の形状などは必ずしも上記各実施形態と同じである必要はなく、本発明の思想を実現するためにはさまざまな変形が可能である。
【００３３】
【発明の効果】
以上のように、本発明は、網目状の金属電極で走査電極、維持電極を形成したパネルにおいて、細線電極の上に形成された誘電体層の厚みを放電ギャップから遠いほど大きくすることにより、放電電流を適正な値に保つことによって、製造コストが安価でかつ発光効率の高いＡＣ型プラズマディスプレイパネルを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）、（ｂ）は本発明の第１の実施形態によるプラズマディスプレイパネルの概略平面図および断面図
【図２】（ａ）〜（ｄ）は本発明のプラズマディスプレイパネルでの放電の発生過程を説明する図
【図３】本発明の第１の実施形態によるプラズマディスプレイパネルと従来のプラズマディスプレイパネルの発光効率を示す図
【図４】本発明の第２の実施形態によるプラズマディスプレイパネルの断面図
【図５】（ａ）、（ｂ）は従来のプラズマディスプレイパネルの表面基板および背面基板の概略平面図
【図６】図５のＡ−Ａ線で切断して示す断面図
【符号の説明】
１、１３、１７  パネル
２  表面基板
３、１４  走査電極
４、１５  維持電極
５  背面基板
６  書き込み電極
７  放電空間
８  誘電体層
９  保護膜
１０  隔壁
１１  蛍光体層
１２  放電セル
１４ａ、１５ａ、１８、１９  細線電極
１６  放電ギャップ
２０  絶縁層
【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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