(57)【要約】【課題】高輝度で、コントラストの良好なプラズマディスプレイの提供すること。【解決手段】面放電を発生する維持電極と走査電極およびそれら電極を覆う第１誘電体層を有する前面基板と、維持電極および走査電極と交差する方向のアドレス電極とそれを覆う第２誘電体層とを有する背面基板と、前面基板と背面基板とを貼り合わせて形成した基板間の放電空間内に配置されて放電空間を区画する隔壁と、隔壁の側面および第２誘電体層上に形成された蛍光体層を備え、第２誘電体層が光吸収機能を有し、隔壁が光透過機能を有することを特徴とするプラズマディスプレイパネル。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
面放電を発生する維持電極と走査電極およびそれら電極を覆う第１誘電体層を有する前面基板と、
維持電極および走査電極と交差する方向のアドレス電極とそれを覆う第２誘電体層とを有する背面基板と、
前面基板と背面基板とを貼り合わせて形成した基板間の放電空間内に配置されて放電空間を区画する隔壁と、
隔壁の側面および第２誘電体層上に形成された蛍光体層を備え、
第２誘電体層が光吸収機能を有し、隔壁が光透過機能を有す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】
第２誘電体層の光吸収率が６０％以上であ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。
【請求項３】
第２誘電体層は、鉄、マンガン、またはクロムの酸化物からなる黒色顔料を含むことを特徴とする請求項１又は２記載のプラズマディスプレイパネル。
【請求項４】
第２誘電体層上に形成された蛍光体層は、厚さが最大２５μｍであることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載のプラズマディスプレイパネル。
【請求項５】
隔壁は、ガラスフリットを主材料とするペーストを焼成した構造であり、隔壁主成分のＰｂＯ系母体ガラスに、それよりも軟化点が１０〜１００℃低いガラスを２〜３ｗｔ％の割合で混合したものであることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１つ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】
この発明は、プラズマディスプレイパネルに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、平面型のプラズマディスプレイ装置として面放電を行う交流型プラズマディスプレイ装置が実用化され、パーソナルコンピュータやワークステーション等のプラズマディスプレイ装置、平面型の壁掛けテレビジョン、或いは、広告や情報等を表示するための装置として広く使用されて来ている。そして、このようなプラズマディスプレイ装置のプラズマディスプレイパネルにおいては、コントラスト向上が要望されている。
【０００３】
代表的な平面型のプラズマディスプレイ装置として面放電を行うプラズマディスプレイ装置においては、画面上の全画素を表示データに応じて同時に発光させるようになっている。面放電を行うプラズマディスプレイ装置は、前面ガラス基板の内面に面放電を発生する複数の電極が形成され、対をなす電極間に電圧を印加すると、電極面上に形成された誘電体層および保護層の表面で面放電が起こり、紫外線が発生する。背面ガラス基板の内面には、３原色である赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）および青色（Ｂ）の蛍光体が塗布されており、紫外線によりこれらの蛍光体を励起発光させることによってカラー表示を行う。
【０００４】
カラープラズマディスプレイパネルの場合、蛍光体層は各セルの発光色に対応して赤、緑、青の発光をする蛍光体が塗り分けられている。各セルの放電空間で発生した紫外線は蛍光体層に当たり、塗り分けられたそれぞれの色を発光する。一方、目視側（表示面側）で観測される光には発光光以外に外光による反射光がある。これは、外からセル内に入射した光が背面側基板上の蛍光体層や誘電体層などで反射される反射光であり、黒表示部分の輝度を上げて、コントラストの低下を招くものである。このようなプラズマディスプレイパネルの画質を向上させる方法として、パネルの目視側に光吸収層を設ける技術が知られている（例えば特許文献１参照）。これには、外光反射を低減するために光吸収機能を有する誘電体層が開示されている。
【０００５】
また、発光した光を有効的に取り出す方法として、裏面側に発光光を反射させる波長選択性反射膜を設ける技術が知られている（例えば、特許文献２参照）。これには、蛍光体層の裏面に波長選択性反射膜を備え、蛍光体層から裏面側に出射する発光光を反射させようとするものが開示されている。
また、蛍光体層を包み込むように光吸収層を設ける技術も知られている（例えば、特許文献３参照）。
【特許文献１】特開平８−２８７８３４号
【特許文献２】特開平８−１３８５５９号
【特許文献３】特開平１１−１６２３５７号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、従来のこのようなプラズマディスプレイパネルでは、十分な輝度やコントラストを得ることが難しいという問題があった。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この発明は、面放電を発生する維持電極と走査電極およびそれら電極を覆う第１誘電体層を有する前面基板と、維持電極および走査電極と交差する方向のアドレス電極とそれを覆う第２誘電体層とを有する背面基板と、前面基板と背面基板とを貼り合わせて形成した基板間の放電空間内に配置されて放電空間を区画する隔壁と、隔壁の側面および第２誘電体層上に形成された蛍光体層を備え、第２誘電体層が光吸収機能を有し、隔壁が光透過機能を有することを特徴とするプラズマディスプレイパネルを提供するものである。
【０００８】
第２誘電体層の光吸収率は６０％以上であることが好ましい。
第２誘電体層は、鉄（Ｆｅ）、マンガン（Ｍｎ）、またはクロム（Ｃｒ）の酸化物からなる黒色顔料を含んでもよい。
第２誘電体層上の蛍光体層は、厚さが２５μｍ以下であることが好ましい。
隔壁は、ガラスフリットを主材料とするペーストを焼成した構造であり、隔壁主成分のＰｂＯ系母体ガラスに、それよりも軟化点が１０〜１００℃低いガラスを２〜３ｗｔ％の割合で混合したものであってもよい。
【発明の効果】
【０００９】
この発明によれば、背面側の誘電体層が光吸収機能を有し、かつ、隔壁が光透過機能を有するので、リセット期間の発光に対するサステイン期間の発光の輝度が十分に大きくなる上、隔壁から入射する外光が第２誘電体層に十分に吸収されるため、高輝度で高コントラストな表示を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、図面に示す実施形態を用いてこの発明を詳述する。
図１はこの発明に係るプラズマディスプレイパネルの構造の一例を示す分解斜視図である。前面基板１には面放電を発生する維持電極１１と走査電極１２とが平行に交互に配置されている。これらの電極は第１誘電体層４に覆われており、さらにその表面はＭｇＯ等の保護層５に覆われている。背面基板１０には維持電極１１および走査電極１２とほぼ垂直方向にアドレス電極８が配置されており、さらにアドレス電極を覆う第２誘電体層９が形成されている。第２誘電体層９上にはアドレス電極８を挟むようにそれと平行する複数のストライプ状の隔壁６が配置され、列方向の放電空間を区画している。さらに、アドレス電極８上の第２誘電体層９の上面及び隔壁６の側面には、紫外線により励起されて赤（Ｒ），緑（Ｇ），青（Ｂ）の可視光を発生する蛍光体層７，１３，１４がそれぞれ形成されている。この前面基板１と背面基板１０を保護層５と隔壁６の頂上とが接するように貼り合わせてＮｅ−Ｘｅ等の放電ガスを封入し、プラズマディスプレイパネルを構成している。
【００１１】
図３はプラズマディスプレイパネルの駆動制御系を示すブロック図である。プラズマディスプレイパネルには、維持電極１１、走査電極１２、アドレス電極８の、それぞれに電圧を印加するために、Ｘ駆動回路１８、Ｙ駆動回路１６、スキャンドライバ１７、アドレス駆動回路１５が接続されている。また、それらを制御するための制御回路１９が設けられている。
【００１２】
例えば、ＴＶチューナやコンピュータ等の外部装置からＲ，Ｇ，Ｂの３色の輝度レベルを示す多値画像データであるフィールドデータ、および、各種の同期信号（クロック信号ＣＬＫ，水平同期信号Ｈsync，垂直同期信号Ｖsync）が制御回路１９に入力される。そして、制御回路１９は、上記フィールドデータおよび各種の同期信号からそれぞれの駆動回路に適した制御信号を出力して所定の画像表示を行うようになっている。
【００１３】
プラズマディスプレイパネルでは、図３に示すように、サステイン放電（維持放電）を行う維持電極１１（Ｘ１，Ｘ２，Ｘ３，…）と、走査電極１２（Ｙ１，Ｙ２，Ｙ３，…）とが交互に配置されて表示ラインを構成し、維持電極１１および走査電極１２とこれらの電極に垂直に交差するアドレス電極８（Ａ１，Ａ２，Ａ３，…）とによりマトリクス状の表示セルが構成されている。
スキャンドライバ１７は、アドレス期間において、走査電極に順次走査パルスを印加して走査電極１２（表示ライン）を選択し、アドレス駆動回路１５に繋がれたアドレス電極８と各走査電極１２との間で、セルの点灯／非点灯を選択するアドレス放電を生じさせる。また、Ｙ駆動回路１６およびＸ駆動回路１８は、サステイン期間においてアドレス放電により選択されたセルに対してサステイン放電を生じさせる。
【００１４】
図４は図３のプラズマディスプレイパネルの駆動制御系における階調駆動シーケンスの一例を示す説明図である。
図４に示されるように、プラズマディスプレイパネルにおける階調駆動シーケンスは、１フィールド（フレーム）２０をそれぞれ所定の輝度の重みを有する複数のサブフィールド２１（サブフレーム）ＳＦ１〜ＳＦｎで構成し、各サブフィールドの組み合わせにより所望の階調表示を行うようになっている。具体的に、複数のサブフィールドとしては、例えば、２のべき乗の輝度重みを有する８つのサブフィールドＳＦ１〜ＳＦ８（維持放電の回数の比が１：２：４：８：１６：３２：６４：１２８）により２５６階調の表示を行うようになっている。なお、サブフィールドの数および各サブフィールドの重みは様々な組み合わせが可能なのはいうまでもない。
【００１５】
また、各サブフィールドは、それぞれ表示領域における全てのセルの壁電荷を均一にする初期化過程（リセット期間２２）、点灯セルを選択するアドレス過程（アドレス期間２３）および、選択されたセルを輝度（各サブフィールドの重み）に応じた回数だけ放電（点灯）させる表示過程（サステイン期間２４）で構成され、各サブフィールドの表示毎に輝度に応じてセルを点灯させ、例えば、８つのサブフィールド（ＳＦ１〜ＳＦ８）を表示することで１フィールドの表示を行うようになっている。
【００１６】
次に、図５に駆動波形の一例を示す。（ａ）〜（ｅ）はそれぞれ図４のリセット期間２２からサステイン期間２４までに図３のＸ１、Ｙ１、Ｙ３、Ｙ２、およびアドレスの各電極に印加する駆動波形を示している。尚、Ｘ,Ｙに添付された数字は行数を示し、図５の波形は同じ数字を付した２電極間で放電する場合を示す。なお、Ｙ１、Ｙ３、Ｙ２はＹの奇数行、偶数行を代表する１例である。
まず、（ａ）（ｂ）に示すように、Ｘ１，Ｙ１電極に、全セルに壁電荷を形成するＹ書き込み鈍波３２とＸ電圧２５が印加される。続いてセル内に形成された壁電荷を必要量残して消去するＹ補償鈍波３３とＸ補償電圧２６が印加される。
【００１７】
次のアドレス期間において印加される電圧波形は、行方向の表示するセルを決める放電を行なう奇数行の走査パルス３４と本放電により、電荷を形成するためのＸ電圧２７である。この走査パルス３４は、行毎にタイミングをずらして印加される。その後のサステイン期間には第１のサステインパルス２８、３５、電荷の極性合わせパルス２９、３６、繰り返しサステインパルス３０、３１、３７、３８が印加される。
【００１８】
（ｃ）はＹ３電極に印加される電圧波形で、走査パルス３９のタイミングを除いて（ｂ）に示したＹ１電極に印加される電圧波形と同じである。今、Ｙ３電極のラインのセルが１つも点灯しないとすると、走査パルス３９は不要であり、間引くことができる。これにより、駆動時間を短縮できる。この時、全てのアドレス電極に電圧は印加されておらず、同様に間引くことができる。維持電極に印加されている電圧も一定値であるため、同様な時間短縮は容易である。
【００１９】
（ｄ）のＹ２電極にリセット期間においては全セルに電荷を形成するＹ書き込み鈍波４０が印加される。さらに続いてセル内に形成された電荷を必要量残して消去するＹ補償鈍波４１が印加される。
次のアドレス期間において印加される電圧波形は、行方向の表示するセルを決める放電を行なう偶数行のスキャンパルス４２である。このスキャンパルス４２も行毎にタイミングをずらして印加される。その後のサステイン期間には第1のサステインパルス４４、繰り返しサステインパルス４４、４５、放電回数の合わせパルス４６が印加される。
【００２０】
（ｅ）のアドレス電極８にアドレス期間において印加される電圧波形は列方向の表示するセルを決める放電を行なうアドレスパルス４７、４８である。尚、アドレスパルスは行毎に印加されるスキャンパルスに合わせ、走査電極１２とアドレス電極８の交点に位置する表示させたいセルに放電を起こすタイミングで印加される。
以上の駆動波形に加え、サステイン期間の最後に壁電荷消去のための電圧波形を加えることもある。
【００２１】
この実施形態の特徴を図２を用いて説明する。図２は図１に示すＡＣ型プラズマディスプレイパネルを維持（または走査）電極に沿って切断した要部断面図である。前面基板１には維持電極と走査電極とが並行に交互に配置されている。維持電極と走査電極は、ＩＴＯや酸化スズ（ＳｎＯ２）等からなる透明電極２とそれの上に積層した銀（Ａｇ）、銅（Ｃｕ）、等の電極薄膜からなるバス電極３とから構成される。
【００２２】
これらの電極は低融点ガラス等からなる誘電体層４に覆われており、さらにその表面は酸化マグネシュウム(ＭｇＯ)等の保護層５に覆われている。これらの誘電体層や保護層の配置は駆動方法によって変わるものであり、直接この発明の効果に影響しない。背面基板１０には前面基板１の維持電極および走査電極に対してほぼ垂直方向に複数のアドレス電極８が配置されており、アドレス電極８の上には光吸収誘電体層９が形成されている。
【００２３】
光吸収誘電体層９上のアドレス電極８の両側位置には光透過性隔壁６が配置され、列方向の放電空間を区画している。光吸収誘電体層９の上面及び光透過性隔壁６の側面には、紫外線により励起されて赤（Ｒ），緑（Ｇ），青（Ｂ）の可視光を発生する蛍光体層７（ここでは蛍光体層７として（Ｒ）を代表とする）が形成されている。
【００２４】
前述のように、前面基板１と背面基板１０を保護層５と光透過性隔壁６が接するように貼り合わせて、例えば、ヘリウム（Ｈｅ）、ネオン（Ｎｅ）、アルゴン（Ａｒ）、キセノン（Ｘｅ）等の希ガスがおよそ６６．４ｋＰａ（５００Ｔｏｒｒ）の圧力で封入され、パネルが構成される。
【００２５】
図９は、図２に示す光透過性隔壁６を用いたプラズマディスプレイパネルの蛍光体層裏面の光吸収率を変化させてリセット放電による発光とサステイン放電による発光の輝度比を測定した結果である。横軸は、蛍光体層裏面の光吸収率、縦軸は、リセット発光とサステイン発光のそれぞれの輝度比を示している。グラフ中にそれぞれリセット発光とサステイン発光の輝度比をそれぞれプロットしている。
【００２６】
サステイン発光とリセット発光を比較すると、蛍光体層裏面の光吸収率が高くなるに連れてサステイン発光よりリセット発光の輝度比が低くなることが解る。蛍光体層裏面の光吸収率が約６０％以上でリセット発光とサステイン発光の差が顕著に現れる。図９の結果より光吸収誘電体層９の光吸収率は６０％以上が好ましいことが分かる。
【００２７】
光吸収誘電体層９は、黒色又は、暗色をしており、光が透過しない或いはし難く形成されている。光吸収誘電体層９は、例えば、低融点ガラスのような従来の誘電体層材料に鉄（Ｆｅ）、マンガン（Ｍｎ）、クロム（Ｃｒ）などの金属の酸化物からなる黒色顔料を混ぜて形成している。
【００２８】
また、光吸収誘電体層９と光透過性隔壁６を用いた構造において光吸収誘電体層９の上の蛍光体層７の膜厚を２５μm以下にすると、より効果的である。可視光波長領域において蛍光体層の反射若しくは透過率は、粒子密度と膜厚で決定される。蛍光体粒子密度が高い若しくは膜厚が厚い場合、透過率は低く反射率が高くなる。現在一般的にプラズマディスプレイに用いられている蛍光体の粒径は、約１．５〜３μｍである。その内最も粒径の小さな蛍光体において膜厚２５μｍ以上でパネル管面反射率が飽和することが実験的に見いだされた。よって、本発明をより効果的にする蛍光体膜厚は、２５μｍ以下であればよい。
なお、パネル管面反射率とは、前面基板１の目視面から測定した反射率である。
【００２９】
ここで、光透過性隔壁６は、可視光における光透過率６０％以上を有することが好ましい。このような光透過性隔壁６は、例えば、隔壁主成分のＰｂＯ系母体ガラスにそれよりも軟化点が１０〜１００℃程度低いガラスを２〜３ｗｔ％程度の割合で混合する手法などを用いて形成できる。図１のものでは光透過性隔壁６を背面基板１０に設けているが前面基板1に設けても良い。
【００３０】
この実施形態の特徴をさらに説明する。
図６は、図１に示すプラズマディスプレイの内部で発光した光および外部から入射する光に対する隔壁及び誘電体層の作用を示している。各色の蛍光体層（ここでは蛍光体層７（R）を代表とする）においては、主に蛍光体表層付近で発光し前面（図では上方）へ向かう光４９、表層付近で発光して蛍光体層の裏側へ進む光５０もある。
【００３１】
蛍光体層の裏側へ進む光５０は、背面基板１０まで到達する。蛍光体層の裏側へ進む光５０によって背面基板１０から蛍光体最表層裏面で反射し前面へ向かう光５１がある。又、隔壁側の蛍光体層表層で発光が生じた光５２、隔壁を透過する光５３も存在する。
【００３２】
プラズマディスプレイの表示光は、蛍光体表層付近で発光し前面（図では上方）へ向かう光４９、蛍光体層の裏側で反射し前面へ向かう光５１、隔壁側の蛍光体層付近で発光が生じた光５２、隔壁を透過する光５３の総和で決まる。また、隔壁６を介して外部から入射する光６０の反射光６１の大きさがコントラストに大きく影響する。
【００３３】
本発明による光吸収誘電体層９を用いると、蛍光体層の裏側へ進む光５０の内、蛍光体層の裏側で反射し前面へ向かう光５１が低減すると共に、隔壁を介して外部から入射する光６０の反射光６１を低減する効果が有り、また、光透過性隔壁を用いることで隔壁を透過する光５３を最大限に表示光として活用している。
【００３４】
この実施形態の特徴について図７と図８を用いてさらに説明する。図７は、図２に示すパネルをアドレス電極８と平行に切断した部分断面図で、リセット放電による発光を示した図である。リセット放電５４は、維持電極１１と走査電極１２とをそれぞれ形成する透明電極２間の放電ギャップ近傍で起こる。
【００３５】
放電による紫外線が蛍光体層に照射される面積は、放電の規模に相関することより紫外線が蛍光体表面層に照射される領域は狭い。したがって、リセット放電５４によって発生する蛍光体表層付近で発光し、図６に示すように前面（図では上方）へ向かう光４９と内蛍光体層の裏側で反射し前面へ向かう光５１、隔壁側の蛍光体層付近で発光が生じた光５２、隔壁を透過する光５３の総和の光５５は、バス電極３によってほとんど遮光されることはない。
【００３６】
よって、蛍光体表層付近で発光し前面（図では上方）へ向かう光４９と内蛍光体層の裏側で反射し前面へ向かう光５１、隔壁側の蛍光体層付近で発光が生じた光５２、隔壁を透過する光５３の総和の光５５が前面基板１を透過しそのまま表示光５６（図７）となる。したがって、本発明による光吸収性誘電体層９を用いることによって蛍光体層の裏側で反射し前面へ向かう光が低減し、リセット放電５４による表示光を低下させることができる。
【００３７】
図８は、図７同様に図２に示すパネルをアドレス電極８と平行に切断した部分断面図で、サステイン放電による発光を示した図である。サステイン放電５７は、リセット放電５３とは異なりバス電極２付近まで放電が延びる。したがってサステイン放電５７による紫外線が蛍光体層に照射される面積は、放電の規模に相関することより紫外線が蛍光体表面層に照射される領域はリセット放電５４（図７）に比べ広いため、サステイン放電５７によって発生する蛍光体表層付近で発光する。
【００３８】
図６に示すように前面（図では上方）へ向かう光４９と蛍光体層の裏側で反射し前面へ向かう光５１、隔壁側の蛍光体層付近で発光が生じた光５２、隔壁を透過する光５３の総和の光５８がバス電極２によって遮光され、表示光５９となる。本発明では、光吸収性誘電体を用いることによって蛍光体層の裏側で反射し前面へ向かう光が低減し、サステイン放電による表示光はバス電極２によって遮光される分だけ低下するがリセット放電の低下より少ない。
【００３９】
以上、詳述したように、この発明は、光吸収誘電体層９と光透過性隔壁６を同時に用いることにより、良好な輝度とコントラストを得ることが可能となる。
【産業上の利用可能性】
【００４０】
本発明は、様々な形式のプラズマディスプレイ装置に適用することができ、例えば、パーソナルコンピュータやワークステーション等のディスプレイ装置、平面型の壁掛けテレビジョン、或いは、広告や情報等を表示するための装置として利用されるプラズマディスプレイ装置に対して幅広く適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】この発明によるプラズマディスプレイパネルの要部の分解斜視図である。
【図２】図１に示すプラズマディスプレイパネルの要部断面図である。
【図３】図１に示すプラズマディスプレイパネルの駆動制御系を示すブロック図である
【図４】図１に示すプラズマディスプレイにおける階調駆動シーケンスの一例を示す説明図である。
【図５】図３に示すプラズマディスプレイの駆動制御系における駆動波形の一例を示す図である。
【図６】この発明のプラズマディスプレイの内部で発光した光に対する隔壁及び誘電体層の作用を示す説明図である。
【図７】この発明のプラズマディスプレイパネルのリセット放電を示す説明図である。
【図８】この発明のプラズマディスプレイパネルのサステイン放電を示す説明図である。
【図９】この発明のプラズマディスプレイパネルにおけるリセット発光とサステイン発光の輝度比の測定結果を示すグラフである。
【符号の説明】
【００４２】
１  前面基板
２  透明電極
３  バス電極
４  誘電体層
５  保護膜
６  光透過性隔壁
７  蛍光体層（Ｒ）
８  アドレス電極
９  光吸収誘電体層
１０  背面基板
１１  維持電極１
１３  蛍光体層（Ｇ）
１４  蛍光体層（Ｂ）
１５  アドレス駆動回路
１６  Ｙ駆動回路
１７  スキャンドライバ
１７    Ｙ駆動回路
１８    Ｘ駆動回路
１９    制御回路
【図１】
2007305411.tif 000003
【図２】
2007305411.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
2007305411.tif 000007
【図６】
2007305411.tif 000008
【図７】
2007305411.tif 000009
【図８】
2007305411.tif 000010
【図９】
2007305411.tif 000011