JP4367162B2

JP4367162B2 - プラズマディスプレイパネルおよびそのエージング方法

Info

Publication number: JP4367162B2
Application number: JP2004034693A
Authority: JP
Inventors: 成晃山内; 崇青木; 明浩松田; 浩二秋山
Original assignee: Panasonic Corp; Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Corp; Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2003-02-19
Filing date: 2004-02-12
Publication date: 2009-11-18
Anticipated expiration: 2024-02-12
Also published as: JP2004273442A

Description

本発明は、ＡＣ型プラズマディスプレイパネルおよびそのエージング方法に関する。

プラズマディスプレイパネル（以下、ＰＤＰあるいはパネルと略記する）は、大画面、薄型、軽量であることを特徴とする視認性に優れた表示デバイスである。ＰＤＰの放電方式としてはＡＣ型とＤＣ型とがあり、電極構造としては３電極面放電型と対向放電型とがある。しかし現在は、高精細化に適し、しかも製造の容易なことからＡＣ型かつ面放電型であるＡＣ型３電極ＰＤＰが主流となっている。

ＡＣ型３電極ＰＤＰは、一般に、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を形成してなる。前面基板は、表示電極としての走査電極と維持電極とが前面ガラス板上に互いに平行に複数対形成され、それら表示電極を覆うように誘電体層および保護層が形成される。背面基板は、背面ガラス板上にデータ電極が互いに平行に複数形成され、それらを覆うように誘電体層が形成される。そしてこの誘電体層上にデータ電極と平行に隔壁が複数形成され、誘電体層の表面と隔壁の側面とに蛍光体層が形成される。そして、表示電極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を対向させて密封し、その内部の放電空間に放電ガスを封入する。こうしてパネルの組み立てが完了する。

しかし、組み立てられたばかりのパネルは一般に放電開始電圧が高く放電自体も不安定であるため、パネル製造工程においてエージングを行い放電特性を均一化かつ安定化させている。

このようなエージング方法としては、表示電極間、すなわち走査電極−維持電極間に交番電圧成分を含む電圧として逆位相の矩形波を長時間にわたり印加する方法がとられてきた。具体的には、エージング時間を短縮するためにインダクタを介して矩形波をパネルの電極に印加する方法（特許文献１参照）や、走査電極−維持電極間に極性の異なるパルス状の電圧を印加する面放電エージングの後に、連続して、走査電極および維持電極とデータ電極の間に極性の異なるパルス状の電圧を印加して対向放電する方法（特許文献２参照）等が提案されている。
特開平７−２２６１６２号公報特開２００２−２３１１４１号公報

このようなエージングによって保護層表面がスパッタされ膜厚が薄くなることが知られているが、必要以上のエージングによって必要以上のスパッタが行われると、パネルの寿命が短くなってしまうという問題があった。

本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、エージングを極力少なくすることによって寿命の長いパネルとそのエージング方法を提供することを目的とする。

本発明の請求項１に記載のプラズマディスプレイパネルは、表示電極として対をなす走査電極と維持電極とを覆うように誘電体層を形成し、その誘電体層上に保護層を形成したプラズマディスプレイパネルに対して、少なくとも走査電極と維持電極との間に交番電圧成分を含む電圧を印加して保護層上に放電痕を生じるエージング放電を行い、維持電極側の放電痕を走査電極側の放電痕よりも狭く形成したことを特徴とする。この構成により、エージングを極力少なくすることができ、寿命の長いプラズマディスプレイパネルを提供することが可能となる。

また、請求項２に記載のプラズマディスプレイパネルは、表示電極として対をなす走査電極と維持電極とを覆うように誘電体層を形成し、その誘電体層上に保護層を形成したプラズマディスプレイパネルに対して、少なくとも走査電極と維持電極との間に交番電圧成分を含む電圧を印加して保護層上に放電痕を生じるエージング放電を行い、維持電極側の放電痕のうち、表示電極として対をなす走査電極から遠い領域の放電痕を、表示電極として対をなす走査電極に近い領域の放電痕よりも浅く形成したことを特徴とする。この構成によっても、不要な領域のエージング、あるいは過剰なエージングによる保護層のスパッタが最小限に抑えられるので、長寿命のプラズマディスプレイパネルを提供することが可能となる。

また、請求項３に記載のプラズマディスプレイパネルのエージング方法は、走査電極、維持電極、データ電極を有するプラズマディスプレイパネルに対して少なくとも走査電極と維持電極との間に交番電圧成分を含む電圧を印加してエージング放電を行うエージング工程において、少なくとも走査電極に印加する電圧波形の立ち上がりが緩やかな傾斜をもつか、あるいは維持電極に印加する電圧波形の立ち下がりが緩やかな傾斜をもち、立ち上がりが緩やかな傾斜をもつ前記電圧波形の立ち下がりは急峻であり、立ち下がりが緩やかな傾斜をもつ前記電圧波形の立ち上がりは急峻であることを特徴とする。このエージング方法によって、短時間で効率よく放電を安定させ、寿命の長いプラズマディスプレイパネルを得ることができる。

本発明のプラズマディスプレイパネルおよびそのエージング方法は、エージングにおいて放電痕を小さく形成しているので、寿命の長いプラズマディスプレイパネルを提供することができる。

以下本発明の実施の形態について、図面を参照しつつ説明する。

（実施の形態）
図１は本発明の実施の形態におけるパネルの構造を示す分解斜視図である。パネル１は、対向して配置された前面基板２と背面基板３とを有している。前面基板２は、前面ガラス板４上に表示電極として対をなす走査電極５と維持電極６とが互いに平行に対をなして複数対形成されている。そして、これらの走査電極５と維持電極６とを覆うように誘電体層７が形成され、この誘電体層７上にはその表面を覆うように保護層８が形成されている。後述する放電痕は保護層８の表面上にエージングによって形成される。背面基板３は、背面ガラス板９上にデータ電極１０が互いに平行に複数形成され、このデータ電極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上にデータ電極１０と平行に隔壁１２が複数形成され、誘電体層１１の表面と隔壁１２の側面とに蛍光体層１３が形成されている。さらに、前面基板２と背面基板３とに挟まれた放電空間１４には、放電ガスが封入されている。

図２は本発明の実施の形態におけるパネル１の電極配列図である。列方向にｍ列のデータ電極１０_１〜１０_ｍ（図１のデータ電極１０）が配列され、行方向にｎ行の走査電極５_１〜５_ｎ（図１の走査電極５）とｎ行の維持電極６_１〜６_ｎ（図１の維持電極６）とが交互に配列されている。そして、１対の走査電極５_ｉ、維持電極６_ｉ（ｉ＝１〜ｎ）と１つのデータ電極１０_ｊ（ｊ＝１〜ｍ）とを含む放電セル１８が放電空間内にｍ×ｎ個形成されている。ここで、各放電セル１８に対して走査電極５と維持電極６とがつくるギャップを放電ギャップ２０と呼び、放電セル間のギャップ、すなわち走査電極５_ｉと１つとなりの放電セルに属する維持電極６_ｉ−１とがつくるギャップを隣接ギャップ２１と呼ぶ。

図３（ａ）は、本発明の実施の形態におけるパネルのエージング処理後にパネルを割り、保護層表面において観察した放電痕（エージング時のスパッタ痕）を模式的に表した図であり、斜線部がスパッタ痕を示している。このように走査電極５側の放電痕は電極幅のほぼ全面に拡がっているのに対し、維持電極６側の放電痕は、表示電極として対をなす走査電極５に近い領域、すなわち放電ギャップ２０側の領域に局在していることが特徴である。すなわち、維持電極６側の放電痕は走査電極５側の放電痕よりも狭く形成されている。

なお、上述したようにエージングによって保護層８表面がスパッタされるがその量はごくわずかであり、したがって、エージングによって生じる放電痕を通常の光学顕微鏡で観察することは一般に難しい。これら放電痕の観察には物質の表面形状に敏感に反応する走査電子顕微鏡（ＳＥＭ）が適している。ＳＥＭは、電子ビームを観察するサンプル表面上で走査し、サンプル表面から放出される２次電子像を観察する。保護層を構成するＭｇＯ膜の表面には、成膜直後に数十ｎｍ〜１００ｎｍほどの凹凸が有り、エージングによって保護層表面がスパッタされると、この微小な凹凸がなめらかになっていく。つまり、ＳＥＭでは平坦な部分よりは傾斜面や突起部分でサンプル表面より出てくる２次電子量が多くなるため、ＳＥＭによる２次電子像では、エージングで良くスパッタされた保護層表面は暗く、スパッタされていない、あるいはスパッタの弱いところは明るく見える。そのため、図３に示す放電痕は、ＳＥＭを使用することにより観察できる。ただし、保護層８は絶縁体であるため、ＳＥＭ観察する際は、表面にプラチナや金の薄膜をコーティングし、チャージアップを防止する必要があることはいうまでもない。

図３に示すように、走査電極５側と維持電極６側との放電痕を非対称に形成する理由は以下の通りである。初期化放電、書き込み放電、維持放電と３電極ＰＤＰの一連の実駆動において、動作電圧と関係するのは、書き込み放電と維持放電である。先ず、図３（ｂ）は、維持放電における放電開始電圧を低減し安定化させるために必要な放電痕を模式的に示した図である。維持放電は、走査電極５と維持電極６間に矩形電圧パルスを印加して放電を発生させるため、放電ギャップ２０近傍の両電極間で放電が発生する。したがって、この部分に十分にエージングが掛かっている、つまりこの部分の保護層表面が十分スパッタされている必要がある。さもないとパネルを動作させた時の維持放電によって、エージングの時と同様に保護層表面のスパッタが行われ、このスパッタによる保護層表面の形状変化が維持放電電圧の変動として現れ、表示特性に悪影響を与えてしまうからである。このような状態を防ぐためには、走査電極５および維持電極６とも放電ギャップ２０側のエージングを重点的に進め、パネル動作時の維持放電における保護層表面の形状変化がほとんど無いように放電ギャップ２０側の放電痕を隣接ギャップ２１側の放電痕に比べてある程度深くする必要がある。逆にいえば、隣接ギャップ２１側の領域において深い放電痕が形成されるような強いエージングを行わなくても安定な維持放電が得られるといえる。

一方、図３（ｃ）は、書き込み放電における放電開始電圧を低減し安定化させるために必要な放電痕を模式的に示した図である。書き込み放電は走査電極５とデータ電極１０間で発生する。そのため、パネル動作の中で書き込み時の駆動電圧を変動無く安定にするためには、データ電極１０と対向する走査電極５側の領域全面をエージングし、走査電極５側全面を均一にスパッタした放電痕とすることが望ましい。つまり、書き込み放電に限っていえば、維持電極６側のエージング（いい換えれば、放電痕の形成）はあまり重要ではない。

したがって維持、書き込みの両方の放電を共に安定化させるためには図３（ｂ）と図３（ｃ）の両方を満たす領域、すなわち図３（ａ）に示す放電痕が望ましい。ここで、走査電極５の放電ギャップ２０側の領域は維持放電と書き込み放電との両方の放電にかかわるが、この領域の放電痕を隣接ギャップ２１側の放電痕より深く形成する必要はなく、エージングは走査電極５側全面で一様に行えばよい。むしろ、放電ギャップ２０側の領域について必要以上にエージングを行うことはパネルの寿命を縮めるだけでなく不要な電力も増えるので望ましくない。

なお、図３（ｄ）は本発明の実施の形態におけるパネルの放電痕の深さの分布の一例を模式的に示した図である。エージング放電に伴う放電痕の深さは、図３（ａ）のような２値的な分布をとるのではなく、図３（ｄ）に示すように連続的に分布する。このように、維持電極６側の放電痕のうち、表示電極として対をなす走査電極５から遠い領域の放電痕は、表示電極として対をなす走査電極５に近い領域の放電痕よりも浅く形成されている。

以上のように、必要な領域について最小限のエージングを行うことで、保護層８のスパッタを最小限にとどめるのでパネルの寿命を延ばすことができ、加えて、エージングに要する時間を短縮し、電力効率を上げることもできる。

図４（ａ）、（ｂ）は本発明の実施の形態における非対称な放電痕を形成するためのエージング波形の一例を示す図であり、走査電極５と維持電極６との間に交番電圧成分を含む電圧を印加する。図４（ａ）に示すように、走査電極５に印加される電圧波形の立ち下がりは急峻であり立ち上がりは緩やかな傾斜をもっている。また、維持電極６に印加される電圧波形は、図４（ｂ）に示すように立ち上がりは急峻であり立ち下がりは緩やかな傾斜をもっている。なお、走査電極５に印加される電圧波形の立ち上がり、および維持電極６に印加される電圧波形の立ち下がりの双方が緩やかな傾斜をもっているが、どちらか一方が緩やかな傾斜を有していてもよい。また、データ電極１０に印加される電圧波形は図示していないが、開放のままでもよく、接地電位としてもよい。

図４（ｃ）は本発明の実施の形態におけるパネルの発光をフォトセンサで検出した波形を模式的に示す図である。このように、電圧変化の急峻なタイミングでは強い放電が発生し、電圧変化の緩やかなタイミングでは弱い放電が発生することがわかる。このエージング波形において、強い放電のタイミングでは走査電極５側が陰極となるので正イオンが飛来し保護層８表面を強くスパッタし、一方、維持電極６側では電子が飛来するが、電子は軽いので維持電極６側の保護層８を強くスパッタすることはない。続く弱い放電は放電ギャップ２０周辺に局在した放電であり、維持電極６の放電ギャップ２０側に正イオンが飛来し保護層８表面をスパッタする。これが繰り返されて、図３（ａ）に示した放電痕が形成されると考えられる。

このように、走査電極５側が立ち下がる（陰極となる）タイミングにおいては比較的強い放電を発生させ、維持電極６側が立ち下がる（陰極となる）タイミングにおいては比較的弱い放電を発生させることにより、図３で模式的に示した放電痕を形成することができる。ただし、電極印加電圧を大きくして強すぎるエージング放電を発生させると隣接ギャップ２１側の放電痕が放電ギャップ２０側の放電痕より深くなり望ましくない。本実施の形態においては実験的に最適電圧としてＶ＝２１０Ｖを得た。この値は、パネルの電極構造や材料により大きく依存するためその都度実験的に最適化する必要がある。

以上説明したように、ＡＣ型３電極ＰＤＰは大きく２つの放電モードである維持放電、書き込み放電に対してエージングを行う必要があるが、最小限のエージングを行うことによって図３（ａ）に示すような理想的な放電痕が保護層８上に形成される。逆に図３（ａ）に示すような放電痕を形成するようにエージング波形、エージング装置を設計することによって寿命の長いパネルを提供することができる。

本発明のパネルおよびそのエージング方法は、エージングにおいて放電痕を小さく形成しているので、寿命の長いパネルを提供することができ、ＡＣ型プラズマディスプレイパネルおよびそのエージング方法等として有用である。

本発明の実施の形態におけるパネルの構造を示す分解斜視図本発明の実施の形態におけるパネルの電極配列図（ａ）は本発明の実施の形態におけるパネルのエージング処理後の放電痕を模式的に表した図（ｂ）は維持放電における放電開始電圧を低減し安定化させるために必要な放電痕を模式的に示した図（ｃ）は書き込み放電における放電開始電圧を低減し安定化させるために必要な放電痕を模式的に示した図（ｄ）はパネルの放電痕の深さの分布の一例を模式的に示した図（ａ）は本発明の実施の形態における非対称な放電痕を形成するためのエージング波形の一例を示す図（ｂ）は非対称な放電痕を形成するためのエージング波形の一例を示す図（ｃ）はパネルの発光をフォトセンサで検出した波形を模式的に示す図

符号の説明

１パネル
２前面基板
３背面基板
４前面ガラス板
５，５_１〜５_ｎ走査電極
６，６_１〜６_ｎ維持電極
７誘電体層
８保護層
９背面ガラス板
１０，１０_１〜１０_ｍデータ電極
１１誘電体層
１２隔壁
１３蛍光体層
１４放電空間
１８放電セル
２０放電ギャップ
２１隣接ギャップ

Claims

表示電極として対をなす走査電極と維持電極とを覆うように誘電体層を形成し、前記誘電体層上に保護層を形成したプラズマディスプレイパネルに対して、少なくとも前記走査電極と前記維持電極との間に交番電圧成分を含む電圧を印加して前記保護層上に放電痕を生じるエージング放電を行い、
前記維持電極側の放電痕を前記走査電極側の放電痕よりも狭く形成したことを特徴とするプラズマディスプレイパネル。
表示電極として対をなす走査電極と維持電極とを覆うように誘電体層を形成し、前記誘電体層上に保護層を形成したプラズマディスプレイパネルに対して、少なくとも前記走査電極と前記維持電極との間に交番電圧成分を含む電圧を印加して前記保護層上に放電痕を生じるエージング放電を行い、
前記維持電極側の放電痕のうち、前記表示電極として対をなす前記走査電極から遠い領域の放電痕を、前記表示電極として対をなす前記走査電極に近い領域の放電痕よりも浅く形成したことを特徴とするプラズマディスプレイパネル。
走査電極、維持電極、データ電極を有するプラズマディスプレイパネルに対して少なくとも前記走査電極と前記維持電極との間に交番電圧成分を含む電圧を印加してエージング放電を行うエージング工程において、
少なくとも前記走査電極に印加する電圧波形の立ち上がりが緩やかな傾斜をもつか、あるいは前記維持電極に印加する電圧波形の立ち下がりが緩やかな傾斜をもち、立ち上がりが緩やかな傾斜をもつ前記電圧波形の立ち下がりは急峻であり、立ち下がりが緩やかな傾斜をもつ前記電圧波形の立ち上がりは急峻であることを特徴とするプラズマディスプレイパネルのエージング方法。