JPH0721929A

JPH0721929A - プラズマディスプレイパネル

Info

Publication number: JPH0721929A
Application number: JP5182101A
Authority: JP
Inventors: Akira Kani; 章可児
Original assignee: Noritake Co Ltd
Current assignee: Noritake Co Ltd
Priority date: 1993-06-29
Filing date: 1993-06-29
Publication date: 1995-01-24

Abstract

(57)【要約】【目的】高効率で微細な表示セル形成にも対応できる
ＰＤＰを提供する。【構成】前面ガラス板と背面板を重ね合わせ、周囲を
気密に封じて放電ガス収容容器を構成するプラズマディ
スプレイパネルであって、各々平面状に形成される表示
放電空間、放電選択空間、陽光柱維持空間の３層が、ガ
ス空間を前面ガラス板から背面板方向に順次分割し、表
示放電空間および放電選択空間はマトリクス状に配列さ
れた複数の表示セルと選択セルで構成され、各セルの平
面方向は隔壁で分離し、垂直方向は各セルが１：１で対
応する連通孔を有する第１の分離板で区分され、陽光柱
維持空間と選択セルは、各選択セルに対応した小孔を有
する第２の分離板で区分連通しており、表示セルに形成
される表示電極と、選択セルあるいは陽光柱維持空間で
連通孔近傍に形成される選択電極とは、ライン状に結線
されて２つの電極群を構成し、陽光柱維持空間には少な
くとも１対の維持電極が形成されることを特徴とするプ
ラズマディスプレイパネル。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は表示セルを多数備えた平
面型プラズマディスプレイパネルに関する。

【０００２】

【従来の技術】プラズマディスプレイパネル（以下、Ｐ
ＤＰと略称する）には各種のものが知られているが、薄
型とするため前面ガラス板と背面板を重ね合せて周囲を
気密に封じ、表示セルを平面的にマトリクス配列する構
成が賞用される。各表示セルには陰極と陽極が配置され
るが、形成の容易さおよびマトリクス駆動するため、ラ
イン状の２つの電極群として形成される。これら電極群
が所定間隔を隔て、表示面からみて交差する位置に、多
数の表示セルが配置されることになる。なお、直流駆動
では陰極と陽極が規定されているが、交流駆動では２つ
の電極が陰極と陽極に交播されて使用される。

【０００３】表示色は、放電ガスの発光色を見る単色Ｐ
ＤＰと、放電で発生する紫外線で蛍光体を発色させるカ
ラーＰＤＰがある。

【０００４】表示にグロー放電を利用するタイプは、電
極間距離が短いため微細な表示セル形成や薄型に有利で
ある。しかし、陰極降下電圧が高いため駆動電圧も大き
く、発光効率が大きなものは実現されていない。

【０００５】陽光柱放電を利用するタイプは、陽光柱部
分の電圧降下が少ないため大きな発光効率が期待でき
る。しかし、陽光柱発生部分以外の放電空間も必要だか
ら、電極間距離は最低２ｍｍ程度必要とされる。発光効
率は陽光柱が長いほど大きくなるため、２ｍｍより小さ
い電極距離では大きな効率が期待できないからである。
従って、効率が大きいＰＤＰほど微細な表示セル形成は
困難である。電極を画面垂直方向に形成して微細化する
ことが考えられる。しかし、隣接セルとの誤放電の防止
やパネル内外の圧力差を支えるため、表示セルには隔壁
が必要である。微少面積の表示セルでは、開口率を低下
させないよう隔壁幅を小さくしなければならない。つま
り奥行きが大きいほど隔壁形成は困難で、薄型にも反す
ることになる。また、各セルに陰極が形成されるため、
高効率ではあるが熱分離の必要な熱陰極の採用が困難で
ある。形成の手間が大きい上に、放電ロスによる電力消
費もかなりのものとなるからである。

【０００６】このような事情から、従来のＰＤＰでは発
光効率が高く微細な表示セルを有するものは実現されて
いない。高効率が充分達成されていないカラーＰＤＰで
は、特に問題が大きいのが実状である。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、これら従来
技術の課題を解消し、高効率で微細な表示セル形成にも
対応できるＰＤＰを提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明の上記目的は、下
記ＰＤＰで達成される。

【０００９】すなわち本発明は、前面ガラス板と背面板
を重ね合わせ、周囲を気密に封じて放電ガス収容容器を
構成するＰＤＰであって、各々平面状に形成される表示
放電空間、放電選択空間、陽光柱維持空間の３層が、ガ
ス空間を前面ガラス板から背面板方向に順次分割し、表
示放電空間および放電選択空間はマトリクス状に配列さ
れた複数の表示セルと選択セルで構成され、各セルの平
面方向は隔壁で分離し、垂直方向は各セルが１：１で対
応する連通孔を有する第１の分離板で区分され、陽光柱
維持空間と選択セルは、各選択セルに対応した小孔を有
する第２の分離板で区分連通しており、表示セルに形成
される表示電極と、選択セルあるいは陽光柱維持空間で
連通孔近傍に形成される選択電極とは、ライン状に結線
されて２つの電極群を構成し、陽光柱維持空間には少な
くとも１対の維持電極が形成されることを特徴とするＰ
ＤＰである。

【００１０】本発明をさらに詳しく説明する。以下の説
明は、特性が厳しく形成が煩雑なカラーＰＤＰについて
行うが、もちろん、単色ＰＤＰはさらに容易に実施でき
る。

【００１１】

【実施例】以下、実施例に基づき本発明を具体的に説明
する。

【００１２】本発明のＰＤＰの一例を示す模式部分断面
図を図１に示す。なお、以下の図で同一の符号は同様の
ものを示す。

【００１３】前面ガラス板ＦＧと背面板ＢＰを対面さ
せ、周囲を囲む側面板（図示せず）を挟んでガス容器を
構成している。各面板は低融点ガラス等のシール材料で
気密に封じられる。側面板がシール材料や他の部材で兼
用され、省略されることも多い。背面板あるいは側面板
に形成される排気孔には通常排気管が取り付けられ（い
ずれも省略）、排気後ガスを封入し、排気管をチップオ
フしてＰＤＰは完成される。

【００１４】放電ガスとしては、紫外線を発生するＨ
ｇ、ＸｅやＮ₂等が単独で、あるいはＨｅ、Ｎｅ、Ａ
ｒ、Ｋｒ等の希ガスと混合して封入される。本発明で
は、表示セルの大きさに拘らず維持電極間距離を大きく
できるため、蒸気圧が小さいＨｇを用いてもパッシェン
カーブの鞍部に設定でき、低電圧駆動が可能である。Ｈ
ｇは最も紫外線放射効率が高いガスとされている。

【００１５】前面ガラス板としては透明で安価な窓用ソ
ーダライムガラスが賞用される。背面板や側面板として
はガラス、セラミック、金属等が利用できる。ＰＤＰで
は各種の熱工程が採用されるため、各部材の熱膨張は近
似したものを選定する。

【００１６】放電ガス空間は、上から順に表示放電空間
ＤＳ、放電選択空間ＡＳ、放電維持空間ＭＳ（以下、各
々表示空間、選択空間、維持空間と略する）で、平面状
の３層に分割されている。表示空間はマトリクス配列さ
れた表示セルに、選択空間は表示セルと１：１に対応し
た選択セルに、各々隔壁ＰＷで平面方向に分割形成され
ている。各空間の垂直方向は第１の分離板Ｓ１と第２の
分離板Ｓ２で区分され、分離板に形成される貫通孔ＴＨ
で連通されている。また、維持空間は分割される必要が
ないから、複数の選択セルと連通することになる。

【００１７】表示セルには表示電極Ｄが形成され、垂直
方向のライン状に結線されている。同図では前面ガラス
板に形成しているが、第１の分離板や隔壁に形成しても
よい。

【００１８】表示セル内面には各色の蛍光体ＰＨを塗布
している。図１のような塗布では蛍光体の発光を直接見
ることになり、反射型と分類される。前面ガラス板に塗
布すると蛍光体を通してみることになり、透過型と分類
される。両者を混合したタイプでもよい。なお、表示面
から見える位置の選択セルへ蛍光体を塗布し、輝度を高
めることもできる。蛍光体塗布面積を大きくするため、
表示電極と連通孔面積は必要最少とする。また、形成位
置は陽光柱がセル全面に行き渡るような場所とする。セ
ル幅が大きく陽光柱が広がらないような場合、セル中に
隔壁を設けて陽光柱を平面的に折り曲げるようにすると
よい。

【００１９】選択電極Ａは貫通孔を迂回して平行方向の
ライン状に結線され、必要のない部分は誘導体ＤＬで被
覆されている。選択電極の働きは、維持空間で維持され
る陽光柱が表示セルへ導かれる通路として制御すること
である。制御し易い位置としては、選択セル内部および
連通孔近傍の維持空間である。従って、形成場所は第１
の分離板の下面、第２の分離板の上下面や隔壁である。

【００２０】表示電極や選択電極およびそれらの結線は
平面板上で形成すると簡単である。薄膜や厚膜技術が適
用でき多数のものが同時に形成できるからである。電極
材質としてはＡｌ、Ａｇ、Ａｕ、Ｎｉ、Ｃ等の広範囲の
ものが利用できる。また、誘電体で被覆した被覆型電極
も使用できる。被覆材質としては各種の誘電体が利用で
き、ガラスを利用すると緻密なものが得られ形成も容易
である。

【００２１】隔壁や分離板形成材料はガラス、セラミッ
ク、金属等が使用でき、各種の形成方法が知られてい
る。しかし、幅が小さい隔壁や多数の連通孔を有する薄
い分離板加工には、金属板を利用すると便利である。金
属は強度および加工性が良好だから精度も高く操作性も
よい。例えば、エッチングを利用すると、多数のセルも
同時に加工できる。図１では４枚の金属板を使用してい
るが、金属は紫外線等の光を遮閉できるため、維持空間
や選択セルからの光をカットし、表示の不必要な発光を
防いでいる。これら金属板に電極等の回路を形成する場
合、ガラス等の誘電体で必要部分を被覆絶縁するとよ
い。被覆手段は印刷や電着等が簡便に利用できる。な
お、エッチングのレジストパターンに表裏異なるものを
用いれば、一つの隔壁と分離板形状を１枚の金属板から
形成可能である。従って、図１のような構成を２枚の金
属板でも形成できる。また、隔壁が高く表示セル面積が
小さいと１枚の金属板では形成困難なこともある。この
場合には複数の金属板を用いて重ねればよい。さらに、
表示画面が非常に大きく１枚の金属板では加工が難しい
場合、複数の金属板を平面的に並べて対応することもで
きる。

【００２２】選択セルと連通孔でつながっている維持空
間には陽光柱を維持する。維持電極（特に陰極）と陽光
柱の間には、別の放電空間が形成されるため、維持電極
と連通孔は離して形成する。維持空間は一体の空間でよ
いことから、維持電極は最低１対あればよい。維持電極
の陰極としては熱陰極あるいは冷陰極どちらも採用でき
る。

【００２３】維持空間の陽光柱は多くのセルへ分配され
るため、充分な量のイオンが必要である。イオンが少な
いと選択された表示セル数によって変動が起こりやす
い。表示セルが厚くなると必要なイオンも増加するか
ら、表示セル厚みの１．５倍以上が好ましい。表示セル
厚みの３倍を越えると、無効電力が増加するとともに薄
型の防げとなる。しかし、高い放電効率や陽光柱を幅広
く維持するため、維持空間厚みは１〜３５ｍｍ程度とす
るのが形成上実用的である。前述のように維持空間厚み
は表示セル厚みに影響されるため、この範囲で設計され
ることが望ましい。

【００２４】維持電極は直接駆動されてもよいし、例え
ばパルス状に断続して駆動されてもよい。断続的駆動の
場合、表示駆動はパルスに同期させて行う。

【００２５】以上のように、陽光柱は選択セルへの連通
孔全てに維持されることが望ましいが、部分的に維持さ
れていないものでもよい。陽光柱と陽極の間では、容器
壁を通して僅かであるが、エネルギーが逸散し、エネル
ギー不足となったところから先は陽光柱が維持されてい
ないことが知られている。しかし、このような所もその
エネルギー差は僅かであることから、陽光柱が維持され
ている場合と同様の動作が可能となる。

【００２６】なお、維持電極Ｍを維持空間と同じ平面に
形成すると。その位置は画面外部にはみ出す。この概略
断面図を図２（ａ）に示す。画面の範囲で形成するに
は、空間端部を曲げて維持空間の下に電極を形成すると
よい（図２（ｂ））。このＰＤＰは背面板がやや複雑に
なるが、複数のパネルを並べ等ピッチセルで大きな画面
を構成するための工夫である。

【００２７】幅が広い維持空間には長い陰極が必要であ
る。しかし、長い陰極では放電が局部に偏る傾向があっ
て陽光柱が不均等になる。熱陰極の場合に特にそうであ
る。放電の偏りを防ぐため、分割形成した陰極に各々抵
抗を付加し並列駆動するとよい（図３）。また、維持空
間に隔壁を形成し、細長の空間を並列（図４（ａ））あ
るいは直列（図４（ｂ））にして形成することもでき
る。

【００２８】維持空間が広くなると、パネル内外の圧力
差を支えるスペーサーが必要となる。連通孔は小さくて
よいから、スペーサーの幅は表示セル幅に近いものまで
使用できる。また、各セル毎に必要ではないからスペー
サー数も少ない。従って、高いスペーサーであっても形
成は容易で、材料や技術の選択範囲は広い。次に駆動に
ついて説明する。

【００２９】本発明のＰＤＰでは、表示期間中維持空間
に陽光柱を維持させる。この部分は蛍光灯と同様である
から、非常に効率の大きなものとすることがでる。大き
なＰＤＰの形成も容易である。表示画面が大きくなると
維持電極間距離が長くなり、始動電圧が高くなったり放
電開始時間が長くなる。これらを解消するため各種の始
動回路が工夫されており利用できる。また、画面の長さ
方向を分割するように複数の維持電極を形成し、放電距
離を短くすることもできる。画面途中の電極形成は、図
２（ｂ）のように維持空間下部とする。維持電極は、交
流あるいは直流のひどちらでも駆動できる。

【００３０】表示電極および選択電極の２つの電極群
を、ＸＹマトリクス配列して選択駆動する。一方を走査
電極、他方をデータ電極として線順次アドレスができ
る。

【００３１】選択駆動には、表示および選択電圧のＯＮ
レベルとして各々Ｖ_DHとＶ_AHを、ＯＦＦレベルとしてＶ
_DLとＶ_ALを設定しなければならない。Ｖ_DHはＶ_ALのとき
表示が点灯せず、Ｖ_AHのとき点灯する電圧であり、Ｖ_DL
はＶ_AHでも消灯できる電圧である。各ＯＮ、ＯＦＦレベ
ルの電圧差が大きいほど選択性が高い。

【００３２】表示選択として表示電極と陽光柱距離を変
化させる方法がある。距離が大きいほど、表示の点灯電
圧が高くなるからである。

【００３３】維持空間の壁面は陽光柱からドリフトして
くるイオンによって帯電している。この電荷で阻止され
ることおよび連通孔が小さいことから、維持空間の陽光
柱は選択セルおよび表示セルへ殆ど進入しない。陽光柱
は導体とみなされるが、ほぼ一定の空間電位Ｖｐとなっ
ている。従って、露出型の選択電極にＶｐより高いレベ
ルのＶ_AHを加えれば、選択セルへ陽光柱を導くことがで
きる。逆にＶｐと同程度あるいは小さいＶ_ALで阻止でき
る。被覆型の選択電極では、Ｖ_AHは誘電体表面にチャー
ジされた電荷を打ち消す極性でパルスとして与え、Ｖ_AL
をＶｐと同程度とすれば陽光柱の進入および阻止を制御
できる。

【００３４】別の選択方法として電界で制御する方法が
ある。選択電極の印加電圧を変えることで表示点灯電圧
が変化するからである。この場合、Ｖ_AH、Ｖ_ALは共に選
択セルに陽光柱を導入しない電圧とする。露出、被覆型
電極のどちらも適用できる。

【００３５】上記電圧設定で線順次駆動できるが、この
駆動は走査線が増えると共に輝度が低下する。これを解
消するためにメモリー駆動が知られている。この場合の
表示電圧設定はやや複雑になる。なお、メモリーされる
のは表示セルであるから、表示電極が走査電極とされ、
選択電極がデータ電極となる。Ｖ_DHとＶ_DLの間に維持レ
ベルＶ_DMを設定する。Ｖ_DMは一旦表示点灯した場合、Ｖ
_AHとＶ_ALに拘らず点灯を維持する電圧で、点灯していな
い場合は、Ｖ_AHでも点灯しない値である。放電現象では
放電開始電圧と維持電圧では差があるため、このような
設定が可能である。被覆型表示電極では維持期間中、間
隔が短いパルス電圧を印加する。

【００３６】メモリー動作のタイムチャートを図５に示
す。Ｄは表示電極でＡは選択電極であり、添え字はライ
ン番号を示す。また１Ｈは表示の一周期である。順次印
加される走査信号の直前には消去信号を挿入している。
同図では、Ａｎのデータ信号によって（Ｄ₁，Ａｎ）の
セルが点灯され、その他は点灯されない。この状態が表
示電極の維持レベルにより保持される。

【００３７】前記Ｖｐは陽光柱空間でほぼ同電位である
が、陰極からの距離で若干の電位勾配を有する。表示や
選択電圧はＶｐを基準に考えられるものであるから、一
定の電圧をラインに印加しても、各セルにかかる電圧は
異なる値となる。これらの電圧差は選択幅を小さくする
が、直流駆動される維持電極ではこの影響がはっきりし
ている。この場合、以下のような方法を採用するとよ
い。

【００３８】維持電極方向のライン状結線に配線抵抗を
もたせる。入力を陽極側とし陽光柱の電位勾配を打ち消
す程度の配線抵抗（例えば数Ω／ｃｍ）とすれば、一定
電圧を各セルに印加することができる。維持電極と直交
する方向のラインでは、入力側に陽光柱電位勾配を打ち
消す抵抗をそれぞれ付加する。電位勾配は小さいから、
これらの抵抗は小さなもので充分である。後者はやや煩
雑な作業であるが省くことができる。次に説明するよう
に、ＰＤＰでは電流制限抵抗を用いることがあり、この
抵抗ははるかに大きな値（例えば数１００ＫΩ）を使用
する。従って、制限抵抗を付加するラインを維持電極と
直交するラインとすれば、陽光柱の電位勾配差を無視し
て駆動できるわけである。

【００３９】なお、ＰＤＰでは電流の暴走を防ぐため負
荷を用いる。露出型電極では制限抵抗が必要であり、形
成場所は駆動方法で異なる。線順次駆動ではデータライ
ン毎に、メモリー駆動ではセル毎に抵抗を形成する。被
覆型電極では被覆誘電体の容量が負荷となるため、別途
形成する必要はない、容量負荷は各セルに形成されか
ら、駆動方法によらず単純にパルス駆動すればよい。こ
れら回路構成は各種のものが知られている。ＰＤＰで
は、一つの電源から複数の電位を得るため分割抵抗を用
いる場合がある。以上の各抵抗はＰＤＰとは別に形成で
きる場合もあるが、前面ガラス板や分離板等の平面基体
を利用すれば容易に一体形成できる。

【００４０】前述の各駆動電圧幅は、消費電力の観点か
らは小さい方がよく、制御の観点からは大きい方がよい
ため両者を勘案して最適に設定される。しかし、いずれ
にしても陽光柱の空間電位Ｖｐを中心にした電圧幅でよ
いから、陰極降下部を越えた駆動をする必要がない。つ
まり選択駆動電力は比較的小さくてよい。

【００４１】パネル構造で制御性を大きくする方法に
は、（１）選択セルの厚みおよび幅や連通孔径を小さく
する。例えば０．０５〜１ｍｍ程度が好適に例示され
る。あるいは表示セル厚みの１／５〜１／２である。な
お、２つの空間を結ぶ連通孔は各セルに１つ必要である
が、複数の孔で構成してもよい。（２）表示セルおよび
維持空間とつながる２つの連通孔距離や、各連通孔と表
示電極および選択電極との距離を大きくする。限られた
セル面積で長くするため、セル中に隔壁を設けて折り曲
げ構成にするとよい。（３）選択電極面積を大きくする
等がある。

【００４２】上記制御性向上のため複雑な構造が要請さ
れるが、金属板を用いれば微細なセルでも対応可能であ
る。例えば、配列の最少ピッチが０．１ｍｍのＰＤＰが
できる。また、隔壁幅を小さくできることから、最少ピ
ッチ０．５ｍｍ以下でも表示開口率４０％以上を確保す
ることができる。なお、線順次駆動で選択電極を走査電
極とする場合、ライン方向の選択セル空間はつながって
構成してもよい。

【００４３】以上、本発明に関連する部分を中心に説明
したが、それ以外の公知技術、例えば構成方法、材料や
形成技術等が適用できることは明らかであろう。

【００４４】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
では次の効果が奏される。

【００４５】（１）表示セルに陰極が不要なため、蛍光
体塗布面積を大きくして高輝度とすることができ、陰極
スパッタの影響がないから長寿命である。

【００４６】（２）選択駆動は、陰極降下部分を含まな
くてよいから低電圧で行うことができる。従って、消費
電力が小さく駆動回路も安価にできる。

【００４７】（３）維持電極として低電圧動作の熱陰極
を採用しても、熱分離する個所が少なくてよいからコン
パクトであり消費電力も小さい。

【００４８】（４）ガス圧と維持電極間距離を最適設計
できるため、陽光柱の維持効率が高い。

【００４９】（５）小さな表示セルでも放電距離は長く
できるため、高効率のＨｇが低蒸気圧であっても利用で
きる。

【００５０】（６）維持空間には陽光柱のイオンが豊富
に存在しているから、選択に要する時間は非常に短い。
従って、多くのセルを短時間で駆動することが可能であ
る。

【００５１】（７）表示空間、選択空間、維持空間を平
面的に形成しているから薄型である。

【００５２】（８）各空間を区分するため分離板を用い
ているから、この上に各種回路を容易に形成できる。

【００５３】（９）陽光柱利用のＰＤＰであっても、金
属板を利用すると微細なセル形成が容易となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のＰＤＰの一例を示す部分模式断面
図。

【図２】維持電極形成の一例を説明する概略断面図。

【図３】維持電極形成の他の例を説明する概略平面
図。

【図４】維持空間を分割形成した概略平面図。

【図５】本発明のＰＤＰに採用されるメモリー駆動の
タイミングチャート。

【符号の説明】

ＦＧ：前面板、ＢＰ：背面板、Ｄ：表示電極、Ａ：選択
電極、Ｍ：維持電極、ＤＳ：表示空間、ＡＳ：選択空
間、ＭＳ：維持空間、Ｓ１：第１の分離板、Ｓ２：第２
の分離板、ＴＨ：連通孔、ＰＷ：隔壁、ＰＨ：蛍光体、
ＤＬ：誘電体。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】前面ガラス板と背面板を重ね合わせ、周
囲を気密に封じて放電ガス収容容器を構成するプラズマ
ディスプレイパネルであって、各々平面状に形成される
表示放電空間、放電選択空間、陽光柱維持空間の３層
が、ガス空間を前面ガラス板から背面板方向に順次分割
し、表示放電空間および放電選択空間はマトリクス状に
配列された複数の表示セルと選択セルで構成され、各セ
ルの平面方向は隔壁で分離し、垂直方向は各セルが１：
１で対応する連通孔を有する第１の分離板で区分され、
陽光柱維持空間と選択セルは、各選択セルに対応した小
孔を有する第２の分離板で区分連通しており、表示セル
に形成される表示電極と、選択セルあるいは陽光柱維持
空間で連通孔近傍に形成される選択電極とは、ライン状
に結線されて２つの電極群を構成し、陽光柱維持空間に
は少なくとも１対の維持電極が形成されることを特徴と
するプラズマディスプレイパネル。
【請求項２】前記隔壁および分離板が、各セルおよび
連通孔に対応した貫通孔形状を有する金属板から形成さ
れる請求項１に記載のプラズマディスプレイパネル。
【請求項３】前記陽光柱維持空間厚みが、１〜３５ｍ
ｍの範囲にある請求項１または２に記載のプラズマディ
スプレイパネル。