説明

プラズマディスプレイパネル

【課題】放電電圧を低減することを課題とする。
【解決手段】一画素において一対の表示電極を備えた第1の基板と、前記一対の表示電極上に形成された保護膜と、該保護膜が内側になるように放電空間を介して対向させた第2の基板とからなり、前記保護膜が、前記一対の表示電極間の中心線方向に配向した結晶質膜からなることを特徴とするプラズマディスプレイパネルにより上記課題を解決する。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、プラズマディスプレイパネル(PDP)に関する。更に詳しくは、本発明は、放電電圧を低減しうる保護膜を備えたPDPに関する。
【背景技術】
【0002】
PDPは、通常、一対の表示電極を備えた第1の基板と、前記一対の表示電極上に形成された保護膜と、該保護膜が内側になるように放電空間を介して対向させた第2の基板とからなる。
【0003】
上記PDPにおいて、放電開始電圧を低下させることと、寿命を長くするために耐スパッタ性を高くすることが要求されている。これら要求を実現するために、二次電子放出係数の大きい保護膜の開発が望まれている。
【0004】
保護膜として、一般にMgO膜が使用されており、放電開始電圧、耐スパッタ性を満足させるためには、保護膜は、基板に対して(111)か(110)方向に配向していることがよいとされている。
【0005】
また、特開2001−118518号公報(特許文献1)には、画像のちらつきや、発光効率の向上を目的として、保護膜の配向方向を膜厚方向に対して5〜60°にする技術が報告されている。
【0006】
【特許文献1】特開2001−118518号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
しかしながら、従来報告されている技術では放電電圧の低減は十分ではなかった。
【課題を解決するための手段】
【0008】
本発明の発明者等は、放電時の電気力線の方向と、保護膜を構成する結晶の配向方向との関係を検討した所、電気力線の方向と配向方向を同じ方向とすることにより、二次電子放出係数が大きくなることを意外にも見い出すことで本発明に至った。
【0009】
かくして本発明によれば、一画素において一対の表示電極を備えた第1の基板と、前記一対の表示電極上に形成された保護膜と、該保護膜が内側になるように放電空間を介して対向させた第2の基板とからなり、
前記保護膜が、前記一対の表示電極間の中心線方向に配向した結晶質膜からなることを特徴とするプラズマディスプレイパネルが提供される。
【発明の効果】
【0010】
放電は、一対の表示電極の内側から始まり、電気力線の方向(電場の方向)は、保護膜表面に対して、一対の表示電極間の中心方向に傾いている。従来は、この電気力線の方向を考慮せずに、保護膜を形成していた。
【0011】
これに対して、本発明のPDPによれば、保護膜が、一対の表示電極間の中心線方向に配向した結晶質膜からなるため、保護膜中の二次電子の通過が妨げられない。そのため、二次電子放出係数が従来より大きくなり、結果、放電電圧を低減できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0012】
本発明のPDPは、保護膜が、一対の表示電極間の中心線方向に配向した結晶質膜からなることを特徴の1つとする。
保護膜(結晶質膜)を構成する材料としては、膜状にした際に、結晶を上記特定の方向に配向させることができる材料であれば特に限定されない。例えば、MgO、CaO、SrO、BaO、Al23等が挙げられる。この内、MgOが好ましい。
【0013】
結晶質膜の配向方向は、一対の表示電極が形成された第1の基板の表面に対する垂直方向を基準として、20〜50°の方向であることが好ましい。更に、図1に示すように、電気力線1は、一対の表示電極2の内、一方の表示電極Xから、他方の表示電極Yに向かって、第1の基板3の表面に対する垂直方向を基準として、一定の角度をなしている。結晶質膜の配向方向4は、この電気力線1の第1の基板3表面領域の角度とほぼ一致していることが更に好ましい。なお、電気力線1の第1の基板3表面領域の角度は、PDPを構成する部材の種類、駆動条件等により適切な角度が決まっており、結晶質膜の配向方向4は、この適切な角度に応じて設定できる。
【0014】
従来では、図2に示すように、結晶質膜の配向方向4を一定方向(図2では第1の基板3に垂直方向)に揃えるという技術は知られていたが、電気力線の方向は考慮されていなかった。そのため、図1の本発明の構成の方が、図2の従来の構成より、保護膜中を二次電子がスムーズに移動できるので、放電電圧を低減できる。
【0015】
本発明における保護膜の構成は、表示電極毎に備えられている。従って、表示電極Xと表示電極Yとで保護膜の配向方向が設定される。
【0016】
保護膜の形成方法は、2枚のマスクを利用して、真空蒸着法、イオンビームスパッタリング法等の気相成長法で、斜め方向から保護膜材料を入射させることで形成できる。なお、上記配向方向を形成できさえすれば、気相成長法に限らず、他の方法で保護膜を形成してもよい。他の方法としては、例えば、保護膜形成材料を含むペーストを塗布し、一対の表示電極に電圧を印加して所定方向の電気力線を形成した状態で、塗布膜を乾燥又は焼成する方法が挙げられる。
【0017】
保護膜以外の本発明のPDPの構成要件を以下で説明する。
本発明のPDPは、第1の基板と第2の基板を備える。これら基板は、特に限定されず、ガラス基板、石英ガラス基板、シリコン基板等が挙げられる。
第1の基板上には、一対の表示電極が形成されている。表示電極は、通常、ITOのような透明電極からなる。また、表示電極の抵抗を下げるために、透明電極上にバス電極(例えば、Cr/Cu/Crの3層構造)を形成してもよい。
【0018】
一対の表示電極の間隔は、50〜200μmが好ましい。また、表示電極の幅は、80〜300μmが好ましい。
一対の表示電極上には保護膜が形成されている。表示電極と保護膜間には、必要に応じて、誘電体層等の他の膜が介在していてもよい。
【0019】
誘電体層は、PDPに通常使用されている材料から形成される。具体的には、低融点ガラスとバインダとからなるペーストを基板上に塗布し、焼成することにより形成できる。誘電体層の厚さは、3〜30μmが好ましい。
第2の基板上には、3電極AC型面放電PDPの場合、通常、表示電極と交差する方向に形成されたアドレス電極が形成されている。アドレス電極は、例えば、Al、Cr、Cu等の金属層や、Cr/Cu/Crの3層構造からなる。
【0020】
アドレス電極の両側の第2の基板上には、通常、一対の隔壁が形成され、隔壁の壁面と隔壁間の第2基板上には蛍光体層が形成される。
隔壁は、例えば、低融点ガラスとバインダとからなるペーストを第2の基板上に塗布し、乾燥した後、サンドブラスト法で切削することにより形成できる。また、バインダに感光性の樹脂を使用した場合、所定形状のマスクを使用して露光及び現像した後、焼成することにより形成することも可能である。
【0021】
蛍光体層は、特に限定されず、当該分野で公知の蛍光体を用いて形成できる。蛍光体層の形成方法は、特に限定されず、公知の方法が挙げられる。例えば、溶媒中にバインダが溶解された溶液に蛍光体を分散させたペーストを、隔壁間に塗布し、空気雰囲気下で焼成することにより蛍光体層を形成できる。
【0022】
ここで、アドレス電極及び第2の基板と、隔壁及び蛍光体層との間には、誘電体層が形成されていてもよい。この誘電体層は、第1の基板側と同様の誘電体層を使用できる。
第1及び第2の基板は、保護膜が内側になるように放電空間を介して対向している。放電空間は、PDPに通常使用されている放電ガスが充填されている。
【0023】
上記では、3電極AC型面放電PDPを主として説明しているが、本発明は、このPDPに限らず、DC型や、反射型及び透過型のいずれのPDPにも使用できる。
なお、3電極AC型面放電PDPの一例を図3を用いて説明する。
図3のPDP100は、前面基板と背面基板とから構成される。
【0024】
まず、前面基板は、一般的に、第1の基板11上に形成された複数本の表示電極、表示電極を覆うように形成された誘電体層17、誘電体層17上に形成され放電空間に露出する保護膜18とからなる。
表示電極は、透明電極41からなる。また、図3では、透明電極41上にバス電極42が形成されている。
【0025】
次に、背面基板は、一般的に、第2の基板21上に前記表示電極と交差する方向に形成された複数本のアドレス電極A、アドレス電極Aを覆う誘電体層27、隣接するアドレス電極A間で誘電体層27上に形成された複数のストライプ状の隔壁29、隔壁29間に壁面を含めて形成された蛍光体層28とからなる。
【0026】
次に、上記前面基板と背面基板は、表示電極(41、42)とアドレス電極Aが直交するように、両電極を内側にして対向している。また、隔壁29により囲まれた空間30には、放電ガスが充填されている。
【0027】
実施の形態1
以下では、結晶質膜の配向方向を規定するための電気力線の入射角度の決定方法を説明する。
図4(a)〜(c)は、放電時の電気力線の入射角度を決定するための図である。図4(a)は、本発明のPDPの概略図である。図中、5は第1の基板、6は第2の基板、7は誘電体層、8は陰極としての表示電極、9は陽極としての表示電極、10は隔壁をそれぞれ意味する。また、Sgは陰極8と陽極9間の距離、Swは陰極8と陽極9の幅、dは誘電体層7の厚さである。図4(b)は、電気力線1の入射角が、第1の基板5の表面に対する垂直方向を基準としていることを示す図である。図中、θは入射角を意味する。図4(c)は、入射角及び電場強度と、x座標との関係を示すグラフである。ここで、x座標は、陰極8と陽極9の中心を原点とし、第1の基板5の表面に沿う方向の座標を意味する。また、図4(c)は、Sg=100μm、Sw=270μm、d=30μm、誘電体層7の比誘電率ε=12の場合のグラフである。
【0028】
放電は、電場強度が最も強い所から開始するため、図4(c)ではSの位置から開始する。このSの位置に対応する角度が、放電時の電気力線の入射角度となる(図4(c)では約45°)。
【0029】
更に、d、Sg及びεを変更した場合の入射角及び電場強度と、x座標との関係を示すグラフを図5(a)〜(d)に示す。これらの図では、x座標が陰極8側のみ示されているが、図4(c)と同様に、陽極9側のグラフは、x座標0を中心として、陰極側と対称である。図5(a)はSg=100μm、d=30μm及びε=12、図5(b)はSg=100μm、d=10μm及びε=12、図5(c)はSg=200μm、d=30μm及びε=12、図5(d)はSg=100μm、d=30μm及びε=4の場合のグラフであり、すべてSw=270μmである。
【0030】
図5(a)〜(d)では、Sの位置に対応する角度が、放電時の電気力線の入射角度であり、図5(a)と(c)は約40°、図5(b)と(d)は約30°である。
【0031】
実施の形態2
更に、図6(a)及び(b)に、Sg及びdと、入射角度との関係を示す。これらの図において、Sw及びεは、それぞれ270μm及び12に固定されている。図6(a)中の数式は、入射角度をy、Sgをxとしたときのxとyの関係を示す式である。図6(b)中の数式は、入射角度をy、dをxとしたときのxとyの関係を示す式である。図6(a)及び(b)では、誘電体層の厚さが薄いほど、陽極と陰極の間隔が広いほど、入射角度が小さくなることが示されている。
上記のようにPDPの構造により結晶質膜の好適な配向方向が異なることがわかる。
【0032】
実施の形態3
次に、結晶質膜の配向方向と二次電子放出係数との関係を図7(a)及び(b)を用いて説明する。
【0033】
まず、電場の方向ベクトルvが、図7(a)に示されているように、ベクトルa及びbによる平面内の角度αと、この平面に垂直でベクトルcに平行な平面内での角度βとで表されているとする。ここで、ベクトルaは(100)方向、bは(010)方向、cは(001)方向に対応する。このときベクトルvは,(001)方向の単位ベクトルe001,(101)方向の単位ベクトルe101,(111)方向の単位ベクトルe111を用いて次のように表現できる。
【0034】
v=−v001001−v101101−v111111
001=cosα−sinβcosα
101=2sinβcos(α+π/4)
111=√3・sinβsinα
更に、上記式に基づいて、二次電子放出係数γを算出するには、以下の式が用いられる。
γ=p001γ001+p101γ101+p111γ111
001=v0012/(v0012+v1012+v1112
101=v1012/(v0012+v1012+v1112
111=v1112/(v0012+v1012+v1112
【0035】
ここで、MgOの場合、γ001=0.32、γ101=0.34、γ111=0.45であるから、これら値を上記式に入れると、角度α及びβと二次電子放出係数γとの関係が図7(b)のように示される。図7(b)では、左下方向から右上方向に向かって二次電子放出係数が大きくなっており、電場方向が(111)面に垂直になる方が放電電圧を低下できることがわかる。
【0036】
実施の形態4
次に、二次電子放出係数と放電電圧との関係を図8を用いて説明する。これらの図において、Sw及びεは、それぞれ270μm及び12に固定されている。
【0037】
図8から、二次電子放出係数が大きくなると放電電圧が下がることがわかる(例えば二次電子放出係数が0.1大きくなると、放電電圧が十数V下がる)。更に、陰極と陽極の間隔が小さくなるほど、誘電体層の厚さが小さくなるほど放電電圧が下がることがわかる。
【産業上の利用可能性】
【0038】
本発明は、従来より放電電圧の低いPDPを提供できる。
【図面の簡単な説明】
【0039】
【図1】本発明における保護膜の配向方向と電気力線の方向との関係を説明するための概略図である。
【図2】従来の保護膜の配向方向を説明するための概略図である。
【図3】PDPの概略斜視図である。
【図4】放電時の電気力線の入射角度を決定するための図である。
【図5】入射角度及び電場強度と、x座標との関係を示すグラフである。
【図6】Sg及びdと、入射角度との関係を示すグラフである。
【図7】結晶質膜の配向方向と二次電子放出係数との関係を説明するための図である。
【図8】二次電子放出係数と放電電圧との関係を示すグラフである。
【符号の説明】
【0040】
1 電気力線;2 一対の表示電極;3 第1の基板;4 結晶質膜の配向方向;11、21 基板;7、17、27 誘電体層;18 保護層;28 蛍光体層;10、29 隔壁;30 空間;41 透明電極;42 バス電極;100 PDP;5 第1の基板;6 第2の基板;8 陰極としての表示電極;9 陽極としての表示電極;A アドレス電極;S 放電開始位置;Sg 陰極8と陽極9間の距離;Sw 陰極8と陽極9の幅;X 一方の表示電極;Y 他方の表示電極;d 誘電体層7の厚さ;θ 入射角

【特許請求の範囲】
【請求項1】
一画素において一対の表示電極を備えた第1の基板と、前記一対の表示電極上に形成された保護膜と、該保護膜が内側になるように放電空間を介して対向させた第2の基板とからなり、
前記保護膜が、前記一対の表示電極間の中心線方向に配向した結晶質膜からな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】
前記保護膜が、MgO膜からなる請求項1に記載のプラズマディスプレイパネル。
【請求項3】
前記結晶質膜が、一対の表示電極が形成された第1の基板の表面に対する垂直方向を基準として、20〜50°の方向に配向している請求項1又は2に記載のプラズマディスプレイパネル。

【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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【図8】
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【公開番号】特開2006−269369(P2006−269369A)
【公開日】平成18年10月5日(2006.10.5)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2005−89330(P2005−89330)
【出願日】平成17年3月25日(2005.3.25)
【出願人】(505348027)株式会社日立プラズマパテントライセンシング (38)
【Fターム(参考)】