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JP2001325891A - 直流放電型プラズマディスプレイパネル - Google Patents

直流放電型プラズマディスプレイパネル

Info

Publication number
JP2001325891A
JP2001325891A JP2000147418A JP2000147418A JP2001325891A JP 2001325891 A JP2001325891 A JP 2001325891A JP 2000147418 A JP2000147418 A JP 2000147418A JP 2000147418 A JP2000147418 A JP 2000147418A JP 2001325891 A JP2001325891 A JP 2001325891A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
glass substrate
discharge
display panel
plasma display
discharge space
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2000147418A
Other languages
English (en)
Inventor
Keiji Ishii
啓二 石井
Toshihiro Yamamoto
敏裕 山本
Yoshimichi Takano
善道 高野
Masahiko Seki
昌彦 関
Takao Kuriyama
孝夫 栗山
Toshihiro Kato
俊宏 加藤
Tomoshi Ueda
智志 上田
Tatsuya Takei
達哉 武井
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Japan Broadcasting Corp
Original Assignee
Nippon Hoso Kyokai NHK
Japan Broadcasting Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nippon Hoso Kyokai NHK, Japan Broadcasting Corp filed Critical Nippon Hoso Kyokai NHK
Priority to JP2000147418A priority Critical patent/JP2001325891A/ja
Publication of JP2001325891A publication Critical patent/JP2001325891A/ja
Pending legal-status Critical Current

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  • Gas-Filled Discharge Tubes (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 従来の直流放電型プラズマディスプレイパネ
ル(DC型PDP)の発光効率は、前面ガラス基板およ
び背面ガラス基板の放電空間側にそれぞれ形成された第
1および第2の電極が放電空間内で相互に対角配置され
た構造の複数の放電素子からなる直流放電型プラズマデ
ィスプレイパネルにおいても、CRT(陰極線管)のそ
れに比べると半分以下と小さく、画像表示装置として、
輝度の不足、消費電力の増大という解決すべき課題があ
った。 【解決手段】 前面ガラス基板101および前記背面ガ
ラス基板102とともに放電空間放電空間を形成する障
壁104の間隔を、陽光柱が発生する領域202におい
て負グローが発生する領域201におけるよりも狭くし
た。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、発光効率が改善さ
れた直流放電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と言う)は、前面ガラス基板と背面ガラス基板の2
枚のガラス基板と各放電素子を分離する障壁によって封
じられた放電空間内に、希ガス、または希ガスの混合ガ
スを封入して放電を発生させ、その際に生じる紫外線に
より、カラー表示のための蛍光体を励起させて可視発光
を得る平面型表示装置である。PDPは、その電極構造
からDC型(直流放電型)、AC型(交流放電型)の2
種類に分類される。DC型PDPは放電空間内に陰極と
陽極を露出させた構造を有し、また、AC型PDPは電
極部を誘電体保護膜で覆った構造を有している。
【0003】以下では、DC型PDPについて説明す
る。DC型PDPの発光素子の例としては、石井他、
「Y23 陰極による陽光柱PDPの低電圧化」、信学
技報、EID98−65,pp.51−56に記載され
ているように、直流放電形態における負グローが発生す
る領域(以下、単に負グロー領域と言う)、および陽光
柱が発生する領域(以下、単に陽光柱領域と言う)の両
方から発せられる紫外線発光を利用したものがある。
【0004】この石井他によるDC型PDPの構造を斜
視図で図11に示し、また各放電素子の素子構造を図1
2(a)〜(d)に示している。図11中、100は放
電素子、101は前面ガラス基板、102は背面ガラス
基板、103は陰極、104は障壁、105は陽極、1
06は蛍光体面、および110はプライミングパスであ
る。また、図12(a)〜(d)において、図12
(a)は破線Y1−Y1’(図12(b)に示される)
位置における素子断面図を、図12(b)は放電素子を
パネル前面側から見た素子断面図を、図12(c)は破
線Y2−Y2’(図12(b)に示される)位置におけ
る素子断面図を、また、図12(d)は破線X−X’
(図12(b)に示される)位置における素子断面図を
それぞれ示している。
【0005】また、この石井他のDC型PDPでは、陰
極103は前面ガラス基板101の放電空間側に形成さ
れ、陰極103の材料として、アルミニウム電極上に低
電圧陰極材料である酸化イットリウム(Y23 )薄膜
を形成したものを用いている。背面ガラス基板102の
放電空間側には、放電素子間を分離するための隔壁10
4、陽極105、および蛍光体面106が形成されてい
る。、また、図11および図12ではその表示を省略し
ているが、各放電素子には放電時の電流を制限するため
の抵抗体が直列接続されている。
【0006】通常、負グロー領域での紫外線発光のみを
利用する放電素子の場合、陽極105を障壁104で囲
まれた素子の中央部に形成し、陰極103と対向させた
位置で放電を発生させるが、この例(石井他の例)で
は、放電素子内で陰極103と陽極105とが互いに対
角位置の関係になるように配置して電極間距離を長く取
り、負グロー領域201と陽光柱領域202の領域での
紫外線発光(それぞれ、図12(d)に破線にて囲んで
示す発光)の両方を利用して、放電素子の内壁面に形成
された蛍光体面106を発光させるようにしている。ま
た、図12(a)〜(d)においては、放電素子は、開
口幅W:310μm、障壁104の高さH:175μm
の直方体素子である。このように、負グロー領域での紫
外線発光だけでなく効率の高い陽光柱領域による紫外線
発光をも併せ利用することによって、陰極103と陽極
105を対向して配置し、負グロー領域のみによる紫外
線発光を利用するDC型PDPよりも高輝度、高効率が
得られることが前述した石井他の文献に記載されてい
る。
【0007】このような構造のDC型PDPで画像表示
を行うためには、同文献に示された、パルスメモリー方
式の駆動方法のほか、山本他、「陽光柱PDPにおける
DCメモリ駆動」、信学技報、EID99−65,p
p.57−62に記載の駆動方法がある。この方法によ
れば、陰極103と対向する位置に、背面ガラス基板1
02上に第二陽極107を設ける(図13参照)こと
で、安定した動画像表示特性が得られ、また、消費電力
を低減した駆動を可能にしている。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記のような
放電素子の構造、また素子の駆動を行ったとしてもDC
型PDPの発光効率は、CRT(陰極線管)のそれに比
べると半分以下と小さく、画像表示装置として、輝度の
不足、消費電力の増大という問題があった。
【0009】本発明の目的は、上記の問題を解決し、従
来のDC型PDP表示装置より高輝度、高効率のDC型
PDPを提供することにある。
【0010】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明直流放電型プラズマディスプレイパネルは、
前面ガラス基板および背面ガラス基板の放電空間側にそ
れぞれ形成された第1および第2の電極が前記放電空間
内で相互に対角配置された構造の複数の放電素子からな
る直流放電型プラズマディスプレイパネルにおいて、前
記前面ガラス基板および前記背面ガラス基板とともに前
記放電空間を形成する障壁の間隔を、陽光柱が発生する
領域において負グローが発生する領域におけるよりも狭
くしたことを特徴とするものである。
【0011】また、本発明直流放電型プラズマディスプ
レイパネルは、前記背面ガラス基板の前記放電空間側
に、前記前面ガラス基板の放電空間側に形成された前記
第1の電極に正対させて、さらに第3の電極を形成した
ことを特徴とするものである。
【0012】また、本発明直流放電型プラズマディスプ
レイパネルは、前面ガラス基板および背面ガラス基板の
放電空間側にそれぞれ形成された第1および第2の電極
が前記放電空間内で相互に対角配置された構造の複数の
放電素子からなる直流放電型プラズマディスプレイパネ
ルにおいて、前記背面ガラス基板の放電空間側に形成さ
れた前記第2の電極の表面を、当該電極が形成されてい
る前記背面ガラス基板の表面より有意に高くしたことを
特徴とするものである。
【0013】また、本発明直流放電型プラズマディスプ
レイパネルは、前記背面ガラス基板の前記放電空間側
に、前記前面ガラス基板の放電空間側に形成された前記
第1の電極に正対させて、さらに第3の電極を形成した
ことを特徴とするものである。
【0014】また、本発明直流放電型プラズマディスプ
レイパネルは、前面ガラス基板および背面ガラス基板の
放電空間側にそれぞれ形成された第1および第2の電極
が前記放電空間内で相互に対角配置された構造の複数の
放電素子からなる直流放電型プラズマディスプレイパネ
ルにおいて、前記前面ガラス基板の放電空間側に形成さ
れた前記第1の電極は、前記前面ガラス基板の放電空間
側に予め設けられた窪みの中に形成されていることを特
徴とするものである。
【0015】また、本発明直流放電型プラズマディスプ
レイパネルは、前記背面ガラス基板の前記放電空間側
に、前記前面ガラス基板の放電空間側に形成された前記
第1の電極に正対させて、さらに第3の電極を形成した
ことを特徴とするものである。
【0016】
【発明の実施の形態】以下に添付図面を参照し、発明の
実施の形態に基づいて本発明を詳細に説明する。図1
(a)〜(d)は、本発明の第1の発明としての直流放
電型プラズマディスプレイパネルを構成する放電素子の
素子構造の第1の実施形態を示している。また、図1
(a)〜(d)においては、各構成部分に図12(a)
〜(d)(従来技術)で付したのと同一の符号を付して
示している。この第1の実施形態は、陽光柱領域におい
て、破線Y2−Y2’(図1(b)に示される)方向の
障壁間隔を負グロー領域におけるそれよりも狭くするも
のである。これは、図1(b)に示されるパネル前面側
から見た放電空間の断面形状から、第1の実施形態にお
ける素子構造がどのようなものであるか容易に理解され
よう。
【0017】放電素子をこのような構造にすることによ
り、陽光柱の放電の放電路が狭められることで、近接し
た放電素子の障壁および底面において、紫外線発光に寄
与する荷電粒子の損失は増大するが、電子密度と、封入
ガスの正イオン密度が平衡したプラズマ状態であるこの
領域では、電離作用により、これを補うための荷電粒子
の生成が大きくなる。蛍光体を励起させて可視発光を得
るための紫外線は、電離に比例して起こる封入ガスの励
起作用により生じるため、その強度を増大させることが
できる。
【0018】また、この第1の実施形態によれば、パネ
ル前面から見た素子の蛍光面の面積は、図12(a)〜
(d)に示す従来の放電素子の場合に比べ小さくなる
が、発生する紫外線強度が増大するため蛍光体励起によ
る可視発光強度が改善される。
【0019】図2は、第1の実施形態の場合において、
放電素子の陽光柱領域の開口幅(μm)対陽光柱領域の
発光強度(相対値)の一例を示している。本例は、薄膜
形成したアルミニウム上に酸化イットリウム膜(Y2
3 膜)を蒸着した陰極103を用い、放電空間内に、全
圧27kPA(200Torr)、混合比がそれぞれ9
0%、10%のHeとXeの混合ガスを封入した素子に
おいて、障壁104の間隔を近接させて開口幅(W)を
可変した際の、開口幅(W)と陽光柱領域による可視発
光強度の関係を示している。この場合、障壁104の高
さ(H)は、開口幅(W)の可変範囲に影響しないよう
一定にしている。結果として、陽光柱領域の開口幅
(W)が半分程度になると、陽光柱領域の発光強度は、
相対強度において約1 .3倍程度の改善が見られる。こ
の場合、放電維持のための電圧、および負グロー領域の
可視発光強度はほとんど変化しない。
【0020】障壁の間隔を狭くする本発明の第1の発明
は、以上説明した第1の実施形態のほかに、図3(a)
〜(d)および図4(a)〜(d)に示すようにそれぞ
れ第2および第3の実施形態で実施することもできる。
図3(a)〜(d)に示す第2の実施形態は、障壁10
4をテーパ状に形成した実施形態である。また、図4
(a)〜(d)に示す第3の実施形態は、障壁104を
段差を有する形状に形成した実施形態である。なお、図
3(a)〜(d)および図4(a)〜(d)において
も、各構成部分に図1(a)〜(d)で付したのと同一
の符号を付して示している。これらによっても、上述し
た第1の実施形態におけるのとほぼ同等の特性改善が見
られる。
【0021】図5(a)〜(d)は、本発明の第2の発
明としての直流放電型プラズマディスプレイパネルを構
成する放電素子の素子構造の一実施形態を示している。
なお、図5(a)〜(d)においても、各構成部分に図
1(a)〜(d)で付したのと同一の符号を付して示し
ている。図5(a)〜(d)に示す本発明の第2の発明
は、背面ガラス基板102に形成された陽極105の表
面を背面ガラス基板102の表面より有意に高くしたも
のである。
【0022】換言すると、図5(a)〜(d)に示す本
発明の第2の発明は、陽光柱領域において、負グロー領
域におけるより障壁104の高さ方向に放電空間を狭く
したものである。この場合、発光素子内の背面ガラス基
板102上に段差108を形成する。この形状により、
陽光柱領域では放電空間の細管化が可能になる。段差1
08は、一般に用いられる障壁材料または、パネル形成
の際、電極間の絶縁保護の目的で用いられる絶縁体材料
により形成することができる。
【0023】図6は、本発明の第2の発明の場合におい
て、放電素子の陽光柱領域の障壁の高さH(μm)対陽
光柱領域の発光強度(相対値)の一例を示している。本
例は、薄膜形成したアルミニウム上に酸化イットリウム
膜(Y23 膜)を蒸着した陰極103を用い、放電空
間内に、全圧27kPA(200Torr)、混合比が
それぞれ90%、10%のHeとXeの混合ガスを封入
した素子において、障壁104の高さ(H)を可変した
際の、障壁104の高さ(H)と陽光柱領域による可視
発光強度の関係を示している。この場合、開口幅(W)
を障壁104の高さ(H)の可変範囲に影響しないよう
一定にしている。結果として、障壁104の高さ(H)
が半分程度になると、陽光柱領域の発光強度は、相対強
度において約1 .3倍程度の改善が見られる。
【0024】図7は、上記と同じ陰極103と同じ封入
ガスを用いるも、図5に示すような凸構造をなす段差1
08を形成することなく、障壁104の高さ(H)のみ
を小さくして放電空間の細管化を行った場合の、負グロ
ー領域の障壁104の高さ(H)に対する負グロー領域
の可視発光強度(相対値)と、放電維持電圧(V)の関
係を示している。同図から、障壁の高さの低下により、
負グロー領域の可視発光強度の低下と放電維持電圧の上
昇が見られる。この現象は、文献、「放電ハンドブック
(上巻)」、電気学会放電ハンドブック出版委員会編、
オーム社、1998年刊行、等で紹介される、阻止グロ
ー放電によるものと考えられる。この場合、発光素子の
発光効率は低下する。しかし、本発明の第2の発明の実
施形態として示す図5のように、負グロー領域で障壁の
高さ(H)を十分にとった構成では、この現象は見られ
ない。
【0025】図8(a)〜(d)は、本発明の第3の発
明としての直流放電型プラズマディスプレイパネルを構
成する放電素子の素子構造の一実施形態を示している。
なお、図8(a)〜(d)においても、各構成部分に図
1(a)〜(d)で付したのと同一の符号を付して示し
ている。図8(a)〜(d)に示す本発明の第3の発明
は、前面ガラス基板101に形成された陰極103は、
前記前面ガラス基板101に予め設けられた窪みの中に
形成されているものである。
【0026】換言すると、図8(a)〜(d)に示す本
発明の第3の発明は、陽光柱領域において、負グロー領
域におけるより障壁104の高さ方向に放電空間を狭く
したものである。この場合、本発明の第2の発明として
図5に示した実施形態と同様、負グロー領域を十分とっ
て、陽光柱領域の放電空間を細管化することが可能とな
る。
【0027】具体的な構造としては、前面ガラス基板1
01の陰極103を含む領域に溝109を設け、陰極1
03を、その形成した溝109の底部に形成し、負グロ
ー領域の障壁の高さを大きくする。溝109はサンドブ
ラスト法などによリガラス面を切削することで容易に形
成することができる。陰極103の形成には、電子ビー
ム蒸着法、または、スパッタ法により薄膜形成された導
電性の陰極を、フォトエッチングによりパターニング
し、酸化イットリウム(Y23 )などの低電圧陰極材
料を薄膜形成する。また、陰極103の形成に厚膜印刷
法を用いる場合は、溝109 を形成後に陰極材料を印刷
し、再度、サンドプラスト法により陰極部を切削し形成
する。この構造でも、同様の効果が得られる。
【0028】なお、従来技術の説明において、DC型P
DPで画像表示を行うためには、パルスメモリー方式の
駆動方法のほか、山本他、「陽光柱PDPにおけるDC
メモリ駆動」、信学技報、EID99−65,pp.5
7−62に記載の駆動方法があり、この方法によれば、
図13に示すように、陰極103と対向する位置に、背
面ガラス基板102上に第二陽極107を設けること
で、安定した動画像表示特性が得られ、また、消費電力
を低減した駆動を可能にしていることを説明した。本発
明においても、上述の第二陽極107を設けることで、
発光効率の改善、輝度の増加、およびは消費電力の低減
という本発明特有の効果に加え、上述した安定した動画
像表示特性が得られ、また、消費電力を低減した駆動を
可能にするという特性を引き出すことができる。
【0029】図9(a)〜(d)は、この第二陽極10
7を本発明の第1の発明(特に、図1に示した放電素
子)に適用した本発明による第4の発明の一実施形態を
示している。なお、図9(a)〜(d)においても、各
構成部分に図1(a)〜(d)で付したのと同一の符号
を付して示している。
【0030】また、本発明は、上述した実施形態に限定
されるものでなく、各種変形して実施することができ
る。例えば、図10は、陰極103を背面ガラス基板1
02上に,また陽極105を前面ガラス基板101上に
形成した例を示している。なお、本例は、基本的には、
本発明の第1の発明 (特に、図1に示す素子構造)に基
づいている。
【0031】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
従来の放電素子より高輝度、高効率、および低消費電力
の放電素子を実現でき、従って、これらの点において高
性能の直流放電型プラズマディスプレイパネルを実現す
ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の第1の発明としての直流放電型プラ
ズマディスプレイパネルを構成する放電素子の素子構造
の第1の実施形態を示している。
【図2】 第1の実施形態の場合において、放電素子の
陽光柱領域の開口幅(μm)対陽光柱領域の発光強度
(相対値)の一例を示している。
【図3】 本発明の第1の発明としての直流放電型プラ
ズマディスプレイパネルを構成する放電素子の素子構造
の第2の実施形態を示している。
【図4】 本発明の第1の発明としての直流放電型プラ
ズマディスプレイパネルを構成する放電素子の素子構造
の第3の実施形態を示している。
【図5】 本発明の第2の発明としての直流放電型プラ
ズマディスプレイパネルを構成する放電素子の素子構造
の一実施形態を示している。
【図6】 本発明の第2の発明の場合において、放電素
子の陽光柱領域の障壁の高さH(μm)対陽光柱領域の
発光強度(相対値)の一例を示している。
【図7】 図5において、凸構造をなす段差を形成する
ことなく、障壁の高さのみを小さくして放電空間の細管
化を行った場合の、負グロー領域の障壁の高さに対する
負グロー領域の可視発光強度(相対値)と、放電維持電
圧(V)の関係を示している。
【図8】 本発明の第3の発明としての直流放電型プラ
ズマディスプレイパネルを構成する放電素子の素子構造
の一実施形態を示している。
【図9】 第二陽極を本発明の第1の発明に適用した本
発明による第4の発明の一実施形態を示している。
【図10】 陰極を背面ガラス基板上に,また陽極を前
面ガラス基板上に形成した例を示している。
【図11】 従来のDC型PDPの構造を斜視図で示し
ている。
【図12】 従来の放電素子の素子構造を示している。
【図13】 陰極と対向する位置に、背面ガラス基板上
に第二陽極を設けることで、安定した動画像表示特性が
得られ、また、消費電力を低減した駆動が可能になるこ
とを示している。
【符号の説明】
100 放電素子 101 前面ガラス基板 102 背面ガラス基板 103 陰極 104 障壁 105 陽極 106 蛍光体面 107 第二陽極 108 段差 109 溝 110 プライミングパス 201 負グロー領域 202 陽光柱領域
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 高野 善道 東京都世田谷区砧1丁目10番11号 日本放 送協会 放送技術研究所内 (72)発明者 関 昌彦 東京都世田谷区砧1丁目10番11号 日本放 送協会 放送技術研究所内 (72)発明者 栗山 孝夫 東京都世田谷区砧1丁目10番11号 日本放 送協会 放送技術研究所内 (72)発明者 加藤 俊宏 東京都世田谷区砧1丁目10番11号 日本放 送協会 放送技術研究所内 (72)発明者 上田 智志 東京都世田谷区砧1丁目10番11号 日本放 送協会 放送技術研究所内 (72)発明者 武井 達哉 東京都世田谷区砧1丁目10番11号 日本放 送協会 放送技術研究所内 Fターム(参考) 5C040 FA02 FA04 GB06 GB08 GB09 GB12 GC02 GF03 GF12

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 前面ガラス基板および背面ガラス基板の
    放電空間側にそれぞれ形成された第1および第2の電極
    が前記放電空間内で相互に対角配置された構造の複数の
    放電素子からなる直流放電型プラズマディスプレイパネ
    ルにおいて、 前記前面ガラス基板および前記背面ガラス基板とともに
    前記放電空間を形成する障壁の間隔を、陽光柱が発生す
    る領域において負グローが発生する領域におけるよりも
    狭くしたことを特徴とする直流放電型プラズマディスプ
    レイパネル。
  2. 【請求項2】 請求項1記載の直流放電型プラズマディ
    スプレイパネルにおいて、前記背面ガラス基板の前記放
    電空間側に、前記前面ガラス基板の放電空間側に形成さ
    れた前記第1の電極に正対させて、さらに第3の電極を
    形成したことを特徴とする直流放電型プラズマディスプ
    レイパネル。
  3. 【請求項3】 前面ガラス基板および背面ガラス基板の
    放電空間側にそれぞれ形成された第1および第2の電極
    が前記放電空間内で相互に対角配置された構造の複数の
    放電素子からなる直流放電型プラズマディスプレイパネ
    ルにおいて、 前記背面ガラス基板の放電空間側に形成された前記第2
    の電極の表面を、当該電極が形成されている前記背面ガ
    ラス基板の表面より有意に高くしたことを特徴とする直
    流放電型プラズマディスプレイパネル。
  4. 【請求項4】 請求項3記載の直流放電型プラズマディ
    スプレイパネルにおいて、前記背面ガラス基板の前記放
    電空間側に、前記前面ガラス基板の放電空間側に形成さ
    れた前記第1の電極に正対させて、さらに第3の電極を
    形成したことを特徴とする直流放電型プラズマディスプ
    レイパネル。
  5. 【請求項5】 前面ガラス基板および背面ガラス基板の
    放電空間側にそれぞれ形成された第1および第2の電極
    が前記放電空間内で相互に対角配置された構造の複数の
    放電素子からなる直流放電型プラズマディスプレイパネ
    ルにおいて、 前記前面ガラス基板の放電空間側に形成された前記第1
    の電極は、前記前面ガラス基板の放電空間側に予め設け
    られた窪みの中に形成されていることを特徴とする直流
    放電型プラズマディスプレイパネル。
  6. 【請求項6】 請求項5記載の直流放電型プラズマディ
    スプレイパネルにおいて、前記背面ガラス基板の前記放
    電空間側に、前記前面ガラス基板の放電空間側に形成さ
    れた前記第1の電極に正対させて、さらに第3の電極を
    形成したことを特徴とする直流放電型プラズマディスプ
    レイパネル。
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