JP2008071515A - プラズマディスプレイパネル及びその駆動方法 - Google Patents

Abstract

【目的】放電遅れが短い等の放電特性に優れ、輝度・コントラスト等の表示特性が向上されたプラズマディスプレイパネルを提供する。
【解決手段】単位発光領域の各々に第１、第２及び第３の蛍光体層のいずれか１が形成され、当該第１の蛍光体層は、放電ガスからの放射紫外線により赤色光を放射する蛍光体粒子と、赤に着色された二次電子放出材粒子との混合層からなり、当該第２の蛍光体層は、当該放射紫外線により緑色光を放射する蛍光体粒子と、緑に着色された二次電子放出材粒子との混合層からなり、当該第３の蛍光体層は、当該放射紫外線により青色光を放射する蛍光体粒子と、青に着色された二次電子放出材粒子との混合層からなる。
【選択図】図４

Description

本発明は、プラズマディスプレイパネル及びその駆動方法に関する。

面放電方式交流型プラズマディスプレイパネル（ＰＤＰ）は、放電ガスが封入されている放電空間を挟んで互いに対向される二枚のガラス基板のうち、一方のガラス基板に行方向に延びる行電極対が列方向に並設され、他方のガラス基板に列方向に延びる列電極が行方向に並設されていて、放電空間の行電極対と列電極がそれぞれ交差する部分に、マトリックス状に単位発光領域（放電セル）が形成されている。

例えば、行電極や列電極を被覆するために形成された誘電体層上の単位発光領域内に面する位置に、誘電体層の保護機能と単位発光領域内への２次電子放出機能とを有する酸化マグネシウム（ＭｇＯ）膜が形成されたＰＤＰが開示されている（例えば、特許文献１参照）。

そして、特許文献１には、電子線によって励起されて波長域200〜300nm内にピークを有するカソード・ルミネッセンス発光を行う酸化マグネシウム結晶体（以下、「ＣＬ発光ＭｇＯ結晶体」と称する。）を前面基板の保護層に含有させ、放電遅れの短縮効果を得ていることが開示されている。さらに、この「ＣＬ発光ＭｇＯ結晶体」はＸｅガスからの紫外線に励起されて、230〜250nmのフォトルミネッセンス発光（以下ＰＬ発光）を行い、この230〜250nmの紫外線（フォトルミネッセンス光：ＰＬ光）により蛍光体が励起されて輝度が向上する、ことが開示されている。

しかしながら、ＰＤＰの輝度・コントラスト等の表示特性の向上、消費電力の低減など、ＰＤＰのより一層の特性向上が望まれている。
特開２００６−５９７８６号公報

本発明は上記した点に鑑みてなされたものであって、放電遅れが短い等、放電特性に優れ、輝度・コントラスト等の表示特性が向上され、特に明コントラスト比が向上されたプラズマディスプレイパネル（ＰＤＰ）を提供することが一例として挙げられる。

本発明によるプラズマディスプレイパネルは、放電ガスが封入されている放電空間を介して対向配置された前面基板及び背面基板と、前面基板及び背面基板の間に設けられた複数の行電極対と、上記放電空間を介して行電極対に対向配置されるとともに行電極対に対して交差する方向に延びて行電極対との各交差部分の放電空間に単位発光領域を形成する複数の列電極と、を有するプラズマディスプレイパネルであって、上記単位発光領域の各々に第１、第２及び第３の蛍光体層のいずれか１が形成され、当該第１の蛍光体層は、放電ガスからの放射紫外線により赤色光を放射する蛍光体粒子と、赤に着色された二次電子放出材粒子との混合層からなり、当該第２の蛍光体層は、当該放射紫外線により緑色光を放射する蛍光体粒子と、緑に着色された二次電子放出材粒子との混合層からなり、当該第３の蛍光体層は、当該放射紫外線により青色光を放射する蛍光体粒子と、青に着色された二次電子放出材粒子との混合層からなることを特徴としている。

以下、本発明の実施例について図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、以下に示す実施例において、等価な構成要素には同一の参照符を付している。

以下に、本発明によるプラズマディスプレイパネル（以下、ＰＤＰという。）１０について、図面を参照しつつ詳細に説明する。
［ＰＤＰの構成］
図１乃至３は、本発明によるＰＤＰ１０の実施形態の一実施例を示している。より詳細には、図１はこの実施例におけるＰＤＰ１０の一部を模式的に示す上面図である。また、図２は図１のＶ−Ｖ線における断面図であり、図３は図１のＷ−Ｗ線における断面図である。

図１乃至３に示すように、ＰＤＰ１０において、表示面である前面ガラス基板１の背面（すなわち、後述する背面ガラス基板６の側）に、複数の行電極対（Ｘ，Ｙ）が、ガラス等により形成された前面基板１の行方向（図１の左右方向）に延びるように平行に配列されている。

行電極Ｘは、Ｔ字形状に形成されたＩＴＯ等の透明導電膜からなる透明電極Ｘａと、前面ガラス基板１の行方向に延びて透明電極Ｘａの狭小の基端部に接続された金属膜からなるバス電極Ｘｂとによって構成されている。

行電極Ｙも同様に、Ｔ字形状に形成されたＩＴＯ等の透明導電膜からなる透明電極Ｙａと、前面ガラス基板１の行方向に延びて透明電極Ｙａの狭小の基端部に接続された金属膜からなるバス電極Ｙｂとによって構成されている。

この行電極ＸとＹは、前面ガラス基板１の列方向（図１の上下方向）に交互に配列されており、バス電極ＸｂとＹｂに沿って並列されたそれぞれの透明電極ＸａとＹａが、互いに対となる相手の行電極側に延びて、透明電極ＸａとＹａの幅広部の頂辺が、それぞれ所要の幅の放電ギャップｇを介して互いに対向されている。

前面ガラス基板１の背面（すなわち、背面ガラス基板６側の面）には、列方向において隣接する行電極対（Ｘ，Ｙ）の互いに背中合わせになったバス電極ＸｂとＹｂの間に、このバス電極Ｘｂ，Ｙｂに沿って行方向に延びる黒色または暗色の光吸収層（遮光層）２が形成されている。

さらに、前面ガラス基板１の背面には、誘電体層３が形成されている。誘電体層３は、行電極対（Ｘ，Ｙ）を被覆するように形成されている。さらに、この誘電体層３は、誘電体層３の背面に、互いに隣接する行電極対（Ｘ，Ｙ）の背中合わせに隣り合うバス電極ＸｂおよびＹｂに対向する位置であって、当該バス電極ＸｂとＹｂの間の領域部分に対向する領域に、誘電体層３の背面側に突出する誘電体突出部４が形成されている。当該誘電体突出部４は、当該バス電極ＸｂとＹｂと平行に延びるように形成されている。

そして、この誘電体層３と誘電体突出部４の背面側には、後述するような立方体の結晶構造を有する酸化マグネシウム結晶体を含む酸化マグネシウム層（以下、結晶ＭｇＯ層という。）５が形成されている。この結晶ＭｇＯ層５は、誘電体層３及び誘電体突出部４の全面または一部、例えば、後述する放電セルに面する部分に形成されている。

なお、図１乃至３においては、結晶ＭｇＯ層５が誘電体層３と誘電体突出部４の背面側の全面に形成されている例を示している。

一方、前面ガラス基板１と放電空間Ｓを介して平行に配置された背面ガラス基板６の表示側の面上には、列電極Ｄが互いに所定の間隔を開けて平行に配列されている。列電極Ｄは、各行電極対（Ｘ，Ｙ）の互いに対になっている透明電極Ｘａ，Ｙａに対向する位置において、行電極対（Ｘ，Ｙ）と直交する方向（列方向）に延びるように形成されている。

背面ガラス基板６の表示側の面上（すなわち、前面ガラス基板１側の面上）には、さらに、列電極Ｄを被覆する白色の列電極保護層(誘電体層）７が形成され、この列電極保護層７上に、隔壁８が形成されている。

当該隔壁８は、各行電極対（Ｘ，Ｙ）のバス電極ＸｂとＹｂに対向する位置において、それぞれ行方向に延びる一対の横壁８Ａと、隣接する列電極Ｄの間の中間位置において一対の横壁８Ａ間を列方向に延びる縦壁８Ｂとによって略梯子形状に形成されている。そして、各隔壁８は、隣接する他の隔壁８の互いに背中合わせに対向する横壁８Ａの間において行方向に延びる隙間ＳＬを挟んで、列方向に並設されている。

そして、この梯子状の隔壁８によって、前面ガラス基板１と背面ガラス基板６の間の放電空間Ｓが方形に区画されることによって放電セルＣが形成されている。放電セルＣの各々は、各行電極対（Ｘ，Ｙ）において対になっている透明電極ＸａとＹａに対向する部分に形成されている。

放電空間Ｓに面する隔壁８の横壁８Ａおよび縦壁８Ｂの側面と列電極保護層７の表面には、これらの５つの面を全て覆うように蛍光体層９が形成されている。この蛍光体層９の発光色は、各放電セルＣ毎に赤（Ｒ），緑（Ｇ），青（Ｂ）の三原色に色分けされて、これらが行方向に順に並ぶように配列されている。

隔壁８の横壁８Ａの表示側の面は、誘電体突出部４の表面を被覆している結晶ＭｇＯ層５（または、結晶ＭｇＯ層５が誘電体突出部４の表面上に形成されていない場合には、誘電体突出部４）に当接される（図２参照）ことによって、放電セルＣと隙間空間ＳＬとの間をそれぞれ閉じているが、縦壁８Ｂの表示側の面には当接されておらず（図３参照）、その間に隙間ｒが形成されている。そして、行方向において隣接する放電セルＣ間は、この隙間ｒを介して互いに連通されている。

なお、放電空間Ｓ内には、放電ガスが封入されている。例えば、放電ガスはキセノンガスであって、例えばキセノン（Ｘｅ）を１０体積パーセント以上含んでいる。

上記結晶ＭｇＯ層５は、前述したような酸化マグネシウム結晶体が、スプレ法や静電塗布法などの方法によって誘電体層３および誘電体突出部４の背面側の表面に付着されることによって形成される。

この結晶ＭｇＯ層５を形成する酸化マグネシウム結晶体は、カソード・ルミネッセンス発光（ＣＬ発光）を行う酸化マグネシウム結晶体を含んでいてもよい。この場合、結晶ＭｇＯ層５は、電子線によって励起されることにより波長域２００〜３００ｎｍ内（特に、２３０〜２５０ｎｍ内，２３５ｎｍ付近）にピークを有するカソード・ルミネッセンス発光（ＣＬ発光）を行うとともに、放電によってキセノンから発生する波長１４２ｎｍおよび１７２ｎｍの真空紫外線によって励起されて２３０〜２５０ｎｍにピーク波長を有する紫外線（フォトルミネッセンス発光、以下、ＰＬ発光という。）を放射する。

この酸化マグネシウム結晶体には、例えば、マグネシウムを加熱して発生するマグネシウム蒸気を気相酸化して得られるマグネシウムの単結晶体（以下、このマグネシウムの単結晶体を気相法酸化マグネシウム単結晶体という）が含まれる。

そして、この気相法酸化マグネシウム単結晶体には、例えば、立方体の単結晶構造を有する酸化マグネシウム単結晶体と、立方体の結晶体が互いに嵌り込んだ構造（すなわち、立方体の多重結晶構造）を有する酸化マグネシウム単結晶体が含まれる。

なお、この立方体の単結晶構造を有する酸化マグネシウム単結晶体と立方体の多重結晶構造を有する酸化マグネシウム単結晶体は、通常、混在して存在している。

この気相法酸化マグネシウム単結晶体の合成については、『材料』昭和６２年１１月号，第３６巻第４１０号の第１１５７〜１１６１頁の『気相法によるマグネシア粉末の合成とその性質』等に記載されている。

この酸化マグネシウム結晶体は、ＰＤＰにおける放電遅れ時間の短縮などの放電特性の改善と、画像の輝度の向上に寄与する。

そして、気相法酸化マグネシウム単結晶体は、他の方法によって得られるものと比較すると、高純度であるとともに微粒子が得られ、さらに、粒子の凝集が少ないなどの特徴を備えている。

この実施例においては、ＢＥＴ法によって測定した平均粒径が２０００オングストローム以上の粒径を有する気相法酸化マグネシウム単結晶体が用いられる。

平均粒径が２０００オングストローム以上の大きな粒径の気相法酸化マグネシウム単結晶体を形成しようとする場合には、マグネシウム蒸気を発生させる際の加熱温度を高くする必要があり、このため、マグネシウムと酸素が反応する火炎の長さが長くなり、この火炎と周囲との温度差が大きくなることによって、粒径の大きい気相法酸化マグネシウム単結晶体ほど上述したようなＣＬ発光のピーク波長（例えば、２３５ｎｍ付近、２３０〜２５０ｎｍ内）に対応したエネルギー準位が多数形成されるためである。

また、一般的な気相酸化法に比べ、単位時間当たりに蒸発させるマグネシウムの量を増加させてマグネシウムと酸素との反応領域をより増大させ、より多くの酸素と反応することによって生成された気相法酸化マグネシウム単結晶体は、上述したＣＬ発光のピーク波長に対応したエネルギー準位が形成される。

なお、上記においては、誘電体層３の背面側に結晶ＭｇＯ層５を設けた場合について説明したが、結晶ＭｇＯ層５を設けない構成としてもよい。
［放電セルＣの構成］
次に、本実施例における放電セルＣの構成について、図面を参照しつつ詳細に説明する。図４は、図３同様のＷ−Ｗ線（図１）における断面図であり、行方向の放電セルＣの構成を模式的に示している。赤（Ｒ），緑（Ｇ），青（Ｂ）の放電セルＣ（それぞれ、Ｃ(R)，Ｃ(G)，Ｃ(B)）が行方向に順に並ぶように配列されている。

より詳細には、放電セルＣ(R)，Ｃ(G)，Ｃ(B)にはそれぞれ赤色蛍光体層９Ｒ、緑色蛍光体層９Ｇ、青色蛍光体層９Ｂが形成されている。そして、各蛍光体層９Ｒ、９Ｇ、９Ｂの蛍光体粒子内にはそれぞれ二次電子放出材１１Ｒ、１１Ｇ、１１Ｂが混入されている。なお、後述するように、二次電子放出材１１Ｒ、１１Ｇ、１１Ｂは着色剤によって着色されている点において異なっており、二次電子放出材として用いられる物質は同一であっても、あるいは互いに異なっていてもよい。さらに、後述するように、二次電子放出材１１Ｒ、１１Ｇ、１１Ｂはカソード・ルミネッセンス発光を行う物質を含んでいることが好ましい。

以下においては、当該二次電子放出材１１Ｒ、１１Ｇ、１１Ｂが、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）結晶体を含む場合について説明する。また、当該カソード・ルミネッセンス発光を行う二次電子放出材としては、ＣＬ発光ＭｇＯ結晶体を例に説明する。しかしながら、二次電子放出材、及びカソード・ルミネッセンス発光を行う二次電子放出材はこれらに限らず、それぞれ他の二次電子放出を行う物質及びカソード・ルミネッセンス発光を行う物質を用いることができる。

また、以下の説明において、「ＭｇＯ結晶体」という用語は、カソード・ルミネッセンス発光を行なわない（又は、カソード・ルミネッセンス発光の極めて小なる）ＭｇＯ結晶体（以下、「非ＣＬ発光ＭｇＯ結晶体」ともいう。）、及びカソード・ルミネッセンス発光を行うＭｇＯ結晶体（以下、「ＣＬ発光ＭｇＯ結晶体」ともいう。）の両者を意味する。従って、これらを区別する場合には、非ＣＬ発光ＭｇＯ結晶体あるいはＣＬ発光ＭｇＯ結晶体の用語を使用して説明する。

本実施例において、ＭｇＯ結晶体などの二次電子放出材の粒子は、放電セルの蛍光体の発光色と同色の着色剤によって着色され、当該蛍光体粒子と混合されている。より詳細には、放電セルＣ(R)，Ｃ(G)，Ｃ(B)の二次電子放出材（ＭｇＯ結晶体）の粒子１１Ｒ、１１Ｇ、１１Ｂは、それぞれ蛍光体層内の蛍光体材料がキセノン（Ｘｅ）ガスからの紫外線により励起されて放射する放射光色に対応した色（Ｒ，Ｇ，Ｂ）に着色されている。より具体的には、ＭｇＯ結晶体１１Ｒは赤色（Ｒ）に、ＭｇＯ結晶体１１Ｇは緑色（Ｇ）に、ＭｇＯ結晶体１１Ｂは青色（Ｂ）に着色されている。

ＭｇＯ結晶体などの二次電子放出材の具体的着色方法としては、一例として、ＭｇＯ表面を耐熱性の無機系顔料又は染料でコートする方法が挙げられる。また、赤色顔料としては、硫セレン化カドミウム（Ｃｄ(Ｓ_1-x，Ｓｅ_x)，0<x<1）、赤色セラミック顔料等が、緑色顔料としては、酸化クロム（Ｃｒ₂Ｏ₃）、緑色セラミック顔料等が、青色顔料としては、アルミン酸コバルト（ＣｏＯ・Ａｌ₂Ｏ₃）、青色セラミック顔料等が一例として挙げられる。

また、図４に示すように、当該着色ＭｇＯ結晶体１１Ｒ、１１Ｇ、１１Ｂは放電空間に露出し、混在した状態で存在する。なお、この図においてはＭｇＯ結晶体が蛍光体層表面（放電空間との境界）のみに設けられている場合を図示しているが、これには限定されず、蛍光体層内部にＭｇＯ結晶体が混在していてもよい。但し、少なくとも蛍光体層表面にはＭｇＯ結晶体が存在し、放電空間に露出した状態で存在することが好ましい。

なお、当該ＭｇＯ結晶体は、高純度であるとともに微粒子が得られ、さらに、粒子の凝集が少ないなどの特徴を備えていることが好ましく、例えば、気相酸化法によって生成された酸化マグネシウム単結晶体である。また、ＢＥＴ法によって測定した平均粒径が２０００オングストローム以上の粒径を有する気相法酸化マグネシウム単結晶体が用いられることが好ましい。
［駆動方法、動作及び効果］
以下に、二次電子放出材（ＭｇＯ結晶体）を蛍光体層に含ませた場合の駆動方法、動作及び効果について説明する。

図５及び図６は、上記した構成を有するＰＤＰパネルの駆動方法の例を模式的に説明する図である。一般的に１サブフィールドの先頭で行われる全放電セルを一斉に初期化するリセット行程において、行電極に対して列電極が相対的に負極性となる電圧を印加する。より詳細には、アドレス期間中にスキャンパルスが印加される行電極（例えばＹ電極）に対して列電極Ｄ（アドレス電極）が相対的に負極性となるような電圧（パルス）を列電極Ｄ（アドレス電極）及び行電極（Ｙ電極）間に印加する。この電圧印加状態で発生する放電を「陰極アドレス放電」と称する。すなわち、「陰極アドレス放電」とは、相対的に、アドレス電極が陰極側、行電極が陽極側となるように電圧を印加することにより、当該行電極からアドレス電極の方向への放電（電子の流れはこの逆方向）が行われる放電のことをいう。

なお、列電極Ｄ（アドレス電極）への印加電圧が行電極（Ｙ電極）に対して、相対的に負極性であればよい。つまり、例えば、図５に示すように、Ｙ電極に正極性の電圧を印加すると共に、列電極Ｄに負極性の電圧を印加する場合や、図６に示すように、Ｙ電極に正極性の電圧を印加し、列電極Ｄを接地電圧（ＧＮＤ電圧）としてもよい。さらに、図示はしないが、列電極Ｄへの印加電圧が正極性の電圧であったとしても、Ｙ電極の印加電圧に対して相対的に負極性であって、Ｙ電極及び列電極Ｄ間で放電がなされる大きさの電圧が列電極Ｄ及びＹ電極に印加されればよい。

この場合、もう一方の行電極であるＸ電極に対しては、図７に示すように、リセット行程において、Ｙ電極へ印加する電圧と同極性であって、Ｙ電極との間で放電（すなわち面放電）を発生させないレベルの電圧を印加するのが好ましい。あるいは、リセット行程中においてＧＮＤ電圧を保つようにしてもよい。

また、Ｙ電極及び列電極Ｄ間で陰極アドレス放電を実行する場合を例に説明したが、Ｙ電極及びＸ電極への電圧印加構成を入れ替えて、Ｘ電極及び列電極Ｄ間で陰極アドレス放電を実行する構成であってもよい。

なお、行電極に印加する電圧は、図５及び図６に模式的に示すように、立ち上がりが緩やかなパルス電圧（すなわち、時定数の長いパルス電圧）としている。

上記したように、リセット行程におけるリセット放電が「陰極アドレス放電」であり、列電極が相対的に負極性となるため、放電ガス内の陽イオンがリセット放電時に列電極側へ向かうことになる。

蛍光体層にはＭｇＯ結晶体（二次電子放出材）が含まれているので、陽イオンがＭｇＯ結晶体と衝突し、二次電子が放電空間内に放出される。従って、この二次電子の作用により放電開始電圧が減少する。さらに、ＭｇＯ結晶体は放電空間に露出するように形成されているので、陽イオンが二次電子放出材に効率よく衝突し、二次電子が効率よく放電空間に放出される。

リセット放電（陰極アドレス放電）を行電極及び列電極間でなされる対向放電（すなわち、ＰＤＰの表示面に垂直な深さ方向における放電）としたので、Ｘ電極及びＹ電極間（行電極間）でリセット放電を行う面放電（すなわち、ＰＤＰの表示面に並行な面内方向における放電）に比べて、暗コントラストの低減を図ることができる。つまり、リセット放電による発光は階調表示とは無関係な発光であるが、例えば、輝度０（ゼロ）の映像信号を表示する場合であっても、リセット放電による発光は視認され得る。このリセット放電を、表示基板側で実行される面放電に比べて、より放電空間内部側で行われる対向放電とした方が、視認されるリセット放電の強度が減じ、暗コントラストを向上することができるのである。

特に、図７に示したように、Ｘ電極に対し、Ｙ電極へ印加する電圧と同極性であってＸ電極及びＹ電極間で放電を発生させないレベルの電圧を印加する場合には、リセット行程時の放電を対向放電のみにすることができるので、更に暗コントラストを向上することができる。

次に、当該ＭｇＯ結晶体（二次電子放出材）がＣＬ発光ＭｇＯ結晶体を含む場合について説明する。

図８は、ＰＤＰパネルの蛍光体層を蛍光体材料のみで構成した場合の陰極アドレス放電を示すオシロスコープ波形である。また、図９は、本実施例における陰極アドレス放電を示すオシロスコープ波形である。すなわち、図９は、ＰＤＰパネルの蛍光体層上に二次電子放出材（ＭｇＯ結晶体）が放電空間に露出するように形成され、さらに、当該二次電子放出材がカソード・ルミネッセンス発光を行う材料（ＣＬ発光ＭｇＯ結晶体）を含む場合の陰極アドレス放電を示すオシロスコープ波形である。

なお、図８及び図９に示す場合において、Ｙ電極及び列電極Ｄ間には図６に示した波形の電圧を印加し陰極アドレス放電（リセット行程におけるリセット放電）を実行した。また、図８及び図９は、全放電セルを対象に１０秒間に亘って陰極アドレス放電を行った場合に、電圧印加開始時を基準として放電波形を重ね書きしたものである。

図８及び図９の横軸は時間を、縦軸は放電強度を表している。しかしながら、本実施例における陰極アドレス放電の状態を理解し易いようにするため、時間軸（横軸）を図８の場合（0.1 msec/div）に比べ、図９では１０倍に拡大（0.01 msec/div）して示している。すなわち、図1では１０目盛で1msecであるのに対し、図2は１０目盛で0.1msecである。また、放電強度（縦軸）についても、図８の場合（１目盛が1 V）に比べ、図９では１０倍に拡大（１目盛が0.1 V）して示している。

これらの図に示すように、本実施例の場合（図９）では、蛍光体層が蛍光体材料のみの場合（図８、強放電）に比べ、陰極アドレス放電の放電強度が非常に弱くなっている（およそ、1/40〜1/50程度、微小放電）。また、蛍光体材料のみの場合（図８）では、放電が電圧印加開始時から1msec以上に亘って発生しているが、本実施例の場合（図９）では、約0.04msec以内でほぼ終了しているのが分かる。Ｙ電極及び列電極Ｄ間に放電開始電圧を超える電圧を印加してから放電が形成されるまでの時間が、対向放電（リセット放電が行電極及び列電極間でなされる）における放電遅れ時間である。これらの図から、蛍光体材料のみの場合では当該対向放電における放電遅れが大きいのに対して、本実施例によれば放電遅れが著しく短縮されていることが理解される。

かかる放電遅れ時間の短縮のメカニズムは、以下のように推測される。すなわち、波長域２００〜３００ｎｍ内（特に、２３０〜２５０ｎｍ内，２３５ｎｍ付近）にピークを有するＣＬ発光を行う単結晶体は、そのピーク波長に対応したエネルギ準位を有し、そのエネルギ準位によってリセット放電（陰極アドレス放電）時に発生する電子を長時間（数ｍｓｅｃ以上）トラップすることができる。そして、この電子がアドレス電圧の印加によって形成される電界により取り出されることで、放電開始に必要な初期電子が迅速かつ十分に得られて放電開始が早められ、これによって、放電遅れ時間が短縮されると考えられるのである。

従って、上記した二次電子放出材（非ＣＬ発光ＭｇＯ結晶体等）による放電開始電圧の減少効果に加え、当該二次電子放出材にカソード・ルミネッセンス発光を行う材料（ＣＬ発光ＭｇＯ結晶体）を含ませることによって、さらに陰極アドレス放電における放電遅れ時間の短縮効果及び放電強度の減少効果を得ることができる。

ＣＬ発光ＭｇＯ結晶体を用いることによって、放電遅れ時間の短縮及び放電強度の減少の点において大きな効果を得ることができる理由として、一般的な二次電子放出材（非ＣＬ発光ＭｇＯ結晶体等）は二次電子放出作用を有するものの、ＣＬ発光二次電子放出材（ＣＬ発光ＭｇＯ結晶体等）のように電子を長時間トラップ可能なエネルギ準位が存在しないため、パルス電圧印加時に放電空間に取り出される初期電子が十分に得られないことによると考えられる。

さらに、ＭｇＯ結晶体は、放電によるＸｅガスからの紫外線を透過せず、吸収してしまう特性を有している。ここで、非ＣＬ発光ＭｇＯ結晶体のみを蛍光体層に混入した場合、ＭｇＯ結晶体近傍に存在する蛍光体粒子に照射される紫外線の光量が減り、混入しない場合に比べて輝度が減少してしまう。

しかしながら、ＣＬ発光ＭｇＯ結晶体を含ませた場合では、放電によってＸｅガスから発生する紫外線を吸収するものの、その紫外線によって励起されて、波長230〜250nmにピーク波長を有する紫外線（ＰＬ発光紫外線という。）を放射する。このＰＬ発光紫外線は、蛍光体を励起して発光させる作用を有しているため、輝度の減少を防ぐことができる。

さらに、ＣＬ発光ＭｇＯ結晶体は蛍光体に混在して設けられているため、前面基板側（誘電体層３の背面側）にＣＬ発光ＭｇＯ結晶体を設けた場合に比べてＰＬ発光紫外線が効率よく蛍光体粒子に照射され、輝度がより増大する。

さらに、上記したように、非ＣＬ発光ＭｇＯ結晶体のみの場合では輝度が減少してしまうデメリットが発生するが、蛍光体粒子近傍にＣＬ発光ＭｇＯ結晶体が存在する程、輝度の減少を防ぐ効果を有する。

図１０は、ＣＬ発光ＭｇＯ結晶体を含むＭｇＯ結晶体を蛍光体層に混合させた上、行電極に対して立ち上がりの緩やかなパルスを印加して、陰極アドレス放電を行った場合の放電遅れの測定結果を示す図である。横軸は、ＣＬ発光ＭｇＯ結晶体を含んだＭｇＯ結晶体の蛍光体材料に対する混合率（wt%）を示し、縦軸は放電遅れを示している。ここで、放電遅れ（縦軸）は、当該ＭｇＯ結晶体の混合率が５％である場合の放電遅れを１．０として規格化して示している。この測定結果から、ＭｇＯ結晶体の混合率、すなわちＣＬ発光ＭｇＯ結晶体の混合率が増大するに従い放電遅れが小さくなることが分かり、ＣＬ発光ＭｇＯ結晶体によって放電遅れ時間が短縮されることが明確に認められる。前述のように、かかる放電遅れの短縮は、陰極アドレス放電の放電強度を弱める効果につながり、暗コントラストの改善効果が大きいことが、この実験結果からも理解される。

かかる放電遅れ時間の短縮効果に関連して、上記した効果に加え、行電極への印加電圧パルスを工夫することで、さらに陰極アドレス放電の放電強度を一層低減することができる。つまり、図５及び図６に示すように、行電極（Ｙ電極）に矩形パルスに比べて立ち上がりの緩やかなパルスを印加する。上記したようにカソード・ルミネッセンス発光材料（ＣＬ発光ＭｇＯ結晶体）を用いたＰＤＰの場合、放電が短時間で終了するため、行電極への印加パルスの立ち上がり途中で、陰極アドレス放電が終了する。すなわち、立ち上がり途中の、パルス印加電圧がそれ程大きな電圧値ではない段階で陰極アドレス放電が終了するため、放電強度が弱い段階で放電が終了する。従って、行電極に立ち上がりが緩やかな電圧パルスを印加することにより、放電遅れ改善効果に関連して放電強度を低減することができる。

なお、当該立ち上がりが緩やかな電圧パルスは、図５及び図６に示すように立ち上がりの傾き（微分値）が変化する電圧パルスに限らない。例えば、図１１に示すように、立ち上がりの傾きが一定の、いわゆるランプ波形のパルス形状であっても、矩形パルスに比べて立ち上がりが緩やかであれば、同様の効果を得ることができる。さらに、図１１に示すようなランプ波形のリセットパルスをＹ電極へ印加する場合、Ｘ電極及びＹ電極間で面放電を発生させないような電圧パルスをＸ電極に対しても印加することが好ましい。例えば、図１２に示すように、Ｘ電極に対してもＹ電極への電圧パルスと同極性で面放電が生じない程度の電圧差のランプ波形パルスを印加することが好ましい。

上記した電圧パルス印加を、一般的に１サブフィールドの先頭に設けられて全ての放電セルを一斉に初期化するリセット行程におけるリセットパルスに用いた場合について、以下に説明する。

リセット放電（陰極アドレス放電）が暗コントラストに影響を与えることは前述した通りであるが、本実施例によれば、ＣＬ発光二次電子放出材を蛍光体層に含ませることでリセット放電の強度が著しく低減され、暗コントラストを飛躍的に向上することができる。また、行電極に対して立ち上がりの緩やかなパルスを用いることで、さらに暗コントラストが向上する。

さらに、リセット放電時に放電空間に放出される初期電子によって、放電遅れが改善されると共に、この初期電子によってプライミング効果が長く持続するので、リセット行程後のアドレス放電が高速化される。

ＣＬ発光二次電子放出材が放電空間に露出するように形成されているので、蛍光体粒子に邪魔されることなく、初期電子を効率よく放電空間に放出することができ、放電遅れ、放電強度がより改善される。

さらに、本実施例においては、ＭｇＯ結晶体（二次電子放出材）が放電セルの蛍光体の発光色と同色の着色剤によって着色されている。なお、一般に、ＭｇＯ結晶体などの二次電子放出材は、通常は白色または透明色である。

より詳細には、放電セルＣ(R)，Ｃ(G)，Ｃ(B)のＭｇＯ結晶体１１Ｒ、１１Ｇ、１１Ｂは、それぞれ蛍光体層内の蛍光体材料がキセノン（Ｘｅ）ガスからの紫外線により励起されて放射する放射光色に対応した（Ｒ，Ｇ，Ｂ）各色に着色されている。また、当該ＭｇＯ結晶体１１Ｒ、１１Ｇ、１１Ｂは、放電空間に露出するように形成されている。

着色された二次電子放出材（着色ＭｇＯ結晶体）１１Ｒ、１１Ｇ、１１Ｂは、それぞれの色の光のみを反射し、他の色の光は吸収する。すなわち、ＭｇＯ結晶体１１Ｒ、１１Ｇ、１１Ｂは、それぞれ赤色光（Ｒ）、緑色光（Ｇ）、青色光（Ｂ）のみを反射し、他の色の光は吸収する。従って、各蛍光体材から発せられるＲ，Ｇ，Ｂの各色の光を二次電子放出材が効率よく反射し、表示面に放射するので輝度が向上する。

また、表示面（前面ガラス基板１）側から入射する外光の一部は、蛍光体層９（９Ｒ，９Ｇ，９Ｂ）まで届く。蛍光体材料は、一般的に白色の粒子であるため、蛍光体層まで届いた外光は蛍光体材料によって反射され、当該反射光は表示面から外部へ放射される。この反射光は明コントラストを悪化させる原因となっている。

本実施例においては、二次電子放出材がそれぞれＲ，Ｇ，Ｂの色に着色されているので、入射してきた外光に関しても、着色された二次電子放出材は対応する各色成分光のみを反射し、その他の色成分光を吸収する。

従って、放電セルＣ(R)，Ｃ(G)，Ｃ(B)からは、それぞれＲ，Ｇ，Ｂの光がより一層放射されるとともに、外光による他の色の放射（反射）光は減ることとなる。すなわち、明コントラストが向上することとなる。

さらに、着色された二次電子放出材が放電空間に露出するように、すなわち、蛍光体層９（９Ｒ，９Ｇ，９Ｂ）の表面に形成しているので、放電空間に露出させない場合に比べて、より大きな明コントラストの改善効果が得られる。

以上、詳細に説明したように、放電開始電圧の低減、放電遅れ時間の短縮、また、輝度の向上、暗コントラストのみならず明コントラストの向上による表示特性の改善が得られる。従って、放電特性に優れ、輝度・コントラスト等の表示特性が向上されたプラズマディスプレイパネル（ＰＤＰ）を提供することができる。

なお、上記した実施例においてはリセット行程（リセット放電）を全ての放電セルについて一斉に行う場合について説明したがこれに限らない。例えば、パネルの放電セルを複数のブロックに分割し、当該ブロック毎に時分割でリセット放電を行うように構成することもできる。

上記した実施例は適宜組み合わせて適用することができる。また、上記した実施例において示した数値等は例示に過ぎない。

本発明の実施例におけるＰＤＰの一部を模式的に示す上面図である。 図１に示すＰＤＰのＶ−Ｖ線における断面図である。 図１に示すＰＤＰのＷ−Ｗ線における断面図である。 本実施例における放電セルＣの構成を示す、Ｗ−Ｗ線（図１）における断面図である。 ＰＤＰの駆動方法の例を模式的に説明する図である。 ＰＤＰの駆動方法の他の例を模式的に説明する図である。 行電極対のもう一方の行電極（Ｘ電極）に印加する電圧を模式的に説明する図である。 ＰＤＰの蛍光体層を蛍光体材料のみで構成した場合の陰極アドレス放 本実施例における陰極アドレス放電を示すオシロスコープ波形である。 ＭｇＯ結晶の混合比に対する放電遅れ時間の短縮効果を現す測定結果を示す図である。 行電極（Ｙ電極）に印加するランプ波形の電圧パルスを模式的に説明する図である。 図１１に示すようなランプ波形のリセットパルスをＹ電極へ印加する場合に、Ｘ電極に対して印加するランプ波形の電圧パルスを模式的に説明する図である。

符号の説明

１ 前面基板
３ 誘電体層
５ 結晶ＭｇＯ層
６ 背面基板
７ 列電極保護層(誘電体層）
８Ａ 横壁
８Ｂ 縦壁
９Ｒ、９Ｇ、９Ｂ 赤色、緑色、青色蛍光体層
１１Ｒ、１１Ｇ、１１Ｂ 着色二次電子放出材
Ｃ 放電セル（単位発光領域）
Ｘ，Ｙ 行電極
Ｄ 列電極

Claims (14)

1. 放電ガスが封入されている放電空間を介して対向配置された前面基板及び背面基板と、前記前面基板及び背面基板の間に設けられた複数の行電極対と、前記放電空間を介して前記行電極対に対向配置されるとともに前記行電極対に対して交差する方向に延びて前記行電極対との各交差部分の放電空間に単位発光領域を形成する複数の列電極と、を有するプラズマディスプレイパネルであって、
   前記単位発光領域の各々に第１、第２及び第３の蛍光体層のいずれか１が形成され、
   前記第１の蛍光体層は、前記放電ガスからの放射紫外線により赤色光を放射する蛍光体粒子と、赤に着色された二次電子放出材粒子との混合層からなり、前記第２の蛍光体層は、前記放射紫外線により緑色光を放射する蛍光体粒子と、緑に着色された二次電子放出材粒子との混合層からなり、前記第３の蛍光体層は、前記放射紫外線により青色光を放射する蛍光体粒子と、青に着色された二次電子放出材粒子との混合層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。
2. 前記二次電子放出材は酸化マグネシウムであることを特徴とする請求項１に記載のプラズマディスプレイパネル。
3. 前記二次電子放出材は、前記放電ガスから放射される紫外線によって励起されることにより230〜250nmにピーク波長を有する紫外線を放射する酸化マグネシウム結晶体を含むことを特徴とする請求項１に記載のプラズマディスプレイパネル。
4. 前記二次電子放出材は、電子線によって励起されて波長域200〜300nm内にピークを有するカソード・ルミネッセンス発光を行う酸化マグネシウム結晶体を含むことを特徴とする請求項２に記載のプラズマディスプレイパネル。
5. 前記酸化マグネシウム結晶体は、気相酸化法によって生成された酸化マグネシウム単結晶体であることを特徴とする請求項３又は４に記載のプラズマディスプレイパネル。
6. 前記二次電子放出材粒子は、前記放電空間に露出していることを特徴とする請求項１に記載のプラズマディスプレイパネル。
7. 請求項１に記載のプラズマディスプレイパネルを駆動する方法であって、
   前記行電極対の一方の行電極に対して前記列電極が相対的に負極性となる電圧を前記一方の行電極及び前記列電極間に印加することにより放電を生起させる行程を含むことを特徴とする駆動方法。
8. 前記行程は、１サブフィールドの先頭に設けられ前記単位発光領域を初期化するリセット行程であることを特徴とする請求項７に記載の駆動方法。
9. 前記一方の行電極に印加する電圧は、時間の経過と共に電圧の大きさが増加することを特徴とする請求項７に記載の駆動方法。
10. 前記二次電子放出材は酸化マグネシウムであることを特徴とする請求項７に記載の駆動方法。
11. 前記二次電子放出材は、前記放電ガスから放射される紫外線によって励起されることにより230〜250nmにピーク波長を有する紫外線を放射する酸化マグネシウム結晶体を含むことを特徴とする請求項７に記載の駆動方法。
12. 前記二次電子放出材は、電子線によって励起されて波長域200〜300nm内にピークを有するカソード・ルミネッセンス発光を行う酸化マグネシウム結晶体を含むことを特徴とする請求項１０に記載の駆動方法。
13. 前記酸化マグネシウム結晶体は、気相酸化法によって生成された酸化マグネシウム単結晶体であることを特徴とする請求項１１又は１２に記載の駆動方法。
14. 前記二次電子放出材粒子は、前記放電空間に露出していることを特徴とする請求項７に記載の駆動方法。

Images