JP2000501199A - 高コントラストプラズマディスプレイ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 本発明を具現化するプラズマパネルは、複数の行電極に連続的に行信号を印加する回路を有している。各行信号は、セットアップ期間、アドレス期間および保持期間を有している。セットアップ期間における行信号は、右上がり傾斜電圧と右下がり傾斜電圧を有し、両傾斜電圧によって、関連する行電極に沿って各絵素部が放電する。両傾斜電圧は勾配を設定しており、各絵素部に流れる電流がガスの放電特性に関して正の抵抗領域に維持されることを保証し、よって放電ガスの両端にかかる電圧を比較的に一定にし、隔壁電圧状態を予見することができる。セットアップ期間はこうして、各行電極に沿って各絵素部における標準化された隔壁ポテンシャル電圧を形成する。アドレス回路は、アドレス期間において、複数の列電極にデータパルスを印加し、行信号と同期させながら、データパルスに対応する絵素部での選択的放電を可能とする。

Description

【発明の詳細な説明】 発明の名称 高コントラストプラズマディスプレイ 技術分野 本発明は、標準化された隔壁電荷を実現し、フルカラーＡＣプラズマディスプ レイパネルの動作中において、改善された画像コントラストを提供する方法およ び装置に関する。とりわけ、セットアップ期間において、背景光による発光を最 低にする標準化隔壁電荷状態を実現するための、改善された低電圧ドライバ回路 に関する。 背景技術 プラズマディスプレイパネル、またはガス放電ディスプレイが先行技術として 知られているが、一般にこれらのディスプレイは、１対の基板から構成され、こ れら基板は各々、行および列電極を支持し、誘電体層で覆われ、平行に配置され て、その両者間にイオン化ガスが封印されたギャップを形成する。基板は、その 電極が互いに直交関係に配置するように構成され、その直交交点に放電絵素部を 構成し、この絵素部では選択的放電により所望の記憶または表示が提供され得る 。このようなパネルがＡＣ駆動であり、選択された行および列電極により決定さ れる所定の放電位置において、点灯電圧を超える書き込み電圧が印加された結果 、選択セルで放電が生じるということも公知である。交流の保持電圧（これ自体 で放電し始めるのには不充分であるが）を付加することにより、選択セルでの放 電を継続的に「保持」することができる。この技術は、基板の誘電体層に生じる 隔壁電荷に依存するものであり、この電荷と保持電圧とが共に放電を継続させる よう動作する。 ＡＣプラズマパネルを信頼性高く動作させるには、隔壁電荷状態が反復可能で あり、標準化される必要がある。とりわけ、後続のアドレス信号および保持信号 が相俟って、絵素部の反復動作を信頼性高く実現できるように、隔壁電荷状態を 前回蓄積されたデータとは無関係で反復可能な値に維持しなければならない。特 定のカラーＡＣプラズマパネルディスプレイの隔壁電圧が、パネル動作期間にお いて、かなり変化する傾向があるということは良く知られている。 このような隔壁電圧状態を標準化するために、先行技術が示唆するところは、 行毎の各絵素を入力データに従って選択するアドレス期間に先んじて、全スクリ ーンの消去動作を行い、その消去動作後に全スクリーンの書き込み動作、そして 全スクリーンの消去動作を行うことである。このような処理手順が、ヨシカワ他 著の「２５６中間階調フルカラーＡＣプラズマディスプレイ」日本ディスプレイ ’９２年版６０５−６０８頁にて記述されている。 ヨシカワらが示唆する処理手順を理解するために、４カラーＡＣプラズマパネ ルの構造を図解する図１を、まず参照されたい。プラズマパネル１０は裏側基板 １２を有し、その上には複数の列アドレス電極１４が支持される。列アドレス電 極１４は障壁リブ１６によって隔離され、赤、緑および青の蛍光材料１８、１９ および２０によって各々覆われている。表側透明基板２４は、絵素部の各行に対 して、一対の保持電極２６および２８を有している。誘電体層３０が表側電極の 上に配置され、酸化マグネシウム保護層がすべての保持電極２６および２８を含 む全体の下部表面を覆う。 すべての行に対する両方の保持電極２６および２８が、パネルの一方の基板上 にあることから、図１の構造を単一基板ＡＣプラズマディスプレイと呼ぶことが ある。不活性ガス混合物が基板１２および２４の間に配置され、保持電極２６お よび２８から印加された保持電圧によって、この不活性ガス混合物が放電状態に 励起される。放電する不活性ガスは紫外線光を発し、これが各々赤、緑および青 の蛍光材料１８、２０および２２を励起して、可視光を発する。列アドレス電極 １４に駆動電圧が印加され、保持電極２６および２８が適切に制御された場合に 、フルカラー画像が表側電極を通じて可視される。 テレビやコンピュータ端末画面のような応用例で、図１のＡＣプラズマパネル でフルカラー画像を提供するには、中間階調を実現する手段が必要となる。輝度 を高く、ふらつきを小さくするためには、メモリモードにおいてＡＣプラズマパ ネルを動作するのが望ましいため、単にオンまたはオフ状態にある絵素における 中間階調を実現するために、ヨシカワらは特別のアドレス技術を示唆してきた。 図２で、２５６の中間階調を実現するヨシカワらの用いる駆動シーケンスが図 示されている。駆動シーケンスは、サブフィールドアドレス方法と呼称されるこ とがある。イメージをフレームに分割する従来式のビデオ手法で、プラズマパネ ルがアドレスされる。通常のビデオイメージは、１秒間に６０フレームに分割す ることができ、このときのフレーム周期は１６．６ミリ秒に相当する（図２参照 ）。図２で示されたサブフィールドアドレス方法は、各フレームを８つのサブフ ィールドに分割する（ＳＦ１からＳＦ８まで）。各サブフィールドは、さらにア ドレス期間と保持期間に分割される（図３参照、ここでは代表的なサブフィール ド波形図が図解されている）。保持電圧が保持期間において保持電極２６および ２８に印加される。こうして、所定の絵素部がオン状態にあるとき、その絵素部 は保持パルスによって発光する。ところが、オフ状態にある絵素部で放電させる には、この保持電圧は不充分なものとなる。 ８つのサブフィールドをもつ各保持期間の長さが異なることに留意されたい。 最初のサブフィールドは、たった１つの完全な保持サイクルを有するに過ぎない 。二番目のサブフィールドは２つの保持サイクルを有し、三番目のサブフィール ドは４つの保持サイクルを有する。以下同様で、８番目のサブフィールドは１２ ８の保持サイクルを有する。 アドレス期間中に所定の絵素部に対するアドレスを制御することにより、絵素 部の知覚される強度を、２５６のレベル階調内で変えることができる。選択され た絵素部において半分の強度、あるいは１２８／２５６のレベルで発光させたい 場合を考えてみる。このような場合、適切な電圧が列アドレス電極１４に印加さ れることによって（そして反対側のアドレス導電体である保持ライン２６／２８ のいずれか１つを利用することによって）、サブフィールド８において、選択的 書き込みアドレスパルスが絵素部に印加される。他のサブフィールドでは、アド レスパルスは所定の絵素部に印加されない。これは、最初の７つのサブフィール ドでは書き込み動作がなく、よって保持期間において発光することはないという ことを意味する。しかし、サブフィールド８に対しては、選択的書き込み動作に よって、選択された絵素部がオン状態となり、サブフィールド８の保持期間にお いて（この場合、１２８保持サイクルに対して）、その絵素部は発光する。１フ レームの内、１２８保持サイクルでエネルギーを与えるということは、１フレー ム時間に対して半分の強度を与えるということに相当する。 その他の場合として、選択された絵素部において、１／４の強度、あるいは６ ４／２５６のレベルで発光させようとしたとき、サブフィールド７において、選 択的書き込みパルスが絵素部に印加され、その他のサブフィールドではアドレス パルスが印加されない。すると、サブフィールド１、２、３、４、５、６および ８では、書き込みがなく、各々の保持期間において発光しない。しかし、サブフ ィールド７においては、選択的書き込みによって選択された絵素部がオン状態と なり、サブフィールドのその保持期間において発光する（この場合、６４保持サ イクルは１／４の強度に相当する）。最大強度の場合は、選択的アドレスパルス が８つすべてのサブフィールドにおいて印加され、絵素部は８つのサブフィール ドの期間中において発光し、これはフレーム当たりの最大強度に相当する。 ヨシカワらの処理手順を用いれば、表示プロセッサの動作により２５６の異な る強度を実現することができ、その表示プロセッサは各半点灯絵素部に対する８ ビットデータワードを提供し、そのデータワードが所望する階調レベルに相当す る。所定フレームにおける８つのサブフィールドに関する８つのアドレス期間に おける各選択的書き込みパルスを制御するために、データワードの各ビットを転 送することにより、８ビットデータワードが保持サイクル数を制御し、その間選 択された絵素部は、そのフレームに関して発光する。従って、１フレームに対す る保持サイクルの数として、０以上２５５以下の範囲のどんな整数も利用可能で ある。 図１で示されたプラズマパネル構造に蓄積されたデータを変更するために、ヨ シカワらによると、アドレス期間において（図３参照）、選択された絵素部に書 き込みパルスを印加する。選択的書き込みパルスは、連続的に走査された負極推 移パルスからなり、これは保持電極２６／２８のうちの（行アドレス電極として 動作する）一方に印加されるが、これと共に、列アドレス電極１４は正極推移す るアドレスパルスを印加することによって、選択的アドレスデータが絵素部に印 加される。所定サブフィールドでの所定アドレス期間において、パネル上のすべ ての絵素部は書き込みパルスによる書き込みポテンシャル電圧を有している。こ のアドレス期間において、パネル上の絵素部の各行は、通常のラスタースキャン 技術を用いて、負極推移パルスによって１つずつ連続的に走査される。前述の通 り、負極推移パルスはアドレス保持ラインとして指定された保持電極２６／２８ のいずれかに印加される。アドレス保持ラインでないラインには、この負極推移 アドレスパルスは印加されない。 所定のサブフィールドの保持期間において、所定の絵素部が発光するようオン 状態に置かれた場合、アドレス期間が連続的に走査されている間において、アド レス保持電極に負極パルスが印加されている時に、交差する列アドレス電極１４ に正極パルスが印加される。所定のサブフィールド保持期間において、所定の絵 素部が発光しないようオフ状態に置かれた場合、アドレス期間が連続的に走査さ れている間において、アドレス保持電極に負極パルスが印加されている時に、正 極パルスが裏側基板の交差するアドレス電極１４に印加されることはない。こう して、パネル上の絵素部すべての状態および知覚される強度は、裏側基板の列ア ドレス電極１４に印加される正極椎移パルスがあるかないかによって制御される 。 隔壁電荷状態が変化するという前述の問題を解消するために、ヨシカワらによ れば、アドレス期間の初期部分を利用する。アドレス期間の初期部分を、「セッ トアップ」期間と名付け、ここでは、パネルの適切な連続的動作を実現するため に、ある特定の動作が実行される。選択的アドレス期間とその後の保持期間にお ける放電動作を信頼性高く開始できるよう、セットアップ期間において絵素部を 放電準備することが必要となる。当初は最も低い強度を有していたか、あるいは オフ状態にあったような、あまり頻繁に放電しない絵素部にとって、放電準備す ることはとりわけ重要なことである。所定サブフィールド動作に関するすべての 絵素部における隔壁電圧を適切なレベルに固定するよう、セットアップ期間によ って信頼性高く実現されなければならない。各サブフィールドのアドレス期間に おいて、選択的書き込み動作の必要性から、隔壁電圧の固定レベルが決定される 。 所定サブフィールドに対する隔壁電圧の固定レベルが、前回のサブフィールド動 作で残留した隔壁電圧のレベルに依存しないということが、極めて重要なことで ある。このようなケースの場合、隔壁電荷状態が変化するということは、隔壁電 圧レベルが前回のサブフィールドの状態に依存するということにつながる。これ は、選択的書き込み動作の間におけるアドレス動作の全体的誤動作の原因となる 。 好適な隔壁電圧状態を得るために、ヨシカワらは２つの消去動作の間に、バル ク書き込み動作を配置する。バルク書き込み動作は、全体パネル上の各半点灯絵 素で放電させて、隔壁電圧を既知の状態にする高電圧パルスを印加することによ って実現される。バルク書き込み動作はまた、すべての半点灯絵素に対して放電 準備する。残念ながら、そのような高電圧パルスによって、セットアップ期間中 に極めて大量の放電光が発生するという好ましくない特性が生じる。放電光によ り、パネルの暗室コントラスト比が著しく低減するという効果が生じる。 暗室コントラスト比は、最大強度状態における絵素部の輝度に対するオフ状態 における絵素部の輝度の比によって決定される。最大強度輝度はパネル設計上の 特性と保持周波数によって決定される。最大強度輝度はセットアップ期間の特性 によって決定されるわけではない。しかしオフ状態の輝度はセットアップ期間中 のパネル動作によってほとんど決定される。これは、オフ絵素部は、定義上、ア ドレス期間において選択的書き込み動作を持たず、保持期間においては保持放電 されないという事実によるものである。オフ絵素部で生じる放電は、放電準備お よびセットアップ期間において発生するセットアップ放電である。前に指摘した 通り、バルク消去／バルク書き込み／バルク消去の動作電圧を印加することによ り、かなりの発光量が生じ、パネルのコントラスト比を悪くする。 ヨシカワらの教示にもかかわらず、バルク消去／バルク書き込み／バルク消去 のセットアップ動作によって、標準化された隔壁状態が実現されるものではない ということが確認されてきた。 従って、本発明の目的は、ＡＣプラズマパネルにおける標準化された隔壁電荷 状態を実現する改善された方法および装置を提供することにある。 さらに、本発明の目的は、改善されたコントラストを有するフルカラーＡＣプ ラズマパネルを提供することにある。 さらに加えて本発明の目的は、低電圧駆動回路を採用して、標準化された隔壁 電荷状態および改善されたコントラストを実現しながら、改善されたフルカラー ＡＣプラズマパネルを提供することにある。 本発明の要約 本発明を具現化するプラズマパネルは、複数の行電極に連続的に行信号を印加 する回路を有している。各行信号は、セットアップ期間、アドレス期間および保 持期間を有している。セットアップ期間における行信号は、右上がり傾斜電圧と 右下がり傾斜電圧を有し、両傾斜電圧によって、関連する行電極に沿って各絵素 部が放電する。両傾斜電圧は勾配を設定しており、各絵素部に流れる電流がガス の放電特性に関して正の抵抗領域に維持されることを保証し、よって放電ガスの 両端にかかる電圧を比較的に一定にし、隔壁電圧状態を予見することができる。 セットアップ期間はこうして、各行電極に沿って各絵素部における標準化された 隔壁ポテンシャル電圧を形成する。アドレス回路は、アドレス期間において、複 数の列電極にデータパルスを印加し、行信号と同期させながら、データパルスに 対応する絵素部での選択的放電を可能とする。 図面の簡単な説明 図１は、先行技術にあるフルカラーＡＣプラズマパネルディスプレイ構造の斜 視図である。 図２は、可変的な中間階調レベルを実現するために、８つのサブフレームを用 いたＡＣプラズマパネルを駆動するための先行技術による方法に関する説明図で ある。 図３は、図２で図解された１つのサブフィールドにおいて採用された波形状を 図解する波形図である。 図４は、先行技術において、さまざまな入力隔壁電圧状態に対する、保持波形 状の分析に対応した隔壁電圧出力値のプロット図である。 図５は、無限の短い上昇時間を有する保持パルスに対応した隔壁電圧出力値の プロット図である。 図６は、有限の上昇時間を有する保持パルスに対応した隔壁電圧出力値のプロ ット図である。 図７は、保持パルスの上昇勾配が変化する場合に対応した隔壁電圧出力値のプ ロット図である。 図８は、異なる隔壁電圧入力状態に対して、傾斜が緩やかな保持パルスに対応 した隔壁電圧出力値のプロット図である。 図９ａは、異なる隔壁電圧入力状態に対して、傾斜が急な保持パルスに対応し た隔壁電圧出力値のプロット図である。 図９ｂは、所定の隔壁電圧入力状態に対して、傾斜が緩やかな保持パルスに対 応した隔壁電圧出力値のプロット図であり、放電中はガス間の電圧降下が一定で あることを示している。 図１０は、本発明を具現化したプラズマパネルシステムの回路図である。 図１１は、図１０のシステム動作を理解する上で有用な一連の波形図である。 図１２は、図１１のセットアップ波形図を利用して得られた隔壁電圧状態を図解 するものである。 発明の詳細な説明 ヨシカワらのバルク消去／バルク書き込み／バルク消去の手法によって、標準 化された隔壁電圧状態が実現され得ない理由を理解するために、プラズマパネル 絵素に関する電気的特性を特徴付けるのに用いられる隔壁電圧の入力−出力電圧 曲線を理解することが有用である。発明者（すなわちＬ．Ｆ．ウィーバー）その 他は、「ＡＣプラズマディスプレイの量的な隔壁電圧特性」を、１９８６年８月 出版のＩＥＥＥ電気装置学会会報３３巻８号１１５９ないし１１６８頁に論文発 表し、そこで隔壁電圧入力−出力（ＷＶＩＯ）曲線を示し、プラズマパネルの動 作を理解する上での有用性を記述した。 ＷＶＩＯ曲線は、ＡＣプラズマパネルの所定の絵素部が、任意の形状とタイミ ングを有する所定の印加保持パルスに対して、どのように反応するかを説明する ものである。図４は、ＷＶＩＯ曲線の一対の典型例を示したものである。ＷＶＩ Ｏ曲線の水平軸は、保持パルスが印加される前の入力隔壁電圧に相当する。ＷＶ ＩＯ曲線の垂直軸は、保持パルスが印加されて放電した（あるいは、放電されな かった）後の出力隔壁電圧に相当する。図４の左側は、単純な矩形波によるテス ト保持波形およびその結果生じる隔壁電圧反応を示している。 所定の絵素部は、印加保持パルスの異なる形状とタイミングによって、異なる ＷＶＩＯ曲線を有し得る。カラーＡＣプラズマディスプレイのＷＶＩＯ曲線は、 白黒ＡＣプラズマディスプレイよりも劇的に変化することが確認されている。よ って、図４で示された結果をもって、カラーＡＣプラズマディスプレイの動作を 予想するために用いることはできない。カラーＡＣプラズマディスプレイにおけ るカラー絵素部の隔壁電圧は、白黒絵素部の隔壁電圧よりもはるかに制御が困難 である。 図４の右半分のＷＶＩＯ曲線が傾斜している領域は（０ボルト、ポイント１お よび２を結ぶ「一」直線３７の勾配で下降し）、入力隔壁電圧と出力隔壁電圧が 等しくなる領域に相当し、これは保持パルスを印加しても放電が発生しないこと を意味している。入力隔壁電圧Ｖｗ(in)が負極で十分に強くなると、この時点で 、 イオン化ガスの両端にかかる電圧は十分大きくなり、ガス放電が始まり、出力隔 壁電圧Ｖｗ(out)は、図４のポイント３、４および５で明示したように、上向く ように推移する。負の入力電圧が十分に大きい時点で、放電は極めて強くなり、 ガスにかかる電圧がほとんどゼロとなるまで低下し、入力電圧値に関係なく、出 力電圧はゼロ近くの一定レベルに行きつく。この様子は、図４のＷＶＩＯ曲線に おけるポイント６に対応する。 図５では、図１で示されたような一般のカラープラズマディスプレイの絵素部 に対して測定された、一般的なＷＶＩＯ曲線を示している。図４と５を比較する ことは教訓的である。カラー絵素部が、放電されない場合の白黒絵素部と同じ初 期勾配および特性を示している。しかし、入力隔壁電圧が放電の発生するレベル に近づくと、隔壁電圧は極めて強い放電を伴って劇的に変化し、ガスの両端にか かる電圧が急にゼロとなる。入力隔壁電圧がこの放電隔壁電圧の閾値よりもさら に小さくなったことで、放電開始後はガスにかかる電圧がゼロとなり、その他す べてのより小さい入力隔壁電圧に対してゼロ近傍の出力電圧が生じる。 図４におけるポイント３ないし６の間の領域が実質的に曲線的であるのに対し て、図５の同一領域における同一曲線は極めて鋭く鉛直的に立ち上がっているこ とに留意されたい。カラー絵素部のこの極めて鋭い放電閾値および早い放電特性 のために、カラー絵素は制御し難いものとなっている。 図４および５で図解されている印加保持波形が有する上昇時間はごく僅かなも のではあるが、実際上、波形の上昇時間を無限に短くすることはできない。実際 のシステムに一般的に適用される実際の上昇時間は、数百ナノ秒である。適切な 動作状態にあれば、印加保持パルスの有限の上昇時間は、ＷＶＩＯ曲線の特性を それほど大きく変えるものではない。印加保持波形の上昇部分において、放電の 大部分が発生しない限り、特性に影響を与えないということは正しいと確認され てきた。もし放電の大部分が保持波形の上昇中に発生したならば、一般的に放電 の強度はより弱く、出力隔壁電圧は、保持電圧が十分なレベルに上昇しきった後 に放電が起こったであろうときの出力レベルにまでは達しない。 前述の通り、理想的なセットアップ期間によれば、セットアップ期間の波形の 前に発生し得るすべての可能な入力隔壁電圧に対して、同一の出力隔壁電圧が確 立される。出力隔壁電圧がＶｗ(out)が入力隔壁電圧Ｖｗ(in)の広い範囲に対し て、すなわち−２９０ないし−５００ボルトの範囲で、定数０Ｖのままであるの で、図５の波形図の左半分領域における広い水平領域は、セットアップ期間の条 件として理想的に適合するように見える。しかしこの特性は、保持波形の上昇時 間が無限に短い理想的な場合に限って生じるのである。 図６は、より現実的な有限の上昇時間を有する保持波形に対するカラー絵素Ｗ ＶＩＯ曲線を示すものである。入力電圧が減少するにつれて、あるレベルで、突 然に放電が始まり、ガスの両端の電圧は、ゼロになるまで小さくなる。しかし、 放電が保持波形の勾配上で発生した場合、出力隔壁電圧は図６の四角で示したよ うにゼロレベルとならず、点線で示した負の勾配プロット４０で示されているよ うに、むしろより低いレベルとなる。プロット４０は、出力隔壁電圧が入力隔壁 電圧状態の範囲に亙って相当に変化するということを示唆している。 図６のＷＶＩＯ曲線が水平状態である領域は、ほんの少ししかない（すなわち 、Ｖｗ(in)が−２９０ないし−３２５ボルトの範囲）。そのような領域の正確な 位置は、当然に絵素部毎によって変化し、従ってディスプレイパネルを信頼性高 く動作させるには利用できないものである。 印加される保持波形が非常に緩やかな上昇端あるいは非常に緩やかな下降端を 有していれば、広い水平領域で制御可能なＷＶＩＯ特性が得られることが確認さ れており、このとき出力隔壁電圧は入力隔壁電圧の広範囲に亙って比較的に一定 である。 図７は、カラー絵素部のＷＶＩＯのプロット図であり、印加される保持波形が さまざまな勾配値を有する場合の出力隔壁電圧状態の動向を図解する。５つの異 なる上昇時間（ラベルａ、ｂ、ｃ、ｄおよびｅ）が、図７で示されている。上昇 時間ａ、ｂおよびｃ（各々５００Ｖ／マイクロ秒、２０Ｖ／マイクロ秒および１ ０Ｖ／マイクロ秒である）に対して鋭い閾値特性を有するが、これは標準化され た隔壁電荷状態の形成に適合しないものである。しかし、保持波形の上昇時間が 緩やかなものであるとき（すなわち、１０Ｖ／マイクロ秒以下のとき）、入力隔 壁電圧が何であれ、ＷＶＩＯ曲線に出力隔壁電圧が殆ど変化しない領域が生じる 。上昇時間ｄおよびｅ（各々５Ｖ／マイクロ秒、および２．５Ｖ／マイクロ秒） に対するＷＶＩＯ曲線が見かけ上、同一のものとなることに留意されたい。 上昇時間がある限界を超えると、遅い上昇時間によってＷＶＩＯ特性にはあま り実質的な差がないということが、これまで確認されてきた。より遅い上昇時間 により、遅い波形は多くの時間を必要とするが、全く一定レベルの隔壁電圧が得 られる。極めて広範囲の負のＶｗ(in)値に対して、Ｖｗ(out)値が水平領域を示 し、そこではＶｗ(out)の変化が、殆どまたは全くないということに関しても、 留意されたい。 図８は、さまざまな入力隔壁電圧に関する複数のプロット図であり、出力隔壁 電圧が印加保持電圧に対してどのように反応するかを図解するものである。所定 の上昇時間を有する保持電圧（例えば、図７の曲線ｄおよびｅで示されたように ）に対して、多くの異なる入力隔壁電圧により同一の出力隔壁電圧が生じる。 これは、保持電圧波形がゆっくりと上昇するにつれて、閾値電圧に達したことを 示すものであり、このとき隔壁電圧はゆっくりと上昇して、弱い放電が始まって いる。この放電は極めて緩やかなもので、保持電圧の上昇する速度に完全に依存 して制御されるものである。保持電圧がさらにゆっくりと上昇した場合は、放電 電流をより低いレベルで調整し、保持電圧と同程度のより遅い速度で隔壁電圧が 上昇するようにする。隔壁電圧と保持電圧が同じ速度で上昇するので、保持電圧 と隔壁電圧の間に固定的差が生じ、その差は放電中のガスの両端にかかる電圧で ある。図８で示された緩やかな勾配に対して、ガスの両端にかかる電圧が、保持 電圧が上昇しなくなるまで、一定のままである。放電電流レベルが極めて低いレ ベルにあるので、保持電圧が上昇しなくなるのと殆ど同時に、隔壁電圧の上昇が 止まる。負の入力電圧がより強くなることによって、勾配のより早い段階で放電 が始まるが、最終的な固定出力電圧レベルを変えるものではないということを意 味すると理解されたい。 図８を解析すると、緩やかな勾配を有する保持電圧によって、放電ガスに流れ る電流が比較的一定レベルに維持されるということを示している。これはさらに 、 緩やかな勾配を有する保持電圧が、放電を正の抵抗領域に維持するということも 示している。電圧上昇の勾配が急激なものであった場合、ガス放電中に流れる電 流は導通特性を示し、負の抵抗領域が生じ、このとき極めて急激な「なだれ」電 流が発生する。 図８のような振る舞いは、印加保持波形が十分遅い場合にのみ発生することが 確認されている。図９(a)で示されたように、上昇時間が短すぎる場合、入力隔 壁電圧４２は急激に上昇する。このときガスの両端にかかる電圧に崩壊が生じる （入力隔壁電圧曲線４２および保持電圧波形４６の間の交点４４で図解されてい る）。崩壊の時点で、隔壁電圧はそれ以上に上昇することはない。対照的に、図 ９(b)で示されたように、保持波形４８が緩やかな上昇勾配特性を有している場 合、ガスの両端にかかる電圧（Ｖｇ）、これは隔壁電圧特性５０および保持電圧 特性４８の差であるが、実質的に一定のままである。保持動作の完了時点で、最 終的なガス電圧Ｖｇ(f)がさらに維持され、よってガスの放電特性に関する正の 抵抗領域において、放電が行われたということを示唆している。 図９(a)に立ち戻ると、破線で示された隔壁電圧波形５４は、負の抵抗領域に おいて放電することが許される場合に発生する隔壁電圧出力が、大きく変化する ということを図解している。 図１０を参照すると、プラズマパネル１０を動作させるシステムに関するブロ ック図であり、セットアップ期間において緩やかな勾配を有する保持ポテンシャ ル電圧を用いている。図１１の波形図は、図１０の動作中に用いられた波形を説 明するものである。制御部５０は、複数のＸａアドレスドライバ５２を制御する 出力信号を供給し、このアドレスドライバが選択的アドレスポテンシャル電圧を 列電極１４に供給する。制御部５０はさらに、Ｙｓａ保持モジュール５４および Ｙｓｂ保持モジュール５６に制御出力信号を供給する。Ｙｓａ保持モジユール５ ４は、図１１のセットアップ期間および保持期間において必要な波形を供給する ために用いられる。Ｙｓｂ保持モジュール５６は、電圧出力を保持ライン２６に 共通に供給し、Ｙｓａ保持モジュール５４は、Ｙアドレスドライバ５７を介して 保持ライン２８に同様に出力信号を供給する。制御部５０は、図１１で示された アドレス期間において、走査ライン５９を介して、Ｙアドレスドライバにより後 続のライン２８に対して連続的にアドレスポテンシャル電圧を供給する。 Ｙｓａ保持モジュール５４の主な機能は、セットアップ期間において絵素部の 放電を制御できるように、上昇時間と下降時間が十分遅い保持波形を印加するこ とにある。これにより、各絵素部において標準化された隔壁電圧を実現すること ができ、その隔壁電圧は過去に存在したものとは実質的に無関係である。緩やか な勾配を有する保持波形はまた、アドレスされた絵素部でのアドレス放電を信頼 性高く動作させるために十分な準備放電を提供するものである。この動作はすべ て、放電発光が最も少ない手法で行われる。 最初に制御部５０は、Ｙｓｂ保持モジュールに消去パルス７０（図１１参照） を発生させ、この消去パルスはすべての保持ライン２６に印加されて、オン状態 にある絵素部を消去する。この初期消去動作は、クリシマーニャらによって米国 特許第４，６１１，２０３号において以前から教示されていた。消去パルス７０ に関し、傾斜する先導端をはっきりと示しているが、その端での勾配は重要なも のではない。クリシマーニャの参考文献には、消去パルスの先導端の傾斜と絵素 部におけるガス放電の正の抵抗領域との関係については、何ら教示するものはな い。 初期消去動作の後に、制御部５０はＹｓａ保持モジュール５４内部にある上昇 時間制御回路５８を動作させ、このモジュールは、緩やかに上昇する傾斜したポ テンシャル電圧７２を、順にすべての保持ライン２８に供給する（図１１参照） 。さらに図１２で示されたように、緩やかに上昇する保持パルス７２によって、 保持ライン２８に沿って各絵素部で、やがて放電し始めるが、保持電圧の傾斜７ ２の遅い上昇時間のために、放電ガスを流れる電流量が、ガス放電特性の正の抵 抗領域に維持され、よってガスの両端にかかる電圧の電圧降下を実質的に一定に 維持することができる。 傾斜する上昇波形７２の終わりの部分において、制御部５０は下降時間制御回 路６０を動作させ、緩やかに減少して傾斜する電圧７４を形成し、これがすべて の保持ライン２８に印加される。その結果、保持ライン２８に関連する絵素部に 沿って放電がさらに制御され、よってすべての保持ラインに沿った各絵素部にお いて、標準化された隔壁ポテンシャル電圧を確立することができる。 セットアップ期間の途中で、制御部５０はＹｓｂ保持モジュール５６を動作さ せ、すべての保持ライン２６に高揚したポテンシャル電圧を印加する。保持ライ ン２８が前述の通り走査されている間、後続のアドレスパルス期間において、ア ドレスデータパルスがＸａアドレスドライバを介して、選択された列アドレスラ イン１４に印加される。この動作によって、印加データパルスに従い列に沿って 、絵素部における隔壁電荷状態を選択的に設定することができる。 その後、次の保持期間において、最初により長い保持パルス８０Ｙｓａ保持部 ５４によって保持ライン２８に印加される。保持パルス８０によって、余分に長 く放電し、徐々に放電する絵素部を完全に放電させるべく、十分な余分の時間を かけることにより、準備放電の問題を解消するものである。この後に、より短い 期間を有する保持パルス８２が、ヨシカワらによって教示された所望の階調を得 るため手法で、ＹｓａおよびＹｓｂ保持ラインに印加される。 図１１で示された波形によれば、アドレス期間で用いられ、アドレスドライバ ５７およびＸａアドレスドライバ５２によって供給されるアドレスパルスおよび 走査パルスの電圧の大きさを低くすることができる。より低い電圧のアドレスド ライバは、より高い電圧ドライバよりも一般にコストを低く抑えることができる ので、この特性は好ましいものである。 図５で示したガス放電特性は極めて鋭い閾値を有しているので、比較的に振幅 が小さいアドレスパルスを用いてガスをこの閾値以上に押し上げることができ、 よって出力隔壁電圧に大きな変化をもたらし、この変化により絵素部をオン状態 とするように用いることができる。残念ながら、パネル上の放電の閾値特性は、 絵素毎により変化し、よってパネル上のすべての絵素に印加すべき一連のアドレ スパルスを用いるために、一般的にアドレスパルスの最小の振幅よりも大きいも のが、高信頼性アドレスに際して必要となってくる。セットアップ期間の終わり の時点で、半点灯絵素部の各々に対する隔壁電圧を設定することが望ましく、そ うすると、各放電部は個々に放電閾値電圧よりも少しだけ小さい隔壁電圧を有す る。こうして、最低振幅のＸａアドレスパルスを用いてすべての半点灯絵素部を 閾値以上に押し上げて、半点灯絵素部に書き込んでオン状態とすることができる 。 図１１で示されたセットアップ期間における波形は、この好適な特性の一例を 実現するものである。図９(b)は、保持電圧の傾斜４８が完了した後に、隔壁電 圧５０がガスの両端にかかる最終的な固定的な電圧Ｖｇ(f)のレベルにあること を示している。この電圧Ｖｇ(f)は放電閾値よりほんの少しだけ小さい。図１２ は、下降傾斜７４が同様にＶｇ(f)を放電閾値より少しだけ小さく設定する。こ のＶｇ(f)は、半点灯絵素部毎に設定される。その理由は、所定の半点灯絵素部 に対するＶｇ(f)は、下降傾斜７４における個々の放電特性により決定され、そ こでは各半点灯絵素部は閾値よりも少しだけ高いレベルで、かつ放電の正の抵抗 領域において動作されるためである。 図１１の波形により、個々の半点灯絵素部に特有のＶｇ(f)値を供給すること になり、これは各半点灯絵素部に対して放電閾値より少しだけ小さいものである 。このようにして、最小の振幅のＸａアドレスパルスがアドレス期間において用 いられ、信頼性高くすべての絵素に書き込みオン状態とすることができる。 図１１はさらに、Ｙｓｂ保持パルスが上昇傾斜７２と下降傾斜７４の間の高い レベルまで上昇したことを示している。Ｙｓｂ電圧は、アドレス期間において、 この高いレベルを維持する。アドレス期間中、このＹｓｂ電圧がこの高いレベル で維持されるのは、通常の最大振幅の保持電圧をＹｓａおよびＹｓｂ電極間に印 加するためである。アドレス書き込み動作における放電により、ガスの両端の電 圧がゼロ近傍レベルまで低下させる傾向があり、これにより、Ｙｓｂ保持部がハ イレベル状態にあったとき、隔壁電圧はオン状態である隔壁電圧とほぼ同じレベ ルとなる。Ｙｓｂは下降傾斜７４において高い状態のまま維持される。それは書 き込み放電中に用いられる全く同一のレベルでＹｓｂ電圧レベルが特有のＶｇ(f )に供給するためである。こうして、ガスの両端にかかる重要な電圧Ｖｇ(f)はセ ットアップ期間中に閾値より少し低く設定されるが、アドレス期間中もそのまま 維持されることになる。 前述の動作方法によれば、数多くの望ましい特性を享受できる。最初に、放電 が遅いという特性により、隔壁電圧を標準化するのに必要な放電動作を最小限に 抑えることができ、かつ、その後の選択的アドレス動作に要する十分な準備放電 が実現される。こうすると、遅い放電により生ずる光は暗く、同様にオフ状態に ある絵素の背景光も低くなるので、暗室コントラスト比を高くすることができる 。本発明によって、２００対１よりも高い暗室コントラスト比が実現された。比 較のために、ヨシカワらにより記述された技術によれば、セットアップ期間中の 速い上昇時間を有する電圧パルスと共に極めて強い放電が発生するため、一般に 得られる暗室コントラスト比は６０対１である。 さらに好都合なのは、図１１で示されたセットアップ波形は、自動的に最終的 な隔壁電圧を調整して、所定の絵素が放電せず維持できるガス両端の最終的な最 大電圧値近くの値に隔壁電圧を標準化することである。さまざまなレベルの入力 隔壁電圧が、標準化された隔壁電圧に対してカバーされ、実質的に隔壁電圧の入 力状態に依存しないという点についても留意されたい。 これまでの記述は、本発明を単に説明するだけのものであるということを理解 すべきである。当業者によれば、本発明から逸脱することなく、さまざまな置換 や変更が、工夫し得る。従って、本発明は、添付のクレーム範囲内に含まれると ころの、すべての置換物、変更物そして変形物を包含するよう意図されている。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ， ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，Ｌ Ｕ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ， ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＫＥ，ＬＳ，ＭＷ，ＳＤ，Ｓ Ｚ，ＵＧ)，ＵＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ)，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＺ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＥ，ＨＵ，Ｉ Ｌ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＫ ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ， ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，Ｒ Ｕ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＺ，ＶＮ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．複数の絵素部を有し、各絵素部は、放電ガスを含み、行および列に配置され 、直交方向で交差する第一電極と第二電極を有するＡＣプラズマパネルであって 、さらに以下のものから構成される： 複数の上記電極に駆動信号を印加する回路手段，各駆動信号は少なくとも一つ の傾斜を有する電圧を含み、この傾斜電圧により、関連電極に沿って各絵素部に おけるガス放電が発生し、そして電圧勾配を設定し、この電圧勾配は各絵素部に 流れる電流が上記放電ガスの放電特性に関して正の抵抗領域に維持されることを 実現し、よって各上記電極に沿った各絵素部における標準化された隔壁電圧を生 成する； アドレス期間において複数の上記電極にデータパルスを印加するアドレス手段 ，上記データパルスに対応する上記絵素部において選択的放電を可能とする。 ２．上記駆動信号がセットアップ期間、アドレス期間および保持期間において印 加され、上記各駆動信号は上記セットアップ期間において、複数の上記第一電極 に少なくとも１つの上記傾斜電圧を印加する、請求項１に記載されたＡＣプラズ マパネル。 ３．上記駆動信号が右上がり傾斜電圧と右下がり傾斜電圧とを含み、両傾斜電圧 により、関連電極に沿った各絵素部における放電が発生し、そして電圧勾配を設 定し、この電圧勾配は、各絵素部に流れる電流が上記放電ガスの放電特性に関し て正の抵抗領域に維持されることを実現するようにした、請求項２に記載された ＡＣプラズマパネル。 ４．上記第二電極の各々が蛍光材料によって覆われ、すくなくとも３色の蛍光材 料が第二電極の上を被覆するようにした、請求項３に記載されたＡＣプラズマパ ネル。 ５．上記第一電極に隣接する第三の電極があり、傾斜電圧を印加する前に、上記 回路手段は上記第三電極に、オン状態にある絵素部をオフ状態に回帰させる消去 パルスを印加するようにした、請求項４に記載されたＡＣプラズマパネル。 ６．上記回路手段は、上記アドレス期間に引き続いて保持パルスを印加し、この 保持パルスにより、上記データパルスによってオン状態となった絵素部において 放電が継続し、上記保持パルスの第一パルスが後続保持パルスよりも長い期間を 有し、よって信頼性の高い第一保持動作が実現するようにした、請求項５に記載 されたＡＣプラズマパネル。 ７．上記右上がり傾斜電圧と上記右下がり傾斜電圧の両方の電圧変化率が１０Ｖ ／マイクロ秒以下であるようにした、請求項３に記載されたＡＣプラズマパネル 。 ８．直交方向で交差する第一電極と第二電極の間に放電ガスを含む絵素部を有す るプラズマパネルに関して、絵素の行を各走査開始時点で標準化された隔壁ポテ ンシャル電圧を構成し、高コントラスト比を実現するプラズマパネルの動作方法 であって、以下のステップから構成される： ａ）少なくともセットアップ期間において複数の上記電極に駆動信号を印加する ステップ，各駆動信号は上記セットアップ期間において印加し、少なくとも一つ の傾斜を有する電圧により関連電極に沿って各絵素部におけるガス放電が発生し 、かつ印加電圧の勾配が設定され、この電圧勾配は各上記電極に沿った各絵素部 における標準化された隔壁電圧を形成する； ｂ）上記電極の複数にデータパルスを印加するステップ，上記データパルスに対 応する上記絵素部において選択的放電を可能とする。 ９．印加ステップａ）において、右上がり傾斜電圧と右下がり傾斜電圧の両方を 印加し、両傾斜電圧により、関連電極に沿った各絵素部における放電が発生し、 そして印加電圧の勾配を設定し、この電圧勾配により、各上記関連電極に沿った 各絵素部における標準化された隔壁電圧を形成するようにした、請求項８に記載 されたＡＣプラズマパネルの動作方法。 １０．請求項９に記載されたＡＣプラズマパネルは、さらに以下のステップから 構成される： 上記右上がり傾斜電圧または上記右下がり傾斜電圧を印加する前に、最初に消 去パルスを上記第一電極に沿って配列したすべての絵素部に印加するステップ。 １１．請求項９に記載されたＡＣプラズマパネルは、さらに以下のステップから 構成される： ｃ）上記データパルスが印加された絵素部のラインに保持パルスを印加するステ ップ，上記保持パルスの第一パルスが後続保持パルスよりも長い期間を有し、よ って選択された絵素部における高信頼性の放電動作を実現する。 １２．上記右上がり傾斜電圧と上記右下がり傾斜電圧の上昇および下降時間が、 各々十分に緩やかで、上記放電ガスが正の抵抗領域で動作するよう実現し、よっ て放電動作で得られる発光量を低いレベルに維持するようにした、請求項９に記 載されたＡＣプラズマパネルの動作方法。