JP2009253313A - プラズマディスプレイ装置 - Google Patents

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充弘 村田
Kaname Mizogami
要 溝上
Shunichi Wakabayashi
俊一 若林
Shinichiro Hashimoto
伸一郎 橋本
Keiji Akamatsu
慶治 赤松
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Abstract

【課題】高精細ＰＤＰにおいて、初期化期間における強放電発生および隣接セル間の放電干渉により、書込み動作不良が発生し、正常に画像表示を行えないという課題を有していた。
【解決手段】金属酸化物からなる複数の結晶粒子が凝集した凝集粒子群を保護層１８周辺部に複数配置し、初期化期間において、第２の電極に第１電圧から第２電圧まで緩やかに上昇する電圧を印加する初期化期間前半部と、第３電圧から第４電圧まで緩やかに下降する電圧を印加する初期化期間後半部を有する駆動方式により、画像表示を行う。
【選択図】図９

Description

本発明はコンピュータやテレビなどの画像表示に用いるプラズマディスプレイ装置に関するものである。
近年、コンピュータやテレビなどの画像表示に用いられているプラズマディスプレイパネル（以下、ＰＤＰと表記）は、大型で薄型軽量化を実現するだけでなく、より高画質を実現するために高精細化への要望が高まっている。
従来のＰＤＰは、図１に示す構成が一般的である。図１において、ＰＤＰは前面パネルＰＡ１と背面パネルＰＡ２から構成されている。
前面パネルＰＡ１は、前面ガラス基板１１上にストライプ状に配設された第２の電極である走査電極１９ａ、第１の電極である維持電極１９ｂ、ブラックストライプ（遮光層）７と、走査電極１９ａ、維持電極１９ｂ、ブラックストライプ７を覆うように形成された第１の誘電体ガラス層１７ａ、第１の誘電体ガラス層１７ａ上に形成された第２の誘電体ガラス層１７ｂからなる誘電体ガラス層１７、さらに誘電体ガラス層１７上に形成された誘電体保護膜層１８の積層から構成されている。走査電極１９ａおよび維持電極１９ｂは透明電極１９ａ１、透明電極１９ｂ１および金属電極１９ａ２、金属電極１９ｂ２から構成されている。
背面パネルＰＡ２は、背面ガラス基板１２上にストライプ状に配設された第３の電極であるアドレス電極１４と、アドレス電極１４を覆うように形成された電極保護層１３と、アドレス電極１４を囲むように電極保護層１３上に箱状に形成された隔壁１５とから構成されている。隔壁１５の内壁には蛍光体層１６が塗布されている。蛍光体層は通常カラー表示のため、赤、緑、青の三色の蛍光体が順に配置されている。
前面パネルＰＡ１と背面パネルＰＡ２とが張り合わせられ、隔壁１５により区切られた放電部２０には放電ガスが封入されている。たとえば、放電部２０にはヘリウム、ネオン、アルゴン、クリプトン、キセノンなどからなる混合ガスが通常６７ｋＰａ程度の圧力で封入されている。
次に、ＰＤＰの電極配置およびＰＤＰを表示駆動するための駆動回路を備えるプラズマディスプレイ装置について説明する。図２は、ＰＤＰの電極配置を示す。また図３はプラズマディスプレイ装置の駆動回路の構成を示したブロック図である。このプラズマディスプレイ装置は、パネル１、走査電極駆動回路２１、維持電極駆動回路２２、アドレス電極駆動回路２３、タイミング発生回路２４、Ａ／Ｄ（アナログ／ディジタル）変換器２５、走査線数変換部２６、サブフィールド変換部２７、ＡＰＬ（Ａｖｅｒａｇｅｄ Ｐｉｃｔｕｒｅ Ｌｅｖｅｌ（平均輝度レベル））検出部２８を備えている。
図３において、画像信号ＶＤはＡ／Ｄ変換器２５に入力される。また、水平同期信号Ｈおよび垂直同期信号Ｖはタイミング発生回路２４、Ａ／Ｄ変換器２５、走査線数変換部２６に入力される。Ａ／Ｄ変換器２５は、画像信号ＶＤをデジタル信号の画像データに変換し、その画像データを走査線数変換部２６およびＡＰＬ検出部２８に出力する。ＡＰＬ検出部２８は画像データの平均輝度レベルを検出する。検出した平均輝度レベルに基づいて、１テレビフィールドを構成する駆動波形を制御する。走査線数変換部２６は、画像データをパネル１の画素数に応じた画像データに変換し、サブフィールド変換部２７に出力する。サブフィールドについては、後述する。サブフィールドに分割された画像データをアドレス電極駆動回路２３に出力し、アドレス電極駆動回路２３は、サブフィールド毎にアドレス電極Ｄ１〜アドレス電極Ｄｍに対応する電圧をアドレス電極に印加する。
タイミング発生回路２４は、水平同期信号Ｈおよび垂直同期信号Ｖをもとにしてタイミング信号を発生し、走査電極駆動回路２１および維持電極駆動回路２２に出力する。走査電極駆動回路２１および維持電極駆動回路２２は、タイミング信号に基づいて走査電極ＳＣＮ１〜走査電極ＳＣＮｎおよび維持電極ＳＵＳ１〜維持電極ＳＵＳｎに駆動電圧を印加する。
次に、ＰＤＰで用いられている階調表現の方式について説明する。図４は、ＰＤＰで用いられている階調表現の方式を示す。テレビ映像表示する場合、ＮＴＳＣ方式における映像は１秒間６０フレームで構成されている。元来、ＰＤＰでは点灯あるいは非点灯の２階調しか階調表現できないため、１フレームの期間を複数のサブフィールド（以下、ＳＦと記載する）の期間に分割することによって赤、緑、青の各色の点灯時間を時分割し、その組み合わせによって中間色を表現する方式が用いられている。各ＳＦの放電維持期間に印加する維持パルス数の比を、例えば「１」、「２」、「４」、「８」、「１６」、「３２」、「６４」、「１２８」のように２進数モードで重み付けを行い、ＳＦ８ビットの組み合わせにより２５６階調を表現している。
この方式では放電部２０での気体放電を制御するために各ＳＦをさらに４つの期間に分割する。ひとつのＳＦにおけるプラズマディスプレイ装置を駆動させるために、走査電極ＳＣＮ、維持電極ＳＵＳおよびアドレス電極Ｄに印加する電圧波形を図５に示す。またこれら４つの期間について図１、図２および図５を用いて説明する。
初期化期間では、点灯させるセルを選択する書込み放電を行う書込み期間３２に先立って、書込み放電に所望の壁電荷を弱放電によって蓄積する。１テレビフィールド内の最初のＳＦでは、画像表示を行うすべてのセルに対して初期化放電を発生させる全セル初期化動作を行う全セル初期化期間３１を設ける。一方、その他のＳＦでは、全セル初期化動作あるいは前のＳＦにおいて維持放電を経験したセルに対してのみ初期化放電を発生させる選択初期化動作を行う選択初期化期間３４を設ける。書込み期間３２では、書込み放電によって点灯させるセルの選択を行う。維持期間３３では書込み期間３２で書込み放電を行ったセルのみ発光を維持させる維持動作を行う。
全セル初期化期間３１の前半の初期化動作では、すべての維持電極ＳＵＳ１〜維持電極ＳＵＳｎおよびアドレス電極Ｄ１〜アドレス電極Ｄｍを０Ｖに保持し、すべての走査電極ＳＣＮ１〜走査電極ＳＣＮｎには、それらと対になる維持電極ＳＵＳ１〜維持電極ＳＵＳｎおよび対向交差するアドレス電極Ｄ１〜アドレス電極Ｄｍとの間で放電が開始する閾値電圧Ｖｆｆ以上の電圧Ｖｈに向かって、緩やかに上昇するランプ電圧を印加し、放電部２０にて気体放電を起こさせる。ここでの放電は電離増倍が時間的に緩やかに進展する弱放電であり、弱放電により発生した電荷は、アドレス電極１４、走査電極１９ａ、維持電極１９ｂ周辺の放電部２０の内部および表面の電界を弱めるように放電部２０を囲む壁面に壁電荷として蓄積される。走査電極１９ａ付近の保護膜１８表面には負電荷が、維持電極１９ｂ付近の保護膜１８表面およびアドレス電極１４付近の蛍光体層１６表面には正電荷が壁電荷として蓄積される。
さらに、全セル初期化期間３１の後半の初期化動作では、すべての維持電極ＳＵＳ１〜維持電極ＳＵＳｎを正電圧Ｖｅに保持し、すべての走査電極ＳＣＮ１〜走査電極ＳＣＮｎには、それらと対になる維持電極ＳＵＳ１〜維持電極ＳＵＳｎおよび対向交差するアドレス電極Ｄ１〜アドレス電極Ｄｍとの間で放電が開始する閾値電圧Ｖｐｆ以下の電圧Ｖｂｔに向かって、緩やかに下降するランプ電圧を印加し、放電部２０にて気体放電を起こさせる。ここでの放電も電離増倍が時間的に緩やかに進展する弱放電である。この弱放電によって、走査電極１９ａ付近の保護膜１８表面に蓄積された負電荷および維持電極１９ｂ付近の保護膜１８表面に蓄積された正壁電荷が弱められる。
全セル初期化動作を終えて、すべての電極が接地された状態では、走査電極とアドレス電極１４および維持電極１９ｂ間に書込み放電によって点灯セルを選択するのに必要な所望の電位差（壁電位と呼ぶ）が、蓄積された壁電荷により生じる。なお、初期化動作とは書込み放電を制御するための所望の壁電荷を放電によって形成する動作である。
書込み期間３２では走査電極１９ａにアドレス電極１４および維持電極１９ｂよりも低い電圧を印加し、さらに点灯させるセルのアドレス電極１４にのみ、走査電極１９ａとアドレス電極１４との間に壁電位と同符号の電圧差が生じるように電圧を印加することによって、書込み放電を起こさせる。これにより蛍光体表面および維持電極１９ｂ付近の保護層表面には負電荷、走査電極１９ａ付近の保護層表面には正電荷が壁電荷として蓄積される。書込み期間が終了し、すべての電極が接地された状態では、壁電荷により走査電極１９ａと維持電極１９ｂ間に維持放電を起こすのに必要な所望の壁電位が生じる。
維持期間３３ではまず走査電極１９ａに維持電極１９ｂよりも高い電圧を印加し放電を起こさせる。その後、走査電極１９ａと維持電極１９ｂが交互に極性が入れ替わるように電圧を印加することにより断続的に発光を維持させる。
次に続く選択初期化期間３４では、前のＳＦの維持期間３３の最後に維持電極１９ｂに走査電極１９ａとの位相差時間幅の狭い矩形波形消去電圧を印加することにより、不完全な放電を発生させ壁電荷を一部消滅させ、次のＳＦの初期化動作に備える。このように従来のＰＤＰの駆動方法では、初期化期間、書込み期間、維持期間という一連のシーケンスによって画像表示を行っている。なお、全セル初期化期間は、１フィールドの最初のＳＦにおいてのみ実施されるわけでなく、他のＳＦにおいて行われることも可能である。
図１に示したＰＤＰでは、弱放電によって所望の壁電荷を蓄積するための全セル初期化期間３１において、初期に放電部２０に存在するイオンや電子（電離増倍のもととなる荷電粒子）の密度が低い場合や、荷電粒子の電荷を吸収しやすい蛍光体や隔壁が放電部２０を取り囲んでいる場合、放電の種となる荷電粒子の数が絶対的に減少するため、電離増倍が時間的に急激に進展する強い放電（以下、強放電と記載する）が発生する確率が高くなる。
強放電が発生すると、所望の壁電荷よりも過剰な壁電荷（例えば、放電部２０の電界をほぼ打ち消す壁電荷）が蓄積し、所望の壁電位よりも高い異常壁電位が発生する。
この異常壁電位の作用により、維持期間において非点灯であるべきにもかかわらず維持発光してしまい、正常に画像表示を行えないという問題を有していた（たとえば、特許文献１参照）。
また、高精細ＰＤＰを用いて映像表示を行う場合には、下記のような問題を抱えている。たとえば、高精細化されたＰＤＰでは、セルピッチ（隔壁の間隔）が短いために隔壁によりセル同士が隔離されていたとしても、隣接セルとの電界干渉や荷電粒子の飛散の影響が大きくなる。
図５に示した従来のＰＤＰ駆動方式（以下、従来例２と記載する）では、選択初期化期間３４において矩形波形電圧を印加するので、消去放電が強くなる。そのため、高精細ＰＤＰを従来例２で駆動する場合、初期化期間における隣接セル間の放電干渉の影響は顕著になり、書込み動作に所望の壁電位を蓄積することができず、書込み動作を正常に行えないという問題を有していた（たとえば、特許文献２参照）。
特開２０００−２１４８２３号公報 特開２００６−１５１２９５号公報
従来ＰＤＰでは、高精細化のため画素ピッチが小さくなり、放電部２０の容積に対する表面積の割合が大きくなる場合や、高輝度化のためキセノンやクリプトンなどの原子番号の大きい放電ガスの混合割合を高めた場合に、安定した初期化動作を行うための電子供給量が不足し、初期化期間において強放電が発生し、強放電により蓄積された異常壁電荷により、維持期間において非点灯であるにもかかわらず維持発光してしまい、正常に画像表示を行えないという課題を有していた。
また、従来の駆動方式では、高精細ＰＤＰを駆動する場合、選択初期化期間における隣接セル間の電界干渉や荷電粒子の飛散の影響が顕著になり、維持期間において点灯であるにもかかわらず維持発光せず、正常に画像表示を行えないという課題を有していた。
高精細化にともない、課題が顕著になる理由を以下に詳細に説明する。
高精細化にともない、１セルあたりの放電部２０の体積が減少し、放電部２０の体積に対する壁面の表面積の割合が増加し、壁面での荷電粒子の再吸収および弾性衝突に起因した発熱によるエネルギー損失が増大し、外部からより多くの電力を投入する必要がある。その結果、全セル初期化動作前の放電部２０内部の荷電粒子数が減少し、また各期間での駆動電圧が上昇する。
電極に印加する電圧が上昇すると、電極周辺の放電部２０内部および表面での電界強度がより強くなり、電離増倍が時間的に急激に進む確率がより高くなる。その結果、従来の初期化動作において利用していた弱放電を発生させることがより困難となる。
このように、高精細化にともない、放電部２０内部の荷電粒子の減少および駆動電圧の増大により、初期化期間において強放電が発生しやすくなる。その結果、書込み期間での点灯あるいは非点灯セルの選択を正常に行うことが従来よりもさらに困難になる。
また、高精細化にともない、各セルの大きさが小さくなることにより隔壁および金属電極による遮光率が増え、輝度は低下し、映像が全体的に暗くなる。そこで、高画質表示に必要な輝度を確保する方法として、可視光の発光を担うキセノンやクリプトンの混合比あるいは放電ガスの全圧を上昇させる方法が注目されている。たとえば、全圧は１８０Ｔｏｒｒ以上７５０Ｔｏｒｒ以下、キセノン分圧比は１０％、１５％、２０％、３０％、５０％、８０％、９０％、９５％、９８％、１００％などが検討されている。
キセノンやクリプトンなどの混合割合が大きい場合に、前述の課題が顕著になる理由を以下に詳細に説明する。
キセノンやクリプトンなど原子番号の大きい元素は最外殻の電子エネルギー（第一イオン化エネルギー）が小さいため、最外殻の電子エネルギーが大きいヘリウム、ネオン、アルゴンと比べて２次電子放出係数が非常に小さい。その結果、保護膜表面から放電部２０に供給される電子の絶対数が減少し、放電開始に必要な閾値電圧は高くなる。
電極に印加する電圧が上昇すると、電極周辺の放電部２０内部および表面での電界強度がより強くなり、電離増倍が時間的に急激に進む確率がより高くなる。その結果、初期化期間において利用していた弱放電を発生させることがより困難となる。
高画質表示に必要な高輝度を確保するためにキセノンやクリプトンなどの分圧比を増加させる場合にも、全セル初期化期間において強放電が発生しやすくなる。強放電が発生した場合、１発の放電による発光強度が強いため、コントラスト比は著しく低下し、低階調表現が多い映像を表示する場合には画質が著しく劣化する。さらに、過剰な壁電位の形成により、書込み期間での点灯あるいは非点灯セルの選択を正常に行うことが従来よりも困難になる。
本発明は、従来ＰＤＰの課題および従来駆動方式の課題を同時に解決するもので、画像のチラツキ、ザラツキなどを飛躍的に改善するだけでなく、アドレス電極駆動回路の部品点数削減や走査パルスの低電圧化によるスキャンＩＣの低価格化が可能となり、高精細・省電力・低価格を実現するプラズマディスプレイ装置を提供することを目的とする。
本発明は、平行する少なくとも１組の第１の電極および第２の電極を有し、第１の電極および第２の電極の周辺部に誘電体層を形成し、誘電体層表面に保護層を形成した第１基板と、少なくとも１本の第３の電極を有し、第３の電極周辺部に誘電体層を形成した第２基板を対向配置し、対向する第１基板と第２基板の間に放電ガスを封入したＰＤＰにおいて、金属酸化物からなる複数の結晶粒子が凝集した凝集粒子群を保護層周辺部に複数配置したものである。なお、誘電体層は電極と接触している場合に限らず、電極の周辺部に配置されていればよい。また、凝集粒子群は保護層の表面あるいは内部に配置された場合にも同様の効果が得られる。また、ＰＤＰのセル構成は、図１に示すような面放電型に限らず、対向電極を形成した対向放電型ＰＤＰにおいても同様の効果が得られる。
また、従来駆動方式の第２課題を解決するために本発明は、１フィールドが複数のＳＦから構成され、各ＳＦは初期化期間、書込み期間、維持期間のうち少なくとも初期化期間と書込み期間を有し、初期化期間は、第２の電極に第１電圧から第２電圧まで緩やかに上昇する電圧を印加する初期化期間前半部と、第２の電極に第３電圧から第４電圧まで緩やかに下降する電圧を印加する初期化期間後半部を有する駆動方式により、画像表示を行うものである。
また、本発明はプラズマディスプレイ装置であって、結晶粒子の粒径が、平均０．９μｍ〜２μｍの範囲のものである。
また、本発明はプラズマディスプレイ装置であって、保護層がＭｇＯより構成されるものである。
また、本発明はプラズマディスプレイ装置であって、サブフィールドの初期化期間に行う初期化動作がすべて選択初期化動作であるフィールドを、画像表示に関わるフィールドのうち、少なくとも１フィールド以上有するものである。
また、本発明はプラズマディスプレイ装置であって、初期化期間前半部において、上り電圧傾斜が異なる少なくとも２つ以上の期間を有し、後ろの期間のほうが前の期間よりも傾斜が緩やかになるものである。
また、本発明はプラズマディスプレイ装置であって、初期化期間後半部において、下り電圧傾斜が異なる少なくとも２つ以上の期間を有し、後ろの期間のほうが前の期間よりも傾斜が緩やかになるものである。
また、本発明はプラズマディスプレイ装置であって、書込み期間において、第２の電極に印加する走査パルスの電圧が第４電圧と同電位とするものである。
また、本発明はプラズマディスプレイ装置であって、初期化期間前半部において、第３の電極の電圧が正極性である期間を有するものである。なお、初期化前半部を迎える前に、第３の電極の電圧が正極性に立上る場合や、初期化前半部の途中で正極性から立下る場合、正極性である期間が複数回現れる場合も含む。
また、本発明はプラズマディスプレイ装置であって、初期化期間前半部の上り電圧傾斜が２０Ｖ／μｓｅｃ以下のものである。
また、本発明はプラズマディスプレイ装置であって、初期化期間後半部の下り電圧傾斜が２０Ｖ／μｓｅｃ以下のものである。
また、本発明はプラズマディスプレイ装置であって、書込み期間において、第２の電極に印加する走査パルスの周期が０.５μｓｅｃから１.８μｓｅｃのものである。
本発明のプラズマディスプレイ装置によれば、初期に放電部に存在する荷電粒子や励起粒子（以下、プライミング粒子と表記）の密度を増加させ、書込み期間に先立つ初期化期間において、コントラスト比を著しく低下させる強放電を抑制する効果がある。
また、選択初期化期間における隣接セル間の電界干渉や荷電粒子の飛散の影響を軽減させることができ、書込み期間での点灯あるいは非点灯セルの選択不良による画質劣化を抑制する効果がある。
また、高精細化して走査線本数が増えた場合にも、放電遅れによる書込み不良を抑制して、書込み動作を高速に行うことができ、高精細化により高画質化することができる。
また、初期化動作終了後、書込み動作までの待機期間に発生する電荷抜けを防止し、書込み期間に印加するスキャン電圧や書込み電圧を低減でき、スキャンＩＣおよびアドレス電極駆動回路の部品点数削減が可能となり、より低コストなＰＤＰを提供することができる。
また、初期化動作での強放電を抑止する効果、電荷抜けを防止する効果、放電遅れを抑制する効果から、キセノンやクリプトンなど原子番号の大きいガスの混合比や放電ガスの全圧を増やすことが可能になり、より高輝度で高効率・省電力なプラズマディスプレイ装置を提供できる。
本発明によるＰＤＰ装置のパネルの特徴である保護層の構成及び製造方法について説明する。本発明によるＰＤＰにおいては、図６に示すように、保護層１８は、誘電体層１７上に、アルミニウム（Ａｌ）を不純物として含有する酸化マグネシウム（ＭｇＯ）からなる下地保護層１８ａを形成するとともに、その下地保護層１８ａ上に、金属酸化物であるＭｇＯの結晶粒子１８ｂが複数個凝集した凝集粒子群１８ｃを離散的に散布させ、全面に亘ってほぼ均一に分布するように複数付着させることにより構成している。
ここで、凝集粒子群１８ｃについて説明する。凝集粒子群１８ｃは、図７に示すように所定の一次粒径の結晶粒子１８ｂが凝集またはネッキングした状態のものである。結晶粒子１８ｂの各々は、固体として強い結合力を持って結合しているのではなく、静電気やファンデルワールス力によって結合しており、超音波などの外的刺激により、一部または全部が結晶粒子に離散する程度の結合力で結合している。
また、結晶粒子１８ｂの粒径は約１マイクロメートル（μｍ）程度のもので、結晶粒子１８ｂとしては、１４面体や１２面体などの７面以上の面を持つ多面体形状を有するのが望ましい。結晶粒子１８ｂの一次粒子の粒径や形状は、製造方法によって制御できる。
例えば、炭酸マグネシウムや水酸化マグネシウムなどのＭｇＯ前駆体を焼成して生成する場合、焼成温度や焼成雰囲気を調整すると粒径を制御できる。一般的に、焼成温度は７００度程度から１５００度程度の範囲で選択できるが、焼成温度が比較的高い１０００度以上にすることで、一次粒径を０．３〜２μｍ程度に制御できる。さらに、ＭｇＯ前駆体を加熱して結晶粒子１８ｂを生成することにより、生成過程において、複数個の一次粒子同士が凝集またはネッキングと呼ばれる現象により結合した凝集粒子群１８ｃを作成することができる。
次に、本発明によるＰＤＰにおいて、保護層１８を形成する製造工程について説明する。図８に製造工程のフローを示すように、第１の誘電体層１７ａと第２の誘電体層１７ｂとの積層構造からなる誘電体層１７を形成する誘電体層形成工程Ａ１を行う。
下地保護層蒸着工程Ａ２において、Ａｌを不純物として含むＭｇＯ焼結体を原材料とした真空蒸着法により、ＭｇＯからなる下地保護層１８ａを第２の誘電体層表面１７ｂ上に形成する。
下地保護層蒸着工程Ａ２において形成した未焼成の下地保護層１８ａ表面に、複数個の凝集粒子群１８ｃを離散的に付着させる工程を行う。所定の粒径分布を持つ結晶粒子１８ｂを樹脂成分とともに溶剤に混合した凝集粒子ペーストを準備する。凝集粒子ペースト層形成工程Ａ３において、凝集粒子ペーストをスクリーン印刷法により、未焼成の下地保護層１８ａ上に塗布して凝集粒子ペースト層を形成する。なお、凝集粒子ペースト層を形成するための方法として、スクリーン印刷法以外に、スプレー法、スピンコート法、ダイコート法、スリットコート法などもある。
凝集粒子ペースト層を形成した後、凝集粒子ペースト層を乾燥させる乾燥工程Ａ４を行う。
次に、下地保護層蒸着工程Ａ２において形成した未焼成の下地保護層１８ａと、乾燥工程Ａ４を実施した凝集粒子ペースト層とを、数百度の温度で加熱焼成する焼成工程Ａ５において、同時焼成を行い、凝集粒子ペースト層に残っている溶剤や樹脂成分を除去することにより、下地保護層１８ａ上に複数個の凝集粒子群１８ｃを付着させた保護層１８を形成することができる。この方法によれば、下地保護層１８ａに複数個の凝集粒子群１８ｃを全面に亘って均一に分布するように付着させることが可能である。以上の工程により、プラズマディスプレイパネルを製造する。
なお、上記以外にも、溶媒などを用いずに、ガス中に結晶粒子を浮遊させた状態でガスとともに吹き付ける方法や、吹き付けずに重力を用いて沈降させる方法などもある。
次に、本発明によるＰＤＰにおける駆動方式の初期化期間の駆動波形および駆動回路について説明する。本発明によるＰＤＰ駆動波形は、図９に示すように、各ＳＦの初期化期間３４において、走査電極１９ａに第１電圧Ｖａ１から第２電圧Ｖｂ１まで、緩やかに上昇する電圧を印加する初期化期間前半部Ｔ１と、第３電圧Ｖｃ１から第４電圧Ｖｄ１まで、緩やかに下降する電圧を印加する初期化期間後半部Ｔ２とする初期化期間に設けることを特徴とする。
本発明によるＰＤＰ駆動波形を実現するための維持電極駆動回路構成を図１０に示す。この維持電極駆動回路では、初期化期間前半部Ｔ１において、緩やかに上昇する電圧を印加するための電源Ｖｂを用意し、分離回路によって正極性の電圧の出力を制御することを特徴とする。また、初期化期間後半部Ｔ２において、緩やかに下降する電圧を印加するための電源Ｖｄを用意し、分離回路によって負極性の電圧の出力を制御することを特徴とする。
維持電圧Ｖｓｕｓの出力を制御する回路Ａに対して、回路Ａの出力端子に正極性の電圧Ｖｂの出力を制御する分離回路Ｂを接続し、回路Ｂの出力端子に負極性の電圧Ｖｄの出力を制御する分離回路Ｃを接続した回路構成である。また、分離回路Ｂのハイサイドスイッチのゲート・ドレイン間には、定電流回路Ｉ１、コンデンサＣ１、ダイオードＤ１、抵抗Ｒ１、電源電圧Ｖｂから構成される傾斜発生回路ＲＭＰ１が接続され、分離回路Ｃのローサイドスイッチのゲート・ドレイン間にも、定電流回路Ｉ２、コンデンサＣ２、ダイオードＤ２、抵抗Ｒ２、電源電圧Ｖｄから構成される傾斜発生回路ＲＭＰ２が接続されている。この駆動回路の構成によって、初期化期間前半部Ｔ１において、緩やかに上昇する電圧および初期化期間後半部Ｔ２において緩やかに下降する電圧を走査電極１９ａに印加することができる。なお、図１０に示した回路構成は傾斜電圧を出力させる一例であり、この限りではない。
次に、本発明に関わるプラズマディスプレイ装置において、効果を確認するため行った実験について説明する。
（検証実験１） 保護層１８と凝集粒子群１８ｃの構成が異なるＰＤＰを４サンプル試作した。
試作品１：ＭｇＯから構成された保護層のみを形成したＰＤＰ
試作品２：Ａｌ，Ｓｉなどの不純物をドープしたＭｇＯから構成された保護層を形成したＰＤＰ
試作品３：ＭｇＯから構成された下地保護層１８ａ表面に金属酸化物からなる結晶一次子のみを散布し、ＭｇＯ下地保護層１８ａに付着させたＰＤＰ
試作品４：本発明に関わる試作品であって、ＭｇＯから構成された下地保護層１８ａ表面に、結晶一次粒子を凝集させた凝集粒子群を全面に亘ってほぼ均一に分布するように付着させたＰＤＰ
である。なお、試作品３、試作品４において、金属酸化物として、ＭｇＯ単結晶粒子を用いている。
本発明に関わる試作品４について、下地保護層１８ａ表面に付着させた凝集粒子群に電子ビームを照射して、カソードルミネッセンスを測定したところ、図１１のような特性を示した。
４種類の保護層を用いたＰＤＰについて、電子放出性能と電荷保持性能について計測を行った。ここで、電子放出性能と電荷保持性能について説明する。
電子放出性能とは、単位面積あたり単位時間あたり下地保護層１８ａおよび凝集粒子群を含めた保護層表面から放出される電子数（電流密度）によって決まる。保護層表面から放電部２０に流れる電流密度を測定する方法としては、試作品を破壊して前面板の小片サンプルを真空チャンバーに入れ、外部電場により空間に放出される電子を捕捉し、光電子増倍管などにより検出する方法などが考えられる。しかし、実際にＰＤＰを駆動している際の保護層からの電流密度を計測することは難しい。
そこで、放電までの電流密度と相関がある測定量として、放電の統計遅れ時間Ｔｓを用いる。電圧が印加されてから放電がピークをむかえるまでの時間的な放電の遅れを、放電の形成遅れ時間Ｔｆと放電の統計遅れ時間Ｔｓの和として解釈する。放電遅れ時間は、印加する電圧および放電開始前のガス中の電子数密度に依存する。形成遅れ時間Ｔｆは印加電圧と相関があり、統計遅れ時間Ｔｓは放電開始前のガス中の電子数密度と相関がある。放電開始まで時間の関数として、各時刻での統計遅れ時間Ｔｓを計測する。統計遅れ時間Ｔｓの逆数は、放電ガスを取り囲む保護層からの電子の電流密度と比例関係にある。統計遅れ時間Ｔｓの逆数を、放電開始までの時間の関数として時間積分すれば、保護層からの単位面積あたりの電子放出量の相対比較を行うことができる。ここでは、統計遅れ時間Ｔｓの計測により、試作品の電子放出性能を相対比較した。
次に、電荷保持性能について説明する。電荷保持性能の指標として、書込み期間において印加する電圧Ｖｓｃｎがある。初期化動作が終わってから書込み動作を行うまでに、書込み動作に所望の壁電荷が失われないように、走査電極１９ａに壁電位と逆極性の電圧Ｖｓｃｎを印加して、書込み動作待ちの期間の壁電荷損失を抑える。
保護膜１８表面の表面電流や放電ガスとの電荷交換により、蓄積した壁電荷が失われやすい場合には、Ｖｓｃｎ電圧が高くなる傾向がある。Ｖｓｃｎ電圧が低いほうが電荷保持性能は高いことを示す。現行製品において、走査電圧を順次パネルに印加するためのＭＯＳＦＥＴなどの半導体スイッチング素子には、耐圧１５０Ｖ程度の素子が使用されており、Ｖｓｃｎ電圧としては、スイッチング素子の発熱による損傷を考慮して、Ｖｓｃｎ１２０Ｖ以下に抑えることが望ましい。ここでは、書込み動作に必要な最低スキャン電圧Ｖｓｃｎを測定し、試作品の電荷保持性能を比較した。
前述の電子放出性能と電荷保持性能について調べた結果を図１２に示す。横軸に電子放出性能、縦軸に電荷保持性能として、試作品の性能をプロットした。本発明に関わる試作品４は、電子放出性能が６以上、かつ、電荷保持性能がＶｓｃｎ電圧１２０Ｖ以下という特性が得られた。電子放出性能が高い試作品２や試作品３では、Ｖｓｃｎ電圧１２０以上であり、電荷保持性能は悪い。一方、電荷保持性能が高い試作品１では、電子放出性能が２以下であり、電子放出性能が悪い。
（検証実験２） Ａｌ，Ｓｉなどの不純物をドープしたＭｇＯから構成される保護層を形成した試作品５（試作品２とはドープ量が異なる）と、ＭｇＯから構成された保護層表面に結晶一次粒子を凝集させた凝集粒子群を全面に亘ってほぼ均一に分布するように付着させた試作品６（試作品４のリピート品）を試作した。
これらの試作品について、全セル初期化期間での強放電の発生しやすさを比較し、本発明に関わる試作品６による全セル初期化期間での強放電の抑止効果の検証を行った。
本実験では、計測機器として光信号の受信部として利用されている近赤外線用のフォトダイオード（以下、ＡＰＤと表記）を用いた。全セル初期化期間における放電の強弱を、ＡＰＤの出力により観測した。放電の強弱は、キセノンの励起状態間の遷移から放射される近赤外線の発生量により識別することができる。放電が強い場合には、近赤外線の発生量は増大する。
例として、図１３に全セル初期化期間において弱放電発生時のＡＰＤ出力波形模式図、図１４に全セル初期化期間において強放電発生時のＡＰＤ出力波形模式図を示す。
図１３において、初期化期間前半部Ｔ１では、走査電極１９ａに正電圧が印加され、電極周辺の放電部２０内部あるいは表面での壁電位を含めた電位差が放電開始の電位差よりも高い。ここでは、時間的に急激な電離増倍ではなく緩やかに進展する弱放電が安定して起こっている。走査電極１９ａの印加電圧が正電圧から負電圧に入れ替わる初期化期間後半部Ｔ２では、初期化期間前半部Ｔ１で蓄積された壁電荷のうち余分な壁電荷を取り除き、壁電荷を調整する。初期化期間前半部Ｔ１および後半部Ｔ２での弱放電により、走査電極１９ａおよびアドレス電極１４周辺の放電部２０に、書込み放電に所望の壁電荷を蓄積させることができる。
図１４において、初期化期間前半部Ｔ１では、走査電極１９ａに正電圧が印加され、電極周辺の放電部２０内部あるいは表面での壁電位を含めた電位差が放電開始の電位差よりも高い。ここでは、時間的に急激な電離増倍が進展してしまい、強放電が発生している。走査電極１９ａの印加電圧が正電圧から負電圧に入れ替わる初期化期間後半部Ｔ２では、初期化期間前半部Ｔ１で蓄積された過剰な壁電荷により、走査電極１９ａの電圧がピーク電圧から立下った時にも強放電が発生している。
このように、全セル初期化期間において強放電が発生したか否かを、ＡＰＤによりモニタリングしながら、試作品５および試作品６について、パネル温度を変化させて、初期化前半部において強放電が発生する傾斜電圧の限界傾きを測定した。ここで、傾斜電圧発生回路ＲＭＰ１の定電流回路Ｉ１として、ｐ型半導体、ＭＯＳＦＥＴおよびボリューム抵抗を組み合わせた回路構成により制御を行った。また、あるセルで強放電が発生した場合には弱放電している他のセルに比べて発光が強く、目視でも強放電の発生を確認できる。そこで、ＡＰＤと目視の両方により、強放電のモニタリングを行った。
各パネル温度での電子放出性能に関しては、後述の事前実験により既知であり、本実験により電子放出性能と限界傾きの関係が明らかになった。結果を図１５に示す。
試作品５では、パネル温度が低い時には、電子放出性能が著しく悪化し、傾斜電圧の傾きをより緩やかにしなければならないことがわかる。一方、試作品６では、パネル温度に関係なく、傾斜電圧の傾きを評価装置の測定限界の２０Ｖ／μｓｅｃにしても、強放電は発生しなかった。図１５では、試作品６の限界傾きとしては２０Ｖ／μｓｅｃとしてプロットした。
試作品５では、全セル初期化期間での強放電を防止するために、傾斜電圧の傾きをより緩やかにしなければならず、初期化期間の延長が必要になる。そのため、維持期間や書込み期間を短縮する手段が考えられる。
しかし、維持期間の短縮は、高精細化する際には大きな問題となる。高精細ＰＤＰではセルピッチが小さくなり、画素内の金属電極や隔壁の占める割合が増加し、開口率が下がり、輝度が低下する。さらに、前述の強放電防止のために初期化期間を延長して維持期間を短縮すると、最大維持パルス数が少なくなり、ピーク輝度が低下する。以上のことが重なって、高精細ＰＤＰでは、明所コントラストが著しく悪化し、画質が極端に劣化する。
また、書込み期間を短縮すると、放電遅れ時間よりもスキャン電圧の周期が短くなり、正常に書込み動作を行えなくなる。例として、スキャン電圧の周期を１.２μｓｅｃに設定し、電子放出性能と書込み動作ミス発生率の関係を図１６に示す。試作品５では、パネル温度が低温になると、電子放出性能が悪化し、放電遅れ時間が長くなり、正常に書込み動作を行えない。一方、本発明に関わる試作品６では、書込み動作ミスは発生せず、安定した書込み動作ができる。
以上のことから、試作品５では初期化期間での強放電防止と維持期間および書込み期間に対する時間的な制約を両立できない。
ここで、前述の事前実験について説明する。事前実験では、統計遅れ時間Ｔｓの逆数から計算した電子放出性能の相対値とパネル温度の関係を調べた。結果を図１７に示す。ここでは、電子放出性能では、試作品５にてパネル温度３０℃での電子放出性能を１として、他のパネル温度や試作品６の電子放出性能の相対値を計算した。
図１７から、パネルの温度の降下にともない、単位時間あたりの電子放出性能が急激に悪化する。一方、試作品６では、パネルの温度に関係なく、安定して高い電子放出性能を保持している。
（検証実験３） 本発明に関わる試作品６において、従来の駆動方式に関わる駆動波形１と本発明に関わる駆動波形２を印加して、隣接セル間の放電干渉による点灯不良の比較を行った。従来の駆動方式に関わる駆動波形１では、選択初期化期間において、立ち上がり３７Ｖ／μｓｅｃである矩形波形の消去電圧を印加した。駆動波形２では、選択初期化期間前半部において、１０Ｖ／μｓｅｃと緩やかに上昇する傾斜電圧を印加した。駆動波形１での点灯写真を図１８に、駆動波形２での点灯写真を図１９に示す。
図１８からもわかるように、選択初期化期間において矩形波形を印加した駆動方式１では、点灯不良を起こしているセルが多数観察された。一方、図１９に示すように、選択初期化期間において緩やかに上昇する傾斜電圧を印加した駆動波形２では、点灯不良を起こすセルは観察されなかった。駆動波形１では、選択初期化期間において強放電が発生し、隣接セル間との放電干渉は大きい。駆動波形２では、選択初期化期間において弱放電が発生し、隣接セル間との放電干渉は小さい。各駆動波形での選択初期化期間での放電の強弱は、ＡＰＤにより確認を行った。
試作品６に関して、パネル面内での誘電体層の膜厚ばらつきなどから放電干渉の度合いにばらつきがあり、映像表示が破綻する選択初期化期間前半部の傾斜電圧の傾きを調べた結果、上り下りともに傾斜電圧の傾き限界は、２５Ｖ／μｓｅｃ〜３５Ｖ／μｓｅｃであった。
本発明により、全セル初期化期間、選択初期化期間に関わらず、初期化期間での強放電の発生が抑えられ、また、Ｖｓｃｎ電圧１２０Ｖ以下で安定した書込み動作を行うことができ、高精細、高画質、低価格なプラズマディスプレイ装置を提供することができる。
（実施例１）
保護層１８の結晶粒子１８ｂの粒径が、平均０．９μｍ〜２μｍの範囲にあることを特徴としたＰＤＰを使用したプラズマディスプレイ装置について説明する。以下の説明において、粒径とは平均粒径を意味し、平均粒径とは、体積累積平均径（Ｄ５０）のことを表す。また、粒径は、結晶粒子をＳＥＭ観察することで測長できる。
図１２で説明した本発明の試作品４において、ＭｇＯ結晶粒子の粒径を変化させて電子放出性能を調べた。結果を図２０に示す。
粒径が０．３μｍ程度に小さくなると、電子放出性能が低くなり、ほぼ０．９μｍ以上であれば、高い電子放出性能が得られた。
次に、図１２で説明した本発明の試作品４において、保護層１８表面に粒径の異なる結晶粒子を単位面積あたり一定個数散布し、隔壁の破損発生確率を調べた。結果を図２１に示す。放電セル内での電子放出数を増加させるためには、保護層１８上の単位面積あたりの結晶粒子数は多い方が望ましい。しかし、前面板ＰＡ１の保護層１８と密着する背面板ＰＡ２の隔壁１５の頂部の間に結晶粒子が存在する場合、前面板ＰＡ１と背面板ＰＡ２を封着した際に隔壁の一部が破損する。破損した隔壁材料の一部が放電部２０に落ち込み、セルが正常に点灯消灯しなくなる不良が発生する。隔壁破損による不良は、結晶粒子が隔壁頂部に多く存在した場合に顕著に現れることから、付着させる結晶粒子数が多くなれば、隔壁の破損発生確率が高くなる。
図２１からわかるように、結晶粒子の粒径が２．５μｍ程度まで大きくなると、隔壁破損の確率が急激に高くなる。一方、粒径が２．５μｍより小さい結晶粒子であれば、隔壁破損の確率は比較的小さく抑えることができる。
以上の結果に基づき、結晶粒子１８ｂの製造ばらつきや保護層１８を形成する際のプロセスばらつきを考慮し、結晶粒子として粒径が０．９μｍ以上２．０μｍ以下のものが望ましい。
また、放電ガスのイオンスパッタによる下地保護層１８ａの損傷を抑えるためには、イオンスパッタされた後に再結晶化する過程で、凝集粒子群と下地保護層１８ａが同質の材料であることが好ましい。そこで、下地保護層１８ａも結晶粒子１８ｂと同質のＭｇＯから構成されることが好ましい。
本発明の（実施例１）によれば、電子放出性能が６以上、かつ、電荷保持性能がＶｓｃｎ電圧１２０Ｖ以下の性能を得ることができ、高精細ＰＤＰの保護層１８として、電子放出能力と電荷保持能力の両方を満足させることができ、これにより高精細で高輝度の表示性能を備え、かつ低消費電力のＰＤＰを実現することができる。
（実施例２）
本発明に関わる駆動方式は、各ＳＦの初期化期間に行う初期化動作がすべて選択初期化動作であるフィールドを、画像表示に関わるフィールドのうち、少なくとも１フィールド以上有することを特徴とするプラズマディスプレイ装置に関するものである。ここで、実施する駆動波形を図２２に示す。
以下に、本実施例の効果検証を行ったので説明する。この検証で用いたＰＤＰは試作品５、試作品６である。
まず、本発明に関わる図９の駆動波形を用いて、全セル初期化期間での第２電圧Ｖｂ１を変えて、黒表示時の輝度の測定を行った。その際、初期化期間前半部および初期化期間後半部での放電に関わった電圧の合計を、初期化飛び出し電圧として計測を行った。具体的には、初期化期間前半部において、第１電圧Ｖａ１と第２電圧Ｖｂ１の間の電圧で、放電が開始する電圧をＶｆ１、初期化期間後半部において、第３電圧Ｖｃ１と第４電圧Ｖｄ１の間の電圧で、放電が開始する電圧をＶｆ２とすると、初期化飛び出し電圧は（Ｖｂ１−Ｖｆ１）＋（Ｖｆ２−Ｖｄ１）となる。初期化飛び出し電圧の計測に関して、模式図を図２３に示す。
横軸に初期化飛び出し電圧、縦軸に黒表示時の輝度（以下、黒輝度と表記）をプロットしたものを図２４に示す。ここでは、初期化期間前半部および初期化期間後半部の傾斜電圧の傾きをともに２Ｖ／μｓｅｃ、第３電圧Ｖｃ１を２１０Ｖ、第４電圧を１３２Ｖに設定した。本発明者らの検討によると、弱放電に関わる電圧（初期化飛び出し電圧）と弱放電による発光量の関係は、電極距離やセルピッチなどセル構造が同じ場合には、保護層１８の組成よりも放電ガスの依存性が顕著であった。試作品５と試作品６では、同一セル構造および同一放電ガスであり、保護層１８の構成が異なるだけなので、黒輝度特性は同じ傾向が得られた。
本発明に関わるＰＤＰおよび図９の駆動方式では、当該フィールドの前のフィールドにおいて、当該セルの書込み動作が行われた場合、当該フィールド内の全セル初期化動作での初期化飛び出し電圧は、選択初期化動作での初期化飛び出し電圧よりも、最大でＶｂ１−Ｖｂ２だけ大きくなってしまう。当該ＳＦの前のＳＦにおいて、書込み動作を行ったセルには、書込み動作を行わなかったセルよりも、多くの壁電荷が蓄積された状態であり、全セル初期化動作時に印加する第２電圧Ｖｂ１よりも低い第２電圧Ｖｂ２で初期化動作（ここでは、選択初期化動作）を行うことができる。
しかし、電荷保持性能が低い場合には、書込み動作を行ってから選択初期化動作を行うまでの休止期間の間に、蓄積した壁電荷が徐々に失われてしまい、選択初期化動作を正常に行えなくなる。
例えば、試作品２と試作品５において、連続表示させてパネル温度が上昇すると、電荷保持性能が悪化し、書込み動作に必要な最低スキャン電圧Ｖｓｃｎが急激に上昇する。また、試作品３では、パネル温度に関わらず最低スキャン電圧Ｖｓｃｎは基準値１２０Ｖを大きく超えてしまう。一方、試作品４と試作品６では、パネル温度に関わらず最低スキャン電圧Ｖｓｃｎの上昇は発生せず、基準値１２０Ｖよりも低い。
実際に、試作品２、試作品３、試作品５に対して、図２２に示す本発明に関わる駆動方式を実施した場合、セルによっては壁電荷不足により選択書込み動作を行えず、正常に画像表示を行えない。一方、試作品４と試作品６に対して、図２２に示す本発明に関わる駆動方式を実施した場合、初期化動作での強放電を抑え、選択書込み動作を行うことができる。
そこで、電荷保持性能が低い従来例に関わるＰＤＰでは、フィールド毎に少なくとも１回は波高値の高い全セル初期化動作を行わなければ、書込み動作に所望の壁電荷を初期化動作により蓄積することができない。本発明に関わるＰＤＰでは、パネル温度に関わらず電荷保持性能が安定して高いので、フィールド毎に全セル初期化動作を行う必要がなくなる。
本発明に関わるＰＤＰおよび図９の駆動方式では、前述のように書込み動作を行ったセルでは、全セル初期化動作時に、最大でＶｂ１−Ｖｂ２だけ余分な電圧を印加することになってしまう。たとえば、Ｖｂ１−Ｖｂ２＝１００Ｖに設定した図９の駆動方式では、書込み動作を行ったセルに対して全セル初期化動作を行った場合、黒輝度は最大８９％も増加してしまう。そこで、本発明に関わる電荷保持性能の高いＰＤＰでは、図２２に示すように全セル初期化動作の回数を減らして、図９より黒輝度を下げることができ、黒表現力の高いプラズマディスプレイ装置を提供することができる。
（実施例３）
本発明に関わる駆動方式において、傾斜電圧の傾きが途中で変化することを特徴とするプラズマディスプレイ装置に関するもので、本実施形態での駆動回路の一例を図２６、動作波形を図２５に示す。
本実施形態の駆動回路では、緩やかに上昇する傾斜電圧の一つを、スキャンＩＣの電源電圧Ｖｉｃを利用する構成となっている。定電流回路Ｉ３、コンデンサＣ３、ダイオードＤ３、抵抗Ｒ３、スイッチＳＷ７、電源電圧Ｖｂから構成される傾斜発生回路ＲＡＭＰ３、ハイサイドスイッチＳＷ１０とローサイドスイッチＳＷ１１を直列接続したスキャンＩＣ、書込み動作用の電源電圧Ｖｓｃｎの両端にスイッチＳＷ８とスイッチＳＷ９を直列接続したスキャン電圧選択回路Ｄ、電圧比較器を含むスキャン電位嵩上げ回路Ｅの３つから構成される。傾斜発生回路ＲＡＭＰ３の出力端子およびスキャン電圧選択回路Ｄの中点をスキャンＩＣの電源入力端子に接続する。また、電源Ｖｓｃｎの負極とスイッチＳＷ９の他端を、スキャンＩＣのＧＮＤに接続し、電源Ｖｓにも接続する。最後に、スキャンＩＣの中点を走査電極１９に出力する構成となっている。なお、スキャンＩＣは走査電極１９ａごとに並列に１つずつ配置されており、スキャン電圧選択回路Ｄは書込み期間におけるスキャンパルスのオンオフを制御するための回路である。
以下に、初期化期間における駆動回路の動作について説明する。はじめに、スキャンＩＣのローサイドスイッチＳＷ１１のみがオンし（正確にはダイオードを介して）、電圧Ｖｓが走査電極１９ａに印加される。ここでの電圧Ｖｓは０Ｖである。次に、信号Ｓ３にハイを入力し、傾斜電圧を発生させるための電源電圧Ｖｂが、スイッチＳＷ７を介してスキャンＩＣに印加される。しかし、スイッチＳＷ８、スイッチＳＷ９、スイッチＳＷ１０はオフであり、走査電極１９ａには出力されない。この間に、メイン電圧Ｖｓを０ＶからＶａまで急峻に上昇させ、走査電極１９ａに印加する。
次に、スキャンＩＣのローサイドスイッチＳＷ１１をオフし、ハイサイドスイッチＳＷ１０をオンさせる。この時、定電流回路Ｉ３からの充電電流は、スイッチＳＷ９およびスイッチＳＷ１０の寄生容量を充電するため、スキャンＩＣに印加される電圧が、動作開始電圧に充電されるまではハイサイドスイッチＳＷ１０はオンせず、電圧はＶａに保持される。スキャンＩＣの電圧が動作開始電圧を超えると、スイッチＳＷ１０がオンし始め、充電電流によりスキャンＩＣにかかる電圧は傾斜電圧となり、電圧Ｖａから電圧（Ｖａ＋Ｖｉｃ）まで上昇する。スキャンＩＣにＶｉｃ以上の電圧が印加され、スイッチＳＷ１０が完全にオンした後は、傾斜電圧発生回路ＲＭＰ３に従って、傾斜電圧が電圧Ｖｂになるまで出力される。
傾斜電圧が電源電圧Ｖｂまで到達後、信号Ｓ３がオフされ、スイッチＳＷ８をオンさせ、スイッチＳＷ８およびＳＷ１０を介して電圧（Ｖａ＋Ｖｓｃｎ）に立ち下がる。次に、スイッチＳＷ９およびスイッチＳＷ１１がオンし、スキャンＩＣの電圧が０Ｖになり、電圧Ｖａまで立下がる。
前述の回路構成により、傾斜電圧の傾きが異なる期間を２つ設け、後ろの傾斜電圧のほうが前の傾斜電圧よりも傾きが緩やかである電圧波形を発生させることができる。なお、図２６に示した回路構成は、２つの異なる傾きを有する傾斜電圧を出力させるものの一例であり、この限りではない。
本実施形態によると、初期化期間前半部において、傾斜電圧の傾きが徐々に緩やかに設定されている。ゲート信号発生器によりシャッターの開閉を制御し、高感度ＣＣＤカメラを用いて、初期化動作時の放電広がりの様子をパネル正面から観察したところ、傾斜電圧による初期化動作において、第１電圧Ｖａから第２電圧Ｖｂに変化するにしたがって、維持電極１９ｂとアドレス電極１４を負極、走査電極１９ａを正極として、透明電極の内側（放電セル中央部に近い側）から外側（放電セルの隔壁に近い側）へ放電が進展することがわかった。
本発明に関わるＰＤＰでは、電子放出特性に優れており、初期化動作時の強放電を抑制することが可能であるが、放電が外側に広がった場合に、隔壁や隔壁近傍の蛍光体に余剰帯電が発生し、初期化動作後の書込み動作に異常をきたし、正常に画像表示を行えないことがある。そのため、傾斜電圧の傾きを徐々に緩やかにすることによって、放電が外側に広がる時間帯に放電をより弱くし、側壁への余剰帯電を緩和することができる。さらに、初期化期間前半部において、アドレス電極１４の電圧が正極性である期間を設けることにより、放電の広がりを抑制し、側壁への余剰帯電を緩和することができる。
また、傾斜電圧の最初の時間帯に傾きを大きくすることにより、初期化動作にかかる時間を短縮することができ、画像表示の安定性に関わる書込み動作や画像の明るさに関わる維持動作により多くの時間を割くことができるようになる。
前述のように、本発明に関わるＰＤＰにおいて、本発明に関わる駆動方式を用いたプラズマディスプレイ装置では、電子放出源である保護層１８の長期信頼性、ＰＤＰと駆動回路の製造ばらつき、初期化動作時の強放電発生による画質劣化、側壁への余剰帯電による画質劣化を考慮して、傾斜電圧の傾きを２０Ｖ／μｓｅｃ以下にすることが好ましい。
（実施例４）
本発明に関わる駆動方式は図２６に示す回路構成から、スキャン電位嵩上げ回路Ｅを取り除き、走査電極１９ａに印加するスキャンパルスの電位が第４電圧Ｖｄと同電位であることを特徴とするプラズマディスプレイ装置に関するものである。本発明に関わるＰＤＰでは、電荷保持性能が安定しており、書込み動作待ちの休止期間における壁電荷の消失が少ないので、消失した電荷に相当する電圧を補うために挿入する電圧Ｖｓｅｔ２を省くことができる場合がある。この場合には、スキャン電位嵩上げ回路Ｅをなくすことができ、より低コストなプラズマディスプレイ装置を提供することができる。
本発明に関わるプラズマディスプレイ装置は、金属酸化物からなる複数の結晶粒子が凝集した凝集粒子群を、保護層１８周辺部に複数を有するプラズマディスプレイパネルであって、初期化期間は、第２の電極に第１電圧から第２電圧まで緩やかに上昇する電圧を印加する初期化期間前半部と、第２の電極に第３電圧から第４電圧まで緩やかに下降する電圧を印加する初期化期間後半部を有する駆動方式により、良好な画質で画像表示させる画像表示装置として有用である。また、高Ｘｅ分圧比や高全圧化によって高効率化したプラズマディスプレイやフルスペックハイビジョン化プラズマディスプレイを用いた画像表示装置等の用途にも応用できる。
本発明の実施の形態に用いるパネル主要部を示す斜視図 本発明の実施の形態におけるパネルの電極配線図 同ＰＤＰを用いたプラズマディスプレイ装置の構成図 同ＰＤＰの駆動方式における１テレビフィールドのＳＦ構成図 同ＰＤＰの各電極に印加する駆動電圧のタイミングチャート 同ＰＤＰの保護層部分を拡大して示す説明図 同ＰＤＰの保護層において、凝集粒子を説明するための拡大図 本発明に関わるＰＤＰの製造方法において、保護層形成の工程を示す工程図 本発明に関わる駆動方式において、同ＰＤＰの各電極に印加する駆動電圧のタイミングチャート 同駆動波形を出力するための駆動回路構成の一例を示す図 結晶粒子のカソードルミネッセンス測定結果を示す特性図 本発明によるプラズマディスプレイ装置の効果を検証する実験において、電子放出性能と電荷保持性能を示すＶｓｃｎ点灯電圧の関係を示す特性図 全セル初期化期間において、弱放電の場合のＡＰＤ出力電圧を示す図 全セル初期化期間において、強放電の場合のＡＰＤ出力電圧を示す図 本発明によるプラズマディスプレイ装置の効果を検証する実験において、電子放出性能と初期化傾斜電圧の限界傾きの関係を示す特性図 本発明によるプラズマディスプレイ装置の効果を検証する実験において、電子放出性能と初期化傾斜電圧の限界傾きの関係を示す特性図 本発明によるプラズマディスプレイ装置の効果を検証する実験において、パネル温度と電子放出性能の関係を示す特性図 本発明によるプラズマディスプレイ装置の効果を検証する実験において、駆動波形１を印加した場合の表示状態をディスプレイ上に表示した画像を示す写真 本発明によるプラズマディスプレイ装置の効果を検証する実験において、本発明に関わる駆動波形２を印加した場合の表示状態をディスプレイ上に表示した画像を示す写真 結晶粒子の粒径と電子放出特性の関係を示す特性図 結晶粒子の粒径と隔壁の破損の発生率との関係を示す特性図 本発明の実施例２において各電極に印加する駆動電圧のタイミングチャート 初期化飛び出し電圧を説明するための図 本発明によるプラズマディスプレイ装置の効果を検証する実験において、初期化飛び出し電圧と黒輝度の関係を示す特性図 本発明の実施例３において、初期化期間前半部および初期化期間後半部に走査電極１９ａに印加する駆動波形の一例を示す図 本発明の実施例３において、同駆動波形を出力するための走査電極駆動回路の一例を示す図
符号の説明
１ プラズマディスプレイパネル
１１ 前面ガラス基板
１２ 背面ガラス基板
１３ 下地誘電体層
１４ アドレス電極
１５ 隔壁
１６ 蛍光体層
１７ 誘電体層
１７ａ 第１の誘電体層
１７ｂ 第２の誘電体層
１８ 保護層
１８ａ 下地保護層
１８ｂ 結晶粒子
１８ｃ 凝集粒子群
１９ａ１ 維持透明電極
１９ａ２ 維持金属電極
１９ｂ１ 走査透明電極
１９ｂ２ 走査金属電極
２０ 放電部
２１ 走査電極駆動回路
２２ 維持電極駆動回路
２３ アドレス電極駆動回路
２４ タイミング発生回路
２５ Ａ／Ｄ変換器
２６ 走査線数変換部
２７ サブフィールド変換部
２８ ＡＰＬ検出部
３１ 全セル初期化期間
３２ 書込み期間
３３ 維持期間
３４ 選択初期化期間
３５ 初期化期間

Claims (11)

  1. 平行する少なくとも１組の第１の電極および第２の電極を有し、第１の電極および第２の電極の周辺部に誘電体層を形成し、誘電体層表面に保護層を形成し、金属酸化物からなる複数の結晶粒子が凝集した凝集粒子群を保護層周辺部に複数配置した第１基板と、少なくとも１本の第３の電極を有し、第３の電極周辺部に誘電体層を形成した第２基板を対向配置し、対向する第１基板と第２基板の間に放電ガスを封入したプラズマディスプレイパネルにおいて、
    １フィールドが複数のサブフィールドから構成され、各サブフィールドは初期化期間、書込み期間、維持期間のうち少なくとも初期化期間と書込み期間を有し、前記初期化期間は、前記第２の電極に第１電圧から第２電圧まで緩やかに上昇する電圧を印加する初期化期間前半部と、前記第２の電極に第３電圧から第４電圧まで緩やかに下降する電圧を印加する初期化期間後半部とを有する駆動方式により画像表示を行うことを特徴とするプラズマディスプレイ装置。
  2. 結晶粒子の粒径が平均０．９マイクロメートル（μｍ）〜２マイクロメートル（μｍ）の範囲に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装置。
  3. 保護層が酸化マグネシウム（ＭｇＯ）より構成されることを特徴とする請求項１または請求項２のいずれかに記載のプラズマディスプレイ装置。
  4. 初期化期間に行う初期化動作がすべて選択初期化動作であるフィールドを少なくとも１フィールド以上有することを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載のプラズマディスプレイ装置。
  5. 初期化期間前半部に上昇する電圧の傾斜が異なる少なくとも２つ以上の期間を有し、後ろの期間が前の期間よりも傾斜が緩やかであることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれかに記載のプラズマディスプレイ装置。
  6. 初期化期間後半部に下降する電圧の傾斜が異なる少なくとも２つ以上の期間を有し、後ろの期間のほうが前の期間よりも傾斜が緩やかであることを特徴とする請求項１から請求項５のいずれかに記載のプラズマディスプレイ装置。
  7. 書込み期間において、第２の電極に印加する走査パルスの電圧が第４電圧と同電位であることを特徴とする請求項１から請求項６のいずれかに記載のプラズマディスプレイ装置。
  8. 初期化期間前半部において、第３の電極の電圧が正極性である期間を有することを特徴とする請求項１から請求項７のいずれかに記載のプラズマディスプレイ装置。
  9. 初期化期間前半部の上昇する電圧の傾斜が２０Ｖ／μｓｅｃ以下であることを特徴とする請求項１から請求項８のいずれかに記載のプラズマディスプレイ装置。
  10. 初期化期間後半部の下降する電圧の傾斜が２０Ｖ／μｓｅｃ以下であることを特徴とする請求項１から請求項９のいずれかに記載のプラズマディスプレイ装置。
  11. 書込み期間において、第２の電極に印加する走査パルスの周期が０.５μｓｅｃから１.８μｓｅｃであることを特徴とする請求項１から請求項１０のいずれかに記載のプラズマディスプレイ装置。
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