JP2926871B2 - プラズマディスプレイパネル及びその駆動方法 - Google Patents

プラズマディスプレイパネル及びその駆動方法

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【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、情報表示端末や平面型テレビ等に利用され
るプラズマディスプレイパネルを高輝度化、高発光効率
化するプラズマディスプレイパネルの構造とその駆動方
法に関する。
〔従来の技術〕
AC型プラズマディスプレイパネルの構造を面放電型カ
ラープラズマディスプレイに例を取って、その断面図を
第5図に示す。電極11を形成したガラス基板10を絶縁層
12で被覆しこの上に保護層13を形成する。対向するガラ
ス基板20にはデータ電極18を形成しこの上に蛍光体17を
形成する。この2枚のガラス基板は隔壁16をはさんで気
密封止し内部に希ガス15を封入する。希ガス15は通常He
とXeの混合ガスを用いる。電極11の間の放電でプラズマ
14を発生させこれより出る真空紫外光19を蛍光体17を励
起発光させ可視光21を得る。AC型プラズマディスプレイ
パネルはメモリー機能を持っているのでデータ電極18及
び電極11に書き込みパルスと消去パルスを入れることに
より表示を制御することができる。
カラープラズマディスプレイは発光効率が低く特に大
画面高精細のディスプレイになると発熱等の問題が生じ
実用化の障害となっていた。そこで短パルスによる駆動
方法が考案された。このプラズマディスプレイの短パル
ス駆動方法は電極を絶縁層で被覆したAC型カラープラズ
マディスプレイに対するもので対向放電型、面放電型の
いずれにも適用できる。第3図に従来の短パルス駆動の
電極間の電位差波形と電流波形を示す。電極間にパネル
の維持電圧Vsより高い電位差の電圧パルスを印加すると
パルスの立ち上がりと共に変位電流7が流れ放電遅れ時
間td2の後に放電が開始し放電電流8が流れる。電圧パ
ルスを印加したままでは壁電荷による逆電界で放電は自
己停止するが、この短パルス駆動では放電が自己停止す
る前にパルス電圧を立ち下げる。すると放電電流8は途
中で切られるようになり変位電流9が流れる。
この短パルス駆動が高発光高率である理由は次のよう
に説明される。パルス電圧の幅が十分に広い場合は放電
の後半は壁電荷が徐々に形成されつつある段階で放電セ
ルにかかる実効的な電界は弱くなりつつあり、放電セル
内の電子温度は低くなるのでXeを効率よく励起できなく
なり、またXeの励起の飽和もおきてくるので真空紫外光
の発光効率は低い。また放電の前半は十分に空間電荷が
生成されておらず放電セル内の電界は強く空間電荷が十
分に生成され放電セル内の電界が弱まった放電の後半よ
り電子温度が高く従って効率よくXeを励起できる。短パ
ルス駆動は効率の悪い後半の放電を強制的に停止させる
ので発光効率の高い部分だけ利用することになり発光効
率は上がる。
〔発明が解決しようとする課題〕
大画面高精細カラープラズマディスプレイに於ける最
大の問題点である発光効率を大幅に改善するためにAC型
プラズマディスプレイの短パルス駆動方法を考案したの
であるが、この駆動方法は次のような欠点がある。放電
の基本的特性として電圧印加から放電の開始まで若干の
時間の遅れが生じる。この放電の遅れは印加電圧パルス
の周波数に依存する。第4図に周波数と放電遅れの関係
を示す。これはパルス幅を2μsec.一定とし周波数を変
えて測定したものである。測定に使用したパネルは放電
ギャップ100μm、HeにXeを2%混合したガスを200torr
封入したものである。20kHzでは放電遅れは0.14μsec.
程度であるが、例えば50インチクラスのHDTV(256階
調、1000TV本)では500kHz程度の周波数が必要であり、
放電遅れは0.01μsec.もしくはそれ以下のオーダーとな
る。高発光効率の短パルス駆動は放電電流のほぼピーク
で印加電圧を取り去る必要があり、放電電流のピークは
放電開始からさらに約0.01μsec.遅れるが、これを合わ
せてもパルスの立ち上がりから0.01μsec.程度の遅れで
あり、従って0.01μsec.程度のパルス幅で駆動しなくて
はならず極めて困難になる。大画面高精細カラープラズ
マディスプレイ用に開発した短パルス駆動方法は実際に
は大画面高精細カラープラズマディスプレイでは使えな
いと言う問題点がある。
〔課題を解決するための手段〕
本願発明のプラズマディスプレイパネル及びその駆動
方法は、絶縁層に被覆された電極群を有し、主放電電極
と、この主放電電極から突起し主放電電極よりギャップ
が短い副放電電極を同一放電セル内に有し、かつ副放電
電極が主放電電極より抵抗を高く形成し、かつ印加電圧
パルスは高発光効率の短パルスであり印加電圧は副放電
電極が放電していないときは主放電電極は放電せず副放
電電極が放電しているときは主放電電極が放電する電圧
に設定することによって放電遅れ時間を制御するもので
ある。これにより短パルス駆動で高い周波数の駆動が可
能となる。
〔作用〕
本発明のプラズマディスプレイパネルは、主放電電極
と同一放電セル内に主放電電極より放電ギャップの狭い
副放電電極を主放電電極より抵抗が高くなるように形成
し、かつ印加電圧パルスは高発光効率の短パルスであり
印加電圧は副放電電極が放電していないときは主放電電
極は放電せず副放電電極が放電しているときは主放電電
極が放電する電圧に設定することによって放電遅れ時間
を制御するものである。
副放電電極は主放電電極より維持電圧Vs2が小さくな
るように放電ギャップを設定し、上記電圧設定の維持パ
ルスを印加する。主放電電極には維持電圧パルスの電圧
がそのままかかるが主放電電極のVs1より低いため放電
はしない。副放電電極は抵抗が高いため放電ギャップの
容量との時定数で電圧パルスの立ち上がりの遅れが決ま
る。副放電電極の維持電圧Vs2はVs1より低く設定されて
いるので、Vs1とVs2の間の電圧パルスを印加すれば主放
電電極は放電せず、副放電電極にかかる電圧がVs2まで
立ち上がったとき副放電電極は放電する。副放電電極の
放電のタイミングは時定数を選ぶことによって制御する
ことができる。これにより高い周波数の短パルス駆動が
可能となる。
〔実施例〕
次に本発明の実施例について図面を参照して説明す
る。ここでは面放電型に例を取って説明するが対向放電
型も同様である。第1図は本発明のプラズマディスプレ
イパネルの1放電セルの平面図である。破線で示した放
電セル3の中に1対の主放電電極2と1対の副放電電極
1が形成されている。パネルの基本的な構造は従来例で
示したAC面放電型プラズマディスプレイパネルと同じで
あり、副放電電極1がある点が異なる。封入するガスを
例えばHeにXeを2%混合したものを200torrとすると、
主放電電極2の放電ギャップを300μmとした場合主放
電電極2の維持電圧は150V程度になり、副放電電極1の
放電ギャップを100μmとすると副放電電極1の維持電
圧は140V程度となる。主放電電極2は例えば数千Åの膜
厚で十分に抵抗が低くなる。例えばAl,Ni、Ag等で形成
する。副放電電極1はこれより抵抗を高く形成する。材
質としては例えばSi、CuO、またはTa等の高融点金属とS
iO2等の酸化物絶縁体やSi3N4等の窒化物絶縁体を適当な
比で混合したもので形成する。また上記主放電電極2と
同じ様な材質で膜厚を薄くしても良い。そして副放電電
極1の長さ例えば100μm、幅を100μm、放電ギャップ
を上述の100μmとすると副放電電極1間の静電容量は
約0.01pFとなり、また副放電電極1の抵抗を5MΩとなる
ように形成すれば副放電電極1の抵抗値は10MΩにな
り、時定数は100nsec.となる。従ってパルスが十分に立
ち上がるには約300nsec.かかる。
第2図は印加電圧波形と電流波形である。第2図
(a)は主放電電極2間の電位差の波形である。印加電
圧は主放電電極2の維持電圧Vs1と副放電電極1の維持
電圧Vs2の間の145Vに設定すると、このままでは放電し
ない。第2図(b)は副放電電極1間の電位差の波形で
ある。電位差の上昇は電極間の容量と電極の抵抗で立ち
上がりが遅れtd1遅れたところで副放電電極1の維持電
圧Vs2に達し放電を開始する。この副放電電極1の放電
による荷電粒子によって主放電電極2の維持電圧が下が
り主放電電極間2で放電が開始する。この放電開始の遅
れは上述のパネルの場合約300nsec.となる。従って高発
光効率の短パルス駆動を行うには第2図(c)の放電電
流5のほぼピークすなわちパルスの立ち上がりからの三
百数十nsec.遅れたところで印加電圧を立ち下げれば良
い。この後は従来の短パルス駆動と同じである。パルス
幅三百数十nsec.で駆動周波数500kHzは十分駆動可能で
あり、条件を適当に選ぶことによりさらに駆動周波数は
メガヘルツオーダーまで可能である。しかし従来の短パ
ルス駆動方法は駆動周波数で必要なパルス幅が決定され
てしまうので、せいぜい数十kHzが限度であった。この
ように本発明では副放電電極1の容量と抵抗値を選ぶこ
とにより放電遅れ時間を制御することができ、高い周波
数で駆動しても適当な放電遅れ時間を選ぶことにより短
パルス駆動が余裕を持って可能となる。
なおパネル構造として第1図に副放電電極1の先端の
間の放電ギャップで放電が起きる例を示したが第6図の
ように副放電電極22の側面間の放電ギャップで放電が起
きる形にしても良い。もちろんこれは例であり様々なバ
リエーションが考えられる。
〔発明の効果〕
以上述べたように、本発明のプラズマディスプレイパ
ネルとその駆動方法によって、放電遅れ時間を制御する
ことがでるので高発光効率の短パルス駆動が高い周波数
でも可能となった。これにより従来不可能であった高発
光効率の大画面高精細のカラープラズマディスプレイが
実現できた。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の第1の実施例のプラズマディスプレイ
パネルの1放電セルの平面図、第2図(a)〜(c)は
本発明のプラズマディスプレイパネルの駆動方法の電位
差波形及び電流波形、第3図(a),(b)は従来のプ
ラズマディスプレイパネルの駆動方法の電位差波形及び
電流波形、第4図は駆動周波数と放電遅れ時間の関係を
示すグラフ、第5図はAC面放電型プラズマディスプレイ
パネルの断面図、第6図は本発明の第2の実施例のプラ
ズマィスプレイパネルの1放電セルの平面図である。 1,22……副放電電極、2,23……主放電電極、3,24……放
電セル、4,6,7,9……変位電流、5,8……放電電流、10,2
0……ガラス基板、11……電極、12……絶縁層、13……
保護層、14……プラズマ、15……希ガス、16……隔壁、
17……蛍光体、18……データ電極、19……真空紫外光。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) H01J 11/00 - 11/02 H01J 17/04 H01J 17/49

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】絶縁層に被覆された電極群を有するAC型プ
    ラズマディスプレイパネルにおいて、主放電電極と、こ
    の主放電電極から突起し前記主放電電極よりギャップが
    短い副放電電極を同一放電セル内に有し、かつ前記副放
    電電極を前記主放電電極より抵抗を高く形成したことを
    特徴とするプラズマディスプレイパネル。
  2. 【請求項2】絶縁層に被覆された電極群を有し、主放電
    電極と、この主放電電極から突起し前記主放電電極より
    ギャップが短い副放電電極を同一放電セル内に有し、か
    つ前記副放電電極が前記主放電電極より抵抗を高く形成
    したAC型プラズマディスプレイパネルにパルス状の電圧
    を引加しACメモリ駆動する際、維持パルス電圧を、副放
    電電極が放電していない時は主放電電極が放電せず、か
    つ副放電電極が放電している時は主放電電極が放電する
    電圧に設定し、かつ主放電電極の放電が自己停止する時
    間より狭いパルス幅に設定することを特徴とするプラズ
    マディスプレイパネルの駆動方法。
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