JP4048637B2

JP4048637B2 - AC type plasma display device

Info

Publication number: JP4048637B2
Application number: JP6279199A
Authority: JP
Inventors: 浩一和邇; 直貴小杉; 良尚大江; 弘之橘
Original assignee: Panasonic Corp; Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Corp; Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1999-03-10
Filing date: 1999-03-10
Publication date: 2008-02-20
Anticipated expiration: 2019-03-10
Also published as: JP2000260333A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ＡＣ型プラズマディスプレイ装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来のＡＣ型プラズマディスプレイパネルの要部断面図を図６に示す。図６（ｂ）は図６（ａ）のＢ−Ｂ断面図である。
【０００３】
従来のＡＣ型プラズマディスプレイパネル（以下、パネルという）１は、図６に示すように、放電空間２を挟んでガラス製の表面基板３およびガラス製の背面基板４が対向して配置されている。表面基板３上には、誘電体層５および保護膜６で覆われた対を成す帯状の走査電極７と維持電極８とからなる電極群が互いに平行配列されている。走査電極７および維持電極８はそれぞれ、透明電極７ａ、８ａと導電性を高めるための金属母線７ｂ、８ｂとから構成されている。
【０００４】
背面基板４上には、走査電極７および維持電極８と直交する方向に帯状のデータ電極９が互いに平行配列されており、またこの各データ電極９を隔離し、かつ放電空間２を形成するための帯状の隔壁１０がデータ電極９の間に設けられている。また、データ電極９上から隔壁１０の側面にわたって蛍光体１１が形成されている。さらに、放電空間２にはヘリウム（Ｈｅ）、ネオン（Ｎｅ）およびアルゴン（Ａｒ）のうち少なくとも一種とキセノン（Ｘｅ）との混合ガスが封入されている。
【０００５】
このパネル１は表面基板３側から画像表示を見るようになっており、放電空間２内での走査電極７と維持電極８との間の放電により発生する紫外線によって、蛍光体１１を励起し、この蛍光体１１からの可視光を表示発光に利用するものである。
【０００６】
次に、従来のパネル１に画像データを表示させる方法について説明する。
【０００７】
従来のパネルを駆動する方法として、１フィールド期間を２進法に基づいた発光期間の重みを持った複数のサブフィールドに分割し、発光させるサブフィールドの組み合わせによって階調表示を行う。各サブフィールドは初期化期間、アドレス期間および維持期間からなる。
【０００８】
画像データを表示するためには、初期化期間、アドレス期間および維持期間でそれぞれ異なる信号波形を各電極に印加する。初期化期間には、たとえば、維持電極８およびデータ電極９に対して正極性のパルス電圧をすべての走査電極７に印加し、保護膜６および蛍光体１１上に壁電荷を蓄積する。
【０００９】
アドレス期間では、すべての走査電極７に順次、負極性のパルスを印加することにより走査していく。表示データがある場合、走査電極７を走査している間に、データ電極９に正極性のデータパルスを印加すると、走査電極７とデータ電極９との間で放電が起こり、走査電極７上の保護膜６の表面に壁電荷が形成される。
【００１０】
続く維持期間では一定の期間、走査電極７と維持電極８との間に放電を維持するのに十分な電圧を印加する。これにより、走査電極７と維持電極８との間に放電プラズマが生成され、一定の期間、蛍光体１１を励起発光させる。アドレス期間においてデータパルスが印加されなかった放電空間では、放電は発生せず蛍光体１１の励起発光は起こらない。
【００１１】
このような従来のパネル１では、走査電極７と維持電極８との距離（電極間距離）ｄは、パッシェンの法則で決まる最小放電電圧が得られる値の近くに設定されている。これは、維持期間において走査電極７と維持電極８との間に印加する外部維持電圧Ｖ_SUSを低くするためである。すなわち、走査電極７と維持電極８との間の放電開始電圧をＶｆ_SSとし、走査電極７上の誘電体層５の壁電圧と維持電極８上の誘電体層５の壁電圧との和をＶｗ_SSとするとき、放電空間に加わる電圧はＶ_SUS＋Ｖｗ_SSであるため、走査電極７と維持電極８との間で放電を維持するためには、
Ｖｆ_SS＜Ｖ_SUS＋Ｖｗ_SS （１）
でなければならない。Ｖｆ_SSが最小になるようにパネルを設計することで、より低い外部維持電圧Ｖ_SUSで放電を維持することができる。外部維持電圧Ｖ_SUSは低いほど回路設計が容易になり、また無効電力による損失も低減できる。
【００１２】
現在、製造されているパネルでは、封入ガスの全圧が約５０〜６０ｋＰａ、電極間距離ｄが８０〜１００μｍにおいてＶ_SUSは極小となり、Ｖ_SUS＝１８０〜２００Ｖを得ている。またその場合、キセノンガスの分圧が５〜１０％で、最も発光効率が高くなることが知られている。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし従来のパネルでは、ＣＲＴなどの表示装置と比較して発光効率が著しく低いという課題があった。たとえば上述した、電極間距離ｄが８０〜１００μｍのパネルでは、発光効率は１ｌｍ／Ｗ前後とＣＲＴの５分の１程度である。
【００１４】
また、一般に放電を起こす電極間の距離を長くすると発光効率は上昇することが知られているが、走査電極７と維持電極８との距離を長くすると放電開始電圧Ｖｆ_SSもパッシェン曲線にしたがって急激に上昇し、駆動が困難になるという課題があった。
【００１５】
本発明はこのような課題を解決するためになされたもので、電極間距離を長くした場合においても、放電維持のための印加電圧を大きく上昇させることなく、発光効率の高いＡＣ型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。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
本発明のＡＣ型プラズマディスプレイ装置は、第１の誘電体層で覆われた第１電極および第２電極が互いに平行に形成された基板と、第２の誘電体層で覆われた第３電極が前記第１電極と直交する方向に形成された別の基板とが放電空間を挟んで対向配置され、前記第１電極と前記第２電極との距離が、前記第３電極の中心線上における前記放電空間の高さよりも大きく設定されており、維持期間において、前記第１電極および前記第２電極に交互に維持パルス電圧を印加し、前記第１電極または前記第２電極と前記第３電極との間で放電を起こすことにより、前記第１電極と前記第２電極との間に放電を誘発させるものである。
【００１７】
この構成により、放電維持電圧を大きく上昇させることなく、維持放電が発生する電極間距離を大きくすることができ、発光効率が大幅に向上したＡＣ型プラズマディスプレイ装置を得ることができる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施の形態について図面を用いて説明する。
【００１９】
本発明の第１の実施形態のＡＣ型プラズマディスプレイパネル（以下、パネルという）の要部断面図を図１に示す。図１（ｂ）は図１（ａ）のＣ−Ｃ断面図である。
【００２０】
図１に示すように、本発明の第１の実施形態のパネル１２は、放電空間２を挟んでガラス製の表面基板３とガラス製の背面基板４とが対向して配置されている。表面基板３上には、誘電体層５および保護膜６からなる第１の誘電体層で覆われた帯状の第１電極Ｘと第２電極Ｙとからなる電極対が複数配列されている。保護膜６として酸化マグネシウム（ＭｇＯ）等の二次電子放射係数の高い材料を用いている。
【００２１】
背面基板４上には、第１電極Ｘおよび第２電極Ｙと直交する方向に、複数の帯状の第３電極Ａが配列されており、この各第３電極Ａを隔離し、かつ放電空間２を形成するための帯状の隔壁１０が第３電極Ａの間に設けられている。また、第３電極Ａ上から隔壁１０の側面にわたって第２の誘電体層である蛍光体１１が形成されている。さらに、放電空間２にはＨｅ、Ｎｅ、Ａｒのうち、少なくとも一種とＸｅとの混合ガスが封入されている。１つの第１電極Ｘおよび第２電極Ｙと１つの第３電極Ａとの交差部に１つの放電セルが構成される。そして、赤色、緑色および青色の蛍光体がそれぞれ形成され、互いに隣接した３つの放電セルにより、１つの画素を構成している。
【００２２】
このパネル１２は表示面側である表面基板３側から画像表示を見るようになっており、放電空間２内の放電により発生する紫外線によって、蛍光体１１を励起し、この蛍光体１１から発生する可視光を表示発光に利用するものである。
【００２３】
本実施形態のパネルにおいては、第１電極Ｘと第２電極Ｙとの距離（以下、維持放電ギャップという）をｄ_SSとし、第３電極Ａの中心線上における蛍光体１１の表面と保護膜６の表面との距離、すなわち第３電極Ａの中心線上における放電空間２の高さ（以下、アドレス放電ギャップという）をｄ_SAとしたとき、ｄ_SS＞ｄ_SAと設定している。また、維持放電空間とは第１電極Ｘと第２電極Ｙとの間の放電空間を指すものとし、アドレス放電空間とは第３電極Ａと第１電極Ｘまたは第２電極Ｙとの間の放電空間を指すものとする。ここで各電極間の放電開始電圧を次のように定義する。
Ｖｆ_SS：第１電極Ｘと第２電極Ｙとの間の放電開始電圧
Ｖｆ_SA：第１電極Ｘを陰極とした場合の第１電極Ｘと第３電極Ａとの間の放電開始電圧、または第２電極Ｙを陰極とした場合の第２電極Ｙと第３電極Ａとの間の放電開始電圧
Ｖｆ_AS：第３電極Ａを陰極とした場合の第１電極Ｘと第３電極Ａとの間の放電開始電圧、または第３電極Ａを陰極とした場合の第２電極Ｙと第３電極Ａとの間の放電開始電圧
Ｖｆ_SSA：第１電極Ｘと第３電極Ａとの間、または第２電極Ｙと第３電極Ａとの間に放電が存在している場合の、第１電極Ｘと第２電極Ｙとの間の放電開始電圧放電開始電圧Ｖｆ_SSは従来のパネルにおける、走査電極７と維持電極８との間の放電開始電圧と同じものだが、本実施形態では、維持放電ギャップを大きくしているので、従来のパネルにおける走査電極７と維持電極８との間の放電開始電圧より大きな値となる。放電開始電圧Ｖｆ_SAと放電開始電圧Ｖｆ_ASとは互いに放電の極性が逆の場合の放電開始電圧であるが、Ｖｆ_SAは二次電子放射係数が高い保護膜６を陰極側としたときの放電開始電圧であるのに対して、Ｖｆ_ASは二次電子放射係数が保護膜６と比較してかなり低い蛍光体を陰極側としたときの放電開始電圧であるため、Ｖｆ_SA≪Ｖｆ_ASの関係がある。また、第１電極Ｘと第３電極Ａとの間、または第２電極Ｙと第３電極Ａとの間であらかじめ放電が起っていると、その放電が起こっている放電空間には多量の電荷が存在するため、第１電極Ｘと第２電極Ｙとの間の放電開始電圧は低下し、Ｖｆ_SSA≪Ｖｆ_SSとなる。
【００２４】
次に、本実施形態のパネル１２に画像データを表示させる方法について説明する。
【００２５】
本実施形態のパネル１２を駆動する方法として、１フィールド期間を２進法に基づいた発光期間の重みを持った複数のサブフィールドに分割し、発光させるサブフィールドの組み合わせによって階調表示を行う。各サブフィールドは初期化期間、アドレス期間および維持期間からなる。
【００２６】
画像データを表示するためには、初期化期間、アドレス期間および維持期間でそれぞれ異なる信号波形を電極に印加する。初期化期間には、たとえば、第２電極Ｙおよび第３電極Ａに対して正極性のパルス電圧をすべての第１電極Ｘに印加し、保護膜６および蛍光体１１上に壁電荷を蓄積する。アドレス期間では、すべての第１電極Ｘに順次、負極性のパルスを印加することにより走査していく。表示データがある場合、第１電極Ｘを走査している間に第３電極Ａに正極性のデータパルスを印加すると、第３電極Ａと第１電極Ｘとの間で放電が起こり、第１電極Ｘ上の保護膜６表面に壁電荷が形成される。
【００２７】
続く維持期間でのパネルの駆動方法について、図２および図３を参照しながら説明する。
【００２８】
図２（ａ）は第１電極Ｘに印加する電圧波形Ｖｘ（ｔ）であり、図２（ｂ）は第２電極Ｙに印加する電圧波形Ｖｙ（ｔ）であり、図２（ｃ）は第３電極Ａに印加する電圧波形Ｖａ（ｔ）である。Ｖｘ（ｔ）およびＶｙ（ｔ）は振幅がＶ_SUS（Ｖ）の維持パルス電圧であり、Ｖａ（ｔ）は０Ｖである。
【００２９】
図３（ａ）において、実線は第２電極Ｙから見た第１電極Ｘの電圧波形Ｖｘ（ｔ）−Ｖｙ（ｔ）を表している。また、破線は第１電極Ｘと第２電極Ｙとの間の壁電圧を表しており、第１電極Ｘ上の誘電体層５に蓄積された壁電圧と第２電極Ｙ上の誘電体層５に蓄積された壁電圧との和である。図３（ｂ）において、実線は第３電極Ａから見た第１電極Ｘの電圧波形Ｖｘ（ｔ）−Ｖａ（ｔ）を表している。また、破線は第１電極Ｘと第３電極Ａとの間の壁電圧を表しており、第１電極Ｘ上の誘電体層５に蓄積された壁電圧と第３電極Ａ上の蛍光体１１に蓄積された壁電圧との和である。図３（ｃ）において、実線は第３電極Ａから見た第２電極Ｙの電圧波形Ｖｙ（ｔ）−Ｖａ（ｔ）を実線で表している。また、破線は、第２電極Ｙと第３電極Ａとの間の壁電圧を表しており、第２電極Ｙ上の誘電体層５に蓄積された壁電圧と第３電極Ａ上の蛍光体１１に蓄積された壁電圧との和である。
【００３０】
これらの壁電圧はそれぞれの場合に応じて保護膜６または蛍光体１１上に蓄積される壁電荷によって生じたものである。壁電圧の極性は、印加電圧と壁電圧との差が、それぞれの電極間の放電空間に加わる電圧を表すように設定されている。
【００３１】
ここで、発生した放電によって蓄積される壁電圧の大きさは、外部から印加した電圧とほぼ同じ大きさになるものとしている。すなわち、図３（ａ）に示すように、時間ｔ₁−Δｔおよび時間ｔ₃−Δｔにおける第１電極Ｘと第２電極Ｙとの間の壁電圧Ｖｗ_SS（Ｖ）は、外部維持電圧Ｖ_SUS（Ｖ）とほぼ同じ大きさとなっている。また、図３（ｂ）および図３（ｃ）に示すように、時間ｔ₁−Δｔにおける第１電極Ｘと第３電極Ａとの間の壁電圧と時間ｔ₃−Δｔにおける第２電極Ｙと第３電極Ａとの間の壁電圧とはほぼ同じ大きさの壁電圧Ｖｗ_SA（Ｖ）であり、この壁電圧Ｖｗ_SA（Ｖ）は外部維持電圧Ｖ_SUS（Ｖ）とほぼ同じ大きさとなっている。ここで、Δｔは時間ｔ₃−ｔ₁に比べて十分小さい時間である。
【００３２】
本実施の形態では、パネルを駆動する場合、
Ｖｆ_SA＜Ｖｗ_SA＜Ｖｆ_AS （２）
Ｖｆ_SSA＜Ｖ_SUS＋Ｖｗ_SS＜Ｖｆ_SS （３）
の関係を満足するように、外部から印加する外部維持電圧Ｖ_SUSの値を設定している。ここで、Ｖｗ_SS≒Ｖ_SUS、Ｖｗ_SA≒Ｖ_SUSであるので、
Ｖｆ_SA＜Ｖ_SUS＜Ｖｆ_AS （４）
Ｖｆ_SSA／２＜Ｖ_SUS＜Ｖｆ_SS／２（５）
である。次に、維持期間におけるパネルの動作について図３を用いて説明する。
【００３３】
まず時間ｔ₁＋Δｔにおいて、第１電極Ｘと第３電極Ａとの間の放電空間には、第１電極Ｘを負極性すなわち陰極として、Ｖｗ_SA（Ｖ）の電圧が加わる。したがって、式（２）より、第１電極Ｘと第３電極Ａとの間で放電が開始する。一方、第２電極Ｙと第３電極Ａとの間の放電空間には、第３電極Ａを負極性すなわち陰極として約Ｖ_SUS（Ｖ）の電圧が加わる。したがって、式（４）より、第２電極Ｙと第３電極Ａとの間では放電は開始しない。
【００３４】
第１電極Ｘと第３電極Ａとの間で放電が開始すると、この放電によって第１電極Ｘと第２電極Ｙとの間の放電開始電圧はＶｆ_SSA（Ｖ）まで低下する。第１電極Ｘと第２電極Ｙとの間の放電空間に加わる電圧はＶ_SUS＋Ｖｗ_SS（Ｖ）であり、式（３）より、第１電極Ｘと第２電極Ｙとの間で放電が開始する。その結果、表示発光が起こるとともに、放電空間内の電位を打ち消すように壁電圧が形成されるので、時間ｔ₂では第１電極Ｘと第２電極Ｙとの間の放電は停止する。
【００３５】
次に時間ｔ₃において、第１電極Ｘおよび第２電極Ｙに印加される電圧の極性が反転する。その結果、第１電極Ｘと第２電極Ｙとを入れ替えた形で時間ｔ₁から時間ｔ₃に至ったのと同様な過程を経て、第１電極Ｘと第２電極Ｙとの間に放電が形成され、時間ｔ₁から時間ｔ₄に至る１周期の維持動作が完了する。
【００３６】
以上のような動作を繰り返すことによって、大きな維持放電ギャップｄ_SSを有するパネルについて比較的低い電圧で表示放電を維持することができる。
【００３７】
次に、本実施の形態のパネルを駆動する場合の維持期間における印加電圧について、図４を用いて説明する。図４では横軸に維持放電ギャップｄ_SSを、縦軸に電圧をとっている。放電開始電圧Ｖｆ_SSは比較的小さな維持放電ギャップｄ_SSで極小値を持ついわゆるパッシェンの曲線となる。また、放電開始電圧Ｖｆ_SSAは放電開始電圧Ｖｆ_SSとほぼ同形状の曲線となるが、その値は放電開始電圧Ｖｆ_SSよりも低い。一方、放電開始電圧Ｖｆ_ASおよび放電開始電圧Ｖｆ_SAは維持放電ギャップｄ_SSに依存せず、ほぼ水平な直線となる。なお、ｄ_SS＝ｄ_SAにおいて必ずしもＶｆ_SS＝Ｖｆ_SAになるとは限らない。これは、維持放電空間での電界分布とアドレス放電空間での電界分布とが異なるからである。図４に示した例では、ｄ_SS＝ｄ_SAのとき、Ｖｆ_SS＞Ｖｆ_SAとした。
【００３８】
本実施形態のパネルでは、維持期間において式（４）および式（５）を満たす領域Ｄで動作させている。これにより、維持放電ギャップｄ_SSをｄ_SS＞ｄ_SAのように従来例より大きくした場合でも、アドレス放電空間で発生した放電によって維持放電を誘発させることができるため、発光効率が大幅に上昇する。また、維持放電ギャップｄ_SSを大きくしたにもかかわらず、比較的低い外部印加電圧で放電を維持することができる。さらに、Ｖｆ_SSA／２＝Ｖｆ_SAとなる維持放電ギャップｄ_SSをｄ₀とするとき、ｄ_SS≦ｄ₀と設定することにより、外部維持電圧Ｖ_SUSの最低値を従来のパネルの最大維持電圧（〜Ｖ_SA）とほぼ同等とすることができるので、駆動回路に大きな負担をかけることなく発光効率を向上することができる。
【００３９】
一方、従来のパネルでは、たとえばｄ_SA＝１３０〜１５０μｍ、ｄ_SS＝８０〜１００μｍというように電極間距離の関係がｄ_SS＜ｄ_SAとなるように設計されていた。このような従来のパネルを駆動する場合の維持期間では、式（１）の条件に加えて、
Ｖｗ_SA＜Ｖｆ_SA （６）
となるような外部維持電圧Ｖ_SUSを印加していた。したがって、維持期間においてＶｗ_SS≒Ｖ_SUS、Ｖｗ_SA≒Ｖ_SUSとすると、従来のパネルでは、式（１）および式（６）を満たす領域Ｅ（図４参照）で動作させており、アドレス放電空間で放電は起こっていなかった。
【００４０】
次に、本実施の形態によるパネルの設計パラメータの一例を表１に示す。
【００４１】
【表１】

【００４２】
このパネルにおいて、各放電開始電圧は、
Ｖｆ_SS＝７００Ｖ
Ｖｆ_SA＝２５０Ｖ
Ｖｆ_AS＝３５０Ｖ
Ｖｆ_SSA＝４５０Ｖ
であり、Ｖ_SUS＝２７０Ｖ、ｔ₃−ｔ₁＝ｔ₄−ｔ₃＝２．５μｓとすることにより、安定したパネル駆動を行うことができた。本実施の形態のパネルでは、維持放電ギャップｄ_SSが４００μｍのように従来のパネルの維持放電ギャップ（８０〜１００μｍ）に比べて４倍程度大きくなっている。このため、従来の駆動方法を用いた場合には、維持電圧が約４００Ｖ以上と非常に大きくなってしまい、安定した維持放電を行うことができないが、前述のようにアドレス放電空間で発生した放電によって維持放電空間に放電を誘発させることにより、電圧を大幅に上昇させることなく安定した維持放電を行うことができる。また、このパネルでは、約２ｌｍ／Ｗの発光効率を得ることができた。従来のパネルの発光効率は約１ｌｍ／Ｗであるため、本実施の形態のパネルでは、従来のパネルに比べて、発光効率が２倍近く向上した。
【００４３】
以上のように本実施の形態においては、維持放電ギャップを大きくすることができるため、発光効率が高く、かつ駆動電圧の上昇を抑制したＡＣ型プラズマディスプレイ装置を得ることができる。
【００４４】
次に本発明の第２の実施形態を図５を用いて説明する。
【００４５】
図５に示すように、本発明の第２の実施形態のパネルは、図１に示す第１の実施形態のパネルと基本的にほぼ同じ構成である。異なるのは、第１電極Ｘおよび第２電極Ｙを、それぞれＩＴＯ（Indium Tin Oxide）等からなる透明電極Ｘa、Ｙaと銀等からなる金属母線Ｘb、Ｙbとで構成したことにある。
【００４６】
第２の実施形態では、開口率を低下させることなく第１電極Ｘおよび第２電極Ｙの幅を広げることができるので、放電電流を大きくとることができ、輝度が向上する。また、一般に透明電極は抵抗値が高いため、金属母線を設けることによって導電性を高めている。
【００４７】
このように第２の実施形態においては、発光効率が高く、かつ駆動電圧の上昇を抑制することができるとともに、発光輝度が高いＡＣ型プラズマディスプレイ装置を得ることができる。
【００４８】
なお、上記実施の形態ではアドレス期間と維持期間を分離した、いわゆるアドレス−維持分離型駆動を行うＡＣ型プラズマディスプレイパネルについて説明したが、この他のアドレス方法を用いたＡＣ型プラズマディスプレイパネルにおいても同様の効果を得ることができる。また、初期化期間およびアドレス期間における印加電圧波形は本実施の形態と同じである必要はなく、画像データの有無に応じて選択的に壁電荷が形成されるものであればよい。
【００４９】
【発明の効果】
以上のように、本発明は、維持放電ギャップがアドレス放電ギャップよりも大きく設定されたＡＣ型プラズマディスプレイパネルにおいて、維持期間に、アドレス放電空間で発生した放電によって維持放電空間に放電を誘発させることにより、維持電圧を大幅に高めることなく発光効率の向上したＡＣ型プラズマディスプレイ装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態のＡＣ型プラズマディスプレイパネルの要部断面図
【図２】本発明の第１の実施形態のＡＣ型プラズマディスプレイパネルの維持電圧波形を示す図
【図３】本発明の第１の実施形態のＡＣ型プラズマディスプレイパネルの各電極間の電圧波形および壁電圧波形を示す図
【図４】本発明のＡＣ型プラズマディスプレイパネルの維持期間における動作電圧を説明する図
【図５】本発明の第２の実施形態のＡＣ型プラズマディスプレイパネルの要部断面図
【図６】従来のＡＣ型プラズマディスプレイパネルの要部断面図
【符号の説明】
２放電空間
３表面基板
４背面基板
５誘電体層
６保護膜
１０隔壁
１１蛍光体
１２パネル
Ｘ第１電極
Ｙ第２電極
Ａ第３電極[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an AC type plasma display apparatus.
[0002]
[Prior art]
FIG. 6 shows a cross-sectional view of a main part of a conventional AC type plasma display panel. FIG. 6B is a cross-sectional view taken along the line BB in FIG.
[0003]
As shown in FIG. 6, a conventional AC plasma display panel (hereinafter referred to as “panel”) 1 has a glass front substrate 3 and a glass back substrate 4 facing each other across a discharge space 2. . On the surface substrate 3, an electrode group composed of a pair of strip-like scan electrodes 7 and sustain electrodes 8 covered with the dielectric layer 5 and the protective film 6 is arranged in parallel with each other. Scan electrode 7 and sustain electrode 8 are each composed of transparent electrodes 7a and 8a and metal bus bars 7b and 8b for enhancing conductivity.
[0004]
On the back substrate 4, strip-shaped data electrodes 9 are arranged in parallel to each other in a direction orthogonal to the scan electrodes 7 and the sustain electrodes 8, and each data electrode 9 is isolated and the discharge space 2 is formed. A strip-shaped partition wall 10 is provided between the data electrodes 9. A phosphor 11 is formed from the data electrode 9 to the side surface of the partition wall 10. Further, the discharge space 2 is filled with a mixed gas of at least one of helium (He), neon (Ne), and argon (Ar) and xenon (Xe).
[0005]
The panel 1 is configured to view an image display from the surface substrate 3 side, and excites the phosphor 11 by ultraviolet rays generated by the discharge between the scan electrode 7 and the sustain electrode 8 in the discharge space 2. The visible light from the phosphor 11 is used for display light emission.
[0006]
Next, a method for displaying image data on the conventional panel 1 will be described.
[0007]
As a conventional method of driving a panel, one field period is divided into a plurality of subfields having a light emission period weight based on the binary system, and gradation display is performed by a combination of subfields to emit light. Each subfield includes an initialization period, an address period, and a sustain period.
[0008]
In order to display image data, different signal waveforms are applied to each electrode in the initialization period, the address period, and the sustain period. In the initialization period, for example, a positive pulse voltage is applied to all the scan electrodes 7 with respect to the sustain electrode 8 and the data electrode 9 to accumulate wall charges on the protective film 6 and the phosphor 11.
[0009]
In the address period, scanning is performed by sequentially applying a negative pulse to all the scanning electrodes 7. When there is display data, if a positive data pulse is applied to the data electrode 9 while scanning the scan electrode 7, a discharge occurs between the scan electrode 7 and the data electrode 9, and the scan electrode 7 Wall charges are formed on the surface of the protective film 6.
[0010]
In the subsequent sustain period, a voltage sufficient to maintain the discharge is applied between scan electrode 7 and sustain electrode 8 for a certain period. Thereby, discharge plasma is generated between the scan electrode 7 and the sustain electrode 8, and the phosphor 11 is excited to emit light for a certain period. In the discharge space where no data pulse is applied in the address period, no discharge occurs and excitation light emission of the phosphor 11 does not occur.
[0011]
In such a conventional panel 1, the distance (interelectrode distance) d between the scan electrode 7 and the sustain electrode 8 is set to a value near which a minimum discharge voltage determined by Paschen's law can be obtained. This is to reduce the external sustain voltage _VSUS applied between the scan electrode 7 and the sustain electrode 8 during the sustain period. That is, the discharge start voltage between scan electrode 7 and sustain electrode 8 is Vf _SS , and the sum of the wall voltage of dielectric layer 5 on scan electrode 7 and the wall voltage of dielectric layer 5 on sustain electrode 8 is When Vw _SS is used, the voltage applied to the discharge space is V _SUS + Vw _SS , so in order to maintain the discharge between the scan electrode 7 and the sustain electrode 8,
Vf _SS <V _SUS + Vw _SS (1)
Must. By designing the panel so that Vf _SS is minimized, the discharge can be maintained with a lower external sustain voltage _VSUS . The lower the external sustain voltage _{VSUS, the} easier the circuit design, and the loss due to reactive power can be reduced.
[0012]
In the panel currently manufactured, when the total pressure of the sealed gas is about 50 to 60 kPa and the distance d between the electrodes is 80 to 100 μm, V _SUS is minimized, and V _SUS = 180 to 200 V is obtained. In that case, it is known that the luminous efficiency is highest when the partial pressure of xenon gas is 5 to 10%.
[0013]
[Problems to be solved by the invention]
However, the conventional panel has a problem that the light emission efficiency is significantly lower than that of a display device such as a CRT. For example, in the above-described panel having an interelectrode distance d of 80 to 100 μm, the luminous efficiency is around 1 lm / W, which is about 1/5 of the CRT.
[0014]
In general, it is known that the light emission efficiency increases when the distance between the electrodes that cause discharge is increased. However, when the distance between the scan electrode 7 and the sustain electrode 8 is increased, the discharge start voltage Vf _SS rapidly increases according to the Paschen curve. As a result, there is a problem that driving becomes difficult.
[0015]
The present invention has been made to solve such a problem. Even when the distance between the electrodes is increased, the AC type plasma display device has a high luminous efficiency without greatly increasing the applied voltage for maintaining the discharge. The purpose is to provide.
[0016]
[Means for Solving the Problems]
The AC type plasma display apparatus of the present invention includes a substrate on which a first electrode and a second electrode covered with a first dielectric layer are formed in parallel to each other, and a third electrode covered with a second dielectric layer. Is disposed opposite to another substrate formed in a direction orthogonal to the first electrode across a discharge space, and the distance between the first electrode and the second electrode is the center line on the third electrode. The height of the discharge space is set to be larger, and during the sustain period, a sustain pulse voltage is alternately applied to the first electrode and the second electrode, and the first electrode or the second electrode and the third electrode Is caused to cause a discharge between the first electrode and the second electrode.
[0017]
With this configuration, it is possible to increase the distance between the electrodes where the sustain discharge is generated without greatly increasing the discharge sustain voltage, and it is possible to obtain an AC type plasma display device in which the light emission efficiency is significantly improved.
[0018]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0019]
FIG. 1 shows a cross-sectional view of a main part of an AC type plasma display panel (hereinafter referred to as a panel) according to a first embodiment of the present invention. FIG.1 (b) is CC sectional drawing of Fig.1 (a).
[0020]
As shown in FIG. 1, in the panel 12 according to the first embodiment of the present invention, a glass surface substrate 3 and a glass back substrate 4 are disposed to face each other with a discharge space 2 interposed therebetween. On the surface substrate 3, a plurality of electrode pairs composed of a strip-shaped first electrode X and second electrode Y covered with a first dielectric layer composed of a dielectric layer 5 and a protective film 6 are arranged. A material having a high secondary electron emission coefficient such as magnesium oxide (MgO) is used as the protective film 6.
[0021]
On the back substrate 4, a plurality of strip-shaped third electrodes A are arranged in a direction orthogonal to the first electrode X and the second electrode Y, each of the third electrodes A is isolated, and the discharge space 2 is separated. A band-shaped partition wall 10 is formed between the third electrodes A. In addition, a phosphor 11 that is a second dielectric layer is formed from the third electrode A to the side surface of the partition wall 10. Further, the discharge space 2 is filled with a mixed gas of at least one of He, Ne, and Ar and Xe. One discharge cell is formed at the intersection of one first electrode X and second electrode Y and one third electrode A. Then, red, green and blue phosphors are respectively formed, and one pixel is constituted by three discharge cells adjacent to each other.
[0022]
The panel 12 is configured to see an image display from the surface substrate 3 side which is the display surface side. The phosphor 11 is excited by ultraviolet rays generated by the discharge in the discharge space 2 and is generated from the phosphor 11. Visible light is used for display light emission.
[0023]
In the panel of the present embodiment, the distance between the first electrode X and the second electrode Y (hereinafter referred to as the sustain discharge gap) is d _SS, and the surface of the phosphor 11 on the center line of the third electrode A and the protective film 6 distance between the surface of, or height of the discharge space 2 on the center line of the third electrode a (hereinafter, referred to as the address discharge gap) when the set to d _SA, is set as d _SS> d _SA. The sustain discharge space refers to the discharge space between the first electrode X and the second electrode Y, and the address discharge space refers to the space between the third electrode A and the first electrode X or the second electrode Y. It shall refer to the discharge space. Here, the discharge start voltage between the electrodes is defined as follows.
Vf _SS : discharge start voltage between the first electrode X and the second electrode Y Vf _SA : discharge start voltage between the first electrode X and the third electrode A when the first electrode X is used as a cathode, or Discharge starting voltage Vf _AS between the second electrode Y and the third electrode A when the second electrode Y is a cathode: between the first electrode X and the third electrode A when the third electrode A is a cathode The discharge start voltage between the first electrode X and the third electrode A, or the discharge start voltage Vf _SSA between the second electrode Y and the third electrode A when the third electrode A is the cathode, or When there is a discharge between the second electrode Y and the third electrode A, the discharge start voltage Vf _SS between the first electrode X and the second electrode Y is a scan in the conventional panel. Although it is the same as the discharge start voltage between the electrode 7 and the sustain electrode 8, in this embodiment, since the sustain discharge gap is increased, A larger value than the discharge start voltage between the scan electrode 7 and sustain electrode 8 in the panel. The discharge start voltage Vf _SA and the discharge start voltage Vf _AS are discharge start voltages when the polarities of the discharges are opposite to each other. Vf _SA is a discharge when the protective film 6 having a high secondary electron emission coefficient is on the cathode side. While Vf _AS is the starting voltage, Vf _AS is a discharge starting voltage when a phosphor having a considerably lower secondary electron emission coefficient than that of the protective film 6 is used as the cathode side. Therefore, Vf _SA << Vf _AS There is. In addition, when a discharge has occurred in advance between the first electrode X and the third electrode A or between the second electrode Y and the third electrode A, a large amount of discharge is generated in the discharge space where the discharge occurs. Since electric charge exists, the discharge start voltage between the first electrode X and the second electrode Y decreases, and Vf _SSA << Vf _SS .
[0024]
Next, a method for displaying image data on the panel 12 of the present embodiment will be described.
[0025]
As a method of driving the panel 12 of this embodiment, one field period is divided into a plurality of subfields having a light emission period weight based on the binary system, and gradation display is performed by a combination of subfields that emit light. Each subfield includes an initialization period, an address period, and a sustain period.
[0026]
In order to display image data, different signal waveforms are applied to the electrodes in the initialization period, the address period, and the sustain period. In the initialization period, for example, a positive pulse voltage with respect to the second electrode Y and the third electrode A is applied to all the first electrodes X, and wall charges are accumulated on the protective film 6 and the phosphor 11. . In the address period, scanning is performed by sequentially applying negative pulses to all the first electrodes X. When there is display data, if a positive data pulse is applied to the third electrode A while scanning the first electrode X, a discharge occurs between the third electrode A and the first electrode X, and the first Wall charges are formed on the surface of the protective film 6 on the electrode X.
[0027]
A method for driving the panel in the subsequent sustain period will be described with reference to FIGS.
[0028]
2A shows a voltage waveform Vx (t) applied to the first electrode X, FIG. 2B shows a voltage waveform Vy (t) applied to the second electrode Y, and FIG. 4 is a voltage waveform Va (t) applied to the third electrode A. Vx (t) and Vy (t) are sustain pulse voltages having an amplitude of V _SUS (V), and Va (t) is 0V.
[0029]
In FIG. 3A, the solid line represents the voltage waveform Vx (t) −Vy (t) of the first electrode X viewed from the second electrode Y. A broken line represents a wall voltage between the first electrode X and the second electrode Y, and the wall voltage accumulated in the dielectric layer 5 on the first electrode X and the dielectric layer on the second electrode Y are shown. 5 is the sum of the wall voltage accumulated in 5. In FIG. 3B, the solid line represents the voltage waveform Vx (t) -Va (t) of the first electrode X viewed from the third electrode A. The broken line represents the wall voltage between the first electrode X and the third electrode A. The wall voltage accumulated in the dielectric layer 5 on the first electrode X and the phosphor 11 on the third electrode A are shown. Is the sum of the wall voltage accumulated in In FIG. 3C, the solid line represents the voltage waveform Vy (t) -Va (t) of the second electrode Y viewed from the third electrode A by a solid line. The broken line represents the wall voltage between the second electrode Y and the third electrode A. The wall voltage accumulated in the dielectric layer 5 on the second electrode Y and the phosphor on the third electrode A 11 is the sum of the wall voltage accumulated in 11.
[0030]
These wall voltages are generated by wall charges accumulated on the protective film 6 or the phosphor 11 according to each case. The polarity of the wall voltage is set so that the difference between the applied voltage and the wall voltage represents the voltage applied to the discharge space between the electrodes.
[0031]
Here, the magnitude of the wall voltage accumulated by the generated discharge is assumed to be substantially the same as the voltage applied from the outside. That is, as shown in FIG. 3A, the wall voltage Vw _SS (V) between the first electrode X and the second electrode Y at time t ₁ −Δt and time t ₃ −Δt is equal to the external sustain voltage V _It is almost the same size as _SUS (V). Further, as shown in FIGS. 3B and 3C, the wall voltage between the first electrode X and the third electrode A at time t ₁ -Δt and the second electrode Y at time t ₃ -Δt. The wall voltage between the first electrode A and the third electrode A is a wall voltage Vw _SA (V) having substantially the same magnitude, and this wall voltage Vw _SA (V) is substantially the same as the external sustain voltage V _SUS (V). It has become. Here, Δt is a time sufficiently smaller than time t ₃ −t ₁ .
[0032]
In the present embodiment, when driving the panel,
Vf _SA <Vw _SA <Vf _AS (2)
Vf _SSA <V _SUS + Vw _SS <Vf _SS (3)
The value of the external sustain voltage _VSUS applied from the outside is set so as to satisfy the above relationship. Here, since Vw _SS ≈V _SUS and Vw _SA ≈V _SUS ,
Vf _SA <V _SUS <Vf _AS (4)
Vf _SSA / 2 <V _SUS <Vf _SS / 2 (5)
It is. Next, operation of the panel in the sustain period will be described with reference to FIG.
[0033]
First, at time t ₁ + Δt, a voltage of Vw _SA (V) is applied to the discharge space between the first electrode X and the third electrode A with the first electrode X serving as a negative polarity, that is, a cathode. Therefore, the discharge starts between the first electrode X and the third electrode A from Equation (2). On the other hand, a voltage of about V _SUS (V) is applied to the discharge space between the second electrode Y and the third electrode A using the third electrode A as a negative polarity, that is, a cathode. Therefore, the discharge does not start between the second electrode Y and the third electrode A from the equation (4).
[0034]
When the discharge starts between the first electrode X and the third electrode A, the discharge start voltage between the first electrode X and the second electrode Y decreases to Vf _SSA (V) due to this discharge. The voltage applied to the discharge space between the first electrode X and the second electrode Y is V _SUS + Vw _SS (V). From the equation (3), the discharge is generated between the first electrode X and the second electrode Y. Start. As a result, the display light emission occurs because the wall voltage is formed so as to cancel a potential in the discharge space, a discharge between the time t ₂ and the first electrode X and the second electrode Y is stopped.
[0035]
Next, at time t ₃ , the polarity of the voltage applied to the first electrode X and the second electrode Y is reversed. As a result, a discharge is generated between the first electrode X and the second electrode Y through a process similar to that from the time t ₁ to the time t ₃ with the first electrode X and the second electrode Y interchanged. And the sustain operation for one cycle from time t ₁ to time t ₄ is completed.
[0036]
By repeating the above operation, it is possible to maintain the display discharge at a relatively low voltage for the panel having a large sustain discharge gap d _SS.
[0037]
Next, the applied voltage in the sustain period when driving the panel of this embodiment will be described with reference to FIG. In FIG. 4, the horizontal axis represents the sustain discharge gap d _SS and the vertical axis represents the voltage. The discharge start voltage Vf _SS is a so-called Paschen curve having a minimum value with a relatively small sustain discharge gap d _SS . Further, the discharge start voltage Vf _SSA is a curve having substantially the same shape as the discharge start voltage Vf _SS , but its value is lower than the discharge start voltage Vf _SS . On the other hand, the discharge start voltage Vf _AS and the discharge start voltage Vf _SA do not depend on the sustain discharge gap d _{SS and} are almost horizontal straight lines. It should be noted that Vf _SS = Vf _SA is not always satisfied when d _SS = d _SA . This is because the electric field distribution in the sustain discharge space is different from the electric field distribution in the address discharge space. In the example shown in FIG. 4, when d _SS = d _SA , Vf _SS > Vf _SA .
[0038]
In the panel of the present embodiment, the operation is performed in the region D that satisfies the expressions (4) and (5) in the sustain period. As a result, even when the sustain discharge gap d _SS is made larger than the conventional example such that d _SS > d _SA , the sustain discharge can be induced by the discharge generated in the address discharge space, so that the light emission efficiency is significantly increased. . In addition, the discharge can be maintained at a relatively low externally applied voltage even though the sustain discharge gap d _SS is increased. Further, when the sustain discharge gap d _SS to be Vf _SSA / 2 = Vf _SA and d _0, by setting d _SS ≦ d _0, the maximum sustaining voltage of the conventional panel the minimum value of the external sustain voltage V _SUS Since it can be substantially equal to (˜V _SA ), the light emission efficiency can be improved without imposing a heavy burden on the drive circuit.
[0039]
On the other hand, the conventional panel is designed so that the relationship between the distances between the electrodes is d _SS <d _SA , for example, d _SA = 130 to 150 μm and d _SS = 80 to 100 μm. In the sustain period when driving such a conventional panel, in addition to the condition of equation (1),
Vw _SA <Vf _SA (6)
An external sustaining voltage _VSUS was applied so that Therefore, Vw _SS ≒ V _SUS in the sustain period, when Vw _SA ≒ V _SUS, in the conventional panel, and is operated in a region satisfying the equation (1) and (6) E (see FIG. 4), the address discharge There was no discharge in the space.
[0040]
Next, Table 1 shows an example of the design parameters of the panel according to the present embodiment.
[0041]
[Table 1]

[0042]
In this panel, each discharge start voltage is
Vf _SS = 700V
Vf _SA = 250V
Vf _AS = 350V
Vf _SSA = 450V
By setting V _SUS = 270 V and t ₃ -t ₁ = t ₄ -t ₃ = 2.5 μs, stable panel driving could be performed. In the panel of the present embodiment, the sustain discharge gap d _SS is about 4 times larger than the sustain discharge gap (80 to 100 μm) of the conventional panel, such as 400 μm. For this reason, when the conventional driving method is used, the sustain voltage becomes as large as about 400 V or more, and stable sustain discharge cannot be performed. However, the discharge generated in the address discharge space as described above. By inducing a discharge in the sustain discharge space, a stable sustain discharge can be performed without significantly increasing the voltage. Also, with this panel, a luminous efficiency of about 2 lm / W could be obtained. Since the light emission efficiency of the conventional panel is about 1 lm / W, the light emission efficiency of the panel according to the present embodiment is nearly doubled as compared with the conventional panel.
[0043]
As described above, in this embodiment, since the sustain discharge gap can be increased, an AC type plasma display device with high luminous efficiency and suppressed increase in driving voltage can be obtained.
[0044]
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
[0045]
As shown in FIG. 5, the panel of the second embodiment of the present invention has basically the same configuration as the panel of the first embodiment shown in FIG. The difference is that the first electrode X and the second electrode Y are composed of transparent electrodes Xa, Ya made of ITO (Indium Tin Oxide) or the like and metal bus bars Xb, Yb made of silver or the like.
[0046]
In the second embodiment, since the widths of the first electrode X and the second electrode Y can be increased without reducing the aperture ratio, the discharge current can be increased, and the luminance is improved. Moreover, since a transparent electrode generally has a high resistance value, conductivity is enhanced by providing a metal bus bar.
[0047]
As described above, in the second embodiment, it is possible to obtain an AC type plasma display device having high luminous efficiency and suppressing an increase in driving voltage and having high luminous luminance.
[0048]
In the above embodiment, an AC type plasma display panel that performs so-called address-sustain separation type driving in which an address period and a sustain period are separated has been described. However, an AC type plasma display panel using another address method is also applicable. Similar effects can be obtained. The applied voltage waveform in the initialization period and the address period does not have to be the same as that in the present embodiment, and any wall charge may be selectively formed depending on the presence or absence of image data.
[0049]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, in the AC plasma display panel in which the sustain discharge gap is set larger than the address discharge gap, the discharge is induced in the sustain discharge space by the discharge generated in the address discharge space during the sustain period. Thus, it is possible to provide an AC type plasma display device with improved luminous efficiency without significantly increasing the sustain voltage.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view of a main part of an AC plasma display panel according to a first embodiment of the present invention. FIG. 2 is a diagram showing a sustain voltage waveform of the AC plasma display panel according to the first embodiment of the present invention. 3 is a diagram showing a voltage waveform between each electrode and a wall voltage waveform of the AC type plasma display panel according to the first embodiment of the present invention. FIG. 4 illustrates an operating voltage during a sustain period of the AC type plasma display panel of the present invention. FIG. 5 is a cross-sectional view of main parts of an AC type plasma display panel according to a second embodiment of the present invention. FIG. 6 is a cross-sectional view of main parts of a conventional AC type plasma display panel.
2 discharge space 3 surface substrate 4 back substrate 5 dielectric layer 6 protective film 10 partition 11 phosphor 12 panel X first electrode Y second electrode A third electrode

Claims

A substrate in which a first electrode and a second electrode covered with a first dielectric layer are formed in parallel to each other, and a third electrode covered with a second dielectric layer in a direction orthogonal to the first electrode Another substrate formed is disposed opposite to the discharge space, and the distance between the first electrode and the second electrode is set to be greater than the height of the discharge space on the center line of the third electrode. In the sustain period, by applying a sustain pulse voltage alternately to the first electrode and the second electrode, and causing a discharge between the first electrode or the second electrode and the third electrode, An AC plasma display apparatus, wherein a discharge is induced between a first electrode and the second electrode.

The amplitude of the sustain pulse voltage is larger than the discharge start voltage between the first electrode and the third electrode when the first electrode is a cathode, and between the first electrode and the third electrode. 2. The AC type plasma display according to claim 1, wherein the AC type plasma display is set to be larger than ½ of a discharge start voltage between the first electrode and the second electrode when a discharge is present in the first electrode. apparatus.

The amplitude of the sustain pulse voltage is larger than the discharge start voltage between the second electrode and the third electrode when the second electrode is a cathode, and between the second electrode and the third electrode. 3. The AC type plasma display according to claim 2, wherein a discharge start voltage between the first electrode and the second electrode when discharge is present is set to be larger than ½ of the discharge start voltage. apparatus.

4. The AC plasma display according to claim 2, wherein the sustain pulse voltage has an amplitude smaller than ½ of a discharge start voltage between the first electrode and the second electrode. 5. apparatus.

The amplitude of the sustain pulse voltage is set to be smaller than a discharge start voltage between the first electrode and the third electrode when the third electrode is used as a cathode. An AC type plasma display device according to any one of the above.

The amplitude of the sustain pulse voltage is set to be smaller than a discharge start voltage between the second electrode and the third electrode when the third electrode is used as a cathode. An AC type plasma display device according to any one of the above.

7. The AC type plasma display device according to claim 1, wherein the first electrode and the second electrode are constituted by a metal bus bar and a transparent electrode.