JPWO2007023568A1 - プラズマディスプレイパネル及びプラズマディスプレイ装置 - Google Patents
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Abstract
四電極型のPDPの技術において、放電タイミングの集中を緩和して電極での電圧降下による、表示負荷率依存の輝度低下を防止できる技術である。PDP10の前面基板上に、第1の方向に、第1(X)電極、第2(Y)電極、及びその間の第3(Z)電極を平行に有する。基板間には、R,G,Bの各色のセル3を区画する隔壁と、各色の蛍光体層とを有する。セル3の各々において、X,Y電極の間隔が略一定である。各色のセル3でX,Y電極とZ電極との間隔(XZ,YZ)を変えた構造である。特にRでの間隔が狭くBでの間隔が広い構造である。
Description
本発明は、パーソナルコンピュータやワークステーション等におけるディスプレイ装置、平面型の壁掛けテレビジョン、及び広告や情報等の表示用ディスプレイなどの、各種用途のディスプレイのパネルや駆動に係わる技術に関し、特に、AC型のプラズマディスプレイパネル(PDPと略称する)、PDP及び駆動回路などを含んで構成されるPDPモジュール、及びPDPモジュールを含むPDP装置(プラズマディスプレイ装置)などの技術に関する。
近年では、三電極型PDPが広く使用されている。三電極型PDPの一般的な構造は、第1基板に第1の方向でX電極とY電極を交互に平行に設け、第1基板に対向する第2基板に、前記第1の方向のX,Y電極に垂直な方向に交差するように伸びるアドレス電極を設け、各電極表面を誘電体層で覆った構造である。第2基板上には、更に、アドレス電極の間に平行に伸びるストライプ状のリブ、または、セルを区画するように配置される2次元格子状のリブを設ける。リブ間に蛍光体層を形成した後、第1及び第2基板を貼り合わせる。
また更に、四電極型のPDPとして、前記X,Y及びアドレス電極に加えて、X,Y電極間に更にZ電極を平行に設けた構造も提案されている。Z電極を設けることにより、例えば、トリガ動作、非表示ラインでの放電防止、及びリセット動作などに利用することが可能である。
従来のPDPの技術として、特に電極構造に係わり、異ピッチ製品(例えばR,G,Bの各色のセルで横ピッチが異なる構造)や、維持放電のためのX,Y電極の面積を変えた構造がある。四電極型のPDPについて、特許文献1記載の技術は、リブピッチや四電極目(アドレス放電を行う電極)の面積を変える例である。三電極型のPDPについて、特許文献2記載の技術は、透明電極(放電電極)の幅を変える例である。
特開2000−113821号公報
特開2002−56781号公報
PDPでは、電極での電圧降下による表示負荷率依存の輝度低下が問題となる。これは、放電タイミングの集中により、瞬時に流れる電流が増大し、細長い電極での電圧降下が大きくなる現象である。特に表示負荷率が大きい場合には電圧降下の量も大きくなり、輝度ムラに繋がる。
前記特許文献2の技術では、X,Y電極の幅を色ごとに変化させ白色の色温度を向上させることはできるが、X,Y電極の間隔は一定なため、放電タイミングをずらすことはできない。
本発明は以上のような問題に鑑みてなされたものであり、その目的は、四電極型のPDP、PDPモジュール、プラズマディスプレイ装置などの技術において、前記放電タイミングの集中を緩和して前記電極での電圧降下による表示負荷率依存の輝度低下を防止できる技術を提供することにある。
本願において開示される発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、次のとおりである。前記目的を達成するために、本発明は、四電極型のPDP(パネルデバイス)、又はそのPDPに加え駆動回路(ドライバ)などを備えるPDPモジュール又はそのPDPモジュールを備えるプラズマディスプレイ装置(PDP装置)などであって、以下に示す技術的手段及び構造を備えることを特徴とする。
本PDPは、四電極構造、すなわち、略平行に配設され維持放電を行う、第1(X)電極群と、独立して走査駆動可能な第2(Y)電極群と、前記X,Y電極の間に配置された第3(Z)電極群と、前記X,Z,Yの電極群を覆う誘電体層及び保護層とを有する第1の基板(前面基板)と、前記X,Y電極群に対して略垂直方向に交差するように配設されるアドレス駆動用の第4(A)電極群を有する第2の基板(背面基板)とを有する構成において、以下に示す構造を有する。
本PDPでは、発光の最小単位となる、複数のセルにおいて、前記第1基板における放電のための複数の電極(X,Z,Y)の間隔(XZ,YZ)を少しずつ異なるように設計した構造とする。特に、複数の隣接するセルとして、ピクセルを構成するための複数のサブピクセルとなる、R(赤),G(緑),B(青)の各色のセルを有する構成において、これら各色のセルにおいて、前記各電極(X,Y,Z)の間隔、すなわち放電ギャップの距離を変えた構造とする。本PDPの構造では、各セルにおいて、前記X,Y電極の間隔(XY)が略一定であり、かつ、前記複数の各色のセルのうち、少なくとも1つの色のセルにおいて、前記X,Y電極とZ電極との間隔(XZ,YZ)がその他の色のセルにおける同様の間隔と異なるようにした構造とする。例えば前記第1の方向でR、G、Bの各色のセルの前記間隔(XZ,YZ)について色ごとに異なる距離を定める。
本PDPの構造により、これら異なる間隔(XZ,YZ)を持つ複数のセルに対して、駆動回路側からサステイン放電駆動用の電圧を印加すると、各セルで前記間隔(XZ,YZ)が異なる構造であるため放電開始電圧が異なり、放電開始タイミングが少しずつ分散される。従って、従来のような放電タイミングの集中が緩和され、これにより前記電極での瞬時に流れる電流の増大が緩和されて、電圧降下が抑制・減少される。よって、前記電圧降下による表示負荷率依存の輝度低下に対処でき、複数のセルにおける輝度ムラが防止できる。より詳しくは以下である。
(1) 第1基板(前面基板)と、前記第1基板に対向するように配置され、前記第1基板との間に放電ガスが封入された放電空間を形成する第2基板(背面基板)とを備える。前記第1基板は、第1の方向に伸びる、第1、第2、第3電極を複数本平行に有し、これら電極が誘電体層で覆われる。前記第2基板は、前記第1の方向と交差する第2の方向に伸びる、第4電極(アドレス電極)を複数本平行に有し、これら電極が誘電体層で覆われる。前記各電極に駆動回路側から電圧が印加される。前記第1と第2の基板間(放電空間)では、発光最小単位となるセルに対応した領域を区画する隔壁が少なくとも前記第2の方向に伸びるように設けられる。前記隔壁で区画された複数の領域で、前記第1の方向に、順に、複数の各色{R,G,B}の蛍光体層が対応して設けられる。複数の隣接するセルで前記複数の色のパターンが繰り返される。
前記第1、第2電極は、略平行に配置される。前記第3電極は、前記第1と第2電極の間に配置され、維持放電用に、第1、第3、第2の三電極(正スリット)で一組の構成(通常方式に対応する)である。あるいは、それに加えて第2、第3、第1の三電極(逆スリット)でも一組の構成(所謂ALIS方式に対応する)である。
電極の形状などの物理的な構造において、前記セルの各々において、前記第1と第2の電極の間隔(XYと表し、他の電極の間隔の表記も同様とする)は、PDP表示領域全体にわたって略一定であり、前記第3電極とその両側にある第1及び第2電極との間隔(XZ,YZ)は、前記色に応じて異なる。前記複数の色のうち少なくとも1つの色における前記間隔(XZ,YZ)が、その他の色における同様の間隔と異なるように設計される。
例えば前記X,Y電極は、それぞれ、可視光を透過する透明電極(放電電極ともいう)と、それと接する、直線状で前記透明電極よりも抵抗値の低いバス電極(金属電極ともいう)とを有して成る。各透明電極は、バス電極からの前記第2の方向への突出部分を有する。前記突出部分は、隣の電極との間隔すなわち放電ギャップを決定する。例えば、維持放電において、前記Z電極とYまたはX電極との間(YZまたはXZ)でトリガ放電を行い、次いで前記XとY電極の間(XY)での主放電に移行する。
(2) 例えば、前記Z電極は、可視光を透過する透明電極(放電電極)と、前記透明電極よりも抵抗値の低いバス電極(金属電極)とを有して成る。前記Z透明電極の前記第2の方向への突出部分における前記X,Y電極と対向するエッジが、前記X,Y電極のエッジと略平行となる形状である。各色のセルにおける前記Z透明電極の突出部分が矩形状であり、その第2の方向での突出の長さが異なることにより、前記間隔(XZ,YZ)の違いが構成される。駆動回路側からPDPの電極群に対し電圧が印加され、各透明電極の突出部分のエッジの間で放電が発生する。
(3) 例えば、前記Z透明電極の前記第2の方向への突出部分における前記X,Y電極と対向するエッジが、前記X,Y電極のエッジと所定の角度をなす形状である。各色のセルにおける前記Z透明電極の突出部分が三角形状であり、その角度が異なることにより、前記間隔(XZ,YZ)の違いが構成される。
(4) 特に、前記複数の各色のセルにおいて、放電電圧(放電開始電圧)が最も低い特性を持つ色、すなわちRのセルにおける、前記X,Y電極とZ電極との間隔(XZ,YZ)が、その他の色のセルにおける同様の間隔よりも狭くなるように構成する。
(5) 特に、前記複数の各色のセルにおいて、Bのセルにおける前記X,Y電極とZ電極との間隔(XZ,YZ)が、その他の色のセルにおける同様の間隔よりも広くなるように構成する。
本願において開示される発明のうち、代表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば以下のとおりである。本発明によれば、四電極型のPDPにおいて、特に維持放電で各セルの放電タイミングを分散することができ、前記電圧降下による輝度低下を緩和・防止できる。従って、表示負荷率によらず各セルの輝度を略一定に保つことができ、すなわち輝度ムラを防止できる。
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、実施の形態を説明するための全図において、同一部には原則として同一符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。図1〜5及び図7〜9は、本発明の実施の形態を説明するための図である。図6は、本実施の形態との比較のために前提技術を説明するための図である。
(実施の形態1)
実施の形態1のPDP装置の概要は以下である。第1(X)、第2(Y)、第3(Z)、第4(A)の電極を有するPDPの構造において、X,Y,Zの各バス電極を直線状で略平行とし、X,Yの各放電電極を同一形状とし、Z電極の放電電極の形状を変えた構成である。横方向(第1の方向)で隣接するR,G,Bの各色のセルごとに、Z電極とX,Y電極との間隔(XZ,YZ)、特に各放電電極のエッジ間の距離を変えた構成である。特に、R,G,Bのセルのうち、Rにおける前記間隔(XZ,YZ)を狭くし、Bにおける前記間隔(XZ,YZ)を広くした構成である。すなわちR,G,Bの順で維持放電のための放電開始電圧が高くなるようにした構成である。特に実施の形態1では、セルごとのZ電極の放電電極の形状を矩形とし、そのエッジと、対向する電極のエッジとを略平行とする。バス電極のライン(第1の方向)において、大きさの異なる矩形状の突出部分のパターンが並んだ櫛(くし)歯状を形成した構成である。
実施の形態1のPDP装置の概要は以下である。第1(X)、第2(Y)、第3(Z)、第4(A)の電極を有するPDPの構造において、X,Y,Zの各バス電極を直線状で略平行とし、X,Yの各放電電極を同一形状とし、Z電極の放電電極の形状を変えた構成である。横方向(第1の方向)で隣接するR,G,Bの各色のセルごとに、Z電極とX,Y電極との間隔(XZ,YZ)、特に各放電電極のエッジ間の距離を変えた構成である。特に、R,G,Bのセルのうち、Rにおける前記間隔(XZ,YZ)を狭くし、Bにおける前記間隔(XZ,YZ)を広くした構成である。すなわちR,G,Bの順で維持放電のための放電開始電圧が高くなるようにした構成である。特に実施の形態1では、セルごとのZ電極の放電電極の形状を矩形とし、そのエッジと、対向する電極のエッジとを略平行とする。バス電極のライン(第1の方向)において、大きさの異なる矩形状の突出部分のパターンが並んだ櫛(くし)歯状を形成した構成である。
<PDP及び駆動回路>
図1は、実施の形態1におけるPDP装置の構成として、PDP10及び駆動回路を示すブロック図である。実施の形態1のPDP装置で使用されるPDP10は、第1(X)、第2(Y)、第3(Z)、及び第4(A)の電極の組からなるセル3で放電を行う四電極型のPDPである。
図1は、実施の形態1におけるPDP装置の構成として、PDP10及び駆動回路を示すブロック図である。実施の形態1のPDP装置で使用されるPDP10は、第1(X)、第2(Y)、第3(Z)、及び第4(A)の電極の組からなるセル3で放電を行う四電極型のPDPである。
PDP装置全体のハードウェア構成としては、シャーシ、PDP、ドライバモジュールなどから構成される。ドライバモジュールは、駆動回路(ドライバ)などの回路をフレキシブル基板上にICチップとして実装してモジュール化した部分である。シャーシに対してPDPが接続固定される。ドライバモジュールが、PDP端子とシャーシ背面側基板の端子とに接続される。シャーシ背面側基板に、制御回路、電源回路などが実装される。
図1で、本PDP装置は、制御回路101、アドレス駆動回路102、走査回路103、Y駆動回路104、X駆動回路105、Z駆動回路106を有する。
制御回路101は、各駆動回路を含む各部を制御し、PDP10での表示を制御する。制御回路101は、外部から入力されるデータ信号などをもとに、表示動作を制御するための制御信号を各駆動回路に出力する。各駆動回路は、制御回路101からの制御信号に基づきPDP10の電極に対し駆動波形を与える。アドレス駆動回路102は、m本のアドレス電極を駆動する。走査回路103は、n本のY電極に走査パルスを印加する。Y駆動回路104は、走査回路103を介してn本のY電極に走査パルス以外の電圧を共通に印加する。X駆動回路105は、n本のX電極に電圧を共通に印加する。Z駆動回路106は、n本のZ電極(正スリット側Zoの場合)に電圧を共通に印加する。Z電極に関しては、正逆の両スリット(Zo,Ze)で駆動可能な、所謂ALIS方式の駆動が可能な形態を示している。アドレス電極とY電極でアドレス動作が行われ、X,Y,Z電極で維持放電動作が行われる。
PDP10は、パネル面の横方向(第1の方向)に直線状に伸びる第1(X)電極X{X1〜Xn}と第2(Y)電極Y{Y1〜Yn}とが交互に配置され、正スリット側の各対のX,Y電極の間(XY)に、第3(Z)電極Z{Z1〜Zn}が配置されている。三本の電極(X,Z,Y)の組がn組形成されている。また、パネル面の縦方向(第2の方向)に直線状に伸びるアドレス電極である第4電極A{A1〜Am}が、前記n組の電極群と交差するように配置されており、その交差部分がセル3となる。従って、n本の表示行とm本の表示列からなるセル3群が形成されている。
Z電極について、正スリット側に奇数行の電極Zo{Z1,……,Zn}を有し、その逆スリット側に偶数行の電極Ze{Z1,Z2,……}を配置した構造である。すなわち各電極(X,Y,Z)が、{X,Zo,Y,Ze,X,Zo,Y,Ze,……}といった順で配置されている。本実施の形態の電極構造は、本ALIS方式に限らず、正スリット側のみ駆動可能な通常方式に対応した形態などにおいても同様に適用可能である。この場合、各電極(X,Y,Z)が、{X1,Z1,Y1,X2,Z2,Y2,……}といった順で配置される。
ALIS方式の駆動については公知技術であるので詳細な説明は省略する。Z電極の本数は、X,Y電極の本数の約2倍となる。ALIS方式では、すべてのX,Y電極間が表示ラインとして使用可能である。特に奇数ライン側(Zo)と偶数ライン側(Ze)とでのインタレース表示制御が可能である。各電極がグループ化され、それぞれ駆動回路側から駆動される。
図2は、実施の形態1でのPDP10の一部の分解斜視図である。第1の基板である前面基板1において、第1(X)電極、第3(Z)電極、第2(Y)電極が、{Ze,X,Zo,Y,Ze,……}といった順で配置されている。第2の基板である背面基板2において、第4(A)電極(アドレス電極)が配置されている。
前面基板1におけるPDP10のパネル全幅にわたり、点線で示すように、Xバス電極12、Yバス電極11、Zバス電極15,16が配設されている。各バス電極の長さは、数十cm以上であり、X,Yバス電極の間隔は、数百μmである。
X電極は、第1(X)透明電極(放電電極ともいう)14と、第1(X)バス電極12とで成る。同様に、Y電極は、第2(Y)透明電極(放電電極)13と、第2(Y)バス電極11とで成る。正スリット側のZ電極は、第3(Z)透明電極(放電電極)17と、第3(Z)バス電極15とで成る。また逆スリット側のZ電極は、第3(Z)透明電極(放電電極)18と、第3(Z)バス電極16とで成る。
前面基板1上には、横方向(第1の方向)に直線状に伸びるXバス電極12及びYバス電極11が交互に平行に配置されて対をなしている。そして、X,Y透明電極12,11が、X,Yバス電極14,13に重なるように設けられている。一対のX,Yバス電極14,13の間には、Z透明電極17及びZバス電極15が同様に重なるように設けられている。
X,Y透明電極14,13は、それぞれ、その一部が各バス電極(11,12)のラインから、第2の方向で対向する各Z電極の方へと突出部分として拡がっている形状である。各Z透明電極17,18も同様に、その一部が各バス電極(15,16)のラインから、第2の方向で対向するX,Y電極の方へと突出部分として拡がっている形状である。その詳細は図3で示される。
例えば、各バス電極(12,11,15,16)は、金属層で形成される。各透明電極(14,13,17,18)は、光透過性となるITO(酸化インジウム錫)層膜などで形成される。各バス電極の抵抗値は、各透明電極の抵抗値よりも低いか又は同等である。
前面基板1では、各バス電極及び透明電極を覆うように、誘電体層21が形成されている。誘電体層21は、気相成膜法(CVD)により形成された可視光を透過する珪素化合物(SiO2)膜などで形成される。また前記CVDを使わない場合などにおいて、パネル容量を小さくするため、誘電体層21の厚さを例えば25μm以下とする。また、異物等による絶縁破壊を防ぐため、誘電体層21の厚さは3μm以上が望ましい。この誘電体層21の上には、更に保護層22が形成されている。保護層22は酸化マグネシウム(MgO)などで形成される。また、放電空間の放電ガスは、少なくともNeとXeを含む組成とし、Xeの混合比を10%以上とする。また、駆動電圧の上昇を防ぐため、Xeの混合比は30%以下が望ましい。なお、Z電極層をX,Y電極層と同じ層に形成した形態を示しているが、Z電極層をX,Y電極層と異なる層に形成した形態なども可能である。以上のような前面基板1を通してセル3の発光を見ることになる。
背面基板2上には、前記各バス電極と交差するように、第4電極であるアドレス電極20が設けられている。アドレス電極20は、例えば金属層で形成される。アドレス電極20群の上には、誘電体層23が形成されている。
そして、前面基板1と背面基板2の間で、隔壁(リブ)19と誘電体層23で形成される溝の側面と底面には、R,G,Bの各色の蛍光体層24{24r,24g,24b}が、区別されてその順に繰り返すように塗布されている。各蛍光体層24は、セル3での放電時に発生する紫外線で励起され、対応するR,G,Bの可視光を発生する。R,G,Bのサブピクセルに対応した三つのセルのセットで1つのピクセルが構成される。PDP10の組み立て工程では、前面基板1と背面基板2が重ね合わせられ、排気され、放電空間に放電ガスが封入され、封止される。
<電極構造>
図3は、実施の形態1のPDP装置におけるPDP10のセル及び電極の構造の詳細を示す。特に、パネル面横方向(第1の方向)で隣接する各色(R,G,B)のサブピクセルに対応した三列のセル3を示している。図3は、図1及び図2に対応して、正逆の両スリットにZ電極(Zo及びZe)を設けた場合である。縦方向で、正スリット側の一組の電極(X,Zo,Y)の行4と、その隣の逆スリット側のZ電極(Ze)とを示している。
図3は、実施の形態1のPDP装置におけるPDP10のセル及び電極の構造の詳細を示す。特に、パネル面横方向(第1の方向)で隣接する各色(R,G,B)のサブピクセルに対応した三列のセル3を示している。図3は、図1及び図2に対応して、正逆の両スリットにZ電極(Zo及びZe)を設けた場合である。縦方向で、正スリット側の一組の電極(X,Zo,Y)の行4と、その隣の逆スリット側のZ電極(Ze)とを示している。
図4は、図3の行4に対応した各電極の間隔を示している。また図4は、正逆の両スリットにZ電極を設けた場合ではなく、正スリット側のみにZ電極を設けた通常方式に対応した形態における構造にも相当している。
図3で、リブ19及びX,Yバス電極12,11で区分される空間が、それぞれR,G,Bの各色のセル3に対応する。縦方向で背面基板2側のアドレス電極20の位置を点線で示している。行4の(X,Zo,Y)と隣接する行との間(逆スリット)においてもZ電極(Ze)が設けられており、正逆の両スリットで同様の電極構造を有する。リブ19間には、アドレス電極20が、X,Y電極と交差するように配置されている。
X電極は、Xバス電極12のライン上で、各色のセル3に対応して、X透明電極14r,14g,14bを有する。同様にY電極は、Yバス電極11のライン上で、各色のセル3に対応して、Y透明電極13r,13g,13bを有する。X,Y透明電極14,13は略同一の形状である。
正スリット側のZ電極(Zo)は、Zバス電極15のライン上で、各色のセル3に対応して、Z透明電極17r,17g,17bを有する。逆スリット側のZ電極(Ze)も同様に、Zバス電極16のライン上で、各色のセル3に対応して、Z透明電極18r,18g,18bを有する。以下、各透明電極でバス電極と重なる部分については無視して突出部分のみを考える。
セル3単位におけるX,Y透明電極14,13の形状は、縦方向で対向する両方のZ電極側に突出し、特にI型(H型)の形状である。X,Y透明電極14,13の他電極と対向するエッジは、各バス電極12,11のラインと略平行である。セル3単位におけるZ透明電極17,18の形状は、縦方向で対向するX,Y電極側に突出し、特に矩形形状である。Z透明電極17,18の他電極と対向するエッジは、各バス電極15,16のラインと略平行である。X,Y透明電極14,13のエッジとそれに対向するZ透明電極17,18のエッジとは、略平行である。
前提技術では、各セルでZ電極の大きさは同じである。一方、本実施の形態では、隣接する各色のセル3のZ透明電極17,18の大きさを変えた構造である。すなわち、放電のためのZ電極とX,Y電極との間隔(XZ,YZ)を、セル3ごとに変えた構造である。
Z透明電極17,18は、金属層であるZバス電極15,16の前面基板(ガラス基板)1との密着性の向上、及び、X,Y電極との放電のための間隔(ギャップ)の設定などのために設けられている。Z透明電極17,18及びZバス電極15,16は、例えば、X,Y電極間(XY)での主放電に対するトリガ放電のために使用される。
図4で、行4において、各色のセル3における電極間隔について示している。なおアドレス電極20の位置を省略している。X,Z,Y電極間における各バス電極の間隔(Dxy,Dxz,Dyz)は、パネル全幅にわたって一定である。また特にDxz=Dyzである。なおDxzとDyzが異なる形態も可能である。
距離d7は、Rのセル3における、XY間での、X,Y透明電極14r,13rの対向するエッジの間隔であり、主放電が起こるギャップである。G,Bのセル3における距離d8,d9についても同様である。これらの各距離(d7〜d9)は略等しい(d7=d8=d9)。
距離d1は、Rのセル3における、XZ間での、X,Z透明電極14r,17rの対向するエッジの間隔であり、トリガ放電などが起こるギャップである。G,Bのセル3における距離d2,d3についても同様である。距離d4は、Rのセル3における、YZ間での、Y,Z透明電極13r,17rの対向するエッジの間隔であり、トリガ放電などが起こるギャップである。G,Bのセル3における距離d5,d6についても同様である。これらの各距離(d1〜d6)の関係において、d1<d2<d3、d4<d5<d6である。また特にd1=d4、d2=d5、d3=d6である。なおd1とd4、d2とd5、d3とd6が異なる形態も可能である。本例では、放電電圧(放電開始電圧)が一番低くなる特性を持つ色であるRのセル3での放電ギャップの距離(d1,d4)を一番短く設計し、逆にBのセル3での距離を一番広く設計した構成である。
なお、セル3単位におけるX,Y透明電極14,13の形状は、前記距離(d1〜d9)が条件を満たす限り、他の形状も可能である。PDP10の構造で、上記のようなセル3の電極構造が、横及び縦方向で同様のパターンで繰り返される。
上記電極構造により、各色のセル3において、相対的に、Rのセル3ではZ電極とX,Y電極との間隔(d1,d4)の放電開始電圧が低く、Bのセル3ではZ電極とX,Y電極との間隔(d3,d6)の放電開始電圧が高く、Gのセル3ではそれらの中間程度になる。
行4のXZ間あるいはYZ間に対して電圧を印加した場合、R,G,Bの各色のセル3での放電ギャップの距離(d1,d4等)が少しずつ異なるために、前記電圧の印加のタイミングは同じでも各色のセル3で放電発生タイミングが少しずつずれることになる。駆動回路側からの駆動波形が同じであっても各色のセル3における放電タイミングをずらすことができ、特にBの輝度を高める効果が期待できる。
<駆動波形>
次に、本実施の形態1のPDP装置の動作として、PDP10の電極の駆動制御を説明する。PDP10の各セル3の点灯/非点灯が選択できる。セル3の点灯の輝度を変化させる、すなわち階調表示するために、公知のサブフィールド分割による制御が行われる。すなわち1フレーム(フィールド)は、所定の重み付けがなされた複数(10程度)のサブフィールドに分割されており、セルごとに1フレームで点灯するサブフィールドを組み合わせることにより階調表示が行われる。
次に、本実施の形態1のPDP装置の動作として、PDP10の電極の駆動制御を説明する。PDP10の各セル3の点灯/非点灯が選択できる。セル3の点灯の輝度を変化させる、すなわち階調表示するために、公知のサブフィールド分割による制御が行われる。すなわち1フレーム(フィールド)は、所定の重み付けがなされた複数(10程度)のサブフィールドに分割されており、セルごとに1フレームで点灯するサブフィールドを組み合わせることにより階調表示が行われる。
図5は、実施の形態1のPDP装置における、1サブフィールドの駆動波形を示す。順に、X,Z,Y,Aの各電極に印加される電圧の波形を示す。1サブフィールド期間において、順に、リセット期間、アドレス期間、維持放電期間(サステイン期間)を有する。正スリット側の電極群に対する駆動波形を説明する。
リセット期間の最初には、アドレス電極(A)20に0Vを印加した状態で、X,Z電極に、徐々に電圧が低下した後一定電圧になる負のリセットパルス51を印加し、Y電極に、所定の電圧を印加した後徐々に電圧が増加する正のリセットパルス41を印加する。これにより、全セル3で、Z電極とY放電電極13の間(d4等)でまず放電が発生し、X,Y放電電極14,13の間(d7等)の放電に移行する。ここで印加されるのは、電圧が徐々に変化する鈍波であるため、微弱な放電と電荷形成を繰り返し、全セル3で一様に壁電荷を形成する。形成された壁電荷の極性は、X放電電極14及びZ電極近傍が正極性、Y放電電極13近傍が負極性である。
次に、X放電電極14及びZ電極の間(d1等)に正の補償電圧52(例えば+Vs)を印加して、Y電極に徐々に電圧が低下する補償鈍波42を印加する。これにより、前記のように形成された壁電荷とは逆極性の電圧が鈍波で印加されるため、微弱な放電により、セル3内の壁電荷が減少する。以上で、リセット期間が終了し、全セル3が均一な状態になる。
本実施の形態ではZ電極を設けているので、Z電極とY放電電極13との間隔(d2等)が狭く、この放電ギャップで低い放電開始電圧でも放電が発生する。そしてそれをトリガとしてX,Y放電電極14,13の間(d7等)の放電に移行するので、リセット期間にX,Z電極とY電極とに印加するリセット電圧を小さくできる。これにより表示に関係しないリセット放電による発光量を低減してコントラストを向上できる。
次のアドレス期間では、X,Z電極に前記補償電圧52と同じ電圧53を印加して、Y電極に所定の負電圧を印加した状態で更に走査パルス63を順次印加する。走査パルス63の印加に応じて、点灯対象セルのアドレス電極20にアドレスパルス64を印加する。これにより、走査パルスの印加されたY電極とアドレスパルスの印加されたアドレス電極20との間で放電が発生し、それをトリガとしてX及びZ電極とY電極との間の放電が発生する。このアドレス放電により、X及びZ電極の近傍には、負の壁電荷が形成され、Y電極の近傍には正の壁電荷が形成される。Z電極はX電極に比べて面積が小さいので、Z電極の近傍に形成される壁電荷の量は、X電極の近傍に形成される壁電荷の量より少ない。また、Y電極には、X,Y電極の近傍に形成された負の壁電荷を合わせた壁電荷量に相当する正の壁電荷が形成される。走査パルスまたはアドレスパルスの印加されないセル3では、アドレス放電は発生しないので、リセット時の壁電荷が維持される。アドレス期間では、すべてのY電極に順次走査パルスを印加して上記動作を行い、パネル前面の点灯対象セルでアドレス放電を発生させる。なお、アドレス期間の最後には、アドレス放電を発生させなかったセル3において、リセット期間に形成された壁電荷を調整するパルスを印加する場合もある。
次に、サステイン期間では、まず、X及びZ電極に、電圧−Vsの負の維持放電パルス(サステインパルス)54を印加し、Y電極に電圧+Vsの正のサステインパルス44を印加する。前記アドレス放電が行われたセル3では、Y電極の近傍に形成された正の壁電荷による電圧が電圧+Vsに重畳され、X及びZ電極の近傍に形成された負の壁電荷による電圧が電圧−Vsに重畳される。これにより、まず間隔の狭いZ,Y電極の間(d4等)で放電が開始され、この放電をトリガとして、間隔の広いX,Y電極の間(d7等)の放電に移行する。X,Y電極間の放電は長距離放電であり、発光効率の良い放電である。この放電は、放電により発生した電荷のうち、正の壁電荷がX及びZ電極の近傍に壁電荷として蓄積され、負の電荷がY電極の近傍に壁電荷として蓄積され、壁電荷による電圧がX及びZ電極とY電極との間の電圧を減少させることにより収束する(状態aとする)。収束した時には、X及びZ電極の近傍に正の壁電荷が形成され、Y電極の近傍に負の壁電荷が形成される。なお、アドレス放電が行われなかったセル3では上記放電は発生せず、サステイン期間中では放電は発生しないので、説明は省略する。また、本実施の形態では、各色のセル3でZ電極とX,Y放電電極14,13との間隔が異なるため放電開始タイミングに差が生じるが、これについては後述する。
次に、X電極に電圧+Vsの正のサステインパルス55を印加し、Y電極に電圧−Vsの負のサステインパルス45を印加し、Z電極に電圧+Vsに変化した後短時間に電圧−Vsに変化するパルス56を印加する。これにより、Y電極の近傍に形成された負の壁電荷による電圧が電圧−Vsに重畳され、X及びZ電極の近傍に形成された正の壁電荷による電圧が電圧+Vsに重畳される。これにより、まずZ,Y電極間(d4等)で放電が開始され、この放電をトリガとして、間隔の広いX,Y電極間(d7等)の放電に移行する。この直後、Z電極に印加される電圧は、+Vsから−Vsに変化し、Z,Y電極の間で放電は停止する。X,Y電極間の放電は、負の電荷がX電極の近傍に壁電荷として蓄積され、正の電荷がY電極の近傍に壁電荷として蓄積されると停止するが、この時Z電極には−Vsが印加されているので、Z電極の近傍には正の壁電荷が形成される。従って、収束した時には、X電極の近傍に負の壁電荷が形成され、Y電極及びZ電極の近傍に正の壁電荷が形成される。
次に、X電極に電圧−Vsの負のサステインパルス57を印加し、Y電極に電圧+Vsの正のサステインパルス46を印加し、Z電極に電圧+Vsに変化した後短時間に電圧−Vsに変化するパルス58を印加する。これにより、X電極の近傍に形成された負の壁電荷による電圧が電圧−Vsに重畳され、Y及びZ電極の近傍に形成された正の壁電荷による電圧が電圧+Vsに重畳される。これにより、まずZ,X電極間(d1等)で放電が開始され、この放電をトリガとして、間隔の広いX,Y電極間(d7等)の放電に移行する。この直後、Z電極に印加される電圧は、+Vsから−Vsに変化し、Z,Y電極の間で放電は停止するが、この時Z電極には−Vsが印加されているので、Z電極の近傍には正の壁電荷が形成される。従って、収束した時には、X及びZ電極の近傍に正の壁電荷が形成され、Y電極の近傍に負の壁電荷が形成される。すなわち、前記状態aに戻ったことになる。以下、上記と同様にX,Y電極間に交互に正・負のサステインパルスを印加し、サステインパルスの印加に同期してZ電極に横幅の狭いパルスを印加することにより、上記と同様の動作を繰り返し、維持放電が繰り返される。サブフィールドごとの所定パルス数の印加により維持放電期間が終了する。
<放電タイミング、電流及び電圧>
次に、図6及び図7を参照して、前記各色のセル3で電極間隔が異なる構成による作用効果として、放電タイミングとその際の電流の集中及び電圧降下について説明する。
次に、図6及び図7を参照して、前記各色のセル3で電極間隔が異なる構成による作用効果として、放電タイミングとその際の電流の集中及び電圧降下について説明する。
図6は、前提技術として、Z電極を設けない三電極型PDPにおいて、全セルでX,Y電極の対向するエッジの間隔が等しい構成において、X放電電極とY放電電極の間で1回の維持放電を発生させる場合の様子を示す。上から、X電極駆動波形、Y電極駆動波形、XY間の主放電(Pとする)、X,Y電極に流れる電流(I)、X,Y電極の電圧(V)の様子を示す。
図7は、実施の形態1の構成において、各色のセル3で、X放電電極14,Y放電電極13及びZ放電電極17の間で1回の維持放電を発生させる場合の様子を図6と同様に示す。上から、X,Z,Yの各電極の駆動波形、R,G,Bの各セル3のXY間の主放電(Pr,Pg,Pbとする)、X,Y電極に流れる電流(I)、X,Y電極の電圧(V)の様子を示す。
また、図8(a),(b)は、パッシェンカーブと、本実施の形態における設計仕様の設定範囲とを示す。(a)は設定範囲の条件を、(b)は(a)の設定範囲内で特に複数のセル3でそれぞれ放電開始電圧(すなわち放電ギャップ)の設定を変える場合の設定例を示す。
前提技術の構成では、X放電電極とY放電電極の対向するエッジの間隔dが全セルで等しく、ガス圧pは全セルで同じであるので、ガス圧pと間隔dの積は全セルで同一である。従って、図8(a)のパッシェンカーブではpd積は1つの値であり、全セルの放電開始電圧は等しい。従って、図6に示すように、X,Y放電電極の間の維持放電(P)は、全セルにおいて同じタイミングで開始され、放電の強度も同じように増加する。そのため、X駆動回路及びY駆動回路から供給される電流(I)は、放電(P)のピークに合わせて急激に増加する。この急激に増加する電流(I)がX及びY電極に流れるため、X及びY電極のそれぞれの端に印加される電圧(V)は、電圧降下により一時的に大きく低下する。このため、一部のセルで、放電強度が低下する、正常に放電が行われない等の問題が生じる。
図6で、X電極の印加パルスが立ち上がり途中のタイミングでXYでの主放電(P)が開始される。この主放電(P)のために、駆動回路側からX,Y電極に電流(I)を流す必要がある。電流(I)に比例して電圧降下が激しい。上記電流集中及び電圧降下は、PDP10の表示画面で多数のセルを発光させるためには、すなわち表示負荷率が大きい場合には、更に大きくなる。
一方、図7で、本実施の形態1では、前記各色のセル3の各透明電極間隔(放電ギャップ)の距離が異なる構成により、X,Z,Y電極への電圧の印加において、まず、ZYまたはZXでのトリガ放電の開始タイミングがずれる。e,f,gは、それぞれ、R,G,Bのセル3でのトリガ放電の開始タイミングを表す。X電極印加パルスの立ち上がり途中において、R,G,Bの順でトリガ放電が開始される。これら各トリガ放電がXYでの主放電に移行する。h,i,jは、それぞれ、R,G,Bのセル3での主放電(Pr,Pg,Pb)のピークのタイミングを表す。前記トリガ放電のタイミングがずれるので、主放電のタイミングもずれることになる。各主放電のタイミングがずれることにより、電流(I)も分散(集中の緩和)される。よって、電圧(V)における電圧降下の量も減少する。
前記図7で、Y電極に印加する電圧を低くした後、Z及びX電極に印加する電圧を高くする。ここでは、Z電極に印加する電圧がX電極に印加する電圧よりも若干早く立ち上がる。Z電極に印加する電圧の増加に伴って、まずeの時点で、Rのセル3で、Z電極とY放電電極13rの間の電圧が放電開始電圧v1を超えてその間でのトリガ放電が開始される。次いでfの時点で、Gのセル3で、同様にZ電極とY放電電極13gの間の電圧が放電開始電圧v2を超えてトリガ放電が開始される。更に次いでgの時点で、Bのセル3で、同様にZ電極とY放電電極13bの間の電圧が放電開始電圧v3を超えてその間でトリガ放電が開始される。このように、PDP10のパネル面上でR,G,Bの各色のセル3の順にトリガ放電が開始される。この時間差は非常に小さいため、肉眼では識別できない。
Z電極とY放電電極13の間でのトリガ放電が開始されるに従って、各色のセル3で、少しずつずれたタイミングで、X放電電極14とY放電電極13の間の主放電(Pr,Pg,Pb)も開始される。従って、各主放電(Pr,Pg,Pb)のピーク値のタイミング(h,i,j)は、hでRのセル3での主放電Prの放電強度が最も早くピーク値になり、次いでi,jで同様に主放電Pg,Pbがピーク値になる。
上記のように、X放電電極14とY放電電極13の間の維持放電(Pr,Pg,Pb)は、異なるタイミングで開始され、放電強度がピーク値になるタイミングも異なるので、X駆動回路及びY駆動回路から各電極に供給される電流(I)が分散し急激には増加しない。よって、X,Y電極のそれぞれの端に印加される電圧(V)の電圧降下の量は、前提技術よりも低減される。
図7では、Z電極に印加する電圧をX電極に印加する電圧と同じように変化させて、Z電極とY放電電極13の間でトリガ放電を発生させる場合について示した。これに限らず、Z電極とX放電電極14との間でトリガ放電を発生させる場合も同様である。
図8(a)で、実施の形態1では、パッシェンカーブのパッシェンミニマムより上の範囲で、pd積及び放電開始電圧の設定範囲(PD1−PD2、V1−V2)を定める。放電空間に放電ガスを封入して二電極間で放電を発生させる場合、放電の閾値電圧(放電開始電圧)は、二電極間の距離dと放電ガスの圧力pの積に応じて決定されることが知られている。その変化を示した曲線がパッシェンカーブである。放電開始電圧は、pd積がある値のときに最小値になり、その状態はパッシェンミニマムと呼ばれる。
また図8(b)に示すように、図8(a)の設定範囲内でR,G,Bの各色のセル3で放電開始電圧が異なるように、設定する。本例では、R,G,Bの順で放電開始電圧が高くなるように設定している。すなわちR,G,Bの順で放電ギャップの距離が短くなるように、前記図3でのd1<d2<d3のような電極構造としている。ガス圧pは全セルで同じであるので、Z電極とX放電電極14の対向するエッジの間隔d1等とガス圧pとのpd積は、Rのセル3でpd1で示す位置に、Gのセル3でpd2に示す位置に、Bのセル3でpd3に示す位置になる。それぞれのセル3で対応する放電開始電圧は、v1,v2,v3となる。
(実施の形態2)
次に本発明の他の実施の形態として実施の形態2を説明する。実施の形態2のPDP装置の概要は以下である。実施の形態2は、Z電極の形状を実施の形態1とは異なるものとした構成である。実施の形態2では、セルごとのZ電極の放電電極の形状を、直角三角形状、すなわちバス電極のライン(第1の方向)及び対向する電極のエッジと所定の角をなす形状とする。バス電極のライン(第1の方向)において、大きさの異なる直角三角形状の突出部分のパターンが並んだ鋸(のこぎり)歯状を形成した構成である。
次に本発明の他の実施の形態として実施の形態2を説明する。実施の形態2のPDP装置の概要は以下である。実施の形態2は、Z電極の形状を実施の形態1とは異なるものとした構成である。実施の形態2では、セルごとのZ電極の放電電極の形状を、直角三角形状、すなわちバス電極のライン(第1の方向)及び対向する電極のエッジと所定の角をなす形状とする。バス電極のライン(第1の方向)において、大きさの異なる直角三角形状の突出部分のパターンが並んだ鋸(のこぎり)歯状を形成した構成である。
図9は、実施の形態2でのPDP10のセル3の構造を前記図3と同様に示す。実施の形態2では、実施の形態1と比べ、R,G,Bの各色のセル3のZ放電電極25{25r,25g,25b}(正スリット側),26{26r,26g,26b}(逆スリット側)の形状が異なる。各Z放電電極25,26は、Zバス電極15,16からの突出部分が直角三角形状であり、そのエッジが、各バス電極及び対向するX,Y放電電極14,13のエッジと、所定の角、本例では45度以下をなしている。そして、実施の形態1と同様に、各色のセル3で、各放電電極の間隔(XZ,YZ)の距離(d1〜d3及びd4〜d6)が異なるように設定されている。駆動波形、放電の様子、設定範囲なども実施の形態1と同様である。
上記電極構造によれば、各サブピクセルのセル3内での放電ギャップの距離が横方向で異なることから、製造時に不可避的に発生するセル3間のバラツキの問題に対応できる効果が期待できる。
以上、本発明者によってなされた発明を実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることは言うまでもない。
本発明は、第1〜第3電極間での放電を行うためのパネル及びフラットディスプレイ装置などに利用可能である。
Claims (9)
- 第1の基板と、前記第1の基板に対向するように配置され、前記第1の基板との間に放電ガスが封入された放電空間を形成する第2の基板とを備え、
前記第1の基板は、
第1の方向に伸びるように、略平行に交互に配置され放電を行う複数の第1電極及び第2電極と、
前記第1電極と第2電極の間に配置された複数の第3電極と、
前記第1、第2及び第3電極を覆う誘電体層とを有し、
前記第2の基板は、
第2の方向に前記第1、第2及び第3電極と交差するように設けられる複数の第4電極を有し、
前記第1と第2の基板間には、
複数のセルにおける前記第1の方向を区画する隔壁と、
前記隔壁の間に区別して塗布される複数の色の蛍光体層とを有するプラズマディスプレイパネルであって、
前記セルの各々において、前記第1と第2の電極の間隔が略一定であり、
前記複数の各色のセルのうちで、少なくとも1つの色のセルにおける前記第1及び第2電極と前記第3電極との間隔が、その他の色のセルにおける前記第1及び第2電極と前記第3電極との間隔と異なる構成であることを特徴とするプラズマディスプレイパネル。 - 請求項1記載のプラズマディスプレイパネルにおいて、
前記第3電極は、可視光を透過する第3透明電極と、前記第3透明電極よりも抵抗値の低い直線状の第3バス電極とを有して成り、
前記第3透明電極は、前記第3バス電極のラインからの前記第2の方向への突出部分における前記第1及び第2電極と対向するエッジが、前記第1及び第2電極のエッジと略平行となる形状であり、
前記複数の各色のセルにおける前記第3透明電極の突出部分が矩形状であり、その前記第2の方向の長さが異なることを特徴とするプラズマディスプレイパネル。 - 請求項1記載のプラズマディスプレイパネルにおいて、
前記第3電極は、可視光を透過する第3透明電極と、前記第3透明電極よりも抵抗値の低い直線状の第3バス電極とを有して成り、
前記第3透明電極は、前記第3バス電極のラインからの前記第2の方向への突出部分における前記第1及び第2電極と対向するエッジが、前記第1及び第2電極のエッジと所定の角度をなす形状であり、
前記複数の各色のセルにおける前記第3透明電極の突出部分が直角三角形状であり前記角度が異なることを特徴とするプラズマディスプレイパネル。 - 請求項1記載のプラズマディスプレイパネルにおいて、
前記複数の各色のセルにおいて、放電電圧が最も低い特性を持つ赤色のセルにおける前記第1及び第2電極と前記第3電極との間隔が、その他の色のセルにおける前記第1及び第2電極と前記第3電極との間隔よりも狭いことを特徴とするプラズマディスプレイパネル。 - 請求項1記載のプラズマディスプレイパネルにおいて、
前記複数の各色のセルにおいて、青色のセルにおける前記第1及び第2電極と前記第3電極との間隔が、その他の色のセルにおける前記第1及び第2電極と前記第3電極との間隔よりも広いことを特徴とするプラズマディスプレイパネル。 - 請求項1記載のプラズマディスプレイパネルにおいて、
前記第1の基板に設けられた誘電体層は、気相成膜法により形成された珪素化合物であることを特徴とするプラズマディスプレイパネル。 - 請求項1記載のプラズマディスプレイパネルにおいて、
前記第1の基板に設けられた誘電体層の厚さを略3μm以上25μm以下としたことを特徴とするプラズマディスプレイパネル。 - 請求項1記載のプラズマディスプレイパネルにおいて、
前記放電ガスは、少なくともNeとXeを含む組成とし、前記Xeの混合比を10%以上30%以下としたことを特徴とするプラズマディスプレイパネル。 - 請求項1記載のプラズマディスプレイパネルと、
前記プラズマディスプレイパネルの各電極を駆動する駆動回路とを備えるプラズマディスプレイ装置であって、
前記セルの各々において、前記第1電極と第2電極との間隔が略一定であり、
前記複数の各色のセルのうちで、少なくとも1つの色のセルにおける前記第1及び第2電極と前記第3電極との間隔が、その他の色のセルにおける前記第1及び第2電極と前記第3電極との間隔と異なる構成であり、
前記駆動回路から前記第1、第2及び第3電極に維持放電のための電圧を印加し、前記複数の各色のセルにおける前記第1及び第2電極と前記第3電極との間隔での放電のタイミングがずれることを特徴とするプラズマディスプレイ装置。
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