KR101099347B1 - 플라즈마 디스플레이 장치 - Google Patents

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Abstract

플라즈마 디스플레이 패널의 보호층은, 산화 마그네슘, 산화 스트론튬, 산화 칼슘, 산화 바륨 중 적어도 1개를 함유하는 금속 산화물의 박막으로 형성된 기초 보호층과, (100)면 및 (111)면을 포함하는 특정 2종 배향면, 또는 (100)면, (110)면 및 (111)면을 포함하는 특정 3종 배향면으로 둘러싸여진 산화 마그네슘의 단결정 입자를 기초 보호층에 부착시켜 형성한 입자층으로 구성되고, 패널 구동 회로는, 초기화 기간 Ti와, 유지 방전을 발생시키기 위한 벽전하를 형성하는 기입 기간 Tw와, 유지 기간 Ts를 갖는 서브 필드를 복수 구비한 제1 서브 필드군 후에, 유지 방전을 발생시키기 위한 벽전하를 소거하는 기입 기간 Tw와, 유지 기간 Ts를 갖는 서브 필드를 복수 구비한 제2 서브 필드군을 시간적으로 배치하여, 1 필드 기간을 구성하여 패널을 구동한다.
Figure R1020097026352
플라즈마 디스플레이, 기초 보호층, 입자층, 패널 구동 회로

Description

플라즈마 디스플레이 장치{PLASMA DISPLAY DEVICE}
본 발명은, 플라즈마 디스플레이 패널을 이용한 화상 표시 장치인 플라즈마 디스플레이 장치에 관한 것이다.
플라즈마 디스플레이 패널(이하, 「패널」이라고 약기함)은 박형의 화상 표시 소자 중에서도 고속 표시가 가능하며, 또한 대형화가 용이하므로, 대화면 표시 장치로서 실용화되어 있다.
패널은 전면판과 배면판을 접합하여 구성되어 있다. 전면판은, 글래스 기판과, 글래스 기판 상에 형성된 주사 전극 및 유지 전극을 포함하는 표시 전극쌍과, 표시 전극쌍을 덮도록 형성된 유전체층과, 유전체층 상에 형성된 보호층을 갖는다. 보호층은 유전체층을 이온 충돌로부터 보호함과 함께 방전을 발생하기 쉽게 하는 목적으로 설치되어 있다.
배면판은, 글래스 기판과, 글래스 기판 상에 형성된 데이터 전극과, 데이터 전극을 덮는 유전체층과, 유전체층 상에 형성된 격벽과, 격벽간에 형성된 적색, 녹색 및 청색의 각각으로 발광하는 형광체층을 갖는다. 전면판과 배면판은, 표시 전극쌍과 데이터 전극이 방전 공간을 두고 교차하도록 대향되고, 주위는 저융점 글래스로 봉착되어 있다. 방전 공간에는 크세논을 함유하는 방전 가스가 봉입되어 있 다. 여기서 표시 전극쌍과 데이터 전극과의 대향하는 부분에 방전 셀이 형성된다.
이와 같은 구성의 패널을 이용한 플라즈마 디스플레이 장치는, 패널의 각 방전 셀에서 선택적으로 가스 방전을 발생시키고, 이 때 생긴 자외선으로 적색, 녹색 및 청색의 각 색의 형광체를 여기 발광시켜 컬러 표시를 행하고 있다.
이와 같은 패널을 이용한 플라즈마 디스플레이 장치에서 화상을 표시하는 방법으로서 주로 서브 필드법이 이용되고 있다. 이것은, 미리 휘도 가중치가 정해진 복수의 서브 필드에서 1 필드 기간을 구성하고, 각 서브 필드에서 방전 셀 각각의 발광ㆍ비발광을 제어하여 화상을 표시하는 방법이다.
그러나, 각 방전 셀의 점등ㆍ비점등을 각 서브 필드에서 임의로 행하면, 동일 화상을 표시하였을 때에 윤곽 형상의 현저한 계조 흐트러짐, 소위 의사 윤곽이 발생하는 것이 알려져 있다. 따라서, 이 의사 윤곽을 억제하는 방법으로서, 방전 셀의 발광하는 서브 필드가 연속되도록, 또한 방전 셀의 발광하지 않는 서브 필드도 연속되도록 제어하여 계조 표시를 행함으로써 의사 윤곽을 억제하는 방법이 제안되어 있다(예를 들면, 특허 문헌 1 참조). 이와 같은 표시 방법에 의해, 의사 윤곽의 발생을 억제할 수 있지만, 표시할 수 있는 계조가 제한되어 원활한 계조를 표시하는 것이 어렵다고 하는 문제가 있었다.
원활한 계조를 표시하기 위해서는, 1 필드 기간을 구성하는 서브 필드의 수를 증가시키면 된다. 전술한 서브 필드법은, 초기화 기간, 기입 기간 및 유지 기간을 갖는 복수의 서브 필드로 1 필드 기간을 구성하고, 발광시키는 서브 필드의 조합에 의해 계조 표시를 행하는 방법이다. 여기서, 1 필드 기간을 구성하는 서브 필드의 수를 증가시키기 위해서는, 짧은 시간 내에 확실한 기입 동작을 행할 필요가 있다. 그 때문에 고속 구동이 가능한 패널의 개발이 진행됨과 함께, 그 패널의 특징을 살려서 품질이 높은 화상을 표시하기 위한 구동 방법 및 구동 회로에 대한 검토가 진행되고 있다.
패널의 방전 특성은 보호층의 특성에 크게 의존하고 있고, 특히 고속 구동의 가부를 좌우하는 전자 방출 성능과 전하 유지 성능을 개선하기 위해, 보호층의 재료, 구성, 제조 방법 등에 대해 많은 검토가 이루어져 있다. 예를 들면 특허 문헌 2에는, 마그네슘 증기를 기상 산화하여 생성함으로써 200㎚∼300㎚로 캐소드 루미네센스 발광 피크를 갖는 산화 마그네슘층이 형성된 패널과, 기입 기간에서 전체 표시 라인을 구성하는 표시 전극쌍 각각의 한쪽에 주사 펄스를 순서대로 인가함과 함께 주사 펄스가 인가되는 표시 라인에 대응한 기입 펄스를 데이터 전극에 공급하는 전극 구동 회로를 구비한 플라즈마 디스플레이 장치가 개시되어 있다.
최근, 대화면 외에 고정세도(高精細度) 플라즈마 디스플레이 장치가 요망되어 있고, 아울러 높은 화상 표시 품질도 요구되고 있다. 이와 같이 라인수가 증가되는 한편, 원활한 계조를 표시하기 위한 서브 필드수도 확보하지 않으면 안된다. 그 때문에, 1 라인당의 기입 동작에 할당되는 시간은 점점 더 짧아지는 경향이 있다. 따라서, 할당된 시간 내에 확실한 기입 동작을 행하기 위해, 종래 이상으로 고속이면서 안정된 기입 동작이 가능한 패널, 그 구동 방법, 그것을 실현하는 구동 회로를 구비한 플라즈마 디스플레이 장치가 요망되고 있다.
[특허 문헌 1] 일본 특허 공개 평11-305726호 공보
[특허 문헌 2] 일본 특허 공개 제2006-54158호 공보
<발명의 개시>
본 발명은, 제1 글래스 기판 상에 표시 전극쌍을 형성하고 표시 전극쌍을 덮도록 유전체층을 형성하고 유전체층 상에 보호층을 형성한 전면판과, 제2 글래스 기판 상에 데이터 전극을 형성한 배면판을 대향 배치하여, 표시 전극쌍과 데이터 전극이 대향하는 위치에 방전 셀을 형성한 패널과, 복수의 서브 필드를 시간적으로 배치하여 1 필드 기간을 구성하여 패널을 구동하는 패널 구동 회로를 구비한 플라즈마 디스플레이 장치로서, 보호층은, 산화 마그네슘, 산화 스트론튬, 산화 칼슘, 산화 바륨 중 적어도 1개를 함유하는 금속 산화물의 박막으로 형성된 기초 보호층과, (100)면 및 (111)면을 포함하는 특정 2종 배향면, 또는 (100)면, (110)면 및 (111)면을 포함하는 특정 3종 배향면으로 둘러싸여진 NaCl 결정 구조를 갖는 산화 마그네슘의 단결정 입자를, 기초 보호층에 부착시켜 형성한 입자층으로 구성되고, 패널 구동 회로는, 기입 방전을 발생시키기 위한 벽전하를 형성하는 초기화 기간과 유지 방전을 발생시키기 위한 벽전하를 형성하는 기입 기간과 유지 방전을 발생시켜 방전 셀을 발광시키는 유지 기간을 갖는 서브 필드를 복수 구비한 제1 서브 필드군 후에, 유지 방전을 발생시키기 위한 벽전하를 소거하는 기입 기간과 유지 방전을 발생시켜 방전 셀을 발광시키는 유지 기간을 갖는 서브 필드를 복수 구비한 제2 서브 필드군을 시간적으로 배치하여, 1 필드 기간을 구성하여 패널을 구동하도록 구성한 것을 특징으로 한다.
도 1은 본 발명의 실시 형태에서의 패널의 구조를 도시하는 사시도.
도 2는 본 발명의 실시 형태에서의 패널의 전면판의 구성을 도시하는 단면도.
도 3a는 본 발명의 실시 형태에서의 패널의 단결정 입자의 형상의 일례를 나타내는 도면.
도 3b는 본 발명의 실시 형태에서의 패널의 단결정 입자의 형상의 일례를 나타내는 도면.
도 3c는 본 발명의 실시 형태에서의 패널의 단결정 입자의 형상의 일례를 나타내는 도면.
도 3d는 본 발명의 실시 형태에서의 패널의 단결정 입자의 형상의 일례를 나타내는 도면.
도 4a는 본 발명의 실시 형태에서의 패널의 입자층에 함유되는 산화 마그네슘 단결정 입자의 형상을 나타내는 전자 현미경 사진을 도시하는 도면.
도 4b는 본 발명의 실시 형태에서의 패널의 입자층에 함유되는 산화 마그네슘 단결정 입자의 형상을 나타내는 전자 현미경 사진을 도시하는 도면.
도 4c는 본 발명의 실시 형태에서의 패널의 입자층에 함유되는 산화 마그네슘 단결정 입자의 형상을 나타내는 전자 현미경 사진을 도시하는 도면.
도 5a는 본 발명의 실시 형태에서의 패널의 입자층에 포함되는 단결정 입자의 다른 형상을 나타내는 도면.
도 5b는 본 발명의 실시 형태에서의 패널의 입자층에 포함되는 단결정 입자 의 다른 형상을 나타내는 도면.
도 5c는 본 발명의 실시 형태에서의 패널의 입자층에 포함되는 단결정 입자의 다른 형상을 나타내는 도면.
도 5d는 본 발명의 실시 형태에서의 패널의 입자층에 포함되는 단결정 입자의 다른 형상을 나타내는 도면.
도 5e는 본 발명의 실시 형태에서의 패널의 입자층에 포함되는 단결정 입자의 다른 형상을 나타내는 도면.
도 5f는 본 발명의 실시 형태에서의 패널의 입자층에 포함되는 단결정 입자의 다른 형상을 나타내는 도면.
도 6은 본 발명의 실시 형태에서의 패널의 전극 배열을 도시하는 도면.
도 7은 본 발명의 실시 형태에서의 패널의 각 전극에 인가하는 구동 전압 파형도.
도 8은 본 발명의 실시 형태에서의 패널의 각 전극에 인가하는 구동 전압 파형도.
도 9는 본 발명의 실시 형태에서의 플라즈마 디스플레이 장치의 회로 블록도.
도 10은 본 발명의 실시 형태에서의 플라즈마 디스플레이 장치의 주사 전극 구동 회로 및 유지 전극 구동 회로의 회로도.
<부호의 설명>
10 : 패널
20 : 전면판
21 : (제1) 글래스 기판
22 : 주사 전극
22a, 23a : 투명 전극
22b, 23b : 버스 전극
23 : 유지 전극
24 : 표시 전극쌍
25 : 유전체층
26 : 보호층
26a : 기초 보호층
26b : 입자층
27 : 단결정 입자
30 : 배면판
31 : (제2) 글래스 기판
32 : 데이터 전극
34 : 격벽
35 : 형광체층
41 : 화상 신호 처리 회로
42 : 데이터 전극 구동 회로
43 : 주사 전극 구동 회로
44 : 유지 전극 구동 회로
45 : 타이밍 발생 회로
50, 80 : 유지 펄스 발생 회로
60 : 초기화 파형 발생 회로
70 : 주사 펄스 발생 회로
100 : 플라즈마 디스플레이 장치
<발명을 실시하기 위한 최량의 형태>
이하, 본 발명의 일 실시 형태에서의 플라즈마 디스플레이 장치에 대해서 도면을 이용하여 설명한다.
<실시 형태>
도 1은, 본 발명의 실시 형태에서의 패널(10)의 구조를 도시하는 사시도이다. 패널(10)은 전면판(20)과 배면판(30)이 대향하여 배치되고, 그 외주부는 저융점 글래스의 봉착재에 의해 봉착되어 있다. 패널(10) 내부의 방전 공간(15)에는, 크세논 등의 방전 가스가 400Torr∼600Torr의 압력으로 봉입되어 있다.
전면판(20)의 글래스 기판(제1 글래스 기판)(21) 상에는, 주사 전극(22) 및 유지 전극(23)을 포함하는 표시 전극쌍(24)이 평행하게 복수 형성되어 있다. 글래스 기판(21) 상에는 표시 전극쌍(24)을 덮도록 유전체층(25)이 형성되고, 또한 그 유전체층(25) 상에 산화 마그네슘을 주성분으로 하는 보호층(26)이 형성되어 있다.
또한, 배면판(30)의 글래스 기판(제2 글래스 기판)(31) 상에는, 표시 전극쌍(24)과 직교하는 방향으로 복수의 데이터 전극(32)이 서로 평행하게 형성되고, 이를 유전체층(33)이 피복하고 있다. 또한 유전체층(33) 상에는 격벽(34)이 형성되어 있다. 유전체층(33) 상 및 격벽(34)의 측면에는 자외선에 의해 적색, 녹색 및 청색으로 각각 발광하는 형광체층(35)이 형성되어 있다. 여기서, 표시 전극쌍(24)과 데이터 전극(32)이 교차하는 위치에 방전 셀이 형성되고, 적색, 녹색, 청색의 형광체층(35)을 갖는 방전 셀의 1조가 컬러 표시를 위한 화소로 된다. 또한 유전체층(33)은 필수가 아니며, 유전체층(33)을 생략한 구성이어도 된다.
도 2는, 본 발명의 실시 형태에서의 패널(10)의 전면판(20)의 구성을 도시하는 단면도이며, 도 1에 도시한 전면판(20)과 상하를 반대로 하여 나타내고 있다. 글래스 기판(21) 상에, 주사 전극(22)과 유지 전극(23)을 포함하는 표시 전극쌍(24)이 형성되어 있다. 주사 전극(22)은, 인듐 주석 산화물이나 산화 주석 등으로 형성된 투명 전극(22a)과, 투명 전극(22a) 상에 형성된 버스 전극(22b)에 의해 구성되어 있다. 마찬가지로 유지 전극(23)은, 투명 전극(23a)과 그 위에 형성된 버스 전극(23b)에 의해 구성되어 있다. 버스 전극(22b), 버스 전극(23b)은 투명 전극(22a), 투명 전극(23a)의 길이 방향으로 도전성을 부여하기 위해 설치되고, 은을 주성분으로 하는 도전성 재료에 의해 형성되어 있다.
유전체층(25)은, 산화 납 또는 산화 비스무트 또는 산화 인을 주성분으로 하는 저융점 글래스 등을, 스크린 인쇄, 다이 코트 등에 의해 도포하고, 소성하여 형성되어 있다.
그리고 유전체층(25) 상에는 보호층(26)이 형성되어 있다. 이하에, 보호층(26)의 상세에 대해서 설명한다. 유전체층(25)을 이온 충돌로부터 보호함과 함 께 구동의 속도를 크게 좌우하는 전자 방출 성능과 전하 유지 성능을 개선하기 위해, 보호층(26)은, 유전체층(25) 상에 형성된 기초 보호층(26a)과, 기초 보호층(26a) 상에 형성된 입자층(26b)으로 구성되어 있다.
기초 보호층(26a)은, 진공 증착법, 이온 플래팅법 등의 박막 형성법으로 형성된 산화 마그네슘을 주성분으로 하는 박막이며, 그 두께는, 예를 들면 0.3㎛∼1.0㎛이다. 또한 기초 보호층(26a)으로서는, 산화 마그네슘, 산화 스트론튬, 산화 칼슘, 산화 바륨 중 적어도 1개를 함유하는 금속 산화물로 형성하여도 된다.
입자층(26b)은, 산화 마그네슘의 단결정 입자(27)를 기초 보호층(26a)의 전체면에 걸쳐서 거의 균일하게 분포되도록 부착시킴으로써 구성하고 있다.
도 3a는, 본 발명의 실시 형태에서의 패널(10)의 단결정 입자(27)의 형상의 일례를 나타내는 도면이며, 6면체를 기본 형상으로 하고, 그 각 정점이 절제된 절정면을 갖는 14면체 형상의 단결정 입자(27a)를 나타낸다. 여기서 주요면(41a)은 (100)면, 절정면(42a)은 (111)면이다. 도 3b는, 본 발명의 실시 형태에서의 일례를 나타내는 도면이며, 8면체를 기본 형상으로 하고, 그 각 정점이 절제된 절정면을 갖는 14면체 형상의 단결정 입자(27b)를 나타낸다. 여기서 주요면(42b)은 (111)면, 절정면(41b)은 (100)면이다. 이와 같이 단결정 입자(27a), 단결정 입자(27b)는 (100)면 및 (111)면을 포함하는 특정 2종 배향면으로 둘러싸여진 NaCl 결정 구조를 갖는다.
도 3c는, 본 발명의 실시 형태에서의 단결정 입자(27)의 형상의 일례를 나타내는 도면이며, 단결정 입자(27b)의 형상으로 더욱 (111)면의 경계가 절제된 사방 면을 갖는 26면체 형상의 단결정 입자(27c)를 나타낸다. 여기서 주요면(42c)은 (111)면, 절정면(41c)은 (100)면, 사방면(43c)은 (110)면이다. 도 3d는, 본 발명의 실시 형태에서의 단결정 입자(27)의 형상의 일례를 나타내는 도면이며, 단결정 입자(27a)의 형상으로 인접하는 (100)면의 능선이 절제된 사방면을 갖는 26면체 형상의 단결정 입자(27d)를 나타낸다. 여기서 주요면(41d)은 (100)면, 절정면(42d)은 (111)면, 사방면(43d)은 (110)면이다. 이와 같이 단결정 입자(27c), 단결정 입자(27d)는 (100)면, (110)면 및 (111)면을 포함하는 특정 3종 배향면으로 둘러싸여진 NaCl 결정 구조를 갖는다.
도 4a는, 본 발명의 실시 형태에서의 패널(10)의 입자층(26b)에 함유되는 산화 마그네슘 단결정 입자(27a)의 형상을 나타내는 전자 현미경 사진을 도시하는 도면이다. 도 4b는, 본 발명의 실시 형태에서의 입자층(26b)에 함유되는 산화 마그네슘 단결정 입자(27b)의 형상을 나타내는 전자 현미경 사진을 도시하는 도면이다. 도 4c는, 본 발명의 실시 형태에서의 입자층(26b)에 함유되는 산화 마그네슘 단결정 입자(27c)를 나타내는 전자 현미경 사진을 도시하는 도면이다. 이와 같이 실제로는 약간 변형된 형상의 단결정 입자(27)도 포함되어 있다.
또한 절정면은 모든 정점으로 형성되는 것은 아니며, 사방면도 모든 능선으로 형성되는 것은 아니다. 도 5a는, 본 발명의 실시 형태에서의 패널(10)의 입자층(26b)에 포함되는 단결정 입자(27)의 다른 형상을 나타내는 도면이며, 단결정 입자(27a)의 베리에이션으로서, 절정면이 1개 존재하는 형상을 나타내고 있다. 도 5b는, 본 발명의 실시 형태에서의 단결정 입자(27a)의 베리에이션으로서, 절정면이 2개 존재하는 형상을 나타내고 있다. 도 5c는, 본 발명의 실시 형태에서의 입자층(26b)에 포함되는 단결정 입자(27)의 다른 형상을 나타내는 도면이며, 단결정 입자(27b)의 베리에이션으로서, 절정면이 1개 존재하는 형상을 나타내고 있다. 도 5d는, 본 발명의 실시 형태에서의 단결정 입자(27b)의 베리에이션으로서, 절정면이 2개 존재하는 형상을 나타내고 있다. 또한 도 5e는, 본 발명의 실시 형태에서의 입자층(26b)에 포함되는 단결정 입자(27)의 다른 형상을 나타내는 도면이며, 단결정 입자(27c)의 베리에이션으로서, 절정면이 6개, 사방면이 1개 존재하는 형상을 나타내고 있다. 또한 도 5f는, 본 발명의 실시 형태에서의 패널(10)의 입자층(26b)에 포함되는 단결정 입자(27)의 다른 형상을 나타내는 도면이며, 단결정 입자(27d)의 베리에이션으로서, 절정면이 8개, 사방면이 1개 존재하는 형상을 나타내고 있다.
전술한 바와 같이, 산화 마그네슘 단결정은 입방 격자의 NaCl 결정 구조이며, 주요한 배향면으로서 (100)면, (110)면, (111)면을 갖는다. 이 중 (100)면은 최조밀면으로서, 저온으로부터 고온까지의 넓은 온도 범위에 걸쳐서 물, 탄화 수소, 탄산 가스 등의 불순 가스가 흡착되기 어렵다. 그 때문에 주로 (100)면을 갖는 단결정 입자(27)를 이용하면, 넓은 온도 범위에 걸쳐서 안정적으로 양호한 전자 방출 성능과 전하 유지 성능을 겸비하는 입자층(26b)을 형성할 수 있다.
한편 (111)면은, 상온 이상에서 특히 양호한 전자 방출 성능을 나타내므로, 주로 (111)면을 갖는 단결정 입자(27)는, 고속 구동이 가능한 패널(10)을 실현하는 점에서 중요하다.
전술한 (100)면 및 (111)면을 포함하는 특정 2종 배향면으로 둘러싸여진 NaCl 결정 구조를 갖는 단결정 입자, 혹은 (100)면, (110)면 및 (111)면을 포함하는 특정 3종 배향면으로 둘러싸여진 NaCl 결정 구조를 갖는 단결정 입자는, 액상법에 의해 생성할 수 있다.
구체적으로는, 예를 들면 이하와 같이 산화 마그네슘의 전구체인 수산화 마그네슘을 고온의 산소 함유 분위기 속에서 균일하게 소성하여 생성할 수 있다.
(액상법 1)
순도 99.95％ 이상의 마그네슘 알콕시드 또는 마그네슘 아세틸 아세톤의 수용액에 소량의 산을 가하여 가수 분해하여, 수산화 마그네슘의 겔을 제작한다. 그리고, 그 겔을 공기 중에서 소성하여 탈수함으로써, 단결정 입자(27)의 분체를 생성한다.
(액상법 2)
순도 99.95％ 이상의 질산 마그네슘을 녹인 수용액에 알칼리 용액을 첨가하여 수산화 마그네슘을 침전시킨다. 다음으로, 수산화 마그네슘의 침전물을 수용액으로부터 분리하고, 그것을 공기 중에서 소성하여 탈수함으로써, 단결정 입자(27)의 분체를 생성한다.
(액상법 3)
순도 99.95％ 이상의 염화 마그네슘을 녹인 수용액에 수산화 칼슘을 첨가하여 수산화 마그네슘을 침전시킨다. 다음으로, 수산화 마그네슘의 침전물을 수용액으로부터 분리하고, 그것을 공기 중에서 소성하여 탈수함으로써, 단결정 입자(27) 의 분체를 생성한다.
소성 온도로서는, 700℃ 이상이 바람직하고 1000℃ 이상이 더 바람직하다. 이것은, 700℃ 미만에서는, 결정면이 충분히 발달하지 않아 결함이 많아지기 때문이다. 또한, 700℃ 이상 1500℃ 미만으로 소성하면 특정 3종 배향면으로 둘러싸여진 단결정 입자(27c, 27d)의 생성 빈도가 높고, 1500℃ 이상의 온도에서 소성을 행하면, (110)면이 축소되어 특정 2종 배향면으로 둘러싸여진 단결정 입자(27a, 27b)의 생성 빈도가 높아지는 경향이 보여지는 것을 알 수 있었다. 단, 소성 온도를 지나치게 높게 하면 산소 결손이 생겨 산화 마그네슘 결정의 결함이 많아지므로, 1800℃ 이하로 설정하는 것이 바람직하다.
산화 마그네슘 전구체로서는, 전술한 수산화 마그네슘 이외에도, 마그네슘 알콕시드, 마그네슘 아세틸 아세톤, 질산 마그네슘, 염화 마그네슘, 탄산 마그네슘, 황산 마그네슘, 옥살산 마그네슘, 아세트산 마그네슘 등 중 1종 이상을 이용할 수 있다. 여기서 산화 마그네슘 전구체로서의 마그네슘 화합물의 순도는 99.95％ 이상이 바람직하고, 99.98％ 이상이 더 바람직하다. 이것은, 알칼리 금속, 붕소, 규소, 철, 알루미늄 등의 불순물 원소가 많이 포함되면, 소성 시에 입자간의 융착이나 소결이 일어나, 결정성이 높은 입자가 성장하기 어렵기 때문이다.
이들 액상법으로 생성되는 단결정 입자(27)는, 특정 2종 배향면 또는 특정 3종 배향면으로 둘러싸여진 단결정 입자(27)이며, 또한 결함이 적은 결정이 얻어진다. 덧붙여 액상법을 이용하면, 단결정 입자(27)의 입경의 변동이 비교적 적은 분체가 얻어진다고 하는 특징이 있다.
산화 마그네슘의 결정은 기상 산화법으로 생성할 수도 있지만, 기상 산화법으로 생성된 산화 마그네슘 단결정 입자는 주로 (100)면이 성장하고, 그 밖의 배향면은 성장하기 어렵다고 하는 결점이 있다. 이것은, 기상 산화법으로 산화 마그네슘을 생성하는 경우, 예를 들면 불활성 가스가 채워진 용기(槽) 내에서, 금속 마그네슘을 고온으로 가열하면서 산소 가스를 소량 흘리고, 금속 마그네슘을 직접 산화시켜 산화 마그네슘 결정 분체를 생성하기 때문에, 최조밀면인 (100)면이 우선적으로 성장하는 것으로 생각된다.
그러나 본 실시 형태에서의 액상법에 따르면, 산화 마그네슘의 전구체인 수산화 마그네슘은 육방정계의 화합물이며, 산화 마그네슘의 입방정계의 구조와는 상이하다. 수산화 마그네슘이 열 분해하여 산화 마그네슘의 결정을 생성하는 결정 성장 과정은 복잡하지만, 육방정계의 형태를 남기면서 산화 마그네슘 단결정이 형성되기 때문에, 결정면으로서 (100)면 및 (111)면, 또한 (110)면이 형성되는 것으로 생각된다.
마찬가지로, 마그네슘 알콕시드, 질산 마그네슘, 염화 마그네슘, 탄산 마그네슘, 황산 마그네슘, 옥살산 마그네슘, 아세트산 마그네슘 등의 마그네슘 화합물도 입방정계가 아니므로, 이들을 산화 마그네슘의 전구체로서 열 분해하여 산화 마그네슘 결정을 생성하면, 마그네슘 원소에 배위하고 있는 (OR)2기, Cl2기, (NO3)2기, CO3기, C2O4기 등이 이탈할 때에, (100)면뿐만 아니라 (110)면이나 (111)면도 형성된다고 생각된다.
또한, 기상 산화법으로 생성된 산화 마그네슘 단결정 입자는 입경의 변동이 커지는 경향이 있다. 이 때문에 기상 산화법을 이용한 산화 마그네슘의 제조 공정에서는, 입경을 일치하기 위한 분급 공정이 필요하였다.
그러나 본 실시 형태에서의 액상법을 이용하면, 비교적 입경이 일치한, 또한 비교적 큰 단결정 입자를 얻을 수 있다. 예를 들면, 전술한 액상법을 이용하면 입경이 0.3㎛∼2㎛인 결정 입자가 얻어진다. 이 때문에, 미소 입자를 제거하는 분급 공정을 생략하는 것이 가능하다. 덧붙여 본 실시 형태에서의 액상법을 이용하면 큰 입경의 결정이 얻어지므로, 기상 산화법으로 생성된 산화 마그네슘 결정보다도 비표면적(比表面積)이 작아져, 내흡착성이 우수한 산화 마그네슘 결정을 얻을 수 있다.
이와 같이, 본 실시 형태에서의 입자층(26b)은, (100)면 및 (111)면을 포함하는 특정 2종 배향면으로 둘러싸여진 NaCl 결정 구조를 갖는 단결정 입자(27), 혹은 (100)면, (110)면 및 (111)면을 포함하는 특정 3종 배향면으로 둘러싸여진 NaCl 결정 구조를 갖는 단결정 입자(27d)를 기초 보호층(26a)에 부착시킴으로써 구성하고 있다. 그리고, 넓은 온도 범위에 걸쳐서 안정적으로 양호한 전자 방출 성능과 전하 유지 성능을 겸비하고, 고속 구동이 가능한 패널(10)을 실현하고 있다.
다음으로, 본 발명의 실시 형태에서의 패널(10)의 구동 방법에 대해서 설명한다. 도 6은, 본 발명의 실시 형태에서의 패널(10)의 전극 배열을 도시하는 도면이다. 패널(10)에는, 행 방향(라인 방향)으로 긴 n개의 주사 전극 SC1∼SCn(도 1의 주사 전극(22)) 및 n개의 유지 전극 SU1∼SUn(도 1의 유지 전극(23))이 배열되 고, 열 방향으로 긴 m개의 데이터 전극 D1∼Dm(도 1의 데이터 전극(32))이 배열되어 있다. 그리고, 한 쌍의 주사 전극 SCi(i=1∼n) 및 유지 전극 SUi와 1개의 데이터 전극 Dj(j=1∼m)가 교차한 부분에 방전 셀이 형성되고, 방전 셀은 방전 공간 내에 m×n개 형성되어 있다. 방전 셀의 수는, 예를 들면 m=1920×3=5760, n=1080이다. 표시 전극쌍의 수에 대해서 특히 제한은 없지만, 본 실시 형태에서는, n=1080으로서 설명한다.
그리고 주사 전극 SC1∼SC1080 및 유지 전극 SU1∼SU1080을 포함하는 1080쌍의 표시 전극쌍은, 복수의 표시 전극쌍 그룹으로 나뉘어져 있다. 본 실시 형태에서는, 패널을 상하 방향으로 4 분할하여 4개의 표시 전극쌍 그룹으로 나누고, 패널의 상부에 위치하는 표시 전극쌍으로부터 순서대로, 제1 표시 전극쌍 그룹, 제2 표시 전극쌍 그룹, 제3 표시 전극쌍 그룹, 제4 표시 전극쌍 그룹으로 한다. 즉 주사 전극 SC1∼SC270 및 유지 전극 SU1∼SU270이 제1 표시 전극쌍 그룹에 속하고, 주사 전극 SC271∼SC540 및 유지 전극 SU271∼SU540이 제2 표시 전극쌍 그룹에 속하고, 주사 전극 SC541∼SC810 및 유지 전극 SU541∼SU810이 제3 표시 전극쌍 그룹에 속하고, 주사 전극 SC811∼SC1080 및 유지 전극 SU811∼SU1080이 제4 표시 전극쌍 그룹에 속해 있다.
다음으로, 패널(10)을 구동하기 위해 각 전극에 인가하는 구동 전압 파형에 대해서 설명한다. 패널(10)은, 서브 필드법, 즉 1 필드 기간을 복수의 서브 필드로 분할하고, 서브 필드마다 각 방전 셀의 발광ㆍ비발광을 제어함으로써 계조 표시를 행한다. 본 실시 형태에서는, 복수의 서브 필드를 제1 서브 필드군과 제2 서브 필드군의 2개의 서브 필드군으로 나누어 패널(10)을 구동하고 있다.
제1 서브 필드군에 속하는 서브 필드의 각각에는 초기화 기간과 기입 기간과 유지 기간을 갖는다. 초기화 기간에서는 초기화 방전을 발생하여, 그때까지의 방전 셀의 벽전하의 이력을 소거함과 함께 기입 방전을 발생시키기 위한 벽전하를 형성한다. 기입 기간에서는, 발광시키는 방전 셀에서 기입 방전을 발생하고 유지 방전을 발생시키기 위한 벽전하를 형성한다. 이와 같은 기입 동작을, 이하 「정논리 기입」이라고 칭한다. 그리고 유지 기간에서는, 휘도 가중치에 따른 수의 유지 펄스를 표시 전극쌍에 교대로 인가하여, 정논리 기입을 행한 방전 셀에서 유지 방전을 발생시켜서 발광시킨다.
제1 서브 필드군에 속하는 서브 필드에서는, 각각의 서브 필드의 기입 방전을 제어함으로써, 다른 서브 필드에서의 유지 방전의 유무 등에 의존하지 않고, 방전 셀을 발광 또는 비발광시킬 수 있다. 이와 같이 서브 필드마다 독립적으로 발광ㆍ비발광을 제어하는 구동을, 이하 「랜덤 구동」이라고 칭한다.
한편, 제2 서브 필드군에 속하는 서브 필드의 각각에는 초기화 기간을 설정하지 않고, 기입 기간 및 유지 기간을 설정하고 있다. 기입 기간에서는, 발광시키지 않는 방전 셀에서 기입 방전을 발생하고 유지 방전을 발생시키기 위한 벽전하를 소거한다. 이와 같은 기입 동작을, 이하 「부논리 기입」이라고 칭한다. 그리고 유지 기간에서는, 휘도 가중치에 따른 수의 유지 펄스를 표시 전극쌍에 교대로 인가하여, 기입 방전을 발생시키지 않았던 방전 셀에서 유지 방전을 발생시켜서 발광시킨다.
제2 서브 필드군에 속하는 서브 필드에서는, 유지 방전을 발생시키기 위한 벽전하를 형성하는 동작은 행해지지 않고, 기입 기간에서 유지 방전을 발생시키기 위한 벽전하를 소거하기 위한 동작이 행해진다. 그 때문에 직전의 서브 필드에서 유지 방전을 발생하지 않았던 방전 셀에서는, 다음으로 초기화 동작을 행할 때까지 유지 방전이 발생하는 일은 없다. 또한 일단 기입 동작을 행한 방전 셀에서는, 다음으로 초기화 동작을 행할 때까지 유지 방전을 발생하는 일은 없다.
그 결과, 제2 서브 필드군에 속하는 서브 필드에서는, 방전 셀의 발광하는 서브 필드가 연속되고, 또한 발광하지 않는 서브 필드도 연속되게 된다. 이와 같이, 방전 셀의 발광ㆍ비발광이 연속되도록 제어하여 계조 표시를 행하는 구동을, 이하 「연속 구동」이라고 약기한다.
본 실시 형태에서는, 1 필드를 11의 서브 필드(제1 SF, 제2 SF, …, 제11 SF)로 분할하고, 각 서브 필드는 각각(8, 4, 2, 1, 16, 20, 26, 32, 40, 48, 58)의 휘도 가중치를 갖는다. 그리고 제1 SF∼제4 SF는 정논리 기입을 이용하여 랜덤 구동을 행하는 제1 서브 필드군이며, 제5 SF∼제11 SF는 부논리 기입을 이용하여 연속 구동을 행하는 제2 서브 필드군이다. 또한 제1 서브 필드군에 속하는 제1 SF의 초기화 기간에서는 모든 방전 셀에서 초기화 방전을 발생하는 전체 셀 초기화 동작을 행하고, 제2 SF∼제4 SF의 초기화 기간에서는 직전의 서브 필드에서 유지 방전을 행한 방전 셀에서 선택적으로 초기화 방전을 발생하는 선택 초기화 동작을 행한다.
이하, 본 실시 형태에서의 패널의 구동 방법의 상세에 대해서 설명한다. 도 7 및 도 8은, 본 발명의 실시 형태에서의 패널(10)의 각 전극에 인가하는 구동 전압 파형도이며, 도 7은 주로 제1 서브 필드군에 속하는 구동 전압 파형을 나타내고, 도 8은 주로 제2 서브 필드군에 속하는 구동 전압 파형을 나타내고 있다.
우선, 제1 서브 필드군에 속하는 구동 전압 파형에 대해서 설명한다.
제1 SF의 초기화 기간 Ti의 전반부에서는, 데이터 전극 D1∼Dm, 유지 전극 SU1∼SUn에 각각 0(V)을 인가하고, 주사 전극 SC1∼SCn에는, 유지 전극 SU1∼SUn에 대해 방전 개시 전압 이하의 전압 Vi1로부터, 방전 개시 전압을 초과하는 전압 Vi2를 향하여 완만하게 상승하는 경사 파형 전압을 인가한다.
이 경사 파형 전압이 상승하는 동안에, 주사 전극 SC1∼SCn과 유지 전극 SU1∼SUn, 데이터 전극 D1∼Dm 사이에서 각각 미약한 초기화 방전이 일어난다. 그리고, 주사 전극 SC1∼SCn 상에 마이너스의 벽전압이 축적됨과 함께, 데이터 전극 D1∼Dm 상 및 유지 전극 SU1∼SUn 상에는 플러스의 벽전압이 축적된다. 여기서, 전극상의 벽전압이란 전극을 덮는 유전체층 상, 보호층 상, 형광체층 상 등에 축적된 벽전하에 의해 생기는 전압을 나타낸다. 이 때의 초기화 방전에서는, 계속되는 초기화 기간의 후반부에서 벽전압의 최적화를 도모하는 것을 예측하여, 과잉으로 벽전압을 저장해 둔다.
초기화 기간 Ti의 후반부에서는, 유지 전극 SU1∼SUn에 전압 Ve1을 인가하고, 주사 전극 SC1∼SCn에는, 유지 전극 SU1∼SUn에 대해 방전 개시 전압 이하로 되는 전압 Vi3으로부터 방전 개시 전압을 초과하는 전압 Vi4를 향하여 완만하게 하강하는 경사 파형 전압을 인가한다. 이 사이에, 주사 전극 SC1∼SCn과 유지 전극 SU1∼SUn, 데이터 전극 D1∼Dm 사이에서 각각 미약한 초기화 방전이 일어난다. 그리고, 주사 전극 SC1∼SCn 상의 마이너스의 벽전압 및 유지 전극 SU1∼SUn 상의 플러스의 벽전압이 약해져, 데이터 전극 D1∼Dm 상의 플러스의 벽전압은 기입 동작에 적합한 값으로 조정된다. 이상에 의해, 모든 방전 셀에 대해 초기화 방전을 행하는 전체 셀 초기화 동작이 종료된다.
계속되는 기입 기간 Tw에서는, 유지 전극 SU1∼SUn에 전압 Ve1을, 주사 전극 SC1∼SCn에 전압 Vc를 인가한다.
다음으로, 1 라인째의 주사 전극 SC1에 마이너스의 주사 펄스 전압 Va를 인가함과 함께, 데이터 전극 D1∼Dm 중 1 라인째에 발광시킬 방전 셀의 데이터 전극 Dk(k=1∼m)에 플러스의 기입 펄스 전압 Vd를 인가한다. 이 때 데이터 전극 Dk 상과 주사 전극 SC1 상과의 교차부의 전압차는, 외부 인가 전압의 차(Vd-Va)에 데이터 전극 Dk 상의 벽전압과 주사 전극 SC1 상의 벽전압의 차가 가산된 것으로 되어 방전 개시 전압을 초과한다. 그리고, 데이터 전극 Dk와 주사 전극 SC1 사이 및 유지 전극 SU1과 주사 전극 SC1 사이에 기입 방전이 일어나, 주사 전극 SC1 상에 플러스의 벽전압이 축적되고, 유지 전극 SU1 상에 마이너스의 벽전압이 축적되고, 데이터 전극 Dk 상에도 마이너스의 벽전압이 축적된다.
여기서, 주사 펄스 전압 Va와 기입 펄스 전압 Vd를 인가한 후, 기입 방전이 발생할 때까지의 시간을 「방전 지연 시간」이라고 칭한다. 가령 패널의 전자 방출 성능이 낮고 방전 지연 기간이 길어지면, 확실히 기입 동작을 행하기 위해 주사 펄스 전압 Va와 기입 펄스 전압 Vd를 인가하는 시간, 즉 주사 펄스 폭과 기입 펄스 폭을 길게 설정할 필요가 있어, 고속으로 기입 동작을 행할 수 없게 된다. 또한 가령 패널의 전하 유지 성능이 낮으면, 벽전압의 감소를 보충하기 위해 주사 펄스 전압 Va와 기입 펄스 전압 Vd와의 전압값을 높게 설정할 필요가 있다. 그러나 본 실시 형태에서의 패널(10)은 전자 방출 성능이 높으므로, 주사 펄스 폭 및 기입 펄스 폭을 종래의 패널보다 짧게 설정할 수 있어, 안정되게 고속으로 기입 동작을 행할 수 있다. 또한 본 실시 형태에서의 패널(10)은 전하 유지 성능이 높으므로, 주사 펄스 전압 Va와 기입 펄스 전압 Vd와의 전압값을 종래의 패널보다 낮게 설정할 수 있다.
이와 같이 하여, 1 라인째에 발광시킬 방전 셀에서 기입 방전을 일으켜서 유지 방전에 필요한 벽전하를 축적하는 정논리 기입 동작이 행해진다. 한편, 기입 펄스 전압 Vd를 인가하지 않았던 데이터 전극 D1∼Dm과 주사 전극 SC1과의 교차부의 전압은 방전 개시 전압을 초과하지 않으므로, 기입 방전은 발생하지 않는다. 이상의 정논리 기입 동작을 n 라인째의 방전 셀에 이르기까지 행하여, 기입 기간 Tw가 종료된다.
계속되는 유지 기간 Ts에서는, 우선 주사 전극 SC1∼SCn에 플러스의 유지 펄스 전압 Vs를 인가함과 함께 유지 전극 SU1∼SUn에 0(V)을 인가한다. 그렇게 하면 정논리 기입을 행한 방전 셀에서는, 주사 전극 SCi 상과 유지 전극 SUi 상과의 전압차가 유지 펄스 전압 Vs에 주사 전극 SCi 상의 벽전압과 유지 전극 SUi 상의 벽전압과의 차가 가산된 것으로 되어 방전 개시 전압을 초과한다.
그리고, 주사 전극 SCi와 유지 전극 SUi 사이에 유지 방전이 일어나고, 이 때 발생한 자외선에 의해 형광체층(35)이 발광한다. 그리고 주사 전극 SCi 상에 마이너스의 벽전압이 축적되고, 유지 전극 SUi 상에 플러스의 벽전압이 축적된다. 또한 데이터 전극 Dk 상에도 플러스의 벽전압이 축적된다. 기입 기간 Tw에서 정논리 기입을 행하지 않았던 방전 셀에서는 유지 방전은 발생하지 않고, 초기화 기간 Ti의 종료 시에서의 벽전압이 유지된다.
계속해서, 주사 전극 SC1∼SCn에는 0(V)을, 유지 전극 SU1∼SUn에는 유지 펄스 전압 Vs를 각각 인가한다. 그렇게 하면, 유지 방전을 일으킨 방전 셀에서는, 유지 전극 SUi 상과 주사 전극 SCi 상과의 전압차가 방전 개시 전압을 초과하므로 다시 유지 전극 SUi와 주사 전극 SCi 사이에 유지 방전이 일어나, 유지 전극 SUi 상에 마이너스의 벽전압이 축적되고 주사 전극 SCi 상에 플러스의 벽전압이 축적된다. 이후 마찬가지로, 주사 전극 SC1∼SCn과 유지 전극 SU1∼SUn에 교대로 휘도 가중치에 따른 수의 유지 펄스를 인가하고, 표시 전극쌍의 전극간에 전위차를 부여함으로써, 정논리 기입을 행한 방전 셀에서 유지 방전이 계속해서 발생한다.
그리고, 유지 기간 Ts의 마지막으로는 주사 전극 SC1∼SCn에 상향 경사 파형 전압을 인가하여, 데이터 전극 Dk 상의 플러스의 벽전압을 남긴 상태로, 주사 전극 SCi 및 유지 전극 SUi 상의 벽전압을 소거한다.
계속되는 제2 SF의 초기화 기간 Ti에서는, 유지 전극 SU1∼SUn에 전압 Ve1을, 데이터 전극 D1∼Dm에 0(V)을 각각 인가하고, 주사 전극 SC1∼SCn에 전압 Vi4를 향하여 완만하게 하강하는 하향 경사 파형 전압을 인가한다. 그렇게 하면 직전의 서브 필드에서 유지 방전을 발생한 방전 셀에서는 미약한 초기화 방전이 발생하 고, 주사 전극 SCi 상 및 유지 전극 SUi 상의 벽전압이 약해진다. 또한 데이터 전극 Dk에 대해서는, 직전의 유지 방전에 의해 데이터 전극 Dk 상에 충분한 플러스의 벽전압이 축적되어 있으므로, 이 벽전압의 과잉 부분이 방전되어, 기입 동작에 적합한 벽전압으로 조정된다.
한편, 직전의 서브 필드에서 유지 방전을 일으키지 않았던 방전 셀에서는 방전하는 일은 없으며, 앞의 서브 필드의 초기화 기간 종료 시에서의 벽전하가 그대로 유지된다. 이와 같이 제2 SF의 초기화 동작은, 직전의 서브 필드의 유지 기간에서 유지 동작을 행한 방전 셀에 대해 선택적으로 초기화 방전을 행하는 선택 초기화 동작이다.
계속되는 기입 기간 Tw의 동작은 제1 SF의 기입 기간 Tw의 동작과 마찬가지이므로 설명을 생략한다. 계속되는 유지 기간 Ts의 동작도 유지 펄스의 수를 제외하고 제1 SF의 유지 기간 Ts의 동작과 마찬가지이다. 계속되는 제3 SF의 동작도 유지 펄스의 수를 제외하고 제2 SF의 동작과 마찬가지이다. 또한 제4 SF의 초기화 기간 Ti, 기입 기간 Tw의 동작도 제2 SF의 동작과 마찬가지이다.
그리고 제4 SF의 유지 기간 Ts에서는, 제1 SF∼제3 SF의 유지 기간 Ts와 마찬가지로, 주사 전극 SC1∼SCn과 유지 전극 SU1∼SUn에 교대로 휘도 가중치에 따른 수의 유지 펄스를 인가하고, 표시 전극쌍의 전극간에 전위차를 부여함으로써, 정논리 기입을 행한 방전 셀에서 유지 방전이 계속해서 행해진다.
그리고, 제4 SF의 유지 기간 Ts의 마지막으로는, 주사 전극 SC1∼SCn에 유지 펄스 전압 Vs를 인가함과 함께 유지 전극 SU1∼SUn에 0(V)을 인가하여 기입 방전을 일으킨 방전 셀에서 유지 방전을 발생시킨다. 그리고 주사 전극 SCi 상에 마이너스의 벽전압을 축적하고, 유지 전극 SUi 상에 플러스의 벽전압을 축적하고, 또한 데이터 전극 Dk 상에도 플러스의 벽전압이 축적된 상태에서 제4 SF의 유지 기간 Ts를 종료한다.
이와 같이, 제1 서브 필드군의 마지막의 서브 필드의 유지 기간 Ts에서는, 주사 전극 SCi 및 유지 전극 SUi 상의 벽전압을 소거하지 않고, 주사 전극 SCi 상에 마이너스의 벽전압을 축적하고, 유지 전극 SUi 상에 플러스의 벽전압을 축적한 상태에서 유지 기간 Ts를 종료한다. 이 벽전압은, 계속되는 제2 서브 필드군의 서브 필드에서 유지 방전을 발생시키기 위해 이용된다.
또한 제4 SF에서 유지 방전을 발생하지 않았던 방전 셀의 주사 전극 SCi 상 및 유지 전극 SUi 상에는 벽전압이 축적되어 있지 않다. 그 때문에 제4 SF에서 유지 방전을 발생하지 않았던 방전 셀에서는, 계속되는 제2 서브 필드군의 제5 SF∼제11 SF에서도 유지 방전을 발생하는 일은 없다.
다음으로, 제2 서브 필드군에 속하는 서브 필드의 구동 전압 파형에 대해서, 도 8을 이용하여 설명한다. 제2 서브 필드군에 속하는 서브 필드의 기입 기간 Tw에서는, 4개의 표시 전극쌍 그룹에 대응하여 기입 기간 Tw를 4개의 부분 기입 기간(제1 기간 Tw1, 제2 기간 Tw2, 제3 기간 Tw3, 제4 기간 Tw4)으로 나눈다. 그리고, 부분 기입 기간과 다음의 부분 기입 기간 사이에, 벽전하를 보충하기 위한 보충 기간 Tr을 각각 설정하고 있다.
제5 SF의 기입 기간 Tw의 제1 기간 Tw1에서는, 유지 전극 SU1∼SUn에 전압 Ve2를, 주사 전극 SC1∼SCn에 전압 Vc를 인가한다. 그리고, 1 라인째의 주사 전극 SC1에 주사 펄스 전압 Va를 인가함과 함께 데이터 전극 D1∼Dm 중 1 라인째에 발광시키지 않는 방전 셀의 데이터 전극 Dh(h=1∼m)에 기입 펄스 전압 Vd를 인가한다. 그렇게 하면 데이터 전극 Dh와 주사 전극 SC1 사이 및 유지 전극 SU1과 주사 전극 SC1 사이에 기입 방전이 일어나고, 주사 전극 SC1 상의 벽전압 및 유지 전극 SU1 상의 벽전압이 소거된다. 또한 벽전압의 소거란, 후술하는 유지 기간에서 유지 방전이 발생하지 않는 정도로 벽전압이 약해지는 것을 의미하고 있다.
이상의 부논리 기입을 제1 표시 전극쌍 그룹에 속하는 270 라인째의 방전 셀에 이르기까지 행한다. 또한 이 때의 부논리 기입 동작의 방전 지연 시간도 짧게, 주사 펄스 폭 및 기입 펄스 폭을 종래의 패널보다 짧게 설정할 수 있어, 안정적으로 고속으로 기입 동작을 행할 수 있다.
계속되는 보충 기간 Tr에서는, 우선 주사 전극 SC1∼SCn에 0(V)을, 유지 전극 SU1∼SUn에 유지 펄스 전압 Vs를 각각 인가한다. 그렇게 하면 직전의 제4 SF에서 유지 방전을 발생하고 또한 제5 SF의 제1 기간 Tw1에서 부논리 기입을 행하고 있지 않은 방전 셀에서는, 주사 전극 SCi와 유지 전극 SUi 사이에 방전이 발생한다. 보충 기간 Tr에서의 이들 방전(이하, 「보충 방전」이라고 칭함)은 유지 방전과 마찬가지의 방전이며, 보충 방전을 발생한 방전 셀의 데이터 전극 상에 플러스의 벽전하가 보충된다. 계속해서 주사 전극 SC1∼SCn에 유지 펄스 전압 Vs를, 유지 전극 SU1∼SUn에 0(V)을 각각 인가한다. 그렇게 하면 다시 주사 전극 SCi와 유지 전극 SUi 사이에 보충 방전이 발생한다.
계속되는 제2 기간 Tw2에서는, 제2 표시 전극쌍 그룹에 속하는 271 라인째∼540 라인째의 방전 셀에서 부논리 기입 동작을 행한다. 그리고 다음의 보충 기간 Tr에서 보충 방전을 발생시켜, 데이터 전극 상의 벽전하를 보충한다. 계속되는 제3 기간 Tw3에서는, 제3 표시 전극쌍 그룹에 속하는 541 라인째∼810 라인째의 방전 셀에서 부논리 기입 동작을 행한다. 그리고 계속되는 보충 기간 Tr에서 보충 방전을 발생시켜서 벽전하를 보충한다. 계속되는 제4 기간 Tw4에서는, 제4 표시 전극쌍 그룹에 속하는 811 라인째∼1080 라인째의 방전 셀에서 부논리 기입 동작을 행한다. 이상으로, 제5 SF의 기입 기간 Tw를 종료한다.
본 실시 형태에서의 패널(10)은 전하 유지 성능이 높지만 부논리 기입을 행하면 벽전하가 감소되는 것이 확인되었다. 가령, 보충 기간 Tr을 설정하지 않고 n 라인분의 부논리 기입 동작을 연속해 행한다고 가정하면, 벽전하의 감소에 수반하여 벽전압이 저하되어, 주사 펄스 전압 Va 및 기입 펄스 전압 Vd의 전압을 상승시켜야만 한다. 그러나 본 실시 형태에서는, 1/4 라인분의 부논리 기입을 행할 때마다, 보충 기간 Tr을 설정하여 데이터 전극 상의 벽전하를 보충하고 있기 때문에, 벽전압이 크게 저하되지 않고, 주사 펄스 전압 Va 및 기입 펄스 전압 Vd의 전압을 낮게 설정할 수 있다.
계속되는 유지 기간 Ts에서는, 우선 주사 전극 SC1∼SCn에 0(V)을 인가함과 함께 유지 전극 SU1∼SUn에 유지 펄스 전압 Vs를 인가한다. 그렇게 하면 직전의 서브 필드에서 유지 방전을 발생하고 또한 부논리 기입을 행하지 않았던 방전 셀에서는 유지 방전이 발생하고 방전 셀이 발광한다. 그리고 주사 전극 SCi 상에 플러 스의 벽전압이 축적되고, 유지 전극 SUi 상에 마이너스의 벽전압이 축적된다. 또한, 직전의 서브 필드에서 유지 방전을 발생하지 않았던 방전 셀 또는 기입 기간에서 부논리 기입을 행한 방전 셀에서는 유지 방전은 발생하지 않는다.
다음으로 주사 전극 SC1∼SCn에는 유지 펄스 전압 Vs를, 유지 전극 SU1∼SUn에는 0(V)을 각각 인가한다. 그렇게 하면, 유지 방전을 일으킨 방전 셀에서는, 주사 전극 SCi 상과 유지 전극 SUi 상과의 전압차가 방전 개시 전압을 초과하므로 다시 유지 방전이 일어나, 주사 전극 SCi 상에 마이너스의 벽전압이 축적되고 유지 전극 SUi 상에 플러스의 벽전압이 축적된다.
이후 마찬가지로, 유지 전극 SU1∼SUn과 주사 전극 SC1∼SCn에 교대로 휘도 가중치에 따른 수의 유지 펄스를 인가하고, 표시 전극쌍의 전극간에 전위차를 부여함으로써, 기입 기간에서 기입 방전을 일으키지 않았던 방전 셀에서 유지 방전이 계속해서 행해진다.
계속되는 제6 SF∼제11 SF의 동작에 대해서도 유지 펄스의 수를 제외하고 제5 SF의 동작과 마찬가지이다.
또한, 본 실시 형태에서는, 주사 전극 SC1∼SCn에 인가하는 전압 Vi1은 120(V), 전압 Vi2는 350(V), 전압 Vi3은 210(V), 전압 Vi4는 -105(V), 전압 Vc는 0(V), 전압 Va는 -120(V), 전압 Vs는 210(V)이며, 유지 전극 SU1∼SUn에 인가하는 전압 Ve1은 140(V), 전압 Ve2는 50(V), 전압 Vs는 210(V)이며, 데이터 전극 D1∼Dm에 인가하는 전압 Vd는 60(V)이다. 또한 주사 전극 SC1∼SCn에 인가하는 상향 경사 파형 전압의 경사는 1.0V/㎲이며, 하향 경사 파형 전압의 경사는 -1.3V/㎲이다. 또한 주사 펄스의 펄스 폭 및 기입 펄스의 펄스 폭은 모두 1.0㎲이다. 그러나 이들 전압값은 전술한 값에 한정되는 것은 아니며, 패널의 방전 특성이나 플라즈마 디스플레이 장치의 사양에 기초하여 최적으로 설정하는 것이 바람직하다.
이상으로 설명한 바와 같이, 본 실시 형태에서의 패널(10)의 보호층(26)은, 산화 마그네슘을 함유하는 박막으로 형성된 기초 보호층(26a)과, (100)면 및 (111)면을 포함하는 특정 2종 배향면으로 둘러싸여진 NaCl 결정 구조를 갖는 산화 마그네슘의 단결정 입자(27), 혹은 (100)면, (110)면 및 (111)면을 포함하는 특정 3종 배향면으로 둘러싸여진 NaCl 결정 구조를 갖는 산화 마그네슘의 단결정 입자(27)를, 기초 보호층(26a)에 부착시켜 형성한 입자층(26b)으로 구성되어 있다. 그 때문에 패널(10)은, 전자 방출 성능 및 전하 유지 성능이 우수하다. 그리고 패널 구동 회로는, 1 필드 기간을 구성하는 복수의 서브 필드를 2개의 서브 필드군으로 나누고, 제1 서브 필드군 후에 제2 서브 필드군을 시간적으로 배치한다. 그리고 제1 서브 필드군에 속하는 서브 필드에서는, 기입 방전을 발생시키기 위한 벽전하를 형성하는 초기화 기간과, 유지 방전을 발생시키기 위한 벽전하를 형성하는 기입 기간과, 유지 방전을 발생시켜 방전 셀을 발광시키는 유지 기간을 갖고, 정논리 기입을 이용하여 랜덤 구동을 행한다. 또한 제2 서브 필드군에 속하는 서브 필드에서는, 유지 방전을 위한 벽전하를 소거하는 기입 기간과, 유지 방전을 발생시켜 방전 셀을 발광시키는 유지 기간을 갖고, 부논리 기입을 이용하여 연속 구동을 행한다.
이와 같이 본 실시 형태에서는, 전자 방출 성능이 높게 고속 구동 가능한 패널(10)의 성능을 살려서 기입 기간을 단축하고, 연속 구동을 행하는 제2 서브 필드 군의 서브 필드수를 충분히 확보하여, 의사 윤곽이 발생하지 않는 화상 표시를 실현하고 있다. 아울러 랜덤 구동을 행하는 제1 서브 필드군을 병용함으로써 원활한 계조 표시를 실현하고 있다. 또한 제2 서브 필드군에 속하는 서브 필드에서, 복수의 표시 전극쌍 그룹에 대응하여 기입 기간을 복수의 부분 기입 기간으로 나누고, 1개의 부분 기입 기간과 다음의 부분 기입 기간 사이에 벽전하를 보충하기 위한 보충 기간을 설정하여 데이터 전극 상의 벽전하를 보충하고 있기 때문에, 주사 펄스 전압 Va 및 기입 펄스 전압 Vd의 전압을 낮게 설정할 수 있다.
또한, 본 실시 형태에서는, 1 필드를 11의 서브 필드(제1 SF, 제2 SF, …, 제11 SF)로 분할하고, 각 서브 필드는 각각(8, 4, 2, 1, 16, 20, 26, 32, 40, 48, 58)의 휘도 가중치를 갖고, 제1 SF∼제4 SF는 정논리 기입을 이용하여 랜덤 구동을 행하는 제1 서브 필드군이며, 제5 SF∼제11 SF는 부논리 기입을 이용하여 연속 구동을 행하는 제2 서브 필드군인 것으로서 설명하였다. 그러나 서브 필드수, 휘도 가중치 등의 서브 필드 구성은 이에 한정되는 것은 아니며, 패널의 특성, 플라즈마 디스플레이 장치의 사양 등에 따라, 최적으로 설정하는 것이 바람직하다.
또한, 본 실시 형태에서는, 각 서브 필드의 유지 기간에서 표시 전극쌍에 유지 펄스를 인가하는 것으로서 설명하였지만, 유지 펄스를 인가하지 않는 유지 기간, 즉 표시 전극쌍에 유지 펄스를 인가하는 일 없이, 주사 전극 SC1∼SCn에 유지 펄스 전압 Vs를 인가함과 함께 유지 전극 SU1∼SUn에 0(V)을 인가하여 기입 방전을 일으킨 방전 셀에서 벽전압을 소거하는 유지 기간을 갖는 서브 필드를 구비하여도 된다. 이에 의해, 어두운 화상에서도 원활한 화상 표시를 행할 수 있다.
또한, 본 실시 형태에서는, 제1 서브 필드군에 속하는 서브 필드는 휘도 가중치가 단조 감소로 되도록 배치되어 있다. 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니지만, 발명자들은 휘도 가중치가 단조 감소로 되도록 서브 필드를 배치함으로써 기입 방전의 방전 지연 시간이 짧아지는 것을 실험적으로 확인하고 있다.
다음으로, 실시 형태에서 설명한 구동 전압 파형을 발생시키기 위한 구동 회로의 일례에 대해서 설명한다.
도 9는, 본 발명의 실시 형태에서의 플라즈마 디스플레이 장치(100)의 회로 블록도이다. 플라즈마 디스플레이 장치(100)는, 패널(10)과 패널 구동 회로를 구비하고 있다. 패널 구동 회로는, 화상 신호 처리 회로(41), 데이터 전극 구동 회로(42), 주사 전극 구동 회로(43), 유지 전극 구동 회로(44), 타이밍 발생 회로(45) 및 각 회로 블록에 필요한 전원을 공급하는 전원 회로(도시 생략)를 구비하고 있다.
화상 신호 처리 회로(41)는, 입력된 화상 신호를 서브 필드마다의 발광ㆍ비발광을 나타내는 화상 데이터로 변환한다. 데이터 전극 구동 회로(42)는 서브 필드마다의 화상 데이터를 각 데이터 전극 D1∼Dm에 대응하는 신호로 변환하고 각 데이터 전극 D1∼Dm을 구동한다. 타이밍 발생 회로(45)는 수평 동기 신호 및 수직 동기 신호를 기초로 하여 각 회로 블록의 동작을 제어하는 각종의 타이밍 신호를 발생하고, 각각의 회로 블록에 공급한다. 주사 전극 구동 회로(43)는 타이밍 신호에 기초하여 각 주사 전극 SC1∼SCn을 각각 구동하고, 유지 전극 구동 회로(44)는 타이밍 신호에 기초하여 유지 전극 SU1∼SUn을 구동한다.
도 10은, 본 발명의 실시 형태에서의 플라즈마 디스플레이 장치(100)의 주사 전극 구동 회로(43) 및 유지 전극 구동 회로(44)의 회로도이다.
주사 전극 구동 회로(43)는, 유지 펄스 발생 회로(50), 초기화 파형 발생 회로(60), 주사 펄스 발생 회로(70)를 구비하고 있다. 유지 펄스 발생 회로(50)는, 주사 전극 SC1∼SCn에 전압 Vs를 인가하기 위한 스위칭 소자 Q55와, 주사 전극 SC1∼SCn에 0(V)을 인가하기 위한 스위칭 소자 Q56과, 주사 전극 SC1∼SCn에 유지 펄스를 인가할 때의 전력을 회수하기 위한 전력 회수부(59)를 갖는다. 초기화 파형 발생 회로(60)는, 주사 전극 SC1∼SCn에 상향 경사 파형 전압을 인가하기 위한 미러 적분 회로(61)와, 주사 전극 SC1∼SCn에 하향 경사 파형 전압을 인가하기 위한 미러 적분 회로(62)를 갖는다. 또한 스위칭 소자 Q63 및 스위칭 소자 Q64는, 다른 스위칭 소자의 기생 다이오드 등을 통하여 전류가 역류되는 것을 방지하기 위해 설치하고 있다. 주사 펄스 발생 회로(70)는, 플로팅 전원 E71과, 플로팅 전원 E71의 고압측의 전압 또는 저압측의 전압을 주사 전극 SC1∼SCn의 각각에 인가하기 위한 스위칭 소자 Q72H1∼Q72Hn, Q72L1∼Q72Ln과, 플로팅 전원 E71의 저압측의 전압을 전압 Va로 고정하는 스위칭 소자 Q73을 갖는다.
유지 전극 구동 회로(44)는, 유지 펄스 발생 회로(80), 초기화ㆍ기입 전압 발생 회로(90)를 구비하고 있다. 유지 펄스 발생 회로(80)는, 유지 전극 SU1∼SUn에 전압 Vs를 인가하기 위한 스위칭 소자 Q85와, 유지 전극 SU1∼SUn에 0(V)을 인가하기 위한 스위칭 소자 Q86과, 유지 전극 SU1∼SUn에 유지 펄스를 인가할 때의 전력을 회수하기 위한 전력 회수부(89)를 갖는다. 초기화ㆍ기입 전압 발생 회 로(90)는, 유지 전극 SU1∼SUn에 전압 Ve1을 인가하기 위한 스위칭 소자 Q92 및 다이오드 D92와, 유지 전극 SU1∼SUn에 전압 Ve2를 인가하기 위한 스위칭 소자 Q94 및 다이오드 D94를 갖는다.
또한, 이들 스위칭 소자는, MOSFET나 IGBT 등의 일반적으로 알려진 소자를 이용하여 구성할 수 있다. 또한 이들 스위칭 소자는, 타이밍 발생 회로(45)에서 발생한 각각의 스위칭 소자에 대응하는 타이밍 신호에 의해 제어된다.
또한, 도 10에 도시한 구동 회로는, 도 7 및 도 8에 도시한 구동 전압 파형을 발생시키는 회로 구성의 일례로서, 본 발명의 플라즈마 디스플레이 장치는, 이 회로 구성에 한정되는 것은 아니다.
또한, 실시 형태에서 이용한 구체적인 각 수치는, 단지 일례를 든 것에 지나지 않고, 패널의 특성이나 플라즈마 디스플레이 장치의 사양 등에 맞추어, 적절하게 최적의 값으로 설정하는 것이 바람직하다.
본 발명의 플라즈마 디스플레이 장치는, 고속이면서 안정된 기입 동작을 행하여, 의사 윤곽이 발생하지 않고 또한 원활한 계조를 표시할 수 있는 화상 표시 품질이 우수한 화상을 표시할 수 있으므로 디스플레이 장치로서 유용하다.

Claims (2)

  1. 제1 글래스 기판 상에 표시 전극쌍을 형성하고 상기 표시 전극쌍을 덮도록 유전체층을 형성하고 상기 유전체층 상에 보호층을 형성한 전면판과, 제2 글래스 기판 상에 데이터 전극을 형성한 배면판을 대향 배치하여, 상기 표시 전극쌍과 상기 데이터 전극이 대향하는 위치에 방전 셀을 형성한 플라즈마 디스플레이 패널과, 복수의 서브 필드를 시간적으로 배치하여 1 필드 기간을 구성하여 상기 플라즈마 디스플레이 패널을 구동하는 패널 구동 회로를 구비한 플라즈마 디스플레이 장치로서,
    상기 보호층은, 산화 마그네슘, 산화 스트론튬, 산화 칼슘, 산화 바륨 중 적어도 1개를 함유하는 금속 산화물의 박막으로 형성된 기초 보호층과, (100)면 및 (111)면을 포함하는 특정 2종 배향면, 또는 (100)면, (110)면 및 (111)면을 포함하는 특정 3종 배향면으로 둘러싸여진 NaCl 결정 구조를 갖는 산화 마그네슘의 단결정 입자를, 상기 기초 보호층에 부착시켜 형성한 입자층으로 구성되고,
    상기 패널 구동 회로는, 기입 방전을 발생시키기 위한 벽전하를 형성하는 초기화 기간과, 유지 방전을 발생시키기 위한 벽전하를 형성하는 기입 기간과, 유지 방전을 발생시켜 상기 방전 셀을 발광시키는 유지 기간을 갖는 서브 필드를 복수 구비한 제1 서브 필드군 후에, 유지 방전을 발생시키기 위한 벽전하를 소거하는 기입 기간과, 유지 방전을 발생시켜 상기 방전 셀을 발광시키는 유지 기간을 갖는 서브 필드를 복수 구비한 제2 서브 필드군을 시간적으로 배치하여, 1 필드 기간을 구성하여 상기 플라즈마 디스플레이 패널을 구동하도록 구성한 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 장치.
  2. 제1 글래스 기판 상에 표시 전극쌍을 형성하고 상기 표시 전극쌍을 덮도록 유전체층을 형성하고 상기 유전체층 상에 보호층을 형성한 전면판과, 제2 글래스 기판 상에 데이터 전극을 형성한 배면판을 대향 배치하여, 상기 표시 전극쌍과 상기 데이터 전극이 대향하는 위치에 방전 셀을 형성한 플라즈마 디스플레이 패널과, 복수의 서브 필드를 시간적으로 배치하여 1 필드 기간을 구성하여 상기 플라즈마 디스플레이 패널을 구동하는 패널 구동 회로를 구비한 플라즈마 디스플레이 장치로서,
    상기 보호층은, 산화 마그네슘, 산화 스트론튬, 산화 칼슘, 산화 바륨 중 적어도 1개를 함유하는 금속 산화물의 박막으로 형성된 기초 보호층과, (100)면 및 (111)면을 포함하는 특정 2종 배향면, 또는 (100)면, (110)면 및 (111)면을 포함하는 특정 3종 배향면으로 둘러싸여진 NaCl 결정 구조를 갖는 산화 마그네슘의 단결정 입자를, 상기 기초 보호층에 부착시켜 형성한 입자층으로 구성되고,
    상기 패널 구동 회로는, 기입 방전을 발생시키기 위한 벽전하를 형성하는 초기화 기간과, 유지 방전을 발생시키기 위한 벽전하를 형성하는 기입 기간과, 유지 방전을 발생시켜 상기 방전 셀을 발광시키는 유지 기간을 갖는 서브 필드를 복수 구비한 제1 서브 필드군 후에, 유지 방전을 발생시키기 위한 벽전하를 소거하는 기입 기간과, 유지 방전을 발생시켜 상기 방전 셀을 발광시키는 유지 기간을 갖는 서브 필드를 복수 구비한 제2 서브 필드군을 시간적으로 배치하여, 1 필드 기간을 구성하며, 상기 표시 전극쌍을 복수의 표시 전극쌍 그룹으로 나누고, 상기 제2 서브 필드군에 속하는 서브 필드의 기입 기간에서, 상기 복수의 표시 전극쌍 그룹에 대응하여 상기 기입 기간을 복수의 부분 기입 기간으로 나누고, 1개의 부분 기입 기간과 다음의 부분 기입 기간 사이에 벽전하를 보충하기 위한 보충 기간을 설정하여, 상기 플라즈마 디스플레이 패널을 구동하도록 구성한 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 장치.
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