KR20090130340A - 플라즈마 디스플레이 장치 - Google Patents

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Abstract

플라즈마 디스플레이 패널의 전면판(20)의 보호층(26)은, 산화 마그네슘, 산화 스트론튬, 산화 칼슘, 산화 바륨 중 적어도 1개를 함유하는 금속 산화물의 박막으로 형성된 기초 보호층(26a)과, (100)면 및 (111)면으로 이루어지는 특정 2종 배향면, 또는 (100)면, (110)면 및 (111)면으로 이루어지는 특정 3종 배향면으로 둘러싸여진 NaCl 결정 구조를 갖는 산화 마그네슘의 단결정 입자(27)를, 기초 보호층(26a)에 부착시켜 형성한 입자층(26b)으로 구성되고, 패널 구동 회로는, 전체 셀 초기화 동작을 행하는 서브 필드로부터 다음의 전체 셀 초기화 동작을 행하는 서브 필드 직전의 서브 필드까지의 휘도 가중치의 크기가 단조 감소로 되도록 서브 필드를 시간적으로 배치하여 패널을 구동하도록 구성한 것을 특징으로 한다.
Figure P1020097025181
플라즈마 디스플레이 패널, 보호층, 배향면, 입자층, 패널 구동 회로, 서브 필드

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 전극으로 이루어지는 표시 전극쌍과, 표시 전극쌍을 덮도록 형성된 유전체층과, 유전체층 상에 형성된 보호층을 갖는다. 보호층은 유전체층을 이온 충돌로부터 보호함과 함께 방전을 발생하기 쉽게 하는 목적으로 형성되어 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, 주위를 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.
패널을 구동하는 방법으로서는 서브 필드법, 즉 1 필드 기간을 복수의 서브 필드로 분할하고, 발광시키는 서브 필드의 조합에 의해 계조 표시를 행하는 방법이 일반적이다. 각 서브 필드는, 초기화 기간, 기입 기간 및 유지 기간을 갖는다. 초기화 기간에서는 주사 전극 및 유지 전극에 소정의 전압을 인가하여 초기화 방전을 발생하고, 계속되는 기입 동작에 필요한 벽전하를 각 전극 상에 형성한다. 기입 기간에서는 주사 전극에 주사 펄스를 순차적으로 인가함과 함께 선택적으로 데이터 전극에 기입 펄스를 인가하여 기입 방전을 발생하고 벽전하를 형성한다. 그리고 유지 기간에서는 표시 전극쌍에 교대로 유지 펄스를 인가하고, 방전 셀에서 선택적으로 유지 방전을 발생시키고, 대응하는 방전 셀의 형광체층을 발광시킴으로써 화상 표시를 행한다.
여기서, 발광시킬 방전 셀을 확실히 발광시키고, 발광시키지 않아야 하는 방전 셀에서는 확실히 발광시키지 않도록 제어하여 품질이 높은 화상을 표시하기 위해서는, 할당된 시간 내에 확실한 기입 동작을 행할 필요가 있다. 그를 위해 고속 구동이 가능한 패널의 개발이 진행됨과 함께, 그 패널의 성능을 끌어내 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 1에는, 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 플라즈마 디스플레이 장치가 요망되어 있고, 예를 들면 1920 화소×1080 라인의 고정세도 플라즈마 디스플레이 장치, 나아가서는 2160 라인 혹은 4320 라인 등의 초고정세도 플라즈마 디스플레이 장치가 요망되어 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 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, 방전 셀에서 초기화 방전을 발생시키는 초기화 기간과 기입 방전을 발생시키는 기입 기간과 유지 방전을 발생시키는 유지 기간을 갖는 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)면으로 이루어지는 특정 2종 배향면, 또는 (100)면, (110)면 및 (111)면으로 이루어지는 특정 3종 배향면으로 둘러싸여진 NaCl 결정 구조를 갖는 산화 마그네슘의 단결정 입자를, 기초 보호층에 부착시켜 형성한 입자층으로 구성되고, 패널 구동 회로는, 초기화 기간에서 모든 방전 셀에서 초기화 방전을 발생시키는 전체 셀 초기화 동작과 그 이전에 유지 방전을 행한 방전 셀에서 초기화 방전을 발생시키는 선택 초기화 동작 중 어느 하나를 행하고, 또한 전체 셀 초기화 동작을 행하는 서브 필드로부터 다음의 전체 셀 초기화 동작을 행하는 서브 필드 직전의 서브 필드까지의 휘도 가중치의 크기가 단조 감소로 되도록 서브 필드를 시간적으로 배치하여 패널을 구동하도록 구성하는 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 입자의 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 전압파형도.
도 8은 본 발명의 실시 형태에서의 서브 필드 구성을 도시하는 도면.
도 9a는 본 발명의 실시 형태에서의 패널의 방전 지연 시간과 전체 셀 초기화 동작으로부터의 경과 시간과의 관계를 나타내는 도면.
도 9b는 본 발명의 실시 형태에서의 패널의 방전 지연 시간과 유지 펄스수와의 관계를 나타내는 도면.
도 10은 본 발명의 실시 형태에서의 패널을 내림순 코딩의 서브 필드 구성으로 한 경우와 오름순 코딩의 서브 필드 구성으로 한 경우와의 데이터 전극에 인가하는 전압의 최저인 전압을 나타내는 도면.
도 11은 본 발명의 실시 형태에서의 플라즈마 디스플레이 장치의 회로 블록도.
도 12는 본 발명의 실시 형태에서의 플라즈마 디스플레이 장치의 주사 전극 구동 회로 및 유지 전극 구동 회로의 회로도.
도 13은 본 발명의 다른 실시 형태에서의 서브 필드 구성을 도시하는 도면.
<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 외주부를 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)으로 이루어지는 표시 전극쌍(24)이 평행하게 복수 배치되어 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 배치되고, 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 아니라, 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)으로 이루어지는 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 함께 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)면으로 이루어지는 특정 2종 배향면으로 둘러싸여진 NaCl 결정 구조를 갖는다.
도 3c는, 본 발명의 실시 형태에서의 패널(10)의 단결정 입자(27)의 형상의 일례를 나타내는 도면이며, 단결정 입자(27b)의 형상으로 (111)면의 경계가 절제된 사방면을 더 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 패널(10)의 단결정 입자(27)의 형상의 일례를 나타내는 도면이며, 단결정 입자(27a)의 형상으로 인접하는 (100)면의 능선이 절제된 사방면을 더 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)면으로 이루어지는 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 패널(10)의 입자층(26b)에 함유되는 산화 마그네슘 단결정 입자(27b)의 형상을 나타내는 전자 현미경 사진을 도시하는 도면이다. 도 4c는, 본 발명의 실시 형태에서의 패널(10)의 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 것이 아니라, 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 패널(10)의 단결정 입자(27a)의 베리에이션으로서, 절정면이 2개 존재하는 형상을 나타내고 있다. 도 5c는, 본 발명의 실시 형태에서의 패널(10)의 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 패널(10)의 단결정 입자(27b)의 베리에이션으로서, 절정면이 2개 존재하는 형상을 나타내고 있다. 또한 도 5e는, 본 발명의 실시 형태에서의 패널(10)의 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 갖 는 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)면으로 이루어지는 특정 2종 배향면으로 둘러싸여진 NaCl 결정 구조를 갖는 단결정 입자, 혹은 (100)면, (110)면 및 (111)면으로 이루어지는 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 경향을 보이는 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 융착 이나 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 조내에서, 금속 마그네슘을 고온으로 가열하면서 산소 가스를 소량 흐르고, 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 화합물 도 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 비표면적이 작아져, 내흡착성이 우수한 산화 마그네슘 결정을 얻을 수 있다.
이와 같이, 본 실시 형태에서의 입자층(26b)은, (100)면 및 (111)면으로 이루어지는 특정 2종 배향면으로 둘러싸여진 NaCl 결정 구조를 갖는 단결정 입자(27), 혹은 (100)면, (110)면 및 (111)면으로 이루어지는 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 배열되고, 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, 고정세도 플라즈마 디스플레이 장치에 이용하는 패널이면, 예를 들면 m=1920×3=5760, n=1080이다.
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. 각각의 서브 필드는 초기화 기간, 기입 기간 및 유지 기간을 갖는다.
초기화 기간에서는 초기화 방전을 발생하고, 계속되는 기입 방전에 필요한 벽전하를 각 전극 상에 형성한다. 이 때의 초기화 동작에는, 모든 방전 셀에서 초기화 방전을 발생시키는 초기화 동작(이하, 「전체 셀 초기화 동작」이라고 약기함)과, 직전의 서브 필드의 유지 기간에 유지 방전을 행한 방전 셀에서 초기화 방전을 발생시키는 초기화 동작(이하, 「선택 초기화 동작」이라고 약기함)이 있다.
기입 기간에서는, 발광시킬 방전 셀에서 선택적으로 기입 방전을 발생하고 벽전하를 형성한다. 그리고 유지 기간에서는, 휘도 가중치에 따른 수의 유지 펄스를 표시 전극쌍에 교대로 인가하여, 기입 방전을 발생한 방전 셀에서 유지 방전을 발생시켜 발광시킨다. 또한, 서브 필드 구성의 상세에 대해서는 후술하는 것으로 하고, 여기서는 서브 필드에서의 구동 전압 파형과 그 동작에 대해서 설명한다.
도 7은, 본 발명의 실시 형태에서의 패널(10)의 각 전극에 인가하는 구동 전압 파형도이다. 도 7에는, 전체 셀 초기화 동작을 행하는 서브 필드와 선택 초기화 동작을 행하는 서브 필드를 도시하고 있다.
우선, 전체 셀 초기화 동작을 행하는 서브 필드(전체 셀 초기화 서브 필드)에 대해서 설명한다.
초기화 기간의 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, 전극 상의 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 기간의 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 기간에서는, 유지 전극 SU1∼SUn에 전압 Ve2를, 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, 데 이터 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 있으며, 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, 안정적으로 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 각 전극 상에 벽전압을 축적하는 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 기입 동작을 n 라인째의 방전 셀에 이르기까지 행하여, 기입 기간이 종료된다.
계속되는 유지 기간에서는, 우선 주사 전극 SC1∼SCn에 플러스의 유지 펄스 전압 Vs를 인가함과 함께 유지 전극 SU1∼SUn에 0(V)을 인가한다. 그렇게 하면 기 입 방전을 일으킨 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 일어나, 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 기간에서 기입 방전이 일어나지 않았던 방전 셀에서는 유지 방전은 발생하지 않고, 초기화 기간의 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, 기입 기간에서 기입 방전을 일으킨 방전 셀에서 유지 방전이 계속해서 행해진다.
그리고, 유지 기간의 마지막으로는 주사 전극 SC1∼SCn과 유지 전극 SU1∼SUn 사이에 소위 세폭 펄스 형상의 전압차, 또는 경사 파형 형상의 전위차를 부여 하여, 데이터 전극 Dk 상의 플러스의 벽전압을 남긴 상태로, 주사 전극 SCi 및 유지 전극 SUi 상의 벽전압을 소거하고 있다.
다음으로, 선택 초기화 동작을 행하는 서브 필드(선택 초기화 서브 필드)의 동작에 대해서 설명한다.
선택 초기화 동작을 행하는 초기화 기간에서는, 유지 전극 SU1∼SUn에 전압 Ve1을, 데이터 전극 D1∼Dm에 0(V)을 각각 인가하고, 주사 전극 SC1∼SCn에 전압 Vi4를 향하여 완만하게 하강하는 램프 전압을 인가한다. 그렇게 하면 앞의 서브 필드의 유지 기간에서 유지 방전을 일으킨 방전 셀에서는 미약한 초기화 방전이 발생하고, 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, 앞의 서브 필드에서 유지 방전을 일으키지 않았던 방전 셀에 대해서는 방전하는 일은 없으며, 앞의 서브 필드의 초기화 기간 종료 시에서의 벽전하가 그대로 유지된다. 이와 같이 선택 초기화 동작은, 직전의 서브 필드의 유지 기간에서 유지 동작을 행한 방전 셀에 대해 선택적으로 초기화 방전을 행하는 동작이다.
계속되는 기입 기간의 동작은 전체 셀 초기화 동작을 행하는 서브 필드의 기입 기간의 동작과 마찬가지이므로 설명을 생략한다. 계속되는 유지 기간의 동작도 유지 펄스의 수를 제외하여 마찬가지이다.
다음으로, 본 실시 형태에서의 구동 방법의 서브 필드 구성에 대해서 설명한 다. 본 실시 형태에서의 구동 방법의 특징은, 전체 셀 초기화 서브 필드로부터 다음의 전체 셀 초기화 서브 필드 직전의 서브 필드까지의 휘도 가중치의 크기가 단조 감소로 되도록 서브 필드가 시간적으로 배치되어 있는 점이다. 즉, 전체 셀 초기화 서브 필드에 계속되는 선택 초기화 서브 필드의 휘도 가중치의 크기가 직전의 서브 필드의 휘도 가중치의 크기보다 작거나 또는 동등하게 설정되어 있고, 선택 초기화 서브 필드에 계속되는 선택 초기화 서브 필드의 휘도 가중치의 크기가 직전의 서브 필드의 휘도 가중치의 크기보다 작거나 또는 동등하게 설정되어 있는 점이다. 이와 같이, 전체 셀 초기화 서브 필드로부터 다음의 전체 셀 초기화 서브 필드 앞의 서브 필드까지의 휘도 가중치의 크기가 단조 감소로 되도록 설정된 서브 필드 구성을, 이하 「내림순 코딩」이라고 약칭한다.
도 8은 본 발명의 실시 형태에서의 서브 필드 구성을 도시하는 도면이다. 본 실시 형태에서는, 1 필드를 10의 서브 필드(제1 SF, 제2 SF, …, 제10 SF)로 분할하고, 각 서브 필드는 각각(80, 60, 44, 30, 18, 11, 6, 3, 2, 1)의 휘도 가중치를 갖는다. 또한 제1 SF는 전체 셀 초기화 서브 필드이며, 제2 SF∼제10 SF는 선택 초기화 서브 필드이다. 또한, 도 8은 주사 전극(22)에 인가하는 구동 전압 파형의 1 필드의 개략을 도시한 것으로, 각 서브 필드의 각각의 기간에서의 구동 전압 파형의 상세는 도 7에 도시한 바와 같다.
이와 같이 본 실시 형태에서는 패널(10)을 내림순 코딩으로 구동하지만, 내림순 코딩으로 구동함으로써, 고속 구동 가능한 패널(10)의 성능을 살리면서, 또한 고속이면서 안정된 기입 동작을 행할 수 있어, 화상 표시 품질이 우수한 플라즈마 디스플레이 장치를 실현할 수 있다. 또한 내림순 코딩으로 구동함으로써, 또한 기입 펄스 전압을 내릴 수 있어, 플라즈마 디스플레이 장치의 소비 전력을 내릴 수 있다.
이하, 그 이유에 대해서 설명한다. 본 발명자들은, 본 실시 형태에서의 패널(10)의 방전 지연 시간을 측정하였다. 측정한 패널은, (100)면 및 (111)면으로 이루어지는 특정 2종 배향면으로 둘러싸여진 NaCl 결정 구조를 갖는 단결정 입자, 및 (100)면, (110)면 및 (111)면으로 이루어지는 특정 3종 배향면으로 둘러싸여진 NaCl 결정 구조를 갖는 단결정 입자를 기초 보호층(26a)의 전체면에 걸쳐서 거의 균일하게 분포되도록 부착시킨 입자층(26b)을 갖는 보호층(26)을 형성한 패널(본 발명의 패널)이며, 방전 가스가 크세논 가스 100％인 42 인치 고휘도, 고정세도 패널이다. 또한 비교를 위해, 기초 보호층(26a)만을 갖고 입자층(26b)을 갖지 않는 종래의 패널에 대해서도 방전 지연 시간을 측정하였다.
주위의 방전 셀로부터의 방전의 영향을 받지 않도록, 인접하는 방전 셀에서 기입 방전을 발생시키지 않도록 제어한 방전 셀에서 기입 방전의 방전 지연 시간을 측정하였다. 또한 방전 지연 시간은 형광체 재료의 영향을 받지만, 방전 지연 시간이 길어지는 경향이 강한 녹색의 형광체가 도포된 방전 셀에서 측정을 행하였다.
우선, 방전 지연 시간과 전체 셀 초기화 동작으로부터의 경과 시간과의 관계를 알기 위해, 제1 SF 내지 제10 SF 중 하나의 서브 필드만으로 기입 동작을 행하였을 때의 방전 지연 시간을 각각 측정하였다. 이 때의 유지 펄스수는 서브 필드에 관계없이 2 펄스로 하였다. 또한 방전 지연 시간과 유지 펄스수와의 관계를 알 기 위해, 제5 SF에서만 기입 동작을 행하고, 그 후의 유지 기간의 유지 펄스수를 2 펄스 내지 256 펄스까지 변화시켜 방전 지연 시간을 측정하였다.
도 9a는, 본 발명의 실시 형태에서의 패널(10)의 방전 지연 시간과 전체 셀 초기화 동작으로부터의 경과 시간과의 관계를 나타내는 도면이며, 도 9b는, 본 발명의 실시 형태에서의 패널(10)의 방전 지연 시간과 유지 펄스수와의 관계를 나타내는 도면이다. 도 9a 및 도 9b에는, 비교를 위한 종래의 패널의 특성을 파선으로 나타내고 있다.
이와 같이, 본 실시 형태에서의 패널(10)은, 종래의 패널에 비교하여 방전 지연 시간이 매우 짧아져 있는 것을 알 수 있다. 이것은, 본 실시 형태에서의 패널(10)의 전자 방출 성능이 높으므로 방전 지연 시간이 짧아졌기 때문이다. 또한 도 9a에 따르면, 본 실시 형태에서의 패널(10)은, 전체 셀 초기화 동작으로부터의 경과 시간과 함께 방전 지연 시간이 길어지는 경향이 있다. 이 경향은 종래의 패널도 마찬가지이다. 이것은 전체 셀 초기화 동작에서 발생한 프라이밍이 시간과 함께 감소되어, 방전이 발생하기 어렵게 되기 때문이라고 생각된다.
한편, 방전 지연 시간과 유지 펄스수와의 관계에 대해서 주목하면, 도 9b에 도시한 바와 같이, 종래의 패널에서는 유지 펄스수가 증가됨과 함께 방전 지연 시간이 짧아지는 경향이 있는 것에 대해, 본 실시 형태에서의 패널(10)은 유지 펄스수가 증가됨과 함께 방전 지연 시간이 길어지는 경향이 있다. 일반적으로는 유지 펄스수가 많아지면 유지 방전에 수반하는 프라이밍이 증가되므로 방전 지연 시간이 짧아진다고 생각되고 있다. 그러나 본 실시 형태에서의 패널(10)에서는, 반대의 경향이 나타나고 있다. 본 실시 형태의 패널(10)에서 이와 같은 경향이 나타나는 원인에 대해서 완전히 해명된 것은 아니지만, 1개의 가능성으로서 이하와 같이 생각할 수 있다. 방전 지연 시간을 결정하는 형성 지연 시간과 통계 지연 시간 중, 프라이밍의 영향을 크게 받는 통계 지연 시간은 이미 충분히 짧기 때문에, 유지 방전에 수반하는 프라이밍이 방전 지연 시간에 크게 기여하는 일은 없다. 그러나 본 실시 형태에서의 패널(10)은 종래의 패널에 비해 전하 유지 성능은 높지만, 벽전하의 감소가 전혀 없는 것은 아니므로, 유지 방전에 수반하여 벽전압이 감소되고, 전극간에 실질적으로 인가되는 전압이 저하되어 방전 형성 지연 시간이 증가된 결과, 방전 지연 시간이 길어졌다고 생각된다.
전자 방출 성능이 낮은 패널에서는, 프라이밍이 통계 지연 시간에 미치는 영향은 크고 100㎱ 내지 1000㎱에 이르는 경우가 있는 것에 대해, 벽전압의 감소가 형성 지연 시간에 미치는 영향은 100㎱ 정도로 비교적 작다. 그 때문에, 전자 방출 성능이 낮은 패널에서는 통계 지연 시간에 미치는 프라이밍의 영향이 우수하여, 유지 펄스수가 증가됨에 따라서 방전 지연 시간이 짧아지는 것으로 생각된다. 그러나 본 실시 형태의 패널(10)과 같이 전자 방출 성능이 높은 패널에서는 프라이밍이 방전 지연에 미치는 영향은 작고, 전하 유지 성능이 높아도 통계 지연 시간에 미치는 벽전압의 감소의 영향이 우수하여, 유지 펄스수가 증가됨에 따라서 방전 지연 시간이 길어지는 것으로 생각된다.
이와 같이, 본 실시 형태에서의 패널(10)에서는, 유지 펄스가 증가되면 방전 지연 시간이 길어지는 경향이 있고, 또한 전체 셀 초기화 동작으로부터의 경과 시 간이 길어질수록 방전 지연 시간이 길어지는 경향이 있다. 따라서, 전체 셀 초기화 동작으로부터의 경과 시간이 짧을 때는 유지 펄스수를 많게, 전체 셀 초기화 동작으로부터의 경과 시간이 길어짐에 따라서 유지 펄스수가 적어지는 내림순 코딩의 서브 필드 구성으로 함으로써, 방전 지연 시간이 길어지는 조건과 짧아지는 조건이 상쇄되어, 본 실시 형태에서의 패널(10)의 특징을 살린 고속 구동이 가능하게 된다.
또한 이와 같이 내림순 코딩의 서브 필드 구성으로 함으로써, 데이터 전극 D1∼Dm에 인가하는 전압을 내릴 수 있다. 도 10은, 본 발명의 실시 형태에서의 패널(10)을, 휘도 가중치의 크기가 단조 감소로 되도록 서브 필드를 배치한 내림순 코딩의 서브 필드 구성으로 구동한 경우와 휘도 가중치의 크기가 단조 증가로 되도록 서브 필드를 배치한 오름순 코딩의 서브 필드 구성으로 구동한 경우와의 데이터 전극 D1∼Dm에 인가하는 전압의 최저의 전압을 도시하는 도면이다. 이와 같이, 점등율의 증가에 따라서 필요한 기입 펄스의 전압은 증가하지만, 내림순 코딩의 서브 필드 구성으로 함으로써, 기입 펄스 전압 Vd를 약 5(V) 내릴 수 있다. 이에 의해 데이터 전극 구동 회로의 전력을 삭감할 수 있다.
다음으로, 전술한 구동 전압을 발생하여 패널(10)을 구동하는 패널 구동 회로의 일례에 대해서 설명한다.
도 11은, 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(10)의 보호층(26)은, 산화 마그네슘을 함유하는 박막으로 형성 된 기초 보호층(26a)과, (100)면 및 (111)면으로 이루어지는 특정 2종 배향면으로 둘러싸여진 NaCl 결정 구조를 갖는 산화 마그네슘의 단결정 입자(27), 혹은 (100)면, (110)면 및 (111)면으로 이루어지는 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. 패널 구동 회로는, 초기화 기간에서, 모든 방전 셀에서 초기화 방전을 발생시키는 전체 셀 초기화 동작과, 그 이전에 유지 방전을 행한 방전 셀에서 초기화 방전을 발생시키는 선택 초기화 동작 중 어느 하나를 행하고, 또한 전체 셀 초기화 동작을 행하는 서브 필드로부터 다음의 전체 셀 초기화 동작을 행하는 서브 필드 직전의 서브 필드까지의 휘도 가중치의 크기가 단조 감소로 되도록 서브 필드를 시간적으로 배치하여 패널(10)을 구동한다. 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)을 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 12는, 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 회로(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 12에 도시한 구동 회로는, 도 7에 도시한 구동 전압 파형을 발생시키는 회로 구성의 일례로서, 본 발명의 플라즈마 디스플레이 장치는, 이 회로 구성에 한정되는 것은 아니다.
또한, 본 실시 형태에서는, 1 필드를 10의 서브 필드로 분할하고, 제1 SF만이 전체 셀 초기화 서브 필드인 것으로서 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니다. 도 13은, 본 발명의 다른 실시 형태에서의 서브 필드 구성을 도시하는 도면이다. 도 13에는, 서브 필드수를 「14」로 하고, 전체 셀 초기화 서브 필드를 제1 SF 및 제7 SF로 하고, 제1 SF부터 제6 SF까지의 휘도 가중치의 크기가 단조 감소로 되도록 설정되어 있고, 또한 제7 SF부터 제14 SF까지의 휘도 가중치의 크기도 단조 감소로 되도록 설정되어 있다. 이와 같이, 전체 셀 초기화 서브 필드로부터 다음의 전체 셀 초기화 서브 필드 앞의 서브 필드까지의 휘도 가중치의 크기가 단조 감소로 되도록 설정하는 것이 중요하며, 서브 필드수는 필요에 따라서 임의로 설정하여도 되고, 또한 전체 셀 초기화 동작을 행하는 서브 필드, 및 그 수 도 임의로 설정하여도 된다.
또한, 본 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, 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,
    상기 방전 셀에서 초기화 방전을 발생시키는 초기화 기간과 기입 방전을 발생시키는 기입 기간과 유지 방전을 발생시키는 유지 기간을 갖는 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)면으로 이루어지는 특정 2종 배향면, 또는 (100)면, (110)면 및 (111)면으로 이루어지는 특정 3종 배향면으로 둘러싸여진 NaCl 결정 구조를 갖는 산화 마그네슘의 단결정 입자를, 상기 기초 보호층에 부착시켜 형성한 입자층으로 구성되고,
    상기 패널 구동 회로는, 상기 초기화 기간에서, 모든 방전 셀에서 초기화 방전을 발생시키는 전체 셀 초기화 동작과 그 이전에 유지 방전을 행한 방전 셀에서 초기화 방전을 발생시키는 선택 초기화 동작 중 어느 하나를 행하고, 또한 전체 셀 초기화 동작을 행하는 서브 필드로부터 다음의 전체 셀 초기화 동작을 행하는 서브 필드 직전의 서브 필드까지의 휘도 가중치의 크기가 단조 감소로 되도록 서브 필드 를 시간적으로 배치하여 상기 플라즈마 디스플레이 패널을 구동하도록 구성한 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 입자층은 산화 마그네슘 전구체의 소성 생성물인 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 장치.
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