JP4096466B2 - Driving method of AC type plasma display panel - Google Patents
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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パネルおよびその駆動方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来のAC面放電型プラズマディスプレイパネルの要部断面図を図7に示す。図7(b)は図7(a)のB−B断面図である。
【0003】
従来のAC面放電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7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層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、蛍光体層11を励起し、この蛍光体層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および蛍光体層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、蛍光体層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層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(以下、維持放電ギャップという)dp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Vsus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Vfss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Vwssとするとき、走査電極7と維持電極8との間の放電空間に加わる電圧はVsus+Vwss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、
Vfss<Vsus+Vwss (1)
でなければならない。Vfss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Vsusで放電を維持することができる。外部維持電圧Vsus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、維持放電ギャップdpが80〜100μmにおいてVsusは極小となり、Vsus=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、維持放電ギャップdp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】
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との間の距離を長くすると放電開始電圧Vfss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】
また、蛍光体層を形成する面積を増加させることも、発光効率を向上させる効果がある。しかし、走査電極7と維持電極8の間の誘電体層5上に設けられた保護膜6の表面はほとんどが陰極として利用されるので、表面基板3側には蛍光体を形成することができなかった。このため、発光効率の向上に限界があった。
【0016】
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、維持放電ギャップ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パネルの駆動方法を提供することを目的とする。
【0017】
【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パネルの駆動方法は、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第1の基板と、蛍光体層で覆われた第3電極が前記第1電極と直交する方向に形成された第2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電極との間の前記誘電体層の上に蛍光体膜が形成され、前記第1電極と前記第2電極との距離が、前記放電空間の高さ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を駆動する方法であって、前記第1電極と前記第3電極との間の放電空間を第1対向放電空間、前記第2電極と前記第3電極との間の放電空間を第2対向放電空間とするとき、アドレス期間において、前記第1電極に対して前記第2電極に正極性の電圧を印加するとともに前記第3電極にデータパルスを印加し、維持期間において、前記第2対向放電空間で前記第2電極を陰極側とする放電が開始するような電圧を前記第2電極に印加するとともに、前記第2電極に対して正極性の電圧を前記第1電極に印加するものである。この方法により、放電電圧を高めることなく、長ギャップの放電空間に表示放電を形成することができる。
【0018】
本発明のAC型プラズマディスプレイパネルの駆動方法は、前記維持期間において、前記第1対向放電空間で前記第1電極を陰極側とする放電が開始するような電圧を前記第1電極に印加するとともに、前記第1電極に対して正極性の電圧を前記第2電極に印加する動作と、前記第2対向放電空間で前記第2電極を陰極側とする放電が開始するような電圧を前記第2電極に印加するとともに、前記第2電極に対して正極性の電圧を前記第1電極に印加する動作とを繰り返すことにより維持放電を行うものである。この方法により、放電電圧を高めることなく、長ギャップの放電空間に表示放電を形成することができる。
【0019】
【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。
【0020】
本発明の一実施の形態のパネルの要部平面図を図1に示す。図2は図1のC−C断面図、図3は図1のD−D断面図である。
【0021】
図1〜3に示すように、本発明の一実施形態のパネル12は、放電空間2a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14と第2電極15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。さらに放電空間2aに面した保護膜6表面のうち、第1電極14および第2電極15の真上以外の部分には、帯状の蛍光体膜13が形成されている。
【0022】
背面基板4上には、第1電極14および第2電極15と直交する方向に、複数の帯状の第3電極16が配列されており、この各第3電極16を隔離し、かつ放電空間2aを形成するための帯状の隔壁10が第3電極16の間に設けられている。また、隣接する隔壁10の間には、第3電極16および隔壁10の側面を覆って帯状の蛍光体層11が形成されている。放電空間2aにはHe、Neおよび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。
【0023】
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2a内の放電により発生する紫外線によって、蛍光体膜13および蛍光体層11を励起し、発生する可視光を表示発光に利用するものである。
【0024】
蛍光体層11、蛍光体膜13として、第3電極16に平行な方向には同色の蛍光体材料を用い、第3電極16と直交する方向には、例えば赤(11r、13r)、青(11b、13b)、緑(11g、13g)の順に三原色の蛍光体材料を順次用いている。1つの放電セルは、1本の第1電極14および第2電極15と1本の第3電極16との交差部に構成され、隔壁10と直交する方向に互いに隣接した3つの放電セルにより、1つの画素17を構成している。それぞれの放電セルには同色の蛍光体層11および蛍光体膜13が形成されている。
【0025】
本実施の形態のパネル12においては、第1電極14と第2電極15との間隔をギャップdssとし、第3電極16の中心線上における蛍光体層11の表面と保護膜6の表面との距離(以下、対向放電ギャップという)、すなわち第3電極16の中心線上における放電空間2aの高さをdsaとしたとき、dss>dsaと設定している。また、第1対向放電空間は第1電極14と第3電極16との間の放電空間を、第2対向放電空間は第2電極15と第3電極16との間の放電空間を指すものとする。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。
【0026】
【表1】
【0027】
ここで、各電極間の放電開始電圧を次のように定義する。
【0028】
Vfss:第1電極14と第2電極15との間の放電開始電圧
Vfsa:第3電極16に対して第1電極14(第2電極15)を低電位とした場合の第1対向放電空間(第2対向放電空間)の放電開始電圧
Vfas:第1電極14(第2電極15)に対して第3電極16を低電位とした場合の第1対向放電空間(第2対向放電空間)の放電開始電圧
VfsaとVfas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、Vfsaは二次電子放射係数が高い保護膜6を陰極としたときの放電開始電圧であるのに対して、Vfas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としたときの放電開始電圧であるため、Vfsa≪Vfasの関係がある。
【0029】
放電開始電圧Vfssは、電極間の距離がdssのときの放電開始電圧である。従来の面放電型パネルでの維持放電を行う電極間の距離、すなわち走査電極7と維持電極8との間の距離は80〜100μmであるのに対し、本実施形態のパネルでは主放電ギャップdssを400μmと従来の5倍近い値にとっている。したがって、従来の駆動方法で本実施形態のパネルを駆動すると、維持放電を開始するための電圧(Vfss)は非常に高くなってしまう。そこで、本実施形態では第3電極16を利用することによって、Vfssを低下させて維持放電を行っており、この維持放電は従来のような面放電ではなく、むしろ対向放電というべきものである。次に、その駆動方法を図4および図5を参照しながら説明する。
【0030】
本実施形態のパネル1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。
【0031】
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。図4は各期間におけるパネルの駆動信号波形を示したものである。
【0032】
図4(a)は第1電極14に印加する電圧波形Vxであり、図4(b)は第2電極15に印加する電圧波形Vyであり、図4(c)は第3電極16に印加する電圧波形Vaであり、図4(d)は放電によって流れる電流波形である。図4(a)において、破線は第3電極16上の蛍光体層11および第1電極14上の誘電体層5および保護膜6に発生した壁電圧を示す。また、図4(b)において、破線は第3電極16上の蛍光体層11および第2電極15上の誘電体層5、保護膜6に発生した壁電圧を示す。
【0033】
これらの壁電圧は、発生した放電に応じて保護膜6または蛍光体層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。また、図4(a)、(b)の破線上には第1電極14上および第2電極15上の保護膜6に蓄積される壁電荷の極性がそれぞれ示されている。
【0034】
次に各期間における印加電圧波形と放電の状態について説明する。
【0035】
初期化期間の前半では、第1電極14および第2電極15に、第3電極16に対して下降する傾斜電圧を印加し、第1および第2対向放電空間で微弱な放電を起こす。この放電によって、第1および第2対向放電空間には、後に続く動作のための初期電荷が形成される。ここで第1電極14および第2電極15に、第3電極16に対して下降する電圧を印加するのは、二次電子放射係数が比較的大きい保護膜6を陰極とすることにより、放電開始を容易にするためである。
【0036】
初期化期間の中間では、第1電極14および第2電極15に、第3電極16に対して比較的振幅の大きな上昇する傾斜電圧を印加し、第1および第2対向放電空間で放電を起こす。この結果、第1電極14および第2電極15上の保護膜6には負電荷が蓄積される。
【0037】
初期化期間の後半では、第3電極16に対して下降する傾斜電圧を第1電極14に印加し、第1電極14と第3電極16との間の第1対向放電空間で放電を起こす。この結果、第1電極14上の保護膜6表面の負電荷が調整される。
【0038】
傾斜電圧を印加している間、持続的に放電電流が流れ、第1対向放電空間には放電維持電圧Vs程度の電圧が常に加わっている。したがって、初期化期間が終了した時点においては、印加電圧と壁電圧との差はその放電空間の放電維持電圧Vsにほぼ等しい。図4において、初期化期間の終了時に第1対向放電空間に加わる電圧をVsx-aと表している。
【0039】
アドレス期間では、第1電極14にバイアス電圧Vabを加えて、選択された放電セルのみで放電が起こるようにする。放電セルの選択は、第1電極14に順次負極性のパルスを印加することによって行う。表示データがある場合、第1電極14を走査している間に、第3電極16に正極性のデータパルス電圧Vaを印加する。これによって時間t1では、第1電極14と第3電極16との間の第1対向放電空間に電圧Vsx-a+Vaが印加され、第1対向放電空間で放電が開始する。ここで、Vsx-aは前述したように、第1対向放電空間の放電維持電圧にほぼ等しいので、比較的小さな電圧Vaで放電を開始することができる。
【0040】
アドレス期間において、第2電極15には第1電極14に対して正極性の電圧が加わっているので、第1対向放電空間で生じた上記の放電は第2電極15の方向へと伸展し、時間t2では第2電極15と第3電極16との間の第2対向放電空間にも放電が形成される。以上の結果、第1電極14上の保護膜6に蓄積される電荷の極性は、第2電極15上の保護膜6に蓄積される電荷の極性と逆になる。
【0041】
また、表示データがない場合には第1対向放電空間には放電が発生せず、第1電極14と第2電極15上の保護膜6に蓄積された電荷は、ほぼ初期化期間終了時のまま保たれる。
【0042】
維持期間では第1電極14と第2電極15に交互に振幅Vsusの維持パルスを印加する。維持パルスは、時間t3において第2対向放電空間で第2電極15を陰極側とする放電が開始するような位相で印加される。このとき、第1電極14には第2電極15に対して正極性の電圧が加わっているので、第2対向放電空間で生じた上記の放電は第1電極14の方向へと伸展し、時間t4では第1対向放電空間にも放電が形成される。その結果、第1電極14および第2電極15上の保護膜6に蓄積される電荷の極性は逆転する。
【0043】
以降の維持期間は以上の動作が交互に繰り返され、そのサブフィールドの重みに応じた回数の放電発光が行われる。
【0044】
次に一方の対向放電空間で開始した放電が他方の対向放電空間の方向へ伸展する機構について、維持期間を例に図5を参照しながら詳細に説明する。
【0045】
図5は、図2に示す本実施の形態のパネルの断面図を簡略化したものについて、維持期間における印加電圧と壁電荷および放電プラズマの様子を図示したものである。すなわち、保護膜6および蛍光体膜13を省略している。
【0046】
図5(a)は、維持期間の時間t3(図4参照)における壁電荷と印加電圧を示す。時間t3では、第1電極14に外部維持電圧Vsusが印加され、第2電極15は接地される。アドレス期間において、第2電極15上の誘電体層5上には負極性の壁電荷が蓄積しているので、第2対向放電空間には第2電極15を負極とする電圧が加わり、放電が開始する。第1対向放電空間にもVsus程度の電圧が加わるが、蛍光体層11を陰極とする極性なので、放電は開始できない。なお、第3電極16上の蛍光体層11上には、正極性の壁電荷が蓄積されている。これはアドレス期間において第2電極15に大きな正電圧が加わっているのに対して、電位の低い第3電極16が正電荷を引き寄せたためである。
【0047】
図5(b)は、第2対向放電空間で放電が開始した状態を示す。第2対向放電空間で放電が開始すると、多量の正電荷、負電荷が発生し、それぞれ第2電極15、第3電極16の方向へ引き寄せられ壁電荷を形成する。壁電荷によって生じた壁電圧は、第2対向放電空間にかかる電圧を打ち消し放電を停止させるように働く。第2電極15上の誘電体層5と第3電極16上の蛍光体層11とを比較すると、後者の方が誘電率が小さいため、壁電荷の蓄積は第3電極16側で速く進行する。その結果、放電の陽極端は負電荷を流し込める蛍光体表面を求めて移動することになる。その移動方向は、正の外部維持電圧Vsusが印加されている第1電極14の方向となる。
【0048】
図5(c)は放電の陽極端が移動している状態を示している。放電の陽極端は蛍光体層11の上に蓄積された正電荷を打ち消しながら、第1電極14の方向へと伸展していく。
【0049】
図5(d)は時間t4(図4参照)において、放電の陽極端が第1電極14上に到達した様子を示す。このとき、第1対向放電空間から第2対向放電空間を結ぶように陽光柱が形成され、多量の紫外線が放射される。
【0050】
図5(e)は放電が停止する直前の状態を示す。放電は第1対向放電空間において、第1電極14上の誘電体層5上に負極性の壁電荷を、また第3電極16上の蛍光体層11上に正極性の壁電荷を形成する。これによって、維持放電が発生したことが第1対向放電空間の壁電荷として記憶される。
【0051】
図5(f)は、誘電体層5および蛍光体層11上に壁電荷が蓄積した結果、放電が停止した状態を示す。正の外部維持電圧Vsusが印加された第1電極14上の誘電体層5には負電荷が蓄積され、第2電極15上の誘電体層5および蛍光体層11には正電荷が蓄積されている。これは、時間t3における壁電荷の分布を第1電極14、第2電極15について逆転させたものである。
【0052】
したがって、図5(f)の状態で、第2電極15に正の外部維持電圧Vsusを印加し、第1電極14を接地すると、時間t3において第1電極14と第2電極15とを入れ替えた状態となり、同様の維持放電を繰り返すことができる。
【0053】
ここで、前回の放電状態は、放電の陽極端が到達した側の対向放電空間の壁電荷として記憶されている。たとえば、ある回の放電が第2対向放電空間に到達して終了したとすると、次の回の放電は第2対向放電空間で開始し、第1対向放電空間に到達することによって完了する。放電終了時、放電が開始した側の対向放電空間の壁電圧は、図5(a)または図5(f)に示すようにほとんど消去されており、前回の放電状態を記憶していない。
【0054】
本実施の形態では、第1電極14と第2電極15との間の距離dssが長い放電セルにおいて、いわゆる陽光柱放電を形成して高い発光効率を得ることができる。しかし、ギャップdssが長いため放電電圧が上昇することが問題となる。図6に維持放電を行う電極間の距離である放電ギャップdと放電電圧との関係を示す。図6において曲線Pは放電ギャップdと放電電圧との関係(パッシェン曲線)を表しており、曲線Qは上述したように本実施形態において第3電極16と蛍光体層11を介して放電を伸展させる場合のギャップdssと放電電圧の関係を表している。曲線Pは維持放電時に第3電極16を使用せずに駆動する場合の、第1電極14と第2電極15との間の放電電圧に相当する。すなわち、従来のパネルにおける維持放電電圧に相当する。
【0055】
曲線Pはパッシェンの法則に従い、比較的小さいdで極小値を持つが、dが大きくなるにつれて急激に上昇する。一方、曲線Qはほぼ対向放電空間の放電電圧程度の値を保ち、dに対してはわずかに上昇するだけである。
【0056】
対向放電ギャップを一定とすると、dが小さな領域では曲線Qは曲線Pよりも大きいが、あるギャップ長dc以上では、曲線Qは曲線Pを下回る。すなわち、第3電極16および蛍光体層11がある場合の方が放電電圧が低くなる。この距離dcを特性放電長と呼ぶことにする。特性放電長dcは、対向放電ギャップdsaとほぼ等しい。
【0057】
したがって、ギャップdssが特性放電長dcより大きい場合には、第3電極16および蛍光体層11を介して維持放電を形成することにより、比較的低い放電電圧で放電を開始させることができる。その結果、陽光柱放電を利用できることになり、高い発光効率のパネルが得られる。
【0058】
蛍光体は、蛍光体層11として第3電極16上および隔壁10の側面に塗布している他、蛍光体膜13として保護膜6上に塗布して、発光面積の増加を図っている。蛍光体膜13は、第1電極14および第2電極15上を除いた部分の保護膜6上に形成されている。本実施形態のパネルにおいてはギャップdssが従来のパネルの維持放電ギャップdpよりも大きく、蛍光体膜13を広い面積に塗布できる。また、蛍光体膜13を塗布した部分は、放電期間中に陰極として作用しないので、蛍光体膜13をこのように広い範囲に塗布しても放電特性を劣化させることがない。
【0059】
蛍光体層11は紫外線に照射される側から可視光を取り出すため、蛍光体層11の厚さを蛍光体の粒径の数倍以上とすることにより、パネルの裏面への可視光の透過を防止することができる。一方、蛍光体膜13は紫外線に照射される側とは反対側から可視光を取り出す他、蛍光体層11からの可視光を透過させる必要がある。そのため、蛍光体膜13の膜厚は蛍光体の粒径程度として、可視光の透過率を高めている。その結果、このパネルでは、2lm/W以上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1lm/W以下であるため、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倍以上向上した。
【0060】
以上のように本実施の形態においては、第1電極と第2電極とのギャップを大きくして陽光柱を生成するとともに、蛍光体の塗布面積を増大することによって発光効率が高く、かつ放電電圧の上昇を抑制したAC型プラズマディスプレイパネルを得ることができる。
【0061】
なお、本実施の形態ではアドレス期間と維持期間とを分離した、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。
【0062】
また、ここで陽光柱とは、電極間距離の長い放電空間に生成されるフィラメント状の放電一般を指すものである。
【0063】
【発明の効果】
以上のように、本発明は、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第1の基板と、蛍光体層で覆われた第3電極が第1電極と直交する方向に形成された第2の基板とが放電空間を挟んで対向配置され、第1電極と第2電極との間の誘電体層の上に蛍光体膜が形成され、第1電極と第2電極との距離が、放電空間の高さ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を駆動する方法であって、第1電極と第3電極との間の放電空間を第1対向放電空間、第2電極と第3電極との間の放電空間を第2対向放電空間とするとき、アドレス期間において、第1電極に対して第2電極に正極性の電圧を印加するとともに第3電極にデータパルスを印加し、維持期間において、第2対向放電空間で第2電極を陰極側とする放電が開始するような電圧を第2電極に印加するとともに、第2電極に対して正極性の電圧を第1電極に印加することによって、放電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パネルの駆動方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態のパネルの要部平面図
【図2】図1のC−C断面図
【図3】図1のD−D断面図
【図4】本発明の一実施形態のパネルに印加する電圧波形を示す図
【図5】本発明の一実施形態のパネルでの壁電荷の挙動を説明する図
【図6】放電ギャップと放電電圧との関係を示す図
【図7】従来のパネルの要部断面図
【符号の説明】
1、12 パネル
2、2a 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 蛍光体層
13 蛍光体膜
14 第1電極
15 第2電極
16 第3電極[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an AC plasma display panel and a driving method thereof.
[0002]
[Prior art]
FIG. 7 shows a cross-sectional view of a main part of a conventional AC surface discharge type plasma display panel. FIG.7 (b) is BB sectional drawing of Fig.7 (a).
[0003]
As shown in FIG. 7, a conventional AC surface discharge type plasma display panel (hereinafter referred to as a panel) 1 has a
[0004]
On the
[0005]
This panel 1 is configured to view an image display from the
[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
[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
[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
[0011]
In such a conventional panel 1, the distance (hereinafter referred to as the sustain discharge gap) dp between the scan electrode 7 and the sustain electrode 8 is set close to a value at 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 Vfss, and the sum of the wall voltage of
Vfss <Vsus + Vwss (1)
Must. By designing the panel so that Vfss is minimized, the discharge can be maintained at 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, Vsus is minimized when the total pressure of the sealed gas is about 50 to 60 kPa and the sustain discharge gap dp is 80 to 100 μm, and Vsus = 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 the sustain discharge gap dp 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 Vfss also rapidly follows the Paschen curve. As a result, there was a problem that it was difficult to drive.
[0015]
Further, increasing the area for forming the phosphor layer also has the effect of improving the light emission efficiency. However, since most of the surface of the
[0016]
The present invention has been made to solve such problems. Even when the sustain discharge gap is increased, an AC plasma display panel with high luminous efficiency can be obtained without greatly increasing the applied voltage for maintaining the discharge. and to provide a driving method of Le.
[0017]
[Means for Solving the Problems]
The AC plasma display panel driving method according to the present invention includes a first substrate having a first electrode and a second electrode covered with a dielectric layer formed in parallel to each other, and a third electrode covered with a phosphor layer. Is disposed opposite to a second substrate formed in a direction perpendicular to the first electrode with a discharge space interposed therebetween, and a phosphor is disposed on the dielectric layer between the first electrode and the second electrode. A method of driving an AC type plasma display panel in which a film is formed and a distance between the first electrode and the second electrode is set to be greater than a height of the discharge space, the first electrode and the second electrode When the discharge space between the three electrodes is a first counter discharge space and the discharge space between the second electrode and the third electrode is a second counter discharge space, in the address period, with respect to the first electrode Applying a positive voltage to the second electrode A data pulse is applied to the third electrode, and during the sustain period, a voltage is applied to the second electrode to start discharge with the second electrode as a cathode side in the second counter discharge space, and the second electrode A positive voltage is applied to the first electrode with respect to the two electrodes. By this method, it is possible to form a display discharge in a long gap discharge space without increasing the discharge voltage.
[0018]
The AC plasma display panel driving method of the present invention applies a voltage to the first electrode during the sustain period so as to start discharge with the first electrode as a cathode side in the first counter discharge space. , An operation of applying a positive voltage to the second electrode with respect to the first electrode, and a voltage at which discharge with the second electrode as a cathode side in the second counter discharge space starts. A sustain discharge is performed by applying to the electrode and repeating the operation of applying a positive voltage to the first electrode with respect to the second electrode. By this method, it is possible to form a display discharge in a long gap discharge space without increasing the discharge voltage.
[0019]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0020]
The principal part top view of the panel of one embodiment of this invention is shown in FIG. 2 is a sectional view taken along the line CC in FIG. 1, and FIG. 3 is a sectional view taken along the line DD in FIG.
[0021]
As shown in FIGS. 1-3, the
[0022]
A plurality of strip-shaped
[0023]
The
[0024]
As the
[0025]
In the
[0026]
[Table 1]
[0027]
Here, the discharge start voltage between the electrodes is defined as follows.
[0028]
Vfss: discharge start voltage between the
[0029]
The discharge start voltage Vfss is a discharge start voltage when the distance between the electrodes is dss. In the conventional surface discharge type panel, the distance between the electrodes that perform the sustain discharge, that is, the distance between the scan electrode 7 and the sustain electrode 8 is 80 to 100 μm, whereas in the panel of this embodiment, the main discharge gap dss. Is 400 μm, which is about 5 times the conventional value. Therefore, when the panel of this embodiment is driven by the conventional driving method, the voltage (Vfss) for starting the sustain discharge becomes very high. Therefore, in the present embodiment, the
[0030]
As a method of driving the panel 1 of the present 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.
[0031]
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. FIG. 4 shows the driving signal waveform of the panel in each period.
[0032]
4A shows the voltage waveform Vx applied to the
[0033]
These wall voltages are generated by wall charges accumulated on the
[0034]
Next, an applied voltage waveform and a discharge state in each period will be described.
[0035]
In the first half of the initialization period, a ramp voltage that decreases with respect to the
[0036]
In the middle of the initialization period, a ramp voltage having a relatively large amplitude is applied to the
[0037]
In the latter half of the initialization period, a ramp voltage that decreases with respect to the
[0038]
While the ramp voltage is applied, a discharge current continuously flows, and a voltage of about the discharge sustain voltage Vs is constantly applied to the first counter discharge space. Therefore, at the end of the initialization period, the difference between the applied voltage and the wall voltage is substantially equal to the discharge sustain voltage Vs of the discharge space. In FIG. 4, the voltage applied to the first counter discharge space at the end of the initialization period is represented as Vs xa .
[0039]
In the address period, the bias voltage Vab is applied to the
[0040]
In the address period, since a positive voltage is applied to the
[0041]
In addition, when there is no display data, no discharge occurs in the first counter discharge space, and the charges accumulated in the
[0042]
In the sustain period, sustain pulses having an amplitude Vsus are alternately applied to the
[0043]
In the subsequent sustain period, the above operations are alternately repeated, and discharge light emission is performed a number of times according to the weight of the subfield.
[0044]
Next, a mechanism in which the discharge started in one counter discharge space extends in the direction of the other counter discharge space will be described in detail with reference to FIG.
[0045]
FIG. 5 shows the applied voltage, wall charges, and discharge plasma in the sustain period for the simplified cross-sectional view of the panel of the present embodiment shown in FIG. That is, the
[0046]
FIG. 5A shows wall charges and applied voltage at time t 3 (see FIG. 4) of the sustain period. At time t 3 , the external sustain voltage Vsus is applied to the
[0047]
FIG. 5B shows a state where discharge has started in the second counter discharge space. When the discharge starts in the second counter discharge space, a large amount of positive charges and negative charges are generated and drawn toward the
[0048]
FIG. 5C shows a state where the anode end of the discharge is moving. The anode end of the discharge extends toward the
[0049]
FIG. 5D shows a state where the anode end of the discharge has reached the
[0050]
FIG. 5E shows a state immediately before the discharge stops. The discharge forms negative wall charges on the
[0051]
FIG. 5F shows a state in which the discharge is stopped as a result of the accumulation of wall charges on the
[0052]
Accordingly, when the positive external sustain voltage Vsus is applied to the
[0053]
Here, the previous discharge state is stored as the wall charge of the counter discharge space on the side where the anode end of the discharge has reached. For example, if a certain discharge reaches the second counter discharge space and ends, the next discharge starts in the second counter discharge space and is completed by reaching the first counter discharge space. At the end of the discharge, the wall voltage in the counter discharge space on the side where discharge started is almost erased as shown in FIG. 5A or FIG. 5F, and the previous discharge state is not stored.
[0054]
In the present embodiment, high discharge efficiency can be obtained by forming a so-called positive column discharge in a discharge cell having a long distance dss between the
[0055]
The curve P follows Paschen's law and has a minimum value at a relatively small d, but increases rapidly as d increases. On the other hand, the curve Q keeps a value approximately equal to the discharge voltage in the counter discharge space, and increases only slightly with respect to d.
[0056]
If the counter discharge gap is constant, the curve Q is larger than the curve P in a region where d is small, but the curve Q is less than the curve P above a certain gap length dc. That is, the discharge voltage is lower when the
[0057]
Therefore, when the gap dss is larger than the characteristic discharge length dc, discharge can be started at a relatively low discharge voltage by forming a sustain discharge through the
[0058]
The phosphor is applied as a
[0059]
Since the
[0060]
As described above, in the present embodiment, the positive electrode is generated by increasing the gap between the first electrode and the second electrode, and the luminous area is increased by increasing the coating area of the phosphor, and the discharge voltage. An AC type plasma display panel that suppresses the rise in the temperature can be obtained.
[0061]
In the present embodiment, an AC plasma display panel that performs so-called address-sustain separation driving in which an address period and a sustain period are separated has been described. However, in an AC plasma display panel using another address method, The same effect 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.
[0062]
Here, the positive column refers to a filamentary discharge generated in a discharge space having a long distance between electrodes.
[0063]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, the first electrode and the second electrode covered with the dielectric layer are formed in parallel to each other, and the third electrode covered with the phosphor layer is the first electrode. And a second substrate formed in a direction orthogonal to the first electrode, a phosphor film is formed on the dielectric layer between the first electrode and the second electrode, with the discharge space interposed therebetween, and the first electrode Is a method of driving an AC type plasma display panel in which the distance between the first electrode and the second electrode is set to be larger than the height of the discharge space, and the discharge space between the first electrode and the third electrode is formed in the first counter discharge. When the space, the discharge space between the second electrode and the third electrode is the second counter discharge space, a positive voltage is applied to the second electrode with respect to the first electrode and the third electrode in the address period A data pulse is applied to the second electrode, and the second electrode is hidden in the second counter discharge space during the sustain period. It applies a voltage such that discharge starts to the side to the second electrode, by applying a positive voltage to the first electrode to the second electrode, without increasing the discharge voltage greatly, luminous efficiency improved AC plasma display panel driving method for can be provided.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a plan view of an essential part of a panel according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a sectional view taken along a line CC in FIG. 1. FIG. 3 is a sectional view taken along a line DD in FIG. FIG. 5 is a diagram illustrating the behavior of wall charges in the panel according to the embodiment of the present invention. FIG. 6 is a diagram illustrating the relationship between the discharge gap and the discharge voltage. 7] Cross-sectional view of the main part of a conventional panel [Explanation of symbols]
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