(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
画素が複数色の蛍光体を有するプラズマディスプレイパネルを放電発光する半導体集積回路であって、
複数の電源電圧が入力される複数の電源端子と、前記複数の電源端子に接続される複数の電源配線とを有し、前記複数の電源配線に接続され前記複数の電源電圧により前記プラズマディスプレイパネルを駆動するものであり、
出力端子から逆流電流が流入したときに機能する逆流用配線を持ち、かつそれぞれの電源配線と逆流用配線は電源配線から逆流用配線にのみ電流が流れるように半導体素子によって接続されたことを特徴とするプラズマディスプレイ装置の駆動用半導体集積回路。
【請求項２】
画素が複数色の蛍光体を有するプラズマディスプレイパネルを放電発光する半導体集積回路であって、
複数の電源電圧が入力される複数の電源端子と、前記複数の電源端子に接続される複数の電源配線とを有し、前記複数の電源配線に接続され前記複数の電源電圧により前記プラズマディスプレイパネルを駆動するものであり、
電源配線のうち１本の電源配線を出力端子から逆流電流が流入したときに機能する共用配線とし、かつその他の電源配線と共用配線は電源配線から共用配線にのみ電流が流れるように半導体素子によって接続されたことを特徴とするプラズマディスプレイ装置の駆動用半導体集積回路。
【請求項３】
画素が複数色の蛍光体を有するプラズマディスプレイパネルを放電発光する半導体集積回路であって、
複数の電源電圧が入力される複数の電源端子と、前記複数の電源端子に接続される複数の電源配線とを有し、前記複数の電源配線に接続され前記複数の電源電圧により前記プラズマディスプレイパネルを駆動するものであり、
電源電圧の低い電源配線とそれより高い電源配線の間に、低い電源配線から高い電源配線のみ電流が流れるように半導体素子によって接続されたことを特徴とするプラズマディスプレイ装置の駆動用半導体集積回路。
【請求項４】
画素が複数色の蛍光体を有するプラズマディスプレイパネルを放電発光する半導体集積回路であって、
複数の電源電圧が入力される複数の電源端子と、前記複数の電源端子に接続される複数の電源配線とを有し、前記複数の電源配線に接続され前記複数の電源電圧により前記プラズマディスプレイパネルを駆動するものであり、
出力端子から逆流電流が流入したときに機能する、逆流用の半導体領域を持ち、かつそれぞれの電源配線と逆流用の半導体領域は電源配線から逆流用半導体領域にのみ電流が流れるように半導体素子によって接続されたことを特徴とするプラズマディスプレイ装置の駆動用半導体集積回路。
【請求項５】
第１のガラス基板に配置されている第１の電極群と、該第１の電極に平行に配置され、独立に駆動可能な第２の電極群と、該第１のガラス基板と対向する第２のガラス基板に該第１及び第２の電極と垂直に交差するように配置され、独立に駆動可能な第３の電極群と、該第３の電極群に沿って色ごとに塗布された複数色の蛍光体を有し、該第２，第３の電極群で発光する画素を規定するためのアドレス放電を行うプラズマディスプレイパネルの駆動用半導体集積回路において、
該アドレス放電を行うため第３の電極群に印加する電圧を蛍光体の種類に対応して変化させるため、半導体集積回路の内部に複数の電源配線を有するものであり、
出力端子から逆流電流が流入したときに機能する逆流用配線を持ち、かつそれぞれの電源配線と逆流用配線は電源配線から逆流用配線にのみ電流が流れるように半導体素子によって接続されたことを特徴とするプラズマディスプレイ装置の駆動用半導体集積回路。
【請求項６】
第１のガラス基板に配置されている第１の電極群と、該第１の電極に平行に配置され、独立に駆動可能な第２の電極群と、該第１のガラス基板と対向する第２のガラス基板に該第１及び第２の電極と垂直に交差するように配置され、独立に駆動可能な第３の電極群と、該第３の電極群に沿って色ごとに塗布された複数色の蛍光体を有し、該第２，第３の電極群で発光する画素を規定するためのアドレス放電を行うプラズマディスプレイパネルの駆動用半導体集積回路において、
該アドレス放電を行うため第３の電極群に印加する電圧を蛍光体の種類に対応して変化させるため、半導体集積回路の内部に複数の電源配線を有するものであり、
該アドレス放電を行うため第３の電極群に印加する電圧を蛍光体の種類に対応して変化させるため、半導体集積回路の内部に複数の電源配線を有し、かつ電源配線のうち１本の電源配線を出力端子から逆流電流が流入したときに機能する共用配線とし、かつその他の電源配線と共用配線は電源配線から共用配線にのみ電流が流れるように半導体素子によって接続されたことを特徴とするプラズマディスプレイ装置の駆動用半導体集積回路。
【請求項７】
第１のガラス基板に配置されている第１の電極群と、該第１の電極に平行に配置され、独立に駆動可能な第２の電極群と、該第１のガラス基板と対向する第２のガラス基板に該第１及び第２の電極と垂直に交差するように配置され、独立に駆動可能な第３の電極群と、該第３の電極群に沿って色ごとに塗布された複数色の蛍光体を有し、該第２，第３の電極群で発光する画素を規定するためのアドレス放電を行うプラズマディスプレイパネルの駆動用半導体集積回路において、
該アドレス放電を行うため第３の電極群に印加する電圧を蛍光体の種類に対応して変化させるため、半導体集積回路の内部に複数の電源配線を有するものであり、
該アドレス放電を行うため第３の電極群に印加する電圧を蛍光体の種類に対応して変化させるため、半導体集積回路の内部に複数の電源配線を有し、かつ電源電圧の低い電源配線とそれより高い電源配線の間に、低い電源配線から高い電源配線のみ電流が流れるように半導体素子によって接続されたことを特徴とするプラズマディスプレイ装置の駆動用半導体集積回路。
【請求項８】
第１のガラス基板に配置されている第１の電極群と、該第１の電極に平行に配置され、独立に駆動可能な第２の電極群と、該第１のガラス基板と対向する第２のガラス基板に該第１及び第２の電極と垂直に交差するように配置され、独立に駆動可能な第３の電極群と、該第３の電極群に沿って色ごとに塗布された複数色の蛍光体を有し、該第２，第３の電極群で発光する画素を規定するためのアドレス放電を行うプラズマディスプレイパネルの駆動用半導体集積回路において、
該アドレス放電を行うため第３の電極群に印加する電圧を蛍光体の種類に対応して変化させるため、半導体集積回路の内部に複数の電源配線を有するものであり、
該アドレス放電を行うため第３の電極群に印加する電圧を蛍光体の種類に対応して変化させるため、半導体集積回路の内部に複数の電源配線を有し、かつ出力端子から逆流電流が流入したときに機能する、逆流用の半導体領域を持ち、かつそれぞれの電源配線と逆流用半導体領域は電源配線から逆流用半導体領域にのみ電流が流れるように半導体素子によって接続されたことを特徴とするプラズマディスプレイ装置の駆動用半導体集積回路。
【請求項９】
請求項１において、該アドレス放電を行うため電極群に印加する電圧を蛍光体の種類に対応して変化させるため、半導体集積回路の内部で駆動電圧を変換する回路を有することを特徴とするプラズマディスプレイ装置の駆動用半導体集積回路。
【請求項１０】
請求項５において、該アドレス放電を行うため電極群に印加する電圧を蛍光体の種類に対応して変化させるため、半導体集積回路の内部で駆動電圧を変換する回路を有することを特徴とするプラズマディスプレイ装置の駆動用半導体集積回路。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
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などのディスプレイ装置、平面型の壁掛けテレビジョン，広告，情報などの表示装置等に用いられるプラズマディスプレイ装置並びにそれに用いる駆動回路及び駆動用半導体集積回路に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ＡＣ型のプラズマディスプレイパネルにおいて、アドレス表示分離方式を用いたアドレス方法においては、発光する画素（発光セル）を規定するアドレス放電はパネルの横方向１ライン同時に行っていた。したがって、アドレス電極に印加される電圧も色（Ｒ，Ｇ，Ｂの３色）によらず一定であった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、アドレス放電の適正電圧は発光色を決める蛍光体により異なるため、アドレス電極に印加する電圧を一定とすると、安定した表示を行うための電圧範囲が狭くなったり選択しうる蛍光体の種類が限定されたりした。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
この課題は、アドレス電極に印加する電圧を蛍光体ごとに最適な電圧を印加することで解決できる。すなわち複数の蛍光体（例えばＲＧＢの３種類の蛍光体）を持つプラズマディスプレイ装置の駆動回路が各蛍光体に対してそれぞれ駆動電源を備えることにより解決できる。
【０００５】
本発明による駆動回路を構成する半導体集積回路は複数の駆動電源端子を有し、それらに接続される複数の電源配線を有する。例えばＲＧＢ用３種類の駆動電源端子を持つ場合、半導体集積回路内の電源配線は３本配置する。
【０００６】
ところで、半導体集積回路において配線の信頼性は、以下のような関係が成り立っていることが知られている。
【０００７】
１／ＭＴＦ＝Ａ×Ｊ２×ｅｘｐ（−φ／ｋＴ）
ここで、ＭＴＦは配線が不良に至るまでの平均寿命時間、Ａは金属膜によって決まる定数、Ｊは電源密度、φは活性化エネルギー、ｋはボルツマン定数、Ｔは温度である。したがって上記の式から、ある条件下の基、ある一定の期間のあいだ配線の信頼性を確保するために必要な配線の断面積Ｓを求めることが出来る。上記式によれば、３種類の駆動電源が必要な場合、１電源駆動の場合と比較すると１電源配線に流れる電流は１／３になっているので、電源配線の厚みが同じ場合は配線幅を１／３にできる。これにより、３電源化に伴うチップ面積の増大をほとんどなくすことが出来る。
【０００８】
ところで、プラズマディスプレイパネルには異常放電という現象が生じることが知られている。プラズマディスプレイパネルで異常放電が生じると、アドレス電極を通してアドレス電極駆動用半導体集積回路に大きな逆流電流パネルが流れこむ。この逆流電流が流れた場合、半導体集積回路内の電源配線に大きな電流が流れる。電流密度が大きい場合、配線の原子が配線に流れる電子につれて移動し、配線をもろくする現象が生じやすくなる。一般的にこの現象は金属原子のマイグレーションと呼ばれている。
【０００９】
したがって電極配線断面積を１／３にした場合、通常駆動時は問題ないが、パネルからの異常逆流電流が流れ込んできた場合は電源配線断面積を１／３にしたことでマイグレーションによる配線切れの危険が増大する。
【００１０】
上記の課題に対し、通常動作時は機能しないが、逆流電流流入時には機能する逆流電流用の配線を共通に持つことで、電源配線の増大を最小限に抑えたままで、従来と同等のマイグレーションに対する配線の信頼性を持つことが可能になる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
図１から図９を用いて、本発明の実施例を説明する。
【００１２】
図１は、本発明の一実施例を示したプラズマディスプレイ装置である。プラズマディスプレイ装置３３は、プラズマディスプレイパネル１０，パネル駆動回路１５，１６、映像信号処理回路３５，駆動用電源回路３４で構成される。この実施例では、電源回路３４から駆動回路１６に複数の駆動用電圧が供給され、駆動回路１６に複数の駆動用電圧に対応した駆動用半導体集積回路が実装されている。このプラズマディスプレイ装置の特徴は、複数の蛍光体（たとえばＲＧＢの３種類の蛍光体）に最適な電圧を印加するために、数種類の出力電圧を有する駆動用電源を有し、複数の電源入力に対応したプラズマディスプレイパネル駆動用の半導体集積回路を有する点にある。
【００１３】
図２は、１画素と駆動用半導体集積回路の接続の関係を模式的に示した図である。この図を用いて発光の動作を簡単に説明する。不活性ガスが閉じ込められたセル３６ａ〜３６ｃからなる１画素の内側には蛍光体３８が塗布されている。また外側に複数の放電電極３９が配置され、放電電極３９はパネル駆動用の半導体集積回路３７に接続されている。映像信号処理回路３５からの信号によって各セルの電極間に電圧が印加されるとセルの内部に電荷が誘起され、ある電圧を超えるとプラズマ放電が生じる。例えば３６ａを赤，３６ｂを緑，３６ｃを青を発光するセルだとすると、赤，緑，青それぞれの蛍光体によって最適な印加電圧が異なる可能性がある。この場合、赤，緑，青それぞれの蛍光体に最適な電圧を電源４０からそれぞれ供給することで高品質な発光が得られるようになる。
【００１４】
図３はプラズマディスプレイパネル１０と駆動回路の構成を示した図である。図の例ではＸ電極１１，Ｙ電極１２，アドレス電極１３の３つの電極で回路が構成され、３つの電極が交わる点が図２の１画素３６になる。Ｘ駆動回路１４は、Ｘ電極１１に印加する駆動パルスを発生している。Ｙ駆動回路１５は、Ｙ電極  １２の１本ごとに接続され、Ｙ電極１２に印加する駆動パルスを発生している。アドレス駆動回路１６はアドレス電極１３の１本ごとに接続され、アドレス電極１３に印加する駆動パルスを発生している。この実施例では、このアドレス駆動回路１６のパネル側最終段に複数の駆動用電圧に対応したアドレス駆動用半導体集積回路が接続されている。例えば、ＶＧＡ表示（横６４０本×３，縦４８０本）の場合、アドレス駆動用半導体集積回路は、その出力数が６４出力であれば３０個必要になる。本実施例ではアドレス駆動回路に複数電源に対応した半導体集積回路を配置したが、図２で説明したように蛍光体に最適な電圧を印加することができれば、ほかの駆動回路に複数電源に対応した半導体集積回路が配置されてもよい。
【００１５】
図４は、本発明の１実施例を示した複数電源方式によるアドレス駆動用半導体集積回路１の略構成図である。図では最終駆動バッファ以外の部分は大幅に省略してある。３電源型アドレス駆動用半導体集積回路１は、制御回路２と最終駆動バッファ回路３ａ，３ｂ，３ｃから構成されている。外部から入力された信号は、制御回路２の内部のシフトレジスタ回路とラッチ回路を通して最終駆動バッファ３に伝えられる。最終駆動バッファは、入力信号に応じてパネルを駆動するために必要な高電圧パルスを出力する。
【００１６】
図４の実施例と図８に示した１電源型半導体集積回路１７との大きな違いは、電源端子４が３種類ある点にある。これにより、蛍光体の種類ごとに最適電圧でアドレス放電を行うことができる。このように３種類の駆動電源端子４ａ，４ｂ，４ｃを持つ場合、一番容易な方法は半導体集積回路内の電源配線５ａ，５ｂ，５ｃを単純に３本配置することである。しかしこの場合、電源配線が占める面積が増加した分だけチップ面積が増大し、半導体集積回路のコスト増加を招いてしまう。そこでそれぞれの電源配線５は、チップ面積低減のため、配線の信頼性に関する式をもとに１電源型の１／３の配線断面積にする。また、それぞれの電源配線５にはダイオード６ａ，６ｂ，６ｃなどの半導体素子を介して逆流電流用の配線７に接続されている。ここでは１例として逆流電流用配線７の断面積を１電源型の２／３の配線断面積とする。
【００１７】
なお、逆流電流用配線７の端子８は、電源端子４のうち一番印加電圧の高い端子に接続することが望ましい。この際、電源起動時においても電源電圧の上下関係が崩れないように注意しないと、ダイオード６を介して電源端子間でショートする危険がある。この問題を解決する方法は、逆流電流用端子９に接続する電源を他の電源端子４のものよりも常に高い電源にすればよい。
【００１８】
以下、簡単に半導体集積回路の動作を説明する。半導体集積回路のそれぞれの電源端子５にアドレス駆動電圧を印加すると、制御回路２の信号に応じて出力端子９にはアドレス駆動電圧、もしくはＧＮＤ電位が出力される。この時、それぞれの出力端子９に現れるアドレス駆動電圧は、駆動する蛍光体に適した電圧にできる。
【００１９】
ここで、プラズマディスプレイパネルで異常放電が生じ、アドレス駆動回路に大きな逆流電流が流れ込んだときの動作を考える。パネルから流れ込んだ逆流電流は、出力端子９から最終駆動バッファ３を通ってそれぞれの電源配線５に流れ込む。流れ込んだ電流はダイオード６を通して逆流電流用配線７にも流れ込む。流れ込んだ逆流電流は、電源線５と逆流用配線７をあわせると１電源型と同等の配線断面を流れる。このように、通常動作時は機能しないが逆流電流流入時には機能する逆流電流用の配線７を共通に持つことで、３種類の各々の電源配線断面積を１電源型と同じとした場合と比較して、電源配線の増大を最小限に抑えたままで１電源型と同等のマイグレーションに対する信頼性を持つことが可能になる。また、本説明では逆流用配線７の断面積を１電源型の２／３としたが、配線の信頼性をある程度低下させても良いならば、配線断面積を２／３以下にすれば配線面積をさらに低減できる。逆に１電源型の時よりも逆流時の配線の信頼性を高めたいのであれば、２／３以上にすればよい。
【００２０】
図７は、図４で説明した実施例を応用した例であり、半導体集積回路の略断面構造を示した図である。図はＳＯＩ基板を例にとって説明してある。本実施例では、図１の逆流用配線７を周囲の半導体領域２９から絶縁膜３１で絶縁分離した半導体領域３０に置き換えたものである。本構成によれば、逆流電流用配線の配線が不要になるので第１の実施例よりも配線面積を小さくできる。そのかわりに、金属配線よりも抵抗成分の高い半導体領域を配線として使用するので、高濃度不純物層３２などを拡散させる等、配線抵抗を低減する工夫が必要である。
【００２１】
図５は、本発明の別の１実施例を示した３電源方式によるアドレス駆動用半導体集積回路１９の略構成図である。図４と同様に最終駆動バッファ以外の部分は大幅に省略してある。本実施例では、一番電圧の高い電源配線を逆流電流用配線と共用している。１例として、逆流電流用配線と共用した電源配線２０の配線断面積を１電源型の２／３、残りの電源配線２１ａ，２１ｂを１／３とする。本実施例の利点は、図４の実施例よりも電源配線面積を減らせる点にある。そのかわりに、逆流電流配線と共用した配線２０に逆流電流が流れた場合、１電源型の２／３の配線断面積しかないので、配線２０の信頼性が低下している。また図４の実施例では３種類の電源電圧の上下関係は自由に選べるが、本実施例の場合は逆流電流用配線と共用した電源配線２０の電圧は残りの電源配線２１ａ，２１ｂの電圧よりも高いことが条件になる。なぜならば、他の電源電圧が共用した電源配線２０の電圧よりも高かった場合、逆流用ダイオード２２ａ，２２ｂを介して共用した電源配線２０に電流が流れ続けてしまうからである。
【００２２】
図６は本発明の別の１実施例を示した３電源方式によるアドレス駆動用半導体集積回路２３の略構成図である。図４と同様に最終駆動バッファ以外の部分は大幅に省略してある。本実施例では、一番電圧の高い電源配線２４を逆流電流用配線と共用している。１例として、逆流電流用配線と共用した電源配線２４の配線断面積を１電源型の２／３、残りの電源配線２５，２６を１／３とする。本実施例の利点は、図４の実施例よりも電源配線面積を減らせる点、図５の実施例と同等の配線面積で一番電源電圧の低い配線２５の信頼性をさらに上げられる点にある。そのかわりに、３種類の電源配線の電圧の上下関係が配線２４＞配線２５＞配線２６である必要がある。
【００２３】
図８は本発明の別の１実施例を示した３電源方式によるアドレス駆動用半導体集積回路４１の略構成図である。基本的な構成は図４で説明した実施例と同じであるが、本実施例は電源端子１８から入力された電圧を半導体集積回路の内部にある電圧変換回路４２で複数の電源電圧に変換されることを特徴としている。したがって、同様に電圧変換回路４２を半導体集積回路の内部に備えることにより図５、および図６で説明した実施例にも適用できることは言うまでもない。
【００２４】
以上述べてきたように、本実施例では３種類の電源電圧を想定して述べてきたが、２種類、もしくは４種類以上の電源電圧を必要とした場合に適用できることは言うまでもない。また、電源配線の配線断面積に関しても配線の信頼性を１電源型と同等であることを基準に説明したが、配線の断面積と信頼性の関係を詳しく検討の上、適切な配線断面積を選ぶべきである。例えば多層配線技術を用いて配線を多重化すると、狭い配線幅で大きな配線断面積を得られる。多重配線に伴う製造コスト上昇よりも配線面積縮小などによるチップ面積低減によるコスト低減効果が大きい場合、多層配線は有効な手法である。また配線断面積が同じ場合、配線材料を工夫すると（例えばアルミニウム配線に銅を少量添加する）配線の信頼性を上げることができる。つまり、これまでと同程度の信頼性を目指す場合、配線断面積を低減することができるので、配線材料のコスト上昇よりも配線面積縮小などによるチップ面積低減によるコスト低減効果が大きい場合、マイグレーションに強い特別な配線材料を用いることは有効な手法である。
【００２５】
【発明の効果】
本発明により、複数の蛍光体を持つプラズマディスプレイを安定に発行表示できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を適用したプラズマディスプレイ装置の一例を示した略構成図である。
【図２】画素と駆動用半導体集積回路の接続の関係を模式的に示した図である。
【図３】プラズマディスプレイパネルのパネル電極と回路構成を示した模式図である。
【図４】本発明を適用した半導体集積回路の一例を示した図である。
【図５】本発明を適用した半導体集積回路の別の一実施例を示した図である。
【図６】本発明を適用した半導体集積回路の別の一実施例を示した図である。
【図７】本発明を適用した半導体集積回路の別の一実施例を示した図である。
【図８】本発明を適用した半導体集積回路の別の一実施例を示した図である。
【図９】従来型の半導体集積回路の一例を示した図である。
【符号の説明】
１，１９，２３，４１…アドレス駆動用半導体集積回路、２…制御回路、３ａ〜３ｃ…最終駆動バッファ回路、４ａ〜４ｃ，１８…電源端子、５ａ〜５ｃ，  ２１，２２，２４〜２６…電源配線、６ａ〜６ｃ，２２ａ，２２ｂ，２７ａ，  ２７ｂ…ダイオード、７…逆流電流用配線、８…逆流電流用端子、９ａ〜９ｃ…出力端子、１０…プラズマディスプレイパネル、１１…Ｘ電極、１２…Ｙ電極、１３…アドレス電極、１４…Ｘ駆動回路、１５…Ｙ駆動回路、１６…アドレス駆動回路、１７…１電源方式のアドレス駆動用半導体集積回路、２０…逆流電流共用電源配線、２８〜３０…半導体領域、３１…絶縁分離膜、３２…高濃度拡散層、３３…プラズマディスプレイ装置、３４，４０…電源回路、３５…映像信号処理回路、３６ａ〜３６ｃ…画素、３７…パネル駆動用半導体集積回路、３８…蛍光体、３９…放電電極、４２…電圧変換回路。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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