(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
交互に、かつ互いに平行に配設された維持電極及び走査電極と、該維持電極及び該走査電極と直交して立体交差するように配設されたアドレス電極とを有し、放電空間内に放電ガスが封入されているとともに、可視光の発生手段が設けられており、該走査電極と該アドレス電極とによる書込み放電後、該維持電極と該走査電極とを駆動して該放電ガスを放電させてプラズマを生成することにより紫外線を発生させ、該紫外線により該発生手段から可視光を発生させるようにしたカラー表示用の３電極交流型プラズマディスプレイパネルであって、
各アドレス電極間に隔壁が設けられて、該隔壁間で該アドレス電極に沿う方向にセルが配列され、該書込み放電の際、該アドレス電極に沿う方向の隣接セル間で電荷の拡散が発生する構造を有し、
該放電ガスはＸｅ，Ｈｅ，Ｎｅの各ガスにより構成された混合ガスであって、
Ｘｅの該放電ガス全体に対する混合比率が１体積％以上１０体積％以下として、該維持電極と該走査電極との間のサステインパルスの電圧レベルの上昇を抑え、
ＮｅとＨｅとの間でＨｅの混合比率を５体積％以上５０体積％以下として、該アドレス電極と該走査電極との間に発生するアドレスパルスの電圧レベルが高い場合でも、該サステインパルスの電圧レベルの発光セルを正常に発光駆動させる動作マージンを所定量以上に確保することにより、該電荷の拡散に基づく誤放電を抑えるようにしたことを特徴とするプラズマディスプレイパネル。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、プラズマディスプレイパネル（以下、ＰＤＰという）の放電ガスに関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、特開平６−３４２６３１号公報に記載のように、放電ガスとしてＨｅ（ヘリウム），Ｎｅ（ネオン），Ｘｅ（キセノン）の３成分混合ガスを用いたＰＤＰが知られている。この従来技術は、ＨｅとＮｅとの体積比を６対４から９対１とし、Ｘｅの全ガス量に対する体積比を１．５〜１０％とするものであって、駆動電圧（サステイン電圧）を低くして高発光効率が実現できるとするものである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記従来技術での成分ガスの混合比では、放電開始電圧の増加と動作マージンの減少が起こる。ここで、動作マージンとは、サステイン電圧の下限から上限までの電圧範囲と定義される。このサステイン電圧の下限はアドレス期間で発光すべく選択されたセル（以下、発光セルという）を発光させるための最低の電圧、即ち放電開始電圧で決まり、また、動作マージンの上限は壁電荷の主として自己消去によって発光が不能となることがない最大の電圧で決まる。そして、このように放電開始電圧の上昇と動作マージンの減少が生ずると、サステイン電圧の電圧値設定に制約が加わることになり、駆動の容易さという点から必ずしも満足できる構成ではなかった。
【０００４】
即ち、ＡＣ（交流）型ＰＤＰの駆動としては、書込放電によって発光させるセルを選択する方式が一般的であり、この書込放電の段階で電極上に正確に所定量の電荷を形成する必要がある。
【０００５】
しかし、ＡＣ型ＰＤＰでは、アドレス電極に沿う方向に隔壁が設けられていないのが一般的であり、書込放電の際、隔壁で区切られていない隣接セルへの電荷の拡散など（以下、これをクロストークという）により、選択された発光セルに必要量の電荷が形成されない。従って、クロストークによっても動作マージンの上限が制限され、動作マージンが減少する。
【０００６】
上記従来技術では、これらの点について何ら配慮がなされていなかった。
【０００７】
本発明の目的は、かかる問題を解消し、クロストークによる動作マージンの低減を抑制しつつ、クロストークによって生ずる誤放電を低減することができるようにしたプラズマディスプレイパネルを提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明は、少なくともＨｅ，Ｎｅ，Ｘｅの３成分混合ガスを放電ガスとしてディスプレイパネル内に封入したものであって、ＮｅとＨｅとの間でＨｅの混合比率を５〜５０体積％としたものである。
【０００９】
これによると、クロストークによる影響が抑圧されて動作マージンの上限がほぼ一定に保持されることになり、動作マージンを広く保つことができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面を用いて説明する。
図４は本発明によるＰＤＰの一実施形態の構造の一部を拡大して示す分解斜視図であって、１は前面ガラス基板、２はＸ電極、３はＹ電極、４はＸバス電極、５はＹバス電極、６は誘電体層、７は保護層、８は背面ガラス基板、９はアドレス電極、１０は誘電体層、１１は隔壁、１２は蛍光体、１３は放電空間である。
【００１１】
同図において、前面ガラス基板１の下面には、透明なＸ電極２と透明なＹ電極３とが交互に、かつ互いに平行に付設されており、Ｘ電極２にＸバス電極４が、Ｙ電極３にＹバス電極５が夫々積層付設されている。そして、これらＸ電極２，Ｙ電極３，Ｘバス電極４及びＹバス電極５が誘電体層６によって被覆され、この誘電体層６の表面にＭｇＯなどの保護層７が付設されている。
【００１２】
一方、背面ガラス基板８の上面には、前面ガラス基板１に付設されているＸ電極２及びＹ電極３と直交して立体交差するようにアドレス電極９が等間隔で付設されており、これらアドレス電極９が誘電体層１０によって被覆されている。そして、この誘電体層１０上のアドレス電極９間毎にアドレス電極９と平行に隔壁１１が設けられており、隔壁１１の壁面と誘電体層１０の上面とに蛍光体１２が塗布されている。
【００１３】
かかる前面ガラス基板１と背面ガラス基板８とは、保護層７の表面が隔壁７の頂面と当接するようにして、対向しており、この保護層７と隔壁１１と誘電体層１０とで放電空間１３が形成されており、放電空間１３毎に隔壁１１の壁面と誘電体層１０の上面とに蛍光体１２が塗布されている。そして、隔壁１１によって仕切られる放電空間１３において、１つずつのＸ電極２及びＹ電極３との対が含まれる領域が画素の最小単位である１つのセルを形成している。
【００１４】
図５は図４中の矢印Ｄ１の方向からみたＰＤＰの断面図であって、１つのセル部分を示しており、図４に対応する部分には同一符号をつけている。また、図６は図４中の矢印Ｄ２の方向からみたＰＤＰの断面図であって、１つのセル部分を示しており、図４に対応する部分には同一符号をつけている。ここで、破線はセルの境界を示すものであるが、実際には、隔壁などによって区切られているわけではない。
【００１５】
図５及び図６において、アドレス電極９は隣り合う２つの隔壁１１の中間に位置しており、前面ガラス基板１と背面ガラス基板８と隔壁１１とに囲まれた放電空間１３には、放電を行なわせるための放電ガスが充填されている。Ｘ電極２，Ｙ電極３及びアドレス電極９のうちの少なくとも２つの電極間に電位差を与えることにより、放電空間１３内に放電が発生し、放電ガスは正あるいは負の電荷を持つ粒子が混在するプラズマ状態となる。
【００１６】
図７は図４に示したＰＤＰに１枚の（即ち、１フィールドの）画像を表示するのに要する１フィールドの動作を示す図である。
【００１７】
図７（ａ）において、１フィールドＴFは複数のサブフィールドＴＳＦ1，ＴＳＦ2，……，ＴＳＦ8に分割され、各サブフィールドＴSFは、図７（ｂ）に示すように、リセット放電期間ＴRと発光セルを規定するアドレス放電期間ＴAとサステイン放電期間ＴSとからなっている。
【００１８】
図８は１つのサブフィールドＴＳＦの各期間ＴR，ＴA，ＴS毎に各電極２，３，９に印加される電圧を示す波形図であって、図８（ａ）はＸ電極２に印加される電圧波形、図８（ｂ）はＹ電極３に印加される電圧波形、図８（ｃ）はアドレス電極９に印加される電圧波形を夫々示している。
【００１９】
図８において、リセット放電期間ＴRでは、Ｘ電極２にリセットパルスＰRが印加される。アドレス放電期間ＴAでは、Ｙ電極３にスキャンパルスＰSCが、アドレス電極９にアドレスパルスＰAが夫々同時に印加される。サステイン放電期間ＴSでは、Ｘ電極２にＸサステインパルスＰSXが、Ｙ電極３にＹサステインパルスＰSYが、アドレス電極９に全面アドレスパルスＰSAが夫々印加される。ここで、ＸサステインパルスＰSXとＹサステインパルスＰSYとは交互に印加され、全面アドレスパルスＰSAはサステイン放電期間ＴSに亘る一定のパルスである。また、グランド電位（ＧＮＤ）は０Ｖである必要はない。
【００２０】
リセット放電期間ＴRでは、Ｘ電極２に印加するリセットパルスＰRによる放電により、誘電体６上に蓄積した電荷の消去が行なわれる。その後、Ｙ電極３にスキャンパルスＰSCが印加されているときにアドレス電極９にアドレスパルスＰAが印加されると、このＹ電極３とアドレス電極９との交点に位置するセルで書込放電が発生する。
【００２１】
次に、アドレス放電期間ＴAでは、Ｘ電極２がグランド電位に対して正の電位に保持され、また、Ｙ電極３がグランド電位に対して負の電位に保持される。このため、Ｘ電極２とＹ電極３とは書込放電によって生じた電荷を集め、Ｘ電極２の近傍の誘電体６上に負の電荷が、また、Ｙ電極３の近傍の誘電体６上に正の電荷が夫々蓄積する。そして、かかる状態で、Ｙ電極３にスキャンパルスＰSCが印加されたとき、アドレス電極９にアドレスパルスＰAが印加されると、これらＹ電極３とアドレス電極９との好転でのセルで書込放電が発生し、そのセルが発光セルになるが、アドレス電極９がグランド電位のままに保持されていると、そこでのセルに書込放電が発生せず、そのセルは非発光セルとなる。
【００２２】
この実施形態は、かかる構造のＰＤＰにおいて、放電空間１３内に封入した放電ガスを少なくともＨｅ，Ｎｅ，Ｘｅからなる混合ガスとするものであって、後述するように、広い動作マージンを維持しつつ、クロストークによる誤放電を防止できるようにするために、Ｈｅの混合比率を５〜５０％とするものであり、さらには、Ｘｅの混合比率を１〜１０％として、駆動電圧の上限を抑えることができるようにする。なお、ここでの「％」とは、体積（あるいは、モル）％のことである。
【００２３】
以下、この点について説明する。
図１はＸｅ，Ｈｅ，Ｎｅの３成分混合ガスと従来のＸｅ，Ｎｅの２成分混合ガスとでの動作マージンを比較して示す図であって、横軸にアドレスパルスＰAの電圧値（アドレス電圧）を、縦軸にＸ，ＹサステインパルスＰSX ,ＰSYの電圧値（サステイン電圧）を夫々とり、アドレス電圧毎のサステイン駆動可能なサステイン電圧の上限と下限とを実験によって求めたものである。この実験では、対角長２５インチで解像度ＸＧＡのＰＤＰを用い、そのセルピッチは１６５μｍである。
【００２４】
ここで、図１（ａ）はＨｅ１５％＋Ｎｅ８１％＋Ｘｅ４％の３成分混合ガスとＮｅ９６％＋Ｘｅ４％の従来の２成分混合ガスとを比較して示すものであって、図１（ｂ）はＨｅ６６％＋Ｎｅ３０％＋Ｘｅ４％の３成分混合ガスとＮｅ９６％＋Ｘｅ４％の同じ従来の２成分混合ガスとを比較して示すものである。そして、図１（ａ）では、黒四角を結ぶ線がＮｅ９６％＋Ｘｅ４％の２成分混合ガスの場合の動作マージンの下限を、白四角を結ぶが同じく上限を夫々表わしており、黒丸を結ぶ線がＨｅ１５％＋Ｎｅ８１％＋Ｘｅ４％の３成分混合ガスの場合の下限を、白丸を結ぶ線が同じく上限を夫々表わしている。また、図１（ｂ）では、黒四角を結ぶ線がＮｅ９６％＋Ｘｅ４％の２成分混合ガスの場合の動作マージンの下限を、白四角を結ぶ線が同じく上限を夫々表わしており、黒丸を結ぶ線がＨｅ６６％＋Ｎｅ３０％＋Ｘｅ４％の３成分混合ガスの場合の下限を、白丸を結ぶ線が同じく上限を夫々表わしている。
【００２５】
黒四角を結ぶ線と白四角を結ぶ線との間が、Ｎｅ９６％＋Ｘｅ４％の２成分混合ガスを用いた場合の、アドレス電圧に対して正常に発光セルを発光駆動させることができるサステイン電圧の範囲であり、この範囲がこの２成分混合ガスを用いた場合の動作マージンである。同様に、黒丸を結ぶ線と白丸を結ぶ線との間が、Ｈｅ１５％＋Ｎｅ８１％＋Ｘｅ４％あるいはＨｅ６６％＋Ｎｅ３０％＋Ｘｅ４％の３成分混合ガスを用いた場合の、アドレス電圧に対して正常に発光セルを発光駆動させることができるサステイン電圧の範囲であり、この範囲がこの３成分混合ガスである場合の動作マージンである。
【００２６】
図１（ａ），（ｂ）において、従来のＮｅ９６％＋Ｘｅ４％の２成分混合ガスを用いた場合には、白四角（□）を◇で囲んで示すように、アドレス電圧を高くするにつれて動作マージンの上限が急激に低下し、これにつれて動作マージンが急激に狭くなる。これは、隣接セル間のクロストークによるものであって、このクロストークが発生すると、表示画面の、特に、輪郭部にちらつきが観測されて正常な発光状態とはならず、表示画像の画質が劣化する。従って、これにより、動作マージンの上限が制限されることになる
これに対し、Ｈｅ１５％＋Ｎｅ８１％＋Ｘｅ４％あるいはＨｅ６６％＋Ｎｅ３０％＋Ｘｅ４％の３成分混合ガスを用いる場合には、アドレス電圧が高くなっても、動作マージンの上限の低下はみられず、ほぼ一定に保持される。従って、この場合には、動作マージンの急激な低下はみられなかった。
【００２７】
一方、図１（ａ），（ｂ）を比較して明らかなように、Ｈｅ６６％＋Ｎｅ３０％＋Ｘｅ４％の３成分混合ガスを用いた場合には、Ｈｅ１５％＋Ｎｅ８１％＋Ｘｅ４％の３成分混合ガスを用いる場合に比べ、動作マージンが狭くなる。これは、これらの動作マージンの上限にほとんど差異がないのに対し、後者の混合ガスの方が前者の混合ガスよりも動作マージンの下限が大きく上昇したことによるものである。
【００２８】
このように、Ｎｅ，Ｘｅの２成分混合ガスにＨｅを追加することにより、クロストークを抑制することができる。そして、図１（ａ）において、Ｈｅ６６％＋Ｎｅ３０％＋Ｘｅ４％の３成分混合ガスを用いた場合には、動作マージンの下限が、Ｎｅ９６％＋Ｘｅ４％の２成分混合ガスの場合の動作マージンの下限よりも上昇するが、このＮｅ９６％＋Ｘｅ４％の２成分混合ガスの場合、その動作マージンの上限がクロストークによって急激に低下することから、アドレス電圧が高い場合でも、動作マージンを高くとれるものである。
【００２９】
しかしながら、かかるＸｅ，Ｈｅ，Ｎｅの３成分混合ガスであっても、Ｈｅの混合比を増加させると、動作マージンの上限に格別の変化がないのに対し、その下限がますます上昇し、図１（ｂ）に示すように、その混合比が約７０％と大きくなると、動作マージンが大きく減少する。
【００３０】
図２はＨｅの混合率の変化に対する動作マージンの変化の実験結果を示す図であって、ここでは、Ｘｅの混合率を４％，アドレス電圧を８０Ｖとしている。
【００３１】
なお、この場合のＨｅの混合率とは、Ｘｅ,Ｎｅ,Ｈｅの３成分混合ガスにおいて、Ｘｅが占める体積(モル数)を除いた残りのＮｅとＨｅとの間でのＨｅの混合率をいうものであって、いま、この３成分混合ガス全体において、Ｘｅ,Ｎｅ,Ｈｅ夫々の混合率を夫々ｘ％，ｎ％，ｈ％とすると、上記のＨｅの混合率Ｈ％及び同じくＮｅの混合率Ｎ％は
Ｈ＝１００・ｈ/(１００−ｘ）    Ｎ＝１００・ｎ/(１００−ｘ）
で表わされる。ｘ＋ｎ＋ｈ＝１００とすると、Ｈ＋Ｎ＝１００である。勿論、放電ガスがＸｅ,Ｎｅ,Ｈｅ以外の成分ガスも含んでいるときでも、上記Ｈｅの混合率はＸｅとＸｅ,Ｎｅ,Ｈｅ以外のこの成分ガスとが占める体積(モル数)を除いた残りのＮｅとＨｅとの間でのＨｅの混合率をいうものであり、上記のｘ％は、放電ガスにおいて、ＸｅとＸｅ,Ｎｅ,Ｈｅ以外のこの成分ガスとを含めたガスの混合率である。図２の横軸はこのＨｅの混合率Ｈをとっているのである。
【００３２】
図２において、混合率Ｈ＝０では、同じ条件でのＮｅ，Ｘｅの２成分混合ガスの場合の動作マージンに等しく、Ｈｅの混合率Ｈを０から順次増加させることにより、動作マージンが広くなっていく。そして、このＨｅの混合率Ｈがほぼ１５％で動作マージンがピークとなり、さらにＨｅの混合率Ｈを増加させていくと、動作マージンは順次減少していく。Ｈｅの混合率Ｈがほぼ５０％で０％と同程度の動作マージンとなり、さらにＨｅの混合率Ｈを増加させると、動作マージンはますます減少していく。
【００３３】
そこで、この実施形態では、Ｎｅ，Ｘｅ２成分混合ガスの場合と同等以上の広い動作マージンを得るために、Ｈｅの混合率Ｈを５〜５０％程度に設定するものである。即ち、Ｎｅに対してＨｅの混合率Ｈが大きくならないようにする。なお、この混合率ＨをＸｅ，Ｎｅ，Ｈｅの３成分混合ガス全体での混合率ｈに変換すると、Ｘｅの混合率ｘが４％であるから、上記の式により、ｈ＝４.８〜４８.０％となる。これに対し、Ｎｅの混合率Ｎは、ｎ＝９１.２〜４８.０％となる。
【００３４】
なお、Ｎｅガスは、放電することにより、赤色光を発光するが、この実施形態では、Ｈｅガスが混合されたことにより、かかる赤色光の発光も抑制することが可能となり、Ｎｅ，Ｘｅの２成分混合ガスの場合に比べ、白色色度も改善されたことが確認できた。
【００３５】
図３は放電ガスのガス圧を３００ＴｏｒｒとしたときのＸｅの混合率に対するサステイン電圧の変化の実験結果を示す図であり、Ｘｅガスの混合率がほぼ１０％でサステイン電圧はほぼ２００Ｖであった。
【００３６】
ここで、Ｘｅの混合率を高くすると、発光効率などが改善されるという効果が得られるが、その反面、サステイン電圧も高くしなければならない。しかし、サステイン電圧としては、駆動回路などの問題からあまり高くない方が好ましい。そこで、この実施形態では、サステイン電圧が２００Ｖを越えない方が適切であるとして、Ｘｅの混合率を１〜１０％に設定する。
【００３７】
なお、Ｘｅの混合率ｘが１〜１０％の範囲では、Ｈｅの混合率Ｈに対するサステイン電圧の動作マージンは、図２に示すＸｅの混合率ｘが４％である場合とほとんど変わりなかった。
【００３８】
このようにして、この実施形態では、放電ガスとしてＨｅ，Ｎｅ，Ｘｅの３成分混合ガスを用い、Ｈｅの上記の意味での混合率をほぼ５〜５０％として、広い動作マージンを保持しながらクロストークによる誤放電を抑制し、また、Ｘｅの混合率をほぼ１〜１０％とすることにより、サステイン電圧の上昇を抑えて適切なものとすることができる。
【００３９】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によると、放電ガスとしてＨｅ，Ｎｅ，Ｘｅの３成分混合ガスを用い、かつＨｅの混合率を特定しているので、サステインの動作マージンを広く維持しながら、隣接セル間のクロストークによる誤放電を抑制することができるし、白色色度も改善される。
【００４０】
また、本発明によると、Ｘｅガスの混合率を特定しているので、サステイン電圧も適切な電圧にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】プラズマディスプレイパネルにおける放電ガスとしてのＨｅ，Ｎｅ，Ｘｅの３成分混合ガスとＮｅ，Ｘｅの２成分混合ガスとでのサステイン電圧の動作マージンの実験結果を示す図である。
【図２】プラズマディスプレイパネルにおける放電ガスとしてＨｅ，Ｎｅ，Ｘｅの３成分混合ガスでのＨｅガスの混合率に対するサステイン電圧の動作マージンの変化の実験結果を示す図である。
【図３】プラズマディスプレイパネルにおける放電ガスとしてＨｅ，Ｎｅ，Ｘｅの３成分混合ガスでのＸｅガスの混合率に対するサステイン電圧の変化の実験結果を示す図である。
【図４】本発明によるプラズマディスプレイパネルの構造の一部を示す分解斜視図である。
【図５】図４に示したプラズマディスプレイパネルを矢印Ｄ１の方向からみた断面図である。
【図６】図４に示したプラズマディスプレイパネルを矢印Ｄ２の方向からみた断面図である。
【図７】プラズマディスプレイパネルでの１フィールド期間の動作を示す図である。
【図８】図七における１サブフィールド内の駆動波形を示す図である。
【符号の説明】
１  前面ガラス基板
２  Ｘ電極
３  Ｙ電極
４  Ｘバス電極
５  Ｙバス電極
６  誘電体
７  保護層
８  背面ガラス基板
９  アドレス電極
１０  誘電体
１１  隔壁
１２  蛍光体
１３  放電空間
【図１】
0004011746.tif 000002
【図２】
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【図３】
0004011746.tif 000004
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
0004011746.tif 000008
【図８】
0004011746.tif 000009