(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
間に放電空間を形成するよう対向配置された２つの基板のうち一方の基板上に走査電極と維持電極を複数配列し他方の基板上にデータ電極を複数配列しかつ前記放電空間に５％を超える分圧のキセノンを封入して構成したプラズマディスプレイパネルと、維持期間において、前記プラズマディスプレイパネルの走査電極と維持電極に正の電位から０へ向かう方向に電位が変化し０を維持した後０から前記正の電位へ向かう方向に電位が変化する負極性のパルスを交互に印加して、前記パルスが立ち下がることによって前記走査電極と前記維持電極との間および前記パルスを印加した前記走査電極または前記維持電極と前記データ電極との間で放電を発生させ、前記パルスの立ち上がりによる放電を発生させない駆動手段とを有することを特徴とするプラズマディスプレイ装置。
【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装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
ＡＣ型プラズマディスプレイパネル（以下、「パネル」という）は、図６の断面図に示すように、間に放電空間１を形成するように、２つのガラス製の表面基板２とガラス製の背面基板３とが対向配置されている。放電空間１には放電によって紫外線を放射するネオン（Ｎｅ）およびキセノン（Ｘｅ）が封入されており、通常は全ガス圧に対してＸｅの分圧が５％である。表面基板２上には走査電極４と維持電極５とからなる放電電極が複数配列されており、走査電極４および維持電極５を覆って誘電体層６が形成され、誘電体層６の上に酸化マグネシウム（ＭｇＯ）等からなる保護膜７が形成されている。走査電極４は透明電極４ａと金属電極４ｂとから構成され、維持電極５は透明電極５ａと金属電極５ｂとから構成されている。
【０００３】
背面基板３上には、走査電極４および維持電極５と直交する方向に複数のデータ電極８が互いに平行配列されており、また各データ電極８を隔離しかつ放電空間１を形成するための隔壁９がデータ電極８の間に設けられている。データ電極８と隔壁９の側面を覆って蛍光体層１０が形成されている。そして、走査電極４および維持電極５とデータ電極８との交差部に放電セルが形成される。
【０００４】
従来のプラズマディスプレイ装置は、このような従来のパネルとそれを駆動するための駆動手段とを有している。
【０００５】
次に、従来のパネルに画像データを表示させる方法について説明する。画像の階調表示は、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を有する。
【０００６】
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。初期化期間では、たとえば、維持電極５およびデータ電極８に対して正極性となるパルス電圧をすべての走査電極４に印加し、保護膜７および蛍光体層１０上に壁電荷を蓄積する。
【０００７】
アドレス期間では、すべての走査電極４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。画像データがある場合、走査電極４を走査している間にデータ電極８に正極性のデータパルスを印加すると、走査電極４とデータ電極８との間で放電が起こり、走査電極４上の保護膜７の表面に壁電荷が形成される。
【０００８】
続く維持期間では一定の期間、走査電極４と維持電極５との間に放電を維持するのに十分な電圧を有する維持パルスを交互に印加する。図７（ａ）、（ｂ）はそれぞれ走査電極４および維持電極５に印加する維持パルスの波形を示しており、維持パルスは、波高値がＶSOでありかつ電位が増加する方向（０からＶSOへ向かう方向）に変化する正極性のパルスである。維持パルスにより、画像データがある放電セルでは走査電極４と維持電極５との間に放電プラズマが生成され、維持パルスを印加するごとに蛍光体層１０が励起発光する。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セルでは放電は発生せず、蛍光体層１０の励起発光は起こらない。図７（ｃ）は発光波形を示しており、維持パルスが立ち上がる（電位が０からＶSOに変化する）たびに発光している。
【０００９】
以上のようにパネルを駆動した場合、維持期間における維持パルスの波高値（維持電圧）に対するパネルの発光効率の変化を図８に示す。パネルにはネオン（Ｎｅ）とキセノン（Ｘｅ）を封入しており、Ｘｅの分圧が５、７、１０および２０％としている。この図からわかるように、パネルの発光効率は最大で１．１ｌｍ／Ｗ程度であり、維持電圧の上昇に伴って減少している。また、パネルの輝度は維持電圧の上昇に伴って増加するので、高発光効率かつ高輝度のパネルを得ることは困難であった。
【００１０】
また、パネルの高輝度化を図るために、特開平８−３１４４０５号公報には、維持期間において図９（ａ）、（ｂ）に示す正極性の維持パルスをそれぞれ走査電極と維持電極に印加するとき、維持パルスの波高値ＶS1を、放電開始電圧Ｖｆより低くかつ誤動作が起こらない範囲内の最も放電開始電圧Ｖｆに近い値に設定し、通電期間Ｔｓの長さをその終了時点で壁電圧が放電開始電圧Ｖｆを越えるように設定することが開示されている。これによって、図９（ｃ）に示すように、維持パルスが立ち上がるときだけでなく維持パルスが立ち下がる（電位がＶS1から０に変化する）ときにも発光する。維持パルスが立ち下がることによる発光は、誘電体層上の蓄積電荷による壁電圧によって生じる放電（自己放電）を利用したものであり、通常の放電による発光と自己放電による発光とが交互に発生している。図９（ｃ）に示すような発光をさせることにより、発光回数を維持パルスの印加回数の２倍にすることができ、輝度を向上させるというものである。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特開平８−３１４４０５号公報に記載されたパネルの駆動方法によって発生する自己放電は、誘電体層上の蓄積電荷による壁電圧と維持パルスの波高値との和からなる電圧で発生する通常の放電とは異なり、誘電体層上の蓄積電荷による壁電圧だけによって生じるものであり、壁電圧のばらつきがそのまま自己放電による発光強度のばらつきに影響する。特に、画面が大きくなったり放電セルの数が多くなると、壁電圧のばらつきが大きくなるのに伴って自己放電による発光強度がかなりばらつくので、画面全体を輝度むらがなくきれいに表示させることは困難であった。
【００１２】
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あり、自己放電を発生させることなく高輝度、高発光効率を実現するプラズマディスプレイ装置を提供することを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
この目的を達成するために本発明のプラズマディスプレイ装置は、間に放電空間を形成するよう対向配置された２つの基板のうち一方の基板上に走査電極と維持電極を複数配列し他方の基板上にデータ電極を複数配列しかつ前記放電空間に５％を超える分圧のキセノンを封入して構成したプラズマディスプレイパネルと、維持期間において、前記プラズマディスプレイパネルの走査電極と維持電極に正の電位から０へ向かう方向に電位が変化し０を維持した後０から前記正の電位へ向かう方向に電位が変化する負極性のパルスを交互に印加して、前記パルスが立ち下がることによって前記走査電極と前記維持電極との間および前記パルスを印加した前記走査電極または前記維持電極と前記データ電極との間で放電を発生させ、前記パルスの立ち上がりによる放電を発生させない駆動手段とを有するものである。この構成により、自己放電を発生させることなく高輝度かつ高発光効率のプラズマディスプレイ装置を得ることができる。
【００１４】
【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。
【００１５】
本発明の一実施形態におけるプラズマディスプレイ装置は、パネルとその駆動手段とを有しており、図２にパネルの構造を示している。パネル構造で図６に示す部分と同一部分については同じ番号を付けており、図２のパネル構造が図６のものと異なる点は、走査電極１１および維持電極１２が透明電極を使用せず金属電極から構成されていることである。
【００１６】
図１（ａ）、（ｂ）は、パネルの駆動手段によってそれぞれ走査電極１１と維持電極１２に印加される維持期間での電圧波形を示している。本実施形態では、図７、図９に示した波形とは異なり、波高値がＶSでありかつ電位が減少する方向（ＶSから０へ向かう方向）に変化する維持パルス（負極性の維持パルス）が走査電極１１と維持電極１２に交互に印加されている。図１（ｃ）は発光波形を示しており、維持パルスが印加されるのに伴い維持放電が発生し発光している。すなわち、維持パルスが立ち下がる（電位がＶSから０へ向かう）ごとに発光しているが、維持パルスが立ち上がる（電位が０からＶSへ向かう）ときには維持放電は発生していない。すなわち、前述した自己放電は発生していない。したがって、従来のパネルで課題となっていた輝度むらの発生を防止することができ、従来よりも優れた表示品質を得ることができる。
【００１７】
また、本実施形態の負極性の維持パルスを印加すると、走査電極１１と維持電極１２との間だけでなく、その維持パルスを印加した走査電極１１または維持電極１２とデータ電極８との間でも放電が発生していることが確認された。これは、例えば走査電極１１に負極性の維持パルスを印加した時、誘電体層６上に蓄積された負の壁電圧によってデータ電極８側に対して走査電極１１側が負になるため、イオンが保護膜７に衝突して２次電子が発生するので、走査電極１１とデータ電極８との間で放電が発生するものと考えられる。
【００１８】
次に、本実施形態のプラズマディスプレイ装置の場合、すなわち図２のパネルを図１の駆動波形で駆動した場合での、維持パルスの波高値（維持電圧）に対するパネルの発光効率および輝度の変化を図３（ａ）および（ｂ）に示す。測定に使用したパネルでは、走査電極１１および維持電極１２の電極幅をそれぞれ１００μｍとし、走査電極１１と維持電極１２との距離ｄｐを８０μｍとし、隔壁９の高さを１２０μｍとした。パネルにはネオン（Ｎｅ）とキセノン（Ｘｅ）の混合ガスを６６．５ｋＰａ封入し、Ｘｅ分圧を５%、１２％および２０％とした。また、維持期間における駆動波形の周波数を１５．３ｋＨｚとした。発光輝度は輝度計にて測定し、発光効率はパネルの発光輝度と消費電力から求めた。
【００１９】
図３（ａ）、（ｂ）ではＸｅ分圧が５％、１２％および２０％のときの結果をそれぞれ実線ａ、実線ｂおよび実線ｃで示している。従来のプラズマディスプレイ装置では、図８に示したように維持電圧の上昇に伴って発光効率は減少しているが、本実施形態のプラズマディスプレイ装置では維持電圧の上昇に伴って発光効率が上昇している領域があり、維持電圧が大きいとき、すなわち輝度が高いときに発光効率が高くなっていることがわかる。したがって、高輝度かつ高発光効率のプラズマディスプレイ装置が得られる。また、Ｘｅ分圧が５％のときの最大発光効率（発光効率の最大値）は、従来のプラズマディスプレイ装置の最大発光効率と同程度であるが、Ｘｅの分圧が１２％および２０％のときには、最大発光効率は１．８ｌｍ／Ｗ程度となっており、従来よりも発光効率がかなり大きなプラズマディスプレイ装置が得られる。
【００２０】
図４（ａ）、（ｂ）はそれぞれ、Ｘｅ分圧に対する発光効率、輝度の変化を示している。本実施形態および従来のプラズマディスプレイ装置の場合をそれぞれ実線ａおよび実線ｂで示しており、それぞれの場合においてＸｅ分圧が５％のときの輝度および発光効率を１としている。発光効率は維持電圧によって変化するが、図４（ａ）は最大発光効率を相対的に示しており、そのときの輝度を図４（ｂ）に示している。図４からわかるように、本実施形態のプラズマディスプレイ装置ではＸｅ分圧が５％を超えると、５％の場合に比べて発光効率は大きくなり、従来のプラズマディスプレイ装置に比べて高発光効率となっている。また輝度についても同様に、本実施形態のプラズマディスプレイ装置ではＸｅ分圧が５％を超えると、５％の場合に比べてかなり大きくなっている。よって本実施形態によれば、パネル内に封入しているＸｅ分圧が５％を超えると高輝度かつ高発光効率のプラズマディスプレイ装置が得られる。
【００２１】
次に、パネルを駆動するときの容易性を表す駆動マージンについて説明する。維持電圧を下げていったとき、画像データがあるのに維持放電が発生せず発光しない放電セルが発生し始める維持電圧を最小維持電圧Ｖnとし、逆に維持電圧を上げていったとき、画像データがないのに維持放電が発生し発光する放電セルが発生し始める維持電圧を最大維持電圧Ｖxとするとき、駆動マージンはＶx−Ｖnで与えられ、駆動マージンが大きいほど正常に駆動できる電圧範囲が大きく駆動しやすい。
【００２２】
図２に示したパネルを使用し、従来の駆動方法によってＸｅ分圧が５％のパネルを駆動した場合、最小維持電圧Ｖnは１８５Ｖであり最大維持電圧Ｖxは２５０Ｖであった。これに対し、本実施形態の駆動方法によってパネルを駆動した場合、最小維持電圧Ｖnは１８５Ｖであり最大維持電圧Ｖxは２７０Ｖであった。したがって、本実施形態の駆動方法を用いることでパネルの駆動マージンが８５Ｖとなり、従来の駆動方法を用いた場合の駆動マージン（６５Ｖ）よりも２０Ｖ大きくすることができるので、従来よりも駆動しやすくなっている。Ｘｅ分圧が１２％および２０％の場合も同様に、本実施形態の駆動方法を用いることでパネルの駆動マージンが従来よりも大きくなり駆動しやすくなる。
【００２３】
以上では、本発明の一実施形態のパネルが、金属電極のみから構成された走査電極および維持電極を有する場合について説明したが、図６に示すような透明電極を用いて構成した走査電極および維持電極を有するパネルについても同様な結果が得られる。すなわち、維持電圧の上昇に伴って発光効率が上昇している領域があり、Ｘｅ分圧が５％を超え１２％、２０％の場合には、従来に比べて高輝度かつ高発光効率となる。また、駆動マージンは従来に比べて大きくなって駆動しやすくなり、前述した自己放電は発生しないので輝度むらの発生が抑制された優れた表示品質のパネルを得ることができる。
【００２４】
なお、透明電極のような電極幅の大きい構造のパネルを用いることで多くの電力を投入することができるため、図２のパネルよりも図６のパネルの方が高輝度となる。さらに図５に示すように、透明電極を用いるかわりに、走査電極１３および維持電極１４をそれぞれ複数に分割された金属電極で構成し、走査電極１３および維持電極１４の全体の電極幅を等価的に広くしたパネルでもよい。
【００２５】
また、Ｘｅ分圧の上限値についてはパネルの動作条件等を考慮して適宜設定すればよい。
【００２６】
【発明の効果】
以上のように本発明のプラズマディスプレイ装置によれば、放電空間に５％を超える分圧のキセノンを封入して構成したプラズマディスプレイパネルの走査電極と維持電極に、維持期間において負極性のパルスを印加することにより、高輝度、高発光効率で優れた表示品質を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）〜（ｃ）は本発明の一実施の形態によるプラズマディスプレイ装置における維持電圧波形および発光波形を示す波形図
【図２】本発明の一実施の形態によるプラズマディスプレイパネルの断面図
【図３】（ａ）、（ｂ）は図２のプラズマディスプレイパネルを駆動したときの発光効率および輝度の維持電圧依存性をＸｅ分圧を変えて示す特性図
【図４】（ａ）、（ｂ）は図２のプラズマディスプレイパネルを駆動したときの発光効率および輝度のＸｅ分圧依存性を従来のものと比較して示す特性図
【図５】本発明の他の実施の形態によるプラズマディスプレイパネルの断面図
【図６】（ａ）、（ｂ）は従来のプラズマディスプレイパネルの断面図
【図７】（ａ）〜（ｃ）は従来のプラズマディスプレイパネルにおける維持電圧波形および発光波形を示す波形図
【図８】従来のプラズマディスプレイパネルを駆動したときの発光効率の維持電圧依存性を示す特性図
【図９】（ａ）〜（ｃ）は他の従来のプラズマディスプレイパネルにおける維持電圧波形および発光波形を示す波形図
【符号の説明】
１  放電空間
２  表面基板
３  背面基板
４、１１、１３  走査電極
５、１２、１４  維持電極
６  誘電体層
７  保護膜
８  データ電極
９  隔壁
１０  蛍光体層
【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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