技術 ＡＣ型ＰＤＰの駆動方法

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本発明はＡＣ型プラズマディスプレイパネル即ちＡＣ型ＰＤＰの駆動法に関わる。

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例えば図３に示すような従来の３電極面放電型ＡＣＰＤＰでは、アドレス期間においてはガス空間を挟んで対向する第１のアドレス電極８と第２のアドレス電極２で構成するＸＹマトリクスでまずアドレス放電が起き、ＡＣ型電極即ち表面を誘電層で被覆することによりそこに静電容量形成する構造の第２のアドレス電極２に電荷を蓄積する。 これを壁電荷と呼ぶ。 上記アドレス放電が起きない即ち選択されない画素には壁電荷は生じないので、アドレス期間終了後には各画素に選択的に壁電荷が分布した状態になる。

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そこで次に上記第２のアドレス電極２と、それに並行して配されるサステイン電極３との間にパルスを印加すれば、上記壁電荷の分布に対応した放電が選択的に発生する。 上記第２のアドレス電極２と、サステイン電極３はＡＣ型電極であるから、この２電極間に継続的なＡＣパルス即ちサステインパルスを印加すれば、メモリー放電表示を行うことができる。 このサステイン放電期間のパルスのタイミングと壁電荷の状態を図２に示す。 図において壁電荷により発生する壁電圧は、破線によって各印加電圧パルス波形に重畳して示す。

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ところで上記サステイン放電はアドレス放電によって形成された壁電荷による電圧と上記２電極間に印加されるサステインパルス電圧の和が両電極間の放電開始電圧を上回った場合に起きる。 一方ＰＤＰでは駆動電圧ができるだけ低いことが望ましいことはいうまでもないが、ＰＤＰの放電開始電圧はあるガス圧のもとでは一般に電極間距離が狭い方が低くなり駆動電圧が下がる。 しかしながらカラーＰＤＰの場合、放電により発生する紫外線により蛍光体を発光させるために、電極間距離を広くとって放電空間を広げたほうが発光効率、輝度共に高くなることが理論、実験両面から確認されている。

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例えば図３のような構造の実用的ＰＤＰにおける典型的な寸法は、安定な駆動のために第１のアドレス電極８と第２のアドレス電極２の距離を優先的に決定する。 通常これを決める隔壁の高さは０．１ｍｍ程度とし、これに合わせてガス圧等を最適化している。 一方第２のアドレス電極２とサステイン電極３間は、前述したように感覚が広い程輝度特性が改善され、これを約１．０ｍｍ以上まで広げると、通常のＰＤＰで紫外線発生源として利用している負グローよりもさらに紫外線放射率の高い陽光柱が発生することが知られており、輝度特性の大幅改善が期待できる。 上記の理由から電極間距離は０．１ｍｍよりも大幅に広くしたいところであるが、放電開始電圧の上昇を押さえるために広くすることができなかった。 従って実用ＰＤＰでは、第２のアドレス電極２とサステイン電極３を透明電極で形成し、その電極間間隙を０．１ｍｍ程度に保ち、第１のアドレス電極８と第２のアドレス電極２の放電開始電圧と同程度の電圧にして駆動している。

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しかしこのような短間隙放電では輝度、発光効率ともに高くできない。 そこで構造上の工夫の一つとして、各画素の両電極から触角状の電極を突出させて見かけ上電極間距離を狭くして放電開始電圧を下げ、しかしながら主たる放電部分の電極は互いに離し、その上上記突出部分の面積よりも面積を広くとり、実質的に広い放電間隙で放電を行うようにしたＰＤＰもあるが、この場合上下ガラス基板のアライメントが難しくなるという問題がある。

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上記のごとく表示放電であるサステイン放電を、高発光効率、高輝度にするためにサステイン電極間距離を広げるが、それに伴って放電開始電圧が上昇することを回避するため、パネル構造を複雑にすることなく駆動上の工夫のみで解決しようとするものである。

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上記のごとくＰＤＰの放電開始電圧はあるガス圧のもとでは一般に電極間距離が広くなると高くなるが、一方で放電維持電圧は、放電開始後負ク゛ローが形成されると陰極のごく近傍に生じる空間電荷層による電界が放電維持特性を支配するため電極間距離の影響は少ない。 つまり放電がいったん開始してしまえば、電極間距離が広くても低い放電電圧で放電が維持できる。

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この性質を利用して本発明では、例えば図３の構造において、サステイン放電を従来のごとく第２のアドレス電極２とサステイン電極３間だけで行うのではなく、各サステインパルス印加時に、まず電極間間隙の狭い第１のアドレス電極８と第２のアドレス電極２、または第１のアドレス電極８とサステイン電極３間で予備放電を行い、続いて電極間間隙の広い第１のアドレス電極８とサステイン電極３間で主放電を行うようにする。 ここで本発明を構成する主要な工夫は、上記予備放電の放電時間を、主放電時間に比してごく短時間に行うようにした点である。

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図１は本発明の実施の形態の一つを示すサステインパルスのタイミング図である。 説明のためこれを適用するＰＤＰの構造は図３に示す従来型のいわゆる３電極面放電型ＰＤＰである。 しかし本発明の駆動方法は一対のサステイン電極とそれに対向する例えばアドレス電極のような第３の電極があれば、図３以外の構造のパネルにも適用可能であることは言うまでもない。

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図１のタイミング図はサステイン期間のみを示しており、これ以前のアドレス期間において第１のアドレス電極８と第２のアドレス電極２間に画像に応じて行われたアドレス放電のために第２のアドレス電極２の表面上には負の壁電荷、またサステイン電極３上には正の壁電荷が形成されている状態からサステイン期間が始まっていることを示している。 またこの壁電荷による壁電圧は破線にて示し、サステインパルス電圧波形に重畳するごとくに示している。 第２のアドレス電極２とサステイン電極３はＡＣ電極構造であるが、第１のアドレス電極８はＤＣ型でもＡＣ型でもよい。 ここでは第１のアドレス電極８はＤＣ型とし、従って動作中壁電荷の蓄積は起きない。

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さて負の壁電荷を持つ第２のアドレス電極２にマイナス極性のパルスを印加すると、放電電圧に対し電圧がそれぞれ重畳されたことになるので、電極間には印加電圧よりも高い電圧が生じる。 しかし通常の構造のＰＤＰであれば放電が開始するが、図３において第２のアドレス電極２とサステイン電極３の間を例えば０．６ｍｍ程度に広くとると、従来のサステイン電圧では放電が発生しない。つまりアドレス放電による壁電圧が重畳されてもサステイン放電が起きない。

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しかしこのときに第１のアドレス電極８に正のパルスを印加すれば、第１のアドレス電極８と第２のアドレス電極２間では放電が起きる。 このときの放電が一定時間以上にわたると第２のアドレス電極２上の負の壁電荷が消去され、さらに時間が経過すると次には逆に正の壁電荷が形成されてしまう。 このようになると第２のアドレス電極２とサステイン電極３の間の電位差は小さくなるので、第２のアドレス電極２とサステイン電極３の間の放電すなわちサステイン放電は起きない。

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そこで本発明の駆動方法では、第１のアドレス電極８と第２のアドレス電極２間の放電を非常に短時間即ち第２のアドレス電極２の負の壁電荷の一部が消去されるか、あるいは少なくとも正の壁電荷が蓄積される前にこのパルス印加を終了する。 この時間内ではパルスが停止した時点でまだその放電による空間電荷が放電空間中に残留している状態である。 従って第２のアドレス電極２とサステイン電極３の間の放電開始電圧は非常に低く、放電維持電圧よりも僅かに高い程度で再放電することになる。 いったん放電が開始されれば放電維持電圧は電極間距離に対して鋭敏ではないので、通常のサステイン放電ができる。 このようにしてサステイン放電に対し、補助的に第１のアドレス電極８と第２のアドレス電極２との間の放電をいわばトリガーとして使うことによって、ＰＤＰの構造としては電極間距離を広げても駆動電圧が通常と代わりがなく低い電圧で駆動できるので、輝度と発光効率の改善が可能になる。

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なお図１のごとく、第１のアドレス電極８に印加する細幅パルスの極性を正にした理由は、第１のアドレス電極側には通常蛍光体が塗布されており、また電極も保護層等の保護対策がなされていないのが普通であるからイオン衝撃をさける必要があるためである。 またアドレス時の電圧印加方法によっては、アドレス期間終了後サステイン電極側が負極性の壁電荷を持つ場合もあるが、この場合には第１のアドレス電極８とサステイン電極３間で補助的放電を行うことになるのは言うまでもない。

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本発明の駆動方法によれば、サステイン放電を行う電極間の間隙を広くしても放電開始電圧が高くならず、従って輝度の改善と発光効率の改善がパネル構造の大幅な変更によらず駆動方法の変更にみで可能となり、合わせて駆動電圧の低減効果から駆動回路の消費電力も低減できる。

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図１新しい駆動方法によるサステインパルスタイミング図
Ａ、第２のアドレス電極の印加パルス、破線は壁電圧Ｂ、サステイン電極の印加パルス、破線は壁電圧Ｃ、第１のアドレス電極の印加パルス
図２従来の駆動方法によるサステインパルスタイミング図
Ｄ、第２のアドレス電極の印加パルス、破線は壁電圧Ｅ、サステイン電極の印加パルス、破線は壁電圧Ｆ、第１のアドレス電極の印加パルス
図３３電極面放電型ＡＣＰＤＰの構造
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１、前面ガラス
２、第２のアドレス電極
３、サステイン電極
４、誘電層
５、保護層
６、隔壁
７、蛍光体
８、第１のアドレス電極