專利名稱：能以高精細和高亮度進行圖像顯示的ac型等離子體顯示面板及其驅(qū)動方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于計算機、電視機等的AC型等離子體顯示面板及其驅(qū)動方法。
背景技術(shù)：
近年來，在顯示領(lǐng)域提出了高精細顯示(高分辨率等)、平面化等高性能化的要求，與此相應(yīng)的各種研究開發(fā)正在進行。
作為平面顯示器的代表，可以列舉出液晶顯示器(LCD)、等離子體顯示面板(PDP)，其中的PDP適合于薄型且為大畫面，已經(jīng)開發(fā)出了50英寸級的產(chǎn)品。
PDP大致分為直流型(DC型)和交流型(AC型)，現(xiàn)在適合于大型化的AC型成為主流。


圖11(a)是示出AC面放電型PDP的現(xiàn)有例的主要部分的剖面圖。另外，圖11(b)是圖11(a)的A-A剖面圖。
一般地說，PDP為各色發(fā)光單元呈矩陣狀排列的結(jié)構(gòu)。AC面放電型PDP在例如特開平9-35628號公報中予以公開如圖11所示，正面玻璃基板211和背面玻璃基板221經(jīng)間壁224平行配置，在正面玻璃基板211上平行地設(shè)置放電電極對(掃描電極212a和維持電極212b)，電介質(zhì)層213和保護層214以覆蓋在它們上面的方式形成。另一方面，在背面玻璃基板221上，與掃描電極212a正交地配置地址電極222，借助于在用兩板間的間壁隔開的空間230內(nèi)配置各色熒光體層225，封入放電氣體(例如氖和氙)形成各色發(fā)光單元，PDP即呈這樣的面板結(jié)構(gòu)。
雖然用驅(qū)動電路對PDP的各電極施加電壓，但由于各放電單元原本只能進行點亮或熄滅2級灰度顯示，所以采用了對紅(R)、綠(G)、藍(B)各色，將1場分割為多個子場，對點亮時間進行時分，由其組合來顯示中間灰度的方法(場內(nèi)時分灰度顯示模式)。
在各子場中，一般用ADS(Address Display-period Separation，地址顯示期間分割)方式在PDP上顯示圖像。采用此方式時，進行了一系列稱為如下各期間的工作向全體掃描電極施加脈沖電壓進行初始化的初始化期間，對依次向掃描電極施加脈沖電壓，同時向地址電極中的被選擇的電極施加脈沖電壓進行點亮的單元積累壁電荷的尋址期間，在掃描電極與維持電極之間施加脈沖電壓進行放電維持的放電維持期間。然后，借助于維持放電發(fā)出紫外線，通過熒光體層225的熒光體粒子(紅、綠、藍)受該紫外線激發(fā)發(fā)光而進行圖像顯示。
對這樣的PDP，將驅(qū)動電壓盡可能地壓低，同時盡可能地提高發(fā)光效率是迄今研究的課題。這里，將驅(qū)動電壓盡可能地壓低是為了使電路設(shè)計容易，以及能降低無效功率引起的損耗。
考慮到這一點，PDP的封入氣壓一般設(shè)定在約40～65kPa，氙氣的比例一般設(shè)定為約5體積％左右。另外，掃描電極212a與維持電極212b的間隙(以下稱維持放電間隙)dp設(shè)定在可在帕申曲線上得到最低放電電壓的值(通常約80μm)的附近，將外部維持電壓VSUS抑制到180～200V。
另外，也可以如圖11那樣，借助于由透明電極2121a、2121b和金屬母線2122a、2122b構(gòu)成放電電極212a、212b，通過透明電極使放電得到拓寬。
此項技術(shù)對提高發(fā)光效率是有效的，但是，在這種PDP中，發(fā)光效率為11m/W左右，將此值與CRT的進行比較，發(fā)光效率約為其1/5。
另外，為提高發(fā)光效率，將封入氣體中的氙氣分壓設(shè)定高些也是有效的，例如，在USP5,770,921中公開了借助于將氙(Xe)設(shè)定在10體積％以上來提高發(fā)光效率的技術(shù)，但是，還希望獲得更高的發(fā)光效率。
發(fā)明公開本發(fā)明的目的在于提供能夠?qū)⒎烹娋S持電壓壓低，并且能比現(xiàn)有技術(shù)大幅度提高發(fā)光效率的PDP和PDP顯示裝置及其驅(qū)動方法。
為此，本發(fā)明在將相互平行地形成了被電介質(zhì)層覆蓋的第1電極和第2電極的第1基板和在與上述第1電極和第2電極正交的方向形成了第3電極的第2基板經(jīng)間壁相向配置，在用第1基板與上述第2基板之間的間壁隔開的空間封入放電氣體的PDP中，使用含5體積％以上，但不足100體積％的氙的混合氣體作為放電氣體，或者將氙分壓設(shè)定在2kPa以上，與此同時，將第1電極與第2電極的間隙設(shè)定成比放電空間的高度大。這里，所謂的“放電空間的高度”指的是放電空間在PDP厚度方向上的長度，大致相當于第1電極與第3電極的距離，或者第2電極與第3電極的距離。
根據(jù)此結(jié)構(gòu)，因氙分壓設(shè)定得高，所以放電空間中存在大量氙氣，從而在驅(qū)動時可以得到高的發(fā)光效率。
其理由可以認為是如在USP5,770,921中說明的那樣，借助于當放電空間中的Xe的量多時紫外線的發(fā)生量也多，以及在發(fā)射的紫外線中，依賴于Xe分子的分子束的激發(fā)波長(波長173nm)的比例增大，提高了利用熒光體向可見光轉(zhuǎn)換的轉(zhuǎn)換效率等。
另外，根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，由于將第1電極與第2電極的間隙設(shè)定成比放電空間的高度大，所以在第1電極與第2電極之間施加極性交互變換的維持脈沖進行維持放電時，放電路徑加長，形成陽光柱放電。陽光柱放電，如熟知的那樣，是發(fā)光效率高的放電模式，因此利用它可以得到高的發(fā)光效率。
另外，當施加維持脈沖進行維持放電時，由于同第1電極與第2電極的間隙相比，放電在距離較短的第2電極與第3電極之間或者第1電極與第3電極之間啟動，所以能將用于啟動放電的電壓壓低。
即，該PDP在維持放電時，一有第2電極側(cè)為負極性的維持脈沖施加，即使該施加電壓低，在第2電極與第3電極之間也啟動放電，并且放電向第1電極伸展。另一方面，一有第1電極側(cè)為負極性的維持脈沖施加，即使該施加電壓低，在第1電極與第3電極之間也啟動放電，并且放電向第2電極伸展。因此，雖然第1電極與第2電極的間隙大，也能夠以比較低的電壓進行放電維持。
因此，與現(xiàn)有的PDP相比，上述本發(fā)明的PDP可以將放電電壓壓低，并且能大幅度提高發(fā)光效率。
還有，雖然第1電極與第2電極的間隙大時可以得到高的放電效率，但實際上其上限被單元間距和驅(qū)動電壓限定，一般認為可以設(shè)定到放電空間高度的約數(shù)倍。
附圖的簡單說明圖1是示出本發(fā)明的一個實施形態(tài)的交流面放電型PDP的概略結(jié)構(gòu)的斜視圖。
圖2是將驅(qū)動電路100連接到上述PDP的顯示裝置的結(jié)構(gòu)圖。
圖3是示出一例在驅(qū)動上述顯示裝置時1場的分割方法的圖。
圖4是示出驅(qū)動電路在1個子場對各電極施加脈沖的時序圖。
圖5是沿地址電極剖切上述PDP的剖面圖。
圖6、7是說明上述PDP的放電工作的圖。
圖8是示出維持放電間隙與放電電壓的關(guān)系的特性圖。
圖9是對于現(xiàn)有類型的PDP和本實施形態(tài)類型的PDP示出氙分壓與發(fā)光效率的關(guān)系的圖。
圖10示出了本實施形態(tài)的PDP中氙分壓(kPa)與發(fā)光效率的關(guān)系。
圖11是現(xiàn)有例的PDP的主要部分的剖面圖。
實施發(fā)明的最佳形態(tài)[關(guān)于PDP的結(jié)構(gòu)及驅(qū)動方法的總體說明]圖1是示出本發(fā)明的一個實施形態(tài)的AC面放電型PDP的概略結(jié)構(gòu)的斜視圖。
該PDP被構(gòu)成如下在正面玻璃基板11上配置了第1電極(掃描電極)12a、第2電極(維持電極)12b、電介質(zhì)層13、保護層14的正面面板10和在背面玻璃基板21上配置了第3電極(地址電極)22的背面面板20以電極12a、12b與第3電極22相向的狀態(tài)隔著間隔相互平行地配置。然后，對正面面板10與背面面板20的間隙，借助于用條形間壁30隔開形成放電空間40，并在該放電空間40內(nèi)封入放電氣體。
另外，在背面面板20側(cè)，在間壁30上配置了熒光體層25。該熒光體層25最好按紅、綠、藍的順序重復排列，并且面臨各放電空間40。
第1電極12a、第2電極12b和第3電極22皆是條形金屬電極，例如通過將銀膏涂敷成條狀進行燒結(jié)而形成。第1電極12a、第2電極12b在與間壁30正交的方向配置，第3電極22與間壁30平行配置(參照圖2)。
另外，成對的第1電極12a與第2電極12b的間隙(維持放電間隙)設(shè)定得比放電空間40的高度(面板厚度方向上的距離，以下稱“相向放電間隙”)大，對此下面將詳細敘述。
電介質(zhì)層13是由以覆蓋上述玻璃基板11的、配置了電極12a、12b的整個表面而配置的電介質(zhì)物質(zhì)構(gòu)成的層，一般來說，使用鉛系低熔點玻璃或鉍系低熔點玻璃。
保護層14是由以氧化鎂(MgO)為代表的二次電子發(fā)射系數(shù)高的材料構(gòu)成的薄層，覆蓋電介質(zhì)層13的整個表面。
間壁30用玻璃材料形成，設(shè)置在背面玻璃基板21的表面上。
另外，這里僅在正面面板10側(cè)設(shè)置了電介質(zhì)層13，但也可在背面面板20側(cè)、在第3電極22與熒光體層25之間設(shè)置電介質(zhì)層。
關(guān)于放電氣體的組成，使用迄今一直用于PDP的氦(He)、氖(Ne)和氬(Ar)等中的至少一種和氙(Xe)的混合氣體。但是，要將氙分壓設(shè)定在2kPa以上，使得放電空間中的氙量較多。當放電氣體的封入壓力為40kPa～67kPa時，氙的混合比例在相當于5體積％以上的范圍內(nèi)。
另外，下面將詳細敘述，為得到比2kPa高的發(fā)光效率，最好將氙分壓設(shè)定在6.7kPa以上，甚至10kPa以上。另一方面，從現(xiàn)在的驅(qū)動電路的性能來看，可將氙分壓的上限考慮為16kPa左右。
圖2是示出將驅(qū)動電路100連接到該PDP上的顯示裝置的結(jié)構(gòu)的圖。電極12a、12b與第3電極22相互正交配置，在正面玻璃基板11與背面玻璃基板21之間的空間，在電極交叉處形成放電單元，在第1電極12a和第2電極12b延伸的方向，由相鄰的3個放電單元(紅、綠、藍)形成1個像素。
由于相鄰的放電單元之間用間壁30隔開，擋住了放電向相鄰的放電單元擴展，所以可以進行分辨率高的顯示。
該PDP用場內(nèi)時分灰度顯示方式驅(qū)動。
圖3是示出一例進行256級灰度顯示時的1場的分割方法，橫方向表示時間，斜線部表示放電維持期間。
在圖3所示的分割方法的例子中，1場由8個子場構(gòu)成，各子場的放電維持期間之比被設(shè)定為1∶2∶4∶8∶16∶32∶64∶128，這8個二進制位的組合，可以顯示256級灰度。另外，在NTSC制的電視影像中，由于影像以每秒60幅的場圖像構(gòu)成，所以一場的時間設(shè)定為16.7ms。
各子場由初始化期間、尋址期間、放電維持期間這一個序列構(gòu)成，通過將1個子場部分的工作重復進行8次來進行1場的圖像顯示。
圖4是示出在1個子場內(nèi)驅(qū)動電路100對各電極施加脈沖的時序圖。
在圖4的時序圖中，(a)是對第1電極12a施加的電壓波形Vx，(b)是對第2電極12b施加的電壓波形Vy，(c)是對第3電極22施加的電壓波形Va。還有，圖4(d)是示出因放電而流過的電流的絕對值的波形。
另外，在尋址期間對多條第1電極依次施加脈沖，并與此同步地對多個第3電極的被選擇的電極施加脈沖，但是，為了方便，在圖4中只對第1電極12a、第2電極12b和第3電極22的各1個作了記載。
在初始化期間，借助于對所有第1電極12a一起施加正極性的初始化脈沖，在保護膜14和熒光體層25上積累壁電荷，使所有放電單元的狀態(tài)初始化。
在尋址期間，依次在第1電極12a上施加負極性的掃描脈沖，同時在從第3電極22中選出的電極上施加正極性的數(shù)據(jù)脈沖。據(jù)此，在欲將其點亮的單元(稱為“點亮單元”)中，在第1電極12a與數(shù)據(jù)電極22之間引起放電，在保護膜14的表面形成壁電荷，寫入1個畫面部分的像素信息。
在放電維持期間，在第1電極12a與第2電極12b之間一起施加AC電壓。據(jù)此，在積累了壁電荷的放電單元中，有選擇地引起等離子體放電。此放電僅在與該子場的權(quán)重相當?shù)钠陂g持續(xù)進行。
(本實施形態(tài)的維持放電間隙與相向放電間隙的關(guān)系)圖5是沿第3電極22剖切上述PDP的剖面圖。
將第1電極12a與第2電極12b的維持放電間隙dss設(shè)定得比相向放電間隙dsa(第3電極22的中心線上的熒光體層25的表面與保護層14的表面的距離)大(dss＞dsa)。
這里，在設(shè)計AC面放電型PDP時，要將相向放電間隙dsa的尺寸設(shè)定成使尋址放電易于進行的距離，但是，該距離實際上由單元間距、放電氣體的壓力等條件決定。
另一方面，如上所述，現(xiàn)在的維持放電間隙dss根據(jù)帕申法則設(shè)定，這時，它為比相向放電間隙dsa小的值。
因此，如本實施形態(tài)這樣，將維持放電間隙dss設(shè)置得比相向放電間隙dsa大，就使得維持放電時的放電長度設(shè)定得比現(xiàn)有PDP的大。
然而，作為維持放電間隙dss可以設(shè)定的值，雖然也受單元間距的限制，但可以設(shè)定得大到相向放電間隙dsa的數(shù)倍左右。
即，第1電極12a與第2電極12b的外緣相互間的距離dst其上限由單元間距決定，與此相隨，維持放電間隙dss的上限也被決定，但是，為了在此限制內(nèi)盡可能地將維持放電間隙dss設(shè)定得較大，最好是第1電極12a和第2電極12b不使用透明電極只用金屬電極構(gòu)成，并且盡可能地使電極寬度變窄。如果這樣使電極寬度變窄，可以確保維持放電間隙dss為相向放電間隙dsa的數(shù)倍左右。
另外，由于當將維持放電間隙dss增大時，驅(qū)動電壓會上升比如說一點點，所以也可以由該驅(qū)動電壓來確定上限，現(xiàn)確認直到相向放電間隙dsa的5～6倍都能夠進行驅(qū)動。
另一方面，為了盡可能地加大維持放電時的放電長度，最好將維持放電間隙dss盡可能地設(shè)定得較大，從這一點看，就是在比相向放電間隙dsa大的范圍中，最好也還是將其設(shè)定在大于相向放電間隙dsa的1.2倍以上、1.5倍以上、2倍以上、3倍以上的范圍內(nèi)。
在表1中，示出了一例本實施形態(tài)的PDP的設(shè)計參數(shù)。


根據(jù)此設(shè)計參數(shù)，第1電極12a與第2電極12b的維持放電間隙dss為400μm，此值與相向放電間隙dsa的值(90μm)相比，為其4倍強，與圖11的現(xiàn)有類型的PDP的維持放電間隙(80μm)相比，為其近5倍大的值。
(關(guān)于各期間施加的脈沖和與之相伴的放電工作)下面根據(jù)圖4的時序圖。對在初始化、尋址、放電維持各期間施加的脈沖和放電工作進行說明。另外，驅(qū)動電路100施加的脈沖波形與迄今一直用于PDP的波形大致相同，但在放電工作方面有其特點。
在圖4的曲線(a)中，用虛線示出了在第3電極22上的熒光體層25、第1電極12a上的電介質(zhì)層13和保護層14上產(chǎn)生的壁電壓，在(b)中，用虛線示出了在第3電極22上的熒光體層25和第2電極12b上的電介質(zhì)層13、保護層14上產(chǎn)生的壁電壓。另外，在圖4中，在上述虛線上還示出了積累的壁電荷的極性。
隨著放電的發(fā)生，上述的壁電壓由在保護層14或熒光體層25上積累的壁電荷生成。
而且，用實線表示的施加電壓和用虛線表示的壁電壓之差相當于加在各種電極間的放電空間的電壓。
另外，圖6、7是說明上述PDP的放電動作的圖。下面參照它們進行說明。
初始化期間在初始化期間的前半段，對第1電極12a和第2電極12b都施加了對第3電極22下降的傾斜電壓。
借助于這樣對第1電極12a和第2電極12b施加電壓，二次電子發(fā)射系數(shù)比較大的保護膜14為陰極，放電啟動容易，在第1相向放電空間和第2相向放電空間發(fā)生微弱的放電。然后，與該放電相伴隨，在第1相向放電空間30a和第2相向放電空間30b形成初始電荷。
在初始化期間的中段，對第1電極12a和第2電極12b都施加相對于第3電極22其振幅呈較大上升的傾斜電壓。據(jù)此，在第1相向放電空間30a和第2相向放電空間30b發(fā)生放電，其結(jié)果是在第1電極12a和第2電極12b上的保護層14上積累了負電荷。
在初始化期間的后半段，對第1電極12a施加對第3電極22下降的傾斜電壓。據(jù)此，在第1相向放電空間30a引起放電。其結(jié)果是消去了第1電極12a上的保護層14表面上的一部分負電荷。
在施加該傾斜電壓的期間，放電電流持續(xù)流過，對第1相向放電空間30a一直施加約為放電維持電壓Vs的電壓。因此，在初始化期間結(jié)束的時刻，施加電壓和壁電壓之差與該放電空間的放電維持電壓Vs大致相等。在圖4中，標出了在初始化期間結(jié)束時對第1相向放電空間30a施加的電壓(Vsx-a)。
另外，上述的初始化脈沖波形與在特開平12-267625號公報中說明的大致相同，通過使用這樣的波形，能在比較短的時間內(nèi)進行初始化，因此，可以加長放電維持期間。
尋址期間在尋址期間，借助于對第1電極12a施加偏置電壓Vab，依次掃描第1電極12a，并施加負極性的脈沖電壓，同時對與點亮單元對應(yīng)的第3電極22施加正極性的數(shù)據(jù)脈沖(電壓Va)，從而只在點亮單元有選擇地引起放電。
并且，在此期間對第2電極12b持續(xù)施加相對于第1電極12a為正極性的電壓。
據(jù)此，在點亮單元中，在時刻t1對第1電極12a與第3電極之間的第1相向放電空間30a施加電壓(Vsx-a+Va)，在該第1相向放電空間30a啟動放電。
這里，由于上述電壓(Vsx-a)與第1相向放電空間30a的放電維持電壓大致相等，所以數(shù)據(jù)脈沖電壓Va的值即使比較小，也能啟動放電。
然后，如上所述，由于對第2電極12b施加了相對于第1電極12a為正極性的電壓，所以在第1相向放電空間30a發(fā)生的上述放電向第2電極12b的方向延伸，在時刻t2，在第2電極12b與第3電極22之間的第2相向放電空間30b也形成放電。
以上的結(jié)果是，在第1電極12a上的保護層14上積累正極性的電荷，在第2電極12b上的保護層14上積累與此相反的負極性的電荷(參照圖6(a))。
另一方面，在與非點亮單元對應(yīng)的第3電極22上，不施加數(shù)據(jù)脈沖，放電也不發(fā)生。因此，在非點亮單元中，在初始化期間結(jié)束時，在第1電極12a和第2電極12b上的保護層14上積累的電荷大致保持原狀。
放電維持期間在放電維持期間，對第1電極12a和第2電極12b的每一個，交互施加振幅為VSUA的第1維持脈沖和與它反極性的第2維持脈沖。
圖6和圖7簡略地示出了本實施形態(tài)的PDP的剖面，也圖示了施加第1維持脈沖時的施加電壓和壁電荷，以及放電等離子體的狀態(tài)，但保護層14從略。
參照該圖6和圖7，對在維持期間在一個相向放電空間30a啟動的放電向另一相向放電空間30b延伸的機制進行了詳細說明。
如圖4所示，在時刻t3對第1電極12a施加外部維持電壓VSUS，第2電極12b接地。
因此，在該時刻t3開始施加的第1維持脈沖的相位是第2電極12b側(cè)為負極性，第1電極12a為正極性。
在上述尋址期間，由于在點亮單元的第2電極12b上的電介質(zhì)層13上積累了負極性的壁電荷，因此，借助于這樣施加使第2電極12b為負極性的第1維持脈沖，以第2電極12b為陰極側(cè)的放電就在第2相向放電空間30b啟動。
由于在熒光體層25上積累了正的壁電荷(這是因為在尋址期間在第2電極12b上施加了大的正電壓，與此相對照，電位低的第3電極22使正電荷移近。)，所以在第2相向放電空間30b發(fā)生的上述放電向第1電極12a的方向伸展。
圖6(b)示出了在第2相向放電空間30b內(nèi)放電啟動時的狀態(tài)。放電一在第2相向放電空間30b啟動，就產(chǎn)生大量的正、負電荷，它們分別被移向第2電極12b、第3電極22的方向，形成壁電荷。由壁電荷產(chǎn)生的壁電壓起抵消對第2相向放電空間30b施加的電壓，使放電停止的作用。
第2電極12b上的電介質(zhì)層13與第3電極22上的熒光體層25相比，由于后者的介電常數(shù)小，所以熒光體層25的表面(第3電極22側(cè))的壁電荷積累比電介質(zhì)層13的表面(第2電極12b側(cè))進行得快。
其結(jié)果是，放電的陽極端尋求流入了負電荷的熒光體層25的表面，從而進行移動。
另一方面，由于對第1電極12a施加了相對于第2電極12b為正極性的電壓，所以放電的移動方向為第1電極12a的方向。圖6(c)示出了放電的陽極端，一邊抵消在熒光體層25上積累的正電荷，一邊向第1電極12a的方向伸展的狀態(tài)。
然后，在圖4的時刻t4，如圖7(a)所示，放電的陽極端到達第1電極12a上，在第1相向放電空間30a也形成放電。
圖7(b)示出了放電剛剛停止之前的狀態(tài)。還有，圖7(c)示出了由于壁電荷在電介質(zhì)層13和熒光體層25上積累，而放電停止的狀態(tài)。
上述放電在第1相向放電空間30a的第1電極12a上的電介質(zhì)層13上形成了負極性的壁電荷，以及在第3電極22上的熒光體層25上形成了正極性的壁電荷。據(jù)此，在第1電極12a上的電介質(zhì)層13上積累了負電荷，在第2電極12b上的電介質(zhì)層13和熒光體層25上積累了正電荷。
另一方面，如圖7(c)所示，在放電啟動時的第2相向放電空間30b側(cè)，壁電壓幾乎被消去。
如上所述，由于形成了從第2相向放電空間30b連接到第1相向放電空間30a的長的放電，所以因陽光柱放電而發(fā)射出大量的紫外線。這里，所謂陽光柱一般指在電極間距離長的放電空間產(chǎn)生的絲狀放電之類的放電。
該圖7(c)是將時刻t3的圖6(a)的壁電荷分布進行了反轉(zhuǎn)的狀態(tài)。因此，在圖4的時刻t5，將第1電極12a與第2電極12b互換位置，像上述時刻t3那樣開始施加第2個維持脈沖。即，對第2電極12b施加正的外部維持電壓VSUS，將第1電極12a接地。
這樣，可以重復同樣的維持放電。
如上所述，本實施形態(tài)的維持放電期間的放電工作在經(jīng)相向放電間隙這一點上與圖11的現(xiàn)有類型的PDP的面放電工作不同，而寧可說接近相向放電。
另外，在上述時刻t3的對第1電極12a開始施加外部維持電壓VSUS的時刻和第2電極12b接地的時刻，也可以是在第2相向放電空間以第2電極12b側(cè)為陰極啟動放電這樣的時刻，這時可以考慮如下的狀態(tài)。
例如，可以先對第1電極12a施加用于啟動的外部維持電壓VSUS(此處，放電未啟動)。之后通過將第2電極12b接地啟動放電，或者也可以在從第2電極12b接地放電啟動開始到放電結(jié)束為止的期間，對第1電極12a施加外部維持電壓VSUS進行啟動。在后者的場合，因放電電流減小，所以施加于驅(qū)動電路的負載減少。
(關(guān)于本實施形態(tài)的PDP的效果)如上所述，在本實施形態(tài)的PDP中，借助于將氙的分壓設(shè)定在2kPa以上(放電氣體的封入壓力在40kPa以上，放電氣體中的氙的混合比例在5體積％以上)來增加放電空間30中的氙量。與此同時，由于通過將維持放電間隙dss設(shè)定得大于放電空間30的高度dsa，能壓低放電電壓和加長放電長度，所以可以壓低放電電壓，提高放電效率，下面對其理由和證據(jù)進行敘述。
首先對能壓低維持放電電壓的理由進行說明。
當?shù)?電極12a和第2電極12b的維持放電間隙dss大時，如果不經(jīng)第3電極22在第1電極12a與第2電極12b之間進行放電維持，根據(jù)帕申法則，該放電啟動電壓(VfSS)變得非常高。
放電啟動電壓(VfSS)一高，外部驅(qū)動電壓VSUS就增大。這是由于如下原因當設(shè)第1電極12a上的電介質(zhì)層13的壁電壓與第2電極12b上的電介質(zhì)層13的壁電壓之和為VwSS時，施加于放電空間的電壓為外部驅(qū)動電壓VSUS+VwSS，因此，為了在第1電極12a與第2電極12b之間維持放電，在放電維持期間，式(1)的關(guān)系必須得到滿足。
VfSS＜VSUS+VwSS......(1)但是，在本實施形態(tài)中，如在放電動作部分說明過的那樣，在第1電極12a與第2電極12b之間形成維持放電時，由于在第1電極12a與第3電極22之間(第1相向放電空間30a)或者第2電極12b與第3電極22之間(第2相向放電空間30b)啟動放電，所以放電啟動電壓VfSS可以被抑制得相當?shù)停瑥亩梢詫⑼獠框?qū)動電壓VSUS也抑制得相當?shù)汀?br> 其次，如在放電工作部分說明過的那樣，在施加維持脈沖之際，借助于按照在第1相向放電空間30a啟動放電時以第1電極12a作為陰極側(cè)啟動放電的方式，或者在第2相向放電空間30b啟動放電時以第2電極12b作為陰極側(cè)啟動放電的方式進行施加，更能壓低放電啟動電壓，其理由如下。
首先，進行下述的定義。
定義第1電極12a與第3電極22之間的放電空間為第1相向放電空間，第2電極12b與第3電極22之間的放電空間為第2相向放電空間。
定義第1電極12a與第2電極12b之間(電極間的距離為dss)的放電啟動電壓為VfSS。
定義使第1電極12a相對于第3電極22處于低電位側(cè)時的第1相向放電空間的放電啟動電壓為VfSa。使第2電極12b處于低電位側(cè)時的第2相向放電空間的放電啟動電壓同樣也定義為VfSa。
定義使第3電極22相對于第1電極12a處于低電位側(cè)時的第1相向放電空間的放電啟動電壓為VfaS。使第3電極22處于低電位側(cè)時的第2相向放電空間的放電啟動電壓同樣也定義為VfaS。
這時，比較VfSa和Vfas，兩者是放電極性互逆時的放電啟動電壓，而由于VfSa是以二次電子發(fā)射系數(shù)高的保護層14側(cè)作為陰極側(cè)時的放電啟動電壓，與此相對照，VfaS是以二次電子發(fā)射系數(shù)比保護層14低相當多的熒光體層25側(cè)作為陰極側(cè)時的放電啟動電壓，所以存在VfSa VfaS的關(guān)系。
因此，在以保護層14側(cè)作為陰極側(cè)時以低的放電啟動電壓來啟動放電。
下面根據(jù)圖8～10的數(shù)據(jù)對本發(fā)明的效果進行說明。
圖8是示出維持放電間隙d與放電電壓的關(guān)系的特性圖，曲線Q表示本實施形態(tài)這樣的經(jīng)笫3電極22在笫1電極12a與第2電極12b之間進行維持放電的情形。而曲線P表示不存在第3電極，只是在第1電極12a與第2電極12b之間進行維持放電的情形。
曲線P遵循所謂的帕申法則，在比較小的放電間隙d放電電壓取極小值，隨著維持放電間隙d的增大，放電電壓急劇上升。
另一方面，在曲線Q中，即使維持放電問隙d增大，放電電壓也只有微量上升，保持約為相向放電空間的放電電壓的值。這是由于相向放電間隙恒定，而放電電壓由該相向放電間隙決定的緣故。
另外，根據(jù)圖8，在維持放電問隙d小的區(qū)域，曲線Q大于曲線P，但在某間隙長度dc以上時，曲線Q則低于曲線P。即，在經(jīng)笫3電極22和熒光體層25的場合，放電電壓降低。該間隙長度dc稱為特征放電長度。
該特征放電長度dc大致等于相向放電間隙dsa。
由此可知，在維持放電間隙d大于相向放電間隙dsa時，可以以比由曲線P預測的放電電壓低的放電電壓進行驅(qū)動。
此結(jié)果證明了本實施形態(tài)的PDP可以以遠低于根據(jù)帕申法則從維持放電間隙d預測的放電電壓的放電電壓進行驅(qū)動。
圖9是對放電間隙比放電空間的高度小的現(xiàn)有類型的PDP(圖11的類型)和放電間隙比放電空間的高度大的本實施形態(tài)類型的PDP的發(fā)光效率隨氙分壓變化而變化的研究結(jié)果。這里，氙分壓的調(diào)整系借助于將封入的放電氣體的總氣壓固定為67kPa，改變放電氣體中的氙的比例來進行。
圖中的曲線X示出了現(xiàn)有類型的PDP的結(jié)果，曲線Y示出了本實施形態(tài)類型的PDP的結(jié)果。另外，在圖中，氙分壓以對總氣壓67kPa的比率(％)示出。
從圖9可以知道，雖然任何一條曲線都是發(fā)光效率隨著氙的分壓比的增加而上升，但曲線Y與曲線X相比，效率對氙分壓增加的上升率相當大。
這表示對于放電間隙比放電空間的高度大的PDP由提高氙分壓取得的提高發(fā)光效率的效果，顯著地高于對現(xiàn)有類型的PDP由提高氙分壓取得的提高發(fā)光效率的效果。
另外，特別是氙分壓比在10％以上(氙分壓在6.7kPa以上)的范圍內(nèi)時，從圖9可以得到高的發(fā)光效率。
對于現(xiàn)有的一般PDP(Xe的混合比例為約5體積％，放電間隙小于放電空間的高度的PDP)，發(fā)光效率只能得到約1.01m/W，而由本圖可知，將氙分壓設(shè)定得越高，越能得到高的發(fā)光效率。另外，還可以得知，如本實施形態(tài)這樣，借助于使放電間隙大于放電空間的高度，氙分壓在2kPa以上(例如，若放電氣體的總氣壓為66.7kPa，氙的比例就在3.3體積％以上)，可以得到具有比這還要高的發(fā)光效率的PDP。
還有，可以知道，雖然在圖9中示出了使總氣壓恒定而改變氙的比例的情形，但是，當通過改變總氣壓使氙分壓增加時，也與圖9大致一樣，隨著氙分壓的增加，發(fā)光效率上升。
圖10示出了在上述本實施形態(tài)的試作的PDP中，在改變封入的氙的分壓時發(fā)光效率如何變化的情況，在本圖中示出了氙分壓(kPa)與發(fā)光效率的關(guān)系。
另外，在上述試作的PDP中，雖然使用了氖和氙的混合氣體，但使用氦、氬、氪或它們的混合氣體代替氖也能得到與圖10相同的效果。
關(guān)于氙分壓的上限，可以認為實際上由驅(qū)動電路的耐壓決定。
例如，在上述表1中列出的制成的PDP中，外部維持電壓VSUS為340V，發(fā)光效率達到2.1lm/W。這里，如果能將氙分壓再提高些，預計可以得到更高的發(fā)光效率，但是，由于從耐壓性方面看，在現(xiàn)在的驅(qū)動電路中，上述的外部維持電壓340V左右被認為是上限，所以可以說若將氙分壓設(shè)定在超過16kPa的范圍時，實際驅(qū)動是困難的。
從這一點可以認為將氙分壓設(shè)定在16kPa以下的范圍內(nèi)是適當?shù)摹?br> 但是，如果驅(qū)動IC的耐壓性能被提高，則可以使氙分壓高于16kPa，例如將氙分壓設(shè)定在30kPa左右。由于按照圖10，發(fā)光效率對氙分壓以極好的線性上升，所以當將氙分壓設(shè)定為高達30kPa左右的值時，從圖10的曲線可以預測發(fā)光效率將上升至約3.5lm/W。
還有，由氙的混合比例來看，當放電氣體的總氣壓為66.7kPa左右時，在氙的混合比超過20％的范圍內(nèi)，實際驅(qū)動變得困難，若降低放電氣體的總氣壓，氙的混合比即使超過20％，也可以進行驅(qū)動。
如上所述，在本實施形態(tài)的AC型PDP中，通過將氙分壓設(shè)定在2kPa以上，或者說總氣壓的5％以上，以及加大第1電極12a和第2電極12b之間的間隙，可以抑制驅(qū)動電壓的升高和大幅度地提高發(fā)光效率。
另外，如考慮到在高精細的PDP中相向放電間隙dsa相當小，對此，容易將維持放電間隙dss設(shè)定得遠大于相向放電間隙dsa，則可以說本實施形態(tài)的PDP特別適合于高精細的規(guī)格。
(變例等)另外。雖然在上述實施形態(tài)中對進行尋址維持分離型驅(qū)動的AC型PDP進行了說明，但在用其他驅(qū)動方法(例如，對每行依次進行尋址，緊接其后進行維持放電的驅(qū)動)驅(qū)動的AC型PDP中，也能得到同樣的效果。
還有，在初始化期間和尋址期間施加的電壓波形不限于本實施形態(tài)這樣的波形，只要是根據(jù)圖像數(shù)據(jù)有選擇地對放電單元形成壁電荷的波形即可。
還有，在上述實施形態(tài)中，對形成平行于第3電極的帶狀間壁的結(jié)構(gòu)進行了說明，但是，只要是能形成放電空間的結(jié)構(gòu)，就是井字狀等形狀的結(jié)構(gòu)也能得到同樣的效果。
產(chǎn)業(yè)上利用的可能性本發(fā)明的PDP驅(qū)動方法和顯示裝置，對實現(xiàn)計算機、電視機等的顯示裝置，特別是大型的高精細、高亮度的顯示裝置是有效的。
權(quán)利要求
1.一種等離子體顯示面板，它是相互平行地形成了被電介質(zhì)層覆蓋的第1電極和第2電極的第1基板以及在與上述第1電極和第2電極正交的方向形成了第3電極的第2基板經(jīng)間壁相向配置，在用上述第1基板與上述第2基板之間的間壁隔開的空間封入放電氣體的等離子體顯示面板，其特征在于上述放電氣體是含5體積％以上，但不到100體積％的氙的混合氣體，上述第1電極與上述第2電極的間隙被設(shè)定得比上述放電空間的高度大。
2.一種等離子體顯示面板，它是相互平行地形成了被電介質(zhì)層覆蓋的第1電極和第2電極的第1基板以及在與上述第1電極和第2電極正交的方向形成了第3電極的第2基板經(jīng)間壁相向配置，在用上述第1基板與上述第2基板間的之間壁隔開的空間封入放電氣體的等離子體顯示面板，其特征在于上述放電氣體是含氙的混合氣體，該氙的分壓在2kPa以上，上述第1電極與上述第2電極的間隙被設(shè)定得比上述放電空間的高度大。
3.一種等離子體顯示面板，它是相互平行地形成了被電介質(zhì)層覆蓋的第1電極和第2電極的第1基板以及在與上述第1電極和第2電極正交的方向形成了第3電極的第2基板經(jīng)間壁相向配置，在用上述第1基板與上述第2基板之間的間壁隔開的空間封入放電氣體的等離子體顯示面板，其特征在于上述放電氣體是含氙的混合氣體，該氙的分壓在6.7kPa以上、16kPa以下的范圍內(nèi)，上述第1電極與上述第2電極的間隙被設(shè)定得比上述放電空間的高度大。
4.一種等離子體顯示面板，它是相互平行地形成了被電介質(zhì)層覆蓋的第1電極和第2電極的第1基板以及在與上述第1電極和第2電極正交的方向形成了第3電極的第2基板經(jīng)間壁相向配置，在用上述第1基板與上述第2基板之間的間壁隔開的空間封入放電氣體的等離子體顯示面板，其特征在于上述放電氣體是含氙的混合氣體，該氙的分壓在10kPa以上、16kPa以下的范圍內(nèi)，上述第1電極與上述第2電極的間隙被設(shè)定得比上述放電空間的高度大。
5.如權(quán)利要求1～4的任何一項所述的等離子體顯示面板，其特征在于，它以如下方式構(gòu)成在上述第2電極與上述第3電極之間的放電空間的放電沿上述第3電極向上述第1相向放電空間伸展，同時在上述第1電極與上述第3電極之間的放電空間的放電沿上述第3電極向上述第2相向放電空間伸展。
6.如權(quán)利要求1～4的任何一項所述的等離子體顯示面板，其特征在于具有在上述第1電極與上述第2電極之間進行面放電所需的最低電壓比不經(jīng)上述第3電極而在上述第1電極與上述第2電極之間進行面放電所需的最低電壓低的面板結(jié)構(gòu)。
7.一種等離子體顯示面板的驅(qū)動方法，它是對權(quán)利要求1～4的任何一項所述的等離子體顯示面板，反復進行借助于在第1電極與第3電極之間施加寫入脈沖將圖像寫入的寫入步驟以及在上述寫入步驟之后，借助于在上述第1電極與第2電極之間交互施加上述第1電極相對于上述第2電極為正極性的第1維持脈沖和與它反極性的第2維持脈沖進行放電維持的放電維持步驟，以進行圖像顯示的驅(qū)動方法，其特征在于在上述維持步驟中，施加上述第1維持脈沖和第2維持脈沖的時序按如下方式設(shè)定隨著上述第1維持脈沖的施加，在上述第2電極與上述第3電極之間的放電空間，施加使以上述第2電極為陰極側(cè)來啟動放電的電壓，隨著上述第2維持脈沖的施加，對上述第1電極，在上述第1電極與上述第3電極之間的放電空間，施加使以上述第1電極為陰極側(cè)來啟動放電的電壓。
8.如權(quán)利要求7所述的等離子體顯示面板的驅(qū)動方法，其特征在于在上述維持期間，施加于上述第1電極與上述第2電極的放電空間的維持脈沖電壓小于不經(jīng)上述第3電極而在上述第1電極與上述第2電極之間進行面放電所必須的最小電壓。
9.一種等離子體顯示面板顯示裝置，其特征在于，包括權(quán)利要求1～4的任何一項所述的等離子體顯示面板；以及驅(qū)動該PDP的驅(qū)動部。
10.如權(quán)利要求9所述的等離子體顯示面板顯示裝置，其特征在于上述驅(qū)動部包括借助于在第1電極與第3電極之間施加寫入脈沖以寫入圖像的寫入裝置，以及借助于在上述第1電極與第2電極之間交互施加上述第1電極相對于上述第2電極為正極性的第1維持脈沖和與它反極性的第2維持脈沖進行放電維持的放電維持裝置，上述等離子體顯示面板具有如下所述的面板結(jié)構(gòu)當上述放電維持裝置施加第1維持脈沖時，在上述第2相向放電空間的放電沿上述第3電極向上述第1電極與上述第3電極之間的放電空間伸展，同時當上述放電維持裝置施加第2維持脈沖時，在上述第1相向放電空間的放電沿上述第3電極向上述第2電極與上述第3電極之間的放電空間伸展。
11.如權(quán)利要求10所述的等離子體顯示面板顯示裝置，其特征在于上述驅(qū)動部的放電維持裝置在上述第1電極與上述第2電極之間施加的放電維持電壓小于不經(jīng)上述第3電極而在上述第1電極與上述第2電極之間進行維持放電所必須的最小電壓。
全文摘要
本發(fā)明的目的在于提供能夠?qū)⒎烹娋S持電壓壓低，并且能比現(xiàn)有技術(shù)大幅度提高發(fā)光效率的PDP和PDP顯示裝置及其驅(qū)動方法。為此，本發(fā)明在將相互平行地形成了被電介質(zhì)層覆蓋的第1電極和第2電極的第1基板和在與上述第1電極和第2電極正交的方向形成了第3電極的第2基板經(jīng)間壁相向配置，在用第1基板與上述第2基板之間的間壁隔開的空間封入放電氣體的AC面放電型PDP中，使用含5體積％以上，但不足100體積％的氙的混合氣體作為放電氣體，將氙分壓設(shè)定在2kPa以上，同時將第1電極與第2電極的間隙設(shè)定得比放電空間的高度大。
文檔編號H01J17/20GK1434975SQ00818995
公開日2003年8月6日 申請日期2000年12月11日 優(yōu)先權(quán)日1999年12月14日
發(fā)明者安藤亨, 橘弘之, 小杉直貴 申請人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會社