JP2002093379A

JP2002093379A - 放電形成デバイス、放電発光デバイス、プラズマディスプレイパネル、並びにそれらを用いた照明装置及びディスプレイ装置

Info

Publication number: JP2002093379A
Application number: JP2000279664A
Authority: JP
Inventors: Tetsuya Kato; 哲也加藤
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2000-09-14
Filing date: 2000-09-14
Publication date: 2002-03-29

Abstract

(57)【要約】【課題】高輝度、高発光効率であり、安定な放電が可
能な、放電発光デバイス、プラズマディスプレイパネル
及びそのディスプレイ装置を提供すること。【解決手段】第１電極１の形状により放電を集中さ
せ、放電電流を抑制するタイミングで電圧を減少させる
ことを特徴とする放電発光デバイス、プラズマディスプ
レイパネル及びそのディスプレイ装置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は気体放電による放電
形成デバイス、放電発光デバイス、プラズマディスプレ
イパネル、並びにそれらを用いた照明装置及びディスプ
レイ装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】液晶パネルは薄型が可能であること、軽
量であること、かつ低消費電力であることなどの理由か
ら、パソコンモニタやテレビ等各種の表示装置に広く利
用されている。しかし、液晶自体は自発光素子でないた
め、表示には液晶パネルの背面から光を供給するバック
ライトが必要である。このバックライトとしては、一般
に、導光板の端に細管冷陰極蛍光ランプを設置したエッ
ジライト方式が用いられているが、平面型放電ランプに
よる直下方式も使用されている。

【０００３】図１６に典型的な平面型放電ランプの概念
図を示す。同図(a)は平面図を、同図(b)、(c)は断面図
を示す。放電空間は２枚のガラス基板とスペーサで構成
されており、前面ガラス内側には誘電体で覆われた２本
の電極が形成され、背面ガラス内側には蛍光体が塗布さ
れている。放電空間は水銀や希ガスが封入されており、
ガス放電により紫外線を発生させ、この紫外線で蛍光体
を励起して発光させている。

【０００４】平面型放電ランプを駆動する方法は、前面
板の２本の電極に矩形の電圧波形を交互に印加するもの
で、矩形波の周期、パルス幅を適当に選ぶことにより放
電空間全体に一様に拡がる発光を得ようというものであ
る。

【０００５】しかしながら、従来の平面型放電ランプは
依然として発光効率が低く、放電開始電圧が高く、輝度
が低いことに問題がある。また、発光を放電空間全体に
一様に拡げることも困難である。これは陽光柱を安定に
利用できていないことが原因と考えられる。

【０００６】これまで、上記の課題に対して様々な検討
がなされており、特許としては、例えば特開平９−２７
２９８号公報、特開平１０−２２２０８３号公報、特開
平１１−７９１６号公報、特開平１１−１４４６７８号
公報などがあげられるが、前記特許情報を採用しても十
分な結果は得られていない。

【０００７】一方、プラズマディスプレイパネル（ＰＤ
Ｐ）は、液晶パネルに比べて高速の表示が可能であり視
野角が広いこと、大型化が容易であること、自発光型で
あるため表示品質が高いことなどの理由から、フラット
パネルディスプレイ技術の中で最近特に注目を集めてい
る。

【０００８】一般にＰＤＰでは、ガス放電により紫外線
を発生させ、この紫外線で蛍光体を励起して発光させカ
ラー表示を行っている。そして、基板上に隔壁によって
区画された表示セルが設けられており、これに蛍光体層
が形成されている構成を持つ。特に、現在ＰＤＰの主流
は３電極構造の面放電型ＰＤＰであり、その構造は、一
方の基板上に平行に隣接した表示電極対を有し、もう一
方の基板上に表示電極と交差する方向に延びるアドレス
電極23と、隔壁16、蛍光体層17を有するもので、比較的
蛍光体層を厚くすることが出来、蛍光体によるカラー表
示に適していると言える。図１７に典型的な３電極構造
の面放電型ＰＤＰの部分分解斜視図(概念図)を示す。表
示電極対はスキャン電極（走査電極）21とサステイン電
極（維持電極）22で一対をなしている。

【０００９】従来のパネルを駆動する方法は、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階調表示を行うものである。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
期間からなる。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、全てのス
キャン電極21に初期化パルスを印加する。アドレス期間
では、アドレス電極23とスキャン電極21の間に書き込み
パルスを印加することにより、アドレス電極23とスキャ
ン電極21の間でアドレス放電を行い放電セルを選択す
る。続く維持期間では、一定の期間、スキャン電極21と
サステイン電極22との間に、交互に反転する周期的な維
持バルスを印加することにより、スキャン電極21とサス
テイン電極22との間で維持放電を行い表示を行う。

【００１０】しかしながら、従来のプラズマディスプレ
イ装置は依然として発光効率が低く、輝度が低いことに
問題がある。例えば、発光効率が1lm/WとＣＲＴの1/5程
度である。

【００１１】これまで、上記の課題に対して様々な検討
がなされているが、紫外線の発光効率を上げるために陽
光柱を利用したＰＤＰが実用化された例はない。これは
陽光柱に必要な電極間距離に対してＰＤＰのセルの大き
さに制限があること、電極間距離を単純に大きくしただ
けでは放電が安定せず放電の制御が困難なことなどが上
げられると考えられる。

【００１２】特許としては、例えば特開平５−４１１６
５号公報、特開平５−４１１６４号公報、特開平６−２
７５２０２号公報などがあげられるが、前記特許情報を
採用しても十分な結果は得られていない。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】上記のように、従来の
平面型放電ランプは発光効率低く、放電開始電圧が高
く、輝度が低いという課題があった。

【００１４】本発明の第一の目的は、上記の問題を解決
すること、すなわち陽光柱を安定に利用でき、高輝度、
高発光効率を実現する放電発光デバイス及びそれらの駆
動方法、並びにそれらを用いた照明装置及びディスプレ
イ装置を提供することにある。

【００１５】一方、上記のように、従来のプラズマディ
スプレイ装置はＣＲＴなどの表示装置と比較して発光効
率が著しく低いという課題があった。一般に放電を起こ
す電極間の距離を長くすると陽光柱を発生させることが
出来るが、ＰＤＰのセル構成ではただ単に電極間距離を
長くするだけでは陽光柱が安定せず、放電がちらつき、
発光効率もそれほど大きくはならない。

【００１６】本発明の第二の目的は、上記の問題を解決
すること、すなわち陽光柱を安定に利用でき、高輝度、
高発光効率を実現するプラズマディスプレイパネルの駆
動方法、及びそれを用いたディスプレイ装置を提供する
ことにある。

【００１７】

【課題を解決するための手段】本発明による放電形成デ
バイス、放電発光デバイス、プラズマディスプレイパネ
ル及びそれらの駆動方法、並びにそれらを用いた照明装
置及びディスプレイ装置は、放電を集中させる手段と、
前記放電に起因する放電電流を抑制する手段を有するこ
とを特徴とする。

【００１８】一般に、気体放電は特に希ガスを使用した
場合には集中しやすい性質を持ち、一度放電が集中する
と一様な放電は得られないこと、更に一度放電が集中す
ると放電電流が過多に流れ、局所的に高輝度となるが効
率がかなり大きく低下することなどから、如何に放電を
拡げ高効率化を実現するかが開発のポイントとなってい
た。更に陽光柱を空間全体に拡げることは専ら印加電圧
のパルス幅、タイミングなどにより実現されるが一般に
これらの駆動マージンは狭く制御が困難である。この傾
向はガス圧を高くするほど顕著なため効率の高いこれら
のガス圧領域を使用することは困難であった。

【００１９】これに対し本発明は敢えて放電を集中させ
ることにより高輝度化を実現し、過多に流れる放電電流
を抑制することにより高効率化を同時に実現するもので
ある。これにより、駆動条件のマージンが大きくとれる
ため制御がしやすく、ガス圧の高い領域を使用できるた
め更に効率を高めることが可能となる。

【００２０】

【発明の実施の形態】本発明の請求項１に記載の発明
は、気体放電を集中させる手段と、前記気体放電に起因
する放電電流を抑制する手段とを有する放電形成デバイ
スである。

【００２１】このような放電形成デバイスにより、放電
が集中することで非常に強い放電を得ることが出来、放
電電流を抑制することで無駄な電力を省き高効率放電を
得ることが可能となる。

【００２２】本発明の請求項２に記載の発明は、気体放
電を集中させる手段と、前記気体放電に起因する放電電
流を抑制する手段とを有する放電発光デバイスである。

【００２３】このような放電発光デバイスにより、放電
が集中することで非常に強い放電を得ることが出来、放
電電流を抑制することで無駄な電力を省き高効率放電を
得ることが可能となり、高輝度、高発光効率を実現でき
る。

【００２４】本発明の請求項３に記載の発明は、気体放
電が電極間に電圧を印加することにより形成され、前記
電極の形状により、気体放電を集中させる手段が実現さ
れる請求項２記載の放電発光デバイスである。

【００２５】このような放電発光デバイスにより、例え
ば電極形状に突起を設けることにより、突起に電気力線
が集中し電界強度が大きくなるため容易に放電を集中さ
せることが可能となる。

【００２６】本発明の請求項４に記載の発明は、気体放
電が電極間に電圧を印加することにより形成され、前記
電極上に直接又は間接に形成された誘電体膜の形状によ
り、気体放電を集中させる手段が実現される請求項２記
載の放電発光デバイスである。

【００２７】このような放電発光デバイスにより、例え
ば電極上に二次電子放出係数の大きい材料による誘電体
膜を形成し、電極の一部でのみ放電が生成するようにす
れば結果として放電を集中させることが可能となる。

【００２８】本発明の請求項５に記載の発明は、気体放
電が電極間に電圧を印加することにより形成され、前記
電極の少なくとも一方にインダクタンスを直列に接続す
ることにより、放電電流を抑制する手段が実現される請
求項２ないし４のいずれか記載の放電発光デバイスであ
る。

【００２９】このような放電発光デバイスにより、過多
に流れる放電電流をインダクタンスの逆起電力により制
御することが可能となる。一度放電が集中すると放電電
流は一気に流れようとするためインダクタンスにより自
己調整的に逆起電力を発生させることが出来れば、単に
放電電流が抑制出来るのみならず、その変動をも抑制出
来るため結果として非常に安定な放電となる。

【００３０】本発明の請求項６に記載の発明は、気体放
電が電極間に電圧を印加することにより形成され、前記
電圧を放電電流を抑制させるタイミングで減少させるこ
とにより、放電電流を抑制する手段が実現されることを
特徴とする請求項２ないし４のいずれか記載の放電発光
デバイスである。

【００３１】このような放電発光デバイスにより、過多
に流れる放電電流を逆起電力を強制的に印加することに
より制御することが可能となる。

【００３２】本発明の請求項７に記載の発明は、気体放
電を集中させる手段により集中した放電が複数形成され
る請求項２ないし６のいずれか記載の放電発光デバイス
である。

【００３３】このような放電発光デバイスにより、集中
により局所化した放電を二次元的に複数形成させて面放
電の発光を得ることが可能となる。

【００３４】本発明の請求項８に記載の発明は、複数の
集中した放電が、隔壁により仕切られている請求項７記
載の放電発光デバイスである。

【００３５】このような放電発光デバイスにより、集中
した放電の近傍に壁を形成し陽光柱の制御を容易にする
ことが可能となる。これは陽光柱放電の生成条件が壁に
より大きく影響を受けるからである。更に壁上に蛍光体
を形成することで放電の近傍で発光を得ることが可能と
なり、更に高輝度発光を実現出来る。

【００３６】本発明の請求項９に記載の発明は、気体放
電を集中させる手段により集中した放電により発光し、
その発光を拡散する手段を有する請求項２ないし８のい
ずれか記載の放電発光デバイスである。

【００３７】このような放電発光デバイスにより、集中
により局所化した放電を拡げることにより広範囲な発光
を実現出来る。また、集中により局所化した放電を二次
元的に複数形成させて得られた面発光を更に均一にする
こが可能となる。

【００３８】本発明の請求項１０に記載の発明は、請求
項２ないし９のいずれか記載の放電発光デバイスを用い
て、被照明体を照明する如く構成した照明装置である。

【００３９】このような照明装置により、放電が集中す
ることで非常に強い放電を得ることが出来、放電電流を
抑制することで無駄な電力を省き高効率放電を得ること
が可能となり、高輝度、高発光効率のバックライトを実
現できる。

【００４０】本発明の請求項１１に記載の発明は、請求
項２ないし９のいずれか記載の放電発光デバイス、又は
請求項１０記載の照明装置を用いたディスプレイ装置で
ある。

【００４１】このようなディスプレイ装置により、放電
が集中することで非常に強い放電を得ることが出来、放
電電流を抑制することで無駄な電力を省き高効率放電を
得ることが可能となり、高輝度、高発光効率の表示を実
現できる。

【００４２】本発明の請求項１２に記載の発明は、気体
放電による発光を各画素ごとに制御することにより表示
させることが可能なプラズマディスプレイパネルであっ
て、放電を集中させる手段と、前記放電に起因する放電
電流を抑制する手段とを有するプラズマディスプレイパ
ネルである。

【００４３】このようなプラズマディスプレイパネルに
より、放電が集中することで非常に強い放電を得ること
が出来、放電電流を抑制することで無駄な電力を省き高
効率放電を得ることが可能となり、高輝度、高発光効率
を実現できる。

【００４４】本発明の請求項１３に記載の発明は、気体
放電が電極間に電圧を印加することにより形成され、前
記電極の形状により放電を集中させる手段が実現される
請求項１２記載のプラズマディスプレイパネルである。

【００４５】このようなプラズマディスプレイパネルに
より、例えば電極形状に突起を設けることにより、突起
に電気力線が集中し電界強度が大きくなるため容易に放
電を集中させることが可能となる。

【００４６】本発明の請求項１４に記載の発明は、気体
放電が電極間に電圧を印加することにより形成され、前
記電極上に直接又は間接に形成された誘電体膜の形状に
より、放電を集中させる手段が実現されることを特徴と
する請求項１２記載のプラズマディスプレイパネルであ
る。

【００４７】このようなプラズマディスプレイパネルに
より、例えば電極上に二次電子放出係数の大きい材料に
よる誘電体膜を形成し、電極の一部でのみ放電が生成す
るようにすれば結果として放電を集中させることが可能
となる。

【００４８】本発明の請求項１５に記載の発明は、気体
放電が電極間に電圧を印加することにより形成され、前
記電極の少なくとも一方にインダクタンスを直列に接続
することにより、放電電流を抑制する手段が実現される
請求項１２ないし１４のいずれか記載のプラズマディス
プレイパネルである。

【００４９】このようなプラズマディスプレイパネルに
より、過多に流れる放電電流をインダクタンスの逆起電
力により制御することが可能となる。一度放電が集中す
ると放電電流は一気に流れようとするためインダクタン
スにより自己調整的に放電が制御出来れば、単に放電電
流が抑制出来るのみならず、その変動をも抑制出来るた
め結果として非常に安定な放電となる。

【００５０】本発明の請求項１６に記載の発明は、気体
放電が電極間に電圧を印加することにより形成され、前
記電圧を放電電流を抑制させるタイミングで減少させる
ことにより、放電電流を抑制する手段が実現される請求
項１２ないし１４のいずれか記載のプラズマディスプレ
イパネルである。

【００５１】このような放電発光デバイスにより、過多
に流れる放電電流を逆起電力を強制的に印加することに
より制御することが可能となる。

【００５２】本発明の請求項１７に記載の発明は、請求
項１２ないし１６のいずれか記載のプラズマディスプレ
イパネルを用いたディスプレイ装置である。

【００５３】このようなディスプレイ装置により、放電
が集中することで非常に強い放電を得ることが出来、放
電電流を抑制することで無駄な電力を省き高効率放電を
得ることが可能となり、高輝度、高発光効率の表示を実
現できる。

【００５４】尚、請求項に記載の「放電を集中させる手
段」を有することにより、有しない場合に比べて形成さ
れた放電が空間的に不均一性を増していれば、請求項に
記載の「放電を集中させる」ことに該当すると解する。

【００５５】また、請求項に記載の「放電電流を抑制さ
せる手段」を有することにより、有しない場合に比べて
放電電流が減少していれば、請求項に記載の「放電電流
を抑制させる」ことに該当すると解する。

【００５６】以下実施の形態により本発明を具体的に説
明するが、本発明の実施の態様はこれに限定されるもの
ではない。

【００５７】（実施の形態１）以下、本発明の実施の形
態について、図面を参照しながら説明する。

【００５８】本実施の形態で説明する放電形成デバイス
は、放電を集中させる手段、並びに前記放電に起因する
放電電流を抑制する手段を有することを特徴とする。

【００５９】本実施の形態で説明する放電発光デバイ
ス、駆動方法、照明装置及びディスプレイ装置は放電を
集中させる手段、並びに前記放電に起因する放電電流を
抑制する手段を有することを特徴とする。また、前記気
体放電が電極間に電圧を印加することにより形成され、
前記電極の形状により、前記の放電を集中させる手段が
実現されることを特徴とする。

【００６０】また、前記気体放電が電極間に電圧を印加
することにより形成され、前記電極の少なくとも一方に
インダクタンスを直列に接続することにより、前記の放
電電流を抑制する手段が実現されることを特徴とする。

【００６１】また、前記の機構又は／及び手段により、
集中した放電が複数形成されることを特徴とする。

【００６２】以下、本実施の形態について具体例を示し
ながら説明するが、本発明の実施の態様はこれに限定さ
れるものではない。

【００６３】[デバイス構造]図１に本実施の形態１で使
用した放電発光デバイスの概念図を示す。同図(a)は平
面図、同図(b)、(c)は断面図である。図１の放電発光デ
バイスは、放電空間を挟む基板対の一方の第１基板11の
内面上に互いにほぼ平行な２種類の電極、第１電極1、
第２電極2と、誘電体層13と、保護膜14を有し、他方の
第２基板12の内面上に、可視光を反射する反射層16と、
放電により発光する蛍光体17とを有している。第１電極
1と第２電極2の電極間距離は陽光柱放電を形成出来る0.
2mm以上である。

【００６４】基板の材質としてはソーダライムガラスが
一般的であるが、特に限定されない。電極は銀やクロム
／銅／クロム(積層構造)により形成されることが一般的
であるが、特に限定されない。蛍光体は放電で発生した
紫外線により励起され、発光するものであれば特に限定
されない。誘電体の材質としては低融点ガラスを用いる
のが一般的であるが、特に限定されない。保護膜は二次
電子放出係数γが高い材料が望ましく、MgOが一般的で
あるが、特に限定されない。放電ガスはHe、Ne、Arのう
ち少なくとも一種とXeの混合ガス又はXeガスが一般的で
あるが、特に限定されない。必要に応じて水銀を用いて
も良い。またデバイスの構造は必ずしも平面である必要
はなく、細管であってもよい。また電極は必ずしも誘電
体層や保護膜で覆われている必要はない。また必ずしも
第１電極1と第２電極2は同じ基板の内面に形成されてい
る必要もない。また放電の形態は必ずしも陽光柱である
必要はなく、従って第１電極1と第２電極2の電極間距離
は任意である。しかし陽光柱放電により発光効率は大き
く向上し、本発明は陽光柱放電を使用する際に特に効果
が大きい。

【００６５】以下、放電を集中させるための機構につい
て説明する。本実施の形態では放電を集中させるための
機構は電極の形状により実現している。図１の例では電
極の一部に突起が形成されており、電極間に電圧を印加
する際に電気力線が集中し電界強度が大きくなるよう構
成されている。突起部分の形状は放電集中の程度と後述
の放電電流抑制の程度のバランスから最適な形状を選べ
ばよい。放電を集中させることが出来れば必ずしも突起
である必要はない。例えば電極のある領域のみに於いて
電極間距離を狭くすることにより放電を集中させること
も可能である。

【００６６】ここで放電を集中させる機構は必ずしも第
１電極1、第２電極2の両方に形成されている必要はな
い。例えばある放電領域に於いて第１電極1に突起を設
け第２電極2を直線形状とすれば、放電は第１電極1側で
集中しこの領域では三角形の放電形状となるし、第２電
極2を円弧形状とすれば扇形の放電形状となる。またこ
れらを複数形成する時にはある領域では第１電極1にの
み突起を設け別の領域では第２電極2にのみ突起を設け
てもよい。また必ずしも複数形成されている必要もな
い。また２種類の電極の役割は必ずしも異なる必要は無
く、全く等価なものであってもかまわない。

【００６７】すなわち各々の電極の印加電圧の極性を固
定してもよいし、交互に切り変えてもよい。またこれら
の電極が構成する電極対は図２のように繰り返しの構造
をとってもよい。このような繰り返し構造を採用すれば
発光面積を自由に設定出来る。図２で隣接する同種の電
極を共通の一本としても同じである。

【００６８】次に放電電流を抑制する手段について説明
する。本実施の形態では放電電流を抑制するための機構
又は手段は、電極の少なくとも一方にインダクタンスを
直列に接続することにより実現している。この際放電電
流を抑制する効果をもたらすものであれば必ずしも逆起
電力を発生させるもの(例えばインダクタンス)である必
要はない。

【００６９】これらの効果については以下に駆動方法に
より駆動した例を用いて説明する。次に上述のような機
構又は／及び手段により、集中した放電を複数形成する
ことの効果について説明する。まず、集中した放電を二
次元的に複数形成することで面放電発光を得ることが出
来る。更に、集中した放電は局所的に非常に強い発光強
度を有するため、これを拡散させて二次元的に均一化し
たとしても、はじめから二次元的に均一な放電により得
られ発光より高輝度となる。

【００７０】更に、二次元的に均一な放電は面全体に電
流が流れるのに対して、集中した放電を複数形成するこ
とは局所的に電流が流れるため、電流の量は面全体でみ
れば必ずしも大きくなるとは限らない。従って、最適化
することにより高輝度且つ高発光効率を実現出来る。

【００７１】また、集中した放電により二次元的に均一
な発光を得る手段としては、例えば集中した放電を光源
としこの配置を設計する際に、光源でない領域はまわり
の複数の光源の漏れ光を重ね合わせることにより全体と
して均一な発光が得られるような配置にすればいよい。
また、発光が均一となるように蛍光体の配置を工夫して
も良い。

【００７２】尚、集中した放電を複数形成すること自体
は二次元にだけでなく三次元にも適用できる。

【００７３】[駆動方法]図３に放電期間に第１電極1、
第２電極2に対して印加する電圧波形を示す。同図
（ａ）は第１電極1に印加する電圧波形を示し、同図
（ｂ）は第２電極2に印加する電圧波形を示す。図３で
は第２電極2の電圧がHiからLoへ、第１電極1の電圧がLo
からHiへ変化する期間のみを示している。この電圧波形
は回路からの出力波形であり、実際に電極にかかる電圧
波形は後述のインダクタンスによって変化する。

【００７４】放電期間では、第２電極2の電圧がHiからL
oへ、第１電極1の電圧がLoからHiへ変化する期間と、第
１電極1の電圧がHiからLoへ、第２電極2の電圧がLoから
Hiへ変化する期間を繰り返すことにより連続的に発光さ
せている。但し、電極が誘電体層により覆われていなけ
れば印加電圧を繰り返し反転させる必要はない。また電
圧波形は必ずしも矩形波である必要はなく正弦波などで
もよい。印加電圧の立ち上がり速度が小さい方が一般的
に放電が集中し易く好都合である。また電極のどちらか
一方が常にHiとなるように電圧を印加してもよい。この
場合には自己消去放電などにより、１周期内で壁電荷が
ある程度消去されることが望ましい。

【００７５】まず、第２電極2の電圧がHiからLoへ変化
する期間に於いて、第１電極1と第２電極2間の電位差を
減少させ、デバイスのコンデンサを放電している。この
時、自己消去放電を発生させることも可能であり、これ
をトリガーとして続く放電を発生させることも可能であ
る。

【００７６】続く、第１電極1の電圧がLoからHiへ変化
する期間に於いて、第１電極1と第２電極2間に電位差を
生じさせ、第１電極1を正に、第２電極2を負にしてデバ
イスを充電している。

【００７７】次に、前記の第１電極1と第２電極2間の電
界強度が閾値を越えると放電が開始する。ここで電極の
突起を電気力線が集中し電界強度が強まるよう設計する
ことにより、放電をこの突起部分で開始させることが出
来る。その結果放電は電極間全体に拡がること無く突起
部分に集中することとなる。

【００７８】放電が開始すると第１電極1と第２電極2間
に放電電流が流れ、放電により発生した紫外線により蛍
光体が励起され発光する。この時放電電流は一気に流れ
る始めるが、電極の少なくとも一方に直列に接続された
インダクタンスにより逆起電力が発生し放電電流は抑制
される。この際放電電流を抑制する効果をもたらすもの
であれば必ずしも逆起電力を発生させるもの(例えばイ
ンダクタンス)である必要はない。またインダクタンス
は放電電流の増大を抑制するタイミングで接続してもよ
いし、予め接続しておいても良い。またインダクタンス
はデバイスの容量によってその最適な大きさが異なるた
め、放電電流を適当に抑制するようにデバイスの容量に
あわせて選べば良い。

【００７９】実際に放電電流を観測すると放電電流は小
さくなり、なだらかな電流波形となることがわかる。イ
ンダクタンスは放電電流の変化により自己調整的に逆起
電力発生するため、放電電流を抑制するだけでなく、放
電電流の変動をも抑制するためである。この時、陽光柱
を観察すると、非常に強くなって安定していることがわ
かる。

【００８０】このようにして駆動することにより、水銀
を用いることなく、8000cd/m²の輝度、30lm/Wの発光効
率を得ることが出来た。

【００８１】次に、電極に突起部分を設けなかった場合
について説明する。電極に突起部分を設けない場合は最
適な条件を選ぶことにより放電を全面に拡げることが出
来る。最適な条件は専ら印加電圧のバルス幅やタイミン
グの条件を調べることにより見つけることが出来るが、
一般的にこの駆動マージンは狭く制御しにくいのが現実
である。最適化がなされないと放電は集中することにな
るがこのようにして集中した放電は何ら制御されている
ものではないため、時間と共に空間的に移動し安定しな
い。従って電極に突起部分を設けない場合は放電を全面
に拡げて駆動することが最も適切な駆動方法となる。し
かしこのように放電を全面に拡げる駆動方法は放電電流
は少ないが輝度が低く動作マージンが狭いため、輝度を
上げようと駆動電圧を高くすると放電が集中してしまい
制御が困難である。またXe分圧を高くして使用すると発
光効率は高くなるが、動作マージンが更に狭くなるため
現実的でなくなる。このように電極に突起部分を設けな
かった場合に於いては、同様な実験で5000cd/m²の輝
度、15lm/Wの発光効率を得た。

【００８２】次に、インダクタンスを接続しなかった
り、接続してもその大きさがデバイスの容量にあわない
場合、又はインダクタンスを接続するタイミングが不適
切な場合について説明する。このような場合は放電が開
始すると電流が一気に流れることがわかる。放電が集中
し局所的であるにも関わらず面全体の放電電流は放電が
拡がっている場合より大きい。このように放電電流が大
きくなればなるほど発光への寄与の割合が小さくなるた
め発光効率は極端に低下する。実際このように放電電流
を抑制しなかった場合に於いては、同様な実験で8000cd
/m²の輝度、5lm/Wの発光効率を得た。

【００８３】これらの結果から放電を集中させる手段、
並びに前記放電に起因する放電電流を抑制する手段を有
するこにより高輝度、高発光効率の放電発光デバイス等
を実現することが出来ることがわかる。また、各電極間
に電位差を持たせる過程は必ずしもデバイスの充電によ
るものである必要はなく、例えばデバイスの放電(気体
放電ではない)を利用しても良い。すなわち第１電極1、
第２電極2をHi、Hi状態からLo、Hi状態にすることも可
能である。

【００８４】また、図１の例に於いて蛍光体を用いない
又は蛍光体を分離すれば放電形成デバイスとなる。

【００８５】上記の駆動方法を実現する回路を上記のパ
ネルに組み合わせることにより、照明装置を実現でき
る。

【００８６】上記の照明装置を例えば液晶、及び液晶の
駆動回路などと組み合わせることにより、ディスプレイ
装置を実現できる。

【００８７】（実施の形態２）以下、本発明の実施の形
態について、図面を参照しながら説明する。

【００８８】本実施の形態で説明する放電発光デバイ
ス、駆動方法、照明装置及びディスプレイ装置は放電を
集中させる手段、並びに前記放電に起因する放電電流を
抑制する手段を有することを特徴とする。また、前記気
体放電が電極間に電圧を印加することにより形成され、
前記電極上に直接又は間接に形成された誘電体膜の形状
により、前記の放電を集中させる手段が実現されること
を特徴とする。

【００８９】以下、本実施の形態について具体例を示し
ながら説明するが、本発明の実施の態様はこれに限定さ
れるものではない。

【００９０】本実施の形態２の放電発光デバイスは基本
的に実施の形態１と同じであるが放電を集中させるため
の機構が異なる。以下異なる部分のみ説明する。駆動方
法、照明装置、ディスプレイ装置は実施の形態１と同じ
である。

【００９１】[デバイス構造]図４は本実施の形態２で使
用した放電発光デバイスの概念図である。図４の放電発
光デバイスは、放電空間を挟む基板対の一方の第１基板
11の内面上に互いにほぼ平行な２種類の電極、第１電極
1、第２電極2と、誘電体層13、保護膜14、誘電体膜15を
有し、他方の第２基板12の内面上に、可視光を反射する
反射層16と、放電により発光する蛍光体17とを有してい
る。誘電体層及び保護膜は電極上全面に形成されている
が、その上の誘電体膜は電極上の一部のみ(放電を集中
させる部分のみ)に形成されている。

【００９２】保護膜は放電によるスパッタから誘電体層
や電極を保護するためのもので、誘電体膜との関係から
二次電子放出係数γが低いSiO₂などの材料が望ましい。
誘電体膜は二次電子放出係数γが高い材料が望ましく、
MgOが一般的であるが、特に限定されない。

【００９３】以下、放電を集中させるための機構につい
て説明する。本実施の形態では放電を集中させるための
機構は電極上に直接又は間接に形成された誘電体膜の形
状により実現している。図４の例では電極上の一部に二
次電子放出係数γの高い誘電体膜が形成されており、こ
の部分でのみ放電が形成されやい構成となっている。こ
の誘電体膜の形状は放電集中の程度と後述の放電電流抑
制の程度のバランスから最適な形状を選べばよい。この
誘電体膜は放電を局所的に開始させ易くするためのきっ
かけを与えるものである。この他にも放電を局所的に形
成させ易くするきっかけを与える手段としては、例えば
図５に示すように放電の形状にそって第３電極3を配置
することも出来る。

【００９４】このような放電を集中させるための機構を
有するデバイスを実施の形態１の駆動方法により駆動す
ることで、実施の形態１と同様な実験で7000cd/m²の輝
度、30lm/Wの発光効率を得ることが出来た。

【００９５】次に、電極上に一様に保護膜を形成した場
合、全く形成しなかった場合について説明する。これら
の場合は実施の形態１に於ける電極に突起部分を設けな
かった場合と同様である。保護膜を一様に形成した場合
は実施の形態１と同様な実験で5000cd/m²の輝度、15lm/
Wの発光効率を、保護膜を全く形成しなかった場合は実
施の形態１と同様な実験で4000cd/m²の輝度、8lm/Wの発
光効率を得た。これらの結果から放電を集中させる手
段、並びに前記放電に起因する放電電流を抑制する手段
を有するこにより高輝度、高発光効率の放電発光デバイ
ス等を実現することが出来ることがわかる。

【００９６】（実施の形態３）以下、本発明の実施の形
態について、図面を参照しながら説明する。

【００９７】本実施の形態で説明する放電発光デバイ
ス、駆動方法、照明装置及びディスプレイ装置は放電を
集中させる手段、並びに前記放電に起因する放電電流を
抑制する手段を有することを特徴とする。また、前記気
体放電が電極間に電圧を印加することにより形成され、
前記印加電圧を放電電流を抑制させるタイミングで減少
させることにより、前記の放電電流を抑制する手段が実
現されることを特徴とする。

【００９８】以下、本実施の形態について具体例を示し
ながら説明するが、本発明の実施の態様はこれに限定さ
れるものではない。

【００９９】本実施の形態３の放電発光デバイスは基本
的に実施の形態１と同じであるが放電電流を抑制させる
ための手段が異なる。以下異なる部分のみ説明する。デ
バイス構造、照明装置、ディスプレイ装置は実施の形態
１と同じである。

【０１００】[駆動方法]図６に放電期間に第１電極1、
第２電極2に対して印加する電圧波形を示す。同図
（ａ）は第１電極1に印加する電圧波形を示し、同図
（ｂ）は第２電極2に印加する電圧波形を示す。

【０１０１】図６では第２電極2の電圧がHiからLoへ、
第１電極1の電圧がLoからHiへ変化する期間のみを示し
ている。放電期間では、第２電極2の電圧がHiからLo
へ、第１電極1の電圧がLoからHiへ変化する期間と、第
１電極1の電圧がHiからLoへ、第２電極2の電圧がLoから
Hiへ変化する期間を繰り返すことにより連続的に発光さ
せている。但し、電極が誘電体層により覆われていなけ
れば印加電圧を繰り返し反転させる必要はない。また電
圧波形は必ずしも矩形波である必要はなく正弦波などで
もよい。印加電圧の立ち上がり速度が小さい方が一般的
に放電が集中し易く好都合である。また電極のどちらか
一方が常にHiとなるように電圧を印加してもよい。この
場合には自己消去放電などにより、１周期内で壁電荷が
ある程度消去されることが望ましい。

【０１０２】まず、第２電極2の電圧がHiからLoへ変化
する期間に於いて、第１電極1と第２電極2間の電位差を
減少させ、デバイスのコンデンサを放電している。この
時、自己消去放電を発生させることも可能であり、これ
をトリガーとして続く放電を発生させることも可能であ
る。

【０１０３】続く、第１電極1の電圧がLoからHiへ変化
する期間に於いて、第１電極1と第２電極2間に電位差を
生じさせ、第１電極1を正に、第２電極2を負にしてデバ
イスを充電している。

【０１０４】次に、前記の第１電極1と第２電極2間の電
界強度が閾値を越えると放電が開始する。ここで電極の
突起を電気力線が集中し電界強度が強まるよう設計する
ことにより、放電をこの突起部分で開始させることが出
来る。その結果放電は電極間全体に拡がること無く突起
部分に集中することとなる。

【０１０５】放電が開始すると第１電極1と第２電極2間
に放電電流が流れ、放電により発生した紫外線により蛍
光体が励起され発光する。この時放電電流は一気に流れ
る始めるが、この放電電流の増大を抑制するタイミング
で電極間に印加する電圧を減少させる。ここで電極間に
印加する電圧を減少させるとは電極間の電位差を減少さ
せる意味である。例えば第１電極1の印加電圧を減少さ
せるだけでなく、図６に示すように第２電極2に電圧を
印加することにより電極間の電位差を減少させ放電電流
を抑制させることが出来る。

【０１０６】更に放電電流の変動を抑制するタイミング
で電極間の電位差を増減させることにより安定な放電電
流を得ることが出来る。実際に放電電流を観測すると放
電電流は小さくなり、なだらかな電流波形となることが
わかる。この時、陽光柱を観察すると、非常に強くなっ
て安定していることがわかる。

【０１０７】このような駆動方法により、実施の形態１
と同様な実験で7000cd/m²の輝度、25lm/Wの発光効率を
得ることが出来た。

【０１０８】これらの結果から放電を集中させる手段、
並びに前記放電に起因する放電電流を抑制する手段を有
するこにより高輝度、高発光効率の放電発光デバイス等
を実現することが出来ることがわかる。また、各電極間
に電位差を持たせる過程は必ずしもデバイスの充電によ
るものである必要はなく、例えばデバイスの放電(気体
放電ではない)を利用しても良い。すなわち第１電極1、
第２電極2をHi、Hi状態からLo、Hi状態にすることも可
能である。

【０１０９】（実施の形態４）以下、本発明の実施の形
態について、図面を参照しながら説明する。

【０１１０】本実施の形態で説明する放電発光デバイ
ス、駆動方法、照明装置及びディスプレイ装置は放電を
集中させる手段、並びに前記放電に起因する放電電流を
抑制する手段を有することを特徴とする。また、集中し
た放電が複数形成され、且つ、これらが隔壁により仕切
られていることを特徴とする。

【０１１１】以下、本実施の形態について具体例を示し
ながら説明するが、本発明の実施の態様はこれに限定さ
れるものではない。

【０１１２】本実施の形態４の放電発光デバイスは基本
的に実施の形態１と同じであるが陽光柱を制御するため
に隔壁を設けてある。

【０１１３】以下異なる部分のみ説明する。駆動方法、
照明装置、ディスプレイ装置は実施の形態１と同じであ
る。

【０１１４】[デバイス構造]図７に本実施の形態４で使
用した放電発光デバイスの概念図を示す。同図(a)は平
面図、同図(b)、(c)は断面図である。図７の放電発光デ
バイスは、放電空間を挟む基板対の一方の第１基板11の
内面上に互いにほぼ平行な２種類の電極、第１電極1、
第２電極2と、誘電体層13、保護膜14を有し、他方の第
２基板12の内面上に、可視光を反射する反射層16と、放
電空間を仕切る隔壁18と、放電により発光する蛍光体17
とを有している。

【０１１５】隔壁の材質としては低融点ガラスを用いる
のが一般的であるが、特に限定されない。また隔壁の形
状は放電形状とあわせて設計することも出来る。また隔
壁は必ずしも第１基板11と第２基板12の両方に接してい
る必要はない。

【０１１６】以下、隔壁の効果について説明する。まず
第一に、陽光柱放電の近傍に壁などを設けることで放電
の制御が容易になる。例えば実施の形態１に示すような
機構又は／及び手段により集中した放電を複数形成する
ことが出来るが、個々の放電を各々の近傍に設けた隔壁
により制御することで非常に安定な陽光柱を得ることが
出来る。特に放電を集中させると一般に放電の制御が難
しくなるため非常に有効である。隔壁の高さなどの形状
は放電制御の重要なパラメータとなる。

【０１１７】第二に、デバイス内部の形状に凸凹を設け
ることで蛍光体表面積を大きくすることが出来、輝度の
高めることが出来る。

【０１１８】第三に、隔壁をスペーサとして使用するこ
とで割れにくいデバイスを実現出来る。

【０１１９】このようなデバイス構造により、実施の形
態１と同様な実験で9000cd/m²の輝度、35lm/Wの発光効
率を得ることが出来た。

【０１２０】これらの結果から放電を集中させる手段、
並びに前記放電に起因する放電電流を抑制する手段を有
するこにより、更に集中した放電が複数形成され且つこ
れらが隔壁により仕切られていることにより、高輝度、
高発光効率の放電発光デバイス等を実現することが出来
ることがわかる。

【０１２１】（実施の形態５）以下、本発明の実施の形
態について、図面を参照しながら説明する。本実施の形
態で説明する放電発光デバイス、駆動方法、照明装置及
びディスプレイ装置は放電を集中させる手段、並びに前
記放電に起因する放電電流を抑制する手段を有すること
を特徴とする。また、集中した放電が形成されこれによ
り発光し、且つ、その発光を拡散する機構を有すること
を特徴とする。

【０１２２】以下、本実施の形態について具体例を示し
ながら説明するが、本発明の実施の態様はこれに限定さ
れるものではない。

【０１２３】本実施の形態５の放電発光デバイスは基本
的に実施の形態１と同じであるが発光を拡散する機構が
設けてある。

【０１２４】以下異なる部分のみ説明する。駆動方法、
照明装置、ディスプレイ装置は実施の形態１と同じであ
る。

【０１２５】[デバイス構造]図８は本実施の形態５で使
用した放電発光デバイスの概念図である。図８の放電発
光デバイスは、放電空間を挟む基板対の一方の第１基板
11の内面上に互いにほぼ平行な２種類の電極、第１電極
1、第２電極2と、誘電体層13、保護膜14、誘電体膜15を
有し、第１基板11の外面上に拡散板19を有し、他方の第
２基板12の内面上に、可視光を反射する反射層16と、放
電により発光する蛍光体17とを有している。

【０１２６】発光を拡散する機構は光源からの発光の方
向を変化させるものであればよく、特に限定されない。
例えば片面にプリズム形状や凸凹形状を有し、適当な反
射率と透過率にすることで光を拡散させるものや、光源
からの発光を確保するために適当な孔が設けられている
ものなどが考えられる。

【０１２７】これらの形状、配置などは集中した放電の
配置、強度などにより最適に設計される。

【０１２８】この拡散機構により発光が均一となる。

【０１２９】（実施の形態６）以下、本発明の実施の形
態について、図面を参照しながら説明する。

【０１３０】本実施の形態で説明するプラズマディスプ
レイパネル、駆動方法、及びそのディスプレイ装置は気
体放電による発光を各画素ごとに制御することが可能で
あり、放電を集中させる手段、並びに前記放電に起因す
る放電電流を抑制する手段を有することを特徴とする。

【０１３１】また、前記気体放電が電極間に電圧を印加
することにより形成され、前記電極の形状により、前記
の放電を集中させる手段が実現されることを特徴とす
る。

【０１３２】また、前記気体放電が電極間に電圧を印加
することにより形成され、前記電極の少なくとも一方に
インダクタンスを直列に接続することにより、前記の放
電電流を抑制する手段が実現されることを特徴とする。

【０１３３】以下、本実施の形態について具体例を示し
ながら説明するが、本発明の実施の態様はこれに限定さ
れるものではない。

【０１３４】[パネル構造]図９は本実施の形態６で使用
したプラズマディスプレイパネルの概念図である。図９
のプラズマディスプレイパネルは、放電空間を挟む基板
対の一方の第１基板11の内面上に互いにほぼ平行な２種
類の電極、第１電極1、第２電極2と、誘電体層13と、保
護膜14を有し、他方の第２基板12の内面上に、前記第１
電極1と交差する方向に形成された第３電極3と、可視光
を反射する反射層16と、放電空間を仕切る隔壁18と、放
電により発光する蛍光体17とを有している。第１電極1
を第２電極2の電極間距離は陽光柱放電を形成できる0.2
mm以上である。

【０１３５】基板の材料としてはソーダライムガラスが
一般的であるが、特に限定されない。電極は銀やクロム
／銅／クロム（積層構造）により形成されることが一般
的であるが、特に限定されない。隔壁の材料としては低
融点ガラスを用いるのが一般的であるが、特に限定され
ない。蛍光体は放電で発生した紫外線により励起され、
発光するものであれば特に限定されない。誘電体の材質
としては低融点ガラスを用いるのが一般的であるが、特
に限定されない。保護膜は二次電子放出係数γが高い材
料が望ましく、MgOが一般的であるが、特に限定されな
い。放電ガスはHe、Ne、Arのうち少なくとも一種とXeの
混合ガス又はXeガスが一般的であるが、特に限定されな
い。また電極は必ずしも誘電体層や保護膜で覆われてい
る必要はない。また必ずしも第１電極1と第２電極2は同
じ基板の内面に形成されている必要もない。また放電の
形態は必ずしも陽光柱である必要はなく、従って第１電
極1と第２電極2の電極間距離は任意である。しかし陽光
柱放電により発光効率は大きく向上し、本発明は陽光柱
放電を使用する際に特に効果が大きい。

【０１３６】以下、放電を集中させるための機構につい
て説明する。本実施の形態では放電を集中させるための
機構は電極の形状により実現している。図９の例では電
極の一部に突起が形成されており、電極間に電圧を印加
する際に電気力線が集中し電界強度が大きくなるよう構
成されている。突起部分の形状は放電集中の程度と後述
の放電電流抑制の程度のバランスから最適な形状を選べ
ばよい。放電を集中させることが出来れば必ずしも突起
である必要はない。例えば電極のある領域のみに於いて
電極間距離を狭くすることにより放電を集中させること
も可能である。

【０１３７】ここで放電を集中させる機構は必ずしも第
１電極1、第２電極2の両方に形成されている必要はな
い。例えばある放電領域に於いて第１電極1に突起を設
け第２電極2を直線形状とすれば、放電は第１電極1側で
集中しこの領域では三角形の放電形状となるし、第２電
極2を円弧形状とすれば扇形の放電形状となる。またこ
れらを複数形成する時にはある領域では第１電極1にの
み突起を設け別の領域では第２電極2にのみ突起を設け
てもよい。また必ずしも複数形成されている必要もな
い。また２種類の電極の役割は必ずしも異なる必要は無
く、全く等価なものであってもかまわない。すなわち各
々の電極の印加電圧の極性を固定してもよいし、交互に
切り変えてもよい。

【０１３８】次に放電電流を抑制する手段について説明
する。本実施の形態では放電電流を抑制するための機構
又は手段は、電極の少なくとも一方にインダクタンスを
直列に接続することにより実現している。この際放電電
流を抑制する効果をもたらすものであれば必ずしも逆起
電力を発生させるもの(例えばインダクタンス)である必
要はない。

【０１３９】これらの効果については以下に駆動方法に
より駆動した例を用いて説明する。

【０１４０】[駆動方法]図１０に放電の維持期間に第１
電極1、第２電極2、第３電極3に対して印加する電圧波
形を示す。同図（ａ）は第１電極1に印加する電圧波形
を示し、同図（ｂ）は第２電極2に印加する電圧波形を
示し、同図（ｃ）は第３電極3に印加する電圧波形を示
す。図１０では第２電極2の電圧がHiからLoへ、第１電
極1の電圧がLoからHiへ変化する期間のみを示してい
る。この電圧波形は回路からの出力波形であり、実際に
電極にかかる電圧波形は後述のインダクタンスによって
変化する。

【０１４１】放電の維持期間では、第２電極2の電圧がH
iからLoへ、第１電極1の電圧がLoからHiへ変化する期間
と、第１電極1の電圧がHiからLoへ、第２電極2の電圧が
LoからHiへ変化する期間を繰り返すことにより連続的に
発光させている。但し、電極が誘電体層により覆われて
いなければ印加電圧を繰り返し反転させる必要はない。
また電圧波形は必ずしも矩形波である必要はなく正弦波
などでもよい。印加電圧の立ち上がり速度が小さい方が
一般的に放電が集中し易く好都合である。また電極のど
ちらか一方が常にHiとなるように電圧を印加してもよ
い。この場合には自己消去放電などにより、１周期内で
壁電荷がある程度消去されることが望ましい。

【０１４２】まず、第２電極2の電圧がHiからLoへ変化
する期間に於いて、第１電極1と第２電極2間の電位差を
減少させ、パネルのコンデンサを放電している。この
時、自己消去放電を発生させることも可能であり、これ
をトリガーとして続く放電を発生させることも可能であ
る。

【０１４３】続く、第１電極1の電圧がLoからHiへ変化
する期間に於いて、第１電極1と第２電極2間に電位差を
生じさせ、第１電極1を正に、第２電極2を負にしてパネ
ルを充電している。

【０１４４】次に、前記の第１電極1と第２電極2間の電
界強度が閾値を越えると放電が開始する。ここで電極の
突起を電気力線が集中し電界強度が強まるよう設計する
ことにより、放電をこの突起部分で開始させることが出
来る。その結果放電は電極間全体に拡がること無く突起
部分に集中することとなる。

【０１４５】放電が開始すると第１電極1と第２電極2間
に放電電流が流れ、放電により発生した紫外線により蛍
光体が励起され発光する。この時放電電流は一気に流れ
る始めるが、電極の少なくとも一方に直列に接続された
インダクタンスにより逆起電力が発生し放電電流は抑制
される。この際放電電流を抑制する効果をもたらすもの
であれば必ずしも逆起電力を発生させるもの(例えばイ
ンダクタンス)である必要はない。またインダクタンス
は放電電流の増大を抑制するタイミングで接続してもよ
いし、予め接続しておいても良い。またインダクタンス
はパネルの容量によってその最適な大きさが異なるた
め、放電電流を適当に抑制するようにパネルの容量にあ
わせて選べば良い。

【０１４６】実際に放電電流を観測すると放電電流は小
さくなり、なだらかな電流波形となることがわかる。イ
ンダクタンスは放電電流の変化により自己調整的に逆起
電力発生するため、放電電流を抑制するだけでなく、放
電電流の変動をも抑制するためである。この時、陽光柱
を観察すると、非常に強くなって安定していることがわ
かる。

【０１４７】このようにして駆動することにより、Xe及
びNeの混合気体(Xeが10％)で500cd/m²の輝度、4lm/Wの
発光効率を得ることが出来た。

【０１４８】次に、電極に突起部分を設けなかった場合
について説明する。電極に突起部分を設けない場合は最
適な条件を選ぶことにより放電を１セル(単位発光領域)
全面に拡げることが出来る。最適な条件は専ら印加電圧
のバルス幅やタイミングの条件を調べることにより見つ
けることが出来るが、一般的にこの駆動マージンは狭く
制御しにくいのが現実である。最適化がなされないと放
電は集中することになるがこのようにして集中した放電
は何ら制御されているものではないため、時間と共に空
間的に移動し安定しない。従って電極に突起部分を設け
ない場合は放電を１セル全面に拡げて駆動することが最
も適切な駆動方法となる。

【０１４９】しかしこのように放電を全面に拡げる駆動
方法は放電電流は少ないが輝度が低く動作マージンが狭
いため、輝度を上げようと駆動電圧を高くすると放電が
集中してしまい制御が困難である。またXe分圧を高くし
て使用すると発光効率は高くなるが、動作マージンが更
に狭くなるため現実的でなくなる。このように電極に突
起部分を設けなかった場合に於いては、同様な実験で30
0cd/m²の輝度、2lm/Wの発光効率を得た。

【０１５０】次に、インダクタンスを接続しなかった
り、接続してもその大きさがパネルの容量にあわない場
合、又はインダクタンスを接続するタイミングが不適切
な場合について説明する。このような場合は放電が開始
すると電流が一気に流れることがわかる。放電が集中し
局所的であるにも関わらず面全体の放電電流は放電が拡
がっている場合より大きい。このように放電電流が大き
くなればなるほど発光への寄与の割合が小さくなるため
発光効率は極端に低下する。実際このように放電電流を
抑制しなかった場合に於いては、同様な実験で400cd/m²
の輝度、0.5lm/Wの発光効率を得た。

【０１５１】これらの結果から放電を集中させる手段、
並びに前記放電に起因する放電電流を抑制する手段を有
するこにより高輝度、高発光効率のプラズマディスプレ
イパネルを実現することが出来ることがわかる。

【０１５２】また、各電極間に電位差を持たせる過程は
必ずしもパネルの充電によるものである必要はなく、例
えばパネルの放電(気体放電ではない)を利用しても良
い。すなわち第１電極1、第２電極2をHi、Hi状態からL
o、Hi状態にすることも可能である。

【０１５３】[ディスプレイ装置]以下に示す、スキャン
電極、サステイン電極、アドレス電極は、例えば、上記
の第1電極1、第2電極2、第3電極3が担う。

【０１５４】図１１は本実施の形態に於けるディスプレ
イ装置の構成を示すブロック図である。図１１のディス
プレイ装置は、ＰＤＰ100、アドレスドライバ110、スキ
ャンドライバ120、サステインドライバ130、放電制御タ
イミング発生回路140、Ａ／Ｄコンバータ(アナログ・デ
ジタル変換器)151、走査数変換部152、及びサブフィー
ルド変換部153を含む。

【０１５５】ＰＤＰ100は複数のアドレス電極、複数の
スキャン電極（走査電極）、複数のサステイン電極(維
持電極)を含み、複数のアドレス電極は画面の垂直方向
に配列され、複数のスキャン電極及び複数のサステイン
電極は画面の水平方向に配列されている。また、複数の
サステイン電極は共通に接続されている。また、アドレ
ス電極、スキャン電極及びサステイン電極の各交点に放
電セルが形成され、各放電セルが画面上の画素を構成す
る。

【０１５６】このＰＤＰ100に対して、アドレス電極と
スキャン電極の間に書き込みパルスを印加することによ
り、アドレス電極とスキャン電極の間でアドレス放電を
行い放電セルを選択した後、スキャン電極とサステイン
電極との間に、交互に反転する周期的な維持バルスを印
加することにより、スキャン電極とサステイン電極との
間で維持放電を行い表示を行う。

【０１５７】ＡＣ型ＰＤＰに於ける階調表示駆動方式と
しては、例えばＡＤＳ(Address andDisplay-period Sep
arated:アドレス・表示期間分離)方式を用いることが出
来る。図１２はＡＤＳ方式を説明するための図である。
図１２の縦軸は第1ラインから第mラインまでのスキャン
電極の走査方向(垂直走査方向)を示し、横軸は時間を示
す。ＡＤＳ方式では、1フィールド(1/60秒=16.67ms)を
複数のサブフィールドに時間的に分割する。例えば、8
ビットで256階調表示を行う場合は、1フィールドを8つ
のサブフィールドに分割する。また、各サブフィールド
は、点灯セル選択のためのアドレス放電が行われるアド
レス期間と、表示のための維持放電が行われる維持期間
とに分離される。ＡＤＳ方式では、各サブフィールドで
第1ラインから第mラインまでＰＤＰの全面にアドレス放
電による走査が行われ、全面アドレス放電終了時に維持
放電が行われる。

【０１５８】まず、映像信号ＶＤはＡ／Ｄコンバータに
入力される。また、水平同期信号Ｈ及び垂直同期信号V
は放電制御タイミング発生回路、Ａ／Ｄコンバータ、走
査数変換部、サブフィールド変換部に与えられる。Ａ／
Ｄコンバータは映像信号VDをデジタル信号に変換し、そ
の画像データを走査数変換部に与える。走査数変換部は
画像データをＰＤＰの画素数に応じたライン数の画像デ
ータに変換し、各ラインごとの画像データをサブフィー
ルド変換部に与える。

【０１５９】サブフィールド変換部は、各ラインごとの
画像データの各画素データを複数のサブフィールドに対
応する複数のビットに分割し、各サビフィールドごとに
各画素データの各ビットをアドレスドライバにシリアル
に出力する。アドレスドライバは電源回路111に接続さ
れており、サブフィールド変換部から各サブフィールド
ごとにシリアルに与えられるデータをパラレルデータに
変換し、そのパラレルデータに基づいて複数のアドレス
電極を駆動する。

【０１６０】放電制御タイミング発生回路は、水平同期
信号Hおよび垂直同期信号Vを基準として、放電制御タイ
ミング信号SC、SUを発生し、各々スキャンドライバおよ
びサステインドライバに与える。スキャンドライバは出
力回路121及びシフトレジスタ122を含む。また、サステ
インドライバは出力回路131及びシフトレジスタ132を含
む。これらのスキャンドライバ及びサステインドライバ
は共通の電源回路123に接続されている。

【０１６１】スキャンドライバのシフトレジスタは放電
制御タイミング発生回路から与えられる放電制御タイミ
ング信号SCを垂直走査方向にシフトしつつ出力回路に与
える。出力回路はシフトレジスタから与えられる放電制
御タイミング信号SCに応答して複数のスキャン電極を順
に駆動する。

【０１６２】サステインドライバのシフトレジスタは放
電制御タイミング発生回路から与えられる放電制御タイ
ミング信号SUを垂直走査方向にシフトしつつ出力回路に
与える。出力回路はシフトレジスタから与えられる放電
制御タイミング信号SUに応答して複数のサステイン電極
を順に駆動する。

【０１６３】図１３はＰＤＰ100の各電極に印加される
駆動電圧を示すタイミングチャートである。図１３で
は、アドレス電極、サステイン電極、及び第nライン〜
第(n+2)のスキャン電極の駆動電圧が示されている。

【０１６４】ここで、nは任意の整数である。図１３に
示すように、発光期間ではサステイン電極に一定周期で
サステインパルスPsuが印加される。アドレス期間に
は、スキャン電極に書き込みパルスPwが印加される。こ
の書き込みパルスに同期してアドレス電極に書き込みパ
ルスPwaが印加される。アドレス電極に印加される書き
込みパルスPwaのオンオフは表示する画像の各画素に応
じて制御される。

【０１６５】書き込みパルスPwと書き込みパルスPwaと
が同時に印加されると、スキャン電極とアドレス電極と
の交点の放電セルでアドレス放電が発生し、その放電セ
ルが点灯する。アドレス期間後の維持期間には、スキャ
ン電極に一定の周期で維持パルスPscが印加される。ス
キャン電極に印加される維持パルスPscの位相はサステ
イン電極に印加されるサステインパルスPscの位相に対
して180度ずれている。この場合、アドレス放電で点灯
した放電セルにおいてのみ維持放電が発生する。

【０１６６】各サブフィールドの終了時には、スキャン
電極に消去パルスPeが印加される。それにより、各放電
セルの壁電荷が消滅または維持放電が起きない程度に低
減し、維持放電が終了する。消去パルスPeの印加後の休
止期間には、スキャン電極に一定周期で休止パルスPrが
印加される。この休止パルスPrはサステインパルスPsu
と同位相になっている。

【０１６７】尚、維持期間の駆動方法についての詳細
は、上記[駆動方法]に記載の通りである。

【０１６８】（実施の形態７）以下、本発明の実施の形
態について、図面を参照しながら説明する。

【０１６９】本実施の形態で説明するプラズマディスプ
レイパネル、駆動方法、及びそのディスプレイ装置は気
体放電による発光を各画素ごとに制御することが可能で
あり、放電を集中させる手段、並びに前記放電に起因す
る放電電流を抑制する手段を有することを特徴とする。

【０１７０】また、前記気体放電が電極間に電圧を印加
することにより形成され、前記電極上に直接又は間接に
形成された誘電体膜の形状により、前記の放電を集中さ
せる手段が実現されることを特徴とする。

【０１７１】以下、本実施の形態について具体例を示し
ながら説明するが、本発明の実施の態様はこれに限定さ
れるものではない。

【０１７２】本実施の形態７のプラズマディスプレイパ
ネルは基本的に実施の形態６と同じであるが放電を集中
させるための機構が異なる。以下異なる部分のみ説明す
る。駆動方法、ディスプレイ装置は実施の形態６と同じ
である。

【０１７３】[パネル構造]図１４は本実施の形態７で使
用したプラズマディスプレイパネルの概念図である。図
１４のプラズマディスプレイパネルは、放電空間を挟む
基板対の一方の第１基板11の内面上に互いにほぼ平行な
２種類の電極、第１電極1、第２電極2と、誘電体層13、
保護膜14、誘電体膜15を有し、他方の第２基板12の内面
上に、前記第１電極1と交差する方向に形成された第３
電極3と、可視光を反射する反射層16と、放電により発
光する蛍光体17とを有している。

【０１７４】保護膜は放電によるスパッタから誘電体層
や電極を保護するためのもので、誘電体膜との関係から
二次電子放出係数γが低いSiO₂などの材料が望ましい。
誘電体膜は二次電子放出係数γが高い材料が望ましく、
MgOが一般的であるが、特に限定されない。

【０１７５】以下、放電を集中させるための機構につい
て説明する。本実施の形態では放電を集中させるための
機構は電極上に直接又は間接に形成された誘電体膜の形
状により実現している。図１４の例では電極上の一部に
二次電子放出係数γの高い誘電体膜が形成されており、
この部分でのみ放電が形成されやい構成となっている。
この誘電体膜の形状は放電集中の程度と後述の放電電流
抑制の程度のバランスから最適な形状を選べばよい。こ
の誘電体膜は放電を局所的に開始させ易くするためのき
っかけを与えるものである。

【０１７６】このような放電を集中させるための機構を
有するプラズマディスプレイパネルを実施の形態６の駆
動方法により駆動することで、実施の形態６と同様な実
験で400cd/m²の輝度、3.5lm/Wの発光効率を得ることが
出来た。

【０１７７】次に、電極上に一様に保護膜を形成した場
合、全く形成しなかった場合について説明する。これら
の場合は実施の形態６に於ける電極に突起部分を設けな
かった場合と同様である。保護膜を一様に形成した場合
は実施の形態６と同様な実験で300cd/m²の輝度、2lm/W
の発光効率を、保護膜を全く形成しなかった場合は実施
の形態６と同様な実験で150cd/m²の輝度、0.6lm/Wの発
光効率を得た。これらの結果から放電を集中させる手
段、並びに前記放電に起因する放電電流を抑制する手段
を有するこにより高輝度、高発光効率のプラズマディス
プレイパネルを実現することが出来ることがわかる。

【０１７８】（実施の形態８）以下、本発明の実施の形
態について、図面を参照しながら説明する。

【０１７９】本実施の形態で説明する放電発光デバイ
ス、駆動方法、照明装置及びディスプレイ装置は放電を
集中させる手段、並びに前記放電に起因する放電電流を
抑制する手段を有することを特徴とする。

【０１８０】また、前記気体放電が電極間に電圧を印加
することにより形成され、前記印加電圧を放電電流を抑
制させるタイミングで減少させることにより、前記の放
電電流を抑制する手段が実現されることを特徴とする。

【０１８１】以下、本実施の形態について具体例を示し
ながら説明するが、本発明の実施の態様はこれに限定さ
れるものではない。

【０１８２】本実施の形態８のプラズマディスプレイパ
ネルは基本的に実施の形態６と同じであるが放電電流を
抑制させるための手段が異なる。以下異なる部分のみ説
明する。パネル構造、ディスプレイ装置は実施の形態６
と同じである。

【０１８３】[駆動方法]図１５に放電の維持期間に第１
電極1、第２電極2、第３電極3に対して印加する電圧波
形を示す。同図（ａ）は第１電極1に印加する電圧波形
を示し、同図（ｂ）は第２電極2に印加する電圧波形を
示し、同図（ｃ）は第３電極3に印加する電圧波形を示
す。図１５では第２電極2の電圧がHiからLoへ、第１電
極1の電圧がLoからHiへ変化する期間のみを示してい
る。放電の維持期間では、第２電極2の電圧がHiからLo
へ、第１電極1の電圧がLoからHiへ変化する期間と、第
１電極1の電圧がHiからLoへ、第２電極2の電圧がLoから
Hiへ変化する期間を繰り返すことにより連続的に発光さ
せている。但し、電極が誘電体層により覆われていなけ
れば印加電圧を繰り返し反転させる必要はない。

【０１８４】また電圧波形は必ずしも矩形波である必要
はなく正弦波などでもよい。印加電圧の立ち上がり速度
が小さい方が一般的に放電が集中し易く好都合である。
また電極のどちらか一方が常にHiとなるように電圧を印
加してもよい。この場合には自己消去放電などにより、
１周期内で壁電荷がある程度消去されることが望まし
い。

【０１８５】まず、第２電極2の電圧がHiからLoへ変化
する期間に於いて、第１電極1と第２電極2間の電位差を
減少させ、パネルのコンデンサを放電している。この
時、自己消去放電を発生させることも可能であり、これ
をトリガーとして続く放電を発生させることも可能であ
る。

【０１８６】続く、第１電極1の電圧がLoからHiへ変化
する期間に於いて、第１電極1と第２電極2間に電位差を
生じさせ、第１電極1を正に、第２電極2を負にしてパネ
ルを充電している。

【０１８７】次に、前記の第１電極1と第２電極2間の電
界強度が閾値を越えると放電が開始する。ここで電極の
突起を電気力線が集中し電界強度が強まるよう設計する
ことにより、放電をこの突起部分で開始させることが出
来る。その結果放電は電極間全体に拡がること無く突起
部分に集中することとなる。

【０１８８】放電が開始すると第１電極1と第２電極2間
に放電電流が流れ、放電により発生した紫外線により蛍
光体が励起され発光する。この時放電電流は一気に流れ
る始めるが、この放電電流の増大を抑制するタイミング
で電極間に印加する電圧を減少させる。ここで電極間に
印加する電圧を減少させるとは電極間の電位差を減少さ
せる意味である。例えば第１電極1の印加電圧を減少さ
せるだけでなく、図１５に示すように第２電極2に電圧
を印加することにより電極間の電位差を減少させ放電電
流を抑制させることが出来る。

【０１８９】更に放電電流の変動を抑制するタイミング
で電極間の電位差を増減させることにより安定な放電電
流を得ることが出来る。実際に放電電流を観測すると放
電電流は小さくなり、なだらかな電流波形となることが
わかる。この時、陽光柱を観察すると、非常に強くなっ
て安定していることがわかる。

【０１９０】このような駆動方法により、実施の形態６
と同様な実験で300cd/m²の輝度、3lm/Wの発光効率を得
ることが出来た。

【０１９１】これらの結果から放電を集中させる手段、
並びに前記放電に起因する放電電流を抑制する手段を有
するこにより高輝度、高発光効率のプラズマディスプレ
イパネルを実現することが出来ることがわかる。

【０１９２】また、各電極間に電位差を持たせる過程は
必ずしもパネルの充電によるものである必要はなく、例
えばパネルの放電(気体放電ではない)を利用しても良
い。すなわち第１電極1、第２電極2をHi、Hi状態からL
o、Hi状態にすることも可能である。

【０１９３】

【発明の効果】本発明の実施の形態から明らかなよう
に、放電を集中させる手段、並びに前記放電に起因する
放電電流を抑制する手段を有することにより、非常に強
く安定な陽光柱放電を形成することが可能となる。これ
により高輝度、高発光効率、且つ安定な放電が可能な放
電発光デバイス、プラズマディスプレイパネル及びディ
スプレイ装置等を提供することが出来る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明第１の実施の形態における放電発光デバ
イスのを示す図

【図２】同第１の実施の形態における放電発光デバイス
のを示す図

【図３】同第１の実施の形態における放電期間に各電極
に対して印加する電圧波形を示す図

【図４】同第２の実施の形態における放電発光デバイス
のを示す図

【図５】同第２の実施の形態における放電発光デバイス
のを示す図

【図６】同第３の実施の形態における放電期間に各電極
に対して印加する電圧波形を示す図

【図７】同第４の実施の形態における放電発光デバイス
のを示す図

【図８】同第５の実施の形態における放電発光デバイス
のを示す図

【図９】同第６の実施の形態におけるプラズマディスプ
レイパネルを示す図

【図１０】同第６の実施の形態における放電の維持期間
に各電極に対して印加する電圧波形を示す図

【図１１】同第６の実施の形態におけるディスプレイ装
置の構成を示す図

【図１２】同第６の実施の形態におけるＡＤＳ方式を示
す図

【図１３】同第６の実施の形態におけるＰＤＰの各電極
に印加される駆動電圧を示す図

【図１４】同第７の実施の形態におけるプラズマディス
プレイパネルを示す図

【図１５】同第８の実施の形態における放電の維持期間
に各電極に対して印加する電圧波形を示す図

【図１６】従来の平面型放電ランプを示す図

【図１７】従来の３電極構造の面放電型ＰＤＰを示す図

【符号の説明】

１第１電極２第２電極３第３電極１１第１基板１２第２基板１３誘電体層１４保護膜１５誘電体膜１６反射層１７蛍光体１８隔壁１９拡散板２０スペーサ２１スキャン電極２２サステイン電極２３アドレス電極１００ＰＤＰ１１０アドレスドライバ１１１アドレスドライバの電源回路１２０スキャンドライバ１２１スキャンドライバの出力回路１２２スキャンドライバのシフトレジスタ１２３スキャンドライバ及びサステインドライバ共通
の電源回路１３０サステインドライバ１３１サステインドライバの出力回路１３２サステインドライバのシフトレジスタ１４０放電制御タイミング発生回路１５１Ａ／Ｄコンバータ１５２走査数変換部１５３サブフィールド変換部

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】気体放電を集中させる手段と、前記気体
放電に起因する放電電流を抑制する手段とを有する放電
形成デバイス。
【請求項２】気体放電を集中させる手段と、前記気体
放電に起因する放電電流を抑制する手段とを有する放電
発光デバイス。
【請求項３】気体放電が電極間に電圧を印加すること
により形成され、前記電極の形状により、気体放電を集
中させる手段が実現される請求項２記載の放電発光デバ
イス。
【請求項４】気体放電が電極間に電圧を印加すること
により形成され、前記電極上に直接又は間接に形成され
た誘電体膜の形状により、気体放電を集中させる手段が
実現される請求項２記載の放電発光デバイス。
【請求項５】気体放電が電極間に電圧を印加すること
により形成され、前記電極の少なくとも一方にインダク
タンスを直列に接続することにより、放電電流を抑制す
る手段が実現される請求項２ないし４のいずれか記載の
放電発光デバイス。
【請求項６】気体放電が電極間に電圧を印加すること
により形成され、前記電圧を放電電流を抑制させるタイ
ミングで減少させることにより、放電電流を抑制する手
段が実現されることを特徴とする請求項２ないし４のい
ずれか記載の放電発光デバイス。
【請求項７】気体放電を集中させる手段により集中し
た放電が複数形成される請求項２ないし６のいずれか記
載の放電発光デバイス。
【請求項８】複数の集中した放電が、隔壁により仕切
られている請求項７記載の放電発光デバイス。
【請求項９】気体放電を集中させる手段により集中し
た放電により発光し、その発光を拡散する手段を有する
請求項２ないし８のいずれか記載の放電発光デバイス。
【請求項１０】請求項２ないし９のいずれか記載の放
電発光デバイスを用いて、被照明体を照明する如く構成
した照明装置。
【請求項１１】請求項２ないし９のいずれか記載の放
電発光デバイス、又は請求項１０記載の照明装置を用い
たディスプレイ装置。
【請求項１２】気体放電による発光を各画素ごとに制
御することにより表示させることが可能なプラズマディ
スプレイパネルであって、放電を集中させる手段と、前
記放電に起因する放電電流を抑制する手段とを有するプ
ラズマディスプレイパネル。
【請求項１３】気体放電が電極間に電圧を印加するこ
とにより形成され、前記電極の形状により放電を集中さ
せる手段が実現される請求項１２記載のプラズマディス
プレイパネル。
【請求項１４】気体放電が電極間に電圧を印加するこ
とにより形成され、前記電極上に直接又は間接に形成さ
れた誘電体膜の形状により、放電を集中させる手段が実
現されることを特徴とする請求項１２記載のプラズマデ
ィスプレイパネル。
【請求項１５】気体放電が電極間に電圧を印加するこ
とにより形成され、前記電極の少なくとも一方にインダ
クタンスを直列に接続することにより、放電電流を抑制
する手段が実現される請求項１２ないし１４のいずれか
記載のプラズマディスプレイパネル。
【請求項１６】気体放電が電極間に電圧を印加するこ
とにより形成され、前記電圧を放電電流を抑制させるタ
イミングで減少させることにより、放電電流を抑制する
手段が実現される請求項１２ないし１４のいずれか記載
のプラズマディスプレイパネル。
【請求項１７】請求項１２ないし１６のいずれか記載
のプラズマディスプレイパネルを用いたディスプレイ装
置。