等离子体显示屏装置及其驱动方法 【技术领域】
本发明涉及计算机和电视等图像显示中使用的等离子体显示屏装置及其驱动方法，特别涉及AC型等离子体显示屏。
技术背景
近年来等离子体显示屏(Plasma Display Panel，以下记作PDP)作为计算机和电视等中使用的显示装置，能够实现大型、薄、轻而受到注目。
在PDP中也有DC型，但现在AC型已成为主流。
AC型交流面放电型PDP通常将一对前板和后板相向配置，在前板的相向面上相互平行地形成条形扫描电极群和维持电极群，从其上覆盖介质层。而在后板的相向面上与上述扫描电极群垂直，设置条形数据电极群。另外，前板和后板的间隙通过障壁分开，封入放电气体，在扫描电极与数据电极交叉之处以矩阵式形成多个放电单元。
另外，在PDP驱动时按照施加初始化脉冲使所有放电单元的状态初始化的初始化期间、扫描电极群上依次施加扫描脉冲和同时在数据电极群中被选择的电极上施加数据脉冲使像素信息写入的写入期间、扫描电极群和维持电极群之间交替施加矩形波的维持脉冲使主放电维持而发光的放电维持期间和擦除放电单元壁电荷的擦除期间这样一连串的期间顺序，使各放电单元点亮或不点亮。
另外，由于各放电单元原来只能表现点亮或熄灭两个灰度，因此采用将1帧(1场)分割为子场、对各子场中点亮/熄灭进行组合而表现中间灰度的场内时间分割灰度显示方式，进行驱动。
在这种PDP中重要地课题是以低功耗驱动，因此要求减少维持期间的功耗，提高发光效率。特别为了提高图像显示时的亮度，在将宽度大的透明电极用于电极群的情况下，由于宽大的透明电极引起功耗损失，因此存在耗电大的问题。
另外，为了控制放电电流的增加，正进行在透明电极的一部分中设置开口部或将电极分割为多个线形电极而使每个放电单元的电极面积减少等试验，但在这类电极中电极端子上容易产生电压跌落、在施加驱动脉冲时容易形成放电电流分离为多峰的状态，在这种情况下，出现发光亮度强烈依赖于驱动电压的倾向。
所以，如上所述，在以维持期间的长度(即维持脉冲数)进行灰度显示的情况下，由于图像信号不同，屏上的点亮放电单元数出现大的变动，使整个屏的放电电流变动，但如上所述，如果发光亮度强烈依赖于驱动电压，则由于施加在放电单元上的有效驱动电压变动，所以在这类电极中也存在灰度难以控制的问题。
另外，在PDP中也正在推进高精细化，由此写入脉冲时间宽度设定较短，例如在全彩色动画等的图像显示时，在写入期间中写入脉冲宽度设定在2.5μs以下，而在全景象的高清晰度电视(扫描线数为1080根，是非常高精细的)中写入脉冲宽度为1～1.3μs，变得非常短。
如果写入脉冲时间宽度过短，则产生写入不良，画质下降，所以为了适应PDP的高精细化，也要求维持脉冲的脉冲宽度变得更短而高速驱动，而且以高亮度发光。
但是在采用简单矩形波作为维持脉冲的情况下，如果数据脉冲宽度设定短于约2μs，则出现维持放电时放电概率下降、引起画质降低的倾向。
在这种背景下，也要求高速驱动维持脉冲的技术。
【发明内容】
本发明的目的是在PDP装置及其驱动方法中能高速施加脉冲，同时通过使放电单元高亮度、高效率发光，能进行高精细、高画质显示。
为此，在一对基板之间设置电极对、同时沿该电极对形成多个放电单元的PDP采用在多个单元上进行有选择性的写入、并在此写入后在电极对上施加脉冲使所写入的单元发光的方式而驱动的PDP装置及驱动方法中，各脉冲上设有被加上绝对值大于放电开始电压的第一电压的第一波形部分和接着第一波形部分后被加上绝对值大于第一电压的第二电压的第二波形部分，并且设定第二波形部分的开始点位于从上述第一波形部分的开始点起的放电延迟时间结束之前。
在这里「放电开始电压」指在上述电极对上施加矩形脉冲电压、再使电压慢慢上升使放电产生时的最小电压。
另外，最好在上述脉冲中接着该第二波形部分之后设置施加绝对值小于第二电压的第三电压的第三波形部分。
通过采用具有这种特征的脉冲，可以抑制放电开始时的放电电流，在放电成长时将大量功率投入放电空间，因此Xe的激发效率提高，PDP的发光效率也提高。另外，由于放电电流峰短时间停止，因此也适用于高速驱动。
另外，对于分割为多个电极结构的PDP，通过在施加的脉冲上设置绝对值大于放电开始电压的第一电压的第一波形部分和接着第一波形部分之后施加的绝对值大于第一电压的第二电压的第二波形部分，同样能提高PDP的发光效率，实现高速驱动。另外，由于电压降也能被抑制，因此能实现高亮度、高效率、高画质的PDP。
这种场合，最好也设置接着第二波形部分之后施加绝对值小于第二电压的第三电压的第三波形部分。
附图的简单说明
图1是表示实施方式1的PDP结构的图。
图2是表示上述PDP的电极矩阵的图。
图3是表示1场的分割方法的图。
图4是PDP的各电极上施加脉冲时的定时图。
图5是维持脉冲波形和放电电流波形的示意图。
图6是同时采用功率回收电路时的维持脉冲波形的示意图。
图7是V-Q利萨如图形的说明图。
图8是V-Q利萨如图形的说明图。
图9是驱动PDP的驱动电路框图。
图10是产生上升边沿为两段的脉冲的脉冲重叠电路框图，以及表示在该电路中形成阶梯状波形的状况的图。
图11是说明功率回收电路原理的图。
图12是实施方式2的电极图案的略图。
图13是表示分割电极中施加维持脉冲时发光区域移动状况的图。
图14是一个变形例的分割电极结构的PDP的断面图及其表示电极结构的平面图。
图15是表示形成凸部的电极结构的PDP中放电时发光区域移动状况的图。
图16是形成凸部的电极结构的一个变形例。
图17是表示实施方式1及其比较例的维持脉冲波形和放电电流波形的图。
图18是实施方式1的V-Q利萨如图形。
图19是实施方式2的驱动波形的定时图。
图20是表示实施方式2的PDP中电极之间电压V、储存在放电单元内的电荷量Q与发光量B的图。
图21是实施方式2的V-Q利萨如图形。
图22是实施方式3的电极图案的略图。
图23是表示实施方式3及其比较例的维持脉冲波形和放电电流波形的图。
图24是实施方式4的电极图案的略图。
图25是表示实施方式4及其比较例的维持脉冲波形和放电电流波形的图。
图26是表示上述PDP中平均电极间隔Save与主放电间隙G之差及各电极间隔之差ΔS和放电电流峰数关系的图。
图27是实施方式5的电极图案的略图。
图28是表示实施方式5及其比较例的维持脉冲波形和放电电流波形的图。
图29是表示实施方式5的PDP中最外面电极的宽度中黑比率与明处对比度关系的图。
图30是实施方式6的PDP放电单元结构的略图。
图31是表示实施方式6的维持脉冲波形和放电电流波形的图。
图32是实施方式7的V-Q利萨如图形。
图33是以实施方式8的维持脉冲波形的示意图。
图34是表示实施方式8的PDP中电极之间的电压V、储存在放电单元内的电荷量Q与发光量B的图。
图35是实施方式8的V-Q利萨如图形。
本发明的最佳实施方式
〔实施方式1〕
等离子体显示装置(PDP显示装置)设有例如PDP和驱动电路。
图1是表示本实施方式的PDP结构的图。
在PDP内前板11和后板12隔以间隙相互平行地配置，其外周部封口。
在前板11的相向面上相互平行地形成条形扫描电极群19a和维持电极群19b，成为设有多对扫描电极和维持电极对的结构。该电极群19a、19b由铅玻璃等组成的介质层17覆盖，介质层17的表面由MgO膜组成的保护层18覆盖。在后板12的相向面上在与上述扫描电极群19a垂直的方向上设置条形数据电极群14，其表面由铅玻璃等组成的绝缘体层13覆盖，其上与数据电极群14平行地配置障壁15。前板11和后板12的间隙通过在纵方向延伸的条形障壁15，以100～200微米左右的间隔分开，封入放电气体。
在单色显示的情况下，采用以在可见区域能发出可见光的氖气为中心的混合气体作为放电气体，而在如图1所示的彩色显示的场合，在放电单元的内壁形成由红(R)、绿(G)、蓝(B)三基色荧光粉组成的荧光粉层16，采用以氙气为中心的混合气体(氖-氙、氦-氙)作为放电气体，通过荧光粉层16将伴随放电而产生的紫外线转换为各色可见光，实现彩色显示。
假定在大气压下使用PDP，为了使基板内部对于外部压强成为减压状态，封入气体的压强通常设定在大约200～500Torr(26.6kPa～66.5kPa)的范围内。
图2是表示此PDP的电极矩阵的图。电极群19a、19b和数据电极群14配置在相互垂直的方向上，在前板11和后板12之间的空间内在电极交叉处形成放电单元。通过上述障壁15使横方向相邻的放电单元之间分开，由于使放电向相邻放电单元的扩散被切断，因此可进行高分辨率显示。
如一般PDP中广泛使用的那样，在本实施方式中关于电极群19a和电极群19b规定采用将宽度大、透过率优良的透明电极和宽度小的总线电极(金属电极)积层而成的双层结构。在这里透明电极的作用是确保大的发光面积，总线电极的作用是确保导电性。
另外，在本实施方式中虽然采用透明电极，但不一定必须采用透明电极，也可以是金属电极。
PDP制造方法的具体例子在下面说明。
在构成前板11的玻璃基板上通过溅射法依次形成Cr薄膜、Cu薄膜、Cr薄膜，再形成光刻胶层。通过电极图案的光掩膜使此光刻胶层曝光、显影后，通过化学蚀刻法除去Cr/Cu/Cr薄膜的不需要部分，形成图案。介质层17通过印刷低熔点铅玻璃膏并干燥后，通过烧结而形成。构成保护层18的MgO薄膜通过电子束蒸镀法形成。
数据电极群14在构成后板12的玻璃基板上通过丝网印刷法使厚膜银膏形成图案后，通过烧结而形成。绝缘体层13采用丝网印刷法印刷绝缘体玻璃膏后，通过烧结而形成，障壁15通过丝网印刷法使厚膜膏形成图案后，通过烧结而形成。荧光粉层16通过丝网印刷法在障壁15的侧面和绝缘体层13的上面使荧光粉浆形成图案后，通过烧结而形成。然后以封入压强500Torr(6.65kPa)封入含5％Xe的Ne-Xe混合气体作为放电气体。
(驱动方式的说明)
上述PDP采用在驱动电路中场内时间分割灰度显示方式进行驱动。
图3是表示实现256级灰度的情况下1场的分割方法的图，横方向表示时间，斜线部表示放电维持期间。
例如在图3所示的分割方法的例子中1场由8个子场构成，每个子场的放电维持期间的长度之比设定为1、2、4、8、16、32、64、128，通过此8位二进制的组合可以实现256级灰度。另外，在NTSC制式的电视图像中因为图像由每秒60场构成，所以1场的时间设定为16.7ms。
每个子场由初始化期间、写入期间、放电维持期间、擦除期间等一连串的程序构成。
图4是在一个子场中在各电极上施加脉冲时的定时图。
在初始化期间通过在全部扫描电极群19a上一起施加初始化脉冲，使所有放电单元的状态初始化。
在写入期间通过在扫描电极群19a上依次施加扫描脉冲，同时在数据电极群14中被选中的电极上施加数据脉冲，使要点亮的单元上储存壁电荷，写入1幅画面量的像素信息。
在放电维持期间通过使数据电极群14接地，在扫描电极群19a和维持电极群19b之间交替施加维持脉冲，使储存壁电荷的放电单元中仅在放电维持期间的长度内维持主放电，进行发光。
在擦除期间通过在扫描电极群19a上一起施加宽度小的擦除脉冲，擦除放电单元的壁电荷。
(维持脉冲波形的特征和效果)
在维持期间采用上升和下降按两段梯形地变化的波形的维持脉冲。另外，在这里以维持脉冲是正极性的情况进行说明，但是负极性也同样。
图5(a)是示意表现维持脉冲波形(在扫描电极或维持电极上施加的电压的时间变化)的图。而图5(b)是示意表现在扫描电极或维持电极上施加上述维持脉冲时产生的放电电流波形的图。
如图5(a)所示，该维持脉冲是阶梯状波形，它由以接近放电开始电压Vf的电压V1维持的第一波形部分(第一期间T1)、接着第一期间以高于电压V1的高电平电压V2维持的第二波形部分(第二期间T2)和接着第二期间以低于电压V2的低电平电压V3维持的第三波形部分(第三期间T3)构成。
各期间的电压电平设定如下：
上述第一期间T1的电压V1设定在放电开始电压Vf的近旁，最好在Vf-20V≤V1≤Vf+30V的范围内。电压V1的数值通常在100V≤V1≤200V的范围内。
另外，放电开始电压Vf是从驱动装置侧看到的扫描电极19a和维持电极19b之间的放电开始电压，是由PDP结构决定的固有值。例如可以通过在PDP的扫描电极19a和维持电极19b之间施加电压，并且一点点增加，读取放电单元开始点亮时的施加电压而测定。
第二期间T2的电压V2设定大于(V1+10V)。这样，由于第二期间的电压V2高于第一期间的电压V1，可获得发光效率提高的效果，如果设定大于(V1+40V)，则可以期待更加显著的发光效率提高的效果，
而如果电压V2的值超过2V1，则在第二期间的下降中易产生自擦除，因此要求设定在2V1以下。
另外，如果电压V2的值以放电开始电压Vf作为基准，则要求设定在Vf≤V2≤Vf+150V的范围内。
另外，通过设定第三期间T3的电压V3低于第二期间的电压V2、并且设定为在以后施加维持脉冲时维持必需的壁电荷左右的电压，能防止在第三期间的下降中产生自擦除，控制因自擦除而使壁电荷损失。为了使此效果充分，要求设定电压V3低于电压V1，且在V1-100V≤V3≤V1-10V的范围内，而如果以放电开始电压Vf作为基准，则要求设定电压V3低于放电开始电压Vf。
另外，各期间的定时设定如下：
如图5(a)所示，假定维持脉冲的施加开始时刻为t1，第一期间T1和第二期间T2的边界时刻(即第二阶段上升开始时刻)为t2，第二期间T2和第三期间T3的边界时刻(下降开始时刻)为t3，维持脉冲的施加结束时刻为t4。另外，假定放电电流达到最大的时刻为t5，放电电流峰上升的时刻为t6。
此时放电电流达到最大的时刻t5为从施加开始时刻t1起仅经过「放电延迟时间Tdf」的时间。
在本实施方式的维持脉冲中第一期间T1的长度设定小于放电延迟时间Tdf。但是最好设定能确保(Vf-20V)～(Vf+30V)的时间大于20ns。
第一期间T1的长度设定小于放电延迟时间Tdf的意义如下：
维持脉冲施加时的放电延迟时间一般往往为600～700ns左右，但施加电压越高，放电延迟时间越短(大致与电压的平方成反比)。
另外，施加本实施方式的维持脉冲时的放电延迟时间Tdf实质上由第一期间的电压V1大小决定，因此在测定本实施方式的波形中放电延迟时间Tdf的情况下，能测定施加简单矩形波(电压V1)时的放电延迟时间，并将它看作放电延迟时间Tdf。
另外，在放电形成延迟时间出现偏差的情况下，可以将偏离中的放电延迟时间内最小的时间看作放电延迟时间。因此就能在放电电流达到最大的时刻确实地施加电压V2。
在这里，如上所述，如果第一期间T1的长度设定小于放电延迟时间Tdf，则第二阶段的上升开始时刻t2位于放电电流达到最大的时刻t5之前。所以在放电电流成为最大时，所施加的电压确实高于电压V1，很有可能成为作为最高压的电压V2。即由于在放电电流达到最大的时刻t5基本上确实成为作为最高压的电压V2(在电流大的地方集中施加高压)，因此电流能高效地用于发光中。所以确实能高亮度、高效率发光。
另外，从放电开始时刻t6至放电电流达到最大的时刻t5需要约数百ns的时间，因此如果第一期间T1的长度设定小于放电延迟时间Tdf-0.2μs，则能更确实在放电电流达到最大的时刻t5设定作为最高压的电压V2。
另外，第二阶段的上升开始时刻t2也可以设定在紧接放电电流开始时刻t6之后(从放电电流开始时刻t6起经过20～50ns的范围内)。例如可以说理想的方式是，将第二阶段的上升开始时刻t2设定在紧接放电开始时刻t6之后，在放电电流达到最大的时刻t5之前达到最高压V2，使放电电流停止时刻和下降开始时刻t3基本一致。
下降开始时刻t3设定在放电电流正下降的时间范围内。通常可以将时刻t3设定在从时刻t2起经过100～150ns的范围内。第二期间T2的长度在100ns～800ns的范围内是适当的，而第三期间T3的长度在1μs～5μs的范围内是适当的。
然而，在第三期间T3中从放电电流达到最大的时刻t5起放电电流的值也将随时间经过而变得显著低于最高值。
另外，第三期间T3在第二阶段的上升开始时刻t2起经过150ns以上，这时距离放电开始已经过相当长的时间，因此该期间的电流不太有助于Xe的激发。
在这里，如果假定电压V3等于电压V1，则在第三期间中无助于发光的功率被浪费，但如上所述，在本实施方式中电压V3设定低于V1，因此无助于发光的功率可被抑制得较低。
换句话说，根据本实施方式的维持脉冲波形，可在不太有助于Xe激发的初期(第一期间)和后半期间(第三期间)抑制功率投入，而在放电电流对Xe激发有较大作用的第二期间集中投入功率。
另外，如上所述，在第二期间由于加有高电平电压V2，因此也充分产生空间电荷，所以即使第三期间的电压V3设定得低，也能够充分储存用于施加下一个维持脉冲时放电所需的壁电荷。
并且，如果将上述阶梯状脉冲用于维持脉冲，由于在达到最大电流的附近施加高压，因此放电扩展时的移动速度变快。即放电电流峰形成时间宽度较短、强度较大的峰。
所以，即使将维持脉冲的脉冲宽度(第一期间T1～第三期间T3的合计时间)设定得较小(脉冲宽度设定为数μs)来进行高速驱动，也能进行充分的放电维持动作。
这样，如果在维持脉冲中采用上述阶梯状波形，则发光效率高，且能高速驱动，因此适用于高精细PDP的高亮度显示。
此外可以说按以下①～④进行设定是理想的。
①最好将从对放电单元的几何学的静电电容进行充电的充电期间停止之后至放电电流停止的放电时间中的电压变化取为三角函数。
②最好在第二期间以三角函数方式上升时，为了提高发光效率，在放电电流流过的放电期间Tdise内，进行该第二期间的上升。
③最好从第一期间刚开始之后到放电电流达到最大值的放电期间内，使施加电压波形按三角函数上升，同时在第三期间中至放电电流停止的放电时间内使之按三角函数变化。
④可以考虑最好在第一期间和第二期间的上升均以三角函数方式进行的场合，使第一期间的上升在放电期间Tdise开始之后至放电电流达到最大值的放电期间Tdscp进行，使第二期间的上升在放电电流达到最大值之后进行直至放电期间Tdise结束。
在这里，所谓放电期间Tdise是指使放电单元的静电电容进行充电的充电期间Tchg停止之后至放电电流停止的期间。由于此「放电单元中的静电电容」也可被看作与由扫描电极、维持电极、介质层、放电气体等形成的放电单元结构所决定的几何学的静电电容相等，因此放电期间Tdise也可以说成是「使放电单元中几何学上静电电容进行充电的充电期间Tchg停止之后至放电电流停止的期间。」
(功率回收电路的使用)
另外，在实际的PDP电路中采用功率回收电路。关于功率回收电路将在后面详细叙述，使上升沿处和下降沿处的电压和电流的相位差变小而进行驱动，由此能控制驱动电路中产生的无效电流，同时成为上升沿和下降沿平缓的波形。
在上述图5所示的波形中紧接施加开始时刻t1之后和紧接第二阶段上升开始时刻t2之后上升斜度和时刻t3的下降斜度都是陡峭的，但如果同时采用功率回收电路，则如图6那样，它们是具有和图5(a)同样特征的阶梯状，但是成为上升沿和下降沿平缓的波形(电压按三角函数变化的波形)，上升和下降中都需要约400～500ns。
另外，如果考虑采用回收电路而进行有效的功率回收，则要求紧接时刻t1之后上升斜度和紧接时刻t2之后上升斜度分别设定为近于最佳值的值，而通常这两个最佳值取相互不同的值。所以如果考虑功率回收效率，则最好单独设定时刻t1中上升斜度和时刻t2中上升斜度。
另外，在采用密勒积分电路等设定上升和下降斜度的场合，与功率回收同样，也有减少驱动电路中功耗的效果。
(基于V-Q利萨如图形的效果说明)
图7是V-Q利萨如图形的一个例子，环路a是示意表现在维持脉冲中采用简单矩形波驱动的情况下所观测的情况，环路b是示意表现采用上述阶梯状波形的情况下所观测的情况。
V-Q利萨如图形表示在脉冲的一个周期内储存在放电单元内的电荷量Q按环路形变化的情况，V-Q利萨如图形的环路面积具有大致比例于因放电产生的功耗的关系。
另外，储存在放电单元内的电荷量Q可以采用将与强介质等特性评价中所用的索亚塔瓦(ソ-ヤタワ-)电路相同原理的壁电荷量测定装置连接在PDP上而测定。
与环路a相比，在环路b中利萨如图形的环路成为斜而扁平的平行四边形，而且侧边弯曲成圆弧形。
这样，平行四边形为扁平意味着即使放电单元中电荷的移动量相等，环路面积也变小，即发光量相同的屏的功耗变得更小。
这样，采用上述阶梯状波形时环路b成为扁平，如上所述，可以认为主要是由于在接着第一期间设有高电平电压V2的第二期间，而在第二期间之后设有低于放电开始电压的低电平的第三期间也可以认为是环路在Q方向(图纸的纵方向)上缩小的原因。
另外，图8是在维持脉冲中采用简单矩形波驱动时的V-Q利萨如图形。在采用简单矩形波的情况下，如果驱动电压上升，则亮度增加，而V-Q利萨如图形的环路类似地(图中a1→a2)扩大。即随着驱动电压上升，放电电流也同样增加，功耗增加，所以PDP的发光效率几乎不提高。
另外，假定在上述维持脉冲的波形中不设第一期间，而仅设第二期间和第三期间的情况(即在紧接上升后一下使电压成为高电平，而下降成为阶梯状的情况)下，与矩形波相比，环路仅在V方向(图纸横方向)延伸，亮度虽然上升，但发光效率变化不大。
(驱动电路的说明)
图9是驱动上述PDP的驱动电路的框图。
此驱动电路由将输入的图像数据储存的帧存储器101、处理图像数据的输出处理部102、在扫描电极群19a上施加脉冲的扫描电极驱动装置103、在维持电极群19b上施加脉冲的维持电极驱动装置104和在数据电极群14上施加脉冲的数据电极驱动装置105等构成。
在帧存储器101上储存将1场图像数据按各子场分割后的子场图像数据。
输出处理部102将数据从储存在帧存储器101中的当前子场图像数据1行行输出到数据电极驱动装置105，同时基于与所输入的图像信息同步的定时信息(水平同步信号、垂直同步信号等)，将用以取得脉冲施加定时的触发信号发送到各电极驱动装置103～105。
扫描电极驱动装置103，在每个扫描电极19a上设有响应从输出处理部102送来的触发信号而进行驱动的脉冲发生电路，在写入期间可在扫描电极19a1～19aN上依次施加扫描脉冲，在初始化期间和维持期间可将初始化脉冲和维持脉冲一并施加到全部扫描电极19a1～19aN上。
维持电极驱动装置104中设有响应从输出处理部102送来的触发信号而进行驱动的脉冲发生电路，在维持期间和擦除期间能从该脉冲发生电路将维持脉冲和擦除脉冲一并在全部维持电极19b1～19bN上。
数据电极驱动装置105中设有响应从输出处理部102送来的触发信号而进行驱动的脉冲发生电路，基于子场信息，将数据脉冲输出到从数据电极群141～14M中选择的电极上。
在上述扫描电极驱动装置103和维持电极驱动装置104的脉冲发生器中生成阶梯状波形的维持脉冲，其机理说明如下：
按两段上升的阶梯状波形和按两段下降的阶梯状波形能够通过由以浮动接地方式连接的两个脉冲发生器按时间重叠产生矩形脉冲而实现。
例如图10(a)是产生上升以两段阶梯状地变化的脉冲的脉冲重叠电路的框图。
在该脉冲重叠电路中设有第一脉冲发生器111、第二脉冲发生器112和延迟电路113，第一脉冲发生器111和第二脉冲发生器112以浮动接地方式串联，能对输出电压进行加法运算。
图10(b)是表示在上述脉冲重叠电路中重叠第一脉冲和第二脉冲、形成上升按两段变化的阶梯状脉冲的情形的图。
在第一脉冲发生器111中产生的第一脉冲是时间宽度较大的矩形波，而在第二脉冲发生器112中产生的第二脉冲是时间宽度较小的矩形波
根据来自输出处理部102的触发信号，首先在第一脉冲发生器111中第一脉冲上升，通过延迟电路113，使上升定时延迟指定时间后第二脉冲发生器112使第二脉冲上升。
因此第一脉冲和第二脉冲重叠，输出的脉冲形成上升沿为两段的阶梯状。
在这里，在图10(b)中设定各脉冲的宽度，使第一脉冲和第二脉冲大致同时下降，如果使第二脉冲的时间宽度设定更短，使它比第一脉冲先下降，则输出脉冲的下降也成为两段的阶梯状。
另外，如果再将第三脉冲发生器加上以上第一脉冲发生器111和第二脉冲发生器112以浮动接地方式连接，则也能将第一期间T1的电压V1、第二期间T2的电压V2、第三期间的电压V3设定为各自的值。
另外，通过在驱动电路中设置如下说明的功率回收电路，能使维持脉冲的上升部分和下降部分按三角函数变化。
图11是说明功率回收电路原理的图，(a)表示电路结构，(b)表示其动作定时。
另外，为了便于说明，在这里表示在简单矩形波的脉冲发生器中附加功率回收电路的情形，而对于阶梯状的脉冲发生器，也能采用这种功率回收电路。
在功率回收电路中开关SW1～SW4按图11(b)所示的定时进行ON/OFF动作。
开关SW1相当于主FET，在电源(Vsus)和输入端子121之间进行ON/OFF动作。按照此动作，在输入端子121上能输入图11(b)所示的矩形波(Vsus)。
另外，输入端子121通过开关SW2接地，输入端子121还通过输出端子122连接PDP的电极(扫描电极或维持电极)，同时线圈123和电容124串联。另外，在线圈123和电容124之间插入开关SW3、SW4。
如图11(b)所示，这些开关SW2～SW4按照上述开关SW1的ON/OFF定时而进行ON/OFF动作。即在开关SW1接通(ON)前的一定期间τ内开关SW3接通，在开关SW1切断(OFF)后的一定期间τ内开关SW4接通。
在这里，τ是相当于(π/2)×(LCp)1/2(其中L是线圈123的自感，Cp是PDP的电容量)的时间。
由此，在开关SW3被接通的一定期间τ内储存在电容124上的电荷通过线圈L供给PDP，输出端子122的电压Vp以三角函数方式上升。而在开关SW4接通的一定期间τ内电荷通过线圈L从PDP储存到电容124上，输出端子122的电压Vp以三角函数方式下降。
通过在上述驱动电路中的脉冲发生器上采用这种功率回收电路，所输出的维持脉冲的上升部分和下降部分按三角函数变化，从而实施功率回收。
〔实施方式2〕
图12是本实施方式中电极图案的略图。
在本实施方式中驱动电路和施加在各电极上的驱动波形与上述实施方式1相同，在维持脉冲中采用如上述图5、6所示的上升和下降为两段的阶梯状波形。另外，除如下电极结构不同之外，PDP的其他结构都与上述实施方式1的相同。
不同点在于：在上述实施方式1中扫描电极19a和维持电极19b采用由透明电极和金属电极组成的双层结构，而在本实施方式中使扫描电极19a和维持电极19b做成分别分割为多个细小线形电极部的分割电极(FE电极)的结构。
在图12中扫描电极19a由相互平行的3根轨道状线形电极部191a～193a构成，维持电极19b同样也由相互平行的3根轨道状线形电极部191b～193b构成，但线形电极部的根数无论是2根，还是4根以上都可以。
从保证导电性、同时确保从放电单元至外部的可见光透过性考虑，各线形电极部的线宽L应在5μm≤L≤120μm范围内，最好为10μm≤L≤60μm。
这些线形电极部均为金属电极。在这里，金属电极采用金属薄膜Cr/Cu/Cr，但并不限定于这种结构，也可以采用Pt、Au、Ag、Al、Ni、Cr等金属薄膜，还可以采用通过印刷法将在有机载体中分散有Ag、Ag/Pd、Cu、Ni等金属粉末的厚膜膏形成图案、并烧结而成的厚膜电极，也可以采用氧化锡、氧化铟等导电性氧化物薄膜。
另外，3个线形电极部191a～193a和3个线形电极部191b～193b彼此之间在显示区域内(放电单元存在的区域内)以一定间隔相互平行地配置，而在显示区域以外相互连接，能在各3个线形电极部上施加同一驱动波形。
如图12所示，位于最内侧的线形电极部191a和线形电极部191b的间隔为主放电间隙G，线形电极部191a和线形电极部192a的间隔以及线形电极部191b和线形电极部192b的间隔为第一电极间隔S1，线形电极部192a和线形电极部193a的间隔以及线形电极部192b和线形电极部193b的间隔为第二电极间隔S2。
(在分割电极结构的PDP中采用本发明的维持脉冲的效果)
对于这种分割电极结构的PDP通过施加具有上述图6所示的特征的波形的维持脉冲而产生的效果加以说明。
首先说明对于分割电极结构的PDP在维持脉冲中采用简单矩形波时所产生的维持放电的特征。
与非分割结构的电极(记作「非分割电极」)相比，对于分割电极结构通常无效功耗小，所以发光效率高。
在采用分割电极结构的情况下发光效率高的主要原因如下：在线形电极部之间存在间隙，因此与非分割电极的透明电极相比，电极面积减小，作为电容的电容量减小，另外，从内侧的线形电极部至外侧的线形电极部发光区域扩大，因此与非分割电极的透明电极同样，能确保大的发光面积。而在分割电极的情况下放电移动慢的原因可以认为如下：虽然在主放电间隙中可获得高的电场强度，但线形电极部191a～线形电极部193a彼此之间的间隙中电场强度小。
另外，与非分割电极相比，在分割电极结构中放电移动慢，在放电电流最大时容易产生屏的端子电压下降。而且如果在放电电流最大时产生屏的端子电压下降，则亮度和发光效率均降低，同时功率回收电路中回收效率降低。
另外，一般地说在非分割电极的情况下施加维持脉冲时放电电流易形成单峰，而在分割电极结构的情况下难以形成单峰。在这里「放电电流形成单峰」的含义，如图5(b)的例示，是指在施加一次维持脉冲期间仅发生一个放电电流峰的状态(也包含在一个峰上发生台肩的情况)，「放电电流不形成单峰」是指在施加一次维持脉冲期间明显地发生多个放电电流峰的状态。
这样，放电电流具有多个峰也与放电延迟时间增加和放电延迟时间的偏差增加有关。
与此形成对照，如果在分割电极结构中采用上述阶梯状波形的维持脉冲，则放电移动加快，放电电流变得容易形成单峰。
在分割电极结构中放电电流是否形成单峰，这基本上由线形电极部的排列方法(线形电极部彼此之间的节距或间隔)决定，具体以下述实施方式说明，例如通过设定使线形电极部彼此之间的间隔从主放电间隙G侧至外侧逐渐减小，另外通过这样的条件设定：使各线形电极部彼此之间的平均间隔S相对于主放电间隙G为G-60μm≤S≤G+20μm(最好是G-40μm≤S≤G+10μm)，也能够进行调整，使放电电流形成单峰。
这里，例如使主放电间隙侧的线形电极部的宽度减小，以及使外侧的线形电极部的宽度增大均可作为容易形成单峰的条件。
此外，容易形成单峰的条件还可以列举如下：在分割为n个线形电极部的情况下有LaVe≤Ln≤〔0.35P-(L1+L2+......+Ln-1)〕或者Lave+10μm≤Ln≤〔0.35P-(L1+L2+......+Ln-1)〕。这里，P表示像素节距(纵向的单元节距)，Lave表示n个线形电极部的平均电极宽度，Ln表示最外侧的线形电极部的电极宽度。
另外，容易形成单峰的条件还可以列举如下：最内侧的线形电极部的宽度L1、第二内侧线形电极部的宽度L2相对于平均电极宽度Lave满足关系0.5Lave≤L1、L2≤Lave，最好是0.6Lave≤L1、L2≤0.9Lave。
但是，如上所述，在分割电极结构的情况下通常难以形成单峰，因此采用上述阶梯状波形的维持脉冲对于形成单峰的放电电流，可以说是极有效的方法。
另外，如下所述，在分割电极结构中难以形成单峰也可以认为与放电扩展的方式有关。
图13是表示分割电极中施加维持脉冲时发光区域移动状况的图。在本图中表示的是在维持电极19b上施加正极性维持脉冲、维持电极19b侧成为阳极侧和扫描电极19a侧成为阴极侧的情况。在图中发光区域被加上斜线。
如(a)所示，在阳极侧的主放电间隙附近(线形电极部191b附近)形成发光区域(放电开始)，如(b)所示，发光区域扩展到主放电间隙，如(c)所示，分成阳极侧的发光区域和阴极侧的发光区域，阳极侧的发光区域以条纹形状分散在各线形电极部191b～193b上。
然后，如(d)→(e)所示，阳极侧的发光区域不移动，而阴极侧的发光区域(可认为是负辉区产生的发光区域)从线形电极部191a上向线形电极部193a上移动
如上所述，在本实施方式中通过在分割电极结构上采用上述阶梯状波形的维持脉冲，基本上能产生与实施方式1中说明的同样的效果，也能产生「与在分割电极结构中放电电流通常难以形成单峰形成对比，在包括放电电流达到最高的时刻t5的第二期间集中投入功率，因此放电移动变快，放电电流容易形成单峰」的特有效果。
而且从下述的实施方式的放电电流波形也可知：放电发光峰的形状也变得陡峭，能在短时间停止放电。
这样，由于放电发光峰的形状变得陡峭，能在短时间停止放电，因此放电峰的半值宽度Thw也能控制在30ns≤Thw≤1.0μS，或者40ns≤Thw≤500nS，或者50ns≤Thw≤1.0μS，或者70ns≤Thw≤700nS的范围内。
另外，在采用分割电极结构的场合，由于在第二期间施加高压从而在放电等离子体成长最快的时期电子速度提高的效果显著，因此可以说Xe的激发效率提高的效果也是显著的。
因此，可以同时获得采用分割电极结构使发光效率提高的效果，以及加上由于放电电流形成单峰而使发光效率提高和能使脉冲宽度减小的效果。
另外，就第二阶段的上升开始时刻t2而言，在本实施方式中亦如实施方式1所述的那样，第一期间T1的长度最好设定得短于放电延迟时间Tdf，但第一期间T1的长度在放电延迟时间的近旁(在放电延迟时间Tdf+0.2μS以内)也能获得同样的效果。
关于通过在分割电极结构的PDP中采用上述阶梯状波形的维持脉冲而特别提高发光效率这一点，也可以从上述图7的利萨如图形加以说明。
在图7中环路c表示的是在分割电极结构的PDP中采用上述阶梯状波形的情况。
与实施方式1中环路b同样，环路c的形状也是扁平的平行四边形，屏的功耗同样是小的，但在环路b中侧边弯曲为圆弧形，而在环路c中侧边仍是直线形。
在这里，在环路弯曲的部分中因用于驱动电路中的半导体发热，容易产生热损失(产生相当于图7中加斜线区域的热损失)。而且如果半导体的温度上升，则由于电流增加，再产生热损失。与此相比，在如环路c为直线形的情况下，在驱动电路中难以产生热损失。
因此，可以说作为包含驱动电路在内的整个装置的效率，环路c的效率高，其功耗比环路b小，。
(分割电极的变形例和T字型电极等)
在以上说明中是使扫描电极和维持电极的电极结构中各3个线形电极部彼此之间在显示区域之外相互连接，但也可以在显示区域内使连接部随意配置在各3个线形电极部彼此之间的间隙上，在这种情况下也能获得同样的效果。
图14(a)是其它的变形例的分割电极结构的PDP的断面图。
在上述图12的例子中各线形电极部是简单的轨道状，而如图14(a)所示，在该PDP中副电极部连接在轨道状的各线形电极部191a～194a、191b～194b上。
各副电极部沿各线形电极部延伸，在放电单元内由各线形电极部配置在放电空间侧，各副电极部和线形电极部通过通孔连接。
图14(b)是从放电空间侧看上述图14(a)的前板侧的电极结构的平面图。如图所示，各副电极部是沿各线形电极部延伸的长方形，而主放电间隙G侧的长，越外侧越短。另外，通孔是圆柱形，不仅线形电极部、而且通孔和副电极部也被介质层17覆盖。
线形电极部、副电极部、通孔可以用透明电极材料(ITO等金属氧化物)形成，也可以用金属形成。
这样，相对于线形电极部，在接近放电空间一侧设置副电极部的电极结构的场合，在维持放电时副电极部参与放电，放电扩展到有副电极部的区域。
在这里，在分割电极结构的放电中常有的倾向是接近主放电间隙之处的放电容易引起激发发光，而扩展到外侧的放电难以引起激发发光。但是如上所述，如果进行调整，使副电极部的长度在外侧变短，则参与放电的副电极部的长度越在外侧越缩短，因此外侧中的放电密度提高。所以可以认为扩展到外侧的放电也变得容易引起激发发光。
如下所示，除了分割电极结构以外，也有放电时的特征表现出与分割电极类似的倾向的结构。
图15(a)～(e)是表示具有形成凸部的电极结构的PDP中放电时发光区域移动状况的图。
在本图所示的例子中在每根扫描电极19a和每根维持电极19b上在放电单元内形成相互对向的凸部。此凸部是所谓的T字形状，成为在根部一侧宽度较窄，在前端一侧宽度较大。
在形成这种形状凸部的电极结构的情况下，如果与非分割电极相比，则能减少无效功率，提高发光效率，而如图15(a)～(e)所示，发光区域移动的情况表现与分割电极结构的图10(a)～(e)同样的倾向，放电移动慢。
所以对于具有这种凸部的电极结构的PDP，通过在维持脉冲中采用上述阶梯状波形，也可以期待与上述分割电极结构的情况同样的效果。
在图16所示的变形例中相同之点也是在每根扫描电极19a和每根维持电极19b上在放电单元内形成相互对向的凸部以及凸部的根部一侧宽度较窄。但是在该例中在凸部内再相互平行地形成在电极伸长的同一方向上伸长的多个线形突起，也形成类似分割电极结构的结构。
对于图16所示的电极结构的PDP，通过在维持脉冲中采用上述阶梯状波形，也可以期待有与上述分割电极结构的情况同样的效果。
(辅助障壁)
具体在下述的实施方式6中说明，在纵方向(障壁15的伸长方向)相邻单元之间的距离小于300μm的场合，由于容易发生因串扰(crosstalk)引起的误放电，因此在障壁15彼此之间要求设置隔开纵方向上相邻的放电单元彼此之间的辅助障壁。
辅助障壁的顶部宽度要求在大于30μm、小于600μm的范围内，最好在大于50μm、小于450μm的范围内。
辅助障壁的高度h要求大于40μm、小于障壁15的高度H，最好在60μm≤h≤H-10μm的范围内。
(写入时的应用)
上述的驱动波形不仅可用于维持脉冲，而且也可用于扫描脉冲和写入脉冲，由此在写入时由于放电电流形成单峰，放电极快地停止，放电延迟也变得非常短。所以能高速进行写入。
如更具体地对此进行说明，则是：在PDP中通常在显示图像时，在写入期间的写入放电的放电概率一旦降低，则会引起图像的麻点、闪烁等画质下降。写入放电的放电概率如果低于99.9％，则画面的麻点感增加，如果低于99％，则画面产生闪烁。
因此写入放电时的写入不良至少必须控制在小于0.1％，为了做到这点，放电延迟的平均时间必须小于写入脉冲宽度的约1/3。
另外，如果屏的精细度为NTSC或VGA等，则扫描线数约500根，因此能够以2～3μs左右的写入脉冲宽度驱动，但为了对应于SXGA或全规格(full spec)的高清晰度电视，扫描线数达到1080根，因此必须以1～1.3μs左右的写入脉冲宽度高速写入。
这里，在以分割电极结构产生多个放电发光峰的场合，如果采用通常的扫描脉冲波形和写入脉冲波形，高速写入困难，但如果采用本实施方式中所说明的波形，则能够形成单一的放电峰，进行高速写入。
(其它事项)
另外，在本实施方式中说明了放电电流形成单峰的情况，但在放电电流形成多个峰的情况下，在电极结构上作为变形例也可以根据该放电电流中多个峰出现的位置，在维持脉冲上设置多个第二期间。在这种情况下，由于按照放电电流的多个峰而施加高电平电压V2，因此也可以期待发光效率提高的效果。
另外，在实施方式1、2中说明了AC面放电型PDP，但对于AC对向放电型PDP也能够在维持脉冲中采用上述的波形，能够获得同样的效果。另外，对于DC型PDP通过在维持脉冲中采用上述波形，也能够期待同样的效果。
以下在实施例1～8中列举上述实施方式的具体示例进行说明。
〔实施例1〕
在上述实施方式2中说明的分割电极结构的PDP中像素节距P＝1.08mm，各电极宽度和电极间隙的尺寸如下：主放电间隙G＝80μm，电极宽度L1～L3＝40μm，第一电极间隔S1＝第二电极间隔S2＝70μm。
另外，在驱动时采用上升按两段变化的维持脉冲。
图17(a)是表示该维持脉冲波形和施加该维持脉冲时产生的放电电流波形的图，第二阶段上升开始时刻t2位于放电电流达到最大的时刻t5之前。而图17(b)是比较例，它是表示在同一PDP中采用简单矩形波作为维持脉冲时的该维持脉冲波形和放电电流波形的图。
在图17(b)中放电电流波形成为单峰，放电发光在脉冲施加开始时刻后1μs之内停止，而且放电延迟时间较短，为0.5μs～0.7μs。由此可知：通过如上设定线形电极部彼此之间的节距和间隔，可使放电电流波形成为单峰，能够以数μs左右的维持脉冲宽度高速驱动。
另外可知：与图17(b)相比，在图17(a)中放电电流以两段上升而达到高电平，而且放电刚开始后的放电电流与放电电流最大时相比，可以控制得相当低。所以可知：来自驱动电路的大部分功率在放电成长时都投入放电单元内。
图18是本实施例的V-Q利萨如图形，可知：与图7的环路c同样，是扁平、歪斜的平行四边形。
另外，在放电开始电压大于Vf-20V、小于Vf+30V的范围内，使第一期间的电压V1改变各种值，同时在放电延迟时间大于Tdf-0.2μs、小于Tdf+0.2μs的范围内，使脉冲上升开始时刻t1至第二阶段上升开始时刻t2的时间改变各种值，测定V-Q利萨如图形，环路同样是歪斜的菱形。
下面比较对于上述PDP在维持脉冲中采用简单矩形波时和在维持脉冲中采用本实施例的波形时的相对亮度、相对功耗和相对发光效率，结果如表1所示。
表1 相对亮度B 相对功耗W 相对效率η简单矩形波 1.00 1.00 1.00实施例1的波形 1.30 1.15 1.13
从表1可知：在采用本实施例的波形的情况下，亮度上升约30％，而功耗的增加被抑制为约15％，发光效率提高约13％。
总之，根据本实施例的PDP显示装置，亮度能显著提高，而且功耗的增加能被抑制得较低，从而能实现高亮度的优良画质。
另外，在本实施例中维持脉冲的上升虽然为阶梯状脉冲，但在上升和下降两者均为阶梯状的情况下，也同样能获得优良的效果。
另外，放电单元各部分的尺寸并不限定于上述指定的数值，只要在0.5mm≤P≤1.4mm、60μm≤G≤140μm、10μm≤L1、L2、L3≤60μm、30μm≤S≤G(S是线形电极部间隔的平均值)的范围内，都能获得同样的效果。
另外，各线形电极部之间的间隔也可以不均匀，在各电极的电极节距均匀配置的的情况下，也同样能获得显著的效果。
〔实施例2〕
图19是本实施例的驱动波形的定时图。
在本实施例中PDP的结构同上述实施例1，维持脉冲波形与实施例1有些区别，维持脉冲上升沿的倾斜分为两段。
图20是在时间轴上表示本实施例的PDP中放电单元的电极之间电压V、储存在放电单元内的电荷量Q与发光量B的图。如图20中的电极之间电压V所示，在本实施例中设定第二期间T2的上升中斜度(电压上升速度)大于第一期间T1的上升斜度。
可知：在图20中发光峰波形的顶点近旁(放电电流为最高的时刻附近)出现电压V上升的最大斜度，而且电压V达到最大值。
图21是本实施例的V-Q利萨如图形，可知：环路两侧边在扁平、歪斜的菱形上变化，放电开始电压(P1)比电荷停止移动的放电停止电压(P2)低，对于放电单元内电荷的移动量(ΔQ)环路面积可控制相当小。
比较对于上述PDP在维持脉冲中采用简单矩形波时和在维持脉冲中采用本实施例的波形时的相对亮度、相对功耗和相对发光效率，结果如表2所示。
表2相对亮度B相对功耗W相对效率η简单矩形波1.001.001.00实施例2的波形1.251.091.15
可知：与比较例相比，在本实施例中亮度上升，而功耗的增加较小，发光效率提高约15％。
这表明在维持脉冲中采用如本实施例那样具有两段斜度的阶梯状波形，也能显著提高亮度，而且功耗的增加能被抑制得较低，从而能实现高亮度、优良画质的PDP。
另外，在本实施例中虽然在维持脉冲中采用上升具有两段斜度的阶梯状脉冲波形，但不言而喻，在维持脉冲中采用上升和下降两者均具有两段斜度的阶梯状脉冲波形的情况(即在第二期间T2之后设置低电平电压V3的第三期间T3、并且第三期间的下降斜度小于第二期间的下降斜度的情况)下，也能实现优良的画质。
〔实施例3〕
图22是本实施例的电极图案的略图。
在本实施例中扫描电极和维持电极分别被分割成四个线形电极部。
放电单元各部分的典型尺寸如下：像素节距P＝1.08mm，主放电间隙G＝80μm，电极宽度L1～L4＝40μm，第一电极间隔S1＝第二电极间隔S2＝第三电极间隔S3＝70μm。
另外，与实施例1同样，在驱动时采用上升按两段变化的维持脉冲。
图23(a)是表示该维持脉冲波形和施加该维持脉冲时产生的放电电流波形的图，第二阶段上升开始时刻t2位于放电电流达到最大的时刻t5之前。而图23(b)是比较例，它是表示在同一PDP中采用简单矩形波作为维持脉冲时的该维持脉冲波形和放电电流波形的图。
在图23(b)中放电电流波形成为单峰，放电发光在脉冲施加开始时刻后0.9μs之内停止，而且放电延迟时间较短，约为0.6μs。
放电电流波形成为单峰可以认为是由于在电极间隔约为70μm较窄的情况下，放电等离子体容易充分扩展到最外侧的电极部，放电连续地持续进行。
由此可知：如上所述，通过设定线形电极部彼此之间的节距或间隔，可使放电电流波形成为单峰，能够以数μs左右的维持脉冲宽度高速驱动。
另外可知：与图23(b)相比，在图23(a)中放电电流按两段上升而达到高电平，而且放电刚开始后的放电电流与放电电流最大时相比，可以控制相当低。所以可知：来自驱动电路的大部分功率在放电成长时都投入放电单元内。
比较对于上述PDP在维持脉冲中采用简单矩形波时和在维持脉冲中采用本实施例的波形时的相对亮度、相对功耗和相对发光效率，结果如表3所示。
表3相对亮度B相对功耗W相对效率η简单矩形波1.001.001.00实施例3的波形1.651.391.19
从表3可知：与比较例相比，在本实施例中亮度上升约65％，而功耗的增加被抑制在约39％，发光效率提高约19％。
这表明在维持脉冲中采用如本实施例那样上升为两段的阶梯状脉冲，能显著提高亮度，而且功耗的增加能抑制得较低，能实现高亮度、优良画质的PDP。
另外，在本实施例中维持脉冲的上升虽然为阶梯状脉冲，但在上升和下降两者均为阶梯状的情况下，也同样能获得优良的效果。
另外，放电单元各部分的尺寸并不限定于上述指定的数值，只要在0.5mm≤P≤1.4mm、60μm≤G≤140μm、10μm≤L1、L2、L3、L4≤60μm、30μm≤S≤G(S是线形电极部间隔的平均值)的范围内，都能获得同样的效果。
〔实施例4〕
图24是本实施例的电极图案的略图。
在本实施例中对于各扫描电极和各维持电极使线形电极部彼此之间的间隔随着远离主放电间隙而按等差级数(电极间隔之差ΔS)变窄，而且增大单元中央部开口。
通过在维持电极的外侧扩大电场强度分布，而且增大单元中央部开口，可使放电等离子体扩展到维持电极的外侧，同时使可见光的取出效率提高。
放电单元各部分的典型尺寸如下：像素节距P＝1.08mm，主放电间隙G＝80μm，电极宽度L1、L2＝35μm，L3＝45μm，L4＝45μm，第一电极间隔S1＝90μm，第二电极间隔S2＝70μm，第三电极间隔S3＝50μm(电极间隔之差ΔS＝20μm)。
另外，与实施例1同样，在驱动时采用上升按两段变化的维持脉冲。
图25(a)是表示该维持脉冲波形和施加该维持脉冲时产生的放电电流波形的图，第二阶段上升开始时刻t2位于放电电流达到最大的时刻t5之前。而图25(b)是比较例，它是表示在同一PDP中采用简单矩形波作为维持脉冲时的该维持脉冲波形和放电电流波形的图。
在图25(b)中放电电流波形成为单峰，放电发光在脉冲施加开始时刻后0.8μs之内停止，而且放电延迟时间较短，约为0.6μs。
放电电流波形成为单峰可以认为是由于线形电极部彼此之间的间隔随着越远离主放电间隙而变得越窄，使放电等离子体容易迅速扩展到最外侧的电极部分。
另外可知：与图25(b)相比，在图25(a)中放电电流按两段上升而达到高电平，而且放电刚开始后的放电电流与放电电流最大时的值相比，可以抑制得小于1/3。所以可知：来自驱动电路的大部分功率在放电成长时都投入放电单元内。
比较对于上述PDP在维持脉冲中采用简单矩形波时和在维持脉冲中采用本实施例的波形时的相对亮度、相对功耗和相对发光效率，结果如表4所示。另外，在表4中也一起记入上述实施例3的测定结果，另外还记入了本实施例和上述实施例3的半值宽度测定值。
表4 相对亮度B相对功耗W 相对效率η半值宽度〔ns〕 简单矩形波 1.001.00 1.00- 实施例3的波形 1.651.39 1.19240 实施例4的波形 1.721.45 1.19160
从表4可知：与比较例相比，在本实施例中亮度上升到约1.7倍，而功耗的增加较少，发光效率提高约20％。
这表明在维持脉冲中采用如本实施例那样上升为两段的阶梯状波形，能显著提高亮度，而且功耗的增加能被抑制得低，能实现高亮度、优良画质的PDP。
另外可知：与实施例3相比，在本实施例中放电电流峰的半值宽度减少约80ns，驱动脉冲能加以高速化。
可以认为是由于：与线形电极部彼此之间的间隔是均匀的情况相比，如果线形电极部彼此之间的间隔随着远离主放电间隙而减小，则电场强度分布容易扩展到单元的外侧，因放电而成长的等离子体容易扩展到单元的外侧。
这里，使上述PDP中平均电极间隔Save和主放电间隙G之差以及各电极间隔之差ΔS改变各种值，测定放电电流的峰数。
图26是表示其结果的图，图中的网点区域部分表示放电电流发生多个峰，而白色区域表示放电电流是单峰。
由图可知：平均电极间隔Save-主放电间隙G之差越大，各电极间隔之差ΔS越大，则越容易形成单峰。
另外可知：例如即使设定第一电极间隔S1比主放电间隙G大10μm左右，而如果设定平均电极间隔Save比主放电间隙G窄、且各电极间隔之差ΔS大于10μm，则放电峰也成为单峰。
在这种情况下放电电流峰成为单峰的原因可以考虑如下：由于第一电极间隔与主放电间隙相邻，因此放电等离子体充分扩展而至少比主放电间隙宽一些，并且由于电极间隔按等差级数减小，使放电单元内的电场强度分布的连续性提高，电场扩展到最外侧的电极部，因此放电等离子体容易充分扩展到最外侧的电极部，放电连续地持续进行。
另外，放电单元各部分的尺寸并不限定于上述指定的数值，只要在0.5mm≤P≤1.4mm、60μm≤G≤140μm、10μm≤L1、L2≤60μm、20μm≤L3≤70μm、20μm≤L4≤80μm、50μm≤S1≤150μm、40μm≤S2≤140μm、30μm≤S3≤130μm的范围内，都能获得同样的效果。
另外，在本实施例中线形电极部的宽度逐渐增大，但即使线形电极部的宽度一定，如果通过逐渐减小线形电极部彼此之间的电极节距而使线形电极部彼此之间的电极间隔逐渐减小，也能获得同样的效果。
〔实施例5〕
图27是本实施例的电极图案的略图。
在本实施例中使线形电极部彼此之间的间隔随着远离主放电间隙按等比级数变窄而设定，因此虽然平均电极间隔抑制得小于放电间隙，可是等效电极宽度加宽。
所以能使单元中央部开口增大，提高可见光的取出效率，同时能使最外侧电极部分的电场强度增加，放电等离子体扩展到维持电极的外侧。
另外，在本实施例中扫描电极群19a和维持电极群19b的下层部上设置含有氧化钌等黑色材料的黑色层，使该电极群的显示面侧成为黑色。
放电单元各部分的典型尺寸如下：像素节距P＝1.08mm，主放电间隙G＝80μm，电极宽度L1、L2＝35μm，L3＝45μm，L4＝85μm，第一电极间隔S1＝90μm，第二电极间隔S2＝60μm，第三电极间隔S3＝40μm。
另外，与实施例1同样，在驱动时采用上升按两段变化的维持脉冲。
图28(a)是表示该维持脉冲波形和施加该维持脉冲时产生的放电电流波形的图，第二阶段上升开始时刻t2位于放电电流达到最大的时刻t5之前。而图28(b)是表示在同一PDP中采用简单矩形波作为维持脉冲时的该维持脉冲波形和典型放电电流波形的图。
放电发光波形的测定如下：仅使PDP的一个单元点亮而显示，连接光纤与雪崩发光二极管，仅取出一个单元的光，采用数字示波器与驱动电压波形同时进行观测。发光峰波形在数字示波器上累积1000次，求其平均值。
在图28(b)中放电发光波形显示单峰，放电发光在脉冲施加开始时刻后1.0μs之内停止，半值宽度非常陡，约为200ns，而且放电延迟时间较短，为0.5μs～0.6μs，放电延迟的偏差也减小。由此可知：以1.25μs左右的脉冲宽度能够进行高速驱动。
这样，通过使电极间隔从放电单元中央向外侧按等比级数减小，使放电形成延迟和统计延迟减小，放电发光峰的半值宽度和放电延迟的偏差减小，这被认为是由于最外侧的电极部附近的电场强度增加、放电极快停止的缘故。
另外可知：在本实施例的图28(a)中放电电流按两段急剧上升，驱动脉冲的高速化是可能的。而且可知：放电刚开始后的放电电流与放电电流最大时的值相比，抑制在小于1/3，来自驱动电路的大部分功率在放电成长时都投入放电单元内。
比较对于上述PDP在维持脉冲中采用简单矩形波时和在维持脉冲中采用本实施例的波形时的相对亮度、相对功耗和相对发光效率，结果如表5所示。
表5 相对亮度B 相对功耗W 相对效率η简单矩形波 1.00 1.00 1.00实施例5的波形 1.72 1.45 1.19
从表5可知：与比较例相比，在本实施例中亮度上升到约1.72倍，而功耗的增加较少，发光效率提高约20％。
这表明在维持脉冲中采用如本实施例那样上升为两段的阶梯状波形，能显著提高亮度，而且功耗的增加能控制得低，能实现高亮度、优良画质的PDP。
(黑色层的效果)
在本实施例的PDP中使最外面电极宽度中黑比率改变为各种值，测定明处对比度。在这里，所谓黑比率是指遮光面积/放电单元面积之比，它以2(L1+L2+L3+L4)/P表示。而所谓遮光面积指由放电单元中被电极遮光的面积。
图29是表示其结果的图，它是表示黑比率与明处对比度关系的图。
明处对比度通过在对PDP的显示面上垂直照度为70Lx、水平照度为150Lx下测定白色显示时和黑色显示时的亮度比而求出。
由于在传统的PDP中荧光粉层和障壁等通常是白色的，屏显示面一侧的外光反射大，因此明处对比度约为20∶1～50∶1。
而对于本实施例的PDP，如图29所示，可以获得明处对比度大于70∶1的非常高的比值。
在本实施例中不仅可获得如此高的明处对比度，而且可获得高亮度，这可以认为是由于使最外的电极宽度增加，同时使单元内侧的电极宽度变细，另外使电极的显示面一侧为黑色，从而能够增加黑比率，而不减小单元中央部的开口部面积。
另外，如果在图29中增加最外面电极宽度而使黑比率增大，则明处对比度也增加，但明处对比度存在饱和的倾向。而如果黑比率增加，则因电极开口率减小引起的亮度下降增加，在黑比率为50％时，亮度降低约10％，在黑比率为60％时，亮度降低约20％。所以可以考虑要求黑比率最大至60％左右。
以前为了提高PDP中的对比度，采用的是形成黑条的技术，但在形成电极时，由于黑条和维持电极的定位对准不良，也出现合格率下降。
而如果象本实施例那样在电极上设置黑色层，则如上所述，由于对比度改善，并且也可以不采用黑条，因此制造工艺简化。所以能以低成本实现高对比度的PDP。
另外，在任何一种电极结构中放电电流波形以及发光波形都成为单峰。
总之，通过在使用以显示面侧为黑色的分割电极结构的扫描电极和维持电极的PDP中采用阶梯状波形的维持脉冲，与传统的PDP相比，能够实现高亮度、高效率、能高速驱动的优良PDP，而且尽管采用省略了黑条的单元结构，其明处对比度仍非常高。
另外，在本实施例5中表示的是线形电极部为4根的电极结构，但不言而喻，线形电极部为5根的电极结构也能获得同样的效果。
另外，放电单元各部分的尺寸并不限定于上述典型的数值，只要在0.5mm≤P≤1.4mm、70μm≤G≤120μm、10μm≤L1、L2≤50μm、20μm≤L3≤60μm、40μm≤L4≤〔0.3P-(L1+L2+L3)〕μm、50μm≤S1≤150μm、40μm≤S2≤140μm、30μm≤S3≤130μm的范围内，都能获得同样的效果。
〔实施例6〕
图30是表示本实施例的PDP放电单元结构的略图。其电极结构同实施例5，扫描电极19a由四个线形电极部191a～194a构成，维持电极19b也由四个线形电极部191b～194b构成，线形电极部彼此之间的间隔随着远离主放电间隙而按等比级数变窄。但是在本实施例中在纵方向延伸的障壁(条肋)15之间在相邻的放电单元彼此之间设有高度低于障壁15的辅助障壁20，这一点不同于上述实施例5。
放电单元各部分的典型尺寸如下：像素节距P＝1.08mm，主放电间隙G＝80μm，电极宽度L1、L2＝35μm，L3＝45μm，L4＝85μm，第一电极间隔S1＝90μm，第二电极间隔S2＝60μm，第三电极间隔S3＝40μm，短条线宽Wsb＝40μm，条肋高度H＝110μm，辅助障壁高度h＝60μm，辅助障壁顶部宽度Walt＝60μm，辅助障壁底部宽度Walb＝100μm。
另外，与实施例1同样，在驱动时采用上升按两段变化的维持脉冲。
图31是表示该维持脉冲波形和施加该维持脉冲时产生的放电电流波形的图，它具有与上述图28(a)相同的特征。
另外，将采用上述阶梯状波形和简单矩形波作为维持脉冲的情况相比，如果采用上述阶梯状波形，则也可得到亮度上升到约1.7倍、而功耗的增加较少、发光效率提高约20％的结果。
下面使本实施例的PDP中相邻单元之间距离Ipg(位于最外侧的线形电极部194a与相邻的放电单元的线形电极部194b的间隙)改变为各种值，同时制作设置辅助障壁和不设置障壁，并使之被驱动，然后测定有无串扰引起的误放电。
表6 Ipg〔μm〕 60 120 260 260 300 300 360 360 辅助障壁 有 有 无 有 无 有 无 有 串扰、误放电 × ○ × ○ × ○ ○ ○
表6表示了该结果，表中○表示不发生串扰引起的误放电，×表示发生串扰引起的误放电。
从该表可知：如果在无辅助障壁的结构中单元之间距离Ipg小于约300μm，则发生串扰引起的误放电。另外，凡发生误放电者在中间色调上会出现画面麻点感和闪烁。
而如本实施例那样，通过设置辅助障壁，单元之间距离Ipg至120μm左右也不会发生误放电，可获得良好的画质。
通过这样设置辅助障壁可以抑制误放电，这是由于因放电等离子体而发生的带电粒子等点火粒子和真空紫外区域中的共振线从放电单元周边部向相邻的单元扩散受到辅助障壁控制。
然而，如果增加辅助障壁的高度，则控制串扰的效果增加，但在屏制造过程中在屏封接和排气工序中作为封入放电气体时的前处理，在高温下使屏内部真空排气时，由于屏内部气体导通性下降，使极限真空度下降，出现H2O、CO2等残余气体吸附在内部的状态下直接封入放电气体的倾向。而且此残余气体为不纯气体成分，它成为驱动时工作点变动和误放电产生的主要原因。
而如果辅助障壁高度h为60μm左右，则可充分获得控制串扰的效果。所以辅助障壁的高度最好设定得比条肋高度低10μm以上。
另外，使辅助障壁顶部宽度Walt变化进行研究，可知：通过增加辅助障壁顶部宽度Walt，可以独立于电极结构而限制放电单元内放电等离子体的发生区域。这意味着能独立于前板的电极结构而控制投入屏上的功率。
另外可知：在没有设置辅助障壁时，为了控制串扰，相邻单元之间距离必须增大到120μm左右，而通过设置条肋障壁和增大辅助障壁顶部宽度到Walt＝180μm左右，相邻单元的间隔狭窄到单元之间距离Ipg＝60μm左右，也不会发生串扰，由于控制维持功率的增加，可以获得效率较高、良好的画质。
总之，根据本实施例，能够实现功耗低、可显著改善串扰等相邻单元之间的误放电的发生和具有高画质的优良PDP。
另外，放电单元各部分的尺寸并不限定于上述典型的数值，只要在0.5mm≤P≤1.4mm、60μm≤G≤140μm、10μm≤L1、L2≤60μm、20μm≤L3≤70μm、20μm≤L4≤〔0.3P-(L1+L2+L3)〕μm、50μm≤S1≤150μm、40μm≤S2≤140μm、30μm≤S3≤130μm、10μm≤Wsb≤80μm、50μm≤walt≤450μm、60μm≤h≤H-10μm的范围内，都能获得同样的效果。
另外，在本实施例中对于实施例5的电极结构而设置辅助障壁进行了说明，但不言而喻，对于实施例1～4的电极结构，也可以通过设置辅助障壁来获得同样的防止串扰的效果。
〔实施例7〕
在本实施例中PDP的扫描电极和维持电极是非分割电极。另外，驱动波形如上述图4的定时图所示，它采用不仅上升、而且下降均按两段变化的波形作为维持脉冲。
图32是本实施例的V-Q利萨如图形，可知：环路从平行四边形变为扁平、歪斜的平行四边形。
另外，和实施例1同样，在放电开始电压大于Vf-20V、小于Vf+30V的范围内，使第一期间的电压V1改变各种值，同时在放电延迟时间大于Tdf-0.2μs、小于Tdf+0.2μs的范围内，使脉冲上升开始时刻t1至第二阶段上升开始时刻t2的时间改变各种值，测定V-Q利萨如图形，环路同样是歪斜的菱形。
比较对于上述PDP在维持脉冲中采用简单矩形波时和在维持脉冲中采用本实施例的波形时的相对亮度、相对功耗和相对发光效率，结果如表7所示。
表7 相对亮度B 相对功耗W 相对效率η 简单矩形波 1.00 1.00 1.00 实施例7的波形 1.81 1.50 1.21
从表7可知：与比较例相比，在本实施例中亮度上升了约1.8倍，而功耗的增加被抑制在约1.5倍，发光效率提高约21％。
这表明在维持脉冲中采用本实施例那样上升和下降为两段的阶梯状波形，能显著提高亮度，而且功耗的增加能抑制得低，能实现高亮度、优良画质的PDP。
〔实施例8〕
在本实施例的PDP中扫描电极和维持电极是非分割电极。
与上述实施例7同样，关于维持脉冲波形使上升和下降分别按两段变化，而细部设定如下。
图33是示意表现本实施例的维持脉冲波形的图。
本实施例的维持脉冲上升的第一阶段电压设定得与单元的放电开始电压Vf相等，为了在放电电流的最高点使第一阶段至第二阶段之间的电压变化成为最大斜度，按sin函数变化，在放电电流停止点按cos函数迅速下降到最小放电电压Vs。另外，这里所指的最小放电电压Vs是采用简单矩形波驱动时的最小放电电压，它可以通过在PDP的扫描电极19a和维持电极19b之间施加电压而使放电单元处于点亮状态，再一点点地减小施加电压，读取放电单元开始熄灭时的施加电压来测定。
这样，如果在下降中采用以三角函数使电压下降到最小放电电压的波形，则能够通过功率回收使无效功耗减少，因此能够减少PDP显示装置的功耗。另外，由于高次谐波噪音的发生受到抑制，因此也能够抑制电磁辐射干扰(EMI)。
图34是在时间轴上表示本实施例的PDP驱动时放电单元的电极之间电压V、储存在放电单元内的电荷量Q与发光量B的图。
从图可知：在电压脉冲的上升部分上升到放电开始电压之后，放电电流开始流过，然后第二阶段的电压上升开始(第二阶段的电压上升的相位比放电电流上升迟。)，在放电电流峰附近时出现电压上升的最大斜度。可以认为这是由于使维持脉冲的上升和下降分别按两段变化，使第一阶段和第二阶段之间的电压按三角函数变化。另外可知：仅在因放电而进行发光的期间中在放电单元上施加有高压。可以认为这是由于使电压在放电电流停止的同时下降到Vs。
图35是本实施例的V-Q利萨如图形，可知：环路从平行四边形变为扁平、歪斜的平行四边形，两侧的边向内侧描出弧线。
从图可知：功率能有效地投入放电单元内的等离子体中。由此可以认为通过使第一阶段至第二阶段之间的电压变化的相位迟于放电电流，即使在单元内开始放电之后，也会成为被进一步从电源施加过电压的状态。
比较对于上述PDP在维持脉冲中采用简单矩形波时和在维持脉冲中采用本实施例的波形时的相对亮度、相对功耗和相对发光效率，结果如表8所示。
表8 相对亮度B 相对功耗W 相对效率η简单矩形波 1.00 1.00 1.00实施例8的波形 2.11 1.62 1.30
从表8可知：与比较例相比，在本实施例中亮度上升到2倍以上，而功耗的增加较少，发光效率提高约30％。
总之，可知：与传统PDP相比，根据本实施例，由于亮度能显著提高，同时功耗的增加能抑制得低，因此能实现高亮度、优良画质的PDP。
另外，在本实施例中第二阶段上升按三角函数，但不言而喻，采用其它的连续函数，例如指数函数、高斯分布函数等，也同样能够实施，获得同样的效果。
工业上的可利用性
本发明的PDP装置及其驱动方法对于计算机和电视等显示装置是有效的。