プラズマディスプレイ 九州大学大学院 システム情報科学研究科 服部励治 PDPの概要 1954年 DC駆動PDPの発表（Skellet、 米） 1956年 冷陰極放電表示管（ニクシー 管）の開発（バロース社、米） 1966年 メモリ型AC駆動PDPの発表 （イリノイ大学、米） 1968年 DC躯動PDPによるTV画像表 示（フイリップス、オランダ） 1969年 自己定査型DC躯動PDPの開 発（バローズ社、米） 発（ 社、米） 1978年 16インチ型DC駆動カラー PDPTVの試作（NHK） 1985年 パルスメモリー型DC駆動カ ルスメモリ 型DC駆動カ ラーPDPTVの開発（NHK） 1993年 21インチ型フルカラーAC躯 動PDPの製品化（富士通） Fujitsu 42型イメージサイト NEC 42型 コスモプラズマ Panasonic 42型プラズマＴ Pioneer 50型XVG&ハイビジョン Graduate School of Information Science and Electrical Engineering, Kyushu University プラズマとは プラズマとは？ 荷電粒子と中性粒子によって構成される、集団的なふるま いをする準中性気体 固体 液体 気体 プラズマ 氷 水 水蒸気 イオン化ガス 温度 → 気体 Graduate School of Information Science and Electrical Engineering, Kyushu University プラズマ カラーPDPの原理 ＊ Xe e Eu3+, Mn, Eu2+ UV E (Y,Gd)BO4, Y2O3, Zn2Si4, (Ba,Mg)Al14O23 e RGB Xe Plasma Graduate School of Information Science and Electrical Engineering, Kyushu University Phosphor PDPの方式 － － ＋ ＋ ～ AC方式 Graduate School of Information Science and Electrical Engineering, Kyushu University DC方式 DC型PDPの発光原理 放電空間 界面 陰極 e2 作用 =0.5～0.05 LaB6 φ=2.7eV E/P Esp= Ei -2 φ+Mv2/2 Ei=21.6eV e2 e1 ＋ Graduate School of Information Science and Electrical Engineering, Kyushu University E/P e2 Ne ＊ 励起状態 作用 e3 h Ne 570～670nm Ne + Ne 真空準位 導体層 誘電 体層 界面 AC型PDPの発光原理 e1 e1 e1 e1 放電空間 E/P Esp= Mv2/2 e1 e1 Ei=21.6eV e1 e1 e1 e1 e1 ＋ Graduate School of Information Science and Electrical Engineering, Kyushu University E/P e2 Ne ＊ 励起状態 作用 e3 h Ne 570～670nm Ne + Ne 真空準位 メモリー効果 書込放電 維持放電 有り 無し 有り － ＋ － ＋ － ＋ － ＋ Graduate School of Information Science and Electrical Engineering, Kyushu University PDP(AC型)の動作原理 ( ) 1.予備放電 セル内の電子を活性化 維持電極に電荷を印加し 強制的に予備放電を発生 放電 2.書き込み放電 発光させるセルにデータ をアドレス走査電極とデー デ タ電極に電圧を印加して 放電させる 3.書き込み 3 書き込み 発光させたいセルに壁電 荷を形成する Graduate School of Information Science and Electrical Engineering, Kyushu University 放電 放電 放電 3.維持放電（発光） 走査電極と維持電極に電圧を印加 し、壁電荷に重畳すると面放電が発 生する 4.維持放電（表示） AC電圧を継続印加することで放電が 電圧を継続印加する と 放電が 続き、表示輝度が得られる 4.消去放電 4 消去放電 次画面を表示するために壁電荷を消 去走査電極と維持電極に、放電セル 内の壁電荷を中和するくらいのやや低 い電圧を印加し 弱い放電を発生させ い電圧を印加し、弱い放電を発生させ る ３電極面放電型PDPの原理 蛍光体 前面基板 前面基板 アドレス電極 誘電体 MgO 放電 紫外線 表示電極 背面基板 表示電極 放電 紫外線 隔壁 蛍光体 (a) 透過型 アドレス電極 背面基板 (b) 反射型 •面放電型はイオンによる蛍光体の劣化が無い 面放電型はイオ による蛍光体の劣化が無い •反射型の方が蛍光体による吸収がなく明るい Graduate School of Information Science and Electrical Engineering, Kyushu University カラ PDP ネル構造 カラーPDPパネル構造 透明表示電極 前面基板 バス電極 誘電体層 保護層 隔壁 誘電体層 背面基板 アドレス電極 蛍光体 Graduate School of Information Science and Electrical Engineering, Kyushu University 両方にリブを持つパネル構造 ピッチ0.8mm 表示面側 裏面側 1. 前面ガラス基板 2.. 面放電電極(走査電極、維持電極) 放電用の電極。光を通すよう、透明電極にして 透過率を高めている 3. 透明誘電帯層 放電電流を制限するコンデンサの役割。放電を 放電電流を制限する ンデンサの役割。放電を 行うと自動的に放電を停止する 4. 黒隔壁 格子状の仕切りで表示セルを形成する。33型で はセルの数は約92万個。コントラストを向上さ 数 約 個。 ラ を向 さ せる、ブラックマトリックス効果を持つ 5. 蛍光体層(R・G・B) RGB3原色を白隔壁の底面と側面に塗布し、カ G 3原色を白隔壁の底面と側面に塗布し、カ ラー画像を表示 6. 白隔壁 表示セルを仕切る。光を反射する効果も持つ 7. 白色誘電体層 酸化チタン粉末を含み、光を前面に反射して輝 度を向上させる 8. データ電極 情報を書き込むための電極 情報を書き込む 電極 9. 裏面ガラス基板 Graduate School of Information Science and Electrical Engineering, Kyushu University 簡素化パネル構造 ピッチ0.66mm 表示面側 裏面側 1. 前面ガラス基板 2 面放電電極(走査電極、維持電極) 2. 面放電電極(走査電極 維持電極) 放電用の電極。光を通すよう、透明電極にして 透過率を高めている 3. 透明誘電帯層 放電電流を制限するコンデンサの役割。放電を 行うと自動的に放電を停止する 4. 蛍光体層(R･G･B) RGB3原色を白隔壁の底面と側面に塗布し、カ G 3原色を白隔壁の底面と側面に塗布し、カ ラー画像を表示 5. 白隔壁 表示セルを仕切る。光を反射する効果も持つ 6. 白色誘電体層 酸化チタン粉末を含み、光を前面に反射して輝 度を向上させる 7. データ電極 情報を書き込むための電極 情報を書き込む 電極 8. 裏面ガラス基板 Graduate School of Information Science and Electrical Engineering, Kyushu University カラ PDPの階調駆動方法 カラーPDPの階調駆動方法 3s/line 1 2 ･ ・ ・ Data Set (Address) 480 12･･･ 1SF 2SF 3SF 4SF 1T 2T 4T 8T 5SF 6SF 16T 32T 1.5ms 7SF 64T 1 frame (16.7ms) [60Hz] Graduate School of Information Science and Electrical Engineering, Kyushu University Emitting (Display) 480 8SF 128T T ( 8)3 (2 =16777216 =1677万色 PDPの特長 [1] 薄型・軽量 42型モジュールでたった6cm・約19kg。 g 薄いガラス基板2枚で構成されているので、 薄くて軽いディスプレイが実現します。 [2] 大画面 シンプルな構造だから、大画面化が容易に実現します。 また、磁気環境の影響を受けないので色ズレや画面の歪み がありません。 [ ] 広視野角 [3] 自発光タイプなのでブラウン管並みの広視野角を実現。 見る位置や角度によって色合いやコントラストが変わること無 く、隅々まで鮮明な画像が表示できます。 Graduate School of Information Science and Electrical Engineering, Kyushu University 課題と展望 • ハイビジョン、ビルボード用など大型ディ スプレイのカラー化 • パーソナルコンピューター用としてのカ パ ソナル ンピ タ 用としてのカ ラ 化と低消費電力化 ラー化と低消費電力化 • LCDなどと共通ドライバICの使用できる 程度のパネルの低電圧化 Graduate School of Information Science and Electrical Engineering, Kyushu University
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