CN102216974A - 等离子显示装置以及等离子显示面板的驱动方法 - Google Patents
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Abstract
本发明的目的在于使显示亮度均匀、提高图像显示品质。为此,维持脉冲产生电路根据所有单元点亮率和部分点亮率选择多个驱动模式的其中一个来产生维持脉冲,图像信号处理电路(41)具有加载修正部(70),该加载修正部(70)具备:点亮单元数计算部(60),其按每个显示电极对并按每个子场计算出点亮的放电单元的数量;负载值计算部(61),其根据点亮单元数计算部(60)中的计算结果,计算出各放电单元的负载值;修正增益计算部(62),其根据负载值计算部(61)中的计算结果、所选择的驱动模式和放电单元的位置,计算出各放电单元的修正增益;以及修正部(69),其根据来自修正增益计算部(62)的输出,对输入图像信号进行修正。
Description
技术领域
本发明涉及壁挂式电视机、大型显示器中使用的等离子显示装置以及等离子显示面板的驱动方法。
背景技术
作为等离子显示面板(以下略记为“面板”)的代表的交流面放电型面板,在对置配置的前面板与背面板之间形成有多个放电单元。前面板在前面玻璃基板上相互平行地形成有多对由一对扫描电极和维持电极构成的显示电极对,按照覆盖这些显示电极对的方式形成有电介体层及保护层。背面板在背面玻璃基板上分别形成有多个平行的数据电极、按照覆盖它们的方式形成的电介体层、和进而在其上与数据电极平行的多个隔壁,并在电介体层的表面与隔壁的侧面形成有荧光体层。而且,前面板与背面板对置配置,被密封成显示电极对与数据电极立体交叉,并在内部的放电空间中例如封入了分压比为5%的含有氙的放电气体。这里,在显示电极对与数据电极对置的部分形成放电单元。在这样的构成的面板中,各放电单元内通过气体放电产生紫外线,通过由该紫外线使红色(R)、绿色(G)及蓝色(B)各色的荧光体激励发光,来进行彩色显示。
作为驱动面板的方法,一般采用子场法(sub field),即在将一个场期间分割成多个子场的基础上,通过发光的子场的组合来进行灰度显示的方法。
各子场具有初始化期间、写入期间及维持期间。在初始化期间中,对各扫描电极施加初始化波形,在各放电单元中发生初始化放电。由此,不仅在各放电单元中形成接下来的写入动作所必要的壁电荷,而且产生用于稳定发生写入放电的起爆剂粒子(用于发生写入放电的激励粒子)。
在写入期间中,对扫描电极依次施加扫描脉冲(以下也将该动作记成“扫描”),并且,对数据电极选择性施加与应该显示的图像信号对应的写入脉冲(以下也将这些动作统称为“写入”)。由此,在扫描电极与数据电极之间选择性发生写入放电,选择性地形成壁电荷。
然后,在维持期间中对由扫描电极和维持电极构成的显示电极对交替施加与应该显示的亮度对应的规定次数的维持脉冲。由此,在进行了通过写入放电形成壁电荷的放电单元中选择性地发生维持放电,使该放电单元发光(以下也将使放电单元维持发光的情况记作“点亮”。另外,还将不使放电单元维持发光的情况记作“非点亮”)。这样,在面板的显示区域显示图像。
在该子场法中,例如通过在多个子场中的一个子场的初始化期间进行使所有的放电单元放电的所有单元初始化动作,在其他子场的初始化期间中,进行对执行了维持放电的放电单元选择性地执行初始化放电的选择初始化动作,由此能够极力降低与灰度显示无关的发光,从而使对比度提高。
另外,近年来,随着面板的大画面、高精细化,希望等离子显示装置中的图像显示质量进一步提高。但是,如果在显示电极对间驱动阻抗产生偏差,则驱动电压的电压降会产生偏差,有时存在即使是相同亮度的图像信号,发光亮度也会产生偏差的情况。
鉴于此,公开了一种当在显示电极对间驱动阻抗发生变化时,使1个场内的子场的点亮模式变化的技术(例如参照专利文献1)。
另外,还公开了一种如下所述的技术:通过设置对显示电极对的一方施加的维持脉冲进行上升的时间、和对显示电极对的另一方施加的维持脉冲进行下降的时间发生重复的重复期间,并且,根据在点亮率检测电路中检测出的点亮率来变更重复期间,由此减少面板中的残像现象,使各放电单元的显示亮度均匀化(例如参照专利文献2)。
另一方面,随着面板的大画面化、高精细化,面板的驱动阻抗具有增大的趋势。因此,即便是形成在同一显示电极对上的放电单元,在形成于与驱动电路接近的位置的放电单元、和形成于与驱动电路远离的位置的放电单元中,也存在驱动电压的电压降之差扩大的趋势。
但是,在专利文献1所公开的技术中,难以使基于在同一显示电极对上形成于与驱动电路接近的位置的放电单元、和形成于与驱动电路远离的位置的放电单元所产生的驱动电压的电压降之差的发光亮度之差减少。
而且,面板的大画面化、高精细化使得面板的电极间电容增大。由于电极间电容的增大在驱动面板时无助于发光,使被无端消耗的无效电力增加,所以成为消耗电力增大的一个因素。
另外,在大画面化、高精细化且驱动阻抗增大的面板中,驱动波形容易发生振荡(ringing)等波形失真。因此,放电的偏差变大,容易产生被称为亮度不均的亮度偏差。
专利文献1:日本特开2006-184843号公报
专利文献2:日本特开2008-209840号公报
发明内容
本发明的等离子显示装置具备:面板,其通过在1个场内设置有多个具有初始化期间、写入期间和维持期间的子场,按每个子场设定亮度权重并在维持期间产生与亮度权重对应的数量的维持脉冲来进行灰度显示的子场法来驱动,具备多个具有由扫描电极和维持电极构成的显示电极对的放电单元;图像信号处理电路,其将输入图像信号转换成对放电单元中的每个子场的发光/非发光进行表示的图像数据;维持脉冲产生电路,其具有使显示电极对的电极间电容和电感器谐振来进行维持脉冲的上升或者下降的电力回收电路、以及将维持脉冲的电压箝位在电源电压或者基础电位的箝位电路,在维持期间产生维持脉冲,并对显示电极对的扫描电极和维持电极交替施加;所有单元点亮率检测电路,其按每个子场检测出面板的显示区域中的应该点亮的放电单元数相对于所有放电单元数的比例,来作为所有单元点亮率;和部分点亮率检测电路,其将面板的显示区域分成多个区域,在这些区域的每一个中,按每个子场检测出应该点亮的放电单元数相对于放电单元数的比例,来作为部分点亮率;维持脉冲产生电路产生维持脉冲的上升期间以及下降期间的至少一方的长度不同的多个维持脉冲,并且,根据所有单元点亮率和部分点亮率,从使所产生的维持脉冲的组合不同的多个驱动模式中选择其中一个驱动模式,来产生维持脉冲,图像信号处理电路具备:点亮单元数计算部,其按每个显示电极对且按每个子场,计算出点亮的放电单元的数量;负载值计算部,其根据点亮单元数计算部中的计算结果,计算出各放电单元的负载值;修正增益计算部,其根据负载值计算部中的计算结果、所选择的驱动模式和放电单元的位置,计算出各放电单元的修正增益;以及修正部,其从输入图像信号中减去将来自修正增益计算部的输出与输入图像信号相乘的结果。
由此,由于能够以与放电单元的位置对应的修正增益来进行加载修正,并且,以与根据驱动模式而产生的发光亮度之差对应的修正增益进行加载修正,所以可以在削减耗电的同时稳定地发生放电,并且,能够使显示亮度均匀、提高图像显示品质。
附图说明
图1是表示本发明的一个实施方式中的面板的构造的分解立体图。
图2是上述面板的电极排列图。
图3是对上述面板的各电极施加的驱动电压波形图。
图4是本发明的一个实施方式中的等离子显示装置的电路框图。
图5是表示本发明的一个实施方式中的等离子显示装置的扫描电极驱动电路的构成的电路图。
图6是表示本发明的一个实施方式中的等离子显示装置的维持电极驱动电路的构成的电路图。
图7是表示本发明的一个实施方式中的维持脉冲的一个例子和此时的发光样子的概略波形图。
图8是表示本发明的一个实施方式中的维持脉冲的一个例子的概略波形图。
图9是表示本发明的一个实施方式中的维持脉冲的一个例子和此时的发光样子的概略波形图。
图10是表示本发明的一个实施方式中的维持脉冲的“上升期间”与放电偏差的关系的特性图。
图11是表示本发明的一个实施方式中的维持脉冲的“上升期间”与放电偏差的关系的特性图。
图12是表示本发明的一个实施方式中的维持脉冲的“上升期间”与放电偏差的关系的特性图。
图13是表示本发明的一个实施方式中的维持脉冲的“上升期间”与发光效率的关系的特性图。
图14是表示本发明的一个实施方式中的维持脉冲的“上升期间”与发光亮度的关系的特性图。
图15是表示本发明的一个实施方式中的维持脉冲的“上升期间”与无效电力的关系的特性图。
图16是表示本发明的一个实施方式中的维持脉冲的“上升期间”与维持脉冲电压Vs的关系的特性图。
图17是用于对所有单元点亮率相等并且点亮单元的分布不同的图案进行说明的概略图。
图18是表示本发明的一个实施方式中的检测部分点亮率的区域的一个例子的概略图。
图19是表示本发明的一个实施方式中的所有单元点亮率以及部分点亮率的最大值与驱动模式的切换的关系的一个例子的图。
图20是在本发明的一个实施方式的第一驱动模式中产生的维持脉冲的概略波形图。
图21是在本发明的一个实施方式的第二驱动模式中产生的维持脉冲的概略波形图。
图22是在本发明的一个实施方式的第三驱动模式中产生的维持脉冲的概略波形图。
图23是在本发明的一个实施方式的第四驱动模式中产生的维持脉冲的概略波形图。
图24是在本发明的一个实施方式的第五驱动模式中产生的维持脉冲的概略波形图。
图25A是用于对因驱动负载的变化而产生的发光亮度之差进行说明的概略图。
图25B是用于对因驱动负载的变化而产生的发光亮度之差进行说明的概略图。
图26A是用于对加载现象进行概略说明的图。
图26B是用于对加载现象进行概略说明的图。
图26C是用于对加载现象进行概略说明的图。
图26D是用于对加载现象进行概略说明的图。
图27是用于对本发明的一个实施方式中的加载修正的概略进行说明的图。
图28是本发明的一个实施方式中的图像信号处理电路的电路框图。
图29是用于对本发明的一个实施方式中的“负载值”的计算方法进行说明的概略图。
图30是用于对本发明的一个实施方式中的“最大负载值”的计算方法进行说明的概略图。
图31是对基于面板中的放电单元的行方向的位置的维持脉冲的电压降之差进行概略表示的图。
图32是对表示本发明的一个实施方式中的驱动面板的驱动模式以及放电单元的位置与发光亮度的关系进行表示的特性图。
图33是表示本发明的一个实施方式中的修正数据的一个例子的概略图。
图34是表示利用本发明的一个实施方式中的修正增益来实施加载修正时,放电单元的位置与发光亮度的关系的特性图。
图35是表示窗口模式中的区域C的面积与区域D的发光亮度的关系的一个例子的图。
图36是表示本发明的一个实施方式中的修正增益的非线性处理的一个例子的特性图。
图中:1-等离子显示装置,10-面板(等离子显示面板),21-前面板,22-扫描电极,23-维持电极,24-显示电极对,25、33-电介质层,26-保护层,31-背面板,32-数据电极,34-隔壁,35-荧光体层,41-图像信号处理电路,42-数据电极驱动电路,43-扫描电极驱动电路,44-维持电极驱动电路,45-定时产生电路,46-所有单元点亮率检测电路,47-部分点亮率检测电路,48-最大值检测电路,49-驱动模式选择部,50、80-维持脉冲产生电路,51、81-回收电路,52、82-箝位电路,53-初始化波形产生电路,54-扫描脉冲产生电路,60-点亮单元数计算部,61-负载值计算部,62-修正增益计算部,64-放电单元位置判定部,68-乘法器,69-修正部,70-加载修正部,72-开关,101、111、112-信号电平,102、113-发光亮度,121、131-点亮状态,122、132-计算值,Q11、Q12、Q13、Q14、Q21、Q22、Q23、Q24、Q26、Q27、Q28、Q29、QH1~QHn、QL1~QLn-开关元件,C10、C20、C30-电容器,L10、L20-电感器,D11、D12、D21、D22、D30-二极管。
具体实施方式
以下,利用附图对本发明的实施方式中的等离子显示装置进行说明。
(实施方式)
图1是表示本发明的一个实施方式中的面板10的构造的分解立体图。在玻璃制的前面板21上,形成有多个由扫描电极22和维持电极23构成的显示电极对24。而且,按照覆盖扫描电极22和维持电极23的方式形成有电介体层25,在该电介体层25上形成有保护层26。
另外,为了降低放电单元中的放电开始电压,保护层26由作为面板的材料具有实际效果,以在封入了氖(Ne)及氙(Xe)气的情况下二次电子释放系数大且耐久性出色的MgO为主成分的材料形成。
在背面板31上形成有多个数据电极32,按照覆盖数据电极32的方式形成有电介体层33,进而在其上形成有井位状的隔壁34。而且,在隔壁34的侧面及电介体层33上设置有发出红色(R)、绿色(G)及蓝色(B)各色光的荧光体层35。
前面板21和背面板31隔着微小的放电空间被对置配置成显示电极对24与数据电极32交叉,通过玻璃料等密封材料将其外周部密封。而且,在内部的放电空间中封入了氖与氙的混合气体作为放电气体。在本实施方式中,为了提高发光效率,采用了将氙分压设为约10%的放电气体。放电空间被隔壁34划分成多个区域,在显示电极对24与数据电极32交叉的部分形成了放电单元。而且,通过这些放电单元放电、发光(点亮),来显示图像。在面板10中,由以R、G、B各色发光的3个放电单元构成一个像素。
另外,面板10的构造不限于上述的构造,例如也可以具备条纹状的隔壁。而且,放电气体的混合比率也不限于上述的数值,还可以是其他的混合比率。
图2是本发明的一个实施方式中的面板10的电极排列图。在面板10中,配置有沿行方向伸长的n个扫描电极SC1~SCn(图1的扫描电极22)及n个维持电极SU1~维持电极SUn(图1的维持电极23),还配置有沿列方向伸长的m个数据电极D1~数据电极Dm(图1的数据电极32)。而且,在一对扫描电极SCi(i=1~n)及维持电极SUi与一个数据电极Dj(j=1~m)交叉的部分形成放电单元,放电单元在放电空间内形成有m×n个。并且,形成有m×n个放电单元的区域成为面板10的显示区域。
接着,对用于驱动面板10的驱动电压波形和其动作的概要进行说明。其中,本实施方式的等离子显示装置通过子场法,即将一个场在时间轴上分割成多个子场,对各个子场分别设定亮度权重,并按每个子场控制各放电单元的发光/非发光,来进行灰度显示。
在该子场法中,例如1个场由8个子场(第1SF、第2SF、……、第8SF)构成,各子场可以成为分别具有(1、2、4、8、16、32、64、128)的亮度权重的构成。另外,通过在多个子场中的一个子场的初始化期间,进行使全部的放电单元发生初始化放电的所有单元初始化动作(以下将进行所有单元初始化动作的子场称为“所有单元初始化子场”),在其他子场的初始化期间进行使执行了维持放电的放电单元选择性发生初始化放电的选择初始化动作(以下将进行选择初始化动作的子场称为“选择初始化子场”),能够极力减少与灰度显示无关的发光,可提高对比度。
而且,在本实施方式中,设在第1SF的初始化期间进行所有单元初始化动作,在第2SF~第8SF的初始化期间进行选择初始化动作。由此,和图像的显示无关的发光仅为与第1SF中的所有单元初始化动作的放电相伴的发光,不发生维持放电的黑显示区域的亮度、即黑亮度仅为所有单元初始化动作中的微弱发光,能够实现对比度高的图像显示。另外,在各子场的维持期间中,将对各个子场的亮度权重乘以规定的比例常量而得到的数量的维持脉冲施加给显示电极对24的每一个。此时的比例常量是亮度倍率。
但是,在本实施方式中,子场数、各子场的亮度权重并不限定于上述的值,也可以是根据图像信号等来切换子场构成的结构。
其中,在本实施方式中,根据由后述的所有单元点亮率检测电路以及部分点亮率检测电路计测的每个子场的点亮率,将为了使维持脉冲上升而使后述的电力回收电路动作的期间(以下称为“上升期间”)、以及为了使维持脉冲下降而使电力回收电路动作的期间(以下称为“下降期间”)的至少一方的长度变更,并且,变更使维持脉冲的上升与下降重复的重复期间。由此,不仅会减少面板10中的消耗电力,而且会稳定地发生维持放电。以下,首先对驱动电压波形的概要以及驱动电路的构成进行说明,接着,对与点亮率对应的“上升期间”、“下降期间”以及重复期间进行说明。
图3是本发明的一个实施方式中的对面板10的各电极施加的驱动电压波形图。在图3中表示了在写入期间最初进行扫描的扫描电极SC1、在写入期间最后进行扫描的扫描电极SCn、维持电极SU1~维持电极SUn、以及数据电极D1~数据电极Dm的驱动波形。
而且,在图3中表示了2个子场的驱动电压波形、即作为所有单元初始化子场的第1子场(第1SF)、和作为选择初始化子场的第2子场(第2SF)。另外,其他子场中的驱动电压波形除了维持期间下的维持脉冲的产生数不同以外,与第2SF的驱动电压波形几乎相同。而且,以下的扫描电极SCi、维持电极SUi、数据电极Dk表示从各电极中根据图像数据(表示每个子场的发光/非发光的数据)而选择的电极。
首先,对作为所有单元初始化子场的第1SF进行说明。在第1SF的初始化期间前半部,分别对数据电极D1~数据电极Dm、维持电极SU1~维持电极SUn施加0(V),对扫描电极SC1~扫描电极SCn施加从相对维持电极SU1~维持电极SUn为放电开始电压以下的Vi1,朝向超过放电开始电压的电压Vi2缓慢(例如以约1.3V/μsec的梯度)上升的倾斜电压(以下称为“上升倾斜电压”)L1。
在该上升倾斜电压L1上升的期间,扫描电极SC1~扫描电极SCn与维持电极SU1~维持电极SUn之间、以及扫描电极SC1~扫描电极SCn与数据电极D1~数据电极Dm之间分别持续引起微弱的初始化放电。然后,在扫描电极SC1~扫描电极SCn上部蓄积负的壁电压,并且,在数据电极D1~数据电极Dm上部以及维持电极SU1~维持电极SUn上部蓄积正的壁电压。该电极上部的壁电压表示由在覆盖电极的电介质层上、保护层上、荧光体层上等蓄积的壁电荷产生的电压。
在初始化期间后半部,对维持电极SU1~维持电极SUn施加正的电压Ve1,对数据电极D1~数据电极Dm施加0(V),对扫描电极SC1~扫描电极SCn施加从相对维持电极SU1~维持电极SUn为放电开始电压以下的电压Vi3,朝向超过放电开始电压的电压Vi4缓慢下降的倾斜电压(以下称为“下降倾斜电压”)L2。
在该期间,扫描电极SC1~扫描电极SCn与维持电极SU1~维持电极SUn之间、以及扫描电极SC1~扫描电极SCn与数据电极D1~数据电极Dm之间分别引起微弱的初始化放电。然后,扫描电极SC1~扫描电极SCn上部的负的壁电压、以及维持电极SU1~维持电极SUn上部的正的壁电压被减弱,数据电极D1~数据电极Dm上部的正的壁电压被调整成适合写入动作的值。通过以上的动作,对全部的放电单元进行初始化放电的所有单元初始化动作结束。
另外,也可以如图3的第2SF的初始化期间所示那样,将省略了初始化期间的前半部的驱动电压波形施加给各电极。即,对维持电极SU1~维持电极SUn施加电压Ve1,对数据电极D1~数据电极Dm施加0(V),对扫描电极SC1~扫描电极SCn施加从成为放电开始电压以下的电压(例如接地电位)朝向电压Vi4缓慢下降的下降倾斜电压L4。由此,在前一个子场(在图3中是第1SF)的维持期间引起了维持放电的放电单元中发生微弱的初始化放电,使得扫描电极SCi上部以及维持电极SUi上部的壁电压被减弱,数据电极Dk(k=1~m)上部的壁电压也被放电了过度的部分,调整成适合写入动作的值。
另一方面,在前一个子场中没有引起维持放电的放电单元不进行放电,前一个子场的初始化期间结束时的壁电荷被保持原样。如此省略了前半部的初始化动作,成为对在前一个子场的维持期间进行了维持动作的放电单元进行初始化放电的选择初始化动作。
在接下来的写入期间中,对扫描电极SC1~扫描电极SCn依次施加扫描脉冲电压Va,对数据电极D1~数据电极Dm中与应该发光的放电单元对应的数据电极Dk(k=1~m)施加正的写入脉冲电压Vd,使各放电单元选择性地发生写入放电。
在写入期间中,首先对维持电极SU1~维持电极SUn施加电压Ve2,对扫描电极SC1~扫描电极SCn施加电压Vc。
然后,对第1行的扫描电极SC1施加负的扫描脉冲电压Va,并且,对数据电极D1~数据电极Dm中的应该在第1行发光的放电单元的数据电极Dk(k=1~m)施加正的写入脉冲电压Vd。此时,数据电极Dk上与扫描电极SC1上的交叉部的电压差,成为对外部施加电压之差(电压Vd-电压Va)加上数据电极Dk上的壁电压与扫描电极SC1上的壁电压之差而得到的值,超过放电开始电压。
由此,在数据电极Dk与扫描电极SC1之间发生放电。另外,由于对维持电极SU1~维持电极SUn施加了电压Ve2,所以维持电极SU1上与扫描电极SC1上的电压差,成为对外部施加电压之差的(电压Ve2-电压Va)加上了维持电极SU1上的壁电压与扫描电极SC1上的壁电压之差而得到的值。此时,通过将电压Ve2设定成比放电开始电压稍小程度的电压值,能够使维持电极SU1与扫描电极SC1之间成为没有达到放电但容易发生放电的状态。
由此,以数据电极Dk与扫描电极SC1之间发生的放电为诱因,能够在位于与数据电极Dk交叉的区域的维持电极SU1和扫描电极SC1之间发生放电。这样,应该发光的放电单元中引起写入放电,在扫描电极SC1上蓄积正的壁电压,在维持电极SU1上蓄积负的壁电压,在数据电极Dk上也蓄积负的壁电压。
这样,在应该在第1行发光的放电单元中引起写入放电,进行在各电极上蓄积壁电压的写入动作。另一方面,由于没有施加写入脉冲电压Vd的数据电极D1~数据电极Dm与扫描电极SC1的交叉部的电压未超过放电开始电压,所以不发生写入放电。以上的写入动作进行到第n行的放电单元为止,然后写入期间结束。
在接下来的维持期间中,将对亮度权重乘以了规定的亮度倍率而得到的数量的维持脉冲交替施加给显示电极对24,使发生了写入放电的放电单元产生维持放电而发光。
在该维持期间中,首先对扫描电极SC1~扫描电极SCn施加正的维持脉冲电压Vs,并且对维持电极SU1~维持电极SUn施加成为基础电位的接地电位、即0(V)。于是,在引起了写入放电的放电单元中,扫描电极SCi上与维持电极SUi上的电压差成为对维持脉冲电压Vs加上了扫描电极SCi上的壁电压与维持电极SUi上的壁电压之差而得到的值,超过放电开始电压。
而且,在扫描电极SCi与维持电极SUi之间引起维持放电,荧光体层35基于此时产生的紫外线进行发光。而且,在扫描电极SCi上蓄积负的壁电压,在维持电极SUi上蓄积正的壁电压。并且,在数据电极Dk上也蓄积正的壁电压。在写入期间没有引起写入放电的放电单元中不发生维持放电,保持初始化期间结束时的壁电压。
接着,对扫描电极SC1~扫描电极SCn施加成为基础电位的0(V),对维持电极SU1~维持电极SUn施加维持脉冲电压Vs。于是,在引起了维持放电的放电单元中,由于维持电极SUi上与扫描电极SCi上的电压差超过放电开始电压,所以再次在维持电极SUi与扫描电极SCi之间引起维持放电,在维持电极SUi上蓄积负的壁电压,在扫描电极SCi上蓄积正的壁电压。以后同样,通过向扫描电极SC1~扫描电极SCn和维持电极SU1~维持电极SUn交替施加对亮度权重乘以了亮度倍率而得到的数量的维持脉冲,对显示电极对24的电极间赋予电位差,由此在写入期间引起了写入放电的放电单元中继续进行维持放电。
然后,在维持期间中产生维持脉冲之后,对扫描电极SC1~扫描电极SCn施加从0(V)朝向电压Vers缓慢上升的倾斜电压(以下成为“消除倾斜电压”)L3。由此,在产生了维持放电的放电单元中,持续发生微弱的放电,在残留了数据电极Dk上的正的壁电压的状态下,消除扫描电极SCi以及维持电极SUi上的壁电压的一部分或者全部。
接下来的第2SF以后的子场的各动作由于除了维持期间的维持脉冲的数量以外,与上述的动作几乎相同,所以省略说明。以上是本实施方式中的对面板10的各电极施加的驱动电压波形的概要。
接下来,对本实施方式中的等离子显示装置的构成进行说明。图4是本发明的一个实施方式中的等离子显示装置的电路框图。等离子显示装置1具备:面板10、图像信号处理电路41、数据电极驱动电路42、扫描电极驱动电路43、维持电极驱动电路44、定时产生电路45、所有单元点亮率检测电路46、部分点亮率检测电路47、最大值检测电路48以及提供各电路模块所需电源的电源电路(未图示)。
图像信号处理电路41将被输入的图像信号sig转换成对放电单元中的每个子场的发光/非发光进行表示的图像数据。
所有单元点亮率检测电路46根据每个子场的图像数据,按每个子场检测出面板10的图像显示面中的应该点亮的放电单元数相对于所有放电单元数的比例,来作为“所有单元点亮率”。然后,将检测出的所有单元点亮率与预先确定的多个点亮率阈值(在本实施方式中为30%、70%)进行比较,并将表示其结果的信号输出到定时产生电路45。
部分点亮率检测电路47将面板10的显示区域分成多个区域,根据每个子场的图像数据,按每个区域且按每个子场,检测出各区域的应该点亮的放电单元数相对于放电单元数的比例,来作为“部分点亮率”。另外,部分点亮率检测电路47例如也可以检测出1对显示电极对24中的点亮率来作为部分点亮率,但这里将由与驱动扫描电极22的IC(以下称为“扫描IC”)之一连接的多个扫描电极22构成的区域作为一个区域,来检测部分点亮率。
最大值检测电路48将由部分点亮率检测电路47检测出的各区域的部分点亮率的值相互进行比较,按每个子场检测出其最大值。然后,将检测出的最大值与预先决定的多个最大值阈值(在本实施方式中为70%)进行比较,并将表示其结果的信号输出到定时产生电路45。
另外,本实施方式中的点亮率阈值以及最大值阈值并不限定于上述的数值。优选这些数值根据面板10的特性、等离子显示装置1的规格等设定为最佳的值。
定时产生电路45具有驱动模式选择部49,根据水平同步信号H、垂直同步信号V、来自所有单元点亮率检测电路46以及最大值检测电路48的输出,产生对各电路模块的动作进行控制的各种定时信号,并向各个电路模块供给。其中,在本实施方式中如上所述,根据来自所有单元点亮率检测电路46以及最大值检测电路48的输出,控制了维持脉冲的上升中的“上升期间”、维持脉冲的下降中的“下降期间”、以及使维持脉冲的上升与下降重复的重复期间。详细内容将在后面叙述,在本实施方式中,产生“上升期间”以及“下降期间”的至少一方的长度不同的多个维持脉冲,并且,设定使产生的维持脉冲的组合、以及“重复期间”的长度不同的多个驱动模式(例如第一驱动模式、第二驱动模式、第三驱动模式、第四驱动模式、第五驱动模式这五个驱动模式),根据来自所有单元点亮率检测电路46以及最大值检测电路48的输出,在驱动模式选择部49中选择其中一个驱动模式。然后,根据该选择结果,在定时产生电路45中产生用于进行各控制的定时信号,并向各个电路模块供给。
扫描电极驱动电路43具有:用于产生在初始化期间对扫描电极SC1~扫描电极SCn施加的初始化波形的初始化波形产生电路;用于产生在维持期间对扫描电极SC1~扫描电极SCn施加的维持脉冲的维持脉冲产生电路50;具备多个扫描IC,用于产生在写入期间对扫描电极SC1~扫描电极SCn施加的扫描脉冲电压Va的扫描脉冲产生电路。而且,根据定时信号分别驱动各扫描电极SC1~扫描电极SCn。
数据电极驱动电路42将每个子场的图像数据转换成与各数据电极D1~数据电极Dm对应的信号,根据定时信号来驱动各数据电极D1~数据电极Dm。
维持电极驱动电路44具备维持脉冲产生电路80、以及用于产生电压Ve1、电压Ve2的电路(未图示),根据定时信号来驱动维持电极SU1~维持电极SUn。
接下来,对扫描电极驱动电路43的详细情况和其动作进行说明。其中,在以下的说明中,将使开关元件导通的动作表述为“接通”,将使开关元件切断的动作表述为“断开”,将使开关元件接通的信号表述为“Hi”,将使开关元件断开的信号表述为“Lo”。
图5是表示本发明的一个实施方式中的等离子显示装置1的扫描电极驱动电路43的构成的电路图。扫描电极驱动电路43具备:扫描电极22侧的维持脉冲产生电路50、初始化波形产生电路53、扫描脉冲产生电路54,扫描脉冲产生电路54的各个输出分别与面板10的扫描电极SC1~扫描电极SCn连接。
初始化波形产生电路53在初始化期间中使扫描脉冲产生电路54的基准电位A(扫描脉冲产生电路54被输入的电压)以倾斜状上升或者下降,产生图3所示的初始化波形。
维持脉冲产生电路50具备电力回收电路51和箝位电路52。
电力回收电路51具有:电力回收用的电容器C10、开关元件Q11、开关元件Q12、逆流防止用二极管D11、逆流防止用二极管D12、谐振用的电感器L10。而且,使电极间电容Cp与电感器L10发生LC谐振,进行维持脉冲的上升以及下降。由于电力回收电路51未被从电源供给电力而通过LC谐振进行扫描电极SC1~SCn的驱动,所以理想情况下消耗电力为0。其中,电力回收用的电容器C10与电极间电容Cp相比具有充分大的电容,被充电为电压值Vs的约一半即Vs/2,以便作为电力回收电路51的电源而工作。
箝位电路52具有:用于将扫描电极SC1~SCn箝位在电压Vs的开关元件Q13、和用于将扫描电极SC1~SCn箝位在基础电位0(V)的开关元件Q14。而且,经由开关元件Q13将扫描电极SC1~SCn与电源VS连接,箝位在电压Vs,经由开关元件Q14将扫描电极SC1~SCn接地,箝位在0(V)。因此,利用箝位电路52施加电压时的阻抗小,能够稳定地流过由强烈的维持放电引起的大的放电电流。
其中,维持脉冲产生电路50根据从定时产生电路45输出的定时信号,切换开关元件Q11、开关元件Q12、开关元件Q13、开关元件Q14的接通与断开,由此使电力回收电路51和箝位电路52动作,产生维持脉冲波形。
例如,在维持脉冲上升之际,将开关元件Q11接通,使电极间电容Cp与电感器L10发生谐振,从电力回收用的电容器C10经过开关元件Q11、二极管D11、电感器L10向扫描电极SC1~SCn提供电力。然后,在扫描电极SC1~SCn的电压接近电压Vs的时刻,将开关元件Q13接通,使驱动扫描电极SC1~SCn的电路从电力回收电路51切换成箝位电路52,将扫描电极SC1~SCn箝位为电压Vs。
相反,在维持脉冲下降之际,将开关元件Q12接通,使电极间电容Cp与电感器L10发生谐振,从电极间电容Cp经过电感器L10、二极管D12、开关元件Q12向电力回收用的电容器C10回收电力。然后,在扫描电极SC1~SCn的电压接近0(V)的时刻,将开关元件Q14接通,使驱动扫描电极SC1~SCn的电路从电力回收电路51切换成箝位电路52,将扫描电极SC1~SCn箝位在基础电位的0(V)。
这样,维持脉冲产生电路50产生维持脉冲。其中,这些开关元件可以利用MOSFET或IGBT等一般公知的元件来构成。
扫描脉冲产生电路54具备:用于在写入期间将基准电位A与负的电压Va连接的开关72、用于赋予电压Vc的电源VC、和用于对n个扫描电极SC1~扫描电极SCn分别施加扫描脉冲电压Va的开关元件QH1~开关元件QHn以及开关元件QL1~开关元件QLn。开关元件QH1~开关元件QHn、开关元件QL1~开关元件QLn被按多个输出而统一IC化。该IC是扫描IC。而且,通过将开关元件QHi断开、将开关元件QLi接通,经由开关元件QLi对扫描电极SCi施加负的扫描脉冲电压Va。
其中,在使初始化波形产生电路53或者维持脉冲产生电路50动作时,通过将开关元件QH1~开关元件QHn断开,将开关元件QL1~开关元件QLn接通,经由开关元件QL1~开关元件QLn对各扫描电极SC1~扫描电极SCn施加初始化波形电压或者维持脉冲电压Vs。
需要说明的是,这里将90个输出量的开关元件集成为一个单片式IC,设面板10具备1080个扫描电极22,来进行以下的说明。而且,利用12个扫描IC构成扫描脉冲产生电路54,对n=1080个扫描电极SC1~扫描电极SCn进行驱动。通过将如此多的开关元件QH1~开关元件QHn、开关元件QL1~开关元件QLn进行IC化,可以削减部件个数,减少安装面积。但是,这里举出的数值只是一个例子,本发明不受这些数值的任何限定。
另外,在本实施方式中,在写入期间将从定时产生电路45输出的SID(1)~SID(12)分别输入给扫描IC(1)~扫描IC(12)。该SID(1)~SID(12)是用于使扫描IC开始写入动作的动作开始信号。
图6是表示本发明的一个实施方式中的等离子显示装置1的维持电极驱动电路44的构成的电路图。其中,在图6中将面板10的电极间电容表示为Cp,省略了扫描电极驱动电路43的电路图。
维持电极驱动电路44具备与维持脉冲产生电路50几乎同样的构成的维持脉冲产生电路80。维持脉冲产生电路80具备电力回收电路81以及箝位电路82,与面板10的维持电极SU1~维持电极SUn连接。
电力回收电路81具有:电力回收用的电容器C20、开关元件Q21、开关元件Q22、逆流防止用二极管D21、逆流防止用二极管D22、谐振用的电感器L20。箝位电路82具有:用于将维持电极SU1~维持电极SUn箝位在电压Vs的开关元件Q23、以及用于将维持电极SU1~维持电极SUn箝位在接地电位(0(V))的开关元件Q24。
而且,维持脉冲产生电路80根据从定时产生电路45输出的定时信号,对各开关元件的接通、断开进行切换,产生维持脉冲波形。其中,由于维持脉冲产生电路80的动作与上述的维持脉冲产生电路50相同,所以省略说明。
另外,维持电极驱动电路44具有:产生电压Ve1的电源VE1、用于对维持电极SU1~维持电极SUn施加电压Ve1的开关元件Q26、开关元件Q27、产生电压ΔVe的电源ΔVE、逆流防止用二极管D30、用于对电压Ve1累积电压ΔVe的充电泵用电容器C30、用于对电压Ve1累积电压ΔVe而成为电压Ve2的开关元件Q28、开关元件Q29。
例如,在图3所示的施加电压Ve1的定时,将开关元件Q26、开关元件Q27接通,经由二极管D30、开关元件Q26、开关元件Q27对维持电极SU1~维持电极SUn施加正的电压Ve1。其中,此时将开关元件Q28接通,预先进行充电,以使电容器C30的电压成为电压Ve1。另外,在图3所示的施加电压Ve2的定时,以保持将开关元件Q26、开关元件Q27接通的状态,使开关元件Q28断开,并且使开关元件Q29接通,对电容器C30的电压叠加电压ΔVe,向维持电极SU1~维持电极SUn施加电压Ve1+ΔVe、即电压Ve2。此时,通过逆流防止用二极管D30的作用,从电容器C30向电源VE1的电流被切断。
另外,对于施加电压Ve1、电压Ve2的电路而言,不限定于图6所示的电路,例如也可以成为利用产生电压Ve1的电源、产生电压Ve2的电源、和用于将电压Ve1以及电压Ve2的各个电压施加给维持电极SU1~维持电极SUn的多个开关元件,在必要的定时将各个电压施加给维持电极SU1~维持电极SUn的构成。
其中,如果将电感器L10、电感器L20的电感分别设为L,则电力回收电路51的电感器L10与面板10的电极间电容Cp的LC谐振的周期、以及电力回收电路81的电感器L20与上述电极间电容Cp的LC谐振的周期(以下记作“谐振周期”)可通过计算式来求出。而且,在本实施方式中,按照电力回收电路51、电力回收电路81中的谐振周期为2000nsec的方式,设定了电感器L10、电感器L20,但该数值只不过是实施方式中的一个例子,按照面板10的特性、等离子显示装置1的规格等设定为最佳的值即可。
接下来,对维持期间中的驱动电压波形的详细情况进行说明。由于电力回收电路的输出阻抗比箝位电路的输出阻抗大,所以如果应该点亮的放电单元的比例增加、驱动时的负载变大,则存在不稳定的发生放电的情况。
图7是表示本发明的一个实施方式中的维持脉冲的一个例子和此时的发光样子的概略波形图。其中,图7所示的波形是在点亮率比较高的子场的维持期间,对扫描电极SCi、维持电极SUi观测的电压变化的一个例子的波形,是表示此时的发光强度的波形。
首先,当通过电力回收电路使得维持脉冲上升时,例如如附图的A所示,在对维持脉冲电压加上了壁电压而得到的电压超过放电开始电压的时刻,发生第一次放电。此时,在点亮率比较高的子场中,由于基于该放电瞬间流过大量的放电电流,所以维持脉冲电压产生暂时的电压降。然后,当从电力回收电路切换成箝位电路、维持脉冲电压被箝位在电压Vs时,例如如附图的B所示,发生第二次放电。其中,由于壁电荷的一部分因第一次放电而被消耗,所以第二次放电不会成为强烈的放电。因此,与发生强烈放电的情况比较,蓄积的壁电荷也变少。
结果,在紧接其后的维持脉冲中,当通过电力回收电路使得维持脉冲上升时,不发生放电,或者即使发生放电,也是非常弱的放电。因此,随后在从电力回收电路切换为箝位电路、维持脉冲电压被箝位在电压Vs时,如附图的C所示,发生非常强的放电。
另外,由于附图的C所示那样的强放电在放电单元内蓄积足够的壁电荷,所以在下一个维持脉冲下,在其上升中发生如附图的A、B所示那样的两次放电。
这样,在点亮率比较高的子场的维持期间中,反复发生如上述那样的非常强的1次放电(附图的C所示的放电)、和比其弱的连续的两次放电(附图的A、B所示的放电),结果,会发生被称为亮度不均的亮度偏差。
另外,虽然没有图示,但确认了如果点亮率低,则上述那样的放电偏差的发生变少,会发生稳定的维持放电。
另一方面,确认了如果使维持脉冲的上升与下降重复的重复期间不断变大,则即便是点亮率高的子场,也能够减少放电偏差。
图8是表示本发明的一个实施方式中的维持脉冲的一个例子的概略波形图。其中,图8中表示了将维持脉冲的“上升期间”以及“下降期间”分别设为1050nsec,将维持脉冲的脉冲宽度设为2.7μsec的一个例子。另外,该“脉冲宽度”表示维持脉冲从由基础电位(0(V))朝向维持脉冲电压Vs开始上升到再度被箝位在基础电位为止的期间。
而且,根据本发明人进行研究的结果确认了,例如若是如此设定的维持脉冲,则如果将使维持脉冲的上升与下降重复的重复期间设定为850nsec,则可减少放电偏差。接下来,对该详细情况进行说明。
图9是表示本发明的一个实施方式中的维持脉冲的一个例子和此时的发光样子的概略波形图。其中,图9所示的波形是表示利用图8所示的维持脉冲对面板10进行驱动时,在点亮率比较高的子场的维持期间,对扫描电极SCi、维持电极SUi观测的电压变化的一个例子的波形,是表示此时的发光强度的波形。
根据本发明人详细研究的结果确认了:如果使重复期间足够大,则当前一个维持脉冲下降时,在从电力回收电路切换成箝位电路、维持脉冲电压被箝位在接地电位的时刻,如附图的D所示,可以强制性发生第一次放电。而且,通过强制性发生该第一次放电,接下来在维持脉冲上升时从电力回收电路切换成箝位电路、维持脉冲电压被箝位在电压Vs的时刻,如附图的E所示那样发生第二次放电,并且能够抑制偏差地发生这两次放电。
如图7所示,在没有重复期间的驱动波形中,基于壁电荷的状态,在由电力回收电路使维持脉冲上升的中途发生放电的情况、与不发生放电的情况混合存在,结果产生了放电偏差。
但是,在图8所示的驱动波形中,由于与壁电荷的偏差无关,能够强制性地发生第一次放电(附图的D所示的放电),所以可以抑制偏差地发生连续的两次放电(附图的D、E所示的放电),能够防止亮度不均的产生。
另外,一并确认了并不是只要设置重复期间,便发生上述的抑制了放电偏差的连续两次放电,需要将重复期间设定为足够的长度。
另一方面,放电偏差以及消耗电力与维持脉冲的“上升期间”存在关联性,放电偏差以及消耗电力也依赖于“上升期间”的长度而变化。首先,对放电偏差与“上升期间”进行说明。
图10、图11、图12是表示本发明的一个实施方式中的维持脉冲的“上升期间”与放电偏差的关系的特性图。其中,这里将电力回收电路的谐振周期设定为1200nsec,将脉冲宽度设定为2.7μsec,将重复期间设定为0nsec,将“下降期间”设定为900nsec,并将“上升期间”按照400nsec、500nsec、550nsec实施变更而进行了实验。而且,图10是表示将“上升期间”设定为400nsec时的测定结果的图,图11是表示将“上升期间”设定为500nsec时的测定结果的图,图12是表示将“上升期间”设定为550nsec时的测定结果的图。另外,在图10、图11、图12中,将多个放电单元的测定结果叠加显示于一个图表中。
其中,在图10、图11、图12中,纵轴表示发光强度,横轴表示从电力回收电路的动作开始起的经过时间。而且,纵轴的单位(a.u.)表示任意单位(arbitrary unit)。
例如,如图10所示,如果将“上升期间”设定为比较短的400nsec,则几乎所有的放电单元在几乎相同的时刻发光,确认抑制了放电偏差。可以认为这是由于“上升期间”短,所以在几乎所有的放电单元中,强烈发生了在图7中说明的第一次放电。
另外,如图11所示,如果将“上升期间”比图10延长100nsec而设定为500nsec,则确认了在放电单元的发光时刻发生偏差,放电偏差变大。可以认为这是由于“上升期间”未被适当设定,所以分成了图7中说明的第一次放电强烈发生的放电单元、和同样强烈发生第二次放电的放电单元。
另外,如图12所示,如果将“上升期间”设定为足够长的550nsec,则确认了几乎所有的放电单元在比图10所示的发光定时晚但几乎相同的时刻发光,放电偏差得到抑制。可认为这是由于“上升期间”足够长,所以在几乎所有的放电单元中强烈发生了在图7中说明的第二次放电。
这样,通过将维持脉冲中的“上升期间”设定为下述2个中的任意一个长度,即在几乎所有的放电单元中强烈发生图7中说明的第一次放电的长度,或者在几乎所有的放电单元中同样强烈发生第二次放电的长度中的任意一个,由此能够减少放电偏差。
接下来,对消耗电力与“上升期间”进行说明。其中,作为对消耗电力造成影响的项目,可考虑发光效率、发光亮度、无效电力、为了稳定发生维持放电而必要的维持脉冲电压Vs。鉴于此,这里按顺序对各项目与“上升期间”的关系进行叙述。
图13是表示本发明的一个实施方式中的维持脉冲的“上升期间”与发光效率的关系的特性图。在图13中,纵轴表示发光效率的相对比率,横轴表示“上升期间”的长度。其中,纵轴的单位(%)是将规定的值作为100%,对发光效率(lm/W:单位电力的发光亮度)的检测结果进行了相对比率化而得到的单位,数值越大,表示发光效率越良好。另外,在图13以及接下来的图14至图16中,将电力回收电路的谐振周期设定为2000nsec,将脉冲宽度设定为2.7μsec,将重复期间设定为0nsec,将“下降期间”设定为900nsec,并将“上升期间”从500nsec每50nsec地延长到1000nsec而进行了实验。
如图13所示,发光效率按“上升期间”的长度而变化。而且,如图13所示,如果“上升期间”不断变长,则发光效率缓缓降低,然后上升,之后再次降低。由此可知,能够改善发光效率的点有两处(在图13中是约500nsec和约900nsec这两个位置)。可以认为这是由于通过将“上升期间”缓缓延长,使得从最初以一个维持脉冲稳定地发生了1次放电的状态(第一个发光效率改善点),转移到反复进行一次放电和连续的两次放电的状态,然后,转移至稳定地发生连续的两次放电的状态(第二个发光效率改善点)。
图14是表示本发明的一个实施方式中的维持脉冲的“上升期间”与发光亮度的关系的特性图。在图14中,纵轴表示发光亮度的相对比率,横轴表示“上升期间”的长度。其中,纵轴的单位(%)是将规定的值作为100%,对发光亮度(lm)的检测结果进行了相对比率化而得到的单位,数值越大,表示发光亮度越高。
如图14所示,发光亮度按“上升期间”的长度而变化。而且,与图13同样,如果不断将“上升期间”增长,则发光亮度缓缓降低,然后上升,并再次降低。由此可知,能够提高发光亮度的点与图13同样有两个位置(在图14中是约500nsec和约800nsec这两个位置)。可以认为这与图13同样,是由于通过将“上升期间”缓缓延长,使得从最初以一个维持脉冲稳定地发生了1次放电的状态(第一个发光亮度改善点),转移到反复进行1次放电与连续的两次放电的状态,然后,转移至稳定地发生连续的两次放电的状态(第二个发光亮度改善点)。其中,关于第二个改善点,虽然在图13与图14中存在约100nsec的错移,但这是发光效率最佳的“上升期间”与发光亮度最佳的“上升期间”存在的差,可以认为该差与将连续的两次放电中的第一次放电和第二次放电的哪一个加强有关。
图15是表示本发明的一个实施方式中的维持脉冲的“上升期间”与无效电力的关系的特性图。在图15中,纵轴表示无效电力的相对比率,横轴表示“上升期间”的长度。其中,纵轴的单位(%)是将规定的值作为100%,对无效电力(W)的检测结果进行了相对比率化而得到的单位,数值越大,表示无效电力越大。
如图15所示,无效电力按“上升期间”的长度而变化。而且,“上升期间”越短,无效电力越大。可以认为这是由于通过使“上升期间”变短,使得被电力回收电路回收的电力在放电的产生中使用的比率减少。
图16是表示本发明的一个实施方式中的维持脉冲的“上升期间”与维持脉冲电压Vs的关系的特性图。在图16中,纵轴表示为了发生稳定的维持放电而必要的维持脉冲电压Vs,横轴表示“上升期间”的长度。
如图16所示,为了发生稳定的维持放电而必要的维持脉冲电压Vs的电压值按“上升期间”的长度而变化,“上升期间”越长,必要的维持脉冲电压Vs越大。可以认为这是由于通过“上升期间”变长,能够产生如通过箝位电路发生维持放电时那样的强烈放电,相应地放电单元内蓄积的壁电荷减少。
综上确认了:通过适当控制“上升期间”,能够分别改善对消耗电力造成影响的项目,即发光效率、发光亮度、无效电力、用于稳定发生维持放电而必要的维持脉冲电压Vs。另外确认了:用于使改善效果最佳的“上升期间”在各项目中未必一致,只要根据重视的项目来设定“上升期间”即可。
其中,由于上述的各效果与“上升期间”的长度的关系按谐振周期而变化,所以优选“上升期间”的长度根据谐振周期而设定为最佳。
接下来,对所有单元点亮率、部分点亮率进行说明。如上所述,通过产生“重复期间”、或根据面板10的特性等将“上升期间”的长度设定为最佳,能够获得减少放电偏差的效果以及减少消耗电力的效果。但是,这些被认为最佳的范围还根据放电单元的点亮率而变化。其原因在于,由于电力回收电路的输出阻抗比箝位电路的输出阻抗大,所以通过应该点亮的放电单元(以下也记作“点亮单元”)的比例发生变化,会使得“上升期间”的波形形状变化。
因此,可以考虑通过检测出点亮率,并进行与该检测结果对应的控制,来使各设定为最佳。而且,在本实施方式中,检测出对面板10的图像显示面中的点亮单元相对于所有放电单元的比例进行表示的所有单元点亮率,将其用于各控制。但是,即便是相同的所有单元点亮率,1对显示电极对24上产生的点亮单元的数量也会因所显示的图像的图案、即点亮单元的分布而大幅变化,驱动负载也会大幅变化。
图17是用于对所有单元点亮率相等、并且点亮单元的分布不同的图案进行说明的概略图。其中,在图17中,显示电极对24与图2同样,在附图的左右方向延长排列。而且,在图17中用斜线表示的部分表示不发生维持放电的非点亮单元的分布,没有斜线的空白部分表示点亮单元的分布。
例如,如图17的上段所示,在点亮单元以向(附图中的)上下延伸的形状分布的情况下,1对显示电极对24上产生的点亮单元的数量比较少,该1对显示电极对24中的驱动负载也小。但是,即便是相同的所有单元点亮率,如图17的下段所示,在点亮单元以向(附图中的)左右延伸的形状分布的情况下,某1对显示电极对24上产生的点亮单元的数量变多,该1对显示电极对24的驱动负载变大。
这样,即便是相同的所有单元点亮率,也会因图案而产生局部的驱动负载差异,有时产生因图案而使得驱动负载局部大的显示电极对24。
鉴于此,在本实施方式中采用了除了所有单元点亮率之外,还将面板10的显示区域分成多个区域,检测各区域中的点亮率将其作为部分点亮率的构成。
图18是表示本发明的一个实施方式中的检测部分点亮率的区域的一个例子的概略图。在图18中表示了面板10、扫描IC(例如扫描IC(1)~扫描IC(12))、将扫描电极22的引出线(未图示)与扫描IC的输出端子电连接的连接线缆,概略表示了通过连接线缆将面板10与扫描IC连接的样子。其中,面板10内表示的虚线是为了容易理解对部分点亮率进行检测的区域而表示的线,该虚线实际并不设置在面板10上。在本实施方式中,将由虚线包围的区域作为一个区域,在各个区域中检测部分点亮率。而且,显示电极对24与图2同样,沿附图中的左右方向延伸排列。
在本实施方式中,如图18所示,以扫描IC为基准,将面板10的显示区域分割成多个区域。即,部分点亮率检测电路47将由与一个扫描IC连接的多个扫描电极22构成的区域作为一个区域,来检测部分点亮率。例如,如果与一个扫描IC连接的扫描电极22的数量是90个,扫描电极驱动电路43所具备的扫描IC是12个(扫描IC(1)~扫描IC(12)),则如图18所示,部分点亮率检测电路47将与扫描IC(1)~扫描IC(12)的每一个连接的90个扫描电极22作为一个区域,对面板10的显示区域进行12分割,来检测各区域的部分点亮率。然后,最大值检测电路48将由部分点亮率检测电路47检测出的部分点亮率的值相互比较,检测出最大值的部分点亮率。
而且,在本实施方式中,产生“上升期间”及“下降期间”的至少一方的长度不同的多个维持脉冲,并且,设定使产生的维持脉冲的组合、以及“重复期间”的长度不同的多个驱动模式(这里是第一驱动模式、第二驱动模式、第三驱动模式、第四驱动模式、第五驱动模式这五个驱动模式)。然后,根据检测出的部分点亮率的最大值以及所有单元点亮率,按每个子场切换驱动模式,产生维持脉冲。
另外,确认了有时如果在维持脉冲的上升中发生强烈的放电,则在维持脉冲的下降中发生微弱的放电。由于该放电使得通过维持放电而形成的壁电荷减少,所以如果发生因该下降引起的放电,则有可能导致壁电荷不足、不稳定地发生持续的维持放电,不优选。而且利用实验确认了:通过延长下降所花费的时间,可以减少在该下降中的微弱放电。另一方面,在维持脉冲的上升中发生的放电的强度因面板10的驱动负载、维持脉冲上升中的波形形状而变化。鉴于此,在本实施方式中,考虑检测出的所有单元点亮率、部分点亮率的最大值以及所产生的维持脉冲的“上升期间”等,设定了“下降期间”。
图19是表示本发明的一个实施方式中的所有单元点亮率以及部分点亮率的最大值与驱动模式的切换的关系的一个例子的图。
在本实施方式中,如图19所示,在部分点亮率的最大值不大(例如小于70%)、且所有单元点亮率低(例如小于30%)的子场中,以第一驱动模式产生维持脉冲。该第一驱动模式是以提高发光亮度为目的的驱动模式。由此,会提高所有单元点亮率低、且部分点亮率的最大值不大时,即面板10的驱动负载整体低时的发光亮度,实现图像显示品质的提高。
另外,在部分点亮率的最大值大(例如70%以上)、且所有单元点亮率高(例如70%以上)的子场中,以第二驱动模式产生维持脉冲。该第二驱动模式是以无效电力削减和发光效率改善为目的的驱动模式。由此,在所有单元点亮率高、且部分点亮率的最大值大时,即面板10的驱动负载整体高时,会削减无效电力,并且改善发光效率,从而实现消耗电力的降低。
另外,在部分点亮率的最大值大(例如70%以上)、且所有单元点亮率位于规定范围内(例如30%以上且小于70%)的子场中,以第三驱动模式产生维持脉冲。该第三驱动模式是以发光亮度的提高和无效电力削减以及发光效率改善为目的的驱动模式。由此,在所有单元点亮率稍高、且部分点亮率的最大值大时,即面板10的驱动负载局部高时,能够实现由发光亮度的提高而引发的图像显示品质的提高、和因无效电力削减以及发光效率改善而带来的消耗电力的降低。
另外,在部分点亮率的最大值大(例如70%以上)、且所有单元点亮率低(例如小于30%)的子场中,以第四驱动模式产生维持脉冲。该第四驱动模式是以无效电力削减以及使发光效率改善的效果最高为目的的驱动模式。由此,当对被认为在通常的动画显示中显示频度比较高的、所有单元点亮率低且部分点亮率的最大值大的图像进行显示时,会实现因无效电力削减以及发光效率改善而带来的消耗电力降低效果的提高。
另外,在部分点亮率的最大值不大(例如小于70%)、且所有单元点亮率位于规定范围内(例如30%以上且小于70%)的子场中,以第五驱动模式产生维持脉冲。该第五驱动模式是以无效电力削减以及提高发光效率改善的效果为目的的驱动模式。由此,在所有单元点亮率稍高且部分点亮率的最大值不大时,即面板10中的驱动负载高的区域没有像应用第三驱动模式时那样偏差、且驱动负载整体稍高时,会实现因无效电力削减以及发光效率改善而带来的消耗电力的减少。
接下来,利用图20至图24对各驱动模式的详细情况进行说明。图20是在本发明的一个实施方式的第一驱动模式中产生的维持脉冲的概略波形图,图21是在本发明的一个实施方式的第二驱动模式中产生的维持脉冲的概略波形图,图22是在本发明的一个实施方式的第三驱动模式中产生的维持脉冲的概略波形图,图23是在本发明的一个实施方式的第四驱动模式中产生的维持脉冲的概略波形图,图24是在本发明的一个实施方式的第五驱动模式中产生的维持脉冲的概略波形图。其中,在图20、图21、图22、图23、图24中,附图内上方所示的图是表示产生的维持脉冲的概略波形形状的图,附图内下方所示的图是表示“上升期间”、“下降期间”、“重复期间”各自的长度的图。另外,在图20、图21、图22、图23、图24中,各维持脉冲的脉冲宽度为2.7μsec。
另外,在本实施方式中,如图20、图21、图22、图23、图24所示,成为反复产生由8个维持脉冲构成的一个模式的结构。而且,在所有的驱动模式中,将电力回收电路中的谐振周期设定为2000nsec。
在本实施方式中,第一驱动模式如图20所示,第一个维持脉冲(附图的A)将“上升期间”设为800nsec,将“下降期间”设为550nsec。第二个维持脉冲(附图的B)将“上升期间”、“下降期间”分别设为400nsec、500nsec。第三个维持脉冲(附图的C)到第八个维持脉冲(附图的H)将“上升期间”、“下降期间”分别设为800nsec、550nsec。而且,将“重复期间”设为150nsec。
第二驱动模式如图21所示,第一个维持脉冲(附图的A)将“上升期间”设为650nsec,将“下降期间”设为1000nsec。第二个维持脉冲(附图的B)将“上升期间”、“下降期间”分别设为450nsec、850nsec。第三个维持脉冲(附图的C)到第八个维持脉冲(附图的H)将“上升期间”、“下降期间”分别设为650nsec、1000nsec。而且,将“重复期间”设为150nsec。
第三驱动模式如图22所示,第一个维持脉冲(附图的A)将“上升期间”设为700nsec,将“下降期间”设为900nsec。第二个维持脉冲(附图的B)将“上升期间”、“下降期间”分别设为450nsec、800nsec。第三个维持脉冲(附图的C)、第五个维持脉冲(附图的E)、第七个维持脉冲(附图的G)将“上升期间”、“下降期间”分别设为700nsec、900nsec。第四个维持脉冲(附图的D)、第六个维持脉冲(附图的F)、第八个维持脉冲(附图的H)将“上升期间”、“下降期间”分别设为750nsec、900nsec。而且,将“重复期间”设为200nsec。
第四驱动模式如图23所示,第一个维持脉冲(附图的A)将“上升期间”设为750nsec,将“下降期间”设为900nsec。第二个维持脉冲(附图的B)将“上升期间”、“下降期间”分别设为450nsec、800nsec。第三个维持脉冲(附图的C)到第八个维持脉冲(附图的H)将“上升期间”、“下降期间”分别设为750nsec、900nsec。而且,将“重复期间”设为150nsec。
第五驱动模式如图24所示,第一个维持脉冲(附图的A)将“上升期间”设为750nsec,将“下降期间”设为900nsec。第二个维持脉冲(附图的B)将“上升期间”、“下降期间”分别设为450nsec、800nsec。第三个维持脉冲(附图的C)、第五个维持脉冲(附图的E)、第七个维持脉冲(附图的G)将“上升期间”、“下降期间”分别设为750nsec、900nsec。第四个维持脉冲(附图的D)、第六个维持脉冲(附图的F)、第八个维持脉冲(附图的H)将“上升期间”、“下降期间”分别设为650nsec、900nsec。而且,将“重复期间”设为150nsec。
而且,通过根据所有单元点亮率以及部分点亮率的最大值切换这五个驱动模式,对面板10进行驱动,虽然也依赖于显示图像的图案,但确认了在一般的动画显示中,平均削减约10~30W的消耗电力的效果。并且,可以确认因放电偏差减少效果而带来的图像显示品质的提高。
另外,在本实施方式中,对反复产生由8个维持脉冲构成的一个模式的构成进行了说明,但在维持脉冲的总数小于8的维持期间中,可以使所有的维持脉冲成为相同的波形形状,或者根据等离子显示装置1的规格等来任意设定。
而且,这里表示的各驱动模式的构成只不过是一个例子,只要适当地设定为最佳即可。另外,不限定于由8个维持脉冲构成一个模式的例子,也可以由更多的维持脉冲或更少的维持脉冲构成一个模式。此外,谐振周期也完全不受上述数值的限定。优选这些构成根据面板10的特性、等离子显示装置1的规格等而设定为最佳。
接下来,对因驱动负载的变化而产生的发光亮度之差进行说明。图25A、图25B是用于对因驱动负载的变化而产生的发光亮度之差进行说明的概略图。图25A表示了一般被称为“窗口模式”的图像显示于面板10时的理想显示图像。附图所示的区域B以及区域D是相同信号电平(例如20%)的区域,区域C是信号电平比区域B以及区域D低(例如5%)的区域。其中,本实施方式中使用的“信号电平”可以是亮度信号的灰度值,或者是R信号的灰度值、B信号的灰度值、G信号的灰度值。
图25B是表示对将图25A所示的“窗口模式”显示于面板10时的显示图像进行了概略表示的图、和表示信号电平101与发光亮度102的图。其中,在图25B的面板10中,显示电极对24与图2所示的面板10同样沿行方向(附图中的横向)延长排列。而且,图25B的信号电平101表示图25B的面板10上所示的A1-A1线处的图像信号的信号电平,横轴表示图像信号的信号电平的大小,纵轴表示面板10的A1-A1线处的显示位置。另外,图25B的发光亮度102表示图25B的面板10上所示的A1-A1线处的显示图像的发光亮度,横轴表示显示图像的发光亮度的大小,纵轴表示面板10的A1-A1线处的显示位置。
如图25B所示,如果将“窗口模式”显示于面板10,则尽管如信号电平101所示那样区域B与区域D是相同的信号电平,但如发光亮度102所示在区域B与区域D中发光亮度产生差异。可以认为这是由于以下的理由造成的。
由于显示电极对24沿行方向(在附图为横向)延长排列,所以如图25B的面板10所示,在将“窗口模式”显示于面板10的情况下,产生仅通过区域B的显示电极对24、和通过区域C与区域D的显示电极对24。而且,与通过区域B的显示电极对24相比,通过区域C与区域D的显示电极对24驱动负载变小。其原因在于,由于区域C的信号电平低,所以在通过区域C与区域D的显示电极对24中流过的放电电流,相应地比在通过区域B的显示电极对24中流过的放电电流少。
因此,在通过区域C与区域D的显示电极对24中,与通过区域B的显示电极对24相比,驱动电压的电压降、例如维持脉冲的电压降变少。即,通过区域C与区域D的显示电极对24和通过区域B的显示电极对24相比,维持脉冲的电压降变少,与区域B所包含的放电单元中的维持放电相比,区域D所包含的放电单元中的维持放电的放电强度变强。结果,尽管是相同的信号电平,但区域D和区域B相比,发光亮度上升。以下,将这样的现象称为“加载(loading)现象”。
图26A、图26B、图26C、图26D是用于对加载现象进行概略说明的图,是对将“窗口模式”中的信号电平低(例如5%)的区域C的面积缓缓变更并显示于面板10时的显示图像进行了概略表示的图。其中,图26A中的区域D1、图26B中的区域D2、图26C中的区域D3、图26D中的区域D4分别是与区域B相同的信号电平(例如20%)。
而且,如图26A、图26B、图26C、图26D所示,随着区域C1、区域C2、区域C3、区域C4和区域C的面积变大,通过区域C、区域D的显示电极对24的驱动负载减少。结果,区域D中包含的放电单元的放电强度变强,区域D的发光亮度按照区域D1、区域D2、区域D3、区域D4这样缓缓上升。这样,因加载现象引起的发光亮度的上升基于驱动负载变动而变化。本实施方式的目的在于,减少该加载现象,使等离子显示装置1中的图像显示品质提高。其中,在本实施方式中将为了减轻加载现象而实施的处理称为“加载修正”。
图27是用于对本发明的一个实施方式中的加载修正的概略进行说明的图,是表示对将图25A所示的“窗口模式”显示于面板10时的显示图像进行概略表示的图、和表示信号电平111、信号电平112与发光亮度113的图。其中,图27的面板10上所示的显示图像,是对将图25A所示的“窗口模式”实施了本实施方式中的加载修正之后显示于面板10时的显示图像进行了概略表示的图像。而且,图27的信号电平111表示了图27的面板10所示的A2-A2线处的图像信号的信号电平,横轴表示图像信号的信号电平的大小,纵轴表示面板10的A2-A2线处的显示位置。另外,图27的信号电平112表示了实施本实施方式中的加载修正后的图像信号在A2-A2线处的信号电平,横轴表示加载修正后的图像信号的信号电平的大小,纵轴表示面板10的A2-A2线处的显示位置。另外,图27的发光亮度113表示了A2-A2线处的显示图像的发光亮度,横轴表示显示图像的发光亮度的大小,纵轴表示面板10的A2-A2线处的显示位置。
在本实施方式中,通过按每个放电单元计算出基于通过该放电单元的显示电极对24的驱动负载的修正值,并对图像信号施加修正,来进行加载修正。例如,在将图27的面板10所示那样的图像显示于面板10时,可以判断为虽然在区域B与区域D中是相同的信号电平,但由于通过区域D的显示电极对24还通过区域C,所以驱动负载小。鉴于此,如图27的信号电平112所示那样对区域D的信号电平施加修正。由此,如图27的发光亮度113所示,在显示图像的区域B与区域C中,使发光亮度的大小相互一致,从而减轻加载现象。
这样,通过对预想到发生加载现象的区域中的图像信号施加修正,使该区域的显示图像中的发光亮度减少,来减少加载现象。此时,在本实施方式中,根据驱动负载、所选择的驱动模式的种类、面板10中的放电单元的行方向的位置,计算出加载修正用的修正增益,然后利用该修正增益进行加载修正。
对本实施方式中的加载修正详细进行说明。图28是本发明的一个实施方式中的图像信号处理电路41的电路框图。其中,图28中表示了与本实施方式中的加载修正相关的模块,省略了此外的电路模块。
图像信号处理电路41具有加载修正部70,该加载修正部70具备:点亮单元数计算部60、负载值计算部61、修正增益计算部62、放电单元位置判定部64、乘法器68、修正部69。
点亮单元数计算部60按每个显示电极对24且按每个子场,计算出点亮的放电单元(以下将点亮的放电单元称为“点亮单元”,将不点亮的放电单元称为“非点亮单元”)的数量。
负载值计算部61接收点亮单元数计算部60中的计算结果,进行基于本实施方式中的驱动负载计算方法的运算(在本实施方式中,为后述的“负载值”以及“最大负载值”的计算)。
放电单元位置判定部64根据定时信号,判定修正增益计算部62中的作为修正增益的计算对象的放电单元(以下称为“关注放电单元”)的行方向的位置(在显示电极对24的延长方向的位置)。
修正增益计算部62根据所选择的驱动模式的种类、放电单元位置判定部64中的放电单元的位置判断结果、以及负载值计算部61中的运算结果,来计算出修正增益。其中,在本实施方式中,表示所选择的驱动模式的种类的信号被从定时产生电路45所具有的驱动模式选择部49输出,输入到修正增益计算部62中。
乘法器68将从修正增益计算部62输出的修正增益乘以到图像信号上,作为修正信号将其输出。然后,修正部69从图像信号中减去由乘法器68输出的修正信号,将其作为修正后图像信号输出。
接下来,对本实施方式中的修正增益的计算方法进行说明。其中,在本实施方式中,该运算在点亮单元数计算部60、负载值计算部61、修正增益计算部62中进行。
在本实施方式中,根据点亮单元数计算部60中的计算结果计算出称为“负载值”以及“最大负载值”的两个数值。该“负载值”以及“最大负载值”是为了推断关注放电单元中的加载现象的发生量而使用的数值。
首先,利用图29对本实施方式中的“负载值”进行说明,接着,利用图30对本实施方式中的“最大负载值”进行说明。
图29是用于对本发明的一个实施方式中的“负载值”的计算方法进行说明的概略图,是表示对将图25A所示的“窗口模式”显示于面板10时的显示图像进行概略表示的图、和表示点亮状态121与计算值122的图。而且,图29的点亮状态121是按每个子场对图29的面板10上所示的A3-A3线处的各放电单元的点亮/非点亮进行表示的概略图,横方向的栏表示面板10的A3-A3线处的显示位置,纵向的栏表示子场。另外,“1”表示点亮,空栏表示非点亮。而且,图29的计算值122是对本实施方式中的“负载值”的计算方法进行概略表示的图,横方向的栏从附图的左侧开始按顺序表示“点亮单元数”、“亮度权重”、“放电单元B的点亮状态”、“计算值”,纵向的栏表示子场。其中,在本实施方式中为了简化说明,将行方向的放电单元数设为15。因此,以下对在图29的面板10所示的A3-A3线上配置了15个放电单元的情况进行说明,但实际上根据面板10的行方向上的放电单元数(例如1920×3)来进行以下的各计算。
在图29的面板10所示的A3-A3线上配置的15个放电单元的各子场中的点亮状态,例如是点亮状态121所示那样的状态,即在图29的面板10所示的区域C所包含的中央5个放电单元中,从第1SF到第3SF点亮,从第4SF到第8SF非点亮,在不包含于区域C的左右各5个放电单元中,从第1SF到第6SF点亮、第7SF以及第8SF非点亮。
当配置在A3-A3线上的15个放电单元是这样的点亮状态时,其中一个放电单元,例如附图所示的放电单元B中的“负载值”可如下所述求取。
首先,计算出各子场每一个的点亮单元数。由于在第1SF到第3SF中,A3-A3线上的15个放电单元全部点亮,所以第1SF到第3SF的点亮单元数如图29的计算值122的“点亮单元数”的从第1SF到第3SF的各栏所示那样为“15”。另外,由于在第4SF到第6SF中,A3-A3线上的15个放电单元中的10个放电单元点亮,所以从第4SF到第6SF的点亮单元数如计算值122的“点亮单元数”的从第4SF到第6SF的各栏所示那样为“10”。而且,由于在第7SF、第8SF中,A3-A3线上的15个放电单元全部非点亮,所以第7SF、第8SF的点亮单元数如计算值122的“点亮单元数”的第7SF、第8SF的各栏所示那样为“0”。
接着,对如此求出的各子场的点亮单元数分别乘以各子场的亮度权重、放电单元B中的各子场的点亮状态。其中,在本实施方式中,各子场的亮度权重如图9的计算值122的“亮度权重”的从第1SF到第8SF的各栏所示那样,从第1SF开始按顺序为(1、2、4、8、16、32、64、128)。另外,在本实施方式中,设点亮为1,非点亮为0。因此,放电单元B中的点亮状态如计算值122的“放电单元B的点亮状态”的从第1SF到第8SF的各栏所示,从第1SF开始按顺序为(1、1、1、1、1、1、0、0)。而且,该相乘结果如计算值122的“计算值”的从第1SF到第8SF的各栏所示,从第1SF开始按顺序为(15、30、60、80、160、320、0、0)。然后,求出该计算值的总和。例如,在图9的计算值122所示的例子中,计算值的总和为665。该总和成为放电单元B中的“负载值”。在本实施方式中,对各放电单元进行这样的运算,来按每个放电单元求出“负载值”。
图30是用于对本发明的一个实施方式中的“最大负载值”的计算方法进行说明的概略图,是对将图25A所示的“窗口模式”显示于面板10时的显示图像进行了概略表示的图、和表示点亮状态131与计算值132的图。另外,图30的点亮状态131是为了计算出“最大负载值”,而按每个子场对将放电单元B的点亮状态应用于图30的面板10所示的A4-A4线上的所有放电单元时的点亮/非点亮进行表示的概略图,横方向的栏表示面板10的A4-A4线处的显示位置,纵向的栏表示子场。另外,图30的计算值132是对本实施方式中的“最大负载值”的计算方法进行概略表示的图,横方向的栏从附图的左侧开始按顺序表示“点亮单元数”、“亮度权重”、“放电单元B的点亮状态”、“计算值”,纵向的栏表示子场。
在本实施方式中,如下所述那样计算出“最大负载值”。例如,在计算放电单元B中的“最大负载值”的情况下,如图30的点亮状态131所示,假设A4-A4线上的所有放电单元是以与放电单元B同样的状态点亮的放电单元,来计算出各子场每一个的点亮单元数。由于放电单元B中的各子场的点亮状态如图29的计算值122的“放电单元B的点亮状态”的从第1SF到第8SF的各栏所示,从第1SF开始按顺序为(1、1、1、1、1、1、0、0),所以将该点亮状态分配给A4-A4线上的所有放电单元。因此,A4-A4线上的所有放电单元的点亮状态如图30的点亮状态131所示,从第1SF到第6SF为1,第7SF、第8SF为0。从而,点亮单元数如图30的计算值132的“点亮单元数”的从第1SF到第8SF的各栏所示,从第1SF开始按顺序为(15、15、15、15、15、15、0、0)。不过,在本实施方式中,实际上不使A4-A4线上的各放电单元成为点亮状态131所示的点亮状态。点亮状态131所示的点亮状态表示了为了计算出“最大负载值”,而假设成各放电单元成为与放电单元B相同的点亮状态时的点亮状态,计算值132所示的“点亮单元数”是计算出该假定基础上的点亮单元数。
接着,对如此求出的各子场的点亮单元数分别乘以各子场的亮度权重、放电单元B中的各子场的点亮状态。如上所述,在本实施方式中,各子场的亮度权重如图30的计算值132的“亮度权重”的从第1SF到第8SF的各栏所示,从第1SF开始按顺序为(1、2、4、8、16、32、64、128)。另外,放电单元B中的点亮状态如计算值132的“放电单元B的点亮状态”的从第1SF到第8SF的各栏所示,从第1SF开始按顺序为(1、1、1、1、1、1、0、0)。因此,该相乘的结果如计算值132的“计算值”的从第1SF到第8SF的各栏所示,从第1SF开始按顺序为(15、30、60、120、240、480、0、0)。然后,求出该计算值的总和。例如,在图30的计算值132所示的例子中,计算值的总和为945。该总和成为放电单元B中的“最大负载值”。在本实施方式中,对各放电单元进行这样的运算,来按每个放电单元求出“最大负载值”。
另外,也可以采用放电单元B中的“最大负载值”按下述方法计算的构成:对各子场的亮度权重(例如从第1SF开始按顺序为(1、2、4、8、16、32、64、128))分别乘以在显示电极对24上形成的所有放电单元数(在该例子中为15),并将该相乘结果与放电单元B中的各子场的点亮状态(例如从第1SF开始按顺序为(1、1、1、1、1、1、0、0))分别相乘,然后求出该计算值(在该例子中从第1SF开始按顺序为(15、30、60、120、240、480、0、0))的总和。通过这样的计算方法,也能够得到与上述的运算同样的结果(在该例子中为945)。
而且,在本实施方式中,利用由下式(1)得到的数值来计算出关注放电单元(放电单元B)中的修正增益。
(最大负载值-负载值)/最大负载值··········式(1)
例如,根据上述放电单元B中的“负载值”=665、“最大负载值”=945,可以计算出(945-665)/945=0.296这一数值。将如此计算出的数值利用到下式(2)中,计算出修正增益。即,对式(1)的结果乘以规定的系数(根据面板10的特性等预先设定的系数),进而乘以基于所选择的驱动模式以及面板10中的放电单元的行方向的位置的规定修正量,来计算出修正增益。
修正增益=式(1)的结果×规定的系数×修正量······式(2)
然后,将该修正增益代入到下式(3)中,对输入图像信号实施修正。
输出图像信号=输入图像信号-输入图像信号×修正增益···式(3)
由此,能够抑制预想会发生加载现象的区域中的不必要的亮度上升,可降低加载现象。
在近年来的大画面化、高精细化的面板10中,扫描电极22以及维持电极23的阻抗变大,在位于与驱动电路比较近的位置的放电单元、和位于与驱动电路比较远的位置的放电单元中,存在维持脉冲的电压降之差变大的趋势。但在本实施方式中,通过计算出“负载值”以及“最大负载值”,并且,预先决定基于所选择的驱动模式以及面板10中的放电单元的行方向的位置的修正量,将它们用于修正增益的计算,由此能够高精度地计算出与预想的发光亮度的上升对应的修正增益,可以更高精度地进行加载修正。
图31是对基于面板10中的放电单元的行方向的位置的维持脉冲的电压降之差进行概略表示的图。其中,在图31中为了便于理解说明,仅表示了一对显示电极对24。而且,概略表示了形成在与扫描电极驱动电路43最近的位置的放电单元A、形成在与扫描电极驱动电路43最远的位置的放电单元C、和形成在它们的中间位置的放电单元B这3个放电单元中的维持脉冲。
如图31所示,相对于扫描电极驱动电路43位于最近的位置的放电单元A,相对于维持电极驱动电路44位于最远的位置。因此,从扫描电极驱动电路43观察的放电单元A的驱动阻抗比较低,相反,从维持电极驱动电路44观察的放电单元A的驱动阻抗比较高。因此,如图31所示,从扫描电极驱动电路43对放电单元A施加的维持脉冲的电压降比较小,而从维持电极驱动电路44对放电单元A施加的维持脉冲的电压降比较大。
另一方面,相对于扫描电极驱动电路43位于最远的位置的放电单元C,相对于维持电极驱动电路44位于最近的位置。因此,从扫描电极驱动电路43对放电单元C施加的维持脉冲的电压降比较大,而从维持电极驱动电路44对放电单元C施加的维持脉冲的电压降比较小。而且,对放电单元B施加的维持脉冲成为它们的近似中间的大小。
维持放电引起的发光亮度根据维持脉冲的大小而变化,一般情况下,维持脉冲越大,发生越强的维持放电,发光亮度也越高。相反,维持脉冲越小,维持放电也越弱、越不稳定,发光亮度也越低。但是,振幅比较大的维持脉冲与振幅比较小的维持脉冲组合而产生的发光亮度(例如放电单元A、放电单元C中的发光亮度)、与由它们中间的振幅的维持脉冲产生的发光亮度(例如放电单元B中的发光亮度)哪一个亮,依赖于面板10的特性。
而且,发光亮度还基于驱动模式变化。图32是表示本发明的一个实施方式中的对面板10进行驱动的驱动模式、以及放电单元的位置与发光亮度的关系的特性图。图32中表示了以第一驱动模式到第五驱动模式分别驱动面板10时,对形成在与扫描电极驱动电路43最近的位置的放电单元A、形成在与扫描电极驱动电路43最远的位置、即与维持电极驱动电路44最近的位置的放电单元C、以及形成在它们的中间位置的放电单元B中的发光亮度进行了测定的结果。
其中,图32所示的横轴表示放电单元的行方向的位置,X(1)表示放电单元A的位置,X(m)表示放电单元C的位置,X(m/2)表示放电单元B的位置。另外,图32所示的纵轴将与基准的发光亮度(例如以第二驱动模式驱动面板10时的放电单元A中的发光亮度)之差相对化而以百分率进行了表示。
如图32所示,在面板10中,与周边部(例如X(1)、X(m))的放电单元相比,中央部(例如X(m/2))的放电单元的发光亮度较高。另外,例如在将基于第三驱动模式的驱动与基于第五驱动模式的驱动进行比较的情况下,在第三驱动模式中,放电单元B与放电单元A的发光亮度之差约为5%,而在第五驱动模式中,放电单元B与放电单元A的发光亮度之差约为9%,比第三驱动模式大约增大4%。
综上所述,优选按照对根据放电单元的位置而产生的发光亮度之差进行修正的方式,并且按照对根据驱动模式而产生的发光亮度之差进行修正的方式,来产生上述的加载修正所使用的修正增益。
鉴于此,在本实施方式中,对利用式(1)计算出的数值,施加基于驱动模式以及放电单元的行方向的位置的修正,来计算出加载修正用的修正增益。
具体而言,根据图32所示的对驱动模式以及放电单元的位置和发光亮度的关系进行测定的结果,按每个驱动模式设定修正数据。然后,根据所选择的驱动模式以及各放电单元的行方向的位置,从修正数据中选择修正量,利用该修正量来计算出修正增益。
图33是表示本发明的一个实施方式中的修正数据的一个例子的概略图,举例说明了针对第一驱动模式的修正数据。其中,图33所示的横轴表示放电单元的行方向的位置,纵轴表示修正量。
例如,当以第一驱动模式驱动面板10时,如图32所示,相对于成为基准的发光亮度,位于X(1)的位置的放电单元A的发光亮度高约3%,位于X(m/2)的放电单元B的发光亮度高约12%,位于X(m)的位置的放电单元C的发光亮度高约8%。鉴于此,按照利用式(1)计算出的修正增益在位于X(1)的位置的放电单元A中成为1.03倍,在位于X(m/2)的放电单元B中成为1.12倍,在位于X(m)的放电单元C中成为1.08倍的方式,而且在位于X(1)与X(m/2)之间的放电单元中,根据其位置变为1.03倍到1.12倍之间的任意一个数值,并且在位于X(m/2)与X(m)之间的放电单元中,根据其位置成为1.12倍到1.08倍之间的任意一个数值的方式,来设定修正数据。
然后,根据图32所示的特性,按每个驱动模式来设定这样的修正数据。由此,能够计算出与所选择的驱动模式以及放电单元的位置对应的修正增益,来实施加载修正。
图34是表示利用本发明的一个实施方式中的修正增益施加了加载修正时的放电单元的位置与发光亮度的关系的特性图。其中,图34中表示了对以第一驱动模式驱动面板10,并且一边将显示图像切换为在放电单元A中出现加载现象的图像、在放电单元B中出现加载现象的图像、在放电单元C中出现加载现象的图像,一边利用图33所示的修正数据施加加载修正时的放电单元A、放电单元B、放电单元C各放电单元中的发光亮度进行了测定的结果。
然后,通过如上所述那样、根据驱动模式以及放电单元的位置计算出修正增益,例如能够如图34所示那样,降低放电单元间的发光亮度的偏差,施加加载修正。
其中,在本实施方式中,按每个驱动模式设定的多个修正数据被保存在修正增益计算部62内的存储部(未图示)中。而且,该存储部根据由定时产生电路45发送来的表示驱动模式的信号,选择最佳的修正数据,从该修正数据中输出与由放电单元位置判定部64输出的放电单元的位置信息对应的修正量。然后,修正增益计算部62利用该修正量,计算出修正增益。
另外,图33中表示一个例子的修正数据也可以在确认显示图像的同时设定为最佳的值。
此外,图33中表示了修正量线性变化、即变化量以直线表现的修正数据的一个例子,但这只不过是一个例子,优选根据面板10的特性、驱动电路的特性等设定为最佳。其中,优选修正量以像素单位变化,至少设定为构成一个像素的R、G、B三个放电单元成为相同的修正量。
另外,在图33中,作为修正量,表示了“1.03”、“1.12”、“1.08”这些数值,但这只是因为在计算修正增益时,按照修正量成为这些值的方式,设定了对由式(1)计算出的值乘以的系数。在本发明中,优选对修正增益乘以的修正量的值根据修正增益的计算方法、面板10的特性以及等离子显示装置1的规格等而设定为最佳。
如以上说明那样,在本实施方式中,成为产生“上升期间”以及“下降期间”的至少一方的长度不同的多个维持脉冲,并且,设定使所产生的维持脉冲的组合不同的多个(这里为五个)驱动模式,根据检测出的所有单元点亮率和部分点亮率的最大值来切换驱动模式,产生维持脉冲的构成。由此,能够实现在降低消耗电力的同时抑制了放电偏差的驱动,可使面板10的图像显示品质提高。另外,通过采用按每个放电单元计算出“负载值”以及“最大负载值”,并且基于所选择的驱动模式以及放电单元的位置计算出修正增益的构成,能够在将预想产生加载现象的图像显示于面板10时,精度良好地计算出与预想的发光亮度的上升对应的修正增益。并且,能够进行与驱动模式以及放电单元的位置对应的最佳加载修正。由此,即使在同一显示电极对24上形成的放电单元之间产生发光亮度之差,并且该差按驱动模式发生变化,也能够施加与驱动模式以及放电单元的行方向的位置对应的最佳加载修正,可以提高图像显示品质。
另外,在本实施方式中,说明了当计算“负载值”以及“最大负载值”时,分别乘以各子场的亮度权重、和放电单元中的各子场的点亮状态的构成,但例如也可以取代亮度权重而使用各子场的维持脉冲数。
此外,当实施了一般采用的被称为误差扩散的图像处理时,存在有可能在灰度值的变化点(显示图像的图案的边界)扩散的误差量增加,在亮度的变化大的边界部分边界被强调而导致看起来不自然的问题。为了减少该问题,可以采用对计算出的修正增益随机加上或减去误差扩散用的修正值,对修正增益赋予随机变化的构成。通过实施这样的处理,能够减轻实施了误差扩散时图案的边界被强调而导致看起来不自然的问题。
此外,在图26A、图26B、图26C、图26D中,说明了发光亮度基于驱动负载的变动而变化的例子,但也存在基于面板10的特性而发生加载现象时,发光亮度未必线性变化的情况。图35是表示了图26A、图26B、图26C、图26D所示的窗口模式中的区域C的面积与区域D的发光亮度的关系的一个例子的图。基于面板10的不同,存在当区域C的面积变大时(例如图26D的C4),即显示电极对24的驱动负载变小时,加载现象极端恶化,区域D的发光亮度大幅上升的情况(例如图26D的D4)。可以采用根据这样的面板10的特性对修正增益赋予权重,让修正增益非线性变化的构成。图36是表示本发明的一个实施方式中的修正增益的非线性处理的一个例子的特性图。例如,将根据面板10的特性而设定的多个修正增益预先保存到查询表中,通过根据修正增益的计算结果而从查询表中读出修正增益,能够如图36所示那样非线性地设定修正增益。
另外,本发明的实施方式也能够在将扫描电极SC1~扫描电极SCn分割成第1扫描电极组和第2扫描电极组,由对属于第1扫描电极组的扫描电极分别施加扫描脉冲的第1写入期间、和对属于第2扫描电极组的扫描电极分别施加扫描脉冲的第2写入期间构成写入期间的、所谓基于2相驱动的面板驱动方法中应用,可以获得与上述同样的效果。
此外,本发明的实施方式在扫描电极与扫描电极相邻且维持电极与维持电极相邻的电极构造,即设置于前面板的电极排列成为“……扫描电极、扫描电极、维持电极、维持电极、扫描电极、扫描电极、……”的电极构造(称为“ABBA电极构造”)的面板中也有效。
另外,本实施方式中表示的具体的各数值是根据显示电极对数为1080的50英寸面板的特性而设定的,只不过表示实施方式的一个例子。本发明不受这些数值的任何限定,优选根据面板的特性、等离子显示装置的规格等设定为最佳。而且,允许这些数值在能够获得上述效果的范围中存在偏差。
工业实用性
由于本发明提供了一种即便是大画面化、高精细化的面板,也能够在削减消耗电力的同时稳定地发生放电且使显示亮度均匀、能够提高图像显示品质的等离子显示装置以及面板的驱动方法,所以作为等离子显示装置以及面板的驱动方法是有用的。
Claims (3)
1.一种等离子显示装置,其特征在于,具备:
等离子显示面板,其通过子场法进行驱动且具备多个放电单元,所述子场法是在1个场内设置多个具有初始化期间、写入期间和维持期间的子场,按每个所述子场设定亮度权重并在所述维持期间产生与亮度权重对应的数量的维持脉冲来进行灰度显示的方法,所述放电单元具有由扫描电极和维持电极构成的显示电极对;
图像信号处理电路,其将输入图像信号转换成对所述放电单元中的每个所述子场的发光/非发光进行表示的图像数据;
维持脉冲产生电路,其具有使所述显示电极对的电极间电容和电感器谐振来进行所述维持脉冲的上升或者下降的电力回收电路、以及将所述维持脉冲的电压箝位在电源电压或者基础电位的箝位电路,在所述维持期间产生所述维持脉冲,并交替施加给所述显示电极对的所述扫描电极和所述维持电极;
所有单元点亮率检测电路,其按每个子场检测出所述等离子显示面板的显示区域中的应该点亮的放电单元数相对于所有放电单元数的比例,来作为所有单元点亮率;和
部分点亮率检测电路,其将所述等离子显示面板的显示区域分成多个区域,在所述区域的每一个中,按每个所述子场检测出应该点亮的放电单元数相对于放电单元数的比例,来作为部分点亮率;
所述维持脉冲产生电路产生所述维持脉冲的上升期间以及下降期间的至少一方的长度不同的多个所述维持脉冲,并且,根据所述所有单元点亮率和所述部分点亮率,从使所产生的所述维持脉冲的组合不同的多个驱动模式中选择其中一个所述驱动模式,来产生所述维持脉冲,
所述图像信号处理电路具备:
点亮单元数计算部,其按每个所述显示电极对且按每个所述子场,计算出点亮的所述放电单元的数量;
负载值计算部,其根据所述点亮单元数计算部中的计算结果,计算出各所述放电单元的负载值;
修正增益计算部,其根据所述负载值计算部中的计算结果、所述驱动模式和所述放电单元的位置,计算出各所述放电单元的修正增益;以及
修正部,其从所述输入图像信号中减去将来自所述修正增益计算部的输出与所述输入图像信号相乘的结果。
2.根据权利要求1所述的等离子显示装置,其特征在于,
所述负载值计算部以及所述修正增益计算部,针对所述放电单元的各所述子场中的点亮状态将点亮设为1并将非点亮设为0,将在所述点亮单元数计算部中计算出的结果、按每个所述子场设定的亮度权重、和作为所述修正增益的计算对象的所述放电单元中的所述点亮状态相乘,然后计算出其总和来作为所述负载值,并且,将所述显示电极对上形成的所述放电单元的数量、按每个所述子场设定的亮度权重、和作为所述修正增益的计算对象的所述放电单元中的所述点亮状态相乘,然后计算出其总和来作为最大负载值,通过从所述最大负载值中减去所述负载值,并将该减法计算结果除以所述最大负载值,由此计算出所述修正增益。
3.一种等离子显示面板的驱动方法,通过子场法对具备多个放电单元的等离子显示面板进行驱动,所述放电单元具有由扫描电极和维持电极构成的显示电极对,所述子场法是在1个场内设置多个具有初始化期间、写入期间和维持期间的子场,按每个所述子场设定亮度权重,并且使所述显示电极对的电极间电容和电感器谐振,来产生在所述维持期间使所述放电单元发生与所述亮度权重对应的次数的放电的维持脉冲,并将该维持脉冲交替施加给所述显示电极对的所述扫描电极和所述维持电极,来进行灰度显示的方法,该等离子显示面板的驱动方法的特征在于,
按每个子场检测出所述等离子显示面板的显示区域中的应该点亮的放电单元数相对于所有放电单元数的比例,来作为所有单元点亮率,并且,将所述等离子显示面板的显示区域分成多个区域,在所述区域的每一个中,按每个子场检测出应该点亮的放电单元数相对于放电单元数的比例,来作为部分点亮率,
产生所述维持脉冲的上升期间以及下降期间的至少一方的长度不同的多个所述维持脉冲,并且设定使所产生的所述维持脉冲的组合不同的多个驱动模式,根据所述所有单元点亮率和所述部分点亮率,从所述多个驱动模式中选择其中一个所述驱动模式,来产生所述维持脉冲,
按每个所述显示电极对且按每个所述子场,计算出点亮的所述放电单元的数量,
根据点亮的所述放电单元的数量,计算出各所述放电单元的负载值,并且根据所述负载值、所述驱动模式和所述放电单元的位置,计算出各所述放电单元的修正增益,
将所述修正增益与所述输入图像信号相乘,然后从所述输入图像信号中减去该乘法运算结果。
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