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JP2004093888A - Method for driving plasma display panel - Google Patents

Method for driving plasma display panel Download PDF

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Publication number
JP2004093888A
JP2004093888A JP2002254835A JP2002254835A JP2004093888A JP 2004093888 A JP2004093888 A JP 2004093888A JP 2002254835 A JP2002254835 A JP 2002254835A JP 2002254835 A JP2002254835 A JP 2002254835A JP 2004093888 A JP2004093888 A JP 2004093888A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
voltage
cells
display
lighting rate
sustain
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2002254835A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Jun Fujimoto
藤本 順
Tadayoshi Kosaka
小坂 忠義
Soichiro Hidaka
日高 総一郎
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Plasma Display Ltd
Original Assignee
Fujitsu Hitachi Plasma Display Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Fujitsu Hitachi Plasma Display Ltd filed Critical Fujitsu Hitachi Plasma Display Ltd
Priority to JP2002254835A priority Critical patent/JP2004093888A/en
Publication of JP2004093888A publication Critical patent/JP2004093888A/en
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  • Control Of Indicators Other Than Cathode Ray Tubes (AREA)
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To prolong the lifetime of a display surface and to reduce electric power consumption by reducing the discharge impact deteriorating cells. <P>SOLUTION: A lighting rate which is the ratio of the number of the cells to be lighted to the total number of the cells is detected in accordance with the display data to determine the contents of addressing. The setting of the sustaining voltage to be impressed during sustaining to display the corresponding display data is changed according to the detected lighting rate in such a manner that the voltage at the low lighting rate is made lower than the voltage at the greater lighting rate. When the cells to be lighted are a few, the amount of the voltage drop of a power source is relatively small and therefore even if the set value of the sustaining voltage is low, the sustaining voltage is prevented from dropping down to the permissible lower limit or below due to the voltage drop. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、プラズマディスプレイパネル(Plasma Display Panel:PDP)の駆動方法に関する。
【0002】
PDPを備えた大画面テレビジョン受像機が普及しつつある。PDPに対する要望に、さらなる長寿命化と消費電力の低減がある。
【0003】
【従来の技術】
カラー表示に面放電構造をもつAC型PDPが用いられている。ここでいう面放電構造は、セルの発光量を決める表示放電を生じさせるための表示電極を前面基板または背面基板の上に平行に配列する構造であり、カラー表示のための蛍光体に対する放電による衝撃を緩和するのに適している。
【0004】
AC型のPDPでは、表示電極が誘電体で被覆されており、誘電体の帯電により生じる壁電圧を利用して表示放電を生じさせる駆動方法が適用される。表示に際しては、表示面を構成するセルのうちの表示データが示す点灯すべきセルに適度の壁電圧を生じさせるアドレッシングを行い、その後に全てのセルに一斉に交番極性の維持電圧Vsを印加して点灯すべきセルで表示すべき明るさに応じた回数の表示放電を起こすサステインを行う。維持電圧Vsは次式を満たす。
【0005】
Vf−Vw<Vs<Vf
Vf:放電開始電圧
Vw:電極間の壁電圧
維持電圧Vsの印加によって、所定値以上の壁電圧が生じているセルのみにおいてセル電圧(電極に印加する電圧と壁電圧の和)が放電開始電圧Vfを越えて表示放電が起こる。表示放電によってセルが発光することを“点灯”という。維持電圧Vsの印加周期は数マイクロ秒程度と短いので、視覚的には発光が連続する。
【0006】
維持電圧Vsは当然に駆動マージン(許容範囲)内の値に設定される。駆動マージンは、放電開始電圧Vfと点灯を維持するのに必要な最低の駆動電圧Vsmin との差で定義される。維持電圧VsをVf以上にすると、アドレッシングで非点灯としたセルでも放電が起こってしまう。維持電圧VsをVsmin未満とすると、点灯状態のセルが消灯状態になってしまう。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
表示面の1画素は発光色がR、G,Bの少なくとも3個のセルで構成され、セルの総数は解像度の3倍である。例えば比較的に低解像度のVGA仕様であっても、表示面は640×480×3個ものセルからなる。したがって、1回のアドレッシングで設定される点灯すべきセルが数万個を超える状況は頻繁に起こる。サステインでは多数のセルでほぼ一斉に表示放電が起こり、電源からPDPへ放電電流が一時期に集中的に流れる。このため、セルに印加する維持電圧Vsが一時的に降下する、いわゆる電圧ドロップが生じる。ドロップ量は点灯すべきセルが多いほど大きい。電圧ドロップを電源の大型化によって解決するのは、表示装置の価格を大幅に上昇させるので現実的でない。
【0008】
PDPのセル間において放電特性に若干のばらつきがあり、放電遅れ時間の比較的に短いセルと長いセルとが存在する。維持電圧の印加に呼応して、先に放電遅れ時間の短いセルで表示放電が起こり、その後に放電遅れ時間の長いセルで起こる。このとき、早い時期の表示放電に伴う電圧ドロップによって、遅い時期の表示放電が起こらないおそれがある。
【0009】
従来では、駆動回路動作の設計における駆動電圧の設定に際して、全てのセルを点灯させる場合に確実に全てのセルで表示放電が起こるように、電圧ドロップを見込んで駆動マージン内の十分に高い電圧が維持電圧として設定され、その設定は固定であった。点灯すべきセルが少ない場合にも多い場合と同様に高い維持電圧が印加されるので、必要以上に電圧が高い分だけ、蛍光体および誘電体が余計に放電衝撃を受け、かつ無駄に電力を消費して発光効率が下がるという問題があった。表示面の焼き付きを抑える上でも、放電衝撃を低減するのが望ましい。
【0010】
本発明は、セルを劣化させる放電衝撃を低減して表示面の長寿命化を図るとともに、消費電力を低減することを目的としている。
【0011】
【課題を解決するための手段】
本発明においては、アドレッシングの内容を決める表示データに基づいて、セルの総数に対する点灯すべきセルの数の割合である点灯率を検出し、検出した点灯率に応じて、該当する表示データを表示するサステインにおいて印加する維持電圧の設定を、点灯率が小さいときは大きいときより低い電圧とするように変更する。
【0012】
点灯すべきセルが少ないときには電源の電圧ドロップ量が比較的に小さいので、維持電圧の設定値が低くても、電圧ドロップによって維持電圧が許容下限より下がることはない。維持電圧を低く設定することで、表示放電に伴う放電衝撃が緩和されるとともに消費電力が小さくなる。
【0013】
維持電圧の設定変更は、点灯率を複数の範囲に区分して区分ごとに異なる設定をする段階的な変更でもよいし、点灯率の値ごとに異なる設定をする連続的な変更でもよい。
【0014】
【発明の実施の形態】
図1は本発明に係る表示装置の構成図、図2は表示電極を駆動するXドライバおよびYドライバの概略構成図である。表示装置100は、カラー表示面を有した面放電AC型のPDP1と、セルの発光を制御するドライブユニット70とから構成されており、壁掛け式テレビジョン受像機、コンピュータシステムのモニターなどとして利用される。
【0015】
PDP1では、表示放電を生じさせるための電極対を構成する表示電極Xと表示電極Yが互いに平行に配置され、これら表示電極X,Yと交差するようにアドレス電極Aが配列されている。表示電極X,Yは画面の行方向(水平方向)に延び、アドレス電極は列方向(垂直方向)に延びている。
【0016】
ドライブユニット70は、コントローラ71、データ変換回路72、電源回路73、状態検出回路74、Xドライバ75、Yドライバ76、およびAドライバ77を有している。ドライブユニット70にはTVチューナ、コンピュータなどの外部装置からR,G,Bの3色の輝度レベルを示すフレームデータDfが各種の同期信号とともに入力される。フレームデータDfはデータ変換回路72の中のフレームメモリに一時的に記憶される。データ変換回路72は、フレームデータDfを階調表示のためのサブフレームデータDsfに変換してAドライバ77へ送る。サブフレームデータDsfは1セル当たり1ビットの表示データの集合であって、その各ビットの値は該当する1つのサブフレームにおけるセルの発光の要否、厳密にはアドレス放電の要否を示す。Aドライバ77は、サブフレームデータDsfに従って、アドレス放電を起こすべきセルを通るアドレス電極Aにアドレスパルスを印加する。なお、電極へのパルスの印加とは、電極を一時的に所定電位にバイアスすることを意味する。コントローラ71は、パルスの印加およびサブフレームデータDsfの転送を制御する。電源回路73は、各ドライバへPDP1の駆動に必要な電力を供給する。
【0017】
状態検出回路74は、フレームごとに“表示負荷率”を検出するとともに、サブフレームごとに本発明に特有の“点灯率”を検出する。表示負荷率は、電力消費の指標であり、1フレームにおけるセルの階調値をGi(0≦Gi≦Gmax)としたときの比率Gi/Gmaxの全放電セルにわたる平均値として定義される。この表示負荷率は、明るい画像を表示するときにサステインパルスの印加を少なくして消費電力および発熱を抑える自動電力制御(Auto Power Control:APC)に用いられる。これに対して点灯率は、サブフレームにおける点灯すべきセル数kのセル総数Kに対する割合(例えば百分率とすれば点灯率=k/K×100)であり、サステインにおける電圧ドロップの指標である。状態検出回路74はサブフレームデータDsfに基づいて点灯すべきセルを示すビットをカウントすることによって点灯率を検出し、検出した点灯率をコントローラ71に通知する。点灯率は、サステインパルスの振幅(つまり維持電圧)の設定変更に用いられる。
【0018】
図2のように、Xドライバ75は、表示電極Xに壁電荷の初期化のためのパルスを印加するリセット回路81、アドレッシングにおいて表示電極Xの電位を制御するためのバイアス回路82、および表示電極Xにサステインパルスを印加するサステイン回路83からなる。Yドライバ76は、表示電極Yに壁電荷の初期化のためのパルスを印加するリセット回路85、アドレッシングにおいて表示電極Yにスキャンパルスを印加するスキャン回路86、および表示電極Yにサステインパルスを印加するサステイン回路87からなる。
【0019】
図3はPDPのセル構造の一例を示す図である。図3ではPDP1のうち、1画素の表示に関わる3つのセルに対応した部分を、内部構造がよくわかるように一対の基板構体10,20を分離させて描いてある。PDP1は一対の基板構体10,20からなる。基板構体とは、ガラス基板上に電極その他の構成要素を設けた構造体を意味する。PDP1では、前面側のガラス基板11の内面に表示電極X,Y、誘電体層17および保護膜18が設けられ、背面側のガラス基板21の内面にアドレス電極A、絶縁層24、隔壁29、および蛍光体層28R,28G,28Bが設けられている。表示電極X,Yは、それぞれが面放電ギャップを形成する透明導電膜41とバス導体としての金属膜42とから構成されている。隔壁29はアドレス電極配列の電極間隙ごとに1つずつ設けられており、これらの隔壁29によって放電空間が行方向に列毎に区画されている。放電空間のうちの各列に対応した列空間31は全ての行に跨がって連続している。蛍光体層28R,28G,28Bは放電ガスが放つ紫外線によって局部的に励起されて発光する。図中の斜体アルファベットR,G,Bは蛍光体の発光色を示す。
【0020】
以下、表示装置100におけるPDP1の駆動方法を説明する。
【0021】
図4はフレーム分割の概念図である。PDP1による表示では、2値の点灯制御によってカラー再現を行うために、入力画像である時系列のフレームFを所定数qのサブフレームSFに分割する。つまり、各フレームFをq個のサブフレームSFの集合に置き換える。これらサブフレームSFに順に例えば20 ,21 ,22 ,…2q−1 の重みを付与して各サブフレームSFの表示放電の回数を設定する。図ではサブフレーム配列が重みの順であるが、他の順序であってもよい。冗長な重み付けを採用して偽輪郭を低減してもよい。このようなフレーム構成に合わせてフレーム転送周期であるフレーム期間Tfをq個のサブフレーム期間Tsfに分割し、各サブフレームSFに1つのサブフレーム期間Tsfを割り当てる。さらに、サブフレーム期間Tsfを、初期化のためのリセット期間TR、アドレッシングのためのアドレス期間TA、およびサステインのための表示期間TSに分ける。リセット期間TRおよびアドレス期間TAの長さが重みに係わらず一定であるのに対し、表示期間TSの長さは重みが大きいほど長い。したがって、サブフレーム期間Tsfの長さも、それに該当するサブフレームSFの重みが大きいほど長い。駆動シーケンスはサブフレームごとに繰り返され、q個のサブフレームSFにおいてリセット期間TR・アドレス期間TA・表示期間TSの順序は共通である。
【0022】
図5は駆動シーケンスの概要を示す電圧波形図である。図において表示電極X,Yの参照符号の添字(1,n)は対応する行の配列順位を示し、アドレス電極Aの参照符号の添字(1,m)は対応する列の配列順位を示す。なお、図示の波形は一例であり、振幅・極性・タイミングを種々変更することができる。
【0023】
各サブフレームSFのリセット期間TRにおいては、全ての表示電極Xに対して負極性のパルスPrx1と正極性のパルスPrx2とを順に印加し、全ての表示電極Yに対して正極性のパルスPry1と負極性のパルスPry2とを順に印加する。パルスPrx1,Prx2,Pry1,Pry2は微小放電が生じる変化率で振幅が漸増するランプ波形パルスである。最初に印加されるパルスPrx1,Pry1は、前サブフレームにおける点灯/非点灯に係わらず全てのセルに同一極性の適当な壁電圧を生じさせるために印加される。適度の壁電荷が存在するセルにパルスPrx2,Pry2を印加することにより、パルスPrx2,Pry2の値に応じて壁電圧を放電開始電圧とパルス振幅との差に相当する値に調整することができる。本例における初期化は、全てのセルについてそれぞれの壁電荷(つまり壁電圧)を設定値にするものである。なお、表示電極X,Yの片方のみパルスを印加して初期化を行うことができるが、図示のように表示電極X,Yの双方に互いに反対極性のパルスを印加することによりドライバ回路素子の低耐圧化を図ることができる。セルに加わる駆動電圧は、表示電極X,Yに印加されるパルスの振幅を加算した合成電圧である。
【0024】
アドレス期間TAにおいては、点灯すべきセルのみに点灯維持に必要な壁電荷を形成する。全ての表示電極Xおよび全ての表示電極Yを所定電位にバイアスした状態で、行選択期間(1行分のスキャン時間)ごとに選択行に対応した1つの表示電極Yに負極性のスキャンパルスPyを印加する。この行選択と同時にアドレス放電を生じさせるべき選択セルに対応したアドレス電極AのみにアドレスパルスPaを印加する。つまり、選択行のm列分のサブフレームデータDsfに基づいてアドレス電極Aの電位を2値制御する。選択セルでは表示電極Yとアドレス電極Aとの間の放電が生じ、それがトリガとなって表示電極間の面放電が生じる。これら一連の放電がアドレス放電である。
【0025】
表示期間TSにおいては、最初に全ての表示電極Yに対して振幅Vsの正極性のサステインパルスPsを印加する。以後、印加対象として表示電極Xと表示電極Yとを交互に入れ替えて、サステインパルスPsを印加する。これにより、XY電極間には極性が交互に入れ替わるサステインパルス列が加わる。サステインパルスの印加によって、所定の壁電荷が残存するセルで面放電が生じる。サステインパルスの印加回数は上述したとおりサブフレームの重みに対応する。
【0026】
以上の駆動シーケンスのうち、本発明に深く係わるのは表示期間TSにおけるサステインパルスPsの印加である。そして、重要なことは、サステインパルスPsの振幅(維持電圧)Vsが固定ではなく、上述の点灯率に応じて変更されることである。以下では、表示電極Xに対するサステインパルスの印加手段であるサステイン回路83(図3参照)の構成および動作を説明する。表示電極Yに対するサステインパルスの印加手段であるサステイン回路87の構成および動作はサステイン回路83と同様であるので、その説明は省略する。
【0027】
図6は本発明に係るサステイン回路の構成図である。サステイン回路83は、振幅Vsの矩形波パルスを出力する機能をもつパルス発生回路831、電極間の静電容量の充放電をLC共振によって高速に行う電力回収回路832、およびサステインパルスPsの振幅を変更するための電圧変更回路833から構成される。パルス発生回路831は一対のスイッチング素子を有したプッシュプル構成のスイッチング回路であり、表示電極Xを電圧変更回路833の出力端子またはGNDに接続する。電圧変更回路833の出力端子とGNDとの間の電位差が維持電圧Vsである。電圧変更回路833に対して、コントローラ71は点灯率に応じた電圧を出力するよう指示を与える。
【0028】
図7は表示期間における駆動電圧の切換えの概念図である。例示では点灯率が、1〜30%、31〜70%、および71〜100%の3つの範囲に区分され、区分ごとに異なる維持電圧VsL , VsM , VsH が決められている。維持電圧VsL , VsM , VsH にはVsL < VsM <VsH の関係がある。これら維持電圧VsL , VsM , Vs  の総称が上述の維持電圧Vsである。維持電圧VsL , VsM , VsH は、電圧ドロップを見込んで、ドロップしたときの駆動電圧が点灯を維持するのに必要な最低の電圧Vsmin よりも低くならないように決められている。駆動電圧が電圧Vsmin よりも高ければ表示に支障はない。
【0029】
点灯率が71〜100%のサブフレームにおけるサステインでは維持電圧Vs  が設定され、点灯率が31〜70%のサブフレームにおけるサステインでは維持電圧VsM が設定され、点灯率が1〜30%のサブフレームにおけるサステインでは維持電圧Vs  が設定される。そして、点灯率が0%のときには、維持電圧Vsが零とされる。維持電圧Vsが低いほど、蛍光体および誘電体が受ける放電衝撃が弱くかつ放電電流が少ないので、セルの劣化防止および発効効率の向上に有利である。また、維持電圧Vsを零として実質的に電圧印加を停止することにより、電極間の静電容量の充放電に伴う無駄な電力消費を無くすことができる。
【0030】
以上の実施形態において、表示放電に伴う維持電圧のドロップを検出し、許容下限より下がらないように維持電圧を調整する機能を組み入れることができる。
【0031】
上述の実施形態においては、単一極性のサステインパルスPsを表示電極X,Yに交互に印加する例を挙げたが、振幅がVs/2の正負のパルスを表示電極X,Yに同時に印加して表示電極間に維持電圧Vsを印加する駆動形態を採用してもよい。表示電極X,Yの配列については、マトリクス表示の行ごとに一対ずつ配列する形態に限らず、行数nに1を加えた本数の表示電極を2行に3本の割合で等間隔に配列する形態であってもよい。配列形態に係わらず本発明を適用することができる。
【0032】
【発明の効果】
請求項1ないし請求項4の発明によれば、セルを劣化させる放電衝撃を低減して表示面の長寿命化を図るとともに、消費電力を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る表示装置の構成図である。
【図2】表示電極を駆動するXドライバおよびYドライバの概略構成図である。
【図3】PDPのセル構造の一例を示す図である。
【図4】フレーム分割の概念図である。
【図5】駆動シーケンスの概要を示す電圧波形図である。
【図6】本発明に係るサステイン回路の構成図である。
【図7】表示期間における駆動電圧の切換えの概念図である。
【符号の説明】
Dsf サブフレームデータ(表示データ)
Vs,VsL , VsM , VsH  維持電圧
1 PDP(プラズマディスプレイパネル)
70 ドライブユニット(駆動装置)
74 状態検出回路(点灯率検出回路)
71 コントローラ
[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a method for driving a plasma display panel (PDP).
[0002]
Large-screen television receivers equipped with a PDP are becoming widespread. The demands for PDPs include longer life and lower power consumption.
[0003]
[Prior art]
An AC PDP having a surface discharge structure for color display is used. The surface discharge structure referred to here is a structure in which display electrodes for generating a display discharge that determines the amount of light emitted from a cell are arranged in parallel on a front substrate or a rear substrate, and are formed by discharge to a phosphor for color display. Suitable for reducing impact.
[0004]
In an AC type PDP, a display electrode is covered with a dielectric, and a driving method of generating a display discharge using a wall voltage generated by charging of the dielectric is applied. At the time of display, addressing for generating an appropriate wall voltage is performed on the cells to be lit indicated by the display data among the cells constituting the display surface, and then the alternating voltage sustain voltage Vs is applied to all the cells simultaneously. To perform display discharge of the number of times corresponding to the brightness to be displayed in the cell to be lit. The sustain voltage Vs satisfies the following equation.
[0005]
Vf−Vw <Vs <Vf
Vf: Discharge starting voltage Vw: Cell voltage (sum of voltage applied to electrode and wall voltage) is changed to discharge starting voltage only in cells where a wall voltage of a predetermined value or more is generated by application of wall voltage maintaining voltage Vs between electrodes. A display discharge occurs beyond Vf. The light emission of the cell due to the display discharge is called “lighting”. Since the application cycle of the sustain voltage Vs is as short as about several microseconds, light emission visually continues.
[0006]
The sustain voltage Vs is naturally set to a value within the drive margin (permissible range). The drive margin is defined by the difference between the discharge start voltage Vf and the minimum drive voltage Vs min required to maintain lighting. When the sustain voltage Vs is set to Vf or more, discharge occurs even in a cell which is turned off by addressing. If the sustain voltage Vs is less than Vs min , the cell in the lighting state is turned off.
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
One pixel on the display surface is composed of at least three cells having emission colors of R, G, and B, and the total number of cells is three times the resolution. For example, even in the case of the VGA specification having a relatively low resolution, the display surface includes 640 × 480 × 3 cells. Therefore, a situation that frequently exceeds tens of thousands of cells to be set by one addressing frequently occurs. In sustain, display discharge occurs almost simultaneously in a large number of cells, and a discharge current intensively flows from the power supply to the PDP at one time. This causes a so-called voltage drop in which the sustain voltage Vs applied to the cell temporarily drops. The drop amount increases as the number of cells to be lit increases. It is not practical to solve the voltage drop by increasing the size of the power supply, because it significantly increases the price of the display device.
[0008]
There are slight variations in discharge characteristics between cells of the PDP, and there are cells having relatively short discharge delay times and cells having long discharge delay times. In response to the application of the sustain voltage, display discharge occurs first in a cell having a short discharge delay time, and thereafter occurs in a cell having a long discharge delay time. At this time, there is a possibility that a display discharge at a later time does not occur due to a voltage drop accompanying an earlier display discharge.
[0009]
Conventionally, when setting the drive voltage in the design of the drive circuit operation, a sufficiently high voltage within the drive margin is set in consideration of the voltage drop so that display discharge occurs in all cells when all the cells are turned on. It was set as a maintenance voltage and the setting was fixed. When the number of cells to be lit is small, a high sustaining voltage is applied in the same manner as when the number of cells to be lit is large, so that the excessively high voltage causes the phosphor and the dielectric to be subjected to an extra discharge shock and wasteful power consumption. There is a problem that the luminous efficiency decreases due to consumption. It is also desirable to reduce discharge shock in order to suppress image sticking on the display surface.
[0010]
It is an object of the present invention to reduce the discharge impact that deteriorates the cell, extend the life of the display surface, and reduce power consumption.
[0011]
[Means for Solving the Problems]
In the present invention, based on display data that determines the content of addressing, a lighting rate that is a ratio of the number of cells to be lit to the total number of cells is detected, and the corresponding display data is displayed according to the detected lighting rate. The setting of the sustaining voltage applied in the sustaining is changed so that the voltage is lower when the lighting rate is low than when the lighting rate is high.
[0012]
When the number of cells to be lit is small, the voltage drop amount of the power supply is relatively small. Therefore, even if the set value of the sustain voltage is low, the sustain voltage does not fall below the allowable lower limit due to the voltage drop. By setting the sustain voltage low, the discharge impact caused by the display discharge is reduced and the power consumption is reduced.
[0013]
The setting change of the maintenance voltage may be a stepwise change in which the lighting rate is divided into a plurality of ranges and different settings are made for each section, or a continuous change in which different settings are made for each value of the lighting rate.
[0014]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
FIG. 1 is a configuration diagram of a display device according to the present invention, and FIG. 2 is a schematic configuration diagram of an X driver and a Y driver for driving display electrodes. The display device 100 includes a surface-discharge AC type PDP 1 having a color display surface and a drive unit 70 for controlling light emission of cells, and is used as a wall-mounted television receiver, a monitor of a computer system, or the like. .
[0015]
In the PDP 1, a display electrode X and a display electrode Y forming an electrode pair for generating a display discharge are arranged in parallel with each other, and address electrodes A are arranged so as to intersect the display electrodes X and Y. The display electrodes X and Y extend in the row direction (horizontal direction) of the screen, and the address electrodes extend in the column direction (vertical direction).
[0016]
The drive unit 70 has a controller 71, a data conversion circuit 72, a power supply circuit 73, a state detection circuit 74, an X driver 75, a Y driver 76, and an A driver 77. Frame data Df indicating the luminance levels of the three colors R, G, and B are input to the drive unit 70 from external devices such as a TV tuner and a computer together with various synchronization signals. The frame data Df is temporarily stored in a frame memory in the data conversion circuit 72. The data conversion circuit 72 converts the frame data Df into sub-frame data Dsf for gradation display and sends the sub-frame data Dsf to the A driver 77. The sub-frame data Dsf is a set of 1-bit display data per cell, and the value of each bit indicates whether or not light emission of the cell in the corresponding one sub-frame is necessary, or strictly, whether or not address discharge is required. The A driver 77 applies an address pulse to an address electrode A passing through a cell where an address discharge is to be caused according to the subframe data Dsf. Note that applying a pulse to an electrode means temporarily biasing the electrode to a predetermined potential. The controller 71 controls the application of the pulse and the transfer of the subframe data Dsf. The power supply circuit 73 supplies power required for driving the PDP 1 to each driver.
[0017]
The state detection circuit 74 detects the “display load ratio” for each frame and the “lighting ratio” specific to the present invention for each subframe. The display load factor is an index of power consumption, and is defined as an average value over the entire discharge cells of the ratio Gi / Gmax when the gradation value of a cell in one frame is Gi (0 ≦ Gi ≦ Gmax). This display load factor is used for automatic power control (Auto Power Control: APC) that suppresses power consumption and heat generation by reducing the application of a sustain pulse when displaying a bright image. On the other hand, the lighting rate is a ratio of the number k of cells to be lit in the subframe to the total number of cells K (for example, lighting rate = k / K × 100 in percentage), and is an index of voltage drop in sustain. The state detection circuit 74 detects a lighting rate by counting bits indicating cells to be turned on based on the subframe data Dsf, and notifies the controller 71 of the detected lighting rate. The lighting rate is used for changing the setting of the amplitude of the sustain pulse (that is, the sustain voltage).
[0018]
As shown in FIG. 2, the X driver 75 includes a reset circuit 81 for applying a pulse for initializing wall charges to the display electrode X, a bias circuit 82 for controlling the potential of the display electrode X in addressing, and a display electrode X. The sustain circuit 83 applies a sustain pulse to X. The Y driver 76 applies a reset circuit 85 for applying a pulse for initializing wall charges to the display electrode Y, a scan circuit 86 for applying a scan pulse to the display electrode Y in addressing, and applies a sustain pulse to the display electrode Y. It comprises a sustain circuit 87.
[0019]
FIG. 3 is a diagram showing an example of the cell structure of the PDP. In FIG. 3, a portion corresponding to three cells related to the display of one pixel in the PDP 1 is illustrated by separating the pair of substrate structures 10 and 20 so that the internal structure can be clearly understood. The PDP 1 includes a pair of substrate structures 10 and 20. The substrate structure means a structure in which electrodes and other components are provided on a glass substrate. In the PDP 1, display electrodes X and Y, a dielectric layer 17 and a protective film 18 are provided on the inner surface of a glass substrate 11 on the front side, and address electrodes A, an insulating layer 24, partition walls 29, And phosphor layers 28R, 28G, 28B. Each of the display electrodes X and Y is composed of a transparent conductive film 41 forming a surface discharge gap and a metal film 42 as a bus conductor. The partition walls 29 are provided one for each electrode gap of the address electrode array, and the discharge spaces are partitioned by the partition walls 29 in the row direction for each column. The column space 31 corresponding to each column in the discharge space is continuous over all the rows. The phosphor layers 28R, 28G and 28B are locally excited by ultraviolet rays emitted by the discharge gas to emit light. Italic alphabets R, G, and B in the figure indicate the emission colors of the phosphor.
[0020]
Hereinafter, a method of driving the PDP 1 in the display device 100 will be described.
[0021]
FIG. 4 is a conceptual diagram of frame division. In the display by the PDP 1, a time-series frame F which is an input image is divided into a predetermined number q of sub-frames SF in order to perform color reproduction by binary lighting control. That is, each frame F is replaced with a set of q subframes SF. A weight of, for example, 2 0 , 2 1 , 2 2 ,... 2 q−1 is assigned to these sub-frames SF in order to set the number of display discharges of each sub-frame SF. In the figure, the subframe arrangement is in the order of the weight, but may be in another order. Redundant weighting may be employed to reduce false contours. In accordance with such a frame configuration, the frame period Tf, which is a frame transfer cycle, is divided into q subframe periods Tsf, and one subframe period Tsf is assigned to each subframe SF. Further, the subframe period Tsf is divided into a reset period TR for initialization, an address period TA for addressing, and a display period TS for sustain. While the lengths of the reset period TR and the address period TA are constant regardless of the weight, the length of the display period TS increases as the weight increases. Therefore, the length of the subframe period Tsf is also longer as the weight of the corresponding subframe SF is larger. The driving sequence is repeated for each subframe, and the order of the reset period TR, the address period TA, and the display period TS is common in the q subframes SF.
[0022]
FIG. 5 is a voltage waveform diagram showing an outline of the driving sequence. In the figure, the suffixes (1, n) of the reference signs of the display electrodes X and Y indicate the arrangement order of the corresponding rows, and the suffixes (1, m) of the reference signs of the address electrodes A indicate the arrangement order of the corresponding columns. The illustrated waveform is an example, and the amplitude, polarity, and timing can be variously changed.
[0023]
In the reset period TR of each sub-frame SF, a negative pulse Prx1 and a positive pulse Prx2 are sequentially applied to all display electrodes X, and a positive pulse Pry1 is applied to all display electrodes Y. A negative pulse Pry2 is applied in order. The pulses Prx1, Prx2, Pry1, and Pry2 are ramp waveform pulses whose amplitude gradually increases at a change rate at which a minute discharge occurs. The first applied pulses Prx1 and Pry1 are applied to generate appropriate wall voltages of the same polarity in all cells regardless of lighting / non-lighting in the previous subframe. By applying the pulses Prx2 and Pry2 to the cell having an appropriate wall charge, the wall voltage can be adjusted to a value corresponding to the difference between the discharge start voltage and the pulse amplitude according to the values of the pulses Prx2 and Pry2. . The initialization in this example is to set the wall charges (that is, wall voltages) of all cells to set values. The initialization can be performed by applying a pulse to only one of the display electrodes X and Y, but by applying pulses of opposite polarities to both the display electrodes X and Y as shown in the figure, the driver circuit element can be initialized. Low withstand voltage can be achieved. The drive voltage applied to the cell is a combined voltage obtained by adding the amplitudes of the pulses applied to the display electrodes X and Y.
[0024]
In the address period TA, wall charges necessary for maintaining lighting are formed only in cells to be turned on. In a state where all display electrodes X and all display electrodes Y are biased to a predetermined potential, a scan pulse Py of a negative polarity is applied to one display electrode Y corresponding to the selected row in each row selection period (scan time for one row). Is applied. At the same time as this row selection, an address pulse Pa is applied only to an address electrode A corresponding to a selected cell in which an address discharge is to be generated. That is, the potential of the address electrode A is binary-controlled based on the subframe data Dsf for m columns of the selected row. In the selected cell, a discharge occurs between the display electrode Y and the address electrode A, which triggers a surface discharge between the display electrodes. These series of discharges are address discharges.
[0025]
In the display period TS, first, a positive sustain pulse Ps having an amplitude Vs is applied to all the display electrodes Y. Thereafter, the display electrode X and the display electrode Y are alternately switched as application targets, and the sustain pulse Ps is applied. Thus, a sustain pulse train whose polarity is alternately applied is applied between the XY electrodes. By the application of the sustain pulse, surface discharge occurs in a cell in which a predetermined wall charge remains. The number of times the sustain pulse is applied corresponds to the weight of the subframe as described above.
[0026]
Among the above driving sequences, the application of the sustain pulse Ps in the display period TS is deeply related to the present invention. What is important is that the amplitude (sustain voltage) Vs of the sustain pulse Ps is not fixed, but is changed according to the above-mentioned lighting rate. Hereinafter, the configuration and operation of a sustain circuit 83 (see FIG. 3), which is a means for applying a sustain pulse to the display electrode X, will be described. The configuration and operation of the sustain circuit 87, which is a means for applying a sustain pulse to the display electrode Y, are the same as those of the sustain circuit 83, and a description thereof will be omitted.
[0027]
FIG. 6 is a configuration diagram of a sustain circuit according to the present invention. The sustain circuit 83 includes a pulse generation circuit 831 having a function of outputting a rectangular wave pulse having an amplitude Vs, a power recovery circuit 832 for performing high-speed charging and discharging of electrostatic capacity between electrodes by LC resonance, and an amplitude of the sustain pulse Ps. It comprises a voltage change circuit 833 for changing. The pulse generation circuit 831 is a switching circuit having a push-pull configuration having a pair of switching elements, and connects the display electrode X to an output terminal of the voltage changing circuit 833 or GND. The potential difference between the output terminal of the voltage change circuit 833 and GND is the sustain voltage Vs. The controller 71 instructs the voltage changing circuit 833 to output a voltage corresponding to the lighting rate.
[0028]
FIG. 7 is a conceptual diagram of switching of the driving voltage during the display period. Lighting rate is exemplified, 1% to 30%, is divided into three ranges of 31-70%, and 71-100%, the sustain voltage Vs L different for each category, Vs M, Vs H are determined. Relationship of the sustain voltage Vs L, Vs M, the Vs H Vs L <Vs M < Vs H. These sustain voltage Vs L, Vs M, Vs H   Is the above-mentioned sustain voltage Vs. The maintenance voltages Vs L , Vs M , and Vs H are determined so that the drive voltage at the time of the drop does not become lower than the minimum voltage Vs min required to maintain the lighting in consideration of the voltage drop. If the driving voltage is higher than the voltage Vs min , there is no problem in displaying.
[0029]
In the sustain in the sub-frame in which the lighting rate is 71 to 100%, the sustain voltage Vs H   There is set, the sustain in the lighting rate is 31 to 70% of the sub-frame is set sustain voltage Vs M is maintained lighting rate is the sustain in 1% to 30% of the sub-frame voltage Vs L   Is set. When the lighting rate is 0%, the maintenance voltage Vs is set to zero. The lower the sustaining voltage Vs, the smaller the discharge shock and the smaller the discharge current that the phosphor and the dielectric receive. This is advantageous for preventing cell deterioration and improving the activation efficiency. Further, by substantially stopping the voltage application by setting the sustain voltage Vs to zero, it is possible to eliminate unnecessary power consumption due to charging and discharging of the capacitance between the electrodes.
[0030]
In the above embodiment, a function of detecting a drop of the sustain voltage due to the display discharge and adjusting the sustain voltage so as not to fall below the allowable lower limit can be incorporated.
[0031]
In the above-described embodiment, an example has been described in which sustain pulses Ps having a single polarity are alternately applied to the display electrodes X and Y. However, positive and negative pulses having an amplitude of Vs / 2 are simultaneously applied to the display electrodes X and Y. Drive voltage may be applied between the display electrodes. The arrangement of the display electrodes X and Y is not limited to the arrangement in which one pair is arranged for each row of the matrix display, and the number of display electrodes obtained by adding 1 to the number n of rows is arranged at equal intervals at a ratio of 3 in 2 rows. It may be in a form to perform. The present invention can be applied regardless of the arrangement form.
[0032]
【The invention's effect】
According to the first to fourth aspects of the present invention, it is possible to reduce the discharge impact that deteriorates the cell, extend the life of the display surface, and reduce the power consumption.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a configuration diagram of a display device according to the present invention.
FIG. 2 is a schematic configuration diagram of an X driver and a Y driver for driving display electrodes.
FIG. 3 is a diagram illustrating an example of a cell structure of a PDP.
FIG. 4 is a conceptual diagram of frame division.
FIG. 5 is a voltage waveform diagram showing an outline of a driving sequence.
FIG. 6 is a configuration diagram of a sustain circuit according to the present invention.
FIG. 7 is a conceptual diagram illustrating switching of a driving voltage during a display period.
[Explanation of symbols]
Dsf subframe data (display data)
Vs, Vs L, Vs M, Vs H sustain voltage 1 PDP (plasma display panel)
70 Drive unit (drive device)
74 State detection circuit (lighting rate detection circuit)
71 Controller

Claims (4)

表示面を構成するセルのうちの表示データが示す点灯すべきセルに壁電圧を生じさせるアドレッシングを行い、その後に全てのセルに一斉に維持電圧を印加して前記点灯すべきセルで表示すべき明るさに応じた回数の表示放電を起こすサステインを行うプラズマディスプレイパネルの駆動方法であって、
アドレッシングの内容を決める表示データに基づいて、セルの総数に対する点灯すべきセルの数の割合である点灯率を検出し、
検出した点灯率に応じて、該当する表示データを表示するサステインにおいて印加する維持電圧の設定を、当該点灯率が小さいときは大きいときより低い電圧とするように変更する
ことを特徴とするプラズマディスプレイパネルの駆動方法。
Addressing is performed to generate a wall voltage in the cells to be lit indicated by the display data among the cells constituting the display surface, and thereafter, a sustain voltage is applied to all the cells at once to perform display in the cells to be lit. A driving method of a plasma display panel for performing a sustain that causes a display discharge a number of times according to the brightness,
Based on the display data that determines the content of the addressing, a lighting rate that is a ratio of the number of cells to be lit to the total number of cells is detected,
According to the detected lighting rate, the setting of the sustain voltage applied in the sustain for displaying the corresponding display data is changed so that the voltage is lower when the lighting rate is low than when the lighting rate is high. Panel driving method.
維持電圧を、表示放電に伴う電源出力の低下を見込んだ許容範囲内の電圧とする
請求項1記載のプラズマディスプレイパネルの駆動方法。
2. The method of driving a plasma display panel according to claim 1, wherein the sustain voltage is set to a voltage within an allowable range in consideration of a decrease in power supply output due to display discharge.
検出した点灯率が零のときは、維持電圧の値を零とする
請求項1記載のプラズマディスプレイパネルの駆動方法。
2. The driving method of a plasma display panel according to claim 1, wherein when the detected lighting rate is zero, the value of the sustain voltage is set to zero.
表示面を構成するセルのうちの表示データが示す点灯すべきセルに壁電圧を生じさせるアドレッシングを行い、その後に全てのセルに一斉に維持電圧を印加して前記点灯すべきセルで表示すべき明るさに応じた回数の表示放電を起こすサステインを行うプラズマディスプレイパネルの駆動装置であって、
アドレッシングの内容を決める表示データに基づいて、セルの総数に対する点灯すべきセルの数の割合である点灯率を検出する点灯率検出回路と、
検出された点灯率に応じて、該当する表示データを表示するサステインにおいて印加する維持電圧の設定を、当該点灯率が小さいときは大きいときより低い電圧とするように変更するコントローラとを有する
ことを特徴とするプラズマディスプレイパネルの駆動装置。
Addressing is performed to generate a wall voltage in the cells to be lit indicated by the display data among the cells constituting the display surface, and thereafter, a sustain voltage is applied to all the cells at once to perform display in the cells to be lit. A driving device for a plasma display panel that performs sustaining to cause display discharge of a number of times according to brightness,
A lighting rate detection circuit that detects a lighting rate, which is a ratio of the number of cells to be lit to the total number of cells, based on display data that determines the content of addressing;
A controller that changes the setting of the sustain voltage applied in the sustain for displaying the corresponding display data according to the detected lighting rate so that the voltage is lower when the lighting rate is low than when the lighting rate is high. Characteristic plasma display panel driving device.
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