JP2004198776A - プラズマディスプレイ装置の駆動方法 - Google Patents

Abstract

【課題】書込み動作の前の壁電荷状態を安定にし、予期しない不灯セルや輝点セルの発生を防止して、映像の品位を高めることを目的とする。
【解決手段】全てのセルを点灯状態となるように初期化して、どこか一つのサブフィールドにおいて消去放電を行い、その消去放電が行われるまでの維持期間のみ維持発光を行う駆動方法において、維持期間２３の最後において壁電荷状態が非常に不安定な自己消去放電を用いずに壁電荷調整期間２４を設け、走査電極およびデータ電極上の壁電荷を減少させる方向へ印加電圧が徐々に変化する壁電荷調整波形を印加する。
【選択図】 図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、大画面で、薄型、軽量のディスプレイ装置として知られているプラズマディスプレイ装置の駆動方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来のプラズマディスプレイ装置の駆動方法に関して、図６〜図１０を用いて説明する。
【０００３】
従来のＡＣ型プラズマディスプレイパネル（以下、パネルという）の一部斜視図を図９に示す。図９に示すように、ガラス基板からなる透明な前面側の基板１上には、走査電極４と維持電極５とで対をなすストライプ状の表示電極が複数対形成され、この走査電極４および維持電極５は、それぞれ透明電極４ａ、５ａおよびこの透明電極４ａ、５ａに電気的に接続された銀等の母線４ｂ、５ｂとから構成されている。また、前記前面側の基板１には、前記複数対の電極群を覆うように誘電体層２が形成され、その誘電体層２上には保護膜３が形成されている。
【０００４】
一方、ガラス基板からなる背面側の基板６上には絶縁体層７で覆われたデータ電極８が形成され、データ電極８の間の絶縁体層７上にデータ電極８と平行して隔壁９が設けられている。また、絶縁体層７の表面からと隔壁９の側面にかけて蛍光体１０が設けられ、走査電極４および維持電極５とデータ電極８とが直交するように基板１と基板６とを放電空間１１を挟んで対向させて配置している。放電空間１１には、放電ガスとして、ヘリウム、ネオン、アルゴン、キセノンの内少なくとも１種類の希ガスが封入されており、隣接する二つの隔壁９に挟まれ、データ電極８と対向する対をなす走査電極４と維持電極５との交差部の放電空間には放電セル１２が構成されている。
【０００５】
次に、上記パネル本体の動作について説明すると、このパネル本体の電極配列は、図１０に示すように、Ｎ行×Ｍ列の放電セルからなるマトリックス構成であり、行方向にはＮ行の走査電極ＳＣＮ１〜ＳＣＮｎおよび維持電極ＳＵＳ１〜ＳＵＳｎが配列され、列方向にはＭ列のデータ電極Ｄ１〜Ｄｍが配列されている。
【０００６】
プラズマディスプレイの発光を考えるにあたり、非常に重要になってくるのが、壁電荷という概念である。プラズマディスプレイの各電極間には、ある一定の電圧（Ｖｆ）以上の電圧をかけることはできず、もしこのＶｆ以上の電圧が電極間にかかれば、放電を開始してしまう。この放電によって、各電極に蓄えられるのが壁電荷である。電極間電圧Ｖｃは、外部印加電圧Ｖａと壁電荷Ｖｗとによって表現され、
Ｖｃ＝Ｖａ＋Ｖｗ、Ｖｃ＞Ｖｆで放電開始
となる。この放電には大きく２種類あり、一つは、急激に外部印加電圧Ｖａが変化して、電極間電圧ＶｃがＶｆを越えてしまうことによって発生する強放電であり、セルの電位状態を中和するように各電極に壁電荷がたまる。もう一つは、徐々に外部印加電圧Ｖａが変化することによって、徐々に電極間電圧ＶｃがＶｆを越えることによって発生する弱放電である。この弱放電では、電極間電圧ＶｃがＶｆの状態を保ったまま、壁電荷Ｖｗがたまっていく。
【０００７】
ここで、このパネル本体を用いたＡＣ型プラズマディスプレイ装置の駆動方法の一例は、例えば特許文献１に示されている。次に、駆動方法の一例について、図６を用いて説明する。
【０００８】
初期化期間２１では、走査電極４に印加する正の徐々に変化する電圧波形Ｖｓｅｔ１と、維持電極５に印加される負の徐々に変化する電圧波形Ｖｓｅｔ２とにより、弱放電が発生し、走査電極に負の壁電荷が蓄積し、維持電極５には正の壁電荷が蓄積される。次に維持電極５に電圧がＧＮＤレベルまで上がった後、走査電極４をＧＮＤへ、維持電極５をＶｓｕｓへ偏移させる。この時、走査電極４の負の壁電荷と、維持電極５の正の壁電荷によって、強放電を発生させ、走査電極４には正、維持電極５には負の壁電荷が蓄積され、セル内の電界強度が０になった時点で放電が終了する。さらに、維持電極５の印加電圧がＧＮＤへ、走査電極４の電圧が維持電圧Ｖｓｕｓまで上昇すると、すでに蓄えられていた壁電荷とともに強放電を起こし、壁電荷が反転する。つまり、走査電極４に先ほどとは逆の負の壁電荷を、維持電極５に正の壁電荷を蓄積する。
【０００９】
ここで、セル内の電圧は強放電が発生すると、これを中和するように壁電荷を蓄積して放電動作を終了するため、データ電極８も放電の影響を受け、ＶｓｕｓとＧＮＤレベルの中間的な電圧の壁電荷が蓄積される。これにより、次に走査電極４をＧＮＤへ落とし、書込み放電が発生しないときには、維持期間において、維持電極５をＶｓｕｓまで上げることにより、再び壁電荷を反転させることができ、維持動作が可能となる。つまり、初期化期間２１により、全セルを点灯状態にすることができる。
【００１０】
書込み期間２２では、全ての維持電極５をＧＮＤに保持し、第１行目の表示する放電セルに対応する所定のデータ電極Ｄ１〜Ｄｍに正の書込みパルス電圧＋Ｖｄを、第１行目の走査電極ＳＣＮ１に負の走査パルス電圧−Ｖｓｃをそれぞれに印加すると、所定のデータ電極Ｄ１〜Ｄｍと第１行目の走査電極ＳＣＮ１との交点部において、書込み放電が起こる。次に、第２行目の表示する放電セルに対応する所定のデータ電極Ｄ１〜Ｄｍに正の書込みパルス電圧＋Ｖｄを、第２行目の走査電極ＳＣＮ２に負の走査パルス電圧−Ｖｓｃをそれぞれに印加すると、所定のデータ電極Ｄ１〜Ｄｍと第２行目の走査電極ＳＣＮ２との交点部において書込み放電が起こる。
【００１１】
上記同様の動作が順次に行われて、最後に第Ｍ列目の表示する放電セルに対応する所定のデータ電極Ｄ１〜Ｄｍに正の書込みパルス電圧＋Ｖｄを、第Ｎ行目の走査電極ＳＣＮｎに負の走査パルス電圧−Ｖｓｃをそれぞれに印加すると、所定のデータ電極Ｄ１〜Ｄｍと第Ｎ行目の走査電極ＳＣＮｎとの交点部において書込み放電が起こる。この放電は、負の壁電荷を持つ走査電極に負の電圧を加え、正の壁電荷を持つデータ電極に正の電圧を加えることで放電を起こし、放電後にはセル内の壁電荷は、ほぼ消滅する。ここで、走査パネル電圧Ｖｓｃは、ＧＮＤレベルよりアドレス電圧Ｖａｄだけ嵩上げされている。これは、もし、Ｖａｄが０であれば、後に説明する自己消去放電で走査電極４とデータ電極８上の壁電荷が減少するために、書込み放電が発生しづらくなり、逆にＶａｄ＝Ｖｓｃｎだと書込み動作をしない状態でも走査パネルを印加することにより、書込みを行ってしまうため、書込み放電をスムーズに行うことをできるようにするためである。
【００１２】
次の維持期間２３では、書込み動作がなかったセルに対しては、走査電極４に負、維持電極５に正の壁電荷がたまっているため、走査電極４をＧＮＤに、維持電極５にＶｓｕｓを加えることにより放電し、走査電極４に正、維持電極５に負の壁電荷がたまる。次にそれぞれの電圧に逆の電圧を加えることにより、逆の壁電荷がたまり、これを反復して行くことにより、放電が持続する。維持期間の最後は、走査電極４をＶｓｕｓにして、負の壁電荷を蓄積して終了する。これは、初期化期間と同じことであり、次の維持期間において、書込み放電を発生しない場合には、放電を持続させることができる。一方、書込み放電を行った場合には、壁電荷がほとんどなくなってしまうために、維持動作ができなくなる。
【００１３】
例えば、図７に示すような１フィールドを８サブフィールドに分割した場合には、第一サブフィールドは、初期化期間２１と書込み期間２２と維持期間２３でなり、後の２から８のサブフィールドは書込み期間２２と維持期間２３のみで構成される。はじめの初期化期間で全セルを点灯状態とし、書込み放電が起こるまでは、維持期間での放電を持続させ、書込み期間で書き込まれたセルは以降点灯しない。よって、図７の表に示すとおり、全く維持発光しない場合を含めて全部で９階調を表現することが可能となる。なお、図中の○は、維持発光をするサブフィールド、×は書込み放電をするサブフィールドである。
【００１４】
次に初期化期間および維持期間の最後の工程である走査電極４に印加する電圧の立ち下がり部分について説明する。この部分の直前（図６中のＡ点）の壁電荷状態を図８（ａ）に示す。図に示すように、走査電極４の立ち上がり放電が発生しているため、走査電極４に負、維持電極５に正の壁電荷が蓄積している。ここで、走査電極４の電圧をＧＮＤに落としても、走査電極４と維持電極５間の電位差は、放電開始電圧Ｖｆには到達しない。
【００１５】
一方、データ電極８には、前記したようにＶｓｕｓの約半分の電圧の壁電荷が蓄積しており、データ電極８と走査電極３との間の放電開始電圧は比較的小さいため、データ電極上の正の壁電荷と走査電極上の負の壁電荷で微弱な放電が発生する。これを以下、自己消去放電と呼ぶ。その結果、それぞれの電極上の壁電荷が微妙に削られ、次の書込み工程をスムーズに行うことが可能となる。つまり、図８（ｂ）（図６中のＢ点）のように図８（ａ）と比べると、若干データ電極８の壁電荷と走査電極４の壁電荷が削られている。
【００１６】
このときにもし、微弱な自己消去放電が発生しないときには、図８（ｃ）（図６中のＣ点）のようにデータ電極８に印加する正の書込みパルスがなくても、走査電極４に印加する負の走査パルスで書込み放電が発生してしまい（誤書込み）、以降不灯セルとなってしまう。逆にこのときに比較的大きな自己消去放電を伴ってしまった場合には、図８（ｄ）（図６中のＣ点）に示すように、データ電極８と走査電極４の壁電荷が必要以上に削られ、書込み放電が発生しなくなる（書込みミス）。このとき、書込み放電は発生しないが、維持電極５と走査電極４との放電には十分な壁電荷が残っているため、維持放電は継続して行われ、輝点セルとなってしまう。
【００１７】
【特許文献１】
特開２０００−２２７７７８号公報
【００１８】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、このようなプラズマディスプレイ装置の駆動方法においては、自己消去放電は、前記した強放電でも、徐々に変化する電圧波形による弱放電でもなく、中途半端な微弱放電を前提とするため、電圧の制御が難しく、少しのばらつきで輝点を発生したり、不灯を発生したりしていた。そのため、パネル間のばらつきだけでなく、パネル面内においても輝点や不灯を発生させ、動作電圧範囲を著しく減少させており、最終的にはパネルの製造歩留まりを低下させてしまうという課題があった。
【００１９】
本発明はこのような課題を解決し、パネルの面内ばらつきを吸収し、製造歩留まりを向上させることを目的とするものである。
【００２０】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために本発明のプラズマディスプレイ装置の駆動方法は、一つのフィールドを複数のサブフィールドに分割し、そのうちの複数の連続したサブフィールドをサブフィールド群と定義すると、そのサブフィールド群の先頭部分において、パネル本体の全てのセルを点灯状態にする初期化期間と、そのサブフィールド群中のサブフィールド毎にセルを選択的に消去放電する書込み期間と、消去放電を行っていないセルに対してのみ維持放電を行う維持期間とを有し、前記サブフィールド群の初期化期間の維持発光期間を含むあるサブフィールドの維持期間と次のサブフィールドの書込み期間との間に壁電荷調整期間を設けたものである。これにより、不安定な自己消去放電ではなく、積極的に壁電荷調整を行うことにより、不灯となる誤書込みおよび輝点となる書込みミスを防止することが可能となる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
すなわち、本発明の請求項１記載の発明は、少なくとも前面側が透明な一対の基板を基板間に放電空間が形成されるように対向配置するとともに前記放電空間を複数に仕切るための隔壁を少なくとも一方の基板に配置し、かつ前記隔壁により仕切られた放電空間で放電が発生するように基板に電極群を配置するとともに放電により発光する蛍光体層を設けたパネル本体を有するプラズマディスプレイ装置の駆動方法であって、一つのフィールドを複数のサブフィールドに分割し、そのうちの複数の連続したサブフィールドをサブフィールド群と定義すると、そのサブフィールド群の先頭部分において、パネル本体の全てのセルを点灯状態にする初期化期間と、そのサブフィールド群中のサブフィールド毎にセルを選択的に消去放電する書込み期間と、消去放電を行っていないセルに対してのみ維持放電を行う維持期間とを有し、前記サブフィールド群の初期化期間の維持発光期間を含むあるサブフィールドの維持期間と次のサブフィールドの書込み期間との間に壁電荷調整期間を設けたことを特徴とするプラズマディスプレイ装置の駆動方法である。
【００２２】
また、本発明の請求項２記載の発明は、請求項１において、壁電荷調整期間は、走査電極に緩やかに電圧が変化する壁電荷調整波形を、走査電極とデータ電極に蓄えられた壁電荷のうち、互いの壁電荷量を減少させる方向へ印加することを特徴とする。
【００２３】
また、本発明の請求項３記載の発明は、請求項２において、壁電荷調整波形の傾きは、１０Ｖ／μｓ以上であることを特徴とする。
【００２４】
本発明の一実施の形態によるプラズマディスプレイ装置の駆動方法について、図１〜図５を用いて説明する。
【００２５】
まず図１において、初期化期間２１と書込み期間２２、維持期間２３は、図６の例と同様な動作を行う期間であり、異なる点は、初期化期間２１および維持期間２３の後ろに壁電荷調整期間２４を設けている点である。書込み工程をスムーズに行うためには、走査電極４を印加した状態でデータ電極８との電位差がＶｆ状態にあることが望ましい。この上で、書込みパルスがデータ電極８に印加された場合には、書込み放電を行い、印加されなかった場合には、何も起こらない。しかしながら、従来の自己消去波形の場合には、セル間のばらつきにより、あるセルは正常なＶｆ状態にあるが、あるセルは走査パルスを印加した時点でＶｆ電圧を超え、放電をしてしまう。つまり不灯セルとなる。また、あるセルは、書込みパルスを印加してもＶｆを超えずに放電せず、輝点セルとなってしまう。これを解決するためには、書込み期間における各セル内において、走査パルスを印加した状態での走査電極４と書込みパルスを印加していないデータ電極８との電位差がＶｆ状態にばらつきなく設定できていることが望ましい。
【００２６】
図１の壁電荷調整期間２４において、走査電極にＶｓｕｓ電圧から徐々に電位を落とす電圧波形を印加する。そして、走査パルスの電位（アドレス電圧）Ｖａｄと同じ電位まで徐々に落とす。以降では、これを壁電荷調整波形２５と呼ぶ。この壁電荷調整波形２５を印加することにより、各セルには弱放電が発生し、Ｖｆの値が異なるセル間でも壁電荷の量を調整することにより、常にＶｆ状態に保つことが可能となる。
【００２７】
図２は、自己消去放電と壁電荷調整波形２５による弱放電との差に対して、複数のセルでの壁電荷状態を模式的に表した図である。図２に示すように自己消去放電の場合は、壁電荷状態が不安定となるため、誤書込み（不灯）セルや書込みミス（輝点）セルが多く発生してしまう。これと比較すると、壁電荷調整波形２５の場合は、走査電極４とデータ電極８上の壁電荷が非常に均一に蓄積することが可能となり、走査パルスが印加された状態で常にセル間のばらつきなくＶｆの状態になるため、予期しない輝点セルや不灯セルが発生しない。
【００２８】
ここで、自己消去放電では、維持波形の最終電位はＧＮＤレベルであり、壁電荷調整波形２５のＶａｄとは異なる。これは、自己消去放電によって減少してしまった電荷を補うために、維持の最終電位（ＧＮＤ）とアドレス電位Ｖａｄを異ならせているのに対し、壁電荷調整波形２５は、アドレス電圧Ｖａｄまで電圧を落とすことによって、弱放電で壁電荷を削る必要があるためである。つまり、自己消去放電の場合は、書込み時に必要な電圧を外部印加電圧により補償し、壁電荷調整波形２５の弱放電による場合は、書込み時に必要な電圧を壁電荷により補償しているということができる。
【００２９】
この波形を用いた８サブフィールドの例を図３に示す。各書込み期間２２の前には必ず壁電荷調整期間２４が挿入されており、初期化期間２１＋書込み期間２２＋維持期間２３＋壁電荷調整期間２４＋書込み期間２２＋維持期間２３＋壁電荷調整期間２４＋……というシーケンスとなる。この場合も図７の場合と同じ９階調を表現することが可能である。
【００３０】
なお、この壁電荷調整波形２５は、図１の例では、Ｖｓｕｓ電圧から徐々に下げて行ったが、自己消去放電を発生しない範囲であれば、Ｖｓｕｓから急激に電圧を下げ、そこから電圧を落とすようにしてもよい。、この場合、同様な効果を短時間の壁電荷調整期間２４で実現することができ、壁電荷調整期間２４を設けることによる影響を少なくすることができる。
【００３１】
また、壁電荷調整波形の傾きは、急峻すぎると強放電を起こしてしまい、セル内の壁電荷を中和して、そのフィールド内では以降維持放電を起こさなくなってしまい、不灯セルとなってしまう。よって、その傾きは１０Ｖ／μｓ以下であることが望ましい。
【００３２】
これまで述べてきた例は、フィールドの最初に初期化をし、その後書込みと維持を繰り返すものであったが、以下に述べるような場合もある。欧州で一般的なＴＶの放送方式であるＰＡＬのフィールド周波数は５０Ｈｚである。５０Ｈｚ信号の場合、図３に示すような各サブフィールド毎の維持パルスの数が単純増加する、もしくは単純減少するようなパターンであると、フリッカが目立ってしまう。これを対策するために、維持パルスの数を図４に示すように、二山にしてやり、それぞれの山の発光サブフィールド数を平均化して発光させる。つまり、一つのサブフィールドに、初期化期間２１＋書込み期間２２＋維持期間２３＋壁電荷調整期間２４＋書込み期間２２＋維持期間２３＋壁電荷調整期間２４＋……というサブフィールド群が二つ含まれることになる。このように一つのフィールドに複数のサブフィールド群がある場合でも、本発明を用いることができる。
【００３３】
これまで述べてきた例は、書込みを行ったセルで維持発光させない、いわゆる負論理であったが、書込みを行ったセルのみ維持発光させる正論理の波形を作ることもできる。この正論理で最初のサブフィールドで書込み放電を行い、発光するセルのみを維持発光ができる状態にする。次に負論理で所望の階調を実現するように消去していく。なお、この場合の初期化期間は、図１の例のような全てを点灯状態にするために維持発光を含み、黒の輝度が上がってしまうようなものではなく、全てを非点灯状態にするため、簡単な電荷調整のようなものでよい。このような非点灯状態にする初期化と正論理での書込みを実現することにより、黒の輝度を上げないようにすることが可能である。
【００３４】
さらに、図３に示す例であれば、９つの階調しか取ることができないので、実際に映像を映すと、非常に品位の悪いものになってしまう。これを改善するために、図５に示すように、上記の正論理書込みを用いて、一つのフィールドの前半部分は、初期化期間２６＋書込み期間（正論理）２７＋維持期間２３＋消去期間２８＋書込み期間（正論理）２７＋維持期間２３＋消去期間２８＋……というシーケンスを用い、後半に図３に示すような負論理のシーケンスを採用しても良い。なお、この場合の初期化期間２６は、先に述べた非点灯状態に初期化するものである。このとき、前半部分は正論理で書き込んだセルに対してのみ、維持発光させた後に消去することができるため、各サブフィールドを独立に制御することができる。よって、表現する階調数が増え、図５の場合では４７階調を表現できるため、映像をより自然に見せることが可能となる。つまり、これらの例では、一つのフィールドのうちの全てではなく、一部分でサブフィールド群を構成することになっているが、こういう例の場合でも、本発明を適用することができる。
【００３５】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように本発明によれば、全てのセルを点灯状態となるように初期化して、どこか一つのサブフィールドにおいて消去放電を行い、その消去放電が行われるまでの維持期間のみ維持発光を行う駆動方法において、壁電荷状態が非常に不安定な自己消去放電を用いずに、壁電荷調整波形を用いることで、書込み動作の前の壁電荷状態を安定に保ち、予期しない不灯セルや輝点セルの発生を防止し、映像の品位を高めることができるという効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態によるプラズマディスプレイ装置の駆動方法を説明するための駆動波形図
【図２】本発明の効果を説明するためのセル内壁電荷分布図
【図３】本発明における駆動シーケンスを示す説明図
【図４】本発明の他の実施の形態による駆動シーケンスを示す説明図
【図５】本発明の他の実施の形態による駆動シーケンスを説明するための説明図
【図６】従来の駆動方法における駆動波形図
【図７】従来の駆動シーケンスを説明するための説明図
【図８】従来の課題を説明するためのセル内壁電荷分布図
【図９】プラズマディスプレイ装置のパネル構造を一部を切り欠いて示す斜視図
【図１０】同プラズマディスプレイ装置のパネル本体の電極配列を示す説明図
【符号の説明】
２１ 初期化期間
２２ 書込み期間
２３ 維持期間
２４ 壁電荷調整期間

Claims (3)

1. 少なくとも前面側が透明な一対の基板を基板間に放電空間が形成されるように対向配置するとともに前記放電空間を複数に仕切るための隔壁を少なくとも一方の基板に配置し、かつ前記隔壁により仕切られた放電空間で放電が発生するように基板に電極群を配置するとともに放電により発光する蛍光体層を設けたパネル本体を有するプラズマディスプレイ装置の駆動方法であって、
   一つのフィールドを複数のサブフィールドに分割し、そのうちの複数の連続したサブフィールドをサブフィールド群と定義すると、そのサブフィールド群の先頭部分において、パネル本体の全てのセルを点灯状態にする初期化期間と、そのサブフィールド群中のサブフィールド毎にセルを選択的に消去放電する書込み期間と、消去放電を行っていないセルに対してのみ維持放電を行う維持期間とを有し、
   前記サブフィールド群の初期化期間の維持発光期間を含むあるサブフィールドの維持期間と次のサブフィールドの書込み期間との間に壁電荷調整期間を設けたことを特徴とするプラズマディスプレイ装置の駆動方法。
2. 壁電荷調整期間は、走査電極に緩やかに電圧が変化する壁電荷調整波形を、走査電極とデータ電極に蓄えられた壁電荷のうち、互いの壁電荷量を減少させる方向へ印加するものであることを特徴とする請求項１記載のプラズマディスプレイ装置の駆動方法。
3. 壁電荷調整波形の傾きは、１０Ｖ／μｓ以上であることを特徴とする請求項２記載のプラズマディスプレイ装置の駆動方法。

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