JP2005338120A - プラズマディスプレイパネルの駆動方法 - Google Patents

Abstract

【課題】消費電力を増大させることなく輝度が不均一になることによる表示品質の低下を防ぐことを目的とする。
【解決手段】走査電極および維持電極とデータ電極との交差部に放電セルを形成し、かつ前記放電セルに初期化放電を発生させる初期化期間と、前記放電セルに書込み放電を発生させる書込み期間と、前記放電セルの走査電極および維持電極に交互に維持パルスを印加することにより維持放電を発生させる維持期間とを有するプラズマディスプレイパネルの駆動方法であって、前記維持期間に走査電極および維持電極に印加する維持パルスにおいて、すくなくとも３回に１回の周期で立ち上がり時間を短くする。これにより、維持放電時における放電セル毎に放電が発生するタイミングのばらつきを抑えることができ、輝度が不均一になることによる表示品質の低下を防ぐことができる。
【選択図】図５

Description

本発明はプラズマディスプレイパネルの駆動方法に関する。

プラズマディスプレイパネル（以下、パネルと略記する）として代表的な交流面放電型パネルは、対向配置された前面板と背面板との間に多数の放電セルが形成されている。前面板は、１対の走査電極と維持電極とからなる表示電極が前面ガラス基板上に互いに平行に複数対形成され、それら表示電極を覆うように誘電体層および保護層が形成されている。背面板は、背面ガラス基板上に複数の平行なデータ電極と、それらを覆うように誘電体層と、さらにその上にデータ電極と平行に複数の隔壁とがそれぞれ形成され、誘電体層の表面と隔壁の側面とに蛍光体層が形成されている。そして、表示電極とデータ電極とが立体交差するように前面板と背面板とが対向配置されて密封され、内部の放電空間には放電ガスが封入されている。ここで表示電極とデータ電極とが対向する部分に放電セルが形成される。このような構成のパネルにおいて、各放電セル内でガス放電により紫外線を発生させ、この紫外線でＲＧＢ各色の蛍光体を励起発光させてカラー表示を行っている。

パネルを駆動する方法としてはサブフィールド法、すなわち、１フィールド期間を複数のサブフィールドに分割した上で、発光させるサブフィールドの組み合わせによって階調表示を行う方法が一般的である。また、サブフィールド法の中でも、階調表現に関係しない発光を極力減らしてコントラスト比を向上した新規な駆動方法が特許文献１に開示されている。

以下にサブフィールド法について簡単に説明する。各サブフィールドはそれぞれ初期化期間、書込み期間および維持期間を有する。まず、初期化期間では、すべての放電セルで一斉に初期化放電を行い、それ以前の個々の放電セルに対する壁電荷の履歴を消すとともに、続く書込み動作のために必要な壁電荷を形成する。加えて、放電遅れを小さくし書込み放電を安定して発生させるためのプライミング（放電のための起爆剤＝励起粒子）を発生させるというはたらきをもつ。続く書込み期間では、走査電極に順次走査パルスを印加するとともに、データ電極には表示すべき画像信号に対応した書込みパルスを印加し、走査電極とデータ電極との間で選択的に書込み放電を起こし、選択的な壁電荷形成を行う。そして維持期間では、走査電極と維持電極との間に輝度重みに応じた所定の回数の維持パルスを交互に印加し、書込み放電による壁電荷形成を行った放電セルを選択的に放電させ発光させる。
特開２００２−３５１３９６号公報

このような構造のパネルでは、表示状態によっては放電セル毎に放電が発生するタイミングにばらつきが生じ、この結果放電セル毎で発光強度が異なり、画面全体としては発光輝度が不均一になる領域が発生するという課題があった。

本発明はこのような現状に鑑みなされたものであり、消費電力を増大させることなく輝度が不均一になることによる表示品質の低下を防ぐことを目的とする。

本発明のプラズマディスプレイパネルの駆動方法は、走査電極および維持電極とデータ電極との交差部に放電セルを形成し、かつ前記放電セルに初期化放電を発生させる初期化期間と、前記放電セルに書込み放電を発生させる書込み期間と、前記放電セルの走査電極および維持電極に交互に維持パルスを印加することにより維持放電を発生させる維持期間とを有するプラズマディスプレイパネルの駆動方法であって、前記維持期間に走査電極および維持電極に印加する維持パルスにおいて、複数回に１回の周期で立ち上がり時間を短くすることを特徴とする。

また、本発明においては、維持期間に走査電極および維持電極に印加する維持パルスにおいて、少なくとも３回に１回の周期で立ち上がり時間を短くすることを特徴とする。

本発明によれば、画面全体として発光輝度が不均一になる領域の発生を低減することができ、しかも維持パルスの電圧やパルス幅を変えることなく実現できるため、消費電力の増大を抑制することができる。

以下、本発明の一実施の形態におけるプラズマディスプレイパネルの駆動方法について、図面を用いて説明する。

図１は本発明の一実施の形態に用いるパネルの要部を示す斜視図である。パネル１は、ガラス製の前面基板２と背面基板３とを対向配置して、その間に放電空間を形成するように構成されている。前面基板２上には表示電極を構成する走査電極４と維持電極５とが互いに平行に対をなして複数形成されている。そして、走査電極４および維持電極５を覆うように誘電体層６が形成され、誘電体層６上には保護層７が形成されている。また、背面基板３上には絶縁体層８で覆われた複数のデータ電極９が付設され、データ電極９の間の絶縁体層８上にデータ電極９と平行して隔壁１０が設けられている。また、絶縁体層８の表面および隔壁１０の側面に蛍光体１１が設けられている。そして、走査電極４および維持電極５とデータ電極９とが交差する方向に前面基板２と背面基板３とを対向配置しており、その間に形成される放電空間には、放電ガスとしてたとえばネオンとキセノンの混合ガスが封入されている。

図２は本発明の一実施の形態におけるパネルの電極配列図である。行方向にｎ本の走査電極ＳＣＮ１〜ＳＣＮｎ（図１の走査電極４）およびｎ本の維持電極ＳＵＳ１〜ＳＵＳｎ（図１の維持電極５）が交互に配列され、列方向にｍ本のデータ電極Ｄ１〜Ｄｍ（図１のデータ電極９）が配列されている。そして、１対の走査電極ＳＣＮｉおよび維持電極ＳＵＳｉ（ｉ＝１〜ｎ）と１つのデータ電極Ｄｊ（ｊ＝１〜ｍ）とが交差した部分に放電セルが形成され、放電セルは放電空間内にｍ×ｎ個形成されている。

図３は本発明の実施の形態におけるパネルの駆動方法を用いたプラズマディスプレイ装置の構成図である。このプラズマディスプレイ装置は、パネル１、データ電極駆動回路１２、走査電極駆動回路１３、維持電極駆動回路１４、タイミング発生回路１５、ＡＤ（アナログ・デジタル）変換器１８、走査数変換部１９、サブフィールド変換部２０および電源回路（図示せず）を備えている。

図３において、画像信号ＶＤはＡＤ変換器１８に入力される。また、水平同期信号Ｈおよび垂直同期信号Ｖはタイミング発生回路１５、ＡＤ変換器１８、走査数変換部１９、サブフィールド変換部２０に与えられる。ＡＤ変換器１８は、画像信号ＶＤをデジタル信号の画像データに変換し、その画像データを走査数変換部１９に与える。走査数変換部１９は、画像データをパネル１の画素数に応じた画像データに変換し、サブフィールド変換部２０に与える。サブフィールド変換部２０は、各画素の画像データを複数のサブフィールドに対応する複数のビットに分割し、サブフィールド毎の画像データをデータ電極駆動回路１２に出力する。データ電極駆動回路１２は、サブフィールド毎の画像データを各データ電極Ｄ１〜Ｄｍに対応する信号に変換し各データ電極を駆動する。

タイミング発生回路１５は、水平同期信号Ｈおよび垂直同期信号Ｖをもとにしてタイミング信号を発生し、各々走査電極駆動回路１３および維持電極駆動回路１４に与える。走査電極駆動回路１３は、タイミング信号に基づいて走査電極ＳＣＮ１〜ＳＣＮｎに駆動波形を供給し、維持電極駆動回路１４は、タイミング信号に基づいて維持電極ＳＵＳ１〜ＳＵＳｎに駆動波形を供給する。

次に、パネルを駆動するための駆動波形とその動作について説明する。

図４は本発明の実施の形態におけるプラズマディスプレイパネルの各電極に印加する駆動波形図であり、全セル初期化動作を行う初期化期間を有するサブフィールド（以下、全セル初期化サブフィールドと略記する）と選択初期化動作を行う初期化期間を有するサブフィールド（以下、選択初期化サブフィールドと略記する）に対する駆動波形図である。

まず、全セル初期化サブフィールドの駆動波形とその動作について説明する。図４において、初期化期間では、データ電極Ｄ１〜Ｄｍおよび維持電極ＳＵＳ１〜ＳＵＳｎを０（Ｖ）に保持し、走査電極ＳＣＮ１〜ＳＣＮｎに対して放電開始電圧以下となる電圧Ｖｐ（Ｖ）から、放電開始電圧を超える電圧Ｖｒ（Ｖ）に向かって緩やかに上昇するランプ電圧を印加する。すると、全ての放電セルにおいて１回目の微弱な初期化放電を起こし、走査電極ＳＣＮ１〜ＳＣＮｎ上に負の壁電圧が蓄えられるとともに、維持電極ＳＵＳ１〜ＳＵＳｎ上およびデータ電極Ｄ１〜Ｄｍ上に正の壁電圧が蓄えられる。ここで、電極上の壁電圧とは、電極を覆う誘電体層あるいは蛍光体層上に蓄積した壁電荷により生じる電圧をあらわす。その後、維持電極ＳＵＳ１〜ＳＵＳｎを正の電圧Ｖｈ（Ｖ）に保ち、走査電極ＳＣＮ１〜ＳＣＮｎに電圧Ｖｇ（Ｖ）から電圧Ｖａ（Ｖ）に向かって緩やかに下降するランプ電圧を印加する。すると、全ての放電セルにおいて２回目の微弱な初期化放電を起こし、走査電極ＳＣＮ１〜ＳＣＮｎ上の壁電圧および維持電極ＳＵＳ１〜ＳＵＳｎ上の壁電圧が弱められ、データ電極Ｄ１〜Ｄｍ上の壁電圧も書込み動作に適した値に調整される。このように、全セル初期化サブフィールドの初期化動作は、全ての放電セルにおいて初期化放電させる全セル初期化動作である。

つづく書込み期間では、図４に示すように、走査電極ＳＣＮ１〜ＳＣＮｎを一旦Ｖｓ（Ｖ）に保持する。つぎに、データ電極Ｄ１〜Ｄｍのうち、１行目に表示すべき放電セルのデータ電極Ｄｋに正の書込みパルス電圧Ｖｗ（Ｖ）を印加するとともに、１行目の走査電極ＳＣＮ１に走査パルス電圧Ｖｂ（Ｖ）を印加する。このとき、データ電極Ｄｋと走査電極ＳＣＮ１との交差部の電圧は、外部印加電圧（Ｖｗ−Ｖｂ）にデータ電極Ｄｋ上の壁電圧および走査電極ＳＣＮ１上の壁電圧の大きさが加算されたものとなり、放電開始電圧を超える。そして、データ電極Ｄｋと走査電極ＳＣＮ１との間および維持電極ＳＵＳ１と走査電極ＳＣＮ１との間に書込み放電が起こり、この放電セルの走査電極ＳＣＮ１上に正の壁電圧が蓄積され、維持電極ＳＵＳ１上に負の壁電圧が蓄積され、データ電極Ｄｋ上にも負の壁電圧が蓄積される。このようにして、１行目に表示すべき放電セルで書込み放電を起こして各電極上に壁電圧を蓄積する書込み動作が行われる。一方、正の書込みパルス電圧Ｖｗ（Ｖ）を印加しなかったデータ電極と走査電極ＳＣＮ１との交差部の電圧は放電開始電圧を超えないので、書込み放電は発生しない。以上の書込み動作をｎ行目の放電セルに至るまで順次行い、書込み期間が終了する。

つづく維持期間では、図４に示すように、まず維持電極ＳＵＳ１〜ＳＵＳｎを０（Ｖ）に戻し、走査電極ＳＣＮ１〜ＳＣＮｎに正の維持パルス電圧Ｖｍ（Ｖ）を印加する。このとき、書込み放電を起こした放電セルにおいては、走査電極ＳＣＮｉ上と維持電極ＳＵＳｉ上との間の電圧は、維持パルス電圧Ｖｍ（Ｖ）に、走査電極ＳＣＮｉ上および維持電極ＳＵＳｉ上の壁電圧の大きさが加算されたものとなり放電開始電圧を超える。そして、走査電極ＳＣＮｉと維持電極ＳＵＳｉとの間に維持放電が起こり、走査電極ＳＣＮｉ上に負の壁電圧が蓄積され、維持電極ＳＵＳｉ上に正の壁電圧が蓄積される。このときデータ電極Ｄｋ上にも正の壁電圧が蓄積される。書込み期間において書込み放電が起きなかった放電セルでは維持放電は発生せず、初期化期間の終了時における壁電圧状態が保持される。続いて、走査電極ＳＵＳ１〜ＳＵＳｎを０（Ｖ）に戻し、維持電極ＳＵＳ１〜ＳＵＳｎに正の維持パルス電圧Ｖｍ（Ｖ）を印加する。

すると、維持放電を起こした放電セルでは、維持電極ＳＵＳｉ上と走査電極ＳＣＮｉ上との間の電圧は放電開始電圧を超えるので、再び維持電極ＳＵＳｉと走査電極ＳＣＮｉとの間に維持放電が起こり、維持電極ＳＵＳｉ上に負の壁電圧が蓄積され走査電極ＳＣＮｉ上に正の壁電圧が蓄積される。以降同様に、走査電極ＳＣＮ１〜ＳＣＮｎと維持電極ＳＵＳ１〜ＳＵＳｎとに交互に維持パルスを印加することにより、書込み期間において書込み放電を起こした放電セルでは維持放電が継続して行われる。なお、維持期間の最後には走査電極ＳＣＮ１〜ＳＣＮｎと維持電極ＳＵＳ１〜ＳＵＳｎとの間にいわゆる細幅パルスを印加して、データ電極Ｄｋ上の正の壁電荷を残したまま、走査電極ＳＣＮ１〜ＳＣＮｎおよび維持電極ＳＵＳ１〜ＳＵＳｎ上の壁電圧を消去している。こうして維持期間における維持動作が終了する。

つづいて選択初期化サブフィールドの駆動波形とその動作について説明する。選択初期化期間では、維持電極ＳＵＳ１〜ＳＵＳｎをＶｈ（Ｖ）に保持し、データ電極Ｄ１〜Ｄｍを０（Ｖ）に保持し、走査電極ＳＣＮ１〜ＳＣＮｎにＶｑ（Ｖ）からＶａ（Ｖ）に向かって緩やかに下降するランプ電圧を印加する。すると前のサブフィールドの維持期間で維持放電を行った放電セルでは、微弱な初期化放電が発生し、走査電極ＳＣＮｉ上および維持電極ＳＵＳｉ上の壁電圧が弱められ、データ電極Ｄｋ上の壁電圧も書込み動作に適した値に調整される。一方、前のサブフィールドで書込み放電および維持放電を行わなかった放電セルについては放電することはなく、前のサブフィールドの初期化期間終了時における壁電荷状態がそのまま保たれる。このように、選択初期化サブフィールドの初期化動作は、前のサブフィールドで維持放電を行った放電セルにおいて初期化放電させる選択初期化動作である。

以降、書込み期間および維持期間については、上述した全セル初期化サブフィールドの書込み期間および維持期間と同様な動作を行うことにより、入力される画像信号に対応した発光を行うことができる。

ところで、プラズマディスプレイパネルにおいて、表示状態によっては放電セル毎に放電が発生するタイミングにばらつきが生じ、この結果放電セル毎で発光強度が異なり、画面全体としては発光輝度が不均一になる領域が発生する。この輝度が不均一になる現象は、上記維持期間における走査電極および維持電極への印加電圧や、維持放電時の放電電流による波形の歪によって助長される。

また、最近ではパネルの輝度を高める取り組みの一つとして、放電ガスとして使用されるキセノン（Ｘｅ）の分圧を高くすることが行われているが、このように輝度を高めた場合、上述した輝度の不均一が余計目立つ結果となる。

そこで、本発明においては、維持期間に走査電極および維持電極に印加する維持パルスにおいて、複数回に１回の周期で立ち上がり時間を短くし、維持放電時における放電セル毎に放電が発生するタイミングのばらつきを抑えるようにしたものである。図５、図６にその一例を示している。

図５（ａ）、（ｂ）および図６（ａ）、（ｂ）は、図４において、維持期間に走査電極および維持電極に印加する維持パルスの主要部を拡大して示しており、図５（ａ）、図６（ａ）は走査電極に印加する維持パルス、図５（ｂ）、図６（ｂ）は維持電極に印加する維持パルスである。また、図５に示す例は、Ｘ部のように、走査電極および維持電極に対する維持パルスの立ち上がり時間の変更を同じタイミングで行った例であり、図６はＹ部のように、そのタイミングをずらせて実施した例である。なお、図５、図６中、Ａは通常の立ち上がり時間を有する期間で、５５０ｎｓ程度に設定している。ＢはＡに比べて、立ち上がり時間を短くした期間で、本発明では４００ｎｓ程度に設定している。

この図５、図６に示すように、本発明においては、維持期間に走査電極および維持電極に印加する維持パルスについて、少なくとも３回に１回の周期で立ち上がり時間を短くしており、維持放電時における放電セル毎に放電が発生するタイミングのばらつきを抑えることができる。また、このように維持パルスの立ち上がり時間を短くする方法としては、走査電極駆動回路および維持電極駆動回路に設置される電力回収回路のインダクタンスを変化させることにより容易に実現することができる。

本発明のプラズマディスプレイパネルの駆動方法は、消費電力を増大させることなく輝度が不均一になることによる表示品質の低下を防ぐことができ、プラズマディスプレイパネルを用いた画像表示装置として有用な発明である。

本発明の実施の形態に用いるパネルの要部を示す斜視図 同パネルの電極配列図 本発明の実施の形態におけるパネルの駆動方法を用いたプラズマディスプレイ装置の構成図 本発明の実施の形態におけるパネルの各電極に印加する駆動波形図 本発明における維持パルスの一例を示す波形図 本発明における維持パルスの他の例を示す波形図

符号の説明

１ プラズマディスプレイパネル
２ 前面基板
３ 背面基板
４ 走査電極
５ 維持電極
９ データ電極
１３ 走査電極駆動回路
１４ 維持電極駆動回路

Claims (2)

1. 走査電極および維持電極とデータ電極との交差部に放電セルを形成し、かつ前記放電セルに初期化放電を発生させる初期化期間と、前記放電セルに書込み放電を発生させる書込み期間と、前記放電セルの走査電極および維持電極に交互に維持パルスを印加することにより維持放電を発生させる維持期間とを有するプラズマディスプレイパネルの駆動方法であって、前記維持期間に走査電極および維持電極に印加する維持パルスにおいて、複数回に１回の周期で立ち上がり時間を短く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。
2. 維持期間に走査電極および維持電極に印加する維持パルスにおいて、少なくとも３回に１回の周期で立ち上がり時間を短く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。

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