JP2008020776A - プラズマディスプレイパネルの駆動方法 - Google Patents

Abstract

【課題】大画面のプラズマディスプレイパネルであっても安定した消去放電を発生させることができ、表示品質の高い画像を表示する。
【解決手段】書込み期間と、維持期間とを有するサブフィールドを複数設けて１フィールドを構成したプラズマディスプレイパネルの駆動方法であって、所定の電圧に充電された回収コンデンサと回収インダクタとを有する電力回収部を備え、所定のサブフィールドの維持期間において、選択した放電セルで第１の放電（維持放電）を発生させた後、回収インダクタと回収コンデンサと表示電極対の電極間容量とを直列に接続して、表示電極対の電極間容量と回収インダクタとを共振させて少なくとも表示電極対の一方に回収コンデンサの電圧を超える電圧を印加して選択した放電セルで第２の放電を発生させ、且つ表示電極対の一方に印加した電圧を第２の放電の電流により回収コンデンサの電圧まで減衰させるように制御した。
【選択図】図７

Description

本発明は、壁掛けテレビや大型モニターに用いられる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対が前面ガラス基板上に互いに平行に複数対形成され、それら表示電極対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、表示電極対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、例えば分圧比で５％のキセノンを含む放電ガスが封入されている。ここで表示電極対とデータ電極との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、この紫外線で赤色、緑色および青色の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。各サブフィールドは、初期化期間、書込み期間および維持期間を有し、初期化期間では初期化放電を発生し、続く書込み動作に必要な壁電荷を各電極上に形成する。書込み期間では、表示を行うべき放電セルにおいて選択的に書込み放電を発生し壁電荷を形成する。そして維持期間では、走査電極と維持電極とからなる表示電極対に交互に維持パルスを印加し、書込み放電を起こした放電セルで第１の放電（以下、「維持放電」と表記する）を発生させ、対応する放電セルの蛍光体層を発光させることにより画像表示を行う。

また、サブフィールド法の中でも、緩やかに変化する電圧波形を用いて初期化放電を行い、さらに維持放電を行った放電セルに対して選択的に初期化放電を行うことで、階調表示に関係しない発光を極力減らしコントラスト比を向上させた新規な駆動方法が開示されている（例えば、特許文献１参照）。

特許文献１には、維持期間における最後のパルスのパルス幅を他の維持パルスのパルス幅よりも短くし、表示電極対間の壁電荷による電位差を緩和する、いわゆる細幅消去放電についても記載されている。この細幅消去放電を安定して発生させることによって、続くサブフィールドの書込み期間において確実な書込み動作を行うことができ、コントラスト比の高いプラズマディスプレイ装置を実現することができる。なお、消去放電という名称は、必ずしも壁電荷を完全に消去する放電を意味するのではなく、表示電極対に蓄積される壁電荷が維持放電に比較して少ない放電であることを意味しており、以下、この意味で使用する。

また、特許文献２には、コントラストの高い駆動を行うとともに、黒により近い中間階調を表示することができる駆動方法が開示されている。これは通常の維持パルスの振幅よりも小さい振幅を有し、かつ、通常の維持パルスの時間幅よりも長い時間幅を有する太幅パルスを走査電極に印加するサブフィールドを設けることで実現している。
特開２０００−２４２２２４号公報 特開２００２−１４６５２号公報

しかしながら特許文献１に記載されている細幅消去放電は、パルス幅を精密にかつ高速に制御する必要があり、放電の制御が比較的難しいという問題があった。

また、特許文献２に記載の太幅パルスを用いた放電も一種の消去放電であるが、放電セルの放電特性に依存して最適なパルスの振幅が異なるために、すべての放電セルに対して適したパルスの振幅を精密に制御することが難しいという問題があった。加えて、近年は種々の高輝度化技術・高画質化技術が導入されることによって放電の精密な制御が要求される一方で、パネルの大画面化が進み放電電流が増加して、消去放電の制御がさらに難しくなる傾向があった。消去放電が不安定になると、続くサブフィールドの初期化放電、書込み放電も不安定となり、維持放電も不安定となって画像表示品質が低下するおそれがある。

本発明のパネルの駆動方法はこれらの課題に鑑みなされたものであり、大画面のパネルであっても安定した消去放電を発生させることができ、表示品質の高い画像を表示できるパネルの駆動方法を提供することを目的とする。

本発明は、走査電極と維持電極とからなる表示電極対を有する放電セルで選択的に書込み放電を発生させる書込み期間と、書込み期間を選択した放電セルで輝度重みに応じた回数の第１の放電（すなわち維持放電）を発生させる維持期間とを有するサブフィールドを複数設けて１フィールドを構成したパネルの駆動方法であって、所定の電圧に充電された回収コンデンサと回収インダクタとを有する電力回収部を備え、所定のサブフィールドの維持期間において、選択した放電セルで第１の放電（すなわち維持放電）を発生させた後、回収インダクタと回収コンデンサと表示電極対の電極間容量とを直列に接続して、表示電極対の電極間容量と回収インダクタとを共振させて少なくとも表示電極対の一方に回収コンデンサの電圧を超える電圧を印加して選択した放電セルで第２の放電を発生させ、且つ表示電極対の一方に印加した電圧を第２の放電の電流により回収コンデンサの電圧まで減衰させるように制御することを特徴とする。この方法により、大画面のパネルであっても安定した消去放電を発生させることができ、表示品質の高い画像を表示できるパネルの駆動方法を提供することができる。

また本発明の所定のサブフィールドは、輝度重みの最も小さいサブフィールドを含んでもよい。この方法により、暗い画像を表示する際の画像表示品質を向上させることができる。

また本発明のパネルの駆動方法は、電力回収部を用いて走査電極に電圧を印加して第２の放電を発生させてもよい。

本発明によれば、大画面のパネルであっても安定した消去放電を発生させることができ、表示品質の高い画像を表示できるパネルの駆動方法を提供することが可能となる。

以下、本発明の実施の形態におけるプラズマディスプレイ装置について、図面を用いて説明する。

（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１におけるパネル１０の構造を示す分解斜視図である。ガラス製の前面基板２１上には、走査電極２２と維持電極２３とからなる表示電極対２８が複数形成されている。そして走査電極２２と維持電極２３とを覆うように誘電体層２４が形成され、その誘電体層２４上に保護層２５が形成されている。背面基板３１上にはデータ電極３２が複数形成され、データ電極３２を覆うように誘電体層３３が形成され、さらにその上に井桁状の隔壁３４が形成されている。そして、隔壁３４の側面および誘電体層３３上には赤色、緑色および青色の各色に発光する蛍光体層３５が設けられている。

これら前面基板２１と背面基板３１とは、微小な放電空間を挟んで表示電極対２８とデータ電極３２とが交差するように対向配置され、その外周部をガラスフリット等の封着材によって封着されている。そして放電空間には、例えばネオンとキセノンの混合ガスが放電ガスとして封入されている。放電空間は隔壁３４によって複数の区画に仕切られており、表示電極対２８とデータ電極３２とが交差する部分に放電セルが形成されている。そしてこれらの放電セルが放電、発光することにより画像が表示される。

なお、パネル１０の構造は上述したものに限られるわけではなく、例えばストライプ状の隔壁を備えたものであってもよい。

図２は、本発明の実施の形態１におけるパネル１０の電極配列図である。パネル１０には、行方向に長いｎ本の走査電極ＳＣ１〜ＳＣｎ（図１の走査電極２２）およびｎ本の維持電極ＳＵ１〜ＳＵｎ（図１の維持電極２３）が配列され、列方向に長いｍ本のデータ電極Ｄ１〜Ｄｍ（図１のデータ電極３２）が配列されている。そして、１対の走査電極ＳＣｉ（ｉ＝１〜ｎ）および維持電極ＳＵｉ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。なお、図１、図２に示したように、走査電極ＳＣｉと維持電極ＳＵｉとは互いに平行に対をなして形成されているために、走査電極ＳＣ１〜ＳＣｎと維持電極ＳＵ１〜ＳＵｎとの間に大きな電極間容量Ｃｐが存在する。

図３は、本発明の実施の形態１におけるプラズマディスプレイ装置１の回路ブロック図である。プラズマディスプレイ装置１は、パネル１０、画像信号処理回路５１、データ電極駆動回路５２、走査電極駆動回路５３、維持電極駆動回路５４、タイミング発生回路５５および各回路ブロックに必要な電源を供給する電源回路（図示せず）を備えている。

画像信号処理回路５１は、入力された画像信号ｓｉｇをサブフィールド毎の発光・非発光を示す画像データに変換する。データ電極駆動回路５２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Ｄ１〜Ｄｍを駆動する。タイミング発生回路５５は水平同期信号Ｈ、垂直同期信号Ｖをもとにして各回路ブロックの動作を制御する各種のタイミング信号を発生し、それぞれの回路ブロックへ供給する。走査電極駆動回路５３は、維持パルスを発生するための維持パルス発生回路１００、初期化期間において傾斜波形電圧を発生させるための初期化波形発生回路３００、書込み期間において走査パルスを発生させる走査パルス発生回路４００を有し、タイミング信号にもとづいて各走査電極ＳＣ１〜ＳＣｎをそれぞれ駆動する。維持電極駆動回路５４は、維持期間において維持電極ＳＵ１〜ＳＵｎに印加する維持パルスを発生するための維持パルス発生回路２００を有し、タイミング信号にもとづいて維持電極ＳＵ１〜ＳＵｎを駆動する。

図４は、本発明の実施の形態１におけるプラズマディスプレイ装置１の走査電極駆動回路５３の詳細を示す回路図である。維持パルス発生回路１００は、クランプ部１２０と電力回収部１１０とを備えている。クランプ部１２０は、スイッチング素子Ｑ１２１、Ｑ１２２を有している。電力回収部１１０は、走査電極および維持電極が表示電極対の電極間容量Ｃｐを持つ容量性の負荷であることに着目し、インダクタを構成要素に含む共振回路を用いてそのインダクタと電極間容量ＣｐとをＬＣ共振させ、電極間容量Ｃｐに蓄えられた電荷を電力回収用のコンデンサに回収し、回収した電荷を表示電極対の駆動に再利用するものである。そしてその回路は、電力回収用のコンデンサＣ１００、スイッチング素子Ｑ１１１、Ｑ１１２、逆流防止用のダイオードＤ１０１、Ｄ１０２、共振用のインダクタＬ１００を有している。なお、電力回収用のコンデンサＣ１００は電極間容量Ｃｐに比べて十分に大きい容量を持ち、電力回収部１１０の電源として働くように、後述する電源ＶＳの電圧値Ｖｓの半分の約Ｖｓ／２に充電されている。初期化波形発生回路３００は、スイッチング素子Ｑ３１１とコンデンサＣ３１０と抵抗Ｒ３１０とを有するミラー積分回路、スイッチング素子Ｑ３２２とコンデンサＣ３２０と抵抗Ｒ３２０とを有するミラー積分回路、スイッチング素子Ｑ３１２を用いた分離回路およびスイッチング素子Ｑ３２１を用いた分離回路を備える。走査パルス発生回路４００は、走査電極ＳＣ１〜ＳＣｎのそれぞれに走査パルス電圧を出力するスイッチ部ＯＵＴ１〜ＯＵＴｎと、スイッチ部ＯＵＴ１〜ＯＵＴｎの低電圧側を電圧Ｖａにクランプするためのスイッチング素子Ｑ４０１とを備えている。そしてスイッチ部ＯＵＴ１〜ＯＵＴｎのそれぞれは、電圧Ｖｃを出力するためのスイッチング素子ＱＨ１〜ＱＨｎと電圧Ｖａを出力するためのスイッチング素子ＱＬ１〜ＱＬｎとを有している。

図５は、本発明の実施の形態１におけるプラズマディスプレイ装置１の維持電極駆動回路５４の詳細を示す回路図である。維持パルス発生回路２００は維持パルス発生回路１００と同様の構成である。すなわち、スイッチング素子Ｑ２２１、Ｑ２２２を有するクランプ部２２０と、電力回収用のコンデンサＣ２００、スイッチング素子Ｑ２１１、Ｑ２１２、逆流防止用のダイオードＤ２０１、Ｄ２０２、共振用のインダクタＬ２００を有する電力回収部２１０とを備え、パネル１０の維持電極ＳＵ１〜ＳＵｎに接続されている。ここでも、電力回収用のコンデンサＣ２００は電極間容量Ｃｐに比べて十分に大きい容量を持ち、約Ｖｓ／２に充電されている。

また、図５には、電圧Ｖｅ１を維持電極ＳＵ１〜ＳＵｎに印加するためのスイッチング素子Ｑ２３１、Ｑ２３２と逆流防止用のダイオードＤ２３１と、電圧Ｖｅ１に電圧ΔＶｅを積み上げた電圧Ｖｅ２を維持電極ＳＵ１〜ＳＵｎに印加するためのスイッチング素子Ｑ２４１、Ｑ２４２およびコンデンサＣ２４１もあわせて示している。

次に、パネル１０を駆動するための駆動方法について説明する。プラズマディスプレイ装置１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、サブフィールド毎に各放電セルの発光・非発光を制御することによって階調表示を行う。それぞれのサブフィールドは初期化期間、書込み期間および維持期間を有する。初期化期間では初期化放電を発生し、続く書込み放電に必要な壁電荷を各電極上に形成する。このときの初期化動作には、すべての放電セルで初期化放電を発生させる初期化動作（以下、「全セル初期化動作」と略記する）と、維持放電を行った放電セルで初期化放電を発生させる初期化動作（以下、「選択初期化動作」と略記する）とがある。書込み期間では、発光させるべき放電セルで選択的に書込み放電を発生し壁電荷を形成する。そして維持期間では、輝度重みに比例した数の維持パルスを表示電極対に交互に印加して、書込み放電を発生した放電セルで維持放電を発生させて発光させる。このときの比例定数を輝度倍率と呼ぶ。

図６は、本発明の実施の形態１におけるサブフィールド構成を示す図である。本実施の形態においては、１フィールドを「１０」のサブフィールド（第１ＳＦ、第２ＳＦ、・・・、第１０ＳＦ）に分割し、各サブフィールドはそれぞれ、例えば（「１」、「２」、「３」、「６」、「１１」、「１８」、「３０」、「４４」、「６０」、「８１」）の輝度重みを持ち、輝度倍率が「２」であるとして説明する。そして各サブフィールドの維持期間には、それぞれのサブフィールドの輝度重みに輝度倍率を乗じた数の維持パルスが表示電極対に印加される。また、本実施の形態においては、第１ＳＦの初期化期間では全セル初期化動作を行い、第２ＳＦ〜第１０ＳＦの初期化期間では選択初期化動作を行うものとする。

以下に、パネル１０を駆動するための駆動電圧波形の詳細とその動作について説明する。図６には、第１ＳＦ〜第３ＳＦの駆動電圧波形を示している。なお、全セル初期化動作を行う第１ＳＦの初期化期間を便宜上前半部と後半部とに分けて説明する。

第１ＳＦの初期化期間前半部では、データ電極Ｄ１〜Ｄｍ、維持電極ＳＵ１〜ＳＵｎにそれぞれ０（Ｖ）を印加し、走査電極ＳＣ１〜ＳＣｎには、維持電極ＳＵ１〜ＳＵｎに対して放電開始電圧以下の電圧Ｖｉ１から、放電開始電圧を超える電圧Ｖｉ２に向かって緩やかに上昇する傾斜波形電圧を印加する。この傾斜波形電圧は、図４においてスイッチング素子Ｑ３１１とコンデンサＣ３１０と抵抗Ｒ３１０で構成されるミラー積分回路をオンすることで発生させる。そしてスイッチング素子Ｑ３２１、ＱＬ１を介して走査電極ＳＣ１に印加され、スイッチング素子Ｑ３２１、ＱＬ２を介して走査電極ＳＣ２に印加され、以下同様に、スイッチング素子Ｑ３２１、ＱＬｎを介して走査電極ＳＣｎに印加される。この傾斜波形電圧が上昇する間に、走査電極ＳＣ１〜ＳＣｎと維持電極ＳＵ１〜ＳＵｎ、データ電極Ｄ１〜Ｄｍとの間でそれぞれ微弱な初期化放電が起こる。そして、走査電極ＳＣ１〜ＳＣｎ上部に負の壁電圧が蓄積されるとともに、データ電極Ｄ１〜Ｄｍ上部および維持電極ＳＵ１〜ＳＵｎ上部には正の壁電圧が蓄積される。ここで、電極上部の壁電圧とは電極を覆う誘電体層上、保護層上、蛍光体層上等に蓄積された壁電荷により生じる電圧を表す。

初期化期間後半部では、維持電極ＳＵ１〜ＳＵｎにスイッチング素子Ｑ２３１、Ｑ２３２を介して正の電圧Ｖｅ１を印加し、走査電極ＳＣ１〜ＳＣｎには、維持電極ＳＵ１〜ＳＵｎに対して放電開始電圧以下となる電圧Ｖｉ３から放電開始電圧を超える電圧Ｖｉ４に向かって緩やかに下降する傾斜波形電圧を印加する。この傾斜波形電圧は、図４においてスイッチング素子Ｑ３２２とコンデンサＣ３２０と抵抗Ｒ３２０で構成されるミラー積分回路をオンすることで発生させる。そしてスイッチング素子Ｑ３２１およびスイッチング素子ＱＬ１〜ＱＬｎを介して走査電極ＳＣ１〜ＳＣｎに印加される。この間に、走査電極ＳＣ１〜ＳＣｎと維持電極ＳＵ１〜ＳＵｎ、データ電極Ｄ１〜Ｄｍとの間でそれぞれ微弱な初期化放電が起こる。そして、走査電極ＳＣ１〜ＳＣｎ上部の負の壁電圧および維持電極ＳＵ１〜ＳＵｎ上部の正の壁電圧が弱められ、データ電極Ｄ１〜Ｄｍ上部の正の壁電圧は書込み動作に適した値に調整される。

以上により、すべての放電セルに対して初期化放電を行う全セル初期化動作が終了する。なお、初期化期間において維持電極駆動回路５４のスイッチング素子Ｑ２４２をオンし、コンデンサＣ２４１の電圧が電圧Ｖｅ１になるように充電しておく。

第１ＳＦの書込み期間では、スイッチング素子Ｑ４０１をオンにし、スイッチング素子ＱＨ１〜ＱＨｎをオンにすることにより、走査電極ＳＣ１〜ＳＣｎに電圧Ｖｃを印加する。そしてスイッチング素子Ｑ２４２をオフにし、スイッチング素子Ｑ２３１、Ｑ２３２、Ｑ２４１をオンにして、維持電極ＳＵ１〜ＳＵｎに電圧Ｖｅ１＋ΔＶｅ、すなわち電圧Ｖｅ２を印加する。次に、スイッチング素子ＱＨ１をオフにしスイッチング素子ＱＬ１をオンにすることにより、１行目の走査電極ＳＣ１に負の走査パルス電圧Ｖａを印加する。そして、データ電極Ｄ１〜Ｄｍのうち１行目に発光させるべき放電セルのデータ電極Ｄｋ（ｋ＝１〜ｍ）に正の書込みパルス電圧Ｖｄを印加する。するとデータ電極Ｄｋ上と走査電極ＳＣ１上との交差部の電圧差は、外部印加電圧の差（Ｖｄ−Ｖａ）にデータ電極Ｄｋ上の壁電圧と走査電極ＳＣ１上の壁電圧との差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ＳＣ１との間および維持電極ＳＵ１と走査電極ＳＣ１との間に書込み放電が起こり、走査電極ＳＣ１上に正の壁電圧が蓄積され、維持電極ＳＵ１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行目に発光させる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、書込みパルス電圧Ｖｄを印加しなかったデータ電極Ｄ１〜Ｄｍと走査電極ＳＣ１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行い、書込み期間が終了する。

本実施の形態における第１ＳＦの輝度重みは「１」であり輝度倍率が「２」であるので、第１ＳＦの維持期間には、走査電極に１つ、維持電極に１つ、合計２つの維持パルスを表示電極対に印加して書込み放電を発生した放電セルで維持放電を発生させる。そしてその後、走査電極ＳＣ１〜ＳＣｎと維持電極ＳＵ１〜ＳＵｎとの間で、第２の放電である弱い消去放電を発生させて、データ電極Ｄｋ上の正の壁電圧を残したまま走査電極ＳＣｉ上および維持電極ＳＵｉ上の壁電圧を弱める。

図７は、本発明の実施の形態１において第１ＳＦの維持期間にパネルの各電極に印加する駆動電圧波形の詳細を示す図であり、図６の長円で囲った部分の駆動電圧波形の詳細である。以下に、維持期間をＴ１〜Ｔ８で示した８つの期間に分割し、それぞれの期間について詳細に説明する。

（期間Ｔ１）
時刻ｔ１でスイッチング素子Ｑ２１２をオンにする。すると維持電極ＳＵ１〜ＳＵｎ側の電荷はインダクタＬ２００、ダイオードＤ２０２、スイッチング素子Ｑ２１２を通してコンデンサＣ２００に流れ始め、維持電極ＳＵ１〜ＳＵｎの電圧が下がり始める。

（期間Ｔ２）
インダクタＬ２００と電極間容量Ｃｐとは共振回路を形成しているので、共振周期の１／２の時間経過後の時刻ｔ２において維持電極ＳＵ１〜ＳＵｎの電圧は０（Ｖ）付近まで低下する。そして時刻ｔ２でスイッチング素子Ｑ２２２をオンにする。すると維持電極ＳＵ１〜ＳＵｎはスイッチング素子Ｑ２２２を通して接地され、電圧は強制的に０（Ｖ）に低下する。

さらに、時刻ｔ２でスイッチング素子Ｑ１１１をオンにする。すると、電力回収用のコンデンサＣ１００からスイッチング素子Ｑ１１１、ダイオードＤ１０１、インダクタＬ１００、スイッチング素子Ｑ３１２、Ｑ３２１およびスイッチング素子ＱＬ１〜ＱＬｎを介して電流が流れ始め、走査電極ＳＣ１〜ＳＣｎの電圧が上がり始める。なお本実施の形態においては、上述の共振周期が約１２００ｎｓに設定されており、時刻ｔ１から時刻ｔ２までの時間、すなわち期間Ｔ１の時間は５５０ｎｓに設定されている。

（期間Ｔ３）
インダクタＬ１００と電極間容量Ｃｐとは共振回路を形成しているので、共振周期の１／２の時間経過後の時刻ｔ３において走査電極ＳＣ１〜ＳＣｎの電圧はＶｓ付近まで上昇する。そして、時刻ｔ３でスイッチング素子Ｑ１２１をオンにする。すると走査電極ＳＣ１〜ＳＣｎはスイッチング素子Ｑ１２１、スイッチング素子Ｑ３１２、Ｑ３２１およびスイッチング素子ＱＬ１〜ＱＬｎを通して直接に電源へ接続されるため、走査電極ＳＣ１〜ＳＣｎの電圧は強制的に電圧Ｖｓまで上昇する。すると、書込み放電を起こした放電セルでは走査電極ＳＣｉと維持電極ＳＵｉとの間の電圧が放電開始電圧を超え維持放電が発生する。

なお、スイッチング素子Ｑ２１２は時刻ｔ２以降、時刻ｔ５までにオフすればよく、スイッチング素子Ｑ１１１は時刻ｔ３以降、時刻ｔ４までにオフすればよい。また、維持パルス発生回路１００、２００の出力インピーダンスを下げるために、スイッチング素子Ｑ２２２は時刻ｔ５直前に、スイッチング素子Ｑ１２１は時刻ｔ４直前にオフにすることが望ましい。

（期間Ｔ４〜Ｔ６）
走査電極ＳＣ１〜ＳＣｎに印加される維持パルスと維持電極ＳＵ１〜ＳＵｎに印加される維持パルスとは同じ波形であるため、期間Ｔ４から期間Ｔ６までの動作は期間Ｔ１から期間Ｔ３までの動作で走査電極ＳＣ１〜ＳＣｎと維持電極ＳＵ１〜ＳＵｎとを入れ替えた動作に等しいので詳細な説明を省略する。

なお本実施の形態においては、期間Ｔ２、Ｔ４、Ｔ５の時間は、期間Ｔ１の時間と同様に５５０ｎｓに設定されている。また、期間Ｔ３、Ｔ６の時間は、１４５０ｎｓに設定されている。

次に、維持期間の最後の弱い消去放電を発生させる駆動電圧波形について詳細に説明する。

（期間Ｔ７）
この期間は維持電極ＳＵ１〜ＳＵｎに印加された維持パルスの立ち下がりであり、期間Ｔ１と同じである。すなわち、時刻ｔ７でスイッチング素子Ｑ２１２をオンにすることにより、維持電極ＳＵ１〜ＳＵｎ側の電荷はインダクタＬ２００、ダイオードＤ２０２、スイッチング素子Ｑ２１２を通してコンデンサＣ２００に流れ始め、維持電極ＳＵ１〜ＳＵｎの電圧が下がり始める。

（期間Ｔ８）
時刻ｔ８でスイッチング素子Ｑ２２２をオンして、維持電極ＳＵ１〜ＳＵｎの電圧を強制的に０（Ｖ）に低下させる。

さらに、時刻ｔ８でスイッチング素子Ｑ１１１をオンにする。すると、電力回収用のコンデンサＣ１００からスイッチング素子Ｑ１１１、ダイオードＤ１０１、インダクタＬ１００、スイッチング素子Ｑ３１２、Ｑ３２１およびスイッチング素子ＱＬ１〜ＱＬｎを介して電流が流れ始め、走査電極ＳＣ１〜ＳＣｎの電圧が上がり始める。インダクタＬ１００と電極間容量Ｃｐとは共振回路を形成しているので、共振周期の１／２の時間経過後の時刻ｔ９においてインダクタＬ１００を流れる電流はほぼ０（Ａ）となり、走査電極ＳＣ１〜ＳＣｎの電圧はＶｓ付近まで上昇する。このとき、期間Ｔ３で説明した通常の維持パルスとは異なり、スイッチング素子Ｑ１２１をオフのままにしておく。しかし走査電極ＳＣ１〜ＳＣｎの電圧はＶｓ付近まで上昇しているので、書込み放電を起こした放電セルでは走査電極ＳＣｉと維持電極ＳＵｉとの間の電圧が放電開始電圧を超えて第２の放電が開始する。

第２の放電にともなう電流が増加すると、表示電極対は抵抗性の負荷となり、走査電極ＳＣ１〜ＳＣｎの電圧は電力回収用のコンデンサＣ１００の電圧Ｖｓ／２まで急速に低下する。この電圧低下は、期間Ｔ８で放電が発生し放電電流が流れることによって生じる。そして第２の放電が収束する前、すなわち第２の放電で発生した荷電粒子が放電空間内に十分残留している間に放電空間内の電界が変化するので、変化した電界を緩和するように荷電粒子が再配置されて第２の放電自体も急速に収束する。そして走査電極ＳＣ１〜ＳＣｎが電圧Ｖｓ／２、維持電極ＳＵ１〜ＳＵｎが０（Ｖ）であるので、走査電極ＳＣ１〜ＳＣｎ上および維持電極ＳＵ１〜ＳＵｎ上の壁電圧は電圧Ｖｓ／２の程度まで弱められる。また、データ電極Ｄ１〜Ｄｍは０（Ｖ）に保持されており、データ電極Ｄ１〜Ｄｍに印加されている電圧と走査電極ＳＣ１〜ＳＣｎに印加されている電圧との電位差を緩和するように放電による荷電粒子が壁電荷を形成するので、データ電極Ｄ１〜Ｄｍ上には正の壁電圧が形成される。このように、期間Ｔ８に発生する第２の放電は弱い放電であり、消去放電である。

続く第２ＳＦの初期化期間は、第１ＳＦの初期化期間の後半部と同様である。すなわち、維持電極ＳＵ１〜ＳＵｎに正の電圧Ｖｅ１を印加し、走査電極ＳＣ１〜ＳＣｎには、維持電極ＳＵ１〜ＳＵｎに対して放電開始電圧以下となる電圧Ｖｉ３から放電開始電圧を超える電圧Ｖｉ４に向かって緩やかに下降する傾斜波形電圧を印加する。すると、直前のサブフィールドの維持期間で維持放電を起こした放電セルでは、走査電極ＳＣ１〜ＳＣｎと維持電極ＳＵ１〜ＳＵｎ、データ電極Ｄ１〜Ｄｍとの間でそれぞれ微弱な初期化放電が起こる。そして、走査電極ＳＣ１〜ＳＣｎ上部の負の壁電圧および維持電極ＳＵ１〜ＳＵｎ上部の正の壁電圧が弱められ、データ電極Ｄ１〜Ｄｍ上部の正の壁電圧は書込み動作に適した値に調整される。一方、直前のサブフィールドの維持期間で維持放電を起こさなかった放電セルで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がそのまま保たれる。このように第２ＳＦの初期化期間は選択初期化動作であり、直前のサブフィールドの維持期間で維持放電を起こした放電セルに対して選択的に初期化放電を行う。

第２ＳＦの書込み期間は、第１ＳＦの書込み期間と同様の動作を行うので詳細な説明を省略する。また、第２ＳＦの維持期間も維持パルス数を除いて第１ＳＦの維持期間と同様である。また、第３ＳＦ〜第１０ＳＦの動作についても、表示電極対に印加する維持パルスの数を除いて第２ＳＦの動作と同様であるため、説明を省略する。

なお、本実施の形態において各電極に印加する電圧値は、例えば、電圧Ｖｉ１＝電圧Ｖｉ３＝電圧Ｖｓ＝１８０（Ｖ）、電圧Ｖｉ２＝４２０（Ｖ）、電圧Ｖｉ４＝−８５（Ｖ）、電圧Ｖａ＝−９０（Ｖ）、電圧Ｖｅ１＝１６０（Ｖ）、電圧Ｖｅ２＝１６５（Ｖ）である。ただしこれらの電圧値は、単に一例を挙げたに過ぎず、パネルの特性やプラズマディスプレイ装置の仕様等に合わせて、適宜最適な値に設定することが望ましい。

次に、本実施の形態における第２の放電を用いた駆動方法により、安定した消去放電を発生させることができる理由について説明する。図７の期間Ｔ８において、走査電極ＳＣ１〜ＳＣｎに印加する電圧は時刻ｔ９に電圧Ｖｓ付近まで上昇するが、このときの電圧の上昇時間はインダクタＬ１００と電極間容量Ｃｐとの共振周期の１／２で決まるため安定している。その後、維持放電を起こした放電セルでは走査電極ＳＣｉと維持電極ＳＵｉとの間の電圧が放電開始電圧を超えて第２の放電が開始する。そして、この放電にともなう電流が増加すると、走査電極ＳＣ１〜ＳＣｎに印加する電圧は低下するが、このときの電圧の低下は放電電流が増加することにより生じる。消去放電は上述したように、放電が収束する前、すなわち放電で発生した荷電粒子が放電空間内に十分残留している間に放電空間内の電界を変化させ、変化した電界を緩和するように荷電粒子を再配置させて放電自体も急速に収束させる放電である。したがって、この第２の放電にともなう電流の増加に応じて走査電極ＳＣ１〜ＳＣｎに印加する電圧が所定の値、本実施の形態においては電圧Ｖｓ／２まで低下することで安定した消去放電を発生させることが可能となる。

なお、放電の増加に対応して電圧を下げるだけであれば、例えば電圧を印加した後、駆動回路の出力インピーダンスをハイインピーダンスに切換えることによっても実現することは可能である。しかしその場合には、放電が停止したときの電圧が不定となり壁電圧を精密に制御することができない。さらに走査電極ＳＣ１〜ＳＣｎに印加する電圧を電圧Ｖｓに上昇させた後、スイッチング素子群をタイミングよくハイインピーダンスに切換える必要があるが、この切換えの制御も容易ではない。

しかしながら、本実施の形態によれば、期間Ｔ８において詳細に説明したように、時刻ｔ８でスイッチング素子Ｑ１１１をオンするだけで、走査電極ＳＣ１〜ＳＣｎに印加する電圧の上昇、第２の放電の開始、走査電極ＳＣ１〜ＳＣｎに印加する電圧の低下、第２の放電の停止と壁電圧の蓄積、の消去放電としての動作を安定して行うことができる。このように、第２の放電を用いることにより、スイッチング素子を精密にタイミング調整することなしに安定した消去放電を発生させることができる。

なお、本実施の形態においては、第１ＳＦの初期化期間では全セル初期化動作を行い、第２ＳＦ〜第１０ＳＦの初期化期間では選択初期化動作を行うものとして説明したが、本発明は各サブフィールドの初期化動作に限定されるものではない。また、本発明はサブフィールド数や各サブフィールドの輝度重みが上記の値に限定されるものではない。さらに、画像信号等にもとづいてサブフィールド構成を切換える構成であってもよい。

さらに、本実施の形態において用いた具体的な各数値は、単に一例を挙げたに過ぎず、パネルの特性やプラズマディスプレイ装置の仕様等に合わせて、適宜最適な値に設定することが望ましい。

（実施の形態２）
実施の形態２が実施の形態１と異なるところはサブフィールド構成であり、それに対応した駆動電圧波形である。図８は、本発明の実施の形態２におけるサブフィールド構成を示す図である。

本実施の形態においては、１フィールドを「１１」のサブフィールド（第１ＳＦ、第２ＳＦ、・・・、第１１ＳＦ）に分割し、各サブフィールドはそれぞれ、例えば（「０」、「１」、「２」、「３」、「６」、「１１」、「１８」、「３０」、「４４」、「６０」、「８１」）の輝度重みを持ち、輝度倍率が「２」であるとして説明する。そして各サブフィールドの維持期間には、それぞれのサブフィールドの輝度重みに輝度倍率を乗じた数の維持パルスが表示電極対に印加される。ここで、第１ＳＦの輝度重みが「０」と設定されているが、これは第１ＳＦの維持期間においては消去放電のみを発生させるように駆動することを意味している。また、本実施の形態においては、第２ＳＦの初期化期間では全セル初期化動作を行い、第１ＳＦ、第３ＳＦ〜第１１ＳＦの初期化期間では選択初期化動作を行うものとする。

以下に、パネル１０を駆動するための駆動電圧波形の詳細とその動作について説明する。図８には、第１ＳＦ〜第３ＳＦの駆動電圧波形を示している。

第１ＳＦの初期化期間は、実施の形態１における第２ＳＦの選択初期化動作と同様の動作を行う。すなわち、データ電極Ｄ１〜Ｄｍに０（Ｖ）を印加し、維持電極ＳＵ１〜ＳＵｎに正の電圧Ｖｅ１を印加し、走査電極ＳＣ１〜ＳＣｎには、維持電極ＳＵ１〜ＳＵｎに対して放電開始電圧以下となる電圧Ｖｉ３から放電開始電圧を超える電圧Ｖｉ４に向かって緩やかに下降する傾斜波形電圧を印加する。すると直前のサブフィールドの維持期間で維持放電を起こした放電セルでは微弱な初期化放電が発生し、各電極上の壁電圧が続く書込み動作に適した壁電圧に調整される。一方、直前のサブフィールドで維持放電を起こさ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がそのまま保たれる。

第１ＳＦの書込み期間は、実施の形態１における第１ＳＦの書込み動作と同様の動作を行う。すなわち、維持電極ＳＵ１〜ＳＵｎに電圧Ｖｅ２を印加し、走査電極ＳＣ１〜ＳＣｎに電圧Ｖｃを印加する。次に、１行目の走査電極ＳＣ１に走査パルス電圧Ｖａを印加するとともにデータ電極Ｄ１〜Ｄｍのうち１行目に発光させるべき放電セルのデータ電極Ｄｋに書込みパルス電圧Ｖｄを印加して書込み放電を起こす。以上の書込み動作を走査電極ＳＣｎのｎ行目の放電セルに至るまで行う。

本実施の形態における第１ＳＦの輝度重みは「０」であるので、第１ＳＦの維持期間には、走査電極ＳＣ１〜ＳＣｎと維持電極ＳＵ１〜ＳＵｎとの間で強い維持放電を発生させることなく、第２の放電である弱い消去放電を発生させて、データ電極Ｄｋ上の正の壁電圧を残したまま、走査電極ＳＣｉ上および維持電極ＳＵｉ上の壁電圧を弱める。

図９は、本発明の実施の形態２において第１ＳＦの維持期間にパネルの各電極に印加する駆動電圧波形の詳細を示す図であり、図８の長円で囲った部分の駆動電圧波形の詳細である。図９に示した駆動電圧波形は、図７に示した駆動電圧波形のうち期間Ｔ７および期間Ｔ８に示した駆動電圧波形と同じである。

（期間Ｔ７）
時刻ｔ７でスイッチング素子Ｑ２１２をオンにすることにより、維持電極ＳＵ１〜ＳＵｎ側の電荷はインダクタＬ２００、ダイオードＤ２０２、スイッチング素子Ｑ２１２を通してコンデンサＣ２００に流れ始め、維持電極ＳＵ１〜ＳＵｎの電圧が下がり始める。

（期間Ｔ８）
時刻ｔ８でスイッチング素子Ｑ２２２をオンして、維持電極ＳＵ１〜ＳＵｎの電圧を強制的に０（Ｖ）に低下させる。

さらに、時刻ｔ８でスイッチング素子Ｑ１１１をオンにする。すると、電力回収用のコンデンサＣ１００からスイッチング素子Ｑ１１１、ダイオードＤ１０１、インダクタＬ１００、スイッチング素子Ｑ３１２、Ｑ３２１およびスイッチング素子ＱＬ１〜ＱＬｎを介して電流が流れ始め、走査電極ＳＣ１〜ＳＣｎの電圧が上がり始める。インダクタＬ１００と電極間容量Ｃｐとは共振回路を形成しているので、共振周期の１／２の時間経過後の時刻ｔ９においてインダクタＬ１００を流れる電流はほぼ０（Ａ）となり、走査電極ＳＣ１〜ＳＣｎの電圧はＶｓ付近まで上昇する。このとき、スイッチング素子Ｑ１２１をオフのままにしておく。しかし走査電極ＳＣ１〜ＳＣｎの電圧はＶｓ付近まで上昇しているので、書込み放電を起こした放電セルでは走査電極ＳＣｉと維持電極ＳＵｉとの間の電圧が放電開始電圧を超えて第２の放電が開始する。

第２の放電にともなう電流が増加すると、表示電極対は抵抗性の負荷となり、走査電極ＳＣ１〜ＳＣｎの電圧は電力回収用のコンデンサＣ１００の電圧Ｖｓ／２まで急速に低下する。この電圧低下は、期間Ｔ８で放電が発生し放電電流が流れることによって生じる。そして第２の放電が収束する前、すなわち第２の放電で発生した荷電粒子が放電空間内に十分残留している間に放電空間内の電界が変化するので、変化した電界を緩和するように荷電粒子が再配置されて第２の放電自体も急速に収束する。そして走査電極ＳＣ１〜ＳＣｎが電圧Ｖｓ／２、維持電極ＳＵ１〜ＳＵｎが０（Ｖ）であるので、走査電極ＳＣ１〜ＳＣｎ上および維持電極ＳＵ１〜ＳＵｎ上の壁電圧は電圧Ｖｓ／２の程度まで弱められる。また、データ電極Ｄ１〜Ｄｍは０（Ｖ）に保持されており、データ電極Ｄ１〜Ｄｍに印加されている電圧と走査電極ＳＣ１〜ＳＣｎに印加されている電圧との電位差を緩和するように第２の放電による荷電粒子が壁電荷を形成するので、データ電極Ｄ１〜Ｄｍ上には正の壁電圧が形成される。このように、期間Ｔ８に発生する第２の放電は弱い放電であり、消去放電である。

第２ＳＦ〜第１１ＳＦの動作は実施の形態１における第１ＳＦ〜第１０ＳＦの動作と同様であるため説明を省略する。

本実施の形態において、輝度重みが「０」である第１ＳＦの維持期間に第２の放電を行う理由は、スイッチング素子の精密なタイミング調整なしに安定した消去放電を発生させるためであることはもちろんであるが、加えて、第１ＳＦの発光輝度を低く抑えるためである。図１０は本発明の実施の形態２における駆動方法を用いたパネルの表示輝度を示す図である。階調「０」の輝度はすべてのサブフィールドにおいて書込み放電を行わなかった放電セルの輝度を示し、階調「１」の輝度は第１ＳＦのみ書込み放電を行った放電セルの輝度を示し、階調「２」の輝度は第１ＳＦにおいて書込み放電を行った放電セルの輝度を示している。図１０には、比較のために、特許文献２に記載された従来の駆動方法における表示輝度も破線で示している。本実施の形態における階調「０」の輝度は全セル初期化放電にともなうものであり、従来の駆動方法における輝度と同じである。しかし本実施の形態における階調「１」の輝度は第２の放電にともなうものであり、従来の駆動方法における輝度と比較して明らかに低く抑えられている。そのため暗い画像を表示する際の画像表示品質を大幅に向上させることができる。

なお、本実施の形態においては、すべてのサブフィールドの維持期間において電力回収部１１０を用いた第２の放電を行うものとして説明したが、必ずしもすべてのサブフィールドで第２の放電を行う必要はない。例えば、輝度重みの最も小さいサブフィールドの維持期間において電力回収部１１０を用いた第２の放電を行うことにより、階調「１」の輝度を下げ、暗い画像を表示する際の画像表示品質を向上させる効果を得ることができる。

（実施の形態３）
図１１は本発明の実施の形態３におけるサブフィールド構成を示す図である。本実施の形態における各サブフィールドの輝度重みおよび輝度倍率は実施の形態２における各サブフィールドの輝度重みおよび輝度倍率と同じであり、第１ＳＦの輝度重みが「０」である。また実施の形態２と同様に、第２ＳＦの初期化期間では全セル初期化動作を行い、第１ＳＦ、第３ＳＦ〜第１１ＳＦの初期化期間では選択初期化動作を行う。本実施の形態が実施の形態２と異なる点は、輝度重みの最も小さい第１ＳＦの維持期間においてのみ電力回収部１１０を用いた消去放電を行った点、各サブフィールドの維持期間の後に選択初期化動作を行った点、さらに、第１ＳＦの初期化期間において選択初期化動作を行った後に各電極に０（Ｖ）を印加する期間を設けた点である。

すなわち、第１ＳＦの初期化期間では、まず選択初期化動作を行い、その後、各電極に０（Ｖ）を印加する。第１ＳＦの書込み期間では実施の形態２と同様の書込み動作を行う。そして、第１ＳＦの維持期間では、実施の形態２において期間Ｔ７〜期間Ｔ８で詳細に説明した動作と同様の動作を行う。図１１の長円で囲った部分の駆動電圧波形は図９に示した駆動電圧波形と同様であるため、詳細な説明を省略するが、走査電極ＳＣ１〜ＳＣｎと維持電極ＳＵ１〜ＳＵｎとの間で強い維持放電を発生させることなく、第２の放電である弱い消去放電を発生させて、データ電極Ｄｋ上の正の壁電圧を残したまま、走査電極ＳＣｉ上および維持電極ＳＵｉ上の壁電圧を消去する。続く第２ＳＦの初期化期間では一旦選択初期化動作を行った後、全セル初期化動作を行う。

このようなサブフィールド構成においても、輝度重みが「０」である第１ＳＦの維持期間に電力回収部１１０を用いた第２の放電を行うことにより、スイッチング素子の精密なタイミング調整なしに安定した消去放電を第１ＳＦで発生させることができる。加えて、第１ＳＦの発光輝度を低く抑えることができるため、黒により近い中間階調を表示することが可能となり、輝度の低い画像の表示品質を大幅に向上させることができる。

本発明は、大画面のパネルであっても安定した消去放電を発生させることができ、表示品質の高い画像を表示できるパネルの駆動方法として有用である。

本発明の実施の形態１におけるパネルの構造を示す分解斜視図 同パネルの電極配列図 本発明の実施の形態１におけるプラズマディスプレイ装置の回路ブロック図 同プラズマディスプレイ装置の走査電極駆動回路の詳細を示す回路図 同プラズマディスプレイ装置の維持電極駆動回路の詳細を示す回路図 本発明の実施の形態１におけるサブフィールド構成を示す図 本発明の実施の形態１において第１ＳＦの維持期間にパネルの各電極に印加する駆動電圧波形の詳細を示す図 本発明の実施の形態２におけるサブフィールド構成を示す図 本発明の実施の形態２において第１ＳＦの維持期間にパネルの各電極に印加する駆動電圧波形の詳細を示す図 本発明の実施の形態２における駆動方法を用いたパネルの表示輝度を示す図 本発明の実施の形態３におけるサブフィールド構成を示す図

符号の説明

１ プラズマディスプレイ装置
１０ パネル
２２ 走査電極
２３ 維持電極
２８ 表示電極対
３２ データ電極
５１ 画像信号処理回路
５２ データ電極駆動回路
５３ 走査電極駆動回路
５４ 維持電極駆動回路
５５ タイミング発生回路
１００，２００ 維持パルス発生回路
１１０，２１０ 電力回収部
１２０，２２０ クランプ部
３００ 初期化波形発生回路
４００ 走査パルス発生回路

Claims (3)

1. 走査電極と維持電極とからなる表示電極対を有する放電セルで選択的に書込み放電を発生させる書込み期間と、前記書込み期間選択した放電セルで輝度重みに応じた回数の第１の放電を発生させる維持期間とを有するサブフィールドを複数設けて１フィールドを構成したプラズマディスプレイパネルの駆動方法であって、
   所定の電圧に充電された回収コンデンサと回収インダクタとを有する電力回収部を備え、
   所定のサブフィールドの維持期間において、前記選択した放電セルで前記第１の放電を発生させた後、前記回収インダクタと前記回収コンデンサと前記表示電極対の電極間容量とを直列に接続して、前記表示電極対の電極間容量と前記回収インダクタとを共振させて少なくとも前記表示電極対の一方に前記回収コンデンサの電圧を超える電圧を印加して前記選択した放電セルで第２の放電を発生させ、且つ前記表示電極対の一方に印加した電圧を前記第２の放電の電流により前記回収コンデンサの電圧まで減衰させるように制御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. 前記所定のサブフィールドは、輝度重みの最も小さいサブフィールドを含むことを特徴とする請求項１に記載のプラズマディスプレイパネルの駆動方法。
3. 前記電力回収部を用いて前記走査電極に電圧を印加して前記第２の放電を発生させることを特徴とする請求項１に記載のプラズマディスプレイパネルの駆動方法。

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