JP4046092B2 - プラズマディスプレイパネルの駆動方法 - Google Patents

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Description

本発明は、壁掛けテレビや大型モニター等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、PDPあるいはパネルと略記する)は、大画面、薄型、軽量であることを特徴とする視認性に優れた表示デバイスである。
PDP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、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。ここで、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する。
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、つづ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働きをもつ。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おこし、選択的な壁電荷形成を行う。つづく維持期間では、走査電極と維持電極との間に所定の回数の維持パルスを印加し、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。
このように、画像を正しく表示するためには書込み期間における選択的な書込み放電を確実に行うことが重要であるが、回路構成上の制約から書込みパルスに高い電圧が使えないこと、データ電極上に形成された蛍光体層が放電をおこり難くしていること等、書込み放電に関しては放電遅れを大きくする要因が多い。したがって、書込み放電を安定して発生させるためのプライミングが非常に重要となる。
しかしながら、放電によって生じるプライミングは時間の経過とともに急速に減少する。そのため、上述したパネルの駆動方法において、初期化放電から長い時間が経過した書込み放電に対しては初期化放電で生じたプライミングが不足して放電遅れが大きくなり、書込み動作が不安定になって画像表示品質が低下するといった問題があった。あるいは、書込み動作を安定して行うために書込み時間を長く設定し、その結果、書込み期間に費やす時間が大きくなりすぎるといった問題があった。
これらの問題を解決するために、パネルの前面板に設けたプライミング放電セルを用いてプライミングを発生させ、放電遅れを小さくするパネルとその駆動方法が提案されている(たとえば特許文献1)。
特開2002−150949号公報
しかしながら上述のパネルにおいては、隣接する放電セルが相互干渉をおこしやすく、特に書込み期間において、隣接する放電セルの書込み放電にともない発生するプライミングの影響を受けて誤書込み、あるいは書込み不良を生じるおそれがあり、そのため書込み動作の駆動電圧マージンが狭くなるという課題があった。
本発明のプラズマディスプレイ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、書込み動作の駆動電圧マージンを狭めることなく書込み放電を安定して発生させることができるプラズマディスプレイパネルの駆動方法を提供することを目的とする。
本発明のプラズマディスプレイパネルの駆動方法は、第1の基板と、第1の基板上にあって平行に配置した走査電極および維持電極からなる複数の表示電極対と、放電空間を挟んで第1の基板に対向配置された第2の基板と、第2の基板上にあって表示電極対と交差する方向に配置した複数のデータ電極と、第1の基板と第2の基板の間にあって主放電を発生させる主放電セルおよびプライミング放電を発生させるプライミング放電セルを区画するように設けた隔壁とを備えたプラズマディスプレイパネルの駆動方法であって、1フィールドを初期化期間、書込み期間および維持期間を有する複数のサブフィールドで構成し、書込み期間は奇数番目の走査電極に対応する主放電セルの書込み動作を行う奇数ライン書込み期間と偶数番目の走査電極に対応する主放電セルの書込み動作を行う偶数ライン書込み期間とを有し、奇数ライン書込み期間において奇数番目の走査電極に走査パルスを順次印加するとともに偶数番目の維持電極に走査パルスを印加した奇数番目の走査電極との間にプライミング放電セル内でプライミング放電を生じさせるための電圧を印加し、偶数ライン書込み期間において偶数番目の走査電極に走査パルスを順次印加するとともに奇数番目の維持電極に走査パルスを印加した偶数番目の走査電極との間にプライミング放電セル内でプライミング放電を生じさせるための電圧を印加し、維持期間において奇数番目の走査電極と偶数番目の維持電極とに略同一の位相をもつ維持パルス電圧を印加するとともに偶数番目の走査電極と奇数番目の維持電極とに略同一の位相をもつ維持パルス電圧を印加することを特徴とする。この駆動方法により、書込み動作の駆動電圧マージンを狭めることなく書込み放電を安定して発生させることができる。
本発明によれば、書込み動作の駆動電圧マージンを狭めることなく書込み放電を安定して発生させることができるプラズマディスプレイパネルの駆動方法を提供することができる。
(実施の形態)
以下、本発明の実施の形態におけるパネルについて、図面を用いて説明する。
図1は本発明の実施の形態におけるパネルの構造を示す分解斜視図であり、図2は同パネルの断面図である。第1の基板であるガラス製の前面基板21と第2の基板である背面基板31とが放電空間を挟んで対向配置され、放電空間には放電によって紫外線を放射するネオンとキセノンとの混合ガスが封入されている。
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が互いに平行に複数対形成されている。このとき、走査電極22、維持電極23は、維持電極23−走査電極22−維持電極23−走査電極22−・・・となるように1本ずつ交互に配列されている。走査電極22と維持電極23はそれぞれ透明電極22a、23aと、透明電極22a、23a上に形成された金属母線22b、23bとから構成されている。隣接する表示電極対の間には黒色材料からなる光吸収層28が設けられている。走査電極22の金属母線22bの突出部分22b’および維持電極23の金属母線23bの突出部分23b’は光吸収層28上にまで突出して形成されている。そして、これらの走査電極22、維持電極23および光吸収層28とを覆うように誘電体層24および保護層25が形成されている。
背面基板31上には、走査電極22および維持電極23と交差する方向にデータ電極32が互いに平行に複数形成され、そしてデータ電極32を覆うように誘電体層33が形成されている。そして誘電体層33の上に主放電セル40を区画するための隔壁34が形成されている。
隔壁34は、データ電極32と平行な方向に延びる縦壁部34aと、主放電セル40を形成するとともに主放電セル40の間に隙間部41を形成する横壁部34bとで構成されている。その結果、隔壁34は一対の走査電極と維持電極とからなる表示電極対に沿って主放電セル40を複数連結した主放電セル行を形成し、隣接した主放電セル行の間に隙間部41を生じる。隙間部41には走査電極22の突出部分22b’と維持電極23の突出部分23b’が形成されており、この隙間部41はプライミング放電セルとして働く。以下、隙間部41をプライミング放電セル41と記す。
そして、これら隔壁34の頂部は前面基板21に当接するように平坦に形成されている。これは、隣接する放電セルの相互干渉を防ぐためであり、特に書込み期間において隣接する放電セルの書込み放電にともない発生するプライミングの影響を受けて誤書込みを生じる等の誤動作を防ぐためである。さらには、プライミング放電にともない、プライミング放電セル41に隣接する主放電セル40の壁電荷が減少し書込み不良を生じる等の誤動作を防ぐためである。本発明の実施の形態においては、隔壁34の段差が10μm以下となるように形成している。この値は、10μmを超えると隣り合う主放電セル40間の相互干渉が発生し、プライミング放電セル41と主放電セル40との相互干渉が発生するという実験結果にもとづく値である。
そして、隔壁34により区画された主放電セル40に対応する誘電体層33の表面と隔壁34の側面とに蛍光体層35が設けられている。なお、図1ではプライミング放電セル41側に蛍光体層35を形成していないが、蛍光体層35を形成する構成としてもよい。
なお、上述の説明ではデータ電極32を覆うように誘電体層33が形成されているが、この誘電体層33は形成しなくてもよい。
図3は本発明の実施の形態におけるパネルの電極配列図である。列方向にm列のデータ電極D1〜Dm(図1のデータ電極32)が配列され、行方向にn行の走査電極SC1〜SCn(図1の走査電極22)とn行の維持電極SU1〜SUn(図1の維持電極23)とが維持電極SU1−走査電極SC1−維持電極SU2−走査電極SC2−・・・となるように1本ずつ交互に配列されている。そして、本発明の実施の形態においては、プライミング放電セル41内で隣り合う走査電極SCiと維持電極SUi+1(i=1〜n)との突出部分(図1の突出部分22b’、23b’)との間でプライミング放電を行う。
そして、一対の走査電極SCi、維持電極SUiと一つのデータ電極Dj(j=1〜m)とを含む主放電セルCi,j(図1の主放電セル40)が放電空間内にm×n個形成される。また走査電極SCiの突出部分と維持電極SUi+1の突出部分とを含むプライミング放電セルPSi(図1のプライミング放電セル41)が形成される。
つぎに、パネルを駆動するための駆動波形とそのタイミングについて、パネルの動作とともに説明する。
図4は、本発明の実施の形態におけるパネルの駆動波形図である。このように実施の形態においては、1フィールド期間が初期化期間、書込み期間、維持期間を有する複数のサブフィールドから構成されており、書込み期間は、奇数番目の走査電極(以下、奇数走査電極と略記する)をもつ主放電セルの書込み動作を行う奇数ライン書込み期間と、偶数番目の走査電極(以下、偶数走査電極と略記する)をもつ主放電セルの書込み動作を行う偶数ライン書込み期間とを有し、奇数走査電極と偶数走査電極との書込み動作を時間的に分離して行う。これは以下に詳細に説明するように、壁電荷を用いてプライミング放電を順次継続して安定して発生させるためである。またこれにより、放電セルの相互作用の影響、特に書込み期間において垂直方向に隣接する主放電セルの影響を小さくすることもできる。
まず、初期化期間前半部では、データ電極D1〜Dmおよび維持電極SU1〜SUnをそれぞれ0(V)に保持し、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。主放電セルCi,jおよびプライミング放電セルPSi内では、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1回目の微弱な初期化放電がおこる。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または蛍光体層上に蓄積された壁電荷により生じる電圧をあらわす。
初期化期間後半部では、維持電極SU1〜SUnを正電圧Veに保ち、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。主放電セルCi,jおよびプライミング放電セルPSi内では、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2回目の微弱な初期化放電がおこる。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。
奇数ライン書込み期間では、奇数走査電極SCp(P=奇数)を一旦電圧Vcに保持する。そして、偶数維持電極SUp+1には、隣接する奇数走査電極SCpとの間でプライミング放電セルPSp内部に放電を生じさせるための電圧Vqを印加する。つぎに、1番目の走査電極SC1に走査パルス電圧Vaを印加すると、プライミング放電セルPS1内において2番目の維持電極SU2との間でプライミング放電が発生し、主放電セルC1,1〜C1,m内部にプライミングが供給される。このとき、表示すべき画像信号に対応するデータ電極Dk(kは1〜mの整数)に正の書込みパルスVdを印加すると、データ電極Dkと走査電極SC1との交差部で放電が発生し、対応する主放電セルC1,kの維持電極SU1と走査電極SC1との間の放電に進展する。そして主放電セルC1,k内の走査電極SC1上部に正の壁電圧が蓄積され、維持電極SU1上部に負の壁電圧が蓄積され、1行目の書込み動作が終了する。なお、このとき、プライミング放電セルPS1内部の走査電極SC1上部には正の壁電圧が蓄積され、維持電極SU2上部には負の壁電圧が蓄積される。
以下同様に奇数番目の主放電セルC3,k,C5,k,・・・について書込み動作を行う。
偶数ライン書込み期間では、偶数走査電極SCp+1を一旦電圧Vcに保持する。そして、奇数維持電極SUpには、隣接する偶数走査電極SCp+1との間でプライミング放電セルPSp+1内部に放電を生じさせるための電圧Vqを印加する。そして、2番目の走査電極SC2に走査パルス電圧Vaを印加すると、プライミング放電セルPS3内において2番目の走査電極SC2との間でプライミング放電が発生する。そして、主放電セルC2,1〜C2,m内部にプライミングが供給される。このとき、表示すべき画像信号に対応するデータ電極Dkに正の書込みパルスVdを印加すると、データ電極Dkと走査電極SC2との交差部で放電が発生し、対応する主放電セルC2,kの維持電極SU2と走査電極SC2との間の放電に進展する。そして主放電セルC2,k内の走査電極SC2上部に正の壁電圧が蓄積され、維持電極SU2上部に負の壁電圧が蓄積され、2行目の書込み動作が終了する。なお、このとき、プライミング放電セルPS2内部の走査電極SC2上部には正の壁電圧が蓄積され、維持電極SU3上部には負の壁電圧が蓄積される。
以下同様に偶数番目の主放電セルC4,k,C6,k,・・・について書込み動作を行い、書込み期間を終了する。
維持期間では、走査電極SC1〜SCnおよび維持電極SU1〜SUnを0(V)に一旦戻した後、奇数走査電極SCpと偶数維持電極SUp+1とに正の維持パルス電圧Vsを印加する。このとき、書込み放電をおこした主放電セルCp,kにおける走査電極SCp上部と維持電極SUp上部との間の電圧は、正の維持パルス電圧Vsに加えて、書込み期間において走査電極SCp上部および維持電極SUp上部に蓄積された壁電圧が加算されて、放電開始電圧より大きくなる。これにより、奇数番目の主放電セルCp,kにおいて維持放電が発生する。つぎに、奇数走査電極SCpと偶数維持電極SUp+1を0(V)に戻し、偶数走査電極SCp+1と奇数維持電極SUpとに正の維持パルス電圧Vsを印加する。このとき、書込み放電をおこした主放電セルCi,kにおける走査電極SCi上部と維持電極SUi上部との間の電圧は、正の維持パルス電圧Vsに加えて、書込み期間において走査電極SCi上部および維持電極SUi上部に蓄積された壁電圧が加算されて、放電開始電圧より大きくなる。これにより、奇数番目および偶数番目の主放電セルCi,kにおいて維持放電が発生する。以降、奇数走査電極SCpと偶数維持電極SUp+1とに略同一の位相をもち、偶数走査電極SCp+1と奇数維持電極SUpとに略同一の位相をもつ維持パルス電圧を交互に印加することにより、書込み放電をおこした主放電セルCi,kに対して維持パルスの回数だけ維持放電が継続して行われる。
維持期間の最後では、偶数走査電極SCp+1と奇数維持電極SUpを0(V)に戻し、偶数維持電極SUp+1のみに正の維持パルス電圧Vsを印加する。すると、書込み放電をおこした主放電セルCp+1,kにおいてのみ維持放電が発生する。そして、偶数維持電極SUp+1を0(V)に戻した後、奇数および偶数走査電極SCiに幅の細い維持パルス電圧Vsを印加して消去放電を発生させ維持放電を終える。なお、このとき、プライミング放電セルPSi内部の走査電極SCi上部および維持電極SUi上部に蓄積している壁電圧も同時に消去される。
つづくサブフィールドの初期化期間では、維持電極SU1〜SUnを正電圧Veに保ち、走査電極SC1〜SCnには電圧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、維持放電を行った主放電セルCi,kの走査電極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おこる。そして、走査電極SC1〜SCn上部および維持電極SU1〜SUn上部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。
この後の書込み期間、維持期間、およびつづくサブフィールドの駆動波形およびパネルの動作は上述と同様である。
ここで、プライミング放電セルの動作に注目して再度その動作について説明する。まず、サブフィールドの奇数ライン書込み期間では、奇数走査電極SCpに負電圧の走査電圧パルスVaを印加し、偶数維持電極SUp+1に正の電圧Vqを印加してプライミング放電を発生させる。そして、プライミング放電セルPSp内の奇数走査電極SCp上に正の壁電圧、偶数維持電極SUp+1上に負の壁電圧が蓄積される。つづく偶数ライン書込み期間では、偶数走査電極SCp+1に負電圧の走査電圧パルスVaを印加し、奇数維持電極SUpに正の電圧Vqを印加してプライミング放電を発生させる。そして、プライミング放電セルPSp+1内の偶数走査電極SCp+1上に正の壁電圧、奇数維持電極SUp上に負の壁電圧が蓄積される。このように書込み期間終了時には、奇数ライン、偶数ラインにかかわらず、走査電極SCn上には正の壁電圧、維持電極SUn上には負の壁電圧が蓄積される。
つづく維持期間においては、走査電極SCiに幅の細い維持パルス電圧Vsを印加した際に消去放電を発生し、プライミング放電セルPSi内部の走査電極SCi上部および維持電極SUi上部に蓄積している壁電圧が消去される。
このように、本発明の実施の形態においては、書込み期間を奇数ライン書込み期間と偶数ライン書込み期間とに分け、プライミング放電も奇数ラインと偶数ラインとに分けることにより、隣接する放電セルの相互干渉を抑えて、書込み動作の駆動電圧マージンを狭めることなく書込み放電を安定した放電とすることができる。
なお、上述の動作説明においては、維持期間の最後で、奇数および偶数走査電極SCiに同時に幅の細い維持パルス電圧Vsを印加して消去放電を発生させたが、必ずしも消去放電を同時に発生させる必要はない。図5に、本発明の他の実施の形態におけるパネルの駆動波形図を示す。図5には奇数ライン側の消去放電を発生させた後に偶数側の消去放電を発生させる駆動波形を示している。偶数走査電極SCp+1に幅の細い維持パルス電圧Vsを印加するタイミングにおいて奇数維持電極SUpを一旦0(V)としているのは、プライミング放電セルPSp+1において偶数走査電極SCp+1と奇数維持電極SUpとの間で消去放電を発生させるためである。
また、上述の動作説明においては、走査電極22、維持電極23は、維持電極23−走査電極22−維持電極23−走査電極22−・・・となるように配列されているものとして説明したが、走査電極22−維持電極23−走査電極22−維持電極23−・・・となるように配列されていてもよい。この場合には、1番目の走査電極SC1との間でプライミング放電を発生させるべき維持電極が存在しないが、1行目の書込み動作は初期化放電の直後に発生するためプライミング放電を省略することができる。
さらに、最初のサブフィールドの初期化期間はすべての主放電セルで初期化放電を行う全セル初期化動作を行い、つぎのサブフィールド以降の初期化期間は維持放電を行った主放電セルを選択的に初期化する選択初期化動作を行うものとして説明したが、これらの初期化動作は任意に組み合わせてもよい。
本発明のパネルの駆動方法は、書込み動作の駆動電圧マージンを狭めることなく書込み放電を安定して発生させることができるので、壁掛けテレビや大型モニター等に用いられるプラズマディスプレイパネル等として有用である。
本発明の実施の形態におけるパネルの構造を示す分解斜視図 同パネルの断面図 同パネルの電極配列図 同パネルの駆動波形図 本発明の他の実施の形態におけるパネルの駆動波形図
符号の説明
21 前面基板
22 走査電極
22a,23a 透明電極
22b,23b 金属母線
22b’,23b’ 突出部分
23 維持電極
24 誘電体層
25 保護層
28 光吸収層
31 背面基板
32 データ電極
33 誘電体層
34 隔壁
34a 縦壁部
34b 横壁部
35 蛍光体層
40 主放電セル
41 隙間部(プライミング放電セル)

Claims (1)

  1. 第1の基板と、前記第1の基板上にあって、平行に配置した走査電極および維持電極からなる複数の表示電極対と、放電空間を挟んで前記第1の基板に対向配置された第2の基板と、前記第2の基板上にあって、前記表示電極対と交差する方向に配置した複数のデータ電極と、前記第1の基板と前記第2の基板の間にあって、主放電を発生させる主放電セル、およびプライミング放電を発生させるプライミング放電セルを区画するように設けた隔壁とを備えたプラズマディスプレイパネルの駆動方法であって、1フィールドを初期化期間、書込み期間および維持期間を有する複数のサブフィールドで構成し、前記書込み期間は奇数番目の走査電極に対応する主放電セルの書込み動作を行う奇数ライン書込み期間と、偶数番目の走査電極に対応する主放電セルの書込み動作を行う偶数ライン書込み期間とを有し、前記奇数ライン書込み期間において、奇数番目の走査電極に走査パルスを順次印加するとともに、偶数番目の維持電極に前記走査パルスを印加した奇数番目の走査電極との間に前記プライミング放電セル内でプライミング放電を生じさせるための電圧を印加し、前記偶数ライン書込み期間において、偶数番目の走査電極に走査パルスを順次印加するとともに、奇数番目の維持電極に前記走査パルスを印加した偶数番目の走査電極との間に前記プライミング放電セル内でプライミング放電を生じさせるための電圧を印加し、前記維持期間において、奇数番目の走査電極と偶数番目の維持電極とに同一の位相をもつ維持パルス電圧を印加するとともに、偶数番目の走査電極と奇数番目の維持電極とに同一の位相をもつ維持パルス電圧を印加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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