JP4302171B2 - 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

発明の属する技術分野
本発明はパーソナルコンピュータやワークステーション等のディスプレイ装置、平面型のテレビジョン、広告や情報等の表示用のディスプレイに使用するＡＣ型プラズマディスプレイパネルの駆動方法に関する。
従来の技術
従来の３電極ＡＣ型カラープラズマディスプレイにおいては維持期間（サステイン期間）の最後に壁電荷を消去または減少させる期間があった。この駆動波形は次のリセット期間につなげるために、極性等に制約があった。また、走査電極に印加される操作パルスを負極性とすると、必然的に走査期間とリセット期間の間に位置するサステインの放電回数は全てのサブフィールド（ＳＦ）において奇数、または偶数回のどちらかを選択するしかなかった。
このような、ＡＣ型カラープラズマディスプレイの駆動方法として、ドットマトリックスタイプでアドレス表示分離方式のメモリ型ＡＣプラズマディスプレイにおいて、放電の維持と消去を行う少なくとも２本１組の電極を有し、前記消去の過程において、放電はするものの壁電化を形成する時間を短くした細線消去パルスを１個ないし、順次、パルス幅とパルス間隔が短くなる２または３個の消去パルスを２電極に交互に印加することおよび消去パルスの電位を順次低くしていくことが、提案されている（例えば、特許文献１参照）。しかし、この例では次のリセットにつなげる電荷の極性については考慮されていなかった。
また、複数のＸ電極と複数のＹ電極とが互いに平行に、かつ各Ｙ電極が該Ｘ電極にはさまれるように配置され、該Ｘ電極及びＹ電極と離間して交差するように複数のアドレス電極が配置されたプラズマディスプレイパネルの駆動方法であって、該各Ｙ電極と、該各Ｘ電極と隣り合う一方の各Ｘ電極との間の放電により表示を行う第一表示工程と、該Ｙ電極と該各Ｙ電極と隣り合う他方のＸ電極との間の放電により表示を行う第２表示工程とを、時間的に分離することが提案されている（例えば、特許文献２参照）。
特許第３３７２７０６号公報 特許第２８０１８９３号公報
上述した従来の駆動方式においては、維持放電回数を変化させる場合に、奇数回なら奇数回、偶数回なら偶数回というように、必ず、２の倍数回変化させる必要があり、その中間の明るさを表現することができなかった。消去を含む維持放電回数を奇数回と偶数回のどちらでも可能とするためにはリセット期間の維持電極と走査電極の極性を逆にする必要があり、回路構成が複雑になってコストが上昇する。という問題を有している。
本発明は、プラズマディスプレイパネルの駆動方法のおよびプラズマディスプレイ装置において、続くリセットに入る前の電荷の状態は同等にして、消去放電における発光量を変えることで、維持放電の輝度変化の刻みを小さくすることを目的とする。
上記課題に対して本発明では、続くリセットに入る前の電荷状態は同等にして消去放電の発光量を変えることで中間の明るさを表現しようとするものである。これは、各消去期間で発光量の多い消去波形と発光量の少ない消去波形を選択できるようにするものである。
本発明では前面板に平行に配置される走査電極および維持電極を有し、該走査電極および維持電極で繰り返し放電を行ない、セルを発光させる維持期間と、セル内の電荷量を調整するリセット期間を有し、前記維持期間の最後において、発光したセル内に形成された壁電荷の量を減少させる消去期間を有するプラズマディスプレイにおいて、前記消去期間の駆動方法で発光量の異なる少なくとも２種類以上の消去波形を選択できるようにすることで中間の明るさを表現しようとするものである。
本発明は、前面基板に平行に配置される走査電極および維持電極と、背面基板に前記走査電極および前記維持電極に直交する方向に配置されるアドレス電極と、前記前面基板および背面基板との間に形成されたセルとを有するプラズマディスプレイパネルと、走査電極を駆動する走査電極駆動回路と、維持電極を駆動する維持電極駆動回路と、アドレス電極を駆動するアドレス電極駆動回路と、これらの駆動回路の動作を制御する制御回路とを有するプラズマディスプレイパネルの駆動方法において、１フィールドを複数のサブフィールドに分割して動作させ、各サブフィールドがセル内の電荷量を調整するリセット期間と、発光するセルを指定するアドレス期間と、前記走査電極および維持電極で繰り返し放電を行ないセルを発光させる維持期間と、発光したセル内に形成された壁電荷の量を減少させる消去期間とをもって各駆動回路を駆動させ、前記消去期間は、前記維持期間と前記維持期間に後続する前記リセット期間との間にあり、前記消却期間に、前記走査電極が前記維持電極に対して陰極となる電位の矩形波パルスを前記維持電極と前記走査電極の少なくともいずれか一方に印加するか、または前記走査電極が前記維持電極に対して陰極であって前記走査電極の電圧値が時間とともに減少する消去波形を走査電極に印加するかのいずれかをサブフィールドごとに選択するようにした。
本発明は、上記プラズマディスプレイパネルの駆動方法において、前記リセット期間に走査電極に印加され、徐々に電圧が上昇して全てのセルで放電を起こし、壁電荷を形成する書込工程と、徐々に電圧が下降して前記書込工程で形成した壁電荷を減少させる減少工程を有し、前記消去期間において、前記消却波形は、前記減少工程で前記走査電極に印加される電圧波形と、略同一の傾きを有するようにした。
本発明は、上記プラズマディスプレイパネルの駆動方法において、前記矩形波パルスは、前記維持電極と前記走査電極の電極間電位差が前記維持期間に印加する維持放電パルスより小さいパルスか、若しくは前記維持放電パルスよりも一回の印加時間が短いパルスであるようにした。
本発明によれば、リセット期間の前の壁電荷状態は大きく変えずに、消去放電の発光量を変化させ、各サブフィールドの輝度比を所定値に保った上で安定した駆動を行なうことができる。
図１は、本発明のサブフィールド構成を示す概念図である。 図２は、本発明のＰＤＰパネルの構造を説明する分解斜視図である。 図３は、本発明のＰＤＰパネル本体１と回路構成を説明する図である。 図４は、本発明の第１の実施の形態における駆動波形の一例を示す波形図である。 図５は、本発明の第２の実施の形態における駆動波形の一例を示す波形図である。 図６は、負荷率と輝度および電力との関係を示す図である。 図７は、本発明の第３の実施形態における駆動波形の一例を示す波形図である。（消去パルスが複数ある例）
符号の説明
１ ＰＤＰパネル本体
１１ 前面ガラス板
１１１ Ｘ電極
１１２ Ｙ電極
１１３ 誘電体層
１１４ 保護層
１２ 背面ガラス板
１２１ アドレス電極
１２２ 誘電体層
１２３ 隔壁
１２４Ｒ，Ｇ，Ｂ 蛍光体
２ Ｘ駆動回路
３ Ｙ駆動回路
４ アドレス駆動回路
５１ Ｙ書込鈍波
５２ Ｙ補償鈍波
４１ Ｘ書込電圧
４２ Ｘ補償電圧
４３ Ｘ電圧
４４，５４ 第１のサステインパルス
４５，４６，５５，５６ 維持パルス
４７，５７ 消去パルス
４８，４９，５０，５８，５９，６０ 細線消去パルス
７７ 消去鈍波
８７，８８，８９，９０ 放電量の多い消去放電
９７ 放電量の少ない消去放電
ＳＦ１〜ＳＦ１０ サブフィールド
ＲＰ リセット期間
ＡＰ アドレス期間
ＳＰ 維持期間
ＣＰ１，ＣＰ２ 消去期間
発明の実施の形態
以下、図１から図７を用いて、本発明の実施の形態を説明する。図２は本発明にかかわるＰＤＰパネル本体１の構造の一例を示す分解斜視図である。前面ガラス板１１には繰り返し放電を行なう維持電極１１１、走査電極１１２が平行に交互に配置されている。この電極群は誘電体層１１３に覆われており、さらにその表面はＭｇＯ等の保護層１１４に覆われている。背面ガラス板１２には、維持電極１１１、走査電極１１２とほぼ直交する方向にアドレス電極１２１が配置されており、さらに誘電体層１２２に覆われている。アドレス電極１２１の両側には隔壁１２３が配置され、列方向のセルを区分けしている。さらにアドレス電極１２１上の誘電体層１２２および隔壁１２３の側面には紫外線により励起されて赤（Ｒ），緑（Ｇ），青（Ｂ）の可視光を発生する蛍光体１２４Ｒ，１２４Ｇ，１２４Ｂが塗布されている。この前面ガラス板１１と背面ガラス板１２を保護層１１４と隔壁１２３が接するように貼り合わせて、Ｎｅ−Ｘｅ等の放電ガスを封入し、パネルを構成している。
次に、図３を用いて、本発明のＰＤＰモジュールの構成を説明する。本図は前面ガラス板１１と背面ガラス板１２を貼り合わせて構成されたＰＤＰパネル本体１と駆動回路を示す。図３において、ＰＤＰモジュールは、ＰＤＰパネル本体１と、Ｘ駆動回路（維持電極駆動回路）２と、Ｙ駆動回路（走査電極駆動回路）３と、アドレス駆動回路４と、制御回路５と、電源６を有している。ＰＤＰパネル本体１の維持電極１１１および走査電極１１２ならびにアドレス電極１２１は、それぞれＸ駆動回路２およびＹ駆動回路３ならびにアドレス駆動回路４に接続されている。
Ｘ駆動回路２およびＹ駆動回路３は、それぞれ消去期間の駆動方式で発光量の異なる少なくとも２種類以上の消去波形を有しており、前記制御回路からの制御に基づいて各サブフィールドの消去期間で任意に消去波形を選択するとともに、消去期間における消去方式のうち発光量の多い方式を維持期間に繰り返し印加される維持パルスの幅よりも狭い細線消去パルスを出力する。また、Ｘ駆動回路２およびＹ駆動回路３は、消去期間における消去方式のうち発光量の多い方式を維持期間に繰り返し印加される維持パルスの幅よりも狭い細線消去パルスとし、該細線消去パルスを１回または極性を変えて複数回繰り返し印加し、繰り返し回数によらず最後の極性を常に同じにするよう出力する。
Ｘ駆動回路２およびＹ駆動回路３は、消去期間における消去方式のうち発光量の多い方式を維持期間に繰り返し印加される維持パルスよりも電圧が低い自己消去パルスを出力するとともに、自己消去放電を行なう際の走査電極１１２と維持電極１１１間の電圧差を表示負荷に応じて変化させて出力する。さらに、Ｘ駆動回路２およびＹ駆動回路３は、消去期間における消去方式のうち発光量の多い方式を維持期間に繰り返し印加される維持パルスよりも電圧が低い自己消去パルスとし、消去期間における前記消去方式最後の放電時の走査電極と維持電極の相対的な極性はどの消去方式においても同じとなるよう出力する。
Ｘ駆動回路２は、Ｘ電極（維持電極）に、後述するリセット期間において、Ｘ鈍波またはＸ補償電圧を印加するとともに、消去期間において、パルス幅またはパルス振幅の異なる複数方式の消去パルスを出力することが可能とされており、消去期間における放電発光の強度を異ならせることができる。
Ｙ駆動回路３は、Ｙ電極（走査電極）に、後述するリセット期間において、Ｙ鈍波電圧またはＹ補償鈍波を印加するとともに、アドレス期間において走査パルスを印加し、消去期間において、パルス幅またはパルス振幅の異なる複数方式の消去パルスもしくはＹ消去鈍波を出力することが可能とされており、消去期間における放電発光の強度を異ならせることができる。
Ｙ駆動回路３は、リセット期間に走査電極１１２に、徐々に電圧が上昇して全てのセルで放電を起こして壁電荷を形成する書込工程と、徐々に電圧が下降して前記書込工程で形成した壁電荷を減少させる減少工程を有するように電圧を印加し、消去期間における前記消去方式のうち発光量の少ない方式で走査電極に印加する電圧波形の傾きと前記減少工程に走査電極１１２に印加される電圧波形の傾きを略同一にした鈍波消去波形を出力する。
アドレス駆動回路４は、後述するアドレス期間において、アドレス電極１２１に、アドレスパルスを印加する。
制御回路５は、Ｘ駆動回路２およびＹ駆動回路３ならびにアドレス駆動回路４を、所定のタイミングで制御し、例えば、図４、図５に示す電圧を印加するように制御する。すなわち、制御回路５は、前記制御回路は、１フィールドを複数のサブフィールドに分割して動作させ、各サブフィールドがセル内の電荷量を調整するリセット期間と、発光セルを指定するアドレス期間と、前記走査電極および維持電極で繰り返し放電を行ない、セルを発光させる維持期間と、前記維持期間の最後において発光したセル内に形成された壁電荷の量を減少させる消去期間をもって各駆動回路を駆動させる回路である。制御回路５は、表示負荷に応じて発光回数を制御し、かつ、発光回数を減らさない表示負荷領域では消去期間における消去方式を発光量の多い方式とするよう制御する。
次に、図１の模式図を用いて、アドレス・表示分離方式における１画像（１フィールド：１／６０ｓｅｃ）の画を表示する際の、駆動方式の一例を説明する。１フィールドは複数（本例では１０サブフィールドＳＦ１〜ＳＦ１０）のサブフィールドにより構成される（図１（ａ））。各サブフィールドはリセット期間ＲＰとアドレス期間ＡＰと維持期間ＳＰと発光量の異なる消去期間ＣＰ１またはＣＰ２よりなる（図１（ｂ）、（ｃ））。リセット期間ＲＰでは続くアドレス期間ＡＰの放電を援助する目的でセル内の電荷の再配置を行なう。アドレス期間ＡＰでは発光させるセルを決定する放電を行ない、発光セル内に電荷を形成する方式と非発光セルの電荷を消去する方式があるが、本実施の形態では発光セル内に電荷を形成する方式である。なお、本発明は維持放電の消去期間に関するものであるのでアドレスが非発光セルの電荷を消去する方式であってもかまわない。
続く維持期間ＳＰでは繰り返し放電を行ない、セルを発光させる。続く消去期間ＣＰ１、ＣＰ２が本発明であり、維持期間ＳＰに形成された壁電荷を消去または減少させる。
図４を用いて、駆動波形の一例を説明する。（ａ）〜（ｇ）は、それぞれリセット期間ＲＰから消去期間ＣＰに、維持電極１１１および走査電極１１２ならびにアドレス電極１２１の各電極に印加する駆動波形とその際の放電発光を示している。（ａ）と（ｄ）は維持電極、（ｂ）と（ｅ）は走査電極に印加される電圧波形、（ｃ）と（ｆ）は放電発光、（ｇ）はアドレス電極に印加される電圧波形である。
まず、（ａ）、（ｂ）の維持電極１１１および走査電極１１２にはリセット期間ＲＰにおいて全セルに電荷を形成するＹ書込鈍波５１とＸ電圧４１が印加される。さらに続いてセル内に形成された電荷を必要量残して消去するＹ補償鈍波５２とＸ補償電圧４２が印加される。
次のアドレス期間ＡＰにおいて印加される電圧波形は、行毎にアドレスパルス１００とタイミングを合わせて表示するセルを決める放電を行なう走査パルス５３と、本放電により壁電荷を形成するためのＸ電圧４３である。この走査パルス５３は行毎にタイミングをずらして印加される。
続いて維持期間ＳＰには、第１の維持パルス４４、５４、繰り返し維持パルス４５、４６、５５、５６が印加される。
さらに消去期間ＣＰでは、消去パルス４７、５７が印加される。本例の消去方式では消去パルス４７が維持パルス４５よりも電圧が低く、放電量は維持放電よりやや少ないが壁電荷の形成量は電圧が低い分だけ少なくなる。この放電を自己消去放電と呼ぶこともある。（ｇ）はアドレス電極に印加される波形で、放電させたいセルでは走査パルス５３に合わせて、アドレスパルス１００が印加される。
（ｃ）は、（ａ）、（ｂ）、（ｇ）の電圧波形で放電したセルの発光を示す。なお、この発光は蛍光体の発光ではなく、放電に伴ない励起原子が基底状態に戻る際に発光する赤外光（または紫外光）のことである。リセット期間ではＹ書込鈍波５１により微弱な書込放電８１が発生する。また、Ｙ補償鈍波５２ではやはり、微弱な放電８２が発生する。このように電圧が徐々に変化する波形では微弱な放電になり、発光量も少ない。従って、紫外光により励起される蛍光体の発光も少ない。
続くアドレス期間ＡＰでは、走査パルス５３とアドレスパルス１００により、アドレス放電８３が発生する。さらに維持期間ＳＰでは維持放電８４，８５，８６が発生し、続いて消去放電８７が発生する。この消去放電８７は、維持放電よりもやや放電量が少ないが維持放電の１回の発光量に準じる。この放電では走査電極近傍に正の壁電荷が、維持電極近傍には負の壁電荷が少量形成される。
次に、（ｄ）、（ｅ）は、消去期間ＣＰに異なる発光量の消去波形を印加する場合である。消去期間ＣＰを除くリセット期間ＲＰ、アドレス期間ＡＰ、維持期間ＳＰの駆動波形は（ａ）（ｂ）に示すものと同じであり、説明を省略する。本例の消去波形は、リセット期間ＲＰに走査電極１１２に印加されるＹ補償鈍波５２と同様な消去鈍波７７が走査電極１１２に印加される。この時、維持電極１１１に印加される電圧６７はリセット期間ＲＰに印加される電圧４２よりも高く設定されている。
（ｆ）は、（ｄ）、（ｅ）、（ｇ）の電圧波形で放電したセルの発光を示し、（ｃ）と同じ放電は説明を省略する。この方式の消去放電は微弱な放電９７であり、この放電での発光量は維持放電の１回の発光量に比べ１／１０程度である。この放電では走査電極近傍に正の壁電荷が、維持電極近傍には負の壁電荷が少量形成される。
以上（ｃ）と（ｆ）に示す発光を比較すれば明らかなように、消去放電を含めた維持放電の回数は同じであるが、発光量はほぼ維持放電１回分の違いがあり、消去放電の方式を選択することで各サブフィールドの発光量を調整することができる。また、どちらの消去方式でも消去放電後の壁電荷は似た状態にあり、続くリセット波形を変える必要はない。
次に、図５により、第２の実施の形態を示す。第２の実施の形態では図４に示した第１の実施の形態とは（ａ）（ｂ）に示す消去波形が異なり、それ以外は図４と同じ番号をつけて説明を省略する。本実施の形態における消去方式はいわゆる細線消去方式であり、維持パルスと同じ電圧で放電を行なうが、パルス幅を短くした細線消去パルス４８，５８により、壁電荷の形成量を少なくするものである。この場合の発光量は、（ｃ）に示すように維持放電の発光量と同じである。また、この放電でも走査電極近傍に正の壁電荷が、維持電極近傍には負の壁電荷が少量形成され、第１の実施の形態と同じである。
次に、図７により、第３の実施の形態を示す。第３の実施の形態では図５に示した第２の実施の形態とは（ａ）、（ｂ）に示す消去波形が異なり、それ以外は図５と同じ番号をつけて説明を省略する。本実施の形態における消去方式はいわゆる細線消去方式であり、維持パルスと同じ電圧で放電を行うが、順次パルスを短くした細線消去パルス４９，５９，５０，６０により壁電荷の形成量を少なくするものである。この場合の発光量は、（ｃ）に示すように維持放電の発光量と同じである。なお、この例では図５に示す消去パルスの直前の維持パルスを細線消去パルスに置き換えて放電回数は等しくしている。また、この消去放電でも最後の消去放電の後には走査電極近傍に正の壁電荷が、維持電極近傍には負の壁電荷が少量形成され、第１の実施の形態と同じである。
図６を用いて、プラズマディスプレイにおける表示負荷率と電力および輝度との関係を説明する。一般に、負荷率が大きくなった際に電力を所定値以下に保つように維持パルス数を減らす制御が行なわれている。この場合、低負荷領域側では維持パルス数に制御は加えられていないため、各サブフィールドの輝度比は所定の値になる。したがって、この領域では、輝度の高い消去波形を選択することが望ましい。また、維持パルス数を制御する電力制御領域では放電回数は２回ずつ変更されるため、各サブフィールドの輝度比を必ずしも維持することは難しく、本実施の形態のように消去方式の選択により放電１回分の輝度の調整をすることで各サブフィールドの輝度比を所定値に保つことができる。

Claims (3)

  1. 前面基板に平行に配置される走査電極および維持電極と、背面基板に前記走査電極および前記維持電極に直交する方向に配置されるアドレス電極と、
    前記前面基板および背面基板との間に形成されたセルとを有するプラズマディスプレイパネルと、走査電極を駆動する走査電極駆動回路と、維持電極を駆動する維持電極駆動回路と、
    アドレス電極を駆動するアドレス電極駆動回路と、これらの駆動回路の動作を制御する制御回路とを有するプラズマディスプレイパネルの駆動方法において、
    １フィールドを複数のサブフィールドに分割して動作させ、
    各サブフィールドがセル内の電荷量を調整するリセット期間と、発光するセルを指定するアドレス期間と、前記走査電極および維持電極で繰り返し放電を行ないセルを発光させる維持期間と、発光したセル内に形成された壁電荷の量を減少させる消去期間とをもって各駆動回路を駆動させ、
    前記消去期間は、前記維持期間と前記維持期間に後続する前記リセット期間との間にあり、
    前記消却期間に、前記走査電極が前記維持電極に対して陰極となる電位の矩形波パルスを前記維持電極と前記走査電極の少なくともいずれか一方に印加するか、または前記走査電極が前記維持電極に対して陰極であって前記走査電極の電圧値が時間とともに減少する消去波形を走査電極に印加するかのいずれかをサブフィールドごとに選択する
    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. 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において、
    前記リセット期間に走査電極に印加され、徐々に電圧が上昇して全てのセルで放電を起こし、壁電荷を形成する書込工程と、徐々に電圧が下降して前記書込工程で形成した壁電荷を減少させる減少工程を有し、
    前記消去期間において、前記消却波形は、前記減少工程で前記走査電極に印加される電圧波形と、略同一の傾きを有する
    ことを特徴とするプラズマディスプレイパネルの駆動方法。
  3. 請求項１乃至２に記載のプラズマディスプレイパネルの駆動方法において、
    前記矩形波パルスは、前記維持電極と前記走査電極の電極間電位差が前記維持期間に印加する維持放電パルスより小さいパルスか、若しくは前記維持放電パルスよりも一回の印加時間が短いパルスであ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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