JP5062168B2 - プラズマディスプレイ装置およびプラズマディスプレイパネルの駆動方法 - Google Patents

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装置および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、この紫外線で赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）および青色（Ｂ）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に用いられている。

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。初期化動作には、全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、表示を行うべき放電セルに選択的に書込みパルス電圧を印加して書込み放電を発生させ壁電荷を形成する（以下、この動作を「書込み」とも記す）。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維持放電を発生させ、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。

具体的には、複数のサブフィールドのうち、１つのサブフィールドの初期化期間において全ての放電セルを放電させる全セル初期化動作を行い、他のサブフィールドの初期化期間においては維持放電を行った放電セルのみ初期化する選択初期化動作を行う。その結果、表示に関係のない発光は全セル初期化動作の放電に伴う発光のみとなりコントラストの高い画像表示が可能となる（例えば、特許文献１参照）。

このように駆動することによって、画像の表示に関係のない発光に依存して変化する黒表示領域の輝度は全セル初期化動作における微弱発光だけとなり、コントラストの高い画像表示が可能となる。

また、特許文献１には、維持期間における最後の維持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。

しかしながら、近年においては、パネルの高精細化、大画面化、高輝度化に伴い書込み放電が不安定となって、表示を行うべき放電セルで書込み放電が発生せず画像表示品質を劣化させる、あるいは、書込み放電を発生させるために必要な電圧が高くなる等の問題が生じてきた。
特開２０００−２４２２２４号公報

本発明のプラズマディスプレイ装置は、表示電極対を構成する複数の走査電極および維持電極を有する放電セルを複数備えたパネルと、放電セルで初期化放電を発生させる初期化期間と、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、書込み期間において選択された放電セルに輝度重みに応じた回数の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１フィールド期間内に複数設けてパネルを駆動する駆動回路とを備え、駆動回路は、維持期間において、ベース電位から維持放電を発生させる電位に変位する維持パルスを表示電極対に交互に印加するように構成し、かつ最後の維持放電を発生させるための維持パルスとその直前の維持パルスとの間に、表示電極対をともにベース電位とする期間を設けるように構成し、かつ最後の維持放電を発生させるための維持パルスを走査電極に印加した後、所定の時間間隔をあけて表示電極対の電極間の電位差を緩和するための電圧を維持電極に印加し、サブフィールド毎の点灯率と輝度重みに応じて、前記表示電極対をともに前記ベース電位に接続する期間または前記所定の時間間隔の少なくとも一方を変更することを特徴とする。

この構成により、書込み放電を発生させるために必要な電圧を高くすることなく、安定した書込み放電を発生させることができる。

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）
図１は、本発明の実施の形態におけるパネル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（Ｒ）、緑色（Ｇ）および青色（Ｂ）の各色に発光する蛍光体層３５が設けられている。

これら前面板２１と背面板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。

次に、パネル１０を駆動するための駆動電圧波形とその動作について説明する。本実施の形態におけるプラズマディスプレイ装置は、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、全ての放電セルで初期化放電を発生させる全セル初期化動作と、１つ前のサブフィールドで維持放電を行った放電セルで初期化放電を発生させる選択初期化動作とがある。

書込み期間では、後に続く維持期間において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２８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３は、本発明の実施の形態におけるサブフィールド構成を示す駆動波形の概略図である。なお、図３はサブフィールド法における１フィールド間の駆動電圧波形を略式に記したもので、それぞれのサブフィールドの駆動電圧波形は後述の駆動電圧波形と同等なものである。

図３には、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、８０）の輝度重みを持つサブフィールド構成を示している。そして、本実施の形態では、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。また各サブフィールドの維持期間においては、それぞれのサブフィールドの輝度重みに所定の輝度倍率を乗じた数の維持パルスが表示電極対のそれぞれに印加される。

なお、本実施の形態は、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く、また、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。

図４は、本発明の実施の形態におけるパネル１０の各電極に印加する駆動電圧波形図であり、図５は、本発明の実施の形態におけるパネル１０の各電極に印加する駆動電圧波形の部分拡大図である。図４には、２つのサブフィールドの駆動電圧波形、すなわち全セル初期化動作を行うサブフィールド（以下、「全セル初期化サブフィールド」と呼称する）と、選択初期化動作を行うサブフィールド（以下、「選択初期化サブフィールド」と呼称する）とを示しているが、他のサブフィールドにおける駆動電圧波形もほぼ同様である。また、図５は、図４の破線で囲った部分の拡大図であり、維持期間の最後の部分を示す。

まず、全セル初期化サブフィールドである第１ＳＦについて説明する。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（以下、「上りランプ波形電圧」と呼称する）を印加する。

この上りランプ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（以下、「下りランプ波形電圧」と呼称する）を印加する。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、全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。

続く書込み期間では、維持電極ＳＵ１〜ＳＵｎに電圧Ｖｅ２を、走査電極ＳＣ１〜ＳＣｎに電圧Ｖｃを印加する。

まず、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（ｋ＝１〜ｍ）に正の書込みパルス電圧Ｖｄを印加する。このときデータ電極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。

続く維持期間では、まず走査電極ＳＣ１〜ＳＣｎに正の維持パルス電圧Ｖｓを印加するとともに維持電極ＳＵ１〜ＳＵｎにベース電位となる接地電位、すなわち０（Ｖ）を印加する。すると、前の書込み期間で書込み放電を起こした放電セルでは、走査電極ＳＣｉ上と維持電極ＳＵｉ上との電圧差が維持パルス電圧Ｖｓに走査電極ＳＣｉ上の壁電圧と維持電極ＳＵｉ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、走査電極ＳＣｉと維持電極ＳＵｉとの間に維持放電が起こり、このとき発生した紫外線により蛍光体層３５が発光する。そして走査電極ＳＣｉ上に負の壁電圧が蓄積され、維持電極ＳＵｉ上に正の壁電圧が蓄積される。さらにデータ電極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が保たれる。

続いて、走査電極ＳＣ１〜ＳＣｎにはベース電位となる０（Ｖ）を、維持電極ＳＵ１〜ＳＵｎには維持パルス電圧Ｖｓをそれぞれ印加する。すると、維持放電を起こした放電セルでは、維持電極ＳＵｉ上と走査電極ＳＣｉ上との電圧差が放電開始電圧を超えるので再び維持電極ＳＵｉと走査電極ＳＣｉとの間に維持放電が起こり、維持電極ＳＵｉ上に負の壁電圧が蓄積され走査電極ＳＣｉ上に正の壁電圧が蓄積される。以降同様に、走査電極ＳＣ１〜ＳＣｎと維持電極ＳＵ１〜ＳＵｎとに交互に輝度重みに輝度倍率を乗じた数の維持パルスを印加し、表示電極対の電極間に電位差を与えることにより、書込み期間において書込み放電を起こした放電セルで維持放電が継続して行われる。

そして、図５に示すように、維持期間の最後には、走査電極ＳＣ１〜ＳＣｎに電圧Ｖｓを印加してから所定時間Ｔｈ１後に維持電極ＳＵ１〜ＳＵｎに電圧Ｖｅ１を印加する。これにより、走査電極ＳＣ１〜ＳＣｎと維持電極ＳＵ１〜ＳＵｎとの間にいわゆる細幅パルス状の電圧差を与えて、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上の壁電圧の一部または全部を消去している。

具体的には、維持電極ＳＵ１〜ＳＵｎを一旦ベース電位となる０（Ｖ）に戻した後、維持電極ＳＵ１〜ＳＵｎと走査電極ＳＣ１〜ＳＣｎとをともに０（Ｖ）に保持する期間（以下、「接地期間ＴｈＧ」と呼称する）をおき、走査電極ＳＣ１〜ＳＣｎに維持パルス電圧Ｖｓを印加する。

すると、維持放電を起こした放電セルの維持電極ＳＵｉと走査電極ＳＣｉとの間で維持放電が起こる。そしてこの放電が収束する前、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、維持電極ＳＵ１〜ＳＵｎに電圧Ｖｅ１を印加する。これにより維持電極ＳＵｉと走査電極ＳＣｉとの間の電圧差が（Ｖｓ−Ｖｅ１）の程度まで弱まる。すると、データ電極Ｄｋ上の正の壁電荷を残したまま、走査電極ＳＣ１〜ＳＣｎ上と維持電極ＳＵ１〜ＳＵｎ上との間の壁電圧はそれぞれの電極に印加した電圧の差（Ｖｓ−Ｖｅ１）の程度まで弱められる。以下、この放電を「消去放電」と呼称する。また、消去放電を発生させるために表示電極対の電極間、すなわち走査電極ＳＣ１〜ＳＣｎと維持電極ＳＵ１〜ＳＵｎとの間に与える電位差は、幅の狭い細幅パルス状の電位差である。

このように、最後の維持放電、すなわち消去放電を発生させるための電圧Ｖｓを走査電極ＳＣ１〜ＳＣｎに印加した後、所定の時間間隔（以下、「消去位相差Ｔｈ１」と呼称する）の後、表示電極対の電極間の電位差を緩和するための電圧Ｖｅ１を維持電極ＳＵ１〜ＳＵｎに印加する。こうして第１ＳＦの維持期間における維持動作が終了する。

次に、選択初期化サブフィールドである第２ＳＦの動作について説明する。

第２ＳＦの選択初期化期間では、維持電極ＳＵ１〜ＳＵｎに電圧Ｖｅ１を、データ電極Ｄ１〜Ｄｍに０（Ｖ）をそれぞれ印加したまま、走査電極ＳＣ１〜ＳＣｎに電圧Ｖｉ３’から電圧Ｖｉ４に向かって緩やかに下降する下りランプ波形電圧を印加する。

すると前のサブフィールドの維持期間で維持放電を起こした放電セルでは微弱な初期化放電が発生し、走査電極ＳＣｉ上および維持電極ＳＵｉ上の壁電圧が弱められる。またデータ電極Ｄｋに対しては、直前の維持放電によってデータ電極Ｄｋ上に十分な正の壁電圧が蓄積されているので、この壁電圧の過剰な部分が放電され、書込み動作に適した壁電圧に調整される。

一方、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。このように選択初期化動作は、直前のサブフィールドの維持期間で維持動作を行った放電セルに対して選択的に初期化放電を行う初期化動作である。

続く書込み期間の動作は全セル初期化サブフィールドの書込み期間の動作と同様であるため説明を省略する。続く維持期間の動作も維持パルスの数を除いて同様である。第３ＳＦ〜第１０ＳＦにおける初期化期間の動作は第２ＳＦと同様の選択初期化動作であり、書込み期間の書込み動作も第２ＳＦと同様である。

ここで、本実施の形態においては、維持期間の最後に表示電極対２８のそれぞれに印加する電圧の消去位相差Ｔｈ１およびその直前に表示電極対２８をともにベース電位である接地電位に保持する接地期間ＴｈＧを、サブフィールド毎の点灯率（全放電セル数に対する発光を生じさせる放電セル数の割合のこと）によって制御している。

図６は、本発明の実施の形態における点灯率と消去位相差Ｔｈ１および接地期間ＴｈＧとの関係を示す図である。図６に示すように、本実施の形態では、接地期間ＴｈＧを各サブフィールドの点灯率とあらかじめ定めた第１のしきい値（本実施の形態では、５５％）との比較にもとづき切換えており、さらに、所定の輝度重みよりも大きい輝度重みを有するサブフィールド（本実施の形態では、輝度重み「５」以上のサブフィールド）においては、各サブフィールドの点灯率と第１のしきい値よりも値の小さい第２のしきい値（本実施の形態では、２５％）との比較にもとづき消去位相差Ｔｈ１および接地期間ＴｈＧを切換えている。

具体的には、比較的輝度重みの小さいサブフィールド（本実施の形態では、輝度重み「５」未満のサブフィールドである第１ＳＦ〜第３ＳＦ）では、点灯率５５％以上で消去位相差Ｔｈ１を１５０ｎｓｅｃ、接地期間ＴｈＧを０μｓｅｃとし、点灯率５５％未満で消去位相差Ｔｈ１を１５０ｎｓｅｃ、接地期間ＴｈＧを０．５μｓｅｃとする。

また、比較的輝度重みの大きいサブフィールド（本実施の形態では、輝度重み「５」以上のサブフィールドである第４ＳＦ〜第１０ＳＦ）では、点灯率５５％以上で消去位相差Ｔｈ１を１５０ｎｓｅｃ、接地期間ＴｈＧを０μｓｅｃとし、点灯率２５％以上５５％未満で消去位相差Ｔｈ１を１５０ｎｓｅｃ、接地期間ＴｈＧを０．５μｓｅｃとし、さらに、点灯率２５％未満で消去位相差Ｔｈ１を１００ｎｓｅｃ、接地期間ＴｈＧを０μｓｅｃとする。

このように、本実施の形態では、各サブフィールドの点灯率とあらかじめ定めた第１のしきい値（本実施の形態では、５５％）との比較結果に応じて接地期間ＴｈＧを切換えるように構成する。それとともに、比較的輝度重みの大きい第４ＳＦ〜第１０ＳＦでは、さらに各サブフィールドの点灯率と第１のしきい値よりも値の小さい第２のしきい値（本実施の形態では、２５％）との比較結果に応じて消去位相差Ｔｈ１および接地期間ＴｈＧを切換えるように構成している。これは、次のような理由による。

上述したように、細幅パルスによる消去放電は、最後の維持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、この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壁電荷を形成することにより所望の壁電荷を形成するものである。すなわち、最後の維持放電を発生させるための電圧を走査電極に印加した後、消去位相差Ｔｈ１の期間をあけて表示電極対２８の電極間の電位差を緩和する電圧を維持電極に印加することにより、走査パルス電圧や書込みパルス電圧を高くすることなく、安定した書込み放電を発生させることができる。

しかし、消去位相差Ｔｈ１が長くなると、放電で発生した荷電粒子が再結合してしまい、電界を緩和するための荷電粒子が不足して所望の壁電荷が形成できなくなる。そしてその結果、次の書込み期間において放電すべき放電セルで書込み放電が発生しないという書込み不良（以下、「第１種の書込み不良」と呼称する）が増えることが確認されている。

図７Ａは、安定した書込み放電を発生させるために必要な書込みパルス電圧と消去位相差Ｔｈ１との関係を模式的に示す図であり、横軸が消去位相差Ｔｈ１を、縦軸が安定した書込み放電を発生させるために必要な書込みパルス電圧を示している。そして、この図面に示すように、消去位相差Ｔｈ１が長くなるにつれて、放電すべき放電セルで確実に書込み放電を発生させるためには、必要な書込みパルス電圧が高くなることが確認された。

一方で、消去位相差Ｔｈ１が小さくなりすぎると安定した書込み放電を発生させるために必要な走査パルス電圧が高くなるということも確認された。安定した書込み放電を発生させるために必要な走査パルス電圧が高くなり、実際に印加する走査パルス電圧が、必要な走査パルス電圧に対して相対的に小さくなると、いずれかの行の放電セルで書込み放電を発生させている間に、選択されていない行の放電セルの壁電荷が奪われる。そうすると、本来書込み放電を発生させたいときに壁電圧が不足して書込み放電が発生しないという書込み不良（以下、「第２種の書込み不良」と呼称する）が発生する。

図７Ｂは、安定した書込み放電を発生させるために必要な走査パルス電圧と消去位相差Ｔｈ１との関係を模式的に示す図であり、横軸が消去位相差Ｔｈ１を、縦軸が安定した書込み放電を発生させるために必要な走査パルス電圧を示している。そして、この図面に示すように、消去位相差Ｔｈ１が小さくなるほど、必要な走査パルス電圧が高くなることが確認された。

このように、消去位相差Ｔｈ１に対して、安定した書込み放電を発生させるために必要な書込みパルス電圧と、安定した書込み放電を発生させるために必要な走査パルス電圧とは、相反する特性を示す。したがって、消去位相差Ｔｈ１を短く設定すると、必要な書込みパルス電圧を低減できる代わりに必要な走査パルス電圧が高くなってしまい、上述した第２種の書込み不良が発生しやすくなる。逆に、消去位相差Ｔｈ１を長く設定すると、今度は必要な走査パルス電圧を低減できる代わりに必要な書込みパルス電圧が高くなってしまい、上述した第１種の書込み不良が発生しやすくなる。

このように、消去位相差Ｔｈ１に対して第１種の書込み不良と第２種の書込み不良とは相反する特性を示すために、実用上は消去位相差Ｔｈ１をどちらの書込み不良も発生しないような値に設定することが望ましい。そうすることで、走査パルス電圧や書込みパルス電圧を高くすることなく、安定した書込み放電を発生させることができる。そして、第１種の書込み不良、第２種の書込み不良のどちらの書込み不良も低減し、安定した書込み放電を実現するためには、消去位相差Ｔｈ１を１００〜１５０ｎｓｅｃに設定することが望ましいという結果が実験により得られた。

さらに検討を重ねた結果、この最適な消去位相差Ｔｈ１はサブフィールドの点灯率が高くなるほど長くなることも明らかになった。

図８は、安定した書込み放電を発生させるために必要な走査パルス電圧と点灯率との関係を模式的に示す図であり、横軸が点灯率を、縦軸が安定した書込み放電を発生させるために必要な走査パルス電圧を示している。

パネル１０においては、点灯率が高くなると放電電流が増加し、それに伴う電圧降下が大きくなって放電セルに印加される実効的な電圧が低下する。したがって、図８に示すように、点灯率が高くなると、安定した書込み放電を発生させるために必要な走査パルス電圧は高くなる。すなわち、実際に印加される走査パルス電圧が点灯率にかかわらず一定の場合には、点灯率が高くなったときに放電セルに印加される実効的な電圧が低下してしまい、放電の発生が遅れる可能性がある。このとき、放電の発生に遅れが生じると消去放電を発生させる細幅状の電位差の幅が等価的に狭くなる、すなわち消去位相差Ｔｈ１が短くなったのと同様の放電となる。このため、点灯率が高いサブフィールドでは点灯率が低いサブフィールドと比較して最適な消去位相差Ｔｈ１は長くなる。

そして、実験により、点灯率が高い場合には消去位相差Ｔｈ１を１５０ｎｓｅｃに、点灯率が低い場合には消去位相差Ｔｈ１を１００ｎｓｅｃに設定することが有効であることが確認された。

なお、これらの数値は実験に用いた表示電極対数１０８０の５０インチのパネルの特性にもとづくものであって、実施の形態の一例を示したに過ぎない。本実施の形態はこれらの数値に何ら限定されるものではなく、パネルの特性やプラズマディスプレイ装置の仕様に応じて最適な値に設定することが望ましい。

次に、接地期間ＴｈＧについて説明する。図９は、本発明の実施の形態における安定した書込み放電を発生させるために必要な書込みパルス電圧と接地期間ＴｈＧとの関係を示す図であり、横軸が接地期間ＴｈＧを、縦軸が安定した書込み放電を発生させるために必要な書込みパルス電圧Ｖｄを示している。そして、この図面に示すように、接地期間ＴｈＧが０〜１μｓｅｃの範囲では、接地期間ＴｈＧを大きくするほど、安定した書込み放電を発生させるために必要な書込みパルス電圧Ｖｄを低減できることが確認された。これは、消去放電の直前の維持放電で形成される壁電荷の状態が接地期間ＴｈＧの長さに応じて変化するためと考えられる。また、接地期間ＴｈＧが１μｓｅｃ以上になるとその変化が緩やかになることも確認された。

図１０は、本発明の実施の形態における安定した書込み放電を発生させるために必要な走査パルス電圧と接地期間ＴｈＧとの関係を示す図であり、横軸が接地期間ＴｈＧを、縦軸が安定した書込み放電を発生させるために必要な走査パルス電圧を示している。そして、図１０に示すように、安定した書込み放電を発生させるために必要な走査パルス電圧は、図９に示した特性とは逆に、接地期間ＴｈＧを大きくするほど上昇することが確認された。そして、接地期間ＴｈＧが０〜０．５μｓｅｃの範囲にあるときには、必要な走査パルス電圧の変化は実質的に無視できる程度であることも確認された。

このように、接地期間ＴｈＧに対しても、必要な書込みパルス電圧と必要な走査パルス電圧とは相反する特性を示すことが確認された。さらに、接地期間ＴｈＧが０〜０．５μｓｅｃの範囲内にあれば必要な走査パルス電圧に関する変化は実質的に無視できる。したがって、接地期間ＴｈＧをその範囲内に設定すれば、必要な走査パルス電圧を高めることなく必要な書込みパルス電圧を低減できることが確認された。そして、これらのことから、本実施の形態においては、接地期間ＴｈＧを０．５μｓｅｃとすることが有効であることが確認された。

なお、これらの数値は検討に用いた表示電極対数１０８０の５０インチのパネルの特性にもとづくものであって、実施の形態の一例を示したに過ぎない。本実施の形態はこれらの数値に何ら限定されるものではなく、パネルの特性やプラズマディスプレイ装置の仕様に応じて最適な値に設定することが望ましい。

一方で、書込み期間において維持電極ＳＵ１〜ＳＵｎに印加する正の電圧Ｖｅ２の、安定した書込み放電を発生させるために必要な電圧値が、消去位相差Ｔｈ１と接地期間ＴｈＧとの組み合わせにより変化することも確認された。

図１１は、本発明の実施の形態における安定した書込み放電を発生させるために必要な電圧Ｖｅ２と点灯率との関係を示す図であり、横軸が点灯率を、縦軸が安定した書込み放電を発生させるために必要な電圧Ｖｅ２を示している。また、ここでは、消去位相差Ｔｈ１を１００ｎｓｅｃ、接地期間ＴｈＧを０μｓｅｃとした場合と、消去位相差Ｔｈ１を１５０ｎｓｅｃ、接地期間ＴｈＧを０．５μｓｅｃとした場合と、消去位相差Ｔｈ１を１５０ｎｓｅｃ、接地期間ＴｈＧを０μｓｅｃとした場合との３通りの組み合わせで実験を行った。そして、図面中、実線は消去位相差Ｔｈ１を１００ｎｓｅｃ、接地期間ＴｈＧを０μｓｅｃとした場合を、一点鎖線は消去位相差Ｔｈ１を１５０ｎｓｅｃ、接地期間ＴｈＧを０．５μｓｅｃとした場合を、破線は消去位相差Ｔｈ１を１５０ｎｓｅｃ、接地期間ＴｈＧを０μｓｅｃとした場合を示す。

なお、消去位相差Ｔｈ１を１００ｎｓｅｃ、接地期間ＴｈＧを０．５μｓｅｃとする組み合わせも考えられるが、この組み合わせにおいては必要な走査パルス電圧が大きくなることが確認されたため、本実施の形態では、この組み合わせは用いていない。

そして、図面に示すとおり、必要な電圧Ｖｅ２は、どの点灯率においても、消去位相差Ｔｈ１を１００ｎｓｅｃ、接地期間ＴｈＧを０μｓｅｃとしたときが最も高く、次いで消去位相差Ｔｈ１を１５０ｎｓｅｃ、接地期間ＴｈＧを０．５μｓｅｃとしたとき、そして消去位相差Ｔｈ１を１５０ｎｓｅｃ、接地期間ＴｈＧを０μｓｅｃとしたときが最も低くなることが確認された。また、どの組み合わせにおいても、点灯率が高くなるにつれて必要な電圧Ｖｅ２は高くなることが確認された。

そこで、本実施の形態では、必要な電圧Ｖｅ２が最も高くなる点灯率１００％において、必要な電圧Ｖｅ２を最も低く抑えられる消去位相差Ｔｈ１、接地期間ＴｈＧの組み合わせにおける電圧Ｖｅ２の電圧値を上限と定め、その電圧値を超えないように、消去位相差Ｔｈ１、接地期間ＴｈＧの組み合わせを点灯率に応じて切換える構成とする。

すなわち、点灯率が高い（ここでは、パネル特性のばらつきおよび温度特性を考慮して、点灯率５５％以上とする）ときには、必要な電圧Ｖｅ２を最も低く抑えられるように消去位相差Ｔｈ１を１５０ｎｓｅｃ、接地期間ＴｈＧを０μｓｅｃとする。また、点灯率が中程度（ここでは、点灯率２５％以上、５５％未満とする）のときには、点灯率が下がることで必要な電圧Ｖｅ２も下がっているので、必要な書込みパルス電圧を低減できる効果が高められるように消去位相差Ｔｈ１を１５０ｎｓｅｃ、接地期間ＴｈＧを０．５μｓｅｃとする。そして、点灯率が低い（ここでは、点灯率２５％未満とする）ときには、さらに点灯率が下がることで必要な電圧Ｖｅ２もさらに下がっているので、必要な書込みパルス電圧を低減できる効果を最も高められるように消去位相差Ｔｈ１を１００ｎｓｅｃ、接地期間ＴｈＧを０μｓｅｃとする。

これにより、必要な電圧Ｖｅ２の上限として定めた電圧値（ここでは、消去位相差Ｔｈ１を１５０ｎｓｅｃ、接地期間ＴｈＧを０μｓｅｃとしたときの、点灯率１００％のときの電圧Ｖｅ２の電圧値）を超えることなく、点灯率に応じた消去位相差Ｔｈ１、接地期間ＴｈＧの制御を行うことができ、必要な書込みパルス電圧および走査パルス電圧を低減して、安定した書込み放電を実現することができる。

一方、消去放電を発生させる際には、微弱ではあるが消去放電による発光が生じている。そして、消去位相差Ｔｈ１が１００ｎｓｅｃのときと１５０ｎｓｅｃのときとでは放電を弱めるまでの時間差に起因するわずかな発光強度の差が生じる。その差は実用的には何ら問題とはならないが、ＡＰＬの低い、暗い画像を表示するとき、すなわち、輝度重みの小さいサブフィールドだけが発光するような画像を表示するときに、その差が輝度の違いとして認識される恐れがあることがわかった。

そこで、本実施の形態においては、そのような輝度の違いを低減するために、輝度重みの小さいサブフィールド（本実施の形態では、輝度重み「５」未満の第１ＳＦ〜第３ＳＦ）において、消去位相差Ｔｈ１を１００ｎｓｅｃとはしない構成とする。これにより、輝度重みの小さいサブフィールドだけが発光するようなＡＰＬの低い画像を表示するときであっても、階調の変化を滑らかにして表示することができる。

なお、輝度重みの小さい第１ＳＦ〜第３ＳＦでは、各サブフィールドの維持期間における維持パルス数が少ないため、維持放電の際に発生するプライミングも少なくなる。維持放電において形成されるプライミングが多いと、プライミングの増加に伴う暗電流の増加を招き、暗電流に起因する電荷抜けと呼ばれる壁電荷の消失を増加させる。しかし、輝度重みの小さい第１ＳＦ〜第３ＳＦでは、維持放電の際に発生するプライミングが少ないため、壁電荷の消失も少なく、したがって、消去位相差Ｔｈ１を１００ｎｓｅｃにせずとも安定した書込み放電を発生させることができる。

すなわち、本実施の形態においては、点灯率が高いとき（ここでは、点灯率５５％以上）には、全てのサブフィールドにおいて消去位相差Ｔｈ１を１５０ｎｓｅｃ、接地期間ＴｈＧを０μｓｅｃとし、点灯率が中程度のとき（ここでは、点灯率２５％以上、５５％未満）には、全てのサブフィールドにおいて消去位相差Ｔｈ１を１５０ｎｓｅｃ、接地期間ＴｈＧを０．５μｓｅｃとする。そして、点灯率が低いとき（ここでは、点灯率２５％未満）には、所定の輝度重み（ここでは、輝度重み「５」）以上のサブフィールド（ここでは、第４ＳＦ〜第１０ＳＦ）においてのみ、消去位相差Ｔｈ１を１００ｎｓｅｃ、接地期間ＴｈＧを０μｓｅｃとする。そして、それよりも輝度重みの小さいサブフィールド（ここでは、第１ＳＦ〜第３ＳＦ）においては、点灯率２５％未満であっても消去位相差Ｔｈ１を１００ｎｓｅｃ、接地期間ＴｈＧを０μｓｅｃとはせず、上述の点灯率２５％以上、５５％未満のときと同様に消去位相差Ｔｈ１を１５０ｎｓｅｃ、接地期間ＴｈＧを０．５μｓｅｃのままとする。

このような構成とすることで、本実施の形態によれば、書込み放電を発生させるために必要な走査パルス電圧や書込みパルス電圧を高くすることなく、安定した書込み放電の発生を実現することができる。さらに、ＡＰＬの低い画像であっても階調の変化を滑らかにして表示することが可能となる。

なお、上述した各数値は、実験に用いた表示電極対数１０８０対の５０インチのパネルにもとづくものであって、実施の形態の一例を示したに過ぎない。本実施の形態は何らこれらの数値に限定されるものではなく、パネルの特性やプラズマディスプレイ装置の仕様に応じて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プラズマディスプレイ装置の構成について説明する。図１２は、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、点灯率算出回路５８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。

点灯率算出回路５８はサブフィールド毎の画像データにもとづいてサブフィールド毎の放電セルの点灯率、すなわち点灯する放電セル数の全放電セル数に対する割合を算出する。

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および点灯率算出回路５８が算出した点灯率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。そして、上述したように、本実施の形態においては、点灯率５５％以上のときには、全てのサブフィールドにおいて消去位相差Ｔｈ１が１５０ｎｓｅｃ、接地期間ＴｈＧが０μｓｅｃとなるように、点灯率２５％以上、５５％未満のときには、全てのサブフィールドにおいて消去位相差Ｔｈ１が１５０ｎｓｅｃ、接地期間ＴｈＧが０．５μｓｅｃとなるように、点灯率２５％未満のときには、第４ＳＦ〜第１０ＳＦにおいてのみ、消去位相差Ｔｈ１が１００ｎｓｅｃ、接地期間ＴｈＧが０μｓｅｃとなるように制御しており、それに応じたタイミング信号を走査電極駆動回路５３および維持電極駆動回路５４に出力する。これにより、ＡＰＬの低い画像における階調の変化を滑らかにしつつ、書込み動作を安定させる制御を行う。

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。

走査電極駆動回路５３は、維持パルス発生回路１００を備え、タイミング信号にもとづいて走査電極ＳＣ１〜ＳＣｎに駆動電圧波形を供給する。維持電極駆動回路５４は、維持パルス発生回路２００を備え、タイミング信号にもとづいて維持電極ＳＵ１〜ＳＵｎに駆動電圧波形を供給する。

次に、維持パルス発生回路１００、維持パルス発生回路２００の詳細とその動作について説明する。図１３は、本発明の実施の形態における維持パルス発生回路１００、維持パルス発生回路２００の回路図である。なお、図１３にはパネル１０の電極間容量をＣｐとして示し、走査パルスおよび初期化電圧波形を発生させる回路は省略している。

維持パルス発生回路１００は、電力回収部１１０とクランプ部１２０とを備えている。電力回収部１１０は、電力回収用のコンデンサＣ１０、スイッチング素子Ｑ１１、スイッチング素子Ｑ１２、逆流防止用のダイオードＤ１１、ダイオードＤ１２、共振用のインダクタＬ１０を有している。また、クランプ部１２０は、電圧値がＶｓである電源ＶＳに走査電極ＳＣ１〜ＳＣｎをクランプするためのスイッチング素子Ｑ１３、および走査電極ＳＣ１〜ＳＣｎを接地電位にクランプするためのスイッチング素子Ｑ１４を有している。そして電力回収部１１０およびクランプ部１２０は、走査パルス発生回路（維持期間中は短絡状態となるため図示せず）を介してパネル１０の電極間容量Ｃｐの一端である走査電極ＳＣ１〜ＳＣｎに接続されている。

電力回収部１１０は、電極間容量ＣｐとインダクタＬ１０とをＬＣ共振させて維持パルスの立ち上がりおよび立ち下がりを行う。維持パルスの立ち上がり時には、電力回収用のコンデンサＣ１０に蓄えられている電荷をスイッチング素子Ｑ１１、ダイオードＤ１１およびインダクタＬ１０を介して電極間容量Ｃｐに移動する。維持パルスの立ち下がり時には、電極間容量Ｃｐに蓄えられた電荷を、インダクタＬ１０、ダイオードＤ１２およびスイッチング素子Ｑ１２を介して電力回収用のコンデンサＣ１０に戻す。こうして走査電極ＳＣ１〜ＳＣｎへ維持パルスを印加する。このように、電力回収部１１０は電源から電力を供給されることなくＬＣ共振によって走査電極ＳＣ１〜ＳＣｎの駆動を行うため、理想的には消費電力が０となる。なお、電力回収用のコンデンサＣ１０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構成されており、電源ＶＳの電圧値Ｖｓの半分の約Ｖｓ／２に充電されている。

電圧クランプ部１２０は、スイッチング素子Ｑ１３を介して走査電極ＳＣ１〜ＳＣｎを電源ＶＳに接続し、走査電極ＳＣ１〜ＳＣｎを電圧Ｖｓにクランプする。また、スイッチング素子Ｑ１４を介して走査電極ＳＣ１〜ＳＣｎを接地し、０（Ｖ）にクランプする。このようにして電圧クランプ部１２０は走査電極ＳＣ１〜ＳＣｎを駆動する。したがって、電圧クランプ部１２０による電圧印加時のインピーダンスは小さく、強い維持放電による大きな放電電流を安定して流すことができる。

こうして維持パルス発生回路１００は、スイッチング素子Ｑ１１、スイッチング素子Ｑ１２、スイッチング素子Ｑ１３、スイッチング素子Ｑ１４を制御することによって電力回収部１１０と電圧クランプ部１２０とを用いて走査電極ＳＣ１〜ＳＣｎに維持パルスを印加する。なお、これらのスイッチング素子は、ＭＯＳＦＥＴやＩＧＢＴ等の一般に知られた素子を用いて構成することができる。

維持パルス発生回路２００は、電力回収用のコンデンサＣ２０、スイッチング素子Ｑ２１、スイッチング素子Ｑ２２、逆流防止用のダイオードＤ２１、ダイオードＤ２２、共振用のインダクタＬ２０を有する電力回収部２１０と、維持電極ＳＵ１〜ＳＵｎを電圧Ｖｓにクランプするためのスイッチング素子Ｑ２３および維持電極ＳＵ１〜ＳＵｎを接地電位にクランプするためのスイッチング素子Ｑ２４を有するクランプ部２２０とを備え、パネル１０の電極間容量Ｃｐの一端である維持電極ＳＵ１〜ＳＵｎに接続されている。なお、維持パルス発生回路２００の動作は維持パルス発生回路１００と同様であるので説明を省略する。

また、図１３には、表示電極対の電極間の電位差を緩和するための電圧Ｖｅ１を発生する電源ＶＥ１、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Ｑ２６、スイッチング素子Ｑ２７、電圧ΔＶｅを発生する電源ΔＶＥ、逆流防止用のダイオードＤ３０、コンデンサＣ３０、電圧Ｖｅ１に電圧ΔＶｅを積み上げて電圧Ｖｅ２とするためのスイッチング素子Ｑ２８、スイッチング素子Ｑ２９もあわせて示している。例えば、図４に示した電圧Ｖｅ１を印加するタイミングでは、スイッチング素子Ｑ２６、スイッチング素子Ｑ２７を導通させて維持電極ＳＵ１〜ＳＵｎにダイオードＤ３０、スイッチング素子Ｑ２６、スイッチング素子Ｑ２７を介して正の電圧Ｖｅ１を印加する。なお、このときスイッチング素子Ｑ２８を導通させ、コンデンサＣ３０の電圧が電圧Ｖｅ１になるように充電しておく。また、図４に示した電圧Ｖｅ２を印加するタイミングでは、スイッチング素子Ｑ２６、スイッチング素子Ｑ２７は導通させたまま、スイッチング素子Ｑ２８を遮断させる。それとともにスイッチング素子Ｑ２９を導通させてコンデンサＣ３０の電圧に電圧ΔＶｅを重畳し、維持電極ＳＵ１〜ＳＵｎに電圧Ｖｅ１＋ΔＶｅ、すなわち電圧Ｖｅ２を印加する。このとき、逆流防止用のダイオードＤ３０の働きにより、コンデンサＣ３０から電源ＶＥ１への電流は遮断される。

なお、電力回収部１１０のインダクタＬ１０とパネル１０の電極間容量ＣｐとのＬＣ共振の周期、および電力回収部２１０のインダクタＬ２０と同電極間容量ＣｐとのＬＣ共振の周期（以下、「共振周期」と記す）は、インダクタＬ１０、インダクタＬ２０のインダクタンスをそれぞれＬとすれば、計算式「２π√（ＬＣｐ）」によって求めることができる。そして、本実施の形態では、電力回収部１１０、電力回収部２１０における共振周期が約１１００ｎｓｅｃになるようにインダクタＬ１０、インダクタＬ２０を設定しているが、この数値は実施の形態における一例に過ぎず、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最適な値に設定することが望ましい。

次に、維持期間における駆動電圧波形の詳細について説明する。図１４は、本発明の実施の形態における維持パルス発生回路１００、維持パルス発生回路２００の動作を説明するためのタイミングチャートであり、図４の破線で囲った部分の詳細なタイミングチャートである。まず維持パルスの１周期を期間Ｔ１〜期間Ｔ６で示した６つの期間に分割し、それぞれの期間について説明する。

なお、以下の説明においてスイッチング素子を導通させる動作をオン、遮断させる動作をオフと表記し、図面にはスイッチング素子をオンさせる信号を「ＯＮ」、オフさせる信号を「ＯＦＦ」と表記する。

（期間Ｔ１）
時刻ｔ１でスイッチング素子Ｑ１２をオンにする。すると走査電極ＳＣ１〜ＳＣｎ側の電荷はインダクタＬ１０、ダイオードＤ１２、スイッチング素子Ｑ１２を通してコンデンサＣ１０に流れ始め、走査電極ＳＣ１〜ＳＣｎの電圧が下がり始める。インダクタＬ１０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において走査電極ＳＣ１〜ＳＣｎの電圧は０（Ｖ）付近まで低下する。しかし共振回路の抵抗成分等による電力損失のため、走査電極ＳＣ１〜ＳＣｎの電圧は０（Ｖ）までは下がらない。なお、この間、スイッチング素子Ｑ２４はオンに保持する。

（期間Ｔ２）
そして時刻ｔ２でスイッチング素子Ｑ１４をオンにする。すると走査電極ＳＣ１〜ＳＣｎはスイッチング素子Ｑ１４を通して直接に接地されるため、走査電極ＳＣ１〜ＳＣｎの電圧は強制的に０（Ｖ）に低下する。

さらに、時刻ｔ２でスイッチング素子Ｑ２１をオンにする。すると、電力回収用のコンデンサＣ２０からスイッチング素子Ｑ２１、ダイオードＤ２１、インダクタＬ２０を通して電流が流れ始め、維持電極ＳＵ１〜ＳＵｎの電圧が上がり始める。インダクタＬ２０と電極間容量Ｃｐとも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において維持電極ＳＵ１〜ＳＵｎの電圧はＶｓ付近まで上昇するが、共振回路の抵抗成分等による電力損失のため、維持電極ＳＵ１〜ＳＵｎの電圧はＶｓまでは上がらない。

（期間Ｔ３）
そして時刻ｔ３でスイッチング素子Ｑ２３をオンにする。すると維持電極ＳＵ１〜ＳＵｎはスイッチング素子Ｑ２３を通して直接に電源ＶＳへ接続されるため、維持電極ＳＵ１〜ＳＵｎの電圧は強制的に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ＳＣ１〜ＳＣｎ−維持電極ＳＵ１〜ＳＵｎ間の電圧が放電開始電圧を超え維持放電が発生する。

（期間Ｔ４〜期間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り、期間Ｔ４から期間Ｔ６までの動作は、期間Ｔ１から期間Ｔ３までの動作を走査電極ＳＣ１〜ＳＣｎと維持電極ＳＵ１〜ＳＵｎとを入れ替えて駆動する動作に等しいので説明を省略する。

なお、スイッチング素子Ｑ１２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Ｑ２１は時刻ｔ３以降、時刻ｔ４までにオフすればよい。また、スイッチング素子Ｑ２２は時刻ｔ５以降、次の時刻ｔ２までにオフすればよく、スイッチング素子Ｑ１１は時刻ｔ６以降、次の時刻ｔ１までにオフすればよい。また、維持パルス発生回路１００、維持パルス発生回路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Ｑ２４は時刻ｔ２直前に、スイッチング素子Ｑ１３は時刻ｔ４直前にオフにすることが望ましく、スイッチング素子Ｑ１４は時刻ｔ５直前に、スイッチング素子Ｑ２３は時刻ｔ４直前にオフにすることが望ましい。

維持期間においては、以上の期間Ｔ１〜期間Ｔ６の動作を、必要なパルス数に応じて繰り返す。このようにして、ベース電位である０（Ｖ）から維持放電を発生させる電位である電圧Ｖｓに変位する維持パルスを、表示電極対のそれぞれに交互に印加して放電セルを維持放電させる。

次に、維持期間の最後の消去放電について、期間Ｔ７〜期間Ｔ１１の５つの期間に分けて詳細に説明する。

（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Ｔ４と同じである。すなわち、時刻ｔ７直前にスイッチング素子Ｑ２３をオフにし時刻ｔ７でスイッチング素子Ｑ２２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Ｌ２０、ダイオードＤ２２、スイッチング素子Ｑ２２を通してコンデンサＣ２０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Ｑ２４をオンにして、維持電極ＳＵ１〜ＳＵｎの電圧を強制的に０（Ｖ）に低下させる。また、スイッチング素子Ｑ１４は期間Ｔ７からオンに保持され、これにより走査電極ＳＣ１〜ＳＣｎの電圧も０（Ｖ）に保持されたままなので、期間Ｔ８では、表示電極対、すなわち走査電極ＳＣ１〜ＳＣｎ、維持電極ＳＵ１〜ＳＵｎはともにベース電位である接地電位０（Ｖ）に保持されている。

このようにして、最後の維持放電を発生させるための維持パルスとその直前の維持パルスとの間に、表示電極対をともにベース電位にクランプして表示電極対をともにベース電位とする期間を設け、接地期間ＴｈＧとする。

（期間Ｔ９）
時刻ｔ９直前にスイッチング素子Ｑ１４をオフにし、時刻ｔ９でスイッチング素子Ｑ１１をオンにする。すると、電力回収用のコンデンサＣ１０からスイッチング素子Ｑ１１、ダイオードＤ１１、インダクタＬ１０を通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。

（期間Ｔ１０）
インダクタＬ１０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の時間経過後には走査電極ＳＣ１〜ＳＣｎの電圧はＶｓ付近まで上昇するが、ここでは、電力回収部の共振の周期の１／２より短い期間、すなわち走査電極ＳＣ１〜ＳＣｎの電圧がＶｓ付近まで上昇する以前の時刻ｔ１０でスイッチング素子Ｑ１３をオンにする。すると走査電極ＳＣ１〜ＳＣｎはスイッチング素子Ｑ１３を通して直接に電源ＶＳへ接続されるため、走査電極ＳＣ１〜ＳＣｎの電圧は急峻にＶｓまで上昇し、最後の維持放電が発生する。

（期間Ｔ１１）
時刻ｔ１１直前にスイッチング素子Ｑ２４をオフにし、時刻ｔ１１でスイッチング素子Ｑ２６、スイッチング素子Ｑ２７をオンにする。すると維持電極ＳＵ１〜ＳＵｎはスイッチング素子Ｑ２８、スイッチング素子Ｑ２９を通して直接に消去用の電源ＶＥ１へ接続されるため、維持電極ＳＵ１〜ＳＵｎの電圧は強制的にＶｅ１まで上昇する。この時刻ｔ１１は、期間Ｔ１０で発生した放電が収束する前、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時刻である。そして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、この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壁電荷を形成する。

このとき、維持電極ＳＵ１〜ＳＵｎに電圧Ｖｅ１を印加することで走査電極ＳＣ１〜ＳＣｎと維持電極ＳＵ１〜ＳＵｎとの電圧差が小さくなり、走査電極ＳＣ１〜ＳＣｎ上および維持電極ＳＵ１〜ＳＵｎ上の壁電圧は弱められる。このように、最後の維持放電を発生させる電位差は、最後の維持放電が収束する前に表示電極対の電極間に与える電位差を緩和するように変化させた細幅パルス形状の電位差であり、発生する放電は消去放電である。また、図１４には示していないが、データ電極Ｄ１〜Ｄｍはこのとき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。なお、走査電極ＳＣ１〜ＳＣｎおよび維持電極ＳＵ１〜ＳＵｎ上の壁電荷の極性が変わらないように、電圧Ｖｅ１は電圧Ｖｓよりも小さい電圧値としている。

このようにして、最後の維持放電を発生させるための維持パルスを表示電極対の一方の電極（ここでは、走査電極ＳＣ１〜ＳＣｎ）に印加してから、表示電極対の電極間の電位差を緩和するための電圧を表示電極対の他方の電極（ここでは、維持電極ＳＵ１〜ＳＵｎ）に印加するまでに所定の時間間隔を設け、その時間間隔を消去位相差Ｔｈ１とする。

なお、本実施の形態においては、その制御は、維持放電を発生させるための電圧Ｖｓを走査電極ＳＣ１〜ＳＣｎに印加するためのスイッチング素子Ｑ１３をオンにした後、そのサブフィールドにおける放電セルの点灯率に応じた時間間隔（本実施の形態では１００ｎｓｅｃまたは１５０ｎｓｅｃ）をあけて、表示電極対の電極間の電位差を緩和するための電圧Ｖｅ１を維持電極ＳＵ１〜ＳＵｎに印加するスイッチング素子Ｑ２６、スイッチング素子Ｑ２７をオンにすることで行っている。したがって、スイッチング素子に制御信号を入力してから実際にスイッチング素子がスイッチング動作を開始するまでには、スイッチング素子の遅れ時間等による遅延が発生するが、実用上は、スイッチング素子に入力する制御信号の時間間隔、すなわち時刻ｔ１０から時刻ｔ１１までを消去位相差Ｔｈ１とみなすことができる。

なお、電圧Ｖｅ１、電圧Ｖｅ２を印加する回路については、図１３に示した回路に限定されるものではなく、例えば、電圧Ｖｅ１を発生させる電源と電圧Ｖｅ２を発生させる電源とそれぞれの電圧を維持電極ＳＵ１〜ＳＵｎに印加するための複数のスイッチング素子とを用いて、それぞれの電圧を必要なタイミングで維持電極ＳＵ１〜ＳＵｎ印加する構成とすることもできる。

なお、本実施の形態において示した各数値、例えば、点灯率との比較に用いる第１のしきい値および第２のしきい値や消去位相差Ｔｈ１および接地期間ＴｈＧ等の各数値は、実験に用いた表示電極対数１０８０の５０インチのパネルの特性にもとづくものであって、単に一例を示したに過ぎず、パネルの特性やプラズマディスプレイ装置の仕様等に応じて最適な値に設定することが望ましい。

なお、本発明の実施の形態では、第１ＳＦを全セル初期化サブフィールドとし第２ＳＦ〜第１０ＳＦを選択初期化サブフィールドとするサブフィールド構成を例に挙げて説明を行ったが、必ずしもこのサブフィールド構成に限定されるものではなく、これ以外のサブフィールド構成であってもかまわない。

また、本実施の形態では、電力供給用と電力回収用とで同一のインダクタを用いる構成を説明したが、何らこの構成に限定されるものではなく、インダクタンスの異なる複数のインダクタを切換えて用いる構成としてもよい。この構成では、例えば、維持パルスの立ち上がりと立ち下がりとで共振周波数を切換えて駆動する、といったことが可能となる。

また、本実施の形態ではベース電位を接地電位とする構成を説明したが、ＡＣ型パネルは放電セルの周囲が誘電体に囲まれており各電極の駆動電圧波形は容量結合的に放電セルに印加されるため、ベース電位を含む各駆動電圧波形はＤＣ的にレベルシフトされていてもよい。

以上説明したように、本実施の形態によれば、点灯率が高いとき（ここでは、点灯率５５％以上）には、全てのサブフィールドにおいて消去位相差Ｔｈ１を１５０ｎｓｅｃ、接地期間ＴｈＧを０μｓｅｃとする。そして、点灯率が中程度のとき（ここでは、点灯率２５％以上、５５％未満）には、全てのサブフィールドにおいて消去位相差Ｔｈ１を１５０ｎｓｅｃ、接地期間ＴｈＧを０．５μｓｅｃとする。そして、点灯率が低いとき（ここでは、点灯率２５％未満）には、所定の輝度重み（ここでは、輝度重み「５」）以上のサブフィールド（ここでは、第４ＳＦ〜第１０ＳＦ）においてのみ、消去位相差Ｔｈ１を１００ｎｓｅｃ、接地期間ＴｈＧを０μｓｅｃとし、それよりも輝度重みの小さいサブフィールド（ここでは、第１ＳＦ〜第３ＳＦ）においては、点灯率２５％未満であっても消去位相差Ｔｈ１を１００ｎｓｅｃ、接地期間ＴｈＧを０μｓｅｃとはせず、上述の点灯率２５％以上、５５％未満のときと同様に消去位相差Ｔｈ１を１５０ｎｓｅｃ、接地期間ＴｈＧを０．５μｓｅｃのままとする。これにより、書込み放電を発生させるために必要な走査パルス電圧や書込みパルス電圧を高くすることなく、安定した書込み放電の発生を実現することができ、さらに、ＡＰＬの低い画像であっても階調の変化を滑らかにして表示することが可能となる。

本発明は、高精細化、大画面化、あるいは高輝度化されたパネルであっても、書込み放電を発生させるために必要な電圧を高くすることなく安定した書込み放電を発生させ、ＡＰＬの低い画像であっても階調の変化を滑らかにして表示し、画像表示品質をよくすることが可能であり、プラズマディスプレイ装置および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におけるサブフィールド構成を示す駆動波形の概略図 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電圧波形図 同駆動電圧波形の部分拡大図 本発明の実施の形態における点灯率と消去位相差Ｔｈ１および接地期間ＴｈＧとの関係を示す図 安定した書込み放電を発生させるために必要な書込みパルス電圧と消去位相差Ｔｈ１との関係を模式的に示す図 安定した書込み放電を発生させるために必要な走査パルス電圧と消去位相差Ｔｈ１との関係を模式的に示す図 安定した書込み放電を発生させるために必要な走査パルス電圧と点灯率との関係を模式的に示す図 本発明の実施の形態における安定した書込み放電を発生させるために必要な書込みパルス電圧と接地期間ＴｈＧとの関係を示す図 本発明の実施の形態における安定した書込み放電を発生させるために必要な走査パルス電圧と接地期間ＴｈＧとの関係を示す図 本発明の実施の形態における安定した書込み放電を発生させるために必要な電圧Ｖｅ２と点灯率との関係を示す図 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の回路ブロック図 本発明の実施の形態における維持パルス発生回路の回路図 本発明の実施の形態における維持パルス発生回路の動作を説明するためのタイミングチャート

符号の説明

１ プラズマディスプレイ装置
１０ パネル
２１ 前面板
２２ 走査電極
２３ 維持電極
２４，３３ 誘電体層
２５ 保護層
２８ 表示電極対
３１ 背面板
３２ データ電極
３４ 隔壁
３５ 蛍光体層
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
５８ 点灯率算出回路
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
Ｑ１１，Ｑ１２，Ｑ１３，Ｑ１４，Ｑ２１，Ｑ２２，Ｑ２３，Ｑ２４，Ｑ２６，Ｑ２７，Ｑ２８，Ｑ２９ スイッチング素子
Ｄ１１，Ｄ１２，Ｄ２１，Ｄ２２，Ｄ３０ ダイオード
Ｃ１０，Ｃ２０，Ｃ３０ コンデンサ
Ｌ１０，Ｌ２０ インダクタ
Ｃｐ 電極間容量
ＶＥ１，ΔＶＥ，ＶＳ 電源

Claims (2)

1. 表示電極対を構成する複数の走査電極および維持電極を有する放電セルを複数備えたプラズマディスプレイパネルと、前記放電セルで初期化放電を発生させる初期化期間と、前記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、前記書込み期間において選択された前記放電セルに輝度重みに応じた回数の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１フィールド期間内に複数設けて前記プラズマディスプレイパネルを駆動する駆動回路と、前記放電セルの点灯率をサブフィールド毎に算出する点灯率算出回路とを備え、
   前記駆動回路は、前記維持期間において、ベース電位から維持放電を発生させる電位に変位する維持パルスを前記表示電極対に交互に印加し、最後の維持放電を発生させるための維持パルスとその直前の維持パルスとの間に、前記表示電極対をともに前記ベース電位に接続する期間を設け、前記最後の維持放電を発生させるための維持パルスを前記走査電極に印加した後に所定の時間間隔をあけて前記表示電極対の電極間の電位差を緩和するための電圧を前記維持電極に印加して消去放電を発生するように動作するとともに、
   前記点灯率算出回路で算出した点灯率に応じて、
   輝度重みの小さいサブフィールドでは前記点灯率が第１の閾値より低い場合は、前記所定の時間間隔を前記第１の閾値より高い場合の時間間隔と同じにし、前記表示電極対をともに前記ベース電位に接続する期間を前記第１の閾値より高い場合に比べて長くし、輝度重みの大きいサブフィールドでは前記点灯率が前記第１の閾値に比べて小さい第２の閾値より低い場合は、前記表示電極対をともに前記ベース電位に接続する期間を前記第１の閾値より高い場合の前記表示電極対をともに前記ベース電位に接続する期間と同じにし、前記所定の時間間隔を前記第２の閾値より高い場合に比べて短くすることを特徴とするプラズマディスプレイ装置。
2. 表示電極対を構成する複数の走査電極および維持電極を有する放電セルを複数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、前記放電セルで初期化放電を発生させる初期化期間と、前記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、前記書込み期間において選択された前記放電セルに輝度重みに応じた回数の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１フィールド期間内に複数設け、
   前記維持期間において、ベース電位から維持放電を発生させる電位に変位する維持パルスを前記表示電極対に交互に印加するように構成し、かつ最後の維持放電を発生させるための維持パルスとその直前の維持パルスとの間に前記表示電極対をともに前記ベース電位に接続する期間を設け、かつ最後の維持放電を発生させるための前記維持パルスを前記走査電極に印加した後、所定の時間間隔をあけて前記表示電極対の電極間の電位差を緩和して消去放電を発生させるための電圧を前記維持電極に印加するとともに、前記放電セルの点灯率をサブフィールド毎に算出し、
   輝度重みの小さいサブフィールドでは前記点灯率が第１の閾値より低い場合は、前記所定の時間間隔を前記第１の閾値より高い場合の時間間隔と同じにし、前記表示電極対をともに前記ベース電位に接続する期間を前記第１の閾値より高い場合に比べて長くし、輝度重みの大きいサブフィールドでは前記点灯率が前記第１の閾値に比べて小さい第２の閾値より低い場合は、前記表示電極対をともに前記ベース電位に接続する期間を前記第１の閾値より高い場合の前記表示電極対をともに前記ベース電位に接続する期間と同じにし、前記所定の時間間隔を前記第２の閾値より高い場合に比べて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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