DE69911984T2

DE69911984T2 - Verfahren und einrichtung zum steuern eines plasmabildschirms mit höherer bildqualität und hohem leuchtwirkungsgrad

Info

Publication number: DE69911984T2
Application number: DE69911984T
Authority: DE
Inventors: Nobuaki Nagao; Hidetaka Higashino; Junichi Hibino
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Corp
Priority date: 1998-09-04
Filing date: 1999-07-19
Publication date: 2004-08-12
Anticipated expiration: 2019-07-20
Also published as: DE69939785D1; US7683859B2; KR20060017674A; DE69935018T2; US7728793B2; US20080150838A1; CN101819747A; KR20060090722A; EP1862997A2; KR20080019306A; KR100764338B1; EP1329870B1; CN1551073A; US7649511B2; KR100688852B1; DE69937008T2; KR100762065B1; KR20070004141A; KR20010085761A; EP1202241A1

Description

GEWERBLICHER EINSATZBEREICH
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Ansteuern eines Plasmabildschirms und eine Plasmabildschirm-Anzeigeeinrichtung, die als der Anzeigebildschirm für Computer, Fernsehen und Ähnliches verwendet wird, und insbesondere ein Treiberverfahren, das ein Adressen-Anzeige-Periode-getrenntes (address-display-period-separated) Teilfeld- (im Folgenden als ADS bezeichnet) Verfahren verwendet.
STAND DER TECHNIK
In der letzten Zeit sind Plasmabildschirme (im Folgenden als PDPs bezeichnet) in den Mittelpunkt des Interesses gerückt aufgrund ihrer Fähigkeit, große, dünne und leichte Anzeigeeinrichtungen für den Einsatz in Computern, Fernsehen und Ähnlichem zu verwirklichen.
PDPs können im Allgemeinen in zwei Typen unterteilt werden: Gleichstrom (DC) und Wechselstrom (AC). Ein Beispiel für einen DC-PDP ist in EP 0,762,461 beschrieben, das einen PDP offenbart, in dem Entladezellen in einer Matrix angeordnet sind. AC-PDPs sind für den Großbildschirm-Einsatz geeignet und sind daher zur Zeit der vorherrschende Typ.
Hochauflösendes Fernsehen, bei dem derzeit hohe Auflösungen von bis zu 1920 × 1080 Pixel eingeführt werden, und PDPs sollten vorzugsweise mit dieser Art von hochauflösender Anzeige kompatibel sein, genau wie mit anderen Anzeigearten.
1 ist eine Ansicht eines herkömmlichen Wechselstrom- (AC) PDP.
In diesem PDP sind ein vorderes Substrat 11 und ein rückwärtiges Substrat 12 parallel so angeordnet, dass sie einander mit einem dazwischenliegenden Raum gegenüberliegen. Die Kanten der Substrate werden dann abgedichtet.
Die Abtastelektrodengruppe (scanning electrode group) 19a und die Halteelektrodengruppe (sustain electrode group) 19b sind in parallelen Streifen auf der nach innen gewandten Fläche des vorderen Substrats 11 ausgebildet. Die Elektrodengruppen 19a und 19b sind mit einer dielektrischen Schicht 17 bedeckt, die aus Bleiglas oder Ähnlichem besteht. Die Oberfläche der dielektrischen Schicht 17 ist anschließend mit einer Schutzschicht 18 aus Magnesiumoxid (MgO) bedeckt. Eine Datenelektrodengruppe (data electrode group) 14, die in parallelen Streifen ausgebildet ist, ist mit einer Isolierschicht 13 bedeckt, die aus Bleiglas oder Ähnlichem besteht, wobei die Streifen auf der nach innen gewandten Fläche des rückwärtigen Substrats 12 positioniert sind. Sperrrippen (banier ribs) 15 sind oben auf der Isolierschicht 13 parallel zur Datenelektrodengruppe 14 positioniert. Der Raum zwischen dem vorderen Substrat 11 und dem rückwärtigen Substrat 12 wird durch die Sperrrippen 15 in Räume von 100 bis 200 Mikron aufgeteilt. Das Entladegas ist in diesen Räumen eingeschlossen. Der Druck, unter dem das Entladegas eingeschlossen ist, ist normalerweise auf unter äußeren (atmosphärischen) Druck eingestellt, typischerweise in einem Bereich zwischen 200 bis 500 Torr.
2 zeigt eine Elektrodenmatrix für den PDP. Die Elektrodengruppen 19a und 19b sind in rechten Winkeln zu der Datenelektrodengruppe 14 angeordnet. Entladezellen sind in dem Raum zwischen den Substraten an den Punkten ausgebildet, an denen sich die Elektroden überschneiden. Die Sperrrippen 15 trennen benachbarte Entladezellen voneinander, wodurch eine Entladediftusion zwischen benachbarten Entladezellen verhindert wird, so dass eine hochauflösende Anzeige erzielt werden kann.
In monochromen PDPs wird als Entladegas ein hauptsächlich aus Neon bestehendes Gasgemisch verwendet, das sichtbares Licht abstrahlt, wenn die Entladung ausgeführt wird. In einem Farb-PDP, wie dem in 1, ist eine Leuchtstoffschicht 16, die aus Leuchtstoffen für die drei Grundfarben rot (R), grün (G) und blau (B) besteht, auf den Innenwänden der Entladezellen ausgebildet, und ein hauptsächlich aus Xenon (wie beispielsweise Neon/Xenon oder Helium/Xenon) bestehendes Gasgemisch wird als Entla degas verwendet. Die Farbanzeige erfolgt durch Umwandeln von ultraviolettem Licht, das durch die Entladung erzeugt wird, in sichtbares Licht verschiedener Farben unter Verwendung der Leuchtstoffschicht 16.
Entladezellen dieser Art von PDP sind im Wesentlichen nur fähig, zwei Zustände anzuzeigen, EIN und AUS. Hier werden ein ADS-Verfahren, in dem ein Vollbild (ein Feld) in eine Vielzahl von Teilbildern (Teilfeldern) aufgeteilt wird, und die EIN- und AUS-Zustände in jedem Teilbild kombiniert, um auszudrücken, dass eine Graustufe verwendet wird.
3 zeigt ein Aufteilungsverfahren für ein Vollbild, wenn eine Graustufe mit 256 Stufen ausgedrückt wird. Die horizontale Achse gibt die Zeit an, und die schattierten Teile zeigen Entlade-Halteperioden (discharge sustain periods).
In dem in 3 gezeigten Beispiel-Aufteilungsverfahren setzt sich ein Vollbild aus acht Teilbildern zusammen. Die Verhältniswerte der Entlade-Halteperiode für die Teilbilder sind jeweils auf 1, 2, 4, 8, 16, 32, 64 und 128 gesetzt. Diese 8-Bit-Binärkombinationen drücken eine 256-Graustufe aus. Die NTSC- (National Television System Committee) Norm für Fernsehbilder fordert eine Vollbildfrequenz von 60 Vollbildern pro Sekunde, so dass die Zeit für ein Vollbild auf 16,7 ms eingestellt ist.
Jedes Teilbild setzt sich aus der folgenden Sequenz zusammen: einer Einstellperiode, einer Schreibperiode, einer Entlade-Halteperiode und einer Löschperiode.
4 ist ein Zeitdiagramm, das zeigt, wann Impulse an die Elektroden während eines Teilbilds nach einem Stand der Technik angelegt werden.
In der Einstellperiode werden alle Entladezellen durch Anlegen von Einstellimpulsen an alle Abtastelektroden 19a eingestellt.
In der Schreibperiode werden Datenimpulse an die ausgewählten Datenelektroden 14 angelegt, während Abtastimpulse aufeinanderfolgend an die Abtastelektroden 19a angelegt werden. Dadurch wird verursacht, dass eine Wandladung, die sich in den Zellen aufbaut, ausgelöst wird, wodurch ein Bildschirm mit Pixeldaten geschrieben wird.
In der Entlade-Halteperiode wird eine globale Impulsspannung (bulk pulse voltage) über die Abtastelektroden 19a und die Halteelektroden 19b angelegt, wodurch eine Entladung in den Entladezellen, in denen sich die Wandladung aufgebaut hat, und das Abstrahlen von Licht für eine gewisse Periode verursacht wird.
In der Löschperiode werden schmale Impulse global an die Abtastelektroden 19a angelegt, wodurch verursacht wird, dass die Wandladungen in allen Entladezellen gelöscht werden.
In dem oben genannten Treiberverfahren sollte Licht normalerweise nur in der Entlade-Halteperiode abgestrahlt werden, und nicht in den Einstell-, Schreib- und Löschperioden. Jedoch verursacht eine Entladung, die beim Anlegen von Einstell- oder Löschimpulsen auftritt, dass der ganze Schirm Licht abstrahlt und der Kontrast entsprechend abnimmt. Eine beim Anlegen der Schreibimpulse auftretende Entladung verursacht ebenfalls, dass Entladezellen Licht abstrahlen, was eine weitere nachteilige Auswirkung auf den Kontrast hat. Demzufolge besteht ein Bedarf hinsichtlich der Entwicklung von Techniken zum Lösen dieser Probleme.
Das oben genannte PDP-Treiberverfahren sollte auch die Entlade-Halteperiode in jedem Vollbild so lang wie möglich machen, um die Leuchtdichte zu verbessern. Dementsprechend sollten die Schreibimpulse (Abtastimpulse und Datenimpulse) vorzugsweise so kurz wie möglich sein, so dass das Schreiben bei hoher Geschwindigkeit ausgeführt werden kann.
Hochauflösende PDPs besitzen eine große Anzahl von Abtastelektroden, so dass es besonders wünschenswert ist, dass die Schreibimpulse (Abtastimpulse und Datenimpulse) schmal sind, so dass die Ansteuerung bei hoher Geschwindigkeit ausgeführt werden kann.
Allerdings werden in einem herkömmlichen PDP durch eine schmale Einstellung des Schreibimpulses Schreibfehler verursacht, wodurch die angezeigte Bildqualität gemindert wird.
Wenn die Spannung für den Schreibimpuls hoch und der Impuls schmal ist, ist es denkbar, dass das Schreiben bei hoher Geschwindigkeit ohne Schreibfehler ausgeführt werden kann. Normalerweise haben Datentreiber mit höheren Geschwindigkeiten jedoch eine geringere Fähigkeit zur Spannungsfestigkeit, so dass es schwierig ist, einen Schaltkreis für einen Treiber zu verwirklichen, der bei einer hohen Spannung und einer hohen Geschwindigkeit schreiben kann.
In dem oben genannten PDP-Treiberverfahren ist eine weitere wichtige Aufgabe das Ansteuern des PDP mit geringer Leistungsaufnahme. Um dies zu erreichen, sollte die unzureichende Leistung, die während der Entlade-Halteperiode aufgenommen wird, reduziert werden, um den Leuchtwirkungsgrad zu erhöhen.
OFFENBARUNG DER ERFINDUNG
Eine in zwei oder mehr Stufen ansteigende Treppen-Wellenform wird vorzugsweise für die Einstellimpulse verwendet. Die Verwendung dieser Art von Wellenform für die Einstellimpulse an Stelle eines einfachen Rechteck-Impulses verbessert den Kontrast, ohne Schreibfehler zu erzeugen.
Die Verwendung einer in zwei Stufen oder mehr abfallenden Treppen-Wellenform für die Schreibimpulse an Stelle eines einfachen Rechteck-Impulses ermöglicht, dass eine Ansteuerung mit hoher Geschwindigkeit ausgeführt werden kann, ohne Schreibfehler zu verursachen.
Währenddessen verbessert die Verwendung einer in zwei oder mehr Stufen ansteigenden Treppen-Wellenform für die Schreibimpulse den Kontrast, ohne Schreibfehler zu verursachen.
Des Weiteren ermöglicht die Verwendung einer in zwei oder mehr Stufen abfallenden Treppen-Wellenform an Stelle einer einfachen Rechteckwellenform für die Halteimpulse (sustain pulses) die Einstellung einer hohen Spannung für die Halteimpulse und stellt sicher, dass die Vorgänge stabil ausgeführt werden, so dass eine hohe Bildqualität verwirklicht werden kann.
Gemäß der Erfindung, wie sie nach Anspruch 1 im Anhang definiert ist, wird eine in zwei oder mehr Stufen ansteigende Treppen-Wellenform für die Halteimpulse an Stelle einer einfachen Rechteckwelle vereendet, so dass der Leuchtwirkungsgrad verbessert wird. Eine besonders deutliche Verbesserung des Leuchtwirkungsgrads wird erzielt, wenn die zweite Stufe des ansteigenden Abschnitts und die erste Stufe des abfallenden Abschnitts der Wellenform einer stetigen Funktion entsprechen.
Der Leuchtwirkungsgrad kann auch durch Verwenden einer Wellenform verbessert werden, deren ansteigender Abschnitt eine Flanke für die Halteimpulse ist.
Eine weitere Möglichkeit zum Verbessern des Leuchtwirkungsgrads ist die Verwendung einer Wellenform, in der die Spannung zu einem Zeitpunkt, an dem der Entladestrom am höchsten ist, höher ist als die angelegte Spannung, die zu einem Zeitpunkt auftritt, wenn der Impuls für die Halteimpulse beginnt.
Die Verwendung einer Treppen-Wellenform mit zwei oder mehr Stufen für den ersten Halteimpuls, der während der Entlade-Halteperiode anzulegen ist, verbessert die Bildqualität.
Des Weiteren wird durch die Verwendung einer in zwei oder mehr Stufen ansteigenden Treppen-Wellenform für die Löschimpulse an Stelle einer einfachen Rechteckwellenform der Kontrast verbessert, und es wird möglich, eine hohe Bildqualität zu verwirklichen.
Die Verwendung einer in zwei oder mehr Stufen abfallenden Treppen-Wellenform für die Löschimpulse verkürzt die Löschperiode.
Diese Wirkungen können des Weiteren durch die gleichzeitige Verwendung von Treppen-Wellenformen für die Einstell-, Schreib-, Halte- und Löschimpulse verbessert werden.
Treppen-Wellenformen, die in zwei Stufen ansteigen und abfallen, wie diejenigen, die für die Verwendung für die Einstell-, Schreib-, Halte- und Löschimpulse beschrieben wurden, werden durch Addieren von zwei oder mehr Impulsen verwirklicht.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist eine Umrisszeichnung eines herkömmlichen Wechselstrom-PDP;
2 zeigt eine Elektrodenmatrix für den oben genannten PDP;
3 zeigt ein Vollbild-Aufteilungsverfahren, das auftritt, wenn der oben genannte PDP angesteuert wird;
4 ist ein dem Stand der Technik gemäßes Beispiel eines Zeitdiagramms, das auftritt, wenn Impulse an Elektroden während eines Teilbilds angelegt werden;
5 ist ein Blockschaltbild, das die Struktur für eine PDP-Treibereinrichtung zeigt, die sich auf die beschriebenen Anordnungen bezieht;
6 ist ein Blockschaltbild, das eine Struktur für den Abtasttreiber in 5 darstellt;
7 ist ein Blockschaltbild, das eine Struktur für den Datentreiber in 5 darstellt;
8 ist ein Zeitdiagramm, das ein PDP-Treiberverfahren zeigt, das sich auf die erste Anordnung bezieht;
9 ist ein Blockschaltbild eines Impuls-Addierschaltkreises, der sich auf die Anordnungen bezieht;
10 zeigt die Situation, wenn ein erster und zweiter Impuls durch den Impuls-Addierschaltkreis addiert werden, um eine Treppen-Wellenform mit einem zweistufigen Anstieg zu bilden;
11 zeigt die Ergebnisse von Versuch 1;
12 ist ein Zeitdiagramm, das ein PDP-Treiberverfahren zeigt, das sich auf die zweite Anordnung bezieht;
13 zeigt die Situation, wenn ein erster und zweiter Impuls durch den Impuls-Addierschaltkreis addiert werden, um eine Treppen-Wellenform mit einem zweistufigen Abfall zu bilden;
14 zeigt die Ergebnisse von Versuch 2;
15 ist ein Zeitdiagramm, das ein PDP-Treiberverfahren zeigt, das sich auf die dritte Anordnung bezieht;
16 ist ein Blockschaltbild, das einen eine Treppen-Wellenform generierenden Schaltkreis zeigt, der sich auf die dritte Ausführung bezieht;
17 zeigt die Ergebnisse von Messungen, die in Versuch 3 vorgenommen wurden;
18 ist ein Zeitdiagramm, das ein PDP-Treiberverfahren zeigt, das sich auf die vierte Anordnung bezieht;
19 zeigt die Ergebnisse von Messungen, die in Versuch 4A vorgenommen wurden;
20 ist ein Zeitdiagramm, das ein PDP-Treiberverfahren zeigt, das sich auf die fünfte Anordnung bezieht;
21 zeigt die Ergebnisse von Messungen, die in Versuch 5A vorgenommen wurden;
22 ist ein Zeitdiagramm, das ein PDP-Treiberverfahren zeigt, das sich auf die sechste Anordnung bezieht;
23 und 24 zeigen die Ergebnisse von Messungen, die in Versuch 6 vorgenommen wurden;
25 ist ein Zeitdiagramm, das ein PDP-Treiberverfahren zeigt, das sich auf eine siebte Anordnung bezieht, die eine Ausführungsform der Erfindung ist;
26 zeigt die Situation, wenn ein erster und zweiter Impuls durch den Impuls-Addierschaltkreis addiert werden, um eine Treppen-Wellenform mit einem zweistufigen Anstieg und Abfall zu bilden;
27 ist ein Diagramm, das die V-Q-Lissajous-Figur zeigt, die erzeugt wird, wenn die Ansteuerung unter Verwendung einer einfachen Rechteckwelle als Halteimpulse ausgeführt wird;
28 ist ein Beispiel einer V-Q-Lissajous-Figur, die beobachtet wird, wenn ein PDP mit dem Verfahren der Ausführungsform angesteuert wird;
29 ist ein Zeitdiagramm, das einen PDP-Treiberschaltkreis zeigt, der sich auf eine achte Anordnung bezieht,
30 zeigt eine Wellenform für Halteimpulse in der achten Anordnung;
31 zeigt die Situation, wenn ein erster und zweiter Impuls durch den Impuls-Addierschaltkreis addiert werden, um die Treppen-Wellenform der achten Anordnung zu bilden;
32 zeigt die Ergebnisse von Messungen, die in Versuch 8A vorgenommen wurden;
33 ist ein Beispiel einer V-Q-Lissajous-Figur, welche die in Versuch 8A gemessenen Ergebnisse zeigt;
34 ist ein Zeitdiagramm, das ein PDP-Treiberverfahren zeigt, das sich auf die neunte Anordnung bezieht;
35 ist ein Blockschaltbild, das eine Struktur eines eine trapezförmige Wellenform generierenden Schaltkreises zeigt, der sich auf die neunte Anordnung bezieht;
36 zeigt eine trapezförmige Wellenform, die von dem eine trapezförmige Wellenform generierenden Schaltkreis erzeugt wird;
37 zeigt die Ergebnisse von Messungen, die in Versuch 9A vorgenommen wurden;
38 ist ein Beispiel einer V-Q-Lissajous-Figur, die Ergebnisse von Messungen zeigt, die in Versuch 9A vorgenommen wurden;
39 ist ein Zeitdiagramm, das ein PDP-Treiberverfahren zeigt, das sich auf die zehnte Anordnung bezieht;
40 zeigt die Ergebnisse von Messungen, die in Versuch 10A vorgenommen wurden;
41 ist ein Zeitdiagramm, das ein PDP-Treiberverfahren zeigt, das sich auf die elfte Anordnung bezieht;
42 zeigt die in Versuch 11 gemessenen Ergebnisse;
43 ist ein Zeitdiagramm, das ein PDP-Treiberverfahren zeigt, das sich auf die zwölfte Anordnung bezieht;
44 ist ein Zeitdiagramm, das ein PDP-Treiberverfahren zeigt, das sich auf die dreizehnte Anordnung bezieht;
45 ist ein Diagramm, das die Ergebnisse von Versuch 13A zeigt;
46 ist ein Zeitdiagramm, das ein PDP-Treiberverfahren zeigt, das sich auf die vierzehnte Anordnung bezieht; und
47 ist ein Zeitdiagramm, das ein PDP-Treiberverfahren zeigt, das sich auf die fünfzehnte Anordnung bezieht.
BEVORZUGTE AUSFÜHRUNGSFORM DER ERFINDUNG
Das Folgende ist eine Erläuterung der Ausführungsform der Erfindung zusammen mit anderen Anordnungen, die für das Verständnis der Erfindung hilfreich sind, wobei auf die Zeichnungen Bezug genommen wird.
Ein PDP 10, der in jeder der Anordnungen verwendet wird, besitzt die gleiche physikalische Struktur wie der PDP, der im Abschnitt der Anmeldung zum Stand der Technik unter Bezugnahme auf 1 erläutert wurde, weshalb die gleichen numerischen Bezugszeichen wie in 1 verwendet werden.
Das Treiberverfahren der Anordnungen verwendet im Wesentlichen das ADS-Verfahren, das im Abschnitt der Anmeldung zum Stand der Technik erläutert wurde. Jedoch weist mindestens einer der Einstellimpulse, Abtastimpulse, Halteimpulse und Löschimpulse, die jeweils in den Einstell-, Abtast-, Halte- und Löschperioden angelegt werden, entweder eine Treppen- oder eine Flanken-Wellenform an Stelle einer einfachen Rechteckwelle auf.
Das Folgende ist eine Erläuterung der Treibereinrichtung und des Treiberverfahrens, die in den Anordnungen verwendet werden.
5 ist ein Blockschaltbild, das eine Struktur einer Treibereinrichtung 100 zeigt.
Die Treibereinrichtung 100 umfasst einen Präprozessor 101, einen Bildspeicher 102, eine Synchronisationsimpulse generierende Einheit 103, einen Abtasttreiber (scan driver) 104, einen Haltetreiber (sustain driver) 105 und einen Datentreiber 106. Der Präprozessor 101 verarbeitet Bilddateneingaben von einer externen Bildausgabevorrichtung. Der Bildspeicher 102 speichert die verarbeiteten Daten. Die Synchronisationsimpulse generierende Einheit 103 generiert Synchronisationsimpulse für jedes Vollbild und jedes Teilbild. Der Abtasttreiber 104 legt Impulse an die Abtastelektroden 19a, der Haltetreiber 105 an die Halteelektroden 19b, und der Datentreiber an die Datenelektroden 14 an.
Der Präprozessor 101 fragt Bilddaten für jedes Vollbild aus den eingegebenen Bilddaten ab, erzeugt Bilddaten für jedes Teilbild aus den eingegebenen Bilddaten (die Teilbild- Bilddaten) und speichert sie im Bildspeicher 102. Der Präprozessor 101 gibt anschließend die aktuellen Teilbild-Bilddaten, die im Bildspeicher 102 gespeichert sind, Zeile für Zeile an den Datentreiber 106 aus, erfasst Synchronisationssignale, wie beispielsweise horizontale Synchronisationssignale und vertikale Synchronisationssignale von den eingegebenen Bilddaten und sendet Synchronisationssignale für jedes Vollbild und Teilbild an die Synchronisationsimpulse generierende Einheit 103.
Der Bildspeicher 102 ist in der Lage, die Daten für jedes Vollbild zu speichern, das in Teilbild-Bilddaten für jedes Teilbild aufgeteilt ist.
Insbesondere ist der Bildspeicher 102 ein Bildspeicher mit zwei Ports, der mit zwei Speicherbereichen ausgestattet ist, die jeweils ein Vollbild (acht Teilbild-Bilder) speichern können. Ein Vorgang, in dem Vollbild-Bilddaten in einen Speicherbereich geschrieben werden, während die in den anderen Bildspeicher geschriebenen Vollbilddaten gelesen werden, kann abwechselnd in den Speicherbereichen ausgeführt werden.
Die Synchronisationsimpulse generierende Einheit 103 generiert Triggersignale, die den Zeitpunkt angeben, zu dem jeder der Einstell-, Abtast-, Halte- und Löschimpulse ansteigen sollte. Diese Triggersignale werden unter Bezugnahme auf die Synchronisationssignale generiert, die vom Präprozessor 101 in Bezug auf jedes Vollbild und jedes Teilbild empfangen werden, und an die Treiber 104 bis 106 gesendet.
Der Abtasttreiber 104 generiert und legt die Einstell-, Abtast-, Halte- und Löschimpulse als Reaktion auf die Triggersignale an, die von der Synchronisationsimpulse generierenden Einheit 103 empfangen werden.
6 ist ein Blockschaltbild, das eine Struktur des Abtasttreibers 104 zeigt.
Die Einstell-, Halte- und Löschimpulse werden an alle Abtastelektroden 19a angelegt. Die erforderliche Impulswellenform ist in jedem Fall anders.
Demzufolge weist der Abtasttreiber 104 drei Impulsgeneratoren auf, einen zum Generieren jeder Impulsart, wie in 6 gezeigt. Diese sind ein Einstellimpuls-Generator 111, ein Halteimpuls-Generator 112a und ein Löschimpuls-Generator 113. Die drei Impuls generatoren sind in Reihe geschaltet, wobei ein Verfahren für getrennte Masse für Netz und Signal (floating ground method) verwendet wird, und legen die Einstell-, Halte- und Löschimpulse nacheinander an die Abtastelektrodengruppe 19a an als Reaktion auf die Triggersignale von der Synchronisationsimpulse generierenden Einheit 103.
Wie in 6 gezeigt, umfasst der Abtasttreiber 104 auch einen Multiplexer 115, der zusammen mit dem Abtastimpuls-Generator 114, an den er angeschlossen ist, die Abtastimpulse in die Lage versetzt, der Reihe nach an die Abtastelektroden 19a₁ , 19a₂ und so weiter bis 19a_N angelegt zu werden. Es wird ein Verfahren verwendet, in dem Impulse in dem Abtastimpuls-Generator 114 generiert und durch den Multiplexer 115 geschaltet ausgegeben werden, doch kann auch eine Struktur verwendet werden, in der ein getrennter Abtastimpuls-Generierungsschaltkreis für jede Abtastelektrode 19a vorgesehen ist.
Schalter SW₁ und SW₂ sind in dem Abtasttreiber 104 angeordnet, um die Ausgabe von den oben genannten Impulsgeneratoren 11 bis 113 und die Ausgabe von dem Abtastimpuls-Generator 14 an die Abtastelektrodengruppe 19a anzulegen.
Der Haltetreiber 105 weist einen Halteimpuls-Generator 112b auf und generiert Halteimpulse als Reaktion auf die Triggersignale von der Synchronisationsimpulse generierenden Einheit 103 und legt die Halteimpulse an die Halteelektroden 19b an.
Der Datentreiber 106 gibt Datenimpulse an die Datenelektroden 14₁ bis 14_M parallel aus. Die Ausgabe erfolgt basierend auf Teilbild-Informationen, die seriell jeweils zeilenweise in den Datentreiber 106 eingegeben werden.
7 ist ein Blockschaltbild einer Struktur für die Datentreiber 106.
Der Datentreiber 106 umfasst einen ersten Verriegelungsschaltkreis 121, der jeweils eine Abtastzeile von Teilbilddaten abruft, einen zweiten Verriegelungsschaltkreis 122, der eine Zeile von Teilbilddaten speichert, einen Datenimpuls-Generator 123, der Datenimpulse generiert, und UND-Glieder 124₁ bis 124_M , die am Eingang zu jeder Elektrode 14₁ bis 14_M liegen.
In dem ersten Verriegelungsschaltkreis 121 werden Teilbilddaten, die der Reihe nach vom Präprozessor 101 gesendet werden, mit einem CLK- (Takt-) Signal synchronisiert und jeweils mit gleich vielen Bits gleichzeitig nacheinander abgerufen. Sobald eine Abtastzeile von Teilbild-Bilddaten, (Informationen, die angeben, ob an jede der Datenelektroden 14₁ bis 14_M ein Datenimpuls angelegt werden muss), verriegelt ist, wird sie zu dem zweiten Verriegelungsschaltkreis 122 übertragen. Der zweite Verriegelungsschaltkreis 122 öffnet die UND-Glieder von den UND-Gliedern 124₁ bis 124_M , die zu den Datenelektroden gehören, an welche die Impulse als Reaktion auf die Triggersignale von der Synchronisationsimpulse generierenden Einheit 103 angelegt werden müssen. Der Datenimpuls-Generator 123 generiert die Datenimpulse gleichzeitig mit diesem, und die Datenimpulse werden an die Datenelektroden mit offenen UND-Gliedern angelegt.
In der Treibereinrichtung 100, wie im Folgenden erläutert, werden die Vorgänge für ein Teilbild, das sich aus einer Reihe von Einstell-, Schreib-, Entladehalte- und Löschperioden zusammensetzt, achtmal wiederholt, um ein Vollbild-Bild anzuzeigen.
In der Einstellperiode sind die Schalter SW₁ und SW₂ im Abtasttreiber 104 EIN bzw. AUS. Der Einstellimpuls-Generator 111 legt einen Einstellimpuls an alle Abtastelektroden 19a an, wodurch verursacht wird, dass eine eingestellte Entladung in allen Entladezellen auftritt und eine Wandladung sich in jeder Entladezelle aufbaut. Das Anlegen einer gewissen Betrags von Wandspannung an jede Zelle ermöglicht, dass die Schreibentladung, die in der folgenden Schreibperiode auftritt, früher beginnt.
In der Schreibperiode sind die Schalter SW₁ und SW₂ im Abtasttreiber 104 EIN bzw. AUS. Negative Abtastimpulse, die durch den Abtastimpuls-Generator 114 generiert werden, werden nacheinander von der ersten Reihe von Abtastelektroden 19a₁ bis zur letzten Reihe von Abtastelektroden 19a_N angelegt. Gleichzeitig führt der Datentreiber 106 eine Schreibentladung durch, indem positive Datenimpulse an die Datenelektroden 14a₁ bis 14_M angelegt werden, die den auszulösenden Entladezellen entsprechen, wodurch eine Wandladung in diesen Entladezellen aufgebaut wird. Daher wird ein latentes Bild eines Einzelbildschirms durch Aufbauen einer Wandladung auf der Oberfläche der dielektrischen Schicht in den Entladezellen geschrieben, die auszulösen sind.
Die Abtastimpulse und die Datenimpulse (mit anderen Worten, die Schreibimpulse) sollten so schmal wie möglich eingestellt werden, um ein Ansteuern bei hoher Geschwindigkeit zu ermöglichen. Wenn die Schreibimpulse jedoch zu schmal sind, sind Schreibfehler wahrscheinlich. Des Weiteren bedeuten Einschränkungen in der Art von Schaltkreisen, die verwendet werden können, dass die Impulsbreite normalerweise auf etwa 1,25 μs oder mehr eingestellt werden muss.
In der Halteperiode sind die Schalter SW₁ und SW₂ im Abtasttreiber 104 EIN bzw. AUS. Die Vorgänge, in denen der Halteimpuls-Generator 112a einen Entladeimpuls einer festen Länge (beispielsweise 1 bis 5 μs) an die gesamte Abtastelektrodengruppe 12a anlegt, und der Haltetreiber 105 einen Entladeimpuls einer festen Länge an die gesamte Halteelektrodengruppe 12b anlegt, wechseln sich wiederholt ab.
Dieser Vorgang erhöht das elektrische Potential der Oberfläche der dielektrischen Schicht über der Entladungs-Anfangsspannung (im Folgenden als die Anfangsspannung bezeichnet) in den Entladezellen, in denen sich eine Wandladung während der Schreibperiode aufgebaut hat, so dass eine Entladung in solchen Zellen auftritt. Diese Halteentladung verursacht, dass in den Entladezellen ultraviolettes Licht ausgestrahlt wird. Das ultraviolette Licht erregt die Leuchtstoffe in der Leuchtstoffschicht, so dass sie sichtbares Licht ausstrahlen, das der Farbe der Leuchtstoffschicht in jeder der Entladezellen entspricht.
In der Löschperiode sind die Schalter SW₁ und SW₂ im Abtasttreiber 104 EIN bzw. AUS. Schmale Löschimpulse werden an die gesamte Abtastelektrodengruppe 19a angelegt, wodurch die Wandladung in jeder Entladezelle gelöscht wird, in dem eine teilweise Entladung erzeugt wird.
Im Folgenden werden fünfzehn besondere Impuls-Wellenform-Anordnungen und ihre Wirkungen, einschließlich einer Ausführungsform der Erfindung beschrieben.
Erste Anordnung
8 ist ein Zeitdiagramm, das ein PDP-Treiberverfahren zeigt, das sich auf die erste Anordnung bezieht.
In dem Treiberverfahren nach dem Stand der Technik, das in 4 dargestellt ist, wiesen die Einstellimpulse eine einfache Rechteckwelle auf. In dieser Anordnung verwenden die Einstellimpulse jedoch eine Treppen-Wellenform, die in zwei Stufen ansteigt.
Diese Art von Wellenform wird durch Addieren von zwei Impuls-Wellenformen und deren Anlegen erzielt.
9 ist ein Blockschaltbild eines Impuls-Addierschaltkreises, der die Treppen-Wellenform generiert.
Der Impuls-Addierschaltkreis umfasst einen ersten Impulsgenerator 131, einen zweiten Impulsgenerator 132 und einen Zeitverzögerungsschaltkreis 133. Die ersten und zweiten Impulsgeneratoren 131 und 132 sind in Reihe geschaltet, wobei ein Verfahren für getrennte Masse für Netz und Signal verwendet wird, und die Ausgangsspannung der zwei Generatoren wird addiert.
10A zeigt eine Situation, in welcher der Impuls-Addierschaltkreis erste und zweite Impulse addiert, um eine Treppen-Wellenform zu bilden, die in zwei Stufen ansteigt.
Der erste Impuls, der vom ersten Impulsgenerator 131 generiert wird, ist eine breite Rechteckwelle, und der zweite Impuls, der vom zweiten Impulsgenerator 132 generiert wird, ist eine schmale Rechteckwelle.
Der erste Impuls wird vom ersten Impulsgenerator 131 generiert, und anschließend wird der zweite Impuls vom zweiten Impulsgenerator 132 generiert, wobei er durch den Zeitverzögerungsschaltkreis 133 um einen bestimmten Zeitbetrag verzögert wird. Die Impulse werden als Reaktion auf Triggersignale von der Impulse generierenden Einheit 103 generiert. Die Breite jedes Impulses ist so eingestellt, dass die ersten und zweiten Impulse fast zur gleichen Zeit abfallen.
Die ersten und zweiten Impulse werden auf diese Weise addiert, wodurch verursacht wird, dass der Ausgabeimpuls in zwei Stufen ansteigt.
Als eine Alternative zu dem in 9 dargestellten Impuls-Addierschaltkreis können die ersten und zweiten Impulsgeneratoren 131 und 132 parallel geschaltet sein und die ersten und zweiten Impulse so ausgegeben werden, dass sie sich überschneiden. Wie in 10B gezeigt, kann hier ein Treppen-Impuls mit einem zweistufigen Anstieg generiert werden, indem veranlasst wird, dass der zweite Impulsgenerator 132 einen zweiten Impuls auf einem höheren Pegel als den ersten Impuls generiert.
Der Einstellimpuls-Generator 111 in dieser Anordnung weist einen solchen Schaltkreis auf und verwendet eine Treppen-Wellenform, die einen zweistufigen Anstieg aufweist, für die Einstellimpulse.
Wie im Folgenden erläutert wird, schränkt die Verwendung einer solchen Wellenform an Stelle einer einfachen Rechteckwelle für die Einstellimpulse Schreibfehler ein und verbessert den Kontrast.
Mit anderen Worten, Einstellimpulse werden an die Entladezellen angelegt, um einen gewissen Betrag einer Wandladung in jeder Entladezelle aufzubauen mit dem Ziel, Bedingungen zu schaffen, unter denen das Schreiben in einer kurzen Zeit während der Schreibperiode exakt ausgeführt werden kann.
Licht sollte nicht abgestrahlt werden, wenn die Einstellimpulse angelegt werden. Wenn eine einfache Rechteckwelle für die Einstellimpulse verwendet wird, wie beim Stand der Technik, ist jedoch eine große Spannungsänderung (Spannungsänderungsbereich) vorhanden, wenn die Spannung steigt, und es besteht die Tendenz zum Generieren einer starken Entladung. Die Entladung verursacht eine starke Abstrahlung von Licht von dem gesamten Bildschirm, und der Kontrast fällt entsprechend ab. Des Weiteren macht das Generieren dieser Art von starker Entladung (unerwünschte Lichtentladung) Änderungen in der Wandladung, die sich in jeder Entladezelle infolge des Anlegens der Einstellimpulse aufgebaut hat, wahrscheinlicher. Solche Änderungen in der Wandladung jeder Zelle sind die Ursache der teilweisen Schreibfehler und Schwankungen der Leuchtdichte.
Wenn jedoch eine zweistufig ansteigende Wellenform für den Einstellimpuls verwendet wird, können solche plötzlichen Spannungsänderungen vermieden werden, und die an gelegte Spannung kann erhöht werden. Die Wandladung kann anschließend stabil aufgebaut werden, ohne eine unerwünschte Lichtentladung zu verursachen.
Der Grund dafür ist, dass das Verhältnis zwischen dem Spannungsänderungsbereich und der Helligkeit, die auftritt, wenn der Einstellimpuls ansteigt, nicht proportional ist. Während eine geringe Änderung in der Spannung keine übermäßige Helligkeit verursacht, wird ein deutlicher Anstieg der Helligkeit beobachtet, wenn die Spannungsänderung einen gewissen Pegel erreicht. Daher wird durch das Erhöhen der Spannung auf einen gewissen Pegel in zwei Stufen statt in einer die Helligkeit reduziert, die durch Entladung verursacht wird.
Die Wandladung kann ebenfalls stabil aufgebaut und die Helligkeit durch Verwenden einer Flanke für den ansteigenden Teil der Wellenform eingeschränkt werden, wie es beispielsweise durch Weber im US-Patent Nr. 5,745,086 gelehrt wird. Allerdings ist die Anstiegszeit bei Weber extrem lang. Die Verwendung der zweistufig ansteigenden Wellenform der vorliegenden Erfindung bedeutet, dass die Einstellung stabil unter Verwendung eines schmaleren Impulses durchgeführt werden kann.
Durch Verwenden der zweistufig ansteigenden Wellenform kann die Einstellung stabil während einer kurzen Einstellperiode durchgeführt werden, wodurch es möglich wird, das Ansteuern in einer viel höheren Geschwindigkeit auszuführen.
Das PDP-Treiberverfahren dieser Anordnung kann daher das Feld mit hoher Geschwindigkeit ohne Schreibfehler ansteuern und den Kontrast verbessern, um eine höhere Bildqualität zu erzielen.
Ein Beispiel für eine Technik, die einen Impuls verwendet, der eine Wellenform mit einer abgestuften Anstiegzeit aufweist, ist im US-Patent 4,104,563 offenbart. Diese Referenz lehrt die Verwendung eines Impulses mit einer abgestuften Anstiegzeit als eine Normierungs-Wellenform. Um jedoch die oben genannten Wirkungen zu erzielen, ist es wünschenswert, die Einstellimpulse wie im Folgenden beschrieben einzustellen.
Wenn die Spannung V₁, die für den Anstieg auf die erste Stufe benötigt wird, in Bezug auf die Spitzenspannung V_st zu klein ist, tritt ein hoher Betrag von Lichtabstrahlung im Anstieg zur zweiten Stufe auf, und es besteht die Gefahr, dass die Verbesserungen hinsichtlich des Kontrasts verloren gehen. Daher sollte das Verhältnis von V₁ zu V_st auf 0,3 bis 0,4 oder mehr eingestellt werden, und das Verhältnis von (V_st – V₁) zu V_st sollte auf 0,6 bis 0,7 oder weniger eingestellt werden.
Wenn die Periode zwischen dem Ende des Anstiegs der ersten Stufe und dem Beginn des Anstiegs der zweiten Stufe, mit anderen Worten der flache Teil der ersten Stufe t_p, in Beziehung auf die Impulsbreite t_w zu breit ist, weist sie eine schädliche Wirkung auf. Daher sollte das Verhältnis von t_p zu t_w auf 0,8 bis 0,9 oder weniger eingestellt werden.
Die Anstiegsspannung V₁ der ersten Stufe sollte vorzugsweise im Bereich V_f – 70 V ≦ V₁ ≦ V₁ eingestellt werden. V_f ist die Anfangsspannung der Treibereinrichtung.
Die Anfangsspannung V_f ist ein fester Wert, der durch die Struktur des PDP 10 festgelegt ist, und sie wird beispielsweise durch Anlegen einer sehr langsam zunehmenden Spannung zwischen den Abtastelektroden 12a und der Halteelektroden 12b gemessen und durch Ablesen der angelegten Spannung, wenn die Entladezellen auszulösen beginnen.
Versuch 1
Eine zweistufige Anstiegswellenform wurde zum Ansteuern eines PDP für die Einstellimpulse verwendet. Beim Ausführen der Ansteuerung blieben die Spitzenspannung V_st und die Impulsbreite t_w fest, doch das Verhältnis von t_p zu t_w und das Verhältnis (V_st – V₁) zu Vst wurden auf verschiedene Werte geändert und die Änderungen von Kontrast und Helligkeit gemessen.
Jede der Wellenformen für die Einstellimpulse wurde von einem vorgegebenen Wellenform-Generator generiert, und die Spannung dieser Ausgabe wurde durch einen Hochgeschwindigkeits-Hochspannungs-Verstärker verstärkt, bevor sie an den PDP angelegt wurde.
Der Kontrast wurde gemessen, indem ein Teil des PPD zum Erzeugen weißer Farbe in einem dunklen Raum ausgelöst und das Leuchtdichtenverhältnis des dunklen Teils zum hellen Teil gemessen wurde.
11 stellt die Ergebnisse dieses Versuchs dar, welche die Beziehung zwischen dem Verhältnis von t_p zu t_w und dem Verhältnis von (V_st – V₁) zu V_st und dem Kontrast zeigen.
Der schattierte Bereich in der Zeichnung ist der Bereich, in dem der Kontrast hoch ist und durch Schreibfehler verursachte Schwankungen der Leuchtdichte gering sind; mit anderen Worten, der akzeptierbare Bereich. Der Bereich außerhalb des schattierten Bereichs zeigt nicht akzeptierbare Ergebnisse.
Es ist aus der Zeichnung ersichtlich, dass das Verhältnis von t_p zu t_w vorzugsweise 0,8 bis 0,9 oder geringer sein sollte, und das Verhältnis von (V_st – V₁) zu V_st 0,6 bis 0,7 oder geringer sein sollte. Wenn die Verhältnisse von t_p zu t_w und von (V_st – V₁) zu V_st zu klein sind, werden keine Wirkungen erzielt, so dass die Verhältnisse bevorzugt auf 0,05 oder höher zu setzen sind.
Die vorliegende Anordnung verwendet eine Wellenform, in der zwei Impulse addiert werden, um eine zweistufig ansteigende Wellenform als den Einstellimpuls zu bilden. Die gleichen Wirkungen einer höheren Bildqualität können jedoch erzielt werden, indem drei oder mehr Impulse addiert werden, um eine mehrstufige Wellenform mit drei oder mehr Anstiegen zu generieren.
Zweite Anordnung
12 ist ein Zeitdiagramm, das ein PDP-Treiberverfahren zeigt, das sich auf die vorliegende Anordnung bezieht.
In der ersten Anordnung wurde eine in zwei Stufen ansteigende Wellenform für die Einstellimpulse verwendet, aber in dieser Anordnung wird eine in zwei Stufen abfallende Wellenform für den Einstellimpuls verwendet.
13 zeigt eine Situation, in welcher der Impuls-Addierschaltkreis erste und zweite Impulse addiert, um eine Treppen-Wellenform zu bilden, die in zwei Stufen abfällt.
Die zweistufig abfallende Wellenform verwendet einen Impuls-Addierschaltkreis wie denjenigen, der in der ersten Anordnung erläutert wurde, und kann durch Addieren eines ersten Impulses generiert werden, der durch den ersten Impulsgenerator 131 generiert wird, und einen zweiten Impuls, der durch den zweiten Impulsgenerator 132 generiert wird.
Insbesondere wird ein Impuls-Addierschaltkreis verwendet wie derjenige in 9, in dem ein erster Impulsgenerator und ein zweiter Impulsgenerator in Reihe geschaltet sind unter Verwendung eines Verfahrens für getrennte Masse für Netz und Signal. Wie in 13A gezeigt, wird ein erster Impuls mit einer breiten Rechteckwelle von dem ersten Impulsgenerator 131 fast zur gleichen Zeit erzeugt, wie ein zweiter Impuls mit einer schmalen Rechteckwelle vom zweiten Impulsgenerator 132 erzeugt wird. Eine zweistufig abfallende Wellenform wird durch Addieren der zwei Impulse generiert. Alternativ wird ein Impuls-Addierschaltkreis verwendet, in dem die ersten und zweiten Impulsgeneratoren parallel geschaltet sind. In diesem Fall, wie in 13B gezeigt, erzeugt der erste Impulsgenerator einen ersten Impuls, der eine schmale Rechteckwelle auf einem relativ hohen Pegel ist, und der zweite Impulsgenerator einen zweiten Impuls, der eine Rechteckwelle auf einem relativ niedrigen Pegel ist. Die zwei Impulse werden addiert, um eine zweistufig abfallende Wellenform zu generieren.
Wenn eine einfache Rechteckwelle als der Einstellimpuls verwendet wird, wie beim Stand der Technik, tendiert eine plötzliche Spannungsänderung (Spannungsänderungsbereich), wenn der Spannungsabfall groß ist, jedoch dazu, eine selbstlöschende Entladung zu verursachen. Diese selbstlöschende Entladung verursacht eine starke Abstrahlung von Licht von dem ganzen Bildschirm, wodurch der Kontrast reduziert wird.
Da ein Teil der Wandladung, der sich während der Anstiegzeit der Einstellimpulse gebildet hat, durch die selbstlöschende Entladung gelöscht wird, wird auch der Vorbereitungseffekt (priming effect) geschwächt.
Wenn eine zweistufig abfallende Wellenform für die Einstellimpulse verwendet wird, tritt die plötzliche Spannungsänderung, die beobachtet wird, wenn die Ladung fällt, nicht auf, so dass die selbstlöschende Entladung eingeschränkt wird. Infolgedessen kann die Abstrahlung von Licht von dem gesamten Bildschirm begrenzt werden, während ein Löschen der Wandladung eingeschränkt wird, wodurch der Vorbereitungseffekt verbessert werden kann.
Wenn eine allmählich abfallende Wellenform als der Einstellimpuls verwendet wird, kann die Wandladung stabil aufgebaut und die Helligkeit in ähnlicher Weise kontrolliert werden, doch ist die Abfallzeit für die Wellenform lang. In der vorliegenden Anordnung kann durch die Verwendung einer zweistufig abfallenden Wellenform die Einstellung stabil mit einem schmaleren Impuls ausgeführt werden.
Dementsprechend kann die Einstellung unter Verwendung der zweistufig abfallenden Wellenform in einer kurzen Einstellperiode ausgeführt werden, wodurch die Ansteuerung bei einer höheren Geschwindigkeit ausgeführt werden kann.
Das PDP-Treiberverfahren dieser Anordnung ermöglicht die Ausführung der Ansteuerung unter hoher Geschwindigkeit ohne Schreibfehler, und der Kontrast wird drastisch verbessert. Demzufolge kann eine höhere Bildqualität verwirklicht werden.
Eine Technik, die einen Impuls mit einer gestuften Abfallzeit verwendet, wird beispielsweise im IBM Technical Disclosure Bulletin (Band 21, Nr. 3, August 1978) offenbart. Diese Referenz lehrt die Verwendung eines Schreibimpulses mit einer gestuften Abfallzeit als eine Möglichkeit, ein Selbstlöschen zu vermeiden. Um jedoch die oben genannten Wirkungen zu erhalten, sollte ein Einstellimpuls vorzugsweise wie im Folgenden beschrieben eingestellt werden.
Wenn die Spannung V₁, die für den Abfall in der ersten Stufe benötigt wird, in Bezug auf die Spitzenspannung V_st zu klein ist, tritt ein hoher Betrag an Lichtabstrahlung in dem Abfall der zweiten Stufe auf, und es besteht die Gefahr, dass die Wirkungen verloren gehen. Daher sollte das Verhältnis von V₁ zu V_st auf nicht mehr als 0,8 bis 0,9 eingestellt werden.
Wenn die Periode zwischen dem Ende des Abfalls der ersten Stufe und dem Beginn des Abfalls der zweiten Stufe, mit anderen Worten, die Breite des flachen Teils der ersten Stufe t_p, in Beziehung auf die Impulsbreite t_w zu breit ist, weist sie eine schädliche Auswirkung auf. Daher sollte das Verhältnis von t_p zu t_w auf nicht mehr als 0,6 bis 0,8 eingestellt werden.
Versuch 2
Ein PDP wurde unter Verwendung des gleichen Verfahrens wie im Versuch der ersten Anordnung angesteuert, wobei verschiedene Einstellimpulse mit unterschiedlichen zweistufig abfallenden Wellenformen verwendet wurden, und der Kontrast in jedem Fall gemessen wurde.
Während der Ansteuerung des PDP wurden verschiedene Werte für das Verhältnis von t_p zu t_w, wobei die Impulsbreite t_w mit der Breite der ersten Abfallstufe t_p verglichen wurde, und für das Verhältnis von V₁ zu V_st verwendet, wobei die Spitzenspannung V_st mit dem Betrag verglichen wurde, um den die Spannung während der ersten Stufe V₁ fällt.
14 stellt die Ergebnisses dieses Versuchs dar und zeigt die Beziehung zwischen dem Verhältnis von t_p zu t_w und dem von V₁ zu V_st und dem Kontrast.
Der schattierte Bereich in der Zeichnung ist der Bereich, in dem der Kontrast hoch ist und durch Schreibfehler verursachte Schwankungen der Leuchtdichte gering sind; mit anderen Worten, der akzeptierbare Bereich. Der Bereich außerhalb des schattierten Bereichs zeigt nicht akzeptierbare Ergebnisse.
Es ist aus der Zeichnung ersichtlich, dass die Verhältnisse von t_p zu t_w und von V₁ zu V_st nicht zu groß sein sollten, so dass das Verhältnis von tp zu t_w vorzugsweise nicht mehr als 0,6 bis 0,8 sein sollte, und das Verhältnis von V₁ zu V_st nicht mehr als 0,8 bis 0,9. Wenn die Verhältnisse von t_p zu t_w und von V₁ zu V_st jedoch zu klein sind, werden keine nützlichen Wirkungen erzielt, so dass die Verhältnisse bevorzugt auf 0,05 oder höher zu setzen sind.
Die vorliegende Anordnung verwendet eine Wellenform, in der zwei Impulse addiert werden, um eine zweistufig abfallende Treppen-Wellenform als den Einstellimpuls zu bilden. Die gleiche Wirkung kann jedoch erzielt werden, indem drei oder mehr Impulse addiert werden, um eine mehrstufige Wellenform mit drei oder mehr Abfällen zu generieren, mit den eine höhere Bildqualität verwirklicht werden kann.
Dritte Anordnung
15 ist ein Zeitdiagramm, das ein PDP-Treiberverfahren zeigt, das sich auf die vorliegende Anordnung bezieht.
In der ersten Anordnung wurde eine zweistufig ansteigende Wellenform für die Einstellimpulse verwendet. Die vorliegende Anordnung verwendet hingegen eine mehrstufige Treppen-Wellenform, die in drei oder mehr Stufen ansteigt (beispielsweise in fünf Stufen).
Diese Art von Einstellimpuls mit mehrstufiger Wellenform kann erhalten werden, indem ein eine Treppen-Wellenform generierender Schaltkreis als der Einstellimpuls-Generator 111 verwendet wird.
16 ist ein Blockschaltbild eines eine Treppen-Wellenform generierenden Schaltkreises, der im "Denshi Tsushin Handobuku" (Handbuch der elektronischen Kommunikation) beschrieben ist, das von Denshi Tshushin Gakkai veröffentlicht wurde.
Der eine Treppen-Wellenform generierende Schaltkreis umfasst einen Taktgeber 141, der eine feste Anzahl (in diesem Fall fünf) von aufeinander folgenden negativen Impulsen (Spannung V_p) generiert, die Kondensatoren 142 und 143 und einen Rücksetzschalter 144. Eine Kapazität C₁ des Kondensators 142 ist höher eingestellt als eine Kapazität C₂ des Kondensators 143.
Wenn ein erster Impuls durch den Taktgeber 141 abgegeben wird, steigt die Spannung einer Ausgabeeinheit 145 auf C₁/(C₁ + C₂)V_p. Die Spannung der Ausgabeeinheit 145 steigt auf C₁·C₂/(C₁ + C₂)²V_p, wenn ein zweiter Impuls abgegeben wird, und auf C, C₂ /(C₁ + C2)³V_p, wenn ein dritter Impuls abgegeben wird.
Dementsprechend, wenn eine feste Anzahl von Impulsen (fünf) durch den Taktgeber 141 abgegeben wird, wird eine Wellenform ausgegeben, die in einer entsprechenden Anzahl von Stufen ansteigt. Danach, wenn eine festgesetzte Zeit abgelaufen ist, wird eine Einstellimpuls-Wellenform mit einer Vielzahl von ansteigenden Stufen (fünf Stufen) von dem Rücksetzschalter 144 generiert. Eine Entladung wird an der Ausgabeseite des Schaltkreises erzeugt, die ein Abfallen der Spannung verursacht.
Die Wirkung, die durch die Verwendung dieser Art von mehrstufig ansteigender Wellenform erzielt wird, ist im Wesentlichen die gleiche wie bei der ersten Anordnung. Allerdings, obwohl die Spannung auf den gleichen Pegel ansteigt, ist der Spannungsanstieg für jede Stufe geringer, wodurch eine größere Wirkung erzielt werden kann.
In dieser Treppen-Impulswellenform sollte der Mittelwert für die Geschwindigkeit der Spannungsänderung in Stufen nach der ersten Stufe (die Flanke a der Linie A in 15) vorzugsweise auf nicht weniger als 1 V/μs, aber nicht mehr als 9 V/μs eingestellt werden.
Wenn die Spannung so steigt, dass die Geschwindigkeit der Spannungsänderung innerhalb dieser Grenzwerte liegt, wird eine schwache Entladung in einem Bereich generiert, in dem I-V-Merkmale positiv sind, und eine Entladung findet in einem Modus mit fast konstanter Spannung statt, so dass das Innere der Entladezellen auf einem Wert V_f* gehalten wird, der etwas niedriger als die Anfangsspannung V_f ist. Dies bedeutet, dass eine negative Wandladung, die der potenziellen Differenz (V – V_f*) zwischen den Spannungen V und V_f* entspricht, sich effizient auf der Oberfläche der dielektrischen Schicht aufbauen kann, welche die Abtastelektroden 12a bedeckt.
Wenn die durchschnittliche Geschwindigkeit der Spannungsänderung α auf 10 V/μs oder mehr eingestellt ist, ist das durch die Einstellimpuls-Entladung abgestrahlte Licht stärker und der Kontrast fällt deutlich ab. Wenn die durchschnittliche Geschwindigkeit der Spannungsänderung α jedoch innerhalb dieses Bereichs bleibt, und insbesondere, wenn sie auf 6 V/μs oder weniger eingestellt ist, ist das durch die Einstellimpuls-Entladung abgestrahlte Licht viel schwächer als dasjenige, das durch die Halteentladung abgestrahlt wird, und der Kontrast bleibt fast völlig unberührt.
Wenn die Einstellung mit einer durchschnittlichen Geschwindigkeit der Spannungsänderung α von 10 V/μs oder mehr durchgeführt wird, ist die Kontrolle des Aufbaus der Wandspannung bei einer gleichmäßigen Geschwindigkeit schwierig, so dass die Erzeugung von Schreibfehlern in der nachfolgenden Schreibperiode wahrscheinlich ist. Eine übermäßig große Spannungsänderung während des ansteigenden Abschnitts der Einstellimpulse erhöht die Wahrscheinlichkeit, dass die durch die Einstellimpulse verursachten Lichtabstrahlungen stark sind und die Wandspannung ungleichmäßig ist. Dies ist der Fall, weil die starke Entladung, die während des ansteigenden Abschnitts des Impulses generiert wird, und der Aufbau einer überschüssigen Entladung während des Anstiegs bedeuten, dass eine starke Entladung (die selbstlöschende Entladung) in dem abfallenden Abschnitt des Impulses generiert wird.
Wie in der ersten Anordnung erläutert, sollte die Spannung V₁ für den Anstieg der ersten Stufe in Beziehung zu der Anfangsspannung V_f so eingestellt werden, dass V_f – 70 V ≦ V₁ ≦ V_f ist.
Versuch 3
Ein PDP, in dem eine in fünf Stufen steigende Treppen-Wellenform für die Einstellimpulse verwendet wurde, wurde angesteuert und die Beziehung zwischen dem Wandladungs-Übertragungsbetrag Δ_Q [pC] und der Schreibimpuls-Spannung V_data [V] wurde gemessen. Um die Abhängigkeit von Treiberbedingungen auf die durchschnittliche Geschwindigkeit der Spannungsänderung α während des Anstiegs zu untersuchen, wurde die durchschnittliche Geschwindigkeit der Spannungsänderung α [V/μs] nach der ersten Stufe auf verschiedene Werte zwischen 2,1 und 10,5 gesetzt und Messungen abgenommen.
Einstellimpulse mit unterschiedlich geformten Wellenformen wurden unter Verwendung eines bestimmten Wellenform-Generators generiert und ihre Spannung durch einen Hochgeschwindigkeits-Hochspannungs-Verstärker verstärkt, bevor sie an den PDP angelegt wurden. Die Spannung des Einstellimpulses im Anstieg der ersten Stufe wurde auf 180 V eingestellt, 20 V niedriger als die Anfangsspannung V_f.
Der Wandladungs-Übertragungsbetrag Δ_Q wurde gemessen, indem eine Wandladungs-Messvorrichtung an den PDP angeschlossen wurde. Dieser Schaltkreis verwendet das gleiche Prinzip wie Sawyer-Tower-Schaltkreise, die zum Bewerten von ferroelektrischen Merkmalen und Ähnlichem eingesetzt werden.
17 zeigt die Ergebnisse dieser Messung, wobei die Beziehung zwischen der Schreibimpuls-Spannung V_data und dem Wandladungs-Übertragungsbetrag Δ_Q für jeden Wert einer durchschnittlichen Geschwindigkeit der Spannungsänderung α dargestellt werden.
Wenn der Wandladungs-Übertragungsbetrag Δ_Q nicht mehr als 3,5 pC beträgt, besteht eine höhere Wahrscheinlichkeit, dass Schreibfehler und Bildschirmflackern generiert werden. Dementsprechend, damit der PDP normal angesteuert werden kann, sollte V_data über der Linie Δ_Q = 3,5 pC eingestellt werden, die in der Zeichnung dargestellt ist.
Aus der Zeichnung ist ersichtlich, dass eine Erhöhung von V_data von einer Erhöhung des Wandladungs-Übertragungsbetrags Δ_Q begleitet wird, der durch die Schreibentladung erzeugt wird. Dies zeigt, dass ein sich erhöhender Wert V_data die Wahrscheinlichkeit einer Entladung erhöht und Schreibfehler reduziert.
In der Zeichnung nimmt V_data einen kleinen Bereich ein, wobei gezeigt wird, dass der Wandladungs-Übertragungsbetrag Δ_Q für höhere Werte der durchschnittlichen Geschwindigkeit der Spannungsänderung α größer ist. Mit anderen Worten, wenn die durchschnittliche Geschwindigkeit der Spannungsänderung α auf einen relativ hohen Pegel innerhalb dieses Bereichs eingestellt wird, wird der Pegel des Wandladungs-Übertragungsbetrags Δ_Q beibehalten, und der PDP kann korrekt angesteuert werden, selbst wenn V_data auf einen niedrigen Wert eingestellt ist.
In dem Treiberverfahren dieser Anordnung kann die Wandladung nach Beendigung der Einstellperiode auf den gewünschten Pegel beschränkt werden, ohne Kontrast zu verlieren und mit eingeschränkten Schreibentladungsfehlern. Demzufolge können solche Bildqualitätsverschlechterungen wie Flackern und Grobkörnigkeit (roughness) eingeschränkt und eine höhere Bildqualität erzielt werden.
Die vorliegende Anordnung zeigte ein Beispiel, in dem eine mehrstufig ansteigende Impuls-Wellenform für die Einstellimpulse verwendet wurde, doch kann auch eine Treppen-Wellenform, die mehrere Stufen in ihren ansteigenden und abfallenden Abschnitten aufweist, für die Einstellimpulse verwendet werden, um das gleiche Niveau von Bildqualität zu erzielen.
Vierte Anordnung
18 ist ein Zeitdiagramm, das ein PDP-Treiberverfahren zeigt, das sich auf die vorliegende Anordnung bezieht.
Die vorliegende Anordnung verwendet eine Treppen-Wellenform, die in zwei Stufen abfällt, als einen Datenimpuls.
Ein Impuls-Addierschaltkreis, beispielsweise wie derjenige, der in der zweiten Anordnung erläutert wurde, kann in dem Datenimpuls-Generator 132 zum Anlegen der zweistufig abfallenden Treppen-Wellenform für die Datenimpulse verwrendet werden.
Wenn eine einfache Rechteckwelle wie diejenige des Stands der Technik verwrendet wird, verursacht eine auf nicht mehr als 2 μs eingestellte Datenimpulsbreite, dass die Entladungseffizienz der Halteentladung abfällt, und es besteht eine Tendenz zu deutlichen Reduzierungen der Bildqualität, die durch auftretende Schreibfehler verursacht wird.
In der vorliegenden Anordnung ermöglicht jedoch die Verwendung einer zweistufig abfallenden Treppen-Wellenform für die Datenimpulse an Stelle einer einfachen Rechteckwelle, dass die Schreibimpulse (Abtastimpulse und Datenimpulse) mit einer schmaleren Breite eingestellt werden können, ohne die Entladungseffizienz während der Halteentladung zu reduzieren. Die Breite der Schreibimpulse kann bis auf 1,25 μs schmal eingestellt werden.
Durch schmales Einstellen des Schreibimpulses kann die Ansteuerung während der Schreibperiode mit hoher Geschwindigkeit ausgeführt werden. Dies ist äußerst nützlich, wenn hochauflösende PDPs mit einer großen Anzahl von Zeilen angesteuert werden, wie beispielsweise solche, die im hochauflösenden Fernsehen mit einer hohen Auflösung verwendet werden.
Der Grund, dass mit der vorliegende Anordnung ein stabiles Schreiben selbst mit schmalen Schreibimpulsen erzielt werden kann, ist wie folgt.
Der Entladungsvorgang von der Schreibperiode zur Entlade-Halteperiode wird wie folgt ausgeführt. Zuerst wird die Entladung in den Abtastelektroden und den Datenelektroden durch Anlegen der Schreibimpulse ausgeführt. Als ein Ergebnis dieser Vorbereitung kann eine Halteentladung zwischen den Abtastelektroden und den Halteelektroden ausgeführt werden, wenn Halteimpulse angelegt werden.
Wenn eine einfache Rechteckwelle für die Datenimpulse verwendet wird, wie im folgenden Versuch 4B gezeigt, wird die Entladungsverzögerung ab dem Zeitpunkt, zu dem der Impuls angelegt wird, bis zu dem Zeitpunkt, zu dem die Entladung ausgeführt wird, lang und die Entladungsverzögerungszeit (der Zeitpunkt, ab dem der Impuls ansteigt bis zur Entladungsspitze) beträgt etwa 700 bis 900 ns. Das bedeutet, dass durch eine Verkürzung der Zeit zwischen dem Anstieg und Abfall des Datenimpulses wahrscheinlich Entladungsfehlererzeugt werden. Des Weiteren wird die Entladungsverzögerung auch in der Entlade-Halteperiode verursacht, was eine unstabile Lichtabstrahlung wahrscheinlich macht.
Wenn eine zweistufig abfallende Wellenform, die aus zwei addierten Impulsen erzeugt wird, für die Datenimpulse verwendet wird wie in der vorliegenden Anordnung, reduziert sich die Entladungsverzögerungszeit jedoch auf kurze 300 bis 500 ns, und die Entladung ist in einer kurzen Zeit abgeschlossen. Dies bedeutet, dass die Entladung zuverlässig erzielt werden kann, selbst wenn die Zeit zwischen dem Anstieg und Abfall der Datenimpulse, d. h. die Impulsbreite, verkürzt wird, was eine stabile Ausführung des Schreibens ermöglicht.
Außerdem lassen sich die folgenden Beobachtungen machen.
Wenn eine einfache Rechteckwelle für die Datenimpulse verwendet wird, kann sie bei ziemlich hoher Spannung ansteigen, so dass kurze Datenimpulse und eine Ansteuerung bei hoher Geschwindigkeit möglich sind.
In den herkömmlicherweise in PDPs verwendeten Datentreibern besteht jedoch eine reziproke Beziehung zwischen der Anstieggeschwindigkeit der Spannung während der Anstiegzeit und der Fähigkeit zur Spannungsfestigkeit. Daher ist ein Treiberschaltkreis, der vorübergehend eine hohe Spannung von mehr als 100 V aufbauen kann, schwierig und kostspielig herzustellen.
Wenn ein Impuls, der durch Kombinieren von ersten und zweiten Impulsen erzeugt wird, generiert wird, um eine Treppen-Wellenform zu bilden, wird ein Treiberschaltkreis (Hochleistungs-MOSFET) für jeden der ersten und zweiten Impulsgeneratoren verwendet. Dieser Treiberschaltkreis besitzt eine geringe Fähigkeit zur Spannungsfestigkeit von 100 V oder weniger und eine schnelle Anstiegsgeschwindigkeit in der ansteigenden Periode des Impulses. Dies bedeutet, dass das Ansteuern bei einer hohen Spannung und einer hohen Geschwindigkeit ausgeführt werden kann.
Daher verwendet das PDP-Treiberverfahren der vorliegenden Anordnung einen kostengünstigen Treiberschaltkreis, um stabiles Schreiben mit hoher Geschwindigkeit zu erzielen.
Wenn eine zweistufig abfallende Treppen-Wellenform als ein Schreibimpuls verwendet wird, wie in der vorliegenden Anordnung, sollte der Abfall der ersten Stufe vorzugsweise im Bereich von 10 V bis 100V eingestellt sein. Der Grund ist, dass die Wirkungen bei weniger als 10 V schwierig zu erzielen sind, und eine Wellenform mit einem Abfall der ersten Stufe von mehr als 100 V ist mit einem Treiberschaltkreis schwierig zu erzielen ist, der eine geringe Fähigkeit zur Spannungsfestigkeit aufweist.
Eine Technik, die einen Impuls mit einer gestuften Abfallzeit verwendet, wird beispielsweise im IBM Technical Disclosure Bulletin (Band 21, Nr. 3, August 1978) offenbart. Diese Referenz lehrt, dass eine gestufte abfallende Wellenform nützlich ist, um ein Selbstlöschen zu vermeiden. Um jedoch die oben genannten Wirkungen zu erhalten, ist es wünschenswert, die Impulsbreite in einem Bereich von 0,5 μs bis 2,0 μs einzustellen, wenn die Spitzenspannung des Schreibimpulses zwischen 70 V und 100 V liegt, wie durch die Ergebnisse des folgenden Versuchs gezeigt wird.
Versuch 4A
Ein PDP wurde angesteuert, indem Datenimpulse, die sich aus Wellenformen zusammensetzten, in denen eine Impulsbreite PW auf verschiedene Werte gesetzt wurde, an die Datenelektroden angelegt wurden, und der Wandladungs-Übertragungsbetrag Δ_Q [pC] wurde vor und nach der Schreibentladung gemessen. Die Datenimpuls-Spannung V_data wurde unterschiedlich auf 60, 70, 80, 90 und 100 V gesetzt.
Der Wandladungs-Übertragungsbetrag Δ_Q wurde gemessen, indem die Wandladungs-Messvorrichtung der dritten Anordnung an den PDP angeschlossen wurde.
19 zeigt die Ergebnisse dieser Messung und stellt die Beziehung zwischen der Datenimpulsbreite PW und dem Wandladungs-Übertragungsbetrag Δ_Q für jeden Wert der Datenimpulsspannung V_data dar.
Aus der Zeichnung ist ersichtlich, dass, wenn V_data 60 V ist, der Wandladungs-Übertragungsbetrag Δ_Q auf einem hohen Wert gehalten werden kann, wenn die Impulsbreite PW in einem Bereich von 2,0 μs oder mehr liegt, so dass die Schreibentladung mehr oder weniger normal in diesem Bereich ausgeführt werden kann. Wenn V_data jedoch 60 V beträgt, wurde eine geringe Menge von Flackern beobachtet.
Wenn V_data jedoch höher als dies eingestellt ist, kann der Wandladungs-Übertragungsbetrag Δ_Q auf einem hohen Wert gehalten werden, selbst wenn die Impulsbreite PW reduziert ist, und die Schreibentladung kann immer noch normal ausgeführt werden. Wenn V_data beispielsweise 100 V beträgt, selbst wenn die Impulsbreite PW auf 1,0 μs gesetzt ist, kann ein hoher Wert von etwa 6 [pC] für den Wandladungs-Übertragungsbetrag Δ_Q erzielt werden, und die Schreibentladung wird normal ausgeführt.
Daraus ist ersichtlich, dass die höheren Werte der Spannung V_data für die Datenimpulse es ermöglichen, einen hohen stabilen Wandladungs-Übertragungsbetrag Δ_Q bei einer schmaleren Impulsbreite PW zu erzielen.
Folgende Punkte können unter Bezugnahme auf 19 erläutert werden.
Wenn die Impulsbreite PW in einem Bereich von mehr als 2,0 μs liegt, kann der Wandladungs-Übertragungsbetrag Δ_Q auf annähernd dem gleich Wert gehalten werden, und die Spannung V_data lässt sich in einem Bereich von 5,50 bis 6,00 pC stabilisieren. Wenn andererseits die Impulsbreite PW 2,0 μs oder weniger beträgt, weist eine Spannung V_data zwischen 70 V und 100 V einen viel größeren Wandladungsbetrag auf als eine Spannung V_data von 60 V.
Wenn demzufolge eine Impulsbreite PW in einem Bereich von 2,0 μs oder weniger eingestellt ist, ist ein Schreibimpuls mit einer Spitzenspannung zwischen 70 V und 100 V wünschenswert, um eine zufriedenstellende Wandladung aufzubauen.
Des Weiteren ist aus 19 ersichtlich, dass der Wert des Wandladungs-Übertragungsbetrags Δ_Q geringer ist als der stabile Bereich (5,50 bis 6,00 pC), wenn die Impulsbreite PW kleiner als 0,5 μs ist. Demzufolge ist eine Impulsbreite PW von 0,5 μs oder mehr erforderlich, um eine zufriedenstellende Wandladung aufzubauen, wenn die Spitzenspannung des Schreibimpulses 100 V oder weniger ist.
Versuch 4B
Der PDP wurde angesteuert, indem eine Rechteckwelle mit einer Höchstspannung V_p von 70 (V) und eine zweistufig abfallende Treppen-Wellenform mit einer Höchstspannung von 100 V, wie diejenige in der vorliegenden Anordnung, als ein Datenimpuls verwendet wurden. Die angelegte Spannungs-Wellenform und die Wellenform des Wandladungs-Übertragungsbetrags Δ_Q wurden in jedem Fall zusammen mit der durchschnittlichen Entladungsverzögerungszeit für die Schreibentladung gemessen. Auch Bildschirmflackern wurde gemessen.
Jede Wellenform wurde unter Verwendung eines digitalen Oszilloskops gemessen. Für jede Messung wurde Rauschen durch Ermitteln eines Mittelwerts aus 50 Abtastungen eliminiert. Tabelle 1 zeigt die Ergebnisse dieses Versuchs.
Tabelle 1
Aus diesen Ergebnissen ist ersichtlich, dass die Verwendung einer zweistufig abfallenden Treppen-Wellenform als ein Datenimpuls die Entladungsverzögerungszeit und Bildschirmflackern reduziert.
Fünfte Anordnung
20 ist ein Zeitdiagramm, das ein PDP-Treiberverfahren zeigt, das sich auf die vorliegende Anordnung bezieht.
In der vorliegenden Anordnung wird eine zweistufig ansteigende Treppen-Wellenform für einen Datenimpuls verwendet.
Ein Impuls-Addierschaltkreis, wie derjenige, der in der ersten Anordnung erläutert wurde, kann als der Datenimpuls-Generator 123 aus 7 verwendet werden, um die zweistufig ansteigende Treppen-Wellenform für die Datenimpulse anzulegen.
Wenn eine einfache Rechteckwelle, wie diejenige des Stands der Technik, verwendet wird, ist ein deutlicher Spannungsanstieg in der Impuls-Anstiegzeit zu verzeichnen, so dass, wie im Folgenden in Versuch 5A gezeigt, durch die Datenimpulse verursachte Lichtabstrahlungen stärker werden, und die Wandspannung ungleichmäßig werden kann. Der Grund hiertür ist der gleiche, der im Fall der Einstellimpulse in der ersten Anordnung angegeben wurde.
Wenn Lichtabstrahlung durch die Datenimpulse verursacht wird, wird diese zur Lichtabstrahlung der Halteentladung als Leuchtdichte addiert, wodurch eine Minderung der Bildqualität verursacht wird, wenn leichte Abstufungen angezeigt werden. Wenn die durch den Datenimpuls verursachte Lichtabstrahlung stark ist, wenn ein Bildsignal über eine Sägezahn-Wellenform (ramp waveform) eingegeben und eine Graustufenanzeige ausgeführt wird, wird die Verschlechterung der Bildqualität besonders deutlich.
Wenn hier die Spannung der Datenimpulse, die an die Datenelektroden angelegt wird, auf einen niedrigen Pegel eingestellt ist, kann die durch die Datenimpulse verursachte Lichtabstrahlung eingeschränkt werden, aber die Entladungsverzögerung für die Schreibentladung nimmt zu. Dies bedeutet, dass Schreibfehler generiert werden und wahrscheinlich eine Verschlechterung der Bildqualität eintritt.
Wenn jedoch eine zweistufig ansteigende Treppen-Wellenform, wie diejenige in der vorliegenden Anordnung, für die Datenimpulse verwendet wird, ist die Spannungsänderung für jede Stufe klein, und der Impuls kann mit einer hohen Spannung erzeugt werden, wodurch die durch den Datenimpuls verursachte Lichtabstrahlung eingeschränkt werden kann, ohne Schreibfehler zu erzeugen.
Wie in der vierten Anordnung werden Treiberschaltkreise mit einer geringen Fähigkeit zu einer Spannungsfestigkeit von 100V oder weniger für die ersten und zweiten Impulsgeneratoren in dem Impuls-Addierschaltkreis verwendet, wodurch der PDP mit hoher Geschwindigkeit angesteuert werden kann. Wenn jedoch eine zweistufig ansteigende Treppen-Wellenform für die Schreibimpulse verwendet wird, sollte der Anstieg der zweiten Stufe vorzugsweise im Bereich von 10 V bis 100 V eingestellt werden.
Das vorher erwähnte IBM Technical Disclosure Bulletin (Band 21, Nr. 3, August 1978) offenbart die Verwendung eines Schreibimpulses mit einer ansteigenden Treppen-Wellenform. Um jedoch die oben genannten Wirkungen zu erhalten, wie in der vierten An ordnung erläutert, ist es wünschenswert, die Impulsbreite in einem Bereich von 0,5 μs bis 2,0 μs einzustellen, wenn die Spitzenspannung des Schreibimpulses zwischen 70 V und 100 V liegt.
Versuch 5A
Der PDP wurde angesteuert durch das Treiberverfahren nach dem Stand der Technik, wobei eine einfache Rechteckwelle als der Datenimpuls verwendet wurde, und durch die Schreibentladung erzeugte Lichtabstrahlungen und die Halteentladung wurden beobachtet.
21A zeigt die Umschaltezeit von Datenimpuls-Spannung V_data, Abtastimpuls-Spannung V_SCN-SUS und Helligkeit, die bei der Durchführung der Schreibentladung auftritt. 21B zeigt die Umschaltezeit von Halteimpuls-Spannung V_SCN-SUS und Helligkeit, die bei der Durchführung der Halteentladung auftritt.
Es ist ersichtlich, dass die Spitzenhelligkeit der Schreibentladung, die in 21A gezeigt ist, größer ist als die Spitzenhelligkeit des ersten Halteimpulses, die durch die Halteentladung verursacht wird, und den gleichen Spitzen-Helligkeitsbereich wie die Spitzenhelligkeit des zweiten Halteimpulses aufweist.
Versuch 5B
Der PDP wurde angesteuert, indem eine einfache Rechteckwelle und eine zweistufig ansteigende Treppen-Wellenform, die in der vorliegenden Anordnung beschrieben sind, für die Datenimpulse verwendet wurden, und die Bildqualität und Bildschirmflackern wurden gemessen.
Der Datenimpuls wurde mit einem vorgegebenen Wellenform-Generator generiert, und seine Spannung vor dem Anlegen an den PDP mit einem Hochgeschwindigkeits-Hochspannungs-Verstärker verstärkt. Die Höchstspannung V_p in beiden Fällen betrug 100 V. Tabelle 2 zeigt die Ergebnisse des Versuchs.
Tabelle 2
Aus diesen Ergebnissen ist ersichtlich, dass die Verwendung der Wellenform der vorliegenden Anordnung für die Datenimpulse eine zufriedenstellenderes Halbton-Grauskalen-Anzeige und weniger Flackern erzeugt, als wenn eine einfache Rechteckwelle verwendet wird, so dass eine hohe Bildqualität erzeugt werden kann.
Sechste Anordnung
22 ist ein Zeitdiagramm, das ein PDP-Treiberverfahren zeigt, das sich auf die vorliegende Anordnung bezieht.
Die vorliegende Anordnung verwendet eine zweistufig abfallende Treppen-Wellenform als einen Halteimpuls.
Zum Anlegen dieser Art von zweistufig abfallender Treppen-Wellenform als den Halteimpuls sollte ein Impuls-Addierschaltkreis, wie derjenige, der in der zweiten Anordnung erläutert wurde, als die Halteimpuls-Generatoren 112a und 112b verwendet werden, die in 5 und 6 gezeigt sind.
Wenn eine einfache Rechteckwelle, wie diejenige nach dem Stand der Technik, zum Ansteuern des PDP für die Halteimpulse verwendet wird, fällt die Entladung um so stärker aus, je höher die Halteimpuls-Entladung eingestellt ist, wodurch Licht mit einer hohen Leuchtdichte abgestrahlt werden kann. Wenn jedoch, wie im folgenden Versuch 6 gezeigt, die in der Anstiegzeit auftretende Entladung zu stark ist, ist es wahrscheinlich, dass ein anormaler Vorgang ausgeführt wird, in dem während der Abfallzeit eine schwache Entladung erfolgt.
Dieses Phänomen wird im Allgemeinen als selbstlöschende Entladung bezeichnet, und tritt auf, wenn eine übermäßig starke Entladung während der Anstiegzeit verursacht, dass die in den Entladezellen aufgebaute Wandspannung zu hoch ist. Dies bedeutet, dass die Entladung zur Abfallzeit in umgekehrter Richtung zu der während der Anstiegzeit erfolgt. Wenn diese selbstlöschende Entladung generiert wird, wird die durch die Entladung während der Anstiegzeit aufgebaute Wandspannung reduziert, wodurch ein entsprechender Abfall der Leuchtdichte verursacht wird. Des Weiteren, wenn die Entladung durch die nächste Impulsspannung in umgekehrter Richtung ausgeführt wird, verursacht die Reduzierung der Wirkspannung, die an das Entladegas in der Entladezelle angelegt wird, einen anormalen Vorgang, in dem ein instabile Entladung erzeugt wird.
Wenn ein zweistufig abfallender Treppen-Halteimpuls, wie derjenige in dieser Anordnung, verwendet wird, können plötzliche Spannungsänderungen vermieden und die selbstlöschende Entladung eingeschränkt werden, selbst wenn die Halteimpuls-Spannung auf einen hohen Pegel eingestellt ist.
Dementsprechend wird beim Treiberverfahren der vorliegenden Anordnung die Halteimpuls-Spannung auf einen hohen Pegel eingestellt und Lichtabstrahlung mit einer hohen Leuchtdichte erzeugt, während gleichzeitig ein stabiler Vorgang sichergestellt werden kann, mit dem das Erzielen einer höheren Bildqualität ermöglicht wird.
Ein Beispiel für eine Technik, die einen Treppenimpuls verwendet, ist das US-Patent 4,140,945. 2 dieser Referenz lehrt eine Technik, in der ein Verstärkungsimpuls zu einem herkömmlichen Impuls addiert wird, um eine Treppen-Wellenform zu bilden. Um die oben genannten Wirkungen zu erzielen, ist es jedoch wünschenswert, den Halteimpuls wie im Folgenden beschrieben einzustellen.
Wenn diese Art von zweistufig abfallender Wellenform als ein Halteimpuls verwendet wird, kann eine selbstlöschende Entladung eingeschränkt werden, wenn die Höchstspannung für den Halteimpuls im Bereich der Anfangsspannung V_f + 150 V oder niedriger liegt, so dass der PDP vorzugsweise in diesem Bereich angesteuert werden sollte.
Versuch 6
Der PDP wurde unter Verwendung einer einfachen Rechteckwelle als dem Halteimpuls angesteuert, und die während der Zeit erfolgten Änderungen in der Spannung zwischen den Abtastelektroden und den Halteelektroden und der Helligkeit wurden gemessen. Es wurde eine angemessen hohe Treiberspannung und eine, die der in einem herkömmlichen PDP ähnlich ist, verwendet.
DER PDP wurde anschließend mit einer angemessen hohen Spannung angesteuert, wobei eine zweistufige Treppen-Wellenform für die Halteimpulse verwendet wurde. Die während der Zeit erfolgten Änderungen in der Spannung zwischen den Abtastelektroden und den Halteelektroden und der Helligkeit wurden gemessen.
Des Weiteren wurde der PDP unter jeder der oben genannten Bedingungen angesteuert und die Leuchtdichte in jedem Fall wie folgt gemessen. Eine Fotodiode wurde verwendet, um Helligkeit und die relative Leuchtdichte in jedem Fall zu beobachten, die aus dem integralen Wert der Spitzenhelligkeit berechnet wurde. Messungen der Wellenformen wurden unter Verwendung eines digitalen Oszilloskops durchgeführt.
23 und 24 zeigen die Ergebnisse der während der Zeit erfolgten Änderungen in der Spannung V und der Helligkeit B. 23A zeigt Ergebnisse für eine Rechteckwelle bei einer regulären Treiberspannung, und 23B die für eine Rechteckwelle bei einer angemessen hohen Treiberspannung. 24 zeigt Ergebnisse für eine zweistufig abfallende Treppen-Wellenform bei einer angemessen hohen Spannung.
Tabelle 3
Tabelle 3 zeigt die Höchstspannung V_p der Halteimpulse, das Ergebnis der Leuchtdichtenmessung (relativer Wert), und ob eine selbstlöschende Entladung vorhanden ist oder nicht.
Wenn der PDP mit einer herkömmlichen Treiberspannung (V_p = 100 V) angesteuert wurde, wobei eine Rechteckwelle für die Halteimpulse verwendet wurde, konnte ein Lichtabstrahlungs-Spitzenwert nur zur Anstiegzeit und nicht zur Abfallzeit beobachtet werden, (d. h. es wurde keine selbstlöschende Entladung generiert), wie in 23A gezeigt. Wenn der PDP jedoch mit einer angemessen hohen Treiberspannung (V_p = 280 V) angesteuert wurde, wobei eine Rechteckwelle für die Halteimpulse verwendet wurde, wurde ein kleiner Lichtabstrahlungs-Spitzenwert auch zur Abfallzeit beobachtet, (d. h. es wurde eine selbstlöschende Entladung generiert), wie in 23BA gezeigt.
Wenn im Gegensatz dazu der PDP mit einer angemessen hohen Treiberspannung (V_p = 280 V) angesteuert wurde, wobei eine zweistufig abfallende Treppen-Wellenform für die Halteimpulse verwendet wurde, wurde ein Lichtabstrahlungs-Spitzenwert nur zur Anstiegzeit und nicht zur Abfallzeit beobachtet, wie in 24 dargestellt. Dies zeigt, dass die Verwendung des Treiberverfahrens der vorliegenden Anordnung ein Generieren der selbstlöschenden Ladung selbst bei einer angemessen hohen Höchst-Treiberspannung unwahrscheinlich macht.
Die relativen Leuchtdichtenwerte in Tabelle 3 zeigen, dass die Leuchtdichte höher ist, wenn eine zweistufig abfallende Treppen-Wellenform verwendet wird als wenn eine Rechteckwelle verwendet wird.
Eine zweistufig abfallende Treppen-Wellenform wurde für die Halteimpulse verwendet und die Lichtabstrahlung geprüft, wobei die Höchstspannung auf verschiedene Pegel eingestellt wurde. Es wurde beobachtet, dass kein Lichtabstrahlungs-Spitzenwert während der Abfallzeit sichtbar war, wenn die Höchstspannung nicht mehr als das Doppelte (2V_smin) der Mindest-Entladungshaltespannung (discharge sustain voltage) V_smin betrug, und dass ein Lichtabstrahlungs-Spitzenwert während der Abfallzeit sichtbar war, wenn die Höchstspannung mehr als das Doppelte (2V_smin) der Mindest-Entladungshaltespannung der selbstlöschenden Entladung V_smin betrug.
Siebte Anordnung (Ausführungsform) der Erfindung
25 ist ein Zeitdiagramm, das ein PDP-Treiberverfahren zeigt, das sich auf die vorliegende Ausführungsform bezieht.
Die vorliegende Ausführungsform verwendet eine Treppen-Wellenform, die in zwei Stufen für die Halteimpulse ansteigt und abfällt.
Um eine zweistufig ansteigende und abfallende Treppen-Wellenform für die Halteimpulse auf diese Weise anzulegen, kann ein Impuls-Addierschaltkreis, wie derjenige, der in der ersten Anordnung erläutert wurde, als die Halteimpuls-Generatoren 112a und 112b verwendet werden, die in 5 und 6 gezeigt sind, wobei der zweite Impuls schmaler eingestellt ist.
Eine zweistufig ansteigende und abfallende Treppen-Wellenform kann auf folgende Weise generiert werden. Die Art von Impuls-Addierschaltkreis, die in 9 dargestellt ist, in der erste und zweite Impulsgeneratoren unter Verwendung eines Vertahrens für getrennte Masse für Netz und Signal in Reihe geschaltet sind, kann verwendet werden. Wie in 26A gezeigt, wird eine breite Rechteckwelle als ein erster Impuls durch den ersten Impulsgenerator erzeugt. Danach wird nach einer vorgegebenen Zeitverzögerung eine sehr schmale Rechteckwelle als ein zweiter Impuls durch den zweiten Impulsgene rator erzeugt. Die zwei Impulse werden anschließend addiert. Alternativ kann ein Impuls-Addierschaltkreis verwendet werden, in dem die ersten und zweiten Impulsgeneratoren parallel geschaltet sind. Wie in 26B gezeigt, wird eine breite Rechteckwelle als der erste Impuls von dem ersten Impulsgenerator bei einem niedrigen Pegel erzeugt. Danach wird nach einer vorgegebenen Zeitverzögerung eine sehr schmale Rechteckwelle als der zweite Impuls durch den zweiten Impulsgenerator bei einem hohen Pegel erzeugt. Ein zweistufig ansteigende und abfallende Treppen-Wellenform wird anschließend durch Addieren der zwei Impulse generiert.
Wenn ein einfacher Rechteck-Impuls, wie derjenige nach dem Stand der Technik, für die Halteimpulse zum Ansteuern des PDP verwendet wird, verursacht das Erhöhen der Treiberspannung, dass die Leuchtdichte höher wird, doch werden auch der Entladestrom und die Leistungsaufnahme proportional höher. Daher hat ein Erhöhen der Treiberspannung wenig Wirkung auf den Leuchtwirkungsgrad.
Wenn eine zweistufig ansteigende und abfallende Treppen-Wellenform für die Halteimpulse verwendet wird, kann die Höchstspannung der Halteimpulse auf einen hohen Pegel eingestellt werden, so dass, selbst wenn Licht mit einer hohen Leuchtdichte abgestrahlt wird, die Leistungsaufnahme nicht sehr groß ist. Im Vergleich mit dem Stand der Technik weist das PDP-Treiberverfahren der vorliegenden Ausführungsform eine höhere Leuchtdichte und eine Anstiegsgeschwindigkeit der Leistungsaufnahme auf, die relativ niedriger ist als die Anstiegsgeschwindigkeit der Leuchtdichte, wodurch der Entladungswirkungsgrad gesteigert werden kann.
Dies ist auf die Tatsache zurückzuführen, dass die Verwendung einer zweistufig ansteigenden und abfallenden Treppen-Wellenform für die Halteimpulse es ermöglicht, die Generierung von unnötiger Leistung einzuschränken, indem die Phase der Halteimpuls-Spannung, die an die Entladezellen angelegt wird, mit der Phase des Entladestroms synchronisiert wird.
Der gleiche Effekt kann unter der Voraussetzung erzielt werden, dass eine Treppen-Wellenform, die in zwei Stufen ansteigt, für die Halteimpulse verwendet wird, so dass es nicht unbedingt notwendig ist, die abfallende Periode der Impulse ebenfalls in zwei Stufen zu ändern.
Ein Beispiel einer Technik, die einen Treppen-Impuls verwendet, ist das US-Patent 4,140,945. 2 dieser Referenz lehrt eine Technik, in der ein Verstärkungsimpuls zu einem herkömmlichen Impuls addiert wird, um eine Treppen-Wellenform zu bilden. Um die oben genannten Wirkungen zu erzielen, ist es notwendig, den Halteimpuls wie im Folgenden beschrieben einzustellen.
Um den Entladungswirkungsgrad weiter zu verbessern, wenn ein Halteimpuls in zwei Stufen ansteigt, wird die Spannung, die in der ersten Stufe angehoben wird, so in Beziehung zu der Anfangsspannung V_f gesetzt, dass sie in dem Bereich von nicht weniger als V_f – 20 V, aber nicht mehr als V_f + 30 V liegt, und die Spannungs-Halteperiode zwischen dem Anstieg der ersten Stufe und dem Anstieg der zweiten Stufe wird so in Beziehung zu der Entladungsverzögerungszeit T_df gesetzt, dass sie nicht weniger als T_df – 0,2 μs, aber nicht mehr als T_df + 0,2 μs beträgt.
Versuch 7A
Ein PDP wurde unter Verwendung einer zweistufig ansteigenden und abfallenden Treppen-Wellenform für die Halteimpulse angesteuert, und die Menge der in den Entladezellen aufgenommenen Leistung beim Erzeugen der Halteentladung durch Beobachten einer V-Q-Lissajous-Figur bewertet. Die Halteimpulse wurden durch einen vorgegebenen Wellenform-Generator generiert und an den PDP angelegt, nachdem ihre Spannung durch einen Hochgeschwindigkeits-Hochspannungs-Verstärker verstärkt wurde.
Die V-Q-Lissajous-Figur zeigt die Art und Weise, in der sich die in den Entladezellen während des ersten Zyklus des Impuls aufgebaute Ladung Q in eine Schleife ändert. Der Schleifenbereich WS in der V-Q-Lissajous-Figur weist eine Beziehung zu der Leistungsaufnahme W während der Entladung auf, die durch die folgende Formel (1) ausgedrückt wird. Daher kann durch Beobachten dieser V-Q-Lissajous-Figur die Leistungsaufnahme berechnet werden.
(1) W = fs (es ist zu beachten, dass f eine Treibertrequenz ist)
Wenn diese Messung vorgenommen wird, wird die in den Entladezellen aufgebaute Wandladung Q gemessen, indem eine Wandladungs-Messvorrichtung an den PDP angeschlossen wird. Diese Vorrichtung verwendet das gleiche Prinzip wie Sawyer-Tower-Schaltkreise, die zum Bewerten von ferroelektrischen Merkmalen und Ähnlichem eingesetzt werden.
28 zeigt V-Q-Lissajous-Figuren, die auftreten, wenn ein PDP unter Verwendung einer einfachen Rechteckwelle als dem Halteimpuls angesteuert wurde, wobei a die Figur ist, die den Fall darstellt, wenn der PDP mit einer niedrigen Spannung angesteuert wurde, und b, wenn der PDP mit einer hohen Spannung angesteuert wurde.
Wie in der Zeichnung gezeigt, sind die Lissajous-Figuren a und b, wenn eine einfache Rechteckwelle für den Halteimpuls verwendet wird, analoge Parallelogramme. Dies illustriert die Tatsache, dass, wenn ein Rechteck-Impuls verwendet wird, Erhöhungen in der Treiberspannung proportionale Erhöhungen der Leistungsaufnahme erzeugen.
28 ist ein Beispiel einer V-Q-Lissajous-Figur, die beobachtet wird, wenn der PDP unter Verwendung einer zweistufig ansteigenden und abfallenden Treppen-Wellenform als dem Halteimpuls angesteuert wird.
Die in der Zeichnung gezeigte V-Q-Lissajous-Figur ist eine abgeflachte Rhombenform an Stelle der in 28 gezeigten Parallelogramme.
Dies zeigt, dass, selbst wenn die V-Q-Lissajous-Figur in 28 den gleichen Wandladungs-Übertragungsbetrag, der in den Entladezellen auftritt, wie die V-Q-Lissajous-Figur in 27 aufweist, der Schleifenbereich kleiner geworden ist. Mit anderen Worten, es wird die gleiche Menge von Licht abgestrahlt, doch ist die Leistungsaufnahme beträchtlich gesunken.
V-Q-Lissajous-Figuren wurden für einen PDP gemessen, der unter Verwendung einer zweistufig ansteigenden und abfallenden Treppen-Wellenform für die Halteimpulse angesteuert wurde, wenn unterschiedliche Werte für die Spannung im Anstieg der ersten Stufe und die Spannungs-Halteperiode von dem Anstieg der ersten Stufe bis zum Anstieg der zweiten Stufe verwendet wurden. Infolgedessen, wenn die ansteigende Span nung in der ersten Stufe in dem Bereich von V_f – 20 V bis V₁ + 30 V eingestellt wurde, wurde eine vergleichsweise abgeflachte Schleife gemessen. Wenn die Spannungs-Halteperiode in dem Bereich von T_df – 0,2 μs bis T_df + 0,2 μs eingestellt wurde, wurde ebenfalls eine vergleichsweise abgeflachte Schleife gemessen.
Versuch 7B
Der PDP wurde unter Verwendung einer einfachen Rechteckwelle und einer zweistufig ansteigenden und abfallenden Treppen-Wellenfonn für die Halteimpulse angesteuert, und Leuchtdichte und Leistungsaufnahme wurden in jedem Fall gemessen.
Wie in Versuch 6 wurde der relative Leuchtdichtenwert aus dem integralen Wert der Spitzenhelligkeit berechnet. Die aufgenommene Leistung beim Ansteuern des PDP wurde ebenfalls gemessen und einer relativer Leuchtwirkungsgrad n aus der relativen Leuchtdichte und der relativen Leistungsaufnahme berechnet. Tabelle 4 zeigt die relativen Werte für relative Leuchtdichte, relative Leistungsaufnahme und relativen Leuchtwirkungsgrad.
Tabelle 4
Aus diesen Ergebnissen ist ersichtlich, dass die Verwendung einer zweistufig ansteigenden und abfallenden Treppen-Wellenform an Stelle einer einfachen Rechteckwelle für die Halteimpulse eine Steigerung der Leuchtdichte um 30% ermöglicht, während der Anstieg der Leistungsaufnahme auf rund 15% beschränkt ist, und der Leuchtwirkungsgrad sich um 13% erhöht.
Das PDP-Treiberverfahren der vorliegenden Ausführungsform ermöglicht eine bessere Ansteuerung mit höherer Leuchtdichte und höherem Leuchtwirkungsgrad als in dem Treiberverfahren nach dem Stand der Technik verwirklicht werden kann.
Achte Anordnung
29 ist ein Zeitdiagramm, das ein PDP-Treiberverfahren zeigt, das sich auf die vorliegende Anordnung bezieht.
Die vorliegende Anordnung verwendet eine zweistufig ansteigende und abfallende Treppen-Wellenform als den Halteimpuls, wie dies in der beschriebenen Ausführungsform der Fall war, aber die Wellenform weist die folgenden eindeutigen Merkmale auf.
30 zeigt die Wellenform für den in der vorliegenden Anordnung verwendeten Halteimpuls.

(1) Der Anstieg der ersten Stufe wird mit fast der gleichen Spannung ausgeführt wie die Anfangsspannung V_f in den Entladezellen.
(2) Die Spannung für den Anstieg der zweiten Stufe kann trigonometrisch über eine Sinusfunktion so gemessen werden, dass der Höchstspannungs-Änderungspunkt und der Spitzenentladestrompunkt fast identisch sind.
(3) Der Beginn der Abfallperiode ist fast identisch mit dem Punkt, an dem der Entladestrom stoppt.
(4) Die erste abfallende Stufe fällt in die Nähe der Mindest-Haltespannung V_s ab mit einer Geschwindigkeit, die trigonometrisch durch eine Cosinus-Funktion bestimmt wird. Die hier erwähnte Mindest-Haltespannung V_s ist die Mindest-Haltespannung, die verwendet wird, wenn ein PDP unter Verwendung einer einfachen Rechteckwelle angesteuert wird. Diese Spannung V_s kann durch Anlegen einer Spannung zwischen den Abtastelektroden 12a und den Halteelektroden 12b im PDP 10 gemessen werden, um die Entladezellen in einen ausgelösten Zustand zu versetzen, wobei die Spannung nach und nach reduziert und die angelegte Spannung zu dem Zeitpunkt abgelesen wird, zu dem die Entladezellen erstmalig gelöscht sind.

Ein Impuls-Addierschaltkreis, wie in der achten Anordnung erläutert, kann als die Halteimpuls-Generatoren 112a und 112b verwendet werden, die in 5 und 6 dargestellt sind, um eine Treppen-Wellenform anzulegen, welche die oben genannten eindeutigen Merkmale für die Halteimpulse aufweist. Allerdings wird ein RLC-Schaltkreis (Widerstand – Induktionsspule – Kondensator) für den zweiten Impulsgenerator verwendet, um so die Anstiegs- und Abfallabschnitte des zweiten Impulses trigonometrisch zu bestimmen.
Mit anderen Worten, eine Wellenform mit den oben genannten eindeutigen Merkmalen kann auf die folgende Weise generiert werden. Es wird ein Impuls-Addierschaltkreis mit ersten und zweiten Impulsgeneratoren verwendet, die unter Verwendung eines Vertahrens für getrennte Masse für Netz und Signal wie in 9 in Reihe geschaltet sind. Wie in 31A gezeigt, wird eine breite Wellenform als ein erster Impuls durch den ersten Impulsgenerator erzeugt. Danach wird nach einer vorgegebenen Zeitverzögerung eine äußerst schmale, trigonometrisch veränderte Rechteckwelle als der zweite Impuls durch den zweiten Impulsgenerator erzeugt. Die zwei Impulse werden anschließend addiert. Alternativ kann ein Impuls-Addierschaltkreis verwendet werden, in dem erste und zweite Impulsgeneratoren parallel geschaltet sind. Wie in 31A gezeigt, wird eine breite Rechteckwelle auf einem vergleichsweise niedrigen Pegel als der erste Impuls von dem ersten Impulsgenerator erzeugt. Danach wird nach einer vorgegebenen Zeitverzögerung ein schmaler, trigonometrsch festgelegter zweiter Impuls auf einem vergleichsweise hohen Pegel durch den zweiten Impulsgenerator erzeugt. Die beiden Impulse werden addiert, um eine Wellenform mit den oben beschriebenen eindeutigen Merkmalen zu bilden.
Die Flanke, mit welcher der zweite Impuls ansteigt und anfällt, kann durch Anpassen der Zeitkonstante des RLC-Schaltkreises in dem zweiten Impulsgenerator korrigiert werden.
Das Treiberverfahren dieser Anordnung verbessert, wie die beschriebene Ausführungsform, die Leuchtdichte bei gleichzeitiger Einschränkung der Erhöhungen der Leistungs aufnahme und Verbesserung des Leuchtwirkungsgrads. Die von dieser Anordnung erzeugten Wirkungen sind jedoch viel größer.
Der Grund, dass der Leuchtwirkungsgrad sogar noch höher ist, wenn die Wellenform der vorliegenden Anordnung verwendet wird, liegt in der Tatsache, dass die Phase der Spannungsänderung bis nach der Phase des Entladestroms in der zweiten Stufe der ansteigenden Periode unter Verwendung der oben genannten Merkmale (1) und (2) verzögert wird. Dies verursacht in den Entladezellen eine Situation, in der eine Überspannung von der Energiequelle angelegt wird, nachdem die Entladung in den Zellen begonnen hat, wodurch verursacht wird, dass Energie erzwungenermaßen an das Plasma in den Entladezellen angelegt wird.
Des Weiteren wird der Leuchtwirkungsgrad erhöht, indem eine Situation geschaffen wird, in der eine hohe Spannung an die Entladezellen primär während der Periode angelegt wird, in der eine Lichtabstrahlung stattfindet. Dies wird unter Verwendung der oben genannten Merkmale (3) und (4) erreicht.
Die folgenden Schlussfolgerungen lassen sich basierend auf den oben genannten Begründungen ziehen.
Wenn eine zweistufig ansteigende und abfallende Treppen-Wellenform für die Halteimpulse verwendet wird, sollte die Phase der Spannungs- (Endspannung für die Entladezellen) Änderung in der zweiten Stufe während der Anstiegsperiode vorzugsweise auf einen späteren Zeitpunkt eingestellt werden als die Phase des Entladestroms, so dass der Leuchtwirkungsgrad verbessert werden kann.
Wenn eine Treppen-Wellenform, die in der zweiten Stufe gemäß einer trigonometrischen Funktion ansteigt, als der Halteimpuls verwendet wird, sollte der Anstieg der zweiten Stufe vorzugsweise innerhalb einer Entladeperiode T_disc ausgeführt werden, in der ein Entladestrom fließt, so dass der Leuchtwirkungsgrad verbessert werden kann.
Die Entladeperiode T_disc ist die Periode zwischen dem Abschluss einer Ladeperiode T_chg, in der die Entladezellen voll aufgeladen werden, und dem Ende des Fließens des Entladestroms. Hier kann die "Entladezellenkapazität" als eine geometrische Kapazität be trachtet werden, die durch die Struktur der Entladezellen bestimmt wird, die aus den Abtastelektroden, den Halteelektroden, der dielektrischen Schicht und dem Entladegas gebildet wird. Demzufolge kann die Entladeperiode T_disc als "die Periode ab dem Abschluss der Ladeperiode T_chg, während der die Entladezellen geometrisch voll aufgeladen werden, bis zum Abschluss des Entladestroms" beschrieben werden.
In einer Alternative zu der vorliegenden Anordnung, wenn ein Treppen-Impuls durch Addieren der ersten und zweiten Impulse generiert wird, kann auch ein trigonometrisch festgelegter Impuls für den ersten Impuls verwendet werden. Dadurch wird ein Impuls generiert, in dem die erste und zweite Stufe der ansteigenden Periode trigonometrisch zur Verwendung als der Halteimpuls festgelegt ist.
Wenn ein Halteimpuls mit dieser Art von Wellenform verwendet wird, kann der Leuchtwirkungsgrad abhängig von der Struktur des PDP weiter verbessert werden. In diesem Fall ist der Anstieg der ersten Stufe eine Entladeperiode dscp ab dem Beginn der Entladeperiode T_disc bis der Entladestrom seinen Höchstwert erreicht hat. Der Anstieg der zweiten Stufe ist eine Periode zwischen dem Zeitpunkt, zu dem der Entladestrom seinen Höchstwert erreicht hat, bis zum Abschluss der Entladeperiode T_disc.
Versuch 8A
Der PDP wurde unter Verwendung einer Wellenform mit den oben beschriebenen Merkmalen für die Halteimpulse angesteuert. Eine Spannung V, die zwischen Elektroden (Abtast- und Halteelektroden) in den Entladezellen auftritt, ein Wandladungsbetrag Q, der sich in den Entladezellen aufgebaut hat, der Betrag der Änderung im Wandladungsbetrag dQ/dt und die Helligkeit 8 des PDP wurden gemessen, und eine V-Q-Lissajous-Figur wurde ebenfalls beobachtet.
Die Messung von Wandladung Q, Helligkeit B und Ähnlichem wurden wie im Versuch der beschriebenen Ausführungsform vorgenommen.
32 und 33 zeigen die Ergebnisse dieser Messungen. In 32 sind die Elektrodenspannung V und die Wandspannung Q sowie die Änderung im Wandspannungsbe trag ΔQ und der Helligkeit 8 entlang einer Zeitachse dargestellt. 33 ist ein Beispiel einer V-Q-Lissajous-Figur.
Aus 32 ist ersichtlich, dass während der Anstiegzeit der Spannungsanstieg für den Anstieg der zweiten Stufe unmittelbar nach dem Punkt beginnt, an dem der Entladestrom zu fließen beginnt (t₁ in der Zeichnung), und dass die Phase für den Spannungsanstieg für die zweite Stufe bis nach der Phase des Entladestroms verzögert wird. Der höchste Punkt des Spannungsanstiegs V ist auf die Nähe der Spitzenwertzeit für den Entladestrom (t₂ in der Zeichnung) beschränkt.
Die Periode, während der die Helligkeit B sich auf einem hohen Pegel befindet, fällt mit der Periode zusammen, in der eine hohe Spannung an die Entladezellen angelegt wird, wobei gezeigt wird, dass eine hohe Spannung an die Entladezellen primär während der Periode angelegt wird, in der Licht abgestrahlt wird.
Die V-Q-Lissajous-Figur in 33 ist eine abgeflachte Rhombenform mit gekrümmten Einkerbungen am linken und rechten Ende. Diese Einkerbungen zeigen, dass der Schleifenbereich abgenommen hat, obwohl der Wandladungs-Übertragungsbetrag in den Entladezellen der Gleiche bleibt. Mit anderen Worten, die Leistungsaufnahme ist kleiner, obwohl der Betrag an abgestrahltem Licht der Gleiche ist.
Versuch 8B
Der PDP 10 wurde mit dem gleichen Vertahren angesteuert wie in dem Versuch in der beschriebenen Ausführungsform, wobei eine einfache Rechteckwelle und anschließend die Treppen-Wellenform der vorliegenden Anordnung für die Halteimpulse verwendet wurden. Leuchtdichte und Leistungsaufnahme wurden gemessen, und der relative Leuchtwirkungsgrad aus der relativen Leuchtdichte und der relativen Leistungsaufnahme berechnet. Tabelle 5 zeigt die Werte für relative Leuchtdichte und relative Leistungsaufnahme und relativen Leuchtwirkungsgrad.
Tabelle 5
Aus diesen Ergebnissen ist ersichtlich, dass die Verwendung einer Treppen-Wellenform wie derjenigen in der vorliegenden Ausführungsform an Stelle einer einfachen Rechteckwelle als dem Halteimpuls eine Verdoppelung der Leuchtdichte ermöglicht, während der Anstieg der Leistungsaufnahme auf rund 62% beschränkt ist, und der Leuchtwirkungsgrad sich um 30% erhöht.
Die vorliegende Anordnung zeigt ein Beispiel, in dem eine Wellenform verwendet wird, deren zweite Stufe in der Anstiegsperiode und erste Stufe in der Abfallperiode trigonometrisch bestimmt wurden, doch kann jede stetige Funktion zum Erzielen ähnlicher Wirkungen verwendet werden. Beispielsweise kann auch eine durch eine Exponentialfunktion oder eine Gaußsche Funktion geänderte Wellenform verwendet werden.
Neunte Anordnung
34 ist ein Zeitdiagramm, das ein PDP-Treiberverfahren zeigt, das sich auf die vorliegende Anordnung bezieht.
Die vorliegende Anordnung verwendet eine trapezförmige Wellenform für die Halteimpulse, die so geformt ist, dass keine Auswirkung auf die Geschwindigkeit ertolgt, mit der die Spannung während der Anstiegzeit nach oben angesteuert wird.
Diese Art von Wellenform mit ansteigender Flanke kann für die Halteimpulse angelegt werden, wobei beispielsweise ein eine trapezförmige Wellenform generierender Schalt kreis, der in 35 dargestellt ist, als die Halteimpuls-Generatoren 112a und 122b verwendet wird, die in den 5 und 6 gezeigt sind. Dieser eine trapezförmige Wellenform generierende Schaltkreis setzt sich zusammen aus einem Taktgeber 151, einem eine Dreieckwelle generierenden Schaltkreis 152 und einem Spannungsbegrenzer 153. Der Spannungsbegrenzer 153 unterbricht die Spannung auf einem gewissen Pegel. In dem die trapezförmige Wellenform generierenden Schaltkreis generiert der Taktgeber 151 eine Rechteckwelle, die in 36A dargestellt ist, als Reaktion auf ein Triggersignal vom Addierimpuls-Generator 103. Der eine Dreieckwelle generierende Schaltkreis 152 generiert eine in 36B dargestellte Dreieckwelle basierend auf dieser Rechteckwelle. Anschließend schneidet der Spannungsbegrenzer 153 den Spitzenwert der Dreieckwelle ab, um eine in 36C dargestellte trapezförmige Welle zu generieren.
Ein eine spiegelintegrierte Sägezahnwelle generierender Schaltkreis kann für den Dreieckwellen-Generator 151 verwendet werden, wie in 35 gezeigt. Der eine spiegelintegrierte abgeschnittene Welle generierende Schaltkreis aus 35 ist in dem bereits erwähnten Denshi Tsushin Handobuku beschrieben. Ein Zenerdioden-Begrenzer kann beispielsweise als der Spannungsbegrenzer 153 verwendet werden.
Die Verwendung einer Wellenform mit ansteigender Flanke für die Halteimpulse an Stelle der einfachen Rechteckwelle nach dem Stand der Technik ermöglicht es, die Leistungsaufnahme auf einem niedrigen Niveau zu halten, ohne die Leuchtdichte zu reduzieren. Mit anderen Worten, eine höhere Bildqualität kann mit geringer Leistungsaufnahme verwirklicht werden.
Der Grund hierfür ist, dass der Spannungsanstieg, der veranlasst wird, während der Anstiegperiode des Halteimpulses an einem Winkel eine Flanke zu bilden, die angelegte Spannung an dem Punkt des höchsten Entladestroms größer macht als die angelegte Spannung am Entladungs-Anfangspunkt, wie dies auch in der achten Anordnung der Fall war.
Als eine Alternative zu der vorliegenden Anordnung kann auch eine Wellenform für die Halteimpulse verwendet werden, in der die Anstiegsperiode eine Flanke ist und die Abfallperiode in zwei Stufen erfolgt, um die gleichen Wirkungen zu erzielen wie in der beschriebenen Ausführungsform.
Der Winkel der Anstiegsflanke in dem Halteimpuls sollte vorzugsweise in dem Bereich von 20 V bis 800 V/μs liegen. Wenn der Halteimpuls eine Breite von 5 μs oder weniger aufweist, sollte der Winkel vorzugsweise in dem Bereich von 40 V bis 400 V/μs liegen.
Versuch 9A
sDer PDP wurde unter Verwendung eines Halteimpulses mit ansteigender Flanke angesteuert, und die zwischen den Elektroden (Abtast- und Halteelektroden) auftretende Spannung V, der Wandladungsbetrag Q, der sich in den Entladezellen aufgebaut hat, die Änderung dQ/dt im Wandladungsbetrag Q und die Helligkeit 8 des PDP wurden in der gleichen Weise gemessen wie beim Versuch 8B in der achten Anordnung. Eine V-Q-Lissajous-Figur wurde ebenfalls beobachtet.
Die ansteigende Flanke des Halteimpulses hatte einen Gradienten von 20 V/μs.
37 und 38 zeigen die Ergebnisse dieser Messungen. In 37 sind die Elektrodenspannung V und die Wandspannung Q sowie die Änderung im Wandspannungsbetrag ΔQ und der Helligkeit B entlang einer Zeitachse dargestellt. 38 ist ein Beispiel einer V-Q-Lissajous-Figur.
Aus 37 ist ersichtlich, dass in der Nähe des Punkts, der den Spitzen-Entladestrom darstellt, (der durch mit t₂ in der Zeichnung angegebene Punkt, der auch der Punkt ist, der die Spitzenhelligkeit angibt), die Spannung V höher ist als der Punkt, an dem der Entladestrom zu fließen beginnt (t₁ in der Zeichnung).
Die V-Q-Lissajous-Figur in 38 ist eine dünne abgeflachte Rhombenform. Diese V-Q-Lissajous-Figur ist mit schräg geneigtem linken und rechten Ende ausgebildet aufgrund der Tatsache, dass die Anfangsspannung niedriger als die Endspannung ist.
Dies zeigt, dass die Verwendung einer Wellenform mit ansteigender Flanke für die Halteimpulse an Stelle einer einfachen Rechteckwelle den Schleifenbereich kleiner macht, obwohl der Wandladungs-Übertragungsbetrag in den Entladezellen der gleiche bleibt.
Mit anderen Worten, die Leistungsaufnahme ist kleiner, obwohl der Betrag an abgestrahltem Licht der gleiche ist.
Versuch 9B
Der PDP 10 wurde mit dem gleichen Vertahren angesteuert wie in dem Versuch in der beschriebenen Ausführungsform, wobei entweder eine einfache Rechteckwelle oder eine Wellenform mit ansteigender Flanke wie derjenigen in der vorliegenden Anordnung für die Halteimpulse verwendet wurde. Die Leuchtdichte und Leistungsaufnahme wurden in jedem Fall gemessen, und ein relativer Leuchtwirkungsgrad n wurde aus der relativen Leuchtdichte und der relativen Leistungsaufnahme berechnet. Tabelle 6 zeigt Werte für die relative Leuchtdichte und relative Leistungsaufnahme und den relativen Leuchtwirkungsgrad η,
Tabelle 6
Aus diesen Ergebnissen ist ersichtlich, dass die Verwendung des Impulses mit ansteigender Flanke der vorliegenden Ausführungsform für die Halteimpulse an Stelle eines einfachen Rechteckimpulses eine Reduzierung der Leuchtdichte um 7% und der Leistungsaufnahme um 13% verursacht, so dass der Leuchtwirkungsgrad sich um rund 7% erhöht.
Zehnte Anordnung
39 ist ein Zeitdiagramm, das ein PDP-Treiberverfahren zeigt, das sich auf die vorliegende Anordnung bezieht.
In der vorliegenden Anordnung verwendet ein erster Halteimpuls, der in der Entlade-Halteperiode angelegt wird, eine in eine zweistufig ansteigende und abfallende geänderte Wellenform, verwendet aber vom zweiten Halteimpuls aufwärts die gleiche einfache Rechteckwelle wie im Stand der Technik.
Um zu bewirken, dass nur die ersten Halteimpulse eine zweistufig ansteigende und abfallende Wellenform aufweisen, wird der Impuls-Addierschaltkreis, der in der ersten Anordnung erläutert wurde, als der in 5 gezeigte Halteimpuls-Generator 112b verwendet. Allerdings ist ein Schalter vorgesehen, um den Betrieb des zweiten Impulsgenerators auf EIN und AUS zu schalten. Der zweite Impulsgenerator wird nur auf EIN geschaltet, wenn die ersten Halteimpulse angelegt werden.
Wenn die ersten Halteimpulse angelegt sind, werden ein erster Impuls, der von dem ersten Impulsgenerator generiert wird, und ein zweiter, von dem zweiten Impulsgenerator generierter Impuls addiert, um eine zweistufig ansteigende und abfallende Treppen-Wellenform zu bilden, wie in 26 unter Bezugnahme auf die beschriebene Ausführungsform gezeigt ist. Andererseits, wenn die zweiten und nachfolgenden Halteimpulse generiert werden, wird nur der erste Impuls durch den ersten Impulsgenerator generiert.
Wenn ein einfacher Rechteckpuls, wie derjenige des Stands der Technik, für die Halteimpulse verwendet wird, ist die Entladung, die durch die ersten, während der Entlade-Halteperiode angelegten Halteimpulse generiert wird, instabil (geringe Entladungswahrscheinlichkeit) und das abgestrahlte Licht ist ein vergleichsweise kleiner Betrag. Dies ist ein Grund für die durch Bildschirmflackern verursachte Verschlechterung der Bildqualität.
Das Folgende kann als Begründung für die vergleichsweise geringe Entladungswahrscheinlichkeit angegeben werden, die durch die ersten Halteimpulse generiert wird.
Im Allgemeinen ist eine Zeitverzögerung vorhanden (die Entladungsverzögerung) ab dem Zeitpunkt, ab dem ein Impuls angelegt wird, bis zu dem Zeitpunkt, ab dem der Ent ladestrom generiert wird. Die Entladungsverzögerung weist eine starke Korrelation mit der angelegten Spannung auf. Es ist in der Fachwelt weithin anerkannt, dass höhere Spannung die Entladungsverzögerung reduziert und verursacht, dass die Verteilung der Entladungsverzögerung eingeengt wird. Das Problem einer langen Entladungsverzögerung, die zu einer instabilen Entladung führt, lässt sich auch auf den Halteimpuls übertragen.
Allerdings hängt eine Spannung V_gas, die an das Entladegas in den Entladezellen angelegt wird, von einer Treiberspannung, die von einer Energiequelle außerhalb der Entladezellen zugeführt wird, und der Wandspannung ab, die sich auf der dielektrischen Schicht aufgebaut hat, welche die Elektroden bedeckt. Mit anderen Worten, die Entladungsverzögerung wird in hohem Maße von der Wandspannung beeinflusst.
Daher macht ein Flackern, das durch die Wandspannung verursacht wird, die sich infolge der vorherigen Schreibentladung aufgebaut hat, eine Entladungsverzögerung und instabile Entladungs-Generierung für die ersten Halteimpulse wahrscheinlicher.
Wenn allerdings eine zweistufig ansteigende und abfallende Wellenform für den ersten Halteimpuls verwendet wird, wie in der vorliegenden Anordnung, anstatt eine einfache Rechteckwelle zu verwenden, vermindert sich die Entladungsverzögerung. Daher erhöht sich die Entladewahrscheinlichkeit beim Anlegen der ersten Halteimpulse, wodurch Bildschirmflackern reduziert wird.
Eine ähnliche Stabilität kann während der Entladung erzielt werden, indem eine einfache Rechteckwelle für die ersten Halteimpulse verwendet wird, wenn ein breiter Impuls verwendet wird. Allerdings ermöglicht die Verwendung einer addierten zweistufigen Treppen-Wellenform für die Impulse, wie in der vorliegenden Anordnung, die Verwendung von schmalen Impulsen, so dass die Ansteuerung bei hoher Geschwindigkeit erfolgen kann.
Wenn eine zweistufig ansteigende und abfallende Treppen-Wellenform auf diese Weise für die ersten Halteimpulse verwendet wird, sollte das Erzielen einer Erhöhung der Entladungswahrscheinlichkeit vorzugsweise auf folgende Weise sichergestellt werden. Der Anstieg der ersten Stufe sollte bis in die Nähe einer Mindest-Entladungshaltespannung V_s erzeugt werden. Nachdem der Anstieg der zweiten Stufe bis zum Spitzenspannungspegel erzeugt wurde, beginnt die Wellenform rasch bis nahe zum Entladeendpunkt abzufallen. Die Spannung für den Abfall der ersten Stufe sollte dann bis in die Nähe der Mindest-Entladungshaltespannung V_s reduziert werden.
Die Periode vom Anstieg der zweiten Stufe bis zum Abfall der ersten Stufe, mit anderen Worten, die maximale Spannungshalteperiode Pwmax, sollte vorzugsweise auf nicht weniger als 0,02 μs und auf nicht mehr als 90% der Impulsbreite PW eingestellt werden.
Des Weiteren sollte die maximale Spannungshalteperiode für die ersten Halteimpulse PW_max1 auf nicht mehr als 0,02 μs länger als die maximale Spannungshalteperiode für die zweiten und nachfolgenden Impulse PW_max2 eingestellt werden. Bei dieser Einstellung erhöht sich die Entladungswahrscheinlichkeit deutlich, und ein zufriedenstellendes Bild kann ohne Flackern erhalten werden.
Versuch 10A
Der PDP wurde unter Verwendung der einfachen Rechteckwelle des Stands der Technik und der Treppen-Wellenform der vorliegenden Anordnung für die ersten Halteimpulse angesteuert, und die Spannung V_SCN-SUS, die zwischen den Elektroden (Abtast- und Halteelektroden) in den Entladezellen auftritt, und der Leuchtwirkungsgrad B des PDP wurden in jedem Fall gemessen.
Die Halteimpulse wurden durch einen vorgegebenen Wellenformgenerator generiert, und ihre Spannung wurde durch einen Hochgeschwindigkeits-Hochspannungs-Verstärker verstärkt, bevor sie an den PDP angelegt wurde. Die Spannungs-Wellenformen und Helligkeits-Wellenformen wurden mit einem digitalen Oszilloskop gemessen.
40 zeigt die Ergebnisse dieser Messungen, A, wenn eine Rechteckwelle für die ersten Halteimpulse verwendet wurde und B, wenn eine Treppen-Wellenform für die ersten Halteimpulse verwendet wurde. In beiden Diagrammen wurden die Elektrodenspannung V_SCN-SUS und die Helligkeit B entlang einer Zeitachse dargestellt.
In 40 ist die Periode zwischen dem Impuls-Anstiegsanfangspunkt und dem Lichtabstrahlungs-Spitzenwert, in anderen Worten, die Entladungsverzögerungszeit, in B kleiner als in A. Des Weiteren ist ersichtlich, dass die durch Entladung verursachte Lichtabstrahlung in B stärker ist als in A.
Versuch 10B
Der PDP 10 wurde unter Verwendung einer einfachen Rechteckwelle mit einer Höchstspannung V_p von 180 V und einer zweistufig ansteigenden und abfallenden Treppen-Wellenform mit einer Höchstspannung von 230 V für die ersten Halteimpulse angesteuert. Die Spannungs-Wellenform und die Helligkeits-Wellenform in jedem Fall wurden gemessen und eine durchschnittliche Entladungsverzögerungszeit berechnet. Leuchtdichte und Bildschirmflackern wurden ebenfalls gemessen. Diese Ergebnisse sind in Tabelle 7 dargestellt.
Tabelle 7
Aus diesen Ergebnissen ist ersichtlich, dass die Verwendung einer zweistufigen Treppen-Wellenform für die ersten Halteimpulse die Entladungsverzögerungszeit und Bildschirmflackern reduziert.
Das PDP-Treiberverfahren der vorliegenden Anordnung ermöglicht daher die Verwirklichung eines PDP mit qualitativ besseren hochauflösenden Bildern.
Elfte Anordnung
41 ist ein Zeitdiagramm, das ein PDP-Treiberverfahren zeigt, das sich auf die vorliegende Anordnung bezieht.
Die vorliegende Anordnung verwendet eine zweistufig ansteigende Treppen-Wellenform für die Löschimpulse.
Zum Anlegen einer zweistufig ansteigenden Wellenform wie dieser für die Löschimpulse kann ein Impuls-Addierschaltkreis wie derjenige, der in der ersten Anordnung erläutert wurde, als der Löschimpuls-Generator 113 aus 6 verwendet werden.
Wenn ein einfacher Rechteckimpuls wie derjenige nach dem Stand der Technik verwendet wird, besteht eine Tendenz, dass eine starke Entladung generiert wird, die auf die plötzliche Spannungsänderung zur Spannungs-Anstiegzeit folgt. Diese starke Entladung erzeugt eine vergleichsweise starke Lichtabstrahlung über den gesamten Bildschirm, wodurch ein Kontrastabfall verursacht wird.
Wenn diese Art von starker Entladung generiert wird, macht der Wandspannungsbetrag, der in den Entladezellen verbleibt, nachdem der Löschimpuls angelegt wurde, ein Flackern wahrscheinlicher und verursacht das Generieren einer fehlerhaften Entladung in der nächsten Treibersequenz.
Allerdings gestattet eine zweistufig ansteigende Wellenform für die Löschimpulse ein Erhöhen der angelegten Spannung, wobei gleichzeitig viel von der plötzlichen Spannungsänderung vermieden wird, wodurch die Lichtabstrahlung eingeschränkt und die Wandladung gleichförmig gelöscht werden kann.
In der vorliegenden Anordnung wird ein Treiberschaltkreis mit einer geringen Fähigkeit zur Spannungsfestigkeit als die ersten und zweiten Impuls-Generatoren in dem Impuls-Addierschaltkreis verwendet, um durch Addieren der ersten und zweiten Impulse Löschimpulse zu generieren. Dadurch kann die Ansteuerung bei hoher Geschwindigkeit erfolgen.
Ein Beispiel einer Technik, die eine ansteigende Treppen-Wellenform als einen Löschimpuls verwendet, ist in dem Artikel "Two-Step Writing/Erasing" von Low Voltage Selection Circuits for Plasma Display Panel (T. N. Criscimagna, 1975 International Symposium Digest) offenbart. Allerdings sollte der Löschimpuls vorzugsweise wie im Folgenden beschrieben eingestellt werden, um die oben erwähnten Wirkungen zu erzielen.
Wenn die Spannung V₁ im Anstieg der ersten Stufe dieser Art von zweistufig ansteigender Wellenform in Bezug auf die Spitzenspannung V_e zu klein ist, wird ein vergleichsweise hoher Betrag an Licht im Anstieg der zweiten Stufe abgestrahlt, so dass die meisten Kontrastverbesserungen verloren gehen. Daher sollte das Verhältnis von V₁ zu V_e vorzugsweise auf nicht weniger als 0,05 bis 0,2, und das Verhältnis von (V_e – V₁) zu V_e auf nicht mehr als 0,8 bis 0,95 eingestellt werden.
Des Weiteren, wenn die Periode ab dem Abschluss der ersten Stufe bis zum Beginn der zweiten Stufe in der Anstiegsperiode, in anderen Worten, der flache Teil der ersten Stufe t_p, in Bezug auf die Impulsbreite t_w zu breit ist, hat sie eine schädliche Auswirkung. Daher sollte das Verhältnis von t_p zu t_w auf 0,8 oder weniger eingestellt werden.
Um daher eine wesentlich verbesserte Bildqualität zu verwirklichen, sollte die Spannung V₁ in der ersten Stufe der ansteigenden Periode vorzugsweise innerhalb des Bereichs von V₁ – 50 V bis V_f + 30 V, und die maximale Spitzenspannung V_e innerhalb des Bereichs von V_f zu V_f + 100 V eingestellt werden. Hier ist V_f die Anfangsspannung.
Versuch 11
Der PDP wurde unter Verwendung einer zweistufig ansteigenden Treppen-Wellenform für die Löschimpulse angesteuert. Beim Durchführen der Ansteuerung wurden die Spitzenspannung V_e und die Impulsbreite t_w auf feste Werte eingestellt, doch wurde das Verhältnis des flachen Teils der ersten Stufe in der Anstiegsperiode t_p zu der Impulsbreite t_w und das Verhältnis der Spannung für die zweite Stufe (V_e – V₁) zu der Spitzenspannung V_e auf unterschiedliche Werte gesetzt, und der Kontrast in der gleichen Weise wie in dem Versuch in der ersten Anordnung gemessen.
42 zeigt die Ergebnisse dieser Messungen. Die Zeichnung zeigt die Beziehung zwischen den Verhältnissen von t_p zu t_w und (V_e – V₁)V_e und dem Kontrast, wenn eine zweistufig ansteigende Wellenform für die Löschimpulse verwendet wird.
In der Zeichnung zeigt der schattierte Bereich den Bereich von akzeptierbaren Ergebnissen, in dem der Kontrast hoch ist und aus Schreibfehlern resultierende Leuchtdichtenänderungen ungewöhnlich sind. Der Bereich außerhalb des schattierten Bereichs zeigt nicht akzeptierbare Ergebnisse.
Aus der Zeichnung ist ersichtlich, dass das Verhältnis von t_p zu t_w vorzugsweise auf 0,8 oder weniger, und das Verhältnis von (V_e – V₁) zu V_e auf 0,8 bis 0,95 oder weniger eingestellt werden sollte. Wenn die Verhältnisse von t_p zu t_w und von (V_e – V₁) zu V_e jedoch auf einen zu niedrigen Wert eingestellt werden, können keine Wirkungen erzielt werden, so dass die Verhältnisse vorzugsweise höher als 0,5 eingestellt werden sollten.
Die vorliegende Anordnung verwendete eine zweistufig ansteigende Treppen-Wellenform für die Löschimpulse, jedoch kann eine mehrstufige Treppen-Wellenform mit drei oder mehr Stufen verwendet werden, um die gleiche höhere Bildqualität zu verwirklichen.
Zwölfte Anordnung
43 ist ein Zeitdiagramm, das ein PDP-Treiberverfahren zeigt, das sich auf die vorliegende Anordnung bezieht.
Die vorliegende Anordnung verwendet eine zweistufig abfallende Wellenform für die Löschimpulse.
Die Impuls-Addiereinheit, die in der zweiten Anordnung beschrieben wurde, sollte vorzugsweise als der Löschimpuls-Generator 113 aus 6 verwendet werden, um die Art von zweistufig abfallender Wellenform für die Löschimpulse anzulegen.
Wenn eine einfache Rechteckwelle wie diejenige nach dem Stand der Technik für die Löschimpulse verwendet wird, bedeutet das Vorhandensein einer Entladungsverzöge rungszeit für die Löschentladung, dass eine zu enge Einstellung eines Pulses einen fehlerhaften Löschvorgang und eine Verschlechterung der Bildqualität verursacht.
Die Verwendung einer zweistufigen Wellenform, wie derjenigen in der vorliegenden Anordnung, an Stelle einer einfachen Rechteckwelle, als den Löschimpulsen ermöglicht das Ausführen eines exakten Löschens, selbst wenn enge Löschimpulse eingestellt sind.
Das Reduzieren der Breite der Löschimpulse ermöglicht eine Reduzierung der Löschperiode. Damit wird es möglich, die Schreibperiode und die Halteperiode entsprechend zu verlängern, wodurch hohe Leuchtdichte und hohe Bildqualität erhalten wird.
Des Weiteren werden Treiberschaltkreise mit einer geringen Fähigkeit zur Spannungsfestigkeit als die ersten und zweiten Impulsgeneratoren in dem Impuls-Addierschaltkreis zum Generieren der Löschimpulse verwendet, indem erste und zweite Impulse addiert werden. Dies ermöglicht das Ausführen der Ansteuerung bei hoher Geschwindigkeit.
Wenn eine zweistufig abfallende Treppen-Wellenform für die Löschimpulse auf diese Weise verwendet wird, wird das Löschen exakt ausgeführt und die Impulsbreite wird so kurz wie möglich eingestellt. Infolgedessen sollte die Periode Pwer ab der Anstiegzeit bis zum Abschluss der maximalen Spannungshalteperiode auf zwischen T_df – 0,1 μs und T_df + 0,1 μs gesetzt werden. Hier ist T_df die Entladungsverzögerungszeit.
Wenn diese Art von zweistufig abfallendem Löschimpuls verwendet wird, sollte die Höchstspannung Vmax in dem Bereich von V_f zu V + 100 V eingestellt werden, um die am meisten zufriedenstellende Bildqualität zu erzielen.
Versuch 12
Der PDP wurde unter Verwendung einer einfachen Rechteckwelle mit einer Höchstspannung V_p von 180 V und einer Impulsbreite von 1,50 μs und einer zweistufig abfallenden Treppen-Wellenform mit einer Höchstspannung von 200 V und einer Impulsbreite von 0,77 μs als den Löschimpulsen angesteuert. Spannungs-Wellenformen und Helligkeits-Wellenformen wurden in jedem Fall gemessen und die durchschnittliche Entla dungsverzögerungszeit für die gemessene Löschperiode. Der Zustand des Bildschirms wurde beobachtet, um zu beurteilen, ob der Löschvorgang erfolgreich war oder nicht.
Tabelle 8
Tabelle 8 zeigt die Ergebnisse dieser Messungen, wobei gezeigt wird, dass der Löschvorgang in beiden Fällen erfolgreich war.
Es ist jedoch ersichtlich, dass eine Treppen-Wellenform an Stelle einer einfachen Rechteckwelle als die Löschimpulse die Entladungsverzögerungszeit in hohem Maße reduziert, und ein Ansteuern des PDP unter Verwendung des Vertahrens der vorliegenden Anordnung es ermöglicht, eine zufriedenstellende Leistung auch unter Verwendung eines schmalen Impulses zu erzielen.
In der vorliegenden Anordnung wurde eine zweistufig abfallende Treppen-Wellenform für die Löschimpulse verwendet, jedoch können die gleichen Wirkungen unter Verwndung einer mehrstufig abfallenden Treppen-Wellenform mit drei Stufen oder mehr erzielt werden.
Dreizehnte Anordnung
Der in dieser Anordnung verwendete PDP weist die gleiche grundlegende Struktur wie der PDP 10 in 1 auf, doch wird ein Gemisch aus den vier Gasen Helium, Neon, Xenon und Argon an Stelle eines Gemisches aus Neon und Xenon oder Helium und Xenon als das eingeschlossene Entladegas verwendet, und der Druck in dem geschlossen Raum ist auf 800 bis 4000 Torr eingestellt, einen Druck, der höher als der atmosphärische Druck ist.
44 ist ein Zeitdiagramm, das ein PDP-Treiberverfahren zeigt, das sich auf die vorliegende Anordnung bezieht.
Wie in der Zeichnung gezeigt, wird in der vorliegenden Anordnung die Ansteuerung unter Verwendung einer zweistufig abfallenden Treppen-Wellenform sowohl für die in der Schreibperiode angelegten Datenimpulse als auch die in der Entlade-Haltepenode angelegten Halteimpulse ausgeführt. Mit anderen Worten, die vorliegende Anordnung verwendet eine zweistufig abfallende Wellenform als einen Datenimpuls, wie in der vierten Anordnung, und eine zweistufig abfallende Wellenform als einen Halteimpuls, wie in der sechsten Anordnung.
Die vorliegende Anordnung kombiniert strukturelle Merkmale mit Merkmalen der beim Ansteuern des PDP angelegten Wellenformen, wie im Folgenden erläutert wird, um Leuchtdichte und Leuchtwirkungsgrad bei gleichzeitiger Reduzierung von Erhöhungen der Entladungsspannung zu verbessern und Bilder mit einer zufriedenstellenden Qualität anzuzeigen.
Beim Einschließen des Gasmediums in den PDP beträgt der verwendete Druck nomalerweise weniger als 500 Torr. Dies bedeutet, dass das ultraviolette Licht, das nach der Entladung generiert wird, hauptsächlich Resonanzlinien mit einer Mittenwellenlänge von 147 nm sind. Wenn der Druck in dem geschlossenen Raum jedoch hoch ist, (eine hohe Anzahl von Atomen ist in dem Entladeraum eingeschlossen), wie oben erwähnt, ist die Proportion von Excimerstrahlung mit einer Mittenwellenlänge von 154 nm oder 172 größer. Resonanzlinien besitzen eine Tendenz zur Selbstabsorption, wogegen Molekülstrahlen wenig oder keine Selbstabsorption aufweisen, was bedeutet, dass der von der Leuchtstoffschicht reflektierte Betrag an ultraviolettem Licht in diesem Fall größer ist, wodurch Leuchtdichte und Leuchtwirkungsgrad verbessert werden. Der Wirkungsgrad der Umwandlung von ultraviolettem in sichtbares Licht durch eine normale Leuchtstoffschicht ist um so größer, je länger die Wellenlänge ist, daher ist dies ein weiterer Grund, warum die vorliegende Anordnung Leuchtdichte und Leuchtwirkungsgrad verbessert.
In einem herkömmlichen PDP weist die Entladung eine erste Glimmphase auf, aber wenn eine Hochdruck-Einstellung von 800 bis 4000 Torr in der vorliegenden Anordnung verwendet wird, kann eine Fadenglimmphase oder eine zweite Glimmphase leichter erzeugt werden. Dadurch wird verursacht, dass die Elektronendichte in der positiven Spalte (column) zunimmt, wodurch konzentrierte Energie zugeführt und der Betrag des abgestrahlten ultravioletten Lichts erhöht wird.
Das eingeschlossene Gasmedium ist ein Gemisch aus den vorher erwähnten vier Gasen mit einer vergleichsweise kleine Menge an Xenon, das ein Erzielen von hoher Leuchtdichte und hohem Leuchtwirkungsgrad bei gleichzeitiger Beibehaltung einer niedrigen Entladungsspannung ermöglicht.
Wenn ein hoher Druck in dem geschlossenen Raum einer PDP-Struktur eingestellt wird, in dem Abtastelektroden und Datenelektroden so einander gegenüberliegend positioniert sind, dass Entladeräume zwischen ihnen angeordnet sind, wie in 1 dargestellt, besteht eine Tendenz, dass Schreibfehler generiert werden. Dies ist äußerst wahrscheinlich, da ein hoher Druck in dem geschlossenen Raum die Anfangsspannung erhöht. Wenn jedoch eine einfache Rechteckwelle für den Einstellimpuls und den Schreibimpuls verwendet wurde, wie beim Stand der Technik, wurde selbst, wenn die angelegte Entladung für den Schreibimpuls auf einem hohen Pegel angelegt wurde, eine Entladungsverzögerung erzeugt. Infolgedessen sind Schreibfehler schwer zu vermeiden.
Allerdings wird eine zweistufig abfallende Treppen-Wellenform für die Datenimpulse in der vorliegenden Anordnung verwendet, wodurch die Entladungsverzögerung reduziert und die Schreibentladung innerhalb der Periode abgeschlossen werden kann, in der die Datenimpulse angelegt werden. Infolgedessen wird der durch die Schreibentladung erzeugte Wandladungsbetrag erhöht, und Schreibfehler werden reduziert. Diese Treppen-Wellenform wird durch Addieren von zwei Impulsen generiert, was bedeutet, dass Treiberschaltkreise mit einer geringen Fähigkeit zur Spannungsfestigkeit als die Impulsge neratoren verwendet werden können. Demzufolge kann die Ansteuerung bei hoher Geschwindigkeit erfolgen.
In der vorliegenden Anordnung wird eine zweistufig abfallende Treppen-Wellenform auch für die Halteimpulse verwendet, so dass eine hohe Halteimpuls-Spannung eingestellt wird, wodurch die Leuchtdichte erhöht und stabile Vorgänge aufrechterhalten werden. Dadurch kann eine höhere Bildqualität ohne Flackern und Ähnliches verwirklicht werden.
Versuch 13A
Es wurden PDPs mit einem Elektrodenabstand von 40 μm und Entladegasen erzeugt, die sich aus den folgenden Gaskombinationen zusammensetzten: Helium 50%, Neon 48%, Xenon 2%; Helium 50%, Neon 48%, Xenon 2%, Argon 0,1%; Helium 30%, Neon 68%, Xenon 2%; Helium 30%, Neon 67,9%, Xenon 2%, Argon 0,1%. Die Beziehung zwischen Pd-Bereich und Anfangsspannung V_f wurde für jeden der PDPs untersucht.
Das Diagramm in 45 zeigt diese Ergebnisse. Unter dem Diagramm befindet sich eine Tabelle, welche die Leuchtdichte (Entladungsspannung ist 250 V) für PDPs angibt, die verschiedene Arten von Gas verwenden.
Aus der Zeichnung ist ersichtlich, dass eine Druckerhöhung in dem geschlossenen Raum zu Erhöhungen der Anfangsspannung führt, jedoch bei Verwendung eines Gemischs der oben beschriebenen vier Gase für das Entladegas die Anfangsspannung auf einen vergleichsweise niedrigen Pegel eingeschränkt werden kann.
Insbesondere bei Verwendung des Gemisches aus Helium 30%, Neon 67,9%, Xenon 2%, Argon 0,1% ist die Leuchtdichte vergleichsweise gut, und die Anfangsspannung kann innerhalb des effektiven Anfangsspannungsbereichs (weniger als 200 V) gehalten werden, selbst wenn der Pd-Bereich unter 6 (Torr × cm) gehalten wird, was bedeutet, dass der Elektrodenabstand d 60 μm und der Druck in dem geschlossenen Raum 1000 Torr ist.
Die Mindest-Anfangsspannung für diese Gaskombination liegt in der Nähe von Pd = 4, so dass der Wert Pd bevorzugt auf 4 einzustellen wäre (beispielsweise: Druck im geschlossenen Raum 2000 Torr und Elektrodenabstand d 20 μm).
Die absoluten Werte, insbesondere für die Anfangsspannung, schwanken je nach verwendeter Xenonmenge, doch ändert sich die relative Beziehung zwischen ihnen kaum.
Versuch 13B
PDPs, jeweils mit Sperrrippen mit einer Höhe von 60 μm und dem oben genannten Gemisch aus vier Gasen, das unter einem Druck von 2000 Torr eingeschlossen ist, wurden unter Verwendung eines Treiberverfahren angesteuert, das die einfache Rechteckwelle nach dem Stand der Technik, dargestellt in 4, verwendet, und durch ein Treiberverfahren, das die Treppen-Wellenform der vorliegenden Anordnung verwendet, die in 44 dargestellt ist. Es wurde eine tatsächliche Bildanzeige ausgeführt und relative Leuchtdichte, Leuchtwirkungsgrad η und Bildqualität (Flackern) bewertet.
Tabelle 9 zeigt diese Ergebnisse.
Tabelle 9
Aus diesen Ergebnissen ist ersichtlich, dass relative Leuchtdichte, Leistungsaufnahme, relativer Leuchtwirkungsgrad und Anzeigenqualität höher sind, wenn das Treiberverfahren der vorliegenden Anordnung an Stelle des Treiberverfahrens unter Verwendung einer einfachen Rechteckwelle verwendet wird.
Dies zeigt, dass die Kombination von Bildschirmstruktur und Treiberverfahren, die von der vorliegenden Anordnung festgelegt wird, das Erzielen von hoher Leuchtdichte, hohem Leuchtwirkungsgrad und zufriedenstellender Bildqualität ermöglicht, selbst wenn der Druck in dem geschlossenen Raum des PDP hoch ist.
Das Treiberverfahren der vorliegenden Anordnung wurde auf einen PDP angewendet, in dem ein Gemisch aus vier Gasen unter einem Druck von 2000 Torr eingeschlossen war, wie in der vorliegenden Anordnung, und auf einen PDP mit einem Gemisch aus Neon (95%) und Xenon (5%), das unter einem Druck von 500 Torr eingeschlossen war. Der Leuchtwirkungsgrad n in jedem Fall wurde verglichen, und für den Wirkungsgrad des ersteren PDP wurde ermittelt, dass er eineinhalb Mal größer als der des Letzteren war. Dies bestätigt, dass die Kombination aus Treiberverfahren und Entladegas-Zusammensetzung und Druck, die durch die vorliegende Anordnung festgelegt ist, eine gültige ist.
In der vorliegenden Anordnung weisen sowohl die Datenimpulse als auch die Halteimpulse zweistufig abfallende Wellenformen auf, aber als ein Alternativbeispiel kann die gleiche Wirkung erzielt werden, wenn der eine oder der andere oder beide der Datenimpulse und Halteimpulse zweistufig ansteigende Wellenformen aufweisen.
Des Weiteren, selbst wenn zweistufig ansteigende oder abfallende Wellenformen nur für die Datenimpulse verwendet werden und einfache Rechteckwellen für die Halteimpulse verwendet werden, können fast die gleichen Wirkungen wie in der vorliegenden Anordnung erzielt werden, wenn auch mit einem niedrigeren Wirkungsgrad.
Vierzehnte Anordnung
46 ist ein Zeitdiagramm, das ein PDP-Treiberverfahren zeigt, das sich auf die vorliegende Anordnung bezieht.
Die vorliegende Anordnung verwendet Treppen-Wellenformen für die Einstellimpulse, Schreibimpulse, die ersten Halteimpulse und die Löschimpulse.
In der vorliegenden Anordnung, wie in 46 gezeigt, wird eine zweistufig ansteigende Treppen-Wellenform für die ersten Einstellimpulse wie in der ersten Anordnung verwendet, eine zweistufig abfallende Treppen-Wellenform wird für die Datenimpulse wie in der vierten Anordnung verwendet, eine zweistufig ansteigende und abfallende Treppen-Wellenform wird für die ersten Halteimpulse wie in der zehnten Anordnung verwendet, und eine zweistufig ansteigende Treppen-Wellenform wird für die Löschimpulse wie in der elften Anordnung verwendet.
Durch Anlegen von Spannung an die Wellenformen-Kombinationen in jeder Periode kann der Kontrast verbessert werden und durch Entladungsverzögerung verursachtes Flackern wie im Folgenden erläutert eingeschränkt werden.
Durch die Verwendung von Wellenformen für die Einstell- und Löschimpulse kann der Kontrast während der Einstell- und Löschentladungen verbessert werden, doch besteht auch eine Tendenz zu Erhöhung der Größe der Entladungsverzögerung T_add in der Schreibentladung und der Entladungsverzögerung Ts_sus1 in der ersten Halteentladung. Der Grund dafür ist, dass die Verwendung einer Treppen-Wellenform für die Einstellund Löschimpulse verursacht, dass die Entladung schwächer wird, wodurch der Betrag der Übertragungsladung und damit der Betrag der Wandübertragungsladung verringert wird, die in der Einstellperiode auftritt.
In der vorliegenden Anordnung jedoch verhindert der Vorgang zum Reduzieren der Entladungsverzögerung T_add durch Verwenden einer Treppen-Wellenform für die Datenimpulse und der Vorgang zum Reduzieren der Entladungsverzögerung Ts_sus1 durch Verwenden einer Treppen-Wellenform für die ersten Halteimpulse eine Entladungsverzögerung, und damit wird kein Flackern generiert.
In einem Treiberverfahren wie dem in der vorliegenden Anordnung kann ein extrem hoher Kontrast und eine zufriedenstellende Bildqualität erzielt werden, selbst wenn eine Ansteuerung mit hoher Geschwindigkeit unter Verwendung von Schreibimpulsen mit einer Breite von 1,25 μs ausgeführt wird.
Versuch 14A
PDP 10 wurde mit einer einfachen Rechteckwelle, die für die Schreib- und Halteimpulse verwendet wurden, und beiden einfachen Rechteckwellen und zweistufig ansteigenden und abfallenden Wellenformen, die für die Einstell- und Löschimpulse verwendet wurden, angesteuert. Eine durchschnittliche Entladungsverzögerungszeit Td_add (μs), die bei der Schreibentladung auftritt, eine durchschnittliche Entladungsverzögerungszeit Td_sus1 (μs), die bei der ersten Halteentladung auftritt, das Kontrastverhältnis und ein Entladungswirkungsgrad P (%) für die erste Halteentladung wurden gemessen.
Der Entladungswirkungsgrad P wurde gemessen, indem der Vorgang vom Schreiben bis zur Halteentladung 1000 Mal ausgeführt und gezählt wurde, wie oft Licht in der ersten Halteentladung abgestrahlt wurde.
Die Beurteilung der Lichtabstrahlung wurde unter Verwendung einer Lawinenfotodiode (APD) durchgeführt, um die Lichtabstrahlung während einer Entladung auf einem digitalen Oszilloskop zu beobachten.
Versuch 14B
Der PDP 10 wurde unter Verwendung einer Treppen-Wellenform sowohl für Einstell- als auch Löschimpulse und einer einfachen Rechteckwelle für alle Halteimpulse angesteuert, wobei eine einfache Rechteckwelle und eine zweistufig ansteigende und abfallende Treppen-Wellenform abwechselnd für die Schreibimpulse verwendet wurden. Die durchschnittliche Entladungsverzögerungszeit Td_add (μs), die bei der Schreibentladung auftritt, eine durchschnittliche Entladungsverzögerungszeit Td_sus1 (μs), die bei der ersten Halteentladung auftritt, das Kontrastverhältnis und ein Entladungswirkungsgrad P (%) für die erste Halteentladung wurden gemessen.
Versuch 14C
Der PDP 10 wurde unter Verwendung einer Treppen-Wellenform für die Einstell-, Lösch- und Schreibimpulse angesteuert, wobei eine einfache Rechteckwelle und eine zweistu fig ansteigende und abfallende Treppen-Wellenform abwechselnd für die ersten Halteimpulse verwendet wurden. Die durchschnittliche Entladungsverzögerungszeit Td_add (μs), die bei der Schreibentladung auftritt, eine durchschnittliche Entladungsverzögerungszeit Td_sus1 (μs), die bei der ersten Halteentladung auftritt, das Kontrastverhältnis und ein Entladungswirkungsgrad P (%) für die erste Halteentladung wurden gemessen. Tabelle 10 zeigt die Ergebnisse der Versuche 14A, 14B und 14C.
Tabelle 10
Aus den Ergebnissen für Versuch 14A ist ersichtlich, dass die Verwendung einer Treppen-Wellenform an Stelle einer einfachen Rechteckwelle für die Einstell- und Löschimpulse den Kontrast in hohem Maße verbessert. Gleichzeitig werden jedoch die durchschnittliche Entladungsverzögerungszeit Td_add1 die bei der Schreibentladung auftritt und die durchschnittliche Entladungsverzögerungszeit Td_sus1 die bei der ersten Halteentladung auftritt, größer und der Entladungswirkungsgrad P wird reduziert.
Daraus und aus den Ergebnissen von Versuch 14B ist ersichtlich, dass die Verwendung einer Treppen-Wellenform an Stelle einer einfachen Rechteckwelle für die Schreibimpulse sowie für die Einstell- und Löschimpulse den Kontrast auf einem verbesserten Niveau hält und die Erhöhung der durchschnittlichen Entladungsverzögerungszeit Td_add1, die bei der Schreibentladung auftritt, und der durchschnittlichen Entladungsverzögerungszeit Td_sus1 die bei der ersten Halteentladung auftritt, einschränkt und auch den Abfall des Entladungswirkungsgrads P einschränkt.
Daraus und aus den Ergebnissen von Versuch 14C ist ersichtlich, dass die Verwendung einer Treppen-Wellenform an Stelle einer einfachen Rechteckwelle für die Schreibimpulse und die ersten Halteimpulse sowie für die Einstell- und Löschimpulse den Kontrast verbessert, die durchschnittliche Entladungsverzögerungszeit Td_add, die bei der Schreibentladung auftritt, und die durchschnittliche Entladungsverzögerungszeit Td_sus1 die bei der ersten Halteentladung auftritt, reduziert und den Entladungswirkungsgrad P verbessert.
Fünfzehnte Anordnung
47 ist ein Zeitdiagramm, das ein PDP-Treiberverfahren zeigt, das sich auf die vorliegende Anordnung bezieht.
In der vorliegenden Anordnung werden Treppen-Wellenformen für die Einstell-, Schreib- und Löschimpulse wie in der vierzehnten Anordnung verwendet. Treppen-Wellenformen werden auch nicht nur für die ersten, sondern alle Halteimpulse verwendet.
In der vorliegenden Anordnung, wie in 47 gezeigt, wird eine zweistufig ansteigende Treppen-Wellenform für die Einstellimpulse wie in der ersten Anordnung verwendet, eine zweistufig abfallende Treppen-Wellenform wird für die Datenimpulse wie in der vierten Anordnung verwendet, eine zweistufig ansteigende und abfallende Treppen-Wellenform wird für die Halteimpulse wie in der beschriebenen Ausführungsform verwendet, und eine zweistufig ansteigende und abfallende Treppen-Wellenform wird für die Lösch- impulse wie in der elften Anordnung verwendet.
Durch Anlegen von Spannung an die Wellenformen-Kombinationen in jeder Periode kann der Kontrast verbessert, durch Entladungsverzögerung verursachtes Flackern eingeschränkt und ein hoher Leuchtwirkungsgrad verwirklicht werden, wie im Folgenden erläutert wird.
Allerdings tendiert ein PDP mit einer höheren Auflösung im Allgemeinen dazu, einen geringeren Leuchtwirkungsgrad aufzuweisen. Dies ist äußerst wahrscheinlich auf die Tatsache zurückzuführen, dass kleinere Entladezellen bedeuten, dass der Wandoberflächenbereich pro jeder Volumeneinheit in dem Entladungsraum größer ist, wodurch der Wandoberflächenverlust von Exzitonen verursacht wird, und dass sich die Anzahl geladener Partikel aus dem Entladegas erhöht. Bei PDPs mit einer höheren Auflösung ist es auch wahrscheinlicher, dass sie eine höhere Anzahl von Verunreinigungen aufweisen, wie beispielsweise Dampf aus einem Entleerungsprozess, der während des Herstellungsprozesses ausgeführt wurde. Dies ist äußerst wahrscheinlich auf die Tatsache zurückzuführen, dass Reduzierungen der Intervalle zwischen den Sperrrippen die Leitfähigkeit verschlechtern. Eine große Menge von Veruneinigungen im Entladegas tendiert auch dazu, die Anfangsspannung zu erhöhen.
Dementsprechend macht die Verwendung einer einfachen Rechteckwelle wie derjenigen nach dem Stand der Technik zum Ansteuern eines hochauflösenden PDP bei hoher Geschwindigkeit ein Flackern wahrscheinlicher, und das Ansteuern des PDP in einer stabilen Art und Weise ist schwierig. In der vorliegenden Anordnung kann ein hochauflösender PDP jedoch selbst bei einer hohen Geschwindigkeit von etwa 1,25 μs angesteuert werden, wodurch das Ansteuern stabil bei gleichzeitigem Anzeigen eines hochauflösenden Bildes bei voller Spezifikation ausgeführt werden kann.
In einem vergleichsweise hochauflösenden PDP ermöglicht die Verwendung einer Treppen-Wellenform für die Halteimpulse das Erzielen großer Verbesserungen hinsichtlich des Leuchtwirkungsgrades. Änderungen des Zellenabstands in dieser Art von PDP erzeugen große Änderungen in den erhaltenen Wirkungen. Der Grund dafür ist, dass es schwierig ist, Wirkungen durch Verwendung einer Treppen-Wellenform in einem PDP mit breiten Elektroden zu erzielen, da ein vergleichsweise großer Entladestrom erhalten werden kann, selbst wenn eine einfache Rechteckwelle als die Halteimpulse verwendet wird. In einem PDP mit engen Elektroden bedeutet die Verwendung einer einfachen Rechteckwelle als die Halteimpulse jedoch, dass einer kleiner Entladestrom erhalten wird, so dass die Verwendung einer Treppen-Wellenform ein einfacheres Erzeugen der Wirkungen gestattet.
Versuch 15A
Der PDP wurde unter Verwendung einer Treppen-Wellenform für die Einstell- und Löschimpulse und einer einfachen Rechteckwelle für alle Halteimpulse angesteuert, wobei eine einfache Rechteckwelle und eine zweistufig ansteigende und abfallende Treppen-Wellenform abwechseln für die Schreibimpulse verwendet wurden. Der Zellenabstand wurde auf 360 μm und 140 μm eingestellt. Der relative Leuchtwirkungsgrad n und das Kontrastverhältnis wurden gemessen.
Versuch 15B
Der PDP wurde unter Verwendung einer Treppen-Wellenform für die Schreibimpulse sowie für die Einstell- und Löschimpulse und einer einfachen Rechteckwelle für alle Schreibimpulse angesteuert, wobei eine einfache Rechteckwelle und eine zweistufig ansteigende und abfallende Treppen-Wellenform abwechseln für die Halteimpulse verwendet wurden. Der Zellenabstand wurde auf 360 μm und 140 μm eingestellt. Der relative Leuchtwirkungsgrad η und das Kontrastverhältnis wurden gemessen.
In beiden Versuchen 15A und 15B wurde ein Kontrastverhältnis von etwa 400 : 1 als zufriedenstellend ermittelt. Tabelle 11 zeigt die Ergebnisse der Messungen des relativen Leuchtwirkungsgrads η.
Tabelle 11
Aus diesen Ergebnissen ist ersichtlich, dass ein PDP mit einem Zellenabstand von 140 μm im Allgemeinen einen geringeren Leuchtwirkungsgrad als ein PDP mit einem Zellenabstand von 360 μm aufweist.
Aus den Ergebnissen von Versuch 15A ist ersichtlich, dass der Leuchtwirkungsgrad sich nicht ändert, gleichgültig, ob eine einfache Rechteckwelle oder eine Treppen-Wellenform für die Schreibimpulse verwendet wird. Die Ergebnisse von Versuch 15B zeigen jedoch, dass die Verwendung einer Treppen-Wellenform für die Halteimpulse einen höheren Leuchtwirkungsgrad erzeugt, als wenn eine einfache Rechteckwelle verwendet wird. Die Ergebnisse von Versuch 16B zeigen des Weiteren, dass die Verwendung einer Treppen-Wellenform an Stelle einer einfachen Rechteckwelle für die Halteimpulse den Leuchtwirkungsgrad um etwa 8% in dem PDP mit dem Zellenabstand von 360 μm, und um etwa 30% in dem PDP mit dem Zellenabstand von 140 μm erhöht. Insbesondere zeigt dies, dass die Verwendung einer Treppen-Wellenform für die Halteimpulse in einem hochauflösenden PDP den Leuchtwirkungsgrad in hohem Maße verbessert.
Daher ermöglicht die Verwendung des Treiberverfahrens der vorliegenden Anordnung, dass ein PDP bei Hochgeschwindigkeit mit einem hohen Leuchtwirkungsgrad angesteuert werden kann, wodurch hochauflösende Bilder stabil angezeigt werden können.
Weitere Informationen
Die vorliegende Erfindung erzielt einen verbesserten Leuchtwirkungsgrad durch Verwendung eindeutiger Wellenformen, insbesondere einer Treppen-Wellenform für die Systemeinstell- und vorzugsweise Schreib- und Löschimpulse, wie vorher beschneben. Allerdings müssen die Mittel zum Anlegen von Impulsen an die Abtastelektroden, Halteelektroden und Datenelektroden nicht auf diejenigen beschränkt werden, die vorher beschrieben wurden, vorausgesetzt, dass solch ein Mittel im Allgemeinen verwendet werden kann, wenn ein PDP unter Verwendung des ADS-Verfahrens angesteuert wird.
Beispielsweise wurde in den oben genannten Anordnungen ein Beispiel beschneben, in dem die Einstell- und Löschimpulse in Treppen-Wellenform an die Einstell- und Löschimpulse angelegt wurden, doch können die gleichen Wirkungen durch Anlegen der Impulse an die Datenelektroden 14 und die Halteelektroden 19b erzielt werden.
In den oben genannten Anordnungen wurde eine Treppen-Wellenform für die Datenimpulse verwendet, die an die Datenelektroden 14 angelegt wurden als ein Beispiel für die Verwendung einer Treppen-Wellenform für die Schreibimpulse, doch kann eine Treppen-Wellenform auch für die Abtastimpulse verwendet werden, die an die Abtastelektroden 19a angelegt werden.
Des Weiteren wurde in der Entlade-Halteperiode in den oben genannten Anordnungen ein Beispiel angegeben, in dem ein positiver Halteimpuls abwechselnd an die Abtastelektroden 19a und die Halteelektroden 19b angelegt wurde. Als eine Alternative können positive und negative Halteimpulse abwechselnd an die Abtastelektroden 19a oder die Halteelektroden 19b angelegt werden. In diesem Fall ermöglicht die Verwendung einer Treppen-Wellenform für die Halteimpulse, dass die gleichen Wirkungen erzielt werden können.
Die Bildschirmstruktur des PDP muss ebenfalls nicht die gleiche wie diejenige sein, die beschrieben wurde.
MÖGLICHE INDUSTRIELLE ANWENDUNG
Das PDP-Treiberverfahren, das sich auf die vorliegende Erfindung bezieht, kann effizient in Computer- und Fernseh-Anzeigeeinrichtungen, und insbesondere in Großbildschirmeinrichtungen dieser Art eingesetzt werden.

Claims

Plasma-Bildschirm-Treiberverfahren für einen Plasma-Bildschirm (PDP), in dem eine Vielzahl von Entladezellen zwischen einem Paar von Substraten (11, 12) angeordnet ist, wobei jede Entladezelle eine Abtastelektrode (19a₁ –19a_N ) und eine Dauerelektrode (19b₁ –19b_N ) umfasst, die auf einem der Substrate (11) ausgebildet sind, und eine Datenelektrode (14₁ –14_N ), die auf dem anderen Substrat (12) ausgebildet ist, wobei das PDP-Vertahren die folgenden Schritte wiederholt, um eine Bildschirmanzeige auszuführen: einen Schreibschritt, der einen Schreibimpuls an die ausgewählten Entladezellen der Vielzahl von Entladezellen anlegt, um ein Bild zu schreiben; und einen Dauerentladeschritt (discharge sustain step), der nach dem Schreibschritt wenigstens einen Dauerimpuls (sustain pulse) zwischen den Abtast- und Dauerelektroden anlegt, um eine Dauerentladung in den ausgewählten Entladezellen durchzuführen; dadurch gekennzeichnet, dass die im Dauerschritt (sustain step) angelegten Dauerimpulse eine Treppen-Wellenform aufweisen, die in wenigstens zwei Stufen steigt, wobei die Spannung des ersten Stufenanstiegs in der Treppen-Wellenform nicht geringer als V_f – 20 V, aber nicht höher als V_f + 30 V ist, wenn V_f die Entlade-Anfangsspannung ist und die Zeit vom Ende des ersten Stufenanstiegs bis zum Beginn des zweiten Stufenanstiegs nicht weniger als T_df – 0,2 μs, aber nicht mehr als T_df + 0,2 μs beträgt, wenn T_df die Entlade-Verzögerungszeit ist, die auf die Dauerimpulse zurückzuführen ist.
Plasma-Bildschirm-Treiberverfahren nach Anspruch 1, wobei die Treppen-Wellenform des Dauerimpulses in wenigstens zwei Stufen abfällt.
Plasma-Bildschirm-Treiberverfahren nach Anspruch 1 und Anspruch 2, wobei die Dauerimpulse, die im Dauerschritt angelegt werden, eine maximale Spannung V aufweisen, die nicht geringer als V_f, aber nicht größer als V_f + 150 V ist.
Plasma-Bildschirm-Treiberverfahren nach Anspruch 1, wobei ein zweiter Stufenanstieg der Wellenform für die Dauerimpulse einer Endlosfunktion entspricht.
Plasma-Bildschirm-Treiberverfahren nach Anspruch 4, wobei der zweite Stufenanstieg der Wellenform für die Dauerimpulse zwischen dem Ende der Ladeperiode durchgeführt wird, in der die Entladezellen voll geladen werden, und dem Ende des Entladestroms.
Plasma-Bildschirm-Treiberverfahren nach Anspruch 4, wobei in der Wellenform für die Dauerimpulse: der erste Stufenanstieg einer trigonometrischen Funktion entspricht und zwischen der Zeit, zu welcher der Entladestrom zu fließen beginnt, und der Zeit, zu welcher der Entladestrom einen Höchstwert erreicht, abgeschlossen wird; und der zweite Stufenanstieg zwischen der Zeit, zu welcher der Entladestrom einen Höchstwert erreicht, und dem Ende des Entladestroms gestartet wird.
Plasma-Bildschirm-Treiberverfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 6, wobei ein erster Stufenabfall in der Wellenform für die Dauerimpulse auf etwa die Spannung der Mindestdauerentladung sinkt, wobei die Rate des Abfalls einer trigonometrischen Funktion entsprcht.
Plasma-Bildschirm-Treiberverfahren nach Anspruch 4, wobei der zweite Stufenanstieg in der Wellenform für die Dauerimpulse einer Exponentialfunktion entspricht.
Plasma-Bildschirm-Treiberverfahren nach Anspruch 1, wobei die Wellenform für die Dauerimpulse, die im Dauerschritt angelegt werden, so eingestellt ist, dass die Spannung, die angelegt wird, wenn der Entladestrom am höchsten ist, höher ist als die Spannung zum Entlade-Anfangszeitpunkt.
Plasma-Bildschirm-Treiberverfahren nach Anspruch 8, wobei der Anstiegsabschnitt der Wellenform für die Dauermpulse die Form einer linearen oder annähernd linearen Flanke besitzt, die einen konstanten Gradienten aufweist.
Plasma-Bildschirm-Treiberverfahren nach einem der Ansprüche 1, 3 und 9, wobei die Wellenform für jeden Dauerimpuls so ist, dass die Phase der Verschiebung im Entladestrom früher eingestellt ist als die Phase der Verschiebung in der Spannung, die an die Entladezellen angelegt wird während einer Periode in dem Impuls zwischen dem Punkt, an dem der Entladestrom beginnt, und dem Punkt, an dem der Entladestrom einen Spitzenwert erreicht.
Plasma-Bildschirm-Treiberverfahren nach einem der Ansprüche 1, 3 und 9, wobei die Wellenform für die Dauerimpulse durch Hinzufügen von wenigstens zwei Impulsen und Anlegen des daraus resultierenden Impulses generiert wird.
Plasma-Bildschirm-Treiberverfahren nach einem der Ansprüche 1, 3 oder 9, wobei ein Entladegas in jeder der Entladezellen im PDP unter einem Druck von 800 bis 4000 Torr eingeschlossen ist.
Plasma-Bildschirm-Treiberverfahren nach Anspruch 13, wobei ein träges Gasgemisch, das Helium, Neon, Xenon und Argon enthält, als das Entladegas verwendet wird.
Plasma-Bildschirm-Treiberverfahren nach Anspruch 3 oder 4, wobei das Entladegas ein Gemisch ist, das nicht mehr als 5% Xenon, nicht mehr als 0,5% Argon und weniger als 55% Helium enthält.