JP2003345298A - プラズマ表示装置および駆動動作の設定方法 - Google Patents

プラズマ表示装置および駆動動作の設定方法

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Abstract

(57)【要約】 【課題】表示放電における輝度および発光効率を改善
し、かつ表示寿命の短縮を防ぐことを目的とする。 【解決手段】表示電極とアドレス電極との間に放電ガス
空間と蛍光体とが存在する構造をもつプラズマディスプ
レイパネルに対して、点灯すべきセルに壁電荷を形成す
るアドレッシングの後、セルで表示放電とそれに引き続
く壁電荷の再形成とを生じさせるために、少なくとも1
本の表示電極の電位を表示放電の開始時点と終了時点と
で異なるように変化させる駆動動作を行い、表示放電の
開始時点における表示電極とアドレス電極との間のセル
電圧を、予め測定された微小放電開始電圧より低い電圧
とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、プラズマディスプ
レイパネル(Plasma Display Panel:PDP)によって
画像表示をするプラズマ表示装置、およびプラズマディ
スプレイパネルを駆動する駆動回路の動作設定方法に関
する。
【0002】プラズマ表示装置は大画面テレビジョン受
像機として普及しつつある。いっそうの普及を図るには
プラズマ表示装置の性能をさらに高める必要がある。特
に、消費電力に対する輝度の比率で定義される発光効率
は、現在のところ液晶表示装置よりも低いので、これを
改善することは急務である。
【0003】
【従来の技術】カラー表示デバイスとして面放電タイプ
のAC型PDPが知られている。ここでいう面放電タイ
プは、セルの発光量を決める表示放電において陽極およ
び陰極となる第1および第2の表示電極を、基板対の一
方の基板上に平行に配列し、表示電極対と交差するよう
にアドレス電極を他方の基板上に配列した3電極構造を
もつタイプである。表示電極対は誘電体で被覆され、ア
ドレス電極は放電ガス空間を介して表示電極対と対向す
る。面放電タイプでは、カラー表示のための蛍光体層を
アドレス電極が配列された基板上に形成することによっ
て表示電極対からパネル厚さ方向に遠ざけて配置するこ
とができる。表示電極対から遠ざけることによって、放
電時の衝撃による蛍光体層の劣化を低減することができ
る。
【0004】広く知られるようにAC型PDPによる表
示では、表示データに応じてセルの壁電圧を制御するラ
イン順次のアドレッシングが行われ、その後にセルに点
灯維持電圧パルス列を印加するサステインが行われる。
アドレッシングで各セルについて点灯または非点灯が決
まり、サステインでセルの発光量が決まる。上述の3電
極構造の場合には、アドレッシングにおいて、マトリク
ス表示の各行に対応する表示電極対の一方の表示電極
が、行選択のためのスキャン電極となる。スキャン電極
とアドレス電極との間でのアドレス放電と、それをトリ
ガーとした表示電極間のアドレス放電とを生じさせるこ
とによってサステインに適した壁電荷が形成される。サ
ステインにおいては、表示電極対に交流波形の駆動電圧
がすべてのセルに一括に印加され、その時点で所定量の
壁電荷が存在するセル(点灯すべきセル)のみで基板面
に沿った面放電形態の表示放電が生じる。
【0005】PDPの駆動電圧波形の設計に関して、ア
ドレッシングに先立って画面の壁電荷を均等化するリセ
ット処理の駆動電圧を、微小放電開始電圧閉曲線(以
下、Vt閉曲線という)を利用して決める手法が特開2
001−242825号公報によって提案されている。
この手法では、複数の電極をもつPDPのセルの電位状
態をセル電圧平面と呼称する座標空間内の点として捉え
る。駆動対象のPDPにおける各電極間の微小放電開始
電圧を測定し、セル電圧平面にプロットすることによ
り、動作電圧特性がVt閉曲線として図式表現される。
この図式化により、実際の駆動波形における最適な電圧
条件を見つけ出すことが容易になる。セル電圧平面の座
標軸となるセル電圧は、駆動回路によって電極間に印加
する電圧と、セル内で壁電荷がつくる電極間電位差(壁
電圧)との和として定義される。3電極構造の場合に
は、3つの電極間のうちの2つを選び、それぞれのセル
電圧を座標軸としてセル電圧平面を定義する。
【0006】図14は3電極構造に適用される表示放電
のための従来の一般的な駆動波形を示す。従来の駆動方
法は、表示期間において第1の表示電極と第2の表示電
極とに交互に振幅Vsの単純矩形波形のサステインパル
スを印加する。すなわち、第1および第2の表示電極を
交互に一時的に電位−Vsにバイアスする。アドレス電
極についてはバイアスを行わない。このような電位制御
により、第1の表示電極と第2の表示電極との間(これ
をXY電極間という)に、交番極性のパルス列を有した
駆動電圧信号が加わる。第1の表示電極とアドレス電極
との間(これをXA電極間という)、 およびアドレス電
極と第2の表示電極との間(これをAY電極間という)
には、表示電極のバイアスに対応した電圧が加わる。全
てのセルに対する第1番目のサステインパルスの印加に
呼応して、以前のアドレッシングで所定量の壁電荷が形
成されたセルにおいて表示放電が生じる。放電が生じる
と、いったん誘電体上の壁電荷が消失し、直ちに壁電荷
の再形成が始まる。再形成される壁電荷の極性は以前と
反対である。壁電荷の再形成にともなってXY電極間の
セル電圧が降下して表示放電は終息する。放電の終息と
は、表示電極を流れる放電電流が実質的に0(ゼロ)に
なることを意味する。第2番目のサステインパルスが印
加されると、駆動電圧の極性とその時点の壁電圧の極性
とが同一であって、壁電圧が駆動電圧に重畳してセル電
圧が増大するので、再び表示放電が生じる。以降は同様
にサステインパルスの印加ごとに表示放電が生じる。
【0007】なお、必ずしもパルスベース電位はグラン
ド電位(GND)である必要はない。サステインパルス
の極性は図示の負極性に限らず、正極性であってもよ
い。また、表示電極対の一方の表示電極に振幅Vs’の
パルスを印加し、それと同時に他方の表示電極に振幅−
(Vs−Vs’)のパルスを印加することで、XY電極
間に図示と同様の駆動電圧信号を加えることも可能であ
る。
【0008】図15は従来の駆動方法に係る表示過程を
表すセル電圧平面図である。セル電圧平面によればセル
の状態遷移を理解することができる。図15では、XA
電極間のセル電圧Vc(XA)を横軸にとり、AY電極間の
セル電圧Vc(AY)を縦軸にとってある。図中の丸(〇)
で表された状態[1],[1’],[2],[3],
[3’],および[4]は、順に図14の時点t
[1],t[1’],t[2],t[3],t
[3’],およびt[4]に対応する。
【0009】第2の表示電極を負電位にバイアスするこ
とによって、第1の表示電極を陽極とする表示放電が生
じる。この表示放電が終息した後、パルスの後縁までの
期間では、XY電極間への駆動電圧(Vs)の印加が続
いているので、空間電荷が誘電体に静電吸引されて壁電
荷として帯電する。帯電はXY電極間のセル電圧Vc(X
Y)が0(零)になるまで続く。帯電終了時のXY電極間
の壁電圧Vw(XY)は−Vsである。このような状態から
次の(1)〜(4)のように状態が遷移する。 (1) 状態[1]においては、空間電荷の静電吸引に
よる壁電荷の帯電が終了しており、駆動電圧が壁電圧V
w(XY)に打ち消され、XY電極間のセル電圧Vc(XY)は
0である。そして、XA電極間のセル電圧Vc(XA)およ
びAY電極間のセル電圧Vc(AY)も0である。第2の表
示電極のバイアス終了にともなって、セル電圧Vc(AY)
は0から壁電圧Vw(AY)の値へと変わる。状態[1’]
においてセル電圧Vc(AY)は−Vsである。 (2) 次に、第1の表示電極を負電位にバイアスする
ことによってXA電極間のセル電圧Vc(XA)が変化す
る。状態[2]においてVc(XA)=−Vs、Vc(AY)=
−Vsである。状態[1’]から状態[2]への遷移に
呼応して、第2の表示電極を陽極とする表示放電が生じ
る。 (3) 表示放電および空間電荷の静電吸引によって、
壁電圧Vw(XA)はVsになる。状態[3]においてVc
(XA)=0、Vc(AY)=0である。第1の表示電極のバイ
アス終了にともなって、セル電圧Vc(XA)は壁電圧Vw
(XA)の値になり、セル電圧Vc(AY)は壁電圧Vw(AY)の
値になる。状態[3’]においてVc(XA)=Vs、Vc
(AY)=0である。 (4) 再び第2の表示電極がバイアスされることによ
って、AY電極間のセル電圧Vc(AY) が変化する。状
態[4]においてVc(XA)=Vs、Vc(AY)=Vsであ
る。状態[3’]から状態[4]への遷移に呼応して、
再び第1の表示電極を陽極とする表示放電が生じる。そ
の後、状態[4]から状態[1]へ戻り、以上の状態遷
移が繰り返される。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】上述したように単純矩
形波形のサステインパルスを印加する従来の駆動方法で
は、状態[2]および状態[4]のように表示放電が生
じる瞬間におけるXA電極間のセル電圧とAY電極間の
セル電圧とについて、Vc(XA)=Vc(AY)の関係があ
る。この関係は、駆動条件を最適化するためにパルス振
幅(Vs)を許容範囲内のどのような値に設定しても固
定的に成立する。つまり、セル電圧平面において、必ず
状態[2]および状態[4]は、原点(両軸の交点)を
通る傾き1の直線上に位置する。このような従来の駆動
方法における輝度および発光効率の駆動電圧依存性は図
16で示される。ここでの駆動電圧はXY電極間に印加
する表示放電のためのサステイン電圧(Vs)であり、
発光効率は単位消費電力[W]当たりの発光量[lm]
である。図16が示すとおり、従来では輝度を高めよう
とすると発光効率が低下してしまうという問題があっ
た。
【0011】本発明は、表示放電における輝度および発
光効率を改善し、かつ表示寿命の短縮を防ぐことを目的
としている。
【0012】
【課題を解決するための手段】本発明においては、点灯
すべきセルに壁電荷を形成するアドレッシングの後、点
灯すべきセルで表示放電とそれに引き続く壁電荷の再形
成とを生じさせるために、少なくとも1本の表示電極の
電位を表示放電の開始時点と終了時点とで異なるように
変化させ、表示放電の開始時点における表示電極とアド
レス電極との間のセル電圧を、予め測定された微小放電
開始電圧よりも低い電圧とする。表示電極の電位を変化
させることは、表示電極間に単純矩形でない波形の電圧
信号を印加することに相当する。表示電極間に印加する
駆動電圧を変化させることによって、表示放電に係るセ
ル状態の設定の選択肢が多様になり、輝度および発光効
率の改善が可能になる。表示電極とアドレス電極との間
のセル電圧を微小放電開始電圧よりも低い電圧とするこ
とにより、蛍光体の劣化を招く表示電極とアドレス電極
との間の放電が起こらず、十分な表示寿命が得られる。
【0013】また、本発明においては、表示放電を生じ
させるサステインの駆動動作設定に、セル電圧平面を定
義してVt閉曲線を測定する手法を利用する。これによ
り、動作条件を最適化する設計作業の労力を少なくする
ことができる。
【0014】
【発明の実施の形態】図1は本発明に係るプラズマ表示
装置の構成図である。プラズマ表示装置100は、32
インチサイズのカラー表示画面を有した3電極構造のP
DP1と、セルの発光を制御するドライブユニット70
とから構成されており、壁掛け式テレビジョン受像機、
コンピュータシステムのモニター、およびその他として
利用される。
【0015】PDP1は一対の基板構体からなる。基板
構体とは、ガラス基板上に電極その他の構成要素を設け
た構造体である。PDP1では、表示放電を生じさせる
ための電極対を構成する表示電極X,Yが同一方向に配
列され、これら表示電極X,Yと交差するようにアドレ
ス電極Aが配列される。表示電極X,Yは画面の行方向
(水平方向)に延び、誘電体および保護膜で覆われる。
表示電極Yはスキャン電極として用いられる。アドレス
電極Aは列方向(垂直方向)に延びており、アドレス電
極Aはデータ電極として用いられる。行とは列方向の配
置順序が等しい列数分のセルの集合であり、列とは行方
向の配置順序が等しい行数分のセルの集合である。
【0016】ドライブユニット70は、コントローラ7
1、電源回路73、Xドライバ76、Yドライバ77、
およびAドライバ78を有している。ドライブユニット
70にはTVチューナ、コンピュータなどの外部装置か
らR,G,Bの3色の輝度レベルを示すフレームデータ
Dfが各種の同期信号とともに入力される。フレームデ
ータDfはコントローラ71の中のフレームメモリに一
時的に記憶される。コントローラ71は、フレームデー
タDfを階調表示のためのサブフレームデータDsfに
変換してAドライバ78へ送る。サブフレームデータD
sfは1セル当たり1ビットの表示データの集合であっ
て、その各ビットの値は該当する1つのサブフレームに
おけるセルの発光の要否、厳密にはアドレス放電の要否
を示す。なお、インタレース表示の場合には、フレーム
を構成する複数のフィールドのそれぞれが複数のサブフ
ィールドで構成され、サブフィールド単位の発光制御が
行われる。ただし、発光制御の内容はプログレッシブ表
示の場合と同様である。
【0017】Xドライバ76、Yドライバ77、および
Aドライバ78は、電極に対するパルス印加のためのス
イッチングデバイスを有しており、コントローラ71か
らの指示に従って、パルス振幅に対応したバイアス電源
ラインと電極との導通路を開閉する。
【0018】図2は表示画面のセル配列を示す平面図で
ある。表示画面において放電空間は規則的に蛇行する隔
壁29によって列ごとに区画され、広大部(行方向の幅
の大きい部分)31Aと狭窄部(幅の小さい部分)31
Bとが交互に並ぶ列空間31が形成されている。すなわ
ち、各隔壁29は平面視において一定の周期および幅で
波打っており、隣り合う隔壁29との距離が列方向にお
ける等間隔の位置ごとに一定値より小さくなるように配
置されている。一定値とは放電の抑止が可能な寸法であ
り、ガス圧などの放電条件によって定まる。隣り合う隔
壁で挟まれた列空間31が全ての行に跨がって連続する
構造は、列単位のプライミングによる駆動の容易化、蛍
光体層の膜厚の均一化、および製造における排気処理の
容易化を図る上で有利である。狭窄部31Bでは面放電
が生じにくいので、実質的には広大部31Aが発光に寄
与する。すなわち、各セルCは表示画面における1つの
広大部31Aの範囲内の構造体である。各行において1
列置きにセルが存在する。そして、隣り合う2つの行に
注目すると、セルの存在する列が1列ごとに交互に入れ
替わる。つまり、セルは行方向および列方向の双方にお
いて千鳥状に並ぶ。図では代表として6個のセルCを鎖
線の円で示してある(図を見やすくするために円は実際
より若干大きい範囲を囲んでいる)。PDP1では、R
GBの計3つのセルによって1つの画素が構成され、カ
ラー表示の3色の配列形式は三角(デルタ)配列形式で
ある。三角配列は、行方向においてセルの幅が画素ピッ
チの1/3よりも大きく、インライン配列に比べて高精
細化に有利である。また、画面のうちの非発光領域の占
める割合が小さいので、高輝度の表示を行うことができ
る。なお、必ずしも水平方向を行方向とする必要はな
く、垂直方向を行方向とし水平方向を列方向としてもよ
い。
【0019】図3はPDPのセル構造を示す斜視図であ
る。PDP1では、前面基板構体10のガラス基板11
の内面に表示電極X,Y、誘電体層17および保護膜1
8が設けられ、背面基板構体20のガラス基板21の内
面にアドレス電極A、絶縁層24、隔壁29、および蛍
光体層28R,28G,28Bが設けられている。表示
電極X,Yは、列方向に一定の間隔(面放電ギャップ)
を隔てて交互に配列される。面放電ギャップのギャップ
方向、すなわち表示電極X,Yの対峙方向は列方向であ
る。
【0020】図4は表示電極の形状を示す平面図であ
る。表示電極X,Yのそれぞれは、列方向に蛇行しなが
ら行方向に延びる透明導電膜41と、広大部31Aを避
けるように隔壁29に沿って蛇行しながら行方向に延び
る帯状の金属膜42とで構成される。透明導電膜41
は、波打つように湾曲した帯状であって、列毎に金属膜
42から広大部31Aに向かって張り出す弧状のギャッ
プ形成部をもつ。各広大部31Aにおいて、表示電極X
のギャップ形成部と表示電極Yのギャップ形成部とが対
峙し、鼓状の面放電ギャップを形成する。対峙するギャ
ップ形成部の対において、対向する辺どうしは平行でな
い。なお、帯状の透明導電膜41の幅は規則的に変化し
てもよい。この電極形状によれば、直線帯状とする場合
と比べて、面放電ギャップ長(最短電極間距離)を増大
させずに電極間距離の静電容量を低下させることができ
る。また、広大部31Aの行方向中央での透明導電膜4
1と金属膜42との距離が大きいので、透明導電膜41
と金属膜42との隙間に生じる電界の強度が小さい。こ
のことは行間の放電干渉の防止に寄与する。さらに、副
次的な効果として、金属膜42による遮光が軽減されて
発光効率が高まる。
【0021】図5はフレーム分割の概念図である。PD
P1による表示では、2値の点灯制御によってカラー再
現を行うために、入力画像である時系列のフレームFを
所定数qのサブフレームSFに分割する。つまり、各フ
レームFをq個のサブフレームSFの集合に置き換え
る。これらサブフレームSFに順に例えば20 ,21
2 ,…2q-1 の重みを付与して各サブフレームSFの
表示放電の回数を設定する。図ではサブフレーム配列が
重みの順であるが、他の順序であってもよい。冗長な重
み付けを採用して偽輪郭を低減してもよい。このような
フレーム構成に合わせてフレーム転送周期であるフレー
ム期間Tfをq個のサブフレーム期間に分割し、各サブ
フレームSFに1つのサブフレーム期間を割り当てる。
さらに、サブフレーム期間を、初期化のためのリセット
期間TR、アドレッシングのためのアドレス期間TA、
およびサステインのための表示期間TSに分ける。リセ
ット期間TRおよびアドレス期間TAの長さが重みに係
わらず一定であるのに対し、表示期間TSの長さは重み
が大きいほど長い。したがって、サブフレーム期間の長
さも、それに該当するサブフレームSFの重みが大きい
ほど長い。駆動シーケンスはサブフレーム毎に繰り返さ
れ、q個のサブフレームSFにおいてリセット期間TR
・アドレス期間TA・表示期間TSの順序は共通であ
る。以下、本発明の特徴に関わる表示期間TSの駆動波
形について説明する。
【0022】図6は表示期間の駆動電圧信号の波形図、
図7は駆動電圧の変化と放電との関係を示す図である。
図6および図7では、2回の表示放電に係る駆動電圧信
号が示されている。3回以上の表示放電を生じさせるサ
ブフレームでは、各電極に図示の駆動電圧信号が繰り返
し与えられる。なお、電極間に加わる駆動電圧信号は、
該当する電極のそれぞれに対する駆動電圧信号を合成し
た信号である。
【0023】図6のとおり、表示電極Xおよび表示電極
YにはサステインパルスPsとオフセットパルスPos1
とを有した駆動電圧信号が与えられ、アドレス電極Aに
はオフセットパルスPos2を有した駆動電圧信号が与え
られる。サステインパルスPsは表示電極Xと表示電極
Yとに交互に印加され、印加ごとに表示放電が生じる。
これは、サステインパルスPsの振幅Vsが、仮にオフ
セットパルスPos1の振幅Vos(XY)が0であってもサス
テインパルスPsの印加によってXY電極間のセル電圧
が放電開始電圧を超えるように選定されるからである。
オフセットパルスPos1は、表示電極Xおよび表示電極
Yの一方へのサステインパルスPsの印加と同時に他方
の表示電極に印加される。オフセットパルスPos1のパ
ルス幅Tos(XY)は、図7のとおり表示放電の開始時点t
s1,ts2と終了時点te1,te2とでXY電極間
の駆動電圧が異なるように、すなわち表示放電の途中で
オフセットパルスPos1の印加が終了して駆動電圧がV
s+Vos(XY)からVsへ変化するように、サステインパ
ルスPsのパルス幅(数μs程度)よりも十分に短い値
に選定される。具体的にはパルス幅Tos(XY)は100n
s〜200nsの範囲内の値である。オフセットパルス
Pos2は、表示電極Xおよび表示電極Yのそれぞれへの
サステインパルスPsの印加と同時にアドレス電極Aに
印加される。オフセットパルスPos2の印加終了によ
り、表示放電の途中でAY電極間またはXA電極間の駆
動電圧がVs+Vos(AY)からVsへ変化する。オフセッ
トパルスPos2のパルス幅Tos(AY)もサステインパルス
Psのパルス幅よりも十分に短い(具体値はオフセット
パルスPos1と同様)。
【0024】このようにサステインパルスPsにオフセ
ットパルスPos1,Pos2を重畳する駆動形態をオフセ
ット駆動と呼称し、図14のようにオフセットパルスを
重畳しない従来の駆動形態を標準駆動と呼称する。オフ
セット駆動においても、標準駆動と同様に、壁電荷の再
形成は主として表示放電が終息した後の印加電圧に依存
する。したがって、オフセットパルスPos1,Pos2の
重畳により放電強度を大きくしても、壁電荷の再形成状
態を表示放電の反復が可能な適正状態にすることができ
る。
【0025】図8は本発明に係る表示過程を表すセル電
圧平面図である。ここでの説明は、セルにおいて表示電
極X,Yが対称に配置され、表示電極X,Yの機能が表
示放電において同等であることから、代表として表示電
極Xが陽極で表示電極Yが陰極として機能する表示放電
について行う。
【0026】オフセットパルスPos1がサステインパル
スPsに重畳することによって、図8の横軸方向に放電
開始時点のセル電圧が移動する。また、オフセットパル
スPos2がサステインパルスPsに重畳することによっ
て、図8の縦軸方向に放電開始時点のセル電圧が移動す
る。つまり、オフセットパルスPos1およびオフセット
パルスPos2の印加によって、セル電圧平面内で点Pか
ら点P’への2次元の移動が実現される。このことは、
表示放電が生じる瞬間におけるXA電極間のセル電圧と
AY電極間のセル電圧との関係を任意に設定できること
を意味する。セル電圧平面において放電開始時点のセル
の状態を示す位置(図中に白丸で示される)が、原点を
通る傾き1の直線Lの上に限定されないのである。ここ
で、点Pの移動をベクトルと捉え、オフセットベクトル
と呼称する。オフセットベクトルの成分、すなわちオフ
セットパルスPos1の振幅(オフセット電圧)Vos(XY)
およびオフセットパルスPos2の振幅(オフセット電
圧)Vos(AY)を適切に選定すれば輝度および発光効率が
向上する。
【0027】図9は輝度のオフセット電圧依存性を示
し、図10は発光効率のオフセット電圧依存性を示す。
これらの図は、図6の波形においてサステインパルスP
sの振幅Vsをその許容範囲の中間値である180ボル
トに選定し、オフセット電圧Vos(XY)およびオフセット
電圧Vos(AY)をパラメータとしてPDP1を駆動した測
定実験の結果である。
【0028】Vos(AY)=0ボルトの曲線は、図7におい
て横軸方向のみにセル電圧を移動させた場合の特性を示
す。これと比べて、オフセット電圧Vos(XY)およびオフ
セット電圧Vos(AY)の重畳によってセル電圧を横軸方向
および縦軸方向に移動させた場合には、Vos(AY)=50
ボルト、Vos(AY)=100ボルト、Vos(AY)=150ボ
ルト、およびVos(AY)=180ボルトのいずれの条件で
あっても、輝度および発光効率の両方が高い。また、V
os(AY)=0ボルトの場合におけるVos(XY)に対する発光
効率の依存特性が鋭いピークをもつのに対して、オフセ
ット電圧Vos(AY)が高いほどなだらかな依存特性とな
る。特性曲線がなだらかであれば、駆動電圧の設定にお
けるマージン(許容範囲)が広い。つまり、オフセット
電圧Vos(XY)を変更しても、それに伴う特性の変化が微
小であるので、所定水準の表示品質を確保するのが容易
である。特性曲線が急峻であれば、オフセット電圧Vos
(XY)を少し変更するだけで表示品質が大きく変わってし
まう。したがって、オフセット電圧Vos(AY)の重畳は表
示特性だけでなく駆動制御の観点でも有利である。さら
に、Vos(AY)=0ボルトの場合には、発光効率を最大と
するためにオフセット電圧Vos(XY)を160ボルトにす
る必要があるのに対して、オフセット電圧Vos(AY)を重
畳させる場合にはVos(AY)=100ボルト、Vos(XY)=
130ボルトでよい。オフセット電圧Vos(AY)の重畳
は、駆動回路の耐圧の低減および電源の低電圧化にも貢
献する。
【0029】図9および図10の特性をみると、上述の
とおりオフセット電圧Vos(AY)が50ボルト〜180ボ
ルトの範囲の値であれば、輝度および発光効率が改善さ
れる。ただし、オフセット電圧Vos(AY)が0の場合に対
して顕著な差が現れる好ましいオフセット電圧Vos(AY)
の範囲は、100ボルト〜180ボルトである。さら
に、輝度について1.5倍以上の改善が可能ということ
からすると、より好ましいオフセット電圧Vos(AY)の範
囲は150ボルト〜180ボルトである。一方、XY電
極間のオフセット電圧Vos(XY)については、輝度および
発光効率の両方が改善される80ボルト〜180ボルト
が好ましい範囲である。さらに改善の大きさからみて、
より好ましいオフセット電圧Vos(XY)の範囲は120ボ
ルト〜180ボルトである。
【0030】以上のように表示期間TSの動作をオフセ
ット駆動とすることにより、輝度および発光効率を高め
ることができる。しかし、オフセット駆動では、標準駆
動よりも強い表示放電を起こすので、セルに対する放電
衝撃が大きい。このため、PDP1の表示寿命が短くな
るおそれがある。特に、サステインにおいて、表示電極
間の面放電とともに表示電極X,Yとそれに対向するア
ドレス電極Aとの間でのいわゆる対向放電が起きると、
蛍光体の劣化が急速に進んでしまう。したがって、ドラ
イブユニット70の駆動動作を設計する際には、実用に
十分な表示寿命を確保することを考慮しなければならな
い。このような要求のもとでの設計には、駆動対象のP
DP1についてVt閉曲線を利用する解析手法が有用で
ある。つまり、Vt閉曲線を求め、セル電圧平面上でオ
フセットベクトルを決定するのが効率的である。
【0031】図11はVt閉曲線を利用する動作設定の
手順の説明図である。3電極構造のPDP1には、表示
電極Xと表示電極Yとの電極間(XY電極間)、表示電
極Xとアドレス電極Aとの電極間(XA電極間)、およ
びアドレス電極Aと表示電極Yとの電極間(AY電極
間)がある。これら3つの電極間のうち、2つの電極間
について解析をすれば、3つの電極間の相互関係が明ら
かになる。ここでは、アドレス電極Aが関与する対向放
電の防止を考えるので、XA電極間とAY電極間に注目
する。ただし、他の組み合わせを選択しても解析は可能
である。
【0032】図11(A)のように、XA電極間のセル
電圧Vc(XA)を横軸とし、AY電極間のセル電圧Vc(A
Y)を縦軸とした座標空間をセル電圧平面と定義する。そ
して、3つの電極間のそれぞれについて、微小放電が起
こるセル電圧である微小放電開始電圧を他の2つの電極
間のセル電圧を切り換えて測定する。詳しくは次のとお
りである。まず十分に高い電圧の印加で大放電を起こ
し、セル内の壁電荷を自己消去させる。こうして壁電圧
を0にした後、光センサで発光をモニターしながら一つ
の電極の電位を徐々に上昇させていく。他の電極電位は
固定とする。十分にゆっくり電圧を上げていくと一定の
電圧を超えた時点から以後において、微弱な発光を伴う
微小放電が持続するようになる。ある程度大きい放電な
らば、壁電荷の再形成によりセル電圧が大きく降下して
放電が停止する。しかし、微小放電の場合はセル電圧の
降下が微小であり、印加電圧の上昇によって直ちにセル
電圧が戻るので、結果的に発光が連続するような短い周
期で微小放電が繰り返し起こる。この発光が始まった時
点の印加電圧を読み取り、微小放電開始時のセル電圧の
組(Vc(XA) , Vc(AY))を得る。同様の作業を他の
電極電位を少しずつ段階的に変えて繰り返す。そして、
残りの電極についても同様の測定を行う。測定結果をセ
ル電圧平面上にプロットすると、略六角形のVt閉曲線
81が現れる。セル内の電位状態をVt閉曲線81の内
側から外側へ動かすと放電が起こるというように、Vt
閉曲線81を得ることで、最適の印加電圧を、セル電圧
成分間の相互作用も含めて容易に検討することができる
ようになる。
【0033】図11(B)のように、Vt閉曲線81を
構成する6つの辺のうち、AY電極間およびXA電極間
の放電開始電圧を示す4つの辺を直線で外挿して延長す
ることにより、略四角形の閉曲線が描かれる。これが対
向放電のみについて放電開始条件を示す仮想のVt閉曲
線82である。XY電極間の面放電のみを起こし対向放
電を回避するには、この略四角形のVt閉曲線82の内
部(閾値を超えない範囲)でかつ略六角形のVt閉曲線
81の外側である領域、すなわち、図11(C)で斜線
が付された2つの三角形の領域(対向放電回避領域)9
1,96に放電直前のセル電圧を設定すればよい。より
好ましくは、これら領域91,96の内部で最も発光効
率の高い点を選んでオフセットパルスの振幅を決定する
のがよい。そうすることにより対向放電は起こらなくな
り、蛍光体劣化の小さい高効率駆動を実現することがで
きる。
【0034】以上の動作設定は、蛍光体劣化の回避を必
須とした設定である。しかし、必ずしもサステインにお
ける対向放電を完全に防止する必要はなく、ある程度の
蛍光体劣化を許容してその代わりに発光効率を向上させ
るという動作設定もある。この発光効率を優先条件とす
る設定の場合にも、以下に述べるようにVt閉曲線を利
用して駆動波形を決めるとよい。
【0035】図12はオフセットベクトルの具体例を示
す図、図13は寿命試験の結果を示す図である。図12
において小さな菱形のプロットの集合が実測のVt閉曲
線を表す。ここでも表示電極Xが陽極で表示電極Yが陰
極として機能する表示放電を例に挙げて説明する。標準
駆動における表示放電開始時のセル状態は、原点を通る
傾き1の直線上の点Pである。また、上述のとおり対向
放電を起こさないオフセット駆動では、三角形の対向放
電回避領域91の内側でかつ上記直線上でない位置に表
示放電開始時のセル状態が設定される。これに対して、
発光効率を優先させる設定では、表示放電開始時のセル
状態が対向放電回避領域91の内側に限定されない。実
際に、発光効率に関する図10のデータをもとに、最も
高い発光効率を実現しようとすると、表示放電開始時の
セル状態が対向放電回避領域91から逸脱してしまう。
仮に、相対効率2.0以上という条件を課すると、セル
電圧平面上では図12に示される領域92が許されるこ
とになる。しかし、蛍光体の劣化を抑えるとなると許容
範囲は限定される。図13では、領域92のうちの対向
放電回避領域91から大きく離れた点Qに表示放電開始
時のセル状態を設定するオフセット駆動(黒丸)、対向
放電回避領域91との電圧差が50ボルト以内である領
域93の点Rに表示放電開始時のセル状態を設定するオ
フセット駆動(白丸)、および標準駆動(黒三角)につ
いて、画面全体を連続点灯させたときの輝度の経時変化
が示されている。なお、駆動方法によって1回の表示放
電による発光の輝度が異なるので、横軸には(初期輝度
×時間)という値をとった。縦軸については初期輝度で
規格化した相対輝度をとっている。
【0036】点Qは対向放電回避領域91に対して縦軸
方向に120ボルト以上逸脱しているので、点Qを表示
放電開始時のセル状態とするオフセット駆動における輝
度の低下が大きい。点Rを表示放電開始時のセル状態と
するオフセット駆動では、輝度の低下が小さく、標準の
駆動と同程度の寿命が得られる。この試験結果から、対
向放電回避領域91からセル状態を逸脱させる場合であ
っても、この領域からの電圧差ΔVが少なくとも50ボ
ルト以下の範囲内に表示放電開始時のセル状態を設定す
るオフセット駆動ならば、蛍光体劣化は許容範囲にある
と考えられる。蛍光体劣化を許容範囲内に抑えかつ相対
輝度を2.0以上とする場合は、領域93および領域9
2の双方に属する領域921にある点Sに表示放電開始
時のセル状態を設定すればよい。
【0037】上述のようにVt閉曲線を利用する手法
は、オフセット駆動の波形設計に有用であるが、オフセ
ット駆動に利用が限定されるものではなく、放電発生時
のセル電圧の設定に汎用的に利用可能である。駆動対象
も3電極構造に限らない。セルの構造が変わればVt閉
曲線の形状も変化し、輝度劣化の条件も変わる。セル構
造に係わらずVt閉曲線を測定することによって、蛍光
体や誘電体層などの劣化する要素に対して大きな放電衝
撃を与えない駆動動作を決定することができる。
【0038】上述の実施形態によれば、表示電極X,Y
だけでなくアドレス電極Aにもオフセットパルスを加え
るので、表示放電開始時のセル状態をセル電圧平面上で
任意の方向に移動させることができ、1方向にしか移動
させない場合より発光効率の高い表示を実現することが
できる。
【0039】上述の実施形態において、表示放電が終息
に向かうオフセットパルス立下りのタイミングにおい
て、駆動電源と表示電極X,Yとの間の電流供給経路を
ハイインピーダンス状態にする通電制御の適用が好まし
い。この制御を行えば、表示放電において駆動電源から
放電空間への電流供給が抑制される。代わりに、誘電体
層17などのセル内の構造体で形成されるキャパシタン
スから放電電流が流れる。電流経路が短くなるので、経
路で生じる電力損失が軽減されて発光効率が向上する。
【0040】
【発明の効果】請求項1または請求項2の発明によれ
ば、実用に十分な表示寿命を確保し、かつ表示放電にお
ける輝度および発光効率を改善することができる。
【0041】請求項3または請求項4の発明によれば、
表示放電を生じさせる駆動電圧の設定を容易に行うこと
ができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係るプラズマ表示装置の構成図であ
る。
【図2】表示画面のセル配列を示す平面図である。
【図3】PDPのセル構造を示す斜視図である。
【図4】表示電極の形状を示す平面図である。
【図5】フレーム分割の概念図である。
【図6】表示期間の駆動電圧信号の波形図である。
【図7】駆動電圧の変化と放電との関係を示す図であ
る。
【図8】本発明に係る表示過程を表すセル電圧平面図で
ある。
【図9】輝度のオフセット電圧依存性を示す図である。
【図10】発光効率のオフセット電圧依存性を示す図で
ある。
【図11】Vt閉曲線を利用する動作設定の手順の説明
図である。
【図12】オフセットベクトルの具体例を示す図であ
る。
【図13】寿命試験の結果を示図である。
【図14】3電極構造に適用される表示放電のための従
来の一般的な駆動波形を示す図である。
【図15】従来の駆動方法に係る表示過程を表すセル電
圧平面図である。
【図16】従来における輝度および発光効率の駆動電圧
依存性を示す図である。
【符号の説明】
X,Y 表示電極 A アドレス電極 1 PDP(プラズマディスプレイパネル) 70 ドライブユニット(駆動回路) 100 プラズマ表示装置 31 列空間(放電ガス空間) 28R,28G,28B 蛍光体層 81 Vt閉曲線(微小放電開始電圧)より低い電圧に
設定されている 82 Vt閉曲線(略四角形の閉曲線) 91,96 対向放電回避領域
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) G09G 3/28 E (72)発明者 橋本 康宣 神奈川県川崎市中原区上小田中4丁目1番 1号 富士通株式会社内 Fターム(参考) 5C058 AA11 BA01 BA05 BA30 5C080 AA05 BB05 CC03 DD29 DD30 EE28 FF12 GG08 HH05 JJ02 JJ04 JJ05 JJ06

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】表示電極の配列とアドレス電極の配列とで
    構成される電極マトリクスを有した3電極面放電AC型
    のプラズマディスプレイパネルと、前記プラズマディス
    プレイパネルを駆動する駆動回路とを備えたプラズマ表
    示装置であって、 前記プラズマディスプレイパネルのセルは、表示電極と
    アドレス電極との間に、放電ガス空間と放電によって発
    光する蛍光体とが存在する構造をもち、 前記駆動回路は、点灯すべきセルに壁電荷を形成するア
    ドレッシングの後、前記セルで表示放電とそれに引き続
    く壁電荷の再形成とを生じさせるために、少なくとも1
    本の表示電極の電位を表示放電の開始時点と終了時点と
    で異なるように変化させる駆動動作を行い、 前記駆動動作について、前記表示放電の開始時点におけ
    る前記表示電極とアドレス電極との間のセル電圧が、予
    め測定された微小放電開始電圧より低い電圧に設定され
    ていることを特徴とするプラズマ表示装置。
  2. 【請求項2】表示電極の配列とアドレス電極の配列とで
    構成される電極マトリクスを有した3電極面放電AC型
    のプラズマディスプレイパネルと、前記プラズマディス
    プレイパネルを駆動する駆動回路とを備えたプラズマ表
    示装置であって、 前記プラズマディスプレイパネルのセルは、表示電極と
    アドレス電極との間に、放電ガス空間と放電によって発
    光する蛍光体とが存在する構造をもち、 前記駆動回路は、点灯すべきセルに壁電荷を形成するア
    ドレッシングの後、前記セルで表示放電とそれに引き続
    く壁電荷の再形成とを生じさせるために、少なくとも1
    本の表示電極の電位を表示放電の開始時点と終了時点と
    で異なるように変化させる駆動動作を行い、 前記駆動動作について、前記表示放電の開始時点におけ
    る前記表示電極とアドレス電極との間のセル電圧が、予
    め測定された微小放電開始電圧から当該微小放電開始電
    圧よりも50ボルト高い電圧までの範囲内の電圧に設定
    されていることを特徴とするプラズマ表示装置。
  3. 【請求項3】3本以上の電極が配置されたセルをもつプ
    ラズマディスプレイパネルに対する駆動動作の設定方法
    であって、 前記セルにおける3つの電極間のそれぞれについて、微
    小放電が起こるセル電圧である微小放電開始電圧を、他
    の2つの電極間のセル電圧を切り換えて測定し、 第1の電極間のセル電圧を第1軸とし、第2の電極間の
    セル電圧を第2軸とした座標平面において、前記測定の
    結果をプロットすることによって、3つの電極間相互の
    微小放電開始電圧の関係を表す略六角形の閉曲線を求
    め、 表示放電の開始時点における前記第1の電極間のセル電
    圧および前記第2の電極間のセル電圧を、前記座標平面
    における前記閉曲線の外側の領域内の電圧に設定するこ
    とを特徴とする駆動動作の設定方法。
  4. 【請求項4】前記略6角形の閉曲線に基づく作図によっ
    て、前記第1および第2の電極間相互の微小放電開始電
    圧の関係を表す略四角形の閉曲線を求め、 表示放電の開始時点における前記第1の電極間のセル電
    圧および前記第2の電極間のセル電圧を、前記座標平面
    における前記略六角形の閉曲線の外側でありかつ前記略
    四角形の閉曲線の内側である領域内の電圧に設定する請
    求項3記載の駆動動作の設定方法。
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