JP2005157061A - プラズマディスプレイ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 従来、プラズマディスプレイパネル（ＰＤＰ）の前面にはフィルタが設けられていたが、最適な色温度（色調）の画像を得ることが難しく、さらに、各色の蛍光体の経時変化による発光効率の低下により色調が変化するといった課題があった。
【解決手段】 プラズマディスプレイパネル１と、該プラズマディスプレイパネル１の前面に配置され、光透過率が可変な調光フィルタ２と、該調光フィルタ２の光透過率を制御する光透過率制御部６と、前記プラズマディスプレイパネル１の点灯時間をカウントする点灯時間カウンタ８とを備え、前記光透過率制御部６は、前記点灯時間カウンタ８の出力に応じて前記調光フィルタ２における特定波長域の光透過率を制御するように構成する。
【選択図】 図６

Description

本発明は、プラズマディスプレイ装置に関し、特に、プラズマディスプレイパネル（ＰＤＰ：Plasma Display Panel）の前面にフィルタを配置して画質を向上させるようにしたプラズマディスプレイ装置に関する。

近年、平面型の表示装置として面放電を行う交流型プラズマディスプレイ装置が実用化され、パーソナルコンピュータやワークステーション等のディスプレイ装置、平面型の壁掛けテレビジョン、或いは、広告や情報等を表示するための装置として広く使用されて来ている。ところで、従来のプラズマディスプレイ装置には、パネル前面に光透過率一定のフィルタが配置されているが、このフィルタの可視光領域における光学的役割は、外光のパネル面での反射光を減らしてコントラストを上げることにある。そこで、フィルタの構成を検討して最適な色温度（色調）の画像を得ることができ、さらに、各色の蛍光体の経時変化による色調の変化を補償することのできるプラズマディスプレイ装置の提供が要望されている。

図１は従来のプラズマディスプレイ装置の一例を概略的に示すブロック図である。図１において、参照符号１０１はプラズマディスプレイパネル（ＰＤＰ）、１０２はフィルタ、１０３はＰＤＰ制御部、１０４は電源、１０５は信号発生部、そして、１０６は光透過率制御部を示している。

図１に示されるように、従来のプラズマディスプレイ装置の一例は、画像表示を行うドットマトリクスタイプのＰＤＰ１０１、ＰＤＰ１０１の前面に設けられ、光透過率が可変な調光フィルタ１０２、ＰＤＰ１０１を制御するＰＤＰ制御部１０３、電源１０４、ＰＤＰ１の信号を発生する信号発生部１０５、および、調光フィルタ１０２の光透過率を制御する光透過率制御部１０６を備えている。

図２は図１に示すプラズマディスプレイ装置における調光フィルタの役割を説明するための図であり、図３は外光と光透過率との関係を概念的に示す図である。

図２に示されるように、調光フィルタ１０２は、ＰＤＰ１０１の前面に設けられており、外光（外光量Ｌa）が調光フィルタ１０２を介してＰＤＰ１０１のパネル面で反射されて再び調光フィルタ１０２を介してユーザに至る外光反射光（外光反射光量Ｌb）の光透過率、および、ＰＤＰ１０１から発光された光（発光量Ｌp）の光透過率を制御する。ここで、調光フィルタ１０２の光透過率（フィルタ透過率）をＴfとし、パネル反射率をＲpとすると、外光反射光量Ｌbおよび表示発光量Ｌは、次の式で表される。

Ｌb＝Ｌa×Ｔf×Ｒp×Ｔf
Ｌ＝Ｌp×Ｔf＋Ｌb
＝Ｌp×Ｔf＋Ｌa×Ｔf×Ｒp×Ｔf
さらに、表示発光量Ｌのコントラスト比（黒表示／白（ピーク）表示）ＣＲは、
ＣＲ＝(Ｌp(黒)×Ｔf＋Ｌa×Ｔf×Ｒp×Ｔf)/(Ｌp(白)×Ｔf＋Ｌa×Ｔf×Ｒp×Ｔf)
＝(Ｌp(黒)＋Ｌa×Ｒp×Ｔf)/(Ｌp(白)＋Ｌa×Ｒp×Ｔf)
と表される。

上記のコントラスト比ＣＲを表す式から、外光量Ｌaが大きい場合には、ＰＤＰ１０１のコントラスト比が低下することが判る。そして、外光量Ｌaが大きいときは、コントラスト比の低下を補償するために調光フィルタ１０２の光透過率Ｔfを上げ、コントラスト比を大きくして画質を向上させる。一方、外光量Ｌaが小さい場合には、必要なコントラスト比が得られる範囲で調光フィルタ１０２の光透過率を小さくすることで、ピーク輝度を大きくして画質を向上させる。

すなわち、図３に示されるように、従来のプラズマディスプレイ装置の一例は、外光量Ｌaが小さい（例えば、プラズマディスプレイ装置の周囲が暗い）ときは、フィルタ透過率Ｔfを上げ（光透過量を大きくし）、逆に、外光量Ｌaが大きい（例えば、プラズマディスプレイ装置の周囲が明るい）ときは、フィルタ透過率Ｔfを下げる（光透過量を小さくする）ことで、高画質を維持するようになっている。

具体的に、従来、プラズマディスプレイパネルの前面に、発光状態に応じて光透過率を変化させる液晶分子で構成された３色の補色フィルタを設け、コントラストを向上させて色再生のダイナミックレンジを拡大すると共に、画面の明るさによりホワイトバランスが変化しないようにしたプラズマディスプレイ装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

また、従来、プラズマディスプレイパネルの前面に液晶パネルを配置し、周辺の明るさを検出する光センサーの検出信号により液晶パネルの光透過率を制御することで、明るさ調節してもＡ／Ｄ変換時の階調が減って画質が低下したり、周辺の明るさにより画面が見にくくなったりすることのないプラズマディスプレイ装置も提案されている（例えば、特許文献２参照）。

さらに、従来、電気的信号に基づいてプラズマディスプレイパネル内の放電セルから放出される光の偏光面を選択的に回転させることで光透過率を調節し、低価格のフィルタを使用して光効率を向上させ、プラズマディスプレイパネルのコントラストを向上するようにしたプラズマディスプレイパネルも提案されている（例えば、特許文献３参照）。

特開平０７−０３６０２１号公報（図１、図３） 特開平０８−１４６９２１号公報（図１） 特開２００３−１９７１１４号公報（図１、図２）

従来、プラズマディスプレイ装置において、プラズマディスプレイパネル（ＰＤＰ）の前面には、ある程度の照度を持つ外光に対してコントラスト性能を確保できるように光透過率が決められたフィルタが設けられており、その多くの光透過率は４０〜６０％とされている。しかしながら、フィルタはＰＤＰ自体の発光も減らすことになるため、外光が少ない場合には、メリットよりもデメリットの方が多くなる。

また、従来、ＰＤＰの前面に設けるフィルタとして様々なものが提案されているが、例えば、周囲の光を検出してフィルタの光透過率を変化させるものは、実際にＰＤＰに表示される映像信号やＰＤＰの表示負荷率と無関係に行うために画質改善の効果が不十分であり、その上、例えば、液晶分子による３色の補色フィルタを用いるものは、製造工程が複雑になってコストも高くなるといった課題がある。

さらに、プラズマディスプレイ装置において、ＰＤＰは長年の使用により蛍光体が劣化し、また、この蛍光体の劣化も各色（赤色Ｒ，緑色Ｇ，青色Ｂ）によりばらつきがあるため、例えば、経時変化によりＰＤＰにより表示される画像の色調が変わってしまうことにもなっている。

本発明は、上述した従来のプラズマディスプレイ装置が有する課題に鑑み、各色の蛍光体の経時変化による発光効率低下による色調の変化を補償することのできるプラズマディスプレイ装置の提供を目的とする。さらに、本発明は、ユーザの好みに応じた最適な色温度の画質を得ることのできるプラズマディスプレイ装置の提供も目的とする。

本発明の第１の形態によれば、プラズマディスプレイパネルと、該プラズマディスプレイパネルの前面に配置され、光透過率が可変な調光フィルタと、該調光フィルタの光透過率を制御する光透過率制御部と、前記プラズマディスプレイパネルの点灯時間をカウントする点灯時間カウンタとを備え、前記光透過率制御部は、前記点灯時間カウンタの出力に応じて前記調光フィルタにおける特定波長域の光透過率を制御することを特徴とするプラズマディスプレイ装置が提供される。

本発明の第１の形態に係るプラズマディスプレイ装置によれば、点灯時間カウンタは、プラズマディスプレイパネルの点灯時間をカウントし、光透過率制御部は、点灯時間カウンタの出力に応じて調光フィルタにおける特定波長域の光透過率を制御する。これにより、各色の蛍光体の経時変化による発光効率低下による色調の変化を補償して長年に渡って高画質を維持することが可能になる。

本発明の第２の形態によれば、プラズマディスプレイパネルと、該プラズマディスプレイパネルの前面に配置され、光透過率が可変な調光フィルタと、該調光フィルタの光透過率を制御する光透過率制御部と、前記調光フィルタの光透過率を可変して色温度を制御する色温度制御スイッチとを備え、前記光透過率制御部は、前記色温度制御スイッチの出力に応じて前記調光フィルタにおける特定波長域の光透過率を制御することを特徴とするプラズマディスプレイ装置が提供される。

本発明の第２の形態に係るプラズマディスプレイ装置によれば、光透過率制御部は、色温度制御スイッチの出力に応じて調光フィルタにおける特定波長域の光透過率を制御する。これにより、ユーザの好みに応じた最適な色温度の画質を得ることが可能になる。

本発明のプラズマディスプレイ装置によれば、各色の蛍光体の経時変化による発光効率低下による色調の変化を補償することのできるプラズマディスプレイ装置を提供することができ、さらに、ユーザの好みに応じた最適な色温度の画質を得ることのできるプラズマディスプレイ装置を提供することができる。

以下、本発明に係るプラズマディスプレイ装置の各実施例を、添付図面を参照して詳述する。

図４は本発明に係るプラズマディスプレイ装置の第１実施例を概略的に示すブロック図である。図４において、参照符号１はプラズマディスプレイパネル（ＰＤＰ）、２はフィルタ、３はＰＤＰ制御部、４は電源、５は信号発生部、６は光透過率制御部、そして、７は色温度制御スイッチを示している。

図４に示されるように、本第１実施例のプラズマディスプレイ装置は、画像表示を行うドットマトリクスタイプのＰＤＰ１、ＰＤＰ１の前面に設けられ、光透過率が可変な調光フィルタ２、ＰＤＰ１を制御するＰＤＰ制御部３、電源４、ＰＤＰ１の信号を発生する信号発生部５、調光フィルタ２の光透過率を制御する光透過率制御部６、および、調光フィルタ２の光透過率を可変して色温度を制御する色温度制御スイッチ７を備えている。すなわち、本第１実施例のプラズマディスプレイ装置において、ユーザは、色温度制御スイッチ７を操作することで、光透過率制御部６を介して調光フィルタ２における特定波長域の光透過率を制御してユーザの好みの色温度（色調）の画質を得るようになっている。

図５は図４のプラズマディスプレイ装置における発光強度とフィルタ透過率との関係を概略的に示す図である。

図４および図５に示されるように、プラズマディスプレイ装置において、表示発光は、赤色（Ｒ），緑色（Ｇ），青色（Ｂ）の３色の発光から構成されており、この３色のバランスで色温度が決定される。そこで、例えば、青色光領域（短波長域）の光透過率を変化させることにより表示画像の色温度（色調）を調節することが可能になる。また、赤色光領域（長波長域）の光透過率を変化させることによっても表示画像の色温度を調節することが可能になる。

すなわち、本第１実施例のプラズマディスプレイ装置において、調光フィルタ２は、短波長域の青色光用の青色光用調光フィルタを備え、色温度制御スイッチ７は、この青色光用調光フィルタの光透過率を可変する青色光用制御スイッチを備えている。そして、例えば、ユーザがプラズマディスプレイ装置の外部から青色光用制御スイッチ（色温度制御スイッチ７）を操作することにより、ユーザが所望する色温度の画像を表示させることが可能になる。同様に、調光フィルタ２が長波長域の赤色光用の赤色光用調光フィルタを備えると共に、色温度制御スイッチ７が該赤色光用調光フィルタの光透過率を可変する赤色光用制御スイッチを備え、ユーザが装置外部から赤色光用制御スイッチ（色温度制御スイッチ７）を操作することによっても、ユーザが所望する色温度の画像を表示させることができる。なお、例えば、ユーザが色温度制御スイッチ７により調整する調光フィルタの波長域（色）は、上述した赤色および青色以外の色（例えば、緑色）であってもよい。

ここで、調光フィルタ２を実現するフィルタ材料としては、例えば、クロミック材料が挙げられる。このクロミック材料とは、ある外的エネルギーによって物質が着色する材料のことを示す。具体的に、エレクトロクロミックフィルタは電圧を印加したときの酸化還元反応を可逆的に繰り返すことが可能な材料であり、ＷＯ₃，Ｉｎ０₂，Ｖ₂Ｏ₃などの物質が挙げられる。各物質は固有の光透過特性を有しており、透過率を制御したい波長域に透過率可変特性をもつ物質を選択することにより、電気信号で色温度の制御を行うことができる。

本発明に係る第１実施例のプラズマディスプレイ装置によれば、特定波長域の光透過率を可変することでユーザの好みに応じて任意に色温度を設定することができる。

図６は本発明に係るプラズマディスプレイ装置の第２実施例を概略的に示すブロック図である。

図６に示されるように、本第２実施例のプラズマディスプレイ装置は、ＰＤＰ１の点灯時間をカウントする点灯時間カウンタ８を備え、光透過率制御部６は、点灯時間カウンタ８の出力に応じて調光フィルタ２における特定波長域の光透過率を制御するようになっている。

すなわち、光透過率制御部６は、点灯時間カウンタ８の出力が短い点灯時間を示す場合には調光フィルタ２における特定波長域の光透過率を下げ、且つ、点灯時間カウンタ８の出力が長い点灯時間を示す場合には調光フィルタ２における特定波長域の光透過率を上げるように制御する。

図７はフィルタ透過率およびパネル輝度と時間との関係を概念的に示す図である。

図７に示されるように、ＰＤＰ１は使用時間（例えば、数万時間といった時間）により、蛍光体の劣化等に起因してパネル輝度が徐々に劣化する。

ところで、ＰＤＰ１に使用する蛍光体は、長年の使用により発光効率が低下し、さらに、各色の蛍光体における経時変化での発光効率の低下は全ての色で一定ではない。すなわち、一般的に、経時変化により青色用蛍光体の発光効率の低下が著しい。

そこで、前述した点灯時間カウンタ８の出力により制御する特定波長域の光透過率としては、短波長域（青色）の光透過率を制御する。すなわち、調光フィルタ２は、短波長域の青色光用の青色光用調光フィルタを備えると共に、点灯時間カウンタ８は、ＰＤＰ１の青色光の点灯時間をカウントする青色光用点灯時間カウンタを備え、光透過率制御部は、青色光用点灯時間カウンタの出力が短い点灯時間を示す場合には青色光用調光フィルタの光透過率を下げ、且つ、青色光用点灯時間カウンタの出力が長い点灯時間を示す場合には青色光用調光フィルタの光透過率を上げるように制御する。なお、点灯時間カウンタ８がカウントする時間としては、信号発生部５の出力における青色用の表示データから青色蛍光体の表示時間をカウントする以外にも、例えば、色に関わらずＰＤＰ１の点灯時間をカウントしたり、或いは、電源４の出力によりプラズマディスプレイ装置のオン時間をカウントして、青色光用調光フィルタの光透過率を制御することによっても実質的な効果は十分に期待することができる。なお、調光フィルタ２は、例えば、前述したエレクトロクロミックフィルタにより構成することができる。

このように、本発明に係る第２実施例のプラズマディスプレイ装置によれば、特に、点灯時間をカウントして短波長域（青色）の光透過率を制御することで、経時変化による青色用蛍光体の劣化を補償して最適な色温度の画質を維持することができる。

上述した各実施例において、調光フィルタ２の構成については、ＰＤＰ１のパネル前面から隙間を設けることで発熱の影響を抑制することもできるが、発熱等の問題がなければパネル前面に直接設けて低コスト化を図ることも可能である。

本発明は、プラズマディスプレイパネルを有するプラズマディスプレイ装置に幅広く適用するこができ、例えば、パーソナルコンピュータやワークステーション等のディスプレイ装置、平面型の壁掛けテレビジョン、或いは、広告や情報等を表示するための装置として利用されるプラズマディスプレイ装置に対して適用することができる。

従来のプラズマディスプレイ装置の一例を概略的に示すブロック図である。 図１に示すプラズマディスプレイ装置における調光フィルタの役割を説明するための図である。 外光と光透過率との関係を概念的に示す図である。 本発明に係るプラズマディスプレイ装置の第１実施例を概略的に示すブロック図である。 図４のプラズマディスプレイ装置における発光強度とフィルタ透過率との関係を概略的に示す図である。 本発明に係るプラズマディスプレイ装置の第２実施例を概略的に示すブロック図である。 フィルタ透過率およびパネル輝度と時間との関係を概念的に示す図である。

符号の説明

１，１０１…ＰＤＰ（プラズマディスプレイパネル）
２，１０２…調光フィルタ
３，１０３…ＰＤＰ制御部
４，１０４…電源
５，１０５…信号発生部
６，１０６…光透過率制御部
７…色温度制御スイッチ
８…点灯時間カウンタ

Claims (6)

1. プラズマディスプレイパネルと、
   該プラズマディスプレイパネルの前面に配置され、光透過率が可変な調光フィルタと、
   該調光フィルタの光透過率を制御する光透過率制御部と、
   前記プラズマディスプレイパネルの点灯時間をカウントする点灯時間カウンタとを備え、前記光透過率制御部は、前記点灯時間カウンタの出力に応じて前記調光フィルタにおける特定波長域の光透過率を制御することを特徴とするプラズマディスプレイ装置。
2. 請求項１に記載のプラズマディスプレイ装置において、前記光透過率制御部は、前記点灯時間カウンタの出力が短い点灯時間を示す場合には前記調光フィルタにおける特定波長域の光透過率を下げ、且つ、前記点灯時間カウンタの出力が長い点灯時間を示す場合には前記調光フィルタにおける特定波長域の光透過率を上げるように制御することを特徴とするプラズマディスプレイ装置。
3. 請求項１に記載のプラズマディスプレイ装置において、前記調光フィルタは、短波長域の青色光用の青色光用調光フィルタを備え、且つ、前記点灯時間カウンタは、前記プラズマディスプレイパネルの青色光の点灯時間をカウントする青色光用点灯時間カウンタを備え、前記光透過率制御部は、前記青色光用点灯時間カウンタの出力が短い点灯時間を示す場合には前記青色光用調光フィルタの光透過率を下げ、且つ、前記青色光用点灯時間カウンタの出力が長い点灯時間を示す場合には前記青色光用調光フィルタの光透過率を上げるように制御することを特徴とするプラズマディスプレイ装置。
4. プラズマディスプレイパネルと、
   該プラズマディスプレイパネルの前面に配置され、光透過率が可変な調光フィルタと、
   該調光フィルタの光透過率を制御する光透過率制御部と、
   前記調光フィルタの光透過率を可変して色温度を制御する色温度制御スイッチとを備え、前記光透過率制御部は、前記色温度制御スイッチの出力に応じて前記調光フィルタにおける特定波長域の光透過率を制御することを特徴とするプラズマディスプレイ装置。
5. 請求項４に記載のプラズマディスプレイ装置において、前記調光フィルタは、短波長域の青色光用の青色光用調光フィルタを備え、且つ、前記色温度制御スイッチは、該青色光用調光フィルタの光透過率を可変する青色光用制御スイッチを備えることを特徴とするプラズマディスプレイ装置。
6. 請求項４に記載のプラズマディスプレイ装置において、前記調光フィルタは、長波長域の赤色光用の赤色光用調光フィルタを備え、且つ、前記色温度制御スイッチは、該赤色光用調光フィルタの光透過率を可変する赤色光用制御スイッチを備えることを特徴とするプラズマディスプレイ装置。

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