JP2005338121A

JP2005338121A - プラズマディスプレイパネルの駆動方法

Info

Publication number: JP2005338121A
Application number: JP2004152803A
Authority: JP
Inventors: Minoru Takeda; 実武田; Shigeo Kiko; 茂雄木子; Yasuaki Muto; 泰明武藤
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2004-05-24
Filing date: 2004-05-24
Publication date: 2005-12-08

Abstract

【課題】安定した高速書込みが可能であり、かつ黒輝度の上昇を抑えたプラズマディスプレイパネルの駆動方法を提供する。
【解決手段】１フィールド期間は、放電セルに初期化放電を発生させる初期化期間、前記放電セルに書込み放電を発生させる書込み期間、および前記放電セルに輝度重みに応じた維持パルスを印加することにより維持放電を発生させる維持期間を有する複数のサブフィールドから構成され、前記複数のサブフィールドの初期化期間は、画像表示を行う全ての放電セルに対して初期化放電を行わせる全セル初期化動作、または直前のサブフィールドにおいて維持放電を行った放電セルに対して選択的に初期化放電を行わせる選択初期化動作のいずれかの動作を行い、かつ最初のサブフィールドおよび維持パルス数の多いサブフィールドにおいて全セル初期化動作を行うとともに、全セル初期化動作の次のサブフィールドは選択初期化動作を行う。
【選択図】図５

Description

本発明はプラズマディスプレイパネルの駆動方法に関する。

プラズマディスプレイパネル（以下、パネルと略記する）として代表的な交流面放電型パネルは、対向配置された前面板と背面板との間に多数の放電セルが形成されている。前面板は、１対の走査電極と維持電極とからなる表示電極が前面ガラス基板上に互いに平行に複数対形成され、それら表示電極を覆うように誘電体層および保護層が形成されている。背面板は、背面ガラス基板上に複数の平行なデータ電極と、それらを覆うように誘電体層と、さらにその上にデータ電極と平行に複数の隔壁とがそれぞれ形成され、誘電体層の表面と隔壁の側面とに蛍光体層が形成されている。そして、表示電極とデータ電極とが立体交差するように前面板と背面板とが対向配置されて密封され、内部の放電空間には放電ガスが封入されている。ここで表示電極とデータ電極とが対向する部分に放電セルが形成される。このような構成のパネルにおいて、各放電セル内でガス放電により紫外線を発生させ、この紫外線でＲＧＢ各色の蛍光体を励起発光させてカラー表示を行っている。

パネルを駆動する方法としてはサブフィールド法、すなわち、１フィールド期間を複数のサブフィールドに分割した上で、発光させるサブフィールドの組み合わせによって階調表示を行う方法が一般的である。また、サブフィールド法の中でも、階調表現に関係しない発光を極力減らしてコントラスト比を向上した新規な駆動方法が特許文献１に開示されている。

以下にサブフィールド法について簡単に説明する。各サブフィールドはそれぞれ初期化期間、書込み期間および維持期間を有する。また、初期化期間は、画像表示を行うすべての放電セルに対して初期化放電を行わせる全セル初期化動作、または直前のサブフィールドにおいて維持放電を行った放電セルに対して選択的に初期化放電を行わせる選択初期化動作のいずれかの動作を行う。

まず、全セル初期化期間では、すべての放電セルで一斉に初期化放電を行い、それ以前の個々の放電セルに対する壁電荷の履歴を消すとともに、続く書込み動作のために必要な壁電荷を形成する。加えて、放電遅れを小さくし書込み放電を安定して発生させるためのプライミング（放電のための起爆剤＝励起粒子）を発生させるというはたらきをもつ。続く書込み期間では、走査電極に順次走査パルスを印加するとともに、データ電極には表示すべき画像信号に対応した書込みパルスを印加し、走査電極とデータ電極との間で選択的に書込み放電を起こし、選択的な壁電荷形成を行う。そして維持期間では、走査電極と維持電極との間に輝度重みに応じた所定の回数の維持パルスを印加し、書込み放電による壁電荷形成を行った放電セルを選択的に放電させ発光させる。

このように、画像を正しく表示するためには書込み期間における選択的な書込み放電を確実に行うことが重要であるが、回路構成上の制約から書込みパルスに高い電圧が使えないこと、データ電極上に形成された蛍光体層が放電を起こり難くしていること等、書込み放電に関しては放電遅れを大きくする要因が多い。したがって、書込み放電を安定して発生させるためのプライミングが非常に重要となる。
特開２０００−２４２２２４号公報

近年はパネルの高精細度化に伴い放電セル数が増加し、１つの放電セルに対する書込み動作に使える時間が短くなりつつある。また、動画擬似輪郭の改善等、画像表示品質を向上させるためにサブフィールド数を増加させる駆動方法が検討される等、今後ますます書込み動作の高速化が要求されてきている。

ところで、全ての放電セルを初期化させる全セル初期化動作は、上述したように書込み動作に必要な壁電荷を形成する働きを持つが、加えて、放電遅れを小さくし書込み放電を安定して発生させるためのプライミング（放電のための起爆剤＝励起粒子）を発生させるという働きをもあわせ持つ。したがって、安定した高速書込み動作のためにはプライミングを増やすという方法が有効である。しかし、単純に全セル初期化の回数を増やすと黒輝度が上がってコントラストが低下し、画像表示品質が低下する。

本発明はこのような現状に鑑みなされたものであり、安定した高速書込みが可能であり、かつ黒輝度の上昇を抑えたプラズマディスプレイパネルの駆動方法を提供することを目的とする。

本発明のプラズマディスプレイパネルの駆動方法は、走査電極および維持電極とデータ電極との交差部に放電セルを形成してなるプラズマディスプレイパネルの駆動方法であって、１フィールド期間は、放電セルに初期化放電を発生させる初期化期間、前記放電セルに書込み放電を発生させる書込み期間、および前記放電セルに輝度重みに応じた維持パルスを印加することにより維持放電を発生させる維持期間を有する複数のサブフィールドから構成され、前記複数のサブフィールドの初期化期間は、画像表示を行う全ての放電セルに対して初期化放電を行わせる全セル初期化動作、または直前のサブフィールドにおいて維持放電を行った放電セルに対して選択的に初期化放電を行わせる選択初期化動作のいずれかの動作を行い、かつ最初のサブフィールドおよび維持パルス数の多いサブフィールドにおいて全セル初期化動作を行うとともに、全セル初期化動作の次のサブフィールドは選択初期化動作を行うことを特徴とする。

本発明によれば、安定した高速書込みが可能であり、かつ黒輝度の上昇を抑えた駆動方法を提供することができる。

以下、本発明の一実施の形態におけるプラズマディスプレイパネルの駆動方法について、図面を用いて説明する。

図１は本発明の一実施の形態に用いるパネルの要部を示す斜視図である。パネル１は、ガラス製の前面基板２と背面基板３とを対向配置して、その間に放電空間を形成するように構成されている。前面基板２上には表示電極を構成する走査電極４と維持電極５とが互いに平行に対をなして複数形成されている。そして、走査電極４および維持電極５を覆うように誘電体層６が形成され、誘電体層６上には保護層７が形成されている。また、背面基板３上には絶縁体層８で覆われた複数のデータ電極９が付設され、データ電極９の間の絶縁体層８上にデータ電極９と平行して隔壁１０が設けられている。また、絶縁体層８の表面および隔壁１０の側面に蛍光体１１が設けられている。そして、走査電極４および維持電極５とデータ電極９とが交差する方向に前面基板２と背面基板３とを対向配置しており、その間に形成される放電空間には、放電ガスとしてたとえばネオンとキセノンの混合ガスが封入されている。

図２は本発明の一実施の形態におけるパネルの電極配列図である。行方向にｎ本の走査電極ＳＣＮ１〜ＳＣＮｎ（図１の走査電極４）およびｎ本の維持電極ＳＵＳ１〜ＳＵＳｎ（図１の維持電極５）が交互に配列され、列方向にｍ本のデータ電極Ｄ１〜Ｄｍ（図１のデータ電極９）が配列されている。そして、１対の走査電極ＳＣＮｉおよび維持電極ＳＵＳｉ（ｉ＝１〜ｎ）と１つのデータ電極Ｄｊ（ｊ＝１〜ｍ）とが交差した部分に放電セルが形成され、放電セルは放電空間内にｍ×ｎ個形成されている。

図３は本発明の実施の形態におけるパネルの駆動方法を用いたプラズマディスプレイ装置の構成図である。このプラズマディスプレイ装置は、パネル１、データ電極駆動回路１２、走査電極駆動回路１３、維持電極駆動回路１４、タイミング発生回路１５、ＡＤ（アナログ・デジタル）変換器１８、走査数変換部１９、サブフィールド変換部２０および電源回路（図示せず）を備えている。

図３において、画像信号ＶＤはＡＤ変換器１８に入力される。また、水平同期信号Ｈおよび垂直同期信号Ｖはタイミング発生回路１５、ＡＤ変換器１８、走査数変換部１９、サブフィールド変換部２０に与えられる。ＡＤ変換器１８は、画像信号ＶＤをデジタル信号の画像データに変換し、その画像データを走査数変換部１９に与える。走査数変換部１９は、画像データをパネル１の画素数に応じた画像データに変換し、サブフィールド変換部２０に与える。サブフィールド変換部２０は、各画素の画像データを複数のサブフィールドに対応する複数のビットに分割し、サブフィールド毎の画像データをデータ電極駆動回路１２に出力する。データ電極駆動回路１２は、サブフィールド毎の画像データを各データ電極Ｄ１〜Ｄｍに対応する信号に変換し各データ電極を駆動する。

タイミング発生回路１５は、水平同期信号Ｈおよび垂直同期信号Ｖをもとにしてタイミング信号を発生し、各々走査電極駆動回路１３および維持電極駆動回路１４に与える。走査電極駆動回路１３は、タイミング信号に基づいて走査電極ＳＣＮ１〜ＳＣＮｎに駆動波形を供給し、維持電極駆動回路１４は、タイミング信号に基づいて維持電極ＳＵＳ１〜ＳＵＳｎに駆動波形を供給する。

次に、パネルを駆動するための駆動波形とその動作について説明する。図４は本発明の実施の形態におけるプラズマディスプレイパネルの各電極に印加する駆動波形図であり、全セル初期化動作を行う初期化期間を有するサブフィールド（以下、全セル初期化サブフィールドと略記する）と選択初期化動作を行う初期化期間を有するサブフィールド（以下、選択初期化サブフィールドと略記する）に対する駆動波形図である。

まず、全セル初期化サブフィールドの駆動波形とその動作について説明する。初期化期間では、データ電極Ｄ１〜Ｄｍおよび維持電極ＳＵＳ１〜ＳＵＳｎを０（Ｖ）に保持し、走査電極ＳＣＮ１〜ＳＣＮｎに対して放電開始電圧以下となる電圧Ｖｐ（Ｖ）から、放電開始電圧を超える電圧Ｖｒ（Ｖ）に向かって緩やかに上昇するランプ電圧を印加する。すると、全ての放電セルにおいて１回目の微弱な初期化放電を起こし、走査電極ＳＣＮ１〜ＳＣＮｎ上に負の壁電圧が蓄えられるとともに、維持電極ＳＵＳ１〜ＳＵＳｎ上およびデータ電極Ｄ１〜Ｄｍ上に正の壁電圧が蓄えられる。ここで、電極上の壁電圧とは、電極を覆う誘電体層あるいは蛍光体層上に蓄積した壁電荷により生じる電圧をあらわす。その後、維持電極ＳＵＳ１〜ＳＵＳｎを正の電圧Ｖｈ（Ｖ）に保ち、走査電極ＳＣＮ１〜ＳＣＮｎに電圧Ｖｇ（Ｖ）から電圧Ｖａ（Ｖ）に向かって緩やかに下降するランプ電圧を印加する。すると、全ての放電セルにおいて２回目の微弱な初期化放電を起こし、走査電極ＳＣＮ１〜ＳＣＮｎ上の壁電圧および維持電極ＳＵＳ１〜ＳＵＳｎ上の壁電圧が弱められ、データ電極Ｄ１〜Ｄｍ上の壁電圧も書込み動作に適した値に調整される。このように、全セル初期化サブフィールドの初期化動作は、全ての放電セルにおいて初期化放電させる全セル初期化動作である。

つづく書込み期間では、走査電極ＳＣＮ１〜ＳＣＮｎを一旦Ｖｓ（Ｖ）に保持する。つぎに、データ電極Ｄ１〜Ｄｍのうち、１行目に表示すべき放電セルのデータ電極Ｄｋに正の書込みパルス電圧Ｖｗ（Ｖ）を印加するとともに、１行目の走査電極ＳＣＮ１に走査パルス電圧Ｖｂ（Ｖ）を印加する。このとき、データ電極Ｄｋと走査電極ＳＣＮ１との交差部の電圧は、外部印加電圧（Ｖｗ−Ｖｂ）にデータ電極Ｄｋ上の壁電圧および走査電極ＳＣＮ１上の壁電圧の大きさが加算されたものとなり、放電開始電圧を超える。そして、データ電極Ｄｋと走査電極ＳＣＮ１との間および維持電極ＳＵＳ１と走査電極ＳＣＮ１との間に書込み放電が起こり、この放電セルの走査電極ＳＣＮ１上に正の壁電圧が蓄積され、維持電極ＳＵＳ１上に負の壁電圧が蓄積され、データ電極Ｄｋ上にも負の壁電圧が蓄積される。このようにして、１行目に表示すべき放電セルで書込み放電を起こして各電極上に壁電圧を蓄積する書込み動作が行われる。一方、正の書込みパルス電圧Ｖｗ（Ｖ）を印加しなかったデータ電極と走査電極ＳＣＮ１との交差部の電圧は放電開始電圧を超えないので、書込み放電は発生しない。以上の書込み動作をｎ行目の放電セルに至るまで順次行い、書込み期間が終了する。

つづく維持期間では、まず、維持電極ＳＵＳ１〜ＳＵＳｎを０（Ｖ）に戻し、走査電極ＳＣＮ１〜ＳＣＮｎに正の維持パルス電圧Ｖｍ（Ｖ）を印加する。このとき、書込み放電を起こした放電セルにおいては、走査電極ＳＣＮｉ上と維持電極ＳＵＳｉ上との間の電圧は、維持パルス電圧Ｖｍ（Ｖ）に、走査電極ＳＣＮｉ上および維持電極ＳＵＳｉ上の壁電圧の大きさが加算されたものとなり放電開始電圧を超える。そして、走査電極ＳＣＮｉと維持電極ＳＵＳｉとの間に維持放電が起こり、走査電極ＳＣＮｉ上に負の壁電圧が蓄積され、維持電極ＳＵＳｉ上に正の壁電圧が蓄積される。このときデータ電極Ｄｋ上にも正の壁電圧が蓄積される。書込み期間において書込み放電が起きなかった放電セルでは維持放電は発生せず、初期化期間の終了時における壁電圧状態が保持される。続いて、走査電極ＳＵＳ１〜ＳＵＳｎを０（Ｖ）に戻し、維持電極ＳＵＳ１〜ＳＵＳｎに正の維持パルス電圧Ｖｍ（Ｖ）を印加する。

すると、維持放電を起こした放電セルでは、維持電極ＳＵＳｉ上と走査電極ＳＣＮｉ上との間の電圧は放電開始電圧を超えるので、再び維持電極ＳＵＳｉと走査電極ＳＣＮｉとの間に維持放電が起こり、維持電極ＳＵＳｉ上に負の壁電圧が蓄積され走査電極ＳＣＮｉ上に正の壁電圧が蓄積される。以降同様に、走査電極ＳＣＮ１〜ＳＣＮｎと維持電極ＳＵＳ１〜ＳＵＳｎとに交互に維持パルスを印加することにより、書込み期間において書込み放電を起こした放電セルでは維持放電が継続して行われる。なお、維持期間の最後には走査電極ＳＣＮ１〜ＳＣＮｎと維持電極ＳＵＳ１〜ＳＵＳｎとの間にいわゆる細幅パルスを印加して、データ電極Ｄｋ上の正の壁電荷を残したまま、走査電極ＳＣＮ１〜ＳＣＮｎおよび維持電極ＳＵＳ１〜ＳＵＳｎ上の壁電圧を消去している。こうして維持期間における維持動作が終了する。

つづいて選択初期化サブフィールドの駆動波形とその動作について説明する。初期化期間では、維持電極ＳＵＳ１〜ＳＵＳｎをＶｈ（Ｖ）に保持し、データ電極Ｄ１〜Ｄｍを０（Ｖ）に保持し、走査電極ＳＣＮ１〜ＳＣＮｎにＶｑ（Ｖ）からＶａ（Ｖ）に向かって緩やかに下降するランプ電圧を印加する。すると前のサブフィールドの維持期間で維持放電を行った放電セルでは、微弱な初期化放電が発生し、走査電極ＳＣＮｉ上および維持電極ＳＵＳｉ上の壁電圧が弱められ、データ電極Ｄｋ上の壁電圧も書込み動作に適した値に調整される。一方、前のサブフィールドで書込み放電および維持放電を行わなかった放電セルについては放電することはなく、前のサブフィールドの初期化期間終了時における壁電荷状態がそのまま保たれる。

このように、選択初期化サブフィールドの初期化動作は、前のサブフィールドで維持放電を行った放電セルにおいて初期化放電させる選択初期化動作である。

書込み期間および維持期間については全セル初期化サブフィールドの書込み期間および維持期間と同様であるため説明を省略する。

ところで、プラズマディスプレイパネルにおいて、当該セルが非点灯の場合、隣接セルでの放電による影響で当該セルに蓄えられた壁電荷が減少（クロストーク）し、当該セルにおける後続の書込み動作を正常に行うことができなくなり画質が劣化する。この現象は、Ｘｅ分圧が上昇することで放電の広がりが大きくなり、より顕著になる。また、発光重み付けが大きいほど、クロストークの影響が大きい。このようなクロストークは、全てのＳＦで当該セルをクロストーク発生前の状態にできる全セル初期化動作を行うと解消できるが、全セル初期化放電による黒浮きで画質が劣化してしまうこととなる。

そこで、本発明においては、最初のサブフィールドおよび維持パルス数の多いサブフィールドにおいてのみ全セル初期化動作を行うとともに、全セル初期化動作の次のサブフィールドは選択初期化動作を行うように構成したものである。

図５は、本発明の実施の形態におけるパネルの駆動方法のサブフィールド構成を示す図である。なお、この図５では、１フィールドが１０のサブフィールドで構成され、各サブフィールドの輝度重みはそれぞれ（１，２，４，６，１０，２１，３０，４２，６２，７７）であるものとして説明するが、サブフィールド数や各サブフィールドの輝度重みが上記の値に限定されるものではない。

この図５に示すように、本発明においては、最初のサブフィールドである第１ＳＦと、輝度重みが多い、すなわち維持パルス数の多い第７ＳＦ、第９ＳＦの初期化期間のみ全セル初期化動作を行い、第２ＳＦ〜第６ＳＦと、第７ＳＦ、第９ＳＦの次のサブフィールドである第８ＳＦおよび第１０ＳＦにおいての初期化期間は選択初期化動作を行うサブフィールド構成としている。なお、サブフィールド構成として、第１ＳＦの前に、この第１ＳＦの補助的サブフィールドとして、第０．５ＳＦを設ける場合があるが、このようなサブフィールド構成の場合においては、第１ＳＦまたは第０．５ＳＦのいずれか一方を最初のサブフィールドとすればよい。

すなわち、維持パルス数の少ないサブフィールドにおいては、書込み放電を安定して発生させにくいが、最初のサブフィールドである第１ＳＦにおいて全セル初期化動作を行うことにより、書込み動作に必要な壁電荷を形成し、書込み放電を安定して発生させることができ、また上述したようなクロストークによる書込み動作不良に対しては、維持パルス数の多いサブフィールドにおいて全セル初期化動作を行うことにより、書込み動作に必要な壁電荷を再度形成できることにより正常な書込み動作を行うことができることとなる。しかも、全セル初期化動作の次のサブフィールドは選択初期化動作を行うものであり、全セル初期化放電により黒輝度が上がってコントラストが低下し、画像表示品質が低下するという影響も最小限に抑えることができる。

本発明のプラズマディスプレイパネルの駆動方法は、安定した高速書込みが可能であり、かつ黒輝度の上昇を抑えたプラズマディスプレイパネルの駆動が可能となり、プラズマディスプレイパネルを用いた画像表示装置等として有用である。

本発明の実施の形態に用いるパネルの要部を示す斜視図同パネルの電極配列図本発明の実施の形態におけるパネルの駆動方法を用いたプラズマディスプレイ装置の構成図本発明の実施の形態におけるパネルの各電極に印加する駆動波形図本発明の実施の形態におけるパネルの駆動方法のサブフィールド構成を示す図

符号の説明

１プラズマディスプレイパネル
２前面基板
３背面基板
４走査電極
５維持電極
９データ電極
１５タイミング発生回路

Claims

走査電極および維持電極とデータ電極との交差部に放電セルを形成してなるプラズマディスプレイパネルの駆動方法であって、１フィールド期間は、放電セルに初期化放電を発生させる初期化期間、前記放電セルに書込み放電を発生させる書込み期間、および前記放電セルに輝度重みに応じた維持パルスを印加することにより維持放電を発生させる維持期間を有する複数のサブフィールドから構成され、前記複数のサブフィールドの初期化期間は、画像表示を行う全ての放電セルに対して初期化放電を行わせる全セル初期化動作、または直前のサブフィールドにおいて維持放電を行った放電セルに対して選択的に初期化放電を行わせる選択初期化動作のいずれかの動作を行い、かつ最初のサブフィールドおよび維持パルス数の多いサブフィールドにおいてのみ全セル初期化動作を行うとともに、全セル初期化動作の次のサブフィールドは選択初期化動作を行うことを特徴とするプラズマディスプレイパネルの駆動方法。