JP2007108489A - プラズマディスプレイパネルの駆動方法 - Google Patents

Abstract

【課題】高輝度・高精細度パネルであっても、低い書込みパルス電圧で書込み動作が可能なプラズマディスプレイ装置を提供する。
【解決手段】表示電極対の電極間に維持パルスを印加して放電セルを維持放電させる維持パルス発生部を備え、維持パルス発生部は、表示電極対の電極間の静電容量と電力回収用インダクタとの共振により表示電極対の電極間の静電容量を充放電して表示電極対のそれぞれに電圧を印加する電力回収部と、所定の電源または接地電位に接続して表示電極対のそれぞれに電圧を印加するクランプ部とを有し、維持期間における最後の維持放電を発生させる維持パルスを、電力回収部の共振の周期の１／２より短い期間に電力回収部を用いて表示電極対の一方に電圧を印加した後、クランプ部を用いてその表示電極対の一方に電圧を印加することにより、表示電極対の電極間に印加する。
【選択図】図６

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対が前面ガラス基板上に互いに平行に複数対形成され、それら表示電極対を覆うように誘電体層および保護層が形成されている。背面板は、背面ガラス基板上に複数の平行なデータ電極と、それらを覆うように誘電体層と、さらにその上にデータ電極と平行に複数の隔壁とがそれぞれ形成され、誘電体層の表面と隔壁の側面とに蛍光体層が形成されている。そして、表示電極対とデータ電極とが立体交差するように前面板と背面板とが対向配置されて密封され、内部の放電空間にはキセノンを含む放電ガスが封入されている。ここで表示電極対とデータ電極とが対向する部分に放電セルが形成される。このような構成のパネルにおいて、各放電セル内でガス放電により紫外線を発生させ、この紫外線で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。各サブフィールドは、初期化期間、書込み期間および維持期間を有し、初期化期間では初期化放電を発生し、続く書込み動作に必要な壁電荷を各電極上に形成する。書込み期間では、表示を行うべき放電セルにおいて選択的に書込み放電を発生し壁電荷を形成する。そして維持期間では、走査電極と維持電極とからなる表示電極対に交互に維持パルスを印加し、書込み放電を起こした放電セルで維持放電を発生させ、対応する放電セルの蛍光体層を発光させることにより画像表示を行う。

サブフィールド法の中でも、緩やかに変化する電圧波形を用いて初期化放電を行い、さらに維持放電を行った放電セルに対して選択的に初期化放電を行うことで、階調表示に関係しない発光を極力減らしコントラスト比を向上させた新規な駆動方法が開示されている（例えば、特許文献１参照）。

また、パネルを用いたプラズマディスプレイ装置の消費電力を削減するために、様々な消費電力削減技術が提案されている。特に維持期間における消費電力を削減する技術の１つとして、表示電極対のそれぞれが表示電極対の電極間容量を持つ容量性の負荷であることに着目し、インダクタを構成要素に含む共振回路を用いてそのインダクタと電極間容量とをＬＣ共振させ、電極間容量に蓄えられた電荷を電力回収用のコンデンサに回収し、回収した電荷を表示電極対の駆動に再利用する、いわゆる電力回収回路が開示されている（例えば、特許文献２参照）。

このような、電力回収回路を用いてコントラスト比を向上させたパネルの駆動を行うことにより、低消費電力かつコントラスト比の高いプラズマディスプレイ装置を実現できる。
特開２０００−２４２２２４号公報 特公平７−１０９５４２号公報

しかしながら、上述した２つの技術を単純に組み合わせると、選択的に書込み放電を発生させるためにデータ電極に印加する書込みパルスの電圧が高くなる傾向があった。特に、パネルの高精細化に伴って放電セルを微細化すると、あるいはパネルの輝度を高めるためにキセノン分圧を高めると、書込みパルスの電圧をさらに高くしなければならなかった。

本発明はこれらの課題に鑑みなされたものであり、高輝度・高精細度パネルであっても、低い書込みパルス電圧で書込み動作が可能なパネルの駆動方法を提供することを目的とする。

本発明は、走査電極と維持電極とからなる表示電極対を有する放電セルを複数備えたパネルの駆動方法であって、維持期間において表示電極対のそれぞれに交互に維持パルスを印加して放電セルを維持放電させる維持パルス発生部を備え、維持パルス発生部は、表示電極対の電極間の静電容量と電力回収用インダクタとの共振により表示電極対のそれぞれに電圧を印加する電力回収部と、所定の電源または接地電位に接続して表示電極対のそれぞれに電圧を印加するクランプ部とを有し、維持期間の最後において電力回収部の共振の周期の１／２より短い所定の期間に電力回収部を用いて表示電極対の一方に電圧を印加した後、クランプ部を用いてその表示電極対の一方にさらに電圧を印加して最後の維持放電を発生させることを特徴とする。この構成により、高輝度・高精細度パネルであっても、低い書込みパルス電圧で書込み動作が可能なパネルの駆動方法を提供することができる。

また本発明のパネルの駆動方法は、最後の維持放電を発生させた後、その維持放電が収束する前に表示電極対の電極間の電位差を緩和するように表示電極対のいずれかに電圧を印加してもよい。

また本発明のパネルの駆動方法は、所定の期間が２５０ｎｓ〜３５０ｎｓであることが望ましい。

また本発明のパネルの駆動方法は、最後の維持放電を発生させた後、１００ｎｓ〜９００ｎｓの間に表示電極対の電極間の電位差を緩和するように表示電極対のいずれかに電圧を印加することが望ましい。

本発明によれば、高輝度・高精細度パネルであっても、低い書込みパルス電圧で書込み動作が可能なパネルの駆動方法を提供することが可能となる。

以下、本発明の実施の形態におけるパネルの駆動方法について、図面を用いて説明する。

（実施の形態）
図１は本発明の実施の形態に用いるパネルの要部を示す分解斜視図である。パネル１０は、ガラス製の前面基板２１と背面基板３１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２１上には表示電極対を構成する走査電極２２と維持電極２３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２２および維持電極２３を覆うように誘電体層２４が形成され、誘電体層２４上には保護層２５が形成されている。また、背面基板３１上には絶縁体層３３で覆われた複数のデータ電極３２が設けられ、絶縁体層３３上に井桁状の隔壁３４が設けられている。また、絶縁体層３３の表面および隔壁３４の側面に蛍光体層３５が設けられている。そして、走査電極２２および維持電極２３とデータ電極３２とが交差するように前面基板２１と背面基板３１とが対向配置されており、その間に形成される放電空間には、放電ガスとして、例えばネオンとキセノンの混合ガスが封入されている。なお、パネルの構造は上述したものに限られるわけではなく、例えばストライプ状の隔壁を備えたものであってもよい。

図２は本発明の実施の形態に用いるパネルの電極配列図である。行方向にｎ本の走査電極ＳＣ１〜ＳＣｎ（図１の走査電極２２）およびｎ本の維持電極ＳＵ１〜ＳＵｎ（図１の維持電極２３）が配列され、列方向にｍ本のデータ電極Ｄ１〜Ｄｍ（図１のデータ電極３２）が配列されている。そして、１対の走査電極ＳＣｉおよび維持電極ＳＵｉ（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プラズマディスプレイ装置の回路ブロック図である。このプラズマディスプレイ装置は、パネル１０、画像信号処理回路５１、データ電極駆動回路５２、走査電極駆動回路５３、維持電極駆動回路５４、タイミング発生回路５５および電源回路（図示せず）を備えている。

画像信号処理回路５１は、画像信号ｓｉｇをサブフィールド毎の画像データに変換する。データ電極駆動回路５２はサブフィールド毎の画像データを各データ電極Ｄ１〜Ｄｍに対応する信号に変換し各データ電極Ｄ１〜Ｄｍを駆動する。タイミング発生回路５５は水平同期信号Ｈおよび垂直同期信号Ｖをもとにして各種のタイミング信号を発生し、各回路ブロックへ供給している。走査電極駆動回路５３はタイミング信号にもとづいて走査電極ＳＣ１〜ＳＣｎに駆動電圧波形を供給し、維持電極駆動回路５４はタイミング信号にもとづいて維持電極ＳＵ１〜ＳＵｎに駆動電圧波形を供給する。ここで、走査電極駆動回路５３は、後述する維持パルスを発生させるための維持パルス発生部１００を備え、維持電極駆動回路５４にも同様に維持パルス発生部２００を備えている。

次に、パネルを駆動するための駆動電圧波形とその動作について説明する。図４は本発明の実施の形態に用いるパネルの各電極に印加する駆動電圧波形を示す図であり、１フィールドを複数のサブフィールドに分割し、それぞれのサブフィールドは初期化期間、書込み期間、維持期間を有している。

第１サブフィールドの初期化期間では、まずその前半部において、データ電極Ｄ１〜Ｄｍおよび維持電極ＳＵ１〜ＳＵｎを０Ｖに保持し、走査電極ＳＣ１〜ＳＣｎに対して放電開始電圧以下となる電圧Ｖｉ１から放電開始電圧を超える電圧Ｖｉ２に向かって緩やかに上昇するランプ電圧を印加する。すると、全ての放電セルにおいて微弱な初期化放電を起こし、走査電極ＳＣ１〜ＳＣｎ上に負の壁電圧が蓄積され、維持電極ＳＵ１〜ＳＵｎおよびデータ電極Ｄ１〜Ｄｍ上に正の壁電圧が蓄積される。ここで、電極上の壁電圧とは電極を覆う誘電体層上や蛍光体層上等に蓄積した壁電荷により生じる電圧を指す。

続いて初期化期間の後半部において、維持電極ＳＵ１〜ＳＵｎを正の電圧Ｖｅ１に保ち、走査電極ＳＣ１〜ＳＣｎに電圧Ｖｉ３から電圧Ｖｉ４に向かって緩やかに下降するランプ電圧を印加する。すると、全ての放電セルにおいて再び微弱な初期化放電を起こし、走査電極ＳＣ１〜ＳＣｎ上と維持電極ＳＵ１〜ＳＵｎ上との間の壁電圧が弱められ、データ電極Ｄ１〜Ｄｍ上の正の壁電圧が書込み動作に適した値に調整される。

本実施の形態においては、このように第１サブフィールドの初期化動作は、全ての放電セルに対して初期化放電を行う全セル初期化動作である。

続く書込み期間では、維持電極ＳＵ１〜ＳＵｎを電圧Ｖｅ２に、走査電極ＳＣ１〜ＳＣｎをＶｃに保持する。次に、１行目の走査電極ＳＣ１に負の走査パルス電圧Ｖａを印加するとともに、データ電極Ｄ１〜Ｄｍのうち１行目に表示すべき放電セルのデータ電極Ｄｋ（ｋ＝１〜ｍ）に正の書込みパルス電圧Ｖｄを印加する。このときデータ電極Ｄｋと走査電極ＳＣ１との交差部の電圧は、外部印加電圧（Ｖｄ−Ｖａ）にデータ電極Ｄｋ上の壁電圧と走査電極ＳＣ１上の壁電圧とが加算されたものとなり、放電開始電圧を超える。そして、データ電極Ｄｋと走査電極ＳＣ１との間および維持電極ＳＵ１と走査電極ＳＣ１との間に書込み放電が起こり、この放電セルの走査電極ＳＣ１上に正の壁電圧が蓄積され、維持電極ＳＵ１上に負の壁電圧が蓄積され、データ電極Ｄｋ上にも負の壁電圧が蓄積される。このようにして、１行目に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、書込みパルス電圧Ｖｄを印加しなかったデータ電極Ｄ１〜Ｄｍと走査電極ＳＣ１との交差部の電圧は放電開始電圧を超えないので、書込み放電は発生しない。以上の書込み動作をｎ行目の放電セルに至るまで順次行い、書込み期間が終了する。

続く維持期間では、消費電力を削減するために電力回収回路を用いて駆動を行っている。駆動電圧波形の詳細については後述することとして、ここでは維持期間における維持動作の概要について説明する。まず走査電極ＳＣ１〜ＳＣｎには正の維持パルス電圧Ｖｓを印加するとともに、維持電極ＳＵ１〜ＳＵｎには接地電位、すなわち０Ｖを印加する。すると書込み放電を起こした放電セルにおいては、走査電極ＳＣｉ上と維持電極ＳＵｉ上との間の電圧は維持パルス電圧Ｖｓに走査電極ＳＣｉ上の壁電圧と維持電極ＳＵｉ上の壁電圧とが加算されたものとなり放電開始電圧を超える。そして、走査電極ＳＣｉと維持電極ＳＵｉとの間に維持放電が起こり、このとき発生した紫外線により蛍光体層３５が発光する。そして走査電極ＳＣｉ上に負の壁電圧が蓄積され、維持電極ＳＵｉ上に正の壁電圧が蓄積される。さらにデータ電極Ｄｋ上にも正の壁電圧が蓄積される。書込み期間において書込み放電が起きなかった放電セルでは維持放電は発生せず、初期化期間の終了時における壁電圧が保持される。

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

なお、維持期間の最後には走査電極ＳＣ１〜ＳＣｎと維持電極ＳＵ１〜ＳＵｎとの電極間にいわゆる細幅パルス状の電位差を与えて、データ電極Ｄｋ上の正の壁電荷を残したまま、走査電極ＳＣｉおよび維持電極ＳＵｉ上の壁電圧を消去している。具体的には、走査電極ＳＣ１〜ＳＣｎを０Ｖに保持したまま、維持電極ＳＵ１〜ＳＵｎも一旦０Ｖに戻す。そして走査電極ＳＣ１〜ＳＣｎに維持パルス電圧Ｖｓを印加する。すると、維持放電を起こした放電セルで、維持電極ＳＵｉと走査電極ＳＣｉとの間に維持放電が起こる。そしてこの放電が収束する前、すなわち放電で発生した荷電粒子が放電空間内に十分残留している間に、維持電極ＳＵ１〜ＳＵｎに電圧Ｖｅ１を印加する。すなわち、維持電極ＳＵｉと走査電極ＳＣｉとの電極間の電位差を（Ｖｓ−Ｖｅ１）の程度まで弱める。すると、データ電極Ｄｋ上の正の壁電荷を残したまま、走査電極ＳＣ１〜ＳＣｎ上と維持電極ＳＵ１〜ＳＵｎ上との間の壁電圧はそれぞれの電極に印加した電圧の差（Ｖｓ−Ｖｅ１）の程度まで弱められる。以下、この放電を「消去放電」と呼び、消去放電を発生させるために走査電極ＳＣ１〜ＳＣｎと維持電極ＳＵ１〜ＳＵｎとの間、すなわち表示電極対の電極間に与える電位差は幅の狭い細幅パルス状の電位差である。こうして維持期間における維持動作が終了する。

第２サブフィールドの初期化期間では、維持電極ＳＵ１〜ＳＵｎを電圧Ｖｅ１に、データ電極Ｄ１〜Ｄｍを０Ｖにそれぞれ保持し、走査電極ＳＣ１〜ＳＣｎに電圧Ｖｉ３’から電圧Ｖｉ４に向かって緩やかに下降する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ＳＣｉ上および維持電極ＳＵｉ上の壁電圧が弱められる。またデータ電極Ｄｋに対しては、直前の維持期間においてデータ電極Ｄｋ上に正の壁電圧が十分に蓄積されているので、この壁電圧の過剰な部分が放電され、書込み動作に適した壁電圧に調整される。一方、前のサブフィールドで維持放電を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がそのまま保たれる。

このように第２サブフィールドの初期化動作は、直前のサブフィールドの維持期間で維持動作を行った放電セルに対して選択的に初期化放電を行う選択初期化動作である。

第２サブフィールドの書込み期間の動作は第１サブフィールドと同様であるため説明を省略する。続く維持期間の動作も維持パルスの数を除いて第１サブフィールドと同様である。続く第３サブフィールド以降のサブフィールドにおいても、第２サブフィールドとほぼ同様の動作を行う。

なお、本実施の形態においては、第１サブフィールドの初期化期間には全セル初期化動作を行い、第２サブフィールドの初期化期間には選択初期化動作を行うものとして説明したが、本発明はこれに限定するものではなく、それぞれのサブフィールドにおいて全セル初期化、選択初期化動作を任意に行ってもよい。

次に、維持期間における動作の詳細について説明する。まず表示電極対のそれぞれに交互に維持パルスを印加して放電セルを維持放電させるための駆動回路である維持パルス発生部１００、２００の詳細について説明する。図５は、本発明の実施の形態におけるプラズマディスプレイ装置の維持パルス発生部１００、２００の回路図である。維持パルス発生部１００は電力回収部１１０とクランプ部１２０とから構成されている。電力回収部１１０は、電力回収用のコンデンサＣ１０、スイッチング素子Ｑ１１、Ｑ１２、逆流防止用のダイオードＤ１１、Ｄ１２、電力回収用のインダクタＬ１０を有している。クランプ部１２０は、電圧値がＶｓである電源ＶＳ、スイッチング素子Ｑ１３、Ｑ１４を有している。そしてこれらの電力回収部１１０およびクランプ部１２０は、走査パルス発生回路を介してパネル１０の電極間容量Ｃｐの一端である走査電極２２に接続されている。なお、図５では走査パルス発生回路は図示していない。コンデンサＣ１０は電極間容量Ｃｐに比べて十分に大きい容量を持ち、電圧値がほぼＶｓ／２に充電されており、電力回収部１１０の電源として働く。

維持パルス発生部２００も維持パルス発生部１００と同様の回路構成であり、電力回収用のコンデンサＣ２０、スイッチング素子Ｑ２１、Ｑ２２、逆流防止用のダイオードＤ２１、Ｄ２２、電力回収用のインダクタＬ２０を有する電力回収部２１０と、電源ＶＳ、スイッチング素子Ｑ２３、Ｑ２４を有するクランプ部２２０を備え、維持パルス発生部２００の出力はパネル１０の電極間容量Ｃｐの他端である維持電極２３に接続されている。なお、後の説明のために、図５には維持電極２３に電圧Ｖｅ１を印加するための電源ＶＥ、スイッチング素子Ｑ２９、逆流防止用のダイオードＤ２９もそれぞれ示している。

次に、駆動電圧波形の詳細について説明する。図６は本発明の実施の形態におけるプラズマディスプレイ装置の維持パルス発生部１００、２００の動作を説明するためのタイミングチャートである。維持パルスの１周期をＴ１〜Ｔ６で示した６つの期間に分割し、それぞれの期間について説明する。

（期間Ｔ１）
時刻ｔ１でスイッチング素子Ｑ１２をＯＮにする。すると走査電極２２側の電荷はインダクタＬ１０、ダイオードＤ１２、スイッチング素子Ｑ１２を通してコンデンサＣ１０に流れ始め、走査電極２２の電圧が下がり始める。

（期間Ｔ２）
インダクタＬ１０と電極間容量Ｃｐとは共振回路を形成しているので、共振周期の１／２の時間経過後の時刻ｔ２において走査電極２２の電圧は０Ｖ付近まで低下する。しかし共振回路の抵抗成分による電力損失のため、走査電極２２の電圧は０Ｖにまでは下がりきらない。そして時刻ｔ２でスイッチング素子Ｑ１４をＯＮにする。すると走査電極２２はスイッチング素子Ｑ１４を通して直接に接地されるため、走査電極２２の電圧は強制的に０Ｖに低下する。

さらに、時刻ｔ２でスイッチング素子Ｑ２１をＯＮにする。すると、電力回収用のコンデンサＣ２０からスイッチング素子Ｑ２１、ダイオードＤ２１、インダクタＬ２０を通して電流が流れ始め、維持電極２３の電圧が上がり始める。なお本実施の形態においては、上述の共振周期が約１２００ｎｓに設定されており、時刻ｔ１から時刻ｔ２までの時間、すなわち期間Ｔ１の時間は５５０ｎｓに設定されている。

（期間Ｔ３）
インダクタＬ２０と電極間容量Ｃｐとは共振回路を形成しているので、共振周期の１／２の時間経過後の時刻ｔ３において維持電極２３の電圧はＶｓ付近まで上昇するが、共振回路の抵抗成分による電力損失のため、維持電極２３の電圧はＶｓにまでは上がりきらない。そして、時刻ｔ３でスイッチング素子Ｑ２３をＯＮにする。すると維持電極２３はスイッチング素子Ｑ２３を通して直接に電源ＶＳへ接続されるため、維持電極２３の電圧は強制的にＶｓまで上昇する。すると、書込み放電を起こした放電セルでは走査電極２２−維持電極２３間の電圧が放電開始電圧を超え維持放電が発生する。

なお、スイッチング素子Ｑ１２は時刻ｔ２以降、時刻ｔ５までにＯＦＦすればよく、スイッチング素子Ｑ２１は時刻ｔ３以降、時刻ｔ４までにＯＦＦすればよい。また、維持パルス発生部１００、２００の出力インピーダンスを下げるために、スイッチング素子Ｑ１４は時刻ｔ５直前に、スイッチング素子Ｑ２３は時刻ｔ４直前にＯＦＦにすることが望ましい。

（期間Ｔ４〜Ｔ６）
走査電極２２に印加される維持パルスと維持電極２３に印加される維持パルスとは同じ波形であるため、期間Ｔ４から期間Ｔ６までの動作は期間Ｔ１から期間Ｔ３までの動作で走査電極２２と維持電極２３とを入れ替えた動作に等しいので説明を省略する。

以上の期間Ｔ１〜Ｔ６の動作を、必要なパルス数に応じて繰り返す。なお本実施の形態においては、期間Ｔ２、Ｔ４、Ｔ５の時間は、期間Ｔ１の時間と同様に５５０ｎｓに設定されている。また、期間Ｔ３、Ｔ６の時間は、１４５０ｎｓに設定されている。

次に、維持期間の最後の維持放電を発生させる電位差を表示電極対の電極間に与えるための維持パルスについて詳細に説明する。

（期間Ｔ７）
この期間は維持電極２３に印加された維持パルスの立ち下がりであり、期間Ｔ４と同じである。すなわち、時刻ｔ７でスイッチング素子Ｑ２２をＯＮにすることにより、維持電極２３側の電荷はインダクタＬ２０、ダイオードＤ２２、スイッチング素子Ｑ２２を通してコンデンサＣ２０に流れ始め、維持電極２３の電圧が下がり始める。

（期間Ｔ８）
時刻ｔ８でスイッチング素子Ｑ２４をＯＮして、維持電極２３の電圧を強制的に０Ｖに低下させる。

（期間Ｔ９）
時刻ｔ９でスイッチング素子Ｑ１１をＯＮにする。すると、電力回収用のコンデンサＣ１０からスイッチング素子Ｑ１１、ダイオードＤ１１、インダクタＬ１０を通して電流が流れ始め、走査電極２２の電圧が上がり始める。

（期間Ｔ１０）
インダクタＬ１０と電極間容量Ｃｐとは共振回路を形成しているので、共振周期の１／２の時間経過後には走査電極２２の電圧はＶｓ付近まで上昇するが、ここでは、電力回収部の共振の周期の１／２より短い期間、すなわち走査電極２２の電圧がＶｓ付近まで上昇する以前の時刻ｔ１０でスイッチング素子Ｑ１３をＯＮにする。すると走査電極２２はスイッチング素子Ｑ１３を通して直接に電源ＶＳへ接続されるため、走査電極２２の電圧は急峻にＶｓまで上昇する。すると、書込み放電を起こした放電セルでは走査電極２２−維持電極２３間の電圧が放電開始電圧を超え維持放電が発生する。このときの放電は短い時間に急峻に電圧が上昇するので非常に強い放電となる。なお本実施の形態においては、時刻ｔ９から時刻ｔ１０までの時間、すなわち期間Ｔ９の時間は３００ｎｓに設定されている。

（期間Ｔ１１）
期間Ｔ１０で発生した放電が収束する前に、すなわち放電で発生した荷電粒子が放電空間内に十分残留している時刻ｔ１１にスイッチング素子Ｑ２９をＯＮにする。すると維持電極２３はスイッチング素子Ｑ２９、ダイオードＤ２９を通して直接に消去用電源ＶＥへ接続されるため、維持電極２３の電圧は強制的にＶｅ１まで上昇する。すると放電空間内の電界が変化するが、この変化した電界を緩和するように、期間Ｔ１０で発生した放電による荷電粒子が再配置されて壁電荷を形成する。このとき、走査電極２２に印加されている電圧Ｖｓと維持電極２３に印加されている電圧Ｖｅ１との差が小さいため、走査電極２２上および維持電極２３上の壁電圧が弱められる。このように、最後の維持放電を発生させる電位差は、最後の維持放電が収束する前に表示電極対の電極間に与える電位差を緩和するように変化させた細幅パルス形状の電位差であり、発生する維持放電は消去放電である。また、データ電極３２はこのとき０Ｖに保持されており、データ電極３２に印加されている電圧と走査電極２２に印加されている電圧との電位差を緩和するように放電による荷電粒子が壁電荷を形成するので、データ電極３２上には正の壁電圧が形成される。

このように、維持パルス発生部１００、２００は、表示電極対の電極間の静電容量と電力回収用インダクタとの共振により表示電極対のそれぞれを充放電して表示電極対に電圧を印加する電力回収部と、所定の電源または接地電位に接続して表示電極対に電圧を印加するクランプ部とを有する。そして、維持期間における最後の維持放電を発生させる電位差は、まず電力回収部の共振の周期の１／２より短い期間に電力回収部を用いて表示電極対の一方、本実施の形態においては走査電極２２に電圧を印加した後、クランプ部を用いてその表示電極対の一方、本実施の形態においては走査電極２２に電圧をさらに印加することにより発生させ、その電位差を表示電極対の電極間に与える。このとき、最後の維持放電を発生させる電位差は、最後の維持放電が収束する前に表示電極対の電極間に与える電位差を変化させた細幅パルス状の電位差である。

なお、本実施の形態においては、放電で発生した荷電粒子が放電空間内に十分残留している時間として、期間Ｔ１０の時間を４００ｎｓに設定している。しかしこの時間は放電セルの放電特性や放電の強さにも依存するが、１００ｎｓ〜９００ｎｓの間に設定することが望ましい。これは、１００ｎｓよりも短いと放電そのものが弱く不安定になり、逆に９００ｎｓよりも長くなると放電で発生した荷電粒子が再結合し放電空間内に残留する荷電粒子が不足するためである。

このようにパネルを駆動することにより、高輝度・高精細度パネルであっても、低い書込みパルス電圧で書込み動作を行うことができる。図７は駆動タイミングとそのときの書込みパルス電圧との関係を示す実験データであり、横軸は期間Ｔ９の時間を示し、縦軸はそのときの書込みパルス電圧を示している。このように３つのパネルのサンプルを用いて実験を行った結果、全てのサンプルで期間Ｔ９の時間を短くすると書込みパルス電圧も低下し、２５０ｎｓ〜３５０ｎｓの間に設定するとその効果が大きく、また、３００ｎｓで最小になることが確認できた。ただしこの数値は、パネルの放電特性等にもとづいて、電力回収部の共振の周期の１／２より短い期間で最適に設定することが望ましい。

次に、本実施の形態におけるパネルの駆動方法により、低い書込みパルス電圧で書込み動作が可能になる理由について説明する。

書込み動作を行うためには、該当する放電セルの走査電極ＳＣｉに負の走査パルス電圧Ｖａを印加するとともに、データ電極Ｄｋに正の書込みパルス電圧Ｖｄを印加する。このときデータ電極Ｄｋと走査電極ＳＣｉとの交差部の電圧、すなわち外部印加電圧（Ｖｄ−Ｖａ）にデータ電極Ｄｋ上の壁電圧と走査電極ＳＣｉ上の壁電圧とが加算された電圧が放電開始電圧を超えることにより書込み放電が発生する。したがって走査電極ＳＣｉ上から見てデータ電極Ｄｋ上に蓄積されている壁電圧が十分に高ければ、外部印加電圧を低く設定することができる。

上述したように、全セル初期化動作を行うサブフィールドであれば初期化期間の前半部における初期化放電によってデータ電極上の正の壁電圧が形成されるが、選択初期化動作を行うサブフィールドの初期化期間では過剰な正の壁電圧を放電するだけであり、正の壁電圧そのものを形成するわけではない。この場合、データ電極上の正の壁電圧は、その前の維持放電および消去放電に伴って形成され、特に維持期間の最後の放電となる消去放電によってデータ電極上の壁電圧の値が決まる。

一方、期間Ｔ７〜Ｔ１１で詳細に説明したように、消去放電を安定して発生させるためには、まず第１に、放電により発生した荷電粒子が放電空間内に十分残留している間に速やかに表示電極対の電極間の電位差を変化させなければならない。そのためには、表示電極対のそれぞれに印加する電圧を変化させるタイミングはもちろん重要であるが、強い放電により発生する荷電粒子の量を増やすことが有効である。本実施の形態においては、期間Ｔ１０で説明したように、共振周期の１／２の時間が経過する前、すなわち走査電極２２の電圧がＶｓ付近まで上昇する以前の時刻ｔ１０でスイッチング素子Ｑ１３をＯＮにしている。すると短い時間に急峻に電圧が上昇するので非常に強い放電となり、十分な量の荷電粒子を発生させることができる。

消去放電を安定して発生させるためには、第２に、電圧を変化させた後、荷電粒子が再配置されて壁電荷を形成し終えるまでの間、各電極に印加される電圧を一定に保たなければならない。しかし、駆動回路側から見るとパネルの各電極は容量性の負荷であるため、電極自身および駆動回路の配線等のインダクタンスとパネルの容量とが共振して、パネルの駆動電圧波形には一般にリンギングが重畳されている。このリンギングは電圧の変化が急峻であるほど大きく、また電圧変化の絶対値が大きいほど大きくなる。本実施の形態においては駆動電圧波形に重畳されるリンギングを極力小さく抑えるために、期間Ｔ９において、まず電力回収部１１０を用いて１／２Ｖｓ程度の電圧を走査電極２２に印加し、その後、クランプ部１２０を用いて残りの電圧を印加している。このように制御することにより、電圧の変化を緩やかにし、かつ急峻に変化する電圧の絶対値を小さくできるので、リンギングも小さくすることができる。もちろん、クランプ部１２０だけを用いて強い放電を発生させることは可能であるが、そうすると、急峻に変化する電圧の絶対値が大きくなり、リンギングおよびそのばらつきも大きくなって、各放電セルで均一な放電を発生させることが事実上不可能となった。なお、期間Ｔ１１において維持電極２３に印加する電圧に対しては、印加する電圧が維持パルス電圧Ｖｓより低い電圧Ｖｅ１であることに加え、放電に伴う電流が少ないので駆動電圧波形に重畳されるリンギングも少ない。

なお、本実施の形態において例示した各期間Ｔ１〜Ｔ１１の時間の値は一例であって、この値に限られるものではなく、パネルの放電特性等に応じて設定することが望ましい。

本発明のパネルの駆動方法は、高輝度・高精細度パネルであっても、低い書込みパルス電圧で書込み動作が可能であり、パネルを用いたプラズマディスプレイ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分解斜視図 同パネルの電極配列図 同パネルを用いたプラズマディスプレイ装置の回路ブロック図 同パネルの各電極に印加する駆動電圧波形を示す図 同パネルを用いたプラズマディスプレイ装置の維持パルス発生部の回路図 本発明の実施の形態におけるパネルの駆動方法を説明するためのタイミングチャート 駆動タイミングとそのときの書込みパルス電圧との関係を示す実験データを示した図

符号の説明

１０ パネル
２２ 走査電極
２３ 維持電極
３２ データ電極
５１ 画像信号処理回路
５２ データ電極駆動回路
５３ 走査電極駆動回路
５４ 維持電極駆動回路
５５ タイミング発生回路
１００，２００ 維持パルス発生部
１１０，２１０ 電力回収部
１２０，２２０ クランプ部

Claims (4)

1. 走査電極と維持電極とからなる表示電極対を有する放電セルを複数備えたプラズマディスプレイパネルの駆動方法であって、
   維持期間において前記表示電極対のそれぞれに交互に維持パルスを印加して前記放電セルを維持放電させる維持パルス発生部を備え、
   前記維持パルス発生部は、前記表示電極対の電極間の静電容量と電力回収用インダクタとの共振により前記表示電極対のそれぞれに電圧を印加する電力回収部と、所定の電源または接地電位に接続して前記表示電極対のそれぞれに電圧を印加するクランプ部とを有し、
   前記維持期間の最後において前記電力回収部の共振の周期の１／２より短い所定の期間に前記電力回収部を用いて前記表示電極対の一方に電圧を印加した後、前記クランプ部を用いてその表示電極対の一方にさらに電圧を印加して最後の維持放電を発生させることを特徴とするプラズマディスプレイパネルの駆動方法。
2. 前記最後の維持放電を発生させた後、その維持放電が収束する前に前記表示電極対の電極間の電位差を緩和するように前記表示電極対のいずれかに電圧を印加することを特徴とする請求項１に記載のプラズマディスプレイパネルの駆動方法。
3. 前記所定の期間は２５０ｎｓ〜３５０ｎｓであることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のプラズマディスプレイパネルの駆動方法。
4. 前記最後の維持放電を発生させた後、１００ｎｓ〜９００ｎｓの間に前記表示電極対の電極間の電位差を緩和するように前記表示電極対のいずれかに電圧を印加することを特徴とする請求項２または請求項３に記載のプラズマディスプレイパネルの駆動方法。

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