JP2008292998A - プラズマディスプレイパネルの駆動方法 - Google Patents

Abstract

【課題】残像現象そのものを軽減させるとともに、各放電セルの表示輝度を均一化する。
【解決手段】走査電極と維持電極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、放電セルで初期化放電を発生させる初期化期間と、放電セルで書込み放電を発生させる書込み期間と、走査電極および維持電極に交互に維持パルスを印加して放電セルを発光させる維持期間とを有するサブフィールドを複数配置して１フィールド期間を構成し、維持パルスは、１つのピークをもつ発光を放電セルで発生させる第１の維持パルスと２つのピークをもつ発光を放電セルで発生させる第２の維持パルスとのいずれかであり、走査電極に印加する第２の維持パルスの立上り時間と維持電極に印加する第２の維持パルスの立上り時間とを、そのサブフィールドの維持期間に発光させる放電セルの割合にもとづき独立に設定する。
【選択図】図６

Description

本発明は、壁掛けテレビや大型モニターに用いられる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ガラス製の前面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、ガラス製の背面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、例えば分圧比で５％の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、この紫外線で赤色、緑色および青色の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する。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で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、表示電極対に交互に維持パルスを印加し、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て画像表示を行う。

表示電極対に維持パルスを印加する回路として、消費電力を削減することができる、いわゆる電力回収回路が一般的に用いられている。これは、表示電極対が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回収し、回収した電荷を表示電極対の駆動に再利用するものである。

一方、近年のパネルの大画面化、高精細度化にともない、パネルの発光効率を向上させ、輝度を向上させる様々な取り組みがなされている。例えば、キセノン分圧を高めることにより発光効率を大幅に高める検討が進められている。しかしキセノン分圧を高めると放電の発生するタイミングのバラツキが大きくなり、放電セル毎の発光強度にバラツキを生じて表示輝度が不均一になることがあった。この輝度の不均一を改善するために、例えば複数回に１回の割合で立上りの急峻な維持パルスを挿入して維持放電のタイミングを揃え、表示輝度を均一化する駆動方法が開示されている（例えば、特許文献１参照）。
特開２００５−３３８１２０号公報

しかしながら、発光効率を高めるためにキセノン分圧を高めると、静止画像等を長時間表示させた後で輝度の高い画像を表示した場合、静止画像が残像として認識される、いわゆる残像現象が発生しやすくなり、画像表示品質を損なうという新たな課題も発生してきた。

本発明のパネルの駆動方法は、これらの課題に鑑みなされたものであり、残像現象そのものを軽減させるとともに、各放電セルの表示輝度を均一化することのできる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、放電セルで初期化放電を発生させる初期化期間と、放電セルで書込み放電を発生させる書込み期間と、走査電極および維持電極に交互に維持パルスを印加して放電セルを発光させる維持期間とを有するサブフィールドを複数配置して１フィールド期間を構成し、維持パルスは、１つのピークをもつ発光を放電セルで発生させる第１の維持パルスと２つのピークをもつ発光を放電セルで発生させる第２の維持パルスとのいずれかであり、走査電極に印加する第２の維持パルスの立上り時間と維持電極に印加する第２の維持パルスの立上り時間とを、そのサブフィールドの維持期間に発光させる放電セルの割合にもとづき独立に設定することを特徴とする。この方法により、残像現象そのものを軽減させるとともに、各放電セルの表示輝度を均一化することのできる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、維持期間で発光させる放電セルの割合があらかじめ定めたしきい値以上の場合には、走査電極に印加する第２の維持パルスの立上り時間を維持電極に印加する第２の維持パルスの立上り時間よりも長く設定することが望ましい。

本発明によれば、残像現象そのものを軽減させるとともに、各放電セルの表示輝度を均一化することのできる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プラズマディスプレイ装置について、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１０の構造を示す分解斜視図である。ガラス製の前面基板２１上には、走査電極２２と維持電極２３とからなる表示電極対２４が複数形成されている。そして表示電極対２４を覆うように誘電体層２５が形成され、その誘電体層２５上に保護層２６が形成されている。背面基板３１上にはデータ電極３２が複数形成され、データ電極３２を覆うように誘電体層３３が形成され、さらにその上に井桁状の隔壁３４が形成されている。そして、隔壁３４の側面および誘電体層３３上には赤色、緑色および青色の各色に発光する蛍光体層３５が設けられている。

これら前面基板２１と背面基板３１とは、微小な放電空間を挟んで表示電極対２４とデータ電極３２とが交差するように対向配置され、その外周部をガラスフリット等の封着材によって封着されている。そして放電空間には、例えば分圧比で１０％のキセノンを含む放電ガスが封入されている。放電空間は隔壁３４によって複数の区画に仕切られており、表示電極対２４とデータ電極３２とが交差する部分に放電セルが形成されている。そしてこれらの放電セルが放電、発光することにより画像が表示される。

なお、パネル１０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１０の電極配列図である。パネル１０には、行方向に長い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、列方向に長い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（ｉ＝１〜ｎ）および維持電極ＳＵｉ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。なお、図１、図２に示したように、走査電極ＳＣｉと維持電極ＳＵｉとは互いに平行に対をなして形成されているために、走査電極ＳＣ１〜ＳＣｎと維持電極ＳＵ１〜ＳＵｎとの間に電極間容量Ｃｐが存在する。

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１００の回路ブロック図である。プラズマディスプレイ装置１００は、パネル１０、画像信号処理回路４１、データ電極駆動回路４２、走査電極駆動回路４３、維持電極駆動回路４４、タイミング発生回路４５、点灯率算出回路４６および各回路に必要な電源を供給する電源回路（図示せず）を備えている。

画像信号処理回路４１は、入力された画像信号をサブフィールド毎の発光・非発光を示す画像データに変換する。データ電極駆動回路４２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。点灯率算出回路４６は、サブフィールド毎の画像データにもとづき、放電セルの総数に対する維持放電を発生させるべき放電セル数の割合、すなわち放電セルの点灯率をサブフィールド毎に算出する。そして、算出した点灯率をタイミング発生回路４５に出力する。

タイミング発生回路４５は水平同期信号、垂直同期信号および点灯率算出回路４６から出力される点灯率にもとづき各回路の動作を制御する各種のタイミング信号を発生し、それぞれの回路へ供給する。走査電極駆動回路４３は維持パルスを発生させる維持パルス発生部５０を有し、タイミング信号にもとづいて各走査電極ＳＣ１〜ＳＣｎをそれぞれ駆動する。維持電極駆動回路４４は維持パルスを発生させる維持パルス発生部６０を有し、タイミング信号にもとづいて維持電極ＳＵ１〜ＳＵｎを駆動する。

次に、パネル１０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。プラズマディスプレイ装置１００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、サブフィールド毎に各放電セルの発光・非発光を制御することによって階調表示を行う。それぞれの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備える。

初期化期間では初期化放電を発生し、続く書込み放電に必要な壁電荷を各電極上に形成する。書込み期間では、発光させるべき放電セルで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、輝度重みに応じた数の維持パルスを表示電極対２４に交互に印加して、書込み放電を発生した放電セルで維持放電を発生させて発光させる。

本実施の形態においては、１フィールドを１０のサブフィールド（第１ＳＦ、第２ＳＦ、・・・、第１０ＳＦ）に分割し、各サブフィールドはそれぞれ、例えば（１、２、３、６、１１、１８、３０、４４、６０、８０）の輝度重みをもつものとする。しかし、本発明は、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く、また、画像信号等にもとづいてサブフィールド構成を切換える構成であってもよい。

以下、まず駆動電圧波形の概要について説明する。図４は、本発明の実施の形態においてパネル１０の各電極に印加する駆動電圧波形を示す図であり、第１ＳＦおよび第２ＳＦにおける駆動電圧波形を示している。

第１ＳＦの初期化期間の前半部では、データ電極Ｄ１〜Ｄｍに書込みパルス電圧Ｖｗを印加し、維持電極ＳＵ１〜ＳＵｎに電圧０（Ｖ）を印加し、走査電極ＳＣ１〜ＳＣｎには、維持電極ＳＵ１〜ＳＵｎに対して放電開始電圧以下の電圧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傾斜波形電圧を印加する。この傾斜波形電圧が上昇する間に、走査電極ＳＣ１〜ＳＣｎと維持電極ＳＵ１〜ＳＵｎ、データ電極Ｄ１〜Ｄｍとの間でそれぞれ微弱な初期化放電が起こる。そして、走査電極ＳＣ１〜ＳＣｎ上に負の壁電圧が蓄積されるとともに、データ電極Ｄ１〜Ｄｍ上および維持電極ＳＵ１〜ＳＵｎ上には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、保護層上、蛍光体層上等に蓄積された壁電荷により生じる電圧を表す。

初期化期間の後半部では、データ電極Ｄ１〜Ｄｍに電圧０（Ｖ）を印加し、維持電極ＳＵ１〜ＳＵｎに正の電圧Ｖｅ１を印加し、走査電極ＳＣ１〜ＳＣｎには、維持電極ＳＵ１〜ＳＵｎに対して放電開始電圧以下となる電圧Ｖｉ３から放電開始電圧を超える電圧Ｖｉ４に向かって緩やかに下降する傾斜波形電圧を印加する。この間に、走査電極ＳＣ１〜ＳＣｎと維持電極ＳＵ１〜ＳＵｎ、データ電極Ｄ１〜Ｄｍとの間でそれぞれ微弱な初期化放電が起こる。そして、走査電極ＳＣ１〜ＳＣｎ上の負の壁電圧および維持電極ＳＵ１〜ＳＵｎ上の正の壁電圧が弱められ、データ電極Ｄ１〜Ｄｍ上の正の壁電圧は書込み動作に適した値に調整される。

なお、１フィールドを構成するサブフィールドのうち、いくつかのサブフィールドでは初期化期間の前半部を省略してもよく、その場合には、直前のサブフィールドで維持放電を行った放電セルに対して選択的に初期化動作が行われる。図４には、第１ＳＦの初期化期間では前半部および後半部を有する初期化動作、第２ＳＦおよびそれ以降の初期化期間では後半部のみを有する初期化動作を行う駆動電圧波形を示した。

続く書込み期間では、本実施の形態においては、走査電極ＳＣ１〜ＳＣｎを奇数番目の走査電極群と偶数番目の走査電極群とに分け、奇数番目の走査電極群に属する走査電極ＳＣ１、ＳＣ３、・・・、ＳＣｎ−１のそれぞれに走査パルスを順次印加する奇数書込み期間（以下、「奇数期間」と略記する）と、偶数番目の走査電極群に属する走査電極ＳＣ２、ＳＣ４、・・・、ＳＣｎのそれぞれに走査パルスを順次印加する偶数書込み期間（以下、「偶数期間」と略記する）とに書込み期間を分割して書込み動作を行う。

奇数期間では、維持電極ＳＵ１〜ＳＵｎに電圧Ｖｅ２を印加し、奇数番目の走査電極ＳＣ１、ＳＣ３、・・・、ＳＣｎ−１のそれぞれには第２の電圧Ｖｓ２を、偶数番目の走査電極ＳＣ２、ＳＣ４、・・・、ＳＣｎのそれぞれには第４の電圧Ｖｓ４を印加する。ここで、第４の電圧Ｖｓ４は第２の電圧Ｖｓ２より高い電圧である。

次に、１番目の走査電極ＳＣ１に負の走査パルスを印加するために、第１の電圧である走査パルス電圧Ｖａｄを印加する。そして、データ電極Ｄ１〜Ｄｍのうち１行目に発光させる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Ｖｗを印加する。このとき本実施の形態においては、走査電極ＳＣ１に隣接する走査電極、すなわち２番目の走査電極ＳＣ２に第４の電圧Ｖｓ４より低い第３の電圧Ｖｓ３を印加する。これは隣接する走査電極ＳＣ１と走査電極ＳＣ２との間に過大な電圧差が印加されるのを防ぐためである。

すると書込みパルス電圧Ｖｗを印加した放電セルのデータ電極Ｄｋ上と走査電極ＳＣ１上との交差部の電圧差は、外部印加電圧の差（Ｖｗ−Ｖａｄ）にデータ電極Ｄｋ上の壁電圧と走査電極ＳＣ１上の壁電圧の差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、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、奇数番目の走査電極群に属する走査電極ＳＣ１には、走査パルス電圧Ｖａｄよりも高い第２の電圧Ｖｓ２から走査パルス電圧Ｖａｄに遷移し再び第２の電圧Ｖｓ２に遷移する走査パルスを印加する。偶数番目の走査電極群に属する走査電極ＳＣ２、ＳＣ４、・・・、ＳＣｎには、走査パルス電圧Ｖａｄより高い第３の電圧Ｖｓ３と、第２の電圧Ｖｓ２および第３の電圧Ｖｓ３より高い第４の電圧Ｖｓ４とのいずれかの電圧を印加する。隣接する走査電極ＳＣ１に走査パルス電圧Ｖａｄが印加されている間は走査電極ＳＣ２には第３の電圧Ｖｓ３を印加する。こうして、１行目に発光させる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Ｖｗ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。

次に、３番目の走査電極ＳＣ３に走査パルス電圧Ｖａｄを印加するとともに、データ電極Ｄ１〜Ｄｍのうち３行目に発光させる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を印加する。このとき走査電極ＳＣ３に隣接する２番目の走査電極ＳＣ２および４番目の走査電極ＳＣ４にも第３の電圧Ｖｓ３を印加する。するとその放電セルのデータ電極Ｄｋと走査電極ＳＣ３との間および維持電極ＳＵ３と走査電極ＳＣ３との間に書込み放電が起こり、各電極上に壁電圧を蓄積する書込み動作が行われる。

以下、奇数番目の走査電極ＳＣ５、ＳＣ７、・・・、ＳＣｎ−１についても同様に書込み動作を行う。そしてこのとき書込み動作を行う奇数番目の走査電極ＳＣｐ＋１（ｐ＝偶数、１＜ｐ＜ｎ）に隣接する偶数番目の走査電極ＳＣｐおよび走査電極ＳＣｐ＋２にも第３の電圧Ｖｓ３を印加する。

続く偶数期間では、奇数番目の走査電極ＳＣ１、ＳＣ３、・・・、ＳＣｎ−１に第２の電圧Ｖｓ２を印加したまま、偶数番目の走査電極ＳＣ２、ＳＣ４、・・・、ＳＣｎにも第２の電圧Ｖｓ２を印加する。

次に、２番目の走査電極ＳＣ２に負の走査パルスを印加するために走査パルス電圧Ｖａｄを印加するとともに、データ電極Ｄ１〜Ｄｍのうち２行目に発光させる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を印加する。するとその放電セルのデータ電極Ｄｋと走査電極ＳＣ２との交差部の電圧差は放電開始電圧を超え、２行目に発光させる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。

次に、４番目の走査電極ＳＣ４に走査パルス電圧Ｖａｄを印加するとともに、４行目に発光させる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を印加する。するとその放電セルで書込み放電が起きる。

以下同様に、偶数番目の走査電極ＳＣ６、ＳＣ８、・・・、ＳＣｎについても同様に走査パルス電圧Ｖａｄを印加して書込み動作を行う。

なお、偶数期間においても、奇数番目の走査電極ＳＣ１、ＳＣ３、・・・、ＳＣｎ−１のそれぞれには第４の電圧Ｖｓ４を印加し、書込み動作を行う偶数番目の走査電極ＳＣｐに隣接する奇数番目の走査電極ＳＣｐ−１および走査電極ＳＣｐ＋１に第３の電圧Ｖｓ３を印加してもよい。

しかし本実施の形態のように駆動しても、過大な電圧差を隣接する走査電極間に印加することはないので、絶縁破壊やマイグレーションを発生する恐れがない。また奇数期間において奇数番目の走査電極の書込み動作をすでに終えているため、偶数期間において奇数番目の走査電極の壁電荷がたとえ減少したとしても、画像表示品質を損なう恐れがない。

続く維持期間では、まず走査電極ＳＣ１〜ＳＣｎに正の維持パルス電圧Ｖｍを印加するとともに維持電極ＳＵ１〜ＳＵｎに電圧０（Ｖ）を印加する。すると書込み放電を起こした放電セルでは、走査電極ＳＣｉ上と維持電極ＳＵｉ上との電圧差が維持パルス電圧Ｖｍに走査電極ＳＣｉ上の壁電圧と維持電極ＳＵｉ上の壁電圧との差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たれる。

続いて、走査電極ＳＣ１〜ＳＣｎには電圧０（Ｖ）を、維持電極ＳＵ１〜ＳＵｎには維持パルス電圧Ｖｍ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上との電圧差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を印加し、表示電極対２４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。

そして、維持期間の最後には電圧Ｖｒに向かって緩やかに上昇する傾斜波形電圧を走査電極ＳＣ１〜ＳＣｎに印加して、データ電極Ｄｋ上の正の壁電圧を残したまま、走査電極ＳＣｉ上および維持電極ＳＵｉ上の壁電圧を消去している。本実施の形態においては、電圧Ｖｒは維持パルス電圧Ｖｍに等しいか、それより高い電圧である。こうして維持期間における維持動作が終了する。

なお、本実施の形態では、点灯率算出回路４６で算出されるサブフィールド毎の点灯率に応じて、走査電極ＳＣ１〜ＳＣｎおよび維持電極ＳＵ１〜ＳＵｎに印加する維持パルス波形の立上りをそれぞれ独立に制御している。これにより残像現象を軽減させ、各放電セルの表示輝度を均一化させている。次に、維持パルス波形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いて用いる２つの維持パルスの詳細を示す図である。本実施の形態においては、１つのピークをもつ発光（以下、「１山発光」と略称する）を発生させる第１の維持パルスと、２つのピークをもつ発光（以下、「２山発光」と略称する）を発生させる第２の維持パルスとを用いて維持放電を発生させている。図５（ａ）は第１の維持パルスの波形とそのときの発光の様子を模式的に示す図であり、走査電極ＳＣ１〜ＳＣｎに印加する第１の維持パルスおよび維持電極ＳＵ１〜ＳＵｎに印加する第１の維持パルスの立上り時間はともに３５０ｎｓである。そしてサブフィールドの点灯率にかかわらずこの値は一定である。図５（ｂ）は第２の維持パルスの波形とそのときの発光の様子を模式的に示す図であり、第２の維持パルスの立上り時間は４５０ｎｓ〜５５０ｎｓの範囲で設定される。そして本実施の形態においては、走査電極ＳＣ１〜ＳＣｎに印加する第２の維持パルスおよび維持電極ＳＵ１〜ＳＵｎに印加する第２の維持パルスの立上り時間をそれぞれ独立にサブフィールドの点灯率にもとづき設定する。なお、図５（ａ）における期間Ｔ１１は第１の維持パルスの立上り時間、図５（ｂ）における期間Ｔ２１は第２の維持パルスの立上り時間を示している。

図６は、本発明の実施の形態において、走査電極ＳＣ１〜ＳＣｎに印加する第２の維持パルスの立上り時間Ｔ２１ｓｃおよび維持電極ＳＵ１〜ＳＵｎに印加する第２の維持パルスの立上り時間Ｔ２１ｓｕと点灯率との関係を示す図である。点灯率が２０％未満のサブフィールドの維持期間に走査電極ＳＣ１〜ＳＣｎに印加する第２の維持パルスの立上り時間Ｔ２１ｓｃおよび維持電極ＳＵ１〜ＳＵｎに印加する第２の維持パルスの立上り時間Ｔ２１ｓｕは、ともに４５０ｎｓである。また、点灯率が２０％以上であり５０％未満のサブフィールドの維持期間に走査電極ＳＣ１〜ＳＣｎに印加する第２の維持パルスの立上り時間Ｔ２１ｓｃおよび維持電極ＳＵ１〜ＳＵｎに印加する第２の維持パルスの立上り時間Ｔ２１ｓｕは、ともに５００ｎｓである。また、点灯率が５０％以上であり８５％未満のサブフィールドの維持期間に走査電極ＳＣ１〜ＳＣｎに印加する第２の維持パルスの立上り時間Ｔ２１ｓｃおよび維持電極ＳＵ１〜ＳＵｎに印加する第２の維持パルスの立上り時間Ｔ２１ｓｕは、ともに５５０ｎｓである。そして、点灯率が８５％以上のサブフィールドでは、走査電極ＳＣ１〜ＳＣｎに印加する第２の維持パルスの立上り時間Ｔ２１ｓｃは５５０ｎｓであり、維持電極ＳＵ１〜ＳＵｎに印加する第２の維持パルスの立上り時間Ｔ２１ｓｕは５００ｎｓである。

このように、点灯率が８５％以上の場合には、走査電極ＳＣ１〜ＳＣｎに印加する第２の維持パルスの立上り時間Ｔ２１ｓｃは維持電極ＳＵ１〜ＳＵｎに印加する第２の維持パルスの立上り時間Ｔ２１ｓｕより長く設定している。そして各サブフィールドの維持期間において走査電極ＳＣ１〜ＳＣｎおよび維持電極ＳＵ１〜ＳＵｎに第１の維持パルスおよび第２の維持パルスを印加して維持放電を発生させる。

図７は、本発明の実施の形態における第１の維持パルスおよび第２の維持パルスの配列の一例を示す図である。この配列の例では、１山発光を発生させる第１の維持パルスを走査電極ＳＣ１〜ＳＣｎと維持電極ＳＵ１〜ＳＵｎとに交互に５回繰り返し印加した後に、２山発光を発生させる第２の維持パルスを走査電極ＳＣ１〜ＳＣｎと維持電極ＳＵ１〜ＳＵｎとに交互に３回印加している。その後も同様に、第１の維持パルスを表示電極対２４に交互に５回繰り返し印加し、第２の維持パルスを表示電極対２４に交互に３回印加している。このように、第１の維持パルス５回と第２の維持パルス３回を繰り返し周期として輝度重みに応じた回数の維持パルスを表示電極対２４に印加している。しかし本発明はこの配列に限定されるものではなく、走査電極ＳＣ１〜ＳＣｎに印加する第１維持パルスと第２の維持パルスとの割合およびその順番、維持電極ＳＵ１〜ＳＵｎに印加する第１維持パルスと第２の維持パルスとの割合およびその順番等は、残像現象を抑制するように最適に設定することが望ましい。

次に、維持パルスを発生させる維持パルス発生部５０、６０の詳細とその動作について説明する。図８は、本発明の実施の形態における走査電極駆動回路４３および維持電極駆動回路４４の回路図である。なお、図８にはパネル１０の電極間容量をＣｐとして示している。

走査電極駆動回路４３は、維持パルス発生部５０、初期化波形発生部５８、走査パルス発生部５９を備え、維持電極駆動回路４４は、維持パルス発生部６０を備えている。

維持パルス発生部５０は、電力回収部５１とクランプ部５２とを備えている。電力回収部５１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、共振用のインダクタＬ１０を有している。

電力回収部５１は、電極間容量ＣｐとインダクタＬ１０とをＬＣ共振させて維持パルスの立上りおよび立下りを行う。維持パルスの立上り時には、電力回収用のコンデンサＣ１０に蓄えられている電荷をスイッチング素子Ｑ１１、ダイオードＤ１１およびインダクタＬ１０を介して電極間容量Ｃｐに移動する。維持パルスの立下り時には、電極間容量Ｃｐに蓄えられた電荷を、インダクタＬ１０、ダイオードＤ１２およびスイッチング素子Ｑ１２を介して電力回収用のコンデンサＣ１０に戻す。こうして走査電極ＳＣ１〜ＳＣｎへ維持パルスを印加する。このように、電力回収部５１はＬＣ共振によって走査電極ＳＣ１〜ＳＣｎの駆動を行うため消費電力が少なくなる。なお、電力回収用のコンデンサＣ１０は電極間容量Ｃｐに比べて十分に大きい容量をもち、電力回収部５１の電源として働くように、電源ＶＭの電圧値Ｖｍの半分の約Ｖｍ／２に充電されている。

クランプ部５２は、スイッチング素子Ｑ１３およびスイッチング素子Ｑ１４を有している。

クランプ部５２は、スイッチング素子Ｑ１３を介して走査電極ＳＣ１〜ＳＣｎを電源ＶＭに接続し、走査電極ＳＣ１〜ＳＣｎを維持パルス電圧Ｖｍにクランプする。また、スイッチング素子Ｑ１４を介して走査電極ＳＣ１〜ＳＣｎを接地し、電圧０（Ｖ）にクランプする。このようにしてクランプ部５２は走査電極ＳＣ１〜ＳＣｎを駆動する。したがって、クランプ部５２による電圧印加時のインピーダンスは小さく、強い維持放電による大きな放電電流を安定して流すことができる。

こうして維持パルス発生部５０は、スイッチング素子Ｑ１１、Ｑ１２、Ｑ１３、Ｑ１４を制御することによって電力回収部５１とクランプ部５２とを用いて走査電極ＳＣ１〜ＳＣｎに維持パルスを印加する。なお、これらのスイッチング素子は、ＭＯＳＦＥＴやＩＧＢＴ等の一般に知られた素子を用いて構成することができる。

そして電力回収部５１およびクランプ部５２は、初期化波形発生部５８、走査パルス発生部５９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ＳＣ１〜ＳＣｎに接続されている。

維持電極駆動回路４４の維持パルス発生部６０は、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、共振用のインダクタＬ２０を有する電力回収部６１と、維持電極ＳＵ１〜ＳＵｎを維持パルス電圧Ｖｍにクランプするためのスイッチング素子Ｑ２３および維持電極ＳＵ１〜ＳＵｎを接地電位にクランプするためのスイッチング素子Ｑ２４を有するクランプ部６２とを備え、パネル１０の電極間容量Ｃｐの一端である維持電極ＳＵ１〜ＳＵｎに接続されている。なお、維持パルス発生部６０の動作は維持パルス発生部５０と同様であるので説明を省略する。

なお本実施の形態においては、電力回収部５１のインダクタＬ１０とパネル１０の電極間容量ＣｐとのＬＣ共振の周期、および電力回収部６１のインダクタＬ２０と同電極間容量ＣｐとのＬＣ共振の周期（以下、「共振周期」と記す）は、ともに約１２００ｎｓに設定している。

次に、維持パルス発生部５０、６０の動作を、図５を用いて説明する。ここでは走査電極ＳＣ１〜ＳＣｎ側の維持パルス発生部５０について説明するが、維持電極ＳＵ１〜ＳＵｎ側の維持パルス発生部６０も同様の回路構成でありその動作もほぼ同様である。まず図５（ａ）に示した第１の維持パルスについて説明する。

（期間Ｔ１１）
時刻ｔ１１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を通して走査電極ＳＣ１〜ＳＣｎへ電荷が移動し始め、走査電極ＳＣ１〜ＳＣｎの電圧が上がり始める。

（期間Ｔ１２）
第１の維持パルスでは、時刻ｔ１１から共振周期の１／２の時間が経過する前の時刻ｔ１２でスイッチング素子Ｑ１３をＯＮにする。すると、走査電極ＳＣ１〜ＳＣｎはスイッチング素子Ｑ１３を通して電源ＶＭへ接続されるため、走査電極ＳＣ１〜ＳＣｎは維持パルス電圧Ｖｍにクランプされる。走査電極ＳＣ１〜ＳＣｎが維持パルス電圧Ｖｍにクランプされると、書込み放電を起こした放電セルでは走査電極ＳＣ１〜ＳＣｎと維持電極ＳＵ１〜ＳＵｎとの間の電圧差が放電開始電圧を超え、維持放電が発生する。スイッチング素子Ｑ１１は、時刻ｔ１２以降、時刻ｔ１３以前にＯＦＦに戻す。またスイッチング素子Ｑ１３は、時刻ｔ１３直前にＯＦＦに戻す。

なお、上述したように本実施の形態においては、インダクタＬ１０と電極間容量Ｃｐとの共振周期の１／２は約６００ｎｓに設定されており、走査電極ＳＣ１〜ＳＣｎに印加する維持パルスの立上り時間、すなわち時刻ｔ１１から時刻ｔ１２までの期間Ｔ１１の時間は約３５０ｎｓに設定されている。

（期間Ｔ１３）
時刻ｔ１３でスイッチング素子Ｑ１２をＯＮにする。すると、走査電極ＳＣ１〜ＳＣｎからインダクタ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に電荷が移動し始め、走査電極ＳＣ１〜ＳＣｎの電圧が下がり始める。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、時刻ｔ１３から共振周期の約１／２の時間が経過すると走査電極ＳＣ１〜ＳＣｎの電圧は電圧０（Ｖ）付近まで低下する。

（期間Ｔ１４）
そして、時刻ｔ１４でスイッチング素子Ｑ１４をＯＮにする。すると、走査電極ＳＣ１〜ＳＣｎはスイッチング素子Ｑ１４を介して接地されるため、走査電極ＳＣ１〜ＳＣｎは電圧０（Ｖ）にクランプされる。スイッチング素子Ｑ１２は、時刻ｔ１４以降、次の周期の時刻ｔ１１以前にＯＦＦに戻す。またスイッチング素子Ｑ１４は、次の周期の時刻ｔ１１直前にＯＦＦに戻す。

次に、図５（ｂ）に示した第２の維持パルスについて説明する。

（期間Ｔ２１）
時刻ｔ２１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を通して走査電極ＳＣ１〜ＳＣｎへ電荷が移動し始め、走査電極ＳＣ１〜ＳＣｎの電圧が上がり始める。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、時刻ｔ２１から所定の時間が経過すると走査電極ＳＣ１〜ＳＣｎの電圧は維持パルス電圧Ｖｍ付近まで上昇する。そして書込み放電を起こした放電セルでは走査電極ＳＣ１〜ＳＣｎと維持電極ＳＵ１〜ＳＵｎとの間の電圧差が放電開始電圧を超え、１回目の維持放電が開始する。そしてその放電にともない走査電極ＳＣ１〜ＳＣｎの電圧は急激に低下し始める。

（期間Ｔ２２）
第２の維持パルスでは、点灯率にもとづき、時刻ｔ２１から４５０ｎｓ〜５５０ｎｓの時間が経過した後の時刻ｔ２２でスイッチング素子Ｑ１３をＯＮにする。すると、走査電極ＳＣ１〜ＳＣｎはスイッチング素子Ｑ１３を通して電源ＶＭへ接続されるため、走査電極ＳＣ１〜ＳＣｎは維持パルス電圧Ｖｍにクランプされる。走査電極ＳＣ１〜ＳＣｎが維持パルス電圧Ｖｍにクランプされると、１回目の維持放電が開始した放電セルでは２回目の維持放電が発生する。なおスイッチング素子Ｑ１１は、時刻ｔ２２以降、時刻ｔ２３以前にＯＦＦに戻す。またスイッチング素子Ｑ１３は、時刻ｔ２３直前にＯＦＦに戻す。

（期間Ｔ２３）、（期間Ｔ２４）の動作は図５（ａ）に示した第１の維持パルスの期間Ｔ１３および期間Ｔ１４の動作と同様である。

以上のようにして、走査電極ＳＣ１〜ＳＣｎに印加する第１の維持パルスおよび維持電極ＳＵ１〜ＳＵｎに印加する第１の維持パルスの立上り時間はともに３５０μｓであり、インダクタＬ１０と電極間容量Ｃｐとの共振周期の１／２の約６００ｎｓの半分程度に設定されている。そして、第１の維持パルスによって１回の維持放電が発生し、１山発光が観測される。

一方、第２の維持パルスの立上り時間は、サブフィールドの点灯率にもとづき４５０μｓ〜５５０μｓの範囲で設定される。また図６に示したように、走査電極ＳＣ１〜ＳＣｎに印加する第２の維持パルスおよび維持電極ＳＵ１〜ＳＵｎに印加する第２の維持パルスの立上り時間はそれぞれ独立に設定される。そしてその立上り時間はインダクタＬ１０と電極間容量Ｃｐとの共振周期の１／２の約６００ｎｓよりもやや短い時間であり、この第２の維持パルスによって２回の放電が発生し、２山発光が観測される。

そして、第１の維持パルスおよび第２の維持パルスを組み合わせて維持放電を発生させることにより、残像現象を軽減させるとともに、各放電セルの表示輝度を均一化することができる。

残像現象は、放電セルの発光の履歴に依存して、その放電セルの発光強度が変化するために発生する現象である。例えば長時間にわたり静止画を表示して、発光する放電セルと発光しない放電セルとが、その状態をある程度の時間保ち続けた後、画面全体を明るく発光させた場合に残像が認識される。発光していた放電セルの発光強度が発光しなかった放電セルの発光強度より高くなる場合には正の残像が発生し、その逆の場合には負の残像が発生する。また、静止画を表示する時間が長くなると、このような残像も強くなる傾向がある。

上述した残像現象が発生するメカニズムについてはまだ解明されていないが、本発明者らは、維持放電における１山発光と２山発光とのバランスを最適にすることにより、残像現象を軽減させるとともに各放電セルの表示輝度を均一化することができることを実験的に確認した。そして１山発光と２山発光とのバランスを一定に保つために、走査電極ＳＣ１〜ＳＣｎに印加される第２の維持パルスの立上り時間Ｔ２１ｓｃと維持電極ＳＵ１〜ＳＵｎに印加される第２の維持パルスの立上り時間Ｔ２１ｓｕとを点灯率にもとづき独立に制御することが重要であることを見出した。

走査電極ＳＣ１〜ＳＣｎは維持パルス発生部５０の負荷であり、維持電極ＳＵ１〜ＳＵｎは維持パルス発生部６０の負荷であるが、この負荷の大きさは点灯率によって大きく変化する。そして負荷が変化すると放電セルに印加される維持パルス波形も変化して２山発光する維持放電の放電モードが変化して、維持放電における１山発光と２山発光とのバランスが崩れる恐れがある。そこで本実施の形態においては、維持パルス波形が変化しても１山発光と２山発光とのバランスが一定となるように、第２の維持パルスの立上りを点灯率で制御している。

また、図８に示したように、走査電極駆動回路４３の維持パルス発生部５０で発生させた維持パルスは、初期化波形発生部５８および走査パルス発生部５９を介して走査電極ＳＣ１〜ＳＣｎに供給される。しかし、維持電極駆動回路４４の維持パルス発生部６０で発生させた維持パルスは、直接維持電極ＳＵ１〜ＳＵｎに供給される。そのため、維持パルス発生部５０の出力インピーダンスと維持パルス発生部６０の出力インピーダンスは大きく異なる。したがって点灯率が大きくなって、負荷が大きくなると、走査電極ＳＣ１〜ＳＣｎに印加される第２の維持パルス波形と維持電極ＳＵ１〜ＳＵｎに印加される第２の維持パルス波形との差も大きくなる。そこで本実施の形態においては、走査電極ＳＣ１〜ＳＣｎに印加される第２の維持パルスの立上り時間Ｔ２１ｓｃと維持電極ＳＵ１〜ＳＵｎに印加される第２の維持パルスの立上り時間Ｔ２１ｓｕとを独立に制御して、走査電極ＳＣ１〜ＳＣｎが陽極となる維持放電の１山発光と２山発光とのバランスを一定に保つようにし、維持電極ＳＵ１〜ＳＵｎが陽極となる維持放電の１山発光と２山発光とのバランスを一定に保つようにしている。

このように駆動することにより、維持期間における１山発光と２山発光とのバランスを一定とすることができ、残像現象を軽減させるとともに各放電セルの表示輝度を均一化することができる。

なお、本実施の形態において用いた具体的な各数値は、単に一例を挙げたに過ぎず、パネルの特性やプラズマディスプレイ装置の仕様等に合わせて、適宜最適な値に設定することが望ましい。

本発明は、残像現象そのものを軽減させるとともに、各放電セルの表示輝度を均一化することが可能であり、パネルの駆動方法として有用である。

本発明の実施の形態に用いるパネルの構造を示す分解斜視図 本発明の実施の形態に用いるパネルの電極配列図 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 本発明の実施の形態においてパネルの各電極に印加する駆動電圧波形を示す図 本発明の実施の形態において用いる２つの維持パルスの詳細を示す図 本発明の実施の形態において走査電極および維持電極に印加する第２の維持パルスの立上り時間と点灯率との関係を示す図 本発明の実施の形態における第１の維持パルスおよび第２の維持パルスの配列の一例を示す図 本発明の実施の形態における走査電極駆動回路および維持電極駆動回路の回路図

符号の説明

１０ パネル
２２ 走査電極
２３ 維持電極
２４ 表示電極対
３２ データ電極
４１ 画像信号処理回路
４２ データ電極駆動回路
４３ 走査電極駆動回路
４４ 維持電極駆動回路
４５ タイミング発生回路
５０，６０ 維持パルス発生部
５１，６１ 電力回収部
５２，６２ クランプ部
１００ プラズマディスプレイ装置
Ｃ１０，Ｃ２０ （電力回収用）コンデンサ
Ｃｐ 電極間容量
Ｑ１１，Ｑ１２，Ｑ１３，Ｑ１４，Ｑ２１，Ｑ２２，Ｑ２３，Ｑ２４ スイッチング素子
Ｄ１１，Ｄ１２，Ｄ２１，Ｄ２２ （逆流防止用）ダイオード
Ｌ１０，Ｌ２０ インダクタ

Claims (2)

1. 走査電極と維持電極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、
   前記放電セルで初期化放電を発生させる初期化期間と、前記放電セルで書込み放電を発生させる書込み期間と、前記走査電極および前記維持電極に交互に維持パルスを印加して前記放電セルを発光させる維持期間とを有するサブフィールドを複数配置して１フィールド期間を構成し、
   前記維持パルスは、１つのピークをもつ発光を前記放電セルで発生させる第１の維持パルスと２つのピークをもつ発光を前記放電セルで発生させる第２の維持パルスとのいずれかであり、
   前記走査電極に印加する第２の維持パルスの立上り時間と前記維持電極に印加する第２の維持パルスの立上り時間とを、そのサブフィールドの維持期間に発光させる放電セルの割合にもとづき独立に設定す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. 前記維持期間で発光させる放電セルの割合があらかじめ定めたしきい値以上の場合には、前記走査電極に印加する第２の維持パルスの立上り時間を前記維持電極に印加する第２の維持パルスの立上り時間よりも長く設定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。

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