JP2008309826A - プラズマディスプレイパネルの駆動方法およびプラズマディスプレイ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】使用時間の長いプラズマディスプレイパネルであっても、不灯が発生することがなく、安定した画像表示を可能とする。
【解決手段】１フィールドを構成する複数のサブフィールドの各維持期間において、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て放電セルを発光させるパネルの駆動方法であって、維持パルスは、立上り時間の長い第１の維持パルスと、立上り時間の短い第２の維持パルスと、第１の維持パルスよりも立上り時間が短くかつ第２の維持パルスよりも立上り時間の長い第３の維持パルスとを含み、第２の維持パルスの次には第２の維持パルスまたは第３の維持パルスを印加し、第３の維持パルスの次には第３の維持パルスまたは第１の維持パルスを印加する。
【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およびそれを用いたプラズマディスプレイ装置に関する。

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、１対の走査電極と維持電極とからなる表示電極対が複数形成された前面板と、複数の平行なデータ電極が形成された背面板とを対向配置し、その間に多数の放電セルが形成されている。そして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形成する。書込み期間では、表示する画像に応じて選択的に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、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て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。

このようなパネルを用いたプラズマディスプレイ装置は、開発当初は輝度が低く発光効率も低いことが課題とされたが、放電セルの形状、蛍光体、放電ガス等の材料、製造プロセス等、様々な観点からの取り組みがなされ、現在は実用上十分な輝度が得られるようになってきている。そして、現在も発光効率を向上させるための取り組みが継続してなされている。

駆動方法の観点からは、表示電極対に印加する維持パルスの波形について、重点的に検討がなされている。例えば特許文献１には、立上り時間の長い維持パルスを印加することにより、２山の維持放電、すなわち表示電極対に印加する電圧を極大値まで上昇させて最初の維持放電を発生させた後、所定の電圧まで上昇させて次の維持放電を発生させて、発光効率を向上させる方法が開示されている。

また、特許文献２には、立上り時間が長く２山の維持放電を発生させる第１の維持パルスと、立上り時間が短く１山の維持放電を発生させる第２の維持パルスとを周期的に切換えて表示電極対に印加することにより、発光効率を向上させるとともに輝度の不均一、いわゆる「輝度むら」を防ぐ方法が開示されている。
特開２００２−６８０５号公報 特開２００７−１０７０２号公報

しかしながら、近年のパネルの大画面化、高精細度化に伴い、波形の異なる２種類の維持パルスを周期的に切換えて表示電極対に印加すると、発光すべき放電セルで維持放電が継続せず、発光しなくなるという誤動作（以下、「不灯」と略記する）が発生することがあった。そしてこのような不灯は、プラズマディスプレイ装置の製造直後は発生していなくても、使用時間が長くなるにつれて発生する頻度が高くなる傾向があり、プラズマディスプレイ装置の耐用年数を短くする恐れがあった。

本発明は、このような課題に鑑みなされたものであり、使用時間の長いパネルであっても、不灯が発生することがなく、安定した画像表示が可能なパネルの駆動方法およびプラズマディスプレイ装置を提供することを目的とする。

本発明は、１フィールドを構成する複数のサブフィールドの各維持期間において、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て放電セルを発光させるパネルの駆動方法であって、維持パルスは、立上り時間の長い第１の維持パルスと、立上り時間の短い第２の維持パルスと、第１の維持パルスよりも立上り時間が短くかつ第２の維持パルスよりも立上り時間の長い第３の維持パルスとを含み、第２の維持パルスの次には第２の維持パルスまたは第３の維持パルスを印加し、第３の維持パルスの次には第３の維持パルスまたは第１の維持パルスを印加することを特徴とする。

また本発明は、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と、表示電極対の電極間容量とインダクタとを共振させて維持パルスの立上りを行う電力回収部および維持パルスの電圧を電源電圧またはベース電位にクランプするクランプ部を有する維持パルス発生部とを備え、１フィールドを構成する複数のサブフィールドの各維持期間において表示電極対に交互に維持パルスを印加するプラズマディスプレイ装置であって、維持パルス発生部は、立上り時間の長い第１の維持パルスと、立上り時間の短い第２の維持パルスと、第１の維持パルスよりも立上り時間が短くかつ第２の維持パルスよりも立上り時間の長い第３の維持パルスとを発生させ、第２の維持パルスの次には第２の維持パルスまたは第３の維持パルスを表示電極対に印加し、第３の維持パルスの次には第３の維持パルスまたは第１の維持パルスを表示電極対に印加することを特徴とする。

本発明によれば、使用時間の長いパネルであっても、不灯が発生することがなく、安定した画像表示が可能なパネルの駆動方法およびプラズマディスプレイ装置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および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おけるパネル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、放電ガスとして、例えばネオンとキセノンとの混合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おけるパネル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。

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は、サブフィールド法、すなわち１フィールド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画像を表示する。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有する。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、サブフィールド毎にあらかじめ決められた輝度重みに応じた数の維持パルスを表示電極対に交互に印加して、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。

サブフィールド構成としては、例えば、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、（１、２、３、６、１１、１８、３０、４４、６０、８０）の輝度重みを持つものとする。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い。

図３は、本発明の実施の形態におけるパネル１０の各電極に印加する駆動電圧波形図である。図３には、２つのサブフィールドの駆動電圧波形を示しているが、他のサブフィールドにおける駆動電圧波形もほぼ同様である。

第１ＳＦの初期化期間の前半部では、データ電極Ｄ１〜Ｄｍ、維持電極ＳＵ１〜ＳＵｎにそれぞれ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、走査電極ＳＣ１〜ＳＣｎとデータ電極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、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、走査電極ＳＣ１〜ＳＣｎとデータ電極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。以上により、初期化動作が終了する。

なお、初期化期間の駆動電圧波形としては、図３の第２ＳＦの初期化期間に示したように、初期化期間の後半部の電圧波形だけを印加してもよく、この場合には直前のサブフィールドの維持期間において維持放電を行った放電セルで選択的に初期化放電が発生する。

続く書込み期間では、維持電極ＳＵ１〜ＳＵｎに電圧Ｖｅ２を、走査電極ＳＣ１〜ＳＣｎに電圧Ｖｃを印加する。

次に、１行目の走査電極ＳＣ１に負の走査パルスＶａを印加するとともに、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Ｖｄを印加する。このときデータ電極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（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走査電極ＳＣｎのｎ行目の放電セルに至るまで行い、書込み期間が終了する。

続く維持期間では、走査電極ＳＣ１〜ＳＣｎと維持電極ＳＵ１〜ＳＵｎとに交互に維持パルスを印加して、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維持放電させ発光させる。本実施の形態においては３種類の維持パルスを用いて維持放電を発生させるが、このときの維持パルスの波形および放電の詳細については後述することとして、ここでは概要を説明する。

まず、データ電極Ｄ１〜Ｄｍに０（Ｖ）を印加する。そして維持電極ＳＵ１〜ＳＵｎに０（Ｖ）を印加するとともに走査電極ＳＣ１〜ＳＣｎに維持パルス電圧Ｖｓ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Ｖｓ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。このとき走査電極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。

ただし、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０（Ｖ）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、走査電極ＳＣ１〜ＳＣｎと維持電極ＳＵ１〜ＳＵｎとの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。こうして維持期間における維持動作が終了する。

なお、細幅パルス状の電位差の代わりに、維持パルス電圧Ｖｓに等しいかそれよりも高い電圧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もよい。

続くサブフィールドの動作は第１ＳＦの動作とほぼ同様であるため説明を省略する。

次に、パネル１０を駆動するための駆動回路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および各回路ブロック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。

タイミング発生回路４５は水平同期信号、垂直同期信号をもとにして各回路ブロックの動作を制御する各種のタイミング信号を発生し、それぞれの回路ブロックへ供給する。走査電極駆動回路４３は、維持期間において走査電極ＳＣ１〜ＳＣｎに印加する維持パルスを発生するための維持パルス発生部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、維持期間において維持電極ＳＵ１〜ＳＵｎに印加する維持パルスを発生するための維持パルス発生部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。

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５０、６０の回路図である。なお、図５にはパネル１０の電極間容量をＣｐとして示し、走査パルスおよび初期化電圧波形を発生させる回路は省略している。

維持パルス発生部５０は電力回収部５２とクランプ部５６とから構成されている。電力回収部５２は、電力回収用のコンデンサＣ５２、スイッチング素子Ｑ５３、Ｑ５４、逆流防止用のダイオードＤ５３、Ｄ５４、電力回収用のインダクタＬ５２を有している。クランプ部５６は、スイッチング素子Ｑ５７、Ｑ５８を有している。そしてこれらの電力回収部５２およびクランプ部５６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ＳＣ１〜ＳＣｎに接続されている。コンデンサＣ５２は電極間容量Ｃｐに比べて十分に大きい容量を持ち、電圧値が維持パルス電圧Ｖｓのほぼ１／２の電圧に充電されており、電力回収部５２の電源として働く。維持パルス発生部６０も維持パルス発生部５０と同様の回路構成であり、電力回収用のコンデンサＣ６２、スイッチング素子Ｑ６３、Ｑ６４、逆流防止用のダイオードＤ６３、Ｄ６４、電力回収用のインダクタＬ６２を有する電力回収部６２と、スイッチング素子Ｑ６７、Ｑ６８を有するクランプ部６６を備え、維持パルス発生部６０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ＳＵ１〜ＳＵｎに接続されている。

次に、維持パルスの波形および放電の詳細について説明する。本実施の形態においては、発光波形で２つのピークを持つ２山の維持放電を発生させて発光効率を高めた立上り時間の長い第１の維持パルス、発光波形で１つのピークを持つ１山の維持放電を発生させて壁電圧を安定させることにより維持放電を安定して継続させる立上り時間の短い第２の維持パルス、および不灯を抑制するために第２の維持パルスから第１の維持パルスに切換える際に用いる第３の維持パルスの３種類の維持パルスを用いて維持放電を行っている。

図６は、本発明の実施の形態における維持パルスの詳細を示すタイミングチャートである。まず、第１の維持パルスを、図６のＴ１１〜Ｔ１３で示した３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Ｔ１１）
時刻ｔ１１でスイッチング素子Ｑ５３をＯＮにする。すると、電力回収用のコンデンサＣ５２からスイッチング素子Ｑ５３、ダイオードＤ５３、インダクタＬ５２を通して電流が流れ始め、走査電極ＳＣ１〜ＳＣｎの電圧が上がり始める。ここで、インダクタＬ５２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ＳＣ１〜ＳＣｎの電圧はＶｓ付近まで上昇する。しかしその前に、書込み放電を起こした放電セルでは放電開始電圧を超えて最初の維持放電（以下、「放電Ａ」と略記する）が発生する。放電Ａがある程度大きくなり放電に伴う紫外線放出量が飽和し始めると、放電に必要な電流が走査電極側の電力回収部５２の電流供給能力を超え放電Ａが弱まり始める。

（期間Ｔ１２）
時刻ｔ１２でスイッチング素子Ｑ５７をＯＮにして、走査電極ＳＣ１〜ＳＣｎの電圧を強制的に電圧Ｖｓまで上昇させる。するとこのときの電圧上昇によって、次の維持放電（以下、「放電Ｂ」と略記する）が発生する。このとき維持電極ＳＵ１〜ＳＵｎは接地電圧０（Ｖ）に、走査電極ＳＣ１〜ＳＣｎは電源電圧Ｖｓに接続されているので、放電電流が制限されることがなく、放電Ｂは十分に強い放電となり、維持放電を継続させるために必要な壁電圧を蓄積することができる。

（期間Ｔ１３）
時刻ｔ１３でスイッチング素子Ｑ５４をＯＮにする。すると走査電極ＳＣ１〜ＳＣｎ側の電荷はインダクタＬ５２、ダイオードＤ５４、スイッチング素子Ｑ５４を通してコンデンサＣ５２に流れ始め、走査電極ＳＣ１〜ＳＣｎの電圧が下がり始める。そして時刻ｔ１４でスイッチング素子Ｑ５８をＯＮにして、走査電極ＳＣ１〜ＳＣｎの電圧を強制的に０（Ｖ）に低下させる。

なお、スイッチング素子Ｑ５４は次にスイッチング素子Ｑ５３をＯＮする前にＯＦＦすればよく、スイッチング素子Ｑ５３は次にスイッチング素子Ｑ５４をＯＮする前にＯＦＦすればよい。また、維持パルス発生部５０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Ｑ５８は次にスイッチング素子Ｑ５３をＯＮする直前にＯＦＦするのが望ましく、スイッチング素子Ｑ５７は次にスイッチング素子Ｑ５４をＯＮする直前にＯＦＦするのが望ましい。

本実施の形態においては、共振周期の１／２がほぼ１０００ｎｓとなるようにインダクタＬ５２のインダクタンスを設定している。また第１の維持パルスのパルス幅、すなわち時刻ｔ１１から時刻ｔ１４までの時間は５．４μｓ、第１の維持パルスの立上り時間、すなわち期間Ｔ１１の時間は７００ｎｓである。

第１の維持パルスによる維持放電によって発光効率が向上するメカニズムは完全に解明されたわけではないが、放電Ａに関しては紫外線放出量が飽和しなくなるために、また放電Ｂに関しては実効的に低い電圧で放電が発生するために、それぞれ発光効率が向上するものと考えられる。そして、放電Ａの発光効率を向上させるためには、放電Ａが弱まった後に、出力電圧を再び上昇させて放電Ｂを発生させることが望ましい。また、低い電圧で放電Ｂを発生させるためには、放電Ａによるプライミング効果が得られる間に電極に印加する電圧を上昇させて放電Ｂを発生させることが望ましい。

以上のように、第１の維持パルスを用いた維持放電によれば、発光効率のよい２つの放電を安定して発生させることができる反面、何らかの理由で表示電極対の壁電圧にバラツキが生じてしまった場合、２つの放電のバランスが崩れて輝度のバラツキを生じる恐れがあった。しかしながら本実施の形態においては、仮に壁電圧にバラツキが生じてしまっても、壁電圧を安定させて維持放電を安定して継続させるための第２の維持パルスを表示電極対に印加している。具体的には、第１の維持パルスを所定の回数連続して印加する毎に、少なくとも表示電極対の一方に第２の維持パルスを印加している。

次に第２の維持パルスについて説明する。第２の維持パルスは第１の維持パルスの数回に対して１回の割合で挿入するだけで壁電圧を安定させる効果があるので、第２の維持パルスが維持電極側に１パルス分挿入されているものとして以下に説明するが、第２の維持パルスを走査電極側に挿入しても同様の効果を得ることができる。

（期間Ｔ２１）
時刻ｔ２１でスイッチング素子Ｑ６３をＯＮにする。すると、電力回収用のコンデンサＣ６２からスイッチング素子Ｑ６３、ダイオードＤ６３、インダクタＬ６２を通して電流が流れ始め、維持電極ＳＵ１〜ＳＵｎの電圧が上がり始める。

（期間Ｔ２２）
ここでも、インダクタＬ６２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の時間経過後に維持電極ＳＵ１〜ＳＵｎの電圧はＶｓ付近まで上昇する。しかし、第２の維持パルスが第１の維持パルスと大きく異なるところは、走査電極ＳＣ１〜ＳＣｎと維持電極ＳＵ１〜ＳＵｎとの間で維持放電が発生する前にスイッチング素子Ｑ６７をＯＮするところである。本実施の形態においては、時刻ｔ２２でスイッチング素子Ｑ６７をＯＮする。すると維持電極ＳＵ１〜ＳＵｎはスイッチング素子Ｑ６７を通して直接に電源へ接続され、維持電極ＳＵ１〜ＳＵｎの電圧は強制的にＶｓまで上昇する。そして維持電極ＳＵ１〜ＳＵｎの急激な電圧上昇により、書込み放電を起こした放電セルでは非常に強い維持放電（以下、「放電Ｃ」と略記する）が発生する。このときの放電Ｃは非常に強くかつパルス持続時間（図６における期間Ｔ２２の時間）も長いので、放電セル内部の電界を緩和できるだけの十分な壁電荷が蓄積される。したがって、何らかの理由で壁電圧にバラツキが生じた場合であっても、第２の維持パルスを用いて放電Ｃを発生させることにより壁電圧を安定させることができる。

（期間Ｔ２３）
時刻ｔ２３でスイッチング素子Ｑ６４をＯＮにする。すると維持電極ＳＵ１〜ＳＵｎ側の電荷はインダクタＬ６２、ダイオードＤ６４、スイッチング素子Ｑ６４を通してコンデンサＣ６２に流れ始め、維持電極ＳＵ１〜ＳＵｎの電圧が下がり始める。そして時刻ｔ２４でスイッチング素子Ｑ６８をＯＮにして、維持電極ＳＵ１〜ＳＵｎの電圧を強制的に０（Ｖ）に低下させる。

なお、スイッチング素子Ｑ６４は次にスイッチング素子Ｑ６３をＯＮする前にＯＦＦすればよく、スイッチング素子Ｑ６３は次にスイッチング素子Ｑ６４をＯＮする前にＯＦＦすればよい。また、維持パルス発生部６０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Ｑ６８は次にスイッチング素子Ｑ６３をＯＮする直前にＯＦＦするのが望ましく、スイッチング素子Ｑ６７は次にスイッチング素子Ｑ６４をＯＮする直前にＯＦＦするのが望ましい。

インダクタＬ６２のインダクタンスも、共振周期の１／２がほぼ１０００ｎｓとなるように設定している。また第２の維持パルスのパルス幅は第１の維持パルスのパルス幅と同様に５．４μｓであるが、第２の維持パルスの立上り時間、すなわち期間Ｔ２１の時間は３５０ｎｓである。

なお、上述したように、波形の異なる２種類の維持パルスを周期的に切換えて表示電極対に印加すると、発光すべき放電セルで維持放電が継続せず、不灯が発生することがあった。本実施の形態においてはこの不灯を抑えるために、表示電極対に第２の維持パルスを印加した後、さらに第３の維持パルスを印加し、その後に第１の維持パルスに切換えている。

次に第３の維持パルスについて説明する。第３の維持パルスは第１の維持パルスと同様に２山の維持放電を発生させるが第１の維持パルスほど発光効率が高くない。しかし第３の維持パルスは第２の維持パルスに続いて１回挿入するだけで不灯を抑制する効果がある。以下に、第３の維持パルスが走査電極側に１パルス分挿入されているものとして説明するが、第３の維持パルスを維持電極側に挿入しても同様の効果を得ることができる。

（期間Ｔ３１）
時刻ｔ３１でスイッチング素子Ｑ５３をＯＮにする。すると、電力回収用のコンデンサＣ５２からスイッチング素子Ｑ５３、ダイオードＤ５３、インダクタＬ５２を通して電流が流れ始め、走査電極ＳＣ１〜ＳＣｎの電圧が上がり始める。第３の維持パルスによる放電においては、その前の第２の維持パルスによる強い放電で大量の壁電荷が蓄積されているために、走査電極ＳＣ１〜ＳＣｎに印加される電圧が比較的低い時に放電開始電圧を超えて最初の維持放電（以下、「放電Ａ’」と略記する）が発生する。

（期間Ｔ３２）
放電Ａ’があまり大きくなる前の時刻ｔ３２でスイッチング素子Ｑ５７をＯＮする。すると走査電極ＳＣ１〜ＳＣｎの電圧は強制的にＶｓまで上昇する。するとこのときの電圧上昇によって、次の維持放電（以下、「放電Ｂ’」と略記する）が発生する。このとき維持電極ＳＵ１〜ＳＵｎは接地電圧０（Ｖ）に、走査電極ＳＣ１〜ＳＣｎは電源電圧Ｖｓに接続されているので放電電流が制限されることがなく、放電Ｂ’は十分に強い放電となり、維持放電を継続させるために必要な壁電圧を蓄積することができる。

（期間Ｔ３３）
時刻ｔ３３でスイッチング素子Ｑ５４をＯＮにする。すると走査電極ＳＣ１〜ＳＣｎ側の電荷はインダクタＬ５２、ダイオードＤ５４、スイッチング素子Ｑ５４を通してコンデンサＣ５２に流れ始め、走査電極ＳＣ１〜ＳＣｎの電圧が下がり始める。そして時刻ｔ３４でスイッチング素子Ｑ５８をＯＮにして、走査電極ＳＣ１〜ＳＣｎの電圧を強制的に０（Ｖ）に低下させる。

なお、スイッチング素子Ｑ５４は次にスイッチング素子Ｑ５３をＯＮする前にＯＦＦすればよく、スイッチング素子Ｑ５３は次にスイッチング素子Ｑ５４をＯＮする前にＯＦＦすればよい。また、維持パルス発生部５０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Ｑ５８は次にスイッチング素子Ｑ５３をＯＮする直前にＯＦＦするのが望ましく、スイッチング素子Ｑ５７は次にスイッチング素子Ｑ５４をＯＮする直前にＯＦＦするのが望ましい。

第３の維持パルスのパルス幅は第１の維持パルスおよび第２の維持パルスのパルス幅と同様に５．４μｓである。しかし第３の維持パルスの立上り時間は、第１の維持パルスよりも短くかつ第２の維持パルスよりも長く設定されている。本実施の形態においては、第３の維持パルスの立上り時間、すなわち期間Ｔ３１の時間は６００ｎｓに設定されている。

図７は、本発明の実施の形態における維持パルスの配列を示す模式図であり、「１」は第１の維持パルス、「２」は第２の維持パルス、「３」は第３の維持パルスをそれぞれ示している。図７（ａ）は、表示電極対に第１の維持パルスを３パルス印加した後、第２の維持パルスを１パルス印加し、その後、第３の維持パルスを１パルス印加し、その後、上述の繰り返しで維持パルスを印加する配列を示している。また、図７（ｂ）は、第１の維持パルスを５パルス印加した後、第２の維持パルスを２パルス印加し、その後、第３の維持パルスを１パルス印加し、その後、上述の繰り返しで維持パルスを印加する配列を示している。

このように、３種類の維持パルスをそれぞれ必要に応じた数だけ配列して表示電極対に印加しているが、本実施の形態においては、第２の維持パルスを印加した後、第１の維持パルスに切換える際に、第２の維持パルスの次に第１の維持パルスを印加するのではなく、第２の維持パルスの次に第３の維持パルスを印加し、その後に第１の維持パルスに切換えている。すなわち、第２の維持パルスの次には第２の維持パルスまたは第３の維持パルスを印加し、第３の維持パルスの次には第３の維持パルスまたは第１の維持パルスを印加することが特徴である。

このように駆動することにより、放電セルの不灯が抑えられる理由について、以下に説明する。図８は、放電セルで不灯が発生するメカニズムを説明するための図であり、図８（ａ）は、従来の駆動方法による放電の様子を示す模式図、図８（ｂ）は、本実施の形態における駆動方法による放電の様子を示す模式図である。第１の維持パルスによる維持放電は発光波形で２つのピークを持つ２山の維持放電であるが、上述したように、放電Ａは放電電流が制限されるので比較的弱い放電となる。一方、放電Ｂは、放電電流が制限されることがなく強い放電となる。また第２の維持パルスによる維持放電は発光波形で１つのピークを持つ１山の維持放電Ｃであり、放電Ｃは非常に強くかつパルス持続時間も長いので、蓄積される壁電荷は非常に多くなる。

この後、図８（ａ）に示したように、仮に第１の維持パルスを印加したと仮定すると、放電Ｃによって過剰な壁電荷が蓄積された放電セルでは、２山放電の最初の維持放電（放電Ｄ）でこの過剰な壁電荷が緩和されるために強い放電となる。そして次の維持放電（放電Ｅ）が弱くなって維持放電を継続するために必要な壁電荷が蓄積されなくなり、それ以降の維持放電が発生しなくなり不灯が発生するものと考えることができる。

このように、放電セルの不灯は第２の維持パルスの放電により蓄積される壁電荷が過剰になることにより発生すると考えることができる。そのため維持パルス電圧Ｖｓが高すぎると放電が強くなりすぎて不灯が発生しやすくなる。また、維持パルス電圧Ｖｓが適切に設定されていても、放電開始電圧が低下すると放電Ｃが強くなりすぎて不灯が発生しやすくなる。放電開始電圧は、一般にパネルの使用時間が長くなると低下する傾向があり、例えば数千時間の使用によって数ボルト低下することがある。

そのためにプラズマディスプレイ装置の製造直後は不灯が発生していなくても、使用時間が長くなるにつれて発生する頻度が高くなると考えられる。

しかし本実施の形態においては、図８（ｂ）に示したように、第２の維持パルスの後に、第１の維持パルスよりも立上り時間が短くかつ第２の維持パルスよりも立上り時間の長い第３の維持パルスを印加している。すると、放電Ａ’が大きく成長する前に放電Ｂ’が始まるため、放電Ｂ’は十分に強い放電となり、維持放電を継続するために必要な壁電荷を形成することができる。その結果、不灯を抑制できると考えられる。

図９は、本発明の実施の形態における第３の維持パルスの立上り時間と不灯が発生する維持パルス電圧Ｖｓとの関係を測定した図である。縦軸は不灯が発生する維持パルス電圧Ｖｓであり、この電圧が低いと不灯が発生しやすいことを示す。第３の維持パルスの立上り時間が３５０ｎｓのときは第３の維持パルスは第２の維持パルスと同じになるため、図８（ａ）を用いて説明したように不灯が発生しやすい。しかし第３の維持パルスの立上り時間を５００ｎｓ以上、６５０ｎｓ以下に設定すると不灯が発生しにくくなり、特に５００ｎｓ〜６００ｎｓの間に設定すると不灯を抑制する効果が大きいことが実験的に明らかとなった。しかし、さらに第３の維持パルスの立上り時間を延ばして７００ｎｓとすると、第３の維持パルスは第１の維持パルスと同じになるため、再び不灯が発生しやすくなる。

以上のように、本実施の形態においては、維持期間において表示電極対に立上り時間の異なる３種類の維持パルスを印加し、第２の維持パルスから第１の維持パルスに切換える際に、第１の維持パルスよりも立上り時間が短くかつ第２の維持パルスよりも立上り時間の長い第３の維持パルスを挿入している。すなわち、第２の維持パルスの次には第２の維持パルスまたは第３の維持パルスを印加し、第３の維持パルスの次には第３の維持パルスまたは第１の維持パルスを印加している。そしてこのように駆動することにより、発光効率を向上させるとともに輝度むらを防ぎ、さらに長時間使用しても放電セルの不灯の発生を防ぐことができる。

なお、本実施の形態においては、走査電極に印加する維持パルスと維持電極に印加する維持パルスとが重ならないように印加するものとして説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば図６において、時刻ｔ１４＞時刻ｔ２１、時刻ｔ２４＞時刻ｔ３１等と設定して、走査電極に印加する維持パルスと維持電極に印加する維持パルスとを重ねてもよい。また逆に、時刻ｔ１４＜時刻ｔ２１、時刻ｔ２４＜時刻ｔ３１等と設定して、走査電極に印加する維持パルスと維持電極に印加する維持パルスとの間に時間的な間隔を設けてもよい。

また、３種類の維持パルスの配列については、図７に示した配列に限定されるものではない。第２の維持パルスから第１の維持パルスに切換える際に第３の維持パルスを挿入する配列であればよく、また、必ずしも周期的でなくてもよい。

さらに、上述した本実施の形態において用いた具体的な数値等は、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、使用時間の長いパネルであっても、不灯が発生することがなく、安定した画像表示が可能となり、パネルの駆動方法およびプラズマディスプレイ装置として有用である。

本発明の実施の形態におけるパネルの構造を示す分解斜視図 同パネルの電極配列図 同パネルの各電極に印加する駆動電圧波形図 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 同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維持パルスの詳細を示すタイミングチャート 同維持パルスの配列を示す模式図 放電セルで不灯が発生するメカニズムを説明するための図 本発明の実施の形態における第３の維持パルスの立上り時間と不灯が発生する維持パルス電圧との関係を測定した図

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
５２，６２ 電力回収部
５６，６６ クランプ部

Claims (2)

1. １フィールドを構成する複数のサブフィールドの各維持期間において、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て放電セルを発光させるプラズマディスプレイパネルの駆動方法であって、
   前記維持パルスは、立上り時間の長い第１の維持パルスと、立上り時間の短い第２の維持パルスと、前記第１の維持パルスよりも立上り時間が短くかつ前記第２の維持パルスよりも立上り時間の長い第３の維持パルスとを含み、
   前記第２の維持パルスの次には前記第２の維持パルスまたは前記第３の維持パルスを印加し、前記第３の維持パルスの次には前記第３の維持パルスまたは前記第１の維持パルスを印加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. 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と、
   前記表示電極対の電極間容量とインダクタとを共振させて維持パルスの立上りを行う電力回収部および前記維持パルスの電圧を電源電圧または接地電圧にクランプするクランプ部を有する維持パルス発生部とを備え、
   １フィールドを構成する複数のサブフィールドの各維持期間において前記表示電極対に交互に維持パルスを印加するプラズマディスプレイ装置であって、
   前記維持パルス発生部は、立上り時間の長い第１の維持パルスと、立上り時間の短い第２の維持パルスと、前記第１の維持パルスよりも立上り時間が短くかつ前記第２の維持パルスよりも立上り時間の長い第３の維持パルスとを発生させ、前記第２の維持パルスの次には前記第２の維持パルスまたは前記第３の維持パルスを前記表示電極対に印加し、前記第３の維持パルスの次には前記第３の維持パルスまたは前記第１の維持パルスを前記表示電極対に印加することを特徴とするプラズマディスプレイ装置。

Images