JP2009110019A - プラズマディスプレイパネルの駆動方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】アドレス・表示同時駆動方式の採用に際し、発光効率をさらに高め、より高い輝度を得ることができるようにした駆動方法を提供する。
【解決手段】3ビット8階調表示を例として、各サブフィールドの先頭の1H期間(1水平走査期間)を3等分して、前から順に第1区分,第2区分,第3区分とし、各ラインについて、サブフィールドSF1のアドレス期間(アドレスパルスPA,走査パルスPAY)を第1区分に、サブフィールドSF2のアドレス期間を第2区分に、サブフィールドSF3のアドレス期間を第3区分に夫々設定する。このようにアドレス期間が設定された区分以外の期間を放電維持(サステイン)期間とし、サステインパルスPSの周期を1H期間の長さの1/3とする。そして、かかるアドレス期間が設定された区分内に、リセットパルスPRによるリセット期間とプライミングパルスPPによる書込み期間とを設定する。
【選択図】図1
【解決手段】3ビット8階調表示を例として、各サブフィールドの先頭の1H期間(1水平走査期間)を3等分して、前から順に第1区分,第2区分,第3区分とし、各ラインについて、サブフィールドSF1のアドレス期間(アドレスパルスPA,走査パルスPAY)を第1区分に、サブフィールドSF2のアドレス期間を第2区分に、サブフィールドSF3のアドレス期間を第3区分に夫々設定する。このようにアドレス期間が設定された区分以外の期間を放電維持(サステイン)期間とし、サステインパルスPSの周期を1H期間の長さの1/3とする。そして、かかるアドレス期間が設定された区分内に、リセットパルスPRによるリセット期間とプライミングパルスPPによる書込み期間とを設定する。
【選択図】図1
Description
本発明は、階調表示を行なうプラズマディスプレイパネルの駆動方法に係り、特に、アドレス・表示同時駆動(AWD)方式を用いたプラズマディスプレイパネルの駆動方法に関する。
従来、プラズマディスプレイパネルとして、大略図7に示すような構成のものが提案されている。なお、図7は1セル分の縦断面図を示すものであって、1は透明な前面基板、2は背面基板、3は隔壁、4はY電極、5はX電極、6はアドレス電極、7は蛍光体、8は放電空間である。
図7に示すように、プラズマディスプレイパネルは、前面基板1は背面基板2とを隔壁3を挟んで一体化し、かかる隔壁3により、前面基板1と背面基板2との間に放電空間8を形成した構成をなすものであるが、図7(a)に示す構成のプラズマディスプレイパネルでは、全面基板1側に表示電極として対をなすX電極5とこれに平行なY電極とが設けられ、また、背面基板2側に、これら表示電極5,4に交差するようにして、アドレス電極6が設けられている。そして、隔壁3の表面や背面基板2の内面に蛍光体7が設けられている。また、図7(b)に示す構成のプラズマディスプレイパネルでは、全面基板1側に一方の表示電極であるX電極5が設けられ、背面基板2側に、このX電極5と平行にY電極4が、また、これら表示電極5,4に交差するようにして、アドレス電極6が設けられている。そして、図示しない絶縁膜で覆われた隔壁3の表面に蛍光体7が設けられている。さらに、図7(c)に示す構成のプラズマディスプレイパネルでは、背面基板2側にX電極5とY電極4が互いに平行に設けられ、また、これら表示電極5,4に交差するようにして、アドレス電極6が設けられている。そして、両側の2つの隔壁3の間に、さらに、背面基板2側から放電空間8内に突出するようにして、隔壁3と一体化した隔壁9が設けられており、一方側の隔壁3とこの隔壁9との間の空間に対向してX電極5が、他方側の隔壁3とこの隔壁9との間の空間に対向してY電極4が夫々配置されている。
図8は上記の各電極4,5,6の配線状態を示す図であって、10はセルであり、図7に対応する電極には同一符号を付けている。ここでは、説明を簡単にするために、4×4個のセルについて示しており、かかるセル10は破線で図示している。
同図において、X電極5とY電極4とは、水平(h)方向のセル10の配列(これを、以下、ラインという)に沿って伸延しており、夫々ライン毎に設けられている。Y電極4は夫々毎に電圧が印加されて駆動されるが、X電極5は同時に電圧が印加されて駆動される共通表示電極となっている。また、アドレス電極6は垂直(v)方向のセル10の配列に沿って伸延しており、垂直セル配列毎に設けられている。これらアドレス電極6は、夫々毎に電圧が印加されて駆動される。
図7に示す各プラズマディスプレイパネルでは、点灯すべく選択されたセルが、1フィールド期間毎に、指定された階調に応じた強度で放電し、この階調に応じた強度の可視光を発光する。点灯セルまたは消灯セルの選択はY電極4とアドレス電極6とに電圧を印加することによって行なわれ、これにより、Y電極4の近傍に壁電荷が形成される。このように順バイアスの壁電圧が発生するように壁電荷が形成されたセルでは、Y電極4とX電極5とに電圧を交互に印加することにより、これらY電極4,X電極5間で、破線矢印で示す放電路に沿って放電が生じ、この放電によって紫外線が発生し、この紫外線によって蛍光体7が励起されて可視光を発光する。
プラズマディスプレイパネルの階調表示の駆動方式として、アドレス・表示分離駆動方式(ADS:Adress Display Separation Driving Scheme)とアドレス・表示同時駆動方式(AWD:Adress While Display Driving Scheme)とがある。いずれの方式においても、階調は、
a0・20+a1・21+a3・23+……+an・2n
(但し、nは整数、ai=0または1(i=0,1,……,n))
即ち、nビットで表わされる。例えば、8ビットの場合、28=256、従って、0〜255の階調が表示できることになる。
a0・20+a1・21+a3・23+……+an・2n
(但し、nは整数、ai=0または1(i=0,1,……,n))
即ち、nビットで表わされる。例えば、8ビットの場合、28=256、従って、0〜255の階調が表示できることになる。
アドレス・表示分離駆動方式の場合、例えば、8ビットの階調表示とすると、図9に示すように、1フィールドが8個のサブフィールドSF1〜SF8に区分され、各サブフィールドSFj(但し、j=1,2,……,8)は全書込み/アドレス期間と放電維持(サステイン)期間とに区分される。全書込み/アドレス期間は全サブフィールドSFjで同じ長さであり、放電維持期間の長さは、サブフィールドSF1,SF2,……SF8の順、
1:2:4:8:16:32:64:128 ……(1)
の比率で設定される。ここで、放電維持期間では、どのサブフィールドSFjにおいても、一定周期のサステインパルスをY電極4とX電極5(図7)とに交互に供給することにより、放電を発生させて発光させるものであるから、上記の比率で放電維持期間が長いサブフィールドSFjほどサステイパルスの供給回数、従って、発光回数が多く、発光量が大きいことになる。そして、発光するサブフィールドSFjを適宜指定することにより、上記のように、0〜255の階調が表示できることになる。
1:2:4:8:16:32:64:128 ……(1)
の比率で設定される。ここで、放電維持期間では、どのサブフィールドSFjにおいても、一定周期のサステインパルスをY電極4とX電極5(図7)とに交互に供給することにより、放電を発生させて発光させるものであるから、上記の比率で放電維持期間が長いサブフィールドSFjほどサステイパルスの供給回数、従って、発光回数が多く、発光量が大きいことになる。そして、発光するサブフィールドSFjを適宜指定することにより、上記のように、0〜255の階調が表示できることになる。
全書込み/アドレス期間はかかる発光を行なわせるための準備期間ともいうべき期間であって、例えば、図7に示す構成のプラズマディスプレイパネルにおいて、Y電極4に所定の電圧パルス(プライミングパルス)を印加することにより(これと同時に、アドレス電極6にも、電圧パルスを印加する場合もある)、全てのセルでのY電極4とアドレス電極6との部分に壁電荷(壁電圧)を形成する。これが全書込みである。かかる全書込みは全てのセルに対して同時に行なわれる。かかる状態において、走査電極でもあるY電極4と点灯させようとするセルを通るアドレス電極6とに互いに異なる極性の走査パルスとアドレスパルスとを、順バイアスとなるように、印加することにより、アドレス放電を発生させ、このセルでのY電極4の部分に形成される壁電荷を点灯セルの放電維持に必要な極性の壁電荷とする。これが点灯セルを選択するためのアドレスである。消灯セルを選択する場合も、極性は異なるが、同様である。
図7(a)に示す構成のプラズマディスプレイパネルでは、隔壁3を誘電体で構成し、放電方式として、ギャップ長の短い場合に対し、負グロー放電を用いたものである。この場合、ギャップ長が長くなると、隔壁3の誘電体がグロー放電で発生する陽光柱モードの形成を阻害するなどの問題があり、かかる問題を解消するものとして、隔壁3をメタル隔壁とする図7(b)に示す構成のプラズマディスプレイパネル(特許文献1)や図7(c)に示す構成のプラズマディスプレイパネル(特許文献2)が提案された。これらプラズマディスプレイパネルでは、破線矢印で示すように、放電経路が図7(a)に示す構成のプラズマディスプレイパネルに比べて充分長くなっており、効率の良い陽光柱を形成し、かつ蛍光体の塗布面積が大きくなって蛍光体からの発光量が増大化し、高効率を実現する。さらに、グロー放電の陽光柱モードの代わりに、表示電極4,5とメタル隔壁3との間で狹パルス放電を生じさせることにより、さらなる発光効率の向上と同時に高輝度化を実現した提案がなされている。
ところで、かかるプラズマディスプレイパネルにおいて、発光に寄与する放電維持期間が長いほど、プラズマディスプレイパネルの発光輝度は高くなる。1フィールド期間長に対する放電維持期間長の割合を発光デューティというが、上記のアドレス・表示分離駆動方式のプラズマディスプレイパネルの場合、かかる発光デューティは次のような値となる(非特許文献1)。
即ち、必要な壁電荷を得るためのアドレス期間に要する時間は約3μsecである。全書込みは全セル同時に行なわれるが、アドレスはライン毎に順番に行なわれるから、いま、プラズマディスプレイパネルでの全ライン数を480とすると、全ラインをアドレスするに要する時間は、
480×3μsec=1.44msec
となる。これは1サブフィールドでのアドレス期間の時間長であって、8ビット256階調の表示をする場合には、8サブフィールド設定するものであるから、1フィールド期間でのアドレス期間の総時間長は11.52msecとなる。従って、1フィールドの時間長は16.7msecであるから、1フィールド期間での放電維持期間の時間長は、
16.7msec−11.52msec=5.18msec
となり、これは1フィールド期間の時間長に対する割合、即ち、発光デューティが31%に過ぎない。
480×3μsec=1.44msec
となる。これは1サブフィールドでのアドレス期間の時間長であって、8ビット256階調の表示をする場合には、8サブフィールド設定するものであるから、1フィールド期間でのアドレス期間の総時間長は11.52msecとなる。従って、1フィールドの時間長は16.7msecであるから、1フィールド期間での放電維持期間の時間長は、
16.7msec−11.52msec=5.18msec
となり、これは1フィールド期間の時間長に対する割合、即ち、発光デューティが31%に過ぎない。
また、隔壁3(図7)としてメタル隔壁を用い、上記の狹パルス放電を行なうと、発明者等の試作実験により、その放電後放電空間8(図7)内に空間電荷が累積・増加し、これが、表示電極4,5間に形成される電界強度を低下させるなどの作用をなして、発光効率の向上を妨げることになる。これを防止するためには、放電維持期間での維持放電の繰り返し周期を長くし、空間電荷を充分中和などさせて減少させることが有効であることが判明した、しかし、このように周期を長くすると、放電維持期間での維持放電の回数を低減させなければならず、低い発光デューティに加え、維持放電の回数低減が発光輝度の低下を引き起こし、アドレス・表示分離駆動方式では、実際問題として、維持放電の繰り返し周期を長くすることは非常に困難である。
以上のアドレス・表示分離駆動方式(ADS)に対し、アドレス・表示同時駆動方式(AWD)は発光デューティを90%以上とすることができるし、従って、放電維持期間での維持放電の繰り返し周期を長くすることも可能である。これを上記の文献「プラズマディスプレイのすべて」をもとに説明する。
いま、3ビット8階調表示の場合を例にとると、1フィールド全体を3個のサブフィールドに分割し、各サブフィールドの先頭の1H期間(但し、1Hは1ラインの走査期間、即ち、1水平走査期間(=63.5μsec)である)を全書込み/アドレス期間とするものである。ここで、ビット1のサブフィールドSF1とビット2のサブフィールドSF2とビット3のサブフィールドSF3の長さの比は、上記(1)式により、1:2:4でなければならないから、サブフィールドSF1の長さは、
262.5H÷(1+2+7)=37H+余り3.5H ……(2)
となる。これにより、サブフィールドSF2の長さを37H×2=74Hとし、サブフィールドSF3の長さを37H×4=148Hとする。なお、
262.5H−(37H+74H+148H)=3.5H
であって、上記のように各サブフィールドSF1〜SF3を設定すると、余り3.5Hがあるが、これは、1フィールドの1.3%に過ぎないから無視する。
262.5H÷(1+2+7)=37H+余り3.5H ……(2)
となる。これにより、サブフィールドSF2の長さを37H×2=74Hとし、サブフィールドSF3の長さを37H×4=148Hとする。なお、
262.5H−(37H+74H+148H)=3.5H
であって、上記のように各サブフィールドSF1〜SF3を設定すると、余り3.5Hがあるが、これは、1フィールドの1.3%に過ぎないから無視する。
図10はこのように3ビット8階調表示の場合の駆動タイミングを示す図であり、横軸にライン1を基準とした1H期間を単位とする時間軸(下側)とサブフィールドの期間(上側)を示し、縦軸にラインL1からラインL240までのラインを示している。
同図において、ラインL1についてみると、サブフィールドSF1は0H〜36Hの37Hからなり、その先頭の0Hをアドレス期間Aとする。サブフィールドSF2は37H〜110Hの74Hからなり、その先頭の37Hをアドレス期間とする。サブフィールドSF3は111H〜258Hの148Hからなり、その先頭の111Hをアドレス期間とする。ラインL2に対しては、かかるサブフィールドSF1〜SF3のタイミングがラインL1の場合よりも1Hだけ遅れ、ラインL3に対しては、かかるサブフィールドSF1〜SF3のタイミングがラインL2の場合よりも1Hだけ遅れるというようにして、ライン毎に順次1Hずつずれることになる。このため、アドレス期間も、ライン毎に1Hずつずれることになる。
そこで、ラインL1は37Hで次のサブフィールドSF2のアドレス期間Bとなるが、この37Hでは、ラインL38がサブフィールドSF1のアドレス期間Cとなっており、ライン240までについてみると、さらに、ラインL112が1つ前のフィールドのサブフィールドSF3のアドレス期間Dとなり、3ラインでアドレス期間B,C,Dと重なることになる。このような現象が時間の経過とともに順次生ずることになる。
しかし、複数のラインで同時にアドレスを行なうことができない。そこで、図11に示すように、アドレス期間となる1H期間を3等分して第1区分,第2区分,第3区分とし、アドレス期間の第1区分を、各ラインとも、ビット1のサブフィールドSF1のアドレス期間に割り当て、第2区分をビット2のサブフィールドSF2のアドレス期間に割り当て、第3区分をビット3のサブフィールドSF3のアドレス期間に割り当てるものである。従って、図10において、37Hについてみると、その第1区分はラインL38のサブフィールドSF1のアドレス期間とし、その第2区分はラインL1のサブフィールドSF2のアドレス期間とし、その第3区分はラインL112のサブフィールドSF3のアドレス期間とする。このようにして、同じH期間で複数のラインで全書込み/アドレスを必要としても、それらのタイミングを異ならせることができる。
また、この駆動方式によると、各ラインについて、各サブフィールドの先頭の1H期間でのアドレス期間以外の2H/3の期間も、放電維持期間として使用することができる。
なお、以上はアドレス期間についての説明であるが、通常、アドレス期間の前に各セルのY電極4(図7)から壁電荷を取り除くためのリセット期間やY電極4側に所定の極性の壁電荷を形成する(アドレス電極6にも、同時に形成する場合もある)ための全書込み(プライミング)期間とが設けられるが、Y電極4を各ライン独立とし、アドレス期間として用いられる1H期間の1つ前の1H期間または正整数倍のaH期間(a≧2)をかかるリセット期間及び全書込み期間に用いる。また、アドレス期間のH/3期間でリセットや全書込みをする場合もある。
以上は3ビット8階調表示の場合であったが、8ビット256階調表示の場合には、かくフィールドで上記式(1)に示す比率で8個のサブフィールドを設定する。そして、各サブフィールドの先頭の1H期間を8等分して8個の区分を形成し、サブフィールドSF1のアドレス期間をその第1区分に割り当て、サブフィールドSF2のアドレス期間をその第2区分に割り当て、……、サブフィールドSF8のアドレス期間をその第8区分に割り当てるようにする。この場合も、上記と同様、各サブフィールドの先頭の1H期間でのアドレス期間以外の7H/8の期間も、放電維持期間として使用することができる。また、アドレス期間として用いられる1H期間の1つ前の1H期間をリセットや全書込みに用いるが、リセット後の空間電荷を十分に壁電荷として形成するため、1H期間の正整数倍(2以上)の期間を用いる場合もある。逆に、リセットや全書込みの期間が少なくても良い場合は、アドレス期間のH/8期間以内で行う場合もある。
以上の駆動方法によると、放電維持期間としては、各サブフィールドの先頭での1H期間のリセット期間及び全書込み期間と次の1H/3期間のアドレス期間と上記の3.5Hの余りの期間とを除いた期間となり、3ビット8階調表示の場合には、これら放電維持期間以外の期間との合計は、大略
(1H+H/3)×3+3.5H=7.5H
であるから、発光デューティは約97%となる。
(1H+H/3)×3+3.5H=7.5H
であるから、発光デューティは約97%となる。
そして、このように発光デューティを長くすることができることから、放電維持期間での維持放電の繰り返し周期を長くすることができ、その一例として、図11に示すように、3ビット8階調表示の場合、TH/3(但し、THは水平走査期間の周期とすることができるし、また、8ビット256階調表示の場合には、TH/8とすることができ、要するに、nビット階調表示の場合には、基本的に、TH/nとすることができる。さらに、アドレス期間との関係から、維持放電の繰り返し周期をTH/nの整数倍にもすることができるが、逆にTH/nの整数分の1にもできる。このように、離散的ではあるが、周期の設定ではかなりの自由度がある。
特開平11ー312470号公報
特開2000ー306516号公報
御子柴茂生 内池平樹 共著「プラズマディスプレイのすべて」工業調査会発行 pp.154-155
このようにして、アドレス・表示同時駆動方式では、発光デューティの向上を実現し、また、高階調表示でも、放電維持期間での維持放電の繰り返し周期を長くすることができて、狹パルス放電方式を用いたときに生ずる空間電荷の累積増大化を防止することができるものであるが、各サブフィールド毎にリセット・全書込みとアドレスとに夫々1Hずつ用いるため、かかる期間は放電維持期間とすることができない。かかるリセット・全書込みとアドレスとに要する期間をさらに短くすることができれば、放電維持期間をさらに長くすることができ、発光デューティをさらに大きくすることができて、発光効率をさらに高めることが可能となる。
本発明は、かかる要望に鑑みてなされたものであって、その目的は、アドレス・表示同時駆動方式の採用に際し、発光効率をさらに高め、より高い輝度を得ることができるようにし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にある。
上記目的を達成するために、本発明は、各ライン毎に、各フィールドがn個(但し、nは正整数)のサブフィールドに分割され、各サブフィールドの先頭の1H期間(但し、Hは水平走査期間)がn等分されてn個の区分が設定され、各サブフィールド毎に異なる区分にアドレス期間が設定されるとともに、アドレス期間が設定された区分後の放電維持期間でのサステインパルスの周期を1H期間の長さの1/n倍またはk/n倍として(但し、kは2以上の整数)、nビットの階調表示をするようにしたプラズマディスプレイパネルの駆動方法であって、各サブフィールドでの該アドレス期間に先立つ書き込み期間を、アドレス期間として用いられる1H期間の前に、1H期間の正整数倍の期間を用いて設定したものである。
また、本発明は、前記書込み期間に先立つ表示電極からの壁電荷の除去のためのリセット期間を設定し、該リセット期間でのリセットパルスの電圧値を、フィールド毎に、特定のサブフィールドでこれ以外のサブフィールドよりも大きくしたものである。
また、本発明は、前記書込み期間内に前記リセット期間を設定したものであり、また、前記書込み期間でのプライミングパルスが、前記リセットパルスから連続した波形をなすものである。
また、本発明は、前記書込み期間でのプライミングパルスが、前記リセットパルスから連続した波形をなすものである。
本発明によると、本発明の駆動方法放電維持期間が拡大して狭パルス放電における発光効率が向上し、より高輝度化が達成できる。
また、本発明によると、1フィールドでのリセットパルスの電圧値をプライミングパルスに比べて大きくしているので、維持放電に必要な壁電荷を充分に確保することができ、安定な動作を実現できるし、また、リセットパルスの電圧値を大きくするサブフィールドをフィールド内で特定し、他のサブフィールドでは、リセットパルスの電圧値を抑えているので、リセット期間での放電を抑制して発光を抑えることができるから、良好なコントラストが得られる。
さらに、本発明によると、表示電極に壁電荷を生じさせるためのプライミングパルスを長時間化し、所望とする極性の壁電荷を効果的に形成することができるため、安定な動作を実現できるし、リセットパルスとプライミングパルスとを連続させることにより、充電電流を低減して回路負荷を低減できる。
さらに、本発明によると、放電維持期間において、一方の表示電極に負のサステインパルスが印加されている期間、他の表示電極に正の電圧を印加するものであるから、夫々の表示電極に効果的に壁電荷が形成されることになり、発光効率や輝度のより向上を実現できる。
さらに、本発明によると、放電期間において、サステインパルスのパルス幅を少なくとも狭パルス放電が可能な程度にまで短くするものであるから、表示電極での正の壁電荷が形成されることによる負の壁電荷の中和作用を低減することができ、表示電極の維持放電に必要な壁電荷が効果的に形成されて発光効率や輝度のより向上を実現できる。
本発明を用いるプラズマディスプレイパネルは、図7(b),(c)に示すように、2つの表示電極(X電極5,Y電極4)が隔壁3,9によって形成される放電経路を介して対向して配置された構成のものであり、放電方式としては、狹パルス放電方式を用いる。この狹パルス放電方式は、表示電極(Y電極4及びX電極5)とメタル隔壁3との間に電位差を与えて高電界を形成するもので、メタル隔壁3を0Vの印加によって常時アノード電極とし、Y電極4とX電極5とに交互に負電圧を印加することにより、カソード電極として(負電圧が印加されないときには、アノード電極となる)、負電圧が印加された表示電極とメタル電極3との間で放電を行なわせるものである。図7(a)では、改良構造によって高電界を発生できる図7(b),(c)に示す構造のものに比べて困難である。この放電は短時間に強力に発生・消滅するもので、高強度の紫外線が発生して放電効率(発光効率)を高めると同時に、高輝度を得ることができる。
しかしながら、上記のように、アドレス・表示分離駆動方式では、狹パルス放電方式によると、放電空間8(図7(b),(c))に空間電荷が累積し、壁電荷を減少させることになり、これを防止するために、本発明では、維持放電での放電繰り返し周期を長くすることができる図10,図11で説明したようなアドレス・表示同時駆動方式を用いるものである。
以下、本発明の実施形態を図面により説明する。
図1は本発明によるプラズマディスプレイパネルの駆動方法の第1の実施形態を示すタイミング図であって、同じライン(ここでは、ラインL1とする)でのサブフィールドSF1,SF2での先頭の1H期間の部分を示しており、PAはアドレスパルス、PAYは走査パルス、PSX,PSYはサステインパルス、PR はリセットパルス、PP はプライミングパルスである。
図7(b)に示す構成のプラズマディスプレイパネルを例として、図1において、各サブフィールドでの先頭の1H期間を除き、1フィールド期間全体にわたって、電圧VY,VXとして示すように、Y電極4とX電極5とに交互に、一定の周期の負電圧のサステインパルスPSY,PSXが印加される。いま、X電極5側に負の壁電荷が、Y電極4側に正の壁電荷が夫々形成されている時刻t1の状態で、X電極5を負のサステインパルスPSXを印加してカソード電極とし、Y電極4を0Vに保ってアノード電極とすると、まず、X電極5と0Vに保持されたアノード電極としてのメタル隔壁3との間に高電界が発生し、その電界強度が所定量を超えると、これら間に放電が発生し、これに伴ってX電極4,Y電極5間に瞬間的に(200nsec程度)強度の放電が進展する。これにより、強度の紫外線が発生して蛍光体7を励起し、可視光を発光する。
この放電によってX電極5側に正の壁電荷が、Y電極4側に負の壁電荷が夫々形成され、かかる状態でY電極4に負のサステインパルスPSYを印加することにより、同様にして、これら電極4,5間に維持放電が生じて蛍光体7から可視光が発光することになる。
このようにして、X電極5とY電極4とにサステインパルスを交互に繰り返し印加することにより、これら表示電極4,5間の放電が維持されて蛍光体7からの発光が継続維持されることになる。
ここで、3ビット8階調表示を例にすると、上記のように、各サブフィールドSF1〜SF3での先頭の1H期間を3等分し、前から順に第1区分,第2区分,第3区分とする。そして、アドレス期間を、サブフィールドSF1では、この第1区分に設定し、サブフィールドSF2では、この第2区分に設定し、サブフィールドSF3では、この第3区分に設定するのであるが、この実施形態では、このアドレスの前に行なわれるリセットと書込みとの期間をアドレス期間と同じ区分に含ませるものである。X電極5とY電極4とには、電圧VX,VYとして示すように、H/3周期のサステインパルスPSX,PSYとが交互に印加される。このとき、周期のタイミングを合わせることにより、さらに、その整数倍に長くすることもできる。
そこで、いま、ラインL1の最初のサブフィールドSF1についてみると、その先頭の1H期間の第1区分にアドレス期間が設けられるのであるが、アドレス電極6には、電圧VAとして示すように、X電極5のサステインパルスPSXと同じ周期でかつこれと位相同期して負のアドレスパルスPAが印加されており、アドレス期間では、このアドレスパルスPAにタイミングを一致させて、従って、X電極5のサステインパルスPSXにタイミングを一致させて、Y電極4に正の走査パルスPAYを印加する。そして、Y電極4には、さらに、この走査パルスPAYの直前にいずれも負極性のリセットパルスPRとプライミングパルスPPも印加される。これらリセットパルスPRとプライミングパルスPPと走査パルスPAYとが、H/3期間の同じ第1区分内に設定される。
ここで、リセットパルスPRとプライミングパルスPPと走査パルスPAYとがY電極4に印加される期間を書込み/アドレス期間ということにするが、この書込み/アドレス期間は、次のサブフィールドSF2では、その最初の1H期間の第2区分に設定され(この第1区分には、図示するように、ラインL37のサブフィールドSF1での書込み/アドレス期間が設定される)、図示しないが、さらに次のサブフィールドSF3では、第3区分に設定される。
この書込み/アドレス期間では、Y電極4に負のリセットパルスPRが印加されることにより、その直前にアドレス電極6側に形成されている壁電荷やY電極4側に形成されている壁電荷を取り除くものである。その直後、Y電極4に負のプライミングパルスPPを印加することにより、Y電極4側に正の壁電荷を、アドレス電極6に負の壁電荷を夫々形成させる。これが書込みである。なお、プライミングパルスPPの電圧値|vp|は、リセットパルスPRの電圧値|vr|に対し、
|vp|≦|vr|
に設定される。
|vp|≦|vr|
に設定される。
このような書込みがなされた状態では、サステインパルスPSY,PSXによる維持放電を表示電極4,5間で発生させることができず、このために、このサブフィールドSF1で点灯させようとするセル(点灯セル)に対しては、これを選択するためのアドレスを行なうものである。このアドレスでは、上記のように、アドレス電極6の負のアドレスパルスPAに同期して、Y電極4に正の走査パルスPAYを印加し、これと負のアドレスパルスPAとにより、Y電極4側に順バイアス電圧を形成する負の壁電荷が形成される。このように壁電荷が形成されたセルでは、その後、Y電極4に負のサステインパルスPSYが印加されると、上記のようにして表示電極4,5間に狹パルス放電が行なわれることになる。これ以降では、次のサブフィールドSF2までの期間、X電極5とY電極4とに交互にサステインパルスPSX,PSYが印加され、維持放電が継続して行なわれて蛍光体7からの発光が維持される。
なお、このサブフィールドSF1でこのセルを点灯させないようにするためには、サブフィールドSF1でのH期間の第1区分で破線(DV)で示すように、走査パルスPAYのタイミングでのアドレス電極6の印加電圧VAを0Vに保ち、このとき、アドレス電極6にアドレスパルスPAを供給しないようにすればよい。
また、ここでは、アドレス期間で点灯セルを選択するものとするが、逆に、点灯させないセル、即ち、消灯セルを選択するようにすることもできる。この場合には、アドレスパルスPAを正電圧パルスとするとともに、書込み期間でのプライミングパルスPPを正電圧パルスとして、Y電極4に負の壁電荷を形成し(この状態では、サステインパルスPSX,PSYにより、セルは点灯可能である)、しかる後、アドレス期間でY電極4に負の走査パルスPAYを印加するようにする。これにより、Y電極4での壁電荷は正の壁電荷となり、図1に示すサステインパルスPSX,PSYでは点灯しない。
図2はこの実施形態での順番が連続する4つのラインL1,L2,L3,L4の同じサブフィールドでの書込み/アドレス期間の走査タイミングを示す図であり、図1に対応する信号や部分には同一符号を付けている。ここでは、夫々のラインのY電極5の印加電圧のみを示して、それらの書込み/アドレス期間の走査タイミングを示している。
同図において、ラインL1のサブフィールドSF1の先頭の1H期間の第1の区分にこのラインL1の書込み/アドレス期間が設定されると、次の1H期間がラインL2のサブフィールドSF1の先頭のH期間となり、その第1区分にこのラインL2の書込み/アドレス期間が設定される。さらに次の1H期間がラインL3のサブフィールドSF1の先頭のH期間となり、その第1区分にこのラインL3の書込み/アドレス期間が設定される。さらに次の1H期間がラインL4のサブフィールドSF1の先頭のH期間となり、その第1区分にこのラインL4の書込み/アドレス期間が設定される。以下同様にして、各ラインの書込み/アドレス期間が1Hずつずれていく(なお、後述するように、mを1以上の整数として、アドレス期間をmHに割り当てることもでき、この場合には、順次のライン毎にアドレス期間がmHずつずれていく)。そして、サブフィールドSF1が37Hからなるものであるから、ラインL1の次のサブフィールドSF2の書込み/アドレス期間とラインL38のサブフィールドSF1の書込み/アドレス期間とが同じH期間となるので、図1に示すように、ラインL1の書込み/アドレス期間をそのH期間の第2区分とすることにより、そのH期間の第1区分とするラインL38のサブフィールドSF1の書込み/アドレス期間と時間的にずらすことができるのである。なお、図1において、ラインL1のサブフィールドSF2での最初のH期間の第3区分には、図示しないが、図10で説明したように、ラインL113の1つ前のフィールドでのサブフィールドSF3の書込み/アドレス期間が設定されることになる。
以上のように、この第1の実施形態によると、各ラインの書込み期間を、アドレス期間とともに同じH期間内の同一区分に設定するものであるから、書込み期間を設定するための専用のH期間が不要となり、その分放電維持(サステイン)期間を増やすことができて、発光効率をより高め、より高輝度化が可能となる。
また、書込み期間をアドレス期間と分離してもよい。即ち、アドレス期間として用いられる1H期間の1つ前の1H期間あるいはその正整数倍の期間で書き込みを行うこともできる。この期間では、リセット全書き込みが行われる。先の場合に比べて放電維持期間は少し減少するが、発光デユーテイの増加は十分に確保できる。
図3は本発明によるプラズマディスプレイパネルの駆動方法の第2の実施形態の要部、即ち、Y電極4の書込み/アドレス期間での印加電圧を示す波形図であって、vr,vr’はリセットパルスPRの電圧であり、図1に対応する部分には同一符号を付けている。
同図において、各フィールド毎に、その最初のサブフィールドSF1において、書込み/アドレス期間での負極性のリセットパルスPRの電圧値vr’を、他のサブフィールド(ここでは、3ビット8階調表示として、サブフィールドSF2,SF3)の同じくリセットパルスPRの電圧値vrよりも大きく(例えば、2倍に)する。例えば、サブフィールドSF1以外でリセットパルスPRの電圧値vrを−170Vとすると、サブフィールドSF1でのリセットパルスPRの電圧値vr'を−340V程度とする。これ以外の構成は、上記第1の実施形態と同様である。
かかるリセットパルスPRは、放電維持期間が終わって次のサブフィールドに入るとき、少なくともY電極4から壁電荷を取り除く(リセットする)ためのものであって、さらに、これにより、同時に次のアドレスをするための壁電荷を新たに形成できるように利用する。かかるリセットパルスPRとしては、Y電極4から取り除かれた壁電荷が再度壁電荷として形成されないように、例えば、0.5μsec程度の短パルスが用いられ、リセットを短時間で行なうようにする。
ところで、この第2の実施形態では、プラズマディスプレイパネルの起動時や各フィールドの開始時のように、壁電荷を形成するための荷電粒子が放電空間内に存在していなかったり、充分な量でない場合、かかるリセットパルスPRをかかる荷電粒子の形成のためにも兼用させるものであり、このために、各フィールドにおいて、その最初のサブフィールドSF1の書込み/アドレス期間でのリセットパルスPRの電圧値vr'を上記のように高く設定するものである。これにより、リセットと同時にその後壁電荷の形成を確実にすることができる。そして、第1の実施形態に比べ、サブフィールドSF毎のリセット放電がなくとも、書込み/アドレスができるため、黒(消灯セル)のコントラスト比を向上できる。
即ち、この第2の実施形態では、サブフィールドSF1以外では、リセットパルスPRを小さい電圧値としている。これをあまり高い電圧値のパルスとすると、強い放電が生じて蛍光体7が発光することになる。そこで、各サブフィールドSFでこのような高い電圧値のリセットパルスPRを用いると、かかる放電の回数が多くなってその放電毎に蛍光体が発光することになり、コントラストを低下させることになる。この第2の実施形態では、サブフィールドSF1以外は低い電圧値のリセットパルスPRを用いて表示電極4,5からの壁電荷の除去だけをさせる弱い放電を行なわせるものであるから、蛍光体7からの不要な発光を抑制することができ、コントラストの低下を防止することができる。
図4は本発明によるプラズマディスプレイパネルの駆動方法の第3の実施形態の要部、即ち、Y電極4の書込み/アドレス期間での印加電圧を示す波形図であって、図1に対応する部分には同一符号を付けている。
同図において、この実施形態では、各サブフィールドSFの書込み/アドレス期間でのプライミングパルスPPの電圧値を低くし、かつその時間幅を長くしたものであり、図示では、リセットパルスPRから連続したパルスとしている。
プライミングパルスは、放電空間7中の正の荷電粒子をY電極4に、負の荷電粒子をアドレス電極6に夫々引き付けて壁電荷を形成するためのものであるが、正の荷電粒子は、負の荷電粒子、即ち、電子に比べて引き付けに時間を要するものである。このために、この第3の実施形態では、このプライミングパルスPPの時間幅を長くし、正の荷電粒子をY電極4に充分に引き付けることができるようにするものである。さらに、リセットパルスPRとプライミングパルスPPとを連続させることにより、充電電流を取り除き、回路負荷を低減できる。
なお、具体的な数値例としては、図示するように、リセットパルスPRのパルス幅が0.5μsec程度、走査パルスPAYのパルス幅が2.0μsec程度などに対し、プライミングパルスPPのパルス幅か2.0μsec程度となる。
サブフィールドSF1以外でリセットパルス電圧PRを低くする場合、放電が弱く発生する空間電荷が少なくなるため、プライミングパルスPPのパルス幅を1桁以上増加(20〜100μsec)させて、壁電荷を十分に形成する場合もある。この場合は、リセットと書き込みの期間はアドレス期間から分離させることになる。
勿論、この第3の実施形態に対して、上記の第2の実施形態を適用することもできる。
図5は本発明によるプラズマディスプレイパネルの駆動方法の第4の実施形態の要部、即ち、Y電極4の印加電圧VY とX電極5の印加電圧VX とを示す波形図であって、図1に対応する部分には同一符号を付けている。
同図において、この実施形態では、X電極5への少なくともサステインパルスPSXの印加期間、Y電極4に正の電圧パルスV+Yを印加し、Y電極4への少なくともサステインパルスPSYの印加期間、X電極5に正の電圧パルスV+Xを印加するものである。これにより、表示電極4,5間の狹パルス放電を高めることができて、空間電荷をより有効に壁電荷に利用することが可能となり、第1の実施形態に比べ、発光効率や輝度をより高めることができる。
なお、先の第2,第3の実施形態にかかる第4の実施形態を適用可能であることはいうまでもない。
また、図7(b)に示す構成のプラズマディスプレイパネルの場合には、Y電極4側にかかる正の電圧パルスV+Yを、X電極5と非対称構造から、必ずしも印加する必要はない。
図6は本発明によるプラズマディスプレイパネルの駆動方法の第5の実施形態の要部、即ち、Y電極4の印加電圧VY とX電極5の印加電圧VX とを示す波形図であって、図1に対応する部分には同一符号を付けている。
先の各実施形態では、サステインパルスPSX,PSYのパルス幅をアドレスパルスPA及び走査パルスPAYのパルス幅とほぼ等しくするものであったが、この第5の実施形態では、同図において、これらX電極5に印加するサステインパルスPSXとY電極4に印加するサステインパルスPSYとのパルス幅を、ハッチングした部分を含めない狭いものとするものである。かかるサステインパルスPSX,PSYのパルス幅は、従来(バッチングして示す部分も含めたパルス幅)、2.0μsec程度であるが、これを、少なくとも狭パルス放電に必要なだけの、例えば、0.2〜0.5μsec程度とする。
このように、サステインパルスPSX,PSYのパルス幅を狭くすることにより、表示電極4,5に正の壁電荷が形成されないようにする。狹パルス放電に必要な壁電荷は負の荷電粒子、即ち、電子であるが、表示電極4,5の一方に負の壁電荷が形成されると、他方に正の壁電荷が形成されようとする。いま、X電極5側に正の壁電荷が、Y電極4側に負の壁電荷が夫々形成された状態でY電極4に負のサステインパルスPSYが印加されると、X電極5側から負の荷電粒子によって正の壁電荷が中和されて取り除かれ、さらなる負の荷電粒子によって負の壁電荷が形成されることになる。即ち、X電極5に引き付けられる負の荷電粒子がこの残留した正の壁電荷によって中和され、負の壁電荷の形成量が減少することになり、余分な負の荷電粒子を必要とする。
この第5の実施形態では、これを防止するため、表示電極4,5に形成される正の壁電荷の量を少なくするものである。上記のように、Y電極4に負のサステインパルスPSYを印加すると、X電極5に負の壁電荷が形成され、Y電極4に正の壁電荷が形成されるが、正の荷電粒子が質量を有するだけ、正の壁電荷の形成速度が遅い。このため、上記のように、サステインパルスのパルス幅を狭くすることにより、正の壁電荷が充分形成される前にサステインパルスを終了するものである。このように正の壁電荷が充分形成されていないと、次に、X電極5に負のサステインパルスPSXを印加してY電極4に負の壁電荷を形成するとき、このY電極4で正の壁電荷が充分形成されていなかったので、X電極5への負のサステインパルスPSXの印加とともに、Y電極4に残留する正の壁電荷の量も少なく
、これを中和する負の壁電荷を抑えることができる。このため、少ない電離エネルギーで放電を維持することができる。
、これを中和する負の壁電荷を抑えることができる。このため、少ない電離エネルギーで放電を維持することができる。
以上のことからして、この第5の実施形態では、表示電極4,5に狹パルス放電に必要な壁電荷の形成が良好に行なわれることになり、図1に示した第1の実施形態に比べ、発光効率や輝度がより向上することになる。
なお、かかる第5の実施形態を上記の他の実施形態に適用可能であることはいうまでもない。
以上、本発明の実施形態を、3ビット8階調表示を例にして、説明したが、本発明はこれのみに限られるものではない。例えば、8ビット256階調表示の場合には、各サブフィールドSF1〜SF8の先頭の1H期間を8等分して、前から順に、第1区分,第2区分,……,第8区分とし、各ラインのサブフィールドSF1の書込み/アドレス期間を第1区分に割り当て、サブフィールドSF2の書込み/アドレス期間を第2区分に割り当て、……、サブフィールドSF8の書込み/アドレス期間を第8区分に割り当てるようにする。先に述べたように、この場合の書込みをアドレス期間と分離する場合もある。
サステインパルスPSの周期は水平同期信号の周期THの1/8倍となる。さらに、その整数倍の周期も、サブフィールドSFの各波形のタイミングを調整することにより、可能である。
1 前面基板
2 背面基板
3 隔壁
4 Y電極
5 X電極
6 アドレス電極
7 蛍光体
8 放電空間
9 隔壁
PSX X電極のサステインパルス
PSY Y電極のサステインパルス
PA アドレスパルス
PR リセットパルス
PP プライミングパルス
PAY 走査パルス
V+X X電極の正の電圧パルス
V+Y Y電極の正の電圧パルス
2 背面基板
3 隔壁
4 Y電極
5 X電極
6 アドレス電極
7 蛍光体
8 放電空間
9 隔壁
PSX X電極のサステインパルス
PSY Y電極のサステインパルス
PA アドレスパルス
PR リセットパルス
PP プライミングパルス
PAY 走査パルス
V+X X電極の正の電圧パルス
V+Y Y電極の正の電圧パルス
Claims (15)
- 各ライン毎に、各フィールドがn個(但し、nは正整数)のサブフィールドに分割され、各サブフィールドの先頭の1H期間(但し、Hは水平走査期間)がn等分されてn個の区分が設定され、各サブフィールド毎に異なる区分にアドレス期間が設定されるとともに、アドレス期間が設定された区分後の放電維持期間でのサステインパルスの周期を1H期間の長さの1/n倍またはk/n倍として(但し、kは2以上の整数)、nビットの階調表示をするようにしたプラズマディスプレイパネルの駆動方法において、
各サブフィールドでの該アドレス期間に先立つ書き込み期間を、アドレス期間として用いられる1H期間の前に、1H期間の正整数倍の期間を用いて設定した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。 - 請求項1において、
前記書込み期間に先立つ表示電極からの壁電荷の除去のためのリセット期間を設定し、該リセット期間でのリセットパルスの電圧値を、フィールド毎に、特定のサブフィールドでこれ以外のサブフィールドよりも大きくした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。 - 請求項2において、
前記書込み期間内に前記リセット期間を設定した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。 - 請求項2において、
前記書込み期間でのプライミングパルスが、前記リセットパルスから連続した波形をなす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。 - 請求項3において、
前記書込み期間でのプライミングパルスが、前記リセットパルスから連続した波形をなす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。 - 請求項4において、
前記リセットパルスの電圧値|vr|と前記プライミングパルスの電圧値|vp|とは、|vr|≧|vp|であ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。 - 請求項5において、
前記リセットパルスの電圧値|vr|と前記プライミングパルスの電圧値|vp|とは、|vr|≧|vp|であ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。 - 請求項2において、
プラズマディスプレイパネルは、セル間の隔壁をメタル隔壁とし、
前記サステインパルス及びリセットパルスを負の電圧パルスとして、表示電極間での維持放電が狭パルス放電であ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。 - 請求項3において、
プラズマディスプレイパネルは、セル間の隔壁をメタル隔壁とし、
前記サステインパルス及びリセットパルスを負の電圧パルスとして、表示電極間での維持放電が狭パルス放電であ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。 - 請求項1において、
前記書込み期間でのプライミングパルスを負電圧のパルスとし、
前記アドレス期間で、アドレス電極に印加されるアドレスパルスを負電圧のパルスとし、一方の表示電極に印加される走査パルスを正電圧のパルスとして、前記放電維持期間で維持放電を行なう点灯セルを選択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。 - 請求項1において、
前記書込み期間でのプライミングパルスを正電圧のパルスとし、
前記アドレス期間で、アドレス電極に印加されるアドレスパルスを正電圧のパルスとし、一方の表示電極に印加される走査パルスを負電圧のパルスとして、前記放電維持期間で維持放電を行なわないし消灯セルを選択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。 - 請求項1において、
放電維持期間では、表示電極の一方にサステインパルスが印加されている期間、該表示電極の他方に正の電圧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。 - 請求項1において、
サステインパルスのパルス幅を、前記アドレス期間でのアドレスパルスのパルス幅よりも短くした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。 - 請求項1において、
前記プラズマディスプレイパネルは、前面基板に一方の表示電極が設けられ、背面基板に他方の表示電極とアドレス電極とが設けられた構造をなしていることを特徴と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。 - 請求項1において、
前記プラズマディスプレイパネルは、背面基板に互いに平行な2つの表示電極と該表示電極に交差したアドレス電極とが設けられ、かつ放電空間内に該2つの表示電極間の位置から突出するメタル隔壁が設けられた構造をなしていることを特徴と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。
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