JP2009192589A - プラズマディスプレイ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】各放電セルの表示輝度を均一化する効果は保ったまま、自己消去放電が起こった場合においても安定した維持放電を持続可能なプラズマディスプレイ装置を提供する。
【解決手段】１フィールドを複数のサブフィールドにより構成するとともに、サブフィールドに、発光させる放電セルを選択するための書込み期間と、選択した放電セルで維持放電を発生させるために前記表示電極に維持パルスを印加する維持期間とを有し、前記維持期間は、立ち上がり時間の異なる第１の維持パルス、第２の維持パルスおよび第３の維持パルスを有するとともに、前記第１の維持パルス、第２の維持パルスおよび第３の維持パルスはそれぞれの立ち上がり時間をａ、ｂ、ｃとしたとき、ａ＞ｃ＞ｂの関係を有し、かつ前記維持期間において、前記第２の維持パルスの印加に引き続いて、前記第３の維持パルス、または前記第２の維持パルスを印加するように構成した。
【選択図】図７

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、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、表示電極を構成する１対の走査電極と維持電極と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、例えば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。

表示電極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（例えば、特許文献１参照）。特許文献１には、表示電極のそれぞれが表示電極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の駆動に再利用する電力回収回路が開示されている。

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回の割合で立ち上が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特許文献２に開示されている。また、立ち上がり時間の異なる少なくとも２種類の維持パルスを周期的に切り替えて、表示輝度を均一化する駆動方法が特許文献３に開示されている。

また、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ことがあり画像表示品質をそこなうことがあった。立ち上がり時間の異なる２種類の維持パルスによって維持放電を行い、立ち上がり時間の急峻な維持パルスで１山放電を、立ち上がり時間の緩やかな維持パルスで２山放電を発生させ、残像現象を軽減する駆動方法が特許文献４に開示されている。
特公平７−１０９５４２号公報 特開２００５−３３８１２０号公報 特開２００７−０３３７３６号公報 特開２００７−３０４２５９号公報

表示輝度を均一化し、残像現象を軽減するためには、立ち上がり時間の急峻な維持パルスによって維持放電のタイミングを揃えることと、立ち上がり時間の緩やかな維持パルスによって２山放電を起こすことが必要である。

しかし、このような駆動方法では、経年変化などで放電開始電圧が大きく低下した放電セルにおいて、立ち上がり時間が急峻な維持パルスの立ち下がりで自己消去放電が起こることがある。立ち上がり時間が急峻な維持パルスの立ち下がりにおいて自己消去放電が起こったセルでは、自己消去放電が起こった直後の維持パルスの立ち上がり時間が緩やかな場合に維持放電が不安定になってしまい、維持放電が続かなくなるという現象が発生した。そのため表示不良が発生するという問題があった。

本発明はこれらの課題に鑑みなされたものであり、各放電セルの表示輝度を均一化する効果は保ったまま、自己消去放電が起こった場合においても安定した維持放電を持続することが可能な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。

本発明においては、走査電極と維持電極とからなる表示電極を有する複数の放電セルを備えたプラズマディスプレイ装置であって、１フィールドを複数のサブフィールドにより構成するとともに、サブフィールドに、発光させる放電セルを選択するための書込み期間と、選択した放電セルで維持放電を発生させるために前記表示電極に維持パルスを印加する維持期間とを有し、前記維持期間は、立ち上がり時間の異なる第１の維持パルス、第２の維持パルスおよび第３の維持パルスを有するとともに、前記第１の維持パルス、第２の維持パルスおよび第３の維持パルスはそれぞれの立ち上がり時間をａ、ｂ、ｃとしたとき、ａ＞ｃ＞ｂの関係を有し、かつ前記維持期間において、前記第２の維持パルスの印加に引き続いて、前記第３の維持パルス、または前記第２の維持パルスを印加するように構成したことを特徴とする。

本発明によれば、各放電セルの表示輝度を均一化する効果は保ったまま、自己消去放電が起こった場合においても安定した維持放電を持続すること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。

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２８が複数形成されている。そして、走査電極２２と維持電極２３とを覆うように誘電体層２４が形成され、その誘電体層２４上に保護層２５が形成されている。背面板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。

これら前面板２１と背面板３１とは、微小な放電空間を挟んで表示電極とデータ電極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、例えばキセノン分圧を約８％としたネオンとキセノンの混合ガスが放電ガスとして封入されている。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（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。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。

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、輝度重みに応じた数の維持パルスを表示電極に交互に印加して、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。

図３は、本発明の実施の形態におけるサブフィールド構成を示す図である。なお、図３はサブフィールド法における１フィールド間の駆動波形を略式に記したもので、それぞれのサブフィールドの駆動電圧波形は後述する。図３には、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）の輝度重みを持つサブフィールド構成を示している。また、第１ＳＦの初期化期間では全ての放電セルで初期化動作を行い、第２ＳＦ〜第１０ＳＦの初期化期間では維持放電を発生した放電セルで選択的に初期化動作を行っている。また各サブフィールドの維持期間においては、それぞれのサブフィールドの輝度重みに応じた数の維持パルスが表示電極のそれぞれに印加される。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。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。

図４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４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１サブフィールドの初期化期間前半部では、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、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上部に負の壁電圧が蓄積されるとともに、データ電極Ｄ１〜Ｄｍ上部および維持電極ＳＵ１〜ＳＵｎ上部には正の壁電圧が蓄積される。ここで、電極上部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、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上部の負の壁電圧および維持電極ＳＵ１〜ＳＵｎ上部の正の壁電圧が弱められ、データ電極Ｄ１〜Ｄｍ上部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、初期化期間の駆動電圧波形としては、図４の第２サブフィールドの初期化期間に示したように、初期化期間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、まず走査電極ＳＣ１〜ＳＣｎに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。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し、表示電極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、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。

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

本実施の形態におけるパネルの駆動方法は、維持期間は、立ち上がり時間の異なる第１の維持パルス、第２の維持パルスおよび第３の維持パルスを有するとともに、前記第１の維持パルス、第２の維持パルスおよび第３の維持パルスはそれぞれの立ち上がり時間をａ、ｂ、ｃとしたとき、ａ＞ｃ＞ｂの関係を有し、かつ前記維持期間において、前記第２の維持パルスの印加に引き続いて、前記第３の維持パルス、または前記第２の維持パルスを印加するものである。すなわち、立ち上がり時間の長い第１の維持パルスと、立ち上がり時間の短い第２の維持パルスと、立ち上がり時間が第１の維持パルスの立ち上がり時間よりも短く、第２の維持パルスの立ち上がり時間よりも長い第３の維持パルスとを用いて維持放電を発生させるが、第２の維持パルスの次は、第３の維持パルスを印加するか、第２の維持パルスを連続して印加することを特徴とする。言い換えると、第２の維持パルスの次に第１の維持パルスを印加しないことを特徴とする。

図５（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）、（ｅ）は第１の維持パルスの立ち上がり時間が８００ｎｓ、７５０ｎｓ、７００ｎｓ、６５０ｎｓ、６００ｎｓのときの維持パルスの波形と、それぞれの発光波形を示す図である。

図５に示すように、立ち上がり時間が７００ｎｓ〜８００ｎｓのとき、発光は２山発光である。立ち上がり時間が６００ｎｓ〜６５０ｎｓのとき、発光は１山発光となる。残像現象を軽減するためには、発光を２山発光にする必要があり、第１の維持パルスは立ち上がり時間を７００ｎｓ〜８００ｎｓに設定することが残像現象を軽減するためには必要である。なお、本実施の形態では、実験的に残像現象を最も軽減することが確認できたので、第１パルスの維持パルスの立ち上がり時間を７５０ｎｓとしている。

図６は第２の維持パルスの立ち上がり時間と、表示輝度が均一化できる維持パルス電圧の範囲を示したものである。図６の横軸は、第２の維持パルスの立ち上がり時間、縦軸は維持パルス電圧であり、表示輝度が均一化できる維持パルス電圧の上限と下限を測定し、表したものである。

この実験から、図６に示すように、立ち上がり時間を４００ｎｓ以下で、維持パルス電圧が１８２Ｖ〜２１０Ｖと広い範囲で表示輝度の均一化が可能であることがわかった。一方、立ち上がり時間が４５０ｎｓのときは、維持パルス電圧２０３Ｖ〜２１０Ｖ、立ち上がり時間が５００ｎｓのときは、維持パルス２０７Ｖ〜２１０Ｖと非常に狭い維持パルス電圧の範囲でしか、表示輝度が均一化できなく、第２の維持パルスの立ち上がり時間は、４００ｎｓ以下が望ましい。

図７は、連続する３つの維持パルスの波形とその発光を示したものである。図７（ａ）は本発明の実施の形態における第２の維持パルスの次に第３の維持パルスを印加し、その第３の維持パルスを印加した次に第１の維持パルスを印加したときの波形と、そのときの発光の様子を示す模式図である。図７（ｂ）は従来の駆動方法の例で、第２の維持パルスの次に第１の維持パルスを２回連続して印加した場合における波形と、そのときの発光の様子を示す模式図である。

まず、図７（ａ）について説明する。走査電極ＳＣ１〜ＳＣ２ｎに第２の維持パルスを印加する。第２の維持パルスの立ち上がり時間は４００ｎｓである。第２の維持パルスの立ち上がり時間が急峻であるため、非常に強い放電が起こる。この第２の維持パルスによる強放電で壁電荷が非常に多く蓄積されるため、第２の維持パルスが立ち下がった直後に強い自己消去放電が起こる。

次に維持電極ＳＵ１〜ＳＵ２ｎに第３の維持パルスが印加される。第３の維持パルスの立ち上がり時間は６００ｎｓであり、第１の維持パルスの立ち上がり時間よりも短い。この第１の維持パルスよりも立ち上がり時間の短い第３の維持パルスによって、自己消去放電が起こった直後でも、安定した放電を起こすことができる。この第３の維持パルスによる放電は走査電極ＳＣ１〜ＳＣ２ｎが電圧Ｖｓにクランプされているときに、ある程度強い放電を起こすことによって、安定した放電が可能となる。第３の維持パルスでは、安定した放電を起こすことが可能であるが、第２の維持パルスの放電に比べると弱い放電であるため、立ち下がりで起こる自己消去放電は発生しにくい。自己消去放電が発生する場合もあるが、第２の維持パルスの立ち下がりにおける自己消去放電と比較しても、非常に弱い放電である。

続く立ち上がり時間が７５０ｎｓの第１の維持パルスでは、直前の第３の維持パルスの立ち下がりで強い自己消去放電が起こっていないため、安定した２山放電を発生させることが可能となる。

次に、図７（ｂ）について説明する。走査電極ＳＣ１〜ＳＣ２ｎに第２の維持パルスを印加する。第２の維持パルスにおける動作は図７（ａ）と同様であるため、省略する。

次に、維持電極ＳＵ１〜ＳＵ２ｎに第１の維持パルスが印加される。直前の第２の維持パルスの立ち下がりでおこる自己消去放電で発生する荷電粒子によるプライミング効果により、放電が早まり、波形の立ち上がりの途中の電圧が低いタイミングで１山目の放電が発生する。続いて、維持電極ＳＵ１〜ＳＵ２ｎが電圧Ｖｓにクランプされ、２山目の放電が起こるが、２山目の放電が起こるタイミングは、１山目の放電からの経過時間が長い。このとき、１山目の放電の放電時間が長いために、１山目の放電によるセル内の壁電荷の減少量が大きく、維持電極ＳＵ１〜ＳＵ２ｎが電圧Ｖｓにクランプされたときに起こる２山目の放電が不安定となり、次の維持パルスでの放電に必要な壁電荷を蓄積することができない。

次に、第１の維持パルスが印加されるが、弱い放電しか起こすことができず、維持を持続することが困難となる。

このように立ち上がり時間の長い第１の維持パルスと、立ち上がり時間の短い第２の維持パルスと、立ち上がり時間が第１の維持パルスの立ち上がり時間よりも短く、第２の維持パルスの立ち上がり時間よりも長い第３の維持パルスを用いて維持放電を発生させるプラズマディスプレイの駆動方法において、第２の維持パルスの次は、第３の維持パルスを印加することによって安定して維持放電を持続することが可能となる。

なお、本実施の形態においては、第２の維持パルスが走査電極ＳＣ１〜ＳＣ２ｎに印加される例で説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、第２の維持パルスが維持電極ＳＵ１〜ＳＵ２ｎに印加される駆動方法であってもよい。

なお、本実施の形態においては、維持パルスの配列を第２の維持パルス次は、第３の維持パルス、第１の維持パルスの順で維持パルスが印加される例で説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば第２の維持パルスが２回連続印加されたあと、第３の維持パルス、第１の維持パルスが印加されるような駆動方法であってもよい。すなわち、第２の維持パルスの次に第１の維持パルスが印加されないような構成であればよい。

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８は、本発明の実施の形態におけるパネル１０を用いたプラズマディスプレイ装置１の回路ブロック図である。プラズマディスプレイ装置１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５１は、入力された画像信号ｓｉｇ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５３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回路１００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５４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回路２００とを有し、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、維持パルス発生回路１００、２００の詳細とその動作について説明する。

図９は、本発明の実施の形態における維持パルス発生回路１００、２００の回路図である。なお、図９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。

維持パルス発生回路１００は、電力回収部１１０とクランプ部１２０とを備えている。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、共振用のインダクタＬ１０を有している。また、クランプ部１２０は、電圧値がＶｓである電源ＶＳに走査電極２２をクランプするためのスイッチング素子Ｑ１３、および走査電極２２を接地電位にクランプするためのスイッチング素子Ｑ１４を有している。そして電力回収部１１０およびクランプ部１２０は、走査パルス発生回路（維持期間中は短絡状態となるため図示せず）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。

電力回収部１１０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ち上がりおよび立ち下がりを行う。維持パルスの立ち上がり時には、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。維持パルスの立ち下がり時には、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２２へ維持パルスを印加する。このように、電力回収部１１０はＬＣ共振によって走査電極２２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持ち、電力回収部１１０の電源として働くように、電源ＶＳの電圧値Ｖｓの半分の約Ｖｓ／２に充電されている。

クランプ部１２０は、スイッチング素子Ｑ１３を介して走査電極２２を電源ＶＳに接続し、走査電極２２を電圧Ｖｓ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２２を接地し、０（Ｖ）にクランプする。このようにしてクランプ部１２０は走査電極２２を駆動する。したがって、クランプ部１２０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回路１００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１１０とクランプ部１２０とを用いて走査電極２２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。

維持パルス発生回路２００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２１０と、維持電極２３を電圧Ｖｓ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２３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２２０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２３に接続されている。なお、維持パルス発生回路２００の動作は維持パルス発生回路１００と同様であるので説明を省略する。

なお、電力回収部１１０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２１０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、インダクタＬ１０、Ｌ２０のインダクタンスをそれぞれＬとすれば、計算式「２π√（ＬＣｐ）」によって求めることができる。そして、本実施の形態では、電力回収部１１０、２１０における共振周期が１４００ｎｓ以上（本実施の形態では約１６００ｎｓ）になるようにインダクタＬ１０、Ｌ２０を設定している。

次に、維持パルス発生回路の動作を、図１０を用いて説明する。ここでは走査電極２２側の維持パルス発生回路１００について説明するが、維持電極２３側の維持パルス発生回路２００も同様の回路構成でありその動作もほぼ同様である。

（期間Ｔ１）
時刻ｔ１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２２へ電荷が移動し始め、走査電極２２の電圧が上がり始める。

（期間Ｔ２）
第１の維持パルスでは、時刻ｔ１から共振周期の１／２の時間が経過する前の時刻ｔ２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を通して電源ＶＳへ接続されるため、走査電極２２は電圧Ｖｓにクランプされる。走査電極２２が電圧Ｖｓにクランプされる。

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８００ｎｓに設定されており、走査電極２２に印加する維持パルスの立ち上がり、すなわち時刻ｔ１から時刻ｔ２までの期間Ｔ１の時間は第１の維持パルスは７００ｎｓ以上の約７５０ｎｓ、第２の維持パルスは４００ｎｓ以下の約４００ｎｓ、第３の維持パルスは５００ｎｓ〜６００ｎｓの約６００ｎｓに設定している。

（期間Ｔ３）
時刻ｔ３でスイッチング素子Ｑ１２をＯＮにする。すると、走査電極２２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２２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ｔ３から共振周期の約１／２の時間が経過した後の時刻において走査電極２２の電圧は０（Ｖ）付近まで低下する。

（期間Ｔ４）
そして、時刻ｔ４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は０（Ｖ）にクランプされる。

このように期間Ｔ１〜期間Ｔ４の動作を経て、維持パルスが発生する。

また、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（１、２、３、６、１１、１８、３０、４４、６０、８１）の輝度重みを持つものとして説明したが、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。

また、本実施の形態においては、第１ＳＦの初期化期間には全セル初期化動作を行い、第２ＳＦ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されるものではなく、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。

また、本実施の形態では、電力供給用と電力回収用とで同一のインダクタを用いる構成を説明したが、何らこの構成に限定されるものではなく、電力供給用と電力回収用とで異なるインダクタを用いる構成、例えば、電力供給用の経路と電力回収用の経路とを分ける構成としてもかまわない。

以上のように本発明は、大画面・高精細・高輝度パネルであっても、各放電セルの表示輝度を均一化する効果は保ったまま、安定した維持放電を持続することが可能であり、画像表示品質のよいプラズマディスプレイ装置を提供する上で有用な発明である。

本発明の実施の形態によるプラズマディスプレイ装置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 本発明の実施の形態におけるサブフィールド構成を示す図 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電圧波形図 本発明において、維持パルスと発光波形との関係を示す図 本発明において、表示輝度を均一化可能な維持パルス電圧の範囲を示す図 本発明の実施の形態における維持パルスおよび従来の駆動における維持パルスの波形図 本発明のプラズマディスプレイ装置の回路ブロック図 同装置の維持パルス発生回路の回路図 本発明の実施の形態における維持パルスの波形図

符号の説明

１ プラズマディスプレイ装置
１０ パネル
２２ 走査電極
２３ 維持電極
３２ データ電極
５４ 維持電極駆動回路
１００，２００ 維持パルス発生回路
１１０，２１０ 電力回収部
１２０，２２０ クランプ部
Ｃ１０，Ｃ２０ （電力回収用）コンデンサ
Ｃｐ 電極間容量
Ｌ１０，Ｌ２０ インダクタ

Claims (4)

1. 走査電極と維持電極とからなる表示電極を有する複数の放電セルを備えたプラズマディスプレイ装置であって、１フィールドを複数のサブフィールドにより構成するとともに、サブフィールドに、発光させる放電セルを選択するための書込み期間と、選択した放電セルで維持放電を発生させるために前記表示電極に維持パルスを印加する維持期間とを有し、前記維持期間は、立ち上がり時間の異なる第１の維持パルス、第２の維持パルスおよび第３の維持パルスを有するとともに、前記第１の維持パルス、第２の維持パルスおよび第３の維持パルスはそれぞれの立ち上がり時間をａ、ｂ、ｃとしたとき、ａ＞ｃ＞ｂの関係を有し、かつ前記維持期間において、前記第２の維持パルスの印加に引き続いて、前記第３の維持パルス、または前記第２の維持パルスを印加するように構成したことを特徴とするプラズマディスプレイ装置。
2. 表示電極に印加する第１の維持パルス、第２の維持パルスおよび第３の維持パルスを発生させる維持パルス発生回路とを備え、前記維持パルス発生回路は、表示電極の電極間の静電容量と電力回収用インダクタとを共振させて表示電極に電圧を印加する電力回収部と、前記表示電極を電源電圧または接地電位にクランプするクランプ部とを備えた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装置。
3. 電極間の静電容量と電力回収用インダクタとの共振周期を１４００ｎｓ以上としたことを特徴とする請求項２に記載のプラズマディスプレイ装置。
4. 第１の維持パルスの立ち上がり時間を７００ｎｓ以上とし、第２の維持パルスの立ち上がり時間を４００ｎｓ以下とし、第３の維持パルスの立ち上がり時間を５００ｎｓ〜６００ｎｓと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装置。

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