JP2009192593A - プラズマディスプレイ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】プラズマディスプレイ装置において、黒表示の輝度の変化を緩やかにすることで表示品質の悪化を防ぐことを目的とする。
【解決手段】全ての放電セルで初期化放電を発生させる全セル初期化パルスを印加する初期化期間と、発光させる放電セルを選択するアドレス期間と、このアドレス期間で選択した放電セルで維持放電を行う維持期間とを設けて発光表示を行うプラズマディスプレイ装置であって、１フィールドのうちの少なくとも１つのサブフィールドにおける点灯率が閾値を超える映像期間は、全セル初期化パルスを印加する初期化期間を設け、１フィールドのうち全てのサブフィールドにおける点灯率が前記閾値以下となる無映像期間は、前記全セル初期化パルスの印加を停止する期間を設けるとともに、その停止する期間に先立って前記全セル初期化パルスの電圧をフィールドごとに低減させる期間を設けた。
【選択図】図４

Description

本発明は、プラズマディスプレイパネル（以下、パネルという）を表示デバイスとして用いたプラズマディスプレイ装置に関するものである。

このプラズマディスプレイ装置に用いられるパネルは、大別して、駆動的にはＡＣ型とＤＣ型があり、放電形式では面放電型と対向放電型の２種類があるが、高精細化、大画面化および製造の簡便性から、現状では、プラズマディスプレイ装置の主流は、３電極構造の面放電型のものである。

この面放電型のプラズマディスプレイパネル構造は、少なくとも前面側が透明な一対の基板を基板間に放電空間が形成されるように対向配置するとともに、前記放電空間を複数に仕切るための隔壁を基板に配置し、かつ前記隔壁により仕切られた放電空間で放電が発生するように基板に電極群を配置するとともに放電により発光する赤色、緑色、青色に発光する蛍光体を設けて複数の放電セルを構成したもので、放電により発生する波長の短い真空紫外光によって蛍光体を励起し、赤色、緑色、青色の放電セルからそれぞれ赤色、緑色、青色の可視光を発することによりカラー表示を行っている。

このようなプラズマディスプレイ装置は、液晶パネルに比べて高速の表示が可能であり、視野角が広いこと、大型化が容易であること、自発光型であるため表示品質が高いことなどの理由から、フラットパネルディスプレイの中で最近特に注目を集めており、多くの人が集まる場所での表示装置や家庭で大画面の映像を楽しむための表示装置として各種の用途に使用されている。

このようなプラズマディスプレイ装置においては、パネルの駆動方法として、アドレス放電を生じやすい状態に壁電荷を調整する初期化期間と、入力映像信号に応じてアドレス放電を行うアドレス期間と、アドレス放電が生じた放電セルで維持放電を生じさせることによって表示発光を行う維持期間を含むサブフィールドという単位を１フィールド内で複数回繰り返すことによってプラズマディスプレイ装置の階調表示を行う方法が一般的に用いられる。

このうち、初期化期間には、初期化パルスを印加して直前の状態に関係なく初期化放電を生じさせる全セル初期化期間と、直前に維持放電が生じたセルのみ初期化放電を生じさせる選択初期化期間の２種類があり、全セルに毎回必ず放電を生じさせて黒表示の輝度を上昇させる全セル初期化パルスを先頭のサブフィールドのみに設けることによって、１フィールドにおける初期化放電の回数を低減し、コントラストの向上を図る方法が用いられる（特許文献１参照）。
特開２００６−１９５３２８号公報

本発明はこのような現状に鑑みなされたもので、黒表示の輝度の変化を緩やかにすることで表示品質の悪化を防ぐことを目的とする。

この課題を解決するために本発明は、複数の表示電極を配置した前面基板と前記表示電極に交差するようにデータ電極を配置した背面基板とを間に放電空間が形成されるように対向配置して複数の放電セルを形成したプラズマディスプレイパネルを有し、全ての放電セルで初期化放電を発生させる全セル初期化パルスを印加する初期化期間と、発光させる放電セルを選択するアドレス期間と、このアドレス期間で選択した放電セルで維持放電を行う維持期間とを設けて発光表示を行うプラズマディスプレイ装置であって、１フィールドのうちの少なくとも１つのサブフィールドにおける点灯率が閾値を超える映像期間は、全セル初期化パルスを印加する初期化期間を設け、１フィールドのうち全てのサブフィールドにおける点灯率が前記閾値以下となる無映像期間は、前記全セル初期化パルスの印加を停止する期間を設けるとともに、その停止する期間に先立って前記全セル初期化パルスの電圧をフィールドごとに低減させる期間を設けたことを特徴とする。

本発明によれば、全セル初期化パルスの電圧がフィールドごとに徐々に低下することによって初期化放電の強さが徐々に弱まるため、黒輝度が緩やかに変化して０まで下がる。よって、表示品質が悪化することなく高いコントラストを実現できるプラズマディスプレイ装置を得ることができる。

以下、本発明の一実施の形態によるプラズマディスプレイ装置について、図１〜図７を用いて説明するが、本発明の実施の態様はこれに限定されるものではない。

まず、プラズマディスプレイ装置におけるパネルの構造について図１を用いて説明する。図１に示すように、パネルは、ガラス製の前面基板１と背面基板２とを、その間に放電空間を形成するように対向配置することにより構成されている。前面基板１上には表示電極を構成する走査電極３と維持電極４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３および維持電極４を覆うように誘電体層５が形成され、誘電体層５上には保護層６が形成されている。

また、背面基板２上には絶縁体層７で覆われた複数のデータ電極８が設けられ、その絶縁体層７上には井桁状の隔壁９が設けられている。また、絶縁体層７の表面および隔壁９の側面に蛍光体層１０が設けられている。そして、走査電極３および維持電極４とデータ電極８とが交差するように前面基板１と背面基板２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はこの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３）およびｎ本の維持電極ＳＵ１〜ＳＵｎ（図１の維持電極４）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８）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はこのパネルを用いたプラズマディスプレイ装置の駆動手段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１１、映像信号処理回路１２、データ電極駆動回路１３、走査電極駆動回路１４、維持電極駆動回路１５、タイミング発生回路１６、点灯率検出回路１７および電源回路（図示せず）を備えている。

映像信号処理回路１２は、映像信号をサブフィールド毎の映像データに変換する。データ電極駆動回路１３はサブフィールドごとの映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１６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、各駆動回路ブロックに供給している。点灯率検出回路１７はサブフィールドごとの映像データより各サブフィールドが全ての放電セルのうち表示発光を行う放電セルの割合を演算し、サブフィールドごとの点灯率としてタイミング発生回路１６に供給する。走査電極駆動回路１４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１５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。

本発明のプラズマディスプレイ装置においては、１フィールドを複数のサブフィールドに分割し、各サブフィールドに発光させる放電セルを選択するアドレス期間と、このアドレス期間で選択した放電セルで維持放電を行う維持期間とを設けて発光表示を行うとともに、各サブフィールドにおける維持期間に印加する維持パルスの数の重み付けを制御することにより階調制御を行っている。また、パネルの放電セルの電荷を調整するために、適宜、全ての放電セルで初期化放電を発生させる全セル初期化パルスを印加する初期化期間を設けている。

このようなプラズマディスプレイ装置の駆動手段における駆動波形について、図４を用いて説明する。

図４は、パネルの各電極に印加される駆動電圧波形のうち、ｉ行目の表示ラインを構成する走査電極および維持電極に印加する駆動電圧波形およびｊ列目のデータ電極に印加する駆動電圧波形を示している。

図４に示すように、駆動電圧波形においては、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は全セル初期化パルスＰｒ１を印加する初期化期間で、データ電極Ｄｊおよび維持電極ＳＵｉを０（Ｖ）に保持し、走査電極ＳＣｉに対して放電開始電圧以下となる電圧（Ｖａ−Ｖｓｃ）から放電開始電圧を超える電圧Ｖｒ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１回目の微弱な初期化放電を起こし、走査電極ＳＣｉ上に負の壁電圧が蓄えられるとともに維持電極ＳＵｉ上およびデータ電極Ｄｊ上に正の壁電圧が蓄えられる。ここで、電極上の壁電圧とは電極を覆う誘電体層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。

その後、維持電極ＳＵｉを正の電圧Ｖｅに保ち、走査電極ＳＣｉに電圧Ｖｓから電圧Ｖｓｃ２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、すべての放電セルにおいて２回目の微弱な初期化放電を起こし、走査電極ＳＣｉ上と維持電極ＳＵｉ上との間の壁電圧が弱められ、データ電極Ｄｊ上の壁電圧も書込み動作に適した値に調整される。

続く書込み期間では、走査電極ＳＣｉを一旦Ｖａに保持する。次に、その表示ラインの書き込みを行うタイミングで負の走査パルス電圧Ｖｓｃを印加するとともに、データ電極Ｄｊ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Ｄｊと走査電極ＳＣｉとの交差部の電圧は、外部印加電圧（Ｖｄ−Ｖｓｃ）にデータ電極Ｄｊ上の壁電圧と走査電極ＳＣｉ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Ｄｊと走査電極ＳＣｉとの間および維持電極ＳＵｉと走査電極ＳＣｉとの間に書込み放電が起こり、この放電セルの走査電極ＳＣｉ上に正の壁電圧が蓄積され、維持電極ＳＵｉ上に負の壁電圧が蓄積され、データ電極Ｄｊ上にも負の壁電圧が蓄積される。

このようにして、ｉ行目のｊ列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が印加されない場合は、データ電極Ｄｊと走査電極ＳＣｉ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った後に、書込み期間が終了する。

続く維持期間では、走査電極ＳＣｉには第１の電圧として正の維持パルス電圧Ｖｓを、維持電極ＳＵｉには第２の電圧として接地電位、すなわち０（Ｖ）をそれぞれ印加する。このとき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。このときデータ電極Ｄｊ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ＳＣｉには第２の電圧である０（Ｖ）を、維持電極ＳＵｉには第１の電圧である維持パルス電圧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ＳＣｉと維持電極ＳＵｉ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。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における初期化期間、書込み期間、維持期間の動作も第１サブフィールドにおける動作とほぼ同様のため、説明を省略する。第１サブフィールドと異なるのは、第２サブフィールドの初期化パルスＰｒ２の電圧がＶｓであるため、全ての放電セルで初期化放電を起こすのではなく、直前のサブフィールドである第１サブフィールドで維持放電が発生したときのみに、初期化放電を起こすという点である。

次に、本実施の形態において、映像信号による全セル初期化パルスの印加方法の切り替えについて、図５を用いて説明する。ここで言う全セル初期化パルスとは、図４で説明したように、直前の状態によらず全ての放電セルにおいて初期化放電を生じさせるための電圧パルスである。

本実施の形態においては、点灯率検出回路１７によって映像信号に基づいて各サブフィールドの点灯率が検出される。そして、１フィールドにおいて１つ以上のサブフィールドの点灯率が０ではない場合は映像信号があると判定し、全てのサブフィールドの点灯率が０である場合は映像信号がなくなったと判定する。そして、映像信号の有無によって、全セル初期化パルスの印加方法を切り替える。なお、本実施の形態によれば、映像信号の有無を判定するためのサブフィールドの点灯率の閾値を０と設定しているが、閾値を０以外の低い値に設定してもよい。

本実施の形態においては、図５に示すように、映像信号がある場合は、図４に示すように、１フィールドに１回ずつ同じ電圧の全セル初期化パルスを印加する全セル初期化期間を設けた駆動電圧を印加する。

映像信号がない場合は、まず、映像信号がなくなった最初の期間において全セル初期化パルスの電圧を徐々に低下させて全セル初期化パルスによる初期化放電を弱める、すなわち黒輝度を緩やかに下げる遷移期間を設け、その遷移期間に続いて、全セル初期化パルスの印加を停止する全セル初期化なし期間を設ける。

図６は、上述の全セル初期化なし期間において、パネルの各電極に印加される駆動電圧波形のうち、ｉ行目の表示ラインを構成する走査電極および維持電極に印加する駆動電圧波形およびｊ列目のデータ電極に印加する駆動電圧波形を示している。

図６に示すように、全セル初期化なし期間の駆動電圧波形においては、１フィールドを複数のサブフィールドに分割し、第１サブフィールドは書込み期間、維持期間を有し、第２サブフィールド以降は初期化期間、書込み期間、維持期間を有している。全セル初期化期間における駆動電圧波形との違いは、第１サブフィールドの初期化期間がなくなることだけであり、各期間の駆動電圧波形については全セル初期化期間と同様であるため説明を省略する。

全セル初期化パルスを印加しないフィールドでは、全セル初期化パルスによる初期化放電が発生せず、さらに映像信号がない場合だけ配置されるため、書込み放電および維持放電も発生しない。よって、放電による発光が生じていない状態となる。

次に、上述の遷移期間の駆動電圧波形について説明する。

遷移期間においては、図４に示すような全セル初期化期間における駆動電圧波形と同じ駆動電圧波形を各電極に印加し、図７に示すように、全セル初期化パルスの電圧をフィールドごとに低下させる構成とする。初期化期間以外の駆動電圧波形については、全セル初期化あり期間と同様であるため説明を省略する。図７は遷移期間において、初期化期間における全セル初期化パルスのフィールドごとの変化を示した図である。

図７（ａ）に示すように、全セル初期化パルスのピーク電圧が所定の電圧Ｖｒｄずつ低減し、遷移期間の最終フィールドにおける全セル初期化パルスのピーク電圧Ｖｒｋが放電開始電圧より低い電圧になるように設定している。すなわち、遷移期間における全セル初期化パルスのピーク電圧を、最初のフィールドでは全セル初期化パルスのピーク電圧と同じＶｒとし、次のフィールドではＶｒ１＝Ｖｒ−ＶｒｄとなるＶｒ１とし、さらに次のフィールドではＶｒ２＝Ｖｒ１−ＶｒｄとなるＶｒ２とし、以下１フィールドごとにＶｒｄずつ電圧を低減させて、最終的にＶｒｋに設定する。Ｖｒｋは放電開始電圧より低い電圧に設定されるため、遷移期間の最終フィールドにおいては初期化放電が発生しておらず、初期化放電による発光は生じない。つまり、遷移期間においては、初期化放電による発光がフィールドごとに緩やかに弱まることによって、初期化放電の発光による輝度が全セル初期化期間における黒輝度から緩やかに０まで変化する。

また、全セル初期化パルスのピーク電圧を低減させる手段として、図７（ｂ）に示すように、電圧がランプ上昇する期間Ｔｒを一定の時間ずつ低下させることによってＴｒｋまで低減する方法もある。

なお、１フィールドあたりの全セル初期化パルスのピーク電圧低減量Ｖｒｄの設定範囲について、Ｖｒｄを３０Ｖよりも大きい値に設定すると、初期化放電による発光の瞬間的な輝度変化が大きくなって表示品質が悪化する。またＶｒｄを５Ｖよりも小さい値に設定すると、放電セルの放電開始電圧がパネルの面内においてばらついた場合に、早く輝度が下がる放電セルと遅く輝度が下がる放電セルのパネル面内における輝度差が認識できる期間が長くなって面内ムラとなって見えてしまうため、やはり表示品質が悪化する。よって、本発明の実施の形態による１フィールドあたりの全セル初期化パルスのピーク電圧低減量Ｖｒｄを５Ｖから３０Ｖの間の電圧に設定するのが望ましい。

上述したように、本発明においては、全セル初期化期間と全セル初期化なし期間の間に、全セル初期化パルスのピーク電圧が徐々に変化する遷移期間を設けることによって、初期化放電の発光による黒輝度を全セル初期化期間における黒輝度の値から０まで緩やかに変化させることが可能となるため、黒輝度を緩やかに変化させて全セル初期化なし期間に移行することが可能となり、表示品位を損なうことなく高コントラストを実現できるプラズマディスプレイ装置を提供することができる。

以上のように本発明は、高コントラストの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。

本発明の一実施の形態によるプラズマディスプレイ装置に用いるパネルの要部を示す斜視図 同パネルの電極配列図 同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全セル初期化期間における駆動電圧波形図 同プラズマディスプレイ装置の映像信号による全セル初期化パルスの印加方法を説明するための説明図 同プラズマディスプレイ装置の全セル初期化なし期間における駆動電圧波形図 同プラズマディスプレイ装置の遷移期間における全セル初期化パルスのフィールドごとの変化を示す波形図

符号の説明

１ 前面基板
２ 背面基板
３ 走査電極
４ 維持電極
８ データ電極
１１ パネル
１２ 映像信号処理回路
１３ データ電極駆動回路
１４ 走査電極駆動回路
１５ 維持電極駆動回路
１６ タイミング発生回路
１７ 点灯率検出回路
Ｐｒ１ 全セル初期化パルス

Claims (4)

1. 複数の表示電極を配置した前面基板と前記表示電極に交差するようにデータ電極を配置した背面基板とを間に放電空間が形成されるように対向配置して複数の放電セルを形成したプラズマディスプレイパネルを有し、全ての放電セルで初期化放電を発生させる全セル初期化パルスを印加する初期化期間と、発光させる放電セルを選択するアドレス期間と、このアドレス期間で選択した放電セルで維持放電を行う維持期間とを設けて発光表示を行うプラズマディスプレイ装置であって、１フィールドのうちの少なくとも１つのサブフィールドにおける点灯率が閾値を超える映像期間は、全セル初期化パルスを印加する初期化期間を設け、１フィールドのうち全てのサブフィールドにおける点灯率が前記閾値以下となる無映像期間は、前記全セル初期化パルスの印加を停止する期間を設けるとともに、その停止する期間に先立って前記全セル初期化パルスの電圧をフィールドごとに低減させる期間を設けたことを特徴とするプラズマディスプレイ装置。
2. 前記無映像期間において、前記全セル初期化パルスの電圧をフィールドごとに低減させる期間を、前記全セル初期化パルスの印加を停止する期間に先立って配置することを特徴とする請求項１記載のプラズマディスプレイ装置。
3. 前記全セル初期化パルスの電圧をフィールドごとに低減させる期間において、低減させる電圧を１フィールドあたり５〜３０Ｖとすることを特徴とする請求項１記載のプラズマディスプレイ装置。
4. 前記閾値は０であることを特徴とする請求項１記載のプラズマディスプレイ装置。

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