JP2009192657A - プラズマディスプレイ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】高精細度パネルであっても安定した維持放電を発生させて、品質の高い画像表示を行う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。
【解決手段】放電セルで選択的に書込み放電を発生させる書込み期間と、前記書込み放電を発生させた放電セルで輝度重みに比例した回数の維持パルスを表示電極に印加して維持放電を発生させる維持期間とを設けて駆動するプラズマディスプレイ装置であって、輝度重みが小さく維持パルス数の少ないサブフィールドの直前のサブフィールドでかつ輝度重みの大きいサブフィールドの維持期間において、維持期間の後半に前記表示電極に印加する数発の維持パルスは、電力回収部のコンデンサの中点電位が低下しないように、表示電極の一方に印加する維持パルスの立ち上がり時間と表示電極の他方に印加する維持パルスの立ち下がり時間とが重なる期間を設定した。
【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、１対の走査電極と維持電極とからなる表示電極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の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（Ｒ）、緑色（Ｇ）および青色（Ｂ）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。

このようなプラズマディスプレイ装置では、映像表示品質を低下させることなく、電力回収の効率を改善する技術が提案されている。特に、電力回収の効率を改善する技術の１つとして、パルス持続時間の異なる２種類の維持パルスを印加させて、電力回収効率のよい第１の維持パルスの連続した維持放電によって壁電荷の減少が発生しても、維持放電が停止する前に第２の維持パルスを挿入することで、十分な壁電荷を補充することができ安定した維持放電を継続させることが可能な技術が開示されている（例えば、特許文献１参照）。
特開２００６−３０４３３号公報

近年、プラズマディスプレイ装置においては、高精細度の要望に応えるために、放電セルの微細化が進むにつれて維持放電が不安定となり、書込み放電を起こした放電セルで維持放電が発生しない等、画像表示品質が低下することがあった。

本発明はこれらの課題に鑑みなされたものであり、高精細度パネルであっても安定した維持放電を発生させて、品質の高い画像表示を行う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。

この課題を解決するために本発明は、走査電極と維持電極とからなる表示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を有し、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、各サブフィールドに前記放電セルで選択的に書込み放電を発生させる書込み期間と、前記書込み放電を発生させた放電セルで輝度重みに比例した回数の維持パルスを前記表示電極に印加して維持放電を発生させる維持期間とを設けて駆動するプラズマディスプレイ装置であって、前記プラズマディスプレイパネルの電極間容量に蓄積された電力をＬＣ共振によってコンデンサに回収しその回収した電力を前記表示電極の駆動に再利用する電力回収部と、前記表示電極を電源または接地電位にクランプするクランプ部とを有する維持パルス発生回路を備え、輝度重みが小さく維持パルス数の少ないサブフィールドの直前のサブフィールドでかつ輝度重みの大きいサブフィールドの維持期間において、維持期間の後半に前記表示電極に印加する数発の維持パルスは、前記電力回収部のコンデンサの中点電位が低下しないように、表示電極の一方に印加する維持パルスの立ち上がり時間と表示電極の他方に印加する維持パルスの立ち下がり時間とが重なる期間を設定したことを特徴とする。

本発明によれば、維持期間において低下した電力回収用のコンデンサの中点電位が元に戻るため、前記輝度重みの最も大きいサブフィールドの次の維持数の少ないサブフィールドでも、安定した維持放電を発生させて輝度ずれを補正し、品質の高い画像表示を行うことが可能となり、これにより高精細度パネルであっても安定した維持放電を発生させて、品質の高い画像表示を行うことが可能となる。

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よるプラズマディスプレイ装置におけるパネル１０の構造を示す斜視図である。

図１に示すように、第１の基板であるガラス製の前面板２１上には、ストライプ状の走査電極２２とストライプ状の維持電極２３とで対をなす表示電極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。

第２の基板である背面板３１上には、走査電極２２および維持電極２３と立体交差するように、誘電体層３３で覆われた複数のストライプ状のデータ電極３２が形成されている。誘電体層３３上にはデータ電極３２と平行に複数の隔壁３４が配置され、この隔壁３４間の誘電体層３３上および隔壁３４の側面に蛍光体層３５が設けられている。また、データ電極３２は隣り合う隔壁３４の間の位置に配置されている。

これら前面板２１と背面板３１とは、走査電極２２および維持電極２３とデータ電極３２とが直交するように、微小な放電空間を挟んで対向配置されるとともに、その外周部をガラスフリット等の封着材によって封着している。そして放電空間には、例えばネオン（Ｎｅ）とキセノン（Ｘｅ）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、各区画には赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）および青色（Ｂ）の各色に発光する蛍光体層３５が順次配置されている。そして、走査電極２２および維持電極２３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、各色に発光する蛍光体層３５が形成された隣接する３つの放電セルにより１つの画素が構成されている。

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、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。図２に示すとおり、パネル１０には、行方向にｎ本の走査電極２２（図面中、走査電極２２₁〜２２_n）およびｎ本の維持電極２３（図面中、維持電極２３₁〜２３_n）が配列され、列方向にｍ本のデータ電極３２（図面中、データ電極３２₁〜３２_m）が配列されている。そして、１対の走査電極２２および維持電極２３と１つのデータ電極３２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２２と維持電極２３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２２と維持電極２３との間に大きな電極間容量Ｃｐが存在する。

このような構成のパネル１０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Ｒ、Ｇ、Ｂ各色の蛍光体を励起発光させることによりカラー表示を行っている。また、パネル１０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、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。

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、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。このように、画像データを表示するために、初期化期間、書込み期間および維持期間でそれぞれ異なる信号波形を各電極に印加している。

図３は、パネル１０の各電極に印加する各駆動電圧波形を示す図である。図３に示すように、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。また、それぞれのサブフィールドは発光期間の重みを変えるため維持期間における維持パルスの数を異ならせている以外はほぼ同様の動作を行い、各サブフィールドにおける動作原理もほぼ同様であるので、ここでは１つのサブフィールドについてのみ動作を説明する。

まず、初期化期間では、例えば、正のパルス電圧を全ての走査電極２２₁〜２２_nに印加し、走査電極２２₁〜２２_nおよび維持電極２３₁〜２３_nを覆う誘電体層２４上の保護層２５および蛍光体層３５上に必要な壁電荷を蓄積する。加えて、放電遅れを小さくして書込み放電を安定して発生させるためのプライミング（放電のための起爆剤＝励起粒子）を発生させるという働きを持つ。

具体的には、初期化期間前半部では、データ電極３２₁〜３２_m、維持電極２３₁〜２３_nをそれぞれ０（Ｖ）に保持し、走査電極２２₁〜２２_nには、データ電極３２₁〜３２_mに対して放電開始電圧以下の電圧Ｖｉ１（Ｖ）から、放電開始電圧を超える電圧Ｖｉ２（Ｖ）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２２₁〜２２_nと維持電極２３₁〜２３_n、データ電極３２₁〜３２_mとの間でそれぞれ１回目の微弱な初期化放電が起こる。そして、走査電極２２₁〜２２_n上部に負の壁電圧が蓄積されるとともに、データ電極３２₁〜３２_m上部および維持電極２３₁〜２３_n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や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２３₁〜２３_nを正電圧Ｖｅ（Ｖ）に保ち、走査電極２２₁〜２２_nには、維持電極２３₁〜２３_nに対して放電開始電圧以下となる電圧Ｖｉ３（Ｖ）から放電開始電圧を超える電圧Ｖｉ４（Ｖ）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２２₁〜２２_nと維持電極２３₁〜２３_n、データ電極３２₁〜３２_mとの間でそれぞれ２回目の微弱な初期化放電が起こる。そして、走査電極２２₁〜２２_n上部の負の壁電圧および維持電極２３₁〜２３_n上部の正の壁電圧が弱められ、データ電極３２₁〜３２_m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。

以上により初期化動作が終了する（以下、初期化期間に各電極に印加される駆動電圧波形を「初期化波形」と略記する）。

なお、サブフィールドによっては初期化期間前半部を省略してもよく、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において初期化放電が発生する。

次に、書込み期間では、全ての走査電極２２₁〜２２_nに順次負の走査パルスを印加することによって走査を行う。そして、走査電極２２₁〜２２_nを走査している間に、表示データにもとづきデータ電極３２₁〜３２_mに正の書込みパルス電圧を印加する。こうして走査電極２２₁〜２２_nとデータ電極３２₁〜３２_mとの間に書込み放電が発生し、走査電極２２₁〜２２_n上の保護層２５の表面に壁電荷が形成される。

具体的には、書込み期間では、走査電極２２₁〜２２_nを一旦電圧Ｖｃ（Ｖ）に保持する。次に、放電セルＣ_p,1〜Ｃ_p,m（ｐは１〜ｎの整数）の書込み動作では、走査電極２２_pに走査パルス電圧Ｖａ（Ｖ）を印加するとともに、データ電極３２₁〜３２_mのうちｐ行目に表示すべき映像信号に対応するデータ電極３２_q（３２_qは３２₁〜３２_mのうち映像信号にもとづき選択されるデータ電極）に正の書込みパルス電圧Ｖｄ（Ｖ）を印加する。

こうして、書込みパルス電圧が印加されたデータ電極３２_qと走査パルス電圧が印加された走査電極２２_Pとの交差部に対応する放電セルＣ_p、_qの電圧は、外部印加電圧（Ｖｄ−Ｖａ）（Ｖ）にデータ電極３２_q上の壁電圧および走査電極２２_p上の壁電圧の大きさが加算された電圧となって放電開始電圧を超える。そして、データ電極３２_qと走査電極２２_pとの間および維持電極２３_pと走査電極２２_pとの間に書込み放電が発生する。この書込み放電により放電セルＣ_p,qの走査電極２２_p上部に正電圧が蓄積され、維持電極２３_p上部に負電圧が蓄積される。このようにして、ｐ行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、正の書込みパルス電圧Ｖｄ（Ｖ）を印加しなかったデータ電極３２₁〜３２_mと走査電極２２_p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。以下、同様の書込み動作をｎ行目の放電セルＣ_n,qに至るまで順次行い、書込み期間が終了する。

続く維持期間では、一定の期間、走査電極２２₁〜２２_nと維持電極２３₁〜２３_nとの間に放電を維持するのに充分な電圧を印加する。これにより、走査電極２２₁〜２２_nと維持電極２３₁〜２３_nとの間に放電プラズマが生成され、一定の期間、蛍光体層３５を励起発光させる。このとき、書込み期間において書込みパルス電圧が印加されなかった放電空間では、放電は発生せず蛍光体層３５の励起発光は起こらない。

この維持期間では、走査電極２２₁〜２２_nを０（Ｖ）に一旦戻した後、維持電極２３₁〜２３_nを０（Ｖ）に戻す。その後、走査電極２２₁〜２２_nに正の維持パルス電圧Ｖｓ（Ｖ）を印加する。このとき、書込み放電を起こした放電セルＣ_p,qにおける走査電極２２_p上部と維持電極２３_p上部との間の電圧は、正の維持パルス電圧Ｖｓ（Ｖ）に加えて、書込み期間において走査電極２２_p上部および維持電極２３_p上部に蓄積された壁電圧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２２_pと維持電極２３_pとの間に１回目の維持放電が発生する。

維持放電を起こした放電セルＣ_p,qでは、維持放電発生時における走査電極２２_Pと維持電極２３_pとの電位差を打ち消すように走査電極２２_p上部に負電圧が蓄積され、維持電極２３_p上部に正電圧が蓄積される。このときデータ電極３２_q上にも正の壁電圧が蓄積される。

また、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状態が保持される。こうして、１回目の維持放電が終了する。

１回目の維持放電の後、走査電極２２₁〜２２_nを０（Ｖ）に戻し、維持電極２３₁〜２３_nに正の維持パルス電圧Ｖｓ（Ｖ）を印加する。このとき、１回目の維持放電を起こした放電セルＣ_p,qにおける走査電極２２_p上部と維持電極２３_p上部との間の電圧は、正の維持パルス電圧Ｖｓ（Ｖ）に加えて、１回目の維持放電において走査電極２２_p上部および維持電極２３_p上部に蓄積された壁電圧が加算されて放電開始電圧より大きくなり、２回目の維持放電が発生する。この２回目の維持放電により維持電極２３_p上に負電圧が蓄積され走査電極２２_p上に正電圧が蓄積される。

以降同様に、走査電極２２₁〜２２_nと維持電極２３₁〜２３_nとに輝度重みに応じた数の維持パルスを交互に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Ｃ_p,qに対して維持パルスの回数だけ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。

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の電気的構成を示すブロック図である。図４に示すプラズマディスプレイ装置は、パネル１０、画像信号処理回路３、データ電極駆動回路４、走査電極駆動回路５、維持電極駆動回路６、タイミング発生回路７および各回路ブロックに必要な電源を供給する電源部（図示せず）を備えている。

画像信号処理回路３は、入力されたアナログの画像信号ｓｉｇをデジタルの画像信号に変換する。そして、デジタルの画像信号を、発光期間の重みの異なる複数のサブフィールドの組み合わせによってパネル１０に発光表示するため、１フィールドの映像信号から各サブフィールド毎の発光・非発光の制御を行うサブフィールドデータに変換する。そして、サブフィールドデータからデータ電極駆動回路用制御信号、走査電極駆動回路用制御信号および維持電極駆動回路用制御信号を生成し、データ電極駆動回路４、走査電極駆動回路５、維持電極駆動回路６へそれぞれ出力する。

タイミング発生回路７は水平同期信号Ｈ、垂直同期信号Ｖをもとにして各電極駆動回路の駆動電圧波形を制御する各種のタイミング信号を発生し、各回路ブロックへ供給する。

パネル１０は、上述したとおり、行方向にｎ行の走査電極２２₁〜２２_n（図１の走査電極２２）とｎ行の維持電極２３₁〜２３_n（図１の維持電極２３）とが交互に配列され、列方向にｍ列のデータ電極３２₁〜３２_m（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２２_i、維持電極２３_i（ｉ＝１〜ｎ）と１つのデータ電極３２_j（ｊ＝１〜ｍ）とを含む放電セルＣ_i,jが放電空間内に（ｍ×ｎ）個形成され、赤色、緑色および青色の各色に発光する３つの放電セルにより１つの画素が構成される。

そして、データ電極駆動回路４は、サブフィールド毎の画像データを各データ電極３２に対応する信号に変換し各データ電極３２_jを独立して駆動する。

また、走査電極駆動回路５は、維持期間に走査電極２２₁〜２２_n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を内部に備え、各走査電極２２₁〜２２_nをそれぞれ独立して駆動することができる。そして、走査電極駆動回路用制御信号にもとづいて各走査電極２２₁〜２２_nを独立して駆動する。

また、維持電極駆動回路６は、初期化期間および書込み期間において維持電極２３₁〜２３_nに定電圧Ｖｅ（Ｖ）を印加する回路と、維持期間に維持電極２３₁〜２３_n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とを内部に備え、パネル１０の全ての維持電極２３₁〜２３_nをまとめて駆動することができるように構成されている。そして、維持電極駆動回路用制御信号にもとづいて維持電極２３₁〜２３_nをまとめて駆動する。

次に、維持パルス発生回路１００、２００の詳細について図５を用いて説明する。図５は、維持パルス発生回路１００、２００の回路図である。なお、図５では、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、インダクタを備えた共振回路を有し、パネル１０の電極間容量Ｃｐ（走査電極２２₁〜２２_nに生じた容量性負荷）に蓄えられた電力を回収し、その回収された電力を走査電極２２₁〜２２_nの駆動電力として再利用する構成にして、消費電力を削減する。

具体的には、維持パルス発生回路１００は、電力回収部１１０とクランプ部１２０とから構成されている。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、電力供給用のインダクタＬ１１、電力回収用のインダクタＬ１２を有している。また、クランプ部１２０は、電圧値がＶｓ（Ｖ）である電源ＶＳ、スイッチング素子Ｑ１３、Ｑ１４を有している。そしてこれらの電力回収部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。ここで、インダクタＬ１１、Ｌ１２のインダクタンスは、その共振周期が、クランプ部１２０における走査電極２２の電源ＶＳへのクランプ期間より長くなるように大きな値に設定されている。

電力回収部１１０では、インダクタＬ１１、Ｌ１２を用いることによりパネル１０の電極間容量ＣｐとインダクタＬ１１またはインダクタＬ１２とをＬＣ共振させて、電力の回収および供給を行う。電力の回収時には、電極間容量ＣｐとインダクタＬ１２とをＬＣ共振させて、走査電極２２₁〜２２_nに生じた容量性負荷に蓄えられた電力を、電流の逆流防止用のダイオード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に移動させる。

電力の供給時には、電極間容量ＣｐとインダクタＬ１１とをＬＣ共振させて、電力回収用のコンデンサＣ１０に蓄えられた電力を、スイッチング素子Ｑ１１および逆流防止用ダイオードＤ１１を介してパネル１０（走査電極２２₁〜２２_n）に移動する。こうして維持期間における走査電極２２₁〜２２_nの駆動を行う。

したがって電力回収部１１０では、維持期間において、電源から電力を供給されることなく、ＬＣ共振によって走査電極２２₁〜２２_nの駆動を行うため、実質的な消費電力は０となる。なお、電力回収用のコンデンサＣ１０は、パネル１０の電極間容量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（Ｖ）の半分の約Ｖｓ／２（Ｖ）に充電されている。また、電源ＶＳは、コンデンサＣ１０に蓄えられた回収電力を走査電極２２の駆動に再利用する際、すなわち電源ＶＳの電圧の２分の１であるＶｓ／２（Ｖ）が維持期間において走査電極２２に印加されたときに、維持放電が発生しないか、または維持放電が発生してもその放電電流によって走査電極２２に印加する電圧が低下しない程度の低い電圧値に設定されている。

一方、電圧クランプ部１２０は、電源ＶＳからスイッチング素子Ｑ１３を介して走査電極２２₁〜２２_nに電力を供給して走査電極２２₁〜２２_nを電圧Ｖｓにクランプし、また、走査電極２２₁〜２２_nをスイッチング素子Ｑ１４を介して接地電位にクランプすることによって、走査電極２２₁〜２２_nの駆動を行う。したがって、電圧クランプ部１２０による走査電極２２₁〜２２_nの駆動時においては、電源ＶＳから電力が供給されることによる消費電力が発生するが、電力供給のインピーダンスは非常に小さい。

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の切替えによって、電力回収部１１０と電圧クランプ部１２０とを切替え、走査電極２２₁〜２２_nに印加するための維持パルスを発生する。このように、維持パルス発生回路１００では、ＬＣ共振を利用した電力回収部１１０による駆動と電圧クランプ部１２０による駆動とを切替えて維持パルスを発生させることで、走査電極駆動回路５の消費電力を低減している。

なお、スイッチング素子Ｑ１１、Ｑ１２、Ｑ１３、Ｑ１４は、ＭＯＳＦＥＴやＩＧＢＴ等のスイッチング動作を行う一般に知られた素子からなり、画像信号処理回路３において作成されたサブフィールド制御信号にもとづき切替えが制御される。また、以降の説明におけるスイッチング素子も同様にＭＯＳＦＥＴやＩＧＢＴ等の素子からなり、画像信号処理回路３において作成されたサブフィールド制御信号にもとづき切替えが制御されるものである。

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、電力供給用のインダクタＬ２１、電力回収用のインダクタＬ２２を有する電力回収部２１０と、電源ＶＳ、スイッチング素子Ｑ２３、Ｑ２４を有するクランプ部２２０とから構成され、電力回収部２１０およびクランプ部２２０はパネル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。そして、パネル１０の電極間容量ＣｐとインダクタＬ２１またはインダクタＬ２２とをＬＣ共振させて、電力の回収および供給を行う構成であるが、そ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、ここでも、インダクタＬ２１、Ｌ２２のインダクタンスは、その共振周期が、クランプ部２２０における維持電極２３の電源ＶＳへのクランプ期間より長くなるように大きな値に設定されている。

次に、維持期間における維持パルスの詳細について説明する。

図６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回路１００、２００の動作を示すタイミングチャートである。まず、維持パルスの１周期をＴ１〜Ｔ６で示した６つの期間に分割し、それぞれの期間について説明する。なお、以下の説明において、スイッチング素子を導通させる動作をＯＮ、遮断させる動作をＯＦＦと表記する。

（期間Ｔ１）
時刻ｔ１でスイッチング素子Ｑ１２をＯＮにする。すると、インダクタＬ１２と電極間容量Ｃｐとの共振により、走査電極２２からインダクタＬ１２、ダイオードＤ１２、スイッチング素子Ｑ１２を通して、電力回収用のコンデンサＣ１０に電流が流れ始め、走査電極２２の電圧が下がり始める。本実施の形態においては、このときの共振周期は２０００ｎｓｅｃに設定されており、時刻ｔ１から時刻ｔ２ｂまでの期間Ｔ１、すなわち電極間容量ＣｐからコンデンサＣ１０への電力回収期間は６５０ｎｓｅｃに設定されている。したがって、時刻ｔ２ｂにおいて、共振周期の１／２の時間が経過しておらず、さらに共振回路の抵抗成分等による電力損失のため、走査電極２２の電圧は０（Ｖ）付近までは低下するが、０（Ｖ）までは下がらない。なお、期間Ｔ１では、スイッチング素子Ｑ２４は期間Ｔ１内の時刻ｔ２ａの直前までＯＮの状態が維持されており、維持電極２３の電圧は強制的に０（Ｖ）にされている。

（期間Ｔ２）
そして、時刻ｔ２ｂ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の電圧は強制的に０（Ｖ）に低下する。

また、本実施の形態では、期間Ｔ１と期間Ｔ２とが重なる期間、すなわち表示電極の一方に印加する維持パルスの立ち上がり時間と表示電極の他方に印加する維持パルスの立ち下がり時間とが重なる期間（以下、「重なり期間」という）を設けている。そこで、期間Ｔ１内の時刻ｔ２ａでスイッチング素子Ｑ２４をＯＦＦにしスイッチング素子Ｑ２１をＯＮにする。すると、インダクタＬ２１と電極間容量Ｃｐとの共振により、電力回収用のコンデンサＣ２０からスイッチング素子Ｑ２１、ダイオードＤ２１、インダクタＬ２１を通して維持電極２３へ電流が流れ始め、維持電極２３の電圧が上がり始める。

なお、本実施の形態においては、このときの共振周期は２０００ｎｓｅｃに設定されており、時刻ｔ２ａから時刻ｔ３までの期間Ｔ２、すなわちコンデンサＣ２０から維持電極２３への電力供給期間は９００ｎｓｅｃに設定されている。したがって、時刻ｔ３において、共振周期の１／２の時間が経過しておらず、さらに共振回路の抵抗成分等による電力損失のため、維持電極２３の電圧はＶｓ（Ｖ）付近までは上昇するが、Ｖｓ（Ｖ）までは上がらない。また、本実施の形態において電源ＶＳの電圧Ｖｓ（Ｖ）は、期間Ｔ２の間に維持放電が発生しないような電圧値、あるいはたとえ放電が発生したとしても放電電流によって維持電極２３に印加される電圧が減少することがない程度のわずかな放電となるような電圧値に設定されている。

また、本実施の形態では、期間Ｔ１と期間Ｔ２とが重なる期間、すなわち時刻ｔ２ａから時刻ｔ２ｂまでの時間は、１５０ｎｓｅｃ〜５００ｎｓｅｃの範囲で段階的に変更できるように設定されている。その詳細については後述する。

（期間Ｔ３）
そして、時刻ｔ３でスイッチング素子Ｑ２３をＯＮにする。すると、維持電極２３はスイッチング素子Ｑ２３を通して直接に電源ＶＳへ接続されるため、維持電極２３の電圧は強制的にＶｓ（Ｖ）まで上昇する。これにより、書込み放電を起こした放電セルでは走査電極２２−維持電極２３間の電圧が放電開始電圧を超え維持放電が発生する。なお、本実施の形態においては、維持電極２３を電源ＶＳにクランプしている期間である期間Ｔ３は、６００ｎｓｅｃ〜９５０ｎｓｅｃの範囲で段階的に変更できるように設定されている。その詳細については後述する。

なお、スイッチング素子Ｑ１２は時刻ｔ２ｂ以降、時刻ｔ５ａまでにＯＦＦすればよく、スイッチング素子Ｑ２１は時刻ｔ３以降、時刻ｔ４までにＯＦＦすればよい。また、維持パルス発生回路１００、２００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Ｑ１４は時刻ｔ５ａ直前に、スイッチング素子Ｑ２３は時刻ｔ４直前にＯＦＦにすることが望ましい。

（期間Ｔ４）
時刻ｔ４でスイッチング素子Ｑ２２をＯＮにする。すると、インダクタＬ２２と電極間容量Ｃｐとの共振により、維持電極２３からインダクタＬ２２、ダイオードＤ２２、スイッチング素子Ｑ２２を通してコンデンサＣ２０に電流が流れ始め、維持電極２３の電圧が下がり始める。

本実施の形態においては、このときの共振周期は２０００ｎｓｅｃに設定されており、時刻ｔ４から時刻ｔ５ｂまでの期間Ｔ４、すなわち電極間容量ＣｐからコンデンサＣ１０への電力回収期間は６５０ｎｓｅｃに設定されている。したがって、時刻ｔ５ｂにおいて、共振周期の２分の１の時間が経過しておらず、さらに共振回路の抵抗成分等による電力損失のため、維持電極２３の電圧は０（Ｖ）付近までは低下するが、０（Ｖ）までは下がらない。なお、期間Ｔ４では、スイッチング素子Ｑ１４は期間Ｔ４内の時刻ｔ５ａ直前までＯＮの状態が維持されており、走査電極２２の電圧は強制的に０（Ｖ）にされたままである。

（期間Ｔ５）
そして、時刻ｔ５ｂでスイッチング素子Ｑ２４をＯＮにする。すると、維持電極２３はスイッチング素子Ｑ２４を通して直接に接地されるため、維持電極２３の電圧は強制的に０（Ｖ）に低下する。

なお、本実施の形態では、期間Ｔ４と期間Ｔ５とが重なり期間を設けている。そこで、期間Ｔ４内の時刻ｔ５ａでスイッチング素子Ｑ１４をＯＦＦにしスイッチング素子Ｑ１１をＯＮにする。すると、インダクタＬ１１と電極間容量Ｃｐとの共振により、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Ｌ１１を通して走査電極２２へ電流が流れ始め、走査電極２２の電圧が上がり始める。

また、本実施の形態においては、このときの共振周期は２０００ｎｓｅｃに設定されており、時刻ｔ５ａから時刻ｔ６までの期間Ｔ５、すなわちコンデンサＣ１０から走査電極２２への電力供給期間は９００ｎｓｅｃに設定されている。したがって、時刻ｔ６において、共振周期の２分の１の時間が経過しておらず、さらに共振回路の抵抗成分等による電力損失のため、走査電極２２の電圧はＶｓ（Ｖ）付近までは上昇するが、Ｖｓ（Ｖ）までは上がらない。また、本実施の形態において電源ＶＳの電圧Ｖｓ（Ｖ）は、期間Ｔ５の間に維持放電が発生しないような電圧値、あるいはたとえ放電が発生したとしても放電電流によって走査電極２２に印加される電圧が減少することがない程度のわずかな放電となるような電圧値に設定されている。

また、本実施の形態では、期間Ｔ４と期間Ｔ５とが重なり期間、すなわち時刻ｔ５ａから時刻ｔ５ｂまでの時間は、１５０ｎｓｅｃ〜５００ｎｓｅｃの範囲で段階的に変更できるように設定されている。その詳細については後述する。

（期間Ｔ６）
そして、時刻ｔ６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を通して直接に電源ＶＳへ接続されるため、走査電極２２の電圧は強制的にＶｓ（Ｖ）まで上昇する。これにより、書込み放電を起こした放電セルでは走査電極２２−維持電極２３間の電圧が放電開始電圧を超え維持放電が発生する。なお、本実施の形態においては、走査電極２２を電源ＶＳにクランプしている期間である期間Ｔ６は、６００ｎｓｅｃ〜９５０ｎｓｅｃの範囲で段階的に変更されるように設定されている。その詳細については後述する。

なお、スイッチング素子Ｑ２２は時刻ｔ５ｂ以降、次の時刻ｔ２ａまでにＯＦＦすればよく、スイッチング素子Ｑ１１は時刻ｔ６以降、次の時刻ｔ１までにＯＦＦすればよい。また、維持パルス発生回路１００、２００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Ｑ２４は次の時刻ｔ２ａ直前に、スイッチング素子Ｑ１３は次の時刻ｔ１直前にＯＦＦにすることが望ましい。

以上の期間Ｔ１〜Ｔ６の動作を、必要なパルス数に応じて繰り返す。ただし、上述した期間Ｔ１と期間Ｔ２との重なり期間および期間Ｔ４と期間Ｔ５との重なり期間とを変更する駆動は、輝度重みが小さく維持パルス数の少ないサブフィールドの直前のサブフィールドで、かつ輝度重みの大きいサブフィールドでのみ行い、かつ該当サブフィールドの後半の数発（Ｎ発）において適用するものとする。その他のサブフィールドでは、期間Ｔ１と期間Ｔ２との重なり期間および期間Ｔ４と期間Ｔ５との重なり期間、期間Ｔ３、Ｔ６はそれぞれ一定とする。

以上のように、本実施の形態においては、維持パルス持続時間、すなわちクランプ部１２０による走査電極２２の電源ＶＳへのクランプ期間である期間Ｔ６およびクランプ部２２０による維持電極２３の電源ＶＳへのクランプ期間である期間Ｔ３よりも、インダクタＬ１１、Ｌ２１と電極間容量Ｃｐとが形成する共振回路の共振周期の方が長くなるような設定にしている。さらに、その期間Ｔ３、Ｔ６よりも、維持パルスの立ち上がり時間、すなわち電力回収部１１０による走査電極２２への電力供給期間である期間Ｔ５を２倍にした時間、および電力回収部２１０による維持電極２３への電力供給期間である期間Ｔ２を２倍にした時間の方が長くなるように設定にしている。

また、電力回収部１１０が電極間容量Ｃｐに蓄積された電力を走査電極２２からコンデンサＣ１０へ回収する時間である期間Ｔ１と電力回収部２１０がコンデンサＣ２０に回収した電力を維持電極２３の駆動に再利用する時間である期間Ｔ２とが重なり期間（時刻ｔ２ａから時刻ｔ２ｂまで）と、電力回収部２１０が電極間容量Ｃｐに蓄積された電力を維持電極２３からコンデンサＣ２０へ回収する時間である期間Ｔ４と電力回収部１１０がコンデンサＣ１０に回収した電力を走査電極２２の駆動に再利用する時間である期間Ｔ５とが重なり期間（時刻ｔ５ａから時刻ｔ５ｂまで）とを設けている。さらに、それら重なり期間について、電力回収用コンデンサの中点電位が適切になるように段階的に変更する構成とするとともに、維持パルス持続期間である期間Ｔ３、Ｔ６を変更する構成としている。

このような構成とすることで、安定した維持放電を発生させ、それによる輝度ずれの補正を実現している。次に、それらの理由について説明する。

本発明者は、中点電位の変化と輝度との関係を調べるために、輝度重みが小さく維持数の少ないサブフィールドの直前サブフィールドで、かつ輝度重みの大きいサブフィールの駆動を変更しながら、上記輝度重みが小さく維持数の少ないサブフィールドの輝度を測定した。

図７は、変更前の駆動波形と電力回収用コンデンサの中点電位との関係を示す図であり、この図７において、１ＳＦ〜７ＳＦでは維持パルスの重なり期間は２５０ｎｓｅｃ、８ＳＦ〜１０ＳＦの維持パルスの重なり期間は４５０ｎｓｅｃで動作している。

上記８ＳＦ〜１０ＳＦでは重なり時間が長いため、回収効率が悪化し中点電位が下がっている。そして直後の次の１ＳＦにおいても、中点電位が下がったままなので、１ＳＦの輝度が上がり輝度ずれが起きる。

まず、重なり期間と輝度との関係を測定した結果を図８に示す。ここで、図８（ａ）に示すように、重なり期間を変更前の４５０ｎｓｅｃから１５０ｎｓｅｃにする場合には、クランプ部によって表示電極が電源ＶＳへクランプされている期間である期間Ｔ３および期間Ｔ６、すなわち維持パルス持続時間を９００ｎｓｅｃから６００ｎｓｅｃにし、また重なり期間を４５０ｎｓｅｃから５００ｎｓｅｃに変更する場合には、維持パルス持続時間を９００ｎｓｅｃから９５０ｎｓｅｃとした。すなわち、維持パルスの周期を変えることなく重なり期間のタイミングのみを変更している。

図８（ｂ）は、輝度重みが小さく維持数の少ないサブフィールドの直前で、かつ輝度重みの大きいサブフィールドの維持パルスの後ろ２発の重なり期間と、上記維持数の少ないサブフィールドの輝度との関係を示した図である。なお、図８（ｂ）は、中点電位が下がらずに安定しているときの輝度を１００として百分率計算した値を表しており、図８（ｂ）の縦軸は輝度比を表す。また、図８（ｂ）の横軸は重なり期間を表す。

この実験から、図８（ｂ）に示すように、重なり期間が長いと、図７で述べたように中点電位が下がり、本来の輝度よりも輝度が上がってしまっているが、上記維持パルスの後ろ２発の重なり期間を短くすることで、中点電位が元に戻り、次のサブフィールドの輝度が安定していくことがわかる。例えば、図８（ｂ）では、重なり期間を２５０ｎｓｅｃより短くすることで、輝度が安定していくことがわかる。

図９は、輝度重みが小さく維持数の少ないサブフィールドの直前で、かつ輝度重みの大きいサブフィールドの維持パルスのうち、重なり期間を短くする維持パルスの数を２発から２０発へと増やしていったときの図である。なお、このとき、短くする重なり期間は２５０ｎｓｅｃとした。

図９（ｂ）に示すように、上記重なり期間を短くする維持パルスを増やすことで、さらに輝度が安定することもわかった。例えば、図９（ｂ）では、重なり期間を２５０ｎｓｅｃにする維持パルスを後ろ１２発以上にすることで、輝度が安定している。

図１０は、本発明の実施の形態における駆動波形と中点電位との関係を示す図である。図１０において、１０ＳＦの最終１２発の維持パルスについて、重なり期間は２５０ｎｓｅｃで動作させてもので、これにより低下していた中点電位が上がって元に戻り、次の１ＳＦでは、中点電位が元に戻っているため、輝度が安定する。

このように、維持パルスの重なり期間を短くすると輝度が安定し、かつ重なり期間を短くした維持パルスを増やすと輝度がさらに安定することが実験的に確認された。

また、本実施の形態では、維持パルス持続時間も変更し、維持周期の幅を変えずに重なり期間のタイミングのみを変更する構成を説明したが、維持パルス持続時間を固定して重なり期間の短くする構成でも同様の結果を得られた。

また、維持パルスの立ち上がり時間、すなわち電力回収部１１０による走査電極２２への電力供給期間である期間Ｔ５および電力回収部２１０による維持電極２３への電力供給期間である期間Ｔ２の時間を短くすることで、維持周期の幅を変えずに重なり期間のタイミングのみを変更する構成でも同様の結果を得られた。

また、本実施の形態では、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同一のインダクタを用いる構成としてもかまわない。

また、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。

本発明のパネルの駆動方法は、高精細度パネルであっても安定した維持放電を発生させて品質の高い画像表示を行うことができるので、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各駆動電圧波形図 同プラズマディスプレイ装置の電気的構成を示すブロック図 同プラズマディスプレイ装置の維持パルス発生回路の回路図 同プラズマディスプレイ装置の維持パルス発生回路の動作を示すタイミングチャート 駆動波形と中点電位の関係を示す図 維持パルスの重なり期間と維持パルス持続期間との関係および重なり時間と輝度との関係を示す説明図 重なり期間を短くするパルス数および重なり期間を短くするパルス数と輝度との関係を示す説明図 本発明のプラズマディスプレイ装置において、駆動波形と中点電位の関係を示す説明図

符号の説明

５ 走査電極駆動回路
６ 維持電極駆動回路
１０ パネル
２２ 走査電極
２３ 維持電極
３２ データ電極
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
Ｌ１１，Ｌ１２，Ｌ２１，Ｌ２２ インダクタ
ＶＳ 電源

Claims (2)

1. 走査電極と維持電極とからなる表示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を有し、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、各サブフィールドに前記放電セルで選択的に書込み放電を発生させる書込み期間と、前記書込み放電を発生させた放電セルで輝度重みに比例した回数の維持パルスを前記表示電極に印加して維持放電を発生させる維持期間とを設けて駆動するプラズマディスプレイ装置であって、前記プラズマディスプレイパネルの電極間容量に蓄積された電力をＬＣ共振によってコンデンサに回収しその回収した電力を前記表示電極の駆動に再利用する電力回収部と、前記表示電極を電源または接地電位にクランプするクランプ部とを有する維持パルス発生回路を備え、輝度重みが小さく維持パルス数の少ないサブフィールドの直前のサブフィールドでかつ輝度重みの大きいサブフィールドの維持期間において、維持期間の後半に前記表示電極に印加する数発の維持パルスは、前記電力回収部のコンデンサの中点電位が低下しないように、表示電極の一方に印加する維持パルスの立ち上がり時間と表示電極の他方に印加する維持パルスの立ち下がり時間とが重なる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装置。
2. 電力回収部が電極間容量に蓄積された電力を電極間容量から回収する時間と、電力回収部が回収した電力を表示電極の駆動に再利用する時間とが重なる期間を設け、前記重なる期間を段階的に変更するように構成した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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