JP2737763B2 - プラズマディスプレイパネルの駆動方法 - Google Patents
プラズマディスプレイパネルの駆動方法Info
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Description
ソナルコンピュータやオフィスワークステーション、な
いしは将来の発展が期待されている壁掛けテレビ等に用
いられる、いわゆるドットマトリクスタイプのプラズマ
ディスプレイパネルの駆動方法に関するものである。
分類により、電極が誘電体で覆われ放電ガスへ露出せず
放電を起こすAC型と、電極が放電ガスに直接露出し電
圧を印加した期間だけ放電を起こすDC型がある。AC
型では誘電体の作用で放電セル自体にメモリ機能があ
る。
パネルの一例の平面図であり、図5(b)は図5(a)
のx−x′における断面図である。このプラズマディス
プレイパネルは、ガラスよりなる第1絶縁基板11、同
じくガラスよりなる第2絶縁基板12、維持電極13
a、走査電極13b、維持電極13a及び走査電極13
bに十分な電流を供給するための金属電極13c、列電
極14、HeまたはXe等の放電ガスが充填される放電
ガス空間15、放電ガス空間15を確保すると共に画素
を区切る隔壁16、放電ガスの放電により発生する紫外
線を可視光に変換する蛍光体17、維持電極13aおよ
び走査電極13bを覆う絶縁層18a、列電極14を覆
う絶縁層18b、および絶縁層18aを放電より保護す
るMgO等よりなる保護層19で構成される。
示した平面図である。図7において、21は第一絶縁基
板11と第2絶縁基板12を張り合わせ、内部に放電ガ
スを封入し気密にシールするシール部、C1 ,C2 ,
…,Cm は維持電極13a、S1 ,S2 ,…,Sm は走
査電極13b、D1 ,D2 ,…Dn は列電極14であ
る。なお、図5(a)において、縦・横の隔壁で囲まれ
た区画である画素20は、図7中の走査電極Si(i=
1,2,…,m)と列電極Dj (j=1,2,…,n)
の交点の画素としてaijで示す。さらに図5 (b)の蛍
光体17を画素毎に3色に塗り分ければ、カラー表示の
プラズマディスプレイが得られる。
レイパネルを用いて階調表示を行う場合について説明す
る。図6はサブフィールド方式による階調表示を説明す
るための図である。1フィールドをn個のサブフィール
ドSF(1)〜SF(n)(図8ではn=8)に分割
し、k番目のサブフィールドSF(k)における各画素
の発光輝度を2n-k で重み付けると(SF(1)が27
=128、SF(2)が26 =64,…、SF(8)が
20 =1の重みを持つ)、輝度階調は以下に示される数
1のように表現できる。
る。n=1であれば、選択時(a1 =1)の輝度L0 と
非選択時(a1 =0)の輝度0の2階調表示ができ、図
6ではn=8であるから、28 =256階調の表示が可
能である。例えば図6でa1 =1,a2 〜a8 =0であ
れば128番目の階調レベルとなる。
極構造のみに着目した図7を参照し、特に壁電荷の蓄積
による情報のメモリ機能を有するAC型プラズマディス
プレイパネルでの1つのサブフィールドにおける駆動電
圧波形および発光波形の一例を示した図である。図8に
おいて、波形(A)は維持電極13aのC1 ,C2 ,
…,Cm に印加する電圧波形であり、波形(B)は走査
電極13bのS1 に印加する電圧波形であり、波形
(C)は走査電極13bのS2 に印加する電圧波形であ
り、波形(D)は走査電極13bのSm に印加する電圧
波形であり、波形(E)は列電極14のD1 に印加する
電圧波形であり、波形(F)は列電極14のD2 に印加
する電圧波形であり、波形(G)は画素20のaijの発
光波形をそれぞれ示している。
すると、まず消去パルス35によって直前のサブフィー
ルドで発光していた画素20を消去する。次に予備放電
パルス36により全ての画素20を1度強制的に放電発
光させ、さらに予備放電消去パルス37で予備放電を消
去する。これにより書き込み放電を起こり易くする。予
備放電36を消去後、走査電極S1 〜Sm に走査パルス
33を時分割に印加し、それに合わせて列電極D1 〜D
n に発光データに応じたデータパルス34を供給し、選
択的に書き込み放電を起こす。波形(E)および(F)
の斜線を有するデータパルスは、書き込みすべきデータ
の有無に従い、パルスの有無が決定されていることを示
す。図8はデータ電圧波形として、画素a11,a22にデ
ータを書き込む場合である。
8の場合、走査電極13b上に壁電荷と呼ばれる正電荷
の蓄積が生じ、壁電荷による正電位と維持電極13aに
印加する第1番目の維持パルス31の重畳により1回目
の維持放電が発生する。一回目の維持放電が起こると、
維持電極13a上には正の壁電荷が、また走査電極13
b上には負の壁電荷が蓄積され、両電極上の壁電荷によ
る電位と走査電極13bに印加する維持パルス32の重
畳で2回目の維持放電が発生する。このようにして書き
込み放電が行われた画素20では隣あう維持電極13a
と走査電極13bの間で維持放電が持続される。この維
持放電の回数により、各サブフィールドの発光輝度を制
御する。以上のように書き込みが行われ、維持放電の持
続している状態を、サブフィールドが発光しているとい
う。
電極13b上に壁電荷が形成されないため、維持電極1
3aに印加する維持パルス31のみでは放電が生じない
程度に維持パルス31の電圧をあらかじめ調整しておけ
ば、非書き込みの画素20では維持放電が起こらない。
これをサブフィールドが非発光であるという。
装置の駆動における信号の流れを説明する。アンテナ等
で受信された受信信号は受信部48に送られ、一方では
同期信号検出回路41を介して同期信号が取り出され、
他方でアナログ映像信号はA/D変換器42でデジタル
信号に変換された後、デジタル逆γ補正回路43で所望
の輝度レベルに比例した信号に補正される。ここで得ら
れた輝度に比例したサブフィールド選択用のデジタル信
号は、メモリ45に記憶される。また同期信号に同期し
て動作するタイミング信号発生回路44からの各タイミ
ング信号に基づいて、メモリ45及びメモリコントロー
ラ(図示せず)から行ドライバ46、列ドライバ47へ
データが送られ、プラズマディスプレイパネル50をマ
トリクス駆動する。
8,16,…,512)個の維持パルス数を有する8個
のサブフィールドを維持パルス数が多いものから順に配
置した際の、サブフィールド選択用信号レベルと発光輝
度の関係を示す。ここでは、サブフィールド選択用信号
レベルの1単位が、維持パルス数の4パルスに対応して
いる。図9からわかるように、蛍光体の種類によっては
サブフィールド選択用信号レベルに対して、実際の発光
輝度は理想値から大きくずれている。また、所々に発光
輝度がジャンプする点が見られる。このような状態で
は、細かい階調表現が要求される自然画のような画面を
精確に再現することは困難である。このような不都合の
現れる原因を究明した結果、本発明者は蛍光体の残光時
間が長い場合に、特に理想値からの輝度の低下と輝度の
ジャンプが現れることを発見した。以下でこのような輝
度の異常を生じる原因を説明する。
在する付活剤と呼ばれる微量の不純物中の電子が紫外光
からのエネルギー吸収により高エネルギー準位に励起
し、その後もとのより低いエネルギー準位に戻る際の余
剰エネルギーが光の形で放出されたものである。このと
き、励起状態からもとのより低いエネルギー準位に戻る
には、それぞれの蛍光体に特有の時間(残光時間と呼
ぶ)が必要である。
入射する紫外光の光量が多く、したがって入射する紫外
光の光子数が増大すると、入射紫外光量に対して出力さ
れる可視光の光子数、したがって蛍光体より出力される
可視光の光量の割合が、入射紫外光量の増加とともに減
少する。これが蛍光体の輝度飽和である。この輝度飽和
は一般に残光時間の長い蛍光体ほど著しい。
ドでの維持放電の回数を単位発光輝度となるサブフィー
ルドでの維持放電回数の2n 倍に設定しても、発光輝度
は単位発光輝度に対し2n 倍以下となる。例えば維持放
電4回のサブフィールドの発光輝度を単位輝度とし、維
持放電回数が128倍の512回のサブフィールドを設
定しても、そのサブフィールドの発光輝度は単位輝度に
対し128倍以下である。これをサブフィールド内での
輝度飽和と呼ぶ。
同じ維持放電回数であっても、それが1つのサブフィー
ルド内で起こる場合と、複数のサブフィールドでの合計
である場合では発光輝度が異なり、1つのサブフィール
ド内で起こる場合の方が発光輝度が小さい。これをサブ
フィールド間の輝度飽和と呼ぶ。図9中の発光輝度変化
の不連続はサブフィールド間の輝度飽和を主要因として
おり、サブフィールド法を用いる場合に特有の現象であ
ることを著者が明らかにしたものである。また、理想値
からの輝度の低下はサブフィールド内輝度飽和とサブフ
ィールド間輝度飽和の両方に影響されたものである。
は微小な階調差が必要な映像では、適正な表示ができな
いという問題点がある。
し、要求する階調輝度を精度よく表示するプラズマディ
スプレイパネルの駆動方法を実現することであり、さら
に詳しく言えばサブフィールド間の輝度飽和を抑制し、
発光輝度変化連続性を高め、発光輝度を大きくすること
である。
ールドをn個(nは2以上の整数)のサブフィールドに
分割し、該n個のサブフィールドでの発光輝度に重み付
けをし、m個(mは0以上n以下の整数)のサブフィー
ルドを選択的に発光させることにより階調表示を行うプ
ラズマディスプレイパネルの駆動方法において、フィー
ルド時間調整用の余裕時間と維持放電回数最小のサブフ
ィールドの間に、両者に隣接するように維持放電回数最
多のサブフィールドを配置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が得られる。
(nは2以上の整数)のサブフィールドに分割し、該n
個のサブフィールドでの発光輝度に重み付けをし、m個
(mは0以上n以下の整数)のサブフィールドを選択的
に発光させることにより階調表示を行うプラズマディス
プレイパネルの駆動方法において、維持放電回数が最多
のサブフィールドを2つ以上に分割し、分割した間にフ
ィールド時間調整用等の余裕時間を配置し、かつ前記分
割したサブフィールドの最初のサブフィールドでのみ書
き込み選択を行い、前記分割した残りのサブフィールド
では書き込み選択を行わない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が得られる。
4を用いて説明する。図4(a)はサブフィールド間輝
度飽和の発生を模式的に表した図である。発光サブフィ
ールドの維持パルス期間で間欠的に励起された付活剤中
の電子は、次のサブフィールドまでの時間に残光時間で
代表される割合で減衰していく。仮に励起電子数が0に
なってから、すなわち十分な時間間隔の後に次のサブフ
ィールド発光が発生すればサブフィールド間の輝度飽和
は生じないが、現実には時間的な制約のため図4(a)
に示すように発光サブフィールド後の励起電子が無くな
らないうちに次の発光サブフィールドとなり、サブフィ
ールド間の輝度飽和が生ずる。
きさは、注目しているサブフィールドが開始する時点で
すでに存在している励起電子数で決定されるため、サブ
フィールド開始時の励起電子数をサブフィールド間輝度
飽和レベルとして、飽和の大小を論ずることができる。
ルドの間隔を広げると、前の発光サブフィールドで励起
した電子が十分に減ってから次のサブフィールドとな
り、サブフィールド間輝度飽和のレベルが減少する。
ブフィールドの後に、発光輝度が少ない、すなわち維持
パルス数が少なく励起する電子の数が少ないサブフィー
ルドを配置すれば、図4(c)中の3番目の発光サブフ
ィールドでのサブフィールド間輝度飽和レベルは、第1
番目の発光サブフィールドの直後の輝度飽和レベル(図
4(a)に相当)よりも小さくなる。この場合、第2番
目の発光サブフィールドの輝度飽和レベルは大きいが、
発光輝度の小さいサブフィールドではサブフィールド間
輝度飽和の影響も小さいので、全体的に見ると飽和現象
の抑制となる。
励起電子数減衰用の時間として余裕時間を設置すること
で図4(b)の対策を行うことや、発光輝度の大きなサ
ブフィールドの後ろに小発光輝度のサブフィールドを配
置する図4(c)の対策を講じることで、フィールドの
総和としてサブフィールド間輝度飽和レベルを下げる。
方法の第1の実施例を図1(a)を参照して説明する。
8サブフィールド分割において発光輝度の小さいサブフ
ィールドから順にSF(1) →SF(2) →SF(3) →…→
SF(8) と名付けると、従来のサブフィールド順である
SF(8) →SF(7) →SF(6) →SF(5) →SF(4) →
SF(3) →SF(2) →SF(1) の配置に対し(図6参
照)、発光輝度最大のサブフィールドSF(8) の後にフ
ィールド時間調整用の余裕時間を配置する。SF(8) →
(余裕時間)→SF(7) →SF(6) →SF(5) →SF
(4) →SF(3) →SF(2) →SF(1) のような配置にす
ると、サブフィールドSF(8) で蛍光体内に励起された
大量の電子はその後の余裕時間内で十分に減衰し、サブ
フィールド間輝度飽和を抑制できる。
動方法の第2の実施例を図1(b)を参照して説明す
る。従来のサブフィールド順に対し、発光輝度最大のサ
ブフィールドSF(8) と発光輝度第2番目のサブフィー
ルドSF(7) に後に、余裕時間を2つに分割して配置す
る。
裕時間)→SF(6) →SF(5) →SF(4) →SF(3) →
SF(2) →SF(1) のような配置では、励起される電子
数の多いSF(8) とSF(7) のサブフィールドで、余裕
時間を配置しない場合に比べて励起電子の減衰量が多く
なり、サブフィールド間輝度飽和を制限できる。
動方法の第3の実施例を図1(c)を参照して説明す
る。従来のサブフィールド順に対し、全てのサブフィー
ルドの後に余裕時間を配置する。
裕時間)→SF(6) →(余裕時間)→SF(5) →(余裕
時間)→SF(4) →(余裕時間)→SF(3) →(余裕時
間)→SF(2) →(余裕時間)→SF(1) のような配置
では全てのサブフィールドで、生成される蛍光体内励起
電子の減衰が促進され、サブフィールド間輝度飽和が抑
制される。
動方法の第4の実施例を図1(d)を参照して説明す
る。最も発光回数の多いサブフィールドを最も発光回数
の少ないサブフィールドとフィールド時間調整用の余裕
時間の間に配置する。
→SF(6) →SF(3) →SF(7) →SF(5) →SF(4)
→SF(1) →SF(8) →(余裕時間)の順で配置された
場合においても上記同様サブフィールド間輝度飽和が抑
制される。
動方法の第5の実施例を図2(a)を参照して説明す
る。発光輝度が大きく励起電子数の多いサブフィールド
SF(5) 〜SF(8) の後に発光輝度が小さく励起電子数
の少ないサブフィールドSF(1) 〜SF(4) を配置す
る。SF(8) →SF(1) →SF(7) →SF(2) →SF
(6)→SF(3) →SF(5) →SF(4) のような配置にす
ると、励起電子数の多いサブフィールド、特にSF(8)
とSF(7) が連続している従来配置より、サブフィール
ド間輝度飽和の影響が少なくなる。図2(b)〜(d)
は発光輝度の大小のサブフィールドの組み合わせ方法の
図2(a)以外の他の例を示した図である。
ブフィールドの組み合わせと上記第1乃至第4の実施例
の余裕時間の配置を同時に行えば上記効果はより大きく
なる。
動方法の第6の実施例を図3を参照して説明する。サブ
フィールド間輝度飽和に与える影響が最も大きいサブフ
ィールドを2つに分割する。例えば図3では発光輝度の
重み付け128のサブフィールドSF(8) を2分割し、
発光輝度の重み付け64の2つのサブフィールドSF
(8) ′,SF(8) ″にする。この場合、図3(a)にあ
るようにSF(8) ′は走査期間を含むが、SF(8) ″は
走査期間はなく維持期間のみであるため、SF(8) ″の
時間の方がSF(8) ′よりも短くなる。
輝度の重み付け64の3つのサブフィールドの間に図3
(b)のように余裕時間を設定すればサブフィールド間
輝度飽和の抑制により効果的である。
し、時間的に対称なサブフィールド配列を用いても全く
同じ効果が得られる。例えば、サブフィールドの配置に
おいて、SF(8) →(余裕時間)→SF(7) →SF(6)
→SF(5) →SF(4) →SF(3) →SF(2) →SF(1)
のような配置順に対し、これと対称なSF(1) →SF
(2) →SF(3) →SF(4) →SF(5) →SF(6) →SF
(7) →(余裕時間)→SF(8) のような配置順したとし
てもサブフィールド間輝度飽和の抑制の効果は同一であ
る。
(7) →(余裕時間)→SF(6) →SF(5) →SF(4) →
SF(3) →SF(2) →SF(1) のような配置順とSF
(1) →SF(2) →SF(3) →SF(4) →SF(5) →SF
(6) →(余裕時間)→SF(7) →(余裕時間)→SF
(8) のような配置順、及びSF(8) →SF(1) →SF
(7) →SF(2) →SF(6) →SF(3) →SF(5) →SF
(4) のような配置順とSF(4)→SF(5) →SF(3) →
SF(6) →SF(2) →SF(7) →SF(1) →SF(8) の
ような配置順ではサブフィールド間輝度飽和の抑制の効
果は同じである。
ィールド選択により階調表示を行う全てのプラズマディ
スプレイパネルに適用可能であり、動作方式上の分類で
あるAC型、DC型、駆動方式上の分類である走査維持
分離方式、走査維持混合方式等のいずれの組み合わせに
対しても有効である。
60秒、の1/10以上の残光時間を持つ蛍光体を使用
するプラズマディスプレイパネルに適用した場合に特に
効果的である。ここでの残光時間とは、蛍光体が励起さ
れその後励起が途絶えた瞬間の輝度が、10%に減衰す
るまでの時間で定義されたものとする。
サブフィールドに分割し、これら8個のサブフィールド
での発光輝度に重み付けをし、8個のサブフィールドを
発光させて階調表示を行っている場合を例に挙げたが、
その分割数も8に限らずn個(nは2以上の整数)であ
っても良く、さらに選択発光させる数も8に限らずm個
(mは1以上n以下の整数)であっても良い。
駆動方法によれば、階調輝度変化の連続性が高まり、発
光輝度が増加する。従って、高階調の画像や、自然画の
ような微妙な色調変化を持つ画像でも、忠実な輝度・色
調の再現を行うことができ、高忠実度の映像表示ディス
プレイが得られるので、工業上非常に有用である。
例を説明する原理図であり、図1(b)は、本発明の駆
動方法の第2の実施例を説明する原理図であり、図1
(c)は、本発明の駆動方法の第3の実施例を説明する
原理図であり、図1(d)は、本発明の駆動方法の第4
の実施例を説明する原理図である。
例を説明する原理図であり、図2(b)〜図2(d)
は、本発明の駆動方法の第5の実施例における他の配置
順を示す図である。
である。
を説明するための図であり、図4(b)は図4(a)に
おいて2つの発光サブフィールドの間隔を広げた場合に
おけるサブフィールド間輝度飽和の発生を説明するため
の図であり、図4(c)は第1番目の発光サブフィール
ドの後に、発光輝度が少ないサブフィールドを配置した
場合におけるサブフィールド間輝度飽和の発生を説明す
るための図である。
平面図であり、図5(b)は図5(a)のプラズマディ
スプレイパネルの断面図である。
説明する図である。
ルの構成図である。
波形と発光波形を示す図である。
持パルスを与えたとの発光輝度を示す図である。
号の流れを説明するブロック図である。
Claims (2)
- 【請求項1】 1フィールドをn個(nは2以上の整
数)のサブフィールドに分割し、該n個のサブフィール
ドでの発光輝度に重み付けをし、m個(mは0以上n以
下の整数)のサブフィールドを選択的に発光させること
により階調表示を行うプラズマディスプレイパネルの駆
動方法において、フィールド時間調整用の余裕時間と維
持放電回数最小のサブフィールドの間に、両者に隣接す
るように維持放電回数最多のサブフィールドを配置する
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2】 1フィールドをn個(nは2以上の整
数)のサブフィールドに分割し、該n個のサブフィール
ドでの発光輝度に重み付けをし、m個(mは0以上n以
下の整数)のサブフィールドを選択的に発光させること
により階調表示を行うプラズマディスプレイパネルの駆
動方法において、維持放電回数が最多のサブフィールド
を2つ以上に分割し、分割した間にフィールド時間調整
用等の余裕時間を配置し、かつ前記分割したサブフィー
ルドの最初のサブフィールドでのみ書き込み選択を行
い、前記分割した残りのサブフィールドでは書き込み選
択を行わない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。
Priority Applications (1)
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JP6300504A JP2737763B2 (ja) | 1994-12-05 | 1994-12-05 | プラズマディスプレイパネルの駆動方法 |
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JP6300504A Expired - Fee Related JP2737763B2 (ja) | 1994-12-05 | 1994-12-05 | プラズマディスプレイパネルの駆動方法 |
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