JP3121308B2

JP3121308B2 - 表示装置及び階調表示方法

Info

Publication number: JP3121308B2
Application number: JP10040000A
Authority: JP
Inventors: 明彦鴻上; 茂生御子柴; 眞一品田; 睦三鈴木; エフ．シー．カーゾン; 邦北川
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1998-02-23
Filing date: 1998-02-23
Publication date: 2000-12-25
Anticipated expiration: 2015-12-25
Also published as: JPH10260656A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ガス放電パネル、
ＥＬ表示素子、蛍光表示管、液晶表示素子等における表
示技術に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、マトリクスパネルにおける画像の
階調表示技術としては、例えば、加治他：電子通信学会
画像工学研究会資料、資料番号ＩＴ７２−４５（１９７
３−０３）（１９７３．３．１２）「ＡＣ形プラズマデ
ィスプレイによる中間調動画表示」に記載されたメモリ
形ガス放電パネルについてのものがある。該従来技術で
は、例えば８ビット階調で、各サブフィールドを、それ
ぞれが有する表示期間の長さの順にｂ０，ｂ１，ｂ２，
…ｂ７とした場合（ｂ０は表示期間が最短のサブフィー
ルド（最下位サブフィールド）、ｂ７は表示期間が最長
のサブフィールド（最上位サブフィールド））、階調を
表わすためのサブフィールドの配列順序は、１フィール
ドの時間（例えばＮＴＳＣテレビ信号では１／６０秒
（ｓ）（約１６.７ｍｓ））内で、表示期間が次第に長
くなる順番であるｂ０，ｂ１，ｂ２，…ｂ７とされてい
る。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記のような従来技術
におけるサブフィールド配列順序では、動画に対して画
質劣化が生じ、階調落ちに見えたり、画素が粗いように
感じられたりする。

【０００４】以下、図２〜図５を用い、ガス放電テレビ
の場合の階調表示技術を例にとって、本発明が解決しよ
うとする課題点を説明する。

【０００５】図２は、３電極式のガス放電パネルのセル
の断面構造例を示す図である。基板２００上に、第１電
極（陰極）２２０が、ＢａまたはＮｉ，ＬａＢ₆等の材
料で形成されている。一方、面板２１０には、第３電極
（表示陽極）２４０が印刷技術等で形成されている。ま
た、放電空間（表示放電空間２５０と補助放電空間２７
０）がスペーサの積層構造等により形成され、第２電極
（補助陽極）２３０も所定位置に設けられる。

【０００６】第１電極（陰極）２２０と第３電極（表示
陽極）２４０との間で放電（表示放電）が生じると、表
示放電空間２５０内のガス（ＸｅまたはＮｅ−Ｘｅ，Ｈ
ｅ−Ｘｅ等の混合ガス）から紫外線が発生し蛍光体２６
０が発光して表示が行われる。また、第１電極２２０と
第２電極（補助陽極）２３０との間では、いわゆる種火
放電なる補助放電が発生する。この補助放電が、上記第
１電極２２０と上記第３電極２４０との間の表示放電に
移行するか否かは、上記第２電極２３０に対しパルス電
圧が印加されるか否かで決まる。

【０００７】図３は、マトリクス形ガス放電パネル３０
０の電極と電極リード線の接続構成例を示す図である。
ガス放電パネルのセル３５０の第１電極と第３電極は、
横方向に第１電極リード線３１０（本例では、電極リー
ド線数を４８０本とし、各リード線の番号を上から順に
Ｋ₁，Ｋ₂，…Ｋ₄₈₀としている）と第３電極リード線３
４０（本例でも、電極リード線数は４８０本で、各リー
ド線の番号を上から順にＡ₁，Ａ₂，…Ａ₄₈₀としてい
る）に接続され、第２電極は縦方向に第２電極リード線
（補助陽極リード線）３２０，３３０に接続される。

【０００８】図４には、上記電極に印加する電圧の波形
を示す。

【０００９】図４において、Ｖ_Kは第１電極リード線３
１０を介し第１電極に印加する電圧の波形、４００はマ
トリクスパネル内の１ラインをアドレスするためのパル
ス（以下、第１電極アドレスパルスと称する）である。
該第１電極アドレスパルスのパルス幅は、本図４におい
ては、１ラインをアドレスするために割り当てられた時
間幅Δ（＝１Ｈ／階調ビット数，Ｈ…水平走査期間）と
等しくしてある。例えば、テレビ信号を８ビット階調
（２５６階調）で表示する場合には、該時間幅Δは、Δ
≒７.９μｓとなる。

【００１０】図４において、Ｖｓは第２電極リード線を
介し第２電極に印加するパルス（第２電極パルス）４１
０の電圧波形である。該第２電極パルス４１０は、上記
第１電極アドレスパルス４００よりもパルス幅が狭く、
時間幅Δの後方に位置する。この第２電極パルスは、テ
レビ信号の内容によって、ある場合とない場合とがあ
る。

【００１１】また、Ｖ_Aは第３電極リード線を介し第３
電極に印加する電圧の波形である。第１電極リード線と
第３電極リード線のライン番号の同じものに対しては、
パルス４２０の電圧を、第１電極アドレスパルス４００
の直後から、サブフィールドの表示期間に対応した回数
だけ連続的に第３電極に印加する。

【００１２】次に、図４中の期間Ｉ，II，IIIに対応さ
せ、電極間の放電につき説明する。

【００１３】第１電極にアドレスパルス４００の電圧が
印加されると、期間Ｉにおいて、該第１電極と第２電極
との間で放電すなわち補助放電が生じる。この補助放電
は、補助放電空間２７０（図２）に生じる。該補助放電
空間２７０の壁面には蛍光体はなく、しかも該補助放電
空間２７０はパネル前面側からは隠れた位置にあるため
に、この補助放電が表示画質に与える影響は少ない。

【００１４】次に、第２電極にパルス４１０の電圧が印
加される期間IIでは、第１電極と第２電極の電位差が少
なくなるため、該第１電極と該第２電極との間の放電は
停止する。しかし、上記のように、期間Ｉで既に種火放
電（補助放電）が行われているため、該期間IIでは第１
電極の近傍に空間電荷が多数存在する。このために、該
第１電極と第３電極の間で新たな放電すなわち表示放電
が起こる。このように、放電が第２電極から第３電極に
移ることを、ここではスイッチングと呼ぶ。このスイッ
チングが行われると、第１電極と第３電極との間の放電
径路（表示放電空間２５０）に荷電粒子が多数発生す
る。

【００１５】次に、期間IIIでは、第３電極に、先ず、
幅の狭いパルス４２０の電圧が印加される。上記期間II
でのスイッチングにより、表示放電空間２５０には荷電
粒子が多く存在するようになるため、該パルス４２０の
電圧によって、第１電極と第３電極との間で放電が起き
る。この放電により上記表示放電空間２５０にはさらに
荷電粒子が発生し、次のパルス４３０の電圧によっても
放電するようになる。このように、期間IIIでは、この
放電は、パルス電圧が連続印加される期間続く。これを
パルスメモリという。この放電によって蛍光体２６０を
発光させ表示が行われる。また、この放電は、該パルス
電圧が連続印加されている期間内でも、新たな電圧が第
１電極に印加された場合には停止する。

【００１６】パネルを表示発光させない場合には、図４
のパルス４１０の電圧を第２電極に印加しないようにす
る。この場合には、上記スイッチングは行われず、第１
電極と第３電極の間での放電は生じない。このため、表
示放電空間２５０内の荷電粒子は少ない。従って、第３
電極にパルス４２０、４３０の電圧を印加しても放電は
起きず蛍光体２６０も発光しない。このように、第２電
極のパルス４１０の有無によって、第１電極と第３電極
との間の放電を制御でき、パネルの表示発光を制御でき
る。

【００１７】次に、図５を用いて、ガス放電パネルの場
合の８ビット階調（２５６階調）の画像表示の例を説明
する。

【００１８】図５は、１フィールドの間に第１電極に印
加する電圧の波形Ｖ_Kと、第３電極に印加する電圧の波
形Ｖ_Aの例を示す図である。第１電極には１フィールド
間にサブフィールドに対応した８つのパルス４００の電
圧を印加する。該８つのパルス４００の各々を、各サブ
フィールドｂ０，ｂ１，ｂ２…内のアドレスパルスと呼
ぶ。第３電極に印加するパルス４２０の電圧は、図４及
び図５に示すように、アドレスパルス４００の電圧印加
の直後から繰り返し印加され、次のサブフィールドのア
ドレスパルス４００が来る前に終る。パルス４２０は、
各サブフィールドｂ０，ｂ１，ｂ２…内において、それ
ぞれのサブフィールドに対応した表示期間を形成する。

【００１９】各サブフィールドｂ０，ｂ１，ｂ２…ｂ７
内のパルス４２０のパルス数の、サブフィールド毎の比
を、該サブフィールドｂ０，ｂ１，ｂ２…に対応し１：
２：４：８：…：１２８とすれば、この組合せにより画
像の２進符号の２５６階調が構成される。この第３電極
に印加するパルス列４２０の電圧でパネルを表示放電さ
せるか否かは、各サブフィールドｂ０，ｂ１，ｂ２…内
のアドレスパルス４００に対応した期間に第２電極パル
ス（図４中の４１０）があるかないかで決まる。

【００２０】従来の階調表示では、図５に示すように、
最下位（最短表示期間）のサブフィールドｂ０から次第
に上位（長い表示期間）のサブフィールドへと順番に、
すなわち、ｂ０、ｂ１，ｂ２…ｂ７の順に配列される。
この場合においては、表１に示すように、階調レベル
が、レベル１２７とレベル１２８の間で１レベル変わる
とき、レベル１２７のときはｂ０〜ｂ６の７個のサブフ
ィールドで表示が行われ、レベル１２８のときはサブフ
ィールドｂ７のみで表示が行われる。

【００２１】

【表１】

【００２２】図５からも明らかなように、かかる従来技
術の場合は、あるフィールドでレベル１２７を表示し、
次のフィールドでレベル１２８を表示するとき、このフ
ィールド切替り時に１フィールドの時間幅（約１６.７
ｍｓ）にわたって表示部が全く発光しない期間ができ
る。特に動画の場合は、これによる画質劣化が著しく、
階調落ちに見えたり、画素が粗いように感じられたりす
る。

【００２３】また、表２には、他の階調レベルの場合を
示す。同表２に示すように、隣り合ったフィールド間
で、階調レベルが、レベル６３とレベル６４の間で変化
するときや、レベル３１とレベル３２の間で変化すると
きや、レベル１５とレベル１６の間で変化するときや、
さらに、レベル１９１とレベル１９２の間での変化のよ
うに、サブフィールドｂ７のレベル１２８を基準にして
レベル６３とレベル６４の間で変化するときにも、表示
部に長い不発光期間ができ、動画に対する画質劣化があ
る。この画質劣化は、輝度の高い表示の場合に顕著で、
輝度が低い場合は観測されにくい。

【００２４】

【表２】

【００２５】以上、述べたように、上記従来技術では、
サブフィールドの順番を、ｂ０，ｂ１，…ｂ７の順番と
しているために、動画に対し画質劣化が生じている。

【００２６】本発明の目的は、かかる画質劣化を生じな
い階調表示技術を提供することにある。

【００２７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明では、（１）発光時間比を利用して階調のある画像を表現する
ために、1フィールド期間を複数個に分割したサブフィ
ールドを用いたガス放電式の表示装置において、1フィ
ールド期間のサブフィールドの配列を、それぞれ3個以
上のサブフィールドにより構成されるサブフィールドの
表示期間が長くなる順の第1の配列部分と短くなる順の
第2の配列部分とを有するように構成し、該第1、第2の
配列部分の中で、2番目に長い表示期間のサブフィール
ドと3番目に長い表示期間のサブフィールドとが互い
に、且つ、最短表示期間のサブフィールドと2番目に短
い表示期間のサブフィールドとが互いに、それぞれ最長
表示期間のサブフィールドに対し反対側に配されるよう
にする。

【００２８】（２）更に、1フィールド期間の配列両端
部にそれぞれ最短表示期間のサブフィールド、2番目に
短いサブフィールドが配されるようにする。

【００２９】（３）更に、最長表示期間のサブフィール
ドの両隣りにそれぞれ2番目に長い表示期間のサブフィ
ールドと3番目に長い表示期間のサブフィールドを配
し、且つ前記第1の配列部分よりも前記第2の配列部分を
遅れた位置となるように配するようにする。

【００３０】（４）また、発光時間比を利用して階調の
ある画像を表現するために、1フィールド期間を複数個
に分割したサブフィールドを用いたガス放電式の表示装
置において、該複数のサブフィールドの配列を、最長表
示期間のサブフィールドの両側に他の表示期間のサブフ
ィールドが、該最長表示期間のサブフィールドから表示
期間の長い順に配され、配列端部の何れかに最短表示期
間のサブフィールドが配されるようにする。

【００３１】

【００３２】

【００３３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例を、図１、
図６及び図７を用いて説明する。

【００３４】上記から明らかなように、上記画質劣化を
改善するためには、基本的には、複数のサブフィールド
を、表示期間を分散させた順序で配列すればよい。この
ように配列した場合には、上記表１のレベル１２７とレ
ベル１２８とがフィールド毎に変わったとしても、１フ
ィールド期間内には必ず発光期間が存在することにな
る。以下、上記複数のサブフィールドｂ０，ｂ１，ｂ２
…ｂ７を用いる場合であって、該サブフィールドを、最
上位サブフィールド（最長表示期間のサブフィールド
（上記例ではｂ７））の両隣りにこれより短い表示期間
のサブフィールドｂ５とb６を配し、該最上位サブフィ
ールドｂ７を、フィールドの略中央に配するようにした
分散型のサブフィールド配列の構成例（図１、図６）
と、これを用いたガス放電テレビの構成例（図７）とに
つき述べる。

【００３５】図１は、本発明におけるサブフィールド配
列の一構成例を示す。１フィールド内のサブフィールド
をｂ１，ｂ３，ｂ５，ｂ７，ｂ６，ｂ４，ｂ２，ｂ０の
順で配列した場合であって、その第１電極に印加する電
圧波形Ｖ_Kと第３電極に印加する電圧波形Ｖ_Aの例を示
す。各サブフィールドの表示期間は、図５の従来技術に
おける場合と同じにしてある。また、第３電極に印加す
るパルス４２０の数も各サブフィールドの表示期間に対
応させてあり、図５の従来技術における場合と同じであ
る。本図１のサブフィールド配列においても、フィール
ド切替り時におけるｂ０、ｂ１間での変化等、階調レベ
ルの低いサブフィールドどうしの間での変化の場合は、
暗い表示レベル域内での変化のため、たとえ不発光時間
が長くなっても目立った画質劣化にはならない。

【００３６】また、図６は、本発明におけるサブフィー
ルド配列の他の例を示す。すなわち、１フィールド内の
サブフィールドをｂ０，ｂ２，ｂ４，ｂ６，ｂ７，ｂ
５，ｂ３，ｂ１の順序に配列した場合であって、その第
１電極に印加する電圧波形Ｖ_Ｋと第３電極に印加する電
圧波形Ｖ_Ａの例を示す。この場合も、図１の実施例の場
合と同様、各サブフィールドの表示期間は図５の各サブ
フィールドの場合と同じにしてある。

【００３７】図７は、本発明の装置の実施例で、ガス放
電テレビの場合の具体的構成例を示す。Ｒ，Ｇ，Ｂの各
色信号に分離された映像信号８１０，８２０，８３０
は、それぞれ、Ａ／Ｄ変換器８４０，８５０，８６０に
より、アナログ信号からディジタル信号に変換されてフ
レームメモリ８７０に記憶される。該フレームメモリ８
７０からの信号の読み出しは、専用の読み出しＲＯＭ９
００により、本発明のサブフィールド配列の時間に合っ
たタイミングで行う。該ＲＯＭ９００は、クロック信号
８８０をカウントするカウンタ８９０によって動作す
る。該カウンタ８９０は、テレビ信号のＶ信号（垂直同
期信号）あるいは必要に応じてＨ信号（水平同期信号）
を用いてリセットする。フレームメモリ８７０から読み
出された信号は、シフトレジスタ１０１０、１０３０に
入力され、信号の直並列変換をされた後、第２電極ドラ
イバ１０２０、１０４０によりパネル８００の駆動に必
要な高電圧信号に変換されてパネルの第２電極に入力さ
れる。図７の実施例では、装置構成が、第２電極がパネ
ルの上半分と下半分で分離して駆動される２行同時駆動
方式の構成のため、シフトレジスタとドライバとをそれ
ぞれパネルの上下両側に設けてある。

【００３８】一方、第１電極に入力される信号（図１、
図６におけるＶ_Kのロジック信号）は、ＲＯＭ９２０に
より発生され、１Ｈずつシフトするシフトレジスタ９８
０、９７０に入力され、直並列変換された後、ドライバ
１０００、９９０によって高電圧信号に変換されてパネ
ルの第１電極に入力される。

【００３９】また、第３電極に入力される信号（図１、
図６におけるＶ_Aのロジック信号）は、ＲＯＭ９１０に
より発生され、１Ｈずつシフトするシフトレジスタ９３
０、９４０に入力され、直並列変換された後、ドライバ
９５０、９６０により高電圧信号に変換されてパネルの
第３電極に入力される。

【００４０】以上、本発明の実施例をガス放電テレビの
場合につき述べたが、本発明の範囲はこれに限られず、
他に、例えば、ＥＬ表示素子、液晶表示素子、蛍光表示
管等、ディジタル的にパルス幅またはパルス数で輝度変
調を行うマトリクスパネル等の場合も含む。

【００４１】

【発明の効果】本発明によれば、簡易構成下で動画に対
する画質劣化を改善できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明におけるサブフィールド配列の一実施例
を示す図である。

【図２】ガス放電パネルのセルの断面図である。

【図３】ガス放電パネルの配線を示す図である。

【図４】ガス放電パネルの駆動を説明する図である。

【図５】従来の階調表示技術の説明図である。

【図６】本発明におけるサブフィールド配列の他の実施
例を示す図である。

【図７】本発明の装置の一実施例を示す図である。

【符号の説明】

２２０…第１電極、２３０…第２電極、２４０…第
３電極、２５０…表示放電空間、２７０…補助放電空
間、４００…第１電極アドレスパルス。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者品田眞一東京都国分寺市恋々窪１丁目280番地株式会社日立製作所中央研究所内 (72)発明者鈴木睦三東京都国分寺市恋々窪１丁目280番地株式会社日立製作所中央研究所内 (72)発明者エフ．シー．カーゾン東京都国分寺市恋々窪１丁目280番地株式会社日立製作所中央研究所内 (72)発明者北川邦千葉県茂原市早野3681番地日立デバイスエンジニアリング株式会社内 (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G09G 3/28 G02F 1/133 G09G 3/20 G09G 3/36

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】発光時間比を利用して階調のある画像を表
現するために、1フィールド期間を複数個に分割したサ
ブフィールドを用いたガス放電式の表示装置において、 1フィールド期間のサブフィールドの配列を、それぞれ3
個以上のサブフィールドにより構成されるサブフィール
ドの表示期間が長くなる順の第1の配列部分と短くなる
順の第2の配列部分とを有するように構成し、該第1、第
2の配列部分の中で、2番目に長い表示期間のサブフィー
ルドと3番目に長い表示期間のサブフィールドとが互い
に、且つ、最短表示期間のサブフィールドと2番目に短
い表示期間のサブフィールドとが互いに、それぞれ最長
表示期間のサブフィールドに対し反対側に配されるよう
にしたことを特徴とする表示装置。
【請求項２】請求項1に記載のガス放電式の表示装置で
あって、 1フィールド期間の配列両端部にそれぞれ最短表示期間
のサブフィールド、2番目に短いサブフィールドが配さ
れることを特徴とする表示装置。
【請求項３】請求項1乃至2に記載のガス放電式の表示装
置であって、最長表示期間のサブフィールドの両隣りにそれぞれ2番
目に長い表示期間のサブフィールドと3番目に長い表示
期間のサブフィールドを配し、且つ前記第1の配列部分
よりも前記第2の配列部分を遅れた位置となるように配
することを特徴とする表示装置。
【請求項４】発光時間比を利用して階調のある画像を表
現するために、1フィールド期間を複数個に分割したサ
ブフィールドを用いたガス放電式の表示装置において、該複数のサブフィールドの配列を、最長表示期間のサブ
フィールドの両側に他の表示期間のサブフィールドが、
該最長表示期間のサブフィールドから表示期間の長い順
に配され、配列端部の何れかに最短表示期間のサブフィ
ールドが配されるようにしたことを特徴とする表示装
置。
【請求項５】発光時間比を利用して階調のある画像を表
現するために、1フィールド期間を複数個に分割したサ
ブフィールドを用いたガス放電式の階調表示方法におい
て、1フィールド期間のサブフィールドを、それぞれ3個
以上のサブフィールドにより構成されるサブフィールド
の表示期間が長くなる順の第1の配列部分と短くなる順
の第2の配列部分とを有するように配し、該第1、第2の配列部分の中で、2番目に長い表示期間の
サブフィールドと3番目に長い表示期間のサブフィール
ドとが互いに、且つ、最短表示期間のサブフィールドと
2番目に短い表示期間のサブフィールドとが互いに、そ
れぞれ最長表示期間のサブフィールドに対し反対側に配
するようにしたことを特徴とする階調表示方法。
【請求項６】請求項5に記載のガス放電式の階調表示方
法であって、最長表示期間のサブフィールドの両隣りにそれぞれ2番
目に長い表示期間のサブフィールドと3番目に長い表示
期間のサブフィールドを、1フィールド期間の配列両端
部にそれぞれ最短表示期間のサブフィールドと2番目に
短いサブフィールドを配し、且つ前記第1の配列部分よ
りも前記第2の配列部分を遅れた位置となるように配す
ることを特徴とする階調表示方法。
【請求項７】発光時間比を利用して階調のある画像を表
現するために、1フィールド期間を複数個に分割したサ
ブフィールドを用いたガス放電式の階調表示方法におい
て、該複数のサブフィールドを、最長表示期間のサブフ
ィールドの両側に他の表示期間のサブフィールドが、該
最長表示期間のサブフィールドから表示期間の長い順に
配し、配列端部の何れかに最短表示期間のサブフィール
ドを配するようにしたことを特徴とする階調表示方法。