JP4208859B2 - 外圧によって輝度が調整される放電ディスプレイ装置 - Google Patents

外圧によって輝度が調整される放電ディスプレイ装置 Download PDF

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Description

本発明は放電ディスプレイ装置に係り、さらに詳細には、放電ディスプレイパネル、及び入力映像信号の各フレームの諧調データによって放電ディスプレイパネルを駆動する駆動装置を含む放電ディスプレイ装置に関する。
図1は、通常的な放電ディスプレイパネルとしての3電極面放電方式のプラズマディスプレイパネル(PDP:Plasma Display Panel)の構造を示す。図2は、図1のパネルのディスプレイセルの一例を示す。図1及び図2に示すように、通常的な面放電PDP 1の前方及び後方ガラス基板10,13間には、アドレス電極ラインAR1,・・・,ABm、誘電体層11,15、Y電極ラインY,・・・,Y、X電極ラインX,・・・,X、蛍光体16、隔壁17及び保護層としての一酸化マグネシウム(MgO)層12が設けられている。
アドレス電極ラインAR1,・・・,ABmは、後方ガラス基板13の前方に一定のパターンで形成される。下部誘電体層15は、アドレス電極ラインAR1,・・・,ABmの前方で全面塗布される。下部誘電体層15の前方には、隔壁17がアドレス電極ラインAR1,・・・,ABmと平行に形成される。この隔壁17は、各ディスプレイセルの放電領域を区画し、各ディスプレイセル間の光学的干渉を防止する機能を行う。蛍光層16は、隔壁17間に塗布される。
X電極ラインX,・・・,XとY電極ラインY,・・・,Yとは、アドレス電極ラインAR1,・・・,ABmと交差されるように前方ガラス基板10の後方に一定のパターンで形成される。各交差点は、相応するディスプレイセルを設定する。各X電極ラインX,・・・,Xと各Y電極ラインY,・・・,Yとは、ITO(Indium Tin Oxide)のような透明な導電性材質の透明電極ライン(図2のXna,Yna)と伝導度を高めるための金属電極ライン(図2のXnb,Ynb)とが結合されて形成される。前方誘電体層11は、X電極ラインX,・・・,XとY電極ラインY,・・・,Yとの後方に全面塗布されて形成される。強い電界からパネル1を保護するための保護層12、例えば、一酸化マグネシウム(MgO)層は、前方誘電体層11の後方に全面塗布されて形成される。放電空間14にはプラズマ形成用ガスが密封される。
このようなPDPに基本的に適用される駆動方法(特許文献1参照)では、リセッティング、アドレッシング、及び維持−放電段階が単位サブフィールドで順次に行われる。リセッティング段階では、全てのディスプレイセルの電荷状態が均一になる。アドレッシング段階では、選択されたディスプレイセルに所定の壁電圧(wall voltage)が生成される。維持−放電段階では、全てのXY電極ライン対に所定の交流電圧が印加されることによってアドレッシング段階で前記壁電圧が形成されたディスプレイセルが維持−放電を起こす。この維持−放電段階において、維持−放電を起こす選択されたディスプレイセルの放電空間14、すなわち、ガス層でプラズマが形成され、その紫外線放射によって蛍光層16が励起されて光が発生する。
前記のような放電ディスプレイパネル1の駆動装置には、映像処理部、制御部、及び駆動部が備えられる。映像処理部は、外部アナログ映像信号をデジタル信号に変換して内部映像信号、例えば、それぞれ8ビットの赤色(R)、緑色(G)及び青色(B)の映像データ、クロック信号、垂直及び水平同期信号を発生させる。制御部は、映像処理部からの内部映像信号によって駆動部が動作できる駆動制御信号を発生させる。駆動部は、放電ディスプレイパネルの各電極ラインに駆動信号を印加する。
前記のような放電ディスプレイパネル1及びその駆動装置を備えた放電ディスプレイ装置において、外圧が低い地域、例えば、高山地帯では、放電ディスプレイパネル1の応力が弱くなって放電ディスプレイパネル1の動作時にノイズが大きくなるという問題点がある。
米国特許第5541618号明細書
本発明が解決しようとする目的は、外圧が低い地域で、ノイズが大きくならないようにできる放電ディスプレイ装置を提供することである。
前記目的を達成するための本発明の放電ディスプレイ装置は、放電ディスプレイパネル、及び入力映像信号の各フレームの諧調データによって前記放電ディスプレイパネルを駆動する駆動装置を含む。ここで、外圧に比例して、各フレームの平均輝度が調整される。
本発明の前記放電ディスプレイ装置によれば、外圧に比例して、各フレームの平均輝度が調整されるので、外圧が低い場合に、各フレームの平均輝度が低くなる。これにより、外圧が低い場合に、前記放電ディスプレイパネルの内部温度が低くなるので、内圧も低くなる。これにより、外圧が低くなるにも拘わらず、前記放電ディスプレイパネルの応力は弱くならない。すなわち、外圧が低い地域でも、放電ディスプレイパネルのノイズは大きくならない。
本発明による放電ディスプレイ装置によれば、外圧に比例して各フレームの平均輝度が調整されるので、外圧が低い場合に、各フレームの平均輝度も低くなる。これにより、外圧が低い場合に、放電ディスプレイパネルの内部温度が低くなるので、内圧も低くなる。これにより、外圧が低くなるにも拘わらず、放電ディスプレイパネルの応力は弱くならない。すなわち、外圧が低い地域でも、放電ディスプレイパネルのノイズは大きくならない。
以下、本発明による望ましい実施形態を詳細に説明する。ここで、本発明の放電ディスプレイ装置に含まれた放電ディスプレイパネルとしてのPDPについては、図1及び2を参照して説明した通りである。
図3に示すように、本発明による放電ディスプレイ装置としてのプラズマディスプレイ装置は、PDP 1、映像処理部66、制御部62、アドレス駆動部63、X駆動部64、及びY駆動部65、及び外圧センサー67を含む。
PDP 1については、図1及び図2を参照して説明した通りである。映像処理部66は、外部映像信号、例えば、ビデオ信号SVID及びデジタル−TV信号SDTVをデジタル信号としての内部映像信号に変換させる。ここで、内部映像信号は、例えば、それぞれ8ビットのR、G及びB映像データ、クロック信号、垂直及び水平同期信号を含む。
制御部62は、映像処理部66からの内部映像信号によってデータ信号S、X制御信号S、及びY制御信号Sを発生させる。ここで、制御部62は、外圧センサー67からの外圧信号SEPによって、各フレームの平均輝度が外圧に比例するように調整する。このために、制御部62は、各フレームの平均信号レベルまたは駆動時間(例えば、各フレームの維持−放電パルスの数)が外圧に比例するように調整する。これと関連した内容は、図4ないし図7を参照してさらに詳細に説明される。
アドレス駆動部63は、制御部62からのデータ信号SによってPDP 1のアドレス電極ラインAR1,AG1,・・・,AGm,ABm(図1参照)を駆動する。X駆動部64は、制御部62からのX制御信号SによってX電極ライン(図1の X,・・・,X)を駆動する。Y駆動部65は、制御部62からのY制御信号SによってY電極ライン(図1の Y,・・・,Y)を駆動する。
図4は、図3のプラズマディスプレイ装置で、外圧に比例して各フレームの平均輝度が調整されることを示す。図4で、NTSは、各フレームの維持−放電パルスの数を、ASLは、各フレームの平均信号レベルを、そして、PEXは、外圧をそれぞれ表す。
図3及び図4に示すように、各フレームでPDP 1の外圧PEXが設定最低圧力PEX_MINと設定最高圧力PEX_MAXとの間に存在する場合、各フレームの維持−放電パルスの数NTSは、設定最小数NTS_MINと設定基準数NTS_REFとの間で外圧PEXに比例するように設定される。これと関連した内容は、図5ないし図7を参照してさらに詳細に説明される。ここで、設定最高圧力PEX_MAXは、PDP 1のノイズに影響を及ぼさない最小限の外圧を意味する。
一方、各フレームの駆動時間としての各フレームの維持−放電パルスの数NTSが調整されず、諧調データの直接調整によって各フレームの平均信号レベルASLが調整されることもある。すなわち、各フレームで、PDP 1の外圧PEXが設定最低圧力PEX_MINと設定最高圧力PEX_MAXとの間に存在する場合、各フレームの平均信号レベルASLは、設定最小レベルASLMINと元来の信号レベルASLORGとの間で外圧PEXに比例するように設定される。
まとめれば、外圧PEXが低い場合に、各フレームの平均輝度が低くなる。これにより、外圧が低い場合に、PDP 1の内部温度が低くなると、内圧も低くなる。これにより、外圧PEXが低くなるにも拘わらず、PDP 1の応力が低くならない。すなわち、外圧PEXが低い地域でもPDP 1のノイズが大きくならない。
図5は、図3のプラズマディスプレイ装置で外圧が設定最高圧力(図4のPEX_MAX)以上であるフレームFR1での駆動状態を示す。前述したように、設定最高圧力PEX_MAXは、PDP 1のノイズに影響を及ぼさない最小限の外圧を意味する。
図5を参照すれば、全ての単位フレームそれぞれは、時分割諧調ディスプレイを実現するために8個のサブフィールドSF1ないしSF8に分割される。また、各サブフィールドSF1ないしSF8は、リセッティング時間R1ないしR8、アドレッシング時間A1ないしA8、及び維持−放電時間S1ないしS8に分割される。
全てのディスプレイセルの放電条件は、各リセッティング時間R1ないしR8で均一になると同時に、次の段階で行われるアドレッシングに適合するようになる。
各アドレッシング時間A1ないしA8では、アドレス電極ライン(図1のAR1ないしABmにディスプレイデータ信号が印加されると同時に、各Y電極ラインY,・・・,Yに相応する走査パルスが順次に印加される。これにより、走査パルスが印加される間に高いレベルのディスプレイデータ信号が印加されれば、相応する放電セルでアドレッシング放電によって壁電荷(wall charge)が形成され、そうでない放電セルでは、壁電荷が形成されない。
各維持−放電時間S1ないしS8では、全てのY電極ラインY,・・・,Yと全てのX電極ラインX,・・・,Xとに維持−放電パルスが交互に印加され、相応するアドレッシング時間A1ないしA8で壁電荷が形成された放電セルでディスプレイ放電を起こす。したがって、PDPの輝度は、単位フレームで占める維持−放電時間S1ないしS8の長さに比例する。単位フレームで占める維持−放電時間S1ないしS8の長さは、255T(Tは、単位時間)である。したがって、単位フレームで一度もディスプレイされていない場合を含んで256階調としてディスプレイされうる。
ここで、第1サブフィールドSF1の維持−放電時間S1には2に相応する時間1Tが、第2サブフィールドSF2の維持−放電時間S2には2に相応する時間2Tが、第3サブフィールドSF3の維持−放電時間S3には2に相応する時間4Tが、第4サブフィールドSF4の維持−放電時間S4には2に相応する時間8Tが、第5サブフィールドSF5の維持−放電時間S5には2に相応する時間16Tが、第6サブフィールドSF6の維持−放電時間S6には2に相応する時間32Tが、第7サブフィールドSF7の維持−放電時間S7には2に相応する時間64Tが、そして、第8サブフィールドSF8の維持−放電時間S8には2に相応する時間128Tがそれぞれ設定される。
これにより、8個のサブフィールドのうちディスプレイされるサブフィールドを適切に選択すれば、いかなるサブフィールドでもディスプレイされない“0”諧調を含んで、いずれも56階調のディスプレイが行われうる。
ここで、図5のフレームFR1で、PDP(図3の1)の外圧が設定最高圧力以上であるので、各維持−放電時間S1ないしS8で維持−放電パルスの数NTSは、設定基準数である。すなわち、各維持−放電時間S1ないしS8で休止時間が存在していない。
図6は、図3のプラズマディスプレイ装置で、外圧が設定最低圧力(図4のPEX_MIN)のフレームでの駆動状態を示す。図6で、図5と同じ参照符号は、同じ機能の対象を表す。また、駆動方式自体は、図5を参照して説明された通りである。したがって、図5の駆動状態との差異点のみを説明すれば、次の通りである。
すなわち、図6のフレームFR999で、PDP(図3の1)の外圧が設定最低圧力PEX_MINであるので、各維持−放電時間S1ないしS8で維持−放電パルスの数NTSは設定最小数である。すなわち、各維持−放電時間S1ないしS8で休止時間W1ないしW8が存在する。
図7は、図5または図6の単位サブ−フィールドで、図1のPDP 1の電極ラインに印加される信号の波形を示す。図7で、SAR1・・・.ABmは、各アドレス電極ライン(図1のAR1ないしABm)に印加される駆動信号を、SX1.・・・.Xnは、X電極ライン(図1のX,・・・,X)に印加される駆動信号を、そして、SY1ないしSYnは、各Y電極ライン(図1のY,・・・,Y)に印加される駆動信号を表す。
図7に示すように、単位サブフィールドSFのリセッティング時間Rの第1時間t1〜t2では、まず、X電極ラインX・・・Xに印加される電圧が接地電圧Vから第2電圧Vまで持続的に上昇する。ここで、Y電極ラインY,・・・,Yとアドレス電極ラインAR1ないしABmには接地電圧VGが印加される。これにより、X電極ラインX,・・・,XとY電極ラインY,・・・,Yとの間、及びX電極ラインX,・・・,Xとアドレス電極ラインAR1ないしABmの間に弱い放電が発生しつつX電極ラインX,・・・,Xの周囲に負極性の壁電荷が形成される。
壁電荷蓄積時間としての第2時間t2〜t3では、Y電極ラインY,・・・,Yに印加される電圧が第2電圧Vから第2電圧Vより第4電圧VSETほどさらに高い第1電圧VSET+Vまで持続的に上昇する。ここで、X電極ラインX,・・・,Xとアドレス電極ラインAR1ないしABmには接地電圧Vが印加される。これにより、Y電極ラインY,・・・,YとX電極ラインX,・・・,Xとの間に弱い放電が起こる一方、Y電極ラインY,・・・,Yとアドレス電極ラインAR1ないしABmとの間にさらに弱い放電が起こる。ここで、Y電極ラインY,・・・,Yとアドレス電極ラインAR1ないしABmとの間の放電よりY電極ラインY,・・・,YとX電極ラインX,・・・,Xとの間の放電がさらに強くなる理由は、X電極ラインX,・・・,Xの周囲に負極性の壁電荷が形成されていたためである。これにより、Y電極ラインY,・・・,Yの周囲には、負極性の壁電荷が多く形成され、X電極ラインX,・・・,Xの周囲には、正極性の壁電荷が形成され、アドレス電極ラインAR1ないしABmの周囲には、正極性の壁電荷が少なく形成される。
壁電荷の配分時間としての第3時間t3〜t4では、X電極ラインX,・・・,Xに印加される電圧が第2電圧Vに維持された状態で、Y電極ラインY,・・・,Yに印加される電圧が第2電圧Vから第3電圧としての接地電圧Vまで持続的に下降する。ここで、アドレス電極ラインAR1ないしABmには、接地電圧Vが印加される。これにより、X電極ラインX,・・・,XとY電極ラインY,・・・,Yとの間の弱い放電によって、Y電極ラインY,・・・,Yの周囲の負極性の壁電荷の一部がX電極ラインX,・・・,Xの周囲に移動する。これにより、X電極ラインX,・・・,Xの壁電位がアドレス電極ラインAR1ないしABmの壁電位より低くなり、Y電極ラインY,・・・,Yの壁電位より高まる。これにより、次のアドレッシング時間Aで選択されたアドレス電極ラインとY電極ラインとの間の対向放電に要求されるアドレッシング電圧V−Vが低くなりうる。一方、全てのアドレス電極ラインAR1ないしABmには、接地電圧Vが印加されるので、アドレス電極ラインAR1ないしABmは、X電極ラインX,・・・,XとY電極ラインY,・・・,Yとに対して放電を行い、この放電によってアドレス電極ラインAR1ないしABmの周囲の正極性の壁電荷が消滅する。
次のアドレッシング時間Aで、アドレス電極ラインにディスプレイデータ信号が印加され、第2電圧Vより低い第5電圧VSCANにバイアスされたY電極ラインY,・・・,Yに接地電圧Vの走査信号が順次に印加されるにつれて、円滑なアドレッシングが行われうる。各アドレス電極ラインAR1ないしABmに印加されるディスプレイデータ信号は、ディスプレイセルを選択する場合に、正極性アドレッシング電圧Vが、そうでない場合に接地電圧Vが印加される。これにより、接地電圧Vの走査パルスが印加される間に正極性アドレッシング電圧Vのディスプレイデータ信号が印加されれば、相応するディスプレイセルでアドレッシング放電によって壁電荷が形成され、そうでないディスプレイセルでは、壁電荷が形成されない。ここで、さらに正確かつ効率的なアドレッシング放電のために、X電極ラインX,・・・,Xに第2電圧Vが維持される。
次のディスプレイ維持時間Sでは、全てのY電極ラインY,・・・,YとX電極ラインX,・・・,Xとに第2電圧Vのディスプレイ維持パルスが交互に印加され、相応するアドレッシング時間Aで壁電荷が形成されたディスプレイセルでディスプレイ維持のための放電を起こす。ここで、ディスプレイ維持パルスが印加されていない休止時間t6〜t7は、PDP 1の外圧(図4のPEX)に反比例する。すなわち、ディスプレイ維持時間Sで、ディスプレイ維持パルスが印加される駆動時間t5〜t6は、PDP 1の外圧PEXに比例する。
本発明は、添付された図面に示された一実施形態を参考として説明されたが、これは、例示的なものに過ぎず、当業者ならば、これから多様な変形及び同等な他の実施形態が可能であることが分かる。したがって、本発明の真の保護範囲は、特許請求の範囲によって決定されねばならない。
本発明は、放電ディスプレイパネルの応力を自動的に調整する必要のある分野で利用されうる。
通常的な放電ディスプレイパネルとしての3−電極面放電方式のPDPの構造を示す内部斜視図である。 図1のパネルのディスプレイセルの一例を示す断面図である。 本発明による放電ディスプレイ装置としてのプラズマディスプレイ装置を示すブロック図である。 図3のプラズマディスプレイ装置において、外圧に比例して各フレームの平均輝度が調整されることを示すグラフである。 図3のプラズマディスプレイ装置において、外圧が設定最高圧力以上であるフレームでの駆動状態を示すタイミング図である。 図3のプラズマディスプレイ装置において、外圧が設定最低圧力であるフレームでの駆動状態を示すタイミング図である。 図5または図6の単位サブフィールドにおいて、図1のPDPの電極ラインに印加される信号の波形図である。
符号の説明
EX_MIN 設定最低圧力
EX_MAX 設定最高圧力
EX 外部圧力
TS 維持放電パルスの数
TS_MIN 設定最小数
TS_REF 設定基準数
ASL 平均信号レベル
ASL_MIN 設定最小レベル
ASL_ORG 元来の信号レベル

Claims (5)

  1. 放電ディスプレイパネル、及び入力映像信号の各フレームの諧調データによって前記放電ディスプレイパネルを駆動する駆動装置を含む放電ディスプレイ装置において、
    前記放電ディスプレイパネルの外圧に比例して各フレームの維持パルス数または平均信号レベルを増加させることにより各フレームの平均輝度が調整される放電ディスプレイ装置。
  2. 前記維持パルス数を増加させることにより前記各フレームの平均輝度が調整されることは、前記外圧に比例して各フレームの維持−放電時間が調整されることであることを特徴とする請求項1に記載の放電ディスプレイ装置。
  3. 前記単位フレームが複数のサブフィールドに分割され、
    前記サブフィールドそれぞれがリセッティング時間、アドレッシング時間、及び維持−放電時間を含み、
    前記リセッティング時間で全てのディスプレイセルの放電条件が一定に設定され、
    前記アドレッシング時間で選択されたディスプレイセルに所定の壁電圧が形成され、
    前記維持−放電時間で選択されたディスプレイセルが放電を維持することを特徴とする請求項に記載の放電ディスプレイ装置。
  4. 前記維持−放電時間で、
    選択されたディスプレイセルに維持−放電パルスが交互に印加されることを特徴とする請求項に記載の放電ディスプレイ装置。
  5. 前記維持−放電時間で、
    前記外圧に比例して前記維持−放電パルスの数が調整されることを特徴とする請求項に記載の放電ディスプレイ装置。
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