JP4240160B2 - AC type PDP driving method and plasma display device - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、AC型PDP(Plasma Display Panel:プラズマディスプレイパネル)の駆動方法に関する。
【0002】
PDPは、高速表示の可能な薄型表示デバイスであり、カラー画面の実用化を機にテレビジョン映像やコンピュータのモニターなどの用途で広く用いられるようになってきた。ハイビジョン用の大画面の実現手段としても注目されている。このようなPDPの課題の1つに輝度の向上がある。
【0003】
【従来の技術】
AC型PDPは、壁電荷を利用して点灯状態を維持するために主電極を誘電体で被覆した構造のPDPである。表示に際しては、点灯(発光)すべきセルのみが帯電した状態を形成するライン順次のアドレッシング(点灯/非点灯の設定)を行い、その後に全てのセルに対して一斉に交番極性の点灯維持電圧Vsを印加する。点灯維持電圧Vsは(1)式を満たす。
【0004】
Vf−Vwall<Vs<Vf …(1)
Vf :放電開始電圧
Vwall:壁電圧
壁電荷の存在するセルでは壁電圧Vwallが点灯維持電圧Vsに重畳するので、セルに加わる実効電圧(セル電圧ともいう)Veff が放電開始電圧Vfを越えて放電(サステイン放電)が生じる。点灯維持電圧Vsの印加周期を短くすれば、見かけの上で連続的な点灯状態が得られる。表示の輝度は、単位時間あたりの放電回数に依存する。したがって、中間調は、セル毎に1フィールド(ノンインタレースの場合は1フレーム)の放電回数を階調レベルに応じて適切に設定することによって再現される。
【0005】
PDPの階調表示方法としては、1フィールドを輝度(すなわち放電回数)の重み付けをした複数のサブフィールドで構成し、サブフィールド単位の点灯の有無の組合せによって1フィールドの総放電回数を設定する方法が広く知られている(特開平4−195188号)。一般には、各サブフィールドに対して重みが2n (n=0,1,2,3…)で表されるいわゆる“バイナリーの重み付け”を行う。例えばサブフィールド数を8とすれば、階調レベルが「0」〜「255」の256階調の表示が可能である。
【0006】
カラー表示は階調表示の一種である。すなわち、表示色はR(赤),G(緑),B(青)の3色の輝度の組合せによって決まる。PDPでは、R,G,Bの各色の蛍光体層が1つのセルに1色ずつ設けられ、1画素にはR,G,Bの各色のセルの組が対応する。各セルの輝度が256階調であれば、表示色数は2563 である。
【0007】
従来の駆動方法は、各サブフィールドにおいて、1画素に対応したR,G,Bの各色のセルで同一回数のサステイン放電を生じさせるものであった。つまり、R,G,Bの各発光色のセルに対して、一律に所定回数の点灯維持電圧の印加が行われていた。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】
従来においては、画素の色バランス(白色の再現性)を確保するために、1回のサステイン放電でのR,G,Bの発光輝度比を最適化する必要があった。そのため、蛍光体材料の選択が制限され、輝度の向上が困難であった。それは、3色について一律に輝度を高めなければならないからである。放電回数に比例して輝度が変化するように残光などの発光特性を揃える必要もある。
【0009】
本発明は、蛍光体材料の選択の自由度を拡大し、輝度及び色純度の向上を容易にすることを目的としている。
【0010】
【課題を解決するための手段】
本発明においては、カラー表示のための3色のそれぞれに対して個別に放電回数を設定し、3色の積分発光強度比の調整によって色バランスを確保する。すなわち、輝度の低い色の放電回数を輝度の高い色よりも多くする。1回の放電において3色の間に蛍光体材料に依存する輝度の差異があったとしても、サブフィールド単位又はフィールド単位で各色の放電回数を最適化することにより、輝度の差異を補うことができる。
【0011】
1フィールドを輝度の重みの異なる複数のサブフィールドで構成し、サブフィールド毎にサステイン期間を割り当ててカラー表示を行う場合、3色の放電回数の比を全てのサブフィールドについて一定とするのが基本形態である。ただし、色再現に大きな支障がなければ、3色の放電回数の比はサブフィールド毎に異なってもよい。例えば、重みの小さい(放電回数の少ない)サブフィールドについては3色の放電回数を等しくし、重みの大きいサブフィールドについて色バランスを保つように3色の放電回数を異ならせてもよい。
【0012】
請求項1の発明の方法は、マトリクス表示の行を画定する第1及び第2の電極と、列を画定する第3の電極と、発光色の異なる3種の蛍光体層とを有し、列方向に隣接するセルどうしの発光色が同一であるカラー表示用の面放電構造のAC型PDPの駆動方法であって、前記第1及び第2の電極に交互にサステインパルスを印加することにより3色全てのセルに対して一斉にサステインパルスを同一回数印加するサステイン期間の途中で、前記サステインパルスの印加を中断して前記第2の電極に前記サステインパルスとは極性が反対で振幅が小さい電荷消去用のパルスを印加するとともに、発光色別に選択した列の前記第3の電極に前記サステインパルスとは極性が同じで電圧値が小さい電圧を印加することにより、当該第2の電極と第3の電極との間に中断後の再印加サステインパルスで点灯維持放電が発生しないように電荷を消去するための放電を生じさせ、その後にサステインパルスの印加を再開し、当該サステイン期間における少なくとも第1の発光色のセルにおける点灯維持放電の回数を他の発光色のセルよりも少なくするものである。
【0013】
請求項2の発明の駆動方法は、前記電荷消去のための放電を生じさせる以前の点灯維持放電において、選択した列の前記第3の電極の近傍を当該電荷消去のための放電に寄与する極性に帯電させるものである。
【0014】
請求項3の発明の駆動方法は、1フィールドを輝度の重みの異なる複数のサブフィールドで構成し、サブフィールド毎にサステイン期間を割り当ててカラー表示を行うにあたって、輝度の重みの降順に選択した1以上のサブフィールドのサステイン期間において、前記電荷消去のための放電を生じさせるものである。
【0015】
本発明におけるフィールドとは、時系列の画像表示の単位画像である。すなわち、テレビジョンの場合にはインタレース形式のフレームの各フィールドを意味し、コンピュータ出力に代表されるノンインタレース形式(1対1インタレース形式とみなせる)の場合にはフレームそのものを意味する。
【0016】
請求項4の発明のプラズマ表示装置は、マトリクス表示の行を画定する第1及び第2の電極と、列を画定する第3の電極と、発光色の異なる3種の蛍光体層とを有し、列方向に隣接するセルどうしの発光色が同一であるカラー表示用の面放電構造のAC型のPDPと、請求項1乃至請求項3のいずれかに記載のAC型PDPの駆動方法を適用したシーケンスの電圧印加を前記PDPに対して行う駆動回路と、を備えている。
【0017】
【発明の実施の形態】
図1は本発明に係るプラズマ表示装置100の構成図である。
プラズマ表示装置100は、マトリクス形式のカラー表示デバイスであるAC型のPDP1と、画面(スクリーン)SCを構成する多数のセルCを選択的に点灯させるための駆動ユニット80とから構成されており、壁掛け式テレビジョン受像機、コンピュータシステムのモニターなどとして利用される。
【0018】
PDP1は、対のなす第1及び第2の主電極としてのサステイン電極X,Yが平行配置され、各セルCにおいてサステイン電極X,Yと第3の電極としてのアドレス電極Aとが交差する3電極面放電構造のPDPである。サステイン電極X,Yは画面の行方向(水平方向)に延び、一方のサステイン電極Yはアドレッシングに際して行単位にセルを選択するためのスキャン電極として用いられる。アドレス電極Aは列方向(垂直方向)に延びており、列単位にセルを選択するためのデータ電極として用いられる。サステイン電極群とアドレス電極群とが交差する領域が表示領域、すなわち画面SCである。
【0019】
駆動ユニット80は、コントローラ81、フレームメモリ82、データ処理回路83、サブフィールドメモリ84、電源回路85、Xドライバ87、Yドライバ88、及びアドレスドライバ89を有している。駆動ユニット80には、TVチューナ、コンピュータなどの外部装置からR,G,Bの各色の輝度レベル(階調レベル)を示す画素単位のフィールドデータDfが各種の同期信号とともに入力される。
【0020】
フィールドデータDfは、フレームメモリ82に一旦格納された後、データ処理回路83へ送られる。データ処理回路83は、点灯させるサブフィールドの組合せを設定するデータ変換手段であり、フィールドデータDfに応じたサブフィールドデータDsfを出力する。サブフィールドデータDsfはサブフィールドメモリ84に格納される。サブフィールドデータDsfの各ビットの値は、サブフィールドにおけるセルの点灯の要否を示す情報である。
【0021】
Xドライバ回路87はサステイン電極Xに駆動電圧を印加し、Yドライバ回路88はサステイン電極Yに駆動電圧を印加する。アドレスドライバ回路89は、コントローラ81からのアドレス制御信号S89に従ってアドレス電極Aに駆動電圧を印加する。これらドライバ回路には電源回路85から所定の電力が供給される。
【0022】
図2はPDP1の内部構造を示す斜視図である。
PDP1では、前面側のガラス基板11の内面に、行L毎に一対ずつサステイン電極X,Yが配列されている。行Lは画面における水平方向のセル列である。サステイン電極X,Yは、それぞれが透明導電膜41と金属膜(バス導体)42とからなり、低融点ガラスからなる厚さ30μm程度の誘電体層17で被覆されている。誘電体層17の表面にはマグネシア(MgO)からなる厚さ数千オングストロームの保護膜18が設けられている。アドレス電極Aは、背面側のガラス基板21の内面を覆う下地層22の上に配列されており、厚さ10μm程度の誘電体層24によって被覆されている。誘電体層24の上には、高さ150μmの平面視直線帯状の隔壁29が、各アドレス電極Aの間に1つずつ設けられている。これらの隔壁29によって放電空間30が行方向にサブピクセル(単位発光領域)毎に区画され、且つ放電空間30の間隙寸法が規定されている。そして、アドレス電極Aの上方及び隔壁29の側面を含めて背面側の内面を被覆するように、カラー表示のためのR,G,Bの3色の蛍光体層28R,28G,28Bが設けられている。3色の配置パターンは、1列のセルの発光色が同一で且つ隣接する列どうしの発光色が異なるストライプパターンである。このストライプパターンによれば、隔壁29の配列間隙に蛍光体ペーストを落とし込むスクリーン印刷を用いて効率的に蛍光体層28R,28G,28Bを形成することができる。
【0023】
放電空間30には主成分のネオンにキセノンを混合した放電ガスが充填されており(封入圧力は500Torr)、蛍光体層28R,28G,28Bは放電時にキセノンが放つ紫外線によって局部的に励起されて発光する。表示の1ピクセル(画素)は行方向に並ぶ3個のサブピクセルで構成される。各サブピクセル内の構造体がセル(表示素子)である。隔壁29の配置パターンがストライプパターンであることから、放電空間30のうちの各列に対応した部分は全ての行Lに跨がって列方向に連続している。そのため、隣接する行Lどうしの電極間隙(逆スリットと呼称されている)の寸法は各行Lの面放電ギャップ(例えば80〜140μmの範囲内の値)より十分に大きく、列方向の放電結合を防ぐことのできる値(例えば400〜500μmの範囲内の値)に選定されている。
【0024】
図3はアドレスドライバ89の構成図である。
アドレスドライバ89は、シフトレジスタ891とトライステート回路892とから構成されている。シフトレジスタ891には、アドレッシングに際して、1行の走査毎にサブフィールドメモリ84から1行分のR,G,Bの各色のサブフィールドデータDsf−(R),Dsf−(G),Dsf−(B)が入力される。このとき、蛍光体層28R,28G,28Bの配列に対応した順序で行方向にデータが並ぶように、1セル分ずつ所定順序(図ではB,G,R…)で各色のサブフィールドデータDsf−(R),Dsf−(G),Dsf−(B)がサブフィールドメモリ84から読み出される。また、後述のサステイン期間においては、本発明に係わるG,Rの消去データDDG,DDRがサブフィールドメモリ84からシフトレジスタ891に転送される。消去データDDGは発光色がGのセルで消去放電を生じさせるためのデータであり、消去データDDRは発光色がRのセルで消去放電を生じさせるためのデータである。なお、消去データDDG,DDRは表示内容に依存しない固定データであるので、G,Rの各色について1ライン分の消去データを転送する代わりに、シフトレジスタ891の入力端子電圧をシフトクロックに同期させて2値制御するようにしてもよい。
【0025】
トライステート回路892には、コントローラ81から2ビットのアドレス制御信号S89が入力される。トライステート回路892は、アドレス制御信号S89の値が「0」のときには全てのアドレス電極Aを強制的に接地状態とし、アドレス制御信号S89の値が「1」のときには全てのアドレス電極Aを強制的にアドレス電位Vaにバイアスする。そして、アドレス制御信号S89の値が「2」のとき、トライステート回路892は、シフトレジスタ891によってラッチされている1行分のデータに応じて各アドレス電極Aを接地状態とし又はアドレス電位Vaにバイアスする。
【0026】
以下、プラズマ表示装置1におけるPDP1の駆動方法を説明する。
図4はフィールド構成と駆動シーケンスの概要とを示す図である。
例えばテレビジョン映像の表示においては、2値の点灯制御によって階調再現を行うために、従来から行われているように入力画像である時系列の各フィールドf(符号の添字は表示順位を表す)を例えば8個のサブフレームsf1,sf2,sf3,sf4,sf5,sf6,sf7,sf8に分割する。言い換えれば、フレームFを構成する各フィールドfを8個のサブフレームsf1〜sf8の集合に置き換える。ただし、コンピュータ出力などのノンインタレース形式の画像を再生する場合には、各フレームを8分割する。そして、これらサブフィールドsf1〜sf8における輝度の相対比率が1:2:4:8:16:32:64:128となるように重み付けをして各サブフィールドsf1〜sf8のサステインの最大発光回数を設定する。サブフィールド単位の点灯/非点灯の組合せでRGBの各色毎に256段階の輝度設定を行うことができるので、表示可能な色の数は2563 となる。なお、サブフィールドsf1〜sf8を輝度の重みの順に表示する必要はない。例えば重みの大きいサブフィールドsf8を表示期間の中間に配置するといった最適化を行うことができる。
【0027】
各サブフィールドsf1〜sf8に割り当てるサブフィールド期間Tsfは、画面全体の帯電状態を均一化するリセット期間TR、消去形式(図示の形式)又は書込み形式でアドレッシングを行うアドレス期間TA、及び階調レベルに応じた輝度を確保するために点灯状態を維持するサステイン期間TSからなる。各サブフィールド期間Tsfにおいて、リセット期間TR及びアドレス期間TAの長さは輝度の重みに係わらず一定であるが、サステイン期間TSの長さは輝度の重みが大きいほど長い。つまり、1つのフィールドfに対応する8つのサブフィールド期間Tsfの長さは互いに異なる。
【0028】
リセット期間TRにおいては、サステイン電極Xに正極性の電圧パルスPrを印加する第1過程と、サステイン電極Xに正極性の電圧パルスPrxを印加し且つサステイン電極Yに負極性の電圧パルスPryを印加する第2過程とによって、1つ前のサブフィールドにおいて点灯した“前回点灯セル”及び点灯しなかった“前回非点灯セル”に所定の極性の壁電荷が形成される。なお、第1過程ではアドレス電極Aを50〜120V程度の正電位にバイアスし、アドレス電極Aとサステイン電極Xとの間の不要の放電を防止する。第2過程に続いて、帯電の均一性を高めるため、サステイン電極Yに正極性の電圧パルスPrsを印加して全てのセルで面放電を生じさせる。この面放電によって帯電極性は反転する。その後、電荷の消失を避けるため、サステイン電極Yの電位を所定値まで緩やかに低減させる。
【0029】
アドレス期間TAにおいては、先頭の行から1行ずつ順に各行を選択し、該当するサステイン電極Yに負極性のスキャンパルスPyを印加する。行の選択と同時に、非点灯とすべきセル(今回非点灯セル)に対応したアドレス電極Aに対して正極性のアドレスパルスPaを印加する。選択された行におけるアドレスパルスPaの印加されたセルでは、サステイン電極Yとアドレス電極Aとの間で対向放電が起こって誘電体層17の壁電荷が消失する。アドレスパルスPaの印加時点ではサステイン電極Xの近傍には正極性の壁電荷が存在するので、その壁電圧でアドレスパルスPaが打ち消され、サステイン電極Xとアドレス電極Aとの間では放電は起きない。このような消去形式のアドレッシングは、書込み形式と違って電荷の再形成が不要であるので、高速化に適している。1行当たりのアドレス時間は1.3μs程度である。
【0030】
サステイン期間TSにおいては、不要の放電を防止するために基本的には全てのアドレス電極Aを正極性の電位にバイアスし、最初に全てのサステイン電極Xに正極性のサステインパルスPsを印加する。その後、サステイン電極Yとサステイン電極Xとに対して交互にサステインパルスPsを印加する。本実施形態では、最終のサステインパルスPsはサステイン電極Yに印加される。サステインパルスPsの印加によって、アドレス期間TAにおいて壁電荷の残されたセル(今回点灯セル)で面放電が生じる。
【0031】
図5は本発明の駆動方法を示す波形図である。
本実施形態では、各サブフィールドsf1〜Sf8のサステイン期間TSは、R,G,Bの各セルを発光させる3色発光期間TS3、R,Bの各セルを発光させる2色発光期間TS2、及びBのセルのみを発光させる1色発光期間TS1に分かれる。つまり、今回点灯セルの点灯維持放電の回数は発光色によって異なり、Bが最も多く、Rが2番目に多く、Gが最も少ない。3色の点灯維持放電の回数の比は、8個のサブフィールドsf1〜Sf8で点灯させたときに、良好な白色を再現できるように、蛍光体層28R,28G,28Bの発光特性に基づいて適切に選定される。
【0032】
このようにG及びRの点灯維持放電の回数をBよりも少なくするため、サステイン期間TSの途中で、G及びRのセルを対象に壁電荷の消去が行われる。すなわち、3色発光期間TS3の終了間際において、サステイン電極YにサステインパルスPsを印加した後、一旦、サステインパルスPsの印加を中断し、サステイン電極Yに電荷消去のための負極性のパルスPdy(波高値は−20〜−120V)を印加する。このとき、Gのセルに対応したアドレス電極Aについては正極性のバイアス状態(電位は50〜120V)を保持し、他のアドレス電極Aを接地状態とする。これにより、Gの今回点灯セルにおいて、アドレス電極Aとサステイン電極Yとの間の対向放電が生じ、それがトリガーとなって面放電が生じる。パルスPdyの波高値を最小限に設定しておけば、面放電で壁電荷が消失した後に電荷が再形成されず、Gの今回点灯セルは無帯電状態となる。一方、R,Bの各今回点灯セルでは、アドレス電極Aを接地状態とすることによってパルスPdyが打ち消され、帯電状態がそのまま保持される。したがって、2色発光期間TSにおいて全てのセルに対するサステインパルスPsの印加を再開すると、Gの今回点灯セルは点灯せず、R,Bの各色の今回点灯セルが点灯する。
【0033】
また、2色発光期間TS2の終了間際において、サステイン電極YにサステインパルスPsを印加した後、再びサステインパルスPsの印加を中断し、サステイン電極YにパルスPdyを印加する。このときは、Bのセルに対応したアドレス電極Aを接地状態とする。これにより、Rの今回点灯セルで面放電が生じ、壁電荷が消失する。Bの今回点灯セルでは、帯電状態がそのまま保持され、以後の1色発光期間TSにおいてBの今回点灯セルのみが点灯する。
【0034】
図6はアドレスドライバ制御の第1例のタイムチャートである。
コントローラ81(図3参照)は、サステイン期間TSの開始時点で、不要の対向放電を防止するため、アドレス制御信号S89の値を「1」として全てのアドレス電極Aを強制的に正極性電位にバイアスする。その後、壁電荷の消去(ここでの対象はGのセル)に際して、パルスPdyの印加以前の最終のサステインパルスPsの立下がり時点以後にアドレス制御信号S89の値を「0」として全てのアドレス電極Aを強制的に接地状態とする。そして、サステイン電極YへのパルスPdyの印加時点でアドレス制御信号S89の値を「2」とする。アドレッシングの終了からこの信号切換えまでの期間内に、消去データDDGをシフトレジスタ891に入力しておく。この場合の消去データDDGは、Gのアドレス電極Aをバイアスし且つR,Bのアドレス電極Aを接地状態とするためのデータである。パルスPdyの印加の後、サステインパルスPsの印加の再開に合わせて、再びアドレス制御信号S89の値を「1」として全てのアドレス電極Aを強制的に正極性電位にバイアスする。なお、Gのアドレス電極Aについては、図中に鎖線で示すようにパルスPdyの印加終了以後において接地状態としてもよいが、全てのアドレス電極Aを強制的にバイアスする方が制御は簡単である。
【0035】
図7はアドレスドライバ制御の第2例のタイムチャートである。
図7の例では、パルスPdyの印加の直前のサステインパルスPsの印加に際して、電荷消去対象の色(ここではG)に対応したアドレス電極Aを接地状態とする。すなわち、適切な消去データDDGをシフトレジスタ891に入力しておき、サステインパルスPsの印加とタイミングを合わせてアドレス制御信号S89の値を「1」から「2」へ切り換える。これにより、後述のように点灯維持放電においてGのアドレス電極Aの近傍に正極性の電荷が帯電し、トリガー放電が生じ易くなる。その後、図6の例と同様に、一旦、全てのアドレス電極Aを接地状態とし、Gのアドレス電極Aのみをバイアスして電荷消去のための放電を生じさせ、再び全てのアドレス電極Aを正電位にバイアスする。全てのアドレス電極Aを接地状態としている期間に、シフトレジスタ891のデータ内容を以前の消去データDDGとは値が反転した消去データDDGに入れ換える。
【0036】
図8は図7の駆動方法の帯電モデルを示す図である。
3色発光期間3において、サステイン電極X,Yに交互にサステインパルスPsを印加することにより、各色の今回点灯セルにおいて面放電H2が生じ、サステイン電極X,Yの近傍の誘電体層17に以前と反対極性の壁電荷が帯電する。
【0037】
上述したとおり、サステイン電極Yに印加する最終のサステインパルスPs以外のサステインパルスPsを印加するときには、不要の放電を防止するために全てのアドレス電極Aが正電位Vaにバイアスされる。これに対して、最終のサステインパルスPsを印加するときには、Gのアドレス電極Aのみが接地状態とされる。これにより、Gの今回点灯セルでは、アドレス電極Aの上部の誘電体層24に正の壁電荷が帯電する。この壁電荷は、パルスPdyの印加に際して、印加電圧を高め対向放電H1を起こり易くする。したがって、面放電H2で壁電荷が消失した後の不要の電荷再形成を防ぐために、パルスPdyの波高値をより低くすることができる。
【0038】
以上の実施形態によれば、G,R,Bの各蛍光体層の発光輝度が異なる場合であっても、良好な白色を再現することができるので、蛍光体材料及び蛍光体ペーストの組成の選択の自由度が大きい。ただし、R,G,Bの3色の放電回数が互いに異なる必要はなく、1色の放電回数のみを他の2色より少なくしてもよい。
【0039】
上述の実施形態において、サステイン期間TSに電荷消去のために印加するパルスPdyの波高値をアドレス期間TAに印加するスキャンパルスPyと同一にすれば、駆動回路構成が簡単になる。パルスPdyのパルス幅をスキャンパルスPyより長め(例えば3〜13μs)とすれば、トリガー放電の生起確率が高まり、より確実に不要の電荷を消去することができる。
【0040】
上述の実施形態においては、アドレス放電による蛍光体の劣化を軽減するためにアドレスパルスPaを正極性と定めて他のパルスの極性を設定し、また、片方のサステイン電極のみに正極性のサステインパルスを印加するようにして駆動回路を簡単化した例を挙げたが、これに限定されるものではない。つまり、印加電圧の極性の変更は可能である。また、アドレッシングに例示の消去形式に代えて書込み形式を採用してもよい。リセット期間TRにおいて全面消去を行い、今回点灯セルに壁電荷を帯電させる書込み形式のアドレッシングを行う場合には、アドレッシングにおいて全てのサステイン電極Yを負極性にバイアスし、走査対象行のアドレス電極Aのみに負極性のスキャンパルスPyを重畳させるようにすれば、スキャンパルスPyの波高値を低くしてYドライバ88の負担を軽減することができる。そして、その場合に、サステイン期間TSに電荷消去のために印加するパルスPdyの波高値をアドレッシング時のバイアス電位とすれば、回路構成が簡単になる。
【0041】
【発明の効果】
請求項1乃至請求項4の発明によれば、蛍光体材料の選択の自由度を拡大し、輝度及び色純度の向上を容易にすることができる。
【0042】
請求項2の発明によれば、サステイン期間に電荷消去のために印加する電圧を低くし、駆動回路の負担を軽減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係るプラズマ表示装置の構成図である。
【図2】PDPの内部構造を示す斜視図である。
【図3】アドレスドライバの構成図である。
【図4】フィールド構成と駆動シーケンスの概要とを示す図である。
【図5】本発明の駆動方法を示す波形図である。
【図6】アドレスドライバ制御の第1例のタイムチャートである。
【図7】アドレスドライバ制御の第2例のタイムチャートである。
【図8】図7の駆動方法の帯電モデルを示す図である。
【符号の説明】
1 PDP
X サステイン電極(第1の電極)
Y サステイン電極(第2の電極)
A アドレス電極(第3の電極)
28R 蛍光体層
28G 蛍光体層
28B 蛍光体層
R,G,B 発光色
C セル
Vs 点灯維持電圧
TS サステイン期間
H2 面放電(点灯維持放電)
H1 対向放電(電荷消去のための放電)
f フィールド
sf1〜8 サブフィールド
80 駆動ユニット(駆動回路)
100 プラズマ表示装置。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a driving method for an AC type PDP (Plasma Display Panel).
[0002]
A PDP is a thin display device capable of high-speed display, and has come to be widely used for applications such as television images and computer monitors when a color screen is put into practical use. It is also attracting attention as a means of realizing a large screen for high vision. One of the problems of such PDP is improvement of luminance.
[0003]
[Prior art]
The AC type PDP is a PDP having a structure in which a main electrode is covered with a dielectric in order to maintain a lighting state using wall charges. At the time of display, line sequential addressing (setting of lighting / non-lighting) that forms a state in which only the cells to be lit (emitted) are charged is performed, and thereafter, the lighting sustaining voltage of alternating polarity is simultaneously applied to all the cells. Vs is applied. The lighting sustaining voltage Vs satisfies the formula (1).
[0004]
Vf−Vwall <Vs <Vf (1)
Vf: discharge start voltage
Vwall: Wall voltage
In a cell in which wall charges exist, the wall voltage Vwall is superimposed on the lighting sustaining voltage Vs, so that the effective voltage (also referred to as cell voltage) Veff applied to the cell exceeds the discharge start voltage Vf and discharge (sustain discharge) occurs. If the application period of the lighting sustaining voltage Vs is shortened, an apparently continuous lighting state can be obtained. The brightness of the display depends on the number of discharges per unit time. Therefore, the halftone is reproduced by appropriately setting the number of discharges of one field (one frame in the case of non-interlace) for each cell according to the gradation level.
[0005]
As a PDP gradation display method, one field is composed of a plurality of subfields weighted with luminance (that is, the number of discharges), and the total number of discharges for one field is set according to the combination of the presence or absence of lighting in units of subfields. Is widely known (Japanese Patent Laid-Open No. 4-195188). In general, a weight of 2 for each subfield n A so-called “binary weighting” represented by (n = 0, 1, 2, 3...) Is performed. For example, if the number of subfields is 8, it is possible to display 256 gradations with gradation levels of “0” to “255”.
[0006]
Color display is a kind of gradation display. That is, the display color is determined by the combination of the luminances of the three colors R (red), G (green), and B (blue). In the PDP, phosphor layers of each color of R, G, and B are provided for each cell, and a set of cells of each color of R, G, and B corresponds to one pixel. If the luminance of each cell is 256 gradations, the number of display colors is 256. Three It is.
[0007]
In the conventional driving method, the sustain discharge is generated the same number of times in each color cell of R, G, B corresponding to one pixel in each subfield. In other words, a predetermined number of lighting sustain voltages are applied uniformly to the cells of each of the R, G, and B emission colors.
[0008]
[Problems to be solved by the invention]
Conventionally, in order to ensure the color balance (white reproducibility) of pixels, it is necessary to optimize the R, G, B emission luminance ratio in one sustain discharge. Therefore, the selection of the phosphor material is limited, and it is difficult to improve the luminance. This is because the brightness must be increased uniformly for the three colors. It is also necessary to align emission characteristics such as afterglow so that the luminance changes in proportion to the number of discharges.
[0009]
An object of the present invention is to increase the degree of freedom in selecting a phosphor material and facilitate the improvement of luminance and color purity.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
In the present invention, the number of discharges is individually set for each of the three colors for color display, and the color balance is ensured by adjusting the integrated emission intensity ratio of the three colors. That is, the number of discharges of the low-luminance color is made larger than that of the high-luminance color. Even if there is a luminance difference depending on the phosphor material among the three colors in one discharge, the difference in luminance can be compensated by optimizing the number of discharges of each color in subfield units or field units. it can.
[0011]
When one field is composed of a plurality of subfields having different luminance weights and color display is performed by assigning a sustain period to each subfield, the ratio of the number of discharges of three colors is basically constant for all subfields. It is a form. However, if there is no significant problem in color reproduction, the ratio of the number of discharges of the three colors may be different for each subfield. For example, the number of discharges of three colors may be made equal for subfields with a small weight (small number of discharges), and the number of discharges of three colors may be varied so as to maintain color balance for a subfield with a large weight.
[0012]
The method of the invention of
[0013]
In the driving method according to the second aspect of the present invention, the polarity that contributes to the discharge for the charge erasure in the vicinity of the third electrode of the selected column in the sustaining discharge before the discharge for the charge erasure is generated. To be charged.
[0014]
According to the driving method of the invention of
[0015]
The field in the present invention is a unit image for time-series image display. That is, in the case of television, it means each field of an interlace format frame, and in the case of a non-interlace format typified by computer output (which can be regarded as a one-to-one interlace format), it means the frame itself.
[0016]
According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a plasma display device comprising first and second electrodes for defining a matrix display row, a third electrode for defining a column, and three kinds of phosphor layers having different emission colors. 4. An AC type PDP having a surface discharge structure for color display in which the light emission colors of cells adjacent in the column direction are the same, and the driving method of the AC type PDP according to any one of
[0017]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
FIG. 1 is a configuration diagram of a
The
[0018]
In the
[0019]
The drive unit 80 includes a controller 81, a frame memory 82, a data processing circuit 83, a subfield memory 84, a power supply circuit 85, an
[0020]
The field data Df is temporarily stored in the frame memory 82 and then sent to the data processing circuit 83. The data processing circuit 83 is data conversion means for setting a combination of subfields to be lit, and outputs subfield data Dsf corresponding to the field data Df. The subfield data Dsf is stored in the subfield memory 84. The value of each bit of the subfield data Dsf is information indicating whether or not the cells need to be lit in the subfield.
[0021]
The
[0022]
FIG. 2 is a perspective view showing the internal structure of the
In the
[0023]
The
[0024]
FIG. 3 is a configuration diagram of the
The
[0025]
The tri-state circuit 892 receives a 2-bit address control signal S89 from the controller 81. The tristate circuit 892 forcibly sets all the address electrodes A to the ground state when the value of the address control signal S89 is “0”, and forcibly sets all the address electrodes A when the value of the address control signal S89 is “1”. Thus, it is biased to the address potential Va. When the value of the address control signal S89 is “2”, the tristate circuit 892 sets each address electrode A to the ground state or sets the address potential Va according to the data for one row latched by the shift register 891. Bias.
[0026]
Hereinafter, a method for driving the
FIG. 4 is a diagram showing a field configuration and an outline of a drive sequence.
For example, in the display of a television image, in order to perform gradation reproduction by binary lighting control, each time-series field f that is an input image as in the past (the subscript of the code indicates the display order). ) Is divided into, for example, eight subframes sf1, sf2, sf3, sf4, sf5, sf6, sf7, and sf8. In other words, each field f constituting the frame F is replaced with a set of eight subframes sf1 to sf8. However, when a non-interlaced image such as a computer output is reproduced, each frame is divided into eight. Then, weighting is performed so that the relative ratio of luminance in these subfields sf1 to sf8 is 1: 2: 4: 8: 16: 32: 64: 128, and the maximum number of times of sustain light emission in each subfield sf1 to sf8 is determined. Set. Since 256 levels of luminance can be set for each color of RGB by the combination of lighting / non-lighting in units of subfields, the number of colors that can be displayed is 256. Three It becomes. It is not necessary to display the subfields sf1 to sf8 in the order of the luminance weight. For example, optimization can be performed such that the subfield sf8 having a large weight is arranged in the middle of the display period.
[0027]
The subfield period Tsf assigned to each of the subfields sf1 to sf8 includes a reset period TR for uniformizing the charged state of the entire screen, an address period TA for performing addressing in an erase format (shown format) or a write format, and a gradation level. It consists of a sustain period TS in which the lighting state is maintained in order to ensure the corresponding luminance. In each subfield period Tsf, the length of the reset period TR and the address period TA is constant regardless of the luminance weight, but the length of the sustain period TS is longer as the luminance weight is larger. That is, the lengths of the eight subfield periods Tsf corresponding to one field f are different from each other.
[0028]
In the reset period TR, a first process of applying a positive voltage pulse Pr to the sustain electrode X, a positive voltage pulse Prx to the sustain electrode X, and a negative voltage pulse Pry to the sustain electrode Y are applied. As a result of the second process, wall charges having a predetermined polarity are formed in the “previously lit cell” that was lit in the previous subfield and the “previously unlit cell” that was not lit. In the first process, the address electrode A is biased to a positive potential of about 50 to 120 V to prevent unnecessary discharge between the address electrode A and the sustain electrode X. Subsequent to the second process, a positive voltage pulse Prs is applied to the sustain electrode Y to cause surface discharge in all cells in order to improve the charging uniformity. This surface discharge reverses the charging polarity. Thereafter, the potential of the sustain electrode Y is gradually reduced to a predetermined value in order to avoid the disappearance of charges.
[0029]
In the address period TA, each row is selected in order from the first row, and a negative scan pulse Py is applied to the corresponding sustain electrode Y. Simultaneously with the selection of the row, a positive address pulse Pa is applied to the address electrode A corresponding to the cell that should not be lit (currently non-lighting cell). In the cell to which the address pulse Pa is applied in the selected row, a counter discharge occurs between the sustain electrode Y and the address electrode A, and the wall charge of the
[0030]
In the sustain period TS, all address electrodes A are basically biased to a positive potential in order to prevent unnecessary discharge, and a positive sustain pulse Ps is first applied to all sustain electrodes X. Thereafter, a sustain pulse Ps is alternately applied to the sustain electrode Y and the sustain electrode X. In the present embodiment, the final sustain pulse Ps is applied to the sustain electrode Y. By applying the sustain pulse Ps, a surface discharge is generated in a cell in which wall charges remain (currently lit cell) in the address period TA.
[0031]
FIG. 5 is a waveform diagram showing the driving method of the present invention.
In the present embodiment, the sustain period TS of each of the subfields sf1 to Sf8 includes a three-color light emission period TS3 that causes the R, G, and B cells to emit light, a two-color light emission period TS2 that causes the R and B cells to emit light, and This is divided into a one-color light emission period TS1 in which only the B cell emits light. That is, the number of times of the sustaining discharge of the currently lit cell varies depending on the emission color, B is the largest, R is the second largest, and G is the smallest. The ratio of the number of sustaining discharges of the three colors is based on the light emission characteristics of the phosphor layers 28R, 28G, and 28B so that a good white color can be reproduced when lighting is performed in the eight subfields sf1 to Sf8. Appropriately selected.
[0032]
Thus, in order to make the number of G and R lighting sustain discharges less than B, wall charges are erased for the G and R cells during the sustain period TS. That is, immediately after the end of the three-color light emission period TS3, after the sustain pulse Ps is applied to the sustain electrode Y, the application of the sustain pulse Ps is temporarily stopped, and the negative polarity pulse Pdy (for charge erasing is applied to the sustain electrode Y. The peak value is -20 to -120V). At this time, the address electrode A corresponding to the G cell is kept in a positive bias state (potential is 50 to 120 V), and the other address electrodes A are grounded. As a result, in the G lighted cell this time, a counter discharge occurs between the address electrode A and the sustain electrode Y, and this causes a surface discharge. If the peak value of the pulse Pdy is set to a minimum, the wall charge is not lost by the surface discharge, and the charge is not re-formed, so that the G lighted cell is not charged. On the other hand, in each of the currently lit cells of R and B, the pulse Pdy is canceled by setting the address electrode A to the ground state, and the charged state is maintained as it is. Therefore, when the application of the sustain pulse Ps to all the cells is restarted in the two-color light emission period TS, the G lighted cell is not lit, and the R and B lighted cells are lit.
[0033]
Further, immediately after the end of the two-color light emission period TS2, after the sustain pulse Ps is applied to the sustain electrode Y, the application of the sustain pulse Ps is interrupted again, and the pulse Pdy is applied to the sustain electrode Y. At this time, the address electrode A corresponding to the cell B is brought into the ground state. As a result, a surface discharge occurs in the current lighting cell of R, and the wall charges disappear. In the current lighting cell of B, the charged state is maintained as it is, and only the current lighting cell of B lights up in the subsequent one-color light emission period TS.
[0034]
FIG. 6 is a time chart of a first example of address driver control.
At the start of the sustain period TS, the controller 81 (see FIG. 3) forcibly sets all the address electrodes A to a positive potential by setting the value of the address control signal S89 to “1” in order to prevent unnecessary counter discharge. Bias. Thereafter, when the wall charges are erased (the target here is a G cell), the value of the address control signal S89 is set to “0” after the final sustain pulse Ps falls before the application of the pulse Pdy, and all the address electrodes are set. Force A to ground. Then, when the pulse Pdy is applied to the sustain electrode Y, the value of the address control signal S89 is set to “2”. The erase data DDG is input to the shift register 891 within the period from the end of addressing to this signal switching. The erase data DDG in this case is data for biasing the G address electrode A and setting the R and B address electrodes A to the ground state. After the application of the pulse Pdy, all the address electrodes A are forcibly biased to a positive potential by setting the value of the address control signal S89 to “1” again in accordance with the resumption of the application of the sustain pulse Ps. The G address electrode A may be grounded after the end of the application of the pulse Pdy as indicated by the chain line in the figure, but the control is simpler if all the address electrodes A are forcibly biased. .
[0035]
FIG. 7 is a time chart of a second example of address driver control.
In the example of FIG. 7, when the sustain pulse Ps is applied immediately before the application of the pulse Pdy, the address electrode A corresponding to the color to be erased (here, G) is set to the ground state. That is, appropriate erase data DDG is input to the shift register 891, and the value of the address control signal S89 is switched from “1” to “2” in synchronization with the application of the sustain pulse Ps. Thus, as described later, in the lighting sustain discharge, a positive charge is charged in the vicinity of the G address electrode A, and trigger discharge is likely to occur. After that, as in the example of FIG. 6, all the address electrodes A are once grounded, and only the G address electrode A is biased to generate a discharge for charge erasing. Bias to potential. While all the address electrodes A are in the ground state, the data content of the shift register 891 is replaced with erase data DDG whose value is inverted from the previous erase data DDG.
[0036]
FIG. 8 is a diagram showing a charging model of the driving method of FIG.
In the three-color
[0037]
As described above, when the sustain pulse Ps other than the final sustain pulse Ps applied to the sustain electrode Y is applied, all the address electrodes A are biased to the positive potential Va in order to prevent unnecessary discharge. On the other hand, when the final sustain pulse Ps is applied, only the G address electrode A is grounded. As a result, the positive wall charges are charged in the
[0038]
According to the above embodiment, even when the emission luminances of the G, R, and B phosphor layers are different, a good white color can be reproduced. Therefore, the composition of the phosphor material and the phosphor paste Great freedom of choice. However, the number of discharges of the three colors R, G, and B does not need to be different from each other, and only the number of discharges of one color may be smaller than the other two colors.
[0039]
In the above-described embodiment, if the peak value of the pulse Pdy applied for charge erasing in the sustain period TS is the same as the scan pulse Py applied in the address period TA, the drive circuit configuration is simplified. If the pulse width of the pulse Pdy is longer than that of the scan pulse Py (for example, 3 to 13 μs), the occurrence probability of trigger discharge is increased, and unnecessary charges can be erased more reliably.
[0040]
In the above-described embodiment, in order to reduce the deterioration of the phosphor due to the address discharge, the address pulse Pa is determined to be positive, the polarity of the other pulse is set, and the positive sustain pulse is applied only to one of the sustain electrodes. Although an example in which the drive circuit is simplified by applying the voltage is given, the present invention is not limited to this. That is, the polarity of the applied voltage can be changed. In addition, a writing format may be adopted instead of the erasing format exemplified in the addressing. In the reset period TR, the entire surface is erased, and in the case of performing addressing of the address type in which the wall charge is charged to the lighting cell this time, all the sustain electrodes Y are biased to the negative polarity in the addressing, and only the address electrode A of the scanning target row If the negative scan pulse Py is superimposed on the Y pulse, the peak value of the scan pulse Py can be lowered to reduce the burden on the Y driver 88. In this case, if the peak value of the pulse Pdy applied for charge erasing in the sustain period TS is used as a bias potential at the time of addressing, the circuit configuration is simplified.
[0041]
【The invention's effect】
According to the first to fourth aspects of the invention, the degree of freedom in selecting the phosphor material can be expanded and the luminance and color purity can be easily improved.
[0042]
According to the second aspect of the present invention, the voltage applied for charge erasing during the sustain period can be lowered, and the burden on the drive circuit can be reduced.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a configuration diagram of a plasma display device according to the present invention.
FIG. 2 is a perspective view showing an internal structure of a PDP.
FIG. 3 is a configuration diagram of an address driver.
FIG. 4 is a diagram showing a field configuration and an outline of a drive sequence.
FIG. 5 is a waveform diagram showing a driving method of the present invention.
FIG. 6 is a time chart of a first example of address driver control.
FIG. 7 is a time chart of a second example of address driver control.
FIG. 8 is a diagram showing a charging model of the driving method of FIG.
[Explanation of symbols]
1 PDP
X Sustain electrode (first electrode)
Y Sustain electrode (second electrode)
A Address electrode (third electrode)
28R phosphor layer
28G phosphor layer
28B phosphor layer
R, G, B emission color
C cell
Vs lighting maintenance voltage
TS Sustain period
H2 surface discharge (lighting sustain discharge)
H1 Counter discharge (discharge for charge erasing)
f field
sf1-8 subfield
80 Drive unit (drive circuit)
100 Plasma display device.
Claims (4)
前記第1及び第2の電極に交互にサステインパルスを印加することにより3色全てのセルに対して一斉にサステインパルスを同一回数印加するサステイン期間の途中で、前記サステインパルスの印加を中断して前記第2の電極に前記サステインパルスとは極性が反対で振幅が小さい電荷消去用のパルスを印加するとともに、発光色別に選択した列の前記第3の電極に前記サステインパルスとは極性が同じで電圧値が小さい電圧を印加することにより、当該第2の電極と第3の電極との間に中断後の再印加サステインパルスで点灯維持放電が発生しないように電荷を消去するための放電を生じさせ、その後にサステインパルスの印加を再開し、当該サステイン期間における少なくとも第1の発光色のセルにおける点灯維持放電の回数を他の発光色のセルよりも少なくする
ことを特徴とするAC型PDPの駆動方法。Light emission between cells adjacent to each other in the column direction, having first and second electrodes that define rows of a matrix display, a third electrode that defines columns, and three types of phosphor layers having different emission colors A method for driving an AC type PDP having a surface discharge structure for color display having the same color,
In the middle of the first and simultaneously sustain period for the same number of applied sustain pulses with respect to 3 colors all cells by applying alternating sustain pulses to the second electrode, to interrupt the application of the sustain pulse A charge erasing pulse having a polarity opposite to that of the sustain pulse and having a small amplitude is applied to the second electrode , and the polarity of the sustain pulse is the same as that of the sustain pulse to the third electrode in a column selected for each emission color. when a voltage value applied to small voltage causes a discharge to erase the second electrode and the electric charge so that a sustaining discharge is re-applied sustain pulse after the interruption is not generated between the third electrode is allowed, then resumes the application of the sustain pulse, at least the number of sustaining discharge in the first emission color of the cell other light emission in the sustain period The driving method of the AC type PDP, which comprises less than a cell.
請求項1記載のAC型PDPの駆動方法。2. The AC type according to claim 1, wherein, in a lighting sustain discharge before the discharge for the charge erasure is generated, the vicinity of the third electrode of the selected column is charged to a polarity that contributes to the discharge for the charge erasure. Driving method of PDP.
請求項1又は請求項2記載のAC型PDPの駆動方法。In the sustain period of one or more subfields selected in descending order of the luminance weight when one field is composed of a plurality of subfields having different luminance weights, and the sustain period is assigned to each subfield to perform color display, The method for driving an AC type PDP according to claim 1, wherein discharge for charge erasing is generated.
請求項1乃至請求項3のいずれかに記載のAC型PDPの駆動方法を適用したシーケンスの電圧印加を前記PDPに対して行う駆動回路と、を備えた
ことを特徴とするプラズマ表示装置。Light emission between cells adjacent to each other in the column direction, having first and second electrodes that define rows of a matrix display, a third electrode that defines columns, and three types of phosphor layers having different emission colors AC type PDP having a surface discharge structure for color display having the same color;
4. A plasma display device, comprising: a drive circuit that applies a voltage application to the PDP in a sequence to which the driving method of the AC type PDP according to claim 1 is applied.
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