JP4340077B2 - 表示装置およびその駆動方法 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、放電を制御することにより画像を表示する表示装置およびその駆動方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
PDP(プラズマディスプレイパネル)を用いたプラズマディスプレイ装置は、薄型化および大画面化が可能であるという利点を有する。このプラズマディスプレイ装置では、画素を構成する放電セルの放電の際の発光を利用することにより画像を表示している。
【0003】
図15はAC型PDPにおける放電セルの駆動方法を説明するための図である。図15に示すように、AC型PDPの放電セルにおいては、対向する電極301,302の表面がそれぞれ誘電体層303,304で覆われている。
【0004】
図15の(a)に示すように、電極301,302間に放電開始電圧よりも低い電圧を印加した場合には、放電が起こらない。図15の(b)に示すように、電極301,302間に放電開始電圧よりも高いパルス状の電圧(書き込みパルス)を印加すると、放電が発生する。放電が発生すると、負電荷は電極301の方向に進んで誘電体層303の壁面に蓄積され、正電荷は電極302の方向に進んで誘電体層304の壁面に蓄積される。誘電体層303,304の壁面に蓄積された電荷を壁電荷と呼ぶ。また、この壁電荷により誘起された電圧を壁電圧と呼ぶ。
【0005】
図15の(c)に示すように、誘電体層303の壁面には負の壁電荷が蓄積され、誘電体層304の壁面には正の壁電荷が蓄積される。この場合、壁電圧の極性は外部印加電圧の極性と逆向きであるため、放電の進行にしたがって放電空間内における実効電圧が低下し、放電は自動的に停止する。
【0006】
図15の(d)に示すように、外部印加電圧の極性を反転させると、壁電圧の極性が外部印加電圧の極性と同じ向きになるため、放電空間内における実効電圧が高くなる。このときの実効電圧が放電開始電圧を超えると、逆極性の放電が発生する。それにより、正電荷が電極301の方向に進み、すでに誘電体層303に蓄積されている負の壁電荷を中和し、負電荷が電極302の方向に進み、すでに誘電体層304に蓄積されている正の壁電荷を中和する。
【0007】
そして、図15の(e)に示すように、誘電体層303,304の壁面にそれぞれ正および負の壁電荷が蓄積される。この場合、壁電圧の極性が外部印加電圧の極性と逆向きであるため、放電の進行にしたがって放電空間内における実効電圧が低下し、放電が停止する。
【0008】
さらに、図15の(f)に示すように、外部印加電圧の極性を反転させると、逆極性の放電が発生し、負電荷は電極301の方向に進み、正電荷は電極302の方向に進み、図15の(c)の状態に戻る。
【0009】
このように、高い書き込みパルスを印加することにより一旦放電が開始された後は、壁電荷の働きによりこの書き込みパルスよりも低い外部印加電圧(維持パルス)の極性を反転させることにより放電を維持させることができる。書き込みパルスを印加することにより放電を開始させることをアドレス放電と呼び、交互に反転する維持パルスを印加することにより放電を維持させることを維持放電と呼ぶ。
【0010】
次に、上記の駆動方法により放電セルを駆動する従来のプラズマディスプレイ装置のサステインドライバについて説明する。図16は従来のプラズマディスプレイ装置のサステインドライバの構成を示す回路図である。
【0011】
図16に示すように、サステインドライバ600は、回収コンデンサC11、回収コイルL11、スイッチSW11,SW12,SW21,SW22およびダイオードD11,D12を含む。
【0012】
スイッチSW11は、電源端子V11とノードN11との間に接続され、スイッチSW12は、ノードN11と接地端子との間に接続されている。電源端子V11には、電圧Vsusが印加される。ノードN11は、例えば480本のサステイン電極に接続され、図16では、複数のサステイン電極と接地端子との間の全容量に相当するパネル容量Cpが示されている。
【0013】
回収コンデンサC11は、ノードN13と接地端子との間に接続されている。ノードN13とノードN12との間にスイッチSW21およびダイオードD11が直列に接続され、ノードN12とノードN13との間にダイオードD12およびスイッチSW22が直列に接続されている。回収コイルL11は、ノードN12とノードN11との間に接続されている。
【0014】
図17は図16のサステインドライバ600の維持期間の動作を示すタイミング図である。図17には、図16のノードN11の電圧およびスイッチSW21,SW11,SW22,SW12の動作が示される。
【0015】
まず、期間Taにおいて、スイッチSW21がオンし、スイッチSW12がオフする。このとき、スイッチSW11,SW22はオフしている。これにより、回収コイルL11およびパネル容量CpによるLC共振により、ノードN11の電圧が緩やかに上昇する。次に、期間Tbにおいて、スイッチSW21がオフし、スイッチSW11がオンする。これにより、ノードN11の電圧が急激に上昇し、期間TcではノードN11の電圧がVsusに固定され、電源端子V11から供給される放電電流により維持放電が1回発生する。
【0016】
次に、期間Tdでは、スイッチSW11がオフし、スイッチSW22がオンする。これにより、回収コイルL11およびパネル容量CpによるLC共振により、ノードN11の電圧が緩やかに降下する。その後、期間Teにおいて、スイッチSW22がオフし、スイッチSW12がオンする。これにより、ノードN11の電圧が急激に降下し、接地電位に固定される。
【0017】
上記の動作を維持期間において繰り返し行うことにより、複数のサステイン電極に周期的な維持パルスPsuが印加され、維持パルスPsuの立ち上がり時に放電セルが放電し、維持放電が行われる。
【0018】
上記のように、従来のプラズマディスプレイ装置では、サステインドライバ等を用いて維持パルスの立ち上がり時に放電セルを1回だけ放電させ、次の維持パルスが印加されるまで放電を停止させている。この1回の放電では、放電電流が電源から供給され、放電に必要な電流が十分に供給されるが、放電電流に対して紫外線が飽和し、さらに紫外線に対しても可視光強度が飽和するため、放電電流が大きくなっても輝度はほとんど増加しない。
【0019】
このように、従来のプラズマディスプレイ装置では、電源から放電電流を供給して1回だけ放電させることにより発光させているため、投入電力に対して発光効率が低くなる。また、輝度の飽和が発生しないような低い電流レベルで放電セルを駆動すると、放電自体が不安定となり、繰り返し安定に放電を行うことができない。
【0020】
一方、特許文献1には、維持期間において第2の電圧Vkと第1の電圧Vs(>Vk)とを点灯すべきすべての放電セルに印加し、放電電圧の低い放電セルを第2の電圧Vkで放電させ、放電電圧の高い放電セルを第1の電圧Vsで放電させ、放電電流を分散させることが開示される。この場合、各放電セルは維持周期の半周期の間に1回放電するが、放電電圧の低い放電セルが第2の電圧Vkで放電した後、放電電圧の高い放電セルが第1の電圧Vsで放電するため、全体的に見ると維持周期の半周期の間に2回放電しているように見える。しかしながら、このような放電では、各放電セルは1回しか放電しておらず、PDP全体に対する放電電流が単に分散されるだけで点灯すべきすべての放電セルに対して発光効率を向上させることはできない。
【0021】
また、上記の特許文献1には、維持期間において第2の電圧Vk(≦Vs/10)と第1の電圧Vsとを点灯すべきすべての放電セルに印加することが開示される。この場合、放電電圧の低い放電セルが第1の電圧Vsで放電し、次のサイクルの第2の電圧Vkで再度放電し、放電電圧の高い放電セルが第1の電圧Vsで放電し、次のサイクルの第2の電圧Vkで再度弱く放電するかまたは放電しない。したがって、この場合も、点灯すべきすべての放電セルが維持周期の半周期の間に2回放電するわけではなく、1回しか放電しない放電セルも存在するため、点灯すべきすべての放電セルに対して発光効率を向上させることはできない。
【0022】
【特許文献1】
特開平11−282416号公報
【0023】
【発明が解決しようとする課題】
そこで、本発明者らは、連続して第1および第2の放電を発生させることにより、放電電流を削減させるとともに輝度を向上させ、発光効率を向上させることができる駆動方法を提案している。
【0024】
しかしながら、駆動回路の温度変化等により駆動回路の特性が変化すると放電セルの発光効率が低下したり、放電が起こらない場合がある。また、表示装置または駆動回路の生産ロット等の違いにより駆動回路の特性がばらつくことにより、放電セルの発光効率が低下したり、放電が起こらない場合もある。
【0025】
本発明の目的は、各放電セルにおいて放電を安定して発生させることができるとともに放電セルの発光効率を向上させることができる表示装置およびその駆動方法を提供することである。
【0026】
【課題を解決するための手段】
(1)第1の発明
第1の発明に係る表示装置は、第1および第2の電極を有する複数の放電セルを含む表示パネルと、放電セルに連続する第1および第2の放電を発生させるために、連続する第1および第2のパルスからなる駆動波形を発生して第1および第2の電極に交互に印加する駆動手段と、複数の放電セルのうち同時に点灯させる放電セルの点灯率を検出する点灯率検出手段とを備え、駆動手段は、第1および第2の電極に印加される駆動波形のうち一方の駆動波形における第2のパルスの立ち下がり期間と他方の駆動波形における第1のパルスの立ち上がり期間とが部分的に重なる期間を有するように駆動波形を制御し、点灯率検出手段により検出された点灯率に応じて、重なる期間における他方の駆動波形の第1のパルスのピークから他方の駆動波形における第2のパルスの立ち上がり開始時点までの遅延時間を制御する制御手段をさらに備え、制御手段は、点灯率が大きくなると遅延時間を長くするように制御するものである。
【0027】
本発明に係る表示装置においては、駆動手段により連続する第1および第2のパルスからなる駆動波形が発生され、放電セルの第1および第2の電極に交互に印加される。それにより、選択された放電セルにおいて、連続する第1および第2の放電が発生される。
【0028】
この場合、第1の放電により駆動波形(第1のパルス)の電圧が減少して第1の放電が弱められた後に駆動波形の電圧を再び増加させる(第2のパルス)ことにより、第1の放電に続けて第2の放電を発生させることができる。それにより、第1の放電では放電に必要な最低限の電力だけが投入されるので、第1の放電が弱まり始めた瞬間から電流制限により紫外線の飽和が緩和され、第1の放電の発光効率が向上する。この結果、点灯すべきすべての放電セルで発光効率の高い第1の放電が行われるとともにさらに第2の放電も行われる。したがって、点灯すべきすべての放電セルの発光効率を向上させることができる。
【0029】
また、第1および第2の電極に印加される駆動波形のうち一方の駆動波形における第2のパルスの立ち下がり期間と他方の駆動波形における第1のパルスの立ち上がり期間とが部分的に重なる期間を有するように駆動波形が制御されることにより、重なる期間における第1のパルスのピークから第2のパルスの立ち上がり開始時点までの遅延時間の広い範囲において放電が安定して行われるとともに、発光効率が向上する。それにより、駆動波形の第1および第2のパルスのタイミングのマージンが拡大される。
さらに、複数の放電セルのうち同時に点灯させる放電セルの点灯率が検出され、検出された点灯率に応じて重なる期間における第1のパルスのピークから第2のパルスの立ち上がり時点までの遅延時間が制御されるので、点灯率に応じた最適な状態で第1および第2の放電を発生させ、発光効率を向上させることができるとともに、第1および第2の放電を繰り返し安定に発生させることができる。それにより、点灯率が変化しても安定に放電を繰り返し行うことができるとともに、投入電力に対する発光効率を向上させて消費電力を低減することができる。
【0030】
したがって、表示パネルまたは駆動手段の温度変化または生産ロット等の違いにより駆動手段の特性がばらついた場合でも、各放電セルにおいて放電を安定して発生させることができるとともに、放電セルの発光効率を向上させることができる。
【0056】
(2)第2の発明
第2の発明に係る表示装置の駆動方法は、第1および第2の電極を有する複数の放電セルを選択的に放電させて画像を表示する表示装置の駆動方法であって、複数の放電セルのうち点灯させるべき放電セルを選択するステップと、選択された放電セルに連続する第1および第2の放電を発生させるために、連続する第1および第2のパルスからなる駆動波形を発生して第1および第2の電極に交互に印加するステップと、複数の放電セルのうち同時に点灯させる放電セルの点灯率を検出するステップとを備え、第1および第2の電極に印加される駆動波形のうち一方の電極に印加する駆動波形における第2のパルスの立ち下がり期間と他方の電極に印加する駆動波形における第1のパルスの立ち上がり期間とが部分的に重なる期間を有するように駆動波形を制御するとともに、点灯率が大きくなると重なる期間における他方の電極に印加する駆動波形の第1のパルスのピークから他方の電極に印加する駆動波形における第2のパルスの立ち上り開始時点までの遅延時間を長くするように制御するものである。
【0057】
本発明に係る発明に係る表示装置の駆動方法においては、複数の放電セルのうち点灯させるべき放電セルが選択され、選択された放電セルに連続する第1および第2の放電を発生させるために、連続する第1および第2のパルスからなる駆動波形が発生され、第1および第2の電極に交互に印加される。それにより、選択された放電セルにおいて、連続する第1および第2の放電が発生される。
【0058】
この場合、第1の放電により、駆動波形(第1のパルス)の電圧が減少して第1の放電が弱められた後に駆動波形の電圧を再び増加させる(第2のパルス)ことにより、第1の放電に続けて第2の放電を発生させることができる。それにより、第1の放電では、放電に必要な最低限の電力だけが投入されるので、第1の放電が弱まり始めた瞬間から電流制限により紫外線の飽和が緩和され、第1の放電の発光効率が向上する。この結果、点灯すべき全ての放電セルで発光効率の高い第1の放電が行われるとともにさらに第2の放電も行われる。したがって、点灯すべきすべての放電セルの発光効率を向上させることができる。
【0059】
また、第1および第2の電極に印加される駆動波形のうち、一方の駆動波形における第2のパルスの立ち下がり期間と他方の駆動波形における第1のパルスの立ち上がり期間とが部分的に重なる期間を有するように駆動波形が制御されることにより、重なる期間における第1のパルスのピークから第2のパルスの立ち上がり開始時点までの遅延時間の広い範囲において放電が安定して行われるとともに、発光効率が向上する。それにより、駆動波形の第1および第2のパルスのタイミングのマージンが拡大される。
さらに、複数の放電セルのうち同時に点灯させる放電セルの点灯率が検出され、検出された点灯率に応じて重なる期間における第1のパルスのピークから第2のパルスの立ち上がり時点までの遅延時間が制御されるので、点灯率に応じた最適な状態で第1および第2の放電を発生させ、発光効率を向上させることができるとともに、第1および第2の放電を繰り返し安定に発生させることができる。それにより、点灯率が変化しても安定に放電を繰り返し行うことができるとともに、投入電力に対する発光効率を向上させて消費電力を低減することができる。
【0060】
したがって、表示パネルまたは駆動手段の温度変化または生産ロット等の違いにより駆動手段の特性がばらついた場合でも、各放電セルにおいて放電を安定して発生させることができるとともに、放電セルの発光効率を向上させることができる。
【0061】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る表示装置の一例としてAC型プラズマディスプレイ装置について説明する。
【0062】
(1)第1の実施の形態
図1は本発明の第1の実施の形態によるプラズマディスプレイ装置の構成を示すブロック図である。
【0063】
図1のプラズマディスプレイ装置は、A/Dコンバータ(アナログ・デジタル変換器)1、映像信号−サブフィールド対応付け器2、サブフィールド処理器3、データドライバ4、スキャンドライバ5、サステインドライバ6、PDP(プラズマディスプレイパネル)7およびサブフィールド点灯率測定器8を備える。
【0064】
図1のA/Dコンバータ1には、映像信号VDが入力される。A/Dコンバータ1は、アナログの映像信号VDをデジタルの画像データに変換し、映像信号−サブフィールド対応付け器2へ出力する。映像信号−サブフィールド対応付け器2は、1フィールドを複数のサブフィールドに分割して表示するため、1フィールドの画像データから各サブフィールドの画像データSPを作成し、サブフィールド処理器3およびサブフィールド点灯率測定器8へ出力する。
【0065】
サブフィールド点灯率測定器8は、サブフィールドごとの画像データSPから、PDP7上で同時に駆動される放電セル14の点灯率を検出し、その結果をサブフィールド点灯率信号SLとしてサブフィールド処理器3へ出力する。
【0066】
ここで、点灯率とは、独立に点灯/非点灯の状態に制御することができる放電空間の最小単位を放電セルと呼ぶとすると、
(点灯率)=(同時に点灯させる放電セルの数)/(PDPの全放電セル数)
をいうものとする。
【0067】
具体的には、サブフィールド点灯率測定器8は、映像信号−サブフィールド対応付け器2によって生成されるサブフィールドごとの放電セルの点灯/非点灯を表わす1ビット情報に分解された映像信号情報を用いてすべてのサブフィールドの点灯率を別々に計算し、その結果をサブフィールド点灯率信号SLとしてサブフィールド処理器3へ出力する。
【0068】
例えば、サブフィールド点灯率測定器8は、内部にカウンタを備え、点灯/非点灯を表わす1ビット情報に分解された映像信号情報が点灯を表わす場合にカウンタの値を1ずつ増加させることにより点灯している放電セルの総数をサブフィールドごとに求め、これをPDP7のすべての放電セル数で除算して点灯率を求める。
【0069】
サブフィールド処理器3は、サブフィールドごとの画像データSPおよびサブフィールド点灯率信号SLからデータドライバ駆動制御信号DS、スキャンドライバ駆動制御信号CSおよびサステインドライバ駆動制御信号USを作成し、それぞれデータドライバ4、スキャンドライバ5およびサステインドライバ6へ出力する。
【0070】
PDP7は、複数のアドレス電極(データ電極)11、複数のスキャン電極(走査電極)12および複数のサステイン電極(維持電極)13を含む。複数のアドレス電極11は、画面の垂直方向に配列され、複数のスキャン電極12および複数のサステイン電極13は、画面の水平方向に配列されている。また、複数のサステイン電極13は、共通に接続されている。アドレス電極11、スキャン電極12およびサステイン電極13の各交点には、放電セル14が形成され、各放電セル14が画面上の画素を構成する。
【0071】
データドライバ4は、PDP7の複数のアドレス電極11に接続されている。スキャンドライバ5は、各スキャン電極12ごとに設けられた駆動回路を内部に備え、各駆動回路がPDP7の対応するスキャン電極12に接続されている。サステインドライバ6は、PDP7の複数のサステイン電極13に接続されている。
【0072】
データドライバ4は、データドライバ駆動制御信号DSに従い、書き込み期間において、画像データSPに応じてPDP7の該当するアドレス電極11に書き込みパルスを印加する。スキャンドライバ5は、スキャンドライバ駆動制御信号CSに従い、書き込み期間において、シフトパルスを垂直走査方向にシフトしつつPDP7の複数のスキャン電極12に書き込みパルスを順に印加する。これにより、該当する放電セル14においてアドレス放電が行われる。
【0073】
また、スキャンドライバ5は、スキャンドライバ駆動制御信号CSに従い、維持期間において、周期的な維持パルスPscをPDP7の複数のスキャン電極12に印加する。一方、サステインドライバ6は、サステインドライバ駆動制御信号USに従い、維持期間において、PDP7の複数のサステイン電極13に、スキャン電極12の維持パルスPscに対して180°位相のずれた維持パルスPsuを同時に印加する。これにより、該当する放電セル14において維持放電が行われる。
【0074】
後述するように、スキャン電極12に印加される維持パルスPscおよびサステイン電極13に印加される維持パルスPsuの各々は、連続する第1および第2の放電を発生させるために第1の山(第1のパルス)および第2の山(第2のパルス)からなる二山波形を有する。
【0075】
スキャンドライバ5およびサステインドライバ6は、後述するように、スキャンドライバ駆動制御信号CSおよびサステインドライバ駆動制御信号USに従い、維持期間においてサブフィールド点灯率信号SLに応じて維持パルスPsc,Psuにおける第2のパルス立ち上がりのタイミングを変化させる。
【0076】
図1に示すプラズマディスプレイ装置では、階調表示駆動方式として、ADS(Address Display-Period Separation :アドレス・表示期間分離)方式が用いられている。図2は図1に示すプラズマディスプレイ装置に適用されるADS方式を説明するための図である。なお、図2では、駆動波形の立ち下がり時に放電を行う負極性のパルスの例を示しているが、立ち上がり時に放電を行う正極性のパルスの場合でも基本的な動作は以下と同様である。
【0077】
ADS方式では、1フィールド(1/60秒=16.67ms)を複数のサブフィールドに時間的に分割する。例えば、8ビットで256階調表示を行う場合には、1フィールドを8つのサブフィールドSF1〜SF8に分割する。また、各サブフィールドSF1〜SF8は、セットアップ期間P1、書き込み期間P2および維持期間P3に分離され、セットアップ期間P1において各サブフィールドのセットアップ処理が行われ、書き込み期間P2において点灯される放電セル14を選択するためのアドレス放電が行われ、維持期間P3において表示のための維持放電が行われる。
【0078】
セットアップ期間P1においては、サステイン電極13に単一パルスが加えられ、スキャン電極12(図2ではスキャン電極の本数としてn本が表示されているが、実際には、例えば480本のスキャン電極が用いられる。)にもそれぞれ単一パルスが加えられる。これにより予備放電が行われる。
【0079】
書き込み期間P2においては、スキャン電極12が順次走査され、アドレス電極11からパルスを受けた放電セル14だけに所定の書き込み処理が行われる。これによりアドレス放電が行われる。
【0080】
維持期間P3においては、各サブフィールドSF1〜SF8に重み付けされた値に応じた維持パルスPsu,Pscがサステイン電極13およびスキャン電極12へ出力される。例えば、サブフィールドSF1では、サステイン電極13に維持パルスPsuが1回印加され、スキャン電極12に維持パルスPscが1回印加され、書き込み期間P2において選択された放電セル14が2回維持放電を行う。また、サブフィールドSF2では、サステイン電極13に維持パルスPsuが2回印加され、スキャン電極12に維持パルスPscが2回印加され、書き込み期間P2において選択された放電セル14が4回維持放電を行う。
【0081】
上記のように、各サブフィールドSF1〜SF8では、サステイン電極13およびスキャン電極12に1回、2回、4回、8回、16回、32回、64回、128回維持パルスPsu,Pscが印加され、パルス数に応じた明るさ(輝度)で放電セル14が発光する。すなわち、維持期間P3は、書き込み期間P2で選択された放電セル14が明るさの重み付け量に応じた回数で放電する期間である。
【0082】
このように、サブフィールドSF1〜SF8では、それぞれ、1、2、4、8、16、32、64、128の明るさの重み付けがなされ、これらのサブフィールドSF1〜SF8を組み合わせることにより、明るさのレベルを0〜255までの256段階で調整することができる。なお、サブフィールドの分割数および重み付け値等は、上記の例に特に限定されず、種々の変更が可能であり、例えば、動画疑似輪郭を低減するために、サブフィールドSF8を二つに分割して二つのサブフィールドの重み付け値を64に設定してもよい。
【0083】
次に、図1に示すスキャンドライバ5およびサステインドライバ6について詳細に説明する。図3は図1に示すスキャンドライバ5およびサステインドライバ6の構成を示す回路図である。以下の説明では、駆動波形の立ち上がり時に放電を行う正極性のパルスの例を示しているが、立ち下がり時に放電を行う負極性のパルスを用いてもよい。なお、図3には、スキャンドライバ5において維持パルスを発生する維持パルス発生回路が示される。
【0084】
図3に示すスキャンドライバ5は、FET(電界効果型トランジスタ、以下トランジスタと略記する)QC1〜QC4、回収コンデンサC1、回収コイルL1およびダイオードD1,D2を含む。一方、サステインドライバ6は、FET(電界効果型トランジスタ、以下トランジスタと略記する)QS1〜QS4、回収コンデンサC2、回収コイルL2およびダイオードD3,D4を含む。
【0085】
スキャンドライバ5のトランジスタQC1は、電源端子とノードN1との間に接続され、ゲートには制御信号SC1が入力される。電源端子には、電圧Vsusが印加される。トランジスタQC2は、ノードN1と接地端子との間に接続され、ゲートには制御信号SC2が入力される。
【0086】
回収コンデンサC1は、ノードN3と接地端子との間に接続される。トランジスタQC3およびダイオードD1は、ノードN3とノードN2との間に直列に接続される。ダイオードD2およびトランジスタQC4は、ノードN2とノードN3との間に直列に接続される。トランジスタQC3のゲートには、制御信号SC3が入力され、トランジスタQC4のゲートには制御信号SC4が入力される。回収コイルL1は、ノードN2とノードN1との間に接続される。
【0087】
一方、サステインドライバ6のトランジスタQS1は、電源端子とノードN4との間に接続され、ゲートには制御信号SS1が入力される。電源端子には、電圧Vsusが印加される。トランジスタQS2は、ノードN4と接地端子との間に接続され、ゲートには制御信号SS2が入力される。
【0088】
回収コンデンサC2は、ノードN6と接地端子との間に接続される。トランジスタQS3およびダイオードD3は、ノードN6とノードN5との間に直列に接続される。ダイオードD4およびトランジスタQS4は、ノードN5とノードN6との間に直列に接続される。トランジスタQS3のゲートには、制御信号SS3が入力され、トランジスタQS4のゲートには制御信号SS4が入力される。回収コイルL2は、ノードN4とノードN5との間に接続される。
【0089】
また、図3のノードN1は、例えば480本のスキャン電極12に接続され、ノードN4は、例えば480本に分岐したサステイン電極13に接続されている。そのため、図3においては、複数のスキャン電極12と接地端子との間の全容量と複数のサステイン電極13と接地端子との間の全容量とをパネル容量Cpとして示している。
【0090】
本実施の形態に係るプラズマディスプレイ装置では、スキャン電極12に印加される維持パルスPscの第2の山(第2のパルス)の立ち下がりの期間とサステイン電極13に印加される維持パルスPsuの第1の山(第1のパルス)の立ち上がりの期間とが重なり合い、サステイン電極13に印加される維持パルスPsuの第2の山(第2のパルス)の立ち下がりの期間とスキャン電極12に印加される維持パルスPscの第1の山(第1のパルス)の立ち上がりの期間とが重なり合うように、スキャン電極12に印加される維持パルスPscおよびサステイン電極13に印加される維持パルスPsuの発生タイミングが制御される。すなわち、スキャン電極12に印加される維持パルスPscの第2の山の立ち下がりとサステイン電極13に印加される維持パルスPsuの第1の山の立ち上がりとが交差し、サステイン電極13に印加される維持パルスPsuの第2の山の立ち下がりとスキャン電極12に印加される維持パルスPscの第1の山の立ち上がりとが交差する。以下、このように交差する二山の維持パルスPsc,Psuを用いてスキャン電極12およびサステイン電極13を駆動する方法をクロスあり高効率駆動と呼ぶ。一方、交差しない二山の維持パルスPsc,Psuを用いてスキャン電極12およびサステイン電極13を駆動する方法をクロスなし高効率駆動と呼ぶ。
【0091】
次に、図4は比較例のプラズマディスプレイ装置のスキャンドライバ5およびサステインドライバ6の維持期間の動作の一例を示すタイミング図であり、図5は第1の実施の形態のプラズマディスプレイ装置のスキャンドライバ5およびサステインドライバ6の維持期間の動作の一例を示すタイミング図である。比較例のプラズマディスプレイ装置では、クロスなし高効率駆動を行い、第1の実施の形態のプラズマディスプレイ装置では、クロスあり高効率駆動を行う。
【0092】
図4および図5には、維持期間の1周期において、図3のノードN1,N4の電圧、トランジスタQC1〜QC4に入力される制御信号SC1〜SC4およびトランジスタQS1〜QS4に入力される制御信号SS1〜SS4が示される。なお、制御信号SC1〜SC4は、維持期間においてスキャンドライバ駆動制御信号CSとしてサブフィールド処理器3からスキャンドライバ5に出力される信号であり、制御信号SS1〜SS4は、維持期間においてサステインドライバ駆動制御信号USとしてサブフィールド処理器3からサステインドライバ6に出力される信号である。
【0093】
なお、以下に説明する連続した第1および第2の放電とは、1つの放電セルごとに第1の放電に続いて第2の放電が行われ、PDPの点灯すべきすべての放電セルが必ず2回放電することを意味し、放電セルのばらつきにより早く放電する放電セルと遅く放電する放電セルが異なるタイミングで各々1回だけ放電を行うような場合は含まない。
【0094】
まず、図4に示す比較例のプラズマディスプレイ装置の維持期間の動作を説明する。
【0095】
サステインドライバ6では、期間TSAにおいて、制御信号SS2がローレベルになりトランジスタQS2がオフし、制御信号SS3がハイレベルになりトランジスタQS3がオンする。このとき、制御信号SS1はローレベルにありトランジスタQS1はオフし、制御信号SS4はローレベルにありトランジスタQS4はオフしている。したがって、回収コンデンサC2がトランジスタQS3およびダイオードD3を介して回収コイルL2に接続され、回収コイルL2およびパネル容量CpによるLC共振により、ノードN4の電圧が接地電位Vgから滑らかに上昇する。このとき、回収コンデンサC2の電荷がトランジスタQS3、ダイオードD3および回収コイルL2を介してパネル容量Cpへ放出される。
【0096】
ノードN4の電圧が上昇し、維持期間における放電開始電圧を超え、放電セル14が第1の放電を開始すると、放電強度が上昇し始める。その後、第1の放電がある程度大きくなり、必要とされる放電電流が回収コンデンサC2と回収コイルL2とで構成されるLC回路の電力供給能力を超えると、期間TSBにおいて、ノードN4の電圧が極大値Vpuから極小値Vpbへ降下し、第1の放電が弱まり、これに応じて放電強度も低下する。第1の放電が弱まり始めた瞬間から電流制限により紫外線放出量の飽和が緩和され始め、その後放電電流に対する紫外線の飽和が少なくなり、発光に寄与しない余分な放電電流が流れないため、発光効率が向上する。
【0097】
次に、期間TSCにおいて、制御信号SS1がハイレベルになりトランジスタQS1がオンし、制御信号SS3がローレベルになりトランジスタQS3がオフすると、ノードN4の電圧がVsusまで上昇する。
【0098】
ノードN4の電圧が極小値Vpbから上昇し、再び放電開始電圧を越えると、放電セル14が第1の放電に続いて第2の放電が開始され、放電強度も再び上昇し始める。このとき、第1の放電に続いて第2の放電を発生させているため、第2の放電時には、第1の放電により放電空間に残留する荷電粒子および励起原子等のプライミング効果により放電し易い状態となり、第2の放電を安定に行うことができる。
【0099】
また、第2の放電時には、放電電流が制限されることなく電源端子から十分に供給されるため、第2の放電が十分な強度すなわち第1の放電のピーク値より大きなピーク値を有し、次の第1の放電に必要な壁電荷が十分に蓄えられ、維持放電を安定して繰り返すことができる。
【0100】
その後、ノードN4の電圧がVsusに保持されると、従来と同様に第2の放電が停止し、これに応じて放電強度も低下する。
【0101】
上記のように放電セル14に連続して第1および第2の放電を発生させると、以下の理由により発光効率が向上するものと考えられる。
【0102】
まず、第1の放電では、回収コンデンサC2から回収コイルL2を介して放電に必要な電荷が供給されており、このため供給される電流はパネル容量Cpと回収コイルL2の共振回路で決まる値に制限される。さらに、放電電流の供給源が回収コンデンサC2であるため、放電が大きくなると十分な電荷を供給することができず、ノードN4の電圧の降下とともに第1の放電が弱まりまたは停止する。すなわち、第1の放電では、インダクタンス素子等を介することなく接続され十分な電荷を供給することができる電源端子からの電流供給による放電の場合と異なり、放電に必要な最低限の電荷しか供給されないため、第1の放電が弱まり始めた瞬間から電流制限により紫外線放出量の飽和が緩和され始め、その後放電電流に対する紫外線の飽和が少なくなる。したがって、放電セル14の蛍光体発光に寄与しない余分な放電電流が流れないため、投入電力に対する発光効率を向上することができる。
【0103】
また、第2の放電では、第1の放電により壁電圧が減少し、放電空間に残った空間電荷を利用したプライミング効果により放電空間にかかる実効的な電圧がかなり低い状態すなわち過剰に電圧を印加しない状態で放電が行われ、第2の放電でも発光効率が向上される。
【0104】
このように、第1および第2の放電を連続して行うことにより発光効率を向上することができるので、投入電力に対する発光効率を向上させて消費電力を低減することができる。また、投入電力を低下させない場合は、この発光効率の向上により節約された電力を発光回数の増加による表示輝度の向上に当てることができる。
【0105】
次に、期間TSDにおいて、制御信号SS1がローレベルになりトランジスタQS1がオフし、制御信号SS4がハイレベルになりトランジスタQS4がオンする。したがって、回収コンデンサC2がトランジスタQS4およびダイオードD4を介して回収コイルL2に接続され、回収コイルL2およびパネル容量CpによるLC共振により、ノードN4の電圧が緩やかに降下する。このとき、パネル容量Cpに蓄えられた電荷は回収コイルL2、ダイオードD4およびトランジスタQS4を介して回収コンデンサC2に蓄えられ、電荷が回収される。
【0106】
次に、期間TSEにおいて、制御信号SS2がハイレベルになりトランジスタQS2がオンし、制御信号SS4がローレベルになりトランジスタQS4がオフする。したがって、ノードN4が接地端子に接続され、ノードN4の電圧が降下し、接地電位Vgに固定される。
【0107】
なお、上記の期間TSA〜期間TSEにおいて、スキャンドライバ5では、制御信号SC1,SC3,SC4がローレベルにありトランジスタQC1,QC3,QC4がオフし、制御信号SC2がハイレベルにありトランジスタQC2がオンしている。それにより、ノードN1の電圧が接地電位Vgに固定されている。
【0108】
続いて、期間TCAにおいて、スキャンドライバ5では、制御信号SC2がローレベルになりトランジスタQC2がオフし、制御信号SC3がハイレベルになりトランジスタQC3がオンする。このとき、制御信号SC1はローレベルにありトランジスタQC1はオフし、制御信号SC4はローレベルにありトランジスタQC4はオフしている。したがって、回収コンデンサC1がトランジスタQC3およびダイオードD1を介して回収コイルL1に接続され、回収コイルL1およびパネル容量CpによるLC共振により、ノードN1の電圧が接地電位Vgから滑らかに上昇する。このとき、回収コンデンサC1の電荷がトランジスタQC3、ダイオードD1および回収コイルL1を介してパネル容量Cpへ放出される。
【0109】
ノードN1の電圧が上昇し、維持期間における放電開始電圧を超え、放電セル14が第1の放電を開始すると、放電強度が上昇し始める。その後、第1の放電がある程度大きくなり、必要とされる放電電流が回収コンデンサC1と回収コイルL1とで構成されるLC回路の電力供給能力を超えると、期間TCBにおいて、ノードN1の電圧が極大値Vpuから極小値Vpbへ降下し、第1の放電が弱まり、これに応じて放電強度も低下する。第1の放電が弱まり始めた瞬間から電流制限により紫外線放出量の飽和が緩和され始め、その後放電電流に対する紫外線の飽和が少なくなり、発光に寄与しない余分な放電電流が流れないため、発光効率が向上する。
【0110】
次に、期間TCCにおいて、制御信号SC1がハイレベルになりトランジスタQC1がオンし、制御信号SC3がローレベルになりトランジスタQC3がオフすると、ノードN1の電圧がVsusまで上昇する。
【0111】
ノードN1の電圧が極小値Vpbから上昇し、再び放電開始電圧を越えると、放電セル14が第1の放電に続いて第2の放電が開始され、放電強度も再び上昇し始める。このとき、第1の放電に続いて第2の放電を発生させているため、第2の放電時には、第1の放電により放電空間に残留する荷電粒子および励起原子等のプライミング効果により放電し易い状態となり、第2の放電を安定に行うことができる。
【0112】
また、第2の放電時には、電源端子から放電電流が制限されることなく、十分に供給されるため、第2の放電が十分な強度すなわち第1の放電のピーク値より大きなピーク値を有し、次の第1の放電に必要な壁電荷が十分に蓄えられ、維持放電を安定して繰り返すことができる。
【0113】
その後、ノードN1の電圧がVsusに保持されると、従来と同様に第2の放電が停止し、これに応じて放電強度も低下する。
【0114】
次に、期間TCDにおいて、制御信号SC1がローレベルになりトランジスタQC1がオフし、制御信号SC4がハイレベルになりトランジスタQC4がオンする。したがって、回収コンデンサC1がトランジスタQC4およびダイオードD2を介して回収コイルL1に接続され、回収コイルL1およびパネル容量CpによるLC共振により、ノードN1の電圧が緩やかに降下する。このとき、パネル容量Cpに蓄えられた電荷は、回収コイルL1、ダイオードD2およびトランジスタQC4を介して回収コンデンサC1に蓄えられ、電荷が回収される。
【0115】
次に、期間TCEにおいて、制御信号SC2がハイレベルになりトランジスタQC2がオンし、制御信号SC4がローレベルになりトランジスタQC4がオフする。したがって、ノードN1が接地端子に接続され、ノードN1の電圧が降下し、接地電位Vgに固定される。
【0116】
なお、上記の期間TCA〜期間TCEにおいて、サステインドライバ6では、、制御信号SS1,SS3,SS4がローレベルにありトランジスタQC1,QS3,QS4がオフし、制御信号SS2がハイレベルにありトランジスタQS2がオンしている。それにより、ノードN4の電圧が接地電位Vgに固定されている。
【0117】
以上の動作を維持期間において繰り返し行うことにより、接地電位Vgから電圧Vsusに立ち上がるときに連続して第1および第2の放電を発生させる周期的な維持パルスPsuを複数のサステイン電極13に印加することができ、サステイン電極13に印加される維持パルスPsuと同様の波形を有し180°位相がずれた周期的な維持パルスPscを複数のスキャン電極12に印加することができる。
【0118】
次に、図5に示す第1の実施の形態のプラズマディスプレイ装置の維持期間の動作を説明する。図5に示す第1の実施の形態のプラズマディスプレイ装置の維持期間の動作が図4に示す比較例のプラズマディスプレイ装置の維持期間の動作と異なるのは以下の点である。
【0119】
図5に示すように、期間TSDにおいて、サステインドライバ6の制御信号SS1がローレベルになりトランジスタQS1がオフし、制御信号SS4がハイレベルになりトランジスタQS4がオンする。したがって、回収コンデンサC2がトランジスタQS4およびダイオードD3を介して回収コイルL2に接続され、回収コイルL2およびパネル容量CpによるLC共振により、ノードN4の電圧が緩やかに降下する。このとき、パネル容量Cpに蓄えられた電荷は、回収コイルL2、ダイオードD4およびトランジスタQS4を介して回収コンデンサC2に蓄えられ、電荷が回収される。
【0120】
また、上記の期間TSDと同じ期間TCAにおいて、スキャンドライバ5の制御信号SC2がローレベルになりトランジスタQC2がオフし、制御信号SC3がハイレベルになりトランジスタQC3がオンする。このとき、制御信号SC1はローレベルにありトランジスタQC1はオフし、制御信号SC4はローレベルにありトランジスタQC4はオフしている。したがって、回収コンデンサC1がトランジスタQC3およびダイオードD1を介して回収コイルL1に接続され、回収コイルL1およびパネル容量CpによるLC共振により、ノードN1の電圧が接地電位Vgから滑らかに上昇する。このとき、回収コンデンサC1の電荷がトランジスタQC3、ダイオードD1および回収コイルL1を介してパネル容量Cpに放出される。
【0121】
このとき、スキャンドライバ5では、ノードN1の電圧が上昇し、維持期間における放電開始電圧を超え、放電セル14が第1の放電を開始すると、放電強度が上昇し始める。
【0122】
続いて、期間TSEにおいて、サステインドライバ6の制御信号SS2がハイレベルになりトランジスタQS2がオンし、制御信号SS4がローレベルになりトランジスタQS4がオフする。したがって、ノードN4が接地端子に接続され、ノードN4の電圧が降下し、接地電位Vgに固定される。
【0123】
一方、スキャンドライバ5では、第1の放電がある程度大きくなり、必要とされる放電電流が回収コンデンサC1と回収コイルL1とで構成されるLC回路の電力供給能力を超えると、期間TCBにおいて、ノードN1の電圧が極大値Vpuから極小値Vpbへ降下し、第1の放電が弱まり、これに応じて放電強度も低下する。第1の放電が弱まり始めた瞬間から電流制限により紫外線放出量の飽和が緩和され始め、その後放電電流に対する紫外線の飽和が少なくなり、発光に寄与しない余分な放電電流が流れないため、発光効率が向上する。ここで、期間TCBは、上記の期間TSEと同じ開始点を有し、期間TSEよりも遅く終了する。
【0124】
次いで、期間TCCにおけるスキャンドライバ5およびサステインドライバ6の動作は図4の期間TCCの動作と同様である。
【0125】
続いて、期間TCDにおいて、スキャンドライバ5の制御信号SC1がローレベルになりトランジスタQC1がオフし、制御信号SC4がハイレベルになりトランジスタQC4がオンする。したがって、回収コンデンサC1がトランジスタQC4およびダイオードD2を介して回収コイルL1に接続され、回収コイルL1およびパネル容量CpによるLC共振により、ノードN1の電圧が緩やかに降下する。このとき、パネル容量Cpに蓄えられた電荷は、回収コイルL1、ダイオードD2およびトランジスタQC4を介してコンデンサC1に蓄えられ、電荷が回収される。
【0126】
また、上記の期間TCDと同じ期間TSAにおいて、サステインドライバ6の制御信号SS2がローレベルになりトランジスタQS2がオフし、制御信号SS3がハイレベルになりトランジスタQS3がオンする。このとき、制御信号SS1はローレベルにありトランジスタQS1はオフし、制御信号SS4はローレベルにありトランジスタQS4はオフしている。したがって、回収コンデンサC2がトランジスタQS3およびダイオードD2を介して回収コイルL2に接続され、回収コイルL2およびパネル容量CpによるLC共振により、ノードN4の電圧が接地電位Vgから滑らかに上昇する。このとき、回収コンデンサC2の電荷がトランジスタQS3、ダイオードD3および回収コイルL2を介してパネル容量Cpに放出される。
【0127】
このとき、サステインドライバ6では、ノードN4の電圧が上昇し、維持期間における放電開始電圧を超え、放電セル14が第1の放電を開始すると、放電強度が上昇し始める。
【0128】
続いて、期間TCEにおいて、スキャンドライバ5の制御信号SC2がハイレベルになりトランジスタQC2がオンし、制御信号SC4がローレベルになりトランジスタQC4がオフする。したがって、ノードN1が接地端子に接続され、ノードN1の電圧が降下し、接地電位Vgに固定される。
【0129】
一方、サステインドライバ6では、第1の放電がある程度大きくなり、必要とされる放電電流が回収コンデンサC2と回収コイルL2とで構成されるLC回路の電力供給能力を超えると、期間TSBにおいて、ノードN4の電圧が極大値Vpuから極小値Vpbへ降下し、第1の放電が弱まり、これに応じて放電強度も低下する。第1の放電が弱まり始めた瞬間から電流制限により紫外線放出量の飽和が緩和され始め、その後放電電流に対する紫外線の飽和が少なくなり、発光に寄与しない余分な放電電流が流れないため、発光効率が向上する。ここで、期間TSBは、上記の期間TCEと同じ開始点を有し、期間TCEよりも遅く終了する。
【0130】
上記のように、放電セル14に連続して第1および第2の放電を発生させると、以下の理由により発光効率が向上するものと考えられる。
【0131】
まず、サステインドライバ6による第1の放電では、回収コンデンサC2から回収コイルL2を介して放電に必要な電荷が供給されており、このため供給される電流はパネル容量Cpと回収コイルL2の共振回路で決まる値に制限される。さらに、放電電流の供給源が回収コンデンサC2であるため、放電が大きくなると十分な電荷を供給することができず、ノードN4の電圧の降下とともに第1の放電が弱まりまたは停止する。すなわち、第1の放電では、インダクタンス素子等を介することなく接続され十分な電荷を供給することができる電源端子からの電流供給による放電の場合と異なり、放電に必要な最低限の電荷しか供給されないため、第1の放電が弱まり始めた瞬間から電流制限により紫外線放出量の飽和が緩和され始め、その後放電電流に対する紫外線の飽和が少なくなる。したがって、放電セル14の蛍光体発光に寄与しない余分な放電電流が流れないため、投入電力に対する発光効率を向上することができる。
【0132】
また、第2の放電では、第1の放電により壁電圧が減少し、放電空間に残った空間電荷を利用したプライミング効果により放電空間にかかる実効的な電圧がかなり低い状態すなわち過剰に電圧を印加しない状態で放電が行われ、第2の放電でも発光効率が向上される。
【0133】
このように、第1および第2の放電を連続して行うことにより発光効率を向上することができるので、投入電力に対する発光効率を向上させて消費電力を低減することができる。また、投入電力を低下させない場合は、この発光効率の向上により節約された電力を発光回数の増加による表示輝度の向上に当てることができる。スキャンドライバ5による第1および第2の放電もサステインドライバ6による第1および第2の放電と同様に行われる。
【0134】
また、図5に示したクロス高効率駆動では、スキャンドライバ5によりスキャン電極12に印加される維持パルスPscの第2の山の立ち下がり期間とサステインドライバ6によりサステイン電極13に印加される維持パルスPsuの第1の山の立ち上がりの期間とが重なり合い、サステインドライバ6によりサステイン電極13に印加される維持パルスPsuの第2の山の立ち下がりの期間とスキャンドライバ5によりスキャン電極12に印加される維持パルスPscの第1の山の立ち上がりの期間とが重なり合うことにより、スキャンドライバ5による回収時間においてサステインドライバ6による第1の放電が開始され、サステインドライバ6による回収時間においてスキャンドライバ5による第1の放電が開始される。それにより、後述するように、各放電セルにおいて放電セルを安定して放電させることができるとともに、放電セルの発光効率を向上させることができる。
【0135】
図6は図1に示すサブフィールド処理器3の主要部の構成を示すブロック図である。
【0136】
図6に示すサブフィールド処理器3は、点灯率/遅延時間LUT(ルックアップテーブル)31、遅延時間決定部32、基本制御信号発生器33および遅延器34,35を含む。
【0137】
点灯率/遅延時間LUT31は、遅延時間決定部32に接続され、実験データに基づく点灯率と遅延時間T1との関係をテーブル形式で記憶している。
【0138】
ここで、遅延時間T1とは、図4および図5のノードN4の電圧の極大値Vpuのタイミングから制御信号SS1の立ち上がりのタイミングまでの時間またはノードN1の電圧の極大値Vpuのタイミングから制御信号SC1の立ち上がりのタイミングまでの時間である。
【0139】
例えば、点灯率が30%に対して遅延時間T1として200nsが記憶され、点灯率が60%に対して遅延時間T1として400nsが記憶されている。
【0140】
遅延時間決定部32は、図1のサブフィールド点灯率測定器8から出力されるサブフィールド点灯率信号SLに応じて対応する遅延時間T1を点灯率/遅延時間LUT31から読み出し、読み出した遅延時間T1だけ遅延動作を行うように遅延器34,35を制御する。なお、遅延時間T1の決定は、上記のように実験データに基づく点灯率と遅延時間T1との関係をテーブル形式で記憶する例に特に限定されず、点灯率と遅延時間T1との関係を表わす近似式から点灯率に対応する遅延時間T1を求めるようにしてもよい。
【0141】
基本制御信号発生器33は、制御信号SC1〜SC4および制御信号SS1〜SS4を発生する。制御信号SC1は遅延器34を介してスキャンドライバ5に与えられ、制御信号SC2,SC3,SC4はスキャンドライバ5に与えられる。また、制御信号SS1は遅延器35を介してサステインドライバ6に与えられ、制御信号SS2,SS3,SS4はサステインドライバ6に与えられる。
【0142】
遅延器34は、入力された制御信号SC1の立ち上がりに対して遅延時間決定部32により決定された遅延時間T1だけ出力される制御信号SC1の立ち上がりを遅延させ、遅延器35は、入力された制御信号SS1の立ち上がりに対して遅延時間決定部32により決定された遅延時間T1だけ出力される制御信号SS1の立ち上がりを遅延させる。
【0143】
上記の構成により、サブフィールド処理器3は、サブフィールド点灯率測定器8により測定された点灯率に応じて遅延時間T1を変化させ、制御信号SC1,SS1がハイレベルになるタイミングを制御する。
【0144】
次に、図5に示したクロスあり高効率駆動による発光効率を図4に示したクロスなし高効率駆動による発光効率と比較して説明する。
【0145】
図7はサブフィールドごとの点灯率100%の場合の発光効率比と制御信号の遅延時間T1との関係を示す図である。ここで、発光効率をPDPの発光輝度に対する維持電力の比で定義する。
【0146】
なお、図7の横軸は制御信号SS1,SC1の遅延時間T1を示し、図7の縦軸は連続して第1および第2の放電を行った場合の各遅延時間T1での発光効率と一回だけ放電を行った場合の発光効率との比を示す。図中、四角印がクロスあり高効率駆動の場合を示し、菱形印がクロスなし高効率駆動の場合を示している。
【0147】
図7に示すように、クロスなし高効率駆動の場合でもクロスあり高効率駆動の場合でも、制御信号SS1,SC1の遅延時間T1が長くなると発光効率が上昇する。
【0148】
クロスなし高効率駆動の場合では、遅延時間T1がほぼ225nsになると、発光効率比が約1.20になる。しかし、遅延時間T1がほぼ225nsを超えると放電セル14で放電が起こらなくなる。
【0149】
一方、クロスあり高効率駆動の場合では、遅延時間T1がほぼ225nsを超えても放電セル14で放電が起こり、遅延時間T1がほぼ425nsになるまで放電が起こる。また、遅延時間T1が320nsを超えると発光効率が約1.20を超え、遅延時間T1がほぼ425nsになると、発光効率比が約1.42まで増加する。このように、クロスあり高効率駆動では、遅延時間T1の広い範囲で放電を発生させることができる。すなわち、制御信号SS1,SC1のタイミングのマージンが拡大する。
【0150】
次に、図8はサブフィールドごとの点灯率に対する発光効率の変化を示す図である。図8の横軸は点灯率を示し、図8の縦軸は連続して第1および第2の放電を行った場合の各点灯率での最大の発光効率と一回だけ放電を行った場合の発光効率との比を示す。
【0151】
図8に示すように、クロスあり高効率駆動での発光効率は、クロスなし高効率駆動での発光効率と比較して、点灯率のほぼ全域において向上している。
【0152】
例えば、図8に示すように、点灯率が40%の場合、クロスなし高効率駆動では発光効率比が1.1であるのに対し、クロスあり高効率駆動では発光効率比が1.3であり、点灯率が70%の場合、クロスなし高効率駆動では発光効率比が1.2であるのに対し、クロスあり高効率駆動では発光効率比が1.45となる。
【0153】
図7および図8の結果から、クロスあり高効率駆動では、クロスなし高効率駆動に比べて、制御信号SS1,SC1のタイミングのマージンが拡大するとともに、発光効率の向上が図られることがわかる。
【0154】
また、点灯率に応じて制御信号SS1,SC1の遅延時間T1を制御することにより、各放電セルにおいて、放電を安定して発生させることができるとともに、発光効率を向上させることができる。以下に、クロス高効率駆動における制御例を説明する。
【0155】
図9はサブフィールドごとの点灯率に応じた制御信号SS1,SC1の遅延時間T1の制御例を示す図である。図9の縦軸は遅延時間T1を示し、横軸はサブフィールドごとの点灯率を示す。
【0156】
図9に示すように、サブフィールドごとの点灯率に応じて制御信号SS1,SC1の遅延時間T1を変化させる。例えば、点灯率0%〜20%においては制御信号SS1,SC1の遅延時間T1を0nsとし、点灯率20%〜30%の間においては制御信号SS1,SC1の遅延時間T1を0ns〜200nsで変化させ、点灯率30%〜50%においては制御信号SS1,SC1の遅延時間T1を200nsとし、点灯率50%〜60%の間においては制御信号SS1,SC1の遅延時間を200ns〜400nsで変化させ、点灯率60%〜100%においては制御信号SS1,SC1の遅延時間を400nsとする。
【0157】
このようにして、クロスあり高効率駆動においてサブフィールドごとの点灯率に応じて制御信号SS1,SC1の遅延時間T1を制御することにより、サブフィールドごとの点灯率に応じた最適な発光効率で放電セルを駆動することができる。
【0158】
なお、サブフィールドごとの点灯率に応じて制御信号SS1,SC1の遅延時間T1を制御せずに遅延時間T1を一定に設定する場合には、図1のサブフィールド点灯率測定器8および図6のサブフィールド処理器3内の点灯率/遅延時間LUT31および遅延時間決定部32を設けなくてもよい。
【0159】
第1の実施の形態においては、スキャン電極12およびサステイン電極13が第1および第2の電極に相当し、プラズマディスプレイパネル7が表示パネルに相当し、維持パルスPsu,Pscが第1および第2のパルスからなる駆動波形に相当し、スキャンドライバ5およびサステインドライバ6が駆動手段に相当し、サブフィールド点灯率測定器8が点灯率検出手段またはサブフィールド点灯率検出手段に相当し、遅延時間決定部32が第1の遅延時間を決定する決定手段に相当し、遅延器34,35が制御手段に相当し、点灯率/遅延時間LUT31が記憶手段に相当し、映像信号−サブフィールド対応付け器2がサブフィールド分割手段に相当し、遅延時間T1が第1の遅延時間に相当する。
【0160】
(2)第2の実施の形態
次に、第2の実施の形態に係るプラズマディスプレイ装置について説明する。第2の実施の形態に係るプラズマディスプレイ装置が、第1の実施の形態に係るプラズマディスプレイ装置と異なるのはサブフィールド処理器3の構成および動作ならびにスキャンドライバ5およびサステインドライバ6により維持期間に発生される維持パルスPsc,Psuの波形である。サブフィールド処理器3の構成および動作については後述する。
【0161】
図10は第2の実施の形態のプラズマディスプレイ装置のスキャンドライバ5およびサステインドライバ6の維持期間の動作の一例を示すタイミング図である。
【0162】
図10には、維持期間の1周期において、図3のノードN1,N4の電圧、トランジスタQC1〜QC4に入力される制御信号SC1〜SC4およびトランジスタQS1〜QS4に入力される制御信号SS1〜SS4が示される。なお、制御信号SC1〜SC4は、維持期間においてスキャンドライバ駆動制御信号CSとしてサブフィールド処理器3からスキャンドライバ5に出力される信号であり、制御信号SS1〜SS4は、維持期間においてサステインドライバ駆動制御信号USとしてサブフィールド処理器3からサステインドライバ6に出力される信号である。第2の実施の形態に係るプラズマディスプレイ装置では、第1の実施の形態に係るプラズマディスプレイ装置と同様にクロスあり高効率駆動が行われる。また、スキャン電極12に印加される維持パルスPscの第2の山(第2のパルス)の立ち下がりの期間において、第3の山(第3のパルス)が形成され、サステイン電極13に印加される維持パルスPsuの第2の山(第2のパルス)の立ち下がりの期間において、第3の山(第3のパルス)が形成される。したがって、後述するように、スキャン電極12に印加される維持パルスおよびサステイン電極13に印加される維持パルスの各々は、連続する第1の山(第1のパルス)、第2の山(第2のパルス)および第3の山(第3のパルス)からなる三山波形を有する。
【0163】
図10において、遅延時間T2は、図5の制御信号SS2,SC2の立ち上がりのタイミングである。本実施の形態のプラズマディスプレイ装置では、制御信号SS2,SC2の立ち上がりのタイミングが図5の制御信号SS2,SC2の立ち上がりのタイミングから遅延時間T2ずつ遅延している。それにより、サステインドライバ6の期間TSDおよびスキャンドライバ5の期間TCDが図5の期間TSDおよび期間TCDに比べて長くなる。
【0164】
期間TSDにおいて、サステインドライバ6では、制御信号SS1がローレベルになりトランジスタQS1がオフし、制御信号SS4がハイレベルになりトランジスタQS4がオンする。したがって、回収コンデンサC2がトランジスタQS4およびダイオードD4を介して回収コイルL2に接続され、回収コイルL2およびパネル容量CpによるLC共振により、ノードN4の電圧が緩やかに降下する。このとき、パネル容量Cpに蓄えられた電荷は回収コイルL2、ダイオードD4およびトランジスタQS4を介して回収コンデンサC2に蓄えられ、電荷が回収される。
【0165】
期間TSD内の期間TSD2において、必要とされる放電電流が回収コンデンサC2と回収コイルL2とで構成されるLC回路の電力蓄積能力を超えると、ノードN4の電圧が極小点VpdからVpcに緩やかに上昇し、第3の山が形成される。
【0166】
続いて、期間TSEにおいて、制御信号SS2がハイレベルになりトランジスタQS2がオンし、制御信号SS4がローレベルになりトランジスタQS4がオフする。したがって、ノードN4が接地端子に接続され、ノードN4の電圧がVpcより降下し、接地電位Vgに固定される。
【0167】
一方、期間TCDにおいて、スキャンドライバ5では、制御信号SC1がローレベルになりトランジスタQC1がオフし、制御信号SC4がハイレベルになりトランジスタQC4がオンする。したがって、回収コンデンサC1がトランジスタQC4およびダイオードD2を介して回収コイルL1に接続され、回収コイルL1およびパネル容量CpによるLC共振により、ノードN1の電圧が緩やかに降下する。このとき、パネル容量Cpに蓄えられた電荷は回収コイルL1、ダイオードD2およびトランジスタQC4を介して回収コンデンサC1に蓄えられ、電荷が回収される。
【0168】
期間TCD内の期間TCD2において、必要とされる放電電流が回収コンデンサC1と回収コイルL1とで構成されるLC回路の電力蓄積能力を超えると、ノードN1の電圧が極小点VpdからVpcに緩やかに上昇し、第3の山が形成される。
【0169】
続いて、期間TCEにおいて、制御信号SC2がハイレベルになりトランジスタQC2がオンし、制御信号SC4がローレベルになりトランジスタQC4がオフする。したがって、ノードN1が接地端子に接続され、ノードN1の電圧がVpcより降下し、接地電位Vgに固定される。
【0170】
図11は第2の実施の形態に係るサブフィールド処理器3の主要部の構成を示すブロック図である。
【0171】
図11に示すサブフィールド処理器3が、図6のサブフィールド処理器3と異なるのは、図6の点灯率/遅延時間LUT31および遅延時間決定部32に代えて点灯率/遅延時間LUT31aおよび遅延時間決定部32aを含み、さらに遅延器36,37を含む点である。
【0172】
点灯率/遅延時間LUT31aは、遅延時間決定部32aに接続され、実験データに基づく点灯率と遅延時間T1との関係に加えて実験データに基づく点灯率と遅延時間T2との関係をテーブル形式で記録している。
【0173】
ここで、遅延時間T1は第1の実施の形態における遅延時間T1と同様である。遅延時間T2とは、図5の制御信号SS2の立ち上がりのタイミングから図10の制御信号SS2の立ち上がりのタイミングまでの時間または制御信号SC2の立ち上がりのタイミングから図10の制御信号SC2の立ち上がりのタイミングまでの時間である。
【0174】
遅延時間決定部32aは、図1のサブフィールド点灯率測定器8から出力されるサブフィールド点灯率信号SLに応じて対応する遅延時間T1,T2を点灯率/遅延時間LUT31aから読み出し、読み出した遅延時間T1だけ遅延動作を行うように遅延器34,35を制御し、読み出した遅延時間T2だけ遅延動作を行うように遅延器36,37を制御する。
【0175】
なお、遅延時間T1,T2の決定は、上記のように実験データに基づく点灯率と遅延時間T1,T2との関係をテーブル形式で記憶する例に特に限定されず、点灯率と遅延時間T1,T2との関係を表す近似式から点灯率に対応する遅延時間T1,T2を求めるようにしてもよい。
【0176】
基本制御信号発生器33は、制御信号SC1〜SC4および制御信号SS1〜SS4を発生する。制御信号SC1は遅延器34を介してスキャンドライバ5に与えられ、制御信号SC2は遅延器36を介してスキャンドライバ5に与えられ、制御信号SC3,SC4はスキャンドライバ5に与えられる。また、制御信号SS1は遅延器35を介してサステインドライバ6に与えられ、制御信号SS2は遅延器37を介してサステインドライバ6に与えられ、制御信号SS3,SS4はサステインドライバ6に与えられる。
【0177】
遅延器34は、入力された制御信号SC1の立ち上がりに対して遅延時間決定部32aにより決定された遅延時間T1だけ出力される制御信号SC1の立ち上がりを遅延させ、遅延器35は、入力された制御信号SS1の立ち上がりに対して遅延時間決定部32aにより決定された遅延時間T1だけ出力される制御信号SS1の立ち上がりを遅延させ、遅延器36は、入力された制御信号SC2の立ち上がりに対して遅延時間決定部32aにより決定された遅延時間T2だけ出力される制御信号SC2の立ち上がりを遅延させ、遅延器37は、入力された制御信号SS2の立ち上がりに対して遅延時間決定部32aにより決定された遅延時間T2だけ出力される制御信号SS1の立ち上がりを遅延させる。
【0178】
上記の構成により、サブフィールド処理器3は、サブフィールド点灯測定器8により測定された点灯率に応じて遅延時間T1,T2を変化させ、制御信号SC1,SS1および制御信号SC2,SS2がハイレベルになるタイミングを制御する。
【0179】
次に、図12はサブフィールドごとの点灯率100%および制御信号SS1,SC1の遅延時間T1が400nsの場合の発光効率比、輝度比および維持電力比と制御信号SS2,SC2の遅延時間T2との関係を示す図である。
【0180】
なお、図12の横軸は制御信号SS2,SC2の遅延時間T2を示し、図12の縦軸は連続して第1および第2の放電を行った場合の各遅延時間T2での発光効率、輝度および維持電力との比を示す。図中、三角印は発光効率比を示し、四角印は輝度比を示し、菱形印は維持電力比を示す。
【0181】
図12に示すように、制御信号SS2,SC2の遅延時間T2を長くすることにより輝度比が上昇する。例えば、輝度比は遅延時間T2を100nsに設定することにより4〜5%向上する。なお、発光効率比は制御信号SS2,SC2の遅延時間T2に関わらず、ほぼ一定である。一方、維持電力比は遅延時間T2を長くすることによりわずかに増加するが、放電セルにおいて放電を一回だけ起こさせる場合の約0.9と低減されている。
【0182】
次に、図13はサブフィールドごとの点灯率に対する発光効率の変化を示す図である。図13の横軸は点灯率を示し、図13の縦軸は連続して第1および第2の放電を行った場合の各点灯率での最大の発光効率と一回だけ放電を行った場合の発光効率との比を示す。図中、四角印がクロスあり高効率駆動の場合を示し、菱形印がクロスなし高効率駆動の場合を示す。
【0183】
図13に示すように、クロスあり高効率駆動での発光効率は、クロスなし高効率駆動での発光効率と比較して、点灯率のほぼ全域において向上している。
【0184】
例えば、図13に示すように、点灯率が40%の場合、クロスなし高効率駆動では発光効率比が1.1であるのに対し、クロスあり高効率駆動では発光効率比が1.3であり、点灯率が70%の場合、クロスなし高効率駆動では発光効率比が1.2であるのに対し、クロスあり高効率駆動の場合では発光効率比が1.45となる。
【0185】
図12および図13の結果から、クロスあり高効率駆動において維持パルスPsu,Pscの第2の山(第2のパルス)の立ち下がり期間に、第3の山(第3のパルス)を形成することにより、輝度が向上するとともに、発光効率の向上が図られることがわかる。
【0186】
また、以下に示すように、点灯率に応じて制御信号SS1,SC1の遅延時間T1および制御信号SS2,SC2の遅延時間T2を制御することにより、各放電セルにおいて放電を安定して発生させることができるとともに、放電セルの発光効率を向上させることができる。以下にクロス高効率駆動における制御例を説明する。
【0187】
図14はサブフィールドごとの点灯率に応じた制御信号SS1,SC1の遅延時間T1および制御信号SS2,SC2の遅延時間T2の制御例を示す図である。
【0188】
図14の縦軸は制御信号SS1,SC1の遅延時間T1および制御信号SS2,SC2の遅延時間T2を示し、横軸はサブフィールドごとの点灯率を示す。
【0189】
図14に示すように、サブフィールドごとの点灯率に応じて制御信号SS1,SC1の遅延時間T1および制御信号SS2,SC2の遅延時間T2を変化させる。例えば、点灯率0%〜20%においては、制御信号SS1,SC1の遅延時間T1を0nsとし、点灯率20%〜30%の間においては制御信号SS1,SC1の遅延時間T1を0ns〜200nsで変化させ、点灯率30%〜50%においては制御信号SS1,SC1の遅延時間T1を200nsとし、点灯率50%〜60%においては制御信号SS1,SC1の遅延時間T1を200ns〜400nsで変化させ、点灯率60%〜100%においては制御信号SS1,SC1の遅延時間T1を400nsとする。さらに、点灯率0%〜50%においては制御信号SS2,SC2遅延時間T2を0nsとし、点灯率50%〜60%の間においては制御信号SS2,SC2の遅延時間T2を0ns〜100nsで変化させ、点灯率60%〜100%においては制御信号SS2,SC2の遅延時間T2を100nsとする。
【0190】
このようにして、クロスあり高効率駆動において維持パルスPsu,Pscの立ち下がり期間に第3の山(第3のパルス)を形成するとともにサブフィールドごとの点灯率に応じて制御信号SS1,SC1の遅延時間T1および制御信号SS2,SC2の遅延時間T2を制御することにより、サブフィールドごとの点灯率に応じた最適な発光効率および輝度で放電セルを駆動することができる。
【0191】
第2の実施の形態においては、スキャン電極12およびサステイン電極13が第1および第2の電極に相当し、プラズマディスプレイパネル7が表示パネルに相当し、維持パルスPsu,Pscが第1および第2のパルスからなる駆動波形に相当し、スキャンドライバ5およびサステインドライバ6が駆動手段に相当し、サブフィールド点灯率測定器8が点灯率検出手段またはサブフィールド点灯率検出手段に相当し、遅延時間決定部32aが決定手段に相当し、遅延器34,35,36,37が制御手段に相当し、点灯率/遅延時間LUT31aが記憶手段に相当し、映像信号−サブフィールド対応付け器2がサブフィールド分割手段に相当し、遅延時間T1が第1の遅延時間に相当し、遅延時間T2が第2の遅延時間に相当する。
【0192】
【発明の効果】
本発明によれば、第1の放電により、駆動波形(第1のパルス)の電圧が減少して第1の放電が弱められた後に駆動波形の電圧を再び増加させる(第2のパルス)ことにより、第1の放電に続けて第2の放電を発生させることができる。それにより、第1の放電では、放電に必要な最低限の電力だけが投入されるので、第1の放電が弱まり始めた瞬間から電流制限により紫外線の飽和が緩和され、第1の放電の発光効率が向上する。この結果、点灯すべき全ての放電セルで発光効率の高い第1の放電が行われるとともにさらに第2の放電も行われる。したがって、点灯すべきすべての放電セルの発光効率を向上させることができる。
【0193】
また、第1および第2の電極に印加される駆動波形のうち、一方の駆動波形における第2のパルスの立ち下がり期間と他方の駆動波形における第1のパルスの立ち上がり期間とが部分的に重なることにより、第1のパルスから第2のパルスまでの遅延時間の広い範囲において放電が安定して行われるとともに、発光効率が向上する。それにより、駆動波形の第1および第2のパルスのタイミングのマージンが拡大される。
【0194】
したがって、表示パネルまたは駆動手段の温度変化または生産ロット等の違いにより駆動手段の特性がばらついた場合でも、各放電セルにおいて放電を安定して発生させることができるとともに、放電セルの発光効率を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施の形態によるプラズマディスプレイ装置の構成を示すブロック図
【図2】図1に示すプラズマディスプレイ装置に適用されるADS方式を説明するための図
【図3】図1に示すスキャンドライバおよびサステインドライバの構成を示す回路図
【図4】比較例のプラズマディスプレイ装置のスキャンドライバおよびサステインドライバの維持期間の動作の一例を示すタイミング図
【図5】第1の実施の形態のプラズマディスプレイ装置のスキャンドライバおよびサステインドライバの維持期間の動作の一例を示すタイミング図
【図6】図1に示すサブフィールド処理器の主要部の構成を示すブロック図
【図7】点灯率100%の場合の発光効率と制御信号との関係を示す図
【図8】点灯率に対する発光効率の変化を示す図
【図9】制御信号の遅延時間と点灯率との関係を示す図
【図10】第2の実施の形態のプラズマディスプレイ装置のスキャンドライバおよびサステインドライバの維持期間の動作の一例を示すタイミング図
【図11】第2の実施の形態に係るサブフィールド処理器の主要部の構成を示すブロック図
【図12】点灯率100%,制御信号の遅延時間が400nsの条件でさらに制御信号の遅延時間を変化させた場合の発光効率比、輝度比,維持電力比を示す図
【図13】点灯率に対する発光効率の変化を示す図
【図14】制御信号の遅延時間および制御信号の遅延時間と点灯率との関係を示す図
【図15】AC型PDPにおける放電セルの駆動方法を説明するための図
【図16】従来のプラズマディスプレイ装置のサステインドライバの構成を示す回路図
【図17】図16のサステインドライバの維持期間の動作を示すタイミング図
【符号の説明】
1 A/Dコンバータ(アナログ・デジタル変換器)
2 映像信号−サブフィールド対応付け器
3 サブフィールド処理器
4 データドライバ
5 スキャンドライバ
6 サステインドライバ
7 PDP(プラズマディスプレイパネル)
8 サブフィールド点灯率測定器
31 点灯率/遅延時間LUT(ルックアップテーブル)
32 遅延時間決定部
33 基本制御信号発生器
34,35 遅延器
SS1〜SS4,SC1〜SC4 制御信号
T1,T2 遅延時間
QS1〜QS4,QC1〜QC4 FET(電界効果型トランジスタ)
C1,C2 回収コンデンサ
L1,L2 回収コイル
D1,D2,D3,D4 ダイオード
Psc,Psu 維持パルス
Cp パネル容量
N1,N2,N3,N4,N5,N6 ノード
Claims (2)
- 第1および第2の電極を有する複数の放電セルを含む表示パネルと、
前記放電セルに連続する第1および第2の放電を発生させるために、連続する第1および第2のパルスからなる駆動波形を発生して前記第1および第2の電極に交互に印加する駆動手段と、
前記複数の放電セルのうち同時に点灯させる放電セルの点灯率を検出する点灯率検出手段とを備え、
前記駆動手段は、前記第1および第2の電極に印加される駆動波形のうち一方の駆動波形における前記第2のパルスの立ち下がり期間と他方の駆動波形における前記第1のパルスの立ち上がり期間とが部分的に重なる期間を有するように前記駆動波形を制御し、
前記点灯率検出手段により検出された点灯率に応じて、前記重なる期間における前記他方の駆動波形の前記第1のパルスのピークから前記他方の駆動波形における前記第2のパルスの立ち上り開始時点までの遅延時間を制御する制御手段をさらに備え、
前記制御手段は、前記点灯率が大きくなると前記遅延時間を長くするように制御することを特徴とする表示装置。 - 第1および第2の電極を有する複数の放電セルを選択的に放電させて画像を表示する表示装置の駆動方法であって、
複数の放電セルのうち点灯させるべき放電セルを選択するステップと、
選択された放電セルに連続する第1および第2の放電を発生させるために、連続する第1および第2のパルスからなる駆動波形を発生して第1および第2の電極に交互に印加するステップと、
前記複数の放電セルのうち同時に点灯させる放電セルの点灯率を検出するステップとを備え、
前記第1および第2の電極に印加される駆動波形のうち一方の電極に印加する駆動波形における第2のパルスの立ち下がり期間と他方の電極に印加する駆動波形における第1のパルスの立ち上がり期間とが部分的に重なる期間を有するように前記駆動波形を制御するとともに、前記点灯率が大きくなると前記重なる期間における前記他方の電極に印加する駆動波形の前記第1のパルスのピークから前記他方の電極に印加する駆動波形における前記第2のパルスの立ち上り開始時点までの遅延時間を長くするように制御することを特徴とする表示装置の駆動方法。
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